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1、注射筒体注塑模设计第 1 页 共 26 页摘 要本文是关于一次性注射器筒体注塑模具设计及其计算机辅助制造设计,分为注射摸具的设计和模具加工制造,前者是对模腔,型芯,脱模机构,抽芯机构的设计,后者用 CAXA 做成 3D 实体,并用 CAXA 进行刀具设置 ,走刀参数设置形成刀具位置参数文件 NCI,通过后处理器就可转为 CNC 控制器可以解读的 NC 码.关键词: 注射器筒体,注塑模具, 计算机辅助制造设计,注射筒体注塑模设计第 2 页 共 26 页ABSTRACTThis text mould plastics the mold design and auxiliary designing
2、for manufacturing of computer about lump-sum syringe barrel, divided into and injected the design that fumbles and has and mould processing and manufacturing, the former is to the mould , type core, the organization of drawing of patterns, smoke the design of the core organization, the latter makes
3、CAXA into 3D entity, and set up the cutter with CAXA, one one hundred sheets of parameters leaves to set up and form cutter position parameter file NCI, the processor can be transfered to NC yard that CNC controller can be understood after passing.Keyword: Syringe barrel, mould plastics the mould ,
4、the auxiliary designing for manufacturing of computer,注射筒体注塑模设计第 3 页 共 26 页绪论模具是利用其特定形状去成型具有一定形状和尺寸的工具。成型塑料制品的模具叫做塑料模具。对塑料模具的全面要求是：能生产出在尺寸精度，外观，物理性能等方面均达到要求的优质制品。以模具的使用角度，要求高效率、自动化、操作简便；从模具制造的角度，要求结构合理，制造容易，成本低廉。塑料模具影响着塑料制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和注塑模具制品的冷却以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电
5、性能、内应力大小、各向同向性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在塑料加工过程中，模具结构对操作难易程度影响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少开模，合模和取制件过程中的手工劳动，为此常采用自动开合模和自动顶出机构。在全自动生产时还要保证制件能自动从模具上脱落。另外，模具对塑料制品的成本也有相当的影响。除简易模具外，一般来说制模费是十分昂贵的。一副优良的注射模具可生产制品百万件以上，压制模约能生产二十五万件。当批量生产不大时，模具费用在制品成本中所占的比例将会很大，时应尽可能地采用结构合理而简单的模具，以降低成本。现代塑料制品生产中，合理的加工工艺、高
6、效的设备、先进的模具是必不可少的三项重要因素，尤其是塑料模具对实现塑料加工工艺要求。塑料制件使用要求和造型设计起着重要作用。高效的全自动的设备也只有装上能自动化生产的模具才能发挥其效能，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提。由于工业塑件和日用塑料制品的品种和产量要求量很大，对塑料模具也提出了越来越高的要求，因此促使塑料模具生产不断向前发展。注射筒体注塑模设计第 4 页 共 26 页第一章 零件的相关设计1.1 塑料制品的设计依据本制品是一个一次性注射器筒体，本制品材料是 PP， （玻璃纤维） (塑料模具制品图)以上尺寸为自由尺寸，无精度要求，满足筒体容积大于 10ml 即可。1.2 制
7、品体积的确定注射器制品的体积： 用电脑计算零件的体积。其具体步骤如下: 打开“制造工程师 XP”，点击文件 打开 Part1 打开 工具 查询 零件属性，得:V=7763.577(mm )31.3 塑件质量的确定查1P 表 1-7 取 =0.97 (g.cm ),73则一个塑件制品的质量为：M=V=7763.577 0.97=7.53(g)注射筒体注塑模设计第 5 页 共 26 页第二章 注射机类型的选择21 PP 型腔压力 P腔查3P 表 8-2，取：P =30 (MP )156腔 a2.2 注射机额定锁模力的估算一个制品塑件的投影面积约为：A =4*3.14R +2*3.14r -3.14
8、*1222=4*72+2*165-3= 615(mm )2其中：R=61 (mm),r=16(mm)由3P 式 8-5 有15F 0A腔kP=1. 3615=20.3 (KN)其中：k ： 为安全系数，常取 k=1.11.2 ,按 k=1.1 计算；P ： 为熔融塑料在型腔内的平均压力，P =30 (MP )；腔 腔 aA ：为塑料制品与浇注系统在分型面上的总投影面积，A=615 (mm )。22.3 注射机的额定注射量 V注根据生产经验，制品注射量一般不超过注射机额定注射量的 80%，即 V 0.8 V ,一次做 20 个制品故有：注V 注 20*.8=20*7763.577/0.8注射筒体
9、注塑模设计第 6 页 共 26 页194(cm )32.4 注射机类型的选定因为 194 cm 60 cm ，所以决定使用卧式螺杆式注射机。根据 V 、P33 注、F 查11P 表 4-2 综合选用 XS-ZY-250 型注射机。其主要技术参腔 123数如下： 型 号 XS-ZY-250 拉杆内间距(mm)448 370结构形式 卧式 移模行程(mm) 500理论注射容量(cm )3250 最大模具厚度(mm)350螺杆直径(mm) 50 最小模具厚度(mm)200注射压力(MP )a130 锁模形式 增压式注射速率(g/s) 110 模具定位孔直径(mm)125螺杆转速(r/min)25、3
10、1、32、39、58、89喷嘴球半径(mm)SR18塑化能力(g/s) 16.1 喷嘴口孔直径(mm)4锁模力(KN) 1800 动定模板尺寸(mm)598 520注射筒体注塑模设计第 7 页 共 26 页第三章 塑料注射成型模具的设计3.1 开模行程 L 的确定对 XS-ZY-250 型注射机的开模行程由连杆机构的最大行程决定，而与模具厚度无关。由3P 式 8-8 有：157L H +H +(510)2=120+192+8=320(mm)其中：因为本制品要两次抽芯，所以，H 为脱模距离，H =120 (mm)；11H 为含浇注系统在内的制品高度，,2H =2*L =2*96=192 mm 。
11、品3.2 模具侧壁厚度的计算(本模具选用 45 号钢,结构参考图 3-2)注射筒体注塑模设计第 8 页 共 26 页1.61.61.61.61.6(图 3-2) 1) 按刚度条件计算侧壁厚度：其中一个制品侧壁计算厚度为：按最大的径向尺寸计算，由5P 式 6.30 得侧壁厚度为：156S r )/(1腔 腔rPE=9* )125.0)316/()04.6.2( /(.553.7(mm)其中：r： 为筒体的外径，r=9 mm；：为型腔材料泊桑比，碳钢取 =0.25；E ：为型腔材料拉伸弹性模量，钢的拉伸弹性模量 E=2.06 510MP ；aP ：成型压力，P =30 MP ；腔 腔 a注射筒体注
12、塑模设计第 9 页 共 26 页型腔与推管的充许间隙值，查5P 表 6.4 取 =0.04。 1502) 按强度条件计算侧壁厚度其中一个制品的侧壁厚度：由5P 式 6.3 有：156S r ( )1-2腔P=9*( )-305(=0.873然而，在机架上的 20 个制品排列最多是在高度方向上，一共 5 个，所以，由（1）得 S5*3.7=18.5 （mm）由（2）得 S5*0.873=4.35（mm）其中： 为抗拉屈服强度，材料为 45 号钢，查6P 表 4-10 得 26 =355 MP ； a以上两种计算结果以值大者为设计依据，但考虑到要在本型腔模板上开 4 个导柱孔和 8 个限位杆孔，故
13、取 S80 mm。考虑到机架的成本和体积，现取 S=813.3 模具侧壁厚度的校核由7P 式 15-36 有：29P ( )*5c12k=5*302(81/9) /(81/9) -122305 (MP )a 注射筒体注塑模设计第 10 页 共 26 页=335 (MP )a符合强度要求。3.4 动模支承座厚度的确定动模支承座主要是起到支承动模的作用，考虑到要两次抽芯，其结构选择非开式的，具体见模具结构草图，即下图 3-4：2321201981761413121098765432115 24436926932857249 A(图 3-4)由模具结构草图知支承座的厚度够强度要求就可以，考虑到机架成
14、本和支承座的安装形式，取标准件取 L =25 (mm)。座3.5 成型腔主要尺寸的计算(见图 3-5)注射筒体注塑模设计第 11 页 共 26 页(图 3-5)因为本制品的不是精密器具，对制品的尺寸精度的要求比较低，所以，尽管 PP 的收缩率比较大，也可按平均收缩率计算。查1P 表 1-7 知 PP 的平均收缩率为 S =0.0180.025 ，取 S =0.02。7 cp cp由7P 式 15-21 和式 15-22 有：296制品工件辟厚为：H=1mm，长度为：L=96mm所以，成型腔即型腔套的内半径为：r=8+H（1+0.02） =9.02 (mm)z025.0L=96(1+0.02)
15、=97.92 (mm)25. .0而此次设计的注射器筒体只要容积大于 10ml，约为 12ml，产品的长度没有要求，考虑到设计方便和设计成本，取型腔套内径 r=9mm，长度 L=96mm，生产出来的产品也满足容积的要求，所以取此值型腔套只要满足强度要求就可以了。故取 r=9mm，L=96mm。3.6 主型芯主要尺寸的计算1）径向尺寸 DD= D (1+ S ) =8(1+0.02) =8.16 (mm)scp0z025.025.2）被塑件包容部分的深度 hh= h (1+ S ) =96(1+0.02)= 97.92 (mm)scp0z 25.0注射筒体注塑模设计第 12 页 共 26 页因为，型销的半径小 1mm，包容长度短，制品的厚度小，可以不考虑制品其尺寸在型销上的收缩变化。3.7 排气设施的考虑本注塑模为小型注塑模，型腔内的空气可通过型芯和型腔侧壁之间的间隙以及动模和定模接触面之间的间隙排出，因此无须设置专门的排气设施。3.8 脱模机构的设计1) 脱模阻力的计算 脱模阻力主要是制品因收缩而对型芯所产生的包紧力，因为 S/d1/20,故由3P 式 8-60 有：20F = +0.1A21)(ktgfrEQl= +0.1A323.48.50.98(0.21)()tg28KN)其中：r 为型芯平均半径，r=
