方盒件注塑模具設(shè)計(jì)-滑塊抽芯塑料注射模含NX三維及13張CAD圖,方盒,注塑,模具設(shè)計(jì),滑塊抽芯,塑料,注射,nx,三維,13,cad
I 摘 要 現(xiàn)代社會(huì)，不管是國內(nèi)還是國外，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都是相當(dāng)?shù)目?，針?duì)塑料模 的設(shè)計(jì)，在實(shí)際的應(yīng)用還有關(guān)于它的研究都是很廣泛的，這篇論文不僅對(duì)產(chǎn)品 的性能還有功能都非常了解，對(duì)于產(chǎn)品的工藝還有大小要求都是非常高的，關(guān) 于這些在論文里面都進(jìn)行了分析。 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(jī)采 用海天 330XC 型號(hào)，設(shè)置冷卻系統(tǒng)，CAD 繪制二維總裝圖和零件圖， UG 繪制 3D 模具圖，選擇模具合理的加工方法。對(duì)側(cè)孔進(jìn)行抽芯。在對(duì)模具進(jìn)行設(shè)計(jì)的 時(shí)候，主要設(shè)計(jì)的東西有，設(shè)計(jì)筆蓋，確定筆蓋的材質(zhì)，確定注塑機(jī)的類型， 設(shè)計(jì)分型面，設(shè)計(jì)型腔，設(shè)計(jì)澆筑系統(tǒng)，對(duì)型腔的大小進(jìn)行計(jì)算，對(duì)型芯的大 小進(jìn)行計(jì)算，將圖紙畫出來等等。我們這篇論文在對(duì)塑料產(chǎn)品的外形，大小還 有精確度分析之后，確定了注射加工的工藝，設(shè)計(jì)了抽芯裝置。在分析的時(shí)候， 著重關(guān)注了模具的整體受到的負(fù)荷，設(shè)計(jì)出模具的退出裝置，合模裝置，冷卻 系統(tǒng)還有排氣系統(tǒng)，將一個(gè)總的裝配圖還有零部件的圖紙畫出來。在進(jìn)行設(shè)計(jì) 的時(shí)候，一定要確保模具的構(gòu)造不能復(fù)雜，要合理，要緊湊，在進(jìn)行工作的時(shí) 候可靠性要高，在進(jìn)行工作的時(shí)候可以全自動(dòng)進(jìn)行。附上說明書，系統(tǒng)地運(yùn)用 簡(jiǎn)要的文字，簡(jiǎn)明的示意圖和和計(jì)算等分析塑件，從而作出合理的模具設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：方形盒；模具設(shè)計(jì)；二維圖；注射機(jī)選擇：側(cè)抽 II Abstract In modern society, whether domestic or foreign, economic development are quite fast, for the design of plastic mold, in practical application and on its research is very widely, this thesis not only on product performance and function are very understanding, for products of art and size requirements are very high, about these in the paper are analyzed. According to the requirements of plastic products, understand the use of plastic parts, analysis of plastic parts of the process, size accuracy and other technical requirements, select the size of plastic parts. This mold adopts the mode of a second, the side gate feeding, injection machine with Haitian 330XC types, equipped with a cooling system, drawing 2D assembly drawing and parts drawing CAD, UG draw 3D map die, mold reasonable processing method of choice. Core pulling of side hole. In the mold design, main design, design of the pen cap, determine the pen cover material, determine the type of injection molding machine, design surface, cavity design, pouring system design, the size of the cavity is calculated, the size of the core type are calculated, the paper drawings and so on. In this paper, after analyzing the shape, size and precision of the plastic product, the process of injection molding is determined, and the core pulling device is designed. In analysis and focus on the subject to mold the overall load, design mold exit device, clamping device, cooling system and exhaust system, a total of assembly drawing and parts drawing. In the design of the time, we must ensure that the structure of the mold can not be complex, to be reasonable, to be compact, in the work of high reliability, when the work can be carried out automatically. Attach the instruction manual, the system uses the brief writing, the concise sketch map and the computation and so on analysis plastic parts, thus makes the reasonable mold design. Key words: square box; die design; 2D drawing; injection machine selection: side pumping III 目 錄 摘 要 ................................................................................................................I ABSTRACT ........................................................................................................III 第 1 章 緒論 .......................................................................................................1 1.1 塑料簡(jiǎn)介 ...............................................................................................1 1.2 注塑成型及注塑模 ...............................................................................1 第 2 章 塑料材料分析 .......................................................................................3 21 塑料材料的基本特性 ............................................................................3 22 塑件材料成型性能 ................................................................................3 23 塑件材料主要用途 ................................................................................3 第 3 章 塑件的工藝分析 ...................................................................................3 31 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ....................................................................................4 32 塑件尺寸及精度 ....................................................................................5 33 塑件表面粗糙度 ....................................................................................6 34 塑件的體積和質(zhì)量 ................................................................................6 第 4 章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定 .....................................7 41、注射成型工藝過程分析 5 ....................................................................7 42 澆口種類的確定 ...................................................................................8 43 型腔數(shù)目的確定 ....................................................................................8 44 注射機(jī)的選擇和校核 ...........................................................................8 4.4.1 注射量的校核 ...................................................................................9 4.4.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 .............................10 443、模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 ...........................10 第 5 章 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .............................................................................12 51 分型面的設(shè)計(jì) ......................................................................................12 52 型腔的布局 ..........................................................................................12 53 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ..................................................................................13 IV 531 澆注系統(tǒng)組成 ...........................................................................13 532 確定澆注系統(tǒng)的原則 ...............................................................13 533 主流道的設(shè)計(jì) ...........................................................................14 534 分流道的設(shè)計(jì) ...........................................................................15 535 澆口的設(shè)計(jì) ...............................................................................16 536 冷料穴的設(shè)計(jì) ...........................................................................17 54 注射模成型零部件的設(shè)計(jì) 7 ...............................................................17 541 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ...............................................................17 542 成型零部件工作尺寸的計(jì)算 ...................................................18 55 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ......................................................................................19 56 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ..................................................................................20 561 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則 ...............................................................20 562 脫模機(jī)構(gòu)類型的選擇 ...............................................................20 563 推桿機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì) ...................................................................20 57 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) ..........................................................................22 571 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 ...................................................22 582 冷卻系統(tǒng)之設(shè)計(jì)規(guī)則 .............................................................23 59 模架及標(biāo)準(zhǔn)件的選用 ..........................................................................24 591 模架的選用 ...............................................................................24 第 6 章 模具材料的選用 .................................................................................26 61 成型零件材料選用 ..............................................................................26 62 注射模用鋼種 ......................................................................................26 第 7 章 總結(jié) .......................................................................................................28 附錄 .....................................................................................................................30 致謝 .....................................................................................................................31 參考文獻(xiàn) .............................................................................................................32 1 第 1 章 緒論 模具制造是國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的一項(xiàng)重要產(chǎn)業(yè)，振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)， 日益受到人們的重視和關(guān)注?！澳＞呤枪I(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?？梢员荒Ｋ艹尚蜑橐欢ǖ膸缀涡螤詈统叽?，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 2 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 3 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 21 塑料材料的基本特性 塑料原料 PA66 為半透明或不透明乳白色結(jié)晶聚合物，具有可塑性.1.15 克/ 立方米。密度熔點(diǎn) 252。脆化溫度-30。熱分解溫度大于 350。連續(xù)耐熱 性為 80-120 ，平衡吸水率為 2.5%。 能抵抗酸、堿、大多數(shù)無機(jī)鹽水、鹵烷、 碳?xì)浠衔铩Ⅴヮ?、酮?其他腐蝕，但易容納苯酚、甲酸等極性溶劑。具有 優(yōu)異的耐磨性、自潤(rùn)滑性和較高的機(jī)械強(qiáng)度。但吸水率很大 因此尺寸穩(wěn)定性 較差。 22 塑件材料成型性能 易吸水的 PA66，使成型塑料件表面有斑點(diǎn)，莫爾等缺陷.. 因此，應(yīng)在成 型前進(jìn)行干燥處理；PA66 當(dāng)粘度增加時(shí)，升溫，粘度很大程度上取決于剪切 速率，因此模具設(shè)計(jì)大多采用側(cè)門形式，成型壓力較高,塑料件上的脫模斜度應(yīng) 為 s 較小；容易產(chǎn)生焊縫痕跡，模具設(shè)計(jì)應(yīng)注意降低澆注系統(tǒng)對(duì)物料流動(dòng)的阻 力；在正常成型條件下，壁厚，熔體溫度 溫度對(duì)收縮的影響很小。 如果塑料 件的精度要求高，當(dāng)需要塑料件的光澤度和耐熱性時(shí)，模具溫度可控制在 50 到 60，溫度應(yīng) 60-80 ,PA66 控制，比熱容低，塑化效率高，凝固速度快，C0 成型周期短。 23 塑件材料主要用途 PA66 在機(jī)械工業(yè)上用來制造復(fù)印機(jī)、泵業(yè)輪、軸承、把手、管道、管連 接件、蓄電池槽、冷藏庫和冰箱襯里等，汽車工業(yè)上用 PA66 制造汽車擋泥板、 扶手、熱空氣調(diào)節(jié)導(dǎo)管等，還可用 PA66 夾層板制小轎車車身。PA66 還可用來 制造水表殼，紡織器材，電器零件、玩具、電子琴及收錄機(jī)殼體、食品包裝容 器，農(nóng)藥噴霧器及家具等。 4 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。 方形盒如圖所示，具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙，該塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，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）2D 視圖 31 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 5 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 0.51.5 ，根據(jù)文獻(xiàn)1，塑件 材料 PA66 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、 凹陷等缺陷。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 14 ，最常用的m 數(shù)值為 23 。該塑件壁厚均勻，周邊約 2MM 底部壁厚為 3 左右。（3）、m 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 12 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)彎處圓角較小。 （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。 32 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 6 小巧些。該塑件的材料為 PA66，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。 33 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 0.021.25 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 34 塑件的體積和質(zhì)量 本次設(shè)計(jì)中，塑件的質(zhì)量和體積采用估算，在有關(guān) 3D 軟件中，用分析模 塊對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量特性分析，輸入材料密度（PA66 的密度為 1.15 ），即3/cmg 可以得出該塑件制品的體積為質(zhì)量為 20.86 克。 7 第 4 章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定 41、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， PA66 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 24 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) PA66 材料，可選用硬脂酸鋅，因?yàn)榇嗣撃┏埘０匪芰贤?，一般塑料?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。 8 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?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 PA66，就采用退火處理 13 小時(shí)。 42 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)中塑件外表面質(zhì)量要求較高，不允許出現(xiàn)澆口痕跡，所以選用 側(cè)澆口。側(cè)澆口直接在兩端的平面處進(jìn)，方形盒組裝后，澆口被遮擋起來。 側(cè)澆口的側(cè)傾角可以在較大的范圍內(nèi)依塑件的具體形狀選擇。其直徑與潛 伏式澆口相同。引入的圓錐角 約在 2左右。司筒頂出結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單（采用 兩板式模具結(jié)構(gòu)）并且塑料流動(dòng)平衡等優(yōu)點(diǎn)， 可以有效提高生產(chǎn)效率，縮短 成型周期，節(jié)約成型材料和塑件去澆口清理等工作，尤其是對(duì)外形尺寸較小的 產(chǎn)品。 43 型腔數(shù)目的確定 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中采用側(cè)澆口，且塑件的尺寸較大，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)。 44 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 21x2=42g，流道水口廢料 3.2g，總注塑量達(dá)到 45.2g，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 160XB。注射方式為螺桿式，其有關(guān)性能參數(shù)為： 海天 HTF160XB 型號(hào) 參數(shù) 單位 160XB 螺桿直徑 mm 45 9 理論注射容量 cm3 368 注射重量 PS g 380 注射壓力 Mpa 162 注射行程 mm 250 螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 0160 料筒加熱功率 KW 17.25 鎖模力 KN 1600 拉桿內(nèi)間距(水平垂直) mm 450450 允許最大模具厚度 mm 500 允許最小模具厚度 mm 200 移模行程 mm 320 移模開距(最大) mm 1050 液壓頂出行程 mm 160 液壓頂出力 KN 62 液壓頂出桿數(shù)量 PC 13 油泵電動(dòng)機(jī)功率 KW 30 油箱容積 l 580 機(jī)器尺寸(長(zhǎng)寬高) m 6.92.02.4 機(jī)器重量 t 8.5 最小模具尺寸(長(zhǎng)寬) mm 200200 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 20.86 =7.82 13c2 M=2x20.86 +7.82 X1.05=49.54g3c 注塑機(jī)額定注塑量為 380g 10 380 x0.8=304g49.54g 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。 An21 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2 n=2 =20200 =609.8 1Am22m =2x20200+609.8=410102n 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 < F21n 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=41010X30 x1.1x0.001=1354KN<1600KNx0.821An 鎖模力符合要求 443、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 360mm 250
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