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本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 題目 MP3 電池充電器插座的塑料 注射模具設(shè)計(jì) 系 別 機(jī)電信息系 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 學(xué) 生 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 2013 年 05 月 I MP3 電池充電器插座的塑料注射模具的設(shè)計(jì) 摘 要 本次設(shè)計(jì)主要是通過(guò)對(duì)塑件的形狀 尺寸及其精度的要求來(lái)進(jìn)行注射成型 工藝的可行性分析 塑件的成型工藝性主要包括塑件的壁厚 斜度和圓角以及 是否有抽芯機(jī)構(gòu) 通過(guò)以上的分析來(lái)確定模具分型面 型腔數(shù)目 澆口形式 位置大小 其中最重要的是確定型芯和型腔的結(jié)構(gòu) 例如是采取整體式還是鑲 拼式 以及它們的定位和固緊方式 此外還分析了模具受力 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等 最后繪制完整的模具裝配總圖和主 要的模具零件圖 關(guān)鍵詞 注射成型 分型面 成型零件 抽芯機(jī)構(gòu) II The Design of Plastic Injection Mold for MP3 Battery Charger Socket Abstract This design is mainly the feasibility analysis of plastic parts of the shape size and accuracy requirements for injection molding process Molding of plastic parts including plastic parts wall thickness inclination and fillet and whether core pulling mechanism Through the above analysis to determine the mold parting surface cavity number gate the form place the size the most important is to determine the core and cavity structure for example is to take the whole the type of type still and their fixed position and tight way In addition the force of the mold demoulding mechanism design mold design guide mechanism cooling system design the die assembly drawing and the main parts of the die drawing Key Words Injection molding parting surface moulded parts core pulling mechanism III 目 錄 1 緒論 1 2 產(chǎn)品分析 32 2 1 塑件分析 2 2 1 1 結(jié)構(gòu)分析 2 2 1 2 尺寸精度分析 2 2 1 3 塑件厚度檢測(cè) 3 2 2 塑件的原材料分析 3 2 2 1 ABS 的基本特性 3 2 2 2 成形特性 4 2 3 注射模方案的確定 5 3 塑件相關(guān)計(jì)算及注塑機(jī)的選擇 6 3 1 投影面積計(jì)算 6 3 2 體積及質(zhì)量計(jì)算 6 3 3 塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計(jì)算 7 3 4 注射工藝參數(shù)確定 8 3 5 注塑機(jī)選擇及注射工藝參數(shù)確定 8 3 6 型腔數(shù)量及注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 9 3 6 1 型腔數(shù)量的校核 9 3 6 2 注射機(jī)工藝與安裝參數(shù)的校核 9 4 模具結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計(jì) 10 4 1 擬定型腔布局 10 4 1 1 分型面位置的確定 10 4 1 2 型腔數(shù)目的確定 11 4 1 3 型腔的布局 11 4 2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 4 2 1 總體設(shè)計(jì) 13 4 2 2 主流道設(shè)計(jì) 13 4 2 3 分流道設(shè)計(jì) 14 4 2 4 冷料穴設(shè)計(jì) 15 4 2 5 進(jìn)料口設(shè)計(jì) 15 4 2 6 澆口套及定位圈的設(shè)計(jì) 16 4 3 模架的確定及標(biāo)準(zhǔn)件的選用 17 IV 4 4 成型零部件設(shè)計(jì) 18 4 4 1 成型零件的材料選擇 18 4 4 2 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18 4 4 3 成型零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 19 4 5 側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 22 4 5 1 側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)類(lèi)型選擇 22 4 5 2 抽芯距確定與抽芯力的計(jì)算 22 4 5 3 斜導(dǎo)柱分型與抽芯機(jī)構(gòu)零部件設(shè)計(jì) 23 4 5 4 楔緊塊的設(shè)計(jì) 24 4 5 5 滑塊的精確導(dǎo)向 25 4 6 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 25 4 6 1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 25 4 6 2 導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)原則 25 4 6 3 導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 26 4 7 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 27 4 7 1 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 27 4 7 2 頂桿的布置 27 4 7 3 推桿布置 28 4 7 4 推件力的計(jì)算 29 4 7 5 推桿的設(shè)計(jì) 29 4 8 冷卻及排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 30 4 8 1 冷卻回路的布置 30 4 8 2 求冷卻水的體積流量 V 31 4 8 3 冷卻時(shí)間計(jì)算 31 4 8 4 成型周期計(jì)算 32 4 8 5 排氣機(jī)構(gòu) 32 5 結(jié)論 32 參考文獻(xiàn) 32 致謝 32 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明 32 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 獨(dú)創(chuàng)性聲明 32 附錄 32 1 緒論 1 1 緒論 現(xiàn)代模具工業(yè)有 不衰亡工業(yè) 之稱(chēng) 世界模具市場(chǎng)總體上供不應(yīng)求 市 場(chǎng)需求量維持在 600 億至 650 億美元 同時(shí) 我國(guó)的模具產(chǎn)業(yè)也迎來(lái)了新一輪 的發(fā)展機(jī)遇 近幾年 我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持 13 的年增長(zhǎng)率 中國(guó)模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 目前 中國(guó) 17000 多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn) 從業(yè)人數(shù) 約 50 多萬(wàn) 1999 年中國(guó)模具工業(yè)總產(chǎn)值已達(dá) 245 億元人民幣 工業(yè)總產(chǎn)值中 企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二 作為商品銷(xiāo)售的約占三分之一 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 其它各 類(lèi)模具約占 11 我國(guó)模具總量雖已位居世界第三 但設(shè)計(jì)制造水平總體上比德 美 日 法 意等發(fā)達(dá)國(guó)家落后許多 模具商品化和標(biāo)準(zhǔn)化程度比國(guó)際水平低許多 在 模具價(jià)格方面 我國(guó)比發(fā)達(dá)國(guó)家低許多 約為發(fā)達(dá)國(guó)家的 1 3 1 5 工業(yè)發(fā)達(dá) 國(guó)家將模具向我國(guó)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)進(jìn)一步明朗化 我國(guó)塑料模的發(fā)展迅速 塑料模的設(shè)計(jì) 制造技術(shù) CAD 技術(shù) CAPP 技術(shù) 已有相當(dāng)規(guī)模的確開(kāi)發(fā)和應(yīng)用 在設(shè)計(jì)技術(shù)和制造技術(shù)上與發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)差 距較大 在模具材料方面 專(zhuān)用塑料模具鋼品種少 規(guī)格不全質(zhì)量尚不穩(wěn)定 模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不高 系列化商品化尚待規(guī)?；?CAD CAE Flow Cool 軟件 等應(yīng)用比例不高 獨(dú)立的模具工廠少 專(zhuān)業(yè)與柔性化相結(jié)合尚無(wú)規(guī)劃 企業(yè)大 而全居多 多屬勞動(dòng)密集型企業(yè) 因此努力提高模具設(shè)計(jì)與制造水平 提高國(guó) 際競(jìng)爭(zhēng)能力 是刻不容緩的 2 產(chǎn)品分析 2 2 產(chǎn)品分析 2 1 塑件分析 2 1 1 結(jié)構(gòu)分析 本次設(shè)計(jì)任務(wù)所提供的零件為塑件實(shí)體 如圖 1 所示 圖 1 塑件草圖 零件總體輪廓尺寸為 71mm 36mm 20mm 總體看來(lái) 結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單 故選一 般精度等級(jí) IT6 級(jí) 2 1 2 尺寸精度分析 該零件的重要尺寸精度為 6 級(jí) 其它尺寸精度為 7 8 級(jí) 屬于中等精度 對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)零件尺寸加工可以保證 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 3 2 1 3 塑件厚度檢測(cè) 塑件的厚度檢測(cè)采用 Pro Engineer 設(shè)計(jì)軟件的模型分析功能自動(dòng)完成 如 圖 2 所示 圖 2 厚度檢測(cè) 從塑件的壁厚上來(lái)看 壁厚的最大處為 3mm 左右 最小處小于 0 7mm 大 多處在 2 3mm 的范圍之內(nèi) 并綜合其材料性能 注意控制成型溫度及冷卻速 度 零件的成型并不困難 2 2 塑件的原材料分析 2 2 1 ABS 的基本特性 ABS 無(wú)毒 無(wú)味 呈微黃色 成型的塑料件有較好的光澤 有極好的沖擊 強(qiáng)度 且在低溫下也不迅速下降 水 無(wú)機(jī)鹽 堿 酸類(lèi)對(duì) ABS 幾乎無(wú)影響 在酮 醛 酯 氯代烴中會(huì)溶解或形成乳濁液 不溶于大部分醇類(lèi)及烴類(lèi)溶劑 但與烴長(zhǎng)期接觸會(huì)軟化溶脹 ABS 表面受冰醋酸 植物油等化學(xué)藥品的侵蝕會(huì) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 4 引起應(yīng)力開(kāi)裂 ABS 有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性 易于成型加工 經(jīng)過(guò)調(diào)色可 配成任何顏色 其缺點(diǎn)是耐熱性不高 性能 綜合性能較好 沖擊韌度 力學(xué)性能較高 尺寸穩(wěn)定而化學(xué)性 電 氣性能良好 易于成形和機(jī)械加工 用途 適于制作一般機(jī)械零件 減磨耐磨零件 傳動(dòng)零件以及化工 電器 儀表等零件 2 2 2 成形特性 1 無(wú)定形塑料 其品種很多 各品種的機(jī)電性能及成型特性也有差異 應(yīng) 按品種確定成形方法及成形條件 2 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(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥 3 流動(dòng)性中等 溢邊料 0 04mm 左右 流動(dòng)性比聚苯乙烯 AS 差 但比聚 碳酸脂 聚氯乙烯好 4 比聚苯乙烯加工困難 宜取高料溫 模溫 對(duì)耐熱 高抗沖擊和中抗沖 擊型樹(shù)脂 料溫更宜取高 料溫對(duì)物性影響較大 料溫過(guò)高易分解 分解溫度 為 250 左右 比聚苯乙烯易分解 對(duì)要求精度較高塑件 模溫宜取 50 60 要求光澤及耐熱型料宜取 60 80 注射壓力應(yīng)比聚苯乙烯高 一般用柱塞式注射機(jī)時(shí)料溫為 180 230 注射壓力為 100 140 螺MPa 桿式注射機(jī)則取 160 230 70 100 為宜 MPa 模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意澆注系統(tǒng) 分流道及澆口截面要大 選擇好進(jìn)料口位置 形式 推出力過(guò)大機(jī)械加工時(shí)塑料件表面呈現(xiàn) 白色 痕跡 在成型時(shí)的脫模斜 度 2 收縮率取 0 5 5 ABS 的成型條件 3 見(jiàn)表 1 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 5 表 1 ABS 的成型條件 注射成型機(jī)類(lèi)型 螺桿式 密度 3kgdm 1 03 1 07 計(jì)算收縮率 0 3 0 8 溫度 80 85預(yù)熱 時(shí)間 S 2 3 后段 150 170 中段 165 180料筒溫度 前段 噴嘴溫度 180 200 170 180 模具溫度 50 80 注射壓力 MPa 60 100 注射時(shí)間 s 20 90 高壓時(shí)間 s 0 5 冷卻時(shí)間 s 20 120成型時(shí)間 總周期 s 50 220 螺桿轉(zhuǎn)速 r min 30 適用注射機(jī)類(lèi)型 螺桿式 柱塞式均可 方法 紅外線燈 烘箱 溫度 70后處理 時(shí)間 h 2 4 說(shuō)明 該成形條件為加工通用級(jí) ABS 料時(shí)所用 苯乙烯 丙烯腈共物 即 AS 成 形條件與上相似 2 3 注射模方案的確定 此次注塑模具方案初步?jīng)Q定為一模一腔 分型面為最大投影面上 前端使 用斜滑塊抽芯 選用潛伏式澆口進(jìn)行澆注 使用頂管裝置將塑件頂出 但這種方案產(chǎn)品生產(chǎn)批量小 不利于開(kāi)模 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜 經(jīng)過(guò)上網(wǎng)查詢(xún) 資料 已經(jīng)向老師和同學(xué)的請(qǐng)教 所以本次注塑模具方案確定為一摸兩腔 使 用側(cè)澆口 采用斜導(dǎo)柱進(jìn)行側(cè)向抽芯 頂出裝置為頂桿頂出 3 塑件相關(guān)計(jì)算及注塑機(jī)的選擇 6 3 塑件相關(guān)計(jì)算及注塑機(jī)的選擇 3 1 投影面積計(jì)算 圖 3 投影面積計(jì)算 塑件的投影面積可以通過(guò) PRO ENGINEER 的分析模塊直接得出 如圖 3 所 示 由分析可得 注塑件投影面積 S 2394 32 2 4789 2m 3 2 體積及質(zhì)量計(jì)算 體積及質(zhì)量的計(jì)算也利用 PRO ENGINEER 的分析模塊自動(dòng)計(jì)算獲得 塑件 密度由 塑料模具設(shè)計(jì)師指南 7 表 2 2 2 查得 ABS 密度 1 1g cm3 如圖 4 所示 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 7 圖 4 體積及質(zhì)量計(jì)算 結(jié)果如下 體積 8 2538305e 03 3m 曲面面積 1 2326095e 04 2 密度 1 1000000e 00 噸 3 質(zhì)量 9 0792136e 03 噸 故注塑件的體積為 V 8254 0 2 16508 3m 質(zhì)量為 16 51 1 1 18 16g1m 流道凝料質(zhì)量 210 6 注射量 129 g 注射容量 9 5v 3 3 塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計(jì)算 流道凝料 包括澆口 在分型面上的投影面積 在模具設(shè)計(jì)前是個(gè)未知數(shù) 2A 根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析 大致是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積的 0 2 0 5 倍 因此可用 來(lái)進(jìn)行估算 所以 10 35nA 0 35 1 35 1 35 2 2394 32 6464 6441211n2m 根據(jù) 塑料模具設(shè)計(jì)師指南 7 表 15 2 1 常用塑料模腔平均壓力可知一般 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 8 制品平均壓力為 40 MPa 所以 鎖模力 6464 644 40 258 587 FA610 6kN 3 4 注射工藝參數(shù)確定 查中國(guó)模具網(wǎng)出品的 模具助手 8 1 01 版 ABS 的成型工藝參數(shù)可作如 下選擇 注射溫度 200 260 注射壓力 兆帕 78 4 196 模具溫度 40 60 壁厚范圍 毫米 1 5 5 0 脫模斜度 型腔 40 1 20 脫模斜度 型芯 35 1 3 5 注塑機(jī)選擇及注射工藝參數(shù)確定 根據(jù)每一生產(chǎn)周期的注射量和鎖模力的計(jì)算 可選用 XS ZY 125 型注射機(jī) 技術(shù)參數(shù)參照查 塑料模具設(shè)計(jì)向?qū)?9 表 13 1 得表 2 表 2 注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 理論注射容量 3cm125 螺桿直徑 mm 42 注射壓力 MPa150 塑化能力 g s 45 螺桿轉(zhuǎn)速 r min 10 140 噴嘴球半徑 mm 12 鎖模方式 雙曲軸 鎖模力 kN 900 拉桿內(nèi)間距 mm 260 360 移模行程 mm 300 最大模厚 mm 300 最小模厚 mm 200 模具定位孔直徑 mm 100 噴嘴孔直徑 mm 3 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 9 3 6 型腔數(shù)量及注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 3 6 1 型腔數(shù)量的校核 由注射機(jī)料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù) n 合格 21 360 84530 6218 21 kMtmn 式中 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù) 一般取 0 8 注射機(jī)的額定塑化量 45g s 3 6 2 注射機(jī)工藝與安裝參數(shù)的校核 1 注射量校核 查 塑料模具設(shè)計(jì)向?qū)?9 表 13 1 知 XS ZY 125 型注 射機(jī)最大注射量 160 1 1 0 8 140 8g 本模每次注射所需塑料的總質(zhì)量約為 29 1g 能滿(mǎn)足要求 2 鎖模力校核 查 塑料模具設(shè)計(jì)向?qū)?9 表 13 1 知 XS ZY 125 型注 射機(jī)最大鎖模力 F 900kN 而 258 587kN 故能滿(mǎn)足 F模 F 鎖 模 3 最大注射壓力校核 查 塑料模具設(shè)計(jì)向?qū)?9 表 13 1 知 XS ZY 125 型注射機(jī)額定注射壓力為 150MPa 而 ABS 塑料成型時(shí)的注射壓力 P 成型 70 90MPa 故能滿(mǎn)足 成型的要求 P 注 4 最大和最小模具厚度校核 查 塑料模具設(shè)計(jì)向?qū)?9 表 13 1 知 XS ZY 125 型注射機(jī)所允許模具的最小閉合厚度為 200mm 最大閉合模厚為minH 300mm 而本設(shè)計(jì)的模具厚度為 300mm 即模具滿(mǎn)足 maxH minH 的安裝要求 5 模具在注射機(jī)上的安裝尺寸 從標(biāo)準(zhǔn)模架外形尺寸 400mm 300mm 300mm 上看 小于 XS ZY 125 型注射機(jī)拉桿內(nèi)向距 260mm 360mm 能滿(mǎn)足模具安裝和拆卸要求 6 開(kāi)模行程的校核 查 塑料模具設(shè)計(jì)向?qū)?9 表 13 2 知 XS ZY 1250 型注射機(jī)的最大開(kāi)模行程為 S 300mm 能滿(mǎn)足模具推出制品所需開(kāi)模距 Sh件 5 10 mm 110mm 115mm 的要求 h澆 4 模具結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計(jì) 10 4 模具結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計(jì) 4 1 擬定型腔布局 4 1 1 分型面位置的確定 模具上用以取出塑件或取出澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面稱(chēng)為分型面 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)充填性及制品的脫模 分型面 的位置也影響著成型零部件的結(jié)構(gòu)形狀 型腔的排氣情況也與分型面的開(kāi)設(shè)密 切相關(guān) 因此 分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵內(nèi)容 分型面的選擇 應(yīng)注意以下幾點(diǎn) 4 1 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 2 當(dāng)已經(jīng)初步確定塑件的分型方向后分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 3 保證制件的精度和外觀要求 4 考慮滿(mǎn)足塑件的使用要求 5 考慮注塑機(jī)的技術(shù)規(guī)格 使模板間距大小合適 6 考慮鎖模力 盡量減小塑件在分型面的投影面積 確定有利的留模方式 便于塑件順利脫模 7 不妨礙制品脫模和抽芯 8 有利于澆注系統(tǒng)的合理處置 根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形式 本設(shè)計(jì)分型面選在 A A 面 如圖 5 所示 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 11 圖 5 分型面 4 1 2 型腔數(shù)目的確定 型腔指模具中成形塑件的空腔 而該空腔是塑件的負(fù)形 除去具體尺寸比 塑料大以外 其他都和塑件完全相同 只不過(guò)凸凹相反而己 注射成形是先閉 模以形成空腔 而后進(jìn)料成形 因此必須由兩部分或 兩部分以上 形成這一空 腔 型腔 其凹入的部分稱(chēng)為凹模 凸出的部分稱(chēng)為型芯 5 其數(shù)目的決定 與下列條件有關(guān) 1 塑件尺寸精度 2 模具制造成本 3 注塑成形的生產(chǎn)效益 4 制造難度 該塑件精度要求一般 MT5 又是大批量生產(chǎn) 可以采用一模多腔的形式 考慮到模具制造費(fèi)用低一點(diǎn) 設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用小一點(diǎn) 采用一模兩腔的模具形式 這樣比一模一腔模具的生產(chǎn)效率高 同時(shí)結(jié)構(gòu)更為合理 4 1 3 型腔的布局 多型腔模具設(shè)計(jì)的重要問(wèn)題之一就是澆注系統(tǒng)的布置方式 由于型腔的排 布與澆注系統(tǒng)布置密切相關(guān) 因而型腔的排布在多型腔模具設(shè)計(jì)中應(yīng)加以綜合 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 12 考慮 型腔的排布應(yīng)使每一個(gè)型腔都通過(guò)澆注系統(tǒng)從總壓力中心中均等地分得 所需的壓力 以保證塑料熔體同時(shí)均勻地充滿(mǎn)每個(gè)型腔 使各型腔的塑件內(nèi)在 質(zhì)量均一穩(wěn)定 這就要求型腔與主流道之間的距離盡可能最短 同時(shí)采用平衡 的流道和合理的澆口尺寸以及均勻的冷卻等 合理的型腔排布可以避免塑件的 尺寸差異 應(yīng)力形成及脫模困難等問(wèn)題 平衡式型腔布局的特點(diǎn)是從主流道到各型腔澆口的分流道的長(zhǎng)度 截面形狀及 尺寸均對(duì)應(yīng)相同 可以實(shí)現(xiàn)均衡進(jìn)料和同時(shí)充滿(mǎn)型腔的目的 非平衡式型腔布 局的特點(diǎn)是從主流道到各型腔澆口的分流道的長(zhǎng)度不相等 因而不利于均衡進(jìn) 料 但可以縮短流道的總長(zhǎng)度 為達(dá)到同時(shí)充滿(mǎn)型腔的目的 各澆口的截面尺 寸制作得不相同 6 本塑件在注射時(shí)采用了一模兩腔的形式 即模具需要兩個(gè) 型腔 考慮塑件帶側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 現(xiàn)有兩種排列方式選擇 圖 6 型腔布局 如圖 6 所示 這兩種排列方式都采用平面對(duì)成布置 但第一種布局方式緊 湊 模具設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)單 綜合以上兩種方案考慮 故擬定第一種型腔布局方式 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 13 4 2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 2 1 總體設(shè)計(jì) 在澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前 我們首先要選定進(jìn)料口位置 為選擇合適的進(jìn)料口 位置 分析塑件可知 該塑件外表面很光潔 為了滿(mǎn)足制品表面光滑的要求與提 高成型效率采用側(cè)澆口 該澆口的分流道位于模具的分型面上 塑料熔體通過(guò) 型腔的側(cè)面注入型腔 因而塑件外表面不受損傷 不致因澆口痕跡而影響塑件 的表面質(zhì)量與美觀效果 采用側(cè)澆口形式 又模具設(shè)計(jì)為一模兩腔 并且綜合型腔布局 擬定澆注 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖 7 所示 對(duì)成布置 圖 7 澆注系統(tǒng) 4 2 2 主流道設(shè)計(jì) 主流道是連接注射機(jī)的噴嘴與分流道的通道 其斷面為圓形 且?guī)в幸欢?的錐度 為了使熔融塑料從噴嘴完全進(jìn)入主流道而不溢出 應(yīng)使主流道與注射 機(jī)噴嘴緊密對(duì)接 主流道對(duì)接處設(shè)計(jì)成半球形凹坑 根據(jù)選用的 XS ZY 125 型 號(hào)注射機(jī)的相關(guān)尺寸得 噴嘴前端孔徑 04dm 噴嘴前端球面半徑 12R 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系 0 12 R 0 5 d 取主流道球面半徑 13 取主流道小端直徑 m 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 14 為了便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料及考慮塑料熔體的膨脹 將主流 道設(shè)計(jì)成圓錐形 起斜度為 取其值為 內(nèi)壁粗糙度為 0 63 主2 6 3 Ram 流道大端呈圓角 其半徑取 r 2mm 以減少料流轉(zhuǎn)向過(guò)渡時(shí)的阻力 故主流道各 部分直徑如圖 8 所示 其中 L 需根據(jù)模板厚度確定 圖 8 主流道各部分尺寸 4 2 3 分流道設(shè)計(jì) 分流道的設(shè)計(jì)原則即應(yīng)使熔體較快地沖滿(mǎn)整個(gè)型腔 流動(dòng)阻力小 熔體溫 降小 并且能將熔體均衡地分配到各個(gè)型腔 分流道的布置取決于型腔的布局 兩者相互影響 分流道的布置形式分為平衡式和非平衡式兩種 這里采用平衡 式布置分流道 常見(jiàn)的分流道截面形狀有圓形 半圓形 U 形 梯形 矩形等 其中 圓 形截面分流道比表面積最小 熱量不容易散失 流動(dòng)阻力最小 單位填充時(shí)間 最短 綜合各方面因素考慮 此處分流道截面為圓形形式 分流道直徑的計(jì)算 可由以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè) 12 公式 5 57 P188 4 1 43 7WLD 式中 D 各級(jí)分流道的直徑 mm W 流經(jīng)該分流道的熔體重量 g 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 15 L 流過(guò) W 熔體的分流道長(zhǎng)度 mm 經(jīng)估算得分流道的直徑 D 6mm 故分流道的尺寸如圖 9 所示 圖 9 分流道 流道表面粗糙度 1 6R m 查表 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè) 12 表 5 39 與表 5 40 可知 ABS 允許的最小分流道 尺寸為 7 6mm 推薦值為 4 8 9 5mm 所以本設(shè)計(jì)符合要求 4 2 4 冷料穴設(shè)計(jì) 冷料穴一般位于主流道對(duì)面的動(dòng)模板上 或處于分流道的末端 其作用是 存放料流前端的 冷料 防止冷料進(jìn)入型腔形成冷接縫 開(kāi)模時(shí)又能將主流道 中的凝料拉出 采用與推桿匹配的冷料穴 冷料穴的形狀為 字形 4 2 5 進(jìn)料口設(shè)計(jì) 進(jìn)料口也稱(chēng)澆口 澆口可分為限制性澆口和非限制性澆口兩種 非限制性 澆口起著引料 進(jìn)料作用 限制性澆口一方面通過(guò)截面積突然變化使分流道輸 送來(lái)的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度 提高剪切速率 使其成為理想的流動(dòng)狀態(tài) 迅速而均衡地充滿(mǎn)型腔 另一方面改善塑料熔體進(jìn)入型腔時(shí)的流動(dòng)特性 調(diào)節(jié) 澆口尺寸 可使多型腔同時(shí)充滿(mǎn) 可控制填充時(shí)間 冷卻時(shí)間及塑件表面質(zhì)量 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 16 同時(shí)還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流 并便于澆口凝料與塑料分離的作用 側(cè)澆口又稱(chēng)邊緣澆口 側(cè)澆口一般開(kāi)在分型面上 從塑件邊緣進(jìn)料 這種澆口 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單形式應(yīng)用廣泛 其斷面形狀多為矩形 可以通過(guò)改變其厚度和寬度來(lái) 調(diào)整沖模時(shí)的接剪切速率和澆口封閉時(shí)間 側(cè)澆口的三個(gè)尺寸中 以深度 h 最 為重要 H 控制了澆口暢通開(kāi)放時(shí)間和補(bǔ)縮作用 澆口寬度 W 的大小控制了熔 體充模流量 澆口長(zhǎng)度 L 只要結(jié)構(gòu)強(qiáng)度允許 以短為好 一般選用 L 0 5 1 5mm 澆口深度有經(jīng)驗(yàn)公式 h nt 4 2 式中 h 側(cè)澆口深度 mm 中小型塑件常用 h 0 5 2mm 大約為制品最大 壁厚的 1 3 2 3 t 塑件壁厚 mm n 塑料材料系數(shù) 這里直接查 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè) 12 表 5 46 得 h 1 0mm 4 2 6 澆口套及定位圈的設(shè)計(jì) 定位圈是使?jié)部谔缀妥⑸錂C(jī)噴嘴孔對(duì)準(zhǔn)定位所用 定位圈直經(jīng) D 為與注射 機(jī)定位孔配合直經(jīng) 應(yīng)按選用注射機(jī)的定位孔直經(jīng)確定 直經(jīng) D 一般比注射機(jī) 孔直經(jīng)小 0 1 0 3mm 以便裝模 定位圈一般采用 45 號(hào)鋼或 Q275 鋼 定位 圈內(nèi)六角螺釘固定在模板時(shí) 一般用兩個(gè)以上的 M6 M8 的內(nèi)六角螺釘 本設(shè) 計(jì)采用四個(gè) M6 螺釘固定 14 澆口套的材料為 T10 硬度 HRC45 定位圈的材 料為 45 鋼 硬度 HRC50 其尺寸如圖 10 所示 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 17 圖 10 澆口套與定位圈 4 3 模架的確定及標(biāo)準(zhǔn)件的選用 通過(guò)前面的設(shè)計(jì)及計(jì)算工作 便可以根據(jù)所定內(nèi)容確定模架 模架部分可 以自己設(shè)計(jì) 也可以選用標(biāo)準(zhǔn)模架 在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)模具設(shè)計(jì)過(guò)程中 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(hào) 因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)件有很大一部 分已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化 隨時(shí)可在市場(chǎng)上買(mǎi)到 這對(duì)縮短制造周期 降低制造成本時(shí)極 其有用的 設(shè)計(jì)模具時(shí) 開(kāi)始就要選定模架 當(dāng)然選用模架時(shí)要考慮到塑件的成型 流道的分布形式以及頂出機(jī)構(gòu)的形式等因素 圖 11 標(biāo)準(zhǔn)模架 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 18 此模架為標(biāo)準(zhǔn)模架 規(guī)格 GCI2540A70B90 其具體參數(shù)如圖 11 4 4 成型零部件設(shè)計(jì) 4 4 1 成型零件的材料選擇 構(gòu)成型腔的零件統(tǒng)稱(chēng)為成型零件 本例的模具成型零件包括凸模 凹模和 側(cè)抽芯部件 由于型腔直接與高溫高壓的塑料相接觸 它的質(zhì)量直接關(guān)系到制 件質(zhì)量 因此要求它有足夠的強(qiáng)度 剛度 硬度 耐磨力以承受塑料的擠壓力 和料流的磨擦力和足夠的精度和表面光潔度 以保證塑料制品表面光高美觀 容易脫模 一般來(lái)說(shuō)成型零件都應(yīng)進(jìn)行熱處理 使其具有 HRC40 以上的硬度 如成型產(chǎn)生腐蝕性氣體的塑料如聚氯已烯等 還應(yīng)選擇耐腐蝕的鋼材 根據(jù)塑件表面質(zhì)量要求 查 塑性成型工藝與模具設(shè)計(jì) 16 附錄 G 常用 模具材料與熱處理 本設(shè)計(jì)成型零件選用 3Cr2Mo 調(diào)質(zhì)處理 硬度 55HRC 耐 磨性號(hào)好且處理過(guò)程變形小 還有較好的電加工及耐腐蝕性 4 4 2 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸模是成型塑件外表面的部件 凸模按其結(jié)構(gòu)不同可分為整體式和組合式 兩大類(lèi) 而組合式又可分為嵌入式組合 鑲拼式組合及瓣合式等 整體結(jié)構(gòu)的 成型零件一般都是在淬硬后在進(jìn)行加工 所以整體結(jié)構(gòu)的模具采用電火花成型 加工為主 銑削加工 磨削加工 電火花線切割為輔的加工方法 并且在先進(jìn) 的型腔加工機(jī)床還未普遍應(yīng)用之前 整體式型腔一般只用在形狀簡(jiǎn)單的小形塑 件的成型 組合式型腔的組合形式很多 常見(jiàn)的有嵌入式 鑲拼式及瓣合式幾 種 對(duì)于小型塑件采用多型腔塑料模成型時(shí) 各單個(gè)型腔一般采用冷擠壓 電 加工 電鑄等方法制成 然后整體嵌入模中 為了加工方便或由于型腔某一部位容易磨損 需要更換者采用局部鑲嵌的 辦法 由以上的比較容易看出 當(dāng)塑件較小 形狀較為復(fù)雜式 并且一模多腔成 型時(shí) 采用嵌入式組合型腔是較為合理的選擇 故此例選用的凸模形式即為整 體鑲嵌式 兩個(gè)型腔分為兩個(gè)鑲塊 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 19 其結(jié)構(gòu)如圖 12 所示 圖 12 凸模與型腔 2 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模設(shè)計(jì)的方法與凸模設(shè)計(jì)方法基本一樣 由塑件的結(jié)構(gòu)形式可知 凹模 也采用局部鑲嵌形式 其結(jié)構(gòu)如圖 13 所示 圖 13 凹模與型芯 4 4 3 成型零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用來(lái)構(gòu)成塑件的尺寸 主要有型腔和 型芯的徑向尺寸 包括矩形和異形零件的長(zhǎng)和寬 型腔的深度尺寸和型芯的高 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 20 度 尺寸 型芯和型芯之間的位置尺寸等 任何塑料之間都有一定的幾何形狀 和尺寸的要求 如在使用中有配合要求的尺寸 則精度要求較高 在模具設(shè)計(jì) 時(shí) 應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸精度等級(jí)確定模具成型零件的工作尺寸及精度等級(jí) 1 型腔徑向尺寸的計(jì)算 1 3 4 4 3 zML cpSLz 凹模徑向尺寸 mm 塑件徑向公稱(chēng)尺寸 mm S 塑料的平均收縮率 cp 塑件公差值 mm 凹模制造公差 mm z 查表 得 ABS的收縮率為0 4 0 7 則塑料的平均收縮率 0 5 cpS 由 71 mm 36 mm1SL2S 又查表知 IT6 級(jí)精度時(shí)塑件公差值 1 0 76mm 2 0 52mm 實(shí)踐證明 成型零件的制造公差約占塑件總公差的 1 3 1 4 因此在確 定成型零件工作尺寸公差值時(shí)可取塑件公差的 1 3 1 4 為了保持較高精度 選1 4 由于 1 4 z 得 1 4 0 76 0 19 mm 1 4 0 30 0 13 mm1 2z 則 1 3 4 zML cpS1L 1 0 5 71 3 4 0 76 0 19 70 79 mm0 9 1 3 4 2z cp2Sz 1 0 5 36 3 4 0 52 0 13 35 79 mm 0 13 2 型腔深度尺寸的計(jì)算 凹模深度尺寸同樣運(yùn)用平均收縮率法 1 2 3 4 4 zMH cpSsz 凹模深度尺寸 mm 凹模深度制造公差 mm 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 21 其余符號(hào)同上 由 17 mm SH 取 IT6 精度時(shí) 0 40mm 由 1 4 得 0 10 mm z z 則 1 2 3 zM cpsz 1 0 5 17 2 3 0 40 0 1 mm0 1682 3 型芯徑向尺寸的計(jì)算 運(yùn)用平均收縮率法 1 3 4 4 5 MzL cpSLz 型芯徑向尺寸 mm 型芯徑向制造公差 mm 其余符號(hào)同上 由 71mm 34mm1SL2S 取 IT6 精度時(shí) 1 0 76 mm 2 0 52 mm 由 1 4 得 0 19 mm 0 13 mmz 1z 2z 則 1 3 4 1zM cpSL 1 0 5 71 3 4 0 76 0 19 71 93 mm0 19 1 3 4 2zL cpSz 1 0 5 34 3 4 0 52 0 13 34 56 mm0 13 4 型芯高度尺寸的計(jì)算 運(yùn)用平均收縮率法 1 2 3 4 6 MHz cpSsz 型芯高度尺寸 mm 型芯高度制造公差 mm 其余符號(hào)同上 由 20 mm 19 mm 2 mm 17 mm1S2S3SH4S 取 IT6 精度時(shí) 1 0 44 mm 2 0 44 mm 3 0 24 mm 4 0 40 mm 由 1 4 得 0 11 mm 0 11 mm z3 0 06 mm z4 0 10 mmz 1z 2z 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 22 則 1 2 3 1MHz cpS1z 1 0 5 20 2 3 0 44 0 1 20 39 mm0 1 1 2 3 2z cp2Sz 1 0 5 19 2 3 0 44 0 1 19 39 mm0 1 1 2 3 3MHz cp3Sz 1 0 5 2 2 3 0 24 0 6 2 17 mm0 6 1 2 3 4z cp4SHz 1 0 5 17 2 3 0 40 0 1 17 35 mm0 1 4 5 側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 5 1 側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)類(lèi)型選擇 側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)根據(jù)動(dòng)力來(lái)源的不同 一般可將其分為機(jī)動(dòng) 液壓或氣動(dòng) 以及手動(dòng)等三大類(lèi)型 機(jī)動(dòng)抽芯按傳動(dòng)方式又可分為斜導(dǎo)柱分型與抽芯機(jī)構(gòu) 斜滑塊分型與抽芯機(jī)構(gòu) 齒輪齒條抽芯機(jī)構(gòu)和其它形式抽芯機(jī)構(gòu) 本設(shè)計(jì)選用斜 導(dǎo)柱分型與抽芯機(jī)構(gòu) 4 5 2 抽芯距確定與抽芯力的計(jì)算 1 抽芯距的確定 為了安全起見(jiàn) 側(cè)向抽芯距離通常比塑件上的側(cè)孔的深度為 2mm 即抽 芯距 S 4mm 2 抽芯力的計(jì)算 抽芯力得計(jì)算同脫模力計(jì)算相同 對(duì)于側(cè)向凸起較小的塑件的抽芯力往 往是比較小的 僅僅是克服塑件與側(cè)型腔的粘附力和側(cè)型腔滑塊移動(dòng)時(shí)的摩擦 力 對(duì)于側(cè)型芯的抽芯力 往往采用如下的公式進(jìn)行估算 chp Cos Sin 4 7 cF 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 23 式中 抽芯力 N cF c 側(cè)型芯成型部分的截面平均周長(zhǎng) m h 側(cè)型芯成型部份的高度 m p 塑件對(duì)側(cè)型芯的收縮力 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 8 1 2 Pa 塑件在熱狀態(tài)時(shí)對(duì)鋼的模擦系數(shù) 一般 0 15 0 20 側(cè)型芯的脫模斜度或傾斜角 將數(shù)據(jù)代入公式中得 18 5x2x120 x 0 2xCos200 Sin200 0 68 KNcF 4 5 3 斜導(dǎo)柱分型與抽芯機(jī)構(gòu)零部件設(shè)計(jì) 1 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 取斜導(dǎo)柱的工作端部設(shè)計(jì)成錐臺(tái)形 錐臺(tái)的斜角為 17 斜導(dǎo)柱與其固定 的模板之間采用過(guò)渡配合 H7 m6 由于斜導(dǎo)柱在工作過(guò)程中主要用來(lái)驅(qū)動(dòng)側(cè)滑 塊作往復(fù)運(yùn)動(dòng) 側(cè)滑塊運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性由導(dǎo)滑槽與滑塊之間的配合精度保證 而 核模時(shí)滑塊的最終準(zhǔn)確位置由楔緊塊決定 因此 為了運(yùn)動(dòng)的靈活 滑塊上斜 導(dǎo)孔與斜導(dǎo)柱之間可以采用較松的間隙配合 H11 b11 或者兩者之間保留 0 5 1mm 的間隙 由于抽芯距較小 取斜導(dǎo)柱傾斜角取 20 由此計(jì)算斜導(dǎo)柱下列尺寸 2 斜導(dǎo)柱的工作長(zhǎng)度 L S Sin 4 Sin20 11 70mm 3 與抽芯距 S 對(duì)應(yīng)的開(kāi)模距 H SCtg 4Ctg20 10 99mm 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 24 4 斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度計(jì)算 L1 L2 L3 L4 L5zL d2 2tg h Cos d 2tg S Sin 5 10mm 98mm 5 斜導(dǎo)柱的直徑 d 0 1 wFLw 11mm 考慮到滑塊的摩擦力且結(jié)構(gòu)允許 取 d 12mm 6 斜滑塊與導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì) 圖 14 T 型槽 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)靈活性 且側(cè)型芯在摩損后可以更換的情況下 滑塊的結(jié)構(gòu) 形狀為組合式 滑塊與側(cè)型芯聯(lián)接方式為 小型芯在非成型端尺寸放大后用 H7 m6 的配合鑲?cè)牖瑝K 然后用一個(gè)圓柱銷(xiāo)定位 成型滑塊在側(cè)向分型抽芯和往復(fù)過(guò)程中 要求其必須沿一定的方向平移地 往復(fù)移動(dòng) 這一過(guò)程在導(dǎo)滑槽內(nèi)完成的 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的具體要求 滑塊與導(dǎo) 滑槽的配合采用 T 形槽 T 形槽采用壓嵌式式 即在中間板上制出 T 形臺(tái)肩的 導(dǎo)滑部分 如圖 14 4 5 4 楔緊塊的設(shè)計(jì) 在注射成型過(guò)程中 側(cè)向成型零件受到熔融料很大的推力作用 這個(gè)力 通 過(guò)滑塊傳給斜導(dǎo)柱 而一般的斜導(dǎo)柱為一細(xì)長(zhǎng)桿件 受力后容易變形 導(dǎo)致滑 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 25 塊后移 因此必須設(shè)置楔緊塊 以便在合模后鎖住滑塊 承受熔融塑料給予側(cè) 向成型零件的推力 楔緊塊與模具的聯(lián)接方式是把楔緊塊用 H7 n6 配合整體鑲 入模板中鎖緊角為 22 4 5 5 滑塊的精確導(dǎo)向 滑塊的精確導(dǎo)向形式為 斜導(dǎo)柱與斜孔近側(cè)型芯一側(cè)的配合處一定要有 0 5mm 以上的孔隙 決不允許在模具閉合時(shí)斜導(dǎo)柱和滑塊之間有碰撞現(xiàn)象產(chǎn) 生 4 6 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 6 1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)對(duì)于塑料模具是必不可少的部件 因?yàn)槟＞咴陂]合時(shí)有一定的方 向和位置 所以必須設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要作用一般包括定位 導(dǎo)向 承受一定側(cè)壓等 在對(duì)導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí) 必須考慮以下要求 1 長(zhǎng)度 導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須比凸模端面要高出 6 8 毫米 以免導(dǎo)柱未導(dǎo)正 方向而凸模先進(jìn)入型腔與其相碰而損壞 2 形狀 導(dǎo)柱的端部做成錐形或球形的先導(dǎo)部分 使導(dǎo)柱能順利進(jìn)入導(dǎo)柱 孔 3 材料 導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面 堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯 因此 多 采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理 或碳素工具鋼 T8 T10 經(jīng)淬火處理硬度 HRC50 55 導(dǎo)柱滑動(dòng)部位按需要可設(shè)油槽 4 配合精度 5 光潔度 配合部分光潔度要求 7 級(jí) 此外 導(dǎo)柱的選擇還應(yīng)跟椐模架來(lái) 確定 4 6 2 導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)原則 1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)類(lèi)型的選用 本設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)采用導(dǎo)柱導(dǎo)向 2 導(dǎo)柱數(shù)量 塑料注射成型模具導(dǎo)柱數(shù)量一般需要 2 4 個(gè) 尺寸較大的 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 26 成型模具一般需要 4 個(gè)導(dǎo)柱 本設(shè)計(jì)中模具屬于中小型模具 采用 4 根導(dǎo)柱導(dǎo) 向 3 模具型腔及尺寸 導(dǎo)柱直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸選用 必須保證有足夠的強(qiáng) 度 剛度和足夠大的抗彎強(qiáng)度 4 導(dǎo)柱在模具上的布置方式 5 導(dǎo)柱零件的設(shè)置位置 導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔的位置應(yīng)避開(kāi)型腔板在工作時(shí)應(yīng)力 最大的部位 導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔中心至模板邊緣應(yīng)具有足夠的距離 以保證模具強(qiáng) 度和導(dǎo)向剛度 6 導(dǎo)向裝置必須有良好的工藝性 如果固定導(dǎo)柱的孔徑與固定導(dǎo)套的孔徑 相等 便于加工 則有利于保證同軸度和尺寸精度 7 導(dǎo)向裝置必須具有良好的導(dǎo)向性能 為了使導(dǎo)向裝置具有良好的導(dǎo)向性 能 除了必須按上述原則設(shè)置導(dǎo)向裝置之外 還應(yīng)注意導(dǎo)向零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及 制造要求 導(dǎo)柱如圖 15 所示 圖 15 導(dǎo)柱 4 6 3 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(shí)鉆 再分別擴(kuò)孔 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(dòng)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?畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 27 導(dǎo)套如圖 16 所示 圖 16 定模板和動(dòng)模板上的導(dǎo)套 4 7 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 7 1 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 1 塑件滯留于動(dòng)模邊 以便借助于開(kāi)模力驅(qū)動(dòng)脫模裝置 完成脫模動(dòng)作 致使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 2 防止塑件變形或損壞 正確分析塑件對(duì)模腔的粘附力的大小及其所在部 位 有針對(duì)性地選擇合適的脫模裝置 使推出重心與脫模阻力中心相重合 由 于塑料收縮時(shí)包緊型芯 因此推出力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近型芯 同時(shí)推出力應(yīng)施 于塑件剛性和強(qiáng)度最大的部位 作用面積也應(yīng)盡課能大一些 以防塑件變形或 損壞 3 力求良好的塑件外觀 在選擇頂出位置時(shí) 應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ?件外觀影響不大的部位 4 結(jié)構(gòu)合理可靠 脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)工作可靠 運(yùn)動(dòng)靈活 制造方便 更換容易 且具有足夠的剛度和強(qiáng)度 從塑件結(jié)構(gòu)考慮 本設(shè)計(jì)采用的頂出機(jī)構(gòu)是頂桿頂出機(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)是最常用的推出機(jī)構(gòu) 常被用來(lái)推出各種 塑件 推桿推出機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 推桿加工簡(jiǎn)單 更換方便 脫模效果好 常用的推桿形式有圓形 矩形 D 形 其中圓形結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 應(yīng)用最廣 推桿直經(jīng) d 與形腔部分推桿孔一般為采用 H7 e7 H8 f8 的間隙配合 配合 部分應(yīng)保證 D d 4 6 毫米 軸肩厚約 4 6 毫米 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 28 4 7 2 頂桿的布置 頂桿加工簡(jiǎn)單 更換方便 脫模效果好 根據(jù)塑件的形狀特點(diǎn) 模具型 腔在定模部分 型心在動(dòng)模部分 其推出機(jī)構(gòu)可采用推桿推出機(jī)構(gòu) 推件板推 出機(jī)構(gòu) 由于分型面有臺(tái)階 為了便于加工 降低模具成本 我們采用推桿推 出機(jī)構(gòu) 推桿推出機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 推出平穩(wěn)可靠 雖然推出時(shí)會(huì)在塑件上留下 頂出痕跡 但塑件底部裝配后使用時(shí)不影響外觀 設(shè)立 18 個(gè)推桿平衡布置 既達(dá)到了推出塑件的目的 又降低了加工成本 本設(shè)計(jì)采用推桿推出 推桿截 面為圓形 推桿推出動(dòng)作靈活可靠 推桿損壞后也便于更換 推桿的位置選擇 在脫模阻力最大的地方 塑件各處的脫模阻力相同時(shí)需均勻布置 以保證塑件 推出時(shí)受力均勻 塑件推出平穩(wěn)和不變形 根據(jù)推桿本身的剛度和強(qiáng)度要求 采用四根推桿推出 推桿裝入模具后 起端面還應(yīng)與型腔底面平齊或高出型腔 0 05 0 1cm 4 7 3 推桿布置 考慮塑件結(jié)構(gòu) 本設(shè)計(jì)采用推桿推出機(jī)構(gòu) 在每個(gè)塑件上布置直徑大小不 等的 9 根推桿 具體結(jié)構(gòu)如圖 17 圖 18 所示 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 29 圖 17 推桿布置圖 圖 18 推桿 4 7 4 推件力的計(jì)算 對(duì)于一般塑件和通孔殼形塑件 按下式計(jì)算 并確定其脫模力 Q 12 4 8 cosin QLhpf 式中 L 型芯或凸模被包緊部分的斷面周長(zhǎng) cm h 被包緊部分的深度 cm p 由塑件收縮率產(chǎn)生的單位面積上的正壓力 一般取 7 8 1MPa f 磨擦系數(shù) 一般取 0 1 2 脫模斜度 所以 L 188 43 2 376 86mm H 19mm Q 376 86 19 10 0 1 cos0 5 sin0 5 6 535 kN 4 7 5 推桿的設(shè)計(jì) 1 推桿的強(qiáng)度計(jì)算 查 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè) 12 由式 5 97 得 4 9 124364LdQnE d 圓形推桿直徑 cm 推桿長(zhǎng)度系數(shù) 0 7 L 推桿長(zhǎng)度 cm n 推桿數(shù)量 E 推桿材料的彈性模量 鋼的彈性模量 E 2 1 107 2 Ncm2 Ncm Q 總脫模力 代入數(shù)據(jù) 得 d 2 4mm 2 推桿壓力校核 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 30 查 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè) 12 式 5 98 4 10 24sQnd 其中 取 320N mm 所以推桿應(yīng)力s 22481 63 5 Nm s 合格 硬度 HRC50 65 4 8 冷卻及排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 8 1 冷卻回路的布置 縮短成型周期有各種方法 而最有效的是制造冷卻效果良好的模具 如果不 能實(shí)現(xiàn)均一的快速的冷卻 則會(huì)使制品內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力而造成制品變形成形或開(kāi)裂 所 以我們必須根據(jù)制品的形狀及壁厚設(shè)計(jì) 制造能實(shí)現(xiàn)均一的且高效的冷卻回路 本設(shè)計(jì)由于采用整體嵌入式型腔 故水道布置在模板上 其具體結(jié)構(gòu)如圖 19 所示 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 31 圖 19 冷卻水道 本塑件在注射成型機(jī)時(shí)不要求有太高的模溫因而在模具上可不設(shè)加熱系統(tǒng) 是否需要冷卻系統(tǒng)可作如下設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)定模具平均工作溫度為 用常溫 的水作為模具冷卻介質(zhì) 60 C 20 其出口溫度為 30 查表 3 26 得 ABS 的單位流量為 4351 Jkg 得 412 51 QWJkg 490 Jk 4 8 2 求冷卻水的體積流量 V 由 4 11 1QVCpt 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 32 4 339 10 60 14 min 72 查表 3 27 可知所需的冷卻水管直徑較小 由上述可知 設(shè)計(jì)冷卻水道直徑為 8mm 符合要求 4 8 3 冷卻時(shí)間計(jì)算 由 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè) 12 冷卻時(shí)間依塑件種類(lèi) 塑件壁厚而異 一般用 下式計(jì)算 4 12 228ln MWcefEtsTs 式中 最低冷卻時(shí)間 s c 塑件平均壁厚 mm s 塑件平均熱擴(kuò)撒率 mm 2 s ef 模具平均溫度 Wt 熔體平均溫度 M 塑件脫模時(shí)平均溫度 Et 代入數(shù)據(jù)計(jì)算得 8 26s cT 由 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè) 12 表 1 4 取 20s cT 4 8 4 成型周期計(jì)算 注射成型周期一般用下式計(jì)算 4 13 incrTTs 式中 沖模時(shí)間 由 PROE 計(jì)算總注塑質(zhì)量 包括澆注系統(tǒng) 為 61 9g i 查 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè) 12 表 5 49 取 0 5s iT 保壓時(shí)間 取 20s n 冷卻時(shí)間 cT 其余時(shí)間 包括脫模區(qū)間及開(kāi)閉模時(shí)間 取 Tr 40s r 代入數(shù)據(jù)計(jì)算得 T 80 5s 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 33 4 8 5 排氣機(jī)構(gòu) 當(dāng)塑料熔體注入型腔時(shí) 如果型腔內(nèi)原有的氣體 蒸汽不能順利地排出 將在制品上形成氣孔 接縫 表面輪廓不能完全充分滿(mǎn)型腔 同時(shí)還會(huì)因氣體 被壓縮而產(chǎn)生焦痕 而且型腔內(nèi)汽體被壓縮產(chǎn)生的反氣壓會(huì)降低充模速度 影 響注塑周期和產(chǎn)品質(zhì)量 22 排氣機(jī)構(gòu)的設(shè)置 一般有如下幾種方法 1 用分型面排氣 2 利用推桿排氣 3 利用鑲件排氣 4 利用燒結(jié)合金排氣 本方案設(shè)計(jì)在分型面之間 推桿預(yù)模板之間及活動(dòng)型芯與模板之間的配合 間隙進(jìn)行排氣 間隙值取 0 04mm 5 結(jié)論 34 5 結(jié)論 在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中 通過(guò)查閱資料和在老師的指導(dǎo)下完成的 MP3 電池充 電器插座的注射模具設(shè)計(jì)后 自己了解了模具的設(shè)計(jì)過(guò)程大體是 需要了解塑 件的工藝結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) 熟悉塑件 包括其幾何形狀 塑件的使用要求 塑件的 原料 檢查塑件的成型工藝性 明確注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 等等的步驟 利用 Pro E5 0 軟件完成了塑件的造型和對(duì)其的模具設(shè)計(jì) 在此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中是我對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)有了進(jìn)一步的了解 并且知道 了模具的設(shè)計(jì)流程和上網(wǎng)查找資料了解了模具的制造流程 對(duì)所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)掌 握得更加牢固 這使我的學(xué)識(shí)得到了質(zhì)的飛躍 通過(guò)對(duì) MP3 電池充電器插座的模具設(shè)計(jì)了解了模具從設(shè)計(jì)到制造的完成過(guò) 程 現(xiàn)代化的模具設(shè)計(jì)到制造都是沿著自動(dòng)化 高效率的生產(chǎn)的方式進(jìn)行的 這些都能提高模具的制造效率 還能節(jié)約模具成本 我們還需要更多更全面的 了解模具的設(shè)計(jì)到制造 這樣我們才能更好的去適應(yīng)現(xiàn)代模具的發(fā)展 通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì) 找出了自己的不足之處 也有許多的地方要在今后 實(shí)踐工作中去補(bǔ)充 當(dāng)然 經(jīng)過(guò)這段時(shí)間在老師的指導(dǎo)下完成的畢業(yè)設(shè)計(jì) 我 相信大學(xué)這段時(shí)間所學(xué)到的知識(shí)也能將其畫(huà)上一個(gè)完美的句話 參考文獻(xiàn) 35 參考文獻(xiàn) 1 賈潤(rùn)禮 程志遠(yuǎn)主編 實(shí)用注塑模設(shè)計(jì)手冊(cè) 第 1 版 北京 中國(guó)輕工業(yè)出版社 2000 2 模具實(shí)用技術(shù)叢書(shū)編委會(huì)編 塑料模具設(shè)計(jì)制造與應(yīng)用實(shí)例 第 1 版 北京 機(jī)械工業(yè) 出版社 2002 3 李海梅 審長(zhǎng)雨主編 注塑成型及模具設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù) 第 1 版 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2002 4 凌繩 王秀芬 吳友平編著 聚合物材料 第 1 版 北京 中國(guó)輕工業(yè)出版社 2000 5 徐配弦編著 塑料制品與模具設(shè)計(jì) M 第 1 版 北京 中國(guó)輕工業(yè)出版社 2001 6 吳宗澤 羅圣國(guó)主編 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) 第 2 版 北京 高等教育出版社 2001 7 申開(kāi)智主編 塑料成型模具 M 第 2 版 北京 中國(guó)輕工業(yè)出版社 2003 8 黃虹主編 塑料成型加工與模具 M 第 1 版 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2003 9 成都科技大學(xué)等合編 塑料成型模具 M 北京 中國(guó)輕工業(yè)出版社 1994 10 王貴恒主編 高分子材料成型加工原理 M 第 1 版 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 1982 11 宋玉恒主編 塑料注射模具實(shí)用手冊(cè) 北京 航空工業(yè)出版社 1994 472 581 12 張克惠編著 注塑模設(shè)計(jì) M 西安 西北工業(yè)大學(xué)出版社 1995 160 162 13 屈華昌主編 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1994 14 李秦蕊主編 塑料模具設(shè)計(jì) M 西安 西北工業(yè)大學(xué)出版社 1997 15 唐志玉等主編 塑料制品設(shè)計(jì)指南 M 北京 國(guó)防工業(yè)出版社 1997 16 張留成主編 高分子材料導(dǎo)論 M 第 1 版 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 1993 17 鄒立謙主編 塑料制品設(shè)計(jì) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1993 796 806 18 美 哈羅德 貝羅夫斯基著 塑料產(chǎn)品設(shè)計(jì)和加工工程 M 吳南橋 吳洪武 晉剛等譯 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2000 19 王善勤 劉萍 柳宗媛著 塑料注射成型工藝與設(shè)計(jì) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1997 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明 36 致 謝 本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)從擬定題目到定稿 歷時(shí)數(shù)月 設(shè)計(jì)過(guò)程中 我遇到了許 多問(wèn)題和困難 但都在指導(dǎo)老師和同學(xué)的幫助下一一解決 在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)完 成之際 首先向我的指導(dǎo)老師王老師致以最誠(chéng)摯的感謝 感謝她在自己緊張的 工作中 仍然盡量抽出時(shí)間對(duì)我們進(jìn)行指導(dǎo) 時(shí)刻關(guān)心我們的進(jìn)展?fàn)顩r 督促 我們學(xué)習(xí) 在設(shè)計(jì)的完成過(guò)程中 王老師給了我許多的幫助和關(guān)懷 在王老師 的悉心指導(dǎo)下 我不僅對(duì)以前所學(xué)到的專(zhuān)業(yè)知識(shí)更加熟練 更加深入 而且開(kāi) 闊了視野 并且在為人處事上受益匪淺 王老師對(duì)工作的熱情 認(rèn)真負(fù)責(zé) 實(shí) 事求是的態(tài)度 給我留下了很深的印象 是我以后在工作中學(xué)習(xí)的榜樣 在此 謹(jǐn)向董老師表示衷心的感謝和深深的敬意 同時(shí)也感謝學(xué)校和學(xué)院給我提供了 良好的學(xué)習(xí)環(huán)境以及豐富的學(xué)習(xí)資源 另外 一并感謝各位授課老師的幫助和 悉心教導(dǎo) 是他們傳道授業(yè) 讓我學(xué)到了知識(shí) 培養(yǎng)了能力 收獲甚多 同時(shí) 還要感謝曾經(jīng)關(guān)心和幫助過(guò)我的同學(xué)們 感謝他們的探討和交流 最后 向我的父母 家人和朋友表示深深的謝意 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 獨(dú)創(chuàng)性聲明 37 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 獨(dú)創(chuàng)性聲明 秉承學(xué)校嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)與優(yōu)良的科學(xué)道德 本人聲明所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì) 論 文 是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果 盡我所知 除了 文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表 或撰寫(xiě)過(guò)的成果 不包含他人已申請(qǐng)學(xué)位或其他用途使用過(guò)的成果 與我一同 工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了致 謝 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 與資料若有不實(shí)之處 本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 作者簽名 指導(dǎo)教師簽名 日期 附錄 38 附 錄 附錄 39