塑料传动机架注塑模设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目录 前言 1 分析制品及材料工艺性 . 1 析塑件成型工艺性 . 4 析制品原材料的工艺性 . 4 基本特性 . 4 成形特性 . 5 成型条件 . 5 2 拟定模具结构形式 . 7 型面位置的确定 . 7 腔数目的确定 . 8 腔的布局 . 8 3 注射机型号的确定 . 10 射量的计算 . 10 射机型 号的选定 . 10 腔数量及注射机有关工艺参数的校核 . 10 腔数量的校核 . 10 射机工艺与安装参数的 校核 . 11 4 浇注系统的设计 . 13 流道设计 . 13 流道尺寸 . 13 流道衬套形式 . 13 流道剪切速率校核 . 14 流道的设计 . 14 流道布置形式 . 14 流道长度 . 14 流道的形状及截面尺寸 . 15 流道凝料体积 . 15 流道剪切速率校核 . 16 流道的表面粗糙度 . 16 口的设计 . 16 浇口尺寸的确定 . 17 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 口剪切速率的校核 . 18 料穴的设计 . 18 料杆设计 . 19 气槽的设计 . 19 5 成型零件的设计 . 21 型零件的结构设计 . 21 型零件工作尺寸计算 . 21 模的工作尺寸 . 22 模小型芯工作尺寸 . 26 模的工作尺寸 . 27 腔侧壁及底板厚度的计算 . 29 撑板厚度的确定 . 30 6 导向与定位机构设计 . 32 向结构的总体设计 . 32 柱的设计 . 32 套的设计 . 33 位圈设计 . 33 7 推出机 构设计 . 35 出机构的分类 . 35 模推出机构的设计原则 . 35 件的推出机构推杆的设计 . 35 出机构的复位 . 36 8 侧向分型与抽芯机构设计 . 37 导柱侧向分型与抽芯机构 . 37 块的工作尺寸 . 40 块设计 . 43 滑槽设计 . 43 块定位装置 . 43 紧块设计 . 44 9 温度调节系统的设计 . 45 却系统 . 45 却介质 . 45 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 却系统设计原则 . 45 却回路的布置 . 46 却系统的简略计算 . 46 10 模架的确定 . 48 11 模具材料的选用 . 49 具材料选用原则 . 49 套塑料 模具的选材及热处理 . 49 套模具所用材料的性能比较 . 50 12 滑块的制造工艺 . 51 13 动模座板数控程序设计 . 53 14 模具的工作过程 . 55 结论 参考文献 致谢词 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 分析制品及材料工艺性 析 塑件成型工艺性 该塑件是一传动机架，塑件壁薄属薄壁塑件，生产批量 20 万件 。由于该塑件是传动件，要求其综合机械性能好。 其塑件图见图 1 1 图 1 1 传动机架 析制品的结构、尺寸精度及表面质量 1） 结构分析 从塑料制品图可见，该制品几何结构比较复杂，侧向既有凹槽也有凸台，因此，模具设计时要考虑侧 向分型与抽芯机构；零件总体轮廓尺寸为 结构较复杂的小型件。 2） 尺寸精度分析 该制品尺寸较小， 一般精度等级 （ ，对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证。从制品厚度上看， 除了侧向的凸台， 制品其他部位的壁厚均为 均匀，有利于零件的成型。 3）表面质量分析 该零件表面质量要求较高，外表面不得有熔接痕、气痕、飞边等缺陷产生，有较高的光亮要求。 综合分析可以看出，注射时在工艺参数控制的较好的情况下，该制品的成型要求可以得到保证。 析制品原材料的工艺性 给定的塑件材料选用 烯腈 苯乙烯共聚物）塑料。 基本特性 由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯 3 种单体合成的。每种单体都具有不同性能： 丙烯腈 有高强度、热稳定性及化学稳定性， 使 良好的耐化学腐蚀性及表面硬度； 丁二烯 具有坚韧性、抗冲击特买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 性， 使 韧； 苯乙烯 具有易加工、高光洁度、高强度，使 良好的加工和染色性能。 毒、无味， 呈微黄色，成型的塑料件有较好的光泽。有极好的冲击强度，且在低温 下也不迅速下降。水、无机盐、碱、酸类对 乎无 影响，在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。 面受冰醋酸、植物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。 一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高， 性能：综合性能较好，冲击韧度、力学性能较高，尺寸稳定而化学性、电气性能良好；易于成形和机械加工，与此相反 372 有机玻璃的熔接性良好，可作双色成形塑件，且表面可镀铬。 用途：适于制作一般机械零件、减摩耐摩零件、传动零件以及化工、电器、仪表等零件。 形特性 1） 无定形塑料，其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也有差异，应按品种确定成形方法及成形条件。 2） 吸湿性强，含水量应小于 必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。 3） 流动性中等，溢边料 右（流动性比聚苯乙烯、 ，但比聚碳酸脂 ,聚氯乙烯好）。 4） 比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温（对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂，料温更宜取高）。料温对物性影响较大，料温过高易分解（分解温度为 250 左右，比聚苯乙烯易分解），对要求精度较高塑件，模温宜取 50 60 ，要求光泽及耐热 型料宜取 60 80 。注射压力应比聚苯乙烯高，一般用柱塞式注射机时料温为 180 230 ，注射压力为 100 140杆式注射机则取 160 230 ， 70 100宜。 5） 模具设计时要注意浇注系统， 分流道及浇口截面要大， 选择好进料口位置、形式， 推出力过大机械加工时塑料件表面呈现“白色”痕迹（但热水中预热可消失）， 在成型时的脱模斜度 2，收缩率取 成型条件 ， 见表 1 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 表 1 1 成型条件 注射成型机类型 螺杆式 密度（ 3kg ） 算收缩率 热 温度 ( ) 80 85 时间 (s) 2 3 料筒温度 后段 ( ) 150 170 中段 ( ) 165 180 前段 ( ) 180 200 喷嘴温度 ( ) 170 180 模具温度 ( ) 50 80 注射压力 (60 100 成型时间 注射时间 (s) 20 90 高压时间 (s) 0 5 冷却时间 (s) 20 120 总周期 (s) 50 220 螺杆转速 （ r/ 30 适用注射机类型 螺杆式、柱塞式均可 后处理 方法 红外线灯、烘箱 温度 （ ） 70 时间 （ h） 2 4 说明：该成形条件为加工通用级 时所用，苯乙烯 形条件与上相似 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 拟定模具结构形式 型面位置的确定 模具上用以取出塑件或取出浇注系统凝料的可分离的接触表面称为分型面 ，分型面 是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体的流动充填性及 制品的脱模，分型面 的位置 也 影响着成型零部件的结构形状，型腔的排气情况也与分型面的开设密切相关。 因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键内容。 分型面的选择应注意以下几点： 1） 分型面应选在塑件外形最大轮廓处 当已经初步确定塑件的分型方向后分型面应选在塑件外形最大轮廓处，即通过该方向塑件的截面 积最大，否则塑件无法从形腔中脱出。 2） 保证制件的精度和外观要求 与分型面垂直方向的高度尺寸，若精度要求较高，或同轴度要求较高的外形或内孔，为保证其精 度，应尽可能设置在同一半模具腔内。因分型面不可避免地要在制件中留下溢料 痕迹或接合缝的痕迹，故分型面最好不选在制品光亮平滑的外表面或带圆弧的转角处。 3） 考虑满足塑件的使用要求 注塑件在成型过程中，有一些难免的工艺缺陷，如脱模斜度、推杆及浇口痕迹等，选择分型面时， 应从使用角度避免这些工艺缺陷影响塑件功能。 4） 考虑注塑机的技术规格，使模板间距大小合适 5） 考虑锁模力，尽量减小塑件在分型面的投影面积 6） 确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模 从制件的顶出考虑分型面要尽可能地使制件留在动模边，当制件的壁相当厚但内孔较小时，则对 型芯的包紧力很少常不能确切判断制件中留在型芯上还是在凹模内。这时可将 型芯和凹模的主要部分都设在动模边，利用顶管脱模，当制件的孔内有管件（无螺纹连接）的金属嵌中时，则不会对型芯产生包紧力。 7） 不妨碍制品脱模和抽芯 在安排制件在型腔中的方位时，要尽量避免与开模运动相垂直方向的 侧凹或侧孔。 一般机械式分型面抽芯机构的侧向抽拔距都较小，因此选择的分型面应使抽拔距离尽量短。 8） 有利于浇注系统的合理处置。 尽可能与料流的末端重合，以利于排气。 9） 分型面应使模具分割成便于加工的部件，以减少机械加工的困难。 根据塑件结构形式， 本设计 主 分型面选在 A A 面 ，侧向分型面选在 B B 面 。如图 2 1 所示。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 2 1 分型面 腔数目的确定 型腔指模具中成形塑件的空腔，而该空腔是塑件的负形，除去具体尺寸比塑料大以外，其他都和塑件完全相同，只不过凸凹相反而己。注射成形是先闭模以形成空腔，而后进料成形，因此必须由两部分或（两部分以上）形成这一空腔 型腔。其凹入的部分称为凹模，凸出的部分称为型芯。 其数目的决定与下列条件有关： 1) 塑件尺寸精度 型腔数越多时，精度也相对地降低 。 2) 模具制造成本 多腔模的制造成本高于单腔模，但不是简单的倍数比。从塑件成本中所占的模具费比例看，多腔 模比单腔模具低。 3) 注塑成形的生产效益 多腔模从表面上看，比单腔模经济效益高。但是多腔模所使用的注射机大，每一注射循环期长而 维持费较高，所以要从最经济的条件上考虑一模的腔数。 4) 制造难度 多腔模的制造难度比单腔模大，当其中某一腔先损坏时，应立即停机维修，影响生产。 塑料的成形收缩是受多方面影响的，如塑料品种，塑件尺寸大小，几何形状，熔体温度，模具温度 ，注射压力，充模时间，保压时间等。影响最显著的是塑件的壁厚和 形状的复杂程度。 该塑件精度要求一般（ 又是大批量生产，可以采用一模多腔的形式。考虑到模具制造费 用低一点，设备 运转费用小一点， 采用 一模八腔的模具形式。 考虑到 塑件 的结构特点， 有侧向分型为 了便于脱模，型腔的排列方式采用双列直排。 这样比一模一腔模具的生产效率高，同时结构更为合理。 腔的布局 多型腔模具设计的重要问题之一就是浇注系统的布置方式，由于型腔的排布与浇注系统布置密切相关，因而型腔的排布在多型腔模具设计中应加以综合考虑。型腔的排布应使每一个型腔都通过浇买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 注系统从总压力中心中均等地分得所需的压力，以保证塑料熔体同时均匀地充满每个型腔，使各型腔的塑件内在质量均一稳定。这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能最短， 同时采用平衡的流道和合理的浇口尺寸以及均匀的冷却等。合理的型腔排布可以避免塑件的尺寸差异、应力形成及脱模困难等问题。 平衡式型腔布局的特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度、截面形状及尺寸均对应相同，可以实现均衡进料和同时充满型腔的目的；非平衡式型腔布局的特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度不相等，因而不利于均衡进料，但可以缩短流道的总长度，为达到同时充满型腔的目的，各浇口的截面尺寸制作得不相同。 要指出的是，多型腔模具最好成型同一尺寸及精度要求的制件，不同塑件原则上不应该用同一副多模腔模具生产。在同 一副模具中同时安排尺寸相差较大的型腔不是一个好的设计，不过有时为了节约，特别是成型配套式塑件的模具，在生产实践中还使用这一方法，但难免会引起一些缺陷，如有些塑件发生翘曲、有些则有过大的不可逆应变等。 本设计成型同一塑件，且壁厚均匀，故采用平衡式，布局如图 2 2 所示： 图 2 2 型腔的布局 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 注射机型号的确定 射量的计算 1) 塑件质量、体积的计算 通过 建模分析，塑件质量1 31 0 6v 流道凝料的质量 射量 1 2 11 . 6 1 1 . 2 3 9m m m n m g 31 . 4 0 5 / 1 . 0 5 1 0 . 7 0 3v c m 2) 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算 流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积2据多型腔模的统计分析，大致是每个塑件在分型面上的投影面积的 。以： 21 2 1 1 10 . 3 5 1 . 3 5 1 . 3 5 8 3 6 5 . 4 4 4 3 9 4 6 . 7 9 5A n A A n A n A n A m m 663 9 4 6 . 7 8 5 1 0 3 5 1 0 1 3 8 . 1 3 8F A P k N 式中 行腔压力 P 取 35射机 型号的选定 根据每一生产周期的注射量 和锁模力的计算。可选用 60/40 型注射机 ，见表 3 1 腔数量及 注射机有关 工艺 参数的校核 腔数量的校核 由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔数 n 21/ 3 6 0 0 0 . 8 9 . 7 2 3 0 0 . 6 8 0 . 8 7 8 2 0 81 . 6 8 0 . 8 7 8k M t mn m 合格 示中 k：注射机最大注射量的利用系数，一般取 ：注射机的额定塑化量（ s） t：成型周期。 （因为本设计的零件体积比较，所以成型周期可以根据各种情况缩短 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 一点，在此取 30s） 其他安装尺寸的校核要待模架选定，结构尺寸确定以后才可进行。 表 3 1 注射机主要技术参数 理论注射容量（ 3 60 螺杆直径（ 30 注射压力（ 180 注射速率（ g/s） 70 塑化能力（ g/s） 杆转速（ r/ 0 200 喷嘴球半径（ 10 锁模方式 双曲轴 锁模力（ 400 拉杆内间距 (200 300 移模行程 (250 最大模厚 (250 最小模厚 (150 模具定位孔直径 ( 80 喷嘴孔直径 (3 射机 工艺与安装参数 的 校核 1） 注射量校核 查塑料制品成型及模具设计附录 F 知， 60/40 型注射机最大注射量 60 模每次注射所需塑料的总质量约为 满足要求。 2）锁模力校核 查塑料制品成型及模具设计附录 F 知， 60/40 型注射机最大锁模力 F 锁 =400 =35 能满足 F 锁 P 模 A。 3）最大注射压力校核 查塑料制品成型及模具设计附录 F 知， 60/40 型注射机额定注射压力为 180 成型 =7090能满足 P 注 P 成型的要求。 4）最大和最小模具厚度校核 查塑 料制品成型及模具设计附录 F 知， 60/40 型注射机所允许模具的最小闭合厚度为买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 大闭合模厚为 50本设计的模具厚度为 07模具满足 安装要求。 5）模具在注射机上的安装尺寸 从标准模架外形尺寸 180250207看，小于 60/40 型注射机拉杆内向距220300满足模具安装和拆卸要求。 6）开模行程的校核 查塑料制品成型及模具设计附录 F 知， 60/40 型注射机的最大开模行程为 S=250满足模具推出制品所需开模距 S=h 件 +h 浇 +（ 510） 5+40+10=要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 浇注系统的设计 浇注系统是指注射模中从主流道的始端到型腔之间的熔体进料通道，它的作用是将塑料熔体顺利的充满型腔的各个部位。正确设计浇注系统对获得优质的塑料制品极为重要。注射成型的基本要求是在合适的温度和压力下使足量的塑料熔体尽快充满型腔，影响顺利充模的关键之一就是浇注系统的设计。 普通流道浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料 穴四部分组成。 流道设计 主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，带有一定的锥度，其主要设计要点为： 1） 主流道圆锥角 =2 3 对流动性 差的塑料可取 3 6 ，内壁粗糙度为 主流道大端呈圆角，半径 r=1 3减小料流转向过渡的阻力。 2） 在模具结构允许的情况下，主流道应尽可能短，一般小于 60长则会影响熔体的顺利充型。 3） 对 小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式 ， 但在大多数情况下是将主流道衬套和定位圈设计成两个零件，然后配合固定在模板上。主流道衬套与定模座采用 H7/渡配合，与定位圈的配合采用 H9/隙配合。 流道尺寸 根据所选注射机，则主流道小端尺寸为： d=注射机喷嘴尺寸 +（ 1） =3+1=4流道球面半径 为： 嘴球面半径 +（ 1 2） =12 主流道衬套形式 图 4 1 主流道衬套 本设计虽然是小型模具，但为了便于加工和缩短主流道长度，衬套和定位圈还是设计成分体式，主流道长度 约等于定模 板的厚度（见模架的确定和装配图）。衬套如图 4 1 所示，材料选用 ，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 热处理淬火后表面硬度为 5055 取 d=4 =3 则 s i n 1 . 54 2 3 4 5 . 8c o s 1 . 5D m m 主流道凝料体积为： 22334 . 0 5 . 8( ) 3 44 4 26 4 0 . 8 2 6 9 0 . 6nq d Lm m c m 流道剪切速率校核 根据实际生产经验可知，主流道、分流道的剪切速度一般为 105 2 105 3 ，在模具设计过程中要进行剪切速度的校核，以保证能够顺利注射成型。 由经验公式1 3 1333 . 3 3 . 3 1 8 . 3 0 9 1 3 0 8 5 1 03 . 1 4 0 . 2 4 5 式中 30 . 6 1 1 . 0 2 1 0 . 8 3 6 8 1 8 . 3 0 9vq q q q c m 分主 塑 件( 4 5 . 8 ) / 2 2 . 4 5 0 . 2 4 52nR m m c m 流道的设计 分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向的作用。多型腔模具必定设置分流道，单型腔大型塑件在使用多个点浇口是也要设置分流道。 流道布置形式 分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地经分流道均衡的分配到各个型腔，因此，采用平衡式分流道。 图 4 2 分流道 流道长度 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第一级分流道 ：1 42L 二级分流道 ：2 三级分流道 ： 3 21L 分流道的形状及截面尺寸 分流道截面有圆形、矩形、梯形 U 形和六角形等等。为了减少流道内的压力损 失和传热损失，要尽量把流道的截面积设计得大些，表面积小些。因此可以用流道的截面积与其周长的比值来表示流道的效率，各种截面分流道的效率如图所示 图 4 3 分流道的截面形式和效率 从图中可见，圆形和正方形流道的效率最高。一般分型面为平面 时 ，通常采用圆形截面的流道。由于 本设计 采用一模八腔的 点浇口，为了取出分流道 凝料 ， 且 凝料在两个平板之间，故采用的是圆形截面 。 因为各种塑料的流动性有差异，所以可以根据塑料的品种来 粗地估计分流道的直径，常用塑料的分流道直径推荐值如 塑料制品成型及模具设计 表 4对于壁厚小于 3量在 200g 以下的塑件，可用以下经验公式 确定分流道的直径： 440 . 2 6 5 4 0 . 2 6 5 4 0 . 8 7 8 4 4 2 1 . 2 5D m L m m 取 D=6中 m 流经分流道的塑料量 （ g） ； L 分流道的长度 （ ； D 分流道的直径 （ 。 流道 凝料体积 分流道截面积： 2 2 21( ) 6 2 8 . 2 624DA m m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 分流道长度： ( 4 2 3 4 . 5 2 2 1 4 ) 2 3 9 0L m m 凝料体积： 32 8 . 2 6 3 9 0 1 1 . 0 2 1q c m 流道剪切速率校核 剪切速度经验公式为： 式中 r 剪切速率 ； q 熔体的体积容量 表征流道断面尺寸的当量半径 30 . 6 5 0 . 6 5 6 0 391c m 133 . 3 3 9 15183 . 1 4 0 . 3 s 在 105 2 105 3 之间所以满足要求。 式中 v 制品体积 通常取 V=（ .8）nQ； 注射机公称注射 量 注射时间由中国模具设计大典表 得 料的注射时间为 1s； 流道的表面粗糙度 分流道的表面粗糙度并不要求很低，一般取 可，在此取 口的设计 浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键部分。浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量有很大的影响。 浇口的主要作用有如下几点： 1） 熔体充模后，首先在浇口处凝固，当注射机螺杆抽回时可 防止熔体向流道回流。 熔体在流经狭窄的浇口时会产生摩擦热，使熔体升温，有助于充模。 2） 易于切除浇口尾料。 3） 对于多型腔模具，浇口能用来平衡进料 。对于多浇口的单型腔模具，浇口除了能用来平衡进 料外，还能用以控制熔接痕在制品中的位置。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 浇口的截面积一般很难用理论公式计算，通常要根据经验公式确定，取其下限，然后在试模过程 中逐步加以修正。一般浇口的截面积为分流道截面积的 3% 9%，截面形状通常为矩形或圆形。浇口长度为 2面粗糙度 低于 具体浇口截面尺寸应根据不同的浇口类型来确定。 在进行浇口设计时要遵循以下几个基本原则： 1） 应开设在使型腔各个角落同时充满的位置。 2） 应开设在制品较