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攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 塑料線卡模具設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 岳引健 學(xué)生學(xué)號(hào) ZJD02047 院 系 機(jī)電工程學(xué)院 年級(jí)專業(yè) 02 機(jī)制自動(dòng)化 指導(dǎo)教師 楊光春 高級(jí)工程師 二 六年六月 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 摘 要 I 摘 要 從塑料材料的性能分析 根據(jù)塑件的基本形狀和尺寸入手 合理選擇注射 的成型方法 通過(guò)對(duì)塑件工藝性的分析和對(duì)模具生產(chǎn)條件及制造水平的掌握 制定出成形工藝卡 在制定出成形工藝卡以后 開始進(jìn)行模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 其 中模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程包括 型腔的數(shù)目和位置的確定 模具的總體結(jié)構(gòu)形式 設(shè)計(jì) 動(dòng)模及定模成形零件尺寸的確定 澆注系統(tǒng)形式及尺寸的確定 脫模方 式的確定 調(diào)溫及排氣系統(tǒng)的確定 模架的選擇待以上各步湊完成以后 便開 始繪制模具的結(jié)構(gòu)草圖 根據(jù)具體尺寸校核注射模具及注射機(jī)的有關(guān)尺寸 并 對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行核定和計(jì)算 之后進(jìn)行初步的審查對(duì)所存在的問(wèn)題進(jìn)行確定和 修正 然后繪制模具總裝配圖 按裝配圖繪制成型零件及所有需要加工的零件 工作圖 同時(shí)考慮零件的加工工藝 關(guān)鍵字 成型工藝 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 試模 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 Abstract II Abstract From the plastic material performance analysis according to models a basic shape and the size obtain reasonably selects the injection to take shape the method Though to models a technological analysis and to the mold working condition and manufacture level grasping formulates the formed craft card In formulates after the formed craft card starts to carry on the mold the structural design Mold structural design process includes The cavity number and the position determination the mold overall structural style design moves the mold and decides the mold forming components size the determination pours the system and the size determination the drawing of patterns mode determination after adjusts warm and the exchaust gas completes then starts to draw up the mold the structure schematic diagram according to the specific size examination injection mold and the injection computer related size and carries on the checking and the computation to the craft parameter Carries on the determination and the revision afterward then the plan mold assembly drawing takes shape the components and all needs to process simultaneously considers the components the processing craft Key word takes shape the craft the structural design 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 目錄 目 錄 摘 要 I 1 緒 論 1 1 課題背景發(fā)展 1 2 成型工藝編制 2 2 1 塑件的工藝性分析 2 2 1 1 塑件原材料分析 2 2 1 2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度表面質(zhì)量分析 2 2 1 3 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量 3 2 1 4 型腔數(shù)目的確定 3 2 1 5 塑件注射工藝參數(shù)的確定 5 2 2 分型面的選擇 6 2 3 確定型腔的排列方式 7 2 4 普通澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 7 2 4 1 主流道的設(shè)計(jì) 8 2 4 3 冷料穴的設(shè)計(jì) 11 2 5 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 2 5 1 抽芯距的確定 12 2 5 2 抽芯力的確定 12 2 6 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 2 6 1 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 2 6 2 型芯和凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 3 模具的設(shè)計(jì)計(jì)算 17 3 1 型芯和型腔工作尺寸的計(jì)算 17 3 1 1 成形零件的工作尺寸 17 3 1 2 型腔側(cè)壁的厚度和底版厚度的計(jì)算 19 3 2 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 21 3 2 1 推出機(jī)構(gòu)的選擇 21 3 2 2 脫模力的計(jì)算 21 3 2 2 推桿穩(wěn)定性計(jì)算 23 3 2 3 斜楔塊的設(shè)計(jì) 25 3 3 復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 25 3 4 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 26 3 4 1 模具溫度對(duì)塑料制品的影響 26 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 目錄 3 4 2 模具溫度對(duì)成型周期的影響 26 3 5 模架設(shè)計(jì) 28 3 5 1 組成模架的主要零件 29 3 5 2 注射模標(biāo)準(zhǔn)模架的選用 30 3 6 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 33 3 7 試模 37 3 7 1 裝模 37 3 7 2 試模 38 參考文獻(xiàn) 41 致 謝 42 外文翻譯 43 原文 43 Injection Molding 43 The Nature of Thermodynamics 46 譯文 48 塑料注射成型 48 熱力學(xué)的性質(zhì) 50 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 緒 論 1 緒 論 模具是現(xiàn)代工業(yè)的重要工業(yè)裝備 隨著工業(yè)生產(chǎn)的飛速發(fā)展 新產(chǎn)品的不 斷涌現(xiàn) 對(duì)模具的設(shè)計(jì)與制造速度 加工質(zhì)量 提出了更高的要求 及要求以 最短的周期 最低的成本完成這一工裝準(zhǔn)備工作 以加速新產(chǎn)品投產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì) 量的更新?lián)Q代 提高經(jīng)濟(jì)效率及競(jìng)爭(zhēng)力 隨著改革開發(fā)的不斷深入 中國(guó)模具工業(yè)發(fā)展十分迅速 中國(guó)模具工業(yè)的 技術(shù)水平取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步 國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對(duì)模具工業(yè)提出了越來(lái)越多 的要求 巨大的市場(chǎng)需求推動(dòng)這中國(guó)模具工業(yè)的更快 1 課題的發(fā)展背景 隨著塑料制品在日用產(chǎn)品 工業(yè)產(chǎn)品等各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用 80 年代以來(lái) 在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國(guó)家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下 我國(guó)模具 工業(yè)發(fā)展迅速 年均增速均為 13 至 2002 年我國(guó)模具總產(chǎn)值約為 360 億元 其 中塑料模約 30 左右 在未來(lái)的模具市場(chǎng)中 塑料模在模具總量中的比例還將 逐步提高 我國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在 歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì) 有了很大發(fā)展 模具水平有了較大提高 成型工藝方面 多材質(zhì)塑料成型模 高效多色注射模 鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新方面也取得較大進(jìn)展 在制造技術(shù)方面 CAD CAM CAE 技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個(gè)新臺(tái)階 以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表 陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的 CAD CAM 系統(tǒng) 這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn) 雖花費(fèi)了大量 資金 但在我國(guó)模具行業(yè)中 實(shí)現(xiàn)了 CAD CAM 的集成 并能支持 CAE 技術(shù)對(duì)成 型過(guò)程 取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益 促進(jìn)和推動(dòng)了我國(guó)模具 CAD CAM 技術(shù)的 發(fā)展 近年來(lái) 我國(guó)自主開發(fā)的塑料模 CAD CAM 系統(tǒng)有了很大發(fā)展 開發(fā)了具 有適應(yīng)國(guó)內(nèi)模具的具體情況 能在微機(jī)上應(yīng)用且價(jià)格低等的應(yīng)用軟件 為進(jìn)一 步普及模具 CAD CAM 技術(shù)創(chuàng)造了良好條件 據(jù)有關(guān)方面預(yù)測(cè) 模具市場(chǎng)的總 體趨勢(shì)是平穩(wěn)向上的 在未來(lái)的模具市場(chǎng)中 塑料模具發(fā)展速度將高于其它模 具 在模具行業(yè)中的比例將逐步提高 隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展 對(duì)塑料模具 提出越來(lái)越高的要求是正常的 因此 精密 大型 復(fù)雜 長(zhǎng)壽命塑料模具的 發(fā)展將高于總量發(fā)展速度 同時(shí) 由于近年來(lái)進(jìn)口模具中 精密 大型 復(fù)雜 長(zhǎng)壽命模具占多數(shù) 所以 從減少進(jìn)口 提高國(guó)產(chǎn)化率角度出發(fā) 這類高檔模 具在市場(chǎng)上的份額也 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 成型工藝編制 2 逐步增大 建筑業(yè)的快速發(fā)展 使各種異型材擠出模具 PVC 塑料管材接頭模 具成為模具市場(chǎng)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn) 2 成型工藝編制 2 1 塑件的工藝性分析 2 1 1 塑件原材料分析 塑料的材料采用苯乙烯 丁二烯 丙烯腈 ABS 屬通用性熱塑性材料 其基本成形特性 1 非結(jié)晶型塑料 吸濕性強(qiáng) 要充分干燥 2 流動(dòng)性中等 3 宜采用高料溫 高模溫 較高壓力注射 4 模具澆注系統(tǒng)對(duì)料的流阻力小 應(yīng)注意選擇澆口的位置和形式 脫模 斜度取 2 以上 從使用性能看 該塑料具有剛度好 成形收縮率小 通常 0 3 0 8 比 熱容低 在料筒中塑化效率高 在模具中凝固較快 成形周期短 但吸水性較 大 成形前必須充分干燥 可在柱塞式或螺桿式臥式注射機(jī)上成形 ABS 的容 重為 3 07 13cmg 2 1 2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度表面質(zhì)量分析 1 結(jié)構(gòu)分析 從零件圖分析 該零件總體結(jié)構(gòu)為環(huán)形 在寬度方向的一側(cè) 有兩個(gè)高度為 24mm 寬為 5 2mm 并且中間有小孔的凸臺(tái) 另一側(cè)有一個(gè)半徑 為 19mm 厚度為 9mm 中間有小孔的圓形凸臺(tái)與環(huán)形主體結(jié)構(gòu)相接 因此 模 具設(shè)計(jì)時(shí)必須設(shè)置側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu) 該零件屬中等復(fù)雜程度 2 尺寸精度分析 查表得 ABS 塑料的一般精度為 4 級(jí) 對(duì)于塑件的外部 形狀尺寸按一般精度分析 對(duì)于小孔 按高精度 3 級(jí)分析 該零 100 件的重 要尺寸為 16mm 次要尺寸 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 成型工藝編制 3 09 235 100 04 155 062 77 5 38 0 104 0 50 110 0 50 有由以上分析可見 該零件的尺寸精度中等偏上 對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺 寸加工可以保證 從塑件厚來(lái)看 最大處為 0 25mm 最小處為 5 2mm 最大處壁厚呈均勻現(xiàn)狀 經(jīng)過(guò)突出部分后過(guò)渡到最小壁厚 5 2mm 總的來(lái)講塑件較均勻 有利于零件成型 3 表面質(zhì)量分析 對(duì)于 ABS 塑料 流動(dòng)性中等采用高溫高壓注射 澆注系 統(tǒng)對(duì)于料流阻力小 能夠達(dá)到中等以上表面粗糙度要求 而該零件沒(méi)有特別的 表面質(zhì)量要求 故比較容易成型 2 1 3 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量 設(shè)其塑件通孔直徑為 5mm 則 9 5 29 6 102 5 24 1 5 710 22 V 即 3307 94 9cm 塑件質(zhì)量 gv80 14 1 計(jì)算塑件質(zhì)量是為了選用注射機(jī)及型腔數(shù) 2 1 4 型腔數(shù)目的確定 影響型腔數(shù)目的重要因素有如下四個(gè) 由資料 3 P362 得 1 注射機(jī)的鎖模力 設(shè)注射機(jī)的鎖模力 F N 為 1000N 型腔內(nèi)熔體的平均壓力 Pc Mpa 一般 為 25 40M pa 低黏度取低值 高黏度取大值 對(duì)于 ABS 塑料取 30Mpa 又因 為每個(gè)塑料制品在分型面上的投影面積 Amm2為 4935mm2 A 21x235 4935mm 2 流道和澆口在分型面上的投影面 Bmm 通過(guò)多型腔統(tǒng)計(jì)分析 B 為 0 2 0 5 通常取 B 0 35A 則最大型腔的數(shù)目為 ABPFnC 1 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 成型工藝編制 4 注 實(shí)際的鎖模力應(yīng)小于名義鎖模力為保險(xiǎn)起見取 0 8F 故 AP Fnc35 1 80 4935 012 0 2 注射機(jī)的注射量 設(shè)注射機(jī)的公稱注射量為 G cm 3 單個(gè)制品的體積 V cm3 流道口的體 積為 C cm3 則最大的型腔數(shù)目為 VCGn 2 生產(chǎn)過(guò)程中每次實(shí)際注射量為公稱注射量的 0 45 0 75 倍 現(xiàn)取 0 6G 進(jìn)行計(jì)算 同樣流道口和澆道口的總體積是未知量 取 C 0 6V 故 取70 2 1397506 2 Gn 2 n 3 制品精度 根據(jù)經(jīng)驗(yàn) 在模具中每增加一個(gè)型腔 制品的尺寸精度要降低 4 該制品 中能決定制品精度的一個(gè)典型尺寸 Lz mm 該尺寸公差為 x 采用單型腔時(shí) 該制品能達(dá)到的尺寸公差為 對(duì)無(wú)定型材料 ABS 取 0 05 0 07 則 最大型腔數(shù)目為 1 02 1 3 ZzLxn 2465 zLX 由于該制品有兩個(gè)通孔具有精度要求 對(duì)于高精度制品 通常取 n3 4 4 經(jīng)濟(jì)性考慮 設(shè)計(jì)劃生產(chǎn)的制品總量為 N 模具的型腔數(shù)目為 n4 則模具的費(fèi)用為 C1為制造每一個(gè)模具所需的費(fèi)用 C 0為模具費(fèi)用中與型腔數(shù)目無(wú) 40n 關(guān)的部分 注射機(jī)每小時(shí)的生產(chǎn)費(fèi)用為 Y 元 注射周期為 t s 若忽略準(zhǔn)備時(shí) 間和試模時(shí)原料費(fèi)用 則總的成型加工費(fèi)用 元 為 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 成型工藝編制 5 1404 26 CntYNX 若使用的成形加工費(fèi)用 X 最小 即令 則解上式有 04 nd3604tYNn 從以上討論可以看到 模具的型腔數(shù)目必須取 n1 n2 n3的最小值 其中 n4 僅供參考 但綜合考慮注射機(jī)的成本較高和塑件的經(jīng)濟(jì)性 取 n 2 從計(jì)算結(jié)果 并根據(jù)塑料注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格選用 采用 XS ZY 1000 注射 機(jī) 一模兩腔生產(chǎn)塑件 2 1 5 塑件注射工藝參數(shù)的確定 參考工廠實(shí)際情況 增強(qiáng) ABS 成型的工藝參數(shù)可做如下選擇 成型溫度 150 200 注射壓力 60 100Mpa 2 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 注射原理 將塑料粉粒 通過(guò)注射機(jī)螺桿旋轉(zhuǎn)漏入一定溫度的料筒內(nèi) 在 90 100 C 的溫度下變成粘稠狀態(tài) 開動(dòng)注射活塞 則熔融狀態(tài)的塑料即以高 壓 高速通過(guò)噴嘴注入 充滿模具型腔 待保壓固化后 形成和型腔相仿的制 品零件 注射模的組成 一般由成型零件 澆注系統(tǒng) 分型和抽芯機(jī)構(gòu) 導(dǎo)向零件 推出機(jī)構(gòu) 加熱和冷卻裝置 排氣系統(tǒng)及支承與緊固零件組成 因此它的結(jié)構(gòu) 比較復(fù)雜 2 2 分型面的選擇 模具上用以取出塑件和凝料的可分離的接觸表面成為分型面 分型面的選 擇在注射模設(shè)計(jì)中有相當(dāng)重要的地位 分型面的選擇合理與否直接影響到模具 的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度及塑件的質(zhì)量 分型面選用的原則 應(yīng)有利于塑件的脫模與取出 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 成型工藝編制 6 應(yīng)有利于嵌件的安裝 應(yīng)有利于模具零件的加工 應(yīng)有利于模具結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單及便于操作 應(yīng)有利于塑件的質(zhì)量及精度要求 應(yīng)有利于保證塑件的表面質(zhì)量 應(yīng)有利于預(yù)防飛邊及溢料的產(chǎn)生 應(yīng)有利于排氣以確保質(zhì)量及成型 應(yīng)有利于制品的成型及模具的制造 由于塑件質(zhì)量比較大主體結(jié)構(gòu)都位于一個(gè)分型面上 故采用單分型面 但 塑件多出了一個(gè)凸臺(tái)部分以及一個(gè)環(huán)形部分 都有精度要求用單分型面難以保 證 綜合考慮采用雙分型面設(shè)計(jì) 2 3 確定型腔的排列方式 本塑件在注射時(shí)采用一模兩件 即模具具有兩個(gè)型腔 綜合考慮澆注系統(tǒng)模 具的結(jié)構(gòu)形式采用對(duì)稱設(shè)計(jì) 這樣設(shè)計(jì)料流長(zhǎng)度較短 可以保證孔的尺寸精度 但 是側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)較困難 增大了模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度 注射模的澆注系統(tǒng)是指熔體從注射機(jī)的噴嘴開始到型腔為止流動(dòng)的通道 其作用是 將熔體平穩(wěn)的引入型腔 使之按要求填充型腔的每一個(gè)角落 使型 腔內(nèi)的氣體順利的排除 在熔體填充型腔和凝固的過(guò)程中 能充分把壓力傳到 型腔各部位 以獲得組織致密 外形清晰 尺寸穩(wěn)定的塑料制品 可見 澆注系統(tǒng)十分重要 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)正確與否是注射成型能否順利 進(jìn)行 能否得到高質(zhì)量制品的關(guān)鍵 澆注系統(tǒng)分為普通澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩類 對(duì)于線卡制品 只需采用普通澆注系統(tǒng)就能達(dá)到精度要求 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 成型工藝編制 7 2 4 普通澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 普通澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則 深入了解塑件的工藝特性 分析澆注系統(tǒng)對(duì)塑料熔體流動(dòng)的影響 以及 在填充 保壓 補(bǔ)縮和倒流各階段中型腔內(nèi)塑料的溫度 壓力變化情況 以便 設(shè)計(jì)出適合塑料工藝特性的理想的澆注系統(tǒng) 保證塑料制品的質(zhì)量 應(yīng)根據(jù)塑料制品的結(jié)構(gòu)形狀 尺寸 壁厚和技術(shù)要求 確定澆注系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)形式 澆口的數(shù)量和位置 對(duì)此 必須注意如下問(wèn)題 熔體流動(dòng)方向應(yīng)避免沖擊細(xì)小型芯和嵌件變形和位移 當(dāng)大型塑料制品需要采用多澆口進(jìn)料時(shí) 應(yīng)考慮由于澆口收縮等原因引起 制品變形問(wèn)題 采取必要措施以防止或消除 當(dāng)對(duì)塑料制品外表面有美觀要求時(shí) 澆口不應(yīng)開設(shè)在對(duì)外觀有嚴(yán)重影響的 表面上 而應(yīng)開設(shè)在次要隱蔽處 并做到澆口的去除和休整方便 澆注系統(tǒng)應(yīng)能引導(dǎo)熔體順利而平穩(wěn)地充滿型腔的各個(gè)角落 使型腔內(nèi)的氣 體順利排除 在保證型腔良好排氣制品質(zhì)量的前提下 盡量減少熔體流程和拐彎 以減 少熔體壓力和熱量損失 保證必要的充填型腔的壓力和速度 縮短充填型腔時(shí) 間 另外 澆注系統(tǒng)的位置應(yīng)盡量與模具的軸線對(duì)稱 對(duì)于澆注系統(tǒng)中可能產(chǎn) 生的質(zhì)量問(wèn)題的部位 應(yīng)備有修正的余地 澆注系統(tǒng)在分型面的投影面積盡量小 澆注系統(tǒng)與型腔的布置應(yīng)盡量減少模具尺寸 以節(jié)約模具材料 2 4 1 主流道的設(shè)計(jì) 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 成型工藝編制 8 圖 1 主流道是從注射機(jī)噴嘴與模具接觸的部位開始到分流道為止的一段通道 主流道的形狀和尺寸 見圖 1 名 稱 符號(hào) 尺寸計(jì)算方法 主流道小端直 徑 d md85 07 5 0 1 式中 注射機(jī)噴嘴直徑 主流道錐角 取為 3 2 球面配合高度 H 按具體情況選擇 一般為 取為8 3m5 主流道球面半徑 R m201 3 1 式中 注射機(jī)噴嘴球面半徑R 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 成型工藝編制 9 主流道長(zhǎng)度 L 應(yīng)盡量縮短 一般不超過(guò) 60mm 取為 40 主流道與分流道通 過(guò)的圓角 r 按具體情況選擇 一般為 去mr3 1 為 2mm 主流道大端直徑 D tgtgLd9 240282 取 D 12mm 式中 d 主流道小端直徑 mm L 主流道的長(zhǎng)度 mm 主流道錐角 C 此外 還必須設(shè)置主流道襯套 否則在模班接觸面可能溢料 致使主流道 凝料難以取出 2 4 2 分流道的設(shè)計(jì) 分流道是指主流道與澆口 進(jìn)料口 之間的一段通道 分流道一般采用圓形或梯形截面 其作用是通過(guò)流道截面及方向的變化 使熔料能平穩(wěn)地轉(zhuǎn)換流向注入型腔 在設(shè)計(jì)時(shí) 分流道應(yīng)平衡布置 特別是對(duì)于多型腔模具 應(yīng)盡量使其布置 均衡 使熔料幾乎能同時(shí)到達(dá)每個(gè)型腔進(jìn)料口 并且 其分流道的截面積應(yīng)為 各進(jìn)料口截面積之和 各分流道的截面積和長(zhǎng)度應(yīng)與塑件相適應(yīng) 即大塑件取 大截面短流道 小塑件取小截面長(zhǎng)流道 以保證成形不同形狀和質(zhì)量的塑件諸 型腔同時(shí)充滿 由于制品尺寸較大且采用雙型腔模 故需采用分流道設(shè)計(jì) 1 分流道的截面形狀和尺寸 熱塑性塑料宜采用圓形塑料分流 查表得塑料 ABS 分流道的推薦尺寸為直 徑 根據(jù)分流道常用系列尺寸選取 d 8mm m5 9 84 2 分流道的布置 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 成型工藝編制 10 在多型腔注射摸中 要求各型腔成型的制品表面和內(nèi)部性能差異不大 這 就必須保證各型腔在成型制品時(shí)工藝條件相同 為此 分流道的布置形式應(yīng)能 達(dá)到如下要求 從主流道來(lái)的熔體能均衡到達(dá)各澆口并同時(shí)充滿各個(gè)型腔 分流道的布置 取決于型腔的布局 型腔和分流道的排列有平衡式和非平衡式為佳 這種布局 能做到各分流道的長(zhǎng)度 截面形狀和尺寸都相同 各個(gè)型腔同時(shí)均衡的進(jìn)料 同時(shí)充滿型腔 分流道尺寸確定 見圖 2 圖 2 名稱 符號(hào) 尺寸計(jì)算方法 分流道長(zhǎng)度 L按具體尺寸確定 不宜過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短 一 般為 DL 5 2 1 取m80 式中 D 主流道大端直徑 但 L 應(yīng)大于 分流道錐角 1 一般取 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 成型工藝編制 11 3 2 對(duì)于大型塑件 h可取大一點(diǎn) 1 可取小一點(diǎn)以利于增大分流道截面 使料問(wèn)下降緩慢 減少注射壓力損失 故取 21 分流道與澆口過(guò) 渡圓角 1r 取為 1 5mr 分流道大端寬度 bDb 12 12 6 取 0 D 主流道大端直徑 mm 分流道小端寬度 1b按塑件形狀選擇 取 mb62 2 4 3 冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料穴的作用是儲(chǔ)存因兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷頭及熔體流動(dòng)的前鋒冷料 以防止冷料進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量 冷料穴設(shè)計(jì)在主流道的末端 即主流道正對(duì)面的動(dòng)模上 直徑梢大于主流 道的直徑 以利于冷料的流入 2 5 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 當(dāng)塑件側(cè)面有凸 凹及側(cè)孔時(shí) 為一次成型 則模具一般應(yīng)設(shè)計(jì)有側(cè)型抽 芯機(jī)構(gòu) 抽芯機(jī)構(gòu)的動(dòng)力來(lái)源可分為手動(dòng) 機(jī)動(dòng) 氣動(dòng)或液壓三大類 這里擬 采用機(jī)動(dòng)側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu) 機(jī)動(dòng)側(cè)向分型抽芯的方法是開模時(shí)依靠注射機(jī)的開模力 通過(guò)傳動(dòng)零件 將側(cè)型芯抽出 機(jī)動(dòng)抽芯具有較大的抽芯力 抽芯距大 生產(chǎn)率高 操作簡(jiǎn)便 等優(yōu)點(diǎn) 生產(chǎn)中廣泛采用 機(jī)動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方式分為下列幾種 1 斜導(dǎo)柱分型與抽芯 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 成型工藝編制 12 2 斜滑塊分型與抽芯機(jī)構(gòu) 3 齒輪齒條機(jī)構(gòu) 4 其他形式抽芯機(jī)構(gòu) 2 5 1 抽芯距的確定 抽芯距是指?jìng)?cè)型芯從成型位置抽到不妨礙制品取出的位置時(shí) 側(cè)型芯在拔 模力方向所移動(dòng)的距離 抽芯距一般應(yīng)大于制品的側(cè)孔深度或凸臺(tái)高度的 2 3cm 制品上帶有側(cè)孔 其深度為 h 由資料 1 表 5 40 中式子計(jì)算得 此 時(shí)抽芯距為 mhS 3 2 抽 按上式計(jì)算還會(huì)妨礙制品的脫模時(shí) 需要根據(jù)制品的結(jié)構(gòu)尺寸來(lái)定 對(duì)于 滑塊合模 滑塊的抽芯距為 mrRS 5 13 2 41 3 2 22 抽 式中 R 制品最大外形半徑 單位 m r 阻礙制品推出外形最小半徑 單位 抽芯距 單位 抽S 2 5 2 抽芯力的確定 1 抽芯力的概念 塑料制品在冷凝時(shí)收縮對(duì)型芯產(chǎn)生包緊力 抽芯機(jī)構(gòu)所需的抽模力 必須 克服包緊力所引起的抽模阻力及機(jī)械滑動(dòng)的摩擦力 才能把活動(dòng)型芯抽拔出來(lái) 對(duì)于不帶通孔的殼體制品 抽拔時(shí)還需克服表面大氣壓造成的阻力 在抽拔過(guò) 程中 開始抽拔的瞬時(shí)使制品與側(cè)型芯脫離所需的抽拔力稱為起始抽芯力 以 后為了使側(cè)型芯不妨礙制品推出時(shí)的位置 所需拔模力成為相繼抽芯力 前者 比后者大 因此 計(jì)算抽芯力時(shí) 應(yīng)以起始抽芯力為準(zhǔn) 2 影響抽芯力的因素 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 成型工藝編制 13 影響抽芯力的因素很多 其中主要有以下幾個(gè)方面 1 側(cè)型芯成形部分的表面積及其幾何形狀 型芯成形表面越大 越復(fù)雜 其包緊力也越大 所需抽芯力也越大 矩形截面的型芯比圓形截面的包緊力大 所需抽芯力也越大 由曲線或折線所形成的表面 則包緊力越大 抽芯力也越 大 塑料的收縮率 2 塑料的收縮率越大 對(duì)型芯的包緊力也越大 所需抽芯力也越大 同樣收縮率的情況下 硬質(zhì)塑料比軟質(zhì)塑料所需的抽芯力大 3 制品的厚度 包容面積相同 形狀相似的制品 薄壁制品的收縮率小 抽芯力也小 反之 厚薄壁制品抽芯力大 4 塑料對(duì)型芯的摩擦系數(shù) 塑料對(duì)型芯的摩擦系數(shù)與塑料特性 型芯的脫 模斜度 型芯表面的粗糙度 潤(rùn) 滑條件及型芯表面加工紋向有關(guān) 摩擦系數(shù)越大 抽芯力也越大 5 在制品同一側(cè)面同時(shí)抽 芯的數(shù)量 在制品同一側(cè)面有兩 個(gè)以上型芯 采用抽芯機(jī)構(gòu)同時(shí) 抽芯時(shí) 由于制品孔 間距間的 收縮率越大 所以抽芯力也越大 6 成型工藝主要參數(shù) 注 射壓力 保壓時(shí)間 冷卻時(shí)間對(duì) 抽芯力影響較大 當(dāng)注射壓力小 保壓時(shí)間短時(shí) 抽芯力較小 冷 卻時(shí)間長(zhǎng) 制品收縮率基本完成 包緊力也越大 圖 3 所以抽芯力也越大 3 抽芯力的計(jì)算 由于成型小 端直徑為 20 mm 孔深為 21mm 錐度為 2 孔壁厚為 3 5mm 斜銷的安裝錐度為 20 由由圖 3 和資料 3 P403 公式計(jì)算得 導(dǎo) 柱斜 模 抽 芯 滑 塊 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 成型工藝編制 14 1 成型通孔型芯所需抽拔力 mtgtghr36 121212 rcp 8 5 0 5 02 224618 3Acpb mtrcp0 5 12 屬于厚壁制品 厚壁制品的計(jì)算系數(shù) 37 01sinco4 01sinco1 fkf 4 cs8 32cs2cs k NkhEblQfc 3721cos 04 1 02 5 4 cos 1 3 真空吸力 NAbb 5 32 0 抽拔力 bc 4 7 式中 E 塑料的拉伸彈性模量 Mpa 塑料的平均成形收縮率 塑料的泊松比 型芯的脫模斜度 E 塑料的拉伸彈性模量 Mpa h 型芯的脫模方向高度 mm 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 成型工藝編制 15 l b 矩形型芯斷面兩端的長(zhǎng)度 mm 脫模斜度的修正系數(shù) 其計(jì)算公式為fk sinco1 fkf f 制品與鋼表面的靜摩擦因素 厚壁制品的計(jì)算系數(shù) 其計(jì)算式為 k cs2s k 比例系數(shù) t r cp 型芯的平均高度 mm cpr t 制品的壁厚 3 最小開模行程 H mS231 H S ctg 23 ctg20 63mm 4 斜銷的直徑 取鋼零件之間的摩擦系數(shù) f 0 1 斜導(dǎo)柱采用 T8A 制 造 pb 140Mpa 彎曲作用力由下式得 NtgftgfQN 39502cos 1 02 1 345cos 21 2 斜導(dǎo)柱有效長(zhǎng)度為 mSinil 6704 取 Nldpb 2 1 67395 10 3134 查表取斜銷直徑為 md0 5 斜銷的長(zhǎng)度計(jì)算 mStgDllL 135 0 5 sinco24321 抽 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 成型工藝編制 16 2 6 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 6 1 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型腔又叫凹模 它是成型塑料制品外表面的凹狀零件 包括零件的內(nèi)腔和 實(shí)體兩部分組成 它的結(jié)構(gòu)決定于塑料制品的成型需要和加工與裝配的工藝要 求 通?？煞譃檎w式和組合式兩大類 由于塑件凸出一塊 屬于不規(guī)則的塑件 宜采用組合式型腔 將塑件分為 兩部分加工 這樣型腔該善了加工性 減少了熱處理變形 節(jié)約了模具貴重鋼 材 但結(jié)構(gòu)復(fù)雜裝配調(diào)整較困難 塑料制品表面可能留有鑲拼式痕跡 組合后 型腔牢固性較差 由于凸起部分尺寸較小 只需采用局部鑲嵌式組合 型腔即可 將多余部位鑲件單獨(dú)制成 然后嵌入模體 鑲塊擬采用焊接方式連接 2 6 2 型芯和凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一 凸模或型芯 采用整體式型芯 由于該塑件主體結(jié)構(gòu)成環(huán)形 可 采用自動(dòng)型芯 只需將型芯局部嵌入固定 然后用足夠 強(qiáng)度的螺釘進(jìn)行固定 其牢固性較好 二 小型芯 圖 4 小型芯又稱成型桿 它是指成型塑料制品上較小孔或槽的零件 對(duì)于塑件中的通孔 擬采用如圖 4 的成型方法 把它的一端固定 另一端 導(dǎo)向支撐的型芯來(lái)成型 這樣型芯的強(qiáng)度及剛度較好 從而保證孔的質(zhì)量 如 在 A 處產(chǎn)生圓形飛邊 也較易去處 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 模具的設(shè)計(jì)計(jì) 算 17 3 模具的設(shè)計(jì)計(jì)算 3 1 型芯和型腔工作尺寸的計(jì)算 查資料 4 表 6 44 得 ABS 塑料的一般精度為 4 級(jí) 按精度等級(jí)再查表得 各主要尺寸公差為 09 235 100 04 155 0 77 5 8 104 0 50 110 0 50 查查資料 4 表 6 45 得 ABS 塑料的收縮率為 Smax 0 8 Smin 0 3 故平均收縮率為 考慮到工廠模具的制造條件及現(xiàn)有的模具制造水平 5 2minax cpS 制造模具公差取為 4 z 3 1 1 成形零件的工作尺寸 根據(jù)資料 4 P309 的公式 1 凹模徑向尺 zcpsmSL 0 43 245 09 mm S 故 245 245 10 5 105 4 39 0 41 mL 245 62 25 0 mm 2 凹模的深度 對(duì)塑件尺寸 100 04 mm SH0 zXspsm 100 100 1 5 4 3 2 4 031 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 模具的設(shè)計(jì)計(jì) 算 18 100 26 26 0 mm 3 凸模 型芯 的徑向尺寸 對(duì)塑件尺寸 155mm sl 0 43 zcpsmSll 155 155 1 5 62 0 41 156 32 06 mm 4 凸模 型芯 高度 對(duì)塑件尺寸 hs 77 5 38 0 mm 0 2 zcpsmSh 77 5 77 5 1 5 38 0 1 78 18 013 5 型芯中心距 對(duì)塑件尺寸 104 0 50mm 110 0 50mm 1SC2sC 1 0 50 mm 2 0 50mm 又 z 4 0 125mm 2 zcpsSmC 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 模具的設(shè)計(jì)計(jì) 算 19 104 104 10 5 2 1mC 104 57 0 063mm 110 110 10 5 2 2m 110 61 0 063mm 3 1 2 型腔側(cè)壁的厚度和底版厚度的計(jì)算 1 下凹模鑲塊型腔側(cè)壁的厚度和底版厚度的計(jì)算 根據(jù)圖 5 和資料 1 P579 所選擇的公式 1 下凹模鑲塊型腔側(cè)壁的厚度計(jì)算 下凹模鑲塊型腔為組合式圓形凹模 根據(jù)組合式圓形凹模側(cè)壁的計(jì)算公式 t r P2 1 根據(jù)組合式圓形凹模底版的計(jì)算公式 t 2 1 pr 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 模具的設(shè)計(jì)計(jì) 算 20 圖 5 t 型腔側(cè)壁的厚度 mm t 型腔底版厚度 mm r 型腔內(nèi)半徑 mm P 型腔內(nèi)熔融塑料壓力 Mpa 對(duì)于 ABS 塑料為 34 3 Mpa 許用應(yīng)力 Mpa 45 鋼 160 Mpa 一般模具鋼 200Mpa 帶入數(shù)據(jù)得 mt 03 25 41605 7 t 732 2 39 46mm 故下凹模鑲塊型腔側(cè)壁的厚度 t 25mm 故下凹模鑲塊型腔底版的厚度 t 40mm 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 模具的設(shè)計(jì)計(jì) 算 21 3 2 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 推出機(jī)構(gòu)的作用是排出留在型腔內(nèi)或型芯上的制品 推出機(jī)構(gòu)又稱脫模機(jī) 構(gòu) 對(duì)于推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量使塑料制品留在動(dòng)模上 保證塑料制品不變形不損壞 保證制品外觀良好 結(jié)構(gòu)可靠 3 2 1 推出機(jī)構(gòu)的選擇 考慮到線卡的整體結(jié)構(gòu)和實(shí)際生產(chǎn)效率 故設(shè)計(jì)采用推桿推出機(jī)構(gòu) 由于 線卡沒(méi)有特殊精度要求 這樣只需進(jìn)行一次動(dòng)作就能推出塑件 生產(chǎn)效率較高 適宜大批量生產(chǎn) 一 推桿的形狀和尺寸 因制品的幾何形狀及型腔 型芯結(jié)構(gòu)不同 所以設(shè)置在型腔 型芯上的推 桿截面形狀也不禁相同 在整體式型腔或有鑲 件設(shè)置推桿時(shí)采用圓形最方便 且截面為圓 形截面最小 應(yīng)力集中較小 適宜一次脫模 二 推桿的固定形式 擬采用如圖 6 所示的螺釘緊固推桿 通 過(guò)螺釘連接模板 在通過(guò)螺釘固定支承板 3 2 2 脫模力的計(jì)算 圖 6 脫模力是從動(dòng)模一側(cè)主型芯上脫出制 品所需施加的外力 它包括型芯包緊力 真空吸力 粘附力和脫模機(jī)構(gòu)本身的運(yùn)動(dòng)阻力 包緊力是指制品在冷卻過(guò)程中 因體積收縮而產(chǎn)生的對(duì)型芯的包緊力 真空 吸力是指封閉的殼類制品在脫 模時(shí)與型芯之間形成真空 與大氣壓壓差產(chǎn)生的阻力 粘附力是指脫模時(shí) 制 品表面與模具鋼材表面之間所產(chǎn)生的吸附力 脫模力是注射模脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要依據(jù) 但脫模力的計(jì)算與測(cè)量十分復(fù) 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 模具的設(shè)計(jì)計(jì) 算 22 雜 對(duì)于任意形狀的殼類制品只能將其簡(jiǎn)化為圓筒形或矩形進(jìn)行近似計(jì)算 脫模力 eQ由兩部分組成 即 be 式中 c 制品對(duì)型芯包緊的脫模阻力 N bQ 使封閉殼體脫模需克服的真空吸力 N bbAQ1 0 這 里 0 1 的單位為 Mpa bA 為型芯的橫截面積 2m 由資料 3 P403 的具體參數(shù)和公式進(jìn)行計(jì)算 由于 mtrcp1035 27 為厚壁制品 對(duì)于厚壁圓筒制品 取型芯脫模斜度為 1 塑料的平均成形收縮率 7 0 塑料的拉伸彈性模量 Mpa MpaE3198 sinco1 fkf 1si45 0 2 cos2cos k 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 模具的設(shè)計(jì)計(jì) 算 23 1cos 321cos57 cos 1 KhErQfcpc 1cos 57 2301 425 0986 4 N43 又 真空吸力 NAb5 4931 0 抽拔力 QbC2743 3 2 3 推桿穩(wěn)定性計(jì)算 注射模細(xì)長(zhǎng)推桿破損是常見的事故 除了工作端面的破損直接影響到制品 的質(zhì)量外 推桿柱體的變形甚至彎折的斷裂還會(huì)損傷模具 一 保持推桿穩(wěn)定性臨界計(jì)算 成形過(guò)程中推桿柱體的變形甚至斷裂現(xiàn)象 屬于細(xì)長(zhǎng)桿穩(wěn)定性計(jì)算 割據(jù) 資料 3 P414 得到 保持穩(wěn)定性臨界計(jì)算式為 2 l EJPj 160 5 3 4 32 N185 其中 64 J4 3m 式中 jP 保持壓桿穩(wěn)定的推桿頂端處臨界壓力 N E 壓桿鋼材的彈性模量 Mpa 510 2 l 壓桿的長(zhǎng)度 m J 壓桿截面的軸慣性矩 4 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 模具的設(shè)計(jì)計(jì) 算 24 壓桿的長(zhǎng)度系數(shù) 取決于壓桿的約束條件 二 推出零件尺寸的確定 推出零件在推出制品時(shí) 要承受脫模阻力 因此對(duì)其尺寸應(yīng)校核 推桿直徑的選擇和校核 推桿推出制品時(shí)應(yīng)有足夠的穩(wěn)定性 根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式推導(dǎo) 推桿的直徑 計(jì)算公式為 412 nEQlkde 4152 0 3976 m9 5 查資料 2 表 2 6 選擇 md6 推桿直徑確定后 還應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校核 seednQ 24 帶入數(shù)據(jù) 2614 3 97 e Mpa0 故強(qiáng)度足夠 滿足要求 推件板的厚度 查表根據(jù)模架確定的尺寸 mB148 L0 按 19847 46 TGB 選取 推板的厚度為 H25 推件板固定板的選擇 根據(jù) mB148 L0 選取 H25 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 模具的設(shè)計(jì)計(jì) 算 25 3 2 4 斜楔塊的設(shè)計(jì) 一 斜楔塊的形式 在制品注射成型模具過(guò)程中 側(cè)型芯的抽芯方向受到塑料較大的推力作用 這個(gè)力通過(guò)滑塊傳給斜導(dǎo)柱 而一般斜導(dǎo)柱為細(xì)長(zhǎng)桿件 受力后容易變形 因 此必須設(shè)置斜楔塊 以壓緊滑塊 以滑塊不致產(chǎn)生位移 從而保護(hù)斜導(dǎo)柱和保 證制品精度 根據(jù)實(shí)際情況選用如圖的固定形式 這樣制造和調(diào)整都較方便 容易裝配 3 3 復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 復(fù)位機(jī)構(gòu)的作用是使推出機(jī)構(gòu)回到它的非工作位置 這里選擇復(fù)位桿作為 此 圖 7 模具的復(fù)位機(jī)構(gòu) 它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 推出制品可靠 使用方便效率高 要保證復(fù)位 桿件有足夠的強(qiáng)度 需要選擇較大直徑和較短的長(zhǎng)度 因此 選擇 md12 作 為直徑 選擇從支承板到分型面作為其長(zhǎng)度 它的固定方式如圖 7 所示 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 模具的設(shè)計(jì)計(jì) 算 26 3 4 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 對(duì)于熱塑性塑料的成型 模具溫度對(duì)塑料制品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率影響很大 3 4 1 模具溫度對(duì)塑料制品的影響 模具溫度及其波動(dòng)對(duì)制品的收縮率 變形 尺寸穩(wěn)定性 機(jī)械強(qiáng)度 應(yīng)力 開裂和表面質(zhì)量等均有影響 模具溫度過(guò)低 熔體流動(dòng)性差 制品輪廓不清晰 甚至充不滿型腔或成型熔接痕 制品表面不光澤 缺陷多 機(jī)械強(qiáng)度低 對(duì)于 熱塑性塑料注射成型時(shí) 在模溫過(guò)低 充模速度又不高的情況下 制品內(nèi)應(yīng)力 增大 易引起翹曲變形和應(yīng)力開裂 尤其是黏度大的工程塑料 模溫過(guò)高 成 型收縮率大 脫模和脫模后制品變形大 并且易造成溢料和黏模 對(duì)于溫差過(guò) 大 制品收縮不均勻 導(dǎo)致制品的形狀及尺寸精度 因此 為保證制品質(zhì)量 模具溫度必須適當(dāng) 穩(wěn)定 均勻 3 4 2 模具溫度對(duì)成型周期的影響 縮短成型周期就是提高成型效率 對(duì)于注射成型 注射時(shí)間約占成型周期 的 5 冷卻時(shí)間約占 80 推出 脫模 時(shí)間約占 15 可見 縮短成型周期 關(guān)鍵在于縮短冷卻硬化時(shí)間 而縮短冷卻時(shí)間 可通過(guò)調(diào)節(jié)塑料和模具溫差 因而在保證制品的質(zhì)量和成型工藝順利的前提下 減低模具溫度有利于縮短冷 卻時(shí)間 提高生產(chǎn)率 綜上所述 模具溫度對(duì)塑料成型和制品的質(zhì)量及生產(chǎn)率是致關(guān)重要的 塑 料模是塑料成型必不可少的工藝裝備 又是熱交換器 在成型過(guò)程中 就應(yīng)保 持輸入熱和輸出熱平衡 為此 必須設(shè)置模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 對(duì)模具進(jìn)行加熱 和冷卻 以調(diào)節(jié)模具溫度 1 加熱裝置設(shè)計(jì) 對(duì)于常用熱塑性塑料注射成型模溫 查表得 ABS 塑料為 50 80 故對(duì)模具 不需進(jìn)行加熱 2 冷卻裝置設(shè)計(jì) 為防止塑料脫模變形 縮短成型周期 一般注射模都應(yīng)設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)裝置 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 模具的設(shè)計(jì)計(jì) 算 27 以控制模溫 其方法是在型腔及型芯等部位 合理地設(shè)置冷卻管水路 通過(guò)調(diào) 節(jié)冷水流量及流速控制溫度 冷卻介質(zhì)質(zhì)量發(fā)的計(jì)算 塑料注射模冷卻時(shí)所需要的冷卻水質(zhì)量 體積 可按 6021tChmnVp 式中 V 所需冷卻水的體積 m 3 min m 包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的每次注入模具的塑料質(zhì)量 n 每小時(shí)注射的次數(shù) 冷卻水在使用狀態(tài)下的密度 kg m 3 c p 冷卻水的比熱容 J kg C t1 冷卻水出口的溫度 C t2 冷卻水入口的溫度 C h 從熔融狀態(tài)的塑料進(jìn)入型腔時(shí)的溫度到塑料冷卻脫模溫度為止 塑料所發(fā) 出的熱焓量 J kg 查資料 3 表 9 81 得 ABS 在凝固時(shí)所放出的熱焓量為 326 76 396 48 h kJ kg 1 查資料 3 表 9 83 得 ABS 熱比容 1047 J kg C 查資料 3 表 9 84 得 ABS 塑料的初始溫度為 190 240 C 取為 200 C 又因?yàn)槟＞呔鶆蚶鋮s的溫差較小 一般制品溫差應(yīng)控制在 5 C 以下 精密成型 模具應(yīng)控制在 2 C 左右 故取 Ct 521 把相關(guān)數(shù)據(jù)帶入上式得 51047 6 hmnV 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 模具的設(shè)計(jì)計(jì) 算 28 51047 6382 min 3 查表得冷卻流道的穩(wěn)定湍流速度為 流量為 流道sm1 min104 73 直徑為 12 3 5 模架設(shè)計(jì) 塑料注射模模架已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)和系列化了 因此設(shè)計(jì)時(shí)只需根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸 標(biāo) 圖 8 準(zhǔn)直接選用即可 其設(shè)計(jì)如圖 8 所示 塑料模的模架包括動(dòng)模 或下模 坐板 定模 或上模 坐板 動(dòng)模 或下模 板 定模 或上模 板 支承板 墊板等 注 射 模 支 承 零 件 的 典 型1 定 模 座 板 2 定 模 板 3 動(dòng) 模 板 4支 承 板 5墊 塊 6動(dòng) 模 座 板 7推 板 推 板 固 定 板 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 模具的設(shè)計(jì)計(jì) 算 29 3 5 1 組成模架的主要零件 一 動(dòng)模座板和定模座板 它是動(dòng)模和定模的基座 也是固定式塑料?；虺尚驮O(shè)備連接的模板 應(yīng)具有 足夠的強(qiáng)度和剛度 二 動(dòng)模板和定模板 它的作用是固定凸模或型芯 型腔 導(dǎo)柱 導(dǎo)套等零件 所示又稱為固定板 對(duì)于移動(dòng)式壓縮模 開模力作用在固定板上 因而固定板應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛 度 為了保證型腔 型芯等零件固定穩(wěn)固 固定板應(yīng)有足夠的厚度 三 支承板 支承板是墊在固定板背面的模板 它的作用是防止型芯或凸模 型腔 導(dǎo)柱 導(dǎo)套等零件的脫出 增強(qiáng)這些零件的穩(wěn)固性并承受型芯和型腔等傳遞而來(lái)的成 型壓力 四 墊塊 墊塊的作用是使動(dòng)模支承板與動(dòng)模座板之間形成用于推出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的空間 或調(diào)節(jié)模具高度以適應(yīng)成型設(shè)備上模具安裝空間對(duì)模具高度的要求 3 5 2 注射模標(biāo)準(zhǔn)模架的選用 一 應(yīng)選擇的關(guān)鍵參數(shù) 選擇模架的關(guān)鍵是確定型腔模板的周界尺寸 寬長(zhǎng) 和厚度 要確定周界尺 寸就要確定型腔到模板邊緣之間的壁厚 1 型腔壁厚 S 的確定 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 當(dāng)型腔壓力 注射 型腔側(cè)壁厚度Mpa49 1720 mLS 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 模具的設(shè)計(jì)計(jì) 算 30 注 型腔為整體式 ml10 表中值需乘以 9 0 85 故 720 LS 17245 m6 取 2 支承模厚度 h 的確定 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 當(dāng) mB102 時(shí) Lb 則 bh 13 0 2 注 當(dāng)壓力 時(shí) 取表中數(shù)值乘以 MpaP29 35 1 2 型腔中 ABS 塑料的平均壓力為 Mpa93 4 故 5 13 025 1 0 LhL m 76 取 h 二 模架的選擇步驟 1 確定模架的組合形式 模架的組合形式如圖 9 所示 2 確定型腔壁厚 取 mS70 3 計(jì)算型腔模板的周界尺寸 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 模具的設(shè)計(jì)計(jì) 算 31 圖 9 型腔模板的長(zhǎng)度 SAL 型腔模板的寬度 BtN 式中 L 型腔模板的長(zhǎng)度 N 型腔模板的寬度 S 壁厚 A 型腔長(zhǎng)度 B 型腔寬度 t 型腔間壁厚 一般壁厚 S 尺寸的 3 1 或 4 故 ASL 70245 m8 BtN201 4 模板周界尺寸 由以上步驟計(jì)算出大致尺寸 再查表選取標(biāo)準(zhǔn)尺寸 mB250 一般像較大的尺寸休整以便安裝其他零部件 mL40 5 確定模架尺寸 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 模具的設(shè)計(jì)計(jì) 算 32 型腔深度根據(jù) 查資料 1 表 5 48 選取 定模板選擇 250mB L4 mH32 動(dòng)模板選擇 40 動(dòng)模支承板選擇 250 活動(dòng)板選擇 mB L4 mH130 查資料 1 表 5 50 選取 推板選擇 480 25 查資料 1 表 5 51 選取 墊塊選擇 50mB L35 mH80 3 6 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 一 最大注射量的校核 為了保證正常的注射成型 注射機(jī)的最大注射量應(yīng)稍大于制品的體積 包 括流道及澆口凝料和飛邊 通常注射機(jī)的實(shí)際注射量最好在注射機(jī)的最大注射 量的 80 以內(nèi) 當(dāng)注射機(jī)最大注射量以最大注射容積標(biāo)定時(shí) 為保證正常的注 射成型 注射機(jī)的最大注射容積應(yīng)等于或大于所需塑料容積 即 1VKZ 式中 1 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù) 一般取 8 01 K Z 注射機(jī)最大注射量 公稱容積 3cm 1V 所需塑料的容積 包括流道及澆口凝料和飛邊 3c 故 380 0cmKZ 因塑料的體積與壓縮率有關(guān) 所以所需塑料體積為 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 模具的設(shè)計(jì)計(jì) 算 33 MSVK 1 式中 S 塑料的壓縮率 查表取 0 2 SK M 塑料制品的體積 包括流道及澆口凝料和飛邊 3cm 由于塑件的體積為 139 07 3cm 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 澆注系統(tǒng)體積約為307 196 c 故 07 196 07 192 V36 7c 滿足要求 二 質(zhì)量校核 當(dāng)注射機(jī)的最大注射量以最大質(zhì)量標(biāo)定時(shí) 則應(yīng)將最大注射容積換算為最大 注射質(zhì)量 其值為 ZsZVpW 式中 注射機(jī)的最大注射質(zhì)量 公稱質(zhì)量 g sp 在料筒溫度和壓力下熔融塑料的密度 3cm ZV 注射機(jī)的最大注射容積 3c 而 sscp 式中 s 塑料制品在常溫下的密度 3cm g c 在料筒溫度下塑料體積膨脹的校正系數(shù) 未考慮壓力的影響 對(duì)非結(jié)晶塑 料 ABS 93 0 因此 當(dāng)注射機(jī)的最大注射量以最大注射質(zhì)量標(biāo)定時(shí) 按下式校核 MZWK 1 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 模具的設(shè)計(jì)計(jì) 算 34 式中 MW 制品的總質(zhì)量 包括流道及澆口凝料和飛邊 g 而 smVpw 故 gKZ 08 79610 938 1 M 6 720 mV 1 滿足要求 三 注射壓力校核 注射壓力校核的目的是校驗(yàn)注射機(jī)的最大注射壓力能否滿足塑料成型制品 成型的需要 為此 注射機(jī)的最大注射壓力應(yīng)稍大于塑料制品成型所需的注射 壓力 zjp 式中 j 注射機(jī)的最大注射壓力 Mpa zp 塑料制品成型所需的注射壓力 它由注射機(jī)類型 噴嘴形式 塑料流動(dòng)性 澆注系統(tǒng)及型腔的流動(dòng)阻力等因素確定 一般 Mpapz10 6 由于 Mpaj12 故 zj 滿足要求 四 鎖模力的校核 當(dāng)熔體充滿型腔時(shí) 注射壓力在型腔內(nèi)所產(chǎn)生的作用力總是力圖使模具沿 分型面脹開 為此 注射機(jī)的鎖模力必須大于型腔內(nèi)熔體壓力與塑料制品及澆 注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積 而型腔內(nèi)塑料經(jīng)過(guò)注射機(jī)的噴嘴和 模具的澆注系統(tǒng)后 其壓力損失較大 故 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 模具的設(shè)計(jì)計(jì) 算 35 fqSApF 式中 型腔內(nèi)熔體壓力 Mpa S 注射機(jī)的公稱鎖模力 N fA 塑料制品及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和 2m 型腔內(nèi)熔體平均壓力 對(duì)于中等粘度和有精度要求的 ABS 制品 取Mpaq3 4 KNAf 1692035 491 46 KNFS450 故 fqp 滿足要求 五 模具高度與注射機(jī)閉合高度關(guān)系校核 模具的閉合高度應(yīng)在注射機(jī)的最大閉合高度和最小閉合高度之間 即 maxminH inH 最小閉合高度 max 最大閉合高度 模具的閉合高度 m mHm 362102840320 查表得 7ax Hmin 故 axmin 滿足要求 六 開模行程校核 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 模具的設(shè)計(jì)計(jì) 算 36 注射機(jī)的開模行程應(yīng)大于脫模取出塑件所需的開模距離 對(duì)于雙分型面 10 5 21max aHS a 注射機(jī)的最大開模行程 移動(dòng)模板行程 m 1H 塑料制品推出距離 m 2 制品高度 包括澆注系統(tǒng)高度 a 取出澆注系統(tǒng)凝料所需的定模座板與中間分離的距離 m 查表得 mS70ax 經(jīng)驗(yàn)根據(jù) H251 0 ma1623 mS295 10 05max 滿足要求 3 7 試模 模具裝配完成以后交付生產(chǎn)以前 應(yīng)進(jìn)行試模 試模的目的有二 其一是 檢查模具在制造上存在的缺陷 并查明原因加以解除 另外還可以對(duì)模具設(shè)計(jì) 的合理性評(píng)定并對(duì)成形工藝條件進(jìn)行探索 這將有益于模具水平和成形工藝水 平的提高 對(duì)熱塑性注射模具的試模 一般按下列順序 3 7 1 裝模 一 裝模前的檢查 塑料注射模具在安裝到塑料注射機(jī)以前 應(yīng)按設(shè)計(jì)圖紙對(duì)模具進(jìn)行檢查 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題即排除 減少安裝過(guò)程的反復(fù) 對(duì)模具的固定和活動(dòng)部分進(jìn)行分析檢 查時(shí) 應(yīng)注意模具上的方向記號(hào) 以免合攏時(shí)混淆 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 模具的設(shè)計(jì)計(jì) 算 37 二 模具的安裝 固定塑料模具應(yīng)盡量采用整體安裝 吊裝時(shí)要注意安全 當(dāng)模具的定位臺(tái) 肩裝入注射機(jī)的定位孔以后 以極慢的合模速度 用動(dòng)模板的定位孔后 以極 慢的合模速度 用動(dòng)模板將模具壓緊 再撤去吊模具用的螺釘 并把模具固定 在注射機(jī)的啟動(dòng)模板上 如果用壓板固定時(shí) 上壓板后通過(guò)螺釘?shù)恼{(diào)整 使壓 板與模具的安裝面平行 并擰緊固定 壓摸板的數(shù)量一般為 4 8 塊 視模具的 大小來(lái)選擇 三模具的調(diào)整 1 主要指模具的開模距離 頂出距離和鎖磨力等的調(diào)整 開模距離與制品 的高度有關(guān) 一般開模距離大于制品高度 5mm 10 mm 使制品能自由脫落 頂出 距離的調(diào)整主要是對(duì)注射機(jī)的頂出桿長(zhǎng)度的調(diào)整 調(diào)節(jié)時(shí) 啟動(dòng)設(shè)備開啟模具 使動(dòng)模板達(dá)到停止位置后 調(diào)節(jié)注射機(jī)的頂出桿長(zhǎng)度 使模具上的頂板和頂出 桿之間的距離不小于 5mm 以免頂壞模具 2 鎖模力的調(diào)整 鎖模力的大小對(duì)防止制品溢邊和保證型腔適當(dāng)?shù)呐艢?非常重要 對(duì)有鎖模力顯示的設(shè)備 可根據(jù)制品的物料性質(zhì) 形狀和復(fù)雜程度 流長(zhǎng)比的大小等選擇合適的鎖模力進(jìn)行試模 但對(duì)無(wú)鎖模力顯示的設(shè)備 主要 以目測(cè)和經(jīng)驗(yàn)調(diào)整 如對(duì)液壓柱塞肘節(jié)式鎖模機(jī)構(gòu) 在合模時(shí)肘節(jié)先快后慢 對(duì)需要加熱的模具 應(yīng)在模具加熱到所須溫度后 在校正合模的松緊程度 3 其他當(dāng)以上工作結(jié)束后 要對(duì)模具的冷卻系統(tǒng) 加熱系統(tǒng)及其他液壓或 電機(jī)分型模具接通電源 3 7 2 試模 一 物料塑化程度的判斷 在正式開機(jī)試模前 要根據(jù)制品所選用的原料和推薦的工藝溫度對(duì)注射機(jī) 料筒 噴嘴進(jìn)行加熱 由于它們大小 形狀 壁厚不同 設(shè)備上熱電偶極檢測(cè) 精度和溫度儀表的精度不同 因此 溫度控制的誤差也不一樣 一般是先選擇 制品的物料常規(guī)工藝溫度進(jìn)行加熱 再根據(jù)設(shè)備的具體條件進(jìn)行調(diào)試 常用的 判斷物料的溫度是否合適的辦法是將料筒 噴嘴和澆口主流道脫開 用低壓 低速注射 使料流從噴嘴慢慢流出 觀察料流情況 如果沒(méi)有氣泡 銀絲 變 色 且料流光滑 明亮即認(rèn)為料筒和噴嘴的溫度合適 便可開機(jī)試模 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 模具的設(shè)計(jì)計(jì) 算 38 二 試模注射壓力 注射時(shí)間 注射溫度的調(diào)整 開始注射時(shí) 對(duì)注射壓力 注射時(shí)間 注射溫度的調(diào)整順序?yàn)?先選擇較 低的注射壓力 較低溫度和較長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行注射成型 如果制品充不滿 要提 高注射壓力 當(dāng)提高注射壓力較大 仍然效果不好時(shí) 才考慮變動(dòng)注射時(shí)間和 溫度 注射時(shí)間增加后 等于使塑料在料筒內(nèi)時(shí)間延長(zhǎng) 提高塑化程度 這樣 再注射幾次 如果仍然無(wú)法充滿型腔 再考慮提高料筒的溫度 對(duì)料筒溫度的 提高要逐漸提高 不要一次提高太多 以免使物料過(guò)熱 同時(shí) 料筒溫度提高 需經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才能達(dá)到料筒內(nèi)外溫度一致 根據(jù)設(shè)備的大小和熱裝置的不同 所須加熱時(shí)間也不同 一般中小設(shè)備需 15min 左右 最好達(dá)到所需溫度后 保 溫一段時(shí)間 三 注射速度 背壓 加料方式的選擇 一般注射機(jī)有高速注射和低速注射兩種速度 在成型薄壁 大面積制品時(shí) 采用高速注射 對(duì)壁厚 面積小的制品宜采用低速注射 加料背壓的大小主要 與物料的黏度的高低及熱穩(wěn)定性好壞有關(guān) 對(duì)黏度高 熱穩(wěn)定性差的物料宜采 用較低的螺桿轉(zhuǎn)速和略高的的背壓 在噴嘴溫度合適的情況下 固定噴嘴加料可提高生產(chǎn)效率 但噴嘴溫度太 低或太高時(shí) 宜每次注射完畢后 注身系統(tǒng)向后移動(dòng)后加料