注塑模具毕业设计例衬套.docx

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注塑模具毕业设计例衬套

塑件成型工艺分析

塑件图

塑件的视图如图1-1所示：

塑件的工艺分析

产品名称：

衬套

产品材料：

球墨铸铁

产品特点：

球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。

塑件材料使用特性及用途

球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。

球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。

所谓“以铁代钢”，主要指球墨铸铁。

2拟定模具结构形式

2.1型腔数目的确定

为了制模具与注射机的生产能力相匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件精度，模具设计时应确定型腔数目。

模具的型腔数可根据塑件的产量、精度高低、模具制造成本以及所选用注射机的最大注射量和锁模力大小等因素确定。

小批量生产，采用单型腔模具；大批量生产，宜采用多型腔模具。

但如果塑件尺寸较大时，型腔数将受所选用注塑机允许最大成型面积和注塑量的限制。

由于多型腔模的各个型腔的成型条件以及熔体到达各型腔的流程难以取得一致，所以塑件精度较高时，一般采用单型腔模具。

该塑件精度要求不高，又是大批量生产，采用一模四件。

2.2分型面的选择

1）分型面是指分开模具能取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。

合理地选择分型面对于塑件质量、模具制造、与使用性能都有着很大的影响，模具设计时应根据塑件的结构、尺寸精度来设计。

2）不要设在塑件要求光亮平滑的表面或带圆弧的转角处，以免意料飞边、拼合痕迹影响塑件外观。

3）开模时，尽量使塑件留在动模一边，一般在动模边设脱模机构较为方便。

4）尽力保证塑件尺寸的精度要求。

5）应有利于侧面分型和抽芯。

6）尽量使分型面位于料流末端，以利于排气。

7）尽量使模具加工方便。

由于本塑件的结构形状较为简单，只应在塑件最大轮廓处。

如图所示：

注塑机型号的确定

副模具都只能安装在与其相适应的注塑机上方能生产。

因此，模具设计时应了解模具和注塑机之间的关系，了解注塑机的技术规范，使模具和注塑机相互匹配。

注射容量的计算

注射机的理论注量，指在对空注射时能完成一次注射熔料的体积量（cm3）.模具安装后，对模腔注射容量的计算,可以制件产品为主,计算其体积量，然后确认总体积注射量。

注射模一次成型的塑料重量（塑件与流道凝料之和）应在注塑机理论注射量的10%-80%之间，既能保证制品的质量，又可充分发挥设备的能力，则选在50%-80%之间为好。

通过计算可得出塑件的体积V=10cm3，塑件质量m1=10.4g，

流道凝料的质量m2是个未知数，可按塑件质量的0.6倍来算。

此设计为一模四腔，所以注塑量为：

m=1.6nm1=（1+0.6）×4×10.4=66.56g，n为型腔数。

因此，注塑机额定注塑容量V=m/（0.8ρ）=66.56/（0.8*1.04）=80cm3

锁模力的计算

锁模力是指注塑机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力。

当高压的塑料熔体充填模腔

时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。

为此，注塑机的额定锁模力必须大于该胀型力，

即：

F锁≥F胀=A分·P型

式中，F锁─注塑机的额定锁模力（N）；

P型─模具型腔内塑料熔体平均压力（MPa），一般为注塑压力的0.3～

0.65倍，通常为20～40MPa，取P型为35MPa。

A分─塑件和浇注系统在分型面的投影面积之和（mm2）

流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A2，在模具设计前是个未知值，根据多型腔模的统计分析，大致是每个塑件在分型面上的投影面积A1的0.2倍～0.5倍，因此，可用0.35nA1来进行估算，所以

A=nA1+A2

=nA1+0.35nA1

=1.35nA1

=8397.5mm2

式中，由PRO/E模型分析，得模型的最大投影面积A1=1555.1mm2；

n---型腔数；

故模具胀型力

F=A*P

=8397.5×35

=293.913KN

式中，型腔压力P取35Mpa

分流道设计

分流道的形状与尺寸

分流道的截面尺寸与所用塑料的种类、塑件壁厚、形状、体积、分流道长度等多种因素有关。

本设计的分流道设置在分型面上，截面形状采用加工工艺性比较好的半圆截面流道。

PA1010塑件的流动性好，分流道较短，其截面半径为1.6~9.5mm

分流道的长度

分流道的长度要尽可能短，且弯折少，以便减少压力损失和热量损失，节约塑料的原材料和能耗。

本设计只需一次分流，所以主流道到浇口的长度为6~10mm。

分流道的表面粗糙度

由于分流道的表面粗糙度值不能太小，一般Ra值0.16μm左右，这可增加对外层塑料熔体的流动阻力，使外层塑料冷却皮层固定，形成绝热层。

成型零件的结构设计

型腔的机构设计

凹模是成型塑件外表面的部件，按其结构形式可分为整体式和组合式。

整体式凹

模是由一整块金属材料直接加工而成。

其特点是为强度好，不易变形，塑件表面光滑平整，没有镶拼的痕迹。

用于小型且形状简单的塑件成型。

本塑件结构简单，分型面设在衬套的底面，凹模设计成通孔，且深度比较浅，易加工，故可采用整体凹模结构。

成型零件钢材选用

塑料模刚材的性能要求：

（1）机械加工性能良好

（2）抛光性能优良

（3）耐磨性和抗疲劳性能好

（4）芯部强度高

（5）具有耐腐性能

（6）有一定的热硬性

凹模的技术要求：

1）材料：

CrWMn

2）热处理：

HRC40~50

3）表面粗糙度：

型腔表面Ra0.2~Ra0.1，配合面Ra0.8

4）表面处理：

表面镀鉻，抛光

5）凹模加工：

模套与模块锥面配合严密处配制加工

型芯的技术要求：

1）材料：

T8

2）热处理：

HRC45~50

3）表面粗糙度：

型芯表面Ra0.1~Ra0.025，配合面Ra0.8

4）型芯加工：

同轴度高处配制加工

型腔径向尺寸

模具最大磨损量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3；取x=0.75。

1）φ60±0.55→φ60.55

（Lm1）

=[（1+S）Ls1-xΔ]

=[（1+1.5%）*60.55-0.75*1.1]

=60.63

2）φ40±0.40→φ40.40

（Lm2）

=[（1+S）Ls2-xΔ]

=[（1+1.5%）*40.40-0.75*0.80]

=40.41

5.3.2型腔深度尺寸

模具最大磨损量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3；取x=0.5。

6±0.16→6.16

（Hm1）

=[（1+S）Hs1-xΔ]

=[（1+1.5%）*6.16-0.75*0.32]

=6.01

5.3.3型芯径向尺寸

模具最大磨损量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3；取x=0.75。

φ30±0.35→φ29.65

（Lm1）

=[（1+S）Ls1+xΔ]

=[（1+1.5%）*29.65+0.75*0.70]

=30.62

5.3.4型芯高度尺寸

模具最大磨损量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3；取x=0.5。

φ40±0.40→φ39.60

（Hm2）

=[（1+S）Hs1+9xΔ]

=[（1+1.5%）*39.60+0.75*0.80]

=40.79

7导向机构的设计

为了保证注塑模准确合模和开模，在注塑模中必须设有导向机构。

导向机构主要起定位、导向以及承受一定侧压力的作用。

导柱导向机构，包括导柱和导套两个主要零件，分别安装在动、定模两边。

导柱的基本机构形式有两种。

一种是除安装部分的凸肩外，长度的其余部分直径相同，称带头导柱，另一种是除安装部分的凸肩外，使安装的配合部分直径比外伸的工作部分直径大，称有肩导柱。

带头导柱用于生产批量不大的模具，可以不用导套。

有肩导柱用于采用导套的大批量生产并高精度导向的模具。

装在模具另一边的导套安装孔，可以和导柱安装孔以同一尺寸一次加工而成，保证了同轴度。

导柱前端均须有锥形引导部分，并可

割有储油槽。

导柱直径尺寸随模具模板外形尺寸而定。

模板尺寸愈大，导柱间的中心距应愈大，所选导柱直径也应愈大。

设计导柱和导套时应注意以下几点：

（1）导柱应合理地均匀布在模具分型面的四周，导柱中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具的强度。

（2）导柱的长度应比型芯端面的高度高出6～8mm，以免型芯进入凹模时与凹模相碰而损坏。

（3）导柱和导套应有足够的耐磨度和强度，常采用20#低碳钢经渗碳0.5～0.8mm，淬火50～55HRC,也可采用T8A碳素工具钢，经淬火处理。

（4）为了使导柱能顺利地进入导套，导柱端部应做成锥形或半球形，导套的前端也应倒角。

（5）导柱设对称分布

脱模机构设计

注射成型的每一周期中，必须将塑件从模具型腔中脱出，这种把塑件从型腔中脱出的机构称为脱模机构，也可称为顶出机构或推出机构。

脱模机构的作用包括脱出、取出两个动作。

推出机构的设计原则：

（1）使制品在推出过程中不变形不损坏。

（2）尽量使塑件留在动模上。

（3）推出动作可靠，更换推出零件容易。

（4）使脱模后的制品有良好的外观。

脱模机构的结构设计

本塑件形状为圆筒形塑件，采用推板推出机构。

推板推出机构的特点是顶出力均匀，运动平稳，且推出力大。

推板与推件板之间采用固定式连接形式，即在推杆头部设计成螺纹与推件板连接，以防止推件板在推出过程中脱落。

（注：

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