A字形塑件注射模具设计毕业设计

1、 摘 要本次塑料模毕业设计的内容为a字形塑件注射模具设计，本塑件的难点在于瓣合模的侧向分型抽芯机构设计，需要侧向分型抽芯的滑块相互间配合紧密，防止由两个滑块形成的分型面有缝隙而造成披风之类的缺陷，经分析采用斜导柱抽芯，由定距螺钉限距，并采用楔紧块使滑块紧密配合。该注塑模采用直接浇口，查阅模架标准选用简化直接浇口模架。最后查阅相关资料和有关手册，手工绘制装配图和相关的零件图。关键字：瓣合模;侧向分型抽芯;直接浇口 abstract the plastic graduation project for the a word shaping parts injection mold design,

2、the plastic parts of the difficulty lies in the mold closing flap side parting pulling mechanism design, the need side parting pulling the slider with the close inter-, to prevent the formation of two sliders parting there is a gap caused by a defect like cloak, was analyzed using bevel pillar core,

3、 limited by a fixed distance from the screw, and use the slider wedge block tight fit. the use of direct injection mold sprue, mold inspection criteria used to simplify direct gate mold. finally access to relevant information and related manuals, hand-drawn maps and related parts assembly diagram.ke

4、ywords: valve mold；side parting pulling；direct gate 目 录第一章、绪论11.1 塑料简介11.2 注塑成型及注塑模1第二章、 注塑件的成型工艺性的分析32.1 塑件的分析32.2 abs工程塑料的性能分析32.3 abs工程塑料的成型性能42.4 abs工程塑料的主要用途4第三章、分型面的选择确定和初选注射机53.1分型面位置的的选择确定53.1.1分型面的设计原则：53.1.2分型面的位置确定53.2 型腔数量的选择与排位方式的设置63.3 注射机的型号的确定6第四章、浇注系统的设计计算104.1 浇注系统组成104.2 确定浇注系统的原则

5、104.3 主流道的设计计算114.3.1.主流道设计原则114.3.2主流道的尺寸设计114.3.3主流道的凝料体积124.3.4主流道当量半径124.3.5主流道浇口套的形式124.3.6主流道定位圈的形式124.3.7主流道定位圈的固定134.4 浇口的设计134.4.1 直接浇口尺寸的确定144.4.2 浇口位置的确定144.4.3 浇口剪切速率的校核15第五章、成型零部件的机构设计及其尺寸的计算165.1 成型零部件的结构设计165.2 成型零部件的钢材的选用175.3 成型部零件工作尺寸的设计计算185.3.1影响工作尺寸的因素185.3.2 工作尺寸的计算185.3.3 成型零部

6、件的尺寸校核205.4 成型零部件的其他尺计算寸计算225.4.1 凹模的侧壁厚度的计算22第六章、脱模推出机构的设计计算246.1 脱模机构的设计原则246.2 脱模力的计算246.2.1 侧型芯的脱模力的计算。246.2.2主型芯的脱模力的计算256.3推出方式的确定25第七章、侧抽芯机构的设计计算267.1 侧抽芯机构的类型的确定267.2 侧抽力的计算267.3 抽芯距的计算267.4 斜导柱弯曲力的计算267.5 斜导柱截面尺寸的确定277.6 斜导柱长度计算277.7 滑块的设计27第八章、模架的确定288.1 各模板尺寸的确定288.2模架各尺寸的校核28第九章、排气槽的设计29

7、第十章、冷却系统设计3010.1冷却系统的简单计算3010.2 确定单位质量的塑件在凝固时所放出的热量3010.3 计算冷却水道的体积流量3110.4 确定冷却水路的直径3110.5冷却水在管内的流速3110.6求冷却管道孔壁与水交界面的传热膜系数3110.7计算冷却水通道的导热总面积3110.8计算模具冷却水管的总长度3110.9冷却水路的根数32第十一章、导向与定位结构的设计33第十二章、成型零件的制造工艺34第十三章、模具装配图35结束语36参考文献37致谢38第一章、绪论模具技术是国家现代化建设所需要的基础技术之一，它的振兴及发展对我国民族工业有着重大而深远的意义，所以模具技术受到大家

8、的关注及重视。由于模具可以带来很高的收益并且应用广泛，所以模具具有“工业的黄金”的美誉。在电器、汽车、电子、仪表、仪器、家电、电机和通信等多种产品中，半数以上的零部件都要采用模具成型。采用模具制造部件所具备的高生产率、高精度、高一致性、高复杂程度和低消耗特点，是其它生产加工方法所不能具备的。同时，模具所生产的产品所加起来的价值，往往是模具自身价值的几十倍、甚至上百倍。模具工业是现代制造业中的一种基础性产业，是技术成果转化实际价值的基础，同时自身又是高新技术产业的重要领域。1.1 塑料简介塑料是一种以合成或天然高分子化合物为主要成分，再加入一定量的增塑剂、着色剂、稳定剂、填充剂等填料，在一定温度

9、和压力下来塑制成型，并具有在常温下保证形状不改变，具有一定刚度和强度的材料。其中树脂大约占塑料总重的40%到100%。塑料的主要性能主要决定于高分子化合物树脂的本性，同时所用的添加剂也起着重要作用。有些塑料基本上是由合成高分子化合物所组成，不含或少含添加剂，如聚苯乙烯、有机玻璃等。所谓塑料，其实它就是合成树脂中的一种，形状跟天然树脂中的松树脂比较相似，但因采用化学手段进行人工合成，所用被称之为塑料。 由于塑料具有密度小，质量轻、力学强度范围宽、电气绝缘性能好、有很好的耐腐蚀性、防震和隔热性能好以及加工性能良好等多种优势，现在由代替部分皮革、金属、木材及无机材料发展到成为现在各个产业中不可或缺的

10、化学材料，在国民生产中，塑料产品已成为各行各业不可或却的一种重要材料。1.2 注塑成型及注塑模塑料加工有多种加工方法，其中注塑成型是塑料加工中的一种最重要的方法，注塑工艺中热塑性塑料的注塑成型占据着主导地位。现如今各种复杂的注塑件已经广泛地应用到运输、交通、包装、建筑、储运、汽车、通信、电子、家电、和航空航天等多种领域，成为不可缺少的重要用品。塑料制品的质量和结构取决于注塑模的质量和结构，因此注塑模的结构设计具有重要的意义。注射成型是依据金属压铸成型原理发展出来的，其原理是利用塑料的可模塑性和可挤压性。首先将松散成型物料加热熔融塑化，使它成为粘流态熔体，然后注射进入较低温度的注塑模具中，经过一

11、段时间后，开启模具把具有一定尺寸和形状的塑料制品从模腔中脱出。注射成型生产中使用的模具叫注射模，它是实现注射成型生产的工艺装备。第二章、 注塑件的成型工艺性的分析2.1 塑件的分析图2.1 塑件pro/e图（1） 注塑件的外形尺寸要求。此注塑件的最大几何尺寸为34mm100mm160mm，壁厚为3mm5mm，注塑件的外形尺寸属于中等大小的注塑件，塑料的熔体流程不是很长，注塑件的制造材料为热塑性塑料，流动性较好，适合于注射成型。（2） 注塑件的精度等级要求。此注塑件的尺寸公差要求不高，取尺寸公差为mt5。（3） 注塑件材料的选择。根据塑件的使用要求，选择abs塑料。（4） 注塑件的脱模斜度的选择

12、。abs的成型性能比较好，成型收缩率比较小，由参考文献表2-10知：塑件脱模斜度的选择范围在35130，故统一选择注塑件上的型芯和凹模的脱模斜度为。2.2 abs工程塑料的性能分析abs工程塑料由丙烯、丁二烯、苯乙烯三种单体有机分子共聚而成的。由于这三种组成成分的各自特性，使abs具有比较良好的综合性能。丙烯腈使abs工程塑料具有较良好的耐热性、耐腐蚀性以及表面硬度，丁二烯使abs工程塑料具有坚韧性质，苯乙烯使abs工程塑料具有较良好的可加工性和可染色性能。abs工程塑料由于价格便宜，是当前生产量最大、使用范围最广的工程塑料。是一种优良的热塑性塑料。（1） 性状：其外观呈现象牙色的半透明，或者

13、透明颗粒或粉状的非结晶型聚合物，其密度范围为1.051.18g/cm3,收缩率范围为为0.4%0.9%,弹性模量值为0.2gpa,泊松比值为0.394，熔融温度范围为217237，热分解温度：250 （2） 特性：具有耐热性、热塑性、耐低温性、抗冲击性、易加工、表面光泽性好、制品尺寸稳定等特点 （3） 其平衡吸水率约为30%，并且具有比较良好的耐磨性、耐溶剂性和自润滑性。 2.3 abs工程塑料的成型性能（1）无定形料,流动性中等,吸湿较大,使用前必须充分干燥,对于表面光泽度要求高的塑件须要长时间预热干燥，参数为8090,3小时。（2）宜取高料温,高模温,但因料温过高时abs易分解(分解温度为

14、270).对于精度要求较高的注塑件,其模温宜取50至60度,对于要求高光泽度、耐热性的注塑件,模温宜取60至80。（3）如果需要解决夹水纹，需要提高abs材料的流动性，宜采用高料温、高模温，或者改变入水位等方法。（4）如成形耐热级或阻燃级材料，生产进行3-7天后模具的表面会残留塑的料分解物，导致模具的表面发亮，需要对模具进行及时的清理，同时要在模具表面增加排气位置。2.4 abs工程塑料的主要用途abs在机械工业上可以用来制造把手、蓄电池槽、壳体、管道、轴承、泵业轮、冰箱衬里和冷藏库等，汽车工业上使用abs来制造热空气调节导管、汽车挡泥板和扶手等，还可以使用abs夹层板来制造小轿车的车身。ab

15、s还可以用来制造纺织器材，水表壳，电子琴、电器零件、玩具及收录机壳体、农药喷雾器，食品包装容器及家具等。 第三章、分型面的选择确定和初选注射机3.1分型面位置的的选择确定分型面是指分开注射模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。分型面的设计合理与否，对注塑件的质量、工艺操作难易程度以及模具的设计制造难度和成本都有较大的影响。因此，合理的选择分型面是注射模设计中的一个至关重要的因素。3.1.1分型面的设计原则：（1） 符合塑件脱模的基本要求，分型面位置应当设计在塑件的脱模方向上最大的投影边缘部位;（2） 分型线不会影响塑件的外观;（3） 确保塑件能够留在动模一侧;（4） 能够确保塑件质量;

16、（5） 分型面选择应当尽量避免出现侧孔、侧凹;（6） 能够满足模具的锁紧要求;（7） 浇注系统安排合理，特别是浇口的位置;（8） 有利于模具的加工。3.1.2分型面的位置确定 通过对a字形注塑件的结构形式的分析，塑件的分型面应当选在a字形注塑件竖直放置截面积最大的中间平面上。其位置如图所示：图3.1 分型面的位置 3.2 型腔数量的选择与排位方式的设置 注射模具的浇注系统是指注射模具中从注射机喷嘴开始到浇口为止的熔体的流动通道。其作用是让塑料熔体充满整个型腔并使注射时产生的压力平衡的传递到型腔的各个部分。浇注系统设计的好坏对塑件的性能、外观以及成型的难易程度影响很大。它主要由主流道、分流道、浇

17、口及冷料穴等部分组成。其中浇口的选择与设计合理与否与制品能否完好的成型有直接的关系。（1） 型腔数量的选择 由于该注塑件的精度等级不高，塑件尺寸适中，且为大批量生产，再加上考虑到模具的结构尺寸和塑件的尺寸的关系，初步选用一模一腔的型腔结构形式。（2） 注射模具结构的初步选择与确定 由前面分析可知，本注模具设计为一模一腔的结构，分析塑件的结构与形状，脱模机构采用推杆推出的方式。浇注系统的设计时，采用直接浇口进料，采用瓣合模结构分型，然后推杆推出冷却后的塑件。 3.3 注射机的型号的确定（1）注射量的计算 通过pro/e建模分析得塑件的质量属性如图3.2 图3.2 塑件的质量属性 塑件体积： 塑件

18、质量：（1）浇注系统的凝料的体积的初步计算因为浇注系统的凝料的体积在设计好之前并不能够确定其精确的数值，但是我们可以根据以往的经验依照塑件体积的0.2到1倍来估计。因为这次设计所选用的流道比较简单，因此浇注系统的凝料的体积根据塑件体积的0.2倍来估计，因此一次注入模具的型腔的abs塑料熔体的总体积（即浇注系统的凝料的体积和塑件的体积之和）为： （2）选择注射机的型号 依据以上的计算可得：在完成一次注射过程所需要注入模具型腔的abs塑料的总体积为138.36cm3,由公式计算得到：。依据以上的计算结果，再考虑到塑件总高度为160cm3，再加上型芯高度、推出机构所需行程以及各板的高度，初步估算模具

19、的总高度约为430m3左右，综合考虑这两个原因，选择注射机型号为xs-zy-500注射机型，其主要技术参数见表3-1： 项目名称 参数最大注射量/cm 500 锁模力/ n 3500000 螺杆直径/mm 65注射压力/mpa 121 注射行程/mm 260最大模具厚度/mm 450最小模具厚度/mm 300 移模行程/mm 500 最小模具尺寸(长宽)/mm 700850 注射时间/s 2.7 塑化能力/（g/s） 28 电机功率/kw 22 表3-1 xs-zy-500注射机的主要技术参数（3）注射机的相关参数的校核.注射压力的校核。 由上述文字可知，abs所需要的注射压力为70130mp

20、a，这里取90mpa，该注射机的公称注射压力为121mpa，注射压力安全系数=1.251.4，这里取1.3，则： =1.390=117mpa10，此时注塑件称之为薄壁塑件。 其脱模力为 =式中 式中 f是脱模力n）；e是塑料的弹性模量（mpa），查表4-24；s是塑料成型的平均收缩率（%），查表4-24；t是塑件的壁厚（mm）；l是被包型芯的长度（mm）；是塑料的泊松比（查表4-24）；是脱模斜度（）；f是塑料与钢材之间的摩擦因素，查表4-24；a是矩形型芯短边长度（mm）；b是矩形型芯长边长度（mm）；a是塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积，当塑件底部有通孔时，a项视为零；是由和决定的无

21、因次数，=，其中的值与塑件横截面形状和相关尺寸有关；是由f和决定的无因次数，。6.2.2主型芯的脱模力的计算因为10，此时塑件称为薄壁塑件。其脱模力为 =式中 (2) 总脱模力6.3推出方式的确定采用推杆推出方式（1） 推杆推出面积 在注塑件上设置六根的圆推杆，两根105的扁推杆。则有推出面积： （2）推杆推出应力校核查参考文献【2】表2-12 abs许用应力 因为 所以校核合格。第七章、侧抽芯机构的设计计算侧抽芯机构，用来成型注塑件上的外侧凸起、凹槽、孔及壳类注塑件的内侧局部凸起、凹槽、不通孔等。具有侧抽芯机构的注射模，其活动零件多、动作复杂，在设计中需要特别注意其机构的可靠性、灵活性和高效

22、性。侧抽芯机构的类型很多，依据动力来源的不同，一般可以分为机动、液压或气动及手动三大类型。要根据注塑件的结构进行合理的选用。7.1 侧抽芯机构的类型的确定此模具采用机动抽芯机构，其驱动方式为斜导柱。本次设计中，侧型芯在动模一侧，开模后，斜导柱把开模力传递给侧抽芯，使之产生侧向运动，先行拖出塑件，然后再由推杆将注塑件推出。7.2 侧抽力的计算 =式中： = =8017=13607.3 抽芯距的计算 取20mm式中： 抽芯距（mm）； 塑件侧槽深度（mm）， 安全距离（23mm），此处取3mm。7.4 斜导柱弯曲力的计算式中： n斜导柱所受的弯曲力（n）； 抽拔阻力（n）， f 钢材之间的摩擦因数

23、，一般取f=0.15（23mm）， 摩擦角。 7.5 斜导柱截面尺寸的确定 式中：许用弯曲应力； 斜导柱有效长度； n 斜导柱所受的最大弯曲力。取25mm。7.6 斜导柱长度计算取150mm。7.7 滑块的设计此设计滑块配合形成型腔，通过数控加工，加工出成型面，采用整体式滑块。 （1）滑块的导滑形式：滑块在导滑槽中活动必须顺利平稳，不发生卡滞、跳动等现象，采用t型导滑槽。 （2）导滑槽的长度l应大于滑块宽度的1.5倍，滑块完成抽芯动作后，应继续留在导滑槽内，并保证在导滑槽内的长度l不小于滑块全长的2/3。第八章、模架的确定考虑到本模具采用推杆推出方式，且推杆布置位置在靠近凸模的中心，这样推杆边

24、缘与推杆固定板边缘的距离较大，同时又考虑到导柱、导套、冷却水道的布置等因素，模架初选为直浇口c型模架，选用平面尺寸为300mm300mm。 8.1 各模板尺寸的确定1.a板尺寸 a板是定模板，考虑到模板上要开设冷却水道，还需留出足够的高度加工整体式楔紧块，故a板厚度取90mm。2.b板尺寸 b板是动模板，考虑到塑件高度为160mm，再加上要设冷却水道和安装型芯，取b板厚度为210mm。3.c板尺寸 c板是垫块，考虑到推出行程，取130mm。模架尺寸已经确定，如图8.1所示 图8.1 c型模架结构尺寸 8.2模架各尺寸的校核 1.模具平面尺寸 300mm300mm700mm850mm（拉杆间距），校核合格。 2.模具高度尺寸430mm450mm（模具的最大厚度），校核合格 3.模具的开模行程 s=40+132+（510）mm=178183mm19013070mm作坯料。电弧炉02铣削粗铣坯料至18212066，留加工余量2mm，保证基准面相互垂直。水压机03热处理退火热处理炉04铣削按基准定位，周边均匀铣去余料及倒角达到