摩絲噴嘴的注塑模設計【19張CAD圖紙+PDF圖】
喜歡這套資料就充值下載吧。資源目錄里展示的都可在線預覽哦。下載后都有,請放心下載,文件全都包含在內,【有疑問咨詢QQ:1064457796 或 1304139763】
南 京 工 程 學 院畢業(yè)設計說明書(論文)作 者: 陳茜 學 號: 088811202052 學 院: 江蘇財經職業(yè)技術學院 專 業(yè): 數控加工與模具設計 題 目: 摩絲噴嘴的注塑模設計 指導者: 評閱者: 2013 年 4 月 淮 安第- 22 -頁摘 要本次設計的是摩絲噴嘴的注塑模具。屬于日常生活用品,所用材料是當前應用較為廣泛的熱塑性塑料LDPE。本次設計使用了制圖軟件AutoCAD及模具設計軟件UG。用UG繪出實體,清晰的把模具的結構,分模表示出來。關鍵詞 LDPE;模具;摩絲噴嘴;實體;AutoCAD;UG;Moldflow目 錄前言第一章 緒論 1.1 產品概緒 1.2課程介紹第二章 塑件工藝分析 2.1 塑件材料及工藝特性分析 2.1.1塑件材料基本特性 2.1.2成型工藝條件 2.1.3塑件材料用途2.2塑件結構工藝分析 22.1結構分析 2.2.2尺寸精度分析 2.2.3表面質量分析 2.2.4方案確定第三章 注射機型號的確定 3.1計算塑件的體積和質量 3.2塑件注射工藝參數的確定第四章 注射模的結構設計 4.1分型面選擇 4.2確定行腔的排列方式 4.3澆注系統(tǒng)設計 4.3.1澆注系統(tǒng)設計原則 4.3.2主流道設計與定位圈的設計 4.3.3分流道設計 4.3.4點澆口設計 4.3.5冷料穴設計 4.4成型零件的結構設計 4.4.1凹模的結構設計 4.4.2凸模的結構設計 4.5合模導向機構設計 4.5.1導柱的設計 4.5.2導套的設計第五章 模具設計的有關計算5.1 型腔和型芯工作尺寸計算5.2 型腔模具的厚度5.3 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的計算5.4模具閉合高度確定第六章 注射機有關工藝參數的校6.1 鎖模力的校核6.2 模具閉合高度的校核6.3 模具安裝部分的校核6.4 模具開模行程的校核6.5 注射壓力校核6.6 鎖模力的校核6.7 注射機安裝模具部分的尺寸校核第七章 繪制模具總裝配圖和非標準工件圖第八章 注射模主要零件加工工藝規(guī)程的編制第九章 設計小結謝辭參考文獻附錄前言在現代工業(yè)發(fā)展的進程中,模具的地位及其重要性日益被人們所認識。模具工業(yè)作為進入富裕社會的原動力之一,正推動著整個工業(yè)技術向前邁進!模具就是“高效益”,模具就是“現代化”之深刻含意,也正在為人們所理解和掌握。當塑料品種入其成型加工設備被確定之后,塑料制品質量的優(yōu)劣及生產效率的高低,模具因素約占80。由此可知,推動模具技術的進步應刻不容緩!塑料模具設計技術與制造水平,常標志一個國家工業(yè)化發(fā)展的程度。由此可知,塑料模具設計,對于產品質量與產量的重要性是不言而喻的。畢業(yè)設計這一教學環(huán)節(jié)使我獨立承擔實際任務的全面訓練,通過獨立完成畢業(yè)設計任務的全過程,培養(yǎng)了我的實踐工作能力。另外,畢業(yè)設計必須具備一定的計算機應用的能力,在設計過程中都應結合設計課題利用利用UG 軟件進行塑件的3D塑件分模,同時還具備必要的計算機繪圖能力,如利用AutoCAD進行二維圖的繪制。在這個過程之中,首先是對零件的分析,消化現有的資料,對設計的目的和要求有一個大致的了解;然后是大致測量零件的尺寸著手畫出實物的零件圖,利用所學知識分析出零件的凸模和凹模;查找手頭的資料進行相關數據的計算,根據所得數據畫出草圖,檢查和核對之后繪制零件的裝備圖;最后分析總結,寫出自己的設計思路,設計過程和設計體會。本設計的課題是摩絲噴嘴的注射模設計,在此次設計中,主要用到所學的注塑模設計、機械設計、UG和Moldflow等軟件應用的相關知識。需要對注射模設計的一般流程進行分析,即注射成型的分析、注射機的選擇及相關參數的校核、模具的結構設計、注射模具設計的有關計算、模具總體尺寸的確定與結構草圖的繪制、模具結構總裝圖和零件工作圖的繪制、全面審核投產制造等。其中模具結構的設計既是重點又是難點,主要包括成型位置及分型面的選擇、模具型腔數目的確定、型腔的排列布局、流道布局以及澆口位置的選擇、模具工作零件的結構設計、側向分型及抽芯機構的設計、推出機構的設計、拉料桿的形式選擇、排氣方式設計等。要很好的完成畢業(yè)設計,必須要掌握模具設計的過程,學習如何查閱相關資料和怎樣解決在實際工作中遇到的實際問題,總之,這次畢業(yè)設計能夠為我們以后從事模具職業(yè)打下良好的基礎。第一章 緒論1.1產品概述 塑料是以高分子合成樹脂為主要成分,在一定的溫度和壓力下,可塑制成一定的形狀、并且在一定條件下保持不變的材料。各種合成樹脂都是將低分子化合物的單體通過合成的方法生產出的高分子化合物。 塑料是21世紀才發(fā)展起來的一大類新材料,具有質量小、比強度高、電氣性能優(yōu)越、化學穩(wěn)定性好、摩擦系數小、耐磨性能優(yōu)良、吸振和消聲隔音效果好等特點,同時易成型、易切削、易焊接,能很好地同其他材料相粘接,加之原料來源豐富,因此在汽車、家電、辦公用品、工業(yè)電器、建筑材料及電子通信等領域得到了廣泛的應用,成為4大工業(yè)材料(鋼材、木材、水泥和塑料)中發(fā)展最快的一種材料。塑料制件(塑件)幾乎已經進入一切工業(yè)部門以及人民日常生活的各個領域。目前,我國的塑料工業(yè)已逐步成為國民經濟的支柱產業(yè)之一。 塑料工業(yè)是隨著石油工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展起來的新興工業(yè),包含塑料生產和塑件生產兩大部分。塑料生產是指樹脂或塑料原材料的生產,通常由樹脂廠來完成。塑件生產即塑料成型加工,是根據塑料性能,利用各種成型加工手段,使其成為具有一定形狀和使用價值的物品或定型材料。 塑件生產主要包括成型、機械加工、修飾和裝配等4個生產過程。成型是將各種形態(tài)(如粉狀、粒狀、溶液和分散體等)的塑料原料,制成所需形狀的塑件或型坯的過程,是塑件生產中最重要且必不可少的過程,其他三個過程可視塑件要求而取舍。 塑料成型模具塑料成型模具是成型塑件的主要工藝裝備之一,它可使塑料獲得一定的形狀和所需性能。 在塑件生產中約有95%是依靠模具完成的,塑件的更新都是以成型工藝的改進和模具的更新為前提的。 塑料模具可分為下列幾類: (1)注射模注射模又稱注塑模。塑料注射成型是在金屬壓鑄成型原理基礎上發(fā)展起來的。首先將粒狀或粉狀的塑料原料加入到注射機的料筒中,經過加熱熔融成粘流態(tài),然后在注射機螺桿或柱塞(已很少使用)的推動下,熔融塑料以一定的流速通過料筒前端的噴嘴及模具的澆注系統(tǒng)注入閉合的模具型腔中,經過一定時間的保壓,塑料在模內冷卻、硬化定形,接著打開模具,從模內脫出成型的塑件。注射成型主要用于熱塑性塑料的成型。近年來,熱固性塑料的注射成型也在逐漸增加。注射成型具有能成型形狀復雜的塑件及生產效率高等特點,在塑件的生產中占有很大的比重。注射成型所使用的模具稱為注射模。據統(tǒng)計,注射模的產量占世界塑料成型模具產量的一半以上。 (2)壓縮模壓縮模又稱壓塑模。壓縮成型是將預熱過的塑料原料直接放在加熱的模具型腔(加料室)內,凸模向下運動,在熱和壓力的作用下,塑料呈熔融狀態(tài)并充滿型腔,然后固化成型。壓縮成型多用于熱固性塑料的成型,是塑件成型方法中較早采用的一種方法。該方法成型周期較長、生產效率低。壓縮成型所使用的模具稱為壓縮模。 (3)壓注模壓注模又稱傳遞模。壓注模的加料室與型腔是通過澆注系統(tǒng)連接起來的,通過壓柱或柱塞將加料室內受熱塑化熔融的塑料經澆注系統(tǒng)壓入被加熱的閉合型腔,最后固化定型。壓注成型主要用于熱固性塑料的成型,所使用的模具稱為壓注模。 (4)擠出模擠出模又稱擠出機頭。擠出成型是利用擠出機料筒內的螺桿旋轉加壓的方式,連續(xù)地將塑化好的呈熔融狀態(tài)的塑料從料筒中擠出,通過特定截面形狀的機頭口模成型并借助于牽引裝置將擠出的塑件均勻拉出,同時冷卻定型,獲得截面形狀一致的連續(xù)型材。該方法生產效率高、成本低、適應性強。擠出成型所使用的模具稱為擠出模。 (5)氣動成型模氣動成型模是指利用氣體作為動力成型塑件的模具。氣動成型模包括中空吹塑成型模、真空成型模與壓縮空氣成型模等。 除了上述介紹的幾類常用的塑料成型模具外,還有泡沫塑料成型模、澆鑄成型模、滾塑(包括搪塑)成型模、壓延成型模以及聚四氟乙烯冷壓成型模等。 塑料成型技術的發(fā)展趨勢:塑料成型技術發(fā)展趨勢在塑件的生產中,高質量的模具設計、先進的模具制造設備、合理的加工工藝、優(yōu)質的模具材料和現代化的成型設備等是成型優(yōu)質塑件的重要條件。一副優(yōu)良的注射??沙尚蜕习偃f次,一副好的壓縮模能成型25萬次以上,這與上述各種因素有很大關系。下面從塑料模的設計、制造、模具的材料以及成型技術等方面,簡單介紹一下塑料成型技術的發(fā)展趨勢。 1.CAD/CAE/CAM 技術的快速發(fā)展和推廣應用隨著模具工業(yè)的發(fā)展,模具型腔形狀和模具結構越來越復雜,模具制造精度要求越來越高,而生產周期要求越來越短。為了適應這種發(fā)展趨勢,應用計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助工程(CAE)和計算機輔助制造(CAM)技術,可以模擬塑料成型過程,優(yōu)化成型工藝參數,提高模具質量,縮短模具設計與制造周期,降低生產成本。CAD/CAE/CAM 技術給模具工業(yè)帶來了巨大的變革,成為模具技術最重要的發(fā)展方向。 模具CAD/CAE/CAM 技術及其應用已日趨成熟。模具CAD/CAE/CAM 系統(tǒng)是計算機輔助某一種類型模具的設計、計算、分析、繪圖以及數控加工、自動編程等的有機集成。采用模具CAD/CAM 一體化技術,可以構建模具型腔或型芯的三維實體,可以生成刀具軌跡和數控加工代碼,進行計算機仿真。通過計算機與數控加工機床DNC的通信接口,使得型腔或型芯實體的加工程序可以傳遞給數控加工機床,可在試切成功后,再進行正式的模具加工。利用CAE技術可以在模具加工制造前,在計算機上對整個成型過程進行模擬分析,準確預測熔體的填充、保壓、冷卻情況,以及塑件中的應力分布、分子和纖維取向分布、塑件的收縮和翹曲變形等情況,以便設計者能盡早發(fā)現問題,及時修改塑件和模具設計。CAE技術主要應用于塑件設計、模具設計和成型參數確定等方面。尤其在大型、復雜塑料模具設計過程中,CAE技術的應用顯得更為重要。 CAD/CAE/CAM 技術具有更新速度快、綜合性強和效率高的特點,目前CAD/CAE/CAM 技術還在不斷地發(fā)展,它不但可以實現計算機輔助設計中的各個分過程或若干過程的集成,而且可以把生產的全過程集成在一起。 2. 快速原型制造技術的發(fā)展快速原型制造技術(RapidPrototyping& Manufacturing,RP&M)又稱為快速成型制造技術,是由CAD 模型直接驅動的快速制造復雜形狀三維物理實體技術的總稱,是20世紀80年代后期發(fā)展起來的新興先進制造技術,是現代工業(yè)從大規(guī)模批量生產轉變?yōu)樾∨總€性化生產,產品的生命周期越來越短,同時對產品質量和外觀設計水平的要求也越來越高而產生的。利用快速成型技術不需任何工裝,可快速制造出任意復雜的甚至連數控設備都極難制造或根本不可能制造出來的產品樣件,這樣大大減少了產品開發(fā)的風險和加工費用,縮短了研制周期。 3. 各種模具新材料的研制和使用模具材料的選用在模具的設計與制造中是一個比較重要的問題,它直接影響到模具的制造工藝、模具的使用壽命、塑件的成型質量和模具的加工成本等。國內外模具工作者在分析模具的工作條件、失效形式和如何提高模具使用壽命的基礎上進行了大量的研究工作,并且已開發(fā)出了許多具有良好使用性能和加工性能、熱處理變形小的新型模具鋼種,如預硬鋼、新型淬火回火鋼、馬氏體時效鋼、析出硬化鋼和耐腐蝕鋼等。經過應用,均取得了較為滿意的技術和經濟效果。另外,為了提高模具的壽命,在模具成型零件的表面強化處理方面也做了許多研究與工程實踐,取得了很好的效果。目前,上述的研究與開發(fā)工作還在不斷地深入進行,已取得的成果正在大力推廣。1.2課程介紹設計題目:摩絲噴嘴的注射模設計圖1.1為零件二維圖,圖1.2為零件的三維圖。零件雖小,在設計過程中應該從產品的結構特點和模具的制造加工工藝出發(fā)盡量簡化模具的結構。該零件的表面和配合面除要求沒有缺陷、毛刺,沒有特別的表面質量要求,故比較容易實現。圖1.1摩絲噴嘴的塑件圖圖1.2塑件的三維圖第二章 塑件工藝分析 2.1 塑件材料及工藝特性分析2.1.1塑件材料基本特性化學名稱:低密度聚乙烯英文名稱:Polyethylene ,low density(簡稱LDPE) 低密度聚乙烯(LDPE)又稱高壓聚乙烯,為支鏈型線型分子結構的熱塑性塑料。其結晶度為55%65%,相對分子質量較小,密度為0.910,94g/cm3,壓縮比為1.842.3,比熱為2.30J/(g)。低密度聚乙烯的化學穩(wěn)定性較高,能耐大多數酸、堿及鹽的侵蝕,但不耐強氧化酸的腐蝕;除苯及汽油外,一般不溶于有機溶劑。低密度聚乙烯耐低溫性能好,在-60下仍具有較好的力學性能,但其使用溫度不高(在80以下)。低密度聚乙烯在熱、光及氧的作業(yè)下會發(fā)生老化變脆,力學性能和電性能下降。在成型時,氧化會引起熔體黏度下降和變色,產生條紋,影響塑件質量。因此,需添加抗氧化劑及紫外線吸收劑等。2.1.2成型工藝條件低密度聚乙烯的成型特性為: (1)成型性好,可采用注射、擠出及吹塑等成型加工方法。 (2)吸濕性小,成型前可不干燥。 (3)熔體黏度小 、流動性好,溢邊值為0.02mm;流動性對壓力敏感,宜采用較高的壓力注射。 (4)可能發(fā)生熔體破裂,與有機溶劑接觸會發(fā)生開裂。 (5)成型溫度范圍為160240。熔融溫度低且塑件質量輕,塑件可采用柱塞式注射機成型。應嚴格控制模具溫度,一般以3565為宜,模具應采用調質處理。 (6)冷卻速度慢,必須充分冷卻,模具設計應有冷卻系統(tǒng)。 (7)收縮率大而且波動范圍大,方向性明顯(取向),不宜采用直澆口,易翹曲,結晶度及模具冷卻條件對收縮率影響大,應控制模溫,保證冷卻均勻穩(wěn)定。 (8)易產生應力集中,應嚴格控制成型條件,塑件成型后應進行退火處理,以消除內應力;塑件壁厚宜小,應避免有尖角,脫模斜度宜取13。 (9)質軟易脫模,當塑件有淺側凹(凸)時,可強行脫模。該塑件的螺紋成型應采用強行脫模方式。2.1.3塑件材料用途(1)低密度聚乙烯耐腐蝕性,電絕緣性(尤其高頻絕緣性)優(yōu)良,可以氯化,化學交聯、輻照交聯改性。 (2)易燃燒且離火后繼續(xù)燃燒。 (3)透水率低,對有機蒸汽透過率則較大。 (4)低密度聚乙烯的透明度隨結晶度增加而下降在一定結晶度下,透明度隨分子量增大而提高。所以LDPE主要用途是作薄膜產品,還用于注塑制品,醫(yī)療器具,藥品和食品包裝材料,吹塑中空成型制品等。 (5)低密度聚乙烯有優(yōu)異的化學穩(wěn)定性2.2塑件結構工藝分析 22.1結構分析從圖1.2摩絲噴嘴的三維圖分析,該塑件的外形基本上由回轉體和矩形組成,結構較簡單,該處設計脫模容易,且飛邊易去除,設計合理;壁厚相對均勻,且符合最小壁厚的要求;在塑件內壁有有螺紋,螺紋尺寸較小,可考慮采用強制脫模。在設計型芯時應注意該結構。為有利于通風和散熱,該塑件壁厚較小,較為復雜,不可用推桿推出。2.2.2尺寸精度分析該塑件的尺寸精度無特殊要求,所有尺寸均為自由尺寸,可按MT7級精度查取公差,塑件上主要尺寸的公差要求見表2-1。表2-1塑件標注尺寸塑件尺寸公差外型尺寸48 344233R171610987.576內型尺寸 dM大=46 dM中=44.83 dM小=44.053232.2.3表面質量分析對該塑件表面沒有特殊要求。一般情況下,外表面要求光潔,表面粗糙度Ra可以取0.8m;沒有特殊要求的塑件內部表面粗糙度Ra可取3.2m。2.2.4方案確定方案一:斜導柱與側滑快同時安裝在定模方案二: 斜導柱固定在定模、側滑塊安裝在動模經分析,綜合考慮各方面的因素,方案一較合理。第三章 注射機型號的確定3.1計算塑件的體積和質量通過三維造型可獲得摩絲噴嘴的體積V=6472.76mm3PE的密度為=0.95g/cm3,所以塑件的質量w=0.956472.7610-3=6.15g查塑料模具設計指導與資料匯編表7-31,初選SZ-100/60型注射機??紤]到SZ-100/60型注射機的額定注射量為100 cm3,本設計中塑件的體積為6.47276 cm3,注射機的額定注射量限制成型該塑件的最多數量為2,而塑件為大批量生產,提高生產率,決定采用一模兩件的模具結構,型腔平衡布制在型腔板兩側,這樣有利于澆注系統(tǒng)的排列和模具的平衡。3.2塑件注射工藝參數的確定根據塑件結構特點和PE的成型性能,查有關資料初步確定成型工藝參數,見表2-2表2-2 塑件的注射成型工藝參數工藝參數內容預熱和干燥溫度8090時間2h料筒溫度/后段140160中段前段170200噴嘴溫度/150170模具溫度/3045注射壓力/MPa60100成型時間/s注射時間35保壓時間1560冷卻時間1560總周期40140螺桿轉速/(r/min)_后處理方法退火處理溫度/循環(huán)烘箱1020時間/h812第四章 注射模的結構設計注射模結構設計主要包括;分型面的選擇,模具型腔數的確定及型腔的排列方式和冷卻水道布局以及澆口位置,模具工作零件的結構設計,推出機構的設計等內容。4.1分型面選擇不論塑件的結構如何以及采用何種設計方法,都必須首先確定分型面,因為模具結構很大程度上取決于分型面的選擇。為保證塑件能順利分型,主分型面應首先考慮選擇在塑件外形的最大輪廓處。選擇分型面即是決定型腔空間在模內應占有的位置。選擇時應遵行如下原則:1.方便塑件脫模。為使塑件能從模內取去,分型面的位置應設在塑件斷面尺寸大的部位。2.有利于塑件脫模。由于模具脫模機構通常只設在動模一側,故選擇分型面時應盡可能使開模后塑件留在動模一側。這對于自動化生產使用的模具尤其顯得重要。3.確保塑件質量。分型面不要選擇在塑件光滑的外表面,避免影響外觀質量。4.有利于排氣。當分型面作為主要排氣渠道時,應將分型面設在塑料熔體的末端,以利于排氣。5.模具零件易于加工。選擇分型面時,應使模具分割成便于加工的零件,以減小機械加工的困難。根據以上分型面選擇原則及塑件本身的特點,確定分型面如圖3所示如圖3-1所示在滿足該原則的二個方案中,方案A的塑件開模后留在定模一側,塑件不易取出,頂出機構設計復雜;方案B不但保證了塑件取出方便,且毛刺飛邊的清除也較容易,因此選擇方案B。 A B另外,為了提高自動化程度和生產率,減少LDPE的取向變形以及保證塑件表面質量,并且該塑件所需注射壓力較大,決定采用點澆口;而模具采用了雙分型面結構,一個分型面用于成型塑件,另一個分型面用于取出澆注系統(tǒng)凝料。4.2確定行腔的排列方式型腔數量的確定主要是根據制品的質量、投影面積、幾何形狀、制品精度、批量以及經濟效益來確定,以上這些因素有時是相互制約的,在確定設計方案時必須進行協(xié)調,以保證滿足其主要條件。型腔數量確定之后,便進行型腔的排列。型腔的排列涉及模具尺寸、澆注系統(tǒng)的設計、澆注系統(tǒng)的平衡、抽芯機構的設計、鑲件及型心的設計以及溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計。以上這些問題又與分型面及澆口的位置選擇有關,所以在具體設計過程中,要進行必要的調整,以達到比較完善的設計。對于一模多件的模具型腔布置,在保證澆注系統(tǒng)分流道的流程短、模具結構緊湊、模具能正常工作的前提下,盡可能使模具型腔對稱、均衡、取件方便。本案例的模具采用一模兩腔,型腔平衡布置在型腔板兩側。如圖4-1所示圖4-1型腔的排列方式4.3澆注系統(tǒng)設計4.3.1澆注系統(tǒng)設計原則澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料穴四個部分組成。澆注系統(tǒng)設計是注射模設計的一個重要環(huán)節(jié),它對注射成型周期和塑件質量(如外觀、物理性能、尺寸精度等)都有直接影響。設計時須遵循如下原則:1.盡可能采用平衡式布置,以便設置平衡式分流道。2.型腔布置和澆口開設部位力求對稱,防止模具承受偏載而產生溢料現象。3.型腔排列要盡量可能緊湊,以減少模具外形尺寸。4.熱量及壓力損失要小 為此澆注系統(tǒng)流程應盡量短,斷面尺寸盡可能大,盡量減少彎折,表面粗糙度要低。5.確保均衡進料 盡可能使塑料熔體在同一時間內進入各個型腔的深處及角落,即分流道盡可能采用平衡式布置。6.塑料耗量要少 在滿足各型腔充滿的前提下,澆注系統(tǒng)容積盡量要小,以減少塑料的耗量。7.消除冷料 澆注系統(tǒng)應能捕集溫度較低的“冷料”,防止其進入型腔,影響塑件的質量。8.排氣良好 澆注系統(tǒng)應能順利地引導塑料熔體充滿型腔各個角落,使型腔的氣體能順利排出。9.防止塑件出現缺陷 避免熔體出現充填不足或塑件出現氣孔、縮孔、殘余應力、翹曲變形或尺寸偏差過大以及塑料流將嵌件沖壓位移或變形等各種成型不良現象。10.塑件外觀質量 根據塑件大小、形狀及技術要求,做到去除修整澆口方便,澆口痕跡無損塑件的美觀和使用。11.生產效率 盡可能使塑件不進行或少進行后加工,成形周期短,效率高。4.3.2主流道設計與定位圈的設計主流道設計要點為:1.主流道圓錐角為=2060,對流動性差的可取3060,內壁粗糙度為Ra0.63m。2.主流道大端成圓角,半徑r=13mm,以減小料轉向過度時的阻力。3.在模具結構允許的情況下,主流道盡可能短,一般小于60mm,過長則會影響流體的順利充型。4.對于小型模具可將主流道襯套與定位圈設計成整體式,但在大多數情況下將主流襯套與定位圈設計成兩個零件,主流道襯套與定模板采用H7/m6過度配合與定位圈的配合采用H9/f9間隙配合。5主流道襯套一般選用T8 T10制造,熱處理強度為5256HRC。主流道與注射機的高溫噴嘴反復接觸碰撞,故應設計成可拆卸更換的澆口套,采用優(yōu)質鋼材制作并經熱處理提高硬度,定位圈與澆口套分開設計,如圖3-2所示圖3-2澆口套與定位圈的設計由表2-3可知,SZ-100/60型注射機噴嘴的有關尺寸為: 噴嘴孔直徑d0=2mm 噴嘴前端球面半徑SR0=12mm 根據模具主流道與噴嘴的關系得到: 主流道進口端球面半徑SR=SR0+(12)=10+(12)mm,取SR=14mm; 主流道進口端孔直徑d=d0+0.5=2mm+0.5 mm,取d=2.5 為了便于將凝料從主流道中拔出,將主流道設計成圓錐形,其斜度取4;同時為了使熔料順利進入分流道,在主流道出料端設計r=5 mm的圓弧過渡。主流道襯套采用可拆卸更換的澆口套,其形狀及尺寸按照常用澆口套設計;為了能與注射機的定位圈相配合,采用外加定位環(huán)的方式,這樣不僅減小了澆口套的總體尺寸,還避免了澆口套在使用中的磨損。4.3.3分流道設計分流道是主流道與澆口之間的通道。分流道要求熔體的阻力盡可能小,轉折處應圓弧過度,各型腔保持均衡進料。分流道的截面形狀,常用的有圓形、梯形、U字形和六角形等。設計是一模兩腔,澆口形狀和截面相同,分流道的平衡,能保證熔體均勻同時充滿所有型腔,且在保壓期間各型腔的補料條件也相同,由于本設計中型腔對稱分布,屬自然平衡的澆注系統(tǒng)。本案例采用U形斷面分流道,在一塊模板上,切削加工容易實現,且比表面積不大,熱量損失和阻力損失不太大。查有關經驗表格得PE的分流道推薦直徑為4.89.5 mm,取6 mm,深度h=3.75 mm。分流道截面形狀及尺寸如圖3-3所示:圖3-3分流道的設計4.3.4點澆口設計腔型與分流道之間采用一段距離很短,截面積很小的通道相連接,此通道稱為澆口,它是連接分流道與型腔的橋梁。它具有兩個功能,第一、對塑料熔體流入型腔控制作用;第二、當注射壓力撤消后,澆口固化,封鎖型腔,使型腔中尚未冷卻固化的塑料不會側流,澆口是澆注系統(tǒng)的關鍵部分。澆口一般分非限制性澆口和限制性澆口,本設計采用限制性澆口,它又可分為:側澆口系列;點澆口系列;盤環(huán)型澆口系列。點澆口又稱針點澆口或菱形澆口,是一種截面尺寸很小的澆口,俗稱小澆口。這種澆口由于前后兩端存在較大的壓力差,可較大程度地增大塑料熔體的剪切速率并產生較大的剪切熱,從而導致熔體的表觀粘度下降,流動性增加,有利于型腔的充填,因而對于薄壁塑件以及其它有利。 由于該塑件外觀質量要求較高,所以澆口的位置和大小塑件的外質量為前提。同時,也應盡量使模具結構更簡單。根據對該塑件結構的分析,并結合已確定的分型面位置,選擇如圖3-4所示的點澆口進料方式。根據塑件外觀質量要求以及型腔的安放方式,進料位置設計在塑件頂部。點澆口的直徑尺寸可以根據不同塑料按塑件平均厚度查表選取應以不影響圖3-4 澆口的結構、位置及尺寸4.3.5冷料穴設計在完成一次注射循環(huán)的間隔,考慮到注射機噴嘴和主流道入口這一小段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度,從噴嘴端部到注射機料筒以內約1025mm的深度有個溫度逐漸升高的區(qū)域,這時才達到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內的塑料的流動性能及成型性能不佳,如果這里溫度相對較低的冷料進入型腔,便會產生次品。為克服這一現象的影響,用一個井穴將主流道延長以接收冷料,防止冷料進入澆注系統(tǒng)的流道和型腔,把這一用來容納注射間隔所產生的冷料的井穴稱為冷料穴。其類型可分為四大類1.底部帶有推桿的冷料穴這類冷料穴的底部由一根推桿組成,推桿裝于推桿固定板上,因此他常于推桿或推管脫模機構連用。2. 底部帶有拉料桿的冷料穴這類冷料穴的底部有一根拉料桿構成,拉料桿裝于型芯固定板上,因此它不隨脫模機構運動。3. 底部無桿的冷料穴 對于具有垂直分型面的注射模,冷料穴置于左右兩半模的中心線上,當開模時分型面左右分開,塑件與流道凝料取出,冷料穴底部不必設計桿件。4.分流道冷料穴 當分流道較長時,可將分流道的盡頭沿料流前進方向延長作為分流道冷料穴,以貯存前鋒冷料,其長度為分流道直徑的1.52倍。本設計采用Z形拉料桿,一次分型時斜孔內凝料使點澆口與塑件分離,同時Z形拉料桿將主流道的凝料拔出;而二次分型時凝料被定模板刮掉落下來,實現澆注系統(tǒng)與塑件的自動分離與脫出,自動化程度高,勞動強度小。第五章 模具設計的有關計算該塑件的成型零件尺寸均按平均值法計算,查有關手冊得LDPE的收縮率為1.5%3.0%,故平均收縮率SCP=(1.5+3.0)/2%=2.25%=0.0225,根據塑件尺寸公差要求,模具制造公差取Z=/3,成型零件尺寸計算見表5-1。5.1 型腔和型芯工作尺寸計算表5-1 成型零件的尺寸計算類別塑件尺寸計算公式工作尺寸型腔尺寸計算480-1.32Lm=(Ls+LsScp-3/4)+Z047.94+0.440340-1.14Lm=(Ls+LsScp-3/4)+Z033.91+0.380420-1.32Hm=(Hs+HsScp-2/3)+Z041.865+0.440260-1.0Hm=(Hs+HsScp-2/3)+Z025.918+0.330160-0.78Hm=(Hs+HsScp-2/3)+Z015.84+0.260100-0.58Lm=(Ls+LsScp-3/4)+Z09.79+0.19060-0.58Lm=(Ls+LsScp-3/4)+Z05.70+0.190170-0.78Lm=(Ls+LsScp-3/4)+Z016.798+0.260型芯尺寸計算460+1.32Lm=(Ls+LsScp+3/4)0-Z47.1750-0.44320+1.14Lm=(Ls+LsScp+3/4)0-Z33.5750-0.38400+1.14Hm=(Hs+HsScp+2/3)0-Z41.660-0.1770+0.58Lm=(Ls+LsScp+3/4)0-Z7.5930-0.1980+0.58Lm=(Ls+LsScp+3/4)0-Z8.6150-0.19 dM大=46Lm=(1+Scp)dM大+中)0-中47.8050-0.44 dM中=44.83Lm=(1+Scp)dM中+中)0-中47.150-0.44 dM小=44.05Lm=(1+Scp)dM小+中)0-中46.360-0.44 5.2 型腔模具厚度采用經驗數據法,依據尺寸48查相關材料,得該型腔的推薦壁厚為30mm。5.3模具型腔模板總體尺寸的確定該模具型腔最大尺寸為48mm,根據該尺寸查塑料模具設計指導與資料匯編表9-25確定的型腔壁厚尺寸30mm,綜合以上數據,查相關資料,確定型腔模板的總體尺寸為BLH,其中B=360mm,L=300mm,H=64mm。5.4標準模架的確定本塑件采用點澆口注射成型,根據模具結構形式、型腔數量、塑件尺寸、冷卻水道的分布等因素,查相關資料,選擇P4-160250-43-Z1型標注模架。5.5模具閉合高度的確定組成模具閉合高度的模板及其他零件的尺寸有:定模座板為H1=30mm;型腔板為H2=64mm;推件板為H3=15mm;型芯固定板為H4=25mm支撐板為H5=65mm;墊塊為H6=96mm;則該模具閉合高度為:H=H1+H2+H3+H4+H5+H6=30+64+15+25+65+96=295mm5.3 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的計算第六章 注射機有關工藝參數的校6.1鎖模力的校核鎖模力是指注射機的合模機構對模具所能施加的最大夾緊力。注射機鎖模力的校核關系式為: FkpA式中 F注射機鎖模力,查塑料模設計手冊附錄表8得SZ-100/60型注射機的鎖模力為600kN; k壓力損耗系數,一般取1.11.2; p型腔內熔體的壓力,本塑件p=30MPa; A塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和,本模具A=1.45610-2m2計算得kpA=1.2301061.45610-210-3=524.16kN故注射機的鎖模力足夠,滿足鎖模要求。6.2模具閉合高度的校核由于SZ-100/60型注射機所允許的模具最小厚度Hmin=200mm,模具最大厚度Hmax=300mm,而計算得模具閉合高度H=295mm,所以模具閉合高度滿足HminHHmax的安裝條件。6.3模具安裝部分的校核該模具的外形最大部分尺寸為300mm434mm,SZ-100/60型注射機模板最大安裝尺寸為330 mm450 mm,故能滿足模具安裝的要求。6.4模具開模行程的校核開模行程也叫做合模行程,指模具開合過程中動模座板的移動距離,用符合S表示。SZ-100/60型注射機的最大開模行程Smax=300mm.為了使塑件成型后能順利脫模,并結合該模具的雙分型面特點,確定該模具的開模行程S應滿足SH1+H2+a+(510)=(10+5)+20+42+30=107mm式中 H1塑件所用的脫模距離,mm;H2塑件高度,mm; a取出澆注系統(tǒng)凝料所必需的長度,mm。因Smax=300mm107mm,故該注射機的開模行程滿足要求。
收藏