沖水手柄模具設(shè)計

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CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 題目 沖水手柄模具設(shè)計 二級學(xué)院 直屬學(xué)部 專業(yè) 班級 學(xué)生姓名 學(xué)號 指導(dǎo)教師姓名 職稱 評閱教師姓名 職稱 2014 年 11 月 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 摘 要 本設(shè)計根據(jù)實際的需要完成沖水手柄的注射模設(shè)計 該產(chǎn)品采用 ABS 塑料進(jìn)行注 塑成型 成型方式為一模八腔 該設(shè)計根據(jù)產(chǎn)品材料和結(jié)構(gòu)特點 對產(chǎn)品進(jìn)行了工藝性 分析 選用了合理的注射成型工藝參數(shù) 確定了所需的和成型設(shè)備模具的總體結(jié)構(gòu) 同 時對模具的細(xì)節(jié)部分進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計和一些必要的尺寸計算和強度校核此外 論文還 對分型面 澆注系統(tǒng) 脫模機(jī)構(gòu) 成型部件和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行了分析設(shè)計 最終完 成了產(chǎn)品的三維實體造型 二維零件圖和裝配圖 以及加工工藝規(guī)程 關(guān)鍵詞 沖水手柄 塑料模具 注射成型 注塑機(jī) 結(jié)構(gòu)設(shè)計 工藝 沖水手柄模具設(shè)計 目 錄 1 緒論 1 1 1 前言 1 1 2 國內(nèi)外現(xiàn)狀分析及比較 1 1 3 塑料模具的發(fā)展趨勢 1 1 4 設(shè)計思想 2 2 塑件成型工藝分析 3 2 1 塑件 沖水手柄 分析 3 2 2 熱塑性塑料 ABS 的注射成型過程及工藝參數(shù) 4 2 2 1 注射成型過程 4 2 2 2 ABS 的注射工藝參數(shù) 4 2 3 ABS 的性能分析 4 2 3 1 使用性能 4 2 3 2 成型性能 4 2 3 3 ABS 的主要性能指標(biāo) 5 2 4 ABS 成型塑件的主要缺陷及消除措施 5 2 4 1 缺陷 5 2 4 2 消除措施 5 3 擬定模具結(jié)構(gòu)形式 6 3 1 分型面位置的確定 6 3 1 1 分型面對選擇原則 6 3 1 2 分型面選擇方案 6 3 2 確定型腔數(shù)量及排列方式 6 3 3 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 7 4 注射機(jī)型號的確定 8 4 1 所需注射量的計算 8 4 2 注射機(jī)型號的選定 8 4 3 型腔數(shù)量及注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 9 4 3 1 型腔數(shù)量的校核 9 4 3 2 注射機(jī)工藝參數(shù)的校核 10 4 4 安裝尺寸校核 10 4 4 1 噴嘴尺寸 10 4 4 2 定位圈尺寸 10 4 4 3 最大與最小模具厚度校核 10 4 4 4 開模行程和推出機(jī)構(gòu)的校核 10 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 4 4 5 模架尺寸與注射機(jī)拉桿內(nèi)間距校核 11 5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 12 5 1 主流道的設(shè)計 12 5 2 主流道襯套形式 12 5 3 分流道設(shè)計 13 5 3 1 分流道的布置形式 13 5 3 2 分流道長度 14 5 3 3 分流道形狀 截面尺寸以及凝料體積 14 5 4 澆口的設(shè)計 15 5 4 1 澆口類型和位置的確定 16 5 4 2 澆口尺寸的確定 16 5 5 冷料穴的設(shè)計 17 5 5 1 主流道冷料穴的設(shè)計 17 5 5 2 分流道冷料穴 17 6 成型零件的設(shè)計 18 6 1 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 18 6 2 成型零件鋼材選用 18 6 3 成型零件工作尺寸的計算 18 6 3 1 型腔徑向尺寸計算 18 6 3 2 型芯徑向尺寸的計算 21 6 3 3 型腔高度尺寸的計算 22 6 3 4 型芯高度尺寸的計算 24 6 4 型腔零件強度 剛度的校核 25 6 4 1 型腔側(cè)壁厚度校核 25 6 4 2 型腔底板厚度的校核 25 7 模架的確定 27 7 1 標(biāo)準(zhǔn)模架 27 7 2 各模板尺寸的確定 27 7 2 1 A 板尺寸 27 7 2 2 B 板尺寸 27 7 2 3 定模座板 27 7 2 4 墊塊 28 7 2 5 動模座板 28 7 2 6 推板 28 7 2 7 推桿固定板 28 沖水手柄模具設(shè)計 8 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計 29 8 1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)總體設(shè)計 29 8 2 導(dǎo)柱設(shè)計 29 8 3 導(dǎo)套設(shè)計 29 9 推出機(jī)構(gòu) 31 10 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 32 11 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 33 11 1 加熱系統(tǒng) 33 11 2 冷卻系統(tǒng) 33 11 2 1 冷卻介質(zhì) 33 11 2 2 冷卻系統(tǒng)的簡略計算 33 12 典型零件的制造工藝 36 12 1 塑料模成型零件的加工工藝要求 36 12 2 典型零件制造工藝編制 36 13 模具的裝配 42 14 模具的備料清單和網(wǎng)絡(luò)周期 43 14 1 模具非標(biāo)準(zhǔn)件備料清單 43 14 2 模具標(biāo)準(zhǔn)件備料清單 43 14 3 網(wǎng)絡(luò)周期圖 44 14 4 模具的生產(chǎn)過程 44 15 模具成本的估算 45 15 1 材料費用 45 15 1 1 從產(chǎn)品形狀需要了解與材料費用相關(guān)的三部分 45 15 1 2 估算模具材料費用 45 15 2 加工成本 45 15 2 1 經(jīng)濟(jì)加工機(jī)床的選擇 45 15 2 2 加工成本核算 46 15 3 其他費用 46 15 3 1 生產(chǎn)管理 46 15 3 2 利潤 46 15 3 3 稅金 46 結(jié) 論 47 致 謝 48 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 參考文獻(xiàn) 49 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 1 1 緒論 1 1 前言 隨著塑料制品在機(jī)械 電子 汽車 家電 國防 建筑 農(nóng)業(yè)等各行業(yè)中的廣泛 應(yīng)用 對塑料模具的需求日益增加 塑料模在國民經(jīng)濟(jì)中的重要性也日益突出 模具 作為一種高附加值和技術(shù)密集型產(chǎn)品 其生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值 往往是模具自身價 值的幾十倍 上百倍 可以說 模具既是塑料成型加工的一種重要的工藝裝備 同時 又是原料及設(shè)備的 效益放大器 模具生產(chǎn)的工藝水平和技術(shù)含量的高低 已成為 衡量一個國家產(chǎn)品制造業(yè)技術(shù)水平高低的重要標(biāo)志 1 塑料成型加工及其模具技術(shù)是一門不斷發(fā)展的綜合學(xué)科 不僅隨著高分子材料合 成技術(shù)的提高 成型設(shè)備成型機(jī)械的革新 成型工藝的成熟而進(jìn)步 而且隨著計算機(jī) 技術(shù) 數(shù)值模擬技術(shù)等在塑料成型加工領(lǐng)域的滲透而發(fā)展 注塑成型作為一種重要的成型加工方法 在家電行業(yè) 汽車工業(yè) 機(jī)械工業(yè)等都 有廣泛應(yīng)用 且生產(chǎn)的制件具有精度高 復(fù)雜度高 一致性高 生產(chǎn)率高和消耗低的 特點 有很大的市場要求和良好的發(fā)展前景 1 2 國內(nèi)外現(xiàn)狀分析及比較 近年來 中國塑料模具無論是在數(shù)量上 還是在質(zhì)量 技術(shù)和能力等方面都有了 很大進(jìn)步 但與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求 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需大量進(jìn)口 中國模具產(chǎn)業(yè)除了要繼續(xù)提高生產(chǎn)能力 今后更要著重于行業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的調(diào)整和 技術(shù)發(fā)展水平的提高 結(jié)構(gòu)調(diào)整方面 主要是企業(yè)結(jié)構(gòu)向?qū)I(yè)化調(diào)整 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向著 中高檔模具發(fā)展 中高檔汽車覆蓋件模具成形分析及結(jié)構(gòu)改進(jìn) 復(fù)合加工和激光技術(shù) 在模具設(shè)計制造上的應(yīng)用 高速切削 超精加工及拋光技術(shù) 2 雖然我國模具總量目前已達(dá)到相當(dāng)規(guī)模 模具水平也有很大提高 但設(shè)計制造水 平總體上落后于德 美 日 法 意等工業(yè)發(fā)達(dá)國家 當(dāng)前存在的問題和差距主要表 現(xiàn)在以下幾方面 1 發(fā)展不平衡 產(chǎn)品總體水平較低 2 工藝裝備落后 且配套性不好 利用率低 3 大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱 創(chuàng)新能力明顯不足 4 供需矛盾短期難以緩解 5 企業(yè)組織結(jié)構(gòu) 產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 技術(shù)結(jié)構(gòu)和進(jìn)出口結(jié)構(gòu)均不合理 6 信息化管理相對落后 1 3 塑料模具的發(fā)展趨勢 1 在模具的質(zhì)量 交貨周期 價格 服務(wù)四要素中 已有越來越多的用戶將交 貨周期放在首位 2 提高大型 精密 復(fù)雜 長壽命模具的設(shè)計制造水平及比例 3 在塑料模設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用 CAD CAM CAE 技術(shù) 提高模具制造過程 的自動化程度 4 推廣應(yīng)用熱流道技術(shù) 氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù) 沖水手柄模具設(shè)計 2 5 開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具 以適應(yīng)多品種 少批量的生產(chǎn)方式 6 應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量十分必要 7 提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率 以提高模具質(zhì)量 縮短模具制造周 期 8 研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程 9 模具設(shè)計 加工及各種管理將向數(shù)字化 信息化方向發(fā)展 CAD CAE CAM CAPP 及 PDM PLM ERP 等將向智慧化 集成化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 10 在可持續(xù)發(fā)展和綠色產(chǎn)品被日益重視的今天 綠色模具 的概念已逐漸被提 到議事日程上來 1 4 設(shè)計思想 本設(shè)計主要是基于二維 CAD 的注塑模具設(shè)計 從零件角度上考慮 此零件為 ABS 塑料 因所給沖水手柄零件的形狀比較簡單 無側(cè)向凹 凸及側(cè)孔和異型孔等且 要求大批量生產(chǎn)并設(shè)計成一模多腔 故本設(shè)計采用的是單分型面注射模結(jié)構(gòu) 澆注系 統(tǒng)設(shè)計成非平衡式 澆口設(shè)計成矩形側(cè)澆口并對澆口尺寸進(jìn)行調(diào)節(jié)以實現(xiàn)澆注系統(tǒng)平 衡 塑件的推出采用推桿推出機(jī)構(gòu)實現(xiàn) 球頭型拉料桿在分模時將主流道凝料自動掉 出 而推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向及復(fù)位則分別選用復(fù)位桿和彈簧來實現(xiàn) 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 3 2 塑件成型工藝分析 2 1 塑件 沖水手柄 分析 該塑件是一沖水手柄 如圖 2 1 所示為塑件零件圖 該塑件材料為 ABS 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 塑件要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批量生產(chǎn) 塑件的結(jié)構(gòu)及成型工藝性分析 1 結(jié)構(gòu)分析如下 該塑件是一衛(wèi)浴操作手柄 屬中等壁塑件 整個塑件結(jié)構(gòu)較為簡單 產(chǎn)品件中無 側(cè)孔 側(cè)凹等結(jié)構(gòu) 故無需采用斜導(dǎo)柱側(cè)向成型機(jī)構(gòu) 采用直接分型即能使塑件方便 脫模 保證制件的成型質(zhì)量和較小的生產(chǎn)周期 3 圖 2 1 塑件零件圖 2 成型工藝分析如下 1 精度等級 目前我國頒布了工程塑料模塑塑件尺寸公差的國家標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) GB T14486 1993 模塑件尺寸公差的代號為 MT 公差等級分為 7 級 每一級又可 分為 A B 兩部分 其中 A 為不受模具活動部分影響尺寸的公差 B 為受模具活動部 分影響尺寸的公差 例如由于受到水平分型面溢邊厚薄的影響 壓縮件高度方向的尺 寸 對于該沖水手柄件 因其未標(biāo)注尺寸公差 故取其精度等級為 MT5 2 脫模斜度 由于塑件在冷卻過程中產(chǎn)生收縮 因此脫模前會緊緊地包住型芯 或型腔中的其他凸起部分 為了便于脫模 防止塑件表面在脫模時劃傷 擦毛等 在 設(shè)計時應(yīng)考慮與脫模方向平行的塑件內(nèi)外表面應(yīng)具有一定的脫模斜度 塑件上脫模斜 度的大小 與塑件的性質(zhì) 收縮率大小 摩擦系數(shù)大小 塑件壁厚和幾何形狀有關(guān) 硬質(zhì)塑料比軟質(zhì)塑料脫模斜度大 形狀越復(fù)雜或成型孔較多的塑件取較大的脫模斜度 塑件高度越高 孔越深 則取較小的脫模斜度 壁厚增加 內(nèi)孔包住型芯 脫模斜度 也應(yīng)大些 脫模斜度一般不包括在塑件的尺寸公差范圍內(nèi) 在塑件圖上標(biāo)注時 內(nèi)孔 以小端為基準(zhǔn) 斜度沿擴(kuò)大方向取得 外形以大端為基準(zhǔn) 斜度沿縮小方向取得 因 ABS 材料塑件推薦的脫模斜度值為 型芯取 35 1 型腔取 40 1 20 故該沖水手 柄的脫模斜度型芯取 1 型腔取 1 20 沖水手柄模具設(shè)計 4 2 2 熱塑性塑料 ABS 的注射成型過程及工藝參數(shù) 2 2 1 注射成型過程 1 成型前段準(zhǔn)備 對 ABS 的色澤 細(xì)度和均勻等進(jìn)行檢驗 由于 ABS 吸濕性強 故成型前應(yīng)進(jìn)行充分的預(yù)熱干燥處理 除去物料中過多的水分和揮發(fā)物 以防止成型 后塑件出現(xiàn)氣泡和銀絲等缺陷 干燥至含水分 0 3 干燥條件用烘箱加熱 溫度為 90 100 時間 3h 4h 料層厚度 3cm 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)到流動狀態(tài)后 由模具的澆 注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型 其過程可以分沖模 壓實 保壓 倒流和冷卻 5 個階段 3 塑件的后處理 脫模后宜將塑件放在 60 70 左右的水中進(jìn)行調(diào)濕處理 其 熱處理條件處理介質(zhì)為空氣或水 處理時間為 16 20min 2 2 2 ABS 的注射工藝參數(shù) ABS 的注射工藝參數(shù)見表 2 2 所示 表 2 2 ABS 的注射工藝參數(shù) 參數(shù) 數(shù)值范圍 注射機(jī) 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速 r min 螺桿轉(zhuǎn)速 r min 模具溫度 50 70 料筒溫度 前段 200 210 中段 200 210 后段 200 210 噴嘴溫度 180 190 噴嘴形式 直通式 注射壓力 MPa 70 90 注射時間 s 3 5 保壓時間 s 50 70 冷卻時間 s 14 30 成型時間 s 成型時間 s 成型時間 s 15 30 2 3 ABS 的性能分析 2 3 1 使用性能 ABS 有極好的抗沖擊強度 且在低溫下也不迅速下降 同時它又有良好的機(jī)械強 度和一定的耐磨性 耐寒性 耐油性 化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能 有一定的硬度和尺寸 穩(wěn)定性 易于成型加工 經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色 所以 ABS 在機(jī)械工業(yè)上用來制造 齒輪 泵葉輪 軸承 把手 管道 電機(jī)外殼 化工容器及儀器儀表外殼等 2 3 2 成型性能 1 典型非結(jié)晶型塑料 在升溫時粘度增高 所以成型壓力高 故塑件上的脫模斜 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 5 度宜稍大 2 ABS 易吸水 成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理 3 ABS 易產(chǎn)生熔接痕 模具設(shè)計師應(yīng)注意盡量減少澆注系統(tǒng)對料流的阻力 4 在正常的成型條件下 壁厚 熔料溫度對收縮率影響很小 在要求塑件精度高 時 模具溫度可控制在 50 60 而在強調(diào)塑料光澤和耐熱時 模具溫度應(yīng)控制在 60 80 2 3 3 ABS 的主要性能指標(biāo) ABS 的主要性能指標(biāo)如圖表 2 3 所示 表 2 3 ABS 的主要性能指標(biāo) 性能 指標(biāo) 密度 g cm 1 02 1 16 質(zhì)量體積 cm g 0 86 0 98 吸水率 0 20 0 40 玻璃化溫度 熔點 130 160 計算收縮率 0 4 0 7 比熱容 J kg K 1470 屈服強度 MPa 50 抗拉強度 MPa 38 拉伸彈性模量 GPa 35 抗彎強度 MPa 80 彎曲彈性模量 GPa 1 4 抗壓強度 MPa 53 抗剪強度 MPa 24 2 4 ABS 成型塑件的主要缺陷及消除措施 2 4 1 缺陷 澆口附近有皺痕 變色或焦痕 表面縮痕或內(nèi)部氣孔和沖模不足 同時 ABS 易吸 水 易產(chǎn)生熔接痕 耐熱性不高 連續(xù)工作溫度為 70 左右 熱變形溫度在 93 左右 耐氣候性差 在紫外線作用下易變硬發(fā)脆 2 4 2 消除措施 加大澆口 流道尺寸 選擇適當(dāng)?shù)淖⑸渌俾屎腿萘亢线m的注塑機(jī) 調(diào)整背壓 提 高塑化時排氣效果以防止熔接痕產(chǎn)生及提高塑件外觀質(zhì)量 沖水手柄模具設(shè)計 6 3 擬定模具結(jié)構(gòu)形式 3 1 分型面位置的確定 在塑件設(shè)計階段 就應(yīng)考慮成型時分型面的形狀和位置 否則無法用模具成形 在模具設(shè)計階段 應(yīng)首先確定分型面的位置 然后才選擇模具的結(jié)構(gòu) 分型面設(shè)計是 否合理 對塑件質(zhì)量 工藝操作難易程度和模具的設(shè)計制造都有很大影響 因此 分 型面對選擇是注射模設(shè)計中的一個關(guān)鍵因素 3 1 1 分型面對選擇原則 1 有利于保證塑件的外觀質(zhì)量 2 分型面應(yīng)選擇在塑件的最大截面處 3 盡可能使塑件留在動模一側(cè) 4 有利于保證塑件的尺寸精度 5 盡可能滿足塑件的使用要求 6 盡量減少塑件在合模方向上的投影面積 7 長型芯應(yīng)置于開模方向 8 有利于排氣 9 有利于簡化模具結(jié)構(gòu) 該塑件在進(jìn)行塑件設(shè)計時已經(jīng)充分考慮了上述原則 同時從所提供塑件可看出該 塑件為簡單的盒形件 其上無側(cè)凹 側(cè)凸 側(cè)孔等 故分型時無需進(jìn)行側(cè)向抽芯 只 要進(jìn)行軸向抽芯即可把塑件取出 3 1 2 分型面選擇方案 以下三種分型面均與塑件推出方向平行 分型面形式及位置如圖 3 1 所示 1 分型面選擇方案 分型面放在塑件最大截面處 2 分型面選擇方案 分型面選在塑件最小截面處 3 分型面選擇方案 分型面選用的是階梯分型面 綜合以上分型面的選擇原則及分型方案 本設(shè)計選用第一種分型方案 因為方案 二分型面選在塑件最小截面處 塑件無法順利從型腔中脫出 故不可取 分型方案三 采用階梯分型面 不便于模具的加工制造 同時模具的加工制造成本也較高 故本設(shè) 計選用設(shè)置在塑件最大截面處的平直分型方案一 選用該方案 塑件能順利從型腔中 脫出 同時模具加工制造也相對簡單 1 分型方案 2 分型方案 3 分型方案 圖 3 1 塑件分型方案圖 3 2 確定型腔數(shù)量及排列方式 當(dāng)塑件分型面確定之后 就需考慮是采用單型腔還是多型腔模 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 7 一般來說 大中型塑件和精度要求高的小型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu) 但對 于精度要求不高的小型塑件 沒有配合精度要求 形狀簡單 又是大批量生產(chǎn)時 若 采用多型腔模具可提供獨特的優(yōu)越條件 使生產(chǎn)效率大為提高 故由此初步擬定采用 一模八腔 如圖 3 2 所示 3 3 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 由上面分析可知 本模具擬采用一模八腔 雙列直排 推桿推出 流道采用非平 衡式布置 澆口采用潛伏式澆口或矩形側(cè)澆口 定模不需要設(shè)置分型面 因此基本上 可以確定模具結(jié)構(gòu)形式為 A1 型 設(shè)置了推桿推出機(jī)構(gòu)的兩塊板模 它滿足單分型面要 求 圖 3 2 型腔排列圖 沖水手柄模具設(shè)計 8 4 注射機(jī)型號的確定 注射模是安裝在注射機(jī)上使用的工藝裝備 因此設(shè)計注射模是應(yīng)該詳細(xì)了解注射 機(jī)的技術(shù)規(guī)范 才能設(shè)計出符合要求的模具 注射機(jī)規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的大小及型腔的數(shù)目和排列方式 在確定模具 結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下 設(shè)計人員應(yīng)對模具所需的注射量 鎖模力 注射壓力 拉桿間距 最大和最小模具厚度 推出形式 推出位置 推出行程 開模 距離等進(jìn)行計算 根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺和模具匹配的注射機(jī) 倘若用戶已提供了注 射機(jī)的型號和規(guī)格 設(shè)計人員必須對其他進(jìn)行校核 若不能滿足要求 則必須自己調(diào) 整或與用戶取得商量調(diào)整 4 1 所需注射量的計算 塑件質(zhì)量 體積澆注系統(tǒng)凝料體積及所需鎖模力的計算 1 塑件質(zhì)量 體積計算 對于該設(shè)計 提供了塑件圖樣 據(jù)此建立塑件模型并對此模型進(jìn)行 Pro e 分析得 塑件體積 V1 8 954cm3 密度 1 05g cm3 塑件質(zhì)量 m1 V1 1 05 8 954 9 4017g 2 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 可按塑件體積的 0 6 倍計算 由于該模具采用一模八腔 所以澆注系統(tǒng)凝料體積為 V2 8 0 6 V1 8 0 6 8 954 42 9792cm3 3 該模具一次注射所需塑料 POM 體積 V0 8 V1 V2 8 8 954 42 9792 114 6112cm 3 質(zhì)量 m0 V0 1 05 114 6112 120 34176g 4 塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計算 流道凝料 包括澆口 在分型面上的投影面積 A2 在模具設(shè)計前十個未知數(shù) 根 據(jù)多型腔模的統(tǒng)計分析 A 2 是每個塑件在分型面上的投影面積 A1 的 0 2 倍 0 5 倍 因此可用 0 35nA1 來進(jìn)行估算 所以 nA 1 A2 nA1 0 35nA1 1 35nA1 1 35 8 20 096 mm2 21703 9392mm 2 式中 A1 由 CAD 工具 查詢 面積獲得 是單個塑件在分型面上的投影面積 Fm A P 型 21703 9392 35 759637 827N 759 638KN 式中 型腔的壓力 P 型 取 35MPa 4 2 注射機(jī)型號的選定 近年來我國引進(jìn)注射機(jī)型號很多 國內(nèi)注射機(jī)生產(chǎn)廠的新機(jī)型也日益增多 掌握 使用設(shè)備的技術(shù)參數(shù)是注射模設(shè)計和生產(chǎn)所必須的技術(shù)準(zhǔn)備 在設(shè)計模具時 最好查 閱注射機(jī)生產(chǎn)廠家提供的 注射機(jī)使用說明書 上標(biāo)明的技術(shù)參數(shù) 4 根據(jù)以上的計算初步選定型號為 SZ 250 1500 型臥式注射機(jī) 表 4 1 所示為 SZ 250 1500 型注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 9 4 3 型腔數(shù)量及注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 4 3 1 型腔數(shù)量的校核 1 由注射機(jī)料筒塑化速率校核型腔數(shù)量 4 1 8169 29 4017 407 86 3650 836 12 mKMtn 上式右邊 169 2 8 故型腔數(shù)量校核合格 式中 M 注射機(jī)的額定塑化量 該注射機(jī)為 35g s t 成型周期 因塑件小 壁厚不大 取 55s m1 單個塑件的質(zhì)量和體積 取 m1 9 4017g m2 澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量和體積 取 0 6 8m1 K 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù) 結(jié)晶型塑料一般取 0 75 而非結(jié)晶型塑 料一般取 0 85 ABS 為非結(jié)晶型塑料 故取 K 為 0 85 表 4 1 SZ 250 1500 型注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 項目 參數(shù) 理論注射容積 cm 3 255 螺桿直徑 mm 45 注射壓力 Mpa 178 注射速率 g s 165 塑化能力 g s 35 螺桿轉(zhuǎn)速 r min 10 390 鎖模力 KN 1500 拉桿內(nèi)向距 mm 460 400 移模行程 mm 430 最大模具厚度 mm 350 最小模具厚度 mm 220 模具定位孔直徑 mm 125 噴嘴球半徑 mm 15 鎖模形式 雙曲肘 2 按注射機(jī)的最大注射量校核型腔數(shù)量 4 2 819 49 4017 0786 25 0812 mKnN 上式右邊 19 41 8 故型腔數(shù)量校核合格 式中 mN 注射機(jī)允許的最大注射量 該注射機(jī)為 267 75g m1 單個塑件的質(zhì)量和體積 取 m1 9 4017g 沖水手柄模具設(shè)計 10 m2 澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量和體積 取 0 6 8m1 K 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù) 結(jié)晶型塑料一般取 0 75 而非結(jié)晶型塑 料一般取 0 85 ABS 為非結(jié)晶型塑料 故取 K 為 0 85 4 3 2 注射機(jī)工藝參數(shù)的校核 1 注射量校核 注射量以容積表示最大注射容積為 4 3 3216 75cm0 85Vmax 式中 Vmax 模具型腔和流道的最大容積 cm 3 V 指定型號與規(guī)格的注射機(jī)注射量容積 cm 3 該注射機(jī)為 255cm3 注射系數(shù) 取 0 75 0 85 無定型塑料可取 0 85 結(jié)晶型塑料可取 0 75 該 處取 0 85 倘若實際注射量過小 注射機(jī)的塑化能力得不得發(fā)揮 塑料在料筒中停留時間就 會過長 所以最小注射容積 Vmin 0 25 V 0 25 255cm3 63 75 cm3 故每次注射的實際 V 應(yīng)滿足 Vmin V V max 而 V 114 6112 cm3 符合要求 2 鎖模力校核 4 4 kN56 9138 752 1 型KApF 而 F 400kN 鎖模力校核合格 式中 F 鎖模力安全系數(shù) 一般取 1 1 1 2 此處取 1 2 3 最大注射壓力校核 注射機(jī)的額定注射壓力即為該注射機(jī)的最高壓力 Pmax 178MPa 見表 4 1 應(yīng)該 大于注射機(jī)成型時所需調(diào)用的壓力 P0 即 而 Pmax 178MPa 故注射壓力校核合格 aama 16930 10 4 5 式中 K 注射壓力安全系數(shù) 一般取 1 25 1 3 P0 取 130Mpa 4 4 安裝尺寸校核 4 4 1 噴嘴尺寸 1 主流道的小端直徑 D 大于注射機(jī)噴嘴 d 通常為 對于該模具 d 3mm 取 D 3 5mm 符合要求 m 1 5 0 dD 2 主流道入口的凹球面半徑 SR0 應(yīng)大于注射機(jī)噴嘴球半徑 SR 通常為 對于該模具 SR 15mm 取 SR0 16mm 符合要求 20SR 4 4 2 定位圈尺寸 注射機(jī)定位孔尺寸為 定位圈尺寸應(yīng)取 兩者之間呈叫150 m125 4 松動的隙配合 符合要求 4 4 3 最大與最小模具厚度校核 模具厚度 maxminH 式中 Hmin 220mm H max 無限制 而該套模具厚度 H 321mm 符合要求 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 11 4 4 4 開模行程和推出機(jī)構(gòu)的校核 1 開模行程校核 H H1 H2 5 10 mm 式中 H 注射機(jī)動模板的開模行程 mm 取 350mm 見表 4 1 H1 塑件推出行程 mm 取 40mm H2 包括流道凝料在內(nèi)的塑件高度 mm 其值為 帶值計算 符合要求 m5 164 59 10 75 3940 2 推出機(jī)構(gòu)校核 該注射機(jī)的推出行程為 60mm 大于 H1 40mm 符合要求 4 4 5 模架尺寸與注射機(jī)拉桿內(nèi)間距校核 該套模具模架外形尺寸為 350 400 而注射機(jī)拉桿內(nèi)間距為 460mm 400mm 因 460mm 400mm 符合要求 沖水手柄模具設(shè)計 12 5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)塑料熔體從注射機(jī)噴嘴到模具型腔的進(jìn)料通道 具有傳質(zhì) 傳壓 和傳熱的功能 對塑件質(zhì)量的影響很大 它分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng) 該模具采用的是普通流道澆注系統(tǒng) 包括主流道 分流道 冷料穴 澆口 5 1 主流道的設(shè)計 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 以便于熔體的流動和開模時主流道凝料的順 利取出 5 1 主流道小端直徑計算 根據(jù)所選注射機(jī) 則主流道小端尺寸為 D 注射機(jī)噴嘴尺寸 0 5 1 3 0 5 1 3 5 mm 2 主流道球面半徑計算 SR0 注射機(jī)噴嘴球半徑 1 2 15 1 2 16 mm 3 球面配合高度 h 3 mm 5 mm 此處取 h 3 mm 4 主流道長度 主流道長度盡量小于 60mm 由標(biāo)準(zhǔn)模架結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu) 取 L 89 5mm 5 主流道大端直徑 半錐角 為 1 2 m63 1tan5 892 3tan2 LD 6 主流道總長 該主流道總長 L 92 5mm 5 2 主流道襯套形式 本設(shè)計是中小型模具 主流道長度較長 且主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù) 接觸 屬于易損件 對材料要求較嚴(yán) 為了便于加工和縮短主流道長度 模具主流道 部分設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套形式 即澆口套 以便于有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼單獨 進(jìn)行加工和熱處理 常采用碳素工具鋼 如 T8A T10A 等 熱處理硬度為 50HRC 55HRC 主流道襯套如下圖 5 1 所示 主流道剪切速率校核 1 主流道凝料體積 5 1 D22dhq 主 322m5 36 159 3 cm 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 13 圖 5 1 主流道襯套圖 2 主流道剪切速率 由經(jīng)驗公式 5 2 33 25 0 q 塑 件分主Rqnv3 94849 1 110547 ss 故主流道剪切速率校核合格 式中 5 3 3cm48 7632 184 932 1q 塑分主qv mR5052 6 53 n 5 3 分流道設(shè)計 5 3 1 分流道的布置形式 分流道應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài) 使塑料熔體盡快地經(jīng)分 流道均衡的分配到各個型腔 分流道在分型面上的布置形式與前述型腔排列密切相關(guān) 有多種不同的布置形式 但應(yīng)遵循兩方面原則 一方面排列緊湊 縮小模板尺寸 另 一方面流程盡量短 鎖模力力求平衡 該模具的流道布置形式采用非平衡式 下圖 5 2 所示為分流道的布置形式 沖水手柄模具設(shè)計 14 圖 5 2 分流道布置形式圖 5 3 2 分流道長度 分流道長度應(yīng)盡量短 且減少折彎 該模具分流道長度計確定如下 第一級分流道 cmL5 271 第二級分流道 4 第三級分流道 9 5 3 3 分流道形狀 截面尺寸以及凝料體積 1 形狀及截面尺寸 為了便于機(jī)械加工及凝料脫落 分流道大多設(shè)置在分型面上 本設(shè)計的分流道設(shè) 置在分型面上定模一側(cè) 截面形狀可采用圓形 梯形 矩形等 圓形截面的比表面積 最小 塑料熔體相對模具的熱量損失小 但需開設(shè)在分型面的兩側(cè) 在制造時難以保 證上下模板兩部分形狀對中吻合 故本設(shè)計采用加工工藝性及比表面積比較好的梯形 截面 梯形截面對塑料熔體及流動阻力均不大 一般采用以下經(jīng)驗公式來確定截面尺 寸 即 m678 430 17 DB m478 1 087 DH 式中 B 梯形截面的寬度 L 分流道長度 W 流經(jīng)分流道的塑料質(zhì)量 H 梯形截面的高度 D 為圓形截面78 45 27401 92654 02654 0 LW 分流道直徑 分流道截面形狀如圖 5 3 所示 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 15 圖 5 3 分流道布截面形狀 從理論上 第二級 第三級分流道可比第一級分流道截面小 10 但為了刀具的 統(tǒng)一加工方便 在分型面上的分流道采用一樣的截面 2 分流道表面粗糙度 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻 只有中心部位的塑料熔體流動狀 態(tài)較理想 因此 分流道的內(nèi)表面粗造度并不要求很低 一般取 0 63um 1 6um 這 樣表面稍不光滑 有助于增大熔體外層流動阻力 避免熔體表面滑移 使中心層具有 較高的剪切速率 此處取 R 0 8um a 3 分流道凝料體積 分流道總長 m2 495 7 2 L 分流道截面積 6136A 凝料體積 3394 1 cq分 4 分流道剪切速率校核 采用經(jīng)驗公式 5 4 133 4 294 01 865 sRqn 分流道剪切速率在 500 5000 之間 故剪切速率校核合格 式中 1 3186 594 4cmvtq cmcARn2493 03 式中 t 注射時間 取 1s A 梯形面積 0 2226 2 c 梯形周長 2 03 c 5 4 澆口的設(shè)計 澆口是連接流道與型腔之間的一段細(xì)短通道 它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位 澆口的 形狀 位置和尺寸對塑件質(zhì)量影響很大 澆口截面積通常為分流道截面積的 0 07 0 09 倍 澆口截面形狀多為矩形和圓形 澆口長度為 0 5 2mm 澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗確定取其下限值 然后試模逐步修 沖水手柄模具設(shè)計 16 正 5 4 1 澆口類型和位置的確定 該模具是中小塑件的多型腔模具 同時 從所提供塑件圖樣可以看出 在塑件大 端端部設(shè)置側(cè)澆口比較合適 側(cè)澆口開設(shè)在水平分型面上 從型腔外側(cè)面進(jìn)料 側(cè)澆 口是典型的矩形截面澆口 能方便的調(diào)整充模時的剪切速率和澆口封閉時間 因而又 稱為標(biāo)準(zhǔn)澆口 這類澆口加工容易 修整方便 并且可根據(jù)塑件形狀特征靈活地選擇 進(jìn)料位置 因而它是廣泛使用的一種澆口形式 普遍使用于中小型塑件的多型腔模具 澆口形狀及尺寸如圖 5 4 所示 圖 5 4 澆口形狀及尺寸 5 4 2 澆口尺寸的確定 因為該模具的澆注系統(tǒng)所采用的是非平衡式布置 故應(yīng)通過調(diào)節(jié)澆口尺寸 來實 現(xiàn)澆注系統(tǒng)的平衡 澆口尺寸如圖 5 4 所示 澆口截面尺寸確定過程如下 1 分流道截面積 rA2vm6 423 56 rA 2 基準(zhǔn)澆口 A1 B1 A3 B3 這兩組澆口截面尺寸 取 20 9 rg 由 23 13 1 m034 26 099 tArg 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 17 求得 m72 03 1 t m16 23 1 tb 3 其他兩組澆口的截面尺寸 根據(jù) BGV 值相等原則 5 5 13 09 25 7493 25 47 2 gABGV 4 m3 tAg 14 t m4 tb 4 澆口剪切速率校核 由矩形側(cè)澆口剪切速率經(jīng)驗公式得 5 6 14221 0798 1 0 3586 swhQ 5 7 1422 4 因為 均在 內(nèi) 故澆口剪切速率校核合格 1 140 s15 5 5 冷料穴的設(shè)計 5 5 1 主流道冷料穴的設(shè)計 開模時應(yīng)將主流道中的凝料拉出 所以冷料穴直徑應(yīng)稍大于主流道大端直徑 該 模具因主流道較長 欲將主流道凝料順利取出 需設(shè)拉料桿 該模具將冷料穴設(shè)計成 半球形 并采用球頭拉料桿 拉料桿固定在在推板上 開模時利用凝料對球頭的包緊 力使主流道凝料從主流道襯套中脫出 5 5 2 分流道冷料穴 當(dāng)分流道較長時 可將分流道端部沿料流前進(jìn)方向延長作為分流道冷料穴 以貯 存前鋒冷料 該模具的分流道冷料穴在分流道端部加長 6mm 作為分流道冷料穴 沖水手柄模具設(shè)計 18 6 成型零件的設(shè)計 模具型腔在模具成型中受到塑料熔體的高壓作用 應(yīng)具有足夠的強度和剛度 如 果型腔側(cè)壁和底板厚度過小 可能因強度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞 也可能因剛 度不足而產(chǎn)生扭曲變形 導(dǎo)致溢料飛邊 降低塑件尺寸精度 并影響順利脫模 因此 應(yīng)通過強度和剛度計算來確定型腔的壁厚 尤其對重要的精度要求高的或大型模具的 型腔 更不能單純憑經(jīng)驗來確定型腔壁厚和底板厚度 6 6 1 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 1 型腔 該沖水手柄的表面質(zhì)量要求較高 故對模具型腔的加工要求也較高 若型腔制成 整體式 則整體模板都要用價格較貴的模具鋼 維修也不方便 因此 沖水手柄型腔 若采用嵌入式型腔 上述存在的問題就能夠很方便的得到解決 2 型芯 型芯是采用嵌入式的 中間孔由絲筒成型 6 2 成型零件鋼材選用 沖水手柄是大批量生產(chǎn) 成型零件所選用鋼材耐磨和抗疲勞性能應(yīng)該良好 機(jī)械 加工性能和拋光性能也應(yīng)良好 因此構(gòu)成型腔的定模仁鋼材選用 SM1 動 定模板未 參與成型 故成型時無料流沖刷 且脫模時沒有塑件的摩擦 因此采用 55 鋼調(diào)質(zhì)處理 嵌件型芯因其脫模時塑件的摩擦及成型時料流的沖刷 因此選用硬度較高的模具鋼 Cr12MoV 淬火后表面層硬度為 58HRC 62HRC 動模仁未參與成型 故選用耐磨性 抗疲勞性 機(jī)加工性能及拋光性能良好的模具鋼 SM1 6 3 成型零件工作尺寸的計算 由前述可知 塑件尺寸公差按 GB T14486 1993 標(biāo)準(zhǔn)中的 MT5 選取 6 3 1 型腔徑向尺寸計算 1 6 1 zz xLsLm 010 m5 7295 167 7842167 0 式中 塑件平均收縮率 s 05 2 04 s Ls1 塑件外徑尺寸 取 29mm x 修正系數(shù) 因塑件精度要求較高 故此處取 0 75 塑件公差值 取 0 5mm 模具成型零件的制造誤差 塑件精度級別較高時取 z 3 2 6 2 zz xLsLm 020 1 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 19 m 5 071 05 167 m791467 式中 塑件平均收縮率 s 05 2 4 s Ls2 塑件外徑尺寸 取 15mm X 修正系數(shù) 因塑件精度要求較高 故此處取 0 75 塑件公差值 取 0 38mm 模具成型零件的制造誤差 塑件精度級別較高時取 z 3 3 6 3 zz xLsLm 030 1 m6 58 53 91856 0 式中 塑件平均收縮率 s 05 27 04 s Ls3 塑件外徑尺寸 取 180mm x 修正系數(shù) 因塑件精度要求較高 故此處取 0 5 塑件公差值 取 1 6mm 模具成型零件的制造誤差 塑件精度級別較高時取 z 3 4 6 4 zz xLsLm 040 1 m2 756 8 8530 式中 塑件平均收縮率 s 05 27 04 s Ls4 塑件外徑尺寸 取 6mm x 修正系數(shù) 因塑件精度要求較高 故此處取 0 75 塑件公差值 取 0 24mm 模具成型零件的制造誤差 塑件精度級別較高時取 z 3 5 6 zz xLsLm 050 1 沖水手柄模具設(shè)計 20 5 m 14 508 01 38 0 m83 式中 塑件平均收縮率 s 05 27 s Ls5 塑件外徑尺寸 取 81mm x 修正系數(shù) 因塑件精度要求較高 故此處取 0 5 塑件公差值 取 1 14mm 模具成型零件的制造誤差 塑件精度級別較高時取 z 3 6 6 zz xLsLm 060 1 6 m 28 75 093 8459093 式中 塑件平均收縮率 s 05 27 4 s Ls6 塑件外徑尺寸 取 10mm x 修正系數(shù) 因塑件精度要求較高 故此處取 0 75 塑件公差值 取 0 28mm 模具成型零件的制造誤差 塑件精度級別較高時取 z 3 7 6 7 zz xLsL 0701 m2 5 67 m8607 式中 塑件平均收縮率 s 05 2 04 s Ls7 塑件外徑尺寸 取 2mm x 修正系數(shù) 因塑件精度要求較高 故此處取 0 75 塑件公差值 取 0 2mm 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 21 模具成型零件的制造誤差 塑件精度級別較高時取 z 3 6 3 2 型芯徑向尺寸的計算 1 6 8 zz xlslm010 m5 725 167 0 20167 式中 塑件平均收縮率 s 05 2 4 s ls1 塑件尺寸 取 25mm x 修正系數(shù) 因塑件精度要求較高 故此處取 0 75 塑件公差值 取 0 5mm 模具成型零件的制造誤差 塑件精度級別較高時取 z 3 2 6 8 zz xlslm020 1 m6 578 53 0 917053 式中 塑件平均收縮率 s 05 27 4 s ls2 塑件尺寸 取 178mm x 修正系數(shù) 因塑件精度要求較高 故此處取 0 5 塑件公差值 取 1 6mm 模具成型零件的制造誤差 塑件精度級別較高時取 z 3 3 6 zz xlslm030 1 10 m 86 57 027 854702 式中 塑件平均收縮率 s 05 2 4 s ls3 塑件尺寸 取 77mm 沖水手柄模具設(shè)計 22 x 修正系數(shù) 因塑件精度要求較高 故此處取 0 5 塑件公差值 取 0 86mm 模具成型零件的制造誤差 塑件精度級別較高時取 z 3 4 6 11 zz xlslm040 1 m2 75 08 208 式中 塑件平均收縮率 s 05 27 4 s ls4 塑件尺寸 取 4mm x 修正系數(shù) 因塑件精度要求較高 故此處取 0 75 塑件公差值 取 0 24mm 模具成型零件的制造誤差 塑件精度級別較高時取 z 3 5 6 12 zz xlslm050 1 m26 78 087 24807 式中 塑件平均收縮率 s 05 2 4 s ls5 塑件尺寸 取 8mm x 修正系數(shù) 因塑件精度要求較高 故此處取 0 75 塑件公差值 取 0 28mm 模具成型零件的制造誤差 塑件精度級別較高時取 z 3 6 3 3 型腔高度尺寸的計算 1 6 13 zz xHsm 0201 m8 35 93 87903 式中 塑件平均收縮率 s 05 27 04 s 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 23 Hs1 塑件高度尺寸 取 10mm x 修正系數(shù) 因塑件精度要求較高 故此處取 2 3 塑件公差值 取 0 28mm 模具成型零件的制造誤差 塑件精度級別較高時取 z 3 2 6 14 zz xHsm 0202 1 m4 35 1 17 87904 式中 塑件平均收縮率 s 05 2 0 s Hs2 塑件高度尺寸 取 20mm x 修正系數(shù) 因塑件精度要求較高 故此處取 2 3 塑件公差值 取 0 44mm 模具成型零件的制造誤差 塑件精度級別較高時取 z 3 3 6 14 zz xHsm 0303 1 m5 25 1 167 82967 0 式中 塑件平均收縮率 s 05 2 04 s Hs3 塑件高度尺寸 取 30mm x 修正系數(shù) 因塑件精度要求較高 故此處取 2 3 塑件公差值 取 0 5mm 模具成型零件的制造誤差 塑件精度級別較高時取 z 3 4 6 15 zz xHsm 0404 1 m5 325 1 167 8267 0 式中 塑件平均收縮率 s 05 2 04 s 沖水手柄模具設(shè)計 24 Hs4 塑件高度尺寸 取 27mm x 修正系數(shù) 因塑件精度要求較高 故此處取 2 3 塑件公差值 取 0 5mm 模具成型零件的制造誤差 塑件精度級別較高時取 z 3 6 3 4 型芯高度尺寸的計算 1 6 16 010 zz xhshm m28 35 093 23809 式中 塑件平均收縮率 s 05 27 4 s hs1 塑件高度尺寸 取 8mm x 修正系數(shù) 因塑件精度要求較高 故此處取 2 3 塑件公差值 取 0 28mm 模具成型零件的制造誤差 塑件精度級別較高時取 z 3 2 6 17 020 1 zz xhshm m38 5 127 0 3180127 式中 塑件平均收縮率 s 05 2 4 s hs2 塑件高度尺寸 取 18mm x 修正系數(shù) 因塑件精度要求較高 故此處取 2 3 塑件公差值 取 0 38mm 模具成型零件的制造誤差 塑件精度級別較高時取 z 3 3 6 18 030 1 zz xhshm m5 285 167 0 472016 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 25 式中 塑件平均收縮率 s 05 27 04 s hs3 塑件高度尺寸 取 25mm x 修正系數(shù) 因塑件精度要求較高 故此處取 2 3 塑件公差值 取 0 5mm 模具成型零件的制造誤差 塑件精度級別較高時取 z 3 6 4 型腔零件強度 剛度的校核 塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓作用 應(yīng)具有足夠的強度和剛度 如 果壁厚和底板厚度過小 可能因強度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞 也可能因剛度不 足而產(chǎn)生撓曲變形 導(dǎo)致溢料和出現(xiàn)飛邊 降低塑料件尺寸精度并影響順利脫模 因 此 應(yīng)通過強度和剛度計算來確定型腔壁厚 6 4 1 型腔側(cè)壁厚度校核 1 按剛度校核 整體式矩形型腔側(cè)壁厚度為 符合要求 6 m52 169 8 045 1 2 39 313141 ECpHS 20 式中 C 與型腔深度對型腔側(cè)壁長邊之比相關(guān)的系數(shù) 此處取 0 93 p 型腔壓力 MPa 一般取 30 50MPa 此處取 35MPa H 型腔深度 為 20mm E 模具鋼的彈性模量 預(yù)硬化塑料模具鋼 E 2 105 MPa 滿足剛度條件的變形量 取 0 045 2 按強度校核 整體式矩形型腔側(cè)壁厚度為 6 21 2 121 3 WpHS 212 0 08 4 5 m 16 4 式中 矩形型腔短邊與長邊的比值 此處為 0 148 p 型腔壓力 MPa 一般取 30 50MPa 此處取 35MPa H 型腔深度 為 20mm W 與型腔深度對型腔側(cè)壁長邊之比相關(guān)的系數(shù) 此處為 0 108 模具材料的彎曲許用應(yīng)力 為 200 MPa 沖水手柄模具設(shè)計 26 6 4 2 型腔底板厚度的校核 1 按強度校核 整體式矩形型腔底板厚度為 6 22 2 12 pLh21 48 0 351 m6 2 式中 矩形型腔短邊與長邊的比值 此處為 0 148 p 型腔壓力 MPa 一般取 30 50MPa 此處取 35MPa L2 型腔側(cè)壁短邊長度 為 12mm 模具材料的彎曲許用應(yīng)力 為 200 MPa 2 按剛度校核 整體式矩形型腔底板厚度為 6 23 3 142 EpLCh m46 23 045 1 7 1 m623 式中 C 與型腔深度對型腔底面兩長邊之比相關(guān)的系數(shù) 此處取 0 0277 p 型腔壓力 MPa 一般取 305 0MPa 此處取 35MPa L2 型腔短邊長度 為 12mm E 模具鋼的彈性模量 預(yù)硬化塑料模具鋼 E 2 105 MPa 滿足剛度條件的變形量 取 0 045 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 27 7 模架的確定 7 1 標(biāo)準(zhǔn)模架 以上內(nèi)容計算確定之后 便可根據(jù)計算結(jié)果選定模架 在學(xué)校做設(shè)計時 模架部 分可參照各模板標(biāo)準(zhǔn)尺寸來繪圖 在生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)計中 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 這樣能大大縮短模具制造周期 提高經(jīng)濟(jì)效益 由前面的型腔布局以及相互的位置尺寸 再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架 因 型腔嵌件分布尺寸為 230 260 又根據(jù)型腔側(cè)壁最大壁厚為 24 46 再考慮導(dǎo)柱導(dǎo)套及 連接螺釘布置應(yīng)占的位置等各方面問題 確定選用的模架型號為 CI 3540 A70 B90 C100 模架為 A1 的形式 7 標(biāo)準(zhǔn)模架如圖 7 1 所示 圖 7 1 標(biāo)準(zhǔn)模架 7 2 各模板尺寸的確定 7 2 1 A 板尺寸 A 板是定模型腔板 塑件高度是 20mm 但在定模部分的型腔僅為 SR5 球面而定 模型腔的嵌件高度為 23 考慮到在定模板上還要開設(shè)冷卻水道 冷卻水道離型腔應(yīng)有 一定的距離 因此 A 板厚度取 70mm 為 350 mm 400 mm 70 mm 常采用 55 鋼或 Q235A 制成 調(diào)質(zhì)為 230HB 270HB 7 2 2 B 板尺寸 B 板是動模兼型芯固定板 用于固定型芯 導(dǎo)套等 固定板應(yīng)有一定的厚度 并 有足夠的強度 其尺寸為 350 mm 400 mm 90 mm 一般用 55 鋼或 Q235A 制成 調(diào)質(zhì) 為 230HB 270HB 7 2 3 定模座板 定模座板是模具與注射機(jī)連接固定的板 材料為 45 鋼 定位圈通過 4 個 M6 的內(nèi) 沖水手柄模具設(shè)計 28 六角圓柱螺釘與定模座板相連 定模座板與澆口套為 H8 f8 配合 其尺寸為 400 mm 400 mm 30 mm 7 2 4 墊塊 1 主要作用 在動模板與動模座板之間形式推出 機(jī)構(gòu)的動作空間 或是調(diào)節(jié)模具的總厚度 以適應(yīng)注射機(jī)的模具安裝厚度要求 其尺寸為 63 mm 400 mm 100 mm 2 結(jié)構(gòu)形式 可采用平行墊塊或拐角墊塊 該模具采用平行墊塊 3 墊塊材料 墊塊材料為 Q235A 也可采用 HT200 球墨鑄鐵等 該模具采用 Q235A 制造 4 墊塊高度 h 校核 h h1 h2 h3 s 5 20 25 40 3 5 93 5 100 符合要求 式中 h1 頂出板限位釘?shù)暮穸?該模具限位釘厚度為 5mm h2 推板厚度為 20mm h3 推桿固定板的厚度 25mm s 推出行程 40mm 推出行程富余量 一般為 3 6mm 取 3 5mm 7 2 5 動模座板 材料為 45 鋼 其尺寸為 400 mm 400 mm 30 mm 其上注射機(jī)頂桿孔位 40mm 7 2 6 推板 材料為 45 鋼 其尺寸為 220 mm 400 mm 20 mm 用 4 個 M6 內(nèi)六角圓柱螺釘與 推桿固定板固定 7 2 7 推桿固定板 材料為 45 鋼 其尺寸為 220 mm 400 mm 25 mm 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 29 8 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計 當(dāng)模具采用標(biāo)準(zhǔn)模架時 因模架本身帶有導(dǎo)向裝置 一般情況下 設(shè)計人員只需 按模架規(guī)格選用即可 若采用精密導(dǎo)向定位裝置 則需由設(shè)計人員根據(jù)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行 具體設(shè)計 8 1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)總體設(shè)計 1 導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具周圍或靠近邊緣的部位 其中至模具邊緣要 有足夠的距離 以保證模具的強度 防止壓入導(dǎo)柱 導(dǎo)套后變形 2 該模具采用 4 根導(dǎo)柱 其布置為等直徑不對稱布置 3 為了保證分型面很好的接觸 導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)制有承屑槽 即可削去 一個面或在導(dǎo)套的孔口倒角 該模具采用后者 4 動定模板采用合并加工時 可確保同軸度要求 5 在合模時 應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸 避免型芯先進(jìn)入型腔 導(dǎo)致模具損壞 8 8 2 導(dǎo)柱設(shè)計 1 該模具采用帶頭導(dǎo)柱 加油槽 如圖 8 1 示 圖 8 1 導(dǎo)柱示意圖 2 導(dǎo)柱的長度必須比凸模端面高度高出 6mm 8mm 3 為使導(dǎo)柱能順利的進(jìn)入導(dǎo)向孔 導(dǎo)柱的端部常做成圓錐形或球形的先導(dǎo)部分 4 導(dǎo)柱的安裝形式 導(dǎo)柱固定部分與模板按 H7 k6 配合 導(dǎo)柱滑動部分按 H7 f7 或 H8 f7 的間隙配合 5 導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為 Ra 0 4 m 6 導(dǎo)柱應(yīng)具有堅硬而耐磨的表面 堅韌而不易折斷的內(nèi)芯 多采用低碳鋼經(jīng)滲碳 淬火處理或碳素工具鋼 T8A T10A 經(jīng)淬火處理 硬度為 50HRC 以上 45 鋼經(jīng)調(diào)質(zhì) 表面淬火 低溫回火 硬度為 50HRC 以上 7 導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定 應(yīng)保證模具具有足夠的抗彎強度 該導(dǎo)柱 直徑由標(biāo)準(zhǔn)模架可知為 30mm 8 3 導(dǎo)套設(shè)計 導(dǎo)套與安裝在另一半模上的導(dǎo)柱相配合 用以確定動 定模的相對位置 保證模 具運動導(dǎo)套精度的圓套形零件 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式為帶頭導(dǎo)套如圖 8 2 所示 沖水手柄模具設(shè)計 30 圖 8 2 導(dǎo)套 1 導(dǎo)套的端面應(yīng)倒圓角 導(dǎo)柱孔最好做成通孔 利于排出孔內(nèi)剩余空氣 2 導(dǎo)套孔的滑動部分按 H8 f7 或 H7 f7 的間隙配合 表面粗糙度為 0 4 m 導(dǎo)套 外徑與模板一端采用 H7 k6 配合嵌入模板 3 導(dǎo)套材料可用淬火鋼或銅等耐磨材料制造 該模具中采用 T8A 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 31 9 推出機(jī)構(gòu) 塑件的推出形式 有機(jī)械推出 液壓推出 氣動推出三大類 常用為機(jī)械推出 它包括推桿推出 推管推出 推板推出 推塊推出及復(fù)合推出 推桿推出是最廣泛的 應(yīng)用形式 推出質(zhì)量的好壞最后決定塑件的質(zhì)量 因此塑件的推出是不可忽視的環(huán)節(jié) 由于塑件形狀簡單 無特殊要求 同時對塑件內(nèi)表面沒有很高的要求 所以采用普通 推出機(jī)構(gòu)中的推桿推出機(jī)構(gòu) 推桿如下圖 9 1 所示 圖 9 1 推桿示意圖 脫模力的計算 脫模力是從動模一側(cè)的主型芯上脫出塑件所施加的外力 需克服塑件對型芯包緊 力 真空吸力 粘附力和脫模機(jī)構(gòu)本身的運動阻力 9 塑件在脫模時型芯的受力分析情況 由于推出力 Ft 的作用 使塑件對型芯的總壓 力降低了 Ftsina 因此 推出時的摩擦力 F 為 9 1 tbmsin 式中 Fm 脫模時型芯受到的摩擦阻力 Fb 塑件對型芯的包緊力 Ft 脫模力 a 脫模斜度 塑件對剛的摩擦系數(shù)一般為 0 10 0 3 根據(jù)力平衡的原理 列出平衡