套管塑料模具設(shè)計說明書

1、套管塑料模具設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書設(shè)計題目：套管塑料模具設(shè)計學(xué)生姓名：朱宏棟學(xué)號：201304040219系別：機電工程系專業(yè)班級：機電模具2班指導(dǎo)教師：吳光輝起止時間：2015年12月21日2015年12月28日目錄套管塑料模設(shè)計31、塑件的工藝分析41.1、 塑件的原材料分析41.2、 塑件的尺寸精度分析41.3、 塑件表面質(zhì)量分析51.4、 塑件的結(jié)構(gòu)工藝分析52、成型設(shè)備選擇與塑件注射工藝參數(shù)確定62.1、 計算塑件的體積62.2、 注塑機的初步選擇62.3、 塑件注射工藝參數(shù)的確定63、注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計73.1、 分型面的選擇73.2、 型腔數(shù)目的確定及型腔的排列73.3、 澆注系統(tǒng)的設(shè)

2、計83.4、 型芯、型腔結(jié)構(gòu)的確定93.5、 推件方式的選擇103.6、 側(cè)抽芯機構(gòu)設(shè)計104模具設(shè)計有關(guān)尺寸計算（型芯型腔圖如下）113.7、 124.1、 腔和型芯工作尺寸計算124.2、 抽芯機構(gòu)零件設(shè)計與計算134.3、 模板尺寸設(shè)計154.4、 導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計155、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計156、注射機有關(guān)參數(shù)的校核166.1、 注射壓力校核166.2、 安裝尺寸校核166.3、 最大行程校核166.4、 推出裝置校核167、模具裝配圖17設(shè)計小結(jié)17參考文獻18套管塑料模設(shè)計摘要：本設(shè)計分析塑料的特性及其對注塑工藝的影響，介紹了套管塑料模具主要零部件的尺寸計算方法，注塑模結(jié)構(gòu)及工作過程。根

3、據(jù)套管零件的特點確定了塑料模結(jié)構(gòu)，達到了塑件的尺寸精度。針對塑件脫模過程中的難點，設(shè)計了一種非常規(guī)抽芯的塑料模結(jié)構(gòu)，并對模具設(shè)計與制造中的一些關(guān)鍵問題加以詳述。同時對澆注系統(tǒng)，頂出機構(gòu)也作了簡要說明。關(guān)鍵詞：注塑模；設(shè)計；套管；抽芯機構(gòu)；側(cè)向抽芯、，.刖百：隨著中國當(dāng)前的經(jīng)濟形勢的高速發(fā)展，在“實現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興”口號的倡引下，中國的制造業(yè)也蓬勃發(fā)展；而模具技術(shù)已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一，模具工業(yè)能促進工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和質(zhì)量提高，并能獲得極大的經(jīng)濟效益，因而引起了各國的高度重視和贊賞。在日本，模具被譽為“進入富裕的原動力”，德國則冠之為“金屬加工業(yè)的帝王”，在羅馬尼亞則更

4、為直接：“模具就是黃金”。可見模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中重要地位。我國對模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視，早在1989年3月頒布的關(guān)于當(dāng)前國家產(chǎn)業(yè)政策要點的決定中，就把模具技術(shù)的發(fā)展作為機械行業(yè)的首要任務(wù)。近年來，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動化、大型、長壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所戰(zhàn)比例越來越大。套管注射模具就是將塑料先加在注塑機的加熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔化后，在注塑機的螺桿或柱塞的推動下，經(jīng)過噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔內(nèi)，塑料在其中固化成型。本次課程設(shè)計的主要任務(wù)是塑料模具的設(shè)計，也就是設(shè)計一副注塑模具來生產(chǎn)插套管塑料件產(chǎn)品，以實現(xiàn)自動化提高產(chǎn)量。針對套管塑料模的具體結(jié)構(gòu)，通過此次設(shè)

5、計，使我對模具的設(shè)計有了較深刻的認(rèn)識；同時，在設(shè)計過程中，通過查閱大量資料、手冊、標(biāo)準(zhǔn)等，結(jié)合教材上的知識也對注塑模具的組成結(jié)構(gòu)（成型零部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部分、推出機構(gòu)、側(cè)抽機構(gòu)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)）有了系統(tǒng)的認(rèn)識，拓寬了視野，豐富了知識，為將來獨立完成模具設(shè)計積累了一定的經(jīng)塑件零件圖:1、塑件的工藝分析1.1、 塑件的原材料分析此制品的材料為ABSAB*無色，透明并有光澤的非結(jié)晶型的線型結(jié)構(gòu)的高聚物，流動性好，其原料來源廣泛，石油工業(yè)的發(fā)展促進了聚苯乙烯大規(guī)模的生產(chǎn)。1.2、 塑件的尺寸精度分析從制品所給的精度為5,查塑料成型工藝與模具設(shè)計表5-3得5級精度等級為未注公差尺寸，精度要求不高。零件

6、各尺寸如下圖：1.3、 塑件表面質(zhì)量分析查塑料成型工藝與模具設(shè)計表5-5得ABS可以達到的表面粗糙鍍?yōu)镽a0.101.6um,從經(jīng)濟性考慮，取Ra1.6。1.4、 塑件的結(jié)構(gòu)工藝分析此制品為方形制品，厚度為2,具有一小孔，所以在設(shè)計時著重是抽芯機構(gòu)。為了方便脫模，查塑料成型工藝與模具設(shè)計表5-9,設(shè)型腔脫模斜度為25,型芯脫模斜度為20。2、成型設(shè)備選擇與塑件注射工藝參數(shù)確定2.1、 計算塑件的體積經(jīng)過計算，制件單件的體積V件=10.91cm3,注射機一次所要注射熔融塑料的體積V=n（V件+V凝）=34.912cm3（式中，n=2;V凝=0.6V件）2.2、 注塑機的初步選擇根據(jù)制品結(jié)構(gòu)選擇立

7、式注射機，查表（塑料成型工藝與模具設(shè)計附錄F,初步選用SZ-100/60立式注射機，主要參數(shù)如下：SZ-100/60結(jié)構(gòu)類型：立式注射機理論注射容量/cm3：10螺桿直徑/mm:35注射壓力/MPa:15瑣模力/KN:6拉桿內(nèi)間距/mm:32X32模板行程/mm:30最大模具厚度/mm:30最小模具厚度/mm:3噴嘴球半徑/mm:10噴嘴伸出量/mm:20噴嘴口直徑/mm:4模具定位孔直徑/mm:102.3、 塑件注射工藝參數(shù)的確定ABSS射成型工藝參數(shù)見下表，試模時，可根據(jù)實際情況作適當(dāng)調(diào)整工藝參數(shù)規(guī)格工藝參數(shù)規(guī)格預(yù)熱和干燥溫度/C:100-110成型時間/s注射時問0-5時間/h:12-1

8、6保壓時20-50問料筒溫度/C后段190-200冷卻時問20-50中段200-240總周期50-100前段200-210螺桿轉(zhuǎn)速n/(r-min-1)20-50噴嘴溫度/C190-200后處理方法紅外線燈烘箱模具溫度/C40-80溫度t/C70注射壓力/Mpa70-100時間t/h2-43、注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1、 分型面的選擇根據(jù)分型面白選擇原則，考慮不影響塑件的外觀以及成型后能夠順利取出制件，所選擇的分型面為A-A,如下圖所示：3.2、 型腔數(shù)目的確定及型腔的排列型腔數(shù)為4個，采用對稱排列。這樣也有利于澆注系統(tǒng)的排列和模具的平衡3.3、 澆注系統(tǒng)的設(shè)計3.3.1 主流道主流道是指澆注系統(tǒng)

9、中從注射機噴嘴與模具接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動通道，是熔體最先流經(jīng)模具的部分，它的形狀與尺寸對塑料熔體的流動速度和充模時間有較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。根據(jù)手冊查得XS-ZY-250型注射機噴嘴的有關(guān)尺寸：噴嘴球半徑：R=10mm噴嘴孔直徑:d=4mma、主流道尺寸主流道通常設(shè)計在澆口套中，為了讓主流道凝料能順利從澆口套中拔出，主流道設(shè)計成圓錐形，其錐角為，流道表面粗糙度，小端直徑比注射機噴嘴直徑大0.51mm現(xiàn)取錐角a=6mm小端直徑比噴嘴直徑大。澆口套一般采用碳素工具鋼材料制造，熱處理淬火硬度5055HRC由于小端的前面是球面，其深度為（現(xiàn)取為），注射機

10、噴嘴的球面在該位置與模具接觸并且貼合，因此要求主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大。澆口套與模板間配合采用H7/m6的過渡配合。主流道是一端與注射機噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動通道。主流道小端尺寸為5mmb、主流道的形式模具主流道部分常設(shè)計成澆口套與定位圈做成一體形式，用螺釘固定在定模座板上。常由于注射機的噴嘴球半徑為10mm所以澆口套的為R12mm如下圖：co03OH634coc5coco00.02A3.3.2 分流道從便于加工的方面考慮，采用截面形狀為U圓形的分流道.查有關(guān)的手冊，選擇h=4mmR=2mm.由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流

11、動狀態(tài)較為理想，因面分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6pm左右既可，這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動時具有適宜的剪切速率和剪切熱。3.3.3 澆口對塑件成型性能、澆口和模具結(jié)構(gòu)的分析比較，由于塑件的尺寸及表面精度要求不高，從模具的制造及結(jié)構(gòu)考慮，確定成型該塑件的模具采用點澆口的形式.3.4、 型芯、型腔結(jié)構(gòu)的確定型芯、型腔可采用整體式或整體嵌入式結(jié)構(gòu).整體式型腔是直接在一整塊材料上加工而成的凹模即為整體式凹模，其特點是牢固，不易變形，有較高的強度和剛度，成型的塑件表面不會有模具接縫痕跡.當(dāng)塑件結(jié)構(gòu)簡單時

12、，制作整體式凹模比較容易，塑件形狀復(fù)雜時，整體式凹模的加工工藝性較差，需要采用電火花、電鑄等特殊加工手段，制作周期較長且費用較高零件尺寸較大時加工和熱處理都較困難，消耗貴重模具鋼多.整體式結(jié)構(gòu)適用于形狀簡單的中小型塑件.整體嵌入式型腔是將凹模做為整體式，再嵌入模具的模板內(nèi)，它在單腔和多腔模具中均可應(yīng)用.這種凹模結(jié)構(gòu)的好處是：a、加工單個型腔的凹模方便，同時零件的熱處理變形比在一塊材料上制作多個型腔的小.b、節(jié)省貴重鋼材.根據(jù)工作性質(zhì)，凹模和固定板可分別采用不同的材料制作.C、易于維修更換.采取鑲嵌式安裝形式便于更換失效了的凹模，兒不影響生產(chǎn)進行.d、各型腔凹模單獨加工利于縮短制模周期.根據(jù)該塑

13、件白外形分析，模具的動、定模都是由凸、凹模組成，由于塑件形狀簡單，所以采用整體式型腔，而型芯采用整體嵌入式，并采用臺階固定方式。3.5、 推件方式的選擇根據(jù)塑件的形狀特點，模具的側(cè)抽芯機構(gòu)及大部分型芯在動模部分.開模后,塑件留在動模的型腔內(nèi)，并包裹著中間的型芯，其推出機構(gòu)可選擇推桿推出和推板推出，若采用推板推出只能推外圍部分，而中間的型芯抱緊部分沒有推件力，且塑件上有圓弧過度，推件板制造困難；推桿推出簡單，推出平穩(wěn)可靠，雖然推出時會在塑件上留下頂出痕跡，但處于內(nèi)部而且表面質(zhì)量沒什么要求。從以上分析得出:該塑件可采用推桿推出機構(gòu)。3.6、 側(cè)抽芯機構(gòu)設(shè)計塑件頂部側(cè)壁上有1個6mm勺孔，它垂直于脫

14、模方向，阻礙成型后塑件從模具中脫落.因此，小孔的型芯必須做成活動的型芯，即設(shè)置側(cè)向抽芯機構(gòu).該塑件能考慮的抽芯機構(gòu)有斜滑塊抽芯機構(gòu)和滑塊、斜銷抽芯機構(gòu).根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)分析，若采用斜滑塊抽芯機構(gòu)。4模具設(shè)計有關(guān)尺寸計算（型芯型腔圖如下）忙。4型腔期百陋Inam型芯4.1、 腔和型芯工作尺寸計算該塑件的成型零件尺寸均按平均值法計算.查有關(guān)手冊得PA的收縮率為Q=0.6%1.4%,故平均收縮率為S=(0.6+1.4)/2=1%;根據(jù)塑件尺寸公差要求，已知條件：平均收縮率為S=0.01，模具模具的制造公差取5z=A/3類別塑件尺寸計算公式型腔及型芯工作尺寸型腔的計算-0.24Lm=(1+S)Ls3/4

15、A1+SZA03.86B1875護1362犯w22.9JIa4SH=(1+S)Hs2/3+SzA05M鏟,4吧口足391MLi型芯的計算12%疑l行(1+S)ls+3/4A0-bz38產(chǎn)h尼(1+S)hs+2/3A0-Sz側(cè)孔沒有特別要求，直接取ln=6-0.24mm4.2、 抽芯機構(gòu)零件設(shè)計與計算4.2.1、 抽芯距的計算S=h+(23)=4+(23)=67mm,去抽芯距為7mm其中:h為側(cè)孔深度，(23)mm為抽芯安全系數(shù).4.2.2、 斜導(dǎo)柱設(shè)計a、斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)b、斜導(dǎo)柱傾角a確定見下圖所示，斜導(dǎo)柱的斷面為圓形，具固定形式與合模導(dǎo)柱類似的臺肩固定只是由七世窗安裝而臺肩軸被削去一部分.斜導(dǎo)

16、柱導(dǎo)向部分可以做成半球型或錐臺形，但紅注意鏈臺的斜角須大于斜導(dǎo)柱的傾斜角,以避免斜導(dǎo)柱工作長度部分已脫離滑跳的孑求后，斜寸柱頭部仍對yt塊有怪動作用.、斜導(dǎo)柱白傾角a是決定斜導(dǎo)柱抽芯機構(gòu)工作實效的一個重要的因素.a的大小關(guān)系到模具所需開模力的大小及斜導(dǎo)柱所受彎曲力的大小，有關(guān)系到斜導(dǎo)柱的工作長度、抽芯距及開模距離長短.a的取值一般在15。20問，根據(jù)塑件的側(cè)抽孔的深度，即抽芯距的大小，由于抽芯距較小為6mm所以可取較小的傾角,取a為17c、斜導(dǎo)柱直徑的確定斜導(dǎo)柱主要承受彎曲力，而對斜導(dǎo)柱的直徑的確定一般按經(jīng)驗來取，由于塑件的側(cè)抽型芯孔較小，側(cè)抽力不大，所以取斜導(dǎo)柱的直徑為16mm.滑塊與導(dǎo)滑槽

17、的設(shè)計a、側(cè)型芯與滑塊的連接形式根據(jù)塑件側(cè)孔較小，形狀簡單，側(cè)型芯與滑塊應(yīng)做成整體式。b、滑塊的導(dǎo)滑形式根據(jù)模具型芯的大小，以及各自的使用情況，滑塊與導(dǎo)滑槽的常用配合形式各不相同，總的要求是在抽芯過程中，保證滑塊運動平穩(wěn)，無上下竄動和卡滯現(xiàn)象為此對滑塊與導(dǎo)滑槽之間有兩處位置要求間隙配合，一是在滑塊的側(cè)面處，另一是在滑塊被壓緊的臺肩面處.經(jīng)過對滑塊導(dǎo)滑形式的考慮，若采用整體式的導(dǎo)滑槽，會使導(dǎo)滑槽的加工增加難度，所以考慮采用組合式的導(dǎo)滑槽結(jié)構(gòu)，導(dǎo)滑槽部分敞開，便于制造加工，保證其精度和硬度，其組合式圖形如下圖所示：c、滑塊定位裝置的設(shè)計由于模具采用二次開模，而且第一次開模距離滿足抽芯距離，利用第一

18、次開模的限位螺釘作為定位，即可省去獨立設(shè)計滑塊定位裝置。d、楔緊塊的設(shè)計楔緊塊白楔角a必須大于斜導(dǎo)柱的斜角a,這樣當(dāng)模具打開開始抽芯時，楔緊塊才能為滑塊的移動讓位，否則，斜導(dǎo)柱無法帶動滑塊抽芯一般取a=a+(23),可取a=94.3、 模板尺寸設(shè)計由于模具是按照標(biāo)準(zhǔn)模架設(shè)計，所以查塑料成型工藝與模具設(shè)計表9-5選取出各板尺寸：動模板:200mnrK200m佛20mm定模板：200mmX200mrK70mm支承板：250mmX200mrK30mm墊塊：38mmX200mrK70mm動模座板：250mrK200mrK25mm定模座板：250mmX200mm(30mm推板：120mm(200m佛15

19、mm推桿固定板：120mm(200mrK1mm4.4、 導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計設(shè)計導(dǎo)向機構(gòu)是為了使模具和模有正確的位置，以提高制品成型質(zhì)量。另外,它還可以提高模具壽命。一般注射模采用的導(dǎo)向零件為導(dǎo)柱導(dǎo)套，在設(shè)計時選用標(biāo)準(zhǔn)件，查模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊表5-5。5、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計模具在注射時，應(yīng)對模具溫度進行較好的控制，才能保證制品的精度，這就要求在模具內(nèi)設(shè)計冷卻系統(tǒng)，但由于本零件較小，可以通過模具自然冷卻來保證熱平衡。另外此制品為小批量生產(chǎn)，成型的制品精度等級為一般精度，故采用模具自然冷卻，不設(shè)計冷卻水道。6、注射機有關(guān)參數(shù)的校核6.1、 注射壓力校核注射機SZ-100/60注射壓力為150MPaPA注射成型

20、工藝中所需注射壓力為70-100MPa所以注射機SZ-100/60的注射壓力滿足要求。6.2、 安裝尺寸校核該模具的外形尺寸為：400m由400mmSZ-100/60型注射機模板最大安裝尺寸為450mrK450mm故能滿足模具的安裝要求。由于SZ-100/60型注射機所允許模具的最小厚度為170mm最大厚度300mm,模具閉合高度為245mm所以滿足的安裝條件。所以，SZ-100/60型注射機滿足模具安裝要求。6.3、 最大行程校核經(jīng)查資料注射機SZ-100/60型的最大開模行程S=300mmg足下式計算所需的出件要求：SH+H+a=38+56+(510)+50+(510)=162mm(H1是推出距離；H2是塑件高