墊圈塑料模具設計

1、塑料模具課程設計說明書設計題目:墊圈的塑料模具設計院（系）：高職學院 專業(yè)：模具設計與制造 班級:079012 學號:09 設計人:康尚明 指導教師:孫錢江完成日期2010年1月13日目 錄第 一 部分 產品的說明 第 二 部分 塑件分析 第三部分 型腔的數目決定及排布 第 四 部分 注射機的型號和規(guī)格選擇及校核 第 五 部分 分型面的選擇 第 六 部分 澆注系統(tǒng)的設計 第 七 部分 成型零件的工作尺寸計算及結構形式 第 八 部分 導柱導向機構的設置 第 九 部分 推出機構的設計 第 十 部分 溫度調節(jié)系統(tǒng)的設置 第十一部分 設計小結 第十二部分 附錄墊圈塑料模具設計1.塑料成型工藝性分析 該

2、塑料是一塑料墊圈,如圖.生產批量很大,材料為ABS,成型工藝性好,制造成本低,可以注射成型.2.分型面位置的確定 根據塑料結構形式,分型面選在墊圈上下表面,如圖3.確定型腔數量和排列方式 1).型腔數量的確定 該塑料精度要求不同,又是大批量生產,可以采用一模多腔的形式,考慮到模具制造費用,設備運轉費用低一些初定一模四腔的模具形式.2).該塑件含有1個小孔,要使其順利成型,必須在大型蕊上嵌入1個小型蕊,并且小型蕊的直徑與孔直徑相吻合,采用一模四腔的制造成本也會增加,因為所用材料為ABS,配合精度要求不高,采用推桿推出機構,正方形排列各個對角各一個,如圖.4.模具結構形式的確定 上面分析可知,本模

3、具采用一模四腔,圓形排列,推件桿推出,流道采用平衡式,澆口采用潛伏式澆口,采用雙分型面,結構形式采用派生模.5.注射機型號的選定 1).注射量的確定,塑料體積=843塑料質量m最多為凝料m2為未知數,可按塑件質量的0.6倍來計算,上面分析的一模4腔,所以注射量2).塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及鎖模力的計算. 流道凝料包括澆口,在分型面上的投影面積A2,模具設計前為未知值,根據多腔統(tǒng)計分析,A2是每個塑件在分型面上投影面積的0.2-0.5倍,因此可用0.35A1來進行計算,所以.式中,式中型腔壓力P取30MP,因為塑件澆口為側澆口,壓力損失大,取大一些.3.選用注射機 根據每一生產周期的

4、注射量和鎖模力的計算值,可選用XS-Z-60式注射機 注射機參數額定注射量105噴嘴孔直徑4螺桿直徑35拉桿空間190×300注射壓力125注射方式柱塞式鎖模力450定位孔直徑55最大開模行程220動定模固定板尺寸330×340最大厚度300塑化能力5.6最小厚度100噴嘴圓弧半徑124).注射機有關參數的校核(1).由注射機料筒塑化速率校核模具的型腔數nFn為鎖模力,A為單個分型面上的投影,Aj是澆注系統(tǒng)在分型面上的投影.P為成型壓力,一般為注射壓力的0.8倍.(2).注射壓力的校核注射壓力校核合格式中K”取1.3,Po取80MP,屬正常型澆口類.(3)鎖模力校核 鎖模力

5、校核合格其它安裝尺寸校核要待模架選定,結構尺寸確定以后才可以確定.二.澆注系統(tǒng)的設計1.主流道設計 2).主流道尺寸根據所選注射機,則主流道小端尺寸為 d=注射機噴嘴尺寸+(0.501)=2+1=4mm 主流道球面半徑為 SR=噴嘴球面半徑+(12)=19+2=21mm2).主流道襯套形式 本設計雖是小型模具,但為了便于加工和縮短主流道長度,襯套和定位圈還是設計成分體式,主流道長度取40.98mm,約等于定模板的厚度,見圖,襯套如圖,材料采用T8A鋼,熱處理淬火后表面硬度為53HRC-57HRC.3).主流道凝料體積 4).主流道剪切速率校核 由經驗公式主流道剪切速率偏小,主要是注射量小,噴嘴

6、尺寸偏大,使主流道尺寸偏大所致.2.分流道尺寸1).分流道布置形式 分流道應能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài),使塑料熔體盡快地經分流道均衡的分配到各個型腔.因此采用平衡分流道,如圖.2).分流道長度 第一級分流道L1=50mm, 第二級分流道L2=10mm,第三級分流道L3=15.5mm.3).分流道的形狀,截面尺寸以及凝料體積(1).形狀及截面尺寸 為了便于機械加工及凝料脫模,體設計的分流道設置在分型面上定模一側,截面形狀采用加工工藝性比較好的梯形截面,梯形截面以塑料熔體及流動阻力均不大,一般采用以下面經驗公式來確定截面尺寸,即: 根據參考文獻(1)取B=4mm 分流道截面形狀如圖:

7、從理論上L2,L3分流道可比L1截面小10%,但為了刀具的統(tǒng)一和加工方便,在分型面上的分流道采用一樣的截面.(2).凝料體積 分流道長度L=50+10*2+15.5*4=264mm 分流道截面積 凝料體積4)分流道剪切速率校核 采用經驗公式 在 之間,剪切速率校核合格 式中, 式中,t=注射時間,取1s A-梯形面積0.558 C-梯形周長4.5cm5).分流道表面粗造度分流道表面粗造度R要求很低,一般取0.8-1.6 um 即可,在此取0.8um ,如圖所示.3.澆口的設計 根據外部特征,外觀表面質量要求較高,應看不到明顯的澆口痕跡,采用潛伏式澆口,在開模時對澆口自行剪斷,幾乎看不到澆口的痕

8、跡.1) 潛伏式澆口尺寸的確定由經驗公式得,式中 n=塑料材料系數取0.6 C=塑件壁厚的函數值取0.242澆口截面形狀如圖所示,澆口先取 ,然后在試模時再調整.2)澆口剪速率的校核 由點澆口的經驗公式得 剪切速率的校核合格.4.冷料穴的設計(1)主流道冷料穴 如圖所示,采半球形,并采用球形頭拉料桿,該拉料桿固定在動模固定板上,開模時利用凝料對球頭的包緊力使主流道凝料從主流道襯套中脫出.2).公流道冷料穴 在分流道端部加長5mm,作分流道冷料穴.1.3, 成型零件的設計 模具中確定塑件幾何形狀和尺寸精度的零件稱為成型零件.在本設計中成型零件就是成型外面的凹模,成型內表面的凸模.各類成型零件的尺

9、寸設計1. 凹模(型腔) 墊圈四周就一個整體,且無螺紋和其它外部特征,可用整體式,而且加簡單,成本低 為了節(jié)約成本直接用定模板充當型腔的作用。用凸模來保證尺寸。如下圖結構 1-型芯 2-摧管 3-定模板2.凸模(型蕊) 型蕊尺寸2.成型零件剛材的選用 墊圈大批量生產,成型零件所選用的鋼材耐磨性和抗疲勞性能應該良好,機械加工性能和拋沅性能也應良好,因些構成型腔的鋼材選用SM1 墊圈型蕊因為采用推桿推出,磨損也較大,采用硬度較高的模具鋼Cr12MoV,淬火表面硬度58HRC-62HRC.3.成型零件強度及支承板厚度的選用計算 1).型腔側壁厚度(按整體式圓筒形凹模計算)式中,P-型腔壓力(取30M

10、P)E-材料彈性模量,取 -根據塑料品種,模具剛度計算許用變形量 型腔鍘壁可以設為10mm,兩型腔之間受力是大小相等,方向相反的在合模狀態(tài)下不會產生變形,因此兩型腔之間壁厚只要滿足結構設計條件就可以了.型腔與模板周邊的距離由模板外形尺寸來確定,因模板平面尺寸比型腔布置的尺寸要大得多,所以完全滿足強度和剛度要不求.(2).支承板厚度和所選模架兩墊塊之間的跨度有關,根據前面的型腔布置,模架應選在 這個.1.4.模架的確定 根據型腔布局可看出,型腔嵌件分布尺寸75*115,又根據型腔的側壁最小厚度小于1,再考慮導柱,導套及連接螺釘,布置應占的位置,采用推件板推出等各方面的問題,確定選用模架序號為5號

11、,模架結構為A4的形式,如圖所示.各模板尺寸的確定1. A板是定模型腔板,塑件高度3,在模板上還要開設冷卻水道,冷卻水道離型腔應有一定距離,因些A板厚度取25mm.2. C墊塊尺寸32墊塊=推出行程+推板厚度+推桿固定板厚度+(5-10)=2.5+20+15+(5-10)=42.5-47.5,所以墊塊厚度可取50上述尺寸確定之后,就可以確定模架序號為5號,板面200*160,模架結構形式為A4的標準模架. 從選定模架可知,模架外形尺寸:寬*長*高=200*160*163 模具平面尺寸200*160<330*340(拉桿間距)1.5排氣槽的設計 瓶蓋成型型腔體積比較小,約0.268,注射時

12、間約為1s,采用的是潛伏工澆口向型腔頂部傾斜,塑料熔體先充滿型腔頂部,然后充滿周邊下部,這樣型腔頂部不會造成憋氣現象,氣體會沿著分型面和型蕊與推件板之間的軸向間隙向外排出.如果對于中大型塑件一定要通過計算,開設一定量的排氣槽,方可保證產品質量.1.6,脫模推出機構的設計 推桿推出過程中,因為是有孔塑件,所以推桿必須得承受得起以下推出力因為塑件底部為圓形,所以可以將推桿截面設計成圓形,直徑<20mm.1.7冷卻系統(tǒng)的設計 冷卻系統(tǒng)的計算很麻煩,在些只進行簡單計算,在單位時間內塑料內塑料熔體凝固時所放出的熱量應等于冷卻水所帶走的熱量,模具溫度設為401. 冷卻水的體積流量 式中W-單位時間內

13、注入模具中的塑料質量,按每分鐘注射兩次即 Q1單位質量的塑件凝固時所放出的熱量,ABS為 2. 冷卻管道的直徑為使冷卻水處于湍流狀態(tài),查資料取d=2.5mm3. 冷卻水在管道內的流速 4. 冷卻水管道水孔壁與冷卻水之間的傳熱膜系數查參考文獻,1中的表取f =7.22,水溫為30時,因此 5. 冷卻管道的總傳熱面積6. 模具上應開設的冷卻水孔數從計算結果看,因塑件小,單位時間注射量小,所需冷卻水也比較小,但一條冷卻水道對模具來說是不可取的,因為冷卻不均勻.以上是我個人的課程設計,該模具的裝配圖及各個零件圖見附頁.設計小結: 經過兩周多的設計,讓我更加深刻的體會到了設計的快樂,并且從中學到不少知識,明白設計這門課程,