摘要本次设计完成的是注射器管的注塑模具设计,在设计过程中利用了AutoCAD、UG、Solidworks、Moldflow等软件完成全部设计工作。
由于PP(聚丙烯)具有良好的耐热性、流动性和成型性能,所以塑件材料选择PP(聚丙烯)。
塑件为乳白色,形状简单,结构对称,呈管状,精度要求较低。
通过对塑件的工艺分析, 结合一些计算和资料查阅,设计了一模两腔两板模, 浇口采用对称扇形浇口,顶出机构采用顶杆式,设计了支撑柱,并且利用复位杆和复位弹簧实现复位。
由于塑件内孔过长,所以在模具中运用了液压侧抽芯机构,解决侧孔成型和侧抽芯与塑件脱离型腔顺序问题。
本文还对模具设计中的其他方面进行了简单的介绍,在实际应用中模具动作平稳可靠, 生产的塑件符合设计和使用要求。
关键词:注塑模具设计;注射器管;UG;CAD/CAE/CAMABSTRACTThis design is injection mold design of syringe.In the design process,AutoCAD,UG,Solidworks and Moldflow are being used to complete all the design work.As PP(Polypropylene) has good heat resistance,fluidity and formability,it is chosen as the material of the product.The milky tubal product has simple shape,symmetrical structure and low accuracy requirement.By the process analysis and count of the product and research of the relevant information,the mold adopts two-plate mold with two cavities,the gate uses pin-point gate,the ejection mechanism utilizes push bars.The mold also adds support pins and adopts the reset rod and return spring to achieve restoration.As the bore of the product is too long,the hydraulic side pulling mechanism is being added to the mold. This article also makes brief introduction of other aspect of the mold design. In practice, the mold runs smooth and reliable, the product comply with the design and using requirement.Key Words:Injection mold design; Syringe;UG;CAD/CAE/CAM目录摘要 (I)ABSTRACT ................................................................................... 错误!未定义书签。
第一章绪论.. (1)1.1 模具在加工工业中的地位 (1)1.2 模具的发展趋势 (1)第二章塑件工艺分析 (3)2.1 塑件设计图 (3)2.2 塑件工艺分析 (3)2.2.1塑件结构工艺性 (3)2.2.2塑件工艺性分析 (3)2.3 塑件材料PP(聚丙烯)的性能与工艺参数 (3)2.3.1塑件材料的性能 (3)2.3.2塑件材料的成型条件 (4)第三章注射机的选择 (6)3.1 选择注射机 (6)3.2 基本参数的校核 (6)3.2.1注射量的校核 (7)3.2.2注射压力的校核 (7)3.2.3锁模力的校核 (7)3.3 模具外形尺寸的校核 (7)3.3.1模具厚度的校核 (7)3.3.2开模行程的校核 (8)第四章模具结构的设计 (9)第五章成型零件的设计与计算 (12)5.1 成型零件的设计 (12)5.5.1型腔的结构形式 (12)5.5.2型芯的结构形式 (13)5.2 型腔、型芯的径向尺寸与深度 (13)第六章塑件在模具中的位置及浇注系统的设计 (15)6.1 型腔数目的确定 (15)6.2 型腔的分布 (15)6.3 分型面的选择 (16)6.4 普通浇注系统的设计 (16)6.4.1主流道设计 (16)6.4.2分流道设计 (17)6.4.3冷料穴的设计 (19)6.4.4浇口的设计 (20)第七章合模导向机构设计 (23)7.1 导向机构设计 (23)7.1.1导向机构的功用 (23)7.1.2导柱导向机构设计要点 (23)7.1.3导向机构结构与设计 (24)第八章脱模机构设计 (25)8.1 脱模机构设计 (25)8.1.1设计原则 (25)8.1.2推杆的位置与布局 (25)8.1.3脱模机构设计 (26)第九章冷却系统设计 (28)第十章排气系统设计 (30)第十一章侧抽型机构设计 (31)第十二章模具的装配 (32)第十三章模具在注塑机上的安装与调试 (34)结论 (36)参考文献 (37)致谢 (38)第一章绪论1.1 模具在加工工业中的地位模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。
在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。
例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。
对模具的全面要求是:能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面都满足使用要求的公有制制品。
以模具使用的角度,要求高效率、自动化操作简便;从模具制造的角度,要求结构合理、制造容易、成本低廉。
模具影响着制品的质量。
首先,模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。
其次,在加工过程中,模具结构对操作难以程度影响很大。
在大批量生产塑料制品时,应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动,为此,常采用自动开合模自动顶出机构,在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落。
另外模具对制品的成本也有影响。
当批量不大时,模具的费用在制件上的成本所占的比例将会很大,这时应尽可能的采用结构合理而简单的模具,以降低成本。
现代生产中,合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少是三项重要因素,尤其是模具对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用。
高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用,产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提的。
由于制件品种和产量需求很大,对模具也提出了越来越高的要求。
因此促进模具的不断向前发展。
1.2 模具的发展趋势近年来,模具增长十分迅速,高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。
从模具设计和制造角度来看,模具的发展趋势可分为以下几个方面:(1)加深理论研究在模具设计中,对工艺原理的研究越来越深入,模具设计已经有经验设计阶段逐渐向理论技术设计各方面发展,使得产品的产量和质量都得到很大的提高。
(2)高效率、自动化大量采用各种高效率、自动化的模具结构。
高速自动化的成型机械配合以先进的模具,对提高产品质量,提高生产率,降低成本起了很大的作用。
(3)大型、超小型及高精度由于产品应用的扩大,于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具,为了满足这些要求,研制了各种高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工、热处理变形小、导热性优异的制模材料。
(4)革新模具制造工艺在模具制造工艺上,为缩短模具的制造周期,减少钳工的工作量,在模具加工工艺上作了很大的改进,特别是异形型腔的加工,采用了各种先进的机床,这不仅大大提高了机械加工的比重,而且提高了加工精度。
(5)标准化开展标准化工作,不仅大大提高了生产模具的效率,而且改善了质量,降低了成本。
第二章塑件工艺分析2.1 塑件设计图图2.1 塑件图2.2 塑件工艺分析2.2.1 塑件结构工艺性注射器管见图1,大批量生产,形状简单,结构对称,呈管状,表面精度要求不高,尺寸精度要求较高,再结合其材料性能,故选一般精度等级:IT5。
2.2.2 塑件工艺性分析塑件材料为PP(聚丙烯),乳白色,其表面精度要求不高,有浇口,有顶出痕迹,故采用对称扇形侧浇口。
由于塑件内孔过长,所以运用了液压侧抽型机构,解决侧孔成型和侧抽芯与塑件脱离型腔顺序问题。
2.3 塑件材料PP(聚丙烯)的性能与工艺参数2.3.1 塑件材料的性能聚丙烯(PP)性能:(1)产品质轻,韧性好,耐化学性好,耐磨性好,高温冲击性好;(2)软化温度为150℃,由于结晶度较高,这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好;(3)不存在环境应力开裂问题;(4)流动性好,成型性能好;(5)PP是通用塑料中耐热性最好的,具有突出的延伸性和抗疲劳性能,屈服强度高,有很高的疲劳寿命。
2.3.2 塑件材料的成型条件表2.1 聚丙烯(PP)的成型条件第三章注射机选择3.1 选择注射机根据塑件的体积,并且模具成型的塑料制品和流道凝料总体积应小于注射机的额定注射量的80%,故注射机的额定注射量≥24.3753cm,查书《实用模具设计与制造手册》选定注射机型号为SZ-30/250,参数如表2。
表3.1 注射机参数3.2 基本参数的校核3.2.1 注射量的校核必须使一个成形周期内所需注射的塑料熔体的量在注射机额定注射量的80%以内,其关系按下式校核:0.8s j g nV V V +≤式中 n -模具型腔数目;s V -单个塑件的容积;j V -浇注系统和飞边所需塑料的容积;g V -注射机额定注射量。
塑件材料为PP (聚丙烯),查书《实用模具设计与制造手册》得其密度为0.91g/cm ³,平均收缩率为2.15%。
由UG 软件计算得塑件的体积为38s V cm =,浇注系统体积为33.5j V cm =,得20.8s j g V V V +≤,该注射机注射量满足模具的要求。
3.2.2 注射压力的校核注射机的最大注射压力应小于塑件成形所需的压力,即z ch P P ≥式中 z P -注射机最大注射压力;ch P -塑件成形所需的注射压力。