側(cè)抽芯注塑模設(shè)計(jì)

1、 側(cè)抽芯注塑模設(shè)計(jì) 摘要 塑料工業(yè)是當(dāng)今設(shè)計(jì)上增長(zhǎng)最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類，因此，研究注塑模具對(duì)了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。 塑料模具設(shè)計(jì)是模具制造中的關(guān)鍵工作，通過合理設(shè)計(jì)制造出來(lái)的模具不僅能順利地成型高質(zhì)量的塑件，還能簡(jiǎn)化模具的加工過程和實(shí)施塑件的高效率生產(chǎn)。說明書里介紹了模具的結(jié)構(gòu)組成、設(shè)計(jì)要點(diǎn)、模具成型生產(chǎn)所用的設(shè)備、模具材料和熱處理要求等。該說明書主要分為三個(gè)部分，分別介紹了塑料的性能，塑料制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工藝性，以及對(duì)注塑模具結(jié)構(gòu)與注塑機(jī)、塑料制件在模具中的位置與澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、成型部件設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)、推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、側(cè)向分型與抽

2、芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)等做了介紹。 通過本設(shè)計(jì)，可以對(duì)注塑模具有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，了解注塑模具結(jié)構(gòu)及工作原理。 關(guān)鍵詞：塑料模具、斜導(dǎo)柱、分型面、滑塊 前言塑料模具設(shè)計(jì)是模具制造中的關(guān)鍵工作，通過合理設(shè)計(jì)制造出來(lái)的模具不僅能順利地成型高質(zhì)量的塑件，還能簡(jiǎn)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(jià)值的目的。近幾年來(lái)塑料成型工藝迅速發(fā)展，塑料模具種類不斷增加，結(jié)構(gòu)也愈趨復(fù)雜，制造精度要求愈來(lái)愈高。其中注塑成型模具應(yīng)用最為廣泛，而且模具的結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜。本次模具設(shè)計(jì)采用的是一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)，通過側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)完成了塑件的成型。說明書中介紹了模具的結(jié)構(gòu)組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、

3、工作原理、設(shè)計(jì)要點(diǎn)、模具成型生產(chǎn)所用的設(shè)備、模具材料和熱處理要求等。該說明書主要分為三個(gè)部分，第一章主要介紹了塑料的性能，第二章介紹了塑料制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工藝性，第三章對(duì)注塑模具結(jié)構(gòu)與注塑機(jī)、塑料制件在模具中的位置與澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、成型部件設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)、推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)等做了介紹。 本說明書在編寫過程中得到了師友的支持和幫助，在此我表示感謝。同時(shí)感謝所引用文獻(xiàn)的作者，他們辛勤研究的成果使得本次設(shè)計(jì)增色不少。限于學(xué)生水平有限，難免出現(xiàn)不少的缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，懇切希望各位老師批評(píng)指正。 第1章 塑料的性能11 設(shè)計(jì)要求大批量生產(chǎn)，精度為一般精度。 圖1-1 塑

4、件12 塑料的組成塑料是以合成樹脂為主要成分，加入適量的添加劑組成的。121 合成樹脂 ABS塑料 化學(xué)名稱：丙烯-丁二烯苯乙烯共聚物比重:1.02克/立方厘米 成型收縮率:0.3-0.8% 查表得收縮率為：0.3%-0.8%。材料分析：ABS無(wú)毒無(wú)味，呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤，具有良好的機(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)定性和電器性能，密度為1.021.5/cm3ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于加工，經(jīng)過配色可配成任何顏色。成型特點(diǎn)：ABS在升溫時(shí)粘度增高，所以成型壓力較高，故塑件上的脫模斜度宜稍大，ABS易吸水，成型加壓前應(yīng)進(jìn)行干燥處理，ABS易產(chǎn)節(jié)痕，模具

5、設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減少澆注系統(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，在要求塑件精度高時(shí)，模具溫度可控制在5060°c,而強(qiáng)調(diào)塑件光澤和耐熱時(shí)，模具溫度應(yīng)控制在6080°c。122 添加劑填充劑玻璃微珠；PS成型后易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，添加玻璃微珠使塑料的流動(dòng)性好，殘余內(nèi)應(yīng)力分布均勻，使光的漫反射率為80 光穩(wěn)定劑氧化鋅；塑料制品在日光或強(qiáng)熒光下，由于吸收紫外光的能量，引發(fā)氧化反應(yīng)，導(dǎo)致聚合物降解，使制品的外觀或內(nèi)在性能變壞，這一過程稱為光氧化或光老化。 潤(rùn)滑劑硬脂酸及其鹽類；對(duì)塑料的表面去潤(rùn)滑作用，防止塑料在成型加工時(shí)黏模。同時(shí)提高塑料制品表面光潔度。 著色

6、劑青綠色；在塑料制品中，需要著色的大約占80%左右，著色的目的有：增加制品美感，以吸引消費(fèi)者的購(gòu)買欲望提高產(chǎn)品的耐候性，主要是通過著色劑防紫外線功能而實(shí)現(xiàn)的。 圖1-2 制件 第2章 塑料制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工藝性21 尺寸及精度 塑件的尺寸精度是決定塑件制造質(zhì)量的首要標(biāo)準(zhǔn)，然而，在滿足塑件使用要求的前提下，設(shè)計(jì)時(shí)總是盡量將其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工難度和制造成本。對(duì)塑件的精度要求，要具體分析，根據(jù)裝配情況來(lái)確定尺寸公差，該精度要求為一般精度即可，對(duì)其要有公差配合要求的部位，應(yīng)選擇高精度。根據(jù)精度等級(jí)選用表，ABS的高精度為2級(jí)，一般精度為3級(jí)。根據(jù)塑件尺寸公差表，在公稱尺寸在40-5

7、0范圍內(nèi)，取MT2B級(jí)的公差數(shù)值為0.36mm，MT3B級(jí)的公差數(shù)值為0.56mm。 制品尺寸誤差構(gòu)成為： =s +z +c +a （2-1） 式中 總的成型誤差； s塑料收縮率波動(dòng)所引起的誤差； z模具成型零件制造精度所引起的誤差； c模具磨損后所引起的誤差； a模具安裝，配合間隙引起達(dá)到誤差。22 表面粗糙度塑料制件的表面粗糙度是決定其表面質(zhì)量的主要因素。塑件的表面粗糙度主要與模具型腔表面的粗糙度有關(guān)。一般來(lái)說，模具表面的粗糙度比塑件低1-2級(jí)。塑件的表面粗糙度Ra一般為0.8-0.2µm。模具在使用過程中，由于型腔磨損而使表面粗糙度值不斷加大，所以應(yīng)給予拋光復(fù)原。23 脫模斜度

8、塑件成型時(shí)冷卻過程中產(chǎn)生收縮，使其緊箍在凸模或型芯上為便于脫模，防止因脫模力過大而拉壞塑件或使其表面受損，與脫模方向平行的塑件內(nèi)，外表面都應(yīng)具有合理的斜度，以下是ABS脫模斜度推薦值： 塑件外表面 塑件內(nèi)表面 35´1.5° 30´1° 塑件內(nèi)表面在造型時(shí)就有弧度，如果要有脫模斜度就是在凹槽和鎖位處，這不僅對(duì)脫模有好處，而且可以更好的鎖緊。24 壁厚 塑件應(yīng)有一定的壁厚，這不僅是為了塑件在使用過程中有足夠的強(qiáng)度和剛度，而且為了塑件成型時(shí)保持良好的流動(dòng)狀態(tài)。塑件壁厚一般在1-4mm，如果壁厚過大，則易產(chǎn)生氣泡和凹陷，同時(shí)也不易冷卻。25 圓角 塑件上各處的

9、輪廓過度和壁厚連接處，一般采用圓角連接，有特殊要求時(shí)才采用結(jié)構(gòu)，尖角容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，在受力或受沖擊載荷時(shí)會(huì)發(fā)生破裂。圓角不僅有利于物料填充，同時(shí)也有利于融料在模具型腔內(nèi)的流動(dòng)和塑件脫模。圓角的取值與應(yīng)力集中的關(guān)系遵循R/T函數(shù)關(guān)系，當(dāng)R/T=0.6以后應(yīng)力集中變的緩和，該塑件大部分的圓角取R1，較大值取R3。26 孔 塑件上常見的孔有通孔、盲孔、異形孔和螺紋孔等。這些孔均應(yīng)設(shè)置在不易削弱是塑件強(qiáng)度的地方，在孔與孔之間、孔與壁之間應(yīng)留有足夠的距離。此外，孔的深度不宜太大，否則型芯會(huì)彎曲。 塑件上其他的特征還有如螺紋，嵌件，鉸鏈，文字和花紋等 ，各個(gè)特征都有其設(shè)計(jì)原則和特殊功能，因?yàn)樵撍芗]有涉

10、及，所以就不一一介紹了。 第3章 注射成型模具設(shè)計(jì)31 選用注射機(jī)確定型腔數(shù)目3. 1. 1 根據(jù)塑件的形狀估算其體積和重量 V=2X25X30X5+50X25X5X2+50X30X5-2XX4²X5 =17cm³ (3-1) m=v=1.05x17=17.85g (3-2)式中為塑料密度。3. 1. 2 根據(jù)塑料的計(jì)算重量或體積選擇設(shè)備型號(hào)規(guī)格，確定型腔數(shù) 1注射機(jī)的最大注射量m，每次注射量不超過最大注射量的80%， 即：n（Km-m1）/m (3-3)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)最大注射量，g； m1澆注系統(tǒng)凝料量，g；額定注射量 125c

11、m3螺桿直徑42mm注射壓力 120Mpa 注射行程 115mm 注射時(shí)間 16s 螺桿轉(zhuǎn)速 69r/min 注射方式 螺桿式 合模力 900KN 最大成型面積 320cm2最大開合模行程300mm 模具最大厚度 300mm 模具最小厚度 200mm動(dòng)定模固定板尺寸428x458拉桿空間260x290合模方式 液壓-機(jī)械 定位圈尺寸100mm 噴嘴球頭半徑 SR12mm 噴嘴孔直徑 4mm 頂出形式 兩側(cè)頂出 頂桿中心距 230mm機(jī)器外形尺寸3310x750x1550mmxmmxmm m單個(gè)塑件的質(zhì)量，g。估算澆注系統(tǒng)的體積V=15 cm³，則澆注系統(tǒng)的塑料重量 m1=15x1.0

12、5=15.75g設(shè)n=2，則得： m =(nm+ m1)/0.8=51.5g從計(jì)算結(jié)果，并根據(jù)塑料注射機(jī)技術(shù)規(guī)格，選用XSZY125型注射機(jī)。 2根據(jù)塑件精度，由于該塑件精度一般，故采用多型腔，即n=2。生產(chǎn)批量 大批量生產(chǎn)，取一模兩腔。3. 1. 3 注射機(jī)型號(hào) XSZY125 表3-1注射機(jī)的規(guī)格和性能3. 1. 4 校核所選注射機(jī) 注射量的校核 由前面計(jì)算得塑件重量為17.85g，澆注系統(tǒng)重量為15.75g則每次注射所需的塑料為2x17.85+15.75=51.5g 注射機(jī)的最大注射量125x0.8=100>51.5 能滿足要求。 按注射機(jī)的鎖模力與注射壓力進(jìn)行校核 P（nA+A1

13、） FP (3-4)式中FP注射機(jī)額定鎖模力，N;查表得900KNA單個(gè)塑件在模具分型面的投影面積，mm2；A1澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積，mm2；P塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力，其大小一般是注射壓力的80%Mpa 查表知Pm=70-90Mpa其中 A=30x50=1500 mm2 A1=15x50=75 mm2 P取80Mpa P（nA+A1）=80x（2x1500+75）=246000N=246KN<900KN故滿足要求。同時(shí)XSZY125的額定注射壓力為120Mpa，故也滿足ABS塑料成型的注射壓力要求。 模具厚度H與注射機(jī)閉合高度的校核 Hmax>H>Hmin (3

14、-5)式中Hmax注射機(jī)允許的最大厚度，200mm；Hmin注射機(jī)允許的最小厚度，300mm；H預(yù)選模架厚度，201 mm；因?yàn)?00>201>200，所以滿足要求。 注射機(jī)開模行程 注射機(jī)開模行程應(yīng)大于模具開模時(shí)取出塑件所需的開模距，由于Hc=25H1+H2，對(duì)開模行程無(wú)影響即滿足下式： SH1+H2+（510） (3-6)式中S注射機(jī)的最大開模行程，mm； 推出距離，mm； 包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，mm； 完成側(cè)抽芯所需的開模行程，mm；則H1+H2+10=26+58+10=94<300，故能滿足要求。32 塑料制件在模具中的位置3.2.1 分型面的確定 根據(jù)分型面的

15、設(shè)計(jì)原則： 應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處； 應(yīng)有利于塑件的順利脫模； 應(yīng)保證塑件的精度要求； 應(yīng)滿足塑件的外觀質(zhì)量要求； 要便于模具的加工制造； 應(yīng)有利于排氣。綜合考慮之后，確定分型面如圖3-1所示： 圖 3-1 分型面的形狀3.2.2 型腔數(shù)目的確定注塑模的型腔數(shù)目，可以是一模一腔，也可以是一模多腔，在型腔數(shù)目的確定時(shí)主要考慮以下幾個(gè)有關(guān)因數(shù)： 按注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目； 按注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)目； 按塑件的精度要求確定型腔數(shù)目。綜合考慮之后，初定為一模兩腔最合理。排列形式如圖3-2所示： 圖3-2 澆口的形式33 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 注射模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機(jī)噴嘴開始到型腔

16、入口為塑料熔體的流動(dòng)通道，它由主流道，分流道，冷料穴和澆口組成。它向型腔中的傳質(zhì)，傳熱，傳壓情況決定著塑件的內(nèi)在和外表質(zhì)量，它的布置和安排影響著成型的難易程度和模具設(shè)計(jì)及加工的復(fù)雜程度，所以澆注系統(tǒng)是模具設(shè)計(jì)中的主要內(nèi)容之一。3.3.1 主流道的設(shè)計(jì)主流道是連接注塑機(jī)的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注塑機(jī)的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，有一定的錐度，目的是便于冷料脫模，同時(shí)也改善料流的速度，因?yàn)橐妥⑺軝C(jī)相配，所以其尺寸與注塑機(jī)有關(guān)，如圖3-3所示：圖3-3 主流道形狀主要參數(shù)： 錐角 =3°； 內(nèi)表面粗糙度Ra=0.63m； 小端直徑D=d+（0.51）mm=4mm；材料T8A；

17、半徑R2=R1+（12）mm=12mm；d噴嘴直徑； R1噴嘴球半徑該澆口套直接嵌入模板內(nèi)。3.3.2 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(zhǎng)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。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(zhǎng)的比值來(lái)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U形斷面形狀。主要參數(shù)： 分流道的寬度 b=15mm ； 半徑R=7.5mm； 深度h=6.75mm； 斜角=5°； 長(zhǎng)度L=50mm； 粗糙度Ra=1.6m3.3.3 澆口的設(shè)計(jì) 圖3-4 側(cè)澆口的形式澆口是連接分流道與型腔的一段細(xì)短的通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的形狀，數(shù)量，尺寸和位置對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大，澆口的主要作用有兩個(gè)，一是塑料熔體流經(jīng)的通道的，二是澆口的適時(shí)凝固可控制保壓時(shí)間。澆口是類型有很多，有點(diǎn)澆口，側(cè)澆口，直接澆口，潛伏式澆口等，各澆口的應(yīng)用和尺寸按塑件的形狀和尺寸而定 ，該模具采用側(cè)澆口，澆口形式如圖3-4所示。其有以下特性： 形狀簡(jiǎn)單，去除澆口方便，便于加工，而