毕业设计注塑模西华大学说明书

西华大学毕业设计说明书西华大学毕业设计说明书PAGEPAGE24西华大学毕业设计说明书摘要 1引言 21.产品结构及工艺分析 31.1零件分析 31.2材料特性概述及工艺性 41.2.1聚烯烃PO塑料特性 41.2.2工艺性 42.模具结构的总体设计 52.1分型面的确定 52.2浇注系统设计 62.2.1浇注系统设计原则 62.2.2主流道、浇口套和定位环的设计 72.3.3浇口位置与形式的选择 92.3型芯型腔设计 92.4侧抽芯机构设计 122.5脱模机构设计 142.5.1推出机构的基本组成及要求 142.5.2脱模力的计算 142.5.3推板导向机构的设计 152.5.4复位装置设计 162.6刚强度计算 162.7模温控制系统设计 172.8排气系统 172.9模架的选择 172.10校核注射机相关技术参数 182.10.1注射机型号确定 182.10.2注射机有关参数校核 183．模具装配图 21总结与体会 22致谢词 22【参考文献】 23摘要本设计是用于现代汽车的聚烯烃塑件注塑模设计。该零件精度等级的要求较高、表面质量要求高、需要一个抽芯机构等。综合分析考虑其特点，本设计选用流动性好、质轻、耐用的聚烯烃（PO）作为零件材料。经过分析，本注塑模具采取的是一模一件结构。整个模具设计涉及制品分析、模型测量、注射机的选择、分型面和浇注系统选择、内部抽芯机构设计、模架选择、脱模推出机构选择、等方面。本设计编有设计说明书一份，绘有总装配图一张，零件图一套。【关键词】注塑模；现代汽车；模型测量；PO;Thisdesignisaboutinjectionmolddesignforthepolyolefinplasticofmodernautomobile.Thepartrequireacore_pulling,ahigherlevelofaccuracyandsurfacequality.Consideringtheabovecharacteristics,ourdesignusePOasthemoldmaterial，whichisfluid,lightweightandverydurable.Accordingtotheoreticalanalysis，onemoldwithoneacavityisadoptedinthisdesign.Theprojectcontainsproductanalysis，modelsurvey,injectionmachine,thecore_pullingmechanismdesignandsub-surface,die,pouringsystemselectionandstrippinglaunchpartselection.Thisdesignalsoincludesadetailedinstruction,twomoldassemblydrawing,apartsdrawing.Keywords：Injectionmold；modernautomobile；modelsurvey；Po.引言人类社会的进步是与材料的是使用密切相关的。人类的生存、发展都离不开材料的使用。其中塑料是20世纪才发展起来的一大类新材料。塑料是高分子材料中最大的一类材料。塑料工业包含塑料生产和塑料制品生产两个部分。没有塑料的生产，就没有塑料制品生产。但是没有塑料制品生产，塑料就不能成为生产或生活资料。所以两者是一个体系的两个连续部分，是相互依存的。塑料成型工业自1872年开始到现在已度过仿制和扩展并已转到了变革时期。。塑料制品生产和塑料生产的增长几乎是同步的。世界塑料生产的年增长率在70年代以前平均为12%——15%；进入70年代以后，为4%——5%;80年代虽然已经基数较大，但仍然保持一定的增长，特别是在发展中国家增长较快。日常生活中95%以上的塑料制品是通过模具来成型的，而其中尤以注塑模具为主。注塑成型模具的工作原理是，塑料先加在注塑机的加热料筒中，塑料受热熔融后，在注塑机的螺杆或活塞的推动下，经喷嘴及模具的浇注系统进入模具型腔，塑料在模具型腔内固化定型。注塑模具主要用于热塑性塑料制品的成型。注塑模具设计是本专业毕业设计的一个方向，它是在完成对所有的基础课程、专业基础课程和专业课程的学习之后进行的，是材料成型及控制工程（模具设计及制造方向）学生的必修课程之一，是对我们所学的专业知识的检验，也是一种巩固，增强对专业知识的运用能力。1.产品结构及工艺分析1.1零件分析本次毕业设计的零件为现代汽车聚烯烃塑件实物如图1-1，综合产品的成本、使用性能、成形特性和外观条件等要求，此次设计选用聚烯烃（PO）作为原材料，可以在柱塞式或螺杆式注塑机上注塑成形。图1-1现代汽车的聚烯烃塑件1.2材料特性概述及工艺性1.2.1聚烯烃PO塑料特性(1)密度小。PO塑料的密度通常在0.83-0.96g/cm3之间，是除木材外较为轻质的材料，当将其制成泡沫时，其密度更低，可达0.010-0.050g/cm3之间，而钢的密度为7.8g/cm3，铝的为2.7g/cm3，玻璃2.6g/cm3，陶瓷4.0g/cm3。每100kg的塑料可替代其他材料750-850kg，可减少汽车自重，增加有效载荷。(2)物理、化学等综合性能良好。手感好，耐磨，对电、热、声都有良好的绝缘性能，透明度高、透气率高，可被广泛地用来制造电绝缘材料，绝缘保温材料；耐化学腐蚀性好，对酸、碱、盐等化学物质的腐蚀均有抵抗能力。(3)着色性好。可按需要制成各种各样的颜色，有黑、灰、白、桃木纹等。(4)加工性能好。可通过挤出、吹塑和注射等工艺加工成管、板、薄膜及纤维，复杂的制品可一次成型，能采用各种成型法大批量生产，生产效率高，成本较低，经济效益显著，如果以单位体积计算，生产塑料制件的费用仅为有色金属的1/10。(5)环保、节约能源。可回收利用，是满足人类可持续发展战略可大力推广的材料，每100km节油在0.5L以上。1.2.2工艺性该塑件是聚烯烃聚合物，壁厚较薄。塑件技术要求：（1）塑件不得有气泡，缩痕等影响产品质量的疵病。（2）脱模斜度均取1度（3）取材料收缩率为5.5‰，影响塑件尺寸精度由很多，主要有模具制造精度，工艺条件，磨损等。本次设计的塑件表面的粗糙度和光亮要求不高。根据塑件外形和材料，初步确定成型方式为注射成型。零件成型涉及到侧抽芯，抽芯的方式为斜导柱。根据塑件形状和外形尺寸，可以确定塑件采取一模一件的结构形式。2.模具结构的总体设计2.1分型面的确定A面B面A面B面初步确定分型面的2种方案。首先A面和B面比较，如果B面作为分型面，使分型面易于加工，而A面是斜面和曲面，加工难度增加，精度得不到保证，易造成溢料飞边现象。分型面精度是整个模具的重要部分，力求平面度和动，定模配合面的平行度在公差范围内。因此确定B面为分型面。选择分型面时应遵循如下原则：1)符合塑件脱模为了使塑件能从模具内取出，分型面的位置设在塑件断面尺寸最大部位。这是一条最根本的原则。2)分型面的数目和形状通常只采用一个与注塑机开模运动方向相垂直的分型面，特殊情况下才采用一个以上的分型面或其他形状的分型面。确定分型面形状时应以模具制造及脱模方便为原则。4)确保塑件质量分型面不是选择在塑件光滑的外表面，避免影响外观质量；将塑件要求同轴度的部分全部放到分型面的同一侧，以确保塑件的同轴度；要求考虑减小脱模斜度造成塑件大、小端的尺寸差异要求等。5)锁紧模具的要求侧向合模锁紧力较小，故对于投影面积较大的大型塑件，应将投影面积大的方向放在动、定模的合模方向上，而将投影面积较小的方向作为侧向分型面。6)有利于排气当分型面作为主要排气渠道时，应将分型面设计在塑料熔体的流动末端，以利于排气。7)模具零件易于加工选择分型面时，应使模具分割成便于加工的零件，以减小机械加工的难度。2.2浇注系统设计2.2.1浇注系统设计原则浇注系统直接影响着塑件在注塑成型过程中的充模和补料两个重要阶段，对塑件质量的影响极大。一般浇注系统的设计内容如下：主流道设计、分流道设计、浇口设计。浇注系统设计是注塑模设计的一个重要环节，他对塑料成形周期和塑件质量（如外观、物理性能、尺寸精度等）有着直接的影响，设计时须遵循如下原则：(1).结合型腔布局考虑，应注意以下三点：A．尽量采用平衡式布置，以便设置平衡式分流道。B．型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而产生溢料现象。C．型腔排列要尽可能紧凑，以减小模具外形尺寸。(2).热量及压力损失要小为此浇注系统流程应尽量短，端面尺寸尽可能大，尽量减小弯折，表面粗糙度要低。(3).确保均衡进料尽可能使塑料熔体载同一时间内进入各型腔的深处及角落，即分流道尽可能采用平衡式布置。(4).塑料耗量要少在满足各型腔充满的前提下，浇注系统容积要尽量小，以减少塑料耗量。(5).消除冷料浇注系统应能捕集温度较低的“冷料”，防止进入型腔，影响塑件质量。(6).排气良好浇注系统应能顺利地引导塑料熔体充满型腔各个角落，使型腔的气体能顺利排出。(7).防止塑件出现缺陷避免熔体出现充填不足或塑件出现气孔、缩孔、残余应力、翘曲变形或尺寸偏差过大以及塑料流将嵌件冲压位移或变形等各种成型条件。(8).塑件外观质量根据塑件大小、形状及技术要求，做到去处修边浇口方便，浇口痕迹无损塑件的美观和使用。2.2.2主流道、浇口套和定位环的设计主流道与注塑机喷嘴应在同一轴心线上，且垂直于模具分型面，为便于流道凝料的拔出，应设计成具有2°～6°锥角圆锥形，内壁粗糙度Ra4um。主流道与喷嘴接触处作成半球状凹坑，二者严密配合，避免高压塑料熔体流出，凹坑球半径比喷嘴球半径大1～2mm。主流道小端直径比注塑机喷嘴孔直径约大0.5～1mm。大端直径比分流道深度大1.5mm以上，锥角取2°。由于主流道与注塑机的高温喷嘴反复接触和碰撞，故把其设计成主流道浇口套，选用优质钢材制作并经热处理提高强度。主流道浇口套承受交变应力台阶半径R应稍取大一些，以避免淬火开裂和应力集中。主流道直径d＝注射机喷嘴孔直径＋（0.5～1）mm＝3.5＋（0.5～1）mm取d=4.5mm球面凹坑半径R＝注射机喷嘴球面半径＋（2～3）mm＝12＋（2～3）mm取R=15mm锥角α＝2～4°取α＝2°浇口套形式如图2-3-1所示：、图2-2-1

图2-2-22.3.3浇口位置与形式的选择浇口位置对塑件质量的影响很大。选择浇口位置时应遵循如下原则：(1).避免塑件上产生缺陷；(2).有利于塑料熔体的流动；(3).有利于型腔气体的排出；(4).考虑塑件受力状况；(5).流动定位方向对塑件性能的影响；(6).浇口位置和数目对塑件变形的影响；(7).防止型芯或镶件挤压位移或变形。本次设计的是单分型面单型腔模，所以采用了直接浇口，又叫主流道型浇口。该浇口注塑压力和热量损失小，具有很好的成形性。由于它的尺寸较大，故固化时间长，延长补料时间，使补缩效果很好。流程短，流动阻力小，进料快，动能损失小，传递压力好，有利于排气。图2-2-3直接浇口2.3型芯型腔设计型腔的数量主要是根据塑件的质量，投影面积，几何形状，塑件精度，批量大小等来确定。由于本塑件选取的单分型面，中大型塑件或带有侧向分型与抽芯（几个方向分型或抽芯）而且抽芯机构在动模时的小型精密塑件采用单型腔。综上本塑件选取单分型面单型腔。与多型腔模性比，单型腔模具优点：（1）塑件的形状和尺寸精度始终一致（2）工艺参数易于控制（3）模具结构简单，紧凑，设计制造，维修大为简化。其中主要结构为：（1）图2-3-1镶块1（2）图2-3-2镶块2（3）图2-3-3镶块32.4侧抽芯机构设计 图2-4斜导柱抽芯如图所示。斜导柱抽芯是应用最广的抽芯机构，它借助机床开模力或推出力完成侧向抽芯，结构简单制造方便，动作可靠。本次设计采用的典型斜导柱抽芯。滑块装在T形槽内，可沿抽拔方向平稳滑移，驱动滑块的斜销与开模运动方向成斜销安装，斜销与滑块上对应的孔呈松动配合，开模时或推出时斜销和滑块发生相对运动，斜销对滑块产生一侧向分力，迫使滑块完成抽芯动作。结构设计：斜导柱图2-4-1斜导柱斜导柱的斜角一般为15——20度，最大不超过25度。斜导柱与固定板间采用过度配合，斜导柱只起到驱动滑块的作用。滑块的运动精度由导滑槽与滑块间配合精度保证，滑块的最终位置精度由楔紧快保证。滑块 图2-4-2滑块3．楔紧块 图2-4-3楔紧块当塑料熔体注入型腔，斜导柱刚度较差，故常用楔紧面来承受这一侧向推力，同时斜导柱的精度不能保证滑块的准确定位，而精度较高的楔紧面在合模时能确保滑块位置的精确性。楔紧块得结构形式根据滑块的形状和受力大小决定。2.5脱模机构设计2.5.1推出机构的基本组成及要求推出机构的基本组成：推出零件、复位元件、固定板、推板和拉料杆。对脱模机构的要求是：（1）推出机构应该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）合模时正确复位。推出机构按其基本的传动形式可分为机动推出、液压推出和手动推出三类。在此根据零件的实际情况及生产效率综合考虑推出机，我们在本设计中推出元件选推杆推出机构。脱模斜度：为了便于制件从模腔中脱出或从塑件中抽出型芯,塑件设计时须考虑内外壁面应有足量的脱模斜度。最小脱模斜度与塑料性能、塑件几何形状有关。在用于汽车塑件的设计当中，所有拔模斜度均取1度。2.5.2脱模力的计算Q＝（N）＝＝100800（N）式中E――塑料的拉伸模量（MPa）；――塑料成型平均收缩率（％）；ｔ――塑件平均壁厚（ｍｍ）；L――塑件包容型芯长度（ｍｍ）；――脱模斜度；ｆ――塑料与钢材之间摩擦系数；――塑料的泊松比；B――塑件与开模方向垂直平面上投影面积，有通孔时取0；K1――由ｆ和决定的无因次数。推杆是推出机构中最简单最常见的一种结构。推杆脱模机构的结构设计要点包括：推出位置的确定、推杆数量和断面形状的设计、推杆的力学设计。此次设计中，设置4根推杆，其位置排布根据型腔形状和推出制件的需要采用对称分布。推杆大部分用热作模具钢制造，最后经表面氮化处理，推杆上段表面硬度就达到HRC60～65，这样可以防止推杆与配合孔间拉毛咬死，此外也可用退火工具钢T8A、T10A或弹簧钢制造，头部局部淬火。配合段表面粗糙度为Ra0.8m2.5.3推板导向机构的设计为了避免推板运动时发生偏斜，造成运动卡滞货这推杆弯曲随坏，本设计采用了推出导向的装置——推板导柱导套如图2-7-4图2-7-4推板导向机构1-推板导套；2-推板固定板；3-推板；4-推板导柱2.5.4复位装置设计该设计中，模具复位采用了复位杆完成复位的方法。2.6刚强度计算型腔壁厚计算应最大型腔压力为准。一副模具要正常的生产，既不允许型腔强度不足，也不允许其刚度不足，因此型腔壁厚应同时考虑其强度条件和刚度条件。对于大尺寸型腔，刚度不足是主要矛盾，应按刚度计算；小尺寸型腔，在发生大的弹性变形之前，其内应力超过许用应力，因此刚度不足是主要矛盾，应按强度计算。(1).强度计算条件强度计算条件是各种受力形式下，型腔产生的应力不应超过许用应力，如拉伸应力、弯曲许用应力等。通常许用应力为：[]=(Mpa)式中——材料的屈服极限（Mpa）(2).刚度计算条件刚度计算条件主要依据是：（1）型腔变形量不能产生溢料；（2）高压塑料熔体注入型腔后，组合型腔的某些配合面由于弹性变形会产生溢料间隙。因此应根据不同塑料的粘度特性，确定不产生溢料的最大壁厚。(3).保证塑件尺寸精度高压塑料熔体注入型腔后，型腔变形导致尺寸扩大，将影响塑件尺寸精度。(4).保证塑件顺利脱模型腔允许变形量[]应小于塑件壁厚的收缩率，以免脱模时擦伤塑件。2.7模温控制系统设计热塑性塑料熔体注入型腔后，释放大量的热量而凝固。不同的塑料品种，需要模腔维持在某一适当温度。模温对塑件质量的影响主要表现在如下六个方面：改善成型性；成型收缩率；塑件变形；尺寸稳定性；力学性能；外观质量。冷却系统的设计原则为：动定模和型腔的四周应均匀的布置冷却水道，不可只布置在模具的动模边或定模边，否则脱模后制品一侧的温度高一侧的温度低，在进一步的冷却时会发生翘曲变形。冷却水道孔的间距越小，直径越大，则对塑件的冷却是越均匀的。水孔与相邻型腔表面的距离尽可能相等，采用并流流向，加强浇口处的冷却。2.8排气系统本次设计没有开设专门的排气槽。塑料熔体产生的微量分解气体，这气体必须及时排除。排气主要利用分型面排气和镶块缝隙排气。2.9模架的选择综合计算结果与零件的结构特点，选用400400AI型模架。如图2-6所示。图2-A1模架2.10校核注射机相关技术参数2.10.1注射机型号确定模具所需塑料熔体注射量：m=n+;m=1.6n本设计是单型腔n=1用Proe建模分析，塑件质量为60g，塑件体积=/=60/0.95=63.158m=1.6n=1.6=96g,所以注射量为96g.A=1.35n=1.3519500=26231.85=Ap=26231.85=786.956KN选择可选用SZ—250/1250卧式注射机。2.10.2注射机有关参数校核1.最大注塑量的校核注塑机的最大注塑量应大于制品的质量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边），通常注塑机的实际注塑量最好是注塑机的最大注塑量的80%。所以选用的注塑机最大注塑量应满足：0.8V机≥V塑＋V浇式中V机————注塑机的最大注塑量，270cm3V塑————塑件的体积，该产品V塑＝63.16cm3V浇————浇注系统体积，该产品V浇＝9cm3所以V机≥（3263.16+9）cm3，满足使用要求。2.锁模力校核F锁﹥pA式中p————熔融型料在型腔内的压力，取35Mpa。A————塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和，经计算A=19.5×103mm2.F锁————注塑机的额定锁模力.故F锁＞pA=682.5kN满足要求。3.模具厚度校核A模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相合适模具长×模具宽<拉杆面积B模具闭合高度校核Hmin————注塑机允许最小模厚=170mmHmax————注塑机允许最大模厚=550mmH—————模具闭合高度=371