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德州科技職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 題目 塑料底座蓋注塑模 院系名稱 機(jī)電工程系 班 級(jí) 08 模具二班 學(xué)生姓名 史須平 學(xué) 號(hào) 080203228 指導(dǎo)教師 徐方龍 馬韶霞 答辯教師 時(shí) 間 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 前言 I 前 言 隨著中國當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)形勢的日趨好轉(zhuǎn) 在 實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興 口 號(hào)的倡引下 中國的制造業(yè)也日趨蓬勃發(fā)展 而模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國家 制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一 模具工業(yè)能促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和質(zhì)量提高 并能獲得極大的經(jīng)濟(jì)效益 因而引起了各國的高度重視和贊賞 在日本 模具 被譽(yù)為 進(jìn)入富裕的原動(dòng)力 德國則冠之為 金屬加工業(yè)的帝王 在羅馬尼 亞則更為直接 模具就是黃金 可見模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中重要地位 我國 對(duì)模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視 早在 1989 年 3 月頒布的 關(guān)于當(dāng)前國家產(chǎn)業(yè)政 策要點(diǎn)的決定 中 就把模具技術(shù)的發(fā)展作為機(jī)械行業(yè)的首要任務(wù) 近年來 塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速 高效率 自動(dòng)化 大型 長壽命 精密模具在模具產(chǎn)量中所戰(zhàn)比例越來越大 注塑成型模具就是將塑料 先加在注塑機(jī)的加熱料筒內(nèi) 塑料受熱熔化后 在注塑機(jī)的螺桿或活塞的推動(dòng) 下 經(jīng)過噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔內(nèi) 塑料在其中固化成型 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是底座蓋注塑模具的設(shè)計(jì) 也就是設(shè)計(jì)一副注塑 模具來生產(chǎn)底座蓋塑件產(chǎn)品 以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量 針對(duì)底座蓋的具體結(jié)構(gòu) 通過此次設(shè)計(jì) 使我對(duì)點(diǎn)澆口雙分型面模具的設(shè)計(jì)有了較深的認(rèn)識(shí) 同時(shí) 在 設(shè)計(jì)過程中 通過查閱大量資料 手冊(cè) 標(biāo)準(zhǔn) 期刊等 結(jié)合教材上的知識(shí)也 對(duì)注塑模具的組成結(jié)構(gòu) 成型零部件 澆注系統(tǒng) 導(dǎo)向部分 推出機(jī)構(gòu) 排氣 系統(tǒng) 模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng) 有了系統(tǒng)的認(rèn)識(shí) 拓寬了視野 豐富了知識(shí) 為將來獨(dú) 立完成模具設(shè)計(jì)積累了一定的經(jīng)驗(yàn) 本次設(shè)計(jì)中得到了徐老師的指點(diǎn) 同時(shí)也非常感謝馬老師的精心教誨 由于實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和理論技術(shù)有限 設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤和不足之處在所難免 希望各位老 師批評(píng)指正 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 中文摘要 II 摘要 本課題主要是針對(duì)底座蓋的模具設(shè)計(jì) 底座蓋具有重量輕 易清潔 耐腐 蝕老化 強(qiáng)度高 使用壽命長 制作方便 價(jià)格低廉等特點(diǎn) 通過對(duì)塑件進(jìn)行 工藝的分析和比較 最終設(shè)計(jì)出一副注塑模 該課題從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性 具體模 具結(jié)構(gòu)出發(fā) 對(duì)模具的澆注系統(tǒng) 模具成型部分的結(jié)構(gòu) 頂出系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng) 注塑機(jī)的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核 都有詳細(xì)的設(shè)計(jì) 同時(shí)并簡單的編制了模具 的加工工藝 通過整個(gè)設(shè)計(jì)過程表明該模具能夠達(dá)到此塑件所要求的加工工藝 塑料制品具有原料來源豐富 價(jià)格低廉 性能優(yōu)良等特點(diǎn) 它在電腦 手機(jī) 汽車 電機(jī) 電器 儀器儀表 家電和通訊產(chǎn)品制造中具有不可替代的作用 應(yīng)用極其廣泛 注射成形是成形熱塑件的主要方法 因此應(yīng)用范圍很廣 注射成形是把塑料原料放入料筒中經(jīng)過加熱熔化 使之成為高黏度的流體 用柱塞或螺桿作為加壓工具 使熔體通過噴嘴以較高壓力注入模具的型腔中 經(jīng)過冷卻 凝固階段 而后從模具中脫出 成為塑料制品 依據(jù)產(chǎn)品的數(shù)量和塑料的工藝性能確定塑件采用注射成形法生產(chǎn) 該產(chǎn)品 設(shè)計(jì)為大批量生產(chǎn) 故設(shè)計(jì)的模具要有較高的注塑效率 澆注系統(tǒng)要能夠自動(dòng) 脫模 此外為保證塑件表面質(zhì)量采用點(diǎn)澆口 因此選用單分型面注射模 點(diǎn)澆 口自動(dòng)脫模結(jié)構(gòu) 模具的型腔采用一模八腔平衡布置 澆注系統(tǒng)采用點(diǎn)澆口成 形 推出形式為十六推桿推出機(jī)構(gòu)完成塑件的推出 由于塑件的工藝性能要求 注塑模中有冷卻系統(tǒng) 因此在模具設(shè)計(jì)中也進(jìn)行了設(shè)計(jì) 本次的設(shè)計(jì)中不僅參 考了大量紙質(zhì)文獻(xiàn) 而且在互聯(lián)網(wǎng)上查閱資料 設(shè)計(jì)過程比較完整 關(guān)鍵詞 單分型面注射模具 底座蓋 硬聚氯 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 英文摘要 III ABSTRACT The main topic is covered in mold design for the base the base covered with a light weight easy to clean corrosion resistant aging high strength long service life making easy low prices and so on Through the process of plastic parts for analysis and comparison the final design of an injection mold Process from the product structure of the project specific mold structure starting on the casting mold system mold forming part of the structure the top out of the system cooling system the choice of injection molding machines and related parameters of the check there are detailed design while and simple preparation of the mold process Through the entire design process that can be achieved in the mold plastic parts required in this process Rich source of raw materials plastic products low price and excellent performance characteristics It is in computers mobile phones cars motors electrical instrumentation home appliances and communication products manufacturer has an irreplaceable role the application is extremely broad Pieces of molding thermoplastic injection molding is the main method so a wide range of applications Injection molding is the plastic material into the barrel through the heating and melting making the high viscosity of the fluid pressure with a plunger or a screw as a tool to melt at a higher pressure through the nozzle into the mold cavity after cooling freezing stage then emerge from the mold a plastic products Based on the volume and determine the process performance of plastic injection molding method using plastic parts production The product is designed for mass production so the design of the mold have a high Zhusu efficiency feed system to be able to automatic ejection in addition to ensure the quality of plastic surface using point gate so we choose a single sub surface injection mold points gate automatic ejection structure Mold cavity eight cavity mold with a balanced layout gating system using point gate forming introduced in the form of introduction agencies to complete sixteen putting the introduction of plastic parts As performance requirements of plastic injection molding process in the cooling system so also in the mold design to design The only reference to the design of a large number of paper documents and access to information on the Internet the design process is complete Key words Single parting injection mould base cover Hard PVC 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 目錄 目 錄 前 言 I 中文摘要 英文摘要 III 第一章 對(duì)塑料成型模具的認(rèn)識(shí) 1 1 1 模具在加工工業(yè)中的地位 1 1 2 模具的發(fā)展趨勢 1 1 3 設(shè)計(jì)在學(xué)習(xí)模具制造中的作用 2 第二章 原始資料分析 3 2 1 塑件的工藝分析 3 2 2 底座蓋原料 PC 的成型特性與工藝參數(shù) 3 2 3 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 4 2 4 注射機(jī)的選擇 5 第三章 分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 7 3 1 分型面的選擇 7 3 2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8 第四章 模具設(shè)計(jì)方案論證 14 4 1 型腔的布置 14 4 2 成型零件的結(jié)構(gòu)確定 14 4 3 導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 14 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 目錄 4 4 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 15 4 5 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 4 6 模具加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16 4 7 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè) 16 第五章 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 18 5 1 成型零件的成型尺寸 18 5 2 模具型腔壁厚的確定 19 5 3 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 19 5 4 標(biāo)準(zhǔn)模架的確定 19 第六章 成型設(shè)備的校核計(jì)算 21 6 1 鎖模力的校核 21 6 2 安裝尺寸的校核 21 6 3 推出機(jī)構(gòu)的校核 21 6 4 開模行程的校核 21 第七章 模 具 的 裝 配 22 7 1 模具的裝配順序 22 7 2 模具的維護(hù) 23 設(shè)計(jì)總結(jié) 24 附錄 成型零件圖 25 型芯三維視圖 30 裝配圖 31 致謝 34 參考文獻(xiàn) 35 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第一章 對(duì)塑料成型模具的認(rèn)識(shí) 1 第 1 章 對(duì)塑料成型模具的認(rèn)識(shí) 1 1 模具在加工工業(yè)中的地位 模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具 在各種 材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具 例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄 模具 金屬壓力加工使用的鍛壓模具 冷壓模具等各種模具 對(duì)模具的全面要求是 能生產(chǎn)出在尺寸精度 外觀 物理性能等各方面都 滿足使用要求的公有制制品 以模具使用的角度 要求高效率 自動(dòng)化操作簡 便 從模具制造的角度 要求結(jié)構(gòu)合理 制造容易 成本低廉 模具影響著制品的質(zhì)量 首先 模具型腔的形狀 尺寸 表面光潔度 分 型面 進(jìn)澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對(duì)制件的尺寸精度和形狀精度以及 制件的物理性能 機(jī)械性能 電性能 內(nèi)應(yīng)力大小 各向同性性 外觀質(zhì)量 表面光潔度 氣泡 凹痕 燒焦 銀紋等都有十分重要的影響 其次 在加工 過程中 模具結(jié)構(gòu)對(duì)操作難以程度影響很大 在大批量生產(chǎn)塑料制品時(shí) 應(yīng)盡 量減少開模 合模的過程和取制件過程中的手工勞動(dòng) 為此 常采用自動(dòng)開合 模自動(dòng)頂出機(jī)構(gòu) 在全自動(dòng)生產(chǎn)時(shí)還要保證制品能自動(dòng)從模具中脫落 另外模 具對(duì)制品的成本也有影響 當(dāng)批量不大時(shí) 模具的費(fèi)用在制件上的成本所占的 比例將會(huì)很大 這時(shí)應(yīng)盡可能的采用結(jié)構(gòu)合理而簡單的模具 以降低成本 現(xiàn)代生產(chǎn)中 合理的加工工藝 高效的設(shè)備 先進(jìn)的模具是必不可少是三 項(xiàng)重要因素 尤其是模具對(duì)實(shí)現(xiàn)材料加工工藝要求 塑料制件的使用要求和造 型設(shè)計(jì)起著重要的作用 高效的全自動(dòng)設(shè)備也只有裝上能自動(dòng)化生產(chǎn)的模具才 有可能發(fā)揮其作用 產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具的制造和更新為前提的 由 于制件品種和產(chǎn)量需求很大 對(duì)模具也提出了越來越高的要求 因此促進(jìn)模具 的不斷向前發(fā)展 1 2 模具的發(fā)展趨勢 近年來 模具增長十分迅速 高效率 自動(dòng)化 大型 微型 精密 高壽 命的模具在整個(gè)模具產(chǎn)量中所占的比重越來越大 從模具設(shè)計(jì)和制造角度來看 模具的發(fā)展趨勢可分為以下幾個(gè)方面 低了成本 1 提高大型 精密 復(fù)雜 長壽命模具的設(shè)計(jì)水平及比例 這是由于塑料 模成型的制品日漸大型化 復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的 一模多腔所致 2 在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用 CAD CAM CAE 技術(shù) CAD CAM 技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù) 近年來模具 CAD CAM 技術(shù)的硬件 與軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度 為其進(jìn)一步普及創(chuàng)造良好 的條件 基于網(wǎng)絡(luò)的 CAD CAM CAE 一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪 其將解決傳統(tǒng) 混合型 CAD CAM 系統(tǒng)無法滿足實(shí)際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第一章 對(duì)塑料成型模具的認(rèn)識(shí) 2 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(jì)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) 采用熱 流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量 并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材 料和節(jié)約能源 所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革 制訂熱流道元 器件的國家標(biāo)準(zhǔn) 積極生產(chǎn)價(jià)廉高質(zhì)量的元器件 是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵 氣體輔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 目前在汽車 和家電行業(yè)中正逐步推廣使用 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 而且常用于較復(fù)雜的大型制品 模具設(shè)計(jì)和控 制的難度較大 因此 開發(fā)氣體輔助成型流動(dòng)分析軟件 顯得十分重要 另一 方面為了確保塑料件精度 繼續(xù)研究開發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要 4 開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)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(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率 我國模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具 標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低 與國外差距甚大 在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā) 展 為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本 模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣 為 此 首先要制訂統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn) 并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量 降低成本 再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn) 件的規(guī)格品種 6 應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對(duì)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(biāo)測量儀或三坐 標(biāo)掃描儀實(shí)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(jià)的檢測設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提 1 3 設(shè)計(jì)在學(xué)習(xí)模具制造中的作用 通過對(duì)模具專業(yè)的學(xué)習(xí) 掌握了常用材料在各種成型過程中對(duì)模具的工藝 要求 各種模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算的方法 以達(dá)到能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)一般模具 的要求 在模具制造方面 掌握一般機(jī)械加工的知識(shí) 金屬材料的選擇和熱處 理 了解模具結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝 畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠?qū)σ陨细鞣矫娴囊蠹右造`活運(yùn)用 綜合檢驗(yàn)大學(xué)期間所學(xué) 的知識(shí) 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第一章 對(duì)塑料成型模具的認(rèn)識(shí) 2 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 原始資料分析 3 第 2 章 原始資料分析 2 1 塑件的工藝分析 塑件成型工藝分析 如圖 1 1 所示 圖 1 1 底座蓋 熟讀塑件圖樣 在頭腦中建立清晰的塑件三維形狀 底座蓋的形狀簡單 兩邊帶有兩個(gè)孔 在保證孔間距和孔的形狀是給模具的加工帶了很大的難度 外殼注塑材料首先選用 PC 我們必須很好多處理底座蓋壁厚的均勻 譬如在注 塑成型過程中因?yàn)楸诤竦牟痪鶆蛟斐闪耸湛s率的不一致 這樣就只能通過有效 的控制模具溫度來調(diào)節(jié)收縮率 2 2 底座蓋原料 PC 的成型特性與工藝參數(shù) PC 化學(xué)名稱聚碳酸酯 是一種高性能工程塑料 廣泛應(yīng)用于 AV 家電 OA 機(jī) 器 汽車標(biāo)牌 顯示器等產(chǎn)品之上 其優(yōu)良的透明性能適于印刷加工之外 作 為有高度耐熱性能的功能材料 還能滿足各種工業(yè)領(lǐng)域更高的規(guī)格要求 而且 它是工程塑料片材 擁有多樣的厚度 外觀 色彩 可以生產(chǎn)出附加值更高的 產(chǎn)品 優(yōu)良的耐熱性能 熱變形溫度 135 適合設(shè)計(jì)規(guī)格 100 以上要求的高溫部 位 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 原始資料分析 4 優(yōu)良的加工性能 可以進(jìn)行印刷 沖孔 真空成形 膠合粘貼 彎曲等多樣加 工 優(yōu)良的透明性 總光通量達(dá) 90 擁有有機(jī)玻璃 PVC 數(shù)十倍的抗沖擊性 可用于其它材料不適用的部位或者大面積要求的產(chǎn)品 多彩的外觀和色調(diào) 外觀上 光面之外 還有中砂 啞光等 色調(diào)上有各種 煙色 可以提供卷材 片材之外 還有與連續(xù)印刷 連續(xù)成形匹配的卷材 收縮率 0 4 0 7 熔融溫度 230 275 成型溫度 138 160 度 比重 0 902 0 906 成型壓力 3 4 1 4Mpa 流比長 100 200 結(jié)晶性 半結(jié)晶性 射速 高速注射 2 3 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 1 塑件的尺寸精度分析 該塑件需標(biāo)注公差的尺寸有 5 10 0 0 1 屬于一般精度要求 其他尺寸均 為未標(biāo)注公差的為自由尺寸 可按 MT5 查取有關(guān)尺寸公差 下表所列為塑件主 要尺寸的公差要求 塑件主要尺寸的公差要求 部位 塑件標(biāo)注尺寸 塑件尺寸公差 35 0 0 56 18 0 0 38 15 0 0 38 10 0 0 1 外形尺寸 9 28 R1 0 2 0 R3 5 4 2 10 8 0 12 0 38 0 內(nèi)形尺寸 26 5 中心距 22 0 22 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 原始資料分析 5 2 塑件的表面質(zhì)量分析 該塑件要去外觀光潔 色彩艷麗 不允許有成形斑點(diǎn)和熔接痕 塑件表面粗糙 度無特殊要求 3 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 從圖紙上看 該塑件的外形為四方殼 壁厚均勻 且符合最小壁厚要求 由于該塑件無側(cè)孔和內(nèi)凸 所以不用考慮側(cè)向分型抽芯裝置 為使塑件順利脫模 可在塑件內(nèi)部處增設(shè) 1 2 的拔模斜度 綜上所述 該塑件可采用注射成型加工 4 塑件的生產(chǎn)批量 該塑件的生產(chǎn)類型是大批量生產(chǎn) 因此在模具設(shè)計(jì)中要提高塑件的生產(chǎn)率 傾向于采用多型腔 高壽命 自動(dòng)脫模模具 以便降低生產(chǎn)成本 2 4 注射機(jī)的選擇 1 計(jì)算塑件體積和重量 4141 7903mm3 41 418cm3gV 塑件的質(zhì)量計(jì)算 查有關(guān)手冊(cè) 取 PC 的密度為 1 03g cm 所以塑件的質(zhì)量 為 M V 41 418 1 2g cm 49 7g 2 確定型腔數(shù)量 由于塑件的內(nèi)孔有尺寸精度要求 不宜采用太多型腔數(shù)目 而該塑件的生產(chǎn) 批量為大批量生產(chǎn) 為盡量提高生存率 決定采用一模八腔 型腔平衡布置在 型腔板兩側(cè) 這樣有利于澆注系統(tǒng)的排列和模具的平衡 3 確定注射成型的工藝參數(shù) 根據(jù)以上所計(jì)算的結(jié)果 可選擇設(shè)備型號(hào) 規(guī)格 確定型腔數(shù) 注射機(jī)的額 定注射量為 Vb 每次的注射量不超過它的 80 即 n 0 8 bVjg 式中 n 型腔數(shù) Vj 澆注系統(tǒng)的體積 g 塑件體積 估算澆注系統(tǒng)的體積 Vj 根據(jù)澆注系統(tǒng)初步方案進(jìn)行估算澆注系統(tǒng)體積 0 78jV3cm 由于該塑件外形較小 且需要比較簡單的抽芯機(jī)構(gòu) 因此采用一模八腔 即 n 8 則 Vb nVg Vj 0 8 415 155 3cm 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 原始資料分析 4 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 原始資料分析 6 根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和 PC 的成型性能 查有關(guān)資料初步確定塑件的注射成 型 工藝參數(shù) 見下表 塑件的注射成型工藝參數(shù) 工藝參數(shù) 內(nèi)容 工藝參數(shù) 內(nèi)容 溫度 80 90 注射時(shí)間 3 5預(yù)熱和干燥 時(shí)間 2h 保壓時(shí)間 15 30 后段 180 200 冷卻時(shí)間 15 30 中段 210 230 成型時(shí)間 s 總周期 40 70 料筒溫度 前 170 190 螺桿轉(zhuǎn)速 r min 30 60 噴嘴溫度 180 190 方法 紅外線 燈烘箱 模具溫度 60 80 溫度 70 注射壓力 MPa 70 90 后處理 時(shí)間 h 2 4 4 確定模具溫度及冷卻方式 PC 為非半結(jié)晶型塑料 流動(dòng)性中等 壁厚一般 因此在保證順利脫模的前提 下應(yīng)盡量可能降低模溫 以縮短冷卻時(shí)間 從而提高生產(chǎn)率 所以模具應(yīng)考慮 采用適當(dāng)?shù)难h(huán)水冷卻 成型模具溫度控制在 60 80 5 確定成型設(shè)備 由于塑件采用注射成型加工 使用一模兩八 腔分布 因此可計(jì)算出一次注射 成型過程所用塑料量為 W 8w w 廢料 8X49 7 49 7 20 407 54g 根據(jù)以上一次注射量的分析以及考慮到塑件品種 塑件結(jié)構(gòu) 生產(chǎn)批量及注射 工藝參數(shù) 注射模具尺寸大小等因素 參考設(shè)計(jì)手冊(cè) 初選 SX ZY 500 型螺桿 式注射機(jī) 記錄下 SX ZY 500 型柱塞式注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) 見下表 SX ZY 500 型柱塞式注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) 序號(hào) 主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目 參數(shù)數(shù)值 1 最大注射量 cm 500 2 注射壓力 MPa 1040 3 鎖模力 kN 1400 4 動(dòng) 定模模板最大安裝尺寸 mm mm 620 x520 5 最大模具厚度 mm 450 6 最小模具厚度 mm 300 7 最大開模行程 mm 500 8 噴嘴前端球面半徑 mm 12 9 噴嘴孔直徑 mm 4 10 定位圈直徑 mm 125 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第三章 分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 7 第三章 分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3 1 分型面的選擇 塑料在模具型腔凝固形成塑件 為了將塑件取出來 必須將模具型腔打開 也就是必須將模具分成兩部分 即定模和動(dòng)模兩大部分 定模和動(dòng)模相接觸的 面稱分型面 通常有以下原則 1 分型面的選擇有利于脫模 分型面應(yīng)取在塑件尺寸的最大處 而且應(yīng) 使塑件流在動(dòng)模部分 由于推出機(jī)構(gòu)通常設(shè)置在動(dòng)模的一側(cè) 將型芯設(shè)置在動(dòng) 模部分 塑件冷卻收縮后包緊型芯 使塑件留在動(dòng)模 這樣有利脫模 如果塑 件的壁厚較大 內(nèi)孔較小或者有嵌件時(shí) 為了使塑件留在動(dòng)模 一般應(yīng)將凹模 也設(shè)在動(dòng)模一側(cè) 拔模斜度小或塑件較高時(shí) 為了便于脫模 可將分型面選在 塑件中間的部位 但此塑件外形有分型的痕跡 2 分型面的選擇應(yīng)有利于保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求 3 分型面的選擇應(yīng)有利于成型零件的加工制造 4 分型面應(yīng)有利于側(cè)向抽芯 但是此模具無須側(cè)向抽芯 此點(diǎn)可以不必 考慮 不論塑件的結(jié)構(gòu)如何以及采用何種設(shè)計(jì)方法 都必須首先確定分型面 因 為模具結(jié)構(gòu)很大程度上取決于分型面的選擇 該塑件為外殼 外形表面質(zhì)量要 求較高 在選擇分型面時(shí) 根據(jù)分型面的選擇原則 考慮不影響塑件的外觀質(zhì) 量 便于清除毛刺及飛邊 有利于排除模具型腔內(nèi)的氣體 分模后塑件留在動(dòng) 模一側(cè)及便于取出塑件等因素 分型面應(yīng)選擇在塑件外形輪廓的最大處 如圖 所示 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第三章 分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8 3 2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)由主流道 分流道 澆口和冷料井組成 在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)之前必 須確定塑件成型位置 可以才用一模八腔 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注塑模具設(shè)計(jì)的 一個(gè)重要的環(huán)節(jié) 它對(duì)注塑成型周期和塑件質(zhì)量 如外觀 物理性能 尺寸精 度 都 有直接的影響 設(shè)計(jì)時(shí)必須按如下原則 1 型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對(duì)稱 防止模具承受偏載而造成溢料現(xiàn)象 2 型腔和澆口的排列要盡可能地減少模具外形尺寸 3 系統(tǒng)流道應(yīng)盡可能短 斷面尺寸適當(dāng) 太小則壓力及熱量損失大 太大則 塑料耗費(fèi)大 盡量減少彎折 表面粗糙度要低 以使熱量及壓力損失盡可能 小 4 對(duì)多型腔應(yīng)盡可能使塑料熔體在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)入各個(gè)型腔的深處及角落 及分流道盡可能平衡布置 5 滿足型腔充滿的前提下 澆注系統(tǒng)容積盡量小 以減少塑料的耗量 6 澆口位置要適當(dāng) 盡量避免沖擊嵌件和細(xì)小型芯 防止型芯變形澆口的殘 痕不應(yīng)影響塑件的外觀 考慮到塑件的外觀要求較高 以及一模八腔的布置 PC 對(duì)剪切速率較為敏 感等因素 澆口采用分便加工修整 凝料去除容易且不會(huì)在塑件外壁留下痕跡 的側(cè)澆口 模具采用單分型面結(jié)構(gòu)兩板模 模具制造成本比較容易控制在合理 的范圍內(nèi) 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)如圖所示 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第三章 分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9 1 主流道和定位圈的設(shè)計(jì) 主流道是塑料熔體進(jìn)入模具型腔是最先經(jīng)過的部位 它將注塑機(jī)噴嘴注出的 塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔 其形狀為圓錐形 便于熔體順利的向前流動(dòng) 開 模時(shí)主流道凝料又能順利拉出來 主流道的尺寸直接影響到塑料熔體的流動(dòng)速 度和充模時(shí)間 由于主流道要與高溫塑料和注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸和碰撞 通常 不直接開在定模上 而是將它單獨(dú)設(shè)計(jì)成主流道套鑲?cè)攵０鍍?nèi) 主流道套通 常又高碳工具鋼制造并熱處理淬硬 塑件外表面不許有澆口痕 又考慮取料順 利 對(duì)塑件與澆注系統(tǒng)聯(lián)接處能自動(dòng)減斷 采用帶直流道與分流道的潛伏式點(diǎn) 澆口 為了方便于拉出流道中的凝料 將主流道設(shè)計(jì)成錐形 主流道與注射機(jī)的高溫噴嘴反復(fù)接觸碰撞 故應(yīng)設(shè)計(jì)成獨(dú)立可拆卸更換的 澆口套 采用優(yōu)質(zhì)鋼材制作 并經(jīng)熱處理提高硬度 定位圈與澆口套分開設(shè)計(jì) 如圖所示 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第三章 分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9 查資料得到 SZY 300 型注射機(jī)與噴嘴的有關(guān)尺寸 噴嘴前端球面半徑 SR 12mm 噴嘴孔直徑 d 4mm 定位圈直徑為 125mm 為保證模具主流道與 噴嘴的緊密接觸 避免溢料 主流道與噴嘴的關(guān)系為 SR SR 1 2 d d 0 5 因此 取主流道球面半徑 SR 14mm 取標(biāo)準(zhǔn)值 主流道的小端直徑 d 4 5mm 為了便于將凝料從主流道中拔出 應(yīng)將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形 其斜度為 2 4 計(jì)算其大端直徑約為 10 mm 為避免模內(nèi)的高壓塑料產(chǎn)生過大 取 D 25 mm 同時(shí)為了使熔料順利進(jìn)入分流道 在主流道出料端設(shè)計(jì) R2 的圓弧 過渡 為補(bǔ)償在注射機(jī)噴嘴沖擊力作用下澆口套的變形 將澆口套的長度設(shè)計(jì) 得比模板厚度短 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第三章 分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10 0 02 mm 澆口套外圓盤軸肩轉(zhuǎn)角半徑 R 宜大一些 取 R 3 mm 以免淬火開裂 和應(yīng)力集中 主流道的長度 L 一般控制在 60mm 之內(nèi) 可取 L 57mm 定位圈是安裝模具時(shí)做定位用的 查資料得 SZY 300 型柱塞式注射機(jī)的定位 圈直徑為 125 mm 一般定位圈高出定模座板表面 5 10 mm 由于澆口套與定位圈均屬于注射模具的通用件 所以設(shè)計(jì)者應(yīng)盡量采用推薦 尺寸的澆口套和定位圈 2 分流道的設(shè)計(jì) 分流道是主流道與澆口之間的通道 一般開在分型面上 起分流和轉(zhuǎn)向的 作用 分流道截面的形狀可以是圓形 半圓形 矩形 梯形和 U 形等 圓形和 正方形截面流道的比面積最小 流道表面積于體積之比值稱為比表面積 塑料 熔體的溫度下降小 阻力小 流道的效率最高 但加工困難 而且正方形截面 不易脫 模 所以在實(shí)際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯形 半圓形及 U 形 分流道設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1 在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體能順利的充滿型腔的前提下 分流道 截面積與長度盡量取小值 分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過度 2 分流道較長時(shí) 在分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料穴 對(duì)于此模來說在分流道 上不須開設(shè)冷料穴 3 分流道的位置可單獨(dú)開設(shè)在定模板上或動(dòng)模板上 也可以同時(shí)開設(shè)在動(dòng) 定模板上 合模后形成分流道截面形狀 4 分流道與澆口連接處應(yīng)加工成斜面 并用圓弧過度 分流道的長度取決于模具型腔的總體布置方案和澆口位置 從在輸送熔料 時(shí)減少壓力損失 熱量損失和減少澆道凝料的要求出發(fā) 應(yīng)力求縮短 分流道的斷面尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的成形的體積 塑件的壁厚 塑件的形狀和 所用塑料的工藝性能 注射速率和分流道長度等因素來確定 因 ABS 的推薦斷面直徑為 4 5 9 5 部分塑件常用斷面尺寸推薦范圍 分 流道要減小壓力損失 希望流道的截面積大 表面積小 以減小傳熱損失 同 時(shí)因考慮加工的方便性 分流道應(yīng)考慮出料的流暢性和制造方便 熔融料的熱 量損失小 流動(dòng)阻力小 比表面和小等問題 由于采用的是潛伏式二級(jí)分流道 對(duì)熱損失及流動(dòng)提出了較高的要求 采用圓形的分流道 為了保證外形無澆口 痕 澆口前后兩端形成較大的壓力差 增加流速 得到外形清晰的制件 提高 熔體冷凝速度 保證熔融的塑料不回流 同時(shí)可隔斷注射壓力對(duì)型腔內(nèi)塑料的 后續(xù)作用 冷卻后快速切除 同時(shí)它的效果與 S 澆注系統(tǒng)有同樣的效果 有利 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第三章 分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 11 于補(bǔ)塑 本塑件采用 U 形斷面的分流道 在一塊模板上 切削容易實(shí)現(xiàn) 且比表面 積 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第三章 分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 11 不大 推薦直徑為 4 8 9 5 mm 取 8mm 據(jù)此 該模具的分流道設(shè)計(jì)如圖所 示 3 澆口的設(shè)計(jì) 澆口又稱進(jìn)料口 是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短流道 除直接澆口外 它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分 其主要作用是 型腔充滿后 熔體在澆口處首先凝結(jié) 防止其倒流 易于在澆口切除澆注系統(tǒng)的凝料 澆口截面積約為分流道截面積的 0 03 0 09 澆口的長度約為 0 5mm 2mm 澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定 取其下限值 然后在試模是逐步糾正 當(dāng)塑料熔體通過澆口時(shí) 剪切速率增高 同時(shí)熔體的內(nèi)磨檫加劇 使料流的溫 度升高 粘度降低 提高了流動(dòng)性能 有利于充型 但澆口尺寸過小會(huì)使壓力 損失增大 凝料加快 補(bǔ)縮困難 甚至形成噴射現(xiàn)象 影響塑件質(zhì)量 澆口位 置的選擇 澆口位置應(yīng)使填充型腔的流程最短 這樣的結(jié)構(gòu)使壓力損失最小 易保 證料流充滿整個(gè)型腔 同時(shí)流動(dòng)比的允許值隨塑料熔體的性質(zhì) 溫度 注塑壓 力等的不同而變化 所以我們?cè)诳紤]塑件的質(zhì)量都要注意到這些適當(dāng)值 澆口設(shè)置應(yīng)有利于排氣和補(bǔ)塑 澆口位置的選擇要避免塑件變形 采側(cè)澆口在進(jìn)料時(shí)頂部形成閉氣腔 在塑件頂部常留下明顯的熔接痕 而采用點(diǎn)澆口 有利于排氣 整件質(zhì)量較好 但是塑件壁厚相差較大 澆口開在薄壁處不合理 而設(shè)在厚壁處 有利于補(bǔ)縮 可避免縮孔 凹痕產(chǎn)生 澆口位置的設(shè)置應(yīng)減少或避免生成熔接痕 熔接痕是充型時(shí)前端較冷的 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第三章 分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 12 料流在型腔中的對(duì)接部位 它的存在會(huì)降低塑件的強(qiáng)度 所以設(shè)置澆口時(shí)應(yīng)考 慮料流的方向 澆口數(shù)量多 產(chǎn)生熔接痕的機(jī)會(huì)很多 流程不長時(shí)應(yīng)盡量采用 一個(gè)澆口 以減少熔接痕的數(shù)量 對(duì)于大多數(shù)框形塑件 澆口位置使料流的流 程過長 熔接處料溫過低 熔接痕處強(qiáng)度低 會(huì)形成明顯的接縫 如果澆口位 置使料流的流程短 熔接處強(qiáng)度高 為了提高熔接痕處強(qiáng)度 可在熔接處增設(shè) 溢溜槽 是冷料進(jìn)入溢溜槽 筒形塑件采用環(huán)行澆口無熔接痕 而輪輻式澆口 會(huì)使熔接痕產(chǎn)生 澆口位置應(yīng)避免側(cè)面沖擊細(xì)長型心或鑲件 因點(diǎn)口在脫開時(shí)會(huì)傷塑件的內(nèi)表面在這里是可以的 考慮到點(diǎn)澆口有利澆注系 統(tǒng)的廢料和塑件的脫離 所以選取用點(diǎn)繞口 根據(jù)塑件的外觀要求及型腔分布情況 選用如圖所示的點(diǎn)澆口 從塑件的底 側(cè)中部進(jìn)料 去除凝料時(shí)不會(huì)在塑件的外壁留下澆口痕跡 不影響塑件的外觀 l 0 4 0 6 b 2 取 l 2 mm 澆口深度 t 0 5 2 0 mm 取 t 1 0 mm 澆口寬度 b 0 6 0 9 A 30 mm 取 b 4 mm 4 冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料穴位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上 或處于分流道末端 其作用是接受料 流前鋒的 冷料 防止 冷料 進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量 開模時(shí)又能將主流 道的凝料拉出 冷料井的直徑宜大于大端直徑 長度約為主流道大端直徑 采用帶 Z 形頭拉料桿的冷料穴 如圖所示 將其設(shè)置在主流道的末端 既起 到冷料穴的作用 又兼起開模分型時(shí)將凝料從主流道中拉出留在動(dòng)模一側(cè) 稍 做側(cè)向移動(dòng)便可取出凝料的作用 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第三章 分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13 5 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 塑料熔體在填充模具的型腔過程中同時(shí)要排出型強(qiáng)及流道原有的空氣 除此 以外 塑料熔體會(huì)產(chǎn)生微量的分解氣體 這些氣體必須及時(shí)排出 否則 被 壓縮的空氣產(chǎn)生高溫 會(huì)引起塑件局部碳化燒焦 或塑件產(chǎn)生氣泡 或使塑 件熔接不良引起強(qiáng)度下降 甚至充模不滿 因該模具為小型模具 且分型面適宜 可利用分型面排氣 所以無需設(shè)計(jì)排 氣槽 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 模具設(shè)計(jì)方案論證 14 第四章 模具設(shè)計(jì)方案論證 4 1 型腔布置 對(duì)于一模多件的模具型腔布置 在保證澆注系統(tǒng)分流道的流程短 模具結(jié)構(gòu) 緊湊 模具能正常工作的前提下 盡可能使模具型腔對(duì)稱 均衡 取件方便 本模具采用一模八腔 型腔平衡布置在型腔板兩側(cè) 4 2 成型零件的結(jié)構(gòu)確定 成型零件直接與高溫高壓的塑料接觸 它的質(zhì)量直接影響塑件的質(zhì)量 該塑 件的材料為 PC 工程材料 對(duì)表面粗糙度和精度的要求較高 因此要求成型零件 有足夠的強(qiáng)度 剛度 硬度和耐磨性 應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)模具鋼制作 還應(yīng)進(jìn)行熱處 理一般使其具備 50 55HRC 的硬度 1 型腔設(shè)計(jì) 采用整體嵌入式凹模 放在定模板一側(cè) 主要是從節(jié)省優(yōu)質(zhì)模具鋼材料 方便 熱處理 方便日后的更換維修等方面考慮 2 型芯設(shè)計(jì) 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也應(yīng)用組合式 可節(jié)省貴重模具鋼 減少加工工作量 成型塑件 內(nèi)壁的大型芯裝在動(dòng)模板上 4 3 導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 導(dǎo)向合模機(jī)構(gòu)對(duì)于塑料模具是必不可少的部分 因?yàn)槟＞咴陂]合時(shí)要求有 一定的方向和位置 所以必須設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 導(dǎo)柱安裝在動(dòng)模一邊或定模一邊 均可 通常導(dǎo)柱設(shè)在主型腔周圍 如圖所示 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 模具設(shè)計(jì)方案論證 15 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要作用有 定位 導(dǎo)向和承受一定側(cè)壓力 定位作用 為避免裝配時(shí)方位搞錯(cuò)而損壞模具 并且在模具閉合后使型腔保持正確 形狀 不至因?yàn)槲恢玫钠贫鹚芗诤癫痪?塑件在注入型腔過程中會(huì)產(chǎn)生單向側(cè)壓力 或由于注射機(jī)的精度限制 使導(dǎo)柱工作中承受一不定的導(dǎo)向作用 動(dòng)定模合模時(shí) 首先導(dǎo)向機(jī)構(gòu)接觸 引導(dǎo)動(dòng)定模正確閉合 避免凸?；蛐托鞠冗M(jìn) 入型腔 產(chǎn)生干涉而壞零件 由于注塑壓力的各向性就會(huì)對(duì)導(dǎo)柱進(jìn)行徑向的剪力 導(dǎo) 致導(dǎo)柱容易折斷 對(duì)型芯和型腔改進(jìn)后 其的配合可以進(jìn)行定位 由于塑件基本對(duì)稱 且無單向側(cè)壓力 所以采用直導(dǎo)柱導(dǎo)向便可滿足合模導(dǎo)向及閉模后的定位 導(dǎo)柱要比 主型芯高出 6 8 mm 4 4 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)矩形外殼的形狀特點(diǎn) 其推出機(jī)構(gòu)可采用推桿推出 其中推件板推 出結(jié)構(gòu)可靠 頂出力均勻 不影響塑件的外觀質(zhì)量 但制造困難 成本高 推桿推出結(jié)構(gòu)簡單 推出平穩(wěn)可靠 雖然推出時(shí)會(huì)在塑件內(nèi)部型腔留下頂出 痕跡 但不影響塑件外觀 所以采用推桿推出機(jī)構(gòu) 如圖所示 4 5 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 該模具的凹模冷卻是在定模板上開出冷卻水道 采用冷卻水進(jìn)行單向冷卻型 腔 冷卻通路的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)如圖所示 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 模具設(shè)計(jì)方案論證 16 4 6 模具加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 因在 ABS 要求的熔融溫度為 200 而且流動(dòng)性能為中性 同時(shí)在注射時(shí)模 具溫度要求為 50 70 所以該模具必須加熱 模具加熱方法包括 熱水 熱 空氣 熱油及電加熱等 由于電加熱清潔 結(jié)構(gòu)簡單 可調(diào)節(jié)范圍大 所以在 該模具應(yīng)用電加熱 4 7 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在注射成型過程中 模具溫度直接影響到塑件的質(zhì)量如收縮率 翹曲變形 耐應(yīng)力開裂性和表面質(zhì)量等 并且對(duì)生產(chǎn)效率起到?jīng)Q定性的作用 在注射過程 中 冷卻時(shí)間占注射成型周期的約 80 然而 由于各種塑料的性能和成型工 藝要求 不同 模具溫度的要求有盡相同 因此 對(duì)模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化分 析在一定程度上決定了塑件的質(zhì)量和成本 模具溫度直接影響到塑料的充模 塑件的定型 模塑的周期和塑件質(zhì)量 而模具溫度的高低取決于塑料結(jié)晶性 塑件尺寸與結(jié)構(gòu) 性能要求以及其它工藝條件如熔料溫度 注射速度 注射壓 力 模塑周期等 影響注射模冷卻的因素很多 如塑件的形狀和分型面的設(shè)計(jì) 冷卻介質(zhì)的種類 溫度 流速 冷卻管道的幾何參數(shù)及空間布置 模具材料 熔體溫度 塑件要求的頂出溫度和模具溫度 塑件和模具間的熱循環(huán)交互作用 等 1 低的模具溫度可降低塑件的收縮率 2 模具溫度均勻 冷卻時(shí)間短 注射速度快 可降低塑件的翹曲變形 3 對(duì)結(jié)晶性聚合物 提高模具溫度可使塑件尺寸穩(wěn)定 避免后結(jié)晶現(xiàn)象 但是將導(dǎo)致成型周期延長和塑件發(fā)脆的缺陷 4 隨著結(jié)晶型聚合物的結(jié)晶度的提高 塑件的耐應(yīng)力開裂性降低 因此 降低模具溫度是有利的 但對(duì)于高粘度的無定型聚合物 由于其耐應(yīng)力開裂性 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 模具設(shè)計(jì)方案論證 17 與塑料的內(nèi)應(yīng)力直接相關(guān) 因此提高模具溫度和充模 減少補(bǔ)料時(shí)間是有利的 5 提高模具溫度可以改善塑件的表面質(zhì)量 在注射成形過程中 模具的溫度直接影響塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率 根 據(jù)塑料的要求 注射到模具內(nèi)的塑料溫度為 2000C 左右 而從模具中取出塑件 的溫度約為 600C 溫度降低是由于模具通入冷卻水 將溫度帶走了 普通的模 具通入常溫的水進(jìn)行冷卻 通過調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度 因外殼使用的塑料是 PC 要求模溫高 若模具溫度過低則會(huì)影響塑料的流 動(dòng)性 增加剪切阻力 使塑件的內(nèi)應(yīng)力較大 甚至還出現(xiàn)冷流痕 銀絲 注不 滿等缺陷 因此在注射開始時(shí) 為防止填充不足 充入溫水或者模具加熱 總之 要做到優(yōu)質(zhì) 高效率生產(chǎn) 模具必須進(jìn)行溫度調(diào)節(jié) 對(duì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 1 確定加熱或是冷卻 2 模溫均一 塑件各部分同時(shí)冷卻 3 采用的模溫 快速且大量通冷卻水 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)盡量結(jié)構(gòu)簡單 加工容易 成本低謙 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第五章 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 18 第五章 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 5 1 成型零件的成型尺寸 所謂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 該塑件的成型零件尺寸均按平均值法計(jì)算 查有關(guān)手冊(cè)得 PC 的收縮率為 0 4 0 7 故平均收縮率 Scp 0 4 0 7 2 0 55 根據(jù)塑件尺寸公差要 求 模具制造公差取 z 1 3 成型零件尺寸計(jì)算見下表 類別 名稱 塑件尺寸 計(jì)算公式 工作尺寸 35 0 0 56 34 77 0 187 0 180 0 38 17 81 0 127 0 型腔 的徑 向尺 寸 15 0 0 38 Lm 1 Scp Ls 0 75 0 z 14 8 0 12 7 0 10 0 0 1 9 99 0 033 0 9 0 0 28 8 86 0 933 0 型腔 計(jì)算 型腔 的深 度尺 寸 0 50 0 18 Lm 1 Scp Ls 0 67 0 z 0 38 0 06 0 R1 0 2 0 R1 16 0 0 067 R3 5 0 24 0 R3 7 0 0 08 型芯 計(jì)算 型芯 的徑 向尺 寸 5 0 1 0 Hm 1 Scp Hs 0 75 5 1 0 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第五章 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 19 5 2 模具型腔壁厚的確定 如果是利用計(jì)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(yàn)值來取的 成型零件材料選擇 為實(shí)現(xiàn)高性能的目的 選用模具材料應(yīng)具有高耐磨性 高耐蝕睡 良好的穩(wěn) 定性和良好的導(dǎo)熱性 必須具有一定的強(qiáng)度 表面需要耐磨 淬火變型要小 但不需要耐腐蝕性 因?yàn)?PC 沒有腐蝕性 可以采用 Cr12 經(jīng)過調(diào)質(zhì) 淬火加 低溫回火 正火 HRC 55 塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓作用 應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度 本模具的凹模采用的是整體嵌入式 因此采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)法查表 9 26 依據(jù)短邊 長度 b 18mm 查參考手冊(cè)得該型腔側(cè)壁厚厚度 S 為 12mm 和型腔底板厚度 T 為 15mm 5 3 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 采用推管推出機(jī)構(gòu) 由于該塑件的脫模力不是太大 推管的布置空間足夠 所以無須用繁瑣的計(jì)算方法確定推管的尺寸大小 可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取 d 3 mm 的 0 033 10 0 28 0 10 270 0 93 12 0 28 0 12 280 0 93 26 0 50 0 26 52 0 0 167 6 0 28 0 6 24 0 0 93 9 0 28 0 9 26 0 0 93型芯的高 度尺 寸 9 5 0 28 0 Hm 1 Scp Ls 0 75 0 9 76 0 0 93 中心 距 22 0 22 Cm 1 Scp Cs z 2 22 12 0 11 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第五章 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 19 國際推管 注意保證推出距離略大于型芯的突出長度 2 3mm 即推出距離大于 17 mm 5 4 標(biāo)準(zhǔn)模架的確定 綜合考慮本塑件采用一模八腔平衡布置 側(cè)澆口一次分型結(jié)構(gòu) 型腔的壁 厚要求 塑件尺寸大小 冷卻水道的布置等多項(xiàng)因素 估算型腔模板的概略尺 寸 查表 8 1 選取標(biāo)準(zhǔn)模板的尺寸為 300 x300mmx25mm 和 300 x300mmx25mm 選取 標(biāo)準(zhǔn)模架 A3040 25x25x90 GB T12555 2006 如圖所示 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第五章 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 20 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第六章 成型設(shè)備的校核計(jì)算 21 第六章 成型設(shè)備的校核計(jì)算 6 1 鎖模力的校核 鎖模力是指注射機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所能施加的最大夾緊力 注射機(jī)鎖模力 的校核關(guān)系為 F kpA 式中 F 注射機(jī)鎖模力 查參考設(shè)計(jì)手冊(cè)得 SX ZY 500 型柱塞式注射機(jī)鎖模 力為 3500KN k 壓力損耗系數(shù) 一般取 1 1 1 2 取 1 1 P 型腔內(nèi)熔體的壓力 本塑件 P 30Mpa A 塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和 本模具 A 1 4X10 2 計(jì)算得 kpA 1 1 30 10 6 1 4 10 2 462000N 462KNH1 H2 5 10 試中 S 注射機(jī)的最大開模行程 查參考設(shè)計(jì)手冊(cè)得 SX ZY 500 型柱塞式注 射機(jī)的開模行程 S 500mm H1 塑件脫模所需的推出距離 該塑件的脫模推出距離為 40mm H2 塑件的高度 不包括澆注系統(tǒng)高度 該塑件的高度為 10mm 計(jì)算得 H1 H2 5 10 40 10 10 60 S 500mm 以上分析證明 SZY 500 型螺桿式注射機(jī)能滿足要求 故可以采用 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第七章 模具的裝配 22 第七章 模 具 的 裝 配 裝配模具是模具制造過程中的最后階段 裝配精度直接影響到模具的質(zhì)量 壽命和各部分的功能 模具裝配過程是按照模具技術(shù)要求和相互間的關(guān)系 將 合格的零件連接固定為組件 部件直至裝配為合格的模具 在模具裝配過程中 對(duì)模具的裝配精度應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi) 模具的裝配 精度包括相關(guān)零件的位置精度 相關(guān)的運(yùn)動(dòng)精度 配合精度及接觸只有當(dāng)各精 度要求得到保證 才能使模具的整體要求得到保證 塑料模的裝配基準(zhǔn)分為兩種情況 一是以塑料模中和主要零件臺(tái)定模 動(dòng) 模的型腔 型芯為裝配基準(zhǔn) 這種情況 定模各動(dòng)模的導(dǎo)柱和導(dǎo)套孔先不加工 先將型腔和型芯鑲塊加工好 然后裝入定模和動(dòng)模內(nèi) 將型腔和型芯之間墊片 法或工藝定位器法保證壁厚 動(dòng)模和定模合模后用平行夾板夾緊 鏜投影導(dǎo)柱 和導(dǎo)套孔 最后安裝動(dòng)模和定模上的其它零件 另一種是已有導(dǎo)柱導(dǎo)套塑料模 架的 澆口套與定模部分裝配后 必須與分模面有一定的間隙 其間隙為 0 05 0 15 毫米 因?yàn)樵撎幨車娮靿毫Φ挠绊?在注射時(shí)會(huì)發(fā)生變形 有時(shí)在試模 中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)在分模面上澆口套周圍出現(xiàn)塑料飛邊 就是由于沒有間隙的原因 為了有效的防止飛邊 可以接近塑件的有相對(duì)位移的面上銼一個(gè)三角形的槽 由于空氣的壓力的緣故可以更好的防止飛邊 7 1 模具的裝配順序 1 確定裝配基準(zhǔn) 2 裝配前要對(duì)零件進(jìn)行測量 合格零件必須去磁并將零件擦拭干凈 3 調(diào)整各零件組合后的累積尺寸誤差 如各模板的平行度要校驗(yàn)修磨 以保 證模板組裝密合 分型面吻合面積不得小于 80 間隙不得小于溢料最小值 防止產(chǎn)生飛邊 4 在裝配過程中盡量保持原加工尺寸的基準(zhǔn)面 以便總裝合模調(diào)整時(shí)檢查 5 組裝導(dǎo)向系統(tǒng)并保證開模合模動(dòng)作靈活 無松動(dòng)和卡滯現(xiàn)象 6 組裝冷卻和加熱系統(tǒng) 保證管路暢通 不漏水 不漏電 門動(dòng)作靈活緊固 所連接螺釘 裝配定位銷 裝配液壓系統(tǒng)時(shí)允許使用密封填料或密封膠 但應(yīng) 防止進(jìn)入系統(tǒng)中 7 試模 試模合格后打上模具標(biāo)記 包括模具編號(hào) 合模標(biāo)記及組裝基面 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第七章 模具的裝配 23 模具預(yù)熱 模具預(yù)熱的方法 采用外部加熱法 將鑄鋁加熱板安裝在模具外部 從外 部向內(nèi)進(jìn)行加熱 這種方法加熱快 但損耗量大 筒和噴嘴的加熱 根據(jù)工藝手冊(cè)中推薦的工藝參數(shù)將料筒和噴嘴加熱 與模具同時(shí)進(jìn)行 工藝參數(shù)的選擇和調(diào)整 根據(jù)工藝手冊(cè)中推薦的工藝參數(shù)初選溫度 壓力 時(shí)間參數(shù) 調(diào)整工藝參數(shù)時(shí) 按壓力 時(shí)間 溫度這樣的先后順序變動(dòng) 注塑 在料筒中的塑料和模具達(dá)到預(yù)熱溫度時(shí) 就可以進(jìn)行試注塑 觀察注塑塑 件的質(zhì)量缺陷 分析導(dǎo)致缺陷的原因 調(diào)整工藝參數(shù)和其他技術(shù)參數(shù) 直至達(dá) 到最佳狀態(tài) 7 2 模具的維護(hù) 模具在使用過程中 那么優(yōu)化設(shè)計(jì)的鑲件和嵌件在這里就起到了很大的作用 只須更換個(gè)別已損壞的零件 不會(huì)導(dǎo)致用過程中 會(huì)出現(xiàn)正常的磨損或不正常 的磨損 不正常的損壞絕大多數(shù)是由于操作不當(dāng)所致模具的徹底報(bào)廢 最后檢查各種配件 附件待零件 保證模具裝備齊全 另外在裝配過程中 應(yīng)嚴(yán)防零件在裝配過程中磕 碰 劃傷和銹蝕 裝配滾動(dòng)軸承允許采用機(jī)油進(jìn) 行熱裝 油的溫度不得超過 1000C 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)總結(jié) 24 設(shè)計(jì)總結(jié) 通過底座塑料成型模具的設(shè)計(jì) 對(duì)常用塑料在成型過程中對(duì)模具的工藝 要求有了更深一層的理解 掌握了塑料成型模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算方法 對(duì)獨(dú)立設(shè)計(jì)模具具有了一次新的鍛煉 在設(shè)計(jì)之前 1 要明確塑件的幾何形狀 使用要求 塑件各個(gè)部分其什么作用 明 確成型收縮率 尺寸公差 表面粗糙度 允許形變范圍 2 檢查塑件的成型工藝性 對(duì)成型工藝性的檢查 以確認(rèn)塑件的各個(gè) 細(xì)節(jié)是否滿足注射成型的工藝條件 3 明確現(xiàn)有的注射機(jī)型號(hào)和規(guī)格 以選用最合適的注射機(jī)來注射模具 通過本次設(shè)計(jì) 任何簡單的塑件的注射成型都需要在設(shè)計(jì)之前都要明白 其工藝性 為提高工作效率 可以設(shè)計(jì)成一模多腔 但是這樣回造成分流 道凝料過多 影響產(chǎn)品精度 浪費(fèi)原材料 所以在一模多腔時(shí) 要合理設(shè) 計(jì)流道和型腔配置 以免出現(xiàn)澆不足 和塑件中出現(xiàn)氣泡 影響質(zhì)量 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 成型零件圖 25 附錄 成型零件圖 注 未 注 尺 寸 公 差按 制 作 未 注 倒 角 0 5成 型 面 澆 口其 余 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 成型零件圖 26 注 未 注 尺 寸 公 差 按 1 2IT8制 造 成 型 部 分 按0 脫 模 斜 度 制 作 成 型 面其 余 名 稱 大 型 芯材 料 P20數(shù) 量 16比 例 熱 處 理 淬 火 回 火 50 HRC 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 成型零件圖 27 名 稱 小 型 芯材 料 P20數(shù) 量 8比 例 1 熱 處 理 淬 火 回 火 5 HRC注 未 注 尺 寸 公 差 按 1 2IT8制 造 成 型 部 分 按0 脫 模 斜 度 制 作 成 型 面其 余 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 成型零件圖 28 其 余 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 成型零件圖 29 其 余深通 孔 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 型芯三維視圖 30 型芯三維視圖 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 裝配圖 31 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 裝配圖 32 1 定模座板 2 定模墊板 3 定模固定板 4 定模鑲件 5 大型芯 6 小型芯 7 動(dòng)模固定板 8 水堵 9 螺釘 10 動(dòng)模支撐板