塑料模设计后油箱说明书

1、湖南工学院塑料模课程设计说明书设计课题 后油箱机械工程系 系模具设计与制造 专业班级学号设计人指导老师完成日 期目录一：设计任务书二：设计说明书 塑料成型工艺分析 塑料分型面位置的分析和确定 塑件型腔数量及排练方式的确定 注射机的选择及工艺参数的校核 浇注系统的设计与计算 成型件的结构设计及力学计算 模架选择或设计 导向机构的设计 脱模机构的设计 侧向分型抽芯机构的设计 ? 温度调节系统的设计 ? 排气系统的设计 ? 设计小结设计任务书设计题目 后油箱注射成型模具的设计材 质：PA1010塑料，箱体零件技术要求：所设计的模具应使成型塑料零件达到给定要求的精度，大批量生产。塑料件平面图如下:F

2、.3 I二、原始数据1、AUTOCAD 图2、尺寸公差按SJ1372-78,3级（参见塑料模设计资料一，表6-6）,孔类尺寸为正公差，轴类尺寸为负公差3、各个加工面的光洁度相当与Ro 1.64、生产批量为小批量。三. 设计目的课程设计是塑料模具设计课程重要的综合性与实践性教学环节。课程设计的基本目的是： 综合运用塑料模具设计，机械制图、公差与技术测量、机械原理及零件、模具材料 及热处理、木匠木制造工艺等等必修课程的知识，分析和解决塑料模具设计问题， 进一步巩固，加深和拓宽所学的知识。 通过设计实践，逐步树立正确的设计思想，增强创新意识和竞争意识，基本掌握塑 料模具设计的一般规律，培养分析问题和

3、解决问题的能力。通过计算、绘图和运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，进行塑料模具设计全面的基本技能训练，为毕业设计打下一个良好的实践基础。设计说明书塑料成型工艺分析1 塑件（后油箱）分析I塑件如下图所示，为后油箱零件图。塑件零件工作图U塑料名称PA1010 （尼龙 1010 ）。川色调半透明W生产纲领大批量V塑件的结构及成型工艺性分析精度等级。一般采用精度5级。脱模斜度。该塑件壁厚均为2 mm,为壳体类零件，型腔深度为10 mm,所用材料 PA1010流动性好，注射充型流畅，故对型芯的包紧力不是很大，所以此零件成型无须脱模斜度。m PA1010的主要性能指标见下表密度/ g/cm31.

4、04比体积/ cm3/g0.96吸水率2 4 h/(%)0.3收缩率/ s1.3 2.3熔点/ tc205抗拉屈服强度/ MPa62抗弯强度/ MPa88、 2冲击韧度/kj. m-25.3硬度9.75热变形温度t （0C）1481击穿强度/kV. mm -20抗拉弹性模量/ MPa1.8 X 10 3PA1010的主要性能指标2.热塑性塑料（PA1010的性能分析I使用性能抗拉强度、硬度、耐磨性、自润滑性突出，吸水性强；化学稳定性较好，能溶于甲醛、苯 酚、浓硫酸等。U成型性能熔点高，成型前须预热；黏度低，吸水性较小，耐寒性较好，流动性好，易产生逸流、飞 边；熔融温度下较硬，易损模具，主流道及

5、型腔壁易粘模。川PA1010成型塑件的主要缺陷及消除设施。缺陷缺料（注射量不足）、气孔、溢料飞边、熔接痕强度低、表面硬度和强度不足。消除设施加大主流道、分流道、浇口，加大喷嘴，增加注射压力，提高模具温度。塑料分型面位置的分析和确定I分型面位置选择分析以后油箱的底面为分型面，如下图分型面形式与位置1-动模部分2-分型面3-定模部分4-成型零件分型面与开模方向垂直，能充分利用注射机的锁模机构开合模具。这样开设分型面使 定模型芯长度约为 44伽，侧抽芯长度为一个壁厚（1.5伽），避免了侧抽芯较长；将零件整 体放入动模中，能保证塑件美观，尺寸精度；不足的是排气不良，只能通过多开设排气孔 来弥补，还有模

6、具型腔叫难制造，但相对而言此方法最佳。II分型面位置确定根据对比与分析此分型面符合分型面的选择方法，属于最佳方案。皿塑件型腔数量及排练方式的确定当塑件分型面确定之后，就需要考虑是采用但单型腔模还是多型腔模。一般来说，大中型塑件和精度要求高的小型塑件优些采用一模一腔的结构，但对于精度要求不高的小型塑件（没有配合精度），形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产率大为提高。故由此初步议定采用一模两腔。排列方式 于下图：型腔布置注射机的选择及工艺参数的校核I所需注射量的计算塑件质量、体积计算对于该设计，用户提供了塑件图样，据此建立塑件模型并对此模型分析得；塑件体积 v

7、113096 .36mm3塑件质量m pv 1 =13096 .36 X 1.04=13.62g 浇注系统凝料体积的初步计算可按塑料体积0.6倍计算，由于该模具一模采用两腔，所以浇注系统的凝料 体积为V2 =2 VX 0.6=2 X 13.62 X 0.6=16.344 cm3该模具一次注射所需塑料 PA1010体积 V0=2v 1+ V2 =2X 13.096 36+ 16.344 = 42.54 cm3 质量m0=p/ 0 44.24gn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 A2,在模具设计前是个未知值，根据多型腔模的统计分析，A2是

8、每个塑件在分型面上的投影面积A1的0.2倍至0.5倍，因此可用0.35 nA1来进行估算，所以A=nA1 + A2=nA1+ 0.35nA1=1.35nA1=1.35 X 2A1 =15187.5 mm2 式中 A1=125X 1.5 X 30 =5625 mm2。Fm =Ap 型=15187.5 X 30 =455625N =455.625 KN式中p型为型腔的成型压力（MPa, 般是注射压力的30%- 65%尼龙流动性好，该处取型腔平均压力为 30MPa皿选择注射机根据上面计算出的锁模力和注射量，根据塑料制品成型及模具设计第242页可选用SZ-100/630卧式注射机，其主要技术参数如下表

9、。项目数值理论注射机容量（cm3）75, 105螺杠（柱塞）直径（mm）30,35注射压力（MPa）224,164.5锁模力（KN）630拉杠内间距（mm）370X 320移模行程（mm）270最大模具厚度（mm）300最小模具厚度（mm）150喷嘴球半径（mm）15模具定位孔直径（mm）125SZ-100/630卧式注射机主要?支术参数IV注射机的有关参数的校核 由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔数 nn W( kMt/3600-m2 ) /m2= (0.8 X 9.5 X 30-0.6 X 2X 13.62 ) /13.62=15.54 2型腔数目校核合理。式中k 注射机最大注射量的利用系

10、数，一般取 0.8 ;M 注射机的额定塑化量（9 .5g/s ）t成型周期，取 30s。注射压力的校核。pe k1p0=1.3 X 130=169MPa而 pe=190MPa 注射压力校核合格。式中k1取1.3 （参考五先明主编的塑料模具设计指导公式（2-10 ）;p0取130 MPa （属薄壁窄浇口类）。锁模力校核。F KAp型=1.2 X 455.625=546.75KN,而 F=630,锁模力校核合格。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以进行。浇注系统的设计与计算1. 主流道的设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴射出的熔体导入分流道或型 腔中。主流道

11、的形状为圆锥形，以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道尺寸主流道小端直径d=注射机喷嘴直径+ （0.51）=3+（0.5 1）,取 d=3.5 mm。主流道球面半径SR0=注射机喷嘴球头半径 + （12）=15+（1 2）,取 SR0 =16 mm。球面配合高度h =3 mm 5 mm,取 h = 3mm。主流道长度 尽量小于60 mm,由标准模架结构该模具的结构，取L =25+20 =45 mm主流道大端直径D =d+2Ltan沁 7.54（半锥角 为 1 2 ），取 D=7.5mm。浇口套总长L0 =45+h+2=50mm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，

12、属于易损件，对材料要求较严，因而模具主 流道部分常设计成可拆御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，如T8A,T10A等，热处理硬度为 50HRO55HRC,如下图。主流道衬套主流道衬套的固定主流道衬套的固定形式如下图所示。1-定位圈；2主流道衬套；3定模座板；4内六角螺钉。主流道衬套的固定形式主流道凝料体积 h 2250233q主(D Dd d )(7.5 7.5 3.5 3.5 )三 601.83mm ： 0.6cm12 12主流道剪切速率校核由经验公式 二 一3；二 2149 .73 二 2150 s - ：: 5 10 3 s J

13、丨丨R n式中qv模具的体积流量，此时按单位时间计算的，数值在前面已经计算出来。Rn=( 3.5+7.5)/2/2 = 0.275cm主流道剪切速率 宀5 102sJr5 103sJ。主流道剪切速率偏小主要是注射量小、喷嘴尺寸偏大的所致。2. 冷料穴的设计主流道冷料穴的设计开模时应将主流道中的凝料拉出，所以冷料穴直径应稍大于主流道大端直径。大端直径为7.5mm,所以这里可以取 9mm冷料穴升度h约为3/4d疋6mm此模具采用Z字形冷料穴，如 下图所示；1;定模座板2 ;冷料穴3 ;动模板4 ;推杆冷料穴形式分流道冷料穴的设计当分流道较长时，可将分流道端部沿料流前进方向作为分流道冷流穴，以储贮存

14、前锋冷 料。一般在分流道端部加长 5mm（乍为分流道冷料穴。3. 分流道的设计分流道的布置形式分流道在分型面上的布置与前面所述型腔排列密切相关，有多种不同的布置形式，但应 遵循两方面原则：一方面排列紧凑、缩小模具板面尺寸；另一方面流程尽量短、所模力力 求平衡。分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，是塑料熔体尽快地经分 流道均衡的分配到各个型腔，因此，该模具的流道布置形式采用平横式。分流道长度第一级分流道11= 50mm第二级分流道12 = 6mm（冷料井升度）所以总长L为56mm分流道的形状、截面尺寸以及凝料体积形状及截面尺寸。为了便于机械加工及凝料脱模，本设计的分流道设置在分型面

15、上 定模一侧，截面形状采用加工工艺性比较好的梯形截面。梯形截面对塑料及流动阻力均不 大，一般采用下面经验公式来确定截面尺寸，即8 = 0.2654、m.4、L = 0.2654、13.62 24 50 二 3.68mm式中B梯形大底边的宽度（mm）m塑件的质量（g）L单向分流道的长度（mm）H梯形的高度（mm）根据王树勋主编的模具适用技术设计综合手册取B= 4mmH =(2/3) B =(2/3)X4 = 2.67,取 H =3 mm分流道L1截面形状如图所示分流道截面形状从理论上说，L2分流道可比L1截面小10%，但为了刀具的统一和加工方便，在分型面 上的分流道采用一样的截面。凝料体积分流道

16、长度 L = 50 X 2+6= 106伽2分流道截面面积 A =( 4+3)X 3-2 = 10.5 mm凝料体积q分三106 10.5三1113mm3分流道的表面粗糙度由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只是中心部位的塑料熔体得到流动状态较理想，因此分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低一般取 0.63um1.6um,这样表面稍不光滑，有助于增大塑料熔体的外层流动阻力。避免熔流表面滑移，使中心层具有叫 高的剪切速率。此处 Ra= 0.8um。4. 浇口的设计浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道，他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影响很大。浇口类型及位置的确定

17、该模具是中小型多腔模具，从塑件的结构来看，开设侧浇口较合理。开设在塑件的后板 与底平面交界处正中间，从型腔外侧进料，能方便地调节充模时的剪切速率和浇口封闭时 间，因而又称为标准浇口。这类浇口加工容易，修正方便，并且可以根据塑件的形状特征 灵活地选择进料位置，因此它是广泛使用的一种浇口形式，普遍使用于中小型塑件的多型 腔模具。浇口结构尺寸的经验计算侧浇口深度和宽度经验计算经验公式为h= nt = 0.8 x 1.5 = 1.2mm, W = n A = 4.5mm30式中h侧浇口深度（mmw浇口宽度（mr）A塑件外表面积（约为 28360mm2t 塑件厚度（平均厚度约为 1.5mm）n 塑件系数

18、，由下表查得n= 0.8。塑料材料PEPSPOM PC PPPA PMMA PVACPVCn0.60.70.80.9注；源自实用模具技术手册中的表6.6-3侧浇口的经验计算由于侧浇口的种类较多，现讲常用的经验数据列入下表。侧浇口的推荐尺寸塑料壁厚/mm侧浇口尺寸/m深度hv 0 .80 0.50.8 2.40.5 1.52.4 3.21.5 2.23.2 6.42.2 2.4注；原自使用模具技术im浇口长度l/mm宽度w1.00 1.00.82.42.43.33.36.4K手册中的表6.6-5综上的侧浇口尺：深度h = 1.5mm宽度w = 2mm长度 l = 1.0mm浇口截面形状与下图，其

19、尺寸实际应用效果如何，应在试模中检测与改进。1 主浇口 2 分流道 3 浇口 4 塑件侧浇口形式浇注系统的平衡对于该模具，从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，形状及截面尺寸对应相同，各 个浇口也相同，浇注系统显然是平衡的。成型零件的结构设计及力学计算1成型零件的结构设计塑料没有局型腔在成型过程中受到塑料熔体的高压作用，用具有足够的强度和刚度，如 果型腔侧壁和底版厚度过小，可能因强度不够而产生塑性变形甚至破坏；也可能因刚度不 足而产生饶曲变形，导致溢料飞边，降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模。因此，应通过强 度和刚度计算来确定型腔壁厚，尤其对于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能 单纯凭经验

20、来确定型腔壁厚和底板厚度。根据此塑件的结构，型腔的组成由组合式较好， 能方便的制造型腔，减少劳动量，但带来的是各组成部分的配合精度，相对而言利大于弊。 故采用组合式。2成型零件的结构计算零件PA1010平均收缩率 S=2% ，此塑件未标注公差，对于军用品按 用品按IT14级标注，所以S按IT14级公差选取。二 2000.52mm0A =78 工.74 mm0D =125 4mmH =320.62mm0F = 30.62 mmh3 =17,43 mmIT13级，而对于民C 2 o 25 mm0H 1 二 34_0.62 mmH 4 = 100.36 mmAm =1 S A-x 4 Z =79.1

21、16o0247Bm =1 SB x j Z =2O.2O800.107Cm _1 . SC _x/ =1.8900.087Dm 一1 S D -x 0 Z =126.900.333Fm - H S F - x 0 Z =3O.228o0207H1m =1 S H1 - x ： 0 玄=34.30800.207H2m -1 S H 2 xa O z =32.26800.207H3m - M S H3 x U/Z =17.O82o.143H4m - 1 S H4 x，0 Z =9.984oO.12式中 s塑件平均收缩率 S= 2%A 塑件外形尺寸（如上图所示）；X 修正系数（取0.6 ）;塑件公差

22、值；、z 制造公差，（取 /3 ）。凸模（型芯）的计算0.34h2 二 8.50 mm0 0c= 23 7.52 mma=122mm0 0.62hl =42.50 mma =M+Sa + xE =125.04；33b 11 S b x J =20.714073Cm = X S c x ： i z = 23.772 卫.仃3dm =（1 + Sd +x也0云=29.2020o73式中 s塑件平均收缩率 S= 2%A 塑件外形尺寸（如上图所示）；X 修正系数（取0.6 ）;塑件公差值；:Z 制造公差，（取 /3 ）。凸模（型芯）的计算型芯高度计算h1M = M S h1 X： jz = 43.72

23、2_0.2066模架选择或设计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标准模架，选用接 个形状式为A2型、模架尺寸为180mm-250mm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起部分；模具外表 面应光洁，加涂锈油。两模之间应有分模间隙，即在装配才、调试、维修过程中，可以方便地分开两块模板。1 .定模座板（2 5 0 mnhL1 ),塑件内表面上不应有任何台阶，以免阻碍斜滑块活动。在实际用中，为了便于加工和维修，多采用分体结构形式，故本设计采用分体式结构。具体如下图所示I .侧型芯的与侧滑座的连接形式jFjT j/T jFf IjT

24、jT jT jT jT滑块形式镶嵌圆柱体侧型芯其直径较大时，采用贯通的圆柱销从型芯的中间穿过，而直径较小的,则从型芯的侧壁打一个骑墙削，它的中心应落在侧型芯的外部，这样虽然只深入到圆柱削的1/3，就有较好的紧固效果。II 侧滑座的导滑形式在侧滑座和导滑槽的配合中，有两个尺寸较为重要，一是侧滑座的宽度s,二是导滑槽的厚度B。他们的配合均为基孔制的间隙配合，即H7/f6。侧滑座斜孔d ( H7)抽拔角:与斜导柱配作完成。其尾部的斜面上作为锁紧用的其尾部角度即锁紧禊角1为： + 20 30III .侧滑座的定位装置本设计采用挡板式定位。利用侧滑座的自重，使用挡板式侧滑座定位，结构简单，但只适用于侧型

25、芯安放在模具下方的情况。模具装配图上应特别注明模具安装的方向要求IV侧滑座的锁紧装置1保证侧型芯准确复位，斜导柱的复位只能使其粗定位；2 .承受注射压力对侧型芯的冲击，在注射成型的型腔内呈现熔融状态的塑料对侧型芯有一个很大的压力，锁紧块就是承受压力的冲击，防止侧型芯外移，同时消除了斜导 柱的弯曲力。本设计采用嵌入式的锁紧块固定方式，它是贯通嵌入模板，它锁紧强度较好，加工简单， 特别有利于组装的研合研和前锁紧块长度留有研合余量，研合完成后再将背面的高于模板部分去掉即可，然后安装定模座板压紧止动。注意：锁紧块与模边的距离s不能太薄，而固定孔的四角应有适当的平径，没有定模板时方可以采用。定模图温度调节系统的设计1加热系统由于该模具的模温要求在80C以下，又是小型模具，所以无需设置加热装置。2, 冷却系统PA1010的成型温度和模具温度分别为190 C250 C、50 C80C，用常温水对模具进行冷却。3, 冷却系统的简略计算求塑件每小时释放的热量Q查表4.6-4 （实用模具技术手册）得PA1010单位质量放出的热量 Q1= 6.5 X 100kJ/kg7.5 X 100KJ/kg,取 Q1= 7.5 X 100KJ/kg，故Q = W