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1、个人资料整理仅限学习使用目录课程设计任务书 .1 一、塑件工艺分析4 1塑件材料分析 4 2结构分析 6 3. 塑件的尺寸精度分析7 4塑件的壁厚分析7 二、模架的选择8 三、注射机的选择9 31 塑料制品的体积、质量的计算9 32 塑料制品投影面积的计算9 33 选择注射机 9 四、模具基本结构的确定10 五、浇注系统的设计11 51 主流道设计 11 52 分流道设计 11 53 冷料穴的设计 12 54 拉料杆的设计 12 55 浇口的设计 12 六、成型零件的设计与计算16 61 型腔的径向尺寸与深度13 6.1.1 凹模尺寸计算 13 6.1.2 凹模深度计算 14 62 型芯的径向
2、尺寸与深度14 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用6.2.1 凸模尺寸的计算 14 6.2.2 凸模深度的计算 14 七、温度调节系统的设计15 71 冷却系统的设计原则15 72 模具的冷却水道设计15 八、合模导向机构设计16 81 导向与定位机构设计16 82 导向机构结构及设计17 九、斜导柱的设计17 十、定距分型机构的设计18 十一、脱模机构设计18 111 脱模机构设计原则18 112 脱模机构设计 19 十二、注塑机参数校核19 121 最大注射压力的校核19 122 最大注
3、塑量校核 19 123 锁模力校核 20 124 模具闭合高度校核20 125 开模行程校核 20 十三、设计总结20 主要参考文献21 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用一、塑件工艺分析1塑件材料分析一、塑件的工艺分析图 1-1塑件尺寸表 1-1 产品设计要求产品名称产品材料精度要求生产批量生产方式结构件ABS 8 级中批量注射成型1塑件材料分析1）ABS 塑料的成型性能无定形料，流动性中等，吸湿大，必须充分干燥，表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥；宜取高料温、高模温，但料温过高易分解25
4、0 度），对精度较高的塑件，模温直接取5060 度，对光泽耐热塑件，模温取6080度。2）ABS 塑料的性能特点产品材料为ABS 精度要求8 级生产方式注射成型精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用ABS 在一定温度范围内具有良好的抗冲击强度和表面硬度，有较好的尺寸稳定性、一定的耐化学药品性和良好的电气绝缘性。它不透明，一般呈浅象牙色，能通过着色而制成具有高度光泽的其它任何色泽制品，电镀级的外表可进行电镀、真空镀膜等装饰。通用级ABS 不透水、燃烧缓慢，燃烧时软化，火焰呈黄色、有黑烟，最后烧焦、
5、有特殊气味，但无熔融滴落，可用注射、挤塑和真空等成型方法进行加工。、阻燃级、耐热级、电镀级、透明级、结构发泡级和改性ABS等。通用级用于制造齿轮、轴承、把手、机器外壳和部件、各种仪表、计算机、收录机、电视机、电话等外壳和玩具等；阻燃级用于制造电子部件，如计算机终端、机器外壳和各种家用电器产品；结构发泡级用于制造电子装置的罩壳等；耐热级用于制造动力装置中自动化仪表和电动机外壳等；电镀级用于制造汽车部件、各种旋钮、铭牌、装饰品和日用品；透明级用于制造度盘、冰箱内食品盘等。4）ABS 的加工条件ABS 加工成型条件预干燥干燥时间3-4 小时干燥温度80-90 度干燥设备料斗干燥或烘箱，条件允许使用除
6、湿干燥器。注：由于在制造过程、储运过程以及潮湿气候等条件下，会含有水分，干燥情况根据实际情况选择。参考注塑工艺注塑温度180-230 度注射压力40-100MPa 注塑温度180-230 度注射压力40-100MPa收缩率 %）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用2结构分析3. 塑件的尺寸注射速度20-80mm/s 模具温度40-85 度循环时间20-60S 背压0-5Mpa 注：以上注塑工艺应根据制品形状、模具设计以及注塑机参数等条件的不同而不同，具体应根据实际情况调整。合适壁厚mm）2 3
7、.5 浇口设计小型制品可用潜水浇口或点式浇口，较大型制品则最好使用大浇口但流道长度应越短越好，可用热流道。收缩率 %）0.40.7 吸水率 %）0.20.4 2结构分析图 1-2 塑件彩图如图 1-2 所示，该塑件上部是个模数为0.5mm的齿轮，下部为带凸缘、侧凸和内凹的环形件。齿轮这部分的0.40.7吸水率 %）0.20.4精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用精度分析4 塑件 的 壁厚分析二、模架的选择成型零件可以通过线切割的方式以嵌块的形式固定在A板，同时齿轮部分的型芯也固定在A 板。齿轮
8、以下部分可以通过斜滑块的形式实现侧向分型，但考虑到这部分有凸缘、侧凸和内凹，所以塑件中间部分通过斜滑块抽芯，分型面设在侧凸部分；而塑件的下部则通过固定的型腔和型芯成型，通过推杆推出和气吹出工件。3. 塑件的尺寸精度分析该制件的尺寸均未标注公差，尺寸精度8 级。如图 1-3所 示 ， 查 得 各 个 尺 寸 的 公 差 分 别 如 下 ：、图 1-3 塑件公差4塑件的壁厚分析从塑件的壁厚来看 , 塑件从上到下壁厚的变化范围约为1.53mm之间，壁厚变化不大 , 有利于零件成型。由以上分析可见，该零件结构属于简单构件, 结构工艺性合理 , 不需要对制件的结构进行修改。塑件的尺寸精度要选 定2325
9、 GAI型 简 化细水口模架精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用三、注射机的选择31 塑料制品的体积、质量的计算32 塑料制品求不高 , 对应的模具零件的尺寸加工容易保证。注射时, 在工艺参数控制得较好的情况下, 制件的成型要求可以得到保证。二、模架的选择A板：主要成形塑件的齿轮部分，由于这部分型芯和型腔尺寸都比较小，所以都不需要设计水冷却系统。由于齿轮型腔加工的难度比较大，所以采用嵌块的形式。因此初选 A板的厚度为 30mm 。垫板：盖模架垫板的高度有80mm 和 100mm 供选择，由于本
10、设计采用了气动二次推出，须要在C板下安装气吹出系统，所以选择垫板的厚度为100mm 。因此，根据以上所选尺寸和标准模架规定的尺寸可知道模具的厚度为 255mm ，各板尺寸和闭模高度如图2-1 所示图 2-1 标准模架单个塑件的体积浇注系统体积注射总体积注射总质量投影总面积精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用投影面积的计算33 选择注射机四 、 模 具基 本 结 构的确定三、注射机的选择31 塑料制品的体积、质量的计算根据塑料模设计手册查得ABC 塑料的密度由 UG 软件建模分析单个塑件的体积可
11、见该塑件为小尺寸塑件，可以设计一模多腔，初定一模八腔。由 PRO/E软件建模分析塑件的 浇注系统体积注射总体积是注射总质量是32 塑料制品投影面积的计算单个塑件在垂直开模方向上的投影面积为全部塑件在垂直开模方向上的投影面积为33 选择注射机综合考虑塑料制品的最大注射量和模具的闭合高度,注射容量的注射机，初选定注塑机型号为XS-ZY-初选注塑机型号为 XS-ZY-500 采取双分型面注射模精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用五 、 浇 注系 统 的 设计.1 主流道设计125。注塑机的参数如下：
12、螺杆直径 mm）42 注塑容量 ）125 注塑压力 /MP 119 锁模力 /kN 900 模板行程 /mm 300 模具最小厚度/mm 200 模具最大厚度/mm 300 定位孔直径 /mm 100 喷嘴球半径 /mm 12 喷嘴球孔径 /mm 4 四、模具基本结构的确定经分析，该塑件的成型必须采用侧向向外抽芯. 方案：双分型面注射模它从不同的分型面取出流道内的冷凝料和塑件，又成为三板式注射模。这种方式一般采用点浇口，分流道设置在定模板和A 板之间，塑件设置在A 板和 B 板之间。成型部分的工作零件与方案一大概相通，采用斜滑块侧向抽芯，拉料杆设置在动模板穿过A板，把留在定模板中的冷料向下拉。
13、开模时 A 板与定模板分离，通过定模板上的斜孔拉断点浇口，紧接着拉料杆把冷料从定模板上拉出；但A 板距离定模板一定距离时， A 板和 B 板分离，实现侧抽芯和塑件的顶出。五、浇注系统的设计喷 嘴 前 端 孔径 d1=4 mm 喷 嘴 后 端 球面半径R1=12 mm 主 流 道 球 面半径R=20mm主 流 道 大 端直径D=7.5mm 采用 U 形截面分流道精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用52 分流道设计53 冷料穴的设计5 4 拉 料 杆的设计普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料井
14、组成。在设计浇注系统前首先必须确定塑料的成形位置，该结构件模具采用一模腔三板式结构，顶出装置采用顶杆滑块联合推出和气吹出。.1 主流道设计根据上表的得XS-ZY-125 型注射机喷嘴的有关尺寸为：喷嘴前端孔径 d1=4 mm 喷嘴后端球面半径R1=12 mm 根据模具主流道球面半径R=R1+mm 小端面直径 d=5mm 故取主流道球面半径R=20mm 为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度为： 1 3 。经换算得主流道大端直径D=7.5mm 图 5-1浇口套尺寸52 分流道设计分流道是主流道与浇口之间的通道。点浇口浇注系统的分流道在浇口推板和定模板之间的分型面以及定模板的竖
15、直位置。本模具是一模腔，个点浇口进料，分流道采 用 倒 锥 型拉料杆拉 料 杆 直 径为 4mm 采用侧浇口精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用55 浇口的设计六 、 成 型零 件 的 设计与计算6 1 型 腔 的径向尺寸与深度设置成直线。为了便于制造，本模具分流道为U 形截面，只设置在定模一侧。53 冷料穴的设计冷料穴位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端。其作用是捕集料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量，开模时又将主流道的凝料拉出。本模具在分流道设置冷料穴，其长度
16、为11.5 倍的流道直径。冷料穴长度取6mm 。54 拉料杆的设计点浇口浇注系统分流道拉料杆如图所示。用无头螺钉固定在定模面板上，直径4mm，头部作成倒锥形，作用是流道推板和定模板打开时，讲浇口凝料拉出定模板，使浇口凝料和制品自动切断。图 5-4拉料杆55 浇口的设计浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，是浇注系统的最后部分，其作用是使塑料以较快的速度进去并充满型腔。它能很快冷却封闭，防止型腔还未冷却的熔体倒流。设计时须考虑产品的尺寸、截面积尺寸、模具结构、成型条件及塑料性能。常用于三板模的浇注系统，熔体可有型腔任何位置一点或多点地进入型腔。适合于PE、PP、PC、PS、PA、凹模尺寸精选
17、学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用6.1.1 凹模尺寸计算6.1.2凹模深度计算62 型芯的径向尺寸与深度6.2.1 凸模尺寸的计算6.2.2 凸模深度的计算POM、AS、ABS 等多种塑料。六、成型零件的设计与计算所谓工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸。包括矩形和异形型芯的长和宽），型腔深度和型芯高度和尺寸。中心距尺寸等。查表得， ABS的平均收缩率取 S=0.55% ，塑件的尺寸公差 IT=8。由表 2-17 确定塑件尺寸公差如图所示。图 6-1 塑件公差
18、61 型腔的径向尺寸与深度6.1.1 凹模尺寸计算对于塑件、是尺寸的凹模外形尺寸：故6.1.2 凹模深度计算凹模深度凸模尺寸凸模高度精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用七 、 温 度调 节 系 统的设计71 冷却系统的设计72 模具的冷却水道设计对于塑件、尺寸的凹模深度尺寸：因为式中塑件高度方向的最大尺寸。故62 型芯的径向尺寸与深度6.2.1 凸模尺寸的计算对于塑件、尺寸的凸模外形尺寸：因为= 式中塑件内形径向的最小尺寸。故6.2.2 凸模高度的计算对于塑件、尺寸的凸模深度尺寸：因为式中塑
19、件高度方向的最大尺寸。故需 要 设 置 冷却系统精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用八 、 合 模导 向 机 构设计8.1 导向与定位机构设计七、温度调节系统的设计在注射成形过程中，模具的温度直接影响塑件的成型质量和生产效率。 ABS 在料筒的温度一般为180到230左右，模温一般控制在60到 80。模具直接影响 PA的结晶情况及性能表现，模温高则结晶度大，刚性，硬度，耐模性提高；模温低则柔韧性好，伸长率高，收缩率小。ABS 注射时本身温度较高，再加上是高速注射，所以模温通常也较高， ABS
20、 注射模一般需要设置合理的冷却系统。71 冷却系统的设计原则（1） 冷却系统的布置应先于脱模机构（2） 合理地确定冷却管道的直径中心距以及与型腔壁的距离 根据经验，一般冷却管道中心线与型腔壁的距离应为冷却管道直径的12 倍，冷却管道的中心距约为管道直径的35倍，并尽可能使冷却管道分别到各处型腔表面的距离相等。（3） 降低进出水的温度差一般紧密模具的进出水温度差应在 2内，普通模具不应超过5. （4） 浇口处应加强冷却（5） 应避免将冷却水道开设在塑件的熔接痕处，并注意干涉和密封等问题。（6） 冷却水道应便于加工和清理72 模具的冷却水道设计分析：该塑件需要三部分的成型零件，上下型芯型腔和侧向的
21、瓣合式型腔。从尺寸上看，上部的型芯很小，型腔也深，只有 4mm，因此上型芯和型腔都不需要设计冷却液；下部分的型芯比前者要大要高，由于零件的尺寸本来冷却水管的直径利用导柱、导套导向精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用82 导向机构结构及设计九 、 斜 导柱的设计不大，而且对于这类型的脱模机构，设计起来比较复杂，所以下型芯也不需要冷却。侧向型腔与塑料接触面积很大，且斜滑块体积较小，散热困难，所以需要设计冷却液。冷却液布置如图所示。图 7-1冷却水道因为零件的尺寸较小，而且一模八腔，设计冷却液所用
22、的空间相对小了。所该模具的冷却水管的直径用，采用直通形式冷却。八、合模导向机构设计8.1 导向与定位机构设计导向机构的功用： (1 定位作用 合模时保证动、定模正确的位置，以便合模后保持模具型腔的正确形状。(2 导向作用合模时引导动模按序正确闭和，防止损坏凹、凸模。 (3 承载作用导柱在工作中承受一定的侧向压力。导柱、导套不对称布置斜滑块导向采用 T 型槽T 形直槽采用 H7/f7 配合倾斜角阿尔法 =20精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用十 、 定 距分 型 机 构的设计十 一 、 脱模
23、 机 构 设计11.1 脱模机构设计原则11.2 脱模机构设计图 8-1推板导向图 8-2 开合模导向82 导向机构结构及设计模具设计通常购买标准模架，其中包括了导向机构。本模具采三板模且模具本身比较大，故选用龙记模具细水口本身配置的导向机构。定模板、动模板之间的导柱导套一般为四根，合理均布在模具的四角。为确保合模时只能按一个方向合模，可采用等直径导柱不对称布置或不等直径对称布置的方法。龙记模架采用等直径导柱，其中一个导柱导套不对称布置的方法，以防止动、定模装错。九、斜导柱的设计侧向分型与抽芯机构，简答讲就是与动、定模开模方向不一致的开模机构。其基本原理是模具开合的垂直方向转变成侧向运动，从而
24、将制品的侧向凹凸结构中的模具成型零件在制品被推出之前脱离开制品，让制品能够顺利脱模。实现将垂直运动转变为侧向运动的机构主要有斜导柱、弯销、斜向 T 型槽、 T 型快和液压油缸等。斜导柱的倾斜角：斜导柱轴线与开模方向的夹角称为斜导柱的倾斜角，L=80mm D=12mm 采用定距拉杆实现定距开模通 过 聚 氨脂 、 定 距 拉杆 控 制 开 模顺序采 用 斜 滑块 、 推 杆 联合 推 出 ， 气体二次吹出精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用十二、注塑 机 参 数校核12.1 最大注射压力的校核
25、12.2 最大注塑量校核12.3 锁模力校核12.4 模具闭它是决定抽芯机构的重要参数，综合并经实际推到，的值一般不得大于 25，通常采用 15-23，取 =20斜导柱的长度：斜导柱的长度：L=L1+L2+L3+L4+L5=8mm 斜导柱直径：由斜导柱的倾斜角、脱模力，查表得d=12mm 十、定距分型机构的设计该注塑模的开模顺序是：首先定模座与A 板分开， A 板和 B 板之间通过安装聚氨脂使其保持相对距离不变，这时浇口被拉断；当定模座相对A 板移动一定距离时，定距拉杆的头部把 A 板向上托，由于力度很大，把原来被聚氨脂拉的很紧的 A、B 板拉开。这样实现了定距开模和开模的顺序。十一、脱模机构
26、设计11.1 脱模机构设计原则脱模机构设计时须遵循以下原则：1） 因为塑料收缩时抱紧凸模，所以顶出力的作用点应尽量靠近凸模；2） 顶出力应作用在塑件刚性和强度最大的部位，如加强条、凸缘、厚壁等处，作用面积也尽可能大一些，以防止塑件变形和损坏；3） 为保证良好的塑件外观，顶出位置应尽量设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位；4） 若顶出部位需设在塑件使用或装配的基面上时，为不影响塑件尺寸和使用，一般顶杆与塑件接触处凹进塑注 射 压 力 基本符合要求注 塑 量 满 足要求锁 模 力 满 足要求闭 合 高 度 满足要求开 模 行 程 满足要求精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳
27、总结 - - - - - - -第 17 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用合高度校核12.5 开模行程校核十 三 、 设计总结主 要 参 考件 0.050.1mm；否则塑件会出凸起，影响基面的平整。11.2 脱模机构设计按模具结构脱模机构分为以下几类：简单脱模推出,通常注塑机的实际注塑量最好是注塑机的最大注量的80%。所以，选用的注塑机最大注塑量应满足：故而选定的注塑机注塑量为，所以满足要求。12.3 锁模力校核精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用文献所需锁模力计算pA 故pA=80
28、1232=98.56kN 选定的注塑机为 900kN，满足要求。12.4 模具闭合高度校核模具实际厚度注塑机最小闭合厚度注塑机最大闭合厚度即，故满足要求。12.5 开模行程校核注塑机的最大行程与模具厚度有关，故注塑机的开模行程应满足下式：）510）mm 因为20+23+60+7=110mm 故满足要求。十三、设计总结通过课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心，细致。课程设计过程中，许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱，有几次因为不小心我计算出错，只能毫不情愿地重来，但想到今后自己应当承担的社会责任，想到世界上因为某些细小失误而出现的令世人无比震惊的事故，我不禁时刻提示自己，一定养成一种高
29、度负责，认真对待的良好习惯这次课程设计使我在学习及工作作风上得到了一次难得的磨练。短短2周的课程设计，使我学会了很多知识。首先，是我们的机械设计专业知识，我学会精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用了怎么去运用我们所学的这些零散的知识把它们用到实际当中去，同时也复习了以前学过的知识；其次通过这次课程设计，我对 WORD 排版及其他运用更加熟练。在我用CAD 画图的同时，我的 CAD 画图技术有较大提高对复杂图形也能画的很好；最后通过这次设计让我更加明白团队合作的重要性。主要参考文献1 高汉华塑料成型工艺与模具设计 第二版）大连：大连理工大学 2007 2 何冰强 高汉华塑料模具设计指导与资料汇编第二版）大连：大连理工大学 2007 3 王东明 Pro/ENGINEER中文野火版基础教程 第二版）清华大学出版社 2008 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 21 页
