梯形塑料箱體的注塑模具設(shè)計(jì)-注射模側(cè)抽芯1模2腔含UG三維及11張CAD圖-獨(dú)家.zip

梯形塑料箱體的注塑模具設(shè)計(jì)-注射模側(cè)抽芯1模2腔含UG三維及11張CAD圖-獨(dú)家.zip,梯形,塑料,箱體,注塑,模具設(shè)計(jì),注射,模側(cè)抽芯,UG,三維,11,CAD,獨(dú)家 1 梯形箱體的注塑模具設(shè)計(jì) 摘 要 現(xiàn)代社會(huì) 不管是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外 經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都是相當(dāng)?shù)目?針對(duì)塑料模 的設(shè)計(jì) 在實(shí)際的應(yīng)用還有關(guān)于它的研究都是很廣泛的 這篇論文不僅對(duì)產(chǎn)品 的性能還有功能都非常了解 對(duì)于產(chǎn)品的工藝還有大小要求都是非常高的 關(guān) 于這些在論文里面都進(jìn)行了分析 在這篇論文里面主要設(shè)計(jì)的是梯形箱體注塑模具 本文主要通過(guò)使用 moldflow 軟件進(jìn)行了梯形箱體塑料件的澆口位置 成型窗口 填充 流動(dòng) 冷 卻等方面的模擬分析 從而確定了成型方案 在此基礎(chǔ)上完成了梯形箱體注塑 模具設(shè)計(jì)的所有內(nèi)容 其中包括模架的選擇 注射機(jī)的選擇 必要的工藝計(jì)算 模具各部分結(jié)構(gòu)的的設(shè)計(jì) 模具總裝圖 零件工程圖的繪制等 在對(duì)模具進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候 主要設(shè)計(jì)的東西有 確定注塑機(jī)的類型 設(shè)計(jì) 分型面 設(shè)計(jì)型腔 設(shè)計(jì)澆筑系統(tǒng) 對(duì)型腔的大小進(jìn)行計(jì)算 對(duì)型芯的大小進(jìn) 行計(jì)算 將圖紙畫(huà)出來(lái)等等 我們這篇論文在對(duì)塑料產(chǎn)品的外形 大小還有精 確度分析之后 確定了注射加工的工藝 設(shè)計(jì)了抽芯裝置 在分析的時(shí)候 著 重關(guān)注了模具的整體受到的負(fù)荷 設(shè)計(jì)出模具的退出裝置 合模裝置 冷卻系 統(tǒng)還有排氣系統(tǒng) 將一個(gè)總的裝配圖還有零部件的圖紙畫(huà)出來(lái) 在進(jìn)行設(shè)計(jì)的 時(shí)候 一定要確保模具的構(gòu)造不能復(fù)雜 要合理 要緊湊 在進(jìn)行工作的時(shí)候 可靠性要高 在進(jìn)行工作的時(shí)候可以全自動(dòng)進(jìn)行 關(guān)鍵詞 moldflow 軟件 梯形箱體 模擬分析 模具設(shè)計(jì) 2 Abstract Modern society whether at home or abroad the economic development is quite rapid for the design of plastic molds in practical applications and Research on it are very extensive this paper not only on the performance of products and functions are very well understood for the product process and size requirements are very high All these are analyzed in the paper In this paper the main design is the trapezoidal box injection mold this paper mainly uses Moldflow software trapezoidal box plastic parts gate position molding window filling flow cooling and other aspects of simulation analysis so as to determine the molding program On this basis all the contents of the trapezoidal box injection mold design are completed including the choice of mold frame the choice of injection machine the necessary process calculation the design of the mold structure of each part the assembly drawing of the mold the drawing of the part engineering drawing and so on In the design of the mold the main design of the things are to determine the type of injection molding machine design parting surface design cavity design pouring system the size of the cavity for calculation the size of the core for calculation the drawing out and so on In this paper after analyzing the shape size and accuracy of plastic products we determined the injection processing technology and designed the core pulling device In the analysis the overall load on the mold was focused on the design of the mold exit device die closing device cooling system and exhaust system a general assembly drawing and parts of the drawings out In the design we must ensure that the structure of the mold can not be complex reasonable compact high reliability in the work in the work can be fully automatic Key words Moldflow software trapezoidal box simulation analysis die design 3 目 錄 第一章 概 論 1 1 1 注射成型模具的地位及發(fā)展趨勢(shì) 1 1 1 1 注塑成型模具的地位 1 1 1 2 注塑成型模具的發(fā)展趨勢(shì) 2 1 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)選題的背景目的和意義 2 1 2 1 設(shè)計(jì)選題的背景和設(shè)計(jì)方法 2 1 2 2 設(shè)計(jì)的目的和意義 2 第二章 塑件工藝分析 4 2 1 塑件分析 4 2 2 塑件材料分析 4 2 2 塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析 5 2 3 塑件成型工藝條件分析 5 第三章 塑件模擬分析 7 3 1 建立分析模型 7 3 2 確定澆口位置 8 3 3 一模兩腔 MOLDFLOW 分析 9 3 3 1 填充分析 9 3 3 2 冷卻分析結(jié)果 13 3 3 3 成型工藝條件 15 第四章 注塑模設(shè)計(jì) 16 4 1 分型面的設(shè)計(jì) 16 4 2 型腔數(shù)目的確定和排列方式 16 4 3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 18 4 3 1 澆注系統(tǒng)組成 18 4 3 2 確定澆注系統(tǒng)的原則 18 4 4 3 3 主流道的設(shè)計(jì) 19 4 3 4 分流道的設(shè)計(jì) 20 4 3 5 澆口的設(shè)計(jì) 21 4 3 6 冷料穴的設(shè)計(jì) 21 4 4 注射模成型零部件的設(shè)計(jì) 7 22 4 4 1 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22 4 4 2 成型零部件工作尺寸的計(jì)算 23 4 5 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 26 4 6 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 27 4 6 1 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則 27 4 6 2 脫模機(jī)構(gòu)類型的選擇 27 4 6 3 后模推桿機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì) 28 4 7 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 29 4 7 1 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 31 4 8 2 冷卻系統(tǒng)之設(shè)計(jì)規(guī)則 31 4 9 模架及標(biāo)準(zhǔn)件的選用 32 4 9 1 模架的選用 32 第五章 總裝配圖 34 5 1 二維裝配圖 34 5 2 三維圖 36 第五章 結(jié) 論 37 參考文獻(xiàn) 40 附錄 41 5 第 1 章 概 論 1 1 注射成型模具的地位及發(fā)展趨勢(shì) 塑料是當(dāng)今極具活力的一門(mén)產(chǎn)業(yè) 塑料是現(xiàn)代主要的工業(yè)結(jié)構(gòu)材料之一 廣泛應(yīng)用于汽車(chē) 宇航 電子通信 儀器儀表 文體用品 化工 紡織 醫(yī)藥 衛(wèi)生 建筑五金等各個(gè)領(lǐng)域 至 2004 年 我國(guó)塑料制件的年產(chǎn)量已突破 2500 1 萬(wàn)噸 展望 21 世紀(jì) 高分子合成材料將進(jìn)入質(zhì)的飛躍發(fā)展時(shí)期 1 1 1 注塑成型模具的地位 從 2003 年我國(guó)模具進(jìn)口的海關(guān)統(tǒng)計(jì)資料可知 塑料模具占了模具進(jìn)口量的 57 而注射成型模具在整個(gè)塑料模具中占據(jù)了很大的比例 注射成型模具設(shè) 計(jì)得好壞 決定著注塑成型制件的質(zhì)量?jī)?yōu)劣及成品率高低 也就是說(shuō) 是否能 加工出優(yōu)質(zhì)價(jià)廉的塑料制件 在很大程度上要靠注塑成型模具設(shè)計(jì)的合理性和 先進(jìn)性來(lái)保證 現(xiàn)代塑料制件的生產(chǎn)中 合理的注塑成型工藝 先進(jìn)的注塑成型模具及高 精度 高效率的注塑設(shè)備是當(dāng)代塑料成型加工中必不可少的三個(gè)重要因素 尤 其是注塑模具對(duì)完成塑料加工工藝要求 塑料制件使用要求和造型設(shè)計(jì)起著重 要作用 高效的 全自動(dòng)的設(shè)備也只有裝上能自動(dòng)化生產(chǎn)的模具才有可能發(fā)揮 其效能 產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具制造和創(chuàng)新為前提的 我國(guó)注塑模具產(chǎn)品水平自 2004 年以來(lái)也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步 在大型注塑模 具方面 可以生產(chǎn) 1219mm 電視機(jī)的塑料外殼模具 6 5kg 大容量洗衣機(jī)洗衣桶 的模具以及汽車(chē)保險(xiǎn)杠 整體儀表板等塑料模具 在精密注塑模具方面 已能 生產(chǎn)照相機(jī)塑料模具 多型腔中模數(shù)齒輪模具等 這也顯示了目前我國(guó)注塑模 技術(shù)已達(dá)到了較高水平 并在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用 現(xiàn)在考察某個(gè)國(guó)家的科學(xué)與生產(chǎn)技術(shù)水平 塑料的生產(chǎn)與應(yīng)用情況是重要 標(biāo)志之一 塑料的加工與應(yīng)用和塑料工業(yè)發(fā)展的快慢 對(duì)國(guó)家科技與生產(chǎn) 以 及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展的巨大影響是不言而喻的 隨著現(xiàn)代化技術(shù)的迅速發(fā)展 人 們生存在 塑料世界 1 洪慎章 實(shí)用注塑成型及模具設(shè)計(jì) 北京 6 機(jī)械工業(yè)出版社 注塑模在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中將處于十分重要的地位 1 1 2 注塑成型模具的發(fā)展趨勢(shì) 我國(guó)塑料模具工業(yè)起步晚 底子薄 與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比存在很大的差距 但在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和與之相配套的一系列國(guó)家經(jīng)濟(jì)政策的支持和改革開(kāi)放方針 引導(dǎo)下 我國(guó)注塑模得到迅速發(fā)展 高效率 自動(dòng)化 大型 微型 精密 無(wú) 流道 氣體輔助 高壽命模具在整個(gè)模具產(chǎn)量中所占的比例越來(lái)越大 總體上 來(lái)看注塑模具發(fā)展趨勢(shì) 注塑成型模具正加深理論研究 加速推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程 擴(kuò)大研究各種特殊結(jié)構(gòu)注塑模具 全面推廣 CAD CAE CAM 進(jìn)一步加強(qiáng)快速 原型制造技術(shù) 1 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)選題的背景目的和意義 1 2 1 設(shè)計(jì)選題的背景和設(shè)計(jì)方法 本次設(shè)計(jì)的圓形筒是一商品 在日常生活中它有很多的應(yīng)用 由于它的生 產(chǎn)批量大 精度要求高 且材料為塑料 ABS 適合在塑料模具行業(yè)進(jìn)行生產(chǎn) 本設(shè)計(jì)中使用注射模具來(lái)生產(chǎn)該產(chǎn)品 其原理是將粒狀塑料連續(xù)輸入到成型機(jī) 的料筒中加熱熔融 然后由注射桿推進(jìn) 由噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)導(dǎo)入模具中 然后保壓冷卻 使之固化成型 為了合理而快速的設(shè)計(jì)出模具 采用參數(shù)化設(shè) 計(jì) 保證模具的各種數(shù)據(jù)上有緊密的量的聯(lián)系 整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程包括工藝條件的 分析 最佳方案的確定 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模具二維和三維圖的繪制 使用 MPA 分析制件的成型工藝 使用 PROE 進(jìn)行三維建模并進(jìn)行參數(shù)化分析 通過(guò) CAD 繪制各種零件圖 最后整理設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 完成整個(gè)設(shè)計(jì) 1 2 2 設(shè)計(jì)的目的和意義 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì) 預(yù)期達(dá)到以下目的 1 加深對(duì)塑料的組成及性能的了解 2 了解塑料成型的基本原理 學(xué)會(huì)正確分析成型工藝對(duì)模具的要求 3 掌握一類成型模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)方法 4 具有初步分析 解決模具現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)問(wèn)題的能力 注塑成型是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)問(wèn) 若想對(duì)它融會(huì)貫通 還需要長(zhǎng)期的生 產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) 在畢業(yè)設(shè)計(jì)中 需要對(duì)大學(xué)四年以來(lái)學(xué)過(guò)的知識(shí)進(jìn)行綜合應(yīng)用 7 即可以加深對(duì)已學(xué)知識(shí)的理解 又可以從中發(fā)現(xiàn)不足同時(shí) 也可以加強(qiáng)創(chuàng)新以 及動(dòng)手能力的培養(yǎng) 加強(qiáng)獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力 因此 本次圓形筒的設(shè) 計(jì)有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義 8 第 2 章 塑件工藝分析 2 1 塑件分析 如圖 2 1 所示 塑件為殼體 外狀規(guī)則且對(duì)稱 有圓角過(guò)渡 這些因素 都有利于注射成形 其內(nèi)部形狀有正四面體的凹陷 脫模有一定的困難 該塑 件有側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 塑件的外觀要有光滑 無(wú)明顯外觀缺陷 圖 2 1 塑件模型 2 2 塑件材料分析 ABS 是由丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚而成的 這三種組分的各自特 性使 ABS 具有良好的耐化學(xué)腐蝕性及表面硬度 堅(jiān)韌 良好的加工性和染色性 能等一系列良好的綜合性能 ABS 無(wú)毒 無(wú)味 呈微黃色 成型的塑料有較好的光澤 有極好的抗 沖擊強(qiáng)度 且在低溫下也不迅速下降 有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性 耐 油性 耐水性 化學(xué)穩(wěn)定性和電器性能 其工藝參數(shù)如表 2 1 所示 ABS 的主要成型特點(diǎn)是 成型壓力較高 塑料上的脫模斜度宜稍大 成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥的處理 模具設(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 要求塑件精度高時(shí) 模具溫度可控制在 40 60 要求塑件光澤和耐 熱時(shí) 應(yīng)控制在 60 80 材料 ABS 壁厚 2 0 9 2 2 塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析 了解制件的用途 分析塑料制件的工藝性 包括結(jié)構(gòu)分析 尺寸精度和表 面質(zhì)量等 例如塑料制件在外表形狀 顏色透明度 使用性能方面的要求是什 么 塑件的幾何結(jié)構(gòu) 斜度 嵌件等情況是否合理 熔接痕 縮孔等成型缺陷 的允許程度 有無(wú)涂裝 電鍍 膠接 鉆孔等后加工 選擇塑料制件尺寸精度 最高的尺寸進(jìn)行分析 看看估計(jì)成型公差是否低于塑料制件的公差 能否成型 出合乎要求的塑料制件來(lái) 此外 還要了解塑料的塑化及成型工藝參數(shù) 本塑件為圓形桶狀薄壁商品 壁厚均勻 有利于各部分同時(shí)冷卻 減緩內(nèi) 應(yīng)力 將零件開(kāi)口朝上放置 其底部有一個(gè)圓形凸起 上部有一個(gè)凸臺(tái) 并開(kāi) 有小窗 需要采用側(cè)抽芯結(jié)構(gòu) 桶比較深 要求較大的開(kāi)模行程 但有足夠的 斜度 可以順利脫模 經(jīng)模流分析 氣孔和熔結(jié)痕較少 且不在關(guān)鍵部位 充 型質(zhì)量很高 可以保證表面質(zhì)量 塑件體積為 107 95cm3 塑件不允許有裂紋 變形缺陷 精度等級(jí)為高精度 綜上 可以成型合格的塑料制件來(lái) 2 3 塑件成型工藝條件分析 成型本零件使用聚苯乙烯 ABS 該材料為熱塑性塑料 比重小 具有 高的強(qiáng)度 剛性 硬度 耐腐蝕 性耐熱性 電絕緣性優(yōu)良 可在 100 左右 使用 該塑料為無(wú)定形高聚物 注射時(shí)一般不需要進(jìn)行干燥 流動(dòng)性好 它的 流變特性是黏度對(duì)剪切速率的依賴性比溫度的依賴性大 因此 在注射充模時(shí) 通過(guò)提高注射壓力或注射速度來(lái)增大熔體的流動(dòng)性比通過(guò)提高溫度有利 其結(jié) 晶能力較強(qiáng) 提高模具溫度將有助于制件結(jié)晶度的增加 甚至能提前脫模 同 時(shí) 聚苯乙烯質(zhì)軟易脫模 塑件有淺的倒凹模時(shí)可強(qiáng)行脫模 表 2 3 1 ABS 的 基 本 特 性 參 數(shù) 項(xiàng)目 參數(shù) 密度 g cm 1 02 1 08 壓縮比 1 9 2 2 拉伸彈性模量 KMpa 2 8 3 5 泊松比 0 32 成型收縮率 0 2 0 8 吸水率 0 03 0 05 與鋼的磨擦因數(shù) 0 12 10 資料來(lái)源 黃虹主編 塑料成型加工與模具 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2002 第 302 頁(yè) 表 2 3 2 推 薦 成 型 工 藝 塑料 項(xiàng)目 ABS 注射機(jī)類型 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速 r min 30 60 形式 直通式噴嘴 溫度 C 160 170 前段 170 190 中段 料筒溫度 C 后段 140 160 模具溫度 C 20 60 注射壓力 MPa 60 100 保壓力 Mpa 30 40 注射時(shí)間 s 0 3 保壓時(shí)間 s 15 40 冷卻時(shí)間 s 15 30 成型周期 s 40 90 資料來(lái)源 王孝培主編 塑料成型工藝及模具簡(jiǎn)明手冊(cè) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2000 6 第 63 頁(yè) 2 4 塑件的尺寸精度 塑件采用自由尺寸要求 由塑料制件尺寸公差 SJ T10628 95 采用本標(biāo)準(zhǔn) 的 8 級(jí)精度 11 第三章 塑件模擬分析 這里主要用到塑料模流分析軟件 Moldflow 通過(guò) Mold flow 模流分析不僅 能夠模擬分析塑料熔體進(jìn)入模具的流動(dòng)過(guò)程 而且可以對(duì)塑料的澆口位置 壓 力分布 冷卻過(guò)程以及注塑工藝條件等進(jìn)行模擬分析 從而得到最佳澆口位置 和澆口的個(gè)數(shù)以及預(yù)測(cè)可能會(huì)出現(xiàn)的缺陷 只有好的網(wǎng)格才能真正的模擬實(shí)際 產(chǎn)品的各個(gè)問(wèn)題 這樣可以得到及時(shí)的改進(jìn) 達(dá)到縮短模具的制造周期 3 1 建立分析模型 由于塑件的內(nèi)部有很多的自閉合環(huán)路 導(dǎo)致零件的匹配百分比不高 所以 采用近似分析 分析中采用 fusion 網(wǎng)格 塑件材料為 ABS 圖 3 1 為塑件處理 后的 3D 實(shí)體模型的有限元網(wǎng)格模型 這次分析的有限元數(shù)據(jù)如圖 3 2 圖3 1 塑件有限元網(wǎng)格劃分圖 12 圖3 2 有限元分析模型數(shù)據(jù) 3 2 確定澆口位置 澆口位置的好壞 不僅影響到產(chǎn)品的外觀 而且影響到產(chǎn)品的質(zhì)量 Moldflow 可以根據(jù)模型幾何形狀及相關(guān)材料參數(shù) 工藝參數(shù)分析出最佳澆口位 置 從而避免由于開(kāi)設(shè)澆口位置的不當(dāng)產(chǎn)生缺陷 選擇 Moldflow 中的澆口位置項(xiàng)進(jìn)行優(yōu)化分析 如圖 3 3 所示 藍(lán)色為最 佳澆口位置 由塑件的尺寸分析 故采用一模兩腔 澆口為側(cè)澆口 圖3 3 塑件澆口位置 13 3 3 一模兩腔 moldflow 分析 3 3 1 填充分析 由圖3 4 的填充時(shí)間可以看出 澆口位置設(shè)在此位置的填充時(shí)間只需要 1 146s 并且到達(dá)兩塑件的時(shí)間相近 說(shuō)明交口設(shè)在此處可行 圖 3 4 澆口位置的填充時(shí)間 從圖 3 5 得知 氣穴位置都在側(cè)成型位置和分型面的接合處 可以從 排氣槽鑲件和動(dòng)定模的空隙中排出 這樣出現(xiàn)氣泡 焦痕的可能性較小 14 圖 3 5 氣穴分布 如圖3 6所示 速度 壓力切換時(shí)的壓力為32 02 也就是速度控制向壓力控 制轉(zhuǎn)換時(shí)的最高射壓值 當(dāng)前所有已填充部分 也就是著色部分 均是在速度 控制下完成填充的 圖中沒(méi)有灰色區(qū)域 即沒(méi)有未填充部分 圖 3 6 速度 壓力切換時(shí)的壓力圖 流動(dòng)前沿溫度 即熔融塑膠流經(jīng)不同位置時(shí)的溫度顯示 如圖 3 7 所示 15 塑膠經(jīng)流較薄的區(qū)域 會(huì)因流動(dòng)受阻 流速下降而加劇溫度下降 如果溫度下 降的幅度比較大 可能會(huì)產(chǎn)生滯流 如果溫度降到凝固點(diǎn)以下 就會(huì)出現(xiàn)短射 所以應(yīng)使熔融塑膠的溫度一直處于 加工工藝 推薦溫度的范圍之內(nèi) 從右側(cè) 的顯示可以看出 最高溫度為 230 C 最低溫度為 228 2 C 在成型參數(shù)中的 熔溫 230 C 說(shuō)明塑膠在流動(dòng)的過(guò)程中未出現(xiàn)大的溫度波動(dòng)和局部過(guò)熱現(xiàn)象 充 填比較順利 圖 3 7 溫度分布圖 圖 3 8 顯示的是在整個(gè)成型過(guò)程中需要的鎖模力值 從圖上可以看出 在 1 12s 時(shí)鎖模力值最高為 8 8 噸 鎖模力的顯示結(jié)果為選擇注塑機(jī)提供了很好 的參考 16 圖 3 8 澆口位置的鎖模力 圖 3 9 所示為注塑澆口的壓力曲線 注塑壓力是成型過(guò)程中的重要參 數(shù) 直接決定了注塑機(jī)能夠提高壓力值大小的下限 本模型壓力最大值為 34MPa 圖 3 9 注塑口壓力曲線 17 圖 3 10 所示為推薦螺桿速率曲線 很多成型缺陷都是由于塑膠在型 腔內(nèi)流動(dòng)不平穩(wěn)造成的 推薦的螺桿速度曲線圖可以為調(diào)機(jī)有很高的參考價(jià)值 有助于獲得平穩(wěn)的料流前沿 避免參與應(yīng)力過(guò)高 改善翹曲 同時(shí)這些曲線可 以用于設(shè)定注塑機(jī)的螺桿在注塑過(guò)程中的運(yùn)動(dòng) 圖 3 10 螺桿速率曲線 3 3 2 冷卻分析結(jié)果 圖 3 11 所示為平均溫度結(jié)果圖 制品的平均溫度顯示的是冷卻結(jié)束時(shí) 制 品厚度上的平均溫度值 該塑件選擇的材料的頂出溫度為 47 91 C 從圖中可 以看出制品的絕大部分區(qū)域的溫度在 47 91 C 即可開(kāi)模頂出 不會(huì)延長(zhǎng)成型 周期 提高生產(chǎn)效率 18 圖 3 11 平均溫度 圖 3 12 所示為回路冷卻液溫度結(jié)果圖 回路冷卻液的溫度變化幅度不 應(yīng)超過(guò) 2 3 由圖可知各管道冷卻液溫度變化值為 0 43 符合要求 圖 3 12 回路冷卻液溫度 19 圖 3 13 所示為冷管道管壁溫度的結(jié)果 冷卻管道的管壁溫度與模壁溫度的 差值應(yīng)控制在 5 之內(nèi) 本模型的差值在 1 17 符合要求 圖 3 13 冷卻管道管壁溫度 3 3 3 成型工藝條件 Moldflow 成型窗口會(huì)顯示成型工藝條件 推薦最大填充壓力 90 MPa 推薦的模具溫度為 45 推薦的熔體溫度 230 20 第4章 注塑模設(shè)計(jì) 4 1 分型面的設(shè)計(jì) 將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€(gè)或幾個(gè)可以分離的主要部分 它們的接觸表面分開(kāi) 時(shí)能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料 當(dāng)成型時(shí)又必須接觸封閉 這樣的接觸表面 稱為分型面 它是決定模具結(jié)構(gòu)的重要因素 每個(gè)塑件的分型面可能只有一種 選擇 也可能有幾種選擇 合理地選擇分型面是使塑件能完好的成型的先決條 件 選擇分型面時(shí) 應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮 1 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 2 使塑件在開(kāi)模后留在動(dòng)模上 3 分型面的痕跡不影響塑件的外觀 4 澆注系統(tǒng) 特別是澆口能合理的安排 5 使推桿痕跡不露在塑件外觀表面上 6 使塑件易于脫模 綜合考慮各種因素 并根據(jù)本模具制件的外觀特點(diǎn) 受用平面分型面 并 選擇在塑件的最大平面處 開(kāi)模后塑件留在動(dòng)模一側(cè) 圖 4 1 分型面 21 4 2 型腔數(shù)目的確定和排列方式 型腔的布局與澆注系統(tǒng)的布置密切相關(guān) 型腔的排布應(yīng)使每個(gè)型腔都通過(guò)澆 注系統(tǒng)從總壓力中均等的分得所需的壓力 以保證塑料熔體均勻地充滿每個(gè)型腔 使各型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量均一穩(wěn)定 這就要求型腔與主流道之間的距離盡可能 短 同時(shí)采用平衡流道 型腔布局由圖所示 由于本設(shè)計(jì)中塑件是上下兩部分 配合裝配使用 需要相同的注射工藝參數(shù) 以達(dá)到高的成功率 模具采用側(cè)澆 口 并采用中心對(duì)稱式布局 以求達(dá)到良好的澆注質(zhì)量 確定型腔的數(shù)目有四種方法 按注射機(jī)的最大注射量 注射機(jī)的額定鎖模 力 制品的精度要求以及加工的經(jīng)濟(jì)性 現(xiàn)在根據(jù)注射機(jī)的最大注射量來(lái)確定型腔數(shù)目 n 4 1 njgv 8 0 式中 注射機(jī)最大注射量 cm g 澆注系統(tǒng)凝料量 cm jv 單個(gè)塑件的體積 cm n 查表 2 1 1 250cm 設(shè)定 40cm gvjv 上面已算出 107 95 cm n 則 2 48 個(gè) 95 107428 所以 取 n 1 即采用一模二腔形式 若為多型腔模具 則應(yīng)使各型腔的排列盡量緊湊和對(duì)稱 且盡量使用平衡 進(jìn)料方式 本模具為一模二腔 平均分布在上下兩側(cè)既可 22 圖 4 型腔上下布局方式 4 3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指注射模中從主流道始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道 澆 注系統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無(wú)流道凝料澆注系統(tǒng)兩類 本設(shè)計(jì)中采用普 通點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng) 正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)對(duì)獲得優(yōu)質(zhì)的塑料制品極為重要 4 3 1 澆注系統(tǒng)組成 普通流道澆注系統(tǒng)的組成一般包括以下幾個(gè)部分 1 主澆道 2 第一分澆道 3 第二分澆道 4 第三分澆道 5 澆口 6 型腔 7 冷料穴 4 3 2 確定澆注系統(tǒng)的原則 在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮下列有關(guān)因素 a 塑料成型特性 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)所用塑料的成型特性的要求 以 保證塑件質(zhì)量 b 模具成型塑件的型腔數(shù) 設(shè)置澆注系統(tǒng)還應(yīng)考慮到模具是一模二腔或 一模多腔 澆注系統(tǒng)需按型腔布局設(shè)計(jì) c 塑件大小及形狀 根據(jù)塑件大小 形狀壁厚 技術(shù)要求等因素 結(jié)合 選擇分型面同時(shí)考慮設(shè)置澆注系統(tǒng)的形式 進(jìn)料口數(shù)量及位置 保證正常成型 還應(yīng)注意防止流料直接沖擊嵌件及細(xì)弱型芯受力不均以及應(yīng)充分估計(jì)可能產(chǎn)生 的質(zhì)量弊病和部位等問(wèn)題 從而采取相應(yīng)的措施或留有修整的余地 d 塑件外觀 設(shè)置澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮到去除 修整進(jìn)料口方便 同時(shí)不 影響塑件的外表美觀 23 e 冷料 在注射間隔時(shí)間 噴嘴端部的冷料必須去除 防止注入型腔影 響塑件質(zhì)量 故設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮儲(chǔ)存冷料的措施 6 4 3 3 主流道的設(shè)計(jì) 流道是澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具相接觸的部分開(kāi)始 到分流道為止 的塑料熔體的流動(dòng)通道 本設(shè)計(jì)中主流道為 5mm 1 主流道的尺寸 設(shè)計(jì)中選用的注射機(jī)其噴嘴直徑為 3 5 噴嘴球面半徑為 16 根據(jù)mm 圖 6 主流道各具體尺寸如下 2 R2018 mH5 3L 2tan LdD8 澆注系統(tǒng)與定位環(huán) 澆口套 2 主流道襯套的形式 選用如圖所示類型的襯套 這種類型可防止襯套在塑料熔體反作用下退出 定模 將主流道襯套和定位 re 球設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件 然后配合固定在模板上 襯 24 套與定模板的配合采用 67 mH 圖 7 主流道襯套及其固定形式 3 主流道襯套的固定 主流道襯套的固定 采用 2 個(gè) M5X20 的螺絲直接鎖附固定 4 3 4 分流道的設(shè)計(jì) 分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動(dòng)通道 分流道應(yīng) 能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài) 本設(shè)計(jì)中由于塑件排布比較緊 湊 且采用一點(diǎn)側(cè)澆口 如圖所示 主流道和點(diǎn)澆口的位置 25 分流道尺寸由塑料品種 塑件的大小及長(zhǎng)度確定 對(duì)于重量在 200g 以下 壁厚在 5mm 以下的塑件可用下面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算分流道的直徑 如下式 D 0 2654W1 2 L1 4 式中 D 分流道的直徑 mm W 塑件的質(zhì)量 g L 分流道的長(zhǎng)度 mm 此式計(jì)算的分流道直徑限于 3 2mm 9 5mm 對(duì)于 PPE 材料應(yīng)將計(jì)算結(jié) 果增加 25 對(duì)于梯形分流道 H 2D 3 對(duì)于 U 形分流道 H 1 25R R 0 5D D 算出后一般取整數(shù) 對(duì)于半圓形 H 0 45R 對(duì)于流動(dòng)性極好的塑料 如 PE PA 流動(dòng)性較好 當(dāng)分流道很短時(shí) 其直 徑可小到 2mm 左右 對(duì)于流動(dòng)性差的塑料 如 PC HPVC 及 PPE 等 分流道直 徑可以大到 13mm 大多數(shù)塑料所用分流道的直徑為 6mm 10mm 本次設(shè)計(jì)選用的是 PPE 流動(dòng)性一般 塑件尺寸比較大 經(jīng)計(jì)算得分 流道的直徑為 6mm 4 3 5 澆口的設(shè)計(jì) 澆口又叫進(jìn)料口 是連接分流道與型腔的通道 它有兩個(gè)功能 一是對(duì)塑 料熔體流入型腔起著控制作用 另一個(gè)是當(dāng)注射壓力撤銷后封鎖型腔 使型腔 中尚未固化的塑料不會(huì)倒流 常向的澆口形式有直接澆口 點(diǎn)澆口 點(diǎn)式澆口 扇形澆口 圓盤(pán)式澆口 環(huán)形澆口等 澆口的位置選擇原則 澆口的位置與塑件的質(zhì)量有直接影響 在確定澆口位置時(shí) 應(yīng)考慮以 下幾點(diǎn) 1 熔體在型腔內(nèi)流動(dòng)時(shí) 其動(dòng)能損失最小 要做到這一點(diǎn)必須使 1 流程 包括分支流程 為最短 2 每一股分流都能大致同時(shí)到達(dá)其最遠(yuǎn)端 3 應(yīng)先從壁厚較厚的部位進(jìn)料 4 考慮各股分流的轉(zhuǎn)向越小越好 2 有效地排出型腔內(nèi)的氣體 根據(jù)澆口選用原則和為保證塑件表面質(zhì)量及美觀效果 采用點(diǎn)澆口 澆口一般尺寸如 CAD 圖所示 根據(jù)此圖結(jié)合實(shí)際選用適當(dāng)值 點(diǎn)澆口進(jìn)膠 點(diǎn)寬 4mm 4 3 6 冷料穴的設(shè)計(jì) 主流道的末端需要設(shè)置冷料穴以往上制品中出現(xiàn)固化的冷料 因?yàn)樽钕攘?入的塑料因接觸溫度低的模具而使料溫下降 如果讓這部分溫度下降的塑料流 26 入型腔會(huì)影響制品的質(zhì)量 為防止這一問(wèn)題必須在沒(méi)塑料流動(dòng)方向在主流道末 端設(shè)置冷料穴以便將這部分冷料存留起來(lái) 冷料穴一般開(kāi)設(shè)在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上 其標(biāo)稱直徑與主流道直徑相同 或略大一些 這里取為 最終要保證冷料體積小于冷料穴體積 冷料穴的m6 z 形式有多種 這里采用倒錐形的冷料穴拉出主流道凝料的形式 它與推桿配 用 開(kāi)模時(shí)倒錐形的冷料穴通過(guò)內(nèi)部的冷料先將主流道凝料拉出定模 最后在 推桿的作用下將冷料和和主流道凝料隨制品一起被頂出動(dòng)模 如上圖所示 4 4 注射模成型零部件的設(shè)計(jì) 7 模具閉合時(shí)用來(lái)填充塑料成型制品的空間稱為型腔 構(gòu)成模具型腔的零部 件稱成型零部件 一般包括凹模 凸模 型環(huán)和鑲塊等 成型零部件直接與塑 料接觸 成型塑件的某些部分 承受著塑料熔體壓力 決定著塑件形狀與精度 因此成型零部件的設(shè)計(jì)是注射模具的重要部分 成型零部件在注射成型過(guò)程中需要經(jīng)常承受溫度壓力及塑料熔體對(duì)它們的 沖擊和摩擦作用 長(zhǎng)期工作后晚發(fā)生磨損 變形和破裂 因此必須合理設(shè)計(jì)其 結(jié)構(gòu)形式 準(zhǔn)確計(jì)算其尺寸和公差并保證它們具有足夠的強(qiáng)度 剛度和良好的 表面質(zhì)量 4 4 1 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要應(yīng)在保證塑件質(zhì)量要求的前提下 從便于加工 裝配 使用 維修等角度加以考慮 1 凹模的設(shè)計(jì) 凹模也稱為型腔 是用來(lái)成型制品外形輪廓的模具零件 其結(jié)構(gòu)與制 品的形狀 尺寸 使用要求 生產(chǎn)批量及模具的加工方法等有關(guān) 常用的結(jié)構(gòu) 形式有整體式 嵌入式 鑲拼組合式和瓣合式四種類型 本設(shè)計(jì)中采用整體式凹模 其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 牢固可靠 不容易變形 成型出來(lái)的制品表面不會(huì)有鑲拼接縫的溢料痕跡 還有助于減少注射模中成型 零部件的數(shù)量 并縮小整個(gè)模具的外形結(jié)構(gòu)尺寸 不過(guò)模具加工起來(lái)比較困難 要用到數(shù)控加工或電火花加工 27 型腔 3D 圖 2 凸模的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中零件結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單 深度不大 但經(jīng)過(guò)對(duì)塑件實(shí)體的仔細(xì)觀察研 究發(fā)現(xiàn) 塑件采用的是整體式型芯 這樣的型芯加工方便 便于模具的維護(hù) 型芯與動(dòng)模板的配合可采用 6 7PH 型芯 3D 圖 4 4 2 成型零部件工作尺寸的計(jì)算 成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸 主 要有型腔和型芯的徑向尺寸 型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸 型芯和型芯 28 之間的位置尺寸 以及中心距尺寸等 在模具設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)塑件的尺寸及精度等級(jí)確定成型零部件的工作尺寸及 精度等級(jí) 影響塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收縮率 模具成型零部件的 制造誤差 模具成型零部件的磨損及模具安裝配合方面的誤差 這些影響因素 也是作為確定成型零部件工作尺寸的依據(jù) 由于按平均收縮率 平均制造公差和平均磨損量計(jì)算型芯型腔的尺寸有一 定的誤差 因?yàn)槟＞咧圃旃詈湍＞叱尚土悴考谑褂弥械淖畲竽p量大多憑 經(jīng)驗(yàn)決定 這里就只考慮塑料的收縮率計(jì)算模具盛開(kāi)零部件的工作尺寸 塑件經(jīng)成型后所獲得的制品從熱模具中取出后 因冷卻及其它原因會(huì)引起 尺寸減小或體積縮小 收縮性是每種塑料都具有的固有特性之一 選定 PPE 材 料的平均收縮率為 0 5 剛計(jì)算模具成型零部件工作尺寸的公式為 BA05 式中 A 模具成型零部件在常溫下的尺寸 B 塑件在常溫下實(shí)際尺寸 成型零部件工作尺寸的公差值可取塑件公差的 1 3 1 4 或取 IT7 8 級(jí)作為模具制造公差 在此取 IT8 級(jí) 型芯工作尺寸公差取 IT7 級(jí) 模具型腔 的小尺寸為基本尺寸 偏差為正值 模具型芯的最大尺寸為基本尺寸 偏差為 負(fù)值 中心距偏差為雙向?qū)ΨQ分布 各成型零部件工作尺寸的具體數(shù)值見(jiàn)圖紙 1 主型芯參數(shù)的確定 主型芯徑向尺寸 主型芯徑向尺寸按以下公式計(jì)算 4 2 0 zxSllcpsm 式中 型芯基本尺寸 ml 塑件內(nèi)形基本尺寸 s 塑料平均收縮率 0 6 cpS 修正系數(shù) 取 x43 29 塑件尺寸公差 型芯制造公差 取 z 3 則主型芯大端徑向尺寸 034 1 06 4 ml 01 9 主型芯小端徑向尺寸 03 2 9 l 01 72 主型芯的軸向尺寸 主型芯軸各尺寸按以下公式計(jì)算 4 3 0 ZxShcpsm 式中 型芯基本尺寸 塑件內(nèi)形基本尺寸 s 塑料平均收縮率 0 6 cpS 修正系數(shù) x32 塑件尺寸公差 型芯制造公差 取 z 則主型芯高度 038 206 13 mh 013 計(jì)算參數(shù)如圖 4 4 1 所示 圖 4 4 1 型芯主要尺寸計(jì)算示意圖 1 型腔參數(shù)的確定 型腔徑向尺寸 30 ZxSLcpsm 0 4 4 式中 型腔基本尺寸 塑件外形基本尺寸 sL 塑料平均收縮率 0 6 cpS 修正系數(shù) 取 x43 塑件尺寸公差 型腔制造公差 取 z 3 則型腔大端尺寸為 3 4 01 06 8 mL 13 058 型腔小端尺寸為 3 02 4 2795 10 629 型腔軸向尺寸 型腔軸向尺寸按以下公式計(jì)算 4 5 ZxSHcpsm 0 式中 型腔基本尺寸 mH 塑件外形基本尺寸 s 塑料平均收縮率 0 6 cpS 修正系數(shù) x32 塑件尺寸公差 型芯制造公差 取 z 3 8 0 206 13 mH13 05 31 4 5 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 排氣是注射模設(shè)計(jì)中不可忽視的一個(gè)問(wèn)題 在注射成型中 若模具排氣不 良 型腔內(nèi)的氣體受壓縮將產(chǎn)生很大的背壓 阻止塑料熔體正常快速充模 同 時(shí)氣體壓縮所產(chǎn)生的熱使塑料燒焦 在充模速度大 溫度高 物料黏度低 注 射壓力大和塑件過(guò)厚的情況下 氣體在一定的壓縮程度下會(huì)滲入塑料制件內(nèi)部 造成氣孔 組織疏松等缺陷 特別是快速注射成型工藝的發(fā)展 對(duì)注射模的排 氣系統(tǒng)要求就更為嚴(yán)格 在塑料熔體充模過(guò)程中 模腔內(nèi)除了原有的空氣外 還有塑料含有的水分 在注射溫度下蒸發(fā)而成的水蒸氣 塑料局部過(guò)熱分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)性氣體 塑料中某些添加劑揮發(fā)或化學(xué)反應(yīng)所生成的氣體 常用的排氣方式有利用配合 間隙排氣 在分型面上開(kāi)設(shè)排氣槽排氣 利用推桿運(yùn)動(dòng)間隙排氣等 由于本次設(shè)計(jì)中模具尺寸不大 本設(shè)計(jì)中采用間隙排氣的方式 而不另設(shè) 排氣槽 利用間隙排氣 以不產(chǎn)生溢料為宜 其值與塑料熔體的粘度有關(guān) 4 6 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 塑件從模具上取下以前還有一個(gè)從模具的成型零部件上脫出的過(guò)程 使塑 件從成型零部件上脫出的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu) 主要由推出零件 推出零件固定 板和推板 推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位部件等組成 4 6 1 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則 使塑件脫模時(shí)不發(fā)生變形 略有彈性變形在一般情況下是允許的 但不能 形成永久變形 推力分布依脫模阻力的的大小要合理安排 推桿的受力不可太大 以免造成塑件的被推局部產(chǎn)生隙裂 推桿的強(qiáng)度及剛性應(yīng)足夠 在推出動(dòng)作時(shí)不產(chǎn)生彈性變形 推桿位置痕跡須不影響塑件外觀 4 6 2 脫模機(jī)構(gòu)類型的選擇 本圓盒為薄壁制件 t d 2 116 0 017 0 05 所需脫模力按以下公式計(jì)算 4 8 AKfESLF1 01tancos22 32 式中 圓環(huán)形制品的壁厚 2mm 1 塑料的彈性模量 3000 EMpa 塑料平均成型收縮率 0 6 S 制件對(duì)型芯的包容長(zhǎng)度 128 Lm 模具型芯的脫模斜度 5 塑料的泊松比 0 32 無(wú)量綱系數(shù) 隨 和 而異 取 1 0084 2Kf 制件與型芯間的磨擦系數(shù) 0 12 f 盲孔制品型芯在垂直于脫模方向上的投影面積 7076 63 A 2m 63 701 084 132 5tan12 5cos60214 3 F 2074 48N 推出機(jī)構(gòu)按其推出動(dòng)作的動(dòng)力來(lái)源分為手動(dòng)推出機(jī)構(gòu) 機(jī)動(dòng)推出機(jī)構(gòu) 液 壓和氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu) 根據(jù)推出零件的類別還可分為推桿推出機(jī)構(gòu) 連接件推出 機(jī)構(gòu) 推板推出機(jī)構(gòu) 推塊推出機(jī)構(gòu) 利用成型零部件推出和多元件綜合推出 機(jī)構(gòu)等 4 6 3 后模推桿機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì) 1 推桿布置 該塑件采用了推桿頂出 另增加一個(gè)直推桿用作頂出流道 其分布情況如 圖 10 所示 這些推桿與斜頂均勻的分布在產(chǎn)品頂面處 制品所受的推出力 均衡 33 圖 10 模具頂出系統(tǒng) 2 推桿的設(shè)計(jì) 7 本設(shè)計(jì)中采用臺(tái)肩形式的圓形截面大管推桿 設(shè)計(jì)時(shí)推桿的直徑根據(jù)不同 的設(shè)置部位選用不同的直徑 見(jiàn)圖 0 推桿端平面不應(yīng)有軸向竄動(dòng) 推 桿與推桿孔配合一般為 其配合間隙不大于所用溢料間隙 以9 8 fHf或 免產(chǎn)生飛邊 ABS 塑料的溢料間隙為 m06 4 4 7 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 在注射模中 模具的溫度直接影響到塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率 由于各種塑 料的性能和成型工藝要求不同 對(duì)模具溫度的要求也不相同 一般注射到模具 內(nèi)的塑料粉體的溫度為 左右 熔體固化成為塑件后 從 左右的模具C 20 C 60 中脫模 溫度的降低是依靠在模具內(nèi)通入冷卻水 將熱量帶走 對(duì)于要求較低 模溫 一般小于 的塑料 如本設(shè)計(jì)中的聚苯乙烯 PPE 僅需要設(shè)置冷系 8 統(tǒng)即可 因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度 模具的冷卻主要采用循環(huán)水冷卻方式 模具的加熱有通入熱水 蒸汽 熱 油和電阻絲加熱等 inoutKVcQq 12 34 式中 冷卻水入口溫度 設(shè)定 20 inQC 冷卻水出口溫度 本設(shè)計(jì)要求精度較高 設(shè)定出口溫度為 21 out C 冷卻水平均溫度時(shí)水的密度 998 2 3 mkg 冷卻水平均溫度時(shí)水的比熱容 4 187 1c CJ 所需冷卻水的體積流量 Vqh 3 3 65 201 9817 45 6310 min 將冷卻管道設(shè)計(jì)成螺旋形半圓水道 直徑 設(shè)為 0 008 則冷卻水的平d 均流速 2 42215dqvV 2 308 1465 s 半圓形水道流速應(yīng)為 4 82 m 型芯冷卻水道長(zhǎng)度 與型腔設(shè)計(jì)時(shí)同理 整個(gè)型芯溫度可視為相等 則型腔散熱面積 vQMKK 015 13652 式中 型芯的散熱面積 m 冷卻水平均溫度 20 5 M5 C 0 0055 5 203 015 13689 G 2 制件與型芯的接觸面積為 0 048 與計(jì)算的散熱面積比較接近 m 則型芯冷卻水管長(zhǎng)度 267 51dLK 15 0 8 14 350 型芯冷卻水道參數(shù)校核 冷卻水流動(dòng)狀態(tài)的校核 校核公式為 35 10 6Re vd 式中 水的運(yùn)動(dòng)黏度 查資料 1P229 圖 10 8 取 sm 10 25 則 10 638510 824e6 故水的流動(dòng)屬于穩(wěn)定湍流 有良好的冷卻效果 冷卻回路壓降計(jì)算 2 3dLpe 式中 水在 時(shí)的密度 993 2 M5 3 mkg 冷卻回路因孔行變化或改變方向引起的局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度 型腔eL 中有一次 90 轉(zhuǎn)彎 得 0 24eLd301 08 1220 74Pa2 68 247 490 132 p 該壓力遠(yuǎn)小于一般自來(lái)水的壓力 故該方案可靠 4 7 1 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 注射模的溫度對(duì)于塑料熔體的充模流動(dòng) 固化成型 生產(chǎn)效率以及制品的 形狀和尺寸精度都有影響 對(duì)于任一個(gè)塑料制品 模具溫度波動(dòng)過(guò)大都是不利 的 過(guò)高的模溫會(huì)使塑件在脫模后發(fā)生變形 若延長(zhǎng)冷卻時(shí)間又會(huì)使生產(chǎn)率下 降 過(guò)低的模溫會(huì)降低塑料的流動(dòng)性 使其難于充模 增加制品的內(nèi)應(yīng)力和明 顯的熔接痕等缺陷 36 模具冷卻水路圖 4 8 2 冷卻系統(tǒng)之設(shè)計(jì)規(guī)則 設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)的目的在于維持模具適當(dāng)而有效率的冷卻 冷卻孔道應(yīng)使用 標(biāo)準(zhǔn)尺寸 以方便加工與組裝 設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)時(shí) 模具設(shè)計(jì)者必須根據(jù)塑件的 壁厚與體積決定下列設(shè)計(jì)參數(shù) 冷卻孔道的位置與尺寸 孔道的長(zhǎng)度 孔道的 種類 孔道的配置與連接 以及冷卻劑的流動(dòng)速率與熱傳性質(zhì) 1 冷卻管路的位置與尺寸 塑件壁厚應(yīng)該盡可能維持均勻 冷卻孔道最好設(shè)置是在凸模塊與凹模 塊內(nèi) 設(shè)在模塊以外的冷卻孔道比較不易精確地冷卻模具 通常 鋼模的冷卻孔道與模具表面 模穴或模心的距離應(yīng)維持為冷卻 孔道直徑的 1 2 倍 冷卻孔道之間的間距應(yīng)維持 3 5 倍直徑 冷卻孔道直徑通 常為 6 12 mm 7 16 9 16 英吋 在此取 8m 4 9 模架及標(biāo)準(zhǔn)件的選用 4 9 1 模架的選用 1 確定模具的基本類型 注射模具的分類方式很多 此處是介紹的按注射模具的整體結(jié)構(gòu)分類所分 的典型結(jié)構(gòu)如下 單分型面注射模 雙分型面注射模 帶有活動(dòng)成型零件的模 側(cè)向分型抽芯注射模 定模帶有推出機(jī)構(gòu)的注射模 自動(dòng)卸螺紋的注射模 熱 流道注射模 模架的選擇 根據(jù)對(duì)塑件的綜合分析 確定該模具是兩個(gè)分型面的模具 由 37 GB T12556 1 12556 2 1990 塑料注射模中小型模架 可選擇 CI 型的模架 其 基本結(jié)構(gòu)如下 CI 型模具定模采用兩塊模板 動(dòng)模采用一塊模板 又叫三板模 細(xì)水口模 架 適合點(diǎn)澆口 細(xì)水口轉(zhuǎn)大水口式澆口 采用斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯的注射成形模具 由分型面分型面的選擇而選擇模具的導(dǎo)柱導(dǎo)套的安裝方式 經(jīng)過(guò)考慮分析 導(dǎo)柱導(dǎo)套選擇選正裝 根據(jù)所選擇的模架的基本型可以選出對(duì)應(yīng)的模板的厚度以及模具的外輪廓 尺寸 經(jīng)過(guò)計(jì)算可以知道該模具是一模二腔的模具 而零件布置在型腔的中心之 間 把型腔排列成一模一腔可側(cè)得長(zhǎng)為 200mm 寬為 120mm 模架的長(zhǎng) L 200 復(fù)位桿的直徑 螺釘?shù)闹睆?型腔壁厚 350mm 模架的寬 W 120 復(fù)位桿的直徑 型腔壁厚 250mm 根據(jù)內(nèi)模仁的尺寸 在計(jì)算完模架的長(zhǎng)寬以后 還需要考慮其他螺絲導(dǎo)柱 38 等零件對(duì)模架尺寸的影響 在設(shè)計(jì)中避免干涉 所以就取 B L 250X350 的模架 塑件的厚度為 30mm 塑件的全部膠位 都留在定模部分 該模具型腔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 型芯 型腔的固定是固定總高度的加 30 50mm B 板的厚度取 70mm 滿足強(qiáng)度要求 A 板為 8mm C 板為 80mm C 的選擇應(yīng)考慮推出機(jī)構(gòu)的推出距離是否滿足推出的高度 在本設(shè)計(jì)中 因?yàn)椴捎脴?biāo)準(zhǔn)的 A2 模架 CI2535 標(biāo)準(zhǔn)模架 其標(biāo)準(zhǔn)模腳的高 度為 80mm 完全不滿足頂出要求 綜上所述所選擇的模架的型號(hào)為 A2 CI 2535 A80 B70 C80 第五章 總裝配圖 5 1 二維裝配圖 39 圖 5 1 二維裝配圖 圖 5 2 二維裝配圖 1 底板 2 內(nèi)六角螺絲 3 內(nèi)六角螺絲 4 底針板 5 面針板 6 方鐵 40 7 公模板 8 內(nèi)六角螺絲 9 公模仁 10 母模仁 11 母模板 12 內(nèi)六 角螺絲 13 內(nèi)六角螺絲 14 頂板 15 定位環(huán) 16 膠口襯套 17 內(nèi) 六角螺絲 18 導(dǎo)柱 19 導(dǎo)柱 20 快速接頭 21 拉料銷 22 頂針 23 內(nèi)六角螺絲 24 垃圾釘 25 復(fù)位桿 26 彈簧 5 2 三維圖 圖 5 4 模具三維圖 41 第五章 結(jié) 論 借用計(jì)算機(jī)軟件輔助工藝分析以及模具設(shè)計(jì) 可以大大縮短由模型到模具 由模具到產(chǎn)品的周期 從而能夠更好的滿足市場(chǎng)的需求 具體體現(xiàn)以下兩點(diǎn) 1 使用 Moldflow 軟件 可以實(shí)現(xiàn)塑件的流動(dòng)模擬分析 在優(yōu)化澆道口的 擺放位置后 通過(guò)可能產(chǎn)生氣泡的位置來(lái)確定排氣孔的位置 根據(jù)分析結(jié)果為 注塑模具設(shè)計(jì)提供了許多重要的數(shù)據(jù) 并且還可以預(yù)測(cè)注塑模具設(shè)計(jì)結(jié)果可能 產(chǎn)生的各類缺陷 2 使用 UG 軟件 可以實(shí)現(xiàn)塑件的分模及模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì) 使我對(duì)產(chǎn)品分析 模具設(shè)計(jì) 模具制造工藝 模具裝 配與調(diào)試 模具材料的選用 二維及三維參數(shù)化設(shè)計(jì)等知識(shí)有了系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和 把握 同時(shí) 使我深刻體會(huì)到了模具從產(chǎn)品工藝和結(jié)構(gòu)分析到整副模具的設(shè)計(jì) 及制造過(guò)程的一體性 以及各個(gè)部分?jǐn)?shù)據(jù)的相關(guān)性和經(jīng)驗(yàn)在模具設(shè)計(jì)中的重要 性 在這個(gè)忙碌充實(shí)的探索過(guò)程中我受益匪淺 同時(shí)也暴露出了自己某些方面 的不足 簡(jiǎn)單的總結(jié)如下 1 一開(kāi)始設(shè)計(jì)時(shí)思路不夠清晰 對(duì)模具的設(shè)計(jì)流程不是很清楚 該做的 工作沒(méi)做 甚至還有順序顛倒的情況 2 對(duì)模具各部分?jǐn)?shù)據(jù)相關(guān)性認(rèn)識(shí)不夠 不懂得利用后面的數(shù)據(jù) 以至在 一個(gè)環(huán)節(jié)上反復(fù)徘徊 浪費(fèi)了太多時(shí)間 3 基礎(chǔ)知識(shí)不太扎實(shí) 設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)制圖上的錯(cuò)誤 在繪制零件圖 的過(guò)程中不懂得形位公差的標(biāo)注等 4 過(guò)于主觀 缺乏交流 5 解決問(wèn)題角度過(guò)于單一 缺乏多方案分析的意識(shí) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是完成學(xué)業(yè)走向工作崗位從事實(shí)際工作之前的最后一次實(shí)戰(zhàn)性演 練 通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì) 不但完成設(shè)計(jì)任務(wù) 還使我處理問(wèn)題的方法 得到 了從單一到系統(tǒng)化的全面提高 領(lǐng)悟了設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)用的重要性 42 也使我在文檔的撰寫(xiě)等方面得到全面的訓(xùn)練和提高 相信這為我以后從事本專 業(yè)實(shí)際工作和研究工作奠定了重要的思想基礎(chǔ) 在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中 得到了老師和同學(xué)們的幫助 老師的悉心指導(dǎo) 使我 受益菲淺 在此 對(duì)關(guān)心和幫助過(guò)我的各位老師和同學(xué)表示衷心的感謝 43 致 謝 本文是在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)下完成的 幾個(gè)月來(lái) 導(dǎo)師豐富的學(xué)識(shí) 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度 以及他給予支持和鼓勵(lì)使我受益匪淺 使我能夠順利地完成 所有設(shè)計(jì)任務(wù) 當(dāng)中所取得的每一點(diǎn)成績(jī)都與導(dǎo)師的熱情關(guān)懷和精心指導(dǎo)是分 不開(kāi)的 值此論文完成之際 特別向?qū)熤乱灾孕牡母兄x和崇高的敬意 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)可以說(shuō)是對(duì)自己四年來(lái)最全面的一次課程實(shí)踐 它從各個(gè)方 面檢驗(yàn)了我實(shí)際設(shè)計(jì)的能力 這次的設(shè)計(jì)是第一次獨(dú)立完成的一套較為專業(yè)的 模具 設(shè)計(jì)過(guò)程中 從選材到確定模板尺寸到螺釘?shù)倪x用 均為個(gè)人完成 真 正做到了將理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合 讓我對(duì)模具設(shè)計(jì)進(jìn)一步有了較為系統(tǒng)的了 解 這對(duì)我即將參加工作起了很大的幫助 但是在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)期間 我也遇到了很多的難題 雖然以前也做過(guò)這類 似的設(shè)計(jì) 但畢業(yè)設(shè)計(jì)終究不同于平時(shí)的課程設(shè)計(jì)等小型的練習(xí) 相比之下 畢業(yè)設(shè)計(jì)要比平時(shí)的作業(yè)以及課程設(shè)計(jì)等困難得多 模具結(jié)構(gòu)也更加復(fù)雜化 遇到這些問(wèn)題 只有多查找相關(guān)資料 多向指導(dǎo)老師和同學(xué)請(qǐng)教 才能解決問(wèn) 題并進(jìn)一步學(xué)習(xí)到知識(shí) 在做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí) 需要用到 Mold Flow 和 UG 以及 CAD 等軟件來(lái)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)和分析 這些軟件 雖然在以前的學(xué)習(xí)和練習(xí)中也接觸 過(guò) 但還是不熟練 本次設(shè)計(jì)的完成讓我感到了自己還有許多東西要學(xué) 很多 本專業(yè)的知識(shí)還是沒(méi)有掌握好 自己的理論知識(shí)還是很零散 沒(méi)有真正的把它 系統(tǒng)化 至于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)就更加缺乏了 為此 深深感到 要想自己在將來(lái)的工 作中有所作為 還需要自己不懈的努力 44 參考文獻(xiàn) 1 李代敘主編 moldflow 模流分析 北京 清華大學(xué)出版社 2012 5 2 陳智勇主編 Moldflow6 1 注塑成型 北京 電子工業(yè)出版社 2009 8 3 屈華昌主編 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 北京 高等教育出版社 2007 4 4 陳嘉真 塑料成型工藝學(xué) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1995 5 申開(kāi)智 塑料成型模 北京 中國(guó)輕工業(yè)車(chē)版社 2003 6 李錢(qián)志屏 塑料制品設(shè)計(jì)與制造 上海 同濟(jì)大學(xué)出版社 1993 8 塑料料模設(shè)計(jì)手冊(cè) 編寫(xiě)組編著 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 9 王樹(shù)勛編 注塑模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)用技術(shù) 華南理工大學(xué)出版社 10 G P tsch W Michaeli Injection moulding an introduction Hanser Gardner New York 1995 11 E Boci ga Non conventional injection moulding methods Polymers 50 1 2005 10 19 in Polish 12 E Boci ga Special methods of polymers injection moulding WNT Warsaw 2008 in Polish 13 T A Osswald L S Turng P J Gramann Injection Molding Handbook Hanser Publishers Munich Hanser Gardner Publications Inc Cincinnati 2001 45 附錄 46 裝配圖