塑料端蓋注塑模設(shè)計【一模兩腔結(jié)構(gòu)-帶三維圖和CAD圖紙】
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摘 要根據(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,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)采用海天HTF80XB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,簡明的示意圖和計算等分析塑件,從而作出合理的模具設(shè)計。關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)計;模具設(shè)計;CAD繪制二維圖;UG繪制3D圖。 iiABStractTo understand the use of plastic parts in accordance with the requirements of the plastic products, analysis of the technical requirements of the plastic parts of the process, dimensional accuracy, select the workpiece size of the plastic parts. The mold using a two side gate feed injection machine adopts HAITIAN the HTF80XB models, and set a cooling system, CAD and UG drawing two-dimensional assembly diagram and parts diagram, reasonable mold processing methods. Attach a manual, use brief text, a concise diagram and calculated analysis of plastic parts, in order to make a reasonable mold design.Keywords: mechanical design; mold design; CAD drawing two-dimensional map; UG draw 3D maps, injection machine selection目 錄摘 要I第1章 緒論11.1 塑料簡介11.2 注塑成型及注塑模1第2章 塑件分析42.1 塑件圖42.2 塑件的材料分析42.2.1 塑料材料的基本特性42.2.2 塑件材料成型性能52.2.3 塑件材料使用性能52.3 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度表面質(zhì)量分析62.3.1 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計62.3.2 塑件尺寸及精度72.3.3 塑件表面粗糙度72.4 計算塑件的體積、質(zhì)量8第3章 塑件成型方案設(shè)計93.1 分型面選擇93.2 型腔數(shù)的確定93.3 型腔布局93.4 澆注系統(tǒng)的類型和位置的選擇103.4.1澆注系統(tǒng)組成103.4.2 確定澆注系統(tǒng)的原則103.5 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計113.5.1型腔設(shè)計113.5.2型芯設(shè)計123.7 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計133.7.1 脫模機(jī)構(gòu)的選擇133.7.2推桿推出機(jī)構(gòu)設(shè)計143.8 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計153.9 排氣及引氣系統(tǒng)的設(shè)計163.10模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計16溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響163.11模架選用173.11.1確定模具的基本類型173.11.2模架的選擇184.1 模具成型零件尺寸計算204.1.1 凹模寬度尺寸的計算204.1.2 凹模長度尺寸的計算214.1.3 凹模高度尺寸的計算214.1.4 凸模寬度尺寸的計算214.1.5 凸模長度的計算214.1.6凸模高度尺寸的計算224.2模具強(qiáng)度與剛度校核224.3脫模力的計算224.4澆注系統(tǒng)的設(shè)計224.4.1 主流道的設(shè)計234.4.2分主流道的設(shè)計244.4.3澆口的設(shè)計244.5模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計25第5章 注射機(jī)的選用及相關(guān)參數(shù)的校核25注射成型工藝過程分析265.1 相關(guān)參數(shù)27表 海天HTF80XB注塑機(jī)參數(shù)(部分)285.2最大注塑量校核285.3 鎖模力校核295.4 模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核295.5 開模行程校核30第6章 模具結(jié)構(gòu)總圖30總結(jié)31致謝32參考文獻(xiàn)33第1章 緒論模具制造是國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的一項重要產(chǎn)業(yè),振興和發(fā)展我國的模具工業(yè),日益受到人們的重視和關(guān)注?!澳>呤枪I(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”也已經(jīng)成為廣大業(yè)內(nèi)人士的共識。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中,60%80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗,是其它加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”,用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值,往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ),同時本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域。 1.1 塑料簡介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、防潮、防透氣、防輻射及耐瞬時燒蝕等特殊性能1。塑料以從代替部分金屬、木材、皮革及無機(jī)材料發(fā)展成為各個部門不可缺少的一種化學(xué)材料,在國民經(jīng)濟(jì)中,塑料制作已成為各行各業(yè)不可缺少的重要材料之一。 1.2 注塑成型及注塑模將塑料成型為制品的生產(chǎn)方法很多,最常用的有注射,擠出,壓縮,壓注,壓延和吹塑等。其中,注射成型是塑料成型加工中最普遍采用的方法。除氟塑料外,幾乎的有的熱塑性塑料都可以采用此方法成型。它具有成型周期短,能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精度較高、易于實現(xiàn)全自動化生產(chǎn)等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此廣泛用于塑料制件的生產(chǎn)中,其產(chǎn)口占目前塑料制件生產(chǎn)的30%左右。但注射成型的設(shè)備價格及模具制造費(fèi)用較高,不適合單件及批量較小的塑料件的生產(chǎn)。要了解注射成型和注射模,首先得了解注射機(jī)的一些基本知識,注射機(jī)是注射成型的主要設(shè)備,依靠該設(shè)備將粒狀塑料通過高壓加熱等工序進(jìn)行注射。注射機(jī)為熱塑性或熱固性塑料注射成型所用的主要設(shè)備,按其外形可分為立式、臥式、直角式三種,由注射裝置、鎖模裝置、脫模裝置,模板機(jī)架系統(tǒng)等組成。注射成型是根據(jù)金屬壓鑄成型原理發(fā)展而來的,其基本原理是利用塑料的可擠壓性和可模塑性。首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注射機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化,使之成為粘流態(tài)熔體,然后在柱塞或螺桿的高壓推動下,以很大的流速通過料筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中,經(jīng)過一段保壓冷卻定型時間后,開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制品。注射成型生產(chǎn)中使用的模具叫注射模,它是實現(xiàn)注射成型生產(chǎn)的工藝裝備。注射模的種類很多,其結(jié)構(gòu)與塑料品種、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,動模部分安裝在注射機(jī)的移動模板上,在注射成型過程中它隨注射機(jī)上的合模系統(tǒng)運(yùn)動。注射成型時動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2 。注射模、塑料原材料和注射機(jī)通過注射成型工藝聯(lián)系在一起。注射成型工藝的核心問題就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔體,并把它注射到型腔中去,在控制條件下冷卻定型,使塑件達(dá)到所要求的質(zhì)量。注射機(jī)和模具結(jié)構(gòu)確定以后,注射成型工藝條件的選擇與控制便是決定成型質(zhì)量的主要因素。注射成型有三大工藝條件,即:溫度、壓力、時間。在成型過程中,尤其是精密制品的成型,要確立一組最佳的成型條件決非易事,因為影響成型條件的因素太多,有制品形狀、模具結(jié)構(gòu)、注射裝備、原材料、電壓波動及環(huán)境溫度等。塑料模具的設(shè)計不但要采用CAD技術(shù),而且還要采用計算機(jī)輔助工程(CAE)技術(shù)。這是發(fā)展的必然趨勢。注塑成型分兩個階段,即開發(fā)/設(shè)計階段(包括產(chǎn)品設(shè)計、模具設(shè)計和模具制造)和生產(chǎn)階段(包括購買材料、試模和成型)。傳統(tǒng)的注塑方法是在正式生產(chǎn)前,由于設(shè)計人員憑經(jīng)驗與直覺設(shè)計模具,模具裝配完畢后,通常需要幾次試模,發(fā)現(xiàn)問題后,不僅需要重新設(shè)置工藝參數(shù),甚至還需要修改塑料制品和模具設(shè)計,這勢必增加生產(chǎn)成本,延長產(chǎn)品開發(fā)周期。目前國際市場上主要流行的,運(yùn)用范圍最廣的注射模流動模擬分析軟件有澳大利亞的MOLDFLOW、美國的CFLOW、華中科技大學(xué)的H-FLOW等。其中MOLDFLOW軟件包括三個部分:MOLDFLOW PLASTICS ADVISERS (產(chǎn)品優(yōu)化顧問,簡稱MPA),MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT (注射成型模擬分析,簡稱MPI),MOLDFLOW PLASTICS XPERT (注射成型過程控制專家,簡稱MPX)。采用CAE技術(shù),可以完全代替試模,CAE技術(shù)提供了從制品設(shè)計到生產(chǎn)的完整解決方案,在模具制造加工之前,在計算機(jī)上對整個注射成型過程進(jìn)行模擬分析,準(zhǔn)確預(yù)測熔體的填充、保壓、冷卻情況,以及制品中的應(yīng)力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況,以便設(shè)計者能盡早發(fā)現(xiàn)問題,及時修改制件和模具設(shè)計,而不是等到試模以后再返修模具。這不僅是對傳統(tǒng)模具設(shè)計方法的一次突破,而且對減少甚至避免模具返修報廢、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3。第2章 塑件分析2.1 塑件圖在模具設(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。本設(shè)計課題-端蓋如圖所示,具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙,該塑件結(jié)構(gòu)簡單,整體呈現(xiàn)一個矩形殼體形狀,該塑件生產(chǎn)量大,要求較低的模具成本,成型容易,精度要求不高。端蓋三維立體圖2.2 塑件的材料分析2.2.1 塑料材料的基本特性聚癸二酰癸二胺又名聚酰胺1010,俗稱尼龍1010,簡稱PA1010,工程塑料的一種。工程塑料聚酰胺1010是我國獨(dú)創(chuàng)的工程塑料聚酰胺品種,由上海賽璐珞廠在1958年研制成功。由于工程塑料聚酰胺1010具有工藝簡單、設(shè)備無特殊要求、技術(shù)容易掌握、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定以及綜合性能優(yōu)良等特點(diǎn),因而發(fā)展迅速。工程塑料聚酰胺1010是一種半透明白色或微黃色堅韌固體,具有工程塑料聚酰胺的一般共性,對霉菌的作用非常穩(wěn)定,對光作用很穩(wěn)定。工程塑料聚酰胺1010是我國獨(dú)創(chuàng)的一種工程塑料,用蓖麻油做原料,提取癸二胺及癸二酸再縮合而成的。成本低、經(jīng)濟(jì)效果好、自潤滑性和耐磨性極好、耐油性好,脆性轉(zhuǎn)化溫度低(約在-60),機(jī)械強(qiáng)度較高,廣泛用于機(jī)械零件和化工、電氣零件。工程塑料聚酰胺1010具有優(yōu)越的延展性,同時具有優(yōu)良的常溫和低溫沖擊性能。工程塑料聚酰胺1010在高于100下,長期與氧接觸逐漸變黃,機(jī)械強(qiáng)度下降,特別是在熔融狀態(tài)下極易熱氧化降解。2.2.2 塑件材料成型性能PA1010塑膠原料熔程較窄,一般為34。熔融流動性較好。適合注射成型、擠出成型和吹塑成型。主要成型工藝如下。干燥鼓風(fēng)干燥溫度905干燥時間約45h、真空干燥溫度855,一般最好選擇真空干燥工藝,避免熱氧化變色注塑工藝料筒溫度: 后部190210中部200220前部210230噴嘴200210模具溫度2040注射壓力6080MPa注射周期3050S,(3)擠出成型工藝螺桿擠出溫度:250,260,270,280模頭溫度:2002102.2.3 塑件材料使用性能PA1010(尼龍1010)塑料是半透明、輕而硬、表面光亮的結(jié)晶形白色或微黃色顆粒,相對密度和吸水性比尼龍6和尼龍66低,機(jī)械強(qiáng)度高,沖擊韌性、耐磨性和自潤滑性好,耐寒性比尼龍6好,熔體流動性好,易于成型加工,但熔體溫度范圍較窄,高于100時長期與氧接觸會逐漸呈現(xiàn)黃褐色,且機(jī)械強(qiáng)度下降,熔融太時與氧接觸極易引起熱氧化降解。PA1010(尼龍1010)塑料還具有較好的電氣絕緣性和化學(xué)穩(wěn)定性,無毒。不溶于大部分非極性溶劑,如烴、脂類、低級醇等,但溶解于強(qiáng)極性溶劑,如苯酚、濃硫酸、甲酸、水合三氯乙醛等,耐霉菌、細(xì)菌和蟲蛀。2.3 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度表面質(zhì)量分析2.3.1 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(1)、脫模斜度 由于注射制品在冷卻過程中產(chǎn)生收縮,因此它在脫模前會緊緊的包住模具型芯或型腔中突出的部分。為了便于脫模,防止因脫模力過大拉傷制品表面,與脫模方向平行的制品內(nèi)外表面應(yīng)具有一定的脫模斜度。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(fèi)原材料。通常塑件的脫模斜度約取0.51.5,塑件材料PA1010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 塑件的壁厚是最重要的結(jié)構(gòu)要素,是設(shè)計塑件時必須考慮的問題之一。塑件的壁厚對于注射成型生產(chǎn)具有極為重要的影響,它與注射充模時的熔體流動、固化定型時的冷卻速度和時間、塑件的成型質(zhì)量、塑件的原材料以及生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本密切相關(guān)。一般在滿足使用要求的前提下,塑件的壁厚應(yīng)盡量小。因為壁厚太大不僅會使原材料消耗增大,生產(chǎn)成本提高,更重要的是會延緩塑件在模內(nèi)的冷卻速度,使成型周期延長,另外還容易產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷等缺陷。但如果壁厚太小則剛度差,在脫模、裝配、使用中會發(fā)生變形,影響到塑件的使用和裝配的準(zhǔn)確性。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。本產(chǎn)品壁厚均勻,周邊和底部壁厚均為1.8左右。(3)、塑件的圓角為防止塑件轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中,改善其成型加工過程中的充模特性,增加相應(yīng)位置模具和塑件的力學(xué)角度,需要在塑件的轉(zhuǎn)角處和內(nèi)部聯(lián)接處采用圓角過度。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。(4)、孔塑料制品上通常帶有各種通孔和盲孔,原則上講,這些孔均能用一定的型芯成型。但當(dāng)孔太復(fù)雜時,會使熔體流動困難,模具加工難度增大,生產(chǎn)成本提高,因此在塑件上設(shè)計孔時,應(yīng)盡量采用簡單孔型。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(qiáng)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(qiáng)度和剛度。2.3.2 塑件尺寸及精度塑料制品外形尺寸的大小主要取決于塑料品種的流動性和注射機(jī)規(guī)格,在一定的設(shè)備和工藝條件下流動性好的塑料可以成型較大尺寸的制品,反正成型出的制品尺寸就比較小。從節(jié)約材料和能源的角度出發(fā),只要能滿足制品的使用要求,一般都應(yīng)將制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計的盡量緊湊,以便使制品的外形尺寸玲瓏小巧些。該塑件的材料為PA1010,流動性較好,適用于不同尺寸的制品。塑件的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計和模具的制造精度。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關(guān)等級確定精度等級。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MT5級精度。 2.3.3 塑件表面粗糙度塑件的表面要求越高,表面粗糙度越低。這除了在成型時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 0.021.25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。2.4 計算塑件的體積、質(zhì)量本次設(shè)計中,塑件的質(zhì)量和體積采用3D測量,在UG軟件中,使用塑模部件驗證功能,可以測得塑件的體積30.8,因PA1010的密度為1.05,即可以得出該塑件制品的體積為質(zhì)量約為32.34。塑件體積測量第3章 塑件成型方案設(shè)計3.1 分型面選擇將模具適當(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(diǎn),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3.2 型腔數(shù)的確定 因為本設(shè)計中采用側(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)。3.3 型腔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)使型腔每個區(qū)域都通過澆注系統(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型腔,使塑件內(nèi)在質(zhì)量均一穩(wěn)定。型腔布局由圖所示。 型腔布局方式3.4 澆注系統(tǒng)的類型和位置的選擇 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)計中采用普通搭底澆口澆注系統(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。3.4.1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3.4.2 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)考慮到模具是一模單腔或一模多腔,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。 3.5 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計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(qiáng)度、剛度和良好的表面質(zhì)量。成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計主要應(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。3.5.1型腔設(shè)計 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)計中采用嵌入式型腔,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3D圖3.5.2型芯設(shè)計本設(shè)計中零件結(jié)構(gòu)較為簡單,深度不大,經(jīng)過對塑件實體的研究,塑件采用嵌入式型芯。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3D圖3.7 脫模機(jī)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(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)。主要由推出零件,推出零件固定板和推板,推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位部件等組成。3.7.1 脫模機(jī)構(gòu)的選擇脫模機(jī)構(gòu)按其推出動作的動力來源分為手動推出機(jī)構(gòu),機(jī)動推出機(jī)構(gòu),液壓和氣動推出機(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)、推板推出機(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;本設(shè)計中采用推桿推出機(jī)構(gòu)使塑料制件順利脫模。3.7.2推桿推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(1)、推桿布置該塑件采用了圓推桿,其分布情況如圖所示,這個推桿為澆注系統(tǒng)提供了一種潛伏頂針澆口。推桿布置(2)、推桿的設(shè)計7本設(shè)計中采用臺肩形式的圓形截面推桿,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,見上圖。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,PA1010塑料的溢料間隙為。3.8 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用:保證模具在進(jìn)行開合模時,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(1) 導(dǎo)向零件應(yīng)合理的均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位,其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離,以保證模具的強(qiáng)度,防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后發(fā)生變形。(2) 根據(jù)模具的形狀和大小,一副模具一般需要2-4個導(dǎo)柱。如果,模具的凸模與凹模合模有方位要求時,則用兩個直徑不同的導(dǎo)柱,或用兩個直徑相同,但錯開位置的導(dǎo)柱。(3) 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。(4) 導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)有承屑槽(5) 導(dǎo)柱、導(dǎo)套及導(dǎo)向孔的軸線應(yīng)保證平行(6) 合模時,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(1) 有單節(jié)與臺階式之分(2) 導(dǎo)柱的長度必須高出公模端面68mm(3) 導(dǎo)柱頭部應(yīng)有圓錐或球形的引導(dǎo)部分(4) 固定方式有鉚接固定和螺釘固定(5) 其表面應(yīng)熱處理,以保證耐磨。 3. 導(dǎo)套和導(dǎo)向孔(1) 無導(dǎo)套的導(dǎo)向孔,直接開在模板上,模板較厚時,導(dǎo)向孔必須做成盲孔,側(cè)壁增加排氣孔。(2) 導(dǎo)套有套筒式、臺階式、凸臺式(3) 為了導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套孔,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.3.9 排氣及引氣系統(tǒng)的設(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(yùn)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)。3.10模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計在注射模中,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PA1010,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。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3.11模架選用3.11.1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(jī)構(gòu)的注射模、自動卸螺紋的注射模、熱流道注射模。3.11.2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型模架圖CI型模具定模采用一塊模板,動模采用一塊模板,大水口模架,適合側(cè)澆口,搭底澆口,直接澆口,采用斜頂側(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。把型腔排列成一模兩腔可得長為240mm,寬為180mm,模架的長L=240+復(fù)位桿的直徑+螺釘?shù)闹睆?模板壁厚350mm模架的寬W=180+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。在設(shè)計中,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)計中模架外形尺寸的影響。綜合考慮本設(shè)計選用WL=300x350的模架。塑件的高度14mm,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20-30mm。綜合考慮強(qiáng)度要求,定模板厚度取80mm, 動模板的厚度取70mm。考慮推桿的頂出行程要求,支撐板取90mm以滿足頂出要求。綜上所述所選擇的模架的型號為:CI-3035-A80-B70-C90。第4章 模具零件設(shè)計4.1 模具成型零件尺寸計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)計時要根據(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算型芯型腔的尺寸有一定的誤差(因為模具制造公差和模具成型零部件在使用中的最大磨損量大多憑經(jīng)驗決定),這里就只考慮塑料的收縮率計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PA1010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: 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。4.1.1 凹模寬度尺寸的計算塑件尺寸的轉(zhuǎn)換:LS1=580.35=58.290.70MM,相應(yīng)的塑件制造公差,LM1=(1+SCP)+LS1+X1P100.22=(1+0.005)+58+0.60.700.22=58.2900.22mm式中,是塑件的平均收縮率,PA1010的收縮率為0.4%0.6%,所以平均收縮率;、是系數(shù), 一般在0.50.8之間,此處?。环謩e是塑件上相應(yīng)尺寸的公差(下同);是塑件上相應(yīng)尺寸制造公差對于中小型零件取(下同)。4.1.2 凹模長度尺寸的計算塑件尺寸的轉(zhuǎn)換:LS1=870.35=87.44-0.70MM,相應(yīng)的塑件制造公差,LM1=(1+SCP)+LS1+X1P100.22=(1+0.005)+87+0.60.700.22=87.4400.22mm式中,是系數(shù),一般在0.50.8之間,此處取。4.1.3 凹模高度尺寸的計算塑件尺寸的轉(zhuǎn)換:HS1=140.2=14.07-0.40MM,相應(yīng)的塑件制造公差0.4mmHM1=(1+SCP) +HS1+X1P1=(1+0.005)+14+0.70.400.067=14.0700.067MM式中,是系數(shù),一般在0.50.7之間,此處取。4.1.4 凸模寬度尺寸的計算塑件尺寸的轉(zhuǎn)換:LS=510.35=51.2600.7MM,相應(yīng)的塑件制造公差0.7mmLM=(1+SCP) +LS+XP= (1+0.005) +51+0.60.70.1170 =51.260.1170 MM式中,是系數(shù),一般在0.50.7之間,此處取。4.1.5 凸模長度的計算塑件尺寸的轉(zhuǎn)換LS=800.51=80.401.02MM:,相應(yīng)的塑件制造公差1.02mmLM=(1+SCP)+LS+XP= (1+0.015)+80+0.651.02-0.170 =80.4-0.170 MM式中,是系數(shù),知一般在0.50.7之間,此處取。4.1.6凸模高度尺寸的計算塑件尺寸的轉(zhuǎn)換HS=140.2=14.070O.4MM,相應(yīng)的塑件制造公差o.4mmHM=(1+SCP)+H S+XP= (1+0.015)+14+0.60.4-0.170 =14.070.0670 MM式中,是系數(shù),可知一般在0.50.7之間,此處取。4.2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。4.3脫模力的計算脫模力的產(chǎn)生范圍:(脫模)塑件在模具中冷卻定型時,由于體積收縮,產(chǎn)生包緊力。 不帶通孔殼體類塑件,脫模時要克服大氣壓力 。 機(jī)構(gòu)本身運(yùn)動的磨擦阻力。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,防止計算脫模力時,一般計算初始脫模力。脫模力的影響因素:a 脫模力與塑件壁厚,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 排除大氣壓力和塑件對型芯的粘附等因素,則型芯斜角大到,塑件則自動脫落。4.4澆注系統(tǒng)的設(shè)計4.4.1 主流道的設(shè)計流道是澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)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(jī)為海天HTF80XB,其噴嘴直徑為3.0,噴嘴球面半徑為10,依此主流道各具體設(shè)計如下: 主流道與澆口套(2)、主流道襯套的形式選用如下圖所示類型的襯套,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環(huán)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。(3)、定位環(huán)的固定 定位環(huán)采用2個M6的螺絲直接鎖附固定。流道與布局4.4.2分主流道的設(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)計中塑件排布比較緊湊,且采用側(cè)澆口。如上圖所示。4.4.3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(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,應(yīng)考慮以下幾點(diǎn): 1. 熔體在型腔內(nèi)流動時,其動能損失最小。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)計中端蓋塑件外表面質(zhì)量要求較高,所以選用側(cè)澆口。側(cè)澆口直接在側(cè)面進(jìn)膠,端蓋組裝后,澆口被遮擋起來。4.5模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計設(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)。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)置是在型芯塊與型腔塊內(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8mm。 第5章 注射機(jī)的選用及相關(guān)參數(shù)的校核注射成型工藝過程分析如圖所示從料頭把樹脂擠入料筒中,通過螺桿的轉(zhuǎn)動將熔體輸送至機(jī)筒的前端。在那個過程中,在加熱器的作用下加熱使機(jī)筒內(nèi)的樹脂材料受熱,在螺桿的剪切應(yīng)力作用下使樹脂成為熔融狀態(tài),將相當(dāng)于成型品及主流道,分流道的熔融樹脂滯留于機(jī)筒的前端(稱之為計量),螺桿的不斷向前將材料射入模腔。當(dāng)熔融樹脂在模具內(nèi)流動時,須控制螺桿的移動速度(射出速度),并在樹脂充滿模腔后用壓力(保壓力)進(jìn)行控制。當(dāng)螺桿位置,注射壓力達(dá)到一定值時可以將速度控制切換成壓力控制。根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、材料及質(zhì)量,確定其成型工藝過程為:第一步:為使注射過程順利和保證產(chǎn)品質(zhì)量,應(yīng)對所用的設(shè)備和塑料作好以下準(zhǔn)備工作:(1)、成型前對原材料的預(yù)處理根據(jù)注射成型對物料的要求,檢驗物料的含水量,外觀色澤,顆粒情況并測試其熱穩(wěn)定性,流動性和收縮率等指標(biāo),對原材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥,PA1010材料吸濕性良好,如儲存得當(dāng),成型一般不需進(jìn)行干燥處理。(2)、料筒的清洗在初用某種塑料或某一注射機(jī)之前,或者在生產(chǎn)中需要改變產(chǎn)品、更換原料、調(diào)換顏色或發(fā)現(xiàn)塑料中有分解現(xiàn)象時,都需要對注射機(jī)(主要是料筒)進(jìn)行清洗或拆換。柱塞式注射機(jī)料筒的清洗常比螺桿式注射機(jī)困難,因為柱塞式料筒內(nèi)的存料量較大而不易對其轉(zhuǎn)動,清洗時必須拆卸清洗或者采用專用料筒。對螺桿式通常是直接換料清洗,也可采用對空注射法清洗。 (3)、脫模劑的選用 脫模劑是使塑料制件容易從模具中脫出而敷在模具表面上的一種助劑。一般注射制件的脫模,主要依賴于合理的工藝條件與正確的模具設(shè)計。在和產(chǎn)上為了順利脫模,常用的脫模劑有:硬脂酸鋅,液體石蠟(白油),硅油,對PA1010材料,可選用硬脂酸鋅,因為此脫模劑除聚酰胺塑料外,一般塑料都可使用。第二步: 注射成型過程 完整的注射過程表面上共包括加料、塑化、注射入模、穩(wěn)壓冷卻和脫模幾個步驟,但實際上是塑化成型與冷卻兩個過程。第三步:制件的后處理注射制件經(jīng)脫?;驒C(jī)械加工后,常需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚?,目的是為了消除存在的?nèi)應(yīng)力,以改善和提高制件的性能及尺寸穩(wěn)定性。制件的后處理主要有退火和調(diào)濕處理。該塑料制件材料為PA1010,就采用退火處理13小時。要架一套模具,首先要考慮模具尺寸是否符合機(jī)臺大小的頓數(shù).注射量是否滿足要求,機(jī)臺的射出投影面積是否適合模具生產(chǎn),大頓數(shù)機(jī)臺生產(chǎn)小模具,計量不容易控制,再者若用太大鎖模力,對模具也有一定損傷,鎖模力不夠?qū)е庐a(chǎn)品毛邊過大,太大模具超過機(jī)臺的負(fù)荷對合模系統(tǒng)也會有一定之損傷.5.1 相關(guān)參數(shù) 由于采用一模二腔,需要至少注射量為64.68g,流道水口廢料3.5g,總注塑量68.18g,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(jī)為海天HTF80XB。注射方式為螺桿式,其有關(guān)性能參數(shù)為: 型號單位80A80B80C 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(jī)功率KW11油箱容積l200機(jī)器尺寸(長寬高)m4.31.251.8機(jī)器重量t3.22最小模具尺寸(長寬)mm240240 表 海天HTF80XB注塑機(jī)參數(shù)(部分)5.2最大注塑量校核模具設(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(jī)額定注射量的80%以內(nèi)。校核公式為: 式中 -型腔數(shù)量 -單個塑件的重量 -澆注系統(tǒng)所需塑料的重量 本設(shè)計中:n=2 32.34 g =3.5 gm=2x32.34 +3.5=33.3 g注塑機(jī)額定注塑量為124g,注射量符合要求5.3 鎖模力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(jī)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 =8639 =207=2x8639+207=17485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(jī)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(jī)額定鎖模力(N)其它意義同上根據(jù)工具書查得,型腔內(nèi)通常為20-40MPa,一般制品為24-34MPa,精密制品為39-44MP()P=17485x30x1.1x0.001=577KN800KN鎖模力符合要求5.4 模具與注塑機(jī)安裝部分相關(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)計選用機(jī)臺拉桿間距為365365,模具長寬為350x350,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式中 -注射機(jī)允許的最大模厚 -注射機(jī)允許的最小模厚本設(shè)計中模具厚度為290mm 150H360 符合要求5.5 開模行程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(jī)的開模行程是有限的,設(shè)計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)。對于單分型面注射模應(yīng)有:SmaxS= 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)計中=670 = 290 mm =25mm H3 =90mm C取30mm總的開模距離需要S=435mm以上. 經(jīng)計算,符合要求。第6章 模具結(jié)構(gòu)總圖總結(jié) 本次塑料模具設(shè)計,全面考慮了塑料成型性能,模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn),注射工藝參數(shù),塑件表面粗糙度以及制造精度等,在理論分析和數(shù)據(jù)計算生產(chǎn)操作上論證該設(shè)計是合理可行的。并且,通過這次設(shè)計,我了解了注射模設(shè)計概況,熟悉了注射設(shè)備,基本掌握了注射成型的一般原理。 在設(shè)計和三維建模過程中也遇到了一些問題,通過對問題的探索與分析,最后得到圓滿解決,更另深刻的知道了模具設(shè)計各個階段的重要性和嚴(yán)謹(jǐn)性,達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計的目的。 伴隨經(jīng)濟(jì)建設(shè),特別是汽車、機(jī)械、電子、日用制造等行業(yè)的飛速發(fā)展,對模具設(shè)計與制造的人才的需求與日俱增,模具設(shè)計制造,特別是注射模具的設(shè)計與制造將更為受到重視,并將會廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域中,飛速發(fā)展。 相信這次設(shè)計中獲得的經(jīng)驗及處理問題的能力將會對今后的學(xué)習(xí)和工作有所啟示和幫助。致謝 在本次畢業(yè)設(shè)計中,特別感謝指導(dǎo)老師的指導(dǎo)和幫助,給予了我充分的信心和把握,讓我按時完成了本次設(shè)計。由于經(jīng)驗不足和對專業(yè)知識的了解不夠透徹,在設(shè)計時常常遇到一些問題無法理解,老師則耐心而認(rèn)真的加以指導(dǎo)幫助,讓我學(xué)到了書本上學(xué)不到的知識,既增長了見識也充實了自己。參考文獻(xiàn)1 沈言錦.林章輝.塑料模課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)M .長沙:湖南大學(xué)出版社,2008.3 .9-173 2 申開智.塑料成型模具(第二版)M中國輕工業(yè)出版社 ,2004年3 翁其金.塑料模塑成型技術(shù)M.機(jī)械工業(yè)出版社,2001年4 李建軍.李德群.模具設(shè)計基礎(chǔ)及模具CADM.北京:機(jī)械工程出版社,2005.7.106-192. 5 陳萬林.實用塑料注射模設(shè)計與制造M.北京:機(jī)械工程出版社,2000.34-205. 6 張磊.Pro/ENGINEER Wildfire4模具設(shè)計實例M .北京:清華大學(xué)出版社,2008. 7 王旭.塑料膜結(jié)構(gòu)圖冊M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994. 8 虞福榮.橡膠模具實用手冊M.第2版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001.10 9 奚永生.塑料橡膠成型模具設(shè)計手冊M.北京:中國輕工業(yè)出版社,2000.7 10 德E.林納等著,吳崇峰主譯.注射模具130例(原著第三版)M.化學(xué)工業(yè)出版社,2005年; 11 吳生緒.塑料成形模具設(shè)計手冊M.機(jī)械工業(yè)出版社,2008年; 12賀斌,田福祥.軸套注塑模的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計.工程塑料應(yīng)用.2007(7)13Pye.R.G.W., Injection Mould Design-4thEd., by Longman Scientific & 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