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本科畢業(yè)設(shè)計 論文 題目 玩具照相機(jī)某零件支架注塑模具設(shè)計 系 部 機(jī)電信息系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 班 級 學(xué) 生 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 2013 年 5 月 I 照相機(jī)某零件支架注塑模具設(shè)計 摘要 模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備 也是發(fā)展和實(shí)現(xiàn)少無切削技術(shù)不可缺少 的工具 它在工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛 是當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā) 展方向 許多現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高 在很大程度上取決于模具工 業(yè)的發(fā)展水平 因此 模具技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r及水平的高低 直接影響到工業(yè)產(chǎn)品 的發(fā)展 也是衡量一個國家工藝水平的重要標(biāo)志之一 本次畢業(yè)設(shè)計的題目是照相機(jī)某零件支架注塑模具設(shè)計 本文主要論述了 塑料注射模的基本原理和設(shè)計過程 并著重講述了充電器外殼注射模的設(shè)計過 程 首先 講述了模具的作用和國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r及其發(fā)展方向 然后論述了 方案的選擇和確定 再次對于所確定的方案給出了詳細(xì)的設(shè)計過程和計算過程 最后還對所設(shè)計的模具進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性可行性分析 總的來說 所設(shè)計的這套模具經(jīng)濟(jì)合理 可行性強(qiáng) 生產(chǎn)方便 是一套實(shí) 用性較強(qiáng)的模具 關(guān)鍵詞 注射模 定模 動模 抽芯 斜導(dǎo)柱 II The camera bracket a parts injection mold design Abstract The molding tool is a foundation craft that industry produce to equip it also a development with realizes the little having no slice the indispensable tool in the technique of cutting It is in industry produce the usage is extremely extensive it an important means that contemporary industry produce to develop the direction with the craft many modern industrial developments with horizontal exaltation in technique be decided by the industrial development in molding tool level to a large extent Therefore moldings tool technique development condition and horizontal and high and low affect the development of the industry product directly Too is to measure the one of the horizontal and important markings in a national craft The graduation project title is the camera bracket a parts injection mold design this text discussed primarily the plastics injects the basic principle of the mold with design the process combining to emphasize to relate the Chargers shell inject the design process of the mold First related the function of the molding tool with domestic and international development condition and its development directions Then discussed the choice of the project with certain Returns a project for making sure give a detailed design process with compute process very much again the molding tool to design to preceded the economic viability assessment Total to say a this set of molding tools for designing economy reasonable the possibility is strong producing the convenience it a stronger molding tool in a set of function Keyword Inject the mold Settle the mold Move the mold Take out core Inclined slippery piece III 目 錄 1 緒論 1 1 1 題目背景意義 1 1 2 塑料工業(yè)簡介 1 1 3 我國塑料模具現(xiàn)狀 2 1 4 塑料模具具發(fā)展趨 3 1 5 本文主要研究內(nèi)容 3 2 制品的分析 4 2 1 制品的簡介 4 2 1 1 對制品的分析主要包括以下幾點(diǎn) 4 2 1 2 本設(shè)計中塑件各項(xiàng)要求 4 2 2 制品的工藝性及結(jié)構(gòu)分析 4 2 2 1 結(jié)構(gòu)分析 5 2 2 3 材料的性能分析 5 2 3 注射成形過程 7 2 3 1 ABS 的注射工藝參數(shù) 7 2 3 2 ABS 的主要性能指標(biāo) 7 3 模具制造 8 3 1 確定型腔數(shù)量及排列方式 8 3 2 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 8 3 2 1 多型腔單分型面模具 8 3 2 2 多型腔多分型面模具 8 3 3 注塑機(jī)型號的確定 8 3 3 1 注射機(jī)的選用原則 9 3 3 2 有關(guān)制品的計算 9 3 3 3 注射機(jī)型號的確定 9 3 3 4 注射機(jī)及各個參數(shù)的校核 10 3 4 分型面位置確定 11 3 4 1 分型面的選擇原則 11 3 5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 12 3 5 1 澆注系統(tǒng)設(shè)計原則 12 3 5 2 主流道的設(shè)計 12 IV 3 5 3 冷料穴的設(shè)計 14 3 5 4 澆口的設(shè)計 15 3 5 5 澆注系統(tǒng)凝料的脫出機(jī)構(gòu) 16 3 6 脫模推出機(jī)構(gòu)的確定 16 3 6 1 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計原則 16 3 6 2 制品推出的基本方式 17 3 7 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計 17 3 7 1 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu) 18 3 8 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計 18 3 8 1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的分類 19 3 8 2 本設(shè)計中導(dǎo)柱的設(shè)計 19 3 9 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 19 3 9 1 排溢設(shè)計 19 3 9 2 引氣設(shè)計 19 3 9 3 排氣系統(tǒng) 19 3 9 4 該套模具的排氣方式 19 3 10 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 19 3 10 1 加熱系統(tǒng) 20 3 10 2 冷卻系統(tǒng) 20 3 11 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 20 3 12 成形零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算 21 3 12 1 定模 凹模 的設(shè)計 22 3 12 2 型芯 凸模 的設(shè)計 22 4 塑料模具材料的選用及技術(shù)要求 24 4 1 塑料模具材料的性能要求 24 4 2 塑料模具零件選材原則 24 4 3 模具的精度要求 24 4 3 1 模具零件的公差與配合選擇 24 5 模具工作過程 25 5 1 成型前的準(zhǔn)備 25 5 1 1 原料的檢驗(yàn)和預(yù)處理 25 5 1 2 料筒的清洗 25 5 1 3 嵌件的預(yù)熱 25 V 5 1 4 脫模劑的選用 25 5 2 注射過程 25 5 3 脫模過程 26 5 4 制品的后處理 26 5 4 1 退火處理 26 5 4 2 調(diào)濕處理 26 總結(jié) 27 參考文獻(xiàn) 28 致 謝 29 畢業(yè)設(shè)計 論文 知識產(chǎn)權(quán)聲明 30 畢業(yè)設(shè)計 論文 獨(dú)創(chuàng)性聲明 31 1 緒論 1 1 緒 論 1 1 題目背景意義 近幾年 我國塑料模具工業(yè)有了很大發(fā)展 注塑模具制品的種類越來越多 在未來的模具市場中 塑料模具具發(fā)展速度將高于其它模具 在模具行業(yè)中的 比例將逐步提高 在電子 汽車 家電 玩具等產(chǎn)品中 60 100 的零部件 都要依靠模具成形 用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度 高復(fù)雜程度 高一 致性 高生產(chǎn)率和低消耗 是其他加工制造方法所不能比擬的 通過本課題的 設(shè)計 應(yīng)使我們在下述基本能力上得到培養(yǎng)和鍛煉 1 塑料管件制品的設(shè)計及 成型工藝的選擇 2 一般塑料管件制品成型模具的設(shè)計能力 3 塑料制品的 質(zhì)量分析及工藝改進(jìn) 塑料模具具結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計的能力 4 了解模具設(shè)計的常 用商業(yè)軟件以及同實(shí)際設(shè)計的結(jié)合 使個人能力得到全面提高 以適應(yīng)今后的 工作 1 2 塑料工業(yè)簡介 模具是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的制品的工藝裝備或工 具 它屬于型腔模的范疇 通常情況下 塑件質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低 其模具的因素占 80 然而模具的質(zhì)量的好壞又直接與模具的設(shè)計與制造有很 大關(guān)系 隨著國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的各個部門對塑件的品種和產(chǎn)量需求越來越大 產(chǎn) 品更新?lián)Q代周期越來越短 用戶對塑件的質(zhì)量要求也越高 因而模具制造與設(shè) 計的周期和質(zhì)量要求也相應(yīng)提高 同時也正是這樣促進(jìn)了塑料模具具設(shè)計于制 造技術(shù)不斷向前發(fā)展 就目前的形式看 可以說 模具技術(shù) 特別是設(shè)計與制 造大型 精密 長壽命的模具技術(shù) 便成為衡量一個國家機(jī)械制造水平的重要 標(biāo)志 按制品所采用的原料不同 成型方法不同 一般將模具分為塑料模具具 金屬沖壓模具 金屬壓鑄模具 橡膠模具 玻璃模具等 因人們?nèi)粘Ｉ钏?的制品和各種機(jī)械零件 在成型中多數(shù)是通過模具來制成品 就中國就有比較 遠(yuǎn)大的市場 所以模具制造業(yè)已成為一個大行業(yè) 在高分子材料加工領(lǐng)域中 用于塑料制品成形的模具 稱為塑料成形模具 簡稱 塑料模具 塑料模具具的設(shè)計是模具制造中的關(guān)鍵工作 通過合理設(shè)計制造出 來的模具不僅能順利地成型高質(zhì)量的塑件 還能簡化模具的加工過程和實(shí)施塑 件的高效率生產(chǎn) 從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本和提高附加價值的目的 塑料模具的 優(yōu)化設(shè)計 是當(dāng)代高分子材料加工領(lǐng)域中的重大課題 2 塑料制品已在工業(yè) 農(nóng)業(yè) 國防和日常生活等方面獲得廣泛應(yīng)用 為了生 產(chǎn)這些塑料制品必須設(shè)計相應(yīng)的塑料模具具 在塑料材料 制品設(shè)計及加工工 藝確定以后 塑料模具具設(shè)計對制品質(zhì)量與產(chǎn)量 就決定性的影響 首先 模 腔形狀 流道尺寸 表面粗糙度 分型面 進(jìn)澆與排氣位置選擇 脫模方式以 及定型方法的確定等 均對制品 或型材 尺寸精度形狀精度以及塑件的物理 性能 內(nèi)應(yīng)力大小 表觀質(zhì)量與內(nèi)在質(zhì)量等 起著十分重要的影響 其次 在 塑件加工過程中 塑料模具結(jié)構(gòu)的合理性 對操作的難易程度 具有重要的影 響 再次 塑料模具對塑件成本也有相當(dāng)大的影響 除簡易模外 一般來說制 模費(fèi)用是十分昂貴的 大型塑料模具更是如此 現(xiàn)代塑料產(chǎn)品生產(chǎn)中 合理的加工工藝 高效的設(shè)備和先進(jìn)的模具 被譽(yù) 為塑料產(chǎn)品成型技術(shù)的 三大支柱 尤其是加工工藝要求 塑件使用要求 塑 件外觀要求 起著無可替代的作用 高效全自動化設(shè)備 也只有裝上能自動化 生產(chǎn)的模具 才能發(fā)揮其應(yīng)有的效能 此外 塑件生產(chǎn)與更新均以模具制造和 更新為前提 塑料模具是塑料制品生產(chǎn)的基礎(chǔ)之深刻含意 正日益為人們理解 和掌握 當(dāng)塑料制品及其成形設(shè)備被確定后 由此可知 推動模具技術(shù)的進(jìn)步 應(yīng)是不容緩的策略 1 3 我國塑料模具現(xiàn)狀 塑料模具是現(xiàn)代塑料工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備 塑料模具工業(yè)是國民經(jīng) 濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè) 用塑料模具生產(chǎn)成型零件的主要優(yōu)點(diǎn)是制造簡 材料利用率高 生產(chǎn)率高 產(chǎn)品的尺寸規(guī)格一致 特別是對大批量生產(chǎn)的機(jī)電產(chǎn)品 更能獲得 價廉物美的經(jīng)濟(jì)效果 在模具方面 我國模具總量雖已位居世界第三 但設(shè)計制造水平總體上比 德 美 日 法 意等發(fā)達(dá)國家落后許多 模具商品化和標(biāo)準(zhǔn)化程度比國際水 平低許多 在模具價格方面 我國比發(fā)達(dá)國家低許多 約為發(fā)達(dá)國家的 1 3 1 5 工業(yè)發(fā)達(dá)國家將模具向我國轉(zhuǎn)移的趨勢進(jìn)一步明朗化 隨著我國改革開放步伐的進(jìn)一步加快 我國正逐步成為全球制造業(yè)的基地 特別是加入 WTO 后 作為制造業(yè)基礎(chǔ)的模具行業(yè)近年來得到了迅速發(fā)展 塑料 模具的設(shè)計 制造技術(shù) CAD 技術(shù) CAPP 技術(shù) 已有相當(dāng)規(guī)模的確開發(fā)和應(yīng) 用 在設(shè)計技術(shù)和制造技術(shù)上與發(fā)達(dá)國家和地區(qū)差距較大 在模具材料方面 專用塑料模具鋼品種少 規(guī)格不全 質(zhì)量尚不穩(wěn)定 模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不高 系 列化 商品化尚待規(guī)模化 CAD CAE Flow Cool 軟件等應(yīng)用比例不高 獨(dú)立 的模具工廠少 專業(yè)與柔性化相結(jié)合尚無規(guī)劃 企業(yè)大而全居多 多屬勞動密 集型企業(yè) 因此 我國要從一個制造業(yè)大國發(fā)展成為一個制造業(yè)強(qiáng)國 必須要 3 振興和發(fā)展我國的模具工業(yè) 努力提高模具工業(yè)的整體技術(shù)水平 提高模具設(shè) 計與制造水平 提高國際競爭能力 1 4 塑料模具發(fā)展趨 塑料作為現(xiàn)代四大工業(yè)基礎(chǔ)材料之一 越來越廣泛地在各行各業(yè)應(yīng)用 其 中注塑成型在塑料的各種成型工藝中所占的比例也越來越大 隨著社會的經(jīng)濟(jì) 技術(shù)不段向前發(fā)展 對注塑成型的制品質(zhì)量和精度要求都有不同程度的提高 塑料制品的造型和精度直接與模具設(shè)計和制造有關(guān)系 對注塑制品的要求就是 對模具的要求 由于計算技術(shù)和數(shù)控加工迅速發(fā)展 使得 CAD CAM 逐漸取代 了過去塑料模具的設(shè)計與制造技術(shù) 使傳統(tǒng)的設(shè)計制造方法及組織生產(chǎn)的模式 發(fā)生了深刻變化 塑料模具 CAD CAM 的發(fā)展不僅可以提高塑料模具質(zhì)量 減 少塑料模具的設(shè)計與制造工時 縮短塑料模具生產(chǎn)周期 加快塑件生產(chǎn)和產(chǎn)品 的更新?lián)Q代 而且更主要的是能滿足當(dāng)前用戶對塑料模具行業(yè)提出的 質(zhì)量高 交貨快 價格低 的要求 塑料模具以后的發(fā)展主要有以下幾方面 1 注射模 CAD 實(shí)用化 2 擠塑模 CAD 的開發(fā) 3 壓模 CAD 的開發(fā) 4 塑料專用鋼材系列化 1 5 本文主要研究內(nèi)容 1 對塑件進(jìn)行實(shí)體測繪 并完成基本參數(shù)的計算及注射機(jī)的選用 2 確定模具類型及結(jié)構(gòu) 完成模具的結(jié)構(gòu)草圖的繪制 3 運(yùn)用 Pro E 工具軟件輔助設(shè)計完成模具整體結(jié)構(gòu) 4 對模具工作部分尺寸及公差進(jìn)行設(shè)計計算 5 對模具典型零件需進(jìn)行選材及工藝路線分析 6 對設(shè)計方案和設(shè)計結(jié)果進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析和環(huán)保分析 7 繪制模具零件圖及裝配圖 8 對模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維剖析 9 輸出模具開合結(jié)構(gòu)圖 10 編寫設(shè)計說明書 2 制品的分析 4 2 制品的分析 2 1 制品的簡介 圖 2 1 塑件 制品的分析是對所要成型的產(chǎn)品有個初步的了解 在接受設(shè)計任務(wù)書以后 就要對塑料的品種 批量的大小 尺寸精度與技術(shù)條件 產(chǎn)品的功用及工作條 件有個整體概念 以便在設(shè)計模具時優(yōu)選各種方式來成型塑件 2 1 1 對制品的分析主要包括以下幾點(diǎn) 1 產(chǎn)品尺寸精度及其圖紙尺寸的正確性 2 脫模斜度是否合理 3 塑件厚度及其均勻性 4 塑件種類及其收縮率 5 塑件表面顏色及表面質(zhì)量要求 2 1 2 本設(shè)計中塑件各項(xiàng)要求 1 塑料名稱 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 ABS 2 色調(diào) 白色 不透明 3 生產(chǎn)綱領(lǐng) 大批大量 2 2 制品的工藝性及結(jié)構(gòu)分析 畢業(yè)設(shè)計 論文 5 2 2 1 結(jié)構(gòu)分析 該制品為小型零件 在模具設(shè)計和制造上要有精密的定位措施和良好的加 工工藝 以保證零件各項(xiàng)參數(shù)精度 2 2 2 成型工藝分析 1 精度等級 采用一般精度 5 級 2 脫模斜度 15 度 2 2 3 材料的性能分析 ABS 是由丙烯腈 Acrylonitrile 丁二烯 Butadiene 和苯乙烯 Styrene 三種化 學(xué)單體合成 其中 A 代表丙烯腈 B 代表丁二烯 S 代表苯乙烯 其化學(xué)分子 結(jié)構(gòu)方式如下 圖 2 2 ABS 每種單體都具有不同特性 丙烯腈有高強(qiáng)度 熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性 丁 二烯具有堅韌性 抗沖擊特性 苯乙烯具有易加工 高光潔度及高強(qiáng)度 從形態(tài)上看 ABS 是非結(jié)晶性材料 三中單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三 元共聚物 一個是苯乙烯 丙烯腈的連續(xù)相 另一個是聚丁二烯橡膠分散相 ABS 不透明 外觀除薄膜外都呈淺象牙色 無毒 無味 兼有韌 硬 剛 特性 燃燒緩慢 離火后仍繼續(xù)燃燒 火焰呈黃色 有黑煙 燃燒后塑料軟化 燒焦 發(fā)出特殊的肉桂氣味 但無熔融滴落 ABS 的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結(jié)構(gòu) 這就可以 賦予用戶在產(chǎn)品設(shè)計上有很大的靈活性 并且由此產(chǎn)生了市場上數(shù)百種不同品 質(zhì)的 ABS 材料 ABS 具有優(yōu)良的綜合性能 由于組分 牌號和生產(chǎn)廠家生產(chǎn)方法的不同 使之在性能上存在較大差異 使用性能 1 物理力學(xué)性能 ABS 具有優(yōu)良的物理力學(xué)性能 如不透水 但略透水蒸氣 沖擊強(qiáng)度較高 尺寸穩(wěn)定性好等 ABS 有極好的沖擊強(qiáng)度 即使在低溫也不迅速下降 但是它 的沖擊性能與樹脂中所含橡膠的多少 粒子大小 接枝率和分散狀誠有關(guān) 同 時也與使用環(huán)境有關(guān) 如溫度越高則沖擊強(qiáng)度越大 當(dāng)聚合物中丁二烯橡膠含 畢業(yè)設(shè)計 論文 6 量超過 30 時 不論沖擊 拉伸 剪切還是其它力學(xué)性能都迅速下降 2 熱性能 ABS 制品的負(fù)荷變形溫度約為 93 若能對制品進(jìn)行退火處理 則還可增 加 10 左右 3 電性能 ABS 聚合物的電絕緣性受溫度和濕度的影響很小 且在很大頻率變化范圍 內(nèi)保持恒定 4 耐環(huán)境性 ABS 聚合物幾乎不受水 無機(jī)鹽 堿 酸類的影響 但在酮 醛 氯代烴 中會溶解或形成乳濁液 它不溶于大部分醇類及烴類溶劑 但長期與烴接觸會 發(fā)生軟化溶脹 ABS 聚合物表面受冰醋酸 植物油等化學(xué)藥品的鋟蝕會引起應(yīng) 力開裂 5 耐候性 ABS 聚合物的最大不足之處是耐候性較差 這是由于分子中丁二烯所產(chǎn)生 的雙鍵在紫外線作用下易受氧化降解的緣故 經(jīng)受 350nm 以下波長的紫外線照 射 氧化作用更甚 氧化速度與光的強(qiáng)度及波長的對數(shù)成正比 ABS 是一種成型加工性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料 可用一般加工方法成型 加工 6 ABS 的流變性 ABS 聚合物在熔融狀態(tài)下流動特性屬于假塑型液體 雖然 ABS 的熔體流 動性與加工溫度和剪切速率都有關(guān)系 但對剪切速率更為敏感 因此在成型過 程中可以采用提高剪切速率來降低熔體粘度 改善熔體流動性 ABS 屬一無定形聚合物 無明顯熔點(diǎn) 成型后無結(jié)晶 成型收縮率為 0 4 0 5 在成型過程中 ABS 的熱穩(wěn)定性較好 不易出現(xiàn)降解或分解 但 溫度過高時 聚合物中橡膠相有破壞的傾向 7 ABS 的吸水性 ABS 具有一定的吸水性 含水量在 0 3 0 8 范圍 成型時如果聚合物中 含有水分 制品上就會出現(xiàn)斑痕 云紋 氣泡等缺陷 因此在民型前 需將聚 合物進(jìn)行干燥處理 使其含水量降到 0 2 左右 8 ABS 制品的后處理 一般情況下很少出現(xiàn)應(yīng)力開裂 所以除了使用要求較為苛刻的制品 通常 不作制品的后處理 注射速度對 ABS 的熔體流動性有一定影響 注射速度快 制品表面光潔度不佳 注射速度慢 制品表面易出現(xiàn)波紋 熔接痕等現(xiàn)象 因 而除了充模有困難的情況下 一般以中 低速為宜 在制品要求表面光澤較高 畢業(yè)設(shè)計 論文 7 時 模具溫度可控制在 60 80 對一般制品可控制在 50 60 2 3 注射成形過程 對 ABS 的色澤 細(xì)度和均勻度等進(jìn)行檢驗(yàn) 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 其過程可以分為 充 模 壓實(shí) 保壓 倒流和冷卻五個階段 2 3 1 ABS 的注射工藝參數(shù) 注射機(jī) 螺桿式 噴嘴形式 直通式 噴嘴溫度 170 180 料筒溫度 前段 180 200oC 中段 165 180 后段 150 170 模具溫度 50 80o 注射壓力 60 100MPa 保壓力 40 50 高壓時間 s 注射 0 5 保壓時間 s 15 30 冷卻時間 s 15 30 成形周期 s 40 70 2 3 2 ABS 的主要性能指標(biāo) 表 2 1 ABS 的主要性能指標(biāo) 密度 g cm 1 02 1 16 彈性模量 MPa 1 8 10 比容 cm g 0 86 0 98 彎曲強(qiáng)度 MPa 80 吸水率 24h 0 2 0 4 抗拉屈服強(qiáng)度 MPa 50 收縮率 0 4 0 7 熔點(diǎn) C 130 160 畢業(yè)設(shè)計 論文 8 3 模具制造 模具制造形式主要是指設(shè)計過程中的注射機(jī)的確定 澆注系統(tǒng)的形式和澆 口位置的選擇 成型零件的設(shè)計 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu) 的設(shè)計 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計及各個零件的設(shè)計和裝配 圖設(shè)計 3 1 確定型腔數(shù)量及排列方式 當(dāng)塑料制件的設(shè)計已經(jīng)完成 并選定所用塑料后 就需要考慮是采用單型 腔模還是多型腔模 與多型腔模相比 單型腔模具有以下優(yōu)點(diǎn) 1 塑料制件的形狀與尺寸精度始終一致 2 工藝參數(shù)易于控制 3 模具結(jié)構(gòu)簡單 緊湊 設(shè)計制造 維修大為簡化 一般來說 精度要求高的小型制品和中大型制品優(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制品 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(dú)特的優(yōu)越條件 使生產(chǎn)效率大為提高 經(jīng)分析該塑件為中等產(chǎn) 量 精度中等 故初步定為一模四腔 3 2 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 3 2 1 多型腔單分型面模具 制品外觀質(zhì)量要求較高 尺寸精度要求一般的小型制品 可采用此結(jié)構(gòu) 3 2 2 多型腔多分型面模具 制品外觀質(zhì)量要求高 尺寸精度要求一般的小型制品 可采用此結(jié)構(gòu) 該 制品外觀質(zhì)量要求較高 分析該制品樣品采用的澆口位置 分型面位置 推出 機(jī)構(gòu)的痕跡 可知澆口為一般側(cè)澆口 3 3 注塑機(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 畢業(yè)設(shè)計 論文 9 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 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)行計算 3 3 1 注射機(jī)的選用原則 1 計算塑件及澆道凝料的總?cè)萘繎?yīng)小于注射機(jī)額定容量 2 模具成型時需用的注射壓力應(yīng)小于所選用注射機(jī)的最大注射壓力 3 模具型腔注射時所產(chǎn)生的壓力必須要小于注射機(jī)的鎖模力 4 模具的閉模高度應(yīng)在注射機(jī)最大 最小閉合高度之間 5 模具脫模取出塑件所需的距離應(yīng)小于所選注射機(jī)的開模行程 3 3 2 有關(guān)制品的計算 根據(jù)零件圖提供的樣品 可以借助計算機(jī)輔助軟件建立制品模型 這樣既便于 較精確的計算制品的各個參數(shù) 又更為直觀 形象 1 制品的體積為 V1 1 92 cm 3 1 質(zhì)量為 m 1 05g cm 1 92 cm 2 01g 2 初步估計澆注系統(tǒng)的體積約為塑件的 0 7 倍 V2 1 92 0 7 1 35 cm 本設(shè)計中取 V2 1 4 cm 3 2 3 該模具一次注射共需塑料的體積約為 V0 4xV1 V2 4x1 92 1 4 9 08 cm 3 3 4 該模具一次注射共需塑料的質(zhì)量約為 M 1 05g cm 9 08cm 9 5g 3 4 3 3 3 注射機(jī)型號的確定 近年來我國引進(jìn)注射機(jī)的機(jī)型很多 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)所必需的技術(shù)準(zhǔn)備 根據(jù)計算初步選定型號為 SYS 30 的注射機(jī) 其主要技術(shù)參數(shù)如下表 3 1 表 3 1 SYS 30 注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 額定注射量 cm 30 螺桿 柱塞 直徑 mm 28 注射壓力 MPa 157 注射行程 mm 50 注射時間 s 3 鎖模力 kN 500 最大成型面積 cm 2 2 最大開合模行程 mm 80 模具最大厚度 5 模具最小厚度 mm 2 畢業(yè)設(shè)計 論文 10 mm 合模方式 液壓 機(jī)械 噴嘴球頭半徑 mm SR9 頂桿中芯距 mm 32 噴嘴孔徑 mm 3 5 3 3 4 注射機(jī)及各個參數(shù)的校核 1 注射壓力的校核 該注射機(jī)的注射壓力為 157MPa ABS 的注射壓力為 60 100MPa 所以能夠滿足要求 2 由注射機(jī)料筒塑化速率校核型腔數(shù)量 n 3 5 1 2360 MKTn 上式右邊 4 65 4 符和要求 式中 K 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù) 一般取 0 8 M 注射機(jī)的額定塑化量 g h 或 cm h T 成形周期 M2 澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量和體積 g 或 cm M1 單個制品的質(zhì)量和體積 g 或 cm 3 按注射機(jī)的最大注射量校核型腔數(shù)量 n 3 6 1 2MKnn 4 9307 4 9307 4 符合要求 式中 Mn 注射機(jī)允許的最大注射量 g 或 cm 4 按注射機(jī)的鎖模 合模 力的校核 注射模從分型脹開的力 鎖模力 應(yīng)小于注射機(jī)的額定鎖模力 既 F P nxA1 A2 3 7 40 4x 22x20 x3 2 40 880 28 36 式子的右面為 36 334KN 500KN 式中 F 注射機(jī)的額定鎖模力 N A1 單個制品在模具分型面上的投影面積 mm A2 澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積 mm P 塑料熔體在模腔內(nèi)的平均壓力 MPa 通常模腔內(nèi)的壓力為 20 40Mpa 成型一般制品為 24 34Mpa 精密制品為 39 44Mpa 本設(shè)計中 畢業(yè)設(shè)計 論文 11 取模腔內(nèi)的平均壓力為 40Mpa N 型腔個數(shù) 5 最小開模行程的校核 3 8 Smax S H1 H2 5 10 上式右邊 S 5 40 8 53mm 而注射機(jī)的最大開模行程是 80mm 所以 符合要求 式中 Smax 注射機(jī)最大開模行程 mm H1 推出距離 脫模距離 mm H2 包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的制品高度 mm 6 模具厚度 H 與注射機(jī)閉合高度的校核 maxmin 式中 注射機(jī)允許最小厚度 70mm in 注射機(jī)允許最大厚度 200mm max 模架 H 150mm 故 70mm 160mm 200mm 所選模架合格 3 4 分型面位置確定 模具上用以取出制品和 或 澆注系統(tǒng)凝料的 可分離的接觸表面稱之為 分型面 分型面的選擇不緊關(guān)系到塑件的正常成型和脫模具 而且涉及模具結(jié)構(gòu) 與制造成本 在制品設(shè)計階段 就應(yīng)考慮成形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 對制品質(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 分型面的選擇是注射模設(shè)計中的一個關(guān)鍵因素 3 4 1 分型面的選擇原則 1 分型面應(yīng)選擇在制品的最大截面處 無論塑件以何方位布置型腔 都應(yīng)將 此作為首要原則 2 有利于保證制品的外觀質(zhì)量 分型面上型腔壁面稍有間隙 熔體就會在塑 件上產(chǎn)生飛邊 3 盡可能使制品留在動模一側(cè) 因?yàn)樵趧幽Ｒ粋?cè)設(shè)置和制造脫模機(jī)構(gòu)簡便 易 行 4 有利于保證制品的尺寸精度 畢業(yè)設(shè)計 論文 12 5 盡可能滿足制品的使用要求 6 盡量減少制品在合模方向上的投影面積 以減小所需鎖模力 7 長型芯應(yīng)置于開模方向 當(dāng)塑件在相互垂直方向都需設(shè)置型芯時 將較短 的型芯設(shè)置在側(cè)抽芯方向 有利于減小抽拔距離 8 有利于簡化模具結(jié)構(gòu) 應(yīng)盡量避免側(cè)向分型或抽芯 9 在選擇非平面分型面時 應(yīng)有利于型腔加工和制品的脫模方便 對于該設(shè)計 在進(jìn)行制品設(shè)計時已經(jīng)充分考慮了上述原則 以 A A 為分型面 現(xiàn)有方案如下 圖 3 1 分型面的確定 3 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)噴嘴到模具型腔為止的一種完整的進(jìn)料 通道 具有傳質(zhì) 傳壓和傳熱的功能 對制品質(zhì)量影響很大 他的作用是將塑 料熔體順利地充滿到模具行腔深處 以獲得外形輪廓清晰 內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良的塑料制 件 該模具采用普通流道澆注系 統(tǒng) 其包括 主流道 冷料穴 澆口 3 5 1 澆注系統(tǒng)設(shè)計原則 1 澆注系統(tǒng)與塑件一起在分型面上 應(yīng)有壓降 流量和溫度的分布的均衡布置 2 結(jié)合型腔布置考慮 盡可能采用平衡式分流道布置 3 盡量縮短熔體的流程 以便降低壓力損失 縮短充模時間 4 澆口尺寸 位置和數(shù)量的選擇十分關(guān)鍵 應(yīng)有利于熔體流動 避免產(chǎn)生 湍流 渦流 噴射和蛇形流動 有利于排氣和補(bǔ)縮 且應(yīng)設(shè)在塑件較厚的部位 以使熔料從后斷面移入薄斷面 以利于補(bǔ)料 5 避免高壓熔體對模具型芯和嵌件產(chǎn)生沖擊 防止變形和位移的產(chǎn)生 6 澆注系統(tǒng)凝料脫出應(yīng)方便可靠 凝料應(yīng)易于和制品分離或者易于切除 7 熔接痕部位與澆口尺寸 數(shù)量及位置有直接關(guān)系 設(shè)計澆注系統(tǒng)時要預(yù) 先考慮到熔接痕的部位 形態(tài) 以及對制品質(zhì)量的影響 3 5 2 主流道的設(shè)計 主流道通常位于模具中芯塑料熔體的入口處 它將注射機(jī)噴射出的熔體導(dǎo) 畢業(yè)設(shè)計 論文 13 入型腔中 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 順利拔出 1 主流道尺寸 a 主流道小端直徑 d 注射機(jī)噴嘴直徑 0 5 1 3 0 5 1 取 d 3 5 mm 這樣便于噴嘴和主流道能同軸對準(zhǔn) 也能使的主流道凝料能順利脫出 b 主流道球面半徑 主流道入口的凹坑球面半徑 R 應(yīng)該大于注射機(jī)噴嘴球頭半徑的 2 3mm 反 之 兩者不能很好的貼合 會讓塑件熔體反噴 出現(xiàn)溢邊致使脫模困難 SR 注射機(jī)噴嘴球頭半徑 2 3 取 SR 12 2 14 mm 3 9 c 主流道長度 L 一般按模板厚度確定 但為了減小充模時壓力降和減少物料損耗 以短為 好 小模具控制在 50 之內(nèi)在出現(xiàn)過長流道時 可以將主流道襯套挖出深凹坑 讓噴嘴伸入模具 本設(shè)計中結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu)取 L 42 mm d 主流道大端直徑 D d 2Ltg 半錐角 為 1 2 取 1 5 6 5 取 D 6 5 mm 2 主流道襯套的形式及尺寸 主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸 屬易損件 對材料要求較嚴(yán) 因而模具主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套 以便有 效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)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 53 57HRC 由于該模具主流道較長設(shè)計成分體式較宜 畢業(yè)設(shè)計 論文 14 圖 3 2 主流道襯套 3 定位圈的結(jié)構(gòu)尺寸 由于澆注套比較長 自身能滿足定位要求 故此定位圈只對注射方向起導(dǎo) 正作用 圖 3 3 定位圈 4 主流道襯套的固定 畢業(yè)設(shè)計 論文 15 圖 3 4 主流道襯套的固定 3 5 3 冷料穴的設(shè)計 在完成一次注射循環(huán)的間隔 考慮到注射機(jī)噴嘴和主流道入口這一段熔體 因 輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度 從噴嘴端部到注射機(jī)料筒以內(nèi)約 10 25mm 的深度有個溫度逐漸升高的區(qū)域 這時才達(dá)到正常的塑料熔體溫度 位于 這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動性能及成形性能不佳 如果這里相對較低的冷料進(jìn)入 型腔 便會產(chǎn)生次品 為克服這一現(xiàn)象的影響 用一個井穴將主流道延長以接 收冷料 防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔 把這一用來容納注射間隔所產(chǎn) 生的冷料的井穴稱為冷料穴 冷料井 冷料穴的作用是儲存因兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料頭及熔體流動的前鋒冷 料 以防止冷料進(jìn)入型腔而影響制件質(zhì)量 3 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 它的作用是增加和控制塑料進(jìn)入型腔的流速并封閉裝填在型腔內(nèi)的塑料 以保 證充填實(shí) 確保制品質(zhì)量 澆口的形狀 位置和尺寸對制品的質(zhì)量影響很大 澆口的主要作用有如下幾點(diǎn) a 熔體充模后 首先在澆口處凝結(jié) 當(dāng)注射機(jī)螺桿抽回時可防止熔體向流 道回流 b 熔體在流經(jīng)狹窄的澆口時會產(chǎn)生摩擦熱 使熔體升溫 有助于充模 c 易于切除澆口尾料 d 對于多型腔模具 澆口能用來平衡進(jìn)料 對于多澆口的單型腔模具 澆 口還能用以控制熔接痕的位置 澆口尺寸的確定 澆口的截面積一般為流道截面積的 3 9 截面的形狀多為矩形 寬度 與厚度的比為 3 1 或圓形 澆口長度約為 0 5 2 0mm 左右 在設(shè)計的時候一 般取小值 在以便在試模時修正 澆口最終的具體尺寸根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和零件的尺寸 和形狀的要求確定 選擇澆口位置時應(yīng)遵循如下原則 a 澆口應(yīng)設(shè)在能使型腔的各部位 各角落同時充滿的位置 b 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件較厚的部位 以使熔料從厚斷面移入薄斷面 以利于 補(bǔ)料 畢業(yè)設(shè)計 論文 16 c 澆口應(yīng)設(shè)在有利于排除型腔中氣體的部位 d 口應(yīng)設(shè)在避免塑件表面產(chǎn)生熔合紋的部位 e 對于帶有長型芯的模具 澆口應(yīng)設(shè)置在能使進(jìn)料沿型芯軸向均勻進(jìn)行 以免型芯被熔體沖擊而變形 f 澆口的設(shè)置應(yīng)避免熔體的斷裂 g 澆口的設(shè)置應(yīng)不影響塑件的外觀 澆口結(jié)構(gòu)的形式 注射模的澆口結(jié)構(gòu)形式較多 不同類型的澆口其尺寸 特點(diǎn)及應(yīng)用情況個 不相同 按澆口的特征可分為限制澆口和非限制澆口 按澆口形狀可分為點(diǎn)澆 口 扇形澆口 盤形澆口 環(huán)行澆口及薄片式澆口 按澆口的特征性質(zhì)可分為 潛伏式澆口 護(hù)耳澆口 按澆口所在的塑件的位置可分為中芯澆口和側(cè)澆口等 對于該模具 是中小型制品的多型腔模具 同時從塑件的形狀等各方面分 析知采用的是一般側(cè)澆注口 澆口又可稱橄欖形澆口或菱形澆口 是種截面尺 寸特小的圓形澆口 澆口一般設(shè)在型腔底部 排氣暢通 成型良好 塑件無不 良痕跡 有利于實(shí)現(xiàn)制動化操作 常用于成型如殼盒形等中 小型塑件的一模 多腔模具中 也可用于單型腔模具或表面不允許有較大痕跡的塑件 能制動切 斷澆口凝料 澆口結(jié)構(gòu)尺寸的經(jīng)驗(yàn)計算 根據(jù)模具的實(shí)際情況 再結(jié)合所提供經(jīng)驗(yàn)值得 點(diǎn)澆口的直徑為 2 長度為 1 見表 3 2 表 3 2 側(cè)澆口和點(diǎn)澆口的推薦尺寸 側(cè)澆口尺寸 mm制品壁厚 mm 深度 h 寬度 w 點(diǎn)澆口的直徑 d mm 澆口長度 l mm 0 8 0 0 5 0 1 0 0 8 2 4 0 5 1 5 0 8 2 4 2 4 3 2 1 5 2 2 2 4 3 3 0 8 1 3 3 2 6 4 2 2 4 3 3 6 4 1 0 3 0 1 0 3 5 5 澆注系統(tǒng)凝料的脫出機(jī)構(gòu) 1 普通澆注系統(tǒng)的凝料的脫出 通常采用側(cè)澆口 直接澆口及盤形環(huán)澆口類型的模具 其澆注系統(tǒng)凝料一 般與塑件連在一起 塑件脫出時 先用拉料桿拉住冷料穴 使?jié)沧沧⑾到y(tǒng)留 畢業(yè)設(shè)計 論文 17 在動 模一側(cè) 然后用推桿或拉料桿推出 靠其自重而脫落 2 點(diǎn)澆口式澆注系統(tǒng)凝料的脫出 點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)凝料 一般用人工 機(jī)械手取出 但生產(chǎn)效率低 為適應(yīng) 自動化生產(chǎn)的需要 可采取以下方式脫出凝料 利用推桿拉斷點(diǎn)澆口凝料 利 用側(cè)凹拉斷點(diǎn)澆口凝料 利用拉料桿拉斷點(diǎn)澆口凝料 利用定模推板拉斷點(diǎn)澆 口凝料等 3 6 脫模推出機(jī)構(gòu)的確定 注射成形每一循環(huán)中 塑料制品必須準(zhǔn)確無誤地從模具的凹模中或型芯上 脫出 模具中這種脫出塑件的機(jī)構(gòu) 稱為脫模機(jī)構(gòu) 也常稱為推出機(jī)構(gòu) 脫模 機(jī)構(gòu)的作用包括脫出 取出兩個動作 既首先將塑件和澆注系統(tǒng)凝料等與模具 松動分離 稱為脫出 然后把其脫出物從模具內(nèi)取出 3 6 1 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計原則 制品推出 頂出 是注射成形過程中的最后一個環(huán)節(jié) 推出質(zhì)量的好壞將 最后決定制品的質(zhì)量 因此 制品的推出是不可忽視的 在設(shè)計推出脫模機(jī)構(gòu) 時應(yīng) 遵循下列原則 1 結(jié)構(gòu)可靠 機(jī)械的運(yùn)動準(zhǔn)確 可靠 靈活 并有足夠的剛度和強(qiáng)度 且 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動模一側(cè) 2 保證制品不因推出而變形損壞 3 機(jī)構(gòu)簡單動作可靠 4 保證良好的制品外觀 5 盡量使塑件留在動模一邊 以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置 完成脫模 動 作 3 6 2 制品推出的基本方式 按模具中的推出零件分 1 推桿推出 推桿推出是一種基本的也是一種常用的制品推出方式 常用 的推桿形式有圓形 矩形 D 形 2 推件板推出 對于輪廓封閉且周長較長的制品 采用推件板推出結(jié)構(gòu) 推件板推出部分的形狀根據(jù)制品形狀而定 3 推管推出 適用于薄壁圓桶形塑件 畢業(yè)設(shè)計 論文 18 4 推塊式脫模 適用于齒輪類或一些帶有凸緣的制品 可防止塑件變形 5 利用成型零件推出制品的脫模 使用于螺紋型環(huán)一類的制品 利用模具 中某些成型零件推出塑件 6 多元聯(lián)合式脫模 對于某些深腔殼體 薄壁制品以及帶有環(huán)狀凸起 凸 肋或金屬嵌件的復(fù)雜制品 為防止其出現(xiàn)缺陷 常采用兩種或兩種以上的推出 機(jī)構(gòu)聯(lián)合動作以完成脫模過程 本套模具的設(shè)計中 因?yàn)樗芗虚g為平面板 故推出機(jī)構(gòu)采用推桿推出 帶頭導(dǎo)柱與推桿采用推板和推桿固定板連接 通常采用單邊 0 5mm 的間隙 這 樣可以降低加工要求 又能推板推動推桿的情況下 不因由于各板上的孔加工 誤差引起的軸線不一致而發(fā)生卡死現(xiàn)象 因此帶頭導(dǎo)柱與推板孔采用單邊 0 5mm 的間隙 帶頭導(dǎo)柱與推管 通常采用 H8 f7 或 H8 f8 的間隙配合 工作 端配合部分的表面粗糙度為 Ra 0 8 推管的材料常用 T10A 熱處理要求硬度 HRC 54 3 7 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計 當(dāng)塑件上具有于開模方向不一致的孔或側(cè)壁有凹凸形狀時 除極少數(shù)情況 可以強(qiáng)制脫模外 一般都需要將成型側(cè)孔或側(cè)凹的零件做成可活動的結(jié)構(gòu) 在 塑件脫模前 先將其抽出 然后才能將整個塑件從模具中取出 完成側(cè)向活動 型芯的抽出和復(fù)位的這種機(jī)構(gòu)就叫做抽芯機(jī)構(gòu) 這種模具脫出塑件的運(yùn)動有兩種情況 1 是開模時優(yōu)先完成側(cè)向分型和抽芯 然后推出塑件 2 是側(cè)向抽芯分型與塑件的推出同步進(jìn)行 3 7 1 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu) 1 手動側(cè)抽芯 這種模具結(jié)構(gòu)簡單 生產(chǎn)效率低 勞動強(qiáng)度大 抽拔力有 一 定限制 故只在特殊場合下應(yīng)用 如試制新產(chǎn)品或小批量生產(chǎn) 2 機(jī)動側(cè)抽芯 開模時 依靠注射機(jī)的開模動力 通過側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)改變 運(yùn)動方向 將活動零件抽出 機(jī)動側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)形式主要有 斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯 斜 彎銷側(cè)抽芯 斜滑塊側(cè)抽芯 齒輪齒條側(cè)抽芯以及彈簧側(cè)抽芯 開模行程及斜導(dǎo)柱的長度的計算 a 開模行程的計算 開模行程是指從模具中取出塑件所需要的最小開合距離 它必須小于注射 機(jī)移動模板的最大行程 由于注射機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)不同 開模行程有不同的計算 方式 畢業(yè)設(shè)計 論文 19 1 對單分型面注射模 所需開模行程 H 為 S H H1 H2 5 10 mm 3 10 式中 H1 塑件推出距離 也可以作凸模高度 mm H2 包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度 mm S 注射機(jī)移動板最大行程 mm H 所需開模行程 mm 根據(jù)以上情況和對塑件的分析得 S H H1 H2 5 10 mm 3 11 S 34 28 10 72mm S 取 75 b 斜導(dǎo)柱長度的計算 根據(jù)以上的要求 取斜導(dǎo)柱的傾角為 15 故斜導(dǎo)柱用于抽芯的有效長度為 L1 9 sina L2 7 sina 3 12 則 L1 34 62 取 38 L2 26 92 取 30 其中 9 7 是抽芯行程 3 8 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計 一般導(dǎo)向分為動 定模之間的導(dǎo)向 推板的導(dǎo)向 推件板的導(dǎo)向 其中動 定模之間的導(dǎo)向尤為重要 一般導(dǎo)向裝置由于受加工精度的限制或使用一段時 間后 其配合精度降低 會直接影響塑件的精度 因此對精度要求較高的塑件 必須另行設(shè)計精密導(dǎo)向定位裝置 為了保證注射模準(zhǔn)確合模和開模 在注射模中必須設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 導(dǎo)向零 件的作用 模具在進(jìn)行裝配和調(diào)模試機(jī)時 保證動 定模之間一定的方向和位 置 導(dǎo)向零件要承受一定的側(cè)向力 起導(dǎo)向和定位作用 3 8 1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的分類 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的形式主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種 3 8 2 本設(shè)計中導(dǎo)柱的設(shè)計 對以上各個條件的綜合考慮 本設(shè)計中采用了四根導(dǎo)柱 其布置為等直徑 導(dǎo) 柱對稱布置 該模具導(dǎo)柱安裝在動模板上 而導(dǎo)套安裝扎起定模板上 一個合 理的導(dǎo)柱應(yīng)該使整套模具在合模時 保證導(dǎo)向零件首先接觸 避免凸模先進(jìn)入 型腔 導(dǎo)致模具損壞 當(dāng)動定模板采用合并加工時 也可確保同軸度要求 3 9 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計 論文 20 3 9 1 排溢設(shè)計 排溢是指排出充模熔料中的前鋒冷料和模具內(nèi)的氣體等 3 9 2 引氣設(shè)計 對于一些大型深腔殼形制品 注射成形后 整個型腔由塑料填滿 型腔內(nèi) 氣體被排出 此時制品的包容面與型芯的被包容面基本上構(gòu)成真空 當(dāng)制品脫 模時 由于受到大氣壓的作用 造成脫模困難 如采用強(qiáng)行脫模 勢必使制品 發(fā)生變形或損壞 因此必須加引氣裝置 3 9 3 排氣系統(tǒng) 排氣系統(tǒng)對確保塑件成型質(zhì)量起著重要的作用 排氣方式有以下幾種 1 利用排氣槽 2 利用型芯 鑲件 推桿等配合間隙 3 對于大中型 深型腔塑件為了防止塑件在頂出時造成真空而變形 必須設(shè) 置進(jìn)氣裝置 3 9 4 該套模具的排氣方式 當(dāng)塑料熔體充填型腔時 必須順序地排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料 受熱而產(chǎn)生的氣體 如果氣體不能被順利排出 塑料會由于填充不足而出現(xiàn)氣 泡 接縫或表面輪廓不清等缺陷 甚至氣體受壓而產(chǎn)生高溫 使塑料焦化 特 別是對大型塑件 容器類和精密塑件 排氣槽將對它們的品質(zhì)帶來很大的影響 對于在高速成行中排氣槽的作用更為重要 3 10 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 塑料在成型過程中 模具溫度會直接影響到塑料的充模 定型 成型周期 和塑料質(zhì)量 模具溫度過高 成型收縮大 脫模后塑件變形率大 而且還容易 造成溢料和黏模 模具溫度過低 則熔體流動性差 塑件輪廓不清晰 表面會 產(chǎn)生明顯的銀絲或流紋等缺陷 3 10 1 加熱系統(tǒng) 熱澆道模具以及成形熱固性塑料模具具到需設(shè)加熱系統(tǒng) 對大多數(shù)熱塑性 塑料 當(dāng)成形溫度 80 C 以上時 模具應(yīng)設(shè)加熱系統(tǒng) 由于該套模具的模溫要求 無需設(shè)置加熱裝置 3 10 2 冷卻系統(tǒng) 一般注射到模具內(nèi)塑料溫度為 200 C 左右 而制品固化后從模具型腔中取 畢業(yè)設(shè)計 論文 21 出時其溫度在 60 C 以下 熱塑性塑料在注射成形后 必須對模具進(jìn)行有效的冷 卻 使熔融塑料的熱量盡快地傳給模具 以使塑料可靠冷卻定型并可迅速脫模 提高塑件的定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率 ABS 的成形溫度 模具溫度 脫模溫度分別為 90 108 C 40 60 C 40 50 C 1 冷卻介質(zhì) 有冷卻水和壓縮空氣 但用冷卻水較多 因?yàn)樗臒崛萘看?傳熱系數(shù)大 成本低 用水冷卻 即在模具型腔周圍或內(nèi)部開設(shè)冷卻水道 2 冷卻裝置的理論計算 如果忽略模具因空氣對流 熱輻射以及與注射機(jī)接觸所散發(fā)的熱量 不考 慮模具金屬材料的熱阻 可對模具冷卻系統(tǒng)進(jìn)行初步的和簡略的計算 該制品 平均厚度為 2mm 其冷卻時間略為 30s 成型總周期在 50 60s 既每分鐘注射 一次 3 11 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 以上內(nèi)容確定后 根據(jù)所定內(nèi)容設(shè)計模架 作設(shè)計時 模架部分要自行設(shè) 計 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 模板周界尺寸使用括號內(nèi)的尺寸時 原組合零件的規(guī)定尺寸允許 增減 由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸 再結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架 可選用標(biāo)準(zhǔn)模 架 CI 2735 模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘 模具外表面盡量不要有突 出部分 模具外表面應(yīng)光潔 加涂防銹油 圖 3 5 模架 3 11 1 定模座板 320 350 厚 25mm 畢業(yè)設(shè)計 論文 22 定模座板就是模具與注射機(jī)連接處的板 并且和主流道襯套與固定孔采用 H7 m6 的過渡配合 為不使他們件有較大間隙 而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象 其所有的尺寸是 按標(biāo)準(zhǔn)選取 其注射機(jī)頂桿孔為 70mm 3 11 2 定模板 270 350 厚 70mm 動模板 270 350 厚 70mm 導(dǎo)柱與定模板上的導(dǎo)套孔采用 H7 f6 的間隙配和 才能保證導(dǎo)柱自由的來回 滑動導(dǎo)正 同時更為了順利產(chǎn)生分型 材料選取為 Q235 3 11 3 動模型腔 160 221 厚 35mm 在本設(shè)計中 上下型腔與型芯配合形成塑件腔 材料選取為 T10A 3 11 4 模腳 53 350 厚 80mm 模腳的作用是防止型腔 型芯 導(dǎo)柱或頂桿等脫出固定板 并承受型腔 型芯或頂桿等的壓力 因此它要具有較高的平行度和硬度 3 11 5 動模座板 320 350 厚 25mm 3 11 6 推桿 5 150 在此管在模具中起到強(qiáng)制脫模作用 材料為 T10A 3 11 7 推板 160 221 厚 20mm 3 11 8 推板固定板 160 221 厚 15mm 推板和推板固定板的配合使用 使推管合理的將塑件脫落 材料選取為 45 鋼 3 12 成形零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算 塑料在成型加工過程中 用來充填塑料熔體以成型制品的空間被稱為型腔 而構(gòu)成這個型腔的零件叫做成型零件 注射模的成形零件包括凹模 凸模 小 型芯 螺紋型芯 型環(huán)或成形桿等 由于這些成型零件直接與高溫 高壓的塑 料熔體接觸 并且脫模時反復(fù)與塑件摩檫 因此要求它有足夠的強(qiáng)度 剛度 硬度 耐磨性和較低的表面粗糙度 同時要考慮零件的加工性和模具的制造成 本 3 12 1 定模 凹模 的設(shè)計 凹模的結(jié)構(gòu) 凹模又稱陰模 它是成型塑件外輪廓的零件 按其結(jié)構(gòu)可分為整體式和組合 式兩大類 畢業(yè)設(shè)計 論文 23 1 整體式凹模 凹模由整體材料制成 成型的塑件精度要求高 沒有拼合 縫 外形美觀 適合成型外形簡單的中小型塑件 組合式凹模 指凹模由兩個或兩個以上零件組合而成 按其組合結(jié)構(gòu) 可 分為整體嵌入式 局部鑲嵌式 底部鑲拼式 側(cè)壁鑲拼式和四壁拼合式等形式 在設(shè)計中采用何種形式 要視塑件的尺寸大小和復(fù)雜程度來合理選用 2 凹模徑向尺寸的計算 實(shí)測得 塑件的橫向尺寸公差是 076 8 依據(jù)公式有 3 13 ZSDM 0431 2 08 3 凹模深度尺寸的計算 塑件的高度 08 5 半H ZSHM 0132 08 3 25 4 3 14 0 3 12 2 型芯 凸模 的設(shè)計 凸模和型芯都是成型塑件內(nèi)表面的零件 凸模一般是指成型塑件中較大的 主要內(nèi)腔的零件 因此又稱主型芯 型芯一般是指成型塑件中較小的孔 槽的 零件 1 型芯 凸模 的計算 a 實(shí)測得塑件內(nèi)長度尺寸是 076 L 4 31Zsd 0476 325 18 3 15 012 7 b 實(shí)測得塑件內(nèi)腔深度尺寸是 依公式 則 3 0 h 1ZShM 0513 3205 126 畢業(yè)設(shè)計 論文 24 3 16 01 4 式中 S 是整個塑件的平均收縮率 5maxS0 3min S 4 塑料模具具的選用級技術(shù)要求 25 4 塑料模具材料的選用及技術(shù)要求 4 1 塑料模具材料的性能要求 塑料模具包括熱固性塑料壓縮模和熱塑性塑料注射模等 這類模具由于制 品形狀復(fù)雜 表面粗糙度要求較高 主要失效形式是磨損而造成的制品拉毛 工作部位堆塌和裂紋等 因此 塑料模具對本身選用的鋼 應(yīng)具有相關(guān)的要求 4 2 塑料模具零件選材原則 1 要選擇綜合力學(xué)性能好的鋼材以滿足模具的工作要求 2 要根據(jù)模具的加工方法選擇模具鋼材 3 要根據(jù)模具的精度及產(chǎn)品的批量及性能要求選擇模具鋼材 4 要根據(jù)制品批量大小 以最低成本選材原則選擇模具用鋼 4 3 模具的精度要求 模具是一種高精密成型工具 高精密性是模具企業(yè)的立業(yè)之本 因此 模 具設(shè)計與制造者 必須具有強(qiáng)烈的質(zhì)量和精密性意識及精度概念 依據(jù)制件的 形狀 尺寸及位置配合精度要求 進(jìn)行設(shè)計與制造 以保證所設(shè)計與制造的模 具生產(chǎn)精度與質(zhì)量合格 互換性很強(qiáng) 確保一定的生產(chǎn)規(guī)模的優(yōu)質(zhì)制品來 4 3 1 模具零件的公差與配合選擇 1 基準(zhǔn)制的選用 在進(jìn)行模具設(shè)計時 一般情況下 應(yīng)優(yōu)先采用基孔制 因?yàn)槟＞吡慵目?通常都是用定值刀 如鉆頭 絞刀 拉刀等 加工 用極限量規(guī)檢驗(yàn) 所以采 用基孔制可以減少孔公差帶的數(shù)量 減少定值刀 量具的規(guī)格和數(shù)量 方便加 工 經(jīng)濟(jì)合理 但在特殊情況下 也可以采用基軸制 2 公差等級的選用 公差等級的選用 在模具設(shè)計中是一向項(xiàng)重要的工作 這是因?yàn)?公差等 級的高低 直接影響到模具的使用性能和經(jīng)濟(jì)性 公差等級選用過低 將不能 滿足使用要求 反之 如果公差等級定的過高 則將會增加加工難度 使成本 成倍增加 不利于經(jīng)濟(jì)效益的提高 所以在模具設(shè)計時必須綜合地考慮 即在 模具保證使用性能的前提下 盡可能選擇較低的公差等級 模具與制品精度關(guān) 系模具是用來加工制品零件的 一般模具的制造精度應(yīng)比制品零件的精度高 畢業(yè)設(shè)計 論文 26 2 4 級 5 模具工作過程 27 5 模具工作過程 模具裝配試模完畢之后 模具進(jìn)入正式工作狀態(tài) 其基本工作過程如下 成型前的準(zhǔn)備 注射過程 開模及制品的后處理 5 1 成型前的準(zhǔn)備 5 1 1 原料的檢驗(yàn)和預(yù)處理 在成型前應(yīng)對原料進(jìn)行外觀及工藝性能的檢驗(yàn) 對要求色彩的塑料 應(yīng)在 原料中加著