透蓋注塑模具設(shè)計(jì)[10張CAD高清圖紙和文檔]【注塑模具JA系列】
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目 錄目 錄1摘 要I第一章 緒 論11.1課題背景11.2設(shè)計(jì)的目的及意義21.3設(shè)計(jì)簡介2第二章 塑件成型工藝性分析32.1 聚氯乙烯的基本性能與成型特點(diǎn)32.2 注塑工藝條件32.3塑件結(jié)構(gòu)分析42.4塑件的精度分析52.5塑件表面粗糙度分析62.6注塑機(jī)的選擇6第三章 分型面的選擇和澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)73.1型腔的分布73.2分型面的選擇73.3澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)83.4排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)12第四章 成型零件的設(shè)計(jì)及尺寸計(jì)算134.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)134.2成型零件工作尺寸的計(jì)算14第五章 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)165.1推出力的計(jì)算165.2推出機(jī)構(gòu)的選擇及位置的確定165.3推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位186.1模架和標(biāo)準(zhǔn)件的選用206.2支成零部件的設(shè)計(jì)226.3合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)22第七章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)257.1冷卻回路尺寸的確定和布置257.2模具加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)28第八章 主要參數(shù)的校核298.1注射壓力的校核298.2鎖模力的校核298.3注射量的校核308.4 模具安裝部分的校核308.5模具開模行程的校核30第九章 模具的試模與修模32結(jié) 論34致 謝35參考文獻(xiàn)36摘 要 本課題主要是設(shè)計(jì)塑件注塑模設(shè)計(jì),通過對塑件的工藝性以及產(chǎn)品的外形進(jìn)行分析,并利用相關(guān)軟件繪制裝配圖和注塑模具型芯、型腔及重要零部件零件圖。本說明書以圖文結(jié)合的形式,對澆注系統(tǒng)、分型面、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)都有了較詳細(xì)的論述。最后對有關(guān)參數(shù)的校核也有詳細(xì)的計(jì)算。關(guān)鍵字:澆注系統(tǒng),推出機(jī)構(gòu),型芯,型腔。II第一章 緒 論1.1課題背景近年來,塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速,高效率、自動(dòng)化、大型、長壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所戰(zhàn)比例越來越大。注塑成型模具就是將塑料先加在注塑機(jī)的加熱料筒內(nèi),塑料受熱熔化后,在注塑機(jī)的螺桿或柱塞的比強(qiáng)度高推動(dòng)下,經(jīng)過噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔內(nèi),塑料在其中固化成型。塑料制件之所以能夠在工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用,是由于它們本身具有一系列特殊優(yōu)點(diǎn)所決定的。塑料的密度小、質(zhì)量輕,塑料的比強(qiáng)度高,按單位質(zhì)量計(jì)算的強(qiáng)度稱為比強(qiáng)度。由于塑料的密度小,所以其比強(qiáng)度高。塑料的絕緣性能好,介電損耗低。由于塑料內(nèi)部一般都沒有自由電子和原子,所有大多數(shù)塑料都有良好的介電性能以及很低的介電損耗,所以,塑料是現(xiàn)代電工行業(yè)和電器行業(yè)中不可缺少的原材料。塑料的化學(xué)性能穩(wěn)定,對酸、堿和許多化學(xué)藥品都具有良好的耐腐蝕性能,其中以聚四氟乙烯的耐化學(xué)腐蝕能力最強(qiáng),化學(xué)穩(wěn)定性最高。即使是“王水”也不能將其腐蝕,因此有“塑料王”之稱。由于塑料的減摩耐磨損性能好,所以現(xiàn)代工業(yè)中開始采用工程塑料制造。此外塑料的減振和隔音性能好,許多塑料甚至都有透光性能和絕緣性能以及防水、防透氣和防輻射的特殊性能,因此,塑料已經(jīng)成為各行各業(yè)不可缺少的一種重要的材料。塑料工業(yè)是新興工業(yè),是隨著石油工業(yè)應(yīng)運(yùn)而生的,目前塑料制件幾乎已經(jīng)進(jìn)入到一切工業(yè)部門以及日常生活的各個(gè)部門的各個(gè)領(lǐng)域。塑料工業(yè)優(yōu)勢一個(gè)飛速發(fā)展的工業(yè)領(lǐng)域。塑料工業(yè)從20世紀(jì)30年代前后開始研制到現(xiàn)在的塑料產(chǎn)品系列化、生產(chǎn)工藝現(xiàn)代化、生產(chǎn)工業(yè)現(xiàn)代化、連續(xù)化以及不斷開拓功能塑料新領(lǐng)域,它經(jīng)歷了初創(chuàng)階段發(fā)展階段飛躍階段穩(wěn)定增長階段等這樣幾個(gè)階段。作一種新的工程材料,其不斷被開發(fā)應(yīng)用,加之成型工藝的不斷成熟、完善與發(fā)展極大地促進(jìn)了塑料方法的研究與應(yīng)用以及塑料成型機(jī)模具設(shè)計(jì)的開發(fā)與制造。隨著工業(yè)塑料制件和塑料品種和需求量不斷增加,這些產(chǎn)品的更新?lián)Q代的周期越來越短,因此對塑料的品種、產(chǎn)量和質(zhì)量都提出來了越來越多的要求。 結(jié)合塑料劃時(shí)代的需要以及在人類生活中方方面面的滲透,本次課程設(shè)計(jì)根據(jù)塑料在生活中的應(yīng)用并通過自身在塑料方面學(xué)習(xí)到的一些比較淺薄的知識(shí)來設(shè)計(jì)出應(yīng)用在生活中比較常見的塑料制件,從而達(dá)到對塑料的一個(gè)方方面面的認(rèn)識(shí)以及達(dá)到一個(gè)只是輸出的過程。本次課程設(shè)計(jì)主要任務(wù)是塑件注塑模具的設(shè)計(jì),也就是設(shè)計(jì)一副注塑模具來生產(chǎn)塑件制件,以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。同時(shí),在設(shè)計(jì)過程中,通過查閱大量資料、手冊、標(biāo)準(zhǔn)等,結(jié)合教材上的知識(shí)也對注塑模具的組成結(jié)構(gòu)(成型零部件、澆注系統(tǒng)、推出機(jī)構(gòu)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng))有了系統(tǒng)的認(rèn)識(shí),拓寬了視野,豐富了知識(shí),為將來獨(dú)立完成模具設(shè)計(jì)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。然而,畢竟知識(shí)有限,我們只能從:塑料成型性能注塑模具塑料產(chǎn)品化,這樣比較簡單的設(shè)計(jì)過程來達(dá)到模具設(shè)計(jì)以及產(chǎn)品輸出這樣比較理論化的過程。 本次課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是塑件注塑模具的設(shè)計(jì),也就是設(shè)計(jì)一副注塑模具來生產(chǎn)塑件制件,以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。同時(shí),在設(shè)計(jì)過程中,通過查閱大量資料、手冊、標(biāo)準(zhǔn)等,結(jié)合教材上的知識(shí)也對注塑模具的組成結(jié)構(gòu)(成型零部件、澆注系統(tǒng)、推出機(jī)構(gòu)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng))有了系統(tǒng)的認(rèn)識(shí),拓寬了視野,豐富了知識(shí),為將來獨(dú)立完成模具設(shè)計(jì)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。1.2設(shè)計(jì)的目的及意義 以此作為課題來進(jìn)行研究具有十分深遠(yuǎn)的意義,符合當(dāng)今時(shí)代背景又與所學(xué)專業(yè)對口。在研究過程中,查閱相關(guān)資料可以對我國現(xiàn)有的注塑模水平有個(gè)較為深入地了解,而且在設(shè)計(jì)中可以對現(xiàn)有的方案進(jìn)行對比和改進(jìn),不斷創(chuàng)新,在為今后而工作崗位上先操作起來。1.3設(shè)計(jì)簡介在設(shè)計(jì)之前分析制件的結(jié)構(gòu)以及材料的性質(zhì),并填寫成型工藝卡。選擇注射機(jī)型號(hào)及確定注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范,設(shè)計(jì)計(jì)算模具結(jié)構(gòu);模具總體方案擬擬定及說明、結(jié)構(gòu)特點(diǎn);模架結(jié)構(gòu)、推出脫模機(jī)構(gòu)及復(fù)位機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、熱抽芯系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案、參數(shù)計(jì)算等;關(guān)鍵零件設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核。并完成說明書,在說明書上要列出各項(xiàng)參數(shù)的計(jì)算過程及依據(jù)和計(jì)算結(jié)果。并在設(shè)計(jì)完要對設(shè)計(jì)好的模具進(jìn)行說明,指出哪些地方還不夠完善,進(jìn)一步進(jìn)行改進(jìn)。第二章 塑件成型工藝性分析2.1 聚氯乙烯的基本性能與成型特點(diǎn) 聚氯乙烯為白色蠟狀固體,是一種高結(jié)晶度材料,是常用塑料中最輕的,密度僅為1.15g/cm1.2g/cm。由于聚氯乙烯不僅化學(xué)性能穩(wěn)定,其他滲透性低,吸水性小,介電性能高,而且還具有無毒,無味,原料易得,價(jià)格低廉,加工容易等優(yōu)點(diǎn),被廣泛用于電氣,化學(xué),食品,機(jī)械制造,以及農(nóng)業(yè),醫(yī)藥衛(wèi)生,家庭日用等各個(gè)方面。 1)基本特性 聚氯乙烯熔點(diǎn)為164170,耐熱性好,能在100以上的溫度下進(jìn)行消毒滅菌,其最高使用溫度可達(dá)到150,最低使用溫度為-15,低于-35時(shí)會(huì)脆裂。因?yàn)椴晃?,所以聚氯乙烯的絕緣性能不受濕度的影響。但在氧、熱、光的作用下極易降解、老化,所以必須加入防老化劑。 2)成型特點(diǎn) 聚氯乙烯成型收縮范圍大,容易發(fā)生縮孔、凹痕及變形;聚氯乙烯熱容量大,注射成型模具必須設(shè)計(jì)能充分進(jìn)行冷卻的冷卻回路;聚氯乙烯成型的適宜模具溫度為2060。 2.2 注塑工藝條件1、 干燥處理 如果儲(chǔ)存適當(dāng)則不需要干燥處理2、 染色與裝飾 PVC染色性較差,色粉在塑料中擴(kuò)散不夠均勻,大塑件尤為明顯。PVC塑件表面若需噴油移印等裝飾,須先用PVC底漆擦拭。3、 熔化溫度 因PVC高結(jié)晶,所以加工溫度需要較高。前料筒200240,中料筒170200,后料筒160190,注意不要超過275.實(shí)際上為減少飛邊、收縮等缺陷往往取偏下限料溫。4、 模具溫度 2060,建議使用50左右。結(jié)晶程度主要由模具溫度決定。模具溫度太低,塑件表面光澤差,甚至無光澤;模具溫度太高,則容易發(fā)生翹曲變形、收縮凹陷等。5、 注射壓力 PVC成型收縮率大,尺寸不穩(wěn)定,塑件容易變形收縮,可采用提高注射壓力及注射速度、減少層間剪切力使成型收縮率降低,但PVC流動(dòng)性好,注射壓力大時(shí)容易出現(xiàn)飛邊,且有方向性強(qiáng)的缺陷,注射壓力一般為70MPa140MPa(壓力太小會(huì)收縮明顯),保壓壓力取注射壓力的80%左右,宜取較長的保壓時(shí)間補(bǔ)縮及較長的冷卻時(shí)間保證塑件尺寸、變形程度。6、 注射速度 PVC冷卻速度快,宜快速注射,適當(dāng)加深排氣槽來改善排氣不良。如果塑件表面出現(xiàn)凹陷,也可以使用較高溫度下的低速注射。應(yīng)注意的是,高結(jié)晶的PVC高分子在熔點(diǎn)附近,其容積會(huì)發(fā)生很大變化,冷卻時(shí)收縮及結(jié)晶化導(dǎo)致塑件內(nèi)部產(chǎn)生氣泡甚至局部空心(這樣會(huì)影響制件機(jī)械強(qiáng)度),所以調(diào)節(jié)注射工藝參數(shù)要有利于補(bǔ)縮。2.3塑件結(jié)構(gòu)分析1、 塑件表面上平整光滑,無翹曲、折皺、裂紋等缺陷,沒有尖利或薄弱結(jié)構(gòu);2、 塑件簡單,容易加工;3、 分型面容易;4、 壁厚均一;5、 有圓角過渡,有較好的剛度和強(qiáng)度。 塑件平面圖如圖2-1所示: a) 圖2-1塑件平面圖 塑件立體圖如圖2-2所示:圖2-2塑件立體圖由Pro/E建模分析得塑件質(zhì)量屬性如圖2-3所示:圖2-3塑件質(zhì)量屬性塑件體積為19.0cm,質(zhì)量為19.9g。2.4塑件的精度分析 該塑件尺寸精度的影響因素很多,首先是模具的制造精度和模具的磨損程度,其次是塑料收縮率的波動(dòng)以及成型時(shí)工藝條件的變化,塑件成型后的時(shí)效變化和模具的結(jié)構(gòu)形狀等。在本設(shè)計(jì)中根據(jù)模塑塑料件尺寸公差(GB/T 144862008)可查得:本設(shè)計(jì)中PVC塑件選用的精度等級(jí)一般為MT5級(jí),塑件表面要求光滑無痕跡,因此選用高精度等級(jí)MT4,塑件內(nèi)表面精度要求不高,選用一般精度即可。故塑件外表面精度等級(jí)為MT4級(jí),內(nèi)表面為MT5級(jí)。2.5塑件表面粗糙度分析塑件表面粗糙度主要與模具型腔表面的粗糙度有關(guān)。一般來說,模具表面的粗糙度值要比塑件低12級(jí)。塑件的表面粗糙度Ra一般為0.8m0.2m。模具在使用過程中,由于型腔磨損而使表面粗糙度增大,所以應(yīng)隨時(shí)拋光復(fù)原。透明塑件要求型腔和型芯的表面粗糙度相同。2.6注塑機(jī)的選擇 根據(jù)Pro/E的計(jì)算結(jié)果,得=19.0cm。根據(jù)設(shè)計(jì)要求為一模4腔,所以有下面的公式算出塑料的總體積。 (式2-1) (式2-2)得98.8cm,所以123.5cm。根據(jù)以上計(jì)算,初步選擇理論注射量為304cm,注塑機(jī)型號(hào)為XS-ZY-125,其主要參數(shù)見表2-1。表2-1 注塑機(jī)參數(shù)理論注塑量/cm104最大模具厚度/mm300螺桿直徑/mm30最小模具厚度/mm200鎖模力/KN900噴嘴球半徑/mm12注射壓力/MPa150定位孔直徑/mm100噴嘴口直徑/mm4注射行程/mm160移模行程/mm300塑化能力/(g/s)16.8第三章 分型面的選擇和澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1型腔的分布根據(jù)設(shè)計(jì)要求為一模4腔且為矩形分布,制件在模具中的位置如圖3-1所示:圖3-1型腔的分布3.2分型面的選擇 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)、塑件結(jié)構(gòu)工藝性及尺寸精度,嵌件位置、塑件的推出、排氣等多種因素的影響,因此在選擇分型面的時(shí)應(yīng)綜合考慮分析比較以選出較為合理的方案。選擇分型面時(shí),應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)基本原則:1、 為了方便脫模,分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處;2、 有利于保證尺寸精度;3、 保證塑件外觀質(zhì)量,減少飛邊的產(chǎn)生;4、 有利于排氣;5、 保證開模時(shí)產(chǎn)品在動(dòng)模一側(cè);6、 有利于加工;7、 保證嵌件安裝方便,定位可靠;8、 盡量減少由于脫模斜度造成塑件的大小端尺寸差異;根據(jù)制件在模具中的位置,在此次選擇分型面的階段,考慮到方便制品的脫模、保證塑件外觀質(zhì)量、有利于排氣、保證開模時(shí)產(chǎn)品在動(dòng)模一側(cè)等這些因素,如圖3-1所示,上下模塊制件的平面為該制品在模具中的分型面的位置。圖3-2分型面的位置3.3澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指注射模中從主流道的始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道,它的作用是將塑料熔體順利的充滿型腔的各個(gè)部位。具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能,正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是獲得優(yōu)質(zhì)的塑件極為重要。注射成型的基本要求是在合適的溫度和壓力下使足量的塑料熔體盡快充滿型腔,影響順利充模的關(guān)鍵之一就是澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。因此在設(shè)計(jì)時(shí)一般遵循以下基本原則:1、 必須了解塑料的工藝特性。每一種塑料都有其所適應(yīng)的溫度及速率,設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)首先了解它們的這些工藝特性,以便考慮澆注系統(tǒng)尺寸對熔體流動(dòng)的影響。一般情況下澆注系統(tǒng)均不宜太長和太短。2、 排氣良好。澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利地引導(dǎo)熔體充滿型腔,料流快而有條不紊,并能把型腔內(nèi)的氣體順利排出。3、 防止型芯和塑件變形。高速熔融塑料進(jìn)入型腔時(shí),要盡量避免料流直接沖擊型芯或嵌件,否則會(huì)使注射壓力消耗大或使型芯或嵌件變形。對于大型塑件或精度要求較高的塑件,可考慮多點(diǎn)進(jìn)澆,以防止?jié)部谔幱捎谑湛s應(yīng)力過大而造成塑件變形。4、 減少熔體流程及塑料消耗量。在滿足成型和排氣良好的前提下,塑料熔體應(yīng)以最短的流程充滿型腔,這樣可縮短成型周期,提高成型效率,減少塑料用量。5、 要求熱量和壓力損失最小。熔融塑料通過澆注系統(tǒng)時(shí),要求其熱量及壓力損失最小,防止溫度和壓力降低過多而引起填充不滿等缺陷。因此澆注系統(tǒng)應(yīng)盡量減少轉(zhuǎn)彎,采用較小的表面粗糙度值,在保證成型質(zhì)量的前提下,盡量縮短流程,合理選用流道斷面形狀和尺寸等,以保證最終的壓力和傳遞。3.3.1主流道的設(shè)計(jì) 主流道是指緊接注射機(jī)噴嘴出口起到分流道入口止的一段流道,熔融塑料進(jìn)入模具時(shí)首先經(jīng)過它。它與注射機(jī)噴嘴在同一軸線上,物料在主流道中不改變流動(dòng)方向,主流道形狀一般為圓錐形或圓柱形。在設(shè)計(jì)主流道時(shí)通常要注意一下事項(xiàng):1、 流道工作時(shí),與熱的注射機(jī)噴嘴接觸,受到聚合物熔體的高溫與高壓的作用,故容易磨損,所以主流道一般單獨(dú)設(shè)計(jì)成可拆卸更換的澆口套,即主流道襯套,如圖所示。常采用碳素工具鋼材料制造,熱處理淬火硬度為5357HRC。2、 為便于主流道凝料順利拔出和聚合物熔體的順利填充,主流道通常設(shè)計(jì)成圓錐形,錐角為,流動(dòng)性較差的材料該角度應(yīng)該大一些,但不超過。其表面粗糙度為Ra0.4。3、 主流道尺寸直接影響聚合物熔體的填充速度,進(jìn)而可能影響到制件的質(zhì)量。主流道與噴嘴處一般做成凹球形。主流道凹球面與注射機(jī)噴嘴凸球面應(yīng)嚴(yán)密貼合。為了便于主流道凝料的取出,主流道凹球半徑與噴嘴半徑大12,主流道小端直徑也應(yīng)比噴嘴直徑大0.51。4、 主流道長度通常由定模底板的厚度來決定,應(yīng)盡可能短,盡量不采用分級(jí)對接的形式,一般取mm。綜上所述,本次設(shè)計(jì)中的主流道參數(shù)如下: 主流道小端直徑d=注射機(jī)噴嘴直徑+(0.51)mm=5mm; 主流道大端直徑D=d+=7mm; 主流道的球半徑 SR = 注射機(jī)噴嘴球頭半徑+(12)mm=14mm;球面配合高度h=3mm;主流道錐度。3.3.2澆口套的設(shè)計(jì)主流道小端入口處與高溫塑料和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞,易磨損,對材料要求較高,因而盡管小型注射模可以將主流道襯套與定位圈設(shè)計(jì)成一個(gè)整體,但考慮上述因素通常仍然將其分開來設(shè)計(jì),以便于拆卸更換。同時(shí)也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理。本設(shè)計(jì)中澆口套采用碳素鋼T10A,熱處理淬火表面硬度為5055HRC。在澆口套端部設(shè)一個(gè)與注射機(jī)定位孔相配的定位環(huán),并在端面用螺釘將澆口套壓在模體內(nèi),克服塑件對澆口套的反座力。澆口套與定位圈采用H9f9的配合。定位圈在模具安裝調(diào)試時(shí)應(yīng)插入注射機(jī)定模板的定位孔內(nèi),用于模具與定位孔的安裝定位。定位圈外徑比注射機(jī)定模板上的定位孔徑小0.2mm以下。根據(jù)GB/T4169.19-2006規(guī)定,選擇澆口套的型號(hào)為1632,定位圈的型號(hào)采用直徑D為100。3.3.3分流道的設(shè)計(jì) 分流道是主流道末端至澆口的整個(gè)通道,它通常在多型腔或者單型腔多澆口時(shí)設(shè)置。分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài),使塑料熔體盡快地流經(jīng)分流道充滿型腔,并且流動(dòng)過程中壓力損失及熱量損失盡可能小,能將塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔。在設(shè)計(jì)分流道是應(yīng)注意一下幾點(diǎn):1、 確定分流道時(shí),應(yīng)該使其截面積適當(dāng)小一些。截面積過小會(huì)降低注射速率,延長充填時(shí)間,還可能使材料發(fā)生充不足、縮孔、流痕等缺陷;截面積過大會(huì)增大流道凝料的回收量,延長流道物料的冷卻時(shí)間;設(shè)計(jì)時(shí)采用較小的截面積可給進(jìn)一步試模有修正的時(shí)間;另外,一模多腔的注射模具中,分流道的截面積總和應(yīng)該盡量不大于主流道截面積;2、 分流道和型腔的分布應(yīng)排列緊湊、距離合理,盡量以軸對稱或中心點(diǎn)對稱而平衡,盡量縮小成型區(qū)的總面積,盡量使型腔和分流道在分型面上總投影面積的幾何中心與機(jī)器鎖模力的中心保持重合。3、 分流道在定模一側(cè)或分流道延伸較長時(shí),要設(shè)分流道拉料桿,以便在模具打開時(shí)能夠自動(dòng)拉開分流道凝料。4、 分流道的轉(zhuǎn)向次數(shù)要盡量少,轉(zhuǎn)向處應(yīng)設(shè)圓角過渡,避免出現(xiàn)尖角。分流道與澆口的連接處應(yīng)該加工成斜面,并用圓弧過渡,以利于聚合物的填充。5、 分流道的內(nèi)表面粗糙度不必要求很低,Ra=1.6m。主要原因在于:聚合物熔體在流動(dòng)時(shí)與分流道相接觸時(shí),其外層多一些摩擦阻力,更容易形成冷卻皮層,從而起到絕熱層的效果,更利于熔體的保溫和流動(dòng)。 根據(jù)以上分流道的設(shè)計(jì)原則,由于此次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品壁厚為2mm(3mm),質(zhì)量為22.781g(200g),且根據(jù)要求為一模兩腔,另外精度要求不高,加工容易,因此將分流道的截面形狀設(shè)計(jì)成半圓形。故采用下面的經(jīng)驗(yàn)公式來確定分流道的直徑。 (式3-1) 式中,D為分流道直徑(mm); m為塑件的質(zhì)量(g); L為分流道的長度(mm)。根據(jù)分析分流道長度為43cm,得D=3mm。分流道分布及尺寸如圖3-5所示:圖3-5分流道分布及尺寸3.3.4澆口的設(shè)計(jì) 澆口是指分流道末端與型腔入口之間狹窄且較短的一段通道。它的功能是時(shí)聚合物熔融體順利注入型腔內(nèi),有序的充滿型腔,又能及時(shí)冷卻封閉,以防止熔體倒流并對補(bǔ)縮具有控制作用,且便于切除。1) 澆口截面的選擇:由于此次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品要求為一模多腔,且尺寸較小,所以選擇側(cè)澆口。另外側(cè)澆口還有截面形狀簡單,加工方便的優(yōu)點(diǎn);2)澆口位置的選擇:為了提高制品質(zhì)量,不影響制品性能,在設(shè)計(jì)澆口時(shí)考慮一下幾項(xiàng)原則:1、 澆口應(yīng)設(shè)在塑件壁厚最大處,使熔體從厚壁流向薄壁,并保持澆口至型腔各處的流程基本一致;2、 避免澆口處發(fā)生噴射和蠕動(dòng),防止在充填過程中產(chǎn)生波紋;3、 考慮分子的取向影響,澆口位置應(yīng)設(shè)在塑件的主要受力方向;4、 在選擇澆口位置時(shí)應(yīng)考慮到塑件尺寸的要求;5、 須減少熔接痕,應(yīng)有利于型腔中氣體的排出;6、 注意外觀質(zhì)量的影響; 根據(jù)以上設(shè)計(jì)原則和對塑件進(jìn)行分析,將澆口的位置設(shè)計(jì)如圖3-6所示。3)澆口的尺寸:根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式,點(diǎn)澆口的計(jì)算公式如下; (式3-2)式中,n為塑料系數(shù),由塑料性質(zhì)決定; k為系數(shù),為塑件壁厚的函數(shù),為了出去澆口方便,可取這里取為0.5; A為型腔表面積(); 查表得,n=0.61。經(jīng)過計(jì)算A=8988.76,所以d=1.5mm。尺寸如圖3-7,形狀如圖3-8所示。3.3.5冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料穴是澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成之一。冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流前面冷卻凝料,以免這些冷料注入型腔,不僅影響熔體充填的速度,而且影響成型塑件的質(zhì)量。根據(jù)制品及以上設(shè)計(jì)部分分析,冷料穴形式采用半球形,如圖3-8和3-9。此外,主流道末端的冷料穴除了上述作用外,還有便于在此處設(shè)置拉料桿的功能。在注射結(jié)束模具分型時(shí),在拉料桿的作用下,主流道凝料從定模澆口套中被拉出,最后推出機(jī)構(gòu)開始工作,將塑件和澆注凝料一起推出模外。3.4排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)塑料熔體充滿模具型腔時(shí),必須將澆注系統(tǒng)和型腔內(nèi)的空氣以及塑料在成型過程中產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體順利地排出模外。如果型腔內(nèi)因各種原因產(chǎn)生產(chǎn)生的氣體不能被排出干凈,塑件上就會(huì)形成氣泡、產(chǎn)生熔接不牢、表面輪廓不清楚及填充不滿等成型缺陷,另外氣體的存在還會(huì)產(chǎn)生反壓力而降低充模速度,因此在設(shè)計(jì)模具時(shí)必須考慮型腔的排氣問題。對于由于排氣不暢而造成型腔局部填充困難時(shí),除了設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)外,還可以考慮開設(shè)溢流槽,用于在容納冷料的同時(shí)也容納一部分氣體,有時(shí)采用這種措施是十分有效的。此次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品較為簡單,可以利用配合間隙進(jìn)行排氣。第四章 成型零件的設(shè)計(jì)及尺寸計(jì)算 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、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時(shí),直接與塑料接觸,由于塑料熔體的高壓、料流的沖刷,在脫模時(shí)還與塑件發(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、剛度和較好的耐磨性能。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),選擇正確的分型面和澆口位置,確定脫模方式和排氣系統(tǒng),然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),計(jì)算成型零件的工作尺寸,并對關(guān)鍵的零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的校核。4.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模結(jié)構(gòu)的不同可分為整體式和組合式。根據(jù)對塑件的結(jié)構(gòu)分析,該產(chǎn)品屬于小模具,而且沒有凹槽,因此本設(shè)計(jì)中采用整體式凹模結(jié)構(gòu),凹模用2個(gè)M520L的螺釘與定模板相連接。凹模結(jié)構(gòu)如圖4-1所示:圖4-1凹模結(jié)構(gòu)2、 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凸模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件。根據(jù)對塑件的分析,由于該塑件的內(nèi)形和外形相似,同時(shí)為了加工的的方便,本設(shè)計(jì)中采用整體式型芯結(jié)構(gòu)。凸模結(jié)構(gòu)如圖4-2所示:圖4-2凸模結(jié)構(gòu)4.2成型零件工作尺寸的計(jì)算本次塑件的原料是聚氯乙烯(PVC)材料,PVC材料是一種收縮率范圍較大的塑料,因此成型零件的尺寸按照平均值法計(jì)算。已知PVC的收縮率為0.010.025之間 ,故可以得到PVC的平均收縮率為:0.0175。此制品尺寸精度要求不太高,對塑件只有外形尺寸和內(nèi)孔尺寸的要求,這就要考慮模具磨損量和制造公差等,而其他部位沒有精度要求,因此只需計(jì)算型芯型腔的幾個(gè)主要尺寸就可以了。塑件精度等級(jí)按GB/T14486-1993,PVC一般精度取MT5級(jí),計(jì)算中按相應(yīng)公差來查詢,采取平均值法來計(jì)算。其他尺寸計(jì)算依此類推,計(jì)算結(jié)果如下:表6-1 成型零件尺寸的計(jì)算 (mm)模具尺寸名稱塑件尺寸塑件精度等級(jí)塑件尺寸公差模具等級(jí)GB/T1800模具尺寸公差m模具尺寸計(jì)算結(jié)果型腔直徑5150.6490.10051.116型腔直徑44.0150.5290.08744.183型腔深度2650.3290.06226.234型芯直徑3450.5690.08734.175第五章 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射成型后的塑料制件及澆注系統(tǒng)的凝料從模具中脫出的機(jī)構(gòu)成為推出機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作通常是由安裝在注射機(jī)上的頂桿或液壓缸完成的。5.1推出力的計(jì)算查資料得推出力的計(jì)算公式: (式5-1) (式5-2)式中:A為塑件包絡(luò)型芯的面積,通過計(jì)算,本設(shè)計(jì)塑件包絡(luò)型芯的面積為12889mm。 P為塑件對型芯單位面積上的包緊力。一般情況下,模外冷卻的塑件,p?。荒?nèi)冷卻的塑件,取。為方便計(jì)算,本設(shè)計(jì)中取。 為塑件對鋼的摩擦系數(shù),一般取0.10.3,本設(shè)計(jì)中取0.2。 為脫模斜度。本設(shè)計(jì)型芯脫模斜度為30。因此,本設(shè)計(jì)推出力通過上述公式計(jì)算約為。5.2推出機(jī)構(gòu)的選擇及位置的確定5.2.1推出方式的確定及其固定形式由于塑件較為簡單,質(zhì)量較輕,所以采用推桿推出。假設(shè)采用直徑為2mm的推桿,數(shù)量為12根,那么推出面積為:A=r12=37.68mm (式5-3)推桿推出應(yīng)力為:=F/A=11.89MPa26cm。8.4 模具安裝部分的校核注射模具是安裝在注射機(jī)上生產(chǎn)的,在設(shè)計(jì)模具時(shí),必須使模具的有關(guān)尺寸與注射機(jī)相匹配。與模具安裝有關(guān)的尺寸包括噴嘴尺寸、定位環(huán)尺寸、模具的最大和最小厚度以及模板上的安裝螺孔尺寸等等。 該模具的外形尺寸為:290mm300mm,XS-ZY-125型注塑機(jī)的最大安裝尺寸為400mm400mm,所以能夠滿足模具安裝要求。模具定位圈的直徑為100mm,與注塑機(jī)定位孔直徑相同,符
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