固定方形插座上蓋注塑模具設(shè)計,固定,方形,插座,注塑,模具設(shè)計 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 I 摘 要 本次設(shè)計是固定方形插座上蓋注塑模設(shè)計 塑件確定采用聚乙烯材料 該材料具有 絕緣性好 強度高 價格低廉可用于雙孔 三孔插座 該設(shè)計使用了 Pro E 軟件對固定方 形插座上蓋進行三維造型 即利用參數(shù)化實體造型的方法 為更加高速 快捷的造型 生產(chǎn)提供了一種切實可行的辦法 設(shè)計以單分型面注塑模 型腔采用的是一模兩腔注射 該塑件采用側(cè)澆口注射和組合式型腔設(shè)置 推出形式為兩桿推出機構(gòu)完成塑件推出 我在這次設(shè)計中借閱了大量的文獻 還通過互聯(lián)網(wǎng)查找了相關(guān)資料 設(shè)計過程比較 完整 關(guān)鍵詞 單分型面注射模 插座 聚乙烯 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 II Abstract The design is the Socket Face graduated from the injection mold design Mould a document adopt polyethylene material that material to have insulation regards intensity height cheap be used for three sockets two price hole for sure The product and mold of the Socket Face was 3D designed by Pro E software Make use of parameterization entity model method give birth to a child for more high speed rapid model having provided one kind of a practical method Model designing that mark of type produces plastic articles by injection moulding face to face with Shan that the type cavity adopts is one model two cavities injection Should mould a piece adopt oblique tones running gate injection and the dyadic combination type cavity interpose debut a form for two poles debut organization being completed moulding a piece debut I borrow the document having reviewed a great quantity in current design have sought the relevance data by Internet have designed process comparatively entirely Keywords single type of injection molds socket PE 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 I 目 錄 1 緒論 1 1 1 前言 1 1 2 塑料工業(yè)簡介 1 1 3 我國塑料模現(xiàn)狀 2 1 4 塑料模發(fā)展趨勢 3 2 塑件的分析 4 2 1 塑料材料的選擇 分析 4 2 2 塑件的尺寸 精度 4 2 3 塑件的幾何形狀 4 2 3 1 脫模斜度 4 2 3 2 脫模斜度方向 5 2 3 3 塑件的壁厚 5 2 3 4 塑件的加強筋 5 2 3 5 圓角 5 2 3 6 塑件的支承面 5 2 3 7 塑件上的孔 5 3 注射設(shè)備的選擇 7 3 1 有關(guān)制品的計算 7 3 2 注射機型號的確定 8 4 分型面的選擇 9 5 塑料件的工藝尺寸的計算 11 6 模具型腔壁厚的計算 14 7 普通澆注系統(tǒng)設(shè)計 16 7 1 澆注系統(tǒng)的作用 16 7 2 設(shè)計的基本原則 16 7 3 普通澆注系統(tǒng)的組成與設(shè)計 16 7 3 1 主流道 16 7 3 2 分流道 18 7 3 3 冷料穴和拉料桿設(shè)計 19 7 3 4 澆口設(shè)計 20 8 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 23 9 結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計 24 9 1 標(biāo)準(zhǔn)模架 24 9 2 支承零部件設(shè)計 24 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 II 9 3 合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 25 9 3 1 導(dǎo)向機構(gòu)的作用 25 9 3 2 導(dǎo)柱 25 9 3 3 導(dǎo)套 25 9 3 4 導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計要點 26 10 推出機構(gòu)設(shè)計 27 10 1 推出機構(gòu)定義 27 10 2 推出機構(gòu)設(shè)計原則 27 10 3 脫模阻力計算 27 10 4 注射機及各個參數(shù)的校核 27 10 5 推桿推出位置的選擇 29 10 5 1 推桿的復(fù)位 29 10 5 2 推件板的設(shè)計 29 11 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 30 11 1 模具溫度及其調(diào)節(jié)的重要性 30 11 2 模具溫度與塑料成型溫度的關(guān)系 30 11 3 冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 30 11 3 1 冷卻介質(zhì) 30 11 3 2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則 31 11 3 3 冷卻裝置的理論計算 31 結(jié)論 33 致 謝 34 參考文獻 35 附錄 36 附錄 1 36 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 1 1 緒 論 1 1 前言 模具是現(xiàn)代工業(yè)的重要裝備 隨著工業(yè)生產(chǎn)的飛速發(fā)展 新產(chǎn)品的不斷涌現(xiàn) 對模 具的設(shè)計與制造速度 加工質(zhì)量 提出了更高的要求 要求的周期越來越短 精度越來越高 以加速新產(chǎn)品投產(chǎn)及產(chǎn)品的更新?lián)Q代 提高 經(jīng)濟效益及競爭力 近幾年來 許多企業(yè)認(rèn)識到這一點 都在朝這個方向努力發(fā)展 把 在實際工作中積累的經(jīng)驗收集 整理與總結(jié) 逐漸形成一種規(guī)范化 標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計 本設(shè)計就是利用課本中的理論 和畢業(yè)實習(xí)基地 江南機械廠 的所見 及前輩的 寶貴經(jīng)驗設(shè)計出來的一套日常用塑件 某型茶杯的杯蓋 的模具 通過對塑件的分析 確定用一模兩腔注射成型該塑件 同時為了鍛煉一下自己的能力 故意在塑件表面增加 一些結(jié)構(gòu) 增加多層臺階 來增加設(shè)計的難度 加固模具設(shè)計方面的知識 為以后在企 業(yè)有個生存的空間打點基礎(chǔ) 本設(shè)計嚴(yán)格按照模具設(shè)計的步驟 及模具設(shè)計中的要求來設(shè)計的 塑件工藝性的分 析 型腔數(shù)量的確定 分型面的確定 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 成型零件的設(shè)計等 這一整套 的程序下來 感覺自己這方面的知識豐富了不少 同時在設(shè)計中也要求對機械的相關(guān)知 識有相當(dāng)?shù)牧私?機械制圖 公差與配合 機械制造 材料成型 數(shù)控技術(shù)等 總之 在這次畢業(yè)設(shè)計過程中 我感覺充實了不少 希望以后在工作崗位也有這樣的好機會鍛煉自己 1 2 塑料工業(yè)簡介 塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長最快的工業(yè)門類之一 自從聚氯乙烯塑料問世以來 隨 著高分子化學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及高分子合成技術(shù) 材料改進技術(shù)的進步 愈來愈多的具有 優(yōu)異性能的高分子材料不斷涌現(xiàn) 從而促進塑料工業(yè)的發(fā)展 模具是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的制品的工藝裝備或工具 它屬 于型腔模的范疇 通常情況下 塑件質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低 其模具的因素占 80 然而模具的質(zhì)量的好壞又直接與模具的設(shè)計與制造有很大關(guān)系 隨著國民經(jīng)濟領(lǐng)域 的各個部門對塑件的品種和產(chǎn)量需求越來越大 產(chǎn)品更新?lián)Q代周期越來越短 用戶對塑 件的質(zhì)量要求也越高 因而模具制造與設(shè)計的周期和質(zhì)量要求也相應(yīng)提高 同時也正是 這樣促進了塑料模具設(shè)計于制造技術(shù)不斷向前發(fā)展 就目前的形式看 可以說 模具技 術(shù) 特別是設(shè)計與制造大型 精密 長壽命的模具技術(shù) 便成為衡量一個國家機械制造 水平的重要標(biāo)志 按制品所采用的原料不同 成型方法不同 一般將模具分為塑料模具 金屬沖壓模 具 金屬壓鑄模具 橡膠模具 玻璃模具等 因人們?nèi)粘Ｉ钏玫闹破泛透鞣N機械零 件 在成型中多數(shù)是通過模具來制成品 就中國就有比較遠(yuǎn)大的市場 所以模具制造業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 2 已成為一個大行業(yè) 在高分子材料加工領(lǐng)域中 用于塑料制品成形的模具 稱為塑料成形模具 簡稱塑料模 塑料模具的設(shè)計是模具制造中的關(guān)鍵工作 通過合理設(shè)計制造出來的模具不僅能順 利地成型高質(zhì)量的塑件 還能簡化模具的加工過程和實施塑件的高效率生產(chǎn) 從而達(dá)到 降低生產(chǎn)成本和提高附加價值的目的 塑料模的優(yōu)化設(shè)計 是當(dāng)代高分子材料加工領(lǐng)域中 的重大課題 塑料制品已在工業(yè) 農(nóng)業(yè) 國防和日常生活等方面獲得廣泛應(yīng)用 為了生產(chǎn)這些塑 料制品必須設(shè)計相應(yīng)的塑料模具 在塑料材料 制品設(shè)計及加工工藝確定以后 塑料模 具設(shè)計對制品質(zhì)量與產(chǎn)量 就決定性的影響 首先 模腔形狀 流道尺寸 表面粗糙度 分型面 進澆與排氣位置選擇 脫模方式以及定型方法的確定等 均對制品 或型材 尺寸精度形狀精度以及塑件的物理性能 內(nèi)應(yīng)力大小 表觀質(zhì)量與內(nèi)在質(zhì)量等 起著十 分重要的影響 其次 在塑件加工過程中 塑料模結(jié)構(gòu)的合理性 對操作的難易程度 具有重要的影響 再次 塑料模對塑件成本也有相當(dāng)大的影響 除簡易模外 一般來說 制模費用是十分昂貴的 大型塑料模更是如此 現(xiàn)代塑料制品生產(chǎn)中 合理的加工工藝 高效的設(shè)備和先進的模具 被譽為塑料制 品成型技術(shù)的 三大支柱 尤其是加工工藝要求 塑件使用要求 塑件外觀要求 起著無 可替代的作用 高效全自動化設(shè)備 也只有裝上能自動化生產(chǎn)的模具 才能發(fā)揮其應(yīng)有 的效能 此外 塑件生產(chǎn)與更新均以模具制造和更新為前提 塑料模是塑料制品生產(chǎn)的基礎(chǔ)之深刻含意 正日益為人們理解和掌握 當(dāng)塑料制品 及其成形設(shè)備被確定后 由此可知 推動模具技術(shù)的進步應(yīng)是不容緩的策略 尤其大型 塑料模的設(shè)計與制造水平 常標(biāo)志一個國家工業(yè)化的發(fā)展程度 1 3 我國塑料?，F(xiàn)狀 塑料模是現(xiàn)代塑料工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備 塑料模工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè) 用塑料模生產(chǎn)成型零件的主要優(yōu)點是制造簡 材料利用率高 生產(chǎn)率高 產(chǎn)品的尺寸規(guī) 格一致 特別是對大批量生產(chǎn)的機電產(chǎn)品 更能獲得價廉物美的經(jīng)濟效果 在模具方面 我國模具總量雖已位居世界第三 但設(shè)計制造水平總體上比德 美 日 法 意等發(fā)達(dá)國家落后許多 模具商品化和標(biāo)準(zhǔn)化程度比國際水平低許多 在模具 價格方面 我國比發(fā)達(dá)國家低許多 約為發(fā)達(dá)國家的 3 3 3 5 工業(yè)發(fā)達(dá)國家將模具向我 國轉(zhuǎn)移的趨勢進一步明朗化 隨著我國改革開放步伐的進一步加快 我國正逐步成為全球制造業(yè)的基地 特別是 加入 WTO 后 作為制造業(yè)基礎(chǔ)的模具行業(yè)近年來得到了迅速發(fā)展 塑料模的設(shè)計 制造 技術(shù) CAD 技術(shù) CAPP 技術(shù) 已有相當(dāng)規(guī)模的確開發(fā)和應(yīng)用 在設(shè)計技術(shù)和制造技術(shù)上 與發(fā)達(dá)國家和地區(qū)差距較大 在模具材料方面 專用塑料模具鋼品種少 規(guī)格不全質(zhì)量 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 3 尚不穩(wěn)定 模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不高 系列化商品化尚待規(guī)?；?CAD CAE Flow Cool 軟件 等應(yīng)用比例不高 獨立的模具工廠少 專業(yè)與柔性化相結(jié)合尚無規(guī)劃 企業(yè)大而全居多 多屬勞動密集型企業(yè) 因此 我國要從一個制造業(yè)大國發(fā)展成為一個制造業(yè)強國 必須 要振興和發(fā)展我國的模具工業(yè) 努力提高模具工業(yè)的整體技術(shù)水平 提高模具設(shè)計與制 造水平 提高國際競爭能力 1 4 塑料模發(fā)展趨勢 塑料作為現(xiàn)代四大工業(yè)基礎(chǔ)材料之一 越來越廣泛地在各行各業(yè)應(yīng)用 其中注塑成 型在塑料的各種成型工藝中所占的比例也越來越大 隨著社會的經(jīng)濟技術(shù)不段向前發(fā)展 對注塑成型的制品質(zhì)量和精度要求都有不同程度的提高 塑料制品的造型和精度直接與 模具設(shè)計和制造有關(guān)系 對注塑制品的要求就是對模具的要求 由于計算技術(shù)和數(shù)控加工迅速發(fā)展 使得 CAD CAM 逐漸取代了過去塑料模的設(shè)計與 制造技術(shù) 使傳統(tǒng)的設(shè)計制造方法及組織生產(chǎn)的模式發(fā)生了深刻變化 塑料模 CAD CAM 的發(fā)展不僅可以提高塑料模質(zhì)量 減少塑料模的設(shè)計與制造工時 縮短塑料模生產(chǎn)周期 加快塑件生產(chǎn)和產(chǎn)品的更新?lián)Q代 而且更主要的是能滿足當(dāng)前用戶對塑料模行業(yè)提出的 質(zhì)量高 交貨快 價格低 的要求 塑料模以后的發(fā)展主要有以下幾方面 1 注射模 CAD 實用化 2 擠塑模 CAD 的開發(fā) 3 壓模 CAD 的開發(fā) 4 塑料專用鋼材系列化 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 4 2 塑件的分析 2 1 塑料材料的選擇 分析 聚乙烯 PE 是由乙烯聚合而成的 聚乙烯的原料來源充足 而且聚乙烯具有優(yōu)良 的電絕緣性能 耐化學(xué)腐蝕性能 耐低溫性能和良好的加工流動性 耐腐蝕性 電絕緣性 尤其高頻絕緣性 優(yōu)良 可以氯化 輻照改性 可用玻璃纖維增強 其熔點 剛性 硬度和強度較高 吸水性小 有突出的電氣性能和良好的耐輻射性 高壓聚乙 烯柔軟性 伸長率 沖擊強度和透明性較好 超高分子量聚乙烯沖擊強度高 耐疲勞 耐磨 用冷壓燒結(jié)成型 2 2 塑件的尺寸 精度 1 塑件的尺寸 塑件的尺寸 指塑件的總體尺寸塑件的尺寸受下面兩個因素影響 塑料的流動性 大而薄的塑件充模困難 設(shè)備的工作能力 注射量 鎖模力 工作臺面 2 塑件的精度 塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸與產(chǎn)品圖中尺寸的符合程度 即所獲塑件尺寸的準(zhǔn)確度 3 影響塑件尺寸精度的因素 模具的制造精度 磨損程度和安裝誤差 塑料收縮率的 波動以及成型時工藝條件的變化 塑件成型后的時效變化 后收縮 尺寸精度的確定 模塑件公差代號為 MT 附錄 E MT3 級精度最高 一般不采 用 MT7 級精度最低 會根據(jù) GB T34486 93 工程塑料模塑塑件尺寸公差 選擇塑件公差等級見圖 2 1 圖 2 1 A 項 不受模具合模精度影響的尺寸公差值 B 項 受模具合模精度影響的尺寸公差 值 尺寸精度的確定 對于塑件上孔的公差可采用基準(zhǔn)孔 可取表中數(shù)值冠以 號 對于塑件上軸的公差可采用基準(zhǔn)軸 可取表中數(shù)值冠以 號 一般配合部分尺寸精 度高于非配合部分尺寸精度 模具尺寸精度比塑件尺寸精度高 2 3 級 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 5 2 3 塑件的幾何形狀 2 3 1 脫模斜度 為了便于塑件脫模 防止脫模時擦傷塑件 避免模具型芯型腔的過度磨損 必須在 塑件內(nèi)外表面脫模方向上留有足夠的斜度 在模具上稱為脫模斜度 脫模斜度的大小 取決于塑件的形狀 壁厚及塑料的收縮率 一般取 30 3 30 2 3 2 脫模斜度方向 外形以大端為基準(zhǔn) 斜度由縮小方向取得 內(nèi)形以小端為基準(zhǔn) 斜度由擴大方向取 得 脫模斜度設(shè)計要點 塑件精度高 采用較小脫模斜度 尺寸大的塑件 采用較小脫模斜度 塑件形狀復(fù) 雜不易脫模 選用較大斜度 增強塑料采用較大的脫模斜度 收縮率大 斜度加大 含 潤滑劑的塑料采用較小脫模斜度 從留模方位考慮 留在型芯 內(nèi)表面脫模斜度 外表 面 留在型腔 外表面脫模斜度 內(nèi)表面 2 3 3 塑件的壁厚 壁厚過小 強度及剛度不足 塑料流動困難 壁厚過大 原料浪費 冷卻時間長 易產(chǎn)生缺陷 塑件壁厚設(shè)計原則 滿足塑件結(jié)構(gòu)和使用性能要求下取小壁厚 能承受推出機構(gòu)等 的沖擊和振動 制品連接緊固處 嵌件埋入處等具有足夠的厚度 保證貯存 搬運過程 中強度所需的壁厚 5 滿足成型時熔體充模所需的壁厚 2 3 4 塑件的加強筋 加強筋的作用 它能提高塑件的強度 防止和避免塑件的變形和翹曲 加強筋設(shè) 計要點 加強筋的底部與壁連接應(yīng)圓弧過渡 以防外力作用時 產(chǎn)生應(yīng)力集中而被破壞 2 3 5 圓角 在滿足使用要求的前提下 制件的所有的轉(zhuǎn)角盡可能設(shè)計成圓角 或者用圓弧過渡 1 圓角的作用 圓角可避免應(yīng)力集中 提高制件強度 圓角可有利于充模和脫模 圓角有利于模具制造 提高模具強度 2 圓角的確定 內(nèi)壁圓角半徑應(yīng)為壁厚的一半 外壁圓角半徑可為壁厚的 3 5 倍 一般圓角半徑不應(yīng)小于 0 5mm 壁厚不等的兩壁轉(zhuǎn)角可按平均壁厚確定內(nèi) 外圓角半徑 理想的內(nèi)圓角半徑應(yīng)為壁厚的 2 3 以上 2 3 6 塑件的支承面 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 6 通常塑件一般不以整個平面作為支承面 而是 以底腳或邊框為支承面 本設(shè)計選擇 面積最大的地面為支承面 2 3 7 塑件上的孔 在塑件孔的設(shè)計中 一方面應(yīng)保證塑件的強度 另一方面還需要滿足工藝要求 并 盡量簡化工藝 模塑通孔要求孔徑比 長度與孔徑的比值 要小些 2 當(dāng)通孔孔徑 3 5mm 由于型 芯易彎曲折斷 不適于模塑成型 肓孔的深度 h 3 5 d d 3 5mm 時 h 3d 緊固用的孔和其它受力的孔 應(yīng)設(shè)凸臺予以加強 塑件結(jié)構(gòu)尺寸見圖 2 2 圖 2 2 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 7 3 注射設(shè)備的選擇 3 1 有關(guān)制品的計算 根據(jù)零件圖提供的樣品 便可以根據(jù)樣品測繪得出制品體積 同時也可以借助計算 機輔助軟件 如 Pro E 軟件等 建立制品模型見圖 3 1 對于沒有提供樣品的設(shè)計 也 可以由所提供的制品圖樣建立模型 這樣既便于較精確的計算制品的各個參數(shù) 又更為 直觀 形象 因條件所限 本設(shè)計是由測繪所的體積 1 制品的體積為 V 3 8 3 8 3 0 8 55 33 cm 2 初步估計澆注系統(tǒng)的體積約為塑件的 0 7 倍 V 2 55 33 0 7 38 58 cm 本設(shè)計中取 V2 40 cm 3 該模具一次注射共需塑料的體積約為 V 0 2V3 V2 324 54 cm 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 8 圖 3 1 3 2 注射機型號的確定 根據(jù)以上的計算初步選定型號為 XS ZY 325 的注射機 近年來我國引進注射機的機型很多 國內(nèi)注射機生產(chǎn)廠的新機型也日益增多 掌握 使用設(shè)備的技術(shù)參數(shù)是注射模設(shè)計和生產(chǎn)所必需的技術(shù)準(zhǔn)備 在設(shè)計模具時 最好查閱 注射機生產(chǎn)廠家提供的 注射機使用說明書 上標(biāo)明的技術(shù)參數(shù) 根據(jù)以上的計算初步選定型號 XS ZY 125 的注射機 其主要技術(shù)參數(shù)如表 3 2 表 3 2XS ZY 325 注射機主要技術(shù)參數(shù) 額定注射量 cm 325 螺桿 柱塞 直徑 mm 42 注射壓力 MPa 350 注射行程 mm 335 注射時間 s 3 6 鎖模力 kN 900 最大成型面積 cm 320 最大開合模行程 mm 300 模具最大厚度 mm 300 模具最小厚度 mm 200 合模方式 液壓 機械 噴嘴球頭半徑 mm SR32 頂桿中心距 mm 230 噴嘴孔徑 mm 4 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 9 4 分型面的選擇 在塑料注射模制造過程中 總會遇到分型面的確定問題 它是一個很復(fù)雜的間題 受到許多因素的制約 常常是顧此失彼 所以在選擇分型面時應(yīng)抓住主要矛盾 放棄次 要因素 不同的設(shè)計人員有時對主要因素的認(rèn)識也不盡一致 與自身的工作經(jīng)驗有關(guān) 有些塑件的分型面的選擇簡單明確并且唯一 有些塑件則有許多方案可供選擇 根據(jù)我的 工作經(jīng)驗 可以按以下原則來確定 a 保證塑料制品能夠脫模 這是一個首要原則 因為我們設(shè)置分型面的目的 就是為了能夠順利從型腔中脫出 制品 根據(jù)這個原則 分型面應(yīng)首選在塑料制品最大的輪廓線上 最好在一個平面上 而且此平面與開模方向垂直 分型的整個廓形應(yīng)呈縮小趨勢 不應(yīng)有影響脫模的凹凸形 狀 以免影響脫模 b 使型腔深度最淺 模具型腔深度的大小對模具結(jié)構(gòu)與制造有如下三方面的影響 模具型腔深度的大小對模具結(jié)構(gòu)與制造有如下三方面的影響 1 目前模具型腔的加工多采用電火花成型加工 型腔越深加工時間越長 影響模具生 產(chǎn)周期 同時增加生產(chǎn)成本 2 模具型腔深度影響著模具的厚度 型腔越深 動 定模越厚 一方面加工比較困難 另 一方面各種注射機對模具的最大厚度都有一定的限制 故型腔深度不宜過大 3 型腔深度越深 在相同起模斜度時 同一尺寸上下兩端實際尺寸差值越大 如圖 2 若要控制規(guī)定的尺寸公差 就要減小脫模斜度 而導(dǎo)致塑件脫模困難 因此在選擇分 型面時應(yīng)盡可能使型腔深度最淺 c 使塑件外形美觀 容易清理 盡管塑料模具配合非常精密 但塑件脫模后 在分型面的位置都會留有一圈毛邊 我們稱之為飛邊 即使這些毛邊脫模后立即割除 但仍會在塑件上留下痕跡 影響塑件 外觀 故分型面應(yīng)避免設(shè)在塑件光滑表面上 d 盡量避免側(cè)向抽芯 塑料注射模具 應(yīng)盡可能避免采用側(cè)向抽芯 因為側(cè)向抽芯模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜 并且直 接影響塑件尺寸 配合的精度 且耗時耗財 制造成本顯著增加 故在萬不得己的情況 下才能使用 e 使分型面容易加工 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 10 f 保證塑件制品精度 作為機械零部件的塑件 平行度 同心度 同軸度都要求很高 保證塑件精度除提 高模具制造精度外 與分型面的選擇有很大關(guān)系 g 使塑件留在動模內(nèi) 模具開模時型腔內(nèi)的塑件一般不會自行脫出 需用頂出機構(gòu)頂出 注射機上都有頂 出裝置 且設(shè)在動模一側(cè) 因此設(shè)計模具分型面時應(yīng)使開模后塑件能留在動模內(nèi) 以便 直接利用注射機的頂出機構(gòu)頂出塑件 如果塑件留在定模內(nèi) 則要再另設(shè)計頂出裝置才 能脫模 模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜得多 且成本攀升 加工周期延長 h 使型腔內(nèi)總壓力較大的方向與分型面垂直 塑件注射時型腔內(nèi)各方向的壓強 P 相同 故某方向總壓力 F PxS S 為某方向的投影 面積 當(dāng) S 越大 則 F 越大 選擇總壓力較大的方向與分型面垂直 利用注射機的鎖模 力來承受較大注射壓力 因此模具結(jié)構(gòu)簡單 否則需另設(shè)計鎖緊機構(gòu) 模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜 成本增加 加工周期延長 綜上所述 選擇注射模分型面影響的因素很多 總的要求是順利脫模 保證塑件技 術(shù)要求 模具結(jié)構(gòu)簡單制造容易 當(dāng)選定一個分型面方案后 可能會存在某些缺點 再 針對存在的問題采取其他措施彌補 以選擇接近理想的分型面 該設(shè)計分型面選擇見圖 4 1 圖 4 1 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 11 5 塑料件的工藝尺寸的計算 塑料在成型加工過程中 用來充填塑料熔體以成型制品的空間被稱為型腔 而構(gòu)成 這個型腔的零件叫做成型零件 注射模的成形零件包括凹模 凸模 小型芯 螺紋型心 型環(huán)或成形桿等 由于這些成型零件直接與高溫 高壓的塑料熔體接觸 并且脫模時反 復(fù)與塑件摩檫 因此要求它有足夠的強度 剛度 硬度 耐磨性和較低的表面粗糙度 同時要考慮零件的加工性和模具的制造成本 凹模用以形成制品的外表面 型芯用以形成制品的內(nèi)表面 成形桿用以形成制品的 局部細(xì)節(jié) 模具的成形零件主要是凹模型腔和底板厚度的計算 塑料模具型腔在成形過 程中受到熔體的高壓作用 應(yīng)具有足夠的強度和剛度 如果型腔側(cè)壁和底板厚度過小 可能因強度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞 也可能因剛度不足而產(chǎn)生撓曲變形 導(dǎo)致溢 料飛邊 降低制品尺寸精度并影響順利脫模 因此 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 通常工作尺寸是根據(jù)模具的制造公差 塑料成型收縮率和成型零件磨損來確定的 傳統(tǒng)的方法是用平均收縮率計算法 其尺寸計算如下 凹模或型腔的工作尺寸計算式見式 5 1 式 5 2 式 5 1 zcpsmSL 043 式 5 2 0 23ZmSCPH 凸模或型心的工作尺寸計算式見式 5 3 式 5 4 式 5 3 04zcpsmSll 式 5 4 023zSCPh 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 12 孔間距的尺寸計算式見式 5 5 式 5 5 02zZmSCP 式中 塑料的平均收縮率 cpS Ls 塑件外形徑向尺寸 塑件公差值 塑件外形高度尺寸 mm mH 凹?；蛐颓粡较虺叽?mm L 凹模或型腔深度尺寸 mm 成型零件制造偏差 模具的制造公差當(dāng)尺寸小于 50mm 時 3 4 c 當(dāng)制品尺寸大于 50mm 時 3 5 凸?；蛐托牡膹较虺叽?mm ml 塑件內(nèi)壁徑向尺寸 mm s 凸?；蛐托牡母叨瘸叽?mm h 塑件外形深度尺寸 mm s 模具中心距基本尺寸 mm mC 塑件中心距基本尺寸 mm s 工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分尺寸 主要有型腔和型芯的徑向尺寸 包 括矩形和異形型芯的長和寬 型腔深度和型芯高度和尺寸 材料的公差等級取 4 級 因 PE 的成型收縮率為 1 5 3 0 所以平均收縮率取 S 2 25 1 凹模或型腔徑向尺寸 見式 5 1 mL Ls 83 0 05 0 6c zcpsmSL 043 1 2 25 83 0 75 0 6 0 0 05 84 410 0 05 2 凸?；蛐托牡膹较虺叽?見式 5 2 ml 43 0 05 0 56sc 043zcpsmSll 1 2 25 43 0 75 0 56 0 0 05 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 13 43 540 0 05 3 凹?；蛐颓簧疃瘸叽?見式 5 3 mH 8 0 05 0 6c zcpsS 0 32 1 2 25 7 0 666 0 6 0 0 05 6 7580 0 05 4 凸?；蛐托牡母叨瘸叽?見式 5 4 7 0 035 0 6 mhc 023zSCPh 1 2 25 7 0 666 0 6 0 0 035 7 560 0 05 5 模具中心距基本尺寸 見式 5 5 孔間距的制造公差 z 取制品公差 0 075 的 3 4 即 z 2 0 038 則孔間距的尺寸 27 0 038sCc 02zZmSCP 1 2 25 27 0 038 27 57 0 038 61 0 038sCc 02zZmSCP 1 2 25 61 0 038 62 37 0 038 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 14 6 模具型腔壁厚的計算 注射成型時 為了承受型腔高壓熔體的作用 型腔側(cè)壁與底板應(yīng)該具有足夠強度與 剛度 小尺寸型腔常因強度不夠而破壞 大尺寸型腔 剛度不足常為設(shè)計失效的主要原 因 確定型腔壁厚的計算法有 傳統(tǒng)的力學(xué)分析法和有限元法或邊界元法等現(xiàn)代數(shù)值分 析法 后者結(jié)果較可靠 特別適用于模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜 精度要求較高的場合 但由于受計 算機硬件和軟件等經(jīng)濟與技術(shù)條件的限制 目前應(yīng)用尚不普遍 前者則根據(jù)模具結(jié)構(gòu)特 點與受力情況建立力學(xué)模型 分析計算其應(yīng)力和變形量 控制其在型腔材料許用應(yīng)力和 型腔許用彈性 即剛度計算條件 范圍內(nèi) 成型型腔壁厚剛度計算條件 1 型腔不發(fā)生溢料 高壓塑料熔體作用下 模具型腔壁過大的塑性變形將導(dǎo)致某些 結(jié)合面出現(xiàn)溢料間隙 產(chǎn)生溢料和飛邊 因此 須根據(jù)不同塑料的溢料間隙來決定剛度 條件 表 7 6 為部分塑料許用的溢料間隙 2 保證塑料精度 當(dāng)塑件的某些工作尺寸要求精度較高時 成型零件的彈性變形影 響塑件精度 因此應(yīng)使型腔壓力為最大時 該型腔壁的最大彈性變形量小于塑件公差的 3 5 3 保證塑件順利脫模 若型腔壁的最大變形量大于塑件的成型收縮值 開模后 型 腔側(cè)壁的彈性恢復(fù)將使其緊包住塑件 使塑件脫模困難或在脫模過程中被劃傷甚至破裂 因此型腔壁的最大彈性變形量應(yīng)小于塑件的成型收縮值 如果是利用計算公式的話比較煩瑣 且不能保證在生產(chǎn)中的精確性 我們可以根據(jù) 書中的經(jīng)驗值來取的 該設(shè)計所選的模具型腔為組合式結(jié)構(gòu) 在注射成型過程中 型腔主要承受塑料熔體的壓力 因此模具型腔應(yīng)該具有足夠的 強度和剛度 如果型腔壁厚和底版的厚度不夠 當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過型腔材料本 身的許用應(yīng)力是 型腔將導(dǎo)致塑件變形 甚至開裂 與此同時 若剛度不足將導(dǎo)致過大 的彈性變形 從而產(chǎn)生型腔向外膨脹或溢料間隙 因此 有必要對型腔進行強度和剛度 的計算 當(dāng) p 50MPa H3 H2 4 5 0 05 360MPa 時 側(cè)壁長邊 l 的剛度計算與強 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 15 度計算的分界尺寸為 370mm 即當(dāng) l 370mm 時按剛度條件計算側(cè)壁厚度 反之按強度條件 計算側(cè)壁厚度 因為 l 350mm 所以按強度條件計算 矩形型腔側(cè)壁每邊都受到拉應(yīng)力 和彎曲應(yīng)力的聯(lián)合作用 按端部固定梁計算 梁的兩端彎曲應(yīng)力 w 的最大值見式 6 1 式 6 1 21pHls 總應(yīng)力應(yīng)小于模具材料的許用應(yīng)力 即由相鄰側(cè)壁受載所引起的拉應(yīng)力 b 為見 式 6 2 式 6 2 12bpHs 式中 b 型腔側(cè)壁的短邊長 mm 211 wbplbss 為計算方便 略去較小的 b 按強度條件型腔側(cè)壁的計算式見式 6 3 式 6 3 21 pHls 式中 s 矩形型腔側(cè)壁厚度 mm p 型腔內(nèi)熔體的壓力 MPa H3 承受熔體壓力的側(cè)高度 mm l 型腔側(cè)壁長邊長 mm E 鋼的彈性模量 取 2 06 305MPa H 型腔側(cè)壁總高度 mm 0218356S 經(jīng)計算滿足條件 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 16 7 普通澆注系統(tǒng)設(shè)計 7 1 澆注系統(tǒng)的作用 定義 注射模的澆注系統(tǒng)是指熔體從注射機的噴嘴開始到型腔為止流動的通道 澆 注系統(tǒng)分為普通澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩種 作用 將熔體平穩(wěn)地引入型腔 使之按要求填充型腔的每一個角落 使型腔內(nèi)的氣 體順利地排除 在熔體填充型腔和凝固的過程中 能充分地把壓力傳到型腔各部位 以 獲得組織致密 外形清晰 尺寸穩(wěn)定的塑料制品 填充 排氣 保壓 凝固 定型 7 2 設(shè)計的基本原則 1 適應(yīng)塑料的成型工藝特性 2 利于型腔內(nèi)氣體的排出 3 盡量減少塑料熔體的熱能及壓力損失 4 避免熔融塑料直沖細(xì)小型芯或嵌件 5 便于修整 不影響塑件的外觀質(zhì)量 6 防止塑件翹曲變形 7 便于減少塑料消耗量和減小模具尺寸 7 3 普通澆注系統(tǒng)的組成與設(shè)計 在注射模具中 澆注系統(tǒng)一般由主流道 分流道 澆口和冷料穴四個部分組成 見 圖 7 1 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 17 圖 7 1 7 3 1 主流道 注射機的噴嘴與模具接觸的部位起到分流道為止的一段流道 7 3 1 1 主流道特點 1 熔體在主流道中不改變流動方向 2 主流道一般位于模具中心線上 與注射機噴嘴同軸 以利于澆注系統(tǒng)的對稱布置 3 主流道一般設(shè)計得比較粗大 以利于減少熔體流動阻力和壓力損失 使熔體順利 流向分流道 4 但主流道也不能設(shè)計得太大 否則澆注系統(tǒng)凝料增加 浪費材料 而且對于直接 澆口 會增加去除澆注系統(tǒng)凝料的困難 5 因此通常對于粘度大的塑料 流動性差 或尺寸較大的制品 流程長 主流道 截面應(yīng)設(shè)計得大一些 否則主流道截面應(yīng)設(shè)計得小一些 6 由于主流道大端經(jīng)常需要與高溫塑料和噴嘴頻繁接觸 且往往主流道需要穿過幾 塊模板因此設(shè)計主流道襯套是很有必要 a 頻繁接觸會導(dǎo)致?lián)p壞 設(shè)置主流道襯套后壞 了更換可以快速經(jīng)濟 b 主流道襯套的材料可以與模板不同 因此可以節(jié)省貴重金屬 c 如 果主流道需要穿過幾塊模板而不設(shè)置主流道襯套 模板之間會出現(xiàn)溢料 導(dǎo)致主流道凝 料難以取出 7 主流道襯套受到型腔或分流道塑料的反擠壓力而脫出 因此主流道襯套必須與定 模座板連接必須可靠 7 3 1 2 主流道尺寸 主流道橫截面面形狀通常采用比表面積最小的圓形截面 因主流道垂直于分型面 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 18 主流道設(shè)計成錐形 錐角 2 4 內(nèi)壁粗糙度 Ra 小于 0 4 m 小端直徑 D 大于噴 嘴直徑 0 5 3 通常取 3 6 主流道長度由定模厚度確定 1 主流道大端直徑約取 D d 2Ltg 8mm 2 主流道球面半徑 主流道入口的凹坑球面半徑 R 應(yīng)該大于注射機噴嘴球頭半徑的 2 3mm 反之 兩者不能很好的貼合 會讓塑件熔體反噴 出現(xiàn)溢邊致使脫模困難 SR 注射 機噴嘴球頭半徑 2 3 取 SR 13 2 5 15 5 mm 3 主流道長度 L 一般按模板厚度確定 但為了減小充模時壓力降和減少物料損耗 以短為好 小模具控制在 50 之內(nèi)在出現(xiàn)過長流道時 可以將主流道襯套挖出深凹坑 讓 噴嘴伸入模具 本設(shè)計中結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu)取 L 69 5 mm 4 澆口套的結(jié)構(gòu)尺寸見圖 7 2 圖 7 2 4 定位圈的結(jié)構(gòu)尺寸見圖 7 3 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 19 圖 7 3 7 3 2 分流道 介于主流道與澆口之間的一段流道 起過渡作用 在多型腔或單型腔多澆口時應(yīng)設(shè)置分流道 分流道是指主流道末端與澆口之間這一 段塑料熔體的動通道 其作用是通過流道截面及方向變化 使熔料能平穩(wěn)地轉(zhuǎn)換流向注 入型腔 分流道最理想的設(shè)計就是把流動樹脂在流道中的壓降降到最小 在多種常見截 面當(dāng)中 圓形截面的壓降是最小的 7 3 2 1 分流道設(shè)計原則 1 一般應(yīng)使從主流道來的熔體快速且均勻地到達(dá)澆口并充滿型腔 因此要求分流道 的流動阻力小 熔體降溫少 流道凝料少 并且能將熔體均衡地分配到各個型腔 型 腔和分流道的布局以平衡式為佳 以確保各分流道的長度 截面型狀和尺寸相同 各個 型腔同時均衡進料 同時充滿型腔 最好使制品和流道在分型面上總投影面積的幾何中 心和鎖模力的中心重合 2 型腔和分流道的布局以平衡式為佳 以確保各分流道的長度 截面型狀和尺寸相 同 各個型腔同時均衡進料 同時充滿型腔 最好使制品和流道在分型面上總投影面積 的幾何中心和鎖模力的中心重合 3 分流道表面不必很光滑 這樣 流道內(nèi)料流的外層流速較低 容易冷卻而形成固 定表皮層 4 分流道一般開設(shè)在動?；蚨５囊粋?cè) 以方便模具加工 5 分流道截面通常采用梯形或矩形 并要求截面尺寸適中 如截面過小 在相同注 射壓力下 使充模時間延長 制品容易出現(xiàn)缺料及波紋等缺陷 7 3 2 2 分流道尺寸 分流倒直徑參考見表 7 4 表 7 4 常用塑料的分流道直徑 塑料名稱或代號 分流直徑 mm 塑料名稱或代號 分流直徑 mm ABS AS 4 8 9 5 PP 4 8 9 5 POM 3 2 9 5 PE 3 6 9 5 丙烯酸類 8 0 9 5 PPO 6 4 9 5 PA 3 6 9 5 PPO 3 2 9 5 PC 4 8 9 5 PVC 3 2 9 5 分流道截面積 Ar Ar D 2 4 6 2 4 mm 2 28 27mm2 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 20 7 3 3 冷料穴和拉料桿設(shè)計 注射成型是一個周期性的 噴嘴處有冷料產(chǎn)生 為了防止在下一次成型時把冷料帶 進型腔而影響制品質(zhì)量 一般在主流道或分流道的末段設(shè)置冷料穴 以儲藏冷料并使熔 體順利充滿型腔 并非所有注射模都需要開設(shè)冷料穴 有時由于塑料的工藝性能和注射 工藝條件控制得好 很少產(chǎn)生冷料 且制品要求布不高 可以不設(shè)冷料穴 常見的冷料穴拉料結(jié)構(gòu)可分為以下四種類型 帶 Z 形頭拉料桿 球形拉料桿 圓錐 形拉料桿 無拉料桿冷料穴 該設(shè)計的拉料桿見圖 7 5 圖 7 5 該注射模設(shè)采用的是第一種冷料穴拉料結(jié)構(gòu)形式 在冷料穴底部有一根和冷料穴公 稱直徑相同的 Z 形頭的頂桿 稱為 Z 形頭拉料桿 這是最常用的形式 由于拉料桿頭部 的側(cè)凹將主流道凝料鉤住 分模時即可將該凝料從主流道中拉出 拉料桿的根部是固定 在頂出板上的 故在制件頂出時 冷料也一同被頂出 取產(chǎn)品時朝著拉料鉤的側(cè)向稍許 移動 即可將制件連同澆注系統(tǒng)凝料一道取下 主流道冷料穴常設(shè)在主流道的末端 開模時應(yīng)將主流道中的冷凝料拉出 所以冷料穴 直徑宜稍大于主流道大端直徑 其中 D 為主流道大端直徑 該模具取 d D 7 mm 7 3 4 澆口設(shè)計 7 3 4 1 澆口 是分流道與型腔之間最狹窄部分 也是澆注系統(tǒng)中最短小部分 7 3 4 2 澆口的作用 1 使從分流道來的熔體產(chǎn)生加速 以快速充滿型腔 當(dāng)熔體通過狹小的澆口截面時 其剪切速率增高 同時由于摩擦作用 熔體溫度升高 熔體粘度降低 流動性提高 有 利于充填型腔 獲得外形清晰的塑料制品 但小澆口熔體流動阻力大 壓力損失多 延 長充模時間 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 21 2 熔體充滿型腔后由接觸面向中心層冷卻固化由于澆口截面最狹窄 總是首先凝固 而凝固封閉后的澆口可以防止熔體倒流 3 便于澆口凝料與制品分離 7 3 4 3 澆口的種類 特點及應(yīng)用場合 1 直接澆口 特點 a 熔體通過主流道直接進入型腔 流程短 進料快 流動阻力 小 傳遞壓力好 保壓補縮強 b 澆注系統(tǒng)凝料少 模具結(jié)構(gòu)簡單 制造方便 c 去除 澆口不便且產(chǎn)生明顯的澆口痕跡 型腔封口遲 易產(chǎn)生氣孔和縮孔 應(yīng)用場 合 深腔的殼形或箱形制品 2 中心澆口 直接澆口的變異形式 又可變異成盤形澆口 環(huán)形澆口 輪輻式澆口 和爪形澆口 3 側(cè)澆口 又稱邊緣澆口 特點 a 側(cè)澆口一般開設(shè)在模具分型面上 從制品內(nèi)側(cè)或外側(cè)邊緣進料 截面形狀 通常采用矩形 去除澆口方便 b 壓力損失大 保壓補縮差 易產(chǎn)生氣孔和縮孔及熔接 痕 應(yīng)用場合 適用于一模多件 4 點澆口 又稱針澆口 橄欖形澆口 或菱形澆口 特點 a 去除澆口后痕跡不明顯 開模后可自行拉斷 有利于自動化操作 為了使 點澆口拉斷時不至于損壞制品 并減少流動阻力 減小澆口的磨損 澆口與制品連接初 采用圓弧或倒角過渡 b 壓力損失大 制品收縮大 變形大 c 模具應(yīng)設(shè)計成雙分型面 三板模 以便脫出流道凝料 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 5 潛伏式澆口又稱隧道式澆口或剪切式澆口 特點 a 由點澆口演變而來 其流道設(shè)置在分型面上 澆口常設(shè)在制品側(cè)面不影響 制品外觀質(zhì)量的較隱蔽的部位 并與流道成一定角度 潛入分型面下面 斜向進入型腔 形成能切斷澆口的刀口 b 開模時 流道凝料由推出機構(gòu)推出 并與制品自動切斷 省 掉了去除澆口工序 c 模具結(jié)構(gòu)與側(cè)澆口相似 但比點澆口的簡單 根據(jù)特點比較可以看出 該注射模澆口選側(cè)澆口比較合理 也可參考下表 7 6 表 7 6 部分塑料適合的澆口形式 直接澆口 側(cè)澆口 護耳澆口 薄片式澆 口 環(huán)形澆口 圓盤澆口 點澆口 潛伏式澆 口 PVC 適合 適合 適合 PE 適合 適合 適合 PP 適合 適合 適合 PC 適合 適合 適合 PS 適合 適合 適合 適合 適合 PA 適合 適合 適合 適合 適合 適合 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 22 POM 適合 適合 適合 適合 適合 適合 適合 ABS 適合 適合 適合 適合 適合 適合 適合 適合 丙烯酸脂 適合 適合 適合 7 3 4 3 澆口截面形狀及尺寸 常見的澆口的截面形狀有矩形和圓形 這兩種形式的尺寸精度容易保證 尤其矩形 澆口用得比較廣泛 澆口截面尺寸的大小對熔體流速及流態(tài)均有直接關(guān)系 從而對制品 質(zhì)量影響很大 一般澆口截面積與分流道截面積之比為 0 03 0 09 表面粗糙度 Ra 值不 低于 0 4 截面的形狀多為矩形 寬度與厚度的比為 3 1 或圓形 澆口長度約為 0 5 2 0mm 左右 在設(shè)計的時候一般取小值 在以便在試模時修正 澆口最終的具體尺 寸根據(jù)經(jīng)驗和零件的尺寸和形狀的要求確定 7 3 4 4 澆口位置選擇原則 1 澆口開設(shè)的位置應(yīng)有利于熔體的流動和補縮 當(dāng)制品的壁厚相差較大時 為了 幫助注射過程最終壓力能有效地傳遞到制品較厚部位以防止縮孔 在避免產(chǎn)生噴射的前 提下 澆口的位置應(yīng)開設(shè)在制品截面最厚處 以利于熔體充填和補料 2 澆口位置應(yīng)設(shè)在熔體流動時能量損失最小的部位 在保證型腔得到良好充填的前 提下 應(yīng)使熔體的流程最短 流向變化最少 以減少能量損失 3 澆口位置應(yīng)有利于型腔內(nèi)氣體的排出 如果進入型腔的塑料過早地封閉排氣系統(tǒng) 型腔內(nèi)的氣體就不能順利排出 結(jié)果會在制品上造成氣泡疏松 充模不滿 熔接不牢等 缺陷 4 避免塑料制品產(chǎn)生熔接痕 5 防止料流將型心或嵌件擠壓變形 6 澆口位置的選擇應(yīng)考慮高分子取向?qū)λ芰现破沸阅艿挠绊?注射成型時 應(yīng)盡 量減少高分子沿著流動方向上的定向作用 以免導(dǎo)致制品性能 應(yīng)力開裂和收縮等的方 向性 但要完全避免是不可能的 因而必須恰當(dāng)設(shè)置澆口位置 盡量避免由于定向作用 造成的不利影響 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 23 8 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 排氣方式 利用模具零件的配合間自然排氣 開設(shè)排氣槽 若型腔最后充滿部位不 在分型面上 其附近又無可供排氣的推桿或活動型芯時 可在型腔相應(yīng)部位鑲嵌燒結(jié)的 多孔金屬塊以供排氣 通氣孔直徑 D 不宜太大 否則燒結(jié)金屬塊受力后易變形 設(shè)計原則如下 1 排氣槽通常開設(shè)在型腔最后被充滿的地方 但熔體在型腔內(nèi)充滿的情況往往與澆 口的位置有關(guān) 因此在確定澆口的位置時 同時要考慮排氣槽的開設(shè)是否方便 2 排氣槽最好開設(shè)在分型面上且在一側(cè) 因為在分型面上如果因設(shè)排氣槽而產(chǎn)生飛 邊也容易隨制品脫出 3 排氣口不應(yīng)正對操作工人 以防熔體噴出發(fā)生工傷事故 4 排氣槽最好開設(shè)在靠近嵌件或制品最薄處 因為這樣的部位最容易形成熔接痕 應(yīng)排出氣體并排出部分冷料 兼起溢料槽作用 但該模具為中小型模具 且分型面適宜 可利用分型面排氣 所以無需設(shè)計排氣槽 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 24 9 結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計 9 1 標(biāo)準(zhǔn)模架 模架是注射模的骨架和基體 通過它將模具的各個部分有機地聯(lián)系成為一個整體 標(biāo)準(zhǔn)模架一般由定模座板 定模板 動模板 動模支撐板 墊塊 動模座板 推桿固定 板 導(dǎo)柱 導(dǎo)套及復(fù)位桿等組成部分 另外還有特殊結(jié)構(gòu)的模架 如點澆口模架 帶推 件板推出的模架等 模架中其他部分可根據(jù)需要進行補充 如精確定位裝置 支撐柱等 模架基本型組合是以直接澆口 包括潛伏式澆口 為主 其代號分別為 A3 A2 A3 A4 型四種 基本型組合 1 推桿推出機構(gòu) 1 定模兩板 動模一板式 A3 型 2 定 動模均勻兩板式 A2 型 2 推件板推出機構(gòu) 1 定模兩板 動模一板式 A3 型 2 定 動模均為兩板式 A4 型 標(biāo)準(zhǔn)模架的實施和采用是實現(xiàn)模具 CAD CAM 的基礎(chǔ) 可大大縮短生產(chǎn)周期 降低模 具制造成本 提高模具性能和質(zhì)量 為了適應(yīng)模具工業(yè)的迅速發(fā)展 模架的標(biāo)準(zhǔn)化程度 和要求也必將不斷深入和提高 因而此模架的選擇是采用 EMX 軟件 標(biāo)準(zhǔn)化選擇的 效 率又高 標(biāo)準(zhǔn)化程度又高 經(jīng)過綜合各方面考慮 此設(shè)計采用的是 A2 型組合 9 2 支承零部件設(shè)計 模具的支承零部件主要指用來安裝固定或支承成型零件及其他結(jié)構(gòu)零件的零部件 支承零部件主要包括固定板 墊板 支承件及模座等 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 25 a 定模座板 346 296mm 厚 34mm 定模座板就是模具與注射機連接處的板 開模時定模板和定模座板直接分開 構(gòu)成第 一分型面 因?qū)е枪潭ㄔ诙２糠?定模座板與注射機直接接觸 導(dǎo)柱的臺階被壓在定模 座板里 b 定模板 296 296 厚 46mm 按常規(guī)這應(yīng)該是定模固定板 但是鑒與塑件的特殊性 把型腔和定模板直接做成整體 式 故叫做定模板 用以成型塑件的外部部分形狀 導(dǎo)柱與定模板上的導(dǎo)柱孔采用 H7 f6 的 間隙配和 導(dǎo)套與定模板的孔采用 H7 m6 的過渡配合才能保證導(dǎo)柱自由的來回滑動導(dǎo)正 同時為了順利產(chǎn)生第二次分型 C 動模板 296 296 厚 46mm d 支承板 296 296 厚 36mm 支承板的作用是防止型腔 型芯 導(dǎo)柱或頂桿等脫出固定板 并承受型腔 型芯或 頂桿等的壓力 因此它要具有較高的平行度和硬度 一般采用 45 鋼 經(jīng)熱處理 235HB 或 50 鋼 40Cr 40MnB 等調(diào)質(zhì) 235HB 或結(jié)構(gòu)鋼 Q235 Q275 還起到了支承的作用 其要 承受成形壓力導(dǎo)致的模板彎曲應(yīng)力 e 推件板 78 396 厚 5mm 在此模具中不是平常說的完全意義的推板 而是直接和推桿固定的一塊薄板 既推件 板 f 支架 參考零件圖 9 3 合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 9 3 1 導(dǎo)向機構(gòu)的作用 1 定位作用 模具裝配或閉合過程中 避免模具動 定模的錯位 模具閉合后保證 型腔形狀和尺寸的精度 2 導(dǎo)向作用 動 定模合模時 首先導(dǎo)向零件相互接觸 引導(dǎo)動定模正確閉合 避 免成型零件先接觸而可能造成成型零件的損壞 3 承受一定的側(cè)向壓力 塑料熔體在注入型腔過程中可能產(chǎn)生單向側(cè)向壓力 或由 于注射機精度的限制 會使導(dǎo)柱在工作中不可避免受到一定的側(cè)向壓力 當(dāng)側(cè)向壓力很 大時 不能僅靠導(dǎo)柱來承擔(dān) 還需加設(shè)錐面定位裝置 導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)是比較常用的一種形式 其主要零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套 9 3 2 導(dǎo)柱 導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)尺寸見圖 9 1 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 26 圖 9 1 9 3 3 導(dǎo)套 設(shè)計要點 導(dǎo)套前端應(yīng)倒有圓角 通常導(dǎo)套采用淬火鋼或銅等耐磨材料制造 但硬 度應(yīng)低于導(dǎo)柱硬度 以改善摩擦及防止導(dǎo)柱或?qū)桌?導(dǎo)套孔滑動部分按 H8 f8 間隙 配合 導(dǎo)套外徑按 H7 n6 過渡配合 結(jié)構(gòu)尺寸見圖 9 2 圖 9 2 9 3 4 導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計要點 導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)適用于精度要求高 生產(chǎn)批量大的模具 當(dāng)對于小批生產(chǎn)的簡單模具 可不采用導(dǎo)套 直接與模體間隙配合 同時在設(shè)計導(dǎo)柱和導(dǎo)套時和應(yīng)注意以下幾點 1 導(dǎo)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(dǎo)柱和導(dǎo)套后變形 2 導(dǎo)柱的長度比型心端面的高度高出 6 8mm 以免型心進入凹模時與凹模相碰而損 壞 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 27 3 導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨度和強度 長采用 20 號低碳鋼經(jīng)滲碳 0 5 0 8mm 淬 火 48 55HRC 也可采用 T8A 碳素工具鋼 經(jīng)淬火處理 導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為 Ra0 4 m 4 為了使導(dǎo)柱能順利地進入導(dǎo)套 導(dǎo)柱端部應(yīng)做成錐形或半球形 導(dǎo)套的前端也應(yīng) 倒角 5 導(dǎo)柱設(shè)在動模一側(cè) 可以保護型心不受損壞 而設(shè)在定模一側(cè)則便于順利脫模取 出塑件 因此可根據(jù)需要而決定裝配形式 6 一般導(dǎo)柱的滑動部分的配合形式按 H8 f8 導(dǎo)柱和導(dǎo)套固定部分的配合按 H7 k6 導(dǎo)套外徑的配合按 H7 k6 7 除了動模 定模之間設(shè)導(dǎo)柱 導(dǎo)套外 一般還在動模座板與推板之間設(shè)置導(dǎo)柱和 導(dǎo)套 以保證推出機構(gòu)的正常運動 8 導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具的大小而決定 也可參考標(biāo)準(zhǔn)模架的數(shù)據(jù) 對以上各個條件的綜合考慮 本設(shè)計中采用了二根導(dǎo)柱 其布置為等直徑導(dǎo)柱對稱 布置 10 推出機構(gòu)設(shè)計 10 1 推出機構(gòu)定義 把塑件及澆注系統(tǒng)從從型腔中或型芯上脫出來的機構(gòu) 10 2 推出機構(gòu)設(shè)計原則 1 結(jié)構(gòu)可靠 2 推出位置盡量選在塑件內(nèi)側(cè) 保證塑件外觀良好 3 保證塑件推出時不變形不損壞 脫模力作用位置靠近型芯 脫模力應(yīng)作用于塑件 剛度及強度最大的部位 作用力面積盡可能大 4 盡量使塑件留于動模一側(cè) 塑件留于動模推出機構(gòu)簡單 否則要設(shè)計定模推出機 構(gòu) 5 盡量選在垂直壁厚的下方 可以獲得較大的頂出力 6 每一副模具的頂桿直徑最好是加工成直徑相同的 使加工容易 7 圓推桿的頂部不是平面時要防轉(zhuǎn) 8 把塑件推出模具 30mm 左右 如果脫模斜度較大時可以頂出塑件深度的 2 3 就可 以了 10 3 脫模阻力計算 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 28 根據(jù)公式見式 10 1 式 10 1 81tESLfQm 式中 Q 脫模力 N t 塑件平均壁厚 mm E 塑料彈性模量 S 塑料平均成形收縮率 L 包容凸模的長度 f 塑料與鋼的摩擦系數(shù) m 塑料的帕松比 E 200000 S 0 0225 L 3 8 f 0 3 m 0 3 t 0 32 Nc 代入上式 10 1 得 80 10 251 8032163QN 10 4 注射機及各個參數(shù)的校核 1 注射壓力的校核 該注射機的注射壓力為 350MPa PE 的注射壓力為 80 330MPa 所以能夠滿足要求 2 由注射機料筒塑化速率校核型腔數(shù)量 n 見式 10 2 式 10 2 21 360KMTn 3 65 2 符和要求 式中 K 注射機最大注射量的利用系數(shù) 一般取 0 8 M 注射機的額定塑化量 g h 或 cm h T 成形周期 M2 澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量和體積 g 或 cm M3 單個制品的質(zhì)量和體積 g 或 cm 3 按注射機的最大注射量校核型腔數(shù)量 n 見式 10 3 式 10 3 12MKn 2 0637 3 2 符合要求 式中 M n 注射機允許的最大注射量 g 或 cm 4 按注射機的鎖模 合模 力的校核 注射模從分型脹開的力 鎖模力 應(yīng)小于注射機的額定鎖模力 既見式 10 4 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 29 F P n A3 A2 式 10 4 式子的右面為 429932 8 符合要求 式中 F 注射機的額定鎖模力 N A3 單個制品在模具分型面上的投影面積 mm A2 澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積 mm p 塑料熔體在模腔內(nèi)的平均壓力 MPa 通常模腔內(nèi)的壓力為 20 40Mpa 成 型一 般制品為 24 34Mpa 精密制品為 39 44Mpa 本設(shè)計中取模腔內(nèi)的平均壓力為 40Mpa n 型腔個數(shù) 5 開模行程的校核見式 10 5 Smax S H3 H2 5 30 式 10 5 上式右邊 S 32 34 46 5 337mm 而注射機的最大開模行程是 300mm 所以 符合要求 式中 Smax 注射機最大開模行程 mm H3 推出距離 mm H2 包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的制品高度 mm 10 5 推桿推出位置的選擇 1 避開冷卻通道的位置 2 一般可以允許頂桿侵入塑件不超過 0 3mm 一般不允許頂桿端面低于塑件成型表 面 3 只要不損傷塑件的外觀 盡可能多設(shè)頂桿 減少塑件的脫模接觸應(yīng)