圓蓋注塑模具設(shè)計(jì)【計(jì)算機(jī)按鍵】【說(shuō)明書(shū)+CAD】
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河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)圓蓋注塑模設(shè)計(jì)緒論模具工業(yè)在工業(yè)發(fā)展中占有很重要的地位,各行各業(yè)均離不開(kāi)模具,特別在汽車(chē)、摩托車(chē)、玩具、及家電等行業(yè)。其中塑料模具又是模具工業(yè)中重要的組成部分,彩電、電冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)機(jī)等產(chǎn)品,需要的塑料模具量很大,在建筑、建材方面,今后塑料門(mén)窗、塑料水管和裝飾塑料制品將會(huì)有一個(gè)很大的發(fā)展。到2010年,塑料門(mén)窗的普及率和塑料管的普及率將達(dá)到30%-50%,對(duì)模具的需求會(huì)有很大增長(zhǎng)。在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家,據(jù)1991年統(tǒng)計(jì),日本生產(chǎn)塑料模和生產(chǎn)沖壓模的企業(yè)各占40 ;韓國(guó)模具專(zhuān)業(yè)廠中,生產(chǎn)塑料模的占43.9 ,生產(chǎn)沖壓模的占44.8%;新加坡全國(guó)有460家模具企業(yè),60%生產(chǎn)塑料模,35%生產(chǎn)沖模和夾具。中國(guó)模具工業(yè)一直以每年巧%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展,2000年中國(guó)模具工業(yè)總產(chǎn)值己達(dá)280億元人民幣,在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中,沖壓模具約占50%,塑料模具約占33%,壓鑄模具約占6%,其他各類(lèi)模具約占110。由以上事實(shí)可以看出塑料模具已處于同沖壓模具并駕齊驅(qū)的地位。在塑料模具中注射模具是應(yīng)用最廣泛、類(lèi)型最多、結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的一種。在現(xiàn)代塑料制件的生產(chǎn)中,合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少的三項(xiàng)重要因素,尤其是塑料模具對(duì)實(shí)現(xiàn)塑料加工工藝要求、滿足塑料制件的使用要求、降低塑料制件的成本起著重要的作用。一副好的注塑模可成型上百萬(wàn)次,一副優(yōu)良的壓鑄模大約能成型25萬(wàn)次,這與模具的設(shè)計(jì)、模具材料及模具的制造有著很大的關(guān)系。第1章 注射模具的設(shè)計(jì)1.1塑件分析與模具材料和注射機(jī)的選取1.1.1塑件結(jié)構(gòu)分析該圓蓋材料為改性PS,制品內(nèi)孔中部有三處長(zhǎng)20mm凸起結(jié)構(gòu),外觀質(zhì)量求較高。模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于如何實(shí)現(xiàn)順利脫模。1.1.2塑件零件圖技術(shù)要求分析由塑件零件圖中的技術(shù)要求可見(jiàn),此零件材料為改性聚苯乙烯,批量生產(chǎn),各配合尺寸精度要求一般,所以制造的模具精度取一般精度就已經(jīng)滿足要求。因?yàn)樗芗桥可a(chǎn),所以型腔板和型芯的硬度、耐磨性能要求比較高。1.2塑料材料的成型特性與工藝參數(shù)由圓蓋零件圖中的技術(shù)要求可知,塑件材料為改性聚苯乙烯,其特點(diǎn)如下:1.2.1基本特性: 聚苯乙烯流動(dòng)性好,加工性能好,易著色,尺寸穩(wěn)定性好??捎米⑺?、擠塑、吹塑、發(fā)泡、熱成型、粘接、涂覆、焊接、機(jī)加工、印刷等方法加工成各種制件。特別適用于注塑成型,注塑成型時(shí)物料一般可不經(jīng)過(guò)干燥直接使用。但為了提高制品質(zhì)量,可在55-70攝氏度鼓風(fēng)箱內(nèi)預(yù)干燥1-2小時(shí)。具體加工條件大致為:料筒溫度200攝氏度左右,模具溫度60-80攝氏度,注塑溫度170至220攝氏度,注塑壓力比為1.6-4.0。成型后的制品應(yīng)在紅外線或鼓風(fēng)烘箱內(nèi),于70攝氏度恒溫處理2-4小時(shí)。1.2.2主要用途聚苯乙烯,可用于日用品、電氣、儀表外殼、玩具、燈具、家用電器、文具、化妝品容器、室內(nèi)外裝飾品、果盤(pán)、光學(xué)零件(如三棱鏡、透鏡)透鏡窗和模塑、車(chē)燈、電訊配件,電頻電容器薄膜,高頻絕緣材料、電視仙等集裝箱、波導(dǎo)管,化工容器等。懸浮聚合樹(shù)脂可制成不同密度的泡沫塑料,用作絕熱、隔音、防震、漂浮、包裝材料,軟木代用品,預(yù)發(fā)泡體可作水過(guò)濾介質(zhì)及制配輕質(zhì)混凝土,低發(fā)泡塑料可制成合成木材做家具等。高沖擊級(jí)聚苯乙聚(HIPS)可注塑或擠塑成各種制品,適合家電產(chǎn)品外殼,電器用品、儀表儀器配件、冰箱內(nèi)襯、板材、電視機(jī)、收錄機(jī)、電話機(jī)殼體、文教用品、玩具、包裝容器、日用品、家具、餐具、托盤(pán)、結(jié)構(gòu)泡沫制品等。1.3模具材料的選取及熱處理由塑件技術(shù)要求分析可知,型腔板和型芯的硬度、耐磨性能要求比較高。所以在本設(shè)計(jì)中,型腔板和型芯的材料,本人選取40Cr,調(diào)質(zhì)處理。模架各板的材料和熱處理參照模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)中表2-177選取。則模具中各板的材料和熱處理如表1.3.1所示:表1.3.1零件名稱材料牌號(hào)熱處理方法硬度定模板45調(diào)質(zhì)HB230270型腔板40Cr調(diào)質(zhì)HRC5458型芯40Cr調(diào)質(zhì)HRC5458型芯固定板45調(diào)質(zhì)HB230270支承板45淬火HRC4348推板45淬火HRC4348推桿固定板45模腳451.4注射機(jī)的選取塑件成形所需的注射總量應(yīng)該小于所選注射機(jī)的注射量。注射容量以容積(cm3)表示時(shí),塑件體積(包括澆注系統(tǒng))應(yīng)小于注射機(jī)的注射容量,其關(guān)系按模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)中式2-54校核:V件0.8V注式中 V件塑件與澆注系統(tǒng)的體積(cm3);取V件=80cm3; V注注射機(jī)的注射容量(cm3); 0.8最大注射容量利用系數(shù)。則有: 1.2580=100 cm3V注根據(jù)V注100 cm3和模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)表2-40初步選取的注射機(jī)型號(hào)為XSZY500。其主要參數(shù)如下:螺桿直徑(mm):65;注射容量(cm3):500;注射壓力(MPa):104;鎖模力(kN): 3500;最大注射面積(cm2):1000;模具厚度(mm):最大450mm,最小300mm;模板行程(mm):700;噴嘴:球半徑(mm):18;孔直徑(mm):7.5;定位孔直徑(mm):;頂出:中心孔徑(mm):150;兩側(cè)孔徑:24.5;孔距:530。第2章確定模具的結(jié)構(gòu)方案2.1 確定塑件在模具中的位置和分型面位置如何確定分型面,需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響,因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較,從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則:(1)分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。(2)便于塑件順利脫模,盡量使塑件開(kāi)模時(shí)留在動(dòng)模一邊。(3)保證塑件的精度要求。(4)滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。(5)便于模具加工制造。(6)對(duì)成型面積的影響。(7)對(duì)排氣效果的影響。(8)對(duì)側(cè)向抽芯的影響。其中最重要的是第5)和第2)、第8)點(diǎn)。為了便于模具加工制造,應(yīng)盡是選擇平直分型面工易于加工的分型面。2.1.1型腔數(shù)目的確定在設(shè)計(jì)實(shí)踐中,型腔數(shù)目的確定,一般考慮的要點(diǎn)有:1、 料制件的批量和交貨周期;2、 量控制要求;3、 成型的塑料品種與塑件的形狀及尺寸;4、 塑料制件的成本;5、 所選用的注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范。根據(jù)上述要點(diǎn)所確定的型腔數(shù)目,既要保證最佳的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性,技術(shù)上又要充分保證產(chǎn)品的質(zhì)量,也就是應(yīng)保證塑料制件最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。因此根據(jù)本塑件的形狀及尺寸,確定型腔的數(shù)目為一模一腔。2.1.2塑件在模具中的位置和分型面的方案確定分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素,它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造工藝有密切關(guān)系,并且直接影響著塑料熔體的流動(dòng)充填特性及塑件的脫模,因此,分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵。如何確定分型面,需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置、形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響,因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較,從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。在選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則:1:塑件脫摸方便2:模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單3:型腔排氣順利4:確保塑件質(zhì)量5:無(wú)損塑件外觀6:設(shè)備利用合理對(duì)于圓蓋塑件,分型方案如下:圓蓋的外觀質(zhì)量要示較高,應(yīng)將分型面定在圓蓋底部,表面不允許有澆口痕跡,故采用點(diǎn)澆口澆注。制品內(nèi)孔中有三處長(zhǎng)20mm的凸起結(jié)構(gòu),必須進(jìn)行側(cè)向抽芯。根據(jù)塑件結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)的模具為,塑件全部在上模型腔中,設(shè)計(jì)定模抽芯方式對(duì)其進(jìn)行側(cè)抽芯,因抽芯行程較短,采用斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu),并將三個(gè)斜塊做成一個(gè)整體。頂出機(jī)構(gòu)采用動(dòng)模后退,點(diǎn)澆口拉斷后,斜滑塊沿主型芯T型導(dǎo)軌向內(nèi)移動(dòng)與制品脫離。2.2選擇澆注系統(tǒng)與排氣系統(tǒng)的方式2.2.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和澆口的選擇澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理不僅對(duì)塑件性能、結(jié)構(gòu)、尺寸、內(nèi)外在質(zhì)量等影響很大,而且還與塑件所用的利用率、成型生產(chǎn)效率等相關(guān),因此澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)時(shí),一般應(yīng)遵循如下基本規(guī)則:(1)排氣良好 能順利的引導(dǎo)熔融塑料填充到型腔的各個(gè)深度,不產(chǎn)生渦流和紊流,并能使型腔內(nèi)的氣體順利排出;(2)流程短 在滿足成型和排氣良好的情況下,要選取短的流程來(lái)充滿型腔,且應(yīng)盡量減少?gòu)澱?,以降低壓力損失,縮短填充時(shí)間;(3)防止型芯和嵌件變形 應(yīng)盡量避免熔融塑料正面沖擊直徑較小的型芯和金屬嵌件,防止型芯彎曲變形和嵌件移位;(4)整修方便 澆口位置和形式應(yīng)結(jié)合塑件形狀考慮,做到整修方便并無(wú)損塑件的外觀和使用;(5)防止塑件翹曲變形; (6)合理設(shè)計(jì)冷料穴和溢料槽;(7)澆注系統(tǒng)的斷面積和長(zhǎng)度。除滿足以上各點(diǎn)外,澆注系統(tǒng)的斷面積和長(zhǎng)度應(yīng)盡量取最小值,以減少澆注系統(tǒng)占用的塑料量,從而減少回收料。因?yàn)楸舅芗皇谴笮突虮”谒芰现萍?,所以無(wú)需進(jìn)行流動(dòng)距離比和流動(dòng)面積比的校核。1.主流道設(shè)計(jì)主流道是澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具相接觸的部位開(kāi)始,到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)距離。主流道部分在成型過(guò)程中,其小端入口處與注射機(jī)噴嘴及一定溫度、壓力的塑料熔體要冷熱交替地反復(fù)接觸,屬于移損件,對(duì)材料的要求較高,因而模具的主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套式(也稱澆口套),以便有效地選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。一般采用碳素工具鋼如T8A、T10A等,熱處理要求淬火5357HRC。主流道襯套應(yīng)設(shè)置在模具的對(duì)稱中芯位置上,并盡可能保證與相聯(lián)接的注射機(jī)噴嘴為同一軸芯線。主流道襯套形式如圖221所示,圖221 a為主流道與定位圈設(shè)計(jì)成整體式,一般用于小型模具;圖221 b和圖221 c所示為將主流道襯套和定位圈設(shè)計(jì)成a) b) c) 圖 221兩個(gè)零件,然后配合固定在模板上。在本設(shè)計(jì)中,為了安裝與拆卸方便,所以采用圖221 b的形式。2.澆注口位置的選擇模具設(shè)計(jì)時(shí),澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格,初步試模之后有時(shí)還需修改澆口尺寸。無(wú)論采用什么形式的澆口,其開(kāi)設(shè)的位置對(duì)塑件的成型性能及成型質(zhì)量影響很大,因此合理選擇澆口的開(kāi)設(shè)位置是提高塑件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié),同時(shí)澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)。一般在選擇澆口位置時(shí),需要根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)工藝特征、成型質(zhì)量和技術(shù)要求,并綜合分析塑料熔體在模內(nèi)的流動(dòng)特性、成型條件因素。以下幾項(xiàng)原則可以參考:(1)盡量縮短流動(dòng)距離;(2)澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件最大壁厚處;(3)必須盡量減少或避免熔接痕;(4)應(yīng)有利于型腔中氣體的排除(5)考慮分子定向的影響;(6)避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)(蛇形流);(7)不在承受彎曲或沖擊載荷的部位設(shè)置澆口;(8)澆口位置的選擇應(yīng)注意塑件外觀質(zhì)量。預(yù)先擬訂澆注口位置的設(shè)計(jì)方案有兩種,分別為在I處和II處。根據(jù)上面的幾項(xiàng)原則來(lái)分析:如果開(kāi)在I處,那就產(chǎn)生澆注口不平衡,而且會(huì)影響塑件外觀質(zhì)量,而在II處開(kāi)澆注口是非常平衡的,也盡量縮短了塑料的流動(dòng)距離,不影響塑件的外觀質(zhì)量,澆口凝料也易于去除,還能夠同時(shí)填充滿型腔,所以我選擇在II處開(kāi)澆注口。3.澆口的選擇澆口亦稱進(jìn)料口,連接分流道與型腔的通道。除直接澆口外,它是澆注系統(tǒng)中截面積最小的部分,但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的位置、形狀及尺寸對(duì)塑件的性能和質(zhì)量的影響很大。根據(jù)所采取澆口的位置,擬訂采用澆口的形式如下:(1)環(huán)形澆口 環(huán)形澆口主要用來(lái)成型圓筒形塑件,它開(kāi)設(shè)在塑件的外側(cè),采用這類(lèi)澆口,塑料熔體在充模時(shí)進(jìn)料均勻,各處料流速度大致相同,模腔內(nèi)氣體易排出,避免了使用側(cè)澆口時(shí)容易在塑件上產(chǎn)生的熔接痕,但澆口去除較難,澆口痕跡明顯。(2)輪輻澆口 輪輻澆口是在內(nèi)側(cè)開(kāi)設(shè)的環(huán)形澆口的基礎(chǔ)上加以改進(jìn),由四周進(jìn)料改為幾段小圓弧進(jìn)料,澆口尺寸與側(cè)澆口類(lèi)似。這樣澆口凝料易于去除且用料也有減少,這類(lèi)澆口在生產(chǎn)中比環(huán)形澆口應(yīng)用廣泛,但塑件易產(chǎn)生多條熔接痕從而影響了塑件的強(qiáng)度。(3)潛伏澆口 潛伏澆口又稱剪切澆口,由點(diǎn)澆口演變而來(lái)。這類(lèi)澆口的分流道位于分型面上,而澆口本身設(shè)在模具內(nèi)的隱蔽處,塑料熔體通過(guò)型腔側(cè)面斜向注入型腔,因而塑件外表面不受損傷,不致于因澆口痕跡而影響塑件的表面質(zhì)量及美觀效果。三種澆口的優(yōu)缺點(diǎn)經(jīng)比較易見(jiàn),環(huán)形澆口凝料去除比較難,增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,所以不采用環(huán)形澆口。潛伏澆口的優(yōu)點(diǎn)比較多,但因?yàn)楸舅芗悄ν熊?chē)燈罩的內(nèi)部零件,對(duì)塑件的外表面質(zhì)量及美觀效果要求不是很高,只須能保證其一般的尺寸精度就可以了,而輪輻澆口已經(jīng)滿足其設(shè)計(jì)要求。為了加工的方便性,所以決定采用輪輻澆口。4.冷料穴的設(shè)計(jì)在完成一次注射循環(huán)的間隔,考察注射機(jī)噴嘴和主流道入口小端間的溫度狀況時(shí),發(fā)現(xiàn)噴嘴端部的底于所要求的塑料熔體溫度,從噴嘴端部到注射機(jī)料筒以內(nèi)約1025的深度有個(gè)溫度逐漸升高的區(qū)域,這時(shí)才達(dá)到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域的塑料的流動(dòng)性能及成型性能不佳,如果這里溫度相對(duì)較低的冷料進(jìn)入型腔,便會(huì)產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響,用一個(gè)井穴將主流道延長(zhǎng)以接收冷料,防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔,把這一用來(lái)容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料穴。冷料穴一般開(kāi)設(shè)在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上,其標(biāo)稱直徑與主流道大端直徑相同或略大一些,深度約為11.5倍,最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積。.冷料穴的各種形式如圖所示。圖222 ac是底部帶推桿的冷料穴形式,圖222 a是端部部為Z字形拉料桿形式冷料穴,是最常用的一種形式,開(kāi)模時(shí)主流道凝料被拉料桿拉出, a) b) c) d) e) 圖 2.2.2推出后常常需用人工取出而不能自動(dòng)脫落;圖222 b是靠帶倒錐形的冷料穴拉出主流道凝料的形式;圖222 c是環(huán)形槽代替了倒錐形用來(lái)拉主流道凝料的形式,b圖和c圖適用于彈性較好的軟質(zhì)塑料,能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化脫模。圖222 d和圖222e是適用于推件板脫模的拉料桿形式冷料穴。在比較了這幾種冷料穴的特點(diǎn)后,和經(jīng)過(guò)對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)分析,可能將采用推桿將塑件推出,所以在這里預(yù)先選用圖222 b形式的冷料穴。2.2.2排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)塑料熔體填充型腔時(shí),必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內(nèi)因各種原因而產(chǎn)生的氣體,不被排除干凈,一方面將會(huì)在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等成型缺陷,另一方面氣體受壓,體積縮小而產(chǎn)生高溫會(huì)導(dǎo)致塑件局部炭化或燒焦(褐色斑紋),同時(shí)積存的氣體還會(huì)產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度,因此設(shè)計(jì)型腔時(shí)必須考慮排氣問(wèn)題。有時(shí)在注射成型過(guò)程中,為保證型腔充填的均勻合適及增加塑料熔體匯合處的熔接強(qiáng)度,還需在塑料最后充填到的型腔部位開(kāi)設(shè)溢流槽以容納余料,也可以容納一定量的氣體。注射模具成型時(shí)的排氣通常以如下四種方式進(jìn)行:1、利用配合間隙排氣;2、在分型面上開(kāi)設(shè)排氣槽排氣;3、利用排氣塞排氣;4、強(qiáng)制性排氣。在本設(shè)計(jì)中,利用配合間隙就足以滿足排氣的需要,所以就無(wú)須再設(shè)計(jì)其它方式排氣。2.3成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件,包括凹模、型芯、鑲件、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時(shí),直接與塑料接觸,承受塑料熔體的高壓、料流的沖殺刷,脫模時(shí)與塑件間還發(fā)生摩擦。因此,成型零件要求有正確的幾何形狀,較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度,此外,成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理,有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。設(shè)計(jì)成型零件時(shí),應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求,確定型腔的總體結(jié)構(gòu),選擇分型面和澆口位置,確定脫模方式、排氣部位等,然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),計(jì)算成型零件的工作尺寸,對(duì)關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。2.3.1凹模凹模是成型零件外表面的主要零件,按其結(jié)構(gòu)不同,可分為整體式和組合式兩類(lèi)。1、體式凹模 整體式凹模由整快材料加工而成。2、組合式凹模 組合式凹模是指凹模由兩個(gè)以上零件組合而成。按組合方式的不同分為以下幾種形式:、嵌入式凹模、局部鑲嵌式凹模、底部鑲拼式凹模、側(cè)壁鑲拼式凹模、多件鑲拼式凹模、四壁拼合式凹模根據(jù)以上這些原則和特點(diǎn),本人對(duì)型腔的設(shè)計(jì)提出了三種設(shè)計(jì)方案,其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如下:方案(一):型腔根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),把型腔設(shè)計(jì)成左右兩半拼合式。這樣的話,就方便了型腔的加工,降低了加工成本,但由于是兩對(duì)半式拼合,所以在拼合處塑件會(huì)產(chǎn)生痕跡,影響塑件的外觀質(zhì)量,同時(shí)使得模具安裝困難。方案(二):這種方案的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)加工效率高,裝拆方便,節(jié)省了模具加工需要的模具工具鋼材料,適合于多型腔或大型模具。方案(三):采用的是整體式型腔結(jié)構(gòu)。它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)牢固,使用中不容易發(fā)生變形,不會(huì)使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡。但由于加工困難熱處理不方便,整體式凹模常用在形狀簡(jiǎn)單的、中小模具上。因?yàn)樗芗砻孑喞?jiǎn)單,而且塑件又不是很大,加工后的模具也不大,為了使得加工簡(jiǎn)單和節(jié)省模具制造成本,所以決定采用整體式凹模。2.3.2凸模和型芯凸模和型芯均是成型塑件內(nèi)表面的零件。凸模一般是指成型塑件中比較大的、主要內(nèi)形的零件,又稱主型芯;型芯一般是指成型塑件上比較小的孔槽的零件。主型芯的結(jié)構(gòu) 主型芯按結(jié)構(gòu)可分為整體式和組合式兩種。整體式結(jié)構(gòu)牢固,但不便加工,消耗的模具鋼多,主要用于工藝實(shí)驗(yàn)或小型模具上的形狀簡(jiǎn)單的型芯。組合式型芯的優(yōu)缺點(diǎn)和組合式凹模的基本相同。在此本人對(duì)型芯的機(jī)構(gòu)提出了兩種方案。方案(一):采用整體式型芯,因?yàn)椴捎昧苏w式型芯,所以對(duì)于型芯內(nèi)的結(jié)構(gòu)布置就容易了許多,如水道、推出機(jī)構(gòu)等的設(shè)計(jì),因?yàn)樗芗蛇呌型钩龅呐_(tái)肩,所以其加工的工藝性就不好。方案(二):經(jīng)過(guò)對(duì)塑件的分析,因?yàn)樗芗蛇呌型钩龅呐_(tái)肩,所以對(duì)其采取鑲塊處理,這樣的話,型芯的加工制造就容易多了,節(jié)省了制造成本。在經(jīng)過(guò)多方面的考慮之后,本人決定采取方案(二)的型芯結(jié)構(gòu)方式。2.4合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)定?;蛏舷履:夏r(shí),正確定位和導(dǎo)向的兩件。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式,通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向定位。2.4.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用1、定位作用 模具閉合后,保證動(dòng)定?;蛏舷履N恢谜_,保證形腔的形狀和尺寸精確;導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具裝配過(guò)程中也起了定位作用,便于裝配和調(diào)整。2、導(dǎo)向作用 合模時(shí),首先時(shí)導(dǎo)向零件接觸,引導(dǎo)動(dòng)定?;蛏舷履?zhǔn)確閉合,避免型芯先進(jìn)入形腔造成成型零件損壞。3、承受一定的側(cè)向壓力 塑料熔體在充型過(guò)程中可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力,或者由于成型設(shè)備精度低的影響,使導(dǎo)柱承受了一定的側(cè)向壓力,以保證模具的正常工作。若側(cè)壓力很大時(shí),不能單靠導(dǎo)柱來(lái)承擔(dān)。需要增設(shè)錐面定位機(jī)構(gòu)。4、保持運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)作用。2.4.2導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。1導(dǎo)柱導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式 導(dǎo)柱的典型結(jié)構(gòu)如圖241所示。圖241 a為帶頭導(dǎo)柱,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,加工方便,用于簡(jiǎn)單模具。小批量生產(chǎn)一般不需要導(dǎo)套,而是導(dǎo)柱直接與模板中的導(dǎo)向孔配合。生產(chǎn)批量大時(shí),也可在模板中設(shè)置導(dǎo)套,只需更換導(dǎo)套即可;圖241 b和圖241 c是有肩導(dǎo)柱的兩種形式,其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,用于精度要求高、生產(chǎn)批量大的模具,導(dǎo)柱與導(dǎo)套相配合,導(dǎo)套固定孔直徑與導(dǎo)柱固定孔直徑相等,兩孔同時(shí)加工,確保同軸度的要求。其中圖241c所示導(dǎo)柱用于固定板太薄的場(chǎng)合,在固定板下面再加墊板固定,這種結(jié)構(gòu)不太常用。導(dǎo)柱的導(dǎo)滑部分根據(jù)需要可加工出油槽,以便潤(rùn)滑和集塵,提高使用壽命。a b c 241在分析了以上三種導(dǎo)柱的特點(diǎn)后,因?yàn)楸舅芗纳a(chǎn)批量比較大,而且塑件的精度要求也比較高,所以決定采用帶頭導(dǎo)柱與導(dǎo)套配合的導(dǎo)向機(jī)構(gòu),故導(dǎo)柱采用圖241 b的形式。2.導(dǎo)套導(dǎo)套的典型結(jié)構(gòu)如圖所示。圖242 a為直導(dǎo)套(型導(dǎo)套),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,加工方便,用于簡(jiǎn)單模具或?qū)缀竺鏇](méi)有墊板的場(chǎng)合;圖242 b和圖242 c為帶頭導(dǎo)套(型導(dǎo)套),結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,用于精度較高的場(chǎng)合,導(dǎo)套的固定孔便于與固定孔同時(shí)加工,其中圖242 c用于兩塊板固定的場(chǎng)合。在本模具設(shè)計(jì)中,塑件對(duì)模具的精度要求比較高,所以我采用圖242 b(型導(dǎo)套)。 a) b) c) 圖 2422.5推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)塑件在從模具上取下以前,還有一個(gè)從模具的成型零件上脫落的過(guò)程,使塑料件從成型零件上脫落的機(jī)構(gòu)為推出機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作是通過(guò)裝在注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)上的頂桿或者液壓缸來(lái)完成的。推出機(jī)構(gòu)可按其推出動(dòng)作的動(dòng)力來(lái)源分為手動(dòng)推出機(jī)構(gòu)、機(jī)動(dòng)推出機(jī)構(gòu)、液壓和氣壓推出機(jī)構(gòu)。手動(dòng)推出機(jī)構(gòu)是模具開(kāi)模后,由人工操縱的推出機(jī)構(gòu)推出塑件,一般多用于塑件滯留在定模一側(cè)的情況;機(jī)動(dòng)推出機(jī)構(gòu)利用注射機(jī)的開(kāi)模動(dòng)作驅(qū)動(dòng)模具上的推出機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)塑件的自動(dòng)脫模;液壓和氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu)是依靠設(shè)置在注射機(jī)上的專(zhuān)用液壓和氣動(dòng)裝置,將塑件推出或者從模具中吹出。推動(dòng)機(jī)構(gòu)還可以根據(jù)推出零件的類(lèi)別分類(lèi),可分為推桿推出機(jī)構(gòu)、推管推出機(jī)構(gòu)、凹模或成型推桿(塊)推出機(jī)構(gòu)、多元綜合推出機(jī)構(gòu)等。另外還可以根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)特征來(lái)分類(lèi),如:簡(jiǎn)單推出機(jī)構(gòu)、動(dòng)定模雙向推出機(jī)構(gòu)、順序推出機(jī)構(gòu)、二級(jí)推出機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)凝料的脫模機(jī)構(gòu);帶螺紋塑件的脫模機(jī)構(gòu)等等。推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則:(1)推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)。(2)保證塑件不因推出而變形損壞。(3)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單動(dòng)作可靠。(4)良好的塑件外觀。(5)合模時(shí)的正確復(fù)位。2.5.1推桿推出機(jī)構(gòu)由于設(shè)置推桿位置的自由度較大,因而推桿推出機(jī)構(gòu)時(shí)最常見(jiàn)的推出機(jī)構(gòu),常被用來(lái)推出各種塑件。推桿的截面形狀根據(jù)塑件的推出情況而定,可設(shè)計(jì)成圓形、矩形等等。其中圓形最為常用,因?yàn)槭褂脠A形推桿的地方,較容易達(dá)到推桿合模板或型芯上推桿孔的配合精度,另外圓形推桿還具有減少運(yùn)動(dòng)阻力、防止卡死現(xiàn)象等優(yōu)點(diǎn),損壞后還便于更換。合理地布置推桿的位置時(shí)推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要工作之一,推桿的位置分布得合理,塑件就不致于變形或被頂壞。推桿應(yīng)設(shè)在脫模阻力大的地方;推桿應(yīng)均勻布置;推桿應(yīng)設(shè)在塑件強(qiáng)度剛度較大處;推桿的直徑;推桿的形狀及固定形式。2.5.2推件板推出機(jī)構(gòu)推件板推出機(jī)構(gòu)是由一塊于凸模按一定配合精度相配合的模板,在塑件的整個(gè)周邊端面上進(jìn)行推出,因此,作用面積大。推出力大而均勻,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),并且塑件上無(wú)推出痕跡。但如果型芯合推件板的配合不好,則在塑件上會(huì)出現(xiàn)毛刺,而且塑件有可能會(huì)滯留在推件板上。方案(一):采用推桿推出,如圖2.5.1所示,利用塑件的兩個(gè)凸臺(tái)安置推桿,還有頂部可安置一根。圖251方案(二):采用推板推出,如圖2.5.2所示,用推板將塑件推出。經(jīng)過(guò)對(duì)塑件的分析,因?yàn)樗芗诤駷?,所以本人采用方案(二)推板推出塑件。圖252 2.5.3推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為了保證推出機(jī)構(gòu)在工作過(guò)程中靈活、平穩(wěn),每次合模后,推出元件能回到原來(lái)的位置,通常還需要設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位裝置。1.導(dǎo)向零件推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向零件,通常由推板導(dǎo)柱與推板導(dǎo)套組成,簡(jiǎn)單的小模具也可由推板導(dǎo)柱直接與推板上的導(dǎo)向孔組成。導(dǎo)向零件使各推出元件得以保持一定的配合間隙,從而保證推出和復(fù)位動(dòng)作順利進(jìn)行。有的導(dǎo)向零件在導(dǎo)向的同時(shí)還起支承作用。推板導(dǎo)柱與推板導(dǎo)套相配合的,推板導(dǎo)柱除了起導(dǎo)向作用外,還支承著動(dòng)模支承板,從而改善了支承板的受力狀況,大大提高了支承板的剛性,推板導(dǎo)柱固定在支承板上的結(jié)構(gòu),則推板導(dǎo)柱直接與模板上的導(dǎo)線孔相配合,推板導(dǎo)柱也不起支承作用,這種相似用于生產(chǎn)較小批量素件的小型模具。當(dāng)模具較大時(shí)。推板導(dǎo)柱的數(shù)量根據(jù)模具的大小而定,至少要設(shè)置兩根,大型模具需要四根。圖253在分析了幾種形式的推板導(dǎo)向機(jī)構(gòu)后,本人決定采用圖 15a形式的推板導(dǎo)向機(jī)構(gòu),不過(guò)其具體結(jié)構(gòu)有一點(diǎn)改變,其設(shè)計(jì)如圖253所示。2.復(fù)位桿復(fù)位為了使推出元件合模后能回到原來(lái)的位置,推桿固定板上同時(shí)裝由復(fù)位桿,如圖所示。常用的復(fù)位桿均采用原形截面, 一般每副模具設(shè)置四復(fù)位桿,其位置近來(lái)能夠設(shè)在固定板的四周,以便推出機(jī)構(gòu)合模時(shí)復(fù)位平穩(wěn),復(fù)位桿端面與所在動(dòng)模分型面平齊。3.彈簧復(fù)位彈簧復(fù)位時(shí)利用彈簧的彈力使推出機(jī)構(gòu)復(fù)位。彈簧復(fù)位與復(fù)位桿復(fù)位的主要區(qū)別是:用彈簧復(fù)位時(shí),推出機(jī)構(gòu)的復(fù)位先于合模動(dòng)作完成,所以,通常為了便于活動(dòng)鑲件的安放而采用彈簧先復(fù)位機(jī)構(gòu)。在本模具設(shè)計(jì)中,沒(méi)有活動(dòng)鑲件,所以使用復(fù)位桿復(fù)位已經(jīng)滿足設(shè)計(jì)要求,而且復(fù)位桿復(fù)位將會(huì)使得模具加工方便,所以在設(shè)計(jì)中我采用復(fù)位桿復(fù)位。2.6側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在第一節(jié)第二部分的分型面設(shè)計(jì)的方案(一)里,需要對(duì)圓蓋內(nèi)孔設(shè)計(jì)側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu),抽芯機(jī)構(gòu)與側(cè)向分型按其動(dòng)力來(lái)源可分為手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、氣動(dòng)或液壓三大類(lèi)。2.6.1手動(dòng)側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)手動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是利用人力將模具側(cè)向分型或把側(cè)向型芯從成型塑件中抽出。這一類(lèi)機(jī)構(gòu)操作不方便、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)率低,但模具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工制造成本低,因此常用于產(chǎn)品的試制、小批量生產(chǎn)或無(wú)法采用其他側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的場(chǎng)合。手動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的形式很多,可根據(jù)不同塑料制件設(shè)計(jì)不同形式的手動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。手動(dòng)側(cè)向分型與抽芯可分為兩類(lèi),一類(lèi)是模內(nèi)手動(dòng)分型抽芯,另一類(lèi)是模外手動(dòng)抽芯,而模外手動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu)實(shí)質(zhì)上是帶有活動(dòng)鑲件的模具結(jié)構(gòu)。2.6.2氣動(dòng)或液壓側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)液壓或氣動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是以液壓力或壓縮空氣作為動(dòng)力進(jìn)行側(cè)向分型與抽芯,同樣亦靠液壓力或壓縮空氣使側(cè)向成型零件復(fù)位。液壓或氣動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)多用于抽拔力大、抽芯距比較長(zhǎng)的場(chǎng)合,例如大型管子塑件的抽芯等。這類(lèi)分型與抽芯機(jī)構(gòu)是靠液壓缸或汽缸的活塞來(lái)回運(yùn)動(dòng)進(jìn)行的,抽芯的動(dòng)作比較平穩(wěn),特別是有些注射機(jī)本身就帶有抽芯液壓缸,所以采用液壓側(cè)向分型與抽芯更為方便,但缺點(diǎn)是液壓或氣動(dòng)裝置成本較高。2.6.3機(jī)動(dòng)側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)機(jī)動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是利用注射機(jī)開(kāi)模力作為動(dòng)力,通過(guò)有關(guān)傳動(dòng)零件(如斜導(dǎo)柱)使力作用于側(cè)向成型零件而將模具側(cè)向分型或把側(cè)向型芯從塑料制件中抽出,合模時(shí)又靠它使側(cè)向成型零件復(fù)位。這類(lèi)機(jī)構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,但分型與抽芯無(wú)需手工操作,生產(chǎn)率高,在生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛。根據(jù)傳動(dòng)零件的不同,這類(lèi)機(jī)構(gòu)可分為斜導(dǎo)柱、彎銷(xiāo)、斜導(dǎo)槽、斜滑塊和齒輪齒條等許多不同類(lèi)型的側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。本題中對(duì)圓蓋內(nèi)孔中部凸起結(jié)構(gòu)的抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)擬定了幾個(gè)抽芯方案:(1)開(kāi)模后手工抽芯;(2)用彈簧實(shí)現(xiàn)抽芯和斜面壓回復(fù)位;(3)液壓抽芯;(4)斜導(dǎo)柱機(jī)構(gòu)抽芯。由于抽芯距離比較短。而且塑件是大批量生產(chǎn)的,所以最好能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。因此,在這個(gè)設(shè)計(jì)中,如果采用手動(dòng)的抽芯方式就會(huì)使生產(chǎn)率大大降低,并且會(huì)加大工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,浪費(fèi)了人力資源;而如果采用氣動(dòng)或液壓的抽芯方式則顯得太不現(xiàn)實(shí),因?yàn)檫@個(gè)塑件的抽芯距不大;所以本人也不太贊成采用這種抽芯方式,很明顯用機(jī)動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu)是最合理的選擇。因此,采用彈簧側(cè)抽芯或者斜導(dǎo)柱抽芯。用彈簧進(jìn)行側(cè)抽芯也是可以的,但因?yàn)樾颓皇艿膲毫Ρ容^大,若采用彈簧側(cè)抽芯的話,可能會(huì)因?yàn)閺椈僧a(chǎn)生的壓力不夠而產(chǎn)生溢料。因此不推薦使用這種抽芯形式。而用斜導(dǎo)柱進(jìn)行側(cè)抽芯的話,就沒(méi)有這種問(wèn)題存在,因?yàn)樾睂?dǎo)柱產(chǎn)生的側(cè)壓力很大,所以在此本人采用斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯的抽芯形式。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖261所示:對(duì)于內(nèi)抽芯,其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式有彈簧內(nèi)抽芯、斜滑塊內(nèi)抽芯,開(kāi)模后手工抽芯。 由圖262可見(jiàn)掛鉤的尺寸比較小,長(zhǎng)只有25。需要抽芯部分也只有3深。圖 261因?yàn)槭谴笈可a(chǎn)的,所以不采用開(kāi)模后手工抽芯。而采用彈簧內(nèi)抽芯,因?yàn)樾托颈容^小,不好設(shè)計(jì),況且如果彈簧的強(qiáng)度不夠的話會(huì)產(chǎn)生溢料、變形,不能保證尺寸精度,所以本人在此不采用彈簧內(nèi)抽芯。采用斜滑塊內(nèi)抽芯,其既可以滿足了設(shè)計(jì)要求,也可以作為推桿把塑件頂出。在此本人擬定了兩個(gè)方案,其分別如圖263、圖264所示。經(jīng)過(guò)考慮和比較,兩個(gè)方案各有各的優(yōu)點(diǎn),在此,本人采取圖263 的方案。圖262圖263 圖2642.7溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)注射模的溫度對(duì)塑料熔體的充模流動(dòng)、固化定型、生產(chǎn)效率及塑件的形狀和尺寸精度都有重要的影響。注射模具設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的,就是要通過(guò)控制模具溫度,使注射成型具有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)率。2.7.1模具溫度調(diào)節(jié)的重要性1.溫度及其調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)塑件質(zhì)量的影響無(wú)論何種塑料進(jìn)行注射成型,均有一個(gè)比較適宜的模具溫度范圍,在此溫度范圍內(nèi)塑料熔體的流動(dòng)性好,容易充滿型腔,塑件脫模后收縮和翹曲變形小,形狀與尺寸穩(wěn)定,力學(xué)性能以及表面質(zhì)量也比較高。為了使模溫能控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi),必須設(shè)計(jì)模具溫度的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。模具溫度的調(diào)節(jié)是指對(duì)模具進(jìn)行冷卻或加熱,必要時(shí)兩者兼有,從而達(dá)到控制模溫的目的。對(duì)模具進(jìn)行冷卻還是加熱,與塑料品種、塑件的形狀與尺寸、生產(chǎn)效率及成型工藝對(duì)模具溫度的要求有關(guān)。對(duì)于粘度低、流動(dòng)性好的塑料(例如聚乙烯、聚丙烯,聚苯乙烯,聚酰胺等),因?yàn)槌尚凸に囈笠竽囟疾惶?,所以常用常溫水?duì)模具進(jìn)行冷卻,有時(shí)為了進(jìn)一步縮短在模內(nèi)的冷卻時(shí)間,也可用冷水控制模溫。對(duì)于粘度高、流動(dòng)性差的的塑料(例如聚碳酸脂,聚砜、聚甲醛,聚苯醚和氟塑料等),為了提高充型性能,成型工藝要求有較高的模溫,因此經(jīng)常需要對(duì)模具加熱。對(duì)于粘流溫度或熔點(diǎn)較低的塑料,一般需用常溫或冷水對(duì)模具進(jìn)行冷卻;而對(duì)于高粘流溫度或高熔點(diǎn)的塑料,可用溫水控制模溫。對(duì)于熱固性塑料,模溫要求在150200,必須對(duì)模具加熱。流程長(zhǎng)、壁厚較大的塑件,或者粘流溫度或熔點(diǎn)雖不高,但成型面積很大時(shí),為了保證塑料熔體在充模過(guò)程中不至溫降太大而影響蟲(chóng)型,可對(duì)模具采取適當(dāng)?shù)募叶胧?duì)于大型模具,為了保證生產(chǎn)之前用較短的時(shí)間達(dá)到工藝所要求的模溫,可設(shè)置加熱裝置對(duì)模具進(jìn)行預(yù)熱。對(duì)于小型薄壁塑件,且成型工藝要求模溫不太高時(shí)??梢圆辉O(shè)置冷卻裝置依靠自然冷卻。設(shè)置溫度調(diào)節(jié)裝置后,有時(shí)會(huì)給注射帶來(lái)一些問(wèn)題,例如,采用冷水調(diào)節(jié)模具時(shí),大氣中水分易凝聚在模型表壁,影響塑件表面質(zhì)量。而采用加熱措施后,模內(nèi)一些間隙配合的零件可能由于膨脹而使間隙減小或消失,從而造成卡死或無(wú)法工作,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予以注意。2.模具溫度與生產(chǎn)效率的關(guān)系模具溫度與生產(chǎn)效率的關(guān)系主要是由冷卻時(shí)間來(lái)體現(xiàn)的,塑件在模內(nèi)停留冷卻的時(shí)間與其傳遞給模具的熱量有如下關(guān)系:Q=h1A1t2式中 Q塑料傳給模具的熱量(J);h1塑料對(duì)模型材料的傳熱系數(shù)(W/(m2.K);A1模腔的表面積;模腔內(nèi)塑料與模腔表壁的溫度差(0C);t2塑件在模內(nèi)停留冷卻的時(shí)間(s)。 如果塑料的品種、模具設(shè)計(jì)和成型工藝已定,那么h1, 圖271A1及Q也就基本確定。則有:t2上式說(shuō)明,塑料在模具內(nèi)停留冷卻的時(shí)間t2與溫差成反比關(guān)系,若要縮短塑件在模內(nèi)的停留冷卻時(shí)間以提高生產(chǎn)率,就必須在工藝條件允許的情況下盡量增大塑料與模腔的溫差。但是,如果模具沒(méi)有溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng),模內(nèi)的熱量就會(huì)伴隨著注射次數(shù)的增加而逐漸積累,使模溫升高,導(dǎo)致減小,從而生產(chǎn)效率隨著塑件在模具內(nèi)停留時(shí)間和成型周期的延長(zhǎng)而下降,因此,模具內(nèi)設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)是非常必要的。2.冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則與冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)(1)冷卻水道應(yīng)盡量多、截面尺寸應(yīng)盡量大;(2)冷卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量相等;(3)澆口處加強(qiáng)冷卻;(4)冷卻水道出、入口溫差盡量??;(5)冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置;(6)合理確定冷卻水接頭位置。此外,冷卻水道的設(shè)計(jì)還必須盡量避免接近塑件的熔接部位,以免產(chǎn)生熔接痕,降低塑件強(qiáng)度;冷卻水道要易于加工清理,一般水道孔徑為10左右(不小于8);冷卻水道的設(shè)計(jì)要防止冷卻水的泄漏,凡是易漏的部位要加密封圈等等。根據(jù)這些原則,和針對(duì)本塑件的特點(diǎn)和要求,本人設(shè)計(jì)了型腔冷卻水道和的型芯冷卻水道。型芯的進(jìn)水由孔A進(jìn)孔B出。第3章工作尺寸的計(jì)算和注射機(jī)的校核3.1 模架各零件的計(jì)算和選取3.1.1腔板尺寸的計(jì)算在確定型腔壁厚和底板厚度時(shí),應(yīng)分別從強(qiáng)度和剛度兩方面來(lái)計(jì)算,相互校核后取其大值。在型腔的機(jī)構(gòu)方式里已經(jīng)采取整體式型腔,所以型腔板的壁厚和底板厚按整體式圓形型腔來(lái)計(jì)算。根據(jù)塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì),型腔的側(cè)壁厚和底板厚計(jì)算如下:1.側(cè)壁厚度的計(jì)算整體式圓形型腔的側(cè)壁可以看作是封閉的厚壁圓筒,側(cè)壁在塑料熔體壓力作用下變形,由于側(cè)壁變形受到底板的約束,在一定高度h2范圍內(nèi),其內(nèi)半徑增大量較小,愈接近底板約束愈大,側(cè)壁增大量愈小,可以近似地認(rèn)為底板處側(cè)壁內(nèi)半徑為零。當(dāng)側(cè)壁高到一定界限(h2)以上時(shí), 側(cè)壁就不再受底板約束的影響, 圖 3.1.1 其半徑增大量與組合式型腔相同,故高于h2的整體式圓形型腔可按組合式圓形型腔作剛度和強(qiáng)度計(jì)算。整體式圓形型腔內(nèi)半徑增大受底板約束的高度h2,由式(5-51)有:h2=R型腔外半徑();r型腔內(nèi)半徑();h2受約束高度()。根據(jù)塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)中表5-19列舉的圓形型腔壁厚的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),和塑件的直徑為83,故取型腔壁厚為R-r=65mm,則有:h2=69.092.型腔的底板厚度型腔的底板厚度按照整體式來(lái)計(jì)算,按剛度條件,根據(jù)式(5-55)底板厚度為:h剛=17.93mm按強(qiáng)度條件,根據(jù)式(5-56)底板厚度為:h強(qiáng)=r=20.08mm因?yàn)閔強(qiáng)h剛,所以按強(qiáng)度條件計(jì)算的結(jié)果來(lái)確定底板的厚度,取底板厚度為h底=25mm。因?yàn)樾托倪€要與型腔咬合,故選取型腔底板厚為30mm。3型腔板的最小尺寸計(jì)算型腔板高度:h凹=h塑+h底=30+37=67mm型腔板長(zhǎng): L=83+602=203mm型腔板寬: L=83+602=203mm因此,初步確定型腔板的尺寸為:20320367。3.1.2型芯固定板尺寸的計(jì)算根據(jù)塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)中型芯板厚度的選取,則有:h=h塑式中 h型芯板的厚度();h塑塑件的高度();h塑=37。則有h=h塑=37=12.33mm圓整后初步選取型芯固定板厚度為:h=12mm。3.1.3模架各板尺寸的選取與校核根據(jù)型腔板的外形尺寸和型心固定板的厚度,參照中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典數(shù)據(jù)庫(kù)表13.3-11注射模中小型模架組合尺寸,選取355L中派生型A2型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)模架尺寸。其圖和尺寸數(shù)據(jù)如圖3.1.2所示。圖3.1.21、模架各板尺寸的選取參照模具設(shè)計(jì)大典數(shù)據(jù)庫(kù)中表3.3.11注射模中、型模架組合尺寸,和型腔型芯板厚的尺寸;本人設(shè)計(jì)模架各板的尺寸如下:定模板45041512推桿固定板45022520型腔板45035567推件板45022525型芯固定板45035512模腳450100120型芯支承板45035550表3.2 注射機(jī)的校核選取的注射機(jī)型號(hào)為XSZY500,其主要參數(shù)在第一章第四節(jié)里有。3.2.1校核鎖模力:模具所需的最大鎖模力應(yīng)該小于或等于注射機(jī)的額定鎖模力,其關(guān)系按下模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)中式2-56校核P腔FP鎖式中 P腔模具型腔壓力,取30MPa;P鎖注射機(jī)額定鎖模力(N); F塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積(cm2);則有: P腔F =303.14752=529.875kNP鎖=3500kN所以鎖模力符合要求。3.2.2校核注射壓力塑件成形所需的注射壓力應(yīng)小于或等于注射機(jī)的額定注射壓力,其關(guān)系按模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)中式2-57校核P成P注式中 P成塑件成形所需的注射壓力(MPa),根據(jù)模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)中表2-36,和塑件材料為改性PS可查得P成大于60小于100。 P注所選注射機(jī)的額定注射壓力(MPa)。P注=104;則有:P成P注=104所以注射機(jī)的注射壓力符合塑件的注射壓力。3.2.3校核模具的閉合厚度模具閉合時(shí)的厚度應(yīng)在注射機(jī)動(dòng)、定模板的最大閉合高度和最小閉合高度之間,其關(guān)系按模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)中式2-58校核H最小H模H最大式中 H最小注射機(jī)所允許的最小模具厚度,此型號(hào)為300mm; H最大注射機(jī)所允許的最大模具厚度,此型號(hào)為450mm; H模模具閉合高度;H模=376mm。因?yàn)?00376450,則有H最小H模H最大。所以模具閉合高度符合所選注射機(jī)的模具厚度。3.2.4校核最大開(kāi)模行程塑件所需的開(kāi)模距應(yīng)小于注射機(jī)的最大開(kāi)模行程。因?yàn)樗捎玫臐部谛问绞菨摲鼭部?,所以可以采用點(diǎn)澆口的公式校核,其關(guān)系按模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)中式2-56校核H1+H2+a+510mmS式中 H1脫模距離(推出距離)(mm);H1=30mm; H2塑件高度(mm);H2=37mm; a點(diǎn)澆口取出距離(mm);a=40mm;S注射機(jī)模板行程。則有30+37+40+510=112127S=700所以塑件的開(kāi)模距符合注射機(jī)的最大開(kāi)模行程。經(jīng)過(guò)校核,所選擇的注射機(jī)符合要求。3.3 型腔、型心尺寸的計(jì)算根據(jù)塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)中式5-16,塑料的平均收縮率計(jì)算如下:S=式中 S塑料的平均收縮率; Smax塑料的最大收縮率;Smin塑料的最小收縮率。根據(jù)塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)附錄B常用塑料的收縮率,改性PS為0.3%0.8%,取SMAX=0.8%,SMIN =0.3%,則有:S=0.55%3.3.1型腔尺寸的計(jì)算1.型腔的大、小端徑向尺寸根據(jù)塑料注射模具設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例中的公式5-15有:D=式中 D型腔的最小基本尺寸;D0塑件的最大基本尺寸; S塑料的平均收縮率;塑件的公差;根據(jù)塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)中表3-8選??; 模具制造公差,精度要求不高的塑件按()選取。根據(jù)塑件零件圖有:D0=83, =80,高H0=37,=34.則有型腔直徑為:D=83(1+0.55%)-0.31=2.型腔深度尺寸計(jì)算根據(jù)塑料注射模具設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例中式5-16有:H=H0(1+S)-式中 H型腔深度的最小基本尺寸;H0塑件的最大基本尺寸。則有型腔最大深度尺寸為:H=H0(1+S)-=37(1+0.55%)-=最小深度直徑為=(1+S)-=34(1+0.55%)-=3.3.2型芯尺寸的計(jì)算1.型心端徑尺寸計(jì)算:根據(jù)塑料注射模具設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例中式5-17有:d=d0(1+S)+式中 d型心的最大基本尺寸; d0塑件的最小基本尺寸;d0=80 其余符號(hào)與公式5-15相同。則有型芯直徑為:d=(1+S)+=80(1+0.55%)+=2.型心的高度尺寸計(jì)算根據(jù)塑料注射模具設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例中式5-18有:h=(1+S)+式中 h型心高度的最大尺寸; h0塑件內(nèi)形深度的最小尺寸。其余符號(hào)與公式5-15相同。則有:h=(1+S)+=32.5(1+0.55%)+20.22/3=3.4 斜導(dǎo)柱和其它零件的尺寸計(jì)算3.4.1斜導(dǎo)柱的計(jì)算與確定1.抽心力的計(jì)算參照塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì),對(duì)于側(cè)型芯的抽心力,采用式5-59進(jìn)行估算:式中 FC抽心力(N); c側(cè)型心成型部分的截面平均周長(zhǎng)(m); h側(cè)型心成型部分的高度(m);p塑件對(duì)側(cè)型心的收縮應(yīng)力(包緊力),其值與塑件的幾何形狀及塑料的品種、成型工藝有關(guān),一般情況下模內(nèi)冷卻的塑件,p=(0.81.2)107Pa,模外冷卻的塑件,p=(2.43.9)107Pa;塑料在熱狀態(tài)時(shí)對(duì)鋼的摩擦系數(shù),一般=0.150.20; 側(cè)型心的脫模斜度或傾斜角(0)。根據(jù)塑件,取c=3.1410=31.4mm,h=5mm,p=1.2107Pa, =2.50。則有=31.451.2(0.20cos2.5-sin2.5)=294.26N2.斜導(dǎo)柱傾斜角確定參照塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)中式5-60、5-61,斜導(dǎo)柱工作長(zhǎng)度與抽心距、傾斜角開(kāi)模距的關(guān)系如下:L=s/sin 5-60H=sctg 5-61式中 L斜導(dǎo)柱的工作長(zhǎng)度;s抽心距;s=7mm;斜導(dǎo)柱的傾斜角;250,常用120220,取=200。H與抽心距s對(duì)應(yīng)的開(kāi)模距。則有L=s/sin=7/sin=20.47mmH=sctg=7ctg=19.23mm3.彎曲力與開(kāi)模力的計(jì)算根據(jù)塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)中式5-62和5-63有FW =FK = Ft tg式中 FW側(cè)抽心時(shí)斜導(dǎo)柱所受的彎曲力; Ft側(cè)抽心時(shí)的脫模力,其大小等于抽心力FC; FK側(cè)抽心時(shí)所需的開(kāi)模力。則有=313.14N=tg=294.26tg=107.11N4.斜導(dǎo)柱的直徑計(jì)算根據(jù)塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)中式5-74有d=式中 HW側(cè)型心滑塊受的脫模力作用線與斜導(dǎo)柱中心線的交點(diǎn)到斜導(dǎo)柱固定板的距離,HW =H+M;式中M為開(kāi)模瞬間斜導(dǎo)柱空程距,M=1.17mm,根據(jù)模具設(shè)計(jì),H=33mm;式中為斜導(dǎo)柱與側(cè)型心斜孔的間隙;W斜導(dǎo)柱所用材料的許用彎曲應(yīng)力;對(duì)碳素鋼取W=137.2MPa;則有=H+M=33+1.17=34.17mm所以有d=13.07mm參照模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)表2-121斜銷(xiāo)推薦尺寸表,確定斜導(dǎo)柱直徑為d=16mm,所選取的斜導(dǎo)柱為:斜導(dǎo)柱16180。3.4.2其它零件的計(jì)算1.澆口套的參數(shù)確定根據(jù)模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)表2-48有d=d0+0.51R=R1+12=2式中 d0噴嘴直徑,見(jiàn)熱塑性塑料注射機(jī)技術(shù)規(guī)格;參照模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)表2-40中的XSZY500有, d0=7.5;R噴嘴球半徑,見(jiàn)熱塑性塑料注射機(jī)技術(shù)規(guī)格;參照模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)表2-40中的XSZY500有,R=18。則有:d=d0+0.51=7.5+0.51=88.5R=R1+12=18+12=1920根據(jù)所計(jì)算得的尺寸,參照模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)表2-118中注射模澆口套推薦尺寸表選取的澆口套參數(shù)如下:材 料T10A熱處理HRC5055d(k6)d2(f8)d3hRd1L基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差25+0.015+0.00235.5-0.025-0.064455208.531.5100L402.定位圈的參數(shù)確定因?yàn)樗x注射機(jī)的定位孔直徑為 ,所以參照模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)表2-138中注射模定位圈推薦尺寸表選取的定位圈的外直徑為 。其主要參數(shù)如下:材料45鋼Ddd1d2d3hcH基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差150-0.20-0.4035.5+0.039080913.58.52123.導(dǎo)柱、導(dǎo)套的確定由圖3.1.2可見(jiàn)導(dǎo)柱的基本直徑為32,根據(jù)第二章第四節(jié)合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中選取的導(dǎo)柱形式為圖241 b的形式,根據(jù)模具設(shè)計(jì)大典數(shù)據(jù)庫(kù)中表13.2-6選導(dǎo)柱的肩長(zhǎng)為40,因?yàn)樾颓坏母叨葹?25,所以選取的導(dǎo)柱為:導(dǎo)柱3217050。由圖3.1.3可見(jiàn)導(dǎo)套的基本直徑為32,根據(jù)第二章第四節(jié)合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中選取的導(dǎo)套形式為圖242 b(型導(dǎo)套)。因?yàn)槎0搴托托竟潭ò宓暮穸葹?0,所以根據(jù)模具設(shè)計(jì)大典數(shù)據(jù)庫(kù)中表13.2-7選導(dǎo)套的尺寸為:導(dǎo)套3264。小結(jié)經(jīng)過(guò)自己的努力奮斗,我終于完成了大學(xué)期間的最后一次作業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)。為了能把這次設(shè)計(jì)做得更好些,在進(jìn)行設(shè)計(jì)前我翻讀了大量的書(shū)籍,并上網(wǎng)查找了許多相關(guān)的資料。實(shí)習(xí)時(shí)候?qū)W到的知識(shí)在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中起到了巨大的作用,比如說(shuō)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和模具各零件的加工等,特別是零件圖的繪制,要結(jié)合實(shí)際的加工工藝。我個(gè)人覺(jué)得這次畢業(yè)設(shè)計(jì)比我以前做的任何一次設(shè)計(jì)的強(qiáng)度和難度都大,因?yàn)樵谶@次設(shè)計(jì)中我遇到以不少的問(wèn)題和困難,但這些問(wèn)題和困難都在指導(dǎo)老師的耐心指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下被我一一克服,并在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì),我學(xué)
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