油管接头成型工艺及注塑模具设计【三维UG】【含9张CAD图纸、文档终稿打包】

购买设计请充值后下载，资源目录下的文件所见即所得，都可以点开预览，资料完整，充值下载可得到资源目录里的所有文件。【注】：dwg后缀为CAD图，doc,docx为WORD文档，有不明白之处，可咨询QQ:1304139763 河南机电高等专科学校 学生毕业设计中期检查表 学生姓名 卓磊 学 号 111304141 指导教师 原国森 课题名称 油管接头成型工艺及模具设计 难易程度 偏难 适中 偏易选题情况 工作量 较大 合理 较小 任务书 有 无 开题报告 有 无符合规范化 的要求 外文翻译质量 优 良 中 差 学习态度 出勤情况 好 一般 差 工作进度 快 按计划进行 慢 中期工作汇 报及解答问 题情况 优 良 中 差 中期成绩评定 所在专业意见 负责人 年 月 日 河南机电高等专科学校 毕业设计任务书 系 部 材料工程系 专 业 模具设计与制造 学 生 姓 名 卓磊 学 号 111304141 设计 论文 题目 油管接头成型工艺及模具设计 起 迄 日 期 2013 年 11 月 2 日 2014 年 4 月 30 日 指 导 教 师 原 国 森 2013 年 11 月 2 日 毕 业 设 计 论 文 任 务 书 1 本毕业设计 论文 课题来源及应达到的目的 该课题由生产计划确立 在完成该课题之后 应对塑料工艺生产较为熟悉 能熟练 掌握相关设计手册的使用 能独立完成一套模具的设计及模具工作零件加工工艺的编制 能够运用模具设计软件完成模具装配图及零件图的绘制 2 本毕业设计 论文 课题任务的内容和要求 包括原始数据 技术要求 工作要求等 本图为油管接头 材料为 ABS 精度 MT5 其它自定义数 据 要求 1 独立完成一套模具设计装配图 零件图一张 及模 具主要零件图 总工作量为一张零件图 2 编制模具主要零件的制造加工工艺 任务 1 写出国内注塑模的发展现状 2 油管接头的成型工艺及工艺方案的确定 3 油管接头模具主要零部件的制造 所在专业审查意见 负责人 年 月 日 系部意见 系领导 年 月 日 机 械 加 工 工 序 卡 工序名称 粗铣六面 工序号 零件名称 定模座板 零件号 11 零件重量 同时加工零件数 材 料 毛 坯 牌 号 硬 度 种 类 重 量 45 48 52 板 件 设 备 名 称 型 号 夹 具 名 称 辅 助 工 具 铣床 钻床 磨床 虎钳 垫块 安 装 工 步 安装及工步说明 刀 具 量 具 走 刀长 度 走 刀次 数 切 削 深 度 进给量 主 轴转 速 切 削速 度 基 本工 时 二次 2 铣上 下平面 30 面 铣刀 游标卡 尺 4 0 2mm 60 min 2000r min 二次 4 铣四周面 10 立 式铣刀 游标卡 尺 2 0 5mm 200 min 2000r min 一次 8 钻各个型孔 8 的 钻头 游标卡 尺 1 2000r min 1 下平面 砂轮 量块 1 0 02mm 200 min 2000r min 设 计 者 指 导 教 师 共 页 第 页 零件图号 11 机械加工工艺过程卡片 零件名称 定模座板模 材料牌号 45 毛坯种类 板料 毛坯外形尺寸 450 x450 x50 备注 工序号 工序名称 工序内容 车间 工段 设备 1 备料 将毛坯锻成为 460mmx460mmx60mm 蒸汽锤 2 热处理 退火 热处理炉 3 铣平面 铣六面 厚度留磨磨量 0 2 0 3mm 机械加工 立式铣床 4 磨平面 磨厚度到上限尺寸 磨侧基面保证互相垂直 机械加工 平面磨床 5 钳工划线 划出各个孔的位置 机械加工 立式钻床 6 型孔粗加工 在仿铣床上加工孔 10mm 和型腔孔 留单边加工余量 0 15mm 机械加工 线切割慢走丝机床 7 热处理 正火调质 保证 48 52HRC 热处理炉 8 磨平面 磨上下平面及基准面达要求 机械加工 平面磨床 9 研磨型孔 钳工研磨型孔达规定技术要求 编 制 审 核 批 准 共 页 第 页 河南机电高等专科学校 毕 业 设 计 说 明 书 毕业设计题目 油管接头成型工艺及模具设计 系 部 材料工程系 专 业 模具设计与制造 班 级 模 具 111 学生姓名 卓 磊 学 号 111304141 指导教师 原 国 森 2014 年 4 月 20 日 输油管接头注塑模设计 摘 要 本次所做的是输油管接头模具 该模具是以三板式模具为模板 根据塑件的尺寸 确定模具型腔的尺寸 从而确定型芯尺寸及气体尺寸 塑料注射的设计过程 其中的设计内容有零件的工艺性编制 塑件的工艺性分析 塑件的体积和质量计算及注射机参数的确定 结构设计 分型面选择 型腔数确定 型腔的排列方式 浇口设计 侧向分型抽芯机构设计 推出及复位机构方式确定 型 芯 型腔尺寸计算 模具加热和冷却系统计算 模具闭合高度确定 注射机有关参数 的校核 如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠 最后对模具结构与注射机的匹 配进行了校核 并用 AUTOCAD 绘制了一套模具装配图和零件图 关键词 注塑模 浇口 侧导柱 推块 输油管接头注塑模设计 Abstract Plastic Injection the design process which is designed as part of the craft oriented establishment Plastic Parts of the Process Analysis Plastic Parts of the size and quality of calculation and the injection parameters set Structural design Surface choice cavity determination Cavity the arrangement gate design lateral type pulling mechanism design launch and reattached body identified Core Cavity size calculation Die heating and cooling system computation Mold closing high set Injection machine parameters in the verification The design of such a structure can be used to ensure reliable die Finally the injection mold structure and the matching machine was calibrated Using a set of auto mapping mold parts and assembly plans Keywords injection mold pouring gate Side guide pin ejector pad 目 录 1 前 言 1 2 塑件工艺性分析 3 2 1 塑件图 3 2 2 塑件工艺分析及材料说明 3 2 3 建模分析的塑件体积 6 2 4 注射机的选择 6 3 塑料制件在模具中的位置与浇注系统的设计 8 3 1 型腔布局 8 3 2 浇注系统的设计 11 3 2 1 浇注系统的设计原则 11 3 2 2 主流道设计 11 3 2 3 分流道设计 12 3 2 5 浇口设计 12 4 成型零部件的结构设计 14 4 1 分型面的设计 14 4 2 注射模的排气 14 4 3 成型零部件的结构设计 15 4 3 1 凹模结构设计 15 4 3 2 凸模和型芯结构设计 16 5 结构零部件的设计 17 5 1 导柱合模导向机构 17 5 1 1 导柱设计 17 5 1 2 导套设计 17 5 2 其他结构零部件设计 18 5 2 1 推杆 18 5 2 2 复位杆 19 5 2 3 推板固定板 19 I 6 确认抽芯方式 温度调节系统及其它尺寸的计算 20 6 1 抽芯方式 20 6 11 抽芯力的计算 20 6 12 抽芯力的计算 20 6 13 侧导柱的设计 21 6 2 确定温度调节系统 22 6 3 凸模和凹模的工作尺寸计算 23 6 4 滑块的设计 25 6 5 导滑槽的设计 26 6 6 锁紧块的设计 27 7 主要尺寸的校核 28 7 1 型腔数量的确定和校核 28 7 2 最大注射量校核 29 7 3 锁模力校核 30 7 4 注射压力校核 30 7 5 开模行程校核 31 8 绘 制 模 具 总 装 图 和 主 要 零 件 图 32 9 结束语 33 致 谢 34 参考文献 35 油管接头成型工艺及模具设计 1 1 前 言 模具是利用其特定形状去成型具有一定形状和尺寸的制品的工具 模具工业是国 民经济的基础工业 是国际上公认的关键工业 模具生产技术水平的高低是衡量一个 国家产品制造水平高低的重要标志 它在很大程度上决定着产品的质量 效益和新产 品的开发能力 模具工业既是高新技术产业的一个组成部分 又是高新技术产业化的重要领域 模具在机械 电子 轻工 汽车 纺织 航空 航天等工业领域里 日益成为使用最 广泛的主要工艺装备 它承担了这些工业领域中 60 90 的产品的零件 组件和部件的 生产加工 模具生产技术水平的高低不仅是衡量一个国家产品制造水平高低的模具重要标志 而且在很大程度上决定着这个国家的产品质量 效益及新产品开发能力 我国目前的 模具开发制造水平比国际先进至少相差 10 年 特别是大型 精密 复杂 长寿命模具 的产需矛盾十分突出 已成为严重制约我国制造业发展的瓶颈 模具是工业的基础工 艺装备 用模具生产制件所表现出现的高精度 高复杂程度 高一致性 高生产力和 低消耗 是其它加工制造方法所不能比拟的 随着我国工业的不断发展 对模具提出 越来越高的要求 因此 精密 大型 复杂 长寿命的发展将高于总量发展速度 分 析 未来我国模具行业的发展趋势据业内人士分析 未来我国模具发展趋势包括 10 个 方面 1 模具日趋大型化 2 模具的精度将越来越高 10 年前精密模具的精度一般为 5 微米 现已达到 2 3 微米 1 微米精度模具也将要上市 3 多功能复合模具将进一步发展 新型多功能复合模具除了冲压成型零件外 还 担负叠压 攻丝 铆接和锁紧等组装任务 对钢材的性能要求越来越高 4 热流道模具在塑料模具中的比重也将逐渐提高 5 随着塑料成型工艺的不断改进与发展 气辅模具及适应高压注塑成型等工艺的 模具也随之发展 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 2 6 标准件的应用将日益广泛 模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具 制造周期 还能提高模具质量和降低模具制造成本 7 快速经济模具的前景十分广阔 8 模具技术含量将不断提高 注塑成型作为一种重要的成型加工方法 在家电行业 汽车工业 机械工业等都 有广泛的应用 且生产的制件具有精度高 复杂度高 一致性高 生产效率高和消耗 低的特点 有很大的市场需求和良好的发展前景 塑料是以树脂为主要成分 添加一 定数量和一定类型的添加剂 然而 塑料制品生产是一个既复杂又繁重的过程 其生 产系统主要由成型 机械加工 修饰及装配四个连续过程组成 其中 成型是将各种 形态的塑料制成所需形状的制品或毛坯的过程 塑料注塑模是一种用来生产塑料零件的模具 它被安装在塑料注射机上 由塑料 注射机将塑料颗粒融化成为热熔体 经过合模 高压注射 保压冷却定型 开模 推 出制件等工序 获取所需的塑料零件 塑料模具影响着塑料制品的质量 首先 模具 型腔的形状 尺寸 表面粗糙度 分型面 浇口 和排气槽位置以及脱模方式等对制 件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能 机械性能 内应力大小 外观质量 表面粗糙度 气泡 凹痕 烧焦 银纹等都有十分重要的影响 其次 在塑料加工过 程中 模具结构对操作难易程度影响很大 在大批量生产塑料制品时 应尽量减少开 模 合模和取件过程中的手工劳动 当批量不大时 模具费用在制件成本中所占的比 例将会很大 这时应尽可能地采用结构合理而简单的模具 以降低成本 本次课程设计是是通过原始数据对塑料件进行工艺分析 塑料制件在模具中的位 置与浇注系统的设计 成型零部件的结构设计 结构零部件的设计 侧向分型与抽芯 机构的设计 主要尺寸的校核 模具总装图和主要零部件图的绘制等一步步完成 虽 然在图书馆查阅了很多相关资料 但是由于自己水平有限 设计中仍有很多不足之处 恳请老师批评指正 2 塑件工艺性分析 2 1 塑件图 油头接管塑件三维图如图所示 油管接头成型工艺及模具设计 3 图 1 油管接头图样 2 2 塑件工艺分析及材料说明 该塑件是一塑料输油管接头 生产批量大 塑件壁厚均匀 精度等级为 6 级 材 料为 ABS 为了保证在生产过程中制造出理想的塑料制品 除应合理选用塑件材料外 还必须考虑宿建德江成形工艺性 塑件的成型工艺性与磨具设计有直接的关系 只有 塑件的设计能适应成形工艺要求 才能设计出合理的模具结构 这样既能保证塑件顺 利成形 防止塑件产生缺陷 又能达到提高生产率和降低成本低目的 1 脱模斜度 为了保证塑件很好的脱模 塑件应有一定的脱模斜度 最小脱模斜度与塑料性能 收缩率的大小 塑件的几何形状有关 材料质脆 硬的 脱模斜度要求大 本塑件的 35mm 和 10mm 的内表面 45mm 的外表面均有脱模斜度 该塑件壁厚约为 2 5 6 5mm 其脱模斜度查表 4 2 得塑件外表面 40 1 20 塑件内表面 35 1 o o 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 4 2 塑料的壁厚 塑料壁厚应使各部分均匀 避免太薄 否则会引起收缩不均匀使塑件变形或产生 气泡 凹陷等成型问题 塑件壁厚一般在 之间 而最常用的数值是 16m 23m 大型塑料件的壁厚也有 更大的 这都随塑料类型及塑件的大小而定 壁厚还与流6m 程有密切相关 该塑件壁厚约为 各部分较均匀 没有太薄的现象 2 5 3 圆角 在塑料设计过程中 为了避免应力集中 提高塑料强度 改善塑料的流动情况及 便于脱模 在塑件的各面或内部连接处 应采用圆弧过渡 另外 塑料上的圆角对于 模具制造和机械加工及提高模具强度 也是有利的 本塑件未注圆角为 1R 4 制品物理化学性能要求 具有吸湿性弱 耐化学性和电性能良好 不透明 满足精度要求 表面光滑平整 不得有翘曲 裂缝 气孔 满足强度 韧性 硬度要求 使用安全 5 模具制造工艺性 由于制品没有非常复杂的曲面 结构简单 有利于简化模具型腔及型芯的设计和 CNC 数控编程及加工制造程序 也有利于很好地保证加工精度 ABS 的基本特性 ABS 是丙烯腈 丁二烯苯乙烯的共聚物 原料易得 价格低廉 是目前产量最大 应用最广的工程材料之一 ABS 无毒 无味 为呈微黄色或白色不透 明颗粒 成型的塑料有较好的光泽 密度为 1 02 1 05 3g cm ABS 是由三种成分组成的 故它有三种组分的综合力学性能 而每一组分又在其中 起着固有的作用 丙烯腈使 ABS 具有良好的表面硬度 耐热性及耐化学腐蚀性丁二烯 使 ABS 坚韧 苯乙烯使 ABS 具有良好的成型加工性和着色性能 ABS 的热变形温度比聚苯乙烯 聚氯乙烯 尼龙等都高 尺寸稳定性较好 具有一 定的化学稳定性和良好的介电性能 经过调色可配置成任何颜色 其缺点是耐热性不 高 最高连续工作温度为 左右 热变形温度为 左右 不透明 耐气候性差 70oC93oC 在紫外线作用下易变硬发脆 由于 ABS 中三种组分之间的比例可以在很大的范围内调节 故可由此得到性能和 用途不一的多种 ABS 品种 如通用级 抗冲击 耐寒级 耐热级 阻燃级等 从而适 应各种应用 油管接头成型工艺及模具设计 5 ABS 的成型特点 ABS 易吸水 使成型塑件表面出现斑痕 云纹等缺陷 为此 成 型加工前应进行干燥处理 在正常的成型条件下 壁厚 熔料温度对收缩率影响极小 要求塑料精度高时 模具温度可控制在 要求塑件光泽和耐热时 应控制在506oC 比热容低 塑化效率高 凝固也快 故成型周期短 表现粘度对剪切速率的依608oC 赖性很强 因此在模具设计中大都采用点浇口形式 ABS 在机械工业上用来制造齿轮 泵叶轮 轴承 把手 管道 电机外壳 仪表壳 蓄电池槽 冷藏库和冰箱衬里等 汽车工业上用 ABS 制造汽车挡泥板 扶手 热空气调 节导管 加热器等 还可用 ABS 夹层板制作小轿车车身 ABS 可还以做水表壳 纺织器 材 电器零件 文教体育用品 玩具等等 下面是 ABS 的成型参数 型机类型 螺杆式 堆密度 1 03 1 07g cm 3 计算收缩率 0 3 0 8 预热温度 80 85 预热时间 2 3h 料筒温度 200 210 后段 210 230 中段 180 200 前段 喷嘴温度 180 190 成型温度 200 260 模具温度 50 70 脱模温度 70 110 注射压力 70 90MPa 成型时间 40 70s 螺杆转速 30 60r min 适用注塑机类型 螺杆 后处理方法 红外线灯烘箱 后处理温度 70 后处理时间 2 4h 2 3 建模分析的塑件体积 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 6 V 18631 4869mm 3 31 05 gcm 2 4 注射机的选择 注塑成型机按机构形式可分为立式 卧式 和直角式三类 该模具采用卧式成型 机其优点是机体较低容易操纵和加料 制件顶出后可自动坠落 故易实现全自动操作 注塑机的最大注塑量 G 额定注塑量 G 和额定锁模力 Fm 应满足 其中 注 射 系 数 在 此 取 0 75 62 598 0 7 6 42gGm 该数值在主要尺寸校核计算中可以得到 FkN 其主要技术参数如下 项目 SZ 200 1000 结构形式 卧 理论注塑容量 cm 2103 螺杆直径 mm 42 注塑压力 MPa 150 注射速率 g s 14 螺杆转速 r min 10 250 锁模力 KN 1000 拉杆内间距 mm 315 315 移模行程 mm 300 最大模具厚度 mm 350 最小模具厚度 mm 150 锁模形式 双曲肘 油管接头成型工艺及模具设计 7 模具定位直径 mm 125 喷嘴球半径 mm SR10 喷嘴口孔径 mm 3 5 3 塑料制件在模具中的位置与浇注系统的设计 3 1 型腔布局 为了制模具与注塑机的生产能力相匹配 提高生产效率和经济性 并保证塑件精 度 模具设计时应确定型腔数目 由于多型腔模具的各个型腔的成型条件以及熔体到 达各型腔的流程一致易取得一致 所以塑件精度不高时一般采用多型腔模具 在 塑 件 设 计 阶 段 就 应 考 虑 成 型 面 的 形 状 和 位 置 否 则 无 法 用 模 具 成 型 在 模 具 设 计 阶 段 应 首 先 确 定 分 型 面 的 位 置 然 后 才 选 择 模 具 的 结 构 分 型 面 设 计 是 否 合 理 对 塑 件 质 量 工 艺 操 作 难 易 程 度 和 模 具 的 设 计 制 造 都 有 很 大 的 影 响 因 此 分 型 面 的 选 择 是 注 塑 模 设 计 中 的 一 个 关 键 因 素 注 射 分 型 面 一 般 可 以 分 为 四 种 基 本 类 型 1 制 品 全 部 在 动 模 内 成 形 2 制 品 全 部 在 定 模 内 成 形 3 制 品 同 时 在 动 定 模 内 成 形 4 制 品 在 多 个 瓣 合 模 块 中 成 形 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 8 具 体 采 用 分 型 面 类 型 要 根 据 制 品 的 几 何 形 状 浇 注 系 统 脱 模 机 构 以 及 制 品 质 量 要 求 等 因 素 综 合 地 加 以 考 虑 如 何 确 定 分 型 面 需 要 考 虑 的 因 素 比 较 复 杂 由 于 分 型 面 受 到 塑 件 在 模 具 中 的 成 型 位 置 浇 注 系 统 设 计 塑 件 的 结 构 工 艺 性 及 精 度 嵌 件 位 置 形 状 以 及 推 出 方 法 模 具 的 制 造 排 气 操 作 工 艺 等 多 种 因 素 的 影 响 因 此 在 选 择 分 型 面 时 应 综 合 分 析 比 较 从 几 种 方 案 中 优 选 出 较 为 合 理 的 方 案 选 择 分 型 面 时 一 般 应 遵 循 以 下 几 项 原 则 1 分 型 面 应 选 择 在 制 品 的 最 大 截 面 处 否 则 制 品 无 法 脱 模 在 选 择 分 型 面 时 这 是 首 要 原 则 2 尽 可 能 使 制 品 留 在 动 模 一 侧 因 为 注 射 机 的 推 出 机 构 设 置 在 动 模 一 侧 制 品 留 在 动 模 一 侧 有 利 于 脱 模 机 构 的 设 置 3 有 利 于 保 证 制 品 的 尺 寸 精 度 4 有 利 于 保 证 制 品 的 外 观 质 量 满 足 塑 件 的 外 观 质 量 5 尽 可 能 满 足 制 品 的 使 用 要 求 6 尽 量 减 少 制 品 在 合 模 方 向 上 的 投 影 面 积 以 减 小 所 需 锁 模 力 7 长 型 芯 应 置 于 开 模 方 向 8 有 利 于 排 气 9 有 利 于 简 化 模 具 结 构 10 在 选 择 非 平 面 分 型 面 时 应 有 利 于 型 腔 加 工 和 制 品 的 脱 模 方 便 该 塑 件 在 进 行 塑 件 设 计 时 已 经 充 分 考 虑 了 上 述 原 则 再 根 据 塑 件 的 结 构 形 式 选 定 模 具 的 分 型 面 如 图 所 示 油管接头成型工艺及模具设计 9 图 2 塑件图 型 腔 数 量 的 确 定 应 根 据 塑 件 的 几 何 形 状 及 尺 寸 质 量 要 求 批 量 大 小 交 货 期 长 短 注 射 机 能 力 模具成本等要求来综合考虑 一般来说 精 度 要 求 的 小 型 塑 件 和 大 中 型 塑 件 以 及 复 杂 塑 件 优 先 采 用 一 模 一 腔 的 结 构 对于精度要求不高的小型塑件 形状简单 又是大批量生产时 若采用多型腔模具可提供独特的优越条件 使生产效 率大为提高 该塑件体积小 加工精度要求不高 且为大批量生产 理论上可以采用 一模多腔的形式 考虑到该塑件需要侧抽芯且抽芯距离较长 初步定为一模两腔的模 图3 型腔 ug 图 在模具中型腔成对称布置 这样有利于提高两边的制件的表面质量 已经均匀的 收缩率 一 模 多 腔 时 型 腔 在 模 板 上 通 常 采 用 圆 形 排 列 H 形 排 列 直 线 形 排 列 以 及 复 合 排 列 等 在 设 计 时 应 注 意 如 下 几 点 1 尽 可 能 采 用 平 衡 式 排 列 以 便 构 成 平 衡 式 浇 注 系 统 保 证 质 量 的 均 一 和 稳 定 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 10 2 型 腔 布 置 和 浇 口 开 设 部 位 应 力 求 对 称 以 便 防 止 模 具 承 受 偏 载 而 产 生 溢 料 现 象 3 尽 可 能 使 型 腔 排 列 得 紧 凑 以 便 减 小 模 具 的 外 形 尺 寸 4 型 腔 的 圆 形 排 列 所 占 的 模 板 尺 寸 大 虽 有 利 于 浇 注 系 统 的 平 衡 但 加 工 困 难 综 上 所 述 根 据 塑 件 的 结 构 采 用 平 衡 式 排 列 如 下 图 所 示 图4 塑件布局图 3 2 浇注系统的设计 3 2 1 浇注系统的设计原则 浇注系统有主流道 分流道 浇口 和冷料穴四个部分组成 其设计原则包括以 下几个方面 1 排气良好 2 流程短 3 防止型芯和嵌件移位和变形 4 整修方便 5 防止塑件翘曲变形 6 浇注系统的截面积和长度应尽量取最小值 油管接头成型工艺及模具设计 11 7 保证型腔填充 3 2 2 主流道设计 直浇口式主流道垂直于模具分型面 适用于卧式和立式注射模 其设计内容包括 主流道本身的设计及其主流道衬套和定位环设计等工作 设计原则如下 1 主流道的尺寸应当适宜 一般情况下 进口端直径为 4 8mm 一般要比喷嘴出口 直径大 0 5 1mm 2 为了便于取出主流道凝料 主流道应呈圆锥形 对于 ABS 塑料一般取 2 4 3 主流道出口端应有圆角 4 主流道表壁的表面粗糙度应小于 0 63 1 25 5 主流道长度一般小于或等于 60mm 3 2 3 分流道设计 此模具是多型腔注射模通常需用用分流道 但如果是单型腔可不设分流道 分流道如上图所示 3 2 4 冷料穴设计 冷料穴位于主流道出口端 对于立式 卧式注射机用模具 冷料穴位于主分型面 的动模一侧 该模具采用的是冷料穴与 Z 形拉料杆匹配 当动模打开时借助头部的 Z 形钩将主流道凝料拉向动模一侧 顶出行程中又可将凝料顶出模外 3 2 5 浇口设计 浇口是熔融塑料经分流道注入型腔的进料口 是流道和型腔之间的链接部分 也 是注射模浇注系统的最后部分 其主要分为直浇口 点浇口 侧浇口 盘形浇口等九 中形式 该模具采用直浇口其位置一般设在制品表面或背面 其特点是塑料直接从主流道 进入模腔 物料流程较短 压力损失小 但由于尺寸大 冷却冻结慢 需要较长的保 压补缩时间 还容易在进料处产生较大的残余应力 并由此导致制品翘曲变形 同时 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 12 浇口凝料留在塑件上 需要进行修正 直浇口适用于单腔模具和大型塑件以及高粘度 塑料 浇口部位选择应注意以下几点 1 避免熔体破裂现象在塑件上产生缺陷 2 考虑分子取向方位对塑件性能的影响 3 浇口开在塑件壁厚最厚处 4 减少熔接痕和增加熔接牢度 5 防止料流将型芯或嵌件挤外变形 6 保证型腔充满 所以该制品选用的侧浇口 如图 图 5 侧浇口示意图 油管接头成型工艺及模具设计 13 4 成型零部件的结构设计 4 1 分型面的设计 模具闭合时动模和定模相配合的接触表面 叫做分型面 在模具制造不良或锁模 力不足的情况下 模具内熔融塑料能通过分型面溅出 在塑件上形成较厚的飞边 经 修整后留下明显的残痕 分型面的选择是模具设计的第一步 分型面的选择受塑件形状 壁厚 成型方法 后处理工序 塑件外观 塑件尺寸精度 塑件脱模方法 模具类型 型腔数目 模具 排气 嵌件 浇口位置与形式以及成型机的结构等影响 分型面的选择原则是 脱出 塑件方便 模具结构简单 确保塑件尺寸精度 型腔排气顺利 无损塑件外观 设备 合理利用 该模具的分型面分为三种情况 图 6 分型方式 在 A 截面 塑料制件位于模具的动模部分 有利于使制件更容易的推出 也便于 定模侧的加工 在 B 截面 塑料制件位于模具的两侧 模具的开模力较大 而且易产 生飞边 对塑料制件的影响较大 在 C 截面 塑料制件位于模具的定模部分 不利于 之间的推出 所以综上所述 应以 B 截面为分型面 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 14 4 2 注射模的排气 注射模的排气是模具设计中不可忽视的一个问题 特别是快速注射成型工艺的发 展对注射模排气的要求更加严格 注射模内积集的气体有以下四个来源 1 进料系统和型腔中存有的空气 2 塑料含有的水分在注射温度下蒸发而成的水蒸气 3 由于注射温度过高 塑料分解所产生的气体 4 塑料中某些配合剂挥发或化学反应所产生的气体 本模具采用的是在分型面处达到排气的效果 4 3 成型零部件的结构设计 4 3 1 凹模结构设计 凹模是成型塑件外表面的成型零件 凹模的基本结构可分为整体式 整体嵌入式 和组合式采用镶拼的结构的凹模 对于改善加工工艺有明显好处 其具有以下几个优 点 1 简化凹模型腔加工 将复杂的凹模内形体的加工变形成镶件的外形加工 降低 了凹模的加工难度 由于成型镶块的尺寸容易测量 凹模型腔的形状尺寸精度比较容 易保证 2 尺寸较大或变形比较复杂的凹模型腔采用镶拼结构后 由于各部分成型镶块尺 寸较小 热处理工艺将变得比较容易 热处理变形也会减小 凹模中使用镶件的局部 型腔有较高精度 经久耐磨性并可置换 3 可节约优质塑料模具钢 尤其对于大型模具更是如此 4 在保证镶拼接缝不发生溢料的前提下 可以利用拼缝间隙排气 模具凹模示意图模具如下 油管接头成型工艺及模具设计 15 图 7 凹模示意图 4 3 2 凸模和型芯结构设计 凸模和型芯都是用来成型塑料制品的内表面的成型零件 两者没有严格的区别 一般来讲可以认为凸模是成型整体内形的模具零件 而型芯多指成型制品上某些局部 特殊内形或结局孔 槽等所用的模具零部件 有时也可以把型芯叫做成型杆 图 8 型芯示意图 由于该型芯较长 所以需要淬火调制处理 或者用低碳钢渗碳处理 该型芯需要 与推管保证一定的同轴度 和表面粗糙度 而为了有助于固定 所以将螺钉配合推板 固定板将锁紧 使其型芯精准定位 下面第六部分有工作部分型芯尺寸的的计算 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 16 5 结构零部件的设计 5 1 导柱合模导向机构 5 1 1 导柱设计 导柱可以安装在动模一侧 也可以安装在定模一侧 但等多的是安装在动模一侧 因为作为成型零件的主型芯多装在动模一侧 导柱与主型芯安装在同一侧 在合模时 可起保护作用 如图 图 9 导柱示意图 5 1 2 导套设计 导向孔可带有导套 也可以不带导套 带导套的导向孔用于生产或导向精度高的 模具 无论带不带导套的导向孔 都不应该设计为盲孔 盲孔会增加模具闭合时的阻 力 并使模具不能紧密闭合 但这个模具的导套位于动模一侧 这样可以防止积灰 保证了开合模时的同轴同心的精度 如图 图 10 导套示意图 5 2 其他结构零部件设计 油管接头成型工艺及模具设计 17 5 2 1 推杆 该模具的推出机构为机动脱模 就是模具开模后塑件随动模一起运动 达到一定 位置时 脱模机构被机床上固定不动的推杆推住 不在随动模移动 此时脱模机构动 作 把塑件从动模上脱下了 这种推出方式具有生产效率高 工人劳动强度低且堆出 力大等优点 但对塑件会产生撞击 推杆的设计原则如下 1 机构应尽量简单可靠 推出机构的运动要准确 可靠 灵活 无卡死现象 机 构本身要有足够的刚度和强度 足以克服脱模阻力 2 保证止制品不因推出而变形损坏 这是对推出机构的最基本的要求 在设计时 要真确估计塑件对模具粘附力的大小和所在位置 合理地设置推出部位 使推出力能 均匀合理地分布 要让塑件能平稳地从模具中脱出而不会产生变形 推出力应应作用 在不易使塑件产生变形的部位 如加强筋 凸缘 厚壁处等 应尽量避免使推出力作 用在塑件平面位置上 3 推出力的分布应尽量靠近型芯 因型芯处的包紧力最大 且推出面积应尽量大 以防塑件被推坏 4 推出脱模行程应恰当合理 保证制品可靠脱模 5 若脱出部位需设在塑件使用或装配的基面上时 为了不影响塑件尺寸和使用 一般使推杆与塑件接触部位处凹进塑件 0 1mm 左右 而推杆端面则应高于基准面 否 则塑件表面会出现凸起影响基准面的平整和外观 注射成型过程中 型腔内熔融塑料因固化包在型芯上 为使塑件能自动脱落 在 模具开启后就需在塑件上施加一推力 推出力是确定推出机构和尺寸的依据 5 2 2 复位杆 复位杆的尺寸示意图如下 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 18 图 11 复位杆示意图 保证其热处理后硬度达到 56 60HRC 未标注表面粗糙度 Ra 6 3 5 2 3 推板固定板 推板固定板的尺寸示意图如下 图 12 推板固定板示意图 保证其热处理后硬度达到 28 32HRC 标注的形位公差 t 为 6 级精度 6 确认抽芯方式 温度调节系 统及其它尺寸的计算 油管接头成型工艺及模具设计 19 6 1 抽芯方式 当注塑侧壁带有孔 凹穴和凸台等塑件时 模具上成型该处的零件就必须制成可 侧向移动的零件 称为活动型芯 在塑件脱模前必须先将活动型芯抽出 否则就无法 脱模 带活动型芯作侧向移动的整个机构称为侧向分型与抽芯机构 对于成型那些深 型腔且侧壁不允许有脱模斜度 深型腔且侧壁要求高光亮的制品 其模具结构也需要 侧向分型与抽芯机构 6 11 抽芯力的计算 抽芯距是将侧型芯或侧哈夫块从成型位置抽到不妨碍塑件顶出时侧型芯或哈夫块 所移动的距离 23 mcs s 设 计 抽 芯 距 c临 时 抽 芯 距 而在此塑件中侧壁孔的深度为 42 5mm 则型芯部分应是孔深度的 2 倍以上 如下 图所示 图 13 侧抽距示意图 所以 42 5 3 ms 6 12 抽芯力的计算 抽芯力的计算与推出力的计算相似 注塑成型过程中 型腔内熔融塑料因固化包 在型芯上 为使塑件能自动脱落 在模具开启后就需在塑件上施加一抽芯力 抽芯力 的计算公式为 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 20 pcos inFA F 抽 芯 力 A塑 件 包 容 型 芯 的 面 积 777pp3 910ap0 81 20PaP 塑 件 对 型 芯 单 位 面 积 上 的 包 紧 力 一 般 情 况 下 模 外 冷 却 的 塑 件 取 4 模 内 冷 却 的 塑 件 取 3 塑 料 对 钢 的 摩 擦 系 数 为 脱 模 斜 度 由制件可求得面积 A 6017 5 A 423 m 综上所述 均取 取 0 2 o1 7o 34 510csinF 抽 芯 力 21 269N 6 13 侧导柱的设计 根 据 抽 芯 力 Q 斜 导 柱 弯 曲 力 臂 L 与 斜 导 柱 直 径 d 的 关 系 计 算 可 得 30 2cosQd 斜 导 柱 许 用 弯 曲 应 力 对 于 碳 素 钢 可 取 140MPa 斜 导 柱 倾 斜 角 取 20 取 斜 导 柱 直 径 为 20mm 斜 导 长 度 计 算 斜 导 柱 长 度 主 要 根 据 抽 芯 距 离 斜 导 柱 直 径 及 倾 斜 角 度 的 大 小 而 确 定 斜 导 柱 总 长 为 油管接头成型工艺及模具设计 21 12345tan 105 cosin 98 5LLDhds L 斜 导 柱 总 长 度 mm D 斜 导 柱 固 定 部 分 大 端 直 径 mm h 斜 导 柱 固 定 板 厚 度 mm d 斜 导 柱 直 径 mm 斜 导 柱 斜 角 根 据 设 计 的 整 体 要 求 这 里 选 用 长 度 为 200mm 的 斜 导 柱 为 了 减 小 其 与 滑 块 的 摩 擦 可将其 圆 柱 面 铣 扁 斜 导 柱 端 部 常 成 半 球 形 或 锥 形 锥 体 角 应 大 于 斜 导 柱 的 倾 角 这 里 取 23 以 避 免 斜 导 柱 有 效 工 作 长 度 部 分 脱 离 滑 块 斜 孔 之 后 锥 体 仍 有 驱 动 作 用 如 图 所 示 图14 侧导柱示意图 6 2 确定温度调节系统 一般生产 ABS 材料塑件的注射模具不需要加热 复杂的模具需要分为两部分 一 部分是凹模的冷却 另一部分是型芯的冷却 而该模具结构略微复杂 为了便于加工 采用简单的温度调节系统 有利于方便加工模具 如下图所示 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 22 图15 温度调节流道示意图 6 3 凸模和凹模的工作尺寸计算 取 ABS 的平均收缩率为 0 5 塑件未注公差按 MT5A 公差选取 通过查 塑料注塑 模结构与设计 表 4 10 模塑件尺寸公差表 GB T 14486 1993 凹模的径向尺寸由直 径 45 40 19 15 的圆形尺寸组成 公差分别是 0 64 0 56 0 44 0 38 凹模 径向尺寸由 03 4MSL 可得 1 40 645 3 L 0 167 1 40 5640 1458 1 40 19 3 L 0 62 1 40 3815 0 94 油管接头成型工艺及模具设计 23 深度尺寸由 21 20 17 5 3 等尺寸构成 公差分别是 0 44 0 44 0 38 0 24 0 20 深度尺寸由 02 3MSH 可得 021 1 4 5 0 76 020 1 4 2 3 H 1 017 5 1 4 38 5 0 982 05 1 4 2 3 H 0 6 03 1 4 2 2 0 51 型芯的径向尺寸由 40 35 10 组成 公差分别是 0 56 0 56 0 28 型芯 径向尺寸由 03 4MSL 可得 0140 5645 3 L 12 0135 564 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 24 0 14 37 深度尺寸由 42 5 21 3 组成 公差分别是 0 64 0 44 0 20 02 3MSHL 0142 5 64 5 0 16 0121 42 3 H 0 1 538 01 24 0 52 6 4 滑块的设计 1 滑 块 的 推 出 距 离 必 须 小 于 导 滑 槽 总 长 的 2 3 2 滑 块 在 导 滑 槽 中 的 活 动 必 须 顺 利 3 保 证 滑 块 的 分 型 面 密 合 成 型 时 不 致 发 生 溢 料 4 侧 向 性 芯 或 测 向 成 型 模 腔 从 成 型 为 指 导 不 妨 碍 塑 件 的 脱 模 推 出 位 置 所 移 动 的 距 离 称 为 抽 芯 拔 距 用 s 表示 为 了 安 全 起 见 测 向 抽 芯 距 离 通 常 比 塑 件 上 的 侧 孔 侧 凹 的 深 度 或 侧 向 凸 台 的 高 度 大 2mm 3mm 但 某 些 特 殊 零 件 如 绕 线 骨 架 就 不 能 简 单 地 使 用 这 种 方 法 必 须 作 图 计 算 来 确 定 抽 芯 距 离 抽 芯 力 的 计 算 同 脱 模 力 计 算 相 同 5 内 侧 抽 芯 斜 滑 块 的 端 面 不 应 高 于 型 心 端 面 而 应 在 塑 件 允 许 的 情 况 下 低 于 端 面 0 05 0 10mm 否 则 推 出 时 由 于 斜 滑 块 端 面 陷 入 塑 件 底 面 阻 碍 谢 滑 块 的 径 向 移 动 另 外 在 斜 滑 块 边 缘 的 径 向 移 动 范 围 内 即 L L1 塑 件 上 不 应 该 有 台 阶 以 免 阻 碍 斜 滑 块 活 动 6 当 定 模 型 心 的 包 紧 力 较 大 时 为 了 避 免 开 模 时 滑 块 随 定 模 移 动 使 塑 件 留 于 定 模 型 心 一 般 设 有 止 动 装 置 油管接头成型工艺及模具设计 25 7 为 了 避 免 塑 件 推 出 时 留 在 滑 块 一 侧 动 模 部 分 应 有 可 靠 的 导 向 元 件 8 为 了 防 止 斜 滑 块 推 出 时 滑 出 导 滑 槽 斜 滑 块 应 设 有 定 位 装 置 图 16 侧型芯示意图 6 5 导滑槽的设计 导滑槽的作用是维持滑块运动方向的支撑零件 因此要求滑块在导滑槽内运动平 稳 无上下窜动和卡紧现象 虽然燕尾槽精度高 但制造比较困难 故模具中多采用 矩形导滑槽 该设计中也采用矩形导滑槽 滑块与导滑槽间上下 左右应各有一对平 面是间隙配合 配合精度可选 H8 f7或 H8 f8 其余各面应留有0 5 1 0mm 的间隙 导 滑槽硬度应达到52 56HRC 图 17 导滑槽示意图 6 6 锁紧块的设计 楔紧块的作用是保证在注射过程中滑块能闭合紧密 避免侧向分型产生毛边 保 证塑件尺寸精度 免除斜导柱承受型腔的侧向推挤压力 在楔角的选取中 锁紧块的 楔角 应大于斜导柱斜角 使模具开模时 锁紧块的斜面起到让为作用 否则斜导 柱就无法驱动滑块起抽拔作用 的适当选取不仅能保证让位作用 避免锁紧块与滑 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 26 块斜面的磨损 也可防止闭模时滑块斜面上端面上边缘处于锁紧块斜面下端边缘处的 干涉撞击 由于斜导柱与滑块的斜导柱之间一般都有较大间隙 因此开模和闭模运动 时滑块的横向运动对纵向运动都有滞后作用 若 选取偏小 闭模时滑块和锁紧块间 就会发生上述的干涉撞击现象 所以在这里 如下图10h 26o 0o 图 18 楔紧块示意图 7 主要尺寸的校核 7 1 型腔数量的确定和校核 对于多型腔注射模 其型腔数量与注射机的性能参数 塑件的精度和生产的经济 等因素有关 由于该模具是多型腔的 对此就简单介绍一下 1 按注射机的塑化能力确定型腔数量 N 油管接头成型工艺及模具设计 27 N Kmpt 3600 mj ms K 注射机最大注射量的利用系数 一般取 0 8 mp 注塑机的额定塑化量 g h 或 cm3 h t 成型周期 s mj 浇注系统和飞边所需塑料熔体的质量或体积 ms 单个制品的质量或体积 2 按注射机的额定合模力确定型腔数量 N N F1 p1Aj p1AS F1 注射机的额定合模力 N AJ 浇注系统和飞边在模具水平分型面的投影面积 mm 2 AS 单个制品在模具水平分型面上的投影面积 mm 2 P1 单位投影面积需用的合模力 MPa 可近似取值为熔体对型腔的平均压力 参 考 5 2 选取 3 按注射机的最大注射量确定型腔数量 N N Kmi mj ms mi 注射机允许的最大注射量 g cm3 等 另外的做法就不在介绍 7 2 最大注射量校核 在一个注射成型周期内 注射模内所需的塑料熔体总量 mi与模具浇注系统的容积 和型腔容积有关 其值下式计算 12m N 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 28 N 型腔的数量 单个制品的质量 或体积 1m 浇注系统和飞边所需的塑料质量 或体积 2 设计注射模时 必须保证 mi小于注射机允许的最大注射量 二者的关系为 m 210 8 由前文可得塑件体积为 18631 4869cm 3 ABS 密度为 1 02 1 05g cm3 取其密度 为 1 05g cm3 而流道凝料的质量 是个未知数 我们可以取塑件质量的 0 6 倍来计2 算 所以注塑量为 110 6mn 9 562 98g 在此式子中 n 取 2 所以注塑料的体积为 3 62 5981 0Vpcm 7 3 锁模力校核 注射成型时 当高压的塑料熔体充满模具型腔时 会产生使模具分型面涨开的力 F1 这个力的大小等于塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和乘以型腔的压力 即 mFAp 塑料熔体在分型面上的涨开力 mF 根据建模分析得 2212 57 5172096038 mA 总投影面积 A 为 油管接头成型工艺及模具设计 29 12120 35 768AnAm 求得 95 7mFApkN 塑料熔体在分型面上的涨开力应小于注射机的额定锁模力 F1 才能保证注射时不 发生溢料现象 为了可靠地闭锁型腔 不使成型过程中出现溢料现象 该力必须小于 注射机的额定锁模力 二者关系为 0 8 9mzF FI 注射机的额定锁模力 7 4 注射压力校核 塑料成型所需的注射压力是由塑料品种 注射机类型 喷嘴形式 塑件形状和浇 注系统的压力损失等因素决定的 注射压力的校核就是核定注射机的额定注射压力是 否大于成型时所需的注射压力 同时 注射压力与塑料熔体在模具中的流动比有关 对于初步选择确定的模具结构 还应对其流动比所需的注射压力进行校核 以保证它 不超过注射机允许使用的最大在注射压力 7 5 开模行程校核 开模行程也叫做合模行程 指模具开合过程中动模固定板的移动距离 注射机的 开模行程是有限的 当模具厚度确定以后 开模行程的大小直接影响模具所能成型制 品的高度 塑件从模具中取出时所需的开模距离必须小于注射机的最大开模距离 否 则塑料无法从模具中取出 设计模具时必须校核它所需的开模距离是否与注射机的开 模行程适应 因为该模具的合模的高度为 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 30 h h hh 定 位 环 支 承 板 垫 板定 模 座 板 定 模 板 动 模 板 动 模 座 板 10 40 55 55 40 100 40 340mm 而推杆固定板和推板的高度分别为 30 25mm 垫块为 100mm 所以该模具的开合 模行程为 maxh 10325 行 程 4 开模行程大于 24mm 制件可以顺利取出 8 绘 制 模 具 总 装 图 和 主 要 零 件 图 由 以 上 设 计 可 得 到 模 具 的 总 装 图 和 主 要 零 件 图 见 附 图 其 工 作 过 程 可 简 单 概 括 为 模 具 闭 合 一 模 具 锁 紧 一 注 射 一 保 压 一 补 塑 一 冷 却 一 开 模 一 推 出 塑 件 油管接头成型工艺及模具设计 31 图 19 油管接头 ug 装配图 9 结束语 设计做到这里 差不多就要收尾了 心里的感觉是无法用语言表达的 熬了那么 多天 想起为了一个数据在图书馆查资料时的忙碌情景 虽然很累 但过的踏实 充 实 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 32 本设计涉及的课程很多 涉及到机械制图 塑料注射模结构与设计 互换性与测 量技术基础 机械工程材料及热处理 CAD 绘图等相关课程的知识 这些课程的学习 为这次课程设计做了很好的准备 基础课和专业课 它们为我的设计做了前提 它们 是我设计的理论基础和知识基点 它们为我这次设计的顺利进行起到了很好的铺垫作 用 同时由于这次设计 通过对这些知识的温习 巩固 我受益匪浅 这次实践是对自己大学所学的一次大的检阅 使我明白了自己知识还很浅薄 虽 然马上要毕业了 但是自己的求学之路还很长 以后更应在工作中学习 努力使自己 成为一个对社会有所贡献的人 致 谢 首先感谢原国森老师 他对我的仔细审阅了本文的全部内容并对我的课程设计内 容提出了许多建设性建议 老师渊博的知识 诚恳的为人 使我受益匪浅 在设计的 过程中 特别是遇到困难时 给了我鼓励和帮助 在这里我向他们表示真诚的感谢 感谢母校 河南机电高等专科学校的辛勤培育之恩 感谢材料工程系给我提供 的良好学习及实践环境 使我学到了许多新的知识 掌握了一定的操作技能 油管接头成型工艺及模具设计 33 感谢和我在一起进行课帮助我毕业课题研究的同窗同学 和他们在一起讨论 研 究使我受益非浅 最后 我非常庆幸在三年的的学习 生活中认识了很多可敬的老师和可亲的同学 并感激师友的教诲和帮助 参考文献 1 杨占尧 王高平主编 塑料注射模结构与设计 M 北京 高等教育出版社 2008 7 2 寇世瑶主编 机械制图 M 北京 高等教育出版社 2007 12 3 马宵 武良臣主编 互换性与测量技术基础 M 北京 北京理工大学出版社 2008 1 4 屈华昌 诸小丽主编 压铸成型工艺与模具设计 M 北京 高等教育出版社 2008 3 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 34 5 程芳 杜伟主编 机械工程材料及热处理 M 北京 北京理工大学出版 2008 7 6 杨占尧 白柳主编 塑料模具典型结构设计实例 M 北京 北京工业出版社 2008 10 7 毛平淮主编 互换性与测量技术基础 M 北京 机械工业出版社 2006 7