支座说明书·

目 录

第一章 绪 论 ......................................................... 1

1.1 前言 .............................................................. 1 1.2 模具发展现状及发展方向 ............................................ 1

1.2.1 国内外注塑模具的发展现状 ..................................... 1

第二章 塑料成型工艺性分析 ........................................... 3

2.1 塑件结构分析 ...................................................... 3

2.1.1 外形尺寸分析 ................................................ 3 2.1.2 精度等级 .................................................. - 3 - 2.1.3 壁厚 ........................................................ 3 2.1.4 脱模斜度 .................................................... 3 2.2 工程塑料的性能分析 ................................................ 4

2.2 .1 PA6的性能分析 .............................................. 4 2.2.2 PA6成型性能 ................................................ 4 2.2.3 PA6的主要性能指标 .......................................... 4 2.3 PA6注射成型过程及工艺参数 ........................................ 5

2.3.1 注射成型的原理 .............................................. 5 2.3.2 热塑性注射成型工艺过程 ...................................... 5

第三章 拟定分型面及注射机 ........................................... 7

3.1 塑件分型面位置的分析和确定 ........................................ 7 3.2 确定行腔数量及布局形式 ............................................ 7

3.3.1 注射量的计算 ................................................ 7 3.3.2 浇注系统凝料体积的估算 ...................................... 7 3.3.3 选择注射机 .................................................. 7 3.3.4 注射机的相关参数的校核 ...................................... 7

第四章 浇注系统设计 .................................................. 7

4.1 浇注系统设计的原则 ............................................... 12 4.2 浇注系统的组成 ................................................... 12 4.3 主流道设计 ....................................................... 12

4.3.1 主流道尺寸 .............................................. - 12 -2 4.3.2 主流道的凝料体积 ........................................... 12 4.3.3 主流道当量半径 ............................................. 13

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4.3.4 主流道浇口套形式 ........................................... 13 4.4 分流道设计 ....................................................... 13 4.4.1 分流道的布置形式 ........................................... 14 4.4.2 分流道的长度 ............................................... 14 4.4.3 分流道当量直径 ............................................. 15

4.4.4 分流道的截面设计 ........................................... 15 4.4.5 分流道凝料体积 ............................................. 15 4.4.6 校核剪切速率 ............................................... 16 4.4.7 分流道的表面粗糙度和脱模斜度 ............................... 16 4.5 浇口设计 ......................................................... 16

4.5.1 侧浇口尺寸的确定 ........................................... 16 4.5.2 侧浇口剪切速率的校核 ....................................... 17 4.6 冷料穴设计 ....................................................... 17

第五章 成型零件的设计 ............................................... 18

5.1 成型零件的结构设计 ............................................... 18

5.1.1 凹模的结构设计 ............................................. 18 5.2 成型零件工作尺寸的计算 ........................................... 19

5.2.1 凹模工作尺寸的计算 ......................................... 19 5.2.2 凸模工作尺寸的计算 ......................................... 20 5.2.3 型芯径向尺寸及孔间距的计算 ................................. 21 5.2.4 凹模侧壁厚度的计算 ......................................... 21 5.2.5 动模垫板厚度的计算 ......................................... 22

第六章 模架设计 ...................................................... 24

6.1 模架型号的确定 ................................................... 24 6.2 模架尺寸的确定 ................................................... 24 6.3 模架各尺寸的校核 ................................................. 25

第七章 注射模导向机构设计 .......................................... 26

7.1 注射模导向机构的作用 ............................................. 26 7.2 导柱的设计 ....................................................... 26 7.3 导套的设计 ....................................................... 27 7.4 导柱、导套的数量和布置形式 ....................................... 27

第八章 侧向分型与抽芯机构的设计 ................................... 29

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8.1 侧向分型与抽芯机构的分类 ......................................... 29 8.2 塑件抽芯机构的确定 ............................................... 29 8.3 斜导柱抽芯机构的有关参数计算 ..................................... 29

8.3.1 斜导柱抽芯距S抽 ............................................ 29 8.3.2 斜导柱倾斜角? ............................................. 29 8.3.3 斜导柱抽拔力 ............................................... 30 8.3.4 斜导柱弯曲力 ............................................... 30 8.3.5 斜导柱的截面尺寸确定 ....................................... 31 8.3.6 斜导柱长度及开模行程 ....................................... 31

第九章 脱模推出机构 ................................................. 34

9.1 推杆推出机构设计 ................................................. 34 9.2 复位机构设计 ..................................................... 35 9.3 脱模力的计算 ..................................................... 35

第十章 排气系统设计 ................................................. 37

10.1 模具排气的几种方式 .............................................. 37 11.1 加热系统设计 .................................................... 38 11.2 冷却统设计 ...................................................... 38

11.2.1 冷却系统设计原则 ........................................... 38 11.2.2 冷却介质 ................................................... 38 11.2.3 冷却系统的简单计算 ......................................... 38 11.2.4 冷却回路的布置 ............................................. 40

第十二章 塑料模具的选材 ............................................. 41

12.1 注射模具选材要求 ................................................ 41 12.2 模具结构零件材料及热处理 ........................................ 41

第十三章 关键零件的数控编程 ........................................ 43

13.1 数控技术在模具中的作用 .......................................... 43 13.2 典型零件的加工工艺 .............................................. 43 13.3 关键零件的数控编程 .............................................. 44

第十四章 结论 ........................................................ 46 参 考 文 献 ............................................................ 47

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致 谢................................................................. 48 附 录 .................................................................. 49

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第一章 绪 论

1.1前言

目前模具是汽车，电子，电器，航空航天，仪器仪表，轻工，塑料，日用品和其他重要的工业生产技术和设备，模具工业是国民经济的基础产业。没有模具，就没有高质量的产品。模具加工的零件，生产效率高，质量好，节约材料和低成本等一系列优点。因此已成为现代工业生产的重要手段和工艺开发。因此，模具技术，尤其是制造精密，复杂，大型模具技术已成了衡量一个国家的机械制造水平的重要指标之一。

据国际协会的报告表明，在这个阶段，75％的工业零件粗加工，精加工的50％都是由一次成型的。目前，美国，日本，德国和其他工业化国家超过机床产值的模具产业产值，台湾，中国模具行业年均增长率超过35％的快速发展，中国大陆模具业近年年，获得了快速发展，特别是塑料模具，模具设计和制造水平都有了很大的进步。

1.2 模具发展现状及发展方向

1.2.1国内外注塑模具的发展现状

近年来，模具增长是非常迅速的，高效率，自动化，大型，微型，精密，高寿命的模具，在模具生产比例越来越大。从模具设计与制造的角度来看，模具的发展趋势，可以分为以下几个方面： (1)深化理论研究

在模具设计过程中的原则，越来越多的研究，模具设计经验，在设计阶段就已经逐步理论方面的技术开发设计，使产品的产量和质量都得到了很大的改善。效率高，广泛使用的各种高效率，自动化的模具结构。高速自动成型机械与先进的模具，提高产品质量，提高生产效率，降低成本起到了重要作用。 (2)高精度

由于应用程序的扩展，所以存在各种各样的大型，精密和高寿命的成型模具，为了满足这些要求，高强度，高硬度，高耐磨性，易加工的各种发展，热处理变形小，热传导性优异的成型材料。 (3)模具制造过程中的创新

在模具制造过程中，为了缩短模具制造周期，减少了工作量钳工，模具加工技术做出了很大的改进，尤其是形型腔的加工，使用了各种先进的机床，这不仅大大增加加工的比例，而且还提高了加工精度。 (4)标准化

标准化工作，不仅极大地提高模具生产效率，同时也提高产品质量和降低成本。

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第四章 浇注系统设计

4.1 浇注系统设计的原则：

浇注系统是指从主流道的始端到型腔之间的熔体流动通道。它的作用是使塑料熔体平稳而有序地充填到型腔中，以获得组织致密，轮廓清晰的塑件。浇注系统设计的原则如下：

（1)尽量同时充满每个型腔中； （2 尽量减少压力和热量的损失； （3 尽量节省的塑料原料； （4 尽量使型腔排气顺利；

（5) 尽量使浇注道凝料与塑料分离或者切除容易； (6) 不要让冷料能进入型腔；

(7) 浇口痕迹要对塑料外观影响不大。

4.2 浇注系统的组成

浇注系统一般是由以下四部分组成：主流道、分流道、浇口、冷料穴。

4.3 主流道设计

主流道是连接注射机喷嘴和分流道的一段通道，一般和注射机喷嘴在同一轴线上，横截面是圆形，并带有一定的锥度。 4.3.1 主流道尺寸

1.主流道的长度：中小型模具L应尽量小于100mm,本次设计中取90mm进行设计。 2.主流道小端直径：d=注射机喷嘴尺寸+0.5~1mm=(4?0.5)mm=4.5mm。 3.主流道大端直径：d??d?2Ltan??8mm，式中??40。

4.主流道球面半径：SR=注射机喷嘴嘴头半径+(1~2)mm=(12?2)mm=14mm。 5.球面的配合高度：h=3mm。 4.3.2 主流道的凝料体积 V主??

（3R?r?Rr）L22 （4.1）

?1573.271mm3

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?1.57cm3

4.3.3 主流道当量半径 Rn?2.25?4?3.125mm （4.2） 24.3.4 主流道浇口套形式

因为主流道衬套是标准件，所以可以选用标准件。主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，容易损坏，对材料要求较高，因次模具主流道部分可设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即可，就可以有效的选择优质钢材，并能单独进行加工和热处理。由于该塑件采用的材料是PA6，它属于玻璃纤维增强的塑料，所以衬套材料可以用H13，热处理后硬度为（60~62)HRC。浇口套形式如图4.1所示。

图4.1 浇口套形式

4.4 分流道设计

分流道是主流道和浇口之间的通道，通常要设在分型面上，起分流和转向的作用。模具是多型腔时必须设置分流道，单型腔大塑件在使用多个点浇口时也必须设置分流道。

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4.4.1 分流道的布置形式

由于本设计采用一模四腔，所以必须设置分流道。同是为了能够满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地经分流道均衡的分配到各个型腔，因此，本设计采用平衡式分流道，如图4.2所示。

图4.2 分流道分布形式

4.4.2 分流道的长度

根据四个型腔的结构设计，分流道长度适中，取单边分流道长度L分取45mm。 4.4.3 分流道当量直径

因为流过一级分流道塑料的质量

m??V塑=1.10×10.688×4=47.028g<200g （4.3）

又该塑件壁厚5mm,查参考文献可得D?=6.8，再根据单分型面分流道长度45mm,查参考文献可得修正系数fL=1.02,则分流道直径修正后为

D?D?f?6.8×1.02=6.936≈7mm （4.4） 4.4.4 分流道的截面设计

1. 分流道的截面形状

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分流道的截面通常有形状有圆形、梯形、六角形和U字型等等，一般分流道设在分型面上。通常为了减少流道内的压力损失，希望流道的截面积足够大；又从热传导方面考虑，要减少热量的损失，就要求流道的表面比（截面积与外周之比）最小。因而采用流道的截面积与周长之比值来表示流道的效率。各种截面的效率分别为：圆形0.25D，六角形0.217D，梯形0.195D，正方形0.25D，U字型0.153D，D为截面大端的宽度。由以上可以看出圆形横截面的效率最高，不过加工成本较高，并且圆形的分流道必须在两侧模板都要进行加工，合模时模具两侧的半圆也不易对齐。

综上从效率和经济的考虑，本次设计采用梯形截面，其加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失、流动阻力均不是很大。

2. 分流道界面尺寸

设梯形的下底宽度为x,底圆面角的半径R=1mm，有参考文献【2】可知梯形的高

h=3.5mm则该梯形的截面为

A分?x?x?2?3.5tan8?h??x?3.5tan8??3.5? （4.5） 200又 A分?2?D份4 （4.6）

综上可得x≈4，则梯形的上底约为5mm,如图4.3所示。

图4.3 分流道界面

4.4.5 分流道凝料体积

1.分流道长度L?(45?7.5?40)?2?185mm。 （4.7）

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2.分流道截面A分?5?4?3.5mm2?15.75mm2。 （4.8） 2 3.凝料体积V分?L分A分?185?15.75?2913.75mm3?2.9cm3。 （4.9） 4.4.6 校核剪切速率

1.确定注射时间：查表的t?2s。 2.计算分流道体积流量：q分? 3.由参考文献可知剪切速率 r?.V分?V塑t?2.9?47.028 ?31.205cm3/s。 （4.10）

1.63.3q分3?R分3.3?31.205?1032?1??7.648?10s （4.11） 33.14?3.5该分流道的剪切速率处于浇口主流道与分流道的最佳剪切速率5?102~5?103s?1之间，所以分流道内的剪切速率合格。 4.4.7 分流道的表面粗糙度和脱模斜度

分流道的表面粗糙度要求不高，取Ra1.25?m~2.5?m即可，此处取Ra1.6?m。另外，其脱模斜度一般在50~100之间，这里取脱模斜度为80。

4.5 浇口设计

浇口是分流道与型腔连接之间的一段小部分通道，它的作用是使从分流道流过来的塑料熔体以较快的速度进入并充满型腔，并充满型腔，浇口部分的熔体可以迅速凝固而封闭浇口，以防止型腔内的熔体回流。同时浇口的形状、数量、位置及尺寸大小对塑件的成型性能及成型质量影响很大。因此，合理浇口位置的选择是提高塑件品质的重要环节。

本塑件表面质量要求较高，又采用一模四腔设计，为便于充模时的剪切速率和封闭时间，因此采用侧浇口。而且侧浇口横截面形状简单，容易进行加工，效率高，并可以随时调整浇口的尺寸。 4.5.1 侧浇口尺寸的确定

1.计算侧浇口的深度，由参考文献1可知侧浇口深度h计

h?nt?0.8?6?4.8mm （4.12） 式中，t是塑件壁厚，这里t?6mm；n是塑料成型系数，对于PA6,其成型系数为n?0.8。

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