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本科畢業(yè)設(shè)計 論文 題目 洗衣機排水管道某零件的注射模具設(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 5 月 I 洗衣機排水管道某零件的注射模具設(shè)計 摘要 本次設(shè)計詳細介紹了洗衣機排水管道某零件的注塑模具設(shè)計 主要包括塑 件材料的分析與設(shè)計方案的論證 注塑機的選擇 成型零件的設(shè)計 側(cè)向分型 與抽芯機構(gòu)的設(shè)計 導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 脫模機構(gòu)的設(shè)計 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 以 及 模 具 各 部 分 的 計 算 和 校 核 等 本次設(shè)計的方案為一模兩腔 塑件材料選 用了丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 ABS 澆口形式選用了側(cè)澆口 模具結(jié) 構(gòu)為直接分型 推桿推出機構(gòu) 同時運用了 PRO ENGINEER 軟件設(shè)計模具 三維圖 關(guān)鍵詞 注塑模具 塑料 模具設(shè)計 抽芯機構(gòu) II Design of the injection mould for a part of the washing machine drain pipe Abstract The detailed design of the injection mold design of a washing machine drainage pipe parts mainly includes the analysis and design of the plastic injection machine choice demonstration forming part design design side parting and core pulling mechanism design of steering mechanism demoulding mechanism design design of temperature control system the portion of the mold and the calculation and verification The design scheme for a mold two cavity acrylonitrile butadiene styrene copolymer with plastic material ABS gate form the side gate the die structure for the direct type push rod ejecting mechanism At the same time using the PRO ENGINEER software design of 3D graph Key Words Injection mould plastic mold design core pulling mechanism III 目 錄 1 緒論 1 1 1 題目背景 1 1 2 塑料模具的發(fā)展概況 1 1 3 塑料模具的發(fā)展前景和趨勢 2 2 塑件分析 3 2 1 塑件的結(jié)構(gòu)分析 3 2 1 1 塑件三維圖 3 2 1 2 塑件二維圖 3 2 1 3 精度分析 3 2 2 塑件的材料分析 4 2 2 1 塑件材料 4 2 2 2 材料的特性 4 2 2 3 ABS 的工藝特性 4 2 2 4 ABS 的成型工藝 4 2 3 塑料的成型工藝 5 2 4 注射成型的過程 5 2 4 1 成型前的準(zhǔn)備 5 2 4 2 注射成型過程 5 2 4 3 制品的后處理 5 3 方案論證 6 3 1 方案論證 6 3 2 采用方案 6 4 注射機的選擇 7 4 1 確定零件的體積 7 4 2 注射機的選擇及參數(shù) 7 4 2 1 注射機的類型 7 4 2 2 注射機的主要技術(shù)參數(shù) 8 4 3 注射機的校核 8 5 分型面的選擇 10 5 1 分型面選擇原則 10 5 2 分型面設(shè)計 10 6 澆注系統(tǒng)設(shè)計 11 IV 6 1 澆注系統(tǒng)作用及要求 11 6 2 澆注系統(tǒng)的布置 11 6 3 主流道設(shè)計 11 6 3 1 主流道設(shè)計要求 11 6 3 2 主流道計算 11 6 4 分流道設(shè)計 12 6 4 1 分流道設(shè)計要求 12 6 5 澆口設(shè)計 12 6 5 1 澆口類型 12 6 5 2 澆口的位置 13 6 5 3 澆口的選擇 13 6 6 冷料穴設(shè)計 13 6 7 澆口套和定位圈設(shè)計 14 6 7 1 澆口套的設(shè)計 14 6 7 2 定位圈的設(shè)計 14 7 成型零部件設(shè)計 15 7 1 成型零部件材料選擇 15 7 2 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計 15 7 2 1 型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計 15 7 2 2 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計 16 7 3 成型零件尺寸計算 16 7 3 1 影響制品尺寸精度的因素 16 7 3 2 成型零件工作尺寸計算 17 7 3 3 成型型腔壁厚計算 19 8 導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 20 8 1 導(dǎo)柱的設(shè)計要求 20 8 2 導(dǎo)柱的選擇 20 8 3 導(dǎo)套的設(shè)計和選擇 20 9 側(cè)向分型抽芯機構(gòu)設(shè)計 22 9 1 抽芯機構(gòu)的類型 22 9 2 抽芯距和抽芯力的計算 22 9 2 1 抽芯距 22 9 2 2 抽芯力 22 9 3 斜導(dǎo)柱和斜滑塊設(shè)計 23 V 9 3 1 斜導(dǎo)柱 23 9 3 2 斜滑塊 23 9 3 3 楔緊塊 24 10 脫模機構(gòu)設(shè)計 25 10 1 脫模裝置 25 10 2 脫模機構(gòu)設(shè)計原則 25 10 2 1 設(shè)計原則 25 10 2 2 脫模力的計算 25 10 3 頂桿頂出機構(gòu)的設(shè)計 26 10 3 1 頂桿頂出機構(gòu)的設(shè)計要求和特點 26 10 3 2 頂桿強度的計算 26 10 4 復(fù)位裝置 27 11 溫度調(diào)節(jié)和排氣系統(tǒng)設(shè)計 28 11 1 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 28 11 1 1 溫度調(diào)節(jié)對制品質(zhì)量的影響 28 11 1 2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則 28 11 1 3 冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 28 11 2 排氣系統(tǒng)設(shè)計 29 12 模具總體設(shè)計 31 12 1 模具工作過程 31 12 2 模具選用材料及熱處理 31 12 3 環(huán)保和經(jīng)濟技術(shù)分析 32 13 結(jié)論 33 參考文獻 34 致謝 35 畢業(yè)設(shè)計 論文 知識產(chǎn)權(quán)聲明 36 畢業(yè)設(shè)計 論文 獨創(chuàng)性聲明 37 1 緒論 1 1 緒論 1 1 題目背景 塑料模具的設(shè)計和制造水平反映了機械設(shè)計和加工的水平 模具的設(shè)計已 應(yīng)用了當(dāng)代先進的設(shè)計手段 各行各業(yè)對模具需求量的增大 增加了大量的模 具設(shè)計與制造的技術(shù)人才 本課題為中等以上難度的塑料模具設(shè)計 從模具的 結(jié)構(gòu)設(shè)計 各種參數(shù)的設(shè)計與計算 材料的選擇與處理 零件的加工工藝方案 的制訂 三維造型等均得到一定的鍛煉 1 2 塑料模具的發(fā)展概況 伴隨著改革開放所帶來的各式各樣的新技術(shù)和新思想 我國的制造業(yè)得到 了的很大程度上的發(fā)展 并且擁有很廣闊的發(fā)展前景 模具是制造業(yè)不可或缺 的一部分 它是目前大部分行業(yè)必需的 很多行業(yè)都離不開模具 它涉及到機 械設(shè)計制造 塑性加工 鍛造 金屬材料及其熱處理 高分子材料 金屬物理 粉末冶金 塑料 橡膠 玻璃等諸多學(xué)科 范疇和行業(yè) 1 利用成型的模具制 造出的產(chǎn)品所擁有的高生產(chǎn)率 高精度 高復(fù)雜性 高一致性和低消耗 這是 其他的加工制造方法無法比擬的 目前我國的模具生產(chǎn)廠家有 3 萬多家 從事 該行業(yè)的人數(shù)已達到 100 多萬人 2 我國的模具行業(yè)的發(fā)展具有以下這些特點 大型 精密 復(fù)雜 長壽命中高檔模具以及模具標(biāo)準(zhǔn)件的發(fā)展速度快于行業(yè)的 總體發(fā)展水平 塑料模和壓鑄模成比例增長 專業(yè)模具廠家數(shù)量及生產(chǎn)能力增 加較快 隨著經(jīng)濟體制改革的不斷深入 三資 及民營企業(yè)的發(fā)展很快 3 我國 的模具生產(chǎn)主要集中在長江三角洲和珠江三角洲等地區(qū) 雖然在模具總量上我 國位列前茅 但是設(shè)計和制造水平還是落后于歐美等發(fā)達國家 標(biāo)準(zhǔn)化程度也 低于國際水平 同時我國的模具行業(yè)還存在著整體利潤較低 進口多出口少的不利現(xiàn)狀 這說明我國的模具技術(shù)與國外技術(shù)還存在著不小的差距 仍然需要大力發(fā)展 與此同時 我國的模具發(fā)展也有著一些有利因素 國家對制造業(yè)的重視和大力 支持 我國高速發(fā)展的機械制造業(yè) 汽車制造業(yè) 家電及建筑業(yè)等給模具行業(yè) 帶來巨大的前景和市場 國際先進企業(yè)來華投資熱情增高帶來的機遇等 4 2 1 3 塑料模具的發(fā)展前景和趨勢 經(jīng)過近些年的發(fā)展 塑料模具取得了很大的進步和成果 同時也表現(xiàn)出了 今后的發(fā)展趨勢的方向 1 模具的精度越來越高 在 10 年前 精密模具的精度一般為 5 m 而現(xiàn) 在已經(jīng)達到 2 3 m 1 m 精度的模具也將要出現(xiàn) 2 模具越來越趨近大型化 3 模具的技術(shù)含量越來越高 4 塑料模具的比例將會進一步增高 5 新型多功能復(fù)合模具會得到進一步的發(fā)展 并且得到更加廣泛的應(yīng)用 6 標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用會更加的廣泛 因為模具標(biāo)準(zhǔn)化以及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用 將可以減小模具制造周期 同時還能提高模具的整體質(zhì)量和降低模具制造成本 7 隨著車輛和電機等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展 壓鑄模的比例將不斷提高 同 時對壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度也將提出越來越高的要求 8 熱流道模具在塑料模具中的比重也將逐漸提高 9 隨著塑料成型工藝的不斷改進與發(fā)展 氣輔模具及適應(yīng)高壓注塑成型 等工藝的模具也將隨之發(fā)展 10 節(jié)約資源 重復(fù)使用 利于環(huán)保 可持續(xù)發(fā)展 7 2 塑件分析 3 2 塑件分析 2 1 塑件的結(jié)構(gòu)分析 2 1 1 塑件三維圖 塑件的三維圖如下圖 2 1 所示 本設(shè)計塑件比較復(fù)雜 首先塑件上有與開 模 方向垂直的側(cè)孔 需要設(shè)計側(cè)向抽芯機構(gòu) 同時由于塑件存在較深的型腔 所 以開模時可以保證塑件留在動模上 圖 2 1 塑件三維圖 2 1 2 塑件二維圖 如下圖 2 2 可以看出該塑件有部分型腔 同時側(cè)壁上有側(cè)孔 需要側(cè)向抽芯 圖 2 2 塑件二維圖 2 1 3 精度分析 本塑件材料為 ABS 根據(jù) GB T 14486 2008 選取本塑件公差等級為 MT4 表面粗糙度取 Ra0 4 脫模斜度為 40 1 30 4 2 2 塑件的材料分析 2 2 1 塑件材料 根據(jù)該塑件的用途是洗衣機內(nèi)部某零件 由于 ABS 為非結(jié)晶型塑料 綜合 性能好 廣泛地用于制造汽車 飛機 家電等的零件 1 所以本塑件材料選擇 ABS 2 2 2 材料的特性 ABS 性能指標(biāo) 8 如下表所示 表 2 1 ABS 性能指標(biāo) 名稱 單位 數(shù)值 密度 g cm3 1 04 1 06 熔 點 130 160 熱變形溫度 45N cm 65 98 彎曲強度 Mpa 80 拉伸強度 MPa 35 49 拉伸彈性模量 GPa 1 8 硬度 HR R62 86 收縮率 0 4 0 8 缺口沖擊強度 kJ m2 11 20 彎曲彈性模量 Gpa 1 4 壓縮強度 HR R62 86 體積電阻系數(shù) cm 1013 擊穿電壓 Kv mm 1 15 介電常數(shù) 60Hz 3 7 2 2 3 ABS 的工藝特性 1 ABS 屬于無定形聚合物 無明顯熔點 成型過程中熱穩(wěn)定性較好 成 型溫度可選擇的范圍也較大 2 粘度適中 3 流動性對注射壓力的變化比對溫度的變化稍敏感 4 在成型加工前 大都要作干燥處理 2 2 4 ABS 的成型工藝 5 1 注射溫度在 160 220 攝氏度之間 2 對于薄壁 長流程 小澆口制品注射壓力可達 130 150MPa 對厚壁 大澆口制品只需 70 100MPa 3 為了獲得內(nèi)應(yīng)力較小的制品 保壓壓力不宜過高 以 60 70MPa 為宜 4 模具溫度在 60 攝氏度左右 5 注射速度以中 低速為宜 2 3 塑料的成型工藝 塑料的成型方法有很多種 如注射成型 壓縮成型 壓注成型 擠出成型 吹塑成型等 本塑件采用注射成型 注射成型又稱注塑成型 該方法采用注射成型機將粒狀的塑料連續(xù)輸入道 注射成型機料筒中并逐漸熔融 使其呈黏性流動狀態(tài) 由料筒中的螺桿或柱塞 推至料筒底部 通過料筒頂端的的噴嘴將熔體注入到閉合的模具型腔中 熔體 充滿后經(jīng)過保壓和冷卻 使制品固化定型 然后開啟模具取出制品 注射成型 主要用于熱塑性塑料 現(xiàn)在也可用于熱固性塑料 注射成型的生產(chǎn)是周期性的 根據(jù)產(chǎn)品的批量 結(jié)構(gòu) 尺寸與精度 可采用一模一腔 也可采用一模多腔 2 4 注射成型的過程 2 4 1 成型前的準(zhǔn)備 1 原料的預(yù)處理 2 料筒的清洗 3 ABS 在成型前需要干燥處理 2 4 2 注射成型過程 包括加料 塑化 加壓 注射 保壓 冷卻定型和脫模等步驟 2 4 3 制品的后處理 塑料制品脫模后 通常需要進行適當(dāng)?shù)暮筇幚韥砀纳浦破返男阅芎吞岣咧?品的尺寸穩(wěn)定性 制品的后處理主要指退火和調(diào)濕處理 同時需要除去澆口凝 料 修飾澆口處余料及飛邊毛刺 退火處理的方法是使制品在定溫的加熱液體或熱空氣循環(huán)烘箱中靜置一段 時間 一般退火溫度應(yīng)控制在高于制品使用溫度 10 20 攝氏度或者低于塑料熱 變形溫度 10 20 攝氏度為宜 調(diào)濕處理就是使制品在一定的濕度環(huán)境下預(yù)先吸收一定的水分 使制品尺 寸穩(wěn)定下來 以避免在使用過程中再發(fā)生更大的變化 3 方案論證 6 3 方案論證 3 1 方案論證 方案一 采用一模兩腔結(jié)構(gòu) 對稱放置 選用側(cè)澆口 其澆口設(shè)置在動模板 上 用推桿實現(xiàn)脫模 且效率高 側(cè)向抽芯采用斜銷抽芯機構(gòu) 分型面選擇塑 件最大輪廓處 方案二 采用一模一腔結(jié)構(gòu) 澆口采用側(cè)澆口 經(jīng)過研究和論證 由于方案二效率較低 澆注系統(tǒng)不能平衡布置 方案一合 理 所以本設(shè)計采用方案一的設(shè)計 3 2 采用方案 本設(shè)計模具采用上下開模的方式 采用一模兩腔的結(jié)構(gòu) 對稱放置 一次 成型 澆口采用側(cè)澆口 同時澆注 由于該塑件上具有與開模方向不一致的孔 所以要設(shè)計側(cè)向抽芯機構(gòu) 在開模的同時進行側(cè)向抽芯 同時也需要脫模機構(gòu) 在開模后利用頂桿將塑件頂出 在定模和動模之間要有導(dǎo)桿 保證動模定模能 夠正確的開合 采用 Z 型拉料桿將澆道中的凝料拉出 采用復(fù)位桿在開模頂出 塑件后使推板復(fù)位 4 注射機的選擇 7 4 注射機的選擇 4 1 確定零件的體積 1 零件的體積 由 Pro e 軟件計算出塑件體積 5 75 cm 零V 2 損失的體積 考慮澆口及流道損失 選取澆口及流道損失 0 6 5 75 3 45cm 取 4 cm 1V1V 3 塑件的總體積 由于采用一模兩腔 2 5 75 4 15 5cm 在加工過 程中考慮到塑料的利用率 取利用系數(shù) K 0 8 故注射成型機最大注射量 V0 應(yīng) 大于或等于 K 即 V0 K 15 5 0 8 19 375cm 4 2 注射機的選擇及參數(shù) 4 2 1 注射機的類型 按注射機的注射方向和模具的開合方向 可分為三類 1 臥式注射機 這種注射機成型物料的注射方向與合模機構(gòu)開合方向均沿水平方向 其特 點是重心低 穩(wěn)定 加熱 操作及維修均很方便 塑件推出后可自行脫落 便 于實現(xiàn)自動化生產(chǎn) 其缺點是模具安裝較麻煩 嵌件放入模具有傾斜和脫落的 可能 機床占地面積較大 目前 大 中型注射機一般采用這種形式 2 立式注射機 成型物料的注射方向與合模機構(gòu)開合方向均垂直于地面 其主要有點是占 地面積小 安裝和拆卸模具方便 安裝嵌件較容易 缺點是重心高 不穩(wěn)定 加料較困難 推出的塑件要人工取出 不易實現(xiàn)自動化生產(chǎn) 這種機型一般為 小型的 最大注射量在 60g 以下 3 角式注射機 成型物料的注射方向與合模機構(gòu)開合方向相互垂直 又成為直角式注射機 目前國內(nèi)使用最多的角式注射機采用沿水平方向開合模 沿垂直方向注射 其 主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單 便于自制 主要缺點是不能準(zhǔn)確可靠地控制注射壓力 保壓壓力和鎖模力 模具受沖擊和震動較大 按注射裝置分類 可分為三類 1 螺桿式 以同一螺桿來實現(xiàn)成型物料的塑化和注射 它能使成型物料的混煉塑化均 勻 無材料滯留 結(jié)構(gòu)簡單 但壓力損失較大 是當(dāng)前使用較廣泛的機型 8 2 柱塞式 以加熱料筒 分流梳和柱塞來實現(xiàn)成型物料的塑化和注射 它構(gòu)造簡單 適合于小型塑件的成型 但材料滯留嚴重 壓力損失大 綜上所述 根據(jù)注射量 注射壓力 鎖模力初選注射機為立式螺桿注射機 型號為 XS ZS 22 4 2 2 注射機的主要技術(shù)參數(shù)如表 4 1 所示 表 4 1 注射機的主要技術(shù)參數(shù) 工程注射量 cm3 30 螺桿直徑 mm 25 注射壓力 Mpa 117 鎖模力 kN 250 最大成型面積 90 模板最大行程 160 模具最大厚度 180 模具最小厚度 60 模板尺寸 a b 250 280 拉桿空間 a 或 a b 235 定位圈尺寸 115 頂出形式 兩側(cè)頂出中心距 70 生產(chǎn)廠家 上海塑機廠 噴嘴圓弧半徑 12 噴嘴孔徑 4 4 3 注射機的校核 4 3 1 最大注塑量效核 材料的利用率為 19 375 30 0 65 符合注塑機利用率在 0 3 0 8 的要求 4 3 2 注射壓力的效核 所選注塑機的注塑壓力需大于成型塑件所需的注射壓力 ABS 塑件的注塑 壓力一般要求為 50 100MPa 所以該注塑機的注塑壓力符合條件 4 3 3 鎖模力效核 9 選用注射機的鎖模力必須大于型腔壓力產(chǎn)生的開模力 不然模具分型面要 分開而會產(chǎn)生溢料 注射時產(chǎn)生的型腔壓力對柱塞式注射機因注射壓力損失較 大 所以型腔壓力約為注射壓力的 70 40 而有預(yù)塑裝置的注射機及螺桿 式注射機壓力損失較小 所以型腔壓力較大 另外對不同流動性的塑料 噴嘴 和模具結(jié)構(gòu)形式 其壓力損失也不一樣 一般熔料經(jīng)噴嘴時其注射壓力達 60 80 經(jīng)澆注系統(tǒng)入型腔時則型腔壓力一般約為 25 50 鎖模力和成形面積的關(guān)系有下式確定 P 鎖 P 腔 A 1000 式中 鎖模力 kN 鎖 型腔壓力 一般取 40 50kN mm 2 腔 A 澆道 進料口和塑件的投影面積 cm 取 45kN mm2腔 所以注塑機的鎖模力符合要求 4 3 4 模具厚度校核 初定模具厚度為 176mm 在該注塑機要求的厚度范圍 60 180mm 之內(nèi) 4 3 5 模具安裝尺寸校核 模具安裝固定有兩種 螺釘固定 壓板固定 采用螺釘直接固定時 大型 模具多采用此法 模具動定模板上的螺孔及其間距 必須和注塑機模板臺面上 對應(yīng)的螺孔一致 采用壓板固定時 中 小型模具多用此法 只要在模具的固 定板附近有螺孔就可以 有較大的靈活性 該模具采用壓板固定 4 3 6 開模行程的效核 開模取出塑件所需的開模距離必須小于注塑機的最大開模行程 其開模行 程按下式效核 式中 S 為注塑機的最大行程 mm H1 為塑件的脫模距離 mm 取 H1 25mm H2 為包括流道在內(nèi)的塑件高度 mm 取 H2 70mm 由公式 3 2 得 S 25 70 5 10 100mm 所以上式成立 即該注塑機的開模行程符合要求 綜上所述 由以上對各參數(shù)的校核可知該注塑機符合要求 10 5 21 S 4 1 NPk25097 105 3410 腔 5 分型面的選擇 10 5 分型面的選擇 5 1 分型面選擇原則 模具上用以取出制品及澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面稱為分型面 在 由 于 分 型 面 受 到 塑 件 在 模 具 中 的 成 型 位 置 澆 注 系 統(tǒng) 設(shè) 計 塑 件 工 藝 性 精 度 推 出 方 法 模 具 制 造 排 氣 等 因 素 的 影 響 因 此 在 選 擇 分 型 面 時 應(yīng) 綜 合 分 析 比 較 分 型 面 一 般 垂 直 于 開 模 方 向 因 此 分 型 面 的 選 擇 有 以 下 原 則 1 分型面必須開設(shè)在制品截面輪廓最大的部位才能使制品順利地脫模 2 因為分型面不可避免的要在制品上留下痕跡 所以分型面最好不要選 在制品光滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處 3 在注射成型時因推出機構(gòu)一般設(shè)置在動模一側(cè) 故分型面應(yīng)盡量選在 能使制品留在動模內(nèi)的地方 4 對于同軸度要求高的制品 如雙聯(lián)齒輪 等 在選擇分型面時 最好 把要求同軸度的部分放在分型面同一側(cè) 5 一般側(cè)向分型抽芯機構(gòu)的側(cè)向抽拔距離都較小 故選擇分型面時應(yīng)將 抽芯或分型距離較長的一邊放在動 定模的方向上 而將短的一邊作為側(cè)向分 型的抽芯 6 因側(cè)向合模鎖模力較小 故歸于投影面積較大的大型制品 應(yīng)將投影 面積大的分型面放在動 定模主平面上 而將投影面積較小的分型面作為側(cè)向 分型面 7 當(dāng)分型面作為排氣面時 應(yīng)將分型面設(shè)計在料流的末端 以利于排氣 8 不能有分型面與開模方向平行 應(yīng)當(dāng)盡量使分型面與開模方向垂直或 有較大角度 這樣才能保證在導(dǎo)向間隙下動模與定模正確接觸形成封閉型腔 9 分型面應(yīng)避免使模具上產(chǎn)生尖角等強度薄弱的部位 5 2 分型面設(shè)計 根據(jù)分型面選擇原則及本塑件特點 選擇分型面如圖 5 1 所示 圖 5 1 分型面 6 澆注系統(tǒng)設(shè)計 11 6 澆注系統(tǒng)設(shè)計 6 1 澆注系統(tǒng)作用及要求 澆 注 系 統(tǒng) 是 塑 料 熔 體 自 注 射 機 的 噴 嘴 射 出 后 到 進 入 模 具 型 腔 以 前 所 流 動 的 一 段 路 徑 的 總 稱 主 要 應(yīng) 包 括 主 流 道 分 流 道 進 料 口 冷 料 穴 等 幾 部 分 是注射模設(shè)計中的重要組成部分 澆注系統(tǒng)的作用是使熔融塑料平穩(wěn) 有序地填充到型腔中去 且把壓力充 分地傳遞到型腔的各個部位 以獲得組織致密 外形清晰 美觀的塑件 對澆 注系統(tǒng)設(shè)計的具體要求是 對模腔的填充迅速有序 可同時充滿各個型腔 對 熱量和壓力損失較小 盡可能消耗較少的塑料 能夠使型腔順利排氣 澆注道 凝料容易與塑料分離或切除 不會使冷料進入型腔 澆口痕跡對塑料外觀影響 很小 6 2 澆注系統(tǒng)的的布置 在多模腔中 分流道的布置有平衡式和非平衡式兩種類型 一般以平衡式 為宜 澆注系統(tǒng)無論是平衡或非平衡布置 型腔均應(yīng)與模板中心對稱 使型腔 和流道的投影中心與注射機鎖模力中心重合 避免注射時產(chǎn)生附加的傾側(cè)力矩 本設(shè)計采用一模兩腔 兩腔呈中心對稱 6 3 主流道設(shè)計 6 3 1 主流道設(shè)計要求 1 主 流 道 為 直 接 與 注 射 機 的 噴 嘴 連 接 的 部 分 一 般 為 圓 錐 形 錐角一般 為 流動性差的可取 內(nèi)壁表面粗糙度 以便于 6 2 6 4umRa8 0 澆注系統(tǒng)的凝料順利的拔出 2 主流道與注射機的噴嘴接觸處應(yīng)做成半球形的凹坑 凹坑深度取 凹坑球半徑比噴嘴球頭半徑大 1 2mm 主流道小端直徑應(yīng)比噴嘴孔m83 直徑約大 0 5 1mm 常取 3 6mm 視制品大小及補料要求決定 3 為減少塑料熔體充模時的壓力損失和塑料損耗 應(yīng)盡量縮短主流道的 長度 一般主流道的控制在 60mm 以內(nèi) 為減少料流轉(zhuǎn)向時的阻力 主流道的 出口應(yīng)做成圓角 圓角半徑 r 主流道的出口端面應(yīng)與定模分型面齊m3 5 0 平 以免出現(xiàn)溢料 6 澆注系統(tǒng)設(shè)計 11 6 3 2 主流道的計算 12 主流道經(jīng)驗公式為 式中 主流道大頭直徑 mm D 流經(jīng)主流道的熔體體積 包括各個型腔 各級分流道 主流V 道以及冷料穴的容積 mm 因熔體材料而異的常數(shù)K 由上可得 D 10mm 6 4 分流道設(shè)計 6 4 1 分流道設(shè)計要求 分流道是指主流道與澆口之間的通道 分 流 道 的 設(shè) 計 原 則 是 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 同 時 要 滿足熔融料流壓力損失小 容積最小 常 見 的 分 流 道 截 面 形 狀 有 圓 形 半 圓 形 U 形 梯 形 矩 形 等 為減小 分流道內(nèi)的壓力損失 希望分流道截面面積要大 為減少傳熱損失 又希望分 流道表面積要小 流道長度宜短 因為長的流道不但會造成壓力損失 不利于 生產(chǎn) 同時也浪費材料 但過短 產(chǎn)品的殘余應(yīng)力增大 并且容易產(chǎn)生飛邊 流道的截面積越大 壓力的損失越小 流道的表面積越小 熱量的損失越小 因此用流道的截面積與周長的比值來表示澆道的效率 效率越高 澆道的設(shè)計 越合理 對于壁厚小于 3mm 重量在 200g 以下的塑料制品 可用下述經(jīng)驗公式確 定分流道的直徑 該式所計算的分流道直徑僅限于在 3 2 9 5mm 以內(nèi) 式中 D 分流道的直徑 mm W 塑件的質(zhì)量 本零件為 6g L 分流道的長度 約為 90mm 由上可得 D 3mm 綜上所述決定本模具的分流道設(shè)在動模型板上 采用半圓形流道 6 5 澆口設(shè)計 6 5 1 澆口的類型 澆口的類型有直接澆口 側(cè)澆口 扇形澆口 膜狀澆口 點澆口 潛伏澆 6 1 KV 4 41256 0LW 6 2 12 口 13 護耳澆口等 6 5 2 澆口的位置 澆口開設(shè)的位置對制品的質(zhì)量影響很大 在確定澆口位置時應(yīng)注意以下幾 點 1 澆口應(yīng)設(shè)置在能使行腔各個角落同時充滿的位置 2 澆口應(yīng)設(shè)置在制品壁厚較厚的部位 使熔體從厚界面流入薄截面 以 利于補料 3 澆口的位置應(yīng)選擇在有利于排除型腔中氣體的部位 4 澆口的位置應(yīng)選擇在能避免制品表面產(chǎn)生熔合紋的部位 5 對于帶有細長型芯的模具 澆口位置不當(dāng)會使型芯受到熔體的沖擊而 產(chǎn)生變形 6 澆口的設(shè)置應(yīng)避免產(chǎn)生噴射的現(xiàn)象 7 澆口應(yīng)設(shè)置在不影響制品外觀的部位 8 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 一般 制品 澆口附近的殘余應(yīng)力較大而強度較差 6 5 3 澆口的選擇 考慮本塑件的形狀及材料表面的切料點 本設(shè)計澆口采用側(cè)澆口 優(yōu)點是 澆口形狀簡單且尺寸容易準(zhǔn)確控制 缺點是產(chǎn)品表面有澆口瑕疵 須切斷澆道 6 6 冷料穴設(shè)計 冷 料 穴 是 為 了 防 止 冷 料 穴 進 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 料穴在開模時能起 到將主流道的冷凝料拉出的作用 冷料穴的直徑比應(yīng)比主流道的大端直徑稍微 大一些 冷料穴的常用結(jié)構(gòu)有以下兩種 1 帶 Z 形頭拉料桿的冷料穴 2 帶球形頭拉料桿的冷料穴 本 設(shè) 計 采 用 帶 Z 形 頭 拉 料 桿 的 冷 料 穴 冷 料 穴 冷 料 穴 開 設(shè) 在 主 流 道 的 末 端 拉 料 桿 二 維 圖 如 下 圖 所 示 圖 6 1 拉料桿 13 14 6 7 澆口套和定位圈設(shè)計 6 7 1 澆口套的設(shè)計 襯套一般選用碳素工具鋼 如 T8A T10A 等 熱處理要求 HRC57 3 主流道襯套與定模板的配合可采用 9 6 7mH或 本設(shè)計的澆口套二維圖如下圖所示 圖 6 2 澆口套二維圖 6 7 2 定位圈的設(shè)計 定 位 圈 是 使 澆 口 套 和 注 射 機 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 3 毫 米 以 便 裝 模 定 位 圈 一 般 采 用 45 號 鋼 或 Q275 鋼 本設(shè)計的定位圈二維圖如下圖所示 圖 6 3 定位圈二維圖 7 成型零部件設(shè)計 15 7 成型零部件設(shè)計 成 型 零 件 是 指 注射模具閉合時構(gòu) 成 模 具 型 腔 的 零 件 通 常 包 括 了 凸 模 凹 模 成 型 桿 成 型 塊 等 設(shè) 計 時 應(yīng) 首 先 根 據(jù) 塑 料 的 性 能 制 件 的 使 用 要 求 確 定 型 腔 的 總 體 結(jié) 構(gòu) 進 料 口 分 型 面 排 氣 部 位 脫 模 方 式 等 然 后 根 據(jù) 制 件 尺 寸 計 算 成 型 零 件 的 工 作 尺 寸 從 機 加 工 工 藝 角 度 決 定 型 腔 各 零 件 的 結(jié) 構(gòu) 和 其 他 細 節(jié) 尺 寸 以 及 機 加 工 工 藝 要 求 等 在 工 作 中 成 型 零 件 承 受 高 溫 高 壓 塑 件 熔 體 的 沖 擊 和 磨 擦 在 冷 卻 固 化 中 形 成 了 塑 件 的 形 體 尺 寸 和 表 面 在 開 模 和 脫 模 時 需 要 克 服 塑 件 的 粘 著 力 成 型 零 件 在 充 模 保 壓 階 段 承 受 很 高 的 型 腔 壓 力 它 的 強 度 和 剛 度 必 須 在 許 可 范 圍 內(nèi) 成 型 零 件 的 結(jié) 構(gòu) 材 料 和 熱 處 理 的 選 擇 及 加 工 工 藝 性 是 影 響 模 具 工 作 壽 命 的 主 要 因 素 7 1 成 型 零 件 的 材 料 選 擇 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 行 熱 處 理 使 其 具 有 HRC40 以 上 的 硬 度 根 據(jù) 塑 件 表 面 質(zhì) 量 要 求 查 塑 料 注 射 成 型 工 藝 及 模 具 設(shè) 計 附 錄 B 模 具 零 件 常 用 材 料 及 熱 處 理 本 設(shè) 計 成 型 零 件 材 料 選 用 T8A 淬 火 加 低 溫 回 火 硬 度 55HRC 以 上 7 2 成 型 零 件 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 7 2 1 凹 模 型 腔 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 凹 模 又 稱 型 腔 用 以 形 成 制 品 的 外 表 面 凹 模 的 類 型 分 為 以 下 幾 種 1 整 體 式 凹 模 整 體 式 凹 模 由 整 塊 材 料 加 工 制 成 特 點 是 牢 固 不 會 使 制 品 產(chǎn) 生 拼 接 縫 痕 跡 常 用 語 中 小 型 簡 單 模 具 但 由 于 整 體 式 凹 模 加 工 困 難 熱 處 理 不 方 便 因 此 不 適 宜 用 作 復(fù) 雜 形 狀 制 品 的 模 具 2 整 體 嵌 入 式 凹 模 在 多 型 腔 的 模 具 中 每 個 型 腔 的 凹 模 常 被 單 獨 加 工 為 相 見 其 外 形 多 采 用 帶 臺 階 的 圓 柱 體 或 矩 形 鑲 件 從 下 部 嵌 入 到 凹 模 固 定 板 中 整 體 嵌 入 式 凹 模 加 工 和 安 裝 容 易 熱 處 理 變 形 小 便 于 凹 模 損 壞 時 的 更 16 換 和 維 修 成 型 后 的 塑 件 如 有 毛 刺 扥 缺 陷 時 有 利 于 脫 模 和 后 處 理 3 局 部 鑲 嵌 式 凹 模 為 了 方 便 加 工 或 者 因 為 凹 模 的 某 一 部 分 容 易 損 壞 常 采 用 局 部 鑲 嵌 式 凹 模 凹 模 鑲 嵌 的 配 合 表 面 要 磨 平 拋 光 以 減 少 塑 件 成 型 時 的 表 面 毛 刺 保 證 塑 件 表 面 質(zhì) 量 4 大 面 積 鑲 嵌 式 凹 模 對 于 形 狀 復(fù) 雜 的 凹 模 最 常 用 的 方 法 是 將 凹 模 做 成 通 孔 式 的 再 鑲 以 底 板 或 者 將 凹 模 壁 做 成 鑲 嵌 塊 采 用 大 面 積 鑲 嵌 式 結(jié) 構(gòu) 時 應(yīng) 仔 細 將 各 個 結(jié) 合 面 磨 平 拋 光 這 種 結(jié) 構(gòu) 的 特 點 是 便 于 加 工 和 熱 處 理 但 增 加 了 工 時 5 四 壁 拼 合 式 凹 模 對 于 大 型 和 復(fù) 雜 的 凹 模 可 將 四 壁 和 底 板 分 別 加 工 經(jīng) 研 磨 后 壓 入 模 套 中 側(cè) 壁 之 間 采 用 扣 鎖 連 接 以 保 證 連 接 的 準(zhǔn) 確 性 這 種 結(jié) 構(gòu) 牢 固 受 力 大 因 此 常 被 采 用 本 設(shè) 計 的 模 具 有 多 個 行 腔 選 擇 整 體 嵌 入 式 凹 模 7 2 2 型 芯 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 型 芯 用 來 形 成 制 品 的 內(nèi) 表 面 由 于 型 芯 結(jié) 構(gòu) 與 凹 模 結(jié) 構(gòu) 類 似 所 以 本 設(shè) 計 采 用 整 體 嵌 入 式 型 芯 從 上 部 嵌 入 到 型 芯 固 定 板 中 7 3 成 型 零 件 的 尺 寸 計 算 成型零件的工作尺寸主要有型腔和型芯的徑向尺寸 包括矩形和異形的長 度和寬度尺寸 型腔的深度和型芯的高度尺寸 型腔 型芯 與型腔 型芯 的位置尺寸等 在模具設(shè)計中 應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸 精度來確定模具成型零件 的工作尺寸和精度 同時需要考慮材料的成型收縮率等因素的影響 7 3 1 影 響 制 品 尺 寸 精 度 的 因 素 1 模具成型部件的制造誤差 模具成型零件的制造誤差越小 塑件的尺寸精度越高 但是模具零件的加 工困難 制造成本和加工周期也會加大加長 實踐證明 如果模具成型零件的 制造誤差在 IT7 IT8 級之間 成型零件的制造公差占塑件尺寸公差的 1 3 2 模 具 成 型 零 件 的 表 面 磨 損 對于中小塑件 模具的成型零件最大磨損可取塑件公差的 1 6 而大型塑件 模具的成型零件最大磨損應(yīng)取塑件公差的 1 6 以下 3 由 塑 料 收 縮 率 引 起 的 塑 料 制 品 的 尺 寸 誤 差 17 3 Z 3 Z 一般情況 由成型收縮率波動而引起的塑件尺寸誤差要求控制在塑件尺寸公差的 1 3 以內(nèi) 4 模 具 活 動 成 型 部 件 的 配 合 間 隙 變 化 引 起 的 誤 差 5 模 具 成 型 部 件 的 安 裝 誤 差 7 3 2 成 型 零 件 工 作 尺 寸 的 計 算 塑件材料的的平均收縮率 S 計算公式 9 公式中 塑料的最大收縮率 1S 塑料的最小收縮率 2 1 型腔徑向尺寸的計算公式公式中 塑件的最大尺寸 SL 塑件的平均收縮率 塑件的公差 型腔的上偏差 Z 2 型腔深度尺寸的計算公式 公式中 塑件的最大高度 SH 塑件的平均收縮率 塑件的公差 型腔的上偏Z 差 型腔的徑向尺寸如下表 7 1 所示 表 7 1 型腔的徑向尺寸 mm 塑件基本尺 塑件的公差 成型零件的上 型腔的工作尺 寸 L 偏差 Z 寸 ML 19 0 32 0 107 107 859 28 0 36 0 12 2 78 0 64 0 213 13 0 45 0 48 0 16 6 47 27 0 36 0 12 12 058 21 7 1 ZSM 043 7 2 ZSM 032 7 3 18 3 Z 3 Z 2 0 16 0 053 053 91 10 5 0 24 0 08 8 5 0 18 0 06 6 04 1 0 16 0 053 53 型腔深度尺寸如下表 7 2 所示 表 7 2 型腔深度尺寸 其中 通過所計算的型腔公差與國家標(biāo)準(zhǔn)公差等級比較 型腔按 IT10 級制造 3 型芯徑向尺寸的計算 其中 塑件的最大尺寸 SL 塑件的平均收縮率 塑件的公差 型腔的上偏差 Z 4 型芯高度尺寸的計算 其中 塑件的最大高度 SH 塑件的平均收縮率 塑件的公差 型腔的上偏差 Z 型芯的工作尺寸如下表 7 3 所示 塑件基本尺 塑件的公差 成型零件的上偏 型腔深度尺寸 寸 L 差 Z MH 5 0 18 0 06 06 15 7 0 20 0 067 7 2 8 0 20 0 067 06 38 mm 5 0283 2 1 S表 5 2 043ZSLM 7 4 7 5 02ZSHM 19 表 7 3 型芯高度尺寸 mm 表 7 4 型芯的徑向尺寸 mm 塑件基本尺寸 L 塑件的公差 成型零件的下偏差 Z 型腔的工作尺寸 ML 1 0 16 0 053 053 17 2 5 0 16 0 053 82 3 0 16 0 053 0 5 0 18 0 06 64 6 0 18 0 06 5 6 5 0 20 0 067 071 1 5 0 16 0 053 53 22 0 32 0 107 1042 26 0 36 0 12 2 其中 通過所計算的型腔公差與國家標(biāo)準(zhǔn)公差等級比較 型芯按 IT10 級制造 7 3 3 成型型腔壁厚的計算 本設(shè)計的凹模與底板不是一體的 因此按以下公式計算 式中 P 型腔壓力 一般取 240 450 公斤 厘米 L 型腔長邊的邊長 厘米 a 受壓力部分的高度 厘米 E 彈性模數(shù) 鋼為 2 1 106 公斤 厘米 h 型腔高度 厘米 允許變形量 厘米 綜上所述 壁厚滿足設(shè)計要求 塑件基本尺寸 L 塑件的公差 成型零件的下偏差 Z 型腔的高度 MH 9 0 20 0 067 067 39 13 5 0 24 0 08 841 16 0 28 0 093 093 22 0 32 0 107 172 25 0 36 0 12 65 5 0283 21 S 324mEbPaLh 7 6 8 導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 20 8 導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 為了保證注射模準(zhǔn)確開模和合模 在注射模中必須設(shè)有導(dǎo)向機構(gòu) 導(dǎo)向機 構(gòu)主要起定位 導(dǎo)向以及承受一定側(cè)壓力的作用 導(dǎo)向機構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和 錐面定位兩種形式 注射模一般采用四個導(dǎo)柱和導(dǎo)套 導(dǎo)柱通常設(shè)置在主型芯 的四周 起到保護型芯的作用 本設(shè)計采用導(dǎo)柱導(dǎo)向 8 1 導(dǎo) 柱 的 設(shè) 計 要 求 在 進 行 導(dǎo) 柱 設(shè) 計 時 要 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 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 使導(dǎo)柱能順利進入導(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 4 配合精度 導(dǎo)柱與導(dǎo)向孔通常采用間隙配合 H7 f6 或 H8 f8 導(dǎo)柱固定 部分采用過渡配合 H7 m6 或 H7 k6 配合部分表面粗糙度為 Ra 0 8 m 5 直徑 導(dǎo)柱尺寸按模具模板外形尺寸而定 模具尺寸越大 導(dǎo)柱間中 心距應(yīng)越大 所選導(dǎo)柱直徑也越大 所選導(dǎo)套直徑也越大 8 2 導(dǎo) 柱 的 選 擇 本 設(shè) 計 根據(jù) GB4169 4 84 選用直徑為 12mm 長度為 55mm 的導(dǎo)柱 其示 圖如下圖 圖 8 1 導(dǎo) 柱 二 維 圖 8 3 導(dǎo) 套 的 設(shè) 計 和 選 擇 導(dǎo) 套 與 導(dǎo) 柱 均 采 用 T8 制 造 且 導(dǎo) 套 硬 度 應(yīng) 低 于 導(dǎo) 柱 硬 度 以 減 輕 磨 損 防 止 導(dǎo) 柱 或 導(dǎo) 套 拉 毛 導(dǎo) 套 固 定 部 分 合 導(dǎo) 滑 部 分 的 表 面 粗 糙 度 選 取 0 8aRm 21 本 設(shè) 計 根據(jù) GB4169 3 84 選用直徑為 18mm 的導(dǎo)套 其示意圖如下圖 圖 8 2 導(dǎo)套二維圖 9 側(cè)向分型抽芯機構(gòu)設(shè)計 22 9 側(cè)向分型抽芯機構(gòu)設(shè)計 9 1 抽 芯 機 構(gòu) 的 類 型 當(dāng) 塑 件 側(cè) 壁 上 帶 有 的 與 開 模 方 向 不 同 的 內(nèi) 外 側(cè) 孔 或 側(cè) 凹 等 阻 礙 塑 件 成 型 后 直 接 脫 模 時 模具上該成型處的零件就必須制成可側(cè)向移動的零件 稱為活動 型芯 側(cè) 向 分 型 的 抽 芯 機 構(gòu) 按 動 力 可 分 為 手 動 液 壓 氣 動 機 動 和 三 大 類 型 1 手動抽芯 在推出制品前或脫模后用手工方法將活動型芯取出的方法 稱為手動抽芯 手動抽芯的結(jié)構(gòu)簡單 但勞動強度大 生產(chǎn)效率低 僅適用于 小型制品的小批量生產(chǎn) 2 液壓或氣動抽芯 側(cè)向分型的型芯可以依靠液壓傳動貨氣壓傳動的機 構(gòu)抽出 特點是抽拔距離長 抽拔力大 動作靈活 不受開模過程限制 常在 大型注塑模中使用 3 機動抽芯 機動抽芯是利用注射機的開模力 通過機構(gòu)改變運動方向 將側(cè)向的活動型芯抽出 機動抽芯結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜 但抽芯動作可靠 不需人工 操作 抽拔力較大 具有靈活 方便 生產(chǎn)效率高 容易實現(xiàn)全自動操作 無 需另外添置設(shè)備等優(yōu)點 在生產(chǎn)中被廣泛采用 綜上考慮 本設(shè)計采用機動抽芯機構(gòu) 9 2 抽 芯 距 與 抽 芯 力 的 計 算 9 2 1 抽 芯 距 側(cè) 向 型 芯 或 側(cè) 向 成 型 模 腔 從 成 型 位 置 到 塑 件 的 脫 模 推 出 位 置 所 移 動 的 距 離 成 為 抽 芯 距 通常 抽芯距比側(cè)孔或側(cè)凹的深度大 本塑件側(cè)孔深度為 2mm m5 2 因此本設(shè)計中抽芯距取 S 5mm 本塑件側(cè)孔示意圖如下圖所示 圖 9 1 塑件側(cè)孔示意圖 9 2 2 抽芯力 抽芯力的計算可用簡化公式進行計算 23 式中 活動型芯被塑件包緊的斷面形狀周長 m l 成型部分的深度 m h 塑件對型芯單位面積的擠壓力 取 p aMP12 8 塑件與鋼的摩擦系數(shù) 常取 0 21 f 側(cè)孔或側(cè)凹的脫模斜度 常取 0 取 9 2mm 2mm 10MPa 0 21 1 計算得抽芯力為 134N lhpf 9 3 斜 導(dǎo) 柱 和 斜 滑 塊 設(shè) 計 9 3 1 斜 導(dǎo) 柱 斜 導(dǎo) 柱 的 總 長 度 與 抽 芯 距 斜 導(dǎo) 柱 的 直 徑 和 傾 斜 角 以 及 導(dǎo) 柱 固 定 板 厚 度 等 有 關(guān) 斜 導(dǎo) 柱 總 長 為 12345 10cossinzLLdhdtgtgm 式 中 斜 導(dǎo) 柱 總 長 度 z 斜 導(dǎo) 柱 固 定 部 分 大 端 直 徑 2 斜 導(dǎo) 柱 固 定 板 厚 度 此 處 即 為 定 模 板 厚 度 10mm h 斜 導(dǎo) 柱 工 作 部 分 直 徑 d 抽 芯 距 s 由 上 邊 的 公 式 經(jīng) 計 算 得 到 斜 導(dǎo) 柱 總 長 度 為 Lz 50mm 9 3 2 斜 滑 塊 側(cè) 滑 塊 是 斜 導(dǎo) 柱 側(cè) 向 分 型 抽 芯 機 構(gòu) 中 的 一 個 重 要 零 部 件 滑 塊 的 結(jié) 構(gòu) 可 分 為 整 體 式 和 組 合 式 兩 種 經(jīng) 過 研 究 決 定 本 設(shè) 計 采 用 組 合 式 滑 塊 材 料 選 擇 T8 要 求 硬 度 HRC 40 活 動 型 芯 是 模 具 的 成 型 零 件 材 料 選 擇 為 45 鋼 熱 處 理 要 求 硬 度 HRC 55 滑 塊 的 二 維 圖 和 滑 塊 與 活 動 型 芯 的 連 接 方 式 示 意 圖 如 下 圖 所 示 圖 9 2 滑塊二維圖 圖 9 3 滑塊與活動型芯的連接方式示意圖 sinco1 flhpF N 9 1 23 滑塊的定位裝置采用彈 簧 拉 桿 擋 塊 式 示 意 圖 如 下 圖 24 圖 9 3 滑 塊 的 定 位 裝 置 示 意 圖 9 3 3 楔 緊 塊 成型時側(cè)向型芯會受到塑料熔體很大的推力 該推力通過滑塊傳給斜導(dǎo)柱 而一般的斜導(dǎo)柱為細長桿件 受力后容易變形 因此在機構(gòu)中必須設(shè)置楔 緊塊 一邊在合模時鎖緊滑塊 承受來自側(cè)向型芯的推力 楔 緊 塊 的 楔 角 是 個 重 要 的 工 作 參 數(shù) 楔 緊 塊 楔 角 應(yīng) 大 于 斜 導(dǎo) 柱 傾 斜 角 這 樣 才 能 保 證 開 模 后 楔 緊 塊 脫 開 滑 塊 否 則 斜 導(dǎo) 柱 將 無 法 帶 動 滑 塊 作 抽 芯 動 作 圖 9 4 楔 緊 塊 10 脫模機構(gòu)設(shè)計 25 10 脫模機構(gòu)設(shè)計 10 1 脫 模 裝 置 在 注 射 模 具 的 每 一 次 循 環(huán) 中 塑 件 必 須 由 模 具 型 腔 中 脫 出 脫 出 塑 件 的 機 構(gòu) 稱 為 脫 模 機 構(gòu) 脫 模 機 構(gòu) 主 要 由 頂 桿 頂 桿 固 定 板 頂 出 板 復(fù) 位 桿 拉 料 桿 等 組 成 頂 桿 用 來 頂 出 制 品 從 模 具 中 順 利 脫 落 拉 料 桿 的 作 用 是 使 澆 注 系 統(tǒng) 自 動 脫 離 塑 件 頂 出 固 定 板 用 來 固 定 頂 桿 復(fù) 位 桿 起 復(fù) 位 導(dǎo) 向 作 用 脫 模 機 構(gòu) 可 按 動 力 來 源 分 類 也 可 按 模 具 結(jié) 構(gòu) 分 類 1 按 動 力 來 源 分 類 分 為 手 動 脫 模 機 動 脫 模 液 壓 脫 模 氣 動 脫 模 2 按 模 具 結(jié) 構(gòu) 分 類 分 為 簡 單 脫 模 機 構(gòu) 雙 脫 模 機 構(gòu) 順 序 脫 模 機 構(gòu) 二 級 脫 模 機 構(gòu) 澆 注 系 統(tǒng) 脫 模 機 構(gòu) 等 本設(shè)計采用機動脫模 10 2 脫 模 機 構(gòu) 的 設(shè) 計 原 則 10 2 1 脫 模 機 構(gòu) 的 設(shè) 計 應(yīng) 該 遵 守 以 下 的 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 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 對 塑 件 外 觀 影 響 不 大 的 部 位 在 采 用 推 桿 脫 模 時 尤 其 要 注 意 這 個 問 題 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 考 慮 本 塑 件 的 結(jié) 構(gòu) 本 設(shè) 計 選 擇 頂 桿 頂 出 機 構(gòu) 10 2 2 脫 模 力 的 計 算 塑料經(jīng)過注射機高壓注射到模具內(nèi)部并且冷卻定型 之后塑料收縮將型芯 包緊 包緊力是開模后塑件脫出時所必須克服的 同時還有不通孔帶來的大氣 壓力 塑料及型芯的粘附力 摩擦力及機構(gòu)本身運動時所產(chǎn)生的摩擦阻力 開 始脫模時 26 的瞬時阻力最大 稱為初始脫模力 脫模力的計算一般總是計算初始脫模力 塑件的脫模力計算公式如下所示 式中 脫模力 N F 單位面積塑件對型芯的正力 Pa 一般取p 4 48 11 76 MPa 塑件包緊型芯的側(cè)面積 A2m 塑件與模具鋼材的摩擦系數(shù) 一般取 0 1 0 3 f f 脫模斜度 1 由 上 計 算 出 脫 模 力 F 11172N 10 3 頂 桿 頂 出 機 構(gòu) 的 設(shè) 計 10 3 1 頂 桿 頂 出 機 構(gòu) 的 設(shè) 計 要 求 和 特 點 1 頂 桿 的 頂 出 位 置 應(yīng) 設(shè) 置 在 脫 模 阻 力 大 的 地 方 頂 桿 不 宜 設(shè) 在 塑 作 最 薄 的 處 以 免 塑 件 變 形 或 損 壞 通 常 在端面均勻設(shè)置頂桿 2 頂 桿 直 徑 不 宜 過 細 應(yīng) 有 足 夠 的 剛 度 承 受 頂 出 力 當(dāng) 因 為 結(jié) 構(gòu) 限 制 而 導(dǎo) 致 頂 出 面 積 較 小 時 為 了 避 免 細 長 桿 變 形 可 設(shè) 計 成 階 梯 形 頂 桿 3 頂 桿 的 材 料 選 擇 T8A 淬 火 硬 度 在 50HRC 以 上 表 面 粗 糙 度 為 umRa6 1 4 頂 桿 與 頂 桿 孔 的 配 合 一 般 為 H8 h7 或 H7 h7 配 合 間 隙 選 擇 塑 料 不 溢 料 間 隙 值 配 合 長 度 一 般 為 頂 桿 直 徑 的 1 5 2 倍 至 少 不 小 于 15mm 10 3 2 頂 桿 強 度 的 計 算 圓形推件桿的強度計算如下 式中 圓形推桿直徑 cm d 推桿長度系數(shù) 0 7 推桿長度 cm 取l 推桿數(shù)量 n 推桿材料的彈性模量 鋼 E2 Ncm710 2XE 41326 QEnl 10 1 sinco fPAF 10 1 26 總脫模力 N Q 由 上 式 計 算 得 d 3mm 27 頂 桿 二 維 圖 如 下 圖 10 1 所 示 圖 10 1 頂 桿 二 維 圖 10 4 復(fù) 位 裝 置 脫模機構(gòu)在脫模之后 在下一次注塑前需要回到初始位置 常用復(fù)位桿進 行復(fù)位 本設(shè)計采用復(fù)位桿復(fù)位 復(fù)位桿二維圖如下圖所示 圖 10 1 復(fù)位桿二維圖 11 溫度調(diào)節(jié)和排氣系統(tǒng)設(shè)計 28 11 溫度調(diào)節(jié)和排氣系統(tǒng)設(shè)計 在 塑 料 注 射 成 型 過 程 中 模 具 型 腔 級 熔 體 溫 度 場 的 變 化 直 接 影 響 生 產(chǎn) 效 率 和 制 品 的 質(zhì) 量 成 型 溫 度 與 制 品 的 應(yīng) 力 應(yīng) 變 及 翹 曲 有 著 直 接 的 關(guān) 系 由 于 各 種 塑 料 的 性 能 和 成 型 工 藝 要 求 不 同 對 模 具 溫 度 的 要 求 也 不 同 一 般 注 射 到 模 具 中 的 塑 料 熔 體 文 圖 為