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JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY 本 科 畢 業(yè) 論 文 設 計 題目 擋板注射模設計 學 院 工學院 姓 名 王林 學 號 20100983 專 業(yè) 農業(yè)機械化及其自動化 年 級 農機 101 指導教師 楊鴻飛 職 稱 講師 2014 年 5 月 14 日 摘要 模具的制造有一下幾大分類 可以稱為塑料模具 又分鑄壓模具和吹塑模具 鑄造模具 沖壓模具橡膠模具和玻璃模具等 其中 注塑模具和沖壓模具用途極為 廣泛 技術熟練 占比重大 經過對擋板注塑工藝的分析 設計了一副一模兩腔的塑 料模具 里面詳細的敘述了模具成型零件 其中包括型腔 模仁等設計和重要零件的 工藝參數(shù)的選擇與計算 澆注系統(tǒng) 拔模機構和冷卻系統(tǒng)以及其它結構的設計過程 并利用 emx7 0 完成了塑料模具開模模擬等分析 關鍵詞 注塑模具 PRO E CAD 擋板 Abstract Usually die by manufacturing the product category can be divided into plasticmold also divided into injection mold pressure die casting and blow mold stamping die die casting mould rubber and glass mould etc Among them especially injection molds and stamping mold use mature technology occupies a large proportion of the Through the correct analysis of the baffle in molding process the mold two cavity plastic mold design Details including cavity molddesign and molding parts process parameter selection and calculation of important parts pouring system cooling system and the design process of other structures the selection principle of mould And using emx7 0 to complete heanalysis of plastic mold tooling simulation Key words injeetion mould Pro E CAD Bezel 目 錄 1 緒論 1 2 塑件成型特性 2 2 1 注塑件實體 2 2 2 材料的成型特性 3 2 3 ABS 材料的成型工藝參數(shù) 3 3 設計方案及參數(shù)的確定 4 3 1 注塑機的確定 4 3 2 澆注系統(tǒng)設計 5 3 2 1 主澆道設計 6 3 2 2 冷料穴的設計 7 3 2 3 分流道的設計 8 3 2 4 澆口的設計 8 3 3 分型面的設計 9 3 4 排氣系統(tǒng)的設計 11 3 5 冷卻系統(tǒng)的設計 11 4 模具的結構設計 12 4 1 成型零件的設計 12 4 2 動 定模的工作尺寸計算 12 4 2 1 型腔設計 13 4 2 2 粗糙度設計 13 4 2 3 X 綜合修正系數(shù)設計 14 4 2 3 形體尺寸公差設計 14 4 3 機構的設計 15 4 3 1 推出機構的設計 15 4 3 2 推桿 復位桿 的設計 15 4 3 3 導向機構的設計 16 4 3 4 拉料桿的設計 17 4 4 注射模標準模架的設計 18 4 4 1 模架設計 18 4 4 2 動模板的設計 18 4 4 3 定模板的設計 19 4 4 4 定模座板設計 20 4 4 5 動模座板設計 20 4 4 6 墊塊設計 21 4 4 7 推桿固定板設計 21 4 4 8 推板的設計 22 4 5 模具的整體設計 23 參考文獻 25 致謝 26 0 1 緒論 由于現(xiàn)代注塑模技術的快速發(fā)展以及計算機技術的應用 我國工業(yè)生產中的模具 已經成為生產各種工業(yè)產品不可缺少的重要設備和裝備 由于注塑模具的快速發(fā)張 這會引導我國模具相關企業(yè)和我國模具行業(yè)的快速發(fā)展 雖然我國的經濟發(fā)展速度雖 然放緩 但考慮到我國模具在國際上很有優(yōu)勢 預計 2013 年依舊有 10 的增長 為 我國模具行業(yè)在 2020 年進入世界模具強國奠定堅實的基礎 模具的制造是我國工業(yè) 生產中的重要工藝程序 同時我國模具的產業(yè)也是我國以經濟各部門發(fā)展的重要基礎 注塑模是指用于通過將塑料制造成型的塑料制件的模具 它是塑料模具中的一種類型 目前 我國模具設計水平的較低 加工設備的跟不上發(fā)達國家 制造力量的較弱 模具質量的不是很好 這直接影響了許多新產品的開發(fā)和 同時也影響著我國經濟的 發(fā)展 美國工業(yè)界認為 模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石 日本則稱 模具是促進社會 繁榮富裕的原動力 在現(xiàn)實情況中 關于儀表儀器 家用電器 交通 通訊和輕工 業(yè)等其他行業(yè)的產品零件中 大部分是由模具加工而成的 而在發(fā)達國家的工業(yè)中 他們的模具工業(yè)年生產總值早已經開始超過機床行業(yè)的生產總值 不斷提高模具設計 計制造的質量 進而改善注塑產品的外觀品質 尺寸精度 降低成本 縮短交貨期 提高效率 CAD CAE CAM 技術的進展正是適應這種需要而得以不斷完善和發(fā)展 這些 軟件的發(fā)展一定會在塑料注塑模具的領域內得到廣泛的應用 根據(jù)模具行業(yè)的發(fā)展趨勢 此次畢業(yè)設計在楊紅飛老師的指導下進行 通過對擋 板塑料模具的設計 運用以往學過的 CAD 和 Pro E 了解注塑模設計方法和工作原理 為今后的工作和相關的事情打下更加深厚的基礎 1 2 塑料的成型特性 2 1 注塑件實體 圖 1 塑件實體圖 2 圖 2 塑料實體圖 由圖 1 可知塑件的最大外形尺寸是 284mm 該擋板注塑件較大 為保證產品質 量 以及經濟要素考慮 該設計選用一模兩腔結構的結構形式 2 2 材料的成型特性 該材料采用 ABS 為熱塑性材料 該材料綜合性能好 即沖壓強度高 尺寸穩(wěn) 定 易于成型 耐熱和耐腐蝕性能好 并有良好的耐寒性 該材料的吸濕性強 塑料 在運行前需要進行充足的預熱干燥處理 塑料的含水量在工作中應該小于 0 3 由 于設計的塑件表面光澤 塑件在成型前需要進行更長時間的預熱干燥處理 塑料的流 動性中等水平 其溢邊值為 0 04mm 塑件的加熱處理溫度對塑料的質量有很大的影 響 3 2 3 ABS 材料的成型工藝參數(shù) 表一 特性 范圍 選取的數(shù)據(jù) 密度 1 02 1 16g cm 1 05g cm 收縮率 S 0 1 0 2 0 15 噴嘴 170 180 175 料筒 180 200 190 溫度 模具 50 80 70 注射 60 120 110 壓力 MPa 保壓 50 60 60 注射 0 5 3 保壓 20 60 40 冷卻 15 50 30 時間 S 總計 40 120 60 轉速 r min 螺桿 30 60 56 3 設計方案及參數(shù)的確定 3 1 注塑機的確定 該產品的材料為 ABS 查手冊可知其密度 1 02 1 16g cm 收縮率為 0 1 0 2 計算出其平均密度為 1 05g cm 平均收縮率為 0 15 通過利用 Pro E 軟件計算出擋板的體積 可以得出塑件的體積為 4 V 18253mm3 18 3cm3 質量 m 18 3 1 05 19 2g ABS 的密度取 1 05g 3 由于是 一模兩腔 所以塑件的總質量為 38 4g 澆注流道內的凝料的體積大小計算值 V 澆 9677 77 3 9 68 3 V 總 18 3 2 9 68 46 28 3 總質量 m 總 46 38 1 05 48 59g 根據(jù)擋板和流道內的總體積 查表選擇注射機的型號是 XS ZY 125 注射機的參數(shù)為 注射容量為 125 cm 3 注射壓力為 110 Mpa 螺桿直徑 42 cm 注射行程 115mm 注射方式 螺桿式 合模力 900kN 最大成型面積為 320cm 2 最大開 合 模行程 300 mm 模具最大厚度為 350mm 模具最小厚度為 200mm 動定模固定板為 532x563mm 噴嘴的直徑為 4mm 噴嘴球半徑為 12mm 1 最大注射量的校核 注射機的額定注射量為 125cm 塑件體積 18 3cm 每次成型 2 個塑件 澆道凝料為 9 68cm 實際注射量 18 3 2 9 68 46 28cm 125 80 100cm 2 注射壓力的校核 ABS 塑料的注射壓力為 60 120Mpa 取 110MPa XS ZY 125 注射機的注射壓力為 110MPa 通過以上數(shù)據(jù)的分析 注射機的壓力值滿足制造的要求 3 鎖模力的校核 5 注射機的鎖模力為 900KN 注塑機的注射壓力為 110MPa 澆注系統(tǒng)和擋板分型面的投影面積為 5 6 平方厘米 注射時模具的膨脹力 110Mpa 5 6cm 616KN 900KN 鎖模力滿足要求 4 最大注射成型面積的校核 XS ZY 125 注射機的最大注射塑件的面積為 320 2cm 澆注系統(tǒng)和擋板的投影總面積為 5 6 平方厘米 注射時模具的成型面積 5 6 3202cm2 該注射機的最大注射成型面積滿足制造零件的要求 5 最大開模行程校核 利用 XS ZY 125 注射機可以的最大開模行程為 300mm 開模行程校核公式為 100 50 45 195mm180 200 0 50 0 74 1 00 1 5 2 0 200 225 0 56 0 82 1 10 1 6 2 2 225 250 0 62 0 90 1 20 1 8 2 4 250 280 0 68 1 00 1 30 2 0 2 6 280 315 0 74 1 10 1 40 2 2 2 8 315 355 0 82 1 20 1 50 2 4 3 2 1 型腔的尺寸大小的計算 根據(jù)公式可計算出型腔的各徑向尺寸 93 093 042855 284 01 Lm 型腔深度尺寸大小的計算公式 93 093 0825 39 015 H 15 取值為 1 2x 4 3 機構的設技 4 3 1 推出機構的設計 注射模的推出機構有推桿 推管 推件板三種形式 根據(jù)塑件的形狀 構造 設計中選擇推件版推出的形式 機構簡單可靠 又因為 零件尺寸大 為防止零件變形 故采用推件板和推管聯(lián)合推出機構 如圖 4 1 所示 頂桿的尺寸 形狀如圖 8 所示 圖 8 頂桿 推桿材料選用碳素結構鋼 T8A 號鋼 淬火處理 低溫回火 HRC50 55 表面粗糙 度 Ra1 6 與型芯的配合為間隙配合 4 3 2 推桿 復位桿 的設計 在推件板推出機構中 推桿也起復位作用 為防止推件板從動模導柱 和型芯上脫落 推桿可以用螺紋與推件連接以防推件板從導柱上脫落 復位桿的設計如圖 9 所示 圖 9 復位桿圖 16 復位桿的直徑選 35mm 采用圓柱形結構 長度由模板厚度和塑件的推出距離決 定 取 110mm 復位桿材料選用 T8A 號鋼 淬火處理 低溫回火 HRC50 55 表面粗糙度 Ra0 8 與動模板的配合為間隙配合 4 3 3 導向機構的設計 導向機構主要包括導柱 如圖 10 和導套 如圖 11 主要作用是在動模與定模 合模時保證型芯與型腔的精確定位 以便合模后保持模具型腔的愛的啊正確形狀 合 模時引導動模按順序閉合 防止損壞凹凸 模 導向零件大倒薩 應啊打算發(fā)達合理 地均勻分布在模具的周圍或愛的設定啊靠近邊緣部位 其中心至 啊愛的啊啊模具邊 緣應有足夠的距離 以保證模具的強度 與防止壓入啊十大愛上導柱和導套后發(fā)生變 形 根據(jù)模具的形狀和大小 一副模具 一般采用 2 到 4 根導柱 在此設計中采用了 4 根導柱 加工 4 個導柱 導套孔時 應將定模板 定模板合在一起 一次性加工出來 以 保證孔的同心度 然后再在定模板 動模板上加工沉頭孔 導柱 導套的材料均選用碳素工具鋼 T8A 淬火處理 HRC45 48 圖 10 導柱 17 圖 11 導套 4 3 4 拉料桿的設計 拉料桿的作用主要是在開模愛瘋撒時打開分型面 為塑啊的啊啊頂出作好準備 本設計中 采用 z 字形拉料桿 工作時依靠 z 字形啊分啊若風微博鉤將主流道凝料拉 出澆口套 推出時 推出機構帶動拉料桿將主是通話費流道凝風格化料推出模外 推 出后由于鉤子的方向 飛性而的鬼地方不能自動脫落 需人工取出 拉料桿的直徑選 為 4mm 長度由模板的厚度和開模行程的大小決定 選為 220mm 如圖 12 所示 拉桿 的材料選用碳素工具鋼 T8A 淬火處理 HRC50 55 圖 12 拉料桿 18 4 4 該設計的注射模標準模架大小的設計 4 4 1 模架設計 選用標準模架應設計的內容 1 選擇標準模架型號 2 確定模架的長度和寬度 3 確定模架的厚度 并使之與注射機要求的最大 最小模具厚度適應 4 設計動定模板和座板 本設計中選取標準模架型號為 A1 型 其結構示意圖為 13 所示 該模架的的參數(shù)為 450 mm x 560 mm x 310 mm 圖 13 模架示意圖 4 4 2 動模板的設計 動模板設計尺寸為 450 mm x 450 mm x 80mm 材料為 45 鋼 動模板如圖 14 所 示 19 圖 14 動模板 4 4 3 定模板的設計 定模板的設計尺寸為 400 mm x 450 mm x 60 mm 材料為 45 鋼 成型表面直接 在銑床上進行銑削加工 加工誤差為 0 03 粗糙度為 0 8 加工后表面進行滲氮處理 設計圖如圖 15 所示 圖 15 定模板 20 4 4 4 定模板尺寸大小的設計 定模座板設計尺寸為 450 mm x 5600 mm x 35 mm 材料為 45 號鋼 設計圖如 圖 16 所示 圖 16 定模板座 4 4 5 動模座板的設計 定模座板設計尺寸的大小是 450 mm x 560 mm x 35 mm 材料為 45 號鋼 設計 圖如圖 17 所示 21 圖 17 動模座板 4 4 6 墊塊設計 墊塊設計尺寸為 78mm x 450mm x100mm 材料為 45 號鋼 設計圖如圖 18 所 示 圖 18 墊塊 4 4 7 推桿固定板設計 頂桿固定板的設計尺寸大小是 400 mm x 290 mm x 25 mm 材料為 45 鋼 設 計圖如圖 19 所示 22 圖 19 推桿固定板 4 4 8 推板的設計 推板的設計尺寸為 450mm x 290 mm x 30 mm 材料為 45 鋼 設計圖如圖 20 所示 圖 20 推板 23 4 5 模具的整體設計 模具的整體設計圖如圖 21 和 22 所示 圖 21 模具整體圖 圖 22 模具分解圖 24 模具由以下部份組成 成型零部件 合模導向機構 澆注系統(tǒng) 推出機構 加熱 和冷卻系統(tǒng) 排氣系統(tǒng) 要保證生產出合格的產品 各組成部份都應滿足設計的技術 要求 為了保證塑件的質量與模具的壽命要求 各組成部分應滿足以下技術要求 成型部位及分型面 型面粗糙度及尺寸形狀 型腔與型空間尺寸 脫模斜度必須 達到設計的要求 分型面光滑平整 棱邊清晰 鑲件組合等符合質量要求 固定結合 部分配合嚴密 不得有間隙 凹凸模組合后應保持間隙一致 塑件同一表面由上下模 或兩半模成型時錯位應在允許的范圍內 頂出系統(tǒng) 頂出時動作靈活輕松 頂出行程滿足要求 各頂出件無晃動 竄動 頂出桿等在塑件上殘留的痕跡應在塑件要求范圍內 一般允許高出型面 0 1mm 復位 可靠正確 復位桿卅復位系統(tǒng)裝配正確 一般應低于型面 0 02 0 05mm 導向系統(tǒng) 導柱 導套垂直度為 100mm 0 02mm 導套內外孔同軸度 0 01mm 滑 動靈活 無松動及吸死現(xiàn)象 保證導向部位和各零件相對位置 導柱 導套軸線對模 板垂直度公差為 100mm 0 02mm 澆注系統(tǒng) 主澆道 分澆道 進料口的尺寸 形狀 糙度等均應符合要求 流道 平直 圓滑連接 無死角 縫隙 坑 澆口套的主流道 加工粗糙度 加工痕跡應有 利于塑料流動及澆注系統(tǒng)脫模 不得有與注射橫噴嘴 R 吻合的側坑 進料端口孔不得 有影響脫模的倒錐 模具各零部件的加工應保證精度要求 導柱 導套應保證同軸度要求 加工導柱 導套孔時應同時加工 以保證同軸度要求 其它有同軸度要求的孔都采用同時加工的 方法 模具在裝配時應保證各零件的準確位置精度 模具上 下平面的平行度誤差不大 于 0 05mm 相鄰零件或相鄰單元之間的配合與連接均需按裝配工藝確定的裝配基準 進行定位與固定 以保證其間的配合精度和位置精度 25 參考文獻 1 高軍 李熹平 注塑模成型工藝分析和模具設計指導 北京 化學工業(yè)出版社 2009 2 屈華昌 塑料成型工藝和模具設計 北京 高等教育出版社 2006 3 王樹勛 鄧庾厚 典型注塑模具結構手冊 北京 中南工業(yè)大學出版社 2004 4 馮炳亮 模具設計和制造簡明手冊 上海 上海科學技術出版社 2002 5 廖念釗 互換性和技術測量 北京 中國計量出版社 1994 6 唐深玉 擠出模與塑料模設計優(yōu)化手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1996 7 付麗 張秀棉 塑料模具技術制造于應用實例 北京 機械工業(yè)出版社 2002 8 余桂英 郭紀林 看 AutoCAD2007 基礎實用教程 大連 大連理工出版社 2003 9 曾志新 呂明 機械制造技術基礎 武漢 武漢理工大學出版社 2005 10 王先奎 機械制造工藝學 上海交通大學出版社 2004 11 譚建榮 楊國中 圖學基礎教程 北京 高等教育出版社 199 12 夏巨諶 李志剛 中國模具設計大典 電子版 中國機械工程學會 26 致謝 在此設計過程中 要特別感謝我的導師楊紅飛老師的的指導與督促 同時感謝他 的諒解與包容 沒有楊老師的幫助也就沒有今天的這個設計通過對這個塑料模具的設 計我體會到了設計的不易 需要花費大量的精力和時間 更需要嚴謹?shù)闹聦W態(tài)度 通 過四年的學習我更加認識到了知識的重要性 知識就是力量 知識就是通向成功大門 的彼岸 以后走向工作后我會以更加嚴謹?shù)膽B(tài)度對待自己的工作 使自己多年所學 學有所用 學有所展 本文參考了大量的文獻資料 在此 向塑料設計界的各位前輩們致以感謝