课程设计说明书格式参考--圆柱齿轮精密注塑模具设计(共32页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上塑料模具设计与制造课 程 设 计题目:圆柱齿轮精密注塑模具设计学生姓名 届 2014 学院(系)材料科学与工程 专业 材料成型及控制工程 日期 2013年12月2日 目 录第一章 塑件成型工艺分析与设计1.1 11.2 31.3 31.4 塑件的成型工艺参数确定3第二章 塑件在模具中的位置2.1 型腔数目的确定62.2 型腔的布置62.3 分型面的选择62.4 注射机型号的确定7第三章 浇注系统设计3.1 浇口的设计113.2 浇口套的设计11第四章 成形零件设计4.1 成形零件的结构设计124.2 成形零件的工作尺寸计算13第五章 模架的确定和标准件选择5.1 各模
2、板尺寸的确定195.2 模架各尺寸的校核20第六章 排气槽的设计21第七章 合模导向和定位机构7.1 导柱导向机构设计227.2 导套设计22第八章 脱模机构设计8.1 推出方式的确定238.2 脱模力计算23第九章 模具的温度调节系统9.1 冷却系统的计算和设计259.2 模具加热系统设计26第十章 模具各零部件材料的选用10.1 塑料模具零件的主要性能要求2710.2 塑料模具零件的材料及热处理选择27第十一章 模具主要零件图及加工工艺规程11.1 定模型腔镶套加工图2911.2 定模板加工图30第十二章模具总装图及模具的装配.试模12.1 112.2 212.3 212.4 212.5
3、312.6 3参考文献34 专心-专注-专业第一章 塑件成型工艺分析与设计1.1 析塑件如图1.1所示。图1.1塑件图图1.2塑件三维图产品名称:圆柱齿轮产品材料:PC产品数量:批量生产塑件尺寸:如图1.1所示塑件重量:60.54g塑件要求:塑件外侧表面光滑,塑件允许最大脱模斜度11.2冲击韧度高,并且有较高的弹性模量和尺寸稳定性。无色透明,着色性好,耐热性比尼龙,聚甲醛高,抗蠕变和电绝缘性较好,耐蚀性.耐磨性良好,但自润性差,不耐碱.酮.胺.芳香烃,有应力开裂倾向,高温易水解,与其他树脂相溶性差1。1.31、 无定型塑料,热稳定性好,成形温度范围宽,超过330C才呈现严重分解,分解时产生无毒
4、.无腐蚀性气体。2、 吸湿性小,但水敏性强,含水量不得超过0.2%,加工前必须干燥处理,否则会出现银丝.气泡及强度显著下降现象。3、 流动性差,溢边值为0.06mm左右,流动性对温度变化敏感,冷却速度快。4、 成形收缩率小,如成形条件适当,塑件尺寸可控制在一定公差范围内,塑件精度高。5、 可能发生应力开裂,易产生应力集中,应严格控制成形条件,而喷嘴应加热,喷嘴宜用敞开式延伸喷嘴。6、 粘度高,但对剪切作用敏感。浇注系统宜设冷料穴。进料口附近有残余应力,必要时可采用调节时进料口,模温一般取70C120C为宜,应注意顶出均匀,模具应用耐磨钢,并淬火。7、 料筒温度对控制塑料质量是一个重要因素,料温
5、低时会造成缺料,表面无光泽,温度高时易溢边,出现银丝暗条,塑件变色有泡。注射压力宜高不宜低。8、 模温对塑件质量影响很大,薄壁塑件宜取80C100C,厚壁塑件宜取80C120C;模温低则收缩率.伸长率.冲击韧性打,抗弯.抗压.抗拉强度低。模温超过120C则塑件冷却变慢,易变形粘模,脱模困难,成型周期长1。1.4 塑件的成型工艺参数确定查手册得到PC塑料的成型工艺参数1:适用注射机类型 螺杆式密度 1.18 1.20 g/cm3;收缩率 0.5 0.8 % ;预热温度 110 oC 120 oC,预热时间 8 12 h ;料筒温度 后段210 oC240 oC,中段230 oC280 oC,前段
6、240 oC285 oC;喷嘴温度 240 oC 250 oC;模具温度 90 oC 110 oC; 注射压力 80 130 MPa ;成型时间 注射时间20 90s ,保压时间0 5s ,冷却时间20 90s;螺杆转速 28rmin-1;后处理方法 红外线灯或鼓风烘箱;后处理温度 100 oC 110 oC;后处理时间 8 12 h ;塑件成型工艺卡表1.1塑件成型工艺卡塑 件 名 称聚碳酸酯塑件草图塑件三维图材 料 牌 号PC单 件 重 量60.54g成型设备型号G54-S-200每 模 件 数成型工艺参数材料干燥干燥设备名称烘箱温度 /110120时间 /h812成型过程料筒温度后段 /
7、210240中段 /230280前段 /240285喷嘴 /240250模具温度 /90110时间注射 /s2090保压 /s05冷却 /s2090压力注射 /MPa80130保压 /MPa后 处 理温度 /_时间 /min_编 制日 期审 核日 期李承铿第二章 塑件在模具中的位置2.1 型腔数目的确定该塑件为精密仪表仪器中的齿轮,属于中型塑件,要求尺寸精度高,表面质量要求高,不允许产生超差的变形,故定为一模一腔的模具形式,这样虽然生产效率低,但塑件质量保证,且制造加工方便。2.2 型腔的布置由于采取一模一腔的模具形式,所以型腔毫无疑问被摆在模具正中位置,如下图2.1所示图2.1型腔布置2.3
8、 分型面的选择依据分型面的选择原则,分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处,且分型面的选择应有利于塑件的留模及脱模。该塑料齿轮的齿形有外观要求,而且孔有同轴度的要求,故该塑件的分型面应选如下图2.2所示A-A位置,这样分型后,塑件会包紧型芯儿留在动模一侧,且塑件外表面光滑,且容易脱模。图2.2分型面2.4 注射机型号的确定2.4.1 注射量的计算通过UG对优化后制件进行质量计算计算结果:塑件的密度塑件的体积 塑件的质量 (2.1)此时流道凝料的体积未知,可按塑件质量的0.6倍进行估算,所以注射量为 (2.2)则注射机的额定注射量 (2.3)2.4.2 锁模力的计算流道凝料(包括浇口)在分型面上的的
9、投影面积,在此时还是个未知数,根据经验公式: (为每个塑件在分型面上的投影面积),用 进行估算: (2.4) (2.5)查塑件所需的平均注射压力80-130Mpa,而型腔的平均压力是注射压力的30%-65%,取50%进行计算,则 (2.6) (2.7)2.4.3 选择注塑机现代电子技术发展迅速,注射机种类越来越多,更适合进行精密注射模的注射。考虑到我国引进的注射机机型和国内注射机厂的新机型日益增多,掌握使用设备的技术参数是模具设计和生产必须的技术要求。因此参照简明塑料模具设计手册注射机性能及规格并在考虑注射机满足注射量、锁模力、经济和制件的精度后,选用最大注射量为200g的国产G54-S-20
10、0螺杆式注射成型机,其有关参数如表2.1所示1。 表2.1 注射机的主要技术参数标称注射量/ 200模板的最大厚度/mm406螺杆直径/mm55模板的最小厚度/mm165合模力/N模板尺寸532634注射压力/MPa109拉杆空间/mm290368注射行程/mm200合模方式液压-机械螺杆转速/(r/mm)20-80电机功率/KW18.5模板最大行程/mm260定位圈尺寸/mm125喷嘴球半径/mm18喷嘴孔直径/mm4注射方式螺杆式最大成型面积/6452.4.4 注射机有关参数的校核1、 型腔数量的校核由注射机的额定注射量校核模具的型腔数量: (2.8)型腔数目校核合格,式中为Vj注系统凝料
11、和飞边所需的体积,Vz为每个塑件的体积,Vg为注射机的额定注射量。2、 注射压力的校核 (2.9)注射压力校核合格,式中K为注射压力安全系数,一般为1.251.4。3、 锁模力的校核 (2.10) 锁模力校核合格,式中K 为锁模力安全系数,一般取1.11.2,其它尺寸的校核只有待模架选定,结构尺寸确定以后才可进行。第三章 浇注系统的选择和设计浇注系统一般分为普通浇注系统和无流道两大系统。普通浇注系统由主流道、分流道、浇口、反料槽或冷料穴组成;无流道浇注系统适利用加热或绝热方法,使从注射机喷嘴起到型腔入口为止这一段浇道中的溶料,在生产期间始终保持熔融状态,从而开模时只需取出塑件,不必清理浇道凝料
12、。目前精密注塑模具中,无流道模具以热流道模具应用最广,热流道模具有点很多,比较适合精密注塑制件成型。但热流道价格昂贵,增加模具制造成本,并且通过对该制件的分析,使用普通浇注系统就能满足生产需要,保证塑件质量,因此本设计使用普通浇注系统即可。3.1浇口的设计塑件采用爪形浇口成型,浇口厚度取为2mm。因为该塑件有通孔且同心度要求高,选择爪形浇口成型,多处进料,塑心其定位作用,防止弯曲,同心度好,去除流道方便,但容易产生熔接痕,该浇口如图3.1所示。图3.1浇口3.2浇口套的设计主流道的长度: 主流道小端直径:主流道大端直径:主流道球面半径:球面的配合高度:爪形浇口套的设计如图3.2所示。图3.2爪
13、形浇口套第四章 成型零件设计4.1 成形零件的结构设计根据要求可知,齿形和配合内孔精度为MT3级,其余精度为MT5级。查模塑件尺寸公差表可得该齿轮尺寸如图4.1所示。图4.1塑件图4.1.1 型腔从塑件图中可以看出,成形塑件的型腔部分为带台阶的圆柱体,所以在这里采用整体嵌入式型腔和局部镶嵌式型腔的组合,这样加工和安装容易;热处理变形小;便于型腔损坏时的更换和维修。4.1.2 型芯由于该塑件的内形比较简单,故直接采用整体式型芯,这样的型芯结构牢固;成型塑件的质量好。但模具的加工量大,耗材多,热处理变形大。4.2 成形零件的工作尺寸计算4.2.1 型芯的工作尺寸计算4.2.2 型腔的工作尺寸计算第
14、五章 模架的确定和标准件选择5.1 各模板尺寸的确定A板尺寸。A板是定模型腔板,考虑到需要在模板上开设冷却水道,故A板厚度取40mm。B板尺寸。B板是动模型芯板,塑件高度为22mm,由于还有齿形型腔嵌套和动模型腔嵌套,故板厚取63mm。C板尺寸。垫块=推出行程+推板厚度+推杆固定板厚度+(5-10)mm=22+18+18+(5-10)mm=63-68mm,初步选定C为63mm。经上述尺寸的计算,模架尺寸已确定为模架序号为3号,板面为160mmX200mm,模架结构形式为A1型的派生模架。其外形尺寸:宽X长X高=160mmX200mmX321mm,如图5.1所示。图5.1模架5.2 模架各尺寸的
15、校核5.2.1 型边缘距离的校核校核合格。为模腔材料45#的许用应力,查45#的许用应力为600MPa,为型腔的平均压力40Mpa。5.2.2 腔底板厚度的校核,校核合格。5.2.3 模具闭合高度的校核计算模具的闭合高度为: 查G54-S-200得,即模具满足的安装要求。5.2.4 模具的外形的校核本模具的外形的尺寸为:,查G54-S-200注射机的模板的最大安装尺寸为,故能满足模的安装要求。5.2.5开模行程的校核模具的行程为,查G54-S-200的最大开模行程为260mm39mm,即能满足注射机的开模要求,,校核合格。第六章 排气槽的设计在塑料填充的过程中,模架型腔内除了原有的空气外,还有
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