1、河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书共 20 页 第 1 页第一章、模具工艺规程的编制该塑件是一个整流罩，其零件图如图（1）所示。本塑件采用的材料是尼龙66，生产类型为大批量生产。 0.10.11.1 塑件的工艺性分析1.1.1 塑件的原材料分析. 塑件的材料采用尼龙 66，属于热塑性料。从使用性能上看，该塑料具有很高的机械性能、软化点高、耐热、摩擦系数低、耐磨损、自润滑性、吸震性和消音性、耐油、耐弱酸、耐碱和一般溶剂、电绝缘性好、有自熄性、无毒、无臭、耐侯性好等优点，是理想的绝缘材料。从成型性能上看，该塑料吸水性小、熔体的流动性好，容易成型，但收缩率大。另外，该塑料熔融粘度低，容易产
2、生飞边，易吸潮，塑件尺寸变化较大。一模多件时，应注意使浇口厚度均匀化，成型时排除的热量多，模具上应设计冷却均匀的冷却回路，熔融状态的尼龙热稳定性较差，易发生降解，使塑件性能下降。因此，不允许尼龙在高温料筒内停留时间过长。1.1.2 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析1.1.2.1 结构分析。从零件图上分析，该零件总体形状按投影方向为圆形。整流罩内有高约 10 的同心圆孔凸台，即直径为 的圆孔。因此，模具设计时m4必须设置推管顶出装置及推板装置。1.1.2.2 尺寸精度分析。该零件重要尺寸，如 ， 等尺寸14.02602.精度为 MT2 级（GB/T14486-1993） 。次重要尺寸如 、 、
3、57河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书共 20 页 第 2 页等的尺寸精度为 MT3 级（GB/T14486-1993） 。由以上尺寸分析可知，该1.04塑件的尺寸精度中等偏上，对应的模具相关零件尺寸加工可以保证。从塑件的壁厚上来看，其壁厚均为 2 ，比较均匀，有利于零件的成型。m1.1.3 塑件表面质量分析该零件的表面除要求没有毛刺、缺陷、内部不得有导电杂质外，没有特别的表面质量要求，故比较容易实现。综上分析可以看出，注塑是在工艺参数控制的较好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。1.2 模具型腔数和注塑机的选定根据设计任务书的要求和尼龙的性能及其可承受的注塑压力，此模具采用一模两
4、腔的模具结构。考虑其外形尺寸、注塑时所需压力和工厂现有设备等情况，初步选用注塑机为 XSZ125A 型。1.3 塑件注塑工艺参数的确定查找相关文献和参考工厂实际应用的情况，尼龙 66 的成型工艺参数可作如下选择：（试模时，可根据实际情况作适当调整）注塑温度：包括料筒温度和喷嘴温度。料筒温度：230280 ；后段温度 选用 1t20;中段温度 选用 240；前段温度 选用 260；3t喷嘴温度：250260；选用 250；模具温度：110120；选用 100；注塑压力：70130 ；选用 100 （相当于注塑机表压 35 ） ；MPaPakgf注塑时间：2060 s；选用 30 ；s保 压：选用
5、 72 （相当于注塑机表压 25 ） ；kgf保压时间：选用 10 ；冷却时间：2060 s；选用 30 。s总 周 期：50130 s 选用 90s。河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书共 20 页 第 3 页第二章、注塑模的结构设计注塑模结构设计主要包括：分型面选择、模具型腔数目的确定、型腔的排列方式、冷却水道布局、浇口位置设置、模具工作零件的结构设计、推出结构的设计等内容。2.1 分型面选择模具设计中，选择分型面位置的基本原则是应将分型面开设在制件断面轮廓最大的部位，以便顺利脱模，此外还应该根据制件的使用要求和几何形状及结构特点加以综合考虑。由于该塑件的尺寸形状和分型面选择的基本
6、原则，该塑件的分型面选择应使制件在开模后留在动模内，因为脱模机构一般都在动模部分，否则会使脱模困难，模具结构复杂。因此，制品在模具中的位置设计时应遵循以下基本要求：2.1.1 制品或制品组件的正视图，应尽量相对于注射机的轴线对称分布，以便于成型。2.1.2 制品的方位应便于脱模，开模后制品应留在动模部分，这样便于利用成型设备脱模。2.1.3 当用模具的互相垂直的活动成型零件成型孔、槽、凸台时，制品的位置应着眼于使成型零件的水平位移最简单，使抽芯操作方便。2.1.4 如果制品的安置有两个方案，两者的分型面不相同又互相垂直，那么应该选择其中能使制品在成型设备工作台安装平面上的投影面积为最小的方案。
7、2.1.5 长度较长的管类制品，如果将它的长轴安置在模具开模方向，而不能开模可取出制品的；或是管接头类制品，要求两个平面开模的，应将制品的长轴安装在与模具开模相垂直的方向。2.1.6 如果是自动旋出螺纹制品或螺纹型芯的模具，对制品的布置有专门要求。2.1.7 最后制品位置的选定，应结合浇注系统的浇口部位，冷却系统和加热系统的布置，以及制品的商品外观要求等综合考虑。选择分型面的原则是：塑件脱出方便、模具结构简单、型腔排气顺利、确保塑件质量、无损塑件外观、设备利用合理。故选如图 2 所示的分型面方式较为合理。河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书共 20 页 第 4 页图 22.2 确定型腔
8、的排列方式本塑件在注塑时采用一模两腔，即模具需要两个型腔。综合考虑浇注系统，模具结构的复杂程度等因素拟采取图 3 所示的型腔排列方式。图2.3 浇注系统设计2.3.1 主流道设计。根据设计手册查得 XSZ125A 型注塑机喷嘴有关尺寸：喷嘴前端孔径： ;md40河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书共 20 页 第 5 页喷嘴前端球面半径： ;mR120根据模具主流道与喷嘴的关系： 0)2(mdD15.取主流道球面半径 ；R13取主流道的小端直径 。.4为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度为13，经换算得主流道大端直径 。为了使熔料顺利进入分流道，可5.8在主流道出
9、料端设计半径为 r=5 mm 的圆弧过渡。2.3.2 分流道设计。分流道的形状及尺寸，应根据塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注塑速率、分流道长度等因素来确定。本塑件的形状不是太复杂，熔料填充型比较容易。根据型腔的排列方式可知分流道的长度比较短，为了便于加工起见，选用截面形状为半圆形的分流道，查表得 R=4mm。2.3.3 浇口设计。根据塑件的成型要求及型腔的排列方式，选用侧浇口较为理想。如果选用点浇口注射时，产生的注射力会对型心产生冲击，造成一些填充时的负面影响。而且在模具结构上采取镶拼式型腔、型心，有利于填充、排气。故采用截面为矩形的侧浇口，查表 6-6 初选尺寸为（ ） ，lbhm121
10、试模时修正。2.3.4 主流道衬套设计。由于注塑成型时主流道与高温塑料熔体和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，所以一般都不将主流道直接开在定模上，而是将它单独开设在一个嵌套中，然后将此套在嵌入定模内，该嵌套就是主流道衬套。采用主流道衬套以后，不仅对主流道的加工和热处理以及衬套本身的选材等工作带来很大方便，而且在主流道损坏后也便于修磨或更换。设计主流道衬套时应注意以下事项：2.3.4.1 对于小型注塑模，可将主流道衬套与定位环设计成一个整体，但在多数情况下均分开设计。2.3.4.2 主流道衬套应选用优质钢材（如 等） ，热处理后硬度为AT8。HRC5732.3.4.3 衬套的长度应与定模配合部分的厚度一
11、致，主流道出口处的端面不得突出在分型面上，否则不仅会造成溢料，而且还会压坏模具。2.3.4.4 衬套与定模之间的配合采用 。67mH根据以上要求衬套的结构形式如零件图 03 所示河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书共 20 页 第 6 页2.4 成型零件结构设计.4.1 凹模的结构设计。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。本例中凹模采用一模两件的结构形式，考虑加工的难易程度和材料的价值利用等因素，凹模拟采用整体嵌入式结构，它适用于小型塑件的多型腔模。将多个一致性好的整体凹模，嵌入到凹模固定板中，凹模可用低碳钢或低碳合金钢，用一个冲模冷挤成多个
12、，在渗碳淬火后抛光。也可用电铸法成型凹模型腔，即使用一般机加工方法加工各凹模，由于容易测量，也能保证一致性。整体嵌入式凹模结构能节约优质模具钢，嵌入模板后有足够强度与刚度，使用可靠且置换方便。整体嵌入式凹模装在固定模板中，要防止嵌入件松动和旋转。要有防脱吊紧螺钉和防转销钉，其结构形式如图 4 所示。图 42.4.2 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。凸模也称主性芯，用来成型塑件整体的内部形状。小型芯也称成型杆，用来成型塑件的局部孔或槽。其主要形式有组合式凸模、圆柱型芯结构、异形型芯结构和镶拼型芯结构。其结构形式如图 5 所示。该结构采用节省了优质模具钢，便于
13、机加工和热处理，也便于动模和定模对准。而图 5 为轴肩连接，牢固可靠。2.4.3 成型零件刚才选用。成型零件材料选用要求如下：2.4.3.1 机械加工性能良好2.4.3.2 抛光性能良好2.4.3.3 耐磨性和抗疲劳性能好河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书共 20 页 第 7 页2.4.3.4 具有耐腐性能2.4.3.5 选用钢种时应按塑料制品生产批量，塑料物料品种及塑件精度与表面质量要求确定。图 5河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书共 20 页 第 8 页第三章、模具设计的有关计算本例中成型零件工作尺寸计算时均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进行计算。
14、3.1 成型尺寸的有关计算。查实用模具技术手册表（162）表得尼龙 66 的收缩率为 S=0.7%1%，故平均收缩率为 Scp=（ 0.7 + 1 ）%/2=0.85%，考虑到工厂模具制造的现有条件，模具制造公差取 = /3。3.1.1 型腔的径向尺寸的计算=（ + 3/4 ）DA0CPS0已知 = mm、 =0.85%、 =0.22、 = /3=0.07。061所以 D = 。A07.35型腔的最小基本尺寸。塑件的最大基本尺寸。0塑件的平均收缩率 。CPS塑件的允许公差制造公差，按塑件公差的 1/31/6 选取。3.1.2 型腔深度尺寸的计算河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书共 2
15、0 页 第 9 页= （ + S 2/3 ）HA0H0已知 =400.110所以 型腔深度尺寸为 =A07.194型腔深度的最小基本尺寸AH塑件高度的基本尺寸03.1.3 凸模径向尺寸的计算 000)4/3(SdT已知 1.57所以 0.732Td凸模的最大基本尺寸塑件的最小基本尺寸03.1.4 型芯径向尺寸的计算000)4/3(SdT已知 1.26所以 04.895Td型芯的最大基本尺寸塑件的最小基本尺寸03.1.5 凸模高度尺寸计算 000)3/2(ShT已知 1.6所以 Th07.4523凸模高度的最大尺寸河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书共 20 页 第 10 页塑件深度的最
16、小尺寸0h3.1.6 型芯的高度尺寸计算 000)3/2(ST已知 h.41所以 T02.753.1.7 型芯中心距或成型孔尺寸的计算 /1)(2/10SCC已知 0.7所以 653.2 圆形型腔的壁厚计算3.2.1 型腔的强度及刚度要求，强度计算的条件是满足各种受力状态下的许用应力，刚度计算的条件则由于模具特殊性，可以从以下几方面加以考虑：3.2.1.1 要防止溢料。模具型腔的某些配合面当高压塑料熔体注入时，会产生足以溢料的间隙。为了使型腔不致因模具弹性变形而发生溢料，此时应根据不同塑料的最大不溢料间隙来确定其刚度条件。塑料尼龙 66 其允许间隙为 025.。m04.3.2.1.2 应保证塑件精度。塑件均有尺寸要求，尤其是精度要求高的小型塑件，这就要求模具型腔有很好的刚性，即塑料注入时不产生过大的弹性变形，最大弹性变形值可取塑件允许公差的 1/5，常见中小型塑件公差为 （非自13.0m25.由尺寸） ，因此允许弹性变形量为 ，可按塑件大小和精度等级选025.m.取。3.2.1.3 要有利于脱模。当变形量大于塑件冷却值时，塑件的周边将被型腔紧紧包住而难以脱模，强制顶出则易使塑件划伤或损伤，因此型腔允许弹性变形量应小于塑件的收缩值。但是，一般说来塑料的收缩率较大，故多数情况下，当满足上述两项要求时已能满足本项要求。
