開關(guān)按鈕底殼注塑模具設(shè)計(jì)-塑料注射模側(cè)抽芯1模2腔含UG三維及15張CAD圖-獨(dú)家.zip

開關(guān)按鈕底殼注塑模具設(shè)計(jì)-塑料注射模側(cè)抽芯1模2腔含UG三維及15張CAD圖-獨(dú)家.zip,開關(guān),按鈕,注塑,模具設(shè)計(jì),塑料,注射,模側(cè)抽芯,UG,三維,15,CAD,獨(dú)家 I 開關(guān)按鈕底殼注塑模具設(shè)計(jì) 摘要 根據(jù)塑料開關(guān)按鈕底殼制品的要求 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 本模具采用一模二腔 側(cè)澆口進(jìn)料 注射機(jī)采用 HTF 80XB 型號 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 附上說明書 系統(tǒng)地運(yùn)用簡要的文字 簡明的 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 開關(guān)按鈕底殼 一模二腔 側(cè)澆口進(jìn)料 注射機(jī) 注塑模具 II Abstract According to the requirements of the plastic switch button shell products the purpose of the plastic parts is understood the technical requirements of the plastic parts such as the technological and dimensional precision are analyzed and the size of the parts of the plastic parts is measured The mold uses one mold two cavity the side gate feed the injection machine adopts the HTF 80XB model sets the cooling system CAD and UG draws the two dimensional assembly drawing and the part drawing chooses the mold reasonable processing method 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 switch button bottom shell one mold two cavity side gate feed injection machine injection mold III 目 錄 摘要 I ABSTRACT II 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 3 2 1 產(chǎn)品分析及其技術(shù)條件 3 2 2 塑件材料的確定 4 2 3 塑件材料的性能分析 5 2 3 1 基本特性 5 2 2 1 基本特性 5 2 2 2 成型性能 6 2 2 3 主要用途 7 第三章 成型布局及注塑機(jī)選擇 8 3 1 進(jìn)膠方式選擇 8 3 2 型腔的布局及成型尺寸 8 3 3 估算塑件體積質(zhì)量 9 3 4 注塑機(jī)的選擇和校核 10 3 4 1 注射膠量的計(jì)算 10 3 4 2 鎖模力的計(jì)算 11 3 4 3 注塑機(jī)選擇確定 12 第四章 注塑模具設(shè)計(jì) 13 4 1 模架的選用 13 4 1 1 模架基本類型 13 IV 4 1 2 模架的選擇 13 4 1 3 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 4 2 成型澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16 4 2 1 主流道設(shè)計(jì) 16 4 2 2 分流道的設(shè)計(jì) 17 4 2 3 澆口的設(shè)計(jì) 17 4 2 4 冷料穴的設(shè)計(jì) 18 4 3 分型面的設(shè)計(jì) 18 4 4 成型零部件的設(shè)計(jì) 20 4 4 1 成型零部件結(jié)構(gòu) 20 4 4 2 成型零部件工作尺寸的計(jì)算 22 4 4 3 凹模寬度尺寸的計(jì)算 22 4 4 4 凹模長度尺寸的計(jì)算 23 4 4 5 凹模高度尺寸的計(jì)算 23 4 4 6 凸模寬度尺寸的計(jì)算 23 4 4 7 凸模長度的計(jì)算 23 4 7 8 凸模高度尺寸的計(jì)算 23 4 4 9 模具強(qiáng)度與剛度校核 24 4 6 脫模及推出機(jī)構(gòu) 24 4 6 1 脫模力 24 4 6 2 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 25 4 6 3 頂針推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 25 4 7 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 28 4 7 1 冷卻水道設(shè)計(jì)的要點(diǎn) 29 4 7 2 冷卻水道在定模和動(dòng)模中的位置 29 4 7 3 冷卻水道的計(jì)算 30 4 8 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 31 4 9 模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 31 4 10 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型選擇 32 附圖 2D 3D 裝配圖 38 參考文獻(xiàn) 39 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 并且隨著近年來這些行業(yè)的迅速發(fā)展 對模具的要求越來越高 結(jié)構(gòu)也越來越 復(fù)雜 用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度 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 吸水性以及對應(yīng) 力的敏感性 不同塑料品種其性能各有所長 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)盡可能簡化 特別是避免側(cè)向分型抽芯機(jī) 構(gòu)和簡化脫模結(jié)構(gòu) 使模具零件符合制造工藝的要求 對于特殊用途的制品 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 我國的模具制造技術(shù)已從過去只能制造簡單模具發(fā)展到可以制造大 2 型 精密 復(fù)雜 長壽命的模具 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)對塑料注塑過程進(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 模具設(shè)計(jì)方法的一次突破 而 且對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) 三維掃描測量技術(shù)及數(shù)控模具雕刻機(jī)的發(fā)展與 應(yīng)用 對模具制造能力的提高也起到了很大作用 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)容是對開關(guān)按鈕底殼進(jìn)行測繪 基于生產(chǎn)實(shí)踐之上的對產(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)臺選擇及注塑工藝分析等 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 本模具采用一模二腔布局 側(cè)潛入式澆口進(jìn)料 注射機(jī)采用 HTF 80XB 型號 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 簡要的文字 簡明的示意圖和和計(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 3 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)之前需要對塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu) 尺寸大小 精度等級和 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)生活中常見的開關(guān)按鈕底殼 其零件外形如圖所示 具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙 該塑件結(jié)構(gòu)簡單 生產(chǎn)量大 要求較低的模具成本 成型容易 精度要求不高 4 產(chǎn)品 2D 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 等級確定精度等級 根據(jù)任務(wù)書和圖紙要求 本次產(chǎn)品尺寸均采用 MT5 級精度 未注采用 MT8 級精度 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m 件的 1 2 即 Ra 0 01 0 63 模具在使用過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 2m m 2 2 塑件材料的確定 塑料是以樹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 5 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 2 2 1 基本特性 丙烯 丁二烯 苯乙烯共聚物 簡稱 ABS 是日常生活中最常用的高分子 材料之一 丙烯 丁二烯 苯乙烯共聚物抗多種有機(jī)溶劑 抗多種酸堿腐蝕 但 是不抗氧化性酸 例如硝酸 在氧化性環(huán)境中丙烯 丁二烯 苯乙烯共聚物會被 氧化 丙烯 丁二烯 苯乙烯共聚物在薄膜狀態(tài)下可以被認(rèn)為是透明的 但是在 塊狀存在的時(shí)候由于其內(nèi)部存在大量的晶體 會發(fā)生強(qiáng)烈的光散射而不透明 丙烯 丁二烯 苯乙烯共聚物結(jié)晶的程度受到其枝鏈的個(gè)數(shù)的影響 枝鏈越多 越難以結(jié)晶 丙烯 丁二烯 苯乙烯共聚物的晶體融化溫度也受到枝鏈個(gè)數(shù)的影 響 分布于從 90 攝氏度到 130 攝氏度的范圍 枝鏈越多融化溫度越低 丙烯 丁二烯 苯乙烯共聚物單晶通常可以通過把高密度丙烯 丁二烯 苯乙烯共聚物 在 130 攝氏度以上的環(huán)境中溶于二甲苯中制備 丙烯 丁二烯 苯乙烯共聚物有 高密度丙烯 丁二烯 苯乙烯共聚物 ABS High Density Polyethylene 又稱低壓丙烯 丁二烯 苯乙烯共聚物 因?yàn)樵诘蛪合律a(chǎn) 含有較多長鏈 因 此密度高 主要用于制造各種注塑 吹塑和擠出成型制品 中密度丙烯 丁二烯 苯乙烯共聚物 MDABS Medium Density Polyethylene 低密度丙烯 丁二烯 苯乙烯共聚物 LDABS Low Density Polyethylene 6 用高壓法 147 17 196 2MPa 生產(chǎn) 支鏈較多 強(qiáng)度低 多用來生產(chǎn)薄膜制 品 線性低密度丙烯 丁二烯 苯乙烯共聚物 LLDABS Linear Low Density Polyethylene 等多種產(chǎn)品 高密度丙烯 丁二烯 苯乙烯共聚物通常使用Ziegler Natta 齊格勒 納塔 催化劑 聚合法制造 其特點(diǎn)是分子鏈上沒有支鏈 因此分子鏈排布規(guī)整 具 有較高的密度 該過程在管式或釜式低壓反應(yīng)器中以乙烯為原料 用氧或有機(jī) 過氧化物為引發(fā)劑引發(fā)聚合反應(yīng) 高密度丙烯 丁二烯 苯乙烯共聚物屬環(huán)保材 質(zhì) 加熱達(dá)到熔點(diǎn) 即可回收再利用 須知塑膠原料可大分為兩大類 熱塑性 塑膠 Thermoplastic 及 熱固性塑膠 Thermosetting 熱固性塑膠 是 加熱到一定溫度后變成固化狀態(tài) 即使繼續(xù)加熱也無法改變其狀態(tài) 因此 有 環(huán)保問題的產(chǎn)品是 熱固性塑膠 的產(chǎn)品 如輪胎 并非是 熱塑性塑膠 的產(chǎn) 品 如 夾板 所以并非所有 塑膠 皆不環(huán)保 低密度丙烯 丁二烯 苯乙烯共聚物通常使用高溫高壓下的自由基聚合生成 由于在反應(yīng)過程中的鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng) 在分子鏈上生出許多支鏈 這些支鏈妨礙了 分子鏈的整齊排布 因此密度較低 線性低密度丙烯 丁二烯 苯乙烯共聚物是通過在丙烯 丁二烯 苯乙烯共聚物 的主鏈上共聚一些具有短支鏈的共聚物生成的 2 2 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 剪 切 速 率 的 依 賴 性 很 強(qiáng) 因 此 模 具 設(shè) 計(jì) 中 大 都 采 用 潛 伏 式 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 料 流 的 阻 力 在 正 常 的 成 型 條 件 下 壁 厚 熔 料 溫 度 對 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 7 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 2 3 主要用途 ABS 料在機(jī)械工業(yè)上用來制造高溫電氣制品 風(fēng)筒殼 火牛殼 電工用具 電機(jī)殼 工具箱 奶瓶 冷飲機(jī)殼 照相機(jī)零件 安全帽 齒輪 食品盤子 醫(yī)療器材 導(dǎo)管 發(fā)夾 吹風(fēng)筒 理發(fā)用品 鞋跟 纖維增強(qiáng)后可作結(jié)構(gòu)更強(qiáng) 的工程零件 CD 碟 8 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 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 且塑件的尺寸較大 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 采用一模二腔 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) 型腔的布局應(yīng)該是每個(gè)產(chǎn)品在成 型過程中的分得所需的壓力形同 以保證熔融狀態(tài)的塑料體能投均勻地 快速 9 的 充填每個(gè)型腔室 保證每個(gè)型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量 外觀均一穩(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 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 因模具是一模二腔 考量排布可得型腔長至少為 140mm 寬至少為 100mm 塑 件的高度為 33 3mm 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至少需要 70mm 因 考慮成本 現(xiàn)采用模架一體式 尺寸為 250X250 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 測量 在 UG 軟件中 使用塑模部 件驗(yàn)證功能 可以測得塑件的體積為 7 89 ABS 的密度為 1 38 即3cm3 cmg 10 可以得出該塑件制品的質(zhì)量約為 8 28g 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 11 mn 8021 式中 型腔數(shù)量 單個(gè)塑件的重量 g 1 澆注系統(tǒng)所需塑料的重量 g 2 本設(shè)計(jì)中 n 2 8 28g 2 1g 1m2 m 2x8 28 2 1 0 8 即 m 23 3g 因而預(yù)選注塑機(jī)額定注塑量最少為 23 3g 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)生的開模力 不然模具分型面要 分開而產(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 2An 21 式中 n 型腔數(shù)目 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 2 860 200 12m2 本設(shè)計(jì)中 2x860 200 19202An 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 10PA 腔鎖 式中 鎖模力 kN P鎖 型腔壓力 MPa 腔 A 成型投影面積 mm 2 一般的注塑注塑機(jī)在經(jīng)過模具噴嘴時(shí)候的壓力大概為 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 12 計(jì)算 A 1000 30 1920 1000 57 6 kN 取整 60 kN 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 HTF 80XB 其相關(guān)性能符合成型方案要 求 以下相關(guān)參數(shù) 型號 參數(shù) 單位 80 A 80 B 80 C 螺桿直徑 mm 34 36 40 理論注射容量 cm3 111 124 153 注射重量 PS g 101 113 139 注射壓力 Mpa 206 183 149 注射行程 mm 122 螺桿轉(zhuǎn)速 r min 0 220 料筒加熱功率 KW 5 7 鎖模力 KN 800 拉桿內(nèi)間距 水平 垂直 mm 365 365 允許最大模具厚度 mm 360 允許最小模具厚度 mm 150 移模行程 mm 310 移模開距 最大 mm 670 液壓頂出行程 mm 100 液壓頂出力 KN 33 液壓頂出桿數(shù)量 PC 5 油泵電動(dòng)機(jī)功率 KW 11 油箱容積 l 200 機(jī)器尺寸 長 寬 高 m 4 3 1 25 1 8 機(jī)器重量 t 3 22 最小模具尺寸 長 寬 mm 240 240 表 HTFHTF 80XB 注塑機(jī)參數(shù) 13 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 確定模具的基本類型如下 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 模架的選擇如下 根據(jù)對塑件的綜合分析 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 BI 型的模架 其基本結(jié)構(gòu)如 下 14 CI 型模架圖 CI 型模具定模采用一塊模板 動(dòng)模采用動(dòng)模板 又叫兩板模 大水口模架 適合潛伏式澆口 側(cè)入式澆口 采用斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯的注射成形模具 由分型面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)過考慮分析 導(dǎo)柱導(dǎo)套選擇選正裝 根據(jù)所選擇的模架的基本型可以選出對應(yīng)的模板的厚度 以及模具的外輪廓尺寸 把型腔排列成一模二腔可得長為 140mm 寬為 100mm 模架的長 L 140 復(fù)位桿的直徑 螺釘?shù)闹睆?模板壁厚 250mm 模架的寬 W 100 復(fù)位桿的直徑 型腔壁厚 滑塊厚度 250mm 根據(jù)制品的尺寸 在計(jì)算完模架的長寬以后 還需要考慮其它螺絲導(dǎo)柱等 零件對模架尺寸的影響 在設(shè)計(jì)中避免干涉 在設(shè)計(jì)中 如果有斜滑塊側(cè)抽芯 機(jī)構(gòu) 還需要考慮側(cè)抽芯對模具設(shè)計(jì)中模架外形尺寸的影響 綜合考慮本設(shè)計(jì)選用 W L 250 x250 的模架 塑件的高度為 33 3mm 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 15 綜合考慮強(qiáng)度要求 定模板厚度取 70mm 動(dòng)模板的厚度取 70mm 考慮推 桿的頂出行程要求 支撐板取 80mm 以滿足頂出要求 綜上所述所選擇的模架的型號為 CI 2525 A70 B70 C80 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 主要是導(dǎo)柱和導(dǎo)套 應(yīng)該盡可能的采用標(biāo)準(zhǔn)模架已設(shè)計(jì) 好的尺寸 這樣有利于保證質(zhì)量和減少設(shè)計(jì)周期 導(dǎo)柱 導(dǎo)套到模 具側(cè)壁必須要有足夠的距離 必須滿足模具的強(qiáng)度要求 防止因模 板變形而引起導(dǎo)向機(jī)構(gòu)失效 2 現(xiàn)在根據(jù)模具的型號 一套模具正常需要二到四根導(dǎo)柱 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 3 導(dǎo)柱 導(dǎo)套導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在分型面處應(yīng)有承屑槽 4 導(dǎo)柱 導(dǎo)套及導(dǎo)向孔的軸線應(yīng)保證平行 5 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)與臺階式之分 16 導(dǎo)柱的長度必須高出公模端面 6 8mm 2 導(dǎo)柱頭部應(yīng)有倒圓角處理 3 固定方式凸臺形式固定在模板上 4 導(dǎo)柱 導(dǎo)套需要熱處理來增加硬度 剛度 耐磨性 3 導(dǎo)套和導(dǎo)套孔 1 無導(dǎo)套的導(dǎo)套孔 直接開在模板上 現(xiàn)在常規(guī)設(shè)計(jì)師導(dǎo)套孔直接開 在定模板上 然后在鑲嵌一個(gè)有托導(dǎo)套上去 2 導(dǎo)套有有托式 臺階式 凸臺式 3 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 成型澆注系統(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)按照澆口形式可以分為大水口澆注系統(tǒng)和細(xì)水口澆注系統(tǒng) 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 HTF 80XB 型注射劑噴嘴有關(guān)尺寸如下 噴嘴前段孔徑 d0 3mm 噴嘴圓弧半徑 R0 12mm 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 17 主流道設(shè)計(jì)成圓錐形 其錐角 通常為 2 4 主流道角度過大時(shí) 容易卷 入空氣而產(chǎn)品氣泡 主流道角度過小時(shí) 會使充填過程的壓力損耗率增大 所 以本次設(shè)計(jì)的主流道傾斜角度為 1 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 R16mm 經(jīng)測量主流道長度 L 取 95mm 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 分流道的長度應(yīng)該盡可能短 折彎少 盡量減少流動(dòng)過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 矩形截面的分流道 d 5mm 采用流道布局如圖所示 流道布局 4 2 3 澆口的設(shè)計(jì) 潛入澆口普遍用于中小型塑件的多型腔模具 一般開設(shè)在產(chǎn)品側(cè)面上 一 般塑料熔體從外側(cè)充填模具型腔 其截面形狀多為圓形 側(cè)澆口的直徑為 1 2 18 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?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 5mm 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 如圖 拉料針 4 3 分型面的設(shè)計(jì) 19 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 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 開模后塑件留在動(dòng)模一側(cè) 如圖所示 分型面的選擇 20 4 4 成型零部件的設(shè)計(jì) 模具閉合時(shí)用來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程中需要經(jīng)常承受溫度壓力及塑料熔體對它們的 沖擊和摩擦作用 長期工作后晚發(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)簡單 牢固可 靠 不容易變形 成型出來的制品表面不會有鑲拼接縫的溢料痕跡 還有助于 減少注射模中成型零部件的數(shù)量 并縮小整個(gè)模具的外形結(jié)構(gòu)尺寸 不過模具 加工起來比較困難 要用到數(shù)控加工或電火花加工 針對型芯和型腔的工藝分析如下 形同點(diǎn) 型芯和型腔均需要加工成型區(qū)域 流道 澆口為位置 冷卻水路 固定用 的螺絲孔 不同點(diǎn) 型芯需要加工頂針孔 勾料針孔 型腔則需要加工澆口襯套孔 21 型腔 3D 圖 型芯 3D 圖 22 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確定成型零部件的工作尺寸及 精度等級 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)槟＞咧圃旃詈湍＞叱尚土悴考谑褂弥械淖畲竽p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 凹模寬度尺寸的計(jì)算 塑件尺寸的轉(zhuǎn)換 L S1 30 0 05 30 15 0 70MM 相應(yīng)的塑件制造公差 LM1 1 S CP LS1 X1 P 1 00 22 1 0 005 30 0 6 0 7 00 21z 2z 1z 2z 2 30 1500 22mm 式中 是塑件的平均收縮率 ABS 的收縮率為 1 2 所以平均收縮率cpS 是系數(shù) 一般在 0 5 0 8 之間 此05 264 cp 1x2x 處取 分別是塑件上相應(yīng)尺寸的公差 下同 是 01x21 21 z 23 塑件上相應(yīng)尺寸制造公差對于中小型零件取 下同 61z 4 4 4 凹模長度尺寸的計(jì)算 塑件尺寸的轉(zhuǎn)換 L S1 36 5 0 05 36 681 20MM 相應(yīng)的塑件制造公差 3 1 2MM LM1 1 SCP LS1 X3 P 1 00 2 1 0 005 36 0 5 1 2 00 2 31z 2z 1z 2z 6 6800 2MM 式中 是系數(shù) 一般在 0 5 0 8 之間 此處取 21x 6 5 021 x 4 4 5 凹模高度尺寸的計(jì)算 塑件尺寸的轉(zhuǎn)換 H S1 33 3 0 05 33 46 0 040MM 相應(yīng)的塑件制造公差 0 1mm HM1 1 SCP HS1 X1 P 1 1 0 005 33 3 0 7 0 4 00 067 33 4600 067MM1z 2z 1z 2z 式中 是系數(shù) 一般在 0 5 0 7 之間 此處取 x 5 7 21 x 4 4 6 凸模寬度尺寸的計(jì)算 塑件尺寸的轉(zhuǎn)換 L S 27 0 05 27 1300 7MM 相應(yīng)的塑件制造公差 0 7mm LM 1 SCP LS X P 1 0 005 27 0 6 0 7 0 1170 1z 2z 1z 2z 27 13 1170 MM 式中 是系數(shù) 一般在 0 5 0 7 之間 此處取 x 6 0 x 4 4 7 凸模長度的計(jì)算 塑件尺寸的轉(zhuǎn)換 LS 33 5 0 05 33 6601 02MM 相應(yīng)的塑件制造公差 1 02mm LM 1 SCP LS X P 1 0 005 33 0 65 1 02 0 170 1z 2z 1z 2z 33 66 0 170 MM 式中 是系數(shù) 知一般在 0 5 0 7 之間 此處取 x 65 0 x 4 7 8 凸模高度尺寸的計(jì)算 塑件尺寸的轉(zhuǎn)換 HS 33 3 0 02 33 470O 4MM 相應(yīng)的塑件制造公差 o 4mm 24 HM 1 SCP H S X P 1 0 005 33 3 0 6 0 4 0 170 1z 2z 1z 2z 33 47 0670 MM 式中 是系數(shù) 可知一般在 0 5 0 7 之間 此處取 x 6 0 x 4 4 9 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 通過強(qiáng)度校核來調(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 6 脫模及推出機(jī)構(gòu) 4 6 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 25 脫模力的影響因素 a 產(chǎn)品的自身壁厚 型芯長度 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 排除其他客觀因素的影響 原則上是塑料產(chǎn)品的脫模斜度越大 產(chǎn)品 越容易出模 4 6 2 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 塑件從模具上取下以前還有一個(gè)從模具的成型零部件上脫出的過程 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 板和頂針 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)的選擇如下 脫模機(jī)構(gòu)按其推出動(dòng)作的動(dòng)力來源分為手動(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) 套管推出機(jī) 構(gòu) 頂針推出機(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 本設(shè)計(jì)中采用頂針推出機(jī)構(gòu)使塑料制件順利脫模 4 6 3 頂針推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中采用臺肩形式的圓形截面推桿和頂針機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì)時(shí)頂針與回針鎖 定 回針運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)頂針運(yùn)動(dòng) 回針端平面不應(yīng)有軸向竄動(dòng) 定模板與頂針孔 26 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9 8 fHf或 邊 ABS 塑料的溢料間隙為 m06 4 脫模力的計(jì)算如下 脫模力是從動(dòng)模一側(cè)的主型芯上脫出塑件所需施加的外力 需克服塑件對 型芯包緊力 真空吸力 粘附力和脫模機(jī)構(gòu)本身的運(yùn)動(dòng)阻力 本設(shè)計(jì)主要計(jì)算 由型芯包緊力形成的脫模阻力 當(dāng)開始脫模時(shí) 模具所受的阻力最大 推桿剛度及強(qiáng)度應(yīng)按此時(shí)計(jì)算 亦 即無視脫模斜度 a 0 由于制品是薄壁矩形件 Q 8t E S l f 1 m 1 f kN 式中 Q 脫模最大阻力 kN t 塑件的平均壁厚 cm E 塑料的彈性模量 N 2cm S 塑料毛坯成型收縮率 mm mm l 包容凸模長度 cm f 塑料與鋼之間的摩擦系數(shù) m 泊松比 一般取0 38 0 49 查表得 S 0 005 E 1 8 10 5N cm 2 已知 t 0 12cm l 4 5cm f 0 28 27 Q 8 0 12 1 8 105 0 005 4 0 0 28 1 0 43 1 0 28 1 32kN 660 51240 837145 02FffPAN 正阻 摩擦阻力 N 阻 摩擦系數(shù) 一般取0 15 1 0 本設(shè)計(jì)取0 5f 因塑件收縮對型芯產(chǎn)生的正壓力 N F正 塑件對型芯產(chǎn)生的單位正壓力 一般取8 12MPa 本設(shè)計(jì)取10MPaP 塑件包緊型芯的側(cè)面積 2 A 28 29 推桿 頂針推出機(jī)構(gòu) 4 7 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 注射模的溫度對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 對于任一個(gè)塑料制品 模具溫度波動(dòng)過大都是不利 的 過高的模溫會使塑件在脫模后發(fā)生變形 若延長冷卻時(shí)間又會使生產(chǎn)率下 降 過低的模溫會降低塑料的流動(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C 20 30 成為塑件后 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C 60 水 將熱量帶走 對于要求較低模溫 一般小于 的塑料 僅需要設(shè)置冷C 80 系統(tǒng)即可 因?yàn)榭梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度 4 7 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 d 當(dāng)大型塑件或薄壁零件成型時(shí) 料流較長 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)操作的對面 j 如果型芯太長 冷卻水道無法開設(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 7 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 必須將冷卻水路 設(shè)計(jì)在產(chǎn)品膠位較大的地方 即型芯和型腔熱量較大 較多區(qū)域 冷卻水道最 好采用環(huán)繞式的冷卻水路 可以均勻的冷卻塑件 保證冷卻水路的均勻分布 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 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 31 確保尺寸變形一致 冷卻水路排布如圖所示 模具冷卻水路圖 4 7 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 W 1 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 通過模具冷卻水的重量 g h T3 出水溫度 T4 入水溫度 K 熱傳導(dǎo)系數(shù) 32 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 冷卻水道長度 cm L 17 4cm d 冷卻水道直徑 cm 經(jīng)計(jì)算 d 7 128 cm 取 8mm 4 8 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在塑料熔體充模過程中 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 在分型面上開設(shè)排氣槽排氣 利用推桿運(yùn)動(dòng)間隙排氣等 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 9 模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 1 模具長寬尺寸 模具長寬尺度必須小于注塑機(jī)拉桿間距 本設(shè)計(jì)選用機(jī)臺拉桿間距為 365 365 模具長寬為 270 x350 經(jīng)核算機(jī)臺選用合適 2 模具厚度 閉合高度 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i 注射機(jī)允許的最小模厚max 33 本設(shè)計(jì)中模具厚度為 355mm 240 H 650 符合要求 3 開模行程 S 模具開模后為了便于取出制件 要求有足夠的開模距離 所謂開模行程是 指模具開合過程中動(dòng)模固定板的移動(dòng)距離 注塑機(jī)的開模行程是有限的 設(shè)計(jì)模具必須校核所選注射機(jī)的開模行程 以便與模具的開模距離相適應(yīng) 對于臥式注射機(jī) 其開模行程與模具厚度有關(guān) 對于單分型面注射模應(yīng)有 Smax S H1 H2 H3 C 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 670 270 mm 35mm H3 90mm C 取 30mmmaxS12 總的開模距離需要 S 425mm 以上 經(jīng)計(jì)算 符合要求 4 10 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型選擇 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) 34 1 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) 本次選 擇是比較特殊的前模斜頂抽芯 前模斜頂 是利用成型的開模動(dòng)作用 使斜撐梢與產(chǎn)品倒扣產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng) 趨勢 使斜頂沿開模方向及水平方向的兩種運(yùn)動(dòng)形式 使之脫離倒勾 2 抽心距 S H 3 5 其中 S 為抽芯機(jī)構(gòu)需要行走的總距離 H 為通過測量出來的產(chǎn)品抽芯距離 可以通過 3D 或 2D 進(jìn)行實(shí)際測量 20 為產(chǎn)品抽芯后的安全距離 本設(shè)計(jì)中 抽芯距離小 抽芯 2 5mm 即可 3 抽芯力 將塑料制品從包緊的側(cè)型芯上脫出時(shí)所需克服的阻力稱為抽芯力 抽芯力 F PA f cos sin p 塑料制品收縮對型芯單位面積的正壓力 通常取 8 12Mpa A 塑料制品包緊型芯的側(cè)面積 f 磨擦系數(shù) 取 0 1 0 2 脫模斜度 一般就是幾度而已 F 單位為 N 35 F 10 x300 x0 1x1 300N 抽芯機(jī)構(gòu)如圖所示 左右哈弗滑塊抽芯機(jī)構(gòu) 圖中 36 2 3 防止合模產(chǎn)生干涉以及開模減少磨擦 15 為斜撐銷傾斜角度 本設(shè)計(jì)中采用 8 L 1 5D L 為配合長度 S T 0 0 5mm S 為滑塊需要水平運(yùn)動(dòng)距離 T 為成品倒勾 2 07 0 5 20MM 產(chǎn)品的底部跟隨后模一起運(yùn)動(dòng) 所以不計(jì)算在倒扣距離之內(nèi) S L1xsina cos 為斜撐梢與滑塊間的間隙 一般為 0 5MM L1 為斜撐梢在滑塊內(nèi)的垂直距離 37 結(jié)語 本次模具設(shè)計(jì)課題 通過對塑件的工藝分析 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 成型后有較長的使用壽 命 具有合理的模具制造工藝性 通過以上工作 我對一套模具從設(shè)計(jì)到加工的全過程有了清醒而直觀的認(rèn) 識 了解了注塑模的工作原理 對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 能夠?qū)δ＞咴O(shè)計(jì)中常出現(xiàn)的問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 由于知識及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏 在設(shè)計(jì)過程中 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) 38 致謝 在為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中 我深深地感覺到基礎(chǔ)知識的重要 通過 這次設(shè)計(jì)我又重新溫故 受益非淺 在設(shè)計(jì)中對 Auto CAD UG 等繪圖軟件的 應(yīng)用更加熟悉 但是對于某些方面還是運(yùn)用不夠靈活 在模具設(shè)計(jì)中 參照模 具設(shè)計(jì)手冊 設(shè)計(jì)出了較為合理的模具 但在一些細(xì)節(jié)問題的處理上仍欠缺考 慮 掌握了簡單零件的分型 對于比較復(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)過程中 我學(xué)到了很多東西 對待設(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 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)過程中難 免存在錯(cuò)誤 懇請廣大老師不吝批評指正 39 附圖 2D 3D 裝配圖 40 參考文獻(xiàn) 1 曹宏深 趙仲治主編 塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì) 北京機(jī)械工業(yè)出版社 1993 2 黃虹主編 塑料成型加工與模具 化學(xué)工業(yè)出版社 2003 年 3 月第一版 3 黃銳主編 塑料工程手冊 下冊 第四章節(jié) 機(jī)械工業(yè)出版社 4 宋卓頤 史勤芳 房雙寬 趙永仙編著 塑料原料與助劑 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社 2003 年 9 月第 1 版 5 黃銳主編 塑料成型工藝學(xué) 第二版 中國輕工業(yè)出版社 1997 年 5 月第 2 版 6 塑料模設(shè)計(jì)手冊 軟件版 機(jī)械工業(yè)出版社 7 王文廣 田寶善 田雁晨 主編 塑料注射模具設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例 化學(xué)工業(yè)出版社 2004 年 1 月第 1 版 8 田春年主編 塑料注射成型模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖冊 北京 輕工業(yè)出版社 1998 8 Donggang Yao Scaling Issues in Miniaturizaton of Injection Molded Parts Journal of Manufacturing Science and Engineering November 2004 Vol 126 733 9 The Thickness Profile of Ultra High Molecular Weight Polythene Films During Sequential Biaxial Drawing Polymer Engineering and Science January 2003 Vol 43 No