樣品外殼的注射模具設(shè)計(jì)-塑料注塑模含UG三維及11張CAD圖側(cè)抽芯1模2腔帶模流-獨(dú)家.zip,樣品,外殼,注射,模具設(shè)計(jì),塑料,注塑,UG,三維,11,CAD,圖側(cè)抽芯,腔帶模流,獨(dú)家 1 樣品外殼的注射模具設(shè)計(jì) 摘 要 本文主要通過使用 moldflow 軟件進(jìn)行了塑料滑板塑料件的澆口位置 成型 窗口 填充 流動(dòng) 冷卻等方面的模擬分析 詳細(xì)地闡述注射模具的參數(shù)化設(shè) 計(jì)過程 給出了注射模具設(shè)計(jì)的一般步驟 在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和工藝分析 的過程中 列出了注射機(jī)選擇的主要依據(jù) 并對(duì)主要參數(shù)進(jìn)行了校核 在模具 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中 舉出了各部分設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)參照的原則 并結(jié)合本課題進(jìn)行 了具體的分析 在分型面的選擇問題上 本設(shè)計(jì)列出了分型方案 通過分析比 較 選擇了一種最佳方案 主要參數(shù)的確定 從而確定了成型方案 在此基礎(chǔ)上完成了塑料滑板注塑模具設(shè)計(jì)的所有內(nèi) 容 其中包括模架的選擇 注射機(jī)的選擇 必要的工藝計(jì)算 模具各部分結(jié)構(gòu) 的的設(shè)計(jì) 模具總裝圖 零件工程圖的繪制等 重點(diǎn)分析設(shè)計(jì)了調(diào)溫系統(tǒng) 說明了調(diào)溫系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品成型的重要性 詳細(xì)計(jì) 算了進(jìn) 出模具的熱量 最終確定散熱面積 冷卻水道直徑 冷卻水道長(zhǎng)度等 工藝參數(shù) 在設(shè)計(jì)完結(jié)構(gòu)后 對(duì)模具的安裝進(jìn)行了大致的說明 對(duì)模具的開合 動(dòng)作做了必要的分析 對(duì)試模過程中可能出現(xiàn)的問題做了詳細(xì)的分析 并提出 了相應(yīng)的解決方法 使用 UG 進(jìn)行三維造型貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)過程 使設(shè)計(jì)變得很 輕松 也可以及時(shí)地發(fā)現(xiàn)模具中的干涉等問題 關(guān)鍵詞 moldflow 軟件 塑料滑板 模擬分析 模具設(shè)計(jì) 2 Abstract The paper mainly analyzed the gate location of the plastic parts the molding win dow filling flowing and cooling through the use of moldflow software and sequentia lly m oulding process is assured Based on what is mentioned above the procedures which are indispensable in the process of plastic skateboard s injection molding are complete ly accomplished including the choice of mold choice of injection machine necessary process calculation design of parts structure of die mold assembly drawing parts engineering drawing etc Keywords moldflow software plastic slide simulation analysis die design 3 4 目 錄 第一章 概 論 1 1 1 課題來源 目的 意義 1 1 2 塑料模具的現(xiàn)狀及塑料模具的發(fā)展趨勢(shì) 1 1 2 1 塑料模具的現(xiàn)狀 1 1 2 2 注塑模具的發(fā)展趨勢(shì) 2 第二章 塑件工藝分析 4 2 1 塑件分析 4 2 2 塑件材料分析 4 2 3 塑件的表面分析 5 2 4 塑件的尺寸精度 5 第三章 塑件模擬分析 6 3 1 建立分析模型 6 3 2 確定澆口位置 7 3 3 一模兩腔 MOLDFLOW 分析 8 3 3 1 填充分析 8 3 3 2 冷卻分析結(jié)果 12 3 3 3 成型工藝條件 14 第四章 注塑模設(shè)計(jì) 15 4 1 整體設(shè)計(jì) 15 4 1 1 分型面的設(shè)計(jì) 15 4 1 2 模架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 4 1 3 注塑機(jī)的選擇 16 4 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 4 2 1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 4 2 2 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 5 4 2 3 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 20 4 3 零件設(shè)計(jì) 23 4 3 1 上下型腔設(shè)計(jì) 23 4 3 2 澆口套的設(shè)計(jì) 24 4 3 3 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 25 4 3 4 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 26 4 3 5 復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 27 4 4 注射機(jī)校核 27 4 4 1 最大注射量校核 27 4 4 2 最大鎖模力校核 28 4 4 3 注射壓力的校核 28 4 4 4 模具閉合高度校核 29 4 4 5 開模行程的校核 29 第五章 總裝配圖 30 5 1 二維裝配圖 30 5 2 三維圖 31 結(jié) 論 33 參考文獻(xiàn) 35 6 第 1 章 概 論 1 1 課題來源 目的 意義 1 課題來源 本課題來源于中日龍電氣制品有公司 2 目的 塑料滑板注塑工藝分析及模具設(shè)計(jì)的畢業(yè)設(shè)計(jì)可以使我綜合 運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí) 讓我能獨(dú)立解決和分析問題的能 力 3 意義 由于模具設(shè)計(jì)對(duì)于制造業(yè)的有重大的意義 通過本課題的的研究 讓我對(duì)注塑模具有一個(gè)系統(tǒng)性的了解 另一方面對(duì)于課本上學(xué)的也有一個(gè)實(shí)踐 的過程 相信在以后的工作當(dāng)中會(huì)有更好的發(fā)展 從而達(dá)到本課題需要達(dá)到的 目標(biāo) 1 2 塑料模具的現(xiàn)狀及塑料模具的發(fā)展趨勢(shì) 1 2 1 塑料模具的現(xiàn)狀 塑料模具現(xiàn)在主要有注射模 壓縮模 壓注模 擠出模 氣動(dòng)成形模 根據(jù)我國(guó)模具業(yè)協(xié)會(huì)經(jīng)營(yíng)管理委員會(huì)編制的 全國(guó)模具專業(yè)廠基本情況 統(tǒng)計(jì) 我國(guó)模具以平均15 以上的速度增長(zhǎng) 高于國(guó)內(nèi)GDP的平均增值一倍多 其中 塑料模具約占各類模具總產(chǎn)值5 每年增長(zhǎng)速度高達(dá)25 發(fā)展十分活躍 我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展給予制造業(yè)以有力支撐 同時(shí) 制造業(yè)的發(fā)展也推 動(dòng)了模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 我國(guó)也成為模具生產(chǎn)大國(guó) 國(guó)內(nèi)的模具生產(chǎn)廠家已增至2 萬余家 從業(yè)人員大約100萬人 模具年產(chǎn)總值已達(dá)到550億元人民幣 但是 我 國(guó)的模具機(jī)床業(yè)產(chǎn)業(yè)仍 大而不強(qiáng) 雖然目前我國(guó)模具行業(yè)以每年巨大的進(jìn) 出口總額被譽(yù)為全球 制造大國(guó) 但由于技術(shù)人才等因素的制約 都相對(duì)集 中在中低端領(lǐng)域 因而高端市場(chǎng)對(duì)國(guó)內(nèi)模具企業(yè)而言 經(jīng)濟(jì)誘惑力無疑是巨大 的 行業(yè)協(xié)會(huì)是相關(guān)的企業(yè)為了自身發(fā)展而建立起來的一種經(jīng)濟(jì)性的社團(tuán)組 織 在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下 作為一個(gè)重要的中間組織 行業(yè)協(xié)會(huì)具有協(xié)調(diào)市場(chǎng)主 體利益 提高市場(chǎng)配置效率的功能 因此 推動(dòng)行業(yè)協(xié)會(huì)的建設(shè) 成為一個(gè)不 可忽視的課題 模具行業(yè)要獲得長(zhǎng)足的發(fā)展 推動(dòng)模具行業(yè)協(xié)會(huì)的建設(shè)必不可 7 少 一些高水平的模具所占比重已達(dá)40 左右 這些模具的特點(diǎn)是復(fù)雜 精密 大型 長(zhǎng)壽命 例如 有的模具單套重量可以達(dá)到125t 有的精密多工位注塑模 壽命長(zhǎng) 0 001mm的精度隨著模具零件行業(yè)精度化要求的不斷增加和科學(xué)技術(shù)的 進(jìn)步 有些零件的加工精度會(huì)達(dá)到l m以內(nèi) 企業(yè)的創(chuàng)新 研發(fā)能力得到提高 新技術(shù) 新工藝得到了廣泛推廣 例如模具的自加工技術(shù)以及模具的柔性 集 成技術(shù) 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng) 大型注塑模 先進(jìn)模具制造技術(shù)和三維設(shè)計(jì)技 術(shù)的研發(fā) 注塑工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng) 逆向工程和車身模具數(shù)字化制造系統(tǒng)等 這些都 離不開數(shù)字化 信息化技術(shù)的大力發(fā)展和推廣 增長(zhǎng)據(jù)統(tǒng)計(jì) 2013年上半年湖北省模具產(chǎn)量為16388套 增長(zhǎng)率3 43 其 中6月產(chǎn)模具4181套 6月增長(zhǎng)率78 6 2013年1 6月廣西模具產(chǎn)量為34344套 1 6月增長(zhǎng)率6 09 2013年上半年重慶市模具產(chǎn)量為7365套 增長(zhǎng)率 1 43 2013年上半年四川省模具產(chǎn)量為921682套 1 6月增長(zhǎng)率660 94 在模具設(shè)計(jì)制造中將全面推廣技術(shù)有 CAD CAM CAE 模具 CAD CAM CAE 技 術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑 實(shí)踐證明 模具 CAD CAM CAE 技術(shù)是模 具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向 現(xiàn)在 全面普及 CAD CAM CAE 技術(shù)已基本成熟 由于 模具 CAD CAM 技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù) 近年來模具 CAD CAM 技術(shù)的硬件與軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度 特別是微機(jī)的 普 及應(yīng)用 更為廣大模具企業(yè)普及模具 CAD CAM 技術(shù)創(chuàng)造了良好的條伯 隨著 微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步 技術(shù)培訓(xùn)工作也日趨簡(jiǎn)化 在普及推廣模具 CAD CAM 技術(shù)的過程中 應(yīng)抓住機(jī)遇 重點(diǎn)扶持國(guó)產(chǎn)模具軟件的開發(fā)和應(yīng)用 加大技術(shù) 培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度 應(yīng)時(shí)一步擴(kuò)大 CAE 技術(shù)的應(yīng)用范圍 對(duì)于已普及了模 具 CAD CAM 技術(shù)的一批以家電行業(yè)代表的企業(yè)來說 應(yīng)積極做好模具 CAD CAM 技術(shù)的深化應(yīng)用工作 即開展企業(yè)信息化工程 可從 CAPP PDM CIMS VR 逐步深化和提高 1 2 2注塑模具的發(fā)展趨勢(shì) 1 塑料及塑料工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì) 塑料是以樹脂為主要成分的高分子有機(jī)化合物 塑料大多采用合成樹脂 樹脂可分為天然樹脂和合成樹脂倆大類 在一定溫度和壓力下 塑料具有可塑 8 性 各種合成樹脂都是將低分子化合物的單體通過合成的方法生產(chǎn)出的高分子 化合物 可以利用模具將其成型為具有一定幾何形狀和尺寸精度的塑料制件 一般相對(duì)分子質(zhì)量都大于一萬 有的甚至可達(dá)到百萬級(jí) 塑料工業(yè)是新興的產(chǎn)業(yè) 即新的工業(yè)領(lǐng)域 是隨著石油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展從而應(yīng) 運(yùn)而生的 目前塑料制品幾乎已經(jīng)進(jìn)入一切的工業(yè)部門以及人們?nèi)粘Ｉ畹母?個(gè)領(lǐng)域 世界塑料工業(yè)從二十世紀(jì)三十年代前后開始研制到目前的塑料產(chǎn)品系 列化 生產(chǎn)工藝自動(dòng)化 連續(xù)化以及不斷開拓功能塑料新領(lǐng)域 它經(jīng)歷了初始 階段 三十年代以前 發(fā)展階段 三十年代 飛躍發(fā)展階段 五十至六十 年代 和穩(wěn)定增長(zhǎng)階段 七十年代至今 等這樣幾個(gè)階段 隨著工業(yè)塑料的制 件和日用塑料制件的品種和需求量日益增加 這些產(chǎn)品的更新?lián)Q代的周期愈來 愈短 因此對(duì)塑料的品種 產(chǎn)量和質(zhì)量都提供了越來越高的要求 塑料作為一種新的工程材料 其不斷被開發(fā)與應(yīng)用和塑料成型模具的開發(fā) 與制造都在飛速發(fā)展 2 塑料模大力發(fā)展快速原型制造 在現(xiàn)代制造模具技術(shù)中 可以不急于直接加工難以測(cè)量和加工的模具凹模 和凸模 而是采用開蘇原型制造技術(shù) 先制造出與實(shí)物相同的樣品 看該樣品 是否滿足設(shè)計(jì)要求和工藝要求 然后在開發(fā)模具 該項(xiàng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)少數(shù)的塑料企業(yè)已經(jīng)開始得到應(yīng)用 并且正在大力的推廣 中 3 發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和采用先進(jìn)的熱處理和表面處理技術(shù) 模具材料的選在模具研發(fā)中是設(shè)計(jì)模具加工工藝 模具使用壽命 塑料 制件成型質(zhì)量和加工成本等重要問題 因此開發(fā)研制出具有良好實(shí)用性和加工 性能好的 熱處理變形小 抗熱疲勞性能好的新型模具有非常重要的意義 在 未來 模具的發(fā)展方向是采用真空熱處理 國(guó)內(nèi)許多熱處理中心和有些大型模 具其一已經(jīng)得到應(yīng)用并且正在進(jìn)一步推廣 目前的研究和開發(fā)工作除了常用的 表面處理方法 還應(yīng)大力發(fā)展設(shè)備昂貴 工藝先進(jìn)的氣相沉積 等離子噴涂等 技術(shù) 4 模具的復(fù)雜化 精密化與大型化 模具技術(shù)正朝著復(fù)雜化 精密化 與大型化方向發(fā)展 面對(duì)激烈的市 9 場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng) 必須提高我國(guó)模具企業(yè)的自主開發(fā)能力 我國(guó)要從模具大國(guó)邁向模具 強(qiáng)國(guó) 應(yīng)調(diào)整產(chǎn)品的結(jié)構(gòu) 增強(qiáng)大型復(fù)雜 精密模具的自主開發(fā)能力 以提高 產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力 第 2 章 塑件工藝分析 2 1 塑件分析 如圖 2 1 所示 塑件為殼體 外狀規(guī)則且對(duì)稱 有圓角過渡 這些因素 都有利于注射成形 其內(nèi)部形狀有正四面體的凹陷 脫模有一定的困難 該塑 件有側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 塑件的外觀要有光滑 無明顯外觀缺陷 圖 2 1 塑件模型 2 2 塑件材料分析 ABS 是由丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚而成的 這三種組分的各自特 性使 ABS 具有良好的耐化學(xué)腐蝕性及表面硬度 堅(jiān)韌 良好的加工性和染色性 能等一系列良好的綜合性能 ABS 無毒 無味 呈微黃色 成型的塑料有較好的光澤 有極好的抗 材料 ABS 壁厚 2 54 10 沖擊強(qiáng)度 且在低溫下也不迅速下降 有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性 耐 油性 耐水性 化學(xué)穩(wěn)定性和電器性能 其工藝參數(shù)如表 2 1 所示 ABS 的主要成型特點(diǎn)是 成型壓力較高 塑料上的脫模斜度宜稍大 成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥的處理 模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減少澆注系統(tǒng)對(duì)料流的 阻力 要求塑件精度高時(shí) 模具溫度可控制在 40 60 要求塑件光澤和耐 熱時(shí) 應(yīng)控制在 60 80 塑件的設(shè)計(jì)隨塑料品種 性能和成型方式的不同而有所差異 高質(zhì)量 的塑件需要優(yōu)秀的產(chǎn)品設(shè)計(jì) 高水平的模具和優(yōu)化的成型工藝三者有機(jī)的結(jié)合 但是在實(shí)際塑件設(shè)計(jì)時(shí) 多數(shù)是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì) 往往造成產(chǎn)品在某些性能 上不能滿足使用要求 導(dǎo)致成型模具不適用 從而產(chǎn)生極大的浪費(fèi) 因此 在 進(jìn)行塑件設(shè)計(jì)時(shí) 對(duì)塑件及其成型工藝條件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì) 使發(fā)現(xiàn)的問題在塑 件設(shè)計(jì)完成之前即得到解決 以縮短產(chǎn)品開發(fā)周期 提高產(chǎn)品質(zhì)量并減少浪費(fèi) 表 2 1 ABS 注射成型的工藝參數(shù)表 塑料 ABS 注射成型機(jī)類型 螺桿式 密 度 g cm 3 1 05 后段 180 200 中段 210 230料 筒 溫 度 c 前段 200 210 模具溫度 c 50 70 注射壓力 MPa 70 90 注射時(shí)間 3 30 保壓時(shí)間 15 30 冷卻時(shí)間 15 30 成型時(shí)間 s 成型時(shí)間 40 70 11 2 3 塑件的表面分析 塑件的用途可知 其外表面要求光潔 故采用點(diǎn)澆口 同時(shí)設(shè)置好參數(shù) 來 實(shí)現(xiàn)提高塑件的表面質(zhì)量 2 4 塑件的尺寸精度 塑件采用自由尺寸要求 由塑料制件尺寸公差 SJ T10628 95 采用本標(biāo)準(zhǔn) 的 8 級(jí)精度 第三章 塑件模擬分析 這里主要用到塑料模流分析軟件 Moldflow 通過 Mold flow 模流分析不僅 能夠模擬分析塑料熔體進(jìn)入模具的流動(dòng)過程 而且可以對(duì)塑料的澆口位置 壓 力分布 冷卻過程以及注塑工藝條件等進(jìn)行模擬分析 從而得到最佳澆口位置 和澆口的個(gè)數(shù)以及預(yù)測(cè)可能會(huì)出現(xiàn)的缺陷 只有好的網(wǎng)格才能真正的模擬實(shí)際 產(chǎn)品的各個(gè)問題 這樣可以得到及時(shí)的改進(jìn) 達(dá)到縮短模具的制造周期 3 1 建立分析模型 由于塑件的內(nèi)部有很多的自閉合環(huán)路 導(dǎo)致零件的匹配百分比不高 所以 采用近似分析 分析中采用 fusion 網(wǎng)格 塑件材料為 ABS 圖 3 1 為塑件處理 后的 3D 實(shí)體模型的有限元網(wǎng)格模型 這次分析的有限元數(shù)據(jù)如圖 3 2 12 圖3 1 塑件有限元網(wǎng)格劃分圖 圖3 2 有限元分析模型數(shù)據(jù) 3 2 確定澆口位置 澆口位置的好壞 不僅影響到產(chǎn)品的外觀 而且影響到產(chǎn)品的質(zhì)量 Moldflow 可以根據(jù)模型幾何形狀及相關(guān)材料參數(shù) 工藝參數(shù)分析出最佳澆口位 置 從而避免由于開設(shè)澆口位置的不當(dāng)產(chǎn)生缺陷 選擇 Moldflow 中的澆口位置項(xiàng)進(jìn)行優(yōu)化分析 如圖 3 3 所示 藍(lán)色為最 佳澆口位置 由塑件的尺寸分析 故采用一模兩腔 澆口為側(cè)澆口 13 圖3 3 塑件澆口位置 3 3 一模兩腔moldflow分析 3 3 1 填充分析 由圖3 4 的填充時(shí)間可以看出 澆口位置設(shè)在此位置的填充時(shí)間只需要 1 680s 并且到達(dá)兩塑件的時(shí)間相近 說明膠口設(shè)在此處可行 圖 3 4 澆口位置的填充時(shí)間 14 從圖 3 5 得知 氣穴位置都在側(cè)成型位置和分型面附近 可以開排氣 槽和動(dòng)定模的空隙中排出 這樣出現(xiàn)氣泡 焦痕的可能性較小 圖 3 5 氣穴分布 如圖3 6所示 速度 壓力切換時(shí)的壓力為29 94MPa 也就是速度控制向壓 力控制轉(zhuǎn)換時(shí)的最高射壓值 當(dāng)前所有已填充部分 也就是著色部分 均是在 速度控制下完成填充的 圖中沒有灰色區(qū)域 即沒有未填充部分 15 圖 3 6 速度 壓力切換時(shí)的壓力圖 流動(dòng)前沿溫度 即熔融塑膠流經(jīng)不同位置時(shí)的溫度顯示 如圖 3 7 所示 塑膠經(jīng)流較薄的區(qū)域 會(huì)因流動(dòng)受阻 流速下降而加劇溫度下降 如果溫度下 降的幅度比較大 可能會(huì)產(chǎn)生滯流 如果溫度降到凝固點(diǎn)以下 就會(huì)出現(xiàn)短射 所以應(yīng)使熔融塑膠的溫度一直處于 加工工藝 推薦溫度的范圍之內(nèi) 從右側(cè) 的顯示可以看出 最高溫度為 230 C 最低溫度為 222 2 C 在成型參數(shù)中的 熔溫 230 C 說明塑膠在流動(dòng)的過程中未出現(xiàn)大的溫度波動(dòng)和局部過熱現(xiàn)象 充 填比較順利 圖 3 7 溫度分布圖 圖 3 8 顯示的是在整個(gè)成型過程中需要的鎖模力值 從圖上可以看出 在 1 85s 時(shí)鎖模力值最高為 24 噸 鎖模力的顯示結(jié)果為選擇注塑機(jī)提供了很好 的參考 16 圖 3 8 澆口位置的鎖模力 圖 3 9 所示為注塑澆口的壓力曲線 注塑壓力是成型過程中的重要參 數(shù) 直接決定了注塑機(jī)能夠提高壓力值大小的下限 本模型壓力最大值為 30MPa 17 圖 3 9 注塑口壓力曲線 圖 3 10 所示為推薦螺桿速率曲線 很多成型缺陷都是由于塑膠在型 腔內(nèi)流動(dòng)不平穩(wěn)造成的 推薦的螺桿速度曲線圖可以為調(diào)機(jī)有很高的參考價(jià)值 有助于獲得平穩(wěn)的料流前沿 避免參與應(yīng)力過高 改善翹曲 同時(shí)這些曲線可 以用于設(shè)定注塑機(jī)的螺桿在注塑過程中的運(yùn)動(dòng) 18 圖 3 10 螺桿速率曲線 3 3 2 冷卻分析結(jié)果 圖 3 11 所示為平均溫度結(jié)果圖 制品的平均溫度顯示的是冷卻結(jié)束時(shí) 制 品厚度上的平均溫度值 該塑件選擇的材料的頂出溫度為 70 72 C 從圖中可 以看出制品的絕大部分區(qū)域的溫度在 70 72 C 即可開模頂出 不會(huì)延長(zhǎng)成型 周期 提高生產(chǎn)效率 19 圖 3 11 平均溫度 圖 3 12 所示為回路冷卻液溫度結(jié)果圖 回路冷卻液的溫度變化幅度不 應(yīng)超過 2 3 由圖可知各管道冷卻液溫度變化值為 1 1 符合要求 圖 3 12 回路冷卻液溫度 20 圖 3 13 所示為冷管道管壁溫度的結(jié)果 冷卻管道的管壁溫度與模壁溫度的 差值應(yīng)控制在 5 之內(nèi) 本模型的差值在 2 67 符合要求 圖 3 13 冷卻管道管壁溫度 3 3 3 成型工藝條件 Moldflow 成型窗口會(huì)顯示成型工藝條件 推薦最大填充壓力 80 MPa 推薦的模具溫度為 50 推薦的熔體溫度 230 21 第4章 注塑模設(shè)計(jì) 4 1 整體設(shè)計(jì) 4 1 1 分型面的設(shè)計(jì) 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu) 通過 UG 軟件做出的分型面如圖 4 1 所示 圖 4 1 分型面 4 1 2 模架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)前面的模擬分析的最佳澆口位置 適合一模兩腔 采取的是側(cè)澆口 由于該塑件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單 形狀也比較規(guī)則 所選的模架如圖4 2所示 根據(jù)塑 件的尺寸初選350 400 的標(biāo)準(zhǔn)模架 圖4 2 P 4型模架 22 4 1 3 注塑機(jī)的選擇 根據(jù) moldflow 對(duì)塑件的屬性分析 測(cè)得其體積 V 為 41 633 3 澆注系統(tǒng) 的體積通過按塑件體積的百分之二十估算 可以得到塑件及澆注系統(tǒng)的體積之 和 V 總 如下 4 1 V2 1 總 由上式得 V 總的值為 44 756cm3 注塑機(jī)的注射量表示法是用注射機(jī)一次注射塑料的最大容量 螺桿式注射 機(jī)是以體積表示最大注射量 以塑件小于標(biāo)準(zhǔn)螺桿式注射機(jī)最大注射量的百分 之八十理論注射量表示 該塑件的注塑機(jī)理論注塑量應(yīng)大于 35 221 3 由第 三章的 Mlodflow 分析推薦的注塑壓力不能小于 110MPa 初選國(guó)產(chǎn) XS ZY 125 臥式塑料注塑成型機(jī) 其主要技術(shù)參數(shù)如表 4 1 表4 1 XS ZY 125主要技術(shù)參數(shù) 額定注射量 3 131 螺桿直徑 34 注射壓力 MPa 206 注射行程 mm 114 鎖模力 kN 1100 最大注射面積 mm2 320 電動(dòng)機(jī)功率 KW 13 最大開合模行程 340 最大模具厚度 410 最小模具厚度 160 合模方式 液壓 機(jī)械 噴嘴球半徑 12 噴嘴孔直徑 4 4 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23 4 2 1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 通常把注射模中從注射機(jī)噴嘴到型腔之間的塑料流動(dòng)通道稱為澆注系 統(tǒng) 澆注系統(tǒng)是注射模具中的一個(gè)重要部分 作用是將注射機(jī)注射出的塑料熔 體平穩(wěn)而均衡的引進(jìn)型腔 并在熔體沖模和固化定型過程中 將注射壓力和保 壓力充分傳遞到型腔的各個(gè)部位 以獲得組織致密 輪廓清晰 表面光潔 尺 寸精確的塑料制品 澆注系統(tǒng)一般由主流道 分流道 澆口和冷料穴四個(gè)部分 組成 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 1 應(yīng)與塑料的成型特性相適應(yīng) 2 應(yīng)有利于排氣和補(bǔ)縮 3 應(yīng)使熔體的流程盡量短 4 應(yīng)避免塑料熔體直接沖擊型芯和嵌件 5 流道凝料和塑件易于分離 6 要保證塑件的外觀質(zhì)量 7 應(yīng)防止制品變形和翹曲 8 合理設(shè)計(jì)冷料穴 9 盡量減少澆注系統(tǒng)的用料量 10 應(yīng)同時(shí)考慮型腔布局 4 2 1 1 澆注流道的設(shè)計(jì) 主流道的幾何形狀和尺寸如下圖所示 24 圖 4 3 主澆道各部尺寸 1 主流道錐角 主流道錐角太小會(huì)是塑料模脫模困難 太大會(huì)產(chǎn)生渦流 現(xiàn)象 通常錐角 2 6 本模具設(shè)計(jì)的錐角 2 2 主流道入口直徑 d1 d 1 應(yīng)比注射機(jī)噴嘴直徑 d0 大 0 5 1mm 防止凝 料的脫出障礙 由注射機(jī)參數(shù)表知 d0 12 取 d1 3 5 3 與注射機(jī)噴嘴相接觸部分尺寸 為了防止溢料 故在對(duì)接處設(shè)計(jì)成了 球形凹坑 球面半徑 SR1 比噴嘴半徑 SR0 大 1 2mm 所以 SR1 12m 4 主流道長(zhǎng)度 L 一般按照模板厚度決定 為減少壓力損失 熱能損 失 和廢料量 所以其長(zhǎng)度應(yīng)盡量短 一般 L 60 本設(shè)計(jì)的 L 78mm 4 2 1 2 分流道的設(shè)計(jì) 分流道是指連接主流道和交口之間的熔體流動(dòng)通道 適用于多腔模和一腔 多澆口模具 分流道長(zhǎng)度取決于模具型腔的總體布置方案和澆口位置 分流道 的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮塑件的材料 體積 壁厚 形狀復(fù)雜度 型腔數(shù)量合理設(shè)計(jì) 分 流道截面尺寸取決于多種因素 其選擇應(yīng)從壓力傳遞 熱量損失 加工與脫模 考慮 考慮到了機(jī)加工和出模的容易性 同時(shí)交口為點(diǎn)澆口 采用的是雙分型 面 從加工的成本 配合精度要求等 最終確定為采用橫截面為圓形 如圖 4 4 所示 25 圖 4 4 分流道橫截面 分流道的尺寸的計(jì)算 根據(jù)梯形分流道參數(shù)表可知 5 4 2 DH32 式中 D 圓形的大底邊寬度 H 圓形高度 根據(jù)塑件采用的材料為 ABS 所以根據(jù)塑料長(zhǎng)度推薦為 4 7 9 5mm 取 D 5mm H 10mm 分流道的表面粗糙度一般不宜太小 一般取 Ra1 25 Ra2 5um 用來增大外層的流動(dòng)阻力 使外層與心部的熔體之間殘生一定的速度差 增加 流動(dòng)性 同時(shí)還有利于保溫 4 2 1 3 澆口的設(shè)計(jì) 澆口亦稱進(jìn)料口 是連接分流道與型腔的通道 澆口是澆注系統(tǒng)非常重要 的部分 澆口的位置 形狀數(shù)量 尺寸大小對(duì)塑料熔體的流動(dòng)阻力 流動(dòng)速度 流動(dòng)狀態(tài)都有直接的影響 同時(shí)對(duì)塑件的性能和質(zhì)量的影響很大 另一個(gè)是當(dāng) 注射壓力撤銷后封鎖型腔 使型腔中尚未固化的塑料不會(huì)倒流 常向的澆口形 式有直接澆口 點(diǎn)澆口 點(diǎn)式澆口 扇形澆口 圓盤式澆口 環(huán)形澆口等 分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動(dòng)通道 分流道 應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài) 本設(shè)計(jì)中由于塑件排布比較 26 緊湊 且采用側(cè)澆口 側(cè)澆口的設(shè)計(jì)主要是引導(dǎo)錐和澆口部分的設(shè)計(jì) 澆口一般尺寸如 CAD 圖 所示 圖 4 5 側(cè)澆口的結(jié)構(gòu)和尺寸 4 2 1 4 冷料穴設(shè)計(jì) 主流道的末端需要設(shè)置冷料穴以往上制品中出現(xiàn)固化的冷料 因?yàn)樽钕?流入的塑料因接觸溫度低的模具而使料溫下降 如果讓這部分溫度下降的塑料 流入型腔會(huì)影響制品的質(zhì)量 為防止這一問題必須在沒塑料流動(dòng)方向在主流道 末端設(shè)置冷料穴以便將這部分冷料存留起來 冷料穴一般開設(shè)在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上 其標(biāo)稱直徑與主流道直徑相同 或略大一些 這里取為 最終要保證冷料體積小于冷料穴體積 冷料穴的 z 形 式有多種 這里采用倒錐形的冷料穴拉出主流道凝料的形式 它與推桿配用 開模時(shí)倒錐形的冷料穴通過內(nèi)部的冷料先將主流道凝料拉出定模 最后在推桿 的作用下將冷料和和主流道凝料隨制品一起被頂出動(dòng)模 4 2 2 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 從第三章的分析可以看出 氣穴位置都在側(cè)成型位置和分型面附近 可以 從滑塊和動(dòng)定模的空隙中排出 這樣出現(xiàn)氣泡 焦痕的可能性較小 同時(shí)利用 配合間隙排氣其間隙為0 03 0 05 來實(shí)現(xiàn)排氣 27 4 2 3 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 由 moldflow 分析得到的模具脫模溫度為 45 攝氏度 所以不用設(shè)置加 熱裝置 4 2 3 1 模具系統(tǒng)的熱平衡計(jì)算 在注塑模成型的工藝中 模具的溫度對(duì)沖模和塑件定形有一定的影響 從而影響了塑件的質(zhì)量 所以必須對(duì)模具進(jìn)行有效的冷卻 使其溫度控制在一 定范圍內(nèi) 并且冷卻介質(zhì)的回路必須暢通 無停留部位 通過對(duì)模具的熱量的 注入及輸出的計(jì)算可以獲得冷卻劑需要帶走的熱量 根據(jù)熱平衡原理 單位時(shí)間內(nèi)塑料熔體凝固釋放的熱量應(yīng)等于冷卻水所 帶走的熱量 于是有 塑料傳給模具的熱量 Qm 4 3 nGmp11 Qin 塑料傳給模具的熱量 KJ n 每小時(shí)注射次數(shù) G 每次的注射量 Kg mp 每小時(shí)注射的塑料量 Kg h 塑料的熱焓量之差 KJ Kg 取 800KJ Kg 1 1 設(shè)注射周期為 52s 則 n 3600 52 52 由 moldflow 分析得 G 0 04021 代入數(shù)據(jù)計(jì)算 即 Qin 800 52 0 04021 695 04KJ h 1 4 4 TinoutmCwn 式中 Qn 冷卻水每小時(shí)從模具攜走的熱量 KJ h m 冷卻水每小時(shí)的用量 kg h Cw 冷卻水的比熱容 428KJ Kg 1 C 由 moldflow 分析所得 Tout 模具的出水溫度 C 取為 26 2 C Tout 模具的進(jìn)水溫度 C 取為 23 8 C 28 由熱平衡條件 Qm Qn 可得 m nG CW Tout Tin 4 5 1 得 m 800 52 0 04021 4 187 26 2 23 8 434 006 kg h 4 2 3 2 冷卻水體積流量的計(jì)算 體積流量公式 4 6 6021 cMqv 式中 冷卻水體積流量vq M 單位時(shí)間注射入模具內(nèi)的樹脂質(zhì)量 Q 單位時(shí)間內(nèi)樹脂在模具內(nèi)釋放的熱量 C 冷卻水的比熱容 冷卻水的密度 1 冷卻水出口處溫度 1 冷卻水入口處溫度 234 006x3 5 60 x0 7x4 178x103 4 85x10 3 m3 min vq 查 塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè) 可知 取冷卻管道直徑 d 8mm 就可以滿足要 求 4 7 2 2 通過自然冷卻所散發(fā)的熱量 dQft 由對(duì)流所散發(fā)的熱量 Qd kJ h 3 422 3065 0 1874eMMd A 4 13 式中 模具平均溫度 本設(shè)計(jì)中為 30 MQ2 C 29 室溫 一般取 20 eQC 模具表面積 MA2m 4 14 21M 式中 模具的四個(gè)側(cè)表面積 即1A 526820 0 52682 0325435 2m2 模具的兩個(gè)分型面表面積 為模板面積與塑件側(cè)面積之和的2M 兩倍 即 332050 0 33205 22 開模率 4 15 t21 式中 注射成型周期 20s 注射時(shí)間 2s 1t 制品冷卻時(shí)間 9 3s 2 故 0 435 0 671 03 9 3205 4 5268 0 MA2m 81 16 371 625 187 4 dQ hkJ 由幅射所散發(fā)的熱量 fQhkJ 4 16 442110730738 20eMMfA 式中 模具的四個(gè)側(cè)表面積 0 52682 1 2m 輻射率 本設(shè)計(jì)取 0 80 資料 1P223 模具平均溫度 本設(shè)計(jì)中為 30 M2 C 室溫 一般取 20 e 30 92 82 4410273102738 526 08fQ hkJ 向注射機(jī)工作臺(tái)所傳遞的熱量 tQhkJ 4 17 eMtAh 23 式中 模具與工作臺(tái)接觸面積 284000 0 284 540 2m2 傳熱系數(shù) 普通鋼取 5022h2h 2ChmkJ 1425 68 0384 0 tQ 脫模后塑件帶走的熱量 zQkJ 2NGz 式中 每小時(shí)注射次數(shù) 180 次 每次塑料的注射量 0 1233 kg 單位熱流量 30 時(shí)取 20 2QC J 443 882013 80 z k 4 7 2 3 由冷卻系統(tǒng)帶走的熱量 2QhJ ztfd 2 1525 2552 8 436 1582 96 1795 368 hkJ 應(yīng)分別由凹模和型芯的冷卻回路帶走 采用資料 1 式 10 41 的分配2Q 方案 610 1025 14 0 22 G hkJ 915 18 6 22K 4 7 2 4 計(jì)算冷卻回路有關(guān)參數(shù) 4 7 2 4 1 凹模所需冷卻水管參數(shù) 31 4 18 inoutGVcQq 12 式中 冷卻水入口溫度 設(shè)定 20 in C 冷卻水出口溫度 本設(shè)計(jì)要求精度較高 設(shè)定出口溫度為out 21 精度為 3 級(jí)時(shí)進(jìn)出口溫差應(yīng)小于 2 C 冷卻水平均溫度時(shí)水的密度 998 2 3 mkg 冷卻水平均溫度時(shí)水的比熱容 4 187 1c CJ 所需冷卻水的體積流量 Vqh 3 2 43 201 9817 46 6310 min 則冷卻水的平均流速 1 61215dqvV 2 308 14 s 將冷卻管道設(shè)計(jì)成螺旋形半圓水道 直徑 設(shè)為 0 008 則冷卻水流速dm 應(yīng)是計(jì)算的一倍 即 3 22 sm 凹模冷卻水道長(zhǎng)度 模具熱阻按以下公式計(jì)算 4 19 GplAQt2 式中 模具的熱傳導(dǎo)阻力 表現(xiàn)為溫差 C 進(jìn)入模具的熔體的總熱含量 922 1W pl 水孔中心至型腔的距離 取 9 m 型腔表面積 122783 GA2 模具材料的傳熱系數(shù) 查資料 2P215 表 5 55 一般鋼材取 1054KmW K410527839 t 73 可見 冷卻水管壁與型腔壁溫差幾乎為零 即整個(gè)型腔溫度可視為相等 32 則型腔散熱面積 4 20 vQMGG 015 13652 式中 型腔的散熱面積 m 冷卻水平均溫度 20 5 M5 C 0 0037 制件與型腔的接觸面 5 203 015 136 G 2 積為 0 047 與計(jì)算的散熱面積比較接近 2m 則型芯冷卻水管長(zhǎng)度 179 96dLG 15 0 8 14 350 7 m 凹模冷卻水道參數(shù)校核 冷卻水流動(dòng)狀態(tài)的校核 校核公式為 4 21 10 6Re vd 式中 水的運(yùn)動(dòng)黏度 查資料 1P229 圖 10 8 取 sm 10 25 則 10 625710 83e6 故水的流動(dòng)屬于穩(wěn)定湍流 有良好的冷卻效果 冷卻回路壓降計(jì)算 4 22 2 3dLpe 式中 水在 時(shí)的密度 993 2 M5 3 mkg 4 2 3 3 冷卻回路所需要的總面積的計(jì)算 冷卻回路總面積計(jì)算公式 33 4 7 360wmaMqA 式中 A 冷卻回路的總面積 m 2 M 單位時(shí)間內(nèi)注入模具中樹脂的質(zhì)量 hkg q 單位質(zhì)量樹脂在模具內(nèi)釋放的熱量 J a 冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) W m 2 K m 模具成型表面的溫度 C w 冷卻水的平均溫度 C 取 M 4 1x10 6 q 值由塑料材料為 ABS 取 q 3 5 由 moldflow 分析 知 m 45 C w 25 4 C 冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) a 可用如下公式計(jì)算 4 8 2 0 8 d 式中 a 冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) KmW 冷卻水在該溫度下的密度 kg m 2 冷卻水的流速 m s 與冷卻水溫度有關(guān)的物理系數(shù) 通過查表得 9 66 v 由 moldflow 分析知 v 0 33m s d 0 01m a 9 66 102 0 813 A 19 6 750 75 10 4m23605 1 4 4 2 3 4 冷卻回路總長(zhǎng)度 冷卻長(zhǎng)度計(jì)算公式 L 4 9 dA 10 34 式中 L 冷卻回路總長(zhǎng)度 A 冷卻回路總表面積 d 冷卻水孔直徑 L 1200X750 75X10 4 10 1 5m 同時(shí)通過 Moldflow 分析 采用冷卻道直徑 8 管道數(shù)為 6 其分布采用 直通式水道 長(zhǎng)度為 1 8m 上下模采用局部 對(duì)稱布置 能夠很好的滿足要求 4 3 零件設(shè)計(jì) 4 3 1 上下型腔設(shè)計(jì) 本塑件采用動(dòng)定模兩板式結(jié)構(gòu) 根據(jù)分型面的開設(shè) 由于本模型已經(jīng)對(duì)尺 寸進(jìn)行 0 5 收縮 故直接利用 UG 的模具模塊對(duì)模型進(jìn)行分模 如圖 4 6 4 7 所示 圖 4 7 型芯 35 圖 4 8 型腔 4 3 2 澆口套的設(shè)計(jì) 澆口套的結(jié)構(gòu)形式如圖所示 澆口套與模板間的配合采用 H7 m6 的過 度配合 澆口套與定位圈采用 H9 h9 的配合 定位圈在磨具安裝調(diào)試時(shí)應(yīng)插入 注射機(jī)的定位孔內(nèi) 用于磨具與注射機(jī)的安裝定位 定位圈未經(jīng)比注射機(jī)定模 板上的定位孔徑小 0 2mm 以下 36 圖 4 9 澆口套 4 3 3 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)脫模通常包括推桿脫模機(jī)構(gòu) 推管脫模機(jī)構(gòu) 推件板脫模機(jī)構(gòu) 推塊脫模機(jī)構(gòu) 螺旋脫模機(jī)構(gòu) 氣動(dòng)脫模機(jī)構(gòu)和聯(lián)合脫模機(jī)構(gòu)等 脫模機(jī)構(gòu)可 分為一次脫模 定模脫模 雙脫模 順序脫模 二次脫模等 按推出零件的類 別 則可分為推桿推出 推管推出 推件板推出 按脫模動(dòng)作動(dòng)力來源可分為 手動(dòng)脫模 機(jī)動(dòng)推出 液壓或氣壓推出 本設(shè)計(jì)選用推桿推出設(shè)計(jì) 脫模力的 來源為液壓 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 1 保證塑件不變形損壞 2 塑件應(yīng)滯留于動(dòng)模 3 保證良好的塑件外觀 4 脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)動(dòng)作靈活可靠 5 合模時(shí)應(yīng)正確復(fù)位 6 脫模行程應(yīng)適當(dāng) 4 3 3 1 脫模力的計(jì)算 本圓盒為薄壁制件 t d 2 116 0 017 0 05 所需脫模力按以下公式 計(jì)算 4 8 AKfESLF1 01tancos22 式中 圓環(huán)形制品的壁厚 2mm 1 塑料的彈性模量 3000 EMpa 塑料平均成型收縮率 0 6 S 制件對(duì)型芯的包容長(zhǎng)度 128 Lm 模具型芯的脫模斜度 5 塑料的泊松比 0 32 37 無量綱系數(shù) 隨 和 而異 取 1 0084 2Kf 制件與型芯間的磨擦系數(shù) 0 12 f 盲孔制品型芯在垂直于脫模方向上的投影面積 7076 63 A 2m 63 701 084 132 5tan12 5cos60214 3 F 2074 48N 4 5 2 推出零件尺寸的確定 本設(shè)計(jì)使用成型零部件脫模 只需計(jì)算推桿即連接桿的尺寸 根據(jù)壓桿穩(wěn) 定公式 可得推桿直徑 的公式m 4 12 nEFLKd 4 9 式中 推桿的最小直徑 d 安全系數(shù) 可取 K5 1 推桿的長(zhǎng)度 244 Lm 脫模力 456312 32 FN 推桿數(shù)目 1 n 鋼材的彈性模量 3000 EMpa 21 37 取 25 4 12308 745 1 dm 推桿直徑確定后 按以下公式進(jìn)行強(qiáng)度校核 4 10 2 dnF 式中 推桿材料的許用應(yīng)力 200 Mpa 推桿所受的應(yīng)力 pa 38 其它符號(hào)同前 4 23 3 37mm 故滿足要求 圖 4 10 頂桿設(shè)計(jì)圖 4 3 4 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動(dòng) 定模或上 下模合模時(shí) 準(zhǔn)確無誤的定位和導(dǎo) 向的零件 合模機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種 通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向定位 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 定位作用 導(dǎo)向作用 承受一定的側(cè)向壓力 4 3 4 1 合模系統(tǒng)的導(dǎo)向 模具的閉合準(zhǔn)確性通過合模裝置 導(dǎo)柱 導(dǎo)套 之間的配合來進(jìn)行導(dǎo)向 39 4 3 4 2 頂出系統(tǒng)的導(dǎo)向 頂出裝置在模具內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng) 主要靠推桿和型芯固定板之間的配合 以及 型芯和推件板的配合來進(jìn)行導(dǎo)向 4 3 5 復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 復(fù)位機(jī)構(gòu)的有 2 種形式 即復(fù)位桿和復(fù)位彈簧 由于受模具結(jié)構(gòu)和側(cè)向分 型及推推機(jī)構(gòu)的影響 故采用復(fù)位彈簧的形式 通過復(fù)位彈簧裝配在復(fù)位桿上 開模后通過在復(fù)位桿上加彈簧來使推出機(jī)構(gòu)的復(fù)位 4 4 注射機(jī)校核 4 4 1 最大注射量校核 最大注射量是值注射機(jī)一次注射塑料的最大容量 設(shè)計(jì)模具時(shí) 應(yīng)保 證成型塑件所需的總注射量小于所選注射機(jī)的最大注射量 即 nv v1 Kmp 4 12 式中 n 型腔的數(shù)量 V 單個(gè)塑件的體積 V1 澆注系統(tǒng)的體積 K 注塑機(jī)最大注射量的利用系數(shù) 一般取 0 8 Mp 注射機(jī)允許的最大注射量 該型號(hào)注射機(jī)的理論注射量為 131cm3 又已知所需的單個(gè)塑件的體 積為 41 633 澆注系統(tǒng)的體積為 3 097 有 2 41 633 3 097 86 363 131 0 8 104 8cm3 滿足要求 4 4 2 最大鎖模力校核 當(dāng)高壓的塑料熔體充滿模具型腔時(shí) 會(huì)產(chǎn)生使模具分型面漲開的 40 力 這個(gè)里的大小等于塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和乘以 型腔的壓力 它應(yīng)小于注射機(jī)的額定鎖模力 Fp 才能保證注射是不發(fā)生 溢料現(xiàn)象 即 Fz p nA A1 Fp 4 13 式中 Fz 熔融塑料在分型面上的漲開力 N P 型腔的壓力 n 型腔的數(shù)量 A 塑件在分型面上的投影面積 A 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 Fp 注射機(jī)的額定鎖模力 型腔內(nèi)的壓力通常在 20 40MPa 取 30MPa 塑件在分型面上 的投影面積 8548 澆注系統(tǒng)的投影面積為 170 2m2m Fz 8718X30X1 1X0 001 287 694KN 1100KNX0 8 通過校核確定 滿足要求 4 4 3 注射壓力的校核 塑料成型所需要的注射壓力是有塑料品種 注射機(jī)類型 噴嘴形式 塑件 形狀和澆注系統(tǒng)的壓力損失等因素決定的 注射壓力的校核是核定注射機(jī)的額 定注射壓力大于成型時(shí)所需的注射壓力 根據(jù) Moldflow 分析得到注塑需要的注塑壓力為 110MPa 該型號(hào)注塑機(jī)額 定的注塑壓力為 206MPa 符合要求 4 4 4 模具閉合高度校核 由于注射機(jī)可安裝模具的厚度有一定限制 所以設(shè)計(jì)模具的閉合厚度 Hm必 須在注射機(jī)允許安裝的最大模具厚度 Hmax及最小模具厚度 Hmin之間 即 maxmin 4 14 代入數(shù)據(jù)得 41 Hm 定模座板 30mm 定模板 80mm 動(dòng)模板 90mm 支撐板 100mm 動(dòng)模座 板 30mm 331mm 有 H min 410mm H m 331mm H max 160mm 符合要求 4 4 5 開模行程的校核 注射機(jī)的開模行程是有限制的 塑件從模具中取出時(shí)所需的開模距離 必須小于注射機(jī)的最大開模距離 否則塑件無法取出 雙分型面分型面注射模 maHs 10 5 21 4 15 式中 s 注射機(jī)動(dòng)模板的開模行程 mm H1 塑件頂出距離 mm H2 包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度 mm a 定模板與中間板之間的分開距離 a 通過 UG 容易測(cè)得 H 1大約為 24 H 2為 40 a 為 60mm 該模具開模行程 為 124 代入數(shù)據(jù)得 H 340mm 24 40 60 10 134mm 符合要求 第五章 總裝配圖 5 1 二維裝配圖 42 圖 5 1 二維裝配圖 圖 5 2 二維裝配圖 43 圖 5 3 二維裝配圖 1 動(dòng)模座板 2 內(nèi)六角螺絲 3 內(nèi)六角螺絲 4 底針板 5 面針板 6 方 鐵 7 公模板 8 內(nèi)六角螺絲 9 公模仁 10 母模仁 11 母模板 12 內(nèi)六角螺 絲 13 內(nèi)六角螺絲 14 頂板 15 定位環(huán) 16 澆口套 17 內(nèi)六角螺絲 18 導(dǎo)柱 19 有托導(dǎo)套 20 快速接頭 21 拉料銷 22 頂針 23 內(nèi)六角螺絲 24 垃圾釘 25 復(fù)位桿 26 彈簧 5 2 三維圖 44 圖 5 4 模具三維圖 45 結(jié) 論 借用計(jì)算機(jī)軟件輔助工藝分析以及模具設(shè)計(jì) 可以大大縮短由模型到模具 由模具到產(chǎn)品的周期 從而能夠更好的滿足市場(chǎng)的需求 具體體現(xiàn)以下兩點(diǎn) 1 使用 Moldflow 軟件 可以實(shí)現(xiàn)塑件的流動(dòng)模擬分析 在優(yōu)化澆道口的 擺放位置后 通過可能產(chǎn)生氣泡的位置來確定排氣孔的位置 根據(jù)分析結(jié)果為 注塑模具設(shè)計(jì)提供了許多重要的數(shù)據(jù) 并且還可以預(yù)測(cè)注塑模具設(shè)計(jì)結(jié)果可能 產(chǎn)生的各類缺陷 2 使用 UG 軟件 可以實(shí)現(xiàn)塑件的分模及模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 46 致 謝 本文是在 XXX 和 XXX 指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)下完成的 幾個(gè)月來 導(dǎo) 師豐富的學(xué)識(shí) 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度 以及他給予支持和鼓勵(lì)使我受益匪淺 使我 能夠順利地完成所有設(shè)計(jì)任務(wù) 當(dāng)中所取得的每一點(diǎn)成績(jī)都與導(dǎo)師的熱情關(guān)懷 和精心指導(dǎo)是分不開的 值此論文完成之際 特別向?qū)熤乱灾孕牡母兄x和崇 高的敬意 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)可以說是對(duì)自己四年來最全面的一次課程實(shí)踐 它從各個(gè)方 面檢驗(yàn)了我實(shí)際設(shè)計(jì)的能力 這次的設(shè)計(jì)是第一次獨(dú)立完成的一套較為專業(yè)的 模具 設(shè)計(jì)過程中 從選材到確定模板尺寸到螺釘?shù)倪x用 均為個(gè)人完成 真 正做到了將理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合 讓我對(duì)模具設(shè)計(jì)進(jìn)一步有了較為系統(tǒng)的了 解 這對(duì)我即將參加工作起了很大的幫助 但是在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)期間 我也遇到了很多的難題 雖然以前也做過這類 似的設(shè)計(jì) 但畢業(yè)設(shè)計(jì)終究不同于平時(shí)的課程設(shè)計(jì)等小型的練習(xí) 相比之下 畢業(yè)設(shè)計(jì)要比平時(shí)的作業(yè)以及課程設(shè)計(jì)等困難得多 模具結(jié)構(gòu)也更加復(fù)雜化 遇到這些問題 只有多查找相關(guān)資料 多向指導(dǎo)老師和同學(xué)請(qǐng)教 才能解決問 題并進(jìn)一步學(xué)習(xí)到知識(shí) 在做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí) 需要用到 Mold Flow 和 UG 以及 CAD 等軟件來進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)和分析 這些軟件 雖然在以前的學(xué)習(xí)和練習(xí)中也接觸 過 但還是不熟練 本次設(shè)計(jì)的完成讓我感到了自己還有許多東西要學(xué) 很多 本專業(yè)的知識(shí)還是沒有掌握好 自己的理論知識(shí)還是很零散 沒有真正的把它 系統(tǒng)化 至于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)就更加缺乏了 為此 深深感到 要想自己在將來的工 作中有所作為 還需要自己不懈的努力 47 參考文獻(xiàn) 1 李代敘主編 moldflow 模流分析 北京 清華大學(xué)出版社 2012 5 2 陳智勇主編 Moldflow6 1 注塑成型 北京 電子工業(yè)出版社 2009 8 3 屈華昌主編 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 北京 高等教育出版社 2007 4 4 陳嘉真 塑料成型工藝學(xué) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1995 5 申開智 塑料成型模 北京 中國(guó)輕工業(yè)車版社 2003 6 李錢志屏 塑料制品設(shè)計(jì)與制造 上海 同濟(jì)大學(xué)出版社 1993 8 塑料料模設(shè)計(jì)手冊(cè) 編寫組編著 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 9 王樹勛編 注塑模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)用技術(shù) 華南理工大學(xué)出版社 10 G P tsch W Michaeli Injection moulding an introduction Hanser Gardner New York 1995 11 E Boci ga Non conventional injection moulding methods Polymers 50 1 2005 10 19 in Polish 12 E Boci ga Special methods of polymers injection moulding WNT Warsaw 2008 in Polish 13 T A Osswald L S Turng P J Gramann Injection Molding Handbook Hanser Publishers Munich Hanser Gardner Publications Inc Cincinnati 2001