塑料抽屜注塑模具設(shè)計(jì)[6張CAD高清圖紙和文檔]【注塑模具JA系列】
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抽屜注塑模具設(shè)計(jì)說明目錄一. 前言二. 模型的設(shè)計(jì)三. 零件材料的選擇及材料性能 四. 塑料注射成型模具的設(shè)計(jì)五. 成型零件的設(shè)計(jì)六. 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)七. 塑料溫度系統(tǒng)的設(shè)計(jì)八. 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇九. 參考文獻(xiàn)十. 實(shí)習(xí)小結(jié) 前言所謂注塑成型(Injection Molding)是指,將已加熱融化的材料噴射注入到模具內(nèi),經(jīng)由冷卻與固化后,得到成形品的方法。適用于量產(chǎn)與形狀復(fù)雜產(chǎn)品等成形加工領(lǐng)域。注塑成型機(jī) 注塑成型機(jī)可區(qū)分為合模裝置與注射裝置。合模裝置是開閉模具以執(zhí)行脫模(eject)作業(yè)。注射裝置是將樹脂予以加熱融化後再射入模具內(nèi)。模具所謂模具(Mold)是指,為了將材料樹脂做成某種形狀,而用來承接射出注入樹脂的金屬制模型。已溶解的材料是從澆口進(jìn)入模具內(nèi),再經(jīng)由流道與流道口填充到模槽內(nèi)。接下來則經(jīng)由冷卻工程與開模成型機(jī)脫模桿上的模具脫模板,推頂出成形品。成形品成形品是由流入融化樹脂的澆口、導(dǎo)入模槽的流道與產(chǎn)品部份所構(gòu)成。使用回料成形品中的澆口與流道并不屬于產(chǎn)品。因此該部分往往被廢棄,甚至粉碎后再度用作成形專用材料,這就稱為回料?;亓喜荒軉为?dú)作為成形專用材使用,通常都是配合造粒才能予以使用。由于會經(jīng)過成形工程,因此可讓樹脂做出各種特性的變化。回料之配方比例的上限為30左右,若配方比例過高就有可能會損害到樹脂的原有性質(zhì)。成形條件所謂成形條件是指,為了獲得所需的成形品,而利用成型機(jī)的汽缸溫度、射出速度、模具溫度等組合成無數(shù)個(gè)設(shè)定條件。由于可獲得的成形品外觀、尺寸、機(jī)械物性會因成形條件而異,因此要找出最佳的成形條件,就必須仰賴熟練的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)。CAD/CAM的技術(shù)現(xiàn)狀經(jīng)過四十多年的發(fā)展,CAD/CAM技術(shù)有了長足的進(jìn)步?,F(xiàn)在CAD/CAM主要運(yùn)行在工作站或微機(jī)平臺上。工作站雖然性能優(yōu)越,圖形處理速度快,但價(jià)格卻十分昂貴,這在一定程度上限制了CAD/CAM技術(shù)的推廣。AUTOCAD 的簡介20世紀(jì)60年代初,由美國學(xué)者首先提出CAD的概念。CAD(Computer Aided Design)是“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”這三個(gè)詞的英文縮寫。40多年來,CAD技術(shù)飛速發(fā)展,其內(nèi)涵也有了充實(shí)和延伸,它與CG(Computer Graphics 計(jì)算機(jī)圖形學(xué))相結(jié)合形成了一門新學(xué)科。計(jì)算機(jī)繪圖是由計(jì)算機(jī)及圖形輸入/輸出設(shè)備實(shí)現(xiàn)圖形顯示及繪圖輸出,它是圖形學(xué)、計(jì)算學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的三者結(jié)合的結(jié)晶,是CAD/CAM的基礎(chǔ)之一。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)有力的計(jì)算功能和高效率的圖形處理能力,按照設(shè)計(jì)師的意圖進(jìn)行分析和計(jì)算,作出判斷和選擇,最后得到滿意的設(shè)計(jì)效果和生產(chǎn)圖紙,大大地提高提高了設(shè)計(jì)效率。模型的設(shè)計(jì)3D模型的建立零件模具的設(shè)計(jì)零件材料的選擇及材料性能制品的材料選擇依據(jù)PS 聚苯乙烯性能 PS一般為頭尾結(jié)構(gòu),主鏈為飽和碳鏈,側(cè)基為共軛苯環(huán),使分子結(jié)構(gòu)不規(guī)整,增大了分子的剛性,使PS成為非結(jié)晶性的線型聚合物。由于苯環(huán)存在,PS具有較高的Tg(8082),所以在室溫下是透明而堅(jiān)硬的,由于分子鏈的剛性,易引起應(yīng)力開裂。 聚苯乙烯無色透明,能自由著色,相對密度也僅次于PP、PE,具有優(yōu)異的電性能,特別是高頻特性好,次于F-4、PPO。另外,在光穩(wěn)定性方面僅次于甲基丙烯酸樹脂,但抗放射線能力是所有塑料中最強(qiáng)的。 聚苯乙烯最重要的特點(diǎn)是熔融時(shí)的熱穩(wěn)定性和流動性非常好,所以易成型加工,特別是注射成型容易,適合大量生產(chǎn)。成型收縮率小,成型品尺寸穩(wěn)定性也好。 熱性能:最高工作溫度為6080。當(dāng)加熱至Tg以上,PS轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài),且保持這種狀態(tài)在較寬的范圍內(nèi),這就使其熱成型提供方便。PS的熱變形溫度為7080,脆化溫度為-30,PS在高真空和330380下劇烈降解。 機(jī)械性能:PS的分子量過高,加工困難,所以通常聚苯乙烯的分子量為520萬。PS的機(jī)械性能,隨溫度升高,剛性(彈性模量、抗拉強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度等下降,而斷裂伸長率較大。 PS的透明性好,透光率達(dá)8892%,僅次于丙烯酸類聚合物,折射率為1.591.60。故可用作光學(xué)零件,但它受陽光作用后,易出現(xiàn)發(fā)黃和混濁。 PS有主要缺點(diǎn)是性脆和耐熱性低。對PS進(jìn)行改性,如橡膠改性的高抗沖PS(HIPS);MMA-丁二烯-苯乙烯(MBS);A(丙烯腈)B(丁二烯)S ,在工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的是ABS塑料。 化學(xué)和物理特性: 大多數(shù)商業(yè)用的PS都是透明的、非晶體材料。PS具有非常好的幾何穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、光學(xué)透過特性、電絕緣特性以及很微小的吸濕傾向。它能夠抵抗水、稀釋的無機(jī)酸,但能夠被強(qiáng)氧化酸如濃硫酸所腐蝕,并且能夠在一些有機(jī)溶劑中膨脹變形。典型的收縮率在0.40.7%之間。 注塑模工藝條件 干燥處理:除非儲存不當(dāng),通常不需要干燥處理。如果需要干燥,建議干燥條件為80C、23小時(shí)。 熔化溫度:180280C。對于阻燃型材料其上限為250C。 模具溫度:4050C。 注射壓力:200600bar。 注射速度:建議使用快速的注射速度。 流道和澆口:可以使用所有常規(guī)類型的澆口。典型用途: 產(chǎn)品包裝,家庭用品(餐具、托盤等),電氣(透明容器、光源散射器、絕緣薄膜等)。PS主要技術(shù)指標(biāo)如下表:密度(g/cm)1.051.08抗拉屈服強(qiáng)度(Mpa)4256比容(cm/g)092拉伸彈性模量(Mpa)吸水率24h(%)0.030.10沖擊強(qiáng)度kj/m無缺口收縮率(%)0.40.7缺口熔點(diǎn)()180280(230)彎曲強(qiáng)度(Mpa)熱變形溫度()硬度(HB)體積電阻率分析計(jì)算:在PRO/E中可以分析得到:體積 = 1.0808451e+05 毫米3曲面面積 = 1.3020789e+05 毫米2密度 = 1.0500000e-03 克 / 毫米3質(zhì)量 = 1.1348874e+02 克 根據(jù)_PART坐標(biāo)邊框確定重心:X Y Z -1.8645351e-03 1.7856011e+01 7.9160117e+00 毫米相對于_PART坐標(biāo)系邊框之慣性. (克 * 毫米2)慣性張量Ixx Ixy Ixz 6.4489761e+05 0.0000000e+00 1.8113848e+01Iyx Iyy Iyz 0.0000000e+00 8.3525619e+05 -1.5908008e+04Izx Izy Izz 1.8113848e+01 -1.5908008e+04 3.3634826e+05重心的慣性(相對_PART 坐標(biāo)系邊框) (克 * 毫米2)慣性張量Ixx Ixy Ixz 6.0160161e+05 -3.5702160e+00 1.6438790e+01Iyx Iyy Iyz -3.5702160e+00 8.2814462e+05 1.3344275e+02Izx Izy Izz 1.6438790e+01 1.3344275e+02 3.0016384e+05主慣性力矩 (克 * 毫米2)I1 I2 I3 3.0016381e+05 6.0160161e+05 8.2814465e+05從_PART 定位至主軸的旋轉(zhuǎn)矩陣: -0.00005 1.00000 -0.00002 -0.00025 0.00002 1.00000 1.00000 0.00005 0.00025從_PART 定位至主軸的旋轉(zhuǎn)角(度):相對 x y z 的夾角 -89.986 0.000 -90.003 相對主軸的回旋半徑:R1 R2 R3 5.1428372e+01 7.2807835e+01 8.5423374e+01 毫米208*156*52-13塑料注射成型模具的設(shè)計(jì)注射機(jī)類型的選擇根據(jù)產(chǎn)品的注射形式和最大注射量等要求,選用臥式注射機(jī)型號SZ160/1000拉桿內(nèi)間距(mm)360*260結(jié)構(gòu)型式臥式移模行程(mm)280理論注射容量(cm)179最大模具厚度(mm)360螺桿直徑(mm)44最小模具厚度(mm)170注射壓力(Mpa)150鎖模形式液壓注射速率(g/s)110模具定位孔直徑(mm)125塑化能力(g/s)10.5噴嘴球半徑(mm)SR10螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)10150噴嘴口孔徑(mm)鎖模力(KN)1000注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核1注射量的校核據(jù)式 式中:塑件與澆注系統(tǒng)的體積() 注射機(jī)的注射量()0.8最大注射容量的利用系數(shù)08VV08V=0。8*179=143.2cm巳知:產(chǎn)品 V=113.5 cm符合條件。2鎖模壓力的校核鎖模力是在成型時(shí)鎖緊模具的最大力,用于實(shí)現(xiàn)動、定模緊密閉合保證塑料制品的尺寸精度,盡量減少分型面處的溢邊(或毛邊)厚度和確保操作者的人身安全。因此,成型時(shí)高壓熔融塑料在分型面上顯現(xiàn)的漲力(或稱推力)應(yīng)小于鎖模力。 /1000(KN) 4155 式中:注射機(jī)的額定鎖模力(KN)A 制品和分流道在分型面上的投影面積()型腔的平均壓力(Mpa),PS等薄壁類容器制品一般取30MpaK安全系數(shù),通常取K=1.11.2已知:K=1.1, 模型的投影面積 = 29252.9KA/1000=1.1*30* 29252.9/1000=960.382KN1000KN滿足要求。3注射壓力的校核注射壓力是成型時(shí)柱塞或螺桿施于料筒內(nèi)熔融塑料上的壓力。常取70150Mpa。式中塑件成型所需要的注射壓力(Mpa),一般取100Mpa所選注射機(jī)的額定注射壓力(Mpa)已知;P =132Mpa故滿足要求4注射速率注射速率即注射過程中每秒鐘通過噴嘴的塑料容量。常取3358 mm/s.5模具閉合厚度的校核模具閉合時(shí)的厚度在注射機(jī)動、定模板的最大閉合高度和最小閉合高度之間,其關(guān)系按下式校核HminHmHmax式中Hmin注射機(jī)允許的最小模具厚度(mm) Hm模具閉合厚度(mm) Hmax注射機(jī)允許的最大模具厚度(mm)已知:H = 170mm H=mm H=360mm所以滿足要求 成型零件的設(shè)計(jì)1型腔分型面的設(shè)計(jì)1 塑件在型腔中方位的選擇 塑件在型腔中的方位選擇是否合理,將直接影響模具總體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。一般應(yīng)盡量避免與開合模方向垂直或傾斜的側(cè)向分型和抽芯,使模具結(jié)構(gòu)盡可能簡單。為此,在選擇塑件在型腔中的方位時(shí),要盡量避免與開合模方向垂直或傾斜的方向有側(cè)孔側(cè)凹。在確定塑件在型腔中的方位時(shí),還需要考慮對塑件精度和質(zhì)量的影響、澆口的設(shè)置、生產(chǎn)批量、成型設(shè)備、所需的機(jī)械化自動化程度等。如較長的管狀塑件,將其軸線方向設(shè)置在開合模方向,則可能使模厚太大而無法在注射機(jī)上安裝或注射機(jī)的開模行程不夠而無法取出塑件。此時(shí),可將塑件的軸線方向設(shè)置在和開合模方向垂直的方向,采用液壓或手動側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。2 分型面形狀的選擇 分型面的形狀一般有以下幾種:a 和開合模方向垂直的平面,b 階梯形彎折面,c 斜面,d 曲面.后三種分型面雖然加工較前一種困難,但型腔加工或脫模較為容易。此外,還有用和開合模方向平行的平面作分型面(側(cè)向分型面)的。分型面形狀的選擇主要應(yīng)根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)形狀特點(diǎn)而定,力求使模具結(jié)構(gòu)簡單,加工制造方便、成型操作容易。3 分型面位置的選擇 在選擇分型面位置時(shí),應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。 (1)塑件在型腔中的方位確定后,分型面必須設(shè)在塑件斷面輪廓最大的地方,才能保證塑件順利地從模腔中脫出。 (2)不要設(shè)在塑件要求光亮平滑的表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處,以免溢料飛邊、拼合痕跡影響塑件外觀。 (3)開模時(shí),盡量使塑件留在動模邊。一般在動模邊設(shè)脫模機(jī)構(gòu)較為方便。如薄壁或大孔塑件,在模腔中冷卻收縮包緊型芯,應(yīng)將型芯設(shè)在動模邊。多孔塑件或型芯形狀復(fù)雜、斜度小時(shí),塑件對型芯包緊力大,同樣應(yīng)將型芯設(shè)在動模邊。厚壁小孔塑件,對型芯包緊力較小,如果將型芯和凹模分別設(shè)在動定模兩邊,往往不能準(zhǔn)確判斷塑件的留模方向,此時(shí),可將型芯和凹模設(shè)在動模邊,或采取其它一些強(qiáng)制留模措施。當(dāng)塑件帶有光孔的金屬嵌件時(shí),則不會對型芯產(chǎn)生包緊力,而對凹模的粘附力較大,此時(shí)應(yīng)將凹模設(shè)在動模邊。 (4)保證塑件的精度要求。同軸度要求較高的部分,應(yīng)盡可能設(shè)在同一側(cè)。如由于塑件結(jié)構(gòu)形狀的限制,同軸度要求較高的部分不可能設(shè)在同一側(cè)時(shí),則應(yīng)設(shè)法提高動定模之間的定位精度。此外,還需注意分型面上產(chǎn)生的飛邊對塑件尺寸精度的影響。 (5)長型芯作主型芯,短型芯作側(cè)型芯。當(dāng)采用機(jī)動式側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)時(shí),在一定的開模行程和模具厚度范圍,不易得到大的抽拔距,長型芯不宜設(shè)在側(cè)向。采用液壓和手動側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)除外。 (6)投影面積大的作主分型面,小的作側(cè)分型面。側(cè)向分型面一般都*模具本身結(jié)構(gòu)鎖緊,產(chǎn)生的鎖緊力相對較小,而主分型面由注射機(jī)鎖模力鎖緊,鎖緊力較大。故應(yīng)將塑件投影面積大的方向設(shè)在開合模方向。 (7)采用機(jī)動式側(cè)向分型面抽芯機(jī)構(gòu)時(shí),應(yīng)盡量采用動模邊側(cè)向分型抽芯。采用動模邊側(cè)向分型抽芯,可使模具結(jié)構(gòu)簡單,可得到較大的抽拔距。在選擇分型面位置時(shí),應(yīng)優(yōu)先考慮將塑件的側(cè)孔側(cè)凹設(shè)在動模一邊。 (8)盡量使分型面位于料流末端,以利排氣。利用分型面上的間隙或在分型面上開設(shè)排氣槽排氣,結(jié)構(gòu)較為簡單,為此,應(yīng)盡量使料流末端處于分型面上。當(dāng)然料流末端的位置完全取決于澆口的位置。此外,分型面的位置選擇應(yīng)使模具加工盡可能方便,保證成型零件的強(qiáng)度,避免成型零件出現(xiàn)薄壁及銳角。按以上原則選取。2排氣槽的設(shè)計(jì)排氣槽的作用主要有兩點(diǎn)。一是在注射熔融物料時(shí),排除模腔內(nèi)的空氣;二是排除物料在加熱過程中產(chǎn)生的各種氣體。越是薄壁制品,越是遠(yuǎn)離澆口的部位,排氣槽的開設(shè)就顯得尤為重要。另外對于小型件或精密零件也要重視排氣槽的開設(shè),因?yàn)樗四鼙苊庵破繁砻孀苽妥⑸淞坎蛔阃?,還可以消除制品的各種缺陷,減少模具污染等。那么,模腔的排氣怎樣才算充分呢?一般來說,若以最高的注射速率注射熔料,在制品上卻未留下焦斑,就可以認(rèn)為模腔內(nèi)的排氣是充分的該注射模屬于中小型模具,在推桿的間隙和分型面上都有排氣效果,已能滿足要求,故不再考慮排氣槽。3成型零件的設(shè)計(jì)(1)凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮到注塑零件的結(jié)構(gòu)和模具的加工,凹模結(jié)構(gòu)采用整體式,其特點(diǎn)是牢固,不易變形。(2)型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主型芯采用局部嵌入固定。其特點(diǎn)是節(jié)約模具鋼的便于加工。(3)成型零件工件尺寸型腔與型芯的尺寸計(jì)算型腔內(nèi)徑尺寸計(jì)算Dm=(D+DQ-3/4*) (mm) Dm型腔內(nèi)徑 (mm)D制品的最大尺寸( mm)Q塑料平均收縮率() 取 0.5% 制品公差 3/4系數(shù),可隨制品精度變化。一般取0.50.8之間。若制品偏差大則取小值,若制品偏差小則取大值 模具制造公差,一般取 (1/61/4) 零件的長度最大尺寸為D=208mm,取9級精度,查得=0.115,則D=(207+207*0.005-*0.115)=208.124mm零件的寬度最大尺寸D=156mm,同樣查得=0.100,則D=(154+154*0.005-*0.100)=154.855mm型芯徑向尺寸的計(jì)算模具型芯徑向尺寸是由制品的內(nèi)徑尺寸所決定的,與型腔徑向尺寸的計(jì)算原理一樣,分為兩個(gè)部分來計(jì)算:dm=mm式中: dm型芯外徑尺寸(mm) D1制品內(nèi)徑最小尺寸(mm)其余的符號含義同型腔計(jì)算公式零件內(nèi)徑長度最大尺寸d=197mm, =0.115d=(197+197*0.005+*0.115)= 198.060mm零件內(nèi)徑寬度最大尺寸d=147mm,=0.100mmd=(147+147*0.005+*0.100)=147.810mm型腔深度尺寸計(jì)算模具型腔深度尺寸是由制品的高度尺寸所決定的,設(shè)制品高度名義尺寸為最大尺寸,其公差為負(fù)偏差。型腔深度名義尺寸為最小尺寸,其公差為正偏差+。 HM=(mm)H型腔深度尺寸(mm)h1制品高度最大尺寸(mm)最大尺寸h1=52mm, =0.074H=(52+52*0.005+*0.074)= 52.310mm型芯高度尺寸計(jì)算模具型芯的高度尺寸是由制品的深度尺寸決定的,假設(shè)制品深度尺寸H1為最小尺寸,其公差為正偏差+,型芯高度尺寸為最大尺寸,其公差為負(fù)偏差-。根據(jù)有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)公式:hM=(mm) hM型芯高度尺寸(mm)H1制品深度最小尺寸(mm)其余公式中字母的含義同前面的含義深度最小尺寸H=48.5mm, =0.043h=(48.5+48.5*0.005+*0.043)=48.772mm型腔壁厚與底板厚計(jì)算注射成型模型壁厚得確定滿足模具剛度好、強(qiáng)度大和結(jié)構(gòu)輕巧、操作方便等要求。在塑料注射充型過程中,塑料模具型腔受到熔體的高壓作用,故應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度。否則可能因?yàn)閯偠炔蛔愣a(chǎn)生塑料制件變形損壞,也可能會彎曲變形而導(dǎo)致溢料和飛邊,降低塑料的尺寸精度,并影響塑料制品的脫模。從剛度計(jì)算一般要考慮下面幾個(gè)因素:a. 使型腔不發(fā)生溢料,ABS不溢料的最大間隙為0.05。b. 保證制品的順利脫模,為此,要求型腔允許的彈性變形量小于制品冷卻固化收縮量。c. 保證制品達(dá)到精度要求,制品有尺寸要求,某些部位的尺寸常要求比較高的精度,這就要求模具型腔有很好的剛度。經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)A、矩形型腔側(cè)壁厚度的確定。側(cè)壁厚度一般取制品長度(長的邊長)或直徑D的0.20.5倍。當(dāng)型腔為整體式,100mm,需要乘以0.850.9。在p49Mpa時(shí), 因此S=0.2*208*0.9+17=58.6mm取側(cè)壁厚度60mm就滿足要求。B、矩形型腔底板厚度的確定因?yàn)閜49Mpa, L1.5b查表可得S=0.08*156=0.08*156=12.3mm取底板厚度15mm就滿足要求。4塑件脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 由于改塑件脫模阻力不大,而頂桿加工簡單、更換方便、脫模效果好,因此選用頂桿脫模機(jī)構(gòu)。而中間的部分采用推管機(jī)構(gòu)。推桿位置的設(shè)置采取了以下的原則: a 推桿設(shè)在脫模阻力大的地方 b 推桿位置均勻分布 c 推桿設(shè)在塑料制品強(qiáng)度剛度大的地方d 推桿直徑應(yīng)滿足相應(yīng)的剛度、強(qiáng)度條件,在滿足條件的前提下,應(yīng)盡量選用直徑較大的推桿。本次設(shè)計(jì)的零件,所以推桿直徑取得比較小,為了達(dá)到強(qiáng)度剛度要求設(shè)置了較多的推桿。脫模力計(jì)算矩環(huán)形薄壁制品s/d 0.05 F (N)r型芯平均半徑 (m)S制品壁厚 (m)E塑料彈性模量 (Mpa) Q塑料平均收縮率 (%)l制品對型芯的包容長度 (m)f制品與型芯靜摩擦系數(shù) f=0.10.2 脫模斜度 () 取1 m塑料的泊松比 m=0.380.42 k系數(shù) k=2/(cos+2cos)k系數(shù) k=1+fsincos1A盲孔制品型芯在脫模方向投影面積 (m)已知,、F=+0.1*0.029=6052N5側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)有一個(gè)側(cè)向型芯。所以使用外側(cè)抽芯。(1)斜導(dǎo)柱 斜導(dǎo)柱直徑d與導(dǎo)柱孔應(yīng)保持0.51mm的間隙。(2)導(dǎo)柱的角度 本設(shè)計(jì)=18,楔緊塊角度為20。(3)抽心距的計(jì)算 通常抽心距等于側(cè)芯深度加25mmS=13+4=17mm(4)斜導(dǎo)柱工作部分長度L=S/sin18=56開模行程H=Sctg18=53(5)抽拔力的計(jì)算F1=lhp(fcos-sin)式中 l活動側(cè)芯被塑料包緊的斷面周長(m);h成型芯部分的深度(m);p制品對側(cè)心的壓力,一般取812Mpa;f塑料對鋼的摩擦系數(shù),常用f=0.10.2;側(cè)芯的脫模斜度,常取=12。已知l=132mm,h=13mm,p=10Mpa,f=0.2, =1F1=0.1320.01310106(0.2cos1-sin1)=3132N(6)斜導(dǎo)柱所受彎曲力的計(jì)算P=/cosP彎曲力Q抽拔阻力(與抽拔力大小相等,方向相反)斜導(dǎo)柱的傾斜角P=3132/cos18=3293N(7)斜導(dǎo)柱直徑的計(jì)算d=式中 p最大彎曲力;l斜導(dǎo)柱有效工作長度;彎彎曲許用應(yīng)力,對碳鋼可取137Mpad=23.79mm取標(biāo)準(zhǔn)斜導(dǎo)柱的公稱直徑為25。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通道。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)好壞對制品性能,外觀和成型難易程度影響頗大。根據(jù)注塑件的要求及模具的結(jié)構(gòu)等方面來考慮選擇澆注系統(tǒng)。設(shè)計(jì)原則(1)能順利地引導(dǎo)熔融塑料充滿型腔,不產(chǎn)生渦流,又有利于型腔內(nèi)氣體的排出。(2)在保證成型和排氣良好的前提下,選取短流程,少彎折,以減小壓力損失,縮短填充時(shí)間。(3)盡量避免熔融塑料正面沖擊直徑較小的型芯和金屬嵌件,防止型芯位移或變形。(4)澆口料容易清除,整修方便,無損制品的外觀和使用。(5)澆注系統(tǒng)流程較長或需要開設(shè)兩面?zhèn)€以上澆口時(shí),由于澆注系統(tǒng)的不均勻收縮導(dǎo)致制品變形,應(yīng)設(shè)法防止。(6)在一模多腔時(shí),應(yīng)使各腔同步連續(xù)充澆,以保證各個(gè)制品一致性。(7)合理設(shè)置冷料井、溢料槽,使冷料不得直接進(jìn)入弄腔及減小毛邊的負(fù)作用。(8)在保證制品質(zhì)量良好的條件下,澆注系統(tǒng)的斷面和長度應(yīng)盡量取小值,以減小對塑料的占用量,從而減小回收料。1主流道的設(shè)計(jì)斷面形式:截面形狀采取圓形,這種形狀熱量損失小,流動阻力小,效果最佳,但加工較難。注射機(jī)的噴嘴頭部與主流道襯套的凹下的球面半徑R相接觸,二者必須匹配,無漏料。一般要求主襯套球面半徑R比噴嘴球面半徑大12mm,主流道進(jìn)口直徑d比注射機(jī)噴嘴出口直徑d應(yīng)大0.51mm.其作用:一是補(bǔ)償噴嘴與澆注道的對口誤差;二是使噴嘴與主襯套球面配合良好。為了便于凝料從主流道中拔出,主流道設(shè)計(jì)成圓錐形,其半錐角a=24,表面粗糙度應(yīng)有Ra=0.8以上。主流道出口應(yīng)做成圓角,圓角半徑r=0.30.5mm或r=d/8.為減少壓力損失,主流道長度盡可能短些,常取L60mm。噴嘴球面半徑為10mm (見上注射機(jī)技術(shù)參數(shù))主襯套球面半徑R取12mm主流道進(jìn)口直徑d取4.5mm主流道出口直徑d取6mm半錐角a=3主流道長度L取45mm2澆口的設(shè)計(jì) 取用直接澆口,直接澆口是直接和主流道連接,由主流道直接進(jìn)料。它可以做成頂澆口和中心澆口。由于澆口尺寸大,熔體壓力損失小,流動阻力小,進(jìn)料快,容易成型,適用于任何塑料,常用于成型單腔模,大而深的殼型制品。因?yàn)榱鞒潭?,壓力傳遞好。熔體從上端流向分型面(低端),故有利于排氣和消除接痕。 直接澆口進(jìn)、出口端直徑d、d可以由主澆道的尺寸決定,它 塑料溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)在注射工藝過程中,模具的溫度直接影響著制品質(zhì)量和注射周期,各種塑料的性能、成型工藝要求的不同相應(yīng)的模具對溫度的要求也不同,PS在注射成型進(jìn)所需要的模具溫度為4060,對于任何塑料制品,模具的溫度的波動較大都是不利的,過高的模具溫度會使塑料制品在冷卻脫模后發(fā)生變形,延長冷卻時(shí)間降低生產(chǎn)率,為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生,就必須采取模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。塑料傳給模具的熱量:Q=n m C (T1-T2)式中: Q單位時(shí)間內(nèi)塑料傳給模具的熱量KJ/h;n每小注射的次數(shù);m每次注射的塑料量,包括澆江系統(tǒng)(kg);C塑料的比熱容(J/kg);T1熔融塑料進(jìn)入模腔的溫度();T2制品脫模溫度();選定注射機(jī)每小時(shí)注射的次數(shù)為50,則根據(jù)以上公式:PS的C=1340(J/ kg);已知m=0.16, T1=180, T2=60,選定注射機(jī)的每小時(shí)注射的次數(shù)為50,則根據(jù)以上的公式,得Q=500.161340(180-60)=1.30106 (KJ/h)冷卻時(shí)所需要的冷卻水量式中: M1通過模具的冷卻水的質(zhì)量(kg);T3出水溫度();T4進(jìn)水溫度();導(dǎo)熱系數(shù)(J/m);由由4表8-26,查得=452(J/m)所以有冷卻水的質(zhì)量:M1=kg根據(jù)冷卻水處于湍流狀態(tài)下的流速v與水管道直徑d的關(guān)系,確定模具冷卻水道直徑d:d=式中:M1冷卻水的質(zhì)量(Kg);v管道內(nèi)冷卻水的流速,一般取0.82.5m/s;水的密度(Kg/m3)。根據(jù)以上公式:取冷卻水管道的直徑為14mm.冷卻管道總傳熱面積計(jì)算公式:式中:R冷卻管道壁與冷卻介質(zhì)間的傳熱系數(shù)(J/m2)(J/m2)f與冷卻介質(zhì)有關(guān)的物理系數(shù),查表8-294得,f=7.98T模具溫度與冷卻介質(zhì)之間的平均溫度;其余符號意義同上其中T=(60+40)/2=50冷卻管道的孔數(shù):n=式中A冷卻裝置總的傳熱面積(m2); d冷卻水管管道直徑(m); L冷卻管道的長度(m)。則 所以,冷卻水道的孔數(shù)在動、定模板之中各取一個(gè)就可以達(dá)到冷卻的要求。由于PS是要求模溫較低的塑料,不斷注入的熔融塑料使模溫能夠達(dá)到PS注射成型所需的模溫,所以不必考慮需要加熱提升溫度的。標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇本次設(shè)計(jì)選用的標(biāo)準(zhǔn)模架型號是:A50050042Z GB/T12556.190A品種(基本型號)500500系列(模板周邊尺寸)42規(guī)格(基本組合編號)Z導(dǎo)柱的安裝方式參考文獻(xiàn)模具設(shè)計(jì)與制造 閻其鳳 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具 劉守勇 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械制造技術(shù) 李華 機(jī)械工業(yè)出版社
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