折疊傘手柄注塑模具設(shè)計(jì)-滑塊抽芯塑料注射模含NX三維及11張CAD圖,折疊,手柄,注塑,模具設(shè)計(jì),滑塊抽芯,塑料,注射,nx,三維,11,十一,cad
摘 要
本論文是將折疊傘手柄作為設(shè)計(jì)模型，并且將所學(xué)的模具制造與設(shè)計(jì)作為論文依據(jù)，闡述了整個(gè)折疊傘手柄注塑模具的設(shè)計(jì)過程。首先，利用UG對(duì)折疊傘手柄進(jìn)行三維建模，并進(jìn)行了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的分析。分析零件的澆口位置和流道。然后用UG繪制零件的分型面，型芯，型腔。其次，在UG中設(shè)計(jì)出澆注系統(tǒng)，脫模系統(tǒng)以及冷卻系統(tǒng)。然后，折疊傘手柄的設(shè)計(jì)需要計(jì)算出塑件的尺寸以及尺寸精度，之后進(jìn)行注塑機(jī)的選用，確定好注塑機(jī)的海天80X2A型號(hào)（厚度，模具的開模行程以及注塑機(jī)鎖模力）。本模具采用一模二腔，側(cè)澆口進(jìn)料，保證了模具工作時(shí)需要的強(qiáng)度和成本的節(jié)約。
關(guān)鍵詞：折疊傘手柄；注塑模具；澆口；分型面；注塑機(jī)
Abstract
In this paper, the folding umbrella handle is used as the design model, and the mold manufacturing and design as the basis of the paper, the design process of the whole folding umbrella handle injection mold is described. Firstly, the three-dimensional model of folding umbrella handle is built by UG, and the product structure is analyzed. Gate position and runner of parts are analyzed. Then use UG to draw the parting surface, core and cavity of the part. Secondly, the gating system, demoulding system and cooling system are designed in UG. Then, the design of folding umbrella handle needs to calculate the size and dimensional accuracy of the plastic parts, and then select the injection machine to determine the Haitian 80X2A model of the injection machine (thickness, die opening stroke and locking force of the injection machine). The mould adopts one mold and two cavities, and the side gate feeding ensures the strength and cost saving when the die is working.
Key words: folding umbrella handle; injection mould; gate; parting surface; injection machine
目 錄
摘 要 I
Abstract II
前 言 1
第1章 塑件的工藝分析 2
1．1 塑件的材料選擇 3
1．2 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3
1．3 塑件尺寸及精度 4
1．4 塑件表面粗糙度 4
1．5 塑件的體積和質(zhì)量 4
第2章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定 5
2.1 澆口種類的確定 5
2.2 型腔數(shù)目的確定 5
2.3 注射機(jī)的選擇和校核 6
2.3.1 注射量的校核 7
2.3.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 7
2.3.3模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 8
第3章 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10
3．1 分型面的設(shè)計(jì) 10
3．2 型腔的布局 11
3．3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 11
3.3.1 澆注系統(tǒng)組成 11
3.3.2 確定澆注系統(tǒng)的原則 11
3.3.3 主流道的設(shè)計(jì) 12
3.3.4 分流道的設(shè)計(jì) 14
3.3.5 澆口的設(shè)計(jì) 14
3.3.6 冷料穴的設(shè)計(jì) 15
3．4 注射模成型零部件的設(shè)計(jì)[7] 15
3.4.1 凹模的內(nèi)形尺寸： 16
3.4.1 凸模的外形尺寸計(jì)算： 18
3．5 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21
3．6 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 21
3．6．1 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則 21
3．6．2 脫模機(jī)構(gòu)類型的選擇 21
3．6．3 推桿機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì) 23
3．7 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 24
3．7．1 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 25
3．7．2 冷卻系統(tǒng)之設(shè)計(jì)規(guī)則 25
3．8 模架的選用 27
3.9側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型選擇 29
第4章 注塑模具工作原理 32
致謝 34
參考文獻(xiàn) 35
IV
前 言
模具工業(yè)在國民基礎(chǔ)工業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位因此被稱為“工業(yè)字母”。隨著我國科技的不斷發(fā)展，不斷學(xué)習(xí)新的知識(shí)和技能，人們也在模具制造的能力和技術(shù)也得到了不斷的提升，而隨著CAD/UG等軟件的不斷進(jìn)步，也使得制造出來的模具和工件在精度合工藝上都得到了巨大的提升。
隨著社會(huì)品質(zhì)的不斷進(jìn)步，人類智慧的不斷開發(fā)，人類不斷的創(chuàng)造和發(fā)明，好質(zhì)量、高科技的產(chǎn)品逐漸進(jìn)入我們的生活中，人們現(xiàn)在對(duì)產(chǎn)品的要求越來越高，無論是性能、價(jià)格甚至外包裝都有很高的要求。日常生活中和我們接觸的最多的大多是塑件產(chǎn)品，其中最多的都是注塑模塑件產(chǎn)品。因此，注塑模具在塑料的生產(chǎn)過程中非常重要。塑料制品制造方便，大多數(shù)的塑件制品都可以大批量生產(chǎn)但由于塑件本身的特性和人們?nèi)狈σ庾R(shí)的保護(hù)性使用因此塑件的更新?lián)Q代也很快，因此這使得對(duì)注塑模的要求也變得非常高了。而國內(nèi)的塑料制品行業(yè)也通過不斷的學(xué)習(xí)丶借鑒都有著明顯的提升和進(jìn)步。但是在一些精度要求高，技術(shù)含量高，復(fù)雜程度高的塑件上還是有著明顯的不足，因此我們要向國外學(xué)習(xí)和借鑒先進(jìn)技術(shù)理論顯得非常重要。未來塑料的發(fā)展一定是朝著低碳節(jié)能、無污染的綠色發(fā)展道路前進(jìn)，這更是我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)、健康、迅速發(fā)展的重要前提。塑料的大量使用和生產(chǎn)也促進(jìn)注塑模具設(shè)計(jì)與制造工業(yè)的快速發(fā)展。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我選擇的是注塑模設(shè)計(jì)，其中最大的原因是其特點(diǎn)是可以一模多腔，大大提高工業(yè)效率和經(jīng)濟(jì)效益。
第1章 塑件的工藝分析
在模具設(shè)計(jì)之前需要對(duì)塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度等級(jí)和表面質(zhì)量要進(jìn)行仔細(xì)研究和分析，只有這樣才能恰當(dāng)確定塑件制品所需的模具結(jié)構(gòu)和模具精度。
折疊傘手柄如圖所示，具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙，該塑件結(jié)構(gòu)中等復(fù)雜程度，生產(chǎn)量大，要求較低的模具成本，成型容易，精度要求不高。
圖（1）3D視圖
圖（2）二維塑件圖
1．1 塑件的材料選擇
本次所選擇的折疊傘手柄材料為ABS。ABS具有良好的綜合理學(xué)性能。ABS價(jià)格便宜原料易得，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用范圍最廣的工程塑料之一。是一種良好的熱塑性塑料。ABS無毒，無氣味，呈微黃色，成型的塑料有較好的光澤、不透明，密度為1.05。既有較好的抗沖擊強(qiáng)度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。
1．2 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1）、脫模斜度
脫模斜度的大小與制品形狀、壁厚及收縮率有關(guān)。斜度過小，不僅會(huì)使制品尺寸困難，而且易使制品表面損傷或破裂，斜度過大時(shí)，雖然脫模方便，但會(huì)影響制品尺寸精度，并浪費(fèi)原材料。通常塑件的脫模斜度約取0.5～1.5，根據(jù)文獻(xiàn)[1]，塑件材料ABS的型腔脫模斜度為0.35～130/，型芯脫模斜度為30/～1
（2）、塑件的壁厚
一般在滿足使用要求的前提下，塑件的壁厚應(yīng)盡量小。選擇壁厚時(shí)應(yīng)力求塑件各處壁厚盡量均勻，以避免塑件出現(xiàn)不均勻收縮等成型缺陷。塑件壁厚一般在1～4，最常用的數(shù)值為2～3。該產(chǎn)品壁厚均勻，周邊和底部壁厚均為2左右。
（3）、塑件的圓角
在無特殊要求時(shí)，塑件的各連接角處均有半徑不小于0.5～1的圓角。一般外圓弧半徑大于壁厚的0.5倍，內(nèi)圓角半徑應(yīng)是壁厚的0.5倍。
該塑料件表面圓角半徑和內(nèi)部轉(zhuǎn)彎處圓角為0.5。
（4）、孔
由于型芯對(duì)熔體有分流作用，所以在孔成型時(shí)周圍易產(chǎn)生熔接痕，導(dǎo)致孔的強(qiáng)度降低，故設(shè)計(jì)孔時(shí)孔時(shí)孔間距和孔到塑件邊緣的距離一般都尖大于孔徑，孔的周邊應(yīng)增加壁厚，以保證塑件的強(qiáng)度和剛度。
1．3 塑件尺寸及精度
根據(jù)我國目前的成型水平，塑件尺寸公差可以參照文獻(xiàn)[2]表3-2塑件的尺寸與公關(guān)（SJ1372-1978）的塑料制件公差數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)來確定。根據(jù)任務(wù)書和圖紙要求，本次產(chǎn)品尺寸均采用MT3級(jí)精度，未注采用MT5級(jí)精度。
1．4 塑件表面粗糙度
塑料制品的表面粗糙度一般為Ra 0.02～1.25之間，模腔表壁的表面粗糙度應(yīng)為塑件的1/2，即Ra 0.01～0.63。模具在使用過程中由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷增加，所以應(yīng)隨時(shí)給以拋光復(fù)原。
該塑件外部需要的表面粗糙度比內(nèi)部要高許多，為Ra0.2，內(nèi)部為0.4。
1．5 塑件的體積和質(zhì)量
本次設(shè)計(jì)中，塑件的質(zhì)量和體積采用3D測(cè)量，在PRO/E軟件中，使用塑模部件驗(yàn)證功能，可以測(cè)得塑件的質(zhì)量（ABS的密度為1.05），即可以得出該塑件制品的質(zhì)量為12克。
實(shí)測(cè)體積
第2章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定
2．1 澆口種類的確定
注射模的澆注系統(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(dòng)通道。其作用是將塑料熔體充滿型腔并使注射壓力傳遞到各個(gè)部分。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞對(duì)塑件性能、外觀及成型難易程度影響很大。它由主流道、分流道、澆口及冷料穴組成。其中澆口的選擇與設(shè)計(jì)恰當(dāng)與否直接關(guān)系到制品能否完好的成型。
由于本設(shè)計(jì)中折疊傘手柄塑件外表面質(zhì)量要求較高，所以選用側(cè)澆口。側(cè)澆口直接在中間的圓端面處進(jìn)，折疊傘手柄組裝后，澆口被遮擋起來。
側(cè)澆口主流道需要設(shè)置鉤針，分流道與產(chǎn)品相連，頂出產(chǎn)品包含流道連接在一起。
2.2 型腔數(shù)目的確定
因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中采用側(cè)澆口，且塑件的尺寸不大，為提高塑件成功概率，并從經(jīng)濟(jì)型的角度出發(fā)，節(jié)省生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率，采用一模二腔，進(jìn)行加工生產(chǎn)。
2.3 注射機(jī)的選擇和校核
由于采用一模二腔，需要至少注射量為12x2g，流道水口廢料2.5g，總注塑量達(dá)到26.5g，再根據(jù)工藝參數(shù)（主要是注射壓力），綜合考慮各種因素，選定注射機(jī)為海天80X2A。注射方式為螺桿式，其有關(guān)性能參數(shù)為：
海天HTF80X2A
型號(hào)
單位
80×2A
80×2B
80×2C
參數(shù)
螺桿直徑
mm
34
36
40
理論注射容量
cm3
111
124
153
注射重量PS
g
101
113
139
注射壓力
Mpa
206
183
149
注射行程
mm
122
螺桿轉(zhuǎn)速
r/min
0~220
料筒加熱功率
KW
5.7
鎖模力
KN
800
拉桿內(nèi)間距(水平×垂直)
mm
365×365
允許最大模具厚度
mm
360
允許最小模具厚度
mm
150
移模行程
mm
310
移模開距(最大)
mm
670
液壓頂出行程
mm
100
液壓頂出力
KN
33
液壓頂出桿數(shù)量
PC
5
油泵電動(dòng)機(jī)功率
KW
11
油箱容積
l
200
機(jī)器尺寸(長(zhǎng)×寬×高)
m
4.3×1.25×1.8
機(jī)器重量
t
3.22
最小模具尺寸(長(zhǎng)×寬)
mm
240×240
2.3.1 注射量的校核
模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須使得在一個(gè)注射成型的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機(jī)額定注射量的80%以內(nèi)。校核公式為：
式中 --型腔數(shù)量
--單個(gè)塑件的質(zhì)量（g）
--澆注系統(tǒng)所需塑料的質(zhì)量（g）
本設(shè)計(jì)中：n=2 12g =2.5g
M=12X2+2.5=26.5g（約等于）<101gx80%
注塑機(jī)額定注塑量為101g
注射量符合要求
2.3.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核
注射成型時(shí)塑件的模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素。如果這一數(shù)值超過了注射機(jī)所允許的最大成型面積，則成型過程中會(huì)出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象，必須滿足以下關(guān)系。
式中 n --型腔數(shù)目
--單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積
--澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積
n=2 = 1268.364560 =200
= 1268.364560 x2+400=2736.72912
注射成型時(shí)為了可靠的鎖模，應(yīng)使塑料熔體對(duì)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：
（）P < F
式中： P—塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力（MPa）
F—注射機(jī)額定鎖模力（N）
其它意義同上
根據(jù)教科書表5-1，型腔內(nèi)通常為20-40MPa，一般制品為24-34MPa，精密制品為39-44MP
（）P=2736.72912x30x1.1x0.001= 90.31KN<800KN
鎖模力符合要求
2.3.3模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核
（1）、模具厚度（閉合高度）
模具閉合高度必須滿足以下公式
式中 --注射機(jī)允許的最大模厚
--注射機(jī)允許的最小模厚
本設(shè)計(jì)中模具厚度為261mm 150
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