畢業(yè)設(shè)計(jì) 塑料盆的塑料成型與模具設(shè)計(jì)
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1、滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)塑料盆的塑料成型與模具設(shè)計(jì)塑料盆的塑料成型與模具設(shè)計(jì)2013 屆 機(jī)械工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 學(xué) 號(hào) 3 學(xué)生姓名 陳斌 指導(dǎo)教師 曹鳳江 完成日期 2013 年 1 月 8 日滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)I摘摘 要要塑料盆的形狀較為簡(jiǎn)單,在模具設(shè)計(jì)中要考慮的因素有很多,除考慮它的出模、分型面,還需考慮它成型的質(zhì)量,表面光潔度等。更重要的是考慮它的制造難度和成本。所以我們?cè)O(shè)計(jì)應(yīng)認(rèn)真分析塑料制品的結(jié)構(gòu),尋求最佳的設(shè)計(jì)方案。分型面的選擇也很重要,分型面的選擇既要考慮不影響制件表面的美觀,又要達(dá)到結(jié)構(gòu)要求。由于制品體積比較大,所以澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也很重要,在此次設(shè)計(jì)中我選點(diǎn)
2、澆口,推板推出機(jī)構(gòu),這就解決了制品出模的問(wèn)題。并詳細(xì)敘述了通過(guò) PRO/E 對(duì)模具成型零件的設(shè)計(jì)流程(設(shè)置收縮率,創(chuàng)建毛坯工件,設(shè)計(jì)分型面,創(chuàng)建模具體積塊,創(chuàng)建模具元件,流道及澆口的設(shè)計(jì),創(chuàng)建鑄模,開(kāi)模仿真)及用 EMX 來(lái)裝配模架的流程。關(guān)鍵詞:關(guān)鍵詞:分型面、模架、凸模、凹模、塑料盆。滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)II目 錄第 1 章 緒 論.11.1 塑料及塑料工業(yè)的發(fā)展 .11.2 我國(guó)塑料模具工業(yè)現(xiàn)狀 .2第 2 章 制品結(jié)構(gòu)特征及成型工藝性分析.32.1 塑件材料分析 .32.2 材料性能 .42.3 塑件尺寸和精度分析 .42.4 收縮率 .42.5 塑件形狀分析 .52.5.1 塑件
3、厚度.52.5.2 脫模斜度.52.6 塑件圓角 .52.7 零件體積及質(zhì)量估算 .6第 3 章 模具方案分析.73.1 分型面的確定 .73.2 型腔數(shù)目的確定 .73.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .83.4 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .93.5 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) .103.6 確定標(biāo)準(zhǔn)模架尺寸 .11第 4 章 注塑機(jī)的設(shè)備選擇.134.1 注塑機(jī)的分類 .134.2 注塑機(jī)的主要參數(shù) .134.3 選擇注塑機(jī) .134.4 注塑機(jī)的校核 .14第 5 章 成型零件設(shè)計(jì)與計(jì)算.165.1 成型零件工作尺寸計(jì)算 .165.2 成型零件的設(shè)計(jì) .165.2.1 設(shè)置收縮率.185.2.2 創(chuàng)建毛坯工件.185.2.3
4、 設(shè)計(jì)分型面.185.2.4 創(chuàng)建模具體積塊.195.2.5 創(chuàng)建模具元件.195.2.6 流道與澆口設(shè)計(jì).195.2.7 創(chuàng)建鑄模.205.2.8 開(kāi)模仿真.20第 6 章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).226.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則 .22滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)III6.2 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .226.2.1 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).226.2.2 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).23第 7 章 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì).24第 8 章 模架及其它模具零件設(shè)計(jì).258.1 模架尺寸的計(jì)算 .258.2 裝配模架 .258.2.1 新建組件項(xiàng)目.268.2.2 載入模具裝配元件.268.2.3 定義模具模架.268.2.4 添加設(shè)備.
5、278.2.5 加入復(fù)位銷.288.2.6 在模座中挖出放置型腔的凹槽.288.2.7 設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng).398.2.8 加載所有組件.31總 結(jié).32致 謝.33參考資料.34附 錄.35滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)1第第 1 章緒章緒 論論1.1 塑料及塑料工業(yè)的發(fā)展一提起塑料,留在很多人記憶中的,是孩提時(shí)代吃的糖果的包裝紙,那些粗糙但花花綠綠的塑料糖果包裝紙,成為孩子們難得的珍藏、甜蜜的回憶。 在解放前,中國(guó)人吃的糖果絕大部分是用紙包裝的,因?yàn)榧词沟搅私夥懦跗?,我?guó)還沒(méi)有塑料,其研究和生產(chǎn)也一片空白。塑料工業(yè)是跟隨著共和國(guó)的成長(zhǎng),共同成長(zhǎng)起來(lái)的。它經(jīng)歷了從無(wú)到有、從小到大、從弱到強(qiáng)的幾十年發(fā)展歷
6、程,取得了輝煌的成就。目前,我國(guó)已跨入世界塑料生產(chǎn)先進(jìn)大國(guó)的行列。塑料工業(yè)是一門(mén)飛速發(fā)展的新興工業(yè),是隨著石油工業(yè)的發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生的。世界塑料工業(yè)的歷史僅有 90 年,而我國(guó)塑料工業(yè)起步于 20 世紀(jì) 50 年代,只有短短50 年的歷史,但塑料工業(yè)的發(fā)展速度是驚人的。1954 年,出于國(guó)家經(jīng)濟(jì)和國(guó)防的需要,當(dāng)時(shí)的沈陽(yáng)化工研究院開(kāi)始了聚氯乙烯樹(shù)脂的初步研究。1958 年我國(guó)自行研究設(shè)計(jì)的第一套聚氯乙烯年產(chǎn) 3 千噸的生產(chǎn)裝置,在錦西化工廠建成投產(chǎn)。當(dāng)時(shí)的裝置生產(chǎn)條件十分簡(jiǎn)陋惡劣,生產(chǎn)過(guò)程全部采用手工操作,現(xiàn)場(chǎng)工人幾乎沒(méi)有多少安全衛(wèi)生保護(hù)措施。初期生產(chǎn)很不正常,產(chǎn)品品質(zhì)也很低劣,生產(chǎn)效率十分低下。但
7、這些裝置的建成投產(chǎn),是我國(guó)塑料工業(yè)發(fā)展的基石。國(guó)際食品包裝協(xié)會(huì)常務(wù)副會(huì)長(zhǎng)兼秘書(shū)長(zhǎng)董金獅說(shuō),我國(guó)塑料工業(yè)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的奮斗和面向全球的開(kāi)放,目前已形成門(mén)類較齊全的工業(yè)體系,成為與鋼材、水泥、木材并駕齊驅(qū)的基礎(chǔ)材料產(chǎn)業(yè),作為一種新型材料,其使用領(lǐng)域已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越上述三種材料,并廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)、文化、軍事、生活等各方面。在生活中,塑料早已不只是局限在一個(gè)小小的糖果包裝紙了,方方面面都離不開(kāi)塑料,如在坐的沙發(fā)、椅子里,穿的鞋子、衣服里,住的房子門(mén)窗、管道中,都有塑料的成分。此外,近年來(lái),隨著食品、飲料、乳品、化妝品、洗滌用品、啤酒、調(diào)味品產(chǎn)量的增長(zhǎng),對(duì)塑料及塑料復(fù)合材料的包裝需要越來(lái)越大。因此,塑料工業(yè)既是消
8、費(fèi)工業(yè),又是新型材料工業(yè),正逐步成為科技含量高、應(yīng)用廣、市場(chǎng)前景好的行業(yè)?!八芰习b材料是塑料制品應(yīng)用中的最大領(lǐng)域之一。由于塑料的優(yōu)異性能,改變了傳統(tǒng)紙張、木材、玻璃、金屬類包裝格局,塑料包裝材料已超過(guò)包裝總量的 1/3。 ”滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)2董金獅說(shuō),各種薄膜、中空容器、飲料瓶等滿足食品、醫(yī)藥和各種日常生活用品包裝的需求。而塑料包裝材料本身經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,種類不斷增加,主要包括塑料軟包裝、編織袋、中空容器、周轉(zhuǎn)箱等,產(chǎn)品也由單一材質(zhì)包裝到多層材料復(fù)合包裝,層數(shù)最多可達(dá) 9 層。馬占峰說(shuō),塑料正廣泛應(yīng)用于航空航天、交通、信息、家電、電子和包裝等多個(gè)領(lǐng)域;與傳統(tǒng)的紙張、木頭和鋼鐵等材料生
9、產(chǎn)相比,塑料生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了節(jié)約材料、節(jié)水節(jié)地和節(jié)能;塑料還具有耐腐蝕、加工成型容易、可多次循環(huán)利用等,正基于這些優(yōu)點(diǎn),塑料應(yīng)用還將進(jìn)一步擴(kuò)大, “我們幾乎每天都能感覺(jué)到新的塑料產(chǎn)品問(wèn)世”。1.2 我國(guó)塑料模具工業(yè)現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)模具工業(yè)從起步到發(fā)展,歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì),尤其是 20 世紀(jì) 90 年代以來(lái)發(fā)展得更加迅速。近年我國(guó)的模具在國(guó)際模具行業(yè)美好的發(fā)展形勢(shì)下,模具水平有了較大提高,大型、精密、復(fù)雜、高效和長(zhǎng)壽命模具又上了新臺(tái)階。從模具發(fā)展地域來(lái)看,我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展在地域分布上存在不平衡性,模具生產(chǎn)最集中的地區(qū)在江浙和廣東等經(jīng)濟(jì)技術(shù)高的地區(qū)。從模具的需求情況看,汽車工業(yè)是模具的最大用戶,汽車產(chǎn)量的增幅雖
10、然有較大回落,但車型開(kāi)發(fā)和新車型的上市速度并未放慢,有的還有所加快,汽車工業(yè)對(duì)模具需求仍舊十分強(qiáng)勁。電子信息行業(yè)、電器和儀器儀表行業(yè)、電機(jī)行業(yè)、建材行業(yè)等,也是大量使用模具的行業(yè),這些都對(duì)模具產(chǎn)生大量的需求。中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對(duì)模具工業(yè)提出越來(lái)越高的要求,也為其發(fā)展提供了巨大的動(dòng)力。近年來(lái),我國(guó)的模具工業(yè)一直以高增長(zhǎng)速度快速發(fā)展。除了國(guó)有專業(yè)模具廠外,其他所有制形式的模具廠家,如集體企業(yè)、合資企業(yè)和私營(yíng)企業(yè),都得到了快速發(fā)展,其中集體和私營(yíng)的模具企業(yè)發(fā)展得最為迅速,各地從事模具制造的集體企業(yè)和私營(yíng)企業(yè)多達(dá)數(shù)千家,形成了許多國(guó)內(nèi)外知名的“模具之城”和最具發(fā)展活力的組成之一。滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)
11、計(jì)3第第 2 章章 制品結(jié)構(gòu)特征及成型工藝性分析制品結(jié)構(gòu)特征及成型工藝性分析2.1 塑件材料分析通常,選擇塑件的材料依據(jù)是它所處在的工作環(huán)境及使用性能的要求,以及原材料廠家提供的材料性能數(shù)據(jù)。對(duì)于常溫工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)件來(lái)說(shuō),要考慮的主要是材料的力學(xué)性能,如屈服應(yīng)力,彈性模量,彎曲強(qiáng)度,表面硬度等。該塑料盆的形狀結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,深度為 80mm。該制件是日常所用的塑料盆,要求外觀質(zhì)量較好,有一定的強(qiáng)度且翹曲變形在一個(gè)較小的范圍內(nèi)。聚丙烯未著色時(shí)呈白色半透明、蠟狀、無(wú)毒無(wú)味,密度為 0.9-0.91g/cm3。但低溫時(shí)變脆,不耐磨易老化,相對(duì)分子質(zhì)量越大,機(jī)械強(qiáng)度越高。 聚丙烯具有優(yōu)良的絕緣性能、一
12、定的化學(xué)穩(wěn)定性和耐蝕性,適合于制作日用品。聚丙烯的成型特點(diǎn)是流動(dòng)性和成型性優(yōu)良,成品率高,吸濕性小,易發(fā)生融體破裂,長(zhǎng)期與熱金屬接觸易分解。因此,成型塑件的壁厚應(yīng)均勻,脫模斜度不宜過(guò)小,塑件中不宜有鑲件。所以制品材料確定為聚丙烯。圖 2-1滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)4圖 2-2 塑料盆零件圖2.2 材料性能 聚丙烯的聚合物。英文縮寫(xiě) PP。拉伸強(qiáng)度可達(dá) 30MPa 以上。有較高的抗彎曲疲勞強(qiáng)度。PP 的熔點(diǎn) 165170,分解溫度為 350,晶體密度 0.90.91 g/cm3,熔融溫度 240,吸水率 0.05,通常的聚丙烯為非極性的結(jié)晶塑料,聚丙烯耐熱性能良好,可在 100左右使用,同時(shí)絕緣
13、性能也比較優(yōu)越。 聚丙烯成型時(shí)流動(dòng)性較好,質(zhì)軟易脫模,塑件有較淺的側(cè)凹時(shí)可以強(qiáng)行脫模。2.3 塑件尺寸和精度分析(1)塑件大?。核芗较蜃畲蟪叽?40mm,高度尺寸 80mm,該塑件尺寸比較大一些。(2)塑件尺寸:公差該塑件用于日常生活,故尺寸精度要求較高。由于圖中未標(biāo)注公差。故根據(jù) SJ/T10628-1995,按一般精度要求,聚丙烯公差等級(jí)為 MT5。(3)塑件表面質(zhì)量:由于塑件為常用塑料盆,對(duì)外表面質(zhì)量要求高,塑件表面質(zhì)量可以稍低。因此塑件外表面粗糙度取1.6,內(nèi)表0.8。aRmRam2.4 收縮率滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)5常見(jiàn)塑料的收縮率如下表:2-4 常用塑料的收縮率塑料名稱聚乙烯聚
14、丙烯聚氯乙烯聚苯乙烯尼龍ABS縮寫(xiě)PEPPPVCPSN6ABS收縮率1.53.61.02.50.61.50.60.80.82.50.30.8對(duì)于該塑料盆,材料為聚丙烯,理論收縮率為 1.0-2.5,而實(shí)際與理論是有區(qū)別的,設(shè)計(jì)時(shí)常取收縮率為 0.5。2.5 塑件形狀分析該塑件無(wú)側(cè)凹和側(cè)孔,故不需側(cè)向抽芯與分型,模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,塑件形狀簡(jiǎn)單,有利于型腔填充,適合注射成型。2.5.1 塑件厚度制品應(yīng)有一定的厚度,這不僅是因?yàn)橹破吩谑褂弥杏凶銐虻膹?qiáng)度和剛度,而且也為了塑料在成型時(shí)有良好的流動(dòng)性。有時(shí)制品在使用中需要的強(qiáng)度雖然很小,但是為了使制品便于從模具中頂出以及部件的裝配,仍需要有適當(dāng)?shù)暮穸取R话阏f(shuō)
15、來(lái),塑件的厚度越厚就越能滿足產(chǎn)品的強(qiáng)度和剛度的性能要求,但是從塑件的成型過(guò)程看來(lái),塑件的壁厚越厚,冷卻的時(shí)間就越長(zhǎng),整個(gè)塑件的成型周期就要延長(zhǎng),提高了生產(chǎn)的成本,降低了生產(chǎn)的效率,同時(shí),塑件的壁厚越厚,收縮率就增大,這樣使的得產(chǎn)品的尺寸不穩(wěn)定性增加,降低了產(chǎn)品的質(zhì)量。因此產(chǎn)品的厚度必須得適中,根據(jù)材料的的特性,一般熱塑性塑件的壁厚取 1,該塑件在使用時(shí)對(duì)強(qiáng)度和剛度要求稍高,故最大壁厚取 3mm。2.5.2 脫模斜度 拔模斜度是為了便于脫模,防止塑件表面在脫模是劃傷,擦毛,在設(shè)計(jì)塑件表面沿脫模方向應(yīng)具有合理的脫模斜度。塑件的脫模斜度大小跟塑件的性質(zhì)、收縮率、摩擦因素、塑件的壁厚和幾何形狀有關(guān)。為
16、了使制品易于從模具內(nèi)脫出,設(shè)計(jì)時(shí)必須保證制品的內(nèi)外壁厚具有足夠斜度,以保證塑件脫模。由于脫模斜度沒(méi)有比較精確的計(jì)算公式。一般情況下脫模斜度取 0.5,最小取 1520。本設(shè)計(jì)選擇的拔模斜度為 20。 滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)62.6 塑件圓角塑料制品除了在使用上要求采用尖角之外,其余所有轉(zhuǎn)角處均應(yīng)盡可能采用圓角過(guò)度,因?yàn)閹Ъ饨堑乃芗?,往往?huì)在尖角處產(chǎn)生應(yīng)力集中。在受力或受沖擊振動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生破裂,甚至在脫模過(guò)程中由于成型應(yīng)力而開(kāi)列,特別是塑件的內(nèi)角處。塑件上轉(zhuǎn)角處采用圓弧過(guò)度,有利于物料充模,同時(shí)也有利于融料在模具型腔內(nèi)的流動(dòng)和塑件的脫模。不僅避免了應(yīng)力集中,而且還使塑件變的美觀,有利于塑料充型的
17、流動(dòng)。2.7 零件體積及質(zhì)量估算圖 2-2 體積分析單個(gè)塑件 V=22.2cm3,質(zhì)量 m=20.0g。圖 2-3 體積分析塑件和澆注系統(tǒng)凝料 總體積 V總=89.8cm3,質(zhì)量 m=80.8g。滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)7第第 3 章章 模具方案分析模具方案分析3.1 分型面的確定分型面是模具上用于取出塑件和澆注系統(tǒng)冷凝料的可分離的接觸表面。分型面決定著塑料制品在成型模具中的位置。 按形狀分類分型面可分為:平面分型面,曲面分型面,階梯分型面,斜面分型面。按其位置與注射機(jī)開(kāi)模運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系可分為:分型面垂直于注射機(jī)開(kāi)模運(yùn)動(dòng)方向,平行與開(kāi)模方向,傾斜與開(kāi)模方向。分型面的選擇設(shè)計(jì),主要是根據(jù)塑件的結(jié)
18、構(gòu)、精度要求、澆注系統(tǒng)形式、排氣方式、脫模形式及模具的制造工藝等各種因素,進(jìn)行全面考慮,做出合理選擇。分型面選擇設(shè)計(jì)的基本原則是,選擇在塑件斷面輪廓最大的位置,以便順利脫模。同時(shí)還要考慮以下因素:(1)分型面的選擇應(yīng)便于脫模并簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。因此盡可能使塑件在動(dòng)模分離后留在動(dòng)模一側(cè)。如塑件有側(cè)孔或側(cè)凹,選擇分型面應(yīng)盡可能將側(cè)型心置于動(dòng)模,以避免定模抽心,并使抽拔距離盡量短。(2)分型面的選擇應(yīng)考慮技術(shù)要求。當(dāng)塑件的表面有同軸度、平行度等要求時(shí),應(yīng)盡可能將其置于同于半模內(nèi),否則,將會(huì)由于合模誤差影響塑件精度。(3)分型面應(yīng)盡量選擇不在影響塑件外觀的位置,并使其產(chǎn)生的飛邊易于清理和修整。由于分型面處
19、不可避免地要在塑件上留有飛邊和拼合縫的痕跡,因此分型面最好不要設(shè)在塑件光亮平滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處,以免影響塑件外觀。(4)分型面的選擇應(yīng)有利于排氣 為此應(yīng)盡量使分型面與充模時(shí)型腔料流末端重合,以利于排氣。(5)分型面的選擇應(yīng)便于模具零件加工。(6)分型面的選擇應(yīng)考慮注射機(jī)的技術(shù)參數(shù) 注射成型時(shí)所需的鎖模力是與塑件在合模方向的投影面積成正比,所以選擇分型面時(shí),應(yīng)盡量選擇塑件在垂直合模方向上投影面積較小的表面,以減少鎖模力。綜合以上因素塑料盆的分型面選擇在最大輪廓處,取塑料盆上邊沿處。取該處分型面簡(jiǎn)單,模具也簡(jiǎn)單,也可以脫模順利。3.2 型腔數(shù)目的確定注塑模的型腔數(shù)目,可以是一模一腔,也可以
20、是一模多腔,在型腔數(shù)目的確定滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)8時(shí)主要考慮以下幾個(gè)有關(guān)因素:(1)塑件的尺寸精度;(2)模具制造成本;(3)注塑成型的生產(chǎn)效益;該塑件屬于大批量生產(chǎn),精度要求一般,塑件尺寸適中,故有以下兩種方案: 圖 3-1(1)一模兩腔模具尺寸小,生產(chǎn)效率較低。(2)一模四腔模具尺寸適中,生產(chǎn)效率較高。 故選用方案(2) 。3.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是指塑件熔體由注射機(jī)噴嘴至型腔之間的進(jìn)料通道,其作用是將塑件熔體充滿型腔并將注射壓力傳遞到型腔的各個(gè)部位,以獲得組織致密、輪廓清晰、表面光潔、尺寸精確的塑件。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)合理與否將直接影響塑件的質(zhì)量、成型工藝。澆注系統(tǒng)可分為普通澆注系
21、統(tǒng)和無(wú)流道凝料澆注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)分為主流道、分流道、澆口及冷料穴。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理,對(duì)注射成型過(guò)程和塑件質(zhì)量都有影響,因此設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題: (1) 應(yīng)考慮成型塑料的工藝特性。如成型塑料熔體的流動(dòng)性,對(duì)壓力、溫度的敏感性,塑料溶體的收縮性、分子取向等性能。 (2) 澆口位置、數(shù)量的設(shè)計(jì)要有利于熔體的流動(dòng),避免產(chǎn)生湍流、渦流、噴射等現(xiàn)象,有利于排氣;設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)預(yù)先分析熔接痕的位置及對(duì)塑件質(zhì)量的影響。 (3) 應(yīng)盡量縮短溶體到型腔的流程,以減少壓力損失。 (4) 避免高壓熔體對(duì)型芯和嵌件的沖擊,以防止型芯的變形或嵌件的位移。 (5) 盡量減少澆注系統(tǒng)冷凝料的產(chǎn)生,減少原材料的損耗。(
22、6) 澆口的位置要便于冷凝料的去除,不影響塑件的外觀。滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)9其中澆口是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位,由于該塑件對(duì)側(cè)壁有外觀要求,故可設(shè)計(jì)以下兩種方案。(1)側(cè)澆口一般開(kāi)設(shè)在模具的分型面,從塑件的邊沿進(jìn)料,故又稱為邊緣澆口, 它是澆口種類中使用最多的一種,因而又稱普通澆口,其澆口截面形狀一般為矩形, 由于側(cè)澆口的尺寸一般都較小,所以截面形狀與壓力、熱量損失的關(guān)系可忽略不計(jì)。矩形澆口的長(zhǎng)一般為 0.53mm,寬為 1.55mm,澆口深為 0.52mm。側(cè)澆口的形狀簡(jiǎn)單,加工方便,特別是一模多腔的澆注系統(tǒng),使用這種澆口非常方便,同時(shí)去除澆注系統(tǒng)冷凝料比較方便。 但是對(duì)于殼形塑件,采用這種澆
23、口不易排氣,還容易產(chǎn)生熔接痕、縮孔等缺陷。注射時(shí)壓力損失較大,保壓補(bǔ)縮作用比直澆口要小。(2)點(diǎn)澆口點(diǎn)澆口,又叫橄欖形澆口或菱形澆口,是一種截面尺寸特小的圓形截面澆口,如果點(diǎn)澆口開(kāi)得太大,在開(kāi)模時(shí),澆口中的塑料很難被拉斷,而且,制品受到澆口處塑料的拉力,其應(yīng)力會(huì)影響塑件的形狀。另外,如果點(diǎn)澆口的錐度太小,開(kāi)模時(shí),澆口中塑料在何位置拉斷難以確定,會(huì)使制品外觀不良。壓力損失較大,對(duì)塑件的成型不利,也要求提供較高的注射壓力。模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,一般要采用三板式模具(雙分型面模具) ,才能順利脫模, 對(duì)于大型塑件或易于變形塑件,采用一個(gè)點(diǎn)澆口易產(chǎn)生翹曲變形。點(diǎn)澆口的優(yōu)點(diǎn)(1) 點(diǎn)澆口的位置選擇可根據(jù)工藝要
24、求而定,對(duì)制品外觀質(zhì)量影響較小。(2) 熔體通過(guò)截面積很小的澆口時(shí)流速增高,摩擦加劇,熔體流溫度升高,流動(dòng)性增加,這樣,能獲得外形清晰、表面光澤的塑件。(3) 由于澆口截面積小,開(kāi)模時(shí)澆口可自動(dòng)拉斷,有利于自動(dòng)化操作。(4) 由于澆口在拉斷時(shí)用力較小,因此,制品在澆口處的殘余應(yīng)力較小。(5) 澆口處熔體凝固較快,可減少模內(nèi)剩余應(yīng)力,有利于制品脫模。 總上所述:選擇點(diǎn)澆口最為合適。3.4 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)從模具中推出塑件及澆注系統(tǒng)凝料的機(jī)構(gòu)為推出機(jī)構(gòu),在設(shè)計(jì)推出脫模機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)遵循下列原則。(1)推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)由于推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作是通過(guò)裝在注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)上的頂桿來(lái)驅(qū)動(dòng)的,所以一般情況下,推出
25、機(jī)構(gòu)設(shè)在動(dòng)模一側(cè)。所以在分型面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量注意,開(kāi)模后使塑件能留在動(dòng)模一側(cè)。滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)10(2)保證塑件不因推出而變形損壞為了保證塑件在推出過(guò)程中不變形、不損壞,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)仔細(xì)分析塑件對(duì)模具的包緊力和粘附力的大小,合理的選擇推出方式及推出位置。推力點(diǎn)應(yīng)作用在制品剛性好的部位,如筋部、凸緣、殼體形制品的壁緣處,盡量避免推力點(diǎn)作用在制品的薄平面上,防止制件破裂、穿孔,如殼體形制件及筒形制件多采用推板推出。從而使塑件受力均勻、不變形、不損壞。(3)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單動(dòng)作可靠推出機(jī)構(gòu)應(yīng)使推出動(dòng)作可靠、靈活,制造方便,機(jī)構(gòu)本身要有足夠的強(qiáng)度、剛度和硬度,以承受推出過(guò)程中的各種力的作用,確保塑件順利脫模
26、。(4)良好的塑件外觀推出塑件的位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部,或隱蔽面和非裝飾面,對(duì)于透明塑件尤其要注意頂出位置和頂出形式的選擇,以免推出痕跡影響塑件的外觀質(zhì)量。(5)合模時(shí)的正確復(fù)位設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)時(shí),還必須考慮合模時(shí)機(jī)構(gòu)的正確復(fù)位,并保證不與其他模具零件相干涉。由于該塑件澆注時(shí)采用了點(diǎn)澆口,屬于分型面注射模,且塑件結(jié)構(gòu)對(duì)稱,故有以下兩種方案。(1)推板推出機(jī)構(gòu)推件板頂出特點(diǎn)是頂出力均勻、力量大、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。推板推出機(jī)構(gòu)主要用于支撐面很小的殼類塑件。另外,在不允許留有推桿痕跡的情況下。在使用推件板時(shí):應(yīng)注意推件板在頂出過(guò)程中必須處于被導(dǎo)向狀態(tài),通??繉?dǎo)柱導(dǎo)向,導(dǎo)柱長(zhǎng)度應(yīng)大于推件板的頂出距離。為減少推件板
27、與型芯的摩擦,在推件板與型芯間留 0.25mm間隙。(2)推桿推出機(jī)構(gòu)推桿脫模機(jī)構(gòu)是最簡(jiǎn)單、最常用的一種形式,具有制造簡(jiǎn)單、更換方便、推出效果好等特點(diǎn)。推桿直接與塑件接觸,開(kāi)模后將塑件推出。推桿的截面形狀;可分為圓形,方形或橢圓形等其它形狀,根據(jù)塑件的推出部位而定,最常用的截面形狀為圓形;推桿又分為普通推桿和成型推桿兩種,前者只是起到將塑件推出的作用,后者不僅如此還能參與局部成型,所以,推桿的使用是非常靈活的。綜合可知選擇推桿推出機(jī)構(gòu)。3.5 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)對(duì)溫度的控制直接影響塑件的尺寸精度、形狀精度、力學(xué)性能及表面質(zhì)量,模具的冷卻時(shí)間約占整個(gè)注射時(shí)間的 66%左右,它體現(xiàn)著模具溫調(diào)節(jié)系
28、統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)率的影響。通常注射到型腔內(nèi)的塑料熔體的溫度為左右,塑件從型腔中C200滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)11取出的溫度在以下。熔體在成型時(shí)釋放的熱量約有 5%以輻射、對(duì)流的形式散C60發(fā)到大氣中,其余 95%需由冷卻介質(zhì)帶走,否則,由于反復(fù)注入的高溫熔體帶來(lái)的熱量將使模具的溫度升高。為保持模溫恒定,在每一循環(huán)中,必須有冷卻系統(tǒng)把熔體是熱量帶走。根據(jù)模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則: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。根據(jù)書(shū)上的經(jīng)驗(yàn)值取 4 根,在本次設(shè)計(jì)中采用兩根就可以滿足要求。另外,模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中,
29、還應(yīng)同時(shí)遵循:冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則(1) 冷卻系統(tǒng)的布置應(yīng)先于脫模機(jī)構(gòu),這是為了保證足夠的空間來(lái)布置冷卻回路。冷卻回路的設(shè)計(jì)應(yīng)與脫模機(jī)構(gòu)相互協(xié)調(diào),以獲得良好的冷卻效果。(2) 合理確定冷卻管道的直徑中心距以及與型腔的距離。冷卻管道的直徑與間距直接影響模溫的分布。冷卻管道間距布置應(yīng)合理,保證型腔表面溫度分布均勻;冷卻管道孔分別道各處型腔表面的距離相等。(3) 降低進(jìn)出口溫差。冷卻系統(tǒng)兩端進(jìn)出口溫差小,有利于型腔表面溫度分布。通??赏ㄟ^(guò)改變冷卻管道的排列形式來(lái)降低進(jìn)出口水溫差,同時(shí)可以減少冷卻回路的長(zhǎng)度。一般精密模具的進(jìn)出水溫差在C,普通模具不應(yīng)超過(guò)C。25(4) 澆口處加強(qiáng)冷卻。塑料熔體充模時(shí),經(jīng)過(guò)
30、澆口的剪切、摩擦使熔體的溫度升高,同時(shí)也使?jié)部诟浇臏囟忍岣?。一般?lái)說(shuō),離澆口越遠(yuǎn)溫度越低,因此在澆口附近應(yīng)加強(qiáng)冷卻,通常是將冷卻回路的入口設(shè)在澆口附近,使?jié)部谠谳^低的水溫下冷卻。(5) 應(yīng)避免將冷卻水道開(kāi)設(shè)在塑件熔接痕處,并注意干涉及密封等問(wèn)題。當(dāng)采用多點(diǎn)進(jìn)料或型腔較復(fù)雜時(shí),多股料流匯合處將產(chǎn)生熔接痕。該處的溫度通常較其他位置要低,為不使熔體溫度進(jìn)一步降低,保證融合處的質(zhì)量,應(yīng)盡量步在這些部位開(kāi)設(shè)冷卻管道。(6) 冷卻水道應(yīng)便于加工和清理。為了便于加工和操作,進(jìn)出水管接頭應(yīng)盡量設(shè)在模具同一側(cè),并在注射機(jī)背面,同時(shí)水管接頭處應(yīng)密封,以免漏水。該塑件外表面質(zhì)量要求較高,生產(chǎn)批量大,故在動(dòng)模設(shè)置冷
31、卻系統(tǒng)即可。3.6 確定標(biāo)準(zhǔn)模架尺寸注塑模模架國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè),即 GB/T125561990塑料注射模中小型模架及其技術(shù)條件和 GB/T125551990塑料注射模大型模架 。前者適用于模板尺寸為 BL560mm900mm;后者的模板尺寸 BL 為(630mm630mm)(1250mm2000mm) 。中小型注射模架按結(jié)構(gòu)可分為基本型滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)12和派生型。基本型有 A1、A2、A3、A4。派生型有P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9 按導(dǎo)柱和導(dǎo)套的安裝形式可分為正裝和反裝。基本型模架用于單分型面,派生型 P1-P4 用于點(diǎn)澆口。由于該塑件有推件板推出,故選擇 P
32、2 型模架。由于先分析大體結(jié)構(gòu)尺寸,再采用 Pro/E Wildfire 3.0 進(jìn)行設(shè)計(jì),故模架采用 2P 生產(chǎn)廠家 SA 型摸架。結(jié)構(gòu)圖如下:滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)13第第 4 章章 注塑機(jī)的設(shè)備選擇注塑機(jī)的設(shè)備選擇4.1 注塑機(jī)的分類注塑機(jī)的分類方式很多,目前尚未形成完全統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的分類方法。常用的有:(1)按設(shè)備外形特征分類:臥式,立式,直角式,多工位注塑機(jī)。(2)按加工能力分類:超小型,小型,中型,大型和超大型注塑機(jī)。此外還有按用途分類和按合模裝置的特征分類,但日常生活中用的較少。4.2 注塑機(jī)的主要參數(shù)注塑機(jī)的主要參數(shù)有公稱注射量,注射壓力,注射速度,塑化能力,鎖模力,合模裝置的基
33、本尺寸,開(kāi)合模速度,空循環(huán)時(shí)間等。這些參數(shù)是設(shè)計(jì),制造,購(gòu)買和使用注塑機(jī)的主要依據(jù)。(1) 公稱注塑量;指在對(duì)空注射的情況下,注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時(shí),注射裝置所能達(dá)到的最大注射量,反映了注塑機(jī)的加工能力。(2) 注射壓力;為了克服熔料流經(jīng)噴嘴,澆道和型腔時(shí)的流動(dòng)阻力,螺桿(或柱塞)對(duì)熔料必須施加足夠的壓力,我們將這種壓力稱為注射壓力。(3) 注射速率;為了使熔料及時(shí)充滿型腔,除了必須有足夠的注射壓力外,熔料還必須有一定的流動(dòng)速率,描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時(shí)間或注射速度。(4) 塑化能力;單位時(shí)間內(nèi)所能塑化的物料量。塑化能力應(yīng)與注塑機(jī)的整個(gè)成型周期配合協(xié)調(diào),若塑化能力高而機(jī)器的
34、空循環(huán)時(shí)間長(zhǎng),則不能發(fā)揮塑化裝置的能力,反之則會(huì)加長(zhǎng)成型周期。(5) 鎖模力;注塑機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所能施加的最大夾緊力,在此力的作用下模具不應(yīng)被熔融的塑料所頂開(kāi)。(6) 合模裝置的基本尺寸;包括模板尺寸,拉桿空間,模板間最大開(kāi)距,動(dòng)模板的行程,模具最大厚度與最小厚度等。這些參數(shù)規(guī)定了機(jī)器加工制件所使用的模具尺寸范圍。(7) 開(kāi)合模速度;為使模具閉合時(shí)平穩(wěn),以及開(kāi)模,推出制件時(shí)不使塑料制件損壞,要求模板在整個(gè)行程中的速度要合理,即合模時(shí)從快到慢,開(kāi)模時(shí)由慢到快在到停。(8) 空循環(huán)時(shí)間;在沒(méi)有塑化,注射保壓,冷卻,取出制件等動(dòng)作的情況下,完成一次循環(huán)所需的時(shí)間。滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)144.
35、3 選擇注塑機(jī)(1)按照前面提供的方法查詢模塑件的質(zhì)量屬性,得其體積為 V=89.8cm3,質(zhì)量m=80.8g。(2) 模具所需鎖模力的計(jì)算F鎖PA 式中 F鎖模力,N A制品和流道在分型面上的投影面積之和, p型腔的平均計(jì)算壓力,Pa,一般取 2040 Mpa;制品和流道在分型面上的投影面積之和為 A=3.14120120=45216=452.16,pm=25Mpa,故mmcmF=452.16251130kN410610(3) 最大注射壓力計(jì)算 Pmaxkpo 式中 Pmax最大注射壓力 K安全系數(shù),通常取 K=1.251.4:Po成型時(shí)所需的注射壓力,在實(shí)際生產(chǎn)中,Po 大致在 70100
36、Mpa 范圍內(nèi)。故 Pmax=1.485=119Mpa。 根據(jù)生產(chǎn)批量,生產(chǎn)成本等各方面的計(jì)算,考慮經(jīng)濟(jì)因素,該模具的設(shè)計(jì)采用一模四腔。另外從實(shí)際注射量應(yīng)在額定注射量的 20%85%之間考慮,結(jié)合上面的計(jì)算,初步確定注塑機(jī)為 SZ-300/160。4.4 注塑機(jī)的校核(1) 注射壓力的校核聚丙烯的注射壓力為 119Mpa,預(yù)選注塑機(jī)為 SZ-300/160 該注塑機(jī)的注射壓力為 150MPa,所以該注塑機(jī)滿足材料的注塑要求。(2)最大注射量的校核因采用 SZ-300/160 型注塑機(jī),理論注射量為 300,而模塑件的總體積為3cm989.8,注塑機(jī)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足要求。3cm(3) 鎖模力的校核在 3
37、.2 中計(jì)算得鎖模力為 1356KN,而 SZ-300/160 該注塑機(jī)的鎖模力 160KN,所以該注塑機(jī)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足材料的注塑要求。由于該注塑機(jī)的最大鎖模力不能滿足要求;所以以下的塑化能力模具厚度滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)15開(kāi)模行程模具安裝尺寸就不用在校核了,必須從新選擇注塑機(jī)。查國(guó)產(chǎn)注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表可選取 SZ-10000/1600,主要技術(shù)參數(shù)如下。 表 4-4 國(guó)產(chǎn)注射機(jī) SZ-10000/1600 技術(shù)參數(shù)表特性內(nèi)容特性內(nèi)容結(jié)構(gòu)類型臥式鎖模力(KN)1600理論注射容積(cm)310000拉桿內(nèi)間距(mm)13001300螺桿(柱塞)直徑(mm)150移模行程(mm)1500注射
38、壓力(MP )a140最大模具厚度(mm)1500注射速率(g/s)1130最小模具厚度(mm)750塑化能力(g/s)535模具定位孔直徑(mm)250螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)080噴嘴球半徑(mm)SR35滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)16第第 5 章章 成型零件設(shè)計(jì)與計(jì)算成型零件設(shè)計(jì)與計(jì)算5.1 成型零件工作尺寸計(jì)算成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構(gòu)成塑件的尺寸。凹、凸模工作尺寸的精度直接影響塑件的精度。成型零件中與塑件接觸并決定塑件幾何形狀的各處尺寸,稱為工作尺寸,它包括型腔深度與型芯高度尺寸、型腔和型芯徑向尺寸、成型零件中心距。通過(guò)對(duì)塑件尺寸公差的分析,該塑件尺寸精度等級(jí)為一般精度,故選
39、取模具制造公差為零件公差的 1/4,模具磨損系數(shù)為 0.5。模具工作部分尺寸計(jì)算過(guò)程為:圖 5-1 塑件零件圖(1)型腔徑向尺寸計(jì)算: (1)zzMAS Asx 其中 塑件外形尺寸 S塑件的收縮率 x磨損系數(shù)sA模具制造公差 塑件公差z查有關(guān)資料可知的公差=0.52,的公差=0.2824080型腔徑向尺寸: 240(1)zzMAS Asx =0.524(1 0.005) 2400.5 0.52=0.13240.94型腔徑向尺寸:80(1)zzMAS Asx =0.284(1 0.005) 800.5 0.28=0.0780.26(2)型腔深度尺寸計(jì)算滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)172(1)3zzM
40、HSHs其中 塑件高度尺寸 S塑件的收縮率 x磨損系數(shù)sH模具制造公差 塑件公差z查有關(guān)資料可知的公差=0.28 772型腔深度尺寸 :772(1)3zzMHSHs=0.2842(1 0.005) 770.53=0.0777.06(3)型芯徑向尺寸計(jì)算 (1)MzzBSBsx 其中 外形尺寸 S塑件的收縮率 x磨損系數(shù)sB模具制造公差 塑件公差z查有關(guān)資料可知的公差=0.52,23724031的公差=0.28778032型芯徑向尺寸:237(1)zzBSBsx =0.524(1 0.005) 2370.5 0.52=0.13238.33型芯徑向尺寸:77(1)zzBSBsx =0.284(1
41、0.005) 770.5 0.28=0.0777.53(4)型芯高度尺寸計(jì)算:(1)MzzhShsx 其中 高度尺寸 S塑件的收縮率 x磨損系數(shù)sh模具制造公差 塑件公差z查有關(guān)資料可知的公差=0.46, 778031型芯高度尺寸:77(1)MzzhShsx =0.464(1 0.005) 770.5 0.46=0.1277.62滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)1852 成型零件的設(shè)計(jì)本節(jié)通過(guò) PRO/E MOLDESIGN 模塊來(lái)進(jìn)行模具成型零件的設(shè)計(jì)。5.2.1 設(shè)置收縮率 根據(jù)第一章塑件收縮率的分析,確定收縮率為 0.005。方式為按比例收縮。圖 5-2 設(shè)置收縮率5.2.2 創(chuàng)建毛坯工件 模具
42、毛壞的尺寸大小取決于零件模型的大小,同時(shí)還可以參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)模架上動(dòng)模板和定模板的厚度來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。參考該塑件的尺寸確定毛壞尺寸為:570570140。5.2.3 設(shè)計(jì)分型面此塑件塑料盆模具運(yùn)用 PRO/E3.0 中的陰影曲面功能來(lái)創(chuàng)建分型面,由于沒(méi)有側(cè)抽芯結(jié)構(gòu),結(jié)合塑件組成結(jié)構(gòu)分析,設(shè)計(jì)此分型面比較合適,且便于順利脫模。滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)19圖 5-3 創(chuàng)建陰影曲面5.2.4 創(chuàng)建模具體積塊在分型面創(chuàng)建完成后,再以分型面為界線將毛胚工件分割為新的模具體積塊,即為動(dòng)模和定模(無(wú)質(zhì)量的空心體積)。分割后所得的模具體積塊如下: 圖 5-4 定模塊 圖 5-5 動(dòng)模塊5.2.5 創(chuàng)建模具元件模具體
43、積塊創(chuàng)建完成后,這時(shí)所得到的體積塊是由若干面圍成的三維區(qū)域,并不是實(shí)體。因此下一步要在體積塊基礎(chǔ)上建立實(shí)體的型腔組件。抽取模具體積塊以生成模具元件,抽取完畢后模具元件即成為功能齊全的 Pro/E 零件。5.2.6 流道與澆口設(shè)計(jì)滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)20主流道是連接注塑機(jī)的噴嘴與分流道的一段通道,通常和注塑機(jī)的噴嘴在同一軸線上,斷面為圓形,目的是便于冷料的脫模,同時(shí)也改善料流的速度,主流道的大小直接影響熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間。圖 5-6 主流道與澆口5.2.7 創(chuàng)建鑄模澆注系統(tǒng)的各個(gè)組成部件創(chuàng)建完成后,就可創(chuàng)建鑄模零件了。圖 5-7 鑄模零件圖5.2.8 開(kāi)模仿真 開(kāi)模就是將創(chuàng)建的模具體積
44、塊,鑄模零件等沿著指定的方向和距離展開(kāi)。將動(dòng)定模分別沿開(kāi)模軸線移動(dòng) 300mm。滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)21圖 5-8 模具展開(kāi)效果圖滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)22第第 6 章章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類型。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的開(kāi)合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。錐面定位機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的精密對(duì)中定位。注射模導(dǎo)向和定位機(jī)構(gòu),主要是用來(lái)保證動(dòng)模和定模兩大部分或模內(nèi)其他零件之間的準(zhǔn)確配合和可靠地分開(kāi),避免模內(nèi)各零件發(fā)生碰撞和干涉,并保證塑件的形狀和尺寸精度。該塑件簡(jiǎn)單不需設(shè)置專門(mén)的定位機(jī)構(gòu),只需設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由
45、導(dǎo)柱和導(dǎo)套組成。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的設(shè)計(jì)原則:(1) 導(dǎo)柱應(yīng)合理均布在模具分型面四周,導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離。(2)導(dǎo)柱一般設(shè)在有型芯的一邊,便于保護(hù)型芯不受損壞;導(dǎo)柱設(shè)在定模一邊,便于脫模。(3)導(dǎo)柱長(zhǎng)度應(yīng)比凸模端面的高度高出 68mm,以保證在導(dǎo)柱伸入導(dǎo)套后型芯才進(jìn)入型腔,從而避免型芯與型腔相碰而損壞。(4)為使導(dǎo)柱能順利進(jìn)入導(dǎo)套,導(dǎo)柱端部應(yīng)做成錐形或半球形,導(dǎo)套的前端面也應(yīng)有倒角。(5)導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨度,多采用 20 低碳鋼滲碳淬火處理。導(dǎo)柱與導(dǎo)套配合部分的表面粗糙度為mRa8 . 06.2 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.2.1 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)和尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化,常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形
46、式有帶頭導(dǎo)柱和有肩導(dǎo)柱。有時(shí)為了減少導(dǎo)柱和導(dǎo)柱孔之間的摩擦,在導(dǎo)柱的工作部分設(shè)置儲(chǔ)油槽來(lái)儲(chǔ)存潤(rùn)滑劑。由模架 8008000,查有關(guān)數(shù)據(jù)可知導(dǎo)柱直徑為,臺(tái)階圓,臺(tái)階高度 10mm,2030儲(chǔ)油槽寬度 4mm,導(dǎo)柱前端錐形長(zhǎng)度為 5mm,錐度為。導(dǎo)柱采用 20 號(hào)鋼滲碳10或 T8A 鋼,淬硬 5055HRC,配合段粗糙度值為,非配合段粗糙度值為m4 . 0,其長(zhǎng)度按模具尺寸決定。m8 . 0滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)236.2.2 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)和尺寸也已標(biāo)準(zhǔn)化,常見(jiàn)有帶頭導(dǎo)套和直導(dǎo)套。這里選擇有肩導(dǎo)柱。導(dǎo)套采用 20 號(hào)鋼滲碳或 T8A 鋼,淬硬 5055HRC,外表面粗糙度值為,m8
47、 . 0內(nèi)表面粗糙度值為,長(zhǎng)度由設(shè)計(jì)的模具尺寸決定。m4 . 0結(jié)構(gòu)示意圖如下導(dǎo)套內(nèi)孔與導(dǎo)柱的配合是 H7/f7,外圓與模板的配合是 H7/m6,臺(tái)階與模板沒(méi)60配合,臺(tái)階起到固定作用,與模板的間隙是 1mm。滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)24第第 7 章章 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)排氣是注射模設(shè)計(jì)中一個(gè)主要問(wèn)題。塑料熔體在填充模具的型腔過(guò)程中同時(shí)要排出型強(qiáng)及流道原有的空氣,除此以外,塑料熔體會(huì)產(chǎn)生微量的分解氣體。這些氣體必須及時(shí)排出。否則,被壓縮的空氣產(chǎn)生高溫,會(huì)引起塑件局部碳化燒焦,或塑件產(chǎn)生氣泡,或使塑件熔接不良引起強(qiáng)度下降,甚至充模不滿。在注射成型過(guò)程中,熔體注入型腔時(shí)。必須將型腔中的空
48、氣和從熔體中溢出的揮發(fā)性氣體順利排出型腔,否則會(huì)影響塑件質(zhì)量。排氣方式通常有:利用分型面排氣,利用活動(dòng)零件之間的間隙排氣,開(kāi)設(shè)排氣槽等。選擇排氣槽的開(kāi)設(shè)位置時(shí),應(yīng)遵循以下原則:(1)排氣口不能正對(duì)操作者,以防熔料噴出而發(fā)生工傷事故。(2)最好開(kāi)設(shè)在分型面上,如果產(chǎn)生飛邊易隨塑件脫出。(3)最好設(shè)在凹模上,以便于模具加工和清模方便。(4)開(kāi)設(shè)在塑料熔體最后才能填充的模腔部位,如流道或冷料穴的終端。(5)開(kāi)設(shè)在靠近嵌件和制件壁最薄處,因?yàn)檫@樣的部位最容易形成熔接痕。(6)若型腔最后充滿部位不在分型面上,其附近又無(wú)可供排氣的推桿或活動(dòng)的型心時(shí),可在型腔相應(yīng)部位鑲嵌燒結(jié)的多孔金屬塊,以供排氣。(7)高
49、速注射薄壁型制件時(shí),排氣槽設(shè)在澆口附近,可使氣體連續(xù)排出。 該塑件不需開(kāi)設(shè)排氣槽,利用分型面和活動(dòng)零件之間的間隙就可以排氣。若在試模時(shí)發(fā)現(xiàn)排氣不良,再開(kāi)設(shè)排氣槽。滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)25第第 8 章章 模架及其它模具零件設(shè)計(jì)模架及其它模具零件設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)運(yùn)用 EMX4.1(專家模架庫(kù))來(lái)設(shè)計(jì)塑料盆模具模架,參考了連接模具模架的設(shè)計(jì)方法。由于 PRO/E 為國(guó)外研發(fā)的軟件,因此在 EMX4.1 中沒(méi)有符合我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的模架,制作中常選用與 GB 類似的模架。下面為設(shè)計(jì)過(guò)程。8.1 模架尺寸的計(jì)算模具型腔在塑料成型的過(guò)程中受到塑料熔體高溫,高壓的作用,其應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。理論分析及實(shí)踐證
50、明,中小型模具的破壞以強(qiáng)度不足為主要原因,大型的模具的破壞則以剛度不足為主要原因。因此在模具設(shè)計(jì)過(guò)程中小型模具應(yīng)以保證其強(qiáng)度為主,而大型模具則以保證其剛度為主。本模具從尺寸上來(lái)看應(yīng)該屬于中小型模具,在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須保證其強(qiáng)度。設(shè)計(jì)模具為整體嵌入式。(1)整體嵌入式模具型腔側(cè)壁厚度的計(jì)算 43cphaE式中 p型腔的壓力,p=700MPa h型腔深度,mm; 鋼材的彈性模量,52.1 10EMPa 允許的最大變形量,取/6000L 由L/H而定的常數(shù),查得c1c 故: 4351 700 80 10402402.1 106000amm(2)底板厚度的計(jì)算 43c pbSE式中 b:型腔寬度:允許的
51、最大變形量:由L/b而定的常數(shù),查得=0.0240 c c故: 4350.0240 700 2401952.1 100.036Smm滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)26此模具中,由于要安裝導(dǎo)柱,導(dǎo)套等導(dǎo)向機(jī)構(gòu),并結(jié)合該設(shè)計(jì)是一膜四腔,故選取 800800 的模架。8.2裝配模架8.2.1 新建組件項(xiàng)目圖 8-1 新建項(xiàng)目8.2.2 載入模具裝配元件將上一章創(chuàng)建的成型零件模型加載到組件中。圖 8-2 型腔組裝完成圖滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)278.2.3 定義模具模架 塑料盆外殼模具模架為二板式模架,包括 JT 板(上模座板) ,JL 板(下模座板) ,A 板(定模板) ,B 板(動(dòng)模板) ,U 板(支承
52、板) ,C 塊(支承塊) ,推件固定板。(1)項(xiàng)目準(zhǔn)備圖 8-3 “ 準(zhǔn)備元件”對(duì)話框(2) 定義模架組件圖 8-4 組件話框架8.2.4 添加設(shè)備利用 EMX4.1 對(duì)就澆注系統(tǒng)中的定位環(huán)和澆口套進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),無(wú)須單獨(dú)進(jìn)行創(chuàng)建,直接選用適合的定位環(huán)和澆口套,并對(duì)其進(jìn)行參數(shù)設(shè)置即可。A 定位環(huán)滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)28圖 8-5 設(shè)置定位環(huán)參數(shù)B 澆口襯套圖 8-6 設(shè)置澆口襯套參數(shù)8.2.5 加入復(fù)位銷圖 8-7 加入后銷8.2.6 在模座中挖出放置型腔的凹槽滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)29圖 8-8 設(shè)置型腔嵌件參數(shù)完成的模架結(jié)構(gòu)示意圖如下:圖 8-9 模架設(shè)置完成圖添加設(shè)備完成后,程序自動(dòng)加
53、載定義的模架滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)30圖 8-10 加載的模架效果圖8.2.7 設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)注射機(jī)在往模具中注入黏流狀塑料后,模具經(jīng)過(guò)冷卻水道內(nèi)水流的急速隆溫,塑料件在短時(shí)間內(nèi)凝固,被頂出機(jī)構(gòu)推出而不致于變形或翹曲。本模具的冷卻水路為單個(gè)冷卻水路,也是在進(jìn)料口通入冷卻循環(huán)水流的循環(huán)冷卻回路。圖 8-11 創(chuàng)建水線滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)31圖 8-12 冷卻道效果圖8.2.8 加載所有組件圖 8-13 塑料盆外殼模滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)32總總 結(jié)結(jié)隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的迅速發(fā)展,計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用,在工業(yè)中模具已成為生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品不可缺少的重要工藝裝備。特別是在塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中,塑料模具
54、的應(yīng)用極其廣泛,在各類模具中的地位也越來(lái)越突出。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我選擇了塑料模,塑料制品在我們的生活中有著不可或缺的地位,例如:牙刷,電視機(jī)外殼,筆,臉盆,瓶子,手機(jī)等。是我們生活所必備的,也是我們生活重要的組成部分。生活中用到的在設(shè)計(jì)中要講究實(shí)用和人性化,讓我們的生活更豐富多彩,充滿生機(jī)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,翻閱一部分書(shū)籍,運(yùn)用AutoCAD,Pro/E 等軟件輔助設(shè)計(jì),遇到過(guò)種種困難,在老師的幫助和我自己的努力下,使我能在規(guī)定的時(shí)間里獨(dú)立完成設(shè)計(jì)。在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中,最大困難是資料不全,一些數(shù)據(jù)因無(wú)法查閱,得一個(gè)一個(gè)計(jì)算,設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)和圖形也難免出錯(cuò),希望各位老師給予諒解。再則,因?yàn)樽约旱睦L圖水平還
55、比較薄弱,在這次的設(shè)計(jì)繪圖中尤其明顯,同時(shí)也讓我知道了知識(shí)積累和不斷加強(qiáng)學(xué)習(xí)的重要性,以后需要加強(qiáng)實(shí)戰(zhàn)練習(xí)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì),把我以前所學(xué)的理論知識(shí)都聯(lián)系起來(lái)了,包括設(shè)計(jì)的原則,工藝方法,公差,塑料的性能以及塑料模具材料的選擇,塑料模具的機(jī)加工和熱處理,塑料的成型工藝等,是對(duì)我所學(xué)的專業(yè)知識(shí)一個(gè)很大的檢驗(yàn)及綜合能力的考察,也讓我更深一步了解到繪圖工具在設(shè)計(jì)中的重要性。設(shè)計(jì)是一個(gè)反復(fù)修改和不斷進(jìn)步的過(guò)程,由于時(shí)間倉(cāng)促,設(shè)計(jì)方案難免還存在著一些錯(cuò)誤,不能有充足的時(shí)間及時(shí)修改,希望各位老師和領(lǐng)導(dǎo)給予諒解,同時(shí)對(duì)于設(shè)計(jì)中的其它錯(cuò)誤給予指正,誠(chéng)懇接受您們的批評(píng)。 滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)33致致 謝謝在
56、論文完成之際,我要特別感謝我的指導(dǎo)老師曹鳳江老師的熱情關(guān)懷和悉心指導(dǎo)。在我撰寫(xiě)論文的過(guò)程中,曹老師傾注了大量的心血和汗水,無(wú)論是在論文的選題、構(gòu)思和資料的收集方面,還是在論文的研究方法以及成文定稿方面,我都得到了曹老師悉心細(xì)致的教誨和無(wú)私的幫助,特別是她廣博的學(xué)識(shí)、深厚的學(xué)術(shù)素養(yǎng)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和一絲不茍的工作作風(fēng)使我終生受益,在此表示真誠(chéng)地感謝和深深的謝意。 在論文的寫(xiě)作過(guò)程中,也得到了許多同學(xué)的寶貴建議,同時(shí)還到許多在工作過(guò)程中許多同事的支持和幫助,在此一并致以誠(chéng)摯的謝意。 感謝所有關(guān)心、支持、幫助過(guò)我的良師益友。 最后,向在百忙中抽出時(shí)間對(duì)本文進(jìn)行評(píng)審并提出寶貴意見(jiàn)的各位專家表示衷心地感
57、謝!滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)34參考資料參考資料1付宏生 劉京華 塑料制品與注塑模具設(shè)計(jì)化學(xué)工業(yè)出版社 2003 年。2陳震邦 工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 2004 年 1 月。3高漢華 廖月瑩 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 大連理工大學(xué)出版社 2007。4郭鐵良 模具制造工藝學(xué) 高等教育出版社 2002 年 3 月年 8 月。5屈華昌 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 高等教育出版社 2001 年 7 月。6李紹林主編塑料橡膠成型模具設(shè)計(jì)手冊(cè)北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.9。7葉久新/王群主編 塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)湖南:湖南科學(xué)技術(shù)出版社,2005。8王正遠(yuǎn)主編工程塑料實(shí)用手冊(cè)北京:中國(guó)物資出版社
58、,1994。9王群、伍先明編著塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)北京:國(guó)防工業(yè)出版社,1997.6。滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)35附附 錄錄附錄 1: 模架:A4-315-315-03-Z2 GB/T12556。 附錄 2:聚丙烯的成型工藝卡聚丙烯(純) 密度(g/cm3) 0.900.91 成型時(shí)間/s 注射時(shí)間 05 材料收縮率 1.003.00 保壓時(shí)間 1560s 預(yù)熱 溫度 80.0100 冷卻時(shí)間 1550s 時(shí)間 12 總周期 40120 料桶溫度/ 前段 180200 螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 3060 中段 190220 后處理 后段 150170 溫度 噴嘴溫度/ 170190 時(shí)間/h 注射壓力/Mpa 70120 適用注射機(jī)類型 螺桿、柱塞式均可附錄 3:模具三視圖滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)36
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