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XXXXXXXXX學(xué)校姓名:XXX學(xué)號(hào):XXXXXX設(shè)計(jì)題目:香水蓋外殼塑料模設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師:XX產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝分析 本次設(shè)計(jì)主要是通過(guò)對(duì)塑件的形狀、尺寸及其精度的要求來(lái)進(jìn)行成型工藝的可行性分析。塑件的成型工藝性主要包括塑件的壁厚,度和圓角以及是否有抽芯機(jī)構(gòu)。通過(guò)以上的分析來(lái)確定模具分型面、型腔數(shù)目、澆口形式、位置大?。黄渲凶钪匾氖谴_定型芯和型腔結(jié)構(gòu),例如是采用整體式還是鑲拼式,以及它們的定位和固緊方式此外還分析了模具受力,脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等。設(shè)計(jì)的目的v該塑件比較典型,有一個(gè)側(cè)抽芯,有加強(qiáng)筋,還有一個(gè)內(nèi)凸臺(tái).如圖1所示:v計(jì)算起來(lái)有一定的難度,所以凹模采用整體式型腔結(jié)構(gòu),其特點(diǎn)是牢固、不易變形,不會(huì)使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡。結(jié)構(gòu)如圖2所示v凸模主要是與凹模結(jié)合構(gòu)成模具的型腔座,其凸模(主型芯與分型芯)采用鑲嵌結(jié)構(gòu)形式,其結(jié)構(gòu)如圖3所示:方案v方案一:斜導(dǎo)柱與側(cè)滑快同時(shí)安裝在定模v方案二:斜導(dǎo)柱固定在定模、側(cè)滑塊安裝在 動(dòng)模 經(jīng)分析,綜合考慮各方面的因素,方案一較合理。工作原理 該模具是生產(chǎn)香水蓋外殼產(chǎn)品零件的模具.是采用定距螺釘和彈簧進(jìn)行二次分型,用斜導(dǎo)柱外側(cè)抽芯,型芯頂出零件,進(jìn)料時(shí)采用潛伏式澆口進(jìn)料形式,當(dāng)開模的時(shí)候,用球頭拉料桿把澆注系統(tǒng)凝料頂出,然后利用型芯內(nèi)抽推板推出塑件,合模時(shí)用彈簧先復(fù)位,然后進(jìn)行下一次成型開始.模具的裝配工藝及零件工藝v一 模具的裝配工藝v(一)注射模裝配的主要要求如下:(1)模具上下平面的平行度偏差不大于 0.05mm,分模面處密合。(2)推件時(shí)推桿和卸料板動(dòng)作要保持同步。v(二)模具的裝配順序 塑件的結(jié)構(gòu)形狀是型芯、型腔在合模后很難找正相對(duì)位置,模具還設(shè)有斜滑塊機(jī)構(gòu),所以,模具要先裝好導(dǎo)柱、導(dǎo)套作為模具的裝配基準(zhǔn)。二 模具零件的裝配工藝 模具精度是影響塑料成型件精度的重要因素之一。為了保證模具精度,制造時(shí)要達(dá)到如下要求:(一)塑料模具的所有零件,在材料、加工精度和熱處理質(zhì)量等方面均應(yīng)符合相應(yīng)圖樣的要求。型芯加工路線:備料-熱處理-粗加工毛坯-車-磨平面-電極加工-熱處理-磨 平面-校驗(yàn)-入庫(kù) 型腔加工路線:備料-熱處理-粗加工毛坯-銑工-鉗工劃線-銑工-熱處理-磨平 面-鉗工-校驗(yàn)-入庫(kù) 本次設(shè)計(jì)共12張圖紙,1張裝配圖11張零件圖二維圖見圖紙謝辭謝辭 在此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中,黎傳老師在設(shè)計(jì)過(guò)程中給予了我正確的指導(dǎo),在眾多方面提供了方便和便利,為設(shè)計(jì)的合理性、可行性和完善性提供了有利的幫助。在此表示衷心的感謝。希望以后還有機(jī)會(huì)能聽到老師們的諄諄教悔。謝謝!
XXXX學(xué)校
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書
系 別 機(jī)械工程系
專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造
學(xué)生班級(jí) XXXX
姓 名 XXXX
學(xué) 號(hào) XXXX
指導(dǎo)老師 XXXX
職 稱
設(shè)計(jì)(論文)題目及專題 香水蓋塑料模具設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)所用原始資料:
設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
任務(wù)下達(dá)日期: 200 年 月 日
學(xué)生提交設(shè)計(jì)期限:200 年 月 日至200 年 月 日
組織實(shí)施單位:
教研室主任意見:
簽 字: 200 年 月 日
系領(lǐng)導(dǎo)小組意見:
簽 字: 200 年 月 日
型腔的工藝路線
產(chǎn)品名
香水蓋
材料
中碳鋼
工序號(hào)
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
機(jī)床
夾具
1
備料
將毛坯鍛成圓棒,尺寸為Φ45mm×27mm
2
熱處理
退火HBS<=229
3
粗加工毛坯
去掉棒料黑皮
GA6140
三爪卡盤
4
銑工
銑A面達(dá)尺寸精度要求
立式銑床
專用夾具
5
鉗工劃線
劃出對(duì)稱中心線,在A面劃線打中心孔
三坐標(biāo)測(cè)量床
6
銑工
粗銑型腔,留磨削余量0.3mm
立式銑床
專用夾具
7
精銑型腔,達(dá)到尺寸要求
立式銑床
專用夾具
8
熱處理
按熱處理工藝保證60~70HRC
9
磨平面
磨上下面達(dá)到要求
平面磨床
專用夾具
10
鉗工
修整過(guò)渡圓角,拋光型腔修研型面達(dá)圖樣要求;對(duì)樣板
11
校驗(yàn)
12
入庫(kù)
產(chǎn)品名
香水蓋
材料
中碳鋼
工序號(hào)
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
機(jī)床
夾具
1
備料
將毛坯鍛成圓棒,尺寸為Φ20mm×42mm
2
熱處理
退火
3
粗加工毛坯
去掉棒料黑皮
GA6140
三爪卡盤
4
車
車外圓,長(zhǎng)為35.5mm留磨削余量0.5mm,外圓留磨削余量0.4mm
立式銑床
專用夾具
5
磨平面
磨凸臺(tái)平面和外圓,保證垂直度
平面磨床
專用夾具
6
電極加工
電極加工型芯,按圖紙要求達(dá)到尺寸,保證精度
D6140A
專用夾具
7
熱處理
按熱處理工藝保證55~65HRC
8
磨平面
磨兩端平面達(dá)到要求
平面磨床
專用夾具
9
校驗(yàn)
10
入庫(kù)
型芯的工藝路線
XXXX學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書
目 錄
前言…………………………………………………………2
摘要…………………………………………………………4
設(shè)計(jì)題目和任務(wù)書………………………………………..5
緒論…………………………………………………………6
一、塑件工藝分析………………………………………..16
二、注射機(jī)型號(hào)的確定………………………………….19
三、注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………….20
四、模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算……………………………….31
五、注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核………………………37
六、繪制模具總裝配圖和非標(biāo)準(zhǔn)零件工作圖………..43
七、注射模主要零件加工工藝規(guī)程的編制…………..44
八、設(shè)計(jì)小結(jié)……………………………………………..44
謝辭…………………………………………………………45
參考文獻(xiàn)……………………………………………………46
摘要
分析了香水蓋外殼塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),敘述了該塑件成型工藝、注射模的結(jié)構(gòu)和工作原理,其原理是:采用定距螺釘和彈簧進(jìn)行二次分型,用斜導(dǎo)柱外側(cè)抽芯,型芯頂出零件,進(jìn)料時(shí)采用潛伏式澆口進(jìn)料形式,當(dāng)開模的時(shí)候,用球頭拉料桿把澆注系統(tǒng)凝料頂出,然后利用型芯內(nèi)抽推板推出塑件,合模時(shí)用彈簧先復(fù)位,然后進(jìn)行下一次成型開始。提高了生產(chǎn)效率。
關(guān)鍵詞:香水蓋;注射模;定距螺釘;彈簧;斜導(dǎo)柱;側(cè)抽芯;型芯;球頭拉料桿;推板
Abstract
Analyzed the structure characteristics of the perfume cover outer shell plastics piece, described the piece’s structure and work principle which model a craft and inject a mold, its principle :adopt and certainly be apart from bolt and spring coil and carry on two cents type, use inclined lead a side outside the pillar and take out heart, type the heart crest spare parts, while entering and anticipating adoption incubate the type sprinkle into anticipate a form, while opening a mold, with the ball head pull and anticipate a pole sprinkle and note system and anticipate, then make use of and take out and push plank and release a plastics piece inside a heart,use spring coil and reset first while matching a mold, then carry on willing model a beginning next time.Raised to produce an efficiency.
Keyword:perfume cover;inject a mold;certainly be apart from bolt;spring coil; inclined to lead pillar;the side takes out heart;type heart;the ball head pulls to anticipate a pole;push plank
第 3 頁(yè) 共 3 頁(yè)
XXXX學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書
前 言
在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的進(jìn)程中,模具的地位及其重要性日益被人們所認(rèn)識(shí)。模具工業(yè)作為進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力之一,正推動(dòng)著整個(gè)工業(yè)技術(shù)向前邁進(jìn)!模具就是“高效益”,模具就是“現(xiàn)代化”之深刻含意,也正在為人們所理解和掌握。當(dāng)塑料品種入其成型加工設(shè)備被確定之后,塑料制品質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低,模具因素約占80%。由此可知,推動(dòng)模具技術(shù)的進(jìn)步應(yīng)刻不容緩!塑料模具設(shè)計(jì)技術(shù)與制造水平,常標(biāo)志一個(gè)國(guó)家工業(yè)化發(fā)展的程度。由此可知,塑料模具設(shè)計(jì),對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量的重要性是不言而喻的。
對(duì)于一個(gè)機(jī)械專業(yè)的畢業(yè)生來(lái)說(shuō),對(duì)塑料模的設(shè)計(jì)已經(jīng)有了一個(gè)大概的了解。此次畢業(yè)設(shè)計(jì),培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用多學(xué)科理論、知識(shí)和技能,以解決較復(fù)雜的工程實(shí)際問(wèn)題的能力,主要包括設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)研究方案的分析論證,原理綜述,方案方法的擬定及依據(jù)材料的確定等。它培養(yǎng)了我樹立正確的設(shè)計(jì)思想,勇于實(shí)踐、勇于探索和開拓創(chuàng)新的精神,掌握現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法,適應(yīng)社會(huì)對(duì)人才培養(yǎng)的需要。
畢業(yè)設(shè)計(jì)這一教學(xué)環(huán)節(jié)使我獨(dú)立承擔(dān)實(shí)際任務(wù)的全面訓(xùn)練,通過(guò)獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)的全過(guò)程,培養(yǎng)了我的實(shí)踐工作能力。另外,畢業(yè)設(shè)計(jì)必須具備一定的計(jì)算機(jī)應(yīng)用的能力,在設(shè)計(jì)過(guò)程中都應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)課題利用利用Pro/E 軟件進(jìn)行塑件的3D塑件分模,同時(shí)還具備必要的計(jì)算機(jī)繪圖能力,如利用AutoCAD進(jìn)行二維圖的繪制。
在這個(gè)過(guò)程之中,首先是對(duì)零件的分析,消化現(xiàn)有的資料,對(duì)設(shè)計(jì)的目的和要求有一個(gè)大致的了解;然后是大致測(cè)量零件的尺寸著手畫出實(shí)物的零件圖,利用所學(xué)知識(shí)分析出零件的凸模和凹模;查找手頭的資料進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算,根據(jù)所得數(shù)據(jù)畫出草圖,檢查和核對(duì)之后繪制零件的裝備圖;最后分析總結(jié),寫出自己的設(shè)計(jì)思路,設(shè)計(jì)過(guò)程和設(shè)計(jì)體會(huì)。
此次畢業(yè)設(shè)計(jì)除了對(duì)知識(shí)和能力培養(yǎng)的收獲感受外,還得到思想道德方面的鍛煉。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì),讓我感受到了作為一名高級(jí)工程技術(shù)人員應(yīng)該具備的基本精神,需要強(qiáng)化的工程實(shí)踐意識(shí),以及對(duì)設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量要負(fù)責(zé),具有高度的責(zé)任感,樹立實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng),并嚴(yán)格遵守規(guī)章制度。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我主要是完成香水蓋子的造型以及其模具設(shè)計(jì)。在本設(shè)計(jì)中,從塑料原材料的選用出發(fā),對(duì)成型設(shè)備的選擇、對(duì)成型模具的設(shè)計(jì)與制造和成型工藝的制定等幾個(gè)必要的環(huán)節(jié)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。由于設(shè)計(jì)水平有限、時(shí)間倉(cāng)促,此設(shè)計(jì)說(shuō)明書中難免有錯(cuò)誤和欠妥之處,懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。
目 錄
前言…………………………………………………………2
摘要…………………………………………………………4
設(shè)計(jì)題目和任務(wù)書………………………………………..5
緒論…………………………………………………………6
一、塑件工藝分析………………………………………..16
二、注射機(jī)型號(hào)的確定………………………………….19
三、注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………….20
四、模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算……………………………….31
五、注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核………………………37
六、繪制模具總裝配圖和非標(biāo)準(zhǔn)零件工作圖………..43
七、注射模主要零件加工工藝規(guī)程的編制…………..44
八、設(shè)計(jì)小結(jié)……………………………………………..44
謝辭…………………………………………………………45
參考文獻(xiàn)……………………………………………………46
摘要
分析了香水蓋外殼塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),敘述了該塑件成型工藝、注射模的結(jié)構(gòu)和工作原理,其原理是:采用定距螺釘和彈簧進(jìn)行二次分型,用斜導(dǎo)柱外側(cè)抽芯,型芯頂出零件,進(jìn)料時(shí)采用潛伏式澆口進(jìn)料形式,當(dāng)開模的時(shí)候,用球頭拉料桿把澆注系統(tǒng)凝料頂出,然后利用型芯內(nèi)抽推板推出塑件,合模時(shí)用彈簧先復(fù)位,然后進(jìn)行下一次成型開始。提高了生產(chǎn)效率。
關(guān)鍵詞:香水蓋;注射模;定距螺釘;彈簧;斜導(dǎo)柱;側(cè)抽芯;型芯;球頭拉料桿;推板
Abstract
Analyzed the structure characteristics of the perfume cover outer shell plastics piece, described the piece’s structure and work principle which model a craft and inject a mold, its principle :adopt and certainly be apart from bolt and spring coil and carry on two cents type, use inclined lead a side outside the pillar and take out heart, type the heart crest spare parts, while entering and anticipating adoption incubate the type sprinkle into anticipate a form, while opening a mold, with the ball head pull and anticipate a pole sprinkle and note system and anticipate, then make use of and take out and push plank and release a plastics piece inside a heart,use spring coil and reset first while matching a mold, then carry on willing model a beginning next time.Raised to produce an efficiency.
Keyword:perfume cover;inject a mold;certainly be apart from bolt;spring coil; inclined to lead pillar;the side takes out heart;type heart;the ball head pulls to anticipate a pole;push plank
設(shè)計(jì)題目和任務(wù)書
(一) 設(shè)計(jì)題目:香水蓋子及模具設(shè)計(jì)
要求:獨(dú)立完成
(二) 課題內(nèi)容:
1、 根據(jù)香水蓋子的使用性能設(shè)計(jì)其外殼形狀與尺寸;
2、 設(shè)計(jì)香水蓋子的注塑模具;
3、 編制模具的主要零件的加工工藝;
4、 編制數(shù)控機(jī)床加工主型腔的加工程序;
5、 翻譯英文資料
(三) 設(shè)計(jì)要求:
a) 模具裝配圖用1#或0#圖打??;
b) 根據(jù)零件的大小不同,零件圖用2#、3#、或
4#圖打??;
c) 計(jì)說(shuō)明書及英文資料打印裝訂成冊(cè),最后與相
相關(guān)資料一起裝入檔案袋。
(四) 參考資料:
d) 塑料成型技術(shù)及模具設(shè)計(jì)
e) 塑料模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)
f) 塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)
g) 模具制造工藝學(xué)
緒論
(一)、塑料及塑料工業(yè)的發(fā)展
塑料是以樹脂為主要成分的高分子有機(jī)化合物,簡(jiǎn)稱高聚物。塑料其余成分包括增塑劑、穩(wěn)定劑、增強(qiáng)劑、固化劑、填料及其它配合劑。
塑料制件在工業(yè)中應(yīng)用日趨普遍,這是由于它的一系列特殊的優(yōu)點(diǎn)決定的。塑料密度小、質(zhì)量輕,大多數(shù)塑料的密度都1.0~1.4g/㎝3之間,相當(dāng)于鋼材密度的0.11和鋁材密度的0.5左右,所以有以“塑代鋼”的優(yōu)點(diǎn)。塑料比強(qiáng)度高;絕緣性能好,介電損耗低,是電子工業(yè)不可缺少的原材料;塑料的化學(xué)穩(wěn)定性高,對(duì)酸、堿和許多化學(xué)藥品都有很好的耐腐蝕能力;塑料還有很好的減摩、耐磨及減震、隔音性能也較好。因此,塑料躋身于金屬、纖維材料和硅酸鹽三大傳統(tǒng)材料之列,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中,塑料制件已成為各行各業(yè)不可缺少的重要材料之一。
塑料工業(yè)的發(fā)展階段大致分為一下及個(gè)階段:
1. 初創(chuàng)階段 30年代以前,科學(xué)家研制分醛、硝酸纖維和聚酰胺等熱塑料,他們的工業(yè)化特征是采用間歇法、小批量生產(chǎn)。
2. 發(fā)展階段 30年代,低密度聚乙烯、聚氯乙烯等塑料的工業(yè)化生產(chǎn),奠定了塑料工業(yè)的基礎(chǔ),為其進(jìn)一步發(fā)展開辟了道路。
3. 飛躍階段 50年代中期到60年代末,塑料的產(chǎn)量和數(shù)量不斷增加,成型技術(shù)更趨于完善。
4. 穩(wěn)定增長(zhǎng)階段 70年代以來(lái),通過(guò)共聚、交聯(lián)、共混、復(fù)合、增強(qiáng)、填充和發(fā)泡等方法來(lái)改進(jìn)塑料性能,提高產(chǎn)品質(zhì)量,擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域,生產(chǎn)技術(shù)更趨合理。塑料工業(yè)向著自動(dòng)化、連續(xù)化、產(chǎn)品系列化,以及不斷拓寬功能性和塑料的新領(lǐng)域發(fā)展。
我國(guó)塑料工業(yè)發(fā)展較晚,40年代只有酚醛和賽璐珞兩種塑料,年產(chǎn)僅200t。50年代末,由于萬(wàn)噸級(jí)聚氯乙稀裝置的投產(chǎn)和70年代中期引進(jìn)石油化工裝置的建成投產(chǎn),使塑料工業(yè)有了兩次的躍進(jìn),于此同時(shí),塑料成型加工機(jī)械和工藝方法也得到了迅速的發(fā)展,各種加工工藝都已經(jīng)齊全。
塑料由于其不斷的被開發(fā)和應(yīng)用,加之成型工藝的不斷發(fā)展成熟于完善,極大地促進(jìn)了成型模具的開發(fā)于制造。隨者工工業(yè)塑料制件和日用塑料制件的品種和需求的日益增加,而且產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期也越來(lái)越短,對(duì)塑料和產(chǎn)量和質(zhì)量提出了越來(lái)越高的要求。
(二)、塑料成型在工業(yè)生產(chǎn)中的重要作用
模具是工業(yè)生產(chǎn)中重要的工藝裝備,模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一。塑料模是指用于成型塑料制件的模具,它是型腔模的一種類型。
模具設(shè)計(jì)水平的高低、加工設(shè)備的好壞、制造力量的強(qiáng)弱、模具質(zhì)量的好壞,直接影響著許多新產(chǎn)品的開發(fā)和老產(chǎn)品的更新?lián)Q代,影響著產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的提高。美國(guó)工業(yè)界認(rèn)為“模具工業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基礎(chǔ)”,日本則稱“模具是促進(jìn)社會(huì)繁榮富裕的勞動(dòng)力”。
近年來(lái),我國(guó)各行業(yè)對(duì)模具的發(fā)展都非常重視。1989年,國(guó)務(wù)院頒布了“當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定”,在重點(diǎn)支持改造的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品中,把模具制造列為機(jī)械技術(shù)改造序列的第一位,它確定了模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位,也提出了振興模具工業(yè)的主要任務(wù)??傊?,要盡快提高我國(guó)模具工業(yè)的整體技術(shù)水平并迎頭趕上發(fā)達(dá)國(guó)家的模具技術(shù)水平。
(三)、塑料成型技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
一副好的塑料模具與模具的設(shè)計(jì)、模具材料及模具制造有很大的關(guān)系。總觀世界發(fā)展趨勢(shì),塑料成型技術(shù)的發(fā)展可以歸納為以下幾個(gè)方面:
1、 模具的標(biāo)準(zhǔn)化
為了適應(yīng)大規(guī)模成批生產(chǎn)塑料成型模具和縮短模具制造周期的需要,模具的標(biāo)準(zhǔn)化工作十分重要,目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度只達(dá)到了20%。注射模方面關(guān)于模具零件、模具技術(shù)條件和標(biāo)準(zhǔn)模架等有了一些國(guó)標(biāo)。當(dāng)前的任務(wù)是重點(diǎn)研究開發(fā)熱流道標(biāo)準(zhǔn)元件和模具溫控標(biāo)準(zhǔn)裝置,精密標(biāo)準(zhǔn)模架,精密導(dǎo)向件系列,標(biāo)準(zhǔn)模板及模具標(biāo)準(zhǔn)件的先進(jìn)技術(shù)和等向性標(biāo)準(zhǔn)化模塊等。
2、 加強(qiáng)理論研究
隨著塑料制件的大型化和復(fù)雜化,模具的重量達(dá)到數(shù)噸甚至十多噸,這樣大的模具,若只憑經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì),往往會(huì)因設(shè)計(jì)不當(dāng)而造成模具報(bào)廢,大量的資金被浪費(fèi),所以大型模具還是要向理論設(shè)計(jì)方面發(fā)展,如模板剛度、強(qiáng)度的計(jì)算和充型流動(dòng)理論的建立。
3、 塑料制件的精密化、微型化和超大型化
為了滿足各種工業(yè)產(chǎn)品的使用要求,塑料成型技術(shù)正朝著精密化、微型化和超大型化等方面發(fā)展。精密注射成型是能將塑料制件尺寸公差保持在0.01~0.001㎜之內(nèi)的成型工藝方法,其制件主要用于電子、儀表工業(yè)。微型化的塑料制件要求在微型的設(shè)備上生產(chǎn)。目前,德國(guó)已經(jīng)研究出注射量只有0.1g的微型注射機(jī),而法國(guó)有注射量為17萬(wàn)g的超大型注射機(jī),合模力為150MN;美國(guó)和日本也有較先進(jìn)的注射機(jī)。目前,國(guó)產(chǎn)注射機(jī)的注射量也已達(dá)3.5萬(wàn)g,合模力為80MN。
4、 新技術(shù)、新工藝的研制、開發(fā)和應(yīng)用
隨著塑料成型技術(shù)的不斷發(fā)展,模具新材料、模具加工新技術(shù)和模具新工藝方面的開發(fā)已成為當(dāng)前模具工業(yè)生產(chǎn)和科研的主要任務(wù)之一。十多年來(lái),國(guó)內(nèi)外在塑料行業(yè)投入了大量的資金和研究力量,取的了許多成果。例如:材料方面有預(yù)硬鋼、馬氏體時(shí)效鋼、耐腐蝕鋼等,模具加工技術(shù)方面有廣泛應(yīng)用仿形加工、電加工、數(shù)控加工及微機(jī)控制加工等;另外,模具CAD/CAM/CAE技術(shù)也進(jìn)入了實(shí)用階段。
(1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)
模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步,普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟,各企業(yè)將加大CAD/CAM技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度;進(jìn)一步擴(kuò)大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個(gè)行業(yè)中推廣成為可能,實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合,使虛擬制造成為可能。
(2)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)
高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸? 出期望的模型所需的諸多功能,大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng),可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上,實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù),用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用,相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。
加入世貿(mào)組織后,我國(guó)將獲得一個(gè)更加穩(wěn)定的國(guó)際經(jīng)貿(mào)環(huán)境,從而有利于我國(guó)的改革開放.有利于我國(guó)與各國(guó)、各地區(qū)的經(jīng)濟(jì)貿(mào)易合作,有利于世界經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展。我國(guó)在制定法律法規(guī)時(shí)要遵守WTO的規(guī)則,增加透明度,減少行政干預(yù)等;在市場(chǎng)開放方面,需要逐步降低關(guān)稅,取消非關(guān)稅措施,開放服務(wù)業(yè)市場(chǎng)等。這無(wú)論在觀念上還是在體制上都會(huì)帶來(lái)一定的變化。我國(guó)加入 WTO同時(shí)也將為各國(guó)、各地區(qū)的貿(mào)易伙伴提供更好、更穩(wěn)定的市場(chǎng)進(jìn)入機(jī)會(huì)。使我國(guó)的投資環(huán)境將更為寬松、透明、穩(wěn)定,我國(guó)的利用外資領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步擴(kuò)大,我國(guó)的市場(chǎng)體系將更加完善和發(fā)達(dá)。國(guó)內(nèi)和國(guó)外模具企業(yè)都可以從中得到更多的機(jī)會(huì)和收益。
(四)、塑料模具的分類
按塑件成型方本法不同可分為:
1、 注射模
注射模又稱注塑模。注射成型主要是通過(guò)注射機(jī)把粒狀塑料或粉狀塑料熔融后注射成型成塑料制品,它主要用于熱塑性和熱固性塑料。
2、 壓縮模
壓縮模又稱壓塑模。它主要是通過(guò)把預(yù)熱過(guò)的塑料直接壓入模具型腔,由于化學(xué)反應(yīng)或物理反應(yīng),使塑料逐漸硬化成型。
3、 壓鑄模
壓鑄模又稱傳遞模。
4、 擠出模
擠出模常稱擠出機(jī)頭。擠出成型是利用擠出機(jī)筒內(nèi)的螺桿旋轉(zhuǎn)加壓的方式,連續(xù)地將塑化好的、呈熔融狀態(tài)的物料從擠出機(jī)的機(jī)筒中擠出成型。
5、 氣動(dòng)成型模
氣動(dòng)成型模包括中空吹塑成型模、真空成型模、壓縮空氣成型模等。
(五)典型塑料注射模具的結(jié)構(gòu)組成
塑料注射成型模具主要用于成型熱塑性塑料制件,近年來(lái)在熱固性塑料的成型中也得到了日趨廣泛的應(yīng)用。由于塑料注射成型模具的適用性比較廣,而且用這種方法成型塑料制件的內(nèi)在和外觀質(zhì)量均較好,生產(chǎn)效率特別高,所以塑料注射模具已日益引起人們的重視。注射模具 的結(jié)構(gòu)的合理性,將直接影響塑件的成型質(zhì)量、生產(chǎn)效率、勞動(dòng)強(qiáng)度、模具壽命和成本等。一副典型的注射模具可由以下幾部分組成:
1、 成型零件
成型零部件是指動(dòng)、定模部分有關(guān)組成型腔的零件。如成型
零件內(nèi)表面的凸模和成型塑件外表面的凹模以及各種成型桿、鑲件等。
2、 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)
合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)模和定模在合模時(shí)準(zhǔn)確對(duì)合,以保證塑件形狀和尺寸的精確度,并避免模具中其他零件發(fā)生碰撞和干涉。常用的合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。
3、 澆注系統(tǒng)
澆注系統(tǒng)是熔融塑料從注射機(jī)噴嘴進(jìn)入模具型腔所流經(jīng)的通道,它包括主流道、分流道、澆口及冷料穴等。
4 、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)
當(dāng)塑件的側(cè)向有凹凸形狀的孔或凸臺(tái)時(shí),在開模推出塑件之前, 必須先把成型塑件側(cè)向凹凸形狀的型芯從塑件上脫開,塑件方能順利脫模。
5、 推出機(jī)構(gòu)
推出機(jī)構(gòu)是指分型后將塑件從模具中推出的裝置,又稱脫模機(jī)構(gòu)一般情況下,推出機(jī)構(gòu)由推桿、推桿固定板、推板、主流道拉料桿、復(fù)位桿及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)所組成。常見的推出機(jī)構(gòu)有推桿推出機(jī)構(gòu)、推管推出機(jī)構(gòu)、推薦板推出機(jī)構(gòu)等。
6、 加熱和冷卻系統(tǒng)
加熱和冷卻系統(tǒng)亦稱溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng),它是為了滿足注射成型工藝對(duì)模具溫度的要求而設(shè)置的,其作用是保證塑料熔體的順利充型和塑件的固化定型。注射模具中是設(shè)置冷卻回路還是設(shè)置加熱裝置要根據(jù)塑料品種塑件成型工藝來(lái)確定,冷卻系統(tǒng)一般是在模具上開設(shè)水道,加熱系統(tǒng)則在模具內(nèi)部或四周安裝加熱元件。
7、 排氣系統(tǒng)
在注射成型成型過(guò)程中,為了將型腔中的氣體及注射成型過(guò)程中塑料本身?yè)]發(fā)出來(lái)的氣體排出模外,以避免它們?cè)谒芰先垠w充型過(guò)程中造成氣孔或充不滿等缺陷,常常需要開設(shè)排氣系統(tǒng)。排氣系統(tǒng)是在分型面上有目的地開設(shè)幾條排氣槽許多模具的推桿或活動(dòng)型芯與模板之間的配合間隙可起排氣作用。小型塑料制件的排氣量不大,因此可直接利用分型面排氣。
8、 支承零部件
用來(lái)安裝固定或支承成型部件及前述的各部分機(jī)構(gòu)的零部件均稱為支承零部件。支承零部件組裝在一起,可以構(gòu)成注射模具的基本骨架。
(六)、畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的要求
通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì),應(yīng)達(dá)到學(xué)校對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求。同時(shí),通過(guò)對(duì)話筒塑料注射模的設(shè)計(jì),應(yīng)達(dá)到如下目的:
1.更深入了解聚合物的物理性能、流動(dòng)性、成型過(guò)程中的物理、化學(xué)變化以及塑料的組成、分類及其性能。
2.更深入了解塑料成型的基本原理和工藝特點(diǎn),正確分析成型工藝對(duì)模具的要求。
3.掌握各種成型設(shè)備對(duì)各類模具的要求。
4.掌握各類成型模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算方法,能設(shè)計(jì)中等復(fù)雜模具。
5.具有分析、解決成型現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)技術(shù)問(wèn)題的能力,包括具有分析成型缺陷產(chǎn)生的原因和提出克服辦法的能力。
結(jié)合以前學(xué)過(guò)的各門課程,綜合運(yùn)用各種知識(shí)來(lái)完善這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,還應(yīng)該注意了解塑料模具的新工藝、新技術(shù)和新材料的發(fā)展動(dòng)態(tài),閱讀外文資料,學(xué)習(xí)掌握新知識(shí),更好地為本設(shè)計(jì)和振興我國(guó)的塑料成型加工技術(shù)服務(wù)。
一、塑件工藝分析
1、塑件材料及其工藝特性分析
聚丙烯(PP)塑料基本特性、成型工藝、用途
1)基本特性
聚丙烯無(wú)味、無(wú)色、無(wú)毒。外觀似聚乙烯,但比聚乙烯更透明更輕。密度僅為0.90-0.91g/cm3。它不吸水、光澤好、易著色。
聚丙烯的屈服強(qiáng)度、抗拉、抗壓強(qiáng)度和硬度及彈性比聚乙烯好。
定向拉伸后的聚丙烯可制作鉸鏈,其具有特別高的抗彎曲疲勞強(qiáng)度,如用聚丙烯注射成型的一體鉸鏈(蓋和本體合一的各種容器),經(jīng)過(guò)7×107次開閉彎折未產(chǎn)生損壞和斷裂現(xiàn)象。
聚丙烯的熔點(diǎn)為164~1700C,其耐熱性好,能在1000C以上的溫度下進(jìn)行消毒滅菌。聚丙烯耐低溫的使用溫度可達(dá)-150C,在低于-350C時(shí)會(huì)脆裂。聚丙烯的高頻絕緣性能好,而且由于其不吸水,絕緣性能不受濕度的影響。聚丙烯在氧、熱、光的作用下極易解聚、老化,所以必須加入防老化劑。
2)成型工藝條件
①結(jié)晶性料,吸濕性小,可能發(fā)生熔融破裂,長(zhǎng)期與熱金屬接觸易發(fā)生分解;
②流動(dòng)性極好,溢邊值0.03mm左右;
③聚丙烯熱容量大,注射成型模具必須設(shè)計(jì)能充分進(jìn)行冷卻的冷卻回路;冷卻速度快,澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)散熱緩慢;
④成形收縮范圍大,收縮率大,易發(fā)生縮孔、凹痕、變形,方向性強(qiáng);
⑤注意控制成形溫度,料溫低方向性明顯,尤其低溫高壓時(shí)更明顯,模具溫度低于500C以下塑件不光澤,易產(chǎn)生熔接不良,流痕;90℃以上時(shí)易發(fā)生翹曲、變形,因此,適宜模溫為800C左右,不可低于500C(模具溫度將影響塑件光潔度,溫度較低則導(dǎo)致光潔度較低);
⑥塑件應(yīng)壁厚均勻,避免缺口、尖角,以避免應(yīng)力集中。
⑦注射壓力:60~100MPa
3)用途
聚丙烯可用于制作各種機(jī)械零件如法蘭、接頭、泵葉輪、汽車零件和自行車零件;可作水、蒸汽、各種酸堿等的輸送管道,化工容器和其他設(shè)備的襯里、表面涂層;可制造蓋和本體合一的箱殼,各種絕緣零件,并用于醫(yī)藥工業(yè)中。
2、塑件結(jié)構(gòu)工藝分析
1) 結(jié)構(gòu)分析
從零件圖上分析,該零件總體形狀是圓筒形,里面有一個(gè)Φ4mm、高7.5mm的小圓筒抽芯和有一個(gè)Φ4mm的側(cè)抽芯,還有加強(qiáng)筋,該塑件屬于一般復(fù)雜程度。如下圖1所示
圖1 香水蓋零件3D圖
2)尺寸精度分析
該塑件沒(méi)有什么重要尺寸,尺寸精度為5到6級(jí)。由以上分析可見,該零件的尺寸精度為低精度,對(duì)應(yīng)的模具的相關(guān)零件的尺寸加工可以保證。
該塑件形狀簡(jiǎn)單,是一個(gè)較薄的圓形制品,壁厚最大處為3.5mm,最小壁厚處為0.8mm,壁厚差不多,較均勻,為了便于從成型零件上順利脫出塑件,塑件的精度為一般精度,即塑件的精度等級(jí)是MT3級(jí)。
3)表面質(zhì)量分析
該零件的表面和配合面除要求沒(méi)有缺陷、毛刺,沒(méi)有特別的表面質(zhì)量要求,故比較容易實(shí)現(xiàn)。
綜上分析可以看出,注射時(shí)在工藝參數(shù)控制得好的情況下,零件的成型要求可以得到保證.
4)方案
方案一:斜導(dǎo)柱與側(cè)滑快同時(shí)安裝在定模
方案二: 斜導(dǎo)柱固定在定模、側(cè)滑塊安裝在動(dòng)模
經(jīng)分析,綜合考慮各方面的因素,方案一較合理。
二、注射機(jī)型號(hào)的確定
1、 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量
計(jì)算塑件的質(zhì)量是為了選用注射機(jī)及確定型腔參數(shù)。經(jīng)計(jì)算塑件的體積為V=1677.19立方毫米,計(jì)算塑件的質(zhì)量,根據(jù)《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》中13頁(yè)表1-4 常用熱塑性塑料成形條件知:PP的密度為p=0.90~0.91 g/cm3
選p=0.90 g/cm3
故塑件的質(zhì)量為:w=v×p=1677.19×0.90=9.03g
采用一模兩件的模具結(jié)構(gòu),考慮其外形尺寸、注射機(jī)所需壓力和現(xiàn)有設(shè)備等情況,初步選用注射機(jī)XS-ZS-22型。
103頁(yè) 表4-2 常用國(guó)產(chǎn)注射機(jī)的規(guī)格和性能
型號(hào)XS-ZS-22(臥式)
螺桿(柱塞)直徑(mm) Φ20
注射壓力(MPa) 75
鎖模力(KN) 50
最大成型面積(c㎡)130
模具厚度 最大 180mm 最小60mm
最大開合模行程(mm)160
噴嘴 球半徑(mm)12 孔直徑(mm) Φ2
動(dòng)定模固定板尺寸/mm 250×280
2、塑件注射工藝參數(shù)的確定
查《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》47頁(yè)表3-1各種塑料的注射工藝參數(shù),選用螺桿式注射機(jī)各溫度為
噴嘴溫度:170~190 模具溫度:40~80
料筒溫度:前段:180~200 中段:200~220
后段:160~170
三、注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括;分型面的選擇,模具型腔數(shù)的確定及型腔的排列方式和冷卻水道布局以及澆口位置,模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。
1、分型面選擇
為了將塑件從閉合的模腔中取出,為了取出澆注系統(tǒng)凝料,或?yàn)榱藵M足模具的動(dòng)作要求,必須將模具的一些面分開,這些可分開的面可統(tǒng)稱為分型面。分開型腔取出塑件的面叫型腔分型面。塑件在型腔中的方位選擇是否合理,將直接影響模具總體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。一般應(yīng)盡量避免與開合模方向垂直或傾斜的側(cè)向分型和抽芯,使模具結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單。為此,在選擇塑件在型腔中的方位時(shí),要盡量避免與開合模方向垂直或傾斜的方向有側(cè)孔側(cè)凹。
在選擇分型面位置時(shí),應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
1) 分型面在塑件外形最大輪廓處;
2) 便于塑件順利脫模;
3) 保證塑件的精度要求;
4) 滿足塑件的外觀要求;
5) 便于模具加工制造;
6) 減少塑件在合模分型面上的投影面積,可靠鎖模避免漲模溢料現(xiàn)象;
7) 有利于排氣;
8) 保證抽心機(jī)構(gòu)順利抽心。
模具設(shè)計(jì)中分型面的選擇很關(guān)鍵,它決定了模具的結(jié)構(gòu)。應(yīng)根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來(lái)選擇分型面。根據(jù)塑件的形狀和尺寸,采用平直分型面,分型面的位置和形狀如圖2所示。
圖2 平直分型面示意圖
2、確定型腔的排列方式
型腔數(shù)量的確定主要是根據(jù)制品的質(zhì)量、投影面積、幾何形狀、制品精度、批量以及經(jīng)濟(jì)效益來(lái)確定,以上這些因素有時(shí)是相互制約的,在確定設(shè)計(jì)方案時(shí)必須進(jìn)行協(xié)調(diào),以保證滿足其主要條件。
型腔數(shù)量確定之后,便進(jìn)行型腔的排列。型腔的排列涉及模具尺寸、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、澆注系統(tǒng)的平衡、抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、鑲件及型心的設(shè)計(jì)以及溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。以上這些問(wèn)題又與分型面及澆口的位置選擇有關(guān),所以在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中,要進(jìn)行必要的調(diào)整,以達(dá)到比較完善的設(shè)計(jì)。
本塑件在注射時(shí)采用一模四件,即模具需要四個(gè)型腔。綜合考慮澆注系統(tǒng)、模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素,擬采取如圖3所示的型腔排列方式:
圖3 型腔排列方式示意圖
該塑件有側(cè)向抽芯,這種排列方式的最大優(yōu)點(diǎn)是料流長(zhǎng)度較短,易充滿型腔,成型周期短。
3、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理不僅對(duì)塑件性能、結(jié)構(gòu)、尺寸、內(nèi)外在質(zhì)量等影響很大,而且還于塑件所用的塑料的利用率、成型生產(chǎn)效率等相關(guān),因此這是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。
澆注系統(tǒng)是指模具中注射機(jī)噴嘴到型腔之間的進(jìn)料通道。流注系統(tǒng)包括主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。澆注系統(tǒng)的作用是將塑料熔體充滿型腔,并將注射壓力傳遞到模腔的各個(gè)部位,以獲得組織致密、外觀清晰、表面光潔和尺寸精確的塑件。
采用普通澆注系統(tǒng)時(shí),制件脫模后還需將澆注系統(tǒng)凝料從制件上切除(點(diǎn)澆口除外)。凝料可再加以回收利用。因此,在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí),應(yīng)在不影響制件質(zhì)量的前提下盡量減小流道尺寸,以減小流道回料。
4、主流道設(shè)計(jì)
根據(jù)《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》103頁(yè)表4-2常用國(guó)產(chǎn)注射機(jī)的規(guī)格和性能
查得型號(hào)XS-ZS-22(臥式) 注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸為噴嘴前端孔徑d0=Φ2mm;噴嘴前端球面半徑R0=12mm。則主流道主要尺寸可根據(jù)如下計(jì)算獲得:
主流道小端直徑d=d0+(0.5~1) mm=3mm;
主流道球面半徑R=R。+(1~2)mm=13mm;
球面配合高度h=3~5㎜,?。瑁?㎜;
主流道錐角α=2°~6°,取α=3°;
主流道長(zhǎng)度L≤60㎜,?。蹋?5㎜;
主流道大端直徑
主流套材料:T10A,熱處理:HRC50~55
為了使熔料順利進(jìn)入分流道,在主流道出料端設(shè)計(jì)半徑r=4 mm的圓弧過(guò)渡。
1)主流道襯套的結(jié)構(gòu)形式及尺寸如圖4所示
圖4澆口套形式及尺寸
2)主流道襯套的固定
澆口套與模板間配合采用H7/m6的過(guò)渡配合,與定位圈采用H9/f9的配合
5、分流道設(shè)計(jì)
圓形截面分流道的缺點(diǎn):其的加工要以分型面為界分成兩半進(jìn)行加工才利于凝料脫出,這種加工的工藝性不佳,其模具閉合后難以保證兩半圓對(duì)準(zhǔn)。
梯形截面分流道的優(yōu)點(diǎn):容易加工,且塑料熔體熱量散失及流動(dòng)阻力均不大。
比較以上的兩種形式,再考慮加工的經(jīng)濟(jì)性,采用梯形截面分流道更符合設(shè)計(jì)的要求,故本模具的分流道設(shè)計(jì)形式采用了梯形截面分流道的形式。分流道截面形狀如圖5所示。
圖5 分流道截面形狀
經(jīng)查表計(jì)算 取H=4 L= 22 b=6 點(diǎn)澆口長(zhǎng)度: Lg = 1mm
6、澆口設(shè)計(jì)
根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式,選用潛伏澆口較為理想。設(shè)計(jì)時(shí)考慮選擇從壁厚為1.5 mm處進(jìn)料,且模具結(jié)構(gòu)采用鑲拼式型芯,有利于排氣,采用截面為矩形的潛伏澆口,初選尺寸為如圖6所示,其中錐角取10°~20°,傾斜角為42°~45°試模時(shí)修正。
圖6潛伏式澆口形式
澆口位置的選擇需要根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)工藝及特征、成型質(zhì)量和技術(shù)要求,并綜合分析塑料熔體在模內(nèi)的流動(dòng)性、成型條件等因素。通常可考慮一下原則:
1) 盡量縮短流動(dòng)距離;
2) 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最厚處;
3) 必須盡量減少或避免熔接痕;
4) 應(yīng)有利于型腔中氣體的排除;
5) 考慮分子定向的影響;
6) 避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng);
7) 不在承受彎曲和沖擊載荷的部位設(shè)置澆口;
8)澆口位置的選擇應(yīng)考慮塑件外觀質(zhì)量;
綜上所述,澆口位置如圖7所示
圖7 澆口的位置分布圖
7、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1)凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
模具采用一模四件的結(jié)構(gòu)形式,考慮加工難易程度和材料的價(jià)值利用等因素,凹模采用整體式型腔結(jié)構(gòu),其特點(diǎn)是牢固、不易變形,不會(huì)使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡。結(jié)構(gòu)如圖8所示
圖8型腔
如上圖成型型腔在定模板上,根據(jù)分流道與澆口的設(shè)計(jì)要求,分流道與澆口均開設(shè)在定模型板和凹模板上。
2)凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
凸模主要是與凹模結(jié)合構(gòu)成模具的型腔座,其凸模(主型芯與分型芯)采用鑲嵌結(jié)構(gòu)形式,其結(jié)構(gòu)如圖9所示:
圖9 型芯
8、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
1)導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)
①長(zhǎng)度 導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長(zhǎng)度應(yīng)比凸模端面的高度高出8~12mm,以避免出現(xiàn)導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而型芯先進(jìn)入型腔。
②形狀 導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺(tái)形或半球形,以使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)向孔。
③材料 導(dǎo)柱應(yīng)有硬而耐磨的表面,堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯,故采用T8A經(jīng)淬火處理,硬度為50~55HRC;導(dǎo)柱固定部分表面粗糙度Ra=0.8μm,導(dǎo)向部分Ra為0.8~0.4μm,取0.5μm。
④布置 導(dǎo)柱應(yīng)合理均布在模具分型面的四周,導(dǎo)柱中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離,以保證模具強(qiáng)度(導(dǎo)柱中心到模具邊緣通常為導(dǎo)柱直徑的1~1.5倍)。
⑤配合精度 導(dǎo)柱固定端與模板之間采用H7/m6的過(guò)渡配合;導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分采用H7/f7間隙配合。
⑥具體尺寸(單位:mm)
d(f7)
基 本 尺 寸
極 限 偏 差
定 模 導(dǎo) 柱
16
-0.018
-0.025
動(dòng) 模 導(dǎo) 柱
16
-0.018
-0.025
⑦導(dǎo)柱總長(zhǎng) 定模導(dǎo)柱為70mm,動(dòng)模導(dǎo)柱為55mm。
2) 導(dǎo)套的設(shè)計(jì)
①材料:T8A 熱處理:硬度HRC50~55,應(yīng)低于導(dǎo)柱。
②配合精度:Ⅰ型導(dǎo)套用H7/r6配合鑲?cè)肽0濉?
③具體尺寸(單位:mm)
d(H7)
基 本 尺 寸
極 限 偏 差
定 模 導(dǎo) 套
16
+0.018
0
動(dòng) 模 導(dǎo) 套
16
+0.018
0
四、模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算
本模具中成型零件工作尺寸計(jì)算時(shí)均采用平均法計(jì)算。查《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》知:PP的收縮率為1.0%-2.5%,故平均收縮率為Scp=(1.0+2.5)/2=1.75%,考慮到模具制造的現(xiàn)有條件,模具公差去δ=△/3。
1、 型腔和型芯工作尺寸計(jì)算
查《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》189頁(yè)表4.4-5按平均收縮率計(jì)算模具成型零件工作尺寸的公式表
型腔徑向尺寸
Dm=【(1+Scp)d-x)】=17.12 (x=0.75)
型芯徑向尺寸
dm=【(1+Scp)D-x)】=14.08 (x=0.75)
型腔深度尺寸
Hm=【(1+Scp)h-x)】=16.14 (x=0.6)
型芯高度尺寸
hm=【(1+Scp)H+x)】=7.5 (x=0.6)
中心距 Lm=【(1+Scp)L)】
型腔內(nèi)凸臺(tái)或孔的中心線至側(cè)壁距離
Lm=【(1+Scp)L)】
型芯上凸臺(tái)或孔的中心線至側(cè)壁距離
Lm=【(1+Scp)L)】
2、型腔側(cè)壁厚度和底版厚度計(jì)算
在塑料制品的成型過(guò)程中,塑料熔體在型腔中產(chǎn)生很高的壓力,使型腔發(fā)生變形甚至破裂。型腔的變形,不但影響塑件的尺寸精度,還可能使拼合處產(chǎn)生間隙,形成溢料飛邊。變形過(guò)大,甚至?xí)绊懰芗捻樌撃?。為了保證模具的強(qiáng)度、剛度,應(yīng)根據(jù)模具零件的結(jié)構(gòu)和工作時(shí)的受力狀況進(jìn)行必要的強(qiáng)度、剛度計(jì)算。對(duì)大型模具,應(yīng)以剛度計(jì)算為主,對(duì)小型模具,以強(qiáng)度計(jì)算為主。
1) 壁厚的計(jì)算
查《塑料模具設(shè)計(jì)師指南》和《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》156頁(yè)
按剛度條件計(jì)算
p-------型腔內(nèi)塑料熔體壓力,取p =60MPa
h1-----型腔側(cè)壁高度 H1=16mm
E------型腔材料彈性模量
中碳鋼E=2.1×100000MPa
[δ] 按《塑料模具設(shè)計(jì)師指南》表4.4-13算
(w=r)
經(jīng)計(jì)算得:S≥12.99mm
取S=13mm
2) 型腔底板厚度計(jì)算
查《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》157頁(yè)
按強(qiáng)度計(jì)算
取P=60MPa r=8.5mm
[δ]------模具強(qiáng)度計(jì)算的許用應(yīng)力,一般中碳鋼[δ]=160MPa
計(jì)算得:h=4.53mm
3、模具加熱和冷卻系統(tǒng)的計(jì)算
冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則:
(1)冷卻水道應(yīng)盡量多、截面尺寸應(yīng)盡量大
(2)冷卻水道離模具型腔表面的距離
(3)水道出入口的布置a)澆口處加強(qiáng)冷卻和b)冷卻水道的出入口溫差應(yīng)盡量小。
(4)冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮方向設(shè)置
(5)冷卻水道內(nèi)不應(yīng)有存水和產(chǎn)生回流的部位,應(yīng)暢通無(wú)阻。
(6)水管接頭的部位要設(shè)置在不影響操作的方向。
(7)冷卻水道的布置應(yīng)避開塑件易產(chǎn)生熔接痕的部位
(8)考慮水的密封防漏措施。
型腔表面的溫度與水道孔徑、孔間距、孔至型腔表面的距離和冷卻水的溫度等因素有關(guān)。為了保證冷卻系統(tǒng)具有足夠的冷卻能力,為保證冷卻的均勻性,在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下,冷卻水孔數(shù)量應(yīng)盡量多,孔徑盡量大,如圖10所示,圖10(A)型腔表面溫度較均勻,制品內(nèi)應(yīng)力小,變形小、精度高。圖10(B)型腔表面溫度差較大,冷卻不均勻。為保證傳熱效果,水道中水應(yīng)處于絮流狀態(tài),一定的孔徑應(yīng)有一定的流量與之想對(duì)應(yīng)。
圖10(A)冷卻水道布置方式
圖10(B)冷卻水道布置方式
根據(jù)中間板的厚度和型腔尺寸,參考設(shè)計(jì)手冊(cè)推薦值,在中間板中開設(shè)5條直通式冷卻水道,直徑為10㎜。由于型芯是采用鑲拼組合,而且不規(guī)則,又有頂桿,故在型芯中不能開設(shè)冷卻水道。又由于本塑件比較薄,只在型腔中開設(shè)冷卻水道是可行的,為了單位時(shí)間內(nèi)帶走更多的熱量,同時(shí)平衡型芯處較熱的情況,要提高冷卻液的壓力,即單位時(shí)間的流量。
冷卻水道和外界的連接采用標(biāo)準(zhǔn)件水嘴連接。
1)冷卻水孔至型腔表面距離相等
為使塑件均勻冷卻,當(dāng)塑件的壁厚均勻時(shí),冷卻水孔與型腔表面的距離最好相等,分布盡量與型腔輪廓相吻合,如圖11(A)所示。當(dāng)塑件壁厚不均勻時(shí),厚壁處應(yīng)加強(qiáng)冷卻,如圖11(B)所示。冷卻水孔至型腔表面的距離應(yīng)適當(dāng),一般可為10—15mm,過(guò)大會(huì)影響冷卻效果,過(guò)小會(huì)導(dǎo)致模腔表面溫差增大。冷卻水孔間距離不宜太大或太小,一般在(1.7—3)之間。
圖11(A)冷卻水道布置方式
圖11(B)冷卻水道布置方式
2)澆口處加強(qiáng)冷卻
當(dāng)塑件熔體剛充滿模腔時(shí),澆口附近溫度最高,離澆口越遠(yuǎn)處,溫度越低,為保證冷卻均勻,對(duì)澆口處應(yīng)加強(qiáng)冷卻。進(jìn)水口設(shè)置在靠近澆口處,出水口設(shè)置在遠(yuǎn)離澆口處。
3)降低進(jìn)出口的溫差
為使整個(gè)塑件冷卻均勻一致,提高塑件質(zhì)量,當(dāng)模腔各處溫度要求較均勻時(shí),則必須盡量降低冷卻水進(jìn)出口的溫差,一般情況下冷卻水進(jìn)出口的溫差應(yīng)在5攝氏度以下,精密塑件應(yīng)控制在2攝氏度左右。一般可通過(guò)并聯(lián)水道或改變水孔的排列方式來(lái)降低進(jìn)出是水口的溫差。如圖12所示,圖12(A)所示形式水孔過(guò)長(zhǎng),進(jìn)出口水的溫差較大,圖12(B)所示形式進(jìn)出水口的溫差則較小,冷卻效果好。
圖12(A)冷卻水道方式
圖12(B)冷卻水道方式
① 冷卻水孔避開熔接縫
冷卻水孔不宜設(shè)在靠近熔接縫處,以免影響熔接牢固。
② 便于加工清理
冷卻水通道要易于加工,便于清理,水孔不宜過(guò)小,一般為6—12mm。
③ 密封可靠
當(dāng)冷卻水道設(shè)在模具零件的結(jié)合面上或穿過(guò)模具零件的結(jié)合面時(shí),應(yīng)密封可靠,不能在結(jié)合面上產(chǎn)生泄露現(xiàn)象。另外進(jìn)出口處、堵頭也應(yīng)有很好的密封。
本塑件在注射成型時(shí)不要求有太高的模溫,因而在模具上不設(shè)加熱系統(tǒng)。
4、模具閉合高度的確定
根據(jù)支撐與固定零件的設(shè)計(jì)中提供的數(shù)據(jù),確定模具的閉合高度為
H=H1+H2+H3+H4+H5+H6+H7
= 20+15+25+25+25+50+20=180 mm
五、注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)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,而注射機(jī)的開模行程是有限制的。因此,模具設(shè)計(jì)時(shí)必須進(jìn)行注射機(jī)開模行程的校核。對(duì)于帶有不同形式的鎖模機(jī)構(gòu)的注射機(jī),其最大開模行程有的與模具厚度有關(guān),有的則與模具厚度無(wú)關(guān)。
1、注射機(jī)最大開模行程與模具厚度無(wú)關(guān)時(shí)的校核
對(duì)于具有液壓—機(jī)械式合模機(jī)構(gòu)的注射機(jī),其最大開模行程系由肘桿機(jī)構(gòu)和合模液壓缸的沖程決定,不受模具厚度的影響,模厚變化時(shí)可由注射機(jī)模厚調(diào)節(jié)裝置調(diào)整,使注射機(jī)動(dòng)定模板之間的距離與實(shí)際模厚相適應(yīng)。故校核時(shí)只需使注射機(jī)最大開模行程大于模具所需的開模距離,即
S最大≥S
式中S最大---------注射機(jī)最大開模行程,mm
S-----------------模具所需要開模距離,mm
2、注射機(jī)最大開模行程與模具厚度有關(guān)時(shí)的校核
對(duì)具有側(cè)向抽芯時(shí)的最大開模行程,當(dāng)模具需要利用開模動(dòng)作完成側(cè)向抽芯時(shí),開模行程的校核應(yīng)考慮側(cè)向抽芯所需的開模行程。
若設(shè)完成側(cè)向抽芯所需的開模行程為Hc ,當(dāng)Hc≤H1 + H2時(shí),Hc對(duì)開模行程沒(méi)有影響,用smax =sk- Hm≥H1 + H2 +α+(5~10)mm公式進(jìn)行校核。
當(dāng)Hc≥H1 + H2時(shí),可用Hc代替前述校核公式中的H1 + H2進(jìn)行校核。
式中Sk---------------注射機(jī)與固定模板之間的最大開距, mm
Hm--------------模具厚度, mm
本模具的外形尺寸為160mm×200 mm×180 mm。XS-ZS-22型注射機(jī)模板最大安裝尺寸為250 mm×280 mm,故能滿足模具的安裝要求。
由上述的計(jì)算模具的閉合高度H=180 mm,XS-ZS-22型注射機(jī)所允許模具的最小厚度為60mm,最大厚度為180 mm,即能滿足Hmin ≤H ≤ Hmax 安裝要求。
XS-ZS-22型注射機(jī)的最大開模行程S=160mm,滿足出件要求為:
S≥H 1+H2+α+(5~10)
=17 mm+16 mm+(5~10) mm
=(38~43) mm
H1---制品的推出距離 H2-----制品的總高度
可見,注射機(jī)的開模行程足夠。
3、注射量校核
模具型腔能否充滿與注射機(jī)允許的最大注射量密切相關(guān),設(shè)計(jì)模具時(shí),應(yīng)保證注射模內(nèi)所需溶體總量在注射機(jī)實(shí)際的最大注射量的范圍內(nèi)。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),注射機(jī)的最大注射量是其允許最大注射量(額定注射量)的80%:
m1—單個(gè)塑件的質(zhì)量或體積
m2—澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量或體積
m—注射機(jī)最大注射量
nm1 + m2≤80%m
m1= 1.68mL m2=2.92mL
nm1+m2 = 6.72+ 2.92=9.64(mL)
m=22(mL)
22×80%=17.6mL
可見,注射機(jī)最大注射量足夠
4、模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸的校核
Hmin< H < Hmax
Hmin—注射機(jī)允許的最小模厚
Hmax—注射機(jī)允許的最大模厚
H—閉合高度
Hmin =60mm < H=180mm < Hmax =180mm符合要求。
5、注射壓力的校核
塑料制件成型所需要的注射壓力是由塑料品種、注射機(jī)類型、噴嘴形式、塑件的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸和澆注系統(tǒng)的壓力損失等因素決定的。對(duì)黏度大的塑料,壁薄、流程長(zhǎng)的塑件,注射壓力需大些。柱塞式注射機(jī)壓力損失較螺桿式大,注射壓力也需大些。
成型所需的注射壓力P=60MPA
XS-ZS-22注射機(jī)額定注射壓力75MPA
PE≥PZ 注射機(jī)壓力足夠。
6、鎖模力的校核
注射成型時(shí),塑件在模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素,其數(shù)值越大,需要的鎖模力也就越大。如果這一數(shù)值超過(guò)了注射機(jī)允許使用的最大成型面積,則成型過(guò)程中將會(huì)出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象。因此,設(shè)計(jì)模具時(shí)必需滿足下面關(guān)系:
nA1+A2<A
A=4×53.38+102.35=315.87㎜2<90cm2
式中A-注射機(jī)允許使用的最大成型面積(㎜2);
A1-單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積(㎜2);
A2-澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積(㎜2)
為了可靠地鎖模,不使成型過(guò)程中出現(xiàn)溢料現(xiàn)象,應(yīng)使塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力于塑件和澆注系統(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:
(nA1+A2)P
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