1、第 1 页 共 36 页摘 要注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热熔化，使之成为高黏度的流体，用柱塞或螺杆作为加压工具，使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。本次的课程设计是连轴套的注塑模的设计，依据产品的数量和塑料的工艺性能确定了以 1 次分型面注塑模的方式进行设计。模具的型腔采用一模 2 腔直线排列，浇注系统采用侧浇口成形，推出形式为推件板推出机构完成塑件的推出。由于塑件的工艺性能要求注塑模中有冷却系统，因此在模具设计中也进行了设计。本次的设计中参考了大量的文献，还在互联网上查找资料，设计过程比较完整。关键词 ：1 次分型面注射模具
2、；侧浇口；推件板。第 2 页 共 36 页目 录摘要 .1目录 .2绪论 .31 塑料制件的分析 .51.1 成型塑料件的工艺性分析 .51.2 成型塑件的材料分析 .72. 塑件成型的基本过程 .93 注塑设备的选择 .103.1 估算塑件体积质量 .103.2 注塑机的选择 .104. 成型零件有关尺寸的计算 .124.1 型腔凹模尺寸的计算 .134.2 型芯凸模尺寸的计算 .155. 浇注系统的设计 .175.1 分型面的选取 .175.2 浇口套的选用 .185.3 冷料井的设计 .195.4 分流道的设计 .205.5 分流道的布置 .215.6 浇口设计 .215.7 模架的选取
3、 .236 合模导向机构的设计 .256.1 导柱的设计 .256.2 导套的设计 .267 脱模结构的设计 .288 侧向分型和抽芯机构的设计 .298.1 抽拔距的计算 .298.2 斜导柱的尺寸与安装形式 .298.3 锁紧楔形式 .308.4 斜导柱的受力分析及强度计算 .309 排气系统和温度调节系统的设计 .319.1 排气系统 .319.2 温度调节系统的设计 .3110 绘制装配图 .3311 注射机的校核 .3411.1 注射量的校核 .3411.2 锁模力的校核 .3411.3 模具合模高度的校核 .35结束语 .36致谢 .37参考文献 .38第 3 页 共 36 页绪
4、论模具是工业生产的重要装备，是国民经济的基础设备，是衡量一个国家和地区工业水平的重要标志。模具在电子、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，是工业发展的基石，被人称为“工业之母”和“磁力工业” 。模具是制造业的重要基础装备，是工业化国家实现产品批量生产和新产品研发所不可缺少的工具。用模具生产制品所表现出来的高效率、低消耗、高一致性、高精度和高复杂程度是其他任何制造方法所不及的。换句话说，没有高水平的模具就不会有高水平的工业产品。模具业是否强盛也反映出一个国家工业的强弱。塑料制品和注射成形在模具业的重要地位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
5、脑、手机、汽车、电子、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。注射成形是成形热塑件的主要方法，因此应用范围很广。注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热熔化，使之成为高黏度的流体，用柱塞或螺杆作为加压工具，使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。塑料注射成形工艺的最大特点是复制，能够复制出所需任意数量的可直接使用或稍作处理即可使用的制品，是一种适宜大批量生产的工艺。虽然在设备上投入较大，但是可以生产制品的数量非常大，实属一种经济快捷的生产方式，因此得到广泛的应用和快速的发展。模具在我国的发展历程过去在
6、我国工业中，模具长期未受到重视。改革开放以来，塑料成形、家用电器、仪表、汽车等行业进入大批量生产，模具工业有了一定的发展。随着现代工业发展的需要，塑料制品在工业、农业和日常生活等各个领域的应用越来越广泛，质量要求也越来越高。当今社会的进步和发展，使原有的商品已经不能满足人们对物质的需求，然而有些商品的制造必须依靠模具才能够生产加工出来，因此，模具的发展与人们的生活关系越来越紧密，如我们使用的电脑、第 4 页 共 36 页手机、汽车等产品都要依靠模具。在塑料制品的生产中，高质量的模具设计、先进的模具制造设备、合理的加工工艺、优质的模具材料和现代化的成形设备等都是成形优质塑件的重要条件。我国模具工
7、业虽然有了长足的发展，取得了巨大进步，但是我们也要清醒地看到，我国模具工业总体水平比工业发达国家要落后很多，这与我国制造业发展的要求相比差距还很大；我们的企业技术装备还比较落后，劳动生产率也较低；模具生产专业化、商品化、标准化程度也不够高；模具产品主要还是以中低档为主，技术含量较低，高中档模具多数要依靠进口，产品结构调整的任务很重；人才紧缺，管理滞后的状况依然突出，等等。可见，我国模具工业的发展任重而道远。前景展望我国进入实施国民经济和社会发展的第十一个五年规划期，模具工业的发展也将进入一个关键时期。在这一时期，模具行业的主要任务是，在党中央关于把我国建设成为创新型国家的战略思想指引下，进一步
8、推进改革，调整结构，开拓市场，苦练内功，提升水平，使我国模具工业在整体上再上一个新台阶。不断提升模具制造水平，振兴我国装备制造业，为实现把我国建设成为制造业强国的宏伟目标而奋斗。第 5 页 共 36 页1 塑 料 制 件 的 分 析1.1 成型塑料件的工艺性分析通过对塑件外部造型、工艺结构的设计、对塑件进行计算仿真和生产验证，也通过对分模线、塑件的壁厚、圆角、塑件的尺寸精度、脱模斜度进行了综合的考虑，工件的尺寸和形状如下图:图 1-1 塑件图从塑件厚来看，总的来讲塑件壁厚变化比较均匀，有利于零件成型。脱模斜度分析 当塑件成型后因塑料收缩而包紧型芯，若塑件外形较复杂时，塑件的多个面与型芯紧贴，从
9、而脱模阻力较大。为防止脱模时塑件的表面被檫伤和推顶变形，需设脱模斜度。第 6 页 共 36 页1.2 成型塑件的材料分析HDPE(高密度聚乙烯):HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。PE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。聚合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性，可用于包装用途。HDPE具有很好的电性能，特别是绝缘介电强度高，使其很适用于电线电缆。中到高分子量等级具有极好的抗冲击性。HDPE(高密度聚乙烯) High density polyethylene 7密度： 0.9410.965g/ 3cm熔料温度 ：220280料
10、筒恒温 ：220模具温度 ：2060注射压力 ：具有很好的流动性能，避免采用过高的注射压力80140MPa（8001400bar）；一些薄壁包装容器除外可达到 180MPa (1800bar)保压压力 ：收缩程度较高，需要长时间对制品进行保压，尺寸精度是关键因素，约为注射压力的 3060背压：520MPa（50200bar）；背压太低的地方易造成制品重量和色散不均第 7 页 共 36 页注射速度 ：对薄壁包装容器需要高注射速度，中等注射速度往往比较适用于其它类的塑料制品螺杆转速 ：高螺杆转速（线速度为 1.3m/s）是允许的，只要满足冷却时间结束前就完成塑化过程就可以；螺杆的扭矩要求为低计量行
11、程 ：0.54D（最小值最大值）；4D 的计量行程为熔料提供足够长的驻留时间是很重要的残料量 28mm，取决于计量行程和螺杆直径回收率 ：可达到 100回收收缩率 ：1.22.5；容易扭曲；收缩程度高；24h后不会再收缩（成型后收缩）第 8 页 共 36 页2.塑 件 成 型 的 基 本 过 程注塑成型是把塑料原料（一般经过造粒、染色、添加剂等处理之后的颗粒）放入料间当中，经过加热溶化使之成为高粘度的流体-熔体用柱塞或螺杆作为加压工具，使得熔体通过喷嘴以较高的压力（约 2085mpa） ，溶入模具的型腔中经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。a 塑化过程现代式的注射机基本上采取螺
12、杆式的塑化设备，塑料原粒（称为物料）自从送料斗以定容方式送入料筒，通过料筒外的点加热装置和料筒内的螺杆旋转所产生的摩擦热，使物理熔化达到一定的温度后即可注射，注射动作是由螺杆的推进来完成的。b 充模过程熔体自注射机的喷嘴喷出来后，进入模具的型腔内，将型腔内的空气排出，并充满型腔，然后升到一定压力，使溶体的密度增加，充实型腔的每一个角落。充模过程是注射成型的最主要的过程，由于塑料溶体的流动是非牛顿流动，而且粘度很大，所以在压力损耗，粘度变化，多般汇流等现象左右塑件的质量，因此充模过程的关键问题-浇注系统的设计就成为注射模具设计过程的重点，现代的设计方法已经运用了计算机辅助设计以解决浇注系统设计中
13、疑难问题。c 冷却凝固过程热塑性塑料的注射成型过程是热交换过程，即：塑化注射充模固化成型加热理论上绝热散热热交换效果的好坏决定了塑件的质量，模具设计时，散热交换也要充分考虑，在现代设计方法中也采用了计算机辅助设计来解决问题。d 脱模过程塑件在型腔内固化后，必须采取机械的方式把它从型腔内取出，这个动作由脱模机构来完成。不合理的脱模机构对塑件的质量影响很大，但塑件的几何形状是千变万化的，必须采用最有效和最好的脱模方式。因此，脱模机构的设计也是注射模具设计的一个主要环节，由于标准化的推广，许多标准化的脱模机构零部件也有商品供应。第 9 页 共 36 页由 a 至 d 形成了一个循环，就完成了一次成型
14、乃至很多塑件第 10 页 共 36 页3 注 塑 设 备 的 选 择3.1 估算塑件体积质量建模，三维零件设计利用 UG 软件。进行三维实体建模，并可直接通过软件进行测量图 3-1 体积说明V=16578mm 3.2 注塑机的选择根据实际情况，注塑机的实际注塑量是理论注塑量的 80左右。即有V s a V1 式中： V1理论注塑容量，cm3 ;VS实际注塑容量，g ;a注塑系数，一般取值为 0.8。经计算可得 实际注塑量 V=21.216578mm40cm根据以上计算模具设计与制造简明手册表 2-40 选择注射机 XS-ZY-125螺杆式注射机，其参数如下：额定注射量：125 3cm螺杆直径： 42mm注射压力：150Mpa锁模力：900KN模板行程：300mm模具最大厚度：350mm
