插板底座板下蓋-公牛插座底蓋外殼的注塑模具設(shè)計(jì)塑料注射?!竞SUG】【全套含13張CAD圖紙】
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插板底座板下蓋-公牛插座底蓋外殼的注塑模具設(shè)計(jì)摘要本次設(shè)計(jì)的題目是:公牛插座底蓋注射模。本次設(shè)計(jì)主要是通過對(duì)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(jī)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?。黄渲凶钪匾氖谴_定型芯和型腔的結(jié)構(gòu),例如是采用整體式還是鑲拼式,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(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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:插座底蓋;注射模;分型面;型腔;澆口;型芯;冷卻系統(tǒng)AbstractThe title of this design is: Bull socket bottom cover injection mold. This design is mainly through the shape of plastic parts, size and precision requirements for injection molding process feasibility analysis. The molding process of plastic parts mainly includes wall thickness, slope and fillet, and whether there is a core pulling mechanism. Through the above analysis to determine the mold parting surface, cavity number, gate form, location size; the most important thing is to determine the core and cavity structure, such as the use of integrated or mosaic, and their positioning and fastening mode. In addition, the force of the die, the design of the demoulding mechanism, the design of the clamping and guiding mechanism and the design of the cooling system are analyzed. Finally, draw up a complete die assembly plan and main parts drawing.Key words: socket bottom cover; injection mold; parting surface; cavity; gate; core; cooling system目 錄摘要IAbstractII前 言11 塑件的工藝性分析31.1塑件的原材料工藝性分析41.2注塑模工藝條件41.3確定成型工藝條件52 注塑機(jī)的選擇62.1計(jì)算塑件的體積和重量62.2確定注塑成型體積72.3注塑機(jī)基本參數(shù)72.3.1注塑機(jī)概況72.3.2注塑機(jī)的分類72.3.3注塑機(jī)型號(hào)72.4注塑機(jī)的校核82.4.1注射量的校核82.4.2鎖模力的校核82.4.3注射機(jī)安裝模具部分的尺寸校核93 成型零件尺寸的計(jì)算93.1型腔尺寸計(jì)算113.2型芯尺寸計(jì)算124 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)144.1分型面的選擇144.2澆注系統(tǒng)154.2.1澆口套的選用154.2.2分流道的布置164.2.3澆口的設(shè)計(jì)174.2.4冷料的穴設(shè)計(jì)184.2.5澆口套及定位圈的設(shè)計(jì)184.3 脫模機(jī)構(gòu)與合模導(dǎo)向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)194.3.1脫模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)194.3.2合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)204.4 模架的選用214.5 溫度系統(tǒng)與排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)224.5.1排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)224.5.2溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)234.6 模具總裝圖的繪制25總 結(jié)27致謝27參考文獻(xiàn)28IV前 言模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè),被成為“工業(yè)之母”。而塑料模具又是整個(gè)模具行業(yè)中的一枝獨(dú)秀,發(fā)展極為迅速。自從1927年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)、材料改性技術(shù)的進(jìn)步,愈來愈多的具有優(yōu)異性能的高分子材料不斷涌現(xiàn),從而促使塑料工業(yè)飛躍發(fā)展。在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中,69%90%的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具加工,模具工業(yè)已成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ),許多新產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)在很大程度上都依賴于模具生產(chǎn),特別是汽車、輕工、電子、航空等行業(yè)尤為突出。我國(guó)自改革開放以來,塑料工業(yè)發(fā)展很快,表現(xiàn)在不僅塑料增加而且其品種更為增多,其產(chǎn)量已上升到居世界第四位,由此可見,塑料工業(yè)已在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門中發(fā)揮了愈來愈大的作用。在模具方面,我國(guó)模具總量雖已位居世界第三,但設(shè)計(jì)制造水平總體上比德、美、日、法、意等發(fā)達(dá)國(guó)家落后許多,模具商品化和標(biāo)準(zhǔn)化程度比國(guó)際水平低許多。在模具價(jià)格方面,我國(guó)比發(fā)達(dá)國(guó)家低許多,約為發(fā)達(dá)國(guó)家的1/31/5,工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家將模具向我國(guó)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)進(jìn)一步明朗化。我國(guó)塑料模的發(fā)展迅速。塑料模的設(shè)計(jì)、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(jì)技術(shù)和制造技術(shù)上與發(fā)達(dá)國(guó)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)模化;CAD、CAE、Flow Cool軟件等應(yīng)用比例不高;獨(dú)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(dòng)密集型企業(yè)。因此努力提高模具設(shè)計(jì)與制造水平,提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力,是刻不容緩的。近年來,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及對(duì)塑件質(zhì)量要求的提高,塑料模塑成型技術(shù)正向高精度、高效率、自動(dòng)化、大型、微型、精密、高壽命的方向發(fā)展,具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)塑料成型理論研究的進(jìn)展。(2)新的成型方法不斷涌現(xiàn)。(3)塑件更趨向精密化、微型化及超大型化。(4)開發(fā)出新型模具材料。(5)模具表面強(qiáng)化熱處理新技術(shù)應(yīng)用。(6)模具CAD/CAM/CAE技術(shù)發(fā)展迅速。(7)模具大量采用標(biāo)準(zhǔn)化。在工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家,模具工業(yè)已經(jīng)從機(jī)床工業(yè)中分離出來,并發(fā)展成為一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)部門,而且其產(chǎn)值已經(jīng)超過機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。目前國(guó)內(nèi)模具行業(yè)的基本情況是,隨著輕工業(yè)及汽車制造業(yè)的迅速發(fā)展,模具設(shè)計(jì)制造日漸受到人們廣泛關(guān)注,已形成一個(gè)行業(yè)。但是我國(guó)模具行業(yè)缺乏技術(shù)人員,存在品種少、精度低、制造周期長(zhǎng)、壽命短、供不應(yīng)求的狀況。一些大型、精密、復(fù)雜的模具還不能自行制造,需要每年花幾百萬.上千萬美元從國(guó)外進(jìn)口,制約了工業(yè)的發(fā)展,所以在我國(guó)大力發(fā)展模具行業(yè)勢(shì)在必行。1 塑件的工藝性分析本文設(shè)計(jì)的是公牛插座底蓋注塑模,其零件圖見圖,設(shè)計(jì)要求為:1. 材料:ABS 2. 收縮率:0.75%3. 外觀要求:光滑,無明顯制件缺陷(如縮痕、氣泡、翹曲)。4. 生產(chǎn)批量:*萬件圖-公牛插座底蓋零件圖圖-三維造型1.1塑件的原材料工藝性分析1. 結(jié)晶料,濕性小,易發(fā)生融體破裂,長(zhǎng)期與熱金屬接觸易分解。2. 流動(dòng)性好,但收縮范圍及收縮值大,易發(fā)生縮孔凹痕變形。3. 冷卻速度快,澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)緩慢散熱,并注意控制成型溫度,料溫低溫高壓時(shí)容易取向,模具溫度低于50度時(shí),塑件不光滑,易產(chǎn)生熔接不良,流痕,90度以上易產(chǎn)生翹曲變形。4. 塑料壁厚均勻,避免缺膠,尖角,以防應(yīng)力集中。1.2注塑模工藝條件注塑機(jī)選用,對(duì)注塑機(jī)的選用沒有特殊要求。由于ABS具有高結(jié)晶性,需采用注射壓力較高及可多段控制的電腦注塑機(jī)。鎖模力一般按3800t/m 來確定,注射量20%-85%即可。干燥處理:如果儲(chǔ)存適當(dāng)則不需要干燥處理。熔化溫度:ABS的熔點(diǎn)為160-175,分解溫度為350,但在注射加工時(shí)溫度設(shè)定不能超過275,熔融段溫度最好在240。模具溫度:模具溫度50-90。對(duì)于尺寸要求較高的用高模溫。型芯溫度比型腔溫度低5以上。注射壓力:采用較高注射壓力(1500-1800bar)和保壓壓力(約為注射壓力的80%)。大概在全行程的95%時(shí)轉(zhuǎn)壓,用較長(zhǎng)的保壓時(shí)間。注射速度:為減少內(nèi)應(yīng)力及變形,應(yīng)選擇高速注射,但有些等級(jí)的ABS和模具部不適用(出現(xiàn)氣泡、氣紋)。如刻有花紋的表面出現(xiàn)由澆口擴(kuò)散的明暗相間條紋,則要用低速注射和較高模溫。流道和澆口:流道直徑4.7mm,針形澆口長(zhǎng)度1-1.5mm,直徑可小至0.7mm,深度為壁厚的一半,寬度為壁厚的兩倍,并隨筆并隨模腔內(nèi)的熔流長(zhǎng)度逐步增加。模具必須有良好的排氣性。排氣孔深0.0225mm-0.038mm,厚1.5mm,要避免收縮痕,就要用大而圓的注口及圓形流道,加強(qiáng)筋的厚度要?。ɡ缡潜诤竦?0- 60%)1.3確定成型工藝條件1) 溫度:注塑成型過程中需要控制的溫度有料筒溫度,噴嘴溫度和模具溫度等。噴嘴溫度通常略微低于料筒的最高溫度,以防止熔料在直通式噴嘴口發(fā)生“流涎現(xiàn)象”;模具溫度一般通過冷卻系統(tǒng)來控制;為了保證制件有較高的形狀和尺寸精度,應(yīng)避免制件脫模后發(fā)生較大的翹曲變形,模具溫度必須低于塑料的熱變形溫度。2) 壓力:注射成型過程中的壓力包括注射壓力,保壓力和背壓力。注射壓力用以克服熔體從料筒向型腔流動(dòng)的阻力,提供充模速度及對(duì)熔料進(jìn)行壓實(shí)等。保壓力的大小取決于模具對(duì)熔體的靜水壓力,與制件的形狀,壁厚及材料有關(guān)。對(duì)于像abs流動(dòng)性好的料,保壓力應(yīng)該小些,以避免產(chǎn)生飛邊,保壓力可取略低于注射壓力。背壓力是指注塑機(jī)螺桿頂部的熔體在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)后退時(shí)所受到的壓力,背壓力除了可驅(qū)除物料中的空氣,提高熔體密實(shí)程度之外,還可以使熔體內(nèi)壓力增大,螺桿后退速度減小,塑化時(shí)的剪切作用增強(qiáng),摩擦熱量增大,塑化效果提高,根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),背壓的使用范圍約為3.427.5MPA。3) 時(shí)間:完成一次注塑成型過程所需要的時(shí)間稱為成型周期。包括注射時(shí)間,保壓時(shí)間,冷卻時(shí)間,其他時(shí)間(開模,脫模,涂脫磨劑,安放嵌件和閉模等),在保證塑件質(zhì)量的前提下盡量減小成型周期的各段時(shí)間,以提高生產(chǎn)率,其中,最重要的是注射時(shí)間和冷卻時(shí)間,在實(shí)際生產(chǎn)中注射時(shí)間一般為35秒,保壓時(shí)間一般為20120秒,冷卻時(shí)間一般為30120秒(這三個(gè)時(shí)間都是根據(jù)塑件的質(zhì)量來決定的,質(zhì)量越大則相應(yīng)的時(shí)間越長(zhǎng))。確定成型周期的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值如表2.2所示。表 成型周期與壁厚關(guān)系制件壁厚 /mm成型周期 / s制件壁厚 / mm成型周期 / s0.5 10 2.5 35 1.0 15 3.0 45 1.5 22 3.5 65 2.0 28 4.0 85 經(jīng)過上面的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和推薦值,可以初步確定成型工藝參數(shù),因?yàn)楦鱾€(gè)推薦值有差別,而且有的與實(shí)際注塑成型時(shí)的參數(shù)設(shè)置也不一致,結(jié)合兩者的合理因素,初定制品成型工藝參數(shù)如下: 表 ABS注射成型工藝參數(shù)工藝參數(shù)規(guī)格工藝參數(shù)規(guī)格料筒溫度/后段中段前段160-220180-200160-180成型時(shí)間/t注射時(shí)間保壓時(shí)間冷卻時(shí)間21520噴嘴溫度/220-310螺桿轉(zhuǎn)速/r.min-140模具溫度/20-60注射壓力/Mpa70-100 2 注塑機(jī)的選擇2.1計(jì)算塑件的體積和重量 體積:通過UG軟件的“測(cè)量體”分析塑件,得到塑件的體積為Vg=29602mm3。如圖所示:圖 體積說明質(zhì)量:材料ABS的密度取=1.06g/ cm3,則單個(gè)塑件的質(zhì)量m=V=18.5g。2.2確定注塑成型體積由于采取側(cè)澆口以及制件的大小我們可以采取一模兩腔,可決定設(shè)備型號(hào)、規(guī)格。注射機(jī)的額定注射量為V(額)每次的注射量不超過它的80%,若成型產(chǎn)品需要的注射量應(yīng)是主流道以及分流道剩余凝料和兩個(gè)產(chǎn)品的體積之和:即 V總=21.217471=420.8V額V總 所以可得出 V額52.5mm2.3注塑機(jī)基本參數(shù)2.3.1注塑機(jī)概況注塑機(jī)是將熱塑性塑料或熱固性料利用塑料成型模具制成各種形狀的塑料制品的主要成型設(shè)備。圖注塑機(jī)注射成型是通過注塑機(jī)和模具來實(shí)現(xiàn)的。2.3.2注塑機(jī)的分類注塑機(jī)的類型有:立式、臥式、全電式,但是無論那種注塑機(jī),其基本功能有兩個(gè):(1)加熱塑料,使其達(dá)到熔化狀態(tài);(2)對(duì)熔融塑料施加高壓,使其射出而充滿模具型腔。2.3.3注塑機(jī)型號(hào) 根據(jù)以上注塑體積計(jì)算以及模具總高度H模=225和模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)表2-40選擇注射機(jī)SZA-YY60螺桿式注射機(jī),其參數(shù)如下:額定注射量:125螺桿直徑:42mm注射壓力:119Mpa鎖模力:900KN模板行程:300mm模具最大厚度:300mm 模具最小厚度:200mm模板尺寸:330440mm拉桿空間:260290mm定位孔直徑:100mm合模方式:液壓機(jī)械 2.4注塑機(jī)的校核每副模具都只能安裝在與其相適應(yīng)的注塑機(jī)上進(jìn)行生產(chǎn),因此模具設(shè)計(jì)與所用的注塑機(jī)關(guān)系十分密切。在設(shè)計(jì)模具時(shí),應(yīng)校核注塑機(jī)的一些技術(shù)參數(shù)2.4.1注射量的校核根據(jù)模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)可知:塑件的體積應(yīng)小于注射機(jī)的注射容量,其公式按下式校核: V件0.8V注=0.8X125cm3=100cm3式中:V件塑件與澆注系統(tǒng)的體積總和 V注注射機(jī)的注射量() 0.8最大注射量的利用系數(shù)經(jīng)計(jì)算得: 0.8V(額)V(注)42cm (具體計(jì)算過程見2.2章) 所以是合格的2.4.2鎖模力的校核由P注 P成型查模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)表6-5ABS塑料成型時(shí)的注射壓力P成型=5070MpP鎖模pF式中 p塑料成型時(shí)型腔壓力,abs塑料的型腔壓力p=90Mpa F澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積和(mm2)各型腔及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 F=(100402)=8000 pF=708000=560KN P鎖模=900KNpF=560KN 2.4.3注射機(jī)安裝模具部分的尺寸校核 噴嘴尺寸:噴嘴尺寸與澆口套相適應(yīng),澆口套是根據(jù)噴嘴尺寸來設(shè)計(jì)的; 定位環(huán)尺寸:定位環(huán)高度10mm,直徑100mm(與定位孔相配合);模具厚度:Hmin=200mmHm=265Hmax=300 3 成型零件尺寸的計(jì)算該塑件的材料是一種收縮范圍較大的塑料,因此成型零件的尺寸均按平均值法計(jì)算。查手冊(cè)得ABS平均收縮率為 0.75%。公差數(shù)值表5.9-11基本尺寸精 度 等 級(jí)公 差 數(shù) 值-精度等級(jí)表,精度尺寸的選用2-3、5類別塑件種類建議采用的精度等級(jí)高精度一般精度低精度ABS根椐塑件的要求,由以上兩表可查得:該塑件可按精度等級(jí)為級(jí)精度選取。此產(chǎn)品采用級(jí)精度,屬于一般精度制品。因此,凸凹模徑向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造與作用修正系數(shù)x取值可在0.50.75的范圍之間,凸凹模各處工作尺寸的制造公差,因一般機(jī)械加工的型腔和型芯的制造公差可達(dá)到ITIT級(jí),綜合參考,相關(guān)計(jì)算具體如下:3.1型腔尺寸計(jì)算(相關(guān)公式參見塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)第79-80頁)(一)型腔徑向尺寸的計(jì)算:L+z =(1+Scp)LS-3/4+z L凹模徑向尺寸(mm)LS塑件徑向公稱尺寸(mm)Scp塑料的平均收縮率()塑件公差值(mm)z 凹模制造公差(mm)由:LS1=4mm LS2=6mm 又查表知4級(jí)精度時(shí)塑件公差值 1= 0.14mm 2= 0.16mm 實(shí)踐證明:成型零件的制造公差約占塑件總公差的1/31/4,因此在確定成型零件工作尺寸公差值時(shí)可取塑件公差的1/31/4。為了保持較高精度選1/4。由于: z= 1/4 得: z1=1/40.14=0.035 mm z2=1/40.16=0.04mm 則: L1+z=(1+Scp)LS-3/4+z =(1+0.75%)4-3/40.14+0.035 =3.9650.035 mmL2+z=(1+Scp)LS-3/4+z =(1+0.75%)6-3/40.16+0.04 =5.985+0.04mm(二)型腔深度尺寸的計(jì)算:凹模深度尺寸同樣運(yùn)用平均收縮率法: H+z =(1+Scp)LS-2/3+ zH凹模深度尺寸(mm)z凹模深度制造公差(mm)其余符號(hào)同上由:HS1=2 mm HS2=4 mm 取4精度時(shí)1=0.12 mm 2=0.14 mm 由z=1/4得: z1=0.03 mm z2=0.035 mm 則:H1+z =(1+Scp)LS-2/3+z =(1+0.75%)2-2/30.12+0.03 =1.955+0.03mmH2+z =(1+Scp)LS-2/3+z =(1+0.75%)4-2/30.14+0.035 =3.98+0.035mm3.2型芯尺寸計(jì)算(一)型芯徑向尺寸的計(jì)算運(yùn)用平均收縮率法:Lz =(1+Scp)LS+3/4 zL 型芯徑向尺寸(mm)z 型芯徑向制造公差(mm)其余符號(hào)同上由:LS1=34 mm LS2=94mm 又查表知4級(jí)精度時(shí)塑件公差值 1= 0.26mm 2= 0.44mm 實(shí)踐證明:成型零件的制造公差約占塑件總公差的1/31/4,因此在確定成型零件工作尺寸公差值時(shí)可取塑件公差的1/31/4。為了保持較高精度選1/4。由于: z= 1/4 得: z1=1/40.26=0.065 mm z2=1/40.44=0.11mm 則: L1+z=(1+Scp)LS-3/4+z =(1+0.75%)34-3/40.26+0.065 =34.4+0.065 mmL2+z=(1+Scp)LS-3/4+z =(1+0.75%)94-3/40.44+0.11 =95.315+0.11mm(二) 型芯高度尺寸的計(jì)算運(yùn)用平均收縮率法: Hz =(1+Scp)LS+2/3zH型芯高度尺寸(mm)z型芯高度制造公差(mm)其余符號(hào)同上由:H1=7mm 取4精度時(shí) 1=0.16 mm 由z=1/4得:z1=0.04 mm 則:H1z =(1+Scp)LS+2/3z =(1+0.75%)7+2/30.160.04 =7.230.04mm4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1分型面的選擇 分型面的確定主要應(yīng)該考慮以下幾點(diǎn):(1)安排制件在型腔中的位置時(shí),在與開模相垂直的方向上應(yīng)該盡量避免側(cè)凹或側(cè)孔。(2)一般分型面是與注射機(jī)開模方向垂直的平面,但分型面也有傾斜的平面或彎曲面,這樣的分型面雖加工困難,但型腔制造和塑件的脫模比較容易。有合模對(duì)中錐面的分型面,自然也是曲面。(3)分型面的位置除了應(yīng)開設(shè)在塑件中斷面輪廓最大的地方才能使塑件順利地從型腔中脫出外,還應(yīng)考慮以下幾種因素:因分型面不可避免地要在塑件中留下溢料痕跡或接合縫的痕跡,故分型面最好不要選在制品光亮平滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處。從塑件的頂出考慮分型面要盡可能地使塑件留在動(dòng)模邊,當(dāng)塑件的壁厚較大但內(nèi)孔較小時(shí),則對(duì)型芯的包緊力很小,常不能確切判斷塑件是留在型芯上還是在凹模內(nèi)。這時(shí)可將型芯和凹模的主要部分都設(shè)在動(dòng)模邊,利用頂管脫模,當(dāng)塑件的孔內(nèi)有管件(無螺紋連接)的金屬嵌中時(shí),則不會(huì)對(duì)型芯產(chǎn)生包緊力。根據(jù)本塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),為了方便塑件澆注后脫模、排氣、塑件的外觀質(zhì)量等要求,分型面的位置選擇如下圖5-1所示:另外分型面設(shè)計(jì)成下圖所示還考慮到減少和簡(jiǎn)化側(cè)向抽芯結(jié)構(gòu),從而達(dá)到簡(jiǎn)化模具的效果。分型面4.2澆注系統(tǒng) 澆注系統(tǒng)是塑料熔體自注射機(jī)的噴嘴射出后,到進(jìn)入模具型腔以前所流動(dòng)的一段路徑的總稱,主要應(yīng)包括主流道、分流道、進(jìn)料口、冷料穴等幾部分。在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí),應(yīng)考慮塑料成型特性、塑件大小及形狀、型腔數(shù)、注射機(jī)安裝板大小等因素。4.2.1澆口套的選用主流道為與注射機(jī)噴嘴連接的部分,一般為圓錐,錐度為2 6,對(duì)于粘度較大的熔體也可考慮稍微增大錐角,此處的主流道錐角:2主流道直徑的決定,主要取決于主流道內(nèi)熔體的剪切速率。但在具體設(shè)計(jì)時(shí),一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取一合適的值做為主流道小端直徑d,一般應(yīng)大于機(jī)床噴嘴直徑0.51mm左右,通常取d=36mm,查實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)表159,當(dāng)材料為ABS時(shí),選取d=3.5mm,故主流道各部分直徑如下圖所示(其中流道的長(zhǎng)度需根據(jù)模板厚度確定如表):表 主流道部分尺寸符號(hào)名稱尺寸D主流道小端直徑注射機(jī)噴嘴直徑+(0.5-1)=3.5SR主流道球面半徑噴嘴球面半徑+(1-2)=16H球面配合高度3-5 取3A主流道錐角2- 6 取2L主流道長(zhǎng)度由板厚決定D主流道大端直徑4.2.2分流道的布置分流道的設(shè)計(jì)原則即應(yīng)使熔體較快地沖滿整個(gè)型腔,流動(dòng)阻力小,熔體溫降小,并且能將熔體均衡地分配到各個(gè)型腔。常見的分流道截面形狀有圓形、半圓形、U形、梯形、矩形等具體參數(shù)如表 ,其中:圓形截面分流道比表面積最小,熱量不容易散失,流動(dòng)阻力最小,但它需要同時(shí)開設(shè)在兩塊模板上,要保證兩半圓完全吻合,制造較困難;半圓形截面分流道較容易加工,熱量損失和阻力也不大,是最常用的形式。綜合各方面因素考慮,此處分流道布局以及截面示意圖。分流道示意圖分流道截面表分流道截面形狀4.2.3澆口的設(shè)計(jì) 澆口也稱進(jìn)料口,進(jìn)料口的形式也有很多種,此處采用的是側(cè)澆口的形式。側(cè)進(jìn)料口為矩形其尺寸為2X1mm。4.2.4冷料的穴設(shè)計(jì)圖 冷料穴示意圖冷料穴是為了防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔,從而影響注塑成型和塑料件質(zhì)量而開設(shè)的容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料井穴,本設(shè)計(jì)中冷料穴開設(shè)在主流道和分流道的交界處。4.2.5澆口套及定位圈的設(shè)計(jì)定位圈是使?jié)部谔缀妥⑸錂C(jī)噴嘴孔對(duì)準(zhǔn)定位所用。定位圈直經(jīng)D為與注射機(jī)定位孔配合直經(jīng),應(yīng)按選用注射機(jī)的定位孔直經(jīng)確定。直經(jīng)D一般比注射機(jī)孔直略小,以便裝模。定位圈一般采用45號(hào)鋼或Q275鋼。定位圈內(nèi)六角螺釘固定在模板時(shí),一般用兩個(gè)以上的M6M8的內(nèi)六角螺釘,本設(shè)計(jì)采用兩個(gè)M8螺釘固定。澆口套的材料為T10、硬度HRC45;定位圈的材料為45鋼,硬度為HRC50,尺寸結(jié)構(gòu)如下圖:圖 澆口套及定位圈結(jié)構(gòu)4.3 脫模機(jī)構(gòu)與合模導(dǎo)向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.3.1脫模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塑件冷卻后由于有少量的收縮,塑件會(huì)緊貼在型芯上,所以在脫出產(chǎn)品時(shí)不像沖壓件那么可以自動(dòng)脫落。這樣,我們必須設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)將塑件頂出,推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)我們考慮的是要使塑件各部分受力均勻,在此設(shè)計(jì)中,由于采用了一模二腔的結(jié)構(gòu),模具開模時(shí),在注塑機(jī)的作用下,動(dòng)模部分向開模方向運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)到一定位置注塑機(jī)的頂出裝置作用在推桿固定板上,推桿固定板推動(dòng)推桿,推桿將產(chǎn)品推出模外,其推桿的設(shè)計(jì)如圖所示。圖 推桿4.3.2合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套主要作用是在動(dòng)模與定模合模時(shí)保證型芯和型腔的精確定位。導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分別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(qiáng)度,防止壓入導(dǎo)柱后發(fā)生變形。根據(jù)模具的形狀和大小,一副模具一般采用2到4根導(dǎo)柱。在此設(shè)計(jì)中采用了4根導(dǎo)柱。在對(duì)導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),必須考慮以下要求:(1)長(zhǎng)度:導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須比凸模端面要高出一些。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。在這里我設(shè)計(jì)的是把導(dǎo)柱裝在定模那邊。(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(jiān)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?;蛱妓毓ぞ咪摚═8、T10)經(jīng)淬火處理硬度HRC50-55。 (4)配合精度:導(dǎo)柱裝入模板多用七級(jí)精度過渡配合。(5)光潔度:配合部分光潔度要求7級(jí),此外,導(dǎo)柱的選擇還應(yīng)跟椐模架來確定。加工個(gè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔時(shí),應(yīng)將定模板、推件板、動(dòng)模板合在一起,一次性加工出來,以保證孔的同心度,然后再在定模板、動(dòng)模板上加工沉頭孔。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的具體結(jié)構(gòu)如圖所示。圖 導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)圖 導(dǎo)套結(jié)構(gòu)4.4 模架的選用通過前面的設(shè)計(jì)及計(jì)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(jì),也可以選用標(biāo)準(zhǔn)模架;在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)模具設(shè)計(jì)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(hào),因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)件有很大一部分已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,隨時(shí)可在市場(chǎng)上買到,這對(duì)縮短制造周期,降低制造成本時(shí)極其有用的。塑料注射模標(biāo)準(zhǔn)模架共有兩種,即GB/T 12556.1-12556.21990塑料注射模中小型模架和GB/T 12555.1-12555.151990塑料注射模大型模架。兩種標(biāo)準(zhǔn)模架的區(qū)別主要在于適用范圍。中小型標(biāo)準(zhǔn)模架的模板尺寸BCL500mmX900mm,而大型模架的模板尺寸BXL為630mmX630mm-1250mmX2000mm。所以根據(jù)塑件的大小我只能選用小型模架。而塑料注射模中小型模架的結(jié)構(gòu)形式可按照結(jié)構(gòu)特征分為基本型和派生型。選用標(biāo)準(zhǔn)模架,可以大大縮短模具的制造周期,提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。由于用的是點(diǎn)澆口自動(dòng)脫料的形式再根據(jù)前面型腔的布局以及相互的位置尺寸,綜合考慮了塑件的結(jié)構(gòu)和大小結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架,選用模架為AI-2525-A40-B50-C80。而標(biāo)準(zhǔn)件則包括通用標(biāo)準(zhǔn)件及模具專用標(biāo)準(zhǔn)件兩大類。通用標(biāo)準(zhǔn)件如緊固件等。模具專用標(biāo)準(zhǔn)件如定位圈、澆口套、推桿、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、模具專用彈簧、冷卻及加熱元件等。 圖 龍記標(biāo)準(zhǔn)模架 4.5 溫度系統(tǒng)與排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.5.1排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)塑料熔體注入型腔時(shí),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滿型腔,同時(shí)還會(huì)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(huì)降低充模速度,影響注塑周期和產(chǎn)品質(zhì)量。排氣機(jī)構(gòu)的設(shè)置,一般有如下幾種方法:(1)利用分型面排氣:在型腔周圍設(shè)置排氣槽,采用這種方法排氣時(shí),易在模具上的排氣處殘留樹脂分解的物質(zhì),特別在澆口對(duì)側(cè)的部位,必須及時(shí)將其清除,否則久而久之腐蝕模具的型腔表面。(2)利用推桿排氣:在推桿上設(shè)置排氣槽,由于推桿是運(yùn)動(dòng)零件可達(dá)到自清效果,清理效果較好。(3)利用鑲件排氣:對(duì)于制品的筋、槽部位經(jīng)常采用此法。由以上方法做以比較并參考塑件的結(jié)構(gòu)特征即塑件本身比較小再處于對(duì)模具設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和經(jīng)濟(jì)性的考慮,所以本設(shè)計(jì)排氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的最佳方案為利用推桿及鑲件排氣。 4.5.2溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.5.2.1水道布局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(shí)現(xiàn)均一的快速的冷卻,則會(huì)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(jì),制造能實(shí)現(xiàn)均一的且高效的冷卻回路。一般在冷卻回路的布置上應(yīng)遵循如下原則:(1)模具上有數(shù)組冷卻回路時(shí),冷卻水應(yīng)首先接近主流道的部位;(2)對(duì)于聚乙稀等收縮率較大的成型樹脂,必須沿制品收縮大的方向設(shè)置冷卻回路;(3)水道之間的中心距離一般為水道直徑的3-5倍,最小不得小于水道直徑的1.7倍,水道的外周離模具型腔表面的距離一般為10-15mm。本設(shè)計(jì)由于采用整體嵌入式型腔,且型腔外形為矩形,水道布置具體結(jié)構(gòu)如圖所示:水道分布圖4.5.2.2冷卻時(shí)間計(jì)算由中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典2,冷卻時(shí)間依塑件種類、塑件壁厚而異,一般用下式計(jì)算: (公式12-1,中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典29.8-8.P458)式中: Tc最低冷卻時(shí)間(s); s塑件平均壁厚(mm); k塑件平均熱擴(kuò)撒率(mm2/s); tw模具平均溫度(); tM熔體平均溫度(); tE塑件平均脫模溫度()。代入數(shù)據(jù)計(jì)算得:Tc=8.26s,由表取Tc20s。4.5.2.3管道直徑設(shè)計(jì)管道直徑通過類比法并根據(jù)以往別人總結(jié)的經(jīng)驗(yàn),綜合考慮到模具的實(shí)際結(jié)構(gòu),在這里取d=6 mm,可以滿足冷卻要求又不浪費(fèi)資源和造成與其他結(jié)構(gòu)的干涉。4.6 模具總裝圖的繪制模具整體設(shè)計(jì)也就是模體的設(shè)計(jì),隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,模體設(shè)計(jì)已接近標(biāo)準(zhǔn)化,可以從市場(chǎng)上購買相應(yīng)的模體。標(biāo)準(zhǔn)模體一般包括定模板、動(dòng)模板、墊塊、頂出固定板、頂板、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(jì)中,澆口套、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、頂桿、水嘴都采用標(biāo)準(zhǔn)件,可以外購??傃b圖如圖所示二維裝配圖三維裝配圖總 結(jié)經(jīng)過一個(gè)月的時(shí)間,我完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。在這短短的一個(gè)月內(nèi),我學(xué)到了很多東西,可說是受益非淺。雖說是短短的一個(gè)月,但我認(rèn)為通過實(shí)踐所得比從書本上學(xué)到的東西要有價(jià)值的多。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)使我真正做到了理論聯(lián)系實(shí)際。在張?jiān)评蠋熌托?、認(rèn)真的教導(dǎo)下,使我獨(dú)立地完成了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此設(shè)計(jì)中我還學(xué)會(huì)了如何查閱設(shè)計(jì)手冊(cè),如何對(duì)塑件的工藝分析,如何模具設(shè)計(jì)。在梁老師的帶領(lǐng)下,還看到了型腔、型芯等各種模具零部件。這樣在我腦海里有了一個(gè)深刻的印象,不至于對(duì)模具模棱兩可。同時(shí)也清楚的看到了實(shí)踐與理論的差別。更重要的是經(jīng)過這次設(shè)計(jì),使我更加牢固、扎實(shí)的掌握了專業(yè)理論知識(shí),對(duì)我以后的學(xué)習(xí)工作上有了更大的幫助,并奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。由于本人水平有限,時(shí)間倉促,本次設(shè)計(jì)難免有錯(cuò)誤和欠妥之處,懇請(qǐng)老師們批評(píng)指正。最后我誠(chéng)摯的感謝老師們對(duì)我的教導(dǎo)。致謝首先感謝本人的導(dǎo)師*老師,她對(duì)我的仔細(xì)審閱了本文的全部?jī)?nèi)容并對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議。*老師淵博的知識(shí)誠(chéng)懇的為人,使我受益匪淺,在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中,特別是遇到困難時(shí),他給了我鼓勵(lì)和幫助,在這里我向她表示真誠(chéng)的感謝!感謝和我在一起進(jìn)行課題研究的同窗同學(xué),和他在一起討論、研究使我受益非淺。最后,我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識(shí)了很多可敬的老師和可親的同學(xué),并感激師友的教誨和幫助!參考文獻(xiàn)1)實(shí)用模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).鄧明主編. 機(jī)械工業(yè)出版社2)產(chǎn)品造型與模具設(shè)計(jì)案例精解. 楊占堯主編. 高等教育出版社3)Pro/E3.0模具設(shè)計(jì)范例教程.張興華等主編. 北京理工大學(xué)出版社4)塑料模具標(biāo)準(zhǔn)件及設(shè)計(jì)應(yīng)用手冊(cè).楊占堯主編. 化學(xué)工業(yè)出版社5)塑料注射模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè).宋玉垣. 航空工業(yè)出版社28
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