壁面內(nèi)嵌式開關(guān)按鈕注塑模具設(shè)計(jì)

壁面內(nèi)嵌式開關(guān)按鈕注塑模具設(shè)計(jì),壁面內(nèi)嵌式,開關(guān),按鈕,注塑,模具設(shè)計(jì) Xx 科 技 大 學(xué) 實(shí)習(xí)報(bào)告 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)及班級(jí)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 2012 年 3 月 9日 實(shí)習(xí)報(bào)告 學(xué)生： 學(xué)號(hào)： 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)老師： 一． 實(shí)習(xí)目的 1. 結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)選題對(duì)工廠進(jìn)行參觀，把所學(xué)的專業(yè)知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，提高實(shí)際工作能力與分析能力。 2. 通過(guò)參觀了解制造生產(chǎn)企業(yè)的概貌，了解企業(yè)管理模式，并從側(cè)面了解現(xiàn)今塑料模具生產(chǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。 3. 觀察產(chǎn)品主要生產(chǎn)工藝流程，增加對(duì)塑料產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的具體認(rèn)識(shí)以及生產(chǎn)設(shè)備和模具的感性認(rèn)識(shí)。 4. 通過(guò)對(duì)工人和技術(shù)人員的工作生活的觀察，為以后進(jìn)入社會(huì)，參加工作打下思想基礎(chǔ)。與工作人員對(duì)比，認(rèn)識(shí)到自身所缺乏的工作技能，并在以后的生活中有意的去培養(yǎng)自身所缺乏的工作技能。 二． 實(shí)習(xí)時(shí)間 2012年3月9日 三． 實(shí)習(xí)地點(diǎn) 湘潭市塑料模具廠 四． 實(shí)習(xí)過(guò)程 我們?cè)趧⒗蠋煹闹笇?dǎo)下對(duì)生產(chǎn)廠家進(jìn)行了實(shí)地考察，觀察了模具生產(chǎn)的具體過(guò)程，并對(duì)模具進(jìn)行了拆卸，了解模具的結(jié)構(gòu)。在老師的講解下對(duì)模具的設(shè)計(jì)有了更深的認(rèn)識(shí)，后經(jīng)過(guò)總結(jié)來(lái)說(shuō)為下面幾個(gè)內(nèi)容： 1) 　設(shè)計(jì)塑料模時(shí)，確定了模具結(jié)構(gòu)之後即可對(duì)模具的各部分進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，即確定各模板和零件的尺寸，型腔和型芯尺寸等。這時(shí)將涉及有關(guān)材料收縮率等主要的設(shè)計(jì)參數(shù)。因而只有具體地掌握成形塑料的收縮率才能確定型腔各部分的尺寸。即使所選模具結(jié)構(gòu)正確，但所用參數(shù)不當(dāng)，就不可能生產(chǎn)出品質(zhì)合格的塑件。 2) 對(duì)於成形件壁厚來(lái)說(shuō)，一般由於厚壁的冷卻時(shí)間較長(zhǎng)，因而收縮率也較大。 對(duì)一般塑件來(lái)說(shuō)，當(dāng)熔料流動(dòng)方向L尺寸與垂直於熔料流方向W尺寸的差異較大時(shí)，則收縮率差異也較大。 從熔料流動(dòng)距離來(lái)看，遠(yuǎn)離澆口部分的壓力損失大，因而該處的收縮率也比靠近澆口部位大。 因加強(qiáng)筋、孔、凸臺(tái)和雕刻等形狀具有收縮抗力，因而這些部位的收縮率較小。 3) 模具結(jié)構(gòu) 　　澆口形式對(duì)收縮率也有影響。用小澆口時(shí)，因保壓結(jié)束之前澆口即固化而使塑件的收縮率增大。 注塑模中的冷卻回路結(jié)構(gòu)也是模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵。冷卻回路設(shè)計(jì)得不適當(dāng)，則因塑件各處溫度不均衡而產(chǎn)生收縮差，其結(jié)果是使塑件尺寸超差或變形。在薄壁部分，模具溫度分布對(duì)收縮率的影響則更為明顯。 成形條件 　　料筒溫度：料筒溫度（塑料溫度）較高時(shí)，壓力傳遞較好而使收縮力減小。但用小澆口時(shí)，因澆口固化早而使收縮率仍較大。對(duì)於厚壁塑件來(lái)說(shuō)，即使料筒溫度較高，其收縮仍較大。 　　補(bǔ)料：在成形條件中，盡量減少補(bǔ)料以使塑件尺寸保持穩(wěn)定。但補(bǔ)料不足則無(wú)法保持壓力，也會(huì)使收縮率增大。 　　注射壓力：注射壓力是對(duì)收縮率影響較大的因素，特別是充填結(jié)束後的保壓壓力。在一般情況下，壓力較大的時(shí)因材料的密度大，收縮率就較小。 　　注射速度：注射速度對(duì)收縮率的影響較小。但對(duì)於薄壁塑件或澆口非常小，以及使用強(qiáng)化材料時(shí)，注射速度加快則收縮率小。 　　模具溫度：通常模具溫度較高時(shí)收縮率也較大。但對(duì)於薄壁塑件，模具溫度高則熔料的流動(dòng)阻抗小，而收縮率反而較小。 4) 熱塑性塑料成型加工性能： 〈一〉 吸濕性：吸水的（ABS.尼龍，有機(jī)中玻璃）懦水的（聚乙烯）含水量大，易起泡，需干燥。 〈二〉 塑料物態(tài)： 1、 玻璃態(tài)：一般的塑料狀態(tài) TG 高于室溫。 2、 高彈態(tài)：溫度商于 TG ，高聚物變得像橡膠那樣柔軟，有彈性。 3、 粘流態(tài)：沾流化溫度以上，高聚物相繼出現(xiàn)塑料流動(dòng)性與粘性液體流動(dòng)區(qū)移，塑料成型加工就在材料的粘流態(tài)進(jìn)引。 〈三〉 流動(dòng)性： 塑料在一定溫度壓力作用下，能夠充分滿模具型腔各部分的性能，稱作流動(dòng)性。 流動(dòng)性差，注射成型時(shí)需較大的壓力；流動(dòng)性太好，容易發(fā)生流涎及造成制件溢邊。 〈四〉 流變性：高聚物在外加作用下產(chǎn)生流動(dòng)性與變形的性質(zhì)叫流變性。 〈五〉 結(jié)晶性：冷凝時(shí)能否結(jié)晶。 〈六〉 熱敏性與水敏性。 〈七〉 相熔性：熔融狀態(tài)下，兩種塑料能否相熔到一起，不能則會(huì)分層，脫皮。 〈八〉 應(yīng)力開裂及熔體破裂。 〈九〉 熱性能及冷卻速度。 〈十〉 分子定向（取向）。 〈十一〉收縮性。 〈十二〉毒性，刺激性，腐蝕性 五． 心得體會(huì) 畢業(yè)實(shí)習(xí)能夠讓我們體會(huì)到許多事情。通過(guò)這一次在湘潭塑料模具廠的實(shí)習(xí)參觀，我對(duì)模具生產(chǎn)有了更深的了解，對(duì)自己所學(xué)的知識(shí)有了更深的理解，同時(shí)我發(fā)現(xiàn)了自己在學(xué)習(xí)過(guò)程中的缺點(diǎn)，對(duì)一些我沒(méi)注意到的地方有了新的理解。在觀察工人操作時(shí)，我也發(fā)現(xiàn)自己在動(dòng)手能力的缺失，對(duì)一些設(shè)備的不了解，這一切我將會(huì)在以后的生活學(xué)習(xí)中加以改正。同時(shí)感謝劉老師和湘潭塑料模具廠給我們的這次機(jī)會(huì)，它使我認(rèn)識(shí)到自己的不足，也同時(shí)使我接觸到模具行業(yè)的一些情況。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 題 目 壁面內(nèi)嵌式開關(guān)按鈕注塑模具設(shè)計(jì) 作者姓名 學(xué)號(hào) 所學(xué)專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 一、 研究的意義，同類研究工作國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀、存在問(wèn)題 1、研究意義：此次我選擇注塑模具作為畢業(yè)設(shè)計(jì)課題，其一、通過(guò)了解到注塑模具的相關(guān) 知識(shí)以及和CAD和Pro/E等繪圖軟件的熟練操作，為自己即將畢業(yè)步入工作工作崗位打下良好基礎(chǔ)。這也將是作為機(jī)械專業(yè)畢業(yè)生的我對(duì)自己獨(dú)立設(shè)計(jì)和培養(yǎng)設(shè)計(jì)思路有重要作用。 其二、模具加工是精密成形工藝的一種，具有低耗能和省材等特點(diǎn)。它被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、汽車、信息、航空、建材、醫(yī)療、能源等制造領(lǐng)域。模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一，也是一個(gè)國(guó)家的工業(yè)產(chǎn)品保持國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的重要保證之一。作為一名機(jī)械專業(yè)的畢業(yè)生有必要掌握模具設(shè)計(jì)能力，把自己的事業(yè)和祖國(guó)的未來(lái)緊密聯(lián)系在一起。所以我此次選擇注塑模具作為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題。 2、研究現(xiàn)狀： 近年來(lái)，人們對(duì)各種設(shè)備和用品輕量化及美觀和手感的要求越來(lái)越高，這就為塑料制品提供了更為廣闊的市場(chǎng)。塑料制品要發(fā)展，必然要求塑料模具隨之發(fā)展。汽車、家電、辦公用品、工業(yè)電器、建筑材料、電子通信等塑料制品主要用戶行業(yè)近年來(lái)都高位運(yùn)行，發(fā)展迅速，因此，塑料模具也快速發(fā)展。在生產(chǎn)量高速增長(zhǎng)的情況下，中國(guó)塑料模具水平也有很大提高。國(guó)內(nèi)目前已能生產(chǎn)單套重量達(dá)60噸的大型模具、型腔精度達(dá)0.5μm的精密模具、一模7800腔的多腔模具及4m／min以上擠出速度的高速模具。模具壽命也有很大提高，己可以達(dá)到100萬(wàn)模次以上。雖然國(guó)內(nèi)模具工業(yè)在近十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大的差距。 3、存在問(wèn)題： 與工業(yè)水平先進(jìn)的發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)塑料模具行業(yè)主要存在一下問(wèn)題： 1) 標(biāo)準(zhǔn)化程度較低國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化程度為30％左右，標(biāo)準(zhǔn)件品種較少，缺少精密、高效標(biāo)準(zhǔn)件和商品化標(biāo)準(zhǔn)件。 2) 模具品種少、效率低主要是缺少大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具。國(guó)外模具向精密化、自動(dòng)化方向發(fā)展，很多工序可以集中在一副模具中完成。 3) 模具制造精度低、周期長(zhǎng)國(guó)外模具廠都采用粗加工、精加工、測(cè)量、裝配等成套的精密設(shè)備，如CNC坐標(biāo)磨床、數(shù)控電火花機(jī)床等。國(guó)內(nèi)模具廠設(shè)備陳舊不配套，數(shù)控機(jī)床、電加工機(jī)床在加工機(jī)床中占有的比例較少，模具加工新工藝采用較少，使國(guó)內(nèi)模具精度比國(guó)外低1—2級(jí)、制造周期長(zhǎng)1—2倍。 4) 模具壽命短、材料利用率低國(guó)外由于采用了冶煉及熱處理方面的新技術(shù)，模具壽命大大提高。國(guó)內(nèi)模具鋼品種不全，新鋼種很少，一般采用常規(guī)熱處理，因而質(zhì)量較低，模具材料利用率僅為60％。 技術(shù)力量落后，管理水平較差模具生產(chǎn)技術(shù)人員比例只占7％一8％(國(guó)外為30％)，低于國(guó)內(nèi)其他行業(yè)。生產(chǎn)缺乏科學(xué)管理。 二、 研究目標(biāo)、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題（根據(jù)任務(wù)要求進(jìn)一步具體化） 1、研究目標(biāo)： 對(duì)于壁面內(nèi)嵌式開關(guān)按鈕注塑模具設(shè)計(jì) 2、研究?jī)?nèi)容： 1) 塑料成型的基礎(chǔ)知識(shí)及塑料制品的設(shè)計(jì)。 2) 塑料注射成型原理及工藝，塑料成型工藝規(guī)程的制訂。 3) 注射模具的基本結(jié)構(gòu)與分類，注射模具的一般設(shè)計(jì)流程。 4) 注射模與注射機(jī)，注射模材料的選用。 5) CAD、Pro/E等設(shè)計(jì)軟件在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。 3、擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題： 對(duì)于壁面內(nèi)嵌式開關(guān)按鈕注塑模具設(shè)計(jì)中，塑件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、塑件輪廓不規(guī)則曲線、以及選取塑件的脫模方式是本次設(shè)計(jì)的主要難題 三、 特色與創(chuàng)新之處 現(xiàn)在對(duì)于壁面內(nèi)嵌式開關(guān)按鈕這種小型塑件要求越來(lái)越多，但是普通的成型生產(chǎn)批量少，所以做到一模多腔提高生產(chǎn)率和減少模具生產(chǎn)時(shí)間。對(duì)于設(shè)計(jì)壁面內(nèi)嵌式開關(guān)按鈕試用哈佛塊抽芯，盡量做到產(chǎn)品的外觀觸感光潔、適用。 四、 擬采取的研究方法、步驟、技術(shù)路線 1、研究方法： 運(yùn)用調(diào)查法，有計(jì)劃、系統(tǒng)地搜集市場(chǎng)上壁面內(nèi)嵌式開關(guān)按鈕的相關(guān)信息，以探究產(chǎn)品設(shè)計(jì)的實(shí)用性；根據(jù)研究設(shè)計(jì)的目的，通過(guò)調(diào)查閱讀文獻(xiàn)來(lái)獲取資料，全面地、正確地了解掌握模具設(shè)計(jì)的一般方法，了解有關(guān)方面研究的現(xiàn)狀和趨勢(shì)；在指導(dǎo)老師幫助下，并借鑒他們的經(jīng)驗(yàn)，來(lái)提高研究的效率和質(zhì)量。 2、研究步驟： 1. 比較市面上壁面內(nèi)嵌式開關(guān)按鈕的常用材料，權(quán)衡各種材料的優(yōu)缺點(diǎn)，確定塑件的材料。 2. 分析要生產(chǎn)的塑件的外形尺寸、精度等級(jí)、脫模斜度及所用材料的性能。 3. 確定分型面位置、型腔數(shù)量和排列方式。 4. 確定注射機(jī)型號(hào)。 a) 注射量的計(jì)算 b) 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 c) 選擇注射機(jī) d) 注射機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核 5. 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 a) 主流道的設(shè)計(jì) b) 分流道的設(shè)計(jì) c) 澆口的設(shè)計(jì) d) 校核主流道的剪切速率 e) 冷料穴的設(shè)計(jì)及計(jì)算 6. 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算。 a) 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) b) 成型零件鋼材的選用 c) 成型零件工作尺寸的計(jì)算 d) 成型零件尺寸及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算 7. 模架的確定、排氣槽的設(shè)計(jì)。 8. 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 a) 推出方式的確定 b) 脫模力的計(jì)算 c) 校核推出機(jī)構(gòu)作用在塑件上的單位壓應(yīng)力 9. 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 10. 導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 11. 總裝配圖和零件圖的繪制。 五、 擬使用的主要設(shè)計(jì)、分析軟件及儀器設(shè)備 擬使用軟件： AutoCAD 2005、Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 擬使用儀器設(shè)備： 游標(biāo)卡尺、直尺、實(shí)驗(yàn)用溫度計(jì)、秒表、注射機(jī) 六、 參考文獻(xiàn)： 參考文獻(xiàn)格式：【序號(hào)】書名/作者、作者等，-出版地：出版單位，出版時(shí)間。 【1】塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)/葉久新、王群主編，-北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.11。 【2】塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)/伍先明、張蓉、楊軍等主編，-北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2011.2。 【3】Pro/ENGINEER Wildfire 3.0中文版磨具設(shè)計(jì)實(shí)例精講/何滿才編著.-北京：人民郵電出版社，2008.8。 【4】AutoCAD 2005中文版基礎(chǔ)教程/顧峰，左曉明編著.-北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.2。【5】互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)/徐學(xué)林主編-2班.-長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)出版社.2009.7。 【6】機(jī)械制圖/大連理工大學(xué)工程圖學(xué)教研室編.-6版.-北京：高等教育出版社，2007.7。 【7】模具設(shè)計(jì)與加工速查手冊(cè)/彭建聲編著.-北京：機(jī)械工業(yè)出版社。 。 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 i 摘 要 本 論 文 詳 細(xì) 介 紹 了 壁 面 內(nèi) 嵌 式 開 關(guān) 按 鈕 按 鈕 的 注 射 模 設(shè) 計(jì) 過(guò) 程 包 括 了 塑 件 結(jié) 構(gòu) 的 分 析 和 材 料 的 選 擇 擬 定 模 具 結(jié) 構(gòu) 形 式 注 塑 機(jī) 型 號(hào) 的 選 擇 澆 注 系 統(tǒng) 的 形 式 和 澆 口 的 設(shè) 計(jì) 成 型 零 件 的 設(shè) 計(jì) 模 架 的 確 定 和 標(biāo) 準(zhǔn) 件 的 選 用 合 模 導(dǎo) 向 機(jī) 構(gòu) 的 確 定 脫 模 推 出 機(jī) 構(gòu) 的 確 定 側(cè) 向 抽 芯 機(jī) 構(gòu) 的 設(shè) 計(jì) 排 氣 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì) 模 具 溫 度 調(diào) 節(jié) 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì) 典 型 零 件 制 造 工 藝 等 在 模 具 的 脫 模 中 選 擇 組 合 式 型 芯 采 用 斜 頂 桿 和 推 桿 同 時(shí) 推 出 模具設(shè)計(jì)采用一模兩腔生產(chǎn) 由于塑件壁厚較薄 上 表面要求精度高 宜采用潛伏式內(nèi)澆口 設(shè) 計(jì) 過(guò) 程 包 括 塑 件 測(cè) 繪 CAD 繪 圖 任 務(wù) 說(shuō) 明 書 編 寫 等 關(guān)鍵詞 開 關(guān) 按 鈕 潛 伏 式 澆 口 斜 頂 桿 組 合 型 芯 一 模 兩 腔 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 ii ABSTRACT This essay introduces the wall embedded type switch button button of injection mould design process Including the plastic parts structure analysis and the selection of materials drew up the mould structure form the choice of injection mahine pouring system form and the gate design the design of its molding part determination of the formwork and standard parts of selecting molmerged steering mechanism determination stripping out the determination of institutions side core pulling mechanism design exhaust system design mold temperature control system design typical parts manufacturing technology and so on In the mold of patterns of choice combined type cores The inclined top stem and putting also provide Mould design USES a module and two cavity production Because plastic parts wall thickness is thinner high precision requirements on surface appropriate USES latent type ingate Design process including plastic parts surveying and mapping CAD drawing write a mission statement Keywords Switch button Latent type gate Inclined top stem Combination core Two cavity 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 iii 目 錄 第一章 前言 1 1 1 設(shè)計(jì)背景 1 1 2 設(shè)計(jì)意義 2 1 3 設(shè)計(jì)內(nèi)容 2 第二章 塑件成型工藝性分析 3 2 1 塑件的測(cè)繪 3 2 2 塑件的成型工藝分析 4 2 2 1 塑件的分析 4 2 2 2 塑件所使用的材料及工藝特征 5 2 2 3 ABS 塑料的注射成型過(guò)程 7 2 2 4 ABS 塑料的注射成型工藝參數(shù) 7 2 3 溢邊值的分析 8 第三章 注射機(jī)型號(hào)的確定 9 3 1 分型面的設(shè)計(jì) 9 3 2 注射量的計(jì)算 9 3 3 塑件的流道凝料在分型面上的投影面積及鎖模力計(jì)算 10 3 4 注射機(jī)型號(hào)的確定 10 3 4 1 注射機(jī)的兩種類型的優(yōu)缺點(diǎn) 10 3 4 2 注射機(jī)型號(hào)的確定 10 3 5 注射機(jī)工藝參數(shù)的校核 12 3 5 1 注射量的校核 12 3 5 2 注射機(jī)壓力的校核 12 3 5 3 鎖模力的校核 13 3 5 4 注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸的校核 13 第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 14 4 1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則 14 4 2 主流道設(shè)計(jì) 14 4 2 1 主流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 15 4 2 2 主流道尺寸設(shè)計(jì) 15 4 3 分流道設(shè)計(jì) 17 4 3 1 分流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 17 4 3 2 分流道的布置形式 18 4 3 3 分流道尺寸設(shè)計(jì) 18 4 4 澆口的設(shè)計(jì) 19 4 4 1 澆口的作用及設(shè)計(jì)原則 19 4 4 2 澆口的類型選擇尺寸確定 19 4 5 冷料穴的設(shè)計(jì) 21 第五章 成型零件的設(shè)計(jì) 22 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 iv 5 1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22 5 1 1 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22 5 1 2 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22 5 2 成型零件的鋼材選用 23 5 3 成型零件工作尺寸的計(jì)算 23 5 3 1 凹模尺寸計(jì)算 24 5 3 2 凹模深度尺寸的計(jì)算 24 5 3 3 凸模外形尺寸計(jì)算 24 5 4 模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算 25 5 5 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 25 第六章合模導(dǎo)向及模具頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 27 6 1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 27 6 2 導(dǎo)套設(shè)計(jì) 28 6 3 推出系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循原則 29 6 4 影響頂出的因素 30 6 5 頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 31 第七章 側(cè)向分型與脫模力的計(jì)算 33 7 1 斜推桿側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu) 33 7 2 推桿的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 33 7 3 斜頂桿機(jī)構(gòu)尺寸的確定 33 7 4 脫模機(jī)構(gòu)的原則 34 7 4 1 脫模力的計(jì)算 34 7 4 2 推出方式的確定 35 第八章 模架的確定 36 8 1 模架的選定 36 8 2 準(zhǔn)模架的結(jié)構(gòu)與形式 36 8 2 1 各模板尺寸的確定 36 第九章 溫度調(diào)節(jié)系 統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算 38 9 1 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 38 9 2 冷卻介質(zhì)選用 38 9 3 冷卻回路計(jì)算 38 第十章 結(jié)論 41 參考文獻(xiàn) 42 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 1 第一章 前言 本設(shè)計(jì)為一個(gè)普通壁面內(nèi)嵌式開關(guān)按鈕 塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 塑件質(zhì)量要求不 允許有裂紋和變形缺陷 脫模斜度 30 1 塑件材料為 ABS 生產(chǎn)批量為大 批量 模具公差按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行轉(zhuǎn)換 1 1 設(shè)計(jì)背景 由于塑料材料具有許多優(yōu)點(diǎn) 目前正逐漸成為金屬材料的良好代用材料 在 很多領(lǐng)域都出現(xiàn)了金屬材料塑料化的趨勢(shì) 作為注塑成型加工的主要工具之一 的注塑模具 在質(zhì)量 精度 制造周期以及注塑成型過(guò)程中的生產(chǎn)效率等方面 水平的高低 直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量 產(chǎn)量 成本及產(chǎn)品的更新?lián)Q代 同時(shí)也決 定著企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的反應(yīng)能力和速度 隨著塑料新品種的不斷出現(xiàn)以及塑 料制品在結(jié)構(gòu) 外觀上要求的日益提高 使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)過(guò)程變得越 來(lái)越復(fù)雜 而傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)是在二維環(huán)境下采用手工繪圖的方式進(jìn)行的 已 經(jīng)很難滿足這種發(fā)展變化的需要 過(guò)去模具設(shè)計(jì)工作主要依靠設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn) 模具的加工制造又在很大程度上依賴于生產(chǎn)者的操作技能 因此存在模具設(shè)計(jì) 水平低 加工質(zhì)量差 生產(chǎn)周期長(zhǎng) 使用壽命短等缺陷 注塑模具 CAD CAM 技術(shù)的應(yīng)用 從根本上改變了傳統(tǒng)的塑料產(chǎn)品開發(fā)和模 具加工方式 大大地提高了產(chǎn)品的質(zhì)量 縮短了開發(fā)周期 降低了生產(chǎn)成本 強(qiáng)有力地推動(dòng)了模具工業(yè)的發(fā)展 一些大型的商品化 CAD CAM 軟件 如 Pro Engineer Unigraphics II Cimatron MoldFlow 等 都已開發(fā)出專門 用于注塑模具設(shè)計(jì)的功能模塊 為模具設(shè)計(jì)提供了十分方便的工具 有資料統(tǒng) 計(jì)表明 采用 CAD 技術(shù)可以使模具設(shè)計(jì)時(shí)間縮短 50 在歐美一些工業(yè)發(fā)達(dá)的 國(guó)家 CAD CAM 已經(jīng)成為模具行業(yè)一種普遍應(yīng)用的技術(shù) 在 CAD 應(yīng)用方面 已 經(jīng)超越了甩掉圖板 二維繪圖的初級(jí)階段 在模具設(shè)計(jì)中采用三維 CAD 軟件的 企業(yè)已經(jīng)接近 90 目前 國(guó)內(nèi)也有不少企業(yè)開始應(yīng)用 CAD 軟件進(jìn)行模具設(shè)計(jì) Pro E MoldFlow 等軟件在注塑模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 成功地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方 法的不足 制品幾何造型 分型面的創(chuàng)建 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 都是基于同一數(shù) 據(jù)庫(kù)進(jìn)行的 既方便 又易保證制品的精度 雖然中國(guó)模具工業(yè)在過(guò)去十年中取得了令人矚目的發(fā)展 但許多方面與工業(yè) 發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大的差距 經(jīng)過(guò)近幾年的發(fā)展 我國(guó)塑料模具已顯示出以 下的一些新的發(fā)展趨勢(shì) 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 2 1 大力提高注塑模開發(fā)能力 2 注塑模具從依靠鉗工技藝轉(zhuǎn)變?yōu)橐揽楷F(xiàn)代技術(shù) 3 模具生產(chǎn)正在向信息化迅速發(fā)展 4 注塑模向更廣的范圍發(fā)展 1 2 設(shè)計(jì)意義 每一個(gè)設(shè)計(jì)課題皆有其設(shè)計(jì)意義 同樣我的壁面內(nèi)嵌式開關(guān)按鈕模具設(shè)計(jì) 也具有以下三點(diǎn)意義 首先 這樣一個(gè)塑件和廣大普通家庭息息相關(guān) 它幾乎 是每個(gè)家庭必備都日常生活用品 因此對(duì)于該塑件有著廣闊的市場(chǎng) 其次 塑 件具有原材料便宜 生產(chǎn)效率高 生產(chǎn)批量大 所需加工設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn) 因 此對(duì)于該課題的研究具有很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值 最后 隨著模具加工已經(jīng)是成長(zhǎng)為 國(guó)家支柱產(chǎn)業(yè) 無(wú)論是在汽車 機(jī)電 儀表 航天航空等各個(gè)國(guó)家支柱產(chǎn)業(yè)及 各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用 而作為一名機(jī)械專業(yè)畢業(yè)生努力學(xué)習(xí)好模具設(shè) 計(jì)和制造 把課堂所學(xué)應(yīng)用于實(shí)踐 為國(guó)家發(fā)展做出一份貢獻(xiàn) 因此對(duì)于壁面 內(nèi)嵌式開關(guān)按鈕這個(gè)課題的研究具又有深遠(yuǎn)的社會(huì)意義 1 3 設(shè)計(jì)內(nèi)容 1 壁面內(nèi)嵌式開關(guān)按鈕結(jié)構(gòu)特征及性能分析 2 模具結(jié)構(gòu)的總體方案設(shè)計(jì) 3 相關(guān)計(jì)算注塑機(jī)的選型 4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 裝配圖的設(shè)計(jì) 5 零件工作圖的設(shè)計(jì) 6 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明說(shuō) 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 3 第二章 塑件成型工藝性分析 2 1 塑件的測(cè)繪 塑件制品名稱為壁面內(nèi)嵌式開關(guān)按鈕 選用的材料為丙烯腈 丁二烯 苯乙 烯共聚物 也稱 ABS 在進(jìn)行塑件成型工藝分析之前我們的清楚塑件的尺寸和 結(jié)構(gòu) 因此首先對(duì)塑件進(jìn)行測(cè)繪 測(cè)繪所需工具注意事項(xiàng) 1 測(cè)量所需工具有游標(biāo)卡尺 直尺 圓規(guī) 三角板 量角器等 2 測(cè)量過(guò)程中 要做到塑件測(cè)繪水平臺(tái)面的合理選擇和正確的讀數(shù) 3 測(cè)量方法 采用多次 一般 3 5 次 測(cè)量并記錄下結(jié)果 然后對(duì)測(cè)量結(jié) 果取平均值方法 另外 我們通過(guò)對(duì)塑件尺寸測(cè)量分析主要是為了獲得所需要加工得到制造 該塑件的模具型腔和型芯尺寸 由于塑件制造加工誤差和成型后外界對(duì)其產(chǎn)生 的影響 塑件在出模后不可避免的會(huì)產(chǎn)生一定尺寸的變化 因此對(duì)該塑件的測(cè) 量數(shù)值有時(shí)需要進(jìn)行必要的分析處理 如對(duì)塑件較大尺寸誤差的進(jìn)行修正 對(duì) 相同形狀處所測(cè)不同尺寸的取均值進(jìn)行圓整 然后繪出零件的草圖 測(cè)量的塑件的主要尺寸如下圖 圖 2 1 a 塑件主視圖 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 4 圖 2 1 b 塑件左視圖 圖 2 1 c 塑件俯視圖 2 2 塑件的成型工藝分析 2 2 1 塑件的分析 1 外形尺寸 該塑件壁厚為 1mm 2mm 塑件的外型尺寸不大 塑料熔 體流程也不長(zhǎng) 塑件材料為熱塑性塑料 流動(dòng)性能好 很適合注射成型 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 5 2 精度等級(jí) 塑件的尺寸精度一般是根據(jù)使用要求確定的 但還必須充 分考慮塑料的性能及成型工藝的特點(diǎn) 由于該塑件是為壁面內(nèi)嵌式開關(guān)按鈕 要求塑件外表面光滑 既不會(huì)在使用過(guò)程中給你柔和線條美感和良好的觸感 綜合各因素確定該塑件精度等級(jí)為 5 級(jí) 3 脫模斜度 熱塑性塑料在脫模時(shí)有較大的彈性 即使是較小的脫模斜 度 也可以順利脫模 但為了減小脫模阻力 一般在產(chǎn)品沒(méi)有特殊要求的條件 下 選用盡可能大的脫模斜度 較深的孔 其兩端尺寸公差又較小時(shí) 可以用 推板 推管等進(jìn)行強(qiáng)制脫模 但型芯的表面必須做成鏡面 而且要有不低于 52HRC 的硬度 塑料的性質(zhì)不同 指硬度 表面摩擦系數(shù) 彈性等 所必須的脫模斜度也 不同 一般規(guī)律為 a 硬質(zhì)塑料需比軟質(zhì)的脫模斜度大 b 塑件的壁厚大時(shí) 成形收縮大 脫模斜度要大 c 形狀復(fù)雜的部分要比形狀簡(jiǎn)單的部分有較大的 脫模斜度 d 型腔的深溝槽部分 如加強(qiáng)筋 突臍 需要較大脫模斜度 一般 選取 3 5 由于塑件冷卻后產(chǎn)生收縮 會(huì)使塑件緊緊地包住模具型芯 型腔中突出的 部分 為了使塑件易于從模具內(nèi)脫出 在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證塑件的內(nèi)外壁具有足 夠的脫模斜度 確定脫模斜度有時(shí)候依據(jù)經(jīng)驗(yàn)和根據(jù)塑劑的材料查表來(lái)確定 ABS 的成型性能良好 查參考文獻(xiàn) 1 表 1 2 可得 ABS 收縮率為 0 003 0 008 因此查參考文獻(xiàn) 表 2 10 其凹模的脫模斜度 35 1 30 凸模型芯的脫模斜度為 30 40 塑件的內(nèi)表面脫模斜度選 35 外表面脫模斜度選 40 2 2 2 塑件所使用的材料及工藝特征 該塑件材料選用 ABS 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 1 用途和物理特性 用于汽車配件 儀表板 工具艙門 車輪蓋 反光鏡盒等 收音機(jī)殼 電 話手柄 大強(qiáng)度工具 吸塵器 頭發(fā)烘干機(jī) 攪拌器 割草機(jī)等 打字機(jī)鍵盤 娛樂(lè)用車輛如高爾夫球手推車以及噴氣式雪橇車等 密度 1 05 克 立方厘米 燃燒鑒別方法 連續(xù)燃燒 藍(lán)底黃火焰 黑煙 淺金盞草味 溶劑實(shí)驗(yàn) 環(huán)已酮可軟化 芳香溶劑無(wú)作用 ABS 為無(wú)毒 無(wú)味 呈微黃色 成型的塑件有較好的光澤 密度為 1 02 1 05g cm ABS 有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性 耐寒性 耐油性 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 6 耐水性 化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能 水 無(wú)機(jī)鹽 堿和酸類對(duì) ABS 幾乎無(wú)影響 ABS 不溶于大部分醇類及烴類溶劑 但與烴長(zhǎng)期接觸會(huì)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(jīng)過(guò)調(diào)色可配成任何顏色 ABS 的缺點(diǎn)是 耐熱性不高 連續(xù)工作溫度為 70 C 左右 熱變形溫度為 93 C 左右 且耐氣候 性差 在紫外線作用下易發(fā)脆 ABS 在升溫時(shí)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(yīng)進(jìn)行干燥處理 ABS 易產(chǎn) 生熔接痕 模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量少澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力 在正常的成型條 件下 壁厚 熔料溫度對(duì)收縮率影響極小 2 ABS 主要性能如下 1 一般性能 ABS 的外觀為不透明呈象牙色的粒料 無(wú)毒 無(wú)味 吸水 率低 其制品可著成各種顏色 并具有 90 的光澤度 ABS 的相對(duì)密度為 1 05 ABS 同其他材料的結(jié)合性好 易于表面印刷 涂層和鍍層處理 ABS 在比 較寬廣的溫度范圍內(nèi)具有較高的沖擊強(qiáng)度和表面硬度 熱變形溫度比 PA PVC 高 尺寸穩(wěn)定性好 收縮率在 0 4 0 8 范圍內(nèi) ABS 熔體的流動(dòng)性比 PVC 和 PC 好 但比 PE PA 及 PS 差 與 POM 和 HIPS 類似 ABS 的流動(dòng)特性屬非牛頓流 體 其熔體粘度與加工溫度和剪切速率都有關(guān)系 但對(duì)剪切速率更為敏感 2 力學(xué)性能 ABS 有優(yōu)良的力學(xué)性能 其沖擊強(qiáng)度極好 可以在極低的 溫度下使用 即使 ABS 制品被破壞 也只能是拉伸破壞而不會(huì)是沖擊破壞 ABS 的耐磨性能優(yōu)良 尺寸穩(wěn)定性好 又具有耐油性 可用于中等載荷和轉(zhuǎn)速下的 軸承 ABS 的蠕變性比 PSF 及 PC 大 但比 PA 和 POM 小 ABS 的彎曲強(qiáng)度和壓縮 強(qiáng)度屬塑料中較差的 ABS 的力學(xué)性能受溫度的影響較大 3 熱學(xué)性能 ABS 屬于無(wú)定形聚合物 無(wú)明顯熔點(diǎn) 熔體粘度較高 流 動(dòng)性差 熱穩(wěn)定性不好 耐熱性較差 紫外線可使變色 熱變形溫度為 70 107 制品經(jīng)退火處理后還可提高 10 左右 對(duì)溫度 剪切速率都比較 敏感 ABS 在 40 時(shí)仍能表現(xiàn)出一定的韌性 可在 40 到 80 的溫度范圍內(nèi) 長(zhǎng)期使用 4 電學(xué)性能 ABS 的電絕緣性較好 并且?guī)缀醪皇軠囟?濕度和頻率的影 響 可在大多數(shù)環(huán) 5 環(huán)境性能 ABS 不受水 無(wú)機(jī)鹽 堿醇類和烴類溶劑及多種酸的影響 但可溶于酮類 醛類及氯代烴 受冰乙酸 植物油等侵蝕會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力開裂 ABS 的耐候性差 在紫外線的作用下易產(chǎn)生降解 置于戶外半年后 沖擊強(qiáng)度下降 一半 3 ABS 與其它塑劑的比較 1 綜合性能較好 沖擊強(qiáng)度較高 化學(xué)穩(wěn)定性 電性能良好 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 7 2 與 372 有機(jī)玻璃的熔接性良好 制成雙色塑件 且可表面鍍鉻 噴漆處 理 3 有高抗沖 高耐熱 阻燃 增強(qiáng) 透明等級(jí)別 4 流動(dòng)性比 HIPS 差一點(diǎn) 比 PMMA PC 等好 柔韌性好 5 用途 適于制作一般機(jī)械零件 減磨耐磨零件 傳動(dòng)零件和電訊零件 6 同 PVC 聚氯乙烯 一樣在屈折處會(huì)出現(xiàn)白化現(xiàn)象 4 ABS 塑劑成型特性 1 無(wú)定形料 流動(dòng)性中等 吸濕大 必須充分干燥 表面要求光澤的塑件須 長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥 80 90 度 3 小時(shí) 2 宜取高料溫 高模溫 但料溫過(guò)高易分解 分解溫度為 270 度 對(duì)精度 較高的塑件 模溫宜取 50 60 度 對(duì)高光澤 耐熱塑件 模溫宜取 60 80 度 3 如需解決夾水紋 需提高材料的流動(dòng)性 采取高料溫 高模溫 或者 改變?nèi)胨坏确椒?4 如成形耐熱級(jí)或阻燃級(jí)材料 生產(chǎn) 3 7 天后模具表面會(huì)殘存塑料分解 物 導(dǎo)致模具表面發(fā)亮 需對(duì)模具及時(shí)進(jìn)行清理 同時(shí)模具表面需增加排氣位 置 2 2 3 ABS 塑料的注射成型過(guò)程 注射成型過(guò)程 注射成型的工藝過(guò)程包括 成型前的準(zhǔn)備 注射成型過(guò)程 以及塑件的后處理三個(gè)階段 成型前的準(zhǔn)備 對(duì) ABS 的色澤 細(xì)度和均勻度進(jìn) 行檢驗(yàn) 由于 ABS 容易吸濕 成型前應(yīng)進(jìn)行充分的干燥 干燥至水分含量小于 0 3 干燥條件 真空度為 5103 9 MPa 烘烤箱溫度為 80 90 料層厚 度小于 25mm 干燥時(shí)間 2h 在此 由于洗衣機(jī)把手屬批量件 要求自動(dòng)化程度 高實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)選用烘干料斗并裝備熱風(fēng)料斗干燥器 以免干燥好的 ABS 在 料斗中再度吸潮 注射過(guò)程 注射過(guò)程是塑料轉(zhuǎn)變?yōu)樗芗闹饕A段 它包括 加料 塑化 注射 保壓 冷卻定型和脫模等步驟 塑料在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過(guò) 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)入模具型腔成型 其過(guò)程可 以分為充模 壓實(shí) 保壓 倒流和冷卻 5 個(gè)階段 塑件的后處理 采用調(diào)濕處 理 2 2 4 ABS 塑料的注射成型工藝參數(shù) 1 注射機(jī) 采用螺桿式注射機(jī) 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 8 2 螺桿轉(zhuǎn)速為 30 r min 3 料筒溫度 t 前段 180 200 中段 165 180 后段 150 170 4 噴嘴溫度 t 170 180 5 模具溫度 t 50 80 6 注射壓力 p MPa 60 100 7 保壓壓力 p MPa 30 45 8 成型時(shí)間 s 查參考文獻(xiàn) 1 表 4 34 可得 注射時(shí)間為 1 6s 保壓時(shí)間為 15s 冷卻時(shí)間 25s 總周期 41 6s 2 3 溢邊值的分析 由于設(shè)計(jì)或制造精度的不合理 高壓塑料熔體注入模腔后可能出現(xiàn)溢料 毛 邊 不同的熔體粘度不同 出現(xiàn)溢料所需的間隙不同 溢邊值即是塑料可能出 現(xiàn)溢料的最小間隙值 模具設(shè)計(jì)和制造及使用時(shí) 模腔及分型面等處間隙不得 大于此值 ABS 是中等粘度的樹脂材料 溢邊值 0 04mm 左右 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 9 第三章 注射機(jī)型號(hào)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(jì)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(jì)出符合要求的模具 注射機(jī)規(guī)格的確定主要是根據(jù)制品的大小及型腔的數(shù)目和排列方式 在確 定模具結(jié)構(gòu)型式及初步估算外形尺寸的前提下 設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)模具所需的注射 量 鎖模力 注射壓力 拉桿間距 最大 最小模具厚度 推出型式 推出位 置 推出行程 開模距離等進(jìn)行計(jì)算 根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺(tái)和模具相匹配的 注塑機(jī) 倘若用戶已提供了注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格 設(shè)計(jì)人員必須對(duì)其進(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 3 1 分型面的設(shè)計(jì) 分型面是指分開模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面 在封 閉模腔中成型塑件 為了減小模腔中脫出時(shí)的阻力 要求塑件應(yīng)帶有適當(dāng)?shù)拿?模斜度 也要求模具兩半部分的接觸面 即分型面 應(yīng)相對(duì)于所成型的塑件 安排適當(dāng)?shù)奈恢?這就要正確的選擇分型面 分型面的選擇原則是 1 便于塑件脫模 在開模后盡量使塑件留在動(dòng)模內(nèi) 應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽 芯 應(yīng)合理安排塑件在型腔中的方位 2 考慮和保證塑件的外觀不遭損壞 3 盡量保證塑件尺寸的精度要求 如同心度等 4 有利于排氣 5 盡量使模具加工方便 分型面選取一般在塑件斷面尺寸最大處 綜上所述 確定分型面視圖如下 圖 3 1 分型面示意圖 3 2 注射量的計(jì)算 由 Pro e 塑件圖測(cè)量出塑件的體積 V 3 47 密度由表可查得 1 02 1 16g 在本設(shè)計(jì)中取相對(duì)密度 1 05g 所以塑件的質(zhì)量為 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 10 m pV 3 1 3 47 1 05 3 64g 而流道凝料的質(zhì)量 m1未知 在此按 m 的 0 6 倍來(lái)計(jì)算 由于是一模兩腔 則 總的注射量是 M n m m 3 2 1 n m 0 6n m 11 65g 一次注射所需要的塑劑體積 V M p 3 3 11 65 1 05 11 1 3 3 塑件的流道凝料在分型面上的投影面積及鎖模力計(jì)算 由于設(shè)計(jì)此塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 根據(jù)產(chǎn)量和設(shè)計(jì)等因素考慮 設(shè)計(jì)此模具為 一模兩腔注塑系統(tǒng) 經(jīng)分析塑件投影絕大多數(shù)在分型面上 對(duì)塑件投影面積分析得為 A 故 A 5 2 3 15 6 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)選用的是一模兩腔 所以 流道凝料 包括澆口 在分型面上 的投面積 a 數(shù)值相當(dāng)小可以忽略不計(jì) 所以總投影面積就是 A 2 A 31 2cm 2 從而得到 F f AP 3 4 式中 F 注射機(jī)的額定鎖模力 N P 模具型腔內(nèi)塑料熔體平均壓力 MPa 通常為 20 40MPa 在此設(shè)計(jì)中取 30MPa F f 0 00312 30 106 93 6kN 則 F 93 6kN 3 4 注射機(jī)型號(hào)的確定 3 4 1 注射機(jī)的兩種類型的優(yōu)缺點(diǎn) 采用臥式注射機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是注射部分和鎖模部分在同一水平線上 工作位置 低 操作方便 穩(wěn)定性好 頂出后塑件可以自動(dòng)脫落 是應(yīng)用廣泛的注射機(jī) 適用于大 中 小個(gè)各型注射機(jī) 但唯一的缺點(diǎn)是占地面積大 采用立式注射機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是占地面積小 缺點(diǎn)是操作位置高 對(duì)于注射量大 的注射機(jī) 勢(shì)必使注射機(jī)高度增加 操作臺(tái)升高 操作不方便 注射機(jī)的工作 穩(wěn)定性也減小 因此 立式注射機(jī)多限于小型注射機(jī) 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 11 本設(shè)計(jì)考慮到兩種注射機(jī)的優(yōu) 缺點(diǎn) 最終選用臥式注射機(jī) 3 4 2 注射機(jī)型號(hào)的確定 注射機(jī)規(guī)格主要是根據(jù)塑件的大小及型腔的數(shù)目和排列方式來(lái)確定 在確 定模具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下進(jìn)行注射機(jī)相關(guān)參數(shù)的計(jì)算 一次性注入模具型腔塑料熔體總體積為 V 11 1 則有 V 0 8 13 87 根據(jù)以上計(jì)算來(lái)初步選定公稱注射量為 60g 由于注射機(jī)的最大注射量 額定注射量 G 和額定鎖模力 F 應(yīng)滿足 G M 15 53g 其中 注射系數(shù) 結(jié)晶型塑料取 0 75 應(yīng)該取 F Fm 根據(jù)以上分析 可采用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu) 考慮塑件的結(jié)構(gòu) 塑件的材 料 塑件的注射成型工藝等 查找參考文獻(xiàn) 1 附錄 F 可選用選用 XS Z 60 型 注射機(jī) 以下為 XS Z 60 主要技術(shù)參數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)注射量 60 表 3 1 XS Z 60 型注射機(jī)參數(shù) 項(xiàng)目 XS ZY 60 型注射機(jī)參數(shù) 螺桿直徑 mm 38 注射壓力 MPa 122 噴嘴移動(dòng)距離 mm 120 定位圈尺寸 mm 55 機(jī)器外形尺寸 m 3 61X0 85X1 55 注射方式 螺桿式 合模力 KN 500 最大注射面積 cm 130 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 12 移模行程 mm 180 最大模具厚度 mm 200 最小模具厚度 mm 70 模板最大距離 mm 380 模板行程 mm 180 合模方式 液壓 機(jī)械 推出形式 mm 中心頂桿機(jī)械頂出 電動(dòng)機(jī)功率 kW 11 噴嘴球半徑 mm 12 噴嘴口直徑 mm 4 拉桿空間 mm 190 300 3 5 注射機(jī)工藝參數(shù)的校核 在模具設(shè)計(jì)之初和選擇注射機(jī)之后 這種注射機(jī)是否合適 還要對(duì)該機(jī)型 的其他技術(shù)參數(shù)進(jìn)行校核 3 5 1 注射量的校核 為了保證正常的注射成型 模具每次需要的實(shí)際注射量應(yīng)該小于或者等于某 注射機(jī)的公稱注射量的80 即 nV塑 V澆 0 8V 公 3 5 V塑 是單個(gè)塑件的容積 cm 3 V澆 是澆注系統(tǒng)的容積 cm 3 N 是型腔數(shù)目 代入數(shù)據(jù)得 11 1 0 8 60 48 cm3 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 13 由計(jì)算可知滿足要求 所以 注射量滿足要求 3 5 2 注射機(jī)壓力的校核 塑件成型時(shí)所需要的壓力一般由塑料流動(dòng)性 塑件結(jié)構(gòu)和壁厚以及澆注系 統(tǒng)類型等因素所決定 在生產(chǎn)實(shí)踐中其值一般為 80MPa 110MPa 設(shè)計(jì)中要求 P P P 為注塑機(jī)最大注塑壓力 MPa P 為塑件成型所需注射壓力 zchz ch 查參考文獻(xiàn) 1 注射壓力 80 110 MPa P 122MPa 80 110 MPa 所以合理 z 3 5 3 鎖模力的校核 鎖模力是指注射機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所施加的最大夾緊力 當(dāng)高壓的塑料 熔體充滿型腔時(shí) 會(huì)沿鎖模方向產(chǎn)生一個(gè)很大的脹型力 因此 注射機(jī)的鎖模 力必須大于該模的脹型力 即 F K P n A oms 3 6 F 為額定鎖模力 A 為塑件在分型面上的垂直投影 mm 通常的模腔壓力為 20 40MPa s n 為腔數(shù) P 為塑料熔體在模內(nèi)平均壓力 MPa m K 鎖模力安全系數(shù)通常取 Ko 1 1 1 2 o 所以 F 500KN K A As n m 1 2 1560 2 40 150KN 符合要求 os 3 5 4 注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸的校核 不同型號(hào)的注射機(jī)安裝部位的形狀和尺寸各不相同 設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)對(duì)其相 關(guān)尺寸加以校核 以保證模具能順利安裝 需校核的主要內(nèi)容有噴嘴尺寸 定 位圈尺寸 模具的最大與最小厚度及安裝螺釘孔等 1 噴嘴尺寸 注射機(jī)噴嘴頭一般為球面 模具主流道始端凹球面半徑 SR 應(yīng)與噴嘴球面半徑 SR 相適應(yīng) 即 SR SR 1 2 mm 12 1 2 oo mm 13mm 14mm 2 定位圈尺寸 模具安裝在注射機(jī)上必須使模具中心線與料筒 噴嘴的中 心線相重合 定位圈與注射機(jī)固定模板上的定位孔呈間隙配合 H8 e8 定位 圈的高度 對(duì)小型模具為 8mm 10mm 對(duì)大型模具為 10mm 15mm 在此取 15mm 3 模具厚度 Hm 也稱模具閉合高度 必須滿足 H H H minax 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 14 式中 H 注射機(jī)允許的最小模具厚度 即動(dòng)定模之間的最小開合距離 min H 注射機(jī)允許的最大模具厚度 ax 根據(jù)設(shè)計(jì)估計(jì)本模具高度在 150 200mm 之間滿足設(shè)計(jì)要求 第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)的作用是將塑料熔體順利地充滿到型腔各處 以便獲得外形輪廓 清晰 內(nèi)在質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑件 因此要求充模速度快而有序 壓力損失小 熱量 散失少 排氣條件好 澆注系統(tǒng)凝料易于與塑件分離或切除 且在塑件上留下 澆口痕跡小 澆注系統(tǒng)一般由主流道 分流道 澆口和冷料穴組成 從注塑機(jī)噴嘴至模 具型腔的熔融樹脂流路稱之為流道 其澆口套內(nèi)樹脂流路稱之為主流道 其余 部分稱之為分流道 分流道末端通向型腔的節(jié)流孔稱之為澆口 在不通向型腔 的分流道末端設(shè)置冷料井 澆注系統(tǒng)分為兩大類 制品與固化的澆注系統(tǒng)一同 從模具中取出的澆注系統(tǒng)稱之為冷流道澆注系統(tǒng) 通過(guò)加熱裝置保持流道中樹 脂為熔融狀態(tài)的稱之為熱流道澆注系統(tǒng) 4 1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則 1 澆注系統(tǒng)與塑件一起在分型面上 應(yīng)有壓降 流量和溫度分布的均衡 布置 2 盡量縮短流程 以降低壓力損失 縮短沖模時(shí)間 3 選擇澆口位置時(shí)應(yīng)避免產(chǎn)生湍流和渦流及噴射和蛇形流動(dòng) 并有利于 排氣和補(bǔ)縮 4 避免高壓熔體對(duì)型芯和嵌件產(chǎn)生沖擊 防止變形和位移 5 澆注系統(tǒng)凝料脫出方便可靠 易與塑料件分離 切除整修容易 且外 觀無(wú)損傷 6 融合縫位置需合理安排 必要時(shí)配以冷料井或溢料槽 7 盡量減少澆注系統(tǒng)的用料量 8 澆注系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到所需精度和粗糙度 其中澆口須有 IT8 級(jí)以上精度 4 2 主流道設(shè)計(jì) 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 15 主流道 也叫進(jìn)料口 它是連接注射機(jī)料筒噴嘴和注射模具的橋梁 也是 熔融的塑料進(jìn)入模具型腔時(shí)最先經(jīng)過(guò)的地方 主流道的大小和塑料進(jìn)入型腔的 速度及充模時(shí)間長(zhǎng)短有著密切關(guān)系 若主流道太大 其主流道塑料體積增大 回收冷料多 冷卻時(shí)間增長(zhǎng) 使包藏的空氣增多 如果排氣不良 易在塑料制 品內(nèi)造成氣泡或組織松散等缺陷 影響塑料制品質(zhì)量 同時(shí)也易造成進(jìn)料時(shí)形 成旋渦及冷卻不足 主流道外脫模困難 若主流道太小 則塑料在流動(dòng)過(guò)程中 的冷卻面積相應(yīng)增加 熱量損失增大 粘度提高 流動(dòng)性降低 注射壓力增大 易造成塑料制品成形困難 在一般情況下 主流道不直接開設(shè)在定模板上 而是制造成單獨(dú)的澆口套 鑲定在模板上 小型注射模具 批量生產(chǎn)不大 或者主流道方向與鎖模方向垂 直的模具 一般不用澆口套 而直接開設(shè)在定模板上 4 2 1 主流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1 澆口套的內(nèi)孔 即主流道呈圓錐形 單邊錐度 1 2 錐度過(guò)大 會(huì)造成壓力減弱 流速減慢 塑料形成渦流 熔體前進(jìn)時(shí)易混進(jìn)空氣 產(chǎn)生氣 孔 錐度過(guò)小 會(huì)使阻力增大 熱量損耗大 表面黏度上升 造成注射困難 澆口套內(nèi)孔出料口處 大端 應(yīng)設(shè)計(jì)成圓角 r 一般為 0 5 3mm 2 澆口套的進(jìn)口 進(jìn)口的直徑 d 應(yīng)比注射機(jī)噴嘴孔直徑 大 0 5 1mm 若等于或小于注射機(jī)噴嘴直徑 在注射成型時(shí)會(huì)造成死角 并積存塑料 注射 壓力下降 塑料冷凝后 脫模困難 d 注射機(jī)噴嘴尺寸 0 5 1 mm 3 澆口套球面 澆口套與注射機(jī)噴嘴接觸處球面的圓弧度必須吻合 澆 口套球面半徑比注射機(jī)噴嘴球面半徑大約 2mm 3mm 接觸時(shí)圓弧度吻合的好 反之兩者不能很好貼合 會(huì)讓塑料熔體返噴出現(xiàn)溢邊 致使脫模困難 即澆口 套球面半徑 R 14mm 15mm 4 澆口套長(zhǎng)度 澆口道的長(zhǎng)度應(yīng)盡量短 可以減少冷料回收量 減少壓 力損失和熱量損失 澆口套的長(zhǎng)度應(yīng)與定模板厚度一致 它的端部不應(yīng)凸出在 分型面上 否則會(huì)造成合模困難 不嚴(yán)密 產(chǎn)生溢料 甚至壓壞模具 所以選 擇 L 50mm 5 澆口套的結(jié)構(gòu) 澆口套錐度內(nèi)壁表面粗糙度為 Ra1 6 Ra0 8 m 保 證料流順利 易脫模 澆口套不能制成拼塊結(jié)構(gòu) 以免塑料進(jìn)入接縫處 造成 冷料脫模困難 澆口套部位是熱量最集中的地方 為了保證注射工藝順利進(jìn)行 要考慮冷卻措施 4 2 2 主流道尺寸設(shè)計(jì) 1 主流道小端直徑 d 注射機(jī)噴嘴尺寸 0 5 1 mm 4 0 5 1 mm 4 5 5 mm d 取 5mm 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 16 2 主流道球面半徑 SR 注射機(jī)噴嘴球頭半徑 1 2 mmo 12 1 2 mm 13mm 14mm SR 取 14mm o 3 球面配合高度 h 1 3 2 5 SRmm 取 h 4mm 4 主流道長(zhǎng)度 L 35 5mmo 5 主流道大端直徑 D d 2Ltan 5 2 47 tan2 mm 8 3mm 式中 2 6 取 2 圓角 r 1 8D 取 r 1mm 6 主流道的凝料體積 V 主 3L R r R r 3 14 3 28 5 5 0 8 5 0 8 884 1mm 1 15cm 7 主流道當(dāng)量半徑 R 1 5 2 3mmn 8 主流道澆口套形式 主流道襯套為保標(biāo)準(zhǔn)件可選購(gòu) 主流到小端口 處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸 易磨損 對(duì)于材料的要求嚴(yán)格 因?yàn)楸M管小型注射 模可以將主流道澆口套與定位圈設(shè)計(jì)成一個(gè)整體 但考慮上述因素通常仍然將 其分開設(shè)計(jì) 以便于拆卸更換 同時(shí)也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材來(lái)單獨(dú)加工和熱處理 設(shè)計(jì)中常采用碳素工具鋼 T10A 熱處理淬火表面硬度為 50 55HRC 其與定模 板配合可采用 H7 m6 圖 4 1 澆口套 20 50 GB T4169 19 2006 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 17 圖 4 2 澆口套定位圈 100 GB T 4169 18 2006 4 3 分流道設(shè)計(jì) 在多型腔或單型腔多澆口 塑件尺寸大 時(shí)應(yīng)設(shè)置分流道 分流道是指主 流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動(dòng)通道 它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的 塑料由主流道流入型腔前 通過(guò)截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過(guò) 渡段 因此分流道設(shè)計(jì)應(yīng)滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài) 并在流 動(dòng)過(guò)程中壓力損失盡可能小 能將塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔 4 3 1 分流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1 分流道對(duì)熔體的阻力要小 在保證足夠的注射壓力使塑料熔體順利充 滿型腔的前提下 分流道的截面積與長(zhǎng)度盡量取較小值 尤其對(duì)小型塑件更重 要 分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過(guò)渡 2 各型腔均衡進(jìn)料 當(dāng)塑件形狀 大小相同時(shí) 各分流道的截面積與長(zhǎng) 度都要對(duì)應(yīng)相等 各支分流道長(zhǎng)度也應(yīng)一致 并盡量取短 當(dāng)一模同時(shí)成形幾 個(gè)不同形狀及大小或不同重量的塑件時(shí) 各分流道的截面積及長(zhǎng)度應(yīng)該與塑件 相適用 分流道較長(zhǎng)時(shí)應(yīng)在其末端開設(shè)冷料井 3 分流道形狀 分流道的形狀應(yīng)有利用塑料流動(dòng) 且長(zhǎng)度應(yīng)盡可能的小 要便于加工及刀具選擇 4 分流道位置 可單獨(dú)開設(shè)在定模板或動(dòng)模板上 也可同時(shí)開在動(dòng) 定 模板上 合模后形成分流道截面形狀 這主要取決于模具結(jié)構(gòu) 塑料特性及塑 件脫出方法 通常分流道多開設(shè)在模具的一邊 以有利于開模時(shí)將流道凝料脫 出 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 18 5 分流道與澆口 兩者連接處應(yīng)加工成斜面 并用圓弧過(guò)渡 有利于塑 料熔體的流動(dòng)及填充 4 3 2 分流道的布置形式 常見(jiàn)的分流道的截面形狀有圓形 半圓形 梯形和 U 型等 其中 圓形截 面分流道的表面積最小 熱量不容易散失 流動(dòng)阻力最小 但它需要開在動(dòng)模 和定模上 要保證兩半圓完全吻合 制造困難 梯形截面分流道加工容易 熱 量散失和阻力也不大 是最常用的形式 U 形截面分流道的優(yōu)缺點(diǎn)與梯形截面 基本相同 分流道的形狀及尺寸 應(yīng)根據(jù)塑料的體積 壁厚 形狀的復(fù)雜程度 注射速率 分流道長(zhǎng)度因素來(lái)確定 另外 從傳熱面積考慮 熱固性塑料的注 射模宜用矩形截面分流道 而熱塑性塑料宜用圓形截面分流道 從壓力損失考 慮 圓形分流道最好 故塑件對(duì)于 ABS 塑料采用圓截面型分流道 在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng) 考慮盡量流道內(nèi)壓力的損失和盡可能避免熔體內(nèi)溫度降低 同時(shí)要考慮減分流 道的容積和壓力平衡 因此采用平衡式分流道 4 3 3 分流道尺寸設(shè)計(jì) 1 分流道的長(zhǎng)度 根據(jù)型腔設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu) 分流道較短 故設(shè)計(jì)時(shí)適當(dāng)小些 單邊分流道長(zhǎng)度取 12mm 2 分流道截面尺寸的確定 主流道尺寸確定后 分流道尺寸可按 D 0 8 0 9 D 4 1 D 為主流道大端直徑 D 為一級(jí)分流道的當(dāng)量直徑 故分流道直徑 D 0 8 D 0 8 6 64 5 3mm 分流道長(zhǎng)度 L 1 2 5 D 式中 D 為主 流道大端直徑 取 L 1 5D 10mm 分流道打斷寬度 b 0 5 1 D 取 b 0 6D 4mm 3 凝料體積 分流道總長(zhǎng)度 2 10 20mm 分流道截面積 A 分 21 2mm 分流道體積 V L 分 424 5mm 0 424cm 4 校核剪切速率 確定注射時(shí)間 查表 4 8 可取 t 1 0s 計(jì)算分流道體積和容量 q 分 V V 塑 t 4 2 0 424 2 3 47 1 7 364 cm s 由式子 3 3q 分 R 9 67 10 s 分流道剪切速率處于澆口主流到剪切速率和分流道最佳加你企鵝速率 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 19 5 10 s 5 10 s 之間 所以分流道熔體剪切速率合格 4 4 澆口的設(shè)計(jì) 4 4 1 澆口的作用及設(shè)計(jì)原則 1 澆口的作用 澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短通道 其作用是使從分流道流過(guò) 來(lái)的塑料熔體以較快的速度進(jìn)入并充滿型腔 型腔充滿后 澆口部分的熔體能 迅速的凝固而封閉澆口 防止型腔內(nèi)的熔體倒流 澆口的形狀 位置 和尺寸 對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大 澆口的設(shè)計(jì)與塑料塑件的形狀大小 模具結(jié)構(gòu) 注射 工藝參數(shù) 溫度 壓力和速度 及塑料性能等因素有關(guān) 澆口的截面要小 長(zhǎng) 度要短 這樣才能增大料流速度 快速冷卻封閉 便于與塑件分離或切除 且 澆口的痕跡要不明顯 注射成型時(shí)許多缺陷都是由于澆口設(shè)計(jì)不合理而造成的 所以要特別重視澆口的設(shè)計(jì) 2 澆口的設(shè)計(jì)原則 對(duì)澆口的總的設(shè)計(jì)要求是 要使塑料熔融體以較快的速度進(jìn)入并充滿型腔 同時(shí)在型腔充滿后適時(shí)冷卻封閉 澆口位置選擇要遵循以下原則 1 澆口位置的設(shè)置應(yīng)使塑料熔體填充型腔的流程最短 料流變向最少 2 保證流動(dòng)比在允許范圍內(nèi) 3 澆口位置的設(shè)置應(yīng)有利于排氣和補(bǔ)縮 4 澆口位置的設(shè)置應(yīng)減少或避免產(chǎn)生熔接痕 提高熔接痕的強(qiáng)度 5 澆口位置的選擇要避免塑件變形 6 澆口位置的設(shè)置應(yīng)避免引起熔體破裂 7 澆口位置的設(shè)置應(yīng)防止型芯變形 8 澆口位置的設(shè)置應(yīng)考慮塑件的外觀 4 4 2 澆口的類型選擇尺寸確定 澆口形式較多 一般可分為直接澆口 中心澆口 側(cè)澆口 點(diǎn)澆口 潛伏 式澆口及護(hù)耳澆口等 潛伏式澆口除了具有點(diǎn)澆口有點(diǎn)外 還具有以下特點(diǎn) 1 澆口的位置選擇范圍更廣澆口橫截面積嬌小 不會(huì)損傷塑件的外表面 2 開模時(shí)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切斷澆口凝料 易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn) 3 點(diǎn)交口模具需 要另加一模板才能二次開模才能取出凝料 而潛伏式不需要 降低模具造價(jià) 4 潛伏式澆口有專用工具 給加工帶來(lái)方便 采用直采用推切式澆口 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 20 圖 4 3 潛伏式澆口 A 最好取 2 0 3 0mm 最小不應(yīng)小于 1 5mm 最大不應(yīng)該大于 3 5mm 取 1 9mm B 最好取 10 15mm 最小不應(yīng)小于 7mm 最大不應(yīng)該大于 18mm 取 7 1mm C 最好取 10 15mm 最小不應(yīng)小于 8mm 最大不應(yīng)該大于 18mm 取 10 4mm E 最好取 2 0 2 5mm 最小不應(yīng)小于 1 5mm 取 1 6mm A 最好取 1 8 2 2mm 最小不應(yīng)小于 1 5mm 最大不應(yīng)該大于 2 5mm 取 1 5mm B 最好取 0 35 1 0mm 最小不應(yīng)小于 0 25mm 最大不應(yīng)該大于 1 2mm 取 0 5mm C 最好取 0 2 0 4mm 最小不應(yīng)小于 0 1mm 最大不應(yīng)該大于 0 5mm 取 0 4mm R 最好取 R1 5 R3 取 R1 6 d 最好取 0 8mm 1 5mm 最小不應(yīng)小于 0 6mm 最大也不應(yīng)大于 2 0mm 取 1 5mm D 分流道直徑通常取 3 0mm 6 0mm 取 4mm D1 最好取 4 0mm 6 0mm 取 4 0mm 最好取 35 45 最小不應(yīng)該小于 30 最大不應(yīng)該大于 50 取 45 最好取 15 20 最小不應(yīng)該小于 10 最大不應(yīng)該大于 30 取 20 最好取 5 15 取 5 綜合上述所有尺寸設(shè)計(jì)得出澆注系統(tǒng)圖示如下 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 21 圖 4 4 澆注系統(tǒng) 4 5 冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料穴是澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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(zhì)量 另外還便于在該處設(shè)置主流道拉料桿的功能 注射結(jié) 束模具分型時(shí) 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(jī)構(gòu)開始工作 將塑件和澆注系統(tǒng)凝料一起推出模外 圖 4 5 拉料桿圖示 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 22 第五章 成型零件的設(shè)計(jì) 5 1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模具中確定塑件幾何形狀和尺寸精度的零件稱為成型零件 成型零件包括 凹模 型芯 鑲塊 成型桿和成型環(huán)等 成型過(guò)程中成型零件受到熔體的高壓作用 料流的沖 刷 脫模時(shí)與塑件間發(fā)生摩擦 因此 成型零件要求有正確的幾何形狀 較高 的尺寸精度和較低的表面粗糙度 此外還要求成型零件具有合理的結(jié)構(gòu)和良好 的加工工藝性 具有足夠的強(qiáng)度 剛度和表面硬度 同時(shí) 還應(yīng)該考慮零件的 加工性及模具的制造成本 5 1 1 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模也稱為型腔 凹模型腔 用以形成塑件的外形輪廓 按結(jié)構(gòu)形式的不 同可分為整體式 整體嵌入式 局部鑲拼式和四壁拼合式四種類型 1 整體式凹模 凹模由整塊材料制成 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 成型塑件的質(zhì)量較好 模具強(qiáng)度高 不易變形 但其加工工藝性差 熱處理不方便 內(nèi)尖角處易開裂 所以只適用于形狀簡(jiǎn)單的塑件成型 2 整體嵌入式凹模 對(duì)于多型腔模具 一般情況都是將每個(gè)型腔單獨(dú)加工 然后壓入模板中 凹模與模板采用小間隙配合或過(guò)渡配合 3 局部鑲拼式凹模 對(duì)于形狀復(fù)雜易損壞的凹模 將難以加工或易損壞的 部分設(shè)計(jì)成鑲件形式 嵌入型腔主體上 以方便加工和更換 嵌入部分與凹模 采用過(guò)渡配合 H7 m6 4 四壁拼合式凹模 對(duì)于大型的復(fù)雜凹模 可以采用將凹模四壁單獨(dú)加工 后鑲?cè)肽Ｌ字?然后再和底板組合的方式 在此次設(shè)計(jì)中 由于采用了斜推桿側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu) 在此 采用整體式凹模 考慮到塑件的精度 5 1 2 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸模是主要的成型零件 因此又稱主型芯 凸模的作用是將壓機(jī)的壓力傳 遞到塑件制品上 并壓制塑料的內(nèi)表面及端面 凸模由兩部分組成 上端與加 料室有配合關(guān)系 以防止熔料溢出并有導(dǎo)向作用 下端為成型部分并設(shè)有脫模 斜度 凸模結(jié)構(gòu)有整體式及組合式兩種類型 1 主型芯的結(jié)構(gòu) 主型芯按結(jié)構(gòu)可分為整體式和組合式兩種 整體式主要 用于小型模具上的簡(jiǎn)單型芯 一般模具的型芯都采用單獨(dú)加工 然后鑲?cè)肽０?中 采用一定結(jié)構(gòu)或方式對(duì)型芯進(jìn)行周向或軸向定位 為了方便加工 形狀復(fù) 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 23 雜的型芯大多采用鑲拼式組合結(jié)構(gòu) 2 小型芯的結(jié)構(gòu) 小型芯成型塑件上的小孔或槽 小型芯單獨(dú)制造 然后 嵌入模板中 對(duì)于異型芯 為了方便加工 常將型芯設(shè)計(jì)成兩段 聯(lián)接和固定 段制成圓形 并用凸肩和模板連接 型芯可以節(jié)約貴重的模具材料 便于加工 尺寸精度容易保證 在此設(shè)計(jì) 中 采用組合式凸模 將模具型芯和動(dòng)模座板采用階梯連接 型芯的側(cè)面和動(dòng) 模墊板與型芯固定板之間的銷釘共同定位 采用螺釘連接型芯固定板 固定板 壓住型芯的臺(tái)階方式進(jìn)行連接 5 2 成型零件的鋼材選用 根據(jù)對(duì)成型塑件的綜合分析 該塑件的成型零件要求足夠的剛 度 強(qiáng)度和耐磨性及良好的抗疲勞性能 童年故事考慮它的機(jī)械加 工性能和拋光性能 有因?yàn)楦乃芗糜诖笈可a(chǎn) 主要成型塑件 的大型心選用高合金工具鋼 P20 5 3 成型零件工作尺寸的計(jì)算 成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用來(lái)構(gòu)成塑件的尺寸 主要有型腔 和型芯的徑向尺寸 包括矩形和異形零件的長(zhǎng)和寬 型腔的深度尺寸和型芯的 高度尺寸 型芯和型芯之間的位置尺寸等 任何塑件都有一定的幾何形狀和尺 寸精度的要求 如有配合要求的尺寸 則精度要求較高 在模具設(shè)計(jì)時(shí) 應(yīng)根 據(jù)塑件的尺寸精度等級(jí)確定模具成型零件的工作尺寸及精度等級(jí) 影響塑件尺 寸精度的因素相當(dāng)復(fù)雜 這些因素應(yīng)作為確定成型零件工作尺寸的依據(jù) 影響 塑件尺寸精度的主要因素有 1 塑件收縮率波動(dòng)所引起的尺寸誤差 s 2 模具成型零件的制造誤差 成型零件加工精度越低 成型塑件的尺z 寸精度也越低 3 模具成型零件的磨損誤差 c 4 模具安裝配合的誤差 j 一般情況下 收縮率的波動(dòng) 模具制造公差和成型零件的磨損是影響塑件 尺寸精度的主要原因 而收縮率的波動(dòng)引起的塑件尺寸誤差隨塑件的尺寸的增 大而增大 因此生產(chǎn)大型塑件時(shí) 若單靠提高模具制造精度等級(jí)來(lái)提高塑件精 度是比較困難和不經(jīng)濟(jì)的 應(yīng)穩(wěn)定成型工藝條件和選擇收縮率波動(dòng)較小的塑料 生產(chǎn)小型塑件時(shí) 模具制造公差和成型零件的磨損 是影響塑件尺寸精度的主 要因素 因此 因提高模具精度等級(jí)和減少磨損 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 24 5 3 1 凹模尺寸計(jì)算 塑件外部尺寸的轉(zhuǎn)換 l 52 mm 52 47 mm 相應(yīng)的塑件制造公差 0 94mm1s47 0 094 1s l 30 mm 30 35 mm 相應(yīng)的塑件制造公差 0 70mm235 7 2 l 1 S l x 1Mcp1s10z 1 0 0055 52 47 0 56 0 94 52 232 157 0 157 0 52 3 mm089 6 l 1 S l x 2Mcp2ss 20z 1 0 0055 30 35 0 58 0 70 30 111 17 0 17 0 30 2 08 9 式中 x x 為系數(shù) 查參考文獻(xiàn) 2 表 2 10 可知 x 0 56 x 0 58 12 12 縮率 S 0 0055 x x 為系數(shù) 參考文獻(xiàn) 2 表 2 10 可知cp07 4 12 x 0 54 x 056 分別是塑件上相應(yīng)尺寸的公差 下同 12 1s2s 是塑件上相應(yīng)尺寸制造公差 對(duì)于小型塑件取 6 下z 3z4 z 同 5 3 2 凹模深度尺寸的計(jì)算 塑件高度尺寸的換算 H 9 9 24 mm 相應(yīng)的 0 48mm 1s24 0 048 H 1 S H x Mcp1S10Z 1 0 0055 9 24 0 56 0 48 9 022 08 08 9 1 mm 02 78 式中 x 為系數(shù) 查參考文獻(xiàn) 2 表 2 10 可知 x 0 56 1 1 3 滑塊的設(shè)計(jì) 在此次設(shè)計(jì)中 由于采用了側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu) 滑塊的型腔 充當(dāng)凹模結(jié)構(gòu) 它的結(jié)構(gòu)決定于塑件制品的成型需要和加工與裝配的工藝要求 其結(jié)構(gòu)圖如下 注 考慮到塑件的精度 本塑件滑塊采用整體的加工 然后在進(jìn)行切斷 5 3 3 凸模外形尺寸計(jì)算 塑件內(nèi)部尺寸的轉(zhuǎn)換 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 25 L 48 mm 47 68 mm 相應(yīng)的塑件制造公差 0 64mm1s32 0 64 0 1s L 28 mm 27 65 mm 相應(yīng)的塑件制造公差 0 70mm5 7 2 l 1 S l x 1Mcp1s 10z 1 0 0055 47 68 0 58 0 64 48 313 017 017 48 3 mm013 2 l 1 S l x Mcp2s2s0z 1 0 0055 27 65 0 58 0 70 28 208 017 017 28 2 mm08 19 式中 x x 為系數(shù) 查參考文獻(xiàn) 2 表 2 10 可知 x 0 58 x 0 582 12 式中 S 為塑件的平均收縮率 ABS 的收縮率為 0 4 0 7 所以其平均cp 收 5 3 4 型芯高度尺寸計(jì)算 塑件內(nèi)腔高度尺寸轉(zhuǎn)換 h 8 mm 8 14 mm 相應(yīng)的塑件制造公差 0 281s04 28 0 1 h 1 S h x 1 0 0055 8 14 0 60 0 28 Mcp1S01z 047 8 017 8 mm047 0 3 5 4 模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算 塑料模具型腔在成型過(guò)程中受到熔融體得高壓作用 應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和 剛度 如果型腔側(cè)壁和底板厚度過(guò)小 可能因強(qiáng)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)致溢料飛邊 降低塑件尺寸精度并 影響順利脫模 因此 應(yīng)通過(guò)強(qiáng)度和剛度計(jì)算來(lái)確定型腔壁厚和支承板的厚度 模具型腔壁厚的計(jì)算 應(yīng)以型腔最大壓力為準(zhǔn) 理論分析和生產(chǎn)實(shí)踐表明 大尺寸的模具型腔 剛度不足是主要矛盾 型腔 壁厚應(yīng)以滿足剛度條件為準(zhǔn) 而對(duì)于小尺寸的模具型腔 強(qiáng)度不足是主要矛盾 設(shè)計(jì)型腔壁厚應(yīng)以強(qiáng)度條件 為準(zhǔn) 以強(qiáng)度計(jì)算所需要的壁厚和以剛度計(jì)算所需要的壁厚相等時(shí)的型腔內(nèi)即 為強(qiáng)度計(jì)算和剛度計(jì)算的分界值 在分界值不知道的情況下 應(yīng)分別按強(qiáng)度條 件和剛度條件算出壁厚 取其中較大值作為模具型腔的壁厚 型腔壁厚和底板的計(jì)算比較復(fù)雜且繁瑣 為了簡(jiǎn)化模具設(shè)計(jì) 我選擇經(jīng)驗(yàn) 數(shù)據(jù) 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 26 5 5 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 排氣是注射模設(shè)計(jì)中不可忽視的一個(gè)問(wèn)題 在注射成型中 若模具排氣不 良 型腔內(nèi)的氣體受壓縮將產(chǎn)生很大的背壓 阻止熔體正?？焖俪淠?同時(shí)氣 體壓縮所產(chǎn)生的熱量可能使塑料燒焦 在充模速度大