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1、第一章 绪论1.1课程设计的背景和意义课程设计是对我们专业知识的一次实践性综合大考察，是培养学生综合运用所学的理论知识和技能，去解决问题的实践性教学环节，也是锻炼学生把实践各种软件作图技巧和用电脑编辑，书面语言表达总结的能力，有以下目的：1、理论分析、制定设计和试验方案学习的能力。2、调查研究、查阅中外文献和收集资料的能力。3、实验研究和数据处理的能力。4、设计、计算和绘图的能力。5、综合分析、总结提高、编制设计说明书及撰写科技论文的能力。1.2 注塑机简介注射机是注射成型的主要设备，选择注射机时，必须了解注射机的各主要工艺参数，使模具在注射机工艺参数的许可范围内，主要包括一下几项：最大注射量
2、、最大注射压力、锁模力、闭合高度、开模行程。1.3 课程设计和论文的主要内容(1) 图示零件注射成型工艺的分析（包括材料性能、成型工艺、塑件结构的分析）；(2) 分析选择并确定注塑模具的结构；(3) 进行工艺计算，选择并校核注射机；(4) 绘制模具总装图及型芯、型腔零件图；(5) 编写上述内容的设计说明书。第二章 塑件成型工艺分析2.1 塑件分析（1）外形尺寸 该塑件壁厚为1.2mm，塑件外形尺寸不大，塑件熔体流程不太长，适合于注射成型。（2）精度等级 塑件每个尺寸的公差不一样，任务书中已给定尺寸公差一般为MT5，有配合的地方为MT3。（3）脱模斜度 ABS属于无定型塑料，成型收缩率较小，参考
3、教材表210选择该塑件上型芯和凹模的统一脱模斜度为1度。2.2 ABS的性能分析（1）使用性能 综合性能好，冲击强度、力学强度较高，尺寸稳定，耐化学性，电气性能良好；易于成型和机械加工，其表明可以镀鉻，适合制作一般机械零件、减摩零件、传动零件和结构零件。（2）成型性能 1）无定型塑料。其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种来确定成型的方法及成型条件。 2）吸湿性强。含水量应小于0.3%（质量），必须充分干燥，要求表面光泽的塑件要求长时间预热干燥。 3）流动性中等。溢边料0.04mm左右。 4）模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置，形式。推出力过大或机械加工时塑件表面呈
4、现白色痕迹。 5）ABS的主要性能指标，其性能指标见表1-1： 密度 g/cm1.02-1.08弹性模量 MPa1.810比容 cm/g0.86-0.98弯曲强度 MPa80吸水率%（24h）0.2-0.4硬度 HB9.7R121收缩率%0.4-0.7体积电阻率 .cm6.91016熔点C130-160击穿电压 Kv/mm15热变形温度C0.46MPa 90-1081.185MPa 83-103冲击强度 kJ/m15.7-15.9抗拉屈服强度 MPa502.3 ABS的注射成型过程及工艺参数 （1）注射成型过程 1）成型前的准备。对于ABS的色泽、粒度和均匀度等进行检验，由于ABS吸水性较大，
5、成型前应进行充分的干燥。 2）注射过程。塑件在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。 3）塑件的后处理。处理的介质为空气和水，处理温度为6075，处理时间为1620s。 （2）注射工艺参数 1）注射机：柱塞式，速度30r/min。 2) 料筒温度（）：后段150170； 中段165180； 前段180200。 3）喷嘴温度（）：170180. 4）模具温度（）：5080。 5）注射压力（MPa）：80110. 6）成型时间（s）：12s（注射时间取2.9。冷却时间1，脱模时间8.1）。第三章 拟定模具的结构
6、形式和初选注射机3.1 分型面位置的确定通过对塑件结构形式的分析，分型面应选择在塑件面积最大且有利于开模取出塑件的平面上，其位置如图31所示。 图3-1 分型面的选择 3.2 型腔数量和排位方式的确定（1）型腔数量的确定 由于该塑件的精度要求不高。塑件尺寸较小，且为大批量生产，用一模多腔的结构形式。同时，考虑到塑件的尺寸、模具结构尺寸的关系，以及制造费用和个成本费用等因素，初步选定为一模八腔结构形式。（2）型腔排列形式的确定 由于该模具选择的是一模八腔，故流道采用H型对称排列，使用平衡进料，如图3-2所示。 图3-2 型腔数量的排列布置（3）模具结构形式的初步确定 由以上分析可知，本模具设计为
7、一模八腔，故采用H型排列，根据塑件结构形状，推出机构初选推件推杆推出方式。浇注系统设计时，交口采用侧交口，且开设在分型面上。综上分析可确定采用细水口的单分型面注射模。 3.3 注射机型号的确定 1）注射量的计算 塑件体积：V塑=0.27 cm 塑件质量：M塑=PV塑=1.05X0.27=0.28 g 式中，P可根据表1-1取1.05g/ cm 2)浇注系统凝料体积的初步估算 由于浇注系统的凝料在设计之前不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的0.2倍1倍来估算.由于本次设计塑件体积较小，因此浇注系统的凝料按塑件体积的1倍来估算，故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积（即浇注系统的凝料和8
8、个塑件体积之和）为 V总=1.2nV塑=（1+0.2）X8X0.28=2.688 cm 3）注射机的选择 根据以上计算得出在一次注射过程中注入模具型腔的塑件的总体积为V总=2.688cm，并结合教材式（4-18）则有：V总/0.8=3.36cm。根据以上的计算，初步选择公称注射量为3.36cm，注射机型号为XS-Z-30柱塞式注射机，其主要参数见表3-1.表3-1 注射机主要技术参数理论注射量/cm330移模行程/mm160螺杆直径/mm28最大模具厚度/mm180注射压力/Mpa119最小模具厚度/mm60注射行程/mm130模板尺寸/mm250280注射时间/s0.7拉杆空间/mm235塑
9、化能力/(g/s)4喷嘴球半径/mm12合模力/N2.5105喷嘴口直径/mm4注射方式柱塞式定位孔直径/mm63.54）注射剂的相关参数的校核（1）注射压力校核。有设计指导手册表2-1可知，ABS所需注射压力为130150MPa,这里取P0=130MPa.该注射机的公称压力为P公=119MPa，注射压力安全系数k1=1.251.4，这里取k1=1.2，则：k1P0=1.2X80=96MPaP公，所以，注射机注射压力合格。（2）锁模力校核。 1）塑件在分型面上的投影面积 A塑=3.14/4（9.32*9.32-6.42*6.42）=35.53mm22）浇注系统在分型面上的投影面积A浇，即交道凝
10、料在分型面上的投影面积A浇数值，可以按照多型腔模具的统计分析来确定。A浇是每个塑件在分型面上的投影面积A塑的0.2倍0.5倍。这里取A浇=0.2A塑。3）塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积，则： A总=n（A塑+A浇）=n(A塑+0.2 A塑)=8X（35.53+7.1）=341.08mm24）模具型腔内的胀型力F胀，则F胀=A总P型=341.08X35=11.938kN其中由设计指导手册表2-2查的取P型=35MPa由表3-1可知该注射机的公称锁模力F锁=250KN，锁模力安全系数为k2=1.11.2 这里取k2=1.2，则取k2F胀=1.2X341.08=14.325KNF锁，所以注射机
11、锁模力满足要求。对于其他的安装尺寸的校核要等到模架选定，结构尺寸确定后方可进行。第四章 浇注系统的设计4.1 主流道的设计 主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。另外，由于主流道与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。4.1.1 主流道尺寸（1）主流道的长度 一般由模具结构确定，对于小型模具L应尽量小于60，本次设计初取50mm计算。（2）主流道小端直径 d = 注射机喷嘴尺寸 + （0.5-1）mm
12、 = 4.5mm。（3）主流道大端直径 D = d + L主tan()=8mm,式中a=40（4）主流道球面半径 SR = 注射机喷嘴球头半径 + （1-2）mm = 12+2=14mm(5) 球面配合高度 h = 3mm4.1.2 主流道的凝料体积V主= L主（R2主+r2主+R主r主）/3=1573.3mm34.1.3 主流道当量半径 Rn = (2.25+4)/2=3.125mm4.1.4主流道交口套的形式主流道小端入口处与注塑机喷嘴反复接触，属易损坏，对材料要求较严，因而模具主流道常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套，以便有效地选用优质钢材单独进行加工和热处理，常采用45钢或合金
13、钢等，热处理硬度为52-56HRC。此设计若采用分开式结构，主流道比较长，凝料体积比较大，因此把衬套和定位圈做成一整体的延伸式浇口套。因为流道长短与所选模架有关，所以在确定流道尺寸之前应根据型腔数量及布局估算动定模板的平面尺寸，即粗定模架的型号和规格，这样才使得理论计算有据可依。根据布局及考虑到模板壁厚、顺序分型时在主分型面的一些元件的布置等，选用侧点交口模架，规格为350400，查设计指导手册表7-4得：H4 = 45，H5 =20，浇口形式如图4-1所示。图4-1 主流道交口套的结构形式4.2 分流道的设计4.2.1 分流道的布置形式 为了尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减少分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道。4.2.2 分流道的长度 根据两个型腔的结构设计，分流道的长度适中，H型的分流道布置，几级分流道的大小如图 ，如图4-2所示。图4-2 分流道布置形式
