1、毕业设计 题 目：公共汽车横杠扶手支架注射模设计摘 要塑料制品具有原料来源丰富,价格低廉,性能优良等特点。它在电脑、手机、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用，应用极其广泛。注射成型是成形热塑性塑料制件的主要成型方法，因此应用范围很广。本文阐述了对发夹产品的设计到整个注射模的大体的设计过程，在设计过程中也进行了必要的计算包括成型零件尺寸的计算和对注射机的锁模力、最大注射量、注射压力、开模行程和模具与注射机安装部分相关尺寸的校核。同时，也对产品的工艺性进行分析，主要分析了塑料件的形状特点、尺寸大小、尺寸标注方法、精度要求、表面质量和材料性质等因素，最后绘制完整的模具
2、装配总图和主要的模具非标准零件图。关键词：注射成型、锁模力、注射压力、装配总图AbstractHere to enter the need to turn over a source of plastic materials, low price, quality and performance characteristics. it is in computers and mobile phones, cars and electrical and electronics, instruments, appliance and products manufacturing is an alt
3、ernative to the role of the most widely used. an injection is a thermoplastic - concrete shape of the main method, the scope of application is very large.In this paper, plastic Hairpin product of the injection mold design to the general design process, During the design process also includes forming
4、 necessarily computing components and the calculation of the size of the clamping force injection molding machine, the largest injection volume, injection pressure, the itinerary and mold and mold injection machine parts related to the size of the installation check. At the same time, the product of
5、 the process of analysis, the main analysis of the characteristics of the shape of plastic pieces, the size, dimensioning methods, accuracy, surface quality and material properties and other factors, Finally a complete mold assembly drawing general plan and the main non-standard mold parts diagram.K
6、ey words: injection；force injection molding machine；injection pressure；assembly drawing1 塑件的设计及其材料性能分析1.1 支架的造型设计该塑料制件为公共汽车上横杠扶手的支架，其图形如下：作为公共汽车上的横杠扶手支架，要求其具有一定的强度、韧性，外观表面无缺陷。1.2 制品的材料及性能分析由于该支架为汽车零部件，切需要有一定的强度、韧性。故选 ABS 材料作为该塑件的成型材料。1.2.1 ABS 材料的基本特性ABS 是由丙烯晴、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。这三种组分各自的特性，是 ABS 具有良好的综合性能
7、。丙烯晴使 ABS 具有良好的耐化学腐蚀及表面硬度。丁二烯使 ABS坚韧，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性。ABS 无毒、无味、呈微黄色，成型的塑料有良好的光泽。密度为 1.021.05g/cm3, 有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能，具有极好的抗冲击强度。ABS 有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。1.2.2 ABS 材料的主要用途ABS 在机械工业上用来用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机外壳、仪表外壳、仪表盘、水箱外壳、蓄电池槽、冷藏库水箱衬里等。在汽车工业领域，用 ABS制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节导管、加热器等，还可以用 AB
8、S 夹层板制小轿车车身。ABS 还可用来制作水表壳、纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器、农药喷雾器及家具等。1.2.3 ABS 的成性特点ABS 在升温时粘度增高，所以成型压力较高，塑料上的脱模斜度宜稍大；ABS 易吸水，成型加工前应进行干燥处理；ABS 易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减小浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在 5060oC，要求塑件光泽和耐热时，模具温度应控制在 6080 oC。1.2.4 ABS 主要技术指标比容：0.860.98cm 3/g。 熔点：130160
9、 oC吸水性：0.20.4% (24h)热变形温度：4.610 5Pa- 90108oC 18.0105Pa- 83103oC屈服强度: 50MPa拉伸弹性模量：1.8GPa抗弯强度：80MPa1.2.5 ABS 注射工艺参数注射机类型： 螺杆式螺杆转速（r/min）： 3060 喷嘴形式： 直通式喷嘴温度（ oC）： 170180 料筒温度（ oC）： 150230模温（ oC）： 5070注射压力（MPa）： 7090 保压力（MPa）： 5070注射时间(s)： 35保压时间(s)： 1520冷却时间(s)： 1530成型周期(s)： 40602 塑件的工艺性分析2.1 塑件制品设计要求
10、作为公共汽车上的横杠扶手支架，要求其具有一定的强度、韧性，耐磨性，不易损坏，表面光滑，外观表面无缺陷。塑件的工作条件对精度要求较低，根据 ABS 的性能可选择其塑件的精度等级为 5 级精度。2.2 塑件制品的生产批量因塑件制品要求具有一定的强度、韧性，耐磨性，且不易损坏，需求量不是非常大，故生产规模制定为 3 万件。2.3 塑件的质量和体积计算经 Moldflow 软件分析得塑件体积为： V=8.38 cm3塑件质量为： M=8.381.035g=8.67g3 注塑机的初步选择及其参数计算3.1 注射量的计算由之前的塑件工艺性分析可知塑件的质量为：8.67g此时流道凝料的体积未知，根据经验可按
11、塑件质量的 0.6 倍进行估算，所以注射量为:gnm87.136.16. 396.400mv3.2 锁模力的计算流道凝料(包括浇口)在分型面上的的投影面积 ，在此时还是个未知数，根据经2A验公式： ( 为每个塑件在分型面上的投影面积)12)5.0(A取 进行估算：1.3An11235.n通过 Moldflow 软件分析得, 则 28m27.5mA根据经验公式2： AKP式中 锁模力（ ） ；PT制品在模板的垂直投影面积（ ） ；2c锁模力常数（ ）;p2/c查表知，ABS 的 值为 0.3-0.48，取 =0.4，则pKNmAKP8.067.514.023.3 注塑机的选择及参数根据任务书要求
12、，选择卧式注射机，初选 XS-ZY-125 型螺杆式注射机，其主要技术参数如表 3.1: 表 3.1 注塑机基本参数理论注射容量/ 3cm125 注射速度/g/s 55注射重量/g 120 模板的最大厚度/ m300螺杆直径/ m42 模板的最小厚度/ m200螺杆长径度/L/O 25.4 最大的油泵压力/ aMP6.5锁模力/ KN900 油泵马达功率/KW 75注射压力/ aP119 拉杆空间/ 448370开模行程/ 300 合模方式 液压-机械螺杆转速/（ / ）rm220 电机功率/ KW18.5顶出行程/ 80 定位圈尺寸/ m100注射方式 螺杆式 油箱容积/L 170喷嘴球半径
13、( ) 12 定位孔直径/( ) 36喷嘴孔直径( ) 4 最大注射面积/ 2320顶出力/ KN100 外型尺寸(长宽高)/ 33.47.515.5（1）喷嘴尺寸 注塑机喷嘴头一般为球面，其球面半径 R 应与模具的主流道始端的球面半径吻合，以免高压熔体从隙缝处溢出，一般模具的主流道始端的球面半径应比喷嘴球半径大 25mm，否则主流道内的塑料凝料无法脱出(2) 定位环尺寸 注塑机定模固定板上有一规定尺寸的定位孔，注塑模定模板上相应设计有定位环。为了使模具的主流道的中心线与注塑机喷嘴的中心线相重合，模具定模固定板上的定位环或主流道衬套与定位环的整体式结构的外径尺寸 d 应与注塑机固定模板上的定位
14、孔呈间隙配合，便于模具安装。定位环的高度小型模具为 710，大型模具为 1015 ，定位孔深度应大于定位环的高度。mm(3) 模具厚度 在模具设计时应使模具的总厚度位于注塑机可安装模具的最大模厚和最小模厚之间，同时应校核模具的外形尺寸,使得模具能从注塑机拉杆之间装入。模具闭合厚度应满足的条件： ，式中: 最大模具厚度， maxminHmaxHminH最小模具厚度， 模具闭合高度(4) 模具长度和宽度 模具外形尺寸要与注塑机拉杆间距相适应，校核其安装时能否穿过拉杆空间在动、定模固定板上固定。模具在注塑机动、定模固定板上安装的方式有两种：用螺钉直接固定（大型注塑模多用此法）和用螺钉、压板固定（中、
15、小型模具多用此法） 。采用第一种方法时，动、定模座板上的螺钉孔尺寸及间距应与注塑机对应模板上所开设的螺孔相适应（注塑机动、定模安装板上开着许多不同间距的螺钉孔，只要保证与其中一组相适应即可）;若采用后一种方法，灵活性大，只需在模具动、定模固定板附近有螺孔就行。3.4 注塑机有关工艺参数的校核3.4.1 最大注射量校核注塑机一次成型的塑料容量通过 Moldflow 软件分析334.196.1408cmV浇产 品实所选的 型螺杆式注射机的实际注射量为 ， 故选初选125ZYXS 25325V实型螺杆式注射机合适。3.4.2 注射压力的校核所需的注射压力通常选用 ，由于塑件精度为一般精度,PVC 塑
16、料的流动aMP1207性一般,.故在设计中我们选用 ，在上一步中选的 型螺杆式F9注 压 125ZYXS注射机理论注射压力为 , ，故注射压力的校核合格。a a19注 压3.4.3 锁模力的校核根据公式： 分KPA式中, F-注塑机的额定锁模力 ( )；NP-型腔的平均压力( )，一般是注射压力的 30%-65%；aMPA 分 -塑件及流道系统在分型面上的投影面积( )；2mK -锁模力安全系数，一般取 1.11.2。由于这个塑件是小型塑件,故由经验值,取 aaMP54%609。选用的 型螺杆式注KNmPaPF4.37.5142.1分 12ZYXS射机中,其 为 900 100 ，故锁模力合格
17、。其它尺寸的校核只有待模架选定，锁 N结构尺寸确定以后才可进行。4 分型面的选择选择分型面时一般应遵循以下几项原则：（1（ 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。（2（ 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。（3（ 保证塑件的精度要求。（4（ 满足塑件的外观质量要求。（5（ 便于模具加工制造。（6（ 对成型面积的影响。（7（ 对排气效果的影响。（8（ 对侧向抽芯的影响。为了尽量满足以上要求，同时为了便于模具加工制造，应尽量选择平直分型面工易于加工的分型面。该模具的分析面设在支架的最大分型面上，见装配图上。5 浇注系统的设计浇注系统的设计基本原则：（1）.分析塑料的成型性能，分析浇注系统对塑
18、料熔体流动的影响以及在充模、保压补缩和倒流的各阶段中，型腔内塑料的温度、压力的变化情况，使设计出的浇注系统适应所用塑料的的成型性能，保证塑件制品的质量。（2）.有利于型腔中气体的排出。（3）.避免塑料熔体直接冲击型芯或嵌件，以防其变形或移位。 （4）.尽量缩短流程和减少拐弯，减少熔体压力和热量的损失，保证充填压力和速度，减少塑料用量，提高熔接强度。（5）.防止塑料制品的变形，设计时应注意由于冷却收缩的不均匀或多浇口进料、浇口收缩等原因引起制品的变形。（6）.浇注系统在分型面上的投影面积应尽量小。（7）.浇注系统的位置应尽量与模具的中心线对称。（8）.浇口的去除、休整应方便，保证制品外观质量。5
19、.1 主流道的设计为了便于凝料从主流道中拔出，主流道截面设计成圆锥形，其半锥角 ；31主流道小端直径 一般取 ；主流道长度一般不超过 ；主流道衬套内壁必Dm6360m须光滑，表面粗糙度应有 。主流道大端与分流道相接处应呈圆角，其半径常0.4Ra取r=13mm 以减小料流转向过渡的阻力。根据任务书要求，模具设计为一模一腔。为了保证注射时塑件完全充满，避免产生熔接痕，易于排气，且便于模具的加工制造，将主流道与模具中心位置，通过查表和注射机参数的综合分析，得其主要尺寸为：主流道的小端直径： ； md3主流道的大端直径： ；D7主流道的球面半径为： ； SR16主流道锥角：取 ；主流道长度：取 ；L4
20、3由于主流道小端与注射机喷嘴反复接触与相撞，还受高温料流的冲刷，特别是当流道穿过几块模板是，在模板接触面出可能产生溢料，妨碍主流道凝料脱模。因此，一般设置主流衬套。形状如下图所示：其固定形式如下图所示：浇口套的固定形式5.2 浇口的设计浇口的类型有：直接浇口、中心浇口、侧浇口、环形浇口、轮辐式浇口、爪形浇口、点浇口、潜伏式浇口。设计时应遵循以下原则：1、尽量缩短熔体流动路程。2、浇口位置应能减少熔接痕并提高熔接强度。3、浇口位置应能避免熔体喷射和熔体破裂现象而引起的制品缺陷。4、浇口位置应考虑高分子取向对制品的影响。5、浇口位置应有利于排气。6、浇口开设在制件壁厚处有利于熔体流动和补缩。7、防止料流将型芯或嵌件被挤压变形。本塑件上有一大孔且该模具为单型腔注射模，考虑到本塑件的外观光滑的要求，
