连轴套塑料模具课程设计说明书.doc

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1、目 录课程设计任务书1一、塑件工艺分析41塑件材料分析42结构分析63.塑件的尺寸精度分析74塑件的壁厚分析7二、模架的选择8三、注射机的选择931塑料制品的体积、质量的计算932塑料制品投影面积的计算933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1151主流道设计1152 分流道设计1153冷料穴的设计1254拉料杆的设计1255浇口的设计12六、成型零件的设计与计算1661型腔的径向尺寸与深度136.1.1凹模尺寸计算136.1.2凹模深度计算1462型芯的径向尺寸与深度146.2.1凸模尺寸的计算146.2.2凸模深度的计算14七、温度调节系统的设计1571冷却系统的设计

2、原则1572模具的冷却水道设计15八、合模导向机构设计1681导向与定位机构设计1682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18111脱模机构设计原则18112脱模机构设计19十二、 注塑机参数校核19121 最大注射压力的校核19122最大注塑量校核19123锁模力校核20124模具闭合高度校核20125开模行程校核20十三、设计总结20主要参考文献21一、塑件工艺分析1塑件材料分析2结构分析 3.塑件的尺寸精度分析4塑件的壁厚分析二、模架的选择三、注射机的选择31塑料制品的体积、质量的计算32塑料制品投影面积的计算33选择注射机四、模具基本

3、结构的确定五、浇注系统的设计.1主流道设计52 分流道设计53冷料穴的设计54拉料杆的设计55浇口的设计六、成型零件的设计与计算61型腔的径向尺寸与深度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八、合模导向机构设计8.1导向与定位机构设计 82导向机构结构及设计九、斜导柱的设计十、定距分型机构的设计十一、脱模机构设计11.1脱模机构设计原则11.2脱模机构设计十二、 注塑机参数校核12.1 最大注射压力的校核12.2最大注塑量校核12.3锁模力校核12.4模具

4、闭合高度校核12.5开模行程校核十三、设计总结主要参考文献一、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ABS8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（分解温度250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 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

5、，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、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。（3）ABS塑料的级别与用途ABS按用途不同可分为通用级(包括各种抗冲级)、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

6、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）23.5浇口设

7、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（%）0.20.42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，

8、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

9、的高度有80mm和100mm供选择，由于本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

10、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-125。注塑机的参数如下：螺杆直径（mm）42注塑容量（）125注塑压力/MP119锁模力/kN900模板行程/mm300模具最小厚度/mm200模具最大厚度/mm300定位孔直径/mm100喷嘴球半径/mm12喷嘴球孔径/mm4四、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

11、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。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、浇注系统的设计普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料井组成。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+（12）mm小端直径d=d1+(0.51

12、) mm小端面直径d=5 mm故取主流道球面半径R=20 mm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：13。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直位置。本模具是一模腔，个点浇口进料，分流道设置成直线。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，

13、其长度为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、POM、AS、

14、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 =（1+S）+(3/4) 式中

15、 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 塑件高度方向的最大尺寸。故 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

16、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

17、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。图8-1推板导向 图8-2开合模导向82导向机构结

18、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

19、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，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

20、开模和开模的顺序。十一、脱模机构设计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（一次推出）、二次推

21、出、顺序推出、双脱模推出、定模推出以及带螺纹制品的脱模机构等不同类型。而该制品由于采取了瓣合式斜滑块形式实现侧。模具的脱模机构。当模具完全开模时，顶出缸开始工作，板推板向上顶。在推杆的作用下，斜滑块斜向上运动，同时顶杆把塑件向上顶，顶出距离与滑块在垂直方向上的距离相等。在此过程中，当推板将被顶到尽头的时候，推板顶到气阀，高压气进入气道通过顶杆与型芯的间隙进入塑件下部腔体，最后塑件在气压的作用下完全脱离模具。这实现了塑件的二次顶出。十二、 注塑机参数校核12.1 最大注射压力的校核ABS塑料的注塑压力是40-100Mpa，而上面所选的注塑机的注塑压力为119Mpa，满足其要求。12.2最大注塑量

22、校核注塑机的最大注塑量应大于制品的质量或体积(包括流道及浇口凝料和飞边),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锁模力校核所需锁模力计算 pA故 pA=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、设计总结课程设计也是一种学习同事优秀

23、品质的过程,比如我组的纪超同学,人家的确有种耐得住寂寞的心态.确实他在学习上取得了很多傲人的成绩,但是我所赞赏的还是他追求的过程,当遇到问题的时候,那种斟酌的态度就值得我们每一位学习,人家是在用心造就自己的任务,而且孜孜不倦,追求卓越.我们过去有位老师说得好,有有些事情的产生只是有原因的,别人能在诸如学习上取得了不一般的成绩,那绝对不是侥幸或者巧合,那是自己付出劳动的成果的彰显,那是自己辛苦过程的体现.这种不断上进,认真一致的心态也必将导致一个人在生活和学习的各个方面做的很完美,有位那种追求的锲而不舍的过程是相同的,这就是一种优良的品质,它将指引着一个人意气风发,更好走好自己的每一步. 在今后

24、的学习中,一定要戒骄戒躁,态度端正,虚心认真.要永远的记住一句话:态度决定一切.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 20072 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 20073 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产品材料为ABS精度要求8级生产方式注射成型注塑温度180-230度注射压力40-100MPa收缩率（%）0.40.7吸水率（%）0.20.4选定2325 GAI型简化细水口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初选注塑机型号为XS-ZY-500采取双分型面注射模喷嘴前端孔径d1=4 mm喷嘴后端球面半径R1=12 mm主流道球面半径R=20 mm主流道大端直径D=7.5mm采用U形截面分流道采用倒锥型拉料杆拉料杆直径为4mm采用侧浇口凹模尺寸凹模深度凸模尺寸凸模高度需要设置冷却系统冷却水管的直径利用导柱、导套导向导柱、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=20L=80mmD=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