0144-自動(dòng)斷澆口支架注射模設(shè)計(jì)【全套9張CAD圖】,全套9張CAD圖,自動(dòng),澆口,支架,注射,設(shè)計(jì),全套,cad
自動(dòng)斷澆口支架注射模設(shè)計(jì)
摘 要
塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長(zhǎng)最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類，因此，研究注塑模具對(duì)了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。
本設(shè)計(jì)首先說明了塑料工業(yè)的重要地位和當(dāng)今注塑模具的現(xiàn)狀，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，塑料工業(yè)將繼續(xù)呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展之勢(shì)。其次介紹了注塑件的一般設(shè)計(jì)原則，對(duì)塑件的特征如倒圓角、加強(qiáng)筋等做了說明，從實(shí)際來看，幾乎所有的注塑件都遵循這些原則。在做好注塑成型的準(zhǔn)備工作之后，接著介紹了模具設(shè)計(jì)的內(nèi)容，冷流道注塑模具無外乎包括四大系統(tǒng)：澆注系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)和機(jī)構(gòu)系統(tǒng)（其實(shí)也可以歸為頂出系統(tǒng)，該系統(tǒng)如斜導(dǎo)柱、滑塊和開閉器等）。在澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式取流道橫截面形狀，確定澆口尺寸，對(duì)流道剪切速率進(jìn)行校核；溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)說明了設(shè)計(jì)的一般步驟，確定冷卻時(shí)間，計(jì)算體積流量等；頂出系統(tǒng)著重說明了推桿，推管的安裝要求，并進(jìn)行強(qiáng)度校核；該模具屬于簡(jiǎn)單脫模機(jī)構(gòu)，無滑塊抽芯機(jī)構(gòu)，也無開模先后順序的要求，做完這些工作之后，該模具的設(shè)計(jì)到此結(jié)束。
關(guān)鍵詞：注塑；瓶蓋；模具
ABSTRACT
plastic industry is in the world grows now one of quickest industry classes, but casts the mold is development quick type, therefore, the research casts the mold to understand the plastic product the production process and improves the product quality to have the very big significance.
This design introduced the injection takes shape the basic principle, specially single is divided the profile to inject the mold the structure and the principle of work, to cast the product to propose the basic principle of design; Introduced in detail the cold flow channel injection evil spirit mold pours the system, the temperature control system and goes against the system the design process, and has given the explanation to the mold intensity request; Finally introduced now in the world the most popular three dimensional CAD/CAM system standard software PRO/ENGNEER's PROGRAM module, and led the wrap to the guide pillar to carry on the parametrization design.Through this design, may to cast the mold to have a preliminary understanding, notes in the design certain detail question, understands the mold structure and the principle of work; Through to the PROGRAM study, may establish the simple components the components storehouse, thus effective enhancement working efficiency.
Key word: Injection；Cap；Mold
目 錄
1成型工藝擬定及選用設(shè)備 3
1.1制品成型工藝的分析。 4
1.2成型工藝規(guī)程的擬定。 4
1.2.1 ABS 塑料的成型特性：（查表1—5，塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)，機(jī)工版） 4
1.2.2成型工藝規(guī)程： 4
1.2.3成型設(shè)備的類型、型號(hào)及技術(shù)參數(shù)選擇。 5
(1) 估算制件的體積、重量以及正面投影面積： 5
2模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7
2.1模具類型及結(jié)構(gòu)形式的確定。 7
2.2制件分型面的確定。 7
2.3型腔數(shù)目的確定和排列。 8
2.4 確定澆注系統(tǒng)的位置和類型。 8
2.5 型腔零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 8
2.5.1 成型零件工作尺寸的計(jì)算。 8
2.5.2 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10
2.6動(dòng)模部分的支承板設(shè)計(jì) 12
2.7模具結(jié)構(gòu)零件設(shè)計(jì) 13
2.7.1導(dǎo)柱、導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 13
2.7.2抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 16
2.7.3脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)： 17
2.7.4澆口套的設(shè)計(jì) 20
3模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21
3.1冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 22
3.1.1冷卻水管道的設(shè)計(jì)計(jì)算： 22
3.1.2冷卻水管道的布置. 24
4模具總體尺寸的確定 24
4.1模具總厚度設(shè)計(jì) 24
4.2模具外型輪廓尺寸校核 25
4.3模具安裝槽的校核： 25
4.4鎖模力的校核： 25
5典型工作零件的熱處理及加工工藝的制訂 25
5.1定模板。 25
5.2主型芯。 26
6本設(shè)計(jì)在實(shí)用過程中可能存在的問題及解決辦法 26
7畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié) 26
8主要參考文獻(xiàn) 27
致 謝 28
1成型工藝擬定及選用設(shè)備
1.1制品成型工藝的分析。
①該制品屬蓋殼類塑件，形狀結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，壁厚均勻；因塑件的尺寸精度和外形精度要求較高。故可選用收縮率較小的常用塑料 ABS。
②．根據(jù)制件的表面質(zhì)量要求高、壁厚中等及 ABS塑料成型流動(dòng)性差的特點(diǎn)，可選中心點(diǎn)澆口，以保證塑件壁厚均勻。表面無明顯澆口痕跡。
③．為了防止制件在頂出時(shí)不變形，采用推板+推桿+推管的組合方式將制件頂出。
④．因制件的側(cè)形狀簡(jiǎn)單，尺寸較小，抽芯距離不大，抽芯力小等特點(diǎn)，故采用彈簧側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。
⑤．該制件的技術(shù)要求及所選用的塑料成型特性，宜采用注射成型的方式成型。
1.2成型工藝規(guī)程的擬定。
1.2.1 ABS 塑料的成型特性：（查表1—5，塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)，機(jī)工版）
①無定形塑料，其品種牌號(hào)很多，各種的機(jī)電性能及成型特性也各有差異。應(yīng)按品種確定成形方法及成形條件。
②吸濕性強(qiáng)，含水量應(yīng)小于0.3%，必須充分干燥。要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥。
③流動(dòng)性中等，溢邊料0.04毫米左右。（流動(dòng)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。
⑤模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意澆注系統(tǒng)對(duì)料六阻力小，進(jìn)料口出外觀不良，易發(fā)生熔接痕，應(yīng)注意選擇進(jìn)料口位置，形式，頂出力過大或機(jī)械加工時(shí)塑料表面呈現(xiàn)“白色”痕跡，脫模斜度宜取2°以上。
1.2.2成型工藝規(guī)程：
①注射成形機(jī)類型：螺桿式。
②料筒溫度：
前段： 180～200℃
中段： 165～180℃
后段： 150～170℃
③預(yù)熱：溫度 80～85℃
時(shí)間 2～3小時(shí)。
④．噴咀溫度： 180℃～190℃
⑤．模具溫度： 50 ～80 ℃
⑥．注射壓力： 100 ～ 140 ℃
⑦．成型時(shí)間： ａ.注射時(shí)間：20—90秒
ｂ.高壓時(shí)間：0—5秒
ｃ.冷卻時(shí)間：20—150秒。
說明：塑料成型的料筒溫度、模具溫度、保壓時(shí)間的控制對(duì)于制品的成型質(zhì)量是非常重要的，實(shí)踐中必須根據(jù)多次試模，不斷調(diào)整成型工藝參數(shù)，以達(dá)到制件的生產(chǎn)要求的工藝參數(shù)。
1.2.3成型設(shè)備的類型、型號(hào)及技術(shù)參數(shù)選擇。
(1) 估算制件的體積、重量以及正面投影面積：
ａ.體積 V體：
V1=3.14×4.4×0.3-3.14×4.0 ×4.0×0.3
=3.16 cm3
V2=3.14×（4×4-3.7×3.7）
=14.5 cm3
V3=3.14×3.7×3.7×0.3
=12.9 cm3
V4=3.14×2.1（0.7×07-0.4×0.4）
=2.17 cm3
V5=3.14×0.33×2
=0.17 cm3
V6=V1+V2+V3+V4-V5
=3.2+14.5+12.9+2.17-0.17
=32.6 cm3
ｂ.塑件重量G：
查表1—4（塑料設(shè)計(jì)手冊(cè)，機(jī)工版）得ABS的比重：
1.05g /cm3
G = PV
=1.05×32.6
= 34 克
ｃ.正面投影面積 F投：
F投 = 3.14×404×4.4
=60.8 cm2
①成型設(shè)備選擇。
ａ.容量V注的計(jì)算：
由公式： 0.8V注≥V件 得：
V注 = V件／0.8
= 32.6／0.8
=40.7 cm3
ｂ.根據(jù)初步估算的注射容量，查表8（塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)）得到預(yù)選注塑機(jī)的類型、型號(hào)及技術(shù)參數(shù)：
XS—ZY—60型注塑機(jī)技術(shù)規(guī)范及特性
名稱
數(shù)值
名稱
數(shù)值
螺桿直徑（毫米）
38
最大模具厚度（毫米）
200
最注射容量（立方厘米）
60
最小模具厚度（毫米）
70
模力（噸）
50
模具板最大距離L0（毫米）
380
注射壓力（公斤/立方厘米）
1220
模板行程L1（毫米）
180
最大注射面積（平方厘米）
130
噴嘴圓弧半徑R（毫米）
12
2模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1模具類型及結(jié)構(gòu)形式的確定。
根據(jù)制件的基本結(jié)構(gòu)，為滿足已擬定好的成型工藝，即使于澆注系統(tǒng)的廢料取出、側(cè)孔的成型抽心要求。故該模具可選定雙分型面注射模。
2.2制件分型面的確定。
便于塑件的取出及有利于側(cè)向抽心，應(yīng)采用如圖所示的分型面。
即Ⅰ--Ⅰ分型面：
3 - 1圖
2.3型腔數(shù)目的確定和排列。
因該制件的年產(chǎn)量只有1萬件，批量不大，精度要求較高，故宜采用將型腔排在模具中心部位。
2.4 確定澆注系統(tǒng)的位置和類型。
根據(jù)所選用塑料成型特性和模具類型，為保證制件的成型和質(zhì)量，采用中心點(diǎn)澆口形式，如3—1圖所示。
2.5 型腔零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
2.5.1 成型零件工作尺寸的計(jì)算。
根據(jù)制件圖所給的尺寸，所選塑料的收縮率，脫模斜度等有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。取脫模斜度 2°，ABS塑料的收縮率： S =0.6%.
(1)型腔尺寸計(jì)算：
① φ88-0.20尺寸變換為：φ88.1-0.30
L1 =[Ls(HS)-3/4△]+δ2
=[88.1（1+0.6%）-3/4×0.30]＋（0.3×1/4）
=88.4+0.075
② φ80-0.10
L2 =[80（1+0.6%）-3/4×0.10]+（0.10×1/4）
=80.4+0.025
③ φ14.1
L3 =[Ls(1+S)-3/4△]+δ2
=[14.1（1+0.6%）-3×0.1/4]+（1/4×0.2）=14.1+0.05
④ 20－0.10
H4 =[Hs(1+s)-2/3Δ]+δ2
=[20（1+0.6%）-2/3×0.1]+（0.1×1/4）=20.06+0.075
⑤ 21－0.10
H5=[Hs(1+s)-2/3Δ]+δ2
=[21（1+0.6%）-2/3×0.1]+（0.1×1/4）
=21.08+0.025
(2)型芯尺寸的計(jì)算。
① φ74+0.10
l1=[ ls(1+s)+3/4Δ]—δ2
=[74（1+0.6%）+3/4×0.10]－（1/4×0.10）
=74.5-0.025
② φ8變換為φ7.9+0.2
l2=[ls(1+s)+3/4Δ]－δ2
=[7.9（1+0.6%）+3/4×0.2]+（1/4×0.2）
=8.1-0.05
③ φ6變換為φ5.9+0.2
l3=[ls(1+s)+3/4Δ]－δ2
=[5.9（1+0.6%）+3/4×0.2]－（1/4×0.2）
=6.1-0.05
④ 17－0.10變換為 16.9+0.20
h4=[hs(1+s)+2/3Δ]－δ2
=[16.9（1+0.6%）+2/3×0.20]－（1/4×0.20）
=17.1-0.05
⑤ 21－0.10 變換為：20.9+0.20
h5=[hs(1+s)+2/3Δ]－δ2
=[20.9（1+0.6%）+2/3×0.20]－（1/4×0.20）
=21.1-0.05
⑥ 3 變換為：2.9+0.20
h6=[hs(1+s)+2/3Δ]－δ2
=[2.9（1+0.6%）+2/3×0.2]－（1/4×0.20）
=3.05-0.05
(3)中心距尺寸的計(jì)算：
① 40±0.10 尺寸
C1=[Cs(1+S)]±d2/2
=[40（1+0.6%）]±0.2/2×4
=40.2±0.025
② 10尺寸 變成10±0.10
C2=[Cs(1+S)]±d/2
=[10(1+0.6%)]±0.2/2×4
=10.06±0.025
2.5.2 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
(1) 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
α.根據(jù)制件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬小型制件，再根據(jù)初步選定的模具類型，簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，故將凹模設(shè)計(jì)成整體形成，如圖所示：
b.凹模的外形尺寸
根據(jù)所選注塑模機(jī)的拉桿距離190×230 mm ，再考慮到整個(gè)模具的結(jié)構(gòu)，將凹模的外形尺寸定為：長(zhǎng) × 寬× 高：180×180×30 mm ，如圖3-2所示：
(2)型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)制件的結(jié)構(gòu)，從便于加工，節(jié)省貴重材料，塑件的頂出脫模等方面考慮，本模具的主型芯采用組合形成，
如圖所示：固定方式采用軸肩加上銷釘?shù)姆绞健?
(3)動(dòng)模板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
α.動(dòng)模板的設(shè)計(jì)依據(jù)
因該模具的主型芯設(shè)計(jì)組合形成，故動(dòng)模板也就是動(dòng)模套模板，動(dòng)模板一般受拉伸，彎曲，壓縮三種應(yīng)力，變形后會(huì)影響型腔的尺寸精度。因此，在考慮，套模尺寸時(shí)，應(yīng)兼顧模具結(jié)構(gòu)厚度與注塑成型中的工藝固素，故將該板設(shè)計(jì)成厚度為30mm ，長(zhǎng)，寬設(shè)計(jì)成與定模板一樣。
b.模板的結(jié)構(gòu)形成如下圖所示：
2.6動(dòng)模部分的支承板設(shè)計(jì)
（1）根據(jù)塑件的投影面積60.8cm2 ，參考教材（機(jī)工版）P101查5-9表，支承板的厚度可選為：高=25 mm 。
（2）支承板簡(jiǎn)圖:
.
動(dòng)、定模的座板設(shè)計(jì)
根據(jù)動(dòng)模，定模板的外形尺寸,考慮到模具在注塑機(jī)，
上的安裝,動(dòng)、定模座板可選擇為：長(zhǎng)×寬×高:80×230×20
2.7模具結(jié)構(gòu)零件設(shè)計(jì)
2.7.1導(dǎo)柱、導(dǎo)套的設(shè)計(jì)
(1)導(dǎo)柱的布置：（由手冊(cè)4.P514.表2-6-11）
布置位置,如圖所示:
((2)導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式（由手冊(cè)1.P220，表5-57）
選階梯形式導(dǎo)柱，四根，如圖：
尺寸規(guī)格表
公稱直徑d
d1
d1固定孔
公差
D
H
L2
R
W
L1
尺寸
公差
尺寸
公差
16
-0.02
-0.04
24
+0.027
+0.009
+0.027
28
4
5
2
2.5
16
(3)導(dǎo)套的布置與導(dǎo)柱相同
結(jié)構(gòu)形式.（由手冊(cè)，P221，表5-58，5-59）選I型
導(dǎo)套。如圖：
尺寸規(guī)格表：
公稱直徑d
d1
d1固定孔
公差
D
H
L2
R
W
L1
尺寸
公差
尺寸
公差
16
0
+0.019
24
+0.023
+0.009
+0.03
32
5
28
2.5
2.5
18
2.7.2抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
(1)抽芯力計(jì)算：由手冊(cè)1，P33公式5-27，
Q抽=Ahq(μcosa-sina)
=π×0.6×0.3×100(0.2cos0.5-sin0.5)
=15.32 kg
(2)抽芯機(jī)構(gòu)形式
采用彈簧，斜鍥滑塊抽芯
α示意圖
b.鎖緊塊設(shè)計(jì)
如圖所示：
(3)抽芯距離計(jì)算：
抽芯距：S=3+2=5
2.7.3脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：
根據(jù)制件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；為了防止制件脫模變形，采用推板+推管+推桿的結(jié)構(gòu)形式，如圖
所示：
脫模機(jī)構(gòu)采用: 推板+推管+推桿結(jié)構(gòu)
(1)推桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
從加工方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使模具緊湊等方面出發(fā)，將其設(shè)計(jì)成如圖所示的形式：
(2)推管的設(shè)計(jì).
ａ.推管的結(jié)構(gòu)形式(由手冊(cè)、機(jī)工板，P231表5-59)
選擇Ⅱ形式推管。如圖所示：
b.尺寸規(guī)格表：
公稱尺寸
尺寸
D1
D2
D3
H
L1
尺寸
公差
尺寸
公差
8
+0.016
14
-0.016
-0.043
18
12
22
5
3
(3)推桿的設(shè)計(jì)。
ａ.結(jié)構(gòu)形式(由手冊(cè)、機(jī)板、P228、表 5-65)
選?、裥蛨A頂桿形式，如圖：
b.尺寸規(guī)格表：
公稱尺寸d
D
與推桿配合的孔
尺寸
公差
尺寸
公差
d孔公差
長(zhǎng)度L1尺寸
8
-0.015
-0.055
12
-0.1
-0.2
+0.030
15
(4)推桿固定板設(shè)計(jì)
ａ外形尺寸的確定根據(jù)前面所確定的支承板的外形尺寸及 推桿固定板動(dòng)模座板尺寸的確定。再綜合考慮其它一些 因素。將其外形尺寸定為：125× 125× 10
b結(jié)構(gòu)形式：如圖所示：
2.7.4澆口套的設(shè)計(jì)
(1)澆口套形式的確定
根據(jù)前面所確定的澆注系統(tǒng)類型，既中心點(diǎn)澆口形式，由手冊(cè)P223查表5-61得澆口套形式為：整體式，如圖：
(2)澆口套的尺寸，如下
d
與d配合的孔公差
D
R
L
L1
d
尺寸
配合公差
35
+0.027
+0.009
+0.027
55
12
30
20
4
3模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
因制件屬小型零件，且模具較小，且ABS塑料要求模具度在40oC左右，故可不設(shè)加熱裝置.
3.1冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.1.1冷卻水管道的設(shè)計(jì)計(jì)算：
(1)求塑件每次注射的容量G
G =（1+0.15）G件
=1.15×34
=39.1（克）
①查表獲塑件的單位熱流量Q1（KJ/kg）
ABS
PP
CDPE
HDPE
PVC
3.1-4.0×102
5.9 ×102
5.9-6.9×102
6.9-8.0
1.6-3.6×102
ABS可取4.0 ×10× 10KJ/kg
②設(shè)開模時(shí)間t開=7s，注射時(shí)間t1=5s,冷卻
時(shí)間t2=8s,則生產(chǎn)周期為t=20s,由此得
每小時(shí)注射次數(shù)為：
N=3600/20=180次/小時(shí)
③代入下式得出單位時(shí)間內(nèi)型腔總熱量
Q=N ×G× Q1
=180× 39.1× 4 ×102
=2.82×106（J/h）
④由簡(jiǎn)便公式求得冷卻水體積流量
qv =Q/РC1（Q1-Q2）
式中：р-冷卻水密度。103千克每立方米
C1-4187
Q1-出水溫度（取25攝氏度）
Q2-進(jìn)水溫度（取18攝氏度）
故：qv=(2.87×106/60)/103×4.87×(25-18)≈0.16×10-2(m3/min)
⑤查表得冷卻水管直徑d 和水的流速v.
⑥水管直徑:d=8mm
水管直徑ｄ
V1(m/s)
Qv(m3/min)
8
1.66
5.0×10-3
10
1.32
6.2×10-3
12
1.10
7.4×10-3
15
0.87
9.2×10-3
由表選得ｄ=8ｍｍ,v=1.66(m/s)
⑦ 求冷卻水在管內(nèi)的流速V.
由式(8-11)有:
V = 4qv/πd2
=4×0.16×10-2/3.14×(8/1000)2×60
=0.54(m/s)
⑧ 求冷卻管道孔壁與冷卻介質(zhì)的傳熱膜系數(shù)ｋ.
查表8-5得ｆ=7.22(水溫為30℃時(shí))
由式8.2有:
ｋ=4.87ｆ(pv)0.8/d0.2
=1.21×107 (j/m2*h*℃)
⑨ 求冷卻水管的總傳熱面積A.
由公式8-10有:式中Q2-模具平均溫度取40℃.
傳熱面積:
A = 60Q1/R[Q2(Q1+Q2)/2]
=60×2.86×10⒍/60/[1.21×107(40-(25+18)/2)]
=0.0128m2
⑩ 求模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻管的孔數(shù)n.
由式8-12
n = A / πdL
=0.0128/(3.14×0.008×0.18)
=2.45(孔)
⑾ 由 v=0.54m/min為計(jì)算速度,流速很慢,故調(diào)整流速,
按表有: 取 v′=1.0m/min
重新計(jì)算有:
n=1.6根
取 n=2 根.
3.1.2冷卻水管道的布置.
布置方案如圖:
4模具總體尺寸的確定
4.1模具總厚度設(shè)計(jì)
(1)模具總厚度=定模座板H1+流道推板H2+定模板厚H3
+動(dòng)模板厚H4+墊塊厚H5+動(dòng)模座板厚H6
即:Hm=H1+H2+H3+H4+H5+H6
=10+10+30+30+25+72
=177(m m)
(2)校核:
因所選注塑機(jī)的最大開模距離為300mm最小開模距離為200mm.
故:Hmin
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