CPU風扇后蓋的注塑模具設計

CPU風扇后蓋的注塑模具設計,cpu,風扇,注塑,模具設計 畢 業(yè) 設 計 論 文 CPU 風扇后蓋注塑模設計 THE DESIGN OF CPU FAN COVER INJECTION MOLD 學 生 姓 名 學 院 名 稱 專 業(yè) 名 稱 指 導 教 師 20 年 5 月 27 日 摘要 本設計是 CPU 風扇后蓋的注塑模具設計 在結(jié)合了傳統(tǒng)的機械設計后把 CAD CAM 技術應用在注塑模具的設計上 在 CAD 系統(tǒng)實行了模型和注塑模具的設計 本文介紹了我國當前模具技術的發(fā)展狀況以及 CAD CAM 在模具上的應用 其中包 括 AUTOCAD PRO E 而主要的機械部分設計 其內(nèi)容包括塑料注塑模具的工作原理 及應用 設計準則 塑料注塑模的設計計算 包括模具結(jié)構(gòu)設計 注塑機的選用 澆注 系統(tǒng)的設計 動 定模 澆注系統(tǒng) 脫模機構(gòu) 頂出機構(gòu) 冷卻系統(tǒng)等設計等方面 如 此設計出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運行可靠 關鍵詞 CAD 模具 注塑模具 Abstract It is to design the CPU electric fan back cover injection mould references to the traditional mechanical design focus on the CAD CAM application in the plastic mould design that is to say to apply the CAD system in model and plastic injection mould design This artic introduces the mould technology and the CAD CAM application of mould in china nowadays Including AUTOCAD PRO E While main mechanical designs content the principle and application of the plastic mould design standards The calculation of the plastic mould design concerns about the mould construction design choosing Injection Molding Machine injection system the move mould immobility mould the irrigating system the doffing mould organ the goring organ the cooling system s design and so on The structure designed in such way can ensure the reliable running of the mould keywords CAD model plastic injection mould 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 目 錄 摘要 I Abstract II 1 緒論 1 1 1 塑料模具簡介 1 1 2 我國塑料模具工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 1 1 3 我國塑料模具工業(yè)和技術今后的主要發(fā)展方向 2 1 3 1 提高大型 精密 復雜 長壽命模具的設計制造水平及比例 2 1 3 2 推廣應用熱流道技術 氣輔注射成型技術和高壓注射成型技術 2 1 4 塑料模設計的一般步驟 2 1 4 1 擬定制品成型工藝 2 1 4 2 擬定模具機構(gòu)方案 3 2 擬定模具結(jié)構(gòu)型式 5 2 1 塑件成型工藝性分析 5 2 2 塑件的工藝性分析 6 2 2 1 塑件材料的選擇 6 2 2 2 塑件的壁厚 8 2 2 3 塑件的表面質(zhì)量 8 2 2 4 塑件的精度等級 9 2 2 5 塑件的脫模斜度 9 2 3 ABS 塑件的注射工藝 10 2 4 確定成型方法 11 2 5 擬定制品成型工藝參數(shù) 11 3 擬定模具結(jié)構(gòu)方案 12 3 1 初步確定注射機 12 3 1 1 計算塑件的體積和質(zhì)量 12 3 1 2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面上的投影面積及所需鎖模力的計算 12 3 1 3 根據(jù)注射量和鎖模力的值 選用 SZ 200 120 臥式注射機 12 3 1 4 注射機料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù) n 13 3 2 選擇制品的分型面 13 3 3 型腔數(shù)目的確定 14 3 4 型腔排列形式的確定 15 4 成型零件的設計 16 4 1 凹模的結(jié)構(gòu)設計 16 4 1 1 整體式凹模 16 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 I 4 1 2 組合式凹模 16 4 2 凸模的結(jié)構(gòu)設計 16 4 3 成型零件鋼材的選用 16 4 4 成型零件工作尺寸的計算 16 4 5 成型零件強度及支承板厚度計算 18 5 澆注系統(tǒng)的設計 20 5 1 主流道的設計 20 5 2 主流道襯套形式 20 5 3 分流道設計 21 5 3 1 分流道布置形式 23 5 3 2 分流道尺寸 23 5 3 3 分流道凝料體積 24 5 3 4 分流道剪切速率校核 24 5 3 5 分流道的表面粗糙度 24 5 4 澆口的設計 24 5 4 1 澆口形狀 尺寸的確定 24 5 4 2 冷料穴的設計 25 6 導向機構(gòu)的設計 26 6 1 導向機構(gòu)的形式 26 6 1 1 導柱導向機構(gòu) 26 6 1 2 精定位裝置 26 7 脫模機構(gòu)的設計 28 7 1 脫模機構(gòu)的組成 28 7 2 脫模機構(gòu)的分類 28 7 3 脫模機構(gòu)的設計原則 29 7 4 脫模力的計算 30 8 模架的確定 31 9 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 32 9 1 溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響 32 9 2 冷卻系統(tǒng)的設計原則 32 9 3 冷卻時間的確定 33 9 4 冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 33 9 5 冷卻系統(tǒng)的計算 33 10 排氣系統(tǒng)的設計 35 11 模具材料的選用 36 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 II 11 1 模具材料選用原則 36 11 2 注塑模具常用材料 36 11 3 各種零件的選材 37 結(jié)論 39 致謝 40 參 考 文 獻 41 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 0 1 緒論 1 1 塑料模具簡介 模具行業(yè)是制造業(yè)重要的組成部分 也是國民經(jīng)濟的基礎工業(yè) 受到政府和企業(yè)界 的高度重視 具有廣闊的前景 塑料模具是當今工業(yè)生產(chǎn)中利用特定的形狀 通過一定 的方式來成型塑料制品的工藝裝備或工具 它屬于型腔模的范疇 按制品所采用的原料 不同 成型方法不同 一般將模具分為塑料模具 金屬沖壓模具 金屬壓鑄模具 橡膠 模具和玻璃模具等 因人們?nèi)粘Ｉ钏玫闹破泛透鞣N機械零件在成型中多數(shù)是通過模 具來制成品 所以模具制造業(yè)已成為一個大行業(yè) 在高分子材料加工領域中 用于塑料 制品成形的模具稱之為塑料成形模具 簡稱塑料模 塑料模優(yōu)化設計 是當代高分子材 料加工領域中的重大課題 通常情況下 塑料制品質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低 其模 具的因素約占 80 然而模具的質(zhì)量好壞又直接與模具的設計與制造有很大關系 隨著 國民經(jīng)濟領域的各部門對塑件的品種和產(chǎn)量需求越來越大 產(chǎn)品更新愈來愈快 用戶對 塑件的要求愈來愈高 因而對模具設計與制造的周期和質(zhì)量提出了更高的要求 這就促 使塑料模具設計與制造技術不斷向前發(fā)展 從而推動了塑料工業(yè)以及機械加工工業(yè)的高 速發(fā)展 模具的設計是模具制造過程中的關鍵部分 通過合理的設計制造出來的模具不僅能 順利地成型高質(zhì)量的塑件 還能簡化模具加工過程和實施塑件的高效率生產(chǎn) 從而達到 降低生產(chǎn)成本和提高附加價值的目的 1 2 我國塑料模具工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 模具制造是國家經(jīng)濟建設中的一項重要產(chǎn)業(yè) 振興和發(fā)展模具工業(yè) 日益受到世界 各國的重視和關注 80 年代以來 在國家產(chǎn)業(yè)政策與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支 持和引導下 我國模具工業(yè)發(fā)展迅速 年均增速均為 13 1999 年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為 245 億 至 2000 年我國模具總產(chǎn)值預計為 260 270 億元 其中塑料模在模具總量中的比 例還將逐步提高 模具工業(yè)是技術成果轉(zhuǎn)化的基礎 同時本身又是高新技術產(chǎn)業(yè)的重要領域 在歐美 等工業(yè)發(fā)達國家被稱為 點鐵成金 的 磁力工業(yè) 我國塑料模具工業(yè)起步到現(xiàn)在 歷 經(jīng)半個多世紀 有了很大的發(fā)展 模具水平有了較大的提高 在大型模具方面已能生產(chǎn) 48 英寸大屏幕彩電塑殼注射模具 6 5Kg 大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和 整體儀表板等塑料模具 精密塑料模具方面 已能生產(chǎn)照相機塑料件模具 多型腔小模 數(shù)齒輪模具及塑封模具 在模具方面 我國模具總量雖已位居世界第三 但設計制造水 平總體上比德 美 日 法 意等發(fā)達國家落后許多 模具商品化和標準化程度比國際 水平低許多 在模具價格方面 我國比發(fā)達國家低許多 約為發(fā)達國家的 1 3 1 5 工業(yè) 大綱級別 1 級 小 二號黑體 居中 125 倍行 段前 0 5 行 段后 0 大綱級別 2 級 小 三號黑體 1 25 倍 行距 段 前 0 5 行 段后 0 5 行 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 1 發(fā)達國家將模具向我國轉(zhuǎn)移的趨勢進一步明朗化 注塑模型腔制造精度可達 0 02 0 05mm 表面粗糙度 Ra0 2 模具質(zhì)量 壽命明顯提高了 非淬火鋼模壽命可達 10 30 萬 次 淬火鋼模達 50 100 萬次 交貨期較以前縮短 成型工藝方面 多材質(zhì)塑料成型模 高效多色注射模 鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機構(gòu)的創(chuàng)新設計方面也取得較大進展 氣體 輔助注射成型技術的使用更趨成熟 1 3 我國塑料模具工業(yè)和技術今后的主要發(fā)展方向 1 3 1 提高大型 精密 復雜 長壽命模具的設計制造水平及比例 這是由于塑料模成型制品的日益大型化 復雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求 而發(fā)展的一模多腔所決定 在塑料模設計制造中全面推廣應用 CAD CAM CAE 技術 CAD CAM 技術已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術 近年來模具 CAD CAM 技術的硬件與軟 件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度 為其進一步普及創(chuàng)造了良好的條件 基 于網(wǎng)絡的 CAD CAM CAE 一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪 其將解決傳統(tǒng)混合型 CAD CAM 系統(tǒng)無 法滿足實際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題 CAD CAM 軟件的智能化程度將逐步提高 塑料 制件及模具的 3D 設計與成型過程的 3D 分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的 作用 1 3 2 推廣應用熱流道技術 氣輔注射成型技術和高壓注射成型技術 采用熱流道技術的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量 并能大幅度節(jié)省塑料制件的原 材料和節(jié)約能源 所以廣泛應用這項技術是塑料模具的一大變革 制訂熱流道元器件的 國家標準 積極生產(chǎn)價廉高質(zhì)量的元器件 是發(fā)展熱流道模具的關鍵 氣體輔助注射成 型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下 大幅度降低成本 目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣 使用 氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制 而 且其常用于較復雜的大型制品 模具設計和控制的難度較大 因此 開發(fā)氣體輔助成型 流動分析軟件 顯得十分重要 另一方面為了確保塑料件精度 繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射 成型工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具也非常重要 1 3 3 提高塑料模標準化水平和標準件的使用率 我國模具標準件水平和模具標準化程度仍較低 與國外差距甚大 在一定程度上制 約著我國模具工業(yè)的發(fā)展 為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本 模具標準件的應用要 大力推廣 為此 首先要制訂統(tǒng)一的國家標準 并嚴格按標準生產(chǎn) 其次要逐步形成規(guī) 模生產(chǎn) 提高商品化程度 提高標準件質(zhì)量 降低成本 再次是要進一步增加標準件規(guī) 格品種 1 4 塑料模設計的一般步驟 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 2 為了設計出合理且精度較高的模具 應嚴格按照設計程序來進行 塑料模具設計的 一般步驟如下 1 4 1 擬定制品成型工藝 1 塑料制品分析 消化制品圖 通過了解其用途以及對制品的工藝性 尺寸精度等技術要求 對于 形狀比較復雜和精度要求較高的制品 還必須了解該制品的外觀及裝配要求 根據(jù)制品 的結(jié)構(gòu) 預計會有哪些缺陷 如熔接痕 縮孔 裂紋等 產(chǎn)生 是否要對制品圖紙?zhí)岢?修改意見 制品材料的選擇 根據(jù)制品圖的形狀 大小及使用要求 計算制品的質(zhì)量 體積及制品的正面投影面積 確定制品的成型方法 對熱塑性塑料指定采用注射成型 擬定制品成型工藝參數(shù) 根據(jù)制品結(jié)構(gòu)特點及選定的原材料種類 選定如下成型工藝參數(shù) 料筒溫度 噴嘴 溫度 模具溫度 注射壓力 注射時間 保壓時間 冷卻時間以及總的生產(chǎn)周期 1 4 2 擬定模具機構(gòu)方案 選擇分型面 分型面的形式和位置應有利于模具加工 排氣 脫模 塑件的表面質(zhì)量及工藝操作 型腔布置 根據(jù)塑件的形狀大小 結(jié)構(gòu)特點 尺寸精度 批量大小以及模具的制造的難易 成 本高低等確定型腔數(shù)目與排列方式 確定澆注系統(tǒng) 包括主流道 分流道 冷料穴 澆口的形狀 大小和位置 同時 應注意澆注系統(tǒng)的平衡問題 溢料 排氣系統(tǒng)的設計 根據(jù)制品的形狀與澆注系統(tǒng)的特點 決定是否增設溢流 槽和排氣槽及其位置 選擇脫模方式 考慮開模 分 型的方法與順序 確定推出機構(gòu) 包括拉料桿 推桿 推管 推板 的形式以及合模導向與復位機構(gòu)的設置 同時計算出脫模行程 脫 模力以及各推出機構(gòu)的尺寸大小等 側(cè)抽芯機構(gòu)的設計 當塑件存在側(cè)向凸 凹及側(cè)孔時 需要考慮增設側(cè)向抽芯機構(gòu) 此時必須選擇機構(gòu) 類型 計算抽芯力和抽芯距離 同時還要確定各抽芯機構(gòu)的數(shù)量和尺寸大小 模具主要零件的結(jié)構(gòu)設計 考慮成型與安裝的需要以及制造與裝配的可能 根據(jù)所選的材料 通過理論計算確 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 3 定定模座板 定模板 動模座板 動模板 支承板 墊塊 推板和推桿固定板等的外形 尺寸 并在此基礎上選標準模架 同時還確定導柱 導套 滑塊等的結(jié)構(gòu)尺寸 用相應 的公式計算型腔與型芯的尺寸并確定其公差 此時還要確定各類零件的安裝 固定 定 位的方法及相應尺寸 模具調(diào)溫系統(tǒng)的設置 主要通過計算方法確定模具冷卻系統(tǒng)管道的形狀 位置 數(shù)量及尺寸 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 4 2 擬定模具結(jié)構(gòu)型式 2 1 塑件成型工藝性分析 該塑件是一 CPU 風扇底座 如圖 1 所示 根據(jù)制品的特點及經(jīng)濟方面的考慮 材料選 擇為 ABS 圖 1 1 零件三維立體圖 化學名稱 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 英文名稱 Acrylonitrile Butadiene Styrene 比重 1 02 克 立方厘米 成型收縮率 0 4 0 7 成型溫度 200 240 干燥條件 80 90 2 小時 熔點 130 160 熱變形溫度 90 108 0 46MPa 83 103 0 185MPa 抗拉屈服強度 50MPa 拉伸彈性模量 1 8 Map310 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 5 抗彎強度 80MPa 沖擊強度 261 無缺口 11 缺口 2 KJm 2 KJm 硬度 9 7HB 體積電阻系數(shù) 16 90 c 擊穿強度 15 7 19 7 V 特點 1 綜合性能好 沖擊強度高 化學穩(wěn)定性和電性能良好 2 有高抗沖 高耐熱 阻燃 增強 透明等級別 3 流動性比 HIPS 差一點 比 PMMA PC 等好 柔韌性好 成型特性 1 定形料 流動性中等 吸濕大 必須干燥 表面要求光澤的塑件須長時間預熱干 燥 80 90 度 3 小時 2 宜取高料溫 高模溫 但料溫過高易分解 分解溫度為 270 度 對精度較高的塑 件 模具溫度宜取 50 60 度 對高光澤 耐熱塑件 模具溫度宜取 60 80 度 3 要解決夾水紋 需提高材料的流動性 采取高料溫 高模溫 或者改變水位等方 法 4 如成形耐熱級或阻燃級材料 生產(chǎn) 3 7 天后模具表面會殘存塑料分解物 導致模 具表面發(fā)亮 需對模具及時進行清理 同時模具表面需增加排氣位置 2 2 塑件的工藝性分析 2 2 1 塑件材料的選擇 塑件的材料要在保證產(chǎn)品的使用性能 物理性能 力學性能 耐腐蝕性能和耐熱性 能的前提下 盡量選用價廉且成型性能又好的塑料 該產(chǎn)品用于承載物品 要求有較好 的力學性能 有較大的強度和剛性 屈服強度高 彎曲疲勞壽命要高 有穩(wěn)定的化學性 能 對接觸物 水 洗化用品 有很好的耐腐蝕性 衛(wèi)生程度較高 日常使用時無毒安 全 成型工藝性較好 所選的塑料流動性好 易于成型 有較高的表面光澤 市場價格 盡量低 產(chǎn)品有較大的利潤空間和市場競爭力 幾種常用塑料相關資料見表 2 1 ABS 常用作電器外殼 機械強度較高 但是耐熱性差 洗浴時的較高溫度會使該材料產(chǎn)生較 大變形 PA 化學穩(wěn)定性較差 注射成型時熔融溫度范圍窄 熱穩(wěn)定性差 溫度控制較復 雜 PC 價格昂貴 成本太高 化學穩(wěn)定性差 不耐堿 酮 脂等 成型工藝較復雜 常用來制造光學零件 PP價格低廉 化學穩(wěn)定性好 機械強度較高 成型工藝性較好 主要用來制造日用品 通過以上分析可以看出 PP 是制造塑料置物架的最佳材料 ABS 塑料的相關參數(shù)見表 2 2 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 6 表2 1 幾種常用塑料相關資料 塑件品種 結(jié)構(gòu)特點 使用溫度 化學穩(wěn)定性 性能特點 成型特點 主要用途 ABS 線型結(jié)構(gòu) 非結(jié)晶型 小于 70 較好 機械強度較 好 有一定 的耐磨性 但耐熱性較 差 吸水性 較差 成型性能好 成型前原料 要干燥 應用廣泛 如電器外 殼 汽車 儀表盤 日用品等 聚酰胺 尼 龍 線型結(jié)構(gòu)結(jié) 晶型 小于 70 尼龍6 較好 不耐 強酸和氧化 劑 能溶于 甲酚 苯酚 濃硫酸等 抗拉強度 印度 耐磨 性 自潤滑 性突出 吸 水性強 熔點高 熔 融溫度范圍 較窄 成型 前原料要干 燥 熔體黏 度低 要防 止溢料 制 品易產(chǎn)生變 形等特點 耐磨零件及 傳動件 如 齒輪 凸輪 等 電氣零 件中的骨架 外殼 閥類 零件 單絲 薄膜 日用 品等 聚碳酸酯 pc 線型結(jié)構(gòu)非 結(jié)晶型 小于 130 耐寒性好 脆化溫度 100 有一定的化 學穩(wěn)定性 不耐堿 酮 酯等 透光率較高 介電性能好 吸水性小 力學性能好 抗沖擊 抗 蠕變性能突 出 但耐磨 性較差 熔融溫度高 熔體粘度大 成型前原料 需干燥 粘 度對溫度敏 感 制品要 進行后處理 在機械上用 作齒輪 凸 輪 蝸輪 滑 輪等 電機 電子產(chǎn)品零 件 光學零 件等 聚丙烯 pp 線型結(jié)構(gòu)結(jié) 晶型 10 120 較好 耐寒性差 光養(yǎng)作用下 易降解老化 力學性能比 聚乙烯好 成型時收縮 率大 成型 性能較好 易產(chǎn)生變形 等缺陷 板 片 透明 薄膜 繩 絕 緣零件 汽 車零件 閥 門配件 日 用品等 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 7 表 2 2 ABS 塑料相關參數(shù) 性能項目 試驗條件 測試標準 測試數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)單位 熔體流動速率 23 2 16kg ASTM D 1238 30 g 10min基本性能 密度 ASTM D 1505 0 9 g cm3 拉伸屈服強度 50mm min ASTM D 638 270 Kg cm2 彎曲模量 ASTM D 790 6000 Mpa 洛氏硬度 ASTM D 785 100 R 標尺 機械性能 彎曲強度 GB 9341 50 Mpa 維卡軟化點 1kgf ASTM D 1525 152 熱性能 熱變形溫度 4 6kg cm2 ASTM D 648 105 2 2 2 塑件的壁厚 塑件的壁厚對其質(zhì)量有很大的影響 壁厚過小不能滿足使用強度和剛度的要求 而 本產(chǎn)品對強度和剛度的要求較高 壁厚太大則浪費原材料 在大批量生產(chǎn)時造成生產(chǎn)成 本提高 利潤空間降低 注射成型時則易造成塑件內(nèi)部產(chǎn)生氣穴 外部產(chǎn)生凹陷 冷卻 時需要更長的冷卻時間 增加了冷卻系統(tǒng)設計和加工的難度 從以上諸方面考慮 應在 滿足使用的前提下對塑件進行最大限度的薄壁化 同一塑件的壁厚應當盡可能一致 塑 件壁厚不同將導致收縮不同 最終導致變形或開裂 PP 塑料最小壁厚及推薦壁厚見表 2 5 表 2 5 PP 塑料最小壁厚及推薦壁厚 塑件材料 最小壁厚 小型零件推薦壁厚 中型零件推薦壁厚 大型零件推薦壁厚 PP 0 85 1 45 1 75 2 40 3 20 本產(chǎn)品屬于中型塑件 推薦壁厚為 1 75mm 但是考慮到塑件的力學要求 應使用較 大壁厚 這里取壁厚為 2mm 2 2 3 塑件的表面質(zhì)量 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 8 塑件的表面粗糙度和外觀質(zhì)量決定了塑件的表面質(zhì)量 使用注射成型時幾種常用材 料所能達到的塑件表面粗糙度見表 2 3 一般來說 原材料的質(zhì)量 成型工藝和模具表 面粗糙度都會影響到塑件的表面粗糙度 尤其是以型腔壁的表面粗糙度影響最大 因此 模具的型腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的決定性因素 產(chǎn)品的外觀面應有很好的光 澤度且非常光滑 對表面粗糙度要求較高 應不大于 1 60 產(chǎn)品的內(nèi)表面與使用無關且 不影響外觀 對表面粗糙度無太高要求 為了降低模具制造成本 凸模成型表面的粗糙 度設計為 3 20 PP 材料通過注射成型所能達到的表面粗糙度范圍是0 10 1 60 滿足 CPU風扇后蓋的表面粗糙度要求 2 2 4 塑件的精度等級 影響塑件精度的因素很多 如模具制造精度及其使用后的磨損程度 塑料收縮率的 波動 成型工藝條件的變化等 在一般生產(chǎn)過程中 為了降低模具的加工難度和模具的 生產(chǎn)成本 在滿足塑料使用要求的前提下將盡可能地把塑件尺寸精度設計得低一些 目 前我國頒布了工程塑料模塑塑料件尺寸公差的國家標準 GB T14486 1993 該標準將塑件 分成 7 個精度等級 MT1 的精度要求最高 一般不采用 PP 材料模塑件公差等級見表 2 4 表 2 4 根據(jù)此表和塑件的設計使用要求 塑件的精度選用 MT3 公差等級 標注公差尺寸材料代號 模具塑料 高精度 一般精度 未注公差尺寸 MT3 MT4 MT6 MT2 MT3 MT6PP 聚丙烯 MT2 MT3 MT5 2 2 5 塑件的脫模斜度 塑件冷卻后產(chǎn)生收縮時會緊緊包在凸模上 或由于粘附作用緊貼在型腔內(nèi) 為了便 于脫模 防止塑件表面在脫模時出現(xiàn)頂白 頂傷 劃傷等 在塑件設計時應使其表面有 合理的脫模斜度 脫模斜度的選擇要遵循以下原則 1 塑件精度要求高時 應采用較小的脫模斜度 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 9 2 較高較大的塑件尺寸 應選用較小的脫模斜度 3 形狀復雜的 不易脫模的 應選用較大的脫模斜度 4 塑件的收縮率大的應選用較大的脫模斜度值 5 塑件壁較厚時 會使成型收縮增大 脫模斜度應采用較大數(shù)值 常用塑料的脫模斜度見表 2 6 由于 PP 塑料的收縮率很大 所以應選擇較大的脫 模斜度 選擇脫模斜度為3 表 2 6 常用塑件的脫模斜度 脫模斜度塑料名稱 型腔 型芯 PE PP PA 25 45 20 45 HPVC 35 40 30 50 PS ABS POM 35 1 30 30 40 熱固性塑件 25 40 20 50 2 3 ABS 塑件的注射工藝 ABS塑件的注塑工藝參數(shù)如下表2 7 表2 7 ABS塑件的注塑工藝參數(shù) 預烘干 不需要 如貯藏條件不好 在80 下烘干1小時 喂料區(qū)溫度 30 50 后段 160 180 中段 1800 2000料筒 前段 200 230 噴嘴 220 300 熔料 220 280 溫度 模具 40 80 注射 Mpa 70 120 壓力 保壓 Mpa 50 60 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 10 背壓 Mpa 5 20 注射 s 1 5 保壓 s 20 50 冷卻 s 20 50 時間 成型周期 s 40 120 螺桿轉(zhuǎn)速 30 60 2 4 確定成型方法 ABS 屬于熱塑性塑料 對熱塑性塑料指定采用注射成型 塑料注射成型工藝的最大特點是復制 能夠復制出所需的任意數(shù)量的直接使用或稍 作處理即可使用的制品 是一種適宜大批量生產(chǎn)的工藝 2 5 擬定制品成型工藝參數(shù) 注射機類型 螺桿式 預熱與干燥 溫度 80 85 時間 2 3h 料筒溫度 后段 150 170 中段 165 180 前段 180 200 噴嘴溫度 170 180 模具溫度 50 80 注射壓力 60 100MPa 成型時間 注射時間 20 90s 高壓時間 0 5s 冷卻時間 20 120s 總周期 50 220s 螺桿轉(zhuǎn)速 30 后處理 方法 紅外線燈 烘箱 溫度 70 時間 2 4h 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 11 3 擬定模具結(jié)構(gòu)方案 理想的模具結(jié)構(gòu)應能發(fā)揮成型設備的能力 最大限度的滿足塑件的工藝技術要求 如幾何形狀 尺寸精度 表面粗糙度等 和生產(chǎn)經(jīng)濟要求 成本低 效率高 使用壽 命長 節(jié)省勞動力等 3 1 初步確定注射機 3 1 1 計算塑件的體積和質(zhì)量 通過PRO E建模分析 塑件質(zhì)量m 1為15 53g 根據(jù)設計手冊查得ABS的密度為 1 10g cm 3 故單個塑件體積為 15 53 1 10 14 12 1Vm3cm 流道凝料質(zhì)量 還是未知數(shù) 可按塑件質(zhì)量的0 6倍來計算 因為是一模四腔 故2 注射質(zhì)量 m 1 6n 1 6 4 15 53 99 39g1 注射體積 m 99 39 1 10 90 36V3cm 3 1 2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面上的投影面積及所需鎖模力的計 算 根據(jù)多型腔模統(tǒng)計分析 大致是每個塑件在分型面上的投影面積 的0 2倍 0 5倍 1A 可用0 4n 來估算 1A A n n 0 4 n 1 4n 1 4 4 5026 55 28148 6721A11A2m 其中 12r 224056 m 鎖模力 F AP 28148 67 35 985203 45N 985 20KN 式中 型腔壓力P取35MPa 3 1 3 根據(jù)注射量和鎖模力的值 選用 SZ 200 120 臥式注射機 其主要技術參數(shù)為 理論注射體積 200 cm 3 螺桿直徑 40 mm 注射壓力 150 MPa 注射速率 120 g s 塑化能力 19 44 g s 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 12 螺桿轉(zhuǎn)速 0 220 r min 鎖模力 1200 kN 拉桿內(nèi)間距 355 385 mm 移模行程 350 mm 最大模具厚度 400 mm 最小模具厚度 230 mm 模具定位孔直徑 125 mm 噴嘴球半徑 15 mm 噴嘴口直徑 5 mm 3 1 4 注射機料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù) n n 4 合格21 30 8194360 0 6415 327 6415 kMtm 式中 k 注射機最大注射量的利用系數(shù) 一般取0 8 M 注射機的額定塑化量 19 44 g s t 成型周期 取 30s 其他安裝尺寸的校核要待模架選定 結(jié)構(gòu)尺寸確定后才可進行 3 2 選擇制品的分型面 分型面是指分開模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面 一副模具根據(jù)需 要可能有一個或兩個以上的分型面 分型面可以是垂直與合模方向 也可以與合模方向 平行或傾斜 以分型面為界 模具被分為兩大部分 即動模和定模部分 而其他的面則 被稱作分離面或分模面 注射模只有一個分型面 分型面的選擇是一個比較復雜的問題 因為分型面的選擇與塑件幾何尺寸精度 脫模方法 后處理工序 模具類型 排氣條件 嵌件位置 澆口形式等有關 分型面選擇的一般原則 1 便于塑件脫模 2 分型面的選擇應利于側(cè)面分型和抽芯 3 分型面的選擇應保證塑料制品的質(zhì)量 4 分型面的選擇應有利于避免溢料的產(chǎn)生 5 分型面的選擇應有利于成型時排氣 6 分型面的選擇應盡量便于模具加工 CPU 風扇后蓋塑件是薄壁底座零件 成型后緊緊包住型芯 故將型芯設在動模邊 型腔設在定模邊 開模后塑件留于動模 有利于塑件脫模 故分型面選在 CPU 風扇后蓋 的下底面 如圖 3 1 所示 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 13 圖 3 1 分型面選擇示意圖 3 3 型腔數(shù)目的確定 型腔的布置 根據(jù)塑件的幾何結(jié)構(gòu)特點 尺寸精度要求 批量的大小 模具制造的 難易度 模具成本等確定型腔數(shù)量及排列方式 確定型腔數(shù)目一般有以下四種方法 1 根據(jù)經(jīng)濟性確定型腔數(shù)目 根據(jù)總成型加工費用最小的原則 并忽略準備時間和試生產(chǎn)原料費用 僅考慮模具的 加工費用和塑件成型加工費用 模具費用為 10MQnC 注塑成型費用 6SatN 總成型加工費用 S 為使總的成型加工費用最小 即令 則有0dxn 式 3 1 21 6atC 所以 式10Ntn 3 2 2 根據(jù)注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)目 當成型大型平板制件時 常用這種方法 設注射機的額定鎖模力為F N 型腔內(nèi)塑料 熔體的平均壓力為 MPa 單個制品在分型面上的投影面積為 澆注系統(tǒng)在分mp 21 Am 型面上的投影面積為 則 2 A 式21 mnApF 3 3 即 式 3 4 21mFp 3 根據(jù)注射機的最大注射量確定型腔數(shù)目 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 14 設注射機的最大注射量為 單個制品的質(zhì)量為 澆注系統(tǒng)的質(zhì)量為 Qg1Wg2 Wg 則型腔的數(shù)目 為 n 式 3 5 210 8Gn 若將質(zhì)量用 除以密度 體積表示 上述公式也可用 4 根據(jù)制品精度確定型腔數(shù)目 根據(jù)經(jīng)驗 在模具型腔中每增加一個型腔 制品的精度要降低4 設模具中的型腔 數(shù)目為 制品的基本尺寸為 塑件的尺寸公差為 單型腔模具注塑生產(chǎn)時可nL m 能產(chǎn)生的尺寸誤差為 聚甲醛為 0 2 尼龍66為 0 3 聚碳酸酯 聚氯乙 s 烯 ABS等非結(jié)晶型塑料為 0 05 則有塑件尺寸精度的表達式為 式 3 6 1 ssN 簡化后可得型腔數(shù)目為 式 3 7 2504snL 對于高精度制品 由于多型腔模具難以使各型腔的成型條件一致 故通常推薦型腔 數(shù)目不超過4個 鑒于所設計的制件的精度要求 又是大批量的生產(chǎn) 可以采用一模多腔的形式 考 慮到模具制造費用低一點 設備運轉(zhuǎn)費用小一點 初定為一模四腔的模具形式 3 4 型腔排列形式的確定 確定了型腔數(shù)目以后 接下來要考慮型腔的排列形式 多型腔在模板上排列形式通 常有圓形 H形 直線形及復合形等 在設計時應注意以下幾點 1 盡可能采用平衡式排列 確保制品質(zhì)量的均一和穩(wěn)定 2 型腔布置與澆口開設部位應力求對稱 以便防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料的現(xiàn)象 3 盡量使型腔排列得緊湊 以便減小模具的外形尺寸 本設計型腔的排列方式為H形 四個塑件與X軸對稱 如圖3 2所示 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 15 圖 3 2 型腔排列形式 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 16 4 成型零件的設計 塑料在成型加工過程中 用來充填塑料熔體以成型制品的空間被稱為型腔 而構(gòu)成 這個型腔的零件叫做成型零件 通常包括凹模 凸模和型芯等 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 脫模時與塑件間還要發(fā)生摩擦 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 4 1 凹模的結(jié)構(gòu)設計 凹模是成型塑件外輪廓的零件 凹模按其結(jié)構(gòu)不同分為整體式和組合式兩大類 4 1 1 整體式凹模 整體式凹模由整塊材料加工而成 其特點是牢固 使用中不易發(fā)生變形 不會使制品 產(chǎn)生拼接線痕跡 但由于加工困難 熱處理不方便 因此整體式凹模常用于形狀簡單的 中 小型模具上 4 1 2 組合式凹模 指凹模由兩個或兩個以上零件組合而成 按其組合結(jié)構(gòu) 可分為整體嵌入式 局部 鑲嵌式 底部鑲拼式 側(cè)壁鑲拼式和四壁拼合式 采用何種形式總的原則就是要簡化凹 模的加工工藝 減少熱處理變形 便于模具的維修和節(jié)約貴重的模具鋼材 本次設計的塑件結(jié)構(gòu)較簡單 從設計的經(jīng)濟性和結(jié)構(gòu)的合理性等因素綜合考慮 將 凹模的結(jié)構(gòu)設計成鑲嵌式結(jié)構(gòu) 4 2 凸模的結(jié)構(gòu)設計 凸模 即型芯 是成型塑件內(nèi)表面的成型零件 通?？煞譃檎w式和組合式兩種類 型 整體式凸模是將成型的凸模與動模板做成一體 不僅結(jié)構(gòu)牢固 還可省去動模墊板 但是由于不便于加工 故只適用于形狀簡單的單型腔模具 本設計選用鑲件組合式凸模 4 3 成型零件鋼材的選用 CPU 風扇底座為大批量生產(chǎn) 成型零件選用鋼材耐磨性和抗疲勞性能應良好 機械加 工性能和拋光性能應良好 故鑲嵌式凹模鋼材選用 SM1 定模板成型時有料流沖刷 但無脫模時塑件的摩擦 可采用 55 鋼調(diào)質(zhì) 型芯是大批量生產(chǎn) 磨損嚴重 可采用硬度較高的模具鋼 Gr12M0V 淬火后表面硬度 58 62HRC 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 17 4 4 成型零件工作尺寸的計算 成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構(gòu)成塑件的尺寸 它通常包括凹模和凸模 的徑向尺寸 包括矩形和異形零件的長和寬 凹模的深度尺寸和型芯的高度尺寸 型芯 和型芯之間的位置尺寸等 成型零件工作尺寸的計算方法一般有兩種 一種是平均值法 即按平均收縮率 平 均制造公差和平均磨損量進行計算 另一種是按極限收縮率 極限制造公差和磨損量進 行計算 前一種計算方法簡便 但不適用于精密塑件的模具設計 后一種計算方法能保 證所成型的塑件在規(guī)定的公差范圍內(nèi) 但計算比較復雜 本設計采用的是前一種方法 1 模具型腔尺寸 單位 mm 03 4ZMSLs 式 4 1 0 2960 29681 614873 式中 s 塑件的平均收縮率為 式 maxins0 570 62 4 2 塑件外徑尺寸 80mm SL 塑件公差值 查塑件公差表 取 1 48 制造公差 Z 50 296Z 2 型腔高度尺寸 單位 mm 式 0314ZMSHh 0 920 9231 4173 4 3 式中 h 塑件高度最大尺寸 13mm 塑件公差值 查塑件公差表 取 0 46 制造公差 Z 50 92Z 3 型芯徑向尺寸 單位 mm 0314ZMSls 式 4 4 00 256 25676 71874 式中 塑件內(nèi)徑尺寸 76mm Sl 塑件公差值 查塑件公差表 取 1 28 制造公差 Z 0 Z 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 18 4 型芯高度尺寸 0314ZmhHS 式 4 5 00 92 92 614 4 5 成型零件強度及支承板厚度計算 模具型腔側(cè)壁在成型過程中受到塑料熔體的高壓作用 應具有足夠的強度和剛度 如果型腔側(cè)壁和底板厚度過薄 可能因強度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞 也可能因剛 度不足而產(chǎn)生擾曲變形 導致溢料飛邊 降低塑件尺寸精度并影響順利脫模 因此 應 通過強度和剛度計算來確定型腔壁厚和底板厚度 模具型腔壁厚的計算 應以最大壓力為準 理論分析和生產(chǎn)實踐證明 大尺寸的模 具型腔 剛度不足是主要矛盾 設計型腔壁厚應以滿足剛度條件為準 而對于小尺寸的 模具型腔 強度不足是主要矛盾 設計型腔壁厚應滿足強度條件為準 以強度計算所需 要的壁厚和以剛度計算所需要的壁厚相等時型腔內(nèi)尺寸 即為強度計算和剛度計算的分 界值 在分界值不知道的情況下 應分別按強度條件和剛度條件計算出壁厚 取其中較 大值作為模具型腔的壁厚 由于型腔的形狀 結(jié)構(gòu)形式是多種多樣的 同時在成型過程中模具受力狀態(tài)也很復 雜 一些參數(shù)難以確定 因此傳統(tǒng)的計算方法對型腔壁厚作精確的力學計算幾乎是不可 能的 只能從實用觀點出發(fā) 對具體情況做具體分析 建立近近似的力學模型 確定較 為接近實際的計算參數(shù) 采用工程上常用的近似計算方法 以滿足設計上的需要 采用 現(xiàn)代計算機分析軟件可對型腔進行精確分析和計算 對于不規(guī)則的行腔 可簡化為規(guī)則 型腔進行近似計算 鑒于本設計的模具屬于中小型模具 且所設計的型腔為組合式的 故設計時型腔壁 厚應滿足強度條件為準 1 型腔壁厚計算 式 1 14 43 35 5 252 0 phs mE 4 6 式中 p 型腔壓力 取 35MPa E 材料彈性模量 取 2 1 105 MPa 剛度條件 取 0 05mm 2 支承板厚度 支承板厚度和所選模架兩墊塊間跨度有關 根據(jù)前面的型腔布局 模架應選在 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 19 315 400 這個范圍內(nèi) 墊塊間跨度約為 199 根據(jù)型腔布局及型芯對支承板的壓力 可 計算的到支承板厚度 式1 32 53184 0 54 0 549 58 2 0plTLE m 4 7 式中 支承板剛度計算許用變形量 取 0 04 p 支承板長度 取 400mm1 兩墊塊間距離 199mm L 4 個型芯投影到支承板上的面積12l 單件型芯所受壓力的面積 14536 Arm 4 個型腔所受壓力的面積 21218 l 此支承板厚度計算尺寸為 58 58 可利用兩根推板導柱來對支承板進行支撐 這樣支 承板厚度可近似為 式 4433158 2 1nTm 4 7 故支承板厚度可取標準厚度 25mm 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 20 5 澆注系統(tǒng)的設計 普通澆注系統(tǒng)一般由主流道 分流道 澆口和冷料穴四部分組成 5 1 主流道的設計 主流道是連接注射機噴嘴和分流道的一段通道 通常和注射機噴嘴在同一軸線上 熔 料在主流道中并不改變方向 其形狀 大小直接影響塑料的流動速度和填充時間 設計要點 1 為便于凝料從主流道中拉出 主流道設計成錐角 其圓錐角 2 4 對流動 性差的塑料可取3 6 過大會造成流速減慢 易成渦流 內(nèi)壁粗糙度為 Ra 0 63 盡量不采用分段組合形式 本設計材料為ABS 選 較合適 m 4 2 主流道大端一般呈圓角 以減小料流轉(zhuǎn)向過渡時的阻力 圓角半徑一般取 1 3r 本設計中取r 2mm 3 在保證塑件成型良好和模具結(jié)構(gòu)允許的前提下 主流道應盡可能短 一般小于60 否則將會使主流道凝料增多 塑料耗量大 且增加壓力損失 使塑料降溫過多而影 響注射成型 4 為了使熔料從噴嘴完全進入主流道而不溢出 應使主流道和注射機的噴嘴緊密對 接 主流道對接處設計成半球凹坑 其半徑 1 2 其小端直徑 21R 0 5 1 凹坑深度取3 5 為注射機噴嘴半徑 為噴嘴口直徑 12d 1 2d 根據(jù)所選注塑機 則主流道小端尺寸d 1為4mm 主流道球面半徑SR 噴嘴球面半徑 1 2 15 2 17mm 5 2 主流道襯套形式 本設計為中小型模具 但為了便于加工和縮短主流道長度 同時保證拆卸更換方便 所以將主流道襯套和定位圈設計成兩個零件 然后配合固定在模板上 主流道長度取 160 約等于定模板的厚度 主流道襯套如圖 5 1 所示 材料采用 T8 鋼 熱處理淬火后 表面硬度為 52 56HRC 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 21 圖 5 1 主流道襯套 主流道凝料體積為 式q主 4 2ndL246 0184 3m1 083c 5 1 式中 主流道斷面當量半徑 mm n 主流道長度 Lm 3 主流道剪切速率校核 由經(jīng)驗公式 式 3 nqR 47 691s 5301s 5 2 式中 式qq 分 塑主 1 082 45 160 5 3 澆注系統(tǒng)斷面當量半徑 式 46 5 2 30 6nRmc 5 4 主流道剪切速率尺寸偏小 主要是噴嘴尺寸偏大 使主流道尺寸偏大所致 生產(chǎn)實 踐證明當注射模主流道和分流道的剪切速率 澆口的剪切速率 23151 s 時 所成型的塑料質(zhì)量好 由此 對一般熱塑性塑料 按推薦的值作為依4510 s 據(jù) 5 3 分流道設計 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 22 分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體流動的通道 一般開設在分型面 上 起分流和轉(zhuǎn)向的作用 用于一模多腔或單型腔多澆口的場合 在分流道的設計時 應考慮盡量減小在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度的降低 同時還要考慮減小 流道的容積 分流道的設計應遵循的原則是 1 比表面積 流道表面積與其體積之比 為最小 2 流道長度應盡量短 截面盡量小 通?？蛇x用的分流道截面形狀有矩形 半圓形 U 形 梯形 正方形 圓形等 分流道的形狀及尺寸見表 表 5 1 分流道的形狀及尺寸 分流道的形狀 說明 圓 形 截 面 優(yōu)點 截面積小 冷度慢 熱機磨擦 損失小 缺點 澆道的機械加工困難 梯 形 斷 面 優(yōu)點 易于機械加工具熱量損失 阻 力損失場較小 故其常用的形式其斷 面尺寸比例為 h 2 3W X 3 4W 斜邊 與分模線的垂線呈 5 10 度的斜角 U 形 斷 面 優(yōu)缺點與梯形斷面分流道基本相同 為減小流道內(nèi)在的壓力損失和傳熱損失 希望流道的截面積大 表面積小 以圓形 截面效率最高 生產(chǎn)中常采用梯形或 U 形截面的分流道 本設計采用梯形截面的分流道 如圖 5 2 所示 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 23 圖 5 2 分流道截面形狀 5 3 1 分流道布置形式 分流道的布置取決于型腔的布局 兩者相互影響 分流道的布置形式分平衡式布置 和非平衡式布置兩種 平衡式布置要求從主流道至各個型腔的分流道 其長度 形狀 斷面尺寸等都必須對應相等 達到各個型腔的熱平衡和塑料流動平衡 因此 各個型腔 的澆口尺寸可以相同 達到各個型腔同時均衡地進料 均衡進料可保證各型腔成型出的 塑件在強度 性能 質(zhì)量上的一致性 非平衡式布置的主要特點是主流道至各個型腔的分流道長度各不相同 或型腔大小 不同 為了使各個型腔同時均衡進料 各個型腔的澆口尺寸必定不相同 非平衡式布置 主要采用 H 形和一字形布置 當型腔數(shù)目相同時 采用 H 形或一字形布置 可使模板尺 寸減小 分流道應能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài) 使塑料熔體盡快地經(jīng)分流 道均衡的分配到各個型腔 對于本設計而言采用平衡單排分流道 如圖 5 3 所示 圖 5 3 分流道布局形式 5 3 2 分流道尺寸 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 24 因各種塑料流動性差異 故可根據(jù)制品的品質(zhì)來估計分流道直徑 對壁厚小于等于 3mm 質(zhì)量在 200g 以下的塑件 可用經(jīng)驗公式確定截面尺寸 式 4410 2650 265 3210 67DmLm 5 5 其中 第一級分流道 L1 100mm 第二級分流道 L2 7 5mm 根據(jù)部分塑料常用分流道斷面尺寸推薦范圍表 ABS 的 D 為 4 8 9 5 可取 D 5mm 最佳為 h D 0 84 0 92 x D 0 7 0 83 取 h D 0 86 x D 0 75 則 h 4 3mm x 3 75 從理論上 L2 分流道可比 L1 截面小 10 但為了刀具的統(tǒng)一和加工方便 在分型面 上的分流道采用一樣的截面 5 3 3 分流道凝料體積 分流道長度 L 100 7 5 4 130mm 分流道截面積 25 3 7A 418 2m 凝料體積 330 56 45q c 分 5 3 4 分流道剪切速率校核 采用經(jīng)驗公式 2540 00s 1 式 3 nR 3 18 025 5 6 在 5 102 5 103s 1 之間 合理 式中 q 式 vt14 231 8 8 3cm 5 7 0 235cm 式nR 23Ac 5 8 t 注射時間 取 1 8s A 梯形面積 0 188cm2 c 梯形周長 1 739cm 分流道剪切速率尺寸偏小 主要是分流道尺寸偏大所致 5 3 5 分流道的表面粗糙度 分流道的表面粗糙度 Ra 并不要求很低 一般取 0 8 m 1 6 m 即可 在此取 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 25 1 5 m 5 4 澆口的設計 澆口是連接分流道與型腔的一段細短的通道 它是澆注系統(tǒng)的關鍵部分 澆口的 形狀 數(shù)量 尺寸和位置對塑件的質(zhì)量影響很大 澆口的主要作用有兩個 一是塑料熔 體流經(jīng)的通道 二是澆口的適時凝固可控制保壓時間 常用的澆口形式有 點澆口 潛伏式澆口 側(cè)澆口 重疊式澆口 扇形澆口 薄片式澆口 盤形澆口 環(huán)形澆口 輪輻式澆口 護耳式澆口和直澆口 5 4 1 澆口形狀 尺寸的確定 根據(jù)塑件的成型要求及型腔的布置方式 本次設計選用側(cè)澆口較為理想 如圖 5 4 所示 澆口斷面形狀采用矩形 根據(jù)側(cè)澆口的推薦值 可取深度 h 1 5mm 寬度 b 2 4mm 澆口長度 l 1 0mm 澆口位置應選能同時充滿型腔位置 應利于排氣 避免產(chǎn) 生熔接痕 及應開設在不影響塑件外觀的部位 圖 5 4 側(cè)澆口的形式及尺寸 5 4 2 冷料穴的設計 冷料穴一般位于主流道對面的動模板上 或處于分流道的末端 其作用就是存放料流 前端的 冷料 防止 冷料 進入型腔而形成冷接縫 開模時又能將主流道中的凝料拉 出 冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直徑 長度約為主流道大端直徑 本設計采用與推桿匹配的冷料穴 如圖 5 5 所示 bBrl30 hH 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 26 圖 5 5 冷料穴 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 27 6 導向機構(gòu)的設計 為了保證注射模具準確合模和開模 在注射模中必須設置導向機構(gòu) 導向機構(gòu)的作 用是導向 定位以及承受一定的側(cè)向壓力 6 1 導向機構(gòu)的形式 導向機構(gòu)的形式主要有導柱導向和錐面定位兩種 6 1 1 導柱導向機構(gòu) 模具導柱導向機構(gòu)適用于精度要求高生產(chǎn)批量大的模具 當對于小批生產(chǎn)的簡單模 具 可不采用導套 直接與模體配合 導柱導套設計的原則 導柱應合理地均布在模具分型面的四周 導柱中心至模具外緣應有足夠的距離 以保證模具的強度 導柱的長度應比型芯端面的高度高出 以免型芯進入凹模時與凹模相碰68m 而損壞 導柱導套應有足夠的耐磨度和強度 常采用 20 低碳鋼經(jīng)滲碳 淬0 58m 火 也可采用 碳素工具鋼 經(jīng)淬火處理 485HRC 8TA 為了使導柱能順利進入導套 導柱端部應做成錐形或半球形 導套的前端也應倒 角 一般導柱滑動部分的配合形式為 H8 f8 導柱和導套固定部分配合按 H7 k6 導 套外徑的配合按 H7 k6 除了動模 定模之間設導柱 導套外 一般還在動模座板與推板之間設置導柱和 導套 以保證推出機構(gòu)的正常運動 導柱的直徑應根據(jù)模具的大小而定 可參考標準模具數(shù)據(jù)選取 6 1 2 精定位裝置 錐面精定位 根據(jù)實際需要 合理開設錐面 斜面精定位 對于矩形型腔可采用斜面定位 在型腔四周利用幾條凸起來的斜邊塊定位 導正臥銷精定位 以動模 定模合模面為中心鏜出圓孔 再配裝導正銷 本次設計 我們選用導柱 導套導向 導柱導向機構(gòu) 包括導柱和導套兩個主要零件 分別安裝在動 定模兩邊 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 28 導柱的基本機構(gòu)形式有兩種 一種是除安裝部分的凸肩外 長度的其余部分直徑相 同 稱帶頭導柱 見 GB4169 4 84 另一種是除安裝部分的凸肩外 使安裝的配合部分直 徑比外伸的工作部分直徑大 稱有肩導柱 GB4169 5 84 帶頭導柱用于生產(chǎn)批量不大的 模具 可以不用導套 有肩導柱用于采用導套的大批量生產(chǎn)并高精度導向的模具 裝在 模具另一邊的導套安裝孔 可以和導柱安裝孔以同一尺寸一次加工而成 保證了同軸度 導柱前端均須有錐形引導部分 并可割有儲油槽 導柱直徑尺寸隨模具模板外形尺寸而 定 模板尺寸愈大 導柱間的中心距應愈大 所選導柱直徑也應愈大 無論帶導套或不帶導套的導向孔 都應設計為通孔 或?qū)ｉT設計排氣槽 以避免模 具閉合時的空氣阻力 我在定模板開了一個凹槽 用以排氣 導套常用的結(jié)構(gòu)形式也有 兩種 一種是直導套 見 GB4169 2 84 直導套常用于厚模板的導向 需與模板上導向空 有較緊配合 防止被導柱拖出 應該有緊定螺釘固定 另一種是帶頭導套 帶頭導套安 裝需要復以墊板 這種導套長度取決于模板厚度 這兩種導套中 孔的工作部分長度一 般是孔徑的 1 1 5 倍 導柱和導套的結(jié)構(gòu)如圖 6 1 圖6 1 導柱導套結(jié)構(gòu)示意 32 0 5 徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 29 7 脫模機構(gòu)的設計 7 1 脫模機構(gòu)的組成 在塑料成型模具中 完成將塑件從模具型腔或型芯上完整地取出裝置稱為頂出機構(gòu) 或脫模機構(gòu) 脫模機構(gòu)一般由頂出 復位 和頂出導向等三大零部件組成 頂出部件 頂出部件是指頂出機構(gòu)中推出塑件的部件 主要有頂桿