755 底座注射模設(shè)計(jì)【全套13張CAD圖+文獻(xiàn)翻譯+說明書】
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課題任務(wù)書指導(dǎo)教師學(xué)生姓名課題名稱 底座注塑模設(shè)計(jì)內(nèi)容及任務(wù)設(shè)計(jì)內(nèi)容:根據(jù)所給的題目及原始數(shù)據(jù),設(shè)計(jì)出一套注塑模。內(nèi)容包括:該塑料零件注射成型方案設(shè)計(jì);模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);非標(biāo)模具零件設(shè)計(jì);成型零件制造工藝編制。設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)如下:1、Pro/E零件圖,AUTOCAD圖,實(shí)物2、塑件尺寸公差按SJ1372-78,4級(jí)(參見塑料模設(shè)計(jì)資料一,表6-6),孔類尺寸為正公差,軸類尺寸為負(fù)公差3、角度公差0.54、塑膠件表面光亮無劃傷痕跡5、生產(chǎn)批量為大批大量。6、底座三維實(shí)物圖 設(shè)計(jì)任務(wù):學(xué)生在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立完成給定的注塑模設(shè)計(jì)任務(wù),進(jìn)行調(diào)查研究,選定合理的設(shè)計(jì)方案,進(jìn)行必要的試驗(yàn)、測試和研究工作,正確繪制工程設(shè)計(jì)圖紙,編寫符合要求的設(shè)計(jì)說明書,翻譯與題目有關(guān)的外文資料。學(xué)生在設(shè)計(jì)工作中,應(yīng)綜合運(yùn)用多學(xué)科的理論、知識(shí)與技能,分析與解決給定的工程設(shè)計(jì)問題。要力爭做到設(shè)計(jì)內(nèi)容的科學(xué)性、設(shè)計(jì)思想的新穎性、設(shè)計(jì)表述的規(guī)范性和設(shè)計(jì)過程的綜合性。擬達(dá)到的要求或技術(shù)指標(biāo)1設(shè)計(jì)總要求:(1)、盡量選用標(biāo)準(zhǔn)模架。(2)、保證規(guī)定的生產(chǎn)率和高質(zhì)量的塑膠制品的同時(shí),力求模具成本低、壽命長。(3)、設(shè)計(jì)的塑料模必須保證操作維護(hù)安全、方便,與注射機(jī)能夠匹配。(4)、在能夠生產(chǎn)出性能、特性、質(zhì)量符合要求的前提下,盡量降低制品后加工成本。(5)、便于搬運(yùn)、安裝、緊固到注射機(jī)上,并且方便、可靠。(6)、保證模具強(qiáng)度前提下,注意外形美觀,各部分比例協(xié)調(diào)。2、設(shè)計(jì)圖紙模具總裝圖一張、動(dòng)、定模板、凸模、凹模、定位圈、澆口套、型芯等所有非標(biāo)準(zhǔn)零件圖及電子文件(即*.doc/*.dwg/*.prt/*.asm文件,其中至少要有一張1號(hào)以上計(jì)算機(jī)繪圖);至少有折合1號(hào)圖幅以上的圖紙用手工繪制。圖幅總量不少于3張零號(hào)圖紙。3、設(shè)計(jì)說明書(要求不少于1.2萬字,35頁以上)(1)、資料數(shù)據(jù)充分,并標(biāo)明數(shù)據(jù)出處。(2)、計(jì)算過程詳細(xì)、完全。(3)、公式的字母含義應(yīng)標(biāo)明,有時(shí)還應(yīng)標(biāo)注公式的出處。(4)、內(nèi)容條理清楚,按步驟書寫。(5)、說明書要求用計(jì)算機(jī)打印出來。(6)其他要求:寫出不少于400字的中文摘要;至少翻譯一篇本專業(yè)外文文獻(xiàn)(10000個(gè)以上印刷符號(hào)),并附譯文;查閱到10篇以上與題目相關(guān)的文獻(xiàn)。4、整個(gè)設(shè)計(jì)資料包括:全套圖紙、設(shè)計(jì)計(jì)算說明書、設(shè)計(jì)任務(wù)書、設(shè)計(jì)筆記、畢業(yè)實(shí)習(xí)及畢業(yè)設(shè)計(jì)體會(huì)。5、自選兩個(gè)重要模具成型零件,編制加工工藝過程卡。6、編制模塑成型工藝卡。進(jìn)度安排起止日期工作內(nèi)容備注第1-4周第5周第6周第7周第8-11周第12周第13-14周第15-16周第17-18周1、畢業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)研;2、熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)書的具體內(nèi)容,準(zhǔn)備相關(guān)的參考資料; 3、完成塑料件的設(shè)計(jì)及繪圖工作;4、確定模具的設(shè)計(jì)方案;5、繪制模具裝配圖及零件圖6、編制模具的裝配工藝及主要零件的加工工藝7、編制模具成型零件加工工藝過程卡;編制型腔的數(shù)控加工程序;編制模塑成型工藝卡8、寫設(shè)計(jì)說明書,翻譯英文資料,做好畢業(yè)答辯的準(zhǔn)備工作。9、畢業(yè)答辯主要參考資料1、國家標(biāo)準(zhǔn)總局編。塑料模國家標(biāo)準(zhǔn) 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,19992、陳萬林編著塑料模具設(shè)計(jì)與制作教程北京希望電子出版社,20003、黃健求編模具制造 機(jī)械工業(yè)出版社,20014、黃毅宏編模具制造工藝學(xué)機(jī)械工業(yè)出版社,19965、王孝培編塑料成型工藝及模具簡明手冊(cè)機(jī)械工業(yè)出版社,20006、陳曉華、王秀英編典型零件模具圖冊(cè)機(jī)械工業(yè)出版社,20017、翁其金編 塑料模塑工藝與塑料模設(shè)計(jì)機(jī)械工業(yè)出版社,19998、塑料模具技術(shù)手冊(cè)編委會(huì) 塑料模具技術(shù)手冊(cè)機(jī)械工業(yè)出版社,19979、孫鳳勤編 沖壓與塑壓設(shè)備機(jī)械工業(yè)出版社,199710、黃銳編 塑料工程手冊(cè)機(jī)械工業(yè)出版社,200011、屈華昌編 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)機(jī)械工業(yè)出版社,199512、甄瑞麟編模具制造工藝學(xué)清華大學(xué)出版社,2005教研室意見年 月 日系主管領(lǐng)導(dǎo)意見年 月 日開題報(bào)告 題目學(xué)生姓名班級(jí)學(xué)號(hào)專業(yè)一、研究現(xiàn)狀: 注塑成型是現(xiàn)代塑料工業(yè)中的一種重要的加工方法 ,世界上注塑模的產(chǎn)量約占塑料成型模具總產(chǎn)量的 50 %以上。塑料制品之所以能夠在各行各業(yè)得到大規(guī)模的應(yīng)用,是由于他們本身具有一系列特點(diǎn)。塑料相對(duì)于金屬,密度小,但是比強(qiáng)度高,絕緣性能優(yōu)良,具有非常優(yōu)良的抗化學(xué)腐蝕性。在機(jī)械、化工汽車、航空航天等領(lǐng)域,塑料已經(jīng)大規(guī)模的取代來了金屬。目前塑料制件幾乎在工業(yè)、日常生活的各個(gè)領(lǐng)域里無處不在。塑料作為一種新的工程材料,發(fā)展勢頭極其迅猛,躋身于金屬、纖維材料和硅酸鹽三大材料之列。它仍在不斷的開發(fā)與應(yīng)用,并隨著成型工藝的不斷成熟與發(fā)展,大大促進(jìn)了塑料成型模具的開發(fā)與制造。我國塑料模具的發(fā)展隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展,在我國,起步較晚,但發(fā)展很快,特別是近幾年,無論在質(zhì)量、技術(shù)和制造能力上都有很大的發(fā)展,取得了很大成績,但與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求和世界先進(jìn)水平相比,差距仍很大,一些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍大量進(jìn)口,目前,我國模具工業(yè)的當(dāng)務(wù)之急是加快技術(shù)進(jìn)步,調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu),增加高檔模具的比重,質(zhì)中求效益,提高模具的國產(chǎn)化程度,減少對(duì)進(jìn)口模具的依賴。本課題為底座注塑模具設(shè)計(jì),模具作為一種高附加值和技術(shù)密集型產(chǎn)品,其技術(shù)水平的高低已經(jīng)是衡量一個(gè)國家制作業(yè)水平高低的重要標(biāo)志之一,而本題的研究將涉及一些二維及三維軟件軟件的應(yīng)用,如運(yùn)用AutoCad、Pro/E等相關(guān)軟件進(jìn)行模具設(shè)計(jì),為 了節(jié)省模具材料及加工的方便性,該底座設(shè)計(jì)一個(gè)大型芯及四個(gè)小型芯。通過EMX4.1加載標(biāo)準(zhǔn)模架,讓自己對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模架有了初步的了解,為以后工作打下良好的基礎(chǔ)。同時(shí)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)還有工藝方案分析、成型零部件的設(shè)計(jì),因此通過本次設(shè)計(jì)將對(duì)我所學(xué)的知識(shí)(如模具制造工藝學(xué)、塑料成型工藝與模具制造學(xué)等)鞏固及靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來解決解決實(shí)際問題有著深遠(yuǎn)的意義。二、要研究或解決的問題、擬采用的方法或技術(shù)路線這次設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)制造底座的一副模具,并繪出模具裝配圖、模具零件圖以及編寫設(shè)計(jì)說明書。首先我們需要知道模具在加工中的作用和設(shè)計(jì)的基本要求。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具。在生產(chǎn)實(shí)際中,模具的作用在于保證塑件的質(zhì)量、提高生產(chǎn)率和降低成本等。為此除了采用行之有效的工藝手段、進(jìn)行正確的模具設(shè)計(jì)及選擇合理的模具結(jié)構(gòu)之外,還必須滿足以下幾個(gè)要求:制造精度高 操作性能良好 使用壽命長 制造周期短 模具成本低。對(duì)于本次設(shè)計(jì)的底座,它的材料是pc,屬于熱塑性塑料制件,根據(jù)塑件的生產(chǎn)數(shù)量和質(zhì)量要求,確定采用注射成型,因?yàn)閜c材料的流動(dòng)性不好,及塑料質(zhì)量屬性分析超過200g,所以采用螺桿式注射機(jī),這也是本設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)分析的地方。再有對(duì)模具結(jié)構(gòu)和注射機(jī)的選擇也是重點(diǎn)。在模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,也需要注意很多細(xì)小而不可忽視的問題。具體的設(shè)計(jì)思路及工作方法:1. 接受任務(wù)書及收集資料和閱讀文獻(xiàn);2. 書寫開題報(bào)告;3. 工藝方案設(shè)計(jì)分析:塑料成型工藝分析、擬定模具結(jié)構(gòu)形式(因塑件體積較大,塑料流動(dòng)性不好所以采用一模一腔)4. 成型設(shè)備的選用及參數(shù)校核:采用螺桿式注射機(jī)5. 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì):制件中間帶有比主流道直徑大的孔,所以采用輪輻式澆口,既能保證在圓周上進(jìn)料的流速相對(duì)均勻,又易于消除澆口凝料。6. 成型零件系統(tǒng)設(shè)計(jì):凸凹模的設(shè)計(jì),型芯的設(shè)計(jì)7. 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì):采用推桿推出8. 模溫調(diào)節(jié)與冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì);9. 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及總裝圖繪制10. 重要零部件圖紙?jiān)O(shè)計(jì);11、編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。三、設(shè)計(jì) (論文研究) 任務(wù)完成的階段內(nèi)容及時(shí)間安排。第一階段 3月 5 日至3月15日,資料收集,閱讀文獻(xiàn),完成開題報(bào)告 第二階段 3月16日至4月20日,工藝方案確定、注塑工藝CAE分析、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算第三階段 4月21日至5月15日,完成所有圖紙的繪制第四階段 5月16日至5月25日,完成設(shè)計(jì)說明書的撰寫第五階段 5月26 日至6月5日,完成圖紙和說明書的修改,答辯的準(zhǔn)備和畢業(yè)答辯四、課題的參考文獻(xiàn)資料:1、國家標(biāo)準(zhǔn)總局編。塑料模國家標(biāo)準(zhǔn) 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,19992、陳萬林編著塑料模具設(shè)計(jì)與制作教程北京希望電子出版社,20003、黃健求編模具制造 機(jī)械工業(yè)出版社,20014、黃毅宏、李明輝編模具制造工藝學(xué)機(jī)械工業(yè)出版社,19965、王孝培編塑料成型工藝及模具簡明手冊(cè)機(jī)械工業(yè)出版社,20006、陳曉華、王秀英編典型零件模具圖冊(cè)機(jī)械工業(yè)出版社,20017、葉久群、王群編 塑料塑工藝與塑料模設(shè)計(jì)機(jī)械工業(yè)出版社,19998、塑料模具技術(shù)手冊(cè)編委會(huì) 塑料模具技術(shù)手冊(cè)機(jī)械工業(yè)出版社,19979、孫鳳勤編 沖壓與塑壓設(shè)備機(jī)械工業(yè)出版社,199710、黃銳編 塑料工程手冊(cè)機(jī)械工業(yè)出版社,200011、屈華昌編 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)機(jī)械工業(yè)出版社,199512、伍先明 張蓉塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)第二版 國防工業(yè)出版社,2010 指導(dǎo)教師(簽名): 年 月 日 底座注射模設(shè)計(jì) 摘 要對(duì)塑料底座注射模結(jié)構(gòu)采用中心澆口進(jìn)料,采用一模一腔的模具結(jié)構(gòu), 材料采用流動(dòng)性能差的PC塑料,通過對(duì)塑件的分析,注射機(jī)的選定,澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì),成型零件的設(shè)計(jì)計(jì)算,脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),以及冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和導(dǎo)向地位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),給出了生產(chǎn)底座的一個(gè)實(shí)際參考設(shè)計(jì)生產(chǎn)流程。通過本設(shè)計(jì),可以對(duì)注塑模具有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí),注意到設(shè)計(jì)中的某些細(xì)節(jié)問題,了解模具結(jié)構(gòu)及其工作原理;為以后從事本行業(yè)打下了良好的理論基礎(chǔ)。此次設(shè)計(jì)的過程中查閱了大量的模具設(shè)計(jì)資料,通過模具的設(shè)計(jì)與應(yīng)用,同原有的設(shè)計(jì)方法相比,模具的應(yīng)用提升了產(chǎn)品的質(zhì)量,模具整體設(shè)計(jì)的思路和要求符合現(xiàn)代設(shè)計(jì)潮流和未來的發(fā)展方向。關(guān)鍵詞: PC;一模一腔;中心澆口;模具設(shè)計(jì)ABSTRACTTo plastics base injection mould structure adopts center gate; Selected a mould for four cavity die structure, and selected the medium flow not well PC plastic for filling mold, improve the design compact and practical efficiency; PC Based on the analysis of the plastic parts, injection machine selection of the design of the shunt way, Lord, molding parts design calculation of mechanism design, stripping out, and the cooling system design and guide mechanism design, status are given a production of plastics base actual reference design of the production process.The mould cognition having a first step by the fact that design, can produce plastic articles by injection moulding face to face , pay attention to knowing mould structure and their operating principle to some detail problem in designing that,; Be to be engaged in our industry hereafter having laid down fine rationale. I have consulted massive materials of the plastic mold design and manufacture in this design process .Through the design and application of the mold ,the processing technology ,compared with previous technology ,which increase the quality of the product. The overall design mentality and request conform to the modern design tidal and development direction of the future.Keywords: pc; plastics base; center gate; mold design.目 錄1 塑件成型工藝性分析11.1 塑件的分析11.2 PC工程塑料的性能分析11.2.1基本性能11.2.2 PC的主要性能指標(biāo)21.3 PC的注射成型過程及其工藝參數(shù)21.3.1注射成型過程21.3.2 注射工藝參數(shù)32 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式和初選注射機(jī)42.1 分型面位置的確定42.2 型腔數(shù)量和排列方式的確定42.3 注射機(jī)型號(hào)的確定42.3.1 注射量的計(jì)算42.3.2 澆注系統(tǒng)凝料提及的初步估算52.3.3 選擇注射機(jī)52.3.4 注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)的校核63 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)73.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則73.2主流道的設(shè)計(jì)83.2.1主流道設(shè)計(jì)要點(diǎn)83.2.2 主流道尺寸的確定93.2.3 主流道的凝料體積93.2.4 主流道當(dāng)量半徑93.2.5 主流道澆口套的形式93.3 分流道的設(shè)計(jì)103.3.1 分流道的布置形式103.3.2 分流道的長度103.3.3 分流道的當(dāng)量直徑103.3.4 分流道的截面形狀103.3.5 分流道界面尺寸103.3.6 凝料體積113.3.7 校核剪切速率113.3.8 分流道的表面粗糙度和脫模斜度123.4. 澆口的設(shè)計(jì)123.4.1輪輻式澆口尺寸的確定123.4.2 輪輻式澆口剪切速率的校核133.5 校核主流道的剪切速率133.6 冷料穴的設(shè)計(jì)134.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算144.1.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)144.2.成型零件鋼材的選用154.3 成型零件工作尺寸的計(jì)算154.3.1 凹模徑向尺寸的計(jì)算164.3.2凹模深度尺寸的計(jì)算164.3.3動(dòng)模凸凹模尺寸的計(jì)算174.3.4大型芯尺寸的計(jì)算194.3.5 小型芯尺寸的計(jì)算204.4 成型零件尺寸及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算214.1.1凹模側(cè)壁厚度的計(jì)算215.脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)225.1 脫模力的計(jì)算225.2. 推出方式的確定235.2.1 推桿材料235.2.2 推桿的安裝245.2.3 校核推出應(yīng)力246.模架的確定256.1 各模板厚度尺寸的確定256.2 計(jì)算并選擇模架型號(hào)256.3 模架尺寸的校核267.排氣槽的設(shè)計(jì)278.冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)288.1 冷卻介質(zhì)288.2 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算288.2.1 單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量W288.2.2 確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時(shí)所放出的熱量288.2.3 計(jì)算冷卻水的體積流量288.2.4 確定冷卻水路的直徑298.2.5 冷卻水在管內(nèi)的流速298.2.6 求冷卻管壁與水交界的膜轉(zhuǎn)熱系數(shù)298.2.7 計(jì)算冷卻水道的導(dǎo)熱總面積A298.2.8 模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻水道的孔數(shù)n298.2.9 冷卻水道的布置309.導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)319.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)3110.模具零件的選材3210.1.1 模具材料選用原則3210.1.2 模具材料選用要求3210.2 注塑模具常用材料3210.2.1 塑料模具成型零件的選材3210.2.3 推出機(jī)構(gòu)零件的選材3310.2.4澆注系統(tǒng)零件3310.2.5 其它零件的選材3411零件的加工工藝過程3511.1小型芯制造工藝過程:3511.2型腔制造工藝過程3511.設(shè)計(jì)小結(jié)38參考文獻(xiàn)391 塑件成型工藝性分析1.1 塑件的分析(1)外形尺寸 該塑件壁厚較厚,平均壁厚約為30mm,結(jié)構(gòu)較簡單,對(duì)稱度好,只需做幾個(gè)型芯即可,塑件為熱塑性塑料,流動(dòng)性差,適于螺桿式注射機(jī)注射成型。 (2) 精度等級(jí) 該塑件重要尺寸和次重要尺寸精度等級(jí)均為MT4,由以上分析可見該零件的尺寸精度中等,對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以保證。 (3) 脫模斜度 pc的成型性能良好,成型收縮率較小,其脫模斜度根據(jù)參考文獻(xiàn)1中表2-19可知型腔的脫模斜度在,型芯的在,pc的流動(dòng)性差,為使注射充型流暢,選擇塑件上型芯和凹模的統(tǒng)一脫模斜度為。 1.2 PC工程塑料的性能分析 1.2.1基本性能PC聚碳酸酯無色透明,耐熱,抗沖擊阻燃,在普通使用溫度內(nèi)都有良好的機(jī)械性能。沖擊強(qiáng)度高,尺寸穩(wěn)定性好,著色性好,電絕緣蝕性、耐腐性、耐磨性好,但自潤滑性差,有應(yīng)力開裂傾向,高溫易水解,與其它樹脂相溶性差。適于制作儀表小零件、絕緣透明件和耐沖擊零件,阻燃,在普通使用溫度內(nèi)都有良好的機(jī)械性能。成形特性: 無定形料,熱穩(wěn)定性好,成型溫度范圍寬,流動(dòng)性差。吸濕小,但對(duì)水敏感,須經(jīng)干燥處理,成型收縮率小,易發(fā)生熔融開裂和應(yīng)力集中,故應(yīng)嚴(yán)格控制成形條件,塑件須經(jīng)退火處理。 1熔融溫度高,粘度高,大于200g的塑件宜采用螺桿式注射機(jī)。2流動(dòng)性差,溢邊料0.06m左右。3冷卻速度快,模具澆注系統(tǒng)以短、粗為原則,宜設(shè)冷料穴,澆口宜取大。4料濕過低會(huì)造成缺料,塑件無光澤,料溫過高易溢邊,塑件起泡。模溫低時(shí)收縮率、抗沖擊強(qiáng)度高,抗彎、抗壓強(qiáng)度低,模溫超過時(shí)塑件冷卻慢,易變形粘模。 圖1 塑件圖 1.2.2 PC的主要性能指標(biāo)表1 PC的主要技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)PC技術(shù)指標(biāo)PC密度比體積吸水率熔點(diǎn)硬度沖擊韌度1.20g/cm30.83 cm3/g 0.090.15% (24h)22025011.4HB無缺口 不斷有缺口 55.890 k / Jm2熱變形溫度抗拉屈服強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度模量彎曲強(qiáng)度擊穿電壓體積電阻率132141(0.45MPa)132138(1.82MPa)72MPa1440MPa113MPa1722KV/mm3.06 1.3 PC的注射成型過程及其工藝參數(shù) 1.3.1注射成型過程 (1)成型前準(zhǔn)備。對(duì)PC的色澤、粒度和均勻度等進(jìn)行檢驗(yàn),成型前必須預(yù)干燥,水分含量應(yīng)低于0.02%,微量水份在高溫下加工會(huì)使制品產(chǎn)生白濁色澤,銀絲和氣泡。常用方法是循環(huán)鼓風(fēng)干燥,溫度控制是120,時(shí)間812h以上。 (2)注射過程。塑料在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后,由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具的型腔成型,其過程分為充模、壓實(shí)、保壓、倒流和冷卻五個(gè)階段。 (3)塑件的后處理(退火)。退火處理的方法為紅外線燈、烘箱,處理溫度為100130,處理時(shí)間為2h8h。1.3.2 注射工藝參數(shù)(1)注射機(jī):螺桿式,螺桿轉(zhuǎn)速為30r/min.。(2)料筒溫度t/:前段210240;中段230280;后段240285。(3)模具溫度t/:90110;(4)注射壓力(p/Mpa):80130;(5)成型時(shí)間(s):高壓時(shí)間 05S注射時(shí)間 2090 S 冷卻時(shí)間 2090 S 總周期 40190 S2 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式和初選注射機(jī)2.1 分型面位置的確定通過對(duì)塑件結(jié)構(gòu)形式的分析,分型面應(yīng)選在塑件截面積最大,且有利于開模,其位置如圖2所示。圖2 分型面的選擇2.2 型腔數(shù)量和排列方式的確定 (1)型腔數(shù)量的確定 由于該塑件精度要求中等,塑件尺寸較大,塑料流動(dòng)性差,結(jié)構(gòu)高度對(duì)稱,為了便于順利充型,初步選用一模一腔。 (2)模具結(jié)構(gòu)形式的初步確定 由以上分析可知,本模具設(shè)計(jì)是一模一腔,根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形狀,推出機(jī)構(gòu)初選推件板推出或是推出桿推出方式。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),因?yàn)樗芗虚g帶有比主流道直徑大的孔,所以為了進(jìn)料均勻,采用平衡式流道和輪輻式澆口。因此,定模部分不需要單獨(dú)開設(shè)分型面取出凝料,動(dòng)模部分需要添加型芯固定板、支撐板或推件板。由上綜合分析可確定采用大水口(或帶推件板)的單分型面注射模。2.3 注射機(jī)型號(hào)的確定 2.3.1 注射量的計(jì)算 通過Pro/E建模分析得塑件質(zhì)量屬性如圖4所示。圖3 塑件質(zhì)量屬性 塑件體積: 塑件質(zhì)量:=1.21745.4=2094.4g (1)式中,可根據(jù)參考文獻(xiàn)3表9-6取為1.20。 2.3.2 澆注系統(tǒng)凝料提及的初步估算由于澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)之前不能確定準(zhǔn)確的數(shù)值,但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件提及的0.2倍1倍來估算。由于本次設(shè)計(jì)采用的流道簡單并且較短,因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的0.3倍來估算。故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積(即澆注系統(tǒng)的凝料和4個(gè)塑件體積之和)為: =1.311745.4=2269 (2) 2.3.3 選擇注射機(jī)根據(jù)以上計(jì)算得出在一次注射過程中,注入模具型腔的塑料的總體積為=57.6,由參考文獻(xiàn)2式4-18,=/0.8=2269/0.8=2836。根據(jù)以上的計(jì)算,查參考文獻(xiàn)3中表13-1,初步選定公稱注射量為3000,注射機(jī)型號(hào)為XZY-3000的螺桿式注射機(jī),其主要技術(shù)參數(shù)見表2。表2注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)技術(shù)指標(biāo)參數(shù)技術(shù)指標(biāo)參數(shù)理論注射量螺桿柱塞直徑/mm注射壓力注射時(shí)間s塑化能力鎖模力/KN噴嘴口直徑/mm3000g/cm31201153.8806308拉桿內(nèi)向距/mm 移模行程/mm最大模具厚度/mm最小模具厚度/mm鎖模形式模具定位孔直徑/mm噴嘴球半徑/mm9008001120680400充壓式25025 2.3.4 注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)的校核(1) 注射壓力校核 查參考文獻(xiàn)4可知,PC所需注射壓力為80MPa130MPa,這里取=90MPa,該注射機(jī)的公稱注射壓力P公=130 MPa,注射壓力安全系數(shù)k1=1.251.4,這里取k1=1.3,則:k1 P0=1.390=117 MPaP公 注射機(jī)注射壓力符合要求。(2) 鎖模力校核。 塑件在分型面上的投影面積= (3) 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積,即澆道凝料(包括澆口)在分型面上的投影面積的數(shù)值,可以按照多型腔模具的統(tǒng)計(jì)分心來確定。是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積的0.2倍0.5倍。由于本設(shè)計(jì)的流道較簡單,分流道相對(duì)較短,因此流道凝料投影面積可以相應(yīng)取小一些,這里取=0.2。 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積,則有 =n(+)=n(+0.2)=11.2=268.5 (4) 模具型腔內(nèi)的脹型力,則 =268.540=1074.1kN (5)式中,是型腔的平均計(jì)算壓力值。是模具型腔內(nèi)的壓力,通常取注射壓力的20%50%,大致范圍在25MPa40MPa。對(duì)于黏度較大的精度較高的塑件制品應(yīng)取較大值。ABS屬于中等黏度塑料切精度要求不高,故將取為40MPa。由表1 可知注射機(jī)的公稱鎖模力是=630kN,鎖模力安全系數(shù)=1.11.2這里取=1.2,則取=1.2=1.21074.1=1289kN所以注射機(jī)鎖模力滿足要求。對(duì)于其它安裝尺寸的校核要等到模架選定,結(jié)構(gòu)尺寸確定后方可進(jìn)行。3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則所謂注射模的澆注系統(tǒng),是塑料熔體從注射機(jī)噴嘴射出后達(dá)到型腔之前在模具內(nèi)流經(jīng)的通道。其主要作用是使塑料熔體平穩(wěn)而有序地充填到型腔中,以獲得組織致密、外形輪廓清晰的塑件。它分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則為:(1)重點(diǎn)考慮型腔布局。(2)熱量及壓力損失要小,為此澆注系統(tǒng)流程應(yīng)盡可能短,截面尺寸應(yīng)盡可能彎折盡量少,表面粗糙度要低。(3)均衡進(jìn)料,即分流道盡可能采用平衡式布置。(4)塑料耗量要少,滿足各型腔充滿的前提下,澆注系統(tǒng)容積盡量小,以減少塑料耗量。(5)消除冷料,澆注系統(tǒng)應(yīng)能收集溫度較低的“冷料”。(6)排氣良好。(7)防止塑件出現(xiàn)缺陷,避免熔體出現(xiàn)充填不足或塑件出現(xiàn)氣孔、縮孔、殘余應(yīng)力。(8)保證塑件外觀質(zhì)量。(9)較高的生產(chǎn)效率。該底座的注塑模具采用普通流道澆注系統(tǒng),它包括:主流道、分流道、冷料井、澆口。為了滿足塑件外觀質(zhì)量要求, 進(jìn)料澆口開設(shè)在塑件的中間孔的圓環(huán)里。為了降低塑料熔體的壓力和減少熱量損失,流道應(yīng)盡量短,同時(shí)為方便塑件的脫模, 應(yīng)使開模時(shí)塑件滯留于動(dòng)模一側(cè), 然后借助開模力驅(qū)動(dòng)頂出裝置將塑件推出。因?yàn)樗芗捏w積較大,對(duì)稱度高,且中間帶有比主流道直徑大的孔,故該模具可以采用輪輻式澆口。 圖4.澆注系統(tǒng)示意圖3.2主流道的設(shè)計(jì) 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處,它將注射機(jī)噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形,以便熔體的流動(dòng)和開模時(shí)主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動(dòng)速度和沖模時(shí)間。另外,由于主流道與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸,因此設(shè)計(jì)中常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的澆口套。 3.2.1主流道設(shè)計(jì)要點(diǎn)(1)為了防止?jié)部谔着c注射機(jī)噴嘴對(duì)接處溢料,主流道與噴嘴的對(duì)接處應(yīng)設(shè)計(jì)成半球形凹坑,其球面半徑應(yīng)比注射機(jī)噴嘴頭球面半徑大12mm,主流道小端直徑應(yīng)比注射機(jī)噴嘴直徑大0.51mm,以防止主流道口部積存凝料而影響脫模。(2)為了減小對(duì)塑料熔體的阻力及順利脫出主流道凝料,澆口套內(nèi)壁表面粗糙度應(yīng)加工到Ra0.8m。(3)主流道的圓錐角大小應(yīng)適當(dāng),通常取=24,對(duì)流動(dòng)性差的塑料可取3-6 (4)在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下,主流道應(yīng)盡可能短,一般小于60mm,過長則會(huì)影響容體的順利充型。 3.2.2 主流道尺寸的確定 (1) 主流道的長度 一般由模具結(jié)構(gòu)確定,結(jié)合所選模架本次設(shè)計(jì)中初取55mm進(jìn)行計(jì)算。 (2) 主流道小端直徑 d=注射機(jī)噴嘴尺寸+(0.51)mm= 9mm (3) 主流道大端直徑 D=d+2= 13.2mm式中 3取D=13mm (4) 主流道球面直徑 SR=注射機(jī)噴嘴球半徑+(12)mm=25+1=26mm (5) 球面的配合高度 h=5mm 3.2.3 主流道的凝料體積 (6)=80(+6.54.5)3.14/3=7222=7.2 3.2.4 主流道當(dāng)量半徑mm (7) 3.2.5 主流道澆口套的形式 主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件可選購。主流道小斷入口與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸,易磨損。對(duì)材料的要求較嚴(yán)格,因而盡管小型注射模可以將主流道襯套與定位圈設(shè)計(jì)成一個(gè)整體,但是考慮到上述因素通常依然將其分開來設(shè)計(jì),以便于拆卸更換。同時(shí)也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理。本設(shè)計(jì)澆口套采用碳素工具鋼T10A,熱處理淬火表面硬度為50HRC55HRC。如圖5所示。定位圈的結(jié)構(gòu)由總裝圖來確定。 圖5 主流道交口套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.3 分流道的設(shè)計(jì) 3.3.1 分流道的布置形式為盡量減少在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低,同時(shí)還要考慮減少分流道的容積和壓力平衡,因此采用平衡式分流道,如圖6所示。圖6 分流道布置形式 3.3.2 分流道的長度根據(jù)四個(gè)型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),分流道長度適中,如圖6所示。 3.3.3 分流道的當(dāng)量直徑 流過分流道塑料的質(zhì)量: (8) 3.3.4 分流道的截面形狀 本流道采用梯形截面,其加工工藝好,切塑料熔體的熱量散失、流動(dòng)阻力不大。 3.3.5 分流道界面尺寸設(shè)梯形的上底寬度為B=11mm(為了便于選擇刀具),底面圓角的半徑R=1mm,梯形的高度取H=2B/3=7mm,設(shè)下底寬度為b,梯形面積應(yīng)滿足 (9)代入數(shù)值b=7.17,考慮到梯形底部圓弧對(duì)面積的減小及脫模斜度等因素,取b=9mm,通過計(jì)算梯形斜度,脫模斜度足夠。 圖7 分流道截面形狀與尺寸 3.3.6 凝料體積 (1) 分流道的長度為(96-1.5)2=186mm. (10) (2) 分流道截面積 (11) (3) 凝料體積 18670=13020=13.02 (12) 考慮到圓弧的影響取12 3.3.7 校核剪切速率(1)確定注射時(shí)間:由參考文獻(xiàn)3表13-1,可取t=3.8s。(2)計(jì)算單邊分流道體積流量: 231 (13)(3)由參考文獻(xiàn)3(式2-22)可得剪切速率 (14)該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流道德最佳剪切速率在 之間,所以,分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。 3.3.8 分流道的表面粗糙度和脫模斜度分流道的表面粗糙度要求不是很低,一般取其粗糙度為Ra 1.25m2.5m即可,此處取Ra 1.6m。另外其脫模斜度一般在5 10之間,通過上述計(jì)算脫模斜度為8.12,脫模斜度足夠。 3.4. 澆口的設(shè)計(jì)澆口亦稱進(jìn)料口,是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短通道,它是澆注系統(tǒng)最關(guān)鍵的部分。澆口的形狀、位置和尺寸對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大。澆口的主要作用:(1)型腔充滿后,熔體在澆口處首先凝結(jié),防止其倒流;(2)易于切除澆口尾料;(3)對(duì)于多型腔模具,用以控制熔接痕的位置。澆口截面積通常為分流道截面積的0.070.09倍,澆口截面積形狀多為矩形和圓形兩種,澆口長度約為0.52mm左右。澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定,取其下限值,然后在試模時(shí)逐步修正。注射模的澆口結(jié)構(gòu)形式較多,不同類型的澆口其尺寸、特點(diǎn)及應(yīng)用情況各不相同。按澆口的特征可分為限制澆口和非限制澆口,按澆口的形狀可分為點(diǎn)澆口、扇形澆口、盤形澆口、環(huán)形澆口及薄片式澆口;按澆口的特性可分為點(diǎn)澆式澆口、護(hù)耳澆口;按澆口所在的位置可分為中心澆口和側(cè)澆口等。同時(shí),澆口開設(shè)的位置對(duì)制品的質(zhì)量影響也很大,在確定澆口位置時(shí),應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1)澆口應(yīng)開在能使型腔各個(gè)角落同時(shí)充滿的位置。(2)澆口應(yīng)設(shè)在制品壁厚較厚的部位,以利于補(bǔ)縮。(3)澆口位置選擇有利于型腔中氣體的排除。(4)澆口位置應(yīng)選擇在能避免制品產(chǎn)生熔合紋的部位。對(duì)于圓筒類制品,采用中心澆口比側(cè)澆口好。(5)對(duì)于帶細(xì)長型芯的模具,宜采用中心頂部進(jìn)料方式,以避免型芯受沖擊變形。(6)澆口應(yīng)設(shè)在不影響制品外觀的部位。(7)不要在制品中承受彎曲載荷或沖擊載荷的部位設(shè)置澆口。為了讓塑件進(jìn)料均勻,易去除澆口凝料,且該塑件中間有一個(gè)比主流道直徑大很多的孔,所以可以采用輪輻式澆口。3.4.1輪輻式澆口尺寸的確定澆口的橫截面積一般取分流道橫截面積的3%9%,因?yàn)樗芰狭鲃?dòng)性差、塑件壁厚和尺寸較大,所以澆口尺寸取大值。根據(jù)文獻(xiàn)3表2-6的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),L=0.72.5,b=1.55,h=0.52取L=1.5mm,b=2.5,h=1.5mm (15)3.4.2 輪輻式澆口剪切速率的校核 (1)確定注射時(shí)間:查參考文獻(xiàn)3表13-1,可取t=3.8s; (2)計(jì)算澆口的體積流量: (16) (3)計(jì)算澆口的剪切速率: S-1 (17)該矩形輪輻式澆口的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率S-1之間,所以,澆口的剪切速率校核合格。式中3.5 校核主流道的剪切速率上面分別求出了塑件的體積、主流道的體積、分流道的體積(澆口體積的大小可以忽略不計(jì))以及主流道的當(dāng)量半徑,這樣就可以校核主流到熔體的剪切速率。 1) 計(jì)算主流道的體積流量 cm3/s。 (18) 2) 計(jì)算主流道的剪切速率 (19)主流道的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率之間,所以,主流道的剪切速率合格。3.6 冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料穴位于主流道正對(duì)面的大型芯上,其主要作用是收集熔體前鋒的冷料,防止冷料進(jìn)入模具型腔而影響制品的表面質(zhì)量。本設(shè)計(jì)主流道冷料穴,冷料穴的直徑宜稍大于主流道大端直徑,深度約為直徑的11.5倍。4.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算4.1.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1)凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì): 凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模結(jié)構(gòu)的不同可將其分為整體式、整體嵌入式、組合式、和鑲拼式四種。根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu),選用的是整體式凹模,它是由一整塊金屬材料(也稱定模板或凹模板)直接加工而成。其特點(diǎn)是為非穿通式模體,強(qiáng)度好,不易變形。但由于加工困難,故只適用于小型且形狀簡單的塑件成型。此時(shí)可省去定模座板根據(jù)歲塑件的結(jié)構(gòu)分析,本設(shè)計(jì)采用整體嵌入式凹模,如圖8所示。圖8 整體嵌入式凹模(2)動(dòng)模凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì): 凸凹模通??梢苑譃檎w式和組合式兩種類型。通過對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)分析可知,該塑件的型芯有多個(gè):一個(gè)是成型塑件的內(nèi)表面的大型芯,因包緊力大所以設(shè)在動(dòng)模部分,另外四個(gè)小型芯設(shè)計(jì)時(shí)也將其放在動(dòng)模部分,如圖9所示;所以總體來說,該動(dòng)模凸凹模的結(jié)構(gòu)應(yīng)屬于組合式。圖9 動(dòng)模凸凹模 4.2.成型零件鋼材的選用根據(jù)對(duì)成型塑件的綜合分析,該塑件的成型零件要有足夠的剛度、強(qiáng)度、耐磨性及良好的抗疲勞性能,同時(shí)考慮它的機(jī)械加工性能和拋旋旋旋光性能。又因?yàn)樵撍芗榇笈可a(chǎn),所以構(gòu)成型腔的凹模鋼材選用45鋼。對(duì)于成型塑件內(nèi)表面的大、小型芯來說,由于脫模時(shí)與塑件的磨損嚴(yán)重,因此鋼材選用40Cr。 4.3 成型零件工作尺寸的計(jì)算 采用參考文獻(xiàn)2中式(2-26)(2-30)相應(yīng)公式中的平均尺寸法計(jì)算成型零件尺寸,塑件尺寸公差按照塑件零件圖中給定的公差計(jì)算。一般情況影響零件及塑件公差的主要因素是模具的制造公差,塑件的收縮率S和模具磨損量這三項(xiàng)。塑件的尺寸公差按照塑件零件圖中給定的公差計(jì)算。沒給定公差的按MT4計(jì)算,則:模具制造公差=;塑料pc的計(jì)算收縮率S=0.5%0.7%。 4.3.1 凹模徑向尺寸的計(jì)算 塑件外部徑向尺寸的轉(zhuǎn)換:= mm,相應(yīng)的塑件制造公差mm,mm, mm, (20) mmmmmm mm式中,是塑件的平均收縮率,查表參考文獻(xiàn)5中表1-4可知PC的收縮率為0.5% 0.7%,所以取其平均收縮率=; (21)是系數(shù),查文獻(xiàn)3表2-10可知;是塑件上相應(yīng)尺寸的公差(下同);是塑件上相應(yīng)尺寸制造公差,?。ㄏ峦?4.3.2凹模深度尺寸的計(jì)算 塑件高度方向尺寸的轉(zhuǎn)換:型腔的最大深度mm,相應(yīng)的制作公差mm,磨損后塑件尺寸變大的尺寸計(jì)算 (22) mm 4.3.3動(dòng)模凸凹模尺寸的計(jì)算 圖10 動(dòng)模凸凹模(1)凸凹模型腔徑向尺寸的計(jì)算。塑件內(nèi)部徑向尺寸的轉(zhuǎn)換: mm 相應(yīng)制造公差mm, mm mm, mm mm, mm mm, mm mm, mm mm, mm mm, mm mm,磨損后塑件尺寸變大的尺寸計(jì)算 (23) mmmm 同理,根據(jù)上述兩公式代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得,mm mm mm 磨損后塑件尺寸變小的尺寸計(jì)算 (24) mm同理,根據(jù)上述兩公式代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得, mm mm mm(2)動(dòng)模凸凹模型芯高度尺寸的計(jì)算 mm mm, mm mm 根據(jù)公式有 mmmm mm(3)動(dòng)模凸凹模型腔深度尺寸的計(jì)算 mm mmmm mmmm mm 根據(jù)上面的計(jì)算公式 mm 同理,代入相應(yīng)數(shù)據(jù)計(jì)算可得, mm mm(4)中心距尺寸的計(jì)算四個(gè)沉孔的中心距離: 4.3.4大型芯尺寸的計(jì)算 圖11 大型芯(1)大型芯徑向尺寸的計(jì)算塑件的尺寸的轉(zhuǎn)換 mm 相應(yīng)制造公差mm mm 相應(yīng)制造公差mm mm 相應(yīng)制造公差mm磨損后塑件尺寸變小的尺寸計(jì)算 (25) mm mm磨損后塑件尺寸變大的尺寸計(jì)算 (26) mmmm(2)大型芯高度尺寸的計(jì)算 mm mm (27)mm 4.3.5 小型芯尺寸的計(jì)算 圖12 小型芯(1)小型芯徑向尺寸的計(jì)算 mm 相應(yīng)制造公差mm mm 相應(yīng)制造公差mmmm mm(2)小型芯的高度尺寸的計(jì)算 相應(yīng)的制造公差 mm 4.4 成型零件尺寸及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算 4.1.1凹模側(cè)壁厚度的計(jì)算 凹模側(cè)壁厚度與型腔內(nèi)壓強(qiáng)及凹模的深度有關(guān),其厚度根據(jù)參考文獻(xiàn)2表4-19中的剛度公式計(jì)算。 mm (28)式中 計(jì)算時(shí):W=, 時(shí)=0.6p型腔壓力(MPa);E是模具材料彈性模量(MPa);=W;W是影響變形的最大尺寸,而h=30mm;是模具剛度計(jì)算許用變形量。根據(jù)注射塑料品種可查參考文獻(xiàn)2表4-20得 =151.786m=26.8mm=0.0268mm (29)式中:=1.786m。 (30)凹模嵌件初定單邊厚度選35,由于壁厚不能滿足69mm要求,所以凹模嵌件采用預(yù)應(yīng)力的形式壓入模板中,有模板和型腔共同來承受型腔壓力。根據(jù)型腔的布置,初步選定模板平面尺寸為450mm450mm,它比型腔布置的尺寸要大得多,所以完全滿足強(qiáng)度和剛度的要求。5.脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)在注射成型的每一循環(huán)中,都必須使塑件從模具型腔中或型芯上脫出,模具中的這種脫出塑件的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)。模具脫模方式按推出零件分:推桿脫模、推管脫模、推件板脫模、推塊脫模、成型零件脫模和多元聯(lián)合式脫模六種。本塑件結(jié)構(gòu)簡單,根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)工藝性可采用推件板推出、推桿推出、或推件板加推桿推出的綜合推出方式,根據(jù)脫模力計(jì)算來確定。 5.1 脫模力的計(jì)算(1)16小型芯脫模力 因?yàn)?r/t=8/24=0.3310,所以此處視為厚壁圓筒塑件,查文獻(xiàn)2式4-26脫模力計(jì)算公式為: (33)式中:抽芯力(N);E塑料的彈性模量(MPa),查文獻(xiàn)3表2-12;S塑料成型的平均收縮率(%); t塑件的壁厚(mm); L被包型芯長度(mm); 塑料的泊松比(查參考文獻(xiàn)3表2-12); 脫模斜度(); 塑料與鋼材之間的摩擦系數(shù);A型芯的平均直徑(mm); 由和決定的無因次數(shù)由和決定的無因次數(shù); 根據(jù)pc塑料的性能查文獻(xiàn)1表4-24查得,相應(yīng)的數(shù)據(jù):E=2200MPa, S=0.5-0.7(%), t=24mm, L=28mm, =0.31, =, =0.38, 塑件底部有通孔,所以A=0將以上數(shù)據(jù)代入公式進(jìn)行計(jì)算=3208.6N (32)因?yàn)橛兴膫€(gè)小型芯所以脫模力為3208.6 4=12834.4N(2)32小型芯脫模力因?yàn)?r/t=16/16=110,所以此處視為厚壁圓筒塑件, (33)=1877.1N 式中=0.667 因?yàn)橛兴膫€(gè)小型芯,所以脫模力為1877.14=7508.4 N(3)96大型芯脫模力因?yàn)?r/t=48/24=210,所以此處視為厚壁圓筒塑件,有:=4458.3N 式中:=1.6 (4) 總脫模力的大小 F=12834.4+7508.4+4458.3=24801N.另外考慮肋板收縮等因數(shù)的影響,可以按計(jì)算脫模力乘以一個(gè)不太大的系數(shù),此處考慮為1.2 , 所以推出應(yīng)力:=1.2F=29761N 5.2. 推出方式的確定 5.2.1 推桿材料推桿的常用材料有鋼、或碳素工具鋼,推桿頭部需淬火處理,硬度在50HRC以上,表面粗糙度在Ra1.6m。 5.2.2 推桿的安裝推桿在固定板上的固定方法有很多,本設(shè)計(jì)采用的是最常采用的形式,即將推桿凸肩壓在固定板的沉孔和推板之間,用螺釘緊固,凸肩高度與對(duì)應(yīng)沉孔的深度留有余量,在裝配后將它們與固定板一起磨去余量,來保證高度一致,避免在高度方向來回竄動(dòng)。推桿接觸塑料件的頂推段,與模板上相應(yīng)孔的配合間隙,應(yīng)以不超過塑料溢料間隙為限,一般情況下H8/f7或H7/f7就可以滿足這要求 5.2.3 校核推出應(yīng)力1)推出面積 設(shè)14mm的圓推桿設(shè)置8根,那么推出面積為 =1230.9mm2 ; (34) 2) 推出應(yīng)力 MPa (35) 所以推桿能夠安全推出,不會(huì)出現(xiàn)頂白頂破的可能。上式查文獻(xiàn)3表2-12得=26MPa 為推桿作用在塑件表面上的接觸許用應(yīng)力,大致是該種塑料常溫下拉伸屈服應(yīng)力的1/2。 圖13 推桿6.模架的確定6.1 各模板厚度尺寸的確定 (1) A板尺寸 A板是定模固定板,塑件高度為20mm,考慮到模板上還要開設(shè)冷卻水道,必須留出足夠的距離,故A板厚度取50mm。 (2) B板尺寸 B板是型芯固定板,按照標(biāo)準(zhǔn)模架標(biāo)準(zhǔn)板厚度取為60mm。 (3) C板(墊塊)尺寸 墊塊=推出行程+推桿固定板厚度+(510))mm (36)=(25+25+20+510)mm=75mm85mm此處初步選定C板厚度為80mm。 6.2 計(jì)算并選擇模架型號(hào)模具的大小主要取決于塑件的大小和結(jié)構(gòu),對(duì)于模具而言,在保證足夠的強(qiáng)度和剛度的條件下,模具結(jié)構(gòu)以緊湊實(shí)用為好?,F(xiàn)根據(jù)一種標(biāo)準(zhǔn)模架選型的經(jīng)驗(yàn)方法進(jìn)行模架的選擇,即是根據(jù)塑件在分型面上投影的面積或者模仁周邊尺寸,以塑件布置在推桿推出范圍之內(nèi)及復(fù)位桿與型腔或是模仁邊緣保持一定距離為原則來確定模架的大小。其具體計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式如下:塑件投影寬度:-10塑件投影長度:-(復(fù)位桿直徑) -30式中: 常數(shù)10推桿邊緣與墊塊之間的雙邊距離,見參考文獻(xiàn)3表7-4; 常數(shù)30復(fù)位桿與型腔或者模仁邊緣之間的雙邊距離,參見表7-4。本設(shè)計(jì)中,根據(jù)模具型腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸,可以算出凹模嵌件所占的平面尺寸為220mm160mm,型腔所占的平面尺寸為190mm130mm,利用上述經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算可得: +10 =270+10=280mm (37) +30=270+30+30=330mm (38) 查參考文獻(xiàn)3表7-4,可取=290mm,=384mm,根據(jù)以上計(jì)算可得W=450mm,因此考慮采用450mm450mm的模架經(jīng)上述計(jì)算,模架尺寸已經(jīng)確定,根據(jù)注射模中小型模架及技術(shù)條件(GB/T125562006)標(biāo)準(zhǔn),將模架標(biāo)記為AI4545-130130120GB/T12555-2006。6.3 模架尺寸的校核 根據(jù)所選注射機(jī)來校核模具設(shè)計(jì)的尺寸。 (1)模具平面尺寸450mm450mm 900mm800mm (拉桿內(nèi)間距),校核合格。 (2)模具高度尺寸510mm,400mm510680mm(模具的最大厚度和最小厚度,與注射機(jī)相配合的最大模具厚度是400最小模具厚度是680,校核合格。 (3)模具的開模行程S=H1+H2+(510)mm=40+160+10=2101.32m/s (44)大于最低流速1.32m/s,達(dá)到湍流狀態(tài),滿足冷卻要求。8.2.6 求冷卻管壁與水交界的膜轉(zhuǎn)熱系數(shù) 因?yàn)槠骄疁貫?3.5,查參考文獻(xiàn)2表4-31可得,則有:h=3.6f kJ/(m2h) (45) 8.2.7 計(jì)算冷卻水道的導(dǎo)熱總面積Am2 (46)為模具溫度與冷卻管道之間的平均溫度,模具溫度為100。 8.2.8 模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻水道的孔數(shù)nn= (47)式中:B模仁長度,為270mm,但冷卻水孔的長度達(dá)不到270mm,實(shí)際只有240mm8.2.9 冷卻水道的布置 圖14動(dòng)模仁冷卻水路示意圖 圖15定模仁冷卻水路示意圖9.導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)模、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。按作用分為模外定位和模內(nèi)定位。模外定位是通過定位圈與注射機(jī)相配合,是模具的澆口套能與注射機(jī)噴嘴精確定位;而模內(nèi)定位機(jī)構(gòu)則通過導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行合模定位。錐面定位則用于動(dòng)、定模之間的精密定位。本模具所成型的塑件比較簡單,模具定位精度要求不是很高,因此可采用木架本身所自帶的定位機(jī)構(gòu)。 9.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)模具導(dǎo)柱導(dǎo)向的導(dǎo)柱、導(dǎo)套結(jié)構(gòu),適用于精度要求高、生產(chǎn)批量大的模具。同時(shí)在設(shè)計(jì)導(dǎo)柱和導(dǎo)套時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn): (1) 導(dǎo)柱應(yīng)合理的均布在模具分型面的四周,導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離,以保證模具的強(qiáng)度。 (2) 導(dǎo)柱的長度應(yīng)比型芯端面高出68mm,以免型芯進(jìn)入凹模時(shí)與凹模相碰而損壞。 (3) 導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨度和強(qiáng)度,導(dǎo)柱常采用20#低碳鋼經(jīng)滲碳0.50.8 mm,淬火4855HRC,也可用T8A、T10A碳素工具鋼,經(jīng)淬火處理,硬度達(dá)到5055HRC。導(dǎo)套一般采用T10A或者經(jīng)過滲碳處理20鋼,熱處理5055HRC,公差采用6級(jí)。 (4) 為了使導(dǎo)柱能順利地入導(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(dòng)模一側(cè)可以保護(hù)型芯不受損傷,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)需要而決定裝配方式。 (6) 導(dǎo)柱配合部分采用H7/f7,固定配合部分采用H7/k6;導(dǎo)套固定配合采用H7/k6,配合長度為配合直徑的1.5-2倍。其余部分可擴(kuò)孔,減小摩擦或降低加工難度。 (7) 除了動(dòng)模、定模之間設(shè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套外,一般還在動(dòng)模座板與推反之間設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套,以保證推出機(jī)構(gòu)的下常運(yùn)動(dòng)。 (8) 導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具大小而決定,可參考標(biāo)準(zhǔn)模架數(shù)據(jù)選取。10.模具零件的選材10.1.1 模具材料選用原則用于注塑模具的鋼材,大致應(yīng)滿足如下要求:(1)機(jī)械加工性能優(yōu)良:易切削,適于深孔、深溝槽、窄縫等難加工部位的加工和三維復(fù)雜形面的雕刻加工;(2)拋旋旋旋光性能優(yōu)良:沒有氣孔等內(nèi)部缺陷,顯微組織均勻,具有一定的使用硬度(40HRC以上);(3)良好的表面腐蝕加工性:要求鋼材質(zhì)地細(xì)而均勻,適于花紋腐蝕加工;(4)耐磨損,有韌性:可以在熱交變負(fù)荷的作用下長期工作,耐摩擦;(5)熱處理性能好:具有良好的淬透性和很小的變形,易于滲氮等表面處理;(6)焊接性好:具有焊接性,焊后硬度不發(fā)生變化,且不開裂、變形等;(7)熱膨脹系數(shù)小,熱傳導(dǎo)效率高:防止變形,提高冷卻效果;(8)性能價(jià)格比合理,市場上容易買到,供貨期短。10.1.2 模具材料選用要求在選擇注射模具鋼材時(shí),要綜合考慮塑件的生產(chǎn)批量、尺寸精度、復(fù)雜程度、體積大小和外觀要求等因素。對(duì)于塑件生產(chǎn)批量大、尺寸精度要求高的場合,應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)模具鋼。對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜或體積比較大的塑件應(yīng)選用易切削鋼。外觀要求高的塑件可以選用鏡面鋼材。10.2 注塑模具常用材料10.2.1 塑料模具成型零件的選材1)定模:定模成型的是塑件外表面,因而應(yīng)根據(jù)塑件外表面的質(zhì)量要求,來選擇不同拋旋旋旋光性能的模具材料,選用45鋼,它具有高的淬透性、耐磨性,熱處理變形小,強(qiáng)度和韌性都比較好,適合于制造形狀復(fù)雜的各種模具型腔。2) 動(dòng)模凸凹模:型芯在成型過程中容易磨損,同時(shí),該動(dòng)模凸凹模形狀比較復(fù)雜,故要求所選材料的加工性能要好。所
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