卡扣注塑成型工藝及模具設計

卡扣注塑成型工藝及模具設計,注塑,成型,工藝,模具設計 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 第 1 頁 共 34 頁 卡 扣 注 塑 成 型 工 藝 及 模 具 設 計 摘要 本設計題目為卡扣注塑模設計 體現(xiàn)了卡扣類塑料零件的設計要求 內容及方向 有一定的設計意義 通過對該零件模具的設計 進一步加強了設計者注塑模設計的基 礎知識 為設計更復雜的注塑模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經驗 本設計運用塑料成型工藝及模具設計的基礎知識 首先分析了塑件的成分及性能 要求 為選取澆口的類型做好了準備 然后估算了塑件的體積 便于選取注塑機 最 后分析了塑件的特征 確定模具的設計參數 設計要點及推出裝置的選取 本塑件屬于卡扣類零件 其四周有側凹的 因此設計時必須有側向抽芯 考慮到 制件腔體較深 對型芯的包緊力較大 所以采用推件板推出結構 這種推出結構推出 力大且均勻 有助于保護制件 非常適合在本副模具中使用 關鍵詞 注塑模 澆口 推板 The card buckles the injection molding and the mold design Abstract 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 第 2 頁 共 34 頁 This design topic buckles the note mold design for the card manifested the card to buckle the pseudoplastic components the design request the content and the direction had certain design significance Through to this components mold design further strengthened the designer to pour the mold design the elementary knowledge for designed the more complex injection molding mold to complete the upholstery and to absorb a more profound experience This design the elementary knowledge which designs using the plastic formation craft and the mold first analyzed has modelled a ingredient and the performance requirement has prepared for the selection runner type Then estimated has modelled a volume was advantageous for selects the injection molding machine Finally analyzed has modelled a characteristic the definite mold design variable the design main point and promoted the installment the selection This models to belong to the card to buckle kind of components it all around has the side concavely therefore designs time must have laterally pulls out the core Considered the workpiece housing is deep is big to the core package tight strength therefore uses pushes a board to promote the structure this kind promotes the structure to promote the strength to be big also to be even is helpful in protects the workpiece suits extremely in this mold uses Key word Note mold Runner Push pedal 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 第 3 頁 共 34 頁 目錄 1 緒論 1 1 1 我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 1 1 2 我國塑料模具工業(yè)和今后的主要發(fā)展方向 1 1 3 我國塑料模具行業(yè)的主要問題 3 1 4 塑料模具的發(fā)展展望 3 2 模塑工藝規(guī)程的編制 5 2 1 塑件的工藝性分析 5 2 2 計算塑件的體積 7 2 3 成型設備的選擇 8 2 4 塑件成型工藝參數的確定 8 3 模具結構方案及模架的選擇 10 3 1 模具的基本結構 10 3 1 1 確定型腔數目及分布 10 3 1 2 選擇分型面 11 3 1 3 確定澆注系統(tǒng) 11 3 1 4 主流道襯套的選取 12 3 1 5 定位環(huán)設計 13 3 1 6 成型零件結構設計 13 3 1 7 推件方式的選擇 13 3 1 8 確定抽芯方式 13 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 第 4 頁 共 34 頁 3 1 9 確定模溫調節(jié)系統(tǒng) 14 3 1 10 確定排氣方式 14 3 1 11 模具結構方案 14 3 2 選擇模架 15 4 模具設計的有關的有關計算 16 4 1 型腔內形尺寸 16 4 2 型芯外形尺寸 16 4 3 型腔深度尺寸 17 4 4 型芯高度尺寸 17 4 5 抽芯距離的計算 18 5 結構零部件的設計 19 5 1 合模導向機構的設計 19 5 2 推桿的設計 19 6 注塑機有關參數的校核 20 7 繪制模具總裝圖和非標零件工作圖 21 7 1 本模具總裝圖 21 7 2 本模具的工作原理 21 8 塑料模的裝配 試模與調試 23 8 1 模具裝配 23 8 2 試模 24 8 3 試?？赡墚a生的問題及改善措施 24 8 3 1 粘著模腔 24 8 3 2 粘著模芯 25 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 第 5 頁 共 34 頁 8 3 3 粘著主流道 25 8 4 成型缺陷 25 8 5 調整措施 27 9 結束語 28 致 謝 29 參考文獻 30 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 第 6 頁 共 34 頁 1 緒論 1 1 我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 塑料模是塑料制品生產的基礎之深刻含義 正日益為人們理解和掌握 當塑料制 品及其成型設備確定之后 影響塑件質量及生產效益的因素 模具約占 80 大型塑料 膜的設計技術與制造水平 標志著一個國家工業(yè)化的發(fā)展程度 近年來 我國塑料制造水平已有較大提高 大型塑料模具已能生產單套重量達到 50t 以上的注射模 精密塑料模具的精度已達到 2 m 制件精度很高的小模數齒輪模 具及達到高光學要求的車燈模具等也已能生產 多腔塑料模具已能生產一模 7800 腔的 塑封模 高速模具方面已能生產擠出速度達 6m min 以上的高速塑料異型材擠出模具及 主型材雙腔共擠 雙色共擠 軟硬共擠 后共擠 再生料共擠出和低發(fā)泡鋼塑共擠等 各種模具 在生產手段上 模具企業(yè)設備數控化率已有較大提高 CAD CAE CAM 技術的 應用面已大為擴展 高速加工擠 RP RT 等先進技術的采用也越來越多 模具標準件使 用覆蓋率擠模具商品化率都已有較大幅度的提高 熱流道模具的比例也有較大提高 另外 三資企業(yè)的蓬勃發(fā)展進一步促進了塑料模具設計制造水平及企業(yè)管理水平的提 高 有些企業(yè)已實現(xiàn)信息化管理和全數字化無圖紙制造 中國塑料模具無論是在數量上還是在質量 技術和能力等方面都有了很大的進步 但與國民經濟發(fā)展的需求和世界先進水平先比 差距仍很大 一些大型 精密 復雜 長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進口 在總量供不應求的同時 一些低檔塑料 模具卻供過于求 市場競爭激烈 還有一些技術含量不太高的中檔塑料模具也有供過 于求的趨勢 1 2 我國塑料模具工業(yè)和今后的主要發(fā)展方向 經過近幾年的發(fā)展 塑料模具的開發(fā) 創(chuàng)新和企業(yè)管理等方面已顯出一些新的發(fā) 展趨勢 現(xiàn)綜合如下 1 在模具的質量 交貨周期 價格 服務四要素中 已有越來越多的用戶將交 貨周期放在首位 要求模具公司盡快交貨 這已成為一種趨勢 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 第 7 頁 共 34 頁 2 大力提高開發(fā)能力 將開發(fā)工作盡量往前推 直至介入到模具用戶的產品開 發(fā)中去 甚至在尚無明確用戶對象之前進行開發(fā) 這需要有較大把握和敢冒一定風險 的情況下進行 變被動為主動 目前 電視機和顯示器外殼 空調器外殼 摩托車塑 件等已采用這種方法 手機和電話機模具也開始嘗試 青島海爾磨具公司等企業(yè)的 你給我一個概念 我還你一個產品 的一站式服務模式以及浙江陶氏模具集團有限 公司等主動開發(fā)的辦法已被越來越多的企業(yè)所接受 這也是今后的一中發(fā)展趨勢 3 隨著模具企業(yè)設計和加工水平的提高 模具的制造正在從過去主要依靠鉗工 的技藝而轉變?yōu)橹饕揽考夹g 在某種意義上說 模具是一種工藝品 的概念已逐 漸被 模具是一種高新技術工業(yè)產品 所代替 模具 上下模單配成套 的概念正在 被 只裝不配 的概念所代替 模具正從長期主要依靠技藝而變?yōu)榻窈笾饕揽考夹g 這不僅是一種生產手段的轉變 更重要的是也是一種生產方式的轉變和觀念的上升 4 模具企業(yè)及模具生產正在向信息化發(fā)展 21 世紀 信息越來越多 信息技術 越來越先進發(fā)達 信息也與人們的生產和生活休戚相關 在信息社會中 作為一個高 水平的現(xiàn)代模具企業(yè) 單單只是 CAD CAM 的應用已遠遠不夠 目前許多企業(yè)已采用 CAE CAT PDM CAPP KBE KBS RE CIMS ERP 等先進制造技術和虛擬網絡技術等 都是信息化的變現(xiàn) 向信息化方向發(fā)展這一趨勢已被行業(yè)所共識 5 隨著人類社會的不斷進步 模具必然會向著更廣泛的領域和更高水平發(fā)展 現(xiàn)在 能把握機遇 開拓市場 不斷發(fā)現(xiàn)新的增長點的模具企業(yè)和能生產高技術含量 的模具企業(yè)的生產任務充足 利潤水平和職工收入都很高 6 發(fā)達工業(yè)國家的模具正加速向我國轉移 其表現(xiàn)形式為 一是遷廠 二是投 資 三是采購 近年來這一趨向更加明顯 我國的模具企業(yè)應抓住機遇 借用并學習 外國的先進的技術 加快自己的發(fā)展步伐 1 3 我國塑料模具行業(yè)的主要問題 我國塑料模具行業(yè)和國外先進水平相比 主要存在以下幾個方面的問題 1 發(fā)展不平衡 產品總體水平較低 包括生產方式和企業(yè)管理在內的總體水平 與國外工業(yè)發(fā)達國家相比尚有十年以上的差距 2 工藝裝備落后 組織協(xié)調能力差 雖然部分企業(yè)經過近幾年的技術改造 工 藝裝備水平已經比較先進 有些三資企業(yè)的裝備水平也并不比發(fā)達國家差 但總體而 言 工藝裝備仍比較落后 更主要的是企業(yè)組織協(xié)調能力差 難以融合或調動社會資 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 第 8 頁 共 34 頁 源為我所用 從而就難以承接比較大的項目 3 大多數企業(yè)開發(fā)能力弱 創(chuàng)新能力明顯不足 4 供需矛盾一時還難以解決 國產塑料模具的國內市場滿足率一直不足 其中 大型 精密 長壽命模具滿足率更低 5 體制和人才問題的解決 在社會主義市場經濟中 競爭性行業(yè) 特別是像模 具這樣依賴于特殊用戶 需單件生產的行業(yè) 國有和集體企業(yè)原有的體制和經營機制 已顯得越來越不適應 人才的數量和素質也更不上行業(yè)的快速發(fā)展 雖然各地都在努 力解決這兩個問題 但要得到較好的解決尚需時日 6 原材料 能源 人才等成本持續(xù)上升 而模具價格卻持續(xù)下降 模具企業(yè)總 體利潤不斷下滑 為了發(fā)展 模具企業(yè)必須從以前的經驗性和模仿型設計向自主創(chuàng)新 設計方向發(fā)展 積極采用高新技術已成為一種趨勢 1 4 塑料模具的發(fā)展展望 隨著塑料模具市場的發(fā)展 塑料新材料及多樣化成型方式必然會不斷發(fā)展 對模 具的要求也一定會越來越高 為了滿足市場的需要 未來的塑料模具無論是品種 結 構 性能還是加工都必將有較快的發(fā)展 而且這種發(fā)展必須跟上時代步伐 展望未來 下列幾方面發(fā)展趨勢預計會在行業(yè)中得到較快的應用和推廣 當然 這是需要開拓 創(chuàng)新和付出艱苦努力的 1 超大型 超精密 長壽命 高效模具將得到發(fā)展 2 多樣材質 多種顏色 多層多腔 多種成型方法一體化的模具將得到發(fā)展 3 各種快速經濟模具 特別是與快速成型技術相結合的 RP RT 技術將得到快速 發(fā)展 4 模具設計 加工及各種管理將向數字化 信息化方向發(fā)展 CAD CAE CAM CAPP 及 PDM PLM ERP 等將向智能化 集成化和網絡化方向發(fā)展 5 更加高速 更加高精密 更加智能化的各種模具加工設備將進一步得到發(fā)展 和推廣應用 6 更高性能及滿足特殊用途的模具新材料將會不斷發(fā)展 隨之而來也會產生一 些特殊的和更為先進的加工方法 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 第 9 頁 共 34 頁 7 各種模具型腔表面處理技術 如涂覆 修補 研磨和拋光等新工藝將不斷得 到提高 8 逆向工程 并向工程 復合加工乃至虛擬技術將進一步得到發(fā)展 9 熱流道技術將會迅速發(fā)展 氣輔和其他注射成型工藝及模具也將會有所發(fā)展 10 模具標準化程度將不斷提高 11 綠色模具 的概念將日益被重視 今后的模具 從設計結構 原材料選用 制造工藝 模具修復 報廢以及模具的回收利用等方面 都將越來越考慮其節(jié)約資源 重復利用 利于環(huán)保以及可持續(xù)發(fā)展這一趨勢 廣大模具企業(yè)在科學發(fā)展觀指導下 將進一步搞好科技進步與創(chuàng)新 堅持走新型 工業(yè)化道路 將速度效益型的增長模式逐步轉變到質量和水平效益型的軌道上來 模 具工業(yè)必將得到又好又快的發(fā)展 2 模塑工藝規(guī)程的編制 2 1 塑件的工藝性分析 塑件如圖 1 所示 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 第 10 頁 共 34 頁 圖 1 塑件 原始資料 見上圖 材料 ABS 數量 大批量生產 技術要求 無特別技術要求 1 塑件材料特性 塑料品種 ABS 是丙烯腈 丁二烯 苯乙烯的共聚物 原料易得 價格低廉 是目前產量最大 應用最廣的工程塑料之一 ABS 無毒無味 為呈微黃色或白色不 透明顆料 成型的塑件有較好的光澤密度為 1 02 1 05g cm 2 1 ABS 的干燥 ABS 塑料的吸濕性和對水分的敏感性較大 在加工前進行充分 的干燥和預熱不但能消除水分造成的制件表面煙花狀泡帶 銀絲 而且還有助于塑 料的塑化 減少塑件表面色斑和云紋 ABS 塑料要控制水分在 0 13 以下 注塑前 的干燥條件是 冬季在 78 80 以下 干燥 2 3h 夏季雨水天在 80 90 以下 干燥 4 8h 如制件要達到特別的光澤或制件本身比較復雜 干燥時間更長 達 8 16h 最好將機臺的料斗改裝成熱風料斗干燥器 以免干燥好的 ABS 再度吸濕 但這類料斗要加強濕度監(jiān)控 在生產偶爾中斷時 防止料的過熱 2 注射溫度 ABS 塑料射溫度與粘度的關系有別于其他無定型塑料 在熔化過程 溫度升高時 其熔融實際上降低很小 但一旦達到塑化溫度 適宜加工的溫度范圍 如 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 第 11 頁 共 34 頁 220 250 如果繼續(xù)盲目升溫 必將導致耐熱性不太高的 ABS 的熱降解反而使熔 融粘度增大 注塑更困難 制件的機械性能也下降了 所以 ABS 的注射溫度雖然比 聚苯乙烯等塑料的更要高 但不能像后者那樣有較寬松的升溫范圍 某些溫控不良的 注塑機 當生產 ABS 制件到一定數量時 往往或多或少地在制件上發(fā)現(xiàn)嵌有黃色或褐 色的焦化粒 而且很難利用加新料對空注射等辦法將其清除排出 究其原因 是 ABS 塑料含有丁二烯成分 當某塑料顆粒在較高的溫度下牢牢地粘附在螺槽中一些不易沖 刷的表面上 受到長時間的高溫作用時 造成降解和碳化 既然偏高溫操作對 ABS 可 能帶來問題 故有必要對料筒各段爐溫進行限制 當然 不同類型和構成的 ABS 的適 用爐溫也不同 如柱塞式機 爐溫維持在 180 230 螺桿機 爐溫維持在 160 220 特別值得提出的是 由于 ABS 的加工溫度較高 對各種工藝因素的變化 是敏感的 所以料筒前端和噴嘴部分的溫度控制十分重要 實踐證明 這兩部分的任 何微小變化都將在制件上反映出來 溫度變化越大 將會帶來熔接縫 光澤不佳 飛 邊 粘模 變色等缺陷 3 注射壓力 ABS 熔融件的粘度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高 所以在注射時采 用較高的注射壓力 當然并非所有 ABS 制件都要施用高壓 對小型 構造簡單 厚度 大的制件可以用較低的注射壓力 注制過程中 澆口封閉瞬間型腔內的壓力大小往往 決定了制件的表面質量及銀絲狀缺陷的程度 壓力過小 塑料收縮大 與型腔表面脫 離接觸的機會大 制件表面霧化 壓力過大 塑料與型腔表面摩擦作用強烈 容易造 粘模 4 注射速度 ABS 料采用中等注射速度效果較好 當注射速度過快時 塑料易燒 焦或分解析出氣化物 從而在制件上出現(xiàn)熔接縫 光澤差及澆口附近塑料發(fā)紅等缺陷 但在生產薄壁及復雜制件時 還是要保證有足夠高的注射速度 否則難以充滿 5 模具溫度 ABS 的成型溫度相對較高 模具溫度也相對較高 一般調節(jié)模溫為 75 85 當生產具有較大投影面積制件時 定模溫度要求 70 80 動模溫度要 求 50 60 在注射較大的 構形復雜的 薄壁的制件時 應考慮專門對模具加熱 為了縮短生產周期 維持模具溫度的相對穩(wěn)定 在制件取出后 可采用冷水浴 熱水 浴或其他機械定型法來補償原來在型腔內冷固定型的時間 6 料量控制 一般注塑機注 ABS 塑料時 其每次注射量僅達標準注射量的 75 為了提高制件質量及尺寸穩(wěn)定 表面光澤 色調的均勻 要求注射量為標定注射量 的 50 為宜 2 結論 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 第 12 頁 共 34 頁 1 無定形料 流動性中等 吸濕大 必須充分干燥 表面要求光澤的塑件須長時間 預熱干燥 80 90 度 小時 2 宜取高料溫 模溫 但料溫過高易分解 分解溫度為 270 度 精度較高的塑件 溫宜取 50 60 度 高光澤 熱塑件 溫宜取 60 80 度 3 如需解決夾水紋 提高材料的流動性 取高料溫 高模溫 或者改變入水位等 方法 4 如成形耐熱級或阻燃級材料 產 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 對模具及時進行清理 同時模具表面需增加排氣位置 2 2 計算塑件的體積 計算塑件的質量是為了選用注塑機類型 計算一個塑件的體積 V 塑件 V1 V2 V3 V4 36 2 142 2 5 19 2 142 12 5 1 3 29 2 242 192 142 5 29 2 242 15 8635 6476 5 523 33 12481 5 28116mm3 28 1cm3 因為設計要求一模四件 所以 V 總 28 1 4 112 4cm 3 2 3 成型設備的選擇 注射模具是安裝在注射機上的 模具與注射機應當相適應 這將關系到制件的質量 均勻性及成型周期 選擇注塑機時 必須保證制品的注射量小于注射機允許的最大注 射量 根據生產經驗 制品注射量一般不超過注射機最大注射量的 80 由于采用小批 量生產 此模具采用一模四件 又由于 ABS 的注射壓力為 60 100Mpa 初選 SZ 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 第 13 頁 共 34 頁 200 160 型注塑機 其有關參數如下 最大注射量 300cm 3 注射壓力 150MPa 鎖模力 1600kN 最大成型面積 645cm 2 裝模高度 250 450cm 最大開模行程 380cm 噴嘴圓弧半徑 12mm 噴嘴孔直徑 4mm 拉桿間距 450mm 450mm 2 4 塑件成型工藝參數的確定 查相關手冊得到 ABS 抗沖 塑件的成型工藝參數 密度 1 01 1 04g cm 收縮率 0 3 0 8 預熱溫度 80 85 C 預熱時間 2 3h 料筒溫度 后段 150 170 C 中段 165 180 C 前段 180 200 C 噴嘴溫度 170 180 C 模具溫度 50 80 C 注射壓力 60 100MPa 成型時間 注射時間 20 90s 保壓時間 0 5s 冷卻時間 20 150s 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 第 14 頁 共 34 頁 3 模具結構方案及模架的選擇 3 1 模具的基本結構 塑件采用注射成型生產 由于 ABS 的比熱容低 塑化效率高 凝固也快 故成型周 期短 表觀粘度對剪切速率的依賴性很強 因此在模具設計中大都采用點澆口形式 因此模具應為三板式折射模具結構 3 1 1 確定型腔數目及分布 塑件形狀較簡單 質量較小 生產批量較大 所以應使用多型腔注射模具 模具采 用一模四腔 平衡式的型腔布置 這樣生產效率高 塑件成本低 型腔布置如圖 2 所 示 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 第 15 頁 共 34 頁 圖 2 型腔布置 3 1 2 選擇分型面 塑件分型面的選擇應保證塑件的質量要求 本塑件的分型面位置如圖 3 所示 其 中圖 3 a 所示的分型面選擇在軸線上 結果會是使塑件表面留下分型面痕跡 影響塑 件的表面質量 同時這種分型面也使側向抽芯困難 圖 3 b 所示的分型面選擇在塑件 下端面 這樣的選擇使塑件外表面可以在整體凹模型腔內成型 塑件的外表面光滑 同時側向抽芯容易 因此塑件脫模方便 因此選擇圖 3 b 所示的分型面位置 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 第 16 頁 共 34 頁 a b 3 1 3 確定澆注系統(tǒng) 塑件采用點澆口成型 其澆注系統(tǒng)形式如圖 4 所示 點澆口直徑為 0 8mm 長度 為 1mm 頭部球半徑 R1 5 2mm 錐度為 60 分流道截面采用半圓截面流道 其半徑 R 為 3 3 5mm 主流道為圓錐形 上端直徑與注射機嘴相配合 下端直徑為 8mm 圖 4 點澆口澆注系統(tǒng) 3 1 4 主流道襯套的選取 為了提高模具的壽命在模具與注塑機頻繁接觸的地方設計為可更換的主流道襯套 形式 選取材料為 T8A 熱處理以后的硬度為 53 57HRC 襯套的長度應與定模配合的 厚度一致 主流道襯套和定模的配合形式為 H7 m6 的過渡配合 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 第 17 頁 共 34 頁 圖 5 主流道襯套 3 1 5 定位環(huán)設計 定位環(huán)與注塑機定模板固定中心的定位孔相配合 其作用是為了使主流道與噴嘴和 料筒對中 定位環(huán)與注塑機定模板固定中心的定位孔的配合形式為比較松動的 H11 h11 間隙配合 圖 6 定位圈 3 1 6 成型零件結構設計 包括型腔和型芯的設計 由于本制件需要兩個方向的側抽芯 所以型腔應采用瓣合式型腔的形式 由于該塑件是形狀簡單的中小型塑件 考慮模具溫度調節(jié) 型芯采用整體式結構 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 第 18 頁 共 34 頁 型芯與推件板采用錐面配合 以保證配合緊密 防止塑件產生飛邊 另外 錐面配合 可減少推件板在推出塑件運動時與型芯之間的磨損 3 1 7 推件方式的選擇 由于塑件壁厚較薄 使用推桿推出容易在塑件上留下推出痕跡 不宜采用 根據 塑件的形狀特點 模具型芯在動模部分 開模后 塑件留在型芯上 所以選擇推件板 推出機構完成塑件的推出 這種方法結構簡單 推出力均勻 塑件在推出時變形小 推出可靠 3 1 8 確定抽芯方式 塑件又側凹 因此模具應設置側向抽芯機構 由于抽芯距離不是很大 所以采 用斜導柱抽芯機構 斜導柱和滑塊都在動模一側 有兩個側滑塊組成凹模被定模楔 塊壓緊 3 1 9 確定模溫調節(jié)系統(tǒng) 一般生產 ABS 材料塑件的注射模具不需要加熱 模具的冷分兩部分 一部分是凹 模的冷卻 另一部分是型芯的冷卻 凹模冷卻回路形式采用直流式的單層冷卻回路 該回路是由定模板上的兩條直徑 為 10 的冷卻水道完成 型芯冷卻回路形式采用隔板式管道冷卻回路 3 1 10 確定排氣方式 在注塑模具的設計過程中 必須考慮排氣結構的設計 否則 熔融的塑料流體進入 模具型腔內 氣體如不能及時排出會使制件的內部有氣泡 甚至會產生很高的溫度使 塑料燒焦 從而出現(xiàn)廢品 排氣方式有兩種 開排氣槽排氣和利用合模間隙排氣 由于 ABS 塑料的最小不溢料間隙為 0 03mm 間隙較小 由分型面和頂出機構所提 供的間隙足以排出型腔內的氣體 大可不必開設排氣槽 3 1 11 模具結構方案 模具結構為三板式注射模具 如圖 5 所示 采用定距拉桿 1 和限位螺釘 19 控制分 型面 A 和分型面 B 的打開距離 其距離應大于 60mm 以方便拉斷點澆口凝料并脫出 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 第 19 頁 共 34 頁 動 定模主分型面 C 的打開距離同樣也應大于 50mm 以便推出塑件 圖 7 三板式注射模具結構 1 定距拉桿 2 定模板 3 螺釘 4 推件板 5 復位桿 6 動模板 7 支撐板 8 推桿固定板 9 推件板 10 墊塊 11 動模座板 12 導 柱 13 導套 14 定模座板 15 脫膠板 16 限位螺釘 3 2 選擇模架 模架的結構 模架的外形尺寸為 400mm 400mm 310mm 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 第 20 頁 共 34 頁 4 模具設計的有關計算 成型零件工作尺寸的計算 取 ABS 的平均收縮率為 0 5 塑件未標注公差按 MT5 選取 4 1 型腔內形尺寸 DM D DS 2 z 2 0 z DM1 36 36 0 005 0 56 2 0 56 6 00 56 3 36 0 18 0 28 0 09 00 19 35 18 00 19 DM2 29 29 0 005 0 50 2 0 50 6 00 50 3 29 0 15 0 25 0 08 00 17 28 82 00 17 DM3 14 14 0 005 0 32 2 0 32 6 00 32 3 14 0 07 0 16 0 05 00 11 13 86 00 11 4 2 型芯外形尺寸 dM d dS 2 z 2 0 z dM1 14 14 0 005 0 32 2 0 32 6 0 0 32 3 14 0 07 0 16 0 05 0 0 11 14 280 0 11 dM2 24 24 0 005 0 44 2 0 44 6 0 0 44 3 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 第 21 頁 共 34 頁 24 0 12 0 22 0 07 0 0 15 24 410 0 15 4 3 型腔深度尺寸 HM H HS 2 z 2 0 z HM 總 35 35 0 005 0 56 2 0 56 6 0 0 56 3 35 0 18 0 28 0 09 0 0 19 34 810 0 19 HM1 2 5 2 5 0 005 0 2 2 0 2 6 0 0 2 3 2 5 0 01 0 1 0 03 0 0 07 2 380 0 07 HM2 12 5 12 5 0 005 0 32 2 0 32 6 0 0 32 3 12 5 0 06 0 16 0 05 0 0 11 12 380 0 11 HM3 15 15 0 005 0 38 2 0 38 6 0 0 38 3 15 0 08 0 19 0 06 0 0 13 14 830 0 13 4 4 型芯高度尺寸 hM h hS 2 z 2 0 z hM 總 35 35 0 005 0 56 2 0 56 6 0 0 19 35 0 18 0 28 0 09 0 0 19 35 550 0 19 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 第 22 頁 共 34 頁 hM1 15 15 0 005 0 38 2 0 38 6 0 0 38 3 15 0 08 0 19 0 06 0 0 13 15 330 0 13 4 5 抽芯距離的計算 s sc 2 3 mm 式中 s 設計抽芯距 Sc 臨界抽芯距 S 8 5 2 3 mm 11mm 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 第 23 頁 共 34 頁 5 結構零部件的設計 5 1 合模導向機構的設計 由于導柱合模導向在注射模中應用最為普遍 且由于本模具采用推件板推出機構 因此應采用導柱合模導向機構 導柱合模導向機構包括導柱和導套兩個零件 分別安 裝在動定模的兩半部分 由于塑件大批量生產 因此可采用帶頭導柱和帶頭導套 5 2 推桿的設計 查表可得有關尺寸如下圖 圖 8 推桿 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 第 24 頁 共 34 頁 6 注塑機有關參數的校核 本模具的外形尺寸為 400mm 400mm 310mm SZ 200 160 型注塑機模板最大安裝 尺寸為 428mm 458mm 故能滿足模具的安裝要求 由 上 述 計 算 模 具 的 閉 合 高 度 H 310mm SZ 200 160 型 注 塑 機 所 允 許 模 具 的 最 小 厚 度 H min 250mm 最 大 厚 度 H max 450mm 即 模 具 滿 足 H min H H max 的安裝條件 經查資料 YS ZY 125 型注塑機的最大開模行程 S 380mm 對于雙分型面模具注塑 模 S H1 H2 a 5 10 S 130mm 式中 H 1 型芯工作部分高度 H1 35mm H2 制件高度 H2 35mm a 凝料所用的脫模距離 a 60 此外 由于斜滑塊內抽芯距較短 不會過大增加開模距離 注塑機的開模行程足 夠 鎖模力校核 高壓塑料熔體剛充滿模具型腔時會產生沿開模方向的張模力 該張模力大小等于 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上投影面積 乘以分型面上模腔的平均計算壓力 q 模具鎖模 力必須大于張模力 才能防止分型面上產生溢邊 保證塑件在深度方向的尺寸精度 因此 F Kaq 其中 F 為注射機的額定鎖模力 A 為塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的總 投影面積 cm 2 q 為分型面上模腔的計算壓力 N cm 2 K 為安全系數通常取 1 1 1 2q 通常為注射壓力的一半 q Po 2 75Mpa A 4 36 2 142 188 7 185 7 2 2 3 5 2 177 99cm2 F 75 1 2 177 99 16019 1N 經驗證 SZ 200 160 型注塑機能滿足使用要求 故可采用 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 第 25 頁 共 34 頁 7 繪制模具總裝圖和非標零件工作圖 7 1 本模具總裝圖 9 模具總裝圖 1 導柱 2 導套 3 定距拉桿 4 定模板 5 推件板 6 螺釘 7 墊板 8 推桿 9 動模座板 10 推板 11 推桿固定板 12 冷卻水道 13 動模板 14 斜導柱 15 隔水板 16 型芯 17 滑塊 18 楔塊 19 脫澆板 20 定模座板 21 拉料桿 22 定位圈 23 主流道襯套 24 螺釘 25 限 位螺釘 7 2 本模具的工作原理 模具安裝在注塑機上 定模部分固定在注塑機的定模板上 動模固定在注塑機的動 模板上 合模后 注塑機通過噴嘴將熔料經流道注入型腔 經保壓 冷卻后塑件成型 注塑完成 開模時動模與定模首先分型 待動模帶著閉合型腔退至脫模位置時 推板 將塑件脫離主型芯 與此同時 在斜導柱作用下進行側向分型 由于滑塊始終不脫離 斜導柱 不需對其設置定位裝置 合模時推桿起到復位桿的作用 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 第 26 頁 共 34 頁 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 第 27 頁 共 34 頁 8 塑料模的裝配 試模與調試 8 1 模具裝配 裝配時以分型面密合作為該模具的裝配基準 裝配順序如下 1 裝配前按圖檢驗主要工作零部件及其它零件尺寸 2 鏜導柱 導套孔 將定模板 動模板 推件板疊合在一起 使分模面緊密接觸 并加緊 鏜導柱 導套孔 在孔內壓入工藝定位銷后 加工側面的垂直基準 3 加工定模 用定模側面的垂直基準確定定模上型芯中心的實際位置 并以次作 為加工基準 分別鏜型腔孔 4 壓入導柱 導套 將定模板 動模板 推件板上分別壓入導柱 導套 使其導向 可靠 滑動靈活 5 裝配型芯 在型芯固定板孔內壓入型芯 用鏍孔復印法和壓銷釘套法使型芯緊 固在支撐板上 將其一起磨平 6 通過支撐板鉆推桿固定板上的孔 7 在推桿固定板和支撐板和支撐板上加工限位螺釘孔 8 組裝墊塊和支撐板 9 加工定模座板 加工螺孔 銷釘孔和導柱孔 并將澆口套 導柱套壓入定模座板 10 定模部分的裝配 用平行夾頭把它們加緊 澆口套的澆道孔與鑲塊上的澆道口 對中 在上面鉆固定在注塑機上的孔 使其與注塑機相配合 11 裝配動模部分 修正推桿的長度 12 完成裝配后進行試模 并校驗入庫 8 2 試模 1 試模前 先對設備的油路 水路以及電路進行檢查 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 第 28 頁 共 34 頁 2 選取的原料必須合格 根據選用的工藝參數將料筒和噴嘴加熱 3 開始試模時 應該先選擇選定的壓力 溫度和注塑時間的條件下成型 制品 不符合要求然后按壓力 注塑時間 溫度 這樣的先后順序變動 注意一次只改變一 個參數 4 在試模過程中作出詳細的記錄 并將結果填入試模記錄卡 5 通過不斷的試模和返修 生產出合格的制件后 將模具清理干凈 涂上防銹 油 入庫 8 3 試?？赡墚a生的問題及改善措施 試模中所獲得的樣件是對模具整體質量的一個全面反映 以檢驗樣件來修正和驗 收模具 是塑料模具這種特殊產品的特殊性 首先 在初次試模中我們最常遇到的問 題是根本得不到完整的樣件 常因塑件被粘附于模腔內 或型芯上 甚至因流道粘著 制品被損壞 這是試模首先應當解決的問題 8 3 1 粘著模腔 制品粘著在模腔上 是指塑件在模具開啟后 與設計意圖相反 離開型芯一側 滯留于模腔內 致使脫模機構失效 制品無法取出的一種反?，F(xiàn)象 其主要原因是 1 注射壓力過高 或者注射保壓壓力過高 2 注射保壓和注射高壓時間過長 造成過量充模 3 冷卻時間過短 物料未能固化 4 模芯溫度高于模腔溫度 造成反向收縮 5 型腔內壁殘留凹槽 或分型面邊緣受過損傷性沖擊 增加了脫模阻力 8 3 2 粘著模芯 1 注射壓力和保壓壓力過高或時間過長而造成過量充模 2 冷卻時間過長 制件在模芯上收縮量過大 3 模腔溫度過高 使制件在設定溫度內不能充分固化 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 第 29 頁 共 34 頁 4 機筒與噴嘴溫度過高 不利于在設定時間內完成固化 5 可能存在不利于脫模方向的凹槽或拋光痕跡需要改進 8 3 3 粘著主流道 1 閉模時間太短 使主流道物料來不及充分收縮 2 料道徑向尺寸相對制品壁厚過大 冷卻時間內無法完成料道物 料的固化 3 主流道襯套區(qū)域溫度過高 無冷卻控制 不允許物料充分收縮 4 主流道襯套內孔尺寸不當 未達到比噴嘴孔大0 5 1 5 主流道拉料桿不能正常工作 一旦發(fā)生上述情況 首先要設法將制品取出模腔 芯 不惜破壞制件 保護模 具成型部位不受損傷 仔細查找不合理粘模發(fā)生的原因 一方面要對注射工藝進行合 理調整 另一方面要對模具成型部位進行現(xiàn)場修正 直到認為達到要求 方可進行二 次注射 8 4 成型缺陷 當注射成型得到了近乎完整的制件時 制件本身必然存在各種各樣的缺陷 這種 缺陷的形成原因是錯綜復雜的 一般很難一目了然 要綜合分析 找出其主要原因來 著手修正 逐個排出 逐步改進 方可得到理想的樣件 下面就對度模中常見的成型 制品主要缺陷及其改進的措施進行分析 1 注射填充不足 所謂填充不足是指在足夠大的壓力 足夠多的料量條件下注射不滿型腔而得不到 完整的制件 這種現(xiàn)象極為常見 其主要原因有 1 熔料流動阻力過大 這主要有下列原因 主流道或分流道尺寸不合理 流道截面形狀 尺寸不利于熔 料流動 盡量采用整圓形 梯形等相似的形狀 避免采用半圓形 球缺形料道 熔料 前鋒冷凝所致 塑料流動性能不佳 制品壁厚過薄 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 第 30 頁 共 34 頁 2 型腔排氣不良 這是極易被忽視的現(xiàn)象 但以是一個十分重要的問題 模具加工精度超高 排氣 顯得越為重要 尤其在模腔的轉角處 深凹處等 必須合理地安排頂桿 鑲塊 利用 縫隙充分排氣 否則不僅充模困難 而且易產生燒焦現(xiàn)象 3 鎖模力不足 因注射時動模稍后退 制品產生飛邊 壁厚加大 使制件料量增加而引起的缺料 應調大鎖模力 保證正常制件料量 2 溢邊 毛刺 飛邊 批鋒 與第一項相反 物料不僅充滿型腔 而且出現(xiàn)毛刺 尤其是在分型面處毛刺更大 甚至在型腔鑲塊縫隙處也有毛刺存在 其主要原因有 1 注射過量 2 鎖模力不足 3 流動性過好 4 模具局部配合不佳 5 模板翹曲變形 3 制件尺寸不準確 初次試模時 經常出現(xiàn)制件尺寸與設計要求尺寸相差較大 這時不要輕易修改型 腔 應行從注射工藝上找原因 1 尺寸變大 注射壓力過高 保壓時間過長 此條件下產生了過量充模 收縮 率趨向小值 使制件的實際尺寸偏大 模溫較低 事實上使熔料在較低溫度的情況下 成型 收縮率趨于小值 這時要繼續(xù)注射 提高模具溫度 降低注射壓力 縮短保壓 時間 制件尺寸可得到改善 2 尺寸變小 注射壓力偏低 保壓時間不足 制在冷卻后收縮率偏大 使制件 尺寸變小 模溫過高 制件從模腔取出時 體積收縮量大 尺寸偏小 此時調整工藝 條件即可 通過調整工藝條件 通常只能在極小范圍內使尺寸京華 可以改變制件相互配合的 松緊程度 但難以改變公稱尺寸 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 第 31 頁 共 34 頁 8 5 調整措施 調整時應注意調節(jié)進料速度 增加排氣孔 正確設計澆注系統(tǒng) 注意控型周期 9 結束語 經過近段的努力 在老師和同學們的指導和幫助下 我順利地完成了這次的畢業(yè) 設計任務 經過這次的設計任務 使我對模具設計 特別是模具的設計過程有了進一 步地了解 對模具的基本結構 組裝 調試 加工制造等方面有了深刻理解 在設計 的過程中 通過對制件的分析和對模具的設計的研究時 能夠較好地將課本上的理論 知識應用與設計當中 并且能夠從整體 宏觀上去研究 分析 考慮設計問題 同時 在這次的設計過程中 還很大地程度上鍛煉了自己的動手能力 如 親自去收集和查 找有關資料 并從中又學會了一門新的課程 如何查找資料和文獻 其次 通過搜尋 大量的資料 還大大地鍛煉了自己的畫圖 看圖 排版等方面的能力 最重要的是 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 第 32 頁 共 34 頁 經過這次畢業(yè)設計 使我真正地感受到了集體的力量和學習方法 在設計過程中 難 免會遇到技術或其他方面的難題 但是通過老師的指導和與同學們的交流和虛心地請 教都得到了解決 使我最終順利地完成設計 由于本人的水平有限 經驗不足 在設計當中如有不妥之處 還懇請各位老師指 導更正 致 謝 首先感謝我的導師丁海老師 他對我的仔細審閱了本文的全部內容并對我的畢業(yè) 設計內容提出了許多建設性建議 楊安民老師淵博的知識 誠懇的為人 使我受益匪 淺 在畢業(yè)設計的過程中 特別是遇到困難時 他給了我鼓勵和幫助 在這里我向他 表示真誠的感謝 感謝母校 河南機電高等?？茖W校的辛勤培育之恩 感謝材料工程系給我提供 的良好學習及實踐環(huán)境 使我學到了許多新的知識 掌握了一定的操作技能 最后 我非常慶幸在三年的的學習 生活中認識了很多可敬的老師和可親的同學 并感激師友的教誨和幫助 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 第 33 頁 共 34 頁 參考文獻 1 許發(fā)樾主編 實用模具設計與制造手冊 機械工業(yè)出版社 2004 9 2 馮炳堯韓泰榮蔣文森主編 模具設計與制造簡明手冊 上?？茖W技術出版社 2003 4 3 許發(fā)樾主編 模具標準應用手冊工程 機械工業(yè)出版社 2001 6 4 寇世瑤主編 機械設計 高等教育出版社 2004 7 5 瞿金平 黃漢雄主編 塑料工業(yè)手冊 北京 化學工業(yè)出版社 2001 6 6 中國機械工業(yè)教育協(xié)會組編 塑料模設計及制造 北京 機械工業(yè)出版社 2001 8 7 楊占堯主編 塑料注射模結構與設計 北京 清華大學出版社 2004 9 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 第 34 頁 共 34 頁 8 賈潤禮 程志遠主編 實用注射模設計手冊 北京 中國輕工業(yè)出版社 2001 1