笔筒模具设计

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1、学号成绩机电综合实践（模具）说明书系 别机电工程系专 业机械设计制造及自动化方 向模具课程名称学 号姓 名指导教师题目名称格力笔筒设计时间 2012年910月20 12 年 10 月 25 日目录一、塑件的工艺分析。错误!未定义书签。二、拟定模具结构形式 三、浇注系统的设计“错误!未定义书签。四、成型零件的设计五、推出机构的设计错误!未定义书签。六、模架的确定” 0七、实践总结0错误!未定义书签。八、模具总装图130九、参考文献 错误!未定义书签。错误!未定义书签。14一、塑件的工艺分析1 塑件：如图3D图2工艺分析(1) 制品采用ABS材料，收缩率为1。006;ABS工程材料的性能分析：AB

2、S是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同 特性:丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性； 苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度从形态上看，ABS是非结晶性材料。三 中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯一丙烯腈的连续相， 另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相 中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场 上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中 等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等.ABS材料具有超强 的易加工性，外观特性

3、，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。 ABS是一种综合性能十分良好的树脂,无毒，微黄色，在比较宽广的温度范围内具 有较高的冲击强度，热变形温度比PA、PVC高，尺寸稳定性好，收缩率在0.4% 0。8%范围内，若经玻纤增强后可以减少到0。2%0. 4%，而且绝少出现塑后 收缩。ABS具有良好的成型加工性，制品表面光洁度高，且具有良好的涂装性和染 色性,可电镀成多种色泽。干燥处理：abs材料具有吸湿性,要求在加工之前进行 干燥处理建议干燥条件为8090C下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0。 1%.熔化温度:210 2 8 0 C;建议温度:245C.模具温度：257 0C（模具

4、温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）注射压力：5 00100 0baro 注射速度：中高速度。（2）根据塑件的尺寸和技术要求，确定制件的表面质量等级为6级,而模具的表 面的精度等级比制件的等级高，将模具的表面精度等级为7级。采用一模四腔， 并不对制品进行后续加工;（3）制品表面光洁度没有特殊要求，为提高成型效率采用点浇口；二、拟定模具结构形式1 分型面的确定 首先要了解什么是分型面：分型面其实就是动模和定模结合与分离面,简单的说就是便于成型与动模和定模分离。那么什么样的分型面才是最合适的?通过 书本和老师的讲解，最合适的分型面就是塑件的最大截面处,为什么这样说呢， 根据以下的几项基

5、本原则可以知道：A。便于塑件的脱模（尽可能在开模时让塑件留在动模内,这样便于取出塑件）B。考虑塑件的外观C. 保证塑件的尺寸精度的要求D. 有利于防止溢料和飞边在塑件的部位F. 有利于排气G. 考虑脱模斜度对塑件尺寸的影响H. 尽量使成型零件便于加工 综合以上的考虑，最后塑件的分型面选择在塑件下表面上，这样的分型面满足了需求,也能很好的加工.2 确定型腔数目和排列方式（1）、该塑件对外观要求不高,尺寸精度中等，且为中批量生产可采用一模多腔, 考虑制品的尺寸较小，模具的制造费用高等，初定为一模四腔。（2）、型腔排列形式的确定 该塑件为方形件,型腔排列采用以下图2-1的形式。图2-1单个塑件体积V

6、40.7cm3塑件总体积V16 2.8cm3查表得塑件的密度为10 5g/cm3单件塑料件重量 m42。7g(3) 、塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算a、塑件在分型面上的投影面积：A510 0mm2b、锁模力等于型腔内工作压力与塑件及浇注系统在分型面上的投影面积之积：因为是一般塑件，所以平均压力q=65%x 100=65MP aF=Axq=3315 OOKN三、浇注系统的设计1。基本原则：(1) .适应塑料的成型工艺特性(2) 。利于型腔内气体的排出(3) 。避免熔融塑料直冲细小型芯或嵌件(4) .便于修整和不影响塑件的外观质量(5) .防止塑件翘曲变形(6) .便于减少塑

7、料耗量和减小模具尺寸2. 主要部件的设计(1) 。主流道： 截面形状通常采用比表面积最小的圆形截面，小端直径应和选用的注射机的规格 而定,为了和注射机喷嘴相吻合 ,主流道因设计成球面凹坑 ,球半径以注射机而 定。流道应设计成圆锥形,其锥角为 2-4。在主流道和分流道相接应处应有 过渡圆角，以减小料流转向时的阻力,r=D/8或者是r=l-3mm。综合考虑，因结构 的需要,主流道需要穿过两块模板,为了防止在模板结合面处溢料造成主流道凝 料造成困难,所以要采用浇口套。(2) 。分流道：A. 考虑分流道的截面形状:在这个过程中考虑塑料的注塑成型的需要以及加工的 难易程度。通常我们考虑的是压力的损失和热

8、量的散失，采用圆形截面的分流道 最好。但是从便于加工的角度考虑，采用梯形、U形或者半圆形分流道的截面. 综上所述，这次选择的分流道截面的形状是半圆形。B. 分流道的布置:通过学习渐渐的了解了多型腔模具的布置方式为非平衡和平衡 方式。通常情况下都是以平衡式布置为最佳。所需的条件是各分流道的长度,截 面形状和尺寸应该尽量相同。优点是可以达到各型腔能均衡的进料，同时充满各 型腔。还有一个问题就是在加工平衡式布置的分流道时，应该注意各对应部位尺 寸的一致性,否则达不到均衡进料的目的。所以一般来说,其截面尺寸和长度误差 以在 1%以内为宜。非平衡式布置的优点在于型腔数较多时可以缩短流道得的总 长度。通过

9、以上的分析,我们小组最终确定的是非平衡式流道布置。分流道设计及制造要点:1、根据分流道的截面尺寸要看塑件的大小和壁厚,塑料的品种，及塑料的注射速 率和分流道的长度等因素来确定的.2、分流道的表面不必很光滑，这样可以形成流道内料流的外层流速较低,容易形 成固定表皮层，有利于流道的保温。3、分流道与浇口的连接应该光滑过渡，保证熔体的流动及填充,过渡圆弧的半径 范围r = 0.52mm。最后我们确定的是r=lmm.4、在考虑型腔与分流道的布置时，最好使塑料和流道在分型面上总投影面积的 几何中心和锁模力的中心相重合.可以防止发生溢料的现象5、当分流道较长时应该在末端设置冷料穴，以防止冷料头堵塞浇口或进

10、入型腔 而影响塑件的质量。（3）。浇口的设计 浇口的作用就是,让塑料的流速增高，并且通过摩擦使料温也增高，有利于充满 型腔.浇口的尺寸直接影响塑件的表面质量,塑件的成败。一般来说,浇口的尺寸 很难用理论公式计算,我们通常的做法就是根据经验，取其下限,然后通过试模过 程来逐渐修正.一般浇口的截面面积约为分流道截面面积的 3-9%，截面的形状 通常为矩形或者圆形，浇口的长度为0.52mm，表面的粗糙度不低于0. 4um。 我们最终确定的矩形截面的尺寸为长为2mm,宽为0.5mm。而且采用的是侧浇口, 好处是能方便的调整浇口的尺寸来控制剪切的速率和浇口封闭的时间。 浇口的位置确定，应该遵循下面的几个

11、原则:A。避免引起熔体破裂的现象B。有利于熔体流动和补缩C。有利于型腔内气体的排出D。减少熔接痕增加熔接强度E。防止料流将型芯或者嵌件挤压变形F。保证流动比在允许值范围内浇口的位置的确定很重要,如果位置不确定则会造成塑件的强度降低，熔接 痕影响了塑件的强度.从塑件的零件图可以很清楚的看到浇口的最佳位置的就是 挂钩的最下面啦,这样的排布受力最好啦。其次还要考虑排气是否充分,由于这次 我们的塑件小，则这样的布置合理，最后的气泡可能就出现在最前端或者是最后 端，也能达到我们的要求。根据对塑件的工艺分析,我们可以清楚的知道所需的 浇口是侧浇口由于这种浇口开设在模具分型面上，易于加工，而且在试模过程中

12、便于修改,能方便的调整充模时的剪切速度和浇口封闭的时间。并且这次的模架 偏小,好在在内孔有足够的位置,这样侧浇口也可以开设在塑件内侧,这样还可使 模具结构紧凑,缩短流程，改善成形条件。采用侧浇口时，通常流道凝料随塑件 留在动模,开模时在推出机构的作用下推出模外,则侧浇口通常在分型面上铣削 修锉而成的.所以浇口的尺寸一般确定为，h=0. 25-0.6 5mm,其宽度为浇口处型腔宽度 的25%- 1 00%，浇口台阶长L不大于1.5mm,则一般取L=0。65mm。(4) 排气系统的设计为了排除型腔和浇注系统内的所有空气，则要考虑排气的装置。但是排气的方式 有开设排气槽排气和利用模具分型面或模具零件

13、的配合间隙处自然排气等。通过 对塑件的工艺分析，我们发现塑件不是很大靠模具分型面和模具零件之间配合关 系的间隙来排气已经足够了，所以这样的设计和加工则方便多了其实通常我们 都是利用模具的分型面和配合间隙来排气。通常排气的间隙值根据塑料的流动性 而定，通常为0.03-0.05mm,以不产生溢料为限.综上我们的排气方式就是利用模具的分型面和模具零件的配合间隙来排气。(5) 导向和定位结构的设计注射模的导向机构用于动、定模之间的开合导向和脱模机构的运动想到。按 作用分为外定位和模内定位。模外定位通过定位圈和注射机相配合，使模具的浇 口套与注射机喷嘴精确定位.而模内定位机构通过导柱导套进行合模定位。本

14、模 具造型简单,故采用标准模架本身的定位机构。四、成型零件的设计1成型零件的结构设计(1) 、凹模的设计要求：整体式型腔是直接加工在型腔板上的，因为这样有较高的强度和刚度，在使 用过程中不易发生变形，且该塑件尺寸较小，形状简单，型腔加工容易实现, 故采用整体式结构。(2) 、型芯形状简单，为减低成本故做成镶拼式型芯。便于机加工和热处 理，修理更换方便也利于型芯冷却和排气。2成型零件钢材选用塑料为批量生产，成型零件选用钢材要具有较好的耐磨性和抗疲劳能力。 机械加工性能和抛光性能要好，因此，嵌入式凸凹模均选用T10A。淬火 后表面硬度为40HRC45HRC。五、推出机构的设计推出机构的设计是注射成

15、型其中的一个重要循环，塑件必须无误地从模 具中脱出，完成脱出塑件的装置.1推出机构设计应遵循以下原则：(1) 推出机构应尽量布置在动模一侧。(2) 保证塑件推出不被损坏和良好的外观。(3) 机构简单,动作可靠。(4) 合模时准确复位。2脱模力塑件：P=12MPa摩擦系数f取中间值f = 0。2塑件取a=O5oF脱=AxP xfxcos(0o5)-sin(05)=1 374NF1KN式中:P塑件对型芯的单位面积上的包紧力(MP a ) 一般取8 1 2MP aA-塑件包容型芯的侧面积f塑件对钢的摩擦因数，一般取f = 0.1 0.3a -脱模斜度。 一般取0.5olo3推杆的结构的设计在设计推出机构的时候要遵循以下原则：(1)推出机构应尽量设计在动模一则.(2) 保证塑件不因推出而变形损坏。(3) 良好的塑件外观.(4) 机构简单动作可靠,平稳。(5) 合模时的准确复位。4推出形式的确定: 根据塑件的形状特点,确定模具型腔在定模部分,模具型芯在动模部分。塑件 成型开模后,塑件与