《2022年模具课程方案设计书-单分型面注射模 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年模具课程方案设计书-单分型面注射模 .pdf（14页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、目录一、塑料的工艺分析二、注射成型机的选择三、型腔布局与分形面设计四、浇注系统的设计五、成型零件的设计六、合模导向机构的设计七、拉料杆的设计八、模架的结构九、开模行程的校核十、模具加热、冷却系统的设计十一、 工艺卡片精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 14 页端盖：材料为ABS,塑件重量为 5g，大批量生产，塑件要求：外侧表面光滑，不允许有交口痕迹，试设计该塑件的成型模具塑件零件图。设计任务：装配图一张零件图两张设计说明书精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共
2、 14 页塑料的工艺分析1、注塑模工艺ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物化学和物理特性 ABS 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。 ABS 是非结晶性材料。 ABS 材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。注塑模工艺条件：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： 210280C ；建议温度：245C。 模具
3、温度：2570C 。（模具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： 5001000bar 。注射速度：中高速度。2、塑件成型工艺参数的确定工艺参数规格工艺参数规格料筒温度()后段：160-220中段：180-200前段：160-180成型时间(t)注射时间：2保压时间：15冷却时间：20喷嘴温度()220-310螺杆转速(r/min)40模具温度()20-60注射压力(MPa)70-1003、塑件的尺寸与公差塑料的尺寸精度往往不高，应保证在使用要求的前提下尽可能的选用低精度的等级。我国已颁布了工程塑料尺寸公差的国家标准,塑件尺寸公差代号为MT，等级分为 7 级，每一级又可分
4、为 A、B 两部分，其中 A 部分不受模具的影响尺寸的公差， B部分为受模具活动影响尺寸的公差。塑料公差等级的选用与塑料品种及装配情况有关，该塑料选用未注公差尺寸MT5，对孔类尺寸可取数值冠以 +号，对轴类尺寸可取表中数值冠以号对中心距尺寸可取表中数值冠以 +号一般模具表面粗糙值要比塑件的要求低 12级，塑料制作的表面粗糙度值一般为 Ra0.8 0.2之间。型腔的基本尺寸为：直径 35-0.056高度 2500.5型芯的基本尺寸为： 3100.56精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 14 页深度：23、注射成型机的选择3.
5、注塑机的初选择 查手册， ABS的注射压力6001000（105）帕，塑件较简单，取 P=70Mpa（1）型腔压力计算P腔=2/3P=46.7Mpa （2 锁模力计算 F=AP腔=60.246.7=28104牛根据计算，查表初选螺杆式注射机： XS-ZY-60 。（二）注射机有关参数的校核和最终选择1模具闭合高度的校核 安装模具的高度应满足： HminH Hmax设计模具高度为 H总=237mm 由于 XS-ZY-60型注射机所允许模具的最小厚度为Hmin70mm，最大厚度为 Hmax200mm,所以，模具闭合高度不能满足安装要求。2. 注射机有关参数 XS-ZY-60型注射机的主要参数标称注
6、射量60cm3定位孔直径55mm最大开模行程 S180mm 喷嘴球头直径12mm最大装模高度 Hmax200mm喷嘴孔直径4mm最小装模高度 Hmin70mm中心顶杆直径50模板最大安装尺寸330 400 mm顶出行程0-110mm3模具开模行程校核模具开模行程应满足： SmSz其中：Sz为最大开模行程， Sm为模具的开模行程；Sm= 塑件的高度+浇注系统的高度 +顶件的顶出高度 +（5-10）mm=15+50+20+7=92mm可见 SmSz ，XS-ZY-60 满足其开模行程型腔的布局与分型面的设计型腔数目的确定：本题要求大批量生产，且形状简单，重量轻，因此采用一模两腔，平衡布置，有利于生
7、产效率的提高，且成本较低。型腔的布局 采用平衡式布局分型面的设计精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 14 页单分型面注射模具浇注系统设计(1) 普通浇注系统的组成浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成。安装在卧式或立式注射机上的注射模具所用的浇注系统，亦称为直浇口式浇注系统，其主流道垂直于模具分型面. 安装在角式注射机上的注射模具所用浇注系统，主流道平行于分型面。(2) 浇注系统的设计原则设计浇注系统应遵循如下基本原则：了解塑料的成形性能尽量避免或减少产生
8、熔接痕有利于型腔中气体的排出防止型芯的变形和嵌件的位移尽量采用较短的流程充满型腔(4) 主流道的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道。主流道是熔体最先流经模具的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响，因此，必须使熔体的温度降和压力损失最小。主流道尺寸在卧式或立式注射机上使用的模具中，主流道垂直于分型面。由于主流道要与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，所以只有在小批量生产时，主流道才在注射模上直接加工，大部分注射模中，主流道通常设计成可拆卸、可更换的主流道浇口套。为了让主流道凝料能从浇口套中顺利拔出，主流道设计成圆锥形，其锥
9、角精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 14 页为 2o6o。小端直径 d 比注射机喷嘴直径大0.51 mm 。由于小端的前面是球面，其深度为 35 mm ，注射机喷嘴的球面在该位置与模具接触并且贴合，因此要求主流道球面半径比喷嘴球面半径大1-2mm 。流道的表面粗糙度值 Ra为 0.08m。主流道浇口套图 4 主流道浇口套及其固定形式主流道浇口套一般采用碳素工具钢如T8A 、T10A等材料制造，热处理淬火硬度5357HRC 。主流道浇口套及其固定形式如图 4 所示. (5) 分流道设计分流道是指主流道末端与浇口之间的一段塑料
10、熔体的流动通道。分流道作用是改变熔体流自，使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔。设计时应注意尽量减少流动过程中的热量损失与压力损失。分流道的形状与尺寸分流道开设在动模分型面的一侧，其截面形状应尽量使其比表面积 (流道表面积与其体积之比 )小。梯形及 u 形截面分流道加工较容易，且热量损失与压力损失均不大，此次选用u形截面。分流道的长度根据型腔在分型面上的排布情况，分流道可分为一次分流道、两次分流道甚至三次分流道。分流道的长度要尽可能短，且弯折少，以便减少压力损失和热量损失，节约塑料的原材料和能耗。分流道的表面粗糙度由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有内部的熔体流动状态比较理想，因此分
11、流道表面粗糙度数值不能太小，一般取 0.16 m左右，这可增加对外层塑料熔体的流动阻力使外层塑料冷却皮层固定，形成绝热层。分流道的布置采用平衡式布置 B=6mm H=5mm精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 14 页(6) 浇口设计浇口的概念浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的熔体通道。浇口的设计与位置的选择恰当与否，直接关系到塑件能否被完好、高质量地注射成形。浇口的作用浇口通过截面积的突然变化，使分流道送来的塑料熔体提高注射压力，使塑料熔体通过挠口的流速有一突变性增加，提高塑料熔体的剪切速率，降低黏度，使其成为理想的流动状
12、态，从而迅速均衡地充满型腔。a)浇口还起着较早固化、防止型腔中熔体倒流的作用。b)浇口通常是浇注系统最小截面部分，这有利于在塑件的后加丁中塑件与浇口凝料的分离。c)侧浇口：侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体从内侧或外侧充填模具型腔，其截面形状多为 (扁槽)，是限制性浇口。侧浇口广泛使用在多型腔单分型面注射模上，特点是由于浇口截面小，减少了浇注系统塑料的消耗量，同时去除浇口容易，不留明显痕迹。 L=1mm b=2mm t=0.5mm 侧浇口浇口位置的选择原则精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 14 页尽量缩短流动距离；避免熔体
13、破裂现象引起塑件的缺陷；浇口应开设在塑件厚壁处；考虑分子定向的影响；减少熔接痕，提高熔接强度(7) 浇注系统平衡设计浇注系统的平衡概念为了提高生产效率，降低成本，小型 (包括部分中型)塑件往往采取一模多腔的结构豫应尽量采用型腔平衡式布置的形式。若根据某种需要浇注系统被设计成型腔非平衡式布置形式，则需要通过调节浇口尺寸，使浇口的流量及成形工艺条件达到一致，这就是浇注系的平衡，亦称浇口的平衡。浇注系统的平衡计算方法浇注平衡计算的思路是通过计算多型腔模具各个浇口的BGV(Balanced Gate Value)值来判断或计算。浇口平衡时， BGV值应符合下列要求：相同塑件的多型腔模具，各浇口计算出的
14、 BGV 值必须相等；不同塑件的多型腔模具，各浇口计算出的BGV 值必须与其塑件型腔的充填量成正比。单分型面注射模成形零部件的设计(1) 结构设计型腔结构设计型腔零件是成形塑料件外表面的主要零件。整体式型腔结构：整体式型腔是由整块金属加工而成的，其特点是牢固、不易变形、不会使塑件产生拼接线痕迹。但是由于整体式型腔加工困难，热处理不方便，所以常用于形状简单的中、小型模具上。型芯结构设计主型芯的结构设计： 按结构主型芯可分为整体式和组合式两种。整体式主型芯结构，其结构牢固但不便加工，消耗的模具钢多。主要用于工艺实验或小型模具上的简单型芯。组合式主型芯结构是将型芯单独加工后，再镶人模板。此次选用整合
15、式(2) 工作尺寸计算成形零件工作尺寸指直接用来构成塑件型面的尺寸，例如型腔和型芯的径向尺寸、深度和高度尺寸、 fL 间距离尺寸、孔或凸台至某成形表面的距离尺寸、螺纹成形零件的径向尺寸和螺距尺寸等。计算成形零部件工作尺寸要考虑的要素a) 塑件的收缩率波动；模具成形零件的制造误差；模具成形零件的磨损；模精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 14 页具安装配合的误差；塑件的总误差；考虑塑件尺寸和精度的原则；b) 成形零部件工作尺寸计算： ABS 的收缩率取 0.5 制造公差z 是公c) 差的 1/3 最大磨损量c 是公差的 1/6
16、, 因此 X=0.75 型腔的径向尺寸深度尺寸 及型芯的径向尺寸、高度尺寸依据课本上的公式进行设计，其中Ls都为基本尺寸，(3) 刚度强度校核： 刚度强度计算时要考虑的要素塑件变形破碎型腔尺寸扩大出现溢料现象、合模导向机构的设计导柱的结构长度：导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出812mm ，以避免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔形状：导柱前端应做成锥台形成半球形，以便导柱顺利的进入导向孔材料：导柱应具有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯，多采用20钢经渗碳淬火处理，硬度5055HRC，导柱导向部分表面粗糙值Ra 为 0.80.4um 。数量及布置：导柱中心到模具边缘距离通常为导柱直径
17、的11.5 倍，导柱的布置应采用等直径导柱不对称布置或不等直径导柱对称布置。配合精度：导柱固定端与模板之间一般采用H7/m6或 H7/k6 的过渡配合，导精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 14 页柱导向部分通常采用 H7/f7或 H8/f7的间隙配合导套的结构形状：导套的前端应到圆角，导柱孔最好做成通孔以利于排出孔内空气及残渣废料。若模板较厚，导柱必须做成不通孔时，可在不通孔的侧面打一小孔排气。材料：导柱与导套的材料相同或铜合金，其硬度一般低于导柱硬度，可防止导柱或导套拉毛。导套固定部分和导滑部分的表面粗糙度值一般为Ra0
18、.8mm 。固定形式：可用 H7/n6或 H7/k6配合镶入模板。、拉料杆的设计当注射机未注射塑料之前，喷嘴最前端的熔融塑料的温度较低，形成冷料渣，为了积存此部分楞料渣，在进料之口的末端的动模板上开设一洞穴，此穴就是冷料穴。性爱注射时必须防止楞料渣进入流道或模具型腔内，否则将会堵塞流道和减缓料流速度进入模具型腔就会造成塑料制品上的冷斑。为了在开模时从浇口套内拉出进料口冷凝料与注射机喷嘴分离，一般冷料穴的末端设置拉料杆。拉料杆一般由注射机顶出机构顶板带动，开模后塑料制品脱模，进料口的冷凝料被拉料杆拉出。、推出机构设计(1) 推出机构的结构组成概念：在注射成形的每个周期中，将塑料制品及浇注系统凝料
19、从模具巾脱出的机构称为推出机构，也叫顶出机构或脱模机构。推出机构的动作通常是由安装在精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 14 页注射机上的机械顶杆或液压缸的活塞杆来完成的。结构组成：由推出、复位和导向零件组成。(2) 结构分类手动推出、机动推出、液压或气动推出(3) 结构设计要求塑件留在动模塑件在推出过程中不变形、不损坏不损坏塑件的外观质量合模时应使推出机构正确复位动作可靠(4) 结构设计推杆推出机构推杆推出机构是整个推出机构中最简单、最常见的一种形式。由于设置推杆的自由度较大，而且推杆截面大部分为圆形，容易达到推杆与模板
20、或型芯上推杆孔的配合精度推杆推出时运动阻力小，推出动作灵活可靠，损坏后也便于更换，因此在生产中广泛应用。但是因为推杆的推出面积一般比较小，易引起较大局部应力而顶穿塑件或使塑件变形，所以很少用于脱模斜度小和脱模阻力大的管类或箱类塑件。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 14 页、模架的结构 标准模架一般由定模板、定模座板、动模板、动模支撑板、垫块、动模座板、推杆固定板、推杆、导柱、导套、及复位杆等组成。另外还有特殊结构的模架，如点浇口模架、带推件板推出的模架等。 模架按可分为基本型和派生型。适用的模板尺寸为B（宽） L（长）
21、560m m 900mm 基本型组合 它是以直接浇口为主基本型组合推板推出机构定模两板，动模一板式（ A1 型）、开模行程校核开模行程 s指模具开合过程中动模固定板的移动距离。它的大小直接影响模具所能成型的塑件高度。注射机最大开模行程smax与模后无关时的校核，对于单分型面注射模 smaxsH1+H2+510mm 式中 H1推出距离 （脱模距离）（ mm ） H2包括浇注系统凝料在内的塑件高度（ mm）温度调节系统设计精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 14 页温度调节(模具的温度调节指的是对模具进行冷却或加热 )既关系到
22、塑件的质量( 塑件尺寸精度、塑件的力学性能和塑件的表面质量 )，又关系到生产效率。因此，必须根据要求使模具温度控制在一个合理的范围内，以得到高品质的塑件和高的生产率。(1) 冷却系统设计冷却水回路布置的基本原则冷却水道应尽量多，截面尺寸应尽量大冷却水道到型腔表面距离适当冷却水道应畅通无阻冷却水道应避开塑件易产生熔接痕的部位(2) 模具加热系统设计当注射成形工艺要求模县温度在80以上时，对大型模具进行预热或者采用热流道的模具时，模具中必须设置加热装置。模具的加热方法电加热方法，还可在冷却水管中通入热水、热油、蒸汽等介质进行预热。电加热义可分为电阻丝加热和电热棒加热。工艺卡片：成型工艺卡片资料编号
23、车间共页第页零件名称材料牌号设备型号装配图号材料定额 g5g 每模件数零件图号单件质量 g工装号零件图( 比例：1：1)材料干燥设备真空干燥机温度( )80时间（h）2料筒温度()后段160-220中段180-200前段160-180精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 14 页喷嘴220-310模具温度()20-60成型时间(s)注射2保压15冷却20压力(MPa)注射压力70-100背压10-15后处理温度时间额定(s)辅助10时间单件处理编制校对审核组长车 间 主任检验组长主管工程师精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 14 页