摩托車尾燈罩注塑模設(shè)計(jì)-塑料注射模側(cè)抽芯斜導(dǎo)柱1模2腔含UG三維及12張CAD圖-獨(dú)家.zip

摩托車尾燈罩注塑模設(shè)計(jì)-塑料注射模側(cè)抽芯斜導(dǎo)柱1模2腔含UG三維及12張CAD圖-獨(dú)家.zip,摩托,車尾,燈罩,注塑,設(shè)計(jì),塑料,注射,模側(cè)抽芯斜,導(dǎo)柱,UG,三維,12,CAD,獨(dú)家 任務(wù)書 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：基于UG摩托車尾燈罩模具設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù) 1.畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的和意義 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是利用UG軟件對(duì)摩托車尾燈罩模具進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先通過調(diào)研和測(cè)量收集數(shù)據(jù)進(jìn)行產(chǎn)品工藝性研究，應(yīng)用UG軟件進(jìn)行實(shí)體建模、裝配的工作。通過計(jì)算、分析進(jìn)行注射模具設(shè)計(jì)。 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)使學(xué)生了解和掌握畢業(yè)設(shè)計(jì)所應(yīng)遵循的步驟和程序，畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí)，參與設(shè)計(jì)的同學(xué)應(yīng)通過以下能力的訓(xùn)練： （一）綜合應(yīng)用的能力。（二）查閱參考文獻(xiàn)的能力。（三）設(shè)計(jì)能力。（四）計(jì)算能力。（五）計(jì)算機(jī)應(yīng)用及軟件應(yīng)用的能力。（六）分析問題的能力。 2.畢業(yè)設(shè)計(jì)課題任務(wù)的內(nèi)容和要求 基于UG系統(tǒng)設(shè)計(jì)注射模具，可使模具的設(shè)計(jì)制造周期大大縮短，而且模具的設(shè)計(jì)與制造都是建立在一個(gè)統(tǒng)一的幾何模型之上，保證了模具數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性和正確性。隨著CAD/CAM技術(shù)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用及數(shù)控加工機(jī)床的普及，這種設(shè)計(jì)制造工藝路線一定會(huì)越來越顯示其優(yōu)越性，并被更加廣泛的應(yīng)用于模具制造領(lǐng)域。利用UG軟件還可以對(duì)已設(shè)計(jì)完成的模具開模情況及是否干涉等情況進(jìn)行分析研究，以便在模具投入制造之前就發(fā)現(xiàn)存在的設(shè)計(jì)問題，并有目的的進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，減少設(shè)計(jì)失誤造成的不必要損失。 ⑴原始數(shù)據(jù)：塑料實(shí)物、材料 ABS、批量100000件。 ⑵技術(shù)要求： 利用UG對(duì)摩托車尾燈罩模具進(jìn)行三維造型及裝配。通過所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用,對(duì)摩托車尾燈罩進(jìn)行工藝分析，設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)合理、動(dòng)作可靠、容易加工的模具。計(jì)算凸、凹模工作部分尺寸，校核模具與注射機(jī)的相關(guān)的參數(shù)。 ⑶工作要求： ①查閱相關(guān)資料，了解摩托車尾燈罩模具的設(shè)計(jì)方案。 ②按照要求撰寫設(shè)計(jì)說明書（不少于15000字）。 ③完成圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。 3.畢業(yè)設(shè)計(jì)成果的要求 ⑴圖紙量不少于折合3張A0圖紙。 ⑵完成設(shè)計(jì)說明書一份。  畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度計(jì)劃安排 階段 應(yīng)完成的主要工作 起止教學(xué)周 1 收集資料、測(cè)量塑件的數(shù)據(jù)繪制塑件圖。 5周 2 利用UG對(duì)摩托車尾燈罩進(jìn)行三維造型 6周～7周 3 制定摩托車尾燈罩模具的總體方案，校核注射模與注射機(jī)的關(guān)系。 8周～9周 4 利用UG對(duì)摩托車尾燈罩模具進(jìn)行三維造型及裝配 10周～11周 5 繪制摩托車尾燈罩模具裝配圖及相關(guān)零件圖 12周～14周 6 編寫設(shè)計(jì)說明書 15周 7 準(zhǔn)備答辯 16周 主要參考文獻(xiàn) [1] 馮丙堯，韓泰榮.模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)[M]. 上海：上?？萍技夹g(shù)出版社,1990 [2] 陶筱梅，杜小清.UGNGINEER在塑料模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]．塑料科技，2008，36(11)：74～77 [3] 吳石林主編.UGNGINEER Wildfire 模具設(shè)計(jì)及數(shù)控加工[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2004 [4] 詹友剛編著.UGNGINEER中文野火版教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004 [5] 林勇志等.Pro／E中文野火版教程[M]．北京:人民郵電出版社，2004 [6] 范玉.基于UG 的汽車音響面板三維造型及模具設(shè)計(jì)[J]．機(jī)械工程師，2007，（12）：78～79 [7] 趙德永，劉學(xué)江，王會(huì)剛.Pro/ ENGINEER數(shù)控加工[M].北京：清華大學(xué)出版社，2002 [8] 許發(fā)樾. 實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)[M].北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，2005 [9] 成都科技大學(xué),北京化工學(xué)院,天津輕工業(yè)學(xué)院.塑料成型模具[M].北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社,1994 [10] 李德群，肖景容.塑料成型模具[M].武漢:華中理工大學(xué)出版社,1990 [11] 屈華昌.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，2006 [12] 王東輝，孫海洋.UG在塑料模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]．哈爾賓軸承，2008，29(1)：84～86 [13] 高占華，曹巨江，張利平等．基于Pro/ E 的管接頭注塑模具設(shè)計(jì)[J]．機(jī)械制造與自動(dòng)化，2007，36（2）：46～47 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具有良好的職業(yè)素質(zhì) 面向制造行業(yè) 從事模具設(shè)計(jì) 模具加工工藝編制 沖壓和塑料成型加工 數(shù)控機(jī)床的操作以及生產(chǎn)管理等工作的高等技術(shù)應(yīng)用性 專門人才 體現(xiàn)為制造方面達(dá)到模具制造的補(bǔ)師水平 設(shè)計(jì)方面達(dá)到助理設(shè)計(jì) 師的水平 關(guān)鍵詞 摩托車尾燈罩 側(cè)澆口進(jìn)料 注射機(jī) 冷卻系統(tǒng) 注塑模具 Abstract According to the requirements of plastic motorcycle tail lampshade products understand the use of plastic parts analyze the technical requirements of plastic parts such as workmanship dimensional accuracy select the size of plastic parts This mold adopts one mold and two pieces the side gate feed the injection machine adopts Haitian 110XB model sets the cooling system CAD and UG draw two dimensional assembly drawings and parts drawing and selects the reasonable processing method of the mould Attached are instructions for the systematic use of brief text concise sketches and calculations to analyze the plastic parts so as to make a reasonable injection mold design According to the national professional definition die design is engaged in enterprise die digital design including cavity die and cold stamping die on the basis of traditional die design the full application of digital design tools improve the quality of die design shorten the die design cycle Mould is a kind of industrial product which makes the material shape by a certain way in a specific structural form It is also a kind of production tool which can produce the industrial product parts with certain shape and size requirements in batches From airplanes and cars to teacups and nails almost all industrial products must be molded The high precision high consistency and high productivity of the parts manufactured by mould are incomparable with any other processing method To a large extent mold determines product quality efficiency and new product development capability Therefore the mold has the honor of the mother of industry The training goal of mold design and manufacturing specialty is to cultivate all round development of morality intelligence physique and beauty with good professional quality and to apply advanced technology in mold design mold processing technology preparation stamping and plastic forming processing CNC machine tool operation and production management etc for manufacturing industry Professional talents It reflects that the manufacturing level reaches the tutor level of mold manufacturing and the design level reaches the assistant designer level Key words motorcycle tail lamp cover side gate feed injection machine cooling system injection mold 目 錄 摘 要 1 ABSTRACT 2 第 1 章 緒論 4 1 1 塑料簡(jiǎn)介 4 1 2 注塑成型及注塑模 4 第 2 章 塑料材料分析 6 第 3 章 塑件的工藝分析 7 3 1 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 3 2 塑件尺寸及精度 8 3 3 塑件表面粗糙度 9 3 4 塑件的體積和質(zhì)量 9 第 4 章 注射成型工藝方案及結(jié)構(gòu)的分析和確定 10 4 1 注射成型工藝過程分析 5 10 4 2 澆口種類的確定 10 4 3 型腔數(shù)目的確定 11 4 4 注射機(jī)的選擇和校核 11 4 4 1 注射量的校核 12 4 4 2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 12 4 4 3 模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 12 第 5 章 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14 5 1 分型面的設(shè)計(jì) 14 5 2 型腔的布局 14 5 3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 15 5 3 1 澆注系統(tǒng)組成 15 5 3 2 確定澆注系統(tǒng)的原則 15 5 3 3 主流道的設(shè)計(jì) 16 5 3 4 分流道的設(shè)計(jì) 17 5 3 5 澆口的設(shè)計(jì) 18 5 3 6 冷料穴的設(shè)計(jì) 18 5 4 注射模成型零部件的設(shè)計(jì) 7 19 5 4 1 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 5 4 2 成型零部件工作尺寸的計(jì)算 20 5 4 3 成型零件工作尺寸的計(jì)算 21 5 4 4 成型零件尺寸及動(dòng)模墊塊厚度的計(jì)算 25 5 5 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 25 5 6 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 26 5 6 1 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則 26 5 6 2 脫模機(jī)構(gòu)類型的選擇 26 5 6 3 推桿機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì) 26 5 7 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 27 5 8 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 28 5 9 模架的選用 28 5 10 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型選擇 30 5 11 斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 30 5 12 斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu) 31 第 6 章 模具材料的選用 35 6 1 成型零件材料選用 35 6 2 注射模用鋼種 35 總結(jié) 36 致謝 38 參考文獻(xiàn) 39 第 1 章 緒論 模具制造是國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的一項(xiàng)重要產(chǎn)業(yè) 振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè) 日益受到人們的重視和關(guān)注 模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備 也已經(jīng)成為 廣大業(yè)內(nèi)人士的共識(shí) 在電子 汽車 電機(jī) 電器 儀器 儀表 家電和通信 等產(chǎn)品中 60 80 的零部件都要依靠模具成形 用模具生產(chǎn)制件所具備的高 精度 高復(fù)雜程度 高一致性 高生產(chǎn)率和低消耗 是其它加工制造方法所不 能比擬的 模具又是 效益放大器 用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值 往往是 模具自身價(jià)值的幾十倍 上百倍 模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè) 是技 術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ) 同時(shí)本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域 1 1 塑料簡(jiǎn)介 塑料是以樹脂為主要成分的高分子材料 它在一定的溫度和壓力下具有 流動(dòng)性 可以被模塑成型為一定的幾何形狀和尺寸 并在成型固化后保持其既 得形狀而不發(fā)生變化 塑料有很多優(yōu)異性能 廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)和日常生活 它具有密度小 質(zhì)量輕 比強(qiáng)度高 絕緣性能好 介電損耗低 化學(xué)穩(wěn)定性高 減摩耐磨性能好 減振隔音性能好等諸多優(yōu)點(diǎn) 另外 許多塑料還具有防水 防潮 防透氣 防輻射及耐瞬時(shí)燒蝕等特殊性能 1 塑料以從代替部分金屬 木材 皮革及無機(jī)材料發(fā)展成為各個(gè)部門不可缺少的一種化學(xué)材料 在國(guó)民經(jīng) 濟(jì)中 塑料制作已成為各行各業(yè)不可缺少的重要材料之一 1 2 注塑成型及注塑模 將塑料成型為制品的生產(chǎn)方法很多 最常用的有注射 擠出 壓縮 壓 注 壓延和吹塑等 其中 注射成型是塑料成型加工中最普遍采用的方法 除 氟塑料外 幾乎的有的熱塑性塑料都可以采用此方法成型 它具有成型周期短 能一次成型外形復(fù)雜 尺寸精度較高 易于實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)等一系列優(yōu)點(diǎn) 因此廣泛用于塑料制件的生產(chǎn)中 其產(chǎn)口占目前塑料制件生產(chǎn)的 30 左右 但 注射成型的設(shè)備價(jià)格及模具制造費(fèi)用較高 不適合單件及批量較小的塑料件的 生產(chǎn) 要了解注射成型和注射模 首先得了解注射機(jī)的一些基本知識(shí) 注射機(jī)是 注射成型的主要設(shè)備 依靠該設(shè)備將粒狀塑料通過高壓加熱等工序進(jìn)行注射 注射機(jī)為熱塑性或熱固性塑料注射成型所用的主要設(shè)備 按其外形可分為立 式 臥式 直角式三種 由注射裝置 鎖模裝置 脫模裝置 模板機(jī)架系統(tǒng)等 組成 注射成型是根據(jù)金屬壓鑄成型原理發(fā)展而來的 其基本原理是利用塑料 的可擠壓性和可模塑性 首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注射機(jī)的料斗送 入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化 使之成為粘流態(tài)熔體 然后在柱塞或螺桿的高 壓推動(dòng)下 以很大的流速通過料筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中 經(jīng)過一段保壓冷卻定型時(shí)間后 開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和 尺寸的塑料制品 注射成型生產(chǎn)中使用的模具叫注射模 它是實(shí)現(xiàn)注射成型生產(chǎn)的工藝裝備 注射模的種類很多 其結(jié)構(gòu)與塑料品種 塑件的復(fù)雜程度和注射機(jī)的種類 等很多因素有關(guān) 其基本結(jié)構(gòu)都是由動(dòng)模和定模兩大部分組成的 定模部分安 裝在注射機(jī)的固定板上 動(dòng)模部分安裝在注射機(jī)的移動(dòng)模板上 在注射成型過 程中它隨注射機(jī)上的合模系統(tǒng)運(yùn)動(dòng) 注射成型時(shí)動(dòng)模部分與定模部分由導(dǎo)柱導(dǎo) 向而閉合 一般注射模由成型零部件 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)及支承零部件組成 2 注射模 塑料原材料和注射機(jī)通過注射成型工藝聯(lián)系在一起 注射成型 工藝的核心問題就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔體 并把它注射到 型腔中去 在控制條件下冷卻定型 使塑件達(dá)到所要求的質(zhì)量 注射機(jī)和模具 結(jié)構(gòu)確定以后 注射成型工藝條件的選擇與控制便是決定成型質(zhì)量的主要因素 注射成型有三大工藝條件 即 溫度 壓力 時(shí)間 在成型過程中 尤 其是精密制品的成型 要確立一組最佳的成型條件決非易事 因?yàn)橛绊懗尚蜅l 件的因素太多 有制品形狀 模具結(jié)構(gòu) 注射裝備 原材料 電壓波動(dòng)及環(huán)境 溫度等 塑料模具的設(shè)計(jì)不但要采用 CAD 技術(shù) 而且還要采用計(jì)算機(jī)輔助工程 CAE 技術(shù) 這是發(fā)展的必然趨勢(shì) 注塑成型分兩個(gè)階段 即開發(fā) 設(shè)計(jì)階段 包括產(chǎn)品設(shè)計(jì) 模具設(shè)計(jì)和模具制造 和生產(chǎn)階段 包括購買材料 試模和 成型 傳統(tǒng)的注塑方法是在正式生產(chǎn)前 由于設(shè)計(jì)人員憑經(jīng)驗(yàn)與直覺設(shè)計(jì)模具 模具裝配完畢后 通常需要幾次試模 發(fā)現(xiàn)問題后 不僅需要重新設(shè)置工藝參 數(shù) 甚至還需要修改塑料制品和模具設(shè)計(jì) 這勢(shì)必增加生產(chǎn)成本 延長(zhǎng)產(chǎn)品開 發(fā)周期 目前國(guó)際市場(chǎng)上主要流行的 運(yùn)用范圍最廣的注射模流動(dòng)模擬分析軟件有 澳大利亞的 MOLDFLOW 美國(guó)的 CFLOW 華中科技大學(xué)的 H FLOW 等 其中 MOLDFLOW 軟件包括三個(gè)部分 MOLDFLOW PLASTICS ADVISERS 產(chǎn)品優(yōu)化顧問 簡(jiǎn)稱 MPA MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT 注射成型模擬分析 簡(jiǎn)稱 MPI MOLDFLOW PLASTICS XPERT 注射成型過程控制專家 簡(jiǎn)稱 MPX 采用 CAE 技術(shù) 可以完全代替試模 CAE 技術(shù)提供了從制品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的 完整解決方案 在模具制造加工之前 在計(jì)算機(jī)上對(duì)整個(gè)注射成型過程進(jìn)行模 擬分析 準(zhǔn)確預(yù)測(cè)熔體的填充 保壓 冷卻情況 以及制品中的應(yīng)力分布 分 子和纖維取向分布 制品的收縮和翹曲變形等情況 以便設(shè)計(jì)者能盡早發(fā)現(xiàn)問 題 及時(shí)修改制件和模具設(shè)計(jì) 而不是等到試模以后再返修模具 這不僅是對(duì) 傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)方法的一次突破 而且對(duì)減少甚至避免模具返修報(bào)廢 提高制品 質(zhì)量和降低成本等 都有著重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義 3 第 2 章 塑料材料分析 ABS 聚苯乙烯 化學(xué)和物理特性 大多數(shù)商業(yè)用的 ABS 都是透明的 非晶體材料 ABS 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 其分子中僅含 C H 兩種元素 平均分子量在20萬左右 密度為1 04 1 16g cm3 比 PVC 的密度小而大于 PE 和 PP ABS 的主鏈上帶有結(jié)構(gòu)龐大 的苯環(huán) 故柔順性差 質(zhì)硬脆 抗沖擊性能差 其制品敲打起來能發(fā)出類似金 屬的聲音 透光率為88 90 折光系數(shù)為1 59 1 60 透光性僅次于 PMMA 在受 到光照和廠時(shí)間存放時(shí) 往往出現(xiàn)混蝕和發(fā)黃現(xiàn)象 ABS 易于著色 有良好的 可塑流動(dòng)性和較小的成型收縮率 是成型工藝性最好的塑料品種之一 因此易 于制得形狀復(fù)雜的塑件 ABS 的力學(xué)性能與制造方法 相對(duì)分子量的大小 含雜質(zhì)量和定向度有關(guān) 相對(duì)分子量小者 機(jī)械強(qiáng)度要低些 一般低于硬質(zhì) PVC ABS 具有很小的吸 水率 在潮濕環(huán)境中其形狀和尺寸的變化都很小 熱絕緣性也很好 ABS 具有優(yōu)良的電絕緣性能 尤其在高頻條件下介電損耗仍然很小 是優(yōu)良的 高頻絕緣材料 ABS 易燃燒 且離火后仍繼續(xù)燃燒 火焰呈橙黃色 并有濃黑 煙碳束 燃燒時(shí)塑料軟化 氣泡并發(fā)出特殊的苯乙烯單體味 ABS 的主要缺點(diǎn)是脆性大 若是成型制品的熱處理不恰當(dāng) 制品中存在較大內(nèi) 應(yīng)力時(shí) 在使用中制品可能自行開裂 典型的收縮率在0 4 0 7 之間 密度為1 05克 立方厘米 注塑模工藝條件 干燥處理 除非儲(chǔ)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 2 3小時(shí) 熔化溫度 180 280C 對(duì)于阻燃型材料其上限為250C 模具溫度 40 50C 注射壓力 200 600bar 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 還可制作諸多在高頻環(huán)境中工作的電氣元器件和儀表等 第 3 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 摩托車尾燈罩如圖所示 具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙 該塑件結(jié)構(gòu)中等一般 復(fù)雜程度 生產(chǎn)量大 在大孔側(cè)面有一個(gè)圓孔需要做側(cè)抽心 要求較低的模具 成本 成型容易 精度中等 圖 3D 視圖 3 1 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 脫模斜度 由于注射制品在冷卻過程中產(chǎn)生收縮 因此它在脫模前會(huì)緊緊的包住模 具型芯或型腔中突出的部分 為了便于脫模 防止因脫模力過大拉傷制品表面 與脫模方向平行的制品內(nèi)外表面應(yīng)具有一定的脫模斜度 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 1 30 型芯脫模斜度為 30 1 2 塑件的壁厚 塑件的壁厚是最重要的結(jié)構(gòu)要素 是設(shè)計(jì)塑件時(shí)必須考慮的問題之一 塑件的壁厚對(duì)于注射成型生產(chǎn)具有極為重要的影響 它與注射充模時(shí)的熔體流 動(dòng) 固化定型時(shí)的冷卻速度和時(shí)間 塑件的成型質(zhì)量 塑件的原材料以及生產(chǎn) 效率和生產(chǎn)成本密切相關(guān) 一般在滿足使用要求的前提下 塑件的壁厚應(yīng)盡量 小 因?yàn)楸诤裉蟛粌H會(huì)使原材料消耗增大 生產(chǎn)成本提高 更重要的是會(huì)延 緩塑件在模內(nèi)的冷卻速度 使成型周期延長(zhǎng) 另外還容易產(chǎn)生氣泡 縮孔 凸 陷等缺陷 但如果壁厚太小則剛度差 在脫模 裝配 使用中會(huì)發(fā)生變形 影 響到塑件的使用和裝配的準(zhǔn)確性 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 5 2 最常用m 的數(shù)值為 2 3 該管連接件壁厚均勻 周邊和底部壁厚均為 1 5 左右 m 3 塑件的圓角 為防止塑件轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中 改善其成型加工過程中的充模特性 增加 相應(yīng)位置模具和塑件的力學(xué)角度 需要在塑件的轉(zhuǎn)角處和內(nèi)部聯(lián)接處采用圓角 過度 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 m 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 1 m 4 孔 塑料制品上通常帶有各種通孔和盲孔 原則上講 這些孔均能用一定的 型芯成型 但當(dāng)孔太復(fù)雜時(shí) 會(huì)使熔體流動(dòng)困難 模具加工難度增大 生產(chǎn)成 本提高 困此在塑件上設(shè)計(jì)孔時(shí) 應(yīng)盡量采用簡(jiǎn)單孔型 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 3 2 塑件尺寸及精度 塑料制品外形尺寸的大小主要取決于塑料品種的流動(dòng)性和注射機(jī)規(guī)格 在 一定的設(shè)備和工藝條件下流動(dòng)性好的塑料可以成型較大尺寸的制品 反正成型 出的制品尺寸就比較小 從節(jié)約材料和能源的角度出發(fā) 只要能滿足制品的使 用要求 一般都應(yīng)將制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的盡量緊湊 以便使制品的外形尺寸玲瓏 小巧些 該塑件的材料為 ABS 流動(dòng)性較好 適用于不同尺寸的制品 塑件的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和模具的制造精度 為降低模具 的加工難度和模具的制造成本 在滿足塑件要求的前提下盡量把塑件的尺寸精 度設(shè)計(jì)得低一些 由于塑料與金屬的差異很大 所以不能按照金屬零件的公關(guān) 等級(jí)確定精度等級(jí) 根據(jù)我國(guó)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 3 3 塑件表面粗糙度 塑件的表面要求越高 表面粗糙度越低 這除了在成型時(shí)從工藝上盡可能 避免冷疤 云紋等疵點(diǎn)來保證外 主要是取決于模具型腔表面粗糙度 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m 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 4m m 3 4 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 UG 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3 cg 該塑件制品的體積為 5 233 克 質(zhì)量為 5 5 克 第 4 章 注射成型工藝方案及結(jié)構(gòu)的分析和確定 4 1 注射成型工藝過程分析 5 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu) 材料及質(zhì)量 確定其成型工藝過程為 第一步 為使注射過程順利和保證產(chǎn)品質(zhì)量 應(yīng)對(duì)所用的設(shè)備和塑料作好以下 準(zhǔn)備工作 1 成型前對(duì)原材料的預(yù)處理 根據(jù)注射成型對(duì)物料的要求 檢驗(yàn)物料的含水量 外觀色澤 顆粒情況 并測(cè)試其熱穩(wěn)定性 流動(dòng)性和收縮率等指標(biāo) 對(duì)原材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥 ABS 材料吸水率極低 成型前一般不必進(jìn)行干燥處理 如有需要 可在 70 80 下干燥 2 4 h 2 料筒的清洗 在初用某種塑料或某一注射機(jī)之前 或者在生產(chǎn)中需要改變產(chǎn)品 更換 原料 調(diào)換顏色或發(fā)現(xiàn)塑料中有分解現(xiàn)象時(shí) 都需要對(duì)注射機(jī) 主要是料筒 進(jìn)行清洗或拆換 柱塞式注射機(jī)料筒的清洗常比螺桿式注射機(jī)困難 因?yàn)橹搅贤矁?nèi)的 存料量較大而不易對(duì)其轉(zhuǎn)動(dòng) 清洗時(shí)必須拆卸清洗或者采用專用料筒 對(duì)螺桿 式通常是直接換料清洗 也可采用對(duì)空注射法清洗 3 脫模劑的選用 脫模劑是使塑料制件容易從模具中脫出而敷在模具表面上的一種助劑 一般注射制件的脫模 主要依賴于合理的工藝條件與正確的模具設(shè)計(jì) 在和產(chǎn) 上為了順利脫模 常用的脫模劑有 硬脂酸鋅 液體石蠟 白油 硅油 對(duì) ABS 材料 可選用硬脂酸鋅 因?yàn)榇嗣撃┏埘０匪芰贤?一般塑料都可使 用 第二步 注射成型過程 完整的注射過程表面上共包括加料 塑化 注射入模 穩(wěn)壓冷卻和脫模幾 個(gè)步驟 但實(shí)際上是塑化成型與冷卻兩個(gè)過程 第三步 制件的后處理 注射制件經(jīng)脫?；驒C(jī)械加工后 常需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚?目的是為了消 除存在的內(nèi)應(yīng)力 以改善和提高制件的性能及尺寸穩(wěn)定性 制件的后處理主要 有退火和調(diào)濕處理 該塑料制件材料為 ABS 就采用退火處理 1 3 小時(shí) 4 2 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)中套管零件塑件外表面質(zhì)量要求較高 而且是透明件 外表面 不可以有澆口 所以選用側(cè)澆口 側(cè)澆口直接在中間的分型端面處進(jìn) 套管零 件組裝后 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 4 3 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) 4 4 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 11g 流道水口廢料 4 24g 總注 塑量達(dá)到 15 24g 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 110XB 注射方式為螺桿式 其有關(guān)性能參數(shù)為 海天 HTF110XB 型號(hào) 參數(shù) 單位 110XB 螺桿直徑 mm 36 理論注射容量 cm3 345 注射重量 ABS g 360 注射壓力 Mpa 183 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 500 800 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 200 300 4 4 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 mn 8021 式中 型腔數(shù)量 單個(gè)塑件的體積 3c 澆注系統(tǒng)所需塑料的體積 2 3m 本設(shè)計(jì)中 n 2 5 233 4 19 132 M 2x5 233 4 19X1 05 15 3888 g 注塑機(jī)額定注塑量為 360g 注射量符合要求 4 4 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 An 21 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1A 澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積2 n 2 1817 519 1m2 2x1817 519 41532n 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 F21An 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 4153X30 x1 1X0 001 130 25KN 1100KNX0 821An 注塑機(jī)額定鎖模力為 1100KN 鎖模力符合要求 4 4 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 maxminH 式中 注射機(jī)允許的最大模厚 注射機(jī)允許的最小模厚ax 本設(shè)計(jì)中模具厚度為 300mm 150 H 360 符合要求 2 開模行程 S 的校核 模具開模后為了便于取出制件 要求有足夠的開模距離 所謂開模行程是 指模具開合過程中動(dòng)模固定板的移動(dòng)距離 注塑機(jī)的開模行程是有限的 設(shè)計(jì)模具必須校核所選注射機(jī)的開模行程 以便與模具的開模距離相適應(yīng) 對(duì)于臥式注射機(jī) 其開模行程與模具厚度有關(guān) 對(duì)于多分型面注射模應(yīng)有 mHS10 521max 式中 推出距離1 包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度2 水口料的長(zhǎng)度 20 30 本設(shè)計(jì)中 310 40 mm 77 40 117 mmmaxS12H 總的開模距離需要 H 127mm 以上 經(jīng)計(jì)算 符合要要求 3 頂出裝置的校核 在設(shè)計(jì)模具推出機(jī)構(gòu)時(shí) 需校核注射機(jī)頂出的頂出形式 要注意在兩側(cè) 頂出時(shí)模具推板的面積應(yīng)能覆蓋注射機(jī)的雙頂桿 注射機(jī)的最大頂出距離要保 證能將塑件從模具中脫出 海天 110XB 型注射機(jī)為兩側(cè)推出機(jī)構(gòu) 經(jīng)檢查能滿足將模具脫出的要求 第 5 章 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 1 分型面的設(shè)計(jì) 將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€(gè)或幾個(gè)可以分離的主要部分 它們的接觸表面分開 時(shí)能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料 當(dāng)成型時(shí)又必須接觸封閉 這樣的接觸表面 稱為分型面 它是決定模具結(jié)構(gòu)的重要因素 每個(gè)塑件的分型面可能只有一種 選擇 也可能有幾種選擇 合理地選擇分型面是使塑件能完好的成型的先決條 件 選擇分型面時(shí) 應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮 1 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 2 使塑件在開模后留在動(dòng)模上 3 分型面的痕跡不影響塑件的外觀 4 澆注系統(tǒng) 特別是澆口能合理的安排 5 使推桿痕跡不露在塑件外觀表面上 6 使塑件易于脫模 綜合考慮各種因素 并根據(jù)本模具制件的外觀特點(diǎn) 受用平面分型面 并 選擇在塑件的最大平面處 開模后塑件留在動(dòng)模一側(cè) 分型面的選擇 5 2 型腔的布局 型腔的布局與澆注系統(tǒng)的布置密切相關(guān) 型腔的排布應(yīng)使每個(gè)型腔都通過 澆注系統(tǒng)從總壓力中均等的分得所需的壓力 以保證塑料熔體均勻地充滿每個(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 盡可能短 同時(shí)采用平衡流道 型腔布局由圖所示 由于本設(shè)計(jì)中塑件是上下 兩部分配合裝配使用 需要相同的注射工藝參數(shù) 以達(dá)到高的成功率 模具采 用側(cè)澆口 并采用中心對(duì)稱式布局 以求達(dá)到良好的澆注質(zhì)量 圖 型腔中心布局方式 5 3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指注射模中從主流道始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道 澆注系 統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無流道凝料澆注系統(tǒng)兩類 本設(shè)計(jì)中采用普通點(diǎn) 澆口澆注系統(tǒng) 正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)對(duì)獲得優(yōu)質(zhì)的塑料制品極為重要 5 3 1 澆注系統(tǒng)組成 普通流道澆注系統(tǒng)的組成一般包括以下幾個(gè)部分 1 主澆道 2 第一分澆道 3 第二分澆道 4 第三分澆道 5 澆口 6 型腔 7 冷料穴 5 3 2 確定澆注系統(tǒng)的原則 在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮下列有關(guān)因素 a 塑料成型特性 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)所用塑料的成型特性的要求 以保證 塑件質(zhì)量 b 模具成型塑件的型腔數(shù) 設(shè)置澆注系統(tǒng)還應(yīng)考慮到模具是一模二腔或一模 多腔 澆注系統(tǒng)需按型腔布局設(shè)計(jì) c 塑件大小及形狀 根據(jù)塑件大小 形狀壁厚 技術(shù)要求等因素 結(jié)合選擇 分型面同時(shí)考慮設(shè)置澆注系統(tǒng)的形式 進(jìn)料口數(shù)量及位置 保證正常成型 還 應(yīng)注意防止流料直接沖擊嵌件及細(xì)弱型芯受力不均以及應(yīng)充分估計(jì)可能產(chǎn)生的 質(zhì)量弊病和部位等問題 從而采取相應(yīng)的措施或留有修整的余地 d 塑件外觀 設(shè)置澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮到去除 修整進(jìn)料口方便 同時(shí)不影響 塑件的外表美觀 e 冷料 在注射間隔時(shí)間 噴嘴端部的冷料必須去除 防止注入型腔影響塑 件質(zhì)量 故設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮儲(chǔ)存冷料的措施 6 5 3 3 主流道的設(shè)計(jì) 流道是澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具相接觸的部分開始 到分流道為止 的塑料熔體的流動(dòng)通道 本設(shè)計(jì)中主流道為 5mm 1 主流道的尺寸 設(shè)計(jì)中選用的注射機(jī)為海天 110XB 其噴嘴直徑為 3 5 噴嘴球面半徑m 為 16 根據(jù)圖所示 主流道各具體尺寸如下 m 2 R1826 H5 3Lm0 2tan LdD8 澆注系統(tǒng)與定位環(huán) 澆口套 2 主流道襯套的形式 選用如圖所示類型的襯套 這種類型可防止襯套在塑料熔體反作用下退出 定模 將主流道襯套和定位 re 球設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件 然后配合固定在模板上 襯套與定模板的配合采用 67 mH 圖 主流道襯套及其固定形式 3 主流道襯套的固定 主流道襯套的固定 采用一個(gè) 4MM 銷釘固定 5 3 4 分流道的設(shè)計(jì) 分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動(dòng)通道 分流道應(yīng) 能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài) 本設(shè)計(jì)中由于塑件排布比較緊 湊 且采用側(cè)澆口 如圖所示 主流道和側(cè)澆口的位置 分流道尺寸由塑料品種 塑件的大小及長(zhǎng)度確定 對(duì)于重量在 200g 以下 壁 厚在 3mm 以下的塑件可用下面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算分流道的直徑 如下式 D 0 2654W1 2 L1 4 式中 D 分流道的直徑 mm W 塑件的質(zhì)量 g L 分流道的長(zhǎng)度 mm 此式計(jì)算的分流道直徑限于 3 2mm 9 5mm 對(duì)于 ABS 材料應(yīng)將計(jì)算結(jié)果增 加 25 對(duì)于梯形分流道 H 2D 3 對(duì)于 U 形分流道 H 1 25R R 0 5D D 算出后一般取整數(shù) 對(duì)于半圓形 H 0 45R 對(duì)于流動(dòng)性極好的塑料 如 PE PA 流動(dòng)性較好 當(dāng)分流道很短時(shí) 其直徑可 小到 2mm 左右 對(duì)于流動(dòng)性差的塑料 如 PC HPVC 及 ABS 等 分流道直徑 可以大到 13mm 大多數(shù)塑料所用分流道的直徑為 6mm 10mm 本次設(shè)計(jì)選用的是 ABS 流動(dòng)性一般 塑件尺寸不大 經(jīng)計(jì)算得分流道的 直徑為 5mm 5 3 5 澆口的設(shè)計(jì) 澆口又叫進(jìn)料口 是連接分流道與型腔的通道 它有兩個(gè)功能 一是對(duì)塑 料熔體流入型腔起著控制作用 另一個(gè)是當(dāng)注射壓力撤銷后封鎖型腔 使型腔 中尚未固化的塑料不會(huì)倒流 常向的澆口形式有直接澆口 點(diǎn)澆口 點(diǎn)式澆口 扇形澆口 圓盤式澆口 環(huán)形澆口等 澆口的位置選擇原則 澆口的位置與塑件的質(zhì)量有直接影響 在確定澆口位置時(shí) 應(yīng)考慮以下幾 點(diǎn) 1 熔體在型腔內(nèi)流動(dòng)時(shí) 其動(dòng)能損失最小 要做到這一點(diǎn)必須使 1 流程 包括分支流程 為最短 2 每一股分流都能大致同時(shí)到達(dá)其最遠(yuǎn)端 3 應(yīng)先從壁厚較厚的部位進(jìn)料 4 考慮各股分流的轉(zhuǎn)向越小越好 2 有效地排出型腔內(nèi)的氣體 根據(jù)澆口選用原則和為保證塑件表面質(zhì)量及美觀效果 采用點(diǎn)澆口 澆口一般尺寸如 CAD 圖所示 根據(jù)此圖結(jié)合實(shí)際選用適當(dāng)值 側(cè)澆口進(jìn)膠 點(diǎn)寬 1mm 5 3 6 冷料穴的設(shè)計(jì) 主流道的末端需要設(shè)置冷料穴以往上制品中出現(xiàn)固化的冷料 因?yàn)樽钕攘?入的塑料因接觸溫度低的模具而使料溫下降 如果讓這部分溫度下降的塑料流 入型腔會(huì)影響制品的質(zhì)量 為防止這一問題必須在沒塑料流動(dòng)方向在主流道末 端設(shè)置冷料穴以便將這部分冷料存留起來 冷料穴一般開設(shè)在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上 其標(biāo)稱直徑與主流道直徑相同 或略大一些 這里取為 最終要保證冷料體積小于冷料穴體積 冷料穴的m5 z 形式有多種 這里采用倒錐形的冷料穴拉出主流道凝料的形式 它與推桿配 用 開模時(shí)倒錐形的冷料穴通過內(nèi)部的冷料先將主流道凝料拉出定模 最后在 推桿的作用下將冷料和和主流道凝料隨制品一起被頂出動(dòng)模 如上圖所示 5 4 注射模成型零部件的設(shè)計(jì) 7 模具閉合時(shí)用來填充塑料成型制品的空間稱為型腔 構(gòu)成模具型腔的零部 件稱成型零部件 一般包括凸模 凸模 型環(huán)和鑲塊等 成型零部件直接與塑 料接觸 成型塑件的某些部分 承受著塑料熔體壓力 決定著塑件形狀與精度 因此成型零部件的設(shè)計(jì)是注射模具的重要部分 成型零部件在注射成型過程中需要經(jīng)常承受溫度壓力及塑料熔體對(duì)它們的 沖擊和摩擦作用 長(zhǎng)期工作后晚發(fā)生磨損 變形和破裂 因此必須合理設(shè)計(jì)其 結(jié)構(gòu)形式 準(zhǔn)確計(jì)算其尺寸和公差并保證它們具有足夠的強(qiáng)度 剛度和良好的 表面質(zhì)量 5 4 1 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要應(yīng)在保證塑件質(zhì)量要求的前提下 從便于加工 裝配 使用 維修等角度加以考慮 1 凸模的設(shè)計(jì) 凸模也稱為型腔 是用來成型制品外形輪廓的模具零件 其結(jié)構(gòu)與制品的 形狀 尺寸 使用要求 生產(chǎn)批量及模具的加工方法等有關(guān) 常用的結(jié)構(gòu)形式 有整體式 嵌入式 鑲拼組合式和瓣合式四種類型 本設(shè)計(jì)中采用整體式凸模 其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 牢固可靠 不容易變形 成型出來的制品表面不會(huì)有鑲拼接縫的溢料痕跡 還有助于減少注射模中成型 零部件的數(shù)量 并縮小整個(gè)模具的外形結(jié)構(gòu)尺寸 不過模具加工起來比較困難 要用到數(shù)控加工或電火花加工 型腔 3D 圖 2 凸模的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中零件結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單 深度不大 但經(jīng)過對(duì)塑件實(shí)體的仔細(xì)觀察研 究發(fā)現(xiàn) 塑件采用的是整體式型芯 這樣的型芯加工方便 便于模具的維護(hù) 型芯與動(dòng)模板的配合可采用 6 7PH 型芯 3D 圖 5 4 2 成型零部件工作尺寸的計(jì)算 成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸 主 要有型腔和型芯的徑向尺寸 型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸 型芯和型芯 之間的位置尺寸 以及中心距尺寸等 在模具設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)塑件的尺寸及精度等級(jí)確定成型零部件的工作尺寸及 精度等級(jí) 影響塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收縮率 模具成型零部件的 制造誤差 模具成型零部件的磨損及模具安裝配合方面的誤差 這些影響因素 也是作為確定成型零部件工作尺寸的依據(jù) 由于按平均收縮率 平均制造公差和平均磨損量計(jì)算型芯型腔的尺寸有一 定的誤差 因?yàn)槟＞咧圃旃詈湍＞叱尚土悴考谑褂弥械淖畲竽p量大多憑 經(jīng)驗(yàn)決定 這里就只考慮塑料的收縮率計(jì)算模具盛開零部件的工作尺寸 塑件經(jīng)成型后所獲得的制品從熱模具中取出后 因冷卻及其它原因會(huì)引起 尺寸減小或體積縮小 收縮性是每種塑料都具有的固有特性之一 選定 ABS 材 料的平均收縮率為 0 5 剛計(jì)算模具成型零部件工作尺寸的公式為 BA05 式中 A 模具成型零部件在常溫下的尺寸 B 塑件在常溫下實(shí)際尺寸 成型零部件工作尺寸的公差值可取塑件公差的 1 3 1 4 或取 IT7 8 級(jí) 作為模具制造公差 在此取 IT8 級(jí) 型芯工作尺寸公差取 IT7 級(jí) 模具型腔的 小尺寸為基本尺寸 偏差為正值 模具型芯的最大尺寸為基本尺寸 偏差為負(fù) 值 中心距偏差為雙向?qū)ΨQ分布 各成型零部件工作尺寸的具體數(shù)值見圖紙 5 4 3 成型零件工作尺寸的計(jì)算 表 4 1 成型零件尺寸的計(jì)算方法表 尺寸部位 簡(jiǎn)圖 計(jì)算公式 說明 凸模寬度尺 寸 1 平均尺寸法 Lm 1 Scp Ls x 0 z 2 極限尺寸法 按 修模時(shí)凸模尺寸增大 容易 Lm 1 Smax Ls x 0 z 校核 Lm z c Smin x 隨塑件精度和尺 寸變化 一般在 0 5 0 8 之間 Lm 凸模寬度尺寸 mm Ls 塑件寬度基本尺 寸 mm Scp 塑件的平均收 縮率 塑件公差值 mm Ls Ls z 凸模制造公差 mm c 凸模的磨損量 mm Smax 塑料的最大 收縮率 Smin 塑料的最小收 縮率 凸模深度尺 寸 1 平均尺寸法 Hm 1 Scp Hs x 0 z 2 極限尺寸法 按 修模時(shí)凸模尺寸增大 容易 Hm 1 Smax Hs z 0 z 校核 Hm z c Smin Hs Hs x 隨塑件精度和尺 寸變化 一般在 0 5 0 7 之間 Hm 凸模深度尺寸 mm Hs 塑件高度基本尺 寸 mm z 凸模深度制造公 差 mm 1 凸模寬度尺寸的計(jì)算 塑件內(nèi)外寬度的轉(zhuǎn)換 L S1 29 3 0 16 0 16mm 29 30 0 32mm 相應(yīng)的塑件制造 公差 1 0 32mm L S2 29 3 0 19 0 19mm 29 30 0 38mm 相應(yīng)的塑件制造公差 2 0 38mm LM1 1 Scp Ls 1 X 1 0 z1 1 0 025 6 16 0 5 0 32 0 0 064mm 29 4540 0 064mm LM1 1 Scp Ls 2 X 2 0 z2 1 0 025 7 19 0 5 0 38 0 0 076mm 30 180 0 076mm 式中 Scp 塑件的平均收縮率 ABS 的收縮率為 0 4 0 得其平均收縮 率 Scp 0 004 0 007 2 0 005 x 系數(shù) 由表可得一般在 0 5 0 8 之間 次取 x 0 5 1 2 塑件上相應(yīng)尺寸的公差 下同 z1 z2 塑件上相應(yīng)尺寸制造公差 對(duì)于中小型塑件取 z 1 5 下 同 2 凸模深度尺寸的計(jì)算 塑件高度方向尺寸的轉(zhuǎn)換 塑件高度的最大尺寸 Hs 15 6 0 23mm 15 60 0 46mm 相應(yīng)的 s 0 46mm HM 1 Scp Hs x 0 z 1 0 025 53 0 5 0 46 0 0 092mm 53 080 0 092mm 式中 x 系數(shù) 由表可得一般在 0 5 0 8 之間 次取 x 0 5 表 4 1 成型零件尺 寸的計(jì)算方法表 尺寸部位 簡(jiǎn)圖 計(jì)算公式 說明 凹模寬度尺 寸 1 平均尺寸法 Lm 1 Scp Ls x 0 z 2 極限尺寸法 按 修模時(shí)凹模尺寸增大 容易 Lm 1 Smax Ls x 0 z 校核 Lm z c Smin Ls Ls x 隨塑件精度和尺 寸變化 一般在 0 5 0 8 之間 Lm 凹模寬度尺寸 mm Ls 塑件寬度基本尺 寸 mm Scp 塑件的平均收 縮率 塑件公差值 mm z 凹模制造公差 mm c 凹模的磨損量 mm Smax 塑料的最大 收縮率 Smin 塑料的最小收 縮率 凹模深度尺 寸 1 平均尺寸法 Hm 1 Scp Hs x 0 z 2 極限尺寸法 按 修模時(shí)凹模尺寸增大 容易 Hm 1 Smax Hs z 0 z 校核 Hm z c Smin Hs Hs x 隨塑件精度和尺 寸變化 一般在 0 5 0 7 之間 Hm 凹模深度尺寸 mm Hs 塑件高度基本尺 寸 mm z 凹模深度制造公 差 mm 1 凹模寬度尺寸的計(jì)算 塑件內(nèi)外寬度的轉(zhuǎn)換 L S1 29 3 0 16 0 16mm 29 30 0 32mm 相應(yīng)的塑件制造 公差 1 0 32mm L S2 29 3 0 19 0 19mm 29 30 0 38mm 相應(yīng)的塑件制造公差 2 0 38mm LM1 1 Scp Ls 1 X 1 0 z1 1 0 025 6 16 0 5 0 32 0 0 064mm 29 4540 0 064mm LM1 1 Scp Ls 2 X 2 0 z2 1 0 025 7 19 0 5 0 38 0 0 076mm 30 180 0 076mm 式中 Scp 塑件的平均收縮率 ABS 的收縮率為 0 4 0 得其平均收縮 率 Scp 0 004 0 007 2 0 005 x 系數(shù) 由表可得一般在 0 5 0 8 之間 次取 x 0 5 1 2 塑件上相應(yīng)尺寸的公差 下同 z1 z2 塑件上相應(yīng)尺寸制造公差 對(duì)于中小型塑件取 z 1 5 下 同 2 凹模深度尺寸的計(jì)算 塑件高度方向尺寸的轉(zhuǎn)換 塑件高度的最大尺寸 Hs 15 6 0 23mm 15 60 0 46mm 相應(yīng)的 s 0 46mm HM 1 Scp Hs x 0 z 1 0 025 40 0 5 0 46 0 0 092mm 40 080 0 092mm 式中 x 系數(shù) 由表可得一般在 0 5 0 8 之間 次取 x 0 5 5 4 4 成型零件尺寸及動(dòng)模墊塊厚度的計(jì)算 在注塑成型的過程中 對(duì)型腔剛度和強(qiáng)度的要求較精確 其需要對(duì)塑件模 具型腔的側(cè)壁和底壁厚度的計(jì)算 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和所選用模具模架尺寸決定 本次 設(shè)計(jì)采用塑件模具型腔的側(cè)壁和底壁的厚度分別為 1mm 2mm 經(jīng)過其計(jì)算公式 計(jì)算校核知 此尺寸符合型腔剛度和強(qiáng)度的要求 動(dòng)模墊板厚度和所選模架的兩個(gè)墊塊之間的跨度有關(guān) 根據(jù)前面的型腔布 置 模架應(yīng)選在 300mm 350mm 這個(gè)范圍之間 經(jīng)計(jì)算所得動(dòng)模墊板厚度應(yīng)設(shè) 為 25mm 5 5 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 排氣是注射模設(shè)計(jì)中不可忽視的一個(gè)問題 在注射成型中 若模具排氣不 良 型腔內(nèi)的氣體受壓縮將產(chǎn)生很大的背壓 阻止塑料熔體正?？焖俪淠?同 時(shí)氣體壓縮所產(chǎn)生的熱使塑料燒焦 在充模速度大 溫度高 物料黏度低 注 射壓力大和塑件過厚的情況下 氣體在一定的壓縮程度下會(huì)滲入塑料制件內(nèi)部 造成氣孔 組織疏松等缺陷 特別是快速注射成型工藝的發(fā)展 對(duì)注射模的排 氣系統(tǒng)要求就更為嚴(yán)格 在塑料熔體充模過程中 模腔內(nèi)除了原有的空氣外 還有塑料含有的水分 在注射溫度下蒸發(fā)而成的水蒸氣 塑料局部過熱分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)性氣體 塑料中某些添加劑揮發(fā)或化學(xué)反應(yīng)所生成的氣體 常用的排氣方式有利用配合 間隙排氣 在分型面上開設(shè)排氣槽排氣 利用推桿運(yùn)動(dòng)間隙排氣等 由于本次設(shè)計(jì)中模具尺寸不大 本設(shè)計(jì)中采用間隙排氣的方式 而不另設(shè) 排氣槽 利用間隙排氣 以不產(chǎn)生溢料為宜 其值與塑料熔體的粘度有關(guān) 5 6 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 塑件從模具上取下以前還有一個(gè)從模具的成型零部件上脫出的過程 使塑 件從成型零部件上脫出的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu) 主要由推出零件 推出零件固定 板和推板 推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位部件等組成 5 6 1 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則 1 使塑件脫模時(shí)不發(fā)生變形 略有彈性變形在一般情況下是允許的 但不能形成永久變形 2 推力分布依脫模阻力的的大小要合理安排 3 推桿的受力不可太大 以免造成塑件的被推局部產(chǎn)生隙裂 4 推桿的強(qiáng)度及剛性應(yīng)足夠 在推出動(dòng)作時(shí)不產(chǎn)生彈性變形 5 推桿位置痕跡須不影響塑件外觀 5 6 2 脫模機(jī)構(gòu)類型的選擇 推出機(jī)構(gòu)按其推出動(dòng)作的動(dòng)力來源分為手動(dòng)推出機(jī)構(gòu) 機(jī)動(dòng)推出機(jī)構(gòu) 液 壓和氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu) 根據(jù)推出零件的類別還可分為推桿推出機(jī)構(gòu) 套管推出機(jī) 構(gòu) 推板推出機(jī)構(gòu) 推塊推出機(jī)構(gòu) 利用成型零部件推出和多元件綜合推出機(jī) 構(gòu)等 本設(shè)計(jì)中采用推板加推桿推出機(jī)構(gòu)使塑料制件順利脫模 5 6 3 推桿機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì) 1 推桿布置 該塑件采用了扁推桿頂出 倒扣位置采用滑塊頂出 另增加一個(gè)直推桿用 作頂出流道 其分布情況如圖所示 這些推桿與斜頂均勻的分布在產(chǎn)品頂面處 制品所受的推出力均衡 圖 模具頂出系統(tǒng) 2 推桿的設(shè)計(jì) 7 本設(shè)計(jì)中采用臺(tái)肩形式的圓形截面大管推桿 設(shè)計(jì)時(shí)推桿的直徑根據(jù)不同 的設(shè)置部位選用不同的直徑 見圖 推桿端平面不應(yīng)有軸向竄動(dòng) 推桿與推 桿孔配合一般為 其配合間隙不大于所用溢料間隙 以免產(chǎn)9 8 fHf或 生飛邊 ABS 塑料的溢料間隙為 m06 4 5 7 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 在注射模中 模具的溫度直接影響到塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率 由于各種塑 料的性能和成型工藝要求不同 對(duì)模具溫度的要求也不相同 一般注射到模具 內(nèi)的塑料粉體的溫度為 左右 熔體固化成為塑件后 從 左右的模具C 20 C 60 中脫模 溫度的降低是依靠在模具內(nèi)通入冷卻水 將熱量帶走 對(duì)于要求較低 模溫 一般小于 的塑料 如本設(shè)計(jì)中的聚苯乙烯 ABS 僅需要設(shè)置冷系 8 統(tǒng)即可 因?yàn)榭梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度 模具的冷卻主要采用循環(huán)水冷卻方式 模具的加熱有通入熱水 蒸汽 熱 油和電阻絲加熱等 5 8 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 注射模的溫度對(duì)于塑料熔體的充模流動(dòng) 固化成型 生產(chǎn)效率以及制品的 形狀和尺寸精度都有影響 對(duì)于任一個(gè)塑料制品 模具溫度波動(dòng)過大都是不利 的 過高的模溫會(huì)使塑件在脫模后發(fā)生變形 若延長(zhǎng)冷卻時(shí)間又會(huì)使生產(chǎn)率下 降 過低的模溫會(huì)降低塑料的流動(dòng)性 使其難于充模 增加制品的內(nèi)應(yīng)力和明 顯的熔接痕等缺陷 模具冷卻水路圖 冷卻系統(tǒng)之設(shè)計(jì)規(guī)則如下 設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)的目的在于維持模具適當(dāng)而有效率的冷卻 冷卻孔道應(yīng)使用 標(biāo)準(zhǔn)尺寸 以方便加工與組裝 設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)時(shí) 模具設(shè)計(jì)者必須根據(jù)塑件的 壁厚與體積決定下列設(shè)計(jì)參數(shù) 冷卻孔道的位置與尺寸 孔道的長(zhǎng)度 孔道 的種類 孔道的配置與連接 以及冷卻劑的流動(dòng)速率與熱傳性質(zhì) 1 冷卻管路的位置與尺寸 塑件壁厚應(yīng)該盡可能維持均勻 冷卻孔道最好設(shè)置是在凹模塊與凹模塊內(nèi) 設(shè)在模塊以外的冷卻孔道比較不易精確地冷卻模具 通常 鋼模的冷卻孔道與模具表面 模穴或模心的距離應(yīng)維持為冷卻孔道 直徑的 1 2 倍 冷卻孔道之間的間距應(yīng)維持 3 5 倍直徑 冷卻孔道直徑通常為 6 12 mm 7 16 9 16 英吋 在此取 8m 5 9 模架的選用 1 確定模具的基本類型 注射模具的分類方式很多 此處是介紹的按注射模具的整體結(jié)構(gòu)分類所分 的典型結(jié)構(gòu)如下 單分型面注射模 雙分型面注射模 帶有活動(dòng)成型零件的 模 側(cè)向分型抽芯注射模 定模帶有推出機(jī)構(gòu)的注射模 自動(dòng)卸螺紋的注射模 熱流道注射模 2 模架的選擇 根據(jù)對(duì)塑件的綜合分析 確定該模具是單分型面的模具 由GB T12556 1 12556 2 1990 塑料注射模中小型模架 可選擇CI型的模架 其基本結(jié)構(gòu)如下 CI型模具定模采用兩塊模板 動(dòng)模采用一塊模板 又叫兩板模 大水口模 架 適合點(diǎn)澆口 潛伏式澆口 采用斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯的注射成形模具 由分型面分型面的選擇而選擇模具的導(dǎo)柱導(dǎo)套的安裝方式 經(jīng)過考慮分析 導(dǎo)柱導(dǎo)套選擇選正裝 根據(jù)所選擇的模架的基本型可以選出對(duì)應(yīng)的模板的厚度以及模具的外輪廓尺寸 經(jīng)過計(jì)算可以知道該模具是一模二腔的模具 而型腔之間的距離在20 30mm之 間 把型腔排列成一模二腔可側(cè)得長(zhǎng)為120mm 寬為150mm 模架的長(zhǎng)L 140 復(fù)位桿的直徑 螺釘?shù)闹睆?型腔壁厚 350mm 模架的寬W 180 復(fù)位桿的直徑 型腔壁厚 300mm 根據(jù)內(nèi)模仁的尺寸 在計(jì)算完模架的長(zhǎng)寬