機械畢業(yè)設計（論文）-插針罩注塑模模具設計

1、插針罩SMBS-02注射模模具設計摘要：?插針罩SMBS 02注射模?是編寫者兩個月以來所編寫的畢業(yè)設計說明書。主要介紹：注射模的整個過程，包括成型零部件、推出機構、流道等一些設計。在論文書寫過程中，通過一個月的時間對原始資料進行搜集，充分考慮模具的各種結構并和指導老師及同學之間進行討論，最終選擇了論文所寫的模具結構。本論文的資料大多是編寫者結合三年所學的各方面的理論知識完成的，包括機械制圖、公差與配合、工程力學、機械設計、注射模具成型、工程材料等；一局部是通過查手冊所得；還有少局部是同學之間的交流和自己三年的實習總結。關鍵詞：三板式、點澆口、側抽芯全套圖紙，加153893706緒論來源背景插

2、針罩SMBS-02 為PA1010塑料制品，采用注塑模成型，這種制品結構比擬簡單，但具有側孔結構，在模具設計的注重考慮這一問題。目的通過本課題的設計，能夠懂得模具的整個設計過程及綜合性的掌握本專業(yè)知識，能夠掌握Pro/E、CAD、Word等軟件的操作方法。要求設計本課題的要求的理論聯(lián)系實際。在學習好相關的設計理論知識的同時，還必須了解實踐操作。另外，設計的模具首先要能制造出來，還要有一定的使用價值。實際意義通過本課題的設計，可以更好的掌握模具的整個設計過程。在設計過程中，定會遇到許多以前沒有遇到的問題，有問題就會促使自己想盡一切方法去解決，從中獲得一定的知識。把整個設計做完之后，就會對知識有個

3、系統(tǒng)的了解。另外，通過對Pro/E、CAD、Word等軟件的操作，可以有更好、更熟練的操作技能。這些工作對我以后的人生將是一筆大財富。主要設計內(nèi)容本課題的餓設計主要包括成型零件的設計，流注系統(tǒng)設計，側向抽芯與側向分型的設計，導向及定位局部的設計，推出復位局部的設計，緊固件的設計，模具結構的整體設計，工藝過程的編導。 原始資料塑料制品產(chǎn)量和生產(chǎn)要求根據(jù)圖紙要求，此制品為小批量生產(chǎn)，在生產(chǎn)要求上不是很高，所以在模具設計時應力求結構簡單，但要能到達制品的各種要求。塑料品種牌號此制品要求的材料為聚酰胺，牌號為PA1010。聚酰胺是無色，透明并有光澤的非結晶型的線型結構的高聚物，流動性好，其原料來源廣泛

4、，石油工業(yè)的開展促進了聚苯乙烯大規(guī)模的生產(chǎn)。制品圖樣具體尺寸及要求如圖2.1 圖 2.1根據(jù)制品尺寸幾何形狀進行分析.1 尺寸及公差從制品所給的尺寸及公差查?塑料模塑成型技術?表3-7為4級精度等級，查表3-8得4級精度等級為一般精度，從經(jīng)濟方面考慮，在模具設計時模具精度等級也應設計成一般精度等級。塑料制品的形狀如圖1.1，此制品為圓形制品，具有一小孔，所以在設計時著重是側抽芯機構。塑料制品的壁厚由圖1.1可知，此制品壁厚為4mm。拐角處壁厚不均勻，它會固化或冷卻速度的不同引起收縮不均勻，從而在制品內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應力。因此在模具設計時要進行冷卻系統(tǒng)的設計及適應選擇澆口。脫模斜度所設計的制品沒有脫模

5、斜度，即脫模斜度為零，這樣制品對型心的包緊力大，脫模時較有脫模斜度的難，生產(chǎn)時可噴涂脫模劑。2.4 塑料制品成型性能聚酰胺成型性能優(yōu)良，硬度、耐磨性和潤滑性很突出，并且有很好的耐沖擊性，其吸水性小，成型前可不進行枯燥，收縮小，制品尺寸穩(wěn)定，比熱容小，可很快加熱塑化，塑化量較大，故成型速度快，生產(chǎn)周期短，可進行高速注射；流動性好，可采用注射、擠出、真空等各種成型方法。但注射成型時應防止溢料，應控制成型溫度，壓力和時間等工藝條件，以減少內(nèi)應力。故設計成型零件時要注意配合間隙的選擇，并且設計冷卻水道以控制溫度變化情況。3 根本參數(shù)3.1 注射機選擇參數(shù)SZ-100/60結構類型立式注射機理論注射容量

6、/cm360螺桿直徑/mm30注射壓力/MPa150瑣模力/KN400拉桿內(nèi)間距/mm295185移模行程/mm260最大模具厚度/mm280最小模具厚度/mm160噴嘴球半徑/mm15噴嘴口直徑/mm4模具定位孔直徑/mm50 計算原理通常注射機的實際注射量為注射機最大注射量的80，即 V實 = Vmax80 (3-1)式中 V實 - 制品實際所需注射量，單位cm3。 Vmax - 注射機最大注射量，單位 cm3。 由表3.1 Vmax=60cm3所以 V實=48cm3 制品體積制品的結構及尺寸如圖2.1，體積如下式計算，V制=12236-823214420324=cm3型腔數(shù)目確定制品數(shù)目

7、用n表示，利用以下公式進行計算， n= V實/V制=48/=通過計算可以設計八個型腔。因此制品為小批量生產(chǎn)，暫設計型腔數(shù)目為兩個。 3.3 模架選擇型腔數(shù)目為四個，設計為四方布排，根據(jù)制品尺寸大小及型腔數(shù)目，查表?模具標準應用手冊?表6-15初步選用200200模架具體結構如圖3.1(a)、3.1(b) 圖3.1 a 圖3.1 (b)4 成型零件尺寸及結構4.1聚苯依稀的收縮率S 查?塑料制品及其成型模具設計?表0.1聚苯乙烯的收縮率范圍為0.6-0.8，換算成平均收縮率ScpScp=(+)/2= 4.2 大型芯尺寸及結構設計 0. 大型芯徑向尺寸計算利用公式LM=ls(1+Scp)+ 將數(shù)值

8、代入計算 LM=161+%+ = 大型芯高度尺寸Hm= hs(1+Scp%)+ 將數(shù)值代入計算Hm = 36(1+%)+ 4.3 側型芯尺寸及結構設計4.3.1 側型芯徑向尺寸計算利用公式LM=ls(1+Scp)+ 將數(shù)值代入計算 LM=41+%+ = 側型芯深度尺寸Hm= hs(1+Scp%)+ 將數(shù)值代入計算Hm= 4(1+%)+ =4.274.4 型腔尺寸及結構設計4.4.1 型腔徑向尺寸，利用公式 LM=ls(1+Scp)- 將數(shù)值代入計算 LM=24(1+)- =4.4.2 型腔高度尺寸，利用公式 Hm = Hs(1+Scp%)- 將數(shù)值代入計算 Hm = 40(1+%)- = 4.

9、4.3 型腔結構簡單，采用整體式凹模，這種結構成形的制品質(zhì)量較好，加工方便，并且就加工在型腔板上，與型腔板構成一體。 4.4.4 型腔底厚、壁厚計算 1 按剛度校核側壁厚度，利用公式 t=r 4-8 代入計算得 t=0.84 mm 2 按強度計算，利用公式 t=r( 代入計算 t= mm 取較大值。 4.4.5 底厚計算 按剛度計算 h= 按強度計算 h= 取較大值。5 模具結構模具結構主要由以下局部組成：成型局部、側向分型及抽芯局部、支承局部、推出機構、澆注系統(tǒng)、導向局部、緊固定位局部、冷卻排氣系統(tǒng)。在模具設計過程中，主要考慮塑料怎樣進料，制品怎樣成型、制品怎樣脫出。從設計的制品結構來說，主

10、要是側孔的成型與脫出。制品小孔成型結構 側向分型與抽芯結構設計 本模具中，制品側壁上有與開模方向不同的側向孔，阻礙制品成型結構的直接脫模，因此需將成型側孔的成型零件做側向運動，需做成側型芯，然后在再從模具中推出制品，完成側型芯的抽芯與復位的機構稱為側向分型抽芯機構。 抽芯距離確實定 抽芯距離指的是側型芯從成型位置抽到不阻礙制品取出位置時，側型芯在抽拔方向所移動的距離，抽芯距一般應大于制品側孔深度或凸臺高度23mm。即： S= h + (23) mm S抽芯距 h制品最大側孔深度 h=4 S= 4+ (23) =67mm 抽芯力的計算塑料制品在冷凝收縮時，對側型芯產(chǎn)生包緊力，抽芯機構所需的抽芯力

11、，必須克服包緊力所引起的抽芯阻力及抽芯機構機械滑動時的摩擦力，才能把活動型芯拔出。影響抽芯力的因素很多，且相當復雜，精確抽芯是十分困難的，在設計抽芯結構時，應全面分析，找出主要影響因素進行粗略計算。如以下圖所示側型芯受力分析：從圖中可知：摩擦力F=fFFSin 5-1式中： F摩擦力 F由塑料制品收縮產(chǎn)生的對側型芯的包緊力造成的抽芯阻力。 f摩擦系數(shù)，一般取0.5-1.0，本設計中取0.5。依據(jù)受力圖可列出平衡方程式=0 即： FCos= FFSin 5-2 將5-1代入5-2得 F(FFSin) Cos= FFSin F=PA 式中P塑料制品收縮對型芯單位面積的正壓力，制品在模內(nèi)冷卻，P取1

12、9.6MPa。 A塑料制品包緊側型芯的側面積所以：F234 148 N那么 F=148 =134.4 N 模具結構圖6 澆注系統(tǒng)6.1 概述注射模的澆注系統(tǒng)是指熔體從注射機的噴嘴開始到型腔為止的流動通道。對其要求是：使熔體平穩(wěn)的進入型腔，使之按要求填充型腔，使型腔內(nèi)的氣體順利排出，在熔體填充型腔和凝固的過程中，能充分的把壓力傳到各個部位，以獲得組織致密，外形清晰，尺寸穩(wěn)定的塑料制品?？梢?，澆注系統(tǒng)的設計是十分重要的。澆注系統(tǒng)的設計正確與否，是注射成型能否順利進行的關鍵，因此，要引起高度重視。澆注系統(tǒng)的設計主流道的設計主流道的截面形狀一般為圓形，其錐度為26，在此模具的設計的設計中采用2，小端直

13、徑一般取36mm,且大于注射機噴嘴直徑,由表3-1注射機噴嘴直徑為4mm。將此模具主流道小端直徑設計為。主流道的長度一般不超過60mm,本模具設計為15 mm。主流道大端倒角R2。由于主流道需要與高溫塑料頻繁接觸，故設計主流道襯套是十分必要的，尤其是主流道要穿過兩塊板時，如果沒有主流道襯套，在結合處很容易發(fā)生溢料，導致主流道難以取出，主流道襯套的球半徑比注射機的球半徑大12mm，設計球半徑為SR14mm。主流道襯套的尺寸查表3-6-62?模具實用技術設計綜合手冊?。分流道設計在采用多型腔模具時，就應該使用分流道，在設計時，根據(jù)情況的不同，采用不同的截面，不同的布置。1分流道的截面形狀和尺寸 分

14、流道的截面形狀有好幾種，包括圓形、U形、半圓形、正方形。在設計時一般常用的為梯形半圓形和U形。在此模具中，采用U形分流道。 2分流道的布置 在多型腔注射模具中，要求各型腔的制品外表質(zhì)量和內(nèi)部性能差異不大，所以流道的布置要適宜，分流道的布置有平衡式和非平衡式兩種，在本模具的設計過程中，為了保證制品質(zhì)量，采用平衡式布局。 3 澆口的設計 澆口的根本作用是使分流道來的熔體產(chǎn)生加速以快速充滿型腔。澆口的形式及特點澆口在通常情況下有直接澆口、中心澆口、側澆口、點澆口、潛伏式澆口等幾種形式。直接澆口適用與熱敏性塑料；中心澆口去除澆口方便一些，它適用與圓筒形、圓環(huán)形等中心帶孔的制品成型，側澆口是從制品側面進

15、料；點澆口截面積較小，熔體進料時，產(chǎn)生很高的剪切速度，同時產(chǎn)生摩擦作用，提高熔體溫度；潛伏式澆口適用與外表質(zhì)量高的制品。在本模具的設計中，考慮使用的是多型腔，采用側口。澆口截面形狀、尺寸及位置本模具為三板式，為了便于制品脫模和澆注方便，采用點澆口，上端直徑為3mm,下端直徑為。7模具與成型機械關系的校核制品及流道體積 制品體積 Vi=cm7 流道體積 主流道體積 V主=1/3h(R+Rr+r) 代入計算V主=1/3h(R+Rr+r) =1/366=3.07 cm分流道體積V分1= RLR= 3503 = cmV總= V主+V分7 =5.37 cm注射機的校核最大注射量的校核根據(jù)公式 KV0V代

16、入計算得V= cm 符合注射機的要求 2. 注射壓力的校核，按下公式 PoP 根據(jù)P=60-110MPa 符合所需要求 3. 鎖模力校核 根據(jù)公式 F機niA+A1Pi 經(jīng)過計算 A=803mm A1=503 mm 代入計算 F=89符合所須的注射要求 4拉桿間距的校核由表3-1可知，注射機的拉桿間距為295185，模具尺寸為250200，符合所須的注射要求。 5開模行程的校核 根據(jù)公式 SH1+H2+H3+(510)mm 代入計算H1+H2+H3+(510)= 6786mm 符合所須的注射要求 6. 模具厚度的校核 模具總厚度為200mm。 符合H小247H大 8 推出機構 概述 推出機構的

17、設計是為了把制品從型芯型腔中推出來，為下一次注射做準備，推出機構的設計要求有：盡量使制品留在動模上。保證制品不變形，不損壞。保證制品外觀良好。結構要可靠。推出機構推出機構一般有推桿、推管、推件塊等，從制品的形狀、尺寸考慮，利用推管制品的壁厚太小，采用直推桿，制品的受力面積太小，會損壞制品，其他結構不適合成型本產(chǎn)品，所以將推桿設計成倒錐形，下面采用螺釘固定，保證裝配需要。 9 導向支承緊固復位機構 導向機構 設計導向機構是為了使模具和模有正確的位置，以提高制品成型質(zhì)量。另外，它還可以提高模具壽命。一般注射模采用的導向零件為導柱導套，在設計時選用標準件，查表5-5 ?模具標準應用手冊?。支承零件在

18、此模具中，支承零件包括上模座板、下模座板、型芯固定板、支撐板等。 緊固件及其他附件 上模局部 固定定位圈螺釘選用M410。 9. 下模局部 固定下模的螺釘選用M1260。 10 冷卻系統(tǒng) 模具在注射時，應對模具溫度進行較好的控制，才能保證制品的精度，這就要求在模具內(nèi)設計冷卻系統(tǒng)，但由于本零件較小，可以通過模具自然冷卻來保證熱平衡。另外此制品為小批量生產(chǎn)，成型的制品精度等級為一般精度，故采用模具自然冷卻，不設計冷卻水道。 結束語通過此次畢業(yè)設計，我受益匪淺，可大體地了解作為一名設計人員所要具備的根本素質(zhì)及知識量及思考問題，解決問題的能力。同時也讓我穩(wěn)固了自己的專業(yè)知識，在設計的過程中對于CAD、PRO/E 繪圖軟件、Microsoft Word 辦公軟件等應用有了更進一步的掌握；在設計之初，面對從未涉及的問題，感到十分棘手，但經(jīng)過反復的思考、查閱資料以及在老師的熱心指導幫助下，同學之間的探討，發(fā)現(xiàn)并非想象中的那么困難。另外，查閱資料是本次設計的重點，詢問經(jīng)驗人士，我想實踐是最可靠的保證，經(jīng)驗是珍貴的財富。通過認真仔細的資料查閱和軟件的反復模擬，特別在林老師的精心指導和嚴謹求實的要求下，我確信這次畢業(yè)實際是成功的，在這表示特別感謝！當然，由于本人的知識面欠全，設計中還存在缺乏，但我相信通過這次設計將為我今后走向工作崗位打下了堅實的根底。參考文獻【1】