畢業(yè)設計（論文）軸套注射模具設計

1、江蘇信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）題 目 軸 套 院 系 機電工程系 專 業(yè) 模具設計與制造 班 級 模具091 學生姓名 指導教師 摘 要我國制造正飛速發(fā)展，而模具所在比重不可小視，現(xiàn)今注塑模具完全被融合到生產設備里，它在一定程度上發(fā)揮著對外圍設備進行調控的作用。隨著電子，信息等高技術的不斷發(fā)展，模具cad/cae/cam正向集成化、智能化和網(wǎng)絡化方向發(fā)展。本設計主要介紹軸套的設計，運用cad繪畫裝配圖零件圖，pro/e三維建模等等。塑件工藝性的分析等等。確定行腔數(shù)目，分型面的選擇，確定澆注系統(tǒng)，推出機構導向機構，成型零件的結構設計、工作尺寸設計，模具材料的選擇。關鍵詞：軸套注射模具設計，

2、工藝性分析，模具的設計pick tochinese manufacturing is rapid development, and mould in proportion can not be ignored, now injection molding was completely fusion to the production equipment, to a certain extent, it plays a peripheral device to control the role. as the electronic, information the continuous deve

3、lopment of high technology, mould cad/cae/cam positive integration, intelligence and network development direction.this design mainly introduces the design of the collar, using cad drawing parts drawing assembly drawings, pro/e of 3 d modeling, and so on. the analysis of the technology of plastics,

4、etc. determine the number of cavity while curing, points the selection of type, sure gating system, roll out institutions steering mechanism, the structure design, molding part work size design, mould material selection.keywords: collar injection mold design, technology analysis, mould design目 錄第一章

5、軸套的工藝性分析 一）、塑料的工藝性分析 二）、塑件結構工藝性分析 三）、塑件尺寸工藝性分析第二章 注射機的選擇一） 行腔數(shù)目的的初步確定二） 注射機的選擇三） 最大注射量的校核四） 注射壓力的校核五） 鎖模力的校核六） 模具與注射機合模部分相關尺寸校核七） 開模行程校核八） 推出機構校核第三章 注射成型方案確定一） 分型面的類型。位置及數(shù)量的確定二） 澆注系統(tǒng)機構及尺寸設計三） 推出機構的選擇四） 導向機構的選擇五） 加熱/冷卻系統(tǒng)的選擇及計算第三章 注射成型零件設計一） 成型零件結構設計二） 成型零件工作尺寸設計三） 模具材料的選擇第四章 模具圖紙一） 模具裝配圖二） 非標件零件圖致謝參考

6、文獻第一章 塑件工藝性分析一） 塑料工藝性分析該塑件選用的材料是聚甲醛（pom）聚甲醛是以三聚甲醛為原料聚合而成的線型熱塑性工程塑料，由于原料（甲醛）來源豐富，綜合性能優(yōu)異，成型方便，因此作為工程塑料發(fā)展很快。pom廣泛應用于汽車、機械、儀表、電器、化工和農機等的零部件制造。pom的化學和物理性質：pom為半透明到不透明的白色粉末或粒料，密度為1.42/g cm3左右，著色性好，易燃，高結晶性。pom具有良好的力學性能，比強度、比剛度十分突出，與金屬接近（超過尼龍）抗沖擊性能是其他工程材料不能比的。用于制造各種齒輪、軸承、彈簧、凸輪、螺栓、螺母、泵體及機床導軌等。pom具有良好的電緣性，幾乎不

7、受溫度影響，其介電性能在很寬的頻率范圍內變化不大。用于制造電動工具外殼、電話機、電視機、計算機及繼電器中的零部件。pom的耐化學性質優(yōu)良，耐有機溶劑烴、醇、酯、醚和油脂性能良好，不耐強酸、堿及氧化劑。需加入助劑提高熱穩(wěn)定性。pom尺寸穩(wěn)定性好，吸濕性小，可用來制造精密零件。聚甲醛的成型特性：1) 可用注射（95%以上）、技出及吹塑等成型加工方法。吸濕性小，可不必干燥處理。2) 熔融溫度范圍窄，熱敏性強，易分解，分解時有刺激性和腐蝕性氣體產生，熔料不宜在料筒是時間過長塑化時螺桿轉速要低，防止過熱和長時間受熱。采用直通噴嘴，噴嘴孔徑大一些，防止滯料分解。3) 熔融及凝固速度快，有利于縮短成型周期，

8、但結晶速度快，塑件易產生毛斑、折皺、凹陷及熔接痕等。料問稍低于熔融溫度就會結晶，結晶后流動性變差。4) 流動性中等，溢邊值約0.04，流動性對溫度變化不敏感，對壓力十分敏感，可增加壓力提高熔體流動性。5) 摩擦系數(shù)小，彈性大，對于帶有淺側凹凸的塑件可強行脫模。6) 澆注系統(tǒng)流動阻力應盡量小，澆口截面宜取大些，應避免死角滯料；模具應加熱，改善流動性，使塑件內外冷卻均勻，防止產生缺陷；成型零件的模具應選耐磨及耐腐蝕的材料，并淬硬及鍍鉻，應排氣。二）、塑件結構工藝性分析該塑件的表面沒有提出特殊要求，通常一般情況下外表面要求光潔，表面粗糙度可以取0.8微米，沒有特殊要求的取ra=3.2微米。三）、 塑

9、件尺寸的工藝性分析該塑件尺寸較大，整體結構有點復雜。除了配合尺寸要求精度較高外，其他尺寸精度要求相對較低，但表面粗糙度要求較高，據(jù)pom的材料性能，故選一般精度等級： mt6級。第二章 注射機的選擇一）行腔數(shù)目的初步確定根據(jù)產品結構特點，此塑料產品在模具中的扣置方式有兩種:一種是將塑料制品的回轉軸線與模具中主流道襯套的軸線垂直；另一種是將此塑料制品的中心線與模具中主流道襯套的軸線平行。這里擬采用一模兩件的結構，因此，采用側向分模有些困難，注射機需要較大的鎖模力，且成型的產品上飛邊較厚，故采用第一種布置方案。此種布置方式對澆注系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)和推出機構的設計都較第一種方式有利。根據(jù)塑件的結構及尺寸

10、精度要求,該塑件在注射時采用一模二腔。型腔結構圖二)、注射機的選擇 1 塑件體積的計算跟據(jù)零件尺寸通過pro/e三維建模得出：塑件的體積為v1=1.432cm澆注系統(tǒng)的體積為v2=1.23cm塑件與澆注系統(tǒng)的總體積為v=v1+v2=1.432+1.23= 2.662cm2 塑件的質量查塑料模具設計教材p123 表4-3某些熱塑性塑料的密度及壓縮率知聚甲醛的密度為=1.4 g/cm 塑件的體積為v1=1.432cm塑件的質量為m= v1=2.0048g三）、最大注射量的校核v=klv=1.8v=1.8 (1.432+1.23)=4.79 cm根據(jù)最大注射量選擇注射機，選取注射機的型號為xs-z-

11、30，其參數(shù)如下：注射量30模板最大行程/mm160螺桿直徑/mm28拉桿空間/mm235注射壓力/mpa119模板尺寸/mm250280注射行程/mm130油泵壓力/mpa6.5注射時間/s0.7模具定位孔尺寸/mm63.5鎖模力/kn250噴嘴球徑/mmsr12最大成型面積/cm290噴嘴孔徑/mm4四）、注射壓力校核注射機最大注射壓力要大于或等于塑件成型時所需的注射力。塑件成型所需要的注射壓力與注射機的類型、噴嘴的形式、塑料的流動性、澆注系統(tǒng)及行腔的阻力等因素有關。一般取值在p=40-200mpa五）、鎖模力的校核fpa 即30（20.0275+0.0108）=1.97kn 符合 -注射

12、時型腔內熔體（mpa），常取p=2040mpa。 -塑件在分型面上的投影面積() -澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積() -注射機的公稱鎖模力。六）、 模具與注射機合模部分相關尺寸校核1） 模具的外形尺寸 安裝模具的外形尺寸應小于注射機的拉桿間距，否則模具無法安裝。同時，模具的坐板尺寸不應超過注射機的模板尺寸。2.6.2噴嘴尺寸 注射機噴嘴前端球面半徑r和孔徑d與模具澆口套始端的球面半徑r及小孔徑d應吻合，以防止高壓塑料熔體從縫隙中溢出。r=r+（12）mm 即r=12+(12)=1314d=d+（0.51）mm 即d=4+（0.51）=4.55七） 開模行程的校核開模行程是指模具開合模過程中，注

13、射機移動模板的移動距離。選注射機時，其最大的開模行程必須大于取塑件或有其他要求時所需分開模具的距離。對于液壓機械聯(lián)合作用的鎖模機構的注射機，xs-z-30其最大開模行程是由連桿機構的沖程或其他機構的沖程所決定，不受模具厚度的影響。該塑件分型面是雙分型面故對于雙分型面注射模開模行程的校核：式中 h1塑件脫模所需的推出距離； h2塑件高度（不包括澆注系統(tǒng)高） a取出澆注系統(tǒng)凝料所需的分模距離（mm）s1=9+9+10+20=48mms110h。（3）澆口長度l澆口的長度l盡量短，對減少塑料熔體流動阻力和增大流速均有利，通常取l=0.5-2mm參照教材第138頁，點交口的尺寸基本確定為d=0.5mm

14、 l=2/3l1,a=601503.3.5 推出機構的設計根據(jù)塑件的形狀特點， 模具型腔在定模部分，型心在動模部分。其推出機構采用推桿推出機構、推件板推出機構。為了便于加工，降低模具成本，我們采用推桿推出機構，推桿推出機構結構簡單，推出平穩(wěn)可靠，雖然推出時會在塑件上留下頂出痕跡，但塑件底部裝配后使用時 不影響外觀，設立兩個推桿平衡布置，既達到了推出塑件的目的，又降低了加工成本。這里采用設計推桿、推板，全部固定在頂桿固定板。因此，它具有作用面積大，推出力大，脫模力均勻運動平穩(wěn)，并且塑件上無推出痕跡的優(yōu)點。推桿的位置選擇在脫模阻力最大的地方，塑件各處的脫模阻力相同時需均勻布置， 以保證塑件推出時受

15、力均勻，塑件推出平穩(wěn)和不變形。根據(jù)推桿本身的剛度和強度，推桿裝入模具后，起端面還應與型腔底面平齊或高出型腔0.050.1cm。3.3.5 推件力的計算對于一般塑件按下式計算，并確定其脫模力(q)： 式中 -型芯或凸模被包緊部分的斷面周長(cm)； -被包緊部分的深度(cm)； -由塑件收縮率產生的單位面積上的正壓力，一般取7.8-11.8mpa； -磨擦系數(shù)，一般取0.1-0.2； -脫模斜度； l=102.25mmh=9mmq=102.25mm*9mm*10mpa (0.1*cos0.58-sin0.58)= 0.91(kn)3.3.6 推桿的設計推桿與動模板上的斜導向孔應制成的配合，由復位

16、桿使其復位。查閱相關手冊可得，選擇推桿的傾斜角度為。3.3.7 導向機構的選擇 其作用：1)定位作用；2)導向作用；3)承受一定的側向壓力要求導柱比凸模高出68cm，導柱端成錐形或半球形。技術要求導柱導套之間采用間隙配合h7/f7，導柱和模板固定孔之間的配合為h7/k6。導柱和導孔之間配合h7/f7。導套對型芯固定板過渡配合h7/f6 ，導柱對型腔固定板過渡配合3.3.8斜導柱側抽芯機構設計與計算1、抽芯力和抽芯距的計算抽拔力：與脫模力相同 抽芯距（s抽）：s抽= h+（23）mm特殊情況 圓形線圈骨架的抽芯距 s抽= s1+（23）mms1：抽芯極限尺寸r：塑件大圓盤半徑r：塑件腰部外圓半徑

17、即：軸套的抽芯距為s抽=16+（2 3）=18 19mm2、側滑塊的設計1）斜導柱的設計 斜導柱的結構設計：材料：t8、t10或20滲碳淬火 硬度hrc55表面粗糙度：ra0.8m斜導柱斜角的確定=1520，最大不超過25f彎=f抽/cos f開=f抽tan l4=s抽/sin h4=s抽/tan斜導柱直徑的確定 參照教材p169及模具設計手冊選取斜銷的直徑斜導柱直徑（d）取決于它所受的最大彎曲力（f彎） d=10mm斜導柱長度的確定參照模具設計手冊p591 l1= =0.65mml2=h/cosa= 21.03mm l3=dtana=3.25mm l4=s/sina=32.36+25.9=5

18、8.26mml=0.65+21.03+3.25+58.26+10=89.9mm2）滑塊的設計設計要點：活動成型芯應牢固裝配在滑塊上，防止其在抽芯時松脫，還必須注意成型芯與滑塊連接部位的強度。3）導滑槽的設計設計要點：滑塊在導滑槽中滑動要平穩(wěn)不應發(fā)生卡滯、跳動等現(xiàn)象。 4）楔緊塊的設計設計要點：楔緊塊要承受注射時的側向壓力，應選用可靠的連接方式 和模板相連接。壓緊塊的楔角應大干斜導拄傾斜角，通常大23，否則斜導柱無法帶動滑塊。5）滑塊定位裝置的設計設計要點 ：滑塊限位裝置要靈活可靠，保證開模后滑塊停止在一定位置上而不任意滑動。 3.3.9加熱/冷卻系統(tǒng)的選擇計算冷聊穴的作用是收集每次注射成型時，

19、流動熔體前端的冷料頭，避免這些冷料進入行腔影響塑件的質量或堵塞澆口。第四章 注射成型零件設計4.1 .1成型零件結構設計確定行腔壁厚 參照教材p125表4-4 平均壓力24.5mpa，經(jīng)查手冊p546 s=20模板周界尺寸長=92mm；寬度=60mm主要板的厚度：a板的厚度=h+s=9+20=29mm b板的厚度=1.5d+（58）=18.521.5mm c板的厚度=12.5+16+9+10=47.5mmdai-2025-a30-b25-c704.2 成型零件工作尺寸設計聚甲醛塑料的收縮率是:1.5-3.0%取平均值=2.25% 型腔內徑： 型腔深度： 型芯外徑： 型芯深度： 型腔徑向尺寸(m

20、m )；- 塑件外形基本尺寸(mm)；-塑件平均收縮率；-塑件公差-成形零件制造公差，一般取1/41/6；-塑件內形基本尺寸(mm)；-型芯徑向尺寸(mm)；-型腔深度(mm)；-塑件高度(mm)；-型芯高度(mm）；-塑件孔深基本尺寸(mm)；成型零件的尺寸計算結果如下表：dmhmdmhbm4.3 模具材料的選擇現(xiàn)有的模具模架已經(jīng)標準化，所以在模具材料的選擇時主要是根據(jù)制品的特性和使用要求選擇合理的型腔和型芯材料。如何選擇合理的模具鋼，是關系到模具質量的前提條件，如果選材不當則所有的精密加工和所投入的工時，設備費用將浪費。在選擇模具鋼時，首先必須考慮材料的使用性能和工藝性能，從使用性能考慮：

21、硬度是主要指標之一，模具在高應力作用下欲保持尺寸不變，必須有足夠的硬度。當承受沖擊載荷時還要考慮折斷，崩刃問題，所以韌性也是一重要指標，耐磨性是決定模具壽命的重要因素，pom的性能強度，剛度十分突出，耐摩擦耐高溫。對塑料模具提出如下要求：1）鋼料純凈，要求夾雜物少、偏析少，表面光潔度高；2）表面耐磨抗蝕，并要求有一定的表面硬化層，表面硬度一般在hrc45以上；3）足夠的強度和韌性；4）熱處理變形小，以保證互換性和配合精度。塑料模具的制造成本高，材料費用只占模具成本的極小部分。因此選用鋼材時，應優(yōu)先選用工藝性能好，性能穩(wěn)定和使用壽命較長的鋼種。從工藝性能考慮：要熱加工工藝好，加工溫度范圍寬，冷加工性能如切削、銑削、拋光等加工性能好，此外還要考慮淬透性和淬硬性，熱處理變形和氧化脫碳等性能。另外從經(jīng)濟考慮，要求材料來源廣，價格低。加工工藝路線；鍛造-退火-粗加工-調質或高溫回火-精加工-淬火-回火-鉗工拋光-鍍鉻