连接套注塑模具设计.doc

第一章 绪 论一、塑料模具设计与制造在国民经济中的地位和作用 1.1塑料工业在国民经济中的地位 结构泡沫注塑模和反应成型注塑模等之别。1、 压塑模 用于塑料制件压缩成型的模具简称压塑模，俗称压模。压塑模主要用于热固性塑料制品的成型，但也可用于热塑性塑料制品成型。另外，还可用于冷压成型聚四氟已稀坯件，此种模具称为压锭模。2、 传递模 用于塑料制件传递成型的模具称为传递模或称压注塑，俗称挤胶模。传递模多用于热固性塑料制品的成型。3、 挤塑模 用于连续挤出成型塑料型材的模具通称挤塑模，简称模头，俗称机头。这是又一大类用途很宽、品种繁多的塑料模具。主要用于塑料棒材、管材、板材、片材、薄膜、电线电缆包覆、带丝、复合型材及异性材的成型加工。也用于中空制品的制坯成型，此种模具称为型坯模。4、 中空吹塑模 将挤出或注射出来的尚处于塑化状态的管状型坯，趁热放置于模具型腔内、立即在管状型坯中心通以压缩空气，致使型坯膨胀而紧贴于模腔壁上，经冷却硬化即可得一中空制品。凡此种塑料制品成型方法所用的模具，称为中空吹塑模。中空吹塑模主要用于热塑性塑料的中空容器类的制品成型。5、 热成型模具 热成型模具通常以单一的阴模或阳模形式构成。将预先制备的塑料片材周边紧压于模具周边上，并加热使之软化，然后于紧靠模具一侧抽真空，或在其反面充以压缩空气，使塑料片材紧贴于模具上，经冷却定型后即得到一热成型制品。 此类制品成型所用的模具通称热成型模具。第二章 模具工艺规程的编制零件图如图所示,本塑件的材料采用聚丙稀(pp),其生产类型为大批量. 1. 塑件的工艺分析: 1.1塑件的原材料分析 塑件的材料采用聚丙稀(乳白色)属热塑性塑料,从使用性能上看,该件刚度好,吸水性小,耐热性强,是理想的套类零件的材料,从成型性能上看,该塑件熔料的流动性好,具有铰链特性,成型容易,但收缩大,另外该塑件成型时容易产生缩孔,凹痕,变形等缺陷.成型温度低时,方向性明显,凝固速度比较快,易产生内应力,即模温太低时制品取向显著,熔接强度低,表面无光泽,并会出现流痕;模温太高时,易发生翘曲变形,因此在成型时,注意控制成型温度,浇注系统应该比较缓慢散热.冷却速度不宜过快.1.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析1.2.1结构分析 从塑件图上分析,该零件的总体形状为圆桶形,在高度方向直径方向13处对称开设四个宽度为3mm,深度为长度为11.5mm,高度为1mm的矩形凹槽,在昨端圆环处倒角为0.5*45.四个矩形槽为通槽,与开模方向平行,可直接开模,总体来说该制件结构比较简单,因此模具结构也简单,外形尺寸也比较小. 1.2.2尺寸精度分析 该零件主要尺寸如:28 19 23 15 等尺寸精度等级为IT14 .有以上分析可见,该塑件的尺寸精度等级中等,对应的模具相关零件的加工精度可以保证.(IT9级) 从塑件的壁厚上分析,壁厚最大处尺寸为2.5mm.最小处为2mm,壁厚差均0.5mm,壁厚较均匀,有利于零件的成型.1.3.3表面质量分析 该零件要求表面光洁平整,不允许有飞边,毛刺及其他外观上的明显缺陷,色泽均匀协调,不允许有气泡,裂纹,划痕和缩孔等缺陷,要求表面质量比较高,故不容易实现,因此要注意控制模具成型时的工艺参数. 综上述分析,注射时在工艺参数控制的比较好的情况下,零件的成型要求可一得到很好的保证. 1.4.4 计算塑件的体积： V=+15+（3 1 11.5 4） =1158.82mm 1.5.5计算塑件的质量: 根据设计手册查得聚丙稀的密度为0.91g/cm3,故塑件的质量为: W=VP =1158.820.9110 =1.05g 采用一模两腔的模具结构,考虑其外型尺寸,注塑时所须注射压力和工厂现有设备等情况,初步选用注射机为XS-Z-60型.1.6.6塑件的注塑工艺参数的确定 查找资料.和工厂实际情况,和工厂的工作经验,聚丙稀的成型工艺参数可作如下选择,试模时,可根据实际情况做适当调整. 注射温度: 包括料筒温度和喷嘴温度 料筒温度: 后段温度: 160-180 中断温度: 180-200 前段温度: 200-220喷嘴温度: t/c 240-250 注射压力: 选用100mp 成型时间: 注射时间: 30s 高压时间: 0-3 冷却时间: 30s 保压时间; 选用10s 模具温度:80-90第三章 注射模具结构设计:1.分型面选择: 模具设计中,分型面的选择很关键,他决定了模具的结构,应根据分型面选择原则和塑件成型要求选择分型面.该塑件为中空套筒类零件.表面质量要求较高,为保证制品内外表面成型后质量更佳,成型精度更高.其抽芯方向与开模方向一致.这样设计分型面,可使模具结构简单,减少成型零件的加工难度,又便于塑件成型后出件,故选用该分型面合理. 图2-12.确定形腔的排列方式: 本塑件在注射时采用一模两件,即模具需要设计两个型腔.综考虑浇系统,模具的复杂程度等因素,拟采用入图所示的形腔排列方式: 图2-2 排列方式一采用所示的形腔排列方式的最大优点是,是便于设置抽芯机构,缺点是,熔料进入形腔后.大另一端的料流长度较长,易产生熔接痕,但是考虑本塑件尺寸较小,故成型时没有太大的影响.采用所示的形腔排列方式排列可减少熔接痕,提高熔接部位强度, ,比排列方式一更优异,故选用方 式 图2-3 排列方式二3.浇注系统设计:3.1主流道设计: 图2-4 主流道形式根据设计手册查得XS-Z-60型注塑即喷嘴的有关尺寸喷嘴前端孔径: d=4mm喷嘴前端球面半径: r=12mm根据模具主流道与喷嘴的关系 R=R+(1-2)mm d=d.+(0.5-1)mm球面半径R=13mm取主流道的小端直径d=4.5mm为便于将凝料从主流道中拔出,特竟主流道设计成圆锥形,斜度为13,经换算得主流道大端直径D=8.5mm,为使熔料顺利进入分流道,可在主流道出料端设计半径R=5mm的圆弧过度.3.2分流道的设计3.2.1分流道的布局取决于型腔的布局型腔与分流道的布局原则是排列紧凑，缩小模具尺寸，分流道的长度尽量短，锁模力力求平衡，分流道的布置形式有平衡式进料和非平衡式进料两种，根据实际要求，在这里采用平衡式浇口形式。3.2.2分流道设计时应注意以下几点： 分流道布置应尽量平衡。 分流道的尺寸需根据制品的壁厚，体积，形状复杂程度以及所用塑料性能等因素而定。 分流道表壁的表面粗糙度不宜太小，以免冷料带入模腔，一般要求达到Ra1.252.5m 即可，这样做可增大对外层塑料熔体的流动阻力，使其流速减小并与中心熔体之间具有一定的速度差，以保证熔体流动时具有合适的切变速率和剪切热。 当分流道设计比较长时，其末端应留有冷料穴，以防前锋冷料堵塞浇口或进入模腔造成充模不足或影响制品的熔接强度。 设计分流道时应将热量损失和流动阻力作为主要矛盾进行考虑，只有在保证塑料熔体能够在足够的压力和合理的温度下充满模腔时，才能尽量减小分流道截面积和长度以降低原材料消耗。3.3浇口设计：它是分流道与型腔之间的狭窄部分，也是浇注系统中最短小的部分，它的作用是使分流道输送来得熔融塑料的流速产生加速度，形成理想的流态顺序，迅速地充满型腔，同时还起着封闭型腔防止塑料倒流的作用，并在成型后便于使浇口与塑件分离。分流道的形状及尺寸,应根据塑件的体积,壁厚,和形状的复杂程度,注射速率,和分流道长度等因素来确定.本塑件的形状比较简单,熔料填充型腔比较容易,根据塑件的形状和选用的模具材料，浇注系统采用侧交口进料，浇口位置设置在塑件低部圆环一侧边缘处，即壁厚为3mm处。熔料由厚处往薄处流，而且在模具结构上采用整体式形腔，型芯有利于填充，排气，故采用截面为矩形的侧浇口：长2mm，宽2mm，厚1mm。用球形拉料杆拉断冷凝料，试模时修正浇口。3.4冷料穴设计：冷料穴一般都设置在主流道末端，即主流道正对面的动模上，直径应稍大于主流道大端直径，以利于冷料流入。当分流倒较长时，可将分流道的尽头沿前进方向稍延长部分作为冷料穴。其作用是用来储藏注射间隔期间产生的冷料类的，防止冷料进入型腔而影响塑件质量，并使塑件能顺利地充满型腔。为便于拉料杆将主流道凝料拉出，选用底部带有拉杆的Z形冷料穴，这类冷料穴的底部由一根推杆组成，推杆装于推杆固定板上。在设计时应注意，冷料穴的大小要适宜，一般情况下，主流道冷料穴圆柱体的直径为612mm，其深度为610mm,对于大型制品，冷料穴的具体尺寸可适当加大，在此处三板式模具上一般不设主流道冷料穴，只在分流道上设计冷料穴，其结构尺寸参照文献【3】表6161冷料穴与拉料杆4.排气系统的设计在注射过程中，模具内部形腔和浇注系统中原有的空气外，还有塑件受热或凝固产生的低分子挥发气体，这些气体如果不及时被熔融塑料顺利的排出形腔，则可能因填充时气体被压缩而产生高温，引起塑件局部炭化烧焦，使塑件产生气泡或使塑件熔接不良而引起塑件强度降低，甚至阻碍塑料填充等。为了使这气体从形腔中及时排出应设计排气系统。排气方式有：开设排气槽和利用模具分型面或模具零件的配合间隙处自然排气等。该模具塑件尺寸中小型，模具比较简单，因此采用模具面或配合间隙自然排气即可，不需开设专门排气槽。排气间隙： 0.030.05mm 以不产生溢料为限。5.拉料杆设计：根据实际情况查表得R=4.5mm， 6推出机构的设计与制造 6.1在注射成型的一循环中，都必须使塑件由模腔中或型芯中脱出，模具中这中脱出机构称为脱模机构。 该模具采用机动推出机构，它是利用注射机的开模动作推出塑件，开模时塑件先随动模一起移动，达到一定位置的，推出机构被注射机上固定不动的顶件顶住不再随动模时，动模继续移动时，推出机构便将塑件从动模上推出。该塑件结构分析，该塑件壁厚比较均匀，而且比较薄，不允许有推杆痕迹的的塑件一般都采用脱模板推出机构，推件板推出机构的机构特点是：脱模力大而均匀 热量Q，查表得聚丙稀的单位热流量为59104/kgQ=WQZ=0.26 5910j/kg =15.34 10j/kg2. 求冷却水体积流量：V=m/min 由体积流量查表可知，所需的冷却水管直径非常小假如塑件表面要求不高可不用设计冷却水管，但本塑件表面质量要求很高，所以为保证塑件质量采用冷却水管冷却系统。选冷却水管直径d/mm=8mm第五章 模具闭合高度的确定: 1. 根据要求选用A4模架查表2-20选用B*L=180*250规格模架,选用模板A=32mm则取B=20mm,C=63mm:分析:模板A=32mm,则取h2=20mm,垫块C=63mm,则取h2+h3=20+20=40mm:H=h1+A+h4+B+h5+C+h1 =20+32+h4+20+h5+63+20 =h4+h5+155 则选h4=20mm,h5=20mm,则该模具闭合高度为H=195mm2.注塑机有关参数的校核本模具外形尺寸为220*180*196，XS-Z-60型注塑机模板最大安装尺寸为350*280，故可以满足要求。由上述近似计算模具闭合高度H=195mm，XS-Z-60型注塑机所允许的模具最小 =50mm第六章 绘制模具总装配图和非标准零件图（附件）第七章 注塑模主要成型零件加工工艺规程的编制1.凹模的结构设计1.1凹模的结构形式： 凹模又称阴模。它是成型塑件外表面的零件。根据塑件成型需要和加工与装配的工艺要求，本模具凹模的结采用整体式凹模。 整体式凹模它是有正块材料加工制成。如图 ，其特点是：凹模结构简单牢固，强度高，成型的塑件质量也较好。但对于形状复杂的凹模，其加工工艺性较差，且凹模局部受损后维护也困难，因此在先进的机床加工尚未普及使用之前，整体式凹模使用于小型且形状简单的塑件的成型。 1.2凹模的技术要求：1.2.1凹模的材料 对于一般结构形状比较简单的的凹模常用T8，T10，T10A钢；对于一般形状比较复杂的 凹模常采用T10A，CrWMn，5CrMnMo，12CrMo等等。1.2.2凹模的热处理 对一边结构形状比较简单的凹模热处理硬度要求达4550HRC；对于结构形状比较复杂的的凹模热处理要硬度求达到4045HRC。1.2.3 凹模的表面粗糙度 凹模表面粗糙度一般应达到Ra0.10Ra0.1 m，当塑件表面粗糙度要求较低或塑料流动性不良时应达到 Ra0.10Ra0.025m，组合结构的配合面应达到Ra6.3Ra3.2m，组合结构的配合面应达到Ra 0.8m，I拼块间结合面应达到Ra 0.8m，凹模或模套上下面为Ra 0.8m其余为Ra6.3Ra3.2m1.2.3 凹模表面处理： 成型表面镀铬，镀铬层深度为0.0150.02mm，镀铬应抛光，达到上述表面粗糙度要求。2.凸模的结构设计：2.1凸模的结构形式 ： 凸模是形成塑件内表面的成型零件。根据型芯所成型零件内表面大小的不同，通常又凸模和成型杆之称。凸模一般是指成型塑件中较的主要内形的 成型零件，又称主型芯，成型杆一般是指塑件上娇小孔的成型零件，于称为小型芯。根据该塑件的结构形状分析： 本模具采用的凸模为整体式，即型心和模板为一整体。其结构牢固，成型的塑件质量比较好，但是消耗模具钢多，不易加工，主要适用于形状简单的型芯2.2技术要求：2.2.1凸模材料：常用的有T8，T7A，T10A，Cr12。2.2.2 表面粗糙度：成型部分一定要达到Ra0.10Ra0.025m，配合部分应达到Ra0.8m，其余部分应达到Ra6.3-Ra1.6m。2.2.3 热处理硬度 应达到45HRC50HRC2.2.4 表面处理 成型部分镀铬，镀铬层深度为0.0150.020mm，镀铬后应抛光处理。3.成型零件加工的加工过程的工序安排 一般有以下几种：3.1下料锻造退火粗加工调制精加工淬火与回火修整抛光镀硬铬装配3.2下料锻造退火粗加工调制精加工修整抛光-镀硬铬装配3.3下料锻造正火粗加工渗碳淬火与回火修整与抛光-镀硬铬装配3.4下料锻造正火或退火粗加工冷挤压（多次挤压时中间应退火）工成型-渗碳或渗氮共渗淬火与回火-镀硬铬装配 上述加工过程工序安排中1和2最常用，他们之间的区别是成型零件有没有淬火与回火，2主要用在不须要淬火，硬度不高的的成型零件加工。3和4用在成型零件尺寸精度要求不是很高的场合。4.型心型腔的一般常用加工工序：4.1 凸模的一般常用加工工序4.1.1车削 ，按最大尺寸留12mm的余量,4.1.2平磨 两端及相临两侧面,对角尺.4,1,3划线 铅工按图划线.4.1.4铣 按图加工,留出精加工磨削余量0.20.6mm.4.1.5检验4.1.6热处理 淬火.4.1.7磨 按图样要求磨到尺寸精度要求.4.1.8钳 钳工修整抛光.4.1.9表面处理 镀铬.4.1,10钳 钳工修整检验.4.2 凹模的一般常用加工工序4.2.1铣 四周及两平面,厚度留余量0.40.6mm.4.2.2平磨 磨两端面及相临两侧面,对角尺.表面粗糙度为Ra0.8.4.2.3划线 钳工划型孔形状及螺纹孔等位置.4.2.4铣 按图样要求铣出型腔,单边留余量0.30.5mm.4.2.5钳 钳工钻孔,攻螺纹等.4.2.6热处理 4.2.7电加工 采用电极精加工型腔.4.2.8钳 钳工修整抛光.4.2.9表面处理 按图样要求镀铬.4.2.10钳 钳工修整检验.第八章 注塑模具的调试 1.模具安装 1.1清理模板平面定位孔及模具安装面上的污物，毛刺。 1.2因本模具外形尺寸不大，故采用整体安装法。先在机器下面两根道轨上垫好木板，模具从侧面进入定位孔，并放正，慢速闭合模板，压紧模具，然后用压板或螺钉压紧定模，并初步固定动模，然后慢速开闭模具，找正动模，因保证开闭模具时平稳，灵活，无卡住现象，然后固定动模。1.3调节锁模机构，保证有足够的开模距和锁模力，使模具闭合适当。 1.4慢速开启模板直至模板停止后退为止，调节顶出装置，保证顶出距离。开闭模具观察顶出机构运动情况，动作是否平稳，灵活，协调。 1.5模具装好后，等料筒及喷嘴温度上升到距预定温度20-30，即可校正喷嘴与浇口套的相对位置及弧面接触情况，可用一纸片在喷嘴与浇口套之间，观察两者的接触印痕， 查吻合情况，须使松紧合适校正后拧紧注射座螺钉，紧固定位。1.6开空车运转，观察模具各个部分运行是否正常，然后才可注射试模。 2模具试模2.1通过试模塑件上常会出现各种弊端，为此必须进行原因分析，排除故障。造成次废品的原因很多，有时是单一的，但经常是多方面的综合原因，需按照成型条件，成型设备，模具结构及制造精度，塑件结构及形状等因素逐个分析找出其中主要矛盾，然后再采取调节成形条件，修整模具等方法加以解决。3.试模后模具验收项目：3.1 【塑件质量】：3.1.1尺寸光洁度符合图纸要求。3.1.2形状完整无缺，表面光洁平滑不得产生不允许的各种缺陷及弊端。3.1.3飞边不得超过规定要求。3.1.4保证塑件质量稳定。3.2 【模具性能】：3.2.1各工作系统坚固可靠，活动部分灵活平稳，动作互相协调，定位，起 止，保证正常工作，满足成型要求和塑件质量及生产效率。3.2.2脱模良好，塑件留落方向符合设计要求3.2.3各主要受力零件有足够的强度.第九章 设计总结通过这次毕业设计让我们把平时在课堂上学到的理论与实际生产结合了起来。看似简单的零件想要得到，也是需要许多工序才能完成的。我们只所以选择使用模具来达到这样的效果，不仅与生产批量有关，还与生产条件有关。如果是大批量生产的零件使用模具就很容易实现机械化和现代化。能够保证零件的尺寸相差不大，以实现互换。设计是一个关键的工作，要查阅大量资料和统计计算工作，设计是个苦差事。设计的好坏直接影响到制件质量和劳动强度以及生产成本。所以设计者应该具备渊博的知识和大量的实践经验作为基础，应该懂得生产的环节。这样才能设计出好的实用的模具来。虽然我倾注了大量的劳动和汗水在这个设计，由于缺乏经验与实践。设计的十分艰辛，虽然借鉴了许多，还是有好多不明白之处。希望在老师的指导和今后自己的工作中不断充实自我的能力.致 谢匆忙之中就马上就要结束大学生活了，作为一名合格的大学生,毕业设计是我们每个人都必须认真完成的任务，也是对大学