連軸套塑料模具課程設(shè)計2[策劃]

1、目 錄課程設(shè)計任務(wù)書1一、塑件工藝分析41塑件材料分析42結(jié)構(gòu)分析674塑件的壁厚分析7二、模架的選擇8三、注射機的選擇931塑料制品的體積、質(zhì)量的計算932塑料制品投影面積的計算933選擇注射機9四、模具根本結(jié)構(gòu)確實定10五、澆注系統(tǒng)的設(shè)計1151主流道設(shè)計1152 分流道設(shè)計1153冷料穴的設(shè)計1254拉料桿的設(shè)計1255澆口的設(shè)計12六、成型零件的設(shè)計與計算1661型腔的徑向尺寸與深度13凹模尺寸計算13凹模深度計算1462型芯的徑向尺寸與深度146凸模尺寸的計算146.2.2凸模深度的計算14七、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計1571冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原那么1572模具的冷卻水道設(shè)計15八、合模導(dǎo)向機

2、構(gòu)設(shè)計1681導(dǎo)向與定位機構(gòu)設(shè)計1682導(dǎo)向機構(gòu)結(jié)構(gòu)及設(shè)計17九、斜導(dǎo)柱的設(shè)計17十、定距分型機構(gòu)的設(shè)計18十一、脫模機構(gòu)設(shè)計18111脫模機構(gòu)設(shè)計原那么18112脫模機構(gòu)設(shè)計19十二、 注塑機參數(shù)校核19121 最大注射壓力的校核19122最大注塑量校核19123鎖模力校核20124模具閉合高度校核20125開模行程校核20十三、設(shè)計總結(jié)20主要參考文獻21一、塑件工藝分析1塑件材料分析2結(jié)構(gòu)分析 4塑件的壁厚分析二、模架的選擇三、注射機的選擇31塑料制品的體積、質(zhì)量的計算32塑料制品投影面積的計算33選擇注射機四、模具根本結(jié)構(gòu)確實定五、澆注系統(tǒng)的設(shè)計52 分流道設(shè)計53冷料穴的設(shè)計54拉料

3、桿的設(shè)計55澆口的設(shè)計六、成型零件的設(shè)計與計算61型腔的徑向尺寸與深度6凹模尺寸計算6凹模深度計算62型芯的徑向尺寸與深度6凸模尺寸的計算6.2.2凸模深度的計算七、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計71冷卻系統(tǒng)的設(shè)計72模具的冷卻水道設(shè)計八、合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計8.1導(dǎo)向與定位機構(gòu)設(shè)計 82導(dǎo)向機構(gòu)結(jié)構(gòu)及設(shè)計九、斜導(dǎo)柱的設(shè)計十、定距分型機構(gòu)的設(shè)計十一、脫模機構(gòu)設(shè)計11.1脫模機構(gòu)設(shè)計原那么11.2脫模機構(gòu)設(shè)計十二、 注塑機參數(shù)校核12.1 最大注射壓力的校核十三、設(shè)計總結(jié)主要參考文獻一、塑件的工藝分析圖1-1塑件尺寸表1-1 產(chǎn)品設(shè)計要求產(chǎn)品名稱產(chǎn)品材料精度要求生產(chǎn)批量生產(chǎn)方式結(jié)構(gòu)件ABS8級中批量注射成型1塑

4、件材料分析1ABS塑料的成型性能無定形料，流動性中等，吸濕大，必須充分枯燥，外表要求光澤的塑件須長時間預(yù)熱枯燥；宜取高料溫、高模溫，但料溫過高易分解分解溫度>250度，對精度較高的塑件，模溫直接取5060度，對光澤耐熱塑件，模溫取6080度。2ABS塑料的性能特點 ABS在一定溫度范圍內(nèi)具有良好的抗沖擊強度和外表硬度，有較好的尺寸穩(wěn)定性、一定的耐化學(xué)藥品性和良好的電氣絕緣性。它不透明，一般呈淺象牙色，能通過著色而制成具有高度光澤的其它任何色澤制品，電鍍級的外表可進行電鍍、真空鍍膜等裝飾。通用級ABS不透水、燃燒緩慢，燃燒時軟化，火焰呈黃色、有黑煙，最后燒焦、有特殊氣味，但無熔融滴落，可用

5、注射、擠塑和真空等成型方法進行加工。3ABS塑料的級別與用途ABS按用途不同可分為通用級(包括各種抗沖級)、阻燃級、耐熱級、電鍍級、透明級、結(jié)構(gòu)發(fā)泡級和改性ABS等。通用級用于制造齒輪、軸承、把手、機器外殼和部件、各種儀表、計算機、收錄機、電視機、 等外殼和玩具等；阻燃級用于制造電子部件，如計算機終端、機器外殼和各種家用電器產(chǎn)品；結(jié)構(gòu)發(fā)泡級用于制造電子裝置的罩殼等；耐熱級用于制造動力裝置中自動化儀表和電動機外殼等；電鍍級用于制造汽車部件、各種旋鈕、銘牌、裝飾品和日用品；透明級用于制造度盤、冰箱內(nèi)食品盤等。4ABS的加工條件ABS加工成型條件預(yù)枯燥枯燥時間3-4小時枯燥溫度80-90度枯燥設(shè)備料

6、斗枯燥或烘箱，條件允許使用除濕枯燥器。注：由于在制造過程、儲運過程以及潮濕氣候等條件下，會含有水分，枯燥情況根據(jù)實際情況選擇。參考注塑工藝注塑溫度180-230度注射壓力40-100MPa注射速度20-80mm/s模具溫度40-85度循環(huán)時間20-60S背壓0-5Mpa注：以上注塑工藝應(yīng)根據(jù)制品形狀、模具設(shè)計以及注塑機參數(shù)等條件的不同而不同，具體應(yīng)根據(jù)實際情況調(diào)整。適宜壁厚mm2澆口設(shè)計小型制品可用潛水澆口或點式澆口，較大型制品那么最好使用大澆口但流道長度應(yīng)越短越好，可用熱流道。收縮率%吸水率%2結(jié)構(gòu)分析 圖1-2塑件彩圖如圖1-2所示，該塑件上部是個模數(shù)為0.5mm的齒輪，下部為帶凸緣、側(cè)凸

7、和內(nèi)凹的環(huán)形件。齒輪這局部的成型零件可以通過線切割的方式以嵌塊的形式固定在A板，同時齒輪局部的型芯也固定在A板。齒輪以下局部可以通過斜滑塊的形式實現(xiàn)側(cè)向分型，但考慮到這局部有凸緣、側(cè)凸和內(nèi)凹，所以塑件中間局部通過斜滑塊抽芯，分型面設(shè)在側(cè)凸局部；而塑件的下部那么通過固定的型腔和型芯成型，通過推桿推出和氣吹出工件。該制件的尺寸均未標注公差，尺寸精度8級。如圖1-3所示，查得各個尺寸的公差分別如下：、圖1-3塑件公差4塑件的壁厚分析從塑件的壁厚來看,塑件從上到下壁厚的變化范圍約為1.53mm之間，壁厚變化不大,有利于零件成型。 由以上分析可見，該零件結(jié)構(gòu)屬于簡單構(gòu)件,結(jié)構(gòu)工藝性合理,不需要對制件的結(jié)

8、構(gòu)進行修改。塑件的尺寸精度要求不高,對應(yīng)的模具零件的尺寸加工容易保證。注射時,在工藝參數(shù)控制得較好的情況下,制件的成型要求可以得到保證。二、模架的選擇A板：主要成形塑件的齒輪局部，由于這局部型芯和型腔尺寸都比擬小，所以都不需要設(shè)計水冷卻系統(tǒng)。由于齒輪型腔加工的難度比擬大，所以采用嵌塊的形式。因此初選A板的厚度為30mm。墊板：蓋模架墊板的高度有80mm和100mm供選擇，由于本設(shè)計采用了氣動二次推出，須要在C板下安裝氣吹出系統(tǒng)，所以選擇墊板的厚度為100mm。因此，根據(jù)以上所選尺寸和標準模架規(guī)定的尺寸可知道模具的厚度為255mm，各板尺寸和閉模高度如圖2-1所示圖2-1標準模架三、注射機的選擇

9、31塑料制品的體積、質(zhì)量的計算根據(jù)塑料模設(shè)計手冊查得ABC塑料的密度由UG軟件建模分析單個塑件的體積可見該塑件為小尺寸塑件，可以設(shè)計一模多腔，初定一模八腔。由PRO/E軟件建模分析塑件的澆注系統(tǒng)體積注射總體積是注射總質(zhì)量是32塑料制品投影面積的計算單個塑件在垂直開模方向上的投影面積為全部塑件在垂直開模方向上的投影面積為33選擇注射機綜合考慮塑料制品的最大注射量和模具的閉合高度,注射容量的注射機，初選定注塑機型號為XS-ZY-125。注塑機的參數(shù)如下：螺桿直徑mm42注塑容量125注塑壓力/MP119鎖模力/kN900模板行程/mm300模具最小厚度/mm200模具最大厚度/mm300定位孔直徑

10、/mm100噴嘴球半徑/mm12噴嘴球孔徑/mm4四、模具根本結(jié)構(gòu)確實定經(jīng)分析，該塑件的成型必須采用側(cè)向向外抽芯. 方案：雙分型面注射模 它從不同的分型面取出流道內(nèi)的冷凝料和塑件，又成為三板式注射模。這種方式一般采用點澆口，分流道設(shè)置在定模板和A板之間，塑件設(shè)置在A板和B板之間。成型局部的工作零件與方案一大概相通，采用斜滑塊側(cè)向抽芯，拉料桿設(shè)置在動模板穿過A板，把留在定模板中的冷料向下拉。開模時A板與定模板別離，通過定模板上的斜孔拉斷點澆口，緊接著拉料桿把冷料從定模板上拉出；但A板距離定模板一定距離時，A板和B板別離，實現(xiàn)側(cè)抽芯和塑件的頂出。五、澆注系統(tǒng)的設(shè)計普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口

11、和冷料井組成。在設(shè)計澆注系統(tǒng)前首先必須確定塑料的成形位置，該結(jié)構(gòu)件模具采用一模腔三板式結(jié)構(gòu)，頂出裝置采用頂桿滑塊聯(lián)合推出和氣吹出。根據(jù)上表的得XS-ZY-125型注射機噴嘴的有關(guān)尺寸為：噴嘴前端孔徑d1=4 mm噴嘴后端球面半徑R1=12 mm根據(jù)模具主流道球面半徑R=R1+12mm小端直徑d=d1+(0.51) mm小端面直徑d=5 mm故取主流道球面半徑R=20 mm為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計成圓錐形，其斜度為：1°3°。經(jīng)換算得主流道大端直徑D=mm圖5-1澆口套尺寸52 分流道設(shè)計分流道是主流道與澆口之間的通道。點澆口澆注系統(tǒng)的分流道在澆口推板和定模

12、板之間的分型面以及定模板的豎直位置。本模具是一模腔，個點澆口進料，分流道設(shè)置成直線。為了便于制造，本模具分流道為U形截面，只設(shè)置在定模一側(cè)。53冷料穴的設(shè)計冷料穴位于主流道正對面的動模板上，或處于分流道末端。其作用是捕集料流前鋒的“冷料，防止“冷料進入型腔而影響塑件質(zhì)量，開模時又將主流道的凝料拉出。本模具在分流道設(shè)置冷料穴，其長度為11.5倍的流道直徑。冷料穴長度取6mm。 54拉料桿的設(shè)計點澆口澆注系統(tǒng)分流道拉料桿如下圖。用無頭螺釘固定在定模面板上，直徑4mm，頭部作成倒錐形，作用是流道推板和定模板翻開時，講澆口凝料拉出定模板，使?jié)部谀虾椭破纷詣忧袛唷D5-4拉料桿55澆口的設(shè)計澆口是連接

13、分流道與型腔之間的一段細短通道，是澆注系統(tǒng)的最后局部，其作用是使塑料以較快的速度進去并充滿型腔。它能很快冷卻封閉，防止型腔還未冷卻的熔體倒流。設(shè)計時須考慮產(chǎn)品的尺寸、截面積尺寸、模具結(jié)構(gòu)、成型條件及塑料性能。常用于三板模的澆注系統(tǒng)，熔體可有型腔任何位置一點或多點地進入型腔。適合于PE、PP、PC、PS、PA、POM、AS、ABS等多種塑料。六、成型零件的設(shè)計與計算 所謂工作尺寸是零件上直接用以成型塑件局部尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸。包括矩形和異形型芯的長和寬，型腔深度和型芯高度和尺寸。中心距尺寸等。查表得，ABS的平均收縮率取S=0.55%，塑件的尺寸公差I(lǐng)T=8。由表2-17確定塑件尺

14、寸公差如下圖。圖6-1塑件公差61型腔的徑向尺寸與深度6凹模尺寸計算對于塑件、是尺寸的凹模外形尺寸：故6凹模深度計算對于塑件、尺寸的凹模深度尺寸：因為 式中 塑件高度方向的最大尺寸。故 62型芯的徑向尺寸與深度6凸模尺寸的計算對于塑件、尺寸的凸模外形尺寸： 因為 =1+S+(3/4) 式中 塑件內(nèi)形徑向的最小尺寸。故 6.2.2凸模高度的計算對于塑件、尺寸的凸模深度尺寸：因為 式中 塑件高度方向的最大尺寸。故 七、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計在注射成形過程中，模具的溫度直接影響塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。ABS在料筒的溫度一般為180到230左右，模溫一般控制在60到80。模具直接影響PA的結(jié)晶情況及性能

15、表現(xiàn)，模溫高那么結(jié)晶度大，剛性，硬度，耐模性提高；模溫低那么柔韌性好，伸長率高，收縮率小。ABS注射時本身溫度較高，再加上是高速注射，所以模溫通常也較高，ABS注射模一般需要設(shè)置合理的冷卻系統(tǒng)。71冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原那么（1） 冷卻系統(tǒng)的布置應(yīng)先于脫模機構(gòu)（2） 合理地確定冷卻管道的直徑中心距以及與型腔壁的距離 根據(jù)經(jīng)驗，一般冷卻管道中心線與型腔壁的距離應(yīng)為冷卻管道直徑的12倍，冷卻管道的中心距約為管道直徑的35倍，并盡可能使冷卻管道分別到各處型腔外表的距離相等。（3） 降低進出水的溫度差 一般緊密模具的進出水溫度差應(yīng)在2內(nèi)，普通模具不應(yīng)超過5.（4） 澆口處應(yīng)加強冷卻（5） 應(yīng)防止將冷卻水道開

16、設(shè)在塑件的熔接痕處，并注意干預(yù)和密封等問題。（6） 冷卻水道應(yīng)便于加工和清理72模具的冷卻水道設(shè)計分析：該塑件需要三局部的成型零件，上下型芯型腔和側(cè)向的瓣合式型腔。從尺寸上看，上部的型芯很小，型腔也深，只有4mm，因此上型芯和型腔都不需要設(shè)計冷卻液；下局部的型芯比前者要大要高，由于零件的尺寸本來不大，而且對于這類型的脫模機構(gòu)，設(shè)計起來比擬復(fù)雜，所以下型芯也不需要冷卻。側(cè)向型腔與塑料接觸面積很大，且斜滑塊體積較小，散熱困難，所以需要設(shè)計冷卻液。冷卻液布置如下圖。圖7-1冷卻水道因為零件的尺寸較小，而且一模八腔，設(shè)計冷卻液所用的空間相對小了。所該模具的冷卻水管的直徑用，采用直通形式冷卻。八、合模導(dǎo)

17、向機構(gòu)設(shè)計8.1導(dǎo)向與定位機構(gòu)設(shè)計 導(dǎo)向機構(gòu)的功用：(1) 定位作用 合模時保證動、定模正確的位置，以便合模后保持模具型腔的正確形狀。(2) 導(dǎo)向作用合模時引導(dǎo)動模按序正確閉和，防止損壞凹、凸模。(3) 承載作用導(dǎo)柱在工作中承受一定的側(cè)向壓力。圖8-1推板導(dǎo)向 圖8-2開合模導(dǎo)向82導(dǎo)向機構(gòu)結(jié)構(gòu)及設(shè)計模具設(shè)計通常購置標準模架，其中包括了導(dǎo)向機構(gòu)。本模具采三板模且模具本身比擬大，應(yīng)選用龍記模具細水口本身配置的導(dǎo)向機構(gòu)。定模板、動模板之間的導(dǎo)柱導(dǎo)套一般為四根，合理均布在模具的四角。為確保合模時只能按一個方向合模，可采用等直徑導(dǎo)柱不對稱布置或不等直徑對稱布置的方法。龍記模架采用等直徑導(dǎo)柱，其中一個導(dǎo)

18、柱導(dǎo)套不對稱布置的方法，以防止動、定模裝錯。九、斜導(dǎo)柱的設(shè)計側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)，簡答講就是與動、定模開模方向不一致的開模機構(gòu)。其根本原理是模具開合的垂直方向轉(zhuǎn)變成側(cè)向運動，從而將制品的側(cè)向凹凸結(jié)構(gòu)中的模具成型零件在制品被推出之前脫離開制品，讓制品能夠順利脫模。實現(xiàn)將垂直運動轉(zhuǎn)變?yōu)閭?cè)向運動的機構(gòu)主要有斜導(dǎo)柱、彎銷、斜向T型槽、T型快和液壓油缸等。斜導(dǎo)柱的傾斜角： 斜導(dǎo)柱軸線與開模方向的夾角稱為斜導(dǎo)柱的傾斜角，它是決定抽芯機構(gòu)的重要參數(shù)，綜合并經(jīng)實際推到，的值一般不得大于25°，通常采用15°-23°，取=20°斜導(dǎo)柱的長度： 斜導(dǎo)柱的長度：L=L1+L2+

19、L3+L4+L5=8mm 斜導(dǎo)柱直徑：由斜導(dǎo)柱的傾斜角、脫模力，查表得d=12mm十、定距分型機構(gòu)的設(shè)計 該注塑模的開模順序是：首先定模座與A板分開，A板和B板之間通過安裝聚氨脂使其保持相對距離不變，這時澆口被拉斷；當定模座相對A板移動一定距離時，定距拉桿的頭部把A板向上托，由于力度很大，把原來被聚氨脂拉的很緊的A、B板拉開。這樣實現(xiàn)了定距開模和開模的順序。十一、脫模機構(gòu)設(shè)計脫模機構(gòu)設(shè)計原那么脫模機構(gòu)設(shè)計時須遵循以下原那么：1 因為塑料收縮時抱緊凸模，所以頂出力的作用點應(yīng)盡量靠近凸模；2 頂出力應(yīng)作用在塑件剛性和強度最大的部位，如加強條、凸緣、厚壁等處，作用面積也盡可能大一些，以防止塑件變形和

20、損壞；3 為保證良好的塑件外觀，頂出位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗庥^影響不大的部位；4 假設(shè)頂出部位需設(shè)在塑件使用或裝配的基面上時，為不影響塑件尺寸和使用，一般頂桿與塑件接觸處凹進塑件0.05；否那么塑件會出凸起，影響基面的平整。脫模機構(gòu)設(shè)計按模具結(jié)構(gòu)脫模機構(gòu)分為以下幾類：簡單脫模推出一次推出、二次推出、順序推出、雙脫模推出、定模推出以及帶螺紋制品的脫模機構(gòu)等不同類型。而該制品由于采取了瓣合式斜滑塊形式實現(xiàn)側(cè)。模具的脫模機構(gòu)。當模具完全開模時，頂出缸開始工作，板推板向上頂。在推桿的作用下，斜滑塊斜向上運動，同時頂桿把塑件向上頂，頂出距離與滑塊在垂直方向上的距離相等。在此過程中，當推板將被頂?shù)?/p>

21、盡頭的時候，推板頂?shù)綒忾y，高壓氣進入氣道通過頂桿與型芯的間隙進入塑件下部腔體，最后塑件在氣壓的作用下完全脫離模具。這實現(xiàn)了塑件的二次頂出。十二、 注塑機參數(shù)校核 最大注射壓力的校核ABS塑料的注塑壓力是40-100Mpa，而上面所選的注塑機的注塑壓力為119Mpa，滿足其要求。最大注塑量校核注塑機的最大注塑量應(yīng)大于制品的質(zhì)量或體積(包括流道及澆口凝料和飛邊),通常注塑機的實際注塑量最好是注塑機的最大注量的80%。所以，選用的注塑機最大注塑量應(yīng)滿足： 故 而選定的注塑機注塑量為，所以滿足要求。鎖模力校核所需鎖模力計算 pA故 pA=80kN選定的注塑機為900kN，滿足要求。模具實際厚度 注塑機最小閉合厚度 注塑機最大閉合厚度 即 ，故滿足要求。開模行程校核注塑機的最大行程與模具厚度有關(guān)，故注塑機的開模行程應(yīng)滿足下式： 510mm 因為 20+23+60+7=110mm故滿足要求。 十三、設(shè)計總結(jié)通過課程設(shè)計，使我深深體會到，干任何事都必須耐心，細致。課程設(shè)計過程中，許多計算有時不免令我感到有些心煩意亂，有幾次因為不小心我計算出錯，只能毫不情愿地重來，但想到今后自己應(yīng)當承當?shù)纳鐣熑?，想到世界上因為某些細小失誤而出現(xiàn)的令世人無比震驚的事故，我不禁時刻提示自己，一定養(yǎng)成一種高度負責，認真對待的