注塑手提箱提手注射模設(shè)計(jì)說明書

1、注塑-手提箱提手注射模設(shè)計(jì)-說明書 江蘇財經(jīng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院綜合畢業(yè)實(shí)踐說明書(論文)標(biāo)題:手提箱提手注塑模設(shè)計(jì) 系 別: 機(jī)械與電子工程系 專 業(yè): 模具設(shè)計(jì)與制造 學(xué) 號:0911103205 姓 名: 指導(dǎo)教師:2012年6月20日摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是手提箱提手塑料注塑模具設(shè)計(jì),根據(jù)成型工藝要求,在原有塑料件的基礎(chǔ)上介紹了其注塑成型模具的結(jié)構(gòu),闡述了模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)及工作過程。首先要從塑料生產(chǎn)工藝上對所要設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行工藝計(jì)算,然后在分析計(jì)算的基礎(chǔ)上并參看相關(guān)的資料確定成型工藝方案,再在此基礎(chǔ)上進(jìn)入模具總裝配圖的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上對注塑模具的主要零部件的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算,期間要參考大

2、量與塑料成型相關(guān)的資料和翻閱各種模具設(shè)計(jì)手冊,并通過計(jì)算以確定模具的具體結(jié)構(gòu)及尺寸,通過不斷的計(jì)算與修改,并在指導(dǎo)老師的悉心關(guān)懷和耐心指導(dǎo)下進(jìn)行不間斷的反復(fù)修改,最終獨(dú)立完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過程中,首先要解決對手提箱提手的測繪。在模具設(shè)計(jì)時對分型面的選擇、澆口形式與位置的確定、側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、冷卻水道的設(shè)置。本課題采用彈簧定距螺釘裝置保證兩次分型。由于是小批量的生產(chǎn),該注射模采用了1模2腔的結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵詞:注射模具;澆注系統(tǒng);滑塊;側(cè)型芯目 錄摘 要I目 錄II主要符號表11 緒 論2 1.1 題目背景意義2 1.2 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位2 1.3 我國塑料模具行業(yè)普遍存在的問題3

3、 1.4 國內(nèi)外相關(guān)研究情況3 1.5 塑料模發(fā)展趨勢5 1.6 設(shè)計(jì)(論文)主要內(nèi)容5 2 塑件的工藝分析6 2.1 制品手提箱提手的簡介6 2.2 分析塑件使用材料的種類及工藝特征6 2.2.1 ABS主要技術(shù)指標(biāo):7 2.3 分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性8 2.4 工藝性分析8 3 初步確定型腔數(shù)目9 4 注射機(jī)的選擇10 4.1 注射機(jī)的選用原則10 4.2 塑件體積的計(jì)算10 4.3 計(jì)算塑件的質(zhì)量11 4.4 按最大注射量初步確定注射機(jī)11 4.5 注塑機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核12 5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)14 5.1 主流道的設(shè)計(jì)14 5.2 分流道的設(shè)計(jì)15 5.3 分型面的選擇設(shè)計(jì)原則16 5.4

4、 澆口的設(shè)計(jì)16 6 確定主要零件結(jié)構(gòu)尺寸選模架、成型零部件的設(shè)計(jì)17 6.1 型腔、型芯工作尺寸計(jì)算18 6.2 側(cè)抽機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)19 6.2.1 抽芯距的確定與抽拔力的計(jì)算19 6.2.2 斜導(dǎo)柱分型抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)21 6.3 模架的選擇22 7 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)23 7.1 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)23 7.2 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)23 7.3 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)24 7.3.1 推件力的計(jì)算25 7.3.2 推桿的設(shè)計(jì)25 8 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)27 9 模具排氣槽的設(shè)計(jì)29 10 塑料模材料的性能要求30 致 謝31 參考文獻(xiàn)32 主要符號表 M?注射機(jī)的額定塑化量(g/h或cm3/h) T?成形周期 M?澆注系統(tǒng)所

5、需塑料質(zhì)量和體積(g或cm3) M?單個制品的質(zhì)量和體積(g或cm3) F?注射機(jī)的額定鎖模力(N) A?單個制品在模具分型面上的投影面積(mm2) A?澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積(mm2) p?塑料熔體在模腔內(nèi)的平均壓力(MPa),通常模腔內(nèi)壓力 S?注射機(jī)最大開模行程(mm) H?推出距離(脫模距離)(mm) H?包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的制品高度(mm)Q?抽拔力(N) A?側(cè)型芯被包緊的截面周長(cm) h?成型部分深度(cm) q?單位面積積壓力,一般取7.812MPa ?摩擦系數(shù) a?脫模斜度 1 緒 論 1.1 題目背景意義 近幾年,我國塑料模工業(yè)有了很大發(fā)展,注塑模具制品的種類越

6、來越多,在未來的模具市場中,塑料模具發(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(jì),應(yīng)使我們在下述基本能力上得到培養(yǎng)和鍛煉:塑料件制品的設(shè)計(jì)及成型工藝的選擇;一般塑料件制品成型模具的設(shè)計(jì)能力;塑料制品的質(zhì)量分析及工藝改進(jìn)、塑料模具結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)的能力;了解模具設(shè)計(jì)的常用商業(yè)軟件以及同實(shí)際設(shè)計(jì)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 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位 模具是制造業(yè)的

7、一種基本工藝裝備,它的作用是控制和限制材料(固態(tài)或液態(tài))的流動,使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高,產(chǎn)品質(zhì)量好,材料消耗低,生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè),是國際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志,它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量,效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè),正日益受到人們的關(guān)注。早在1989年3月中國政府頒布的關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定中,將模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位。 模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個組成部分,又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機(jī)械,電子,輕工,汽車,紡織

8、,航空,航天等工業(yè)領(lǐng)域里,日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備,它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中60%90%的產(chǎn)品的零件,組件和部件的生產(chǎn)加工。 模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場的需求上,僅以汽車,摩托車行業(yè)的模具市場為例。汽車,摩托車行業(yè)是模具最大的市場,在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家,這一市場占整個模具市場一半左右。汽車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一,汽車工業(yè)重點(diǎn)是發(fā)展零部件,經(jīng)濟(jì)型轎車和重型汽車,汽車模具作為發(fā)展重點(diǎn),已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。汽車基本車型不斷增加,2005年將達(dá)到170種。一個型號的汽車所需模具達(dá)幾千副,價值上億元。為了適應(yīng)市場的需求,汽車將斷換型,汽車換型時約有80%的模具需要更換。中

9、國摩托車產(chǎn)量位居世界第一,據(jù)統(tǒng)計(jì),中國摩托車共有14種排量80多個車型,1000多個型號。單輛摩托車約有零件2000種,共計(jì)5000多個,其中一半以上需要模具生產(chǎn)。一個型號的摩托車生產(chǎn)需1000副模具,總價值為1000多萬元。其他行業(yè),如電子及通訊,家電,建筑等,也存在巨大的模具市場。目前世界模具市場供不應(yīng)求,模具的主要出口國是美國,日本,法國,瑞士等國家。中國模具出口數(shù)量極少,但中國模具鉗工技術(shù)水平高,勞動成本低,只要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備,提高模具加工質(zhì)量,縮短生產(chǎn)周期中。 1.3 我國塑料模具行業(yè)普遍存在的問題 (1)發(fā)展不平衡,產(chǎn)品總體水平較低。雖然個別企業(yè)的產(chǎn)品已達(dá)到或接近國際先

10、進(jìn)水平,但總體來看,模具的精度、型腔表面的粗糙度、生產(chǎn)周期、壽命等指標(biāo)與國外先進(jìn)水平相比尚有較大差距。包括生產(chǎn)方式和企業(yè)管理在內(nèi)的總體水平與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比尚有10年以上的差距。 (2)工藝裝備落后,組織協(xié)調(diào)能力差。雖然部分企業(yè)經(jīng)過近幾年的技術(shù)改造,工藝裝備水平已經(jīng)比較先進(jìn),有些三資企業(yè)的裝備水平也并不落后于國外,但大部分企業(yè)的工藝裝備仍比較落后。更主要的是,企業(yè)組織協(xié)調(diào)能力差,難以整合或調(diào)動社會資源為我所用,從而就難以承接比較大的項(xiàng)目。 (3)大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱,創(chuàng)新能力明顯不足。一方面是技術(shù)人員比例低、水平不夠高,另一方面是科研開發(fā)投入少;更重要的是觀念落后,對創(chuàng)新和開發(fā)不夠重視。模

11、具企業(yè)不但要重視模具的開發(fā),同時也要重視產(chǎn)品的創(chuàng)新。 (4)供需矛盾短期難以緩解。近幾年,國產(chǎn)塑料模具國內(nèi)市場滿足率一直不足74%,其中大型、精密、長壽命模具滿足率更低,估計(jì)不足60%。同時,工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具正在加速向中國轉(zhuǎn)移,國際采購越來越多,國際市場前景看好。市場需求旺盛,生產(chǎn)發(fā)展一時還難以跟上,供不應(yīng)求的局面還將持續(xù)一段時間。 (5)體制和人才問題的解決尚需時日。在社會主義市場經(jīng)濟(jì)中,競爭性行業(yè),特別是像模具這樣依賴于特殊用戶、需單件生產(chǎn)的行業(yè),國有和集體所有制原來的體制和經(jīng)營機(jī)制已顯得越來越不適應(yīng)。人才的數(shù)量和素質(zhì)也跟不上行業(yè)的快速發(fā)展 1.4 國內(nèi)外相關(guān)研究情況 塑料模具的發(fā)展是隨

12、著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。近年來,人們對各種設(shè)備和用品輕量化及美觀和手感的要求越來越高,這就為塑料制品提供了更為廣闊的市場。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)量高速增長的情況下,中國塑料模具水平也有很大提高。 1模具產(chǎn)品將向著更大型、更精密、更復(fù)雜及更經(jīng)濟(jì)快速方向發(fā)展;模具生產(chǎn)將朝著信息化、無圖化、精細(xì)化、自動化方向發(fā)展;模具企業(yè)將向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)品品牌化、管理信息化、經(jīng)營國際化方向發(fā)展。 2模具CAD/CAE/CAM/PDM正向集成化、三

13、維化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化方向發(fā)展?？旖莞咚俚男畔⒒瘯r代將帶領(lǐng)模具行業(yè)進(jìn)入新時代。 3模具的質(zhì)量、周期、價格、服務(wù)四要素中,已有越來越多的用戶將周期放在首位,要求模具盡快交貨,因此模具生產(chǎn)周期將繼續(xù)不斷縮短。 ?4 大力提高開發(fā)能力,將開發(fā)工作盡量往前推,直至介入到模具用戶的產(chǎn)品開發(fā)中去,甚至在尚無明確的用戶對象之前進(jìn)行開發(fā)這需要在有較大把握和敢冒一定風(fēng)險的情況下進(jìn)行,變被動為主動。以及“你給我一個概念,我還你一個產(chǎn)品”的一站式服務(wù)模式都已成為發(fā)展趨勢。 ?5隨著模具企業(yè)設(shè)計(jì)和加工水平的提高,過去以鉗工為核心,大量依靠技藝的現(xiàn)象已有了很大變化。在某種意義上說:? “模具是一種工藝品”的概念正

14、在被“模具是一種高新技術(shù)工業(yè)產(chǎn)品”所替代,模具“上下模單配成套”的概念正在被? “只裝不配"的概念所替代。模具正從長期以來主要依靠技藝而變?yōu)榻窈笾饕揽考夹g(shù)。這不但是一種生產(chǎn)手段的改變,也是一種生產(chǎn)方式的改變,更是一種觀念的改變。這一趨向使得模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不斷提高,模具精度越來越高,生產(chǎn)周期越來越短,鉗工比例越來越低,最終促使整個模具工業(yè)水平不斷提高。 6高速加工、復(fù)合加工、精益生產(chǎn)、敏捷制造及新材料、新工藝、新技術(shù)將不斷得到發(fā)展。 專家指出,面對國外先進(jìn)技術(shù)與高質(zhì)量制品的挑戰(zhàn),中國塑模企業(yè)不僅要加快產(chǎn)業(yè)集群化,發(fā)揮規(guī)模效應(yīng),還要注重模具產(chǎn)業(yè)鏈的前端研發(fā)、人才建設(shè)和產(chǎn)業(yè)鏈后端的檢測以

15、及信息服務(wù),盡快縮短技術(shù)、管理、工裝水平與國際水準(zhǔn)的差距。這是塑料模具企業(yè)在發(fā)展中必須解決的重要問題。 1.5 塑料模發(fā)展趨勢 由于計(jì)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的設(shè)計(jì)與制造技術(shù),使傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造方法及組織生產(chǎn)的模式發(fā)生了深刻變化。塑料模CAD/CAM的發(fā)展不僅可以提高塑料模質(zhì)量,減少塑料模的設(shè)計(jì)與制造工時,縮短塑料模生產(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)前用戶對塑料模行業(yè)提出的“質(zhì)量高塑料作為現(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,

16、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(jì)和制造有關(guān)系,對注塑制品的要求就是對模具的要求。 塑料模以后的發(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。 1.6 設(shè)計(jì)(論文)主要內(nèi)容 通過塑料零件的注塑模具設(shè)計(jì),了解塑料成型模具的基本設(shè)計(jì)原理與設(shè)計(jì)方法,掌握材料的選擇,熱處理要求及其制造工藝知識,掌握塑料件的材料、形狀、結(jié)構(gòu)對注塑成型的影響,能夠熟練的運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)與繪圖。 設(shè)計(jì)的基本要求 (1)對塑件進(jìn)行實(shí)體測繪,并完成基本參數(shù)的計(jì)算及注射機(jī)的選用; (2)確定模具類型及結(jié)構(gòu),完

17、成模具的結(jié)構(gòu)草圖的繪制; 繪圖要求 (用AutoCAD和Pro/E軟件) A 測繪塑料零件圖(二維、三維) B 動模、定模、鑲塊等主要零件圖(等效3張0號圖) 編寫說明書,12000字 2 塑件的工藝分析 2.1 制品手提箱提手的簡介 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(jì)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(jì)模具時優(yōu)選各種方式來成型塑件。 2.2 分析塑件使用材料的種類及工藝特征 該塑件材料選用ABS(丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物。用途:汽車配件(儀表板、工具艙門、車輪蓋、反光鏡盒等),收音機(jī)殼, 手柄、大強(qiáng)度

18、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,娛樂用車輛如高爾夫球手推車以及噴氣式雪橇車等。比重: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,芳香溶劑無作用 特點(diǎn): 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 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)、透明等級別。 4)流動性比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,傳動零件和電訊零件 6)同PVC(聚氯乙烯)一樣在屈折處會出現(xiàn)白化現(xiàn)象。 成型特

19、性: 1)無定形料,流動性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長時間預(yù)熱干燥80-90度,3小時 2)宜取高料溫,高模溫,但料溫過高易分解分解溫度為270度.對精度較高的塑件,模溫宜取50-60度,對高光澤.耐熱塑件,模溫宜取60-80度 3)如需解決夾水紋,需提高材料的流動性,采取高料溫、高模溫,或者改變?nèi)胨坏确椒ā?4)如成形耐熱級或阻燃級材料,生產(chǎn)3-7天后模具表面會殘存塑料分解物,導(dǎo)致模具表面發(fā)亮,需對模具及時進(jìn)行清理,同時模具表面需增加排氣位置。 ABS樹脂是目前產(chǎn)量最大,應(yīng)用最廣泛的聚合物,它將PS,SAN,BS的各種性能有機(jī)地統(tǒng)一起來,兼具韌,硬,剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)

20、性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物,A代表丙烯腈,B代表丁二烯,S代表苯乙烯。 ABS工程塑料一般是不透明的,外觀呈淺象牙色、無毒、無味,兼有韌、硬、剛的特性,燃燒緩慢,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,但無熔融滴落現(xiàn)象。 ABS工程塑料具有優(yōu)良的綜合性能,有極好的沖擊強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性好、電性能、耐磨性、抗化學(xué)藥品性、染色性,散熱性(現(xiàn)在ABS工程塑料的工藝已經(jīng)很成熟了,筆記本電腦只要內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,同樣可以有出色的散熱效果。 成型加工和機(jī)械加工較好。ABS樹脂耐水、無機(jī)鹽、堿和酸類,不溶于大部分醇類和烴類溶劑,而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烴中。

21、ABS工程塑料的缺點(diǎn):熱變形溫度較低,可燃,耐候性較差。ABS有良好的耐化學(xué)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1.021.05g/cm3。ABS有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機(jī)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(jīng)過調(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,

22、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)時應(yīng)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。 2.2.1 ABS主要技術(shù)指標(biāo):表2-1 熱物理性能密度g/ cm31.02?1.05比熱容J?kg-1K-11255?1674導(dǎo)熱系數(shù)W?m-1?K-1×10-213.8?31.2線膨脹系數(shù)滯流溫度°C130表2-2 電氣性能表面電阻率(×1013體積電阻率(×1014介電損耗角正切(106Hz)0.007耐電弧性s50-85 2.3 分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性

23、 該塑件尺寸中等,整體結(jié)構(gòu)較簡單.多數(shù)都為曲面特征。除了配合尺寸要求精度較高外,其他尺寸精度要求相對較低,但表面粗糙度要求較高,再結(jié)合其材料性能,故選一般精度等級: 5級。 2.4 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用側(cè)澆口。該澆口的分流道位于模具的分型面處,澆口橫向開設(shè)在模具的型腔處,從塑料件側(cè)面進(jìn)料,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(zhì)量與美觀效果。 塑件的工藝參數(shù): 干燥條件:80-90 2小時 成型收縮率:0.4-0.7% 模具溫度:25-70(模具溫度將影響塑件光潔度,溫度較低則導(dǎo)致光潔度較低) 融化溫度:210-280(建議溫度:245) 成

24、型溫度:200-240 注射速度:中高速度 ,注射壓力:500-1000ba 3 初步確定型腔數(shù)目 當(dāng)塑料制件的設(shè)計(jì)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。 根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn),此塑料產(chǎn)品在模具中的扣置方式有兩種:一種是將塑料制品的回轉(zhuǎn)軸線與模具中主流道襯套的軸線垂直;另一種是將此塑料制品的中心線與模具中主流道襯套的軸線平行。這里擬采用第一種方式,由于是小批量的生產(chǎn),該注射模采用了1模2腔的結(jié)構(gòu)。使生產(chǎn)效率大為提高。 4 注射機(jī)的選擇 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)對模具所需的注射量、

25、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大、最小模具厚度、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)的型號和規(guī)格,設(shè)計(jì)人員必須對其進(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。 4.1 注射機(jī)的選用原則 1、計(jì)算塑件及澆道凝料的總?cè)萘?體積或重量)應(yīng)小于注射機(jī)額定容量(體積或容量)的0.8倍; 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、模具脫模取出朔件所需的距離應(yīng)小于所選注射機(jī)的開模行程; 4.2 塑

26、件體積的計(jì)算 塑件: 4.3 計(jì)算塑件的質(zhì)量 查手冊取密度:塑件質(zhì)量:根據(jù)有關(guān)手冊查得:1.05g/cm所以,塑件的重量為:MV×× 澆注系統(tǒng)的體積計(jì)算:主澆道的近視體積為 澆注系統(tǒng)的體積近視為:V +1.46 cm+1.12 cm3 cm 4.4 按最大注射量初步確定注射機(jī) 根據(jù)4.1) 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù),一般取0.8; 注射機(jī)最大注射量,cm或g; 澆注系統(tǒng)質(zhì)量,cm或g; 單個塑件體積或質(zhì)量,或g; 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)及尺寸精度要求,該塑件在注射時采用1模2腔 ,代入數(shù)值有大于等于57.6,根據(jù)體積可初選SZ100/630查表可得(P60) 一次注射量 75-1

27、05 螺桿直徑30-35 注射方式螺桿式 鎖模力 630 最大注射面積645 最大開(合)模行程 270 模具最大厚度 300 模具最小厚度100 拉桿空間a或ab370 X320 4.5 注塑機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核 查模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊P47表3-1 常用熱塑性塑料注射成型工藝參數(shù)注射壓力? 80MPa 164.5MPa選擇的注塑機(jī)實(shí)際注射壓力,合乎要求。 2 鎖模力的校核 由于高壓塑料熔體充滿型腔時,會產(chǎn)生一個沿注射機(jī)軸向的很大的推力,這個力應(yīng)小于注射機(jī)的公稱鎖模力,否則將會產(chǎn)生溢料現(xiàn)象,即 4.3) 式中:T-注射機(jī)的公稱鎖模力; Q-注射機(jī)的型腔壓力,它于塑料品種和塑件有關(guān) F-塑件和澆

28、注系統(tǒng)在分型面的垂直投影面積 ABS 型腔壓力 300kg/cm 151KN 630KN 所以,鎖模力合乎要求。 3模具與注塑機(jī)裝模部位相關(guān)尺寸的校核 最大模厚與最小模厚的校核:從模具裝配圖中可以看出: 模具厚度為250mm300 mm 合乎要求。 4開模行程和塑件推出距離的校核 注塑機(jī)開模時的行程是有限的,取出制件所需要的開模距離必須小于注塑機(jī)的最大開模距離。開模距離可分為兩類情況校核:一是注塑機(jī)最大開模行程與模厚無關(guān);另一種是注塑機(jī)最大開模行程與模厚有關(guān) 我的校核應(yīng)該按照第一種情況來校核,其校核依據(jù)為 S+a+510mm 4.4) 其中, S?注塑機(jī)最大開模行程,mm; SZ100/630

29、型注塑機(jī)S270mm ?塑件脫模(推出距離)距離;mm ?塑件高度,包括澆注系統(tǒng)在內(nèi),mm a ?第一次開模所需要的最短距離? m 參照注塑模具裝配圖可知: 45mm,74mm; 顯然,S270 45+74+10+15144 mm, 合乎要求。 到此,注塑機(jī)的各項(xiàng)相關(guān)工藝參數(shù)均已校核通過。 5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則:澆口位置應(yīng)盡量選擇在分型面上,以便于模具加工及使用時澆口的清理;澆口位置距型腔各個部位的距離應(yīng)盡量一致,并使其流程為最短;澆口的位置應(yīng)保證塑料流入型腔時,對著型腔中寬敞、壁厚位置,以便于塑料的流入;避免塑料在流入型腔時直沖型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能盡快的流入到型腔各

30、部位,并避免型芯或嵌件變形;盡量避免使制件產(chǎn)生熔接痕,或使其熔接痕產(chǎn)生在之間不重要的位置;澆口位置及其塑料流入方向,應(yīng)使塑料在流入型腔時,能沿著型腔平行方向均勻的流入,并有利于型腔內(nèi)氣體的排出。 5.1 主流道的設(shè)計(jì) 主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)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SZ100/630型號注射機(jī)的相關(guān)尺寸得噴嘴前端孔徑:4.0mm;噴嘴前端球面半徑:mm;根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系 mm (5.1) D+0.5-1mm (5.2) 取主流道球面半徑:R11mm;取主流道小端直徑:D4.5mm。為了便于將凝料從主流道中取出,將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形,起斜度為2-60

31、,此處選用2°圖5.1 直流道示意圖 5.2 分流道的設(shè)計(jì) 分流道是主流道與澆口之間的通道,一般開設(shè)在分型面上,起分流和轉(zhuǎn)向作用,分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置,分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能短,以減少壓力損失,熱量損失和流道凝料。常用分流道斷面尺寸推薦如表5-1所示。表5-1流道斷面尺寸推薦值塑料名稱分流道斷面直徑mm塑料名稱分流道斷面直徑 mmABS,AS 4.89.5聚苯乙烯 3.510聚乙烯 1.69.5軟聚氯乙烯 3.510尼龍類 1.69.5硬聚氯乙烯 6.516抗沖擊丙烯酸 812.5聚苯醚 6.510醋酸纖維素 510聚砜 6.510聚丙烯 510離子聚合物 2

32、.410異質(zhì)同晶體 810聚苯硫醚 6.513 分流道的斷面形狀有圓形,矩形,梯形,U形和六角形。要減少流道內(nèi)的壓力損失,希望流道的截面積大,表面積小,以減小傳熱損失,因此,可以用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率,其中圓形和正方形的效率最高,但正方形的流道凝料脫模困難,所以一般是制成梯形流道。在該模具上取圓形斷面形狀,直徑為6mm。 分流道選用圓形截面:直徑D6mm 流道表面粗糙度: 圖5.2 分流道示意圖 5.3 分型面的選擇設(shè)計(jì)原則 分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素,它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造藝有密切關(guān)系,并且直接影響著塑料熔體的流動特性及塑料的脫模。 一、分型面的形式 該塑

33、件的模具只有一個分型面,垂直分型。 二、分型面的設(shè)計(jì)原則 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、形狀以及摧出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響,因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析。 選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)基本原則: 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 確定有利的留模方式,便于塑件順利脫模 保證塑件的精度 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求 便于模具制造加工 注意對在型面積的影響 對排氣效果 8)對側(cè)抽芯的影響 在實(shí)際設(shè)計(jì)中,不可能全部滿足上述原則,一般應(yīng)抓住主要矛盾,在此前提下確定合理的分型面。 其分型面如圖5.3. 圖5.3 分型面示意圖 5.4 澆口

34、的設(shè)計(jì) 根據(jù)澆口的位選置擇要求,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(yīng)開設(shè)在塑件壁厚處等要求。采用扇形澆口可以保持產(chǎn)品外觀精度。本設(shè)計(jì)采用邊緣澆口,邊緣澆口(又名為標(biāo)準(zhǔn)澆口、側(cè)澆口) 該澆口相對于分流道來說斷面尺寸較小,屬于小澆口的一種。邊緣澆口一般開在分型面上,具有矩形或近矩形的斷面形狀,其優(yōu)點(diǎn)是澆口便于機(jī)械加工,易保證加工精度,而且試模時澆口的尺寸容易修整,適用于各種塑料品種,其最大特點(diǎn)是可以分別調(diào)整充模時的剪切速率和澆口封閉時間。 該模具采用側(cè)澆口,其有以下特性: 形狀簡單,去除澆口方便,便于加工,而且尺寸精度容易保證; 試模時如發(fā)現(xiàn)不當(dāng),容易及時修改; 能相對獨(dú)立地控

35、制填充速度及封閉時間; 對于殼體形塑件,流動充填效果較佳。 澆口設(shè)計(jì)如圖5.4圖5.4 澆口示意圖 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,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。 6 確定主要零件結(jié)構(gòu)尺寸選模架、成型零部件的設(shè)計(jì) 影響塑件尺寸精度的因素較為復(fù)雜,主要存在以下幾方面 (1)零件的制造公差; (2)設(shè)計(jì)時所估計(jì)的收縮率和實(shí)際收縮率之間的差異和生

36、產(chǎn)制品時收縮率波動; (3)模具使用過程中的磨損。以上三方面的影響表述如下: 1、制造誤差:其中,D ? 被加工零件的尺寸,可被視為被加工模具零件的成型尺寸; z ? 成型零件的制造公差值; i ? 公差單位; a ? 精度系數(shù),對模具制造最常用的精度等級。 2? 成型收縮率波動影響 其中,? 塑件成型收縮率; ? 模具成型尺寸;? 塑件對應(yīng)尺寸。 3 型腔磨損對尺寸的影響 為簡便計(jì)算,凡與脫模方向垂直的面不考慮磨損量,與脫模方向平行的面才考慮磨損?？紤]磨損主要從模具的使用壽命來選定,磨損值隨產(chǎn)量的增加而增大;此外,還應(yīng)考慮塑料對鋼材的磨損情況;同時還應(yīng)考慮模具材料的耐模性及熱處理情況,型腔表

37、面是否鍍鉻、氮化等。有資料介紹,中小型模具的最大磨損量可取塑件總誤差的1/6(常取0.020.05mm),而對于大的模具則應(yīng)取1/6以下。但實(shí)際上對于ABS塑料來說對模具的磨損是很小的,對小型塑件來說,成型零件磨損量對塑件的總誤差有一定的影響,而對于大的塑件來說影響很小。 在以上理論基礎(chǔ)上,下面按平均收縮率來計(jì)算成型尺寸 6.1 型腔、型芯工作尺寸計(jì)算 ABS塑料的收縮率是0.3%-0.8% 平均收縮率: (0.3%-0.8%)/20.5% 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 -成形零件制造公差,一般取1/4?1/6; -塑件內(nèi)形基本尺寸( m

38、m); -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); 型腔:鋼材選用,使用數(shù)控精雕及電火花加工成型 型芯:鋼材選用42CrMo,使用數(shù)控精雕及電火花加工成型 6.2 側(cè)抽機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.2.1 抽芯距的確定與抽拔力的計(jì)算 1抽拔力Q的計(jì)算 QuCh (6.1) C-型芯成型部分?jǐn)嗝娴钠骄荛L(cm) h-型芯被塑件包緊部分的長度(cm) -單位面積的包緊力,一般取80-120kg/cm u大,其值與塑件的幾何形狀及塑件的性質(zhì)有關(guān), C取350 mm h取11 mm 取80kg/cm Q492.8 kg 2斜導(dǎo)柱傾斜角的確定

39、 QPCOS (6.2) Q抽拔阻力與抽拔力大小相等方向相等 估計(jì)為180查表有彎曲力為600 kg,由公式算的有P斜導(dǎo)柱所受的彎曲力為518 kg,小于查表有彎曲力為600 kg。即有選定180 抽芯距的計(jì)算公式如下:SH+3-5 (6.3) 式中 S?抽芯距,mm; H- 側(cè)孔深度mm; S2.52+4.497mm (6.4) 有SHtga+3-5 (6.5) S?抽芯距,mm;H-斜導(dǎo)柱完成抽芯距所需的開模行程 由HtanL COS (6.6) 其中L為斜導(dǎo)柱的有效工作長度 算的L為44.5 mm即取L為44 mm 斜導(dǎo)柱的直徑的確定 由于Q抽拔阻力與斜導(dǎo)柱的傾斜角查表的,找出相應(yīng)的最大

40、彎曲力。 根據(jù)最大的彎曲力與抽芯孔中心至滑塊頂面的垂直距離, 查表得斜導(dǎo)柱的直徑為, 斜導(dǎo)柱的傾斜角為180,抽芯孔中心至滑塊頂面的垂直距離為10 mm, 最大彎曲力為600P/ kg, 斜導(dǎo)柱的直徑d 14mm 因?yàn)樾睂?dǎo)柱為圓形截面,對于圓形截面 W1/320.1(6.7) MPL (6.8) M/ W(6.9) 式中-斜導(dǎo)柱所受的彎曲應(yīng)力 - 彎曲許用應(yīng)力,對于碳鋼可取1400kg/ cm W-抗彎剖面系數(shù) d QL/0.1 COS (6.10) d 14mm 6.2.2 斜導(dǎo)柱分型抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 斜導(dǎo)柱分型抽芯是應(yīng)用最廣的分型抽芯機(jī)構(gòu),它借助開模力完成側(cè)向抽芯,結(jié)構(gòu)簡單,制造方便,動作可

41、靠。其結(jié)構(gòu)如圖6. 1所示,瓣合?；瑝K裝在T型導(dǎo)滑槽內(nèi),可沿著抽拔方向平穩(wěn)滑移,驅(qū)動滑塊的斜導(dǎo)柱與開模運(yùn)動方向成斜角安裝,斜導(dǎo)柱與滑塊上對應(yīng)的孔呈松動配合,開模時斜導(dǎo)柱與滑塊發(fā)生相對運(yùn)動,斜導(dǎo)柱對滑塊產(chǎn)生一側(cè)向分力,迫使滑塊完成抽芯動作。 圖中的限位塊和彈簧的作用是完成抽拔動作后對滑塊起定位作用,使它停留在與斜導(dǎo)柱脫離時的位置上,以便合模時斜導(dǎo)柱能準(zhǔn)確進(jìn)入斜孔驅(qū)動其復(fù)位,楔緊塊的作用是在閉模時壓緊滑塊,以免注塑時滑塊受到塑料壓力移位。 圖6.1 斜導(dǎo)柱分型抽芯機(jī)構(gòu)示意 斜導(dǎo)柱 斜導(dǎo)柱的斜角一般為15°20°,最大不得超過25°,本設(shè)計(jì)采用18°,斜導(dǎo)柱的

42、材料采用優(yōu)質(zhì)鋼材T10. 1斜導(dǎo)柱的長度計(jì)算 當(dāng)滑塊抽出的方向與開模方向垂直,斜導(dǎo)柱的長度計(jì)算公式如下: (6.11) 式中 L?斜導(dǎo)柱的總長度,mm; D?大端的直徑,mm; S?抽拔距,mm; d?導(dǎo)滑段的直徑,mm; h?固定模板厚度,mm; ?斜導(dǎo)柱的傾斜度,18°。 L35mm 6.3 模架的選擇 注塑模模架國家標(biāo)準(zhǔn)有兩個,即GB/T12556?1990塑料注射模中小型模架及其技術(shù)條件和GB/T12555?1990塑料注射模大型模架。由于塑料模具的蓬勃發(fā)展,現(xiàn)在在全國的部分地區(qū)形成了自己的標(biāo)準(zhǔn),該設(shè)計(jì)采用龍記標(biāo)準(zhǔn)模架,型號為:GCI2535A60B70。 圖6.2 模架模型

43、圖 7 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用:1)定位作用;2)導(dǎo)向作用;3)承受一定的側(cè)向壓力 7.1 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 1長度:導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長度應(yīng)比凸模端面的高度高出8?12 cm,以免出現(xiàn)導(dǎo)柱末導(dǎo)正方向而型芯先進(jìn)入型腔的情況。 2形狀:導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺形,以使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔。 3材料:導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面和堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯,因此多采用T10A鋼(經(jīng)表面滲碳淬火處理),硬度為50?55HRC。 圖7.1 導(dǎo)柱圖 7.2 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1材料 用與導(dǎo)柱相同的材料制造導(dǎo)套,這樣可以減輕磨損,一防止導(dǎo)柱或?qū)桌?2形狀 為使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套,導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角。導(dǎo)向孔作成通孔,以利于

44、排出孔內(nèi)的空氣。 7.3 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 采用推桿推出,推桿截面為圓形,推桿推出動作靈活可靠,推桿損壞后也便于更換。結(jié)合制品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),模具型腔的結(jié)構(gòu)采用了整體式型腔板,這種結(jié)構(gòu)工作過程中精度高,并且在此模具中容易加工得到, 在推出機(jī)構(gòu)中采用廠組合式推桿,如圖中,這種結(jié)構(gòu)主要是防止推桿在于作過程中受到彎曲力或側(cè)向壓力而折斷,因?yàn)楫a(chǎn)品較小,另外折斷后也易于更換。這里采用設(shè)計(jì)推桿,全部固定在頂桿固定板。 推桿的位置選擇在脫模阻力最大的地方,塑件各處的脫模阻力相同時需均勻布置,以保證塑件推出時受力均勻,塑件推出平穩(wěn)和不變形。根據(jù)推桿本身的剛度和強(qiáng)度要求,推桿裝入模具后,起端面還應(yīng)與型腔底面平齊或搞出

45、型腔0.05?0.1cm。 7.3.1 推件力的計(jì)算 對于一般塑件和通孔殼形塑件,按下式計(jì)算,并確定其脫模力(Q): 7-1 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(chǎn)生的單位面積上的正壓力,一般取 -脫模斜度; Q354.87mm×10.05mm×10MPA0.1×Cos0.5-Sin0.5×2 7.3.2 推桿的設(shè)計(jì) 推桿的強(qiáng)度計(jì)算查塑料模設(shè)計(jì)手冊之二由式5-97得 d() 7-2 d?圓形推桿直徑cm ?推桿長度系數(shù) n?推桿數(shù)量 Q?總脫模力 取D6MM。 推桿壓力校核 查塑料模設(shè)計(jì)手冊式5-

46、98 7-3 取320N/mm2 推桿應(yīng)力合格,硬度HRC5065 8 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 冷卻水回路布置的基本原則: a 冷卻水道應(yīng)盡量多,b 截面尺寸應(yīng)盡量大; c 冷卻水道離模具型腔表面的距離應(yīng)適當(dāng); d 適當(dāng)布置水道的出入口; e 冷卻水道應(yīng)暢通無阻; f 冷卻水道的布置應(yīng)避開塑件易產(chǎn)生熔接痕的部位; 由以上原則我們可以確定冷卻水道的布置情況,以及冷卻水道的截面積。 澆注系統(tǒng)中的分流道布置如圖所示,采用非平衡式布置,從主流道末端到每個澆口的距離不相等,但是分流道的截面形狀和尺寸大小完全相同,這樣的設(shè)計(jì)可以使進(jìn)人每?型腔的流程最短,減少了熱量散失,縮小了模具的體積,對于該小型什的注射成型來說,并不影響制品的使用性能。分流道的橫截面形狀為梯形,澆口的類型采用側(cè)澆口。冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對于成型小型件的1模多腔模具來說是十分重要的。如果冷卻不好或冷卻不均勻,必然導(dǎo)致收縮不均勻,特別是非平衡式分流道的結(jié)構(gòu)。放為了使冷卻效果好,在模具