注塑模具畢業(yè)設計-外殼注塑模具設計【含CAD圖紙全套】

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制造光碟的注射模定義了一個可打開的模具型腔和帶有信息的圓盤，該圓盤通過模具型腔中的真空在光碟上形成壓痕，這樣在必要時為了使嵌塊易于拆除和更換。該發(fā)明涉及的注塑模具，包括至少兩個模具零件,這兩個模具零件在封閉的空間內(nèi)可相互移動，在內(nèi)部形成一個空型腔。該型腔連通了一個壓力管道，用該壓力管道來給型腔中的高溫塑料加壓，在高壓下把塑料加熱。并且在該型腔的一個可打開的位置取出某形狀的產(chǎn)品，這個打開的位置在正對著至少一個用來固定嵌塊的空腔壁面上，通過保障方法在事先選定的位置上夾住嵌塊。這樣的注塑模具是眾所周知的。例如鑄模制造光碟的模具。這種光盤是帶中心孔的圓盤，上面以數(shù)字形式記錄音頻信息。音頻信息在光盤的平面上以螺旋形的凹陷軌道被排列，光碟上的壓痕與其他模具空腔的圓盤狀嵌塊的形狀是互補的。制造圓盤必須滿足高要求，即產(chǎn)品必須符合嚴格的尺寸精度的規(guī)范。帶有互補信息的圓盤要制造成嵌塊的形式，需要非常準確的定位和正對模具壁。在模具打開的時候，例如，取出一個光碟時，鎳制嵌塊也仍然保持正確的定位。在整個停滯期間內(nèi)有一個嵌塊準確和永久正確定位的方法，例如用于制造1000個單位的產(chǎn)品，一方面采取抓緊圓盤中央洞的圓邊的方法；另一方面在圓盤周圍抓緊圓盤，但是，它必須保證替換嵌塊不會損失過大，一方面是考慮縮短停滯時間，另一方面防止它轉(zhuǎn)形成另外一種類型的圓盤，換句話說，將改變一系列產(chǎn)品。塑料模具通常是昂貴的。但是，使用帶有采用特殊正確手段來安置并且在預先選定的位置固定的嵌塊的模具更昂貴。此外，嵌塊容易替換的力有助于進一步提高模具的價格。這項發(fā)明已經(jīng)為它的產(chǎn)品提供了注塑模具，這樣的模具可用于制造大量簡單且便宜的產(chǎn)品，然而仍保持準確的尺寸和穩(wěn)定的形狀。為了了解這一產(chǎn)品，該發(fā)明提出了一種類型注塑模具，序言中所提到的是采用連接一個低壓液體源來定位，部分是由于低壓或每個嵌塊正對相關的壁作為保障手段制造而成的。制造塑料薄片如圓盤形的或上面描述的光碟時，這種模具可以顯示嵌塊被安排正對平壁的特征，該壁顯示至少有一個凹槽連接了負壓源。該凹槽可以做成如環(huán)型槽的形式。在這種情況下，最好是每個凹槽可以延伸到壁的圓周區(qū)域內(nèi)，并且圍繞中心孔的區(qū)域也可能存在。在一個實際設備中制造出來的薄片模型有中央洞，同時通過機械手段能夾住薄片。當模具打開時，為了澆口的釋放容易完成，推薦的方法是壓力管道中的變體通過分開部分的模具出現(xiàn)在結(jié)構腔中。就具體的物體來說，是可取的，甚至是對帶中央洞的物體是非常重要的。為了這個目的采用的后處理是眾所周知的。然而，為了從形狀物件沖壓中心孔使用了最好的沖壓手段制造，這樣經(jīng)過后處理去掉殘留應力。可以特別地制造使變體顯示它的特點，沖壓手段包括一個圓柱零件的組成部分是一個模具的部分零件，上述的圓柱零件前面有一個圓周邊緣的結(jié)構適應從一個物體中被打出一個洞的形狀，正在軸心的零件移開，并且附著另一半的模具，而且調(diào)整的意味著來調(diào)整前周緣圓柱輕拍的形成和表面的位于它對面其他部分模具之間的距離。在這種情況下，整手段才能加以管制，當使用不同塑料時，以確保不同形狀的物體的最好的質(zhì)量，而這種方式也有可能實現(xiàn)這一目標，所以可以制成冷注射和熱注射。特別是著眼于確定沖壓手段中最佳的一擊的可能性，有一種可成型的變體，其中調(diào)整手段可以從外面操作。可以是執(zhí)行在注射過程中運轉(zhuǎn)，在注射成型中逐漸進展，例如從一個最高的位置距預先選定的位置的最小距離，例如O的距離，可以用具體設備造，在注射成型期間，該具體設備進行往復運動，加熱，成型，最后取出產(chǎn)品。傾向于一種設備，它顯示了型腔壁在壓力管口的對面顯出一個與該型腔會和的中央凹槽的特點，該凹槽的底部的形成是通過一個排出器的底表面，該排出器排出了從沖壓中心孔中脫離的一部分東西，由通道通向廢料區(qū)。進一步的發(fā)明已經(jīng)在此類型注射模之前為它的注塑產(chǎn)品描述過了。這樣一個產(chǎn)品的特點是在模具打開時驅(qū)動負壓源，進行加工。這項發(fā)明將在所附的幾個主觀選擇的實例的基礎上解釋，該發(fā)明不能全部解釋，不管怎樣是被限制的。在圖中：圖中1-5顯示根據(jù)發(fā)明在一個生產(chǎn)周期的不同階段是通過注塑模具縱切；圖中6顯示詳細的解釋了帶有機械和負壓手段的插入盤的穩(wěn)定性；圖中7根據(jù)圖6顯示了VII的細節(jié)；圖中8顯示了一個視角相當于圖6中的變體，其中插入盤由負壓單獨地夾住變體；當根據(jù)圖8時，圖中9顯示一個變體；圖中10顯示注塑模具的凹槽的細節(jié)，凹槽與吸的方法連接，用多孔材料充滿；圖中11和12顯示兩個注射模具的脫離模，其中包括外加工的沖壓調(diào)節(jié)手段和加工手段。根據(jù)發(fā)明圖中1顯示了注塑模具1，這包括前端模2和后模具3 。緊靠前表面4鎳盤5可以放在一個提供的中心孔6中，盤5可以通過一個閥座壓板7固定在前表面4。為此，閥座壓板7穩(wěn)固地與后模具3連接，用螺栓8和螺紋襯套9 。凸緣10，在圖7中可以更加清楚地看到它的形狀，抓緊中心孔6的邊緣。通過操作螺紋襯套9，通過一個齒輪聯(lián)軸器定一個直角，閥座壓板7朝箭頭13的方向可移動到相應模具3的型腔14，確保鎳盤5緊靠前表面4。模具1習慣用來制造光碟。針對圖中的左側(cè)是鎳盤5，為了制造光碟在表面上載有數(shù)字信息。制造成厚度0.300mm與寬度0.025mm。根據(jù)一個具體光盤的厚度，改變環(huán)16使圓盤的總厚度可以與腔14的肩部17的厚度持平。鎳盤5依靠閥座壓板7夾緊在盤5的中間。夾緊的盤進一步保證了與管道21連接的環(huán)形槽18。后模具3顯示一個為了冷卻流體的螺旋形的管道22。圖2顯示了模具2的結(jié)構，以及與后模具3 之間的合作，共同約束一輪圓盤狀的形式腔23。因此，也可以明顯的是，圖2顯示了模具1封閉位置。這里的形式腔連接23通過壓力管道24，對不同的腔23，和注射噴嘴25。 箭頭27顯示了相對位移的表示，注射噴嘴25到達工作的位置。壓力管道24一直延伸到前面的模具2 的中心位置26。圖 3顯示如何由落后的流離失所，按照箭頭27注射噴嘴25通過的運作春季墊圈28日，中央位置是26轉(zhuǎn)移到左側(cè)，例如，一個29澆道圓錐形狀相應的，在不同的壓力管道24可釋放。 29表示，光盤30的澆道形狀脫離了后者的沖壓手段，可以安排在光盤30的中心孔。沖床是被做成沖壓元件31的形式，直徑在32前緣相當于與中央腔33在前面模具2，其中中央部分26。這樣凸緣32和沖孔機31共同操作，柱形空腔33的邊緣34位于它對面的一個核心部分，由光盤30的方式顯示在圖4上并且在中央形成一個洞。在沖壓機31是通過在壓力下輸送流體到壓力管道36，其中活塞37流離到左側(cè)?；钊?7是由兩半聯(lián)結(jié)圈與沖孔機31連接的。這里認為分開的聯(lián)結(jié)圈38，其中合作的兩個凸緣39，40的分別是活塞37和沖孔機31錐形面上的，內(nèi)部結(jié)構相當于上述表面的形狀。表面上看，這種通過連接聯(lián)結(jié)圈38的兩半未抽出意味著一個非常簡單但可靠的嚙合關系在活塞37與沖孔機31之間獲得。圖5顯示中央部分35和錐形澆道29共同構成一個整體被固定在沖孔機31的正表面上。這一情況的結(jié)果，即一個外表腔41在沖孔機31內(nèi)，當形成了光碟，引起部件42的形成，在中心光盤并延伸到腔41，該部件42由于逐漸形式的腔，與一個非釋放沖孔機連接。腔41的底部是由噴射器43的前表面組成，其中所取代左邊的箭頭根據(jù)45對壓力形成一個彈簧44可以套用釋放力針對部件42左側(cè)，即彈出廢料29,35,42。該型光碟30現(xiàn)在可以被機器人46與吸力墊47移除，按照圖示表明，為了進一步處理，該光碟被運送到另一工作臺進行加工，最后再運送到工作臺進行包裝。在負壓下吸力通道21與流體源連接。該流體源形成部分未被取用的注塑產(chǎn)品并且在里面通過控制手段被驅(qū)動，圖5所示的任何階段，即在處置澆道及相關材料和產(chǎn)品廢料的清除。根據(jù)此前討論的設備與閥座壓板7不一致，在其前圓柱49前表面上，圖6指出的閥座壓板48可以提供，即可直接形成理想的光碟的中心孔。I 廣東石油化工學院 課 程 設 計 說 明 書 題 目 塑 料 成 型 工 藝 及 模 具 設 計 專 業(yè) 機 電 工 程 學 院 班 級 材控 學 生 學 號 指導教師 完成時間 購買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 II 摘 要 本次模具設計的內(nèi)容是 外殼注射模的設計 通過對塑件進行工藝的分析和 比較 最終設計一副注塑模 從產(chǎn)品結(jié)構工藝性 具體模具結(jié)構出發(fā) 對模具的澆 注系統(tǒng) 模具成型部分的結(jié)構 頂出機構 冷卻系統(tǒng) 注塑機的選擇及有關參數(shù)的 校核 都有詳細的設計 同時并簡單的編制了模具的加工工藝 通過整個設計過程 表明該模具能夠達到塑件所要求的加工工藝 根據(jù)題目設計的主要任務是外殼注塑 模具的設計 也就是設計一副注塑模具來生產(chǎn)外殼塑件產(chǎn)品 以實現(xiàn)自動化提高產(chǎn) 量 對外殼的具體結(jié)構 該模具是點澆口的單分型面注射模具 通過模具設計表明 該模具能達到外殼的質(zhì)量和加工工藝要求 關鍵詞 外殼 注塑模 分型面 塑料模具設計課程設計說明書 III 目 錄 摘 要 II 1 塑件工藝分析 1 1 1 塑件設計要求 1 1 2 塑件的材料特征 2 2 塑件的尺寸精度與結(jié)構 5 3 注射機及模架的選用 7 3 1 注射機的選用 7 3 2 模架的選用 7 3 3 模架周界尺寸選擇 8 4 模具結(jié)構設計 1 4 1 制品成型位置及分型面的選擇 1 4 2 模具型腔數(shù)的確定 排列和流道布局 1 4 3 主流道 主流道襯套及定位環(huán)的設計 2 4 4 分流道的形狀及尺寸 4 4 5 澆口的形狀及其位置選擇 6 4 6 導向機構的設計 7 4 7 推出機構的設計 8 4 8 拉料桿的形式選擇 9 4 9 模具排氣槽設計 9 5 模具型腔 型芯的有關計算 10 5 1 型腔工作尺寸計算 10 5 2 型芯的工作尺寸計算 10 6 注塑機參數(shù)校核 13 6 1 最大注射量校核 13 6 2 鎖模力校核 13 6 3 模具與注塑機安裝部分相關尺寸校核 13 6 5 開模行程校核 14 7 模具冷卻系統(tǒng)計算 15 7 1 冷卻回路所需的總面積計算 15 7 2 冷卻回路的總長度的計算 16 7 3 冷卻水體積流量的計算 16 8 注射模零件及總裝技術要求 18 8 1 零件的技術要求 18 8 2 總裝技術要求 18 9 模具裝配圖及工作原理 20 參考文獻 21 1 1 塑件工藝分析 1 1 塑件設計要求 外殼在我們生活中非常的普遍 幾乎每家都要用到 此次設計的外殼的結(jié)構比 較簡單 主要是在外殼的底部打長條形的間隙 這樣可以讓積累在里面的水自然流 出省去人工進行操作 也可以提高外殼的使用壽命 為滿足制品表面光滑的要求與 提高成型效率采用潛伏式澆口 澆口的分流道位于分型面上 而澆口卻斜向開設在 模具的隱蔽處 塑料熔體通過型腔的側(cè)面或推桿的頂端部注入型腔 因而塑件表面 不受損傷 不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質(zhì)量與美觀效果 圖 1 外殼 塑件表面質(zhì)量 Ra0 32 塑件顏色 白色 2 塑件要求 塑件外側(cè)表面光滑 下端外沿不允許有澆口痕跡 塑件允許最大脫模斜度 1 2 塑件的材料特征 1 2 1 ABS 塑料 ABS 樹脂是五大合成樹脂之一 其抗沖擊性 耐熱性 耐低溫性 耐化學藥品 性及電氣性能優(yōu)良 還具有易加工 制品尺寸穩(wěn)定 表面光澤性好等特點 容易涂 裝 著色 還可以進行表面噴鍍金屬 電鍍 焊接 熱壓和粘接等二次加工 廣泛 應用于機械 汽車 電子電器 儀器儀表 紡織和建筑等工業(yè)領域 是一種用途極 廣的熱塑性工程塑料 塑料 ABS 樹酯是目前產(chǎn)量最大 應用最廣泛的聚合物 它將 PB PAN PS 的 各種性能有機地統(tǒng)一起來 兼具韌 硬 剛相均衡的優(yōu)良力學性能 ABS 是丙烯腈 丁二烯和苯乙烯的三元共聚物 A 代表丙烯腈 B 代表丁二烯 S 代表苯乙烯 經(jīng) 過實際使用發(fā)現(xiàn) ABS 塑料管材 不耐硫酸腐蝕 遇硫酸就粉碎性破裂 由于具有三種組成 而賦予了其很好的性能 丙烯腈賦予 ABS 樹脂的化學穩(wěn)定 性 耐油性 一定的剛度和硬度 丁二烯使其韌性 沖擊性和耐寒性有所提高 苯 乙烯使其具有良好的介電性能 并呈現(xiàn)良好的加工性 大部分 ABS 是無毒的 不透水 但略透水蒸氣 吸水率低 室溫浸水一年吸水 率不超過 1 而物理性能不起變化 ABS 樹脂制品表面可以拋光 能得到高度光澤 的制品 ABS 具有優(yōu)良的綜合物理和機械性能 極好的低溫抗沖擊性能 尺寸穩(wěn)定性 電性能 耐磨性 抗化學藥品性 染色性 成品加工和機械加工較好 ABS 樹脂耐 水 無機鹽 堿和酸類 不溶于大部分醇類和烴類溶劑 而容易溶于醛 酮 酯和 某些氯代烴中 ABS 樹脂熱變形溫度低可燃 耐候性較差 熔融溫度在 217 237 熱分解溫度在 250 以上 如今的市場上改性 ABS 材料 很多都是摻雜了水口料 再生料 導致客戶成型產(chǎn)品性能不一又不穩(wěn)定 1 2 2 塑件材料的確定 ABS 流動性好 加工性能好 易著色 尺寸穩(wěn)定性好 可用注塑 擠塑 吹塑 發(fā) 泡 熱成型 粘接 涂覆 焊接 機加工 印刷等方法加工成各種制件 特別適用于 注射成型 1 無定形材料 流動性中等 吸濕大 必須充分干燥 表面要求光澤的塑件須長時間 預熱干燥 80 90 度 3 小時 2 宜取高料溫 高模溫 但料溫過高易分解 分解溫度為 270 度 對精度較高的塑 件 模溫宜取 50 60 度 對高光澤 耐熱塑件 模溫宜取 60 80 度 3 3 如需解決夾水紋 需提高材料的流動性 采取高料溫 高模溫 或者改變?nèi)?水位等方法 4 如成形耐熱級或阻燃級材料 生產(chǎn) 3 7 天后模具表面會殘存塑料分解物 導 致模具表面發(fā)亮 需對模具及時進行清理 同時模具表面需增加排氣位置 5 冷卻速度快 模具澆注系統(tǒng)應以粗 短為原則 宜設冷料穴 澆口宜取大 如 直接澆口 圓盤澆口或扇形澆口等 但應防止內(nèi)應力增大 必要時可采用 調(diào)整式澆口 模具宜加熱 應選用耐磨鋼 6 料溫對塑件質(zhì)量影響較大 料溫過低會造成缺料 表面無光澤 銀絲紊亂料 溫過高易溢邊 出現(xiàn)銀絲暗條 塑件變色起泡 7 模溫對塑件質(zhì)量影響很大 模溫低時收縮率 伸長率 抗沖擊強度大 抗彎 抗壓 抗張強度低 模溫超過 120 度時 塑件冷卻慢 易變形粘模 脫模困難 成型周期長 8 成型收縮率小 易發(fā)生熔融開裂 產(chǎn)生應力集中 故成型時應嚴格控制成型 條件 成型后塑件宜退火處理 9 熔融溫度高 粘度高 對剪切作用不敏感 對大于 200 克的塑件 應采用螺 桿式注射機 噴嘴應加熱 宜用開暢式延伸式噴嘴 注塑速度中高速 1 2 3 主要性能 a 機械性能 強度高 耐疲勞性 尺寸穩(wěn)定 蠕變也小 高溫條件下也極少有 變化 b 耐熱老化性 增強后的 UL 溫度指數(shù)達 120 140 戶外長期老化性也很好 c 耐溶劑性 無應力開裂 d 對水穩(wěn)定性 遇水易分解 高溫 高濕環(huán)境下使用需謹慎 e 電氣性能 1 絕緣性能 優(yōu)良 潮濕 高溫也能保持電性能穩(wěn)定 是制造電子 電氣零件 的理想材料 2 介電系數(shù) 3 0 3 2 3 耐電弧性 120s f 成型加工性 普通設備注塑或擠塑 由于結(jié)晶速度快 流動性好 模具溫度 也比其他工程塑料要求低 在加工薄壁制件時 僅需幾秒鐘 對大部件也只要 40 60s 即可 塑料成型工藝參數(shù) 模具溫度 50 70 4 噴嘴溫度 180 190 料筒溫度 前段溫度 200 210 中段溫度 210 230 后段溫度 180 200 注射壓力 70 90MPa 注射機類型 螺桿式 保壓壓力 50 70 MPa 噴嘴形式 直通式 注射時間 3 5S 保壓時間 15 30S 冷卻時間 15 30S 成形周期 40 70S 后處理 紅外線烘箱 5 2 塑件的尺寸精度與結(jié)構 為了降低模具加工難度和制造成本 在滿足塑件使用的前提下 用較低的尺寸 公差精度等級 表 3 塑件有關尺寸精度等級參數(shù) 精度等級 1 2 3 4 5 6 7 8基本尺寸 mm 公差數(shù)值 mm 3 0 04 0 06 0 08 0 12 0 16 0 24 0 32 0 46 3 6 0 05 0 07 0 08 0 14 0 18 0 28 0 36 0 56 6 10 0 06 0 08 0 10 0 16 0 20 0 32 0 40 0 64 10 14 0 07 0 09 0 12 0 18 0 22 0 36 0 44 0 72 14 18 0 08 0 10 0 12 0 20 0 24 0 40 0 48 0 80 18 24 0 09 0 11 0 14 0 22 0 28 0 44 0 56 0 56 24 30 0 10 0 12 0 16 0 24 0 32 0 48 0 64 0 96 30 40 0 11 0 13 0 18 0 26 0 36 0 52 0 72 1 00 40 50 0 12 0 14 0 20 0 28 0 40 0 56 0 80 1 2 50 65 0 13 0 16 0 22 0 32 0 46 0 64 0 92 1 4 65 85 0 14 0 19 0 26 0 38 0 52 0 76 1 0 1 6 85 100 0 16 0 22 0 30 0 44 0 60 0 88 1 2 1 8 100 120 0 18 0 25 0 34 0 50 0 68 1 0 1 4 2 0 120 140 0 28 0 38 0 56 0 76 1 1 1 5 2 2 塑件精度等級與塑料品種有關 根據(jù)塑料的收縮率的變化不同 塑料的公差精 度分為高精度 一般精度 低精度三種 6 表 4 塑件精度等級參數(shù) 建議采用精度等級 塑料品種 高精度 一般精度 低精度 ABS MT2 MT3 MT5 由塑件的工作環(huán)境知道工件的精度要求較高 所以精度等級選擇一般精度由表 3 表 4 可查得模具加工時的各尺寸工差 7 3 注射機及模架的選用 3 1 注射機的選用 由工件可得其質(zhì)量為 18g 因為采用一模二腔的生產(chǎn)方式 所以二個塑件的總 質(zhì)量為 36g 可計算澆注系統(tǒng)的體積為 8 5cm3 由公式所以 3364 781 05mgVcmc 塑 件 澆塑 件總 V 4 7832 選用 XS ZY 125 型臥式注射機 其性能參數(shù)如下 額定注射量 315cm 注射壓力 Mpa20 鎖模力 9KN 最大注射面積 23c 最大開模行程 m0 模具最大厚度 模具最小厚度 2 拉桿間距 609 噴嘴半徑 m 噴嘴圓弧半徑 18 3 2 模架的選用 我國目前標準化注射模零件的國家標準有 12 個 另外還制訂了塑料注射模具的 標準模架 分 中小型模架 GB T12556 1 90 和 大型模架 GB T12555 1 90 兩種 中小型模架 標準中規(guī)定 模架的周界尺寸范圍為 560 m 并規(guī)定模架的形式為品種型號 即基本型 A1 A2 A3 和 A4 四個品種 m90 8 表 5 四種模架的組成 功能及用途 型號 組成 功能及用途 A1 型 定模采用兩塊模板 動模采用一塊模板 與推桿推件機構組成模架 適用于 立式和臥式注射機 A2 型 動 定模均采用兩塊模板 與推件機構組成模架 適用于立式和臥式注射機 可用于帶有斜導柱側(cè)向抽芯的模具 也可用于斜滑塊側(cè)向分型的模具 A3 型 定模采用兩塊模板 動模采用一塊模板 它們中間設置了一塊推件板 用于 推件板件的模具 適用于立式和臥式注射機 A4 型 動 定模均采用兩塊模板 它們中間設置了一塊推件板 用于推件板件的模 具 適用于立式和臥式注射機 根據(jù)以上四種模架的組成 功能及用途可以看出 A4 型模型適用于本次模具的 設計 故選用 A4 模架 3 3 模架周界尺寸選擇 根據(jù)模具型腔布置可以選用的模架規(guī)格為 再根據(jù)所選取的90m75 模架規(guī)格可通過標準模架 表查得上 下模板的厚度為 墊板厚度為 330m 1 4 模具結(jié)構設計 4 1 制品成型位置及分型面的選擇 選擇分型面時的考慮方向 1 塑件開模后留在動模上 2 分型面的痕跡不影響塑件的外觀 3 澆注系統(tǒng)和澆口的合理安排 4 推桿的痕跡不露在塑件的外觀上 5 使塑件易于脫模 根據(jù)以上的分型面選擇的原則 本塑件的分型面選擇在塑件的最下面 這樣有 利于塑件型腔的加工 更有利于塑件的成形 而塑件的整體將在脫模后留在動模側(cè) 而對于推桿的設計 將采用塑件的底面形狀 圓弧度 的面積 這樣既增大了推出 力 又減小了推桿的痕跡的存在 圖 3 分型面的選擇圖 4 2 模具型腔數(shù)的確定 排列和流道布局 與單型腔模具相比較 單型腔模具具有塑料制件的形狀和尺寸一致性好 成型 的工藝條件容易控制 模具結(jié)構簡單緊湊 模具制造成本低 制造周期短等特點 但是 在大批量生產(chǎn)的情況下 多型腔應收更為合適的形式 它可以提高生產(chǎn)效率 降低塑件的整體成本 2 型腔數(shù)目的確定 應根據(jù)塑件的幾何形狀及尺寸 質(zhì)量 批量大小 交貨長短 注射能力 模具成本等要求來考慮 根據(jù)注射機的額定鎖模力 F 的要求來確定型腔數(shù)目 n 即21FpAn 式中 F 注射機額定鎖模力 N p 型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力 MPa 分別為澆注系統(tǒng)和單個塑件在模具分型面上的投影面積 mm 2 1A2 大多數(shù)小型件常用多型腔注射模 而高精度塑件的型腔數(shù)原則上部超過 4 個 生產(chǎn)中如果 交貨允許 根據(jù)上述公式估算 采用一模兩腔 圖 4 型腔排列圖 因為一模二腔 所以塑件的尺寸為豎直方向 澆注系統(tǒng)的作用就是將熔融狀態(tài)的塑料均勻 迅速地輸入型腔 使型腔內(nèi)氣體 及時排出 并且將注射壓力傳遞到型腔的各個部分 從而得到組織緊密的制品 4 3 主流道 主流道襯套及定位環(huán)的設計 主流道設在定模板上 并且位于模具的中心 與注射機噴噴嘴在同一軸線上 其為一圓錐孔 其小頭正對注射機的噴嘴 因噴嘴外形為球面 所以主流道小頭孔 端的外形應為一凹球面 為了配合緊密 防止溢料 凹球面的半徑應比噴嘴的球面 半徑略大 m32 主流道襯套的材料常用 T8A T10A 制造 熱處理后硬度為 50 55HRC 主流道 3 襯套與定模板采用 H7 m6 的過渡配合 主流道襯套與定位圈采用 H9 m9 的過渡配合 由于受型腔或分流道的反壓力作用 主流道襯套會產(chǎn)生軸向定位移動 所以主流道 襯套的軸向定位要可靠 主流道設計應注意的問題 1 便于流道凝料從主流道襯套中拔出 主流道設計成圓錐形 錐角 粗糙度 與噴嘴對接處設計成半球形凹坑 球半徑略大于噴嘴頭半 4 2 63 0 Ra 徑 2 主流道要求耐高溫和摩擦 要求設計成可拆卸的襯套 以便選 用優(yōu)質(zhì)材 料單獨加工和熱處理 3 襯套大端高出定模端面 并與注射機定模板的定位孔成間隙配m10 5 合 起定位隙作用 4 主流道襯套與塑料接觸面較大時 由于腔體內(nèi)反壓力的作用使襯套易從 模具中退出 可設計定住 5 直角式注射機中 主流道設計在分型面上 不需沿軸線上拔出凝料可設 計成粗的圓柱形 主流道直徑計算的經(jīng)驗公式 由公式得 4mKVD 式中 主澆道大頭直徑 流經(jīng)主澆道的熔體體積 注射量為 603cm3cm 因熔體材料而異的常數(shù) 塑料種類 PS PE PP PA PC POM CA K 值 2 5 4 5 1 5 2 1 2 25 故 mD47 1 360 4 圖 5 主流道襯套圖 表 6 定位環(huán)的尺寸參數(shù) d1 16 20 25 30 d 注射機噴嘴直徑 0 5 1 D 與注射機定位孔間隙配合 SR 注射機噴嘴球面半徑 1 2 主流流道的大頭直徑確定為 因為小端直徑比注射機噴嘴直徑大 0 5 m47 1 由上知注射機噴嘴直徑為 所以可得主流道小端直徑為 主流道錐度m3 一般取 根據(jù)設計計算可知錐度為 4o 所以符合主流道的選取范圍 4 2 4 4 分流道的形狀及尺寸 分流道的截面形狀有 圓形 梯形 u 形 半圓形 矩形 分流道的長度應盡 可能的短 少彎折的減少壓力損失和熱量損失 分流道的表面粗糙度為 mRa6 1 表 7 分流道截面形狀和特征比較 特征 截面形狀 熱量損失 加工性能 流動阻力 效果 圓形 小 較難 小 最佳 5 U 形 較小 易 較小 良 矩形 大 易 大 不良 通過以上截面形狀的對比 顯然圓形截面形狀效果最佳 為此選用 U 形截面形 狀 多腔模中 分流道的排布 1 平衡式和非平衡式 平衡式 分流道的形狀尺寸一致 非平衡式 a 靠近主流道澆口尺寸設計得大于遠離主流道的澆口尺寸 b 分流道不能太細長 太細長 溫度 壓加體大會使離主流道較遠的型腔難以 充滿 c 一般需要多次修復 調(diào)理達到平衡 d 即使達到料流和填充平衡 但材料時間不相同 制品出來的尺寸和性能有差 別 對要求高的制品不宜采用 e 非平衡式分布 分流道長度短 f 如果分流道較長 可將分流道的尺寸頭沿熔體前進方向稍征長作冷料穴 使 冷料不致于進入型腔 g 分流道和型腔布置時 要使用塑件投影面積總重心與注塑機鎖模力的作用線 重合 U 形分流的側(cè)面斜角 常取 5o 10o 此取斜角為 6o 分流道截面形狀采用 U 形且平衡分布 因為圓形分流道熱量損失較小 易加工 效率較高且可保證各型腔均衡進料 從而保證塑件質(zhì)量 R2 圖 6 U 形分流道截面尺寸圖 6 4 5 澆口的形狀及其位置選擇 澆口的作用是使料流加速 并控制襯料時間 控制料流狀態(tài) 常用的截面形狀 有圓形和矩形兩種 流口不僅對塑件熔體的流動性和充模特征有關 而且與塑件的 成形質(zhì)量有著密切的關系 因此澆口的形式與塑料品種要相互適應 根據(jù)各種澆口 的特征比較可以看出點澆口的各種優(yōu)越性能 其澆口特征如下 點澆口的特征 1 形狀簡單 便于加工 而且尺寸精度容易保證 2 試模時 發(fā)現(xiàn)不適當 容易及時修改 3 能相對獨立的控制充填速度與封閉時間 4 可用于各種塑料 5 對于殼體類塑件 流動填充效果較佳 基于塑件的特點和點澆口的特征來看選擇點澆口 點澆口的直徑計算公式 4Acnd 式中 點澆口的直徑 m 系數(shù) 依塑料種類而異 ABS 0 7 塑料種類 PVC PE PS ABS PC POM PVAV n 值 0 9 0 6 0 8 0 7 0 7 0 8 依塑件壁厚而異 系數(shù)為0 2c 型腔表面積A 故 0 15 3d 1m 表 8 點澆口尺寸參數(shù) 塑件厚度 塑料種類 3 5 3 PSE 70 59062 1 80AB8 6 17VCOM 18 2 92 6 澆口位置的選擇 盡量縮短流動距離 保證熔料能迅速地充滿型腔 澆口開在塑件壁厚處 且應 7 減少熔痕 有利于型腔氣體的排出 圖 7 澆口位置 4 6 導向機構的設計 當動定模合攏后就構成了型腔 為了保證動定模合攏時的導向機構 合模導 向機構 合模導向機構在模具中的作用 一是定位作用 模具每次合攏時 都有一 個唯一的準確方位 從而保證型腔的正確形狀 二是導向作用 引導動定模正確閉 合 避免凸模式型芯先進入型腔而損壞 三是承受一定的側(cè)壓力 在成行過程中承 受單向側(cè)壓力 導向機構主要由導柱和導套組成 圖 8 導柱導套配合形式圖 4 7 推出機構的設計 塑件在模腔中成形后 便可以從模具中取下 但在塑件取下以前 模具必須完 成一個將塑件從模腔中推出的動作 模具上完成這一動作機構稱為脫模推出機構 8 推出機構的組成 第一部分是直接作用在塑件上將塑件推出的零件 第二部分 是用來固定推出零件的零件 有推桿固定板 推板等 第三部分是用作推出零件推 出動作的導向及和模時推遲推出零件復位的零件 推出機構應使塑件脫模時不發(fā)生 變形或損傷塑件的外觀 推力的分布依脫模阻力的大小合理合理安排 推出機構的 結(jié)構力求簡單 動作可靠 不發(fā)生誤動作 和模時要正確復位 推板結(jié)構的設計 推板一般適用于塑料制品比較高 難于脫模的塑料注射模具 推 扳與凸模接觸部分應設有一定的斜度 一般為 這樣可減少推板與凸模壁的摩3 5 檫 推管結(jié)構設計 根據(jù)該塑件的特性 推管須和其它推出元件聯(lián)合使用 才能夠合理的推 出 使用推管的優(yōu)點是推出動作均勻 可靠 塑料制品上不留明顯痕跡 對于大塑件而言 因為其內(nèi)型腔有兩個圓孔 所以使用一般的推桿推出機構 推板推出機構等滿足不了塑件脫模的要求 為此大塑件的脫模方式采用側(cè)陷槽脫出 機構 側(cè)陷槽是指塑件在非開模方向上的凸出或凹進部位 這些部位在脫模時必須 采用特殊的方法 推出側(cè)凹陷機構分為用成形嵌件推出 用內(nèi)傾滑塊脫出 用內(nèi)斜 銷及滑塊脫出等多中方式 根據(jù)本模具的成型特點考慮 采用推桿推出 推桿截面 為圓形 推桿推出動作靈活可靠 推桿損壞后也便于更換 推桿的位置選擇在脫模 阻力最大的地方 塑件各處的脫模阻力相同時需均勻布置 以保證塑件推出時受力 均勻 塑件推出平穩(wěn)和不變形 根據(jù)推桿本身的剛度和強度要求 采用六根推桿推 出 復位零件的確定 為了使推出元件合模后能回到原來的位置 在設計時應考慮推出機構的復位 推出 機構中常用的復位零件有復位桿和彈簧 對于本模具的形式和結(jié)構的綜合考慮 選用復位桿推出機構 4 8 拉料桿的形式選擇 拉料桿可分為球形拉料桿 z 形拉料桿和薄片式拉料桿 根據(jù)對各種拉料桿的 對比分析和對本模具成型特點考慮用 z 形拉料桿 9 圖 9 z 形拉料桿尺寸及形狀圖 拉料桿的材料為 T8 進行熱處理時頭部硬度為 HRC50 55 配合部分粗糙度為 Ra0 8um 4 9 模具排氣槽設計 當塑料熔體充填型腔時 必須順序地排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱而產(chǎn) 生的氣體 如果氣體不能順利地排出 塑件會由于填充不足而出現(xiàn)氣泡 接縫式表 面輪廓不清等缺陷 甚至氣體受壓而產(chǎn)生高溫 使塑件焦化 為此設置排氣槽是很 有必要的 通常排氣槽設計有多種方式 通過對模具型腔的研究 采用利用配合間 隙排氣的方式為最優(yōu) 因此在分型面與模板間的配合間隙進行排氣 間隙值為 0 03 10 5 模具型腔 型芯的有關計算 5 1 型腔工作尺寸計算 模具型腔是模具和塑件的接觸處其尺寸的公差直接影響了塑件工作的性能和表 面的粗糙度 為此工件的型腔尺寸應做到在保證工件的質(zhì)量的前提下有足夠的加工 余量 由公式得 因為 對于塑件 150m 3 4L 模 具 式中 塑件形狀最大尺寸塑 件 塑件的平均收縮率k 塑件的尺寸公差 模具制造公差 取塑件尺寸公差的 1 3 1 6 0 215 由公式得 因為 對于塑件高度 尺寸模具設計m 0 843Hhk 塑 件模 具 塑件最高方向最大尺寸塑 件 故 0 82501 543 模 具 82 5 2 型芯的工作尺寸計算 模具的型芯和型腔一樣也是和塑件直接接觸 其加工要求和型腔基本上是相同 的 但是型芯的加工要保證和塑件的內(nèi)型腔相同 其制造公差和型芯相反取負偏差 由公式得 因為 對于塑件 100mm 尺寸的模具設計 431kL塑 件模 具 11 塑件內(nèi)形徑向的最小尺寸塑 件L 故 0 15310 546 模 具 0 1536 公式得 因為 對于塑件 尺寸的模具設計 4m 32kL塑 件模 具 塑件內(nèi)腔的深度最小尺寸塑 件 故 0 52410 5143h 模 具 0 56 1 0 12 24L 內(nèi) 型 0 138 2 0 13524 內(nèi) 型 0 134 3 0 1639584L 內(nèi) 型 0 162 4 0 173524 內(nèi) 型 0 1738 0 263584L 內(nèi) 長 0 269 2 0 1734154 內(nèi) 長 0 7 12 1 0 19340 564L 內(nèi) 圓 弧 196 2 0 130524 內(nèi) 圓 弧 12738 3 0 13504L 內(nèi) 圓 弧 17 2 0 17340524 內(nèi) 長 176 13 6 注塑機參數(shù)校核 6 1 最大注射量校核 注射機的最大注塑量應大于制品的重量或體積 包括流道及流口凝料和飛邊 通常注塑機的實際注塑量最好在注塑機的最大注塑量 80 由公式得 所以 選用的注塑機最大注塑量應 澆塑 件機 V 8 0 式中 注塑機的最大注塑量 單位 機V3cm 注塑機的體積 單位 塑 料 該產(chǎn)品 V 塑件 34 78 3c 澆注系統(tǒng)體積 單位 澆 該產(chǎn)品 8 50澆 3m 故 4 78504 10 V 塑 件 澆機 所以 選擇注塑機的注塑量為 125 故 滿足要求 3c 6 2 鎖模力校核 由公式得 鎖 機FAP模 熔融塑料在型腔內(nèi)的壓力 70 90 Mpa 80 選取型腔內(nèi)壓力的模P 平均值為 35Mpa 所以 計算得 582 KN 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面之和 計算為 14000mm2A 注塑機的額定鎖模力鎖 機F 故 815KN鎖 機 AP模 所以選定的注塑機為 900KN 滿足條件 6 3 模具與注塑機安裝部分相關尺寸校核 即 模具長 x 寬 拉桿間距 14 6 5 開模行程校核 我們所選的注塑機的最大行程與模具厚度有關 故注塑機的開模行程應滿足下 式 最 小模機 HS m10521 H1 推出距離 單位 H2 包括注射系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度 單位 S 機 注射機最大開模行程 故 滿足要求 15 7 模具冷卻系統(tǒng)計算 冷卻回路的設計應做到回路系統(tǒng)內(nèi)流動的介質(zhì)能充分吸收成形塑件所傳導的熱 量 使模具成形表面的溫度穩(wěn)定地保持在所需的溫度范圍內(nèi) 并且要做到使冷卻介質(zhì) 在回路系統(tǒng)內(nèi)流動暢通 無滯留部位 7 1 冷卻回路所需的總面積計算 冷卻回路所需總表面積可按下式計算 WMqA 360 式中 冷卻回路總表面積 2m 單位時間內(nèi)注入模具中樹脂的質(zhì)量 Mhkg 單位質(zhì)量樹脂在模具內(nèi)釋放的熱量 值可查表 q KJq 冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) mW 2 模具成形表面的溫度 M 冷卻水的平均溫度 W ABS 成形時放出的熱量 5 910JqKg 故 23436mwA 冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 可用下式計算 2 0 8d 式中 冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) KmW 2 冷卻水在該溫度下的密度 3g 冷卻水的流速 s 冷卻水孔直徑 dm 16 與冷卻水溫度有關的物理系數(shù) 值查表 7 1 表 9 水的 值與其溫度的關系 平均水 溫 5 10 15 20 25 30 35 40 45 56 值 6 16 6 60 7 06 7 50 7 95 8 40 8 84 9 28 9 66 10 0 5 故 0 8335 210717 61 KmW 2 7 2 冷卻回路的總長度的計算 冷卻回路總長度可用下式計算 dAL 10 式中 冷卻回路總長度 m 冷卻回路總表面積 A2 冷卻水孔直徑 d 故 10 341 8L 確定冷卻水孔的直徑時應注意 無論多大的模具 水孔的直徑不能大于 14 否則冷卻水難以成為湍流狀態(tài) 以致降低熱交換效率 一般水孔的直徑可m 根據(jù)塑件的平均壁厚來確定 平均壁厚為 2 時 水孔直徑可取 10 14 本mm 模具取 10 所以由模具的長度可知需要排布 8 根水道才滿足冷卻水道長度要求 7 3 冷卻水體積流量的計算 塑料樹脂傳給模具的熱量與自然對流散發(fā)到空氣中的模具熱量 輻射散發(fā)到空 氣中的模具熱量及模具傳給注射機熱量的差值 即為用冷卻水擴散的模具熱量 假 如塑料樹脂在模內(nèi)釋放的熱量全部由冷卻水傳導的話 即忽略其他傳熱因素 那么 模具所需的冷卻水體積流量則可由公式計算 17 2160 cMqV 式中 冷卻水體積流量 v min3 單位時間注射入模具內(nèi)的樹脂質(zhì)量 hkg 單位質(zhì)量樹脂在模具內(nèi)釋放的熱量 q KJ 冷卻水比熱容 c KgJ 冷卻水的密度 3m 冷卻水出口處溫度 1 冷卻水入口處溫度 2 in108 25610 4609 333qV 當注射成形工藝要求模具溫度在 80 以上時 模具必需有加熱裝置 由于 ABS 注射成形工藝要求模具溫度在 50 70 因此模具中不用設置加熱裝置即可滿足需 要 18 8 注射模零件及總裝技術要求 8 1 零件的技術要求 塑料注射模具應優(yōu)先按 GB T12555 1 90 和 GB4169 1 11 選用標準模架和標準 件 模具成形零件 材料和熱處理要求 優(yōu)先按表 10 內(nèi)容選用 表 10 模具成形零件優(yōu)先選用材料和熱處理硬度參數(shù) 模具材料 熱處理硬度 零件名稱 牌號 標準號 HBS HRC Q235 GB699 216 260 40 45 4Cr GB3077 216 260 40 45 40CrNiMOA GB3077 216 260 40 45 3Cr2Mo GB1299 預硬狀態(tài) 35 45 4Cr 5MoSiV1 GB1299 246 280 45 55 型腔 型芯定 模鑲件 動模 鑲件 活動鑲 件 3Cr13 GB1220 246 280 45 55 8 2 總裝技術要求 表 11 總裝技術要求 條目編號 條目內(nèi)容 1 定模 式定模板 與動模 式動模應板 安裝平面的平行度按 GB T12555 2 和 GB T125556 2 規(guī)定 2 導柱 導套對定 動模安裝面 式定 動模座半安裝面 的垂直度按 GB T12555 2 和 GB T125556 2 3 模具所有活動部分應保證位置準確動作可靠 不得有歪斜和卡滯現(xiàn)象 要 求固定的零件不得相對竄動 4 塑件的嵌件或機外脫模的成形零件在模具上安放位置應定位準確 安放可 靠 具有防止錯位措施 5 流道轉(zhuǎn)接處應光滑圓弧連接 鑲拼處應密合 澆注系統(tǒng)表面粗糙度為 Ra 0 8um 6 熱流道模具 其澆注系統(tǒng)不允許有樹脂泄露現(xiàn)象 7 滑塊運動應平穩(wěn) 合模后鑲塊應壓緊 接觸面積不少于 3 4 開模后定位準 確可靠 19 合模后分型面應緊密結(jié)合 成形部位的固定鑲件配合處應緊密貼合 其間 隙應小于塑料的額最大不落料間隙 其值應符合如下規(guī)定 塑料流動性 好 一般 較差8 塑料間隙 mm 0 03 0 05 0 08 9 冷卻加熱 不包括電加熱 系統(tǒng)應暢通 不應有泄漏現(xiàn)象 10 氣動式液壓系統(tǒng)應暢通 不應有泄漏現(xiàn)象 11 電氣系統(tǒng)應絕緣可靠 不允許有漏電式短路現(xiàn)象 12 在模具上裝有吊環(huán)螺釘時 應用符號 GB825 的規(guī)定 13 分型面上應盡可能避免有螺釘式銷釘?shù)拇┛?以免積存溢料 20 9 模具裝配圖及工作原理 工作原理 注射機從噴嘴中注射出的塑料熔體經(jīng)由開設在定模上的主澆道進入 模具 再由分澆道及澆口進入型腔 待熔體充滿型腔并經(jīng)過保壓 補縮和冷卻定型 后開模 開模時 注射機開合模系統(tǒng)便帶動動模后退 這時動模和定模兩部分從分 型面分開 塑件包在凸模 7 上隨動模一起后退 拉料桿 15 將主澆道凝料從澆口套 6 中拉出 當動模退到一定位置時 安裝在動模內(nèi)的推出機構在注射機頂出裝置的作 用下 使推桿 18 和拉料桿 15 分別將塑件及澆注系統(tǒng)的凝料從凸模 7 和冷料穴中推 出 塑件與澆注系統(tǒng)凝料一起從模具中落下 至此完成一次模具注射 21 參考文獻 1 虞傳寶 冷沖壓及塑料成型工藝與模具設計資料 北京 機械工業(yè)出版社 1993 2 張如彥 塑料注射成型與模具 北京 中國鐵道出版社 1987 3 塑料模設計手冊編寫組編著 塑料模設計手冊 模具手冊之二第二版 北京工業(yè)出 版社 1994 4 閻亞林 塑料模具圖冊 北京 高等教育出版社 2004 5 葉偉昌 刀量模具設計簡明手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1995 6 齊衛(wèi)東 塑料模具設計與制造 北京 高等教育出版社 2004 7 付利 塑料模具技術手冊 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