圓形塑件蓋塑料模具設(shè)計

1、圓形塑件蓋塑料模具設(shè)計目 錄第一 部分 前 言 (1 第二 部分 設(shè)計任務(wù)書 (2 第三 部分 塑件成形工藝分析 (4 第四 部分 分型面的選擇 (6 第五 部分 注射機(jī)的初選 (8 第六 部分 模具的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計 (9 第七 部分 成型零件的設(shè)計 (12第八 部 分 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 (23 第九 部分 成型設(shè)備的選擇及校核 (30第十 部分 成型工藝參數(shù)的確定 (32第十一部 分 模具特點(diǎn)和工作原理 (34第十二部 分 設(shè)計小結(jié) (37 第十三部 分 參考資料 (38第 1頁 共 46頁前 言一個學(xué)期的課程即將結(jié)束,為檢驗這一個學(xué)期以來對于塑料模設(shè)計 的學(xué)習(xí)效果,綜合檢測理論在實(shí)際應(yīng)用中的

2、能力,除了平時的考試、實(shí) 驗測試外,更重要的是理論聯(lián)系實(shí)際,即我們將努力認(rèn)真的完成此次課 程設(shè)計,我們的課程設(shè)計題目為:手輪注塑模具設(shè)計。本次課程設(shè)計課題來源于生產(chǎn)實(shí)際,應(yīng)用廣泛,但成型難度相對較 難, 模具結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜, 對我們初學(xué)模具設(shè)計的學(xué)生是一個很好的考驗。 它能加強(qiáng)對塑料模具成型原理的理解,同時鍛煉對塑料成型模具的設(shè)計 和制造能力。本次設(shè)計以手輪注塑模具為主線,綜合了成型工藝分析,模具結(jié)構(gòu) 分析,最后是模具的設(shè)計計算等一系列模具設(shè)計的所有過程。能很好的 達(dá)到學(xué)以致用的效果。在設(shè)計該模具的同時總結(jié)了以往模具設(shè)計的一般 方法、步驟,模具設(shè)計中常用的公式、數(shù)據(jù)、模具結(jié)構(gòu)及零部件。把以 前學(xué)

3、過的基礎(chǔ)課程融匯到綜合應(yīng)用本次設(shè)計當(dāng)中來,所謂學(xué)以致用。在 設(shè)計中除使用傳統(tǒng)方法外,同時使用了 AutoCAD 、 SolidWorks 等軟件。 本次課程設(shè)計得到了廖秋慧老師和張效迅老師的關(guān)心指導(dǎo)。正因為 老師的悉心指導(dǎo)和幫助,我們才得以解決一個又一個難題,最后完成課 程設(shè)計,在此謹(jǐn)代表小組全體同學(xué)向老師表示感謝。由于實(shí)際經(jīng)驗和理論技術(shù)有限,設(shè)計的錯誤和不足之處在所難免, 希望各位老師和同學(xué)批評指正。第 1頁 共 46頁一、 設(shè)計任務(wù)書1.1課程設(shè)計目的本課程設(shè)計的目的是使我們在學(xué)完塑料模具設(shè)計課程之后,鞏 固和加深對塑料模有關(guān)理論的認(rèn)識,提高設(shè)計計算、制圖和查閱參考資 料的能力。使得我們能

4、正確運(yùn)用專業(yè)知識,初步掌握制定注塑工藝規(guī)程 及進(jìn)行注塑模具設(shè)計的原則和方法。在課程設(shè)計中應(yīng)本著技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理的原則,制定注塑工 藝規(guī)程和設(shè)計有關(guān)的注塑模具。塑料制品名稱:蓋(如右圖成型方法與設(shè)備:在適當(dāng)?shù)乃芰献⑸錂C(jī)上注射成型;塑料原料:ABS ;收縮率:.0.3%0.8%;塑件圖:如圖所示為制品的圖樣。 第 1頁 共 46頁 第 1頁 共 46頁二、塑件成形工藝分析ABS 丙烯腈 -丁二烯 -苯乙烯共聚物化學(xué)和物理特性 ABS 是由丙烯腈、 丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單體合成。 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

5、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 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 在產(chǎn)品設(shè)計上具有很大的靈活性,并且由此產(chǎn)生了市場 上百 種不同品質(zhì)的 ABS 材料。這些不同品質(zhì)的材料提供了不同的 特性,例如從中等 到高等的抗沖擊性,從低到高的光潔度和 高溫扭曲特性等。 ABS 材料具有超強(qiáng)的易加工性, 外觀特性, 低蠕變性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及很高 的抗沖擊強(qiáng)度。 注塑 模工藝條件 干燥處理:ABS 材料具有吸濕性,要求在加工之

6、前進(jìn)行干燥處理。建議干燥條件 為 8090C下最少干燥 2小 時。材料溫度應(yīng)保證小于 0.1%。 熔化溫度:210280C;建議 溫度:245C 。 模具溫度:2570C 。(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。 注射壓力:5001000bar。 注射速度:中高速度。典 型用途 汽車(儀表板,工具艙門,車輪蓋,反光鏡盒等,第 1頁 共 46頁第 1頁 共 46頁 電冰箱, 大強(qiáng)度工具(頭發(fā)烘干機(jī),攪拌器,食品加工機(jī), 割草機(jī)等,電話機(jī)殼體, 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撬車等。二、塑件的尺寸精度分析 2.2 塑件表面質(zhì)量分析該塑件表面沒有提出特殊要求,

7、一般情況下外表面要求光潔,表面 粗糙度可以取到 0.8a R m =。沒有特殊要求時,塑件內(nèi)部表面粗糙度可 取 3.2a R m =。 2.3 塑件表面質(zhì)量分析該塑件表面沒有提出特殊要求,一般情況下外表面要求光潔,表面 粗糙度可以取到 0.8a R m =。沒有特殊要求時,塑件內(nèi)部表面粗糙度可 取 3.2a R m =。 2.4塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析(1壁厚分析:設(shè)計合理,壁厚相對均勻,且符合最小壁厚的一昂球。(2 圓角過渡:要從分型面位置、 型芯、 型腔結(jié)構(gòu)來分析過渡圓角的設(shè) 置。根據(jù)本塑件的壁厚,均采用圓角半徑 R1mm 。(3 脫模斜度:為便于塑件從模腔中取出, 塑件的內(nèi)外壁需要足夠的脫 模

8、斜度。 外形尺寸以大端為基準(zhǔn), 斜度往小處取; 內(nèi)形尺寸以小端 為基準(zhǔn), 斜度往大處取。 根據(jù) ABS 的性能和 模具設(shè)計與制造簡明 手冊(第三版 P433表 2-2-5:型芯脫模斜度為:0.7°,型腔 脫模斜度為 0.5°2.5 生產(chǎn)實(shí)際考慮該塑件的生產(chǎn)類型應(yīng)該是大批量生產(chǎn),因此在設(shè)計模具時,要提要塑件 的生產(chǎn)效率,傾向于采用多型腔、高壽命、自動脫模的模具,以降低生 產(chǎn)成本。三、分型面的選擇3.1分型面的選擇原則如何確定分型面,需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件 在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件 位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣

9、、操作工藝等多種因素的影 響,因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析比較,從幾種方案中優(yōu)選出較。 為合理的方案。選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下幾項原則:(1 分型面應(yīng)選擇在制品的最大截面處, 無論塑件以何形式布置, 都應(yīng) 將此作為首要原則;(2便于塑件順利脫模,盡量使塑件開模時留在動模一邊。(3有利于保證塑件的精度要求。(4 盡可能滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。 分型面上型腔壁面稍有間隙, 就 會產(chǎn)生飛邊。(5 便于模具加工制造, 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。(6對成型面積的影響,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。第 1頁 共 46頁(7對排氣效果的影響,

10、盡可能有利于排氣。(8對側(cè)向抽芯的影響(本塑件沒有抽芯 。其中最重要的是第(2和第(5 、第(8點(diǎn)。為了便于模具加工 制造,應(yīng)盡是選擇平直分型面工易于加工的分型面。3.2方案分析該塑件為家用的旋鈕塑料 , 要求表面光滑平整;無毛刺無毛邊;不允 許縮水、凹坑;無劃傷;無污物。在選擇分型面時,根據(jù)分型面的選擇 原則 , 考慮不影響塑件的外觀以及成型后能夠順利取出制件, 有以下幾種 方案:分型面選擇的首要原則是必須選擇塑件斷面輪廓最大的地方作為分型 面,這是確保塑件能夠脫出模具而必須遵循的基本原則。(1分型面的方案一:該塑件采用垂直分型,用活動鑲塊垂直分型后,留在包緊在下模的 型芯上,在有動模端的推

11、桿將塑件從型芯上脫出,雖然這樣使模具型腔 由內(nèi)型變成了外型,可以降低模具型腔的加工難度,但是會在塑件的垂 直分型面上產(chǎn)生熔接痕,不能達(dá)到塑件的外觀要求,并且模具的結(jié)構(gòu)復(fù) 雜,所以此分型面方案不是好。 (2 分型面的方案二:該塑件采用水平分型,定模部分成型塑件的內(nèi)部結(jié)構(gòu),將型芯裝在 定模上,型腔做在動模,當(dāng)開模后塑件包緊在型芯,隨型芯留在動模,第 1頁 共 46頁第 1頁 共 46頁 然后由定模上的推件板將塑件脫出型芯,這樣就可以達(dá)到塑件的外觀的 使用要求,但是由于推件板推塑件出容易產(chǎn)生飛邊,就要求推件板的加 工難度加大,并且推件板出容易磨損,就要求推件板的材料耐磨,從而 增加了模具的成本。此方

12、案不是很好也不采用。 3分型面的方案三:該塑件采用水平分型,型腔在定模,型芯在動模,分型后塑件包緊 在型芯上,隨型芯一起留在動模,然后有動模的推管和推桿的共同作用 將塑件從動模中脫出,這種分型方式,首先,塑件的外形由定模的型腔 成型,這樣不緊能夠保正塑件的外觀質(zhì)量,成型后由而且型腔采用鑲塊 式更加節(jié)省材料,便于加工;其次,分型后由動模的推管和推桿作用于 塑件內(nèi)部將塑件從動模的脫出,這樣就不會影響塑件的外觀質(zhì)量,而且 模具的結(jié)構(gòu)簡單,加工方便。無論從成型性能上看,還是從經(jīng)濟(jì)性看此 方案都較為合理,所以此方案相對前兩個方案來說更加好一些。 結(jié)論:綜合上述的三種方案,從塑件的外觀要求,模具的成型性能

13、,以 及模具的加工經(jīng)濟(jì)性考慮出發(fā),還是方案三的分型方案是三者當(dāng)中最好 的一種方案,所以采用方案三的分型面。A四、注射機(jī)的初選根 據(jù) 制 件 的 三 維 模 型 , 利 用 三 維 軟 件 直 接 求 得 塑 件 的 體 積 為 : V 1=4426.29mm 3。澆注系統(tǒng)凝料按 1:1取,故:V 2= V1=4426.29mm 3塑件和澆注系統(tǒng)凝料總體積為(按一模四腔算 :V= 4(V 1+V2 =35410.32 mm3 =35.41032 cm3根據(jù)總體積 V= 8852.58 mm3,初步選取 XS-Z-60型螺桿式注射成型機(jī)。 XS-Z-60型螺桿式注射成型機(jī)主要參數(shù)如下表所示 4.4

14、注射機(jī)的終選(0.8 0.85 W W公 注式中 W公注射機(jī)的公稱注射量, cm 3W注每模的塑料體積量, cm 3如前所述, 塑件及澆注系統(tǒng)的總體積為 35.41032 cm3, 遠(yuǎn)小于注射劑第 1頁 共 46頁的理論注射量 51 cm3,故滿足要求。五、模具的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計5.1確定模架模具采用一模四腔,布局如下圖所示,需要確定圖中尺寸。(1確定 S 1和 S 2查塑料模具設(shè)計指導(dǎo)與范例 P120表 6-27可得:S 1=7 S 2=18 (2確定 L 和 bb=L=134根據(jù)上面的 b 和 L ,考慮注塑機(jī)的大小、導(dǎo)柱、導(dǎo)套和螺釘?shù)炔贾? 根據(jù) GB/T 12555-2006塑料注射模模

15、架 ,模架型號為:D 型, 200mm ×180mm 。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。兩模板之間應(yīng)有分模間隙, 即在裝配、調(diào)試、維修過程中,可以方便地分開兩塊模板。1. 定模座板(200mm ×200mm 、厚 25mm 定模座板是模具與注射機(jī)連接固定的板,定模座板上固定導(dǎo)柱和定 位圈,材料為 45鋼。定位圈通過 4個 M6的內(nèi)六角圓柱螺釘與其連接。 定模座板上的導(dǎo)柱與導(dǎo)柱孔采用 H7/k6配合,定模座板與拉料桿采用 H7/k6配合。2. 定模板(150mm ×200mm 、厚 40mm 用于固定

16、定模模仁(型腔鑲塊和導(dǎo)套。應(yīng)該有一定的厚度,并有 足夠的強(qiáng)度。一般用 45鋼。其上的導(dǎo)套孔與導(dǎo)套一端采用 H7/k6配合, 定模與定模模仁(型腔鑲塊采用 H7/m6配合。3. 動模板(150mm ×200mm 、厚 40mm 第 1頁 共 46頁用于固定動模模仁 (型芯鑲塊 和導(dǎo)套。 一般用 45鋼。 動模板應(yīng)具 有較高的平行度和硬度。動模模仁(型芯鑲塊通過 6個沉頭螺釘 M10固定在動模板上面。其上的導(dǎo)套孔與導(dǎo)套一端采用 H7/k6配合,動模與 動模模仁(型芯鑲塊采用 H7/m6配合。4. 墊塊(28mm ×200mm 、厚 50mm 主要作用:在動模座板與支承板之間形成

17、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。結(jié)構(gòu)形式:可以是平行墊塊或拐角墊塊,該模具采用平行墊塊。 墊塊材料:墊塊材料為 45墊塊的高度 h 校核:h=h1+h2+h3+s+=4+13+15+10+8=50mm式中 h1頂出板限位釘?shù)暮穸?該模具限位釘厚度,為 4mm ;h2推板厚度,為 13mm ;h3推桿固定板厚度,為 15mm ;s 推出行程,為 10mm ;推出行程富余量,取 8mm 。5.動模座板(200mm ×200mm 、厚 25mm 動模座板上的注射機(jī)頂桿孔為 150mm ,動模座板上還有四個擋釘 孔,動模座板的推板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)柱采

18、用 H7/n6配合。擋釘與擋釘孔 采用 H7/n6配合,材料為 45鋼。6.推板(90mm ×200mm 、厚 13mm 推板上的推板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)套采用 H7/k6配合。 用 4個 M10的內(nèi) 六角圓柱螺釘與推半固定板固定。材料為 45鋼。7.推桿固定板(90mm ×200mm 、厚 15mm 材料為 45鋼。其上的推板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)套采用 H7/f9配合。第 1頁 共 46頁第 1頁 共 46頁 六、 成型零件的設(shè)計1. 型腔的設(shè)計(1定模模仁(型腔鑲塊型腔采用整體嵌入式結(jié)構(gòu)。整體式型腔有較高的強(qiáng)度和剛度,在使 用中不易發(fā)生變形。本模具是一模四腔,四個型腔均做在一個模仁

19、內(nèi),而不是分別做四 個嵌入定模板。第 1頁 共 46頁第 1頁 共 46頁(2定模模仁(型腔鑲塊的固定由于定模模仁(型腔鑲塊比較大,而且厚度較厚,故采用螺釘連 接,這樣做能夠達(dá)到很好的緊固作用。 4個螺釘緊固第 1頁 共 46頁2. 型芯的設(shè)計 (1型芯本塑件考慮到排氣效果,因此,型芯采用鑲拼組合式。共有兩個型 芯組成。型芯均為圓形,但較小,因此采用臺階固定,銷釘防轉(zhuǎn)。 2動模模仁(型芯鑲塊由于分型面取在塑件最大投影面積處,因此,動模部分也有型腔。 由于動模板厚度較厚, 因此動模模仁 (型芯鑲塊 既采用螺釘緊固。 一個小型芯成型 定模部分的型腔動模部分的型腔緊固螺釘 模 芯6.2 排氣系統(tǒng)的設(shè)

20、計在注射成型過程中, 模具內(nèi)除了型腔和澆注系統(tǒng)原有的空氣外, 還有 塑料受熱或凝固時產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。 這些氣體若不能順利排出, 則 可能因填充時氣體被壓縮而引起塑件局部炭化燒焦,或使塑件形成氣泡、 產(chǎn)生熔接不牢、表面輪廓不清及充填不滿等成性缺陷。另外氣體的 存在 還會產(chǎn)生反壓力而降低充模速度, 因此設(shè)計模具時必須考慮型腔的排氣問 題。由于該模具的總體尺寸一般,屬于中小型模具,可以利用推桿、活動 型芯以及型芯端部與模板的配合間隙、分型面進(jìn)行排氣。其配合間隙為 0.030.05mm塑件的尺寸如圖所示 第 1頁 共 46頁第 1頁 共 46頁 +0.5平 均 收 縮 率%5. 02%8. 0%

21、3. 0S cp =+=尺寸偏差取 IT7級(1型腔尺寸計算: 徑向尺寸計算公式:scp s s m 43S L L (L +-+= 高度尺寸計算公式:s 0cp s s m 32S H H (H +-+= 30. 03. 00m 56. 08. 34】 56. 043%5. 03535【 L :35+-=-+= 18. 018. 028. 08. 628. 043%5. 077:7+-=-+=ML 第 1頁 共 46頁 21. 021. 032. 09. 1232. 043%5. 01313:13+-=-+=ML 15. 015. 024. 04. 324. 032%5. 05. 35. 3

22、:5. 3+-=-+=MH(2型芯尺寸計算: 徑向尺寸計算公式:0scp s s m 43S l l (l -+= 高度尺寸計算公式:0scp s s m 32S h h (h -+= 25. 025. 0m 5. 0515. 285. 043%5. 02828l :28-+=+= 3. 03. 0m 56. 058. 3256. 043%5. 03232l :32-+=+= 18. 018. 0m 54. 0485. 1654. 043%5. 01616l :16-+=+= 15. 015. 0m 24. 06775. 324. 032%5. 05. 35. 3l :5. 3-+=+= 15

23、. 015. 0m 24. 06875. 524. 032%5. 05. 55. 5l :5. 5-+=+=(3計算結(jié)果如表所示: 6.4 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計注射成型每一循環(huán)中,塑件必須準(zhǔn)確無誤地從模具的凹模中或型芯 上托出,完成拖出塑件的裝置稱為脫模機(jī)構(gòu),也常稱為推出機(jī)構(gòu)。 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計原則塑件推出(頂出是注射成型過程中的最后一個環(huán)節(jié),推出質(zhì)量的好壞 將最后決定塑件的質(zhì)量,因此,塑件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推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動模一側(cè)。(2保證塑件不因推出而變形損壞。(3機(jī)構(gòu)簡單、動作可靠。(4良好的塑件外觀。(5合模時的準(zhǔn)確復(fù)位。本模具采用頂桿頂出,

24、頂出桿頂出出是一種基本的、也是一種常用 的塑件頂出方式。常用的頂桿形式有圓形、矩形、階梯形。我們采用圓 形頂桿。第 1頁 共 46頁 第 1頁 共 46頁圓形頂桿1127. 05. 354d t = >0.05,故,該塑件為厚壁制件。該制件為圓環(huán)形截面,脫模力計算公式為122(tan 0.1(1 rESL f F A K K -=+第 1頁 共 46頁 式中 r型芯平均半徑 r=16.43mmK 2無量綱系數(shù),其值隨 f 和 而異,查表得, K 2=1.0013K1無量綱系數(shù),其值隨 和 而異,查表得, K 1=1.6 S塑料平均成型收縮率 S=0.5%E塑料的彈性模量, MPa ,查表

25、得 E=2900MPaL塑件對型芯的包容長度, mm , L=9mmf塑件與型芯之間的摩擦因數(shù), f=0.21模具型芯的脫模斜度, =0.7°塑料的泊松比, =無A盲孔塑件型芯在垂直于脫模方向上的投影面積, A=0mm2由上可得,脫模力(N 0301024. 2630013. 1917. 0tan 21. 09%5. 0290043. 162=+-=F頂桿布置在包緊力較大的地方。布置在:角、加強(qiáng)筋、四周等。推 桿不能太靠邊,距離邊界 12mm 。盡量不要放在鑲拼處。根據(jù)經(jīng)驗放置 12根。頂桿(一個產(chǎn)品 4根 . 共 16根 本模具是兩板模,因此澆注系統(tǒng)凝料的推出需要用頂針推出。 定模

26、模板 分流道 定模板型芯 頂 料桿第 1頁 共 46頁6.5 合模定位和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計當(dāng)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 人員只要按模架規(guī)格選用即可。若需采用精密導(dǎo)向定位裝置,則須由設(shè) 計人員根據(jù)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計。(1 導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位, 其中 心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離,以保證模具的強(qiáng)度,防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo) 套后變形。(2該模具采用 4根導(dǎo)柱,其布置為等直徑導(dǎo)柱對稱布置。(3 該模具導(dǎo)柱安裝在定模座板上, 導(dǎo)套有三個, 分別安裝在流道推板、 定模板和動模板。(4為了保證分型面很好接觸,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

27、面或在導(dǎo)套的孔口倒角,該模具采用后者。第 1頁 共 46頁 (5 在合模時, 應(yīng)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。(6動定模板采用合并加工時,可確保同軸度要求。(1該模具采用帶頭導(dǎo)柱,不加油槽,如圖所示。(2導(dǎo)柱的長度必須比凸模斷面高度高出 6mm8mm。(3 為使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔, 導(dǎo)柱的端部常做成圓錐形或球形的 先到部分。(4 導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定, 應(yīng)保證具有足夠的抗彎強(qiáng)度 (該 導(dǎo)柱直徑由標(biāo)準(zhǔn)模架可知為 12mm 。(5導(dǎo)柱的形式,導(dǎo)柱固定部分與模板按 H7/f7配合,導(dǎo)柱滑動部分按 H7/f7配合。(6導(dǎo)柱工作不分的表面粗糙度為 R a =

28、0.4m 。(7 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 以上或 45鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)、 表面淬火、 低溫回火, 硬度為 50HRC 以上。 本模具 采用 T8A 。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(yùn)動導(dǎo)向精度的圓套形零件。導(dǎo)套常用的結(jié)構(gòu)形式有兩 種:直導(dǎo)套(GB/T4169.2-1984 、帶頭導(dǎo)套(GB/T4169.3-1984 。(1結(jié)構(gòu)形式。采用帶頭導(dǎo)套和直導(dǎo)套,如圖所示。(2 導(dǎo)套的端面應(yīng)倒圓角, 導(dǎo)柱孔最好做成通孔, 利于排除孔內(nèi)剩余空

29、氣。(3導(dǎo)套的滑動部分按 H7/f7配合,表面粗糙度為 0.4m 。帶頭導(dǎo)套 外徑與動定模板一端采用 H7/k6配合;與流道推板一端采用 H7/n6配合 鑲?cè)肽０濉?4 導(dǎo)套材料可用淬火鋼或銅 (青銅合金 等耐磨材料制造, 該模具中 采用 T8A 。第 1頁 共 46頁第 1頁 共 46頁導(dǎo)柱導(dǎo)套的裝配布置如下:導(dǎo)柱 直導(dǎo)套 帶頭導(dǎo)套 帶頭導(dǎo)套 定模座板 定模板 動模板 墊塊該套模具采用推板導(dǎo)柱固定在動模座板上的形式。推板導(dǎo)柱除了起導(dǎo)向 作用外,還支撐著支承板,從而改善了支承板的受力狀況,大大提高了 支承板的剛性。 該模具設(shè)置了 4套推板導(dǎo)柱與導(dǎo)套, 它們之間采用 H8/f7配合,其形狀與尺寸

30、配合如圖所示。支承板 推板導(dǎo)柱 推板導(dǎo)6.6 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(冷卻系統(tǒng)該塑件為大批量生產(chǎn), 應(yīng)該盡量縮短成型周期, 提高生產(chǎn)率。 LDPE 是結(jié)晶型塑料,成型時需要充分冷卻,冷卻要均勻。因此,該模具的凸 模和凹模均開設(shè)冷卻水道,采用冷卻水進(jìn)行循環(huán)冷卻。為了使得模具冷卻更快,而且制件不同部位冷卻速度必須相等,則 必須采用較為復(fù)雜的冷卻系統(tǒng)。該冷卻系統(tǒng)分兩部分,第一部分是型腔 部分的冷卻,因為定模模仁(型腔鑲塊是整體嵌入式,因此該部分冷 卻系統(tǒng)是在定模板上開設(shè)兩條分別與分型面平行的冷卻水道,水道開設(shè) 在型腔上方。第二部分是型芯的冷卻,因為型芯是圓形,而且是鑲拼組 合式,因此該部分是環(huán)繞型芯的冷卻

31、水道。冷卻水道直徑按經(jīng)驗取 8mm ,水嘴采用外置型水嘴。考慮到防止漏水,需要在型芯上加上密封圈,如圖。冷卻水道布置如下圖 :水嘴 型芯冷卻 密封圈6.7 排氣系統(tǒng)的設(shè)計在注射成型過程中, 模具內(nèi)除了型腔和澆注系統(tǒng)原有的空氣外, 還有 塑料受熱或凝固時產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。 這些氣體若不能順利排出, 則 可能因填充時氣體被壓縮而引起塑件局部炭化燒焦,或使塑件形成氣泡、 產(chǎn)生熔接不牢、表面輪廓不清及充填不滿等成性缺陷。另外氣體的 存在 還會產(chǎn)生反壓力而降低充模速度, 因此設(shè)計模具時必須考慮型腔的排氣問 題。由于該模具的總體尺寸一般,屬于中小型模具,可以利用推桿、活動 型芯以及型芯端部與模板的配合

32、間隙、分型面進(jìn)行排氣。其配合間隙為 0.030.05mm七、澆注系統(tǒng)的設(shè)計7.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計原則 第 1頁 共 46頁(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

33、應(yīng)易于和制品分離或者易于切除 和整修;(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;(8盡量減少因開設(shè)澆注系統(tǒng)而造成的塑料凝料用量;(9澆注系統(tǒng)的模具工作表面應(yīng)達(dá)到所需的硬度、精度和表面粗糙度, 其中澆口應(yīng)有 IT8以上的精度要求;(10設(shè)計澆注系統(tǒng)時應(yīng)考慮儲存冷料的措施;(11盡可能使主流道中心與模板中心重合,若無法重合應(yīng)使兩者的偏 離距離盡可能小。7.2 主流道設(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

34、拔出。(1主流道小端直徑 d主流道小端直徑 d = 注射機(jī)噴嘴直徑 +0.5 1= 4 + 0.51取 d = 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 凝料能順利脫出第 1頁 共 46頁(2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 + 23SR = 12 + 23取 d = 14(mm (3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

35、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=43 (mm (4主流道大端直徑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。本模具是三板模,因此需要盡量減少主流道長度。方案一:用澆口套標(biāo)準(zhǔn)件,這樣只需購買,但是主流道長度過大,在凝 料脫模時會產(chǎn)生困難。 。固定形式:用定位圈配合固定在模具的面板上。 定位圈也是標(biāo)準(zhǔn)件,其形式如下:第 1頁 共 46頁 方案二:在定模座板上開設(shè)階梯孔, 將澆口套放入減小主流道長度。 澆口套自行設(shè)計。在定模座板上在安裝定位圈定位。其形式如下:澆口套 定

36、位圈第 1頁 共 46頁 定位圈及澆口套裝配圖:(用螺釘固定在定模座 板上定模座板7.3 分流道的設(shè)計本模具的流道布置形式采用平衡式,如右圖: 螺釘固定在定模座板內(nèi) 澆口套定模板第 1頁 共 46頁分流道的形狀及尺寸與塑件的體積、壁厚、形狀的復(fù)雜程度、注射 速率等因素有關(guān)。該塑件的體積不大而且形狀不復(fù)雜,且壁厚均勻,可 以考慮采用點(diǎn)進(jìn)料的方式,有利于塑件的成型和外觀質(zhì)量的保證。從便 于加工的方面考慮,采用截面形狀為 0形的分流道 . 查有關(guān)的手冊 , 選擇 R=5mm。此外該模具是一模 4件,型腔的數(shù)量較少 , 模具的結(jié)構(gòu)簡單而不緊 湊,所以采用平衡式,各個型腔的分流道的斷面形狀及大小、分流道

37、長 度都取作一致。這樣,熔體就能以相同的成型壓力和溫度同事充滿各個 型腔,使一模內(nèi)成型出的各個塑件的尺寸及性能容易保持一致。7.4 澆口的設(shè)計澆口可分為限制性和非限制性澆口兩種。我們將采用限制性澆口。 限制性澆口一方面通過截面積的突然變化,使分流道輸送來的塑料熔體 的流速產(chǎn)生加速度,提高剪切速率,使其成為理想的流動狀態(tài),迅速面 均衡地充滿型腔,另一方面改善塑料熔體進(jìn)入型腔時的流動特性,調(diào)節(jié) 澆口尺寸,可使多型腔同時充滿,可控制填充時間、冷卻時間及塑件表 面質(zhì)量,同時還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流,并便于澆口凝料與塑 件分離的作用。模具設(shè)計時,澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格,初步試模后還需進(jìn) 一步

38、修改澆口尺寸,無論采用何種澆口,其開設(shè)位置對塑件成型性能及 質(zhì)量影響很大,因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié), 同時澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c 外表,一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇。通常要考慮以下幾項原則:a. 盡量縮短流動距離。b. 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處。c. 必須盡量減少熔接痕。d. 應(yīng)有利于型腔中氣體排出。e. 考慮分子定向影響。f. 避免產(chǎn)生噴射和蠕動。第 1頁 共 46頁第 1頁 共 46頁 g. 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。 h. 注意對外觀質(zhì)量的影響。由于該塑件外觀質(zhì)量要求高,澆口的位置和大小還是要不能太影響 塑件的外觀,同時,也應(yīng)

39、該盡量使模具結(jié)構(gòu)簡單。根據(jù)對塑件結(jié)構(gòu)的分 析及已確定的分型面的位置,可選的澆口形式有幾種方案,如下:(1方案一: 側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上,有塑件側(cè)面進(jìn)料,側(cè)澆 口斷面易取矩形形狀 (必要時用圓形 , 它能方便地調(diào)節(jié)剪 切速率,充模流量速率,流動狀態(tài)和澆口封閉時間,并可 以靈活地選擇塑件進(jìn)澆位置,廣泛使用于多腔模中,但此 模具的外形有齒,這樣會破壞制件的外觀質(zhì)量,并且在側(cè) 面產(chǎn)生痕跡, 影響塑件的使用性能以及外觀性能。 (適用于 表面質(zhì)量要求不高的產(chǎn)品(2方案二 點(diǎn)澆口是一種斷面尺寸很小的澆口 , 當(dāng)物料通過時產(chǎn) 生很高的剪切速率 , 這對于表觀粘度隨剪切速率變化而明 顯變化的塑料熔體和粘度較

40、低的塑料熔體是適合用的 . 點(diǎn) 澆口在開模時容易自行切斷 , 并且在塑件上留下的殘痕極 小 , 不容易覺察 , 故無需修剪澆口的工序 . 點(diǎn)澆口的另一個 優(yōu)點(diǎn)是 , 它很容易向模腔多點(diǎn)進(jìn)料 , 澆口位置選擇靈活 , 對 于單腔模和多腔模均適用 . 因此點(diǎn)澆口能實(shí)現(xiàn)模具自動化 生產(chǎn) , 生產(chǎn)效率高 . 采取雙分型面模具 (亦稱三板式模具 ,可以自動脫膠無需要設(shè)計機(jī)械手或者人工將澆注系統(tǒng)的凝料從主流道中 取出, 并且塑件的表面經(jīng)過很小的修整就可以達(dá)到塑件的表面質(zhì)量要求。 (加工成本比較大第 1頁 共 46頁綜上所述 ,對塑件成型性能、澆口和模具結(jié)構(gòu)的分析比較 , 由于塑件的尺 寸及表面精度要求不高

41、,從模具的制造及結(jié)構(gòu)考慮,確定成型該塑件的 模具采用點(diǎn)澆口的形式。 (采用方案一 第 1頁 共 46頁 八、成型設(shè)備的選擇及校核澆注系統(tǒng)凝料按 1:1取,故:V 2= V1=4426.29mm 3根據(jù)總體積 V= 8852.58 mm3,初步選取 XS-Z-60型螺桿式注射成型機(jī)。XS-Z-60型螺桿式注射成型機(jī)主要參數(shù)如下表所示 (0.8 0.85 W W 公 注式中 W 公 注射機(jī)的公稱注射量, cm 3W 注 每模的塑料體積量, cm 3模具閉合高度的校核公式為:M IN M AX H H H <<閉由裝配圖可知模具的閉合高度 H 閉 =250mm, 而注射機(jī)的最大模具厚第 1頁 共 46頁模具定位圈的直徑 125mm 與注射機(jī)定位孔的直徑 125相等,滿足安裝要 求。模具開模行程的校核公式為:12a H H H H =+注 模 式中 H 模 模具的開模行程, mm H 注 注射機(jī)的移模行程, mm 1H 制件的推出距離, mm2H 包括流道凝料在內(nèi)的制品的高度, mm a 取出凝料所需分開的距離, mm模力的校核公式為:0max ' 1.380104104K p M Pa p M Pa =mF KAp 式中 F 注射