波轮注射模设计【毕业论文答辩资料】

需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 目 录 买文档送全套图纸 14951605 第一章 对塑件进行工艺分析 1 析塑件使用材料的种类及其工艺性 1 析塑件结构工艺性 1 第二章选择注射机确定型腔数 2 据塑件的形状估算其体 积和重 2 择设备型号规格 ,确定型腔数 2 射机额定注射量 2 据塑件精度确定型腔数 3 据生产批量确定型腔数 3 第三章确定成型方案 5 定成型位置 5 定分型面 5 模方 式 5 注系统形成 5 却系统和加热系统考虑 5 定成形零部件的结构形式 5 第四章绘制结构方案草图 7 射量的校核 7 模力与型腔内平均压 力、注射压力的 校核 7 具厚度与注射机闭合高度校核 9 射机开模行程 9 第五章计算与说明 10 模力计算 10 算公式 10 型零部件工作尺寸计算 10 模、动模 (型腔、型芯 )选用材料 10 腔侧壁厚度和底版厚度确定 11 腔、型芯工作尺寸确定 12 杆计算 17 杆选用材料 17 算推杆长度 17 行关键零件的强度和刚度校核 18 杆的强度和刚度的校核 18 江南大学毕业设计（论文） 第 2 页 共 25 页 腔型腔壁厚和底板厚度校核 20 总结 21 致谢 22 参考文献 23 第一章对零件工艺性分析 析塑件使用材料的种类及其工艺性 该塑件为 2 ,属于通用性热塑性塑料，其成型条件 如下： 注射成型机型：螺杆式 堆密度： g. 3 计算收缩率： 预热温度： 80 85/ 预热时间： 2 3/h 料桶温度：后段： 150 170/s 中段： 165 180/s 前段： 180 200/s 喷嘴温度： 170 180/ 模具温度： 50 80/ 注射压力： 60 100/型时间：注射时间： 20 90/s 高压时间： 0 50/s 冷却时间： 20 120/s 总周期 ： 50 220/s 螺杆转速： 30/r 弹性模量 E： 1800 2900/105 N/ 2 脱模斜度：型腔： 40 1 20 型心： 1 析塑件结构工艺性 塑件尺寸较大，最大直径为 150大高度为 50部结构形状虽然呈对称分布，但是，波轮叶片形状不规则，这给模具的制造带来一定 的难度。另外，波轮中间螺钉孔四需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 周的壁厚比较厚，而且厚度不均匀，这个有可能会在注塑时产生气泡。这些都是波轮零件限定的，无法纠正。不过，高度不大，相信产生气泡的几率不大，可以投入生产。 买文档送全套图纸 14951605 江南大学毕业设计（论文） 第 4 页 共 25 页 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 第二章 选择注射机确定型腔数 据塑件的形状估算体积和重量 波轮的三维零件图已经在 :1画出 ,故此可以用 波轮的体积为 : 315583( 3 ) 3 ) 波轮的表面积为 :S=190386( 2 ) 2 ) 塑件重量 : =中 为塑料容量 ,料的容量 = 3 。 据塑件的计算重量和体积选择设备型号规格 ,确定型腔数 . 设备未限 ,故需要考虑以下因素 2 : 江南大学毕业设计（论文） 第 6 页 共 25 页 图 2- 射机额定注射量 注射机每次注射量不超过最大注射量的 80% 1 ，即： n=V 2 式中 ,n 型腔数 ; 浇注系统体积 ( 3 ) ； 塑件体积 ( 3 )； 注射机额定注射量 ( 3 )。 估算浇注系统的体积 据浇注系统初步设计方案（图 2注系统 ,进行估算0 2 设 n=1，则得： S =3 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 据塑件精度确定型腔数。 波轮塑件精度为高精度，故此选单腔，即 n=1。 据生产批量确定型腔数。 这次为了毕业设计，可以算为试制或者小批量，故此选单腔 n=1。 从综合上面个因素，并 根据塑料注射机技术规格，选取型号为 注射机。 注：经过下面一系列验算得出，如果选取型号为： 注射机，在模具最大厚度方面不符合要求（设计模具厚度为 568注射机规定模具最大厚度为 450 故此选取型号为 注射机。该型号的注射机能够满足要求（该注射机规定模具最大厚度为 700。 故此，综合各方面因素，应该选取型号为 关于该注射机的一些重要系数 2 ： 额定注射量： 1000 3 螺杆直径： 85 注射压力： 121射行程 :260 注射时间： 杆转速： 21、 27、 35、 40、 45、 50、 65、 83r/射方式：螺杆式 合模力： 4500大成型面积： 1800 2 最大开（合）模行程： 700 模具最大厚度 :700 模具最小厚度 :300 动、定模固定板尺寸： 900 1000 拉杆空间： 650 550 合模方式：两次动作液压式 定位圈尺寸： 150 喷嘴球头半径： 顶出方式：两侧顶出 顶杆中心距： 350 机器外形尺寸 :7670 1740 2380 江南大学毕业设计（论文） 第 8 页 共 25 页 第三章确定成形方案 定成型位置 由于波轮塑件上表面有叶片，下表面有筋板，中心孔还有金属镶件。考虑到使脱模方便，镶件容易定位，故塑件成形位置选择如图 3 定分型面 考虑到波轮塑件的外观质量，同时为保证塑件在分模时能够留在动模一侧，便于脱模。故此将分型面设在 图 3 模方式 从波轮塑件的结构形状分析，宜采用以推杆为主和推管为辅的联合脱模方式。用四根推杆均布在四条轮辐状筋板上，推杆中心线的位置在 200的圆周上。推管推在波轮镶件及需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 3要为了不让塑件在脱模时产生变形及顺利推出如图 3 注系统形式 塑件上表面为洗衣工作面，要求光洁，不允许有较大的浇口痕迹。所以应该采用点浇口浇注系统。浇口设置在上部 30 上表面。由于波轮塑件的外形尺寸比较大，所以应该设计双点 浇口的浇注形式。这样可以是熔融塑料在填充型腔时更快，更稳，不容易产生涡流如图 3 却系统和加热系统考虑 由于 40 60），所以模具之考虑冷却系统。冷却系统采用最简单的外连直通式冷却水道，冷却剂用水。 定成形零部件的结构形式 （整体式和镶拼式）： 虽然塑件局部结构比较特殊，但是对现有的加工环境来看，主要成形零件还是做成整体式的。 图 3轮设计总装图） 江南大学毕业设计（论文） 第 10 页 共 25 页 第四章绘制结构方案草图 进行模具结构 设计并初步绘出模具完整的结构，如图 3验所需注射机的能力。 校核注射机有关工艺参数： 射量的校核 2 塑件（包括浇注系统）在成型时每次所需注射量 V 小于注射机的最大注射量 80，即： n J 注射机最大注射量（ 3 ）； 波轮塑件成型时每次所需注射总量（ 3 ）； 成型时浇注系统每次所需注射总量（ 3 ）； 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 n 型腔数。 由前面计算得知，波轮塑件体积为： 3 ，浇注系统体积 ： 20 3 。 则，每次注射所需塑料量为（按一模一腔）： 1 0=3 注射机的最大注射量： 1000 00 3 3 能够满足要求。 模力与型腔内平均压力、注射压力的校核 锁模力是在成型时锁模模具的最大力，成型时高压熔融塑料在分型面上显现的涨力应该小于锁模力。该涨力与注射机额定锁模力的 关系如下示 1 ： K1000N) （ 4 式中 : F 注射机的额定锁模力 (N); A 塑料制品与浇注系统在分型面上的总投影面积 ( ); 熔融塑料在型腔内的平均压力 ( K 安全系数，常取： K= 从表 (81 查得 融塑料在型腔内的平均压力 5 投影面积 A= ) 即有： 1000 0 0 0 100 7 0 6 =2968号为 为： F=45002968足要求： F1000121足 形需要注射压力： 60 100形时注射压力的要求。 具厚度与注射机闭合高度校核 2 江南大学毕业设计（论文） 第 12 页 共 25 页 选择的模架为标准模架： L=500 500 关于它的一些重要数据如下： L=500 500 (单位： ) 表 4具明细表 ) 座板 宽度 630 厚度 定模 40 动模 40 垫块 宽带 80 厚度 度 支撑板 63 推件板 40 推件固定板 25 卸流道板 30 直径 导柱 40 导套 50 复位杆 25 内六角螺 钉 1216心距 420 414 280 续表 4具明细表 ) 312 414 320 440 476 模具厚度 1 校核： 式中， 注射机允许最小模厚 (=300 )； 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 注射机允许最大模厚 (=700 )； 模具闭合高度。 预选模架 L=500 500 2 ,则有模具的闭合高度为 : 68 因为 700 568 300,所以 ,能够满足要求。 射机开模行程 :注射机开模行程应该大于模具开模时取出塑件 (包括浇注系统 )所需的开模距 ,即满足下式 1 : L （ 5 10） +a ( ) 式中 , 脱模距离 (=42 ); 不包括浇注系统在内的制品高度 (=50 ); L 注射机开模行程 (=700 ); a 定模板与型腔板的分离距离 (=119 ); 则 ,模具的开模行程为 : L=42+50+10+119=221( ) 700( ) 所以 ,注射机开模行程能够满足要求。 第五章 计算说明 模力计算 3 当脱模开始时 ,阻力最大。推杆刚度和强度也按此时的受力计算 ,也就是无视脱模斜度( =0)壁厚与凸模 (最大 )直径之比为 小于 此 ,脱模力可以按照薄壁圆形件来计算。对波轮塑件来说 ,塑件从模具中脱出时的摩擦力为最主要 ,所以 ,它的脱模力主要计算塑件从模具中脱出时的摩 擦力。 算公式： 薄壁圆形件的脱模力计算公式如下 3 ： Q=)1)(1( 2 （ 5 式中， Q 脱模力 (N); T 塑件平均壁厚 ( ),t=; 江南大学毕业设计（论文） 第 14 页 共 25 页 E 塑料弹性模量 (N/ 2 )，常取 105 N/ 2 ，这里取 105 N/ 2 ; S 塑料平均成形收缩率 ( / )，常取 这里取 ; L 包容凸模的长度 ( ) f 塑料与钢的摩擦系数，取 m 塑料的泊松比，取 r 圆柱形半径 ( )。 因为波轮三维零件图已经在 以， 则有： L= 代入数据有： Q=)1)(1( 2 =) =据计算结果，取 Q=2000N。 则，脱模力为 2000N。 型零部件工作尺寸计算 2 模、动模（型腔、型芯）选用材料 表 5料及性能） 材 料 力 学 性 能 主要用途 15b(屈服强度 s (供应状态硬度 许用应力 (用作齿轮、涡轮、塑料模具、气轮机密封轴套等。 785 590 179 295 腔侧壁厚度和底板厚度确定 型腔结构形式 整体式。 型腔（圆形）壁厚的强度和刚度计算： 按强度计算 2 ： 型腔侧壁厚度计算公式： tc=r 12 p (5型腔底板厚度计算公式： 43 2 (5式中， 材料许用应力 ( P 熔融塑料在型腔内的平均压力 ( 料的 5r 型腔内最大半径（ 由波轮三 维零件图知： r=150 代入数据有： 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 型腔侧壁厚度： tc=r 12 p =150 1352295 295 = 型腔底板厚度 : 43 2 2954 150353 2 = 按刚度计算 2 : 型腔侧壁厚度计算公式： 1)1()1( （ 5 型腔底板厚度计算公式： (5式中， E 弹性模量（ ,取 E=206 103 泊松比，常取 取 = 成型零件的许用变型量，取 = 代入数据： 型腔侧壁厚度： 1)515010206)51501020633= 型腔底板厚度： = 综合刚度和强度的计算结果取以下值： 型腔侧壁厚度 : , 取： 0 型腔底板厚度： , 取： 0 腔、型芯工作尺寸确定 塑件成型收缩率： S 计算公式如下 2 ： S （ 5 塑件最大收缩率； 江南大学毕业设计（论文） 第 16 页 共 25 页 塑件最小收缩率。 查表 2 得塑件 则，塑料 S =2 = 查得 级精度，按该精度等级可以从“塑件公差数值表”中查到尺寸公差值 2 ： 表 5件公差数值表） 基本尺寸 L（ 公差数值 基本尺寸（ 公差数值 6 10 0 100 0 14 00 120 4 18 20 140 8 24 40 160 4 30 60 180 0 40 80 200 0 50 00 225 0 65 25 280 5 80 80 315 腔与型芯工作尺寸计算公式 2 a、 型腔工作尺寸计算公式： 径向工作尺寸： ) Z0（ 5 轴向工作尺寸： ) Z0（ 5 b、型腔工作尺寸计算公式： 径向工作尺寸： x )0Z（ 5 轴向工作尺寸： x )0Z（ 5 式中， 塑料平均收缩率，塑件 ; 塑件公差 ( ),见表 5 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 5 Z 成型零件制造公差（）， Z = 31 ； X 修正系数，一般为2143,取 X=21； X 修正系数，一般为2132,取 X =21； 型腔径向尺寸（ 型腔轴向尺寸（ 塑件径向基本尺寸（ 塑件向轴基本尺寸（ 塑件内形基本尺寸（ 塑件孔深基本尺寸（ 型芯径向尺寸（ 型腔轴向尺寸（ 型腔工作尺寸计算 图 5轮） 江南大学毕业设计（论文） 第 18 页 共 25 页 图 5型腔径向工作尺寸计算 如图（ 5件径向基本尺寸： 00 0 查表（ 5 :a、当 00时，塑件公差 1 =; b、当 0时，塑件公差 2 = 则有成型零件制造公差 1Z =31 1 =31 2Z =31 2 =31 代入已知数据得： ) Z0=(300+300 ) Z0=(40+40 则，型腔径向工作尺寸为： ; 。 b、 型腔轴向工作尺寸计算 如图（ 5件最大轴向基本尺寸， 0 查表（ 5：塑件公差 =则有成型零件制造公差 Z =31 =31 代入已知数 据得： ) Z0=(50+50 则，型腔轴向 最大工作尺寸为 型芯工作尺寸计算 a、 型芯径向工作尺寸计算 图 5轮） 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 如图（ 5，波轮塑件内形向基本尺寸 94 ; 4 ; 6。 查表（ 5：当 94时，塑件公差 1 =; 当 4时 ;，塑件公差 2 =; 当 6时，塑件公差 3= 则有成型零件制造公差 1Z =31 1 =31 ； 2Z =31 2 =31 ; 3Z =313=31 。 代入已知数据 得： + x 1 )01Z=(294+294 +21 + x 2 )02Z=(24+24 + + x3)03Z=(12+21 则，型芯径向工作尺寸为： 江南大学毕业设计（论文） 第 20 页 共 25 页 b、 型芯轴向工作尺寸计算 如图 （ 5，波轮塑件孔深基本尺寸 2 ; 0。 查表（ 5： a、当 2时，塑件公差 1 =; b、当 0时，塑件公差 2 = 则有成型零件制造公差 1Z =31 1 =31 2Z =31 2 =31 代入已知数据得： + x 1 )01Z=(32+32 +21 + x 2 )02Z=(40+40 1 则， 型腔轴向最大工作尺寸为 : ； 。 杆计算 由于波轮塑件形状特殊，所以采用矩形推杆，而且推杆在塑件脱模的时候起到主要作用。所以在计算的时候，把初始脱模力作为在、推杆在工作时承受的最大负荷。四筋板总共有四条轮辐状筋板上，推杆中心线的位置在 200 的圆周上。由于筋板的厚度为 2，故可以设计推杆截面形状如图 5板）示： 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 杆选用的材料 推杆选用的材料为 45 钢。 算推杆长度 根据塑料模设计手册公式 53 得到： 推杆长度计算公式： l= (5式中， l 推杆长度（） ; n 推杆数量， n=4; E 推杆材料的弹性模量 （ N/ 2 ）， 45钢的 E=107 N/ 2 ； q 推杆承受的最大负荷（ N），在这里最大负荷等于塑件最大脱模力，即： q=Q=2000N； B 推杆截面长度（）， B= H 推杆截面宽度（）， H= 代入数据得： l= =2 0 0 = 取 l =12。 则， 每根矩形推杆长度： L 10 根据模具的实际情况，推杆需要做成阶梯状。上部为矩形推杆，长度为 9，下部为实心圆柱状， =20。推杆长度为， 40 。如图 5杆）示 ： 图5文） 第 22 页 共 25 页 行关键零件的强度和刚度校核 杆的强度和刚度校核 截面为矩形部分推杆校核 矩形部分推杆尺寸如下： B= H= L= a、最大负荷校核 根据根据塑料模设计手册公式 53 得到，矩形截面推杆所能承受的最大负荷计算公式为 3 ： 22324l （ 5 式中， l 推杆长度（）， l= E 推杆材料的弹性模量（ N/ 2 ）， 45钢的 E=107 N/ 2 ； 每条推杆承受的最大负荷（ N）； B 推杆截面长度（）， B= H 推杆截面宽度（）， H= 代入数据可得到每根矩形的推杆能够承受最大负荷为： 22324l = =，四条矩形推杆所能够承受最大负荷为： 4 4187N 187N q=2000N 所以，截面为矩形的推杆能够承受脱模力带来的负荷。 b、应力校核 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 截面为矩形的推杆主要受压应力，参考材料力学得到推杆的应力校核公式如下 6 ： 1 = S (5式中， q 推杆承受的最大负荷（ N），在这里最大负荷等于塑件最大脱模力， 即： q=Q=2000N; 1 矩形推杆应力（ N/ 2 ）； s 推杆钢材的屈服极限强度（ N/ 2 ）， 45 钢： s =32000 N/ 2 ； n 推杆数量， n=4。 代入数据： 1 = 000 = 2 所以， 1 = 2 S=32000 N/ 2 综合计算结果，截面为矩形的推杆满足要求。 截面为圆形部分推杆校核 圆形部分推杆尺寸如下： ,r=1 a、最大负荷校核 根据塑料模设计手册公式 5形截面推杆所能承受的最大负荷计算公式为 3 ： 223464 (5式中， l 推杆长度（）， l=; 每条推杆承受的最大负荷 (N); d 推杆截面直径 ( ),d=; 推杆长度系数 代入数据可得到每根圆形推杆所能承受的最大负荷为 : =，四条圆形推杆所能承受的最大负荷为 : 4 105469N 05469N q=2000N 所以，截面为圆形的推杆能够承受脱模力带来的负荷。 b、应力校核 江南