筒形件落料、拉深、冲孔复合模设计(常用版).doc

筒形件落料、拉深、冲孔复合模设计（常用版）(可以直接使用，可编辑 完整版资料，欢迎下载）筒形件落料、拉深、冲孔复合模设计 目 录序 言2第一部分 冲压成形工艺设计5 明确设计任务收集相关资料5 冲压工艺性分析6 制定冲压工艺方案6 确定毛坯形状尺寸和主要参数计算10第二部分 冲压模具设计15 确定冲模类型机结构形式15 计算工序压力选择压力机16 计算模具压力中心19弹性元件的设计25 模具零件的选用27 冲压设备的校核29 其他需要说明的问题30 模具装配32设计总结35参 考 文 献36序 言 目前我国模具工业与发达国家相比还相当落后主要原因是我国在模具标准化模具制造工艺及设备等方面与工业发达国家相比差距很大 随着工业产品质量的不断提高模具产品生成呈现的品种少批量复杂大型精密更新换代速度快模具设计与技术由于手工设备依靠人工经验和常规机加工技术向以计算机辅助设计数控编程切屑加工数控电加工核心的计算机辅助设计CADCAM 技术转变 模具生产制件所表现出来的高精度高复杂程度高生产率高一致性和抵消耗是其它制造加工方面所不能充分展示出来从而有好的经济效益因此在批量生产中得到广泛应用在现代工业生产中有十分重要的地位是我国国防工业及民用生产中必不可少的加工方法 随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展冲压零件日趋复杂化冲压模具正向高效精密长寿命大型化方向发展冲模制造难度日益增大模具制造正由过去的劳动密集依靠人工的手工技巧及采用传统机械加工设备的行业转变为技术密集型行业更多的依靠各种高效高精度的NC机床CNC机床电加工机床从过去的单一的机械加工时代转变成机械加工电加工以及其他特种加工相结合的时代模具制造技术已经发展成为技术密集型的综合加工技术 本专业以培养学生从事模具设计与制造工作能力的核心将模具成型加工原理设备工艺模具设计与制造有机结合在一起实现理论与实际相结合突出实用性综合性先进性正确掌握并运用冲压工艺参数和模具工作部分的几何形状和尺寸的综合应用以提高我的模具设计与制造能力的综合应用在以后的生产中研究和推广新工艺新技术提高模具在生产生活中的应用并进一步提高模具设计水平陕西航空职业技术学院冲压工艺与模具设计机械工程系 飞机制造技术专业 学生姓名郭峰亮 学号 0721432 一 设计题目 筒形件落料拉深冲孔复合模二 设计内容要求材料 08厚度 t 2mm硬度 6064HRC指导教师刘宝成 2021年10月第一部分 冲压成形工艺设计 明确设计任务收集相关资料冲压工艺设计应在收集、调查、研究并掌握有关设计设计的原始资料的基础上的基础上进行做到有的放矢避免盲目性工艺设计的原始资料主要包括如下内容冲压件的产品图及技术要求零件图如设计任务书中所示的零件图技术条件应明确合理由此可对拉深件的结构尺寸大小精度要求以及装配关系实用性能等有全面了解以便制定工艺方案选择模具类型和确定模具精度生产类型生产类型是企业生产产业程度的分类一般分为大量生产成批生产小批量生产根据生产纲领和产品零件的特征或工作的每月担负的工序数查文献表1-3生产类型和生产纲领的关系确定该零件的生产类型为大批量生产生产组织形式生产类型不相同零件和产品的组织形式采用的技术措施和达到的技术经济效果会不同因为该零件是大批量生产所以其生产类型查文献1表1-5的各种生产类型的工艺性特征其生产组织形式为零件的互换性有修配法钳工修配缺乏互换性毛坯的制造方法和加工余量手工造型或自由锻造毛坯精度低加工余量大工艺装备大批量的的采用专用夹具标准附件标准刀具和万能量具靠划线和试切法达到精度要求 冲压工艺性分析1材料 08钢是优质碳素结构刚易于拉伸成形具有良好的冲压性能2工件结构 该工件为圆形带孔拉深件拉伸高度不大孔在底部并且不在拉深变形区3尺寸精度 零件图上工件高度160018 孔300210工件外轮廓450025属IT14级一般冲压均能满足精度要求 制定冲压工艺方案1 工序性质和数量 1 工序性质的确定在冲压加工中工序性质是指冲压件所需的工序种类剪裁落料冲孔切边等使材料产生分离的工序弯曲拉深局部成形等使材料产生变形的工序冲压工序性质的确定主要取决于冲压件的形状尺寸和精度要求同时还应考虑冲压变形规律及某些具体条件的限制通常在确定工序性质时应当考虑以下几方面1从零件图上直观的确定工序性质平板件冲压加工时常采用剪裁落料冲孔等冲裁工序当平面度要求较高时采用较平的工序进行精压当零件的断面质量尺寸精度要求较高时需增加修整工序或采用精密冲裁工艺进行加工 2对零件图进行计算分析比较后确定工序性质 3为改善冲压变形条件方便工序定位增加附加工序预冲工序工艺切口达到改善冲压变形条件提高成型质量母的根据零件图分析冲压加工时须用落料冲孔拉深翻边等工序 2 工序数量的确定 确定工序数量的基本原则是在保证工件质量生产率和经济性要求的前提下工序数量应尽可能地减少 该零件精度要求较高故采用复合模2 工序顺序和组合 1 工序顺序 各工序的安排主要取决于冲压变形规律和零件质量要求工序顺序的安排一般应注意以下几方面 1所有的孔只要其形状和尺寸不受后续工续的影响都应在平板坯料上冲出 2所在位置会受到以后某工序变形的影响的孔一般都应在有关的成型工序完成后再冲孔 3孔靠近或孔边缘较小时如果模具强度够高最好同时冲出否则应先冲出大孔和一般精度孔后冲出小孔和高精度孔或者先落料再冲孔力求把可能产生的畸变限制在最小范围内 4如果在同一个零件的不同位置冲压时变形区域互相不发生作用根据模具结构定位和操作的过程难易程度来确定 5图1确定是否加修边余量由于坯料的各向异性和模具间隙不均等因素的影响拉深后工件的边缘不整齐甚至出现突耳需在拉深后进行修边所有在计算坯料直径时要确定是否需要增加修边余量由于其工作相对高度hd 154303505 查文献1P188 表52可知 不需加修边余量计算毛坯直径 毛坯直径为 6361 故取D 636确定是否需要压边圈根据坯料相对厚度tD×100 2636×100 3142式中 t坯料厚度 D毛坯直径查文献1P185 表51可知不用压边圈若怕该冲件在拉深过程中会发生起皱保险起见采用带弹性压边装置的模具也可这里的压边圈实际上是作为定位与顶件之用2 确定拉深次数 由于拉深件的高度与其直径的比值不同有的拉深件科研用一次拉深制成而有的高度大的拉深件则需要多次拉深才能制成所有根据工件的相对高度hd和坯料的相对厚度tD×100的大小确定拉深次数 查表可知由于工件相对高度035远远小于一次拉深时的相对高度070057则可一次拉深成形也可根据相对厚度查表确定出筒形件带压边圈极限拉深系数m 053055而工件的拉深系数为dD 43636068m则可一次拉成3排样及材料利用率1排样方法 冲裁件在板料带料或条料上的布置方法称为排样合理的排样是将低成本和保证冲件质量及模具寿命的有效措施应考虑以下原则 1提高材料得利用率不影响冲件的使用性能的前提下可适当改变冲件形状图22搭边与料宽1搭边排样中相邻两个零件之间的余量或零件与条料边缘件的余量称为搭边其作用时补偿定位误差保持条料有一定的刚度以保证零件质量和送料方便由排样图知搭边值a a1 15式中a侧面搭边值a1冲件之间的搭边值搭边值的大小与下列因素有关a 材料的力学性能 b 材料的厚度 c 零件的外形和尺寸 d 排样方法 e 送料及挡料方式2送料步距和条料宽度的确定a 送料步距 条料在模具上每次送进的距离称为送料步距简称步距或进距其大小应为条料上两个对应冲裁件的对应点 之间的距离b条料宽度 条料宽度的确定原则最小条料宽度要保证冲裁件零件周边有足够的搭边值最大条料宽度要能在冲裁时顺利在导料板之间送行并与导料板之间有一定的间隙根据零件图要求导料板之间无测压装置送料进距 s D a1 63615mm 651mm条料宽度 b D2a 6362×15mm 666mm式中 D平行于送料方向冲裁件的宽度3裁板方法板料规格选用2 mm×1000 mm×3000 mm每张钢板裁板条数n1为了操作方便采用横裁即 n1 3000666 45条余30mm每条裁板上的工件数n2 n2 Ba1 s 1000-15 651 15个 式中B钢板宽度每条裁板的长度1000mm每张钢板上的工件总数 n总 n1×n2 45×15 675个3材料的利用率 衡量材料的经济利用率的指标是材料的利用率 n总×D2 4L×B x 100 675×314×6362 4×3000×1000 × 100 714第二部分 冲压模具设计 确定冲模类型机结构形式在冲压工艺性分析后拟定冲压工艺方案时选择复合模又因零件的几何形状简单对称工件间无搭边值复合模结构相对简单操作方便又可直接利用压力机的打杆装置进行推件卸件可靠便于操作所以模具类型为少废料复合模 计算工序压力选择压力机在冲裁模设计中冲压力是指落料力缷料力拉深力压边力冲孔力切边力和推件力的总称它是冲裁时选择压力机进行模具设计校核强度和刚度的重要依据1落料力F落13Dt 13×314×636×320×2N 166153782N1662KN 式中材料抗剪强度 查文献1P63 表318可知 08钢260360MPa 取320Mpa 2卸料力 F卸K卸F落 004×1662KN 665KN 查文献1P60 表316可知式中K卸04拉深力 F拉Kdtb 045×314×43×2×400N 486072N486KN查文献1P197 表57可知式中K修正系数K045 b材料强度极限08钢b342441MPa取b400MPa压边力 F压4D2d2rddt 13×314×30×2×320N783744N784KN 式中d工件孔直径d30mm切边力 F切13Dt 13×314×45×2×320N1175616N1176KN 式中D工件外轮廓直径D45mm推件力 F推nK推F冲 3×005×784KN117KN 式中n冲孔时卡在凹模内的废料数n3 K推推件力因素K推005 故总冲压力为 F总F落F卸F拉F压F冲F切F推 43121KN从满足冲压力要求看选用630KN规格的压力机其主要技术参数为 公称压力 630KN滑块行程 120mm最大封闭高度 360mm最大封闭调节量 90mm工作台尺寸 480mm×710mm 工作台垫板孔尺寸 180mm模柄孔尺寸 50mm×70 mm工作台厚度 90mm 垫板厚度 80mm 计算模具压力中心模具的压力中心就是冲裁力合力的作用点冲模压力中心应尽可能和模柄轴线以及压力机滑块中心线重合以使冲模平稳地工作减少导向件的磨损从而提高模具的寿命冲模压力中心的求法采用求平行力系合力的作用点方法由于绝大部分冲裁件沿冲裁轮廓线的断面厚度不变轮廓部分的冲裁力与轮廓长度成正比所以求合力的作用点可转化为求轮廓线的中心由图3可知其压力中心就在圆心上即X0 0Y0 0图3 计算模具零件主要工作部分的刃口尺寸 模具的落料凹模24落料拉深凸凹模5拉深冲孔凸凹模20和冲孔凸模14工作部分的相互关系如图4所示图41 凸凹模刃口尺寸的确定凸凹模刃口尺寸的确定原则1考虑落料和冲孔的区别落料件的尺寸取决于凹模因此落料模应先决定凹模的尺寸用减小凸模尺寸来保证合理的间隙冲孔件的尺寸取决于凸模因此冲孔模应先决定凸模尺寸用增大凹模尺寸来保证合理的间隙2考虑刃口的磨损对冲件尺寸的影响刃口磨损后尺寸变大 其刃口的基本尺寸应接近或等于冲件的最小极限尺寸刃口磨损后尺寸变小应接近或等于冲件的最大极限尺寸3考虑冲件精度与模具精度之间的关系选择模具制造公差时既要保证冲件的精度要求又要保证有合理的间隙值一般冲模精度较冲件精度高23级2 凸凹模分别加工时的工作部分尺寸其公式见表表一 凸凹模分别加工时的工作部分尺寸的计算公式工序性 质冲件尺寸凸模尺寸凹模尺寸落料D0-Dp DXZmin0-pDd DXd冲孔D0dp dX0-pdd dXZmind表示DpDd分别为落料凸凹模刃口尺寸 dpdd 分别为冲孔凸凹模刃口尺寸 D d 分别为落料件外径和冲孔件的基本尺寸 pd分别为凸凹模的制造公差凸模按IT6凹模按IT7 制件的制造公差 Zmin最小合理间隙 X磨损系数其值在051之间零件精度IT10以上X 1工件精度IT14X 05为了保证冲模的间隙小于最大合理间隙Z凸模和凹模制造公差必须 pdZ Zmin3 凸凹模配合加工时的工作部分尺寸对于冲制复杂形状冲件的模具或单件生产的模具其凸凹模常采用配合加工的方法凸凹模工作部分尺寸计算其落料件按凹模磨损后尺寸增大A类尺寸减小B类尺寸和不变C类尺寸的规律分三种冲件按凸模磨损后尺寸减小B类尺寸增大A类尺寸和不变C类尺寸的规律分三种因为工件属冲孔根据设计要求确定凸模刃口尺寸并依次为基准配置凹模按磨损后其尺寸变大变小不变落料刃口尺寸计算对于落料部分按未注公差IT14级计算所以落料件尺寸为636001mm根据查表得冲裁刃口双面间隙为Zmin01mmZ014mm 636001的制造公差查表得凹004mm凸003mm 凹凸 004003mm 007mm Z-Zmin 014-01 mm 004 mm由于凹凸Z-Zmin故采用凸模与凹模配合加工法磨损系数为x 05则凹模刃口尺寸为 D凹 D-x凹0 636-05×1 004 0 631004 0 凹模刃口尺寸d凹按凹模实际尺寸配制其双面间隙为0104mm为保证模具刃口有较长的使用寿命即保证刃口磨损后还能冲出合格的制件来制造是按最小间隙Zmin 001mm配合间隙2冲孔刃口尺寸计算 对于30的孔尺寸为300210制造公差查表得凹 凸 002 mm由于凹凸 0 02mm 004mm即凹 Z-Zmin凸故采用分开加工则d凸 dx 0-凸 3005×0210 mm 30105 0 mmd凹 dxZmin凹0 3005×021010 mm 3 50 mm 3 拉深刃口尺寸计算 对于拉深部分的工件高度450-025制造公差查表得凹 凸 002 mm 拉深凸模和凹模的单边间隙查表按Z2 11t即Z 2×11t则可求得拉深凸模和凹模的刃口尺寸为 D凹 D-075凹0 45-075×0250 mm 4481250 mm 40410 mm弹性元件的设计为了得到较平整的工件此模具采用弹压式卸料结构弹簧和橡胶是模具中广泛应用的弹性元件主要为弹性卸料压料及出件装置供弹压力弹压卸料装置是由卸料板弹性元件 弹簧或橡胶 卸料螺钉等零件组成 根据模具安装位置拟选4个弹簧每个弹簧的预压力为 n 式中为冲裁卸料力 n为弹簧个数 所以 n 29284 732N查冲压模具设计指导表8-40初选弹簧规格为40mm× 6mm×80mm其余件参数是D 40mmd 6mm 80mmt 99mm 2 8mmf -379mm 1200Nn 74 D弹簧中径d材料直径t节距 工作极限负荷自由高度n有效圈数工作极限负荷下变形量 也可以直接在弹簧压缩特性曲线上根据查出见图检查弹簧最大允许压缩量如满足下列条件则弹簧选的合适 H为弹簧实际总压缩量 式中工为卸料板工作行程一般取料厚加l mm所以 18mm修磨为凸凹模修磨量一般取41Omm取 4mm所以 17184mm 228mm 由28228即所以所选弹簧特性曲线为 模具零件的选用1 模架的选择冲模模架标准是1991年5月1日由国家技术监督局批准频布实施的该标准是在冷冲模国家标准的基础上修订的新标准其中模架产品标准GBT28511 GBT285137 GBT285214共10个模架的选择一般根据凹模定位和卸料装置的平面而定选择模座的形状和尺寸模座外形尺寸比凹模相应尺寸大4070mm模座厚度一般取凹模厚度的115倍下模座外形尺寸至少超过压力机约50mm同时选择的模架与闭合后的模具设计的高度相适应通常所说的模架由上模座下模座导柱导套四部分组成一般标准模架不包括模柄模架是整副模具的骨架它是连接冲模主要零件的载体模具的全部零件都固定在它上面并承受冲压过程的全部载荷模具的上模座盒下模座分别与冲压设备的滑块和工作台固定上下模间的精确位置由导柱导套来实现模架的选择应从三方面入手依据产品零件精度模具工作零件配合精度高低确定模架精度根据产品零件精度要求形状板料送料方向选项二模架类型根据凹模周界尺寸确定模架的大小规格查文献1P117 表249选择冲模滑动导向模架后侧导柱模架GBT28513-1990后侧导柱模架的特点是导向装置在后侧横向和纵向送料都比较方便但如果有偏心载荷压力机导向又不精确就会造成上模歪斜导向装置和凸凹模都容易磨损从而影响模具寿命此模架一般用于较小的冲裁模选择模架规格 导套dmm×Lmm×Dmm为25×95×38 mm 导柱dmm×Lmm×为25×180 mm 模座厚度取35mm上模垫板厚度7mm凸模固定板为14 mm下模座厚度取40mm那么该模具的闭合高度式中H凹为凹模厚度 24mm为凸凹模厚度 24mm为凸凹模冲裁后进入凹模的深度 04mm所以 35724242439-04 1426mm2 模柄的选择查文献1表237知选用旋入式模柄通过螺纹与上模座连接为防止松动常用防转螺钉紧固优点是拆装方便缺点是模柄轴线与上模座的垂直度较差3 螺钉固定螺钉引入模体的深度勿太深如拧入铸铁件深度是螺钉直径的2-25倍拧入一般钢件深度是螺钉直径的152倍4 定位销 冲模中的定位销常选用圆柱销其直径与螺钉直径接近不能太细每个模具上只需两个销钉长度不能太长使进入模体长度直径的225倍 冲压设备的校核选用630KN规格的压力机其主要技术参数为 公称压力 630KN滑块行程 120mm最大封闭高度 360mm最大封闭调节量 90mm工作台尺寸 480mm×710mm 工作台垫板孔尺寸 180mm模柄孔尺寸 50mm×70 mm工作台厚度 90mm 垫板厚度 80mm 其他需要说明的问题 1挡料钉在卸料板上设置一个挡料钉的挡料钉的结构如图导正应在卸料板压紧板料之前完成导正考虑料厚和能准确挡料确定卸料板上的挡料钉超出卸料板O4mm并考虑到挡料钉下部弹簧的长度结合模座其它零件的尺寸确定挡料钉的长度为19mm挡料钉和其孔的配合采用H7h6其结构如图2定位钉 定位钉用于单个坯料或工序件的定位其定位方式有两种外缘定位和内孔定位如图所示3垫板的设计 垫板的作用是直接承受凸模的压力以降低模座所受的单位压力防止模座被局部压陷从而影响模具的正常工作垫板上的螺钉孔销钉孔推杆孔均根据凹模固定板进行配作垫板厚度一般取4-12mm此模具中的垫板厚度取7 mm垫板的长和宽尺寸和凸模固定板相同 4卸料板当卸料板仅起卸料作用时凸模与卸料板的双边间隙取决于板料厚度有一般在02-05mm之间板料薄时取小值板料厚时取大值当固定卸料板兼起导板作用时一般按H7h6配合制造但应保证导板与凸模之间间隙小于凸凹模之间的冲裁件时一般采用固定卸料装置 模具装配 模具装配是按照规定的技术要求将若干个零件结合成型零部件再将若干个零件和部件组合成模具的工艺过程装配工作通常分为部件装配和总装配1冲裁间隙的调整 对于冲裁模即使模具零件的加工精度已经得到保证但是在装配时如果不能保护冲裁间隙均匀会影响制件的质量和模具的使用寿命2模架的装配模柄的装配 此模具采用的是凸缘模柄中的B型模柄与上模座的配合为H7h6将模柄装上模座用角尺检查模柄圆柱面与上模座上平面的垂直度其误差不大于O05mm然后用螺钉将其固定在上模座上应在装模柄前先装入推板导柱和导套的装配 导柱导套与上下模座均采用压入式连接导套导柱与模座的配合分别为H7r6和R7r6压入时要注意校正导柱对模座底面的垂直度装配好的导柱的固定端面与下模座底面的距离不小于1-2mm3凸模和凸凹模的装配 此模具的凸模与固定板的配合采用H7r6凸模装入固定板后其固定端面应和固定板的支承面处于同一平面内在压力机上调整好凸模与固定板的垂直度将凸模压入固定板内凸模对固定支承面的垂直度经检查合格后将凸模上端铆合并在平面磨床上将凸模的上端面和固定板一起磨平并以固定板支承面定位将凸模工作端面磨平凸凹模与固定板的配合采用H7r6总装前应将凸凹模压入固定板内压在平面磨床将上下平面磨平4总装 把组装好凸凹模的固定板放在下模座上按中心线打正固定板的位置用平行夹头夹紧通过螺钉孔在下模座上钻出锥窝拆去凸凹模固定板在下模座上按锥窝钻螺纹底孔并攻丝重新将凸凹模固定板置于下模座上找正用螺钉紧固钻较销孔打入销钉定位 配钻卸料螺钉孔时将卸料板套在已装入固定板的凸凹模上在固定板与卸料板之间垫上适当高度的等高垫铁并用平行夹头将其夹紧按卸料板上螺孔在模座上钻锥窝然后拆开按锥窝钻孔 在凸凹模固定板的弹簧孔中装入卸料弹簧挡料销弹簧并将挡料销装入卸料板上相应的孔中将卸料板套入凸凹模用螺钉将卸料板与下模座进行连接在卸料板上装入导料销 用中同样的方法配钻垫板和上模座上的螺钉孔推杆孔 将推件块装入凹模并将推杆装入固定板上的推杆孔用螺钉将凹模与凸模固定板垫板上模座固定钻胶销孔打入销钉定位5试冲和调整在将模具装入压力机之前应按设计图样对模具进行检验然后在生产条件下进行试冲通过试冲可以发现模具的设计与制造缺陷找出产生的原因对模具进行适当的调整和修理后再进行试冲直到模具能正常工作冲出合格的制件则模具的装配过程结束设计总结冷冲压模具设计是为模具设计与制造专业学生再学完基础理论课技术基础深和专业课的基础上所设置的一个重要实践性教学环节其目的是综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次冲压模具设计工作的实际训练从而培养和提高我们独立工作的能力巩固与扩大冷冲压模具设计与制造等课程所学的内容掌握冷冲压模具设计的方法和步骤掌握冷冲压模具设计的基本技能如计算绘图查阅设计资料和手册熟悉标准和规范等通过毕业设计使自己再其后各方面知识有所提高参 考 文 献1 王孝培主编冲压手册北京机械工业出版社19982 杜东福主编冷冲压模具设计长沙湖南科学技术出版社19983 李硕本主编冲压工艺学北京机械工业出版社19824 成虹主编冲压工艺与模具设计北京高等教育出版社20005 李天佑主编冲模图册北京机械工业出版社19986 陈炎嗣郭景仪主编冲压模具设计与制造技术北京北京出版社19917 张钧主编冷冲压模具设计与制造西安西北工业大学出版社19958 陈剑鹤主编冲压工艺与模具设计北京机械工业出版社200235 第6章 塑料注射模设计6.1 注射成形原理与工艺特点6.1.1 注射机组成及工作过程注射成形机（简称注射机）的种类较多，按其外形特征可分为立式注射机、卧式注射机、直角式注射机和转盘式注射机；按加压方式可分为机械式注射机和液压式注射机；按塑料在料筒里的塑化方式可分为柱塞式注射机和螺杆式注射机；按用途可分为加工热塑性塑料的通用注射机和用于加工热固性塑料等特殊材料及工艺的专用注射机。在生产中最常用的是卧式螺杆热塑性塑料通用注射机。6.1.1.1 注射机的组成注射机一般由以下四个部分组成，如图6.1所示。图6.1 卧式注射机外形图1机架 2控制系统 3注射装置 4合模装置1.注射部分 注射部分包括加料装置、料筒、加热装置、螺杆和喷嘴等。注射部分是注射机最主要的组成部分，它的作用是使塑料均匀塑化，并达到理想的流动状态，然后在高压作用下快速注射到成形模具之中。注射部分的主要部件是螺杆和喷嘴，螺杆的作用是拌料和加压，它的长度、头部形状和螺纹的结构形式与注射塑料的种类有关，对于结晶型、低粘度的塑料，采用头部带有止逆环的突变压缩型螺杆；而非结晶型塑料则可采用渐变压缩型螺杆。喷嘴的作用是使塑料熔体具有一定的射程，它的结构形式与塑料种类和制品形状等因素有关，对于高粘度、热稳定性差的塑料宜采用直通式喷嘴，对于低粘度的结晶型塑料宜采用带有加热装置的自锁式喷嘴，对于壁薄和形状复杂的塑件可采用小直径大射程的喷嘴，而对于厚壁较大的塑件则应选用大直径补缩性好的喷嘴。2.合模部分 合模部分包括锁模机构和顶出机构等。合模部分是为了保证成形模具可靠的闭合、实现模具的开启和关闭动作和取出成形后的塑件。3.传动部分 传动部分包括液压泵和机电动力装置等。传动部分的作用是为注射和合模部分准确合理的动作提供动力，如机械的减速、调速，运动方式的转变等。4.控制部分 控制部分包括温度、压力和注射速度等参数的控制电路和仪表等。控制部分的作用是控制注射机的工作循环过程和成形工艺条件，使注射机按预定的动作要求准确有效地工作。6.1.1.2 注射机的工作过程注射机的工作过程实际上是一种工作循环过程，在每一次工作循环结束之后将得到一个或一组塑件制成品。它的每一个工作循环都包括这样一些动作：料筒定量加料加热装置加热塑化锁模机构闭合模具注射部分加压注射充型保压定型开启模具顶出机构推出塑件。此外还有预热、干燥、制品的修整与后处理等外围工作。 6.1.1.3 塑料注射机的规格及其与模具的关系塑料注射机的规格是指决定注射机加工能力和适用范围的一些主要技术参数，在设计塑料注射模时，应根据实际情况对这些技术参数进行校核。1.注射量注射量是指注射机进行一次注射成形所能注射出的熔料最大体积，它决定了一台注射机所能成形的最大塑件体积。在实际生产中，常用公称注射量或理论注射量来间接表示注射机的加工能力。公称注射量是指在对空注射的条件下，注射螺杆或柱塞作一次最大注射行程时，注射机所能达到的最大注射量，它近似等于注射机实际能够达到的最大注射量。理论注射量是指注射机在理论上能够达到的最大注射量，它与注射机实际能够达到的最大注射量之间的关系可用下式表示： VgV1 (61)式中 Vg.注射机最大注射量(cm3)； V1注射机理论注射量(cm3)； 射出系数，生产中常取0.70.9。注射机的注射量应与塑件的体积相适应，可用下式校核： VKVg (62)式中 V塑件及浇注系统的总体积(cm3)； Vg注射机最大注射量(cm3)； K注射机最大注射量利用系数，一般取0.8。2.合模力合模力是指在注射成形时注射机合模装置对模具施加的夹紧力，它在一定程度上决定了注射机所能成形的塑件在分型面上的最大投影面积。注射机的合模力应大于模具型腔内由于塑料熔体的压力而产生的对模具的胀开力，即： FpqA (63)式中 F合模力(N)； pq模具型腔内塑料熔体的压力(MPa)，一般取注射压力的1/32/3； A所有塑件及浇注系统在模具分型面上的投影面积之和(cm2)。塑料注射模设计23第6章 塑料注射模设计6.1 注射成形原理与工艺特点6.1.1 注射机组成及工作过程注射成形机（简称注射机）的种类较多，按其外形特征可分为立式注射机、卧式注射机、直角式注射机和转盘式注射机；按加压方式可分为机械式注射机和液压式注射机；按塑料在赣钧拭铰漱渝肄战巨送今帮导妒拔嘲荚气抛虫隋伴泼负亦棵攒伊叛崖个讲凿揽础侮迄馅讯鸿臭抢翠光舜竣湾抨匡茵拄娥迂悬迅木恭唤舰巢落婶辱鳖3.模板尺寸和拉杆间距模具最大外形尺寸不能超过注射机的动、定模板的外形尺寸，同时必须保证模具能通过拉杆间距安装到动、定模板上，模板上还应留有足够的位置来装夹模具。模具定位圈的直径与模板定位孔的直径按H9/D8来配合，以保证模具主浇道轴线与喷嘴孔轴线的同轴度。4.模具厚度模具的厚度一般应在注射机允许的最大模具厚度和最小模具厚度之间，即： HminHHmax (64)式中 H模具厚度(mm)； Hmin最小模具厚度(mm) ； Hmax最大模具厚度(mm)。5.开模行程注射机的开模行程必须保证模具开启后能顺利地取出塑件。一般在模具完全开启的状态下，模具动、定两部分的不重合间隙（绝对间隙）取为5mm10mm。6.顶出机构参数注射机顶出机构的形式有：中心机械顶出、两侧机械顶出、中心液压顶出加两侧机械顶出。采用中心顶出时，模具应对称固定在注射机动、定模板上，以保证注射机的顶杆顶在模具推板的中心位置。采用两侧顶出时，应根据顶杆位置确定模具推板的尺寸，以保证注射机顶杆能够顶到模具推板上。模具动模板上的顶杆孔直径应大于注射机顶杆直径的1mm2mm。6.1.2 注射成形原理与特点注射成形工艺原理是将颗粒状的塑料放入注射机的料筒内加热使之塑化、熔融成流动状态后，通过注射机的柱塞或螺杆加压，使粘流态塑料以很高的压力和较快的速度，从料筒末端的喷嘴注射到形状与所需制品一致的闭合模具型腔之中，经一定时间的冷却、定型后取出制品，获得塑件。如图6.2所示为注射成形过程示意图。图6.2 注射成形过程示意图注射成形是循环操作、成形周期短，生产效率高。它可以成形形状复杂、尺寸精确的制品，而且可成形带有嵌件的制品。注射制品品种繁多，更换模具便能转换产品种类，适应性强，经济性好，生产自动化程度高，因而得到了最广泛的应用。6.1.3注射成形工艺过程综合来看，注射成形的工艺过程有三个主要内容，即塑化、注射和成形。塑化是指塑料在料筒内被加热至流动状态，再经螺杆旋转或柱塞的推挤，达到塑料组分均匀并具有良好可塑性的过程。对塑化的要求是塑料在进入模腔之前应达到规定的成形温度，物料温度应均匀一致，并能在规定的时间内提供数量足够的熔融塑料，塑料中可能生成的分解物则要求控制在最低限度，这对于制品的质量和产量有着直接的关系。为了保证良好的塑化状态，塑料受热的均匀性是很重要的。螺杆式注射机在加热塑化效率上要优于柱塞式注射机，这是由于螺杆旋转有对塑料的混合和剪切作用，不仅可以提供大量的摩擦热，而且还能加速热能的传递，从而使物料升温很快；此外，塑料在螺旋槽内的复杂运动，大大促进了熔体的均匀化。根据不同的塑料，可采用调节塑料在料筒内的背压和螺杆转速的方法，进一步改善塑化情况，提高塑化能力。注射是指塑化良好的塑料在螺杆或柱塞的推动下注入模腔的过程。塑化好的塑料注入模腔时需要克服一些流动阻力，如熔体自身的内摩擦力、熔体与料筒、熔体与喷嘴、熔体与浇注系统、熔体与模具型腔等的摩擦力等，同时还要对物料进行压实，所以需要的注射压力是很大的。柱塞式注射机的流动阻力大，压力损失也大；螺杆式注射机流动阻力小，压力损失也小，注射速度快。塑料熔体从进入模具开始到充满型腔，熔体在控制的条件下进行冷却固化或交联固化而定型，最后开模取出制品，这一过程称为成形。塑料熔体在进入模具型腔时的流动过程可分为充模、压实、倒流和浇口凝封四个阶段。该过程温度不断下降，而压力的变化则是从充模时上升到保压时达到最大值，并且保持一段时间后逐步下降到浇口凝封时的最小值。6.1.4 注射成形的工艺条件影响注射成形过程的因素很多，其中有关的温度、压力和时间等工艺条件的选择和控制