折疊傘手柄注塑模具設(shè)計-滑塊抽芯塑料注射模含NX三維及11張CAD圖
折疊傘手柄注塑模具設(shè)計-滑塊抽芯塑料注射模含NX三維及11張CAD圖,折疊,手柄,注塑,模具設(shè)計,滑塊抽芯,塑料,注射,nx,三維,11,十一,cad
摘 要本論文是將折疊傘手柄作為設(shè)計模型,并且將所學(xué)的模具制造與設(shè)計作為論文依據(jù),闡述了整個折疊傘手柄注塑模具的設(shè)計過程。首先,利用UG對折疊傘手柄進(jìn)行三維建模,并進(jìn)行了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的分析。分析零件的澆口位置和流道。然后用UG繪制零件的分型面,型芯,型腔。其次,在UG中設(shè)計出澆注系統(tǒng),脫模系統(tǒng)以及冷卻系統(tǒng)。然后,折疊傘手柄的設(shè)計需要計算出塑件的尺寸以及尺寸精度,之后進(jìn)行注塑機的選用,確定好注塑機的海天80X2A型號(厚度,模具的開模行程以及注塑機鎖模力)。本模具采用一模二腔,側(cè)澆口進(jìn)料,保證了模具工作時需要的強度和成本的節(jié)約。關(guān)鍵詞:折疊傘手柄;注塑模具;澆口;分型面;注塑機AbstractIn this paper, the folding umbrella handle is used as the design model, and the mold manufacturing and design as the basis of the paper, the design process of the whole folding umbrella handle injection mold is described. Firstly, the three-dimensional model of folding umbrella handle is built by UG, and the product structure is analyzed. Gate position and runner of parts are analyzed. Then use UG to draw the parting surface, core and cavity of the part. Secondly, the gating system, demoulding system and cooling system are designed in UG. Then, the design of folding umbrella handle needs to calculate the size and dimensional accuracy of the plastic parts, and then select the injection machine to determine the Haitian 80X2A model of the injection machine (thickness, die opening stroke and locking force of the injection machine). The mould adopts one mold and two cavities, and the side gate feeding ensures the strength and cost saving when the die is working.Key words: folding umbrella handle; injection mould; gate; parting surface; injection machine目 錄摘 要IAbstractII前 言1第1章 塑件的工藝分析211 塑件的材料選擇312 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計313 塑件尺寸及精度414 塑件表面粗糙度415 塑件的體積和質(zhì)量4第2章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定52.1 澆口種類的確定52.2 型腔數(shù)目的確定52.3 注射機的選擇和校核62.3.1 注射量的校核72.3.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核72.3.3模具與注射機安裝模具部分相關(guān)尺寸校核8第3章 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計1031 分型面的設(shè)計1032 型腔的布局1133 澆注系統(tǒng)的設(shè)計113.3.1 澆注系統(tǒng)組成113.3.2 確定澆注系統(tǒng)的原則113.3.3 主流道的設(shè)計123.3.4 分流道的設(shè)計143.3.5 澆口的設(shè)計143.3.6 冷料穴的設(shè)計1534 注射模成型零部件的設(shè)計7153.4.1 凹模的內(nèi)形尺寸:163.4.1 凸模的外形尺寸計算:1835 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計2136 脫模機構(gòu)的設(shè)計21361 脫模機構(gòu)的選用原則21362 脫模機構(gòu)類型的選擇21363 推桿機構(gòu)具體設(shè)計2337 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)24371 溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響25372 冷卻系統(tǒng)之設(shè)計規(guī)則2538 模架的選用273.9側(cè)向抽芯機構(gòu)類型選擇29第4章 注塑模具工作原理32致謝34參考文獻(xiàn)35IV前 言模具工業(yè)在國民基礎(chǔ)工業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位因此被稱為“工業(yè)字母”。隨著我國科技的不斷發(fā)展,不斷學(xué)習(xí)新的知識和技能,人們也在模具制造的能力和技術(shù)也得到了不斷的提升,而隨著CAD/UG等軟件的不斷進(jìn)步,也使得制造出來的模具和工件在精度合工藝上都得到了巨大的提升。隨著社會品質(zhì)的不斷進(jìn)步,人類智慧的不斷開發(fā),人類不斷的創(chuàng)造和發(fā)明,好質(zhì)量、高科技的產(chǎn)品逐漸進(jìn)入我們的生活中,人們現(xiàn)在對產(chǎn)品的要求越來越高,無論是性能、價格甚至外包裝都有很高的要求。日常生活中和我們接觸的最多的大多是塑件產(chǎn)品,其中最多的都是注塑模塑件產(chǎn)品。因此,注塑模具在塑料的生產(chǎn)過程中非常重要。塑料制品制造方便,大多數(shù)的塑件制品都可以大批量生產(chǎn)但由于塑件本身的特性和人們?nèi)狈σ庾R的保護(hù)性使用因此塑件的更新?lián)Q代也很快,因此這使得對注塑模的要求也變得非常高了。而國內(nèi)的塑料制品行業(yè)也通過不斷的學(xué)習(xí)丶借鑒都有著明顯的提升和進(jìn)步。但是在一些精度要求高,技術(shù)含量高,復(fù)雜程度高的塑件上還是有著明顯的不足,因此我們要向國外學(xué)習(xí)和借鑒先進(jìn)技術(shù)理論顯得非常重要。未來塑料的發(fā)展一定是朝著低碳節(jié)能、無污染的綠色發(fā)展道路前進(jìn),這更是我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)、健康、迅速發(fā)展的重要前提。塑料的大量使用和生產(chǎn)也促進(jìn)注塑模具設(shè)計與制造工業(yè)的快速發(fā)展。這次畢業(yè)設(shè)計我選擇的是注塑模設(shè)計,其中最大的原因是其特點是可以一模多腔,大大提高工業(yè)效率和經(jīng)濟(jì)效益。第1章 塑件的工藝分析在模具設(shè)計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。折疊傘手柄如圖所示,具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙,該塑件結(jié)構(gòu)中等復(fù)雜程度,生產(chǎn)量大,要求較低的模具成本,成型容易,精度要求不高。圖(1)3D視圖圖(2)二維塑件圖11 塑件的材料選擇 本次所選擇的折疊傘手柄材料為ABS。ABS具有良好的綜合理學(xué)性能。ABS價格便宜原料易得,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無毒,無氣味,呈微黃色,成型的塑料有較好的光澤、不透明,密度為1.05。既有較好的抗沖擊強度和一定的耐磨性,耐寒性,耐油性,耐水性,化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。12 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(1)、脫模斜度 脫模斜度的大小與制品形狀、壁厚及收縮率有關(guān)。斜度過小,不僅會使制品尺寸困難,而且易使制品表面損傷或破裂,斜度過大時,雖然脫模方便,但會影響制品尺寸精度,并浪費原材料。通常塑件的脫模斜度約取0.51.5,根據(jù)文獻(xiàn)1,塑件材料ABS的型腔脫模斜度為0.35130/,型芯脫模斜度為30/1(2)、塑件的壁厚 一般在滿足使用要求的前提下,塑件的壁厚應(yīng)盡量小。選擇壁厚時應(yīng)力求塑件各處壁厚盡量均勻,以避免塑件出現(xiàn)不均勻收縮等成型缺陷。塑件壁厚一般在14,最常用的數(shù)值為23。該產(chǎn)品壁厚均勻,周邊和底部壁厚均為2左右。(3)、塑件的圓角在無特殊要求時,塑件的各連接角處均有半徑不小于0.51的圓角。一般外圓弧半徑大于壁厚的0.5倍,內(nèi)圓角半徑應(yīng)是壁厚的0.5倍。該塑料件表面圓角半徑和內(nèi)部轉(zhuǎn)彎處圓角為0.5。(4)、孔由于型芯對熔體有分流作用,所以在孔成型時周圍易產(chǎn)生熔接痕,導(dǎo)致孔的強度降低,故設(shè)計孔時孔時孔間距和孔到塑件邊緣的距離一般都尖大于孔徑,孔的周邊應(yīng)增加壁厚,以保證塑件的強度和剛度。13 塑件尺寸及精度根據(jù)我國目前的成型水平,塑件尺寸公差可以參照文獻(xiàn)2表3-2塑件的尺寸與公關(guān)(SJ1372-1978)的塑料制件公差數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)來確定。根據(jù)任務(wù)書和圖紙要求,本次產(chǎn)品尺寸均采用MT3級精度,未注采用MT5級精度。 14 塑件表面粗糙度塑料制品的表面粗糙度一般為Ra 0.021.25之間,模腔表壁的表面粗糙度應(yīng)為塑件的1/2,即Ra 0.010.63。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)部要高許多,為Ra0.2,內(nèi)部為0.4。15 塑件的體積和質(zhì)量本次設(shè)計中,塑件的質(zhì)量和體積采用3D測量,在PRO/E軟件中,使用塑模部件驗證功能,可以測得塑件的質(zhì)量(ABS的密度為1.05),即可以得出該塑件制品的質(zhì)量為12克。實測體積第2章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定21 澆口種類的確定注射模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通道。其作用是將塑料熔體充滿型腔并使注射壓力傳遞到各個部分。澆注系統(tǒng)設(shè)計的好壞對塑件性能、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)計恰當(dāng)與否直接關(guān)系到制品能否完好的成型。由于本設(shè)計中折疊傘手柄塑件外表面質(zhì)量要求較高,所以選用側(cè)澆口。側(cè)澆口直接在中間的圓端面處進(jìn),折疊傘手柄組裝后,澆口被遮擋起來。側(cè)澆口主流道需要設(shè)置鉤針,分流道與產(chǎn)品相連,頂出產(chǎn)品包含流道連接在一起。2.2 型腔數(shù)目的確定 因為本設(shè)計中采用側(cè)澆口,且塑件的尺寸不大,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)。2.3 注射機的選擇和校核 由于采用一模二腔,需要至少注射量為12x2g,流道水口廢料2.5g,總注塑量達(dá)到26.5g,再根據(jù)工藝參數(shù)(主要是注射壓力),綜合考慮各種因素,選定注射機為海天80X2A。注射方式為螺桿式,其有關(guān)性能參數(shù)為:海天HTF80X2A 型號單位802A802B802C 參數(shù)螺桿直徑mm343640理論注射容量cm3111124153注射重量PSg101113139注射壓力Mpa206183149注射行程mm122螺桿轉(zhuǎn)速r/min0220料筒加熱功率KW5.7鎖模力KN800拉桿內(nèi)間距(水平垂直)mm365365允許最大模具厚度mm360允許最小模具厚度mm150移模行程mm310移模開距(最大)mm670液壓頂出行程mm100液壓頂出力KN33液壓頂出桿數(shù)量PC5油泵電動機功率KW11油箱容積l200機器尺寸(長寬高)m4.31.251.8機器重量t3.22最小模具尺寸(長寬)mm2402402.3.1 注射量的校核模具設(shè)計時,必須使得在一個注射成型的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機額定注射量的80%以內(nèi)。校核公式為: 式中 -型腔數(shù)量 -單個塑件的質(zhì)量(g) -澆注系統(tǒng)所需塑料的質(zhì)量(g) 本設(shè)計中:n=2 12g =2.5g M=12X2+2.5=26.5g(約等于)101gx80%注塑機額定注塑量為101g注射量符合要求2.3.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核注射成型時塑件的模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素。如果這一數(shù)值超過了注射機所允許的最大成型面積,則成型過程中會出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象,必須滿足以下關(guān)系。 式中 n -型腔數(shù)目 -單個塑件在模具分型面上的投影面積 -澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積 n=2 = 1268.364560 =200 = 1268.364560 x2+400=2736.72912注射成型時為了可靠的鎖模,應(yīng)使塑料熔體對型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機額定鎖模力。即: ()P F式中: P塑料熔體對型腔的成型壓力(MPa)F注射機額定鎖模力(N)其它意義同上根據(jù)教科書表5-1,型腔內(nèi)通常為20-40MPa,一般制品為24-34MPa,精密制品為39-44MP()P=2736.72912x30x1.1x0.001= 90.31KN800KN鎖模力符合要求2.3.3模具與注射機安裝模具部分相關(guān)尺寸校核(1)、模具厚度(閉合高度) 模具閉合高度必須滿足以下公式式中 -注射機允許的最大模厚 -注射機允許的最小模厚本設(shè)計中模具厚度為261mm 150H360, 符合要求(2)、開模行程(S)的校核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模固定板的移動距離。注塑機的開模行程是有限的,設(shè)計模具必須校核所選注射機的開模行程,以便與模具的開模距離相適應(yīng)。對于臥式注射機,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:式中 -推出距離 -包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度 =(水口料的長度+2030)本設(shè)計中 =310 =20 mm =90+20=110mm總的開模距離需要H=130mm以上經(jīng)計算,符合要要求。(3)、頂出裝置的校核 在設(shè)計模具推出機構(gòu)時,需校核注射機頂出的頂出形式,要注意在兩側(cè)頂出時模具推板的面積應(yīng)能覆蓋注射機的雙頂桿,注射機的最大頂出距離要保證能將塑件從模具中脫出。海天80X2A型注射機為兩側(cè)推出機構(gòu)。經(jīng)檢查能滿足將模具脫出的要求。第3章 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計31 分型面的設(shè)計將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€或幾個可以分離的主要部分,它們的接觸表面分開時能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料,當(dāng)成型時又必須接觸封閉,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,應(yīng)從以下幾個方面考慮: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,受用平面分型面,并選擇在塑件的最大平面處,開模后塑件留在動模一側(cè),分型面的選擇32 型腔的布局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)使每個型腔都通過澆注系統(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,同時采用平衡流道。型腔布局由圖所示。由于本設(shè)計中塑件是上下兩部分配合裝配使用,需要相同的注射工藝參數(shù),以達(dá)到高的成功率,模具采用側(cè)澆口,并采用對稱式布局,以求達(dá)到良好的澆注質(zhì)量。圖(4)型腔布局方式33 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 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)和無流道凝料澆注系統(tǒng)兩類,本設(shè)計中采用普通側(cè)澆口澆注系統(tǒng)。正確設(shè)計澆注系統(tǒng)對獲得優(yōu)質(zhì)的塑料制品極為重要。3.3.1 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3.3.2 確定澆注系統(tǒng)的原則在設(shè)計澆注系統(tǒng)時應(yīng)考慮下列有關(guān)因素:a)、塑料成型特性:設(shè)計澆注系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)所用塑料的成型特性的要求,以保證塑件質(zhì)量。b)、模具成型塑件的型腔數(shù):設(shè)置澆注系統(tǒng)還應(yīng)考慮到模具是一模二腔或一模多腔,澆注系統(tǒng)需按型腔布局設(shè)計。c)、塑件大小及形狀:根據(jù)塑件大小,形狀壁厚,技術(shù)要求等因素,結(jié)合選擇分型面同時考慮設(shè)置澆注系統(tǒng)的形式、進(jìn)料口數(shù)量及位置,保證正常成型,還應(yīng)注意防止流料直接沖擊嵌件及細(xì)弱型芯受力不均以及應(yīng)充分估計可能產(chǎn)生的質(zhì)量弊病和部位等問題,從而采取相應(yīng)的措施或留有修整的余地。d)、塑件外觀:設(shè)置澆注系統(tǒng)時應(yīng)考慮到去除、修整進(jìn)料口方便,同時不影響塑件的外表美觀。e)、冷料:在注射間隔時間,噴嘴端部的冷料必須去除,防止注入型腔影響塑件質(zhì)量,故設(shè)計澆注系統(tǒng)時應(yīng)考慮儲存冷料的措施6。 3.3.3 主流道的設(shè)計流道是澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具相接觸的部分開始,到分流道為止的塑料熔體的流動通道。(1)、主流道的尺寸設(shè)計中選用的注射機為海天80X2A,其噴嘴直徑為3.5,噴嘴球面半徑為11,根據(jù)圖(6),主流道各具體尺寸如下: 65.5 式中: H球頭圓弧的深度 L澆口套的總長 D主流道底部直徑主流道側(cè)壁斜頂R球頭圓弧的半徑澆注系統(tǒng)與定位環(huán)、澆口套(2)、主流道襯套的形式選用如圖所示類型的襯套,這種類型可防止襯套在塑料熔體反作用下退出定模。將主流道襯套和定位球設(shè)計成兩個零件,然后配合固定在模板上,襯套與定模板的配合采用。圖(7)主流道襯套及其固定形式(3)、主流道襯套的固定 主流道襯套的固定,采用2個M5X20的螺絲直接鎖附固定。3.3.4 分流道的設(shè)計分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動通道,分流道應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)。本設(shè)計中由于塑件排布比較緊湊,且采用側(cè)澆口。如圖所示。主流道和側(cè)澆口的位置3.3.5 澆口的設(shè)計澆口又叫進(jìn)料口,是連接分流道與型腔的通道。它有兩個功能:一是對塑料熔體流入型腔起著控制作用;另一個是當(dāng)注射壓力撤銷后封鎖型腔,使型腔中尚未固化的塑料不會倒流。常向的澆口形式有直接澆口,側(cè)澆口,點式澆口,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,應(yīng)考慮以下幾點: 1. 熔體在型腔內(nèi)流動時,其動能損失最小。要做到這一點必須使 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。根據(jù)澆口選用原則和為保證塑件表面質(zhì)量及美觀效果,采用側(cè)澆口。3.3.6 冷料穴的設(shè)計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。因為最先流入的塑料因接觸溫度低的模具而使料溫下降,如果讓這部分溫度下降的塑料流入型腔會影響制品的質(zhì)量,為防止這一問題必須在沒塑料流動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4.00mm,最終要保證冷料體積小于冷料穴體積。冷料穴的z形式有多種,這里采用倒錐形的冷料穴拉出主流道凝料的形式。它與推桿配用,開模時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模。如上圖(8)所示。34 注射模成型零部件的設(shè)計7模具閉合時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。一般包括凹模、凸模、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)計其結(jié)構(gòu)形式,準(zhǔn)確計算其尺寸和公差并保證它們具有足夠的強度、剛度和良好的表面質(zhì)量。成型零部件工作尺寸的計算如下: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 塑件在常溫下實際尺寸成型零部件工作尺寸的公差值可取塑件公差的1/31/4,或取IT78級作為模具制造公差。在此取IT8級,型芯工作尺寸公差取IT7級。模具型腔的小尺寸為基本尺寸,偏差為正值;模具型芯的最大尺寸為基本尺寸,偏差為負(fù)值,中心距偏差為雙向?qū)ΨQ分布。各成型零部件工作尺寸的具體數(shù)值見圖紙。 3.4.1 凹模的內(nèi)形尺寸: 式中:L凹為型腔內(nèi)形尺寸(mm); L塑為塑件外徑基本尺寸(mm),即塑件的實際外形尺寸; K為塑料平均收縮率(%),此處取0.5%s為塑件公差,查表知ABS塑件精度等級取5級;塑件基本尺寸在36mm范圍內(nèi)取0.24mm;1824mm范圍內(nèi)取0.24mm;80100mm范圍內(nèi)取1.00mm;在100120mm公差取1.14mm;在140160mm公差取1.44mm;在200225mm公差取1.92mm;在280350mm公差取2.5mm;在315355mm公差取2.8mm所以型腔尺寸如下: L1=40(1+0.005)-(3/4)0.50=40.2型腔深度的尺寸計算:h=h(1+k)-(2/3) (5.7)式中: h凸模/型芯高度尺寸(mm); h為塑件內(nèi)形深度基本尺寸(mm),即塑件的實際內(nèi)形深度尺寸; s 、K 含義如(1)式中。 H1=20(1+0.005)-(2/3)0.20=20.1凹模也稱為型腔,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),本設(shè)計中采用整體式凹模,其特點是結(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。型腔零件三維圖型腔零件二維圖 3.4.1 凸模的外形尺寸計算: L=L(1+k)+(3/4) (5.8)式中: L凸模/型芯外形尺寸(mm); L為塑件內(nèi)形基本尺寸(mm),即塑件的實際內(nèi)形尺寸;s 、k含義如(1)式中。所以型芯的尺寸如下: L1=34(1+0.005)+(3/4)0.74=34.7 型芯的深度尺寸計算: h=h(1+k)+ (2/3) (5.9)式中: h為凸模/型芯高度尺寸(mm); h為塑件內(nèi)形深度基本尺寸(mm),即塑件的實際內(nèi)形深度尺寸;s 、k含義如(1)式中。型芯的高度分別為: H1=17(1+0.005)+(2/3)0.44=本設(shè)計中零件結(jié)構(gòu)較為簡單,深度不大,但經(jīng)過對塑件實體的仔細(xì)觀察研究發(fā)現(xiàn),塑件采用的是整體式型芯。這樣的型芯加工方便,便于模具的維護(hù),型芯與動模板的配合可采用。型芯零件三維圖型芯零件二維圖35 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計排氣是注射模設(shè)計中不可忽視的一個問題。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??焖俪淠?,同時氣體壓縮所產(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厚的情況下,氣體在一定的壓縮程度下會滲入塑料制件內(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,利用推桿運動間隙排氣等。由于本次設(shè)計中模具尺寸不大,本設(shè)計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,其值與塑料熔體的粘度有關(guān)。36 脫模機構(gòu)的設(shè)計塑件從模具上取下以前還有一個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構(gòu)稱為脫模機構(gòu)。主要由推出零件,推出零件固定板和推板,推出機構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位部件等組成。361 脫模機構(gòu)的選用原則(1) 使塑件脫模時不發(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) 推桿的強度及剛性應(yīng)足夠,在推出動作時不產(chǎn)生彈性變形;(5) 推桿位置痕跡須不影響塑件外觀;362 脫模機構(gòu)類型的選擇推出機構(gòu)按其推出動作的動力來源分為手動推出機構(gòu),機動推出機構(gòu),液壓和氣動推出機構(gòu)。根據(jù)推出零件的類別還可分為推桿推出機構(gòu)、套管推出機構(gòu)、推板推出機構(gòu)、推塊推出機構(gòu)、利用成型零部件推出和多元件綜合推出機構(gòu)等。本設(shè)計中采用推桿推出機構(gòu)使塑料制件順利脫模。1.頂桿頂出機構(gòu)推桿包括圓推桿、扁推桿及異形推桿。其中圓推桿推出時運動阻力小,推出動作靈活可靠,損壞后也便于更換,因此在生產(chǎn)中廣泛使用15。本設(shè)計中,頂出系統(tǒng)采用頂桿頂出機構(gòu),頂出機構(gòu)就是將零件從型芯的推出,所以推出系統(tǒng)的設(shè)計是模具中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。脫模(推出)機構(gòu)有三大組成:一、推出;二、復(fù)位;三、導(dǎo)向。根據(jù)自身的設(shè)計在機動、液壓、手動三種方式中選擇了機動頂出。為了使圓形的頂桿能較好的將塑件推出,在加工中將推桿的光潔度達(dá)到0.8以上。頂桿總長度為:h桿=h凸+1+h動墊+S頂+2+h頂固 式中: h桿 為推桿的總長度;h凸 為凸模的總高度;h動墊 為動模墊板的厚度;S頂 為頂出行程;h頂固 為頂桿固定板的厚度;1為富裕量,一般為(0.050.1)mm,表示頂桿端面應(yīng)比腔型的平面高出; 2為頂出行程富裕量,一般為36mm。根據(jù)以上公式計可得,推桿的總長度為230.5mm。2. 脫模力的計算脫模力指的是塑料部件從核心需要克服阻力。這是脫模機構(gòu)設(shè)計的一個重要依據(jù)。對于在實際中各類形狀的殼類塑件的脫模力,我們將其簡化為圓筒形或矩形進(jìn)行近似計算。其計算方法有簡單估算法和分析計算法,下面本設(shè)計采用簡單估算法對該模具的脫模力進(jìn)行計算。塑件對型芯包緊的脫模阻力計算公式如下11: 式中塑料的拉伸彈性模量(Mpa),取2.0103Mpa,見參考文獻(xiàn)11表2.6-1;塑料的平均收縮率,取0.55%;塑料的松泊比,取0.3;型芯的脫模斜度,取0; h型芯脫模方向的高度,45mm;脫模力修正系數(shù),其計算公式為 =0.45 塑件與鋼材表面的靜摩擦因數(shù),取0.45,見參考文獻(xiàn)11表2.6-1;厚壁塑件的計算系數(shù),其計算公式為 =3.85 將以上數(shù)值代入公式后,計算得其脫模阻力3531.128N。363 推桿機構(gòu)具體設(shè)計(1)、推板布置該塑件采用了頂針推出,其分布情況如圖(10)所示,這些推桿主流道上,由于制品對型芯和行腔的抱緊力不強,使制品所受的推出力均衡。 圖(10)頂針布置(2)、推桿的設(shè)計7 本設(shè)計中采用臺肩形式的推桿,設(shè)計時推桿的直徑根據(jù)不同的設(shè)置部位選用不同的直徑,見圖(10)。推桿端平面不應(yīng)有軸向竄動。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。37 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)在注射模中,模具的溫度直接影響到塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。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)通入冷卻水,將熱量帶走。對于要求較低模溫(一般小于)的塑料,如本設(shè)計中的聚苯乙烯ABS,僅需要設(shè)置冷系統(tǒng)即可,因為可以通過調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度。模具的冷卻主要采用循環(huán)水冷卻方式,模具的加熱有通入熱水、蒸汽,熱油和電阻絲加熱等。371 溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響注射模的溫度對于塑料熔體的充模流動、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,對于任一個塑料制品,模具溫度波動過大都是不利的。過高的模溫會使塑件在脫模后發(fā)生變形,若延長冷卻時間又會使生產(chǎn)率下降。過低的模溫會降低塑料的流動性,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。模具冷卻水路圖 372 冷卻系統(tǒng)之設(shè)計規(guī)則設(shè)計冷卻系統(tǒng)的目的在于維持模具適當(dāng)而有效率的冷卻。冷卻孔道應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)尺寸,以方便加工與組裝。設(shè)計冷卻系統(tǒng)時,模具設(shè)計者必須根據(jù)塑件的壁厚與體積決定下列設(shè)計參數(shù): 冷卻孔道的位置與尺寸、孔道的長度、孔道的種類、孔道的配置與連接、以及冷卻劑的流動速率與熱傳性質(zhì)。已知條件:塑件材料為ABS;塑件的成型周期為25s;成型周期內(nèi)塑件的質(zhì)量為w146.5g;水的密度為;冷卻管道的直徑設(shè)計1在塑料產(chǎn)品進(jìn)行固化的時候,每一個小時放出來的熱量大小是多少塑件的產(chǎn)量為: (6-1)查表得ABS的單位熱流量 。所以 (6-2)2求冷卻水的體積流量 (6-3)3將冷卻水的管道直徑算出來,查閱有關(guān)資料以后知道,要想讓冷卻水的狀態(tài)一直是流動的,那么d=6mm。求冷卻水管道的孔數(shù)1求冷卻水在管道內(nèi)的流速。 (6-4)2算出來這個冷卻水管道的管道壁跟這個冷卻水之間傳熱系數(shù)的大小。查表,?。ㄋ疁貫?5時),再由式(6-5)得 (6-5)3求冷卻管道的中傳熱面積A。由式(6-6)得 (6-6)4算出來在這個模具上應(yīng)該設(shè)置多少個冷卻管道的孔。由式(6-7)得 (6-7)所以模具上開設(shè)的管道孔數(shù)為2。(1) 冷卻管路的位置與尺寸塑件壁厚應(yīng)該盡可能維持均勻。冷卻孔道最好設(shè)置是在凸模塊與凹模塊內(nèi),設(shè)在模塊以外的冷卻孔道比較不易精確地冷卻模具。通常,鋼模的冷卻孔道與模具表面、模穴或模心的距離應(yīng)維持為冷卻孔道直徑的12倍,冷卻孔道之間的間距應(yīng)維持35倍直徑。冷卻孔道直徑通常為612 mm(7/169/16英吋),在此取6mm。 38 模架的選用1、確定模具的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、帶有活動成型零件的模、側(cè)向分型抽芯注射模、定模帶有推出機構(gòu)的注射模、自動卸螺紋的注射模、熱流道注射模。2、 模架的選擇根據(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CI型的模架,其基本結(jié)構(gòu)如下:CI型模具定模采用一塊模板,動模采用一塊模板,又叫兩板模,大水口模架,適合側(cè)澆口,采用斜導(dǎo)柱或定模側(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,經(jīng)過計算可以知道該模具是一模二腔的模具,而型腔之間的距離在20-30mm之間把型腔排列成一模二腔可側(cè)得長為170mm,寬為110mm,模架的長L=170+復(fù)位桿的直徑+螺釘?shù)闹睆?型腔壁厚250mm模架的寬W=100+復(fù)位桿的直徑+型腔壁厚200mm根據(jù)內(nèi)模仁的尺寸,在計算完模架的長寬以后,還需要考慮其他螺絲導(dǎo)柱等零件對模架尺寸的影響,在設(shè)計中避免干涉。所以就取BL=200X250的模架,塑件的高度為20mm,塑件的全部膠位都留在定模部分,該模具型腔結(jié)構(gòu)簡單,型芯、型腔的固定是固定總高度的加30-50mm,B板的厚度取70mm,滿足強度要求,A板為70mm,C板為70mm(C的選擇應(yīng)考慮推出機構(gòu)的推出距離是否滿足推出的高度)在本設(shè)計中,因為采用龍記的CI2025-A60-B70-C70標(biāo)準(zhǔn)模架,其標(biāo)準(zhǔn)模腳的高度為70mm,完全滿足頂出要求。綜上所述所選擇的模架的型號為:LKM CI2025-A70-B70-C703.9側(cè)向抽芯機構(gòu)類型選擇1、抽心距:S=H+(3-5)其中,S為抽芯機構(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)行實際測量)2-5MM為產(chǎn)品抽芯后的安全距離本設(shè)計中,抽芯距離較小,抽芯5mm即可以達(dá)到目的。2、抽芯力:將塑料制品從包緊的側(cè)型芯上脫出時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812Mpa;A-塑料制品包緊型芯的側(cè)面積,f-磨擦系數(shù),取0.10.2 -脫模斜度,一般就是幾度而已。F-單位為NF=10x3534x0.001x(0.1x25cos25+sin25)=79KN(1)滑塊的設(shè)計滑塊設(shè)計的要點在于滑塊與側(cè)向型芯連接以及注射成型時制品尺寸的準(zhǔn)確性和移動的可靠性,滑塊分為整體式和組合式兩種?;瑝K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1)導(dǎo)滑槽與滑塊導(dǎo)滑部分采用間隙配合,一般采用H8/f8。2)滑塊的滑動配合長度通常要大于滑塊寬度的1.5倍,而保留在導(dǎo)滑槽內(nèi)的長度不應(yīng)小于導(dǎo)滑配合長度的2/3,3)導(dǎo)滑槽材料通常用45鋼制造,調(diào)質(zhì)至HRC 28HRC32,(3)滑塊定位裝置設(shè)計,由于我們采用的是后模行位的形式,根據(jù)生產(chǎn)的實際情況,采用行位壓板的方式,主要作用為固定與導(dǎo)向作用。(4)楔緊塊設(shè)計楔緊角應(yīng)比斜導(dǎo)柱的傾斜角大23。(5)斜導(dǎo)柱抽芯機構(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,組成了抽芯機構(gòu)的不同結(jié)構(gòu)形式。1)斜導(dǎo)柱在定模上、滑塊在動模上的結(jié)構(gòu)A、設(shè)計時必須注意,滑塊與推桿在合模復(fù)位過程中不能發(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)位致使活動側(cè)向型芯與推桿相碰撞,造成活動側(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)柱和滑塊同在動模上本設(shè)計中采用斜導(dǎo)柱頂出抽芯。斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯的特點是利用推出機構(gòu)的推力驅(qū)動斜導(dǎo)柱斜向運動,在制品被推出脫模的同時由斜導(dǎo)柱完成側(cè)向抽芯動作。一般分為外側(cè)抽芯和內(nèi)側(cè)抽芯兩種。1、斜導(dǎo)柱抽芯機構(gòu)適用于制品具有側(cè)孔或較淺側(cè)凹,成型面積較大的場合。2、特點:在制品被推出脫模的同時由斜導(dǎo)柱完成側(cè)向抽芯動作。3、斜導(dǎo)柱的導(dǎo)滑形式4、傾斜角通常不超過30。5、進(jìn)行斜導(dǎo)柱抽芯機構(gòu)設(shè)計時,若定模一側(cè)有成型型芯,則需設(shè)置銷釘鎖緊或壓緊的止動裝置,保證制品與定模型芯分離而留在動模一側(cè)。第4章 注塑模具工作原理當(dāng)模具型腔填充完后,動模部分在注塑機動模鎖模板的帶動下向后移動,從而模具從分型面打開,同時,滑塊在斜導(dǎo)柱和彈簧的推動下向后移動,完成側(cè)孔抽芯,當(dāng)注塑機動模移動到一定位置時停止移動,注塑機頂棍通過下模板頂棍孔,推動頂針墊板,帶動頂針,從而推動產(chǎn)品將產(chǎn)品從型芯上推出,產(chǎn)品脫離模具后,動模鎖模板帶動動模部分向前移動,移動到一定位置時,斜導(dǎo)柱帶動滑塊向前移動,滑塊又回到開模前位置,讓動模與定模又配合在一起進(jìn)行下一次填充。注塑模裝配圖總結(jié)這次設(shè)計是自己對大學(xué)學(xué)習(xí)生涯的一個總結(jié),運用到了,CAD,UG的使用,還有制圖的知識。設(shè)計的開始總是困難的,從找零件開始就是慎重仔細(xì)的考慮,零件的難易程度要適中,還考慮到分型面的選擇,通過各方面的考慮,最終選定折疊傘手柄這個零件。然后就要對零件的材料和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,尺寸確定。再查找資料確定塑件的收縮率,拔模斜度和圓角角度。塑件的一些數(shù)據(jù)確定好之后就要在UG中設(shè)計塑件、型芯、型腔,根據(jù)注塑機選擇合適的模架,最后設(shè)計出流道系統(tǒng)和推出系統(tǒng),整個設(shè)計就完成一半了。最后就是出二維的工程圖和書寫說明書。整個的設(shè)計過程是繁瑣的,需要自己細(xì)心認(rèn)真有耐心,最終自己克服了困難,為自己交上了一份滿意的答卷。致謝在老師的的悉心指導(dǎo)下終于完成了本次的畢業(yè)設(shè)計。老師專心的指導(dǎo)耐心的教學(xué)以及利用他的專業(yè)知識和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)態(tài)度在設(shè)計的過程中給了我很大的幫助,幫助我解決了設(shè)計過程中遇到過的許多疑難雜癥,并悉心指導(dǎo)教學(xué)。不僅使我掌握基本的設(shè)計方法和設(shè)計技巧還使我明白了學(xué)習(xí)態(tài)度的重要性以及遇到困難的解決方法。本次論文從一開始的選題到最后的完成都傾注了老師大量的心血,在此向老師表示深厚的敬意和忠心的感謝。同時也少不了同學(xué)之間的幫助,沒有你們幫助,我也不能這么愉快輕松的完成畢業(yè)設(shè)計。最后珍重的感謝老師和同學(xué)的幫助:謝謝您們參考文獻(xiàn)1 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折疊
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注射
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折疊傘手柄注塑模具設(shè)計-滑塊抽芯塑料注射模含NX三維及11張CAD圖,折疊,手柄,注塑,模具設(shè)計,滑塊抽芯,塑料,注射,nx,三維,11,十一,cad
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