1、目 录1 绪论 11.1 塑料成型模具及其地位 .11.2 此次毕业设计相关内容 .21.2.1 目的 21.2.2 要求 21.2.3 设计思想和方法概述 21.2.4 设计软件选用 32 双联齿轮塑件材料综合性能 42.1 双联齿轮塑件分析 .42.2 注塑材料的综合分析 .52.2.1 制品及模具设计 52.2.2 收缩率的计算及选择 62.2.3 成型设备 .62.2.4 注塑工艺参数 .63 双联齿轮分型面的选择 73.1 双联齿轮塑件分型面设计 .73.2 模具结构形式的确定 .84 注塑机的选用及其校核 94.1 型腔数量的确定和校核 104.2 最大注塑量的校核 115 成型零
2、件的结构设计 .125.1 成型零件的选材 .125.2 成型零件的结构设计 .135.2.1 凹模的结构形式 .135.2.2 型芯的结构形式 .135.3 成型零件工作尺寸的设计 145.3.1 凹模尺寸的计算 .145.3.2 型芯部分的尺寸计算 155.4 动模垫板厚度的计算 166 双联齿轮浇注系统设计 .176.1 浇注系统的概述 176.1.1 浇注系统设计的原则 .176.1.2 浇注系统的组成分析 .176.2 主流道的尺寸 186.2.1 主流道的设计 .186.2.2 主流道浇口套的形式 .196.2.3 冷料穴的设计 .206.3 浇口的设计 206.3.1 浇口的作用
3、及其种类 .216.3.2 浇口尺寸的确定 .226.3.3 浇口位置的选择 .226.4 浇注系统的平衡 226.5 浇注系统断面尺寸计算 236.6 校核浇口的剪切速率 237 模架的确定和标准件的选用 .247.1 定模座板的设计 247.2 定模板的设计 247.3 动模固定板的设计 247.4 动模垫板（又称支承板）的设计 257.5 垫块的设计 257.6 顶杆固定板的设计 257.7 推板的设计 257.8 模具与注射机安装部份的校核 267.9 开模行程校核 268 合模导向机构的设计 .278.1 机构的功用 278.2 导向结构的总体设计 278.3 导柱的设计 288.4
4、 导套的设计 289 脱模推出机构的设计 .299.1 推杆的设计 299.2 脱模阻力计算 299.3 校核推出机构作用在塑件上的单位压力 .3010 冷却系统的设计 3110.1 温度调节对塑件质量的影响 .3110.2 冷却管道的工艺计算（选冷却介质为水） .3110.2.1.冷却介质体积流量的确定 3110.2.2 冷却管道直径 3210.2.3 冷却水在管道内的流速 v 3310.2.4 冷却管道孔壁与冷却介质之间的传热磨系数 h 3310.2.5. 冷却管道总的传热面积 A .3310.2.6. 模具上所需冷却管道的长度 L .3310.2.7 冷却水路的根数 x 3311 结论
5、34参考文献 .35致 谢 .36XXX 大学 XX 届毕业设计论文11 绪论模具即是利用其特定的形状去塑造另一具有特定形状和尺寸制品的工具。而塑料模具即是利用其本身特定密闭腔体去塑造具有特定形状和尺寸的立体形状塑料制品的工具。1.1 塑料成型模具及其地位塑料成型方法种类繁多，但不管哪一种成型都离不开模具。模具是工业生产中的重要工艺装备，模具工业是国民经济各部门发展的重要基础之一。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石” ，日本则称“模具是促进社会繁荣富裕的动力” 。事实上在仪器仪表、家用电器、交通、通信和轻工业等各行业的产品零件中，有 70%以上是采用模具加工而成的，例如：一个型号的汽车，
6、需要的模具一般达到了几千副，总价值过亿。汽车换型时大概 80%的模具会被替换，而且汽车换型时间在不断缩短，轿车一般 23 年，轻型车 34 年，其他车型46 年。又如：一个型号的摩托车需模具近 1000 副，价值 1000 多万元。而摩托车换型的时间更短。工业先进的发达国家，其模具工业年产值早已超过机床行业的产值，模具设计水平的高低、模具制造力量的强弱、直接影响着新产品的开发和老产品的更新换代，可以说模具就是产品质量，模具就是经济效益。在模具工业中，随着塑料成型工业的发展，塑料模具已渐渐处于同冲压模具同等地位。日本全国一万多家企业里，各有 40%生产塑料模和冲压模的企业。在韩国全国模具专业企业
7、，生产塑料模的有 43.9%，生产冲压模的达到了44.8%。新加坡 460 家企业中，生产塑料模的占 60%，生产冲模和夹具的占35%。此外，我国香港、深圳、江浙等地，模具工业主要是涉及塑料模具的制造和塑料制件的生产。这些年来，我国各个行业对模具工业的发展愈加十分重视。1989 年模具被国务院列为机械工业技术改造顺序的首位，1997 年以后，又把模具及模具加工技术和成型设备列入国家重点发展产业，同时对 80 多家国有专业模具厂实行增值税返还 70%的优惠政策，这一系列举措已确定了模具工业在国民经济中应有XXX 大学 XX 届毕业设计论文2的重要地位，同时也提出了振兴模具工业的主要任务便是尽快提
8、高我国模具工业的整体技术水平，并迎头赶上发达国家的模具技术水平。 1.2 此次毕业设计相关内容1.2.1 目的通过本次毕业设计使我加深了对塑料性能、塑料成型工艺和塑料成型模具的基础知识、基础理论以及基本设计方法的理解，能够熟练的使用 CAD 技术正确设计较为复杂的塑料模具，为将来的进一步发展和创业打下较为牢固的基础。1.2.2 要求本次毕业设计中要理论联系实际。在学习好相关的基础理论知识和基本设计方法的同时，还必须具备现场实践能力、实际动手的能力，即实际生产加工操作，上机操作，要求熟练使用 CAD、PRO/E 和 Moldflow 等软件。1.2.3 设计思想和方法概述现代的注塑模设计制造主要
9、依靠 CAD/CAE/CAM 系统，CAD/CAE/CAM 系统已经成为了一个有机整体。整套系统与企业的人才、技术相结合，最终将决定企业的生产效率和产品的质量，其中的技术因素主要是企业在模具方面多年的积累的知识、经验和技巧。 1.产品设计和重建模型模具设计人员根据用户提供的资料（一般包括 3 种类型的资料。第一种是产品样件、第二种是图纸、第三种既有样品又有图纸，但需要修改样件模型） ，重新构筑新产品模型，设计详细的产品图纸，计算制品材料的收缩率，为模具设计做好前期准备工作。2.模具设计根据上面做好的产品设计加以确定注塑机型号，型腔数目和型腔排列方式、XXX 大学 XX 届毕业设计论文3分型面的
10、选择、二次分型方式等，同时需要设计浇注系统、冷却系统、顶出系统、排气系统等。最终还要选定模架等标准件，确定模具材料，绘制模具装配图和主要零部件图纸。3.模具制造在模具装配图及零部件图纸设计完成之后，经过一系列加工、制造和装配过程，完成模具的制造。4.试模、修模在模具制造装配完成之后，就要在事先选定的注塑机上进行试模，如果试模顺利，就对产品尺寸形状进行效验，检查实际生产出来的产品是否符合用户的公差要求。如果在试模中发现，模具本身存在问题，那么模具就要送回模具车间进行修模处理，直到试模成功，打出合格的产品。因此，修模、试模是一个十分繁琐、复杂的过程，及设计了模具方面的问题，有涉及了成型方面的问题；
11、在许多情况下，还要涉及到设计方案的修改，从而对模具进行较大程度的改变，造成反复的修模、试模。1.2.4 设计软件选用为了达到上述的设计思想，就需要多种设计软件将产品用户、产品设计者、模具设计者、模具工程分析者、模架和标准件提供商等联系起来。因此，选用一种或多种合适的设计软件，对完成一个设计起到至关重要的作用，此设计结构比较复杂，精度要求较高，为了设计的简便，本设计选用Auto CAD、PRO-Engineer 、和 MOLDFLOW 分析软件，用 PRO-Engineer 分模，用Auto CAD 进行 2D 排位和加工出图，用 MOLDFIOW 进行模流分析， 以上软件功能足以满足此设计的要
12、求。XXX 大学 XX 届毕业设计论文42 双联齿轮塑件材料综合性能2.1 双联齿轮塑件分析本次设计作品为双联齿轮塑件，基本尺寸相关参数如图 2-1 所示：图 2-1 零件图其外形如图 2-2：图 2-2 实体示意图 XXX 大学 XX 届毕业设计论文5由 PRO-Engineer 软件分析得制品的体积为 V=1.254CM3。由塑胶模具设计工程师手册可查得 POM 的密度为 1.39-1.43/cm3，取其密度 1.4g/ cm3，故其质量为：1.254.76MVg2.2 注塑材料的综合分析本次论文双联齿轮塑件所使用的材料为共聚甲醛（POM） （白色） 。聚甲醛（POM）主要性能表现在下列几
13、个方面：POM 是一种高结晶聚合物，表面光滑、吸水性小，尺寸稳定、强度高、自润滑性好、耐油、耐过氧化物、具有较好的综合性能，在热塑性塑料中几乎是最坚硬的，是塑料材料中力学性能最接近金属之一，其弯曲强度、耐疲劳强度，耐磨性和电堕性性能都很优良，能够在40100 之间长期使用。POM 依据结构不同可分为均聚和共聚两种。这两种 POM 结构不同，在具体性能上也存在一定的差异，例如：均聚型的密度、结晶度和力学性能稍高一些，而共聚型的热稳定性、化学稳定性及加工性较好，共聚型的用途比均聚型广泛，但共聚甲醛的流变性能对温度比较敏感，结晶过程受工艺参数影响比较大、而且收缩率也比较大，因此在注塑成型时会出现充型
14、不满、翘曲、裂纹等缺陷。2.2.1 制品及模具设计制品设计过程中可以利用 CAE 技术进行成型过程模拟，并结合生产实践经验，以合理利用分析结果指导设计，减少试模次数，消除设计中的错误。POM 结晶度高、收缩率大、属于热敏性高分子，因此制品设计时应考虑：（1） 制品的厚度不宜太薄，一般在 1.52.0mm 选用。（2） 由于塑件成型时冷却过程中产生收缩，使 它紧箍在凸模或成型芯上。为便于脱模，防止因脱 模力过大而拉坏塑件或使表面受损，塑件内、外表 面都应有合理的斜度。塑件上各处的轮廓过渡和壁 厚连接处，一般采取圆角连接，避免应力集中，制件发生破裂。（3） 适当设置加强筋防止塑件的翘曲变形。（4）
15、 塑件上的孔的位置应尽可能地开设在不减 弱塑件机械强度的部位，孔的周边XXX 大学 XX 届毕业设计论文6应设置凸台，以加强强度和刚度。（5） 由于塑料螺纹的强度是金属的 1/51/10，所以螺纹的直径不宜过小，外螺纹大于 4 mm、内螺纹大于 2 mm，螺纹的始末端应有一定的过渡长度， 以提高强度防止最外圈的螺纹崩裂或变形。（6） 成型模具必须具有良好的排气性。气体主 要沿分型面排气，可在分型面处设排气槽，排气槽深度不超过 0.02mm 以免造成溢料。（7） 成型模具设计时，应根据制件的结构，设计成镶块式，以便于维修。2.2.2 收缩率的计算及选择POM 的收缩率一般为 2.02.5，收缩率
16、的选择应注意以下几个问题：（1）一般情况下按收缩率的范围取中间值；（2）对壁厚制品取上限，对薄壁制品取下限；（3）制品各部分的收缩率各不相同，可根据具 体情况加以选择；（4）制品的形状、壁厚、浇口、成型条件不同，或者由于制品公差较小，制品的实际收缩并不一定按所给定的收缩率收缩。在本次设计中 POM 的收缩率选择为 2%。2.2.3 成型设备根据 POM 的性能选用螺杆式注塑机。采用的螺杆形式为单头、全螺纹、等距。根据所生产的制件形状、单位体积重量，选用不同注射量的注塑机，喷嘴要求对物料的阻力要小，一般选用敞开式通用喷嘴，并附有加热控温装置。2.2.4 注塑工艺参数POM 是一种没有侧链、高密度
17、、高结晶的线型聚合物，熔点明显，结晶度高体积收缩大，凝固速度快，但热稳定性差。成型温度在 175以上，成型温度范围 50。XXX 大学 XX 届毕业设计论文73 双联齿轮分型面的选择3.1 双联齿轮塑件分型面设计分型面：模具上用于取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。一副模具可以有一个或一个以上的分型面，常见单分型面模具只有一个与开模运动方向垂直的分型面。由于本模具采用冷浇道、点浇口设计，所以需设两个分型面，以便于取出浇注系统中的凝料。分型面的选择是否合理对于塑件质量，模具制造难易程度、加工成本与使用性能均有很大影响，它决定了模具的结构形式，是模具设计工作中的重要环节。模具设计时应根据制品
18、的结构形状，尺寸精度，浇注系统形式，推出形式，排气方式及制造工艺等各种因素，全面考虑，合理选择。一般应考虑以下几个原则：分型面的选择应便于塑件脱模和简化结构，尽可能的使塑件开模时留在动模；尽可能不影响外观的部位，并使其产生的毛边易于消除和修整；应保证塑件尺寸精度；分型面的选择应有利于排气，便于模具零件的加工。该塑料件为双联齿轮, 外表质量要求较高。在选择分型面时, 根据分型面的选择原则, 考虑不影响塑料件外观质量、便于清除毛刺及飞边、有利于排除模具型腔内的气体、分模后塑料件留在动模一侧以便于取出塑料件等, 分型面应选择在塑料件外形轮廓的最大处, 如图 3-1 所示。图 3-1 分型面选择如果采
19、用 A - A 分型面分型, 则塑料件分别在动定模成型, 可能产生合模误差, 会使塑料件产生一定的同轴度误差, 且飞边不易清除。而若按 B - B 分型面分型, 则塑料件整体由一个模板成型, 消除了合模误差导致塑料件产生同轴度误差的可能性。XXX 大学 XX 届毕业设计论文8另外, 为了提高自动化程度和生产率, 保证塑料件的表面质量, 采用点浇口浇注。而模具采用双分型面结构, 一个分型面用于成型塑料件, 另一个分型面用于取出浇注系统凝料。3.2 模具结构形式的确定由于本次产品是精密零件，对于精度要求较高，而注塑材料选择为 POM；鉴于 POM具有较高的收缩率，对于精度的控制难度较高。据有关资料
20、显示，每增加一个型腔，塑件的精度降低 4%。这里还会涉及到各个型腔合模时的同轴度问题，以及型腔制造的精度问题。设计结构时英综合分析考虑这些问题。综上分析可知，本模具应该设计为一模一腔更为合理，同时由于主见比较小，可以选择小型注塑机，这样也更加合理。根据塑件结构形状，推出机构采用推杆推出形式。浇注系统设计时，流道采用对称平衡式，浇口采用点浇口。因此定模部分需要单独开设分型面取出凝料，动模部分需要添加型芯固定板。故采用两个分型面的设计方式。图 3-2 为动模分型面（第一分型面）的实体示意图：XXX 大学 XX 届毕业设计论文9图 3-2 第一分型面之工件分型面其中黄色外圈为动模套板，中间部分为组合
21、式型腔。图 3-3 为定模分型面（第二分型面）实体示意图：XXX 大学 XX 届毕业设计论文10图 3-3 第二分型面之定模分型面图中蓝色部分为浇注系统镶件，外圈部分为活动板，用来固定镶件。XXX 大学 XX 届毕业设计论文114 注塑机的选用及其校核注塑机的选用要根据制品的材料，制品和浇注系统的总质量以及模具大致结构来选择合适的注塑机。制品材料为 POM，宜用螺杆式注塑机。其主要结构如下图所示：图 4-1 卧式注塑机示意图1锁模液压缸 2锁模机构 3移动模板 4顶杆 5固定板 6控制台 7料筒 8料斗 9定量供料装置 10注塑液压缸图 4-1 螺杆式注塑机结构示意图，主要包括了射出系统、模具
22、系统、油压系统、控制系统、和锁模系统等五个单元。制品的质量为 1.756g，由于此次设计采用冷流道设计，故有流道凝料，初定其质量为 3g。根据每次注塑量不超过注塑机最大注塑量的80%。因此，初选型号 60 克注射机,根据塑料膜设计师设计手册提供的主要技术规格如下：表 2-1 注塑机主要规格和技术参数注射装置 合模装置 其它部分螺杆直径 35 合模力 T 50 油泵压力 Mpa 6.3螺杆长径比 15 移模行程 180 电机功率 KW 11理论容量 3 96 拉杆内距 190300 电热功率 KW 3.75注射容量 g 60 顶出杆数 PC 1 机器重量 T 18注射速率 g/s 10 顶出行程
23、 50注射压力 Mpa 140塑化能力 Kg/h 25螺杆转速 rpm 3200XXX 大学 XX 届毕业设计论文124.1 型腔数目的确定和校核设计模具首先就是要确定模具型腔数目，型腔的数目与注塑机塑化速率、最大注塑量、锁模力有关，因此，需要从这三个方面对型腔数目来进行校核。（）按注塑机的额定塑化量确定型腔数量（21）1/360/()nKM式中：n型腔数量，由于设计要求为一模一腔，所以此设计中，n=1；K注塑机额定塑化量的利用系数，一般取 0.8；M注塑机的额定塑化量（ ） ；3/ghcm或T成型周期（s） ；浇注系统需要的塑料质量或体积（ ） 。1 3gc或单个塑件的质量或体积（ ）3或（
24、2）按注塑机的最大注塑量确定型腔数目（22）1/pnKM 式中 M p注塑机允许的最大注塑量( )；3/ghcm或K注塑机最大注塑量的利用系数，一般取 0.8。（3）按注塑机的额定锁模力确定型腔数量（23）1/pnFPA式中 F p注塑机的额定锁模力（N） ；P塑料熔体对型腔的压力（MPa） ，一般取注塑压力的 80；A1浇注系统在模具分型面上的投影面积（ ） ；2mA塑件在模具分型面上的投影面积（ ） 。经计算，所选用的注塑机满足要求4.2 最大注塑量的校核塑件和浇注系统凝料的总质量一般要小于注塑机公称注塑量的 80。最大注塑量的校核应注意的是柱塞式注塑机和螺杆式注塑机标定的公称注塑量是不同
25、的，国际上规定柱塞式注塑机的公称注塑量是按常温下密度为 1.4g/cm3的普通聚甲醛（POM）的注XXX 大学 XX 届毕业设计论文13塑为标准；而螺杆式注塑机标定的公称注塑量是以螺杆在料筒中的最大推出容积表示。由表 2-1 可知注塑机的注塑量为 60g，远大于产品的质量。XXX 大学 XX 届毕业设计论文145 成型零件的结构设计成型零件的结构设计主要是构成模具型腔的零件，一般有凹模、型芯以及各种成形杆和成形环。工作时，成型零件需要承受高温高压塑件熔体的重复冲击和摩擦。在冷却固化中成型了塑件的外形和尺寸。在开模以及脱模时需要克服于塑件的粘着力做功。在上万次、乃至超过几十万次的注射周期中，成型
26、零件的形状和尺寸精度、表面质量及其稳定性，决定了塑件制品的相对质量。成型零件在充模保压阶段会承受很高的型腔压力，作为高压容器，它的强度和刚度必须达到足够的安全值。影响模具工作寿命的主要因素有成型零件的结构、材料和热处理的选择以及加工工艺性。5.1 成型零件的选材对于模具钢的选用，应当需要符合下列要求：（1）机械加工性能良好。要选用易切削，且加工以后能达到高精度零件的钢种。（2）抛光性能优良。注射模成型零件的工作表面，基本都需要抛光达到镜面，。这就要求钢材硬度在 HRC3540。过硬表面将会使抛光困难。钢0.5Ram材的显微组织需要均匀致密，且只含有极少杂质，无疵斑和针点。（3）耐磨性和抗疲劳性
27、能好。注射模型腔不但受高压塑料熔体冲刷，且还受冷热温度交变应力作用。一般的高碳合金钢可经热处理获得高硬度，但是韧性差且容易产生表面裂纹，不易采用。所选钢种应使注塑模减少抛光修模次数，且能长期保持型腔的尺寸精度，保证所计划批量生产的使用寿命期限。（4）具有耐腐蚀性。对某些塑料种类，譬如聚氯乙稀和阻燃性的塑料，必须考虑选用有耐腐蚀性能的钢种。根据塑件表面质量比较高决定模具表面质量更高这一事实，再依照上述标准，考虑该塑件为大批量生产，所以构成型腔的凹模钢材选用 P20，对于大型芯来说，由于脱模时与塑件磨损严重，因此钢材选用高合金钢 Cr12MoV。对于镶件，小型芯来说型芯较小，磨损也比较严重，因此也
28、采用 Cr12MoV。XXX 大学 XX 届毕业设计论文155.2 成型零件的结构设计5.2.1 凹模的结构形式根据塑件的形状，所采取的垂直分型面决定了制品的外表面是由动定模板来实现。凹模可以根据结构分为整体式和组合式：整体式凹模是由整块材料加工而成，特点是牢固，使用时不易产生变形，不会使塑件产生接线痕迹，但加工困难、热处理不方便；一般用在中小型模具、镶拼组合式凹模，本次设计所采用的就是组合式，结构如图 5-1,5-2 所示图5-1型腔 图5-2 组合凸模5.2.2 型芯的结构形式凸模是用于形成塑件内表面的工具，又称为型芯或成型杆。与凹模类似，凸模也可分为整体式和组合式两种。若凸模与模板做成整
29、体，结构牢固，成型质量好，但会消耗量大钢材，仅适用内表面形状简单小型凸模；当塑件内表面形状复杂且不易机加工，或形状虽不复杂，但为节省优质钢材、减少切削加工量时，可以采用组合式凸模，即将凸模及固定板采用不同材料制造和热处理，然后连在一起。从经济、塑件的形状和便以机加工方面综合考虑，此模具的凸模采用组合式。考虑塑件的特点，设计组合式型芯，塑件的中部设计一个小型芯，对于端部设计一个镶件。结构如图5-3，图5-4XXX 大学 XX 届毕业设计论文16所示。图5-3镶件图5-4活动套板5.3 成型零件工作尺寸的设计成形零部件工作尺寸是指直接用来构成塑件型面的尺寸，如型腔和型芯的径向尺寸、深度和高度尺寸、
30、孔间距尺寸、孔或凸台制某成形表面的距离尺寸、螺纹成形零件的径向尺寸和螺距尺寸等。该塑件的工作尺寸有型腔,型芯。查有关手册得 POM 的收缩率为：2.02.5。本次设计取 2.0%。5.3.1 凹模尺寸的计算塑件的总误差是由塑件的成形误差、塑料收缩率波动引起的塑件尺寸误 差、模具成形零件的制造误差、模具成形零件的最大磨损量和模具安装配合间隙的变化而引起的塑件尺寸误差的总合。一般情况下，塑料收缩率波动和成形零件的制造公差是影响塑件尺寸和精度的主要原应。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，成形零件的制造误差
31、对塑件的尺寸影响最大，应提高模具精度等级来减小成形误差。通过分析该塑件，模具的制造公差和塑料的收缩率是主要影响因素。根据该制件尺寸公差要求，模具的制造公差取 。 /6z动定模型凸模径向尺寸的计算：XXX 大学 XX 届毕业设计论文17塑件外部径向尺寸的转换： ,相应的塑件制造公差 ；01.36lsm1=0.7m:02.843lsm，相应的塑件制造公差 。20.96:0.2111 0.2() 0 .1.36/1lMScplsxz（ ） 0.0.22 222 0.2.84/() 345ll m ） 式中， 是塑件的平均收缩率，由以上可知。 是系数，查有关工具书可得 一般在Scp xx之间，此处取
32、； 是塑件上相应的尺寸公差（下同） ； 是塑0.58120.6x12， 12z，件上相应尺寸制造公差，对于中小型塑件取 （下同） 。z5.3.2 型芯部分的尺寸计算（1）动模型芯径向尺寸的计算塑件内部尺寸为 。0.181240.8,1.5LssmLs，；1 0011 14.684zLNScplx （ ） ；02 .5 9s m（ ） 式中， 是系数，查有关工具书可得 一般在 0.50.8 之间，此处取 。1xx126x2型芯高度尺寸的计算成型塑件内腔圆筒型芯的尺寸为 ,这里镶件由两部分组成：大齿圈和小齿圈，10hsm。126,4hs100.211 ,06zMScphsx（ ） 1 222 00
33、2.48zh Xm（ ） XXX 大学 XX 届毕业设计论文18由于型芯固定在动模套板上，故其长度要在增加 ，最终取 。9hm20hMm(3) 凹模深度尺寸的计算 凹模部分由一个浇口镶件镶在活动板上组成，其主要部分为浇口镶件突出部分，取其长度为 。0.219m5.4 动模垫板厚度的计算动模垫板厚度和所选模架的两个垫块之间的跨度有关，根据前面的布置初选模架为 150m这个范围，垫块之间的跨度大约为 160506mm。那么根据型腔布置及型芯对动模垫板的压力就可以计算出动模垫板的厚度。，式13 5.40.54235.72132.8APTLpE 中， 是动模垫板刚度计算许用变形量：； 是影响变形的最大
34、尺寸，131250.5.018.250.1plWm W；L 是两个垫块之间的距离，约 ； 是动模垫板之间的长度，取3m6L；A 是整个型芯投影到动模垫板上的面积。60型芯所受压力的面积由上面已知为 对于此动模垫板计算尺寸相对2 734.5Am于小型模具来说还可以再小点，故可以近似得到动模垫板厚度4343112.10TnT 故动模垫板可按照标准厚度取 。25m以上各个数据只是根据理论方法计算得出，由于本制品包含有曲线和曲面，根据零件图纸上的尺寸和偏差制造出的型腔和型芯，并不能作为最终结果，必须根据试模的情况予以修正。XXX 大学 XX 届毕业设计论文196 双联齿轮浇注系统设计 6.1 浇注系统
35、的概述所谓浇注系统是指注射模中从主流道的始端到型腔之间的熔体进料通道。浇注系统可分为普通浇道浇注系统和无流道凝料浇注系统两类。正确设计浇注系统对获得优质的塑料制品极为重要。浇注系统在塑料模中起着传质与传热的双重作用，因而塑料熔体的流变为在此便成为所关注的核心。浇注系统设计合理与否，不仅直接影响到制品内在质量与表观质量、几何形状、物理力学性能，而且还关系到充模的难易程度挤充模时的流动状态，以及是否易于与制品分离等一系列问题。本模具选用普通浇道浇注系统。普通浇道浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴四部分组成。浇注系统的作用是使来自注射模喷嘴的塑料熔体平稳而顺利的充模、压实和保压。6.1.1 浇注
36、系统设计的原则（1） 熟悉塑料的成型特性和流动规律（2）便于保证塑件内外质量（3）使流程尽量短（4）使浇注系统具有良好的排气性（5）尽量避免熔体直接冲击小型芯或嵌件（6）容易去除浇注系统凝料（7）便于修整浇口（8）流动距离比和流动面积比的校核6.1.2 浇注系统的组成分析浇注系统是指在模具中由注塑机喷嘴到模具型腔之间的进料通道。为便于将凝料从主流道中拔出, 将主流道设计成圆锥形, 其斜度取 , 内壁粗糙度 , 2.670. 8RaLm主流道浇口套与定位圈设计成组合式, 用螺钉固定于定模座板上。该塑料件体积较小, XXX 大学 XX 届毕业设计论文20形状较简单, 壁厚均匀且塑料流动性好, 为减
37、少熔接痕, 可采用单点进料的方式, 分流道的截面形状为 U 形和圆形组合。为满足塑料件外观质量要求, 同时尽量使模具结构更简单, 并结合已确定的分型面位置选择如图 6-1 所示的点浇口进料方式, 浇口位置选择在嵌件附近。采用 Proe 进行浇口分析。根据分析的结果将浇口设置在塑件的中央。6.2 主流道的尺寸浇注系统的尺寸是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外质量等影较大，而且还在于塑件所用塑料的利用率、成型效率等相关。对浇注系统进行整体设计时，一般应遵循如下基本原则：（1）了解塑料的成型性能以及塑料熔体流动性。（2）采用长度短的流程，以减少热量与压力损失。（3）浇注系统的设计需有利于排气。（
38、4）防止型芯变形和嵌件位移。（5）便于修整浇口以保证塑件外观质量。（6）浇注系统应结合型腔布局同时考虑。（7）流动距离比和流动面积比的校核。6.2.1 主流道的设计主流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触部位开始，到分流道为止的塑料熔体的流动通道，属于从热的塑料熔体到相对较冷的模具的一段过渡的流动长度，因此它的形状和尺寸最先影响塑料熔体的流动速度及填充时间，必须使熔体的温度和压力降到最小且不损害其它塑料熔体输送到“最远”位置的能力。主流道需呈圆锥形，以便充模时能顺利的向前流动，开模取出制件时主流道凝料又能顺利的拔出。但圆锥的大端不能太大，通常取其锥度 为限，过大会造成压力减弱，流速变慢甚至2
39、4 形成涡流，使熔体中卷入空气，在制品中形成气孔； 也不能过小，否则会造成阻力增大，主流道的比表面增大，热散失大，表观粘度上升，造成注塑困难。主流道的比表面为XXX 大学 XX 届毕业设计论文21124()DdS通常对于表观黏度大的塑料，且制品比较大时，主流道设计的大些；对表观粘度小的塑料，且制件比较小时，主流道设计的小些。但都要考虑主流道易于顺利脱出的问题。主流道部分在成型过程中，其小端入口处与注射机喷嘴及一定温度压力的塑料熔体要冷热交替地反复接触，属于易损件，对材料的要求较高因而模具的主浇道部分设计成型可拆卸更换的主浇道衬式（俗称浇口套）以使有效地选用优质钢材，单独进行加工和热处理。一般采
40、用 T8A、T10A 等热处理淬火（5357HRC）主流道的形状和尺寸最先影响着塑料熔体的流动速度及填充时间，必须使熔体的温度降低和压力降最小，且不损害其把塑料熔体输送到最“远”位置的能力。在卧式注射机上使用的模具中，主流道垂直于分型面，为使凝料能从其中顺利拔出，需设计成圆锥形，锥角为 。26:（1）主流道小端直径 主流道小端直径 d = 注射机喷嘴直径 +(0.5 1)= 2.5 +0.5 3 取 d = 3（mm） 。（2） 主流道的球半径主流道的球半径 取 SR = 2（mm） 。（3） 球面配合高度球面配合高度为 取 2（mm） 。（4）主流道长度主流道长度 L，应尽量小于 60mm，
41、本次设计由于主流道即为浇口套部分，故其长度为定模板厚度 10mm，加上定位圈厚度 10mm，其总和为 20mm。（5）主流道锥度主流道锥角一般应在 ，这里根据流道的实际情况取 ，所以流道26: 5.34锥度为 。/2.67（6）主流道大端直径主流道大端直径 2 4.5.34DdLtanm（ ）主流道的体积约为XXX 大学 XX 届毕业设计论文2222 2233V383.1430.3.148104.2.LRr mc + 6.2.2 主流道浇口套的形式主流道部分在成型过程中，其小端入口处与注射机喷嘴及一定温度、压力的塑料熔要冷热交换地反复接触，属易损件，对材料要求较高，因而模具的主流道部分常设计成
42、可拆卸更换的衬套式（俗称浇口套） ，以便有效地选用优质钢材单独进行加工和热处理，一般采用碳素工具钢如 T8A、T10A 等，热处理要求淬火 53 57 HRC。主流道衬套应设置在模具对称中心位置上，并尽可能保证与相联接的注射机喷嘴同一轴心线。主流道衬套的形式有两种：一是主流道衬套与定位圈设计成整体式，一般用于小型模具；二是主流道衬套与定位圈设计成两个零件，然后配合在固定在模板上。该模具尺寸中等，为了便于加工和缩短主流道长度，浇口套和定位圈设计成分体式，主流道长度取 30mm，约等于定模板的厚度。材料采用 T10A 钢，热处理淬火后表面硬度为 53HRC57HRC。6.2.3 冷料穴的设计在完成
43、一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约 1025mm 的深度有个温度逐渐升高的区域，这时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳，如果这里相对较低的冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这一现象的影响，用一个井穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料井（冷料穴） 。本例采用的是盘形浇口可在塑件的圆筒处设计钩行（Z 形）拉料杆。6.3 浇口的设计浇口是连接分流道与型腔之间的一段细流道，它是浇注系统的关键部分。浇口的形
44、状、数量、尺寸和位置对塑件质量影响很大，起着调节控制材料流速度、补料时间及防止倒流等作用。浇口的形状、尺寸和进料位置等对塑件成型质量影响很大，塑件XXX 大学 XX 届毕业设计论文23上的一些缺陷，如缩孔、缺料、白斑、熔接痕、质脆、分解和翘曲等往往是由于浇口设计不合理而产生的，因此正确设计浇口是提高塑件质量的重要环节。浇口设计与塑料的性能、塑件的形状、截面尺寸、模具结构及注射工艺参数等因素有关。总的要求是使熔料以较快的速度进入并充满型腔，同时在充满后能适时冷却封闭，因此浇道截面要小，长度要短，这样可增大塑料流速度，快速冷却封闭，且便于塑件与浇口凝料分离，不留明显的浇口痕迹，保证塑件外观质量。
45、在注射模设计中常见浇口形式可分为:直接浇口、矩形浇口、扇形浇口、膜状浇口、轮辐浇口、爪形浇口、点浇口、潜伏浇口。6.3.1 浇口的作用及其种类浇口的主要作用是：(1)型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流；(2)易于切除浇口凝料；(3)对于多型腔的模具，用以平衡进料；最常用的浇口形式有：第一是侧浇口。这种浇口形式注射工艺工人比较熟悉，在制造上加工比较方便，但不得因素是浇道流程长，热量损耗大，因此容易产生明显的拼料痕迹。如果要得到改善，则需加大浇道尺寸，但随之浇道部份的回料增多。其次塑料的进料口部分需去毛刺，这样既增加了去毛刺的工时，又损坏了周围的美观。第二是点浇口。塑料注射时，在点浇口以
46、高速注入型腔，一部份动能转变为热能，因此塑料在会合时的热量损耗比侧浇口少，所以会合处熔合较好，熔接痕不太明显。其缺点是塑件的正面将留下点烧口的痕迹，影响塑件的美观，并且为了取出点浇口的浇道剩料，型腔必须移动。由于型腔重量较大，所以不方便移动。第三种是综合上述两种浇口形式的优缺点，采用剪切浇口。因为塑件侧壁距离横浇道较远，因直接在侧壁进料是很难实现的，因此又增设了工艺输助浇口，从而使浇注系统进一步完善。这种浇口形式主要有以下优点：一是塑件表面无浇口痕迹，并且外表面无明显的熔接痕，所以外观质量较好。二是浇口的位置和数量可视塑件的质量而增加、减少或改变浇口的位置、模具修改也比较方便。三是在塑件顶出的
47、同时，浇口剪断并脱落，可节省去毛刺工序，并有得于机床自动化。从塑料流程尽量一致的原XXX 大学 XX 届毕业设计论文24则出发，采用了两个剪切浇口处都设有顶杆，用以切断剪切浇口，其工艺辅助浇口可手工去除。浇口的面积通常为分流道面积的 0.03 0.09。浇口的截面有矩形和圆形两种。浇口长度约为 0.5 2 mm 左右。浇口的尺寸一般根据经验公式确定，取其下限值，然后在试模时逐步修正。6.3.2 浇口尺寸的确定(2) 浇口结构尺寸可由经验公式，并由塑料模具技术手册之轻工模具手册之一中图 3-31 查得，浇口深度 h=0.7nt 可得浇口的深度为0.7.821.hnt 式中，t 是塑件壁厚，这里
48、， 是塑料成型系数，对于 POM，其成形系数为2mn=0.8。注：其尺寸实际应用效果如何，应在试模中检验与改进。6.3.3 浇口位置的选择浇口位置的选择对塑件质量的影响极大。选择浇口位置时应遵循如下原则： 避免塑件上产生缺陷； 浇口应开设在塑件截面最厚处； 有利于塑料熔体的流动； 的利于型腔的排气； 考虑塑件受力情况； 增加熔接痕牢度； 流动定向方位对塑件性能的影响； 浇口位置和数目对塑件变形的影响； 校核流动比； 防止型芯或嵌件挤压位移或变形。此外，在选择浇口位置和形式时，还应考虑到浇口容易切除，痕迹不明显，不影响塑件外观质量，流动凝料少等因素。XXX 大学 XX 届毕业设计论文256.4 浇注系统的平衡对于塑件的注射模具，设计应尽量保证型腔得到均一的充填和成型。一般在塑件形状及模具结构允许的情况下，应将从主流道到各个浇口的分流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相同（型腔布局为平衡式）的形式，否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致，这就是浇注系统的平衡。此次设计的交口选择为三个均匀分布的点浇口形式，是平衡的形式。6.5 浇注系统断面尺寸计算对工业上使用较合理的 30 多副注射模具，根据所用注射机的
