遙控器殼體的塑料注塑模具設計含NX三維及15張CAD圖-獨家.zip
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遙控器殼體的塑料注塑模具設計
摘 要
本次畢業(yè)設計是為了讓我們能夠綜合運用在學校學習到的基本理論,并結合生產(chǎn)實習中學到的實踐知識,獨立的分析和解決工藝問題,具備設計一個中等復雜程度零件的工藝規(guī)程的能力和注塑模具設計的基本原理和方法,擬定模具設計方案,完成模具結構設計的能力,也能熟悉和運用有關手冊、圖表等技術資料及編寫技術文件等基本技能的一次實踐。該課題從產(chǎn)品結構工藝性,具體從模具結構出發(fā),對模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結構、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注射機的選擇及有關參數(shù)的校核,都有詳細的設計。通過整個設計過程表明該模具能夠達到該塑件所要求的加工工藝,也就是設計一副注塑模具來生產(chǎn)遙控器殼體塑件產(chǎn)品,以實現(xiàn)自動化提高產(chǎn)量。針對遙控器殼體具體結構,該模具是側澆口的單分型面注射模具。通過模具設計表明該模具能達到遙控器殼體的質量和加工工藝要求。
關鍵詞:模具;注塑模具;模具結構;遙控器殼體
目錄
摘 要 I
緒論 1
第1章 選擇與分析塑料原料 2
1.1選擇制件材料 2
1.2分析塑件材料性能 2
1.3結論 3
第2章 確定塑料成型方式及工藝過程 4
2.1塑件成型方式的選擇 4
2.2成型工藝規(guī)程 4
第3章 分析塑件結構工藝性 5
3.1塑件尺寸精度分析 5
3.2塑件表面質量分析 5
3.3塑件的結構工藝性分析 5
第4章 初步選擇注射成型設備 6
4.1依據(jù)最大注射量初選設備 6
4.2依據(jù)最大鎖模力初選設備 7
第5章 確定塑件成型工藝參數(shù) 9
第6章 分型面的確定與澆注系統(tǒng)的設計 10
6.1確定型腔數(shù)目及布置 10
6.2選擇分型面 10
6.3澆注系統(tǒng)的設計 11
6.4設計排氣和引氣系統(tǒng)設計 13
第7章 設計注射模具成型零件 14
7.1成型零件結構設計 14
7.2成型零件尺寸計算 15
7.3成型零件尺寸校核 15
7.4型腔側壁厚度和底板厚度計算 16
第8章 注射模具結構類型及模架的選用 17
8.1確定模架組合形式 17
8.2確定內模鑲塊尺寸 17
8.3確定模架主參數(shù) 17
8.4選擇模架類型 18
8.5檢驗所選模架 19
第9章 設計注射模具調溫系統(tǒng) 20
9.1冷卻水體積流量 20
9.2冷卻管道直徑的確定 20
9.3冷卻回路所需的總表面積 20
9.4冷卻回路的總長度 20
9.5冷卻系統(tǒng)結構 21
第10章 設計注射模推出機構 22
10.1推出力F計算 22
10.2確定推出機構方式 22
10.3斜頂側向抽芯距離及角度計算 22
10.4澆注系統(tǒng)凝料脫模 23
第11章 側向抽芯機構設計 24
11.1 抽芯力的計算 24
11.2抽芯距的確定 24
11.3 確定斜導柱傾斜角 24
11.4 確定斜導柱的尺寸 24
11.5 滑塊與導槽設計 25
第12章 模具工程圖繪制及材料選擇 26
12.1 模具總裝圖 26
第13章 結論 27
參 考 文 獻 28
致 謝 29
IV
緒論
在現(xiàn)代機械制造業(yè)中,模具工業(yè)已成為中國經(jīng)濟行業(yè)中一個非常重要的組成部分,許多新產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn),在很大程度上依靠模具制造技術,特別是在汽車、電子、軍事和航天等行業(yè)中尤顯十分重要。模具作為一種高附加值和技術密集型產(chǎn)品,可見其技術水平的高低已成為衡量一個國家制造水平的重要標志之一,因此,它關系到產(chǎn)品的質量和經(jīng)濟效益的提高,直接影響中國經(jīng)濟中的許多行業(yè)的發(fā)展,而塑料工業(yè)的發(fā)展依靠模具工業(yè)的發(fā)展。塑料成型的方法有許多種類,包括擠出成型、注塑成型、壓縮成型、快速成型和中空吹塑成型等等。
該課題塑件——遙控器殼體,采用的是熱塑性塑料ABS,根據(jù)塑料塑形要求因此要采用注射成型。在產(chǎn)品開發(fā)和降低成本的激烈競爭中,為了提高產(chǎn)品的附加價值,各生產(chǎn)商必須積極開發(fā)公司自己的最佳成型方式來提高產(chǎn)品的產(chǎn)量,力爭用個性化的技術來生產(chǎn)公司的產(chǎn)品,這些正是注塑成型技術和注射成型機進步的動力。因此,注射成型是低成本、大批量生產(chǎn)塑料制品的極好的加工方法,同時,也是開發(fā)高技術產(chǎn)品不可或缺的加工技術。
第1章 選擇與分析塑料原料
1.1選擇制件材料
遙控器殼體為工程類零件(二維如圖 1-1、三維如圖 1-2),需大批量生產(chǎn),通過查參考資料塑料成型工藝與模具設計表2-1。
圖 1-1 電器后蓋二維圖形 圖 1-2 電器后蓋三維圖形
ABS是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯3種單體的共聚物,無毒、無味,密度為1.02~1.05g/cm3,熱變形溫度都比聚苯乙烯、聚氯乙烯、尼龍等都高,尺寸穩(wěn)定性好,具有一定的化學穩(wěn)定性和良好的介電性能;價格便宜,原料易得,是目前產(chǎn)量最大、應用最廣的工程類素塑料之一。 因此最終選取材料品種為 ABS。
1.2分析塑件材料性能
(1) ABS 塑料易吸水,所以需要進行干燥處理;
(2) ABS 流動性中等,宜用高料溫、高模溫、高壓注射成型;
(3) 溢邊值 0.04mm,尺寸穩(wěn)定性好;
(4) ABS 塑件盡可能有大的脫模斜度;
我們將 ABS 的性能特點歸類可得表 1-1 內容:
表 1-1 原材料 ABS 分析
塑料品種
結構特點
使用溫度
化學穩(wěn)定性
性能特點
成型特點
ABS屬于熱塑性塑料
線型結構結晶型材料,呈微黃色或白色的不透明塑料
連續(xù)工作溫度為70℃左右,熱變形溫度為
93℃左右
高尺寸穩(wěn)定性好,具有一定的化學穩(wěn)定性和良好的介電性能;不透
明、耐氣候性差,在紫外線作用下易變脆發(fā)硬
尺寸穩(wěn)定性好,具有一定的化學穩(wěn)定性和良好的介電性能;耐熱性不高,不透明,耐氣候性差,在紫外線作用下易變硬發(fā)脆
吸濕性強,原料要干燥;流動性中等,宜用高料溫、高模溫、高壓注射成型;溢邊
值0.04mm;尺寸穩(wěn)定性好;塑件盡可能有大的脫模斜度
結論
① ABS塑料的耐熱性差,嚴格控制模具溫度,一般在40~60℃為宜,模具應用耐磨鋼,并淬火
② 在紫外線作用下易變硬變脆。
1.3結論
遙控器殼體制件為日常必需品,要求具有一定的強度、耐磨性能和抗腐蝕性,中等精度,外表面無瑕疵、美觀、性能可靠。采用 ABS 材料,產(chǎn)品的使用性能基本能滿足要求,但在成型時,要注意選擇合理的成型工藝,對原料充分干燥、采用較高的溫度和壓力。
第2章 確定塑料成型方式及工藝過程
2.1塑件成型方式的選擇
塑料成型的種類很多,包括各種模塑成型、層壓成型和壓延成型等。其中模塑成型種類較多,如注射成型、擠出成型、壓縮模塑、傳遞模塑等,根據(jù)遙控器殼體塑件選擇 ABS 工程塑料,屬于熱塑性塑料,制品需要大批量生產(chǎn)。所以圖 1.1 所示遙控器殼體塑件應選擇注射成型生產(chǎn)。
2.2成型工藝規(guī)程
一個完整的注射成型工藝過程包括成型前準備、注射過程及塑件的后處理三個過程。
1.成型前的準備
1) 對 ABS 原料進行外觀檢驗:對 ABS 原料進行含水量、外觀色澤、顆粒情
況、有無雜質并測試其熱穩(wěn)定性、流動性和收縮率等指標。ABS著色:粉狀或粒狀熱塑料的著色,可以用直接法實現(xiàn)。 ABS 是吸濕性強的塑料,成型前應進行充分的預熱干燥,使含水量降至 0.1%以下,干燥條件為:干燥 85℃ ~95℃,時間 4~5h。除去物料中過多的水分和揮發(fā)物,防止成型后塑件出現(xiàn)氣泡和銀絲等缺陷。
2) 為了使塑料制件容易從模具內脫出,模具型腔或模具型芯還需涂上脫模
劑,根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場實際條件選用硬脂酸鋅、液體石蠟或硅油等 。
2.注射過程一般包括:完整的注射成型過程包括加料、塑化、注射、保壓、冷卻和脫模等步驟。
3.塑件后處理
由于塑件壁厚較薄,精度要求不高,在夏季沒有進行后處理,冬季濕潮環(huán)境下有個別塑件發(fā)生翹曲變形,參考表 2-7、表 2-24 及相關模具設計資料,可采用以下退火處理工藝。
a. 熱水。將熱水加熱到80℃~100℃,將產(chǎn)品放入30~40min。
b. 烘箱。把產(chǎn)品放入紅外線烘箱里,把烘箱溫度調節(jié)到 70℃~90℃,時
間 15~20 分鐘。(通過查閱劉彥國主編的《塑料成型工藝與模具設計》中的表2-7 常用塑料的成型前處理和后處理的工藝條件)
第3章 分析塑件結構工藝性
3.1塑件尺寸精度分析
該塑件為一個電器后蓋,尺寸精度為一般精度,通過查閱劉彥國主編的《塑料成型工藝與模具設計》中的表2-8,得 ABS 一般精度等級為MT3。通過查閱劉彥國主編的《塑料成型工藝與模具設計》中的表 2-9,標注主要尺寸公差要求如下(單位均為mm)。
塑件外形尺寸6.070+0.48(MT5),21.230-0.82(MT6),?12.30-0.46(MT6),?25.60-0.70(MT6)
塑件內形尺寸15.170-0.58(MT5),65.40-1.48(MT6),120.270-2.20(MT6),?22.70+0.62(MT6)
塑件中心尺寸35.28±0.056(MT5),40.44±0.64(MT5),43.47±0.64(MT5)
3.2塑件表面質量分析
塑件的表面粗糙度查 GB/T14234—1993 可知,ABS 注射成型時,表面粗糙度的范圍Ra0.025~1.6μm之間。而該塑件表面粗糙度要求為一般精度,我們取Ra0.8,而塑件內部沒有較高的表面粗糙度要求。
3.3塑件的結構工藝性分析
1) 該塑件的外形為大致的長方形。壁厚較均勻,且符合最小壁厚要求。
2) 在塑件內壁中間圓臺有一處內凹結構。因此,塑件不能直接取出。需要
考慮斜頂出機構。另外下塑件的下側有不規(guī)則凹槽,需要考慮側向抽芯結構。
3) 脫模斜度。查表 2-11 可知,材料為 ABS 的塑件,其型腔脫模斜度一般為
35’ ~1°20’,型芯脫模斜度為 30’~40’,而該塑件為開口薄殼類零件,深度較高且小圓弧過度,包容面大,所以脫模不容易,因而需要考慮脫模斜度,所以脫模斜度設為2°。
4) 加強筋。該塑件結構復雜,自身結構具有加強筋作用,強度足夠。
5) 圓角。該塑件內、外表面連接處有圓角,有利于塑件的成型。
通過以上分析可見,該塑件結構屬于中等復雜程度,結構工藝性合理,不需對塑件的結構進行修改;塑件尺寸精度中等,對應的模具零件的尺寸加工容易保證。注射時在工藝參數(shù)控制得較好的情況下,塑件的成型要求可以得到保證。
第4章 初步選擇注射成型設備
初選注射機規(guī)格通常依據(jù)注射機允許的最大注射量、鎖模力及塑件外觀尺寸等因素確定。習慣上依據(jù)其中一個設計依據(jù),其余都作為校核依據(jù)(在后續(xù)章節(jié)中完成)。
4.1依據(jù)最大注射量初選設備
通常保證制品所需注射量小于或等于注射機允許的最大注射量的的 80%,否則就會造成制品的形狀不完整、內部組織疏松或制品強度下降等缺陷;而過小,注射機利用率偏低,浪費電能,而且塑料長時間處于高溫狀態(tài)可導致塑料分解和變質,因此,應注意注射機能處理的最小注射量,最小注射量通常應大于額定注射量的 20%。
4.1.1 計算塑件的體積
圖 4-1 塑件體積
V =281.3cm3
4.1.2 計算塑件的質量
計算塑件的質量是為了選擇注射機及確定模具型腔數(shù)。查參考資料塑料成型工藝與模具設計表 2.1 得 ABS 塑料密度р=1.05g/cm3,所以,塑件的質量為:
M =V·р=281.3X1.05 g/cm3=295.4g
根據(jù)塑件形狀及尺寸:外形為矩形,最大長度為120mm、高度為23.1mm,尺寸中等;同時對塑件原材料的分析得知 ABS 流動性較好。所以遙控器殼體成型我們采用一模二件的模具結構。
塑件成型每次需要注射量(含凝料的質量,初步估算為11g)為305.4g。
4.1.3 計算每次注射進入模具塑料總體積(總質量)
V=Mp=305.41.05=290.9cm3
注射量小于等于注射機允許的最大注射量的80% :
V=V80%=290.90.8=363.6cm3
因此,所選的注塑機的最大注射量需要大于等于363.6cm 3,通過網(wǎng)上查閱國家常用注射機的規(guī)格型號,可得常用國產(chǎn)注射機型號及技術參數(shù),初選XS-ZY-250A型號的螺桿式注射機,滿足注射機小于或等于注射機允許的最大注射量的80%,注射機的主要參數(shù)如表4-1所示。
表 4-1 注射機主要參數(shù)
理論注射量/cm3
450
模板最大行程/mm
500
螺桿直徑/mm
50
最大模具厚度/mm
350
注射壓力/Mpa
130
最小模具厚度/mm
200
注射行程/mm
160
模板尺寸/mm
598x520
注射時間/s
1.7
拉桿間距/mm
295x373
塑化能力(g/s)
噴嘴球半徑/mm
SR18
鎖模/KN
1650
噴嘴口直徑/mm
Ф4
注射方式
螺桿式
定位孔直徑/mm
Ф125
4.2依據(jù)最大鎖模力初選設備
當熔體充滿模腔時,注射壓力在模腔內所產(chǎn)生的作用力會使模具沿分型面脹開,為此,注射機的鎖模力必須大于模腔內熔體對動模的作用力,以避免發(fā)生溢料和漲模現(xiàn)象。
根據(jù)成型所需鎖模力初選所需注射機規(guī)格。
1.單個塑件在分型面上投影面積A1
A1≈120mm×71mm =8520mm2
2.成型時熔體塑料在分型面上投影面積A
由于ABS流動性較好。所以電器后蓋塑件成型我們采用一模二件的模具結構,所以
A=2A1+A凝=2x8520+700mm2=17740mm2
3.成型時熔體塑料對動模的作用力F
F =AP =177400x34.2=606708N =607KN
式中 p——塑料熔體對型腔的平均成型壓力,查參考資料塑料模具成型
工藝與模具設計表 2-21 可知成型 ABS 塑件型腔所需的平均成型壓力p=34.2
MPa。
4. 根據(jù)合模力必須大于等于模腔內熔體對動模的作用力的原則,通過網(wǎng)上查閱國產(chǎn)注射機型號及技術參數(shù),得XS-ZY-500型號的螺桿式注射機的合模力為18000KN,滿足要求。主參數(shù)如表 4.1 所示。
第5章 確定塑件成型工藝參數(shù)
采用螺桿式塑料注射機,螺桿轉速為 13~304 r/min。材料預干燥 0.5h 以上。 具體參數(shù)查劉彥國主編的《塑料成型工藝與模具設計》表 2-24 得出。
該制件的注射成型工藝卡片見表 5-1。
表 5-1 電器后蓋注射成型工藝卡片
(廠名)
塑料注射成型工藝卡片
資料編號
車間
共 頁
第 頁
零件名稱
遙控器殼體
材料牌號
ABS
設備型號
XS-ZY-500
裝配圖號
材料定額
每模件數(shù)
2件
零件圖號
單件質量
29.54g
工裝號
材料干燥
設備
空氣干燥箱
溫度
85~95
時間(h)
4~5
料筒溫度
(℃)
料筒一區(qū)
150~170
料筒二區(qū)
180~190
料筒三區(qū)
200~210
噴嘴
180~190
模具溫度(℃)
50~70
時間
注射(s)
2~5
保壓(s)
5~10
冷卻(s)
5~15
壓力(MPa)
注射壓力
60~100
保壓壓力
40~60
背壓
2~4
后處理
溫度(℃)
紅外線烘箱70
時間定額
輔助(min)
0.5
時間(h)
0.5~1
單件(min)
1~2
檢驗
編制
校對
審核
組長
編制
校對
審核
第6章 分型面的確定與澆注系統(tǒng)的設計
6.1確定型腔數(shù)目及布置
初選螺桿式注射機選擇XS-ZY-250A型號,注射機主要技術參數(shù)如表4-1。
1.按注射機的最大注射量確定型腔數(shù)n1
n1≤kmmax-mjmi=1.3
式中 k—最大注射量的利用系數(shù),一般取0.8;
mmax—注射機的最大注射量, cm3 ;
mj—澆注系統(tǒng)及飛邊體積或質量,cm3 ;
mi—單個塑件的體積或質量,cm3 。
1.按注射機的最大注射量確定型腔數(shù)n1
n2≤Fo/p-AjA=5.6
式中 F0—注射機的額定鎖模力;
p—塑料熔體對型腔的平均成型壓力,p=34.2 MPa;
A—單個塑件在模具分型面上的投影面積,cm3 ;
Aj—澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積,cm3
因此,算出來型腔數(shù)為 1-5 個,考慮到注射機的大小跟加工難度。我們選擇一模二腔。
6.2選擇分型面
該塑料外形要求美觀,無明顯的斑點和熔接痕,表面質量要求較高。在選擇分型面時,根據(jù)分型面的選擇原則,考慮不影響塑件的外觀質量以及成型后能順利取出塑件,設計了一種方案:
(1) 選塑件大端 A-A 端底平面作為分型面,如圖 6-1 所示;
圖6-1 分型面
6.3澆注系統(tǒng)的設計
(1) 主流道設計
XS-ZY-250A 型注塑機噴嘴的有關尺寸查表 4-1 可知,噴嘴球半徑 R=18mm,噴嘴孔直徑 d=4mm。根據(jù)模具主流道與噴嘴的關系R=r+(1~2),D=d+(0.5~1)。取主流道球面半徑 R=14mm ;主流道的小端直徑 Do=4.5mm。為了便于將凝料從主流道中拔出,將主流道設計成圓錐形,其錐角為α=4°,表面粗糙度Ra=0.4μm,拋光時沿軸向進行,以便于澆注系統(tǒng)凝料從其中順利拔出。同時為了使熔料順利進入分流道,在主流道出料端設計 r=3mm 的圓弧過渡。
(2) 分流道的設計
分流道的形狀及尺寸與塑件的體積、壁厚、形狀的復雜程度、注射速率等因素有關。該塑件原料選用 ABS,形狀比較復雜,壁厚較薄且壁厚均勻,結合塑件的結構,采用側澆口的進料方式。從壓力損失考慮,采用截面形狀為圓形的分流道。查表 3-2,按截面積相等折算:s=17740mm2,所以分流道半徑取 R=5mm,分流道長度取決于澆口位置,末端延伸一部分起冷料穴作用。
(3) 澆口設計
1) 澆口形式的選擇
由于該塑件外觀質量要求較高,澆口的位置和大小應以盡量不影響塑件的外觀質量為前提。同時,也應盡量使模具結構更簡單。根據(jù)對該塑件結構的分析及已確定的分型面的位置,可選擇的澆口形式有幾種方案,其分析見表 6-1。
表 6-1 澆口形式選擇
類型
特征分析
潛伏式澆口
它從分流道處直接以隧道式澆口進入型腔。澆口位置在塑件內表面,不影響其外觀質量。但采用這種澆口形式會增加模具結構的復雜程度
輪輻式澆口
中心澆口的一種變異形式。采用幾股料進入型腔,易產(chǎn)生熔接痕,縮短流程,去除澆口時較方便,但有澆口痕跡。模具結構較潛伏式澆口的模具結構簡單
側澆口
澆口流程短、截面小、去除容易,模具結構緊湊,加工維修方便,能方便地調整充模時剪切速率和澆口的凍結時間,使?jié)部谛拚湍先コ奖?,適用于各種形狀的塑件
綜合對塑料成型性能、澆口和模具結構的分析比較,確定成型該塑件的模具采用側澆口的形式。
2) 進料位置的確定
根據(jù)塑件外觀質量的要求以及型腔的安放方式,進料位置設計在靠近塑件分型面處
3) 澆口尺寸的確定
通過查閱劉彥國主編的《塑料成型工藝與模具設計》中的查表 3-3 可知側澆口尺寸要求,依次設計澆口尺寸。
(4) 冷料穴設計
冷料穴有 Z 形、球頭形、菌頭形和倒錐形等,其中 Z 形拉料桿的冷料穴應用較普遍,其拉料桿固定在推桿固定板上,尺寸如圖6-3所示。
圖6-3 Z形冷料穴設計
(5) 流動比的校核
查表2-25得遙控器殼體塑件成型注射壓力 60~100Mpa,通過查閱網(wǎng)絡資料百度文庫《ABS塑料簡介》中ABS價格方法,可知ABS極限流動比為190。鏈接:https://wenku.baidu.com/view/d40e924be45c3b3567ec8b67.html
流動比超過允許值Ф值時會出現(xiàn)充型不足,流動比 K 按下式計算:
Κ=i=1nLiti=100.56.5+7010+168+9.763≈27.712
查表 3-5 可以看出一般極限流動比Φ值遠大于 27.712,因此塑料的極限流動比滿足成型要求。
6.4設計排氣和引氣系統(tǒng)設計
由于該塑件整體較薄,排氣量較小。同時,采用側口模具結構,屬于中型模具,可利用分型面間隙排氣。還可以利用推桿、活動型芯與模板的配合間隙進行排氣,其配合間隙不能超過 0. 04 mm ,一般為0.03~0.04 mm。
該塑件雖然屬于薄殼類塑件,而且型腔與頂桿之間也有間隙進行引氣,在開模及脫模過程中不會形成真空負壓現(xiàn)象。因此不需要設計引氣系統(tǒng)。
第7章 設計注射模具成型零件
7.1成型零件結構設計
(1) 型腔的結構
根據(jù)塑件的外形結構,塑件有一定的復雜性,經(jīng)過分析,選擇整體嵌入式型腔模仁,如圖7-1。
圖7-1 型腔結構
(2) 型芯的結構
型芯是成型塑件內表面的凸狀零件,有整體式和組合式兩類。通過對本塑件的分析,加工的復雜程度,結構的牢固程度等,選擇整體嵌入式型芯模仁,如圖7-2。
圖7-2 型芯結構
7.2成型零件尺寸計算
磨損規(guī)律
零件名稱
塑件尺寸公差
計算公式
工作尺寸
磨損增大(型腔)
徑向尺寸
120.270-2.20(MT6)
LM+δz0=[1+SLs-34?]+δz0
119.280+0.55
65.40-1.48(MT6)
64.650+0.37
深度尺寸
21.230-0.82(MT6)
HM+δz0=[1+SHs-23?]+δz0
20.80+0.21
磨損減?。ㄐ托荆?
徑向尺寸
186.270+1.92(MT6)
lM0-δz=[1+Sls+34?]0-δz
188.730-0.48
61.40+1.30(MT6)
62.710-0.325
?22.70+0.62(MT6)
?23.290-0.21
?3.660+0.32(MT6)
?3.920-0.11
深度尺寸
15.170+0.58(MT5)
hM0-δz=[1+Shs+23?]0-δz
15.640-0.19
6.070+0.48(MT5)
6.420-0.16
磨損不變
中心距等
40.44±0.32(MT5)
?Μ=1+S?s±12δL
40.66±0.11
35.28±0.28(MT5)
35.47±0.10
49.28±0.32(MT5)
49.55±0.11
7.3成型零件尺寸校核
對成型尺寸校核:
徑向尺寸:Smax-SminLs或ls+δz+δc
119.280+0.55 :0.7-0.4%×119.28+0.554+0.556=0.59>0.55 (不滿足)
?23.290-0.21 : 0.7-0.4%×23.29+0.214+0.216=0.16<0.21 (滿足)
深度尺寸:Smax-SminHs或hs+δz
20.80+0.14 : 0.7-0.4%×20.8+0.144=0.09<0.14 (滿足)
15.640-0.10 : 0.7-0.4%×15.64+0.104=0.07<0.10 (滿足)
中心距尺寸:Smax-SminCs+δz
40.66±0.11 : 0.7-0.4%×40.66+0.224=0.18<0.22 (滿足)
35.47±0.10 : 0.7-0.4%×35.47+0.204=0.16<0.20 (滿足)
收縮波動在0.3%時,塑件119.280+0.55尺寸校核時發(fā)現(xiàn)塑件部分成型尺寸公差大于塑件所允許尺寸公差,將該尺寸模具加工精度δz按IT7級標注,即δz=0.035,則
0.3%×119.28+0.035+0.556=0.48<0.55 (滿足)
因此,為保證塑件精度,生產(chǎn)中應嚴格控制塑件的加工精度在IT7之內。在下達生產(chǎn)任務及編寫技術文件時必須注明。
7.4型腔側壁厚度和底板厚度計算
(1) 型腔模仁側壁厚度及底板厚度的確定
1) 因為這通過查閱劉彥國主編的《塑料成型工藝與模具設計》中的查表 3-17 可知型腔側壁厚度為 25mm,從整體模具結構角度考慮,因為這是一模二件,故取型腔的外形尺寸為 205mmx180mm。
2) 型腔模仁底部厚度通過查表 3-25。得型腔模仁厚度取 50mm。
(2) 型芯模仁側壁厚度及底板厚度的確定
1) 通過分析其結構,其壁厚為 27mm,取型腔的外形尺寸為 205x180mm, 模仁底部厚度通過查表 3-17,得厚度為 46.5mm。
第8章 注射模具結構類型及模架的選用
8.1確定模架組合形式
根據(jù)前面項目分析,電器后蓋塑件為薄殼類塑件,一模兩腔,采用潛伏式澆口,因此可以選用直澆口基本型模架,采用鑲件型芯,螺釘固定,查表 3-22基本型模架的組成,可知直澆口基本型C模架可以滿足要求。
圖8-2 分流道及澆口位置
8.2確定內模鑲塊尺寸
該塑件型腔布置如圖 8-2,一模兩腔上下分布,型腔在分型面上長度 L=116mm(按一模兩腔所在區(qū)域)。根據(jù)經(jīng)驗:當塑件尺寸 100~150mm 時,內模鑲塊側壁厚取 25mm 左右。則內模鑲塊長度為 205mm,內模鑲塊寬度為 180mm。
8.3確定模架主參數(shù)
塑件在分型面上的投影面約2520mm2,查表 3-25,模板的壁厚 A=40~45mm。結合模仁長、寬值可以確定模具長度可取 200~300mm,模具寬度可取 250~350mm。查表 GB/T12555-2006 標準模板的尺寸,將計算出的數(shù)據(jù)向標準尺寸“靠攏”修整。初步確定模板周界尺寸為 290mmX350mm,如圖 8-3 所示。
同樣,根據(jù)塑件在分型面的投影面約 2520mm2,查表 3-25,型腔底板厚
度 B=20~24mm,E=20~24mm,則定模鑲塊厚度取 60mm,定模板厚度應在 80~84。 Y=25~30,C=30~40,則動模鑲塊厚度取46.5mm,動模座板厚度為 71.5~76.5。
圖8-3 模板尺寸
8.4選擇模架類型
根據(jù)已確定下來的模具周邊尺寸,配合模板所需厚度查 GB/T12555-2006 標準模板規(guī)格:定模板、動模板、墊塊厚度分別取 80mm、70mm、90mm,所以所選保證模架規(guī)格為:
模架C-2940-80X70X90 GB/T12555-2006
模架具體尺寸如圖 8-4 所示,模具外形尺寸為長 L=350mm、寬 B=290mm、高 H=290.5mm。
圖8-4模架具體尺寸
8.5檢驗所選模架
根據(jù)前面分析,成型電器后蓋制件初選XS-ZY-250A型號的螺桿式機,設備主要技術參數(shù)見表4-1。校核所選模架與注塑機之間的關系,見表8-8。
表8-8
設備參數(shù)
模架規(guī)格
校核結論
最大開合模行程
(mm)
500
取件所需空間
(mm)
40
適合
最大模厚(mm)
350
模具閉合高度
(mm)
290.5
適合
最小模厚(mm)
200
結論:選用標準模板規(guī)格:模架C-2940-80X70X90 GB/T12555-2006
第9章 設計注射模具調溫系統(tǒng)
9.1冷卻水體積流量
查表3-27成型ABS塑料的模具平均工作溫度為60℃,用常溫20℃的水作為模具冷卻介質,若出口溫度為25℃,則每次注射質量為0.055kg,注射周期為60s。
查表3-28,取ABS注射成型固化時單位質量放出熱量,則
V=nm?h60ρCp(t1-t2)=60×0.08453×3.5×10560×1000×4187×(25-20)=1.413×10-3m3/min
9.2冷卻管道直徑的確定
根據(jù)冷卻水體積流量V查表3-29可初步確定冷卻管道直徑為Φ8mm,冷卻水速度v=1.66mm/s。
冷卻水孔的直徑也可根據(jù)制件的平均壁厚來確定。平均壁厚為2mm時水孔
直徑可取8~10mm,二者結論一致。
9.3冷卻回路所需的總表面積
與冷卻水溫度有關的物理系數(shù)Φ=7.5(查表 3-3),冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯?
表面熱傳系數(shù)α:α=?(ρv)0.8d0.2=7.5×(1000×1.66)0.80.0080.2=7422.2
查表 3-27 成型 ABS 塑料時模具溫度應在 40℃~80℃,因此,模具成型表面的平均溫度按40℃計算。則冷卻回路所需總表面積:
A=nm?h3600α(tm-tw)=60×0.08453×3.5×1053600×7422.2×(40-22.5)=17.7×10-4m2
9.4冷卻回路的總長度
冷卻回路總長度可用下式計算:
L=Aπd=17.7×10-43.14×0.008=0.07m
計算結果可以看出,由于生產(chǎn)塑件所需冷卻水體積流量很小,對應冷卻管道長度也很短。在設計時可以不考慮冷卻系統(tǒng)設計。但生產(chǎn)任務為大批量,為了降低冷卻時間,縮短生產(chǎn)周期,提高生產(chǎn)率,可以在模板上設計幾條冷卻水管,以便在生產(chǎn)中靈活調整和控制。
9.5冷卻系統(tǒng)結構
遙控器殼體注射成型模具的冷卻分為兩部分,一部分是型腔的冷卻,另部分是型芯的冷卻。
型腔冷卻水道結構。型腔的冷卻是由定模板(中間板)上的環(huán)繞型Φ8mm 的冷卻水道完成的,如圖9-6所示。
圖9-6 型腔冷卻水路
型芯冷卻水道結構。型芯的冷卻如圖9-7所示,因為塑件的高度不高,所以不需要把冷卻水道設置在型芯內部。冷卻水道同樣是Φ8 的環(huán)繞型冷卻水道。
圖9-7 型芯冷卻水路
第10章 設計注射模推出機構
10.1推出力F計算
推出力F計算
F=pAμcosα-sinα=1×107×22×103mm2×0.25cos2-sin2=4.8×1010(N)
上述計算按塑件對型芯全包容計算,包緊力大。對推出元件強度要求較高,設計推出機構時需滿足結構要求與包緊力要求。
10.2確定推出機構方式
推出機構類型的選擇。選用斜頂大面積大力頂出和部分的頂桿輔助頂出的推出機構,如圖 10-4 所示。這種推出機構作用面積大,推出力大而均勻,運動平穩(wěn),所以這種推出機構適用于薄殼型塑件及內表面不允許留有推出痕跡的塑件。
推桿選用直徑為?4mm和?6mm的標準直通式推桿,工作端面為圓形,尾部采用臺階固定。在推桿固定板上的孔應為?5mm和?7mm;推桿臺階部分的直徑為?8mm和?12mm,則推桿固定板上的臺階孔為?9mm和?13mm;有兩個推桿位于曲面,所以需要在推桿固定板上特殊加工,防止推桿轉動。
圖10-4 遙控器殼體推出機構圖
斜頂 2-?4頂桿 3-?6頂桿
10.3斜頂側向抽芯距離及角度計算
斜頂設計如下:
1) 斜頂斷面通常為長方形,長寬一般6-20mm。
2) 斜頂角度α與抽芯距離 S 和推出距離 H 有關 tanα=H/S,角度越小
摩擦阻力越小,斜頂滑動越順暢,一般小于 12°。tanα=2/20,α=6°。
3) 一般斜頂工作端的正面背面?zhèn)让?,垂直定位常?8-12mm,水平定位
2-5mm。
4) 斜頂在抽芯時回平移為了避免干涉后側要留足夠的空間(大于抽芯
距) b=8mm,遠遠大于抽芯距。
圖10-5 斜頂結構圖
10.4澆注系統(tǒng)凝料脫模
該模具結構為一模兩件、潛伏澆口進料,為了將凝料系統(tǒng)拉向動模一側,設置如圖 10-4 所示 Z 字形拉料桿。其拉料桿固定在推桿固定板上,開模時隨著動模后移,將凝料系統(tǒng)拉向動模一側,脫模時在斜頂加頂桿推出塑件的同時將凝料頂離動模表面而脫模。
圖10-4 拉料桿
第11章 側向抽芯機構設計
11.1 抽芯力的計算
由于遙控器殼體側壁凹槽僅在外形,所以無需從塑件壁中拔出,可知其抽芯力很小。因此,只要斜導柱強度足夠,抽芯力及斜導柱無需計算,如圖11-1。
圖11-1 側抽芯結構
11.2抽芯距的確定
側向抽芯距一般比塑件側凹、側孔的深度或側向凸臺的高度大2~3mm,即
S=S,+2~3=3+2~3=5~6mm
11.3 確定斜導柱傾斜角
傾斜角α一般不得大于25°,一般取α=12°~22°,則選取α=13°。因此,鎖緊塊α,=α+(2°~3°),則α,=13°+(2°~3°)=15°~16°,所以,
α,=15°
11.4 確定斜導柱的尺寸
由于遙控器殼體所需的側抽力過小,采用經(jīng)驗估值,取斜導柱的直徑d=?8mm。 斜導柱的長度根據(jù)抽芯距、固定端模板的厚度、斜銷直徑及斜角大小確定,所以,
LZ=L1+L2+L3+L4+L5=82mm
11.5 滑塊與導槽設計
1) 滑塊與側型芯的連接方式設計。側向抽芯機構主要是用于成型零件的側向
孔和側向凹凸槽,由于側向孔和側向凹凸槽的尺寸較小,考慮到型芯強度和裝配問題,采用整體結構。其結構如圖11-1.
2) 滑塊的導滑方式。為使模具結構緊湊,降低模具裝配復雜程度,采用整體
式滑塊和整體導向槽,其結構如圖11-1。為了提高滑塊的導向精度,裝配時可對導向槽或滑塊采用配磨、配研的裝配方式。
3) 滑塊的尺寸?;瑝K的高度主要由制品決定,因此滑塊高度為40mm。
33
第12章 模具工程圖繪制及材料選擇
12.1 模具總裝圖
圖12-1 總裝圖
在注射機合模后,注射機的噴嘴與澆口套進行緊密接觸,之后,澆注系統(tǒng)開始運行,熔體注入模具內部,在冷卻水路和排氣孔的作用下,熔體在模具內部快速凝固。
在凝固幾秒后,注射機開帶動模具分離。在分離過程中,滑塊在斜導柱與滑塊內部的彈簧作用下,與型腔開始分離。之后,推出機構開始運行,螺桿推動推板,使頂桿和斜頂桿向前移動,讓塑件從型芯上脫離。在塑件完全脫離型芯后,螺桿開始往回縮,推桿固定板在復位桿與復位彈簧的作用下,開始回復到初始狀態(tài)。
在一切完成后,注射機開始合模。在合模過程中,滑塊在斜導柱與楔緊塊的作用下與型腔進行緊密配合。
第13章 結論
大學四年的學習即將結束,畢業(yè)設計是其中最后一個實踐環(huán)節(jié),是對以前所學的知識及所掌握的技能的一次綜合運用和檢驗,因而畢業(yè)設計勢必有別與以往的課程設計,課題難度的加深,繪圖的標準化,獨立性的加強等等都給我在設計過程中增加了極大的挑戰(zhàn)。
記得在剛拿剛拿到設計課題時有些茫然,經(jīng)過了一個假期對所學知識已經(jīng)淡忘了,以至于拿到課題時手足無措。經(jīng)過指導老師對課題的分析,對整個方案的簡單提示我們大體了解了課題內容。
在設計期間,我們通過到圖書館、上網(wǎng)等方式查閱資料充實設計內容。為了我們能更好的理解這次設計課題,徐老師每周抽取寶貴時間來和我們見面,并給給我們提供了許多的寶貴意見和建議,讓我感受到了徐老師對學生那種誨人不倦的精神,在他的指導下,使我們少走許多彎路,在此請允許我向你致崇高的敬意,感謝你,徐老師。通過這次畢業(yè)設計暴露了自己的許多缺點和不足,希望在以后工作學習中不斷加強。
通過設計,自己的專業(yè)知識和獨立做事的能力還有許多問題,在設計的過程中遇到了許多問題,才發(fā)現(xiàn)自己所學的還遠遠不夠。
參 考 文 獻
[1] 劉彥國.《塑料成型工藝與模具設計》.北京:人民郵電出版社,2011.12
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[4] 齊衛(wèi)東.《注塑模具圖集》.北京:北京理工大學出版社,2007.2
[5] 鄧明.《實用模具設計簡明手冊》.北京:機械工業(yè)出版社,2006.1
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[7] 黃曉燕.《簡明塑料成型工藝與模具設計手冊》.上海:上??茖W技術出版社,2006.1
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[11] 《塑料模設計手冊》編寫組.塑料模設計手冊.北京:機械工業(yè)出版社, 2001
致 謝
在畢業(yè)設計過程中,得到了XX老師和XX老師的悉心指導,在此表示忠心的感謝!還要感謝同班其他同學的幫助,這次的畢業(yè)設計才能順利完成。我愿借此機會向指導老師及所有關心我的老師和同學表示忠心的感謝!
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