拉鏈頭注塑模具設計【含CAD二維圖紙、UG三維圖紙、說明書論文、開題】

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壓縮包內含CAD圖紙和三維建模及說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985 畢業(yè)設計（論文） 題 目: 拉鏈頭注塑模具設計 拉鏈頭注塑模具設計 摘 要 本文主要介紹的是常見拉鏈頭注塑模具的設計方法。首先，分析了該零件的工藝特點，包括零件的材料性能、成型特性以及結構工藝性等，接著介紹了我對這個零件分型面的選擇、型腔數目的確定和放置，重點介紹了模具的澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)以及注塑機設備的選擇。本文論述的是拉鏈頭注塑模具設計，采用了龍記大水口兩板模結構、一模四腔的型腔布方式，最后利用推桿將零件推出。 關鍵詞：材料性能；成型特性；澆注系統(tǒng)；冷料系統(tǒng) Ⅰ 目 錄 前 言 1 1 拉鏈頭工藝性分析 2 1.1 塑件及塑件的材料性能 2 1.2 塑件的分析 3 2 模具的結構形式 5 2.1 分型面位置的確定 5 2.1.1 型腔數量及排列方式 5 2.1.2 模架的選擇 6 3 澆注系統(tǒng)的設計 7 3.1澆注系統(tǒng)的選擇 7 3.2 澆口位置的選取 7 3.3.澆注流道設計 8 4 冷卻系統(tǒng)的設計 10 4.1 冷卻回路的尺寸確定 10 4.1.1 冷卻回路的孔直徑的確定 10 4.1.2 冷卻回路圖形 10 4.2 冷卻回路的布置 10 5 注塑機設備的選擇 11 5.1 零件的體積和質量計算 11 5.1.1澆注凝固體積的計算 11 5.1.2 選擇注射機 11 5.2 注塑機的相關參數的校核 11 5.2.1 注射壓力的校核 11 5.2.2鎖模力 及脹型 力的校核 12 6 成型零件的設計 13 6.1 型腔的 結構設計 13 6.2型芯的結構設計 14 6.3 模仁材料 15 7頂出機構 16 8模具總圖 17 總 結 18 致 謝 19 附 錄 20 參考文獻 21 前 言 塑料模具，是塑料加工中和注塑機配套，利用型芯型腔間的間隙，注塑成完整結構和精確尺寸的工具。塑料模主要包括凹模組件和凹模組合卡板組成的具有可變型腔的凹模，由凹模組合基板、凸模組件、凸模組合卡板、型腔截斷組件和側截組合板組成的具有可變型芯的凸模。注塑模不同于沖壓模，需要利用水路對注塑件進行降溫，以防止塑件出現不均勻的收縮。在制造過程中，模具凸、凹模以及輔助系統(tǒng)之間的相互協調配合，可加工出不同形狀、不同尺寸的系列塑件。 現如今，塑料制品在日常生活中得到廣泛的應用，注塑件憑借著優(yōu)質、高產、低消耗和低成本等特點，應用的越來越廣泛。我國在注塑模方面發(fā)展的越來越迅速，相信以后，塑件能夠更好的為我們提供服務。 本次題目是對拉鏈頭注塑件的設計，由于自身水平有限，設計過程中存在著一些不足和不完善的地方，懇請指正。 1 拉鏈頭工藝性分析 1.1 塑件及塑件的材料性能 圖1-1 拉鏈頭 1. 材料名稱：聚酰胺（PA） 2. 生產綱領：大批量生產 3. 尺寸精度：一般精度 PA通稱尼龍，是一種應用廣泛的工程材料，易于加工。它的品種很多，有尼龍6、尼龍8、尼龍9、尼龍11、尼龍66等。其中，PA6和PA66應用較為廣泛，兩種材料的對比如下表所示。 表1-1 PA6與PA66的對比 PA6及PA66物理性能對比 對比項 PA6 PA66 單位 對比 熔點 215 252 ℃ PA66優(yōu)于PA6 熱變形溫度 68 75 ℃ PA66優(yōu)于PA6 拉伸強度 75 80 Mpa PA66優(yōu)于PA6 壓縮強度 850 105 Mpa PA66優(yōu)于PA6 彎曲強度 120 60-100 Mpa PA66優(yōu)于PA6 成型收縮率 0.8-2.5 1.5-2.2 % PA66成型收縮率區(qū)間小于PA6 經過對比，得出PA66的性能優(yōu)于PA6，所以，我選擇了PA66. 特點：尼龍的吸水能力較強，潮濕的尼龍材料制作成的零件表面會出現銀絲，使產品的機械強度下降，所以加工前必須進行干燥處理。尼龍在受熱時穩(wěn)定性會變差，在對其進行干燥處理時難免會被氧化，最好采用真空干燥法；尼龍的熔融粘度低，流動性好，有利于制成強度特別高的薄壁塑件，但會有溢邊的產生，故模具必須選用最小間隙；尼龍成型收縮率范圍及收縮率大，方向性明顯，易產生縮孔、凹痕、變形等缺陷，因此成型工藝條件應嚴格控制。 1.2 塑件的分析 （1）外形尺寸 該塑件的厚度為2mm，外形尺寸不大，塑件的充型時間不長，適合注射成型，如圖1-1所示。 （2）精度等級 因為各位置的精度不同，所以公差就各有不一。故按照實際公差進行計算。 （3）脫模斜度 各種材料的脫模斜度如表1-1所示。 表2-1 塑料常用的脫模斜度 塑料名稱 脫模斜度 型腔 型芯 PE、PP、IPVC、PA、CPT、PC、PSF 25′～45′ 20′～45′ PVC、PC、PSF 35′～40′ 30′～50′ PS、PMMA、ABS、POM 35′～1°30′ 30′～40′ PE、UF、MFOAP、EP 25′～40′ 20′～50′ 注：本表所列脫模斜度適于開模后塑件留在型芯上的情形。 塑件在脫模時，由于本身的冷卻收縮和表面對模具型面的粘附、摩擦等作用，使塑件脫模困難。或雖能脫模，但易引起零件損傷變形。所以塑件的型芯、型腔上，沿脫模方向均應設計足夠的脫模斜度（α）。根據上表的數據分析，我選用的脫模斜度是40′. 2 模具的結構形式 2.1 分型面位置的確定 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設計、塑件結構工藝性及尺寸精度、塑件的推出、嵌件的位置、排氣等多種因素的影響、因此在選擇分型面時應遵循以下的原則： 1）在塑件外形最大輪廓處； 2）利于塑件推出； 3）不影響精度要求； 4）不影響外觀質量； 5）方便模具的加工制造； 6）利于排氣。 根據以上信息，分型面選在塑件的中間最好，有利于開模取件。如圖2-1。 圖2-1 分型面 2.1.1 型腔數量及排列方式 （1）型腔數量的確定 該塑件精度為一般精度，可大批量生產，采用一腔多模的結構形式。同時，根據型芯、型腔以及塑件尺寸的大小關系，和moldflow的分析報告，初步確定為一模四腔的結構形式。 （2）型腔排列形式的確定 一模多腔的模具盡可能使用平衡式的排列方式，并且澆注的澆口位置要對稱。因為我選擇的是一模四腔的排列形式，所以采用圓型對稱的形式，如圖2-2. 圖2-2 型腔排列形式 2.1.2 模架的選擇 模架分為兩板模和三板模兩種類型，又稱大水口和細水口。兩板模和三板模中又有多種不同的類型。兩板模是由A、B、C和I、H、T組合成的十二種不同的模架。其中A類是只有托板沒有推板的模架，B類是推板、托板都有的模架，C類是托板、推板都沒有的模架，D類是只有推板而沒有托板的模架；I是指工字模，H是指直身模，T是指直身模加面板。 根據以上的分析，所以我的選擇如下。 模胚類型：大水口 型號：CI 模胚規(guī)格：2525 A板：50 B板：60 C板：80 圖2-3 模架 3 澆注系統(tǒng)的設計 3.1澆注系統(tǒng)的選擇 1）熱流道澆注系統(tǒng) 優(yōu)點：注射周期較短、表面質量較好、澆口位置能靈活選擇。 缺點：模具結構更為復雜、模具成本更高、溫度較難控制。 2）冷流道澆注系統(tǒng) 優(yōu)點：結構簡單、成本較低、塑料較穩(wěn)定、顏色更改方便。 缺點：注射周期長、產品質量相對于熱流道較低。 通過比較，熱流道的制造出來的塑件質量最好，注射速度最快，但由于該塑件成本比較低，結構簡單，表面質量要求不高，需要改變各種顏色，故選用冷流道澆注系統(tǒng)。 3.2 澆口位置的選取 塑件的型腔分析上已經選用了側交口的一模四腔的設計，交口位置如圖所示 圖3-1 澆注口示意圖 3.3.澆注流道設計 澆注流道分為主流道和分流道兩部分，可參考圖3-1、3-2. 圖3-2流道圖 圖3-3 澆口套示意圖 本次澆道的設計采用了常規(guī)的半圓形澆道，模具的分流道設計在塑件的分型面處。根據塑件的質量并查詢相關資料與課本后得，如圖3-3所示，該分流道直徑可取3.5mm，長度取14mm。主流道直徑可取4mm，長度取70mm. 冷料穴的設計較為簡單，因為其作用是為了防止塑件冷料流回型腔，對塑件成型造成影響，所以特將冷料穴設計在主流道的末端，放置在型芯板塊上。并在底板上放置了一個勾料桿，利用勾料桿的作用將凝料從冷料穴中拉出。 澆口為了方便以后改正，初步設計成寬1.2mm、高0.8mm的長方形形狀。 4 冷卻系統(tǒng)的設計 4.1 冷卻回路的尺寸確定 4.1.1 冷卻回路的孔直徑的確定 確定冷卻水孔的直徑時應注意，水孔的直徑不能大于14mm，如果大于這個數值，冷卻水流難以成為湍急狀態(tài)，會降低熱交換率。一般水孔的直徑可根據塑件的平均壁厚來確定。平均壁厚為2mm時，水孔直徑可取8～10mm，平均壁厚2～4mm時，水孔直徑可取10～12mm，平均壁厚為4～6mm時，水孔直徑可取10～14mm. 本次設計的塑件壁厚為2mm，而且選擇的水孔直徑是8mm，滿足要求。 4.1.2 冷卻回路圖形 圖4-1 型芯冷卻回路圖 4.2 冷卻回路的布置 1）冷卻水道 水道的布置應盡量多，水道直徑的選擇應盡量大，可以最大化的使型芯表面的溫度分布均勻，以防止塑件在制造過程中出現不規(guī)則的收縮。 2)冷卻水道的放置 當塑件壁厚相差均勻時，冷卻水道在型芯中的位置最好在中間，當不均勻時，型芯表面到水道孔邊距離宜為10～15mm。 5 注塑機設備的選擇 5.1 零件的體積和質量計算 由繪圖工具UG測量得出，該塑件的單體體積為406.23mm3 塑件的總體積V1=406.23×4=1624.92 mm3（一模四腔） 塑件的總質量M1=ΡV1=1.12×1.62492≈1.82g（密度 1.12～1.15（g/cm3）） 5.1.1澆注凝固體積的計算 查資料可得，該塑件的凝固廢料要取塑件總體積的60%； 即，澆注凝固體積V2=V1×60%=974.952 mm3 于是，該塑件一次澆注所需的材料總體積和總質量分別為 V=V1+V2=2599.872mm3 M=ΡV=1.12×2599.872≈29.12g 5.1.2 選擇注射機 根據計算得到，該模具一次注塑所需的材料總量為2.599cm3。同時根據以往經驗，材料的總體積要與注塑機理論注射量的0.8倍相匹配，從而達到實際注塑的需求。因此此次注塑機的理論注射量 V=3.248cm3。所以我初步決定選用的注射機型號為XS-ZY-22，該注射機技術參數如下表5-1. 表5-1 注射機技術參數 一次注射量（cm3） 20,30 螺桿直徑（mm） 20,25 注射壓力（MPa） 75,117 注射方式 雙柱塞（雙色） 鎖模力（kN) 250 最大注射面積（cm2） 90 最大開模行程（mm） 160 模具最大厚度（mm） 180 模具最大厚度（mm） 60 動定模板尺寸（mm） 250×280 5.2 注塑機的相關參數的校核 5.2.1 注射壓力的校核 PA所需要的注射壓力p1=80～130MPa（取85MPa），這種型號的注射壓力p=75～117MPa，安全系數k1=1.25～1.4(可取1.3）。 k1×p1=1.3×85=110.5＜p 校核通過。 5.2.2鎖模力 及脹型 力的校核 塑件在分型面上的投影面積A1,經過UG測量后得: A1=125.59mm2 澆注系統(tǒng)的投影面積按照塑件的一半來計算，取A2=85mm2，因此分型面上，塑料件和澆注系統(tǒng)所占的投影面積為： A=A1×4+A2=125.59×4+85=588mm2 模具型腔內脹型力F=AP=588×37=21.754kN 其中P為模具型腔平均壓力值，一般取注射壓力的0.2～0.4倍。根據這套模具的實際情況，取了37MPa。 又依據上表5-1所得鎖模力f=250kN,鎖模力安全系數為k2=1.1～1.2(取1.2），那么 k2×F=1.2×F=1.2×21.754=26.1＜f 校核通過。 6 成型零件的設計 6.1 型腔的 結構設計 產品塑件的外表面是通過型腔進行成型，再依據該產品的外觀要求，把型腔設計成鑲塊，做成一個單獨件。最后將型腔固定在定模板上。 如圖6-1所示 圖6-1 型腔整體嵌入結構圖 6.2型芯的結構設計 同型腔一樣，動模上的型芯也會有一些留在外面，型芯的設計也如型腔一樣，同樣是整體嵌入式，整體嵌入在動模板中。其結構示意圖如下。 圖6-2 型芯整體嵌入結構圖 6.3 模仁材料 模具材料的選擇會對產品的外觀有很大影響，對于透明件和表面要求拋鏡面的產品，可選用的材料有是S136、2316、718S、NAK80、PAK90、420，透明度較高的零件應選S136。故本次設計選用的是S136，并進行淬火。 7頂出機構 設計這套模具的頂出機構時，選用了頂桿和勾料針，在每個型芯中心部位各有一個頂桿，主澆道下方的冷料穴連接著勾料針。如圖7-1、7-2所示，可以簡化模具制造時的難度，并且能不影響塑件的取出。 圖7-1 頂出機構 圖7-2 頂出機構 8模具總圖 本套模具將采用UG三維圖來展示它的結構。 圖8-1 模具總裝配圖 總 結 回想著自己從一開始學習模具這門課開始，就沒有認真的去對待，導致自己的步伐一直都在別人后面，直到大三，才開始緊張起來，認真聽講，多學多練才慢慢趕上。自從老師提起畢業(yè)設計的時候，我就下定決心，一定要寫一份讓自己和老師都滿意的論文，讓自己的大學生涯不落下遺憾。 一開始，我就想到了拉鏈頭這個注塑件，它的應用比較廣泛，是生活中的必需品，結構 也不算復雜，于是，我就開始著手準備。但是，才剛剛起步，就發(fā)現了不少問題，先是分型面的選擇就把我難住了，因為這個零件的分型面有多種，我不知道哪種最好，正在納悶的時候，老師告訴我們，有一種軟件叫做moldflow，它是一種新型的零件模擬分析軟件，可以幫助我們找到最佳的分型面，果然，很簡單的就幫我找到了。分型面選擇好了之后，型芯和型腔就好弄了許多，在選擇點澆口還是測澆口上，我查閱了許多的資料，并進行了對比，最終選擇了冷流道測澆口的方式。在整個模具的設計過程中，最難得莫過于流道的設計了，因為我的設計經驗比較匱乏，弄了很長時間還是不行，便去求教了老師，在老師的悉心指導下，一個完整的流道就完成了。其他的在自己不懈的努力下，終于全部完成了。 從塑件的材料性能分析，到分型面、注塑機、型芯型腔的選擇，以及流道和推桿結構 的設計，我看到了自己這么長時間的不足，認識到自己學習的片面性，但我同樣在這段時間內不斷改掉自己的缺點，學到了更多的知識，并能讓我努力的認真的去完成這篇論文，我很高興。 致 謝 附 錄 1 圖1-1 拉鏈頭 2 表1-1 PA6與PA66的對比 3 表2-1 塑料常用的脫模斜度 4 圖2-1 分型面 5 圖2-2 型腔排列形式 6 圖2-3 模架 7 表3-1 熱、冷流道澆注的區(qū)別 8 圖3-1 澆注口示意圖 9 圖3-2 澆口套示意圖 10 圖4-1 型芯冷卻回路圖 11 表5-1 注射機技術參數 12 圖6-1 型腔整體嵌入結構圖 13 圖6-2 型芯整體嵌入結構圖 14 圖7-1 頂出機構 15 圖8-1 模具總裝配圖 參考文獻 [1] 陳其林. 企業(yè)管理. 北京：機械工業(yè)出版社，2007. 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