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本科畢業(yè)設(shè)計 論文 題目 MP3 電池充電器插座的塑料 注射模具設(shè)計 系 別 機電信息系 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 學(xué) 生 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 2013 年 05 月 I MP3 電池充電器插座的塑料注射模具的設(shè)計 摘 要 本次設(shè)計主要是通過對塑件的形狀 尺寸及其精度的要求來進(jìn)行注射成型 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 斜度和圓角以及 是否有抽芯機構(gòu) 通過以上的分析來確定模具分型面 型腔數(shù)目 澆口形式 位置大小 其中最重要的是確定型芯和型腔的結(jié)構(gòu) 例如是采取整體式還是鑲 拼式 以及它們的定位和固緊方式 此外還分析了模具受力 脫模機構(gòu)的設(shè)計 合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計等 最后繪制完整的模具裝配總圖和主 要的模具零件圖 關(guān)鍵詞 注射成型 分型面 成型零件 抽芯機構(gòu) II The Design of Plastic Injection Mold for MP3 Battery Charger Socket Abstract This design is mainly the feasibility analysis of plastic parts of the shape size and accuracy requirements for injection molding process Molding of plastic parts including plastic parts wall thickness inclination and fillet and whether core pulling mechanism Through the above analysis to determine the mold parting surface cavity number gate the form place the size the most important is to determine the core and cavity structure for example is to take the whole the type of type still and their fixed position and tight way In addition the force of the mold demoulding mechanism design mold design guide mechanism cooling system design the die assembly drawing and the main parts of the die drawing Key Words Injection molding parting surface moulded parts core pulling mechanism III 目 錄 1 緒論 1 2 產(chǎn)品分析 32 2 1 塑件分析 2 2 1 1 結(jié)構(gòu)分析 2 2 1 2 尺寸精度分析 2 2 1 3 塑件厚度檢測 3 2 2 塑件的原材料分析 3 2 2 1 ABS 的基本特性 3 2 2 2 成形特性 4 2 3 注射模方案的確定 5 3 塑件相關(guān)計算及注塑機的選擇 6 3 1 投影面積計算 6 3 2 體積及質(zhì)量計算 6 3 3 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 7 3 4 注射工藝參數(shù)確定 8 3 5 注塑機選擇及注射工藝參數(shù)確定 8 3 6 型腔數(shù)量及注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核 9 3 6 1 型腔數(shù)量的校核 9 3 6 2 注射機工藝與安裝參數(shù)的校核 9 4 模具結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計 10 4 1 擬定型腔布局 10 4 1 1 分型面位置的確定 10 4 1 2 型腔數(shù)目的確定 11 4 1 3 型腔的布局 11 4 2 澆注系統(tǒng)設(shè)計 13 4 2 1 總體設(shè)計 13 4 2 2 主流道設(shè)計 13 4 2 3 分流道設(shè)計 14 4 2 4 冷料穴設(shè)計 15 4 2 5 進(jìn)料口設(shè)計 15 4 2 6 澆口套及定位圈的設(shè)計 16 4 3 模架的確定及標(biāo)準(zhǔn)件的選用 17 IV 4 4 成型零部件設(shè)計 18 4 4 1 成型零件的材料選擇 18 4 4 2 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 18 4 4 3 成型零部件的設(shè)計與計算 19 4 5 側(cè)向分型抽芯機構(gòu)設(shè)計 22 4 5 1 側(cè)向分型抽芯機構(gòu)類型選擇 22 4 5 2 抽芯距確定與抽芯力的計算 22 4 5 3 斜導(dǎo)柱分型與抽芯機構(gòu)零部件設(shè)計 23 4 5 4 楔緊塊的設(shè)計 24 4 5 5 滑塊的精確導(dǎo)向 25 4 6 合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 25 4 6 1 導(dǎo)向機構(gòu) 25 4 6 2 導(dǎo)向零件的設(shè)計原則 25 4 6 3 導(dǎo)套的設(shè)計 26 4 7 脫模機構(gòu)設(shè)計 27 4 7 1 推出機構(gòu)的設(shè)計原則 27 4 7 2 頂桿的布置 27 4 7 3 推桿布置 28 4 7 4 推件力的計算 29 4 7 5 推桿的設(shè)計 29 4 8 冷卻及排氣系統(tǒng)設(shè)計 30 4 8 1 冷卻回路的布置 30 4 8 2 求冷卻水的體積流量 V 31 4 8 3 冷卻時間計算 31 4 8 4 成型周期計算 32 4 8 5 排氣機構(gòu) 32 5 結(jié)論 32 參考文獻(xiàn) 32 致謝 32 畢業(yè)設(shè)計 論文 知識產(chǎn)權(quán)聲明 32 畢業(yè)設(shè)計 論文 獨創(chuàng)性聲明 32 附錄 32 1 緒論 1 1 緒論 現(xiàn)代模具工業(yè)有 不衰亡工業(yè) 之稱 世界模具市場總體上供不應(yīng)求 市 場需求量維持在 600 億至 650 億美元 同時 我國的模具產(chǎn)業(yè)也迎來了新一輪 的發(fā)展機遇 近幾年 我國模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持 13 的年增長率 中國模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 目前 中國 17000 多個模具生產(chǎn)廠點 從業(yè)人數(shù) 約 50 多萬 1999 年中國模具工業(yè)總產(chǎn)值已達(dá) 245 億元人民幣 工業(yè)總產(chǎn)值中 企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二 作為商品銷售的約占三分之一 在模具工業(yè)的 總產(chǎn)值中 沖壓模具約占 50 塑料模具約占 33 壓鑄模具約占 6 其它各 類模具約占 11 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 1 3 1 5 工業(yè)發(fā)達(dá) 國家將模具向我國轉(zhuǎn)移的趨勢進(jìn)一步明朗化 我國塑料模的發(fā)展迅速 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) 因此努力提高模具設(shè)計與制造水平 提高國 際競爭能力 是刻不容緩的 2 產(chǎn)品分析 2 2 產(chǎn)品分析 2 1 塑件分析 2 1 1 結(jié)構(gòu)分析 本次設(shè)計任務(wù)所提供的零件為塑件實體 如圖 1 所示 圖 1 塑件草圖 零件總體輪廓尺寸為 71mm 36mm 20mm 總體看來 結(jié)構(gòu)較簡單 故選一 般精度等級 IT6 級 2 1 2 尺寸精度分析 該零件的重要尺寸精度為 6 級 其它尺寸精度為 7 8 級 屬于中等精度 對應(yīng)的模具相關(guān)零件尺寸加工可以保證 畢業(yè)設(shè)計 論文 3 2 1 3 塑件厚度檢測 塑件的厚度檢測采用 Pro Engineer 設(shè)計軟件的模型分析功能自動完成 如 圖 2 所示 圖 2 厚度檢測 從塑件的壁厚上來看 壁厚的最大處為 3mm 左右 最小處小于 0 7mm 大 多處在 2 3mm 的范圍之內(nèi) 并綜合其材料性能 注意控制成型溫度及冷卻速 度 零件的成型并不困難 2 2 塑件的原材料分析 2 2 1 ABS 的基本特性 ABS 無毒 無味 呈微黃色 成型的塑料件有較好的光澤 有極好的沖擊 強度 且在低溫下也不迅速下降 水 無機鹽 堿 酸類對 ABS 幾乎無影響 在酮 醛 酯 氯代烴中會溶解或形成乳濁液 不溶于大部分醇類及烴類溶劑 但與烴長期接觸會軟化溶脹 ABS 表面受冰醋酸 植物油等化學(xué)藥品的侵蝕會 畢業(yè)設(shè)計 論文 4 引起應(yīng)力開裂 ABS 有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性 易于成型加工 經(jīng)過調(diào)色可 配成任何顏色 其缺點是耐熱性不高 性能 綜合性能較好 沖擊韌度 力學(xué)性能較高 尺寸穩(wěn)定而化學(xué)性 電 氣性能良好 易于成形和機械加工 用途 適于制作一般機械零件 減磨耐磨零件 傳動零件以及化工 電器 儀表等零件 2 2 2 成形特性 1 無定形塑料 其品種很多 各品種的機電性能及成型特性也有差異 應(yīng) 按品種確定成形方法及成形條件 2 吸濕性強 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 碳酸脂 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 高抗沖擊和中抗沖 擊型樹脂 料溫更宜取高 料溫對物性影響較大 料溫過高易分解 分解溫度 為 250 左右 比聚苯乙烯易分解 對要求精度較高塑件 模溫宜取 50 60 要求光澤及耐熱型料宜取 60 80 注射壓力應(yīng)比聚苯乙烯高 一般用柱塞式注射機時料溫為 180 230 注射壓力為 100 140 螺MPa 桿式注射機則取 160 230 70 100 為宜 MPa 模具設(shè)計時要注意澆注系統(tǒng) 分流道及澆口截面要大 選擇好進(jìn)料口位置 形式 推出力過大機械加工時塑料件表面呈現(xiàn) 白色 痕跡 在成型時的脫模斜 度 2 收縮率取 0 5 5 ABS 的成型條件 3 見表 1 畢業(yè)設(shè)計 論文 5 表 1 ABS 的成型條件 注射成型機類型 螺桿式 密度 3kgdm 1 03 1 07 計算收縮率 0 3 0 8 溫度 80 85預(yù)熱 時間 S 2 3 后段 150 170 中段 165 180料筒溫度 前段 噴嘴溫度 180 200 170 180 模具溫度 50 80 注射壓力 MPa 60 100 注射時間 s 20 90 高壓時間 s 0 5 冷卻時間 s 20 120成型時間 總周期 s 50 220 螺桿轉(zhuǎn)速 r min 30 適用注射機類型 螺桿式 柱塞式均可 方法 紅外線燈 烘箱 溫度 70后處理 時間 h 2 4 說明 該成形條件為加工通用級 ABS 料時所用 苯乙烯 丙烯腈共物 即 AS 成 形條件與上相似 2 3 注射模方案的確定 此次注塑模具方案初步?jīng)Q定為一模一腔 分型面為最大投影面上 前端使 用斜滑塊抽芯 選用潛伏式澆口進(jìn)行澆注 使用頂管裝置將塑件頂出 但這種方案產(chǎn)品生產(chǎn)批量小 不利于開模 結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜 經(jīng)過上網(wǎng)查詢 資料 已經(jīng)向老師和同學(xué)的請教 所以本次注塑模具方案確定為一摸兩腔 使 用側(cè)澆口 采用斜導(dǎo)柱進(jìn)行側(cè)向抽芯 頂出裝置為頂桿頂出 3 塑件相關(guān)計算及注塑機的選擇 6 3 塑件相關(guān)計算及注塑機的選擇 3 1 投影面積計算 圖 3 投影面積計算 塑件的投影面積可以通過 PRO ENGINEER 的分析模塊直接得出 如圖 3 所 示 由分析可得 注塑件投影面積 S 2394 32 2 4789 2m 3 2 體積及質(zhì)量計算 體積及質(zhì)量的計算也利用 PRO ENGINEER 的分析模塊自動計算獲得 塑件 密度由 塑料模具設(shè)計師指南 7 表 2 2 2 查得 ABS 密度 1 1g cm3 如圖 4 所示 畢業(yè)設(shè)計 論文 7 圖 4 體積及質(zhì)量計算 結(jié)果如下 體積 8 2538305e 03 3m 曲面面積 1 2326095e 04 2 密度 1 1000000e 00 噸 3 質(zhì)量 9 0792136e 03 噸 故注塑件的體積為 V 8254 0 2 16508 3m 質(zhì)量為 16 51 1 1 18 16g1m 流道凝料質(zhì)量 210 6 注射量 129 g 注射容量 9 5v 3 3 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 在模具設(shè)計前是個未知數(shù) 2A 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 來進(jìn)行估算 所以 10 35nA 0 35 1 35 1 35 2 2394 32 6464 6441211n2m 根據(jù) 塑料模具設(shè)計師指南 7 表 15 2 1 常用塑料模腔平均壓力可知一般 畢業(yè)設(shè)計 論文 8 制品平均壓力為 40 MPa 所以 鎖模力 6464 644 40 258 587 FA610 6kN 3 4 注射工藝參數(shù)確定 查中國模具網(wǎng)出品的 模具助手 8 1 01 版 ABS 的成型工藝參數(shù)可作如 下選擇 注射溫度 200 260 注射壓力 兆帕 78 4 196 模具溫度 40 60 壁厚范圍 毫米 1 5 5 0 脫模斜度 型腔 40 1 20 脫模斜度 型芯 35 1 3 5 注塑機選擇及注射工藝參數(shù)確定 根據(jù)每一生產(chǎn)周期的注射量和鎖模力的計算 可選用 XS ZY 125 型注射機 技術(shù)參數(shù)參照查 塑料模具設(shè)計向?qū)?9 表 13 1 得表 2 表 2 注射機主要技術(shù)參數(shù) 理論注射容量 3cm125 螺桿直徑 mm 42 注射壓力 MPa150 塑化能力 g s 45 螺桿轉(zhuǎn)速 r min 10 140 噴嘴球半徑 mm 12 鎖模方式 雙曲軸 鎖模力 kN 900 拉桿內(nèi)間距 mm 260 360 移模行程 mm 300 最大模厚 mm 300 最小模厚 mm 200 模具定位孔直徑 mm 100 噴嘴孔直徑 mm 3 畢業(yè)設(shè)計 論文 9 3 6 型腔數(shù)量及注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核 3 6 1 型腔數(shù)量的校核 由注射機料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù) n 合格 21 360 84530 6218 21 kMtmn 式中 注射機最大注射量的利用系數(shù) 一般取 0 8 注射機的額定塑化量 45g s 3 6 2 注射機工藝與安裝參數(shù)的校核 1 注射量校核 查 塑料模具設(shè)計向?qū)?9 表 13 1 知 XS ZY 125 型注 射機最大注射量 160 1 1 0 8 140 8g 本模每次注射所需塑料的總質(zhì)量約為 29 1g 能滿足要求 2 鎖模力校核 查 塑料模具設(shè)計向?qū)?9 表 13 1 知 XS ZY 125 型注 射機最大鎖模力 F 900kN 而 258 587kN 故能滿足 F模 F 鎖 模 3 最大注射壓力校核 查 塑料模具設(shè)計向?qū)?9 表 13 1 知 XS ZY 125 型注射機額定注射壓力為 150MPa 而 ABS 塑料成型時的注射壓力 P 成型 70 90MPa 故能滿足 成型的要求 P 注 4 最大和最小模具厚度校核 查 塑料模具設(shè)計向?qū)?9 表 13 1 知 XS ZY 125 型注射機所允許模具的最小閉合厚度為 200mm 最大閉合模厚為minH 300mm 而本設(shè)計的模具厚度為 300mm 即模具滿足 maxH minH 的安裝要求 5 模具在注射機上的安裝尺寸 從標(biāo)準(zhǔn)模架外形尺寸 400mm 300mm 300mm 上看 小于 XS ZY 125 型注射機拉桿內(nèi)向距 260mm 360mm 能滿足模具安裝和拆卸要求 6 開模行程的校核 查 塑料模具設(shè)計向?qū)?9 表 13 2 知 XS ZY 1250 型注射機的最大開模行程為 S 300mm 能滿足模具推出制品所需開模距 Sh件 5 10 mm 110mm 115mm 的要求 h澆 4 模具結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計 10 4 模具結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計 4 1 擬定型腔布局 4 1 1 分型面位置的確定 模具上用以取出塑件或取出澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面稱為分型面 分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素 它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造工 藝有密切關(guān)系 并且直接影響著塑料熔體的流動充填性及制品的脫模 分型面 的位置也影響著成型零部件的結(jié)構(gòu)形狀 型腔的排氣情況也與分型面的開設(shè)密 切相關(guān) 因此 分型面的選擇是注射模設(shè)計中的一個關(guān)鍵內(nèi)容 分型面的選擇 應(yīng)注意以下幾點 4 1 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 2 當(dāng)已經(jīng)初步確定塑件的分型方向后分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 3 保證制件的精度和外觀要求 4 考慮滿足塑件的使用要求 5 考慮注塑機的技術(shù)規(guī)格 使模板間距大小合適 6 考慮鎖模力 盡量減小塑件在分型面的投影面積 確定有利的留模方式 便于塑件順利脫模 7 不妨礙制品脫模和抽芯 8 有利于澆注系統(tǒng)的合理處置 根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形式 本設(shè)計分型面選在 A A 面 如圖 5 所示 畢業(yè)設(shè)計 論文 11 圖 5 分型面 4 1 2 型腔數(shù)目的確定 型腔指模具中成形塑件的空腔 而該空腔是塑件的負(fù)形 除去具體尺寸比 塑料大以外 其他都和塑件完全相同 只不過凸凹相反而己 注射成形是先閉 模以形成空腔 而后進(jìn)料成形 因此必須由兩部分或 兩部分以上 形成這一空 腔 型腔 其凹入的部分稱為凹模 凸出的部分稱為型芯 5 其數(shù)目的決定 與下列條件有關(guān) 1 塑件尺寸精度 2 模具制造成本 3 注塑成形的生產(chǎn)效益 4 制造難度 該塑件精度要求一般 MT5 又是大批量生產(chǎn) 可以采用一模多腔的形式 考慮到模具制造費用低一點 設(shè)備運轉(zhuǎn)費用小一點 采用一模兩腔的模具形式 這樣比一模一腔模具的生產(chǎn)效率高 同時結(jié)構(gòu)更為合理 4 1 3 型腔的布局 多型腔模具設(shè)計的重要問題之一就是澆注系統(tǒng)的布置方式 由于型腔的排 布與澆注系統(tǒng)布置密切相關(guān) 因而型腔的排布在多型腔模具設(shè)計中應(yīng)加以綜合 畢業(yè)設(shè)計 論文 12 考慮 型腔的排布應(yīng)使每一個型腔都通過澆注系統(tǒng)從總壓力中心中均等地分得 所需的壓力 以保證塑料熔體同時均勻地充滿每個型腔 使各型腔的塑件內(nèi)在 質(zhì)量均一穩(wěn)定 這就要求型腔與主流道之間的距離盡可能最短 同時采用平衡 的流道和合理的澆口尺寸以及均勻的冷卻等 合理的型腔排布可以避免塑件的 尺寸差異 應(yīng)力形成及脫模困難等問題 平衡式型腔布局的特點是從主流道到各型腔澆口的分流道的長度 截面形狀及 尺寸均對應(yīng)相同 可以實現(xiàn)均衡進(jìn)料和同時充滿型腔的目的 非平衡式型腔布 局的特點是從主流道到各型腔澆口的分流道的長度不相等 因而不利于均衡進(jìn) 料 但可以縮短流道的總長度 為達(dá)到同時充滿型腔的目的 各澆口的截面尺 寸制作得不相同 6 本塑件在注射時采用了一模兩腔的形式 即模具需要兩個 型腔 考慮塑件帶側(cè)抽芯機構(gòu) 現(xiàn)有兩種排列方式選擇 圖 6 型腔布局 如圖 6 所示 這兩種排列方式都采用平面對成布置 但第一種布局方式緊 湊 模具設(shè)計較簡單 綜合以上兩種方案考慮 故擬定第一種型腔布局方式 畢業(yè)設(shè)計 論文 13 4 2 澆注系統(tǒng)設(shè)計 4 2 1 總體設(shè)計 在澆注系統(tǒng)設(shè)計之前 我們首先要選定進(jìn)料口位置 為選擇合適的進(jìn)料口 位置 分析塑件可知 該塑件外表面很光潔 為了滿足制品表面光滑的要求與提 高成型效率采用側(cè)澆口 該澆口的分流道位于模具的分型面上 塑料熔體通過 型腔的側(cè)面注入型腔 因而塑件外表面不受損傷 不致因澆口痕跡而影響塑件 的表面質(zhì)量與美觀效果 采用側(cè)澆口形式 又模具設(shè)計為一模兩腔 并且綜合型腔布局 擬定澆注 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖 7 所示 對成布置 圖 7 澆注系統(tǒng) 4 2 2 主流道設(shè)計 主流道是連接注射機的噴嘴與分流道的通道 其斷面為圓形 且?guī)в幸欢?的錐度 為了使熔融塑料從噴嘴完全進(jìn)入主流道而不溢出 應(yīng)使主流道與注射 機噴嘴緊密對接 主流道對接處設(shè)計成半球形凹坑 根據(jù)選用的 XS ZY 125 型 號注射機的相關(guān)尺寸得 噴嘴前端孔徑 04dm 噴嘴前端球面半徑 12R 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系 0 12 R 0 5 d 取主流道球面半徑 13 取主流道小端直徑 m 畢業(yè)設(shè)計 論文 14 為了便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料及考慮塑料熔體的膨脹 將主流 道設(shè)計成圓錐形 起斜度為 取其值為 內(nèi)壁粗糙度為 0 63 主2 6 3 Ram 流道大端呈圓角 其半徑取 r 2mm 以減少料流轉(zhuǎn)向過渡時的阻力 故主流道各 部分直徑如圖 8 所示 其中 L 需根據(jù)模板厚度確定 圖 8 主流道各部分尺寸 4 2 3 分流道設(shè)計 分流道的設(shè)計原則即應(yīng)使熔體較快地沖滿整個型腔 流動阻力小 熔體溫 降小 并且能將熔體均衡地分配到各個型腔 分流道的布置取決于型腔的布局 兩者相互影響 分流道的布置形式分為平衡式和非平衡式兩種 這里采用平衡 式布置分流道 常見的分流道截面形狀有圓形 半圓形 U 形 梯形 矩形等 其中 圓 形截面分流道比表面積最小 熱量不容易散失 流動阻力最小 單位填充時間 最短 綜合各方面因素考慮 此處分流道截面為圓形形式 分流道直徑的計算 可由以下經(jīng)驗公式計算 塑料模設(shè)計手冊 12 公式 5 57 P188 4 1 43 7WLD 式中 D 各級分流道的直徑 mm W 流經(jīng)該分流道的熔體重量 g 畢業(yè)設(shè)計 論文 15 L 流過 W 熔體的分流道長度 mm 經(jīng)估算得分流道的直徑 D 6mm 故分流道的尺寸如圖 9 所示 圖 9 分流道 流道表面粗糙度 1 6R m 查表 塑料模設(shè)計手冊 12 表 5 39 與表 5 40 可知 ABS 允許的最小分流道 尺寸為 7 6mm 推薦值為 4 8 9 5mm 所以本設(shè)計符合要求 4 2 4 冷料穴設(shè)計 冷料穴一般位于主流道對面的動模板上 或處于分流道的末端 其作用是 存放料流前端的 冷料 防止冷料進(jìn)入型腔形成冷接縫 開模時又能將主流道 中的凝料拉出 采用與推桿匹配的冷料穴 冷料穴的形狀為 字形 4 2 5 進(jìn)料口設(shè)計 進(jìn)料口也稱澆口 澆口可分為限制性澆口和非限制性澆口兩種 非限制性 澆口起著引料 進(jìn)料作用 限制性澆口一方面通過截面積突然變化使分流道輸 送來的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度 提高剪切速率 使其成為理想的流動狀態(tài) 迅速而均衡地充滿型腔 另一方面改善塑料熔體進(jìn)入型腔時的流動特性 調(diào)節(jié) 澆口尺寸 可使多型腔同時充滿 可控制填充時間 冷卻時間及塑件表面質(zhì)量 畢業(yè)設(shè)計 論文 16 同時還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流 并便于澆口凝料與塑料分離的作用 側(cè)澆口又稱邊緣澆口 側(cè)澆口一般開在分型面上 從塑件邊緣進(jìn)料 這種澆口 結(jié)構(gòu)簡單形式應(yīng)用廣泛 其斷面形狀多為矩形 可以通過改變其厚度和寬度來 調(diào)整沖模時的接剪切速率和澆口封閉時間 側(cè)澆口的三個尺寸中 以深度 h 最 為重要 H 控制了澆口暢通開放時間和補縮作用 澆口寬度 W 的大小控制了熔 體充模流量 澆口長度 L 只要結(jié)構(gòu)強度允許 以短為好 一般選用 L 0 5 1 5mm 澆口深度有經(jīng)驗公式 h nt 4 2 式中 h 側(cè)澆口深度 mm 中小型塑件常用 h 0 5 2mm 大約為制品最大 壁厚的 1 3 2 3 t 塑件壁厚 mm n 塑料材料系數(shù) 這里直接查 塑料模設(shè)計手冊 12 表 5 46 得 h 1 0mm 4 2 6 澆口套及定位圈的設(shè)計 定位圈是使?jié)部谔缀妥⑸錂C噴嘴孔對準(zhǔn)定位所用 定位圈直經(jīng) D 為與注射 機定位孔配合直經(jīng) 應(yīng)按選用注射機的定位孔直經(jīng)確定 直經(jīng) D 一般比注射機 孔直經(jīng)小 0 1 0 3mm 以便裝模 定位圈一般采用 45 號鋼或 Q275 鋼 定位 圈內(nèi)六角螺釘固定在模板時 一般用兩個以上的 M6 M8 的內(nèi)六角螺釘 本設(shè) 計采用四個 M6 螺釘固定 14 澆口套的材料為 T10 硬度 HRC45 定位圈的材 料為 45 鋼 硬度 HRC50 其尺寸如圖 10 所示 畢業(yè)設(shè)計 論文 17 圖 10 澆口套與定位圈 4 3 模架的確定及標(biāo)準(zhǔn)件的選用 通過前面的設(shè)計及計算工作 便可以根據(jù)所定內(nèi)容確定模架 模架部分可 以自己設(shè)計 也可以選用標(biāo)準(zhǔn)模架 在生產(chǎn)現(xiàn)場模具設(shè)計過程中 盡可能選用 標(biāo)準(zhǔn)模架 確定出標(biāo)準(zhǔn)模架的形式 規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)代號 因為標(biāo)準(zhǔn)件有很大一部 分已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化 隨時可在市場上買到 這對縮短制造周期 降低制造成本時極 其有用的 設(shè)計模具時 開始就要選定模架 當(dāng)然選用模架時要考慮到塑件的成型 流道的分布形式以及頂出機構(gòu)的形式等因素 圖 11 標(biāo)準(zhǔn)模架 畢業(yè)設(shè)計 論文 18 此模架為標(biāo)準(zhǔn)模架 規(guī)格 GCI2540A70B90 其具體參數(shù)如圖 11 4 4 成型零部件設(shè)計 4 4 1 成型零件的材料選擇 構(gòu)成型腔的零件統(tǒng)稱為成型零件 本例的模具成型零件包括凸模 凹模和 側(cè)抽芯部件 由于型腔直接與高溫高壓的塑料相接觸 它的質(zhì)量直接關(guān)系到制 件質(zhì)量 因此要求它有足夠的強度 剛度 硬度 耐磨力以承受塑料的擠壓力 和料流的磨擦力和足夠的精度和表面光潔度 以保證塑料制品表面光高美觀 容易脫模 一般來說成型零件都應(yīng)進(jìn)行熱處理 使其具有 HRC40 以上的硬度 如成型產(chǎn)生腐蝕性氣體的塑料如聚氯已烯等 還應(yīng)選擇耐腐蝕的鋼材 根據(jù)塑件表面質(zhì)量要求 查 塑性成型工藝與模具設(shè)計 16 附錄 G 常用 模具材料與熱處理 本設(shè)計成型零件選用 3Cr2Mo 調(diào)質(zhì)處理 硬度 55HRC 耐 磨性號好且處理過程變形小 還有較好的電加工及耐腐蝕性 4 4 2 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 1 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計 凸模是成型塑件外表面的部件 凸模按其結(jié)構(gòu)不同可分為整體式和組合式 兩大類 而組合式又可分為嵌入式組合 鑲拼式組合及瓣合式等 整體結(jié)構(gòu)的 成型零件一般都是在淬硬后在進(jìn)行加工 所以整體結(jié)構(gòu)的模具采用電火花成型 加工為主 銑削加工 磨削加工 電火花線切割為輔的加工方法 并且在先進(jìn) 的型腔加工機床還未普遍應(yīng)用之前 整體式型腔一般只用在形狀簡單的小形塑 件的成型 組合式型腔的組合形式很多 常見的有嵌入式 鑲拼式及瓣合式幾 種 對于小型塑件采用多型腔塑料模成型時 各單個型腔一般采用冷擠壓 電 加工 電鑄等方法制成 然后整體嵌入模中 為了加工方便或由于型腔某一部位容易磨損 需要更換者采用局部鑲嵌的 辦法 由以上的比較容易看出 當(dāng)塑件較小 形狀較為復(fù)雜式 并且一模多腔成 型時 采用嵌入式組合型腔是較為合理的選擇 故此例選用的凸模形式即為整 體鑲嵌式 兩個型腔分為兩個鑲塊 畢業(yè)設(shè)計 論文 19 其結(jié)構(gòu)如圖 12 所示 圖 12 凸模與型腔 2 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 凹模設(shè)計的方法與凸模設(shè)計方法基本一樣 由塑件的結(jié)構(gòu)形式可知 凹模 也采用局部鑲嵌形式 其結(jié)構(gòu)如圖 13 所示 圖 13 凹模與型芯 4 4 3 成型零部件的設(shè)計與計算 成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用來構(gòu)成塑件的尺寸 主要有型腔和 型芯的徑向尺寸 包括矩形和異形零件的長和寬 型腔的深度尺寸和型芯的高 畢業(yè)設(shè)計 論文 20 度 尺寸 型芯和型芯之間的位置尺寸等 任何塑料之間都有一定的幾何形狀 和尺寸的要求 如在使用中有配合要求的尺寸 則精度要求較高 在模具設(shè)計 時 應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸精度等級確定模具成型零件的工作尺寸及精度等級 1 型腔徑向尺寸的計算 1 3 4 4 3 zML cpSLz 凹模徑向尺寸 mm 塑件徑向公稱尺寸 mm S 塑料的平均收縮率 cp 塑件公差值 mm 凹模制造公差 mm z 查表 得 ABS的收縮率為0 4 0 7 則塑料的平均收縮率 0 5 cpS 由 71 mm 36 mm1SL2S 又查表知 IT6 級精度時塑件公差值 1 0 76mm 2 0 52mm 實踐證明 成型零件的制造公差約占塑件總公差的 1 3 1 4 因此在確 定成型零件工作尺寸公差值時可取塑件公差的 1 3 1 4 為了保持較高精度 選1 4 由于 1 4 z 得 1 4 0 76 0 19 mm 1 4 0 30 0 13 mm1 2z 則 1 3 4 zML cpS1L 1 0 5 71 3 4 0 76 0 19 70 79 mm0 9 1 3 4 2z cp2Sz 1 0 5 36 3 4 0 52 0 13 35 79 mm 0 13 2 型腔深度尺寸的計算 凹模深度尺寸同樣運用平均收縮率法 1 2 3 4 4 zMH cpSsz 凹模深度尺寸 mm 凹模深度制造公差 mm 畢業(yè)設(shè)計 論文 21 其余符號同上 由 17 mm SH 取 IT6 精度時 0 40mm 由 1 4 得 0 10 mm z z 則 1 2 3 zM cpsz 1 0 5 17 2 3 0 40 0 1 mm0 1682 3 型芯徑向尺寸的計算 運用平均收縮率法 1 3 4 4 5 MzL cpSLz 型芯徑向尺寸 mm 型芯徑向制造公差 mm 其余符號同上 由 71mm 34mm1SL2S 取 IT6 精度時 1 0 76 mm 2 0 52 mm 由 1 4 得 0 19 mm 0 13 mmz 1z 2z 則 1 3 4 1zM cpSL 1 0 5 71 3 4 0 76 0 19 71 93 mm0 19 1 3 4 2zL cpSz 1 0 5 34 3 4 0 52 0 13 34 56 mm0 13 4 型芯高度尺寸的計算 運用平均收縮率法 1 2 3 4 6 MHz cpSsz 型芯高度尺寸 mm 型芯高度制造公差 mm 其余符號同上 由 20 mm 19 mm 2 mm 17 mm1S2S3SH4S 取 IT6 精度時 1 0 44 mm 2 0 44 mm 3 0 24 mm 4 0 40 mm 由 1 4 得 0 11 mm 0 11 mm z3 0 06 mm z4 0 10 mmz 1z 2z 畢業(yè)設(shè)計 論文 22 則 1 2 3 1MHz cpS1z 1 0 5 20 2 3 0 44 0 1 20 39 mm0 1 1 2 3 2z cp2Sz 1 0 5 19 2 3 0 44 0 1 19 39 mm0 1 1 2 3 3MHz cp3Sz 1 0 5 2 2 3 0 24 0 6 2 17 mm0 6 1 2 3 4z cp4SHz 1 0 5 17 2 3 0 40 0 1 17 35 mm0 1 4 5 側(cè)向分型抽芯機構(gòu)設(shè)計 4 5 1 側(cè)向分型抽芯機構(gòu)類型選擇 側(cè)向分型抽芯機構(gòu)根據(jù)動力來源的不同 一般可將其分為機動 液壓或氣動 以及手動等三大類型 機動抽芯按傳動方式又可分為斜導(dǎo)柱分型與抽芯機構(gòu) 斜滑塊分型與抽芯機構(gòu) 齒輪齒條抽芯機構(gòu)和其它形式抽芯機構(gòu) 本設(shè)計選用斜 導(dǎo)柱分型與抽芯機構(gòu) 4 5 2 抽芯距確定與抽芯力的計算 1 抽芯距的確定 為了安全起見 側(cè)向抽芯距離通常比塑件上的側(cè)孔的深度為 2mm 即抽 芯距 S 4mm 2 抽芯力的計算 抽芯力得計算同脫模力計算相同 對于側(cè)向凸起較小的塑件的抽芯力往 往是比較小的 僅僅是克服塑件與側(cè)型腔的粘附力和側(cè)型腔滑塊移動時的摩擦 力 對于側(cè)型芯的抽芯力 往往采用如下的公式進(jìn)行估算 chp Cos Sin 4 7 cF 畢業(yè)設(shè)計 論文 23 式中 抽芯力 N cF c 側(cè)型芯成型部分的截面平均周長 m h 側(cè)型芯成型部份的高度 m p 塑件對側(cè)型芯的收縮力 包緊力 其值與塑件的幾何形狀及塑 料的品種 成型工藝有關(guān) 一般情況下模內(nèi)冷卻的塑件 p 0 8 1 2 Pa 塑件在熱狀態(tài)時對鋼的模擦系數(shù) 一般 0 15 0 20 側(cè)型芯的脫模斜度或傾斜角 將數(shù)據(jù)代入公式中得 18 5x2x120 x 0 2xCos200 Sin200 0 68 KNcF 4 5 3 斜導(dǎo)柱分型與抽芯機構(gòu)零部件設(shè)計 1 斜導(dǎo)柱的設(shè)計 取斜導(dǎo)柱的工作端部設(shè)計成錐臺形 錐臺的斜角為 17 斜導(dǎo)柱與其固定 的模板之間采用過渡配合 H7 m6 由于斜導(dǎo)柱在工作過程中主要用來驅(qū)動側(cè)滑 塊作往復(fù)運動 側(cè)滑塊運動的平穩(wěn)性由導(dǎo)滑槽與滑塊之間的配合精度保證 而 核模時滑塊的最終準(zhǔn)確位置由楔緊塊決定 因此 為了運動的靈活 滑塊上斜 導(dǎo)孔與斜導(dǎo)柱之間可以采用較松的間隙配合 H11 b11 或者兩者之間保留 0 5 1mm 的間隙 由于抽芯距較小 取斜導(dǎo)柱傾斜角取 20 由此計算斜導(dǎo)柱下列尺寸 2 斜導(dǎo)柱的工作長度 L S Sin 4 Sin20 11 70mm 3 與抽芯距 S 對應(yīng)的開模距 H SCtg 4Ctg20 10 99mm 畢業(yè)設(shè)計 論文 24 4 斜導(dǎo)柱的長度計算 L1 L2 L3 L4 L5zL d2 2tg h Cos d 2tg S Sin 5 10mm 98mm 5 斜導(dǎo)柱的直徑 d 0 1 wFLw 11mm 考慮到滑塊的摩擦力且結(jié)構(gòu)允許 取 d 12mm 6 斜滑塊與導(dǎo)滑槽的設(shè)計 圖 14 T 型槽 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)靈活性 且側(cè)型芯在摩損后可以更換的情況下 滑塊的結(jié)構(gòu) 形狀為組合式 滑塊與側(cè)型芯聯(lián)接方式為 小型芯在非成型端尺寸放大后用 H7 m6 的配合鑲?cè)牖瑝K 然后用一個圓柱銷定位 成型滑塊在側(cè)向分型抽芯和往復(fù)過程中 要求其必須沿一定的方向平移地 往復(fù)移動 這一過程在導(dǎo)滑槽內(nèi)完成的 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的具體要求 滑塊與導(dǎo) 滑槽的配合采用 T 形槽 T 形槽采用壓嵌式式 即在中間板上制出 T 形臺肩的 導(dǎo)滑部分 如圖 14 4 5 4 楔緊塊的設(shè)計 在注射成型過程中 側(cè)向成型零件受到熔融料很大的推力作用 這個力 通 過滑塊傳給斜導(dǎo)柱 而一般的斜導(dǎo)柱為一細(xì)長桿件 受力后容易變形 導(dǎo)致滑 畢業(yè)設(shè)計 論文 25 塊后移 因此必須設(shè)置楔緊塊 以便在合模后鎖住滑塊 承受熔融塑料給予側(cè) 向成型零件的推力 楔緊塊與模具的聯(lián)接方式是把楔緊塊用 H7 n6 配合整體鑲 入模板中鎖緊角為 22 4 5 5 滑塊的精確導(dǎo)向 滑塊的精確導(dǎo)向形式為 斜導(dǎo)柱與斜孔近側(cè)型芯一側(cè)的配合處一定要有 0 5mm 以上的孔隙 決不允許在模具閉合時斜導(dǎo)柱和滑塊之間有碰撞現(xiàn)象產(chǎn) 生 4 6 合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 4 6 1 導(dǎo)向機構(gòu) 導(dǎo)向機構(gòu)對于塑料模具是必不可少的部件 因為模具在閉合時有一定的方 向和位置 所以必須設(shè)有導(dǎo)向機構(gòu) 導(dǎo)向機構(gòu)的主要作用一般包括定位 導(dǎo)向 承受一定側(cè)壓等 在對導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)設(shè)計時 必須考慮以下要求 1 長度 導(dǎo)柱的長度必須比凸模端面要高出 6 8 毫米 以免導(dǎo)柱未導(dǎo)正 方向而凸模先進(jìn)入型腔與其相碰而損壞 2 形狀 導(dǎo)柱的端部做成錐形或球形的先導(dǎo)部分 使導(dǎo)柱能順利進(jìn)入導(dǎo)柱 孔 3 材料 導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面 堅韌而不易折斷的內(nèi)芯 因此 多 采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理 或碳素工具鋼 T8 T10 經(jīng)淬火處理硬度 HRC50 55 導(dǎo)柱滑動部位按需要可設(shè)油槽 4 配合精度 5 光潔度 配合部分光潔度要求 7 級 此外 導(dǎo)柱的選擇還應(yīng)跟椐模架來 確定 4 6 2 導(dǎo)向零件的設(shè)計原則 1 導(dǎo)向機構(gòu)類型的選用 本設(shè)計導(dǎo)向機構(gòu)采用導(dǎo)柱導(dǎo)向 2 導(dǎo)柱數(shù)量 塑料注射成型模具導(dǎo)柱數(shù)量一般需要 2 4 個 尺寸較大的 畢業(yè)設(shè)計 論文 26 成型模具一般需要 4 個導(dǎo)柱 本設(shè)計中模具屬于中小型模具 采用 4 根導(dǎo)柱導(dǎo) 向 3 模具型腔及尺寸 導(dǎo)柱直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸選用 必須保證有足夠的強 度 剛度和足夠大的抗彎強度 4 導(dǎo)柱在模具上的布置方式 5 導(dǎo)柱零件的設(shè)置位置 導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔的位置應(yīng)避開型腔板在工作時應(yīng)力 最大的部位 導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔中心至模板邊緣應(yīng)具有足夠的距離 以保證模具強 度和導(dǎo)向剛度 6 導(dǎo)向裝置必須有良好的工藝性 如果固定導(dǎo)柱的孔徑與固定導(dǎo)套的孔徑 相等 便于加工 則有利于保證同軸度和尺寸精度 7 導(dǎo)向裝置必須具有良好的導(dǎo)向性能 為了使導(dǎo)向裝置具有良好的導(dǎo)向性 能 除了必須按上述原則設(shè)置導(dǎo)向裝置之外 還應(yīng)注意導(dǎo)向零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及 制造要求 導(dǎo)柱如圖 15 所示 圖 15 導(dǎo)柱 4 6 3 導(dǎo)套的設(shè)計 1 結(jié)構(gòu)形式 采用帶頭導(dǎo)套 型 導(dǎo)套的固定孔與導(dǎo)柱的固定孔可以同 時鉆 再分別擴孔 2 導(dǎo)套的端面應(yīng)倒圓角 導(dǎo)柱孔最好做成通孔 利于排出孔內(nèi)剩余空氣 3 導(dǎo)套孔的滑動部分按 H8 f7 或 H7 f7 的間隙配合 表面粗糙度為 Ra0 4 m 導(dǎo)套外徑按 H7 m6 或 H7 k6 配合鑲?cè)肽０?4 導(dǎo)套材料可用淬火鋼或銅 青銅合金 等耐磨材料制造 但其硬度應(yīng)低于 導(dǎo)柱的硬度 這樣可以改善摩擦 以防止導(dǎo)柱或?qū)桌?畢業(yè)設(shè)計 論文 27 導(dǎo)套如圖 16 所示 圖 16 定模板和動模板上的導(dǎo)套 4 7 脫模機構(gòu)設(shè)計 4 7 1 推出機構(gòu)的設(shè)計原則 1 塑件滯留于動模邊 以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置 完成脫模動作 致使模具結(jié)構(gòu)簡單 2 防止塑件變形或損壞 正確分析塑件對模腔的粘附力的大小及其所在部 位 有針對性地選擇合適的脫模裝置 使推出重心與脫模阻力中心相重合 由 于塑料收縮時包緊型芯 因此推出力作用點應(yīng)盡量靠近型芯 同時推出力應(yīng)施 于塑件剛性和強度最大的部位 作用面積也應(yīng)盡課能大一些 以防塑件變形或 損壞 3 力求良好的塑件外觀 在選擇頂出位置時 應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ?件外觀影響不大的部位 4 結(jié)構(gòu)合理可靠 脫模機構(gòu)應(yīng)工作可靠 運動靈活 制造方便 更換容易 且具有足夠的剛度和強度 從塑件結(jié)構(gòu)考慮 本設(shè)計采用的頂出機構(gòu)是頂桿頂出機構(gòu) 由于設(shè)置推桿 位置的自由度較大因而推桿推出機構(gòu)是最常用的推出機構(gòu) 常被用來推出各種 塑件 推桿推出機構(gòu)的特點 推桿加工簡單 更換方便 脫模效果好 常用的推桿形式有圓形 矩形 D 形 其中圓形結(jié)構(gòu)簡單 應(yīng)用最廣 推桿直經(jīng) d 與形腔部分推桿孔一般為采用 H7 e7 H8 f8 的間隙配合 配合 部分應(yīng)保證 D d 4 6 毫米 軸肩厚約 4 6 毫米 畢業(yè)設(shè)計 論文 28 4 7 2 頂桿的布置 頂桿加工簡單 更換方便 脫模效果好 根據(jù)塑件的形狀特點 模具型 腔在定模部分 型心在動模部分 其推出機構(gòu)可采用推桿推出機構(gòu) 推件板推 出機構(gòu) 由于分型面有臺階 為了便于加工 降低模具成本 我們采用推桿推 出機構(gòu) 推桿推出機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單 推出平穩(wěn)可靠 雖然推出時會在塑件上留下 頂出痕跡 但塑件底部裝配后使用時不影響外觀 設(shè)立 18 個推桿平衡布置 既達(dá)到了推出塑件的目的 又降低了加工成本 本設(shè)計采用推桿推出 推桿截 面為圓形 推桿推出動作靈活可靠 推桿損壞后也便于更換 推桿的位置選擇 在脫模阻力最大的地方 塑件各處的脫模阻力相同時需均勻布置 以保證塑件 推出時受力均勻 塑件推出平穩(wěn)和不變形 根據(jù)推桿本身的剛度和強度要求 采用四根推桿推出 推桿裝入模具后 起端面還應(yīng)與型腔底面平齊或高出型腔 0 05 0 1cm 4 7 3 推桿布置 考慮塑件結(jié)構(gòu) 本設(shè)計采用推桿推出機構(gòu) 在每個塑件上布置直徑大小不 等的 9 根推桿 具體結(jié)構(gòu)如圖 17 圖 18 所示 畢業(yè)設(shè)計 論文 29 圖 17 推桿布置圖 圖 18 推桿 4 7 4 推件力的計算 對于一般塑件和通孔殼形塑件 按下式計算 并確定其脫模力 Q 12 4 8 cosin QLhpf 式中 L 型芯或凸模被包緊部分的斷面周長 cm h 被包緊部分的深度 cm p 由塑件收縮率產(chǎn)生的單位面積上的正壓力 一般取 7 8 1MPa f 磨擦系數(shù) 一般取 0 1 2 脫模斜度 所以 L 188 43 2 376 86mm H 19mm Q 376 86 19 10 0 1 cos0 5 sin0 5 6 535 kN 4 7 5 推桿的設(shè)計 1 推桿的強度計算 查 塑料模設(shè)計手冊 12 由式 5 97 得 4 9 124364LdQnE d 圓形推桿直徑 cm 推桿長度系數(shù) 0 7 L 推桿長度 cm n 推桿數(shù)量 E 推桿材料的彈性模量 鋼的彈性模量 E 2 1 107 2 Ncm2 Ncm Q 總脫模力 代入數(shù)據(jù) 得 d 2 4mm 2 推桿壓力校核 畢業(yè)設(shè)計 論文 30 查 塑料模設(shè)計手冊 12 式 5 98 4 10 24sQnd 其中 取 320N mm 所以推桿應(yīng)力s 22481 63 5 Nm s 合格 硬度 HRC50 65 4 8 冷卻及排氣系統(tǒng)設(shè)計 4 8 1 冷卻回路的布置 縮短成型周期有各種方法 而最有效的是制造冷卻效果良好的模具 如果不 能實現(xiàn)均一的快速的冷卻 則會使制品內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力而造成制品變形成形或開裂 所 以我們必須根據(jù)制品的形狀及壁厚設(shè)計 制造能實現(xiàn)均一的且高效的冷卻回路 本設(shè)計由于采用整體嵌入式型腔 故水道布置在模板上 其具體結(jié)構(gòu)如圖 19 所示 畢業(yè)設(shè)計 論文 31 圖 19 冷卻水道 本塑件在注射成型機時不要求有太高的模溫因而在模具上可不設(shè)加熱系統(tǒng) 是否需要冷卻系統(tǒng)可作如下設(shè)計計算 設(shè)定模具平均工作溫度為 用常溫 的水作為模具冷卻介質(zhì) 60 C 20 其出口溫度為 30 查表 3 26 得 ABS 的單位流量為 4351 Jkg 得 412 51 QWJkg 490 Jk 4 8 2 求冷卻水的體積流量 V 由 4 11 1QVCpt 畢業(yè)設(shè)計 論文 32 4 339 10 60 14 min 72 查表 3 27 可知所需的冷卻水管直徑較小 由上述可知 設(shè)計冷卻水道直徑為 8mm 符合要求 4 8 3 冷卻時間計算 由 塑料模設(shè)計手冊 12 冷卻時間依塑件種類 塑件壁厚而異 一般用 下式計算 4 12 228ln MWcefEtsTs 式中 最低冷卻時間 s c 塑件平均壁厚 mm s 塑件平均熱擴撒率 mm 2 s ef 模具平均溫度 Wt 熔體平均溫度 M 塑件脫模時平均溫度 Et 代入數(shù)據(jù)計算得 8 26s cT 由 塑料模設(shè)計手冊 12 表 1 4 取 20s cT 4 8 4 成型周期計算 注射成型周期一般用下式計算 4 13 incrTTs 式中 沖模時間 由 PROE 計算總注塑質(zhì)量 包括澆注系統(tǒng) 為 61 9g i 查 塑料模設(shè)計手冊 12 表 5 49 取 0 5s iT 保壓時間 取 20s n 冷卻時間 cT 其余時間 包括脫模區(qū)間及開閉模時間 取 Tr 40s r 代入數(shù)據(jù)計算得 T 80 5s 畢業(yè)設(shè)計 論文 33 4 8 5 排氣機構(gòu) 當(dāng)塑料熔體注入型腔時 如果型腔內(nèi)原有的氣體 蒸汽不能順利地排出 將在制品上形成氣孔 接縫 表面輪廓不能完全充分滿型腔 同時還會因氣體 被壓縮而產(chǎn)生焦痕 而且型腔內(nèi)汽體被壓縮產(chǎn)生的反氣壓會降低充模速度 影 響注塑周期和產(chǎn)品質(zhì)量 22 排氣機構(gòu)的設(shè)置 一般有如下幾種方法 1 用分型面排氣 2 利用推桿排氣 3 利用鑲件排氣 4 利用燒結(jié)合金排氣 本方案設(shè)計在分型面之間 推桿預(yù)模板之間及活動型芯與模板之間的配合 間隙進(jìn)行排氣 間隙值取 0 04mm 5 結(jié)論 34 5 結(jié)論 在這次的畢業(yè)設(shè)計中 通過查閱資料和在老師的指導(dǎo)下完成的 MP3 電池充 電器插座的注射模具設(shè)計后 自己了解了模具的設(shè)計過程大體是 需要了解塑 件的工藝結(jié)構(gòu)和特點 熟悉塑件 包括其幾何形狀 塑件的使用要求 塑件的 原料 檢查塑件的成型工藝性 明確注射機的型號和規(guī)格 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 等等的步驟 利用 Pro E5 0 軟件完成了塑件的造型和對其的模具設(shè)計 在此次的畢業(yè)設(shè)計中是我對以前所學(xué)的知識有了進(jìn)一步的了解 并且知道 了模具的設(shè)計流程和上網(wǎng)查找資料了解了模具的制造流程 對所學(xué)專業(yè)知識掌 握得更加牢固 這使我的學(xué)識得到了質(zhì)的飛躍 通過對 MP3 電池充電器插座的模具設(shè)計了解了模具從設(shè)計到制造的完成過 程 現(xiàn)代化的模具設(shè)計到制造都是沿著自動化 高效率的生產(chǎn)的方式進(jìn)行的 這些都能提高模具的制造效率 還能節(jié)約模具成本 我們還需要更多更全面的 了解模具的設(shè)計到制造 這樣我們才能更好的去適應(yīng)現(xiàn)代模具的發(fā)展 通過這次的畢業(yè)設(shè)計 找出了自己的不足之處 也有許多的地方要在今后 實踐工作中去補充 當(dāng)然 經(jīng)過這段時間在老師的指導(dǎo)下完成的畢業(yè)設(shè)計 我 相信大學(xué)這段時間所學(xué)到的知識也能將其畫上一個完美的句話 參考文獻(xiàn) 35 參考文獻(xiàn) 1 賈潤禮 程志遠(yuǎn)主編 實用注塑模設(shè)計手冊 第 1 版 北京 中國輕工業(yè)出版社 2000 2 模具實用技術(shù)叢書編委會編 塑料模具設(shè)計制造與應(yīng)用實例 第 1 版 北京 機械工業(yè) 出版社 2002 3 李海梅 審長雨主編 注塑成型及模具設(shè)計實用技術(shù) 第 1 版 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2002 4 凌繩 王秀芬 吳友平編著 聚合物材料 第 1 版 北京 中國輕工業(yè)出版社 2000 5 徐配弦編著 塑料制品與模具設(shè)計 M 第 1 版 北京 中國輕工業(yè)出版社 2001 6 吳宗澤 羅圣國主編 機械設(shè)計課程設(shè)計手冊 第 2 版 北京 高等教育出版社 2001 7 申開智主編 塑料成型模具 M 第 2 版 北京 中國輕工業(yè)出版社 2003 8 黃虹主編 塑料成型加工與模具 M 第 1 版 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2003 9 成都科技大學(xué)等合編 塑料成型模具 M 北京 中國輕工業(yè)出版社 1994 10 王貴恒主編 高分子材料成型加工原理 M 第 1 版 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 1982 11 宋玉恒主編 塑料注射模具實用手冊 北京 航空工業(yè)出版社 1994 472 581 12 張克惠編著 注塑模設(shè)計 M 西安 西北工業(yè)大學(xué)出版社 1995 160 162 13 屈華昌主編 塑料成型工藝與模具設(shè)計 M 北京 機械工業(yè)出版社 1994 14 李秦蕊主編 塑料模具設(shè)計 M 西安 西北工業(yè)大學(xué)出版社 1997 15 唐志玉等主編 塑料制品設(shè)計指南 M 北京 國防工業(yè)出版社 1997 16 張留成主編 高分子材料導(dǎo)論 M 第 1 版 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 1993 17 鄒立謙主編 塑料制品設(shè)計 M 北京 機械工業(yè)出版社 1993 796 806 18 美 哈羅德 貝羅夫斯基著 塑料產(chǎn)品設(shè)計和加工工程 M 吳南橋 吳洪武 晉剛等譯 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2000 19 王善勤 劉萍 柳宗媛著 塑料注射成型工藝與設(shè)計 M 北京 機械工業(yè)出版社 1997 畢業(yè)設(shè)計 論文 知識產(chǎn)權(quán)聲明 36 致 謝 本次的畢業(yè)設(shè)計從擬定題目到定稿 歷時數(shù)月 設(shè)計過程中 我遇到了許 多問題和困難 但都在指導(dǎo)老師和同學(xué)的幫助下一一解決 在此次畢業(yè)設(shè)計完 成之際 首先向我的指導(dǎo)老師王老師致以最誠摯的感謝 感謝她在自己緊張的 工作中 仍然盡量抽出時間對我們進(jìn)行指導(dǎo) 時刻關(guān)心我們的進(jìn)展?fàn)顩r 督促 我們學(xué)習(xí) 在設(shè)計的完成過程中 王老師給了我許多的幫助和關(guān)懷 在王老師 的悉心指導(dǎo)下 我不僅對以前所學(xué)到的專業(yè)知識更加熟練 更加深入 而且開 闊了視野 并且在為人處事上受益匪淺 王老師對工作的熱情 認(rèn)真負(fù)責(zé) 實 事求是的態(tài)度 給我留下了很深的印象 是我以后在工作中學(xué)習(xí)的榜樣 在此 謹(jǐn)向董老師表示衷心的感謝和深深的敬意 同時也感謝學(xué)校和學(xué)院給我提供了 良好的學(xué)習(xí)環(huán)境以及豐富的學(xué)習(xí)資源 另外 一并感謝各位授課老師的幫助和 悉心教導(dǎo) 是他們傳道授業(yè) 讓我學(xué)到了知識 培養(yǎng)了能力 收獲甚多 同時 還要感謝曾經(jīng)關(guān)心和幫助過我的同學(xué)們 感謝他們的探討和交流 最后 向我的父母 家人和朋友表示深深的謝意 畢業(yè)設(shè)計 論文 獨創(chuàng)性聲明 37 畢業(yè)設(shè)計 論文 獨創(chuàng)性聲明 秉承學(xué)校嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)與優(yōu)良的科學(xué)道德 本人聲明所呈交的畢業(yè)設(shè)計 論 文 是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果 盡我所知 除了 文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外 畢業(yè)設(shè)計 論文 中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表 或撰寫過的成果 不包含他人已申請學(xué)位或其他用途使用過的成果 與我一同 工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了致 謝 畢業(yè)設(shè)計 論文 與資料若有不實之處 本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任 畢業(yè)設(shè)計 論文 作者簽名 指導(dǎo)教師簽名 日期 附錄 38 附 錄 附錄 39