筆套塑料模具設(shè)計(jì)【說(shuō)明書(shū)+CAD】

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分流道設(shè)計(jì)42.3澆口的設(shè)計(jì)52.4冷料穴的設(shè)計(jì)53、成型零件的設(shè)計(jì)53.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)63.2成型零件的鋼材選用63.3成型零件工作尺寸的計(jì)算63.4支承板厚度計(jì)算74、模架的確定85、排氣槽的設(shè)計(jì)96、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)97、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)9致 謝11參考文獻(xiàn)12筆套塑料模具設(shè)計(jì)1、擬定成型工藝的結(jié)構(gòu)形式1.1塑件成型工藝性分析該塑件是一塑料筆套。塑件壁厚屬于薄壁塑件，生產(chǎn)批量很大。材料為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS，其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學(xué)藥品性及電氣性能優(yōu)良，還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點(diǎn)，容易涂裝、著色。）熔融流動(dòng)性好，熔融狀態(tài)穩(wěn),可以注射成型。1.2分型面位置的確定根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形式，分型面應(yīng)選在塑料中間部分，如圖1-1所示圖1-1塑件結(jié)構(gòu)1.3確定型腔數(shù)量和排列方式1）該塑件精度要求不高，生產(chǎn)批量很大，塑件尺寸小，可以采用一模多腔的形式?？紤]到模具制造費(fèi)用，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低一些，初定為一模四腔的模具形式。2）型腔排列形式的確定因?yàn)樗貌牧蠟闊崴苄詮椥泽w，能反復(fù)扭曲，有突出的回彈能力，摩擦系數(shù)低，可采用強(qiáng)制脫模的方式。因此本設(shè)計(jì)采用推塊推出的強(qiáng)制脫模方法。型腔的排列方式采用單列直排。如圖1-2所示圖1-2型腔的排列1.4模具結(jié)構(gòu)形式的確定從上面分析可知，本模具擬采用一模四腔，單列直排，推塊推出，流道采用非平衡式，澆口采用潛伏式澆口或側(cè)澆口，定模不需要設(shè)置分型面，動(dòng)模部分需要一塊型芯固定板和支承板，因此基本上可以確定模具結(jié)構(gòu)形式為A型帶推塊的單分型面注射模。1.5注射機(jī)型號(hào)的選定1）通過(guò)計(jì)算，塑件質(zhì)量m為2.278g，塑件體積v=m/=2.78/1.2=1.898cm3。流道凝料的質(zhì)量m還是個(gè)未知數(shù)?？梢园此芗|(zhì)量的0.6倍來(lái)估算。從上述分析中確定為一模四腔，所以注射量為m=1.6nm=1.6x4 x2.278 =14.5972g。2）塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的估算。流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積A，在模具設(shè)計(jì)前是個(gè)未知值，根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析，A是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積A的0.20.5倍，因此可用0.35nA未進(jìn)行估算，所以A= nA+A= nA+0.35 nA=1.35 nA=152.604mm式中A=(/4)d2=0.78512=28.26mmFm=AP型=152.60425=3815.1N=3.8151KN式中型腔壓力P型去25MPa(因?yàn)槭潜”谒芗瑵部谟质菨摲綕部?，壓力損失大，取大一點(diǎn))。3）選擇注射機(jī)根據(jù)每一生產(chǎn)周期的注射量和鎖模力的計(jì)算值，可選用XSZY125臥式注射機(jī)。見(jiàn)表1-1表1-1注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)標(biāo)稱(chēng)注射量/cm104模板板量最大行程/mm300螺桿直徑/mm30模板最大厚度/mm300注射壓力/MPa150模板最小厚度/mm200注射行程/mm160模板尺寸/mm螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min)10140拉桿空間Mm260360注射時(shí)間/s1.8合模方式液壓-機(jī)械注射方式螺桿式噴嘴球半徑/mm12合模力/N9噴嘴孔直徑/mm4最大成型面積/cm360定位圈尺寸/mm1002、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.1主流道設(shè)計(jì)1）主流道尺寸根據(jù)所選注射機(jī)，則主流道小端尺寸為： d=注射機(jī)噴嘴尺寸+（0.51）=4+0.5=4.5mm 主流道球面半徑為 SR=噴嘴球面半徑+（12）=12+2=14mm2）主流道襯套形式本設(shè)計(jì)雖然是小型模具，但為了便于加工和縮短主流道長(zhǎng)度，襯套和定位圈還是設(shè)計(jì)成分體式，主流道長(zhǎng)度取25mm，約等于定模板的厚度（見(jiàn)圖）襯套如圖2-1所示，材料采用T10A鋼，熱處理淬火后表面硬度為53HRC57HRC。圖2-1襯套3）主流道凝料體積q主= =（5.8+5.84.5+4.5）=523.3mm0.5233cm2.2. 分流道設(shè)計(jì)1）分流道布置形式分流道應(yīng)能滿(mǎn)足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快地經(jīng)分流道均衡的分配到各個(gè)型腔，因此，采用非平衡式分流道。如圖2-2所示： 圖2-2 非平衡式分流道 圖2-3分流道截面2）分流道長(zhǎng)度第一級(jí)分流道L1=53.5mm3）分流道的形狀截面尺寸以及凝料體積（1）形狀及截面尺寸。為了便于機(jī)械加工及凝料脫模，本設(shè)計(jì)的分流道設(shè)置在分型面上定模一側(cè)，截面形狀采用加工工藝性能比較好的半圓形截面。半圓形截面對(duì)塑料熔體及流動(dòng)阻力均不大，一般采用下面經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定截面尺寸，即B=0.2654=0.2654=6.98mm根據(jù)常用塑料分流道直徑推薦值，取B=7mm。H=B=7=3.5mm分流道L1截面形狀如上圖2-3所示：（2）凝料體積。分流道長(zhǎng)度L=141mm分流道截面積A=r=3.1412.25=19.2325mm凝料體積q分=13119.2325=2519.4575mm=2.5195cm（3）分流道的表面粗糙度分流道的表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取0.8m1.6m即可，在此取1.6m。2.3澆口的設(shè)計(jì)根據(jù)外部特征，外觀表面質(zhì)量要求比較高，應(yīng)看不到明顯的澆口痕跡，因此采用潛伏式澆口，在開(kāi)模時(shí)澆口自行剪斷，幾乎看不到澆口的痕跡。1）潛伏式澆口尺寸的確定由經(jīng)驗(yàn)公式得 d=nk =0.60.272=1.24mm式中A=dhr=3327.2501mmn塑料材料系數(shù)取0.6；k塑件壁厚的函數(shù)值取0.272；澆口截面形狀如圖2-4所示澆口先去1，在試模時(shí)根據(jù)填充情況再進(jìn)行調(diào)整。2）澆口剪切速率的校核由點(diǎn)澆口的經(jīng)驗(yàn)公式得r=56392.64s=5.63926410 sr為10s10s，剪切速率校核合格。2.4冷料穴的設(shè)計(jì)1）主流道冷料穴如圖2-5所示，采用半球形，并采用“Z”行頭拉料桿，設(shè)拉料桿固定在動(dòng)模固定板上，開(kāi)模時(shí)利用凝料對(duì)“Z”頭拉料桿的包緊力使主流道凝料從主流道襯套中取出。 圖2-4澆口截面形狀 圖2-5“Z”行頭拉料桿3、成型零件的設(shè)計(jì)模具中確定塑件幾何形狀和尺寸精度的零件稱(chēng)為成型零件。在本設(shè)計(jì)中成型零件就是成型筆套外表面的凹模，成型內(nèi)表面的凸臺(tái)型芯3.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）凹模（型腔）因?yàn)榘寄＝Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，直接采用數(shù)控銑床加工就可以，模具采用整體模板絕部熱處理就可。2）型芯型芯由1個(gè)直徑為10mm圓柱如圖3-1所示：圖3-1型芯3.2成型零件的鋼材選用該零件是大批量生產(chǎn)，成型零部件所選用鋼材耐磨性和抗疲勞性能應(yīng)該良好，機(jī)械加工性能和拋光性能也應(yīng)該良好。型腔選用CrWMn，53-56HRC。型芯因?yàn)槭遣捎脧?qiáng)制脫模，磨損比較厲害，采用硬度比較高的模具鋼Gr12MoV，淬火后表面硬度為58HRC62HRC。3.3成型零件工作尺寸的計(jì)算該塑件的成型零件尺寸均按平均值法計(jì)算。查有關(guān)手冊(cè)得，塑件公差按SJ1372-78標(biāo)準(zhǔn)中MT3級(jí)精度選取。根據(jù)相關(guān)資料查的ABS的收縮率為0.6%。計(jì)算見(jiàn)表3-1表3-1成型零件工作尺寸的計(jì)算類(lèi)別塑件尺寸計(jì)算公式工件尺寸型腔的計(jì)算12（L）= （1+）L11.94R20R19.7R15.3R15.24R44.1R44.095R1.9R1.82R1.2R1.1240（H）= （1+）H39.87型芯的計(jì)算10（l）= （1+）l+ 10.24（h）= （1+）h+ 4.2562.563.3模具制造公差取 。3.4支承板厚度計(jì)算支承板厚度和所選模架兩墊塊之間的跨度有關(guān)，根據(jù)前面的型腔布置，模架應(yīng)選在160160這個(gè)大范圍之內(nèi)墊塊之間的跨度大約為96mm根據(jù)型腔布置及型芯對(duì)支承板的壓力，就可計(jì)算得到支承板的厚度，即T=0.54L（）=0.5496（）=21.8mm式中支承板剛度計(jì)算許用變形量，=25i=250.97=24.25m=0.02425mm,i=0.35W+0.001W=0.3596+0.00196=0.97m L兩墊塊之間的距離（約為96）；W影響模具形變的最大尺寸，若圓筒是r或h，若矩形是L；L支承板長(zhǎng)度，取160mm;l l4個(gè)型芯投影到支承板上的面積。因此，支承板厚度取標(biāo)準(zhǔn)厚度32。4、模架的確定根據(jù)型腔的布局來(lái)看，型腔分布尺寸為12110，又根據(jù)型腔側(cè)壁可知，最小厚度為40mm，再考慮到，導(dǎo)柱、導(dǎo)套及螺釘布置應(yīng)占的位置和采用推件板推出等各方面問(wèn)題，確定選用模架序號(hào)為3號(hào)（160L=160160），模架結(jié)構(gòu)為P4的形式，如圖4-1所示。各模板尺寸的確定：1）A板尺寸A板是定模型腔板，塑件高度40mm，在模板上方有流道，因此A板厚度取50mm。2）B板尺寸.B板是凸模（型芯）固定板，取厚度為32mm。3）C墊塊尺寸墊塊=推出行程+推板厚度+推板固定板厚度+（510）=40+30+20+(510)=95100根據(jù)計(jì)算，墊塊厚度C取80mm。上述尺寸確定之后，就可以確定模架序號(hào)為3號(hào)，板面為160160，模架結(jié)構(gòu)形式為P4的標(biāo)準(zhǔn)模架。圖4-1模架結(jié)構(gòu)從選定模架可知，模架外形尺寸：寬長(zhǎng)高=160160230.5 模具平面尺寸160160260360（拉桿間距），合格；模具高度230.5，200230.5300合格；模具開(kāi)模所需行程=62.5.5(型芯高度)+40（塑件高度）+（510）=（107.5125.5）300（注射機(jī)開(kāi)模行程），合格；其他各個(gè)參數(shù)在前面校核都合格，所以本模具所選注射機(jī)完全滿(mǎn)足使用要求。5、排氣槽的設(shè)計(jì)該模具是小型模具，排氣量不大，但分型面較大，型芯之間存在間隙，可直接利用間隙排氣，而且采用的是潛伏式澆口向型腔頂部?jī)A斜，塑料熔體先充滿(mǎn)型腔頂部，然后充滿(mǎn)周邊下部，這樣型腔頂部不會(huì)造成憋氣現(xiàn)象，氣體會(huì)沿著分型面和型芯與推件板之間的軸向間隙向外排出。因此本設(shè)計(jì)不單獨(dú)開(kāi)設(shè)排氣槽。6、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)推件板推出過(guò)程中，為了減小推件板與型芯的摩擦，采用如圖所示結(jié)構(gòu)，推件板與型芯間隙留0.2mm0.25mm的間隙，本設(shè)計(jì)中取0.2mm，并用錐面配合，以防止推件板因偏心而板溢料。7、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)的計(jì)算很麻煩，在此只進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算，在單位時(shí)間內(nèi)塑料熔體凝固時(shí)所放出的熱量應(yīng)等于冷卻水所帶走的熱量，模具溫度設(shè)為65。1）冷卻水的體積流量q=WQ/C()= = 0.0054 m/min式中： W單位時(shí)間（每分鐘）內(nèi)注入模具中的塑料重量(kg/min) ，按每分鐘注射10次， 即 14.59721.210=175.03328g/min=0.175kg/minq冷卻水的體積流量(m3/min)Q單位重量的塑料制品在凝固時(shí)所放出的熱量(kJ/kg)，ABS為390kJ/kg冷卻水的密度(1000kg/m3) C冷卻水的比熱容4.187kJ/(kg.)冷卻水的出口溫度(25) 冷卻水的入口溫度(20) 2）冷卻管道直徑 為使冷卻水處于湍流狀態(tài)，查質(zhì)料取d=25mm。3）冷卻水在管道內(nèi)的流速 由式 v= =1.79m/s 大于最低流速1.66m/s，達(dá)到湍流狀態(tài)，所選管道直徑合理。4）冷卻管道孔壁與冷卻水之間的傳熱膜系數(shù)查參考文獻(xiàn)中的表 取f=6.48（水溫為25時(shí)），因此 h=3.6f=24521kJ/(mh )5）冷卻管道的總傳熱面積A=0.010122m=10122mm6） 模具上應(yīng)開(kāi)設(shè)的冷卻水孔數(shù) n=2.5（孔） 從計(jì)算結(jié)果看，因塑件小，單位時(shí)間注射量小，所需冷卻水道也比較小，但3條冷卻水道對(duì)模具來(lái)說(shuō)是不可取的?？刹捎?孔兩兩并聯(lián)水道安裝在適當(dāng)位置。9致 謝致 謝經(jīng)過(guò)半年的忙碌，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)專(zhuān)科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)很難按時(shí)完成。在這里首先要感謝我的指導(dǎo)老師。他平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從外出實(shí)習(xí)到查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖等整個(gè)過(guò)程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。然后還要感謝大學(xué)三年來(lái)所有的老師，為我打下機(jī)械專(zhuān)業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。最后感謝紫瑯學(xué)院三年來(lái)對(duì)我的大力栽培。11參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1潭雪松等.新編塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)M.人民郵電出版社，2007.2中國(guó)模具工程大典編委會(huì).中國(guó)模具工程大典第3卷塑料與橡膠模具設(shè)計(jì)M.電子工業(yè)出版社，2007. 3中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典遍委會(huì).中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典第2卷輕工模具設(shè)計(jì)M.江西科學(xué)技術(shù)出版社，2003.4塑料模具技術(shù)編委會(huì).塑料模具技術(shù)手冊(cè)M.機(jī)械工業(yè)出版社，2005.5張玉龍.塑料品種與性能手冊(cè)M.化學(xué)工業(yè)出版社，2007.6申開(kāi)智.塑料模具設(shè)計(jì)與制造M.化學(xué)工業(yè)出版社，2006.7屈華昌.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)M.機(jī)械工業(yè)出版社，2007.1313