课程设计说明书格式参考--圆柱齿轮精密注塑模具设计

塑料模具设计与制造课程设计题目：圆柱齿轮精密注塑模具设计学生姓名届2014学院（系）材料科学与工程专业材料成型及控制工程日期2013年12月2日目录第一章塑件成型工艺分析与设计1.1塑件的成型工艺性分析……………………………………………………………11.2塑件材料HDPE的使用性能………………………………………………………31.3塑件材料HDPE的加工特性………………………………………………………31.4塑件的成型工艺参数确定…………………………………………………………3第二章塑件在模具中的位置2.1型腔数目的确定……………………………………………………………………62.2型腔的布置…………………………………………………………………………62.3分型面的选择………………………………………………………………………62.4注射机型号的确定…………………………………………………………………7第三章浇注系统设计3.1浇口的设计…………………………………………………………………………113.2浇口套的设计………………………………………………………………………11第四章成形零件设计4.1成形零件的结构设计………………………………………………………………124.2成形零件的工作尺寸计算…………………………………………………………13第五章模架的确定和标准件选择5.1各模板尺寸的确定…………………………………………………………………195.2模架各尺寸的校核…………………………………………………………………20第六章排气槽的设计……………………………………………………………………21第七章合模导向和定位机构7.1导柱导向机构设计…………………………………………………………………227.2导套设计……………………………………………………………………………22第八章脱模机构设计8.1推出方式的确定……………………………………………………………………238.2脱模力计算………………………………………………………………………23第九章模具的温度调节系统9.1冷却系统的计算和设计……………………………………………………………259.2模具加热系统设计…………………………………………………………………26第十章模具各零部件材料的选用10.1塑料模具零件的主要性能要求…………………………………………………2710.2塑料模具零件的材料及热处理选择……………………………………………27第十一章模具主要零件图及加工工艺规程11.1定模型腔镶套加工图……………………………………………………………2911.2定模板加工图……………………………………………………………………30第十二章模具总装图及模具的装配.试模12.1模具总装图………………………………………………………………………3112.2模具的安装试模…………………………………………………………………3212.3试模前的准备……………………………………………………………………3212.4模具的安装及调试………………………………………………………………3212.5试模………………………………………………………………………………3312.6检验………………………………………………………………………………33参考文献…………………………………………………………………………34课程设计说明书-1-第一章塑件成型工艺分析与设计1.1塑件的成型工艺性分析塑件如图1.1所示。图1.1塑件图课程设计说明书-2-图1.2塑件三维图产品名称：圆柱齿轮产品材料：PC产品数量：批量生产塑件尺寸：如图1.1所示塑件重量：60.54g塑件要求：塑件外侧表面光滑，塑件允许最大脱模斜度1°课程设计说明书-3-1.2塑件材料PC的使用性能冲击韧度高，并且有较高的弹性模量和尺寸稳定性。无色透明，着色性好，耐热性比尼龙，聚甲醛高，抗蠕变和电绝缘性较好，耐蚀性.耐磨性良好，但自润性差，不耐碱.酮.胺.芳香烃，有应力开裂倾向，高温易水解，与其他树脂相溶性差[1]。1.3塑件材料PC的加工特性1、无定型塑料，热稳定性好，成形温度范围宽，超过330C才呈现严重分解，分解时产生无毒.无腐蚀性气体。2、吸湿性小，但水敏性强，含水量不得超过0.2%，加工前必须干燥处理，否则会出现银丝.气泡及强度显著下降现象。3、流动性差，溢边值为0.06mm左右，流动性对温度变化敏感，冷却速度快。4、成形收缩率小，如成形条件适当，塑件尺寸可控制在一定公差范围内，塑件精度高。5、可能发生应力开裂，易产生应力集中，应严格控制成形条件，而喷嘴应加热，喷嘴宜用敞开式延伸喷嘴。6、粘度高，但对剪切作用敏感。浇注系统宜设冷料穴。进料口附近有残余应力，必要时可采用调节时进料口，模温一般取70C~120C为宜，应注意顶出均匀，模具应用耐磨钢，并淬火。7、料筒温度对控制塑料质量是一个重要因素，料温低时会造成缺料，表面无光泽，温度高时易溢边，出现银丝暗条，塑件变色有泡。注射压力宜高不宜低。8、模温对塑件质量影响很大，薄壁塑件宜取80C~100C，厚壁塑件宜取80C~120C；模温低则收缩率.伸长率.冲击韧性打，抗弯.抗压.抗拉强度低。模温超过120C则塑件冷却变慢，易变形粘模，脱模困难，成型周期长[1]。1.4塑件的成型工艺参数确定查手册得到PC塑料的成型工艺参数[1]：适用注射机类型螺杆式密度1.18～1.20g/cm3；课程设计说明书-4-收缩率0.5～0.8%；预热温度110oC～120oC，预热时间8～12h；料筒温度后段210oC～240oC，中段230oC～280oC，前段240oC～285oC；喷嘴温度240oC～250oC；模具温度90oC～110oC；注射压力80～130MPa；成型时间注射时间20～90s，保压时间0～5s，冷却时间20～90s；螺杆转速28r·min-1；后处理方法红外线灯或鼓风烘箱；后处理温度100oC～110oC；后处理时间8～12h；课程设计说明书-5-塑件成型工艺卡表1.1塑件成型工艺卡塑件名称聚碳酸酯塑件草图塑件三维图材料牌号PC单件重量60.54g成型设备型号G54-S-200每模件数１成型工艺参数材料干燥干燥设备名称烘箱温度/℃110~120时间/h8~12成型过程料筒温度后段/℃210~240中段/℃230~280前段/℃240~285喷嘴/℃240~250模具温度/℃90~110时间注射/s20~90保压/s0~5冷却/s20~90压力注射/MPa80~130保压/MPa后处理温度/℃_____时间/min_____编制日期审核日期李承铿课程设计说明书-6-第二章塑件在模具中的位置2.1型腔数目的确定该塑件为精密仪表仪器中的齿轮，属于中型塑件，要求尺寸精度高，表面质量要求高，不允许产生超差的变形，故定为一模一腔的模具形式，这样虽然生产效率低，但塑件质量保证，且制造加工方便。2.2型腔的布置由于采取一模一腔的模具形式，所以型腔毫无疑问被摆在模具正中位置，如下图2.1所示图2.1型腔布置2.3分型面的选择依据分型面的选择原则，分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处，且分型面的选择应有利于塑件的留模及脱模。该塑料齿轮的齿形有外观要求，而且孔有同轴度的要求，故该塑件的分型面应选如下图2.2所示A-A位置，这样分型后，塑课程设计说明书-7-件会包紧型芯儿留在动模一侧，且塑件外表面光滑，且容易脱模。图2.2分型面2.4注射机型号的确定2.4.1注射量的计算通过UG对优化后制件进行质量计算计算结果：塑件的密度31.20/gcm塑件的体积3150446.91Vmm塑件的质量3111.2050446.911060.54mVg（2.1）此时流道凝料的体积未知，可按塑件质量的0.6倍进行估算，所以注射量为11.61.660.5496.86mmg311.61.650446.9180715.06VVmm（2.2）则注射机的额定注射量96.8680%121.08g（2.3）课程设计说明书-8-2.4.2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2A，在此时还是个未知数，根据经验公式：21(0.2~0.5)AA(1A为每个塑件在分型面上的投影面积)，用10.3A进行估算：22213.1480502444Admm（2.4）2121110.31.36531.2AAAAAAmm（2.5）查塑件所需的平均注射压力80-130Mpa，而型腔的平均压力是注射压力的30%-65%，取50%进行计算，则MPa40%5080型P（2.6）N261248402.6531Fm型AP（2.7）2.4.3选择注塑机现代电子技术发展迅速，注射机种类越来越多，更适合进行精密注射模的注射。考虑到我国引进的注射机机型和国内注射机厂的新机型日益增多，掌握使用设备的技术参数是模具设计和生产必须的技术要求。因此参照《简明塑料模具设计手册》注射机性能及规格并在考虑注射机满足注射量、锁模力、经济和制件的精度后，选用最大注射量为200g的国产G54-S-200螺杆式注射成型机，其有关参数如表2.1所示[1]。表2.1注射机的主要技术参数标称注射量/3cm200模板的最大厚度/mm406螺杆直径/mm55模板的最小厚度/mm165合模力/N425410模板尺寸532×634注射压力/MPa109拉杆空间/mm290×368注射行程/mm200合模方式液压-机械螺杆转速/（r/mm）20-80电机功率/KW18.5模板最大行程/mm260定位圈尺寸/mm125喷嘴球半径/mm18喷嘴孔直径/mm4注射方式螺杆式最大成型面积/2cm645课程设计说明书-9-2.4.4注射机有关参数的校核1、型腔数量的校核由注射机的额定注射量校核模具的型腔数量：0.80.82000.650.4472150.447gjzVVnV（2.8）型腔数目校核合格，式中为Vj注系统凝料和飞边所需的体积，Vz为每个塑件的体积，Vg为注射机的额定注射量。2、注射压力的校核'=1.380=104109MPaePKP（2.9）注射压力校核合格，式中K＇为注射压力安全系数，一般为1.25－1.4。3、锁模力的校核NN44m10254103.312612482.1KFKAPF型（2.10）锁模力校核合格，式中K为锁模力安全系数，一般取1.1—1.2，其它尺寸的校核只有待模架选定，结构尺寸确定以后才可进行。课程设计说明书-10-第三章浇注系统的选择和设计浇注系统一般分为普通浇注系统和无流道两大系统。普通浇注系统由主流道、分流道、浇口、反料槽或冷料穴组成；无流道浇注系统适利用加热或绝热方法，使从注射机喷嘴起到型腔入口为止这一段浇道中的溶料，在生产期间始终保持熔融状态，从而开模时只需取出塑件，不必清理浇道凝料。目前精密注塑模具中，无流道模具以热流道模具应用最广，热流道模具有点很多，比较适合精密注塑制件成型。但热流道价格昂贵，增加模具制造成本，并且通过对该制件的分析，使用普通浇注系统就能满足生产需要，保证塑件质量，因此本设计使用普通浇注系统即可。3.1浇口的设计塑件采用爪形浇口成型，浇口厚度取为2mm。因为该塑件有通孔且同心度要求高，选择爪形浇口成型，多处进料，塑心其定位作用，防止弯曲，同心度好，去除流道方便，但容易产生熔接痕,该浇口如图3.1所示。图3.1浇口课程设计说明书-11-3.2浇口套的设计主流道的长度：60mmL主主流道小端直径：mmmmmmd注射机喷嘴尺寸+（0.5-1）=（4+0.5）=4.5主流道大端直径：'2tan8mm2ddL主,式中=4主流道球面半径：0SR=+1-2mm=18+1mm=19mm注射机喷嘴球头半径（）（）球面的配合高度：3mmh爪形浇口套的设计如图3.2所示。图3.2爪形浇口套课程设计说明书-12-第四章成型零件设计4.1成形零件的结构设计根据要求可知，齿形和配合内孔精