大学本科毕业论文机械工程设计与自动化专业塑料成型工艺分析.docx

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1、掰南工等旎i科演锦程卷计阐明零设计课题后油箱机械工程系系模具设计与制造专业班级模具0502班学号201050203设计人贾安全先生才旨点老。市曾立平教授完成日期迎1年”月12_0目录设计义务书二：设计阐明书塑料成型工艺分析塑料分型面地位的分析和确定塑件型腔数量及排演方式的确定注射机的选择及工艺参数的校核浇注系统的设计与计算成型件的结构设计及力学计算模架选择或设计导向机构的设计脱模机构的设计侧向分型抽芯机构的设计温度调理系统的设计排气系统的设计设计小结设计义务书一.设计标题后油箱注射成型模具的设计材质：PAIO1O塑料，箱体零件技术要求：所设计的模具应使成型塑料零件达到给定要求的精度，大批量消费

2、。塑料件立体图如下：二、原始数据1、 AUTOCAD图2、 尺寸公差按SJ1372-78,3级（参见塑料模设计材料一，表6-6）,孔类尺寸为正公差，轴类尺寸为负公差3、 各个加工面的光洁度相当与R。1.64、 消费批量为小批量。三.设计目的课程设计是塑料模具设计课程重要的综合性与理论性教学环节。课程设计的基本目的是：综合运用塑料模具设计，机械制图、公差与技术测量、机械原理及零件、模具材料及热处理、木匠木制造工艺等等必修课程的知识，分析和处理塑料模具设计成绩，进一步巩固，加深和拓宽所学的知识。经过设计理论，逐渐树立正确的设计思想，加强创新看法和竞争看法，基本掌握塑料模具设计的普通规律，培营养析成

3、绩和处理成绩的才能。经过计算、绘图和运用技术标准、规范、设计手册等有关设计材料，进行塑料模具设计片面的基本技能训练，为毕业设计打下一个良好的理论基础。设计说明书塑料成型工艺分析1.塑件（后油箱）分析I塑件如下图所示，为后油箱零件图。塑件筌件工作图塑料称号PA1O1O(尼龙I010)oHI颜色半透明IV消费纲领大批量V塑件的结构及成型工艺性分析精度等级。普通采用精度5级。脱模斜度。该塑件壁厚均为2mm,为壳体类零件，型腔深度为10mm,所用材料PA1O1O活动性好，注射充型流利，故对型芯的包紧力不是很大，所以此零件成型无须脱模斜度。VIPA1O1o的次要功能目的见下表密度/gcm31.04抗弯强

4、度/MPa88比体积/cm3g0.96冲击韧度/kj.m-225.3吸水率24h(%)0.3硬度9.75收缩率/S132.3热变形温度t(0C)148熔点/1C205击穿强度kV.mm-120抗拉屈服强度/MPa62抗拉弹性模量/MPa1.8103PA1O1O的次要功能目的2.热塑性塑料(PA1O1O)的功能分析I运用功能抗拉强度、硬度、耐磨性、自光滑性突出，吸水性强；化学波动性较好，能溶于甲醛、苯酚、浓硫酸等。成型功能熔点高，成型前须预热；黏度低，吸水性较小，耐寒性较好，活动性好，易产生逸流、飞边；熔融温度下较硬，易损模具，主流道及型腔壁易粘模。Iiipaioio成型塑件的次要缺陷及消弭设备

5、。缺陷缺料(注射量不足)、气孔、溢料飞边、熔接痕强度低、表面硬度和强度不足。消弭设备加大主流道、分流道、浇口，加大喷嘴，添加注射压力，进步模具温度。塑料分型面地位的分析和确定I分型面地位选择分析当前油箱的底面为分型面，如下图,分型面方式与地位I-动模部分2-分型面3-定模部分4-成型零件分型面与开模方向垂直，能充分利用注射机的锁模机构开合模具。这样开设分型面使定模型芯长度约为44mm,侧抽芯长度为一个壁厚（1.5）,避免了侧抽芯较长；将零件全体放入动模中，能保证塑件美观，尺寸精度；不足的是排气不良，只能经过多开设排气孔来补偿，还有模具型腔叫难制造，但绝对而言此方法最佳。II分型面地位确定根据对

6、比与分析此分型面符合分型面的选择方法，属于最佳方案。In塑件型腔数量及排演方式的确定当塑件分型面确定之后，就需求考虑是采用但单型腔模还是多型腔模。普通来说，大中型塑件和精度要求高的小型塑件优些采用一模一腔的结构，但对于精度要求不高的小型塑件（没有配合精度），外形简单，又是大批量消费时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使消费率大为进步。故由此初步议定采用一模两腔。陈列方式于下图：型腔布置注射机的选择及工艺参数的校核I所需注射量的计算塑件质量、体积计算对于该设计，用户提供了塑件图样，据此建立塑件模型并对此模型分析得；塑件体积V1a13096.36mm3塑件质量mpv1=13096.36X1.

7、04=13.62g浇注系统凝料体积的初步计算可按塑料体积0.6倍计算，由于该模具一模采用两腔，所以浇注系统的凝料体积为V2=2V0.6=213.620.6=16.344cm3该模具一次注射所需塑料PA1O1O体积V0=2v1+V2=2X13.09636+16.344=42.54cm3质量m=pv0ii44.24gII塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A2,在模具设计前是个未知值，根据多型腔模的统计分析，A2是每个塑件在分型面上的投影面积A1的0.2倍至0.5倍，因此可用O35nA1来进行估算,所以A=nA1A2=nA10.35A1=1.

8、35A1=1.35X2A1=15187.5mm2式中A1=125X15X30=5625mm2Fm=Ap型=15187.5X30=455625N=455.625KN式中p型为型腔的成型压力（MPa）,普通是注射压力的30%65%,尼龙活动性好，该处取型腔均匀压力为30MPa。m选择注射机根据下面计算出的锁模力和注射量，根据塑料制品成型及模具设计第242页可选用SZ-100/630卧式注射机，其次要技术参数如下表。项目数值理论注射机容量（Cm3）75,105螺杠（柱塞）直径（mm）30,35注射压力（MPa）224J64.5锁模力（KN）630拉杠内间距（mm）370X320移模行程（mm）270

9、最大模具厚度（mm）300最小模具厚度（mm）150喷嘴球半径（mm）15模具定位孔直径（mm）125SZ-100/630卧式注射机次要技术参数IV注射机的有关参数的校核由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔数n。n（kMt3600-m2）/m2=（0.89.530-0.6213.62）/13.62=15,542型腔数目校核合理。式中k一一注射机最大注射量的利用系数，普通取0.8；M一一注射机的额定塑化量（9.5gs）t成型周期，取30s。注射压力的校核。pek1p=1.3X130=169MPa,而pe=190MPa,注射压力校核合格。式中k1取1.3（参考五先明主编的塑料模具设计指点公式（2-1

10、0）；p取130MPa(属薄壁窄浇口类)。锁模力校核。FKAp型=1.2X455.625=546.75KN,而F=630,锁模力校核合格。其他安装尺寸的校核要待模架选定结构尺寸确定当前才可以进行。浇注系统的设计与计算1 .主流道的设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的外形为圆锥形，以便于熔体的活动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道尺寸主流道小端直径d=注射机喷嘴直径+(0.51)=3+(0.51),取d=3.5mm。主流道球面半径SRO=注射机喷嘴球头半径+(12)=15+(12),取SRo=16mm。球面配合高度h=3mm5mm,取

11、h=3mm。主流道长度尽量小于60mm,由标准模架结构该模具的结构，取1=25+20=45mm主流道大端直径D=d+21tan弋7.54(半锥角为12),取D=7.5mm。浇口套总长10=45+h+2=50mm主流道衬套的方式主流道小端入口处与注射机喷嘴反免接触，属于易损件，对材料要求较严，因此模具主流道部分常设计成可拆御更换的主流道衬套方式即浇口套，以便有效地选用优质钢材单独进行加工和热处理，常采用碳素工具钢，如T8A,T10A等，热处理硬度为50HRC55HRC,如下图。主流道衬套主流道衬套的固定主流道衬套的固定方式如下图所示。I-定位圈；2主流道衬套；3定模座板；4内六角螺钉。主流道衬套

12、的固定方式主流道凝料体积主流道剪切速率校核由经验公式式中qv一模具的体积流量，此时按单位工夫计算的，数值在后面曾经计算出来。Rn=(3.5+7.5)/2/2=0.275cm主流道剪切速率主流道剪切速率偏小次要是注射量小、喷嘴尺寸偏大的所致。2 .冷料穴的设计主流道冷料穴的设计开模时应将主流道中的凝料拉出，所以冷料穴直径应稍大于主流道大端直径。大端直径为7.5mm,所以这里可以取9mm；冷料穴升度h约为34dQ6mm.此模具采用Z字形冷料穴，如下图所示；1;定模座板2；冷料穴3；动模板4；推杆冷料穴方式分流道冷料穴的设计当分流道较长时，可将分流道端部沿料盛行进方向作为分流道冷流穴，以储储存前锋冷

13、料。普通在分流道端部加长5mm作为分流道冷料穴。3 .分流道的设计分流道的布置方式分流道在分型面上的布置与后面所述型腔陈列亲密相关，有多种不同的布置方式，但应遵照两方面准绳：一方面陈列紧凑、减少模具板面尺寸；另一方面流程尽量短、所模力力求均衡。分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充形态，是塑料熔体尽快地经分流道均衡的分配到各个型腔，因此，该模具的流道布置方式采用平横式。分流道长度第一级分流道11=50mm第二级分流道12=6mm（冷料井升度）所以总长1为56mm。分流道的外形、截面尺寸以及凝料体积外形及截面尺寸。为了便于机械加工及凝料脱模，本设计的分流道设置在分型面上定模一侧，截面外形采

14、用加工工艺性比较好的梯形截面。梯形截面对塑料及活动阻力均不大，普通采用下面经验公式来确定截面尺寸，即式中B梯形大底边的宽度（mm）m塑件的质量（g）1单向分流道的长度（mm）H梯形的高度（mm）根据王树勋主编的模具适用技术设计综合手册取B=4mmH=（2/3）B=（2/3）X4=2.67,取H=3mm分流道1I截面外形如图所示分流道截面外形从理论上说，12分流道可比11截面小10%,但为了刀具的一致和加工方便，在分型面上的分流道采用一样的截面。凝料体积分流道长度1=502+6=106nun分流道截面面积A=（4+3）32=10.5（4）分流道的表面粗糙度由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只是中心部位的塑料熔体得到活动形态较理想，因此分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低普通取O.63um1.6um,这样表面稍不光滑，有助于增大塑料熔体的外层活动阻力。避免熔流表面滑移，使中心层具有叫高的剪切速率。此处Ra=O.8um。4,浇口的设计浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道，他是浇注系统的关键部分，浇口的外形、地位和尺寸对塑件的质量影响很大。浇口类型及地位的确定该模具是中小型多腔模具，从塑件的结构来看，开设侧浇口较合理。开设在塑件的后板与底立体交界处正两