塑料仪表盖塑件毕业设计说明书

1、精选优质文档-倾情为你奉上一.零件的工艺分析1.塑件的有关分析 塑料仪表盖塑件图塑件的体积 =4.725cm 塑件的密度 = 115g/cm3塑件的重量 =5.43g所用材料：PA66技术要求：未注圆角均为R2.5，型腔脱模斜度为 0.5，型芯脱模斜度为 0.3，外表面粗糙度 Ra3.2，无缺陷，内表面无特殊要求。2.PA66塑料性能：PA66塑胶原料为半透明或不透明乳白色结晶形聚合物，具有可塑性。密度115g/cm3。熔点252。脆化温度-30。热分解温度大于350。 连续耐热80-120,平衡吸水率25%。能耐酸、碱、大多数无机盐水溶液、卤代烷、烃类、酯类、酮类等腐蚀，但易溶于苯酚、甲酸等

2、极性溶剂。具有优良的耐磨性、自润滑性，机械强度较高。但吸水性较大，因而尺寸稳定性较差 PA66是PA系列中机械强度最高、应用最广的品种,因其结晶度高,故其刚性、耐热性都较高.化学和物理特性：PA66在聚酰胺材料中有较高的熔点。它是一种半晶体-晶体材料。PA66在较高温度也能保持较强的强度和刚度。PA66在成型后仍然具有吸湿性，其程度主要取决于材料的组成、壁厚以及环境条件。在产品设计时，一定要考虑吸湿性对几何稳定性的影响。 为了提高PA66的机械特性，经常加入各种各样的改性剂。玻璃就是最常见的添加剂，有时为了提高抗冲击性还加入合成橡胶，如EPDM和SBR等。 PA66的粘性较低，因此流动性很好（

3、但不如PA6）。这个性质可以用来加工很薄的元件。它的粘度对温度变化很敏感。PA66的收缩率在1%2%之间，加入玻璃纤维添加剂可以将收缩率降低到0.2%1% 。收缩率在流程方向和与流程方向相垂直方向上的相异是较大的。PA66应用：高温电气插座零件、电气零件、齿轮、轴承、滚子、弹簧支架、滑轮、螺栓、叶轮、风扇叶片、螺旋桨、高压封口垫片、阀座、输油管、储油容器、绳索、扎带、传动皮带、砂轮粘合剂、电池箱、绝缘电气零件、线芯、抽丝等。二 、模具结构设计1 分型面位置的确定分型面的选择原则1：（1）便于塑件脱模，尽量使塑件开模时留在动模一侧。（2）分型面应尽量选在塑件的最大截面处。（3）有利于保证塑件的精

4、度要求。 （4）有利于浇注系统、排气系统、冷却系统的设置和模具型腔的加工。 （5）便于嵌件的安装。确定结果：分型面选在塑件的投影面最大的部位，如下图 分型面的选择2 型腔数量和排列方式的确定2.1 型腔数量的确定模具型腔数量的确定要综合考虑塑件的技术质量要求、产品的生产数量、塑料的种类、塑件的形状、塑件的加工成本、注塑机的额定最设量和锁模力等因素。 单腔模具、多腔模各自的缺点和使用范围：单型腔模具结构相对简单，设计自由度较大，成型塑件的形状和尺寸的一致性好，塑件精度较高；多型腔模具的结构复杂，生产效率高，分配到单个塑件上的成本低。单型腔模具宜用于大型或精度要求较高的塑件的注塑成型，多型腔模具特

5、别使用于精度要求不是很高、结构较易冲型的中小型塑件的大批生产。型腔数量的确定：因本次设计的塑料罩类零件的精度要求不高；注塑用塑料PA66型性能良好；塑件属小型塑件。综合塑件的尺寸，考虑到模具制造费用、设备运转费用低一些，这里初步拟定采用一模四腔的模具成型。成型零件尺寸的计算：未注公差：按MT5计算，并且尺寸按入体原则标注型腔径向尺寸计算公式 型芯径向尺寸计算公式 型腔深度尺寸和型芯高度尺寸计算公式 凹模内的型芯中心到凹模侧壁距离尺寸公式(C)/2=(1+S)/2 式中 塑件外形的基本尺寸 -塑件内型的基本尺寸图 塑件尺寸的等级公差 模具成型零件的制造误差 C中心距基本尺寸 Spa66塑料的平均

6、收缩率 由以上公式求得：型腔径向尺寸D r (DM)=(1+S)Ds-0.6=(1+0.0145)40- 0.60.9=40.04 (Dn)= (1+S)Dl-0.6=(1+0.0145)26-0.60.9=25.83型芯径向尺寸 d （dM）=(1+S)ds+0.6=(1+0.0145)18+0.60.25 =18.41型腔深度尺寸 H（HM）=(1+S)HS-0.6=(1+0.0145)32-0.60.5=32.16型芯高度尺寸 h Z（hM）=(1+S)hS+0.6=(1+0.0145)28+0.60.5=28.71成型零件尺寸校核因以上成型零件尺寸计算公式中的系数多凭经验决定，为了保证

7、塑件实际尺寸在规定范围内，需对成型尺寸进行校核，校核合格的条件是塑件成型公差应小于塑件的尺寸公差。型腔或型芯的径向尺寸校核公式 (或) （5-23）型腔深度尺寸和型芯高度尺寸校核公式 (或) （5-24）其中 注塑塑料的最大 （最小）收缩率 模具成型零件的磨损导致的误差 距基准尺寸应用以上公式对各尺寸进行校核(1)径向尺寸校核:D尺寸校核 =（0.0061-0.0045）*40+1/3*0.3+1/6*0.3=0.214=0.3d尺寸校核=（0.0061-0.0045）*18+1/3*0.25+1/6*0.25=0.153=0.25 (2)深度（或高度）尺寸校核H 尺寸校核=（0.0061-0

8、.0045）*32+1/3*0.2=0.117=0.2h尺寸校核=（0.0061-0.0045）*28+1/3*0.2=0.110模具宽度，拉杆间距合格；模具高度校核：模具高度 216 最小模具厚度60，校核合格； 开模行程校核：开模行程H是指从模具中取出塑件所需的最小开合距离，它必须小于注塑机的动模板的最大行程S。因选注塑机是双曲肘结构（即开模行程与模具厚度无关）且是单分型面注射模，所以模具开模行程H=60（顶出行程）+166.1（浇注系统凝料高度）+（810）=234.1236.1500 (注塑机移模行程S) 合格。综合以上各项校核可知XS-Z-30型（卧式）注塑机的各项参数均合格。结论：

9、通过各项校核，确定选择XS-Z-30型（卧式）注塑机。3 浇注系统的设计浇注系统控制着塑件在注塑成型过程中充模和补料两个重要阶段，对塑件质量关系极大。浇注系统是指从注塑机喷嘴进入模具开始，到型腔入口为此的那一段流道，对于多型腔模具，浇注系统包括主流道、分流道、浇口、冷料井。(1)主流道尺寸为避免高压塑料熔体溢出，凹坑球半径SR2应比喷嘴球半径SR1大12mm,主流道小端直径d2比喷嘴孔直径d1大0.51mm,如图：根据所选注塑机，则主流道小端尺寸为： d=注塑机喷嘴尺寸 +（0.51）=2+（0.51）=2.5mm主流道球面半径 SR=喷嘴球半径+（12）=11mm(2)主流道衬套形式 为了便

10、于加工和缩短主流道尺寸，衬套和定位环设计成分体式，长166.1mm,材料采用T10钢，热处理 淬火后表面硬度为53HRC 57HRC分流道设计（1）分流道断面形状的选择分流道的断面形状有圆形、六边形、半圆形、梯形、矩形、U形等。断面的比表面积直接关系到熔体的热量损失和流动阻力，在其它条件相同时，比表面积越大则热量损失和流动阻力也越大；反之亦然断面形状优缺点及适用范围圆形比表面积最小，浇口可开设在流道中心线上，延长了浇口冻结时间，但需要同时在定模和动模上切削加工且必须保证吻合度，制造困难，成本高正六边形优点与圆形断面相似，比表面积稍大，但加工稍易，常用于小断面尺寸（约3mm）流道梯形只需在一侧模

11、板上加工，节省了加工费用，且热量损失和阻力损失均不太大，最为常用半圆形比表面积较大，不常采用矩形比表面积大，脱模斜度小，不常采用U形优缺点和梯形断面基本相同，较为常用综合工艺和加工成本等多角度考虑，梯形断面流道最为合理，所以这里选择圆形周流道（2）分流道的布置 分流道的设计原则：在熔体不产生喷射的前提下，流道越短越好，以减小压力损失，提高充型压力。 浇口设计浇口作用：浇口对充模流动和补料时间起着控制性作用。浇口断面面积约为分流道断面面积的3%9%，浇口越小，即比表面积越大大，熔体流经浇口时的热量损越大，浇口处的流动阻力也越大，但由于浇口尺寸很小，导致熔体流经浇口时剪切速率明显升高，这使得熔体表

12、观粘度降低，从而又使流体流动变得容易，一定程度上抵消了因浇口尺寸变小而增加的流动阻力，另外因熔体通过浇口时有明显的粘性发热现象，使进入型腔的熔体温度升高，反而使充模更容易，充模效果优于大浇口。（1）常见的浇口形式及各自优缺点3 1) 侧浇口（又名标准浇口、边缘浇口）：属小浇口的一种，断面接近矩形，便于机械加工且易保证精度；可以分别调整充模时的剪切速率和浇口封闭时间。2) 扇形浇口和平缝式浇口：能使物料在横向得到均匀分配，降低了塑件的内应力，特别是减少应取向而产生的翘曲，常用于成型宽度较大的薄片状制品，但成型后去除浇口的后加工量大。3) 点浇口：浇口尺寸很小，开模时容易自动切断，熔接痕小。点浇口

13、适用于表观粘度对剪切速率敏感的塑料熔体和粘度较低的塑料熔体。4) 护耳浇口：适用于用小尺寸浇口会产生喷射场合，但成型后加工余量大。5) 直浇口：注塑压力和热量损失最小，固化时间长，延长了补料时间，补缩效果好。但浇口附近容易产生残留内应力，浇口处易产生缩孔。浇口的选择分析：因模具布局为一模四腔且分流道设在主分型面上，故不能采用直浇口的形式；由于塑件中心有一个大的型芯（即凸模），塑料熔体冲击在大型芯上，降低了流速、改变了流向，采用小浇口进料也不会产生喷射，又因为是从顶部进料，所以不宜采用侧点浇口；而采用点浇口进料能够保证顺利充模，且浇口的加工工艺性好，成型后的加 浇口剖面图工余量相对较小。所以此套

14、模具的浇口形式选定为点浇口矩形浇口剪切速率计算 浇口剪切速率的合理范围是，所有剪切速率校核合格。式中 浇口处的体积流量（）浇口截面当量半径（） 冷料井设计(1)冷料井的作用：储存喷嘴前端的冷料，使冷料不进入型腔；在开模时将主流道凝料拉向动模侧。(2)冷料井类型的选择：常见的有 Z型头拉料钩冷料井、球头拉杆冷料井、倒锥形拉杆冷料井和圆环槽型冷料井，其原理都是通过拉料杆头部侧凹将主流道凝料拉住，开模时从主流道中拉出。当脱模时由于塑件形状限定而无法左右移动时不宜采用Z型头拉料杆；成型用塑料的弹性较差时不宜用倒锥形、圆环槽型拉料杆。 在强行脱出凝料时所需图的力较大。经分析比较可知，采用无拉料杆型头拉料

15、杆冷料井最为合适。（3）)尺寸结构：冷流井直径与主流道大端直径相同或略大一些，其深度为直径的1倍1.5 倍。脱模力计算本次设计使用是是推杆脱模机构，在对脱模机构做说明之前，需要对脱模力做个简单的计算。脱模力是从动模一侧的主型芯上脱出塑件所需的外力， 需克服塑件对型芯的包紧力、真空吸力、粘附力及脱模机构本身的运动阻力。 正压力计算要确定将塑件从圆锥型芯上脱下的摩擦阻力，应先计算塑件收缩时对型芯的正压力。因塑件壁厚与直径之比，可近似用型芯半径r代替塑件的平均半径，得出塑件由于收缩而产生的对型芯的正压力P （5-6）其中 Epa66的拉伸弹性模量塑料的收缩率（m/m） 塑料的泊松比 塑件的拔模斜度角

16、（1.25） t塑件的壁厚mm包紧力计算全面积所受的总压力为，模被制件包紧部分的长度为l, 取高度为dl的一圈作微分单元，半径为r，其表面积为 该段所受的包紧力为 薄壁塑件收缩使型芯全面积所受的总压力为脱模力计算 如图塑件包紧型芯时，把空间汇交力系简化在平面上，两个对称的代替垂直于全圆锥表面的总包紧力，两个对称的表面摩擦力代替作用在全圆锥表面上的，由于型芯有锥度，故在抽拔力作用下，塑件对型芯的正压力降低了，这时摩擦阻力为沿o轴方向 由平衡方程式 即 式中 克服因包紧力而产生的摩擦力所需的抽拔力脱模系数（摩擦系数）塑件底部有孔，但在推出时还需克服大气压力造成的阻力Fd2=10A1式中 A1垂直于

17、开模方向型芯的投影面积cm2(除去孔的面积)，大气压力按10N/cm2计算不计塑料对钢材粘附力和机构运动的摩擦阻力时，总抽拔力Fd=Fd1 +Fd2所以单个塑件所需的抽拔力为 （5-11）其中 =50mm, , A=61.9cm查知： ， =0.38因脱模力准确计算很困难 ，为了可靠推出，对这里的E、取上限。代入数值得所以沿开模方向所需的总抽拔力为 推杆设计推杆尺寸计算 本设计采用的是推杆推出，在求出脱模力的前提下可以对推杆做出初步的直径预算并进行强度校核。本设计采用的是圆形推杆，圆形推杆的直径由欧拉公式简化为： D =k() （5-12）d推杆直径； n推杆的数量，n取16； L推杆长度（参

18、考模架尺寸，估取L= 212.5mm）； E推杆材料的弹性模量，取E=1.810MP；k安全系数，取k=1.5； 总的脱模力，= 755（N）；代入数据得，考虑到塑件较薄，为确保因顶杆截面太小而顶坏塑件，这里选择的顶杆，每个产品设计成用4根顶杆推出。推杆的固定形式 推杆的固定形式有多种，但最常用的是推杆在固定板中的形式，此外还有螺钉紧固等形式，这里为了简化模具结构，采用固定板固定推杆的形式。支承板板厚设计支承板厚度和所选模架两支架之间的跨度有关，根据前面的型腔布置，模架选在这个大类范围之内，支架之间的跨度约为375mm，根据型腔布置及型芯对支承板的压力，就可以计算得到支承板的厚度，即 （5-1

19、3）式中 P型腔压力（取35MPa） L两支承块之间的距离（约为375） E材料的弹性模量（取） 支承块刚度计算许用变形量 （5-14） W影响模具变形的最大尺寸（mm），即L；为了安全起见，将支承板的厚度设计为50mm。排气系统设计在塑料熔体填充注射模腔过程中，模腔内除了原有的空气外，还有塑料含有的水分在注射温度下蒸发而形成的水蒸汽，塑料局部分解产生的低分子挥发气体，塑料助剂挥发（或化学反应）所产生的气体以及热固性塑料交联硬化释放的气体等；这些气体如果不能被熔融塑料顺利地排出模腔，将在制件上形成气孔，接缝、表面轮廓不清、不能完全充满型腔，同时，还会因为气体被压缩而产生的高温灼伤制件，使之产生

20、焦痕、色泽不佳等缺陷。模具的排气可以利用排气槽排气、分型面排气、利用型芯、推杆、镶件等的间隙排气。PA66的排气深度为0.01 mm。通常，选择排气槽的开设位置时，应遵循以下原则4：（1） 排气口不能正对操作者，以防熔料喷出而发生工伤事故；（2）最好开设在分型面上，如果产生飞边易随塑件脱出；（3）最好设在凹模上，以便于模具加工和清模方便；（4）开设在塑料熔体最后才能填充的模腔部位，如流道或冷料穴的终端；（5）开设在靠近嵌件和制件壁最薄处，因为这样的部位最容易形成熔接痕；（6）若型腔最后充满部位不在分型面上，其附近又无可供排气的推杆或活动的型芯时，可在型腔相应部位镶嵌烧结的多孔金属块，以供排气；

21、（7）高速注射薄壁型制件时，排气槽设在浇口附近，可使气体连续排出； 该模具为中型模具，可以通过分型面和顶杆来排气，不需要另设排气槽。 冷却系统设计 温度调节对塑件质量的影响（1）采用较低的模温可以减小塑料制件的成型收缩率；（2）模温均匀，冷却时间短，注射速度快可以减少塑件的变形；（3）对塑件表面粗糙度影响最大的除型腔表面加工质量外就是模具温度，提高模温能大大改善塑件的表面状态。 温度调节系统的要求（1）根据塑料的品种确定是对模具采用加热方式还是冷却方式；（2）希望模温均一，塑件各部同时冷却，以提高生产率和提高塑件质量；（3）采用低的模温、快速、大流量通水冷却效果一般比较好；（4）温度调节系统应

22、尽可能做到结构简单，加工容易，成本低廉。从成型温度和使用要求看，需要对该模具进行冷却，以提高生产率。 冷却系统设计(1) 设计原则4尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡；冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越好；尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等，与制件的壁厚距离相等，经验表明，冷却水管中心距B大约为2.53.5D，冷却水管壁距模具边界和制件壁的距离为0.81.5B。最小不要小于10mm;浇口处加强冷却，冷却水从浇口处进入最佳；应降低进水和出水的温差，进出水温差一般不超过5；冷却水的开设方向以不影响操作为好，对于矩形模具，通常沿宽度方向开设水孔;合理确定冷却水道的形式，确定冷却

23、水管接头位置，避免与模具的其他机构发生干涉。（2）热量计算冷却时热量的途径有冷却水传热、模具向空气对流传热、模具向空气辐射传热、模具通过上下底板向注塑机传热。一般情况下，塑料熔体带入热量的都是通过模具冷却道由冷却介质带走的，因此在作冷却水道设计时可粗略地按照熔体带入热量全部由冷却水道带走进行计算，即 ，这在工程计算中是合理的，所设计的冷却系统比较安全。一般注射到模具内的塑料温度为200左右，而塑件固化后从模具型腔中取出时其温度在65以下。热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效冷却，使熔融塑料的热量尽快地传给模具，以使塑料可靠冷却定型并可迅速脱模。1) 冷却介质冷却介质有冷却水和压缩空气，但

24、用冷却水较多，因为水的热容量大，传热系数大，成本低。用水冷却，即在模具凸模内开设冷却水道。 2)冷却系统的简略计算a. 塑件在固化时每分钟释放的热量为 式中 每分钟的注塑次数（N=2次/分钟）每次注塑的塑料质量 kg/次(0.294kg/次)单位质量的塑料熔体在成型过程中放出的热量，kJ/kg查参表3-9-33 =3.110kJ/kg4.010kJ/kg，取q=4.010kJ/kg代入数值得KJb. 冷却水的体积流量 （）计算 （5-15） 式中 冷却水的密度，为110kg/ m；冷却水的比热容，为4.187 kJ/（kg）； 冷却水出口温度，取25 (一般认为普通模具出入水温差应在5围之内，

25、精密模具在2左右，如果出入水温相差过大，会使模具温度分布不均，特别是大型制品型腔和模板尺寸很大时。冷却水入口温度，取20；代入数据得 为使冷却水处于湍流状态，取d=10mmc. 求冷却水在管道内的流速 （m/s） 大于最低流速1.32m/sd. 求冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数（查公式3-9-161 式中水流速（m/s） 水密度（kg/ m） d管内径（m） 与冷却介质温度有关的物理常数，取代入数据 得 e. 求冷却管道总传热面积 A () （5-16）式中模具温度与冷却水温度之间的平均温差（），模具温度取80 代入数据得f.求模具上应开设的冷却管道的孔数n （5-17）为模具长度，在此取一个粗略值50