鉴于大家对机械模具设计十分关注，我们编辑小组在此为大家搜集整理了“塑料零件注射成型模具的设计”一文，供大家参考学习!
第二章 塑料零件注射成型模具的设计 第一节 零件分析及材料性能 一.零件分析 题目给定的内螺纹管接头是一种较新型的电线管道接头，主要用于要求较高的电线管道。该零件特点在于两端有两个反向的内螺纹孔，需要两个螺纹型芯。 零件两端设有反向的内螺纹，可方便的将两端的电线管道连接起来，并且在垂直管道的方向上设有一阶梯孔用于电线的90度角的转向，并且在该方向设有4个固定孔，用于接头的固定。根据零件图可以看出，零件尺寸比较小，按照起工作要求，其精度等级可选取一般精度要求，这里取7级精度。 二.材料性能 题目要求使用的材料为30%玻纤增强尼龙66. 尼龙设计有如下特点: 1.结晶料,熔点较高,熔融温度窄,热稳定性差,料温超过300C,滞留时间超过30min即分解,较易吸湿,须预热干燥,含水量不得超过0.3%; 2.流动性好，易溢料,用螺杆式注射机时,螺杆应带止回环,宜用自锁式喷嘴,并应加热; 3.成形收缩范围和收缩率大，方向性明显，易发生缩孔、凹痕、变形等; 4.模温按塑件壁厚在20～90C范围内选取，注射压力按注塑机类型、料温、塑件形状尺寸、模具浇注系统选定,成形周期按塑件壁厚选定.树脂粘度小时,注射冷却时间应取大,注射压力应取高，并用白油作脱模剂; 5.增大流道和浇口可减少缩孔、凹痕. 30%玻纤增强尼龙66的主要技术指标如下:
三.分析计算 1.塑件体积 从PRO/E中的零件体积计算,算得零件的体积为66.37 cm3 2.塑件质量 30%玻纤增强尼龙66的密度为1.35 g/cm3 塑件质量M=1.35x66.37=89.60g 3.模型体积的计算 由立体模型,大概算得: 浇注系统体积 V=3.14r2h =3.14x3x3x60 =1.70cm3 第二节 塑料注射成型模具的设计 一.注射机类型的选择 根据该产品的注射形式和所需塑料用量等要求，选用卧式注射机SZ 200/1000,由上海第一塑料机械厂生产. 该注射机的主要技术参数如下:
二.注射机有关工艺参数的校核 1.注射量的校核 根据 式 V件 ≤0.8 V注 式中: V件——塑件与浇注系统的体积(cm3) V注——注射机的注射量(cm3) 0.8——最大注射容量的利用系数 已知: V件=66.37+1.7=68.07 cm3 则 0.8x V注=0.8x210=168 cm3＞68.07 cm3 2.注射压力的校核 塑件成形所需的注射压力应小于或等于注射机的额定压力,其关系式按下式校核 P成≤P注 式中 P成——塑件成形时所需的注射压力(MPa) P注——所选注射机的额定注射压力(MPa) 已知 P成 =90MPVa P注 =150MPa 所以 满足P 成≤P注 3.锁模力的校核 模具所需的最大锁模力应小于或等于注射机的额定锁模力,其关系按下式校核: P腔A ≤ F锁 P腔——模具型腔压力(MPa) 一般取40至50MPa A ——塑件与浇注系统在分型面上的投影面积(mm²) F锁——注射机额定锁模力(KN) 已知 P腔=45MPa; A=3344 所以 P腔 A=45x3344=150480N ≤F锁 =1x106 N 满足要求 4.模具闭合厚度的校核 模具闭合时的厚度在注射机动﹑定模板的最大闭合高度和最小闭合高度之间,其关系按下式校核 Hmin ≤ Hm ≤ Hmax 式中 注射机允许的最小模具厚度 模具闭合厚度 注射机允许的最大模具厚度 已知 Hmin =150mm; Hm =350mm; Hmax=315mm 故满足要求 第三节 浇注系统的设计 浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流道.浇注系统设计好坏对制品性能,外观和成型难易程度影响颇大. 根据塑件的要求及模具的结构等方面来考虑选择浇注系统。 根据注塑件的要求及模具的结构等方面来考虑选择浇注系统.遵循以下原则: (1).尽可能的采用平衡式布置; (2).型腔排列进料均衡； (3).型腔布置和浇口开设部位力求对称,防止模具承受偏载而产生溢料现象； (4).确保耗料量要少； (5).不影响塑件外观。 一.浇口形式: 采用直接浇口式 直接浇口又叫中心浇口、主流道型浇口.由于它的尺寸大，故固化时间长，延长了补缩时间.注射压力直接作用在塑件上，容易产生残留应力.当采用这种浇口时,主流道的根部不宜设计得太粗,否则该处的温度高，容易产生缩孔,浇口截除后缩孔留在塑件表面上.加工薄壁件塑件是，浇口跟部的直径，最多等于塑件壁厚的两倍.这种浇口凝料的去处也是比较困难的.但它的流体阻力小，进料速度快，常用语大型长流程的塑件，如大型容器壳体或用于厚度大的塑件，以利于补缩. 流道选取圆形截面,其效率高，截面积大，流道的表面积小，可减少流道内的压力损失，减少传热损失. 二.浇口尺寸的计算 注射机的喷嘴头部与主流道衬套的凹下的球面半径R相接触，二者必须匹配，无漏料。一般要求主衬套球面的半径大1～2mm。主流道进口直径d，比注射机喷嘴出口直径d应大0.5～1mm。其作用：一是补偿喷嘴与主流道的对中误差；二是避免注射几注射时喷嘴与主流道做成圆锥形，锥角一般为2～6度。主流道出口应做成圆角，圆角半径r=0.5～3mm。为减少压力损失和回收料量，主流道长度应尽可能的短些，常取≤60mm。 锥度 a=2～6度，取3度 小径 d=d1+（0.5～1.0） 取 0.5 则 d=4+0.5=4.5mm 浇口套半径 R =R1+1～2 则 R =15+1=16 d1——喷嘴直径，见热塑性注射机技术规格 d1=4mm R1——喷嘴球半径，见热塑性注射机技术规格 R1=15mm 锥孔大径 取 D =6mm 轴部长度 取 L = 60mm 三.浇口套形式如下图所示 第四节 成型零部件的设计 一.型腔分型面的设计 1.分型面的确定 合理的选择分型面，有利于制品的质量提高，工艺操作和模具的制造，因此，在模具设计过程中是一个不容忽视的问题； 选择分型面一般根据以下原则： a. 分型面的位置要不影响制品的精度和外观 b.尽量简单，避免采用复杂形状，是模具制造增加困难 c.要尽量有利于塑料制品的脱模和抽芯 d.有利于浇注系统的合理设置 e.尽可能与料流末端重合，以有利于系统的排气 按上面的原则，选取内螺纹管接头的下表面为分型面。 2.排气槽的设计 该注射模属于小型模具，在推杆的间隙和分型面上都有排气效果，已能满足要求，故不再考虑开排气槽。 二.成型零件的设计 构成型腔的零件统称成型零件。 1.凹模的结构设计 由于注塑零件的形状结构比较简单，所以凹模结构采用整体式凹模，其特点是牢固，不易变形。 2.型芯的结构设计 主型芯采用镶拼式结构。其特点是易加工。 3.成型零件工作尺寸计算 型腔与型芯径向尺寸计算 （1）型腔内径尺寸的计算 模具型腔内径计算公式： DM=（D +DQ-）+ z（mm） DM——型腔的内径尺寸 D ——制品的最大尺寸 Q——塑料的平均收缩率（%） 30%玻纤增强尼龙66的成型收缩率为0.5% ——制品公差 ——系数，可随制品精度变化，一般取0.5～0.8之间，若制品偏差大则取小值，若制品偏差小则取大值； z — 模具制造公差，一般取 z=（～） 按照矩形计算，内螺纹管接头长度上最大尺寸D1=90mm， =1.2 则DM1=（90+90x0.5%- x1.2）+0.3=89.55+0.3 内螺纹管接头宽度最大尺寸 D2=44， =0.8，则 DM2=（44+44x0.5%- x0.8）+0.2=43.62+0.2 尺寸D3=30， =0.72 DM3=（30+30x0.5%- x0.72）+0.18=29.61+0.18 （2）型芯径向尺寸的计算 模具型芯径向尺寸是由制品的内径尺寸所决定的，与型腔径向尺寸的计算原理一样，分为两个部分来计算： dM=（D1+D1Q+）- z 式中：dM：型芯外径尺寸（mm） D1：制品内径最小尺寸 其余的符号含义同型腔计算公式 内螺纹管接头内径长度跟宽度上的最大尺寸分别为： d1=85mm =1.2，d2=22mm =0.56 dM1=（85+85x0.5%+ x1.2）-0.3=86.325-0.3 dM2=（22+22x0.5%+ x0.56）-0.14=22.53-0.14 （3） 型腔深度尺寸的计算 模具型腔深度尺寸是由制品的高度尺寸决定的，设制品高度名义尺寸为最大尺寸，其公差为负偏差。型腔深度名义尺寸为最小尺寸，其公差为正偏差+ z由于型腔底部或型芯端面的磨损很小，可以略去磨损量 z在计算中取 =，加上制造偏差有： HM=（h1+h1Q-）+ Z（mm） 式中： HM 型腔深度尺寸（mm） h1：制品高度最大尺寸（mm） 制品高度最大尺寸为h1=40mm， =0.80 HM1=（40+40x0.5%- x0.8）+0.267（mm）=39.67+0.267 （4）型芯高度尺寸的计算 模具型芯高度尺寸是由制品的深度尺寸决定的。假设制品深度尺寸H1为最小尺寸，其公差为正偏差+，型芯高度尺寸为最大尺寸，其公差为负偏差- z。根据有关的经验公式 hM=（H1+H1Q+）- z（mm） 式中：hM：—型芯高度尺寸（mm） H1：—制品深度最小尺寸（mm） 其余公式中的字母的含义同前面的含义，H1 =10mm h M1=（10+10x0.5%+ x0.40）-0.13=10.31-0.13 （5）螺纹型芯成型尺寸 1）螺纹型芯大径 dm=（Ds+Ds*Qcp+b）- m 式中dm —螺纹型芯大径尺寸 Ds —塑件内螺纹大径 b—塑件平均收缩率（%） m——螺纹成型尺寸设计公差，可取 m= b dm=（26.441+26.441x0.5%+0.142）-0.04=26.715-0.04 2）螺纹型芯中径 d2m=（D2s+D2sQcp+ b）- m 式中 d2m —螺纹型芯中径尺寸 D2s —塑件内螺纹中径 其余公式中字母的含义同前面的含义 d2m=（25.279+25.279x0.5%+ x0.142）-0.028=25.512-0.028 3）螺纹型芯小径 d1m=（D1s+D1sQcp+b）- m 式中 d1m—螺纹型芯小径尺寸 D1s —塑件内螺纹中小径 其余公式中字母的含义同前面的含义 d1m=（24.117+24.117x0.5%+0.142）-0.04=24.380-0.04 4） 螺纹型芯螺距 Pm=（Ps+PsQcp）± m 式中 Pm —螺纹型芯螺距 Ps —塑件内螺纹螺距 其余公式中字母的含义同前面的含义 Pm=（1.814+1.814x0.5%）±0.015=1.827±0.15 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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