塑料模設計后油箱說明書

塑料模設計后油箱說明書,塑料模,設計,油箱,說明書,仿單 塑 料 模 具 課 程 設 計 說 明 書設計題目 塑料殼體模具機械工程 系 模具設計與制造 專業(yè)班級學號 設計人指導老師 目 錄一.塑件成型工藝性分析2二.分型面位置的確定2三.確定型腔數(shù)量和排列方式2四.模具結構形式的確定3五.注射機型號的選定3五.澆注系統(tǒng)的設計5七.成型零件的結構設計和計算12八.合模導向機構的設計16九.脫模推出機構的設計19十.濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計21塑料殼體模具設計一.塑件成型工藝性分析該塑料件是一殼體,塑件壁屬厚壁塑件,生產(chǎn)批量大,材料選PS,考慮到主流道應盡可能短,一般小于60mm,過長則會影響熔體的順利充型,因此采用下例數(shù)據(jù):材料 A B C D E F G H I J PS 60 80 25 4 3 45 20 74 12 35二.分型面位置的確定 根據(jù)塑件結構形式分型面應選在I上如下圖:三.確定型腔數(shù)量和排列方式1.該塑件精度要求不高,批量大,可以采用一模多腔,考慮到模具的制造費用和設備的運轉費用,定為一模四腔。2.型腔排列形式的確定如下圖:四.模具結構形式的確定 從上面的分析中可知本模具采用一模四腔,雙列直排,推件板推出,流道采用平衡式,澆口采用側澆口,動模部分需要一塊型芯,固定板,支撐板.五.注射機型號的選定1.通過Pro/E建模分析,塑件為m1=26.5g,v1=m1/, =1.05V1=25.2cm3,流道凝料的質(zhì)量m2=0.6m1 m=1.6nm1=2.塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需的鎖模力. 流道凝料(包括澆口)在分型面上的投影面積A2,A2可用0.35nA1來進行估算,所以 A=nA1+A2=1.35A1 n=1.354A1=25920mm2 式中A1=8060=4800mm2查表2-2取P型=25MpaFm=AP型=2592025=648000N3.選擇注射機 根據(jù)每一生產(chǎn)周期的注射量和鎖模力的計算值可選用SZ-250/1250理論注射量/cm3_270_ 鎖模力/ KN 1250_螺桿直徑/mm _45_ 拉桿內(nèi)間距/mm_415415注射壓力/ MPa 160_ 移模行程/mm_360_注射速率/g/s_110_ 最大模厚/mm_塑化能力/_18.9 最小模厚/mm150螺桿轉速/10200_ 定位孔直徑/mm160噴嘴半徑/mm15 鎖模方式/雙曲肘4.注射機有關參數(shù)的校核n(KMt/3600-m2)/m1=(0.810.530/3600)-m2/m2 =(0.8*18.9*3600*30/3600-0.6*4*26.5)/26.5 =14.74型腔數(shù)校核合格.式中,K注射機最大注射量的利用系數(shù)一般取0.8 m-注射機的額定塑化量(10.5g/s) t成型周期取30s1)注射壓力的校核 PekP0=1.3150=195Mpa K-注射壓力的安全系數(shù),一般取K=1.25-1.4 P0-取130Mpa,中等壁厚件2)鎖模力校核 FKAP型=1.2648=777.6KN.而F=1250 KN K0鎖模力安全系數(shù),一般取K0=1.1-1.2 其他安裝尺寸的校核要待模架的選定,結構尺寸確定后才可進行.六. 澆注系統(tǒng)的設計1. 主流道設計1)主流道尺寸設計 根據(jù)所選注射機,則主流道小端尺寸為 d=注射機噴嘴尺寸+(0.51) =3.5+0.5=42) 主流道球面半徑為 SR=噴嘴球面半徑+(12)=15+(12)=16mm3) 球面配合高度 h=3mm5mm,取h=3mm4) 主流道長度,盡量小于60,由標準模架結合該模具的結構,取L=25+20=45mm5) 主流道大端直徑 D=d+2Ltan=6.54mm(半錐角為1- 2,取= 2)取D=6.5mm.6) 澆口套總長 L0=25+20+h+2=502. 主流道襯套的形式 主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸屬易損件,對材料要求嚴格,因而模具主流道部分常設計可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套,以便常用碳素工具鋼如T8A,T10A等,熱處理硬度為50HRC-55HRC.如圖示由于該模具主流道較長,定位圈和襯套設計成分體式較宜,其定位圈結構尺寸如下圖3.主流道襯套的固定 主流道襯套的固定形式如圖4.冷料穴的設計1)主流道冷料穴的設計 開模時應將主流道中的凝料拉出,所以冷料穴直徑稍大于主流道大端直徑.采用Z形頭冷料穴,很容易將主流道凝料拉離定模,如圖所示1；定模座板 2；冷料穴 3；動模板 4；推桿主流道凝料體積Q主= h/12(D2+Dd+d2)=40/12(6.52+6.53.5+3.52) =809mm2=0.8cm3主流道剪切速率校核 由經(jīng)驗公式 v=3.3qv/Rqv=q主+q分+q塑件=0.8+425.28+0.58=102.5cm2Rn=（3.5+6.5）/2/2=0.25cm 主流道剪切速率偏小主要是注射量小，噴嘴尺寸偏大，使主流道尺寸偏大所致。5 分流道設計分流道布置形式 分流道布置有多種形式，但是需要循兩方面原則：一方面排列緊湊，縮小模具版面尺寸；另一方面流程盡量短，鎖模力力求平衡。應采用平衡式分流道。如圖：分流道長度第一級分流道 L1=50mm第二級分流道 L2=15mm分流道的形式.截面尺寸以及凝料體積為了便于加工及凝料脫模，分流道大多設置在分型面上。工程設計中常用梯形截面，加工工藝性好，且塑料熔體的熱量散失.流動阻力均不大，一般采用下面的經(jīng)驗公式可確定其截面尺寸，即 B=0.2654式中，B-梯形大底邊的寬度 m-塑件的質(zhì)量（g），為26.5g根據(jù)塑料模具設計手冊表4-9，取B=4 H=2/3B=2.67mm 取H=3mm 從理論上L2,L3分流道可以L1截面小1/10,但為了刀具的統(tǒng)一和加工方便,在分型面上的分流道采用一樣的截面.分流道的表面粗糙度由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取0.63m-1.6m，這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動阻力，避免熔體表面滑移，使中心層具有較高的剪切速率。此處Ra=0.8m。 凝料體積分流道長度 L=（50+82+12）2=136mm分流道截面積 A=（3+4）/23=10.5mm2凝料體積 q分=13610.5=1428mm3=1.428cm3分流道剪切速率校核采用經(jīng)驗公式 r =3.3q/R 3=3.3101.12/(3.140.253)=6801式中 q=1/t=425.28=101.126澆口的設計 澆口截面積通常為分流道截面積的0.07倍0.09倍，澆口截面積形狀多為矩形和圓形兩種，澆口長度為0.5mm2mm。澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗確定，取其下限值，然后在試模時逐漸修正。1 澆口類型及位置確定該模具是中小型塑件的多型腔模具，設置側澆口比較合適。側澆口開設在垂直分型面上，從型腔（塑件）外側面進料，側澆口是典型的矩形截面澆口，能很方便的調(diào)整充模時的剪切速率和澆口封閉時間，因而又被稱為標準澆口。這類澆口加工容易，修正方便，并且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活地選擇進料位置，因此它是廣泛使用的一種澆口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具。2 澆口結構尺寸的經(jīng)驗公式側澆口深度和寬度經(jīng)驗計算：經(jīng)驗公式為 h=nt=1mm w=2.3式中，h-側澆口深度（mm）； W-澆口寬度（mm）； A-塑件外表面積； t-塑件厚度（約為3mm ） n-塑料系數(shù)，查表得 n=0.67 澆注系統(tǒng)的平衡對于該模具，從主流道到各個型腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸對應相同，各個澆口也相同，澆注是平衡的。8 澆注系統(tǒng)凝料體積計算 主流道與主流道冷料井凝料體積 V主=v錐v冷=h/12（D2+Dd+d2）+/4（D2h）=15919.8mm39 普通澆注系統(tǒng)截面尺的計算與校核確定適當?shù)募羟兴俾蕆根據(jù)經(jīng)驗澆注系統(tǒng)各段的r取以下值，所成型塑件質(zhì)量較好。 主流道 rs=5102s-15103s-1 分流道 R=5102s-1 點澆口 rG=105s-1 其他澆口 rG=5103s-15104s-1 確定體積流率q1）. 主流道體積流率qs 因塑件小，即使是一模四腔的模具結構，所需注射塑料熔體的體積也還是比較小的，而主流道尺寸并不小，因此主流道體積流率并不大，取rs=1103s-1代入得 qs=/4R3=/41030.33=21.9cm3/s2）. 澆口體積流率qG 側（矩形）澆口用適當?shù)募羟兴俾蕆G=1104s-1代入得 qG=Wh2/6=2.30.12104/6=38cm3/s. 注射時間（充模時間）的計算 1）.模具充模時間 ts=vs/qs=25.28/21.9=1.15s 式中 qs-主流道體積流率； ts-注射時間，s； Vs-模具成型時所需塑料熔體的體積，cm32）. 單個型腔充模時間 tG=VG/qG=25.25/38=0.66s3）. 注射時間 根據(jù)經(jīng)驗公式5求得注射時間 t=ts/3+2tG/3=0.82s4 校核各處剪切速率1）.澆口剪切速率 rG=6V3/Wh2=625.25/2.30.12=6.59103s-12）.分流道剪切速率 由經(jīng)驗公式 =3.3q/R3=3.3101.12/3.140.253 =6.8103s-1七.成型零件的結構設計和計算塑料模具型腔在成型過程中受到塑料熔體的高壓作用應具有足夠的強度和剛度，如果型腔側壁和底版厚度過小，可能因強度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞，也可能因剛度不足而產(chǎn)生撓曲變形，導致溢料飛邊，降低塑件尺寸精度并影響順利脫模。1.模部分的型芯 為了便于加工設置一個定模型芯，它的配合可以采用過盈配合。 2.成型零件鋼材的選用 零件是大批量生產(chǎn)，成型零件所選用鋼材耐磨性和抗疲勞性能應該良好，機械加工性能和拋光性能也應該良好，因此構成型腔的嵌入式凹模鋼材選用SMI3.成型零件工作尺寸的計算 塑件尺寸公差按SJ137278標準中的6級精度選取1）.型腔徑向尺寸Lm1=(1+s)Ls1-x+20=(1+s)80-0.580.70+0.120 =80.28+0.120Lm2=(1+s)Ls2- x+20=1.003560-0.580.7+0.120 =59.79+0.120式中， S塑件平均收縮率S=（0.006+0.008）=0.0035X修正系數(shù)（取0.58） 塑件公差值（查塑件公差表取0.70）2制造公差，（取/5） 參考塑料模具設計手冊P49型腔深度尺寸 Hm=（1+s）h-x0+=24.7+0.120 式中，h塑件厚度最大尺寸（取25）x修正系數(shù)（取0.56） 塑件公差值（取0.40）參考塑料模具設計手冊P47型芯高度尺寸hm=（1+s）H+x0-2=3.130-0.04式中，h塑件厚度最小尺寸（取3） X修正系數(shù)（取0.58） 塑件公差值（查塑件公差表取0.20）模架的確定和標準件的選用 模架尺寸確定后，對模具有關零件要進行必要的強度或剛度的計算，以校核所選模架是否適當，尤其對大型模具。 由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結合標準模架，選用模架尺寸為250mm315mm的標準模架，可符合要求。 模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘，模具外表盡量不要有突出部分，模具外表面應光潔，加涂防銹油。兩模板之間應用分模間隙，即在裝配，調(diào)試，維修過程中，可以方便地分開兩塊模板。1 定模座板（315mm315mm，厚25mm）材料為45鋼.通過4個M10的內(nèi)角圓柱螺釘與定模板連接定位圈通過4個M6的內(nèi)六角圓柱螺釘與其連接，定模座板與澆口套為H8/f8配合。2.定模板（凸模固定板）（250mm315mm，厚20mm）固定板應有一定的厚度，并有足夠的強度，一般用45鋼或Q235A制成，最好用調(diào)質(zhì)230HB270HB。其上的導套孔與導套一端采用H7/k6配合，另一端采用H7/e7，定模板與澆口套采用H8/m6配合，定模板與圓筒型芯為H7/m6配合。3.支撐板（180 mm250mm）支撐板應具備較高的平行度和硬度。4.墊塊（40mm315mm，厚50mm） 1）主要作用 在動模座板與支撐板之間形成推出機構的動作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應注射機的模具安裝厚度要求。 2.）結構形式可以是平行墊塊或拐角墊塊，該模具采用平行墊塊。 3.）墊塊材料 墊塊材料為Q235A，也可用HT200，球墨鑄鐵等，該模具墊塊采用Q235A制造。 4.）墊塊的高度h校核. H=h1+h2+h3+s+=0+16+12.5+18+3.5=50mm式中，h1推板厚度，為16mmh2推桿固定板厚度，為12.5mmh3推出行程， 為18mm推出行程富余量，一般為2mm6mm，取3.5mm5.）動模座板（315mm315mm，厚25mm）材料為45鋼，注射機頂桿孔為 mm，其上的推板導柱孔與導柱采用H7/m6配合。6.）推板（118mm315mm，厚16mm） 材料為45鋼，其上的推板導套孔和推導套采用H7/k6配合，用4個，M6的內(nèi)六角圓柱螺釘與推桿固定板固定。7.）推桿固定板（118mm315mm。厚12.5mm） 材料為45鋼，其上的推板導套孔與推板導套采用H7/f6配合。八.合模導向機構的設計 1.導向機構的總體設計1. ）導向零件應合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部分。2. ）該模具采用4根導柱，其分布為等直徑導柱不對稱裝置3. ）該模具導柱安裝在支撐板和模套上，導套安裝在定模固定板上。4. ）為了保證分型面很好的接觸，采用在導套的孔口倒角。5. ）在合模時，應保證到向零件首先接觸。6. ）動定模板采用合并加工時，可確保同軸度要求。2.到導柱的設計 該模具采用帶頭導柱,不加油槽,如下圖示導柱的長度必須比凸模端面高度高出,6mm8mm.1.) 為使導柱能順利地進入導向孔,導柱的端部常做成錐形或球形的先導部分.2.) 導柱的直徑應根據(jù)模具尺寸來確定,應保證具有足夠的抗彎強度,該導柱直徑由標準模架可知為mm.3.) 導柱的安裝形式,導柱固定部分與模架按H7/f6配合,導柱的滑動部分按H7/f7或H8f7的間隙配合.4.) 導柱工作部分的表面粗糙度為Ra=0.4mm5.) 導柱應具有堅硬耐磨的表面,堅韌而不易折斷的內(nèi)芯.多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理或碳素工具鋼T8A.T10A,經(jīng)淬火處理,硬度為50HRC以上或45鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)表面淬火,低溫回火,硬度為50HRC以上.3.導套設計 導套與安裝在另一半模上的導柱相配合,用一確定運動定模的相對位置,保證模具運動導柱相配合,用以確定運動定模的相對位置,保證模具運動導向精度的圓套形零件.導套常用的結構形式有兩種:直導套(GB/T41692.2-1984(帶頭導套(GB/T4169.31984).1.) 結構形式,采用帶頭導套(型)如圖所示2.) 導套的端面應倒角,導柱孔最好做成面孔,利于排出孔內(nèi)剩余空氣.3.) 導套孔的滑動部分按H8/f7或H7/f7的間隙配合,表面粗糙度為0.4mm.導套外徑與模板一端采用H7/k6配合;另一端采用H7/e7配合 入模板.4.) 導套材料可用,淬火鋼或青銅合金等耐磨材料制造該模具中采用T8A.4.推板導柱與導套設計推板導柱除了起導向作用外,還支撐著支撐板,從而改善了支撐板的受力情況,大大提高了支撐板的剛性,該模具設置了4套推板導柱與導套,它們之間采用H8/f7配合其形狀與尺寸配合如圖所示九.脫模推出機構的設計注射成型每一循環(huán)中,塑件必須準確無誤地從模具的凹模中型芯上脫出,完成脫出塑件的裝置稱為脫模機構也常推出機構1. 塑件推出的基本方式1.) 推桿推出 推桿推出是一種基本的,也是一種常用的塑件推出方式常用的推桿形式有圓形,矩形,階梯形.2.) 推件板推出對于輪廓封閉且周長較長的塑件,采用推件推出結構.推件板推出部分的形狀根據(jù)塑件形狀而定.3.) 氣壓推出對于大型深型塑件,經(jīng)常采用或 助氣壓推出方式本模具,考慮到塑件輪廓封閉且周長較長故采用推板推出.脫模力的計算脫模力是指將塑件從型芯上脫出時所需克服的阻力它是設計脫模機構上午重要依據(jù)之一.F阻=f(F正-F脫.sin)=f.F正-f.F脫sin式中, F阻摩擦阻力（N） f摩擦系數(shù),一般取f=0.151.0 (取f=0.3)F正塑件收縮對型芯產(chǎn)生的正壓力即包緊力（N）F脫脫模脫模斜率，一般為12（取=1）根據(jù)受力圖可列平衡方程式 F脫+ F正sin= F阻. cos 由于，一般很小，式中（f.F脫sin項之值可以忽悠。F脫= f.F正cos- F正sin=F正(f. cos-sin)PAF正= PA 式中,P塑件對型芯產(chǎn)生的單位正壓力（包緊力），一般為P=812MPa薄件取小值，厚件取大值，（P=10MPa） A塑件包緊型芯側面積（mm） A F脫=22X74=1628mm2 F正= AP=1628 X10=16280NF脫= F正(f. cos-sin)=16280 X0.2=3256N由于塑件有孔不需要計算,真空吸引阻力 F總脫=n(F脫+F阻)=4 X3256=13024N推桿的尺寸計算,圓形推桿的直徑可由歐拉公式簡化得,d=k(* 式中, d推桿直徑（mm） L推桿長度（mm） F脫塑件的脫模力（N） E推桿材料的彈性模量（MPa） n推桿數(shù)量 k安全系數(shù)，取k=1.5推桿直徑確定后，還應進行強度校核 d =5.49十.濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計1. 加熱系統(tǒng)由于該套模具的模溫要求在80以下，又是中小型模具，所以無需設置加熱裝置。2. 冷卻系統(tǒng)一般注射到模具內(nèi)的塑料溫度為200左右，塑件固化后，從模具型腔中取出時其溫度在60以下。熱塑性塑料在注射成型后，必須對模具進行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡快地傳給模具，以使塑料可靠冷卻定型并迅速脫模。因為PS黏度低流動性好，因為成型工藝要求模溫都不太高，所以常用溫水對模具進行冷卻。PS的成型溫度和模具溫度分別260280，3265用常溫水對模具進行冷卻。 1.）冷卻介質(zhì) 冷卻介質(zhì)有冷卻水和壓縮空氣，但用冷卻水較多，因為水的熱容量大，傳熱系數(shù)大，成本低，用水冷卻即在模具型腔周圍或內(nèi)部開設冷卻水道 2.）冷卻系統(tǒng)的簡略計算 如果忽略模具因空氣對流，熱輻射以及與注射機接觸所散發(fā)的熱量，不考慮模具金屬材料的熱阻，可對模具冷卻系統(tǒng)進行初步和簡略計算。 1.）求塑件在固化時每小時釋放的熱量Q查塑料制品成型與模具設計表425 PS單位質(zhì)量放出的熱量Q=2.8 X102KJ/kg3.5 X102 KJ/kg 取， Q1=3.5 X102KJ/kg 故 Q= Q1 X W0.215 X 3.5 X102 X60=4275KJ/h 式中，W單位時間（每分鐘）內(nèi)注入模具中的塑料質(zhì)量（KJ/h）該模具每分鐘注射2次 所以，W=2 X102.5 X1.05=0.215kg/min2.）求冷卻水的體積流量 qv=WQ1/PC1(Q1-Q2)=215.253.5102/4.187103(25-20) =3.5910-3m3/min 式中 ，e冷卻水的密度，為1 X103kg/m3c1冷卻水的比熱容，為4.187kj/kg.Q1冷卻水出口溫度，取25Q2冷卻水入口溫度，取203.）求冷卻管道直徑 查塑料制品成型及模具設計表4-27，取f=6.84（水溫為25）取d=8mm求冷卻管道總傳熱面積A 由公式得，A=60WQ1/hQ1=600.2153.5102 /h65-(25+20)/2=22.410-3 m2式中，Q模具溫度與冷卻水溫之間的平均溫度差（）模具溫度取654.）計算凹模上座設冷卻管總長度（mm）由于傳熱面積A=dL所以。L=A/d=22.410-3 (3.14810-6)=0.887m5.）求凹模所需冷卻水管根數(shù) n=L/B （B為模具的寬度） =0.887/0.315=2.83孔25湖南工學院塑料模課程設計說明書設計課題 后油箱 機械工程系 系 模具設計與制造 專業(yè)班級 學號 設計人 指導老師 完成日期目錄一：設計任務書二：設計說明書 塑料成型工藝分析 塑料分型面位置的分析和確定 塑件型腔數(shù)量及排練方式的確定 注射機的選擇及工藝參數(shù)的校核 澆注系統(tǒng)的設計與計算 成型件的結構設計及力學計算 模架選擇或設計 導向機構的設計 脫模機構的設計 側向分型抽芯機構的設計 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計 排氣系統(tǒng)的設計 設計小結設計任務書一設計題目后油箱注射成型模具的設計材 質(zhì)：PA1010塑料，箱體零件技術要求：所設計的模具應使成型塑料零件達到給定要求的精度，大批量生產(chǎn)。 塑料件平面圖如下：二、原始數(shù)據(jù)、AUTOCAD圖、尺寸公差按SJ1372-78,3級（參見塑料模設計資料一，表6-6），孔類尺寸為正公差，軸類尺寸為負公差、各個加工面的光潔度相當與R。1.6、生產(chǎn)批量為小批量。三.設計目的課程設計是塑料模具設計課程重要的綜合性與實踐性教學環(huán)節(jié)。課程設計的基本目的是：綜合運用塑料模具設計，機械制圖、公差與技術測量、機械原理及零件、模具材料及熱處理、木匠木制造工藝等等必修課程的知識，分析和解決塑料模具設計問題，進一步鞏固，加深和拓寬所學的知識。通過設計實踐，逐步樹立正確的設計思想，增強創(chuàng)新意識和競爭意識，基本掌握塑料模具設計的一般規(guī)律，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。通過計算、繪圖和運用技術標準、規(guī)范、設計手冊等有關設計資料，進行塑料模具設計全面的基本技能訓練，為畢業(yè)設計打下一個良好的實踐基礎。設 計 說 明 書塑料成型工藝分析1塑件（后油箱）分析塑件 如下圖所示，為后油箱零件圖。 塑件零件工作圖塑料名稱PA1010（尼龍1010）。色調(diào)半透明生產(chǎn)綱領大批量塑件的結構及成型工藝性分析精度等級。一般采用精度5級。脫模斜度。該塑件壁厚均為2，為殼體類零件，型腔深度為10，所用材料PA1010流動性好，注射充型流暢，故對型芯的包緊力不是很大，所以此零件成型無須脫模斜度。 PA1010的主要性能指標見下表密度g/cm31.04抗彎強度MPa88比體積cm3/g0.96沖擊韌度/kj.m- 225.3吸水率h（）0.3硬度9.75收縮率s1.32.3熱變形溫度t（0C）148熔點t0C205擊穿強度/kV. mm -120抗拉屈服強度MPa62抗拉彈性模量MPa1.810 3PA1010的主要性能指標2熱塑性塑料（PA1010）的性能分析使用性能抗拉強度、硬度、耐磨性、自潤滑性突出，吸水性強；化學穩(wěn)定性較好，能溶于甲醛、苯酚、濃硫酸等。成型性能熔點高，成型前須預熱；黏度低，吸水性較小，耐寒性較好，流動性好，易產(chǎn)生逸流、飛邊；熔融溫度下較硬，易損模具，主流道及型腔壁易粘模。PA1010成型塑件的主要缺陷及消除設施。缺陷缺料（注射量不足）、氣孔、溢料飛邊、熔接痕強度低、表面硬度和強度不足。消除設施加大主流道、分流道、澆口，加大噴嘴，增加注射壓力，提高模具溫度。塑料分型面位置的分析和確定分型面位置選擇分析以后油箱的底面為分型面，如下圖，分型面形式與位置1-動模部分 2-分型面 3-定模部分 4-成型零件分型面與開模方向垂直，能充分利用注射機的鎖模機構開合模具。這樣開設分型面使定模型芯長度約為44，側抽芯長度為一個壁厚（1.5），避免了側抽芯較長；將零件整體放入動模中，能保證塑件美觀，尺寸精度；不足的是排氣不良，只能通過多開設排氣孔來彌補，還有模具型腔叫難制造，但相對而言此方法最佳。分型面位置確定根據(jù)對比與分析此分型面符合分型面的選擇方法，屬于最佳方案。塑件型腔數(shù)量及排練方式的確定當塑件分型面確定之后，就需要考慮是采用但單型腔模還是多型腔模。一般來說，大中型塑件和精度要求高的小型塑件優(yōu)些采用一模一腔的結構，但對于精度要求不高的小型塑件（沒有配合精度），形狀簡單，又是大批量生產(chǎn)時，若采用多型腔模具可提供獨特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn)率大為提高。故由此初步議定采用一模兩腔。排列方式于下圖：型腔布置注射機的選擇及工藝參數(shù)的校核所需注射量的計算塑件質(zhì)量、體積計算對于該設計，用戶提供了塑件圖樣，據(jù)此建立塑件模型并對此模型分析得；塑件體積v13096 .36mm塑件質(zhì)量mv=13096 .361.04=13.62g 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步計算可按塑料體積0.6倍計算，由于該模具一模采用兩腔，所以澆注系統(tǒng)的凝料體積為V=V0.6=213.620.6=16.344cm3該模具一次注射所需塑料PA1010 體積 V0=2vV=213.096 3616.34442.54cm3 質(zhì)量 m0=v 044.24g 塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計算流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積A2，在模具設計前是個未知值，根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計分析，A2是每個塑件在分型面上的投影面積A1的0.2倍至0.5倍，因此可用0.35nA1來進行估算，所以 A=nA1A2=nA10.35nA1=1.35nA1=1.352A1 =15187.5mm2 式中A1=1251.530 =5625mm2。 Fm =Ap型=15187.530 =455625N =455.625KN式中p型為型腔的成型壓力（MPa），一般是注射壓力的30%65%，尼龍流動性好，該處取型腔平均壓力為30MPa。 選擇注射機根據(jù)上面計算出的鎖模力和注射量，根據(jù)塑料制品成型及模具設計第242頁可選用SZ-100/630臥式注射機，其主要技術參數(shù)如下表。項目數(shù)值理論注射機容量（cm3）75，105螺杠（柱塞）直徑（mm）30,35注射壓力（MPa）224,164.5鎖模力（KN）630拉杠內(nèi)間距（mm）370320移模行程（mm）270最大模具厚度（mm）300最小模具厚度（mm）150噴嘴球半徑（mm）15模具定位孔直徑（mm）125SZ-100/630臥式注射機主要技術參數(shù) 注射機的有關參數(shù)的校核由注射機料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù)n。 n（kMt/3600-m2）/m2=（0.89.530-0.6213.62）/13.62 =15.542型腔數(shù)目校核合理。式中 k注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8； M注射機的額定塑化量（9 .5g/s） t成型周期，取30s。 注射壓力的校核。pek1p0=1.3130=169MPa,而pe=190MPa，注射壓力校核合格。式中k1取1.3 (參考五先明主編的塑料模具設計指導公式（2-10）)；p0取130 MPa（屬薄壁窄澆口類）。 鎖模力校核。FKAp型=1.2455.625=546.75KN,而F=630，鎖模力校核合格。其他安裝尺寸的校核要待模架選定結構尺寸確定以后才可以進行。澆注系統(tǒng)的設計與計算1 .主流道的設計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，以便于熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。 主流道尺寸主流道小端直徑 d=注射機噴嘴直徑+（0.51） =3+（0.51）,取d=3.5 mm。主流道球面半徑 SR0=注射機噴嘴球頭半徑+（12） =15+（12），取SR0 =16 mm。球面配合高度 h =3 mm5 mm，取h = 3mm。主流道長度 盡量小于60 mm，由標準模架結構該模具的結構，取L =25+20 =45 mm主流道大端直徑 D =d+2Ltana7.54(半錐角a為12)，取D=7.5mm。澆口套總長 L0=45+h+2=50mm主流道襯套的形式主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，屬于易損件，對材料要求較嚴，因而模具主流道部分常設計成可拆御更換的主流道襯套形式即澆口套，以便有效地選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進行加工和熱處理，常采用碳素工具鋼，如T8A,T10A等，熱處理硬度為50HRC55HRC，如下圖。主流道襯套主流道襯套的固定主流道襯套的固定形式如下圖所示。1-定位圈； 2主流道襯套； 3定模座板； 4內(nèi)六角螺釘。主流道襯套的固定形式主流道凝料體積主流道剪切速率校核由經(jīng)驗公式 式中qv模具的體積流量，此時按單位時間計算的，數(shù)值在前面已經(jīng)計算出來。 Rn（3.5+7.5）/2/20.275cm主流道剪切速率。主流道剪切速率偏小主要是注射量小、噴嘴尺寸偏大的所致。2. 冷料穴的設計 主流道冷料穴的設計開模時應將主流道中的凝料拉出，所以冷料穴直徑應稍大于主流道大端直徑。大端直徑為7.5mm,所以這里可以取9mm；冷料穴升度h約為3/4d6mm。此模具采用Z字形冷料穴，如下圖所示；1；定模座板 2；冷料穴 3；動模板 4；推桿冷料穴形式分流道冷料穴的設計 當分流道較長時，可將分流道端部沿料流前進方向作為分流道冷流穴，以儲貯存前鋒冷料。一般在分流道端部加長5mm作為分流道冷料穴。3.分流道的設計分流道的布置形式分流道在分型面上的布置與前面所述型腔排列密切相關，有多種不同的布置形式，但應遵循兩方面原則：一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量短、所模力力求平衡。分流道應能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，是塑料熔體盡快地經(jīng)分流道均衡的分配到各個型腔，因此，該模具的流道布置形式采用平橫式。分流道長度 第一級分流道 l150mm第二級分流道 l26mm（冷料井升度）所以總長L為56mm。分流道的形狀、截面尺寸以及凝料體積形狀及截面尺寸。為了便于機械加工及凝料脫模，本設計的分流道設置在分型面上定模一側，截面形狀采用加工工藝性比較好的梯形截面。梯形截面對塑料及流動阻力均不大，一般采用下面經(jīng)驗公式來確定截面尺寸，即 式中B梯形大底邊的寬度（mm） m塑件的質(zhì)量（g） L單向分流道的長度（mm） H梯形的高度（mm）根據(jù)王樹勛主編的模具適用技術設計綜合手冊取B4mm H（）B（）.67，取Hmm分流道L截面形狀如圖所示 分流道截面形狀從理論上說，L2分流道可比L1截面小10%，但為了刀具的統(tǒng)一和加工方便，在分型面上的分流道采用一樣的截面。凝料體積分流道長度L502+6106分流道截面面積 A（4+3）3210.5 分流道的表面粗糙度 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只是中心部位的塑料熔體得到流動狀態(tài)較理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低一般取0.63um1.6um,這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動阻力。避免熔流表面滑移，使中心層具有叫高的剪切速率。此處Ra0.8um。4.澆口的設計澆口是連接流道與型腔之間的一段細短通道，他是澆注系統(tǒng)的關鍵部分，澆口的形狀、位置和尺寸對塑件的質(zhì)量影響很大。澆口類型及位置的確定該模具是中小型多腔模具，從塑件的結構來看，開設側澆口較合理。開設在塑件的后板與底平面交界處正中間，從型腔外側進料，能方便地調(diào)節(jié)充模時的剪切速率和澆口封閉時間，因而又稱為標準澆口。這類澆口加工容易，修正方便，并且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活地選擇進料位置，因此它是廣泛使用的一種澆口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具。澆口結構尺寸的經(jīng)驗計算側澆口深度和寬度經(jīng)驗計算經(jīng)驗公式為 hnt0.81.51.2mm, W4.5mm式中 h側澆口深度（mm） w澆口寬度（mm） A塑件外表面積（約為28360mm2） t塑件厚度（平均厚度約為1.5mm） n塑件系數(shù)，由下表查得n0.8。塑料材料PEPSPOM、 PC、PPPA、PMMA、PVACPVCn0.60.70.80.9注；源自實用模具技術手冊中的表6.6-3側澆口的經(jīng)驗計算由于側澆口的種類較多，現(xiàn)講常用的經(jīng)驗數(shù)據(jù)列入下表。側澆口的推薦尺寸塑料壁厚/mm側澆口尺寸/mm澆口長度l/mm深度h寬度w1.00 .800.501.00.82.40.51.50.82.42.43.21.52.22.43.33.26.42.22.43.36.4注；原自使用模具技術手冊中的表6.6-5綜上的側澆口尺：深度 h 1.5mm 寬度 w 2mm 長度 l 1.0mm澆口截面形狀與下圖，其尺寸實際應用效果如何，應在試模中檢測與改進。1主澆口 2分流道 3澆口 4塑件側澆口形式澆注系統(tǒng)的平衡 對于該模具，從主流道到各個型腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸對應相同，各個澆口也相同，澆注系統(tǒng)顯然是平衡的。成型零件的結構設計及力學計算1.成型零件的結構設計 塑料沒有局型腔在成型過程中受到塑料熔體的高壓作用，用具有足夠的強度和剛度，如果型腔側壁和底版厚度過小，可能因強度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞；也可能因剛度不足而產(chǎn)生饒曲變形，導致溢料飛邊，降低塑件尺寸精度并影響順利脫模。因此，應通過強度和剛度計算來確定型腔壁厚，尤其對于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能單純憑經(jīng)驗來確定型腔壁厚和底板厚度。根據(jù)此塑件的結構，型腔的組成由組合式較好，能方便的制造型腔，減少勞動量，但帶來的是各組成部分的配合精度，相對而言利大于弊。故采用組合式。2.成型零件的結構計算 凹模（型腔）的計算零件PA1010 平均收縮率 S=2% ，此塑件未標注公差，對于軍用品按IT13級，而對于民用品按IT14級標注，所以按IT14級公差選取。 式中 S塑件平均收縮率S2%； A塑件外形尺寸（如上圖所示）； X修正系數(shù)（取0.6）； 塑件公差值；制造公差，（取/3）。凸模（型芯）的計算 式中 S塑件平均收縮率S2%； A塑件外形尺寸（如上圖所示）； X修正系數(shù)（取0.6）； 塑件公差值；制造公差，（取/3）。凸模（型芯）的計算型芯高度計算模架選擇或設計由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結合標準模架，選用接個形狀式為A2型、模架尺寸為180mm250mm的標準模架，可符合要求。模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘；模具外表面盡量不要有突起部分；模具外表面應光潔，加涂銹油。兩模之間應有分模間隙，即在裝配才、調(diào)試、維修過程中,可以方便地分開兩塊模板。定模座板（mmmm，厚mm）定模座板是模具與注射機連接固定的板，材料為鋼。 通過個的內(nèi)六角圓柱螺釘與定模固定板連接；定位圈通過個的內(nèi)六角圓柱螺釘與其連接；定模座板與澆口套為配合。2.定模板(凸模固定板)(180mm250mm,厚20mm) 用于固定型芯(凸模固定板)、導套.固定板應有一定的厚度,并有足夠的強度,一般用45鋼或Q235A制成,最好調(diào)質(zhì)230HB270HB. 其上的導套孔與導套一端采用H7/k6配合,另一端采用H7/e7配合;定模(凸模固定）板與澆口套采用H8/m6配合;定模（凸模固定）板與圓筒型芯為H7/m6配合.上面還開有4個彈簧頂銷孔,以便于分模時,斜滑快順利地留在動模部分,定模(凸模固定）板上的頂銷孔與頂銷為H8/f8配合.3.支承板(180mm250mm,厚32mm)此模具完全沒有必要設計支承板,因型腔壓力不大.4.墊快(32mm250mm,厚50mm)主要作用在動模座板與支承板之間形成推出機構的動作空間,或是調(diào)節(jié)模具的總厚度,以適用注射機的模具安裝厚度要求.結構形式可以是平行墊快或拐角墊快.該模具采用平行墊快。墊快材料墊快材料為Q235A,也可以用HT200、球墨鑄鐵等.該模具墊快采用Q235A制造.墊快的高度h校核 hh1+h2+h3+s+0+16+12.5+34+4.567mm,符合要求.式中 h1頂出板限位釘?shù)暮穸龋撃＞邲]有采用限位釘,故其值為0; h2-推板厚度,為16mm; h3-推桿固定板厚度,為12.5mm; s-推出行程,為34mm; -推出行程富余量,一般為3mm6mm,取4.5mm.動模座板(250mm250mm,厚25mm)材料為45鋼,其上的注射機頂桿孔為45mm.其上的推板導柱孔與導柱采用H7/m6配合.模套(180mm250mm,厚36mm)辮合模通過矩形導滑槽在模套中滑動,以完成側向分型和合模復位.材料為45鋼.其上的導柱孔與導柱為H7/k6配合.為有利于合模時壓鑄,模套厚套應稍小于辮合模厚度(),取36.3mm.7.推板(114mm250mm,厚16mm)材料為45鋼.其上的推板導套孔與推板導套采用H7/f9配合.導向機構的設計因為該模具采用標準模架,因為模架本身帶有導向裝置,設計時只要按模架規(guī)格選用既可.側向分型抽芯機構的設計抽芯距通常抽芯距等于側成型孔的深度或成型凸臺的長度S加上23mm的安全系數(shù).LS+23mm1.5+23mm4mm 側抽芯機構的選用 根據(jù)設計塑件的外型選取斜導柱式抽芯機構斜導柱式抽芯機構結構簡單，制造方便，安全可靠等特點，且該抽芯不需較大的抽芯力，采用用它經(jīng)濟。 斜導柱的抽拔角可在10200之間選取，取=150a .斜導柱的結構形式中小型模具中常用的一種結構形式其臺間端部相平與模面其角度與抽拔角一致。左圖是斜導柱的結構形式斜導柱固定部分與模板的配合精度為的過度配合。斜導柱后側滑快的斜孔中滑動時，有較大的側向分力，所以相互的運動摩擦里較大，因此，斜導柱與側滑快斜孔之間配合不能過于緊密，在實際中應有0.20.3mm的間隙，還有，如果精度高的動配合在開模的瞬間主分型面和側分型面幾乎是同時分型的，這時由于禊塊還在起鎖緊作用，會引起側抽芯的運動干擾。b圓柱形斜導柱直徑的確定 I圓柱形斜導柱直徑的確定 為方便計算取 F=930N ，脫模斜度 由公式得 d=10.8mm d斜導柱直徑mm F抽拔力N 拔模角 斜導柱的取用彎曲力 取=137.2MP =+M=+=16.96mm 本設計取 d=12mmII抽拔角的選擇 抽拔角是決定側抽芯工作效果的重要技術參數(shù)之一，它直接關系到斜導柱的所承受的彎曲力，側抽拔力以及斜導柱的有效工作長度，抽芯距和開模行程。一般說來斜導柱與側滑塊的斜孔之間有一定的間隙，選擇抽拔角時一定要同時兼顧抽芯距及斜導柱受力狀況以及其他相關的因素，斜導柱的抽拔角可在1020之間選取，一般不得大于25，遇特殊情況時特殊處理。 F= =（開模力） L=（有效工作長度） H=（最小開模行程） III圓柱形斜導柱總長度的計算 L斜導柱總長度mm D斜導柱抬肩直徑mm 斜導柱抽拔角 h斜導柱固定板厚度mm 斜導柱與側滑塊斜孔的配合間隙mm 斜杠工作的直徑mm 抽芯距實際距離加24mm L=+ 估算：L=+d =+6+12 =1.9+33.5+11.5+6+11.5+4 =66.66mm 本設計根據(jù)需要取L=98mm（4）側型芯機構的設計 側型芯機構包括側滑塊，導滑槽，定位裝置，鎖緊裝置等幾部分。斜滑塊的設計原則：（1）斜滑塊的導向斜角可比斜導柱的大些，但也不大于30,一般取1025，斜滑塊的推出長度必須小于導滑總長L的2/3。（2）斜滑塊與導滑槽采用雙面配合間隙配合。詳見塑料制品成型及模具設計表4-21。（3）為保證斜滑塊的分型面密合，成型時不致發(fā)生溢料，斜滑塊底部與模套之間應留有0.20.5mm的間隙，同時斜滑塊頂面應高出模套0.20.5mm。（4）當內(nèi)側抽芯時，斜滑塊的頂端面應低于型芯頂端面0.050.10mm，以免推出時阻礙斜滑塊的徑向移動。另外，在斜管塊頂端面的徑向移動范圍內(nèi)（LL1），塑件內(nèi)表面上不應有任何臺階，以免阻礙斜滑塊活動。 在實際用中，為了便于加工和維修，多采用分體結構形式，故本設計采用分體式結構。具體如下圖所示I側型芯的與側滑座的連接形式滑塊形式鑲嵌圓柱體側型芯其直徑較大時，采用貫通的圓柱銷從型芯的中間穿過，而直徑較小的，則從型芯的側壁打一個騎墻削，它的中心應落在側型芯的外部，這樣雖然只深入到圓柱削的1/3，就有較好的緊固效果。II側滑座的導滑形式在側滑座和導滑槽的配合中，有兩個尺寸較為重要，一是側滑座的寬度s，二是導滑槽的厚度B。他們的配合均為基孔制的間隙配合，即H7/f6。側滑座斜孔d（H7）抽拔角與斜導柱配作完成。其尾部的斜面上作為鎖緊用的其尾部角度即鎖緊禊角為=+III側滑座的定位裝置本設計采用擋板式定位 。利用側滑座的自重，使用擋板式側滑座定位，結構簡單，但只適用于側型芯安放在模具下方的情況。模具裝配圖上應特別注明模具安裝的方向要求V側滑座的鎖緊裝置保證側型芯準確復位，斜導柱的復位只能使其粗定位；.承受注射壓力對側型芯的沖擊，在注射成型的型腔內(nèi)呈現(xiàn)熔融狀態(tài)的塑料對側型芯有一個很大的壓力，鎖緊塊就是承受壓力的沖擊，防止側型芯外移，同時消除了斜導柱的彎曲力。 本設計采用嵌入式的鎖緊塊固定方式，它是貫通嵌入模板，它鎖緊強度較好，加工簡單，特別有利于組裝的研合研和前鎖緊塊長度留有研合余量，研合完成后再將背面的高于模板部分去掉即可，然后安裝定模座板壓緊止動。 注意：鎖緊塊與模邊的距離s不能太薄，而固定孔的四角應有適當?shù)钠綇?，沒有定模板時方可以采用。定模圖溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計1，加熱系統(tǒng)由于該模具的模溫要求在80以下，又是小型模具，所以無需設置加熱裝置。2，冷卻系統(tǒng)PA1010的成型溫度和模具溫度分別為190250、5080，用常溫水對模具進行冷卻。3，冷卻系統(tǒng)的簡略計算求塑件每小時釋放的熱量Q查表4.6-4（實用模具技術手冊）得PA1010單位質(zhì)量放出的熱量Q16.5100kJ/kg7.5100KJ/kg,取Q17.5100KJ/kg，故 QWQ188.487.510060398160KJ/h式中W單位時間（每分鐘）內(nèi)注入模具中的塑料質(zhì)量（kJ/min），該模具每分鐘注射兩次，所以W244.2488.48KJ/min。求冷卻水的體積流量查表8.6-15（實用模具技術手冊）得式中 p-冷卻水的密度，為1Kg/ ； C1-冷卻水的比熱容，為4.187KJ/（kg.）; -冷卻水出口溫度，取25；-冷卻水入口溫度，取20。求冷卻水管道直徑d查實用模具技術手冊中的表37-6，為使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取d8mm. 求泠卻水在管道內(nèi)的流速v在實用模具技術手冊中，運用公式37-4得 求冷卻管道孔壁與冷卻水之間的傳熱膜系數(shù)h查實用模具技術手冊中的表37-3，取f6.84（水溫為25），再由實用模具技術手冊中的式37-4有求冷卻水管道總傳熱面積A由實用模具技術手冊中的式37-5有式中 模具溫度與冷卻水溫度之間的平均溫差（），模具溫度取65。求模具上應開設的冷卻水管道的孔數(shù)n在實用模具技術手冊中，運用公式37-6得冷卻裝置的布置由于該塑件為階梯形零件，在分流道部位，應重點加強冷卻，可以布置在分流道偏上的部位。對于型芯的冷卻水道，可采用隔片導流式。但經(jīng)過上面的計算可以知道塑料釋放的總熱量不大，只在模具型腔周圍開設冷卻水道即可。排氣系統(tǒng)的設計該模具是小型模具，完全可以通過分型面和型芯以及凹模鑲拼出的間隙排氣.故不需另設排氣系統(tǒng).設計小結25