方套管注塑模具设计毕业设计

方套管注塑模具设计毕业设计内容摘要：

计算 成型塑 料件内表面或下表面的零件成为凸模或者型芯，型芯按复杂程度和结构形式大致有如下两种类型：整体式型芯和组合式型芯。 本设计中从外形可以看出型芯并不复杂，成型用的型芯结构并不复杂，可以用数控机床直接加工。 为保证安装精度和节约成本，本设计采用整体嵌入式。 型腔和型芯径向尺寸的计算。 根据《塑料模具成型手册》：已知塑料件尺寸为 Ls，Δ取 1/2～ 3/4,本设计中取Δ =3/4,而磨损量为δ z = Δ /3。 δ z平均收缩率为 Scp， 本设计中取。 设型腔的径向尺寸为 LM 按平均值计算方法可得下式： 故：主型腔径向尺寸计算 为： Ls =30mm 侧型腔径向尺寸计算为： Ls =20mm 主型芯的径向尺寸计算为：已知塑料件的尺寸为 ls =26mm 岳亚林：方套管注塑模具设计 10 侧型心径向尺寸计算为： ls =16mm 型腔深度和型芯高度尺寸计算。 已知塑料件的尺寸 Hs ,按平均值计算方法可得下式： 故主型腔深度尺寸计算为： Hs =150mm 主型芯深度尺寸计算为： hs =150mm 侧型芯深度尺寸计算为： hs =150mm 安徽工程大学毕业设计（论文） 11 合模导向定位机构的设计 导向机构对于模具是必不可少的部件，因为模具在闭合时要求有一定的方向和位置，所以 必须有导向机构。 导向机构只要起导向、定位作用，并且承受一定的侧压力，导向机构的类型有导柱导向和锥面定位两种形式。 当采用标准模架时，因模架本身带有导向装置，故可以采用标准模架本身自带的导柱，本设计中采用 A型导柱，Ⅰ型导套，导柱导套数量为四个，导柱的直径为 20mm,导柱前端做成锥台形，为了使材料具有坚硬而耐磨的表面，韧而不易折断的心部，因而本设计中选用 T8A 钢经过淬火处理，硬度为 50～ 55HRC，导柱的固定部分的表面粗糙度为 ，而导向部分的表面粗糙度为 。 其中导柱固定部分与模板之间通常采用 H7/m6 的过渡配合方式，而导柱的导向部分与相应导套采用 H8/f7 的间隙配合方式。 脱模系统的设计 本课题中，在模具设计总方案决定了该设计中的脱模机构的类型，由于最终塑料制件留在侧型芯中，故脱模机构为一个主推带动侧推的装置。 推出装置的设计原则必须满足： :推出装置的设计，必须使其工作可靠、配合合理、动作灵活、制造方便、更换容易、机构本身要具有足够的刚度和强度，足以克服脱模阻力。 不变形、不损坏：故必须正确分析塑料件在成形之后对于型腔的附着力的大小和所在位置，以便合理的选择推出方式以及确定合理的推出点，使之布置均匀合理，本课题中，最终塑料制件留在侧型芯中，故必须分析计算出塑料因收缩对侧型芯的包裹力，推出装置要大于这个包裹力才能将制件从侧型芯上推出，并且应该合理安排推杆的数量，分布方式。 3. 保证塑料表观质量良好：设计推出机构时，要求推出塑料件的位置要尽量的选择在塑件的内部或者是对塑料件表观无大的影响的端面等部位 结合这些原则和本课题中塑料制件的特点，加之推杆零件结构简单、加工、装配 及更换方便，滑动阻力较小，使用效果好，设置布局自由度大，故选择推杆推出机构。 推杆位置的设置 结合本课题的方案图，则推杆应设置在脱模力大的地方，侧型芯周围塑料件对型芯的包紧力很大，所以可以在型芯外侧塑料件的端面上设置推杆，本设计初步采用平均每个制件采用两根推杆的平衡推出布置 推杆形状及固定形式 综合分析， A型推杆结构简单而且应用广泛，故采用 A型推杆，尾部采用台肩式结构，台肩的直径 D 与推杆的直径约差 4～ 6mm,推杆直径 d 与模板上相应的推杆孔采用H8/f7 或者 H8/f8 的间隙配合。 推杆固定 端与推杆固定板之间通常采用单边为 的间隙，这样设计既可以降低加工要求，又能在多推杆结构情况下，不因为由于各板上的推杆孔的加工误差引起的轴线不一致而导致阻滞或卡死现象，本设计中推杆采用 T8A 碳素工具钢，热处理硬度要求为 50～ 55HRC，工作端配合部分的表面粗糙度要低于 岳亚林：方套管注塑模具设计 12 μ m 脱模力的计算 由于圆形孔为通孔，故脱模力即为制件对侧型芯的包紧的脱模阻力，在脱模力计算中，将λ =r/t≥ 10 的制品视为薄壁制品，反之，视为后壁制品。 t—— 制品的壁厚（ mm） r—— 型芯的平均半径（ mm） λ =r/t=8/2=4＜ 10,故本设计中为厚壁制品 本设计中侧型芯为厚壁圆形，故制品对型芯包紧的脱模阻力计算公式如下： 式中： E—— 塑料的拉伸弹性模量（ MPa） ,ABS 的 E 为 ～ ,本设计中E= ε —— 塑料的平均收缩率， ABS 的ε为（ %~%），本设计中取ε=%= μ —— 塑料的泊松比， ABS 的μ取 β —— 型芯的脱模斜度，取 00 h—— 型芯脱模方向的高度（ mm） ,本设计中 h=7mm Kf—— 脱模斜度修正系数，其计算公式为 f—— 制品与钢材表面之间的静摩擦系数， ABS 的 f取 Kλ —— 厚壁制件的计算系数，其计算公式为 ： λ —— 比例系数，λ =r/t=8/2=4 r—— 型芯的平均半径（ mm） t—— 制件厚度，本设计中 t=2mm 根据以上数据可以算出： Kf = Kλ =2*16/1+8=32/9= 故： 故侧抽芯的脱模力为 侧推出零件尺寸的确定 侧推杆直径的确定：根据压杆稳定公式，可得推杆直径（ mm）的公式： 式中 ： d—— 推杆的最小直径， mm 安徽工程大学毕业设计（论文） 13 K—— 安全系数，可取 K= L—— 推杆的长度， L=45mm F—— 脱模力， F= n—— 推杆数目 ,n=8 E—— 钢材的弹性模量， 10E MPa MPa 综合考虑，最终采用 8根直径为 5mm推杆。 同上得出主推杆的的脱模力 推杆直径的确定：根据压杆稳定公式，可得推杆直径（ mm）的公式： 式中 ： d—— 推杆的最小直径， mm K—— 安全系数，可取 K= L—— 推杆的长度， L=50mm F—— 脱模力， F=1662N n—— 推杆数目 ,n=4 E—— 钢材的弹性模量， 10E MPa MPa 故推杆直径为 故可以采用 4根直径为 8mm的推杆就足以将斜滑块侧向分型。 冷却系统的计算 模具的冷却系统的设计关系到塑料制件质量以及生产效率，合理的冷却系统能改善塑料成型，减少塑件应力的变形，改善塑料外观质量，提高塑料物理性能及提高生产效率。 根据塑料件与浇注系统的质量、成型周期， ABS 塑料凝固时所放出 的热量为： 1Q WQ 式中 ： W—— 单位重量内（每分钟）内注入模具中的塑料质量，本设计中 ： W=1Q —— 单 位 重 量 的 塑 件 在 凝 固 时 所 放 出 的 热 量 ， ABS 的 1Q 为岳亚林：方套管注塑模具设计 14 10 10 ( / )kJ kg本设计的取 21 10 ( / )Q kJ kg ，故有： ： 式中：  —— 冷却水的密度 1c —— 冷却水的比热容 1 —— 冷却水出口温度 2 —— 冷却水进口温度 根据查模具设计手册可知，一般精度的塑件进出口温度小于 10oC ,故本设计中进出口温度如上所示。 3．冷却管道直径 根据已知的冷却水的体积流量由冷却水的稳定湍流速度与流量表可以查知，为使冷却 水处于稳定湍流状态，取冷却管道的直径为 12mm。 4．冷却水在管道内的流速为： 此流速大于最低流速 ,故所选管道直径合理。 5．冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数 h。 查《中国模具设计大典》，取f=(水温为 25oC 时 ) 6．冷却水管总传热面积 A为 7．模具理应开设的冷却水道的数量为 安徽工程大学毕业设计（论文） 15 本设计中由于时间的总长太长，要使制件冷却均匀，且满足模架要求，最终决定采用三条直径为 8mm的冷却水道环绕形布置，以保证制件均匀冷却。 模架的 选择和开模行程的校核 选择标准模架 1．模架类型的确定 根据本设计中模具的总体结构：定模两板块，动模一板块，采用推杆脱模机构，因此选用 A1 型模架，但是由于动模为槽块，厚度较大，需要厂家另行定做，其余部分均按标准选择模架。 2．模具系列的确定 根据模具各部分的设计以及型腔的安排，本设计中型腔是直线分布的，故模架的长度要满足型腔排列的总长，由于每个型腔的径向尺寸不大，故宽度方面没有太大的要求，只要足够大于型腔的径向尺寸即可；综合考虑各方向的因素，本设计中最终决定选用 250 250 系列模具。 模板、动模板、垫块厚度的确定 由于标准模架大致已经选定，加之本设计对定模座要求不大，故按照标准选取定模板的尺寸为 25mm。 动模垫板的厚度，即标准模架中 A板的厚度，根据《塑料成型模具设计手册》选取A板厚度为 25mm。 动模板 B，及本设计中的中间板，由于该板做成了槽块，长度要求很大，故需要厂家另行订制作，在本设计中，为满足长度需求，动模板 B的厚度 200mm。 本设计中，由于分型的距离很小，所以对垫块 C 的要求不大，本设计中垫块 C取标准模架中的最小值，及垫块高度 C为 80mm。 其余尺寸如推板的厚度按标准模架为 20mm，推板固定板厚度相应为 16mm。 剩余零件尺寸也均按标准模架选用。 综上所述，本设计中所选的模架为 A1250250Z1。 注塑机安装尺寸及开模行程的校核 1．容量的校核 根据塑件绘制在 UG 中可以计算出每个制件的体积为 ,根据注塑机的最大注射量与型腔数量的关系： 式中 Vg—— 注塑机的最大注射量（ cm3） Vj—— 浇注系统凝料量（ cm3） Vn—— 最单个塑料件的容积（ cm3） 故有： 岳亚林：方套管注塑模具设计 16 根据以上所得，注塑机的注塑量远大于 290 cm3，故符合要求。 2．注塑压力的校核 注射压力 P应该满足： 式中： k—— 安全系数，常取 k=～ ，本设计中取 k= 0P —— 塑料成型时所需的注塑压力，对于 ABS 塑料，常取 60～ 100MPa,本设计中由于塑料尺寸较小，平均壁厚大于 2mm，所以注塑压力取 80MPa。 经计算有： 故有注塑压力符合条件 3．锁模力的校核 锁模力应该满足： 式中： 0k —— 锁模力的安全系数，一般取值范围为 0  ，本设计中取 ； P—— 型腔的平均压力，对该模具取 30MPa； A—— 塑料与浇注系统在分型面上的投影面积，约为 35 2cm ； 经计算得所需的锁模力为 实际所需锁模力小于注塑机的锁模力，故锁模力符合要求 4．模具与注塑机装配部位相关尺寸的校核 1）喷嘴尺寸 主流道小端直径 1d 应大于注塑机喷嘴直径 d,取 浇口套球面半径 2R 应比喷嘴球径 1R 大 1～ 2mm,故有： 2) 定位圈尺寸 由于本设计中定位孔直径为 +  ，定位圈外径 D 与注塑机的定位孔之间取较0140 80 112P M P a k p M P a    安徽工程大学毕业设计（论文） 17 松的配合，故去 D= 150。 3) 最大模厚 maxH 与最小模厚的校核 minH 模具的厚度应该满足： 式中： min 300H mm ， max 450H mm。 由于模具的总高度为 345mH mm ，在这个范围之内，符合条件。 4) 开模行程的校核 式中： 1H —— 塑料脱模距离； 2H —— 塑件高度，包括浇注系统在内。 模具高度 355mH mm ， 12180H H mm ，由于 700KS mm ，故符合要求。 岳亚林：方套管注塑模具设计 18 第 4 章 注塑工艺方案 设计方法的选择 三维 CAD软件种类很多 ,国内外模具设计大多采用了三维设计手段 ,在模具设计与制造上发生了很大的变化。 三维通用机械 CAD 软件如 Pro /E、 UG和 CATIA,它们都是参数化功能极强的三维模具设计软件 ,并且都具有完备的自动化设计功能。 但 CATIA 对计算机硬件的要求很高 ,资金投入较多 ,一般中小企业难以实现。 UG 和 Pro /E 在 CAD 和 CAM方面都做得很出色。 还有一些专用模具软件。 国外的模具设计 ,特别是型腔模设计均采用三维 CAD 设计 ,生成的三维模型直接用于 CAM 进行编程 ,再到 CNC 加工中心去加工 ,具有极高的工作效率。 CAE 技术提供了可靠的保证。 在模具投产之前， CAE 软件可以预算测模具结构有关参数的正确性。 例如可以采用流动模拟软件来考察熔体在模具腔内的流动过程，从此来改进浇注系统的设。