防塵罩注塑模課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　塑料模具課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</p><p>　　題 目 接收器沖壓成型工藝制定及模具設(shè)計(jì) </p><p>　　姓 名 </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　班 級(jí) <

2、;/p><p>　　專 業(yè) 材料成型及控制工程 </p><p>　　學(xué) 院 機(jī)械工程學(xué)院 </p><p>　　指導(dǎo)教師（職稱） </p><p>　　時(shí) 間 2012-11-25

3、 </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)-------------------------------------------------------3</p><p>　　1工藝性能分析和結(jié)構(gòu)方案的確定和所需設(shè)備的校核------------------4</p><p>　　2

4、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)---------------------------------------7</p><p>　　3成型零部件的設(shè)計(jì)和校核--------------------------------------------------8</p><p>　　4導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)-----------------------------------------10</

5、p><p>　　5推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算-----------------------------------11</p><p>　　6溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)-----------------------------------------------------------------12</p><p>　　7模架尺寸的確定--------------------------

6、-------------------------14</p><p>　　8 裝配圖---------------------------------------------------------------16</p><p>　　9 參考文獻(xiàn)------------------------------------------------------------17</p>

7、;<p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p>　　1 工藝性能分析和結(jié)構(gòu)方案的確定和所需設(shè)備的校核</p><p><b>　　1.1塑件工藝分析</b></p><p>　　1）塑件使用材料的種類及工藝特性</p><p>　　所設(shè)計(jì)塑件材料為透明有機(jī)玻璃，具有強(qiáng)耐磨

8、損性和抗劃痕硬度，而且由于完全不含聚合引發(fā)劑，穩(wěn)定劑和其他低分子化合物，具有優(yōu)良的透明性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性，透光率為90%—92%，有機(jī)玻璃的強(qiáng)度和硬度較高，重量輕，是一種吸濕性材料。吸水性較小，平均吸水率為0.3——0.4%。為了順利的成型，事先必須進(jìn)行干燥。</p><p>　　2）分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性。塑件尺寸不大，外形結(jié)構(gòu)復(fù)雜，推出較為困難，其他結(jié)構(gòu)特征符合塑件的設(shè)計(jì)要求。</p><p&g

9、t;　　1.2 確定模具結(jié)構(gòu)方案</p><p>　　1.2.1 確定分型面</p><p>　　由于有機(jī)玻璃，流動(dòng)性好，成型收縮率較大，所以采用注射成型。考慮到塑件的形狀、大小和PMMA的流動(dòng)性及一模兩腔，故采用矩形側(cè)澆口。分型面如圖所示：</p><p>　　1.2.2型腔數(shù)目的確定</p><p>　?。?）根據(jù)塑件形狀估算塑件體積和質(zhì)

10、量。塑件的體積的計(jì)算可用形狀分割法，規(guī)整化來(lái)估算。該零件可分割成4部分，設(shè)體積分別為V1—V4，則</p><p>　　V1=25.9166×4×3=310.9992mm³</p><p>　　V2=π×（1/2）²×4×3.5=10.99mm³</p><p>　　V3=π×

11、（20）²×2=2512mm³</p><p>　　V4=[π×（20）²—π×（37.5/2）²]×4.5=684.42mm³</p><p>　　V總= V1+ V2+ V3+ V4=3518.4092mm³</p><p>　　取該種材料的密度為1.18g/cm

12、³，取塑件質(zhì)量為m=密度×體積=3518.4092×1.18=4.152g。</p><p>　　估算凝料質(zhì)量m1=0.5m=2.075g。</p><p>　　（2）根據(jù)塑件質(zhì)量，選擇設(shè)備型號(hào)規(guī)格，確定型腔數(shù)。</p><p>　　當(dāng)未設(shè)定設(shè)備時(shí)，需考慮一下因素：</p><p>　　注塑機(jī)額定注射量Gb，每次

13、不超過(guò)注射量的80%，即</p><p>　　N=0.8Gb-Gj/Gs</p><p><b>　　式中N—型腔數(shù)；</b></p><p>　　Gj---澆注系統(tǒng)質(zhì)量（g）；</p><p>　　Gs---塑件質(zhì)量（g）；</p><p>　　Gb---注射機(jī)額定注射量（g）；</p&g

14、t;<p>　　設(shè)N=4，則得：Gb=12.96875g</p><p>　　從計(jì)算結(jié)果來(lái)看，并根據(jù)塑料注射機(jī)技術(shù)規(guī)格，選用XS-Z-60型注射機(jī)。</p><p>　　塑件精度，由于該塑件精度一般，故采用多型腔即N=4。</p><p>　　生產(chǎn)批量。該塑件為大批量大量生產(chǎn)，故宜取多型腔。</p><p>　　1.3選擇設(shè)備并

15、進(jìn)行校核</p><p>　　1.3.1選擇注射機(jī)</p><p>　　根據(jù)每一周期的注射量和鎖模力的計(jì)算值，可選用XS-Z-60注射機(jī)，因?yàn)槁輻U在注射機(jī)中即可旋轉(zhuǎn)又可前后移動(dòng)，能夠勝任塑料的塑化、混合和注射工作，這一點(diǎn)遠(yuǎn)勝于柱塞式注射機(jī)。</p><p>　　表1.1 XS-Z-60的主要技術(shù)規(guī)格：</p><p><b>　　1

16、.3.1設(shè)備校核</b></p><p><b>　　（1）注射量的校核</b></p><p>　　M=n×mn+mj≤0.8mg</p><p>　　3×4.15＋2.075=10.375g</p><p>　　注射機(jī)的最大注射量為：</p><p>　　60&

17、#215;0.8=48g＞10.375g</p><p><b>　　故能滿足要求。</b></p><p>　?。?）折射壓力的校核</p><p>　　取PA=注射壓力為P0=90Mpa為保證足夠的注射壓力，取系數(shù)K=1.3，Pe≥KP0=1.3×90=170Mpa</p><p>　　而Pe=130Mpa

18、，所以注射機(jī)的注射壓力校核合格。</p><p><b>　　（3）鎖模力的校核</b></p><p>　　取壓力損耗系數(shù)K=0.3，注射機(jī)的實(shí)際注射壓力F=1800×0.7=1260ＫＮ，所需的注射壓力Ｆ＝１１０.７６ＫＮ，鎖模力校核合格。其他安裝時(shí)的校核要模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定以后才可進(jìn)行。</p><p>　?。病沧⑾到y(tǒng)的設(shè)

19、計(jì)，排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　?。?１主流道的設(shè)計(jì)與定位圈的設(shè)計(jì)</p><p>　　２.１.１　主流道的設(shè)計(jì)</p><p>　?。ǎ保┲髁鞯罏閳A錐形，其錐角α＝２°－４°以便于凝料從主流道中取出，內(nèi)壁表面粗糙度為Ｒａ＝０.６３μｍ，主流道圓角半徑ｒ＝１－３ｍｍ。</p><p>　?。ǎ玻榉乐怪髁鞯琅c噴嘴處溢

20、料，主流道對(duì)接處緊密對(duì)接，主流道對(duì)接處應(yīng)該制成半球形凹坑，其半徑Ｒ２＝１２＋（１～２）＝１３～１４，其小端半徑ｄ２＝４＋（０.５～１）＝４.５～５ｍｍ，凹坑深?。瑁剑常恚怼?lt;/p><p>　?。ǎ常闇p小料流轉(zhuǎn)向過(guò)度時(shí)阻力，主流道大端呈圓角過(guò)渡，其圓角半徑為ｒ＝２ｍｍ。</p><p>　?。ǎ矗楸ＷC塑件良好成型，避免增多流道凝料和增加壓力損失，保證成型?。獭埽叮埃恚怼?lt;/p&g

21、t;<p>　?。ǎ担┯捎谥髁鞯琅c塑料熔體及噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，因此將主流道制成可拆卸的主流道襯套。如圖所示：</p><p><b>　?。?２分流道設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。ǎ保┯捎诜中兔鏋槠矫妫虼瞬捎脠A形截面流道，有機(jī)玻璃分流道的直徑取５ｍｍ。</p><p>　?。ǎ玻┓至鞯辣砻娌灰筇鉂?，表面粗糙度去Ｒａ＝

22、２μｍ。這樣有利于增加對(duì)外層塑料熔體流動(dòng)阻力，使外層塑料冷卻層凝固，形成絕熱層，有利于保溫，但表壁不得凹凸不平，以免對(duì)分型和脫模不利。分流道與澆口的連接處加工成斜面并用圓弧過(guò)渡，這樣有利于塑料熔體的流動(dòng)及填充。</p><p>　　２.３冷料穴及澆口設(shè)計(jì)</p><p>　?。?３.１冷料穴的設(shè)計(jì)</p><p>　　冷料穴的作用是儲(chǔ)存兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料以及熔

23、體流動(dòng)的前鋒冷料，以防止熔體冷料進(jìn)入型腔。</p><p>　　塑性較好，采用勾頭冷料穴，塑件成型后，穴內(nèi)冷料與拉料的勾頭搭檔接在一起，拉料桿固定在推桿固定板上。</p><p><b>　?。?３.２澆口設(shè)計(jì)</b></p><p>　　澆口是連接流道與型腔之間的一段細(xì)小通道時(shí)澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，起著調(diào)解控制料流速度、補(bǔ)料時(shí)間及防止倒流等作用

24、。該模具采用側(cè)澆口，側(cè)澆口直徑為３ｍｍ。ｈ＝１.５ｍｍ，ｂ＝３ｍｍ，Ｌ＝１ｍｍ</p><p>　　由于側(cè)澆口的形狀簡(jiǎn)單，加工方便，通過(guò)改變澆口尺寸能有效調(diào)整充模時(shí)的剪切速率和澆口冷凝時(shí)間。所以這種澆口的應(yīng)用非常廣泛。特別是一模多腔的澆注系統(tǒng)，使用這種澆口非常方便。同時(shí)去除澆注系統(tǒng)的冷凝料比較方便。其缺點(diǎn)是在塑件的外表面留有澆口痕跡。</p><p>　?。吵尚土悴考脑O(shè)計(jì)和校核</

25、p><p>　?。?１凹模的設(shè)計(jì)與校核</p><p><b>　?。?１.１凹模直徑</b></p><p><b>　　△＝０.０３９ｍｍ</b></p><p>　?。校停停恋氖湛s率為０.５％～０．７％</p><p>　　塑件的平均收縮率為０.６％</p>

26、<p>　　凹模的制造公差=△=0.01mm</p><p><b>　　平均值法：</b></p><p>　　Lm=[Ls+Ls×Scp-△] =[40+40×0.6%-×0.039] =40.21mm</p><p>　　所以凹模的直徑為40.21mm</p><p><

27、;b>　　同理</b></p><p><b>　　△＝０.０３９ｍｍ</b></p><p><b>　　=△=0.01mm</b></p><p>　　Lm2=[Ls+Ls×Scp-△] =[46+46×0.6%-×0.039] =46.274mm</p>

28、<p>　　3.1.2凹模的深度</p><p>　　凹模的制造公差：=△=0.01mm</p><p><b>　　平均值法：</b></p><p>　　Hm=[（1+Scp）×Hs-△] =[（1+0.6%）×6.5-×0.022] =6.5243 mm</p><p>&l

29、t;b>　　3.2凸凹模尺寸</b></p><p>　　3.2.1凸模徑向尺寸</p><p>　　凸模制造公差：=△=0.01mm</p><p><b>　　平均值法：△</b></p><p>　　=[（1+Scp）×+△]=[（1+0.6%）×37.5+×0.03

30、9]=37.75mm</p><p><b>　　=△=0.01mm</b></p><p><b>　　按照平均值計(jì)算</b></p><p>　　2=[（1+Scp）×+△]=[（1+0.6%）×40+×0.039]=40.269mm</p><p>　　凸模的制造

31、公差為：=△=0.01mm</p><p><b>　　平均值法：</b></p><p>　　Hm=[（1+Scp）×Hs-△] =[（1+0.6%）×40-×0.018] =45.15mm</p><p>　　凸模制造公差：=△=0.01mm</p><p><b>　　平均值

32、法：</b></p><p>　　Hm=[（1+Scp）×Hs-△] =[（1+0.6%）×1.5-×0.014] =1.5mm</p><p><b>　　4導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)</p><p>　　導(dǎo)向零件應(yīng)該合理的均勻分布在模

33、具的周?chē)蚩拷吘壍牟课?，其中心至模具邊緣?yīng)該有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后變形。</p><p>　　模具采用4根導(dǎo)柱，其布置為等直徑導(dǎo)柱對(duì)稱布置。</p><p>　　模具導(dǎo)柱安裝在定模扳和動(dòng)模版上，導(dǎo)套安裝在定模扳上。</p><p>　　在合模時(shí)，應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免凸模進(jìn)入型腔，導(dǎo)致模具損壞。</p><p

34、><b>　　4.2導(dǎo)柱設(shè)計(jì)</b></p><p>　　該模具采用帶頭導(dǎo)柱，并不需要設(shè)油槽。</p><p>　　導(dǎo)柱長(zhǎng)度必須必凸模高端面高出6-8mm，該模具高出6mm。</p><p>　　使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)柱端部應(yīng)該做成圓錐形或者球形的先導(dǎo)部分。</p><p>　　導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來(lái)確定，應(yīng)保

35、證有足夠的抗彎強(qiáng)度。</p><p>　　導(dǎo)柱的配合精度，導(dǎo)柱與導(dǎo)向孔通常采用H7/f7配合，導(dǎo)柱與安裝孔則采用過(guò)渡配合H7/m6，過(guò)渡部分粗糙度Ra=0.8mm。</p><p>　　導(dǎo)柱應(yīng)具有堅(jiān)HR硬而耐磨的表面，堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此，采用低碳鋼（20）滲碳淬火，硬度為50-66HRC.</p><p><b>　　4.3導(dǎo)套設(shè)計(jì)</b&g

36、t;</p><p>　　導(dǎo)套是與導(dǎo)柱相配合，用以確定動(dòng)、定模的相對(duì)位置，保證模具運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向精度的圓套型零件。</p><p>　　在導(dǎo)套的前端面應(yīng)該倒圓角，此模具導(dǎo)向孔為盲孔，則應(yīng)在盲孔側(cè)壁增設(shè)透氣孔。</p><p>　　導(dǎo)套孔的滑動(dòng)部分按H8/f8的間隙配合，導(dǎo)套外徑采用H7/m7過(guò)渡配合。</p><p>　　導(dǎo)套材料為T(mén)8A淬硬到HR

37、C50-55.</p><p>　　5推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算</p><p>　　5.1 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　每個(gè)塑件有2根桿推出，共8根。</p><p>　　桿應(yīng)該設(shè)在脫模力阻力大的地方。</p><p><b>　　推桿應(yīng)該均勻布置。</b></p><p&

38、gt;　　推桿應(yīng)該有足夠的強(qiáng)度和剛度承受推出力，以免推桿在推出是彎曲或者折斷。該模具推桿直徑為3mm。</p><p>　　推桿端面應(yīng)和型腔在同一平面上</p><p>　　推桿直徑與推桿孔通常采用H8/f8間隙配合。</p><p>　　推桿與推桿固定板通常采用單邊0.5mm的間隙，這樣可降低加工要求。</p><p>　　推桿材料為T(mén)8A

39、鋼，端部淬硬到50-55HRC。</p><p>　　推桿端部與模板配合孔的極限偏差為H7.</p><p><b>　　由推桿推動(dòng)推板。</b></p><p><b>　　推出機(jī)構(gòu)的計(jì)算</b></p><p>　　5.2.1脫模力及型腔計(jì)算</p><p>　　（1）制

40、件為薄壁制件且為圓形端面</p><p>　　F=2πδ1ESLcos（f-tan）/（1-μ）k2+0.1A</p><p>　　其中 K2----無(wú)量綱系數(shù)，其值隨f與而異；</p><p>　　E-----塑料的彈性模量，Mpa</p><p>　　S-----塑料的平均成型收縮率；</p><p>　　L-

41、----制件對(duì)型芯的包容長(zhǎng)度，mm</p><p>　　f------制件與型芯之間的摩擦因數(shù)；</p><p>　　----模具型芯的脫模斜度，（°）</p><p>　　μ-----塑料的泊松比；</p><p><b>　　δ----壁厚；</b></p><p>　　A----盲

42、孔制品型芯在垂直與脫模力方向上的投影面積，mm²</p><p>　　δ1=1mm ，=1°</p><p><b>　　查表得</b></p><p>　　f=0.20，μ=0.38，E=900Mpa，k2=1.0035，L=232.36mm，S=2.25%，A=4534.66mm²，所以F=2πδ1ESLco

43、s（f-tan）/（1-μ）k2+0.1A=38.5KN</p><p>　?。?）推桿直徑的確定</p><p>　　根據(jù)《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》公式4-62，</p><p>　　d=k（L²F/nE）=1.5*（125²*38.5*10/8*900*10）=0.8mm</p><p><b>　　可選直徑

44、D=3mm</b></p><p>　　式中 d----推桿的最小直徑，mm</p><p>　　k----安全系數(shù)，取k=1.5</p><p>　　L---推桿長(zhǎng)度，L=125mm</p><p><b>　　F---脫模力，N</b></p><p><b>　　n-

45、--推桿數(shù)目</b></p><p>　　E—鋼材的彈性模量，Mpa</p><p>　　（3）推桿直徑強(qiáng)度校核</p><p>　　=4F/nπd²=4*38.5*10/（8*3.14*0.8）=0.095Mpa＜160Mpa</p><p>　　式中--推桿所受的應(yīng)力，Mpa</p><p>

46、<b>　　6溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)</b></p><p>　　6.1 冷卻介質(zhì)的選用</p><p>　　冷卻介質(zhì)有冷卻水和壓縮空氣，因?yàn)樗臒崛萘看螅瑐鳠嵯禂?shù)大，成本低，所以本設(shè)計(jì)用水冷卻，即在模具型腔周?chē)蛘邇?nèi)部開(kāi)設(shè)冷卻水道。因?yàn)槌尚凸に囈竽囟疾惶?，所以采用常溫水?duì)模具進(jìn)行冷卻。</p><p>　　6.2冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算</p&

47、gt;<p>　　6.2.1求塑件在固話時(shí)每小時(shí)釋放的熱量Q</p><p>　　查表得ＰＭＭＡ單位熱流量Ｑ１＝６.９×１０²―８.１×１０²Ｋｊ／ｋｇ，取Ｑ１＝７.０×１０²Ｋｊ／ｋｇ，</p><p>　　故Ｑ＝ＷＱ１＝ＮＧＱ１＝１１．３６×１０×７２×７×１０＝５７２.５

48、Ｋｊ／ｋｇ</p><p>　　Ｗ――為單位時(shí)間（ｈ）內(nèi)注入型腔的塑件質(zhì)量，Ｋｊ／ｋｇ；</p><p>　?。唯D―每小時(shí)注射次數(shù)；</p><p>　?。眩保瓎挝粺崃髁恐?；</p><p>　?。迁D―為每次塑件的注射量，ｋｇ；</p><p>　　６.２.２求冷卻水的體積流量</p><p>

49、;　?。?２.４求冷卻水在管道內(nèi)的流速</p><p>　　根據(jù)教科書(shū)公式４－８２</p><p>　?。?２.５求冷卻管道孔壁與冷卻水之間的傳熱膜系數(shù)ｈ</p><p>　　查表４－２３?。妫剑?４８（水溫為２５℃）</p><p>　　6.2.6求冷卻管道的總傳熱面積A（㎡）</p><p>　　A=60WQ1/h

50、△Q1=60×0.215×3.5×102 /h×[65-(25+20)/2]=22.4×10-3 m2 </p><p>　　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 60℃ </p><p>　　6.2.7 求模具上應(yīng)開(kāi)設(shè)的冷卻管道的孔數(shù)n</p><p><b>　　

51、7 模架尺寸的確定</b></p><p>　　7.1各模板尺寸的確定</p><p>　　由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸確定模架的尺寸。</p><p>　　定模座扳（315×295mm、厚16mm）</p><p>　　定模板是模具與注射機(jī)連接固定的板，材料為45鋼</p>&l

52、t;p>　　定模板（250×295mm、厚12mm）</p><p>　　該設(shè)計(jì)為一次分型，型腔材料為45鋼</p><p>　　動(dòng)模板（250×295mm、厚33mm）</p><p>　　該材料為45，調(diào)質(zhì)230-270HB，其上的導(dǎo)柱固定孔與導(dǎo)柱為過(guò)渡配合H7/k6.</p><p>　　墊塊（42×

53、295mm、厚63mm）</p><p>　　在動(dòng)模座板與支撐板之間形成推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作空間，是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應(yīng)注射機(jī)的模具安裝厚度要求。</p><p>　　該模具采用平行墊塊，材料為球墨鑄鐵。</p><p>　　推桿固定板（160×295mm、厚11mm）</p><p>　　材料為45鋼，用4個(gè)M18的內(nèi)六角螺釘與推板

54、固定。</p><p>　　推板（160×295mm、厚10mm）</p><p>　　動(dòng)模座板（315×295mm、厚20mm）</p><p>　　材料為45鋼，用4個(gè)M16的內(nèi)六角圓柱螺釘與墊塊和支撐板固定。</p><p>　　高度校核：H=16+12+33+25+15+63+20=184mm，符合設(shè)計(jì)要求。<

55、;/p><p><b>　　8 裝配圖</b></p><p><b>　　9參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1 李得群，唐志玉主編，中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典：第2卷輕工模具設(shè)計(jì).南昌：江西科學(xué)技術(shù)出版社，2003</p><p>　　2 陳嘉真主編. 塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，199

56、5</p><p>　　3 黃銳主編.塑料成型工藝學(xué).北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，1997</p><p>　　4 史鐵梁.模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003</p><p>　　5 陳志剛.塑料模具設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003</p><p>　　6 李學(xué)鋒.模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)訓(xùn)教程[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20