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nba篮彩论文)提手塑料模设计

更新时间:2020-08-19 23:47
 

  毕业设计(论文) 标 姓 系 班 专 题: 名: 部: 级: 业: 模具设计与制造 机械工程系 提手塑料模设计 指导老师: 株洲职业技术学院教务科制 0 目 录 毕业设计(论文)申报表............................................4 毕业设计(论文)开题目报告........................................6 摘要..............................................................8 第一章 前言.......................................................8 1.1 塑料模的功能.................................................8 1.2我国塑料模现状................................................9 1.3塑料模发展趋势 ...............................................9 第二章 塑料制品成形工艺分析......................................10 2.1塑件的设计与分析.............................................10 2.2注射性能分析.................................................10 2.3塑件材料的选择.......................................... ....12 2.3.1塑件特点..........................................................12 2.3.2性能参数..........................................................13 2.4分型面的选择.................................................13 2.5拟订模具的结构型式...........................................14 2.5.1型腔数量的确定....................................................14 2.5.2型腔排列形式的确定................................................14 2.6注射注射机型号的确定.........................................15 2.6.1注射量的计算......................................................15 2.6.2塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算..............15 2.6.3选择注塑机........................................................15 第三章 浇注系统的设计............................................17 3.1主流道设计...................................................17 3.1.1主流道的作用 .....................................................17 3.1..2主流道设计要点 ..................................................17 3.1.3主流道的设计 .....................................................18 3.1.4主流道衬套形式 ...................................................18 3.2分流道的设计 ................................................19 3.2.1分流道的作用 .....................................................19 3.2.2分流道的设计要点 .................................................20 3.2.3分流道形状、截面尺寸以及凝料体积 .................................21 3.3浇口的设计 ..................................................22 1 3.3.1浇口的作用........................................................22 3.3.2浇口设计的基本要点................................................22 3.4冷料穴.......................................................24 3.5拉料杆设计...................................................25 第四章 模架的确定................................................25 第五章 成型零部件设计............................................26 5.1成型零件的结构设计...........................................26 5.2凹模的结构设计...............................................26 5.2.1.整体式凹模.......................................................26 5.2.2.整体嵌入式凹模...................................................27 5.2.3成型零件工作尺寸的计算............................................27 第六章 排气系统的设计............................................29 第七章 导向、推出及复位机构的设计................................29 7.1导向机构的设计...............................................29 7.1.1导向机构的作用....................................................29 7.1.2 导柱.............................................................30 7.1.3导套..............................................................32 7.2 推出机构的设计..............................................33 7.2.1推出机构的组成....................................................33 7.2.2对推出机构的要求..................................................33 7.2.3脱模机构的分类....................................................33 7.2.4推杆推出机构......................................................34 第八章 侧向分型与抽芯机构的设计.................................35 8.1 侧向分型与抽芯机构..........................................35 8.1.1 侧向分型与抽芯机构的分类.........................................35 8.1.2 抽芯力的计算.....................................................36 第九章 模温调节系统的设计.......................................38 9.1 冷却系统的设计原则..........................................38 9.2 冷却时间的计算..............................................38 9.3 冷却管道传热面积的简易计算..................................39 第十章 模具工作过程..............................................42 致谢词...........................................................44 参考文献.........................................................44 2 株洲职业技术学院 毕业设计(论文)课题申报表 系(部):机械工程系 题目名称 指导教师 专业:模具设计与制造 08 年 11月 11日 塑料提手注塑模设计 工程师 职 称 工程师 1.工程设计类(√ ) 2.技术应用类 ( ) 3.软件设计类( ) 4.理论研究类 题目 1、科研生产( ) ( ) 来源 2、 自拟 (√ ) 5.实验研究类( ) 6.其它 ( ) 1、内容:1塑料提手工艺分析 2塑料提手工艺过程分析 3塑料提手模具设计 4绘制图纸 5编写设计计算说明书 2、要求: 说明书字数10000字以上,绘制完整总装图,绘制所有非 标零件图 题目类型 题目介绍(含 内容、要求、 工作量、需要 学生数等) 零件图 3、蒋崇贤独立完成 3 专业教研室 审核意见 专业教研室主任签 字: 年 月 日 系部审定 系部主任签字: 年 月 日 注:此表一式两份(A4纸),由指导教师填写,一份交专业教研室,一份交系办。 4 毕业设计(论文)开题报告 1、研究的意义 (1)近年来,我国塑料模具业发展相当快,目前,塑料模具在整个模具行业中约占30%左右,而 在整个塑料模具市场以注塑模具需求量最大。随着模具制造行业的发展,许多企业开始追求提高 产品质量及生产效率,缩短设计周期及制造周期,降低生产成本,最大限度地提高模具制造业的应 变能力等目标。新兴的模具CAD技术很大程度上实现了企业的愿望。近年来,CAD技术的应用越来 越普遍和深入, 大大缩短了模具设计周期, 提高了制模质量和复杂模具的制造能力。 在大学期间 学校开设了塑料成型工艺及模具设计,模具制造工艺,模具专业英语,机械设计基础,机 械制图等课程,我掌握了这些课程的大部分知识,通过毕业设计使得这些知识等到更好的 融会贯通,并且通过这段时间的复习,这些基础知识掌握得更加牢固。并且大大提高了 CAD 绘图的熟练程度,PROE的绘图水平也得到了提高。通过大量资料的查阅也拓展了我的知识 面,对模具有了更深入的了解和认识。掌握了模具设计的基本步骤和技巧。希望能在以后 的工作中能把握在此过程中的收获得以应用,将来能在模具行业有所发展。 (2) 锻炼自己的独立思考能力和创造能力,为更好更快的适应工作作准备。 2、研究目标、内容和拟解决的关键问题 目标:设计一副良好的塑料提手塑料模。 内容:编写模具技术要求,订料表,使用 PRO/E软件进行模具型芯和型腔的分模,学 习PRO/E在模具设计中的使用技巧。完成模具的2D总装图和若干零件图,练习 CAD软件,掌 握CAD的使用技巧。掌握塑料的使用性能和用途。查阅资料完成与模具相关资料的外文翻 译。并了了解国外模具生产的先进技术。掌握模具钢的使用情况,了 解企业的模具设计流 程和制造情况。了解企业目前主要的生产设备及其使用方法,理论结合实践掌握模具设计 的一般方法。学习模具设计模拟用的新软件和模具加工的新工艺。结合塑料模具制造工艺 知识设计一套提手塑料件塑料注射模具,并学习设计侧抽芯机构。主要掌握分型面的设计, 浇注系统的设计, 推出机构及冷却系统的设计技巧。 利用模具分析进行熔体模拟流动分析, 掌握MOULDFLOW软件的使用技巧。利用CAE软件进行模具结构优化设计。 要完成的技术文件: a) 2D装配图一份和零件图若干份 b) 毕业论文一份 3、拟采取的研究方法、步骤、技术路线、 塑件测绘,技术要求分析 塑件三维动态模拟 塑件工艺性分析 模具整体设计 模具整体分析、校核 5、 5 4、使用的主要仪器设备、软件 1. 测绘工具----游标卡尺、直尺等 2. 计算机-----主要用pro/e, AutoCAD等绘图软件 5、进度安排 序 号 1 2 3 4 5 6 7 设计准备工作(确定课题、完成任务书) 拟定设计方案 装配草图的绘制 装配图的绘制 零件工作图的绘制 编写设计说明书 答辩准备 合 计 2 5 1 4 3 10 5 30 实训内容 时间分配 (天) 报告人签名 : 2008-8-14 6 指导老师意见 指导老师签名 年 月 日 摘 要 本设为提手塑料模具设计。采用一模两腔,两个侧浇口注射,斜导柱利用分模力 进行侧抽芯,塑件成型后利用推杆将成型制品从动模上推出,回程杆复位。模具设 计结构紧凑,工作可靠,操作方便,运转平稳,冷却效果好,劳动强度低,生产效 率高,生产成本低,生产的塑件精度高。 关键词:塑料模具、Pro/E、侧抽芯、建模、模具制造、模架、 第一章 1.1 塑料模的功能 前言 模具是利用其特定形状去成型具有一定型状和尺寸的制品的工具,按制品所采 用的原料不同,成型方法不同,一般将模具分为塑料模具,金属冲压模具,金属压 铸模具,橡胶模具,玻璃模具等。因人们日常生活所用的制品和各种机械零件,在 成型中多数是通过模具来制成品,所以模具制造业已成为一个大行业。在高分子材 料加工 领域中,用于塑料制品成形的模具,称为塑料成形模具,简称塑料模.塑料模 优化设计,是当代高分子材料加工领域中的重大课题。 塑料制品已在工业、农业、国防和日常生活等方面获得广泛应用。为了生产这 7 些塑料制品必须设计相应的塑料模具。 在塑料材料、 制品设计及加工工艺确定以后, 塑料模具设计对制品质量与产量,就决定性的影响。首先,模腔形状、流道尺寸、 表面粗糙度、分型面、进浇与排气位置选择、脱模方式以及定型方法的确定等,均 对制品(或型材)尺寸精度形状精度以及塑件的物理性能、内应力大小、表观质量 与内在质量等,起着十分重要的影响。其次,在塑件加工过程中,塑料模结构的合 理性,对操作的难易程度,具有重要的影响。再次,塑料模对塑件成本也有相当大 的影响,除简易模外,一般来说制模费用是十分昂贵的,大型塑料模更是如此。 现代塑料制品生产中,合理的加工工艺、高效的设备和先进的模具,被誉为塑 料制品成型技术的“三大支柱”。尤其是加工工艺要求、塑件使用要求、塑件外观 要求,起着无可替代的作用。高效全自动化设备,也只有装上能自动化生产的模具, 才能发挥其应有的效能。此外,塑件生产与更新均以模具制造和更新为前提。 塑料摸是塑料制品生产的基础之深刻含意,正日益为人们理解和掌握。当塑料制品 及其成形设备被确定后,塑件质量的优劣及生产效率的高低,模具因素约占80%。由 此可知,推动模具技术的进步应是不容缓的策略。尤其大型塑料模的设计与制造水 平,常棵标志一个国家工业化的发展程度。 1.2 我国塑料模现状 在模具方面,我国模具总量虽已位居世界第三,但设计制造水平总体上比德、 美、日、法、意等发达国家落后许多,模具商品化和标准化程度比国际水平低许多。 在模具价格方面,我国比发达国家低许多,约为发达国家的1/3~1/5,工业发达国家 将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。 我国塑料模的发展迅速。塑料模的设计、制造技术、CAD技术、CAPP技术,已有 相当规模的确开发和应用。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大, 在模具材料方面,专用塑料模具钢品种少、规格不全质量尚不稳定。模具标准化程 度不高,系列化]商品化尚待规模化;CAD、CAE、Flow Cool软件等应用比例不高; 独立的模具工厂少;专业与柔性化相结合尚无规划;企业大而全居多,多属劳动密 集型企业。因此努力提高模具设计与制造水平,提高国际竞争能力,是刻不容缓的。 1.3 塑料模发展趋势 1 注射模CAD实用化; 2 挤塑模CAD的开发; 3 塑料专用钢材系列化; 4 塑料模CAD/CAE/CAM集成化; 5 塑料模标准化。 8 我国塑料模的发展迅速。塑料模的设计、制造技术、CAD技术、CAPP技术,已有 相当规模的确开发和应用。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大, 在模具材料方面,专用塑料模具钢品种少、规格不全质量尚不稳定。模具标准化程 度不高,系列化、商品化尚待规模化;CAD、CAE、Flow Cool软件等应用比例不高; 独立的模具工厂少;专业与柔性化相结合尚无规划;企业大而全居多,多属劳动密 集型企业。因此努力提高模具设计与制造水平,提高国际竞争能力,是刻不容缓的。 第二章 2.1 塑件的设计与分析 塑料制品成型工艺分析 该塑件为一塑料提手,用于承载重物,便于手提。因此该塑件应该具有较强的 负重能力,且外型应尽量简单,入手处面积应尽量合乎手形,便于提携。 图2-1 2.2 注射性能分析 (1)注射成型工艺的可行性分析: 本塑件形状复杂,壁厚不均,尺寸精度要求一般,而且表面质量和尺寸稳定性 的要求不大,因此对模具和设备的要求不高。而注射成型方法有如下几个优点: 9 a:形状:几乎没有复杂性限制,容许模具内有不同塑料的成型型腔; b:尺寸:塑件可小到不足1克,大到几十千克,没有限制; c:材料:在一定温度范围内具有适宜流动性的热塑性塑料; d:精度:可注射高精度的塑件,有较好表面质量和尺寸稳定性; e:生产率:中等,循环时间主要由塑件壁厚决定,最短可在十几秒内,可增加 每模的型腔数来提高生产率。 由以上塑件的特点和注射成型工艺的优点,分析可知:该塑件适合于采用注射 成型方法。 (2)表面粗糙度: 由塑件的用途可知本塑件的外表面面积要求不高,内表面应与手接触表面要求 稍高与外表面,所以本设计表面粗糙度,从简化加工工艺和节约加工成本的角度考 虑,其表面选用的表面粗糙度为Ra0.8mm。 一般情况下, 模具粗糙度低于塑件1~2个等级, 故取型腔表面粗糙度为Ra0.2um, 而型芯表面粗糙度为Ra0.4um。 (3)尺寸精度: 按SJ1372—1978标准,塑料件尺寸精度分为8级。本塑件所用材料为PE塑料,由 此查塑料模具设计手册可知, 本塑件宜选用5级精度。 零件具体尺寸及其公差值可详 见零件图。 塑件尺寸精度于模具的制造精度密切相关,尤以小型精密塑件为甚。从模具制 造精度对塑件精度的影响可知,模具制造允许误差和塑件尺寸公差之间具有对应的 关系,由塑件零件图可得,模具精度等级为IT7。 (4) 脱模斜度: 该塑件采用的塑料是PE,而AS的成型收缩率较小(0.25%),但是本塑件形状较 薄,且分型面塑件本身具有斜度,因此的脱模斜度不应过大。再由零件设计图纸要 求可知斜度可以为α =30ˊ。 (5)加强筋: 为了确保塑件的承载能力与抗弯曲能力本设计加加强筋十二根。 (6)圆角: 从塑件可知,该塑件内外表面的转折处加强筋的根部等处都设计了圆角。其采 用圆角不仅降低了应力集中系数,提高了抗冲击、抗疲劳能力,而且改善了塑料熔 体的流动充模性能,减少了流动阻力。降低了局部的残余应力,防止开裂和翘曲, 也使塑料件外形流畅美观。而且成型模具型腔也有了对应的圆角,提高了成型零件 的强度。 10 2.3 塑件材料的选择 2.3.1塑件特点 该塑件为塑料提手,它具有以下特点: (1) (2) (3) (4) 它所工作环境较好,处于室温下,不承受冲击载荷,也不处于酸、碱、盐 性环境中; 产量大,用于一般的日常生活中,故要求此塑件材料质优而价廉,且对人 体不产生任何毒副作用; 结构简单成型较容易; 外观要求不高,但要有很好的韧性,因此我选用通用塑料。 通用塑料分为聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、 ABS塑料等品种,多用于一般工农业生产和日常生活之中,具有价格低等特点。 聚乙烯PE:是由乙烯单体聚合而成的。 特点:采用不同的聚合条件可得到不同性质的聚合物:有高压PE、中压PE、低 压PE三种。 高压PE:由于有较低的密度、相对分子质量、结晶度,故质地柔软,由于含有较高 的相对分子质量、密度、结晶度,故质地坚硬,耐寒性能良好,在-70℃时还保持 柔软,化学稳定性很高,能耐酸、碱及有机溶剂,吸水性极小有跟突出的电气性能 和良好的耐辐射性等。 缺点:是力学强度不高,热变形温度很低,故不能承受较高的载荷和不能在较 高的温度下正常工作。 聚苯乙烯PS:聚苯乙烯略早于聚丙烯问世,其原料十分丰富,是目前最广泛应 用的材料之一。 聚苯乙烯的密度为1.04~1.16g/cm3 ,比聚氯乙烯小而大于聚丙烯和聚乙烯。聚 苯乙烯遇火会自燃。 聚苯乙烯的代号为(PS),聚苯乙烯的主链上有结构庞大的苯环,故柔顺性差, 质地脆硬,抗冲击性能差,敲打时发出类似金属的响声。机械强度低于硬质聚氯乙 烯,尤其是相对分子量较小的品种强度更差,聚苯乙烯属于非结晶型聚合物。 聚苯乙烯具有良好的可塑流动性和较小的成型收缩率,是成型工艺最好的塑料 品种之一,容易制造形状复杂的制品。 聚苯乙烯无色透明,透光性仅次于有机玻璃,容易着色,常用于制造要求透明或 颜色鲜艳的制品。 聚苯乙烯具有很小的吸水率,在潮湿的环境中尺寸变化很小,适用于制造要求 尺寸稳定的制品,如仪表仪器壳体等。 11 聚苯乙烯具有优良的电绝缘性能,尤其是在高频条件下的介电损耗仍然很小, 是优良的高频绝缘材料。聚苯乙烯的主要缺点是脆性大,形状复杂的制品成型后存 在较大的内应力时,常会在使用中自行开裂。为改善聚苯乙烯的脆性,加入少量的 聚丁烯可明显降低脆性,提高冲击韧性。这种塑料称为高冲击聚苯乙烯。 ABS 它是苯乙烯-丁二烯-丙烯腈的共聚物,综合性能较好,冲击韧度、力学强 度较高,尺寸稳定,耐化学性,电气性能好。易于成形和机械加工,与372有机玻璃 的熔接性能好,可作双色成形塑件,且表面可镀铬。 AS塑料是丙烯腈——苯乙烯的聚合物。注塑的高透明、抗静电、优良的尺寸稳 定性,具有良好的流动性能,耐热耐化学性、耐冲击、高强度。用于汽车零件,如 灯罩反光片代表面板;工业部件,如计算器面板,琴键等;家用电器部件,如电视 机保护镜,风扇叶片,电器外壳等和一般家庭器皿、文教用品、日用品。 通过以上分析结合塑件本身的特点及成型的独特性,选用聚乙烯作为原料。 2.3.2 性能参数 与模具设计有关的PE的性能参数有: 密度 比体积 吸水率 收缩比 熔点 热变形度 抗拉屈服强度 拉升弹性模量 抗弯强度 硬度 体积电阻系数 击穿强度 0.91~0.97 1.03~1.06 <0.01 1.5~3 105~137 60~82 22~39 0.84~0.95 ×10 3 20.8~40 2.07 10 15 ~10 16 17.7~19.7 2.4 分型面的选择 分型面是指分开模具能取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。合理地 选择分型面对于塑件质量、模具制造、与使用性能都有着很大的影响,模具设计时 应根据塑件的结构、尺寸精度、浇注系统形式、脱模方法、嵌件位置、排气条件及 制造工艺等多种因素,全面考虑,合理选择,是使塑件能完好的成形的先决条件。 分型面的方向尽量采用与注射机开模垂直的方向,特殊情况下采用与注射机开 12 模方向平行的方向。选择分型面的位置是应当注意: 1)塑件在型腔中的方位确定后, 分型面必须设在塑件断面轮廓最大的地方, 才 能保证塑件顺利从模腔中脱出。 2)不要设在塑件要求光亮平滑的表面或带圆弧的转角处, 以免意料飞边、 拼合 痕迹影响塑件外观。 3)开模时,尽量使塑件留在动模一边,一般在动模边设脱模机构较为方便。 4)尽力保证塑件尺寸的精度要求。 5)应有利于侧面分型和抽芯。 6)尽量使分型面位于料流末端,以利于排气。 7)尽量使模具加工方便。 根据塑件结构形式分型面选在塑件中部如下图所示 图2-4 图中取塑件的中间剖面为分型面。 2.5 拟订模具的结构型式 2.5.1 型腔数量的确定 该塑件精度要求不高,又是大批量生产,可以采用一模多腔的形式,考虑到模 具制造费用和设备运转费用以及塑件的外形,初步定为一模两腔的模具形式。 2.5.2 型腔排列形式的确定 13 图2-5-2 塑件呈均匀对称图形, 且有两个较大对称突出部分, 初步拟订用上图方式进行排列。 2.6 2.6.1 注射注射机型号的确定 注射量的计算 v= m/p=28.73㎝ 流道凝料的质量m 2 还是一个未知数,可以按照塑件的质量的0.6倍来估算。 通过Pro/e建模分析塑件是质量m 1 为26.15g塑件体积为 从上述分析中确定为一模两腔,所以注射量为: m=1.6nm 1 =1.6 ×2 ×26.15=83.68g 2.6.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算 流道凝料在分型面上的投影面积A 2 ,在模具设计前是一个未知值,根据多型 腔模统计分析,大至是每个塑件在分型面上的投影面积A 1 0.2到0.5倍,因此可用 0.35nA 1 来进行计算,所以 A=nA 1 + A 2 =1.35 nA 1 =10902 mm 2 式中A 1 =403786 mm 2 F=AP =10902 ×30=327KN 式中型腔压力取30Mpa 2.6.3 选择注塑机 14 注塑成型机按结构形式可分为立式、卧式、和直角式三类。立式注塑机是注射 柱塞(或螺杆)垂直装设,锁模装置推动模板也沿垂直方向移动,主要优点是占地 面积小,安装或拆卸小型模具很方便,容易在动模上(下模)安放嵌件,嵌件不易 倾斜或坠落。其缺点是制品自模具中顶出后不能靠重力下落,需靠人工取出,这就 有碍于全自动操作,但附加机械手去产品后,也可实现全自动操作。卧式注塑机是 注射柱塞或螺杆与合模运动方向均沿水平装设, 其优点是机体较低容易操纵和加料, 制件顶出后可自动坠落,故易实现全自动操作。直角式注塑机是注塑机柱塞或螺杆 与合模运动方向相互垂直,这种注塑机的主要优点是结构简单,便于自制,适用于 单件生产中心部位不允许留有浇口痕迹的平面制件,同时常利用开模时丝杆的转动 来拖动螺纹型芯或型环旋转,以便脱下塑件。考虑到生产成本和易于实现自动化, 塑件还是靠自身重力下落比较合适,且重心较低安装稳妥。通过分析,根据每一周 期的注射量和锁模力的计算值, 了选用SZ-60/450卧式注塑机 (上海第一注塑机械厂) 其规格如下 理论注射量/cm 3 螺杆直径/mm 注射压力MPa 注射速度(g/s) 塑化能力(g/s) 螺杆转速(r/min) 喷嘴球半径 锁模方式 锁模力/KN 拉杆内间距/mm 移模行程/mm 大模厚/mm 最小模厚/mm 定位孔直径/mm 喷嘴孔直径/mm 注塑机有关参数的校核 由注塑机料筒塑化速率校核模具的型腔数n n≤ 78 30 170 60 5.6 14~200 SR20 双曲肘 450 280 ×250 220 300 100 Φ 55 Φ 3.5 kMt / 3600 m2 - m1 15 = 0.8 ×5.6 ×3600 ×30 ×/ 3600-26.15 ×2 ×0.6 26.15 =42合格 式中 k——注射机最大注射量的利用系数,一般取0.8 M——注射机的额定塑化量(5.6g/s) T——成型周期,取30s。 其他安装尺寸的校核要待模架选定,结构尺寸确定才可以进行。 第三章 3.1 主流道设计 3.1.1 主流道的作用 浇注系统的设计 主流道(也叫进料口),它是连接注射机料筒喷嘴和注射模具的桥梁,也是熔 融的塑料进入模具型腔时最先经过的地方。主流道的大小和塑料进入型腔的速度及 充模时间长短有着密切关系。若主流道太大,其主流道塑料体积增大,回收冷料多, 冷却时间增长,使包藏的空气增多,如果排气不良,易在塑料制品内造成气泡或组 织松散等缺陷,影响塑料制品质量,同时也易造成进料时形成旋涡及冷却不足,主 流道外脱模困难;若主流道太小,则塑料在流动过程中的冷却面积相应增加,热量 损失增大,粘度提高,流动性降低,注射压力增大,易造成塑料制品成形困难。 主流道部分在成型过程中,其小端入口与注射机喷嘴及一定温度、压力的塑料 熔要冷热交替地反复接触,属易损件,对材料的要求较高因而模具的主流道部分常 设计成可拆卸更换的主流道衬套式(俗称浇口套),以便有效地选用钢材单独进行 加工和热处理。一般采用碳素工具钢T8A、T10A等,热处理要求淬火53~57HRC。 在一般情况下,主流道不直接开设在定模板上,而是制造成单独的浇口套,镶 定在模板上。小型注射模具,批量生产不大,或者主流道方向与锁模方向垂直的模 具,一般不用浇口套,而直接开设在定模板上。 浇口套是注射机喷嘴在注射模具上的座垫,在注射时它承受很大的注射机喷嘴 端部的压力同时由于浇口套末端通过流道浇口与型腔相连接,所以也承受模具型腔 压力的反作用力。为了防止浇口套因喷嘴端部压力而被压入模具内,浇口套的结构 上要增加台肩,并用螺钉紧固在模板上,这样亦可防止模腔压力的反作用力而把浇 口套顶出。 3.1.2 (1) 主流道设计要点 浇口套的内孔(主流道)呈圆锥形,锥度 2°~ 6°。若锥度过大会 16 造成压力减弱,流速减慢,塑料形成涡流,熔体前进时易混进空气,产生气孔;锥 度过小,会使阻力增大,热量损耗大,表面黏度上升,造成注射困难。 (2) 浇口套进口的直径 d 应比注射机喷嘴孔直径 d1 大 0.5~1mm。 若等于 或小于注射机喷嘴直径,在注射成型时会造成死角,并积存塑料,注射压力下降, 塑料冷凝后,脱模困难。 (3) (4) 浇口套内孔出料口处(大端)应设计成圆角 r,一般为 0.5~3mm。 浇口套与注射机喷在接触处球面的圆弧度必须吻合。设球面浇口套球 SR=r+0.5~1mm 浇口套球面半径比注射机喷嘴球面半径大,接触时圆弧度吻合的好。 (5) (6) 模。 (7) (8) 浇口套不能制成拼块结构, 以免塑料进入接缝处, 造成冷料脱模困难。 浇口套的长度应与定模板厚度一致,它的端部不应凸出在分型面上, 浇口套长度(主流道长度)应尽量短,可以减少冷料回收量,减少压 浇口套锥度内壁表面粗糙度为 Ra1.6~Ra0.8μm,保证料流顺利,易脱 力损失和热量损失。 面半径为 SR,注射机球面半径为 r,其关系式如下: 否则会造成合模困 难,不严密,产生溢料,甚至压坏模具。 (9) 3.1.3 浇口套部位是热量最集中的地方,为了保证注射工艺顺利进行和塑件 主流道的设计 质量,要考虑冷却措施。 主流道尺寸 根据所选注塑机、则主流道小端尺寸为: d=注塑机喷嘴尺寸+(0.5~1)=3.5+0.5=4mm 主流倒球面半径 SR=喷嘴球面半径+(1~2)=20+2=22mm 3.1.4 主流道衬套形式 设计浇口套的结构形式有两种,一种是整体式,即定位圈与浇口套为一体,并 压配于定内,一般用于小型模具;另一种为将浇口套和定位圈设计成两个零件,然 后配合在模板上,主要用于中、大型模具。本设计塑件为小型塑件所以采用整体式。 材料选用T10A钢,热处理淬火后表面硬度为53~57HRC 具体如下: 17 图3-1-4 锥度α=2? 主流道小端直径d=4mm 球面配合高度h=3mm 主流道球面半径SR r=22 mm 主流道长度L=64mm 主流道大端直径D=6 mm 主流道凝料体积为: q= = π 2 dn L 4 π 4 +6 2 ( ) ×64 4 2 3 =1256mm =1.256cm 3 3.2 分流道的设计 3.2.1 分流道的作用 分流道式指主流道末端与浇口之间着一段塑料熔体的流动通道。其基本作用是 在压力损失最小的条件下,将来自主流道的熔融塑料,以较快的速度送到浇口处充 模。同时,在保证熔体均匀地分配到各型腔的前提下,要求分流道中残留的熔融塑 料最少,以减少冷料的回收。 18 3.2.2 分流道的设计要点 (1)由于机械加工及凝料脱模,分流道大多设置在分型面上。常用的分流道截 面形状一般分为圆形、梯形、U形、半圆形及矩形等;圆形分流道的直径一般在 3.2~9.5mm,对于粘度大透明度要求高的塑料(如聚甲基丙烯酸甲酯等)应采用较大 的分流道,但对于流动性好的聚丙烯,尼龙等,分流道短时,可小到直经为2毫米。 (2)在保证正常的注射成型工艺条件下,分流道的截面尺寸应尽量小,长度尽 量短。 (3) 较长的分流道应在末端开设冷料穴, 以便容纳注射开始时产生的冷料和防 止空气进入模腔。 (4)在多型腔注射模具中,各分型面的长度均应一致,nba篮彩保持相对平衡,以保证 熔融的塑料同时均匀地充满各个型腔。 主流道的截面积应大于各分流道截面积之和。 (5) 设计分流道时, 应先取较小的尺寸, 以便于试模后根据实际情况进行修正。 (6)如果分流倒道较多时,应加设分流锥。 (7)分流道内表面粗糙度Ra并不要求很低,一般取1.6 μm 左右即可,这样表 面稍不光滑,有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定,从而与中心部位的熔体之间产 生一定的速度差,以保证熔体流动有适宜的剪切速率和剪切热。 多分腔模中,分流道的布置有平衡式和非平衡式,而以平衡式布置为佳,所谓 平衡式的布置,就是从流道到各个腔的分流道其长度、形状、断面尺寸都是对应相 等的,这种设计可达到各个型腔均衡地进料。 在本设计中分流道采用平衡式分流道如下图所示: 图3-2-1 19 3.2.3 分流道形状、截面尺寸以及凝料体积 (1)形状及截面尺寸 为了便与机械加工及凝料脱模,本设计的分流道设置在动模分型面上,截面形 状采用加工工艺性比较好的梯形截面。梯形截面对塑料熔料体及流动阻力均不大, 一般采用下面经验公式来确定截面尺寸: B=0.265 m 取B=6mm H= 2 B=4 3 4 L = 3.436 分流道L 1 截面截面形状下图如图所示 图3-2-2 (2) 凝料体积 分流道长度 L=(10+10+10+10+30)=70 分流道截面面积 A=20mm 2 凝料体积 q=70 ×20=1400mm 3 (3) 分流道剪切速率校核 把整个分流道近似看作是一个圆柱形 根据经验公式 ?= 3.3qv =1.68×10 3 S ? 1 ,在5×10 2 ~5×10 3 S ? 1 之间, 剪切速率比 3 ?Rn 20 较合理。 式中, qv ──熔体体积流量( cm 3 s ) 3 v v ?2 =28.73 cm qv = = 1 s t 1 Rn ? A ? =2.696 mm=0.2696cm 3 v1 ──塑件体积(22.829 cm ) t ──注射时间 (由课本《塑料制品与模具设计》中表4-4查得 t=1s ) A ──平均截面面积(1.824 cm2 ); (4) 分流道的表面粗糙度 分流道的表面粗糙度 Ra 并不要求很低,一般取0.8μ m~1.6μ m即可。 3.3 浇口的设计 3.3.1 浇口的作用 浇口是分流道和型腔之间的连接部分,也是注射模具浇注系统的最后部分,通 过浇口直接使熔融的塑料进入型腔内。浇口的作用是使从流道来的熔融塑料以较快 的速度进入并充满型腔,型腔充满塑料后,浇口能迅速冷却封闭,防止型腔内还未 冷却的热料回流。 浇口设计与塑料制品形状、 塑料制品断面尺寸、 模具结构、 注射工艺参数 (压 力等)及塑料性能等因素有关。浇口的截面要小,长度要短,这样才能增大料流速 度,快速冷却封闭,便于使塑料制品分离,塑料制品的浇口痕迹亦不明显。 塑料制品质量的缺陷,如缺料、缩孔、拼缝线、质脆、分解、白斑、翘曲等, 往往都是由于浇口设计不合理而造成的。 3.3.2 浇口设计的基本要点 (1)尽量缩短流动距离 浇口位置的安排应保证塑料熔体迅速和均匀地充填模 具型腔,尽量缩短熔体的流动距离,减少压力损失,有利于排除模具型腔中的气体, 这对大型塑件更为重要。 (2)浇口应设在塑件制品断面较厚的部位 当塑件的壁厚相差较大时,若将浇 口开设在塑件的薄壁处,这时塑料熔体进入型腔后,不但流动阻力大,而且还易冷 却,以致影响了熔体的流动距离,难以保证其充满整个型腔。另外从补缩的角度考 虑,塑件截面最厚的部位经常是塑料熔体最晚固化的地方,若浇口开设在薄壁处, 则厚壁处极易因液态体积收缩得不到收缩而形成表面凹陷或真空泡。因此为保证塑 料熔体的充分流动性,也为了有利于压力有效地传递和比较容易进行因液态体积收 21 缩时所需的补料,一般浇口的位置应开设在塑件壁最厚处。 (3)必须尽量减少或避免熔接痕 由于成型零件或浇口位置的原因,有时塑料 充填型腔时造成两股或多股熔体的汇合,汇合之处,在塑件上就形成熔接痕。熔接 痕降低塑件的强度,并有损于外观质量,这在成型玻璃纤维增强塑料的制件时尤为 严重。有时为了增加熔体的汇合,汇合之处,在塑件上就形成熔接痕。熔接痕降低 塑件的强度,并有损于外观质量,这在成型玻璃纤维增强塑料的制件时尤其严重。 一般采用直接浇口、点浇口、环形浇口等可以避免熔接痕的产生,有时为了增加熔 体汇合处的溶接牢度,可以在溶接处外侧设一冷料穴,使前锋冷料引如其内,以提 高熔接强度。 在选择浇口位置时, 还应考虑熔接的方位对塑件质量 及强度的不同影 响。 (4)应有利于型腔中气体的排除 要避免从容易造成气体滞留的方向开设浇 口。如果这一要求不能充分满足,在塑件上不是出现缺料、气泡就是出现焦斑。同 时熔体充填时也不顺畅,虽然有时可用排气系统来解决,但在选择浇口位置时应先 行加以考虑。 (5)考虑分子定向影响 充填模具型腔期间,热塑性塑料会在流动方向上2呈 现一定的分子取向,这将影响塑件的性能。对某一塑件而言,垂直流向和平行于流 向的强度、应力开裂倾向等都是有差别的,一般在垂直于流向的方位上强度降低, 容易产生应力开裂。 (6)避免产生喷射和蠕动(蛇形流) 塑料熔体的流动主要受塑件的形状和尺 寸以及浇口的位置和尺寸的支配,良好的流动将保证模具型腔的均匀充填并防止分 层。塑料溅射进入型腔可能增加表面缺陷、流线、熔体破裂及气,如果通过一个狭 窄的浇口充填一个相对较大的型腔,这种流动影响便可能出现。特别是在使用低粘 度塑料熔体时更应注意。通过扩大尺寸或采用冲击型浇口(使料流直接流向型腔壁 或粗大型芯),可以防止喷射和蠕动。 (7)浇口与塑件连接得部位应成R0.5的圆角或0.5×45°的倒角;浇口和流道 连接的部位一般斜度为30°~45°,并以R1~R2的圆弧和流道底面相连接。 本次设计采用侧浇口形式。侧浇口又称边缘浇口,国外称之为标准浇口。侧浇 口一半开设在分型面上, 塑料熔体于型腔的侧面充模, 其截面形状多为矩形狭缝 (也 有半圆型的注入口)。这类浇口加工容易,修整方便,并且可以根据素件的形状特 征灵活地选择进料位置,因此它是广泛使用的浇口形式,普遍用于中小型塑件的多 型腔模具,且对于各种塑料的成型适应型较强,这些都是本次设计采用侧浇口的主 要原因;但侧浇口痕迹存在,会形成熔接痕、缩孔、气孔等缺陷,且注射压力损失 大,对深型腔塑料排气不便。这次设计的塑件允许存在熔接痕,且型腔不深,故可 22 采用。 侧浇口的尺寸按经验公式计算如下: b=(0.6~0.9) A /3=2.4mm h=nt =1.8mm 浇口剪切速率的校核 浇口的经验公式 γ= . 4q =1.15 ×10 4 s _ 1 2 ?R 在10 4 ~10 5 s -1 之间剪切速率合适 3.4 冷料穴 当注射机未注射塑料之前,喷嘴最前端的熔融塑料的温度较低,形成冷料渣, 为了集存这部分冷料渣,在进料口的末端的动模板上开设一个洞穴或者在流道的末 端开设洞穴,这个洞穴就是冷料穴。 在注射时必须防止冷料渣进入流道或模具型腔内,否则将会堵塞流道和减缓料 流速度,进入模具型腔就会造成塑料制品上的冷把或冷斑。 冷料穴位于主流道正对面的动模板上,或者处于分流道的末端, 其作用是收集熔 体前锋的冷料,防止冷料进入模具型腔而影响制品质量。冷料穴分两种,一种专门用 于收集、贮存冷料,另外一种除贮存冷料外还兼有拉出流道凝料的作用。 根据需要,不但在主流道的末端,而且可在各分流道转向的位置,甚至在型腔 的末端开设冷料穴。冷料穴应设置在熔体流动方向的转折位置,并迎着上游的熔体 流向, 冷料穴的长度通常为流道直径d 的1.5~2倍,如图。 有的冷料穴兼有拉料的作 用,在圆管形的冷料穴底部装有一根Z形头的拉料杆,称为钩形拉料杆,这是最常用 的冷料穴形式。同类形的还有倒锥形和圆环糟形的冷料穴。本设计采用常用的圆管 形冷料穴。 图3-4-1 23 并不是所有注射模都需要开设冷料穴,有时由于塑料性能或工艺控制较好,很 少产生冷料或塑件要求不高时,可不必设置冷料穴。如果初始设计阶段对是否需要 开设冷料穴尚无把握,可流适当空间,以便增设。 本设计开设冷料穴长度为 1.5d=1.5× 6=9mm。 3.5 拉料杆设计 拉料杆的作用是勾着浇注系统冷料,使其随同塑件一起留在动模一侧,其分为 主流道拉料杆和分流道拉料杆,本设计只设计了主流道拉料杆图如下: 图3-5-1 材料:T8A 热处理50~55HRC d=8mm D=13mm 第四章 模架的确定 根据型腔的布局可看出,型腔分布尺寸问104×180,考虑到导柱、导套及连接 螺钉布置应占有的位置和采用推板推出等各方面的问题,确定选用模架200×250结 构为A1的形式如图所示: 24 图4-1 第五章 5.1 成型零件的结构设计 成型零部件设计 构成型腔的零件统称为成型零件,它主要包括模,凸模、型芯、镶块各种成型 杆,各种成型环由于型腔直接与高温高压的塑料相接触,它的质量直接关系到制件 质量,因此要求它有足够的强度、刚度、硬度、耐磨力以承受塑料的挤压力和料流 的磨擦力和足够的精度和表面光洁度,以保证塑料制品表面光高美观,容易脱模, 一般来说成型零年都应进行热处理, 使其具有HRC40以上的硬度, 如成型产生腐蚀性 气体的塑料如聚氯已烯等。还应选择耐腐蚀的钢材。 5.2 凹模的结构设计 凹模是成型塑件外表面的部件, 凹模按其结构不同可分为整体式, 整体嵌入式, 局部镶嵌式,大面积镶嵌组合式等。 5.2.1 整体式凹模 它系由一整块金属加工而成,其特点是牢固,不易变形,因此对于形状简单, 容易制造或形状虽然比较复杂,但保可以采用仿形机等殊须加工方法加工的场合是 适宜的。整体结构有如下优点: a.成型零件的刚性好。 25 b.模具分解组合容易。 c.零件数量少。 d.制品表面分型痕迹少, e.模具外形尺寸可以减少精密成型模具若采用拼镶结构, 相对整体结构而言则有如下缺点: a、精度相对下降。 b、因采用磨削加工为主制作拼镶件组合后难以达到零精度。 c、拼镶件的加工精度要求高于整体结构的加工精度要求,制品的棱边拐角难以 设置过渡圆弧。 整体结构的缺点如下: a..难以排气。 b.需要采用精密磨加工。 c.制品的棱边,拐角处难以加工成角形。 一般此类成型零件都是在硬后在进行加工, 所以整体结构的模具采用电火花成型 加工为主、铣削加工、磨削加工、电火花线切割为辅的加工方法。 5.2.2 整体嵌入式凹模 在多型腔的模具中, 型腔数量多而制件尺寸不大时, 采用冷挤压比切削加工效率 高,并可保证各型腔的尺寸、形状的一致性,凹模镶块的外形常用轴肩的圆柱形, 然后分另从下面嵌入凹模固定板中,用垫板螺钉将其固定,它适用于经常拆卸的地 方,修补较方便,产品结构较复杂。采用此结构时,首先应考虑制品的形状,尺寸 及功能,然后考虑其刚性,同时也必须考虑加工方法和装配措施。其缺点: a、零件数量增加 b、分割的拼镶件趋多制造成本越高。 c、各拼镶件的加工精度必须匹配,即必须提高各镶件的平均加工精度。 d、维修作业较困难。 冷却回路不易设置,成型周期难于缩短。而本产品的结构较简单,不须做成嵌 入式凹模从设计的经济性和结构的合理性等因素的综合考虑,其凹模的结构为整体 式凹模 5.2.3 成型零件工作尺寸的计算 工作尺寸是指成型零件上直接用以成型塑件部分的尺寸,成型零件的加工精度 和质量决定了塑件的精度和质量,工作尺寸的计算受塑件尺寸精度的制约,影响塑 件尺寸精度的因素甚多, 主要有模具制造公差、 模具的磨损量和塑件收缩率等因素, 因此, 计算工作零件尺寸时应根据上述三个因素进行计算。 本设计采用平均收缩率 26 法计算模腔各工作尺寸。 在计算成型零件型腔和型芯的尺寸时,塑料制品和成型零件尺寸均按单向极限制,即凡是孔 类尺寸均以其最小尺寸作为公称尺寸,即公差为正;凡是轴类尺寸均以其最大尺寸作为公称尺 寸,公差为负;而孔心距尺寸则按公差带对称分布的原则进行计算。 查阅课本《塑料成型及模具设计》,所用的公式如下: 型腔径向尺寸: 3 LM ? [(1 ? S cp ) LS - Δ ] ? δ Z 0 4 型腔的深度尺寸: 2 H M =[(1 + S cp ) H S - Δ]+δ0Z 3 以上式中, LM ——型腔径向尺寸(mm) LS 、 l S ——塑件径向公称尺寸(mm) H M ——型腔深度尺寸(mm) H S ——塑件高度公称尺寸(mm) hS ——塑件深度公称尺寸(mm) S cp 0.015 ? 0.035 =2.5%) 2 &——塑件公差值(mm)(《实用模具设计与制造手册查》表6-45) ——塑料的平均收缩率(%)( S cp = δ ——模具制造公差(mm) (一般取 δ Z = Δ ) 3 对于型腔径向尺寸来说,已知 LS =104.00,Δ =1.08, δ Z =0.36 ∴ 将以上数据代入式(6-1),可得 3 ? LM =[(1+2.5%)× 104— × 1.08] 0 0.36 4 ? =105.79 0 0.36 对于型腔深度尺寸来说,已知 HS 1 =7mm, Δ =0.24, δ Z =0.08 H S 2 =6mm, Δ =0.24, δ Z =0.08 27 ∴ 将以上数据代入式(6-3),可得 2 6— × 0.24] +0.08 H M 1 =[(1+2.5%)× 0 3 =6.04 +0.08 0 2 7— × 0.24] +0.08 H M 1 =[(1+2.5%)× 0 3 =7.06 +0.08 0 第六章 排气系统的设计 排气系统对确保制品成型质量起着重要的作用,排气方式一般有利用排气槽, 利用型芯、镶件、推杆等的配合间隙,利用分型面上的间隙。 排气槽即为使模具型腔内的气体排出模具外面在模具上开设的气流通槽或孔, 排气槽若设计不合理,将回产生如下弊病: 1. 增加熔体充模流动的阻力,使型腔无法被充满,导致制品棱边不清晰。 2. 在制品上呈现明显的流动痕和熔接痕,使制品的力学性能降低。 3. 滞留气体使制品产生银纹,气孔,剥层等表面质量缺陷。 4. 型腔内气体受到压缩后产生瞬时的局部高温,使熔体分解变色,甚至炭化 烧焦。 5. 由于排气不良,降低了熔体的充模速度,延长了注射成形周期。 本次设计的塑件比较简单,如果不设计排气槽对产品的质量影响不大,在设计 的任务量和模具加工的成本考虑,就没有设计排气槽了。 第七章 7.1 导向机构的设计 导向、推出及复位机构的设计 导向机构对于塑料模具是必不可少的部件,因为模具在闭合时有一定的方向和 位置, 所以必须设有导向机构 。 合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式。 通常采用导柱导向定位。本设计采用导柱导向。导柱导向机构的主要零件是导柱和 导套。 7.1.1 导向机构的作用 28 导向机构的主要作用:定位、导向、承受一定侧压等作用。 1. 定位作用 为避免模具装配时方位搞错而损坏模具,并且在模具闭合后使型腔保持正确的 形状,不至因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均。 2. 导向作用 动定模合模时,首先导向机构接触,引导动定模正确闭合,避免凸模或型芯先 进入型腔以保证不损坏成型零件。 3. 承受一定侧压力 塑料注入型腔过程中会产生单向侧压力,或由于注射机精度的限制使导柱在工 作中承受一定的侧压力,此时,导柱能承担一部分侧压力。若侧压力很大时,不能 单靠导柱来承担,需设锥面定位机构。 7.1.2 导柱 1. 长度 导柱的长度必须比凸模端面要高出8~12mm, 以比, 避免出现导柱未导正方向 而凸模先进入型腔与其相碰而损坏。 2. 形状 导柱的端部做成锥形或球形的先导部分,使导柱能顺利进入导柱孔。 3. 材料 导柱应具有硬而耐磨的表面,坚韧而不易折断的内芯,因此多采用20钢渗碳 处理淬火处理或碳素工具钢(T8、T10)经淬火处理硬度50~55HRC,导柱固定部分 表面粗糙度Ra为0.8μ m, 导向部分表面粗糙度Ra为0.8~0.4μ m。 导柱滑动部位按需 要可设油槽。 4. 数量及布置 导柱应合理均布在模具分型面的四周, 导柱中心到模具边缘应有足够的距离, 以保证模具强度(导柱中心到模具边缘距离为导柱直径的1~1.5倍)。为确保合模 时只能按一个方向合模,导柱的布置可采用等直径不对称布置或不等径导柱对称布 置。导柱可以设置在动模一侧,也可设置在定模一侧,应根据模具结构来确定。在 不妨碍脱模取件的条件下,导柱通常设置在型芯高出分型面较多的一侧 5. 导向孔 导向孔可以直接开设在模板上,且设计为通孔,这种形式的孔加工简单,适用 于生产批量小,精度要求较高的模具。 对导向孔的结构主要有四点要求,分述如下: (1)、形状 为了使导柱进入导套比较顺利,在导套的前端倒圆角,导柱孔最好 29 打通,否则导柱进入未打通的导柱孔时,孔内空气无法逸出而产生压力,给导柱的 进入造成阻力。 (2)、 材料 可用淬火铜或铜等耐磨材料制造,但其硬度应低于导柱硬度,这样 可以改善磨擦,以防止导柱或导套拉毛。 (3) 、 导套的精度与配合 一般A型用二级精度过度配合, B型用二级精度静配合。 (4) 、光洁度 配合部分光洁度要求七级。 导套的选择应根据模板的厚度来确定, 材料为T8A 6. 导柱与导套的配合 由于模具的结构不同,选用的导柱和导套的结构也不同,本设计采用A型导柱的A型 导套的配合,结构简图如图4-2所示: 硬到HRC50~55,或采用20钢渗碳 0.5~0.8厚,淬硬到HRC56~60.本设计导套装在公模板。 图4-2导柱导套配合简图 。 图7-2-1 7. 配合精度 导柱固定端与模板之间一般采用H7/m6,或H7k6的过渡配合;导柱的导向部分 通常采用H7/f7或H8/f8的间隙配合。 本设计中导柱采用标准件,根据GB/T 4169.4-1984选用带头导柱如下。 材 料 : 选 T8 A 钢 ,淬 火 处 理 , H RC 5 0 ~ 55 D = 25 mm L =71mm 数目:四个 布置:等径不对称布置,设置在定模一侧 配合精度:固定端与模板之间采用H7k6的过渡配合 S = 6 mm d1 =20 mm L1= 25 m d = 20 mm 30 导向部分采用H7/f7的间隙配合 图 7-1-2 7.1.3 导套 1. 分类 导套有直导套和带头导套,直导套结构简单,加工方便,用于简单模具或导套 后面没有垫板的场合;带头导套结构较复杂,用于精度较高的场合,导套的固定孔 便于与导柱的固定孔同时加工。也可以直接在模板上开设导向孔,而不用独立的导 套,这种形式的孔加工简单,适用于生产批量小,精度要求不高的TBBBG模具。 2. 形状 为了使导柱进入导套比较顺利,在导套的前端倒圆角,导柱孔最好打通,否 则导柱进入未打通的导柱孔时,孔内空气无法逸出而产生压力,给导柱的进入造成 阻力。 3. 材料 可用淬火铜或铜等耐磨材料制造,但其硬度应低于导柱硬度,这样可以改善 磨擦,以防止导柱或导套拉毛。 导套的选择应根据模板的厚度来确定,材料为T8A, 硬到HRC50~ 55,或采用20 钢渗碳0.5~ 0.8厚, 淬硬到HRC56~ 60.导套固定部分和导滑部分的表面粗糙度一般 为Ra0.8?m。 本设计导套采用标准件,根据GB/T 4169.3-1984选用带头导套Ⅰ型,装在动模 垫板上,其主要尺寸如下图所示: 31 图 7-1-3 材 料 : 选 T8 A 钢 , 淬 火 处 理 , H RC 5 0 ~ 55 D = 32 mm L = 32 mm 数目:四个 S = 6 mm d1 =28 mm d = 20 mm 7.2 推出机构的设计 在注射成型的每一循环中,塑件必须由模具型腔中脱出,脱出塑件的机构称为 脱模机构或推出机构。 7.2.1推出机构的组成 由推杆、推杆固定板、推板、复位杆、拉料杆、回程弹簧组成,其中,拉料杆 的作用是勾着浇注系统冷料,使其随同塑件一起留在动模一侧;推杆用来顶制品; 推杆固定板用来固定推杆,拉料杆;利用回程弹簧起复位导向作用。 7.2.2 对推出机构的要求 1. 塑件留于动模。 2. 模具的结构应保证塑件在开模过程中留在具有脱模装置的半模上及动模上, 不要出现粘模现象。 3. 塑件不变形损坏 4. 具有良好的塑件外观 5. 结构可靠 7.2.3 脱模机构的分类 推出机构可按动力来源分类也可按模具结构分类 32 1. 根据动力来源分类,分为手动脱模、机动脱模、液压脱模、气动脱模。 2. 根据推出零件的类别分类,可分为推杆推出机构、推管推出机构、推件板推 出机构、凹模或成型推杆(块)推出机构、多元综合推出机构等。 3. 根据模具结构特征分类,分为简单脱模机构、动定模双向推出机构、顺序推 出机构、二级推出机构、浇注系统凝料的推出机构等。 本设计采用的推出机构是推杆推出机构。 7.2.4 推杆推出机构 由于设置推杆位置的自由度较大因而推杆推出机构是最常用的推出机构,常被 用来推出各种塑件。推杆推出机构的特点:推杆加工简单,更换方便,脱模效果好。 推杆设计的注意事项: 1. 推出位置 推杆的推出位置应设在脱模阻力大的地方,推杆不宜设在塑作最薄的处,以免 塑件变形或损坏, 当结构需要顶在薄壁处时, 可增加推出面积来改善塑件受力状况。 推出面积较少时,一般采用推出盘推出,此设计的推杆放置在产品的中央。 2. 直径 推杆直径不宜过细,应有足够的刚度和强度,能承受一定的推力,一般推杆的 直径为2.5~ 1 5 m m 。为了避免细长杆变形,对于直径为2.5mm以下的推杆最好设计 成阶梯形。 3. 装配位置 推杆端面应和型腔在同一平面或比型腔的平面高出0.05~ 1mm,否则,会影响 塑件使用。 4. 数量 在保证塑件质量,能够顺利脱模的情况下,推杆的数量不宜过多。当塑件不许 可有顶出痕迹,可用顶出耳的形式脱模后将顶出耳剪掉。 5. 推杆形状与尺寸 推杆的材料多用钢45、T8、T10, 推杆头部要淬火处理HRC50以上,工作端面的 粗糙度低于Ra0.8。 常用的推杆形式有、矩形、D形。圆形结构简单,应用最广。 推杆直经d与形腔部分推杆孔一般为采用H7/e7~ H8/f8的间隙配合; 证D-d=4~ 6 毫米;轴肩厚约4~ 6毫米。 本设计采用圆形推杆,参照GB/T 4169.1-1984设计其结构主要尺寸如下: 配部分应保 33 图6-24 材料:T8钢,热处理50~ 5 5 H R C 。 D 1=6mm d 1=3mm s 1=2mm L1=67.5mm D 2 =12mm d 2 =6 s 2 =5mm L2=67.mm 数目:8根,其中长度为L1的4根,长度为--L2的4根。 第八章 8.1 侧向分型与抽芯机构的设计 侧向分型与抽芯机构 当注射成型侧壁带有孔、凹穴、凸台等的塑料制件时,模具上成型该处的零件 就必须制成可侧向移动的零件,以便在脱模之前先抽掉侧向成型零件,否则就无法 脱模,带动侧向成型零件作侧向移动(抽拔与复位)的整个机构称为侧向分型与抽 芯机构。对于成型侧向凸台的情况(包括垂直分型的瓣合模),常称为侧向分型, 对于成型侧孔或侧凹的情况,往往成为侧向抽芯。但是,在一般的设计中,侧向分 型与侧向抽芯常常混为一谈,不加分辨,统称为侧向分型抽芯,甚至只称侧向抽芯。 8.1.1 侧向分型与抽芯机构的分类 根据动力来源的不同,侧向分型与抽芯机构一般可分为机动、液压(液动)或 气动以及手动等三大类。 1、 机动侧向分型与抽芯机构 34 2、 3、 8.1.2 液压或气动侧向分型与抽芯机构 手动侧向分型与抽芯机构 抽芯力的计算 Fc ? chp(?cos? -sin? ) 式中Fc——抽芯力(N); c——侧型芯成型部分的截面平均周长(m); h——侧型芯成型部分的高度(m); p——塑件对侧型芯的收缩应力(包紧力),其值与塑件的几何形状及塑料的 品种,成型工艺有关,一般情况下模内冷却的塑件,p=(0.8~1.2)×107Pa,模外冷 却的塑件, p=(2.4~3.9)×107Pa; μ ——塑料在热状态时对钢的磨擦系数,一般μ =0.15~0.20; a——侧型芯的脱模斜度或倾斜角(?)。 C=50mm H=11mm;p=107Mpa; a=0代入上式 Fc=50×10-3×12×10-3×107×0.17=1120(N) 斜导柱侧向分型与抽芯机构是利用斜导柱等零件把开模力传递给侧型芯或侧向 成型快,使之产生侧向运动完成抽芯与分型动作。这类侧向分型抽芯机构的特点是 结构紧凑、动作安全可靠、加工制造方便,是设计和制造注射射模抽芯时最常用的 机构,但它的抽芯力和抽芯距受到模具结构的限制,一般使用于抽芯力不大及抽芯 距小于60~80mm的场合。 斜导柱的设计 斜导柱的结构设计 斜导柱工作端的端部可以设计成锥台形或半球形。但半球 形车制时较困难,所以绝大部分均设计成锥台形。设计成锥台形时必须注意斜角θ 应大于斜导柱倾斜角,一般θ =a+2?~3?,以免端部锥台也参与侧抽芯,导致滑块停 留位置不符合原设计计算的要求。为了减少斜导柱与滑块上斜导孔之间的摩擦,可 在斜导柱工作长度部分的外圆轮廓铣出两个对称平面。 斜导柱的材料多为T8、T10等碳素工具钢,也可以用20钢渗碳处理。由于斜导柱 经常与滑块摩擦,热处理要求硬度HRC≥55,表面粗糙度Ra≤0.8μ m。 斜导柱与其固定的模板之间采用国故配合H7/m6。由于斜导柱在工作过程中主 要用来驱动侧滑块作往复运定,侧滑块运动的平稳性由导滑槽与滑块之间的配合精 度保证,而合模时滑块的最终准确位置由楔紧块决定,因此,为了运动的灵活,滑 35 块上斜导孔与斜导柱之间可以采用较松的间隙配合H11/b11,或在两者之间保留 0.5~1mm的间隙。 在特殊情况下 (例如斜导柱固定在动模、 滑块固定在定模的结构) , 为了使滑块的运动滞后于开模动作,以便分型面打开一定的缝隙,让塑件与凸模之 间先松动之后再驱动滑块作侧抽芯,这时的间隙可放大至2~3mm。 斜导柱的长度计算 斜导柱的总长为: Lz=L1+L2+L3+L4+L5 式中Lz——斜导柱总长度; d2——斜导柱固定部分大端直径; h——斜导柱固定板厚度; d——斜导柱工作部分直径; s——抽芯距。 斜导柱安装固定部分的长度为: La=L2-l =h/cosa-d1tga 式中 La——斜导柱安装固定部分的长度; d1——斜导柱固定部分的直径。 斜导柱的直径计算 斜导柱的直径为: d= 式中 3 10 FcHw [σw] cos 2 α ?w ——斜导柱所用材料的许用弯曲应力。 H? ——侧型芯滑块受的脱模力作用线与斜导柱中心线的交点到斜导柱固定 的距离,它并不等于滑块高的一半。 d= 3 10 ? 1120? 20 =12.2mm。 140? 106 cos2 20 取d=16mm。 本设计斜导柱设计如下 斜导柱抽芯机构设计原则 (1)活动型芯一般比较小,应牢固装在滑块上,防止在抽芯时松动滑脱,型芯与 滑块连接部位要有一定的强度和刚度。 (2)滑块在导滑槽中滑动要平稳,不要发生卡住、跳动等现象。 (3)滑块限位装置要可靠,保证开模后滑块停止在一定位置上而不任意滑动。 36 (4)锁模块要能承受注射时的侧向压力, 应选用可靠的连接方式与模块连接。 锁 模块和模板可做成一体。锁紧块的斜角θ 1应大于斜导柱的倾斜角θ ,一般取θ 1- θ 2?~3?,否则斜导柱无法带动滑块运动。 (5)滑块完成抽芯运动后, 仍停留在导滑槽内, 留在导滑槽内的长度不应小于滑 块全长的2/3,否则,滑块在开始复位时容易倾斜而损坏模具, (6)防止滑块和推出机构复位时的相互干涉尽量不使推杆和活动型芯水平投影 重合。 (7)滑块设在定模的情况下, 为保证塑料制品留在定模上, 开模前必须先抽出侧 向型芯,最好采取定向定距拉紧装置。 第九章 模温调节系统的设计 塑料在成型过程中,模具温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期 和塑件质量,模具温度过高,成型收缩大,脱模后塑件变形率大,而且还容易 造成溢料和粘模;温度过低,则熔体流动性差,塑件轮廓不清晰,表面会产生 明显的银丝或流纹等缺陷。当模温不均匀时,型芯和型腔温差过大,塑件收缩 不均匀,导致塑件翘曲变形,会影响塑件的形状和尺寸精度。通常温度调节包 括冷却系统和加热系统两种。由于各种塑料的性能成型工艺不同,对模具温度 的要求也不同。 一般注塑到模具内的塑料温度为200℃左右, 熔体固化成为制品 后,从60℃左右的模具内脱模内,温度的降低依靠在模具通入冷却水将热量带 走。本设计产品材料为ABS塑料,在注塑成型时,黏度低,流动性好,要求模具 温度(一般低于80℃)较低,通过调节水的流量就可以调节模具的温度,因此 仅需要设置冷却系统即可。 9.1 冷却系统的设计原则 (1) 冷却回路数量应尽量多,冷却通道孔径要尽量大; (2) 冷却通道的布置应合理; (3) 冷却回路应有利于减少冷却水进、出口水温的差值; (4) 冷却回路结构应便于加工和清理; (5) 冷却水道至型腔表面的距离应尽可能相等; (6) 冷却水道要避免接近熔痕部位,以免熔接不牢,影响塑件的精度。 9.2 冷却时间的计算 本塑件材料为PE塑料,其冷却时间的经验计算公式为: t= 8 θ -θ s2 ln[ 2 ( e m ) ] 2 π θl - θm π a1 37 式中: s —制品的厚度(mm) a1 —塑料扩散率(mm 2 /s),查《模具设计基础及模具CAD》表9-2得, a1 =0.065. θ e —成型温度(℃) θ m—模具温度(℃) θ l —脱模温度(℃) 已知: s =3 mm, a1 =0.065 mm 2 /s. 取 θ m=40℃, θ e =230℃, θ l =80℃ 制品达到80℃时所需的冷却温度为 t= = 8 θ -θ s2 ln[ 2 ( e m ) ] 2 π θl - θm π a1 8 230 - 50 32 )] ln[ ( 2 π 80 - 50 0.080×π =31.12s 在一个注射成型周期中,注射熔料的时间为1.6 s,选取取模时间为 15 s,所以 注射成型一次所需的时间为 t = t冷 +t 注 +t 脱 =31.12+1.6+10=42.72s, 则一个小时成型次数为3600/42.72≈84(次)。 每次的注塑容量为: v=48.3cm,密度为0.95g/cm,则 每次注塑的质量为45.9g. 所以一个小时内注入模具内的塑料量为 45.9× 84=3855.6g/h=3.8556kg/h 9.3 冷却管道传热面积的简易计算 传热面积的计算 如果忽略模具因空气对流、热辐射与注射机所散失的热量,假设塑料熔体在模 具内释放的热量全部由冷却水带走,则模具冷却时所需冷却水的体积流量可按下 式计算: qv = mQ 1 ρc1 (θ1 θ 2 ) (10-1) 式中, qv —冷却介质的体积流量( m 3 /min) 38 m—单位时间(每分钟)内注入模具中的塑料质量(kg /min) Q1 —单位质量的塑料制品在凝固时所放出的热量(kJ/kg) ? —冷却介质的密度(kg/ m 3 ) c1 —冷却介质的比热容[kJ/(kg·℃)] ? 1 —冷却介质出口温度(℃) ? 2 —冷却介质进口温度(℃) (1) 塑料制品在固化时每小时释放的热量Q 查《模具设计基础及模具CAD》表9-4得,PE塑料的单位热流量 Q1 =6.4×10 2 kJ/kg, 故 Q=m Q1 =3.8556×6.4×10 2 =2.468×10 3 kJ/h (2) 冷却水的体积流量 由于水的热容量大,传热系数大,成本低,故本设计中选择水作为冷却介质, 水的密度为1000kg/ m 3 , 取 ? 1 =26.5℃, ? 1 =25℃, c1 =4.187 kJ/(kg·℃) 有式(10-1)得: qv = mQ 2.468? 103 / 60 1 = 3 =0.00655×10 ρc1 (θ1 θ 2 ) 10 ? 4.187? (26.5 - 25) 3 m 3 /min (3) 冷却管道直径d 查《模具设计基础及模具CAD》表9-1,为使冷却水处于湍流状态,取d=8mm (4) 冷却水在管道内的流速 v 4q v 4 ? 0.00655? 10 3 / 60 =2.1m/s最底流速1.66 m/s, 达到湍流状 v= 2 = πd π ? (8 / 1000 2 ) 态,所选管道直径合理。 (5) 冷却管道孔壁与冷却介质的传热膜系数h 查表取f=7.22(水温为30℃) h= 3.6 f (ρv) 0.8 3.6 ? 7.22 ? (103 ? 2.1) 0.8 = d 0.2 (8 / 1000 0.2 ) =31105 kJ/( m 2 ·h·℃) 式中, f —与冷却介质温度有关的物理系数 ? —冷却介质在一定温度下的密度(kg/ m 3 ) (6) 冷却水管总传热面积A 由式(4-94) [ 4 ] 得 39 A= mQ 1 2.468? 103 = =0.00202 m 2 hΔθ 31105? [40 ? (26.5 ? 25) / 2] (7) 模具上应开设的冷却管道的孔数为 n= 0.00202 A = ≈1(孔) πdL 3.14 ? 8 / 1000 ? 200 / 1000 从计算结果看,因塑件小,单位时间内注塑量小,所需的冷却水道也比较小, 但一条冷却水道是不可取的,冷却不均匀。考虑到本模具内部面积比较大,,故选 择了以下布置形式,冷却回路采用最简单的直流冷却回路即可,如图所示。动模, 定模各一组: 图9-3 40 第十章 模具总图如下 模具工作过程 图10 41 图11 1-浇口套 2-定模座 3-定模 4-水嘴 5-斜滑块 6-动模 7-推板固定板 8-垫块 9-螺钉 10-动模座 11-螺钉 12-推板 13-推料杆 14-推料杆 15-复 位杆 16-螺钉 17-斜导柱 18导柱 19导套 20内六角圆柱螺钉 21拉料杆 模具动作过程: 在模板受到脱模力的作用下,动模座板( 10)带动动模(6)移动,在分型面分型, 侧型芯(5)导滑部分在斜导柱(17)的作用下进行分离,凝料在拉料杆(21)的作用下 留在动模,动模继续移动,侧抽芯完成,推板(12)顶在注射机的顶杆上,不随动模 移动,使推杆和拉料杆推出塑件,完成开模动作。 合模时,复位杆(15)作用在推板固定板(7)上,使推杆和拉料杆回复初始位置, 继续合模动作,斜导柱(17)作用于斜滑块(5)使其右移,最后模腔闭合,在定模夹紧 的作用下,斜滑块被锁紧,合模动作完成。 42 致谢词 经过长时间的努力, 为期两个月的毕业设计终于即将降下帷幕。 本次毕业设计, 由于我自身基础知识的不扎实,实际经验的缺乏,且对所学知识还未完全吃透,考 虑问题时不能全面, 在设计时遇到了很多的问题, 幸得老师的指导和同学们的帮助, 才顺利的完成了本次毕业设计。在此,十分感谢谢东和老师对我的毕业设计的悉心 指导,同时,也感谢刘光明、何超能等同学的热情帮助。离校在即,谨祝恩师:身 体健康、万事顺意!祝同学们:前程似锦! 参考文献 [1] 彭建声. 简明模具工实用技术手册[M]. 机械工业出版社,1993 [2] 梅尔·库兹(MYER KUTZ). 材料选用手册[M]. 化学工业出版社,2005 [3] [5] [6] [7] [8] [9] 沈其文. 材料成形工艺基础. 华中科技大学出版社,2003 朱龙根. 简明机械零件设计手册[M]. 机械工业出版社, 1997 叶久新.王群. 塑料制品成型与模具设计[M]. 湖南科学技术出版社, 2005 赵昌盛. 实用模具材料应用手册[M]. 机械工业出版社, 2005 许鹤峰.陈言秋. 注塑模具设计要点与图例[M]. 机械工业出版社, 1999 林慧国.火树鹏.马绍弥. 模具材料应用手册[M]. 机械工业出版社, 2004 进.陈再枝. 模具材料应用手册[M]. 机械工业出版社, 2001 [4] 方昆凡. 工程材料手册·非金属材料卷[M]. 北京出版社, 2002 [10] 周凤云. 工程材料及应用[M]. 华中科技大学出版社, 2002 [11] 徐 1998 [13] 刘昌祺. 塑料模具设计[M]. 机械工业出版社, 1998 [14] 塑料模具设计手册编写组. 塑料模具设计手册·第二版[M]. 机械工业出版社, 1999 [15] 成大先. 机械设计手册·第四版·第三卷[M]. 化学工业出版社, 2002 [16] 陈万林. 实用塑料注射模设计与制造[M]. 机械工业出版社, 2002 [17]卜新建. 塑料模具设计[M]. 中国轻工业出版社, 2005 [18] 李海梅.申长雨. 注塑成型及模具设计实用技术[M]. 化学工业出版社, 2002 [19] 章 飞. 型腔模具设计与制造[M]. 化学工业出版社, 2003 [20] 许发樾. 实用模具设计与制造手册[M]. 机械工业出版社, 2001 [21] 大连理工大学工程画教研室. 机械制图[M]. 高等教育出版社, 1993 [12] 冯炳尧.韩泰荣.蒋文森. 模具设计与制造简明手册[M]. 上海科学技术出版社, 43 [22] 廖念钊.莫雨松. 李硕根等. 互换性与技术测量[M]. 中国计量出版社, 2000 [23] 李得群.唐志玉.中国模具设计大典[M]. 江西科学技术出版社,2003 [24] 中国超日模具[J]. 模具制造2005年第7期 [25] 詹友刚. Pro/ENGINEER中文野火版2.0基础教程[M]. 清华大学出版社,2005 [26] 李 军. 精通Pro/ENGINEER中文野火版[M]. 中国青年出版社,2004 44 45 46 47 48 2011 49

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