Y型密封圈模具設(shè)計說明書

1、 第一章塑件及材料的工藝性分析1.1設(shè)計任務(wù)的原始依據(jù)本次設(shè)計是由指導(dǎo)老師以樣件的形式為我們下達的設(shè)計任務(wù)，要求我們設(shè)計一套成型自選樣件注射模具。我所設(shè)計Y型密封圈樣件的塑料制品圖如圖1-1所示。該塑件的材料為TPU,塑件的使用精度為一般精度要求，塑件外表面光滑、無飛邊毛刺及明顯的熔接痕，側(cè)面不允許有澆口痕跡。塑件的強度和剛度要滿足裝配及其他方面的使用要求。該塑件的生產(chǎn)屬于較大批生產(chǎn)。生產(chǎn)條件為臥式中小型注射機。1.&Ma圖1-1Y形密封圈塑料制品圖1.2塑件的工藝性分析塑件的材料特性和成型性能分析塑件材料為TPU,查手冊知TPU塑料的收縮率為1%。熱塑性聚氨酯彈性體，具有高張力、高拉力、強韌

2、和耐老化，抗撕裂性的特性。擠出級系列（硬度75A-64D）以表面光澤度分為光面及霧面兩種，成形性良好，表面無麻點、應(yīng)用于彈性肩帶、各種線材、裝飾材料、運動器材、服裝輔料、密封材料等領(lǐng)域。材料的工藝性分析TPU塑料可以使用螺桿注射機。一般使用螺桿注射機時得工藝條件如下:料筒溫度后段130180C；中段，前段150210C；注射壓力80120Mpa；模具溫度2040C；注射時間1520s；保壓時間1520s；冷卻時間2040s。成型TPU90塑料時，熔融粘度對溫度依存性大。溫度過高則粘度降低，樹脂一流動，容易產(chǎn)生溢料孔隙、凹凸收縮等不良現(xiàn)象;3.澆口的選擇TPU在澆口、方面沒有特別的限制，用澆口粗

3、、傾角大的模具在脫模時十分方便。比通用樹脂的大些。但須注意采用點狀空隙節(jié)流孔時孔直徑要大于0.7mm,否則樹脂填充不好得不到好的制品。4.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計為了方便加工和熱處理，型芯、型腔均采用整體式結(jié)構(gòu)。13型腔數(shù)目的確定根據(jù)塑件形狀簡單，但形狀較大，生產(chǎn)批量較大及尺寸精度要求，應(yīng)使用單型腔注射模具，故模具采用一模一腔。按照塑料件圖所示（小溝、槽等部位簡化）近似計算：單件塑件體積為：VS14.539cm3查手冊知塑料LDPE的密度為1.101.25g/cm3（取平均密度為1.175g/cm3）由制品尺寸計算出單件塑件重量為ms=14.539x1.175=17g14塑件推出方式確定的由于塑件形

4、狀為圓環(huán)形，由于是高端密封件所以使用推桿推出容易在塑件上留下推出痕跡，不宜采用；由于塑件柔軟，單獨使用推件板推出時容易使塑件變形。所以選擇導(dǎo)柱兼推桿綜合推出機構(gòu)完成塑件的推出，這種方法使推出力均勻，塑件在推出時變形小，推出可靠，強制脫模容易。推出方式見圖2-2.圖2-2塑件的推出方式第二章成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計和工作尺寸計算2.1成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計包括凹模和凸模的設(shè)計。凹模采用鑲拼式結(jié)構(gòu)，有定模板、型腔鑲件組成，如圖1-2所示。型腔鑲件成型塑件的側(cè)壁，潛伏澆口也開設(shè)在型腔鑲件上，這樣使加工方便，有利于凹模的拋光。型腔鑲件可以更換，提高了模具的使用壽命。凸模采用整體式結(jié)構(gòu)，如裝配圖所示。

5、可以成型制件上的凸圓，進行強制脫模。由于凸模形狀簡單，凸模可以直接通過數(shù)控車進行車制。圖2-1凹模鑲拼式結(jié)構(gòu)2.2成型零件工作尺寸計算成型零件工作尺寸是指直接用來構(gòu)成塑件型面的尺寸，主要有凹模和型芯的徑向尺寸、深度（高度）尺寸和中心距尺寸等。塑料制品在成型過程中影響其尺寸精度的主要因素有以下幾個方面：（1）型腔、型芯等成型零件在制造時的尺寸精度。（2）型芯和型腔采用整體嵌入式結(jié)構(gòu)，起制造和組裝誤差會影響到創(chuàng)造產(chǎn)品的尺寸精度。（3）塑料收縮率波動值：對于工藝條件，一般講，注塑壓力提高，收縮率減小;溫度升高，收縮率增加；保壓時間延長，收縮率也減?。幻撃Ｋ俣燃涌?，收縮率增大。制品結(jié)構(gòu)對收縮率的影響有

6、：有嵌件比沒有嵌件、薄壁比厚壁、形狀復(fù)雜比形狀簡單的，其收縮率都有一定程度的減小，而徑向尺寸的收縮率比厚度方向尺寸要大。當(dāng)然塑料本身由于牌號不一，批號、廠家不同，即使同一類塑料，其收縮率也往往波動不一，引起制品精度的降低。型腔成型零件長期在工作過程中的磨損：塑料在型腔中流動或制品脫模時與型腔壁摩擦都會造成成型零件的磨損，一般估計與制品脫模方向平行的壁面磨損較大，與制品脫模方向垂直的壁面則磨損較小。當(dāng)然塑料本身的性質(zhì)關(guān)系也很重大。已知TPU塑料的收縮率是1%,塑件未注公差按一般精度的3級精度公差選取，即取屮255為屮2550.05，根據(jù)計算公式得尺寸如下：取6z=1/4=1.0/4=0.25DM

7、=D+DS-/2-6z/2二257+257X0.01-0.5-0.125=258.9+0.25D二DM-K6z二258.945-0.25+0.25=258.7+0.25MdM二d+ds+A/2+6z/2o-6z二241.4+241.4X0.01+0.05+0.125。-0.25=244.439。-0.25d=d+K0=244.439+0.250=244.7。MM-6z-0.25-0.25K=(1/41/3)=0.25第三章澆注系統(tǒng)設(shè)計31確定分型面位置該塑件的結(jié)構(gòu)如圖1-1所示，塑件分型面的選擇應(yīng)保證塑件的質(zhì)量要求，塑件的分型面位置如圖3-1所示。分型面選擇在塑件的上端面的最大截面處，這樣的選

8、擇使塑件的外表面可以在鑲拼凹模型腔內(nèi)成型，塑件的外表面光滑，塑件強制脫模方便。因此選擇如圖所示的分型面位置。wRLpi圖3-1分型面的選擇3.2型腔位置的排布由于塑件采用一模一腔的結(jié)構(gòu)形式，可遵循澆注系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)盡量采用從主流道到各個型腔分流道的形狀及尺寸相同的設(shè)計的原則，則采用平衡式的型腔布置，這樣的模具結(jié)構(gòu)分布均勻，制造加工方便，生產(chǎn)效率高，塑件成本較低。型腔布置如圖3-3所示圖3-2型腔的布置3.3主流道、分流道及澆口設(shè)計普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。在設(shè)計澆注系統(tǒng)之前必須確定塑件成型位置，本設(shè)計采用一模一腔，澆注系統(tǒng)的設(shè)計是注塑模具設(shè)計的一個重要的環(huán)節(jié)，它對注塑成型周

9、期和塑件質(zhì)量（如外觀，物理性能，尺寸精度）都有直接的影響，設(shè)計時必須按如下原則：型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對稱，防止模具承受偏載而造成溢料現(xiàn)象。型腔和澆口的排列要盡可能地減少模具外形尺寸。系統(tǒng)流道應(yīng)盡可能短，斷面尺寸適當(dāng)，盡量減少彎折，表面粗糙度要低，以使熱量及壓力損失盡可能小。對多型腔應(yīng)盡可能使塑料熔體在同一時間內(nèi)進入各個型腔的深處及角落，及分流道盡可能平衡布置。澆口位置要適當(dāng)，盡量避免沖擊嵌件和細小型芯，防止型芯變形澆口的殘痕不應(yīng)影響塑件的外觀。塑件采用潛伏澆口成型，其澆注系統(tǒng)形式如圖3-3所示。潛伏澆口潛伏在模芯部分，潛伏澆口的錐角0為18，傾斜角a為50。主流道設(shè)計成圓錐型，其錐角為2

10、6內(nèi)壁粗糙度Ra取0.4m,上端直徑與注射機噴嘴相配合，下端直徑為屮12毫米。如圖3-3所示。分流道截面設(shè)計成U形截面流道，加工較容易，且熱量損失與壓力損失均不大，為常用形式。U形截面分流道的尺寸可根據(jù)制品的壁厚、體積、形狀復(fù)雜程度及所用塑料的性能等因素確定，該塑料件采用TPU塑料，根據(jù)經(jīng)驗分流道的半徑R可取3。54mm。如圖3-3所示。圖3-3澆注系統(tǒng)的設(shè)計第四章選擇注射機和標(biāo)準(zhǔn)模架4.1初選注射機一、注射量的選擇在一個注射成型周期內(nèi)，注射模內(nèi)所需的塑料熔體總量mi與模具澆注系統(tǒng)的容1積和型腔容積有關(guān)，其值用下式計算：M=Nm+m1sj該塑料制品單件重m=17g,N為型腔數(shù)目，本模具型腔數(shù)目

11、為1,澆注系統(tǒng)和飛s邊所需的塑料質(zhì)量根據(jù)經(jīng)驗一般為1020g，對于此模具的澆注系統(tǒng)和飛邊所需的塑料質(zhì)量山）,取15g。設(shè)計注射模時，必須保證Mi小于注射機允許的最大注射量M,即滿足注射量M$M./O.8Ii式中：M額定注射量（g）；Mj塑件與澆注系統(tǒng)凝料的重量和（g）；該制品單件重2g;共4件；澆注系統(tǒng)估算取8g；所以叫=17X1+15=32g即叫/0.8=32/0.8g=40g二、注射壓力的選擇查手冊TPU塑料成型時的壓力p=80120Mpa尸成型尸三、鎖模力計算鎖模力P鎖模力2PF式中：P塑料成型時型腔壓力，TPU塑料的型腔壓力p=80Mpa；F澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積和（mm?

12、）。各型腔及澆注系統(tǒng)及各型腔在分型面上的投影面積（尺寸參照圖3-3）；根據(jù)以上分析、計算，查教材表4-2初選注射機型號為：XS-ZY-125。4.2注射機的規(guī)格參數(shù)125克注射機XS-ZY-60有關(guān)參數(shù)如下:最大注射量最大注射壓力1460公斤/平方厘米鎖模力90噸最大成型面積320平方厘米裝模高度200-300毫米最大開模行程300毫米噴嘴圓弧半徑12毫米噴嘴孔直徑4毫米4.3選模架一、計算模架中A、B、C板的厚度本模具為非標(biāo)準(zhǔn)模架A板：水道直徑+制件凹入部分+余量=10+3.5+20=33.5；B板：根據(jù)制件高度+水道+余量=10+10+16，高度取3540取36,B板型芯高度與B板同高，則

13、B板型芯高度為36；C板：推桿固定板的高度與推板的高度與制件的高度之和加點余量取102；二、計算模架外形尺寸由于本模架為非標(biāo)準(zhǔn)模架，在不防止模架變形的基礎(chǔ)上，根據(jù)經(jīng)驗和選擇的注塑機最大裝模高度來計算模架的尺寸。所以根據(jù)以上分析，計算以及型腔尺寸及位置尺寸可確定模架的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格。模架具體結(jié)構(gòu)如圖4-3所示。4.4校核注射機一、注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度的校核由于在初選注射機和選用標(biāo)準(zhǔn)模架時是根據(jù)以上四個技術(shù)參數(shù)及計算壁厚等因素選用的，所以注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度不必進行校核，已符合所選注射機要求。二、開模行程的校核注射機最大開模行程S：S$2h+h+（510）件澆式中h一塑

14、料制品高度（mm）；件h一澆注系統(tǒng)高度（mm）。澆取制件和澆注系統(tǒng)所需的開模行程應(yīng)為：2h+h+（510）=2X10+78+（510）mm=108mm,取108mm件澆即注射機開模行程S=300mm大于取制件和澆注系統(tǒng)所需的開模行程108mm,故注射機的開模行程滿足要求。三、模具在注射機上的安裝該注射模具外形尺寸為（P470X295毫米，小于注射機拉桿間距和最大模具厚度，可以方便的安裝在注射機上。第五章冷卻系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的設(shè)計51冷卻系統(tǒng)的設(shè)計注射模具的溫度對塑料熔體的充模流動、固化定型、生產(chǎn)效率及塑件的質(zhì)量都有重要的影響。注射模中設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的，就是要通過控制模具溫度，使注射機具有良

15、好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)效率。冷卻回路的設(shè)計應(yīng)做到回路系統(tǒng)內(nèi)流動的介質(zhì)能充分吸收成型塑件所傳到的熱量，使模具成型表面的溫度穩(wěn)定地保持在所需的溫度范圍內(nèi)，并且要做到使冷卻介質(zhì)在回路系統(tǒng)內(nèi)的流動暢通，無滯留。模具冷卻系統(tǒng)的過程中，還應(yīng)同時遵循：冷卻水孔到型腔表面的距離相等；冷卻水道的數(shù)量盡量多，孔徑盡量大；冷卻水孔道不應(yīng)穿過鑲塊或其接縫部位，以防漏水；進水口水管接頭的位置應(yīng)盡可能設(shè)在模具的同一側(cè)，通常應(yīng)設(shè)在注塑機的背面；5冷卻水孔應(yīng)避免設(shè)在塑件的熔接痕處；而且在冷卻系統(tǒng)內(nèi)，各相連接處應(yīng)保持密封，防止冷卻水外泄。由于制件比較簡單（件?。?，冷卻水道的位置、結(jié)構(gòu)形式、孔徑、表面狀態(tài)、水的流速、模具材料等

16、很多因素都不會影響模具的冷卻效果。實際生產(chǎn)中，通常都是根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)確定冷卻水路，通過調(diào)節(jié)水溫、水速來滿足要求。模具的冷卻分兩部分，一部分是凹模的冷卻，另一部分是凸模的冷卻。凹模冷卻回路形式采用直流式的單層冷卻回路，該回路是由在型腔鑲塊和定模板上的兩條屮8mm的冷卻水道完成，如圖5-1所示。型芯冷卻回路形式采用直流式的單層冷卻回路，該回路是由在動模板上的四條屮8mm的冷卻水道完成，如圖5-2所示。圖5-1凹模冷卻水道圖5-2凸模冷卻水道5.2排氣系統(tǒng)的設(shè)計當(dāng)塑料熔體填充型腔時，必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內(nèi)因各種原因而產(chǎn)生的氣體不能及時被排出，將會在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清晰及缺料等缺陷；此外氣體受壓，體積縮小而產(chǎn)生高溫會導(dǎo)致塑件局部碳化或燒焦，同時積存的氣體還會產(chǎn)生反壓力而降低充模速度，因此型腔設(shè)計時必須考慮排氣方式。由于制品尺寸較小，利用分型面間隙排氣。致謝通過對Y型密封圈成型模具的設(shè)計，使我對常用塑料在成型過程中對模具的工藝要求有了更深一層的理解，綜合地掌握產(chǎn)品零件的成型工藝分析、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本方法和步驟、非標(biāo)準(zhǔn)模具零件設(shè)計、塑料成型模具的結(jié)構(gòu)特點及設(shè)計計算方法。在設(shè)計過程充分利用了各種可以利用的方式，同時在反復(fù)的思考中不斷深化對各種理論知識的理解，使我把所學(xué)到的基本理論知識運用到實踐，拓寬設(shè)計思路，使所