气压瓶盖模具设计1

气压瓶盖模具设计姓名：学号：学院：班级：logo目录•塑件成型工艺性分析•气压瓶盖三维模型及二维图•结构特征分析及成型工艺性分析•塑件成形工艺与设备•注塑成型工艺条件•注射机型号的确定•型腔数量以及注射机有关工艺参数的校核•注射模具结构设计•型腔的确定•制品成型位置及分型面的选择•浇注系统设计•成型零部件设计logo目录•模架的选用•导向与定位机构•脱模机构的设计•侧向分型与抽芯机构设计•冷却系统设计•模具成型零部件材料的选择•装配总图•模具的装配过程•模具运动分析过程•总结•致谢•附录logo塑件成型工艺性分析气压瓶盖三维模型及二维图图2.1气压瓶盖三维模型气压瓶盖三维模型及二维图ABA-AB-B80402.52025105°90°1254587°5.52-585°8810°60BA材料ABS，中批量生产，未注公差等级IT4图2.2气压瓶盖二维图塑件成型工艺性分析•结构特征分析及成型工艺性分析塑件材料的基本性能塑件材料的流动性塑料的成型收缩率结构特征分析成型工艺性分析塑件成形工艺与设备•注塑成型工艺条件•温度•注塑成型过程中需要控制的温度有料筒温度，喷嘴温度和模具温度等。喷嘴温度通常略微低于料筒的最高温度，以防止熔料在直通式喷嘴口发生“流涎现象”；模具温度一般通过冷却系统来控制；为了保证制件有较高的形状和尺寸精度，应避免制件脱模后发生较大的翘曲变形，模具温度必须低于塑料的热变形温度。ABS塑料与温度的经验数据查参考资料如表3-1所示。•表3-1温度的经验数据•料筒温度/℃喷嘴温度/℃模具温度/℃•后段中段前段•180～200210～230200～210180～19050～70•资料来源：陈志刚主编．塑料模具设计．北京：机械工业出版社，2003年2月，第36页塑件成形工艺与设备•注塑成型工艺条件•压力•注射成型过程中的压力包括注射压力，保压力和背压力。注射压力用以克服熔体从料筒向型腔流动的阻力，提供充模速度及对熔料进行压实等。保压力的大小取决于模具对熔体的静水压力，与制件的形状，壁厚及材料有关。对于像ABS流动性一般的塑料，保压力应该小些，以避免产生飞边，保压力可取略低于注射压力。背压力是指注塑机螺杆顶部的熔体在螺杆转动后退时所受到的压力，背压力除了可驱除物料中的空气，提高熔体密实程度之外，还可以使熔体内压力增大，螺杆后退速度减小，塑化时的剪切作用增强，摩擦热量增大，塑化效果提高，根据生产经验，背压的使用范围约为3.4～27.5MPA。塑件成形工艺与设备•注塑成型工艺条件•时间•完成一次注塑成型过程所需要的时间称为成型周期。包括注射时间，保压时间，冷却时间，其他时间（开模，脱模，涂脱磨剂，安放嵌件和闭模等），在保证塑件质量的前提下尽量减小成型周期的各段时间，以提高生产率，其中，最重要的是注射时间和冷却时间，在实际生产中注射时间一般为3～5秒，保压时间一般为20～120秒，冷却时间一般为30～120秒（这三个时间都是根据塑件的质量来决定的，质量越大则相应的时间越长）。确定成型周期的经验数值如表3-2所示。表•表3-2成型周期与壁厚关系•制件壁厚/mm成型周期/s制件壁厚/mm成型周期/s•0.5102.535•1.0153.045•1.5223.565•2.0284.085•资料来源：黄虹主编．塑料成型加工与模具．北京：化学工业出版社，2003年3月，第87页•经过上面的经验数据和推荐值，可以初步确定成型工艺参数，因为各个推荐值有差别，而且有的与实际注塑成型时的参数设置也不一致，结合两者的合理因素，初定制品成型工艺参数如表3-3所示。表•表3-3制品成型工艺参数初步确定•内容•特性•内容•特性•注塑机类型螺杆式螺杆转速（r/min）50•喷嘴形式直通式模具温度(℃)50•喷嘴温度(℃)175后段温度(℃)180～210•中段温度(℃)210～230前段温度(℃)200～210•注射压力(MPa)80保压力（MPa）60•注射时间(s)4保压时间（s）25•冷却时间(s)25其他时间（s）•成型周期(s)60成型收缩(%)0.5•预热干燥温度(℃)80～95预热干燥时间(h)4～5•资料来源：陈志刚主编．塑料模具设计．北京：机械工业出版社，2003年2月，第67•页注射机型号的确定•注射模具是安装在注射机上使用的。在设计模具时，除了应掌握注射成型工艺过程外，还应对所选用的注射机有关技术参数有全面了解，才能生产出合格的塑料制件。注射机为塑料注射成型所用的主要设备，按其外形可分为立式、卧式、直角式三种。注射成型时注射模具安装在注射机的动模板和定模板上，由锁模装置和模并锁紧，塑料在料筒内加热呈熔融状态，由注射装置将塑料熔体注入型腔内，塑料制品固化冷却后由锁模装置开模，并由推出装置将制件推出。•由公称注射量选择注射机•利用PRO/E测量工具可以测得塑件体的体积为：V=94.204cm3。取其密度为1.1g/cm3，那么质量M=94.204cm31.1g/cm3=103.62g。查参考文献流道凝量的体积一般取塑件体积0.5倍；由于该模具采用一模一腔，所以：•实际注射量为:V=1.5V=1.5×94.204=141.306cm；•实际注射质量为：M=1.5M=1.5×103.62=155.43g；•模具设计时，塑件成型所需的塑料熔体的总容量或质量需在注射机额定注射80%内。由此可得注射机所需体积最小为：141.306/80%=176.633cm3。•由锁模力选择注射机•塑料制件在分型面上的投影面积为A1=3038.5mm2。流道凝料（包括浇口）在分型面上的上的投影面积A2，A2=0.3A1=0.3·3038.5=911.55mm2；•A=A1+A2=3038.5+911.55=3950.05mm2•查参考文献•FF=A·P（3.1）•=3950.05mm2·30MPa•=3950.05mm2×30×10Pa•=118.5（KN）•式中F注射机的公称锁模力（N）；A塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和；P为型腔内熔体压力，查参考文献表5-1，取P=30MP；•结合上面两项的计算，查参考文献中的表4-2，初步确定注塑机为XS-ZY-250型注射机。•该注射机的主要技术参数如下所示：•表4-2注射机XS-ZY-250技术参数表•特性内容特性内容•结构类型卧式拉杆内间距/mm448×370•理论注射容积/cm250模板最大行程/mm500•螺杆直径/mm50最大模具厚度/mm350•注射压/MP130最小模具厚度/mm200•注射速率/g/s200锁模形式/mm液压•注射行程/mm160模具定位孔直径/mmΦ125+0.060•螺杆转速/r/min25～89喷嘴球半径/mm18•塑化能力/g/s喷嘴孔直径/mm4•锁模力/KN1800模板尺寸（mm）598×520•资料来源：陈志刚主编．塑料模具设计．北京：机械工业出版社，2003年2月，第98页型腔数量以及注射机有关工艺参数的校核•注射压力校核请输最大注射量校核入内容开模行程校核锁模力的校核安装尺寸校核型腔数量校核注射模具结构设计•型腔的确定•为了使模具与注射机相匹配以提高生产率和经济性，并保证塑件精度，模具设计前应确定合理的型腔数目。由于本模具所要达到的生产批量为5万件，为中批量生产，结合本塑件结构也较复杂，因此综合考虑本模具采用一模一腔比较合理。制品成型位置及分型面的选择•在选择分型面时一般应遵循以下原则：•（1）应便于塑件脱模和简化模具结构，选择分型面应尽可能使塑件开模时留在动模。这样便于利用注射机锁模机构中的顶出装置带动塑件脱模机构工作。•（2）分型面应尽可能的选择在不影响外观的部位，并使其产生的溢料边易于消除和修整。•（3）分型面的选择应有利于排气。•（4）分型面的选择应便于模具零件的加工。•（5）分型面的选择应考虑注射机的技术规格。•分析该产品的结构,分型面可设计为以下几种位置，如图4-2所示。分型面方案一分型面方案二浇注系统设计•（1）了解塑料的成型性能和塑料熔体的流动特性。•（2）采用尽量短的流程，以减小热量与压力损失。•（3）浇注系统设计应有利于良好的排气。•（4）防止型芯变形和嵌件位移。•（5）便于修整浇口以保证塑件外观质量。•（6）浇注系统应结合型腔布局同时考虑。•（7）流动距离比和流动面积比的校核。•（8）尽可能使塑件不进行或少进行后加工，成型周期短，效率高。•（9）大多数热塑性塑料熔体的假塑性行为，应予以充分考虑。浇注系统设计•浇口的位置、数量的确定冷料穴的设计排气系统设计分流道设计剪切速率的校核主流道设计成型零部件设计•成型零部件的设计应在保证塑件质量要求的前提下，从便于加工、装配、使用、维修等角度加以考虑。其中最重要的是凹模和凸模尺寸的设计。成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接决定塑件形状的有关尺寸，主要包括型腔和型芯的径向尺寸及高度尺寸，及孔中心距等。本设计中采用平均值法计算，其中：塑件的尺寸精度取IT4级精度。塑件尺寸的公差值可由参考文献表3-1可得出。模具制造精度取=。•凹模结构设计与计算•型芯结构设计与尺寸计算模架的选用••注塑模模架国家标准有两个，即GB/T12556——1990《塑料注射模中小型模架及其技术条件》和GB/T12555——1990《塑料注射模大型模架》。前者适用于模板尺寸为B×L≤560mm×900mm；后者的模板尺寸B×L为（630mm×630mm）～（1250mm×2000mm）。由于塑料模具的蓬勃发展，现在在全国的部分地区形成了自己的标准，该设计采用非标准模架。•型腔侧壁以及底板厚度尺寸•模具高度尺寸的确定导向与定位机构•设计导柱和导套需要注意的事项：•1）合理布置导柱的位置，导柱中心至模具外缘至少应有一个导柱直径的厚度；导柱不应设在矩形模具四角的危险断面上。通常设在长边离中心线的1/3处最为安全。导柱布置方式常采用等径不对称布置，或不等直径对称布置。•2）导柱工作部分长度应比型芯端面高出6~8mm，以确保其导向与引导作用。•3）导柱工作部分的配合精度采用H7/f7，低精度时可采取更低的配合要求；导柱固定部分配合精度采用H7/k6；导套外径的配合精度采取H7/k6。配合长度通常取配合直径的1.5~2倍，其余部分可以扩孔，以减小摩擦，降低加工难度。•4）导柱可以设置在动模或定模，设在动模一边可以保护型芯不受损坏，设在定模一边有利于塑件脱模。脱模机构的设计•脱模机构的设计有遵循以下原则：•1.塑件滞留于动模，以便于借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作，使模具结构简单。•2.防止塑件变形和损坏，正确分析塑件对模腔的黏附力的大小及其所在部位，有针对性地选择适当的脱模装置，使推出重心与脱模阻力中心相重合。•3.力求良好的塑件外观，在选择顶出位置时候，应尽量设在对塑件外观影响不大的位置。在采用推杆脱模尤其要注意这个问题。•4.结构合理可靠，脱模机构应工作可靠，运动灵活，制造方便，更换容易，且具有足够的强度和刚度。•脱模机构分类有多种方法，但主要以脱模装置结构特征分类较实用和直观，参考同类型零件的脱模机构，本塑件产品的脱模机构采用顶杆脱模机构•脱模力的计算•推杆脱模机构设计侧向分型与抽芯机构设计•当塑件上具有与开模方向不同的内外侧孔或侧凹时，塑件不能直接脱模，必须将成型侧孔或侧凹的零件做成可动的，称为活动型芯，在塑件脱模前先将活动型芯抽出然后再从模中取出塑件。带动侧向成型零件作侧向移动的整个机构称为侧向分型与抽芯机构。根据动力来源的不同，侧向分型与抽芯机构一般可分为机动、液压或气动以及手动等三大类。机动侧向分型与抽芯机构根据传动零件的不同，由可分为斜导柱、弯销、斜导槽、斜滑块和齿轮齿条等许多不同类型的侧向分型与抽芯机构。•斜导柱的设计•滑块的设计•楔紧块的设计•斜导柱抽芯机构中的干涉现象冷却系统设计•注射成型的过程是将温度较高的熔融塑料，通过高压注射进入温度较低的模具中，经过冷却固化，从而达到所需要的制品。首先从提高生产效率的角度看，成型过程中的成型周期是个非常重要的环节。由于在整个成型周期中50%-60%的时间用于对制品的冷却