座注塑模毕业设计说明书Word下载.docx

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图1.1

塑料要求：

塑料外侧表面光滑，下端外沿不允许有浇口痕迹。

塑料允许最大脱模斜度45°

，塑件上不能出现缺料、溢料、飞边、凹陷、气孔、熔接痕、翘曲收缩，尺寸不稳定现象。

制件为结构复杂，精度高的小型零件。

1.1.1PPO塑料塑料材料特性：

　　比重:

1.07克/立方厘米成型收缩率:

0.3-0.8%成型温度：

260-290℃干燥条件：

130℃4小时。

为白色颗粒。

综合性能良好，可在120度蒸汽中使用，电绝缘性好，吸水小，但有应力开裂倾向。

改性聚苯醚可消除应力开裂。

有突出的电绝缘性和耐水性优异，尺寸稳定性好。

其介电性能居塑料的首位。

MPPO为PPO与HIPS共混制得的改性材料，目前市面上的材料均为此种材料。

有较高的耐热性，玻璃化温度211度，熔点268度，加热至330度有分解倾向，PPO的含量越高其耐热性越好，热变形温度可达190度。

阻燃性良好，具有自息性，与HIPS混合后具有中等可燃性。

质轻，无毒可用于食品和药物行业。

耐旋光性差，长时间在阳光下使用会变色。

可以与ABS,HDPE,PPS,PA,HIPS、玻璃纤维等进行共混改性处理。

1.1.2.PPO塑料成型性能：

非结晶料,吸湿小。

流动性差，为类似牛顿流体，粘度对温度比较敏感，制品厚度一般在0.8毫米以上。

极易分解，分解时产生腐蚀气体。

宜严格控制成型温度，模具应加热，浇注系统对料流阻力应小。

聚苯醚的吸水率很低0.06％左右，但微量的水分会导致产品表面出现银丝等不光滑现象，最好是作干燥处理，温度不可高出150度，否则颜色会变化。

聚苯醚的成型温度为280-330度，改性聚苯醚的成型温度为260-285度。

1.1.3PPO塑料用途：

适于制作耐热件、绝缘件、减磨耐磨件、传动件、医疗及电子零件。

可作较高温度下使用的齿轮、风叶、阀等零件，可代替不锈钢使用。

可制作螺丝、紧固件及连接件。

电机、转子、机壳、变压器的电器零件。

1.2.塑件的成形工艺参数确定

查有关手册得到ppo塑料的成形工艺参数如下：

密度：

1.07g

注射机类型：

螺杆式

预热和干燥：

温度120～140℃

时间2～4h

喷嘴形式：

直通式

喷嘴温度：

250～280℃

料筒温度：

后段260℃～280℃

中段260℃～290℃

前段230℃～240℃

模具温度：

110℃～150℃

注射压力：

100～140Mpa

成型时间：

注射1～5s

保压20～40s

冷却30～60s

总周期50～100s

螺杆转速：

20～30n／cr．Min

后处理：

方法热风烘箱

温度140～150℃

时间1～2h

二.塑件成形型工艺分析及方案

2.1.模具的基本结构

2.1.2确定型腔数目

单型腔模具其优点是塑件精度高，工艺参数易于控制；

模具结构简单；

模具制造成本低，周期短，但塑件成型的生产率低，塑料成本高。

其适用于塑件较大，精度要求较高或者小批量生产及试生产。

多型腔模具其塑料成型的生产效率高，塑件的成本底，但塑料的精度低，工业参数难以控制；

模具结构复杂，模具制造成本高、周期长。

其适用大批量、长期生产的小型塑件。

塑件的形状比较复杂，质量比较小，生产批量比较大，且精度要求较高，所以应该采用多型腔注射模具。

考虑到塑件的表面质量，需要侧向抽芯机构，先抽内侧型芯，所以模具采用一模四腔，平衡布置。

这样模具的尺寸比较小，制造加工也比较方便，生产效率提高，塑件的成本也比较低。

其型腔分布如下图：

2.1.2分型面的确定：

分型面选择在塑件的轴线上这种选择会使表面留下脱模痕迹，且宜使塑件发生分裂影响塑件的表面质量。

次分型面选择在塑件的上下端面处。

由于此塑件的特殊性情况分型面选择为梯形壮，由于塑件被上下分型面围住不会影响塑件的表面质量，也不影响塑件的脱模，仅在侧向抽芯留有分型面痕迹。

同时不影响侧向机构，且塑件脱落方便。

2.1.3浇注系统的选择

1）主浇道设计：

浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。

包括主流道、分流道，浇口和冷料穴。

为了让主流道浇口凝料能从浇口套顺利拔出，主流道设计圆为锥形，锥角为6°

，其小端直径d比注射机喷嘴直径大0.5～1mm,由于小端前面是球面,其深度内3～5㎜.注射机喷嘴的球面在该位置与模具接触并且贴合.因此要求主流道球面半径比喷嘴球面半径大1～2㎜,其计算公式为:

dmin=R+（0.5～1）,R2=R1+（1～2）mm

dmin为小端最小允许值，R为小端球面半径值，R1为喷嘴球面半径，R2为主流道球面半径。

2）浇口设计：

浇口是连接分流道与型腔的熔体通道，浇口又有限制性浇口和非限制性浇口，其中，限制性浇口是整个浇径系统中截面尺寸最小的部位。

通过截面积的突然变化，提高注射压力和剪切速率，降低黏度，可较早固化，防止型腔熔体倒流，有利于分模。

针对本产品而言，采作侧浇口这种浇口的优点是：

减少了浇注系统塑料的消耗量，同时去除浇口容易，不留明显痕迹。

侧浇口的尺寸：

侧浇口的尺寸计算公式如下

B=（0.6~0.9）/30×

AT=（0.6~0.9）￡

式中B——侧浇口的宽度，mm

A——塑件的外侧表面积，mm

T——侧浇口的厚度，mm

￡——浇口处塑件的壁厚，mm。

侧向浇口，对于中小型件，一般深度t=0.5~2.0mm（或取塑件壁厚的1/3~2/3），宽度b=1.5~5.0mm,浇口的长度l=0.7~2.0mm

2.1.4模具排气槽设计

当塑料熔体充填型腔时，必须有顺序的排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热分解而产生的气体；

若不及时的排出气体塑件会因填充不足而出现气泡或表面轮廓不清。

一般模具采用间隙配合进行排气，也可以在分型面上开设排气槽进行排气。

根据实际情况并考虑成本，故本模具采用间隙排气较为合适。

2.1.5推出方式的确定

推出机构按动力来源分为以下几种形式：

手动推出机构，机动推出机构；

液压和气动推出机分析：

<

1>

手动推出机构指当模具分开后，用人工操纵脱模机构使塑件脱出，它可分为模内手工推出和模外手工推出两种。

这类结构多用于形状复杂不能设置推出机构的模具或塑件结构简单、产量小的情况。

<

2>

机动推出机构依靠注射机的开模动作驱动模具上的推出机构，实现塑件自动脱模。

这类模具结构复杂，多用于生产批量大的情况。

3>

液压和气动推出机构一般是指在注射机或模具上设有专用液压或气动装置，将塑件通过模具上的推出机构推出模外或将塑件吹出模外。

经分析结合该塑件成型要求及现有设备选择其推出机构为机动推出机构。

推出机构设计要求：

对推出机构的要求要随塑件形状，结构的不同而变化①塑件留在动模②塑件在推出过程中不变形，不损坏③不损坏塑件的外观质量④分摸时应使推出机构正确复位⑤推出机构动作可靠⑥另外，要求推出机构自身要有足够的强度和刚度。

由于塑件形状为圆形，结构复杂，尺寸较小且壁厚较薄，使用推杆推出自由度较大，推出面积一般比较小，容易达到推杆与模板或型芯上推杆孔的配合，且运动阻力小，损坏后也便于更换，推件板推出顶力均匀，运动平稳，但推出力大，容易使塑件变形，损坏塑件，故采用推杆推出。

2.1.6模具的结构形式

侧浇口一般设在分型面上，塑料熔体从内侧或外侧充填模具型腔，其浇口面积多为矩形（扁槽），是限制性浇口。

由于侧浇口截面小，减少了浇注系统塑料的消耗量，同时去除浇口容易，不留明显痕迹，因此该模具的结构形式为双分型面注塑模。

2.1.7确定温度调节系统结构：

模具的温度调节系统主要由塑料种类、模具的大小、塑件的物理化学性能、外观和尺寸精度都对模具的调节有影响。

在设置温度调节系统后有时会给注塑生产带来一些问题，例如，采用冷水调节模具温度时，大气中水分凝结在模具型腔的表面，影响塑件表面质量，而采用加热措施后，模内一些间隙配合的零件可能由于膨胀而使间隙减小或消失，从而造成卡死或无法工作。

在本模具上由于骨架大端面积较大必须设置冷却系统。

2.1.8成型设备的选用

由于该模具所用注射机最大注射量Gmax=cpG=0.93×

1.054×

97=95.08,故由表2—8中选用xs-z-60型号式注塑机，其有关参数如下：

额定注射量/cm³

60

螺杆直径/mm30

注射压力/MPa122

注射行程/mm170

注射方式柱塞式

锁模力/KN500

最大成型面积/cm³

130

最大开合模行程/mm180

模具最大厚度/mm200

模具最小厚度/mm70

喷嘴圆弧半径/mm12

喷嘴孔直径/mm4

动定模固定板尺寸/mm×

mm330×

440

拉杆空间/mm×

mm190×

300

合模方式液压—机械

液压泵流量/（L/ 

min）70

压力/（MPa）6.5

机器外形尺寸/mm×

mm×

mm3160×

850×

1550

注：

Gmax——为可注塑的最大注塑量

C—料筒温度下塑料的体积膨胀的校正系数，对于结晶形的塑料，c≈0.85；

对于非结晶形的塑料，c≈0.93；

P—所用塑料在常温下的密度；

G－注射机的公称注射容量。

注塑压力的校核：

注射机的公称注射压力要大于成型的压力，即

P1≥P2

式中P1—注射机的最大注射压力；

P2—塑件成形所需的实际注射压力。

1）塑料的流动性好，形状简单，壁厚较大，P2＜70Mpa；

2）黏度较低，形状精度要求一般，P2=70～100Mpa；

3）中高黏度的塑料，P2=100～140Mpa；

4）塑件黏度较高，壁薄或不均匀，流程长，精度要求较高，P2=140～180Mpa；

5）高精度塑件，P2=230～250Mpa；

a.喷嘴尺寸

注塑机的喷嘴头部的球面半径R1应与模具主流道始端的球面半径R2吻合，以免高压熔体从狭缝处溢出。

R2一般应比R1大1～2mm,否则主流道内塑料凝料无法脱出。

b.最大、最小模厚

在模具设计时应使模具的总厚度位于注射机安装模具的最大厚度和最小厚度的之间。

同时应该校核模具的外形尺寸，使得模具能从注射机拉杆之间装入。

c.开模行程和顶出机构的校核

注射机的开模行程是有限制的，塑件从模具中取出是所需的开模距离必须小于注射机的最大开模距离，否则塑件无法从模具中去取出。

开模距离一般可分为两种情况：

一是当注塑机采用液压机联合作用的锁模机构时，最大开模行程由连杆机构的最大行程决定，并不是模具的厚度影响，即注射机的开模行程与模具的厚度无关；

二是当注射机采用液压机械联合作用的琐模机构时，最大开模行程由连杆机构的最大行程决定，并受模具的厚度影响，即注射机的开模行程与模具的厚度有关。

d.锁模力的校核

由于高压塑料熔体充满型腔时，会产生一个沿注射机轴向的很大的推力，这个力应小于注射机的公称锁模力，否则将产生溢料现象，即：

F锁≥PA分

式中F锁—注射机公称锁模力；

P—注射时型腔的压力，它与塑料品种和塑件有关；

A分—塑件和浇注系统在分型面上的垂直投影面积之和。

三.模架的选择

2.1模架结构的选择

冷却回路的设计应做到回路系统内流动的介质能充分吸收成型塑件所传导的热量，使模具成形表面的温度稳定地保持在所需的温度范围内，并且要做到使冷却介质在回路系统内流动畅通，无滞留部位。

模架的结构如图2.6所示

图2.6模架结构

2.1.1模架安装尺寸校核

模具外形尺寸长为长390，宽265,高290mm，小于注塑机拉杆间距和最大模具厚度，可以方便的安装在住宿机上。

2.1.2结构零部件

按机构组成单分型面注射模，可由成型零部件，浇注系统，导向机构，推出机构，温度调节系统，冷却系统和结构零部件组成。

该模具的结构为双分型面注射模，它的一般工作过程为：

模具闭合一模具锁紧一注射一保压一补塑一冷却一开模一推出塑件。

制品冷却定型后开模，制品和流道凝料均被留在动模。

经推出机构复位。

推出机构上设置了导向装置44、45，保证了细推杆的平稳运行，延长了它们的使用寿命。

（1）型腔结构

如模具装配图，型腔由定摸板和滑块，定模镶件三部分组成。

定模板与滑块构成塑件的侧壁，且定模镶件成型塑件底部，侧浇口开在定模镶件上，这样使加工方便有利于型腔的抛光。

定模镶件可以更换，从而提高了模具寿命。

（2）型芯结构

如装配图所示，型芯支承（板上的螺钉固定。

型芯与推件板采用梯形面配合，以保证配合紧密，防止塑件产生飞边。

另外，梯形面配合可以减少推件板推件运动时与型芯之间的磨损，且型芯开设的有冷却孔，以次来强制型芯冷却。

斜导柱安装在定模，滑块安装在动模的结构，是斜导柱侧向分型抽芯机构的模具中应用最广泛的形式，它即可用于结构比较简单的注射模也可用于结构比较复杂的双分型面注射模，模具设计人员在接到设计具有侧抽芯塑件的模具任务时，首先应考率这种形式，这种形式在设计时必须注意，侧抽芯滑块与推杆在复合模复位过程中不能产生“干涉”现象，所谓“干涉”现象是指滑块的复位先于推杆的复位使活动侧抽芯与推杆相碰撞，选成活动侧型心或推杆损坏的缘故，在模具结构允许的情况下，应尽量避免在型芯的投影范围内设置推杆，如果受到模具结构的限制而侧型芯的投影一定要设置推杆，首先考虑能否使推杆在推出一定距离后仍低于侧抽芯的最低面，当这一条件不能满足时，就必须分析产生干涉的临界条件和采取措施使推出机构先复位然后才允许型芯滑块复位，这样才能避免干涉。

⑶型芯的技术要求及固定的方法。

1型芯的材料

常用T8，T7A，T10，T10A，Cr12。

2型芯的表面粗糙度

成型部分应达Ra=0.1～0.025

；

配合部分应达Ra=0.8

其余部分应达Ra=6.3～1.6

3热处理硬度

热处理硬度应达45～50HRC

4表面处理

成型部分镀鍩，镀鍩层深度为0.015～0.020mm。

镀鍩后应抛光处理。

2.1.3支承零部件

注射模中的各种固定板，支承板（垫块）以及模座（动定模底板）等均称支承零部件。

⑴固定板

固定板在模具中起着固定成型零部件，合模导向机构及推出脱模机构等各种功能结构的作用，固定板在模具中的工作条件与结构形式和注射成型工艺条件有关，必须有足够的强度和刚度。

固定板的强度和刚度主要取决于固定板的厚度和材料，当固定板要求比较严格和对模具寿命要求长时，固定板要求采用合金结构钢制造，反之则碳素结构钢即可。

固定板材料为

钢。

（2）支承板和垫块

支承板也叫垫板，对固定板上模具各零件起支承作用，垫块垫靠在支承板与模座之间，形成推出脱模机构的运动空间，变更支承板和垫块的厚度可改变模具的封闭高度。

支承板与固定板相联，联按时，常采用定位销与螺拴紧回，有时也可用定位销定位端部铆接紧固。

支承板具有一定的强度和刚度，以防止发生变形引起支承和固定在支承板上的成型零件之间产生错位和偏移，以致成型零件发生溢料或制品超差。

该支承板的材料为45钢，热处理时的硬度大于等于200HBS支承板见零件图所示。

（3）模座

与注射机相关的模具底板成为模座，模座是整个注射中支承所有零部件的底板，在注射成型过程中传递合模力并承受成型力，应具有走够的强度合刚度，即应具有一定的厚度，小型模具厚度不低于13mm，大型模具厚度可达75mm以上。

模座材料采用合金结构钢或碳素结构钢，调质处理后大于等于200HBS，对于一些批量小的制品合膜力或成犁力太大时也可选铸铁。

四.模具的结构及其尺寸的设计计算

4.1模具结构设计

4.1.1型腔结构设计

本套模具的型腔是由凹模滑块7，型腔板9、定模板上的型芯25共三部分构成。

型腔板9和左右两个斜滑块构成了骨架的侧面，凹模滑块7和型芯25构成带轮的顶面和内表面。

凹模块7，型腔板9和型芯25构成了带轮底面。

浇口开在骨架的中心处，浇口形状为扁平浇口，目的是便于脱模且不留痕迹。

加工方便，加工精度高有利于型腔的抛光，左右滑块可以更换，提高模具的使用寿命，节约成本。

4.1.2型心结构配合额

型芯6是由固定板上的型芯孔固定，型芯6与固定板15和支撑板16的配合为过盈配合，以保证配合的紧密，防止塑件产生飞边。

另过盈配合可以保证型芯与动模板的相对位置的固定。

4.1.3模具的导向机构

为了保证模具的闭合精度，模具的定模部分和动模部分之间采用导柱和导套导向定位，推件板上装有导套，推出推件时，导套在导柱上运动，保证了推件板的运动精度。

定模板上装有导柱，为侧浇口和定模板及拉料杆的运动导向。

型腔在成型过程中受到塑料熔体的高压作用和高速的冲击作用，应该具有足够的强度和刚度。

实践证明大尺寸型腔刚度不足是主要矛盾，故型腔的不足是刚度不够，型腔应以满足刚度条件为准：

δmax≤[δ];

而对于小尺寸的型腔，强度不足是是主要矛盾，型腔应以Бmax≤[Б]。

在工厂实际生产中也常用经验数据或有关表格进行简化对凹模侧壁和底板厚度的设计。

由《塑料模具设计与制造》中表3—22中可以查出圆形型腔的内壁直径为2r，在80~90mm范围内。

组合式型腔的内壁厚为13mm，模具的壁厚为35mm，根据实际尺寸检测t>

13就可以满足强度，故本模具的强度足够，可以进行下一步的设计。

4.2模具成形尺寸设计计算

模具成形零件的制造精度是影响塑件尺寸精度的重要原因之一，模具成形零件的制造精度愈低，塑件精度尺寸愈低。

一般成形零件工作尺寸制造公差值§

z取塑件公差值△的１／３～１／４或取［Ｔ］～ＩＴ８级作为制造公差，组合式型腔或型芯的制造公差应根据尺寸链来确定。

模具在使用的过程中，由于磨损而造成模具的成形零件尺寸的变化.在计算成形零件的工作尺寸时，对于批量小的塑件，且模具表面耐磨性好的（如高硬度模具材料，模具表面进行过镀铬或渗氮处理的），其磨损量应取小值；

对于玻璃纤维做原料的塑件，其磨损量应取大值；

对于与脱模方向垂直的成形零件的表面，磨损量应取小值，甚至可以不考虑磨损量；

而与脱模方向平行的成形零件的表面，应考虑磨损；

对于中，小型塑件，模具的成形零件最大磨损量可取塑件公差的1/6，而大型塑件，模具的成形零件最大磨损量应取塑件公差的1/6以下。

在一般情况下，塑料收缩率波动，成形零件的制造公差和成形零件的磨损是影响塑件尺寸和精度的主要原因。

对于大型塑件，其塑料收缩率对塑件的尺寸公差影响最大，应稳定成形工艺条件，并选择波动较小的塑料来减小塑件的成形误差；

对于中，小型塑件，成形零件的制造公差及磨损对塑件的尺寸公差影响最大，应提高模具精度等级和减小磨损来减小塑件的成形误差。

实际收缩率与计算收缩率会存在有差异，按照一般的要求，塑料收缩率波动所引起的误差应小于塑件公差的1/3。

取ppo塑料的平均成形收缩率为S=（S1+S2）/2=0.7%。

塑件未标注公差按照表1-12中IT4级精度公差值选取，塑件尺寸如图3.1所示。

图3.1塑件尺寸

注：

S——塑料的平均收缩率；

S1——塑料的最小收缩率；

S2——塑料的最大收缩率。

4.2.1型腔径向尺寸：

对于中小型塑件模具最大磨损取塑件公差的1/6；

模具制造公差〥z=△/3；

取X=0.75。

仅考虑塑件收缩时模具成形零件工作尺寸计算Lm=Ls（1+S）

式中，Lm—模具成形零件在常温下的实际尺寸，

Ls—塑件要常温下的实际尺寸，

S—为塑件的计算收缩率。

计算公式：

（LM1）+〥0=[（1+S均）Ls1-X△]+〥0

式中：

S均—塑件的平均收缩率

Ls—塑件的外形最大尺寸

X—系数，尺寸大精度底的塑件X=0.5，尺寸小精度高的塑件X=0.75

△—塑件尺寸的公差

故如图2.7所示：

Φ20±

0.05→Φ20-0.05

（LM1）+〥0=[（1+S均）Ls1-X△]+〥0

=[（1+0.6%）×

20.0520.17-0.75×

0.05]+0.016

=20.136+0.016

4.2.2型腔深度尺寸的计算

模具的最大磨损量取塑件公差的1/6；

模具制造公差〥z=△/3取X=0．5。

（HM）=[（1+S均）Hs-x△]+〥0

式中HS——塑件的高度最大尺寸；

X的取值范围在1/2~1/3之间，当尺寸大，精度要求低的塑件取小的值，反之，取大值。

其余各符号的意义同上。

7.5-0.10→7.5-0.1

（HM2）+〥0=[（1+S均）Hs2-X△]+〥0

=[（1+0.6%）×

7.5-0.5×

0.1]+0.03

=7.4950-0.03

4.2.3型芯径向尺寸

模具最大磨损量取塑件公差的1/6；

模具制造公差〥z=△/3；

取X=0.75.

（lM）0-〥Z=[（1+S均）ls+x△]0-〥Z

1）8.5+0.10→8.5+0.1

（ls1）0-〥z=[（1+S）ls1+X△]0-〥Z

=[（