窝眼式排种器壳体注塑模具Word下载.docx

窝眼式排种器壳体注塑模具Word下载.docx

《窝眼式排种器壳体注塑模具Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《窝眼式排种器壳体注塑模具Word下载.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

冲模是对金属板材进行冲压加工获得合格产品的工具。

冲模占模具总数的50％以上。

按工艺性质的不同，冲模可分为落料模，冲孔模，切口模，切边模，弯曲模，卷边模，拉深模，校平模，翻孔模，翻边模，缩口模，压印模，胀形模。

按组合工序不同，冲模分为单工序模，复合模，连续模。

1.2.2锻模

锻模是金属在热态或冷态下进行体积成型是所用模具的总称。

按锻压设备不同，锻模分为锤用锻模，螺旋压力机锻模，热模锻压力锻模，平锻机用锻模，水压机用锻模，高速锤用锻模，摆动碾压机用锻模，辊锻机用锻模，楔横轧机用锻模等。

按工艺用途不同，锻模可分为预锻模具，挤压模具，精锻模具，等温模具，超塑性模具等。

1.2.3塑料模

塑料模是塑料成型的工艺装备。

塑料模约占模具总数的35％，而且有继续上升的趋势。

塑料模主要包括压塑模，挤塑模，注射模，此外还有挤出成型模，泡沫塑料的发泡成型模，低发泡注射成型模，吹塑模等。

1.2.4压铸模

压铸模是压力铸造工艺装备，压力铸造是使液态金属在高温和高速下充填铸型，在高压下成型和结晶的一种特殊制造方法。

压铸模约占模具总数的6％。

1.2.5粉末冶金模

粉末冶金模用于粉末成型，按成型工艺分类粉末冶金模有：

压模，精整模，复压模，热压模，粉浆浇注模，松装烧结模等。

模具所涉及的工艺繁多，包括机械设计制造，塑料，橡胶加工，金属材料，铸造（凝固理论），塑性加工，玻璃等诸多学科和行业，是一个多学科的综合，其复杂程度显而易见。

1.3我国模具工业的现状

自20世纪80年代以来，我国的经济逐渐起飞，也为模具产业的发展提供了巨大的动力。

20世纪90年代以后，大陆的工业发展十分迅速，模具工业的总产值在1990年仅60亿元人民币，1994年增长到130亿元人民币，1999年已达到245亿元人民币，2000年增至260~270亿元人民币。

今后预计每年仍会以10℅~15℅的速度快速增长。

目前，我国17000多个模具生产厂点，从业人数五十多万。

除了国有的专业模具厂外，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业，合资企业，独资企业和私营企业等，都得到了快速发展。

其中，集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。

例如，浙江宁波和黄岩地区，从事模具制造的集体企业和私营企业多达数千家，成为我国国内知名的“模具之乡”和最具发展活力的地区之一。

在广东，一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，为了提高其产品的市场竞争能力，纷纷加入了对模具制造的投入。

例如，科龙，美的，康佳和威力等知名集团都建立了自己的模具制造中心。

中外合资和外商独资的模具企业则多集中于沿海工业发达地区，现已有几千家。

在模具工业的总产值中，企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。

其中，冲压模具约占50℅（中国台湾：

40℅），塑料模具约占33℅（中国台湾：

48℅），压铸模具约占6℅（中国台湾：

5℅），其他各类模具约占11（中国台湾：

7℅）。

中国台湾模具产业的成长，分为萌芽期（1961——1981），成长期（1981——1991），成熟期（1991——2001）三个阶段。

萌芽期，工业产品生产设备与技术的不断改进。

由于纺织，电子，电气，电机和机械业等产品外销表现畅旺，连带使得模具制造，维修业者和周边厂商（如热处理产业等）逐年增加。

在此阶段的模具包括：

一般民生用品模具，铸造用模具，锻造用模具，木模，玻璃，陶瓷用模具，以及橡胶模具等。

1981年——1991年是台湾模具产业发展最为迅速且高度成长的时期。

有鉴于模具产业对工业发展的重要性日益彰显，自1982年起，台湾地区就将模具产业纳入“策略性工业适用范围”，大力推动模具工业的发展，以配合相关工业产品的外销策略，全力发展整体经济。

随着民生工业，机械五金业，汽机车及家电业发展，冲压模具与塑料模具，逐渐形成台湾模具工业两大主流。

从1985年起，模具产业已在推行计算机辅助模具设计和制造等CAD/CAM技术，所以台湾模具业接触CAD/CAM/CAE/CAT技术的时间相当早。

成熟期，在国际化，自由化和国际分工的潮流下，1994年，1998年，由台湾地区政府委托金属中心执行“工业用模具技术研究与发展五年计划”与“工业用模具技术应用与发展计划”，以协助业界突破发展瓶颈，并支持产业升级，朝向开发高附加值与进口依赖高的模具。

1997年11月间台湾凭借模具产业的实力，获得世界模具协会（ISTMA）认同获准入会，正式成为世界模具协会会员，。

整体而言，台湾模具产业在这一阶段的发展，随着机械性能，加工技术，检测能力的提升，以及计算机辅助设计，台湾模具厂商供应对象已由传统的民用家电，五金业和汽机车运输工具业，提升到计算机与电子，通信与光电等精密模具，并发展出汽机车用大型钣金冲压，大型塑料射出及精密锻造等模具。

1.4我国模具技术的现状及发展趋势

20世纪80年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。

改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。

近年来，每年都以15％的增长速度快速发展。

许多模具企业十分重视技术发展。

加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。

此外，许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。

模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因。

今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国。

中国塑料模工业从起步到现在，历经了半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。

在大型模具方面已能生产48"

（约122CM）大屏幕彩电塑壳注射模具，6.5KG大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生产照相机塑料件模具，多形腔小模数齿轮模具及塑封模具。

经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术，模具的电加工和数控加工技术，快速成型与快速制模技术，新型模具材料等方面取得了显著进步；

在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。

尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口10多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。

与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。

今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。

（1）注重开发大型，精密，复杂模具；

随着我国轿车，家电等工业的快速发展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。

（2）加强模具标准件的应用；

使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。

因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。

（3）推广CAD/CAM/CAE技术；

模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。

实践证明，模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向，可显著地提高模具设计制造水平。

2塑件成型工艺性分析

2.1塑件分析

该塑件为窝眼式排种器壳体注塑模具。

其内腔存在很多孔和凸台，结构较为复杂。

该塑件为播种器的外壳，要求具有一定的强度、刚度和耐磨等性能。

结合以上要求以及经济因素，故该塑件材料选用聚乙烯。

该塑件外形尺寸中等，塑料熔体流程不太长，适合于注塑成型。

该塑件上每个尺寸的公差不一样，有的属于一般精度，有的属于高精度，就按实际公差进行计算。

该塑件粗糙度值为Ra0.06mm。

影响塑件公差的主要因素是：

模具制造误差及磨损误差，尤其是成型零件的制造和装配误差以及使用中的磨损、塑料收缩的波动、注射工艺条件的变化、塑料制品的形状和飞边厚度的波动、脱模斜度及成型后制品的尺寸变化。

排种器壳体的塑件的选用的精度等级为6级，公差按照GB1800-79选择尺寸公差数值。

2.2聚乙烯的性能分析

2.2.1聚乙烯的使用性能

综合性能好，具有优良的耐热性能、耐寒性能、耐磨性及介电性、化学性稳定。

在室温下几乎不溶于任何有机溶剂。

能耐多种酸碱及各种盐类的腐蚀。

吸水性和水蒸气渗透性均比较低。

但是低聚亚乙烯的耐老化性能比较差。

2.2.2成型性能

无定形材料其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种来确定成型方法及成型条件。

吸湿性强，含水量应小于0.3%（质量），必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。

收缩率为2.5%。

流动性中等，溢边料0.04mm左右。

模具设计师要注意浇注系统的设计，选择好进料口的位置和形式。

推出力过大或机械加工时塑件呈现白色痕迹。

2.2.3低压聚乙烯的主要性能指标

密度为0.942～0.950g/cm3,比体积为0.84～0.96cm3/g，吸水率为0.2%～0.4%，熔点为131℃，收缩率为3%，比热容为1400J/（kg·

℃），屈服强度为30MPa，拉伸强度为23MPa，拉伸弹性模量为1300MPa，抗弯强度为70MPa，抗压强度为52MPa，弯曲弹性模量为1300MPa。

2.3注塑成型工艺简介

2.3.1注射成型原理及工艺

注射成型又称注射模塑，是热塑性塑料制品的一种主要成型方法，除个别热塑性塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可以采用这种方法成型。

注射成型模具占整个塑料模的90%左右。

近年来，注射成型已经成功的用来成型某些热固性塑料制品。

注射成型可成型各种形状的塑料制品，它的特点是成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸精密、带有嵌件的塑料制品，并且注射成型的生产效率很高，很容易实现自动化生产，所以注射模具广泛应用于塑料制品的生产当中。

但是，注射成型的设备及模具的制造费用较高，不适合但剪辑批量较小的塑料制品的生产。

2.3.2注射成型原理及注射机

注射成型的原理是将颗粒状或者粉末状的塑料从注射机的料斗送进加热的料筒中，经过加热熔融，化成为粘流状熔体，在注射机柱塞或者螺杆的高压推动下，以很大的流速通过喷嘴注入模具型腔，经一段时间的保压、冷却定型后可保持模具型腔所赋予的形状，然后开模分型，获得成型塑件。

1956年制造出了世界上第一台往复螺杆式注射机，这是注塑成型工艺技术的一大突破。

目前注塑机加工的塑料量是塑料产量的30%。

注塑机的产量在整个塑料机械产量的50%。

称为塑料成型设备制造业中增长最快产量最多的机器之一。

注射机的分类方式很多，目前尚未形成完全统一标准的分类方法，通常的分类方法有：

按设备外形特征分类：

卧式，立式，直角式，多工位注塑机；

按加工能力分类：

超小型，小型，中型，大型和超大型注塑机。

此外还有按用途分类和按合模装置的特征分类，但日常生活中用的较少。

注射模均由定模和动模两大部分组成，定模安装在注射机的固定模板上，动模安装在注射剂的移动模板上。

注射时，动模、定模闭合构成型腔和浇注系统，开模时，动模定模分离，取出制品。

注射机的主要技术规范有公称注射量、注射压力、注射速度、塑化能力、锁模力、合模装置的基本尺寸、开合模速度和空循环时间等。

这些参数是设计、制造、购买和使用注塑机的主要依据。

2.4注射成型工艺过程

2.4.1注射前准备

注射前必须对原料进行外观（如色泽、颗粒大小、均匀度）及工艺性能（如流动性、热稳定性、收缩性、水分含量等）进行检测，判断原料的品种、规格、牌号等与所要求的参数是否相符和。

对于易吸潮的塑料，在注射前必须进行干燥处理，以避免产品表面出现斑纹、银丝和气泡等缺陷，同时也可以避免注射时发生水解降解。

低压聚乙烯属于对吸湿性或粘水性不强的成型材料，当在包装贮存比较好的情况下，可以

不进行预热干燥。

2.4.2注射过程

所谓塑化即塑料熔融，是指塑料在料筒中经加热达到粘流状态并具有良好可塑性的全过程。

塑化之后熔体内的组分、密度、粘度和温度分布都比较均匀，才能保证塑料熔体在下一注射充型过程中具有良好的流动性。

所谓计量是指能够保证注射机通过柱塞过螺杆，将塑化好的熔体定温、定压、定量地输出（即注射）料筒所进行的准备动作，这些动作均需要注射机控制柱塞或螺杆在塑化过程中完成。

计量动作的准确性不仅与注射机控制系统的精度有关，而且还直接受料筒（即塑化室）和螺杆的几何要素及其加工质量的影响。

很显然，计量精度越高，能够获得高精度制品的可能性越大，因此在注射成型生产中应十分注重计量的作用。

注射充型：

柱塞或螺杆从料筒内的计量位置开始，通过注射液压缸和活塞施加高压，将塑化好的塑料熔体经过喷嘴和浇注系统快速进入封闭型腔的过程，称为注射充型。

注射充型又可细分为流动充型、保压补缩和倒流三个阶段。

在注射过程中压力随时间呈非线性变化图4-1示出一个注射成型周期内用压力传感器测得的压力随时间变化的曲线图。

冷却定型阶段：

在模具冷却系统作用下制品逐渐冷却到具有一定的刚度和强度的时候进行脱模。

脱模时制品内的残余压力为此。

若残余压力过大，会造成制品开裂、锁模和卡模等弊病。

塑件在成型过程中由于塑化不均匀，或由于塑料在型腔中的结晶、定向以及冷却不均匀造成的各部分收缩不一致，或因其他原因使塑件内部不可避免的存在一些内应力而导致在使用过程中变形或开裂，因此应该设法消除掉。

消除内应力的方法有退我处理和调湿处理。

图2-1注射成型周期内压力-时间曲线

2.5注射成型工艺参数

2.5.1温度

在注射成型中需要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度和模具温度。

前两种影响塑件的塑化流动，后一种温度主要影响充型和冷却。

喷嘴温度通常略低于料筒的最高温度，以防止熔料在直通式喷嘴口处发生“流涎现象”；

模具温度一般通过冷却系统来控制，为了保证塑件有较高的形状和尺寸精度，应避免塑件脱模后发生较大的翘曲变形，模具温度必须低于塑料的热变形温度。

温度的经验数据：

料筒温度，后段为150～210℃，中段为170～230℃，前段为190～250℃，喷嘴温度为240～250℃，模具温度为5～75℃，热变形温度为65～96℃.

2.5.2注射压力

为了克服熔料流经喷嘴、浇道和型腔时的流动阻力，螺杆（或柱塞）对熔料必须施加足够的压力，我们将这种压力成为注射压力。

查表可知，低压聚乙烯的注射压力为100～120MPa，这里取p0=100MPa。

该注射机的公称注射压力为p公=150MPa。

注射压力安全系数k1=1.25～1.4，这里取k1=1.3，则：

k1p0=1.3×

100=130＜p公，所以注射机注射压力合格。

2.5.3注射速率

为了使熔料及时充满型腔，除了必须有足够的注射压力外，熔料还必须有一定的流动速率，描述这一参数的量为注射速率或注射时间或注射素的。

常用的注射速率：

注射量为1000cm3,注射速率为570cm3/s，注射时间为1.75秒.

证抽芯动作平稳可靠，必须有滑块定位及闭锁装置等。

在一般情况下斜导槽固定在定模上，但有时根据塑料制品的结构形状、分型面及浇注系统等各方面的要求，斜导槽也有固定在动模上的。

在本模具设计中，根据上述分析就采用将斜导槽也有固定在动模上的方案。

4.5.1斜导槽抽芯机构的计算

把成型模块从制品成型位置抽到不妨碍所料制品脱出的位置上去，即型芯在抽拔方向的距离，称为抽芯距。

抽芯距应等于成型孔深度加上2～3mm。

抽芯距：

将侧型芯从成型位置抽至不妨碍塑件的脱模位置所以懂得距离，称为抽芯距，一般情况下，侧向抽芯距通常比塑件上的侧孔、侧凹的深度或侧向凸台的高度大2-3mm，见公式4-6

S抽=h+（2-3）（4-6）

S抽=27+（2-3）=30mm

斜导柱长度及开模行程计算：

斜导柱长度主要根据抽芯距、斜导柱直径及倾斜角大小而确定。

角度为27°

斜导槽弯曲力计算：

A：

当抽拔方向与开模方向垂直时，N=Q’cos2φ/[cos（α+2φ）],N为斜导槽施加的正压力，Q‘为抽拔阻力，p为斜导槽施加的压力，F1是斜导槽与滑块之间的摩擦阻力，F2是斜导槽与滑块之间摩擦阻力，φ是摩擦角。

斜导槽横截面尺寸的确定，对圆形横截面的斜导槽，直径为d=（NL/0.1[σ]）1/4

[σ]为许用弯曲应力，碳钢[σ]=137.2MPa，L为斜导柱有效长度，N为最大弯曲力，

N1=22720NN2=20996N

d=21mm

4.6成型零件工作尺寸的计算

成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接构成塑件的尺寸。

凹、凸模工作尺寸的精度直接影响塑件的精度。

该塑件有需要配合的地方，所以对尺寸的要求比较高，但由于该塑件不是规则图形，因为是对称结构，所以只要保证其中一半的精度尺寸就可以保证整个塑件在配合处的尺寸。

成型零件工作尺寸计算方法一般有两种：

一种是平均值法，即按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量进行计算；

另一种是按极限收缩率、极限制造公差和磨损量进行计算；

前一种方法简便，但不适合精密塑件的模具设计，后一种复杂，但能较好的保证尺寸精度。

本设计采用平均值法。

4.6.1凹模工作尺寸计算

凹模是成型塑件外形的模具零件，其工作尺寸属包容尺寸，在使用过程中凹模的磨损会使包容尺寸逐渐变大。

因此，为了使得模具的磨损留有修模的余地，以及装配的需要，在设计模具时，包容尺寸尽量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差。

凹模径向尺寸：

采用的是平均尺寸法，见公式4-7

LM=[（1+Scp）ls-xΔ]+δz（4-7）

X为数随塑件精度和尺寸变化，一般在0.5～0.8之间，这里取0.5，

LM为凹模径向尺寸，

ls为塑件径向基本尺寸，

Scp为塑料平均收缩率，这里取3%，

Δ为塑件公差值，

δz为凹模制造公差。

于是计算出凹模的径向尺寸分别为LM1=30+0.021mm，LM2=40+0.500mm，LM3=36+0.100mm，LM4=26.78+0.033mm，LM5=30+0.100mm，LM6=20.6+0.033mm，LM7=30+0.021mm，LM8=40+0.500mm。

凹模深度尺寸：

采用的是平均尺寸法，见公式4-8

Hm=[（1+Scp）Hs-xΔ]+δz（4-8）

Hm为凹模深度尺寸，

Hs为塑件高度基本尺寸

δz为凹模深度制造公差。

Hm1=30.9mm，Hm2=5.15mm，Hm3=8.15mm，Hm4=36.05mm，

凹模中心距尺寸见公式4-9

LM=【（1+Scp）Ls】+-δz/2（4-9）

模具中心局尺寸，塑件中心局尺寸

LM=89.94mmLM=34.16mm

4.7冷却系统的设计

在注塑成型过程中，模具的温度直接影响到塑件成型的质量和生产效率。

由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，模具的温度要求也不同。

流动性差的塑料如PC，POM等，要求模具温度高，温度过低会影响塑料的流动，增大流动剪切力，使塑件内应力增大，出现冷流痕，银丝，注不满等缺陷。

普通的模具通入常温的水进行冷却，通过调节水的流量就可以调节模具的温度，为了缩短成型周期，还可以把常温的水降低温度后再通入模内，可以提高成型效率。

对于高熔点，流动性差的塑料，流动距离长的制件，为了防止填充不足，有时也在水管中通入温水把模具加热。

低压聚乙烯推荐的成型温度为170~280℃，模具温度为20~70℃。

4.7.1温度调节对塑件质量的影响

采用较低的模温可以减小塑料制件的成型收缩率；

模温均匀，冷却时间短，注射速度快可以减少塑件的变形

对塑件表面粗糙度影响最大的除型腔表面加工质量外就是模具温度，提高模温能大大改善塑件的表面状态；

温度对塑件质量的影响有相互矛盾的地方，设计时要根据材料特性和使用要求偏重于主要要求。

4.7.2对温度调节系统的要求

根据塑料的品种确定是对模具采用加热方式还是冷却方式；

希望模温均一，塑件各部同时冷却，以提高生产率和提高塑件质量；

采用低的模温，快速，大流量通水冷却效果一般比较好；

温度调节系统应尽可能做到结构简单，加工容易，成本低廉；

从成型温度和使用要求看，需要对该模具进行冷却，以提高生产率。

4.7.3冷却系统的设计

尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡；

冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越好；

壁厚为5mm，根据经验，回路直径设定为12mm。

。

浇口处加强冷却，冷却水从浇口处进入最佳；

应降低进水和出水的温差，进出水温差一般不超过5℃

冷却水的开设方向以不影响操作为好，对于矩形模具，通常沿宽度方向开设水孔。

合理确定冷却水道的形式，确定冷却水管接头位置，避免与模具的其他机构发生干涉。

4.7.4模具的冷却

注射成型时，模具温度直接影响塑料的填充和塑料制品的质量，也影响到注射周期。

因此在使用模具时必须对模具进行有效的冷却，使模具保持在一定范围内。

冷却通道设计原则：

尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等，与制件的壁厚距离相等，经验表明，冷却水管中心距B大约为2.5~3.5D，冷却水管壁距模具边界和制件壁的距离为0.8~1.5B。

最小不要小于10。

塑料注射模具工作时必须将模具温度控制在一定范围内。

为使模具保持一定温度，在单位时间内所需排除的总热量计算见公式4-10

（4-10）

=90×

0.56×

600

=149.4J/min

式中

——单位时间内除去的总热量（J/min）；