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本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(論文) 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁
目 錄
1 引言 1
1.1 注射模具CAD系統(tǒng) 1
1.2 課程任務(wù)要求 2
2 盒蓋設(shè)計(jì)及其成型工藝的分析 3
2.1 塑件分析 3
2.2 塑料的選材及性能分析 3
2.3 POM塑料的注射過程及工藝 5
2.4 POM的主要缺陷及消除措施 6
3 盒蓋模具設(shè)計(jì)方案的比較與確定 8
3.1 分型面方案的優(yōu)化確定 8
3.2 型腔數(shù)量以及排列方式的優(yōu)化確定 9
4 模具詳細(xì)設(shè)計(jì) 11
4.1 注塑機(jī)選型 11
4.2 模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)和澆口的設(shè)計(jì) 13
4.3 成型零件工作尺寸的設(shè)計(jì)和計(jì)算 16
4.4 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 20
4.5 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和定位機(jī)構(gòu) 22
4.6 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 24
4.7 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 25
4.8 冷料井的設(shè)計(jì) 26
4.9 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 27
4.10 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 27
4.11 模具材料例表 27
5 模具裝配 29
5.1 塑料模具裝配的技術(shù)要求 29
5.2 塑料模具裝配過程 29
6 模具工作過程 31
結(jié)束語 32
致謝 33
參考文獻(xiàn) 34
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(論文) 第 35 頁 共 34 頁
1 引言
1.1 注射模具CAD系統(tǒng)
1.1.1 注射模CAD系統(tǒng)的主要功能
一個(gè)完善的注射模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)應(yīng)包括注塑制品構(gòu)造、模具概念設(shè)計(jì)、CAE分析、模具評(píng)價(jià)、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和CAM。
(1) 注塑制品構(gòu)造
將注塑制品的幾何信息以及非幾何信息輸入計(jì)算機(jī),在計(jì)算機(jī)內(nèi)部建立制品的信息模型,為后續(xù)設(shè)計(jì)提供信息。
(2) 模具概念設(shè)計(jì)
根據(jù)注塑制品的模型采用基于知識(shí)和基于實(shí)例的推理方法,得到模具的基本結(jié)構(gòu)形式和初步的注塑工藝條件,為模具詳細(xì)設(shè)計(jì)、CAE分析、制造性評(píng)價(jià)奠定基礎(chǔ)。
(3) CAE分析
CAE(Computer Aided Execution)技術(shù)即計(jì)算機(jī)輔助工程技術(shù),它是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/計(jì)算機(jī)輔助制造(CAD/CAM)技術(shù)向縱深方向發(fā)展的要求。在注射模CAE分析中,運(yùn)用有限元的方法,可作充模流動(dòng)、保壓、冷卻及翹曲變形等分析[1]。以得到合適的注射工藝參數(shù)和合理的澆注與冷卻結(jié)構(gòu)。流道平衡分析軟件能幫助用戶對(duì)一模多腔模具的流道系統(tǒng)進(jìn)行平衡設(shè)計(jì),計(jì)算各個(gè)流道和澆口的尺寸,以保證塑料熔體能同時(shí)充滿各個(gè)型腔;冷卻模擬軟件能計(jì)算冷卻時(shí)間、制品型腔的溫度分布,其分析結(jié)果可以優(yōu)化冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì);剛度強(qiáng)度分析軟件能對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析,幫助用戶對(duì)型腔壁厚和模板厚度進(jìn)行剛度和強(qiáng)度校核;應(yīng)力計(jì)算翹曲預(yù)測(cè)軟件則能計(jì)算出制品的收縮情況和內(nèi)應(yīng)力的分布,預(yù)測(cè)制品出模后的變形。
(4) 模具評(píng)價(jià)
模具評(píng)價(jià)包括可制造性評(píng)價(jià)和可裝配性評(píng)價(jià)兩部分。注塑件可制造性評(píng)價(jià)在概念設(shè)計(jì)過程中完成,根據(jù)概念設(shè)計(jì)得到的方案進(jìn)行模具費(fèi)用估計(jì)來實(shí)現(xiàn),模具費(fèi)用估計(jì)可分為模具成本估計(jì)和制造難易估計(jì)兩種模式。成本估計(jì)是直接得到模具的具體費(fèi)用,而制造難易估計(jì)是運(yùn)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法得到注塑可制造度,以此模具的制造性。可裝配性評(píng)價(jià)的在模具詳細(xì)設(shè)計(jì)完成后,對(duì)模具進(jìn)行開啟、閉合、勾料、抽芯、工件推出動(dòng)態(tài)模擬,在模擬過程中自動(dòng)檢查零件之間是否干涉,以此來評(píng)價(jià)模具的可裝配性。
(5) 模具詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)制品的信息模型、概念設(shè)計(jì)和CAE分析結(jié)果進(jìn)行模具詳細(xì)設(shè)計(jì),包括成型零部件設(shè)計(jì)和非零部件設(shè)計(jì),成型零件包括型芯、型腔、成型桿和澆注系統(tǒng),非成型零部件包括脫模機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)以及其他典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),同時(shí)提供三維模型向二維工程圖轉(zhuǎn)換的功能。
(6) CAM
CAM主要是利用支撐系統(tǒng)下掛的CAM軟件完成成型零件的虛擬加工過程,并自動(dòng)編制數(shù)控加工的NC代碼。CAM包括:模塊設(shè)計(jì)--加工方式確定--工序劃分--刀具選擇--工序設(shè)計(jì)--加工路線的確定--尺寸公差計(jì)算--切削參數(shù)選擇--定位基準(zhǔn)確定--夾具方案選擇--刀具、夾具等工裝設(shè)計(jì)--NC加工。
1.1.2 注射模CAD系統(tǒng)的進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的通用流程
注射模CAD系統(tǒng)模具設(shè)計(jì)具有類似的設(shè)計(jì)流程
(1) 注塑制品的三維造型。我們可以直接運(yùn)用通用的三維造型軟件來繪制制品的三維圖形。有很多大公司的軟件已經(jīng)十分成熟,如美國(guó)EDS公司的UG 、美國(guó)PTC公司的 Pro/Engineer、美國(guó)SDRC的I—DEAS,法國(guó)MATRA公司的Eucld,以及數(shù)據(jù)庫管理Oracle等大型的軟件。以及在一些公司和高校中經(jīng)常使用的如Solidworks、Solidedge、MasterCAM等中端的軟件,還有一些大家經(jīng)常使用如AUTOCAD等低端軟件。其中UG是融線框模型、曲面造型和實(shí)體造型為一體,是參數(shù)化和特征化的系統(tǒng)造型軟件[2]。
(2)根據(jù)注塑制品采用專家系統(tǒng)進(jìn)行模具概念設(shè)計(jì),專家系統(tǒng)包括模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝規(guī)劃、模具價(jià)格估計(jì)等模塊,在專家系統(tǒng)的推理過程中,采用基于知識(shí)與基于實(shí)例相結(jié)合的推理方法,推理的結(jié)果的注塑工藝和模具的初步方案。方案設(shè)計(jì)包括型數(shù)目與布置、澆口類型、脫模方式和抽芯方式等。
(3)在模具初步方案確定后,用CAE軟件進(jìn)行流動(dòng)、保壓、冷卻和翹曲分析,以確定合適的澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等。例如如果分析結(jié)果不能滿足生產(chǎn)要求,那么可根據(jù)用戶的要求再來修改注塑制品的結(jié)構(gòu)或修改模具的設(shè)計(jì)方案。
1.2 課程任務(wù)要求
本課題是盒蓋注射模的設(shè)計(jì)。要求對(duì)塑件進(jìn)行測(cè)繪,并完成其CAD三維造型設(shè)計(jì)。盒蓋注射模要求一模兩腔,并自動(dòng)脫模。完成該注射模具裝配圖設(shè)計(jì),全部零件圖紙?jiān)O(shè)計(jì),以及完成該注射模具的制造工藝設(shè)計(jì)。
2 盒蓋設(shè)計(jì)及其成型工藝的分析
2.1 塑件分析
圖2.1 所示是盒蓋零件。
圖2.1 盒蓋零件
2.1.1 結(jié)構(gòu)分析如下
該塑件為薄壁類零件,且壁厚均勻。盒蓋本身具有一定的深度,表面光滑,在模具設(shè)計(jì)和制造上要有良好的加工工藝,確保成型零件具有一定的光潔度。
盒蓋頂部為一方孔,左右對(duì)稱還各有一個(gè)小孔,所以需要用側(cè)抽芯成型[3]。
2.1.2 成型工藝分析
采用一般精度等級(jí)7級(jí),大量生產(chǎn)。
該塑件壁厚為3mm,壁厚均勻,塑件成型性能良好。
2.2 塑料的選材及性能分析
盒蓋零件用于配合使用,所以耐磨性要突出,綜合機(jī)械性能要好,且要經(jīng)濟(jì)。具備這些條件的塑料是首選,這里我們選用聚甲醛(POM)。
2.2.1 使用特點(diǎn)
(1)力學(xué)性能和剛性好,接近金屬材料,是替代銅、鑄鋅、鋁等金屬材料的理想材料。
(2)耐疲勞性和耐蠕變性極好。
(3)耐磨損、自潤(rùn)性和摩擦性好,與UHMWPE、PA、F4一起稱為四大耐磨塑料材料。
(4)熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性高,電絕緣性優(yōu)良[4]。
2.2.2 成型特性
(1) 結(jié)晶性塑料熔融范圍很窄,熔融或凝固速度快,結(jié)晶化速度快,料溫稍低于熔融溫度即發(fā)生結(jié)晶化,流動(dòng)性下降。
(2) 熱敏性強(qiáng)極易分解(但比聚氯乙烯稍弱,共聚比均聚稍弱)分解溫度為240℃,但200度中滯留30分鐘以上即發(fā)生有刺激性分解時(shí)產(chǎn)生有刺激性,腐蝕性氣體。
(3) 流動(dòng)性中等,溢邊值為0.04毫米左右,流動(dòng)性對(duì)溫度不敏感,但對(duì)注射壓力變化敏感。
(4) 結(jié)晶度高,結(jié)晶化時(shí)體積變化大,成型收縮范圍大,收縮率大。
(5) 吸濕性低,水分對(duì)成型影響極小,一般可不干燥處理,但為了防止樹脂表面附粘水分,不利成型,加工前可進(jìn)行干燥并起預(yù)熱作用,特別對(duì)大面積薄壁塑料件,改善塑件表面光澤有較好效果,干燥條件一般用烘箱加熱,溫度為90℃~100℃,時(shí)間4小時(shí),料層厚度30毫米。
(6) 摩擦系數(shù)低,彈性高,淺側(cè)凹槽可強(qiáng)迫脫模,塑件表面可帶有皺紋花樣,但易產(chǎn)生表面缺陷,如毛斑、折皺、熔接痕、縮孔、凹痕等弊病。
(7) 宜用螺桿式注射機(jī)成形,余料不宜過多和滯留太長(zhǎng),一般塑件克量(包括主流道、分流道)不應(yīng)超過注射機(jī)注射克量的75%,或取注射容與料筒容量之比為1:6~1:10,料筒噴嘴等務(wù)必防止有死角,間隙而滯料,預(yù)塑時(shí)螺桿轉(zhuǎn)速宜取低,并宜用單頭,全螺紋,等距,壓縮突變型螺桿。
(8) 噴嘴孔徑應(yīng)取大,并采用直通式噴嘴,為防止流涎現(xiàn)象噴嘴孔可呈喇叭狀,并設(shè)置的加熱裝置,以適當(dāng)?shù)乜刂茋娮鞙囟取?
(9) 模具澆注系統(tǒng)對(duì)料流阻力要小,進(jìn)料口宜取厚,要盡量避免死角積料,模具澆注系統(tǒng)對(duì)料流阻力要小,進(jìn)料口宜取厚,要盡量避免死角積料,模具應(yīng)加熱,模溫高應(yīng)防止滑動(dòng)配合部件卡住,模具應(yīng)用耐磨,耐腐蝕材料,并淬硬,鍍鉻,要注意排氣。
(10) 必須嚴(yán)格控制成形條件,嵌件應(yīng)預(yù)熱(一般100℃~150℃),余料一般儲(chǔ)存5~10個(gè)塑件重量的物料即可,料溫取稍高于熔點(diǎn)(一般170℃~190℃)即可,不宜輕易提高溫度,模溫對(duì)塑件質(zhì)量影響較大,提高模溫可改善表面凹痕,有助于融了料流動(dòng),塑件內(nèi)外均勻冷卻,防止缺料,縮孔,皺折,模溫對(duì)結(jié)晶度及收縮也有很大影響,必須正確控制,一般取75℃~120℃ ,小于4毫米的取75℃~90℃ ,宜用高壓,高速注射,塑件可在較高溫度時(shí)脫模,冷卻時(shí)間可短,但為防止收縮變形,應(yīng)力不均,脫模后應(yīng)將塑件放在90℃左右的熱水中緩冷或用整形夾具冷卻。
(11) 在料溫偏高,噴嘴溫度偏低,高壓對(duì)空注射易發(fā)生爆炸性傷人事故,分解時(shí)有刺激性氣體,料性易燃應(yīng)遠(yuǎn)離明火[5]。
2.2.3 POM的主要性能指標(biāo)
表2.1所示為POM的一些技術(shù)指標(biāo)[6]
表2.1 POM的技術(shù)指標(biāo)
密度
1.40~1.62
熱變形溫度t/c
93~110
熔點(diǎn)
165~179
收縮率s
1.2~3.0
抗拉屈服強(qiáng)度
55~65
硬度HB
10.2~13.0
彎曲強(qiáng)度
85~100
相對(duì)伸長(zhǎng)率 %
10~50
沖擊韌度
無缺口
100~200
沖擊韌度
缺口
5~20
2.3 POM塑料的注射過程及工藝
2.3.1 注射成型過程
(1)成型前準(zhǔn)備,對(duì)POM進(jìn)行干燥。POM是吸水率較低的塑料,干燥條件一般用烘箱加熱,溫度為90℃~100℃,時(shí)間4小時(shí),料層厚度30毫米。
(2)注射過程,塑料在注射機(jī)內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后,由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型,起過程可分為充模、壓實(shí)、保壓、倒流和冷卻5個(gè)階段。
2.3.2 POM的注射工藝參數(shù)[7]
(1)螺桿類別:標(biāo)準(zhǔn)螺桿(直 通 式 噴 嘴)
(2)螺桿轉(zhuǎn)速(r/min):30
(3)注射機(jī)料筒溫度:
前段 170℃~190℃
中段 180℃~200℃
后段 170℃~190℃
(4)噴嘴溫度:170℃~180℃。
(5)模具溫度:90℃~100℃。
(6)注射壓力:80MP~120MP。
(7)注射速度: 高速注射。
(8)保壓壓力: 30MP~50MP
(9)成型時(shí)間:
注射時(shí)間:2s~5s
保壓時(shí)間:20s~90s
冷卻時(shí)間:20s~60s
總周期:50s~160s
(10) 后處理: 脫模后將塑件放在90℃ 左右的熱水中緩冷或用整形夾具冷卻。
2.4 POM的主要缺陷及消除措施
2.4.1 殘余應(yīng)力與龜裂
殘余應(yīng)力主要由于以下三種情況,即充填過剩、脫模推出和金屬鑲嵌件造成的。作為在充填過剩的情況下產(chǎn)生的龜裂,其解決方法主要可在以下幾方面入手。
(1)由于直澆口壓力損失最小,所以,如果龜裂最主要產(chǎn)生在直澆口附近,則可考慮改用多點(diǎn)分布點(diǎn)澆口、側(cè)澆口及柄形澆口方式。
(2)在保證樹脂不分解、不劣化的前提下,適當(dāng)提高樹脂溫度可以降低熔融粘度,提高流動(dòng)性,同時(shí)也可以降低注射壓力,以減小應(yīng)力。
(3)一般情況下,模溫較低時(shí)容易產(chǎn)生應(yīng)力,應(yīng)適當(dāng)提高溫度。但當(dāng)注射速度較高時(shí),即使模溫低一些,也可減低應(yīng)力的產(chǎn)生。
(4)注射和保壓時(shí)間過長(zhǎng)也會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力,將其適當(dāng)縮短或進(jìn)行Th次保壓切換效果較好。
2.4.2 熔接痕
熔接痕是由于來自不同方向的熔融樹脂前端部分被冷卻、在結(jié)合處未能完全融合而產(chǎn)生的。一般情況下,主要影響外觀,對(duì)涂裝、電鍍產(chǎn)生影響。嚴(yán)重時(shí),對(duì)制品強(qiáng)度產(chǎn)生影響(特別是在纖維增強(qiáng)樹脂時(shí),尤為嚴(yán)重)??蓞⒖家韵聨醉?xiàng)予以改善:
(l)調(diào)整成型條件,提高流動(dòng)性。如,提高樹脂溫度、提高模具溫度、提高注射壓力及速度等。
(2)增設(shè)排氣槽,在熔接痕的產(chǎn)生處設(shè)置推出桿也有利于排氣。
(3)盡量減少脫模劑的使用。
(4)設(shè)置工藝溢料并作為熔接痕的產(chǎn)生處,成型后再予以切斷去除。
(5)若僅影響外觀,則可改變燒四位置,以改變?nèi)劢雍鄣奈恢谩;蛘邔⑷劢雍郛a(chǎn)生的部位處理為暗光澤面等,予以修飾。
2.4.3 飛邊 zg4?" L ?
1=&BM`h# 飛邊又稱溢邊、毛刺、披鋒等,大多發(fā)生在摸具的分合位置上,導(dǎo)致該缺陷的主要原因有:
(1) 模具分型而精度差。模具分型面上粘有凸出異物、活動(dòng)模板變形曲翹等。所以模具要保證一定的精度。
(2) 模具設(shè)計(jì)和人料配置不合理。一是在不影響制件完整性前提下,流道應(yīng)設(shè)置在質(zhì)量對(duì)稱中心上,避免出現(xiàn)偏向性流動(dòng);二是塑料在熔融狀態(tài)下具有很高的流動(dòng)性和貫穿能力,容易進(jìn)入活動(dòng)的或固定的縫隙,要求模具的設(shè)計(jì)制造精度較高。
(3) 注射機(jī)的鎖模力不足。注射成型時(shí),由于機(jī)械上的缺陷,致使真正的鎖模力不足或不恒定,也會(huì)產(chǎn)生飛邊;另一方面由于模具本身平行度不好,也會(huì)導(dǎo)致鎖模不緊密而產(chǎn)生飛邊,所以要選用適合的注射機(jī)以保證鎖模力。
(4) 注射工藝條件差。一是塑料充模狀態(tài)過分劇烈;二是加料量調(diào)得不準(zhǔn)確。所以從料斗進(jìn)入料筒的料量應(yīng)維持一致[8]。 ^IGShs9 ?
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3 盒蓋模具設(shè)計(jì)方案的比較與確定
3.1 分型面方案的優(yōu)化確定
分型面是模具上用來取出塑件和澆注系統(tǒng)料可分離的接觸面稱為分型面,分型面的選擇對(duì)模具設(shè)計(jì)方式影響最大,分型面設(shè)計(jì)是否合理對(duì)塑件質(zhì)量和模具復(fù)雜程度具有很大的影響?;旧鲜且环N分型面對(duì)應(yīng)著一種模具設(shè)計(jì)方案,所以分型面的選擇決定著模具總體的設(shè)計(jì)方案。
3.1.1 分型面的選擇原則[9]
(1)保證塑料制品能夠脫模。
(2)使分型面容易加工。
(3)盡量避免側(cè)向抽芯。
(4)使側(cè)向抽芯盡量短。
(5)有利于排氣。
(6)有利于保證塑件的外觀質(zhì)量。
(7)盡可能使塑件留在動(dòng)模一側(cè)。
(8)盡可能滿足塑件的使用要求。
(9)盡量減少塑件在合模方向的投影面積。
(10)長(zhǎng)型芯應(yīng)置于開模方向。
(11)有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。
3.1.2 分型面的選擇方案
(1)分型面選擇方案一:如圖3.1所示,開模時(shí)在塑件中間的外形最大輪廓處A一A面分開。
(2)分型面選擇方案二:如圖3.2所示,開模時(shí)在塑件底下的外形最大輪廓處A一A面分開。
根據(jù)工程和生產(chǎn)實(shí)際分析,分型面采用方案二是比較好的,能在成形的基礎(chǔ)上保證塑件的加工精度,方案一容易在分型面處產(chǎn)生飛邊,影響外表面的光滑度。
圖3.1 分型面位置
圖3.2 分型面位置
3.2 型腔數(shù)量以及排列方式的優(yōu)化確定
3.2.1 型腔數(shù)量
根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用一模兩腔。
3.2.2 型腔排列方式比較確定
(1) 排列方案一:如圖3.3所示。
圖3.3 型腔排列方式一
(2)排列方案二:如圖3.4所示。
圖3.4 型腔排列方式二
采用方案一結(jié)構(gòu)更復(fù)雜和更多的制造工時(shí),增加了成本,且不易實(shí)現(xiàn),經(jīng)過比較該套模具型腔的排列方式采用方案二。
4 模具詳細(xì)設(shè)計(jì)
4.1 注塑機(jī)選型
注射機(jī)是塑料注射成型所用的設(shè)備,一副注射模只能安裝在與其相適應(yīng)的注射機(jī)上使用,因此設(shè)計(jì)注射模應(yīng)該詳細(xì)了解注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范,以保證模具安裝在注射機(jī)上能正常工作,符合零件加工工藝的要求。
注射機(jī)規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的的大小及型腔的模具和排列方式,在確定模具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下,設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、開模距離進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺(tái)和模具相匹配的注射機(jī)[10]。
4.1.1 注射量計(jì)算
該產(chǎn)品材料為POM,根據(jù)《設(shè)計(jì)與制造實(shí)訓(xùn)》查得其密度為1.40 g.cm-3~1.61g.cm-3收縮率為1.2%~3.0%,計(jì)算其平均密度為1.55 g.cm-3,平均收縮率為2.1%,通過計(jì)算得
塑件體積為: V塑=48.3 cm3
塑件的質(zhì)量: M塑=109.2g
澆注系統(tǒng)體積: V澆=0.85 cm3
澆注系統(tǒng)質(zhì)量: M澆=1.32g
故得總體積和總質(zhì)量為: V總=49.15 cm3;M總=110.52g
4.1.2 注射機(jī)型號(hào)的選定
根據(jù)以上的計(jì)算選定型號(hào)為XS一ZY一125型臥式注射機(jī),其主要技術(shù)參數(shù)見表4.1。
表4.1 XS一ZY一125型注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)[11]
螺桿直徑/mm
42
拉桿內(nèi)間距/mm
260x290
注射行程/mm
115
最大模具厚度/mm
300
額定注射量/
125
最小模具厚度/mm
200
注射速度 /(g/s)
100
頂出桿根數(shù)
1
噴嘴直徑/mm
4
噴嘴圓弧半徑/mm
12
額定注射壓力/MP
120
頂出中心孔直徑/mm
30
鎖模力/KN
900
開模行程/mm
270
4.1.3 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核
(1)注射量的校核
最大注射容積:V大=125 cm3
最小注射容積:V小=27.8 cm3
V大< V總< V小 符合要求。
(2)鎖模力的校核
合模力為注射機(jī)和模裝置用于夾緊模具的力。所選注射機(jī)的合模力必須大于由于高壓熔體注入模腔而產(chǎn)生的脹模力,此脹模力等于塑件和流道系統(tǒng)在分型面上的投影面積與型腔壓力的乘積。即:
(4.1)
式中 ——合模力(kN)
——型腔壓力(MPa)(一般取20MPa ~50MPa)
A ——塑件及流道系統(tǒng)在分型面上的投影面積(mm2)
取POM的=30MPa
A=2(
所以所選的注射機(jī)合模力69.81kN
(3)最大注射壓力的校核
注射機(jī)的額定注射壓力即為該機(jī)器的最高壓力
Pmax=120MPa
應(yīng)該大于注射成型所需調(diào)用的注射壓力的 即
(4.2)
式中;
為30~50;
代入數(shù)據(jù)計(jì)算,符合要求。
(4)安裝尺寸的校核
模具厚度H應(yīng)滿足:
式中該套模具厚度H=25+63+32+25+20+34+20+25=244 mm,滿足模具設(shè)計(jì)的要求。
(5)開模行程校核
開模取出塑件所需的開模距離必須小于注射機(jī)的最大開模行程。為需要利用開模行程完成側(cè)向抽芯的分型面的注射模,其開模行程還需要考慮為完成抽芯而需要的開模行程。
(4.3)
式中 S ——注射機(jī)的最大開模行程(mm)
——塑件脫出距離(mm)
——包括流道凝料在內(nèi)的塑件高度(mm)
=120mm
=34+45=79mm
當(dāng)〉時(shí),mm
199mm
注射機(jī)的開模行程為300mm,因此滿足設(shè)計(jì)要求。
4.2 模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)和澆口的設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)凝料熔體從注射機(jī)噴嘴到模具型腔的進(jìn)料通道,具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能。
4.2.1 主流道的設(shè)計(jì)
主流道是連接注射機(jī)的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,具有一頂?shù)腻F度,以便熔體的流動(dòng)和開模時(shí)主流到凝料的順利拔除。
(1)主流道尺寸設(shè)計(jì)
(a)主流道的小端直徑 D =注射機(jī)噴嘴直徑+(0.5~1)
=4+(0.5~1), 取D=4.5mm 。
(b)主流道的球面半徑 SR =注射機(jī)噴嘴球頭半徑+(1~2)
=12+(1~2),取SR=13mm 。
(c)主流道的長(zhǎng)度 取L=25+20+32=77mm。
主流道大端直徑 D=7.6mm(半錐角)
(2)澆口套的設(shè)計(jì)
主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸,屬易損件,對(duì)材料要求比較嚴(yán),因而模具主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套,以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理,常采用碳素工具鋼,如T8A、T10A等,熱處理硬度為50HRC~55HRC,如圖4.1所示。
圖4.1 主流道襯套
(3)定位圈的設(shè)計(jì)與固定
由于該模具主流道比較長(zhǎng),定位圈和襯套設(shè)計(jì)成分體式,定位圈結(jié)構(gòu)尺寸如圖4.2所示;定位圈和襯套的固定形式如圖4.3所示。
圖4.2 定位圈
1-內(nèi)六角螺紋; 2-定位圈;3-定模座板;4-主流道襯套;5-定模板
圖4.3 主道襯套的固定形式
4.2.2 澆口和流道的設(shè)計(jì)優(yōu)化
根據(jù)設(shè)計(jì)的零件,澆口位置有兩種選擇方案:
(1) 如圖4.4所示,塑料熔體通過點(diǎn)澆口注入型腔。澆口殘留痕跡小,易取得澆注系統(tǒng)的平衡。但澆口面積小,流動(dòng)阻力大,只宜用于成型流動(dòng)性好的塑料,成本也較高。
圖4.4 澆口和流道的設(shè)置形式
(2) 如圖4.5所示,塑料熔體通過底剖的側(cè)澆口注入型腔,側(cè)澆口形狀簡(jiǎn)單,加工容易,適應(yīng)性較強(qiáng),加工成本也較低。所以在這里我選用側(cè)澆口[12]。
圖4.5 澆口和流道的設(shè)置形式
4.3 成型零件工作尺寸的設(shè)計(jì)和計(jì)算
模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件,包括型腔、型芯、鑲塊、導(dǎo)柱和拉料桿等。成型零件工作時(shí),直接與塑料接觸,塑料熔體的高壓、料流的沖刷,脫模時(shí)與塑件間還發(fā)生摩擦。因此,成型零件要求有正確的幾何形狀,較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度,此外,成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理,有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。
設(shè)計(jì)成型零件時(shí),應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求,確定型腔的總體結(jié)構(gòu),選擇分型面和澆口位置,確定脫模方式、排氣部位等,然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),計(jì)算成型零件的工作尺寸,對(duì)關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。
工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分的尺寸,主要有型腔和型芯的徑向尺寸,型腔深度和型芯高度尺寸和中心距尺寸等[13]。
POM的成型收縮率為1.2%~3.0%所以平均收縮率取 s=2.1%。
塑件尺寸公差按SJ1372一78標(biāo)準(zhǔn)中的7級(jí)精度成型。
4.3.1 型芯與型腔
(1) 采用鑲?cè)胧脚_(tái)肩形式型芯成型,這樣方便加工和替換。圓柱鑲件型芯如圖4.6所示。
圖4.6 圓柱型芯
型芯的各部尺寸除特殊情況外都是趨于縮小尺寸,因此應(yīng)選擇塑件公差的1/2,取正偏差,再加上1/4的磨損量,而型芯高度則加上1/6的磨損量.型芯的計(jì)算尺寸表達(dá)如下。
(a) 型芯的徑向尺寸的計(jì)算式:
(4.4)
式中—型芯的最大基本尺寸;
—塑件的最小基本尺寸;
S—塑件的平均收縮率;
△—塑件的公差,取七級(jí)精度;
δ—模具制造公差,按1/4△選?。?
根據(jù)公式計(jì)算得型芯的各徑向尺寸:
(b) 型芯的高度尺寸的計(jì)算:
(4.5)
式中 —型芯高度的最大尺寸;
—塑件內(nèi)形深度的最小尺寸;
S—塑件的平均收縮率;
△—塑件的公差,取七級(jí)精度;
δ—模具制造公差,按1/4△選?。?
根據(jù)公式計(jì)算得型芯的各高度尺寸:
(2) 采用鑲?cè)胧脚_(tái)肩形式型腔成型,這樣方便加工和替換。圓柱鑲件型腔如圖4.7所示。
圖4.7 型腔
型腔尺寸計(jì)算
型腔的各部分尺寸一般都是趨于增大尺寸,因此應(yīng)選擇塑件公差△的1/2,取負(fù)偏差,再加上1/4△的磨損量,而型芯深度則再加上1/6的磨損量,這樣的型芯的計(jì)算尺寸的表述如下。
(a) 型腔的徑向尺寸的計(jì)算式:
(4.6)
式中 D0—型芯的最小基本尺寸;
—塑件的最大基本尺寸;
S—塑件的平均收縮率;
△—塑件的公差,取七級(jí)精度;
δ—模具制造公差,按1/4△選取;
根據(jù)公式計(jì)算得型腔的各徑向尺寸:
(b) 型腔的深度根據(jù)尺寸的計(jì)算公式:
(4.7)
式中 —型腔深度的最小尺寸;
—塑件的最大基本小尺寸;
S—塑件的平均收縮率;
△—塑件的公差,取七級(jí)精度;
δ—模具制造公差,按1/4△選?。?
根據(jù)公式計(jì)算得型腔的各深度尺寸:
4.3.2 型腔零件剛度和強(qiáng)度校核
由于塑件成型部分采用鑲?cè)胧叫颓缓托托?,再鑲?cè)肽0濉3尚透鞑糠譂M足規(guī)定的距離,所以成型時(shí)型腔零件完全滿足強(qiáng)度和剛度的要求,在這里就不一一校核。
4.4 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用
根據(jù)前面型腔的布局以及互相位置尺寸,再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架,選用基本型為A4型的標(biāo)準(zhǔn)模架[14]。
(1)定模座板(200mm x 250mm、厚為25mm)
定模座板是模具與注射機(jī)連接固定的板,材料為45鋼。
通過4個(gè)M8的內(nèi)六角圓柱螺釘與定模固定板連接;定位圈通過4個(gè)M5的內(nèi)六角圓柱螺釘與其連接;定模座板與澆口套為H7/k6配合。
(2)定模板(180mm x 200mm,厚54mm)
用于固定型芯、導(dǎo)套和滑塊。固定板應(yīng)有一定的厚度,并有足夠強(qiáng)度,一般用45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)到230HB~270HB。其上的導(dǎo)柱和導(dǎo)套一端采用H7/f6配合,另外一段也采用H7/f6配合;定模板與澆口套采用H7/r6配合。
(3)動(dòng)模座板(200mm x250mm、厚為25mm)
材料為45鋼,其上的注射機(jī)頂孔為直徑30 mm。
(4)動(dòng)模板(180mm x 200mm,厚25mm)
材料為45鋼。
(5)墊塊(32mm x 200mm 厚63mm)
(a)主要作用
在動(dòng)模座板與支撐板之間形成推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作空間,或是調(diào)節(jié)模具的總厚度,以適應(yīng)注射機(jī)的模具安裝厚度要求。
(b)結(jié)構(gòu)形式
可以是平行墊塊或拐角墊塊,該模具采用平行墊塊。
(c)墊塊材料
墊塊材料為Q235,也可以用HT200、球墨鑄鐵等。這里采用Q235制造。
(d)墊塊的高度h校核。
h=++=12+16+34=62mm
式中 ——推板厚度,為12mm;
——推桿固定板厚度,為16mm;
——推出行程,為34mm;
所以符合設(shè)計(jì)要求。
(6)支撐板(180mm x 200mm,厚度32mm)
材料為45鋼。
(7)推板(114mm x 200mm,厚度15mm)
材料為45鋼,其上的推板與推桿采用H7/f6配合。用M5的內(nèi)六角圓柱螺釘與推桿固定板固定。
(8)推桿固定板(120mm x 300mm,厚度20mm)
材料為45鋼,用M5的內(nèi)六角圓柱螺釘與推板固定。
模架如圖4.8所示:
1-動(dòng)模座板;2-內(nèi)六角螺釘;3-墊塊;4-支承板;5-彈簧;6-頂銷;7-內(nèi)六角螺釘;8-動(dòng)模板;9-推件板;10-鑲塊;11-型芯;12-定位銷;13-彈簧;14-定模座板;15-定位圈;16-內(nèi)六角螺釘;17-澆口套;18-內(nèi)六角螺釘;19-定模板;20-型腔;21-滑塊;22-斜導(dǎo)柱;23-拉料桿;24-內(nèi)六角螺釘;25-推桿固定板;26-推板;27-推件桿;28-導(dǎo)套;29-導(dǎo)柱;30-導(dǎo)套;
圖4.8 模架
4.5 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和定位機(jī)構(gòu)
采用標(biāo)準(zhǔn)模架,模架本身帶有導(dǎo)向裝置,按模架規(guī)格選取即可。
4.5.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)[15]
(1)導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部分,其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離,以保證模具的精度,防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后變形。
(2)該導(dǎo)套采用4根導(dǎo)柱,其布置為等直徑導(dǎo)柱對(duì)稱布置。
(3)導(dǎo)柱安裝在支承板和模套上,導(dǎo)套安裝在定模固定板上。
(4)為了保證分型面很好的接觸,導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)只有承屑槽,在導(dǎo)柱孔口倒角。
(5)在合模時(shí),保證導(dǎo)向零件首先接觸,避免凸模先進(jìn)入型腔,導(dǎo)致模具損壞。
(6)動(dòng)定模板采用合并加工時(shí),可確保同軸度要求。
4.5.2 導(dǎo)柱設(shè)計(jì)
(1)采用帶頭導(dǎo)柱,加油槽,如圖4.9所示。
(2)導(dǎo)柱長(zhǎng)度必須比凸模端面高度高出6mm ~8mm。
(3)為了使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔,導(dǎo)柱端部常做成圓錐形的先導(dǎo)部分。
(4)導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定,應(yīng)保證有足夠的抗彎強(qiáng)度。
(5)導(dǎo)柱的安裝形式,導(dǎo)柱固定部分與模板按H7/r6配合,導(dǎo)柱滑動(dòng)部分按H7/f6配合。
(6)導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為0.2mm。
(7)導(dǎo)柱應(yīng)具有堅(jiān)硬耐磨的表面、不易折斷的內(nèi)芯。多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理或碳素工具鋼T8A、T10A經(jīng)淬火處理,硬度為50HRC以上或45鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)、表面淬火、低溫回火、硬度為50HRC以上。
圖4.9 導(dǎo)柱
4.5.3 導(dǎo)套設(shè)計(jì)
導(dǎo)套與安裝在另外一半模上的導(dǎo)柱相配合,用以確定動(dòng)、定模的相對(duì)位置,以保證模具運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向精度的圓套形零件。導(dǎo)套常用的結(jié)構(gòu)形式有兩種:直導(dǎo)套、帶頭導(dǎo)套。
(1)采用帶頭導(dǎo)套,如圖4.10所示。
(2)導(dǎo)柱孔最好做成通孔,利于排出孔內(nèi)剩余空氣。
(3)導(dǎo)套孔的的滑動(dòng)部分按H7/f6配合,表面粗糙度為0.2um。
導(dǎo)套外徑與模板一端采用H7/r6配合。
(4)導(dǎo)套材料可用淬火鋼或銅等耐磨材料制造,該模具中采用T10A[16]。
圖4.10 導(dǎo)套
4.6 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
注射成型每一循環(huán)中,塑件必須準(zhǔn)確無誤地從模具的凹模中或型芯上脫出,完成脫出塑件的裝置稱為脫模機(jī)構(gòu),也常稱為推出機(jī)構(gòu)。
4.6.1 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則[17]
塑件推出(頂出)是注射成型過程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié),推出質(zhì)量的好壞將最后決定塑件的質(zhì)量,因此,塑件的推出是不可忽視的,應(yīng)遵循以下原則。
(1)推出機(jī)構(gòu)應(yīng)近盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)。
(2)保證塑件不因推出而變形損壞。
(3)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單,動(dòng)作可靠。
(4)良好的塑件外觀。
(5)合模時(shí)的準(zhǔn)確復(fù)位。
4.6.2 塑件的推出機(jī)構(gòu)
該套模具的塑件采用推件板推出。
推件板如圖4.11所示。
圖4.11 推件板
4.7 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
當(dāng)在注射成型的塑件上與開合模方向不同的內(nèi)側(cè)或外側(cè)有孔、凹穴或凸臺(tái)時(shí),塑件就不能直接由推桿等推出機(jī)構(gòu)推出脫模,此時(shí),模具上成型該處的零件必須制成可側(cè)向移動(dòng)的活動(dòng)型芯,以便在塑件脫模推出之前,先將側(cè)向成型零件抽出,然后在把塑件從模內(nèi)推出,否則就無法脫模。
4.7.1 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)類型的確定
盒蓋兩側(cè)需要用到抽芯機(jī)構(gòu),在這里運(yùn)用機(jī)動(dòng)方式抽芯。驅(qū)動(dòng)方式為斜導(dǎo)柱。該塑件的側(cè)面小孔較淺,所需的抽芯距不大,側(cè)抽芯的成型面積也不大,所以采用斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯足夠,這里將滑塊位置設(shè)于定模上,導(dǎo)柱位置設(shè)在動(dòng)模上。
4.7.2 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)
斜導(dǎo)柱設(shè)置在動(dòng)模,要有足夠的強(qiáng)度。
斜導(dǎo)柱頂端和定模板固定并磨到和定模板平,在開模時(shí)能隨驅(qū)使滑塊沿動(dòng)模板上的導(dǎo)滑槽滑動(dòng)。
斜導(dǎo)柱傾斜角為20度。
4.7.3 滑塊的組合及設(shè)計(jì)形式
設(shè)計(jì)其組合方式時(shí)應(yīng)考慮分型與抽芯的方向要求,并保證塑件有較好的外觀質(zhì)量,另外還應(yīng)使滑塊的組合部分具有足夠的強(qiáng)度,該套模具采用兩瓣合模塊組合的結(jié)構(gòu)形式。
利用滑塊水平兩側(cè)面的凸耳與模套對(duì)應(yīng)的導(dǎo)滑槽滑動(dòng)配合,達(dá)到側(cè)向分型與復(fù)位的目的。
為防止滑塊離開定模,應(yīng)采用定位銷[18]。
4.7.4 各項(xiàng)尺寸的計(jì)算與校核
斜導(dǎo)柱、滑塊之間的相對(duì)位置以如圖4.12所示。
(1)滑塊高度為34mm。設(shè)置在定模板內(nèi)的定位銷止動(dòng)距離為7.45mm。每個(gè)滑塊分布兩個(gè)定位銷,并對(duì)稱分布在滑塊中心線的兩邊。
(2)斜導(dǎo)柱的導(dǎo)向傾斜角為20度,從合模到開模斜導(dǎo)柱剛離開滑塊時(shí),斜導(dǎo)柱的移動(dòng)距離是20.1mm。
(3)抽芯距離校核
需要抽芯的距離是:3mm
斜導(dǎo)柱剛好抽出來時(shí)的推動(dòng)距離:7.33mm
因:+3,所以抽芯距離滿足要求,塑件能正常取出。
圖4.12 導(dǎo)柱與滑塊
4.8 冷料井的設(shè)計(jì)
冷料井位于主流道的對(duì)面的下凹模板上,其作用是存放料流前端的“冷料”,防止“冷料”進(jìn)入型腔而形成接縫;開模時(shí)能將主流道中的凝料拉出。冷料井的尺寸稍大于主流道大端的直徑。 采用底端帶有推桿的冷料井,這類冷料井的底部有一根推料桿組成,推料桿裝于推桿型芯推板上。注射模采用Z型冷料井,結(jié)構(gòu)如圖4.13所示。
圖4.13 冷料井
4.9 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)
由于模具較小且型腔比較簡(jiǎn)單,可以利用模具分型面的間隙、推桿和推桿孔的配合間隙以及活動(dòng)型芯孔的配合間隙自然排氣。
4.10 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
4.10.1 加熱系統(tǒng)
該套模具的模溫要求在90℃~100℃,所以應(yīng)采用加熱裝置,一般采用電加熱事進(jìn)行預(yù)熱。
4.10.2 冷卻系統(tǒng)
POM塑件可在較高溫度時(shí)脫模,冷卻時(shí)間可短,但為防止收縮變形,應(yīng)力不均,脫模后應(yīng)將塑件放在90℃ 左右的熱水中緩冷或用整形夾具冷卻[19]。
4.11 模具材料例表
模具零件材料選擇及熱處理如下表4.2所示.
表4.2 該模具的選材及熱處理
零件名稱
材料牌號(hào)
熱處理
硬度
說明
型腔
40Cr
淬火
58HRC-62HRC
淬透性好,熱處理變形小、耐
磨性好
圓柱型芯
40Cr
淬火
58HRC-62HRC
淬透性好,熱處理變形小、耐
磨性好
斜導(dǎo)柱
T7A
淬火
52HRC-55HRC
保證強(qiáng)度和耐磨性
滑塊
45
淬火
48HRC-52HRC
保證形狀和尺寸精度,耐磨性
動(dòng)定模座板
45
調(diào)質(zhì)
230HB-270HB
保證強(qiáng)度和剛度
墊塊
Q235
調(diào)質(zhì)
230HB-270HB
保證強(qiáng)度和剛度
支撐板
45
調(diào)質(zhì)
225HB-240HB
保證強(qiáng)度和剛度
推板固定板
45
調(diào)質(zhì)
230HB-270HB
保證強(qiáng)度和剛度
主流道襯套
T10A
淬火
50HRC-55HRC
保證耐磨性
導(dǎo)柱導(dǎo)套
T10A
淬火
54HRC-58HRC
保證強(qiáng)度和耐磨性
定位圈
45
調(diào)質(zhì)
230HB-270HB
保證強(qiáng)度和剛度
推件桿
T8A
淬火
43HRC-48HRC
保證強(qiáng)度和耐磨性
拉料桿
T8A
淬火
43HRC-48HRC
保證強(qiáng)度和耐磨性
5 模具裝配
5.1 塑料模具裝配的技術(shù)要求
塑料模具種類較多,結(jié)構(gòu)差異很大,裝配的具體內(nèi)容與要求也不同。一般注射、壓縮和擠出模具結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,裝配環(huán)節(jié)多,工藝難度大。其他類型的塑料模具結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單。無論哪種類型的模具,為保證成形制品的質(zhì)量,都應(yīng)具有一定的技術(shù)要求。
(1) 模具裝配后各分型面應(yīng)貼合嚴(yán)密,主要分型面的間隙應(yīng)小于0.05mm;在模具適當(dāng)?shù)钠胶馕恢脩?yīng)裝有吊環(huán)或起吊孔;模具的外形尺寸、閉合高度、安裝固定及定位尺寸、推出方式、開模行程等均應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖樣要求,并與所使用的設(shè)備條件相匹配,模具應(yīng)有標(biāo)記,各模板應(yīng)打印順序編號(hào)及加工與裝配時(shí)使用的基準(zhǔn)標(biāo)記。
(2) 導(dǎo)向或定位精度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求,動(dòng)、定模開合運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),導(dǎo)向準(zhǔn)確,無卡阻、咬死或刮傷現(xiàn)象,安裝精定位元件的模具時(shí),應(yīng)保證定位精度、可靠,且不得與導(dǎo)柱、導(dǎo)套發(fā)生干涉。
(3)成型零件的形狀與尺寸精度及表面粗糙度應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖樣要求,表面不得有碰傷、劃痕、裂紋、銹蝕等缺陷;拋光方向應(yīng)與脫模方向一致,成形表面的文字、圖案與脫模方向一致;活動(dòng)成形零件或鑲件應(yīng)定位可靠。配合間隙適當(dāng),活動(dòng)靈活,不產(chǎn)生溢料。
(4)澆注系統(tǒng)表面光滑,尺寸與表面粗糙度符合設(shè)計(jì)要求。
(5)推出機(jī)構(gòu)應(yīng)運(yùn)動(dòng)靈活,工作平穩(wěn)、可靠;推出元件不應(yīng)承受側(cè)向力;既不允許放生溢料,也不得有卡阻現(xiàn)象。
(6)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)應(yīng)運(yùn)動(dòng)靈活、平穩(wěn);斜導(dǎo)柱不應(yīng)承受側(cè)向力;滑塊定位應(yīng)固定可靠,工作時(shí)不得產(chǎn)生變形。
(7)模具加熱元件應(yīng)安裝可靠、絕緣安全、無破損,能達(dá)到設(shè)定溫度要求;模具冷卻水道應(yīng)通暢,無堵塞,連接部位密封可靠。
5.2 塑料模具裝配過程
塑料模具的總裝過程因模具結(jié)構(gòu)的不同而不同,但其主要的總裝配順序不變,具體如下:
(1)確定裝配基準(zhǔn)。
(2)安裝導(dǎo)柱導(dǎo)套和型芯、型腔并使間隙均勻。
(3)安裝側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)和推出機(jī)構(gòu)等。
(4)其他零件的裝配。
(5)檢驗(yàn)、試模[20]。
6 模具工作過程
模具裝配試模完畢之后,模具進(jìn)入正式工作狀態(tài),其基本工作過程如下:
(1)對(duì)塑料POM進(jìn)行烘干,并裝入料斗。
(2)清理模具型芯、型腔,并噴上脫模劑,進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱。
(3)合模、鎖緊模具。
(4)對(duì)塑料進(jìn)行預(yù)塑化,注射裝置準(zhǔn)備注射。
(5)注射過程包括充模、保壓、倒流、澆口凍結(jié)后的冷卻和脫模。
(6)開模時(shí),開合模系統(tǒng)帶動(dòng)動(dòng)模部分后移,斜導(dǎo)柱逼使側(cè)抽芯滑塊移動(dòng)側(cè)向抽芯,當(dāng)斜導(dǎo)柱脫離動(dòng)模部分時(shí),固定在定模部上的定位銷剛好卡住滑塊,防止斜滑塊與定模部分分離,使之順利的留在定模恰當(dāng)?shù)奈恢茫欣陧樌夏Ec復(fù)位;抽芯完成同時(shí);隨著繼續(xù)開模,塑件脫離型腔同時(shí)主流道凝料在拉料桿的拉力作用下與澆口套分離;接著推出機(jī)構(gòu)工作,推板在注射機(jī)頂桿的作用下,帶動(dòng)塑件推桿工作,把塑件從主型芯上推出來,從而完成了塑件與模具的分離;最后將塑件取出完成自動(dòng)脫模。
(7)塑件的后處理。
結(jié)束語
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)做的一次總測(cè)驗(yàn),是鍛煉也是對(duì)自己四年來所學(xué)知識(shí)及運(yùn)用知識(shí)能力的檢驗(yàn)。
通過此畢業(yè)設(shè)計(jì),掌握了模具設(shè)計(jì)的方法和步驟,并結(jié)合具體的零件進(jìn)行了具體的設(shè)計(jì)工作,包括確定型腔的數(shù)目、選擇分型面、確定澆注系統(tǒng)、脫模方式、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、注射模成型零件尺寸的計(jì)算等。
畢業(yè)設(shè)計(jì)從測(cè)繪塑件圖紙,到完成CAD造型設(shè)計(jì);完成塑件注射模具方案設(shè)計(jì)和相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算;模具成型零件CAD造型設(shè)計(jì);最后完成模具加工,掌握了完整的工程設(shè)計(jì)過程,學(xué)會(huì)了從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā),針對(duì)實(shí)際課題解決實(shí)際問題,掌握了綜合使用各種設(shè)計(jì)手冊(cè)、圖冊(cè)、資料的方法,提高了電腦繪圖水平,為以后我的工作奠定了基礎(chǔ)。
本次設(shè)計(jì)也暴露出不少的缺點(diǎn)和問題:對(duì)于所學(xué)知識(shí)還沒有做到仔細(xì)、認(rèn)真消化,許多方面還是只有一個(gè)大概的認(rèn)識(shí),沒有深入探討,對(duì)實(shí)際事物沒有深刻得了解,沒有做到理論聯(lián)系實(shí)際,沒有達(dá)到對(duì)所學(xué)的知識(shí)熟練運(yùn)用的水平。
總之,通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì),加強(qiáng)了我對(duì)各項(xiàng)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力,更培養(yǎng)了我獨(dú)立分析問題和解決問題的能力。這些都為我以后走上工作崗位奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
致 謝
論文從開題、具體設(shè)計(jì)、論文的撰寫,均得到了老師、同學(xué)和朋友的大力支持。
在這里我特別感謝丁武學(xué)老師、張躍老師和殷勁松老師對(duì)我的指導(dǎo)。他們?cè)诜泵Φ慕虒W(xué)工作期間,為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)付出了大量的心血,從開題報(bào)告、說明書的撰寫以及裝配圖繪制等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。他們淵博的學(xué)術(shù)知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度和待人以誠(chéng)的寬廣胸懷,使我受益匪淺,必將對(duì)我以后的學(xué)習(xí)和工作產(chǎn)生巨大的影響,在此向他致以誠(chéng)摯的謝意!
其次要感謝同學(xué)們給我的幫助和支持,在設(shè)計(jì)中遇到的許多困難,他們都會(huì)熱心的給我排憂解難;遇到不能解決的問題,大家也一起討論共同想辦法。
最后還要感謝我的母校對(duì)我的大力栽培,感謝大學(xué)四年來所有的老師,為我打下了機(jī)械專業(yè)知識(shí)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),正是因?yàn)橛辛诉@些專業(yè)知識(shí)才使這次畢業(yè)設(shè)計(jì)順利完成。
參 考 文 獻(xiàn)
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