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JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題目 燈蓋的注塑模設(shè)計(jì) 學(xué) 院 工學(xué)院 姓 名 王彩虹 學(xué) 號(hào) 20101163 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 年 級(jí) 2010 級(jí) 指導(dǎo)教師 賴曲芳 職 稱 高級(jí)實(shí)驗(yàn)師 二 0 一 四 年 五 月 目錄 摘 要 1 Abstract 2 1 緒論 3 1 1 模具和模具工業(yè) 3 1 2 塑料成型模具的分類 3 1 3 塑料的基本組成與分類 3 2 塑件設(shè)計(jì)及分析 4 2 1 制品材料性能 4 2 1 1 ABS 的成型特性與工藝參數(shù) 4 2 1 2 收縮率 4 2 2 制件分析 5 2 2 1 制品形狀 5 2 2 2 尺寸精度 6 2 2 3 表面質(zhì)量 6 3 注塑模結(jié)構(gòu) 7 3 1 注塑模具結(jié)構(gòu)組成及典型結(jié)構(gòu) 7 3 2 熱塑性塑料注塑模的特點(diǎn) 7 4 注塑成型原理及工藝分析 8 4 1 注塑成型原理 8 4 2 注塑成型工藝 8 4 3 注塑成型的工藝參數(shù) 8 5 注塑機(jī)的選擇 9 5 1 注塑機(jī)簡(jiǎn)述 9 5 2 注塑機(jī)的類型 9 5 3 注塑機(jī)的組成 9 5 4 最大注塑量的確定 9 5 5 注塑壓力的確定 10 5 6 所需鎖模力的確定 10 5 7 初選注塑機(jī) 10 6 成型零部件設(shè)計(jì) 11 6 1 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 6 1 1 凹模和凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 6 2 成型零部件的材料選擇 11 6 3 成型零部件鋼材的熱處理要求 13 6 4 型腔 型芯工作部位尺寸的確定 14 6 5 成型零部件配合尺寸的公差要求 15 7 分型面的設(shè)計(jì) 17 7 1 塑料制件在模具中的位置 17 7 1 1 型腔數(shù)目的確定 17 7 1 2 塑件在模具中的位置 17 7 2 分型面的形式 17 7 3 分型面的設(shè)計(jì)原則 17 7 4 分型面的選擇 18 8 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 19 8 1 普通澆注系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)原則 20 8 2 主流道設(shè)計(jì) 20 8 3 分流道設(shè)計(jì) 20 8 3 1 分流道的形狀與尺寸 20 8 3 2 分流道的長(zhǎng)度 20 8 3 3 分流道在分型面上的布置 21 8 4 澆口的設(shè)計(jì) 21 8 4 1 澆口的形式及選擇 21 8 4 2 澆口位置選擇 21 8 5 冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì) 22 9 推出結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 23 9 1 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 23 9 2 推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成 23 9 3 推出零件尺寸的計(jì)算 23 9 4 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求 24 9 5 推出力的計(jì)算 24 9 6 確定推出方式及推桿位置 24 9 7 復(fù)位桿的設(shè)計(jì) 24 10 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 25 10 1 模溫對(duì)制品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的影響 25 10 1 1 溫度對(duì)制品質(zhì)量的影響 25 10 1 2 溫度對(duì)制品生產(chǎn)效率的影響 25 10 2 模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 25 10 2 1 冷卻水口的設(shè)計(jì) 25 10 2 2 冷卻回路的設(shè)計(jì) 26 11 制品的脫模設(shè)計(jì) 27 11 1 脫模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 27 11 2 脫模結(jié)構(gòu)的分類 27 12 模架的選擇和注塑機(jī)的校核 28 12 1 選擇模架 28 12 2 注塑機(jī)性能參數(shù)校核 29 12 2 1 注塑量 鎖模力 注塑壓力 模具厚度的校核 29 12 2 2 開模行程的校核 29 12 2 3 模具在注塑機(jī)上的安裝 29 13 模具的裝配 30 13 1 裝配順序 30 13 2 開模過程分析 30 總結(jié) 31 參考文獻(xiàn) 32 感謝 33 0 摘 要 本次設(shè)計(jì)以燈蓋模具為主線 綜合了成型工藝分析 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 對(duì)模 具的澆注系統(tǒng) 模具成型部分的結(jié)構(gòu) 頂出系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng) 注塑機(jī)的選擇及 有關(guān)參數(shù)的校核 都有詳細(xì)的設(shè)計(jì) 通過整個(gè)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 能很好的學(xué)習(xí)致用的效果 在設(shè)計(jì)該模具的同時(shí)學(xué)習(xí)了 模具設(shè)計(jì)的一般方法 步驟 模具設(shè)計(jì)中常用的公式 數(shù)據(jù) 模具結(jié)構(gòu)及零部 件 同時(shí)引用了 CAD PROE 等技術(shù) 使用 Office 軟件 力求達(dá)到減小勞動(dòng)強(qiáng)度 提高工作效率 關(guān)鍵詞 模具 注塑模 塑料模具 燈蓋 1 Abstract This design by lights cover mold as the main line combined the molding process analysis die structure design tooling gating system its molding part of the structure ejector system cooling system the injection molding machine selection and related parameters of checking have detailed design Through the whole design process shows that the mold can achieve this plastic parts required processing technology Can be a very good learning governing effect In the design of the die while learning to mould the general design methods steps mold design of common formula data the die structure and parts Meanwhile quoted the CAD PROE technology such as using Office software strive to achieve reduce labor intensity improve work efficiency Keywords mold injection molding plastic mould lights cover 2 1 緒論 1 1 模具和模具工業(yè) 模具是指利用其本身特定去成型具有一定形狀和尺寸制品的工具 在現(xiàn)代 工業(yè)生產(chǎn)中 60 至 90 的工業(yè)產(chǎn)品都需要使用模具 模具產(chǎn)業(yè)已成為工業(yè)發(fā)展 的基礎(chǔ) 近年來 模具增長(zhǎng)十分迅速 高效率 自動(dòng)化 大型 微型 精密 高壽命的模具在整個(gè)模具產(chǎn)量中所占的比重越來越大近年來許多模具企業(yè)加大 了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度 將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?一些國(guó)內(nèi) 模具企業(yè)已普及了二維 CAD 并陸續(xù)開始使用 UG Pro Engineer I DEAS Euclid IS 等國(guó)際通用軟件 個(gè)別廠家還引進(jìn)了 Moldflow C Flow DYNAFORM Optris 和 MAGMASOFT 等 CAE 軟件 可以預(yù)言 隨著工業(yè)生產(chǎn) 的不斷發(fā)展 模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位將日益提高 并在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過 程中發(fā)揮著越來越重要的作用 1 2 塑料成型模具的分類 按照塑料制件成型的方法不同 塑料成型模具通?？梢苑譃樽⑺苣?壓縮 模 壓注模 擠出模和氣動(dòng)成型模 其中 注塑模又稱注射模 塑料注塑成型 實(shí)在金屬壓鑄成型的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的 成型所使用的設(shè)備是注塑機(jī) 注塑模 通常適合于熱塑性塑料的成型 熱固性塑料的注塑成型在推廣和應(yīng)用中 塑料 注塑成型是塑料成型生產(chǎn)中自動(dòng)化程度最高 采用最廣泛的一種成型方法 1 3 塑料的基本組成與分類 塑料是一種以合成樹脂 高分子聚合物 為基體的固體材料 除了合成樹 脂作為基體外 還有某些特定用途的添加劑 少數(shù)情況下可以不用添加劑 合 成樹脂實(shí)質(zhì)上是高分子物質(zhì)或其預(yù)聚體 它是塑料的基材 對(duì)塑料的物理 化 學(xué)起著決定作用 合成樹脂常呈液體狀 粉狀或顆粒狀 不能直接應(yīng)用 需要 通過一定的加工工藝將它轉(zhuǎn)化為塑料和塑料制件后才能使用 相對(duì)于合成樹脂 塑料添加劑有很多種 比如增塑劑 填料 穩(wěn)定劑 潤(rùn)滑劑和著色劑等等 3 2 塑件設(shè)計(jì)及分析 2 1 制品材料性能 本塑件采用 ABS 材料 下面對(duì)其成型特性進(jìn)行分析 2 1 1 ABS 的成型特性與工藝參數(shù) 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 ABS 樹脂微黃色或白色不透明 是丙烯腈 丁 二烯 苯乙烯共聚物 丙烯腈使聚合物耐油 耐熱 耐化學(xué)腐蝕 丁二烯使聚合 物具有優(yōu)越的柔性 韌性 苯乙烯賦予聚合物良好的剛性和加工流動(dòng)性 因此 ABS 樹脂具有突出的力學(xué)性能和良好的綜合性能 同時(shí)具有吸濕性強(qiáng) 但原料 要干燥 它的塑件尺寸穩(wěn)定性好 塑件盡可能偏大的脫模斜度 ABS 塑料主要的性能指標(biāo) 密度 Kg dm 3 1 13 1 14 收縮率 0 3 0 8 熔 點(diǎn) 130 160 熱變形溫度 45N cm 65 98 彎曲強(qiáng)度 Mpa 80 拉伸強(qiáng)度 MPa 35 49 拉伸彈性模量 GPa 1 8 彎曲彈性模量 Gpa 1 4 壓縮強(qiáng)度 Mpa 18 39 缺口沖擊強(qiáng)度 kJ 11 20 硬 度 HR R62 86 體積電阻系數(shù) cm 1013 擊穿電壓 Kv mm 1 15 4 介電常數(shù) 60Hz 3 7 ABS 的注射成型工藝參數(shù) 注塑機(jī)類型 螺桿式 噴嘴形式 通用式 料筒一區(qū) 150 170 料筒二區(qū) 180 190 料筒三區(qū) 200 210 噴嘴溫度 180 19 模具溫度 50 70 注塑壓 60 100 保壓 40 60 注塑時(shí)間 2 5 保壓時(shí)間 5 10 冷卻時(shí)間 5 15 周期 15 30 后處理 紅外線烘箱 溫度 70 時(shí)間 0 3 1 2 1 2 收縮率 ABS 具有較高的機(jī)械強(qiáng)度 流動(dòng)性好 易于成型 成型收縮率小 理論計(jì) 算收縮率為 0 55 溢料值為 0 04mm 比熱容較低 在模具中凝固較快 模塑 周期短 制件尺寸穩(wěn)定 表面光澤 5 2 2 制件分析 2 2 1 制品形狀 燈蓋的結(jié)構(gòu) 尺寸如圖 1 所示 從外形上看 該制品幾乎為圓弧狀 在其 內(nèi)側(cè)有一個(gè)有一定高度的圓環(huán) 圖 1 制品三視圖 2 2 2 尺寸精度 根據(jù)制品圖可知 該制品的復(fù)雜程度一般 重要尺寸包括 35mm 21mm 58mm R8mm R15mm 5mm 等 尺寸精度為 3 5 級(jí) 可3m 取 4 級(jí) 制品壁厚最大處為 7mm 最小處為 1mm 壁厚雖不是很均勻 但整體較 薄 有利于成形 2 2 3 表面質(zhì)量 該制品的外表要求光滑 無毛刺 沒有其他特殊要求 是比較容易實(shí)現(xiàn)的 通過以上分析可知 制品的總體要求不是很高 加工和成形都可以得到保證 6 3 注塑模結(jié)構(gòu) 3 1 注塑模具結(jié)構(gòu)組成及典型結(jié)構(gòu) 注塑模具可分為動(dòng)模和定模兩大部分 動(dòng)模安裝在注塑機(jī)的移動(dòng)模板上 定模安裝在注塑機(jī)的固定模板上 注塑時(shí) 動(dòng)模和定模合閉構(gòu)成澆注系統(tǒng)和型 腔 開模時(shí)動(dòng)模與定模分離 取出塑件 根據(jù)注塑模具上各個(gè)部分所起的作用 注塑模具的總體結(jié)構(gòu)由八個(gè)部分 組成 1 成型零部件 2 澆注系統(tǒng) 3 導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 4 側(cè)向分型與側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu) 5 推 出機(jī)構(gòu) 6 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 7 排氣系統(tǒng) 8 支撐零部件 注塑模具典型結(jié)構(gòu) 單分型面注塑模 雙分型面注塑模 斜導(dǎo)柱側(cè)向分型 與抽芯注塑模 斜滑塊側(cè)向分型與抽芯注塑模 帶有活動(dòng)鑲件的注塑模 角式 注塑機(jī)用注塑模 其中單分型面注塑模是注塑模中最簡(jiǎn)單 最常見的一種結(jié)構(gòu) 形式 也陳二板式注塑模 其只有一個(gè)分型面 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)制品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 故 在本設(shè)計(jì)中 選擇用單分型面注塑模 3 2 熱塑性塑料注射模的特點(diǎn) 由于所成型的制品材料的不同 成型時(shí)模具溫度也各不相同 因此 有的 模具要進(jìn)行冷卻降溫 而有的模具則需要加熱升溫 常用熱塑性塑料成型時(shí)的模具溫度可見表 1 所示 表 1 常用熱塑性塑料成型時(shí)的模具溫度 塑料名稱 縮寫 模具溫度 塑料名稱 縮寫 模具溫度 醋酸纖維素 CA 20 80 氯化聚醚 CPT 80 110 聚氯乙烯 硬 PVC 30 60 聚碳酸酯 PC 90 110 聚苯乙烯 PS 32 65 聚甲醛共聚 POM 90 120 7 改性聚甲基丙烯酸甲酯 PMMA 40 60 聚三氟氯乙烯 F 3 110 130 尼龍 1010 N1010 40 80 聚全氟乙丙烯 F 46 110 130 苯乙烯 丁烯 丙烯睛共聚 ABS 50 80 聚苯醚 PPO 110 150 低壓聚乙烯 PE 60 70 聚砜 PSF 130 150 4 注塑成型原理及工藝分析 4 1 注塑成型原理 注塑成型是塑料先在注塑機(jī)的加熱料筒中受熱熔融 而后由柱塞或往復(fù)式 螺桿將熔體推擠到閉合模具的模腔中成型的一種方法 它不僅可在高生產(chǎn)率下 制得高精度 高質(zhì)量的制品 而且可加工的塑料品種多和用途廣 因此注塑是 塑料加工中重要成型方法之一 4 2 注塑成型工藝 注塑成型工藝過程包括成型前的準(zhǔn)備 注射過程和塑件的后處理三部分 4 3 注塑成型的工藝參數(shù) 溫度 壓力和時(shí)間是影響注塑成型工藝的重要參數(shù) 1 溫度 在注塑成型過程中需要控制的溫度有料筒溫度 噴嘴溫度和模具溫度 等三種溫度 料筒溫度 噴嘴溫度主要影響塑料的塑化和流動(dòng) 模具溫度則影 響塑料的流動(dòng)和冷卻成型 ABS 塑料成型中小型塑件時(shí) 料筒溫度后段為 可取 160 中段為 可取 170 前段為 1507 16580 1802 可取 190 噴嘴溫度為 可取 175 模具溫度為 705 可取 65 后處理溫度為 70 2 壓力 注塑成型過程中的壓力包括塑化壓力 注塑壓力和保壓壓力三種 它們直接影響塑料的塑化和塑件質(zhì)量 塑化壓力一般為 6 20 可取 10 Mpa 注塑壓力一般為 40 130 可取 80 保壓壓力一般為 60 70Mpa Mpapa 可取 65 pa 3 時(shí)間 完成一次注塑成型過程所需的時(shí)間成為成型周期 包括合模時(shí)間 注 8 塑時(shí)間 保壓時(shí)間 模內(nèi)冷卻時(shí)間和其他時(shí)間等 合模時(shí)間可取 10s 注塑時(shí) 間一般為 3 5s 可取 4s 保壓時(shí)間一般為 20 25s 可取 20s 模內(nèi)冷卻時(shí)間 一般為 30 120s 可取 80s 5 注塑機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 5 1 注塑機(jī)簡(jiǎn)述 注 塑 成 型 機(jī) 簡(jiǎn) 稱 注 射 機(jī) 或 注 塑 機(jī) 是 將 熱 塑 性 塑 料 或 熱 固 性 料 利 用 塑 料 成 型 模 具 制 成 各 種 形 狀 的 塑 料 制 品 的 主 要 成 型 設(shè) 備 5 2 注塑機(jī)的類型 根據(jù)注塑裝置和合模裝置的排列方式進(jìn)行分類 可以分為臥式注塑成型機(jī) 立式注塑成型機(jī) 角式注塑成型機(jī)和多模注塑機(jī)等等 臥式注塑機(jī)是使用最廣泛的注塑成型設(shè)備 它的注塑裝置和合模裝置的軸 線呈一線并水平排列 其優(yōu)點(diǎn)是便于操作和維修 重心低 較穩(wěn)重 缺點(diǎn)是模 具安裝較困難 5 3 注塑機(jī)的組成 注 塑 機(jī) 通 常 由 注 射 系 統(tǒng) 合 模 系 統(tǒng) 液 壓 傳 達(dá) 動(dòng) 系 統(tǒng) 電 氣 控 制 系 統(tǒng) 潤(rùn) 滑 系 統(tǒng) 加 熱 及 冷 卻 系 統(tǒng) 安 全 監(jiān) 測(cè) 系 統(tǒng) 等 組 成 5 4 最大注塑量的確定 最大注塑量是指注塑機(jī)對(duì)空注塑的條件下 注塑螺桿或注塑塞作一次最大 注塑行程時(shí) 注塑裝置所能達(dá)到的最大住注塑量 設(shè)計(jì)模具時(shí) 應(yīng)滿足注塑成 型塑件所需的總注塑量小于所選注塑機(jī)的最大注塑量 注塑機(jī)的最大注塑量應(yīng) 大于成型塑料制品所需塑料的熔融量 包括模內(nèi)澆注系統(tǒng)合飛邊在內(nèi) 根據(jù)生 產(chǎn)經(jīng)驗(yàn) 通常注塑機(jī)的實(shí)際注塑量最好為注塑機(jī)最大注塑量的 80 因此 選 用的注塑機(jī)的最大注塑量為 2 0 80V機(jī) 塑 件 式中 最大注塑量 g 機(jī) 9 塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和 cm V塑 件 經(jīng)過 Proe 計(jì)算該塑料制件體積為 8 2cm 1V 由澆注系統(tǒng)尺寸先計(jì)算澆注系統(tǒng)的體積 3 28cm 210 n 則總體積 3 28 2 8 2 19 68cm 塑 件 1 要滿足注塑量 0 80 19 68 0 8cm 24 6cm 機(jī) 塑 件 該產(chǎn)品材料為 ABS 查書本得知其密度為 1 03 1 05 計(jì)算其平3 cmg 均密度為 1 04 則總質(zhì)量為 1 04 19 68 20 47g 3 cmgMV 式中 單個(gè)塑件的體積1V 澆注系統(tǒng)的體積 在學(xué)校設(shè)計(jì)時(shí) 2 12 0n n 初步設(shè)定的型腔數(shù)量 取 2 5 5 注塑壓力的確定 注塑壓力是指螺桿或柱塞施加于料筒中熔融塑料上單位面積的壓力 MPa 它用來克服熔料從料筒中注入模具型腔所遇到的一切阻力 并使制品 有一定的密度 注塑機(jī)的注射壓力必須大于制品成型所需要的壓力 即不但夠 用還應(yīng)有余才保險(xiǎn) 應(yīng)該滿足 其中 表示注塑機(jī)最大注塑壓maxP 成 型機(jī) maxP機(jī) 力 MPa 表示制品成型所需要的成型壓力 MPa P成 型 查常用塑料注塑成型時(shí)所需的注塑壓力表可知 本設(shè)計(jì)中所用塑料 ABS 成 型時(shí)的壓力為 30MPa 成 型 5 6 所需鎖模力的確定 鎖模力是指注塑機(jī)的合模裝置對(duì)模具所能施加的最大加緊力 型腔壓力有 頂開模具的趨勢(shì) 因此所需鎖模力應(yīng)該小于注塑機(jī)的額定鎖模力 即注射機(jī)nF 鎖模力必須大于或稍大于塑料充滿型腔時(shí)注射壓力模內(nèi)產(chǎn)生的張力 即 F機(jī) AP面模 式中 注塑機(jī)的最大鎖模力 MPa 機(jī) 10 塑料成型時(shí)型腔壓力 MPa ABS 的型腔壓力 P模 30MPa 模 澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積之和 m A面 mm 1798 0 002m2 面 58 327 2m 30Mpa 0 002m2 60KNP面模 5 7 初選注塑機(jī) 根據(jù)以上分析 計(jì)算 查 實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè) 表 14 4 初選注射機(jī) 型號(hào)為 XS ZY 125 其有關(guān)參數(shù)如下 結(jié)構(gòu)類型 臥式螺桿式 最大注塑量 cm 125 cm 螺桿 柱塞 直徑 mm 42 mm 注射壓力 MPa 119 MPa 注射速率 g s 60 g s 塑化能力 g s 5 6 g s 螺桿轉(zhuǎn)速 r min 14 200r min 鎖模力 KN 900KN 最大開模行程 mm 300 mm 模具最大厚度 mm 300 mm 模具最小厚度 mm 200 mm 噴嘴球半徑和孔半徑 mm 12mm 和 4m 拉桿內(nèi)間距 mm 260 mm 290 mm 鎖模形式 液壓 機(jī)械 定位圈直徑 mm 100 mm 最大注塑面積 cm 320 3cm 頂出孔徑和孔距 mm 和 230mm2 模板尺寸 m 2405 11 機(jī)器外型尺寸 m 3340751m 6 成型零部件設(shè)計(jì) 6 1 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 注塑模具閉合時(shí) 成型零部件構(gòu)成了成型塑料制品的型腔 成型零部件主要 包括凹模 凸模 型芯 鑲件和成型環(huán)等 成型零部件承受高溫高壓塑料熔體 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(shí)需克服與塑件的粘著力 在上萬次 甚至幾十萬次的注塑周期 成型零件的 形狀和尺寸精度 表面質(zhì)量及其穩(wěn)定性 決定了塑料制品的相對(duì)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 在容許值之內(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 6 1 1 凹模和凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模亦稱型腔 是成型塑件外表面的主要零件 其中成型塑件上外螺紋的稱 螺紋型環(huán) 凸模亦稱型芯 是成型塑件內(nèi)表面的零件 成型其主體部分內(nèi)表面 的零件稱住型芯或凸模 而成型其他小孔的型芯稱為小型芯或成型桿 成型塑 件上內(nèi)螺紋的成螺紋型芯 凹 凸模按結(jié)構(gòu)不同主要可分為整體式和組合式兩 種結(jié)構(gòu)形式 整體式凹凸模結(jié)構(gòu)常用于形狀簡(jiǎn)單的單個(gè)型腔 小型模具或工藝 試驗(yàn)?zāi)＞咧?故本設(shè)計(jì)采用整體式凹凸模 材料選用 45 鋼調(diào)質(zhì)加工 6 2 成型零部件的材料選擇 1 機(jī)械加工性能良好 2 拋光性能優(yōu)良 3 耐磨性和抗疲勞性能好 在實(shí)際模具設(shè)計(jì)中可參考表 6 2 選擇合適的模具鋼材 12 本產(chǎn)品采用的原材料 ABS 為一般性熱塑性塑料 因此 其使用比較廣泛 對(duì) ABS 的幾種應(yīng)用環(huán)境及所選用的鋼材進(jìn)行對(duì)比后 并在其中選擇比較適合本次 設(shè)計(jì)的材料 因此應(yīng)該選用的鋼材型號(hào)為 45 鋼 由于塑料模具形狀往往比較復(fù) 雜 據(jù)統(tǒng)計(jì)塑料模具的鋼材成本費(fèi)用占整個(gè)模具制造成本不到 20 而切削加 工成本占絕大部分 約 75 因此選擇模具材料時(shí)應(yīng)考慮其加工性能 所以本 次設(shè)計(jì)采用的鋼材型號(hào)為 45 鋼 表 2 塑料模具用鋼及適應(yīng)的工作條件 鋼的類型 牌號(hào) 適應(yīng)的工作條件 12CrNi2 12CrNi3A 20Cr 20CrMnMo 20Cr2Ni4A 生產(chǎn)批量大 承受較 大動(dòng)載荷 受磨損較 重的模具滲碳鋼 10 20 45 55 生產(chǎn)批量較小 精度 要求不高 尺寸不大 的模具 調(diào)質(zhì)鋼 3Cr2Mo 40CrNiMoA 40CrNi2Mo 40C rMnMo 45CrNiMoVA 5CrNiMo 5CrMn Mo 40Cr 4Cr5MoVSi 4Cr5MoVISi 35SiMn2MoVA 大型 復(fù)雜 生產(chǎn)批 量較大的塑料注塑模 或擠壓成型模 高碳工具鋼 Cr12 Cr12MoV CrWMn 9Mn2V 9CrW Mn Cr6WV Cr4W2MoV GCr15 SiMnM o 熱固性塑料模具 生 產(chǎn)批量較大 精度要 求高及要求高強(qiáng)度 高耐磨的塑料注塑模 耐蝕鋼 4Cr13 9Cr18 9Cr18MoV Cr14Mo C r14MoV 沉淀硬化不 銹鋼 17 7PH PH15 7Mo PH14 8Mo AM 350 AM 355 要求耐腐蝕及表面要 求較高的模具 馬氏體時(shí)效 鋼 Ni18Co8Mo5TiAL Ni20Ti2AINb Ni25 Ti2AlNb Cr5Ni12Mo3TiAl 復(fù)雜 精密 耐磨 耐腐蝕 超鏡面的模 具 13 6 3 成型零部件鋼材的熱處理要求 1 成型件用的鋼材均應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理以消除內(nèi)應(yīng)力 2 成型表面有粗糙度要求的非亞光面的零件材料 其熱處理后的表面硬度 最低不的底于 HRC32 一般均應(yīng)達(dá)到 HRC45 以上 否則難以達(dá)到拋光效果 3 精密 復(fù)雜 小型的型腔 型芯 鑲件可選用 65Nb CG 2 和 012Al 6 4 型腔 型芯工作部位尺寸的確定 查手冊(cè)知 ABS 塑料的收縮率是 0 3 0 8 則 ABS 塑料的平均收縮率為 Scp 0 3 0 8 2 0 55 下表為計(jì)算的尺寸 表 3 型腔工作尺寸計(jì)算 類別 模具名稱 塑件尺寸 計(jì)算公式 型腔芯尺寸 58 0 17589 L m z 0 1 Scp L S 3 4 z 0 21 0 73296 型腔的計(jì)算 凹模 16 Hm z 0 1 Scp HS 2 3 z 0 15 53 0 7 lm0 z 1 Scp l S 3 4 z 0 17 0 6712 型芯的計(jì)算 凸模 14 hm0 z 1 Scp h S 2 3 z 0 49 按照下列公式計(jì)算型腔 型芯工作部位尺寸 型腔徑向尺寸 L m z 0 1 Scp L S 3 4 z 0 型腔深度尺寸 H m z 0 1 Scp H S 2 3 z 0 型芯徑向尺寸 l m0 z 1 Scp l S 3 4 z 0 型芯高度尺寸 h m0 z 1 Scp h S 2 3 z 0 中心距尺寸 C m z 2 1 Scp CS z 2 式中 L S 塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸 mm lS 塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸 mm 14 HS 塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸 mm hS 塑件內(nèi)型深度基本尺寸的最小尺寸 mm CS 塑件中心距基本尺寸的平均尺寸 mm 塑件制品公差 mm 可查塑件制品尺寸公差數(shù)值表 SJ1372 78 取 MT7 獲得 z 模具制造公差 按制品公差的 1 4 1 3 選取 根據(jù)制品的 精度要求 確定模具的制造公差為制品公差的 1 3 即 z 1 3 通常 制品 中 1 mm 和小于 1 mm 并帶有大于 0 05 mm 公差的部位以及 2 mm 和小于 2 mm 并 帶有大于 0 1 mm 公差的部位不需要進(jìn)行收縮率計(jì)算 6 5 成型零部件配合尺寸的公差要求 1 零件無論凹模 凸模 型芯 成型小型芯 側(cè)型芯 其固定部分按 H7 m6 加工 側(cè)型芯的配合與小型芯的配合相同 2 料的溢邊值 另外 推管與型部分如大型芯與推板的配合為 H8 g7 的滑 動(dòng)配合 但滑動(dòng)配合的單面間隙 不能大于制品塑芯桿 推管與模板或鑲件的 配合也用 H8 g7 H8 g7 的配合為間隙配合 型腔型芯即凹凸模如圖 2 和圖 3 所示 15 圖 2 型腔三視圖 16 圖3 型芯三視圖 7 分型面的設(shè)計(jì) 17 在注塑過程中 當(dāng)注塑成型后 塑件從動(dòng) 定模部分的接合面之間取出 這個(gè)接合面稱為分型面 注塑模有時(shí)為了結(jié)構(gòu)的需要 在定?；騽?dòng)模部分增加 了輔助的分型面 此時(shí)將脫模時(shí)取出塑件的分型面稱為主分型面 分型面是決 定模具結(jié)構(gòu)形式的一個(gè)重要因素 不僅關(guān)系到直接關(guān)系到模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度 也關(guān)系到塑件的成型質(zhì)量 7 1 塑料制件在模具中的位置 7 1 1 型腔數(shù)目的確定 一次注塑只能產(chǎn)生一件塑料產(chǎn)品的模具稱為單型腔模具 如果一副模具一 次注塑能生產(chǎn)兩件或兩件以上的塑料產(chǎn)品 則這樣的模具稱為多型腔模具 單 型腔模具塑料制件的形狀和尺寸一致性好 成型的工藝條件容易控制 模具結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單 緊湊 模具制造成本低 制造周期短 但是在大批量生產(chǎn)的情況下 多型腔模具應(yīng)是更為合適的形式 它可以提高生產(chǎn)效率 降低塑件的整體成本 根據(jù)題目要求 考慮到塑件較小 且為不規(guī)則弧形 為了平衡 本設(shè)計(jì)所需 要的型腔數(shù)目為 2 多型腔模具適用大批量 長(zhǎng)期生產(chǎn)的小型塑件 7 1 2 塑件在模具中的位置 本設(shè)計(jì)中采用一模兩腔的形式 故型腔的布置和澆口的開設(shè)部位應(yīng)力求對(duì) 稱 以防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢邊現(xiàn)象 可采用 H 型排列 旋轉(zhuǎn) 放模 018 在塑件 側(cè)小澆口分流道進(jìn)澆 23 7 2 分型面的形式 注塑模具有的只有一個(gè)分型面 有的有多個(gè)分型面 在多個(gè)分型面的模具 中 將脫模時(shí)取出塑件的那個(gè)分型面稱為主分型面 其他的分型面稱為輔助分 型面 輔助分型面是為了達(dá)到某種目的而設(shè)計(jì)的 分型面主要有平直分型面 傾斜分型面 階梯分型面 曲面分型面和瓣合分型面 也稱垂直分型面 本設(shè) 計(jì)采平直面分型面 7 3 分型面的設(shè)計(jì)原則 由于分型面受塑件在模具中的成型位置 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 塑件結(jié)構(gòu)工藝性 及尺寸精度 嵌件的位置 塑件的推出 排氣等多種因素的影響 因此在選擇 分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較 以選擇出較為合理的方案 選擇分型面時(shí) 應(yīng)遵循 以下幾項(xiàng)基本原則 18 1 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 否則塑件無法從型腔中脫出 這 是最基本的選擇原則 2 分型面的選擇應(yīng)有利于塑件順利脫模 3 分型面的選擇應(yīng)保證塑件的尺寸精度和表面質(zhì)量 同軸度要求較高的 塑件 選擇分型面時(shí)最好把有同軸度要求的部分放置在模具的同一側(cè) 4 分型面的選擇應(yīng)有利于模具的加工 5 分型面的選擇應(yīng)有利于排氣 為了使型腔具有良好的排氣條件 分型 面應(yīng)盡量設(shè)置在塑料融體流動(dòng)方向的末端 7 4 分型面的選擇 根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu) 為了凝料的取出及制件的合理落料 分型面一般選在 塑件的最大截面處 在本設(shè)計(jì)中 分型面選在開口從上往下第二個(gè)平面處 即 最大平面 8 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 19 8 1 普通澆注系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)原則 澆注系統(tǒng)是指模具中注塑機(jī)噴嘴到型腔之間的進(jìn)料通道 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 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是模具設(shè) 計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié) 設(shè)計(jì)合理與否對(duì)塑件的性能 尺寸 內(nèi)在質(zhì)量 外在質(zhì) 量及模具的結(jié)構(gòu) 塑件的利用率等有較大影響 對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí) 一般遵循以下基本原則 1 了解塑料的成型性能 2 盡量避免或減少產(chǎn)生熔接痕 3 有利于型腔中氣體的排出 4 防止型芯的變形和嵌件的位移 5 盡量采用較短的流程充滿型腔 6 流動(dòng)距離比的校核 8 2 主流道設(shè)計(jì) 主流道是指澆注系統(tǒng)中從注塑機(jī)噴嘴與模具澆口套接觸處開始到分流道為 止的塑料熔體的流動(dòng)通道 是熔體最先流經(jīng)模具的部分 主流道通常設(shè)計(jì)在模 具的澆口套中 澆口套常用 T8 或 T10 鋼材制作 為了讓主流道凝料能順利從 澆口套中順利拔出 主流道設(shè)計(jì)成圓錐形 錐角 為 在這里取 流 26 04 道的表面粗糙度 0 8Ram 1 為了使凝料順利拔出 主流道的小端直徑 D 應(yīng)稍大于注射機(jī)噴嘴直徑 d 通常為 D d 0 5 1 mm 查手冊(cè)可知 XS ZY 250 型 注 射 機(jī) 噴嘴直徑 d 4mm 則 D 5mm 2 主流道內(nèi)壁的表面粗糙度應(yīng)在 Ra0 8um 以下 拋光時(shí)沿軸向進(jìn)行 主流 道的長(zhǎng)度 L 一般控制在 60mm 以內(nèi) 這里取 L 45mm 澆口套一般采用碳素工具鋼材料制造 熱處理淬火硬度為 澆537HRC 口套與模板間配合采用 的過渡配合 澆口套與定位圈采用 的配合 76Hm9f 本設(shè)計(jì)中采用帶直流道與分流道的潛伏式點(diǎn)澆口 澆口套如圖 4 所示 20 圖 4 澆口套 8 3 分流道設(shè)計(jì) 分流道是指主流道末端與澆口之間的一段塑料熔體的流通通道 分流道的 作用是改變?nèi)垠w流向 使其以平穩(wěn)的流態(tài)均衡地分配到各個(gè)型腔 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注 意減少流動(dòng)過程中的熱量損失與壓力損失 8 3 1 分流道的形狀與尺寸 分流道開設(shè)在動(dòng) 定模分型面的兩側(cè)或任意一側(cè) 其截面形狀應(yīng)盡量使其 表面積小 以減小熱量損失 常用的分流道截面形狀有圓形 梯形 型 半U(xiǎn) 圓形及矩形等幾種形式 本設(shè)計(jì)采用半圓形形狀 根據(jù) 模具實(shí)用技術(shù)手冊(cè) 表 15 11 可知 ABS 的分流道直徑為 mm 可取 7mm 4 895 8 3 2 分流道的長(zhǎng)度 根據(jù)型腔在分型面上的排布情況 分流道可分為一次分流道 二次分流道 甚至三次分流道 分流道的長(zhǎng)度應(yīng)盡可能短 且少?gòu)澱?以便于減少壓力損失 和熱量損失 節(jié)約塑料的原材料和降低能耗 分流道長(zhǎng)度 的尺寸根據(jù)型腔的L 多少和型腔的大小定為 18 m 21 8 3 3 分流道在分型面上的布置形式 分流道常用的布置形式有平衡式和非平衡式兩種 如果型腔呈圓形狀分布 則分流道呈輻射狀布置 如果型腔呈矩形狀分布 則分流道呈非字狀布置 根 據(jù)本設(shè)計(jì)要求 分流道呈平衡式布置 分流道應(yīng)遵循兩個(gè)原則 一個(gè)是排列應(yīng) 盡量緊湊 縮小模板尺寸 另一個(gè)是盡量使流程短 對(duì)稱布置 使脹模力的重 心與注塑機(jī)鎖模力的中心一致 故本設(shè)計(jì)采用非字狀布置 如圖 5 所示 圖 5 分流道的布置形式 8 4 澆口的設(shè)計(jì) 8 4 1 澆口的形式及選擇 澆口亦稱進(jìn)料口 是連接分流道與型腔的熔體通道 點(diǎn)澆口適用于成型各 種殼 盒塑件 澆口痕跡較小 易于自動(dòng)切斷 故本設(shè)計(jì)采用點(diǎn)澆口 8 4 2 澆口位置選擇 澆口開設(shè)的位置對(duì)塑件的成型性能及成型質(zhì)量影響很大 另外澆口位置的 不同還會(huì)影響模具的結(jié)構(gòu) 選擇澆口位置時(shí) 需要根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)工藝性與工 藝特征和成型的質(zhì)量要求 并分析塑件原材料的工藝特性和塑料熔體在模內(nèi)的 流動(dòng)狀態(tài) 成型的工藝條件 綜合進(jìn)行考慮 1 盡量縮短流動(dòng)距離 2 避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷 3 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚處 4 考慮分子定向的影響 22 5 減少熔接痕提高熔接強(qiáng)度 8 5 冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì) 冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料 以避免這些冷料注 入型腔 既影響熔體充填的速度 又影響成型塑件的質(zhì)量 此外 冷料穴還便 于在主流道末端處設(shè)置拉料桿 注塑結(jié)束模具分型時(shí) 在拉料桿的作用下 主 流凝料從定模澆口套被拉出 最后推出機(jī)構(gòu)開始工作 將塑件和澆注系統(tǒng)凝料 一起推出模外 冷料穴常常設(shè)計(jì)在在主流道的末端 臥式或立式注塑機(jī)的冷料 穴設(shè)置在主流道正對(duì)面的動(dòng)模上 本設(shè)計(jì)采用常用形式 即帶 Z 形頭拉料桿的 冷料穴 主流道拉料桿有兩種基本形式 一種是推桿形式的拉料桿 固定在推桿固 定板上 其中 字形拉料桿是其典型的結(jié)構(gòu)形式 另一種是僅適于推薦板脫模Z 的拉料桿 固定在動(dòng)模板上 其中球字頭拉料桿是其典型的結(jié)構(gòu)形式 根據(jù) 實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè) 表 20 36 本設(shè)計(jì)采用 Z 型冷料穴拉料桿 d 為 mm S 為 10mm 如圖 5 所示 0 126 圖 5 拉料桿 23 9 推出結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 9 1 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 合模導(dǎo)向是保證動(dòng) 定?；蛟谏?下模合模時(shí) 正確地定位和導(dǎo)向的零件 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式 通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向定位 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用有以下三點(diǎn) 1 定位作用 2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 3 承受一定的側(cè)向壓力 導(dǎo)柱多采用 20 鋼或 T8 T10 鋼 導(dǎo)柱固定部分的表面粗糙度 為Ra 0 8 其與模板之間采用 或 配合 導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長(zhǎng)度應(yīng)比m 76Hmk 凸模端面的高度高出 導(dǎo)柱前端做成錐臺(tái)形或半球形 導(dǎo)柱導(dǎo)向部分68 的表面粗糙度 為 其采用 或 配合 Ra0 4 7f87Hf 導(dǎo)柱上應(yīng)套有導(dǎo)套 導(dǎo)套壁厚一般為 導(dǎo)套內(nèi)孔工作部分長(zhǎng)度310 導(dǎo)套材料硬度與導(dǎo)柱材料相同 其固定部分表面粗糙度且1 5 Ld Ra 0 8 導(dǎo)向部分的表面粗糙度 為 直導(dǎo)套用 配合m Ra 84m 76r 壓入模板 9 2 推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成 每次注塑模在注塑機(jī)上合模注塑結(jié)束后 都必須將模具打開 然后把成型 后的塑料之制件及澆注系統(tǒng)的凝料從模具中脫出 完成推出脫模的機(jī)構(gòu)稱為推 出機(jī)構(gòu)或脫模機(jī)構(gòu) 推出機(jī)構(gòu)一般由推出 復(fù)位和導(dǎo)向等三大原件組成 若詳 細(xì)劃分 則分為支承柱 復(fù)位桿 拉料桿 推板導(dǎo)柱 推板導(dǎo)套 推板 推桿 固定板 推桿和型芯組成 9 3 推出零件尺寸的計(jì)算 在推出機(jī)構(gòu)中 推件板的厚度和推桿的直徑是推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵 一般 在模具設(shè)計(jì)時(shí) 當(dāng)模具的外形尺寸設(shè)計(jì)好后 可選擇推薦模架 推件板的厚度 就可確定 而推桿的直徑可根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu) 尺寸 模具的結(jié)構(gòu)及推桿的數(shù)量 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值來選定 本設(shè)計(jì)中推桿工作端選擇圓形 其配合長(zhǎng)度可取 24 12 15mm 推桿材料常用 T8A 等碳素鋼 熱處理要求為 推桿工作 504HRC 端配合部分的粗糙度 Ra 一般取 0 8 m 9 4 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求 1 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量使塑件留于動(dòng)模一側(cè) 2 塑件在推出過程中不發(fā)生變形和損壞 3 不損壞塑件的外觀質(zhì)量 4 合模時(shí)應(yīng)使推出機(jī)構(gòu)正確復(fù)位 5 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)動(dòng)作可靠 9 5 推出力的計(jì)算 由于推出力 的作用 使塑件對(duì)型芯的總壓力降低了 故推出時(shí)的tFsintF 摩擦力 為 整理該式并且忽略 得m sin bt co 因塑料制件底部無孔 脫模推出時(shí)還要考慮克服大氣 cositFAp 壓力 故最終公式為 其中 為塑件包絡(luò)型芯的面 cosin tFAp 0FA 積 為塑件對(duì)型芯單位面積上的包緊力 一般情況下 模外冷卻的塑件 取 Mpa 模內(nèi)冷卻的塑件 取 Mpa 本設(shè)計(jì)取p2 439 p 812 3Mpa 為塑件對(duì)鋼的摩擦系數(shù) 一般為 本設(shè)計(jì)取 0 2 為脫模斜 0 3 度 在本設(shè)計(jì)中 3000 1 0 2 1 0 07 390N cosin tFAp 9 6 確定推出方式及推桿位置 根據(jù)制品本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 本次設(shè)計(jì)主要采用簡(jiǎn)單的脫模結(jié)構(gòu) 確定在 制品的每個(gè)型芯底部采用兩個(gè)普通的圓形推桿 再增加一個(gè)圓形推桿作用在 塑件圓柱處 推桿只起推出制件的作用 本身僅端面參與成型 推出機(jī)構(gòu)為 機(jī)動(dòng)推出 形式簡(jiǎn)單 9 7 復(fù)位桿的設(shè)計(jì) 復(fù)位就是將推出制品使之脫模的零部件回復(fù)到合模注塑時(shí)的正確位置的全 過程 復(fù)位結(jié)構(gòu)有 有復(fù)位桿復(fù)位 有推桿兼作復(fù)位桿復(fù)位 有的利用推板復(fù) 位或用彈簧復(fù)位 本設(shè)計(jì)采用 12 復(fù)位桿復(fù)位 復(fù)位桿必需固定在頂桿的同一 固定板上 而且各個(gè)固定板長(zhǎng)度必須相等 25 10 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10 1 模溫對(duì)制品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的影響 10 1 1 溫度對(duì)制品質(zhì)量的影響 高溫塑料熔體在模具型腔內(nèi)凝固并釋放熱量 模具內(nèi)存在著一個(gè)合適的溫 度分布 使制品的質(zhì)量的達(dá)到最佳 模具溫度調(diào)節(jié)對(duì)制品的影響表現(xiàn)在如下幾 個(gè)方面 1 變形 2 尺寸精度 3 力學(xué)性能 4 表面質(zhì)量 10 1 2 溫度對(duì)制品生產(chǎn)效率的影響 在注塑成型過程中塑料熔體所釋放的熱量約有 5 30 由模具傳導(dǎo) 對(duì)流和 輻射的方式散發(fā)到大氣中 熱量大部分由冷卻水帶走 因此注塑模的冷卻時(shí)間 主要取決于模具冷卻系統(tǒng)的冷卻效果 據(jù)統(tǒng)計(jì) 模具的冷卻時(shí)間約占整個(gè)注射 循環(huán)周期的 2 3 因此縮短注射循環(huán)周期的冷卻時(shí)間是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵 10 2 模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 模具設(shè)置冷卻裝置的目的 一是防止塑件脫模變形 二是縮短成型周期 三 是使結(jié)晶性塑料冷凝形成較低的結(jié)晶度 以得到柔軟性 擾曲性 伸長(zhǎng)率較好 的塑件 模具冷卻系統(tǒng)的目的 不僅僅是對(duì)模具進(jìn)行冷卻 而且可使模具維持 成型制品所需要的恒定溫度 熔融塑料由注射機(jī)噴嘴射出 進(jìn)入模具并充滿型腔后 則要求盡可能迅速 地冷卻固化 以便保壓定型后出模 因此 要使模具保持塑料冷卻固化所需的 最佳溫度 必須對(duì)高溫塑料帶入模具的溫度進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)和控制 常用且又 簡(jiǎn)便的方法就是利用冷卻介質(zhì)水對(duì)模具進(jìn)行循環(huán)冷卻 將模具中多余的熱量帶 出模外 以保持制品冷卻所需的最佳模溫 冷卻系統(tǒng)一般在模具上開設(shè)冷卻水 道 10 2 1 冷卻水口的設(shè)計(jì) 冷卻水孔數(shù)量盡量多 尺寸盡量大的原則可知 冷卻水孔數(shù)量大于或等于 3 根都是可行的 這樣做同時(shí)可實(shí)現(xiàn)盡量降低入水與出水的溫度差的原則 根 26 據(jù)書上的經(jīng)驗(yàn)值取 4 根 冷卻水口口徑為 6mm 本塑件壁厚不均勻 厚處冷卻 水道到型腔表面的距離則應(yīng)近一些 間距也可適當(dāng)小些 一般水道孔邊至型腔 表面距離為 125m 10 2 2 冷卻回路的設(shè)計(jì) 凹模冷卻回路的設(shè)計(jì)種類 1 外接直通式 2 平面回路式 3 多層回路式 4 凹模嵌入式 因?yàn)橥饨又蓖ㄊ叫问降墓艿兰庸し奖?適合于較淺的矩形型腔 所以本次采用 外接直接式 如圖 7 所示 圖 7 冷卻水路 27 11 制品的脫模設(shè)計(jì) 11 1 脫模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)一般應(yīng)遵循如下原則 1 盡量使制品留在動(dòng)模一側(cè) 借助開模力驅(qū)動(dòng)脫模裝置 完成脫模動(dòng)作 2 防止制品變形或損壞 正確分析制品對(duì)型腔的粘附力大小及其所在部 位 有針對(duì)性地選擇合適的脫模機(jī)構(gòu) 使推出重心與脫模阻力中心相重合 3 力求良好的制品外觀 在選擇推出位置時(shí) 應(yīng)盡量選擇制品的內(nèi)部或 對(duì)制品外觀影響不大的部位 4 結(jié)構(gòu)合理可靠 運(yùn)動(dòng)靈活 制造方便 推桿應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度好剛度 11 2 脫模結(jié)構(gòu)的分類 1 按動(dòng)力源分類 手動(dòng)脫模 機(jī)動(dòng)脫模 液壓脫模 氣動(dòng)脫模 2 按結(jié)構(gòu)分類 簡(jiǎn)單脫模機(jī)構(gòu) 二級(jí)脫模機(jī)構(gòu) 雙脫模機(jī)構(gòu) 順序脫模機(jī)構(gòu) 螺紋制品脫模機(jī)構(gòu) 綜上所述 并結(jié)合本身塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 本次設(shè)計(jì)主要采用簡(jiǎn)單的脫模結(jié)構(gòu)即 普通推桿 只起推出塑件的作用 本身僅端面參與成型 推出機(jī)構(gòu)為機(jī)動(dòng)推出 形式簡(jiǎn)單 全部采用頂桿頂出 28 12 模架的選擇和注塑機(jī)的校核 12 1 選擇模架 模架是設(shè)計(jì) 制造塑料注射模的基礎(chǔ)部件 根據(jù)以上分析 計(jì)算以及型腔尺寸及位置尺寸可確定模架的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格 查標(biāo)準(zhǔn)模架手冊(cè)選用 P3 200250 05 Z1GB T12556 1 1990 定模板厚度 A 80mm 動(dòng)模板厚度 B 60mm 墊塊厚度 C 60mm 模具厚度 H 模 140mm 模具外形尺寸 230 mm 300 mm 285 mm 模具厚度滿足關(guān)系式 H min H H max 式中 H min 允許使用的模具最小厚度 Hmax 允許使用的模具最大厚度 模架外形選擇見圖 8 29 圖 8 模架三視圖 12 2 注射機(jī)性能參數(shù)校核 開始設(shè)計(jì)注塑模時(shí) 首先需要選擇確定模具的結(jié)構(gòu) 類型和一些最基本的 參數(shù)和尺寸 如型腔的個(gè)數(shù)和需要的注射量 制品在分型面上的投影面積 成 型時(shí)需要用的工藝合模力 注射壓力 模具的厚度和安裝固定尺寸以及開模行 程等 這些數(shù)據(jù)均與注塑機(jī)的技術(shù)規(guī)格密切相關(guān) 如果二者之間不能匹配 則 模具將無法使用 此時(shí)只能重新選擇確定模具的結(jié)構(gòu)類型或更換注塑機(jī)機(jī)型 為了了解模具結(jié)構(gòu)類型與注塑機(jī)機(jī)型是否匹配 必須將二者之間的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn) 行校核 對(duì)于多數(shù)注塑模 其型腔數(shù)量與注塑機(jī)的塑化能力 最大注塑量以及 合模力等參數(shù)有關(guān) 此外 還受到制品的精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因素影響 12 2 1 注射量 鎖模力 注射壓力 模具厚度的校核 由于在初選注射機(jī)和選用標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)是根據(jù)以上四個(gè)技術(shù)參數(shù)及計(jì)算壁厚 等因素選用的 所以注射量 鎖模力 注射壓力 模具厚度不必進(jìn)行校核 已 符合所選注射機(jī)要求 12 2 2 開模行程的校核 30 開模行程也叫做合模行程 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)的開模行程是受合模機(jī)構(gòu)限制的 注塑機(jī)的最大開模距離必須大于脫模 距離 否則塑件無法從模具中取出 對(duì)于注塑模具 校核公式為 其中 表示注塑機(jī)移動(dòng)模板與固定模板之間12 510 msHam s 的最大距離 表示模具厚度 表示推出距離 表示包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)m1H2H 的塑件高度 表示需要在開模距離中增加定模板與中間板之間的分開距離 它們的單位均是 在本設(shè)計(jì)中 140 200 12 510 a m 經(jīng)驗(yàn)證 XS ZY 125 型注射機(jī)能滿足使用要求 故可以采用 13 2 3 模具在注射機(jī)上的安裝 模具投影的最大長(zhǎng)度應(yīng)小于注射機(jī)模板長(zhǎng)度 模具的最大寬度應(yīng)小于 模板拉桿外圓之間的間距 從標(biāo)準(zhǔn)模架外形尺寸看小于注射機(jī)的拉桿空間 并 采用壓板固定模具 所以所選注射機(jī)規(guī)格滿足要求 13 模具的裝配 裝配模具是模具制造過程中的最后階段 裝配精度直接影響到模具的質(zhì)量 壽命和各部分的功能 模具裝配過程是按照模具技術(shù)要求和相互間的關(guān)系 將 合格的零件連接固定為組件 部件直至裝配為合格的模具 在模具裝配過程中 對(duì)模具的裝配精度應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi) 模具的裝配 精度包括相關(guān)零件的位置精度 相關(guān)的運(yùn)動(dòng)精度 配合精度及接觸只有當(dāng)各精 度要求得到保證 才能使模具的整體要求得到保證 塑料模的裝配基準(zhǔn)分為兩種情況 一是以塑料模中和主要零件臺(tái)定模 動(dòng)模 的型腔 型芯為裝配基準(zhǔn) 這種情況 定模各動(dòng)模的導(dǎo)柱和導(dǎo)套孔先不加工 先將型腔和型芯鑲塊加工好 然后裝入定模和動(dòng)模內(nèi) 將型腔和型芯之間墊片 法或工藝定位器法保證壁厚 動(dòng)模和定模合模后用平行夾板夾緊 鏜投影導(dǎo)柱 和導(dǎo)套孔 最后安裝動(dòng)模和定模上的其它零件 另一種是已有導(dǎo)柱導(dǎo)套塑料模 架的 31 澆口套與定模部分裝配后 必須與分模面有一定的間隙 其間隙為 0 05 0 15 毫米 因?yàn)樵撎幨車娮靿毫Φ挠绊?在注射時(shí)會(huì)發(fā)生變形 有時(shí)在試模 中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)在分模面上澆口套周圍出現(xiàn)塑料飛邊 就是由于沒有間隙的原因 為了有效的防止飛邊 可以接近塑件的有相對(duì)位移的面上銼一個(gè)三角形的槽 由于空氣的壓力的緣故可以更好的防止飛邊 13 1 裝配順序 1 確定裝配基準(zhǔn) 2 裝配前要對(duì)零件進(jìn)行測(cè)量 合格零件必須去磁并將零件擦拭干凈 3 調(diào)整各零件組合后的累積尺寸誤差 如各模板的平行度要校驗(yàn)修磨 以保 證模板組裝密合 分型面吻合面積不得小于 80 間隙不得小于溢料最小值 防止產(chǎn)生飛邊 4 在裝配過程中盡量保持原加工尺寸的基準(zhǔn)面 以便總裝合模調(diào)整時(shí)檢查 5 組裝導(dǎo)向系統(tǒng)并保證開模合模動(dòng)作靈活 無松動(dòng)和卡滯現(xiàn)象 6 組裝冷卻和加熱系統(tǒng) 保證管路暢通 不漏水 不漏電 門動(dòng)作靈活緊固 所連接螺釘 裝配定位銷 裝配液壓系統(tǒng)時(shí)允許使用密封填料或密封膠 但應(yīng) 防止進(jìn)入系統(tǒng)中 7 試模 試模合格后打上模具標(biāo)記 包括模具編號(hào) 合模標(biāo)記及組裝基面 8 模具的維護(hù) 模具在使 那么優(yōu)化設(shè)計(jì)的鑲件和嵌件在這里就起到了很大 的作用 只須更換個(gè)別已損壞的零件 不會(huì)導(dǎo)致用過程中 會(huì)出現(xiàn)正常的磨損 或不正常的磨損 不正常的損壞絕大多數(shù)是由于操作不當(dāng)所致模具的徹底報(bào)廢 最后檢查各種配件 附件待零件 保證模具裝備齊全 另外在裝配過程中 應(yīng)嚴(yán)防零件在裝配過程中磕 碰 劃傷和銹蝕 裝配滾動(dòng)軸承允許采用機(jī)油進(jìn) 行熱裝 油的溫度不得超過 1000 13 2 開模過程分析 注塑機(jī)推動(dòng)推桿墊板兼頂管墊板使動(dòng)定模分開 在導(dǎo)柱導(dǎo)向的情況下 動(dòng) 定模順利分型 同時(shí)拉料桿拉斷澆口 使塑件在推板和頂管的作用下順利脫出 閉合時(shí) 同樣在導(dǎo)柱和導(dǎo)套的導(dǎo)向作用下通過頂柱使頂桿先于型腔復(fù)位 以免 32 頂桿碰到型腔 損壞模具 總結(jié) 本設(shè)計(jì)首先說明了塑料工業(yè)的重要地位和當(dāng)今注塑模具的現(xiàn)狀 隨著經(jīng)濟(jì)的 發(fā)展 塑料工業(yè)將繼續(xù)呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展之勢(shì) 其次介紹了注塑件的一般設(shè)計(jì)原則 對(duì)塑件的特性做了說明 從實(shí)際來看 幾乎所有的注塑件都遵循這些原則 在 做好注塑成型的準(zhǔn)備工作之后 接著介紹了模具設(shè)計(jì)的內(nèi)容 冷流道注塑模具 無外乎包括四大系統(tǒng) 澆注系統(tǒng) 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 頂出系統(tǒng)和脫模機(jī)構(gòu)系統(tǒng) 在澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式取流道橫截面形狀 確定澆口尺寸 溫度調(diào) 節(jié)系統(tǒng)說明了設(shè)計(jì)的一般步驟 頂出系統(tǒng)著重推桿的設(shè)計(jì) 該模具屬于簡(jiǎn)單脫 模機(jī)構(gòu) 做完這些工作后 該模具的設(shè)計(jì)到此結(jié)束 通過完成畢業(yè)設(shè)計(jì) 全面地對(duì)大學(xué)所學(xué)的知識(shí)復(fù)習(xí)了一遍 并鞏固了塑料 成形工藝 注塑模具設(shè)計(jì) 以及運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題 提高了分析問題 解決問題的能力 掌握了對(duì)各種手冊(cè) 文獻(xiàn)資料的查詢方法 33 參考文獻(xiàn) 1 李德群 中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典 南昌 江西科學(xué)技術(shù)出版社 2003 1 2 陳錫棟 周小玉 實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2001 7 3 田光輝 林紅旗 模具設(shè)計(jì)與制造 北京 北京大學(xué)出版社 2009 9 4 屈華昌 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 北京 高等教育出版社 2007 8 5 邵立新 Pro ENGINEER Wildfire3 0 中文版 北京 北京大學(xué)出版社 2007 6 6 戴兢志 Pro ENGINEER 模具設(shè)計(jì)入門與實(shí)務(wù) 北京 人民郵電出版社 2005 1 7 管耀文 Pro ENGINEER 模具設(shè)計(jì)實(shí)例精講 北京 人民郵電出版社 2007 12 8 余桂英 郭紀(jì)林 AutoCAD 基礎(chǔ)教程 大連 大連理工大學(xué)出版社 2008 8 34 感謝 經(jīng)過幾個(gè)多月的忙碌和工作 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲 由于經(jīng)驗(yàn)的匱 乏 難免有許多考慮不周全的地方 如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo) 以及一起工作 的同學(xué)們的支持 想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的 在這里首先要感謝我的導(dǎo)師賴曲芳老師 賴?yán)蠋熎饺绽锕ぷ鞣倍?但在我 做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段 查閱資料 設(shè)計(jì)草案的確定和修改 中期檢查 后期 詳細(xì)設(shè)計(jì) 裝配草圖等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo) 除了敬佩賴?yán)蠋煹?專業(yè)水平外 她的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣 并將積 極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作 然后還要感謝大學(xué)四年來所有的老師 為我們打下機(jī)械專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ) 同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們 正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì) 此次畢業(yè)設(shè)計(jì) 才會(huì)順利完成 35 最后感謝江西農(nóng)業(yè)大學(xué)幾年來對(duì)我的大力栽培 祝愿各位老師和同學(xué)在今后 的工作和學(xué)習(xí)中 萬事如意 36 37