折叠气筒盖的注塑模设计.doc

1、 折叠气筒盖的注塑模设计 【摘要】 本课题主要完成折叠起筒盖的注塑模设计，主要分为以下几部分，材料与塑件的分析、气筒盖的工艺分析、标准模架及 注塑机 的 选择、 注塑机有关参数校核、折叠气筒盖在模具中的位置分析、浇注系统的设计、折叠气筒盖的模具成型零件设计 、脱模推出机构的设计 和冷却系统的设计 。本次设计 介绍了折叠气筒盖注塑模设计的 主要步骤并 主要借助 UG、 CAD 软件绘制出折叠气 筒盖的零件图和装配图最终完成了设计 。 正如大家所知，如今 塑料产品在我们的日常生活中应用越来越广泛，很多行业对模具的需求 越来越 大，技术要求也越来越高， 现在有些传统金属 制件已经慢慢开始 被部分塑料

2、制品所替代 。这些在 日常生活中 随处可见的 塑料制品 很多， 例 如折叠气筒盖、塑料盆、塑料桶、塑料椅、电动车塑料车外壳等等。本次课题 选用大家最普遍看见的自行车折叠气筒盖完成对其注塑模设计 ，大家都知道传统的打气筒很大 而且 基本都是金属材料，使用起来不但烦重不方便而且对金属资源也是一种浪费， 而 塑料 折叠气筒盖既使用方便也节约了金属资源 可以说做到了资源的合理配置 。 【关键词】： 折叠气筒盖；注塑模具；模具设计 目录 引言 . 1 一、材料与塑件的分析 . 2 (一 ) 折叠气筒盖的材料选择 . 2 （二） 折叠气筒盖的结构介绍 . 2 二、气筒盖的工艺性分析 . 3 （一）折叠气筒

3、盖的原材料的分析 . 3 （二）折叠气筒盖的零件尺寸精度分析 . 3 三、标准模架及注射机的选择 . 4 （一）标准模架的选取要点 . 4 （二）注塑机的选择 . 5 四、注射机有关参数的校核 . 6 （一）注塑机基本参数的校核 . 6 （二）模具与注射机安装部分相关尺寸的校核 . 6 （三）开模行程的校核 . 6 五、气筒盖在模具中的位置分析 . 7 (一 )型腔数量及排列方式 . 7 （二）分型面的设计 . 7 六、浇注系统的设计 . 8 （一）浇注系统设计基本原则 . 8 （二）主流道的设计 . 8 （三）分流道的设计 . 9 （四）浇口的设计 . 10 七、折叠气筒盖的模具成型零 件设

4、计 . 11 （一）凹模的结构设计 . 11 （二）凸模的结构设计 . 11 （三）成型零件部件工作尺寸计算 . 11 八、脱模推出机构的设计 . 15 （一）推件力的计算 . 16 （二）推出方式及推杆位置 . 16 九、冷却系统的设计 . 17 十、模具设计总图 . 18 总结 . 21 参考文献 . 22 谢辞 . 错误 !未定义书签。 1 引言 随着我国科学 技 术和 国民经济的 快速 发展， 而模具行业作为基础工业正 带领着 我国 制造工业迅速发展 。 如今，随着塑料工业的发展，模具工业也在快速发展。 可以预见 在 未来 几年 当 中，塑料模具还会保持 高速度 的 发展。 模具在 工

5、业生产具有高生产效率，节约原材料， 低廉的成本等诸多 优点，因此它是 现代工业生产中 必 不可少的部分。 塑料制件之所以应用如此广泛是因为其具有很多的特殊的优点 。塑料 制件密度小，质量轻，尤其在汽车等邻域很多传统的金属制件现在已经用塑料代替，实现现在很流行的节能减排 。 如今的塑料已发展成为一种化学材料 ,在 我国 国民经济中 ，塑料制件已经成为各个邻域不可或缺的材料 。 热塑性塑料制件 主要运用塑料注射成型模具 。 一般注射模 适合于热塑性塑料的成型，但是现在随着技术的逐步提高也有 部分热固性塑料也可以采用注射成型。正是因为 塑料注射 成型生产中自动化程度最高， 所以现在塑料 注射成型已经

6、成为运 用最广泛的 一种成型方法。 对于 本次设计的塑料 折叠气筒盖而言，注塑模正好提供了一个完美的平台给它，它在日常生活中给人们带来了实实在在的便利，对金属资源也是一种节约可以说实现了当今这个资源紧缺时代对资源的合理配置。 现在 的 UG 软件使产品从开发设计到加工 成品 真正实现了数据的无缝衔接， 极大的优化了产品设计与制造。另外本次设计的运用 CAD 的平面设计 应用在了注塑模设计中。 因此 本 次 课题是基于 UG 和 CAD 设计完成的 ， 主要是 利用 UG 软件绘出零件的三维图，再用AoutoCAD 绘制零件平面二维 图 并修改完善 ，最终完成了塑料折叠气筒盖的注塑模 设计，此次

7、设计 充分体现了 UG 和 CAD 在注塑模中完美应用。 2 一、材料与塑件的分析 (一 )折叠气筒盖的材料选择 原料 塑料成型原料的选取需要从 诸 多 方面 来 考虑 ，需要 综合考虑 选取合适的塑料进行生产 。塑料 分为热固性 塑料和热塑性塑 料，热固性塑料主要用于压缩模，压注模，挤出模 ， 热塑性塑料 最适合于注塑模，因此本次设计采用热塑性塑料粒子作为原材料 。 ABS 无毒、无味且成型塑件具有良好的光泽。 其密度 1.03-1.07g/cm3。 综合性能较好，冲击韧度、力学强度较高，耐化学性、耐磨性、耐寒性、电气性能良好；易于成形和机械加工。 所以选择丙烯腈 -丁二烯 -苯乙烯共聚物（

8、 ABS）为原材料。 （二） 折叠气筒盖的结构介绍 本次设计的折叠气筒盖大致呈圆盘状 。折叠气筒盖的产品如图 1-1 所示，零件图及具体尺寸如图 1-2 所示。 图 1-1 折叠气筒盖的产品图 3 图 1-2 折叠气筒盖的零件图和三维图 二、气筒盖的工艺性分析 （一） 折叠气筒盖的原材料的分析 表 1-1 原材料 ABS 的分析 塑料品种 结构特点 使用温度 化学稳定性 性能特点 成型特点 丙烯腈 -丁二烯 -苯乙 烯共聚物（ ABS） 非结晶 呈 态树脂 ,不透明 的 60-95 具 有较良好的 耐寒性、耐油性、耐水性、化学性稳定 等 具有良好的综合物理力学性能 ,耐热、耐腐、耐磨良好 ,吸

9、水性较强 熔融温度高 ,熔体粘度不太高 ,流动性中等 ,冷却速度较快 ,成型收缩小 结论 熔融温度较高 ,黏度中等 ,模具温度可控制在 60-80 吸湿性强 ,含水量应小于 0.3 ,须充分干燥 （二） 折叠气筒盖的零件尺寸精度分析 根据塑料精度等级的选用及 折叠气筒盖的材料是 ABS，且折叠气筒盖要求一般精度，根据 表 1-2 合理 的选用精度等级， 所以取 公 差等级为 3 级精度。 4 表 1-2 精度等级的选用 塑料品种 公差等级 标注公差尺寸 未标注公差尺寸 高精度 一般精度 ABS PC PS MT2 MT3 MT5 根据工程塑料尺寸公差手册得到表 1-3，查表 1-3 塑件的公差

10、数值表确定折叠气筒盖的尺寸精度。高度 200-0.24，底部外圈直径 600-0.40，内圈直径 500-0.40，小圆孔直径6+0.160，孔的深度 10+0.180、边缘为等半径圆弧 200 -0.20。另要求塑件 表面质量无银丝、凹痕、起泡、飞边等缺陷。 表 1-3 塑件公差数值表 公差 等级 基本尺寸 0-3 3-6 6-10 10-14 14-18 18-24 24-30 30-40 40-50 50-65 65-80 MT1 0.07 0.08 0.09 0.10 0.11 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.23 MT2 0.10 0.12 0.14 0.16

11、0.18 0.20 0.22 0.24 0.26 0.30 0.34 MT3 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.24 0.28 0.32 0.36 0.40 0.46 MT4 0.16 0.18 0.20 0.24 0.28 0.32 0.36 0.42 0.48 0.56 0.64 三、 标准 模架及注射机的选择 （一） 标准模架的选取要点 1.计算模架厚度 H 和注塑机的闭合距离 L 模架厚度与闭合距离关系 : Lmax H Lmin； 式中 H-模架厚度 ； Lmax-注塑机最大闭合距离 ； Lmin-注塑机最小闭合距离 。 2.开模行程与定、动模分开的间距与推出塑件

12、所需行 程之间的关系 设计时需要注意，在取出塑件时 必须满足取出塑件所需要的动、定模分开距离小于最大开模行程 ，这样才可以 保证 完成塑件的 成功 取出。 选择模架要根据制品的尺寸及大小，同时 注射机的参数 也不能不考虑 ，本次设计需要 参照 实际 生产实例，上海龙记公司的模架 在许多工厂中广泛使用，因此，本次设计也选用该公司的模架 ，其模架标记为： AI 型，外观尺寸 340 300 280 如图 3-1 所示。 5 图 3-1 上海龙记公司的标准模架 （二）注塑机的选择 1.计算 注射量 该产品材料是 ABS，查手册得到密度为 1.03-1.07 g/cm3，收缩率为 0.4%-0.6%取

13、 其平均密度 1.05 g/cm3， 平均收缩率 0.5%。 经计算单个塑件的体积为 V=16520.7059mm3 所以得到 单个塑件的质量 m1=pV =17.346g 而凝料 m2 是不知道的， 根据经验 按照折叠气筒盖质量的 0.6 倍 算 一个折叠气筒盖的塑料 注射量 m=1.6n m1=27.755g 本次采用一模六腔总 M=6m=166.521g。 2.注射压力 经查手册知道 ABS 的注射压力为 120MPa。 3.锁模力 计算 按照折叠气筒盖 投影 在分型面上的 面积 来计算锁模力 A1= /4 d2 A=nA1+A2 Fm=AP A 单个塑件 最大成型 面积 ； A1单 个

14、塑件在 分型面上的投影面积（ mm2） ； A2浇注系统在模具分型面上的投影面积（ mm2） ； P型腔压力 ； Fm锁模力 。 6 式中 P 取 50MP 作为型腔压力， 根据多 腔统计分析 ,A2 是单 个塑件在分型面上投影面积的 0.2-0.5 倍 ,所以 可用 0.35A1 来 计算，半径估算是 35mm 因此算得 ： A1= /4X702=3848.45mm2 A= 1.35 nA1=31176.45mm2 Fm =1558.62KN 经过计算及综合考虑初步选用螺杆式注射机为 XS ZY 250 型（如图 3-2 所示）。 具体注塑机参数详见 XS-ZY-250 型的使用手册 。 包

15、括：最大开合模行程、模具最大厚度、模具最小厚度、喷嘴圆弧半径、喷嘴直径、动 定模板尺寸 等。 图 3-2 XS ZY-250 型注射机 四、注射机有关参数的校核 （一） 注塑机基本参数的校核 注射量、锁模力、注射压力、模具与注射机安装部分相关尺寸、开模行程的校核 由于 初步选择 标准模架和注射机是根据零件最大注射量、锁模力、注射压力 等 参数选用的，因此不必再校核，已经符合注射机的要求。 （二） 模具与注射机安装部分相关尺寸的 校核 查阅 XS-ZY-250 型注射机的使用手册 参数，喷嘴尺寸比主流道球面半径小 1-2mm 符合要求， 模具总厚度在安装模具最大模厚与最小模厚之间即 180mm大

16、于 120mm大于 80mm，判定是 符合要求 。 （三） 开模行程的校核 开模行程校核式 S H1+H2+(510) 7 式中 S-注射机最大开模行程（ mm） H1-推出距离（ mm） H2-包括浇注系统在内的塑件高度（ mm） S=25+30+（ 510） =6065 180 即 S Smax 通过计算比较，注射机的最大开模行程符合要求 综上所述选择的注射机型号是符合要求的。 五、气筒盖在模具中的位置分析 (一 )型腔数量及排列方式 设计型腔排列方式： 由于本次设计的折叠气筒盖 综合考虑到成本问题。因此采用一模六腔的 排列 。如图5-1 所示 。 图 5-1 模具 型腔排列 的 方式 1采用平衡式排列， 由于平衡式的排布使主流道到每个型腔的浇口的 分流道长度、截面形状与尺寸均 相同，可以使各个型腔均匀进料和达到同时充满型腔的目的，从而 提高塑件的成型质量。 2 折叠气筒盖需要 对称 布置 型腔，防止注塑模注塑发生成型质量的缺陷 。 3型腔圆形排列有利于浇注系统的平 衡，各个型腔受力均匀更有利于原料均匀充满各个型腔，确保产品精度 。 4.折叠气筒盖的型腔在排列方面需要考虑到模具加工制作的成本，尽量紧凑排布。 （二） 分型面的设计 选择分型面时的原则： 1.分型面应选在塑件外形最大轮廓处 即 A-A 分型面 ，否则塑件 将 会无法从凹模中脱出