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畢業(yè)設(shè)計(jì) 題目 普通罩殼塑料模設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 專(zhuān)業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 班級(jí)學(xué)號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 湖北課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說(shuō) 明 目 錄 一 塑件工藝分析 1 二 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4 三 塑件尺寸分 析 6 四 分型面的選擇 8 五 型腔數(shù)目的確定與排形式 9 六 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10 七 注射機(jī)的選擇與參數(shù)校 核 16 八 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 18 九 成形零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 十 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 23 十一 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè) 計(jì) 24 十二 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 了 27 十三 設(shè)計(jì)小結(jié) 28 十四 參考文獻(xiàn) 28 共 28 頁(yè) 第 1 頁(yè) 湖北課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說(shuō) 明 第一章 塑料工藝分析 ABS 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 一 基本性能 ABS 是由丙烯腈 丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單體合成 每種單體都具有不 同特性 丙烯腈有高強(qiáng)度 熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性 丁二烯具有堅(jiān)韌性 抗沖 擊特性 苯乙烯具有易加工 高光潔度及高強(qiáng)度 從形態(tài)上看 ABS 是非結(jié)晶 性材料 三種單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三元共聚物 一個(gè)是苯乙烯 丙烯 腈的連續(xù)相 另一個(gè)是聚丁二烯橡膠分散相 ABS 的特性主要取決于三種單體 的比率以及兩相中的分子結(jié)構(gòu) 這就可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上具有很大的靈活性 并 且由此產(chǎn)生了市場(chǎng)上百種不同品質(zhì)的 ABS 材料 這些不同品質(zhì)的材料提供了不 同的特性 例如從中等到高等的抗沖擊性 從低到高的光潔度和高溫扭曲特性 等 ABS 材料具有超強(qiáng)的易加工性 外觀特性 優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及很高的 抗沖擊強(qiáng)度 適于制作一般機(jī)械零件 減摩耐磨零件 專(zhuān)動(dòng)零件和電信結(jié)構(gòu)零 件 二 成形特性 1 無(wú)定形料 其品種牌號(hào)很多 各品種的機(jī)電性能及成形特性也各有差異 應(yīng)按品種 確定成形方法及成形條件 2 吸濕性強(qiáng) 含水量應(yīng)小于 0 3 必須充分干燥 要求表面光澤的塑件 應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間干燥 3 流動(dòng)性中等 溢邊料 0 04mm 左右 流動(dòng)性比聚苯乙烯 AS 差 但是 比聚碳酸酯 聚氯乙烯好 4 比聚苯乙烯加工困難 宜取高料溫 對(duì)耐熱 高抗沖擊和中抗沖擊型 樹(shù)脂 料溫更宜取高 料溫對(duì)物性影響較大 料溫過(guò)高易分解 分解溫度在 250 左右 比聚苯乙烯易分解 對(duì)要求精度較高塑件模具溫度宜取 50 60 要求光澤及耐熱型塑件宜取 60 80 注射壓力應(yīng)比加工聚苯乙烯稍高 一般 用柱塞式注射機(jī)時(shí)料溫為 180 230 注射壓力為 100 140MPa 螺桿式注射 機(jī)則取 160 220 70 100MPa 為宜 ABS 物理性能 密度 1 02 1 16 g cm 3 比體積 0 86 0 98 cm3 g 吸水率 0 2 0 4 ABS 熱性能 熔點(diǎn) 130 160 熔融指數(shù) 200 負(fù)荷 50N 噴嘴 2 09 0 41 0 82g 10min 維卡針入度 71 122 馬丁耐熱 63 共 28 頁(yè) 第 1 頁(yè) 湖北課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說(shuō) 明 熱變形溫度 90 108 45N cm 2 83 103 180N cm 2 線膨脹系數(shù) 7 0 10 5 計(jì)算收縮率 0 4 0 7 比熱容 1470 J kg K 燃燒性 慢 熱導(dǎo)率 0 263 W m k ABS 力學(xué)性能 屈服強(qiáng)度 50MPa 抗拉強(qiáng)度 38MPa 斷裂伸長(zhǎng)率 35 拉伸強(qiáng)性模量 1 8GPa 抗彎強(qiáng)度 80MPa 彎曲彈性模量 1 4GPa 抗壓強(qiáng)度 53MPa 抗剪強(qiáng)度 24MPa 沖擊韌度 無(wú)缺口 261 k Jm2 有缺口 11 k Jm2 布氏硬度 9 7HBS ABS 的成形條件 注射成形機(jī)類(lèi)型 螺桿式 密度 1 03 1 07 g cm3 計(jì)算收縮率 0 3 0 8 預(yù)熱溫度 80 85 oC 預(yù)熱時(shí)間 4h 料筒溫度 前段 180 200oC 中段 165 180 oC 后段 150 170oC 噴嘴溫度 170 180oC 模具溫度 50 80 oC 注射壓力 60 100MPa 成形時(shí)間 注射時(shí)間 20 90 S 高壓時(shí)間 0 5 S 冷卻時(shí)間 20 120 S 總周期 50 220 S 螺桿轉(zhuǎn)速 30r min 適用注射機(jī)類(lèi)型 螺桿 柱塞均可 共 28 頁(yè) 第 2 頁(yè) 湖北課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說(shuō) 明 后處理 方法 紅外線燈 烘箱 溫度 70 時(shí)間 4h 說(shuō)明 該成形條件為加工通用級(jí)ABS料時(shí)所用 苯乙烯 丙烯腈共聚物 即AS 成形條件與上相似 共 28 頁(yè) 第 3 頁(yè) 湖北課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說(shuō) 明 第二章 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射模的結(jié)構(gòu)由注射機(jī)的類(lèi)型和塑件的復(fù)雜程度及模具內(nèi)的型腔數(shù)目所 決定 在進(jìn)行注射模設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮如下事項(xiàng) 1 分析塑件結(jié)構(gòu)及其技術(shù)要求 塑件的結(jié)構(gòu)決定了模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度 塑件的技術(shù)要求 如尺寸精度 表面粗糙度等 決定了模具制造及成型工藝的難易 因此對(duì)于不符合塑 料注射成型特殊要求 不合理的結(jié)構(gòu)形狀等 應(yīng)對(duì)塑件的設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn) 2 了解注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格 注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格制約了模具的尺寸和所能成型塑件的范圍 3 了解塑料的加工性能和工藝性能 主要有 塑料的熔體流動(dòng)行為 能達(dá) 到的最大流動(dòng)距離比 分析流道和型腔各處的流動(dòng)阻力 模腔內(nèi)原有空 氣的導(dǎo)出 塑料在模具內(nèi)可能的結(jié)晶 取向及其導(dǎo)致的內(nèi)應(yīng)力 塑料的 冷卻收縮和補(bǔ)縮 塑料對(duì)模具溫度的要求等 4 考慮模具的結(jié)構(gòu)與制造 主要解決以下問(wèn)題 正確選擇分型面和進(jìn)料三 陵及型腔的排布 模腔的組成及模具零件的強(qiáng)度 剛度和模具型腔尺寸 精度 如何保證塑件的尺寸精度和外觀質(zhì)量 采用何種脫模機(jī)構(gòu)和抽芯 或分型機(jī)構(gòu) 將塑件取出模外 模具總體結(jié)構(gòu)和零件形狀應(yīng)力求簡(jiǎn)單合 理 容易加工制造 合理選擇模具材料 模具的熱量損耗 冷卻水用量 以及塑件生產(chǎn)效率等 根據(jù)以上四點(diǎn)的設(shè)計(jì)事項(xiàng)考慮 我將注射模設(shè)計(jì)成多分型面模具 與 單分型面相比 在動(dòng)模與定模之間增加了一個(gè)可移動(dòng)的澆口板和定模座板與澆 口板之間增加了一個(gè)凝料推板 這樣的設(shè)計(jì)可以將塑件和澆注系統(tǒng)凝料從兩個(gè) 不同的分型面自由脫落下來(lái) 定距拉桿式多分型面注射模 圖 2 1 所示 開(kāi)模時(shí) 第一分型面是 在凹模與推料板之間的分模 即圖示為 A A 它們之間的距離是由定拉桿為確 定的 當(dāng)它們停止下為時(shí) 就是推料板與定模座板之間的分模 即圖示 B B 它們之間的行程是由定距拉桿來(lái)確定 這時(shí)的澆口 主流道 分流道中的凝料 就會(huì)自動(dòng)的脫落下來(lái) 而最后分型的就是凹模與推件板 圖示 C C 動(dòng)模部分 繼續(xù)移動(dòng)力時(shí) 在推桿的作用下 脫模板將塑件推離凸模 而完成整個(gè)的脫模 過(guò)成 共 28 頁(yè) 第 4 頁(yè) 湖北課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說(shuō) 明 圖2 1 模具結(jié)構(gòu)圖 共 28 頁(yè) 第 5 頁(yè) 湖北課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說(shuō) 明 第三章 塑件尺寸分析 圖 2 1 塑件 塑件的工作條件對(duì)精度要求較高 根據(jù) ABS 的性能可選擇其塑件的精度等級(jí)為 4 級(jí) 精度 得塑件的體積為 V 塑 4 72cm3 塑件的質(zhì)量為 W 塑 V 塑 r 塑 4 96 g 一 脫模斜度 為了便于塑件從型腔中脫出 或從塑件中抽出型心 塑件設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮其內(nèi)外壁面 應(yīng)有足夠的脫模斜度 最小脫模斜度與塑料性能 塑件幾何形狀有關(guān) 查表各取型芯型腔 的脫模斜度為 1 脫模斜度的取向根據(jù)塑件的內(nèi)外形尺寸而定 塑件內(nèi)孔 以型芯小端 為準(zhǔn) 尺寸符合圖樣要求 斜度由擴(kuò)大方向取得 塑件外型 以型腔大端為準(zhǔn) 尺寸符合 圖樣要求 斜度由縮小方向取得 一般情況下 脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內(nèi) 因 開(kāi)模后塑件要求留在型芯上 則塑件外表面的脫模斜度應(yīng)大于內(nèi)表面的脫模斜度 二 塑件壁厚 塑件壁厚受使用要求 塑料性能 塑件幾何尺寸與形狀以及成型工藝等眾多因素的制 約 塑件各部壁厚應(yīng)盡可能取均勻一致 切忌突變與截面厚薄懸殊的設(shè)計(jì) 塑件壁厚一般 在 1 6mm 范圍內(nèi) 常用值為 2 3mm 現(xiàn)我所使用的塑件壁厚度為 1 5mm 所常用值范疇 查閱 塑 料成型工 藝與模具 設(shè)計(jì) P 67 表3 9 共 28 頁(yè) 第 6 頁(yè) 湖北課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說(shuō) 明 三 塑件尺寸公差 像大多數(shù)加工過(guò)程一樣 模塑成形的塑料制件將有一偏離公稱(chēng)尺寸的范圍 通稱(chēng)為公差 公差范圍越窄 塑件尺寸精度越高 精度的高低取決于成形過(guò)程 所使用材料 影響塑件尺寸公差精度的因素甚多且十分的復(fù)雜 但主要有以下因素 1 材料的影響 2 模具的因素的影響 3 使用因素的影響 4 設(shè)計(jì)因素的影響 5 工藝因素的影響 2 塑件公差 影響塑件尺寸公差的因素極其復(fù)雜 這就給合理確定塑件公差帶來(lái)困難 通常借助于模塑件尺寸公差標(biāo)準(zhǔn) 作為確定其尺寸精度等級(jí)的依據(jù) 我現(xiàn)根據(jù) 理力爭(zhēng)SJ1372 78標(biāo)準(zhǔn)選擇ABS塑件的精度等級(jí)為四級(jí)精度 一般精度 后根 據(jù)SJ1372 78公差數(shù)值表查塑件尺寸的公差值 公差值如上圖2 1所示 共 28 頁(yè) 第 7 頁(yè) 湖北課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說(shuō) 明 第四章 分型面的選擇 分型面是指分開(kāi)模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面 一副 模具根據(jù)需在可能有一個(gè)或兩相以上的分型面 分型面可以是垂直于合模方向 也可以與合模方向平行或傾斜 一 分型面的選擇 分型面的形式與塑件的幾何形狀 脫模方法 模具類(lèi)型及排氣條件 澆口 形式等有關(guān) 便于塑件脫模 在開(kāi)模時(shí)盡量使塑件留在動(dòng)模內(nèi) 應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽芯 應(yīng)合理安排塑件在型腔中的方位 考慮和保證塑件的外觀不遭損壞 盡量保證塑件尺寸的精度要求 有利于排氣 盡量使模具加工主便 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)我選擇的分型面如圖所示 共 28 頁(yè) 第 8 頁(yè) 湖北課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說(shuō) 明 第五章 型腔數(shù)目的確定與排列形式 一 型腔數(shù)目的確定 為了使模具與注射機(jī)的行產(chǎn)能力相匹 提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性 并保證塑 件精度 模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確定型腔數(shù)目 根據(jù)制品精度確定型腔數(shù)目 根據(jù)經(jīng)驗(yàn) 在模具中每增加一個(gè)型腔制品尺寸精度要降低4 設(shè)模具中的 型腔數(shù)目為n 制品的基本尺寸為L(zhǎng) mm 塑件的尺寸公差為 單型腔模 具注塑生產(chǎn)時(shí)可能產(chǎn)生的尺寸誤差為 s ABS為 0 05 則有塑件尺寸精 度的表達(dá)式為 L s N 1 L s 4 簡(jiǎn)化后可得型腔數(shù)目為 n 2500 s L 24 對(duì)于高精度制品 由于多型腔模具難為使各型腔的成型條件均勻一致 故通 常推薦型腔數(shù)目不超過(guò)4個(gè) 而我所制造的塑件精度等級(jí)為3級(jí)精度 是高精度的塑件 根據(jù)高精度塑 件推薦型腔數(shù)目不超過(guò)4個(gè)的原則 最終確定型腔數(shù)目為一模四腔 二 確定型腔的排列 多型腔在模板上的排列形式通常有圓形 H形 直線形及復(fù)合形等 在設(shè) 計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn) 盡可能采用平衡式排列 確保制品質(zhì)量的均一和穩(wěn)定 型腔布置與澆口開(kāi)設(shè)部位應(yīng)力求對(duì)稱(chēng) 以便防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢 料現(xiàn)象 盡量使型腔排列得緊湊 以便減小模具的外形尺寸 型腔的布置如下圖所示 共 28 頁(yè) 第 9 頁(yè) 湖北課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說(shuō) 明 第六章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 一 澆注系統(tǒng)的組成 普通澆注系統(tǒng)一般由主流道 分流道 澆口和冷料穴四部分組成 如圖4 4 所示 圖4 1澆注系統(tǒng)的組成 1 型芯 2 推件板 3 型腔板 4 型腔 5 推料板 6 定模座板 7 澆口 8 分流道 9 主流道補(bǔ)套 10 注流道 二 澆注系統(tǒng)各部件設(shè)計(jì) 1 主流道設(shè)計(jì) 主流道是連接注射機(jī)噴嘴與分流道的一段通道 通常和注射機(jī)噴嘴在同一軸線 上 斷面為圓形 帶有一定的錐度 圖 4 1 常用塑料主流道推薦值見(jiàn) 表 4 1 其主要設(shè)計(jì)要點(diǎn)力 主流道圓錐角a 2 6 對(duì)流動(dòng)性關(guān)節(jié)的塑料可取3 6 內(nèi)壁粗糙度 R00 63 m 主流道大端呈圓角 半徑r 1 3mm 以減小煽動(dòng)流轉(zhuǎn)向過(guò)渡時(shí)的阻力 在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下 主流道應(yīng)盡可能短 一般小于60mm 過(guò)長(zhǎng)則 會(huì)影響熔體的順利充型 共 28 頁(yè) 第 10 頁(yè) 湖北課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說(shuō) 明 對(duì)小型模具可將主流襯套與定位圈設(shè)計(jì)成整體式 如圖4 2所示 主流 道襯套與定模座板采用H7 m6過(guò)渡配合 主流道襯套一般選用T8 T10制造 熱處理強(qiáng)度為52 56HRC 表4 1 常用塑料的直澆口尺寸 塑件質(zhì)量 m150 聚苯乙烯 80 100 100 120 120 150 ABS 80 110 100 130 130 150 聚甲醛 85 100 100 120 120 150 P P c k 30 0 25 120MPa 180MPa 即P P 公 注射壓力適合 二 鎖模力的校核 鎖模力是注射機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所施的最大夾緊力 其注射機(jī)的額定鎖 模力必須大于該脹型力 即 F 鎖 F 脹 A分 P型 共 28 頁(yè) 第 16 頁(yè) 湖北課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說(shuō) 明 A分 3600 1248 4848mm2 F鎖 F 脹 A分 P型 4848 35 189 7kN 通過(guò)計(jì)算模具的脹模力小于注射機(jī)的額定鎖模力 所以鎖模力適合要求 即 F 脹 F鎖 三 開(kāi)模行程校核 我開(kāi)模行程是指從模具中取出塑件所需要的最小開(kāi)合模距離 用H表示 它必須小于注射機(jī)移動(dòng)模板的最大行程S 開(kāi)模行程與模具厚度無(wú)關(guān) 對(duì)于多分型面注射模 如圖5 1所示其開(kāi)模行程為 S機(jī) H H 1 H2 A1 A2 5 10 28 23 5 5 52 35 143 5mm 1 動(dòng)模 2 推件板 3 凹模板 4 推料板 5 定模座板 圖5 1 多分型面模具分行程 共 28 頁(yè) 第 17 頁(yè) 湖北課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說(shuō) 明 第八章 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在注射成型過(guò)程中 模具內(nèi)除了型腔和澆注系統(tǒng)中原有的空氣外 還有塑 料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體 這些氣體若不能順利排出 則可能因充 填時(shí)氣體被壓縮而產(chǎn)生高溫 引起塑件局部炭化燒焦 或使塑料熔接不良而引 起缺陷 注射的排氣方式 大多數(shù)情況下是利用模具分型面或配合間隙自然排氣 只在特殊情況下采用開(kāi)設(shè)排氣槽的方式 而現(xiàn)在塑件注入點(diǎn)在塑件底部 又沒(méi) 可供排氣的推桿 所以我利用模具分型面之間的配合間隙自然排氣 如圖6 1 所示 圖6 1 用分模面的間隙排氣 共 28 頁(yè) 第 18 頁(yè) 湖北課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說(shuō) 明 第九章 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 塑件在成型加工過(guò)程中 用來(lái)充填塑料熔體以成型制品的空間被稱(chēng)為型腔 而構(gòu)成這個(gè)型腔的零件叫做成型零件 通常包括凹模 凸模 小型芯 螺紋型 芯或型環(huán)等到 由于這些成型零件直接與高溫 高壓的塑料熔體接觸 并且脫 模時(shí)反復(fù)與塑件摩擦 因此要求它有足夠的強(qiáng)度 剛度 硬度 耐磨性和較低 的表面粗糙度 同時(shí)還應(yīng)該考慮零件的加工性及模具的制造成本 一 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模又稱(chēng)陰模 它是成型塑件外輪廓的零件 根據(jù)需要有以下幾種結(jié)構(gòu)形 式 1 整體式凹模 2 組合式凹模 3 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu) 選用的是整體式凹模它是由一整塊金屬材料 也稱(chēng) 定 模板或凹模板 直接加工而成 其特點(diǎn)是為非穿通式模體 強(qiáng)度好 不易變形 但由于加工困難 故只適用于小型且形狀簡(jiǎn)單的塑件成型 此時(shí)可省去定模座 板 如圖7 1所示 圖7 1 整體式凹模 二 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸模 即型芯 是成型塑件內(nèi)表面的成型零件 通常可分為整體式和組合 式兩種類(lèi)型 1 組 合式凸模 組合式凸模又分整體式和鑲件組合式 整體裝配式凸模 它是將凸模單獨(dú)加工后與動(dòng)模板進(jìn)行裝配而成 其組 合的方式也有多種 如圖7 2所示 共 28 頁(yè) 第 19 頁(yè) 湖北課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說(shuō) 明 a b c 圖7 2整體裝配式凸模 根據(jù)上圖所示裝配的方法中 選擇圖7 2中的 c 三 成型零件工作尺寸計(jì)算 1 成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構(gòu)成塑件的尺寸 它通常包 括 凹模和凸模的徑向尺寸 包括矩形和異形零件的長(zhǎng)和寬 凹模和凸模的高度 尺寸及位置 中心距 尺寸等 塑件的公差 塑件的公差規(guī)定按單向極限制 制口外輪廓尺寸公差取負(fù) 值 制口內(nèi)腔尺寸差取值 若制品上原有公差的標(biāo)注方法與上 不符 則應(yīng)按以上規(guī)定進(jìn)行轉(zhuǎn)換 而制品孔中心距尺寸公差按對(duì)稱(chēng)分布原則計(jì) 算 即 2 模具制造公差 實(shí)踐證明 模具制造公差可取塑件公差的1 3 1 6 即 2 1 3 1 6 而且按成型加工過(guò)程中的增減趨向取 符號(hào) 型腔尺寸不斷增大 則取 z 型芯尺寸不斷減小則取 z 中心距 尺寸取 z 2 模具的磨損量 實(shí)踐證明 對(duì)于一般的中小塑件 最大磨損量可取塑件 公差的1 6 即 C 1 6 對(duì)于大型塑件則取 6以下 另外對(duì)于型腔底面 或型芯端面 因與脫模方向垂真 故磨損量 C 0 塑件的收縮率 塑件成型后的收縮率與多種因素有關(guān) 通常按平均收縮 率計(jì)算 S Smax Smin 2 模具在分型面上的合模間隙 收于注射壓力及模具分型面平度的影響 會(huì)導(dǎo)致動(dòng)模 定模注射時(shí)存在著一定的間隙 由于注射壓力及模具分型面平面 共 28 頁(yè) 第 20 頁(yè) 湖北課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說(shuō) 明 度較高 表面粗糙度較低時(shí) 塑件產(chǎn)生的飛邊也小 飛邊厚度一般度應(yīng)小于 0 02 0 1mm 2 成形零件的尺寸計(jì)算 一般情況下 影響成型零件及塑料公差的主要因素是模具制造公差 S 模 具磨損量 C以及塑件的收縮率S這三項(xiàng) 成型零件工作尺寸計(jì)算方法一般有兩種 一種是平均值法 即按平均收縮 率 平均制造公差和平均磨損量進(jìn)行計(jì)算 另一種是按極限收縮率 極限制造 公差和磨損量進(jìn)行計(jì)算 前一種計(jì)算方法簡(jiǎn)便 但不適用于精度塑件的模具設(shè) 計(jì) 后一種計(jì)算方法能保證所成型的塑件在規(guī)定的公差范圍內(nèi) 但計(jì)算比較復(fù) 雜 所以相比之下我選擇了前一種計(jì)算方法 本產(chǎn)品為 ABS 制品 屬于大批量生產(chǎn)的小型塑件 預(yù)定的收縮率的最 大值和最小值分別取 0 4 和 0 7 平均收縮率 為 0 55 此產(chǎn)品采用 4 級(jí)精 度 屬于一般精度制品 因此 凸凹模徑向尺寸 高度尺寸及深度尺寸的制造 與作用修正系數(shù) x 取值可在 0 5 0 75 的范圍之間 凸凹模各處工作尺寸的制 造公差 因一般機(jī)械加工的型腔和型芯的制造公差可達(dá)到 IT IT 級(jí) 綜合 參考 相關(guān)計(jì)算具體如下 型腔尺寸的計(jì)算 Lm 0 z 1 s LM1s 0 5 0 z 1 0 55 36 0 5 0 26 0 0 26 3 36 04 0 0 09mm Hm 0 z 1 s HMS 0 5 0 z 1 0 55 23 5 0 5 0 24 0 0 08 23 50 0 1 mm 型芯尺寸的計(jì)算 lm1 0 z 1 s lm1 0 5 0 z 1 0 55 34 5 0 5 0 25 0 0 25 3 34 5 0 0 083 共 28 頁(yè) 第 21 頁(yè) 湖北課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說(shuō) 明 Lm2 0 z 1 s Lms 0 5 0 z 1 0 55 33 0 5 0 25 0 0 25 3 33 24 0 0 083 hm1 0 z 1 s lm1s 0 5 0 z 1 0 55 22 0 5 0 22 0 0 22 3 22 23 0 0 07 hm2 0 z 1 s hms 0 5 0 z 1 0 55 20 0 5 0 21 0 0 21 3 20 22 0 0 07 共 28 頁(yè) 第 22 頁(yè) 湖北課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說(shuō) 明 第十章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是為了保證注射模準(zhǔn)確合模和開(kāi)模 在注射模中必須設(shè)置導(dǎo)向 機(jī)構(gòu) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用是導(dǎo)向 定位以及承受一定的側(cè)向壓力 我所采用是導(dǎo)柱導(dǎo)向 1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 模具導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)如圖8 1所示 圖中所示為導(dǎo)柱 導(dǎo)套結(jié)構(gòu) 適用于 精度要求高 生產(chǎn)批量大的模具 當(dāng)對(duì)于小批生產(chǎn)的簡(jiǎn)單模具 可不采用導(dǎo)套 直接與模體間隙配合 同時(shí)在設(shè)計(jì)導(dǎo)柱和導(dǎo)套時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn) 導(dǎo)柱應(yīng)合理的均布在模具分型面的四周 導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)有足 夠的距離 以保證模具的強(qiáng)度 導(dǎo)柱的長(zhǎng)度應(yīng)比型芯端面高出6 8mm 圖8 1 以免型芯進(jìn)入凹模時(shí) 與凹模相碰而損壞 導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨度和強(qiáng)度 常采用20 低碳鋼經(jīng)滲碳 0 5 0 8 mm 淬火48 55HRC 也可用T8A碳素工具鋼 經(jīng)淬火處理 為了使導(dǎo)柱能順利地入導(dǎo)套 導(dǎo)柱端部應(yīng)做成錐形或半球形 導(dǎo)套的 前端也應(yīng)倒角 導(dǎo)柱設(shè)在動(dòng)模一側(cè)可以保護(hù)型芯不受損傷 而設(shè)在定模一側(cè)則便于順 利脫模取出塑件 因此可根據(jù)需要而決定裝配方式 一般導(dǎo)柱滑動(dòng)的配合形式按H8 f7 導(dǎo)柱和導(dǎo)套固定部分配合按 H7 k6 導(dǎo)套外徑的配合按H7 k6 除了動(dòng)模 定模之間設(shè)導(dǎo)柱 導(dǎo)套外 一般還在動(dòng)模座板與推反之間 設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套 以保證推出機(jī)構(gòu)的下常運(yùn)動(dòng) 導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具大小而決定 可參考標(biāo)準(zhǔn)模架數(shù)據(jù)選取 圖8 1模具導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 共 28 頁(yè) 第 23 頁(yè) 湖北課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說(shuō) 明 第十一章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 一 塑件脫模機(jī)構(gòu) 在注射成型的每一循環(huán)中 都必須使塑件從模具型腔中或型芯上脫出 模 具中的這種脫出塑件的機(jī)構(gòu)稱(chēng)為脫模機(jī)構(gòu) 模具脫模方式按推出零件分 推桿 脫模 推管脫模 推件板脫模 推塊脫模 成型零件脫模和多元聯(lián)合式脫模六 種 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 采用推件板強(qiáng)制脫模結(jié)構(gòu) 推件板的厚度及推桿 直徑的計(jì)算如下 脫模力 F 脫 2 E tcos f tg 1 k1 119KN 推件板材料為 45 鋼 其厚度按強(qiáng)度計(jì)算 H 0 54 L Q EBL 1 3 0 54 85 119 103 210 103118 0 048 1 3 21 6 mm 取 H 22mm 推桿材料為 T8A 鋼 其直徑的計(jì)算為 d L Q nE 7 95mm 取 d 8mm 脫模機(jī)構(gòu)的形式如圖 9 1 所示 1 推板 2 脫模板 圖9 1 脫模板脫模結(jié)構(gòu)形式 共 28 頁(yè) 第 24 頁(yè) 湖北課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說(shuō) 明 二 澆注系統(tǒng)凝料的脫模機(jī)構(gòu) 澆注系統(tǒng)凝料的脫模 一般可用人工 機(jī)械手取出 但生產(chǎn)效率低 勞動(dòng)強(qiáng)度在 為適應(yīng)自化生產(chǎn)的需要 我將模具的澆注系統(tǒng)凝料的脫模方式自動(dòng)脫模 即利用 拉桿拉斷點(diǎn)澆口凝料 如圖9 2所示 圖9 2 a 為閉模狀態(tài) 圖 9 2 b 為 開(kāi)模狀 開(kāi)模時(shí) 首先從A A面分型 由于澆道拉料桿的作用 澆口凝料斷開(kāi) 后并留在定模一邊 待分開(kāi)一定距離后 限位釘帶動(dòng)流道推板沿B B分開(kāi) 并 將澆注系統(tǒng)凝料脫掉 繼續(xù)開(kāi)模時(shí) 型腔板受到限位拉桿的陰礙不能夠移動(dòng) 即實(shí)現(xiàn)C C分型 塑件隨芯移動(dòng)而脫離型腔板 最后推桿的作用下脫模板將塑 件脫離型芯即D D分開(kāi) 圖9 2 a 閉模狀態(tài) 共 28 頁(yè) 第 25 頁(yè) 湖北課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說(shuō) 明 圖9 2 b 開(kāi)模頂出狀態(tài) 共 28 頁(yè) 第 26 頁(yè) 湖北課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說(shuō) 明 第十二章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 一 注射模冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 1 冷卻水道應(yīng)盡量多 截面尺寸應(yīng)盡量大 型腔表面的溫度與冷卻水道的 數(shù)量 截面 尺寸及冷卻水的溫度有關(guān) 2 冷卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量相等 當(dāng)塑件壁厚均勻時(shí) 冷卻水 道到型腔表面最好距離相等 但是當(dāng)塑件不均勻時(shí) 厚的地方冷卻水道到型腔 表面的距離應(yīng)近一些 間距也可適當(dāng)小一些 一般水道孔邊至型腔表面的距離 應(yīng)大于 10mm 常用 12 15mm 3 澆口處加強(qiáng)冷卻 塑料熔體充填型腔時(shí) 澆口附近溫度最高 距澆 口越遠(yuǎn)溫度就越低 因此澆口附近應(yīng)加強(qiáng)冷卻 通常將冷卻水道的入口處設(shè)置 在澆口附近 使?jié)部诟浇哪＞咴谳^低溫度下冷卻 而遠(yuǎn)離澆口部分的模具在 經(jīng)過(guò)一定程度熱交換后的溫水作用下冷卻 4 冷卻水道出 入口溫差應(yīng)盡量小 如果冷卻水道較長(zhǎng) 則冷卻水出 入口的溫差就比較大 易使模溫不均勻 所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)引起注意 冷卻水道的總長(zhǎng)度的計(jì)算可公式 Lw Aw Lw 冷卻水道總長(zhǎng)度 Aw 熱傳導(dǎo)面積 Dw 冷卻 水道直徑 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)要求 冷卻水道長(zhǎng)度 5 冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置 聚乙烯的收縮率大 水道應(yīng) 盡量沿著收縮方向設(shè)置 冷卻水道的設(shè)計(jì)必須盡量避免接近塑件的熔接部位 以免產(chǎn)生熔接痕 降 低塑件強(qiáng)度 冷卻水道要易于加工清理一般水道孔徑為 10mm 左右 不小于 8mm 塑料模具的溫度調(diào)節(jié)能力不僅影響到塑件的質(zhì)量 而且也決定著生產(chǎn)效 率 模具溫度的調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的恰當(dāng)與否 直接關(guān)系到生產(chǎn)成本與經(jīng)濟(jì)效益 塑件在模具內(nèi)的冷卻時(shí)間是指塑料熔體從充滿型腔時(shí)起到可以開(kāi)模取出 塑件時(shí)止的這個(gè)時(shí)間段 冷卻時(shí)間由選材及塑件的壁厚決定 由經(jīng)驗(yàn)數(shù)值表 3 42 知 此塑件的冷卻時(shí)間為 2 9s 冷卻液為 20 的常溫水 二 冷卻水道的計(jì)算 每小時(shí)模內(nèi)釋放的熱量 Q G i 1 2x10 7 J h 冷卻水的體積流量 V Q 60C t1 t2 6 8x10 2 m3 min 由表 3 44 得冷卻水道直徑 d 10mm 冷卻水孔數(shù)的確定 水孔數(shù) n A dl 經(jīng)計(jì)算得冷卻水孔數(shù) n 4 共 28 頁(yè) 第 27 頁(yè) 湖北課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說(shuō) 明 第三部分 設(shè)計(jì)小結(jié) 通過(guò)這次系統(tǒng)的注射模的設(shè)計(jì) 我更進(jìn)一步的了解了注射模的結(jié)構(gòu)及各工 作零部件的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)要點(diǎn) 了解了注射模具設(shè)計(jì)的一般程序 進(jìn)行塑料產(chǎn)品的模具設(shè)計(jì)首先要對(duì)成型制品進(jìn)行分析 再考慮澆注系 統(tǒng) 型腔的分布 導(dǎo)向推出機(jī)構(gòu)等后續(xù)工作 通過(guò)制品的零件圖就可以了解制 品的設(shè)計(jì)要求 對(duì)形態(tài)復(fù)雜和精度要求較高的制品 有必要了解制品的使用目 的 外觀及裝配要求 以便從塑料品種的流動(dòng)性 收縮率 透明性和制品的機(jī) 械強(qiáng)度 尺寸公差 表面粗糙度 嵌件形式等各方面考慮注射成型工藝的可行 性和經(jīng)濟(jì)性 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求經(jīng)濟(jì)合理 認(rèn)真掌握各種注射模具的設(shè)計(jì)的 普遍的規(guī)律 可以縮短模具設(shè)計(jì)周期 提高模具設(shè)計(jì)的水平 第四部分 設(shè)計(jì)參考 參考資料 1 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè) 編寫(xiě)組編著 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2002 7 2 王鵬駒主編 塑料模具技術(shù)手冊(cè) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1997 6 3 葉久新 王群主編 塑料制品成型及模具設(shè)計(jì) 長(zhǎng)沙 湖南科學(xué)技術(shù)出版社 2004 7 4 李紹林主編 塑料 橡膠成型模具設(shè)計(jì)手冊(cè) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2000 9 5 甑瑞麟主編 模具制造工藝學(xué) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2005 1 共 28 頁(yè) 第 28 頁(yè) 第十一部分 設(shè)計(jì)總結(jié) 通過(guò)這次系統(tǒng)的注射模的設(shè)計(jì) 我進(jìn)一步了解了注射模的結(jié)構(gòu)及各工作零部件的設(shè)計(jì) 原則和設(shè)計(jì)要點(diǎn) 了解了注射具設(shè)計(jì)的一般程序 進(jìn)行塑料產(chǎn)品的模具設(shè)計(jì)首先要對(duì)成型制品進(jìn)行分析 再考慮澆注系統(tǒng) 型腔的分布 導(dǎo) 向推出機(jī)構(gòu)等后續(xù)工作 通過(guò)制品零件圖就可以了解制品的設(shè)計(jì)要求 對(duì)形態(tài)復(fù)雜和精度 要求較高的制品 有必要了解制品的使用目的 外觀及裝配要求 以便從塑料口種的流動(dòng) 性 收縮率 透明性和制品的機(jī)械強(qiáng)度 尺寸公差 表面粗糙度 嵌件形式等各方面考慮 注射成型工藝的可行性和經(jīng)濟(jì)性 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求經(jīng)濟(jì)合理 認(rèn)真掌握各種注射模具 的設(shè)計(jì)的普遍規(guī)律 可以縮短模具設(shè)計(jì)周期 提高模具設(shè)計(jì)的水平