风叶的注射塑模设计

风叶的注射塑模设计 风叶的注塑模设计 摘 要 本文以PA为材料的风叶为例，主要介绍了注塑模具的设计。此模具在设计时，充分考虑了生产批量、以提高生产效率、降低生产成本为主要宗旨。通过对一个塑件的全面分析，选用合适的注塑机，确定模具的结构，再通过模具型芯、型腔等相关设计，绘制模具的零件图、装配图，完成设计，为了更进一步清楚形象的了解模具的结构设计过程，这次毕业设计使用UG NX6.0与Auto CAD软件设计，给设计带来了很大的方便。 关键词:风叶 加工工艺 塑料模 软件应用 Injection mold design Abstract:The text mainly introduces to note the design of the molding tool of Plastics originally. Is it tell takingPA as material mould plastics idea course of mould mainly to design originally.This mould is in the design, fully consider production lot , regard improving production efficiency , reducing the production cost as the main aim.passing the structure characteristics to the overall analysis of a Plastics piece, choose to use to note the machine of Plastics fitly, make sure the structure project of the molding tool, then passes the related size of a heart of molding tool, a cavity calculation, draw the spare parts diagram of the molding tool and assemble the diagram,. For the sake of the structure design process of the understanding molding tool of the further clear image, this text still adopts the UG and Auto CAD as the three dimensional software, has brought very big convenient. Key Words:;Processing craft Plastic Software applications 目 录 摘要???????????????????????????????????????????????????????????????I Abstract ????????????????????????????????????????????????????????II 第一章 引言???????????????????????????????????????????????????????5 1.1介绍????????????????????????????????????????????????????????5 1.2市场调查????????????????????????????????????????????????????5 1.3塑料产品成型模具设计的一般原则??????????????????????????????5 第二章 塑件的工艺性分析?????????????????????????????????????????6 1.1塑件材料特性????????????????????????????????????????????????7 1.2 塑件结构精度分析????????????????????????????????????????????8 1.3尺寸精度的选择及注意事项????????????????????????????????????8 1.4塑件材料的成型性分析????????????????????????????????????????8 1.5塑件材料成型工艺???????????????????????????????????????11 第三章 模具的基本结构??????????????????????????????????????????11 1.1确定成形方法???????????????????????????????????????????????11 1.2型腔数目的确定?????????????????????????????????????????????11 1.3确定分型面?????????????????????????????????????????????????11 第四章 注射机的选择????????????????????????????????????????????14 第五章 浇注系统的设计??????????????????????????????????????????17 1.1选择浇注系统???????????????????????????????????????????????17 1.2主流道??????????????????????????????????????????????????????1 第六章 成型零件设计????????????????????????????????????????????18 1.1凹模结构的设计?????????????????????????????????????????????18 1.2凸模如图所示???????????????????????????????????????18 第七章 温度调节系统的作用?????????????????????????????????????19 第八章 冷却系统的设计??????????????????????????????????????????19 第九章推出机构设计?????????????????????????????????????????????21 第十章 模架的选择???????????????????????????????????????????????22 第一章 塑件的工艺性分析 1.1塑件 如图所示 产品名称:风叶 产品材料:PA 产品数量:大批量生产 塑件颜色:白色 塑件要求:塑件表面光滑且均匀，不能有飞边等缺陷。 3 塑件的体积.14938.5 mm 2 塑件表面积.16119.3mm 塑件质量.116.7g 1.2塑件材料特性 1.2.1基本特性 尼龙(Nylon,Polyamide,简称PA)是指由聚酰胺类树脂构成的塑料。此类树脂可由二元胺与二元酸通过缩聚制得，也可由氨基酸脱水后形成的内酰胺通过开环聚合制得，与PS、PE、PP等不同，PA不随受热温度的升高而逐渐软化，而是在一个靠近熔点的窄的温度范围内软化，熔点很明显，熔 点:215-225?。温度一旦达到就出现流动。 1.2.2 PA性能的主要优点 1. 机械强度高，韧性好，有较高的抗拉、抗压强度。比拉伸强度高于金属，比压缩强度与金属不相上下，但它的刚性不及金属。抗拉强度接近于屈服强度，比ABS高一倍多。对冲击、应力振动的吸收能力强，冲击强度比一般塑料高了许多，并优于缩醛树脂。 2. 耐疲劳性能突出，制件经多次反复屈折仍能保持原有机械强度。常见的自动扶梯扶手、新型的自行车塑料轮圈等周期性疲劳作用极明显的场合经常应用PA。 3.软化点高，耐热(如尼龙46等,高结晶性尼龙的热变形温度高,可在150度下长期使用.PA66经过玻璃纤维增强以后,其热变形温度达到250度以上). 4. 表面光滑，摩擦系数小，耐磨。作活动机械构件时有自润滑性，噪声低，在摩擦作用不太高时可不加润滑剂使用;如果确实需要用润滑剂以减轻摩擦或帮助散热，则水油、油脂等都可选择。从而,做为传动部件其使用寿命长. 5. 制件重量轻、易染色、易成型。因有较低的熔融粘度，能快速流动。易于充模，充模后凝固点高，能快速定型，故成型周期短，生产效率高。 1.2.3主要用途 尼龙主要用于汽车工业,电气电子工业,交通运输业,机械制造工业,电线电缆通讯业,薄膜及日常用品.制造各种轴承、叶片、高压密封圈、垫、阀座、衬套、以及日用品和包装薄膜等。还有包装用带、食品用薄膜(熟食用的高温薄膜和清凉饮料用的低温薄膜)的产量也相当大。 1.2.4塑件材料成型工艺参数 查有关手册得到PA塑料的成形工艺参数: 密度 1.14-1.15g,cm3 收缩率 1%,2% 1.3塑件结构精度分析 结构:此制件为风叶，形状为圆形，表面有30条圆弧性的筋条但是不对称，中间为空的，观察其形状，一次直接注射可以成型。 精度:此塑件精度要求不高，又因为零件图上一个尺寸都没标注公差，所以未注公差按IT5。 又因为塑件表面要求光滑，不能有飞边、翘曲、收缩、尺寸不稳定等缺陷，因为该塑件未标注公差，所以未注公差的公差等级选择MT5级来计算。 塑件表面要求较高，所以加工前，塑料要充分干燥，注射速度要适中，排气系统要良好，加料量要合理。为便于制作，简单经济。 第二章 注射机的初步选择 2.1 依据最大注射量初选设备 (1)计算塑件的体积 3 根据UG模型分析计算得到塑件的体积，V塑件=14938.5 mm (2)计算每次注射进入型腔的塑料总体积 塑件每次需要注塑(含凝料的质量，初步估算为20g)为136.7g 查教材中表5-2，初步选择注射机XS-ZY-300满足注射量小于或等于注射机允许的最大注射量得80%的要求。 2.2注塑机的主要技术参数 项目 设备参数 项目 设备参数 结构形式 卧式 最大开模行程(mm) 340 3额定注射量(cm) 320 最大模厚(mm) 355 螺杆直径(mm) 60 最小模厚(mm) 130 注射压力(MPa) 125 喷嘴圆弧半径(mm) 12 锁模力(KN) 1400 喷嘴孔直径(mm) 4 2最大注射面积(cm) — 第三章 分型面的确定与浇注系统的设计 3.1型腔数量的确定及布置 3.1.1行腔数量的确定 根据客户的要求，确定行腔数量为一模二腔。 3.1.2 行腔的排布 型腔在模板上通常采用圆形排列、H形排列、直线形排列及复合排列等。该模具是一模两腔，为了使它尽快地充满型腔，从前两点出发，尽可能采用平衡式结构。如图所示 图3.1.2 行腔的排布 3.2 分型面 3.2.1分型面的选择原则 选择分型面时一般应遵循以下几项原则:分型面应选在塑件外形最大轮廓处;便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边;保证塑件的精度要求;满足塑件的外观质量要求;便于模具加工制造;对成型面积的影响;对排气效果的影响。为了便于模具加工制造，应尽量选择平直分型面，该模具设计的分型面选择在塑件的最大轮廓处，可以起到排气的效果。 3.2.2确定分型面 根据客户的要求，生产的塑件要求浇口的痕迹小，制品的外观好看。采用点浇口的注塑模，又为了取出凝料方便。我们选择双分型面注射模。根据选择分型面的原则及结合塑件，设计的分型面如图所示 如图3.2.2 分型面的确定 开模时，由于开闭器(位置在动模板和定模板上)的作用，迫使中间板与动模板一起后移，即A-A分型面先分型，主流道凝料随之拉出，当中间板移出距离为s后与限位螺钉接触，中间板停止移动，动模板继续后移，B-B分型面分型，由于塑料在型腔上，浇注系统凝料就在浇口处与塑件分离，然后在A-A风型面自然脱落或人工取走，当动模继续移动一定距离后，注塑机的顶杆推动推板顶出塑件，然后继续下一次的开合模过程。 由于分型面注塑模在开模过程中要进行二次分型，必须采取顺序定距分型机 构，即定模部分先分开一定距离，然后主分型面分型。一般A分型面的距离为 ,S=S+(3—5) 式中 S————A分型面距离,mm ,S————浇注系统凝料在合模上的长度，mm 算的S=4+5=9mm 3.2.3限位螺钉的长度计算 在图3.2.2的分型面上有2种限位螺钉 1) 第一种是限制中间板的限位螺钉如图 限位螺钉长度=定模座板厚度-限位螺钉在定模座板上的沉空深度+A分型面的距离+限位螺钉在中间板上的深度(10-15)=30-12+9+15=39 2)第二种是限制定模板移动的限位螺钉 螺钉样子同上 限位螺钉长度=70〈导柱长度 导柱长度=90 3.3 浇注系统 3.3.1 浇注系统设计原则 1)要短 。减少压力和热量损失及塑料消耗量,同时缩短了充模时间。 2)排气良好。使料流平稳顺利充满型腔。 3)止型芯变形和嵌件位移 。应避免料流直冲较小的型芯和嵌件。 4)止塑件翘曲变形和表面形成冷疤,冷斑等缺陷。应减轻浇口附近应力集中。 5)选择冷料穴 3.3.2冷料穴和拉料杆的设计 本设计采用的是双分型面设计，模具采用带菌头型的拉料杆，分模时该凝料从主 流道中拉出，拉料杆的根布固定在定模座板上，所以在第一次分模时凝料与塑件就可以分开。制造也方便。如图 如图 菌头型拉料杆 3.3.3 分流道 分流道设计时，要求塑料熔体在流动时热量和压力损失小，流道凝料少，各型腔能均衡进料。为了便于分流道的加工和凝料脱模，分流道大都设置在分型面上。分流道应该短而粗，但是不能太粗，该模具采用圆形断面分流道。 3.3.4冷却水道 一般冷却水道的结构设计分为以下4种形式:?直流式和直流循环式;?循环式;?喷流式;?间接式。此塑件成型面积较大，行腔较浅。设计的冷却水道如图 3.3.5 排气系统的设计 当塑料熔体注入型腔时，如果型腔内原有气体不能顺利排出，就将在制品上形成气孔或其它制品缺陷，因此，设计型腔就一般要考虑排气的问，所以这套模具的型腔是嵌入的。型腔与动模板的配合为紧密配合。 第四章 成型零部件的设计 成型零件主要包括型腔，型芯等，由于型腔直接关系到塑件的质量，因此要求有足够的强度，刚度，硬度和耐磨性，还有要受塑料的挤压和料流的摩擦力， ,0.8,m所以要求成型零件要有足够的精度和表面光洁度，一般表面粗超度Ra，以保证所需的塑料产品的质量以及脱模方便。 4.1型腔的结构设计 该模具采用的是组合式行腔1、整体嵌入式型腔;2、局部镶拼式型腔;3、四壁拼合式型腔。该模具采用的是局部镶拼式型腔。其加工工艺是，先根据塑件在三维扫电仪上扫描，在通过UG造型得到如图所示的塑件 在UG上通过拉伸中的布尔运算得到型腔与型芯的样子，在通过UG编程把型腔与型芯给铣出来，编程步骤如图所示 模拟加工路线，看是否编程有误，当加工路线没错时，就可以上CNC加工型腔了。 4.2型芯的结构设计 观察塑件可以得出，型芯结构简单，做一个如图所示的电击 电极外形尺寸D21，内形尺寸D17深度为5。用电火花打电极深0.5。打的位置在型芯的中心。 第五章 设计推出机构 5.1 推出机构的形式及设计 推出机构常见的形式有:推杆推出，推件板推出，推管推出，以及联合机构推出等其他机构。其中推杆推出机构是最简单最常见的一种，推杆制造简单，更换方便，滑动阻力小，脱模效果好，设置的位置自由度大，所以此套模具采用的是推杆推出机构 此模具采用60跟推杆，材料选择T8A，热处理要求求硬度为50,54HRC。 如图所示 第六章 模架的选择 根据前面的分析，塑件一模两腔，采用点浇口，通过辅助软件UG里的龙记模架可以确定各模板的尺寸。 (1)A板尺寸 A板为定模板，取A=25。 2)B板尺寸 B板为动模板，考虑到滑块的安装，按标准取30。 ( (3)C板尺寸 C板为垫块，垫块尺寸取75。 经上面的尺寸，整个模架如图所示 第八章 模具的装配 8.1 模具总装配图 第九章 结束语 9.1总节 本次的毕业设计为二次分型注射模，二次分型注射模在现代制造业中应用越来越广泛。该模具采用一次成型的加工工艺，相比较来说，成型工艺比较复杂。本套模具在各方面综合性能显著提高，这也将是未来模具的发展方向。本套模具在制造方面比较复杂，特别是浇注系统和型芯、型腔的设计。改进之处在于对风叶的形状和成型、加工方法进行了设计与审核。在以后实践的过程中，将会有很大的提高与进步。 9.2致谢词 本设计是经过较长时间的探讨、分析、改进而最终完成的。在整个设计过程中始终得到指导老师的关心和支持，指导老师提出的许多建设性意见，对完成本设计起着关键性作用。在这里我想对我的指导老师说一声:“谢谢”～很感谢指导老师对我孜孜不倦的教导，使我在这短暂的时间里，对模具的认识有了一个质的飞跃。如果没有指导老师的指导，我想现在的我还是一个对模具有一点了解的学生，是指导老师你让我懂那么多专业知识。然而模具在当今社会生活中运用的非常广泛，掌握模具的设计方法对我们以后的工作和发展有着十分重要的意义。 最后，衷心感谢在百忙之中抽出时间审阅本设计的老师们～衷心的祝福你们身体健康，工作顺利～ 9.3参考文献 1. 王效杰.产品设计[M]. 北京:高等教育出版社，2003 2. 冯炳尧.模具设计与制造简明手册[M].上海:上海科学技术出版社，1998 3. 刘美华.产品设计原理[M]. 北京:北京大学教育出版社，2005 4. 隋明阳. 机械设计基础[M].北京:机械工业出版社，2005 5. 钱可强. 机械制图[M].北京:化学工业出版社，2001 6.张让.成型型芯设计采用剖分式型芯.北京:邹超，2009年9月 7. 塑料模具的设计与制造问答:机械工业 胡亚民 主编 8. UG NX中文版机械设计基础教程:人民邮电出版社 9. 公差与配合实用手册M].北京:机械工业出版社 10. 塑料挤出模具设计图册