90度直角三通管的注塑模具設(shè)計(jì)-側(cè)抽芯塑料注射模含NX三維及11張CAD圖.zip,90,直角,三通,注塑,模具設(shè)計(jì),側(cè)抽芯,塑料,注射,NX,三維,11,CAD 摘 要 根據(jù)塑料 90 度直角三通管接頭制品的要求 了解塑件的用途 分析塑件的工藝性 尺寸精度等技術(shù)要求 考量塑件制件尺寸 本模具采用一模兩腔 側(cè)澆口進(jìn)料 注射機(jī)采 用海天 100X 1A 型號(hào) 設(shè)置冷卻系統(tǒng) CAD 和 UG 繪制二維總裝圖和零件圖 選擇模具合理 的加工方法 附上說(shuō)明書(shū) 系統(tǒng)地運(yùn)用簡(jiǎn)要的文字 簡(jiǎn)明的示意圖和和計(jì)算等分析塑件 從而作出合理的注塑模具設(shè)計(jì) 關(guān)鍵詞 直角三通管接頭 一模兩腔 側(cè)澆口 注射機(jī) 冷卻系統(tǒng) 注塑模具 Abstract According to the requirement of plastic 90 degree right angle tee pipe joint understand the use of plastic parts analyze the technical requirements of plastic parts such as workmanship dimensional accuracy and consider the size of plastic parts This mold adopts a mold two cavity the side gate feed the injection machine adopts Haitian 100X 1A model sets the cooling system CAD and UG draw two dimensional assembly drawings and parts drawing choose the reasonable processing method of the mold Attached are instructions for the systematic use of brief text concise sketches and calculations to analyze the plastic parts so as to make a reasonable injection mold design Key words right angle three way pipe joint one mold two cavity side gate injection machine cooling system injection mold 目 錄 摘 要 0 目 錄 1 第一章 前言 1 1 1 課題背景 1 1 2 課題分析 2 第二章 塑件分析 4 2 1 產(chǎn)品分析及其技術(shù)條件 4 2 2 塑件材料的確定 5 2 3 塑件材料的性能分析 5 2 3 1 基本特性 5 2 3 2 成型性能 6 2 3 3 主要用途 6 第三章 成型布局及注塑機(jī)選擇 7 3 1 進(jìn)膠方式選擇 7 3 2 型腔的布局及成型尺寸 7 3 3 估算塑件體積質(zhì)量 8 3 4 注塑機(jī)的選擇和校核 8 3 4 1 注射膠量的計(jì)算 8 3 4 2 鎖模力的計(jì)算 9 3 4 3 注塑機(jī)選擇確定 10 表 注塑機(jī)參數(shù) 部分 10 第四章 注塑模具設(shè)計(jì) 11 4 1 模架的選用 11 4 1 1 模架基本類型 11 4 1 2 模架的選擇 11 4 1 3 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 4 2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13 4 2 1 主流道設(shè)計(jì) 13 4 2 2 分流道的設(shè)計(jì) 14 4 2 3 澆口的設(shè)計(jì) 14 4 2 4 冷料穴的設(shè)計(jì) 15 4 3 分型面的設(shè)計(jì) 15 4 4 成型零部件的設(shè)計(jì) 16 4 4 1 成型零部件結(jié)構(gòu) 17 4 4 2 成型零部件工作尺寸的計(jì)算 18 4 4 3 型腔尺寸的計(jì)算 19 4 4 4 型芯尺寸的計(jì)算 19 4 4 5 模具強(qiáng)度與剛度校核 20 4 5 脫模及推出機(jī)構(gòu) 21 4 5 1 脫模力 21 4 5 2 推出機(jī)構(gòu) 21 4 6 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型選擇與設(shè)計(jì) 23 4 6 1 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型 23 4 6 2 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)主要參數(shù)的確定 24 4 7 脫模及推出機(jī)構(gòu) 27 4 7 1 脫模力 27 4 8 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 27 4 8 1 冷卻水道設(shè)計(jì)的要點(diǎn) 28 4 8 2 冷卻水道在定模和動(dòng)模中的位置 28 4 8 3 冷卻水道的計(jì)算 29 4 9 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 30 4 10 模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 31 4 10 1 模具長(zhǎng)寬尺寸校核 31 4 10 2 模具厚度 閉合高度 校核 31 4 10 3 開(kāi)模行程 S 校核 32 結(jié)論 33 參考文獻(xiàn) 34 附錄 35 致謝 36 1 第一章 前言 1 1 課題背景 模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的基礎(chǔ)工藝裝備 在汽車 電機(jī) 儀表 電器 電子 通 信 家電和輕工業(yè)等行業(yè)中 60 80 的零件都依靠模具成形 并且隨著近年來(lái)這些行業(yè)的迅 速發(fā)展 對(duì)模具的要求越來(lái)越高 結(jié)構(gòu)也越來(lái)越復(fù)雜 用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來(lái)的高精度 高復(fù)雜性 高一致性 高生產(chǎn)效率和低耗率 是其它加工制造方法所不能比擬的 隨著塑料工 業(yè)的飛速發(fā)展和通用塑料與工程塑料在強(qiáng)度和精度等方面的不斷提高 塑料制品的應(yīng)用范圍也 在不斷地?cái)U(kuò)大 越來(lái)越普遍地采用塑料成型 該方法適用于全部熱塑性塑料和部分熱固性塑料 制得的塑料制品數(shù)量之大是其它成型方法望塵莫及的 作為注塑成型加工的主要工具之一注塑 模具 在質(zhì)量 精度 制造周期以及注塑成型過(guò)程中的生產(chǎn)效率等方面水平高低 直接影響產(chǎn) 品的質(zhì)量 產(chǎn)量 成本及產(chǎn)品的更新?lián)Q代 同時(shí)也決定著企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的反映能力和速度 注射模的種類很多 其結(jié)構(gòu)與塑料品種 塑件的復(fù)雜程度和注射機(jī)的種類等很多因素有關(guān) 其基本結(jié)構(gòu)都是由動(dòng)模和定模兩大部分組成的 定模部分安裝在注射機(jī)的固定板上 動(dòng)模部分 安裝在注射機(jī)的移動(dòng)模板上 在注射成型過(guò)程中它隨注射機(jī)上的合模系統(tǒng)運(yùn)動(dòng) 注射成型時(shí)動(dòng) 模部分與定模部分由導(dǎo)柱導(dǎo)向而閉合 一般注射模由成型零部件 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 澆注系統(tǒng) 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu) 推出機(jī)構(gòu) 加熱和冷卻系統(tǒng) 排氣系統(tǒng)及支承零部件組成 由于模具的使用特點(diǎn) 決定了模具設(shè)計(jì)也區(qū)別與其他行業(yè) 模具設(shè)計(jì)要考慮的要點(diǎn)如下 a 塑件的物理力學(xué)性能 如強(qiáng)度 剛度 韌性 彈性 吸水性以及對(duì)應(yīng)力的敏感性 不同 塑料品種其性能各有所長(zhǎng) 在設(shè)計(jì)塑件時(shí)應(yīng)充分發(fā)揮其性能上的優(yōu)點(diǎn) 避免或補(bǔ)償其缺點(diǎn) b 塑料的成型工藝性 如流動(dòng)性 成型收縮率的各向差異等 塑件形狀應(yīng)有利于成型時(shí)充 模 排氣 補(bǔ)縮 同時(shí)能使熱塑性塑料制品達(dá)到高效 均勻冷卻或使熱固性塑料制品均勻地固 化 c 塑件結(jié)構(gòu)能使模具總體結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)化 特別是避免側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)和簡(jiǎn)化脫模結(jié)構(gòu) 使模具零件符合制造工藝的要求 2 對(duì)于特殊用途的制品 還要考慮其光學(xué)性能 熱學(xué)性能 電性能 耐腐蝕性能等 目前 我國(guó)的模具制造技術(shù)已從過(guò)去只能制造簡(jiǎn)單模具發(fā)展到可以制造大型 精密 復(fù)雜 長(zhǎng)壽命的模具 在塑料模具方面 能設(shè)計(jì)制造汽車保險(xiǎn)杠及整體儀表盤(pán)大型注射模 一些塑料 模主要生產(chǎn)企業(yè)利用計(jì)算機(jī)輔助分析 CAE 技術(shù)對(duì)塑料注塑過(guò)程進(jìn)行流動(dòng)分析 冷卻分析 應(yīng)力 分析等 合理選擇澆口位置 尺寸 注塑工藝參數(shù)及冷卻系統(tǒng)的布置等 使模具設(shè)計(jì)方案進(jìn)一 步優(yōu)化 也縮短了模具設(shè)計(jì)和制造周期采用模具先進(jìn)加工技術(shù)及設(shè)備 使模具制造能力大為提 高 采用 CAE 技術(shù) 可以完全代替試模 CAE 技術(shù)提供了從制品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的完整解決方案 在模具制造加工之前 在計(jì)算機(jī)上對(duì)整個(gè)注射成型過(guò)程進(jìn)行模擬分析 準(zhǔn)確預(yù)測(cè)熔體的填充 保壓 冷卻情況 以及制品中的應(yīng)力分布 分子和纖維取向分布 制品的收縮和翹曲變形等情 況 以便設(shè)計(jì)者能盡早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題 及時(shí)修改制件和模具設(shè)計(jì) 而不是等到試模以后再返修模具 這不僅是對(duì)傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)方法的一次突破 而且對(duì)減少甚至避免模具返修報(bào)廢 提高制品質(zhì)量 和降低成本等 都有著重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義 某些國(guó)外電加工機(jī)床具有內(nèi)容豐富 實(shí)用可靠的 工藝數(shù)據(jù)和專家系統(tǒng) 使模具的深槽窄縫加工 微細(xì)加工 鏡面加工等效率和質(zhì)量大大提高 新的模糊控制系統(tǒng)具有加工反力的監(jiān)測(cè)和控制 提高了大面積加工的深度控制精度 電火花混 粉加工技術(shù)的應(yīng)用有效地提高了模具表面質(zhì)量 模具逆向工程技術(shù) 快速經(jīng)濟(jì)模具制造技術(shù) 三維掃描測(cè)量技術(shù)及數(shù)控模具雕刻機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用 對(duì)模具制造能力的提高也起到了很大作用 我國(guó)經(jīng)濟(jì)仍處于高速發(fā)展階段 國(guó)際上經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展趨勢(shì)日趨明顯 這為我國(guó)模具工業(yè)高速 發(fā)展提供了良好的條件和機(jī)遇 一方面 國(guó)內(nèi)模具市場(chǎng)將繼續(xù)高速發(fā)展 另一方面 模具制造 也逐漸向我國(guó)轉(zhuǎn)移以及跨國(guó)集團(tuán)到我國(guó)進(jìn)行模具采購(gòu)趨向也十分明顯 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用 模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)正朝著數(shù)字化方向發(fā)展 特別是模具成 型零件方面的軟件等 這些技術(shù)采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 進(jìn)而將數(shù)據(jù)交換到加工制造設(shè)備 實(shí)現(xiàn) 計(jì)算機(jī)輔助制造 或?qū)⒃O(shè)計(jì)與制造連成一體實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造一體化 1 2 課題分析 本課題內(nèi)容是對(duì)三通連接管進(jìn)行模具設(shè)計(jì)和加工工藝分析 基于生產(chǎn)實(shí)踐之上的對(duì)產(chǎn)品進(jìn) 行模具設(shè)計(jì) 模具設(shè)計(jì)主要內(nèi)容有型腔布局 澆口形式與位置 模胚選擇 分型面的確定 冷 卻系統(tǒng)設(shè)置 推出機(jī)構(gòu)設(shè)置 注塑機(jī)臺(tái)選擇及注塑工藝分析等 參考產(chǎn)品圖產(chǎn)品造型如下圖 3 UG 產(chǎn)品造型設(shè)計(jì) 根據(jù)塑料制品的要求 了解塑件的用途 分析塑件的工藝性 尺寸精度等技術(shù)要求 本模 具采用一模兩腔布局 側(cè)入式澆口進(jìn)料 注射機(jī)采用海天 100X1A 型號(hào) 設(shè)置冷卻系統(tǒng) CAD 和 UG 繪制二維總裝圖和零件圖 系統(tǒng)地運(yùn)用簡(jiǎn)要的文字 簡(jiǎn)明的示意圖和和計(jì)算分析 從而作出 合理的模具設(shè)計(jì) 選擇合理的加工方法 模具方案確定后進(jìn)行工藝分析 根據(jù)此方案可以達(dá)到 設(shè)計(jì)的預(yù)期效果 并且大大提高了注塑模的質(zhì)量 4 第二章 塑件分析 2 1 產(chǎn)品分析及其技術(shù)條件 在模具設(shè)計(jì)之前需要對(duì)塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu) 尺寸大小 精度等級(jí)和表面質(zhì)量要進(jìn)行 仔細(xì)研究和分析 只有這樣才能恰當(dāng)確定塑件制品所需的模具結(jié)構(gòu)和模具精度 課題目標(biāo)產(chǎn)品是一個(gè)生活中常見(jiàn)的三通連接管 其零件外形如圖所示 具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳 見(jiàn)圖紙 該塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 生產(chǎn)量大 要求較低的模具成本 成型容易 精度要求不高 產(chǎn)品 3D 視圖 塑件的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和模具的制造精度 為降低模具的加工難度和模 具的制造成本 在滿足塑件要求的前提下盡量把塑件的尺寸精度設(shè)計(jì)得低一些 由于塑料與金 屬的差異很大 所以不能按照金屬零件的公差等級(jí)確定精度等級(jí) 根據(jù)任務(wù)書(shū)和圖紙要求 本 次產(chǎn)品尺寸均采用 MT5 級(jí)精度 未注采用 MT8 級(jí)精度 塑件的表面要求越高 表面粗糙度越低 這除了在成型時(shí)從工藝上盡可能避免冷疤 云紋 等疵點(diǎn)來(lái)保證外 主要是取決于模具型腔表面粗糙度 塑料制品的表面粗糙度一般為 Ra 0 02 1 25 之間 模腔表壁的表面粗糙度應(yīng)為塑件的 1 2 即 Ra 0 01 0 63 模具在m m 使用過(guò)程中由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷增加 所以應(yīng)隨時(shí)給以拋光復(fù)原 該塑件外部需要的表面粗糙度比內(nèi)部要高 為 Ra0 8 內(nèi)部為 Ra1 2 m 2 2 塑件材料的確定 塑料是以樹(shù)脂為主要成分的高分子材料 它在一定的溫度和壓力下具有流動(dòng)性 可以被模 5 塑成型為一定的幾何形狀和尺寸 并在成型固化后保持其既得形狀而不發(fā)生變化 塑料有很多 優(yōu)異性能 廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)和日常生活 它具有密度小 質(zhì)量輕 比強(qiáng)度高 絕緣性能好 介電損耗低 化學(xué)穩(wěn)定性高 減摩耐磨性能好 減振隔音性能好等諸多優(yōu)點(diǎn) 另外 許多塑料 還具有防水 防潮 防透氣 防輻射及耐瞬時(shí)燒蝕等特殊性能 此產(chǎn)品壁厚均勻 ABS 性能優(yōu)良 成本低廉 符合需求生產(chǎn)量大的要求 容易成型 對(duì)于 本課題零件相當(dāng)適用 所以在這選擇其為產(chǎn)品的材料 2 3 塑件材料的性能分析 2 3 1 基本特性 ABS 是由丙烯 丁二烯 苯乙烯三種單體共聚而成的 這三種組分的各自特性 使 ABS 具有良好的綜合理學(xué)性能 丙烯腈使 ABS 有良好的耐腐蝕性 耐熱性及表面硬度 丁二烯 使 ABS 堅(jiān)韌 苯乙烯使 ABS 有良好的加工性和染色性能 ABS 價(jià)格便宜原料易得 是目前產(chǎn)量 最大 應(yīng)用范圍最廣的工程塑料之一 是一種良好的熱塑性塑料 ABS 無(wú)毒 無(wú)氣味 呈微黃色 成型的塑料有較好的光澤 不透明 密度為 1 02 1 05g cm3 既有較好的抗沖擊強(qiáng)度和一定的耐磨性 耐寒性 耐油性 耐水性 化學(xué)穩(wěn)定性和 電氣性能 水 無(wú)機(jī)鹽 堿 酸類對(duì) ABS 幾乎沒(méi)有影響 ABS 不溶于大部分醇類及烴類溶劑 但與烴長(zhǎng)期接觸會(huì)軟化溶脹 在酮 醛 酯 氯代烴中會(huì)溶解或形成乳濁液 ABS 表面受冰醋 酸 植物油等化學(xué)藥品的侵蝕時(shí)會(huì)引起應(yīng)力開(kāi)裂 ABS 有一定的硬度 他的熱變形溫度比聚苯 乙烯 聚氯乙烯 聚酰胺等高 尺寸穩(wěn)定性較好 易于成型加工 經(jīng)過(guò)調(diào)色配成任何顏色 其 缺點(diǎn)是耐熱性不高 連續(xù)工作溫度為 70 左右 熱變形溫度約為 93 耐氣候性差 在紫外C C 線作用下 ABS 易變硬發(fā)脆 ABS 的性能指標(biāo) 密度 1 02 1 05 收縮率 熔點(diǎn) 3 dmKg 8 0 3 彎曲強(qiáng)度 80Mpa 拉伸強(qiáng)度 35 49Mpa 拉伸彈性模量 1 8Gpa 彎曲彈性模量C 160 3 1 4Gpa 壓縮強(qiáng)度 18 39Mpa 缺口沖擊強(qiáng)度 11 20 硬度 62 86HRR 體積電阻系數(shù) 2kJ ABS 的熱變形溫度為 93 118 制品經(jīng)退火處理后還可提高 10 左右 ABS 在 cm 13 40 時(shí)仍能表現(xiàn)出一定的韌性 可在 40 100 的溫度范圍內(nèi)使用 6 2 3 2 成型性能 ABS 易吸水 使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕 云紋等缺陷 因此 成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理 ABS 在升溫時(shí)黏度增高 黏度對(duì)剪切速率的依賴性很強(qiáng) 因此模具設(shè)計(jì)中大都采用側(cè)澆口形式 成型壓力較高 塑件上的脫模斜度宜稍大 易產(chǎn)生熔接痕 模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意盡量減小澆注 系統(tǒng)對(duì)料流的阻力 在正常的成型條件下 壁厚 熔料溫度對(duì)收縮率影響及小 要求塑件精度 高時(shí) 模具溫度可控制在 50 60 要求塑件光澤和耐熱時(shí) 模具溫度應(yīng)控制在 60 80 ABS 比熱容低 塑化效率高 凝固也快 故成型周期短 2 3 3 主要用途 ABS 在機(jī)械工業(yè)上用來(lái)制造殼體蓋 泵業(yè)輪 軸承 把手 管道 管連接件 蓄電池槽 冷藏庫(kù)和冰箱襯里等 汽車工業(yè)上用 ABS 制造汽車擋泥板 扶手 熱空氣調(diào)節(jié)導(dǎo)管等 還可用 ABS 夾層板制小轎車車身 ABS 還可用來(lái)制造水表殼 紡織器材 電器零件 玩具 電子琴及收 錄機(jī)殼體 食品包裝容器 農(nóng)藥噴霧器及家具等 7 第三章 成型布局及注塑機(jī)選擇 3 1 進(jìn)膠方式選擇 注射模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開(kāi)始到型腔為止的塑料流動(dòng)通道 其作用是將 塑料熔體充滿型腔并使注射壓力傳遞到各個(gè)部分 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞對(duì)塑件性能 外觀及成 型難易程度影響很大 它由主流道 分流道 澆口及冷料穴組成 其中澆口的選擇與設(shè)計(jì)恰當(dāng) 與否直接關(guān)系到制品能否完好的成型 常向的澆口形式有直接澆口 側(cè)澆口 點(diǎn)式澆口 扇形 澆口 圓盤(pán)式澆口 環(huán)形澆口等 澆口的位置選擇原則 澆口的位置與塑件的質(zhì)量有直接影響 在確定澆口位置時(shí) 應(yīng)考慮以下幾點(diǎn) 1 熔體在型腔內(nèi)流動(dòng)時(shí) 其動(dòng)能損失最小 要做到這一點(diǎn)必須使 1 流程 包括分支流程 為最短 2 每一股分流都能大致同時(shí)到達(dá)其最遠(yuǎn)端 3 應(yīng)先從壁厚較厚的部位進(jìn)料 4 考慮各股分流的轉(zhuǎn)向越小越好 2 有效地排出型腔內(nèi)的氣體 由于本設(shè)計(jì)中塑件外表面質(zhì)量要求較高 所以選用側(cè)澆口 側(cè)澆口在產(chǎn)品端面處 成形后 切除澆口 零件組裝時(shí)澆口被遮擋起來(lái) 3 2 型腔的布局及成型尺寸 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中采用側(cè)澆口 且塑件的尺寸小 為提高塑件成功概率 并從經(jīng)濟(jì)型的角度出 發(fā) 節(jié)省生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率 采用一套模具成型兩個(gè)不同產(chǎn)品 進(jìn)行加工生產(chǎn) 型腔的布局與澆注系統(tǒng)的布置密切相關(guān) 型腔的排布應(yīng)使每個(gè)型腔都通過(guò)澆注系統(tǒng)從總壓力 中均等的分得所需的壓力 以保證塑料熔體均勻地充滿每個(gè)型腔 使各型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量均一 穩(wěn)定 這就要求型腔與主流道之間的距離盡可能短 同時(shí)采用平衡流道 8 成型型腔尺寸依據(jù)塑件布局計(jì)算確定 需考量成形封閉結(jié)合面大小 太大造成模具尺寸過(guò) 大 成本浪費(fèi) 太小易導(dǎo)致成型時(shí)溢料飛邊 甚至型腔變形 因模具是一模兩腔 考量排布可 得型腔長(zhǎng)為 170mm 寬為 120mm 塑件的高度為 70mm 塑件的大部分部膠位都留在型腔部分 型芯 型腔的厚度是塑件所伸入高度加 20 40mm 因此得出成型型腔總體厚度為 130mm 型腔布 局如圖 型腔布局 3 3 估算塑件體積質(zhì)量 本次設(shè)計(jì)中 塑件的質(zhì)量和體積采用 3D 測(cè)量 在 UG 軟件中 使用塑模部件驗(yàn)證功能 可 以測(cè)得塑件的體積為 27 07 流道的體積為 3 38 ABS 的密度為 1 05 即可以3cm3cm 3 cmg 得出塑件制品和流道的質(zhì)量分別為 28 42g 3 55g 9 3 4 注塑機(jī)的選擇和校核 3 4 1 注射膠量的計(jì)算 模具設(shè)計(jì)時(shí) 必須使得在一個(gè)注射成型的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機(jī)額定注射量的 80 以 內(nèi) 校核公式為 mm 80321 式中 單個(gè)塑件的重量 g 1 澆注系統(tǒng)所需塑料的重量 g 2 n 模具取數(shù) 本設(shè)計(jì)中 28 42 3 55 g n 2 1m 2 m 28 42 2 3 55 0 8 即 m 75 49g 因而預(yù)選注塑機(jī)額定注塑量最少為 80g 以上 3 4 2 鎖模力的計(jì)算 選用注射機(jī)的鎖模力必須大于型腔壓力產(chǎn)生的開(kāi)模力 不然模具分型面要分開(kāi)而產(chǎn)生溢料 塑件在模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素 成型投影面積 n2A 21A 式中 單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積1A 澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積 2 n 模具取數(shù) 777 98 299 81 n 2 1A2mA2m 10 本設(shè)計(jì)中 777 98 2 299 81 1855 77 2n1AA 2m 鎖模力和成型面積的關(guān)系根據(jù)依照以下計(jì)算公式確定 10P 腔鎖 式中 鎖模力 kN 鎖 型腔壓力 MPa P腔 A 成型投影面積 mm2 一般熔料經(jīng)噴嘴時(shí)其注射壓力達(dá) 60 80MPa 經(jīng)澆注系統(tǒng)入型腔時(shí)型腔壓力通常為 20 40MPa 這里取 30MPa 計(jì)算 A 1000 30 1855 77 1000 55 67 kN 取整 60KN P腔 得出預(yù)選注塑機(jī)額定注塑壓力為 60KN 以上 3 4 3 注塑機(jī)選擇確定 綜合考慮以上因素 選定注射機(jī)為海天 100X1A 其相關(guān)性能符合成型方案要求 以下相關(guān) 參數(shù) 11 表 注塑機(jī)參數(shù) 部分 12 第四章 注塑模具設(shè)計(jì) 4 1 模架的選用 4 1 1 模架基本類型 注射模具的分類方式很多 此處是介紹的按注射模具的整體結(jié)構(gòu)分類所分的典型結(jié)構(gòu)如下 單分型面注射模 雙分型面注射模 帶有活動(dòng)成型零件的模 側(cè)向分型抽芯注射模 定模帶有 推出機(jī)構(gòu)的注射模 自動(dòng)卸螺紋的注射模 熱流道注射模 4 1 2 模架的選擇 根據(jù)對(duì)塑件的綜合分析 確定該模具是單分型面的模具 由 GB T12556 1 12556 2 1990 塑料注射模中小型模架 可選擇 CI 型的模架 其基本結(jié)構(gòu)如圖所示 模架結(jié)構(gòu)圖 CI 型模具定模采用兩塊模板 動(dòng)模采用一塊模板 又叫兩板模 大水口模架 適合側(cè)澆口 的注射成形模具 由分型面的選擇而選擇模具的導(dǎo)柱導(dǎo)套的安裝方式 經(jīng)過(guò)考慮分析 導(dǎo)柱導(dǎo)套選擇選正裝 13 根據(jù)所選擇的模架的基本型可以選出對(duì)應(yīng)的模板的厚度以及模具的外輪廓尺寸 以此分析計(jì)算 模架的長(zhǎng) L 型腔長(zhǎng)度 200 復(fù)位桿的直徑 導(dǎo)向桿的直徑 滑塊厚度 400mm 模架的寬 W 型腔寬度 190 導(dǎo)向桿的直徑 模板壁厚 350mm 根據(jù)成型型腔的尺寸 在計(jì)算完模架的長(zhǎng)寬以后 還需要考慮其他螺絲導(dǎo)柱等零件對(duì)模架 尺寸的影響 在設(shè)計(jì)中避免干涉 參考成型型腔厚度 考慮模板強(qiáng)度要求 定模板厚度取 1200mm 動(dòng)模板厚度取 100mm 考慮頂出行程要求 支撐板取 110mm 以滿足 綜上所述所選擇的模架的型號(hào)為 CI 3540 A120 B100 C110 4 1 3 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 保證模具在進(jìn)行開(kāi)合模時(shí) 保證公母模之間一定的方向和位置 導(dǎo)向零 件承受一定的側(cè)向力 起了導(dǎo)向和定位的作用 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)零件包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套等 1 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) 1 導(dǎo)向零件應(yīng)合理的均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位 其中心至模具邊緣應(yīng) 有足夠的距離 以保證模具的強(qiáng)度 防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后發(fā)生變形 2 根據(jù)模具的形狀和大小 一副模具一般需要 2 4 個(gè)導(dǎo)柱 如果 模具的凸模與凹模 合模有方位要求時(shí) 則用兩個(gè)直徑不同的導(dǎo)柱 或用兩個(gè)直徑相同 但錯(cuò)開(kāi)位置的 導(dǎo)柱 3 由于塑件通常留于公模 所以為了便于脫模導(dǎo)柱通常安裝在母模 4 導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)有承屑槽 5 導(dǎo)柱 導(dǎo)套及導(dǎo)向孔的軸線應(yīng)保證平行 6 合模時(shí) 應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸 避免公模先進(jìn)入模腔 損壞成型零件 2 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 1 有單節(jié)與臺(tái)階式之分 14 2 導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須高出公模端面 6 8mm 3 導(dǎo)柱頭部應(yīng)有圓錐或球形的引導(dǎo)部分 4 固定方式有鉚接固定和螺釘固定 5 其表面應(yīng)熱處理 以保證耐磨 3 導(dǎo)套和導(dǎo)向孔 1 無(wú)導(dǎo)套的導(dǎo)向孔 直接開(kāi)在模板上 模板較厚時(shí) 導(dǎo)向孔必須做成盲孔 側(cè)壁增 加排氣孔 2 導(dǎo)套有套筒式 臺(tái)階式 凸臺(tái)式 3 為了導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套孔 在導(dǎo)套前端應(yīng)倒有圓角 r 一般情況下 導(dǎo)柱與導(dǎo)套共同使用 用于保證動(dòng)模與定模兩大部分內(nèi)零件的準(zhǔn)確對(duì)合和塑料 部品的形狀 尺寸精度 并避免模內(nèi)零件互相碰撞與干涉 起到合模導(dǎo)向的作用 4 2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指注射模中從主流道始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道 澆注系統(tǒng)可分為普通流 道澆注系統(tǒng)和無(wú)流道凝料澆注系統(tǒng)兩類 本設(shè)計(jì)中采用普通側(cè)澆口澆注系統(tǒng) 正確設(shè)計(jì)澆注系 統(tǒng)對(duì)獲得優(yōu)質(zhì)的塑料制品極為重要 澆注系統(tǒng)組成 普通流道澆注系統(tǒng)的組成一般包括以下幾個(gè)部分 1 主澆道 2 第一分澆道 3 第二分澆道 4 第三分澆道 5 澆口 6 型腔 7 冷料穴 4 2 1 主流道設(shè)計(jì) 所選用海天 100X1A 型注射劑噴嘴有關(guān)尺寸如下 噴嘴前段孔徑 d0 3mm 15 噴嘴圓弧半徑 R0 10mm 為了使凝料能夠順利拔出 主流道的小段直徑 d 應(yīng)稍大于噴嘴直徑 d d0 0 5 1 3 5mm 主流道設(shè)計(jì)成圓錐形 其錐角 通常為 2 4 過(guò)大的錐角會(huì)才產(chǎn)生湍流或渦流 卷入空氣 過(guò)小的錐角使凝料脫模困難 還會(huì)使沖模時(shí)熔體的流動(dòng)阻力過(guò)大 此處的錐角選用 2 主流 道球面半徑比噴嘴球面半徑大 1 2mm 這里取主流道球面半徑 R11mm 經(jīng)測(cè)量主流道長(zhǎng)度 L 取 102mm 4 2 2 分流道的設(shè)計(jì) 分流道是指主流道末端與澆口之間的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) 其作用是改變?nèi)垠w流向 使其以平穩(wěn)的流態(tài)均衡地分配到各個(gè) 型腔 分流道的長(zhǎng)度應(yīng)該盡可能短 折彎少 盡量減少流動(dòng)過(guò)程中的熱量損失與壓力損失 節(jié) 約塑料的原材料和降低能耗 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻 只有內(nèi)部的熔體 流動(dòng)狀態(tài)比較理想 因此分流道表面粗糙度值不要太低 一般取 Ra 為 1 6 m 本設(shè)計(jì)選擇圓 形截面的分流道 d 6mm 采用流道布局如圖所示 流道布局 16 4 2 3 澆口的設(shè)計(jì) 側(cè)澆口普遍用于中小型塑件的多型腔模具 一般開(kāi)設(shè)在分型面上 一般塑料熔體從外側(cè)充 填模具型腔 其截面形狀多為矩形 側(cè)澆口的寬度和深度尺寸作如下取值 寬度 b 4 m 深度 t 1 0mm 4 2 4 冷料穴的設(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)樽钕攘魅氲乃芰弦蚪佑| 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(wèn)題必須在沒(méi)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(lái) 冷料穴一般開(kāi)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 3mm 最終要保證冷料體積小于冷料穴體積 冷料穴的倒扣形式有多種 這里采用 Z 倒 錐形的冷料穴拉出主流道凝料的形式 它與推桿配用 開(kāi)模時(shí)倒錐形的冷料穴通過(guò)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 如圖 冷料穴及拉料針 4 3 分型面的設(shè)計(jì) 將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€(gè)或幾個(gè)可以分離的主要部分 它們的接觸表面分開(kāi)時(shí)能夠取出塑件 及澆注系統(tǒng)凝料 當(dāng)成型時(shí)又必須接觸封閉 這樣的接觸表面稱為分型面 它是決定模具結(jié)構(gòu) 的重要因素 每個(gè)塑件的分型面可能只有一種選擇 也可能有幾種選擇 合理地選擇分型面是 17 使塑件能完好的成型的先決條件 選擇分型面時(shí) 應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮 1 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 2 使塑件在開(kāi)模后留在動(dòng)模上 3 分型面的痕跡不影響塑件的外觀 4 澆注系統(tǒng) 特別是澆口能合理的安排 5 使推桿痕跡不露在塑件外觀表面上 6 使塑件易于脫模 綜合考慮各種因素 并根據(jù)本模具制件的外觀特點(diǎn) 采用平面分型面 并選擇在塑件的最 大平面處 開(kāi)模后塑件留在動(dòng)模一側(cè) 如圖所示 分型面的選擇 18 4 4 成型零部件的設(shè)計(jì) 模具閉合時(shí)用來(lái)填充塑料成型制品的空間稱為型腔 構(gòu)成模具型腔的零部件稱成型零部件 一般包括型腔 型芯 型環(huán)和鑲塊等 成型零部件直接與塑料接觸 成型塑件的某些部分 承 受著塑料熔體壓力 決定著塑件形狀與精度 因此成型零部件的設(shè)計(jì)是注射模具的重要部分 成型零部件在注射成型過(guò)程中需要經(jīng)常承受溫度壓力及塑料熔體對(duì)它們的沖擊和摩擦作用 長(zhǎng)期工作后晚發(fā)生磨損 變形和破裂 因此必須合理設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)形式 準(zhǔn)確計(jì)算其尺寸和公差 并保證它們具有足夠的強(qiáng)度 剛度和良好的表面質(zhì)量 4 4 1 成型零部件結(jié)構(gòu) 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要應(yīng)在保證塑件質(zhì)量要求的前提下 從便于加工 裝配 使用 維 修等角度加以考慮 型腔是用來(lái)成型制品外形輪廓的模具零件 其結(jié)構(gòu)與制品的形狀 尺寸 使用要求 生產(chǎn) 批量及模具的加工方法等有關(guān) 常用的結(jié)構(gòu)形式有整體式 嵌入式 鑲拼組合式和瓣合式四種 類型 本設(shè)計(jì)中采用嵌入式型腔及型芯 如圖所示 其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 牢固可靠 不容易變形 成型出來(lái)的制品表面同樣不會(huì)有鑲拼接縫的溢料痕跡 而且有利于模具后期維修和保養(yǎng) 19 型腔 3D 圖 型芯 3D 圖 20 4 4 2 成型零部件工作尺寸的計(jì)算 成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸 主要有型腔和型芯 的徑向尺寸 型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸 型芯和型芯之間的位置尺寸 以及中心距尺 寸等 在模具設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)塑件的尺寸及精度等級(jí)確定成型零部件的工作尺寸及精度等級(jí) 影響 塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收縮率 模具成型零部件的制造誤差 模具成型零部件的磨 損及模具安裝配合方面的誤差 這些影響因素也是作為確定成型零部件工作尺寸的依據(jù) 由于按平均收縮率 平均制造公差和平均磨損量計(jì)算型芯型腔的尺寸有一定的誤差 因?yàn)?模具制造公差和模具成型零部件在使用中的最大磨損量大多憑經(jīng)驗(yàn)決定 這里就只考慮塑料 的收縮率計(jì)算模具盛開(kāi)零部件的工作尺寸 塑件經(jīng)成型后所獲得的制品從熱模具中取出后 因冷卻及其它原因會(huì)引起尺寸減小或體積 縮小 收縮性是每種塑料都具有的固有特性之一 選定 ABS 材料的平均收縮率為 0 5 剛計(jì)算 模具成型零部件工作尺寸的公式為 A B 0 005B 式中 A 模具成型零部件在常溫下的尺寸 B 塑件在常溫下實(shí)際尺寸 4 4 3 型腔尺寸的計(jì)算 型腔徑向尺寸計(jì)算 Lm 1 s Ls X 制造公差 Lm 模具型腔長(zhǎng)度基本尺寸 Ls 塑件外表面的長(zhǎng)度基本尺寸 S 塑料平均收縮率 X 修正系數(shù) 0 5 0 75 塑件外表面長(zhǎng)度基本尺寸的公差 21 所以 Lm 40 1 0 005 0 75x0 2 40 05 0 2 型腔寬度尺寸計(jì)算 lm 1 s ls X 模具制造公差 lm 模具型芯寬度基本尺寸 ls 塑件外表面的寬度基本尺寸 所以 1 0 005 40 0 75x0 2 40 05 0 2 4 4 4 型芯尺寸的計(jì)算 型芯徑向尺寸計(jì)算 Lm 1 s Ls X 制造公差 Lm 模具型芯長(zhǎng)度基本尺寸 Ls 塑件內(nèi)表面的長(zhǎng)度基本尺寸 S 塑料平均收縮率 X 修正系數(shù) 0 5 0 75 塑件內(nèi)表面長(zhǎng)度基本尺寸的公差 所以 Lm 34 1 0 005 0 75x0 2 34 32 0 2 型芯寬度尺寸計(jì)算 lm 1 s ls X 模具制造公差 lm 模具型芯寬度基本尺寸 ls 塑件內(nèi)表面的寬度基本尺寸 所以 1 0 005 34 0 75x0 2 34 32 0 2 22 4 4 5 模具強(qiáng)度與剛度校核 普通意義上的模具強(qiáng)度包括模具的強(qiáng)度 剛度 模具的各種成型零部件和結(jié)構(gòu)零部件均有 強(qiáng)度 剛度的要求 足夠的強(qiáng)度才可以保證模具能正常工作 由于模具形式較多 計(jì)算也不盡相同且較復(fù)雜 實(shí)際生產(chǎn)中 采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核相 結(jié)合的方法 通過(guò)強(qiáng)度校核來(lái)調(diào)整設(shè)計(jì) 保證模具能正常工作 模具強(qiáng)度計(jì)算較為復(fù)雜 一般采用簡(jiǎn)化的計(jì)算方法 計(jì)算時(shí)采取保守的做法 原則是 選 取最不利的受力結(jié)構(gòu)形式 選用較大的安全系數(shù) 然后再優(yōu)化模具結(jié)構(gòu) 充分提高模具強(qiáng)度 為保證模具能正常工作 不僅要校核模具的整體性強(qiáng)度 也要校核模具局部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度 整體性強(qiáng)度主要針對(duì)型腔側(cè)壁厚度 型腔底板厚度 合模面所能承受的壓力等幾個(gè)方面 實(shí)際選用尺寸應(yīng)大于計(jì)算尺寸并取整 校核時(shí)應(yīng)從強(qiáng)度與彎曲兩個(gè)方面分別計(jì)算 選取較大的 尺寸 4 5 脫模及推出機(jī)構(gòu) 4 5 1 脫模力 脫模力的產(chǎn)生范圍 脫模 塑件在模具中冷卻定型時(shí) 由于體積收縮 產(chǎn)生包緊力 不帶通孔殼體類塑件 脫模時(shí)要克服大氣壓力 機(jī)構(gòu)本身運(yùn)動(dòng)的磨擦阻力 塑件與模具之間的粘附力 初始脫模力 開(kāi)始脫模進(jìn)的瞬間防要克服的阻力 相繼脫模力 后面防需的脫模力 比初始脫模力小 防止計(jì)算脫模力時(shí) 一般計(jì)算初始脫 模力 脫模力的影響因素 23 a 脫模力與塑件壁厚 型芯長(zhǎng)度 垂直于脫模方向塑件的投影面積有關(guān) 各項(xiàng)值越大 則脫模力越大 b 塑件收縮率 彈性模量 E 越大 脫模力越大 c 塑件與芯子磨擦力俞大 則脫模阻力俞大 d 排除大氣壓力和塑件對(duì)型芯的粘附等因素 則型芯斜角大到 塑件則自動(dòng)脫落 4 5 2 推出機(jī)構(gòu) 塑件從模具上取下以前有一個(gè)從模具的成型零部件上脫出的過(guò)程 使塑件從成型零部件上 脫出的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu) 主要由推出零件 推出零件固定板和推板 推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位 部件等組成 脫模機(jī)構(gòu)按其推出動(dòng)作的動(dòng)力來(lái)源分為手動(dòng)推出機(jī)構(gòu) 機(jī)動(dòng)推出機(jī)構(gòu) 液壓和氣動(dòng)推出機(jī) 構(gòu) 根據(jù)推出零件的類別還可分為推桿推出機(jī)構(gòu) 推管推出機(jī)構(gòu) 推板推出機(jī)構(gòu) 推塊推出機(jī) 構(gòu) 利用成型零部件推出和斜滑桿側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)等 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則 1 使塑件脫模時(shí)不發(fā)生變形 略有彈性變形在一般情況下是允許的 但不能形成永久變 形 2 推力分布依脫模阻力的的大小要合理安排 3 推桿的受力不可太大 以免造成塑件的被推局部產(chǎn)生隙裂 4 推桿的強(qiáng)度及剛性應(yīng)足夠 在推出動(dòng)作時(shí)不產(chǎn)生彈性變形 5 推桿位置痕跡須不影響塑件外觀 考慮到塑件的特征等要求不高 決定選用簡(jiǎn)單推出機(jī)構(gòu)中最簡(jiǎn)單 使用最廣泛的推桿推出 機(jī)構(gòu) 推桿將塑件從動(dòng)模的型芯推出脫模 由于設(shè)置推桿的自由度較大 而且設(shè)計(jì)推桿截面為 圓形 這樣制造 修配方便 容易達(dá)到推桿與模板或型芯上推桿孔的配合精度 推桿推出時(shí)運(yùn) 動(dòng)阻力小 推出動(dòng)作靈活可靠 推桿損壞后也便更換 因此選擇推桿機(jī)構(gòu)推出是最合理的 24 該塑件采用了外徑 40mm 內(nèi)徑 34mm 推管頂出 其分布情況如圖所示 這些推管的作用 使制品受推出力從而脫模 采用臺(tái)肩形式的圓形截面推管 設(shè)計(jì)時(shí)推桿的直徑根據(jù)不同的設(shè)置 部位選用不同的直徑 推桿端平面不應(yīng)有軸向竄動(dòng) 推桿與推桿孔配合一般為 其配合間隙不大于所用溢料間隙 以免產(chǎn)生飛邊 ABS 塑料的溢料間隙為9 8 fHf或 m06 4 推管布局 4 6 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型選擇與設(shè)計(jì) 4 6 1 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型 一 般 指 的 模 具 的 行 位 機(jī) 構(gòu) 即 凡 是 能 夠 獲 得 側(cè) 向 抽 芯 或 側(cè) 向 分 型 以 及 復(fù) 位 動(dòng) 作 來(lái) 拖 出 產(chǎn) 品 倒 扣 低 陷 等 位 置 的 機(jī) 構(gòu) 下 圖 列 出 模 具 的 常 用 行 位 結(jié) 構(gòu) 從 作 用 位 置 分 為 下 模 行 位 上 模 行 位 斜 行 位 斜 頂 從 動(dòng) 力 來(lái) 分 為 機(jī) 動(dòng) 側(cè) 向 行 位 機(jī) 構(gòu) 和 液 壓 氣 壓 側(cè) 向 行 位 機(jī) 構(gòu) 25 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型 1 滑塊的設(shè)計(jì) 滑塊設(shè)計(jì)的要點(diǎn)在于滑塊與側(cè)向型芯連接以及注射成型時(shí)制品尺寸的準(zhǔn)確性和移動(dòng)的可靠性 滑塊分為整體式和組合式兩種 滑塊材料常用 45 鋼或 T8 T10 等制造 要求硬度在 HRC40 以上 2 導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì) 導(dǎo)滑槽與滑塊導(dǎo)滑部分采用間隙配合 一般采用 H8 f8 滑塊的滑動(dòng)配合長(zhǎng)度通常要大于滑 塊寬度的 1 5 倍 而保留在導(dǎo)滑槽內(nèi)的長(zhǎng)度不應(yīng)小于導(dǎo)滑配合長(zhǎng)度的 2 3 導(dǎo)滑槽材料通常用 45 鋼制造 調(diào)質(zhì)至 HRC 28 HRC32 3 滑塊定位裝置設(shè)計(jì) 由于我們采用的是后模行位的形式 根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況 采用行位壓板的方式 主要作用為 26 固定與導(dǎo)向作用 4 楔緊塊設(shè)計(jì) 楔緊角 應(yīng)比斜導(dǎo)柱的傾斜角 大 1 3 5 斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式 斜導(dǎo)柱和滑塊在模具上因安裝位置不同 組成了抽芯機(jī)構(gòu)的不同結(jié)構(gòu)形式 1 斜導(dǎo)柱在定模上 滑塊在動(dòng)模上的結(jié)構(gòu) A 設(shè)計(jì)時(shí)必須注意 滑塊與推桿在合模復(fù)位過(guò)程中不能發(fā)生 干涉 現(xiàn)象 所謂干涉現(xiàn)象是指 滑塊的復(fù)位先于推桿的復(fù)位致使活動(dòng)側(cè)向型芯與推桿相碰撞 造成活動(dòng)側(cè)向型芯或推桿損壞 B 如果發(fā)生干涉 常用的先復(fù)位附加裝置有彈簧先復(fù)位 楔形滑塊先復(fù)位 擺桿先復(fù)位等多種 形式 2 斜導(dǎo)柱在動(dòng)模上 滑塊在定模上的結(jié)構(gòu) 3 斜導(dǎo)柱和滑塊同在定模上 4 斜導(dǎo)柱和滑塊同在動(dòng)模上 4 6 2 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)主要參數(shù)的確定 1 抽芯距 S 型芯從成型位置到不妨礙塑件的脫模推出位置所移動(dòng)的距離叫理論抽芯距 用 S 表示 為了安全起見(jiàn) 實(shí)際抽芯距離 S 通常比理論抽芯距離 S 大 3 7mm 即 S S 3 7 mm 本次設(shè)計(jì)中 S 19 5mm 所以 S 19 5 5 5 25mm 2 斜導(dǎo)柱傾斜角 導(dǎo)柱傾斜角 是決定斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)工作效果的一個(gè)重要參數(shù) 它不僅決定了開(kāi)模行程和 斜導(dǎo)柱長(zhǎng)度 而且對(duì)斜導(dǎo)柱的受力狀況有著重要影響 決定傾斜角大小時(shí) 應(yīng)從抽芯距 開(kāi)模 行程和斜導(dǎo)柱受力幾個(gè)方面綜合考慮 實(shí)際生產(chǎn)中 一般取 12 25 本次設(shè)計(jì)取 24 27 3 斜導(dǎo)柱直徑 d 斜導(dǎo)柱直徑計(jì)算公式為 3210 costwFHd 式中 斜導(dǎo)柱直徑 mm 脫模力 N tF 側(cè)型芯滑塊受的脫模力作業(yè)線與斜導(dǎo)柱中心線的交點(diǎn)到斜導(dǎo)柱固定板的距離 mm wH 斜導(dǎo)柱所用材料的許用彎曲應(yīng)力 MPa w 斜導(dǎo)柱傾斜角 本次模具設(shè)計(jì)中 計(jì)算如下 17 26mm 3210 costwFHd 取 d 為 20mm 4 斜導(dǎo)柱的總長(zhǎng)度 zL 斜導(dǎo)柱總長(zhǎng)度計(jì)算公式為 5 10 mm 2tantancos2sizdhdSL 式中 斜導(dǎo)柱總長(zhǎng)度 mm z 斜導(dǎo)柱固定部分大端直徑 mm 2d 斜導(dǎo)柱傾斜角 28 斜導(dǎo)柱固定板厚度 mm h 斜導(dǎo)柱工作部分直徑 mm d 抽芯距 mm S 本次模具設(shè)計(jì)中 計(jì)算如下 5 10 mm 150 00mm 2tantancos2sizdhdSL 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu) 4 7 脫模及推出機(jī)構(gòu) 4 7 1 脫模力 脫模力的產(chǎn)生范圍 脫模 塑件在模具中冷卻定型時(shí) 由于體積收縮 產(chǎn)生包緊力 不帶通孔殼體類塑件 脫模時(shí)要克服大氣壓力 機(jī)構(gòu)本身運(yùn)動(dòng)的磨擦阻力 塑件與模具之間的粘附力 29 初始脫模力 開(kāi)始脫模進(jìn)的瞬間防要克服的阻力 相繼脫模力 后面防需的脫模力 比初始脫模力小 防止計(jì)算脫模力時(shí) 一般計(jì)算初始脫 模力 脫模力的影響因素 a 脫模力與塑件壁厚 型芯長(zhǎng)度 垂直于脫模方向塑件的投影面積有關(guān) 各項(xiàng)值越大 則脫模力越大 b 塑件收縮率 彈性模量 E 越大 脫模力越大 c 塑件與芯子磨擦力俞大 則脫模阻力俞大 d 排除大氣壓力和塑件對(duì)型芯的粘附等因素 則型芯斜角大到 塑件則自動(dòng)脫落 4 8 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 注射模的溫度對(duì)于塑料熔體的充模流動(dòng) 固化成型 生產(chǎn)效率以及制品的形狀和尺寸精度 都有影響 對(duì)于任一個(gè)塑料制品 模具溫度波動(dòng)過(guò)大都是不利的 過(guò)高的模溫會(huì)使塑件在脫模 后發(fā)生變形 若延長(zhǎng)冷卻時(shí)間又會(huì)使生產(chǎn)率下降 過(guò)低的模溫會(huì)降低塑料的流動(dòng)性 使其難于 充模 增加制品的內(nèi)應(yīng)力和明顯的熔接痕等缺陷 由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同 對(duì)模具溫度的要求也不相同 一般注射到模具內(nèi)的塑料粉體的溫度為 左右 熔體固化成C 20 為塑件后 從 左右的模具中脫模 溫度的降低是依靠在模具內(nèi)通入冷卻水 將熱量帶走 C 60 對(duì)于要求較低模溫 一般小于 的塑料 僅需要設(shè)置冷系統(tǒng)即可 因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)水 80 的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度 4 8 1 冷卻水道設(shè)計(jì)的要點(diǎn) a 冷卻水孔的數(shù)量越多 對(duì)塑件冷卻也就越均勻 b 冷卻水孔與型腔表面各處最好有相同的距離 即將孔的排列與型腔的形狀一致 c 塑件局部壁厚處 應(yīng)加設(shè)冷卻裝置 當(dāng)設(shè)計(jì)冷卻孔直徑為 D 時(shí) 它的孔距最好為 5D 孔與型腔的距離為 3D 30 d 當(dāng)大型塑件或薄壁零件成型時(shí) 料流較長(zhǎng) 而料溫越流越低 可以適當(dāng)?shù)馗淖兝鋮s水道 的排列密度 e 冷卻水道要避免接近塑料的熔接痕部分 以免熔接不牢 降低強(qiáng)度 f 冷卻水道不應(yīng)穿過(guò)接縫部分 以防漏水 g 冷卻水道內(nèi)不應(yīng)有存水或產(chǎn)生回流的部分 h 澆口部分由于經(jīng)常接觸注塑機(jī)噴嘴 是模具上最熱的部分 應(yīng)加強(qiáng)冷卻 有時(shí)應(yīng)考慮進(jìn) 料嘴單獨(dú)冷卻 i 進(jìn)出水水嘴接頭 應(yīng)設(shè)在不影響操作的方向 盡可能設(shè)在模具的同一側(cè) 通常在注塑機(jī) 操作的對(duì)面 j 如果型芯太長(zhǎng) 冷卻水道無(wú)法開(kāi)設(shè) 則可以選用熱導(dǎo)系數(shù)較大的材料 在型芯下部采用 噴水法進(jìn)行冷卻 4 8 2 冷卻水道在定模和動(dòng)模中的位置 冷卻水道的位置取決于制品的形狀和定 動(dòng)模板的厚度 原則上冷卻水道應(yīng)設(shè)置在塑料向 模具熱傳導(dǎo)困難的地方 根據(jù)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 冷卻水道應(yīng)圍繞模具所成型的制品 且盡 量排列均勻一致 不少小型模具的型腔時(shí)直接在模板上加工而成的 也可以采用拼鑲結(jié)構(gòu) 但 是由于模具尺寸較小 所以型腔與型芯的鑲件尺寸更小 對(duì)于這類模具 可以直接在模板上 設(shè)置冷卻水道 在模板上直接設(shè)置冷卻水道 同樣應(yīng)遵循冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 使冷卻水道盡量靠近型腔 表面和盡量圍繞型腔 使制品在成型過(guò)程中冷卻均勻 本設(shè)計(jì)中型芯型腔各一組冷卻水回路 此方式冷卻快速 塑件冷卻均勻 確保尺寸變形一 致 冷卻水路排布如圖所示 31 模具冷卻水路圖 4 8 3 冷卻水道的計(jì)算 冷卻計(jì)算 單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入模具應(yīng)除去的總熱量 Q 可以用參考文獻(xiàn)中的公式計(jì)算 5 Q W1 a 式中 W1 單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入模具的塑料的重量 g a 克塑料的熱容量 J g 經(jīng)計(jì)算 Q 61 8265 1 1 1 6 130 5525 74J 則帶走上述熱量 所需的冷卻水量按下式計(jì)算 134 WaKT 式中 W 通過(guò)模具冷卻水的重量 g h 32 T3 出水溫度 T4 入水溫度 K 熱傳導(dǎo)系數(shù) 經(jīng)計(jì)算 W 378 997 g h 由下式可以計(jì)算出冷卻水道的直徑 WdL 式中 冷卻液容重 kg cm3 0 001 kg cm L 冷卻水道長(zhǎng)度 cm L 17 4cm d 冷卻水道直徑 cm 經(jīng)計(jì)算 d 9 128 cm 取 10mm 4 9 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 排氣是注射模設(shè)計(jì)中不可忽視的一個(gè)問(wèn)題 在注射成型中 若模具排氣不良 型腔內(nèi)的氣 體受壓縮將產(chǎn)生很大的背壓 阻止塑料熔體正常快速充模 同時(shí)氣體壓縮所產(chǎn)生的熱使塑料燒 焦 在充模速度大 溫度高 物料黏度低 注射壓力大和塑件過(guò)厚的情況下 氣體在一定的壓 縮程度下會(huì)滲入塑料制件內(nèi)部 造成氣孔 組織疏松等缺陷 特別是快速注射成型工藝的發(fā)展 對(duì)注射模的排氣系統(tǒng)要求就更為嚴(yán)格 在塑料熔體充模過(guò)程中 模腔內(nèi)除了原有的空氣外 還有塑料含有的水分在注射溫度下蒸 發(fā)而成的水蒸氣 塑料局部過(guò)熱分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)性氣體 塑料中某些添加劑揮發(fā)或化學(xué) 反應(yīng)所生成的氣體 常用的排氣方式有利用配合間隙排氣 在分型面上開(kāi)設(shè)排氣槽排氣 利用 推桿運(yùn)動(dòng)間隙排氣等 33 由于本次設(shè)計(jì)中模具尺寸不大 本設(shè)計(jì)中采用間隙排氣的方式 而不另設(shè)排氣槽 利用間隙排 氣 以不產(chǎn)生溢料為宜 4 10 模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 4 10 1 模具長(zhǎng)寬尺寸校核 模具長(zhǎng)寬尺度必須小于注塑機(jī)拉桿間距 本設(shè)計(jì)選用機(jī)臺(tái)拉桿間距為 410X410 模具大小為 350X300 用合適 4 10 2 模具厚度 閉合高度 校核 模具閉合高度必須滿足以下公式 maxminH 式中 注射機(jī)允許的最大模厚in 注射機(jī)允許的最小模厚maxH 本設(shè)計(jì)中模具厚度為 350 160 H 410 符合要求 4 10 3 開(kāi)模行程 S 校核 模具開(kāi)模后為了便于取出制件 要求有足夠的開(kāi)模距離 所謂開(kāi)模行程是指模具開(kāi)合過(guò)程 中動(dòng)模固定板的移動(dòng)距離 注塑機(jī)的開(kāi)模行程是有限的 設(shè)計(jì)模具必須校核所選注射機(jī)的開(kāi)模行程 以便與模具的開(kāi) 模距離相適應(yīng) 對(duì)于臥式注射機(jī) 其開(kāi)模行程與模具厚度有關(guān) 對(duì)于單分型面注射模應(yīng)有 Smax S H1 H2 H3 C 34 式中 H1 模具厚度 H2 頂出行程 H3 包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度 C 安全距離 本設(shè)計(jì)中 750 350 50 H3 140 C 取 100mmmaxS12 總的開(kāi)模距離需要 S 640mm 以上 經(jīng)計(jì)算 符合要求 35 結(jié)論 本次模具設(shè)計(jì)課題 通過(guò)對(duì)塑件的工藝分析 確定模具的總體設(shè)計(jì) 并進(jìn)行各個(gè)子系統(tǒng)的 設(shè)計(jì) 所設(shè)計(jì)的模具能滿足其工作狀態(tài)的質(zhì)量要求 使用時(shí)安全可靠 易于維修 在注塑成型 時(shí)有較短的成型周期 成型后有較長(zhǎng)的使用壽命 具有合理的模具制造工藝性 通過(guò)以上工作 我對(duì)一套模具從設(shè)計(jì)到加工的全過(guò)程有了清醒而直觀的認(rèn)識(shí) 了解了注塑 模的工作原理 對(duì)模具中型腔等主要零件的設(shè)計(jì)及精度的確定具備了一定的經(jīng)驗(yàn)知識(shí) 能夠?qū)?模具設(shè)計(jì)中常出現(xiàn)的問(wèn)題提出了合理的解決方法 能夠正確地選取注塑機(jī) 確定模架的結(jié)構(gòu)及 尺寸 確定型腔數(shù) 選擇分型面 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng) 抽芯機(jī)構(gòu)等 由于知識(shí)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏 在設(shè)計(jì)過(guò)程中 零件加工精度的確定尚存在許多不足之處 在以后的工作 學(xué)習(xí)中還有待改進(jìn) 36 參考文獻(xiàn) 1 陳孝康 周興隆 實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè) M 北京 中國(guó)輕工業(yè)出版社 2001 2 彭建生 模具設(shè)計(jì)與加工速查手冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2005 3 申開(kāi)智 塑料成型模具 M 北京 中國(guó)輕工業(yè)出版社 2002 4 劉守勇 機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2000 5 張錚 模具制造技術(shù) M 北京 電子工業(yè)出版社 2002 6 丁聞 實(shí)用塑料成型模具設(shè)計(jì)手冊(cè) M 西安 西安交通大學(xué)出版社 1993 7 李志剛 夏巨諶 中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典 M 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì) 2003 8 潘寶權(quán) 模具制造工藝 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2004 9 王伯平 互換性與測(cè)量技術(shù) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2002 10 李益民 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1993 11 李云程 模具制造技術(shù) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2002 12 黃誠(chéng)駒 李鄂琴 逆向工程項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)教程 M 北京 電子工業(yè)出版社 2004 13 劉彥國(guó) 嚴(yán)慧萍 注塑成型模腔數(shù)量的擇優(yōu)確定 J 電加工與模 2006 37 附錄 38 致謝 在為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中 我深深地感覺(jué)到基礎(chǔ)知識(shí)的重要 通過(guò)這次設(shè)計(jì)我又重 新溫故 受益非淺 在設(shè)計(jì)中對(duì) Auto CAD UG 等繪圖軟件的應(yīng)用更加熟悉 但是對(duì)于某些方面 還是運(yùn)用不夠靈活 在模具設(shè)計(jì)中 參照模具設(shè)計(jì)手冊(cè) 設(shè)計(jì)出了較為合理的模具 但在一些 細(xì)節(jié)問(wèn)題的處理上仍欠缺考慮 掌握了簡(jiǎn)單零件的分型 對(duì)于比較復(fù)雜的平面的模具設(shè)計(jì)仍需 要繼續(xù)學(xué)習(xí) 整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中 我學(xué)到了很多東西 對(duì)待設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn) 工作態(tài)度的嚴(yán)肅認(rèn) 真 設(shè)計(jì)中承蒙老師的悉心指導(dǎo)和幫助 在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中提供了很多寶貴的資料 設(shè)計(jì)和方 向 設(shè)計(jì)思路 以及模具結(jié)構(gòu)原理方面的知識(shí) 在此向他表示衷心的感謝 因本人工程實(shí)踐經(jīng) 驗(yàn)與理論水平有限 時(shí)間較短 設(shè)計(jì)過(guò)程中難免存在錯(cuò)誤 懇請(qǐng)老師不吝批評(píng)指正