绝缘套塑料模具设计.doc

课程设计说明书设计题目: 绝缘套注射模设计专 业: 数控模具方向班 级: 数控08学生姓名: 颜建华 罗懿学 号： 2008630693 2008630673指导教师: 喻祖建上交时间: 2010年 12月 26日 目 录第1章 设计题目3第2章 塑料盖体的总设计32.1塑件的结构及成型工艺性分析32.2拟定模具结构形式42.3注射机型号的确定52.4模架的选择62.5浇注系统形式和浇口设计62.6成型零件的结构设计和计算82.7合模导向机构的设计122.8脱模推出机构的设计122.9侧向分型与抽芯机构的设计132.10排气系统的设计152.11温度调节系统的设计162.11模具工作过程16设计心得16参考文献17第一章 设计题目 绝缘套注射模材料：聚丙烯（PP）技术要求：1.壁厚均匀。 2.塑件不允许有裂纹和变形缺陷。 3.大批量生产第二章 绝缘套注射模总设计一塑件的结构及成型工艺性分析1结构分析 该塑件是一个绝缘套如图所示经查阅资料，聚丙烯的性能参数如下：  项 目性能参数密度/(g/cm3)0. 900. 91吸水率/%0. 020. 03成型收缩率/%1.02.5拉伸强度/MPa3040拉伸弹性模量/GPa1.11. 6断裂伸长率/%>200冲击强度（缺口）(kJ/m2)2. 26. 4洛氏硬度95105熔融温度/165170热变形温度（1.86MPa)/5667连续耐热温度/120脆化温度/-10线胀系数/10-5-1610热导率/W/（m.K)8.8×10-2比热容/J/(g.K)1. 92塑件的材料是聚丙烯（PP），收缩率为1.5%-2.5%，成型工艺性好，可以注射成型二拟定模具结构形式1.分型面位置的确定2.确定型腔数量及排列由于该塑件需要侧向分型与抽芯，设计一摸多腔比较复杂，所以最后确定该模具为一模一腔。3.模具结构形式的确定由于塑件所需尺寸精度要求高，且需要侧向分型和抽芯。而且塑件属于旋转塑件，需设置分流道，保证短时间内均匀充满整个型腔。从上面分析中可知，本模具拟采用一模一腔，推杆推出，流道采用平衡式，浇口采用轮辐浇口，定模不需要设置分型面，动模部分需要一块型芯固定板和支撑板，因此基本上可确定模具结构形式为A3型带推杆的单分型面注射模。三注塑机型号的确定1.注射量的计算V外=3.14/4×12×12+3.14/4×11×11×12+3.14/4×12×12×3+3.14/4×10×10=2689 mm3=2.7cm3V内=3.14/4×8×8×6.5+3.14/4×6.5×6.5×18.5=941mm3=0.9cm3V= V外-V内=1748 mm3=1.7 cm3通过计算，塑件体V=1748cm3, 查阅资料知：聚丙烯密度0.8510.935克/立方厘米，取0.9克/立方厘米，塑件质量为：m1=V=1574 g取流道凝料的质量m2还是未知数，可按塑件质量的0.6倍来估算。从上述分析中确定为一模一腔，所以注射量为：m2=0.6nm1=0.6×1×1574=944gm=m1+m2=2518g2.锁模力的计算流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A2，在模具设计前是个未知数，根据多型腔模的统计分析，A2是每个塑件在分型面上的投影面积A1的0.2-0.5倍，因此可用0.35nA1来进行估算，所以： A1=×d2/4=113mm2(d=12mm) A=nA1+A2=nA1+0.35nA1=1.35nA1=153mm2(n=1) Fm=AP型=153×144=22kN(用moldflow 软件分析：型腔压力P型取144Mpa)3.选择注射机根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值，可选用SZ-10/16立式注射机注射机主要技术参数理论注射容量/cm310锁模力/kN160螺杆直径/mm15拉杆内间距/mm415×415注射压力/MPa150移模行程/mm130注射速率/（g/s）最大模厚/mm150塑化能力/（g/s）最小模厚/mm60螺杆转速/（r/min）定位孔直径/mm55喷嘴球半径/mm13喷嘴孔直径/mm3锁模方式双曲肘四模架的选择我们没有用标准模架（如上图所示），是自己设计的模架，模架外形尺寸：长×宽×高=117x184x223mm。五浇注系统形式和浇口设计1.主流道设计（1）主流道尺寸（1）.主流道尺寸根据所选注射机，则主流道小端尺寸为:d=注射机喷嘴尺寸+（0.5 1）=3+0.5=3.5mm（2）.主流道球面半径为:SR=喷嘴球面半径+（12）=13+2=15mm（3）.球面配合高度h= 3mm5mm，取h=3mm（4）.主流道锥角 =2°6°，取=3°（5）. 主流道长度 L=59mm（6）. 主流道大端直径 D=d+2Ltan=7.6mm（7）. 浇口套总长 L0=L+h+2=64mm （导套）（2）主流道衬套形式主流道小端口入口处与注射机喷嘴反复接触，属于损件，对材料要求较严，因而模具主流道部分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，常采用碳素工具钢，如T8A、T10A等，热处理硬度为50HRC55HRC。（3）主流道凝料体积Q=/4dn2L=（/4）*42*45=565.2mm3=0.5652cm32.分流道设计（1）分流道布置形式分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地经分流道均衡的分配到塑件的各个部分，因此，采用平衡式分流道。（2）分流道长度分流道 L=4.15mm3.浇口设计（1）浇口类型及位置确定该模具是小型塑件的单型腔模，为提高效率，因而采用点浇口。为了节省材料，浇口部位单独做成圆锥体，然后镶入型腔板再磨平。（2）浇口尺寸L=1mm，d=2mm，a=20°六成型零件的结构设计和计算1.成型零件的结构设计（1）型腔线轮圆周上有浅的沟槽，若凹模制成整体式，则用机械加工方法很困难。因此，线轮圆周上可以采用嵌入式斜滑块，则可以较好的解决上述问题。 （2）型芯根据塑件的结构，型芯是一个筒类零件，因为没有设置拉料杆，所以型芯是实心的。2.成型零件钢材的选用浇口套是大批量生产，成型零件所选用钢材耐磨性和抗疲劳性能应该良好；机械加工性能和抛光性能也应良好。因此构成型腔的嵌入式模钢材选用SM1。3.成型零件工作尺寸的计算（塑件公差等级采用7级）塑件收缩率为1.0%-2.5%，所以平均收缩率为s=1.75%塑件公差值（查塑件公差表）z制造公差（取/3）对于型腔尺寸12塑件标准尺寸为：120-0.68该型腔尺寸为：d=（1+s）xL-(/2+/3/2+/6/2)0+0.227=11.190+0.227对于型芯尺寸8塑件标准尺寸为：800+0.58该型腔尺寸为：d=（1+s）xL+(/2+/3/2+/6/2)0-0.193=8.390-0.193同理：对于型腔尺寸11塑件标准尺寸为：11 0-0.68该型腔尺寸为：d=（1+s）xL-(/2+/3/2+/6/2) +0.2270=10.17+0.2270 对于型芯尺寸6.5塑件标准尺寸为：6.50+0.58该型腔尺寸为：d=（1+s）xL+(/2+/3/2+/6/2) -0.1930 = 6.86-0.1930对于型腔尺寸10塑件标准尺寸为：10 0-0.68该型腔尺寸为：d=（1+s）xL-(/2+/3/2+/6/2)0+0.227=9.930+0.227对于型芯尺寸L=6.5塑件标准尺寸为：6.500+0.58该型腔尺寸为：d=（1+s）xL+(/2+/3/2) 0-0.193=70-0.193对于型腔尺寸L=25塑件标准尺寸为：250-1该型腔尺寸为：d=（1+s）xL-(/2+/3/2+/6/2) 0+0.33=24.690+0.33对于型腔尺寸L=3塑件标准尺寸为：30-0.38该型腔尺寸为：d=（1+s）xL-(/2+/3/2+/6/2) 0+0.127=2.770+0.127七合模导向机构设计（1）导向机构的总体设计 1.该模具采用4根导柱，其布置为等直径对称布置。2.该模具导柱安装在型芯固定板上，导套安装在型腔板、定模推件板和定模座板。（2）导柱的设计1.该模具采用带头导柱，不加油槽。2.导柱的直径根据模具尺寸而确定为。3.导柱的安装形式，导柱固定部分与模板按H7/k6配合，导柱滑动部分按H7/f7的间隙配合。（3）导套的设计1.结构形式采用带头导套（I型）和直导套。2.导套孔的滑动部分按H7/f7的间隙配合，带头导套外径与模板一端H7/k6配合。八脱模推出机构设计（1）推出板推出过程中，为了减小推件板与型芯的摩擦，推件板与型芯间留0.2mm0.25mm的间隙，本设计取0.2mm。推杆装入模具后，其端面应与型芯端面0.050.1mm，本设计取0.1mm。（2）推杆与推杆固定板通常采用单边0.5mm的间隙。（3）浇注系统凝料采用推板推出。推板推出部分的形状根据浇注系统凝料的形状而定。推件板采用限位导柱推出。（4）型腔板采用限位螺钉推出。（5）分型时，主流道凝料留在动模一侧，则在定模座板上安装4个弹簧顶销。终上所述，如图 （推杆）九侧向分型与抽芯机构设计该套模具采用斜导柱侧向分型与抽芯机构，其驱动方式为斜导柱。开模时，塑件包在凸模上随动模部分一起向左移动，在上下斜导柱的作用下，上下侧型芯滑块随推件板后退的同时，在推件板的导向槽内分别向上侧和向下侧移动，于是侧型芯和侧型腔逐渐脱离塑件，直至斜导柱分别于两滑块脱离，侧向抽芯和分型才结束。合模时，滑块靠斜导柱复位，在注射时，滑块靠楔紧块锁紧，以使其处于正确地成型位置而不因受塑件熔体压力的作用向两侧松动。（斜导柱侧向分型与抽芯机构）斜导柱倾斜角a=12°-22°，取a=20°根据公式L=s/sina H=s/tanaL斜导柱的工作长度 s抽芯距a斜导柱倾斜角 H与抽芯距s对应的开模距Ls=L1+L2+L3+L4+L5=d2tana/2+h/cosa+ d1tana/2+s/sina+5 10mmLs斜导柱的总长度 d2斜导柱固定部分大端直径h斜导柱固定板厚度 d1斜导柱工作部分直径s抽芯距根据以上公式，计算出斜导柱尺寸为：a=20° Ls=120 L1=3.64 L2=54 L3=19 L4=68.1 L5=9.7斜导柱如图所示： (斜导柱)十排气系统设计该套模具是属于小型模具，排气量小，因此本设计不单独开设排气槽，直接利用间隙排气。十一.温度调节系统设计11.1注射模冷却系统设计的原则设计冷却系统需要考虑模具的结构、塑件的尺寸和壁厚、镶块的位置、熔接痕的产生位置等。(1) 塑件厚度均匀，冷却通道至型腔表面的距离相等，亦即冷却通道的排列与型腔的形状相吻合，塑件壁厚处冷却通道应靠近型腔，间距要小以加强冷却。一般冷却通道与型腔表面的距离大于10mm，为冷却通道直径的1倍。(2) 在模具结构允许的前提下，冷却通道的孔径尽量大，冷却回路的数量尽量多，以保证冷却均匀。(3) 为防止漏水，镶块与镶块的拼接处不应设置冷却通道，并注意水道穿过型芯、型腔与模板接缝处时的密封以及水管与水嘴连接处的密封，同时水管接头部位设置在不影响操作的方向，通常在注射机的北面。(4) 浇口处应加强冷却。由于浇口附近温度最高，通常可使冷却水先流经浇口附近，再流向浇口远端。(5)降低入水与出水的温度差，避免模具表面冷却不均匀。(6)冷却通道要避免接近塑件熔接痕的生产位置，以免降低塑件的强度。（7)冷却通道内不应有存水和产生回流的部位，应避免过大的压力降。冷却通道直径的选择要易于加工清理，一般为612mm。11.2 注射模的冷却分析由于实际塑件的形状往往十分复杂，因此借助于一些简化公式或经验公式来分析冷却系统的可行性存在着很大的局限性。MPI/Cool应用边界元的方法分析模具冷却系统对模具和塑件温度场的影响，优化冷却系统的布局，以达到使塑件快速、均衡冷却的目的，从而缩短注射成型的冷却时间，提高生产效率。其流程图如图1所示。十二.模具工作过程 开模时，塑件包在凸模上随动模部分一起向左移动，在上下斜导柱的作用下，上下侧型芯滑块随推件板后退的同时，在推件板的导向槽内分别向上侧和向下侧移动，于是侧型芯和侧型腔逐渐脱离塑件，直至斜导柱分别于两滑块脱离，侧向抽芯和分型才结束。为了合模时斜导柱能正确地插入滑块上的斜导孔中，在滑块脱离斜导柱时要设置滑块的定距限位装置。在压缩弹簧的作用下，上侧的侧型芯滑块在抽芯结束的同时紧靠上挡块定位，下侧的侧型芯滑块在侧向分型结束时由于自身的重力定位于下挡块上，动模部分继续向左移动，直至推出机构动作，推杆推动推件板把塑件从凸模上脱下来。合模时，滑块靠斜导柱复位，在注射时，滑块靠楔紧块锁紧，以使其处于正确地成型位置而不因受塑件熔体压力的作用向两侧松动。设计心得 经过两个星期的设计忙碌之后，设计最终完成，心理有一种说不出的轻松，设计过程中遇到许多的问题，在众多师友的帮助下设计改进了许多。首先要感谢老师对我们一组的指导和督促，使我加深了对知识的理解,也避免了在设计过程中少走弯路，同时要感谢同学们，是大家营造了良好的学习环境，在做设计的过程中互帮互助，使我的CAD和Moldflow操作水平比以前有了很大提高，我认为这次的毕业设计工作对我个人来说是一次大练兵，不仅让我对模具知识有了更多全面的了解，更重要的是有团队合作精神。参考文献1.模具设计指导 机械工业出版社 主编：史铁梁2.冷冲压及塑料成型工艺与模具设计资料 机械工业出版社 主编：虞传宝3.塑料模具设计指导 国防工业出版社 主编：伍先明 王群4.塑料模具设计参考资料汇编 清华大学出版社 主编：邹继强5.塑料成型工艺与模具设计 科学出版社 主编：余冬蓉 陈胜文