穿線盒模具課程設計

1、<p>　　課 程 設 計 報 告</p><p>　　題目： 穿線盒模具課程設計 </p><p>　　專業(yè)：__ 材料成型及控制工程__ __ _ __ _ _</p><p>　　姓名： </p><p>　　導師：

2、 </p><p>　　時間： 2011年9月14日 </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 塑件成型工藝分析................................ .2

3、</p><p>　　1.1 塑件分析................................ ................ 2</p><p>　　1.2 ABS的性能分析................................ ............3</p><p>　　1.3 ABS的注射成型過程及工藝參數(shù)...............

4、................. 3</p><p>　　第二章 模具結構形式的擬定........................... ....3</p><p>　　2.1分型面的確定................................ ..............3</p><p>　　2.2型腔數(shù)量和排列方式的確定..............

5、.................. ....6</p><p>　　2.3注射機型號的確定................................ .... .... 6</p><p>　　第三章 澆注系統(tǒng)的設計................................ ...7</p><p>　　3.1主流道設計................

6、................ .... .... ... 7</p><p>　　3.2分流道設計................................ .... .... ... .8</p><p>　　3.3澆口的設計................................ .... .... ... .10</p><p>　　3.4校

7、核主流道的剪切速率................................ ......11</p><p>　　3.5冷料穴的設計與計算................................ .... ...11</p><p>　　第四章 成型零件的結構設計及算..........................12</p><p>　　4.1

8、成型零件的結構設計................................ .... ...12</p><p>　　4.2成型零件鋼材的選用................................ .... ...12</p><p>　　4.3成型零件工作尺寸的計算................................ ....13</p>&l

9、t;p>　　4.4成型零件尺寸及動模墊板厚度的計算.............................13</p><p>　　第五章 模架的確定................................ .... ...15</p><p>　　5.1各模板尺寸的確定................................ .... .... 15</p&

10、gt;<p>　　5.2模架各尺寸的校核................................ .... ....15</p><p>　　第六章 冷卻系統(tǒng)的設計................................ ...16</p><p>　　6.1冷卻介質(zhì)................................ .... .... ....

11、 .16</p><p>　　6.2冷卻系統(tǒng)的設計................................ .... .... .16</p><p>　　第七章 脫模推出機構的設計..............................16</p><p>　　7.1推出方式的確定................................ ...

12、. .... .16</p><p>　　7.2脫模力的計算................................ .... .... ...16</p><p>　　第八章 整體裝配圖..................... .........17</p><p>　　第九章 設計總結 ....................

13、 .......18</p><p>　　參考文獻................................ .... .... .... ....19</p><p>　　第一章 塑件成型工藝分析</p><p><b>　　1.1 塑件分析</b></p><p>　　1.1.1、外形尺寸分析

14、 </p><p>　　材料為ABS，壁厚均勻，為1.5mm，精度等級為MT5級精度，制品要求外觀表面光澤、無雜色，大 批量生產(chǎn)中等。零件圖如下：</p><p><b>　　圖1 塑料零件圖</b></p><p>　　1．2 ABS的性能分析</p><p><b>　　1、材料性能 </b>

15、</p><p>　　丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（Acrylonitrile-Butadiene-Styrene，簡稱ABS)是一種通用型熱塑性聚合物，ABS性能特征：剛性好、沖擊強度高、耐熱、 </p><p>　　耐低溫、耐化學藥品性、機械強度和電器性能優(yōu)良，易于加工，加工尺寸穩(wěn)定性和表面光澤好，容易涂裝、著色，還可以進行噴涂金屬、電鍍、焊接和粘接等二次加工性能。由于ABS的特性結合

16、了其三種組分的特點，使其具有優(yōu)良的綜合性能，成為電器元件、家電、計算機和儀器儀表首選的塑料之一</p><p>　　ABS工程塑料一般是不透明的，外觀呈淺象牙色、無毒、無味，兼有韌、硬、剛的特性，燃燒緩慢，火焰呈黃色，有黑煙，燃燒后塑料軟化、燒焦，發(fā)出特殊的肉桂氣味，但無熔融滴落現(xiàn)象。 </p><p>　　ABS工程塑料具有優(yōu)良的綜合性能，有極好的沖擊強度、尺寸穩(wěn)定性好、電性能、耐磨性、

17、抗化學藥品性、染色性，成型加工和機械加工較好。ABS樹脂耐水、無機鹽、堿和酸類，不溶于大部分醇類和烴類溶劑，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烴中。</p><p><b>　　2、成型特性</b></p><p>　　1.無定形料,流動性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長時間預熱干燥80-90度,3小時. </p><p>　　2

18、.宜取高料溫,高模溫,但料溫過高易分解(分解溫度為>270度).對精度較高的塑件,模溫宜取50-60度,對高光澤.耐熱塑件,模溫宜取60-80度. </p><p>　　3、如需解決夾水紋，需提高材料的流動性，采取高料溫、高模溫，或者改變?nèi)胨坏确椒ā?</p><p>　　4、如成形耐熱級或阻燃級材料，生產(chǎn)3-7天后模具表面會殘存塑料分解物，導致模具表面發(fā)亮，需對模具及時進行清理，

19、同時模具表面需增加排氣位置。</p><p>　　3、注射成型工藝參數(shù)（見表2－36，《塑料模具設計資料》，第35頁）</p><p>　　干燥： 70～80℃，預干燥1h左右</p><p>　　溫度:       料桶前端      

20、;  140～160℃</p><p>　　料桶中端         180～200℃</p><p>　　料桶后端         180～190℃</p><p>　　噴 

21、  嘴         150～180℃</p><p>　　模   具         30～60℃</p><p>　　壓力:   

22、60;   注射壓力         70～100Mpa</p><p>　　時間:       高壓時間         0～5s&l

23、t;/p><p>　　保壓時間        15～60s</p><p>　　冷卻時間        15～60s</p><p>　　成型周期      &#

24、160;  40～160s</p><p>　　螺桿轉速（r/min）:30～60</p><p>　　說明: 料斗干燥</p><p><b>　　４、結構工藝性 </b></p><p>　?。?）、 零件壁厚均勻，為1.5 mm，大于塑件的最小壁厚0.8 mm注射成型時應不會發(fā)生填充不足

25、現(xiàn)象，且在ABS一般在1～3.5mm間選取，塑件質(zhì)量好。</p><p>　?。?）、該塑料制件無側凹，側孔，故沒有側向抽芯</p><p>　?。?）、考慮塑件的尺寸不是很大，為了提高生產(chǎn)率，采用一模兩腔；并且用側澆口，用拉料桿使?jié)沧⑾到y(tǒng)冷凝料拉斷、頂出脫落，以利于生產(chǎn)自動化。</p><p>　　５、零件體積及質(zhì)量估算</p><p>　

26、?。?）、單個塑件 體積V＝14.93cm3（利用UG軟件分析所得），質(zhì)量m＝1.1*14.93=16.42g</p><p>　?。?） 兩個塑件和澆注系統(tǒng)凝料 總質(zhì)量M總＝1.6*n*m=1.6*2*16.42=52.54 g, 總體積V總＝52.54/1.1=47.76cm3</p><p>　　初選注射成型機的型號和規(guī)格</p><p>　　由公式 可得

27、注射機最大注射量。</p><p><b>　　注射壓力校核</b></p><p><b>　　，取。</b></p><p><b>　　鎖模力校核</b></p><p><b>　　，取，鎖模力合格</b></p><p>

28、　　初選注射成型機的型號和規(guī)格</p><p>　　選擇壓力機為XS-ZY-125 ， 其參數(shù)如下：</p><p>　　理論注射量：125cm3</p><p><b>　　鎖模力：900kN</b></p><p><b>　　螺桿直徑：45mm</b></p><p>

29、　　螺桿轉速：10-140r/min</p><p>　　公稱注射壓力：150Mpa</p><p>　　柱桿距離：260 ×360mm×mm）</p><p>　　定位圈尺寸：直徑100mm</p><p>　　噴嘴球半徑：R12mm</p><p>　　噴嘴伸出量：20 mm</p>

30、<p>　　模板行程：300mm</p><p>　　模具最大厚度：300mm</p><p>　　模具最小厚度：200mm</p><p>　　第二章 模具結構形式的擬定</p><p>　　2.1 分型面的確定</p><p>　　2.1.1分型面的形式</p><p>　　分

31、型面的形式與塑件的幾何形狀、脫模方法、模具類型及排氣條件等有關，常見的形式有：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、階梯分型面和平面、曲面分型面。</p><p>　　2.1.2分型面的選擇原則</p><p>　　1、復合塑件脫模的基本要求，就是能使塑件從模具中取出，分型面應設在脫模方向最大的投影邊緣部位；</p><p>　　2、分型線不影響塑件外觀，即分型面應盡量

32、不破壞塑件光滑的外表面；</p><p>　　3、確保塑件留在動模一側，利于推出且推桿痕跡不顯露于外觀面；</p><p><b>　　4、確保塑件質(zhì)量；</b></p><p>　　5、要你管盡量避免成型孔、側凹，若需要滑塊成型，力求滑塊結構簡單，盡量避免定?；瑝K；</p><p>　　6、滿足模具的鎖緊要求，將塑件投

33、影面積大的方向放在定動模的合模方向上，而將投影面積小的方向作為側向分型面；另外，分型面是曲面的，應加斜面鎖緊；</p><p>　　7、合理安排澆注系統(tǒng)特別是澆口位置，有利于開模；</p><p>　　2.1.3本設計分型面的選擇</p><p>　　通過對塑件結構形式的分析，同時根據(jù)以上分型面的選擇原則綜合考慮，決定將分型面選在塑件截面積最大且利于開模取出塑件的底

34、平面上，其位置如圖</p><p><b>　　圖2-1</b></p><p>　　2.2型腔數(shù)量和排列方式的確定</p><p>　　2.2.1型腔數(shù)量的確定</p><p>　　該塑件采用的精度是MT5，屬于較低精度，且生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)，但結構較復雜，故采用一模兩腔的結構形式。</p><p

35、>　　2.2.2型腔排列形式的確定</p><p>　?。?） 流動長度要適當，流道廢料盡量少，澆口位置要合適統(tǒng)一，進料要平衡，還要使型腔壓力平衡；</p><p>　?。?） 排位應保證流道、澆口套距定模型腔邊緣有一定距離，以滿足封膠要求；</p><p>　?。?） 排位應滿足模具結構等的空間要求；</p><p>　　（4） 為了

36、使模具達到較好的冷卻效果，排位應注意螺釘、推桿對冷卻水孔的影響，預留冷卻水空的位置；</p><p>　　（5） 排位要盡可能緊湊，以減小模具的外形尺寸，且長寬比例要始適中，同時也要考慮注射機的要求。</p><p>　　2.2.3模具結構形式的確定</p><p>　　從上面的分析可知，本模具設計為一模兩腔，根據(jù)塑件結構形狀，推出機構采用推板的推出形式。澆注系統(tǒng)設

37、計時，流道采用對稱平衡式，澆口采用側澆口，且開設在分型面上。因此，定模部分需要單獨開設分型面取出凝料。</p><p>　　第三章 澆注系統(tǒng)的設計</p><p><b>　　3.1主流道設計</b></p><p>　　主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴嘴注射出的熔體導入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動和

38、開模時主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動速度和充模時間。另外，由于其與高溫熔體及注射機噴嘴反復接觸，因此設計中常設計成可拆卸更換的澆口套。</p><p>　　3.1.1主流道尺寸</p><p><b>　　1、主流道長度</b></p><p>　　小型模具，本次設計中初取32mm進行設計。</p><

39、;p><b>　　2、主流道小端直徑</b></p><p><b>　　3、主流道大端直徑</b></p><p><b>　　，式中。</b></p><p><b>　　4、主流道球面半徑</b></p><p>　　SR=SR0+1~2mm=

40、12+2=14</p><p><b>　　5、球面的配合高度</b></p><p><b>　　取h = 3mm。</b></p><p>　　3.1.2主流道的凝料體積</p><p>　　3.1.3主流道當量半徑</p><p>　　3.1.4主流道澆口套的形式<

41、;/p><p>　　主流道襯套為標準件可選購。主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，易磨損，對材料要求較嚴格，因而小型注射?？梢詫⒅髁鞯罎部谂c定位圈設計成一個整體，設計中常采用T10A，熱處理淬火表面硬度為50～55HRC。</p><p><b>　　3.2 分流道設計</b></p><p>　　3.2.1分流道設計原則</p>

42、<p>　　1、塑料流經(jīng)分流道時的壓力損失及溫度損失要??；</p><p>　　2、分流道的固化時間應稍后于制品的固化時間，以利于壓力的傳遞及保壓；保3、證塑料迅速而均勻地進入各型腔；</p><p>　　4、分流道的長度應盡可能短，其容積要?。?lt;/p><p>　　5、要便于加工和刀具選擇。</p><p>　　3.2.2分流道的

43、布置形式</p><p>　　本設計中采用側澆口，分別位于兩側，有2個分流道。</p><p>　　3.2.3分流道相應參數(shù)的確定</p><p><b>　　1、分流道的長度</b></p><p>　　單邊分流道長度取，取=68mm。</p><p>　　2、分流道的當量直徑</p>

44、;<p>　　因為塑件的質(zhì)量，根據(jù)參【1】式4-16得，分流道當量直徑為：</p><p><b>　　3、分流道截面形狀</b></p><p>　　常用的分流道截面形狀有圓形、梯形、U型、六角形等，為了便于加工和凝料的脫模，分流道大多設計在分型面上。綜合考慮各方面的因素，本設計決定采用U型截面，其加工工藝性好，且塑料熔體的熱量散失和流動主力均不大。&

45、lt;/p><p><b>　　4、分流道截面尺寸</b></p><p>　　設梯形下底寬度為，底面圓角的半徑，并根據(jù)參【1】表4-6設梯形高度，則該梯形的截面積為： </p><p>　　再根據(jù)該面積與當量直徑為4.56mm的圓面積相等，可得</p><p>　　，即可得：，則梯形的上底約為5mm，如圖3-2所示。<

46、;/p><p><b>　　5、凝料體積計算</b></p><p><b>　?。?）分流道長度。</b></p><p>　?。?）分流道截面積。</p><p><b>　　（3）凝料體積。</b></p><p>　　6、分流道的表面粗糙度和脫模斜度

47、</p><p>　　分流道便面粗糙度要求不是很低，一般在Ra1.25～2.5即可，此處取。另外，脫模斜度一般在5°～10°之間，這里取脫模斜度為8°。</p><p>　　3.2.4校核剪切速率</p><p>　　1、確定注射時間：查參【1】表4-8，可取。</p><p>　　2、計算分流道體積流量：<

48、;/p><p>　　3、由參【1】式4-20可得剪切速率</p><p>　　該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流道的最佳剪切速率5×102～5×103之間，所以么分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。</p><p><b>　　3.3澆口的設計</b></p><p>　　該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，表

49、面質(zhì)量要求較高，采用一模兩腔注射，為便于調(diào)整充模時的剪切速率和封閉時間，該塑件采用五點進料的方式，以縮短流程，提高注塑效率，降低流動阻力，減少塑件的翹曲變形。</p><p>　　3.3.1側澆口。如圖：</p><p>　　3.3.2側澆口剪切速率的校核</p><p>　?。?）確定注射時間：查參【1】表4-8，可??；</p><p>　

50、?。?）計算澆口的體積流量：</p><p><b>　　。</b></p><p>　?。?）計算澆口的剪切速率</p><p>　　由參【1】式4-20可得：</p><p>　　該側澆口的剪切速率處于澆口于分流道的最佳剪切速率5×103～5×104s-1之間，所以，澆口的剪切速率校核合格。<

51、;/p><p>　　3.4校核主流道的剪切速率</p><p>　　1、計算主流道的體積流量</p><p>　　2、計算主流道的剪切速率</p><p>　　主流道內(nèi)熔體的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率～之間，所以，主流道的剪切速率校核合格。</p><p>　　3.5冷料穴的設計與計算</p>&

52、lt;p>　　冷料穴位于主流道正對面的動模板上，其作用主要是收集熔體前鋒的冷料，防止冷料進入熔體型腔而影響制品的表面質(zhì)量。</p><p>　　第四章 成型零件的結構設計及計算</p><p>　　4.1成型零件的結構設計</p><p>　　4.1.1凹模的結構設計</p><p>　　凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模結構的不

53、同可將其分為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲嵌式四種形式。根據(jù)對塑件的結構分析本設計采用整體嵌入式凹模，如圖4-1所示。</p><p><b>　　圖4-1 </b></p><p>　　4.1.2凸模的結構設計</p><p>　　凸模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通?？梢苑譃檎w式和組合式兩種類型。通過對塑件的結構分析可知，因塑件包緊力較大，

54、故設在動模部分，如圖4-2所示</p><p><b>　　圖4-2</b></p><p>　　4.2成型零件鋼材的選用</p><p>　　根據(jù)對成型零件的綜合分析，該塑件的成型零件需具有足夠的耐磨性和良好的抗疲勞性能，又因為該塑件為大批量生成，所以凹模材料選用P20.對于大型芯而言由于開模時與塑件磨損嚴重，因此剛才選用高合金工具鋼Cr12

55、MoV。</p><p>　　4.3成型零件工作尺寸的計算</p><p>　　采用參【1】表4.15中的平均尺寸法計算成型零件尺寸，塑件尺寸公差按照精度MT5查表得出的公差計算。</p><p>　　4.4成型零件尺寸及動模墊板厚度的計算</p><p>　　4.4.1凹模板厚度的計算</p><p>　　通過計算，

56、凹模板厚度取為mm，尺寸為180mmx315mmx40mm。</p><p>　　4.4.2動模墊板厚度的計算</p><p><b>　　，取T=30mm</b></p><p>　　，L是兩墊塊之間的距離約為148mm，是動模墊板的長度</p><p><b>　　第五章 模架的確定</b>&l

57、t;/p><p>　　5.1各模板尺寸的確定</p><p><b>　　1、定模型腔板尺寸</b></p><p>　　塑件高度為24mm,凹模深度為25.5mm,又考慮到模板上還要開設水道和強度問題，需留出足夠的距離，故該板厚度取40mm。</p><p><b>　　2、型芯固定板尺寸</b>&l

58、t;/p><p>　　按模架標準，板厚取32mm。</p><p><b>　　3、墊塊尺寸</b></p><p>　　根據(jù)墊塊=推出行程+推桿固定板厚度+墊板厚度+（5～10）mm</p><p>　　=25+12.5+16+（5～10）mm =58～68mm，初步選定為63mm。</p><p>

59、;　　經(jīng)過上述尺寸的計算，模架板面尺寸為315mm×180mm，模架結構形式為A4型的標準模架。其外形尺寸：寬×長×高=315mm×2180mm×273mm。</p><p>　　5.2模架各尺寸的校核</p><p>　　根據(jù)所選注射機的參數(shù)來校核模具設計的尺寸。</p><p>　　1、模具平面尺寸315mm&#

60、215;180mm﹤450mm×450mm,校核合格。</p><p>　　2、模具高度尺寸273mm，150mm﹤250mm﹤450mm，校核合格。</p><p>　　3、模具的開模行程S<380mm</p><p>　　第六章 冷卻系統(tǒng)的設計</p><p><b>　　6.1冷卻介質(zhì)</b><

61、;/p><p>　　ABS屬于中等粘度材料，其成型溫度及模具溫度分別是200℃和50～80℃.所以模具溫度初步選定位50℃，用常溫水對模具進行冷卻。</p><p>　　6.2冷卻系統(tǒng)的設計</p><p>　　本設計中的冷卻系統(tǒng)是采用16條直通的水道通過塑件的四周，分別在型芯和型腔固定板上，有兩條在定模座板上，其直徑為7mm?？紤]到生產(chǎn)成本，所以此設計比較簡單，通過計

62、算，可以達到對塑件的冷卻。如圖：</p><p>　　第七章 脫模推出機構的設計</p><p>　　7.1推出方式的確定</p><p>　　本塑件采用推桿推出的方式。</p><p><b>　　7.2脫模力的計算</b></p><p>　　7.2.1塑件的橫截面為類矩形，</p>

63、;<p><b>　　脫模力為</b></p><p><b>　　7.2.2計算拉料</b></p><p><b>　　桿取d=7mm。</b></p><p>　　第八章 脫模推出機構的設計</p><p><b>　　設計總結</b>

64、</p><p>　　【1】在今次的設計過程中，有很多的問題需要獨立思考，在用常規(guī)的方法解決不了問題時，還要從反向去思考。從而使我的思維能力得到了很大的提高。設計中所涉及到一定的創(chuàng)新設計，給我提供了一個很好的提高應變能力的訓練機會。【2】設計時，經(jīng)過不斷的到校圖書館認真地查找和借閱相關的參考資料，不但提高了個人查閱資料的能力，還擴闊了我的知識視野。</p><p>　　【3】通過本次塑料模

65、具課程設計，是我對模具有了更深的認識，同時深刻認識到要成為一名優(yōu)秀的模具設計人員還有很長的路要走，而非一朝一夕之事。再有，通過本次設計為今后的畢業(yè)設計，未來的工作奠定了一定的基礎。</p><p>　　機械是一門很嚴謹?shù)膶W科，在這次設計中反復修改才達到了比較合理的結果同時也浪費了不少圖紙，不過也才能夠?qū)C械行業(yè)有更深體會，機械其實沒什么創(chuàng)新可言，機械需要的是扎實的理論知識和深入的動手實踐。</p>

66、<p>　　本次設計是在導師三位老師的悉心指導下完成的。 </p><p>　　祝愿老師在以后的日子里，生活美滿，事業(yè)順心。</p><p><b>　　此致</b></p><p>　　敬禮 </p><p>　　錢丹 2011.09.14</p&

67、gt;<p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]葉久新，王群.塑料成型工藝及模具設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007.</p><p>　　[2]王衛(wèi)衛(wèi).材料成型設備.北京：機械工業(yè)出版社， 2010. </p><p>　　[3]《塑料模設計手冊》編寫組.塑料模設計手冊（第二版）[M].北京：機械工業(yè)