迷你筆桿雙色注射模具設計-塑料注塑模含CAD圖.zip

迷你筆桿雙色注射模具設計-塑料注塑模含CAD圖.zip,迷你,筆桿,注射,模具設計,塑料,注塑,CAD 534迷你筆桿雙色注射模具設計 任務書 塑件名稱：AH534mini-01筆桿 塑件材料：ABS（丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物）TPR（熱塑性彈性塑料體） 塑件產量：大批量 工作要求：化學性能穩(wěn)定，能耐一般的化學腐蝕，對皮膚無刺激，無害，在一定的溫度、酸性條件下，不易氧化腐蝕分解，并具有良好的絕緣性。 摘要 筆是我們生活中不可缺少的一部分，它作為一種小商品，在市場上的需求空間非常大。市場上有各種功能的筆如：圓珠筆、鋼筆、鉛筆、記號筆等。在圓珠筆市場這一塊，各種造型的筆五花八門，形色各異，有的是流線型，有的筆桿是卡通型，并且印刷包裝也是色彩各異，吸引著不同的顧客。此次設計的圓珠筆，主要考慮的是舒適度要求及外觀設計要求,并針對經常需要出差的消費者而開發(fā)的迷你型圓珠筆.在炎熱的夏季，由于書寫過久，手易出汗，握筆處積有汗水，書寫時筆桿易滑動（筆桿的材料一般為PC、PP、ABS等材料），雖有的筆桿在握筆處有各種花紋，增加摩擦，但是效果也不是非常好。對于此點，應該在握筆處選用一種防濕滑性的材料，且附有花紋，就可以很大程度上解決這一類問題。此次設計，根據(jù)這一要求在握筆處采用了一種具有很強的防濕滑性的材料——TPR，并根據(jù)外觀設計要求，采用ABS與TPR兩種材料，添加兩種不同的顏料，進行雙色注射,在外形方面尺寸也較小便于攜帶。 優(yōu)點：產品外觀漂亮，有很好的舒適度；缺點是:模具結構較為復雜，制作成本較高。此次設計主要要解決以下幾個問題：1、保證筆桿與其他部件的配合精度；2筆桿外觀應光滑,設計澆口時要注意筆桿表面精度，不能在表面上有印痕；3、在設計推出機構時應采用推管或推件板推出； 4、開模應保證塑件留在動模上。 關鍵詞：復位機構，脫模機構，澆口，雙色注射, 目錄 摘要 - 2 - 一 塑件的工藝分析 - 2 - 1.1 分析塑件使用材料的種類及工藝特征 - 2 - 1.2 分析塑件的結構工藝性 - 2 - 1.3 工藝性分析 - 2 - 二 初步確定型腔數(shù)目 - 3 - 三 注射機的選擇 - 3 - 3.1 塑件體積的計算 - 4 - 3.2按注射機的最大注射量確定型腔數(shù)目 - 4 - 3.3估算澆注系統(tǒng)的體積，其初步設定方案如下 - 4 - 3.4 選擇注射機型號 - 5 - 四 澆注系統(tǒng)的設計 - 5 - 4.1主流道的設計 - 5 - 4.2 分流道的設計 - 6 - 4.3 分型面的選擇設計原則 - 7 - 4.4 澆口的設計 - 8 - 4.5抽芯機構的設計 - 9 - 4.5.1抽芯距的確定 - 9 - 4.5.2導槽板槽角度的確定 - 9 - 4.5.3 斜壓塊鎖緊楔角β的確定 - 9 - 4.5.4 彈簧的選用 - 10 - 4.6冷料穴的設計 - 10 - 4.7 排氣系統(tǒng)的設計 - 10 - 五 確定主要零件結構尺寸 - 10 - 六 型腔、型芯工作尺寸計算 - 11 - 6.1型腔尺寸計算 - 13 - 6.1.1一打型腔尺寸計算 - 13 - 6.1.2二打型腔尺寸計算 - 14 - 6.2型芯的尺寸計算 - 15 - 6.3鑲件螺紋的尺寸計算 - 15 - 七 導向機構的設計 - 15 - 7.1導柱的設計 - 15 - 7.2導套的結構設計 - 16 - 7.3推出機構的設計 - 16 - 7.3.1推件力的計算 - 16 - 7.3.2 推件板的設計 - 16 - 八 加熱、冷卻系統(tǒng)的設計 - 17 - 九 校核 - 17 - 9.1 組合式圓形型腔壁厚度的強度條件計算 - 17 - 9.2組合式圓形型腔底板厚度的按強度條件計算 - 18 - 9.3注射機有關工藝參數(shù)的校核 - 18 - 9.4模具厚度H與注射機閉和高度 - 19 - 結束語 - 19 - 參考文獻 - 19 - 一 塑件的工藝分析 1.1 分析塑件使用材料的種類及工藝特征 一打型腔選用ABS（丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物）。ABS有良好的耐化學腐蝕及表面硬度 ，有良好的加工性和染色性能。 ABS無毒、無味、呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤。密度為1.02~1.05g/cm3。ABS有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機鹽、堿和酸類對ABS幾乎無影響。ABS不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易與成型加工，經過調色可配成任何顏色。ABS的缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70oC左右，熱變形溫度為93oC左右，且耐氣候性差，在紫外線作用下易發(fā)脆。ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力高，故塑件上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前應進行干燥處理；ABS易產生熔接痕，模具設計時應注意盡量少澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響極小。 二打型腔選用熱塑性彈性體 TPR，它是以SEBS，SBS為基材，具有通用塑料加工性能，但產品有著似交聯(lián)橡膠性能的高分子合金材料，安全無毒，穩(wěn)定性好，質地柔軟，外觀漂亮，回彈性好，具有很強的防濕滑性，無腐蝕，高溫不易分解，有著優(yōu)良的著色性、耐候性、抗疲勞性、耐溫性。 1.2 分析塑件的結構工藝性 該塑件尺寸較多，整體結構較復雜，多為曲面特征。除了配合部分尺寸精度要求較高外，其它面精度要求相對較低，但外觀表面粗糙度要求較高，再結合其材料性能，故選一般精度等級：五級。 1.3 工藝性分析 為了滿足制品表面光滑的要求與提高成型效率采側澆口。該澆口的分流道位于模具的分型面上。塑料熔體通過型腔的側面注入型腔，因而塑件外表面不受損傷，不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質量與美觀效果。 一打型腔（ABS）工藝參數(shù)：模具溫度： 注射溫度： 一段 二段 三段 四段 注射壓力： 注射時間： 保壓時間： 注射速率： 二打型腔（TPR）工藝參數(shù)：模具溫度： 注射溫度： 一段 二段 三段 四段 注射壓力： 注射時間： 保壓時間： 注射速率： 二 初步確定型腔數(shù)目 根據(jù)塑件的結構及尺寸精度要求初步定為一模二十腔，一、二打型腔分別十腔。 圖3.1 型腔一分布圖 圖3.2 型腔二分布圖 三 注射機的選擇 3.1 塑件體積的計算 按照圖1塑件所示尺寸近似計 一打型腔塑件體積（ABS料），經三維計算得： ≈3.53cmз 塑件質量： 二打型腔塑件體積（TPR料），經三維計算得： ≈1.76cmз 塑件質量： 3.2按注射機的最大注射量確定型腔數(shù)目 根據(jù) （4-1） 得 (4-2) 注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8; 注射機最大注射量，cmз或g; 澆注系統(tǒng)凝料量，cmз或g； 單個塑件體積或質量，cmз或g； 3.3估算澆注系統(tǒng)的體積，其初步設定方案如下 圖4.2.1 一型腔澆注系統(tǒng)示意圖 圖4.2.2 二型腔澆注系統(tǒng)示意圖 22.608cmз 23.786cmз 3.4 選擇注射機型號 根據(jù)企業(yè)現(xiàn)有機型選用雙色FB－200R型號注射機，（其為133） 四 澆注系統(tǒng)的設計 4.1主流道的設計 主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具處到分流道為止 塑料熔體 流動通道 根據(jù)選用的XS-ZY-125型號注射機的相關尺寸得 噴嘴前端孔徑：； 噴嘴前端球面半徑：； 噴嘴間距:; 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關系 取主流道球面半徑：； 取主流道小端直徑：； 為了便于將凝料從主流道中取出，將主流道設計成圓錐形，起斜度為，取其值為，經換算得主流道大端直徑為 圖5.1 主流道示意圖 4.2 分流道的設計 流道表面粗糙度 圖5.2.1 一型腔分流道示意圖 圖5.2.2 二型腔分流道示意圖 4.3 分型面的選擇設計原則 1） 分型面應選在塑件外形最大輪廓處； 2） 分型面的選擇應有利于塑件的順利脫模； 3） 分型面的選擇應保證塑件的精度要求； 4） 分型面的選擇應滿足塑件的外觀質量要求； 5） 分型面的選擇要便于模具的加工制造； 6） 分型面的選擇應有利于排氣； 7） 分型面的選擇還要考慮到型腔在分型面上投影面積的大小。 其分型面如圖5.3 圖5 .3 分型面示意圖 4.4 澆口的設計 根據(jù)澆口的位置選擇要求，盡量縮短流動距離，避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷，澆口應開設在塑件壁厚處等要求 澆口設計如圖5.4 圖5.4 .1 一型腔澆口示意圖 圖5.4 .2 二型腔澆口示意圖 4.5抽芯機構的設計 本產品是雙色注射,TPR皮套上有花紋,需用抽芯機構才能順利脫模. 4.5.1抽芯距的確定 哈夫模左右型腔板向兩邊移動的距離至不妨礙塑件頂出的位置為所求的抽芯距. 由于修模等實際情況有時要用手去取出產品, 故(見右圖) 4.5.2導槽板槽角度的確定 哈夫模是斜導柱圓模的改進形式,其槽角度是斜導柱圓模的抽拔角,與抽拔力、抽拔距有直接關系,一般取,一般不得大于.現(xiàn)取(見右圖) 4.5.3 斜壓塊鎖緊楔角β的確定 斜壓塊其鎖緊斜面應與斜滑都塊進行研合,這是為了在開模 瞬間斜壓塊首先脫離從而打開型腔板左右分開的空間.根據(jù)經驗楔角β為(見右圖) 4.5.4 彈簧的選用 彈簧在本雙色哈夫模架中的作用:塑件在型腔板側移完全脫離型腔之前這段過程當中,型芯同時在開模方向從型腔中抽出,此時塑件會被刮傷.為了防止此種情況,應在型芯固定板下加彈簧,在彈簧的輔助作用下,對型芯位移進行補償,保證塑件完全脫離型腔后,型芯再在開模方向上從型腔中抽出. 補償距離H 彈簧原長的確定: 彈簧壓縮量根據(jù)經驗一般在30％∽40％,一般不超過40％,并預壓5mm左右. 4.6冷料穴的設計 冷料穴是澆注系統(tǒng)的結構組成之一。冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料，以免這些冷料注入型腔。這些冷料既影響熔體充填的速度，有影響成型塑件的質量，另外還便于在該處設置主流道拉料桿的功能。注射結束模具分型時，在拉料桿的作用下，主流道凝料從定模澆口套中被拉出，最后推出機構開始工作，將塑件和澆注系統(tǒng)凝料一起推出模外。 其設計如下圖（Z字型） 4.7 排氣系統(tǒng)的設計 利用配合間隙排氣是最常見也是最經濟的，更具有使用性。 五 確定主要零件結構尺寸 根據(jù)制件特性選擇企業(yè)現(xiàn)有哈夫（雙色）模架，圖6.1 圖6.1 模架模型圖 動模底板厚度的確定: 動模底板厚度主要是根據(jù)彈簧長度來確定, 彈簧原長為125mm,再加上10mm就是動模底板的厚度. 六 型腔、型芯工作尺寸計算 ABS塑料的收縮率是0.3%--0.8% TPR塑料的收縮率是0.026 平均收縮率: =（0.3%--0.8%）/2=0.55% 型腔內徑： (7-1) 型腔深度： (7-2) 型芯外徑： (7-3) 型芯深度： (7-4) 型腔徑向尺寸（mm ）; - 塑件外形基本尺寸（mm）; -塑件平均收縮率； -塑件公差（參考文獻[4]） -成形零件制造公差，一般取1/4—1/6； -塑件內形基本尺寸（ mm）; -型芯徑向尺寸（mm）; -型腔深度（mm）； -塑件高度（mm） -型芯高度（mm）； -塑件孔深基本尺寸（mm）； 螺紋型環(huán)中徑： (7-5) 螺紋型環(huán)外徑： (7-6) 螺紋型環(huán)內徑： (7-7) 6.1型腔尺寸計算 6.1.1一打型腔尺寸計算 基本尺寸/mm 收縮率 1.005 計算 6.7 6.74 82.91 83.32 81.53 81.94 13.99 14.06 129 130.52 11.94 12 13.93 14 9.39 9.44 5.98 6.01 5.14 5.17 6.49 6.53 6.7 6.74 56.9 57.19 771.56 775.42 6.86 6.89 1.84 1.85 91.21 91.66 100.42 100.92 11.39 11.45 15.92 16 2.3 2.31 35.22 35.40 38.89 39.08 44.38 44.60 47.61 47.85 3.2 3.22 78.88 79.27 83.9 84.32 89.83 90.28 6.4 6.43 17.94 18.03 24.88 25 1.24 1.25 39.8 40.00 46.32 46.55 48.92 49.17 51.74 52 60.75 61.06 77.17 77.55 81.53 81.94 83.9 84.32 91.21 91.66 100.42 100.92 6.1.2二打型腔尺寸計算 基本尺寸/mm 收縮率 1.026 計算 17.08 17.52 11.94 12.25 40.3 41.35 45.36 46.54 55.73 57.18 68.46 70.24 80.43 82.52 89.01 91.32 6.57 6.74 15.59 16 0.69 0.71 10.57 10.85 15.32 15.72 0.45 0.46 0.73 0.75 13.67 14.02 13.62 13.97 6.31 6.47 81.18 83.29 89.91 92.25 98.93 101.5 8.9 9.13 28.08 28.81 31.93 32.77 35.83 36.76 39.78 40.81 6.27 6.43 11.01 11.3 26.18 26.86 30 30.78 33.88 34.76 37.8 38.78 41.77 42.86 45.57 46.75 11.93 12.24 12.69 13.02 755.77 775.42 80.43 82.52 89.91 92.25 98.93 101.5 36.06 37 14.62 15 6.2型芯的尺寸計算 基本尺寸/mm 公差/mm 計算 9.84 0.48 9.66 0.04 15.7 0.1 1 0.32 基本尺寸/mm 收縮率 1.005 計算 9.8 9.84 0.5 0.5 26.5 26.61 9.7 9.71 1 1 13 13.05 9 9.04 7.6 7.63 0.5 0.5 7.0 7.03 6.4 6.43 0.5 0.5 6.3鑲件螺紋的尺寸計算 基本尺寸/mm 公差/mm 計算 螺紋型環(huán)中徑： 8.6 0.03 螺紋型環(huán)外徑： 8.4 0.02 螺紋型環(huán)內徑： 8.2 0.03 七 導向機構的設計 導向機構的作用：1）定位作用；2）導向作用；3）承受一定的側向壓力 7.1導柱的設計 7.1.1長度 導柱導向部分的長度應比凸模端面的高度高出8—12 cm，以免出現(xiàn)導柱末導正方向而型芯先進入型腔的情況。 7.1.2形狀 導柱前端應做成錐臺形，以使導柱能順利地進入導向孔。 7.1.3材料 導柱應具有硬而耐磨的表面和堅韌而不易折斷的內芯，因此多采用T8,T10（經表面滲碳淬火處理），硬度為50—55HRC。 7.2導套的結構設計 7.2.1材料 用與導柱相同的材料制造導套，其硬度應略低與導柱硬度，這樣可以減輕磨損，一防止導柱或導套拉毛。 7.2.2形狀 為使導柱順利進入導套，導套的前端應倒圓角。導向孔作成通孔，以利于排出孔內的空氣。 7.3推出機構的設計 采用推件板推出，在推件板上鑲有推管，推件板推出動作靈活可靠，推管損壞后也便于 更換。 7.3.1推件力的計算 對于一般塑件和通孔殼形塑件，按下式計算，并確定其脫模力（Q）： (8-1) 式中 --型芯或凸模被包緊部分的斷面周長（cm）; --被包緊部分的深度（cm）; --由塑件收縮率產生的單位面積上的正壓力，一般?。? --磨擦系數(shù)，一般取； --脫模斜度； 得 7.3.2 推件板的設計 ①若根據(jù)剛度計算來確定，則推件板厚度可按下式計算： (8-2) ——推件板在長度方向推桿間的距離 ——推件板厚度(mm) ——脫模力（） ——推件板鋼材彈性模量（鋼的彈性模量E=） ——推件板寬度 ——推件板中心所允許的最大變形量（mm）,一般塑件在被推出方向上尺寸公差的 根據(jù)實際情況， 八 加熱、冷卻系統(tǒng)的設計 本塑件在注射成型機時不要求有太高的模溫因而在模具上可不設加熱系統(tǒng)。是否需要冷卻系統(tǒng)可作如下設計算計。 設定模具平均工作溫度為，用常溫的水作為模具冷卻介質，其出口溫度為。 8.1 求塑件在硬化時每小時釋放的熱量 查表3-26得ABS的單位流量為 得 = 8.2 求冷卻水的體積流量V 由式3-41得： (9-1) 查表3-27可知所需的冷卻水管直徑較小。 由上述可知，設計冷卻水道直徑為6符合要求。 九 校核 9.1 組合式圓形型腔壁厚度的強度條件計算 (10-1) 式中 --型腔內塑料熔體壓力（）； r--型腔內半徑（mm）; --模具材料的許用應力，45鋼=160，一般常用模具鋼=200； h=6.93mm 校核條件成立 9.2組合式圓形型腔底板厚度的按強度條件計算 組合式圓形型腔底板可視為周邊固定的圓板，在型腔內熔體壓力作用下，最大繞度亦產生在底板中心，其數(shù)值為： (10-2) 式中 --型腔內塑料熔體壓力（） r--型腔內半徑（mm）; --模具材料的許用應力，45鋼=160，一般常用模具鋼=200；; h=9.25mm 校核條件成立 9.3注射機有關工藝參數(shù)的校核 1）鎖模力與注射壓力的校核 (10-3) --注射時型腔壓力 查參考文獻得 30MPa --塑件在分型面上的投影面積（） --澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（） --注射機額定鎖模力，按FB－200R型注射機額定鎖模力為 根據(jù)三維計算得 得 符合條件 故選 FB－200R注射機成立 9.4模具厚度H與注射機閉和高度 注射機開模行程應大于模具開模時，取出塑件（包括澆注系統(tǒng)）所需的開模距離 即滿足下式 (10-4) 式中 --注射機最大開模行程，mm； --推出距離（脫模距），mm； --包括澆注系統(tǒng)在內的塑件高度，mm； 條件成立 結束語 通過這五個星期以來的畢業(yè)設計工作，不僅是對我三年來學習的總結和回顧，同 時也讓我深深體會到自身存在的許多不足之處，這也是今后在社會上學習的一種動力，我將會不斷地學習，不斷的充實自己。 至此，感謝學校，感謝老師們在這三年里對我的諄諄教導，讓我充實的度過了這三年的大學生活，你們的教誨將是我最寶貴的財富。最后，感謝我的指導老師呂建橋經理對我的畢業(yè)設計的悉心指導和耐心幫教。 參考文獻 1．《塑料模具設計手冊》．第1版．劉昌祺主編．北京：機械工業(yè)出版社，1999年 2．《精通PRO/E中文野火版模具設計》. 李軍主編. 北京: 中國青年出版社, 2004年 3.《塑料模設計及制造》．李學鋒主編．北京：機械工業(yè)出版社，2001年 4.《塑料注射模具設計技巧與實例》.王文廣等主編者.北京: 化學工業(yè)出版社，2004年 5.《模具設計與制造簡明手冊》.馮炳堯等編.上海:上?？茖W技術出版社,1985年 6.《機械制圖》.李澄,吳天生,聞百橋主編.北京:高等教育出版社,1997 7.《實用模具設計與制造手冊》許發(fā)樾主編..北京：機械工業(yè)出版社，2002 8.《模具材料及表面處理》.吳兆祥主編..北京:機械出版社,2000 9.《互換性與測量技術基礎》陳于萍主編..北京:機械工業(yè)出版社,2001 - 20 -