鼠標(biāo)下殼注塑模具設(shè)計

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沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 I 摘 要 塑料注射成型所用的模具稱為注射成型模 簡稱注射模 它是實現(xiàn)注射成型工藝的 重要工藝裝備 注射模根據(jù)結(jié)構(gòu)與使用的目的可以分為很多種類 一般分為普通注射模 具和特種注射模具 普通注射模具有可分為 單分型面結(jié)構(gòu)注射模具和雙分型面注射模 具特種注射模具又可分為 滑動型芯式注射模 瓣合式注射模具 螺紋注射模具 滑動型 芯與瓣合塊相結(jié)合注射模具 我的設(shè)計使用了注射成型 特別是側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的結(jié)構(gòu)與工作原理 并對 注塑產(chǎn)品提出了基本的設(shè)計原則 詳細(xì)介紹了注射模具的材料及工藝分析 澆注系統(tǒng) 主要零部件 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu) 推出機構(gòu) 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的設(shè)計過程 并對模具各參數(shù)選取和校核做相應(yīng)說明 本設(shè)計利用 UG Auto CAD 對導(dǎo)柱 導(dǎo)套及各 標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)模架進(jìn)行了參數(shù)化設(shè)計 關(guān)鍵詞 塑料模具 參數(shù)化 鑲件 分型面 成型 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 II Abstract Mould for plastic injection molding is called injection molding mould injection mould It isreferred to as an important process equipment for injection molding process of injection mold structure According to the purpose and use can be divided into many types generally divided into ordinary and special injection mold injection mold The ordinaryinjection mould can be divided into single type the surface structure of injection mold andinjection mold parting surface of injection mould specialty can be divided into slide coreinjection mould injection mould flaptype thread injection mould a sliding core and valveblock combined with injection mould I used to design the injection molding especially the structure and working principle of the side parting and core pulling mechanism and the basic design principle of injection molding products Detailed analysis of material and process of injection mold pouring system the main parts of the design process side parting and core pulling mechanism ejection mechanism the temperature control system and exhaust system and make the corresponding explanation of each parameter of mould selection and check This design using UG Auto CAD of the guide pillar guide sleeve and the standard parts and standard mold are parameterized design Keywords plastic mold parameterization inserts parting surface forming 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 III 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 目 錄 III 1 緒論 1 1 1 模具介紹 1 1 2 模具在加工工業(yè)中的地位 1 1 3 模具的發(fā)展趨勢 1 1 4 模具設(shè)計流程 2 2 該塑件材料分析和工藝性分析 3 2 1 材料分析 3 2 2 工藝分析 4 2 2 1 尺寸及精度 4 2 2 2 表面粗糙度 5 2 2 3 形狀 5 2 2 4 斜度 5 2 2 5 壁厚 5 2 2 6 圓角 5 3 擬定成型工藝 7 3 1 制件成型方法 7 3 2 制件的成型參數(shù) 7 3 3 確定型腔數(shù)目 7 3 3 1 計算制品的體積和重量 7 3 3 2 型腔數(shù)目的確定主要參考以下幾點來確定 7 3 3 3 根據(jù)本產(chǎn)品的生產(chǎn)批量及產(chǎn)品復(fù)雜程度等綜合可慮采用一模一腔 8 4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 9 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 IV 4 1 制件在模具中的位置 9 4 1 1 型腔的布置 9 4 1 2 分型面的選擇 9 4 2 確定澆口形式及位置 10 4 3 主流道的設(shè)計 11 4 4 流道設(shè)計 12 4 4 1 流道的形狀與尺寸 12 4 4 2 流道的長度 13 4 4 3 流道的表面粗糙度 13 4 4 4 流道在分型面的布置形式 13 4 5 冷料穴設(shè)計 13 5 成型零部件的設(shè)計 15 5 1 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 15 5 1 1 型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計 15 5 1 2 型芯及鑲件結(jié)構(gòu)設(shè)計 15 5 2 成型零部件工作尺寸計算 15 5 2 1 成型零部件性能 15 5 2 2 型腔 型芯工作部位尺寸計算 16 5 3 成型零部件的強度與剛度計算 16 5 3 1 強度 剛度計算 16 5 3 2 型腔的側(cè)壁和底板厚度的計算 18 6 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計 19 6 1 選用標(biāo)準(zhǔn)注射模架 19 6 1 1 初選注射機 19 6 1 2 選標(biāo)準(zhǔn)模架 20 6 2 定模板與動模板的設(shè)計 22 6 3 合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 22 7 推出機構(gòu)的設(shè)計 24 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 V 8 抽芯機構(gòu)設(shè)計 26 9 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 28 10 排氣系統(tǒng)設(shè)計 30 11 注塑機參數(shù)校核 31 11 1 最大注射量 鎖模力 注射壓力 模具厚度的校核 31 11 2 開模行程的校核 31 11 3 模具與注射機安裝相關(guān)部分尺寸校核 31 12 繪制圖紙并編寫技術(shù)文件 32 12 1 繪制各非標(biāo)準(zhǔn)零件圖紙 32 12 2 編寫加工工藝和裝配技術(shù) 32 12 2 1 加工要求 32 12 2 2 裝配要求 33 12 2 3 綜合要求 34 設(shè)計總結(jié) 35 致 謝 36 參考文獻(xiàn) 37 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 1 1 緒論 1 1 模具介紹 模具的定義 模具是一種有一定形狀與尺寸的型腔工具 與模具內(nèi)各種系統(tǒng)或輔 助機構(gòu)配合使用 將各種高溫液態(tài)的材料 塑料或金屬合金等 填充至模具型腔內(nèi) 即可生產(chǎn)出具有特定的形狀 尺寸 功能和質(zhì)量的工業(yè)零件 模具的作用 在電子 汽車 電機 儀器 電器 儀表 家電和通信等產(chǎn)品中 60 80 的零部件都要依靠模具成型 用模具生產(chǎn)零件所表現(xiàn)出來的高精度 高復(fù)雜 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 模具又是 效 益放大器 用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值 往往是模具自身價值的幾十倍 上百倍 目前全世界的模具年產(chǎn)值約有 600 億美元 日 美等工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具工業(yè)產(chǎn)值已 超過機床工業(yè)產(chǎn)值 1 2 模具在加工工業(yè)中的地位 模具在加工工業(yè)中的地位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 分型面 進(jìn)澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀 精度以及制件的物理性能 機械性能 電性能 內(nèi)應(yīng)力大小 各向同性性 外觀質(zhì)量 表面光潔度 氣泡 凹痕 燒焦 銀紋等都有十分重要的影響 現(xiàn)代生產(chǎn)中 合理的 加工工藝 高效的設(shè)備 先進(jìn)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)計起著重要的作用 高效的全自動 設(shè)備也只有裝上能自動化生產(chǎn)的模具才有可能發(fā)揮其作用 產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以 模具的制造和更新為前提的 由于制件品種和產(chǎn)量需求很大 對模具也提出了越來越 高的要求 因此促進(jìn)模具的不斷向前發(fā)展 1 3 模具的發(fā)展趨勢 近年來 模具增長十分迅速 高效率 自動化 大型 微型 精密 高壽命的模 具在整個模具產(chǎn)量中所占的比重越來越大 從模具設(shè)計和制造角度來看 模具的發(fā)展 趨勢可分為以下幾個方面 1 加深理論研究在模具設(shè)計中 對工藝原理的研究越來 越深入 模具設(shè)計已經(jīng)有經(jīng)驗設(shè)計階段逐漸向理論技術(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(jìn)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 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 2 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 熱處理變形小 導(dǎo)熱性優(yōu)異的制模材料 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(jìn) 特別是異形型腔的加工 采用了各種先進(jìn)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 1 4 模具設(shè)計流程 通過對模具專業(yè)的學(xué)習(xí) 掌握了常用材料在成型過程中對模具的工藝要求 掌握 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)計一般模具的要求 在模具制 造方面 掌握一般機械加工的知識 金屬材料的選擇和熱處理 結(jié)合模具結(jié)構(gòu)的特點 根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝 畢業(yè)設(shè)計能夠?qū)σ陨细鞣矫娴囊蠹右造`活運用 是對自己檢驗大學(xué)期間所學(xué)的知識 本模具設(shè)計流程 1 課題調(diào)研 查閱有關(guān)資料 2 塑件的工藝分析及工藝方案的確定 3 模具結(jié)構(gòu)的總體方案設(shè)計 4 模具的結(jié)構(gòu)參數(shù)及工藝性能參數(shù)的設(shè)計計算 5 模具的裝配圖 零件工作圖的設(shè)計 6 編寫設(shè)計說明書和技術(shù)文件 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 3 2 該塑件材料分析和工藝性分析 2 1 材料分析 該產(chǎn)品如圖 2 1 所示材料是 ABS 基本特性 ABS 是 Acrylonitrile Butadiene Styrene 的首字母縮寫 是一種強度 高 韌性好 易于加工成型的熱塑型高分子材料 因為其強度高 耐腐蝕 耐高溫 所以常被用于制造儀器的塑料外殼 ABS 樹脂是微黃色固體 有一定的韌性 密度約 1 04 1 06 g cm3 它抗酸 堿 鹽的腐蝕能力比較強 也可在一定程度上耐受有機 溶劑溶解 ABS 樹脂可以在 25 60 的環(huán)境下表現(xiàn)正常 而且有很好的成型性 加 工出的產(chǎn)品表面光潔 易于染色和電鍍 因此它可以被用于家電外殼 玩具等日常用 品 常見的樂高積木就是 ABS 制品 ABS 樹脂可與多種樹脂配混成共混物 如 PC ABS ABS PVC PA ABS PBT ABS 等 產(chǎn)生新性能和新的應(yīng)用領(lǐng)域 如 將 ABS 樹脂和 PMMA 混合 可制造出透明 ABS 樹脂 ABS 管材的特點 1 工作壓力高 在常溫 2OC 情況下壓力為 1 OMpa 2 抗沖擊性好 在遭受突然襲擊時僅產(chǎn)生韌性變形 3 本產(chǎn)品化學(xué)性能穩(wěn)定 無毒 無味 完全符合制藥 食品等行業(yè)的衛(wèi)生安全要求 4 流體阻力小 其內(nèi)壁光滑 轉(zhuǎn)彎處呈圓弧形 因而流動磨擦力小 大大減少了系 統(tǒng)流體阻力和泵的馬力 5 使用溫度范圍大 其使用的溫度范圍為 2O 70 6 使用壽命長 本產(chǎn)品在室內(nèi)一般可用 50 年之久 如埋在地下或水中壽命會更長 且無明顯腐蝕 7 安裝簡便密封性好 本產(chǎn)品安裝采用承插式連接溶劑粘接密封 施工簡便 固化速度快 粘合強度高 避免了一般管道存在的跑 冒 滴 漏的現(xiàn)象 8 重量輕 節(jié)省投資 ABS 的重量是鋼鐵的 1 7 因而減輕了結(jié)構(gòu)重量 減輕了工人 勞動強度 并降低了原材料的消耗 可大大節(jié)省工程投資 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 4 圖 2 1 產(chǎn)品圖 2 2 工藝分析 該產(chǎn)品為鼠標(biāo)下殼如圖 2 1 所示 制件要求有良好的尺寸精度和機械性能 對表 面的質(zhì)量要求較高 無熔接痕 表面平整光滑 盡可能避免冷疤 云紋 縮孔 凹痕 等缺陷 2 2 1 尺寸及精度 該塑件尺寸不大 一般精度等級 塑件尺寸的精度取決于塑料的流動性 在注射 成型華中 薄壁塑件的尺寸不能設(shè)計的過大 塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸 與產(chǎn)品圖中尺寸的符合程度 及所獲得塑件尺寸的準(zhǔn)確度 表 2 1 主 要 技 術(shù) 指 標(biāo) 和 工 藝 參 數(shù) 密 度 3 1 02 1 16 注 射 機 類 型 螺 桿 式 比 容 3 0 86 0 98 度 80 95 吸 水 率 0 2 0 4 預(yù) 熱 干 燥 時 間 4 5 糾 縮 率 0 4 0 7 后 段 150 170 熔 點 130 160 中 段 165 180 0 45MPa 90 108 料 簡 溫 度 前 段 180 200熱 變 形 溫 度 1 8MPa 83 103 噴 嘴 溫 度 170 180 抗 拉 屈 服 強 度 MPa 50 模 具 溫 度 50 80 拉 伸 彈 性 模 量 MPa 1 8 103 注 射 壓 力 MP 60 100 彎 曲 強 度 MP 80 高 壓 時 間 0 5 硬 度 HB 9 7 成 型 時 保 壓 時 間 15 30 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 5 方 法 紅外線燈 烘箱 冷 卻 時 間 15 30 溫 度 70 間 S 成 型 周 期 40 70 后 處 理 時 間 2 4 螺 桿 轉(zhuǎn) 速 min 0 4 0 7 2 2 2 表面粗糙度 塑料件的外觀要求越高 表面粗糙度越低 一般情況下模具表面粗糙度 要比塑件 的要求低 1 2 級 塑料產(chǎn)品的表面粗糙度一般為 Ra 0 8 0 2 m 2 2 3 形狀 產(chǎn)品外形尺寸為 109 79 61 41 22 15 塑料產(chǎn)品的內(nèi)外表面形狀應(yīng)盡可 能保證有利于成型 2 2 4 斜度 塑件表面是光面 尺寸精度要求高 收縮率小 應(yīng)選用較小的脫模斜度 塑件壁 厚較厚時 會使成型收縮增大 脫模斜度應(yīng)采用較大的數(shù)值 在設(shè)計時必須使塑件內(nèi) 外表面沿脫模方向留有足夠的斜度 是為了便于從塑件中抽出型心或從型腔中脫出塑 件 防止脫模時拉傷塑料件 ABS 在溫度升高時粘度也增高 所以成型壓力較高 因 此塑料件上的脫模斜度宜稍大 要有足夠的脫模斜度防止頂角 2 2 5 壁厚 塑件壁厚應(yīng)盡量均勻 避免太薄 太厚及壁厚突變 若塑件要求必須有壁厚變化 應(yīng)采用漸變或圓弧過渡 否則會因引起收縮不均勻使塑件變形 影響塑件強度 影響 注塑時流動性等成型工藝問題 本次設(shè)計的壁厚比較均勻 盡量保證兩側(cè)均勻 且滿 足塑件的最小壁厚 2 2 6 圓角 在塑件設(shè)計過程中 為了避免應(yīng)力集中 提高塑件強度 改善塑件的流動情況及 便于脫模 在塑件的各面或內(nèi)部連接處 應(yīng)采用圓弧過度 另外 塑件上的圓角對于 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 6 模具制造和機械加工及提高模具強度 也是不可少的 在塑件結(jié)構(gòu)上無特殊要求時 塑件的各轉(zhuǎn)角處均應(yīng)有半徑不小于 0 5 1mm 的圓角 允許的情況下 圓角應(yīng)盡量大 對于內(nèi)外表面的拐角處 外圓角應(yīng)為內(nèi)圓角加壁厚 可減少內(nèi)應(yīng)力 并能保證壁厚均 勻一致 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 7 3 擬定成型工藝 3 1 制件成型方法 熱塑性塑料指定采用注射成型 本設(shè)計選用熱塑性塑料 ABS 可用注射成型 3 2 制件的成型參數(shù) 根據(jù)制品結(jié)構(gòu)特點及選定的原料 ABS 可擬定如下工藝參數(shù) 塑料名稱 ABS 密度 g cm 1 02 1 05 計算收縮率 0 5 模具溫度 50 60 注射壓力 MPa 60 100 適應(yīng)注射機類型 柱塞式 注射機 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)數(shù) r min 48 料筒溫度 前段 200 220 中段 180 200 后段 160 180 噴嘴溫度 170 180 模具溫度 50 80 注射壓力 MPa 70 100 成型時間 s 注射 20 60 保壓 0 3 冷卻 20 90 總周期 50 160 3 3 確定型腔數(shù)目 3 3 1 計算制品的體積和重量 通過三維制圖 UG 軟件測量得 單件塑件投影面積 S 5541 26 2 單件塑件體 V 19381 67 3 查有關(guān)資料可知 ABS 的密度為 1 02 1 05g cm 3 則單件塑件重量 m 20 06g 3 3 2 型腔數(shù)目的確定主要參考以下幾點來確定 注塑模型腔數(shù)目的確定是模具設(shè)計關(guān)鍵的一個步驟 也是理論上充滿矛盾的一個 地方 矛盾一 降低制造成本 提高產(chǎn)量與保證產(chǎn)品精度之間的矛盾 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 8 矛盾二 常用的型腔數(shù)目確定公式中需要流道凝料的體積 或質(zhì)量 與型腔數(shù)目 尚未確定 無法得到流道凝料體積 或質(zhì)量 矛盾 矛盾三 大量的計算所需的時間與較短的模具設(shè)計周期的矛盾 以下我介紹一些我對這些矛盾的看法 模具型腔數(shù)目的確定和諸多因素相關(guān) 如塑件結(jié)構(gòu)特點 精度 批量大小 模具 制造難度 澆注方式 澆注平衡考量 模板尺寸 頂出系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 冷卻系統(tǒng)等 以下是以計算法說明型腔數(shù)目的確定 根據(jù)注塑機的合模力 式中 F 注塑機的額定合模力 KN N 型腔數(shù)目 P 塑料熔體對型腔的平均壓力 MPa A1 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 CM2 A2 單個產(chǎn)品在分型面上的投影面積 CM2 3 3 3 根據(jù)本產(chǎn)品的生產(chǎn)批量及產(chǎn)品復(fù)雜程度等綜合可慮采用一模一腔 由于一模一腔模具具有塑料制件的形狀和尺寸一致性比較好 成型工藝條件容易 控制 模具結(jié)構(gòu)簡單緊湊 模具制造成本低 制造周期短等特點 并結(jié)鼠標(biāo)下蓋的產(chǎn) 量要求 所以采用一模一腔模具 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 9 4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 4 1 制件在模具中的位置 澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機噴嘴到型腔之間的進(jìn)料通道 普通澆注系統(tǒng)一般由 主流道 分流道 澆口和冷料穴等四個部分組成 澆注系統(tǒng)的設(shè)計是制造工藝模具設(shè) 計的一個重要環(huán)節(jié) 設(shè)計合理與否對塑件的性能 尺寸 內(nèi)外部質(zhì)量及模具結(jié)構(gòu) 塑 料的利用率等有較大的影響 對澆注系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計時 一般應(yīng)遵循如下基本原則 1 了解塑件的成型性能 2 盡量避免或減少產(chǎn)生熔接痕 3 有利于型腔中氣體的排出 4 防止型芯的變形和嵌件的位移 5 盡量采用較短的流程充滿型腔 6 流動距離比和流動面積比的校核 4 1 1 型腔的布置 主要考慮制件在分型后能保留在動模上以便脫模 并結(jié)合制件的結(jié)構(gòu)特征應(yīng)將型 腔設(shè)置在定模側(cè) 型芯設(shè)置在動模側(cè) 4 1 2 分型面的選擇 分型面的選取不僅關(guān)系到塑件的成型和脫模 而且涉及模具結(jié)構(gòu)和制造成本 因 此 必須重視選擇分型面 一般來說 分型面選擇的總體原則主要有三 1 保證塑件質(zhì)量 這是最基本的一條 必須使塑件質(zhì)量符合預(yù)定要求 2 便于塑件脫模 易于脫模 可使生產(chǎn)率提高 塑件不易變形 提高正品率 3 簡化模具結(jié)構(gòu) 同樣一個塑件 因為分型面選擇的不同 使結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度有 很大不同 合理地選擇 即可簡化模具結(jié)構(gòu) 模具設(shè)計中 分型面的選擇很關(guān)鍵 它決定了模具模具的結(jié)構(gòu) 分型面與模 具的整體結(jié)構(gòu) 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 塑件的脫模和模具的制造工藝等有關(guān) 因此分 型面的選擇是注射模設(shè)計中的一個關(guān)鍵步驟 應(yīng)根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要 制造工藝求來選擇分型面 該塑件表面制造工藝質(zhì)量無特殊要求 結(jié)制造工藝制造工 藝構(gòu)也比較間單 固選制造工藝平直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)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 操作工藝等多種因素的影響 因此在選擇分 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 10 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)選在塑件外形最大輪廓處 2 便于塑件順利脫模 盡量使塑件開模時留在動模一邊 3 保證塑件的精度要求 4 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求 5 便于模具加工制造 6 對排氣效果的影響 除了以上這些基本原則以外 分型面的選擇還要考慮到型腔在分型面上的投影面 積的大小 為了保證側(cè)向型芯的位置的放置及抽芯機構(gòu)的動作順利 應(yīng)以淺的側(cè)向凹 孔或短的側(cè)向凸臺作為抽芯方向 而將較深的凹孔或較高的凸臺放置在開合模方向 綜合上述的設(shè)計原則并考慮到該塑件的結(jié)構(gòu)特點和質(zhì)量要求 應(yīng)采用塑件外形最 大輪廓處作為分形面 分型線如圖 4 1 黃色和紅色相交線所示 圖 4 1 分型線 4 2 確定澆口形式及位置 澆注系統(tǒng)設(shè)計原則澆注系統(tǒng)的選擇是模具設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié) 設(shè)計前首先對塑 件的采用的材料和幾何形狀 機床設(shè)備可能產(chǎn)生的缺陷 以及填充料等做一全面的分 析 分型面的選擇與澆注系統(tǒng)有密切關(guān)系 一般澆注系統(tǒng)色設(shè)計根據(jù)以下幾個原則 1 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處 2 必須盡量減少熔接痕 3 應(yīng)有利于型腔中氣體排出 4 考慮分子定向影響 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 11 5 避免產(chǎn)生噴射和蠕動 6 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷 7 盡量縮短流動距離 為了提高成型效率和綜合考慮以上的基本設(shè)計原則并結(jié)合制件質(zhì)量要求 本模具 應(yīng)采用潛伏澆口 由產(chǎn)品底部進(jìn)料 澆口位置如圖 4 2 所示 澆口直徑可以根據(jù)經(jīng)驗公式計算 d 0 14 0 20 24A 式中 d 澆口直徑 mm 塑件在澆口處的壁厚 mm A 型腔的表面積 2 d 0 14 0 20 20303 8 1 0mm 澆口直徑也可根據(jù)經(jīng)驗值取 41 5 d 1 0mm 澆口錐角取 03 澆口傾斜角取 15 圖 4 2 流道設(shè)計 4 3 主流道的設(shè)計 主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具接觸處開始到分流道為止的塑料熔體 的流動通道 主流道是熔體最先流經(jīng)模具的部分 它的形狀與尺寸對塑料熔體的流動速 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 12 度和充模時間有較大影響 因此 必須使熔體的溫度降和壓力損失最小 在設(shè)計多型 腔或者多澆口的單型腔模具的澆注系統(tǒng)時 應(yīng)設(shè)置分流道 分流道是指主流道末端與 澆口之間的一段塑料熔體的流動通道 分流道的作用是改變?nèi)垠w流向 使其以平穩(wěn)的 流態(tài)均衡地分配到各個型腔 設(shè)計時應(yīng)注意盡量減少流動過程中的熱量損失和壓力損 失 1 主流道設(shè)計成圓錐型 其錐角為 1 6 內(nèi)壁粗糙度 Ra 取 0 4um 流道截面 設(shè)計成圓型截面 加工容易 且熱量損失與壓力損失均不大為常用形式 圓形截面流 道的直徑可以根據(jù)塑料的流動性等因素確定 該塑料件采用 ABS 塑料 流動性為中等 所以選圓形截面 根具經(jīng)驗流道的直徑可以取 d 3 6mm 根據(jù)型腔在分型面上的排布 情況設(shè)置流道 2 主流道大端成圓角 半徑 r 1 3mm 以減小料轉(zhuǎn)向過度時的阻力 3 在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下 主流道盡可能短 一般小于 100mm 過長則會影響 流體的順利充型 4 對于小型模具可將主流道襯套與定位圈設(shè)計成整體式 但在大多數(shù)情況下將主 流道襯套與定位圈設(shè)計成兩個零件 主流道襯套與定模板采用 H7 m6 過度配合與定位 圈的配合采用 H9 f9 間隙配合 5 主流道襯套一般選用 T8 T10 SKD61 制造 熱處理強度為 58 62HRC 根據(jù) 常用塑料直澆口尺寸 表 選主流道始端尺寸 d 3mm 大端尺寸 D 5 97mm 澆口套始端半徑 R 機床噴嘴小經(jīng) d 0 5 1 10 0 5 1 11mm 半錐角 a 1 其長度尺寸取 L 84 18mm 其余尺寸見圖 主流道內(nèi)壁粗造度 Ra 0 63 拋光時要沿軸向進(jìn)行 澆口套與定位圈采用 H9 f9 的配合 定位圈在模具安裝調(diào)試時應(yīng)插入注射機定模 板的定位孔內(nèi) 用于模具與注射機的安裝定位 定位圈外徑比注射機定模板上的定位 孔徑小 0 2mm 以下 澆口套與模板的配合為 H7 m6 4 4 流道設(shè)計 設(shè)計流道時 應(yīng)注意盡量減少流動過程中的熱量損失和壓力損失 4 4 1 流道的形狀與尺寸 流道的截面尺寸視塑料的品種 塑件是尺寸 成型工藝條件以及流道長短等因素 來確定 通常圓形截面流道直徑為 2 10 本制件采用的是 ABS 由于 ABS 的流動 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 13 性能較好且流道長度教短時 因此流道采用圓形截面 初選直徑為 4 具體尺寸由修 模時修正 4 4 2 流道的長度 具體尺寸根據(jù)型腔的太小而定 4 4 3 流道的表面粗糙度 由于流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻 只有內(nèi)部的熔體比較理想 因此流道 的表面粗糙糙不能太低 一般 Ra 取 1 6um 這可增加對外層塑料熔體的流動阻力 使外 層塑料冷卻皮固定 形成絕熱層 4 4 4 流道在分型面的布置形式 流道在分型面的布置形式如上圖 4 2 根據(jù)以上設(shè)計參數(shù)校核流動比 iLt 式中 流動比距離 Li 模具中各段料流通道及各段型腔的長度 mm ti 模具中各段料流通道及各段型腔的截面厚度 mm 60 3 5 37 5 4 5 5 2 2 140 2 98mm3 因為影響流動比的因素主要是塑料的流動性 ABS 塑料的流動性為中等 經(jīng)查有關(guān) 資料可知 ABS 允許的流動比 210 110 所以 4 5 冷料穴設(shè)計 噴嘴最前端的熔融塑料溫度較低 形成冷料渣 在進(jìn)料口的末端公模仁上開設(shè)洞 穴 以防止冷料渣進(jìn)入模腔 造成堵塞流道 減緩料流速度 產(chǎn)品上形成冷料痕結(jié)合 線 為了開模時從瀙套內(nèi)拉出冷凝料 一般在冷料穴末端設(shè)置拉料桿噴嘴最前端的熔 融塑料溫度較低 形成冷料渣 在進(jìn)料口的末端公模仁上開設(shè)洞穴 以防止冷料渣進(jìn) 入模腔 造成堵塞流道 減緩料流速度 產(chǎn)品上形成冷料痕結(jié)合線 為了開模時從瀙套內(nèi)拉出冷凝料 一般在冷料穴末端設(shè)置拉料桿 流道冷料穴當(dāng)流道較長時 可將流道的盡頭沿料流前進(jìn)方向延長作為流道冷料穴 以貯存前鋒冷料 其長度為流道直徑的 1 5 2 倍 本模具采用 Z 形拉料桿 具體設(shè)計的圖 4 3 所示 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 14 圖 4 3 拉料桿 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 15 5 成型零部件的設(shè)計 5 1 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 所謂成型零件是模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件 它包括凹模 型芯 鑲 塊 成型桿和成型環(huán)等 成型零件工作時 直接與塑料接觸 承受塑料熔體的高壓 料流的沖刷 脫模時與塑件間還發(fā)生磨擦 因此 成型零件要求有正確的幾何形狀 較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度 此外 成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理 有較高的強 度 剛度及較好的耐磨性能 設(shè)計成型零件時 應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求 確定型腔的總體 結(jié)構(gòu) 然后根據(jù)成型零件的加工 熱處理 裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 計算 成型零件的工作尺寸 對關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強度和剛度校核 以下是成型零件的結(jié) 構(gòu)設(shè)計 5 1 1 型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計 型腔是成型塑件外表面的成型零件 它能節(jié)約優(yōu)質(zhì)模具鋼 嵌入模板后有足夠的 強度與剛度 使用可靠且置換方便 分析產(chǎn)品 其外部結(jié)構(gòu)簡單 考慮各方面因素 采用整體嵌入式型腔 5 1 2 型芯及鑲件結(jié)構(gòu)設(shè)計 型芯和鑲件都是用來成型塑料制品的內(nèi)表面的成型零件 對于塑料殼體來說 它 們的結(jié)構(gòu)有所不同 因此其型芯和鑲件結(jié)構(gòu)也不同 塑料殼體其內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較簡單但 凸臺很高 可以把凸臺做成大鑲件已節(jié)約優(yōu)質(zhì)模具鋼材料 5 2 成型零部件工作尺寸計算 5 2 1 成型零部件性能 成型由于成型零件直接與高溫高壓的塑料熔體接觸 它必須有以一些性能 1 有足夠的硬度和耐磨性 以承受料流的摩擦和磨損 2 必須具有足夠的強度 剛度 以承受塑料熔體的高壓 3 熔焊性能要好 以便修理 4 通常進(jìn)行熱處理 使其硬度達(dá)到 HRC45 以上 5 切削加工性能好 熱處理變形小 可淬性良好 5 材料的拋光性能好 表面 該光滑美觀 表面粗造度應(yīng)在 Ra0 4 以下 6 對于成型會產(chǎn)生腐濁性氣體的塑料還應(yīng)選擇耐腐濁的合金鋼理 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 16 7 成型部位應(yīng)須有足夠的尺寸精度 孔類零件為 H8 H10 軸類零件為 h7 h10 5 2 2 型腔 型芯工作部位尺寸計算 經(jīng)查有關(guān)資料可知 ABS 塑料的收縮率是 0 3 0 8 平均收縮率為 S 0 3 0 8 2 0 55 型腔工作部位的尺寸 型腔徑向尺寸 001zzmsLSL 型腔深度尺寸 zzH 型芯徑向尺寸 z zsll 型芯高度尺寸 001z zmhSh 中心距尺寸 2 2sCC 式中 L 塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸 mm l 塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸 mm H 塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸 mm h 塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸 mm C 塑件中心距基本尺寸的平均尺寸 mm x 修正系數(shù) 取 0 5 0 75 塑件公差 mm 模具制造公差 取 1 3 1 4 各工作部位尺寸計算結(jié)果詳見相應(yīng)零件圖紙所標(biāo)明 通常 制品中 1mm 和小于 1mm 并帶有大于 0 05mm 公差的部位以及 2mm 和小于 2mm 并帶有大于 0 1mm 公差的部位不需要進(jìn)行收縮率計算 5 3 成型零部件的強度與剛度計算 為了方便加工和熱處理 其型芯整體鑲嵌式 型腔為整體鑲嵌式 因此 型腔的 強度和剛度按型腔整體式計算 由于型腔壁厚計算比較麻煩 也可參考經(jīng)驗推薦數(shù)據(jù) 5 3 1 強度 剛度計算 1 模具強度及剛度概念從工程力學(xué)的角度上講 構(gòu)件剛度 是指構(gòu)件抵抗變形的 能力 構(gòu)件強度 是指某種材料抵抗破壞的能力 即材料破壞時所需要的應(yīng)力 模塑成型過程中 型腔受到塑料熔體的壓力會產(chǎn)生一定的內(nèi)應(yīng)力及變形 若型腔或底 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 17 板壁厚不夠 當(dāng)內(nèi)應(yīng)力超過材料的許用應(yīng)力時 型腔會因強度不夠而破裂 若型腔剛 度不足也會發(fā)生過大的彈性變形 因此導(dǎo)致溢料 影響塑件尺寸和精度 脫模困難 型腔剛度計算的依據(jù)可歸納為以下幾個方面 1 防止溢料 2 保證塑件精度 3 有利于脫模 2 壁厚的受力分析 1 模塑過程中模具承受的力 設(shè)備施加的鎖模力注射過程中塑料流動的注射壓 力 澆口封閉前一瞬間的保壓壓力 開模時的拉應(yīng)力 2 型腔受內(nèi)壓力作用發(fā)生膨脹變形 影響塑件的尺寸精度 配合面處產(chǎn)生溢料 飛邊 小型腔的許用變形量小 壓力作用會導(dǎo)致其破壞 3 型腔壁厚的最大允許變形量 從中小型塑件的尺寸精度考慮 5 從不產(chǎn)生溢料飛邊考慮 塑料的溢料值 表 5 1 保證塑件的順利脫模 S t 收縮量 腔力學(xué)計算的特征和性質(zhì) 大型腔以剛度為主計算 小型腔以強度為主計算 圓形凹模直徑 D 67 86mm 時以強度計算為主 矩形凹模長邊 L 108 136mm 時以強度計算為主 4 型腔壁厚和底板壁厚的校核 型腔要承受塑料融體的高壓作用 若壁厚不夠可表現(xiàn)為 剛度不夠 產(chǎn)生過大的彈性變形 強度不夠 型腔發(fā)生塑性變形 破裂 型腔壁厚計算以最大壓力為準(zhǔn) 大型模具以剛度計算為主 小型模具以強度計算為主 表 5 1 塑件成型過程中不產(chǎn)生溢料 粘度特性 塑料品種 允許變形值 中粘度塑料 ABS 0 05 表 5 2 保證塑件的尺寸精度 塑件尺寸 經(jīng)驗公式 10 50 i 3 1 i 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 18 50 200 i 5 1 i 3 保證塑件順利脫模 tS 1 4 0 8 0 0112 式中 保證塑件順利脫模的型腔允許彈性變形量 t 塑件壁厚 mm S 塑件的收縮率 5 3 2 型腔的側(cè)壁和底板厚度的計算 1 組合式矩形型腔側(cè)壁厚度的計算 對于小尺寸的模具型腔 在發(fā)生大的彈性變形前 其內(nèi)應(yīng)力往往超過了模具材料 的許多應(yīng)力 因此 強度不夠是主要矛盾 設(shè)計型腔側(cè)壁厚應(yīng)以強度為準(zhǔn) max pH l4 32Ehs3 s 12 7mm 設(shè)允許最大變形量為 max 其壁厚按剛度條件的計算式為 s 32 41 HElP s 25mm 2 組合式矩形型腔底板厚度的計算 按強度條件 型腔底板厚度計算式為 h BLbP43 2 式中 h 矩形底板的厚度 mm B 底板總寬度 mm L 雙支腳間距 mm P 型腔內(nèi)塑料熔體壓力 MPa 模具材料的許用應(yīng)力 MPa h 25 mm 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 19 6 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計 6 1 選用標(biāo)準(zhǔn)注射模架 6 1 1 初選注射機 1 注射量 該塑料制件單件重量 m 20 06g 澆注系統(tǒng)重量的計算可以根據(jù)澆注系統(tǒng)尺寸先計算澆注系統(tǒng)的體積 V 1 888 3cm 粗略計算澆注系統(tǒng)重量為 1 888 1 035 1 95gjjV 總體積 V 塑件 19 38 1 95 21 33 3 總重量 M 21 33 1 035 22 08g 聚苯乙烯的密度為 1 054g cm3 ABS 的密度為 1 02 1 05g 3cm 滿足注射量 V 機 V 塑件 0 80 式中 V 機 額定注射量 3cm V 塑件 塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和 3 26 6621 0 8V 塑 件 3cm 或滿足注射量 M 機 M 塑件 12 式中 M 機 額定注射量 g M 塑件 塑件與澆注系統(tǒng)凝料的重量和 g 聚苯乙烯的密度 g cm 3 1 塑件采用塑料的密度 g cm 3 2 g21 081527 4 M 塑 件 2 注射壓力 P 注 P 成型 經(jīng)查有關(guān)資料可知 ABS 塑料成型時的注射壓力 P 成型 70 90MPa 3 鎖模力 P 鎖模力 1 3pF 式中 p 塑料成型時型腔的壓力 ABS 塑料的型腔壓力 p 30MPa 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 20 F 澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積和 2m 各型腔及澆注系統(tǒng)及各型腔在分型面上的投影面積 F 5541 26 2m PF 1 3 30 5541 26 216109 14K 根據(jù)以上的分析 計算 查相關(guān)資料初選注射機型號為 XS Z 30 其有關(guān)技術(shù)參 數(shù)如下 理論注射容量 cm 30 螺桿直徑 mm 48 注射壓力 MPa 319 注射行程 330 注射方式 注塞式 鎖模力 KN 650 拉桿內(nèi)向距 mm 550 移模行程 mm 200 最大模具厚度 mm 600 最小模具厚度 mm 250 噴嘴圓弧半徑 mm 12 噴嘴孔直徑 mm 3 5 最大開合模行程 mm 160 動 定模板尺寸 630 600 拉桿空間 435 6 1 2 選標(biāo)準(zhǔn)模架 根據(jù)以上分析 計算以及型腔尺寸及位置可確定模架的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格 通過調(diào) 用 Auto CAD 的燕秀工具箱模架選用 如圖 6 1 所示 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 21 圖 6 1 模架參數(shù) 定模板厚度 A 70 動模板厚度 B 80 墊塊厚度 C 90 模具厚度 H 模 301 模具外形尺寸 350 0400 301 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 22 6 2 定模板與動模板的設(shè)計 本模具的模架是 Auto CAD 的燕秀工具箱調(diào)出拉 已經(jīng)設(shè)計好動定各模板的相關(guān)參 數(shù) 具體看圖 6 1 模架參數(shù) 6 3 合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 導(dǎo)向機構(gòu)的作用 1 可保證動模和定模的精確合模 合模時 先由導(dǎo)向機構(gòu)導(dǎo)向 凸模和凹模再合 模 可避免凸凹模發(fā)生碰撞而損壞 2 由于型腔的形狀不一定對稱 所以 腔內(nèi)的熔體對型腔壁的作用力也不一樣 這時導(dǎo)向機構(gòu)可承受一定的側(cè)壓力 3 由于導(dǎo)向機構(gòu)的導(dǎo)向功能強 合模時先行使導(dǎo)向機構(gòu)結(jié)合 所以保證了凸模 和凹模的相對位置的準(zhǔn)確性 4 對于大中型注塑模的脫模機構(gòu) 由于有導(dǎo)向機構(gòu)導(dǎo)向使之合模 導(dǎo)柱和導(dǎo)套 可起到緩沖作用 使合模運動保證平穩(wěn) 定位作用 模具閉合后 保證動定模或上下模位正確 保證型腔的形狀和尺寸精 確 導(dǎo)向機構(gòu)在模具裝配過程中也起了定位作用 便于裝配和調(diào)整 導(dǎo)向作用 合模時 首先是導(dǎo)向零件接觸 引導(dǎo)動定?；蛏舷履?zhǔn)確閉合 避免 型芯先進(jìn)入型腔造成成型零件損壞 承受一定的側(cè)向壓力 塑料熔體在充型過程中可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力 或者由于成 型設(shè)備精度低的影響 使導(dǎo)柱承受了一定的側(cè)向壓力 以保證模具的正常工作 在設(shè)計中 導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長度需要比凸模端面的高度高出 8 12 在此次設(shè)計 中應(yīng)取 10 以避免出現(xiàn)導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而型芯先進(jìn)入型腔 導(dǎo)柱的前端做成錐臺形 以使導(dǎo)柱順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔 所選的導(dǎo)柱導(dǎo)套材料為 SUJ2 鋼 硬度為 59 61 導(dǎo)柱中心到模具邊緣距離通常為導(dǎo)柱直徑的 1 1 5 倍 在此次設(shè)計中取 1 倍 其它一 些參數(shù)值如圖 6 2 和圖 6 4 所示 導(dǎo)柱固定端與模板之間采用 7 6 的過渡配合 導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分采用 7 7 配合 其詳細(xì)情況可參看模架結(jié)構(gòu)圖 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 23 圖 6 2 導(dǎo) 柱 圖 6 3 導(dǎo) 套 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 24 7 推出機構(gòu)的設(shè)計 注射成型每一循環(huán)中 塑件必須準(zhǔn)確無誤的從模具的凹模中或型芯上脫出 完成 模具脫模 脫模機構(gòu)設(shè)計應(yīng)遵循下述原則 1 防止塑件結(jié)構(gòu)變形或損壞 正確分析塑件對模腔的粘附力的大小及所部位 有 針對性的選擇合適的脫模裝置 使推出重心與脫模阻力中心相重合 由于塑件收縮時 包緊型芯 因此推出力作用點應(yīng)盡量靠近型芯 同時推出力應(yīng)施于塑件剛性和強度最 大部位 作用面積也盡可能大一些 以防塑件變形或損壞 2 塑件滯留于動模邊 以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置 完成脫模動作 致使模 具結(jié)構(gòu)簡單 3 力求良好的塑件外觀 在選擇頂相互位置時 應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗?響不大的部位 在采用推桿脫模時 尤其要注意這個問題 4 由于塑件收縮時包緊型芯 因此推出力作用點應(yīng)盡量靠近型芯 同時推出力應(yīng) 施于塑件剛性和強度最大部位 作用面積也盡可能大一些 以防塑件變形或損壞 5 結(jié)構(gòu)合理可靠 脫模結(jié)構(gòu)應(yīng)工作可靠 運動靈活 制造方便 更換容易 且有 足夠的強度和剛度 6 根據(jù)制品的結(jié)構(gòu)特點 因斜銷也具有頂出功能所以在設(shè)置 3 根普通的圓頂桿即 可 普通的圓形頂桿按 GB4169 1984 選用 均可滿足頂桿剛度要求 經(jīng)查相關(guān)資料 選用 8 型號的圓型頂桿 3 根 頂出位置如圖 7 1 所示 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 25 圖 7 1 頂出機構(gòu) 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 26 8 抽芯機構(gòu)設(shè)計 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)簡稱為側(cè)抽機構(gòu) 用來成型具有外側(cè)凸起 凹槽和孔的塑件 成型殼體制品的局部凸起 凹槽和肓孔 因為側(cè)抽機構(gòu)的注射模 其可動零件多 動 作復(fù)雜 因此 側(cè)抽機構(gòu)的設(shè)計應(yīng)盡量可靠 靈活和高效 斜頂側(cè)向分型機構(gòu)該機構(gòu) 常用于后模內(nèi)行位 其原理和斜導(dǎo)柱相似 但加工較復(fù)雜 將型芯從成型位置抽至不妨礙塑件脫模的位置 型芯或滑塊所移動的距離稱為抽 芯距 一般來說 抽芯距等于脫模行程加 1mm 3mm 的安全距離 測得脫模行程最大為 1 74mm 可取抽芯距為 2 5mm S軸 內(nèi)側(cè)抽芯機構(gòu)由斜頂頂出 斜頂角度計算由 Auto CAD 的燕秀工具箱斜頂角度計算 器計算 如下圖 8 1 所示 斜頂參數(shù)設(shè)計參考圖 8 2 的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 斜頂具體尺寸詳見 零件圖 圖 8 1 斜 頂 計 算 參 數(shù) 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 27 圖 8 2 斜頂設(shè)計參數(shù) 圖 8 3 斜頂結(jié)構(gòu)圖 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 28 9 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 注射模中設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的 就是要通過控制模具溫度 使注射成型具有 良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)率 一般注射到模具內(nèi)的塑料溫度為 200 C 左右 而塑 件固化后從模具型腔中取出時其溫度在 60 C 以下 熱塑性塑料在注塑成型后 必須 對模具進(jìn)行有效的冷卻 使熔融塑料的熱量盡快的傳給模具 以便使塑件可靠冷卻定 型并可迅速脫模 縮短成型周期 提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率 注射模的溫度對塑 料熔體的充模流動 固化定型 生產(chǎn)效率及塑件的形狀和尺寸精度都有很重要的影響 在設(shè)計時綜合考慮以下選用原則 1 冷卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量相等 2 冷卻水道盡量多 截面尺寸應(yīng)盡量大 3 冷卻水道出入中溫差盡量小 4 澆口處加強冷卻 5 冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置 此外 冷卻水道的設(shè)計還必須盡量避免接近塑件的熔接部位 以免產(chǎn)生熔接痕 降低塑件強度 冷卻水道要易于加工清理 一般水道徑為 6 10 左右 冷卻水道的設(shè) 計要防止冷卻水的泄漏 凡是易漏的部位要加密封圈等 由于制品平均厚度為 2 制品尺寸比較大 確定水孔直徑為 6 由于冷卻水道 的位置 結(jié)構(gòu)形式 孔徑 表面狀態(tài) 水的流速 模具材料等很多因素都會影響模具 的熱量向冷卻水的傳遞 精確計算比較困難 實際生產(chǎn)中 通常都是根據(jù)模具的結(jié)構(gòu) 確定冷卻水路 通過調(diào)節(jié)水溫 水速來滿足要求 具體如圖 9 1 所示 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 29 圖 9 1 冷卻圖 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 30 10 排氣系統(tǒng)設(shè)計 對于小型模具 可利用分型面間隙排氣 但分型面須位于容體流動末端 還可以 利用推桿 活動型芯等配合間隙排氣 由于本制品尺寸不大 可利用分型面開設(shè)排氣槽 推桿的配合間隙和活動型芯排 氣即可 分型面排氣槽應(yīng)離開型腔 5 6 深度 h0 03 利用間隙排氣 其配合間隙不 能超過 0 05 一般為 0 03 0 005 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 31 11 注塑機參數(shù)校核 11 1 最大注射量 鎖模力 注射壓力 模具厚度的校核 由于在初選注射機和選用標(biāo)準(zhǔn)模架時是根據(jù)以上的四個技術(shù)參數(shù)及計算壁厚等因 素選用的 所以注射量 鎖模力 注射壓力 模具厚度不必進(jìn)行校核 已經(jīng)符合所選 注射機要求 11 2 開模行程的校核 注射機最大的開模行程 S S h 件 h 澆 5 10 116 160 式中 h 件 塑料制品高度 mm h 澆 澆注系統(tǒng)高度 故滿足要求 11 3 模具與注射機安裝相關(guān)部分尺寸校核 從標(biāo)準(zhǔn)模架外形尺寸看小于注射機拉桿空間 并采用壓板固定模具 所以所選注 射機規(guī)格滿足要求 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 32 12 繪制圖紙并編寫技術(shù)文件 12 1 繪制各非標(biāo)準(zhǔn)零件圖紙 詳見裝配圖紙和非標(biāo)準(zhǔn)零件圖紙 附本模具的工作原理 開模時 動模部分向后移 這時塑件包在型芯上隨動模繼續(xù)后移 直至注射機頂 桿與模具推板接觸 推出機構(gòu)開始工作 此時斜頂作用于內(nèi)側(cè)抽芯滑塊 完成內(nèi)側(cè)抽 芯動作 推桿將塑件從型芯上推出 合模時 復(fù)位桿使推出機構(gòu)復(fù)位 12 2 編寫加工工藝和裝配技術(shù) 模具精度是影響塑料成型件精度的重要因素之一 為了保證模具精度 塑料模具 制造時應(yīng)達(dá)到以下技術(shù)要求 1 組成塑料模具的所有零件 在材料 加工精度和熱處理質(zhì)量等方面均應(yīng)符合 相應(yīng)圖樣的要求 2 組成模架的零件應(yīng)達(dá)到規(guī)定的加工要求 裝配成套的模架應(yīng)活動自如 并達(dá) 到規(guī)定的平行度和垂直度等要求 3 模具的功能必須達(dá)到設(shè)計要求 抽芯滑塊和推頂裝置的動作要正常 加熱和溫度調(diào)節(jié)部分能正常工作 冷卻了水路暢通且無漏水現(xiàn)象 4 為了鑒別塑料成型件的質(zhì)量 裝配好的模具必須在生產(chǎn)條件下試模 并根據(jù) 試模存在的問題進(jìn)行修整 直至試出合格的成型件為止 12 2 1 加工要求 1 模具成型表面的內(nèi)外銳角 尖邊 圖樣上未注明圓角時 允許不大于 0 5mm 圓 角 分型面及結(jié)合面除外 當(dāng)不允許有圓角時 應(yīng)在圖樣上注明 2 模具分型面及組合件的結(jié)合面應(yīng)很好貼合 局部間隙不大于 0 02mm 3 模具中各承壓板 模板 的兩承壓面的平行度公差按 GB1184 附錄一的 5 級 4 圖樣中未注明公差的一般尺寸其極限偏差按 GB1804 標(biāo)準(zhǔn)即孔按 H13 軸按 h13 長度按 J14 來加工 5 模具中安裝鏍釘 鏍栓 的螺紋孔及其通孔的位置公差不大于 2mm 或相應(yīng)各 孔配作 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 33 6 導(dǎo)柱 導(dǎo)套孔對模板平面的垂直度公差按 GB1184 附錄一的 4 級 導(dǎo)柱 導(dǎo)套 之間的配合按 H8 f8 7 導(dǎo)套 直導(dǎo)套 帶頭導(dǎo)套 外圓與內(nèi)孔的同軸度公差 t 按 GB1184 附錄一的 5 級 8 導(dǎo)柱 直導(dǎo)柱 臺肩導(dǎo)柱 其配合部位的大徑與小徑的同軸度公差 t 按 GB1184 附錄一的 5 級 9 成型零部件 為了保證導(dǎo)向作用 動 定模的導(dǎo)柱 導(dǎo)套孔的孔距精度應(yīng)控制 在 0 01mm 以內(nèi) 因此 必須用坐標(biāo)鏜床對動 定模鏜孔 在缺少坐標(biāo)鏜床的情況下 較普遍采用的方法是將動 定模合在一起 在車床 銑床或鏜床上進(jìn)行鏜孔 成型零 部件采用優(yōu)質(zhì)模具鋼 強度高 耐磨性好 熱處理變形小 要求耐腐蝕 調(diào)質(zhì)淬火低 溫回火 55HRC 10 主流道襯套的中心錐孔應(yīng)研磨拋光 不得有影響脫澆口的各種缺陷 型腔的加工 把成型面的曲面圖通過計算機產(chǎn)生刀具加工路徑 留余量在數(shù)控銑 上加工成型 再用電火花加工成型 型芯的加工 把成型面的曲面圖通過計算機產(chǎn)生刀具加工路徑進(jìn)行數(shù)控銑外形加 工 再銑小型芯孔和凹臺 鉆推桿孔 加工澆口 再用電火花加工成型 12 2 2 裝配要求 1 裝配好的模具其外形和安裝尺寸應(yīng)符合裝配圖紙所規(guī)定的要求 2 定模座板上平面與動模座板下平面須平行 平行度 0 02 300 3 裝配好的模具成型位置尺寸應(yīng)符合裝配圖紙規(guī)定要求 動 定模中心重復(fù)度 0 02mm 4 裝配好的模具成型形狀尺寸應(yīng)符合裝配圖紙規(guī)定要求 最大外形尺寸誤差 0 05mm 5 裝配好的模各封膠面必須配合緊密 間隙小于該模具塑料材料溢邊值 50 避 免各封膠面漏膠產(chǎn)生披峰 保證各封膠面有間隙排氣 能保證排氣順暢 6 裝配好的模具各碰插穿面配合均勻到位 避免各碰插穿面燒傷或漏膠產(chǎn)生披峰 8 注塑模具所有導(dǎo)柱 導(dǎo)套之間的滑動平穩(wěn)順暢 無歪斜和阻滯現(xiàn)象 7 注塑模具所有滑塊的滑動平穩(wěn)順暢 無歪斜和阻滯現(xiàn)象 復(fù)位 定位準(zhǔn)確可靠 符合裝配圖紙所規(guī)定的要求 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 34 9 注塑模具所有斜頂?shù)膶?dǎo)向 滑動平穩(wěn)順暢 無歪斜和阻滯現(xiàn)象 復(fù)位 定位準(zhǔn) 確 10 模具澆注系統(tǒng)須保證澆注通道順暢 所有拉料桿 限為桿運動平穩(wěn)順暢可靠 無歪斜和阻滯現(xiàn)象 限位行程準(zhǔn)確 符合裝配圖紙所規(guī)定的要求 11 注塑模具頂出系統(tǒng)所有復(fù)位桿 推桿 頂管 頂針運動平穩(wěn)順暢 無歪斜和 阻滯現(xiàn)象 限位 復(fù)位可靠 12 注塑模具冷卻系統(tǒng)運水通道順暢 各封水堵頭封水嚴(yán)密 保證不漏水滲水 13 注塑模具各種外設(shè)零配件按總裝圖紙技術(shù)要求裝配 先復(fù)位機構(gòu)動作平穩(wěn)可 靠 復(fù)位可靠 油缸 氣缸 電器安裝符合裝配圖紙所規(guī)定的要求 并有安全保護(hù)措 施 14 注塑模具各種水管 氣管 模腳 鎖模板等配件按總裝圖紙技術(shù)要求裝配 并有明確標(biāo)識 方便模具運輸和調(diào)試生產(chǎn) 12 2 3 綜合要求 1 經(jīng)熱處理后的零件 硬度應(yīng)均勻 不允許有脫碳 軟點 氧化斑點及裂紋等缺 陷 熱處理后應(yīng)清除氧化皮 臟物油污 2 模具 模架及其零件的工件表面 不應(yīng)有凹痕 裂紋 毛刺 銹蝕等缺陷 3 模具的冷卻水道應(yīng)保證暢通 4 選用通用模架模具 裝配后在模具兩側(cè)面應(yīng)同時進(jìn)行磨削加工 以確保模具能 順利地裝入模架 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 35 設(shè)計總結(jié) 通過本次畢業(yè)設(shè)計我的收獲很多 主要體現(xiàn)在以下幾個方面 1 接受模具設(shè)計工程師必須的綜合訓(xùn)練 提高實際工作能力 如調(diào)查研究 查閱 文獻(xiàn)和收集資料并進(jìn)行分析的能力 制訂設(shè)計或試驗方案的能力 設(shè)計 計算和繪圖 能力 總結(jié)提高撰寫論文的能力 2 培養(yǎng)我綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)理論 基本知識和基本技能 提高分析解決實際問 題的能力 3 檢驗我綜合素質(zhì)與實踐能力 是畢業(yè)的重要依據(jù) 心得體會 我即將踏入工作的崗位 回想大學(xué)生涯 可謂艱辛 但收獲是豐盛的 在這大學(xué)生涯中 我掌握了許多模具設(shè)計與制造方面的知識 通過這次畢業(yè)設(shè)計充分 的發(fā)揮出來 我也從中意識到自己的不足 及時彌補了缺乏的知識面 終于使專業(yè)知 識得到升華 這次畢業(yè)設(shè)計的零件是塑料雖然零件不算復(fù)雜 但我覺得是比較有特色 的 通過本設(shè)計 對注塑模具有一個初步的認(rèn)識 注意到設(shè)計中的某些細(xì)節(jié)問題 掌 握了模具結(jié)構(gòu)及工作原理 使自己的所學(xué)的知識得以綜合運用 通過對 UG 和 AutoCAD 的學(xué)習(xí) 從而有效的提高工作效率 鼠標(biāo)下蓋不算復(fù)雜 但是模具設(shè)計中要考慮的因 素有很多 除考慮它的出模 分型面 還需考慮它成型的質(zhì)量 表面光潔度等 更重 要的是考慮它的制造難度和加工成本 所以設(shè)計認(rèn)真分析塑料制品的結(jié)構(gòu) 尋求最佳 的設(shè)計方案 應(yīng)用模具設(shè)計的 UG 工程圖設(shè)計的 AutoCAD 文字處理排版 Word 等軟件 更加得心應(yīng)手 本設(shè)計難免有不當(dāng)和錯誤之處 在以后的學(xué)習(xí)中 工作中 我一定不畏艱辛地繼續(xù)學(xué)習(xí)專業(yè)知識和不斷地積累工 作經(jīng)驗 為祖國作貢獻(xiàn) 為學(xué)校爭光榮 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 36 致 謝 本設(shè)計的 2D 制圖 3D 制圖是在我的指導(dǎo)老師于麗君的精心指導(dǎo)和悉心關(guān)懷下完成 的 黃曉明老師無私的奉獻(xiàn)精神 嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度