模具设计毕业论文（设计）.doc

湖北工业大学商贸学院毕业设计 论文 I 毕业论文 设计 毕业论文 设计 题题 目目 支撑座注射模设计 姓姓 名名 王贝王贝 学学 号号 07251123410725112341 专业年级专业年级 0707 级模具设计与制造级模具设计与制造 0303 班班 指导教师指导教师 梁展翅梁展翅 职职 称称 讲师讲师 2010 年 6 月 5 日 湖北工业大学商贸学院毕业设计 论文 II 摘摘 要要 这次设计的是一次成型的支撑座注射模具 通过学习了塑料模具设计相关专业书 籍后 我自己自行设计的一套支撑座注射模具 本次设计的目的或者说重点不是产品 是否能够使用 而是如何来设计模具 模具设计的关键所在 因为我是第一次设计 所以这次基于我的经验和基础 在老师和同学的帮助下完成的 从零件工艺的分析到 确定工艺方案然后到模具设计步骤 最后装配成一套模具 针对凸凹模及复合模的结 构特点 采用基于参数化的自动和交互设计相结合的方法对凸凹模进行了设计 为实 现凸凹模结构的 CAD 系统商品化 适用化奠定了基础 关键词 凸凹模 精度 工艺 湖北工业大学商贸学院毕业设计 论文 III Abstract The design is an injection mold forming of the supporting base This design s goal or with emphasis is not a product whether can use but how Through the study of the plastic mold design and related professional books I designed a pedestal injection mold to design the mold the mold design s key is Because I am the first design therefore this time based on mine experience and the foundation completes in teacher and under schoolmate s help from components craft analysis to determination craft plan then to mold design procedure final assembly set of molds In view of the raised lower die and the superposable die unique feature used the method which automatic and designed alternately based on the parametrization unifies to the raised lower die to carry on the design In order to realize the raised lower die structure CAD system commercialization to be suitable has laid the foundation Keyword raised lower die precision craft 湖北工业大学商贸学院毕业设计 论文 IV 目 录 摘 要 I ABSTRACT II 前 言 1 第 1 章 塑料成型工艺性分析 4 1 1塑件分析 1 2原材料分析 1 3表面质量及精度 1 4结构分析 1 5编写成型工艺卡 第 2 章 拟定模具结构形式拟定模具结构形式 5 2 1分型面位置的确定 5 2 2确定型腔数目及排列方式 5 2 3模具结构形式的确定 6 第 3 章 注射机型号的确定注射机型号的确定 9 3 1所需注射量的计算所需注射量的计算 9 3 2塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力 9 3 3选择注射机型号 9 3 4 冲孔注射机有关参数的校核 10 第 4 章 浇注系统形式和浇口的设计浇注系统形式和浇口的设计 13 4 1主浇道的设计 13 湖北工业大学商贸学院毕业设计 论文 V 4 2冷料穴的设计 14 4 3分流道的设计 14 4 4浇口的设计 15 4 5浇注系统凝料体积计算 15 4 6浇注系统截面尺寸的计算与校核 16 第 5 章 成型零件的结构与尺寸计算成型零件的结构与尺寸计算 18 六 模架的确定与标准件的选用 七 脱模推出机构的设计 八 侧向分型与抽型机构的设计 九 温度调节系统设计 1 加热系统 2 冷却系统 十 心得体会 参 考 文 献 22 致 谢 23 附 录 24 湖北工业大学商贸学院毕业设计 论文 1 前前 言言 大学三年的学习即将结束 毕业设计是其中最后一个环节 是对以前所学的知识 及所掌握的技能的综合运用和检验 随着我国经济的迅速发展 采用模具的生产技术 得到愈来愈广泛的应用 在完成大学三年的课程学习和课程 生产实习 我熟练地掌 握了机械制图 机械设计 机械原理等专业基础课和专业课方面的知识 对机械制造 加工的工艺有了一个系统 全面的理解 达到了学习的目的 对于模具设计这个实践 性非常强的设计课题 我们进行了大量的实习 经过在学校实训室的实训 我对于模 具特别是塑料模具的设计步骤有了一个全新的认识 丰富了各种模具的结构和动作过 程方面的知识 而对于模具的制造工艺更是实现了零的突破 在指导老师的协助下和 在车间师傅的讲解下 同时在现场查阅了很多相关资料并亲手拆装了一些典型的模具 实体 明确了模具的一般工作原理 制造 加工工艺 并在图书馆借阅了许多相关手 册和书籍 模具是制造业的重要工艺基础 中国虽然很早就开始设计制造模具但长期未形成 产业 直到 20 世纪 80 年代后期 中国模具工业才进入发展快车道中国模具产量已位 居世界第三 模具推广应用的领域也越来越广 世界模具向着很好的趋势发展 一 模具日趋大型化 二 模具的精度将越来越高 10 年前精密模具的精度一般为 5 微米 现在已经达到 1 2 个微米 三 多功能复合模具将进一步发展 新型多功能复合模具 除了冲压成型零件外 还担负叠压 攻丝 铆接和锁紧等组装任务 对钢材的性能要 求也越来越高 四 热流道模具在塑料模具中的比重也逐渐提高 五 随着塑料成型 工艺的不断改进与发展 气辅模具及适应高压注塑成型等工艺的模具也将随之发展 六 标准件的应用将日益广泛 模具标准化及模具标准件的应用将极大的影响模具制 造周期 还能提高模具的质量和模具的制造成本 七 快速经济模具的前景十分广泛 八 随着车辆和电动机等产品向轻量化发展 压铸模的比例将不断提高 同时呀铸模 的寿命和复杂程度的要求也越来越高 九 以塑代钢以塑代木的进程进一步加快 塑 料模具的比例将不断增大 由于机械零件的复杂程度和精度的不断提高 对塑料模具 的要求也越来越高 十 模具技术含量将不断提高 中国模具虽然发展迅速但是与需 求相比 显然是供不应求 其主要缺口集中于精密 大型 复杂 长寿命模具领域 中国模具在精度 寿命和制造周期及生产能力方面与国际平均水平和发达国家仍有较 大差距 国内主要模具厂是 大而散 小而乱 的组织形式 而在国外模具企业是 大而专 而精 十一 现在塑料模具占模具总量近 40 而且这个比例还在不断 上升 塑料模具中为汽车和家电配套的大型注塑模具 为就集成电路的精密塑封模 为电子信息产业和机械及包装配套的多层 多腔 多材料 多色精密注射模具 为新 型建材及节水农业配套的塑料异性材挤出模及管路和喷头模具等 目前虽然有相当技 术基础真在快速发展 但是水平与国外仍有较大的差距 总量也供不应求 通过比较观察 发现中国模具业的四大弊病 1 体制不全 基础薄弱 2 科研开发和技术攻关方面投入太少 3 工艺装备水平低 而且利用率低 配套性差 4 模具技术材料及模具相关技术落后 1 振兴和发展我国的模具工业 日益受到人们的重视和关注 模具是工业生 产的基础工业装备 也已经取得了共识 在电子 汽车 电机 电器 仪器 仪表 湖北工业大学商贸学院毕业设计 论文 2 家电和通信等产品中 有 60 80 的零部件要依靠模具成型 用模具生产制件具备 的高精度 高复杂程度 高一致性 高生产率和低消耗 是其他加工制造方法所不 能比拟的 模具又是 效益放大器 用模具生产的最终产品价值 往往是模具自 身的几十倍 上百倍 目前世界上模具年产值约为 680 亿美元 日 美等工业发达 国家的模具工业产值以超过机床工业 从 1997 年开始 我国模具工业产值也超过 了机床工业产值 模具生产技术水平的高低 已成为衡量一个国家产品制造水平高 低的重要标志 因为模具在很大程度上决定着产品的质量 效益和新产品的开发能 力 鉴于模具工业的重要性 在 1989 年 9 月国务院颁布的 关于当前产业政策要 点的决定 中 把模具列为机械工业技术改造序列的第一位 生产和基本建设序列 的第二位 从那时侯起 中国模具工业的发展十分迅速 近 20 年来 产值以每年 15 左右的速度增长 1997 年以来 又相继把模具及其加工技术和设备列入了 当 前国家重点鼓励发展的产业 产品和技术目录 和 鼓励外商投资产业目录 经 国务院批准 从 1997 年到 2000 年 对 80 多家国有专业模具厂实行增值锐返还 70 的优惠政策 以扶植模具工业的发展 2000 年我国模具工业总产值以达 280 亿人民 币 其中冲压模具约占 50 塑料模具约占 33 压铸模具约占 6 其他各类模具 占约 11 随着工业产品质量的不断提高 冲压产品正呈现多品种 少批量 复杂 大型 精密化 更新换代速度快等变化特点 冲压模具正向高效 精密 长寿命大型化方 向发展 为适应市场变化 随着计算机技术和制造技术的迅速发展 冲压模具设计 与制造技术正由手工化 依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计 CAD 数控切削加工 数控电加工为核心技术的计算机辅助设计与制造 CAD CAM 技术转变 随着机械制造行业的飞速发展 模具行业在各个行业中都处在重要的地位 不 管在汽车 电子 航空船舶以及军事武器中都离不开模具 它已经成为当代杰出工 程技术成就之一 尤其在经济全球化的形式下 各个行业都面临着日益激烈的市场竞争 如何提 高企业的应变能力和生存能力 参与国际合作与竞争 都是摆在各个企业面前的重 要课题 人们对模具越来越要求高度自动化 高标准化 3 模具是一种技术密集 资金密集型产品 在我国国民经济巾的地位也非常重 湖北工业大学商贸学院毕业设计 论文 3 要 模具工业已被我国正式确定为基础产业 并在 十五 中列为重点扶持产业 由于新技术 新材料 新工艺的不断发展 促使模具技术不断进步 对人才的知识 能力 素质的要求也在不断提高 为了适应工业的发展 中国模具工业学会专设模 具标准化委员 广大模具技术工作者应当结合实际工作为促进我国模具工业标准化 水平作出自己的贡献 4 为了拓展在工艺方面的知识 为了适应社会需要在基础学习上进行依次比较 全面的设计 是为了对所学知识的综合应用能力的考察 同时是对所学知识的回顾 与检查 本次设计是一副冲孔落料拉深模具设计 本次设计在老师细心的指导下 在同学的帮助下 对模具的寿命 生产周期 生产成本 经济性的条件下仔细分析 而设计的 因我个人水平有限 因此在实际过程中难免有不合理之处 望各个老师 多多批评指正 本论文是在梁展翅老师的精心指导和严格要求下完成的 梁老师那 严谨求实的治学态度 以宽广的胸怀和渊博的知识为我们树立了榜样 在此向她表 示忠心的感谢 在模具设计和论文撰写的过程中 得到王康 陈静等同学的支持和协助 在此 一并表示感谢 王贝 2010 年 6 月 5 日 湖北工业大学商贸学院毕业设计 论文 4 第一章 塑件成型工艺性分析 1 塑件 支撑座 分析 1 塑件 如图所示 2 塑料名称 ABS 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 3 生产纲领 中批量 4 材料分析 1 ABS 的性能 综合性能较好 冲击韧度 力学强度较高 尺寸稳定 耐化学性 电性能良好 易于成型和机械加工 与 372 有机玻璃的熔接性良好 可作 双色成型塑件 且表面可镀铬 2 ABS 的成型特点 易吸水 使成型塑件表面出现斑痕 云纹等缺陷 成型加工前 应进行干燥处理 流动性中等 溢边 0 04左右 mm 湖北工业大学商贸学院毕业设计 论文 5 比聚苯乙烯加工困难 宜取高料温 模温 料温对物料性 能影响较大 料温过高易分解 对要求精度较高塑件模温易取 50 60 要求光泽及耐热型料宜取 60 80 注射压力比加工聚苯乙烯稍高 一般 用柱塞式注射压力机时料温为 180 230 注射压力为 100 140 螺 a MP 杆式注射机则取 160 220 70 100为宜 a MP 模具设计时要注意系统选择浇口位置 形式 模具大多采用点浇 口 塑化效率高 凝固也快 故成型周期短 粘度对剪切速率敏感 3 ABS 的主要性能指标 查 塑料模具设计大典 表 8 3 9 有 密度 g cm 3 1 02 1 16屈服强度 MPa 50 质量体积 cm g 3 0 86 0 98抗拉强度 MPa 38 吸水率 24h 0 20 0 40拉伸弹性模量 GPa 1 8 热变形温度 90 弯曲弹性模量 GPa 80 熔点 130 160抗弯强度 MPa 1 4 计算收缩率 0 4 0 7抗剪强度 MPa 53 比热容 J kg k 1470 抗压强度 MPa 24 5 塑件的结构及成型工艺分析 该塑件为支撑座 形状简单 结构对称 塑件的外表面可以由行 腔表面成型 内表面可由型芯成型 但内表面成型需采用斜滑块抽芯抽出 的孔由两个固定型芯成型 塑件脱模斜度为 精度等级为 5 级 mm6 1 二 注射成型工艺卡的制定 成型工艺参数 湖北工业大学商贸学院毕业设计 论文 6 塑料零件注射工艺卡 材料名称 ABS 零件名称支撑座 零件净重 10 70g 每模件数4 件 模具温度50 80 喷嘴温度170 180 设备 SZ 60 450 注射机形式螺杆式 后段150 170 中段165 180 料筒 温度 前段180 200 注射60 100 MPa压 力保压 注 射 成 型 工 艺螺杆转速 30r min 注射0 5s 保压20 90s 冷却20 90s 注 射 时 间成型周期50 220s 温度80 85 原材料 干燥时间2 3h 设备红外线 烘箱 温度 70 后 处 理时间2 4h 三 拟定模具结构形式 1 分型面位置的确定 湖北工业大学商贸学院毕业设计 论文 7 1 选择分型面应考虑以下原则 1 分型面应便于塑料制品的脱模 2 分型面应选择在塑件的最大截面处 3 尽可能使塑件留在动模一侧 4 分型面的选择应有利于侧面分型与抽芯 5 分型面的选择应保证制品的质量 6 有利于保证塑件的尺寸精度 7 有利于排气 2 分型面的确定 因该零件中间有 4 5mm 的槽 所以分型时需要进行侧向抽芯 由以上 原则及塑件结构 分型面的选择如下图所示 2 确定型腔数量及排列方式 此塑件精度为 5 级 精度要求不高 形状较简单 但内表面有凹槽 属大批量生产 可采用一模多腔结构来提高生产效率 但考虑需设斜滑块 在此初步拟定一模四腔 其排列方式如图所示 3 确定模具结构形式 该塑件内表面有凹槽 对该塑件进行模塑成型时 要采用侧向分型 成型方法采用斜滑块侧向分型 因此初步拟定采用四型腔一分型面的模具 结构形式 四 注射机型号的确定 1 所需注射量的计算 1 塑件注射量的计算 通过 Pro E 建模分析 塑件质量为 10 70g 塑件体积 1 m 湖北工业大学商贸学院毕业设计 论文 8 31 1 2 10 05 1 70 10 cm m v 2 浇注系统凝料体积的初步估算 可按塑件体积的 0 6 倍计算 由于该模具采用一模四腔 所以浇注 系统凝料体积为 3 12 48 246 0 2 1046 04cmvv 3 该模具一次注射所需塑料 ABS 体积 3 210 28 6548 24 2 1044cmvvV 质量 gVm54 6828 6505 1 00 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 1 投影面积 A 流道凝料包括浇口在分型面上的投影面积在模具设计前是个未知数 2 A 根据多型腔模的统计分析 是每个塑件在分型面上投影面积的 0 2 0 5 2 A 1 A 倍 因此可用 0 35 来进行估算 所以 21 AnAA 而 32 1 56 665 2 1 5 5 2 1 11830716 3015 2 1 mmA 2 359456 665435 0 56 6654mmA 2 锁模力 m F 型 ApFm 查 塑料模具设计指导 表 2 2 有 a MPp35 型 所以 kNFm97 125353594 3 选择注射机型号 根据以上的计算初步选定型号为 SZ 60 450 型卧式注射机 其主要技术参 湖北工业大学商贸学院毕业设计 论文 9 数见下表 SZ 60 450 型卧式注射机的主要技术参数 理论注射容量 78 3 cm 锁模力 450kN 螺杆直径 30mm 拉杆内间距 mm 280 250 注射压力170 a MP移模行程 220mm 塑化能力 5 6g s 最大模厚 300mm 螺杆转速 14 200min r 最小模厚 100mm 注射速率 60g s 定位孔直径 55mm 喷嘴球半径 20mm 喷嘴孔直径 3 5mm 锁模方式双曲肘 4 注射机有关参数的校核 1 由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔数目 n 1 2 3600 m mkMt n 式中 k 为注射机最大注射量的利用系数 取 0 85 M 为注射机的额定塑化量 该注射机为 5 6g s 为单个塑件质量 取 10 70g 1 m 为浇注系统所需塑料质量 取 25 68g 2 m 所以 495 10 70 10 83 143600 3036006 585 0 n 型腔数校核合格 2 注射压力的校核 pkpe 式中 为安全系数 常取 1 25 1 4 取1 3 k k k 湖北工业大学商贸学院毕业设计 论文 10 为该塑件成型时所需注射压力 查 塑料模具设计指导 表 p 2 1 取120 0 p a MP MPape1561203 1 而 注射压力校核合格 MPape170 3 锁模力校核 型 ApkF 其中 为锁模力安全系数 一般取 1 1 1 2 取 1 2 k k kNF95 15079 1252 1 而 F 450kN 锁模力校核合格 五 浇注系统的设计 1 主浇道的设计 1 主浇道小端直径 根据所需选注射机 则主流道小端尺寸为 d 注射机喷嘴直径 0 5 1 3 5 0 5 1 4 4 5 取 d 4mm 2 主浇道球面半径 SR 注射机喷嘴球头半径 1 2 20 1 2 21 22mm 取 SR 22mm 3 球面配合高度 h 3 5mm 取 h 3mm 4 主流道长度 湖北工业大学商贸学院毕业设计 论文 11 由标准模架结合该模具的结构 取 L 5 25 20 50mm 5 主流道大端直径 D d 2L 6 46mm 半锥角为 取 tan 3tan4724 21 5 1 取 D 6 5mm 2 主流道衬套的形式 主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触 属易损件 对材料要求较 严 因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套 以便有效地选用优质钢材单独进行加工和热处理 常采用碳素工具钢 选 用 T10A 热处理硬度为 53 57HRC 衬套如图所示 由于该模具主流道较长 定位圈和衬套设计成分体式较宜 其定位圈 结构尺寸如图所示 湖北工业大学商贸学院毕业设计 论文 12 2 冷料穴的设计 1 主流道冷料穴的设计 冷料穴直径应稍大于主流道大端直径 取 8mm 冷料穴深度 冷料穴底部采用拉料杆 该拉料杆固定在动模固定板上 开mmdh5 4 3 模时 利用凝料对拉料杆前端倒钩的拉力使主流道凝料从主流道衬套中脱 出 如图所示 2 分流道冷料穴的设计 该分流道较长时 应将分流道端部沿料流前进方向延长作为分流道冷 料穴 以贮存前锋冷料 故在分流道端部加长 5mm 作为分流道冷料穴 3 分流道的设计 1 分流道布置形式 分流道的布置应遵循两方面的原则 一方面排列紧凑 缩小模具板面 尺寸 另一方面流程尽量短 锁模力力求平衡 本模具的流道布置采用平 衡式 如图所示 2 分流道长度 第一级分流道 mmL20 1 第二级分流道 mmL8 2 3 分流道的形状 截面尺寸 为了便于加工及凝料脱模 分流道大多设置在分型面上 采用梯形 截面加工工艺性能好 且塑料熔体的塑料熔体的热量散失 流动阻力均不 大 在此采用梯形截面 查 塑料模具设计大典 图 9 2 12 取得分流道 直径 又考虑到分流道长度修正系数 所以修正后的分流道mmD7 1 1 L f 直径为 圆整取 8mm 梯形斜角通常取 此处取 mmDfD L 7 7 5 10 6 湖北工业大学商贸学院毕业设计 论文 13 深度 H 2 3B 5mm 底部圆角 3mm 取 2mm 其截面形状及尺寸如图1 R 所示 4 分流道的表面粗糙度 分流道的表面粗糙度并不要求很低 一般取 即可 a Rm 8 0m 6 1 在此取 m 6 1 4 浇口的设计 浇口截面积通常为分流道截面积的 0 07 倍 0 09 倍 浇口截面形状多 为矩形和圆形两种 长度为 0 5mm 2mm 该模具是中小型塑件的多性腔模 具 在此采用侧浇口 此浇口能很方面地调整充模时的剪切速率和浇口封 闭时间 加工容易 修整方便 侧浇口的经验计算查 塑料模具设计指导 表 6 6 有 侧浇口的尺寸 深度 h 2 2mm 宽度 w 4 0mm 浇口长度 1 0mm l 5 浇注系统凝料体积计算 1 主浇道与主流道冷料井凝料体积 冷锥主 VVV hDDddD h 222 4 12 68 4 45 645 647 12 14 3 222 3 72 1337mm 2 分流道凝料体积 8556 2 1 440578 2 1 梯 V 3 3900mm 3 浇口凝料体积 浇口体积很小 可取为零 4 浇注系统凝料体积 湖北工业大学商贸学院毕业设计 论文 14 3 mm72 5237390072 1337 浇圆主总 VVVV 该值小于前面对浇注系统凝料的估算 所以前面有关浇注系统的各 项计算与校核符合要求 不需要重新设计计算 6 浇注系统截面尺寸的计算与校核 1 确定适当的剪切速率 根据经验浇注系统各段的 取以下值 所成型塑件质量较好 主流道 132 105105 s s 分流道 132 105105 s R 侧浇口 143 105105 s G 2 校核各处剪切速率 1 浇口剪切速率 在 之间 浇口剪切速 13 22 3 1002 3 22 0 4 0 73 9 66 s wh V G 3 105 14 105 s 率合格 2 分流道剪切速率 在 以下 12 3 3 2 3 1015 3 5 214 3 375 0 2 14 3 2 6 21 3 3 3 3 s Rn q R 2 105 13 105 s 分流道剪切速率合格 其中 A 为截面积 取 0 375 C 为截面周长 取 2 5cm 3 2 2 c A Rn 3 cm 3 主流道剪切速率 在 之间 主流道剪 3 3 3 n S R qv 12 3 1046 6 33 0 14 3 2 16 443 3 s 2 105 13 105 s 切速率校核合格 湖北工业大学商贸学院毕业设计 论文 15 六 成型零件的结构设计和计算 1 定模部分的型芯 1 采用台肩固定的形式 上底面用定模座板压紧 2 尺寸计算 查 塑料成型模具与设备 附录知 PC 的平均收缩率 6 0 cp S 塑件尺寸公差查 塑料成型模具与设备 表 2 7 有 mmd 18 0 01 6 mmh 18 0 01 6 由公式有 0 4 3 z cpssm Slld mmdm 0 06 0 0 3 18 0 1 17 6 18 0 4 3 6 066 由公式有 0 4 3 z cpssm Shhh mmhm 0 06 0 0 3 18 0 1 16 6 18 0 3 2 6 066 2 动模型芯部分 1 采用台肩固定的形式 上底面用支撑板压紧 塑件尺寸公差查 塑料成型模具与设备 表 2 7 有 mmd 18 0 01 6 mmh 18 0 02 6 由公式有 0 4 3 z cpssm Slld mmdm 0 06 0 0 3 18 0 2 17 6 18 0 4 3 6 066 由公式有 0 4 3 z cpssm Shhh mmhm 0 06 0 0 3 18 0 2 16 6 18 0 3 2 6 066 七 模架的确定和标准件的选用 由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸 再根据成型零件尺寸结合 湖北工业大学商贸学院毕业设计 论文 16 标准模架 选用结构形式为 A4 型模架 尺寸为 200mm 200mm 的标准模架 可符合要求 模具上所有的螺钉尽量采用内六角螺钉 模具外表面尽量不要有突 出部分 模具外表面应光洁 加涂防锈油 两模板之间应有分模间隙 即 在装配 维修过程中 可以方便地分开两块模板 1 定模座板 200mm 250mm 厚 25mm 定模座板通过 4 个 M10 的内六角圆柱螺钉与定模固定板连接定位圈 定位圈通过 4 个 M6 的内六角螺钉与其连接 材料为 45 钢 2 定模板 凸模固定板 200mm 200mm 厚 20mm 用于固定型芯和斜导柱 固定板应有一定的厚度 并有做够的强度 选用 Q235A 调质 230 270HB 定模板与型芯采用 H7 m6 配合 3 支承板 200mm 200mm 厚 32mm 支承板应具有较高的平行度和硬度 选用材料为 45 钢 调质 230 270HB 4 垫板 40mm 200mm 厚 63mm 垫板主要用于动模座板与支承板之间的推出机构动作 材料选用 Q235A 垫块高度校核 shhhh 321 h 20 16 16 5 10 5 63mm 符合要求 式中 为顶出板限位钉的厚度 为 0 1 h 为推板厚度 为 20mm 2 h 为推杆固定板厚度为 16mm 3 h S 为推出行程为 16 5mm 湖北工业大学商贸学院毕业设计 论文 17 为推出行程富余量 5 动模座板 200mm 250mm 厚 25mm 材料选用 45 钢 其上的注射机顶杆孔为 50mm 6 推板 118mm 200mm 厚 20mm 材料选用 45 钢 用 4 个 M6 的内六角圆柱螺钉与推杆固定板固定 7 动模型芯固定板 118mm 200mm 厚 16mm 材料选用 45 钢 八 脱模推出机构的设计 脱模推出机构的设计原则 1 推出结构应尽量设置在动模一侧 2 保证塑件不因推出而变形损坏 3 机构简单 动作可靠 4 良 好的塑件外观 5 合模时的准确复位 由以上原则 本模具采用推块推出机构 此时推件块也作为型腔的组 成部分 应有较高的硬度和较小的粗糙度 与型腔 型芯间的配合精度高 要求滑动灵活又不允许溢料 推件块如图所示 其脱模力由 塑料模具设计指导书 式 2 43 有 thTTEfF jfcC 10 其中 为脱模系数 C F 为塑料的线膨胀系数 E 为塑料的抗拉弹性模量 为塑件的软化温度 f T 为脱模时塑件温度 j T t 为塑件的壁厚 h 为型芯脱模方向的高度 湖北工业大学商贸学院毕业设计 论文 18 查表 2 8 有 45 0 c f 5 108 a MPE 3 102 2 100 f T60 j T 66 60100 102 210845 010 35 C F 1140 48N 九 侧向分型与抽芯机构的设计 1 侧向分型与抽芯机构类型的确定 该套模具采用机动侧抽芯机构 其驱动方式为斜滑块 此塑件的侧凹 槽较深 所需的抽芯距较大 故采用此机构较为合宜 根据斜滑块侧向分型与抽芯的特点 利用动模开模时斜导柱驱使斜滑 块运动 在开模的过程中同时由斜滑块完成侧向分型与抽芯动作 2 斜滑块的组合形式 为保证塑件具有较好的外观质量 斜滑块的组合部分具有足够的强度 该套模具采用两瓣合模块组合的结构形式 3 抽拔距 S 一般抽拔距取侧孔深度加 2 3mm 此时的抽拔距为 取 S 15mm mmhS151432 12 32 4 抽拔力 C Q 对于带侧凹塑件的模具 抽拔力公式为 cos 1 2 K hKEbl Q f C 其中 E 为塑件的拉伸模量 MPaE 3 108 1 为塑料成型平均收缩率 6 0 为塑料的泊松比 由表 9 6 1 有 3 0 湖北工业大学商贸学院毕业设计 论文 19 为型芯的脱模斜度 取 1 为型芯脱模方向高度 hmmh12 b 为型芯断面的两边长度 取 lmml25 26 mmb5 4 为脱模斜度修正系数 其计算式为 f K cossin1 sincos f f K f 为制品与钢材表面之间的静摩擦系数 查表 9 6 1 有 f45 0 f 为厚壁制品的计算系数 f K 其计算式为 cos2cos 2 2 K 为比例系数 trcp 为型芯的平均半径 对于矩形型芯 cp r bl rcp 为制品厚度 t 所以 6316 14 3 5 425 26 25 1 1cos63 1 21cos 6312 2 K 43 0 1cos1sin45 0 1 1sin1cos45 0 f K NQC03 1344 1cos 25 1 3 01 43 0 12 6 0108 1 5 425 26 2 3 5 斜导柱 斜导柱轴线与开模方向的夹角一般取 材料为 T10 钢 淬火硬 2015 度 HRC55 以上 表面粗糙度 在此斜导柱与开模方向的夹角可取 6 1 a R 18 湖北工业大学商贸学院毕业设计 论文 20 6 导滑槽与滑块 1 滑块与侧型芯的连接 采用组合式结构 可以节省优质钢材 便于加工与修配 为了提高 型芯强度 适当加大了型芯嵌入部分的尺寸 并用两个骑缝销钉固定 如 图所示 2 滑槽结构与滑块的配合 采用 T 字形导滑槽 滑块的导滑部分与导滑槽采用间隙配合 配合精 度为 H7 f7 滑块采用 45 钢制造 导滑槽硬度为 40HRC 滑槽用 T8A 硬度 为 52 56HRC 3 滑块定位装置 为了保证闭模时能顺利复位 利用限位板限制滑块运动 7 楔紧块 楔紧块的楔角应大于斜导柱的斜角 通常取 楔紧 32 块表面硬度应达到 HRC52 56 因此取 材料选用 45 钢 20 8 斜导柱受力及其直径的确定 湖北工业大学商贸学院毕业设计 论文 21 由 塑料模具技术手册 式 3 76 b 有 tan21 cos 2 ff Q N 式中 f 为钢材之间摩擦系数 通常为 0 15 15 0 18tan15 0 21 18cos 03 1344 2 N 1606N 斜导柱直径由式 3 37 有 3 1 sin cos10 w f SQK d 其中 为无量钢系数 查表 3 37 有 f K1948 1 f K 为斜导柱材料的许用弯曲应力 由 塑料模具设计大典 w 查得 MPa w 155 3 1 18sin155 0cos1503 13441948 1 10 d 18mm 取斜导柱直径 d 18mm 9 斜导柱长度和最小开模行程计算 1 最小开模行程 H mmSH 2 4618cot8cot 2 斜导柱长度 L 查 塑料模具技术手册 式 3 74 有 1510 sincos tan 2 ShD L 1510 18sin 15 18cos 20 18tan 2 188 1 L 84 66 89 66mm 湖北工业大学商贸学院毕业设计 论文 22 取斜导柱长度 L 85mm 十 排气系统的设计 该套模具是属于小型模具排气量较小 而且分型面比较多 因此本设 计不单独开设排气槽 十一 温度调节系统设计 1 加热系统 由于该套模具的模温要求在 50 80 之间 又是小型模具 所以不需 要设置加热装置 2 冷却系统 1 ABC 的成型温度为 130 160 塑件从模具型腔中取出时其温 度在 60 以下 因此 必须对模具进行有效的冷却 水的热容量大 传热系数大 成本低 因此采用水冷却 即在模具型 腔周围或内部开设冷却水道 2 冷却系统的简略计算 塑料制品在固化时每小时释放出的热 Q 查表 9 8 4 有 ABS 单位重量放出的热量故kgkJQ 100 4101 3 22 1 hkJWQQ 6 202860105 31066 9 22 1 式中 W 为单位时间内注入模具中的塑料质量 该模具每分min kJ 钟注射 2 次 所以 min 1066 9 10 3 482 23 kgW 冷却水的体积流量 由式 9 8 15 有 min 10615 1 2025 187 4 101 1066 9 105 3 33 3 22 211 1 m C WQ qv 湖北工业大学商贸学院毕业设计 论文 23 式中 为冷却水的密度 为 33 101mkg 为冷却水的比热容 为 1 C 187 4 CkgkJ 为冷却水出口温度 取 25 1 为冷却水入口温度 取 20 2 求冷却管道直径 d 查 塑料模具设计大典 表 9 8 1 为使冷却水处于湍流状态 取 d 8mm 冷却水在管道内的流速 v sm d q v v 54 0 60008 0 14 3 10615 1 44 2 3 2 冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数h 2 0 8 0 6 3 d v fh ChmkJ 24 2 0 8 03 10004 1 008 0 54 0101 84 6 6 3 冷却管道总传热面积 A 由式 9 8 17 有 23 4 22 1075 4 10004 1 2 2025 65 105 31066 9 6060 m Qh WQ A 其中 为模具温度与冷却水温度之间的平均温度 模具温度取Q 65 模具上应开设的冷却管道的孔数 n 由式 9 8 21 有 孔1 2 0008 0 14 3 1075 4 3 dl A n 湖北工业大学商贸学院毕业设计 论文 24 考虑到型腔上不好布置水孔 布置在动模座上 因此左右各布一孔 总水道数为 2 孔 十二 典型零件的制造工艺 1 型芯的制造工艺 湖北工业大学商贸学院毕业设计 论文 25 设计总结设计总结 课程设计总结是对整个设计过程的系统总结 在完成全部图纸及编写设计计算说 明书任务之后 对设计计算和结构设计进行优缺点分析 特别是对不合理的设计和出 现的错误做出一一剖析 并提出改进的设想 从而提高自己的机械设计能力 1 根据设计任务书的要求 分析设计方案的合理性 设计计算及结构设计的正确性 自己对设计结果感到很满意 并且满足设计任务书的要求 2 认真检查和分析自己设计的机械传动装置部件的装配工作图 主要零件的零件工 作图以及设计计算说明书等 3 对装配工作图 分析工艺性以及机械制图等方面的问题 同时解决问题 对零件 工作图 检查和分析尺寸及公差标注等问题 对设计说明书 检查和分析计算依据的 准确可靠性 4 通过课程设计 掌握了模具设计的方法和技巧 在设计能力方面有明显的提高 在今后的设计中还应该加强自己的冷静分析能力 湖北工业大学商贸学院毕业设计 论文 26 参参 考考 文文 献献 1 丁松聚主编 冷冲模设计 机械工业出版社 2001 10 2 屈华昌主编 塑料成型工艺与模具设计 机械工业出版社 1996