襯套_模具設(shè)計(jì)_注射模_PA1010_課程設(shè)計(jì)_畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 一、設(shè)計(jì)題目：襯套注射模具二、設(shè)計(jì)條件產(chǎn)品名稱：襯套產(chǎn)品材料：尼龍（PA6）產(chǎn)品數(shù)量：月產(chǎn)100000件產(chǎn)品特點(diǎn)：襯套是用途非常廣泛的零件，零件簡單，產(chǎn)量大。要求一模四件，并設(shè)計(jì)冷卻管道。 三、設(shè)計(jì)任務(wù)1、進(jìn)行塑件的工藝分析2、選擇設(shè)備的類型和規(guī)格3、選擇模具的成型方案，確定模具的成型結(jié)構(gòu)4、進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)、尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算5、繪制模具的所有零件圖（標(biāo)準(zhǔn)件除外）6、繪制模具的總裝配圖（用三維CAD繪制），制出明細(xì)表。7、編寫設(shè)計(jì)說明書第一章 塑件成型工藝分析1.1塑件圖 塑件的視圖如圖1-1所示：1.2塑件的工藝分析產(chǎn)品名稱：襯套產(chǎn)品材料：尼龍（PA6）產(chǎn)品數(shù)量：月產(chǎn)

2、100000件產(chǎn)品特點(diǎn)：襯套是用途非常廣泛的零件，零件簡單，產(chǎn)量大。要求一模四件，并設(shè)計(jì)冷卻管道。 該塑件為襯套，要求塑件具有很好的耐磨性。（1） 塑件材料使用特性及用途尼龍有優(yōu)良的力學(xué)性能，抗拉、抗壓、耐磨。經(jīng)過拉伸定向處理的尼龍，其抗拉強(qiáng)度很高，接近于鋼的水平。因尼龍的結(jié)晶性很高，表面硬度大，摩擦系數(shù)小，固具有十分突出的耐磨性和自潤滑性。它的耐磨性高于一般用做軸承材料的銅、銅合金、普通鋼。尼龍耐堿、弱酸，但強(qiáng)酸和氧化劑能侵蝕尼龍。尼龍的缺點(diǎn)是吸水性強(qiáng)、收縮率大，常常因吸水而引起尺寸變化。其穩(wěn)定性較差，一般只能在80°C100°C之間使用。為了進(jìn)一步改善尼龍的性能，常在尼

3、龍中加入減摩劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、玻璃纖維填料等，以克服尼龍存在的一些缺點(diǎn)，提高機(jī)械強(qiáng)度。（2）成形特點(diǎn) 尼龍?jiān)陷^易吸濕，因此在成形加工前必須進(jìn)行干燥處理。尼龍的熱穩(wěn)定性差，干燥時(shí)為避免材料在高溫時(shí)氧化，最好采用真空干燥法；尼龍的熔融黏度低，流動(dòng)性好，有利于制成強(qiáng)度特別高的薄壁塑件，但容易產(chǎn)生飛邊，故模具必須采用最小間隙；熔融狀態(tài)的尼龍熱穩(wěn)定性較差，易發(fā)生降解是塑件性能下降，因此不允許尼龍?jiān)诟邷亓贤矁?nèi)停留過長時(shí)間；尼龍成形收縮范圍及收縮率大，方向性明顯，易產(chǎn)生縮孔、凹痕、變形等缺陷，因此應(yīng)嚴(yán)格控制成形工藝條件。1.3塑件成形工藝參數(shù)確定PA1010熔程較窄，一般為34。熔融流動(dòng)性較好。適合注射

4、成型、擠出成型和吹塑成型。主要成型工藝參數(shù)如下：密度 1.04 g/ cm3；收縮率 1.32.3(縱向) 0.71.7（橫向）(1)干燥鼓風(fēng)干燥溫度90±5干燥時(shí)間約45h、真空干燥溫度85±5，一般最好選擇真空干燥工藝，避免熱氧化變色(2)注塑工藝料筒溫度: 后部190210   中部200220   前部210230   噴嘴200210 模具溫度2040 注射壓力6080MPa 注射周期3050S第二章 擬定模具結(jié)構(gòu)形式2.1 型腔數(shù)目的確定為了制模具與注射機(jī)的生產(chǎn)能力相匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性

5、，并保證塑件精度，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確定型腔數(shù)目。模具的型腔數(shù)可根據(jù)塑件的產(chǎn)量、精度高低、模具制造成本以及所選用注射機(jī)的最大注射量和鎖模力大小等因素確定。小批量生產(chǎn)，采用單型腔模具；大批量生產(chǎn)，宜采用多型腔模具。但如果塑件尺寸較大時(shí)，型腔數(shù)將受所選用注塑機(jī)允許最大成型面積和注塑量的限制。由于多型腔模的各個(gè)型腔的成型條件以及熔體到達(dá)各型腔的流程難以取得一致，所以塑件精度較高時(shí)，一般采用單型腔模具。 該塑件精度要求不高，又是大批量生產(chǎn)，采用一模四件。2.2 分型面的選擇1） 分型面是指分開模具能取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面。 合理地選擇分型面對(duì)于塑件質(zhì)量、模具制造、與使用性能都有著很大的影響

6、，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、尺寸精度來設(shè)計(jì)。2） 不要設(shè)在塑件要求光亮平滑的表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處，以免意料飛邊、拼合痕跡影響塑件外觀。 3） 開模時(shí)，盡量使塑件留在動(dòng)模一邊，一般在動(dòng)模邊設(shè)脫模機(jī)構(gòu)較為方便。 4） 盡力保證塑件尺寸的精度要求。 5） 應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽芯。 6） 盡量使分型面位于料流末端，以利于排氣。 7） 盡量使模具加工方便。 由于本塑件的結(jié)構(gòu)形狀較為簡單，只應(yīng)在塑件最大輪廓處。如圖所示：第 3 章 注塑機(jī)型號(hào)的確定副模具都只能安裝在與其相適應(yīng)的注塑機(jī)上方能生產(chǎn)。因此，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)了解模具和注塑機(jī)之間的關(guān)系，了解注塑機(jī)的技術(shù)規(guī)范，使模具和注塑機(jī)相互匹配。3.1 注射容量的

7、計(jì)算注射機(jī)的理論注量，指在對(duì)空注射時(shí)能完成一次注射熔料的體積量(cm3).模具安裝后，對(duì)模腔注射容量的計(jì)算,可以制件產(chǎn)品為主,計(jì)算其體積量，然后確認(rèn)總體積注射量。 注射模一次成型的塑料重量（塑件與流道凝料之和）應(yīng)在注塑機(jī)理論注射量的 10%-80%之間，既能保證制品的質(zhì)量，又可充分發(fā)揮設(shè)備的能力，則選在 50%-80%之間為好。通過計(jì)算可得出塑件的體積 V=10 cm3，塑件質(zhì)量m1=10.4g ，流道凝料的質(zhì)量m2是個(gè)未知數(shù)，可按塑件質(zhì)量的0.6倍來算。此設(shè)計(jì)為一模四腔，所以注塑量為：m=1.6nm1 =（1+0.6）×4×10.4=66.56g，n 為型腔數(shù)。因此，注塑

8、機(jī)額定注塑容量V=m/(0.8)=66.56/(0.8*1.04)=80 cm33.2 鎖模力的計(jì)算 鎖模力是指注塑機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所施加的最大夾緊力。 當(dāng)高壓的塑料熔體充填模腔時(shí)，會(huì)沿鎖模方向產(chǎn)生一個(gè)很大的脹型力。為此，注塑機(jī)的額定鎖模力必須大于該脹型力，即： F鎖 F脹 =A分·P型 式中，F(xiàn)鎖 注塑機(jī)的額定鎖模力(N)；P型 模具型腔內(nèi)塑料熔體平均壓力（MPa） ，一般為注塑壓力的 0.30.65 倍，通常為2040 MPa，取 P型 為35 MPa。 A分 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面的投影面積之和（mm2）流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積 A 2 ，在模具設(shè)計(jì)前是個(gè)未知

9、值，根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析，大致是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積 A1 的 0.2倍0.5 倍，因此，可用0.35nA 1 來進(jìn)行估算，所以 A = nA1 + A 2 = nA1 + 0.35nA1 =1.35nA1 =8397.5 mm2式中，由PRO/E模型分析，得模型的最大投影面積A1=1555.1 mm2； n-型腔數(shù)；故模具脹型力 F = A*P =8397.5× 35 =293.913KN 式中，型腔壓力 P 取35 Mpa3.3注射機(jī)的選用根據(jù)每一生產(chǎn)周期的注射量和鎖模力的計(jì)算值，查閱參考書【實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)】，選用XSZY125 臥式注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如下：機(jī)構(gòu)形

10、式：臥式注射方式 ：螺桿式螺桿直徑（mm） ：42最大注射量/ cm3或g ：125注射壓力（MPa） ：119鎖模力(kN)：900最大注射面積/cm3 ：320最大模具厚度(mm)：300最小模具厚度(mm)：200最大開模行程(mm)：300噴嘴球半徑(mm)： 12噴嘴孔半徑(mm)： 4模板尺寸/mm*mm 420*450第 4 章 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 主流道設(shè)計(jì)（1）主流道澆口尺寸由上述可知注塑機(jī)噴嘴球孔徑 d1 =4 mm，噴嘴球半徑 R1 =12mm，則主流道小端尺寸為：5 mm。主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角為。由于小端前面是球面，其深度為35mm。主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大

11、12mm。流道的表面粗糙度值Ra為0.08um。（2） 主流道澆口套主流道澆口套一般采用碳素工具鋼如T8、T10 等材料制造，熱處理淬火硬度5357HRC。主流到澆口套及固定形式如下圖所示。澆口套與定位圈設(shè)計(jì)成整體形式，用螺釘固定于定模板上，澆口套與模板間的配合采用H7/m6的過渡配合。主流道澆口套及固定形式4. 2 分流道設(shè)計(jì)（1）分流道的形狀與尺寸分流道的截面尺寸與所用塑料的種類、塑件壁厚、形狀、體積、分流道長度等多種因素有關(guān)。本設(shè)計(jì)的分流道設(shè)置在分型面上，截面形狀采用加工工藝性比較好的半圓截面流道。PA1010塑件的流動(dòng)性好，分流道較短，其截面半徑為1.69.5mm（3） 分流道的長度分

12、流道的長度要盡可能短，且彎折少，以便減少壓力損失和熱量損失，節(jié)約塑料的原材料和能耗。本設(shè)計(jì)只需一次分流，所以主流道到澆口的長度為610mm。（4） 分流道的表面粗糙度由于分流道的表面粗糙度值不能太小，一般Ra值0.16m左右，這可增加對(duì)外層塑料熔體的流動(dòng)阻力，使外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層。4. 3 冷料穴的設(shè)計(jì)當(dāng)注射機(jī)未注射塑料之前，噴嘴最前面的熔體塑料的溫度較低，形成冷凝料頭，為了防止這些冷料進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量， 在進(jìn)料口的末端的動(dòng)模板上開設(shè)一洞穴或者在流道的末端開設(shè)洞穴，這個(gè)洞穴就是冷料穴。它的作用是儲(chǔ)存因兩次注塑間隔而產(chǎn)生的冷料頭以及熔體流動(dòng)的前鋒冷料，防止冷料進(jìn)入型腔而形成冷

13、接縫。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直徑，長度約為主流道大端的直徑。為了使主流道 凝料能順利地從主流道襯套中脫出，往往是冷料穴兼有 開模時(shí)將主流道凝料從主流道拉出而附在動(dòng)模一邊的作用。本設(shè)計(jì)選用Z字形拉料桿，工作時(shí)依靠Z字形鉤將主流道凝料拉出澆口套。4. 4 澆口的設(shè)計(jì)根據(jù)塑件的形狀和要求，澆口形式采用側(cè)澆口，側(cè)澆口開在分型面上，形狀為長矩形，加工方便、簡單。澆口痕跡小，不太影響外觀，去除澆口方便。 L=0.72.0mmb=1.55.0mmt=0.52.0mm4.5排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在注射成型過程中，模具內(nèi)除了型腔和澆注系統(tǒng)中原有的空氣外，還有塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低揮發(fā)氣體，這些氣體若不能順利排

14、出，塑件會(huì)由于填充不足而出現(xiàn)氣泡接、縫或表面輪廓不清等缺陷，甚至氣體受壓而產(chǎn)生高溫，使塑料焦化。本塑件為小型塑件，且不須采用特殊的高速注射，故利用分型面和推桿的配合間隙排氣即可，間隙值為0.030.05mm。第 5 章 成型零件設(shè)計(jì)5.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）型腔的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)凹模是成型塑件外表面的部件，按其結(jié)構(gòu)形式可分為整體式和組合式。整體式凹模是由一整塊金屬材料直接加工而成。其特點(diǎn)是為強(qiáng)度好，不易變形，塑件表面光滑平整，沒有鑲拼的痕跡。用于小型且形狀簡單的塑件成型。本塑件結(jié)構(gòu)簡單，分型面設(shè)在襯套的底面，凹模設(shè)計(jì)成通孔，且深度比較淺，易加工，故可采用整體凹模結(jié)構(gòu)。（2）型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本塑件結(jié)

15、構(gòu)簡單，只需一個(gè)型芯即可，采用組合式主型芯結(jié)構(gòu)。組合式主型芯結(jié)構(gòu)圖為通孔臺(tái)肩式，型芯用臺(tái)肩和模板連接，在用墊板、螺釘緊固，連接牢固。5.2 成型零件鋼材選用塑料模剛材的性能要求： （1） 機(jī)械加工性能良好 （2） 拋光性能優(yōu)良 （3） 耐磨性和抗疲勞性能好 （4） 芯部強(qiáng)度高 （5） 具有耐腐性能 （6） 有一定的熱硬性凹模的技術(shù)要求：1） 材料：CrWMn2） 熱處理：HRC40503） 表面粗糙度：型腔表面Ra0.2Ra0.1，配合面Ra0.84） 表面處理：表面鍍鉻，拋光5） 凹模加工：模套與模塊錐面配合嚴(yán)密處配制加工型芯的技術(shù)要求：1） 材料：T82） 熱處理：HRC45503） 表面

16、粗糙度：型芯表面Ra0.1Ra0.025，配合面Ra0.84） 型芯加工：同軸度高處配制加工5.3 成型零件工作尺寸的計(jì)算工作尺寸是指成型零件上直接用以成型塑件部分的尺寸，成型零件的加工精度和質(zhì)量決定了塑件的精度和質(zhì)量，工作尺寸的計(jì)算受塑件尺寸精度的制約。取PA1010的平均收縮率1.5。塑件未注公差查【模塑件尺寸公差表（GB/T 14486）】可選取。塑件尺寸如圖所示。（1） 型腔徑向尺寸模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差z=/3；取x=0.75。1） 60±0.5560.55 （Lm1）=(1+S)Ls1-x =(1+1.5%)*60.55-0.75*1.1 =60

17、.632） 40±0.4040.40 （Lm2）=(1+S)Ls2-x =(1+1.5%)*40.40-0.75*0.80 =40.41（2） 型腔深度尺寸模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差z=/3；取x=0.5。1） 6±0.166.16 （Hm1）=(1+S)Hs1-x =(1+1.5%)*6.16-0.75*0.32 =6.01（3） 型芯徑向尺寸模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差z=/3；取x=0.75。3） 30±0.3529.65 （Lm1）=(1+S)Ls1+x =(1+1.5%)*29.65+0.75*0.70 =30.

18、62(4)型芯高度尺寸模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差z=/3；取x=0.5。1） 40±0.4039.60 （Hm2）=(1+S)Hs1+9x =(1+1.5%)*39.60+0.75*0.80 =40.79第6章 模架的確定(1) 模架的結(jié)構(gòu)模架的結(jié)構(gòu)見圖紙。(2) 模具安裝尺寸校核模具外形尺寸為長400，寬350，高270，小于注射機(jī)拉桿間距和最大模具厚度，可以方便地安裝在注射機(jī)上。第7章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)為了保證注塑模準(zhǔn)確合模和開模， 在注塑模中必須設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要起定位、導(dǎo)向以及承受一定側(cè)壓力的作用。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套兩個(gè)主要零件，分別安

19、裝在動(dòng)、定模兩邊。導(dǎo)柱的基本機(jī)構(gòu)形式有兩種。一種是除安裝部分的凸肩外，長度的其余部分直徑相同，稱帶頭導(dǎo)柱，另一種是除安裝部分的凸肩外，使安裝的配合部分直徑比外伸的工作部分直徑大，稱有肩導(dǎo)柱。帶頭導(dǎo)柱用于生產(chǎn)批量不大的模具，可以不用導(dǎo)套。有肩導(dǎo)柱用于采用導(dǎo)套的大批量生產(chǎn)并高精度導(dǎo)向的模具。裝在模具另一邊的導(dǎo)套安裝孔，可以和導(dǎo)柱安裝孔以同一尺寸一次加工而成，保證了同軸度。導(dǎo)柱前端均須有錐形引導(dǎo)部分，并可割有儲(chǔ)油槽。導(dǎo)柱直徑尺寸隨模具模板外形尺寸而定。模板尺寸愈大，導(dǎo)柱間的中心距應(yīng)愈大，所選導(dǎo)柱直徑也應(yīng)愈大。 設(shè)計(jì)導(dǎo)柱和導(dǎo)套時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： (1) 導(dǎo)柱應(yīng)合理地均勻布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至

20、模具外緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度。 (2) 導(dǎo)柱的長度應(yīng)比型芯端面的高度高出 68mm， 以免型芯進(jìn)入凹模時(shí)與凹模相碰而損壞。 (3) 導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨度和強(qiáng)度，常采用 20#低碳鋼經(jīng)滲碳 0.50.8mm，淬火5055HRC,也可采用 T8A 碳素工具鋼，經(jīng)淬火處理。 (4) 為了使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)柱端部應(yīng)做 成錐形或半球形，導(dǎo)套的前端也應(yīng)倒角。 (5) 導(dǎo)柱設(shè)對(duì)稱分布第8章 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)注射成型的每一周期中，必須將塑件從模具型腔中脫出，這種把塑件從型腔中脫出的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)， 也可稱為頂出機(jī)構(gòu)或推出機(jī)構(gòu)。 脫模機(jī)構(gòu)的作用包括脫出、 取出兩個(gè)動(dòng)作。推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則

21、： （1）盡量使塑件留在動(dòng)模上。 （2）使制品在推出過程中不變形不損壞。 （3）推出動(dòng)作可靠，更換推出零件容易。 （4）使脫模后的制品有良好的外觀。8.1 脫模力的計(jì)算由于推出力Ft的作用，使塑件對(duì)型芯的總壓力（塑件收縮引起）降低了Ftsin，因此，推出時(shí)的摩擦力Fm為Fm=(Fb-Ftsin) 式中Fm-脫模時(shí)型芯受到的摩擦阻力，N； Fb-塑件對(duì)型芯的包緊力，N； Ft-脫模力（推出力），N； -脫模斜度； -塑件對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，約為0.10.3；所以Ft=Fb(cos-sin)=AP(cos-sin)式中 A-塑件包絡(luò)型芯的面積，；P-塑件對(duì)型芯單位面積上的包緊力。一般情況下，模外冷卻的塑件，P取2.4*3.9*Pa；模內(nèi)冷卻的塑件，P取0.8*1.2*Pa。分析本塑件可得出：= 。Ft= AP(cos-sin)=30*40*1