三通管的模具設(shè)計【塑料注塑模具】（全套含CAD圖紙）,塑料注塑模具,三通,模具設(shè)計,塑料,注塑,模具,全套,cad,圖紙 畢業(yè)設(shè)計評語 學生姓名： 班級: 學號： 題 目：三通管的模具設(shè)計 綜合成績： 指導者評語： 該生完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)過程中能正確查找設(shè)計資料，并能把所學的知識靈活運用，工作量達到要求，建議成績評定為及格，可以提交答辯。 指導者(簽字)： 畢業(yè)設(shè)計評語 評閱者評語： 同學的畢業(yè)設(shè)計工作量達到要求，模具動作正確，能按照規(guī)范性要求書寫設(shè)計說明書。建議成績評定為及格，可以提交答辯。 評閱者(簽字)： 答辯委員會（小組）評語： 答辯委員會（小組）負責人(簽字)： 年 月 日 學生畢業(yè)設(shè)計中期檢查表 學生姓名 學 號 指導教師 選題情況 課題名稱 三通管的模具設(shè)計 難易程度 偏難 適中 偏易 工作量 較大 合理 較小 符合規(guī)范化的要求 任務(wù)書 有 無 開題報告 有 無 外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 中 差 學習態(tài)度、出勤情況 好 一般 差 工作進度 快 按計劃進行 慢 中期工作匯報及解答問題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績評定： 所在專業(yè)意見： 負責人： 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 系 部: 材料工程系 專 業(yè): 學生姓名: 設(shè)計題目: 三通管的模具設(shè)計 起 迄 日 期: 指 導 教 師: 畢 業(yè) 設(shè) 計任 務(wù) 書 1．本畢業(yè)設(shè)計課題來源及應(yīng)達到的目的： 該課題來源于蘇光老師發(fā)放的畢業(yè)設(shè)計題目。 在完成該課題之后，應(yīng)對注塑模具更為熟悉，能熟練掌握相關(guān)設(shè)計手冊的使用，能獨立完成一套模具的設(shè)計及模具成型零件加工工藝的編制，能夠運用模具設(shè)計軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制。 2．本畢業(yè)設(shè)計課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： （1）了解目前國內(nèi)外塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀； （2）塑件的結(jié)構(gòu)工藝分析； （3）對側(cè)向抽芯的掌握； （5）繪制模具總裝圖一張，并畫出非標準零件的零件圖； 原始資料：零件圖及其尺寸見說明書 零件名稱：三通管 材料：ABS 生產(chǎn)批量：中批量生產(chǎn) 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 系部意見： 系領(lǐng)導： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計說明書 畢業(yè)設(shè)計題目： 三通管的模具設(shè)計 系 部 專 業(yè) 班 級 學生姓名 學 號 指導教師 插圖清單 圖1 三通管的塑件圖 ……………………………………………………………6 圖2 分型面的確定…………………………………………………………11 圖3 型腔布置形式…………………………………………………………12 圖4 主流道襯套………………………………………………………………20 圖5定位圈……………………………………………………………20 圖6固定主流道襯套的形式……………………………………………21 圖7腔尺寸型……………………………………………………28 圖8側(cè)型芯……………………………………………………………29 圖9主型芯……………………………………………………………30 圖10斜導柱……………………………………………………………41 圖11總裝圖……………………………………………………………50 表格清單 表1 凹模工作尺寸的計算………………………………………………………16 表2 冷卻水路的設(shè)計……………………………………………………………18 機械加工工藝過程卡 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 04 產(chǎn)品名稱 三通管注塑模 零（部）件名稱 帶頭導柱 共（2）第（1）頁 材料牌號 20鋼 毛坯 種類 圓棒料 毛坯外型尺寸 Φ21×60 每個毛坯可制件數(shù) 1 每臺 件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設(shè)備 工 藝 裝 備 工時 準終 單件 01 下料 鋸割下料Φ21㎜× 60㎜ 下料車間 鋸床 0.5 02 車削 用拔盤夾頭裝夾（夾20mm外圓），粗車小頭外圓至 16.5mm ,半精車外圓至13.2mm 車間 車床 20. 03 車削 車退刀槽 車間 車床 10 04 熱處理 滲碳，然后再進行淬火、低溫回火 模具車間 5 05 磨削 精磨小徑外圓16.2mm至圖紙要求 模具車間 2 06 磨削 在平面磨床上裝夾校正，磨小端面16mm端面至總長 55mm 模具車間 6 07 磨削 以外圓Φ150為基準，磨錐型孔達到要求；磨孔Φ34；磨外圓Φ44達圖樣要求； 模具車間 2 08 車削 半精車倒角R2、R0.5角 模具車間 2 設(shè)計日期 審核日期 標準化日期 會簽 日期 標記 記數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更該文件號 第 1 頁 共 3 頁 目錄 1 緒 論 1 1 2 我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 2 1 3 國際塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 3 1 4 我國塑料模具工業(yè)和技術(shù)今后的主要發(fā)展方向 4 1 5 本次設(shè)計的目的 5 2 塑件成型工藝性分析 6 2 1 塑件 三通管 分析 6 2 1 1 三通管的塑件圖如下所示 6 2 1 2 塑件分析 6 2 1 3 成型工藝分析如下 6 2 2 ABS 的注射成型過程及工藝參數(shù) 7 2 2 1 注射成型過程 7 2 2 2ABS 的注射工藝參數(shù) 7 2 2 3ABS 的物力和化學特性 8 3 擬定模具結(jié)構(gòu)形式 10 3 1 分型面的選擇 10 3 1 1 分型面的選擇原則 10 3 1 2 分型面的確定 10 3 2 型腔數(shù)目的確定 11 4 注塑機型號的確定 13 4 1 所需注射量的計算 13 4 2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計算 13 4 3 選擇注塑機 14 4 4 注塑機有關(guān)參數(shù)的校核 15 4 4 1 型腔數(shù)量的校核 15 4 4 2 注塑機工藝參數(shù)的校核 16 4 4 3 安裝尺寸 17 4 4 4 開模行程的校核 17 第 2 頁 共 3 頁 4 4 5 模架尺寸與注塑機拉桿內(nèi)間距校核 17 5 澆注系統(tǒng)的形式和澆口的設(shè)計 19 5 1 主流道的設(shè)計 19 5 1 1 主流道設(shè)計要點 19 5 1 2 主流道尺寸 20 5 1 3 主流道襯套的固定 21 5 2 冷料穴的設(shè)計 21 5 3 分流道的設(shè)計 22 5 3 1 分流道的長度 22 5 3 2 分流道的形狀及尺寸 22 5 3 3 分流道的表面粗糙度 23 5 4 澆口的設(shè)計 23 5 4 1 澆口的形式 24 5 4 2 澆口位置的選擇 24 5 4 3 澆口尺寸的確定 24 5 5 澆注系統(tǒng)的平衡 25 5 6 澆注系統(tǒng)凝料體積計算 25 5 7 澆注系統(tǒng)各截面流過熔體的體積計算 26 6 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算 27 6 1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 27 6 2 成型零件工作尺寸的計算 27 6 2 1 根據(jù)側(cè)壁厚校核強度 剛度 30 6 2 2 根據(jù)底板厚度校核強度 剛度 31 7 模架的確定和標準件的選用 33 8 合模導向機構(gòu)的設(shè)計 35 8 1 導向結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計 35 8 2 導柱設(shè)計 36 8 3 導套設(shè)計 36 9 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計 38 9 1 脫模機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 38 第 3 頁 共 3 頁 10 側(cè)向抽芯機構(gòu)的設(shè)計 40 10 1 抽芯距與抽芯力的計算 40 10 2 斜導柱截面尺寸的確定 41 11 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 43 12 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 44 12 1 冷卻時間的計算 44 12 2 冷卻管道傳熱面積及管道數(shù)目的簡易計算 46 13 典型零件的制造加工工藝 49 14 繪制模具總裝圖 50 結(jié)束語 51 致謝 52 參考文獻 53 第 1 頁 共 55 頁 三通管注塑模設(shè)計 摘要 系統(tǒng)介紹了塑件的成形工藝及模具成型結(jié)構(gòu)對塑件質(zhì)量的影響分析 澆注系 統(tǒng)的設(shè)計 模具成型部分和總裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計 介紹了三通管注塑模具設(shè)計時要注意的 要點 并較多的考慮了模具結(jié)構(gòu)的調(diào)整性 易更換性及模具成本 從控制制件尺寸精 度出發(fā) 對三通管注塑模的各主要尺寸進行了理論計算 以確定各工作零件的尺寸 從模具設(shè)計到零部件的加工工藝以及裝配工藝等進行詳細的闡述 并應(yīng)用 CAD 進行各 重要零件的設(shè)計 關(guān)鍵詞 工藝分析 塑件成型 澆注系統(tǒng) 模具結(jié)構(gòu) 第 2 頁 共 55 頁 The single sweep tee injection mold design Abstract The molding process of plastic parts the effect analysis to plastic parts quality caused by molding structure as well as the casting system design partial and general design of mold moulding introduced respectively The single sweep tee of mold for plastic design are introduced and the adjustable character of molding structure exchange character as well as the molding costs are all considered farther Starting from controlling dimensional accuracy the carry the single sweep tee to the main dimensions of injection molding are carried out so as to determine the size of different parts the molding design and the process of parts as well as assembling process and etc of injection molding are stated in details Key words process analysis plastic parts moulding casting system molding structure 第 3 頁 共 55 頁 目錄 1 緒 論 1 1 2 我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 2 1 3 國際塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 3 1 4 我國塑料模具工業(yè)和技術(shù)今后的主要發(fā)展方向 4 1 5 本次設(shè)計的目的 5 2 塑件成型工藝性分析 6 2 1 塑件 三通管 分析 6 2 1 1 三通管的塑件圖如下所示 6 2 1 2 塑件分析 6 2 1 3 成型工藝分析如下 6 2 2 ABS 的注射成型過程及工藝參數(shù) 7 2 2 1 注射成型過程 7 2 2 2ABS 的注射工藝參數(shù) 7 2 2 3ABS 的物力和化學特性 8 3 擬定模具結(jié)構(gòu)形式 10 3 1 分型面的選擇 10 3 1 1 分型面的選擇原則 10 3 1 2 分型面的確定 10 3 2 型腔數(shù)目的確定 11 4 注塑機型號的確定 13 4 1 所需注射量的計算 13 4 2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計算 13 4 3 選擇注塑機 14 4 4 注塑機有關(guān)參數(shù)的校核 15 4 4 1 型腔數(shù)量的校核 15 4 4 2 注塑機工藝參數(shù)的校核 16 4 4 3 安裝尺寸 17 4 4 4 開模行程的校核 17 第 4 頁 共 55 頁 4 4 5 模架尺寸與注塑機拉桿內(nèi)間距校核 17 5 澆注系統(tǒng)的形式和澆口的設(shè)計 19 5 1 主流道的設(shè)計 19 5 1 1 主流道設(shè)計要點 19 5 1 2 主流道尺寸 20 5 1 3 主流道襯套的固定 21 5 2 冷料穴的設(shè)計 21 5 3 分流道的設(shè)計 22 5 3 1 分流道的長度 22 5 3 2 分流道的形狀及尺寸 22 5 3 3 分流道的表面粗糙度 23 5 4 澆口的設(shè)計 23 5 4 1 澆口的形式 24 5 4 2 澆口位置的選擇 24 5 4 3 澆口尺寸的確定 24 5 5 澆注系統(tǒng)的平衡 25 5 6 澆注系統(tǒng)凝料體積計算 25 5 7 澆注系統(tǒng)各截面流過熔體的體積計算 26 6 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算 27 6 1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 27 6 2 成型零件工作尺寸的計算 27 6 2 1 根據(jù)側(cè)壁厚校核強度 剛度 30 6 2 2 根據(jù)底板厚度校核強度 剛度 31 7 模架的確定和標準件的選用 33 8 合模導向機構(gòu)的設(shè)計 35 8 1 導向結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計 35 8 2 導柱設(shè)計 36 8 3 導套設(shè)計 36 9 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計 38 9 1 脫模機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 38 第 5 頁 共 55 頁 10 側(cè)向抽芯機構(gòu)的設(shè)計 40 10 1 抽芯距與抽芯力的計算 40 10 2 斜導柱截面尺寸的確定 41 11 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 43 12 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 44 12 1 冷卻時間的計算 44 12 2 冷卻管道傳熱面積及管道數(shù)目的簡易計算 46 13 典型零件的制造加工工藝 49 14 繪制模具總裝圖 50 結(jié)束語 51 致謝 52 參考文獻 53 第 6 頁 共 55 頁 1 緒 論 1 1 注塑成型概述 近年來 隨著我國經(jīng)濟的騰飛 塑料成型加工機械和成型模具發(fā)展十分迅速 高 效 自動化 大型 微型 精密 高壽命的模具在整個模具行業(yè)中所占的比例越來越 大 我國大型 復雜 精密 高效和長壽命模具又上了一個新臺階 不少種類模具已 能替代進口模具 模具 CAD CAM 技術(shù)得到了較快推廣應(yīng)用并取得了良好效果 快速 成形制造技術(shù)和設(shè)備有了長足發(fā)展并已開始進入實用推廣階段 高速銑等新一代制造 技術(shù)已被人們重視并開始應(yīng)用 從模具使用角度來說 要求高效 自動化 作簡便 從模具制造角度 要求結(jié)構(gòu)合理 制造容易 低成本 現(xiàn)代塑料制品生產(chǎn)中 合理的 加工工藝 高效的設(shè)備 先進的模具是必不可少的三項重要因素 模具與其他機械產(chǎn) 品比較 一個重要特點就是技術(shù)含量高 凈產(chǎn)值比重大 隨著化工 輕工產(chǎn)業(yè)的快速 發(fā)展 我國的模具工業(yè)近年來一直以每年 13 15 左右的增長速度高速發(fā)展 而各 行業(yè)對模具的要求也越來越高 面對市場的變化 有著高技術(shù)含量的模具正在市場上 嶄露頭角 隨著工業(yè)發(fā)展 工業(yè)產(chǎn)品的品種 數(shù)量越來越多 對產(chǎn)品質(zhì)量和外觀的要 求 更是趨精美 華氣 因此 結(jié)合中國具體情況 學習國外模具工業(yè)建設(shè)和模具生 產(chǎn)的經(jīng)驗 宣傳 推行科學合理化的模具生產(chǎn) 才能推進模具技術(shù)的進步 注塑成型是熱塑性塑料制件最重要的加工方法 用此方法加工成型的塑料制件 其品種與樣式之多是其他成型方法無可比擬的 起過程是借助與螺桿的推力 將已塑 化的塑料熔體注入閉合的模具型腔內(nèi) 經(jīng)冷卻固化定型后開模得到塑件 因此 構(gòu)成注塑成型的三個必要條件 一是塑件必須以熔融狀態(tài)進入模腔 二是 塑料溶體必須要有足夠的壓力和流速 以確保及時的充滿整個模腔的各個角落 三是 需有符合制件形狀和尺寸并滿足成型工藝的要求的模具 注塑成型技術(shù)與其他成型技術(shù)相比較有其獨特的優(yōu)勢 表現(xiàn)在以下幾個方面 其 一是成型物料的熔融塑化和流動造型是分別是在塑料筒和模腔兩處進行 模具可以始 終處于是溶體很快冷凝或交聯(lián)固化的狀態(tài) 從而有利于縮短成型周期 其二是先鎖緊 模具然后才將塑料溶體注入 加之具有良好的流動性的溶體對模腔的磨損很小 因而 可以用一套模具大批量成型復雜零件 表面圖形與標記清晰和尺寸精度較高的制品 其三是成型過程的合模 加料 塑化 注塑 啟模和頂出制品等全部成型作均由注塑 機自動完成 從而使注塑工藝容易全自動化和實現(xiàn)程序控制 但我們也要看到注塑成 型的不足之處 由于冷卻條件的限制 很難用這種技術(shù)制的無缺陷 壁厚的變化又較 大的熱塑性塑料制品 另外由于注塑機和注塑模具的造價很高 成型設(shè)備的啟始投資 第 7 頁 共 55 頁 較大 所以注塑技術(shù)不適合于小批量制品的生產(chǎn) 注塑成型又稱注射模塑或注射成型 是熱塑性塑料制品成型的一種重要方法 除 極少數(shù)幾種熱塑性塑料外 幾乎所有的熱塑性塑料都可以用此方法成型塑件 注塑成 型可以成型各種形狀 滿足眾多要求的塑料制件 注塑成型已經(jīng)成功地運用于某些熱 固性塑料制件 甚至橡膠制品的工業(yè)生產(chǎn)中 注塑成型的過程是 將粒狀或粉狀塑料從注射機的料斗送入加熱的料筒 經(jīng)加熱 塑化成熔融狀態(tài) 由螺桿 或柱塞 施加壓力而通過料筒底部的噴嘴注入低溫的 閉 合的模具型腔中 經(jīng)冷卻硬化而保持模腔所賦予的形樣 開模取得所注塑成型塑件 在作上完成了一個周期 注塑成型是塑料模塑成型的一種重要方法 生產(chǎn)中已有廣泛的應(yīng)用 它具有以下幾方 面的特點 成型周期短 能一次成型外形復雜 尺寸準確 帶有金屬或非金屬嵌件的塑料制件 對成型各種塑料的適應(yīng)性強 目前 除氟塑料外 幾乎所有的熱塑性塑料都可以用 此方法成型 某些熱固性塑料也可以采用注塑成型 生產(chǎn)效率高 易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn) 注塑成型所需設(shè)備昂 模具結(jié)構(gòu)比較復雜 制造成本高 所以注塑成型特別適合大 批量生產(chǎn) 1 2 我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 80 年代以來 在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持和引導下 我國模具工業(yè)發(fā)展迅速 年均增速均為 13 1999 年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為 245 億 2003 年模具進出口統(tǒng)計中 我國模具的出口總額為 2 52 億美元 我國模具的出口總額 3 億美元 進口額則達到 13 億多美元 在進口模具中的塑料模具占到 50 左右 可以看 出 在塑料模具方面 我國與國外產(chǎn)品還存在較大差距 在引進的塑料模具中 以科技含量較高的模具居多 如高精度模具 大型模具 熱流道模具 氣輔及高壓注射成型模具等 現(xiàn)代塑料制品對表面光潔度 成型時間都 提高了更高的要求 因而也推動了塑料模具的發(fā)展 以電視機塑料外殼模具為例 其 精度已由以前的 0 05 0 1mm 提高到 0 005 0 01mm 制造周期也由 8 個月縮短到了 2 個 月 并且使用壽命也由過去可制 10 萬 20 萬件制品延長到了可 60 萬件制品 從電視機 外殼塑料模具的發(fā)展可以看到 高精密 長壽命 短周期 低成本是模具的發(fā)展方向 第 8 頁 共 55 頁 目前我國使用覆蓋率和使用量最大的模具標準件為冷沖模架 注塑模架和推桿管這三 類產(chǎn)品 以注塑模架為例 目前全國總產(chǎn)值有 20 多億元 按照需求 國內(nèi)約需注塑模 架 30 多億元 而實際上國內(nèi)市場并未達到這個規(guī)模 其中主要一個原因就是模具廠家 觀念舊 注塑模架自產(chǎn)配比例較高 外購很少 這樣做廠家不僅重復制造本應(yīng)標準化 的購件 延長了模具生產(chǎn)周期 又不利于維修 很多相關(guān)的模具標準件并沒有相關(guān)的 國家標準 因此制定模具構(gòu)件的標準規(guī)范工作也是當務(wù)之急 1 3 國際塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 美國 1991 年發(fā)表的 國家關(guān)鍵技術(shù)報告 認為 材料領(lǐng)域的進展幾乎可以顯著改 進國民經(jīng)濟所有部門的產(chǎn)品性能 提高它們的競爭能力 因此把材料列為六大關(guān)鍵技術(shù) 的首位 這是由于先進材料與制造技術(shù)是未來國民經(jīng)濟與國防力量發(fā)展的基礎(chǔ) 是各種 高 新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為實用產(chǎn)品與商品的關(guān)鍵 當前各種新材料市場規(guī)模超過 1000 億 美元 預(yù)計到 2000 年將達 4 000 億美元 由新材料帶動而產(chǎn)生的新產(chǎn)品新技術(shù)則是一 個更大的市場 以上參展項目基本上代表了當前國際和國內(nèi)的先進水平和發(fā)展趨勢 1 4 我國塑料模具工業(yè)和技術(shù)今后的主要發(fā)展方向 1 提高大型 精密 復雜 長壽命模具的設(shè)計制造水平及比例 2 在塑料模設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用 CAD CAM CAE 技術(shù) 基于網(wǎng)絡(luò)的 CAD CAM CAE 一 體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪 CAD CAM 軟件的智能化程度將逐步提高 塑料制件及模具的 3D 設(shè)計與成型過程的 3D 分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用 3 推廣應(yīng)用熱流道技術(shù) 氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù) 氣助注射成型可在 保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下 大幅度降低成本 氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝 有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制體輔 而且其常用于較復雜的大型制品 模具設(shè)計 和控制的難度較大 因此 開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件 顯得十分重要 4 開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟模具 以適應(yīng)多品種 少批量的生產(chǎn)方式 5 提高塑料模標準化水平和標準件的使用率 首先要制訂統(tǒng)一的國家標準 并嚴格按 標準生產(chǎn) 其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn) 提高商品化程度 提高標準件質(zhì)量 降低成本 再次是要進一步增加標準件規(guī)格品種 第 9 頁 共 55 頁 6 應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要 7 研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程 采用三坐標測量儀或三坐標掃描儀實 現(xiàn)逆向工程是塑料模 CAD CAM 的關(guān)鍵技術(shù)之一 研究和應(yīng)用多樣 調(diào)整 廉價的檢測 設(shè)備是實現(xiàn)逆向工程的必要前提 8 十一五 期間我國塑料模具發(fā)展方向 塑料模具占模具總量近 40 而這個比例 仍不斷上升 塑料模具中為汽車和家電配套的大型注塑模具 為集成電路配套的精密 塑料模具 為電子信息產(chǎn)業(yè)和機械及包裝配套的多層 多腔 多材質(zhì) 多色精密注塑 模 為新型建材及節(jié)水農(nóng)業(yè)配套的塑料異型材擠出模及管路和噴頭模具等 目前雖然 已有相當技術(shù)基礎(chǔ)并正在快速發(fā)展 但技術(shù)水平與國外仍有較大差距 每年進口達幾 億美元 因此 十一五 期間應(yīng)重點發(fā)展 1 5 本次設(shè)計的目的 此次畢業(yè)設(shè)計給了我親自動手的機會 于以后的工作 學習等都有很大的幫助 是大學三年學習的一個總結(jié) 中國的塑料模具制造工業(yè)的飛速發(fā)展是需要理論和實踐 相結(jié)合的 所以這次畢業(yè)設(shè)計的意義十分重大 目的是通過對該零件的注塑模工藝的 設(shè)計 了解注塑模具的設(shè)計步驟 ABS 等材料的各項性能指標 工藝方案的選擇 和 側(cè)向抽芯技術(shù)的掌握 第 10 頁 共 55 頁 2 塑件成型工藝性分析 2 1 塑件 三通管 分析 2 1 1 三通管的塑件圖如下所示 2 1 2 塑件分析 三通管工件如圖所示 它是一種常見的塑料工件 從工件本身來看 屬特小型件 其抽芯脫模機構(gòu)較為復雜 側(cè)向抽芯技術(shù)可以說是這次課題的難點零件直通管的成型 采用側(cè)向抽芯機構(gòu) 由于抽拔距很長普通的斜導桂抽芯結(jié)構(gòu)難以實現(xiàn)抽芯動作的順利 完成 故采用液壓缸進行側(cè)向抽芯 因此本次畢業(yè)設(shè)計主要是針對以上問題進行模具 設(shè)計 以解決實際生產(chǎn)中存在的問題 第 11 頁 共 55 頁 2 1 3 成型工藝分析如下 1 精度等級 影響塑件精度的因素很多 塑料的收縮 注塑成型條件 時間 壓力 溫度 等 塑 件形狀 模具結(jié)構(gòu) 澆口 分型面的選擇 飛邊 斜度 模具的磨損等都直接影響 制品的精度 按 SJ1372 1978 標準 塑料件尺寸精度分為 8 級 本塑件所用材料為丙 烯烴 丁二烯 苯乙烯共聚物 ABS 由此查塑料模具設(shè)計手冊可知 本塑件宜選用一 般精度 5 級 2 脫模斜度 由于塑件冷卻后產(chǎn)生收縮 會緊緊地包住模具型芯 型腔中凸出的部分 使塑件脫出 困難 強行取出會導致塑件表面擦傷 拉毛 為了方便脫模 塑件設(shè)計時必須考慮與 脫模 及軸芯 方向平行的內(nèi) 外表面 設(shè)計足夠的脫模斜度 只有塑件高度不大 沒有特殊狹窄細小部位時 才可以不設(shè)計斜度 最小脫模斜度與塑料性能 收縮率 塑件的幾何形狀等因素有關(guān) 塑件脫模斜度為 35 1 30 考慮到本塑件的結(jié)構(gòu)以及模具的側(cè)抽芯結(jié)構(gòu) 可以使開模后塑件自動留在型腔中 所 以不需要考慮脫模斜度 2 2 ABS 的注射成型過程及工藝參數(shù) 2 2 1 注射成型過程 1 成型前的準備 對 ABS 的色澤 細度和均勻度進行檢驗 2 注射過程 塑料在注塑機料筒里進行加熱 塑化達到流動狀態(tài)后由模具的澆注系 統(tǒng)進入模具型腔成型 其過程可以分為充模 壓實 保壓 倒流和冷卻 5 個階段 3 塑件的后處理 采用調(diào)濕處理 紅外線燈烘箱 熱處理溫度 70 處理時間 2 小時 2 2 2ABS 的注射工藝參數(shù) 1 注射機 螺桿式 第 12 頁 共 55 頁 2 螺桿轉(zhuǎn)速 r min 30 3 料筒溫度 150 170 后段 165 180 中段 180 200 前段 2 2 3ABS 的物力和化學特性 三通管所用的材料是 ABS 全稱丙烯晴 丁二烯 苯乙烯共聚物 它將 PS SAN BS 的各種性能有機的統(tǒng)一起來 兼具韌 硬 剛相均勻的優(yōu)良力學性能 ABS 是丙烯晴 丁二烯和苯乙烯的三元共聚物 A 代表丙烯晴 B 代表丁二烯 S 代表苯乙 烯 ABS 工程塑料一般是不透明的 外觀呈前象牙色 無毒 無味 兼有韌 硬 剛的 特性 燃燒緩慢 火焰呈黃色有黑煙 燃燒后塑料軟化 燒焦發(fā)出特殊的肉桂氣味 但無熔融低落現(xiàn)象 1 使用性能 綜合性能好 沖擊強度高 化學穩(wěn)定性好 電性能良好 抗化學藥品性好 染色性 成型加工和機械加工性好 ABS 樹脂耐水 碘和酸類 不溶于大部分醇類和烴類溶劑 而容易溶于醛酮脂和一些氯代氫中 ABS 工程塑料的缺點 熱變形溫度較低 可燃耐火 性差 因而 ABS 適用于制作一般的機械零件 減摩耐磨零件 傳動零件和電訊零件 ABS 塑料的適用范圍為 40 100 2 成型特性 1 無定形塑件 其品種很多 各品種的機電性能及成性特性也有差異 應(yīng)按品種確 定成型的方法及成型條件 2 吸濕性強 含水量因小于 0 3 必須充分干燥 要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長時 間預(yù)熱干燥 3 流動性中等 溢邊料 0 04mm 左右 流動性比聚苯乙烯 AS 差 但比聚碳酸酯 聚 氯乙烯好 4 比聚苯乙烯加工困難 宜取高料溫 模溫 對耐熱 高沖擊和中沖擊型樹脂 料溫 更宜取高 料溫対物性影響較大 料溫過高易分解 分解溫度為 250 左右 比聚苯 第 13 頁 共 55 頁 乙烯易分解 對其要求精度較高 3 擬定模具結(jié)構(gòu)形式 第 14 頁 共 55 頁 3 1 分型面的選擇 塑件設(shè)計階段 就應(yīng)考慮成型時分型面的形狀和位置 否則無法用模具成型 在 模具設(shè)計階段 應(yīng)首先確定分型面的位置 然后才選擇模具的結(jié)構(gòu) 分型面設(shè)計是否 合理 對塑件質(zhì)量 工藝操作難易程度和模具的設(shè)計制造都有很大的影響 因此 分 型面的選擇是注射模具設(shè)計中的一個關(guān)鍵因素 3 1 1 分型面的選擇原則 1 有利于保證塑件的外觀質(zhì)量 2 分型面因選擇在塑件的最大截面處 3 盡可能使塑件留在動模一側(cè) 4 有利于保證塑件的尺寸精度 5 盡可能滿足塑件的使用要求 6 盡量減少塑件在合模方向上的投影面積 7 長型芯應(yīng)置于開模方向上 8 有利于排氣 9 有利于簡化模具結(jié)構(gòu) 3 1 2 分型面的確定 根據(jù)本三通管的具體結(jié)構(gòu)和以上確定分型面的基本原則 本設(shè)計確定分型面的位 置如圖 2 1 所示 在該結(jié)構(gòu)中 有外側(cè)抽芯 所以在確定分型面時 還要確定好側(cè)抽 芯結(jié)構(gòu) 外側(cè)抽芯采用斜導柱側(cè)抽芯 具體結(jié)構(gòu)見裝配圖 第 15 頁 共 55 頁 圖 3 1 分型面的選擇 對以上兩種分型面進行比較 根據(jù)分型面的選擇要求 可以看出圖 b 較好 1 圖 b 所示截面作為分型面 它是塑件的最大截面 大孔在開模方向上成型 而小 孔在側(cè)面 便于抽芯 2 圖 a 所示截面為分型面 有兩個側(cè)孔 且側(cè)孔大而深 抽芯力較大 抽芯結(jié)構(gòu)相 對復雜 3 2 型腔數(shù)目的確定 為了使模具與注塑機的生產(chǎn)能力相匹配 提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟性 并保證塑件精 度 模具設(shè)計時應(yīng)確定型腔的數(shù)目 型腔數(shù)目的確定一般可以根據(jù)經(jīng)濟性 注塑機的 最大注射量 制品的精度等 一般來說 大中型塑件和精度要求高的小型塑件優(yōu)先采 用一模一腔的結(jié)構(gòu) 但對于精度要求不高的小型塑件 沒有配合精度要求 形狀簡單 又是大批量生產(chǎn)時 若采用多型腔模具可提供獨特的優(yōu)越條件 使生產(chǎn)率大為挺高 該塑件要求不高 生產(chǎn)批量適中 且具有兩邊抽芯 抽芯距較長 從模具加工成本考 慮 故擬定為一模兩腔 采用一模兩件 能夠適應(yīng)生產(chǎn)的需求 潛伏式澆口 澆口去 除方便 模具結(jié)構(gòu)孔不復雜 容易保證塑件質(zhì)量 型腔布置形式如圖 3 2 所示 第 16 頁 共 55 頁 圖 3 2 型腔布置 4 注塑機型號的確定 注塑模是安裝在注塑機上使用的工藝設(shè)備 應(yīng)此設(shè)計注射模是應(yīng)該詳細了解注塑 機的技術(shù)規(guī)范才能設(shè)計出符合要求的模具 注塑機規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的大小及型腔的數(shù)目和排列方式 在確定模具 結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下 設(shè)計人員應(yīng)對模具所需的注射量 鎖模力 第 17 頁 共 55 頁 注射壓力 拉桿間距 最大和最小模具厚度 推出形式 推出行程 開模距離等進行 計算 根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺和模具相匹配的注塑機 倘若用戶已提供了注塑機的型 號和規(guī)格 設(shè)計人員必須對其進行校核 若不能滿足要求 則必須自己調(diào)整或與用戶 商量調(diào)整 4 1 所需注射量的計算 利用 Pro E 三維軟件定性測得該塑件的實際體積為 1 51 16cm 3 塑件質(zhì)量 1為 56 28g 設(shè)澆注系統(tǒng)的體積為素間的 0 6 倍 所以一次總的注射量為 流道凝料的質(zhì)量 2 2 0 6m1 67 536g 流道凝料的體積 v 0 2v1 v2 51 16 2 61 39 163 7 cm3 公稱注射量為 v 公 v0 0 8 163 7 0 8 204 6 cm3 4 2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計算 流道凝料 包括澆口 在分型面上的投影面積 A2在模具設(shè)計前是個未知數(shù) 根 據(jù)多型腔模的統(tǒng)計分析 大致是每個塑件在分型面上的投影面積的 0 2 0 5 倍 因此可用 0 35nA1來進行估算 所以 A nA1 A2 nA1 0 35 nA1 1 35 nA1 1 35 2 1198 9 3237mm2 式中 A 1 為塑件在分型面上的投影面積 N 型腔數(shù) 鎖模力是指注塑機的鎖模機構(gòu)對模具所施加的最大夾緊力 即 F 鎖 A P 型 A 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面的投影面積之和 mm 2 F A P 型 3237 30 第 18 頁 共 55 頁 97100N 97 1kN 4 3 選擇注塑機 注塑成型機按結(jié)構(gòu)形式分可分為立式 臥式 和直角式三類 立式注塑機式注射柱 塞 或螺桿 垂直裝設(shè) 鎖模裝置推動模板也沿垂直方向移動 主要優(yōu)點是占地面積 小 安裝或拆卸小型模具很方便 容易在動模上安放嵌件 嵌件傾斜或墜落 其缺點 是制品自模具中頂出后不能靠重力下落 需要人工取出 這就有礙于全自動操作 但 附加機械手取產(chǎn)品后 也可實現(xiàn)全自動操作 臥式注塑機是注射柱塞或螺桿與合模運 動方向沿水平裝設(shè) 其優(yōu)點是機體較低容易操縱和加料 制件頂出后可自動墜落 故 易實現(xiàn)全自動操作 直角式注塑機是注塑機柱塞或螺桿與合模運動方向相互垂直 這 種注塑機的主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單 便于自動 適用于單件生產(chǎn)中心部位不允許留有澆 口痕跡的平面制件 同時常利用開模絲杠的轉(zhuǎn)動來拖動螺紋型芯或型環(huán)旋轉(zhuǎn) 以便脫 下塑件 考慮到生產(chǎn)成本和易于實現(xiàn)自動化 塑件還是靠自身重力下落比較合適 且 重心較低安裝穩(wěn)妥 通過上述的分析 該塑件的注射量和鎖模力較大 由于本模具具有抽芯機構(gòu) 設(shè) 計較為復雜 同時考慮到開模行程和脫模力的原因 所以應(yīng)該采用臥式注塑機 根據(jù)每以生產(chǎn)周期的注塑量和鎖模力的計算值 差資料 可選用 SZ 200 1000 臥 式注塑機 表 4 1 注塑機主要技術(shù)參數(shù) 項目 數(shù)據(jù) 項目 數(shù)據(jù) 理論注射容量 cm 3 210 鎖模力 100 螺桿直徑 mm 42 拉桿內(nèi)間距 mm 370 320 注射壓力 Mpa 150 開模行程 mm 300 第 19 頁 共 55 頁 注射速率 g s 110 最大模厚 mm 350 塑化能力 s 14 最小模厚 mm 150 螺桿轉(zhuǎn)速 r min 10 250 定位孔直徑 mm 125 噴嘴球半徑 mm 15 噴嘴直徑 mm 4 鎖模方式 雙曲軸 4 4 注塑機有關(guān)參數(shù)的校核 4 4 1 型腔數(shù)量的校核 1 由注塑機料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù) n N kMt m 2 0 8 14 30 0 6 2 56 28 56 28 4 77 2 型腔數(shù)校核合格 式中 k 注塑機最大注射量的利用系數(shù) 一般取 0 8 M 注塑機的額定塑化量 14g s t 成型周期 取 30s 2 按注塑機的最大注射量校核型腔數(shù)量 n N kMn m 2 m1 0 8 231 0 6 2 56 28 56 28 2 08 2 符合要求 式中 MN 注塑機的允許最大注射量 cm 3或 g 該注射機為 210 cm3 1 1g 第 20 頁 共 55 頁 cm3 231g 其他符號意義與取值同前 4 4 2 注塑機工藝參數(shù)的校核 1 最大注射壓力的校核 塑料壓力校核的目的式校核注塑機的最大注射壓力能否滿足塑件成型的需求 注塑 機最大注射壓力應(yīng)稍大于塑件成型所需要的壓力 即 Pe kP 0 1 3 100 130MPa 而 Pe 150 MPa 注射壓力校核合格 式中 P e 注塑機額定壓力 MPa K 注射壓力安全系數(shù) 取 1 3 P0 成型所需要的注射壓力 MPa 2 鎖模力校核 F KF m KAP 型 1 2 97 1 116 52KN 而 F 1000KN 鎖模力校核合格 4 4 3 安裝尺寸 1 噴嘴尺寸 1 主流道的小端直徑 D 大于注塑機噴嘴 d 通常 D d 0 5 1 mm 對于該模具 d 4 mm 取 D 4 5 mm 符合要求 2 主流道入口的凹球半徑 SR0應(yīng)大于注射機噴嘴半徑 SR 通常為 SR0 SR 1 2 mm 對于該模具 SR 15 mm 取 17 mm 符合要求 2 最大與最小模具厚度 第 21 頁 共 55 頁 模具厚度 H 應(yīng)滿足 Hmin H H max 式中 Hmin 150 mm H max 350 mm 4 4 4 開模行程的校核 H H 1 H2 5 10 mm 式中 H 注塑機動模板的開模行程 H1 塑件推出行程 mm 取 6 mm 塑件壁高處的高度 H2 包括流道凝料在內(nèi)的塑件高度 mm 其值為 H2 46 5 10 mm 51 56 mm 46 mm 由裝配圖直接量取 所以 H 300 mm 50 80 10 140 mm 由計算得到符合要求 4 4 5 模架尺寸與注塑機拉桿內(nèi)間距校核 該套模具模架的外形尺寸為 370 mm 468 mm 而注射機拉桿內(nèi)間距為 370 mm 320 mm 因 370 mm 等于 370 mm 符合要求 注 對上面 4 4 2 4 4 5 的校核內(nèi)容與后面的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計交叉進行 但為了行 文整體形式與內(nèi)容的統(tǒng)一 所以將部分在此進行 綜上所述 注塑機選擇 SZ 200 1000 臥式注塑機符合該模具設(shè)計要求 第 22 頁 共 55 頁 5 澆注系統(tǒng)的形式和澆口的設(shè)計 所謂注射模的澆注系統(tǒng)是指從主流道的始端到型腔之間的熔體流動通道 澆注系統(tǒng)是引導塑料熔體從注塑機噴嘴到模具型腔的進料通道 具有傳物質(zhì) 傳 壓和傳熱的功能 對塑件質(zhì)量影響很大 它分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng) 該模具采用普通流道澆注系統(tǒng) 包括主流道 分流道 冷料穴 澆口 5 1 主流道的設(shè)計 主流到普通常位于模具中心塑料熔體的入口處 它將注塑機噴嘴射出的熔體導入 分流道或型腔中 主流道的形狀為圓錐形 以便于熔體的流動和開模時主流道凝料的 勝利拔出 5 1 1 主流道設(shè)計要點 1 為便于凝料從主流道中拉出 主流道通常設(shè)計成錐形 其錐角 2 0 6 0 內(nèi)比 表面粗糙度一般為 Ra 0 8 第 23 頁 共 55 頁 2 為防止主流道與噴嘴處溢料及便于將主流道凝料拉出 主流道與噴嘴應(yīng)緊密接 觸 主流道進口處應(yīng)制成球面凹坑 其球面半徑為 R2 R1 1 2 mm 凹入深度 3 5 mm 3 為了物料的流動阻力 主流道末端與分流道連接處呈圓角過渡 其圓角半徑 r 1 3 mm 4 主流道長度 L 應(yīng)盡量短 否則將增加主流道凝料 增大壓力損失 一般主流道 長度由模具結(jié)構(gòu)和模板厚度所確定 一般不大于 60 mm 取 L 40 mm 5 因主流道和塑料熔體反復接觸 進口處與噴嘴反復碰撞 因此 長將主流到設(shè) 計成可拆卸的主流道襯套 用較好的鋼材制造并進行熱處理 一般用 T8 T10 制造 熱處理硬度為 HRC50 55 5 1 2 主流道尺寸 1 主流道小端直徑 D 注塑機噴嘴直徑 0 5 1 4 0 5 1 取 D 4 5mm 2 主流道球面半徑 SR 0 注塑機噴嘴球頭半徑 1 2 15 1 2 取 SR0 170mm 圖 5 1 主流道襯套 由于本模具主流道較長 定位圈和襯套設(shè)計形式較宜 其定位圈結(jié)構(gòu)尺寸如圖 5 2 所示 第 24 頁 共 55 頁 圖 5 2 定位圈 5 1 3 主流道襯套的固定 主流道襯套的固定形式如圖 5 3 所示 圖 5 3 固定主流道襯套的形式 1 內(nèi)六角螺釘 2 定位圈 3 定模板 4 主流道襯套 5 定模板 5 2 冷料穴的設(shè)計 當注塑機未注射塑料之前 噴嘴前面的熔體塑料的溫度降低 形成冷凝料頭 為 了防止這些冷凝料進入型腔而影響塑件質(zhì)量 在進料口的末端的動模板上開設(shè)一洞穴 或者在流道的末端開設(shè)洞穴 這個洞穴就是冷料穴 它的作用是儲存因兩次注塑間隔 而產(chǎn)生的冷料頭以及熔體流動的前鋒冷料防止冷料進入型腔而形成冷接縫 冷料穴的 尺寸宜大于主流大端的直徑 長度約為主流道大端的直徑 為了是主流道凝料能勝利 地從主流道襯套中脫出 往往是冷料穴兼有開模時將主流道凝料從主流道拉出而附在 第 25 頁 共 55 頁 動模一邊的作用 根據(jù)拉料方式的不同 冷料穴的形式又可分為與推桿匹配的冷料穴 與拉料桿匹配的冷料穴和無拉料桿的冷料穴 1 主流道冷料穴的設(shè)計 該設(shè)計采用 Z 型拉料桿 2 分流道冷料穴的設(shè)計 該模具設(shè)計采用潛伏式澆口形式 無須考慮分流道的冷料穴設(shè)計 5 3 分流道的設(shè)計 分流道是連接主流道和澆口的進料通道 在單腔模中 長不開設(shè)分流道 而在多腔 模中 一般都設(shè)置有分流道 塑料沿分流道流動時 要求通過它盡快地充滿型腔 流 動中溫度降低盡可能小 阻力盡可能低 同時 應(yīng)能將塑料熔體均衡地分配到各個型 腔 因此 采用平衡式分流道 分流道應(yīng)短而粗 但為了減少澆注系統(tǒng)的回料量 分 流道也不能過粗 過粗的分流道冷卻緩慢 還會增長模塑周期 5 3 1 分流道的長度 長度應(yīng)盡量取短 且少折彎 該模具分流道的長度很短 分流道長度 第一級分流道 L 1 15 2 30mm 第二級分流道 L 2 19 mm 5 3 2 分流道的形狀及尺寸 分流道的截面形狀有圓形 半圓形 矩形 梯形 U 形等多種 在流過同等橫截 面積的條件下 橫截面為正方形的流動阻力最大 傳熱最快 熱量損失最大 因此對 熱塑性塑料注射模而言 不宜采用正方形的分流道 而圓形橫截面流動阻力小 熱量 損失最小 熔體降溫也最慢 但從加工來說 它需要同時在動模和定模上開設(shè)半截面 要使兩者完全吻合 制造較困難 半圓形和矩形截面的分流道比表面積 即表面積 體 積 較大 較少采用 而梯形截面 U 形截面的分流道 加工容易且熱量散失和流動阻 力也不大 為了便于機械加工及凝料脫模 本設(shè)計的分流道設(shè)置在分型面上 截面形 第 26 頁 共 55 頁 狀采用加工工藝性比較好的梯形截面 梯形截面分流道容易加工 且塑料熔體的熱量 散失及流動阻力均不大 一般可以采用下面的經(jīng)驗公式來計算截面尺寸 B 0 2654 mL4 查參考文獻 模具設(shè)計與制造手冊 表 6 150 取 B 6 6mm 式中 B 梯形大底邊的寬度 mm m 塑件的質(zhì)量 g L 單向分流道的長度 mm H 2 3B 2 3 6 6 4 4mm 5 3 3 分流道的表面粗糙度 由于分流道終于模具接觸的外層塑料迅速冷卻 只有中心部位的塑料熔體的流動 狀態(tài)較理想 因此分流道的內(nèi)表面粗糙度 R a并不要求很低 一般取 0 63um 1 6um 這樣的表面稍不光滑 有助于增大塑料熔體的外層流動阻力 避免熔體表面滑移 使 中心層具有較高的剪切速率 此處 Ra 1 6um 5 4 澆口的設(shè)計 澆口亦稱進料口 是連接分流道與型腔之間的一段細短通道 除了直接澆口外 它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分 澆口的主要作用 1 型腔充滿后 熔體在澆口處首先凝結(jié) 防止其倒流 2 易于切除澆口尾料 3 對于多型腔模具 用以控制熔接痕的位置 當塑料熔體通過澆口時 剪切速率較高 同時熔體的內(nèi)摩擦加劇使料流的溫度升 高 黏度降低 提高流動性能 有利于充型 但是澆口尺寸過小會使壓力增大 凝料加快 補縮困難 甚至形成噴射現(xiàn)象 影響塑件質(zhì)量 第 27 頁 共 55 頁 5 4 1 澆口的形式 澆口的形式有很多但是要根據(jù)具體情況來選擇 注射模常用澆口形式有以下幾種 1 側(cè)澆口 2 重疊式澆口 3 點澆口 4 潛伏式澆口 5 4 2 澆口位置的選擇 澆口的位置選擇 應(yīng)遵循如下原則 1 避免制件上產(chǎn)生噴射等缺陷 避免噴射有兩種方法 a 加大澆口截面尺寸 降低熔體流速 b 采用沖擊形澆口 改善塑料熔體流動狀況 該模具采用方 法 a 2 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件截面最厚處 3 有利于塑件熔體流動 4 有利于型腔排氣 5 考慮塑件使用時的界面狀況 6 減少或避免塑件的熔接痕 7 考慮分子取向?qū)λ芗阅艿挠绊?8 考慮澆口位置和數(shù)目對塑件成型尺寸的影響 9 防止將型芯或嵌件擠歪變形 5 4 3 澆口尺寸的確定 澆口截面積通常為分流道截面積的 0 07 0 09 倍 澆口截面積形狀多為矩形和圓 形兩種 澆口長度約為 0 5 2 mm 左右 澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗確定 取其下限 第 28 頁 共 55 頁 值 然后在試模時逐步修正 d nk A4 式中 d 澆口直徑 mm n 塑料系數(shù) 由塑料性質(zhì)決定 k 系數(shù) 塑件壁厚的函數(shù) k 0 206 0 0206 0 5045t6 A 型腔表面積 mm t 塑件壁厚 mm d 1035 mm 5 5 澆注系統(tǒng)的平衡 對于該模具 從主流道到各個型腔的分流道的長度相同 形狀及截面尺寸對應(yīng)相 同 各個澆口也相同 澆注系統(tǒng)顯然是平衡的 5 6 澆注系統(tǒng)凝料體積計算 1 主流道與主流道冷料穴凝料體積 V 1 3 7 65 22 200 1 3 4 5 2 22 110 2479 8 mm主 3 2 分流道凝料體積 V 分 2 15 19 68mm 3 3 澆口凝料體積 V 澆 約等于零 可以忽略不計 4 澆注系統(tǒng)凝料體積 V 總 V 主 V 分 V 澆 2547 8mm3 2 55 cm 3 第 29 頁 共 55 頁 該值小于前面 4 1 中澆注系統(tǒng)凝料的估算值 61 39cm3 所以前面有關(guān)澆注系統(tǒng)的 各項計算與校核符合要求 不需要重新設(shè)計計算 5 7 澆注系統(tǒng)各截面流過熔體的體積計算 1 流過澆口的體積 V3 V 型 51 16cm3 2 流過分流道的體積 V2 V 塑 V 分 2 51 228 cm 3 3 流過主流道的體積 V1 2V2 V 主 104 936 cm3 6 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算 型腔通常包括凹模 凸模 小型芯 螺紋等 由于這種成型零件直接與高溫 高 壓的塑料容體接觸 并且脫模是反復與塑件摩擦 因此要求它有足夠的強度 剛度 第 30 頁 共 55 頁 硬度 耐磨性和較低的表面粗糙度 同時還應(yīng)考慮零件加工性及模具的制造成本 應(yīng) 通過強度和剛度計算來確定型腔壁厚 尤其對于重要的精度要求高的或大型模具的型 腔 更不能單純憑經(jīng)驗來確定型腔壁厚和底板厚度 6 1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 三通管有三個孔 分模時無法脫出 需要使用側(cè)抽芯才能勝利的脫模 型芯一般 單獨制造 側(cè)面的孔采用一個側(cè)抽芯 長孔方向采用兩個相同的主型芯 選擇在中心 處分模 這樣易于加工 并且在生產(chǎn)中方便替換 提高生產(chǎn)效率 6 2 成型零件工作尺寸的計算 成型零件工作尺寸是指凹模和凸模直接用以構(gòu)成塑件的尺寸 它通常包括凹模和 凸模的徑向尺寸 凹模和凸模高度尺寸以及位置 中心距 尺寸等 成型零件的加工 精度和質(zhì)量決定了塑件的精度和質(zhì)量 工作尺寸的計算受塑件尺寸精度的制約 影響 塑件尺寸精度的因素甚多 主要有模具制造公差 模具的磨損量和塑件收縮率等因素 因此 計算工作零件尺寸時應(yīng)根據(jù)上述三個因素進行考慮 本設(shè)計采用平衡收縮法計 算模腔各工作尺寸 在計算成型零件型腔和型芯的尺寸時 塑料制品和成型零件尺寸均按單向極限值 即孔類尺寸均以其最小尺寸作為公稱尺寸 即公差值為正 凡是軸類尺寸均以其最大 尺寸作為公稱尺寸 公差值為負 而孔心距尺寸則按公差帶對稱分布的原則進行計算 查閱資料 該設(shè)計的公式如下 型腔徑向尺寸的計算 LM 1 S cp L s 3 4 0 型芯高度尺寸的計算 HM 1 Scp hS 2 3 0z 上式中 L M 型腔徑向尺寸 mm 第 31 頁 共 55 頁 Lsls 塑件徑向尺寸 mm Scp 塑料的平均收縮率 S cp 0 004 0 007 2 塑件公差值 mm 模具制造公差 mm 一般取 3 z z 1 型腔尺寸的計算 對于型腔來說 具體尺寸見圖 6 1 圖 5 6 腔尺寸型 已知型腔徑向尺寸 L s1 31 0 20 0 07 將以上數(shù)據(jù)代入上式 可得z LM1 1 0 55 31 3 4 0 20 31 02 07 已知型腔深度尺寸 H s1 30 25 0 26 1 0 09 Hs2 9 Hs3 9 5 z 2 0 12 2 0 04 將以上數(shù)據(jù)代入上式 可得z 2 側(cè)型芯尺寸的計算 對于側(cè)型芯來說 具體尺寸見圖 6 2 第 32 頁 共 55 頁 圖 6 2 側(cè)型芯 已知型芯徑向尺寸 l s1 18 1 0 12 0 04 ls2 63 2 0 22 1z 2z 0 07 ls3 41 3 0 20 0 07 將以上數(shù)據(jù)帶入公式 可得 3z LM1 1 0 55 18 3 4 0 12 18 2604 04 LM2 1 0 55 63 3 4 0 22 63 5307 07 LM3 1 0 55 41 3 4 0 20 41 3 已知型芯高度尺寸 H s1 10 1 0 12 0 04 Hs2 31 1z 2 0 18 0 06 Hs3 3 3 0 08 0 03 將以上數(shù)據(jù)代入公式 可得2z 3z H 1 0 55 10 2 3 0 12 10 131M04 04 H 1 0 55 31 2 3 0 18 31 252 6 0 6 0 H 1 0 55 3 2 3 0 08 3 03M3 3 3 主型芯尺寸的計算 對于主型芯尺寸來說 具體尺寸見圖 6 3 第 33 頁 共 55 頁 6 3 主型芯 已知型芯徑向尺寸 l s1 50 ls2 42 0 20 0 07 ls3 31 1z 2z 1 0 18 0 06 將以上數(shù)據(jù)帶入公式 可得 3z LM1 1 0 55 50 3 4 0 20 50 2707 07 LM1 1 0 55 42 3 4 0 20 42 380 0 LM3 1 0 55 31 3 4 0 18 31 306 6 6 2 1 根據(jù)側(cè)壁厚校核強度 剛度 查閱資料 選擇下面公式 按剛度條件計算 S r 1 rpE25 1 7 0 1 15 30152 0 4435 2 1 0 838mm 按強度計算有 第 34 頁 共 55 頁 s 2 26mm 根據(jù)上面剛度 強度比較 取 s 2 26mm 8mm 符合要求 6 2 2 根據(jù)底板厚度校核強度 剛度 按剛度條件計算有 h 0 90 s 4 Epr31 按強度條件計算有 h 1 1 s 2 pr1 式中 Mpa E 模具材料的彈性模量 Mpa 碳鋼為 2 1 10 Mpa5 P 型腔的壓力 Mpa 剛度條件 即允許變形量 mm 模具材料的許用應(yīng)力 Mpa R 型腔內(nèi)徑 r 15mm 已知 25 Mpa E 2 1 10 Mpa P 30 Mpa 0 04 按剛度條件計算有 h 0 90 s 4 Epr31 0 9 04 1 253 1 5 1mm 按強度計算條件有 h 1 1 s 2 pr1 第 35 頁 共 55 頁 1 1 245130 2 5 77mm 所以取 h 值必須大于 5 77mms 7 模架的確定和標準件的選用 由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸 在根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標準模架尺寸 為 355mm 450mm 的標準模架 實際選擇尺寸為 370mm 468mm 1 定模座板 546mm 370mm 厚 27 mm 第 36 頁 共 55 頁 定模座板是模具與注塑機固定連接的板 材料為 45 鋼 通過 4 個 M12 的內(nèi)六角圓柱螺釘與定模固定板連接 定位圈通過 4 個 M8 的內(nèi)六角圓 柱螺釘與其連接 定模座板與澆口套為 H7 m6 配合 2 定模板 型腔固定板 468mm 370mm 厚 65mm 用于固定型腔 導套 固定板應(yīng)有一定的厚度 足夠的強度 一般選擇 45 鋼 調(diào) 質(zhì) 230HB 270HB 其上的導套孔與導套一端采用 H7 k6 配合 另一端采用 H7 f7 配合 定模板與澆 口套采用 H7 m6 配合 上面還開有 4 個斜導柱孔 定模板上的斜導柱孔與斜導柱為 H8 f7 配合 3 動模板型芯固定板 468mm 370mm 厚 67mm 用于固定型芯 導柱 其上還有斜導柱孔 滑塊孔 一般選擇 45 鋼 調(diào)質(zhì) 230HB 270HB 整體式型芯通過兩翼的鋼條固定在其上 用內(nèi)六角螺釘固定在其上 導柱固定孔與導柱為 H7 k6 配合 斜導柱孔與斜導柱為 H8 f7 配合 4 墊塊 50mm 468mm 厚度為 100 mm 1 主要作用 在動模座板與支撐板之間形成推出機構(gòu)的動作空間 或調(diào)節(jié)模具的總厚度 以適應(yīng)注 射機的模具安裝厚度要求 2 結(jié)構(gòu)形式 可以是平行墊塊或拐角墊塊 改模具采用平行墊塊 3 墊塊材料 墊塊材料為Q235A 也可用HT200 球墨鑄鐵等 該模具墊塊采用Q235A 制造 4 墊塊的厚度h 校核 h h1 h2 h3 s 0 22 17 26 3 5 68 5mm 100mm 符合要求 第 37 頁 共 55 頁 式中 h1 頂出板限位釘?shù)暮穸?該模具沒采用限位釘 故其值為0 h2 推板的厚度 為22mm h3 推桿固定板厚度 為17mm s 推出行程 為26mm 推出行程富余量 一般為3mm 6mm 取3 5mm 5 推桿固定板 368mm 270mm 厚17mm 材料為45 鋼 6 推板 368mm 270mm 厚22mm 材料為 45 鋼 8 合模導向機構(gòu)的設(shè)計 為了保證注塑模準確合模和開模 在注塑模中必須設(shè)有導向機構(gòu) 導向機構(gòu)主要 起定位 導向以及承受一定側(cè)壓力的作用 導柱導向機構(gòu) 包括導柱和導套兩個主要 零件 分別安裝在動 定模兩邊 導柱的基本機構(gòu)形式有兩種 一種是除安裝部分的凸肩外 長度的其余部分直徑 相同 稱帶頭導柱 另一種是除安裝部分的凸肩外 使安裝的配合部分直徑比外伸的 工作部分直徑大 稱有肩導柱 帶頭導柱用于生產(chǎn)批量不大的模具 可以不用導套 有肩導柱用于采用導套的大批量生產(chǎn)并高精度導向的模具 裝在模具另一邊的導套安 裝孔 可以和導柱安裝孔以同一尺寸一次加工而成 保證了同軸度 第 38 頁 共 55 頁 導柱前端均須有錐形引導部分 并可割有儲油槽 導柱直徑尺寸隨模具模板外形 尺寸而定 模板尺寸愈大 導柱間的中心距應(yīng)愈大 所選導柱直徑也應(yīng)愈大 當采用 標準模架時 因模架本身帶有導向裝置 一般情況下 只要按照模架規(guī)格選用即可 若需采用精密導向定位裝置 則需根據(jù)模具結(jié)構(gòu)進行具體設(shè)計 8 1 導向結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計 1 導向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位 其中心至模具邊緣應(yīng) 有足夠的 距離 以保證模具的強度 防止壓入導柱和導套后變形 2 該模具采用4根導柱 其布置由標準模架決定 3 該模具導柱安裝在支承板上 導套安裝在定模板上 4 為了保證分型面很好的接觸 導柱和導套在分型面處應(yīng)制有承屑槽 即可削去一個 面或在導 套的孔口倒角 該模具采用后者 5 在合模時 應(yīng)保證導向零件首先接觸 避免凸模先進入型腔 導致模具損壞 動定 模板采用 合并加工時 可確保同軸度要求 8 2 導柱設(shè)計 1 該模具采用帶頭導柱 加油槽 2 為使導柱能順利地進入導向孔 導柱的端部常做成圓錐形或球形的先導部分 3 導柱的長度必須比凸模高度高出6mm 8mm 4 導柱直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定 應(yīng)保證具有足夠的抗彎強度 該導柱直徑有標準 模架可知為 16mm 5 導柱的安裝形式 導柱固定部分與模板按H7 k6配合 導柱滑動部分按H7 f7或 第 39 頁 共 55 頁 H8 f7的間隙配合 該模具滑動部分采用H7 f7的間隙配合 6 導柱工作部分的表面粗糙度為Ra 0 4 m 7 導柱應(yīng)具有堅硬而耐磨的表面 堅韌而不易折斷的內(nèi)芯 多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火 處理或碳素工具鋼T8A T10A經(jīng)淬火處理 硬度為50HRC以上或45鋼經(jīng)調(diào)質(zhì) 表面淬火 低溫回火 硬度為50HRC以上 該設(shè)計采用碳素工具鋼T8A 8 3 導套設(shè)計 導套與安裝在另一半模上的導柱相配合 用以確定動 定模的相對位置 保證模具運 動導向精度的圓套零件 導套常用的結(jié)構(gòu)形式有兩種 直導套 GB T4169 2 1984 帶頭導套 GB T4169 3 1984 1 結(jié)構(gòu)形式 采用帶頭導套 I型 2 導套的端面應(yīng)倒圓角 導柱孔最好做成通孔 利于排出孔內(nèi)剩余空氣 3 導套空的滑動部分按H8 f7或H7 f7的間隙配合 表面粗糙度0 4 m 該設(shè)計采用 H7 f7 4 導套材料可用淬火鋼或銅 青銅合金 等耐磨材料制造 該模具采用T8A 第 40 頁 共 55 頁 9 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計 注射成型的每一周期中 必須將塑件從模具型腔中脫出 這種把塑件從型腔中脫 出的機構(gòu)稱為脫模機構(gòu) 也可稱為頂出機構(gòu)或推出機構(gòu) 脫模機構(gòu)的作用包括脫出 取出兩個動作 推出機構(gòu)的設(shè)計原則 1 推出機構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動模一側(cè) 2 使制品在推出過程中不變形不損壞 3 機構(gòu)簡單 推出動作可靠 4 使脫模后的制品有良好的外觀 5 合模時的準確復位 式中 p 塑件對型芯產(chǎn)生的單位包緊力 一般p 8 12MPa A 塑件包緊型芯的側(cè)面積 mm2 由塑件的型芯零件圖可算得 A 28260mm2 取p 為 12MPa f 摩擦系數(shù) 取0 21 脫模斜率 取 0 9 1 脫模機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 第 41 頁 共 55 頁 由該塑件的外形特征及內(nèi)部型芯的情況 設(shè)置脫模機構(gòu)為 型推管 1 型推管 如圖 9 1 所示 每個塑件由 1 根推管推出 共 2 根 2 推管應(yīng)設(shè)在脫模阻力大的地方 3 推管應(yīng)均勻布置 4 推管應(yīng)設(shè)在塑件強度 剛度較大的地方 5 推管形式為標準的直推管 不帶肩 6 推管直徑與模板上的推管孔采用H8 f8間隙配合 7 通常推管入模具后 其端面應(yīng)與型腔底面平齊或高出型腔地面0 05mm 0 10mm 8 該模具采用推管與推管固定板單邊為0 25mm的間隙 這樣可以降低加工要求 又能 在多推管的情況下 不因個板的推管空加工誤差引起的軸線不一致而發(fā)生卡死現(xiàn)象 9 推管的常用材料為T8 T10碳素工具鋼 熱處理要求硬度50HRC以上 工作端配合不 問的表面粗糙度為Ra 0 8 m 第 42 頁 共 55 頁 10 側(cè)向抽芯機構(gòu)的設(shè)計 當塑件上具有與開模方向不一致的孔或側(cè)壁有凹凸形狀時 除極少數(shù)情況下可以 強制脫模外 一般都必須將成型側(cè)孔或側(cè)凹的零件做成可活動的結(jié)構(gòu) 在塑件脫模前 先將其抽出 然后才能將整個塑件從模具中脫出 完成側(cè)向活動型芯的抽出和復位的 這種機構(gòu)就叫做側(cè)向抽芯機構(gòu) 這種模具脫出塑件的運動有兩種情況 一是開模時優(yōu) 先完成側(cè)向分型和抽芯 然后推出塑件 二是側(cè)向抽芯與塑件的推出同時進行 側(cè)向 分型的抽芯機構(gòu)按動力來源可分為手動 氣動 液壓和機動四種類型 手動抽芯機構(gòu) 的結(jié)構(gòu)簡單 但勞動強度大 生產(chǎn)效率低 故僅適用于小型制品的小批量生產(chǎn) 液壓 或氣動抽芯側(cè)向分型的活動型芯可以依靠液壓或氣壓傳動的機構(gòu)抽出 由于注塑機沒有抽芯液壓缸或氣壓缸 因此需要另行設(shè)計液壓或氣壓傳動機構(gòu)及 抽芯系統(tǒng) 機動抽芯是利用注塑機的開模力通過傳動機構(gòu)改變運動方