ABS手機(jī)外殼注塑模具設(shè)計(jì),abs,手機(jī)外殼,注塑,模具設(shè)計(jì) 江蘇財(cái)經(jīng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 綜合畢業(yè)實(shí)踐說明書 論文 標(biāo)題 ABS 手機(jī)外殼注塑模設(shè)計(jì) 系 別 機(jī)電工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 學(xué) 號 0810403220 姓 名 喬吉祥 指導(dǎo)教師 陳青云 2011年 5 月 15日 1 摘 要 本課題主要是針對 ABS手機(jī)外殼注塑模的模具設(shè)計(jì) 通過對塑件進(jìn)行工藝的分析和 比較 最終設(shè)計(jì)出一副注射模 該課題從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性 具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā) 對模具 的成型零部件 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) 支承零部件 注射機(jī)的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核 都有詳細(xì)的設(shè) 計(jì) 同時并簡單的編制了模具的加工工藝 通過整個設(shè)計(jì)過程表明該模具能夠達(dá)到此 塑件所要求的加工工藝 根據(jù)題目設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是手機(jī)外殼注射模的設(shè)計(jì) 也就是 設(shè)計(jì)一副注射模具來批量生產(chǎn)手機(jī)外殼塑件產(chǎn)品 以實(shí)現(xiàn)自動化提高產(chǎn)量 關(guān)鍵詞 手機(jī)外殼 注射模 模具結(jié)構(gòu) 加工工藝 2 目 錄 摘 要 1 目 錄 2 1塑件的成形工藝性分析 4 1 1塑件材料的選擇及其結(jié)構(gòu)分析 4 1 2 ABS的注射成型工藝 4 1 3 ABS性能分析 5 1 4 ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施 7 2模具結(jié)構(gòu)形式的擬定 7 2 1確定型腔數(shù)量及排列方式 7 2 2 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 7 3注塑機(jī)型號的確定 8 3 1有關(guān)塑件的計(jì)算 8 3 2注射機(jī)型號的確定 9 3 3注射機(jī)及型腔數(shù)量的校核 9 4 注射機(jī)及參數(shù)量的校核 9 4 2分型面位置的確定 12 4 2 1分型面的形式 12 4 2 2分型面的設(shè)計(jì)原則 12 4 2 3分型面的確定 12 5 澆注系統(tǒng)的形式和澆口的設(shè)計(jì) 13 5 1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 13 5 2主流道的設(shè)計(jì) 13 5 3冷料井的設(shè)計(jì) 16 5 4分流道的設(shè)計(jì) 17 5 5澆口的設(shè)計(jì) 19 6 澆注系統(tǒng)的平衡 20 3 7 澆注系統(tǒng)斷面尺寸計(jì)算 21 8 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 23 9 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 25 9 1機(jī)構(gòu)的功用 25 9 2導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) 26 9 3導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 26 9 4導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 26 9 5導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合形式 27 10 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 27 11 側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 28 12 成型零件的設(shè)計(jì) 30 12 1成型零件的選材 31 12 2凹模部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 31 12 3凸模部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 34 結(jié)束語 36 致 謝 37 參考文獻(xiàn) 38 4 ABS 手機(jī)外殼注塑模設(shè)計(jì) 1塑件的成形工藝性分析 1 1塑件材料的選擇及其結(jié)構(gòu)分析 1 1 1 塑件 手機(jī)外殼 模型圖 圖 1 塑件圖 1 1 2 塑件材料的選擇 選用 ABS 即丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 1 1 3 色調(diào) 黑色 1 1 4 生產(chǎn)批量 大批量 1 1 5 塑件的結(jié)構(gòu)與工藝性分析 1 結(jié)構(gòu)分析 塑件為手機(jī)外殼的上半部分 應(yīng)有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 由于中間有手機(jī)的按鍵及手 機(jī)顯示屏 后面有與后蓋聯(lián)接的塑料倒扣 所以應(yīng)保證它有一定的裝配精度 由于該 塑件為手機(jī)外殼 因此對表面粗糙度要求不高 2 工藝性分析 精度等級 采用 5級低精度 脫模斜度 塑件外表面 40 1 20 塑件內(nèi)表面 30 1 脫模斜度不包 括在塑件的公差范圍內(nèi) 塑件外形以型腔大端為準(zhǔn) 塑件內(nèi)形以型芯小端為準(zhǔn) 1 2 ABS的注射成型工藝 1 注射成型工藝過程 1 預(yù)烘干 裝入料斗 預(yù)塑化 注射裝置準(zhǔn)備注射 注射 保壓 冷卻 脫模 塑件送下工序 2 清理模具 涂脫模劑 合模 注射 5 2 ABS 的注射成型工藝參數(shù) 1 注射機(jī) 螺桿式 2 螺桿轉(zhuǎn)速 r min 30 60 選 30 3 預(yù)熱和干燥 溫度 C 80 85 時間 h 2 3 4 密度 g cm 1 02 1 05 5 材料收縮率 0 3 0 8 6 料筒溫度 C 后段 150 157 中段 165 180 前段 180 200 7 噴嘴溫度 C 170 180 8 模具溫度 C 50 80 9 注射壓力 MPa 70 100 10 成形時間 S 注射時間 20 90 高壓時間 0 5 冷卻時間 20 120 總周期 50 220 11 適應(yīng)注射機(jī)類型 螺桿 柱塞均可 12 后處理 方法 紅外線燈 烘箱 溫度 C 70 時間 h 2 4 1 3 ABS性能分析 1 使用性能 綜合性能良好 沖擊韌度 力學(xué)強(qiáng)度較高 且要低溫下也不迅速下降 耐磨性 耐寒性 耐水性 耐化學(xué)性和電氣性能良好 水 無機(jī)鹽 堿 酸對 ABS幾乎無影響 尺寸穩(wěn)定 易于成型和機(jī)械加工 與 372有機(jī)玻璃的熔接性良好 經(jīng)過調(diào)色可 配成任何顏色 且可作雙色成型塑件 且表面可鍍鉻 2 成型性能 無定型塑料 其品種很多 各品種的機(jī)電性能及成型特性也各有差異 應(yīng)按品 種確定成型方法及成型條件 吸濕性強(qiáng) 含水量應(yīng)小于 0 3 必須充分干燥 要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長 時間預(yù)熱干燥 流動性中等 溢邊料 0 04mm左右 流動性比聚苯乙烯 AS 差 但比聚碳酸酯 聚氯乙烯好 6 比聚苯乙烯加工困難 宜取高料溫 模溫 對耐熱 高抗沖擊和中抗沖擊型樹 脂 料溫更宜取高 料溫對物性影響較大 料溫過高易分解 分解溫度為 250 C左 右比聚苯乙烯易分解 對要求精度較高的塑件 模溫宜取 50 60 C 要求光澤 及耐熱型料宜取 60 80 C 注射壓力應(yīng)比加工聚苯乙烯稍高 一般用柱塞式注塑 機(jī)時料溫為 180 230 C 注射壓力為 100 140 MPa 螺桿式注塑機(jī)則取 160 220 C 70 100 MPa 為宜 易產(chǎn)生熔接痕 模具設(shè)計(jì)時應(yīng)注意盡量減小澆注系統(tǒng)對斜流的阻力 模具設(shè)計(jì) 時要注意澆注系統(tǒng) 選擇好進(jìn)料口位置 形式 摧出力過大或機(jī)械加工時塑件表面呈 白色 痕跡 但在熱水中加熱可消失 ABS 在升溫時粘度增高 塑料上的脫模斜度宜稍大 宜取 1 以上 在正常的成型條件下 壁厚 熔料溫度及收縮率影響極小 3 ABS 主要技術(shù)指標(biāo) 表 1 1 熱物理性能 密度 g cm 1 02 1 05 比熱容 J kg 1K 1 1255 1674 導(dǎo)熱系數(shù) W m 1 K 1 10 2 13 8 31 2 線膨脹系數(shù) 10 5K 1 5 8 8 6 滯流溫度 C 130 表 1 2 力學(xué)性能 屈服強(qiáng)度 MPa 50 抗拉強(qiáng)度 MPa 38 斷裂伸長率 35 拉伸彈性模量 GPa 1 8 抗彎強(qiáng)度 MPa 80 彎曲彈性模量 GPa 1 4 抗壓強(qiáng)度 MPa 53 抗剪強(qiáng)度 MPa 24 無缺口 261沖擊韌度 簡支梁式 缺 口 11 布氏硬度 9 7R121 表 1 3 電氣性能 表面電阻率 1 2 1013 體積電阻率 m 6 9 1014 擊穿電壓 KV mm 介電常數(shù) 10 6Hz 3 04 介電損耗角正切 0 007 耐電弧性 s 50 85 7 10 6Hz 1 4 ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施 主要缺陷 缺料 氣孔 飛邊 出現(xiàn)熔接痕 塑件耐熱性不高 連續(xù)工作溫度為 70 C左右熱變形溫度約為 93 C 耐氣候性差 在紫外線作用下易變硬變脆 消除措施 加大主流道 分流道 澆口 加大噴嘴 增大注射壓力 提高模具預(yù) 熱溫度 2模具結(jié)構(gòu)形式的擬定 2 1確定型腔數(shù)量及排列方式 一般來說 精度要求高的小型塑件和中大型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu) 對于 精度要求不高的小型塑件 沒有配合精度要求 形狀簡單 又是大批量生產(chǎn)時 若采 用多型腔模具可提供獨(dú)特的優(yōu)越條件 使生產(chǎn)效率大為提高 型腔的數(shù)目可根據(jù)模型 的大小情況而定 該塑件對精度要求不高 為低精度塑件 再依據(jù)塑件的大小 采用一模兩型的模 具結(jié)構(gòu) 型腔的排列方式如下圖 圖 2 型腔排列方式 2 2 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 2 2 1 多型腔單分型面模具 塑件外觀質(zhì)量要求不高 尺寸精度要求一般的小型 8 塑件 可采用此結(jié)構(gòu) 2 2 2 多型腔多分型面模具 塑件外觀質(zhì)量要求高 尺寸精度要求一般的小型塑 件 可采用此結(jié)構(gòu) 該塑件外觀質(zhì)量要求不高 是尺寸精度要求較低的小型塑件 因此可采用多型腔 單分型面的設(shè)計(jì) 從塑件上容易看出模具的分型面位置 摧出機(jī)構(gòu)的設(shè)置以及澆口的位置 分型面 為單分型面垂直分型 最常用的澆口形式有 第一是側(cè)澆口 這種澆口形式注射工藝工人比較熟悉 在 制造上加工比較方便 但不得因素是澆道流程長 熱量損耗大 因此容易產(chǎn)生明顯的 拼料痕跡 如果要得到改善 則需加大澆道尺寸 但隨之澆道部份的回料增多 其次 塑料的進(jìn)料口部分需去毛刺 這樣既增加了去毛刺的工時 又損壞了周圍的美觀 第 二是點(diǎn)澆口 塑料注射時 在點(diǎn)澆口以高速注入型腔 一部份動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?因此 塑料在會合時的熱量損耗比側(cè)澆口少 所以會合處熔合較好 熔接痕不太明顯 其缺 點(diǎn)是塑件的正面將留下點(diǎn)燒口的痕跡 影響塑件的美觀 并且為了取出點(diǎn)澆口的澆道 剩料 型腔必須移動 由于型腔重量較大 所以不方便移動 第三種是綜合上述兩種 澆口形式的優(yōu)缺點(diǎn) 采用剪切澆口 因?yàn)樗芗?cè)壁距離橫澆道較遠(yuǎn) 因直接在側(cè)壁進(jìn) 料是很難實(shí)現(xiàn)的 因此又增設(shè)了工藝輸助澆口 從而使?jié)沧⑾到y(tǒng)進(jìn)一步完善 這種澆 口形式主要有以下優(yōu)點(diǎn) 一是塑件表面無澆口痕跡 并且外表面無明顯的熔接痕 所 以外觀質(zhì)量較好 二是澆口的位置和數(shù)量可視塑件的質(zhì)量而增加 減少或改變澆口的 位置 模具修改也比較方便 三是在塑件頂出的同時 澆口剪斷并脫落 可節(jié)省去毛 刺工序 并有得于機(jī)床自動化 從塑料流程盡量一致的原則出發(fā) 采用了兩個剪切澆 口處都設(shè)有頂桿 用以切斷剪切澆口 其工藝輔助澆口可手工去除 3注塑機(jī)型號的確定 除了模具的結(jié)構(gòu) 類型和一些基本參數(shù)和尺寸外 模具的型腔數(shù) 需用的注射量 塑件在分型面上的投影面積 成型時需要的合模力 注射壓力 模具的厚度 安裝固 定尺寸以及開模行程等都與注射機(jī)的有關(guān)性能參數(shù)密節(jié)相關(guān) 如果兩者不相匹配 則 模具無法使用 為此 必須對兩者之間有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行較核 并通過較核來設(shè)計(jì)模具與 選擇注射機(jī)型號 3 1有關(guān)塑件的計(jì)算 9 1 體積 3 9420934 cm 曲面面積 8 7216837 cm 2 密度 1 05 g cm 質(zhì)量 4 1391980 g 3 2注射機(jī)型號的確定 根據(jù)塑件的體積初步選定用 XS Z 60 臥式 型注塑機(jī) SZ 60 40 臥式 型注塑機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格如下表 表 1 注塑機(jī)的主要參數(shù) 理論注射容積 cm 60 螺桿直徑 mm 30 注射壓力 MPa 180 注射速率 g s 70 塑化能力 g s 35 螺桿轉(zhuǎn)速 r min 0 200 鎖模力 kN 400 拉桿有較距離 mm 220 300 移模行程 mm 250 模具最大厚度 mm 250 模具最小厚度 mm 150 鎖模形式 雙曲肘 模具定位孔直徑 mm 80 噴嘴球半徑 mm SR10 噴嘴口孔徑 mm 3 模板尺寸 mm 200 315 3 3注射機(jī)及型腔數(shù)量的校核 主流道的體積約為 V cm 3 14 0 632 2 5 3 988 分流道與澆口的體積約為 V cm 13 1 1304 14 6952 該模具總共需填充塑件的體積約為 V cm 2 3 9420934 3 988 14 6952 26 5672 4 注射機(jī)及參數(shù)量的校核 4 1注射量的校核 注射機(jī)一個注射周期內(nèi)所需注射量的塑料熔體的總量必須在注射機(jī)額定注射量的 10 80 以內(nèi) 在一個注射成形周期內(nèi) 需注射入模具內(nèi)的塑料熔體的容量或質(zhì)量 應(yīng)為制件和 澆注系統(tǒng)兩部份容量或質(zhì)量之和 即 V nVz Vj 或 M nmz mj 式中 V m 一個成形周期內(nèi)所需射入的塑料容積或質(zhì)量 cm 或 g n 型腔數(shù)目 Vz m z 單個塑件的容量或質(zhì)量 cm 或 g Vj m j 澆注系統(tǒng)凝料和飛邊所需塑料的容量或質(zhì)量 cm 或 g 故應(yīng)使 nVz Vj 0 8V g 或 nmz mj 0 8m g 式中 Vg m g 注射機(jī)額定注射量 cm 或 g 根據(jù)容積計(jì)算 nVz Vj 26 5672 0 8V g 可見注射機(jī)的注射量符合要求 4 2 型腔數(shù)量的確定和校核 型腔數(shù)量與注射機(jī)的塑化率 最大注射量及鎖模力等參數(shù)有關(guān) 此外 還受塑件 的精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因數(shù)影響 可根據(jù)注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù) n 12mKN 式中 K 注射機(jī)的最大注射量的得用系數(shù) 一般取 0 8 mN 注射機(jī)允許的最大注射量 m 2 澆注系統(tǒng)所需塑料的質(zhì)量或體積 g 或 cm m 1 單個塑件的質(zhì)量或體積 g 或 cm 所以需要 8942 3683 108 n n 2 符合要求 4 3 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力校核 注射成型時 塑件在模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素 其數(shù)值 越大 需要的鎖模力也就越大 如果這一數(shù)值超過了注射機(jī)允許使用的最大成型面積 11 則成型過程中將會出現(xiàn)溢漏現(xiàn)象 因此 設(shè)計(jì)注射模時必須滿足下面關(guān)系 nA1 A2 A 式中 A 注射機(jī)允許使用的最大成型面積 mm 2 其他符號意義同前 注射成型時 模具所需的鎖模力與塑件在水平分型面上的投影面積有關(guān) 為了可 靠地鎖模 不使成型過程中出現(xiàn)溢漏現(xiàn)象 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 nA1 A2 p F 式中符號意義同前 所以需要 2 40 95 9 80 83200 A 查得 ABS的平均成型壓力為 30 cm 2 MPa 2 4 9 5 0 9 8 30 83 2 30 2 5 F 符合要求 4 4 最大注射壓力校核 注射機(jī)的額定注射壓力即為它的最高壓力 pmax 應(yīng)該大于注射機(jī)成型時所調(diào)用的注 射壓力 即 pmax Kp0 很明顯 上式成立 符合要求 4 5 模具與注射機(jī)安裝部份的校核 噴嘴尺寸 注射機(jī)頭為球面 其球面半徑與相應(yīng)接觸的模具主流道始端凹下的 球面半徑相適應(yīng) 模具厚度 模具厚度 H 又稱閉合高度 必須滿足 Hmin H Hmax 式中 H min 注射機(jī)允許的最小厚度 即動 定模板之間的最小開距 Hmax 注射機(jī)允許的最大模厚 注射機(jī)允許厚度 150 H 250 符合要求 4 6 開模行程校核 12 開模行程 s 合模行程 指模具開合過程中動模固定板的移動距離 注射機(jī)的最大 開模行程與模具厚度無關(guān) 對于單分型面注射模 Smax s H1 H2 5 10mm 式中 H1 摧出距離 脫模距離 mm H2 包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度 mm 開模距離取 H 1 20 包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度取 H2 40 余量取 8 則有 Smax s 20 20 28 68 符合要求 4 2分型面位置的確定 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)和模具的制造藝有 密切關(guān)系 并且直接影響著塑料熔體的流動特性及塑料的脫模 4 2 1分型面的形式 該塑件的模具只有一個分型面 垂直分型 4 2 2分型面的設(shè)計(jì)原則 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 及精度 形狀以及摧出方法 模具的制造 排氣 操作工藝等多種因素的影響 因此 在選擇分型面時應(yīng)綜合分析 選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)基本原則 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 確定有利的留模方式 便于塑件順利脫模 保證塑件的精度 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求 便于模具制造加工 注意對在型面積的影響 對排氣效果 對側(cè)抽芯的影響 在實(shí)際設(shè)計(jì)中 不可能全部滿足上述原則 一般應(yīng)抓住主要矛盾 在此前提下確 定合理的分型面 4 2 3分型面的確定 根據(jù)以上原則 可確定該模具的分型面如下圖 13 分 型 面 圖 3分型面選擇 5 澆注系統(tǒng)的形式和澆口的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指凝料熔體從注射機(jī)噴嘴射出后到達(dá)型腔之前在模具內(nèi)流經(jīng)的通道 澆注系統(tǒng)分為普通流道的澆環(huán)節(jié)注系統(tǒng)和熱流道的澆注系統(tǒng)兩大類 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 是注射模具設(shè)計(jì)的一個很重要的 它對獲得優(yōu)良性能和理想外觀的塑料制件以及最佳 的成型效率有直接的影響 該模具采用普通流道澆注系統(tǒng) 普通澆注系統(tǒng)一般由主流道 分流道 澆口和冷 料穴等四部分組成 5 1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 澆注系統(tǒng)的尺寸是否合理不僅對塑件性能 結(jié)構(gòu) 尺寸 內(nèi)外在質(zhì)量等影響效大 而且還在與塑件所用塑料的利用率 成型效率等相關(guān) 對澆注系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)時 一般應(yīng)遵循如下基本原則 了解塑料的成型性能和塑料熔體的流動性 采用尺量短的流程 以減少熱量與壓力損失 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)有利于良好的排氣 防止型芯變形和嵌件位移 便于修整澆口以保證塑件外觀質(zhì)量 澆注系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合型腔布局同時考慮 流動距離比和流動面積比的校核 5 2主流道的設(shè)計(jì) 14 主流道的形狀和尺寸最先影響著塑料熔體的流動速度及填充時間 必須使熔體的 溫度降低和壓力降最小 且不損害其把塑料熔體輸送到最 遠(yuǎn) 位置的能力 在臥式注射機(jī)上使用的模具中 主流道垂直于分型面 為使凝料能從其中順利拔 出 需設(shè)計(jì)成圓錐形 錐角為 2 6 5 2 1 主流道的尺寸 1 主流道小端直徑 主流道小端直徑 d 注射機(jī)噴嘴直徑 2 3 3 2 3 取 d 5 mm 2 主流道的球半徑 主流道的球半徑 SR 10 1 2 取 SR 12 mm 3 球面配合高度 球面配合高度為 3 5 取 3 mm 4 主流道長度 主流道長度 L 應(yīng)盡量小于 60mm 上標(biāo)準(zhǔn)模架及該模具結(jié)構(gòu) 取 L 32 mm 5 主流道錐度 主流道錐角一般應(yīng)在 2 6 取 4 所以流道錐度為 2 2 6 主流道大端直徑 主流道大端直徑 D d 2Ltg 4 6 3 mm 7 主流道大端倒圓角 倒角 D 8 0 6 mm 根據(jù)以上數(shù)據(jù)和注射機(jī)的有關(guān)參數(shù) 設(shè)計(jì)出主流道如下圖 圖 4 主流道形式 15 5 2 2 主流道襯套的形式 主流道部分在成型過程中 其小端入口處與注射機(jī)噴嘴及一定溫度 壓力的塑料 熔要冷熱交換地反復(fù)接觸 屬易損件 對材料要求較高 因而模具的主流道部分常設(shè) 計(jì)成可拆卸更換的襯套式 俗稱澆口套 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 53 57 HRC 主流道 襯套應(yīng)設(shè)置在模具對稱中心位置上 并盡可能保證與相聯(lián)接的注射機(jī)噴嘴同一軸心線 圖 5 主流道的位置 主流道襯套的形式有兩種 一是主流道襯套與定位圈設(shè)計(jì)成整體式 一般用于小 型模具 二是主流道襯套與定位圈設(shè)計(jì)成兩個零件 然后配合在固定在模板上 該模具尺寸較小 主流道襯套可以選用整體式 設(shè)計(jì)出主流道襯套的尺寸如下圖 4 16 圖 6 主流道的具體尺寸 主流道襯套的固定形式如下圖 圖 7 襯套的固定形式 5 3冷料井的設(shè)計(jì) 在完成一次注射循環(huán)的間隔 考慮到注射機(jī)噴嘴和主流道入口這一段熔體因輻射 散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度 從噴嘴端部到注射機(jī)料筒以內(nèi)約 10 25mm 的深 度有個溫度逐漸升高的區(qū)域 這時才達(dá)到正常的塑料熔體溫度 位于這一區(qū)域內(nèi)的塑 料的流動性能及成型性能不佳 如果這里相對較低的冷料進(jìn)入型腔 便會產(chǎn)生次品 為克服這一現(xiàn)象的影響 用一個井穴將主流道延長以接收冷料 防止冷料進(jìn)入澆注系 統(tǒng)的流道和型腔 把這一用來容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料井 冷料穴 5 3 1 主流道冷料井的設(shè)計(jì) 主流道冷料井設(shè)計(jì)成帶有摧桿的冷料井 底部由一根摧桿組成 摧桿裝于摧桿固 定板上 與摧桿脫模機(jī)構(gòu)連用 冷料井的孔設(shè)計(jì)成倒錐形 便于將主流道凝料拉出 當(dāng)其被摧出時 塑件和流料凝道能自動墜落 易于實(shí)現(xiàn)自動化操作 主流道冷料井的設(shè)計(jì)如下圖所示 拉 料 桿動 模 板冷 料 井定 模 座 板 圖 8 主流道冷料井的設(shè)計(jì) 17 5 3 2 分流道冷料井的設(shè)計(jì) 當(dāng)分流道較長時 可將分流道的端部沿料流前進(jìn)方向延長作為分流道冷料井 以 儲存前鋒冷料 其長度為分流道直徑的 1 5 2 倍 5 4分流道的設(shè)計(jì) 該模具為一模兩腔的結(jié)構(gòu) 應(yīng)設(shè)置分流道 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型腔 5 4 1分流道的截面面形狀 常用分流道的截面面形狀有圓形 梯形 U 字形和六角形等 要減少流道內(nèi)的壓力 損失 則希望流道的截面積大 流道的表面積小 以減少傳熱損失 因此可用流道的 截面積與周長的比值來表示流道的效率 圓形截面效率最高 即比表面最小 由于正 方形流道凝料脫模困難 實(shí)際使用側(cè)面具有斜度為 5 10 的梯形流道 淺矩形及 半圓形截面流道 由于其效率低 比表面大 通常不采用 當(dāng)分型面為平面時 可采 用梯形或 U字型截面的分流道 從上述分析 為了減少流道的熱量損失考慮到流道的效率 該模具分流道截面采 用圓型截面 1 分流道的截面尺寸 分流道的截面尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的成形體積 塑件壁厚 塑件形狀 所用塑料的工 藝性能 注射速率以及分流道的長度等因素來確定 A 對于壁厚小于 3mm 質(zhì)量在 200g以下的塑件 可用下述公式確定分流道的直徑 D 0 2654W L214 其中 D 流道直徑 mm W 塑件的質(zhì)量 g L 分流道的長度 mm 此式計(jì)算的分流道直徑限于 3 2 9 5 mm 根據(jù)前面的計(jì)算數(shù)據(jù) 有 D 0 265 4 139 552141 1 5 mm 故不在適應(yīng)范圍 18 圖 9 分流道截面 B 根據(jù)分流道截面形狀與流動理論長度的關(guān)系和 塑料成形工藝與模具設(shè)計(jì) 表 5 3 再考慮到 ABS的成型工藝性能 可確定分流道直徑為 6mm 因此 分流道截面形狀如 9圖所示 C 分流道的長度 分流道的長度應(yīng)盡量短 且少彎折 分流道長度為 L 50 15 2 110 mm D 分流道的表面粗糙度 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻 只有中心部位的塑料熔體的流動 狀態(tài)較為理想 因此分流道的內(nèi)表面粗糙度 Ra并不要求很低 一般取 0 63 1 6 m 這樣表面稍不光滑 有助于增大塑料熔體的外層流動阻力 避免熔流表面滑移 使中 心層具有較高的剪切速率 E 分流道的布置形式 分流道的布置取決于型腔的布局 兩者相互影響 該模具為一模兩腔 采用平衡 式布置 平衡式布置要求從主流道至各個型腔的分流道 其長度 形狀 斷面尺寸等都必 須對應(yīng)相等 達(dá)到各個型腔的熱平衡和塑料平衡 因此各個型腔的澆口尺寸也可以相 同 達(dá)到各個型腔均衡地進(jìn)料 該模具分流道為圓形截面 在定模座板和定模板上都開有分流道 其形式如下圖 19 分 流 道 動 模 板主 流 道 襯 套定 模 板定 模 座 板 圖 10 分流道的設(shè)計(jì) F 分流道向澆口過渡部分的結(jié)構(gòu)見下圖 圓形分流道與矩形澆口的連接形式 圖 11 澆口形狀 5 5澆口的設(shè)計(jì) 澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)流道 它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分 澆口的形 狀 數(shù)量 尺寸和位置對塑件質(zhì)量影響很大 澆口的主要作用是 1 型腔充滿后 熔體在澆口處首先凝結(jié) 防止其倒流 2 易于切除澆口凝料 3 對于多型腔的模具 用以平衡進(jìn)料 澆口的面積通常為分流道面積的 0 03 0 09 澆口的截面有矩形和圓形兩種 20 澆口長度約為 0 5 2 mm左右 澆口的尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式確定 取其下限值 然后在試模時逐步修正 5 5 1澆口的形式及特點(diǎn) 綜合點(diǎn)澆口呼側(cè)澆口兩種澆口形式的優(yōu)缺點(diǎn) 采用剪切澆口 因?yàn)樗芗?cè)壁距離 橫澆道較遠(yuǎn) 因直接在側(cè)壁進(jìn)料是很難實(shí)現(xiàn)的 因此又增設(shè)了工藝輸助澆口 從而使 澆注系統(tǒng)進(jìn)一步完善 這種澆口形式主要有以下優(yōu)點(diǎn) 一是塑件表面無澆口痕跡 并 且外表面無明顯的熔接痕 所以外觀質(zhì)量較好 二是澆口的位置和數(shù)量可視塑件的質(zhì) 量而增加 減少或改變澆口的位置 模具修改也比較方便 三是在塑件頂出的同時 澆口剪斷并脫落 可節(jié)省去毛刺工序 并有得于機(jī)床自動化 從塑料流程盡量一致的 原則出發(fā) 采用了兩個剪切澆口處都設(shè)有頂桿 用以切斷剪切澆口 其工藝輔助澆口 可手工去除 1 澆口尺寸的確定 澆口結(jié)構(gòu)尺寸可由經(jīng)驗(yàn)公式 并由 塑料模具技術(shù)手冊 之 輕工模具手冊之一 中圖 3 31 查得 澆口深度 h 0 5 2 0 h n t 0 8 取 h 1 mm 式中 h 澆口深度 mm n 塑料系數(shù) 由塑料性質(zhì)決定 t 塑件壁厚 mm 澆口寬度 b 1 5 5 0 取 b 1 8 mm 64 130 Anb 式中 A 塑件型腔表面積 澆口長度 l 0 5 1 75 為了去除澆口方便 澆口長度 l 也可取 0 7 2 5 所以可取 l 1 0 mm 注 其尺寸實(shí)際應(yīng)用效果如何 應(yīng)在試模中檢驗(yàn)與改進(jìn) A 澆口位置的選擇 澆口位置的選擇對塑件質(zhì)量的影響極大 選擇澆口位置時應(yīng)遵循如下原則 避免塑件上產(chǎn)生缺陷 a澆口應(yīng)開設(shè)在塑件截面最厚處 b有利于塑料熔體的流動 c的利于型腔的排氣 d考慮塑件受力情況 e增加熔接痕牢度 f流動定向方位對塑件性能的影響 g澆口位置和數(shù)目對塑件變形的影響 21 h校核流動比 i防止型芯或嵌件擠壓位移或變形 此外 在選擇澆口位置和形式時 還應(yīng)考慮到澆口容易切除 痕跡不明顯 不影 響塑件外觀質(zhì)量 流動凝料少等因素 6 澆注系統(tǒng)的平衡 對于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式 設(shè)計(jì)應(yīng)盡量保證所有的 型腔同時得到均一的充填和成型 一般在塑件形狀及模具結(jié)構(gòu)允許的情況下 應(yīng)將從 主流道到各個型腔的分流道設(shè)計(jì)成長度相等 形狀及截面尺寸相同 型腔布局為平衡 式 的形式 否則就需要通過調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達(dá)到一致 這就是澆注系統(tǒng)的平衡 1 分流道的平衡 在多腔模具中 熔體在主流道與各分流道 或各分流道之間的體積流量是不會相 同的 但可以認(rèn)為他們的流速是相等的 以此達(dá)到各型腔同時充滿的目的 為此各流 道之間應(yīng)以不同的長度或截面尺寸來達(dá)到流量不等 經(jīng)分析可推導(dǎo) 可用下式進(jìn)行平 衡計(jì)算 21QdL 式中 Q 1 Q 2 熔融樹脂分別在流道 1和流道 2中的流量 cm 3 s d1 d2 分流道 1和分流道 2的直徑 cm L1 L 2 分流道 1和分流道 2的長度 cm 上式?jīng)]有考慮分流道轉(zhuǎn)彎局部阻力的影響 以及模具溫度不均的影響 實(shí)際上尚 須對這些因素作校正 才能達(dá)到充模時間相等的目的 當(dāng)分流道作平衡布置 且各型腔所需之填充量又相等時 則各流道的長度變化 長度尺寸等均應(yīng)相同 2 澆口的平衡 在多型腔非平衡分流道布置時 由于主流道到各型腔的分流道長度或各型腔所需 填充流量不同 也可采用調(diào)整各澆口截面尺寸的方法 使熔融體同時充滿各型腔 澆口平衡簡稱為 BGV balanced gate value 只要做到各型腔 BGV值相同 基本 上能達(dá)到平衡填充 對于多型腔相同制品的模具 其澆口平衡計(jì)算公式如下 BGV LgrS 式中 S g 澆口的截面積 mm 2 Lg 澆口的長度 mm Lr 分流道的長度 mm 22 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時一般澆口的截面積與分流道的截面積之比 SG SZ取 0 07 0 09 該模具 從主流道到各個型腔的分流道的長度相等 形狀及截面尺寸都相同 顯 然是平衡式的 7 澆注系統(tǒng)斷面尺寸計(jì)算 對工業(yè)上使用較合理的 30多副注射模具 根據(jù)所用注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格 作了幾種 塑料熔體的充模計(jì)算 結(jié)果認(rèn)為主流道和分流道的剪切速率 5 10 5 10 s 1 澆 口剪切速率 10 4 105 s 1 平衡系統(tǒng)的充模過程近似于等溫流動 f Q R n 的關(guān)系式可用如下的經(jīng)驗(yàn)公式表達(dá) 23 nRQ 式中 熔體在流道中的剪切速率 s 1 Q 熔體在流道中的體積流率 cm 3 s Rn 澆注系統(tǒng)斷面當(dāng)量半徑 cm 1 確定適當(dāng)?shù)募羟兴俾?澆注系統(tǒng)各段的 值如下 a 主流道 s 5 10 s 1 b 分流道 r 5 10 s 1 c 點(diǎn)澆口 Q 105 s 1 d 其它澆口 Q 5 10 5 104 s 1 2 確定體積流率 Q 澆注系統(tǒng)中各段的 Q值是不同的 a 主流道的 Qs 根據(jù)模具成型塑件的體積和所用注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格 由下式計(jì)算 cm3 s Ps 式中 Q s 主流道的體積流率 cm 3 s 注射時間 s QP 模具成型塑件的體積 通常取 Q P 0 5 0 8 Q n Qn 注射機(jī)的分稱注射量 由 塑料模具技術(shù)手冊 之 輕工模具手冊之一 中表 3 10 可根據(jù)注射機(jī)的公 稱注射量查得注射時間 1 0s 所以 24 3064 1 24 3 s PsQ b 分流道的 QR和澆口處的 QG 23 對于多點(diǎn)進(jìn)料的單腔模 或各型腔相同的多腔模 若分流道采用平衡式布置 則 各分流道及澆口中的體積流率為 QR QG Qs m cm3 s 式中 Q R Q G 分流道或澆口中的體積流率 cm 3 s m 分流道的數(shù)目 所以 QR QG 24 3 2 12 15 cm3 s 由上述經(jīng)驗(yàn)公式可算出 a 主流道 mm 260 53 24 sn b 分流道 mm 27 5 0312 Rn c 澆口 mm 740 103 2 Gn 以上澆注系統(tǒng)斷面的確定也可以根據(jù) Q Rn 關(guān)系曲線圖直接查得 8 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 在學(xué)校作設(shè)計(jì)時 模架部分要自行設(shè)計(jì) 在生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)計(jì)中 盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)模 架 確定出標(biāo)準(zhǔn)模架的形式 規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)代號 模架尺寸確定之后 對模具有關(guān)零件要進(jìn)行必要的強(qiáng)度或剛度計(jì)算 以校核所選模架 是否適當(dāng) 尤其時對大型模具 這一點(diǎn)尤為重要 標(biāo)準(zhǔn)件包括通用標(biāo)準(zhǔn)件及模具專用標(biāo)準(zhǔn)件兩大類 通用標(biāo)準(zhǔn)件如緊固件等 模具 專用標(biāo)準(zhǔn)件如定位圈 澆口套 推桿 推管 導(dǎo)柱 導(dǎo)套 模具專用彈簧 冷卻及加 熱元件 順序分型機(jī)構(gòu)及精密定位用標(biāo)準(zhǔn)組件等 由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸 再結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架 可選用標(biāo)準(zhǔn)模架 200 L 其中 L取 315mm 可符合要求 模架上要有統(tǒng)一的基準(zhǔn) 所有零件的基準(zhǔn)應(yīng)從這個基準(zhǔn)推出 并在模具上打出相 應(yīng)的基準(zhǔn)標(biāo)記 一般定模座板與定模固定板要用銷釘定位 動 定模固定板之間通過 導(dǎo)向零件定位 脫出固定板通過導(dǎo)向零件與動?；蚨９潭ò宥ㄎ?模具通過澆注套 24 定位圈與注射機(jī)的中心定位孔定位 動模墊板與動模固定板不需要銷釘精確定位 墊 快不需要與動模固定板用銷釘精確定位 頂出墊板不需與頂出固定板用銷釘精確定位 模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘 模具外表面盡量不要有突出部分 模具外表 面應(yīng)光潔 加涂防銹油 兩模板之間應(yīng)有分模隙 即在裝配 調(diào)試 維修過程中 可以方便地分開兩塊模 板 分模隙常見形式如下 圖 12 分模隙 1 圖 13 分模隙 2 8 1定模固定板 定模座板 250 315 厚 25mm 主流道襯套固定孔與其為 H7 m6過渡配合 通過 6個 10的內(nèi)六角螺釘與定模固定板連接 定模墊板通常就是模具與注射機(jī)連接處的定模板 8 2定模板 200 315 厚 25mm 上面的型腔為整體式 有四個型芯固定孔 25 其導(dǎo)柱固定孔與導(dǎo)柱為 H7 m6過渡配合 8 3 動模固定板 250 315 厚 25mm 用于固定型芯 凸模 導(dǎo)套 為了保證凸模或其它零件固定穩(wěn)固 固定板應(yīng)有一 定的厚度 并有足夠的強(qiáng)度 一般用 45鋼或 Q235A制成 最好調(diào)質(zhì) 230 270HB 導(dǎo)套孔與導(dǎo)套為 H7 m6或 H7 k6配和 型芯孔與其為 H7 m6過渡配合 8 4 動模板 200 315 厚 32mm 其注射機(jī)頂桿孔為 50mm 其上的推板導(dǎo)柱孔與導(dǎo)柱采用 H7 m6配合 8 5 動模墊板 又稱支承板 200 315 厚 32mm 墊板是蓋在固定板上面或墊在固定板下面的平板 它的作用是防止型腔 型芯 導(dǎo)柱或頂桿等脫出固定板 并承受型腔 型芯或頂桿等的壓力 因此它要具有較高的 平行度和硬度 一般采用 45鋼 經(jīng)熱處理 235HB或 50鋼 40Cr 40MnB 等調(diào)質(zhì) 235HB 或結(jié)構(gòu)鋼 Q235 Q275 還起到了支承板的作用 其要承受成型壓力導(dǎo)致的模板 彎曲應(yīng)力 8 6 墊塊 40 315 厚 63mm 8 6 1 主要作用 在動模座板與動模墊板之間形成頂出機(jī)構(gòu)的動作空間 或是調(diào) 節(jié)模具的總厚度 以適應(yīng)注射機(jī)的模具安裝厚度要求 8 6 2 結(jié)構(gòu)型式 可為平行墊塊 拐角墊塊 該模具采用平行墊塊 8 6 3 墊塊一般用中碳鋼制造 也可用 Q235A制造 或用 HT200 球墨鑄鐵等 8 6 4 墊塊的高度計(jì)算 h 墊塊 h 推出距離 h 推板 h 推桿固定板 15 16 20 12 63 mm 式中 頂出行程的余量 一般為 5 10mm 以免頂出板頂?shù)絼幽|板 8 6 5 模具組裝時 應(yīng)注意左右兩墊塊高度一致 否則由于負(fù)荷不均勻會造成動 模板損壞 8 6 7 推桿固定板 118 315 厚 16mm 固定推桿 26 8 6 8 推板 118 315 厚 20mm 9 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類型 導(dǎo)柱導(dǎo)向用于動 定模 之間的開合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動導(dǎo)向 錐面導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動 定模之間的精密對 中定位 9 1機(jī)構(gòu)的功用 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功用 1 定位作用 2 導(dǎo)向作用 3 承載作用 A定位機(jī)構(gòu)的功用 對于薄壁 精密塑件注射模 大型 深型腔注射模和生產(chǎn)批量大的注射模 僅用 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是不完善的 還必須在動 定模之間增設(shè)錐面定位機(jī)構(gòu) 有保持精密定 位和同軸度的要求 當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)模架時 因模架本身帶有導(dǎo)向裝置 一般情況下 設(shè)計(jì)人員只要按模 架規(guī)格選用即可 若需采用精密導(dǎo)向定位裝置 則須由設(shè)計(jì)人員根據(jù)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行具 體設(shè)計(jì) 此模具為小型模具 對精度要求也不是很高 所以不需要用定位機(jī)構(gòu) 可直接由 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)定位 9 2導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) 1 導(dǎo)向零件應(yīng)合理地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 防止導(dǎo)柱和導(dǎo)套壓入后變形 2 該模具采用 4根導(dǎo)柱 其布置為等直徑導(dǎo)柱不對稱布置 3 該模具導(dǎo)柱安裝在動模固定板上 導(dǎo)套安裝在定模固定板上 4 為了保證分型面很好的接觸 導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)制有承屑板 即可削去 一個面或在導(dǎo)套的孔口倒角 5 各導(dǎo)柱 導(dǎo)套及導(dǎo)向孔的軸線應(yīng)保證平行 6 在合模時 應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸 避免凸模先進(jìn)入型腔 導(dǎo)致模具損壞 7 當(dāng)動定模板采用合并加工時 可確保同軸度要求 27 9 3導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 1 該模具采用帶頭導(dǎo)柱 且不加油槽 2 導(dǎo)柱的長度必須比凸模端面高度高出 6 8mm 3 為使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔 導(dǎo)柱的端部常做成圓錐形或球形的先導(dǎo)部分 4 導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定 應(yīng)保證具有足夠的抗彎強(qiáng)度 該導(dǎo)柱直徑 由標(biāo)準(zhǔn)模架知為 20 5 導(dǎo)柱的安裝形式 導(dǎo)柱固定部分與模板按 H7 m6配合 導(dǎo)柱滑動部分按 H7 f7 或 H8 f7的間隙配合 6 導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為 Ra0 4 m 7 導(dǎo)柱應(yīng)具有堅(jiān)硬而耐磨的表面 堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯 多采用低碳鋼經(jīng)滲碳 淬火處理或碳素工具鋼 T8A T10A 經(jīng)淬火處理 硬度為 55HRC以上或 45 鋼經(jīng)調(diào)質(zhì) 表 面淬火 低溫回火 硬度 55HRC以上 9 4導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 1 結(jié)構(gòu)形式 采用帶頭導(dǎo)套 型 導(dǎo)套的固定孔與導(dǎo)柱的固定孔可以同時鉆 再分別擴(kuò)孔 以保證其配合精度 2 導(dǎo)套的端面應(yīng)倒圓角 導(dǎo)柱孔最好做成通孔 利于排出孔內(nèi)剩余空氣 3 導(dǎo)套孔的滑動部分按 H8 f7或 H7 f7的間隙配合 表面粗糙度為 Ra0 4 m 導(dǎo) 套外徑按 H7 m6或 H7 k6配合鑲?cè)肽０?4 導(dǎo)套材料可用淬火鋼或銅 青銅合金 等耐磨材料制造 但其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱 的硬度 這樣可以改善摩擦 以防止導(dǎo)柱或?qū)桌?9 5導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合形式 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配用形式要根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)要求而定 該模具采用的配合形 式如下圖所示 28 圖 9 1 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配用 10 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1 通常推桿裝入模具后 其端面應(yīng)與型腔底面平齊 或高出型腔底面 0 05 0 10mm 2 推桿與推桿固定板 通常采用單邊 0 5mm的間隙 這樣可以降低加工要求 又 能在多推桿的情況下 不因由于各板上的推桿孔加工誤差引起的軸線不一致而發(fā)生卡 死現(xiàn)象 3 推桿的材料常用 T8 T10 碳素工具鋼 熱處理要求硬度 HRC 50 工作端配合 部分的表面粗糙度為 Ra 0 8 脫模阻力計(jì)算 塑件壁厚與其內(nèi)孔直徑之比小于 1 20 為薄壁殼體形塑件 且塑件斷面為矩環(huán)形 故所需脫模力的計(jì)算公式如下 N 10 1 cos81BKtgftLQ 式中 E 塑料的拉伸模量 MPa 可由表查得 ABS的拉伸模量為 1 91 1 98 塑料成型平均收縮率 可由表查得 ABS成型平均收縮率為 0 4 0 7 29 t 塑件的平均壁厚 mm L 塑件包容型芯的長度 mm 塑料的泊松比 可由表查得 ABS的泊松比為 0 38 脫模斜度 該模具脫模斜度選定為 2 f 塑料與鋼材之間的磨擦系數(shù) 可查得 ABS與鋼材的磨擦系數(shù)為 0 20 0 25 r 型芯大小端平均半徑 mm B 塑件在與開模方向垂直的平面上的投影面積 cm 2 當(dāng)塑件底部上有 孔時 10B 項(xiàng)應(yīng)視為零 K1 由 f和 決定的無因次數(shù) 可由下式計(jì)算 1 cosin1fK 也可根據(jù)塑料與鋼材的磨擦系數(shù)和脫模斜度由表查得 K 1 1 0070 代入計(jì)算 得 3 64 kNQ 11 側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 如圖 14所示彈簧抽芯機(jī)構(gòu) 型芯處在定模一邊 脫模時 可實(shí)現(xiàn)先由上示側(cè)抽芯 機(jī)構(gòu)控制的抽芯動作 然后再實(shí)現(xiàn)塑件的脫模 側(cè)型芯具體尺寸的確定 動 模 板滾 輪側(cè) 型 芯 30 圖 14 側(cè)型芯的抽芯方式 1 側(cè)抽芯的基本尺寸 根據(jù)模具的整體結(jié)構(gòu)尺寸和抽芯機(jī)構(gòu)抽芯距及抽芯力的計(jì) 算 可確定抽芯機(jī)構(gòu)型芯部分側(cè)型芯的具體尺寸如下圖 圖 15 側(cè)型芯 側(cè)型芯外擋塊的設(shè)計(jì) 形式如下圖 16所示 2 側(cè)抽芯的導(dǎo)滑形式 采用圓形導(dǎo)滑孔 側(cè)抽芯與導(dǎo)滑孔之間是間隙配合 配合 精度可選 H8 f7或 H8 f8 導(dǎo)滑孔硬度應(yīng)達(dá)到 HRC52 56 3 為了開之前 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)能夠順利地實(shí)現(xiàn)抽芯動作 需在型芯固定板上裝 4個 對稱布置的彈簧頂銷 a 頂銷為圓頭銷 材料 35鋼 熱處理 43 48HRC b 彈簧的規(guī)格及尺寸 圓柱螺旋壓縮彈簧 材料 65Mn 型號為 1 6 12 24 7 類 此彈簧受變負(fù)荷作用 次數(shù)在 106次以上 最大工作負(fù)荷為 103 55N 4 該模具在開模時同由于彈簧頂銷差距的作用 使得開模過程是先實(shí)現(xiàn)側(cè)抽芯動 作后再開模 因此不會造成塑件縱向開模時損壞的情況 31 圖 16 側(cè)型芯擋塊 12 成型零件的設(shè)計(jì) 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是指構(gòu)成模具型腔的零件 通常有凹模 型芯 各種成 形桿和成形環(huán) 模具的成型零件主要是凹模型腔和底板厚度的計(jì)算 塑料模具型腔在成型過程中 受到熔體的高壓作用 應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度 如果型腔側(cè)壁和底板厚度過小 可 能因強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞 也可能因剛度不足而產(chǎn)生撓曲變形 導(dǎo)致溢 料飛邊 降低塑件尺寸精度并影響順利脫模 因此 應(yīng)通過強(qiáng)度和剛度計(jì)算來確定型 腔壁厚 尤其對于重要的精度要求高的或大型模具的型腔 更不能單純憑經(jīng)驗(yàn)來確定 型腔壁厚和底板厚度 注射模具的成型零件是指構(gòu)成模具型腔的零件 通常包括了凹模 型芯 成型桿 等 凹模用以形成制品的外表面 型芯用以形成制品的內(nèi)表面 成型桿用以形成制品 的局部細(xì)節(jié) 成形零件作為高壓容器 其內(nèi)部尺寸 強(qiáng)度 剛度 材料和熱處理以及 加工工藝性 是影響模具質(zhì)量和壽命的重要因素 設(shè)計(jì)時應(yīng)首先根據(jù)塑料的性能 制件的使用要求確定型腔的總體結(jié)構(gòu) 進(jìn)澆點(diǎn) 分型面 排氣部位 脫模方式等 然后根據(jù)制件尺寸 計(jì)算成型零件的工作尺寸 從 機(jī)加工工藝角度決定型腔各零件的結(jié)構(gòu)和其他細(xì)節(jié)尺寸 以及機(jī)加工工藝要求等 此 外由于塑件融體有很高的壓力 因此還應(yīng)該對關(guān)鍵成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的校核 在工作狀態(tài)中 成型零件承受高溫高壓塑件熔體的沖擊和摩擦 在冷卻固化中形 成了塑件的形體 尺寸和表面 在開模和脫模時需要克服于塑件的粘著力 在上萬次 32 甚至上幾十萬次的注射周期 成型零件的形狀和尺寸精度 表面質(zhì)量及其穩(wěn)定性 決 定了塑件制品的相對質(zhì)量 成型零件在充模保壓階段承受很高的型腔壓力 作為高壓 容器 它的強(qiáng)度和剛度必須在容許范圍內(nèi) 成型零件的結(jié)構(gòu) 材料和熱處理的選擇及 加工工藝性 是影響模具工作壽命的主要因素 12 1成型零件的選材 對于模具鋼的選用 必需要符合以下幾點(diǎn)要求 1 機(jī)械加工性能良好 要選用易于切削 且在加工以后能得到高精度零件的鋼種 2 拋光性能優(yōu)良 注射模成型零件工作表面 多需要拋光達(dá)到鏡面 Ra 0 05 m 要求鋼材硬度在 HRC35 40 為宜 過硬表面會使拋光困難 鋼材的顯微 組織應(yīng)均勻致密 極少雜質(zhì) 無疵斑和針點(diǎn) 3 耐磨性和抗疲勞性能好 注射模型腔不僅受高壓塑料熔體沖刷 而且還受冷熱 溫度交變應(yīng)力作用 一般的高碳合金鋼可經(jīng)熱處理獲得高硬度 但韌性差易形成表面 裂紋 不以采用 所選鋼種應(yīng)使注塑模能減少拋光修模次數(shù) 能長期保持型腔的尺寸 精度 達(dá)到所計(jì)劃批量生產(chǎn)的使用壽命期限 4 具有耐腐蝕性 對有些塑料品種 如聚氯乙稀和阻燃性的塑料 必須考慮選用 有耐腐蝕性能的鋼種 根據(jù)塑件表面質(zhì)量比較高決定模具表面質(zhì)量更高這一事實(shí) 再依照上述標(biāo)準(zhǔn) 故 筆者在設(shè)計(jì)成型零件 凹模 中選用了鏡面鋼 PMS PMS 10Ni3CuAlVS 的供貨硬度為 HRC30 易于切削加工 而后在真空環(huán)境下經(jīng)過 500 550 以 5 10h 時效處理 鋼材彌散析出復(fù)合合金化學(xué)物 使鋼材硬化 具有 HRC40 45 耐磨性好且處理過程變形小 由于材質(zhì)純凈 可作鏡面拋光 還有較好的 電加工及抗銹蝕性能 12 2凹模部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 凹模的結(jié)構(gòu)形式 凹?？捎烧麎K材料制成 制成整體式凹模 凹模位于定模板上 因?yàn)槟＞邽橐荒?兩腔的結(jié)構(gòu) 所以需要采用兩個型腔 2 凹模尺寸的計(jì)算 為計(jì)算簡便起見 凡是孔類尺寸均以其最小尺寸作為公稱尺寸 即公差為正 凡 33 是軸類尺寸均以最大尺寸作為公稱尺寸 即公差為負(fù) a 凹模徑向尺寸計(jì)算 凹模徑向尺寸的計(jì)算采用平均尺寸法 公式如下 zscpMLS 431 式中 凹模徑向尺寸 mm ML 塑件的平均收縮率 ABS 收縮率為 0 3 0 8 平均收縮率為cpS 0 55 塑件徑向公稱尺寸 mm sL 塑件公差值 mm 3 4項(xiàng)系數(shù)隨塑件精度和尺寸變化 一般在 0 5 0 8 之間 取 0 6 凹模制造公差 mm 當(dāng)尺寸小于 50mm時 z 1 4 當(dāng)塑件尺寸大于z 50mm時 z 1 5 塑料的最小收縮率 minS 凹模長度尺寸計(jì)算為 12 012 095 4695 01 ML 凹模寬度尺寸計(jì)算為 12 012 034 b 凹模深度尺寸計(jì)算 凹模深度尺寸采用平均尺寸法 公式如下 zscpMHS 321 式中 凹模深度尺寸 mm MH 塑件高度公稱尺寸 mm s 2 3項(xiàng) 有的資料介紹系數(shù)為 0 5 其他符號意義同上 34 1 01 0562 5 01 zMH c 中心距尺寸計(jì)算 公式如下 2zscpLS 模具中心距尺寸 mm ML 塑件心中距尺寸 mm s 所以 05 27 05 5 01 ML 3 另外 定模板上還設(shè)置了抽芯機(jī)構(gòu)以及分流道的垂直部分 可知定模板及凹模部 分結(jié)構(gòu)如下圖所示 圖 17 凹模 3 凹模的機(jī)加工工藝 表 10 1 凹模的機(jī)加工工藝 序號 工序名稱 加工內(nèi)容及要求 設(shè)備 1 下料 根據(jù)模板形狀下料 35 2 鍛造 鍛坯料至尺寸長 315 寬 200 厚 30mm 3 劃線 劃線 打樣沖 4個沉頭孔的中心 鉗工臺 4 鉆孔 鉆兩個 16 兩個 20 的孔 鉆床 5 鉆孔 將 16 的孔從上表面鉆 22 深 15 鉆床 6 銑削 以孔定位銑出型腔的外形 銑床 7 刨削 精刨上下面使厚度為 26mm 刨床 8 鉆孔 鉆兩型腔中間 6 的孔 鉆床 9 鉆孔 鉆旁邊側(cè)抽芯孔到規(guī)定位尺寸 鉆床 10 熱處理 淬火 表面硬度達(dá) 54 58HRC 11 磨削 粗磨底面 使厚為 25 5mm 平面磨床 12 磨削 精磨上表面 使厚度達(dá)圖紙要求 平面磨床 12 3凸模部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 凸模尺寸的計(jì)算 1 凸模徑向尺寸計(jì)算 凸模徑向尺寸的計(jì)算采用平均尺寸法 公式如下 zscpMLS 431 型芯徑向尺寸 mm ML 型芯的制造公差 mm z 其他符號意義同上 凸模長度尺寸計(jì)算為 12 012 05 94693 5 01 ML 凸模寬度尺寸計(jì)算為 1 01 0838 36 2 凹模深度尺寸計(jì)算 凸模深度尺寸采用平均尺寸法 公式如下 zscpMHS 321 凸模深度尺寸 mm MH 塑件孔深度尺寸 mm s 其他符號意義同上 1 01 05 5 01 MH 3 中心距尺寸計(jì)算 公式如下 2zscpLS 模具中心距尺寸 mm ML 塑件心中距尺寸 mm s 所以 05 264 805 4 5 01 ML 凸模形狀的確定 根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu) 可設(shè)計(jì)出型芯嵌塊如下圖所示 圖 18 型芯 結(jié)束語 通過三個多月對手機(jī)塑料外殼模具的設(shè)計(jì) 我注塑模具的設(shè)計(jì)方法與流程有了一 37 個比較全面的了解 在這個不斷設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí) 再設(shè)計(jì)的反復(fù)操作過程中 我們潛移默 化地學(xué)習(xí)到了一種科學(xué)的設(shè)計(jì)思路和方法 這對我們以后的工作態(tài)度和方法將產(chǎn)生積 極的影響 特別是在利用現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)上 我有了很多的自己的設(shè)計(jì)思想 在設(shè)計(jì)的過程中 遇到了很多的問題 尤其是在流道的設(shè)計(jì) 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)以 及成型零件的計(jì)算等方面 費(fèi)了很多周折 也走了很多彎路 而在裝配圖的繪制中 又遇到了前面設(shè)計(jì)上的很多結(jié)構(gòu)錯誤 對細(xì)節(jié)的反復(fù)修改較多 經(jīng)過很長時間的思考 和查閱資料 才成功地完成了本套模具的設(shè)計(jì)過程 當(dāng)然 本模具的設(shè)計(jì)也存在了很多的問題 在實(shí)際中也許并沒有辦法正常運(yùn)作 畢竟是在學(xué)校做畢業(yè)設(shè)計(jì) 難免會存在各種各樣的問題 在模具的設(shè)計(jì)過程中 很多時候都是依靠同學(xué)們的幫助和老師的指導(dǎo) 才能順利 地繼續(xù)往下設(shè)計(jì) 在這里要感謝同學(xué)的幫助 也向各位指導(dǎo)老師表示衷心的感謝 38 致 謝 在本次論文設(shè)計(jì)過程中 陳老師對該論文從選題 構(gòu)思到最后定稿的各個環(huán)節(jié)給予細(xì) 心指引與教導(dǎo) 使我得以最終完成畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 在學(xué)習(xí)中 老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度 豐 富淵博的知識 敏銳的學(xué)術(shù)思維 精益求精的工作態(tài)度以及侮人不倦的師者風(fēng)范是我 終生學(xué)習(xí)的楷模 導(dǎo)師們的高深精湛的造詣與嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)精神 將永遠(yuǎn)激勵著我 這三年中還得到眾多老師的關(guān)心支持和幫助 在此 謹(jǐn)向老師們致以衷心的感謝和崇 高的敬意 最后 我要向百忙之中抽時間對本文進(jìn)行審閱 評議和參與本人論文答辯的各位 老師表示感謝 39 參考文獻(xiàn) 1 唐 志 玉 塑 料 模 具 設(shè) 計(jì) 師 指 南 M 國 防 工 業(yè) 出 版 社 1996 6 2 許 鶴 峰 陳 言 秋 注 塑 模 具 設(shè) 計(jì) 要 點(diǎn) 與 圖 例 M 化 學(xué) 工 業(yè) 出 版 社 1999 7 3 陳 孝 康 陳 炎 嗣 周 興 隆 實(shí) 用 模 具 技 術(shù) 手 冊 M 中 國 輕 工 業(yè) 出 版 社 2001 1 4 四 川 大 學(xué) 北 京 化 工 大 學(xué) 天 津 輕 工 業(yè) 學(xué) 院 塑 料 成 形 模 具 M 中 國 輕 工 業(yè) 出 版 社 1982 6 5 周 炳 堯 等 模 具 設(shè) 計(jì) 與 制 造 簡 明 手 冊 M 上 海 科 學(xué) 技 術(shù) 出 版 社 1996 6 6 廖 念 釗 等 互 換 性 與 技 術(shù) 測 量 M 中 國 計(jì) 量 出 版 社 1991 10 7 保 修 成 高 分 子 工 程 材 料 M 北 京 航 空 航 天 大 學(xué) 出 版 社 1992 5 8 中 國 機(jī) 械 工 業(yè) 協(xié) 會 熱 處 理 分 會 熱 處 理 工 程 師 手 冊 M 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 1999 5 9 黃 圣 杰 等 PRO EGNGINEER2001 高 級 開 發(fā) 實(shí) 例 M 電 子 工 業(yè) 出 版 社 2002 2 10 嚴(yán) 烈 PRO ENGINEER2000iNC 加 工 實(shí) 例 寶 典 M 冶 金 工 業(yè) 出 版 社 2001 6 11 林 清 安 PRO ENGINEER 2000i2 模 具 設(shè) 計(jì) M 北 京 大 學(xué) 出 版 社 2001 8 12 林 清 安 PRO ENGINEER 2000i2 零 件 設(shè) 計(jì) 實(shí) 務(wù) M 北 京 大 學(xué) 出 版 社 2001 4 13 鐘 建 琳 PRO ENGINEER 2000i 零 件 造 型 實(shí) 用 教 程 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 2001 10 14 林 程 吳 志 成 張 紅 PRO ENGINEER 2000i2范 例 教 程 M 2000