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編 號 無錫太湖學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 題目 基于 Pro E 的便攜式手機(jī)充電器 上蓋的注塑模設(shè)計(jì) 信 機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動 化 專 業(yè) 學(xué) 號 0923225 學(xué)生姓名 顧 亞 勵 指導(dǎo)教師 曹亞玲 職稱 講師 職稱 2013 年 5 月 25 日 無錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 誠 信 承 諾 書 本人鄭重聲明 所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 基于 Pro E 的便攜式手機(jī)充電器上蓋的注塑模設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo) 下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果 其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 中特別加以標(biāo)注引用 表示致謝的內(nèi)容外 本畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 不包含任何其他個人 集體已發(fā)表或撰寫的成果作品 班 級 機(jī)械 95 學(xué) 號 0923225 作者姓名 2013 年 5 月 25 日 無 錫 太 湖 學(xué) 院 信 機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動 化 專 業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 任 務(wù) 書 一 題 目 及 專 題 1 題目 基于 Pro E 的便攜式手機(jī)充電器上蓋的注塑模設(shè)計(jì) 2 專題 二 課題來源及選題依據(jù) 模具是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備 用模具生成制件所表現(xiàn)出來的高精度 高一致性 高生產(chǎn)率和低能耗是其他加工制造方法所不能比擬的 在江浙滬 地區(qū)模具制造企業(yè)占有相當(dāng)大的比例 近年來 中國模具工業(yè)將繼續(xù)朝著信 息化 數(shù)字化 精細(xì)化 自動化的方向發(fā)展 Pro E 作為 CAD CAM 技術(shù)的主 流軟件 其模具解決方案涉及模具的設(shè)計(jì) 制造的整個流程 從而在這些模 具企業(yè)當(dāng)中獲得廣泛的應(yīng)用 作為區(qū)域經(jīng)濟(jì)所亟需的機(jī)械 模具 類專業(yè)人 才 應(yīng)用型本科高校畢業(yè)生掌握此類的 CAD CAM 軟件是相當(dāng)重要的一項(xiàng)技能 本課題旨在通過對手機(jī)上蓋板產(chǎn)品的模具設(shè)計(jì) 鞏固學(xué)生模具設(shè)計(jì)和模 具計(jì)算能力 通過對三維實(shí)體模型的模具設(shè)計(jì)使學(xué)生掌握注塑模設(shè)計(jì)方法 建立一套與產(chǎn)品造型參數(shù)相關(guān)的三維實(shí)體模具 最終使學(xué)生能夠利用所學(xué)知 識獨(dú)立分析與解決設(shè)計(jì)過程中產(chǎn)生的實(shí)際問題 為今后工作打下一定的基礎(chǔ) 三 本設(shè)計(jì) 論文或其他 應(yīng)達(dá)到的要求 I 熟悉注塑模具發(fā)展歷程 以及當(dāng)前模具制造行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 能綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識 如注塑模成型與模具設(shè)計(jì) 進(jìn)行中等復(fù)雜 程度模具的設(shè)計(jì)和計(jì)算 熟練掌握 CAD CAM 軟件 Pro E 的三維造型 模具設(shè)計(jì)的原理和方法 在 Pro E 的模具設(shè)計(jì)模塊中設(shè)計(jì)成型零件 熟練掌握利用專家系統(tǒng) 燕秀 設(shè)計(jì)整套標(biāo)準(zhǔn)模架的流程和方法 根據(jù)三維模架生成手機(jī)上蓋板塑件注塑模的二維工程圖 論文正文依據(jù)充分正確 有一定見解 文字通順 條理清楚 四 接受任務(wù)學(xué)生 機(jī)械 95 班 姓名 顧 亞 勵 五 開始及完成日期 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六 設(shè)計(jì) 論文 指導(dǎo) 或顧問 指導(dǎo)教師 簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 學(xué)科組組長研究所所長 簽名 系主任 簽名 II 2012 年 11 月 12 日 III 摘 要 本課題研究的是便攜式手機(jī)電源充電器上蓋注塑模設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)對手機(jī)電源充電器 上蓋零件進(jìn)行了工藝分析 確定了手機(jī)電源充電器上蓋的分型面及成型方法 塑件的材 料采用 ABS 同時(shí)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng) 設(shè)計(jì)了一模兩腔的注塑模具 然后重點(diǎn)闡述塑料手機(jī)電 源充電器上蓋零件注塑模的主要內(nèi)容部分 主要有 根據(jù)年產(chǎn)量等確定型腔數(shù)目及校核 注塑機(jī)類型和規(guī)格選擇及有關(guān)工藝參數(shù)的校對 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 成型零件設(shè)計(jì) 脫模 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 冷卻機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)以及排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 并對模具結(jié) 構(gòu)與注塑機(jī)的規(guī)格進(jìn)行了匹配校核 完成便攜式手機(jī)電源充電器上蓋板的注塑模具總體 裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和相關(guān)主要零件的設(shè)計(jì) 關(guān)鍵詞 便攜式 手機(jī)電源充電器上蓋 側(cè)澆口 注塑模具 IV Abstract This topic is the study of the portable mobile power charger cover injection mold design In this paper the mobile power charger cover parts are analyzed in technology determined the mobile power charger cover forming method using ABS plastic parts material at the same time according to the production program design a mold two cavity injection mouid and then emphasis on mobile power charger cover plastic parts injection mold design mainly include determine the cavity number and checking according to the annual selection types and specifications of injection molding machine and relevant process parameters of proofreading the design of the gating system molding parts design mechanism design demoulding mechanism cooling mechanism design and the exhaust system design Matching of mould structure and injection molding machine for checking Complete portable mobile phone power charger cover overall equipment structure design of injection mold and parts design Key word portable type Mobile power charger on the cover side gate plastic injection mould V 目 錄 摘 要 III Abstract IV 目 錄 V 1 緒論 1 1 1 本課題的研究內(nèi)容和意義 1 1 2 國內(nèi)外的發(fā)展概況 1 1 1 3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 2 2 塑件材料與工藝分析 3 2 1 塑件工藝分析 3 2 1 1 設(shè)計(jì)塑件時(shí)必須考慮的問題 2 3 2 1 2 尺寸和精度 3 2 1 3 塑件的圖形 3 2 1 4 塑件材料 4 2 2 型腔數(shù)目的確定 4 2 3 型腔數(shù)目的校核 4 3 塑件的體積估算和注射機(jī)型號的選擇 6 3 1 塑件體積 6 3 2 注射機(jī)的類型和規(guī)格選擇 3 6 3 3 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校對 7 3 3 1 注塑量 7 3 3 2 鎖模力 7 3 3 3 注射機(jī)壓力的校核 7 4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8 4 1 主流道的設(shè)計(jì) 4 8 4 2 冷料井和拉料桿的設(shè)計(jì) 8 4 3 分流道的設(shè)計(jì) 8 4 4 澆口的設(shè)計(jì) 9 5 成型零部件的設(shè)計(jì) 11 5 1 分型面的確立 11 5 2 排氣槽的設(shè)計(jì) 11 5 3 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 5 3 1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 5 3 2 凹模的工作尺寸計(jì)算 12 5 3 3 凹模的外形尺寸計(jì)算 15 5 3 4 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 5 3 5 凸模的外形尺寸計(jì)算 18 VI 6 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 20 6 1 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 20 6 2 導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 20 7 塑件脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 22 7 1 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 5 22 7 2 復(fù)位的設(shè)計(jì) 24 7 3 模架的設(shè)計(jì) 24 8 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu) 26 8 1 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的確定 26 8 2 斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 26 8 3 斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)相關(guān)參數(shù)的計(jì)算 6 26 8 3 1 抽芯距離 26 8 3 2 斜導(dǎo)柱傾斜角 的選擇 27 8 3 3 斜導(dǎo)柱直徑的確定 27 8 4 滑塊的設(shè)計(jì) 27 8 4 1 滑塊形狀設(shè)計(jì) 27 8 4 2 滑塊定位裝置設(shè)計(jì) 28 8 4 3 導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì) 28 8 5 鎖緊塊的確定 29 8 5 1 鎖緊塊的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 29 8 5 2 鎖緊塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 29 9 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 30 9 1 冷卻管道計(jì)算及開設(shè)原則 30 9 1 1 冷卻道開設(shè)原則 30 9 1 2 冷卻管道的計(jì)算 30 10 結(jié)論與展望 32 10 1 結(jié)論 32 10 2 不足之處與展望 32 致 謝 33 參考文獻(xiàn) 34 基于 Pro E 的便攜式手機(jī)充電器上蓋的注塑模設(shè)計(jì) 1 1 緒論 1 1 本課題的研究內(nèi)容和意義 模具是汽車 電子 電器 航空 儀表 輕工 塑料 日用品等工業(yè)生產(chǎn)的重要工 藝裝備 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè) 沒有模具 就沒有高質(zhì)量的產(chǎn)品 用模具加 工的零件 具有生產(chǎn)率高 質(zhì)量好 節(jié)約材料 成本低等一系列優(yōu)點(diǎn) 因此已經(jīng)成為現(xiàn) 代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向 因此 模具技術(shù) 特別是制造精密 復(fù)雜 大 型模具的技術(shù) 已成為衡量一個國家機(jī)械制造水平的重要標(biāo)志之一 自改革開放以來 到目前為此制造業(yè)在中國國民經(jīng)濟(jì)中占的比重已占到 45 制造 業(yè)部門成為 GDP 增長的主要支撐力量 目前世界模具市場供不應(yīng)求 模具的主要出口國是美國 日本 法國 瑞士等國家 中國模具出口數(shù)量極少 但中國模具鉗工技術(shù)水平高 勞動成本低 只要配備一些先進(jìn) 的數(shù)控制模設(shè)備 提高模具加工質(zhì)量 縮短生產(chǎn)周期 溝通外貿(mào)渠道 模具出口將會有 很大發(fā)展 研究和發(fā)展模具技術(shù) 提高模具技術(shù)水平 對于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特 別重要的意義 現(xiàn)代模具行業(yè)是技術(shù) 資金密集性的行業(yè) 模具行業(yè)的發(fā)展 可以帶動制造業(yè)的蓬 勃發(fā)展 對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著輻射性的影響 1 2 國內(nèi)外的發(fā)展概況 1 隨著計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步 CAD CAE CAM 技術(shù)也日臻成熟 其現(xiàn)代模具中的 應(yīng)用將越來越廣泛 利用先進(jìn)的 CAD CAM CAE 技術(shù)進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)與制造 不僅省時(shí) 省力 實(shí)現(xiàn)了無圖紙化加工 而且制品的準(zhǔn)確性 減少了試模的次數(shù) 縮短模具的設(shè)計(jì) 及生產(chǎn)周期 模具制造技術(shù)將向集成化 智能化 益人化 高效化方向發(fā)展 最為重要 的是保證了模具使用壽命 模具制造技術(shù)迅速發(fā)展 已成為現(xiàn)代制造技術(shù)的重要組成部分 在塑料成型生產(chǎn)中 先進(jìn)的模具設(shè)計(jì) 高質(zhì)量的模具制造 優(yōu)質(zhì)的模具材料 合理的加工工藝和現(xiàn)代化的成 型設(shè)備等是成型優(yōu)質(zhì)塑件的重要條件 一副優(yōu)良的注射模具可以成型上百萬次 一副優(yōu) 良的壓縮模具可以成型 25 萬次以上 這與上述因素有很大的關(guān)系 具體表現(xiàn)在模具的 CAD CAM 技術(shù) 模具的精密成形技術(shù) 模具的超精密加工技術(shù) 模具的激光快速成型技 術(shù) 模具在設(shè)計(jì)中采用有限元法 邊界元法進(jìn)行流動 冷卻 傳熱過程的動態(tài)模擬技術(shù) 模具的 CIMS 技術(shù) 已在開發(fā)的模具 DNM 技術(shù)以及數(shù)控技術(shù)等先進(jìn)制造技術(shù)方面 由于塑料模具工業(yè)快速發(fā)展及上述各方面差距的存在 因此我國今后塑料模具的 發(fā)展必將大于模具工業(yè)總體發(fā)展速度 塑料模具生產(chǎn)企業(yè)在向著規(guī)?；同F(xiàn)代化發(fā)展的 同時(shí) 小而專 小而精 仍舊是一個必然的發(fā)展趨勢 從技術(shù)上來說 為了滿足用 戶對模具制造的 交貨期短 精度高 質(zhì)量好 價(jià)格低 的要求 以下的發(fā)展趨 勢也較為明顯 一方面發(fā)展專業(yè)模具廠的技術(shù)優(yōu)勢 使之進(jìn)一步提高對某一類模具的設(shè)計(jì)制造水平 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 另一方面要不斷采用新技術(shù) 新工藝 提高模具產(chǎn)品的技術(shù)含量 要提高我國的模具技 術(shù)水平 必須在以下方面加大努力 1 開發(fā)精密 大型 復(fù)雜 長壽命的模具 實(shí)現(xiàn)模具國產(chǎn)化 2 加速模具標(biāo)準(zhǔn)化 專業(yè)化 商品化生產(chǎn) 3 大力發(fā)展 CAD CAM CAE RPM 等先進(jìn)模具設(shè)計(jì)和制造技術(shù) 4 加大人才培養(yǎng)的力度 使他們盡快掌握模具設(shè)計(jì)和制造中的先進(jìn)技術(shù) 1 3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 模具畢業(yè)設(shè)計(jì)是模具專業(yè)最為重要的環(huán)節(jié)之一 同時(shí)它也是最后的一個關(guān)鍵教學(xué)環(huán) 節(jié) 它是由學(xué)生過渡到生產(chǎn)的一步 由學(xué)校走向工廠的橋梁 是我們第一次系統(tǒng)地把所 學(xué)理論應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn) 通過此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)制造的各個環(huán)節(jié)有了更加深入明確的了解 從而培養(yǎng)和提高設(shè)計(jì)的能力 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的有兩個 第一個目的是讓我們掌握模具設(shè)計(jì)的基本技能 如繪圖 計(jì)算 查閱設(shè)計(jì)資料和手冊 熟悉國標(biāo)和各種標(biāo)準(zhǔn)的能力 能夠熟練運(yùn)用三維軟件進(jìn)行 繪圖 第二個目的是了解和掌握模具設(shè)計(jì)與制造的工藝 從而獨(dú)立的設(shè)計(jì)一般的塑料模 具 為走出學(xué)校走向社會打下基礎(chǔ) 本人設(shè)計(jì)的這副模具是塑料成型模具 塑料手機(jī)外殼塑料模具設(shè)計(jì) 這是一種方形 狀的塑料外殼 在設(shè)計(jì)過程中我是按照循序漸進(jìn)的方法 嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求去做 力求 數(shù)據(jù)準(zhǔn)確 結(jié)構(gòu)合理 在保證合乎塑料件要求的同時(shí) 力求結(jié)構(gòu)簡單 但是由于本人的 實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足 因此考慮的問題可能有些地方不是很全面 設(shè)計(jì)中難免會出現(xiàn)錯誤 還 望各位老師和同學(xué)指正 在此 我在這里衷心的感謝導(dǎo)師對我的指導(dǎo)和同學(xué)對我的幫助 基于 Pro E 的便攜式手機(jī)充電器上蓋的注塑模設(shè)計(jì) 3 2 塑件材料與工藝分析 2 1 塑件工藝分析 2 1 1 設(shè)計(jì)塑件時(shí)必須考慮的問題 2 塑料的物理機(jī)械性能 如強(qiáng)度 彈性 剛性 吸水性等 塑料的成型工藝性 塑料成型所導(dǎo)致沖模流動 排氣 補(bǔ)縮等 塑件在成型后的收縮情況以及收縮率差異等 模具的總體結(jié)構(gòu) 以及脫模的復(fù)雜程度 模具零件的形狀和制造工藝 塑件的設(shè)計(jì)主要包括塑件的形狀 尺寸 精度 壁厚 表面光潔度 斜度 以及塑 件上的加強(qiáng)筋等的設(shè)計(jì) 2 1 2 尺寸和精度 塑料的尺寸精是指所獲得的塑件尺寸與產(chǎn)品要求尺寸的符合程度 即所獲塑件尺寸 的準(zhǔn)確度 影響塑件尺寸精度的因素十分復(fù)雜 首先是模具制造的精度和塑件收縮率的 波動 其次是模具的磨損程度 另外 在成型時(shí)工藝條件的變化 塑件成型后的時(shí)效變 化 塑件的飛邊等都會影響塑件的精度 因此 塑件尺寸精度的確定應(yīng)該合理選擇 盡 可能選用低精度等級 由于該塑件是方形外殼 所以尺寸和精度要求不是很高 所以經(jīng)分析選擇一般精度 等級 3 級精度 2 1 3 塑件的圖形 該塑件形狀雖然有不規(guī)則輪廓 但在分模方向沒有阻礙 容易模塑 所以采用單分 型面 而且該塑件外表面本身帶有一定的斜度 這樣也更易脫模 圖 2 1 塑料件 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 圖 2 2 塑料件 2 1 4 塑件材料 該塑件采用 ABS 樹脂 起成型特點(diǎn)流動性中等 吸濕性打算 必須充分干燥 表面 要求光澤的塑件必須經(jīng)過長時(shí)間的預(yù)熱干燥 溢邊值 0 04mm 適合取高料溫 高模溫 但是料溫過高容易分解 對精度的要求較高的塑件 模溫適合取 50 60 C 對光澤 耐 熱塑件 模溫取 60 80 C 注射壓力高于聚苯乙烯 用螺桿式注射機(jī)成型時(shí) 料溫為 180 230 C 注射壓力也比較大 而且有很好的抗沖擊強(qiáng)度和良好的機(jī)械強(qiáng)度以及一定 的耐磨性 收縮率為 0 3 0 8 質(zhì)量密度為 1 14 g cm 確定型腔數(shù)目應(yīng)考慮技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面的因素 這些因素包括注射機(jī)的規(guī)格 塑件 質(zhì)量要求 成本及交貨周期等 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中要求是年產(chǎn)量 40 萬件 屬于中批量生 產(chǎn) 所以初步確定采用多型腔模具 2 2 型腔數(shù)目的確定 在這一年時(shí)間里采用三班倒制度即一天實(shí)際工作時(shí)間為 20 個小時(shí) 每個月 實(shí)際工作日為 22 天 所以一年實(shí)際工作時(shí)間為 s 19083620t 從表中可知 ABS 的成型周期是 40 70 s 取成型周期為 55s 所以該塑件的成型時(shí)間 為 15 7 5t 但考慮到生產(chǎn)中的一些其他因素 例如清潔模具等 所以將成型時(shí)間適當(dāng)?shù)姆砰L至 80s 所以型腔數(shù)量為 取 N 2 691 1908 5 4 基于 Pro E 的便攜式手機(jī)充電器上蓋的注塑模設(shè)計(jì) 5 2 3 型腔數(shù)目的校核 按注射機(jī)的額定塑化速率確定型腔的數(shù)量 2 1 360 mn 21KMT 式中 型腔數(shù)目 單個塑件的質(zhì)量或體積 或 1 gc3 澆注系統(tǒng)凝料的塑件質(zhì)量或體積 或 2 m3 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù) 一般取 0 8 左右 視設(shè)備的 K 新舊而取值 M 注射機(jī)的額定塑化量 或 hg c 轉(zhuǎn)化后有 0 8 30 17 4 58 1 53n 取整數(shù) 2 由此可知 2 符合要求 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 3 塑件的體積估算和注射機(jī)型號的選擇 3 1 塑件體積 從幾何方面計(jì)算 V 澆 2 rR h 1 3 222 L 3 1 V 澆 3 14 26 2 2 7 4 704 22 6813 8 653 12 7466 92mm 根據(jù)三維軟件模型分析計(jì)算得體積 V 塑件 4 5844cm 由此初步確定此模具為一模兩腔 即 n 2 故所有的總體積為 V 總 4 58 2 7 5 16 66 17cm 因?yàn)?ABS 的平均密度為 p 1 14g cm M 全 P V 3 2 1 14 17 19 38 g 式中 V 塑件 單個塑料零件的體積 V 澆 表示交流道 分流道和澆口等澆注系統(tǒng)所需塑料體積 V 總 表示塑件所需塑料的體積 V 表示整個臂蓋的塑料實(shí)心體積 3 2 注射機(jī)的類型和規(guī)格選擇 3 注射機(jī)的類型和規(guī)格有很多 按結(jié)構(gòu)形式可分為機(jī)的類型和規(guī)格有很多 按結(jié)構(gòu)形 式可分為立式 臥式和直角式三類 國產(chǎn)臥式注射機(jī)一標(biāo)準(zhǔn)化和系列化 這三類不同的 結(jié)構(gòu)形式的注射機(jī)的特點(diǎn)如下 立式注射機(jī)的螺桿垂直裝設(shè) 鎖模裝置推動動模板也沿垂直方向移動 優(yōu)點(diǎn)是占地 面積小 安裝或拆卸小型模具很方便 容易在動模上安放嵌件 嵌件不容易傾斜或墜落 缺點(diǎn)是制品自模中頂出后不能靠重力下落 需要靠人工取出 有礙于全自動操作 此類 是注射機(jī)注射量一般均在 60 克以下 臥式注射機(jī)是目前使用最廣 產(chǎn)量最大的注射成型機(jī) 其注射柱塞與螺桿合模運(yùn)動 基于 Pro E 的便攜式手機(jī)充電器上蓋的注塑模設(shè)計(jì) 7 均沿水平方向布置 并且多數(shù)在一條線上 或相互平行 優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體比較低 容易加料 和操作 制件頂出模具后可自動墜落 所以容易實(shí)現(xiàn)全自動操作 機(jī)床中心比較低 安 裝穩(wěn)妥 其缺點(diǎn)是模具的安裝比較麻煩 嵌件放入模具有傾斜或下落的可能 機(jī)床的占 地面積大 直角式注射機(jī)的注射螺桿或柱塞與合模運(yùn)動方向相互垂直 這種注射機(jī)的重要優(yōu)點(diǎn) 是結(jié)構(gòu)簡單 便于自制 適合單件生產(chǎn) 中心不允許留有澆口痕跡的平面制件 同時(shí)長 利用開模時(shí)絲桿的轉(zhuǎn)動來拖動螺紋型芯或螺紋型環(huán)旋轉(zhuǎn) 以便脫下塑件 缺點(diǎn)是機(jī)械傳 動無準(zhǔn)確可靠的注射和保壓壓力和鎖模力 模具受沖擊震動比較大 根據(jù)注射機(jī)注射成塑件所用的塑料起量 選擇最少不小于 20g 的柱塞式注塑機(jī) 選 擇注射機(jī)為 XS Z 30 其工藝參數(shù)見表 3 1 表 3 1 注塑機(jī)工藝參數(shù) 注射機(jī)的工藝參數(shù)表 額定注射量 30cm 螺桿直徑 28mm 注射壓力 119M Pa 注射行程 130 mm 鎖模力 KN 250KN 最大成型面積 90cm 最大開模行程 160mm 模具最大厚度 180mm 模具最小厚度 60mm 3 3 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校對 3 3 1 注塑量 3m017ax M 3 3 既注射機(jī)的最大澆注射程大于注射機(jī)所注射及塑件所需容量 3 3 2 鎖模力 6 84 10 A 3 4 89cm 250cm 式中 A 表示澆注塑料和塑件的最大投影面積 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 故符合設(shè)計(jì)要求 根據(jù)公式 P 腔 A P 鎖 A 89cm P 腔 F 2 89 178KN 250KN 既型腔投影面積所需鎖模力小于注射機(jī)的額定鎖模力 p 3 3 3 注射機(jī)壓力的校核 塑料成型壓力 p 成 p 澆 p 成 30 2 30Pa 119Mpa 3 5 即 塑件的注射壓力小于注射機(jī)額定壓力 4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4 1 主流道的設(shè)計(jì) 4 在臥式注射機(jī)的模具中 主澆道應(yīng)設(shè)計(jì)成垂直的分型面 為了使凝料從主流道拔出 故設(shè)計(jì)成圓錐形 要有 2 到 6 的錐角 內(nèi)壁有 0 8um 以上的粗糙度 其小端直徑常見 為 4mm 8mm 看制品重量和補(bǔ)料需要而定 但是小端直徑應(yīng)大于噴嘴直徑約 1mm 否 則主流道中的凝料將無法順利脫出 主流道的 長度由定模板厚度而定的 由于主流道要 與高溫的塑料和噴嘴反復(fù)的接觸和碰撞 所以模具的主流道部分常設(shè)計(jì)成可以拆卸更換 的主流道襯套 以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行加工和熱處理 主流道與噴嘴接觸處多作成半球 形的凹坑 二者嚴(yán)密的配合 以避免高壓以至塑料從縫隙處溢出 一般凹坑的半徑 R2 應(yīng) 比 R1 大 1 2mm 主流道襯套大端的圓凸出定模端面 5 10mm 并與注射機(jī)定模板的定位 孔成功配合 起定位環(huán)作用 所以設(shè)計(jì)成為圖 4 1 所示 圖 4 1 主澆道 4 2 冷料井和拉料桿的設(shè)計(jì) 臥式注射機(jī)用模具的冷料井 設(shè)立在主流道正對面的動模上 該模具采用反錐度冷 基于 Pro E 的便攜式手機(jī)充電器上蓋的注塑模設(shè)計(jì) 9 料井的形式 它的后面設(shè)置有推桿 分型時(shí)靠動模板上的反錐度穴的作用將主流道凝料 拉出澆口套 推出時(shí)靠后面的推桿強(qiáng)制地將其推出 所以在制件頂出時(shí) 冷料也一同被 頂出 并且制造也方便 4 3 分流道的設(shè)計(jì) 該模具是一模兩腔 所以要設(shè)計(jì)分流道 塑料沿分流道流動時(shí) 要求通過它盡快地 充滿型腔 從前兩點(diǎn)出發(fā) 分流道應(yīng)該短而粗 但是不能太粗 該模具采用圓形斷面分 流道 因?yàn)檫@樣分流道易與機(jī)械加工 分流道尺寸視該塑件的大小和塑料品種 注射速 率 以及分流道長度而定 對多數(shù)塑料 分流道直徑為 4mm 該模具分流道的布置采用 平衡式分布 見圖 4 2 所示 圖 4 2 分流道 4 4 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 它是整個澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵的部位 也是最薄點(diǎn) 其形狀 大小及位置應(yīng)根據(jù)塑件大小 壁厚 形狀 成型材料及塑件技術(shù) 要求等進(jìn)行而確定 澆口分限制性澆口和非限制性澆口 該塑件采用的是限制性澆口 它一方面通過截面積的突然變化 使分流道輸送來的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度 提高 剪切速率 有利于塑料進(jìn)入 使其充滿型腔 另一方面改善塑料熔體進(jìn)入型腔的流動特 性 調(diào)節(jié)澆口尺寸 可使多型腔同時(shí)充滿 可控制填充時(shí)間 冷卻時(shí)間及塑件表面質(zhì)量 同時(shí)還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流 并便于澆口凝料與塑件分開的作用 ABS 具有良好的力學(xué)性能 它適用于采用側(cè)澆式澆口 塑件從邊緣進(jìn)料 能夠提高 生產(chǎn)率 并去除澆口方便 有利于熔體流動和補(bǔ)縮口 有利于型腔內(nèi)氣體的排出 減少 塑件熔接痕 增加熔接強(qiáng)度 它在推出時(shí) 由于澆口及分流道成一定角度 形成了能切 斷澆口切口 這一切口所形成的剪切力可以將澆口自動切斷 澆口的位置的確定 設(shè)計(jì)中 澆口的位置及尺寸的要求是比較嚴(yán)格的 初步試模 必要時(shí)還需要修改 因此澆口的位置的開設(shè) 對成型性能及成型質(zhì)量有很大的影響 一般在選擇澆口位置時(shí) 需要根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)工藝及特征 成型質(zhì)量和技術(shù)要求 綜合分析 一般要滿足以下原 則 盡量縮短流動距離 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件的壁厚處 考慮分子定向的影響 避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 減少熔接痕提高熔接強(qiáng)度 避免產(chǎn)生噴射和蠕動 避免在承受彎曲沖擊載荷的部位設(shè)置澆口 澆口位置的選擇應(yīng)考慮塑件的外觀質(zhì)量 經(jīng)過仔細(xì)的考慮 該塑件是等壁塑件 又為了不影響塑件的外觀 該塑件采用側(cè)澆 口 它能保證塑料迅速而且均勻充滿型腔 而且還有利于氣體的排除 澆注系統(tǒng)的平衡 該塑件是屬于小型塑件 采用一模兩腔 這樣有利于提高生產(chǎn)效率 但是在設(shè)計(jì)時(shí) 是否能同時(shí)達(dá)到充滿型腔的目的 這就要對澆注系統(tǒng)的平衡 若澆口平衡則可以得到良 好的物理和較高精度尺寸的塑件 澆口的形狀和尺寸對制件影響很大 模具為側(cè)澆口 側(cè)澆口是一種尺寸很小的澆口 澆口的寬度為 1 5 3mm 視物料性質(zhì)和制件重量而定 臺階長度為 2 3mm 澆口的形式 如圖 4 3 所示 圖 4 3 側(cè)澆口 基于 Pro E 的便攜式手機(jī)充電器上蓋的注塑模設(shè)計(jì) 11 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 5 成型零部件的設(shè)計(jì) 5 1 分型面的確立 打開模具取出塑件或澆注系統(tǒng)的凝料的面 稱之為分型面 分型面的設(shè)計(jì)它受到塑 件的形狀 壁厚 和外觀 尺寸精度 及模具型腔的數(shù)目等諸多因素的影響 該注塑體 為方形殼類 而確定分型面時(shí) 由于塑件在型腔中的方位和形狀 故采用單分型面 型腔的布局 圖 5 1 型腔的排布 由于型腔的排布與澆注系統(tǒng)布置密切相關(guān) 因而型腔的排布在設(shè)計(jì)中加以綜合考慮 型腔的排布應(yīng)使每個型腔都通過澆注系統(tǒng)從壓力中等分所得的足夠壓力 以保證塑件熔 體同時(shí)均勻地充滿每個型腔 該模具采用的平衡式 其結(jié)構(gòu)裝配圖所示 分型面設(shè)計(jì) 該模具采用的是單分型面的模具 其分型分面的設(shè)計(jì)原則就滿足以下幾項(xiàng)原則 1 塑件的脫模 2 保證的塑件的質(zhì)量 該模具采用在最大圓周上 保證了塑件的外觀 3 便于模具加工 該模具采用在圓周上分型 模具的型腔容易在電火花 上加上 型芯也易于加工 4 對成型面積的影響 5 對排氣效果的影響 該模具的成型面的設(shè)計(jì)可以見裝配圖 它基本符合上述要求 5 2 排氣槽的設(shè)計(jì) 當(dāng)塑料熔體注入型腔時(shí) 如果型腔內(nèi)原有氣體不能順利排出 就將在制品上形成氣 孔 凹陷 熔接不牢 表面輪廓不清晰等缺陷 因此 設(shè)計(jì)型腔就一般要考慮排氣的問 題 但是該模具是采用分型面和嵌件的縫隙排氣 故不特意開設(shè)排氣槽 5 3 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 成型零件主要包括型腔 型芯 各種形環(huán)的設(shè)計(jì) 由于型腔直接關(guān)系到塑件的質(zhì)量 因此要求有足夠的強(qiáng)度 剛度 硬度和耐磨性 還要有受塑料的擠壓和料流的摩擦力 基于 Pro E 的便攜式手機(jī)充電器上蓋的注塑模設(shè)計(jì) 13 所以要求成型零件要有足夠的精度和表面光潔度 一般光潔度在 0 8um 以上 以保證所 需的塑料產(chǎn)品的質(zhì)量以及脫模方便 5 3 1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖 5 2 凹模實(shí)體圖 該模具是采用整體嵌入式 采用好的鋼材模具耐用并方便更換 5 3 2 凹模的工作尺寸計(jì)算 型腔的工作尺寸計(jì)算 所謂工作尺寸就是指成型零件上直接用以成形塑件部位的尺 寸 它主要包括型腔的徑向尺寸 型腔的深度 中心距等尺寸 它受到塑件的尺寸精度 的影響 型腔在使用過程中因磨損會使其尺寸逐漸增大 為了使模具留有修模得余地 在設(shè)計(jì)模具時(shí) 型腔尺寸盡量取下限尺寸 制造公差取上偏差 5 3 2 1 凹模型腔的徑向尺寸計(jì)算 型腔徑向尺寸計(jì)算公式為 5 1 z0s z0 1 LSLm 式中 模具型腔的徑向公稱尺寸 mm 塑料的平均收縮率 S 塑件外形的徑向公稱尺寸 mm s 模具制造公差 取塑件相應(yīng)尺寸公差的 1 3 mm z 塑件外形徑向尺寸的公差 mm 修正系數(shù) 0 5 0 75 當(dāng)塑件尺寸較大 精度要求低時(shí)取 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 小值 反之取大值 這里取 0 7 查表得 ABS 塑料的最小收縮率為 0 3 最大的收縮率為 0 8 由公式得 得 為 0 55 至于塑件的精度 選擇 MT3 級 當(dāng)塑件的10 2minaxSS S 基本尺寸不同時(shí) 會有變化 模具制造公差取塑件相應(yīng)尺寸公差的 1 3 即 z 3 因塑件的徑向基本尺寸為 104mm 86 7mm 42mm 13mm 14mm 12mm 和 2mm 則 z 值分別為 0 58mm 0 52mm 0 36mm 0 18mm 0 18mm 0 18mm 0 2mm 和 0 12mm 將上面的數(shù)據(jù)代入公式 型腔徑向 104mm 端工作尺寸的計(jì)算 z0s z0 1 LSLm 358 07 1405 o mm93 614 型腔 68 7mm 端工作尺寸的計(jì)算 z0s z0 LSLm 352 07 8605 1 mm73 86 型腔矩形長 42mm 的工作尺寸的計(jì)算 z0s z0 1 LSLm 36 07 4205 mm12 097 4 型腔矩形寬 13mm 端工作尺寸的計(jì)算 z0s z0 1 LSLm 318 07 1305 mm 6 912 型腔橢圓長 16mm 的工作尺寸的計(jì)算 基于 Pro E 的便攜式手機(jī)充電器上蓋的注塑模設(shè)計(jì) 15 z0s z0 1 LSLm 32 07 1605 mm067 948 1 型腔橢圓寬 2mm 端工作尺寸的計(jì)算 z0s z0 LSLm 312 07 205 1 mm4 927 型腔孔 14mm 的工作尺寸的計(jì)算 z0s z0 1 LSLm 318 07 1405 mm 6 913 型腔孔 12mm 端工作尺寸的計(jì)算 z0s z0 LSLm 318 07 1205 1 mm6 94 5 3 2 2 凹模型腔的深度尺寸計(jì)算 型腔深度尺寸計(jì)算公式為 5 2 ZsmLH 01 式中 凹模深度公稱尺寸 mm m 塑件高度尺寸為 30mm 平均收縮率 S 取 0 55 取 0 2mm 模具制造公差取塑件 相應(yīng)尺寸公差的 1 3 即 z 3 將上面的數(shù)據(jù)代入公式 ZsmLH 01 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 328 0 7035 01 m972 5 3 3 凹模的外形尺寸計(jì)算 塑料模型腔壁厚及底板厚度的計(jì)算是模具設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的重要問題 尤其在大型 模具設(shè)計(jì)中這種問題更為突出 目前許多單位都憑經(jīng)驗(yàn)決定 但常因估計(jì)不準(zhǔn)確而造成 模具報(bào)廢或材料浪費(fèi) 為此 建立科學(xué)的計(jì)算方法非常必要 目前常用的計(jì)算方法有按 強(qiáng)度和按剛度條件計(jì)算兩大類 但實(shí)際的塑料模具卻要求既不允許因強(qiáng)度不足而發(fā)生明 顯變形 甚至破壞 也不允許因剛度不足而發(fā)生過大變形 因此在模具設(shè)計(jì)中要求對強(qiáng) 度及剛度加以合理考慮 在塑料模塑過程中 型腔所承受的力是十分復(fù)雜的 就注射模而論 型腔所受的力 有塑料熔體的壓力 合模時(shí)的壓力以及開模時(shí)的拉力等 其中最主要的是塑料熔體的壓 力 在塑料熔體的壓力的作用下 型腔將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力及變形 如果型腔壁厚和底板厚度 不夠 當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過型腔材料的許用應(yīng)力時(shí) 型腔即發(fā)生強(qiáng)度破壞 與此 同時(shí) 剛度不足則發(fā)生過大的彈性變形 從而產(chǎn)生溢料和影響塑件尺寸及成型精度 也 可能導(dǎo)致脫模困難等 可見模具對強(qiáng)度和剛度都有要求 但是 理論分析和實(shí)踐證明 模具對強(qiáng)度及剛度的要求也并非要同時(shí)兼顧 對大尺 寸型腔 剛度不足是主要矛盾 應(yīng)按剛度條件計(jì)算型腔壁厚和底板厚度 對小尺寸型腔 強(qiáng)度不夠則是主要矛盾 應(yīng)按強(qiáng)度條件計(jì)算型腔壁厚和底板厚度 強(qiáng)度計(jì)算的條件是滿 足各種受力狀態(tài)下的材料許用應(yīng)力 剛度計(jì)算的條件則由于模具的使用狀態(tài) 可以從下 幾個方面加以考慮 1 要防止溢料 2 應(yīng)保證塑件精度 3 要有利于塑件的脫模 由于本設(shè)計(jì)的模具有側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 所以采用局部鑲嵌式型腔結(jié)構(gòu) 簡化了復(fù)雜凹模 的加工工藝 減少了熱處理變形 拼合處有間隙利于排氣 便與模具維修 節(jié)省了貴重 的模具鋼 為了保證組合式型腔尺寸精度和裝配的牢固 減少塑件上的鑲拼痕跡 對于 鑲塊的尺寸 形狀位置公差要求較高 組合必須牢靠 鑲塊的機(jī)械加工工藝性要好 5 3 3 1 凹模的型腔側(cè)壁厚度尺寸計(jì)算 當(dāng) p 50Mpa H1 H 4 5 0 05mm 160Mpa 時(shí) 側(cè)壁長邊 l 的剛度計(jì)算與 強(qiáng)度計(jì)算的分界尺寸為 370mm 即當(dāng) l 370mm 時(shí)按剛度條件計(jì)算側(cè)壁厚度 反之按強(qiáng)度 條件計(jì)算側(cè)壁厚度 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì) p 50Mpa l l04108mm 時(shí)按剛度條件計(jì)算底板厚度 反之按強(qiáng)度條件計(jì)算底板厚度 本 設(shè)計(jì) p 50Mpa 亦可直接用強(qiáng)度條件計(jì)算 按強(qiáng)度條件計(jì)算 簡支梁的最大彎曲應(yīng)力也出現(xiàn)在板的中間最大變形處 按強(qiáng)度條 件計(jì)算 型腔底板厚度為 5 4 BLh4pb3 2 式中 h 矩形底板 支撐板 的厚度 mm 由模腳 墊塊 距離之間和型腔短邊長度 l b 決定的系數(shù) 取 0 468 a P 模腔那最大熔體壓力 Mpa 可取注射成形壓力的 25 50 P 取 30Mpa b 型腔側(cè)壁短邊長 b 取 247 5mm 模具強(qiáng)度計(jì)算得許用應(yīng)力 Mpa 一般中碳鋼 300Mpa 代入數(shù)據(jù) 1604 8532 h 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 24 69 mm 所以可設(shè)計(jì)型腔的底板厚度取 25mm 5 3 4 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型芯是用成型塑料內(nèi)表面的零件 二者并沒有嚴(yán)格的區(qū)分 該模具的型芯 而且是 一模 2 腔具有側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 所以該模具采用嵌入式的型芯 采用好的鋼材模具耐用并方 便更換 圖 5 3 凸模 基于 Pro E 的便攜式手機(jī)充電器上蓋的注塑模設(shè)計(jì) 19 5 3 5 凸模的外形尺寸計(jì)算 塑件孔的徑向基本尺寸 是最小尺寸 其公差 為正偏差 型芯的基本尺寸 是最SL mL 大尺寸 制造公差為負(fù)偏差 經(jīng)過與上面型腔徑向尺寸相類似的推導(dǎo) 可得 5 5 00m 7 5 0 1 z zSLs 式中 模具型芯徑向基本尺寸 L 塑件內(nèi)表面的徑向尺寸 s 塑件內(nèi)表面徑向基本尺寸的公差 模具制造公差 z 由于相應(yīng)條件在計(jì)算凹模時(shí)已闡述 且凹模所知基本尺寸為 84 2mm 101 5mm 19 75mm 28 75mm 30mm 15 45mm 16mm 2mm 14mm 12mm 4mm 則查表可得相應(yīng)的等級公差以此為 0 52mm 0 58mm 0 44mm 0 48mm 0 28mm 0 38mm 0 4mm 0 2mm 0 12mm 0 18mm 0 14mm 將這些數(shù)據(jù)以此帶入公式計(jì)算可得 型芯徑向尺寸 84 2mm 為 03 52 7 02 84 05 1 0 zm L mm39 型芯徑向尺寸 101 5mm 為 03 58 0m 7 05 1 0 1 z L mm46293 型芯徑向尺寸 19 75mm 為 03 4 0m 7 05 1 0 1 z L mm467 型芯徑向尺寸 28 75mm 為 03 48 0m 05 28 0 1 z L mm9016 型芯徑向尺 30mm 為 03 28 0m 7 3 5 1 z L 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 20 mm361 0093 型芯徑向尺寸 15 45mm 為 03 4 0m 7 45 z L mm8013 型芯徑向尺寸 16mm 為 03 2 0m 7 6 5 1 z L mm20 型芯徑向尺寸 2mm 為 03 2 10m 7 5 1 z L mm904 型芯徑向尺寸 14mm 為 03 18 0m 7 01 05 1 z L mm236 型芯徑向尺寸 12mm 為 03 18 0m 7 01 05 1 z L mm96 型芯徑向尺寸 4mm 為 03 14 0m 7 04 5 01 z L mm2047 基于 Pro E 的便攜式手機(jī)充電器上蓋的注塑模設(shè)計(jì) 21 6 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 6 1 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)對于塑料模具來說是必不可少的部件 因?yàn)樵谀＞叩拈]合時(shí)要求有一定的 方向和位置 所以必須有導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有定位 導(dǎo)向 受一定的側(cè)壓力 一 般的導(dǎo)柱所露出在分型面上的長度要比型芯高 6 8mm 以避免導(dǎo)柱型芯先進(jìn)入型腔與其 碰撞而損壞型腔和型芯 至于配合精度問題一般采用過度配合 導(dǎo)柱裝入模板多用二級 精度第二種過渡配合 硬度達(dá)到 HRC50 55 粗糙度要求為 該模具所采用的是如下 圖所示 圖 6 1 導(dǎo)柱 6 2 導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 為了使導(dǎo)柱進(jìn)入導(dǎo)套比較順利 在導(dǎo)套的前端倒一圓角 且導(dǎo)柱孔為通孔 這樣容 易排氣 材料用 T8A 使其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱硬度 這樣就可以減少摩擦 以防止導(dǎo)柱或 導(dǎo)套拉毛 導(dǎo)套的精度與配合 是采用二級精度過渡配合壓入定模模板 樣式見如下圖 圖 6 2 導(dǎo)套 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 22 導(dǎo)柱布置見圖如下 圖 6 3 導(dǎo)柱布置 基于 Pro E 的便攜式手機(jī)充電器上蓋的注塑模設(shè)計(jì) 23 7 塑件脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 7 1 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 5 使塑件從成型零件上脫出的機(jī)構(gòu)稱之為推出機(jī)構(gòu) 本副模具是通過注塑機(jī)的合模機(jī) 構(gòu) 把力傳給推板 然后通過通過固定板 再通過推桿 最后傳給推件板 把塑件推出 的 推出零件常分為推件板 推桿 推管 成型推桿等 此副模具所設(shè)計(jì)的塑件是屬于 薄壁塑件 而且在推出時(shí)不允許有推出痕跡 所以該模具采用推件板推出 這樣有利于 保證塑件的精度 此模具的設(shè)計(jì)也要滿足一般推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 塑件滯于動模一側(cè) 這樣有利于設(shè)計(jì)推出推出機(jī)構(gòu) 以致于使模具結(jié)構(gòu)簡單 防止塑件變形 力求良好的塑 個外觀 結(jié)構(gòu)可靠 脫模時(shí)工作可靠 運(yùn)動平穩(wěn) 制造方便 更換容易 脫模力的計(jì)算 f cos sin 1 f cos sin Ftb 7 1 因?qū)嶋H上摩擦系數(shù) f 較小 sin 更小 cos 也小于 1 故忽略 fcos sin 式 7 1 簡化為 A p f cos sin t 7 2 式中 脫模力 推出力 Ft 塑件對型芯的包緊力 b A 塑件包絡(luò)型芯的面積 f 為制品對型芯之間的靜摩擦因數(shù) 脫模斜度 P 塑件對型芯單面積上的包緊力 一般情況下 模外冷卻的塑件 p 取 模內(nèi)冷卻的塑件 p 取 查表可知 f 0 21 已知 a109 3 427 a102 87P 1 p 取中間值 A 3990mm 代入公式 7 2 7 3990 0 21cos1 sin1 Ft 6 7 76 8 N 脫模力要少于模外脫出的脫模力 但模內(nèi)脫模容易使塑件容易變形 因此該模選用 模外脫模 此副模具采用簡單推出機(jī)構(gòu) 它需要設(shè)計(jì)推桿 推件板 推桿固定板 推板等的設(shè) 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 24 計(jì) 推桿的設(shè)計(jì) 此模具由于塑件是箱蓋形件 各處的脫模力由于接觸面積是不一樣的 各處的高度不是統(tǒng)一的 為了各處平衡 設(shè)計(jì)推桿時(shí)應(yīng)均勻布置推桿 這樣使系統(tǒng)就顯 得比較平衡了 增加了推桿的壽命 推桿的直徑的設(shè)計(jì) 其尺寸和結(jié)構(gòu)如下圖 圖 7 1 推桿 推桿在推推件板時(shí) 應(yīng)具有足夠的剛性 以承受推出力 條件充許的話 盡可以把 推桿的直徑設(shè)得大一點(diǎn) 經(jīng)過仔細(xì)的推算 選推桿的直徑為 2 mm 為了保持推桿在工作 時(shí)具有一定的穩(wěn)定性 把它進(jìn)行校核 直徑見下式 d K L F n E 4 1 1 5 1462 76 8 12 2 1x105 1 35 2 7 3 式中 d 為推桿的最小直徑 mm K 為安全系數(shù) 可取 K 1 5 L 為推桿長度 mm F 為脫模力 N n 為推桿數(shù)目 E 為剛材的彈性模量 Mpa 取直徑為 2 mm 已經(jīng)足夠了 進(jìn)行強(qiáng)度校核 4F n d2 4x76 8 12x3 14x2 7 4 2 03 說明它的強(qiáng)度是滿足的 式中 為推桿所受力的應(yīng)力 Mpa 表示推桿材料的許用應(yīng)力 Mpa 推桿的材料選用 T10A 淬火處理 推桿的固定形式 推桿直徑與模板上的推桿孔采用 H8 f8 的間隙配合 推桿的工作端 面的配合部分的表面粗糙度 Ra 為 0 8 um 基于 Pro E 的便攜式手機(jī)充電器上蓋的注塑模設(shè)計(jì) 25 推件板的由一塊與型芯按一定的配合精度相配合的模板 它是在塑件的周邊端面上 進(jìn)行推出 因此 作用面積大 推出力大 且均勻 運(yùn)動平穩(wěn) 并且在塑件上沒有推出 痕跡 推件應(yīng)與型芯呈錐面配合 這樣可以降低運(yùn)動磨擦 推件板與型芯的配合 以不 產(chǎn)生溢料為準(zhǔn) 否則推件板復(fù)位困難 并且有可能造成模具損壞 推件板復(fù)位后 推板 與動模座板之間應(yīng)有 2 3mm 的空隙 對于推件板 雖然推出的效果要比推桿好 但是當(dāng)型芯和推件板的配合不好 則在 塑件上會出現(xiàn)毛刺 而且塑件還有可能會滯在推件板上 在推出過程中 由于推件板和 型芯有磨擦 所以推件板也必須進(jìn)行淬火處理 以提高其耐磨性 推件板的材料選用 45 鋼 調(diào)質(zhì)到 230 270HB 提高其耐磨性 推桿固定板它只要滿足它的強(qiáng)度和剛度則就可以滿足需要 它的粗糙度要求可以比 較低 它是起到固定推桿的作用 推板的設(shè)計(jì)主要從它的強(qiáng)度和剛度去考慮 只要滿足了 則就可以了 由于這些都 是標(biāo)準(zhǔn)件 所以測量可知推桿固定板為 15 mm 推板的厚度 20mm 都采用鋼 T8A 淬火 處理 使其硬度達(dá)到 50 58HRC 7 2 復(fù)位的設(shè)計(jì) 該模具脫模機(jī)構(gòu)在完成塑件脫模后 為進(jìn)行一個循環(huán) 必須回到初始位置 該模具 是采用復(fù)位桿復(fù)位的 由彈簧進(jìn)行緩沖 減小撞擊 提高模具壽命 具體式樣見圖紙上 的推桿固定板和裝配圖 7 3 模架的設(shè)計(jì) 模架技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn) 是指在模具設(shè)計(jì)中和制造中所應(yīng)遵循的技術(shù)規(guī)范 基準(zhǔn)和準(zhǔn)則 它具有以下定義 減少了模具設(shè)計(jì)者的重復(fù)性工作 改變了模具制造行業(yè) 大而全 小而全 的生產(chǎn)局面 轉(zhuǎn)為專業(yè)生產(chǎn)局面 模具的標(biāo)準(zhǔn)化是采用 CAD CAM 技術(shù)的先進(jìn)條件 有利于模具技術(shù)的國際交流和模具出口 根據(jù)參考文獻(xiàn) 14 表 2 86 的注射模模體組合形式而選模架 它適應(yīng)于單分型面的模 具的推件板的推出機(jī)構(gòu) 模寬 B 250mm 模長 L 450mm 模板 A 25mm 材料 45 鋼 模板 B 55mm 材料 45 鋼 墊塊 C 80mm 材料 45 鋼 推件板的厚度為 55mm 采用 45 鋼 動模座板的高度為 25mm 它的材料為 45 鋼 定 模座板的高度為 60mm 它的材料也為 45 鋼 模架的總高度計(jì)算得 H 25 25 1 A B C 25 60 1 25 55 80 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 26 246mm 經(jīng)校核模具的強(qiáng)度和剛度都是足夠的 且模架的大小也適中 經(jīng)核算選用該模架是 較為合理的 圖 7 2 模架 基于 Pro E 的便攜式手機(jī)充電器上蓋的注塑模設(shè)計(jì) 27 8 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu) 8 1 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的確定 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)具有孔 凹穴或凸臺時(shí) 塑 料就不能直接由推桿等推出機(jī)構(gòu)推車脫模 此時(shí) 模具上成型該處的零件必須制成課側(cè) 向移動的活動型芯 以便在塑件脫模推出之前 先將側(cè)向成型零件抽出 然后再把塑件 從模內(nèi)推出 否則就無法脫模 帶動成型零件作側(cè)向分型抽芯和復(fù)位的整個機(jī)構(gòu)稱為側(cè) 向分型與抽芯機(jī)構(gòu) 對于成型側(cè)向凸臺的情況 常常稱為側(cè)向分型 對于成型側(cè)孔或側(cè) 凹的情況 往往稱為側(cè)向抽芯 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)用來成形制品側(cè)壁的內(nèi)外側(cè)孔和凹槽 該類機(jī)構(gòu)活動零件多 動作復(fù)雜 為保證該機(jī)構(gòu)能可靠 靈活和高效地工作 按照側(cè)向抽芯動力來源的不同 注射模的側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)可分為機(jī)動側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu) 液壓側(cè)向分型與抽芯機(jī) 構(gòu)和手動側(cè)向分型分型與抽芯機(jī)構(gòu)等三大類 本設(shè)計(jì)采用的是機(jī)動抽芯 利用注射機(jī)的 開模力 通過傳動零件 將活動型抽芯出 固采用斜導(dǎo)柱 8 2 斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 活動型芯一般比較小 應(yīng)牢固裝在滑塊上 防止在抽芯時(shí)松動滑脫 型芯與滑塊 連接部位要有一定的強(qiáng)度和剛度 滑塊在導(dǎo)滑槽中滑動要平穩(wěn) 不要發(fā)生卡住 跳動等現(xiàn)象 滑塊限位裝置要可靠 保證開模后滑塊停止在一定位置上而不任意滑動 鎖模塊要能承受注射時(shí)的側(cè)向壓力 應(yīng)選用可靠的連接方式與模板連接 鎖模塊 和模板可做成一體 鎖緊塊的斜角 應(yīng)大于斜導(dǎo)柱的傾斜角 一般取 2 3 否則斜導(dǎo)柱無法帶動滑塊運(yùn)動 滑塊完成抽芯運(yùn)動后 仍停留在導(dǎo)滑槽內(nèi) 留在導(dǎo)滑槽內(nèi)的長度不應(yīng)小于滑塊全 長的 2 3 否則 滑塊在開始復(fù)位時(shí)容易傾斜而損壞模具 防止滑塊和推出機(jī)構(gòu)復(fù)位時(shí)的相互干涉 盡量不使推桿和活動型芯水平投影重合 應(yīng)該采取措施使推出機(jī)構(gòu)先復(fù)位 然后才允許側(cè)型芯滑塊的復(fù)位 這樣才能避免干涉 滑塊設(shè)在定模的情況下 為保證塑料制品留在定模上 開模前必須先抽出側(cè)向型 芯 最好采取定向定距拉緊裝置 8 3 斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)相關(guān)參數(shù)的計(jì)算 6 8 3 1 抽芯距離 抽芯距指型芯從成型位置抽至不妨礙脫模的位置時(shí) 型芯或滑塊在抽芯方向所移動 的距離 側(cè)抽芯距一般比塑件上側(cè)凹 側(cè)孔的深度或側(cè)向凸臺的高度大 2 3mm 用公式 表示為 S S 2 3 8 1 式中 S 抽芯距 mm 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 28 S 塑件上側(cè)凹 側(cè)孔的深度或側(cè)向凸臺的高度 mm 本設(shè)計(jì)依據(jù)零件側(cè)壁空高度為 1 25mm 所以可取抽芯距 S 4mm 8 3 2 斜導(dǎo)柱傾斜角 的選擇 在斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)中 斜導(dǎo)柱與開合模方向的夾角稱為斜導(dǎo)柱的傾斜角 它是決定斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)工作效果的一個重要參數(shù) 的大小對斜導(dǎo)柱的有效工作 長度 抽芯距離 受力狀況等起著直接的重要影響 當(dāng)斜導(dǎo)柱傾斜角 增大時(shí) 斜導(dǎo)柱受力狀況變壞 但為完成抽芯所需的開模行程可 減小 反之 當(dāng) 角減小時(shí) 斜導(dǎo)柱受力狀況有所改善 可是開模行程卻增加了 而且 斜導(dǎo)柱的長度也增加了 這會使模具厚度增加 因此 斜導(dǎo)柱傾斜角 過大或過小都是 不好的 一般設(shè)計(jì)時(shí) 取 12 22 最大不超過 25 對于該模具 由于抽拔力不是太大 綜合考慮斜導(dǎo)柱的傾斜角取 20 8 3 3 斜導(dǎo)柱直徑的確定 8 3 3 1 脫模力 對于本塑件 具有與一般小斷面?zhèn)瓤讉?cè)凹收縮的抽芯不同的特點(diǎn) 是在整個側(cè)表面 周邊的大面積抽芯 塑件的徑向收縮不僅不對側(cè)凹成型零件產(chǎn)生包緊 反而會松開 但 軸向收縮仍會使側(cè)凹成型零件被卡緊 這種塑件采用對合的哈夫塊或多拼塊成型 側(cè)向 分型力 脫模力 已在第七章闡述過 8 3 3 2 斜導(dǎo)柱的有效工作長度 L L S sin 8 2 依據(jù)抽芯距 S 為 4mm 斜導(dǎo)柱傾斜角 為 20 代入數(shù)據(jù)可得 L 4 sin20 11 7mm 8 3 3 3 斜導(dǎo)柱直徑 d 的選擇 屈華昌 主編 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) P192 193 查表 10 1 由最大彎曲力 和脫模力 與斜導(dǎo)柱直徑的關(guān)系可知斜導(dǎo)柱直徑為 Fwt d 8mm 由手冊查得標(biāo)準(zhǔn)斜導(dǎo)柱直徑為 8mm 所以此模具斜導(dǎo)柱直徑選用標(biāo)準(zhǔn)代號 8 71L 8 4 滑塊的設(shè)計(jì) 8 4 1 滑塊形狀設(shè)計(jì) 滑塊是斜導(dǎo)柱機(jī)構(gòu)中的可動零件 滑塊與側(cè)型芯既可做成整體式的 也可做成組合 式的 由于該塑件的側(cè)孔既小又深 故選擇滑塊與側(cè)型芯做成組合式的 其結(jié)構(gòu)如下圖 所示 基于 Pro E 的便攜式手機(jī)充電器上蓋的注塑模設(shè)計(jì) 29 圖 8 1 側(cè)抽芯 8 4 2 滑塊定位裝置設(shè)計(jì) 開模后 滑塊必須停留在剛剛脫離斜導(dǎo)柱的位置上 不可任意移動 否則 合模時(shí) 斜導(dǎo)柱將不能準(zhǔn)確進(jìn)入滑塊上的斜孔 致使模具損壞 而定位裝置可以保證滑塊離開斜 導(dǎo)柱后 可靠地停留在正確的位置上 它起著保障完全的作用 本設(shè)計(jì)是彈簧頂銷機(jī)構(gòu) 其結(jié)構(gòu)簡單 適合于水平方向側(cè)抽芯的場合 圖 8 2 側(cè)滑塊的定位裝置 8 4 3 導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì) 斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)工作時(shí) 側(cè)滑塊是在導(dǎo)滑槽內(nèi)按一定的精度和沿一定的方向往 復(fù)移動的零件 根據(jù)側(cè)抽芯的大小 形狀和要求不同 以及各工廠的使用習(xí)慣不同 導(dǎo) 滑槽的形式也不相同 常用的是形槽和燕尾槽 側(cè)滑塊是沿著導(dǎo)滑槽移動的 故對導(dǎo)滑 槽提出如下要求 滑塊在導(dǎo)滑槽內(nèi)運(yùn)動要平穩(wěn)滑動 滑塊在完成抽拔動作后 仍留在導(dǎo)滑槽內(nèi) 其留下部分的長度不應(yīng)小于滑塊長度 的 2 3 否則 滑塊在開始復(fù)位時(shí)容易發(fā)生偏斜 甚至損壞模具 滑塊與導(dǎo)滑槽間應(yīng)上 下與左 右各有一對平面呈動配合 配合精度可選 H8 g8 或 H8 g7 其余各面均應(yīng)留有間隙 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 30 導(dǎo)滑槽應(yīng)有足夠的硬度 HRC52 56 基于以上要求 且該塑件不大 所需開模行程也不大 故導(dǎo)滑槽采用整體式 形狀 采用平行滑導(dǎo)軌 上板開有液體潤滑油孔 其結(jié)構(gòu)及與滑塊的配合如下圖所示 圖 8 3 側(cè)滑塊的定位裝置 8 5 鎖緊塊的確定 8 5 1 鎖緊塊的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 鎖緊塊的斜角應(yīng) 導(dǎo)柱的傾斜角 一般 2 3 這樣 在開模時(shí)鎖緊塊 能很快離開滑塊的壓緊面 避免壓緊塊與滑塊間產(chǎn)生過大摩擦 另外 合模時(shí) 只是在 接近合模終點(diǎn)時(shí) 鎖緊塊才接觸滑塊 并最后壓緊滑塊 使斜導(dǎo)柱與滑塊的斜孔壁脫離 接觸 以免注射時(shí)斜導(dǎo)柱受過大的力 8 5 2 鎖緊塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 鎖緊塊設(shè)在模板外 采用與板的過盈配合形式 其結(jié)構(gòu)如下圖所示 詳細(xì)尺寸見鎖 緊塊零件圖 圖 8 4 鎖緊塊 基于 Pro E 的便攜式手機(jī)充電器上蓋的注塑模設(shè)計(jì) 31 9 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9 1 冷卻管道計(jì)算及開設(shè)原則 9 1 1 冷卻道開設(shè)原則 1 冷卻水道應(yīng)盡量多 截面尺寸應(yīng)盡量大 2 冷卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量相等 3 澆口處加強(qiáng)冷卻 4 冷卻水道出 入口溫差應(yīng)盡量小 5 冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置 6 冷卻水道盡量避免在塑件的熔接痕處 7 合理確定冷卻水接頭位置 9 1 2 冷卻管道的計(jì)算 注射模具的溫度設(shè)計(jì)是否恰當(dāng) 不僅影響塑件的質(zhì)量 而且對生產(chǎn)效率 充模流動 固化定型都有重要影響 模具對塑件質(zhì)量的影響主要體現(xiàn)在以下幾個方面 1 改善成形性 2 成形收縮率 3 塑件變形 4 尺寸穩(wěn)定性 5 力學(xué)性能 6 外觀質(zhì)量 9 1 2 1 水道熱量的