塑料注射模的设计毕业设计说明书(编辑修改稿)

塑料注射模的设计毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

定。 考虑到汽车烟灰缸盖的结构形状复杂 ,使用该结构的凸模 ,不仅能使机械加工方便 ,同时节约模具制造材料 ,使模具设计简单化。 故选择此结构方案。 拉料杆的结构方案选择 方案一 :钩形 (Z 形 )拉料杆 拉料杆头部做成 Z 形 ,可将主流道凝料钩住 ,开模时即可将该凝料从主流道拉出。 拉料杆的尾部是固定在顶杆固定板上的 ,故在塑件顶出时 凝料也一起被顶出 ,取出塑件时朝着拉料钩的侧向稍许移动 ,即可将塑料连同浇注系统凝料一起取下。 这种拉料杆除了起到拉住和顶出主流道凝料的作用外 ,还兼有冷料穴的作用。 但是主流道凝料拉出后不能自动脱落 ,需人工摘掉 ,不宜用于全自动机构中。 考虑到汽车烟灰缸盖模齐齐哈尔大学毕业设计（论文 ）用纸 8 具在实际生产工作中 ,主要采用的是半自动化操作 ,因此可以选择该种形式的拉料杆。 方案二 :球形拉料杆 运用该种的拉料杆 ,当塑料进入冷料穴后 ,紧紧包在拉料杆的球形头上 ,开模时即可将主流道凝料从主流道中拉出。 拉料杆的尾部固定在动模边的型芯固定板上 ,并不随顶出机构移动。 这种拉料杆的流道料能自动脱落 ,但球形部分加工比较困难。 该种形式拉料杆的适用于推板顶出机构。 综合考虑该种形式拉料杆的适用范围以及汽车烟灰缸盖模具所采用的顶出机构 ,该种形式的拉料杆不宜选用。 方案三 :圆锥形拉料杆 圆锥形拉料杆头部制成圆锥形的 ,依靠塑料收缩的包紧力而将主流道凝料钩住。 这种拉料杆与推板顶出机构同时使用。 这种形式的拉料杆既起到了拉料的作用 ,又起到了分流锥的作用 ,广泛用于单腔注射模成型 ,带有中心孔的塑件。 这种拉料杆的缺点是小型塑件不便开设冷料穴。 综合考虑所设计模具及该种形式的拉料杆适用范围 ,不宜采用该种形式的拉料杆。 注射机的选择 注射机是塑料注射成型的主要设备。 注射机类型的选择 注射机类型可分为卧式 ,立式和直角式三种。 卧式注射机的优点 （ 1） 开模后塑件按自重落下 ,便于实现自动化操作。 （ 2） 螺杆和塑化装置的塑化能力强 ,且均匀 ,注射压力可达 6865～7845N/cm2 压力损失小 ,塑件内应力及定向性小 ,可减少变形和开裂倾向。 （ 3） 螺杆式注射机可采用不同的螺杆 ,使用调节螺杆转数及背压齐齐哈尔大学毕业设计（论文 ）用纸 9 等适应能力 ,可加工各种塑料及不同要求的塑件。 卧式注射机的缺点 装模麻烦 ,安放嵌件及活动型芯不便 ,易倾斜落下。 螺杆式注射机加工低粘度塑料 ,薄壁及形状复杂塑件时 ,易发生副料回流 ,螺杆不易清洗 ,贮料清洗不净 ,易发生分解。 综上所述 ,由于卧 式注射机主要以螺杆式为主 ,且卧式螺杆式注射机满足所设计产品的工艺成型要求 ,因此 ,可选用该类型的注射机。 注射机型号的确定 根据产品的质量 m=110g,取材料 (ABS)V=m/p=110/腔，故实际应注射的体积为 V 实 =2V=2 105cm3=210cm3。 由注射机的选用原则可知，实际注射量应不超过注射机的规定克数，应在其额定注射量的 80%以内，故 Q 公 =2V/=2 105/=,查 表可得国产塑料注射机 XSZY350 其最大体积为 350cm3, 满足选用要求。 因此，注射机选用 XSZY350 型注射机。 选用注射机的主要技术参数 型号： XSZY350 结构形式：卧式 最大注射量： 350cm3 最大注射压力： 锁模力： 2450KN 移模板行程： 260mm 最小模具厚度： 165mm 模具定位孔直径： 160mm 喷嘴球半径： 18mm 最大成型面积： 645cm2 注射机部分参数得校核 （ 1） 注射量 得校核 由公式 K 利 G 公  G 件 +G 废 ，公式中， G 公 为注射机公称注射量，故 G 公 =350 =； K 利为注射机最大注射量得利用系数，一般取 ～ ，取 K 利 =； G 件为塑料得质量，故 G 件 =220g； G 废为浇注系统等废料得质量，根据工厂的实际情况，估算取得 G 废 =30g。 由以上数据可得 K 利 G 公 = =294g 齐齐哈尔大学毕业设计（论文 ）用纸 10 G 件 +G 废 =220+30=250g 故满足 K 利 G 公  G 件 +G 废，符合注射量得选用要求。 （ 2） 注射压力的校核 在选用螺杆式注射机时， ABS 塑料成型时的注射压力范围为60～ 100MPa。 由公式 P 公  P 注 ，式中 P 公 为注射机的最大注射压力，故 P 公 =； P 注 为塑料成型所需的实际注射压力，故 P 注 =60～100MPa。 由此可得，满足 P 公  P 注 ，故注射压力满足要求。 (3)锁模力的校核 由公式 F 锁  K 损 P 注 A 分 ，式中 ， F 锁 为注射机的额定锁模力，故 F 锁 =2450KN， K 损 为注射机压力到达型腔的压力损失系数，一般取～ ，取 K 损 =， P 注 为塑件成型所需的实际注射压力，取 P 注=100 106Pa； A 分 为塑料及浇注系统在分型面上的投影面积，由于塑件在分型面上的投影近似为长方形，长为 ,宽为 8cm，所以 A 分= 8=140cm2=0。 014m2。 由以上数据可知， F 锁 =245000N。 K 损 P 注 A 分 = 100 106 =84000N。 故 F 锁  K 损 P 注 A 分 ，满足锁模力的要求。 模具总体结构设计 分型面的选择 分型面是为了将塑件浇注系统凝料等从密闭的模具内取出，以及为了安放嵌件，将模具适当地分成两个或若干个主要部分，这些可以分离部分的接触表面。 分型面的选用原则：（ 1）分型面不仅应选择在对塑件外观没由影响的位置，而且必须考虑易于清除或修整分型面处所产生的溢料飞边，要力求分型面处产生飞边。 （ 2）应利于塑件的脱模，否则，注射模结构会变得比较复杂。 一般而言，应尽可能保证塑件在开模后滞留在动模一侧，以利于把顶出脱模机 构设置在动模上，从而使他们在注射机齐齐哈尔大学毕业设计（论文 ）用纸 11 合模系统作用下工作。 （ 3）分型面不应影响塑件得尺寸精度。 （ 4）应尽量减小模腔在分型面上的投影面积，以避免此面积与注射机许用的最大注射面积接近时可能产生的溢料现象。 （ 5）分型面应尽量与最后才能充满熔体的模腔表壁重合，有利于注射成型过程中的排气。 （ 6）应尽量减小脱模斜度带来的塑件大小端尺寸差异。 （ 7）分型面应能使注射模分割成便于加工的零件，以减小注射模加工难度。 （ 8）分型面的位置有时还与注射机的技术参数规格有关，故应综合加以考虑。 通过以上对分型面选用原则的介绍，经过仔细分析汽 车烟灰缸盖的几何形状及拟采取的模具方案，确定分型面示意图如下： 图 22 分型面选择分析：选择如上图所示的模具分型面，首先能满足产品成型的工艺要求，同时也满足产品表面粗糙度的要求，即将表面要求较高的部分放于定模中，而将表面要求低的放于动模中。 再次， 采用上图所示的分型面能减小脱模斜度，以防止由此引起塑件的大小端尺寸差异过大。 由于该模具由侧向分型抽芯机构，上图所示的分型面能便于抽芯。 该分型面与料流的末端重合，因此由利于气体的 排出。 汽车烟灰缸盖的模具利用了镶块成型，采用上图分型面，有利于成型镶块的安放，同时也使模具整体结构简化。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文 ）用纸 12 型腔数的确定 合适的型腔数目，应受注射机锁模力、注射量、料筒塑化能力及成型件产量、精度、形状和进料口位置，以及注射模设计要求与经济性等条件的综合限制。 根据注射机的注射能力，以每次注射量不超过注射机最大注射量的 80%来求型腔数 N 时，公式为 N=()/W 式中 N—— 型腔数 G—— 注射机的最大注射量 W—— 成型件的重量 W—— 浇注系统的重量 由于选择的注射机为 XSZY350， 故 G 为 ， w 为 110g；W 为 30g。 故 N=( )/110=2。 4 故取型腔数为 2。 型腔的设计 型腔的强度和刚度是注射模设计中经常需要考虑的问题。 因注射模的型腔在成型压力作用下容易产生变形，其变形量必须在允许范围以内，如变形量过大，则将会导致型腔的扩大而易出毛边并使塑件尺寸增大，甚至造成型腔的破裂。 另外，当塑件成型后，压力消失时，型腔又会因弹性恢复而收缩，若收缩尺寸大于塑料的收缩率时，则会使型腔紧紧地包住塑件而造成开模困难，或因此引起塑件残留在定模上而使脱 模困难，甚至损坏塑件。 型腔的壁厚尺寸计算在第三章 有 详细的介绍。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文 ）用纸 13 型芯的设计 型芯是成型塑件上孔的成型零件。 由于汽车烟灰缸盖产品存在外凸的部分，故应运用型芯来成型。 由于是非圆型芯，为了便于制造，可将其连接部分制成圆形的。 并用螺母及弹簧垫圈拉紧。 抽芯机构的设计 当塑件上具有与开模方向不同的内外侧孔或侧凹等阻碍塑件直接脱模时，必须将成型侧孔或侧凹的零件做成活动的，成为活动型芯。 在塑件脱模前先将活动型芯抽出，然后再从模中顶出塑件，完成活动型芯抽出和复位的机构叫做抽芯机构。 由于汽车烟灰缸盖产品存在两个侧孔 ，故应采用两个侧抽芯机构来完成孔的成型和完成活动滑块的分模。 具体设计见第三章的脱模机构设计。 本章小结 本章主要介绍了注射机的选用，对产品进行了分析，并对产品原材料的性能进行了阐述，对模具部分设计方案进行了简要的论证，并对模具总体结构进行了设计。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文 ）用纸 14 第 3章 注射模的结构设计 注射模的结构设计是注射模设计的主要部分。 其结构设计的合理性与否 ,直接关系到其价值成本及工作性能的好坏。 注射模的结构设计包括成型部分的设计 、 浇注系统的设计 、 排溢引气系统的设计 、 温度调节系统的设计 、 脱模机构的设计 、 复位系统的设计及其他 零 部件的设计。 成型部分的设计 成型部分是作为塑件的几何边界 、 包容塑件 、 完成塑件的结构和尺寸等成型部分。 其主要包括凸模和凹模两部分。 凹模的结构设计 凹模的结构形式 凹模是成型塑件外形的主要部件，凹模按其结构不同可分为整体式，整体嵌入式，局部镶嵌式，大面积镶嵌组合式和四壁拼合的组合齐齐哈尔大学毕业设计（论文 ）用纸 15 式五种。 整体式凹模强度大，塑件上不会产生拼模缝痕迹，但采用整体式不便于机械加工，切削量太大，会造成钢材的浪费，热处理不便，成本较高，故不能采用整体式凹模。 考虑到汽车烟灰 缸盖产品的结构形状，采用局部镶嵌式，大面积镶嵌组合式及四壁拼合组合式都不可能使模具设计结构达到最佳。 汽车烟灰缸盖双型腔模具属中型模具，而且存在两个相同产品的型腔，采用整体嵌入式凹模能模具制造、安装方便，同时也能使模具结构达到最佳。 凹模结构示意图如下所示： 图 31 将整体式凹模加工完成后，整体嵌入到定模固定板中，用平键将两个整体式凹模固定在一起。 所以加工、装配、更换都很方便。 整体式凹模与定模固定板之间采用 H7/m6 配合，以满足成型要求。 凹模型腔侧壁及底部壁厚计算 塑料模具型腔的侧壁和底部厚度计算是模具设计的一个重要问题。 我们必须采用合理的计算方法使壁厚各尺寸尽可能合理，以免造成模具的报废或材料的浪费。 在注射模成型过程中，型腔所受的力有塑料熔体的压力，合模时的压力，开模时的拉力等。 其中最主要的是塑料熔体的压力。 在塑料熔体压力作用下，型腔将产生内应力及变形。 如果型腔的侧壁和底部厚度不够，当型腔中产生的内应力超过型腔材料的许用应力时，型腔即发生强度破坏。 与此同时，刚度不足则发生过大的弹性变形，从而齐齐哈尔大学毕业设计（论文 ）用纸 16 产生溢料和影响塑件尺寸及成型精 度，也可能导致脱模困难等。 可见模具对强度和刚度都有要求。 为了使汽车烟灰缸盖的模具满足正常的使用要求。 此次设计将采用强度和刚度要求分别计算凹模型腔侧壁及底部壁厚，然后取强度和刚度计算后壁厚的较大者为最终的壁厚设计尺寸。 此次设计的汽车烟灰缸盖模具型腔的类型属于矩形凹模整体式型腔。 按强度要求和刚度要求计算结果如下： 侧壁： 按强度计算 pmc pht  式中 ct —— 凹模型腔侧壁厚度 H—— 凹 模型腔的深度（ mm） ， h=14mm  —— 系数，查表可得  = mp —— 模腔压力（ MPa） , mp =62MPa p 为材料的许用应力（ MPa） ,由于凹模采用的是 45 钢，故 p =。  pmc pht  = 6 6210 。