塑料模具設(shè)計(jì)課件
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2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 1頁(yè),一、模具在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用:1. 模具的概念:(廣義模具)在一定的工藝條件下,將其特定的形狀和尺寸賦予 材料的工具。2. 模制法的特點(diǎn):⑴ 生產(chǎn)能力高;⑵ 產(chǎn)品質(zhì)量的一致性好;⑶ 原材料的利用率高,成本低;⑷ 只適用于批量生產(chǎn)。3. 模具在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用:,,第一章 緒 論,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 2頁(yè),1. 塑料制品:注射、擠出、吹塑、壓制、泡沫成型、澆注、熱成型、滾塑(搪塑)2. 橡膠制品:壓制、壓鑄、擠出、注射,,,二、常用橡膠塑料模具:,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 3頁(yè),(從成型工藝方面來分析制品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和可行性),第二章 塑料制品的設(shè)計(jì),2. 型腔: 3. 留模: 4. 脫模方向: 5. 側(cè)孔與側(cè)凸 (側(cè)凹):,1. 動(dòng)模和定模:,第一節(jié) 預(yù)備知識(shí),2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 4頁(yè),解決幾個(gè)問題: 1.一套模具可以在任何注射機(jī)上成型嗎? 2.在設(shè)計(jì)中對(duì)塑料制品的要求可以和金 屬制品一致嗎?為什么? 3.模具加工后成型的制品有誤差,怎么辦?,,第二節(jié) 塑料注射制品的設(shè)計(jì)分析,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 5頁(yè),(一) 塑件的尺寸:(體積、外輪廓尺寸、壁厚)1. 塑件的體積V制(與注射機(jī)的理論注射容積V注):0.2V注 ≤ V制 ≤ 0.8V注,,一、塑件的尺寸和尺寸精度:,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 6頁(yè),成型面積S投——塑件在模具分型面上的投影面積。F漲= S投×p漲 p漲=(20 ~ 30) MPa or (30 ~40) MPa,,2.成型面積S投和合模力F合:,3.塑件的壁厚t:均勻,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 7頁(yè),,4.塑件在脫模方向上的高度h與移模行程Sm:,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 8頁(yè),1. 影響塑件尺寸精度的因素:1) 模具的加工精度δz:2) 模具的磨損δc:磨損型孔———→尺寸↑—→塑件的外形尺寸↑磨損型芯———→尺寸↓—→塑件的內(nèi)表面尺寸↓,(二)、塑件的尺寸精度:,LM -- 常溫下模腔的尺寸LS -- 常溫下制品的尺寸4) 成型零件的安裝誤差:5) 活動(dòng)成型零件的配合間隙變化引起的誤差。,3) 塑料的收縮率波動(dòng):,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 9頁(yè),1) 物料: 2) 制品尺寸:壁厚、表面形狀、筋的形狀等。 3) 模具設(shè)計(jì):冷卻方案、流道和澆口的幾何形狀和尺寸、澆口的數(shù)量和位置等。 4) 成型條件:溫度、壓力、成型時(shí)間等。 5) 注射機(jī)類型:注射速度、可達(dá)到的注射壓力、時(shí) 間、溫度和壓力的控制精度等。 6) 注射機(jī)和模具的狀況。,2. 影響塑料收縮率波動(dòng)的因素:,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 10頁(yè),1) 物料溫度Tm:Vm同Tm↑—→ρ熔↓———→G制↓—→塑件的尺寸↓2) 模具的溫度TM :G制同 TM↑—→結(jié)晶度↑ —→ρ固↑———→塑件的尺寸↓3) 成型壓力p:p↑—→G制↑—→塑件的尺寸↑ 4) 時(shí)間:模腔中的注射壓力保持時(shí)間越長(zhǎng),收縮越小。,3. 成型工藝條件對(duì)塑料收縮率的影響:,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 11頁(yè),1 注射機(jī)的選擇和所成型的塑件的體積、成型面積、高度等尺寸有關(guān); 2 對(duì)塑料制品,慎提尺寸公差; 3 通常不能通過提高模具的制造精度來達(dá)到嚴(yán)格的制品的尺寸精度; 4 在生產(chǎn)過程中,可以通過多因素改變制品的實(shí)際尺寸,以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。,結(jié)論:,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 12頁(yè),三、塑件的形狀:1. 塑件上要盡量減少側(cè)孔、側(cè)凸和側(cè)凹;,二、塑件的粗糙度:,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 13頁(yè),,,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 14頁(yè),,,2. 塑件必須有一個(gè)有利于保證其外觀質(zhì)量的結(jié)構(gòu);,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 15頁(yè),四、塑件上的加強(qiáng)筋和防變形結(jié)構(gòu):,,,A=t/2 B=1.5t α2o r=t/4,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 16頁(yè),1. 動(dòng)模側(cè)的A 100mm A=1/60,五、塑件的脫模斜度A:,,3. 有裝配公差要求的塑件,斜度值必須在公差 帶范圍內(nèi); 4. 本身有脫模斜度的制品需考慮留模問題。,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 17頁(yè),六、塑件上的孔:,,,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 18頁(yè),,,,1. 通孔:L/d≤102. 盲孔: L/d≤4,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 19頁(yè),八、塑件上的螺紋:1.螺紋的斷面形狀為梯形或半圓形;2.不常拆卸的、d=2.5~6mm采用自攻螺紋;3. 螺紋始端和末端應(yīng)有圓臺(tái),螺牙始末端應(yīng)用 過渡長(zhǎng)度。 九、塑件上的嵌件:1. 必須具有防轉(zhuǎn)和防拔脫的結(jié)構(gòu);,,,,七、塑件的圓角:,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 20頁(yè),十、塑件上的花紋:,,,,十一、塑件上的圖案、文字:,2. 包容的物料必須具有足夠的壁厚;3. 受力的金屬嵌件一定要倒圓或倒角。,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 21頁(yè),第三節(jié) 橡膠模制品的設(shè)計(jì),,,,一、壁厚:要求:壁厚均勻,過渡圓滑。通常,t≮1mm 二、斜度: 三、側(cè)凹:要求:一般水平分型的模具可以壓制有側(cè)凹 的制品,但應(yīng)有供制品取出的空間。,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 22頁(yè),四、孔:,,,五、空腔:要求:選用硬度低、彈性好的膠料,脫模時(shí)最大變形應(yīng)不超過膠料的彈性范圍,且壁厚不宜過大。 六、棱邊和銳角:要求:應(yīng)盡量避免棱角和凹口,楞邊和銳角應(yīng)做成圓形,且半徑不小于0.5mm。,要求:d≥(1.2~1.5)H,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 23頁(yè),八、金屬--橡膠制品:1.連接處應(yīng)避免楞邊和銳角;2. 橡膠閥門的膠面應(yīng)凸出不大于0.3mm。,要求:若有內(nèi)腔,應(yīng)無尖角和顯著的凸凹差異。,,,七、承受負(fù)荷的橡膠制品:,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 24頁(yè),第一節(jié) 概 述 一、模具的基本功能:1. 接受熔體,并完成熔體的分布;2. 物料的成型與冷卻;3. 完成制品的脫模。 二、模具的基本構(gòu)成:,第三章 塑料注射模具設(shè)計(jì),2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 25頁(yè),1) 澆注系統(tǒng) 2) 型腔 3) 熱交換系 統(tǒng) 4) 導(dǎo)向系統(tǒng) 5) 脫模、抽芯系統(tǒng) 6) 定位固定部分 7) 承力構(gòu)件,,,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 26頁(yè),第二節(jié) 塑件在模內(nèi)成型位置和分型面的選擇,,留模 脫模 合痕 頂痕 A1 √ √ 無 有 A2 × × 無 × B1 √ √ 無 無 B2 × × 無 ×,結(jié)論:A1最好 問題:截面為圓形制品怎樣成型?,一、實(shí)例:,A1 A2,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 27頁(yè),,A1 A2 B1 B2,留模 脫模 合痕 頂痕 側(cè)抽 C1 有 × C2 有 × A1 √ √ 無 無 無 A2 √ √ 無 無 無 B1 × × 無 / 無 × B2 × × 無 / 無 ×,討論:1. 制品有圓角,不可采用A1;2. 若制品透明,不允許有頂痕,可采 用A2,采用推板頂出;3. 扁平狀制品采用A1,有一定深度的 采用A2;,4. 有側(cè)芯的制品,采用A1分型面。,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 28頁(yè),,,,留模 脫模 合痕 頂痕 側(cè)抽 C1 有 × A1 √ × 無 / 無 × A2 √ √ 無 無 無 B1 × × 無 / 無 × B2 × × 無 / 無 ×,結(jié)論:采用A2方案。,A1 A2 B1 B2,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 29頁(yè),,,,,A1 A2,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 30頁(yè),,結(jié)論:若移模行程足夠,C1方案最佳。,,先抽 留模 脫模 合痕 頂痕 A1 × √ √ 無 無 A3 √ × / 有 / B2 √ × / 無 / B3 × √ √ 有 有 C1 × √ √ 無 無 C3 √ √ √ 有 無 D2 √ × / 無 / D3 × √ √ 有 有,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 31頁(yè),二、確定原則:1. 盡量保證制品的外觀等要求;2. 分型面應(yīng)取在垂直于脫模方向上的最大輪廓位 置;3. 確保塑件留在動(dòng)模一側(cè);4. 當(dāng)有側(cè)抽時(shí),盡量選擇抽拔距較短的方案;5. 當(dāng)制品某些部位有同軸度要求時(shí),應(yīng)把相應(yīng)部 分設(shè)在模 具的一側(cè)。,,,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 32頁(yè),第三節(jié) 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì),,一、概述:1.澆注系統(tǒng)的作用:1) 將來自注射機(jī)噴嘴的熔料迅速有序 地充滿型腔;2) 在澆口凍結(jié)之前將成型壓力均勻地 傳到型腔的各個(gè)部位,以保證得到 質(zhì)地緊密、外觀清晰的制件。,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 33頁(yè),2.澆注系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu):,,主流道:引料入模,將熔料引入模具的分型面; 分流道:將來自主流道的熔料進(jìn)行分流、轉(zhuǎn)向,引導(dǎo) 各型腔或型腔的各部分; 澆 口:熔料由分流道流入型腔的通道; 冷料井(端):容納兩次注射間歇中噴嘴頭部的冷料。,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 34頁(yè),1) 物料通過澆注系統(tǒng)時(shí),壓力損失要小;2) 熱損失要??;3) 便于模具的加工、脫模及清除料把;4) 在制品上產(chǎn)生的工藝缺陷要少;5) 用料要少。,,3.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求:,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 35頁(yè),主講:梁 軍,(一) 主流道和主流道襯套(澆口套)的設(shè)計(jì):,“模具設(shè)計(jì)“,,二、普通澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì):,設(shè)計(jì)要求: 1) 進(jìn)口端要與噴嘴端密合,不能漏料;,R=R1+1; d=d1+1,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 36頁(yè),,2) 出口端要與所在面齊平;,3) 流道要有脫模斜度和足夠的粗糙度;α=(2o~4o) 4) 工作時(shí)不能出現(xiàn)軸向竄動(dòng).,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 37頁(yè),,,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 38頁(yè),r=1 r2=(1~2) D(H7/m6):由結(jié)構(gòu)確定; L:由結(jié)構(gòu)確定; 材料:T8A,T10A 淬火處理,HRC50 ~ 55,5)其它:,R=R1+1; d=d1+1 α=(2o~4o),2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 39頁(yè),截面積S πD2/4 πD2/8 D2/2 D2 周 長(zhǎng)L ’ πd πD/2+D 3D 4D S/L’ 0.25D 0.153D 0.167D 0.25D,,,,1. 設(shè)計(jì)要求: 1) 2) 3) 4) 5)同澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求;6)力求使各型腔同時(shí)充滿。 2. 設(shè)計(jì)要點(diǎn): 1)截面形狀和尺寸:取決于塑件大小、模具結(jié)構(gòu)和物料。,(二) 分流道的設(shè)計(jì):,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 40頁(yè),常用截面形狀:(圓形)、梯形,W:塑件重量(g) L:分流道長(zhǎng)度(mm),,尺寸:D=smax+1.5,2)長(zhǎng)度:在結(jié)構(gòu)允許的前提下,盡量短;3)布置:總的要求型腔同時(shí)充滿,且用料要少。,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 41頁(yè),,均衡布置,,非均衡布置:,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 42頁(yè),(三) 澆口的設(shè)計(jì):,,,1. 澆口的位置選擇:選擇標(biāo)準(zhǔn):1) 有利于型腔的排氣;,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 43頁(yè),2) 盡量選在(或靠近)壁最厚的部位;,3) 盡量設(shè)在無損制品外觀的位置; 4) 要有利于物料在模內(nèi)分流后的熔合;,,5) 要防止產(chǎn)生充模噴射的現(xiàn)象; 6) 盡量減小型芯的變形; 7) 采用纖維狀的填充料時(shí),首先應(yīng)分析制件的受力方向,設(shè)計(jì)時(shí)讓料流方向與其一致。,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 44頁(yè),1) 直澆口:,2. 澆口的形式與尺寸:,特點(diǎn):充模速度快、壓力損失小、清除澆口難、且制件上留有大塊痕跡; 適用:用于加工熱敏性及高粘度物料,成型大型薄壁容器型制品;常用于一模一件。 設(shè)計(jì):與主流道的設(shè)計(jì)一樣,同時(shí)一定要注意軸向定位(校核螺釘,不要產(chǎn)生軸向竄動(dòng))。,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 45頁(yè),,2) 側(cè)澆口(邊緣澆口):,,特點(diǎn):加工修整簡(jiǎn)單、去除容易、制件上留有明顯痕跡;常用于 多型腔或一腔多點(diǎn)進(jìn)料。 適用:所有料;板條類的大型制品。 設(shè)計(jì):面長(zhǎng):小制品 0.5~0.8大制品 1~2,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 46頁(yè),A:模具凹模的表面積,例如:盒形制品,PE,計(jì)算澆口尺寸。,,解:取 c = 0.8,h = n .t,h = n .t = 0.6×1.3 = 7.8,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 47頁(yè),,3)搭接式澆口:,,,特點(diǎn):可防止粗大制品的重摸噴射現(xiàn)象,但加工、修整、去除困難、制件上留有明顯痕跡。 設(shè)計(jì):面長(zhǎng)c:小制品 0.5~0.8大制品 1~2,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 48頁(yè),,4)盤形澆口:,,,特點(diǎn):塑件無熔合線,對(duì)強(qiáng)度無影響。 適用:?jiǎn)涡颓?、管狀薄壁制品?設(shè)計(jì):面長(zhǎng)c:0.75~1,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 49頁(yè),傘形澆口,,清除麻煩,需用切刀。,,α= 45o~90o,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 50頁(yè),,5)點(diǎn)澆口(菱形澆口):,,特點(diǎn):①留痕小,不需清除,二次加工少;②位置選擇比較自由;③成本高。 適用:多型腔中心進(jìn)料/一腔多點(diǎn)進(jìn)料。,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 51頁(yè),,6)潛伏澆口(隧道式澆口):,,特點(diǎn):澆口沒有位于分型面處,解決了點(diǎn)澆口必須三板的結(jié)構(gòu)和頂部進(jìn)料的問題。 適用:多型腔模具、成型彈性材料。,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 52頁(yè),外側(cè)進(jìn)料 內(nèi)側(cè)進(jìn)料,,,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 53頁(yè),,4.冷料井的設(shè)計(jì):(P48-49),,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 54頁(yè),第四節(jié) 成型零件的設(shè)計(jì),,一、概述:總要求:使用可靠、易于加工、經(jīng)濟(jì)。核心:根據(jù)現(xiàn)有的加工手段和條件,解決模具的加 工問題。 二、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):(一)凹模的設(shè)計(jì):1.整體式凹模:,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 55頁(yè),2.局部鑲嵌式:,,設(shè)計(jì)要點(diǎn): 1)合理地分割成 易于加工的幾 何形狀;,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 56頁(yè),2)鑲嵌后使用可靠,無松動(dòng)、位移和溢料;,3) 嵌件安裝后無與 脫模方向垂直的 拼縫;,d:H7/m6 D=d+(6~8) D1=D+1 H:根據(jù)嵌件大小定。中小型模具(5~6)mm大型模具(8~10)mm,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 57頁(yè),,4)若成型部位有方位要求,采用齊縫銷鉆鉸后磨平裝入。,,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 58頁(yè),3.整體鑲嵌式:,,,,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 59頁(yè),1.整體式:,(二)凸模:,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 60頁(yè),2.沉孔式:,,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 61頁(yè),3.鑲嵌式:,,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 62頁(yè),(三)螺紋成型零件: (書 P87),,從操作方式分:自動(dòng)脫螺紋、隨制品脫模兩種。 基本要求:1.安裝牢固可靠;2.易于脫模;3.不溢料。,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 63頁(yè),三、成型零件共尊尺寸的計(jì)算(平均收縮率法):,,(一)計(jì)算應(yīng)考慮的因素:1. 塑件精度的合理性:2. 模具的加工公差δz:3. 模具的磨損δc :4. 收縮率S:,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 64頁(yè),(二)設(shè)計(jì)計(jì)算原則:,,1.單向偏差: 2.其他有關(guān)規(guī)定: 1)型孔的徑向尺寸: 2)型芯的徑向尺寸: 3)型孔的深度: 4)型芯的深度: 5)中心距的工作尺寸:,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 65頁(yè),(三)工作尺寸的計(jì)算方法:,,1. 型孔的徑向尺寸: 2. 型芯的徑向尺寸: 3. 型孔的深度: 4. 型芯的深度: 5. 中心距的工作尺寸: 6. 螺紋成型零件工作尺寸的計(jì)算:1) 螺紋成型桿的工作尺寸:2)螺紋成型環(huán)的工作尺寸:,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 66頁(yè),四、零件的剛度和強(qiáng)度的校核和計(jì)算:,當(dāng)Δr>δ允時(shí),拼鑲處溢料。,不漏料間隙δ允(mm): PP,PA,PE 0.025~0.04 PS,ABS 0.05 PC,RPVC 0.06~0.08,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 67頁(yè),1. 組合型圓形模套:,根據(jù)剛度:,Smin=Rmin-r,根據(jù)強(qiáng)度:,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 68頁(yè),2. 組合型方形模套:,,根據(jù)剛度:,強(qiáng)度校核:,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 69頁(yè),3. 墊板的尺寸確定:,根據(jù)剛度:,根據(jù)強(qiáng)度:,設(shè)定: l=L,減小模厚的方法: 1. 如果結(jié)構(gòu)允許,盡量將墊板沿長(zhǎng)邊布置; 2. 將頂出導(dǎo)柱作為輔助支撐。,2018年8月11日,主 講 :梁 軍,第 70頁(yè),五、成型零件的選材與熱處理:,,1. 45鋼:調(diào)質(zhì)處理,HB230~270,適用:中小型、簡(jiǎn)單的型芯和型腔; 2. 要求耐磨的成型零件:,- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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