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徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 1 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 課題名稱 支腳保護殼塑料注射模設(shè)計 學(xué)生姓名 盧雪 學(xué) 號 1132203317 所在學(xué)院 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 專 業(yè) 模具設(shè)計與制造 班 級 模具 111 班 指導(dǎo)教師 苑愛峰 起訖時間 2013 年 9 月 17 日 2013 年 10 月 30 日 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 2 摘 要 根據(jù)塑料制品的要求 了解塑件的用途 分析塑件的工藝性 尺寸精度等 技術(shù)要求 選擇塑件制件尺寸 本模具采用一模二件 側(cè)澆口進(jìn)料 注射機采 用海天 80XB 型號 設(shè)置冷卻系統(tǒng) CAD 和 UG 繪制二維總裝圖和零件圖 選擇 模具合理的加工方法 附上說明書 系統(tǒng)地運用簡要的文字 簡明的示意圖和 和計算等分析塑件 從而作出合理的模具設(shè)計 最后使用 UG 對模具 3D 設(shè)計 關(guān)鍵詞 機械設(shè)計 模具設(shè)計 CAD 繪制二維圖 UG 繪制 3D 圖 注射機的選 擇 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 3 Abstract According to the requirements of plastic products understand the purpose of the plastic parts the analysis technology of plastic parts dimensional accuracy and other technical requirements choose plastics product size This mould with one module and two parts the side gate feed injection machine adopts Haitian 80 xb model set up the cooling system CAD and UG rendering 2 d assembly drawing and part drawing choose mold reasonable processing methods Attached instructions use brief words system concise diagram and calculation and analysis of plastic parts so as to make a reasonable mold design Finally using UG to mould 3 d design Keywords mechanical design mold design CAD drawing 2 d figure UG rendering 3 d map selection of injection machine 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 4 目 錄 摘 要 2 第 1 章 塑料材料分析 6 1 1 塑料材料的基本特性 6 1 2 塑件材料成型性能 6 1 3 塑件材料主要用途 6 第 2 章 塑件的工藝分析 7 2 1 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 7 2 2 塑件尺寸及精度 7 2 3 塑件表面粗糙度 8 2 4 塑件的體積和質(zhì)量 8 第 3 章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定 9 3 1 注射成型工藝過程分析 5 9 3 2 澆口種類的確定 9 3 3 型腔數(shù)目的確定 9 3 4 注射機的選擇和校核 9 3 4 1 注射量的校核 10 3 4 2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 10 3 4 3 模具與注射機安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 11 第 4 章 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 12 4 1 分型面的設(shè)計 12 4 2 型腔的布局 12 4 3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 12 4 3 3 主流道的設(shè)計 13 4 3 4 分流道的設(shè)計 14 4 3 5 澆口的設(shè)計 14 4 4 注射模成型零部件的設(shè)計 7 14 4 4 2 成型零部件工作尺寸的計算 15 4 5 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計 15 4 6 脫模機構(gòu)的設(shè)計 16 4 6 1 脫模機構(gòu)的選用原則 16 4 6 2 脫模機構(gòu)類型的選擇 16 4 6 3 推桿機構(gòu)具體設(shè)計 16 4 7 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 17 4 7 1 溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響 17 4 9 模架及標(biāo)準(zhǔn)件的選用 18 4 9 1 模架的選用 18 4 10 側(cè)向抽芯機構(gòu)類型選擇 20 第 5 章 模具材料的選用 24 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 5 5 1 成型零件材料選用 25 5 2 注射模用鋼種 25 總結(jié) 25 致謝 26 參考文獻(xiàn) 27 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 6 第 1 章 塑料材料分析 1 1 塑料材料的基本特性 ABS 是由丙烯 丁二烯 苯乙烯三種單體共聚而成的 這三種組分的各自 特性 使 ABS 具有良好的綜合理學(xué)性能 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 02 1 05 既有較好的抗沖擊強度和一定的耐磨性 耐寒性 耐油3cmg 性 耐水性 化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能 ABS 有一定的硬度 易于成型加工 其 缺點是耐熱性不高 ABS 的性能指標(biāo) 密度 1 02 1 05 收縮率 熔點 3 dKg 8 0 3C 160 3 彎曲強度 80Mpa 拉伸強度 35 49Mpa 拉伸彈性模量 1 8Gpa 硬度 62 86HRR 體積電阻系數(shù) 收縮率 范圍內(nèi) A BS 的 熱 變 cm 10 4 形 溫 度 為 93 118 1 2 塑件材料成型性能 ABS 易 吸 水 因 此 成 型 加 工 前 應(yīng) 進(jìn) 行 干 燥 處 理 ABS 在 升 溫 時 黏 度 增 高 采 用 側(cè) 澆 口 形 式 易 產(chǎn) 生 熔 接 痕 模 具 設(shè) 計 時 應(yīng) 該 注 意 盡 量 減 小 澆 注 系 統(tǒng) 對 料 流 的 阻 力 在 正 常 的 成 型 條 件 下 壁 厚 熔 料 溫 度 對 收 縮 率 影 響 及 小 要 求 塑 件 精 度 高 時 模 具 溫 度 可 控 制 在 50 60 要 求 塑 件 光 澤 和 耐 C 熱 時 模 具 溫 度 應(yīng) 控 制 在 60 80 ABS 比 熱 容 低 塑 化 效 率 高 凝 固 也 C 快 故 成 型 周 期 短 1 3 塑件材料主要用途 ABS 在 機 械 工 業(yè) 上 用 來 制 造 支 腳 保 護 殼 泵 業(yè) 輪 軸 承 把 手 管 道 產(chǎn) 品 蓄 電 池 槽 冷 藏 庫 和 冰 箱 襯 里 等 汽 車 工 業(yè) 上 用 ABS 制 造 汽 車 擋 泥 板 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 7 第 2 章 塑件的工藝分析 支腳保護殼如圖所示 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 2 1 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1 脫模斜度 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 塑件壁厚一般在 1 4 最常用的數(shù)值為 2 3 該mm 產(chǎn)品壁厚均勻 周邊和底部壁厚均為 3 左右 2 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性和注射機規(guī)格 反 正成型出的制品尺寸就比較小 該塑件的材料為 ABS 流動性較好 適用于不 同尺寸的制品 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 本次產(chǎn)品尺寸均 采用 MT3 級精度 未注采用 MT5 級精度 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 8 2 3 塑件表面粗糙度 塑件的表面要求越高 表面粗糙度越低 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 m 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 2 4 塑件的體積和質(zhì)量 本次設(shè)計中 可以測得塑件的質(zhì)量 ABS 的密度為 1 5 即可以得3 cg 出該塑件制品的體積為質(zhì)量為 17 4 克 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 9 第 3 章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確 定 3 1 注射成型工藝過程分析 5 第一步 成型前對原材料的預(yù)處理 對原材料進(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 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 個步驟 但實際上是塑化成型與冷卻兩個過程 第三步 制件的后處理 該塑料制件材料為 ABS 就采用退火處理 1 3 小時 3 2 澆口種類的確定 由于本設(shè)計中支腳保護殼塑件外表面質(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) 支腳保護殼組裝后 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 3 3 型腔數(shù)目的確定 因為本設(shè)計中采用側(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) 3 4 注射機的選擇和校核 由于采用一模二腔 需要至少注射量為 8 9x2 17 8g 流道水口廢料 5g 總注塑量達(dá)到 22 8g 再根據(jù)工藝參數(shù) 主要是注射壓力 綜合考慮各種 因素 選定注射機為海天 80XB 注射方式為螺桿式 其有關(guān)性能參數(shù)為 海天 HTF80XB 型號 參數(shù) 單位 80 B 螺桿直徑 mm 36 理論注射容量 cm3 124 注射重量 PS g 113 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 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 10 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 油泵電動機功率 KW 11 油箱容積 l 200 機器尺寸 長 寬 高 m 4 3 1 25 1 8 機器重量 t 3 22 最小模具尺寸 長 寬 mm 240 240 3 4 1 注射量的校核 模具設(shè)計時 必須使得在一個注射成型的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機 額定注射量的 80 以內(nèi) 校核公式為 mn 8021 式中 型腔數(shù)量 單個塑件的體積 3c 澆注系統(tǒng)所需塑料的體積 2 3m 本設(shè)計中 n 2 17 4 10 13c23 M 4x17 4 10 45g 注塑機額定注塑量為 124g 注射量符合要求 3 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 必 須滿足以下關(guān)系 An 21 式中 n 型腔數(shù)目 單個塑件在模具分型面上的投影面積1A 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 11 澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積2A n 2 31111 300 1m22 2x3111 300 65222n 注射成型時為了可靠的鎖模 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額定鎖模力 即 P F21An 式中 P 塑料熔體對型腔的成型壓力 MPa F 注射機額定鎖模力 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 6522x30 x1 1 215 2KN 800KN21An 鎖模力符合要求 3 4 3 模具與注射機安裝模具部分相關(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 注射機允許的最大模厚 注射機允許的最小模厚ax 本設(shè)計中模具厚度為 300mm 160 H 360 符合要求 2 開模行程 S 的校核 對于臥式注射機 其開模行程與模具厚度有關(guān) 對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 水口料的長度 20 30 本設(shè)計中 310 30 mm 110 30 140 mmmaxS12H 總的開模距離需要 H 140mm 以上 經(jīng)計算 符合要要求 3 頂出裝置的校核 在設(shè)計模具推出機構(gòu)時 需校核注射機頂出的頂出形式 要注意在兩側(cè) 頂出時模具推板的面積應(yīng)能覆蓋注射機的雙頂桿 注射機的最大頂出距離要保 證能將塑件從模具中脫出 海天 80XB 型注射機為兩側(cè)推出機構(gòu) 經(jīng)檢查能滿足將模具脫出的要求 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 12 第 4 章 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 4 1 分型面的設(shè)計 綜合考慮各種因素 并根據(jù)本模具制件的外觀特點 受用平面分型面 并 選擇在塑件的最大平面處 開模后塑件留在動模一側(cè) 分型面的選擇 4 2 型腔的布局 由于本設(shè)計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 并采用對稱式布局 以求達(dá)到良好的澆 注質(zhì)量 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 13 圖 4 型腔布局方式 4 3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 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)計中采用普通側(cè) 澆口澆注系統(tǒng) 正確設(shè)計澆注系統(tǒng)對獲得優(yōu)質(zhì)的塑料制品極為重要 4 3 3 主流道的設(shè)計 1 主流道的尺寸 設(shè)計中選用的注射機為海天 80XB 其噴嘴直徑為 3 5 噴嘴球面半徑m 為 16 根據(jù)圖 6 主流道各具體尺寸如下 m 3 R1826 HLm0 2tan LdD5 7 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 14 圖 7 主流道襯套及其固定形式 4 3 4 分流道的設(shè)計 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 4 3 5 澆口的設(shè)計 澆口又叫進(jìn)料口 是連接分流道與型腔的通道 它有兩個功能 一是對塑 料熔體流入型腔起著控制作用 另一個是當(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倒流 常向的澆口形式有直接澆口 側(cè)澆口 點式澆口 扇形澆口 圓盤式澆口 環(huán)形澆口等 4 4 注射模成型零部件的設(shè)計 7 本設(shè)計中采用整體式凹模 其特點是結(jié)構(gòu)簡單 牢固可靠 不容易變形 成型出來的制品表面不會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 并縮小整個模具的外形結(jié)構(gòu)尺寸 不過模具加工起來比較困難 型腔 3D 圖 2 凸模的設(shè)計 本設(shè)計中零件結(jié)構(gòu)較為簡單 深度不大 但經(jīng)過對塑件實體的仔細(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 型芯與動模板的配合可采用 6 7PH 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 15 型芯 3D 圖 4 4 2 成型零部件工作尺寸的計算 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)計時要根據(jù)塑件的尺寸及精度等級確定成型零部件的工作尺寸及 精度等級 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算型芯型腔的尺寸有一 定的誤差 因為模具制造公差和模具成型零部件在使用中的最大磨損量大多憑 經(jīng)驗決定 這里就只考慮塑料的收縮率計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 作為模具制造公差 在此取 IT8 級 型芯工作尺寸公差取 IT7 級 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 4 5 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計 排氣是注射模設(shè)計中不可忽視的一個問題 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 對注射模的排 氣系統(tǒng)要求就更為嚴(yán)格 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 16 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 利用推桿運動間隙排氣等 由于本次設(shè)計中模具尺寸不大 本設(shè)計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) 4 6 脫模機構(gòu)的設(shè)計 塑件從模具上取下以前還有一個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構(gòu)稱為脫模機構(gòu) 主要由推出零件 推出零件固定 板和推板 推出機構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位部件等組成 4 6 1 脫模機構(gòu)的選用原則 1 使塑件脫模時不發(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 推桿的強度及剛性應(yīng)足夠 在推出動作時不產(chǎn)生彈性變形 5 推桿位置痕跡須不影響塑件外觀 4 6 2 脫模機構(gòu)類型的選擇 推出機構(gòu)按其推出動作的動力來源分為手動推出機構(gòu) 機動推出機構(gòu) 液 壓和氣動推出機構(gòu) 根據(jù)推出零件的類別還可分為推桿推出機構(gòu) 套管推出機 構(gòu) 推板推出機構(gòu) 推塊推出機構(gòu) 利用成型零部件推出和多元件綜合推出機 構(gòu)等 本設(shè)計中采用推板加推桿推出機構(gòu)使塑料制件順利脫模 4 6 3 推桿機構(gòu)具體設(shè)計 1 推桿布置 該塑件采用了 4mm 的直推桿 其分布情況如圖 10 所示 這些推桿均勻 的分布在產(chǎn)品邊緣處 使制品所受的推出力均衡 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 17 圖 10 推桿布置 2 推桿的設(shè)計 7 本設(shè)計中采用臺肩形式的圓形截面推桿 設(shè)計時推桿的直徑根據(jù)不同的設(shè) 置部位選用不同的直徑 見圖 0 推桿端平面不應(yīng)有軸向竄動 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9 8 fHf或 產(chǎn)生飛邊 ABS 塑料的溢料間隙為 m06 4 4 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 對于要求較低 模溫 一般小于 的塑料 如本設(shè)計中的聚苯乙烯 ABS 僅需要設(shè)置冷系 8 統(tǒng)即可 因為可以通過調(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 4 7 1 溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響 注射模的溫度對于塑料熔體的充模流動 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 對于任一個塑料制品 模具溫度波動過大都是不利 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 18 的 過高的模溫會使塑件在脫模后發(fā)生變形 若延長冷卻時間又會使生產(chǎn)率下 降 過低的模溫會降低塑料的流動性 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 4 8 2 冷卻系統(tǒng)之設(shè)計規(guī)則 設(shè)計冷卻系統(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)計冷卻系統(tǒng)時 模具設(shè)計者必須根據(jù)塑件的 壁厚與體積決定下列設(shè)計參數(shù) 冷卻孔道的位置與尺寸 孔道的長度 孔道 的種類 孔道的配置與連接 以及冷卻劑的流動速率與熱傳性質(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)置是在凸模塊與凹模塊內(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 8mm 4 9 模架及標(biāo)準(zhǔn)件的選用 4 9 1 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 帶有活動成型零件的 模 側(cè)向分型抽芯注射模 定模帶有推出機構(gòu)的注射模 自動卸螺紋的注射模 熱流道注射模 2 模架的選擇 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 19 根據(jù)對塑件的綜合分析 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 動模采用一塊模板 又叫兩板模 大水口模 架 適合側(cè)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應(yīng)的模板的厚度以及模具的外輪廓尺寸 經(jīng)過計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)得長為200mm 寬為110mm 模架的長L 200 復(fù)位桿的直徑 螺釘?shù)闹睆?型腔壁厚 300mm 模架的寬W 110 復(fù)位桿的直徑 型腔壁厚 230mm 根據(jù)內(nèi)模仁的尺寸 在計算完模架的長寬以后 還需要考慮其他螺絲導(dǎo)柱等零 件對模架尺寸的影響 在設(shè)計中避免干涉 在此設(shè)計中 由于有斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機構(gòu) 還需要考慮側(cè)抽芯對模具設(shè)計中模架 外形尺寸的影響 所以就取B L 230 x300的模架 塑件的厚度為27mm 塑件的全部膠位都留在定 模部分 該模具型腔結(jié)構(gòu)簡單 型芯 型腔的固定是固定總高度的加30 50mm B板的厚度取80mm 滿足強度要求 A板為90mm C板為80mm C的選擇應(yīng) 考慮推出機構(gòu)的推出距離是否滿足推出的高度 在本設(shè)計中 因為采用龍記的DCI2330標(biāo)準(zhǔn)模架 其標(biāo)準(zhǔn)模腳的高度為80mm 完全滿足頂出要求 綜上所述所選擇的模架的型號為 LKM CI 2330 A90 B80 C80 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 20 4 10 側(cè)向抽芯機構(gòu)類型選擇 一 般 指 的 模 具 的 行 位 機 構(gòu) 即 凡 是 能 夠 獲 得 側(cè) 向 抽 芯 或 側(cè) 向 分 型 以 及 復(fù) 位 動 作 來 拖 出 產(chǎn) 品 倒 扣 低 陷 等 位 置 的 機 構(gòu) 下 圖 列 出 模 具 的 常 用 行 位 結(jié) 構(gòu) 1 從 作 用 位 置 分 為 下 模 行 位 上 模 行 位 斜 行 位 斜 頂 2 從 動 力 來 分 為 機 動 側(cè) 向 行 位 機 構(gòu) 和 液 壓 氣 壓 側(cè) 向 行 位 機 構(gòu) 斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯機構(gòu)設(shè)計計算 是 利 用 成 型 的 開 模 動 作 用 使 斜 撐 梢 與 滑 塊 產(chǎn) 生 相 對 運 動 趨 勢 使 滑 塊 沿 開 模 方 向 及 水 平 方 向 的 兩 種 運 動 形 式 使 之 脫 離 倒 勾 如 圖 所 示 1 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的類型 1 手動抽芯 2 液壓或氣動抽芯 3 機動抽芯 2 抽心距 S H 3 5 其中 S 為抽芯機構(gòu)需要行走的總距離 H 為通過測量出來的產(chǎn)品抽芯距離 可以通過 3D 或 2D 進(jìn)行實際測量 3 5MM 為產(chǎn)品抽芯后的安全距離 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 21 本設(shè)計中 抽芯距離小 抽芯 5 8mm 即可 3 抽芯力 將塑料制品從包緊的側(cè)型芯上脫出時所需克服的阻力稱為抽芯力 抽芯力 F PA f cos sin p 塑料制品收縮對型芯單位面積的正壓力 通常取 8 12Mpa A 塑料制品包緊型芯的側(cè)面積 f 磨擦系數(shù) 取 0 1 0 2 脫模斜度 一般就是幾度而已 F 單位為 N 本設(shè)計中 抽芯的倒扣圓柱非常之小 抽芯力可以忽略 在此不做計算 斜導(dǎo)柱抽芯機構(gòu) 1 斜導(dǎo)柱抽芯機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及其設(shè)計 1 斜導(dǎo)柱的設(shè)計 斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計 A 斜導(dǎo)柱的形狀 在此套模具中 我們采用標(biāo)準(zhǔn)的斜導(dǎo)柱形式 含有胚頭示 可以直接購買標(biāo)準(zhǔn)件 B 斜導(dǎo)柱的材料 45 鋼 T8 T10 或者 20 鋼經(jīng)滲碳處理 淬火硬度在 55HRC 以上 表面粗糙度為 Ra0 8 m Ra1 6 m C 斜導(dǎo)柱與其固定的模板之間采用過渡配合 H7 m6 D 斜導(dǎo)柱傾斜角的確定 通常 取 15 20 一般不大于 25 E 斜導(dǎo)柱的長度計算 F 斜導(dǎo)柱直徑的計算 查表 2 滑塊的設(shè)計 滑塊設(shè)計的要點在于滑塊與側(cè)向型芯連接以及注射成型時制品尺寸的準(zhǔn)確性和 移動的可靠性 滑塊分為整體式和組合式兩種 滑塊材料常用 45 鋼或 T8 T10 等制造 要求硬度在 HRC40 以上 3 導(dǎo)滑槽設(shè)計 1 導(dǎo)滑槽與滑塊導(dǎo)滑部分采用間隙配合 一般采用 H8 f8 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 22 2 滑塊的滑動配合長度通常要大于滑塊寬度的 1 5 倍 而保留在導(dǎo)滑槽內(nèi)的 長度不應(yīng)小于導(dǎo)滑配合長度的 2 3 3 導(dǎo)滑槽材料通常用 45 鋼制造 調(diào)質(zhì)至 HRC 28 HRC32 4 滑塊定位裝置設(shè)計 由于我們采用的是后模行位的形式 根據(jù)生產(chǎn)的實 際情況 采用行位壓板的方式 主要作用為固定與導(dǎo)向作用 5 楔緊塊設(shè)計 楔緊角 應(yīng)比斜導(dǎo)柱的傾斜角 大 2 3 2 斜導(dǎo)柱抽芯機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式 斜導(dǎo)柱和滑塊在模具上因安裝位置不同 組成了抽芯機構(gòu)的不同結(jié)構(gòu)形式 1 斜導(dǎo)柱在定模上 滑塊在動模上的結(jié)構(gòu) A 設(shè)計時必須注意 滑塊與推桿在合模復(fù)位過程中不能發(fā)生 干涉 現(xiàn)象 所謂干涉現(xiàn)象是指滑塊的復(fù)位先于推桿的復(fù)位致使活動側(cè)向型芯與推桿相碰撞 造成活動側(cè)向型芯或推桿損壞 B 如果發(fā)生干涉 常用的先復(fù)位附加裝置有彈簧先復(fù)位 楔形滑塊先復(fù)位 擺桿先復(fù)位等多種形式 2 斜導(dǎo)柱在動模上 滑塊在定模上的結(jié)構(gòu) 3 斜導(dǎo)柱和滑塊同在定模上 4 斜導(dǎo)柱和滑塊同在動模上 斜滑塊抽芯機構(gòu) 斜滑塊側(cè)向抽芯的特點是利用推出機構(gòu)的推力驅(qū)動斜滑塊斜向運動 在制品被 推出脫模的同時由斜滑塊完成側(cè)向抽芯動作 一般分為外側(cè)抽芯和內(nèi)側(cè)抽芯兩 種 1 斜滑塊抽芯機構(gòu)適用于制品具有側(cè)孔或較淺側(cè)凹 成型面積較大的場合 2 特點 在制品被推出脫模的同時由斜滑塊完成側(cè)向抽芯動作 3 斜滑塊的導(dǎo)滑形式 4 傾斜角通常不超過 30 5 進(jìn)行斜滑塊抽芯機構(gòu)設(shè)計時 若定模一側(cè)有成型型芯 則需設(shè)置銷釘鎖緊 或壓緊的止動裝置 保證制品與定模型芯分離而留在動模一側(cè) 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 23 模 具 行 位 圖 中 2 3 防 止 合 模 產(chǎn) 生 干 涉 以 及 開 模 減 少 磨 擦 30 為 斜 撐 銷 傾 斜 角 度 本 設(shè) 計 中 采 用 20 L 1 5D L 為 配 合 長 度 S T 2 3mm S 為 滑 塊 需 要 水 平 運 動 距 離 T 為 成 品 倒 勾 5 3 8mm 產(chǎn) 品 的 底 部 跟 隨 后 模 一 起 運 動 所 以 不 計 算 在 倒 扣 距 離 之 內(nèi) S L1xsina cos 為 斜 撐 梢 與 滑 塊 間 的 間 隙 一 般 為 0 5MM 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 24 L1 為 斜 撐 梢 在 滑 塊 內(nèi) 的 垂 直 距 離 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 25 第 5 章 模具材料的選用 正確選用模具各部分零件的材料 是注射模具設(shè)計過程中的一項重要工作 它直接影響模具的使用壽命 加工成本以及制品的成型質(zhì)量 選擇模具材料時 需要根據(jù)模具工作條件 從使用性能和加工性能兩方面對材料提高要求 5 1 成型零件材料選用 成型零件材料選用的要求如下 1 機械加工性能良好 2 拋光性能良好 注射成型零件工作表面 多需拋光達(dá)到鏡面 要求鋼材硬度mRa 05 35 40HRC 為宜 過硬表面會使拋光困難 3 耐磨性和抗疲勞性能好 4 具有耐腐蝕性能 5 2 注射模用鋼種 熱塑性注射模成型零件的毛坯 凹模和主型芯以板材和模具供應(yīng) 本設(shè)計 中 采用 718H 的預(yù)硬模具鋼 這個不做鋼材的分析與選擇 只對 718H 鋼材進(jìn) 行分析 型芯和型腔由于采用了該預(yù)硬型塑料模具鋼 且支腳保護殼為廉價大量產(chǎn) 品 表面有一定光潔度要求 所以模仁料無需淬火 需要長壽命 選擇 718H 預(yù)硬型拋光塑料模具鋼 預(yù)硬硬度達(dá)到 48 52HRC 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 26 總結(jié) 本次塑料模具設(shè)計 全面考慮了塑料成型性能 模具結(jié)構(gòu)特點 注射工藝參數(shù) 塑件 表面粗糙度以及制造精度等 在理論分析和數(shù)據(jù)計算生產(chǎn)操作上論證該設(shè)計是合理可行的 并且 通過這次設(shè)計 我了解了注射模設(shè)計概況 熟悉了注射設(shè)備 基本掌握了注射成型 的一般原理 在設(shè)計和三維建模過程中也遇到了一些問題 通過對問題的探索與分析 最后得到圓 滿解決 更另深刻的知道了模具設(shè)計各個階段的重要性和嚴(yán)謹(jǐn)性 達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計的目的 伴隨經(jīng)濟建設(shè) 特別是汽車 機械 電子 日用制造等行業(yè)的飛速發(fā)展 對模具設(shè)計 與制造的人才的需求與日俱增 模具設(shè)計制造 特別是注射模具的設(shè)計與制造將更為受到 重視 并將會廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域中 飛速發(fā)展 相信這次設(shè)計中獲得的經(jīng)驗及處理問題的能力將會對今后的學(xué)習(xí)和工作有所啟示和幫 助 模具總裝圖 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 27 致謝 在本次畢業(yè)設(shè)計中 特別感謝苑愛峰指導(dǎo)老師的指導(dǎo)和幫助 給予了我充分的信心和 把握 讓我按時完成了本次設(shè)計 由于經(jīng)驗不足和對專業(yè)知識的了解不夠透徹 在設(shè)計時 常常遇到一些問題無法理解 老師則耐心而認(rèn)真的加以指導(dǎo)幫助 讓我學(xué)到了書本上學(xué)不 到的知識 既增長了見識也充實了自己 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 28 參考文獻(xiàn) 1 曹宏深 趙仲治主編 塑料成型工藝及模具設(shè)計 北京機械工業(yè)出版社 1993 2 黃虹主編 塑料成型加工與模具 化學(xué)工業(yè)出版社 2003 年 3 月第一版 3 黃銳主編 塑料工程手冊 下冊 第四章節(jié) 機械工業(yè)出版社 4 宋卓頤 史勤芳 房雙寬 趙永仙編著 塑料原料與助劑 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社 2003 年 9 月第 1 版 5 黃銳主編 塑料成型工藝學(xué) 第二版 中國輕工業(yè)出版社 1997 年 5 月第 2 版 6 塑料模設(shè)計手冊 軟件版 機械工業(yè)出版社 7 王文廣 田寶善 田雁晨 主編 塑料注射模具設(shè)計技巧與實例 化學(xué)工業(yè)出版社 2004 年 1 月第 1 版 8 田春年主編 塑料注射成型模具結(jié)構(gòu)設(shè)計圖冊 北京 輕工業(yè)出版社 1998 8 Donggang Yao Scaling Issues in Miniaturizaton of Injection Molded Parts Journal of Manufacturing Science and Engineering November 2004 Vol 126 733 9 The Thickness Profile of Ultra High Molecular Weight Polythene Films During Sequential Biaxial Drawing Polymer Engineering and Science January 2003 Vol 43 No 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 29