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沈 陽 化 工 大 學 科 亞 學 院 本 科 畢 業(yè) 論 文 題 目 蓋塑料注塑模具 80 25 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 1102 學生姓名 王秋實 指導教師 陳慧珍 論文提交日期 2015 年 6 月 1 日 論文答辯日期 2015 年 6 月 5 日 畢業(yè)設計 論文 任務書 機械設計制造及其自動化 專業(yè) 1102 班 學生 王秋實 畢業(yè)設計 論文 題目 蓋塑料注塑模具 80 25 畢業(yè)設計 論文 內(nèi)容 1 設計說明書一份 2 AutoCAD 軟件繪圖一套 包括裝備圖 零件圖 畢業(yè)設計 論文 專題部分 查閱相關資料 設計蓋塑料注塑模具 1 設計方案的選擇 計算選擇合適成型零件尺寸 2 撰寫設計說明書和 CAD 圖紙 起止時間 2015 年 3 月 6 日至 2015 年 6 月 5 日 指導教師 簽字 年 月 日 摘要 此次課題主要研究蓋塑料注塑模具的設計 圓蓋的應用材料為聚丙 烯 pp 是一種半結(jié)晶的熱塑性塑料 具有較好的耐沖擊性 機械性質(zhì) 較為強韌 具有抗多種有機溶劑和酸堿腐蝕 在工業(yè)界具有廣泛的應用 是我們現(xiàn)如今常見的高分子材料之一 現(xiàn)在模具已成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎 然而 對塑料模具占模具總量的 比例 37 可見塑料成型沒模具在生活應用領域中占有很重要的部分 隨著我國經(jīng)濟發(fā)展 塑料制品生產(chǎn)越來越廣泛 塑料何曾性工業(yè)在工業(yè) 中地位日益提高 本次畢業(yè)的設計通過對塑件進行工藝性的分析和比較從而了解蓋塑 料模具的生產(chǎn)過程以及工作原理 此次課題從多個方面介紹了注射成型 的基本原理 完整零件的尺寸計算到模具動作過程 從注射機的選用 澆注系統(tǒng)的組成 并對模具強度要求做了說明 較為詳細的研究了蓋塑 料注塑模具的設計 通過本次設計 使我對塑料注射模有了一個初步的 認識和見解 從中也注意到了生產(chǎn)過程中的細節(jié)問題 研究注塑模具來 生產(chǎn)塑件產(chǎn)品 也讓我了解其生產(chǎn)過程和實現(xiàn)自動化提高產(chǎn)量有很大的 生活意義 關鍵詞 注塑模 圓蓋 Abstract This topic mainly studies cover plastic injection mold design the application of the dome material for polypropylene pp is a semicrystalline thermoplastic plastics Has good resistance to impact mechanical properties is relatively strong with a variety of organic solvent and acid and alkali corrosion resistance Has wide application in industry is one of our nowadays common polymer materials Now the mold has become the foundation for the development of the industry however the plastic mold accounted for 37 of the total mould plastic molding didn t die in life occupies a very important part of the application field along with our country economic development the plastic products production is more and more widely plastic ever sex industry growing status in the industry The graduation design through the analysis of plastic parts for manufacturability and comparison to understand what the cover plastic mold production process and working principle The subject the basic principle of the injection molding are introduced from several aspects the size of the complete parts calculation to mold action process including the selection of injection machine the composition of gating system and has proved to mold strength requirement more detailed study of the cover of plastic injection mould design Through the design make me to plastic injection mould has a preliminary understanding and insights which also noticed the details in the process of production plastic injection mold to produce a product also let me know the production process and automation to increase production has a lot of life meaning Key words Injection mold round cap 目 錄 第一章產(chǎn)品的說明 1 第二章塑件的分析 2 2 1 PP 的主要特點 2 第三章注射機的型號和規(guī)格選擇及校核 4 3 1 注射機的選用 4 3 2 注射壓力的校核 4 3 3 鎖模力的校核 5 3 4 開模行程與推出機構(gòu)的校核 5 第四章分型面的選擇 7 4 1 分型面的形式 7 4 2 分型面的選擇原則 7 4 3 我們這里選擇水平分型面 8 第五章型腔數(shù)目的決定及排布 9 5 1 型腔數(shù)目的確定 9 5 2 多型腔的排列 9 第六章澆注系統(tǒng)的設計 11 6 1 澆注系統(tǒng)的組成 11 6 2 澆注系統(tǒng)各部件設計 11 6 2 1 主流道設計 11 6 2 2 冷料穴的設計 12 6 2 3 分流道的設計 13 6 2 4 澆口的設計 14 第七章成型零件的工作尺寸計算 16 7 1 凹模的結(jié)構(gòu)形式 16 7 2 凸模的結(jié)構(gòu)設計 16 7 3 成型零件的工作尺寸計算 17 7 3 1 凹模徑向尺寸計算 17 7 3 2 凹模型腔高度尺寸的計算 17 7 3 3 型芯徑向尺寸的計算 18 7 3 4 型芯高度尺寸的計算 19 7 3 5 型腔壁厚和底板厚度計算 19 第八章導柱導向機構(gòu)的設計 20 第九章脫模機構(gòu)的設計 22 9 1 何為脫模機構(gòu) 22 9 2 脫模機構(gòu)的分類及選用 22 9 3 脫模機構(gòu)的設計原則 22 9 4 推桿的結(jié)構(gòu)形式及形狀 22 9 5 推桿的固定方式 23 第十章溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計 24 10 1 冷卻系統(tǒng)設計 24 10 2 冷卻時間的確定 24 10 3 冷卻系統(tǒng)設計原則 25 10 4 冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 25 10 5 冷卻系統(tǒng)的計算 26 結(jié)論 27 參考文獻 28 致謝 29 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第一章產(chǎn)品的說明 0 第一章產(chǎn)品的說明 這次設計的產(chǎn)品主要用于醫(yī)藥蓋 因為它的成本較低 質(zhì)量輕 而且可以大規(guī) 模的生產(chǎn) 無毒 所使用的材料是聚丙烯 簡稱 PP 它的物理性質(zhì)是無毒 無味 密度小 其強度 剛度 硬度及其耐熱性較比常壓聚乙烯更好 可以在近 100 度被 采用 良好的電氣和高頻絕緣性不受濕度影響 但低溫時易變脆 不耐磨且容易老 化 它適用于生產(chǎn)一般機械部件 耐腐蝕零件和絕緣部件 常見的酸 它的堿和有 機溶劑具有很少或沒有影響 可用于餐具 圖樣見 1 1 圖 1 1 產(chǎn)品蓋 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第二章塑件的分析 1 第二章塑件的分析 PP 是一種半結(jié)晶性可塑性塑料 具有較高耐沖擊性 強機械性 且具備很多種 有機溶劑和酸堿的腐蝕 應用在廣泛工業(yè)界 是通常常見的高分子材料中的一種 目前已成為發(fā)展最快的塑料品種 它的加工溫度為 200 300 可以注塑 擠出 吹塑 如旋轉(zhuǎn)成型加工方法可以和不同的成型工藝有不同的溫度選擇和最優(yōu)的成型 溫度應根據(jù)材料牌號和配方 加工技術(shù)和設備 產(chǎn)品形狀來調(diào)整確定 對聚丙烯的透明性的透明性的效果是不成型的溫度 但結(jié)晶度 該結(jié)晶度降低 由水淬 分子結(jié)構(gòu)的形成的增加的透明度 例如 在生產(chǎn)聚丙烯薄膜的小晶粒 減 少大球晶 提高透明度 為了提高聚丙烯還可以添加成核劑 如山梨糖醇 苯甲酸 等 的透明性 成核劑是促進聚丙烯的結(jié)晶度和添加劑的結(jié)晶化速度 球晶尺寸微 細化 具有抗反射和改性剛度和信用賦予該產(chǎn)品 聚丙烯 簡稱 PP 其相對分子質(zhì)量一般為 10 50 萬 分子式為 C H n 2 1 nCH3 2 1 PP 的主要特點 形狀為白色蠟狀 無毒且透明 有極低的密度為 0 89 0 92 所以質(zhì)量很輕 是現(xiàn)在大型品種塑料中3cmg 最輕的一種材料 化學穩(wěn)定性好 在常溫下溶劑不能夠溶解 PP 而且有著優(yōu)良的耐化學藥品性 耐熱性好 可以在 130 下使用 C0 電性能好 耐高頻電絕緣性好 在潮濕的環(huán)境中也可以具有良好的電絕緣性 有著良好的力學性能 包括拉伸強度 壓縮強度和硬度 較為突出的剛性和耐彎 曲性 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第二章塑件的分析 2 PP 容易發(fā)生熱 光氧化 耐氣候老化性較差 必須添加一些抗氧劑或紫外線吸 收劑 耐抗沖擊性較差 尤其是對低溫沖擊性能差 對缺口非常敏感 PP 的結(jié)晶性能會導致成品的不透明性 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章注射機的型號和規(guī)格選擇及校核 3 第三章注射機的型號和規(guī)格選擇及校核 注塑模具安裝在注塑機上 所以在注塑模具的設計應是注射機上 必要時 了 解相關的技術(shù)規(guī)范 使得設計能滿足模具的要求 同時適合注射機號 認為在模具設計而言 有必要知道注塑機的主要技術(shù)參數(shù) 在模具的設計 最 好咨詢注塑機制造商提供了相關的 注射機使用說明書 標記的技術(shù)規(guī)范 由于注 塑機即使是同樣規(guī)格的制造商也是不同的 其技術(shù)規(guī)格也略有不同 3 1 注射機的選用 選擇注射機 通常在塑料件 或模具 的注射量注射機 一個面值的實際需求 然后依次公稱壓力 統(tǒng)稱鎖模力 模板行程模型和模具部件的尺寸 檢查一個接一 個 進行校核 實際噴射量注射機的標稱為主噴射量 為了保證正常的注射成型 模具的每一個 需要的實際噴射量的應小于一定量的標稱噴射注射機 即 公實 V 實際塑件 含澆注系統(tǒng)凝料 的總體積為 實 3cm 從 PP 的物理性質(zhì)可得 0 89 0 92 取 m 100g 故3g 310 cmmV 實 3 1 這里選用型號為 XS ZY 125 的注射成型機注射 該型號表示為液壓注射成型機 其 公稱的注射量為 3125c 3 2 注射壓力的校核 這主要是檢查由所選的注射機公稱壓力 P 是否能滿足注射壓力 P0 時的塑料部件 成型 所需要的注射壓力 P0 該值一般為 70 150MPa 通常要求 P P0 這里選擇 70MPa 的 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章注射機的型號和規(guī)格選擇及校核 4 3 3 鎖模力的校核 鎖模力是指注入以克服腔熔體模塑膨脹力 施加到模具的鎖定力的注塑機 將 發(fā)生一個支撐管芯強度時的原料內(nèi)高壓注塑模腔 所以注塑機鎖定模式單位必須提 供足夠的 鎖定模力 以免被軟化 當高壓塑料熔體填充空腔 可以產(chǎn)生大的沿 鎖模膨脹力的方向 因此 在注塑機的夾緊力的額定值必須大于壓力膨脹力 即 F 鎖 F 脹 A 分 P 型 F 鎖 注射機的額定鎖模力 N P 型 模具型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力 MPa 一般為注射壓力的 0 3 0 65 倍 通常取 20 40MPa 這里選 P 型 30MPa A 分 塑料和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和 mm2 F 鎖 F 脹 A 分 P 型 3 2 80 200 30 4 8 105 N 3 4 開模行程與推出機構(gòu)的校核 開模行程是指模具沖程需要去除從開閉之間的模具最小距離的塑料 表示用 H 它必須比注射機的行程 S 大移動模板較小 由于注射機夾緊機構(gòu) 模具沖程可以 根據(jù)下列兩個條件檢查 其一是模具無關與模具厚度 二是打開的行進距離和該模具 的厚度 我們這里選擇的是開模進度無關與模具的厚度 和一個單一的分型面注塑 模具 當開模行程與模具厚度無關時 這種情況主要是指夾緊機構(gòu)為液壓 注射機的機械組合 其模板行程由更大行程 的聯(lián)動確定 并且無關與模具厚度 這個條件是兩種類型的 對單分型面注射模 所需開模行程 H 為 S H H1 H2 5 10 mm 3 3 公式 3 3 中 H1 塑件被推出的距離 可當做凸模高度 mm 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章注射機的型號和規(guī)格選擇及校核 5 H2 包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑高度 mm S 注射機移動板最大行程 mm H 所需要開模行程 mm 這里可通過資料而得出 結(jié)構(gòu)見圖 7 1 H 16 57 8 81 mm 對雙分型面注射模 所需開模行程為 S 機 H H1 H2 a 5 10 mm a 中間板與定模的分開距離 mm 推出機構(gòu)的校核 由于各類注射機型號的推出裝置機構(gòu)和最大推出距離范圍各有不同 在模具設 計時 推出機構(gòu)應該與注射機相適應 進一步研究具體可以查閱相關材料 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章分型面的選擇 6 第四章分型面的選擇 分型面是指兩者在閉和狀態(tài)時能接觸的部分 也就是工件或模具部件到模具件 的混凝土產(chǎn)品塊的分隔表面 根據(jù)需要可具有多于一個或兩個分型面的一對模具 分型面可在垂直方向上 以夾緊方向平行或傾斜夾緊 這里我們選擇和夾緊方向 分型面的設計方式會直接影響產(chǎn)品 模具的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量和操作方便 一個是在模具 設計的成功或失敗的關鍵因素 4 1 分型面的形式 分型面的形式和類型的幾何體 剝離法 模具和排氣條件 澆口形式等方面 我們有以下 5 種常見的形式 分型面傾斜的階梯分型面 分型面和曲線分型面水平 垂直分型面 4 2 分型面的選擇原則 有利于塑料脫模 如開模后盡量使塑件留在動模邊以利用注塑機上的頂出機 構(gòu) 避免側(cè)向長距離抽芯以減小模具尺寸等 在開模時盡量使塑件留在動模內(nèi) 要有利于側(cè)面分型和抽芯 需要合理安排塑件在型腔中的位置 考慮和確保塑件的外觀不被損壞 在分型面處不可避免地出現(xiàn)飛邊 因此應 避免在外觀光滑面上設計分型面 盡力確保塑件尺寸的準確度要求 如盡量把有尺寸精度要求的部分設在同一 模塊上以減小制造和裝配誤差等 有利于排氣 如分型面盡可能與最后充填滿的型腔表壁重合 以利于型腔排 氣 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章分型面的選擇 7 盡量使模具加工方便 如避免或減少側(cè)向分型 采用異型分型面減少動 定 模的修配以降低加工難度等 4 3 選擇水平分型面 圖 4 1 水平分型面 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第五章型腔數(shù)目的決定及排布 8 第五章型腔數(shù)目的決定及排布 5 1 型腔數(shù)目的確定 為了可以使模具和配套的注塑機更有效的組成 從而提高生產(chǎn)的效率和經(jīng)濟性 并保證了精密塑料機身 在設計時 有四種常用的方法型腔數(shù)量應確定 a 按經(jīng)濟 性能 以確定腔體的數(shù)目 b 根據(jù)該注射機鎖模力 以確定腔體的數(shù)目的等級 c 根據(jù)注射注射機腔數(shù)的最大數(shù)量 d 根據(jù)產(chǎn)品的精度 確定型腔數(shù)目 我們選擇一 個 a 它的計算過程如下 設置一個腔數(shù) n 產(chǎn)品 n 的總數(shù) 每個腔 C1 的模具成本 無關的模具費用 C0 每小時可注射成型制品的加工費用為 Y 元 h 成型周期為 T min 則 模具費用為 元 5 1 01CXM 注塑成型制品費用為 元 5 2 6 ytNs 總成型加工費用為 即SMX 5 3 01 60 CnytNX 為使總的成型加工費用最少 即令 則有 nxd 0 1 602 nyt 所以 n 1CNt 對于完成產(chǎn)品的精度高 因為型腔模是很難使各個空腔形成均勻 所以它通常 是建議腔數(shù)小于 4 因為塑料零件的精度要求不高 n 4 5 2 多型腔的排列 多型腔模板形式通常有直線形 復合形 圓形及 H 形等 在設計時要注意以下 幾個方面 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第五章型腔數(shù)目的決定及排布 9 用平衡的安排盡可能 以確保均一和穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量 安排和門打開位置 以對稱空腔 以防止模具部分負荷下 溢出 盡可能使空腔緊湊布置 以降低模具的形狀的大小 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第六章澆注系統(tǒng)的設計 10 第六章澆注系統(tǒng)的設計 6 1 澆注系統(tǒng)的組成 注塑模具的澆注系統(tǒng)是指從主流路之間的熔化腔流的開始 它的作用是控制灌 裝的速度熔融金屬在模具和完整的施法時間 使液態(tài)金屬順利進入模具 避免動蕩和模 具清洗 防止熔渣和其他夾雜物進入腔 倒沒有參與氣體的時候 盡量和鑄件的冷卻凝 固順序的原則 從熔化室流之間的主要道路的開始 因此 該澆注系統(tǒng)是非常重要的 一般可分為澆注系統(tǒng)和普通澆注系統(tǒng) 此設計選擇普通澆注系統(tǒng) 其組成部分 為 主流方式 澆口 冷孔和分流道四部分如圖 6 1 所示 圖 6 1 澆注系統(tǒng)圖 1 主流道 2 主流道襯套 3 定位圈 4 分流道 5 澆口 6 型腔 7 冷料穴 8 中間板 9 定模板 或定模座板 6 2 澆注系統(tǒng)各部件設計 6 2 1 主流道設計 主流道是注塑機噴嘴從注塑機噴嘴流道的導流通道 一般性 噴嘴在相同軸 上 橫截面是圓形的且附有一些錐度 對于這種復雜的主流道設計要點是 主流道圓錐角 2o 6 o 對流動性差的塑件可取 3 o 6 o 內(nèi)壁粗糙度為 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第六章澆注系統(tǒng)的設計 11 Ra0 63 m 主流道澆口端圓 半徑 r 1 3mm 為了減少轉(zhuǎn)向時的物料流過渡電阻 在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下 主要道路應盡可能短 通常不超過 60 毫米 時 間太長會影響熔體填充順利 為小型模具定位澆道襯套和圓設計成一個整體的 大部分的設計通常是將橫 澆道襯套與定位環(huán)設計為兩部分 之后固定在模板 主通道襯套和固定模座板通過 過渡配合 主通道襯套與定位圈通過 間隙配合 6 H7 m9hH 主流道襯套通常選用 T8 T10 的材料制造 熱處理強度為 52 56HRC 6 2 2 冷料穴的設計 冷料穴一般位于動模板對面的主干道 熔體溫度最前方的噴嘴較低 形成冷渣 渣 在進料口的端部 在進料孔的端部的孔的開口被提供 為阻止爐渣進入模腔 造成流道的堵塞 緩慢的物質(zhì)流率 形成對產(chǎn)品的冷料分數(shù)線 為了設置了從模具 時秦內(nèi)拉縮合物 大致拉桿布置在冷料端 頂針 它的功能是存儲在 冷 正面 材料流動 這是由于冷澆道的兩次注射之間的間隔和熔融流動前鋒冷庫 以防止熔 體冷材料到空腔中 冷料穴一般是設在路的盡頭的主流 當導流明渠較長 在分流 的結(jié)尾有時還開冷洞 這里與推桿匹配倒置錐體冷卻孔被選擇 其結(jié)構(gòu)如圖 6 2 圖 6 2 冷料穴結(jié)構(gòu)圖 1 定位圈 2 冷料穴 3 推 桿 4 動模板 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第六章澆注系統(tǒng)的設計 12 6 2 3 分流道的設計 分流道是指主流道與澆口之間的通道 通常為通道開口在分型面之間 作用為 分流和轉(zhuǎn)向 分流通道是至關重要的 而在單類型的模具室 有時泄水渠有時省略 在引水渠道的設計中 我們應該考慮壓力損失和盡量避免體溫 而且降低音量的通 道 多腔模具類型替補選手 必須設計單腔大空腔的塑料部件在使用多個點門也將 分流 分流道的截面形狀 通常分流道的斷面形狀一般有矩形 梯形 圓形 U 形和六角形等 為了減少 在流動通道中的壓力損失 提高熱損失的效率 圓形分流被選擇 如圖 6 3 因為圓 形截面的效率是最有效的 在導流通道 這里選擇它 圖 6 3 分流道截面圖 分流道的尺寸 由于存在流動性的各種塑料之間的差異 所以根據(jù)粗略的估計直徑的跑步者的 各種類型的塑料 常見塑料的推薦值轉(zhuǎn)移通道直徑如下 但對于壁厚小于 3mm 質(zhì)量小于 200g 的塑料 通過查閱分析斷定其流道直徑 D 0 2654 6 1 4Lm 公式中 m 流經(jīng)分流道的塑料量 g L 分流道尺寸 mm D 分流 道直徑 mm 對于黏度較大的塑料來說 可按上式算得的 D 值再乘以 1 2 1 25 的系數(shù) 此步驟可以取 m 100g L 50mm 固分流道尺寸為 1 2D 即 D 1 2D 1 2 0 265 10 mm 1045 S 1 22 78 5 mm 2 102 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第六章澆注系統(tǒng)的設計 13 分流道的布置 分流道的安排取決于腔布局 這兩個因素相互制約 分流安排分為平衡和不平 衡的兩種 這里的布置方式選用平衡式 分流道與澆口的連接 分流道和澆口的配件應加工成一個斜面 過渡和循環(huán) 有利在塑料熔體流動和 填充 6 2 4 澆口的設計 澆口也被稱為進料口 是橫澆道與型腔 同時也是最短肉薄部之間的狹窄通道 交接流道和空腔之間的通道 它是澆注系統(tǒng)澆口的部位 形狀和大小直接影響成品 塑料零件的質(zhì)量的一個重要部分 澆口的作用在與緊固表面流和進料以達到加速度 具有良好的流動性的材料的 高剪切速率的效果 粘性加熱的升溫效果也可望提高低溫粘度降低效果 在成型中 柵極是第一固化和密封 這樣可以防止進料回流以及避免空腔的壓力降低成形之后 可以很方便地切斷流道系統(tǒng)和類型的部件 它是很難使用的理論公式為理想尺寸 通常根據(jù)理想的尺寸 取下限 然后在模具中逐漸修改和調(diào)整的過程 橫截面形狀 通常為矩形或圓形 0 5 2 毫米柵極長度 表面粗糙度 Ra 不大于 0 4 m 以下的平 均轉(zhuǎn)輪區(qū)域 澆口有很多的結(jié)構(gòu)形式 根據(jù)澆口的形狀可以分為圓盤閘 環(huán)形閘門 點澆口 扇形澆口和薄柵極芯片柵極 此設計選擇的是點澆口 其設計簡圖如圖 6 4 圖 6 4 澆口圖 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第六章澆注系統(tǒng)的設計 14 澆口的截面通常只取分流道橫截面積的 3 9 澆口的長度大致為 0 5mm 2mm 可以計算出所需的澆口面積為 S 5 s 3 9 2m 要選擇合適的澆口位置 它會直接影響到成型產(chǎn)品的質(zhì)量問題 因此設計時要 注意以下幾點 澆口應開放在可以使型腔各個角落同時充滿的位置 澆口應設在制品壁厚較厚的部位 以方便進料 澆口的位置選擇應有利于排除型腔中氣體 澆口的位置應選擇在能避免制品產(chǎn)生熔合紋的位置 用于帶細長型芯的模具 宜采用在饋送方式的頂部中心 以避免芯沖擊變形 澆口應設在不影響制品美觀的部位 不能在制品承受彎曲載荷或者沖擊的部位設置澆口 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第七章成型零件的工作尺寸計算 15 第七章成型零件的工作尺寸計算 7 1 凹模的結(jié)構(gòu)形式 凹模又稱陰模 凹模也是型腔 是主要部分的塑料零件外表面 可以安裝在固 定的模具也可以安裝在動態(tài)模具 有許多類型的凹模 凹模的形狀是圓和矩形 結(jié) 構(gòu)形式有組合式凹模 整體式凹模 拼塊組合式凹模 因為設計產(chǎn)品是小零件 從 各方面分析選用組合式凹模 整體嵌入式凹模 整體嵌入式凹模 每個型腔通常是獨自處理后壓人定模中 模具結(jié)構(gòu)的形狀 大小均勻性好 容易改變 凹模的形狀通常是圓柱形的 和定位方法 以 過渡67mH 配合嵌入定模板 然后用一個固定的模板固定座位板 其結(jié)構(gòu)如圖 7 1 所示 7 2 凸模的結(jié)構(gòu)設計 凸模 即型芯 是模具中用于成型制品內(nèi)表面的零件 模制的塑料成型件 通 常可分為組合式和整體式兩種 根據(jù)凹模模具的結(jié)構(gòu)形式 選擇組合式作為管芯的 組件 它是將凸模獨自加工后再與動模板之間進行安裝而成的 如圖 7 2 所示 圖 7 1 凹模結(jié)構(gòu)圖 圖 7 2 凸模結(jié)構(gòu)圖 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第七章成型零件的工作尺寸計算 16 7 3 成型零件的工作尺寸計算 7 3 1 凹模徑向尺寸計算 設制品的名義尺寸 LS 為最大尺寸 其公差按規(guī)定為負值 凹模的名義 尺寸 LM 是最小尺寸 其公差按規(guī)定為正值 Z 由公式可得 7 1 ZS 0 43 1 式中 前的系數(shù) 此處為 3 4 可隨制品的大小和精度而變化 通常在 0 5 0 8 之間 制品偏差大則取小 偏差小則取大 固可出于上述公式算出尺寸大小 由于塑件為圓 所以公式中為 D ZSLDM 01 43 ZSLDM 02 43 1 3 12 0 65 324 0 65 8 04 93 0 2 ZSLDM 03 4 1 ZSLDM 04 3 1 3 28 0 65 7 30 4 65 0 09 28 1 029 7 3 2 凹模型腔高度尺寸的計算 由于該尺寸屬于塑件外輪廓尺寸 因此有 7 2 ZSHM 0 321 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第七章成型零件的工作尺寸計算 17 根據(jù)圖 7 3 可得 圖 7 3 凹模型腔高度示意圖 ZSHM 01 32 ZSHM 02 31 3 9 0 65 0 315 0 65 8 3 092 0 21 ZSHM 03 21 ZSHM 04 3 3 18 0 65 321 0 65 12 0 2 07 7 3 3 型芯徑向尺寸的計算 設塑件內(nèi)型腔尺寸為 ls 公差為正值 制造公差為負值 Z 經(jīng)過 與上面推得公式凹模徑向大小相近可推理 從而計算出 7 3 0 431 ZSlM 現(xiàn)在可算得 由于這里塑件為圓 故公式中為 d 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第七章成型零件的工作尺寸計算 18 01 43 ZSdM 02 431 ZSdM 032 65 0327 65 7 07 3 09 2 7 3 4 型芯高度尺寸的計算 設制品孔深為 hs 其公差為正值 制造公差為負值 Z 同理得 7 0321ZShM 4 我們由圖 7 2 可得出 0321ZShM 0318 65 06 21 7 3 5 型腔壁厚和底板厚度計算 在注射成型中 型腔主要承受來自塑料熔體的壓力 因此 模具型腔應該足夠強 大的韌性和剛性 如果腔的壁厚是厚和底板的厚度不夠 空腔的腔的容許應力高于 許用應力的腔本身 腔室會引起塑性變形 甚至開裂 同時 假定勁度不足會造成 大的彈性變形 從而導致空腔向外膨脹或閃蒸間隙 因此 有必要的強度和剛度計 算空腔 特別是大型的塑料部件 但由于設計的塑料部件很小 所以不需要模具型 腔壁厚和底厚計算 大致得體即可 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第八章導柱導向機構(gòu)的設計 19 第八章導柱導向機構(gòu)的設計 導向機構(gòu)是為了保證在注射模具的精度及模具和模具 必須設置在注射模的轉(zhuǎn) 向機構(gòu) 導向機構(gòu)的作用是可保證動態(tài)模型和精密模具的夾緊方式 導向功能強 保證凸模的相對位置和模具的精度 還可以承受一定側(cè)壓力 圖 8 1 導向機構(gòu)圖 導向機構(gòu)的形式著重有錐面定位和錐面定位導柱導向兩種 此步驟選擇導柱導 向機構(gòu) 其布局如圖 8 1 在設計此機構(gòu)時還應注意以下幾點 導銷應圍繞模具分型面 所述導柱中心到外模相當均勻 應具有足夠的距離 以確保模具的強韌度 導柱的長度應該是 6 8 毫米高于核心 凸模 端面高度 和導套通常是設置 在高的核心表面更多的一方 導柱和導套應有足夠的耐磨度和強度 為了引導銷能進入導套 引導應在圓錐形或半球形 導套也應該為倒角 導柱的設置應根據(jù)需要和組裝的方式確定 在正常情況下導柱滑動配合形式按 設置 導柱和導套固定部分與固定H8 f 部分配合按 設置 導向套直徑設置部分配合按 設置 H7 k6 7 k6 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第八章導柱導向機構(gòu)的設計 20 通常是板塊之間的動態(tài)模型和推盤設置導柱和導套 以保證推出機構(gòu)能夠正 常轉(zhuǎn)動 導柱的直徑應根據(jù)模具大小來確定 可與準確的模具數(shù)據(jù)來進行參考和選取 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第九章脫模機構(gòu)的設計 21 第九章脫模機構(gòu)的設計 9 1 何為脫模機構(gòu) 脫模機構(gòu)是指在每個循環(huán)的注射成型 使塑件及澆注系統(tǒng)從模腔或型芯脫出來 的機構(gòu) 該塑料部件的機構(gòu)的模具稱為脫模機構(gòu) 9 2 脫模機構(gòu)的分類及選用 脫模機構(gòu)的分類很多 一種是按動力來源分類 另一種是按模具結(jié)構(gòu)分類 本 次設計采用的是混合分類中的一種 因為它是最簡單和最常見的 具有操作簡單 更換方便 引進效果好 更實用 直觀生產(chǎn)實踐的優(yōu)勢 汽提是指在脫模的過程中 推桿需要一個動作 就可以完成塑料脫模機構(gòu) 它通常包括卸料板及頂桿塊脫模機 構(gòu) 推桿脫模機構(gòu) 和脫模機構(gòu)脫模機構(gòu) 氣動脫模機構(gòu)和多元聯(lián)合脫模機構(gòu)等 簡圖見圖 9 1 9 3 脫模機構(gòu)的設計原則 設計脫模機構(gòu)時 應遵循以下原則 結(jié)構(gòu) 機械運動精確 可靠 靈活 且具有足夠的剛性和強韌度 確保塑件不變形 不被損壞 確保塑件外觀良好 試圖讓塑料部件動模一側(cè) 便于開啟力脫模裝置 從而完成脫模 9 4 推桿的結(jié)構(gòu)形式及形狀 由于成型制品的幾何樣式和型腔模具構(gòu)造是不一樣 所用推桿的截面形狀也不 一 常用的推桿截面形狀為圓形截面形狀 推桿又可分為成型推桿與普通推桿兩種 類型 這里選用普通推桿 如圖 9 2 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第九章脫模機構(gòu)的設計 22 9 5 推桿的固定方式 9 3 圖 9 2 推桿結(jié)構(gòu) 圖 9 3 推桿固定方式 圖 9 1 脫模機構(gòu) 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第十章溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計 23 第十章溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計 10 1 冷卻系統(tǒng)設計 塑料在成型過程中 模具度可以直接影響塑料成型 成型周期時間和質(zhì)量的塑 料部分 因此 模具溫度控制系統(tǒng)的必要性 以達到所需的溫度要求 通常在塑料熔體溫度約為 200 塑件從模腔的注塑模具時其溫度要低于 60 因此熱塑性塑料注塑成型之后 務必進行對模具進行有效的冷卻處理 使可靠的冷 卻定型 從而提高生產(chǎn)效率和塑件質(zhì)量 為更好的塑料熔融粘度低 流動性的 諸 如聚丙烯 有機玻璃等 當該部分是小薄壁 如我們的塑料件 模具可被冷卻或簡 單的可以使用自然冷卻的冷卻系統(tǒng)是不建立 當生產(chǎn)的塑料件都是大型產(chǎn)品時 就需 要進行人工冷卻模具 10 2 冷卻時間的確定 在注射的過程中 塑件的冷卻時間通常是指在塑料從模腔模具開口的熔體可取 出塑件 此標準傾向于在產(chǎn)品完全固化定型 并具有一定的強度和剛性 冷卻時間 通常占整個周期的 80 左右 整個生產(chǎn)周期注射 由于塑件需要更輕薄 固用此公 式 10 1 4ln 2Tmesst 公式中 a 塑料熱擴散系數(shù) m 2 s S 制品壁厚 mm 現(xiàn)根據(jù)已知規(guī)格 可知 PP 的 TS 260 TM 60 TE 100 而塑件的厚度為 2mm 6014ln 0 2 t 4 5s 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第十章溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計 24 10 3 冷卻系統(tǒng)設計原則 盡量確保塑件均勻收縮 保持模具的熱平衡 冷卻孔的數(shù)量越多 較大的孔 塑料件的更均勻的冷卻效果 盡可能使冷卻劑通道為距離相隔正好等于模腔表面的長度 澆口處加強冷卻 應減少在入水口和出水口之間的溫度差 合理選擇在冷卻水通道的形式 合理確定冷卻水管接頭位置 冷卻系統(tǒng)水路與其他機構(gòu)合作 盡量避免在模具發(fā)生干涉 冷卻水管道和接頭的裝置應嵌入模板 以避免在運輸過程中損壞模具 10 4 冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 查閱資料根據(jù)塑料制品的成型形狀和要求的冷卻 冷卻回路可分為多級式 隔 膜式 直通式 循環(huán)式 噴氣機 螺旋等等 同時也可以配合使用 構(gòu)成各種冷卻 回路 有六種基本形式 這里選擇一個簡單的直通式 通過直接沖壓模具 并且通過冷卻水用于冷卻簡單的流型 通常用于生產(chǎn)一種 形式 其結(jié)構(gòu)示于圖 10 1 圖 10 1 冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第十章溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計 25 10 5 冷卻系統(tǒng)的計算 設 PP 塑料的密度 0 90 且流量為 125 Qs 590 3cmg3cm Kgj 故公式可得 10 2 Qs G n 公式中 Qs 塑料熔體的單位熱流量 N 每小時的注射次數(shù) G 制品包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的質(zhì)量 Kg G nG 件 G 澆 4 0 9 100 140 500 g Q 30 0 5 590 8850 Kj 其中 1 3 的熱量被凹模帶走 2 3 由型芯帶去 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 結(jié)論 26 結(jié)論 在這次的設計過程中 自己學到了很多東西 通過對大量的文獻數(shù)據(jù)的分析和 研究的設計 使我對整個注塑模過程以及工藝分析有了更為全面的了解 對注塑模 具有了更深刻的認識 這對作為大學生的我無論是在今后的生活還是不久之后的工 作中都是一個很好的幫助 同時也間接的積累了一些實踐經(jīng)驗 由于自己對專業(yè)知識的學習程度不夠 在設計的過程中對于一些結(jié)構(gòu)分析 數(shù) 據(jù)計算不能很好的運用 很多工藝參數(shù)和修改問題也遇到了不少的麻煩 還是有很 多沒有考慮的因素 例如注射機的選用規(guī)格有很多 什么樣規(guī)格的更適合蓋模具的 生產(chǎn) 使其能夠達到產(chǎn)量且品質(zhì)有保證 還有尺寸結(jié)構(gòu)設計這一塊 我覺得一定是 是很嚴密的一些精密數(shù)據(jù)才可以做出好的模型來進行生產(chǎn) 現(xiàn)在 塑料制品越來越多的出現(xiàn)在我們的生活當中 對于它成型以及模具的設 計還是一個很專業(yè)性且實踐性很強的一門技術(shù) 而它的應用領域會逐步擴展到我們 今后生活的各個領域 所以我們要好好學習這門技術(shù) 不能光靠書本上的這一點知 識 我們應該做的是把理論和時間相結(jié)合 運用到生產(chǎn)中去 總之 通過這一次的畢業(yè)設計 我從中受益很多 不僅加深了對注塑模具的理 解而且鞏固了專業(yè)知識 為今后的工作和求學打下了堅實的基礎 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 參考文獻 27 參考文獻 1 楊安主編 塑料成型工藝與模具設計 M 北京理工大學出版社 2007 8 2 史鐵梁主編 模具設計指導 M 機械工業(yè)出版社 2003 8 3 丁德全主編 金屬工藝學 M 機械工業(yè)出版社 2000 5 4 陳于萍 周兆元主編 互換性與測量技術(shù)基礎 M 機械工業(yè)出版社 2005 10 5 孫鳳勤主編 模具制造工藝與設備 M 機械工業(yè)出版社 1999 6 彭建聲主編 模具技術(shù)問答 M 機械工業(yè)出版社 2000 7 劉小年 陳婷主編 機械制圖 M 機械工業(yè)出版社 2005 8 8 黃毅宏主編 模具制造工藝學 M 機械工業(yè)出版社 1996 9 李富根主編 AutoCAD2007基礎 M 北京希望電子出版社 2003 10 模具實用技術(shù)叢書編委員 塑料模具設計制造與應用實例 M 機械工業(yè)出版社 2004 1 11 卜建新主編 塑料模具設計 M 中國輕工業(yè)出版社 12 申樹義 高濟編 塑料模具設計 M 機械工業(yè)出版社 13 塑料模具技術(shù)手冊編委會 塑料模具設計手冊 M 編機械工業(yè)出版社 14 葉久新 王群主編 塑料制品成型及模具設計 M 湖南科學技術(shù)出版 2008 1 15 李大鑫 張秀棉 模具技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜述 J 模具制造 2005 2 16 趙昌盛 朱邦全 我國模具材料的應用發(fā)展 J 模具制造 2004 11 17 趙蓓蓓 初探塑料模具材料現(xiàn)狀及發(fā)展方向 J 科技資訊 2009 18 伍先明 王群 塑料模具設計指導 M 北京 國防工業(yè)出版社 2006 19 朱光力 萬金保 塑料模具設計 M 北京 清華大學出版社 2003 20 唐志玉主編 注塑模具設計師指南 M 北京 國防工業(yè)出版社 1996 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 致謝 28 致謝 隨著畢業(yè)的即將臨近 我的畢業(yè)設計也隨之進入了尾聲 經(jīng)過三個多月的學習 研究過程 在陳老師和同學的輔導和幫助下 完成了這篇畢業(yè)設計 此次的畢業(yè)設計首先要感謝陳老師 從選題 中期檢查 制圖到最后完成 每 一步都是在陳老師的悉心指導下進行的 我深知這次的畢業(yè)論文傾注了老師大量的 心血 在此我向陳老師表示由衷的感謝 在寫論文的過程中遇到過很多很多麻煩和 問題 每次遇到不解的問題到老師那里都會迎刃而解 陳老師您辛苦了 這次的畢業(yè)設計也是對我大學四年專業(yè)知識的一次實際檢驗和鞏固 畢業(yè)設計 收獲了很多 即提高了自己的繪圖能力而且自我主動學習的積極性更高了 但同時 也暴露出很多的問題 如專業(yè)基礎的不足 缺乏對相關知識不了解等 但是求學的 道路還有很長 相信這次的畢業(yè)設計會成為我未來求學之路的動力 在此 也要感謝學校這四年來給了我這么好的學習環(huán)境 優(yōu)秀的老師教課 豐 富的大學生活 這都會是我一生難忘的經(jīng)歷 最后 再次對給我?guī)椭年惱蠋熀屯?學們表示由衷的感謝