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JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY 本 科 畢 業(yè) 論 文 設(shè) 計 題目 接觸器主板注射模具設(shè)計 學(xué) 院 工學(xué)院 姓 名 劉先花 學(xué) 號 20105014 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 年 級 機制 1004班 指導(dǎo)教師 蔣育華 職 稱 高級實驗師 二 一 四 年 五 月 接觸器主板注射模設(shè)計 目 錄 中文摘要 1 英文摘要 2 前言 3 1 設(shè)計內(nèi)容及設(shè)計要求 1 1 設(shè)計內(nèi)容 4 1 2 設(shè)計要求 4 2 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計 2 1 產(chǎn)品工藝性分析 5 2 1 1 材料性能 5 2 1 2 成型特性及條件 5 2 1 3 結(jié)構(gòu)工藝性 5 2 1 4 零件體積及質(zhì)量估算 6 2 2 初選注射成型機的型號和規(guī)格 6 2 2 1 注射機有關(guān)參數(shù)的校核 8 2 3 確定型腔數(shù)目及配置 8 2 4 選擇分型面 9 2 5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 9 2 5 1 主流道 9 2 5 2 分流道 10 2 5 3 澆口 11 2 5 4 定位環(huán)及澆口套 11 2 5 5 冷料穴 11 2 6 型芯 型腔的設(shè)計 12 2 6 1 確定型腔 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計及固定方式 12 接觸器主板注射模設(shè)計 I 2 6 2 型芯和型腔工作尺寸的計算 13 2 6 3 型腔壁厚的計算 17 2 7 推出機構(gòu)的設(shè)計 17 2 8 側(cè)向抽芯機構(gòu)的設(shè)計 20 2 9 導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 21 2 9 1 導(dǎo)柱的機構(gòu)形式 21 2 9 2 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式 21 2 9 3 導(dǎo)柱 導(dǎo)套的組合形式 21 2 9 4 導(dǎo)柱的分布 22 2 10 復(fù)位機構(gòu)設(shè)計 22 2 11 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 23 2 11 1 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 23 2 11 2 冷卻系統(tǒng)的計算 23 2 11 3 冷卻回路布置 23 2 12 排溢系統(tǒng)設(shè)計 24 2 13 模具的整體設(shè)計 24 參考文獻 26 致謝 27 接觸器主板注射模設(shè)計 0 摘要 在本設(shè)計過程中 先對接觸器主板零件進行工藝分析 從而進行注射機的 選擇 對注射機有關(guān)的參數(shù)進行校核 然后進入模具整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 確定塑 件在模具中的布局和分型面的位置 確定澆注系統(tǒng) 主要是對主分流道的形狀 及尺寸的設(shè)計 對型芯型腔結(jié)構(gòu)的設(shè)計和尺寸的計算 推出機構(gòu) 滑塊外向側(cè) 抽芯機構(gòu) 導(dǎo)向機構(gòu)和復(fù)位機構(gòu)的設(shè)計 溫度調(diào)節(jié)的系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)的設(shè)計 主要對冷卻系統(tǒng)的計算和冷卻回路的布置 最后展示模具整體的結(jié)構(gòu) 通過對 模具這些結(jié)構(gòu)的設(shè)計 保證模具的正常使用 優(yōu)化模具結(jié)構(gòu) 是模具結(jié)構(gòu)緊湊 可靠 關(guān)鍵詞 接觸器主板 注射機 滑塊外向側(cè)抽芯機構(gòu) 模具結(jié)構(gòu) 接觸器主板注射模設(shè)計 1 Abstract in this design the first part of the motherboard for the contact process analysis to select the injection machine injection molding machine of the relevant parameters to be checked Then the whole structure into the mold design layout and determine the location of parting plastic in the mold to determine the gating system mainly for primary runner shape and size of the design the core design of the structure and size of the cavity computing pushing mechanism the slider outer lateral pulling mechanism the guide mechanism and reset mechanism design the temperature regulation system and exhaust system design overflow main computing system and the cooling circuit of the cooling arrangement showing the final overall mold structure Through the design of these structures on the mold to ensure the normal use of molds the mold structure optimization the mold structure is compact and reliable Key words contacts motherboard injection molding machine slide laterally outside the pulling mechanism mold structure 接觸器主板注射模設(shè)計 2 前言 隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的迅速發(fā)展 計算機技術(shù)的應(yīng)用 在工業(yè)生產(chǎn)中模具 已成為生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品不可缺少的重要工藝裝備 特別是在塑料產(chǎn)品的生產(chǎn) 過程中 塑料模具的應(yīng)用及其廣泛 在各類模具中的地位也越來越突出 成為 各類模具設(shè)計 制造與研究中最具有代表意義的模具之一 根據(jù)這一發(fā)展趨勢 此次畢業(yè)設(shè)計 在蔣育華老師的精心指導(dǎo)下 通過對 手表托架注塑模的設(shè)計 深入學(xué)習(xí)了 CAD 和 Proe 掌握了注射模具設(shè)計的一 般方法 模具制造的專用設(shè)備及注射機的工作原理 為今后工作打下堅實的基 礎(chǔ) 本次設(shè)計歷時 5周 進程如下 第一周 在指導(dǎo)老師的帶領(lǐng)下去工廠參觀 了解產(chǎn)品的注塑過程和模具的制造方法 初步知道在設(shè)計過程中所需注意的問 題 第二周 徹底弄清自己的具體工作 設(shè)計所要達到的要求 計算數(shù)據(jù) 確 定每個零件用什么材料 熱處理 第三周 用 Proe對產(chǎn)品進行開模 完成三維 造型 第四周 對各個零件出工程圖 整理資料并編寫設(shè)計說明書 第五周 交指導(dǎo)教師審閱 并作修改 最后定稿 接觸器主板注射模設(shè)計 3 1 計內(nèi)容及設(shè)計要求 1 1 設(shè)計內(nèi)容 接觸器主板注塑模圖 1 圖 1接觸器主板 內(nèi) 容 1 編寫設(shè)計說明書 2 測繪塑件 繪制塑件圖 3 繪制手表托架塑料模具的零件及裝配圖 技術(shù)參數(shù) 1 手表托架塑料件兩件 2 材料為 ABS 1 2 設(shè)計要求 1 了解塑料成型過程中的物理 化學(xué)變化及塑料的組成 分類極其性能 2 了解塑料成型的基本原理和工藝特點 正確分析成型工藝對模具的要求 3 掌握注塑成型模具對模具的要求 了解模具專用加工設(shè)備 接觸器主板注射模設(shè)計 4 4 掌握塑料成型模具的結(jié)構(gòu)特點及設(shè)計計算方法 能設(shè)計中等復(fù)雜程度的模具 5 按規(guī)定的格式編寫設(shè)計說明書 字?jǐn)?shù)不少于 5000 個漢字 要求表述清楚 整潔規(guī)范 按國家標(biāo)準(zhǔn)繪制圖樣 采用計算機輔助設(shè)計軟件設(shè)計 出圖 圖紙量不少于 1 5 張零號圖 紙 2 模具設(shè)計 2 1 產(chǎn)品工藝性分析 2 1 1 材料性能 1 ABS 為熱塑性材料 密度 1 03 1 07g cm2 抗拉強度 30 50MPa 抗彎強 度 41 76 MPa 拉深彈性模量 1587 2277MPa 彎曲彈性模量 1380 2690MPa 收縮率 0 3 0 8 常取 0 5 該材料綜合性能好 即沖壓強度高 尺寸穩(wěn)定 易于成型 耐熱和耐腐蝕性能好 并有良好的耐寒性 2 ABS 塑料注塑過程的溫度控制 預(yù)熱干燥溫度 80 85 料筒溫度 后段 150 170 中段 165 180 前段 180 200 噴嘴溫度 170 180 模具溫度 50 80 后處理溫度 70 2 1 2 成型特性及條件 1 其吸濕性強 塑料在成型前必須充分預(yù)熱干燥 其含水量應(yīng)小于 0 3 對于要求表面光澤的零件 塑料在成型前更應(yīng)該進行長時間預(yù)熱干燥 2 流動性中等 溢邊值 0 04mm 3 塑料的加熱溫度對塑件的質(zhì)量影響較大 溫度過高易于分解 分解溫度為 250 成型時宜采用較高的加熱溫度 模溫 50 80 和較高的注射壓力 柱塞式壓力機 料溫 180 230 注射壓力 100 140MPa 螺桿式注射機 溫 度 160 220 注射壓力 70 100 MPa 2 1 3 結(jié)構(gòu)工藝性 1 該塑件壁厚基本均勻 所有壁厚最小為 1 5 mm 注射成型時不會發(fā)生填 充不足的現(xiàn)象 2 塑件精度為 5級 各配合尺寸精度要求一般 所以制造的模具精度取一般 接觸器主板注射模設(shè)計 5 精度就已經(jīng)滿足要求 因為隨著型腔數(shù)量的增加 塑件的精度會降低 一般增 加一個型腔塑件的尺寸精度會降低 4 8 同時模具的制造成本也提高 但生 產(chǎn)率會顯著增加 所以我選擇一模兩腔 因此型腔板和型芯的硬度 耐磨性能 要求比較高 2 1 4 零件體積及質(zhì)量估算 用 Pro e 分析得到 單個塑件體積 V 5 217 10 3mm3 5 217cm3 質(zhì)量 M 5 217 1 05 5 478g ABS 的密度取 1 05 g cm3 兩個塑件的總質(zhì)量為 M 總 10 956g 凝料的體積 V 澆 5 197 102 mm3 0 52cm3 所以質(zhì)量 M 廢 0 52 1 05 0 546g 兩個產(chǎn)品的質(zhì)量為 10 956g 克 根據(jù)以下公式 選擇注射機的最大注射量 K M 公 NM 件 M 廢 式中 K 注射機最大注射量利用系數(shù) 一般取 0 8 N 型腔數(shù)量 M 公 注射機公稱注射量 M 件 產(chǎn)品質(zhì)量 M 廢 各部分冷料的質(zhì)量 由于根據(jù)設(shè)計要求和加工的經(jīng)濟性取 N 2 M 公 10 956 0 546 1 25 14 378g 也就是說注射機的注射量要大于 14 378g 參照 模具設(shè)計與制造簡明手冊 選擇公稱注射量為 125cm3的注射機 機型為 XS ZY 125 也就是說這臺注 射機的公稱注射量為大約為 125g 2 2 初選注射成型機的型號和規(guī)格 注射模具是安裝在注射機上的 在設(shè)計注射模時 必須了解注射機的技術(shù)規(guī) 格 基本參數(shù) 正確處理好注射模與注射機的關(guān)系 才能設(shè)計出合乎要求的模 具 從實際注射量在額定注射量的 20 80 之間考慮 初選額定注射量在 接觸器主板注射模設(shè)計 6 125 3的臥式注射成型機 XS ZY 125 該設(shè)備的技術(shù)規(guī)范見下表 額定注射量 cm 3 125 螺桿直徑 mm 42 注射壓力 MPa 120 注射行程 mm 115 注射裝置 注射方式 螺桿式 鎖模力 kN 900 拉桿間距 H V mm mm 260 290 最大成型面積 320 最大開合模行程 mm 300 模具最小厚度 mm 200 模具最大厚度 mm 300 噴嘴孔直徑 mm 4 噴嘴球半徑 mm 12 頂出形式 兩側(cè)設(shè)有頂出 機械頂出 動定模固定板尺寸 mm 428 458 拉桿空間 mm 260 290 鎖模裝置 合模方式 機械 液壓電氣 油泵電動機功率 kW 11 接觸器主板注射模設(shè)計 7 XS ZY 125 注射機的主要參數(shù) 2 2 1 注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核 1 注射量 KG 公 0 8 60 48 g NG 件 G 廢 2 5 478 0 546 11 502 g 很明顯 KG 公 N G 件 G 廢 符合條件 2 注射壓力校核 P 公 120MPa 產(chǎn)品要求注射壓力 P 注在 70 100MPa 之間 3 鎖模力校核 F K P mA 式中 F 注射機額定鎖模力 KN Pm 型腔的平均計算壓力 MPa K 安全系數(shù) 取 1 1 1 2 A 塑件及澆注系統(tǒng)等在分型面上的投影面積 cm2 通過計算得 A 2258 598mm2 22 586cm 2 F 900KN K PmA 1 2 96 106 2258 598 10 6 10 3 260 2KN 液壓泵流量 L min 100 12 液壓泵壓力 Mpa 6 5 加熱功率 kW 5 螺桿驅(qū)動功率 4 其他 機器外形尺寸 mm 3340 750 1550 接觸器主板注射模設(shè)計 8 所以 F K PmA 符合條件 2 3 確定型腔數(shù)目及配置 確定模具型腔的方法有 根據(jù)鎖模力確定 根據(jù)最大注射量確定 根據(jù)塑 件精度和經(jīng)濟性確定等 本零件為接觸器主板 其長度 L 70mm 寬度 B 20mm 屬于中型零件 從經(jīng)濟性來說 試制或小批量生產(chǎn)時 宜取單型腔或少型腔 大批量生產(chǎn)時 采用 多型腔 該零件是大批量生產(chǎn) 因此應(yīng)采用一模兩腔 當(dāng)所有的型腔不在同一個 時間充滿時 是得不到尺寸正確和物理性良好的塑件的 為此 必須為澆注系統(tǒng) 進行平衡 采用如圖 2 所示的型腔分布 為所有的型腔在同一時間充滿 該平衡 澆注系統(tǒng)的特點是 從分流道到澆口及型腔 其形狀 長度尺寸 圓角 模壁的 冷卻條件都完全相同 圖 2 分流道 2 4 選擇分型面 模具閉合時型腔與型芯相接觸的表面稱之為分型面 為了便于脫模 分型面 的位置應(yīng)設(shè)在塑件斷面尺寸最大的地方 還要不影響制品的外觀 根據(jù)該塑件 的結(jié)構(gòu)特征和頂出產(chǎn)品的方便 選定水平分型面 其位置如圖 3 所示 接觸器主板注射模設(shè)計 9 圖 3 分型面 2 5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 如圖 4 所示 澆注系統(tǒng)一般由主流道 分流道 澆口 冷凝穴四部分組成 其作用是使來自注射機噴嘴的塑料熔體 穩(wěn)定而順利地流入并充滿全部型腔 同時 在充模的過程中將注射機壓力傳遞到型腔的各個部位 以保證塑件的完 整成型 2 5 1 主流道 主流道是澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具相接觸的部位開始 到分流道為 止的塑料熔體的流道通道 由于選的是臥式注塑機 主流道垂直于分型面 1 為便于凝料能從主流道中拔出 主流道一般設(shè)計成圓錐形 其錐角一 般為 2 4 流動性差的可取 3 6 這里取 3 內(nèi)壁表面粗糙度為 Ra6 3 m 圖 4主流道 2 為保證主流道與注射機噴嘴緊密接觸 防止漏料 一般主流道與噴嘴 對接處作成球面凹坑 其凹坑半徑為 R 噴嘴球半徑 1 13 上端直徑 d 注 射機噴嘴直徑 0 5 4 5 H 1 3 2 5 R 4 5 3 為減少熔體充模時的壓力損失和塑料損失 應(yīng)盡量縮短主流道的長度 接觸器主板注射模設(shè)計 10 一般主流道的長度應(yīng)控制在 60 內(nèi) 這里取 L 54 為減少料流轉(zhuǎn)向時的阻力 主流道的出口端應(yīng)有大圓角的過度 其半徑 r為 1 3mm 這里取 1mm 2 5 2 分流道 分流道是主流道與澆口之間的通道 在多形腔模中 一般均設(shè)置分流道 為了便于制造 本模具分流道為半圓形 只設(shè)在定模一側(cè) 1 分流道的截面形狀 常用的分流道截面形狀有圓形 梯形 U 形 半圓形 和矩形等 為了使其既有大的截面積以減少熔體流動的壓力損失 同時又要流 道的表面積小 以減少熔體的傳熱損失 這里選用半圓形截面 為使塑料熔體 能在流道壁形成凝固層 常將分流道的表面加工得比較粗糙 一般取 Ra1 25 2 5 m 以加大對外層塑料熔體的流動阻力 使外層塑料凝固層固定 2 分流道的截面尺寸 分流道截面尺寸一般可根據(jù)塑件的尺寸 塑料品種 注射速率 及分流道的長度而定 要求分流道截面尺寸應(yīng)滿足良好的壓力傳遞 保證合理的填充時間 由 模具設(shè)計與制造簡明手冊 得分流道的截面尺寸為 半徑 R 2mm 分流道的長度一般取主流道大端面直徑的 1 2 5 倍 這里取其長 度為 14 5mm 2 5 3 澆口 澆口是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分 它起著調(diào)節(jié) 控制料流速度 補料時間 防 止倒流及在多型腔中起著平衡進料的作用 根據(jù)該零件的結(jié)構(gòu) 體積和表面質(zhì) 量要求 這里選用側(cè)澆口 澆口的尺寸確定 塑件不是很大 澆口的長度取 L 1mm 根據(jù)塑件的質(zhì)量 澆口的深度 t 0 5mm 2 5 4 定位環(huán)及澆口套 由于主流道與高溫塑料熔體及注射機噴嘴反復(fù)接觸和碰撞 所以常將主流 道設(shè)計成可拆卸的主流道襯套 澆口套 常用 T8 或 T10 鋼材制作 并淬火處 理到洛氏硬度 50 55HRC 定位環(huán)和澆口套的固定形式如圖 5 所示 接觸器主板注射模設(shè)計 11 圖 5 澆口套 2 5 5 冷料穴 冷料穴位于主流道正對面的動模上 或者在分流道的末端 其主要作用是收集 熔 體前鋒的冷料 防止進入型腔而影響塑件的質(zhì)量 這里選用倒錐形冷料穴 其 形 狀如圖 6所示 接觸器主板注射模設(shè)計 12 圖 圖 6 冷料穴 2 6 型芯 型腔的設(shè)計 接觸器主板注射模設(shè)計 13 2 6 1 確定型腔 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計及固定方式 1 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計 由于模具采用一模兩腔 幾何形狀比較復(fù)雜 采用整體式凹模 其強度高 剛性好 不會使塑件產(chǎn)生拼接縫痕跡 可減少注塑模中成型零件的數(shù)量 便于 模具裝配 但熱處理不方便 2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計 塑件有兩個矩形的突臺 位于工件的底部 形狀比較小 采用整體是凸模 由線切割加工而成 3 固定方式 型芯和型腔均采用螺釘固定方式固定 型芯固定在動模板上 型腔固定在 定模板上 2 6 2 型芯和型腔工作尺寸的計算 1 型芯設(shè)計 a 型芯的徑向尺寸用以下公式計算 2 1 3Z ZMsBS 型芯徑向尺寸 塑件內(nèi)形尺寸S 塑件公差 S 塑料平均收縮率 成形零件制造公差 取 Z 1 3 b 型芯的高度尺寸用以下公式計算 2 1 3Z ZMshSh 型芯的高度尺寸 塑件側(cè)壁的高度S 塑件公差 S 塑料平均收縮率 成形零件制造公差 取 Z 1 3 接觸器主板注射模設(shè)計 14 2 型腔設(shè)計 a 型腔的徑向尺寸按以下公式計算 2 1 3Z ZMsAS 型腔的徑向尺寸 塑件的外形尺寸S 塑件公差 S 塑料平均收縮率 成形零件制造公差 取 Z 1 3 b 型腔深度尺寸按以下公式計算 2 1 3Z ZMsHS 型腔的深度尺寸 塑件的側(cè)壁高度S 塑件公差 S 塑料平均收縮率 成形零件制造公差 取 Z 1 3 由于該產(chǎn)品為接觸器主板 需要有光滑的表面和較好的光潔度 對型芯和 型腔的表面質(zhì)量不能過低 也不需要太高 所以只需再經(jīng)過磨床進行加工即可 考慮到修模以及型芯的磨損 在精度范圍內(nèi) 型芯尺寸盡量取小值 而型腔則 取大值 因此對型腔和型芯的表面粗糙度一般取 Ra0 8 0 4 在本次設(shè)計中取 Ra0 8 X 綜合修正系數(shù) 考慮塑料收縮率的偏差和波動 成型零件的磨損等 因素 塑件精度低 批量較小時 X 取 1 2 塑件精度高 批量比較大 X 取 3 4 根據(jù)設(shè)計要求取 X 為 0 5 為了便于塑件從模具型腔中取出或從塑件中抽出型芯 在設(shè)計時塑件內(nèi)外 壁應(yīng)具有足夠的脫模斜度 最小脫模斜度與塑料性能 收縮率的大小 塑件的 幾何形狀有關(guān) 由于脫模后塑件保持在型芯的一邊 所以塑件的內(nèi)表面的脫模 接觸器主板注射模設(shè)計 15 斜度可選的比外表面小 但是 當(dāng)內(nèi)外表面要求脫模斜度不一致時 往往不能 保證壁厚的均勻 所以相差不能太大 根據(jù) 塑料模具設(shè)計手冊 取型芯的拔 默斜度為 60 型腔的拔模斜度為 80 要計算型芯 型腔的工作尺寸 必先確定塑件的公差及模具的制造公差 根據(jù)要求塑件精度取 IT5 根據(jù)塑料制件公差數(shù)值表 SJ1372 78 塑件在五 級精度下 基本尺寸對應(yīng)的尺寸公差如下 基本尺寸 公差 基本尺寸 公差 3 0 12 3 6 0 14 6 10 0 16 10 14 0 18 14 18 0 20 18 24 0 22 24 30 0 24 30 40 0 26 40 50 0 28 50 65 0 32 65 80 0 38 80 100 0 44 100 120 0 50 120 140 0 56 型腔 型腔的深度尺寸 由公式 得 2 1 3Z ZMsHS 1Z 0 70 7 0 5 19m 0 22mm Z 2 3 0 14mm S 0 005 HS 22mm 2ZH 0 40 42 0 5 1 933 接觸器主板注射模設(shè)計 16 0 12mm Z 2 3 0 08mm S 0 005 HS 2 0mm 3ZH 0 40 42 10 5 1 33m 0 12mm Z 2 3 0 08mm S 0 005 HS 1 5mm 型腔的徑向尺寸 由公式 得 2 1 3Z ZMsAS mm 0 9 0 70 71 5 9 1926 0 22mm Z 2 3 0 14mm S 0 005 HS 19 30mm mm 0 5 0 50 52 2 1 9 016 893A 0 22mm Z 2 3 0 10mm S 0 005 HS 9 00mm mm 0 6 0 60 71 2 5 17 8 13R 0 20mm Z 2 3 0 13mm S 0 005 HS 17 81mm 0 4 0 40 42 2 23m 0 12mm Z 2 3 0 08mm S 0 005 HS 2 3mm 型芯 型芯的徑向尺寸 由公式 得 2 1 3Z ZMsBS mm10 7 0 70 7 5 81 163r 0 20mm Z 2 3 0 14mm S 0 005 BS 15 81mm 20 4 0 40 4 2 3 29r m 0 12mm Z 2 3 0 08mm S 0 005 BS 2 3mm 10 4 0 40 4 5 1 B 接觸器主板注射模設(shè)計 17 0 12mm Z 2 3 0 08mm S 0 005 BS 2 0mm 20 7 0 70 7 2 1 5 74 293B m 0 22mm Z 2 3 0 14mm S 0 005 BS 22 74mm 型芯的高度尺寸 由公式 得 2 1 3Z ZMshSh 10 7 0 70 7 5 2 5m 0 22mm Z 2 3 0 14mm S 0 005 hS 22 0mm 20 7 0 70 7 0 9 33h 0 22mm Z 2 3 0 14mm S 0 005 hS 20 9mm 2 6 3 型腔壁厚的計算 型腔的強度及剛度要求 塑料模具型腔的側(cè)壁和底壁厚度計算是模具設(shè)計 中經(jīng)常遇到的問題 尤其對大型模具更為突出 目前常用的計算方法有按強度 條件計算和按剛度條件計算兩類 但塑料模具要求既不許因強度不足而發(fā)生明 顯變形 甚至破壞 也不許剛度不足而變形過大的情況 因此要求對強度和剛 度加以考慮 對于型腔主要受到的力是塑料熔體的壓力 在塑料熔體的壓力作 用下 型腔將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力及變形 如果型腔側(cè)壁和底壁厚度不夠 當(dāng)型腔中產(chǎn) 生的內(nèi)應(yīng)力超過材料的許用應(yīng)力時 型腔發(fā)生強度破壞 與此同時 剛度不足 則發(fā)生彈性變形 從而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象 將影響塑件成型質(zhì)量 所以模具對強度 和剛度都有要求 但是 實踐證明 模具對強度和剛度的要求并非同時兼顧 對大型腔 按 剛度條件 對小型腔則按強度條件計算即可 在本設(shè)計中按強度條件來計算 對長方形型腔壁厚和底板厚度的計算 型腔底版厚度計算 整體式矩形型腔底版的最大應(yīng)力發(fā)生在短邊與側(cè)壁交界處 按照強度條件 型腔底版厚度為 接觸器主板注射模設(shè)計 18 2 pbah 系數(shù) 由 l b 1 6 查表得 0 468 a P 型腔壓力 已計算為 96MPa b 型腔短邊長 其值近似為 3 5 材料彎曲許用應(yīng)力 材料為 45鋼 取 140Mpa 計算結(jié)果為 S 53 65mm 由于根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架查得定模板的厚度為 54mm 綜合各方面考慮 現(xiàn)確定 定模板厚為 54mm 可以滿足型腔的強度要求 2 7 推出機構(gòu)的設(shè)計 確定推出機構(gòu)類型 推出機構(gòu)的結(jié)構(gòu)的基本要求是使塑件在頂出過程中不 會損壞變形 本模具選用一次頂出機構(gòu) 1 推桿的結(jié)構(gòu)組合形式 由于推桿的數(shù)量比較多 推桿所受的力很小 采用常用的圓柱直通式推桿即可 其 頂出部分長一般為非頂出部分的 1 2 其組合形式簡圖 7 如下 圖 7 推桿 2 推桿直徑 由公式得 為了保證推桿有足夠的強度這里取 d 3mm 12436 0 56tdQcmnE d 圓形推桿直徑 cm 接觸器主板注射模設(shè)計 19 推桿長度系數(shù) 0 7 l 推桿長度 cm 取 13 05 Q 總脫模力 N 一模兩腔取 2292 15 2 4584 31N n 推桿數(shù)量 取 9 2 18 E 推桿材料的彈性模量 N cm 2 鋼 E 21000000 2 1 10 7 3 推桿的應(yīng)力校核 合格22490 sQNcmnd Q 總脫模力 N 取 4584 31N d 圓形推桿直徑 cm 推桿應(yīng)力 N cm 2 s 推桿鋼材的屈服極限強度 N cm 2 一般中碳鋼 s 32000N cm 2 4 推板的厚度 由公式得 130 5 0 1QHLcmEBy 為了使推板有一定的強度和使用壽命這里應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗取 H 20 5 推桿數(shù)量及布局形式 根據(jù)推桿布置許可空間 制品設(shè) 8 根推桿 與之配合的孔徑為 4mm 布局 分布如下圖 8 所示 接觸器主板注射模設(shè)計 20 圖 8 推桿分布 6 拉料桿 如前面澆注系統(tǒng)所示 采用倒錐型拉料桿 公稱直徑為 10mm 形 狀如圖 9 所示 圖 9 拉料桿 2 8 側(cè)向抽芯機構(gòu)的設(shè)計 1 抽芯結(jié)構(gòu) 側(cè)向抽芯機構(gòu)有斜導(dǎo)柱 斜滑塊等多種抽芯機構(gòu) 分析零件的結(jié)構(gòu)可知 其底部有個橫槽 既可以內(nèi)側(cè)抽芯 也可以外向抽芯 但是由于靠近內(nèi)側(cè)設(shè)有 推桿 抽出行程不夠 而且會有干擾 因此選擇外向抽芯 在這里選擇了斜滑 塊外側(cè)式抽芯機構(gòu) 滑塊座固定在推板固定板上 其結(jié)構(gòu)如 10 圖所示 接觸器主板注射模設(shè)計 21 圖 10 側(cè)抽芯機構(gòu) 2 抽芯距的計算 將活動型芯從成型位置抽至不妨礙塑件脫模位置所移動的距離叫抽芯距 抽芯距通常比側(cè)孔或側(cè)凹大 2 3mm 這里 S 17 3 20 垂直方向的行程為 mm6 40tanta0 H 2 9 導(dǎo)向機構(gòu) 2 9 1 導(dǎo)柱的機構(gòu)形式 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)和尺寸已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化 常見的結(jié)構(gòu)形式有帶頭和有肩導(dǎo)柱 為減 小導(dǎo)柱與導(dǎo)柱套之間的摩擦 在導(dǎo)柱的工作部分設(shè)置儲油槽存潤滑油 本次設(shè) 計選擇標(biāo)準(zhǔn)件有肩導(dǎo)柱 2 9 2 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式 接觸器主板注射模設(shè)計 22 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)和尺寸也已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化 常見的結(jié)構(gòu)形式有帶頭導(dǎo)套和之導(dǎo)套 本次設(shè)計選擇與導(dǎo)套相配合的標(biāo)準(zhǔn)件帶頭導(dǎo)套 2 9 3 導(dǎo)柱 導(dǎo)套的組合形式 導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)是利用導(dǎo)柱與導(dǎo)柱孔之間的間隙配合來保證模具的對合精度 導(dǎo)柱 導(dǎo) 套的組合形式如圖 11 所示 有導(dǎo)柱導(dǎo)套配合要求 使用于精度要求高 生產(chǎn)批量大的注 射模具 且導(dǎo)柱導(dǎo)套可設(shè)計油槽 便于潤滑 使用壽命長 制造時 可采用配合加工的方 法一次性加工出導(dǎo)柱 導(dǎo)套安裝孔 d1 H7 降低了對設(shè)備加工的要求 可獲得好的技術(shù) 經(jīng)濟效益 圖 11 導(dǎo)柱導(dǎo)套配合 2 9 4 導(dǎo)柱的分布 根據(jù)模具的形狀和大小 一副模具 一般一般采用 2到 4根導(dǎo)柱 本次設(shè)計 采用 4根導(dǎo)柱 為了確保動模和定模只能按一個方向合模 導(dǎo)柱的布置方式常 采用等直徑導(dǎo)柱的對稱布置 為保護型芯不受損壞 導(dǎo)柱設(shè)在動模一側(cè) 即正 裝 加工動模部分的 4 個導(dǎo)柱 導(dǎo)套孔時 應(yīng)將動模板 推流道板 動模板合 接觸器主板注射模設(shè)計 23 在一起 一次性加工出來 以保證孔的同心度 然后再在定模座板上加工沉頭 孔 動模部分導(dǎo)柱同理 本模具采用有導(dǎo)柱導(dǎo)套配合要求的導(dǎo)向機構(gòu) 且在導(dǎo)柱導(dǎo)套上設(shè)有油槽 便于潤滑 使用壽命長 2 10 復(fù)位機構(gòu)設(shè)計 為了進行下一循環(huán)的成型 脫模推出機構(gòu)在完成塑件的頂出動作后必須回 到初始位置 本模具采用推桿推出機構(gòu) 需要設(shè)置復(fù)位機構(gòu) 常用的復(fù)位機構(gòu)有彈簧復(fù)位和復(fù)位桿復(fù)位兩種 由于有側(cè)向抽芯機構(gòu) 為了 便于滑塊的安放而采用彈簧先復(fù)位機構(gòu) 推板導(dǎo)柱的數(shù)量為 4 根 彈簧的數(shù)量為 4 個 對稱布置在推出板的四周 其形狀如圖 12 所示 圖 12 復(fù)位機構(gòu) 2 11 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 2 11 1 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 注射成型是向模具注射 200 左右的塑料熔體 使熔體在模具內(nèi)冷卻定型 所以模具在成型過程中還起著熱交換器的作用 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)直接影響著 塑料件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率 成型的塑料品種不同 塑件的質(zhì)量要求不同 對模 接觸器主板注射模設(shè)計 24 具的溫度要求也不同 本塑件的材料是 ABS 如果溫度過高易于分解 分解溫度為 250 成型時 要控制模具溫度為 50 80 具體措施是布置冷卻水管 2 11 2 冷卻系統(tǒng)的計算 塑料熔體具有的熱量通過輻射 對流約有 5 擴散到空氣中 而 95 由模具傳 導(dǎo) 1 單位質(zhì)量的塑料熔體在凝固時放出的熱量 234 1 07 560 12 4 QCKJg C2 塑料的比熱容 kJ kg 查表取 1 047 kJ kg 3 塑料熔體的初始溫度 4 塑件在推出時的溫度 2 冷卻水的體積流量 3120 min vWQqc 查表得冷卻通道直徑 d 8 最低流速 1 66m s W 單位時間 每分鐘 內(nèi)注入模具中的塑料熔體質(zhì)量 經(jīng)計算得 W 0 00825Kg min 冷卻水的密度 取 1000 Kg m3 c1 冷卻水的比熱熔 取 4 2Kj 1 冷卻水的出口溫度 取 18 2 冷卻水的入口溫度 取 20 2 11 3 冷卻回路布置 由于型芯注入的塑料比較少 產(chǎn)生的熱量少 采用直通式的冷卻回路 而 型腔部分的成型比較復(fù)雜 且注入的塑料量較多 所以在兩個不同深度的基 面上采用 F形冷卻回路 防止型芯和型腔受熱變形 這樣可以保證產(chǎn)品精度 而塑件傳給推桿的熱量 則在每次開模時 可以散發(fā)出去 不需要對其加冷 卻裝置 型腔的冷卻回路布置簡圖如圖 13 所示 接觸器主板注射模設(shè)計 25 圖 13 冷卻回路 2 12 排溢系統(tǒng)設(shè)計 排溢是指排出充模冷料中的前鋒冷料和模具內(nèi)的氣體等 廣義的注射模排 溢系統(tǒng)應(yīng)包括澆注系統(tǒng)部分的排溢和成型部分的排溢 通常指的排溢是指成型 部分的排溢 模具充型過程程中 除了型腔內(nèi)原有的空氣外 還有塑料受熱或凝固而產(chǎn) 生的低分子揮發(fā)氣體 尤其是在高速注射成型時 必須考慮如何將多余的氣體 排出模外 否則被壓縮的氣體產(chǎn)生高溫引起塑件局部炭化 或使塑件產(chǎn)生氣泡 的工藝缺陷 因此必要時可開設(shè)排氣槽等辦法 但是對于 ABS 這種材料 排氣間 隙不得高于 0 0 5 該零件為小型零件 所以利用分型面間隙以及推桿之間的縫隙排氣即可 不必單獨考慮排氣方式 2 13 模具的整體設(shè)計 隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展 模體設(shè)計已接近標(biāo)準(zhǔn)化 可以從市場上購買相應(yīng)的 模體 標(biāo)準(zhǔn)模體一般包括定模板 動模板 墊塊 推桿 推板 導(dǎo)柱 導(dǎo)套 復(fù)位桿等 標(biāo)準(zhǔn)模架有 12 種結(jié)構(gòu) 15876 種規(guī)格 在本次設(shè)計中 澆口套 導(dǎo) 柱 導(dǎo)套 定位圈 螺釘 水嘴都采用的標(biāo)準(zhǔn)件 可以外購 塑件在脫模后應(yīng)進行調(diào)濕處理 調(diào)濕處理是將剛脫模的制品放在熱水中 60 75 不僅可以隔絕空氣進行防止氧化的退火處理 同時還可以加快 接觸器主板注射模設(shè)計 26 達到吸濕平衡 一般處理 16 20min 該模具的總體結(jié)構(gòu)如下圖 14 所示 其中定模座板 動模座板及定模板厚度都為 25mm 而動模板厚度取 50mm 推板取 20mm 推桿固定板取 15mm 墊塊的高度取 70mm 可以保證 產(chǎn)品能順利的脫模 根據(jù)以上選取 模具的厚度 H 73mm 300mm 符合要求 圖 14 模具 參考文獻 接觸器主板注射模設(shè)計 27 1 塑料成型工藝與模具設(shè)計 齊曉杰 主編 機械工業(yè)出版社 2006 年 7 月 2 塑料成型工藝與模具設(shè)計 屈華昌 主編 高等教育出版社 2005 年 11 月 3 塑料模設(shè)計手冊 軟件版 塑料模設(shè)計手冊 軟件版 編委會制作 機 械工業(yè)出版社 2007 年 6 月 4 PRO ENGINEER 野火 3 0 模具設(shè)計實例精講 常旭睿 編著 電子工業(yè)出版 社 2006 年 12 月 5 機械制造基礎(chǔ) 嚴(yán)霖元 主編 中國農(nóng)業(yè)出版社 2004 年 7 月 6 熱工基礎(chǔ)與應(yīng)用 傅秦生 何雅玲 趙小明 編著 機械工業(yè)出版社 2001 年 7 機械工程材料 于永泗 齊民 主編 大連理工大學(xué)出版社 2006 年 8 月 8 圖學(xué)基礎(chǔ)教程 譚建榮 張樹有 陸國棟 施岳定 編高等教育出版社 2004 年 4 月 9 材料力學(xué) 第三版 劉鴻文 主編 高等教育出版社 1991 年 10 Pro ENGINEERwildfire2 0 零件設(shè)計教程 林清安 編著 人民郵電出版社 2004 年 11 現(xiàn)代模具制造技術(shù) 金滌塵 宋放之 主編 機械工業(yè)出版社 2001 年 12 吳宗澤主編 機械設(shè)計 高等教育出版社 2001 14 馮炳堯 韓泰榮 殷振海 蔣文森編模具設(shè)計與制造簡明手冊 上?？萍汲?版社 1985 15 孫玉芹 孟兆新主編 機械精度設(shè)計基礎(chǔ) 科學(xué)出版社 2003 16 王勻主編 Pro e Wildfire 模具設(shè)計 機械工業(yè)出版社 2005 17 屈華昌主編 塑料成型工藝與模具設(shè)計 機械工業(yè)出版社 2005 18 史鐵梁主編 模具設(shè)計指導(dǎo) 機械工業(yè)出版社 2005 接觸器主板注射模設(shè)計 28 致謝 在這次設(shè)計中能夠順利完成 首先我要感謝我的導(dǎo)師蔣育華老師 他學(xué)識淵 博 平易近人 嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致 一絲不茍 在他的悉心指導(dǎo)下 使我對 的應(yīng)用 使用更熟練了 對模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計有了更深一步的了解 平時在學(xué)校學(xué)習(xí)的都是 理論知識 在設(shè)計過程中考慮的實際情況不夠全面 在老師豐厚的實踐經(jīng)驗指導(dǎo) 下 使我對模具的實際加工有了一定的了解 也發(fā)現(xiàn)了自己有很多的不足 讓我 懂得了不僅學(xué)習(xí)理論知識很重要 同時結(jié)合實際加工條件也很重要 只有掌握了 豐富的理論知識很豐厚的實踐經(jīng)驗才能夠設(shè)計出更好更全面的模具 同時我也要 感謝蔡金平老師 在 分型的過程中 碰到了一些問題 是他耐心的幫我 解決 也教會了我更好使用的 對 的使用更熟練了 此次的畢業(yè)設(shè)計是對整個大學(xué)時光的一個全面的考察 也是對我以前學(xué)過 的塑料成型工藝與模具設(shè)計 機械制圖 公差與技術(shù)測量 機械原理 等及一 些繪圖軟件等一系列課程的綜合考察 使我們能夠更好的分析和解決塑料模具 設(shè)計中的問題 進一步鞏固 加深和拓寬我們所學(xué)的知識 通過設(shè)計實踐 逐步樹立正確的設(shè)計思想 設(shè)計思路 和流程 掌握塑料模具設(shè) 計的一般規(guī)律 培養(yǎng)分析和解決問題的能力 通過計算 繪圖和運用各種技術(shù)標(biāo) 準(zhǔn)和規(guī)范 設(shè)計手冊等有關(guān)資料 對設(shè)計一整套模具的方法有了充分的認(rèn)識 對 以后的工作幫助很大 最后我也要感謝在這次設(shè)計中和大學(xué)這幾年里幫助過我的老師和同學(xué) 是他 們教會了我許多東西 讓我有了更好的改變 有了更快的成長 謝謝你們 由于設(shè)計水平有限 加之實踐經(jīng)驗不足 不足和錯誤之處在所難免 懇請各 位老師指正 謝謝