模具設(shè)計資料

緒論地使用模具。隨著工業(yè)的發(fā)展，特別是計算機軟件、硬件的飛速發(fā)展，極大地推動了模具的發(fā)展。目前，CAD/CAE/CAM技術(shù)應(yīng)用于模具的設(shè)計及制造，已成為一門綜合性學(xué)科。在現(xiàn)代化設(shè)計與生產(chǎn)的條件下，模具行業(yè)將面臨一次新的技術(shù)革命。模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等各種模具。模具影響著制品的質(zhì)量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在加工過程中，在全自動生產(chǎn)時還要保證制品能自動從模具中脫落。另外模具對制品的成本也有現(xiàn)代生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進的模具是必不可少是三項重要因素，尤其是模具對實現(xiàn)材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設(shè)具的發(fā)展趨勢可分為以下幾個方面：(1)加深理論研究段逐漸向理論技術(shù)設(shè)計各方面發(fā)展，使得產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量都得到很大的提高。(2)高效率、自動化大量采用各種高效率、自動化的模具結(jié)構(gòu)。高速自動化的成型機械配合以先進的模具，對提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，降低成本起了很大的作用。(3)大型、超小型及高精度由于產(chǎn)品應(yīng)用的擴大，于是出現(xiàn)了各種大型、精密和高壽命的成型模具，為了滿足這些要求，研制了各種高強度、高硬度、高耐磨性能且易加工、熱處理變(4)革新模具制造工藝在模具制造工藝上，為縮短模具的制造周期，減少鉗工的工作量，在模具加工工藝上作了很大的改進，特別是異形型腔的加工，采用了各種先進的機床，這不僅大大提高了機械加工的比重，而且提高了加工精度。(5)標(biāo)準(zhǔn)化開展標(biāo)準(zhǔn)化工作，不僅大大提高了生產(chǎn)模具的效率，而且改善了質(zhì)量，降低了成本。(6)采用模具CAD/CAM等技術(shù)M通過對模具專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，掌握了常用材料在各種成型過程中對模具的工藝要求，各種模具的結(jié)構(gòu)特點及設(shè)計計算的方法，以達(dá)到能夠獨立設(shè)計一般模具的鬧鐘后蓋的形狀較復(fù)雜，帶有很多不同形狀的孔，在保證孔間距和孔的形狀是給模具的加工帶了很大的難度。鬧鐘后蓋的注塑材料首先選用ABS，鬧鐘的后蓋絕大部分的決定了鬧鐘的重心的位置的所在。所以我們必須很好的處理后蓋壁厚的均勻，譬如在注塑成型過程中因為壁厚的不均勻造成了收縮率的不一致，這樣就只能通過有效的控制模具溫度來調(diào)節(jié)收縮率。由于鬧鐘后蓋的主體作用是起固定作用，它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)就相應(yīng)的給注塑帶來了一定的難度。主要是它螺釘孔的壁厚相對壁厚有一定的差距，勢必會在注塑的時候到來很大的牛頓減力，造成塑模具損壞。因為考慮到凹凸模形狀的復(fù)雜，用整體形式是不利于損壞后的維修，適當(dāng)?shù)氖褂们都涂梢越鉀Q這些問題，但不能利用過多的嵌件，不然的話就會造成型腔的強度與剛度不夠。1.2【鬧鐘后蓋原料(ABS)的成型特性與工藝參數(shù)】丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS樹脂微黃色或白色不透明，是丙烯腈-丁ABS性能指標(biāo)收縮率(%)熔點(℃)熱變形溫度(45N/cm)彎曲強度(MPa)彎曲彈性模量(Gpa)拉伸強度(MPa)拉伸彈性模量(GPa)壓縮強度(Mpa)體積電阻系數(shù)(Ωcm)缺口沖擊強度(kJ/㎡)擊穿電壓(Kv·mm-1)硬度(HR)介電常數(shù)箱選注塑機的參數(shù)最大注塑量(最大注塑量(cm3)40注塑壓力(Mpa)能力(Kg/h)20鎖模力(KN)2500拉行間距(mm)頂出行程(mm)55最小模厚(mm)130最大模厚(mm)模板行程(mm)230定位孔直徑(mm)55噴嘴球半徑鬧鐘后蓋的原料為ABS，所需注射為60-100MPa，而所選注射機壓力為注塑機的最大注塑量應(yīng)大于制品的質(zhì)量或體積(包括流道及澆口凝料和飛0.8VN>＋V機塑澆式中V————注塑機的最大注塑量，40cm3機V————塑件的體積，該產(chǎn)品V＝18cm3塑塑V————澆注系統(tǒng)體積，該產(chǎn)品V＝2cm3澆澆故VN(18+2)cm3機鎖F————注塑機的額定鎖模力。鎖故F＞pA=200Mpa×4641mm3選定的注塑機的壓力為2500KN，滿足要求。鎖A模具閉合高度長寬尺寸要與注塑機模板尺寸和拉桿間距相合適H高度=180mm注塑機的最大行程與模具厚度有關(guān)(如全液壓合模機構(gòu)的注塑機)，故注S機－(H模－Hmin)＞H1＋H2＋(5~10)機因為本模具的澆注系統(tǒng)和塑件的特殊關(guān)系，澆注系統(tǒng)和塑件的高度就已經(jīng)包三、塑料件的工藝尺寸的計算所謂工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分尺寸，主要有型腔和型芯的徑鐘后蓋須與前蓋配合，所以只有鬧鐘后蓋的邊緣的榫才起著配合決定性的作用，還有鬧鐘后蓋與電池蓋的配合，故需要計算相對于榫和鉸鏈的凹，凸模的尺寸，S(一)、其各字母的含義與前相同，型芯按六級精度制造，根據(jù)型芯的基本尺寸，代(十一)、Ls=8mm(十二)、Ls=16mm(十三)、Ls=12mm如果是利用計算公式的話比較煩瑣，且不能保證在生產(chǎn)中的精確性，我們可件材料選擇。為實現(xiàn)高性能的目的；選用模具材料應(yīng)具有高耐磨性，高耐蝕睡，良好的穩(wěn)定性和良好的導(dǎo)熱性。必須具有一定的強度，表面需要耐磨，淬火變型要小，但普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。在設(shè)計澆注系統(tǒng)之前必須確定塑件成型位置，可以才用一模兩腔，澆注系統(tǒng)的設(shè)計是注塑模具設(shè)計的一個重要的環(huán)節(jié)，它對注塑成型周期和塑件質(zhì)量(如外觀，物理性能，尺寸精度)a)型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對稱，防止模具承受偏載而造成溢料現(xiàn)象。b)型腔和澆口的排列要盡可能地減少模具外形尺寸。c)系統(tǒng)流道應(yīng)盡可能短，斷面尺寸適當(dāng)(太小則壓力及熱量損失大，太大則塑料耗費大)：盡量減少彎折，表面粗糙度要低，以使熱量及壓力損失盡d)對多型腔應(yīng)盡可能使塑料熔體在同一時間內(nèi)進入各個型腔的深處及角落，及分流道盡可能平衡布置。f)澆口位置要適當(dāng)，盡量避免沖擊嵌件和細(xì)小型芯，防止型芯變形澆口的殘主流道是塑料熔體進入模具型腔是最先經(jīng)過的部位，它將注塑機噴嘴注出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔，其形狀為圓錐形，便于熔體順利的向前流動，開模時主流道凝料又能順利拉出來，主流道的尺寸直接影響到塑料熔體的流動速度和充模時間，由于主流道要與高溫塑料和注塑機噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，通常不直接開在定模上，而是將它單獨設(shè)計成主流道套鑲?cè)攵０鍍?nèi)。主流道套通常又高碳與澆注系統(tǒng)聯(lián)接處能自動減斷。采用帶直流道與分流道的潛伏式點澆口，為了方(1)為便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料以及考慮塑料熔體的膨脹，主流道(2)主流道大端呈圓角，其半徑取r=1~3mm，以減少流速轉(zhuǎn)向過渡的阻力，(3)在保證塑件成形良好的情況下，主流道的長度應(yīng)盡量短，否則會使主流道的凝料增多，且增加壓力損失，使塑料熔體降溫過多影響注射成形。(4)為使熔融塑料完全進入主流道而不溢出，應(yīng)使主流道與注射機的噴嘴緊密對接，主流道對接處設(shè)計成半球形凹坑，其半徑為r2=r1+(1~2)，其小端直徑D=d+(0.5~1)，凹坑深度常取3~4mm。在此模具中取r2=11~12mm。(5)由于主流道要與高溫高壓的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道端兼作定位環(huán)，圓盤凸出定模端面的長度H=5~10mm。同時因該鬧鐘后蓋采用冷料井位于主流道正對面的動模板上，或處于分流道末端，其作用是接受料拉料桿配合冷料井。分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。分流道截面的形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和U形等，圓形和正方形截面流道的比面積最小(流道表面積于體積之比值稱為比表面積)，塑料熔體的(1)在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體能順利的充滿型腔的前提下，分流道截面積與長度盡量取小值，分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過度。(2)分流道較長時，在分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料井。對于此模來說在分流道上(3)分流道的位置可單獨開設(shè)在定模板上或動模板上，也可以同時開設(shè)在動，)分流道與澆口連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過度。料時減少壓力損失，熱量損失和減少澆道凝料的要求出發(fā)，應(yīng)力求縮短。分流道的斷面尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的成形的體積，塑件的壁厚，塑件的形狀和所用塑料的工藝性能，注射速率和分流道長度等因素來確定。減小壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，同時因考慮加工的方便性。分流道應(yīng)考慮出料的流暢性和制造方便，熔融料的熱量損失小，流動阻力小，比表面和小等問題，由于采用的是潛伏式二級分流道對熱損失及流動提出了較高的要求，采用圓形的份流道，為了保證外形無澆口痕，澆口前后兩端形成較大的壓力差，增加流速，得到外形清晰的制件，提高熔體冷凝速度，保速切除。同時它的效果與S澆注系統(tǒng)有同樣的效果，有利于補塑。在多型腔模具中分流道的布置中有平衡和非平衡兩種，根據(jù)本模具的要求我型腔的目的，是成型的塑件力學(xué)性能基本一致。而且在此模具中不會造成份流道 (1)型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流。 (2)易于在澆口切除澆注系統(tǒng)的凝料。澆口截面積約為分流道截面積的0.03~當(dāng)塑料熔體通過澆口時，剪切速率增高，同時熔體的內(nèi)摩擦加劇，使料流的溫度升高，粘度降低，提高了流動性能，有利于充型。但澆口尺寸過小會使壓力損失增大，凝料加快，補縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑件質(zhì)量。澆口位置 流充滿整個型腔，同時流動比的允許值隨塑料熔體的性質(zhì)，溫度，注塑壓力等的不同而變化，所以我們在考慮塑件的質(zhì)量都要注意到這些適當(dāng)值。(2)澆口設(shè)置應(yīng)有利于排氣和補塑。澆口位置的選擇要避免塑件變形。采側(cè)澆口在進料時頂部形成閉氣腔，在塑件頂部常留下明顯的熔接痕，而采用點澆口，有利于排氣，整件質(zhì)量較好，但是塑件孔、凹痕產(chǎn)生。 (3)澆口位置的設(shè)置應(yīng)減少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型時前端較冷的料流以減少熔接痕的數(shù)量。對于大多數(shù)框形塑件，澆口位置使料流的流程過長，熔接處料溫過低，熔接痕處強度低，會形成明顯的接縫，如果澆口位置使料流的流程入溢溜槽。筒形塑件采用環(huán)行澆口無熔接痕，而輪輻式澆口會使熔接痕產(chǎn)生。(4)澆口位置應(yīng)避免側(cè)面沖擊細(xì)長型心或鑲件。系統(tǒng)的廢料和塑件的脫離，所以選取用點繞口。分流道與澆口的連接。在利用了鐘后蓋的側(cè)內(nèi)壁與鬧鐘芯存在一定的空隙，所以即使是在脫模的時候流在一定的澆口痕也不會影響裝配。澆口套見圖4.1：五、分型面的選擇與排氣系統(tǒng)的設(shè)計塑料在模具型腔凝固形成塑件，為了將塑件取出來，必須將模具型腔打開，也就是必須將模具分成兩部分，即定模和動模兩大部分。定模和動模相接觸的面(1)分型面的選擇有利于脫模：分型面應(yīng)取在塑件尺寸的最大處。而且應(yīng)使塑件流在動模部分，由于推出機構(gòu)通常設(shè)置在動模的一側(cè)，將型芯設(shè)置在動模部分，塑件冷卻收縮后包緊型芯，使塑件留在動模，這樣有利脫模。如果塑件的壁厚較大，內(nèi)孔較小或者有嵌件時，為了使塑件留在動模，一般應(yīng)將凹模也設(shè)在動模一側(cè)。拔模斜度小或塑件較高時，為了便于脫模，可將分型面選在塑件中間的位，但此塑件外形有分型的痕跡。(2)分型面的選擇應(yīng)有利于保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求。(3)分型面的選擇應(yīng)有利于成型零件的加工制造。(4)分型面應(yīng)有利于側(cè)向抽芯，但是此模具無須側(cè)向抽芯，此點可以不必考塑料熔體在填充模具的型腔過程中同時要排出型強及流道原有的空氣，除此的空氣產(chǎn)生高溫，會引起塑件局部碳化燒焦，或塑件產(chǎn)生氣泡，或使塑件熔接不良引起強度下降，甚至充模不滿。因該模具為小型模具，且分型面適宜，可利用分型面排氣，所以無需設(shè)計排機構(gòu)的設(shè)計(1)為避免裝配時方位搞錯而損壞模具，并且在模具閉合后使型腔保持正確(2)塑件在注入型腔過程中會產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或由于注射機的精度限制，(3)動定模合模時，首先導(dǎo)向機構(gòu)接觸，引導(dǎo)動定模正確閉合，避免凸模或型芯先進入型腔，產(chǎn)生干涉而損壞零件。由于注塑壓力的各向性就會對導(dǎo)柱進行平磨后裝平磨后裝機構(gòu)的設(shè)計(1)因為塑料收縮是抱緊凸模，所以頂出力的作用點應(yīng)盡量靠近凸模。因為(2)頂出力應(yīng)作用在塑件剛性和強度最大的部位，如加強筋，壁厚等處。作(3)為了保證良好的塑件外觀，頂出位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗庥^(4)若頂出部位需設(shè)在塑件使用或裝配的基準(zhǔn)面上時，對不影響塑件尺寸和型芯配合長度以減少磨擦，可以將頂管配合孔的后半段直徑減少，一般減少計在注射成型過程中，模具溫度直接影響到塑件的質(zhì)量如收縮率、翹曲變形、不同，模具溫度的要求有盡相同，因此，對模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計及優(yōu)化分析在一定程度上決定了塑件的質(zhì)量和成本，模具溫度直接影響到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件質(zhì)量，而模具溫度的高低取決于塑料結(jié)晶性，塑件尺寸與結(jié)構(gòu)、性能要求以及其它工藝條件如熔料溫度、注射速度、注射壓力、模塑周期等。影響注射模冷卻的因素很多，如塑件的形狀和分型面的設(shè)計，冷卻介質(zhì)的種類、溫度、流速、冷卻管道的幾何參數(shù)及空間布置，模具材料、熔體溫度、塑件要求的頂出溫度和模具溫度，塑件和模具間的熱循環(huán)交互作用等。(1)低的模具溫度可降低塑件的收縮率。(2)模具溫度均勻、冷卻時間短、注射速度快，可降低塑件的翹曲變形。(3)對結(jié)晶性聚合物，提高模具溫度可使塑件尺寸穩(wěn)定，避免后結(jié)晶現(xiàn)象，但是將導(dǎo)致成型周期延長和塑件發(fā)脆的缺陷。(4)隨著結(jié)晶型聚合物的結(jié)晶度的提高，塑件的耐應(yīng)力開裂性降低，因此降與塑(5)提高模具溫度可以改善塑件的表面質(zhì)量。?？傊龅絻?yōu)質(zhì)、高效率生產(chǎn)，模具必須進行溫度調(diào)節(jié)。對溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求：(1)確定加熱或是冷卻；(2)模溫均一，塑件各部分同時冷卻；(3)采用低的模溫，快速且大量通冷卻水；溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)盡量結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，成本低廉。冷卻水孔數(shù)量大于或等于3根都是可行的。這樣做同時可實現(xiàn)盡量降低入水與出(1)澆口處加強冷卻；(2)冷卻水孔到型腔表面的距離相等；(3)冷卻水孔數(shù)量應(yīng)盡可能的多，孔徑應(yīng)盡可能的大；(4)冷卻水孔道不應(yīng)穿過鑲快或其接縫部位，以防漏水。(5)進水口水管接頭的位置應(yīng)盡可能設(shè)在模具的同一側(cè)，通常應(yīng)設(shè)在注塑機(6)冷卻水孔應(yīng)避免設(shè)在塑件的熔接痕處。模具應(yīng)用電加熱。裝配模具是模具制造過程中的最后階段，裝配精度直接影響到模具的質(zhì)量、壽命和各部分的功能。模具裝配過程是按照模具技術(shù)要求和相互間的關(guān)系，將合格的零件連接固定為組件、部件直至裝配為合格的模具。在模具裝配過程中，對模具的裝配精度應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)，模具的裝配精度包括相關(guān)零件的位置精度，相關(guān)的運動精度，配合精度及接觸只有當(dāng)各精度要求得到保證，才能使模具的整體要求得到保證。塑料模的裝配基準(zhǔn)分為兩種情況，一是以塑料模中和主要零件臺定模，動模的型腔，型芯為裝配基準(zhǔn)。這種情況，定模各動模的導(dǎo)柱和導(dǎo)套孔先不加工，先將型腔和型芯鑲塊加工好，然后裝入定模和動模內(nèi)，將型腔和型芯之間墊片法或模中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)在分模面上澆口套周圍出現(xiàn)塑料飛邊，就是由于沒有間隙的原因。為了有效的防止飛邊，可以接近塑件的有相對位移的面上銼一個三角形的槽，由于空氣的壓力的緣故可以更好的防止飛邊。(1)確定裝配基準(zhǔn)；拭干凈；(3)調(diào)整各零件組合后的累積尺寸誤差，如各模板的平行度要校驗修磨，以值，(5)組裝導(dǎo)向系統(tǒng)并保證開模合模動作靈活，無松動和卡滯現(xiàn)象；(6)組裝冷卻和加熱系統(tǒng)，保證管路暢通，不漏水，不漏電，門動作靈活緊固所連接螺釘，裝配定位銷。裝配液壓系統(tǒng)時允許使用密封填料或密封膠，但應(yīng)模具預(yù)熱的方法，采用外部加熱法，將鑄鋁加熱板安裝在模具外部，從外部損耗量大。②筒和噴嘴的加熱根據(jù)工藝手冊中推薦的工藝參數(shù)將料筒和噴嘴加熱，與模具同時進行。③工藝參數(shù)的選擇和調(diào)整根據(jù)工藝手冊中推薦的工藝參數(shù)初選溫度，壓力，時間參數(shù)，調(diào)整工藝參數(shù)壓力，時間，溫度這樣的先后順序變動。塑在料筒中的塑料和模具達(dá)到預(yù)熱溫度時，就可以進行試注塑，觀察注塑塑件的質(zhì)量缺陷，分析導(dǎo)致缺陷的原因，調(diào)整工藝參數(shù)和其他技術(shù)參數(shù)，直至達(dá)到最(8)模具的維護不正常的損壞絕大多數(shù)是由于操作不當(dāng)所致模具的徹底報廢。嚴(yán)防零件在裝配過程中磕、碰、劃傷和銹蝕。裝配滾動軸承允許采用機油進行熱注塑機推動推桿墊板兼頂管墊板使動定模分開，在導(dǎo)柱導(dǎo)向的情況下，動定模順利分型，同時拉料桿拉斷澆口，使塑件在推板和頂管的作用下順利脫出。閉合時，同樣在導(dǎo)柱和導(dǎo)套的導(dǎo)向作用下通過頂柱使頂桿先