三通管接頭注塑工藝及模具設(shè)計(jì)【一模兩腔】

三通管接頭注塑工藝及模具設(shè)計(jì)【一模兩腔】,一模兩腔,三通,管接頭,注塑,工藝,模具設(shè)計(jì) 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 IV 頁(yè) 摘 要 目前 隨著人們生活水平的提高和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展 塑料制品已廣泛的應(yīng) 用于各個(gè)行業(yè)之中 塑料模具行業(yè)成為國(guó)家工業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)行業(yè) 各種先進(jìn)技 術(shù)廣泛應(yīng)用于模具行業(yè) 而計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及輔助制造 CAD CAM 技術(shù)作為一項(xiàng)重 要的技術(shù)手段 正越來(lái)越廣泛的在模具行業(yè)得以應(yīng)用 為了對(duì)塑件的制造和模具的 設(shè)計(jì)過(guò)程有個(gè)感性的認(rèn)識(shí) 本論文以三通管注塑模為例 系統(tǒng)地分析了注塑模的設(shè) 計(jì)過(guò)程 并運(yùn)用 SolidWorks 軟件繪制塑件零件圖 建立模具裝配模型及利用 UG 對(duì) 型腔進(jìn)行數(shù)控加工仿真 本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外注塑模的研究 同時(shí)結(jié)合本塑件的特性 利用齒輪齒條的原 理設(shè)計(jì)出了一種新型的抽芯方式 這種抽芯結(jié)構(gòu)對(duì)于此類型的模具不僅簡(jiǎn)化了模具 的設(shè)計(jì) 同時(shí)縮短了制品的生產(chǎn)周期 對(duì)于此類抽芯機(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中對(duì)抽芯距 的要求很嚴(yán)格 因?yàn)樗苯雨P(guān)系到齒條的設(shè)計(jì)和三個(gè)方向的型芯的閉合 三通管在 我們?nèi)粘Ｉ钪杏袕V泛的應(yīng)用 但是目前很多公司在生產(chǎn)三通管時(shí)很少設(shè)計(jì)有自帶 螺紋的三通管 而是通過(guò)專門(mén)的人員來(lái)加工管螺紋 這樣對(duì)于公司來(lái)說(shuō)不僅延長(zhǎng)了 塑件的生產(chǎn)周期 同時(shí)增加了勞動(dòng)力 而本套模具正是基于此設(shè)計(jì)了自帶螺紋的三 通管 相信在以后會(huì)有普遍的應(yīng)用 關(guān)鍵詞 塑件 注射模具 模具設(shè)計(jì)和制造 SolidWorks 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 V 頁(yè) Abstract At present people with the improvement of living standards and the continuous development of science and technology plastic has been widely used in various industries Plastic mold industry become an important foundation for industrial development in the industry all kinds of molds are widely used in advanced technology industries And computer aided design and aided manufacturing CAD CAM technology as an important technical means are more and more widely applied in the mold industry In order to manufacture plastic parts and mold design process to have a perceptual awareness In this paper I will take the injection mold tube to three as an example systematically analyze the injection mold design process and the use of SolidWorks software diagram drawing Plastic parts and the use of SolidWorks software diagram drawing Plastic parts establish the die assembly model and the use of UG to the cavity simulation to CNC machining In this paper throughing the research of mold at home and abroad combining with the characteristics of the plastic parts I design a new of extracting core by using the principle of rack and pinion This core pulling structure molds for this type of mold is not only simplifies the design of the products at the same time to shorten the production cycle Core pulling mechanism for such process in the design of the core pulling distance has a very strict requirement since it is directly related to the rack design and the three direction of the closed core Tee fitting in our daily lives has a wide range of applications but many companies in the production of three tube design own little thread of the three tubes but through specialized staff to process pipe thread This does not only extend the production cycle of plastic parts but also increase the labor force for the company It is precisely this set of mold design based on this thread links the self possession I believe that will be widely used in the future Keywords Plastic products Injection die Design and Manufacturing of Die and Mould SolidWorks 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 VI 頁(yè) 目 錄 第一章 緒論 1 1 1 注塑工藝分析 1 1 2 注塑成型及模具介紹 1 1 3 本文研究的主要內(nèi)容 目標(biāo)與方 3 第二章 塑料工藝性分析 4 2 1 問(wèn)題的提出 4 2 2 塑料的原材料分析 5 2 3 塑件表面質(zhì)量分析 6 2 5 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 6 第三章 成型設(shè)備選擇 7 3 1 計(jì)算塑件的質(zhì)量 7 3 2 塑件成型工藝參數(shù)的確定 7 3 3 成型設(shè)備的選擇 8 3 4 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 9 第四章 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10 4 1 分型面的選擇 10 4 2 型腔數(shù)目的確定及型腔的排列 11 4 3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13 4 3 1 主流道設(shè)計(jì) 13 4 3 2 分流道設(shè)計(jì) 15 4 3 3 澆口設(shè)計(jì) 17 4 4 型芯 型腔的確定 21 4 4 1 凹模 型腔 內(nèi)形尺寸的計(jì)算 21 4 4 2 型芯尺寸的計(jì)算 22 4 5 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 24 4 6 確定抽芯機(jī)構(gòu)零件尺寸計(jì)算 25 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 VII 頁(yè) 4 6 1 抽拔距離和抽拔力的計(jì)算 26 4 7 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 26 4 7 1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 26 4 7 2 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 27 4 8 脫模機(jī)構(gòu) 27 4 8 1 脫模機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成 27 4 8 2 脫模機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 28 4 8 3 脫模力的計(jì)算 28 4 8 4 澆注系統(tǒng)凝料脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 29 4 9 模具的排氣系統(tǒng) 29 4 10 加熱和冷卻系統(tǒng)設(shè) 30 4 11 結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計(jì) 32 4 12 模具的裝配 33 4 13 成型缺陷分析 35 第五章 成型零件的數(shù)控加工 36 5 1 CAM 自動(dòng)編程 36 5 2 UG CAM 概述 37 5 3 型腔在 UG 環(huán)境中的數(shù)控代碼生成 37 結(jié) 論 44 致 謝 45 參考文獻(xiàn) 46 附錄 畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告 47 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 1 頁(yè) 第一章 緒論 1 1 注塑工藝分析 隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展 注塑產(chǎn)品得到了越來(lái)越廣泛地應(yīng)用 對(duì)于注塑工藝有四個(gè)重要的控 制參數(shù) 首先是塑膠的粘度及條件對(duì)粘度的影響 粘度是熔融塑料流動(dòng)性高低的反映 粘度越大 熔體粘性越強(qiáng) 流動(dòng)性越差 加工越困難 其次是注射溫度的控制對(duì)成型加工的影響 料筒溫度的 調(diào)節(jié)應(yīng)保證塑料塑化良好 能順利注射充模又不引起分解 同時(shí)塑料熔融溫度主要影響加工性能 同時(shí)也影響表面質(zhì)量和色澤 第三注射周期中壓力的控制有助于注塑中氣體的排除 減少銀紋 和氣泡現(xiàn)象 最后一個(gè)就是注塑速度的影響 速度對(duì)注塑的影響表現(xiàn)為 速度高低的影響 低速 充模優(yōu)點(diǎn)是流速平穩(wěn) 制件尺寸比較穩(wěn)定 波動(dòng)較小 制件內(nèi)應(yīng)力低 內(nèi)外各向應(yīng)力一致性較好 缺點(diǎn) 是制件易出現(xiàn)分層結(jié)合不良的熔點(diǎn)痕 水紋等 高速充?？刹捎幂^低的注射壓力 改進(jìn)制品的光澤度 和平滑度 消除了接縫線現(xiàn)象及分層現(xiàn)象 收縮凹陷小 顏色更均勻一致 缺點(diǎn)是易產(chǎn)生 自由噴射 即出現(xiàn)滯流或渦流 溫升過(guò)高 顏色發(fā)黃 排氣不良及有時(shí)脫模困難 粘度高的塑料有可能產(chǎn)生熔體 破裂 制件表面產(chǎn)生霧斑 同時(shí)也增加了由內(nèi)應(yīng)力引起的翅曲和厚件沿接縫線開(kāi)裂的傾向 1 2 注塑成型和模具的介紹 塑料制品不同于金屬零件 很少采用刀具進(jìn)行切削加工 也極少采用高聚合物 的溶液狀態(tài)來(lái)成型加工 絕大多數(shù)高聚物的加工成型都經(jīng)過(guò)熔體的流動(dòng)和變形 通 過(guò)模具加工成型制品 塑料成型加工及其模具技術(shù)是一門(mén)不斷發(fā)展的綜合學(xué)科 不僅隨著高分子材料 合成技術(shù)的提高 成型設(shè)備和成型機(jī)械的改革 成型工藝的成熟而進(jìn)步 而且隨著 計(jì)算機(jī)技術(shù) 數(shù)值模擬技術(shù)等在塑料成型加工領(lǐng)域的滲透而發(fā)展 塑料加工是將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)橹破返年P(guān)鍵環(huán)節(jié) 只有迅速得地發(fā)展塑料加工業(yè) 才可能把各種性能優(yōu)良的高分子材料變成功能各異的制品 在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域充分 地發(fā)揮作用 模具是塑料成型加工的一種重要的工藝裝備 同時(shí)又是原料及設(shè)備的 效益放大器 模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品價(jià)值 往往是模具自身價(jià)值的幾十倍 上百倍 因此 模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基本工業(yè) 被稱之為 工業(yè)之母 模具生產(chǎn)技術(shù)水平 的高低 已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志 模具工業(yè)的重要性 已引起國(guó)家的高度重視 在信息產(chǎn)業(yè) 機(jī)械工業(yè) 汽車工業(yè) 輕紡織業(yè)領(lǐng)域中 均 把模具放在重要位置 模具的一般分類 可分為塑膠模具及非塑膠模具 塑膠模具根據(jù)生產(chǎn)工藝和生 產(chǎn)產(chǎn)品的不同又分為 A 射成型模 電視機(jī)外殼 鍵盤(pán)按鈕 應(yīng)用最普遍 B 氣模 飲料瓶 C 縮成型模 電木開(kāi)關(guān) 科學(xué)瓷碗碟 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 2 頁(yè) D 移成型模 集成電路制品 E 壓成型模 膠水管 塑膠袋 F 成型模 透明成型包裝外殼 G 旋轉(zhuǎn)成型模 軟膠洋娃娃玩具 注塑成型作為一種重要的成型加工方法 生產(chǎn)的制件具有精度高 復(fù)雜度高 一致性強(qiáng) 生產(chǎn)率高和消耗低等特點(diǎn) 有很大的市場(chǎng)需求和良好的發(fā)展前景 但由 于注塑制品和成型模具結(jié)構(gòu)方案的千變?nèi)f化 所以傳統(tǒng)的注塑模具設(shè)計(jì)許多以人工 經(jīng)驗(yàn)為主 模具是一種生產(chǎn)塑料制品的工具 它由幾組零件部分構(gòu)成 這個(gè)組合內(nèi)有成型 模腔 注塑時(shí) 模具裝夾在注塑機(jī)上 熔融塑料被注入成型模腔內(nèi) 并在腔內(nèi)冷卻 定型 然后上下模分開(kāi) 經(jīng)由頂出系統(tǒng)將制品從模腔頂出離開(kāi)模具 最后模具再閉 合進(jìn)行下一次注塑 整個(gè)注塑過(guò)程是循環(huán)進(jìn)行的 注塑模具是由若干塊鋼板配合各種零件組成的 基本分為 A 成型裝置 B 定位裝置 C 固定裝置 D 冷卻系統(tǒng) E 恒溫系統(tǒng) F 流道系統(tǒng) G 頂出系統(tǒng) 根據(jù)澆注系統(tǒng)型制的不具分為三類 1 大水口模具 流道及澆口在分模線上 與產(chǎn)品在開(kāi)模時(shí)一起脫模 設(shè)計(jì)最 簡(jiǎn)單 容易加工 成本較低 所以較多人采用大水口系統(tǒng)作業(yè) 2 細(xì)水口模具 流道及澆口不在分模線上 一般直接在產(chǎn)品上 所以要設(shè)計(jì) 多一組水口分模線 設(shè)計(jì)較為復(fù)雜 加工較困難 一般要視產(chǎn)品要求而選用細(xì)水口 系統(tǒng) 3 熱流道模具 此類模具結(jié)構(gòu)與細(xì)水口大體相同 其最大區(qū)別是流道處于一 個(gè)或多個(gè)有恒溫的熱流道板及熱唧嘴里 無(wú)冷料脫模 流道及澆口直接在產(chǎn)品上 所以流道不需要脫模 此系統(tǒng)又稱為無(wú)水口系統(tǒng) 可節(jié)省原材料 適用于原材料較 貴 制品要求較高的情況 設(shè)計(jì)及加工困難 模具成本較高 熱流道系統(tǒng) 主要由熱澆口套 熱澆道板 溫控電箱構(gòu)成 我們常見(jiàn)的熱流道 系統(tǒng)有單點(diǎn)熱澆口和多點(diǎn)熱澆口二種形式 單點(diǎn)熱澆口是用單一熱澆口套直接把熔 融塑料射入型腔 它適用單一腔單一澆口的塑料模具 多點(diǎn)熱澆口是通過(guò)熱澆道板把 熔融料分枝到各分熱澆口套中再進(jìn)入到型腔 它適用于單腔多點(diǎn)入料或多腔模具 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 3 頁(yè) 1 3 本文研究的主要內(nèi)容 目標(biāo)與方法 目前 塑料制品已經(jīng)深入到我們生活當(dāng)中 甚至代替了某些鋼材 易加工 成 本低 密度低等優(yōu)點(diǎn) 使得塑料的使用越來(lái)越多 隨著塑料制品的使用 我們必然 面臨著塑料的成型問(wèn)題 塑料的成型方式主要有 注塑 壓塑 擠塑等方式 本文 將就注塑模具設(shè)計(jì)一套關(guān)于三通管的設(shè)計(jì)方案 本文要完成的是三通管的模具設(shè)計(jì) 根據(jù)所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的實(shí)際需要 考慮產(chǎn)品的 應(yīng)用意義 完成了從塑件的成型工藝 材料選擇 注塑機(jī)的選擇再到注塑模的完整 設(shè)計(jì)及注塑模的 CAM 仿真制造的整個(gè)過(guò)程 運(yùn)用 SolidWorks 軟件 流體分析軟件 及計(jì)算機(jī)輔助制造軟件全面系統(tǒng)的完成三通管的設(shè)計(jì) 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 4 頁(yè) 第二章 塑料工藝性分析 注塑件的第一步就是進(jìn)行塑料的工藝性分析 通過(guò)工藝性分析 充分了解注塑件 的工藝性能 結(jié)構(gòu)性能 這樣才能更好的進(jìn)行注塑模具的設(shè)計(jì) 是模具設(shè)計(jì)和驗(yàn)證 的重要依據(jù) 2 1 問(wèn)題的提出 圖 2 1 零件結(jié)構(gòu)尺寸圖 該注塑件的尺寸是按照當(dāng)前使用率最高的水管用三通管的尺寸設(shè)計(jì)的 塑件的 尺寸如圖一所示 其外徑為 32mm 螺紋直徑 26mm 上偏差 0 2mm 下偏差 0mm 階梯高度 10mm 圓角半徑 1mm 內(nèi)經(jīng) 24mm 長(zhǎng)度 80mm 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 5 頁(yè) 圖 2 2 零件立體三維圖 2 2 塑料的原材料分析 供水管道的綜合性能要求 作為供水管道 要求衛(wèi)生 安全 節(jié)能 方便 因此檢驗(yàn)一種管道 應(yīng)從四個(gè)方面查起 即衛(wèi)生 管道及配件須對(duì)人體無(wú)任何損害 安全 有足夠的強(qiáng)度和優(yōu)異的力學(xué)性能以及抗老化 耐熱等性能 節(jié)能 內(nèi)壁光滑 耐腐蝕 對(duì)流體阻力小 保溫性能好 方便 聯(lián)接 施工方便 可靠 具有推廣使 用的可能 綜上材料可以選為 PP 硬聚氯乙烯 RPVC 主要用途適于制造棒 管 板 焊條 輸油管及耐酸鹼零件 其性能特點(diǎn)如下 優(yōu)點(diǎn) 1 力學(xué)性能好 電器性能優(yōu)良 2 耐酸堿力極強(qiáng) 化學(xué)性能穩(wěn)定 3 非結(jié)晶形塑料 吸濕性小 極易分解 缺點(diǎn) 1 流動(dòng)性差 2 成型溫度范圍小 應(yīng)嚴(yán)格控制料溫 3 軟化點(diǎn)底 4 模具澆注系統(tǒng)應(yīng)粗短 澆口截面積要大 不要有死角 通過(guò)分析 PP 的綜合性能可以看出用此種材料能夠滿足三通管的使用要求 并且 此種材料的價(jià)格也是相當(dāng)?shù)谋阋?可以應(yīng)用于大規(guī)模的供水用三通管 可以作為一 種很好的建設(shè)材料使用 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 6 頁(yè) 2 3 塑件表面質(zhì)量分析 此三通管是用于家庭裝修用的水管三通 必須要有一定的表面質(zhì)量 不僅要滿足 使用上的要求還應(yīng)該滿足美觀上的要求 一定要有好的表面粗糙度 使得其表面看 上去光滑有光澤 不能有凹陷 縮焉 氣孔等影響使用要求和美觀要求的表面缺陷 這里可以通過(guò)確定模具的加工方法來(lái)確定注塑件的表面粗糙度 可以選擇模具的加 工方法為銑削加工 這樣模具的粗糙度可以確定為 順紋路 3 4 m 垂直紋路ZR 4 6 m 那么工件的粗糙度為 順紋路 1 9 m 垂直紋路 3 5 m ZR 2 4 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 結(jié)構(gòu)工藝性是指產(chǎn)品再某種生產(chǎn)規(guī)模時(shí) 完全滿足使用性能的前提下 結(jié)構(gòu)應(yīng)具 有生產(chǎn)率高 生產(chǎn)成本低的工藝過(guò)程的適應(yīng)性 對(duì)于塑件來(lái)說(shuō) 形狀結(jié)構(gòu) 尺寸大 小 精度和表面質(zhì)量要求 與成型工藝和模具結(jié)構(gòu)要相適應(yīng) 本次產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單組成的要素?cái)?shù)目較少 所以工藝性好 此次產(chǎn)品的結(jié)構(gòu) 是對(duì)稱設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)相對(duì)就簡(jiǎn)單了 提高工藝性能 原材料采用的是單一色的材料 可以充分的回收利用 這就很大的提高了材料的利用率 降低了生產(chǎn)成本 該注塑 件的結(jié)構(gòu)十分利于分型 脫模 排氣和冷卻 并且此結(jié)構(gòu)有利于補(bǔ)縮 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 7 頁(yè) 第三章 成型設(shè)備選擇 3 1 計(jì)算塑件的質(zhì)量 此注塑件體積的計(jì)算可分為倆個(gè)部分 一部分是制品的體積 另一部分是澆口 道冷凝的塑件體積 制品的體積可通過(guò) SolidWorks 建模 計(jì)算質(zhì)量屬性獲得 制品體積 3304 mV 第二部分體積是澆注系統(tǒng)凝料體積 澆注系統(tǒng)凝料體積可按塑件體積的 0 6 倍計(jì)算 由于本套模具采用的是一模二腔 所以其澆注系統(tǒng)凝料體積為 3 1 30 16 403 06 2 m 總體體積 3 2 0 79342V 總 塑件的質(zhì)量 3 3 M gM 1總 3 2 塑件成型工藝參數(shù)的確定 注塑成型具有三大工藝條件 即溫度 壓力和時(shí)間 此外 還有用料量與合模 力等條件 注射工藝參數(shù)的確定主要依據(jù)于所選擇材料的物理化學(xué)性能 各種材料 的注射工藝參數(shù)各有不同 表 3 1 PP 聚氯乙烯的注射工藝參數(shù) 塑料名稱 聚氯乙烯 硬質(zhì) 縮寫(xiě) RPVC 注射成型機(jī)類型 螺桿式 密度 3 dmkg 1 38 計(jì)算收縮率 S 0 6 1 5 溫度 t Co70 90 預(yù)熱和干燥 時(shí)間 h 4 6 后段 160 170 中段 165 180料筒溫度 t Co 前段 170 190 噴嘴溫度 t o 模具溫度 t 30 60 注射壓力 MPap80 130 注射時(shí)間 15 60 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 8 頁(yè) 保壓時(shí)間 0 5 冷卻時(shí)間 15 60成型時(shí)間 s 總周期 40 130 螺桿轉(zhuǎn)速 min 1 r 28 適用注射機(jī)類型 螺桿式 方法 溫度 t Co 后處理 時(shí)間 h 說(shuō)明 3 3 成型設(shè)備選擇 注塑機(jī)選擇原則 1 注射量 以容積 不能大于注射機(jī)額定注射量的 80 0 8V 注 額 3 4 2 注射量不能小于注射機(jī)額定注射量的 20 2 注 額 3 5 所給零件選取的材料為 PP 故一般選用的注射機(jī)為螺桿式注射機(jī) 塑件的體積 3304 mV 3 6 376 901 640 2m 總 表 3 2 SZ 1250 ZH 主要參數(shù) 技術(shù)參數(shù) SZ 1250 ZH 螺桿直徑 mm 42 45 50 理論注射容量 3cm174 200 247 注射壓力 MPa 184 160 130 鎖模力 kN 1250 max 模具厚度 mm min 200 模板行程 mm 580 模板最大開(kāi)距 mm 780 頂出力 kN 28 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 9 頁(yè) 頂出行程 mm 100 根據(jù) RPVC 材料的注射工藝分析我們選擇注射機(jī)的螺桿直徑為 50mm 理論注射 容量為 247 注射壓力為 130mm 注射機(jī)球面半徑 r 10 12mm3cm 3 4 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 1 注射機(jī)最大注射量的校核 由公式有 3 7 澆VKVni 10 式中 注射成型機(jī)最大注射量0 V 塑料制品的體積 包括制品 澆道凝料和飛邊 一個(gè)塑料制品的體積i 澆道凝料和飛邊體積澆 N 型腔數(shù) K 利用系數(shù) K 0 8 因塑料的體積和壓縮率有關(guān) 故所需的塑料體積為 壓縮率 查表該制品為 2 3 3 8 V壓料 壓K壓K V 97069 76 3019760248 m 3m 所以注射機(jī)的最大注射量滿足條件 2 鎖模力的校核 由公式 0 分模 ApF 注射成型機(jī)的公稱鎖模力 N 模內(nèi)壓力 型腔內(nèi)熔體壓力 MPa 模 25 40MPa模 塑料制品及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和分A 2cmNApF 330 10 108 4125 分模 該注射機(jī)的鎖模力滿足要求 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 10 頁(yè) 第四章 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于三通管的結(jié)構(gòu) 因而注塑模具有側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu) 故模具的結(jié)構(gòu)主要有 澆 注系統(tǒng) 成形機(jī)構(gòu) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 脫模機(jī)構(gòu) 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu) 加熱冷卻系統(tǒng) 排氣系 統(tǒng)及其他部件 4 1 分型面的選擇 分型面的設(shè)計(jì)在注射模的設(shè)計(jì)中占有相當(dāng)重要的位置 分型面的設(shè)計(jì)合理與否 直接影響到塑件的質(zhì)量 模具的整體結(jié)構(gòu)及工藝從操作難度及模具的制造成本 分 型面可以為一個(gè)也可以為多個(gè) 如圖 4 1 的分型面所示 分型面應(yīng)選擇在塑件外形的最大輪廓處 以利于塑件 從定模順利脫模 應(yīng)有利于塑件脫模 一般模具的脫模機(jī)構(gòu)通常設(shè)置在動(dòng)模一側(cè) 模具開(kāi)模后塑件應(yīng)該停留在動(dòng)模一邊 以便模具順利脫模 要保證塑件的精度要求 塑件光滑的表面不能作為分型面 以避免影響外觀質(zhì)量 塑件中要求同軸度的部分 要放在分型面的同一側(cè) 以保證塑件同軸度的要求 考慮模具的側(cè)向抽拔距 由于模具側(cè)向分型是由機(jī)械式分型機(jī)構(gòu)來(lái)完成的 所 以抽拔距都比較小 選擇分型面時(shí)應(yīng)將抽芯和分型距離長(zhǎng)的方向置于開(kāi)合模的方向 將小抽拔距作為側(cè)向分型和抽芯 作為主要大排氣渠道 應(yīng)將分型面設(shè)計(jì)在熔融塑 料的流動(dòng)末端 以利于模具型腔內(nèi)氣體的排除 考慮三通管模具的加工難度 要使 模具易于加工 加工工藝要力求簡(jiǎn)單 為了使塑件能從模具中順利地脫模 將分型面開(kāi)設(shè)在三通管的最大輪廓處 以 減小開(kāi)模時(shí)的阻力 防止因阻力過(guò)大而損壞塑件 即三通管的外表面或內(nèi)表面 但 是 為了不影響三通管的外觀質(zhì)量 且便于休整清除由于分型面所產(chǎn)生的飛邊 故 將分型面設(shè)在三通管的最大輪廓處 同時(shí)分型面得設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循以下幾個(gè)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(kāi)模時(shí)留在動(dòng)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(duì)成型面積的影響 7 對(duì)排氣效果的影響 8 對(duì)側(cè)向抽芯的影響 其中最重要的是第 2 第 5 和第 8 點(diǎn) 為了便于模具加工制造 應(yīng)盡量選 擇平直分型面便于加工的分型面 針對(duì)該制品初步設(shè)計(jì)了兩個(gè)分型面進(jìn)行比對(duì) 如圖 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 11 頁(yè) 圖 4 1 分型面示意圖 圖 4 2 分型面示意圖 通過(guò)對(duì)零件的分析我們知道該三通管道自帶內(nèi)螺紋 對(duì)于抽心機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要 旋轉(zhuǎn)抽心 而圖 4 2 在抽心設(shè)計(jì)上顯然很難 圖 4 1 只需加幾個(gè)馬達(dá)或利用齒輪齒條 的設(shè)計(jì)一抽芯機(jī)構(gòu)便可單獨(dú)的實(shí)現(xiàn)抽心保證了螺紋的精度 同時(shí)在拔模時(shí)圖 4 1 也 較圖 4 2 容易拔模具 綜合分析此次分型面選擇圖 4 1 4 2 型腔數(shù)目的確定及型腔的排列 模具根據(jù)型腔數(shù)目可以分為單型腔和多型腔 根據(jù)注射機(jī)選擇時(shí)的分析有模具 型腔采用的是多型腔方式 型腔數(shù)目為 2 個(gè) 采用多型腔生產(chǎn)率高 塑件的成本低 但是塑件的互換性差 型腔的排列通常有圓形 H 行排列 直線行排列及復(fù)合排列 等 有對(duì)稱排列及非對(duì)稱排列 如圖 4 3 和圖 4 4 所示 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 12 頁(yè) 圖 4 3 分流道的平衡式布置 圖 4 4 分流道的非平衡式布置 在選擇型腔布局方式時(shí) 首先應(yīng)考慮到型腔的布局要力求對(duì)稱 以防模具承受 偏差力而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象 型腔排列也宜緊湊 以節(jié)約模具材料 減輕模具重量 非 平衡式主要用于某些特殊情況 由前面分析知 型腔數(shù)目已經(jīng)定為 2 個(gè) 在平面位 置上不可能采用非平衡式 只能采用平衡對(duì)稱式布置 其排列形式如下 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 13 頁(yè) 圖 4 5 平衡對(duì)稱式布置 4 3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 對(duì)于澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)系要對(duì)塑料制品采用的材料 制品的幾何形狀 尺寸使用 的機(jī)床設(shè)備 注射可能產(chǎn)生的缺陷及填充條件等作全面的分析 同時(shí)模具的分型面 選擇與澆注系統(tǒng)也有密切的關(guān)系 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)流到應(yīng)盡量減少?gòu)澱?表面粗超 讀選為 Ra1 6 Ra0 8 由于本模具是兩腔 因此最好使用對(duì)稱分布 在滿足塑料成型 和排氣的良好的前提下 要選取最短的流到 這樣可縮短填時(shí)間 因主流道處有收 縮現(xiàn)象 若塑料制品在這個(gè)部位要求精度較高時(shí) 主流道應(yīng)留有加工余量或者修正 余量 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)本套模具留的加工余量為 1mm 由于模具采用了 2 個(gè)型腔 故需要 設(shè)置分澆道以便熔料能同時(shí)充滿二個(gè)型腔 本套模具澆注系統(tǒng)應(yīng)該由主流道 分流 道 澆口和冷料穴組成 下面對(duì)它們分別進(jìn)行設(shè)計(jì) 4 3 1 主流道設(shè)計(jì) 主流道是一端與注射機(jī)噴嘴相接觸 另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流 動(dòng)通道 主流道小端尺寸為3 5 4mm 澆口套的內(nèi)孔呈圓錐形 錐度為 若06 2 錐度過(guò)大會(huì)造成壓力減弱 流速過(guò)慢 塑料形成渦流 熔體前進(jìn)時(shí)易混進(jìn)空氣 產(chǎn) 生氣孔 錐度過(guò)小 會(huì)使流速增大 熱量損耗大 表面粘度上升 造成注射困難 澆口套進(jìn)口的直徑d應(yīng)比注射機(jī)噴嘴孔直徑 大1 2mm 若相等或者小于注射機(jī)噴1d 嘴直徑 在注射成型時(shí)會(huì)造成死角 并積存塑料 注射壓力下降 塑料冷凝后脫模 困難 澆口套內(nèi)孔出料口處應(yīng)設(shè)計(jì)成圓角r 一般為0 5 3mm 澆口套與注射機(jī)噴嘴 接觸處球面的圓弧度必須吻合 設(shè)計(jì)模具澆口套球面半徑為R 注射機(jī)球面半徑為r 其關(guān)系式如下 mrR1 5 0 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 14 頁(yè) 澆口套球面半徑比注射機(jī)噴嘴球面半徑大 接觸時(shí)圓弧度吻合的好 澆口套長(zhǎng) 度應(yīng)盡量短 可以減少冷料回收量 減少壓力損失和散熱損失 本套模具的主澆到 長(zhǎng)度為 50mm 澆口套錐度內(nèi)壁表面粗超度為 Ra1 6 Ra0 8 保證料流順利 易m 脫模 澆口套部位是熱量最集中地地方 為保證注射工藝順利進(jìn)行和塑件質(zhì)量 要 考慮冷卻措施 我們選擇注射劑球面半徑為 20mm 模具澆口套球面半徑為 21mm 結(jié)構(gòu)圖如下 圖 4 6 主流道 主澆道位于模具中心 是連接注射機(jī)噴嘴與分流道的通道 垂直于分型面 為 了使?jié)驳乐心享樌纬?將其形狀設(shè)為圓錐形 錐角 約為 PP 流動(dòng)性差 24 故選取主澆道錐角 為 主澆道內(nèi)壁表面粗糙度 取小值為 0 8 通常主澆道 4aRm 進(jìn)口端直徑為 4 8mm 并考慮到進(jìn)口端凹坑直徑比注塑機(jī)噴嘴球面直徑大 0 5 1mm 注射機(jī)的噴嘴球面半徑為 20 0mm 所以澆口套進(jìn)口端凹坑半徑為 21 0mm 可以取 H 10 0mm R 218 5HR 實(shí)踐證明 注射模主澆道和分澆道的切變速率 時(shí) 所成型231510s 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 15 頁(yè) 制品的質(zhì)量較好 對(duì)于一般熱塑性塑料 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 4 1 23 VnqR 式中 熔體的體積流量 單位為 Vqcms 澆道端面尺寸的當(dāng)量半徑 單位為 nRc 根據(jù)前面注塑機(jī)選擇有 熔體的體積流量 為 VqV 146 61 4 2 173 83 s 對(duì)于小型模具 主澆道取 但是 PP 需要較快的注射速度 所以此2150s 模具取 13 代入公式得 3150s VnqR 23 46 nR 3510 3 29 3510 主澆道進(jìn)口端直徑取為 md8 在保證制品成型的條件下 主澆道的長(zhǎng)度應(yīng)盡可能短 以減少壓力損失及廢料 率 一般可小于或等于 60mm 對(duì)于 PP 而言 主澆道應(yīng)該較短 所以取主澆道長(zhǎng)度 為 50mm 出口端直徑 29403 514DdLtgtgm 出口端圓角半徑 1 68rm 主澆道進(jìn)口和注射機(jī)噴嘴頭部接觸的表面一種是平面 一種是弧面 平面連接在密封時(shí)需 要有很高的壓力 實(shí)際生產(chǎn)中很少應(yīng)用 所以選用弧面連接 4 3 2 分流道設(shè)計(jì) 在多型腔或單型腔多澆口 塑件尺寸大 時(shí)應(yīng)設(shè)置分流道 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 它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主 流道流入型腔前 通過(guò)截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過(guò)渡段 因此分 流道設(shè)計(jì)應(yīng)滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài) 并在流動(dòng)過(guò)程中壓力損失 盡可能小 能將塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔 由于本制品采用的是 RPVC 其流動(dòng)性較差因此在設(shè)計(jì)分流道時(shí)選用半圓形分 流道可以保證其表面積于其體積之比最小 查資料可知 半圓形分流道的直徑范圍 d 為 2 12mm 但是試驗(yàn)證明直徑大于 8mm 時(shí)再增大直徑對(duì)流動(dòng)性的影響不大 所以 選用分流道的直徑 d 為 8mm 當(dāng)分流道開(kāi)設(shè)在定模的側(cè)邊 并從澆口處延伸很長(zhǎng)時(shí) 要加設(shè)分流道拉料桿 便于開(kāi)模時(shí)冷料易脫模 分流面的表面粗超度要求到達(dá) Ra1 6 由于本模具是兩腔布局 因此分流道要采用對(duì)稱布局 m 分澆道用于連接主澆道和澆口 常用的分澆道截面形狀有圓形 正方形 梯形 U 形 半圓形和正六角形等 如圖 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 16 頁(yè) 圖 4 7 六種分澆道 澆道的截面積越大 其損失熱量就越多 壓力的損失越小 用澆道的截面積和 表面積的比值來(lái)表示澆道的效率 不同截面的分澆道的效率如下表 表 4 1 不同截面分澆道的效率 形狀 圓形 半圓形 矩形 正方形 梯形 U 形 D 2 0 166D D 4 0 100D效率 0 250D 0 153D d D 6 0 071D 0 250D 0 195D 0 195D 從表中可以看出 圓形和正方形的效率最高 但是圓形澆道要在澆道兩邊板上 同時(shí)加工半圓形槽 加工難度大 而且澆道不容易對(duì)正 澆注時(shí)會(huì)產(chǎn)生飛邊 而正 方形由于四角容易滯料 使部分 POM 長(zhǎng)時(shí)間停留在了澆注系統(tǒng)中 并承受高溫 容易分解 發(fā)生事故 梯形和 U 行效率差不多 梯形澆道同樣存在死角 所以選擇 常用的半圓形澆口 它不存在死角 而且利于 POM 流動(dòng) 加工的時(shí)候也不需在兩 邊板上加工 分流道長(zhǎng)度取決于模具型腔的總體布置方案和澆口位置 從輸送熔體時(shí)的減少 壓力損失和熱量損失的要求出發(fā) 應(yīng)力求縮短 分流道斷面尺寸取決于多種因素 其中包括塑件重量和壁厚 塑料粘度和分流道本身的長(zhǎng)度 分流道斷面積應(yīng)能保證 型腔充滿并補(bǔ)充因腔內(nèi)收縮所需的熔體后方可冷卻凝固 因此 分流道斷面直徑或 厚度應(yīng)大于塑件壁厚 按這一要求 聚烯烴類塑料 分流道直徑應(yīng)是塑件最大壁厚 的 1 6 倍 聚縮醛類塑料應(yīng)是 1 5 絕大部分塑件的分流道斷面尺寸都在 3 10之間 少數(shù)低粘度塑料成型的塑件可小于 3 高粘度塑料的塑件可大于 10 下表列出某 些常用注塑件分流道斷面尺寸推薦范圍 其數(shù)據(jù)是根據(jù)長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)積累并試驗(yàn)驗(yàn)證的 表中數(shù)據(jù)適用于圓形分流道 對(duì)于其他的截面形式應(yīng)按表中數(shù)據(jù)折算出斷面基地?cái)?shù) 值并乘以稍大于 1 的系數(shù) 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 17 頁(yè) 本次設(shè)計(jì)選分澆道直徑 D 8mm 為防止分澆道前端冷料進(jìn)入澆口和型腔 以免堵塞澆口和對(duì)塑件性能產(chǎn)生影響 在分澆道末端設(shè)置冷料井用于收集前端的冷料 分澆道的布置 分澆道應(yīng)該以平衡式布置 即分澆道的長(zhǎng)度 形狀和截面尺寸 都必須對(duì)稱相等 以達(dá)到各個(gè)型腔的塑料流動(dòng)平衡和熱平衡 使物料均勻充滿各個(gè) 型腔 具體尺寸如圖 圖 4 8 分流道結(jié)構(gòu)圖 4 3 3 澆口設(shè)計(jì) 澆口是連接分澆道和型腔的一段細(xì)短澆道 它的形狀 數(shù)量 尺寸和位置對(duì)塑 件的資料影響很大 1 澆口形式的選擇 澆口的截面積一般取分澆道截面積的 3 6 澆口的長(zhǎng)度約為 1 1 5mm 在設(shè) 計(jì)時(shí)應(yīng)取最小值 試模時(shí)逐步修正 澆口的形狀有矩形 厚度和寬度比為 1 3 圓形 梯形和 U 形 澆口的類型有直澆口 側(cè)澆口 平縫式澆口 扇形澆口 點(diǎn)澆 口 環(huán)形澆口 輪輻式澆口 爪形澆口和護(hù)耳式澆口等 從形狀看 側(cè)澆口不適合 因?yàn)樾托竞芗?xì) 熔料高速?zèng)_擊容易使型芯變形 平縫式澆口一般用于直壁形式 圓 形平縫式難以加工 如若采用環(huán)形 扇形等澆口會(huì)在齒輪上留下澆口形狀 需要增 加一道出去澆口的工序 現(xiàn)在重點(diǎn)看下點(diǎn)澆口的特點(diǎn) 點(diǎn)澆口是截面形狀小如針點(diǎn) 的澆口 應(yīng)用范圍十分廣泛 它是有如下優(yōu)點(diǎn) 可顯著提高熔體的剪切速率 是熔 體黏度大為降低 有利于沖模 這對(duì)于 PE PP PS 和 AHS 等對(duì)剪切速率敏感的熔體 尤為有效 熔體經(jīng)過(guò)點(diǎn)澆口時(shí)因高速摩擦生熱 熔體溫度升高 黏度再次下降 使 熔體流動(dòng)性更好 有利于澆口與制品的自動(dòng)分離 便于實(shí)現(xiàn)制品的生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng) 化 澆口痕跡小 容易修整 在多型腔模具中 容易實(shí)現(xiàn)各型腔的平衡進(jìn)料 對(duì) 于投影面積大的制品或者易于變形的制品 采用多個(gè)點(diǎn)澆口能夠提高制品的成形質(zhì) 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 18 頁(yè) 量 能較自由的選擇澆口 缺點(diǎn) 采用點(diǎn)澆口時(shí) 為了能取出流道凝料 必須使用雙分型面的結(jié)構(gòu)或者單 分型面熱流道結(jié)構(gòu) 費(fèi)用較高 不適合黏度高和對(duì)剪切速率不敏感的塑料熔體 不 適合厚壁或者壁厚不均勻的制品成型 要求采用較高的注射壓力 綜上點(diǎn)澆口的優(yōu)缺點(diǎn)考慮 故可以選用點(diǎn)澆口 其具有很大的位置自由度 澆 口周圍的應(yīng)力小 且澆口可以自行拉斷 同時(shí)其兩端的壓力差大可以產(chǎn)生剪切熱 增加了塑料的表觀流動(dòng)性 能正確控制補(bǔ)料時(shí)間 無(wú)倒流之慮 此模具在開(kāi)模后 澆口處在模板中間 澆口凝料應(yīng)易于和塑件分離 故使用直點(diǎn)澆口 選擇圓形澆口 長(zhǎng)度為 1 1mm 澆口的直徑為上端 443 31 280 dAm 分上 4 3 下端 0 82 54ctg 上 其形狀為 圖 4 9 點(diǎn)澆口 2 進(jìn)料位置的確定 澆口的位置的選擇對(duì)制品的質(zhì)量影響是十分的大的 澆口的位置選擇應(yīng)滿足些 條件 澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件壁厚的部位 以利于熔體流動(dòng) 型腔的排氣和塑料的補(bǔ)塑 避免塑件產(chǎn)生縮孔或表面凹陷 澆口的位置應(yīng)避免塑件表面產(chǎn)生熔接痕 影響塑件 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 19 頁(yè) 的外觀 澆口應(yīng)設(shè)在能使型腔的各個(gè)角落同時(shí)充滿的位置 澆口應(yīng)設(shè)置在有利于排 除型腔中的氣體的位置 澆口應(yīng)設(shè)計(jì)在能避免塑件產(chǎn)生熔接痕的部位 模具的型芯 細(xì)小時(shí) 澆口設(shè)計(jì)應(yīng)注意不能使熔融塑料直接沖擊型芯 以免型芯被沖擊變形 澆 口不要設(shè)置在塑件使用中的承受彎曲載荷和沖擊載荷的部位 防止型芯變形 下圖 是澆口位置對(duì)澆痕的影響 圖 4 10 澆口位置對(duì)澆痕的影響 依據(jù)上述原則 結(jié)合三通管的形狀以及分型面的選擇 將澆口設(shè)置在三通管的 支管圓柱面上 由于三通管支管對(duì)于表面質(zhì)量的要求沒(méi)有這么高 那么在圓柱面上 形成的壓痕也沒(méi)有什么關(guān)系 并不會(huì)影響整個(gè)制件的質(zhì)量要求 為使熔料同時(shí)充滿 型腔可以選用多個(gè)澆口同時(shí)進(jìn)料 但是澆口多了必定會(huì)增加分澆道的長(zhǎng)度 造成大 的壓力降 也不易于布置 根據(jù)三通管的應(yīng)用要求 澆注的效率及模具的簡(jiǎn)單化要 求 設(shè)計(jì)為單澆口的澆口設(shè)計(jì) 這樣不僅形成的澆口痕跡少也滿足澆口位置設(shè)計(jì)的 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 20 頁(yè) 所有要求 圖 4 11 澆口的位置 4 冷料穴的設(shè)計(jì) 在完成一次注射循環(huán)的間隔 考慮到注射機(jī)噴嘴和主流道入口這一小段熔體因 輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度 從噴嘴端部到注射機(jī)料筒以內(nèi)約 10 25mm 的深度有個(gè)溫度逐漸升高的區(qū)域 這時(shí)才達(dá)到正常的塑料熔體溫度 位于 這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動(dòng)性能及成型性能不佳 如果這里溫度相對(duì)較低的冷料進(jìn)入 型腔 便會(huì)產(chǎn)生次品 為克服這一現(xiàn)象的影響 用一個(gè)井穴將主流道延長(zhǎng)以接收冷 料 防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔 把這一用來(lái)容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料 的井穴稱為冷料穴 冷料穴一般開(kāi)設(shè)在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上 也即塑料流動(dòng)的轉(zhuǎn) 向處 其標(biāo)稱直徑與主流道大端直徑相同或略大一些 深度約為直徑的1 1 5 倍 最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積 冷料穴有六種形式 常用的是端部為Z 字形和拉料桿的形式 具體要根據(jù)塑料性能合理選用 本模 具中的冷料穴的具體位置和形狀如主視圖所示 實(shí)際上只要將分流道順向延長(zhǎng)一段 距離就行了 具體設(shè)計(jì)尺寸如圖3 6 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 21 頁(yè) 圖 4 12 冷料穴 4 4 型芯 型腔的確定 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件 包括凹模 型芯 鑲塊 成型桿和成型環(huán)等 成型零件工作時(shí) 直接與塑料接觸 塑料熔體的高壓 料流的 沖刷 脫模時(shí)與塑件間還發(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(qiáng)度 剛度及較好的耐磨性能 設(shè)計(jì)成型零件時(shí) 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) 選擇分型面和澆口位置 確定脫模方式 排氣部位等 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(jì) 計(jì)算成型零件的工作尺寸 對(duì)關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核 本套模具主要有動(dòng)模 定模和六個(gè)型芯組成 4 4 1 凹模 型腔 內(nèi)形尺寸的計(jì)算 塑料制品的外形尺寸取決于凹模的內(nèi)行尺寸 凹模 型腔 內(nèi)形尺寸計(jì)的計(jì)算 公式如下 4 4 MCPMxSD 1 式中各符號(hào)的含義為 凹模內(nèi)形公稱尺寸 D 塑料制品外形公稱尺寸 塑料平均收縮率 取 0 8 CPS X 修正系數(shù) 0 5 0 75 塑料制品公差 取 0 6 凹模制造公差 一般取 0 125 0 25 M 凹模內(nèi)形各部分尺寸計(jì)算 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 22 頁(yè)mxSDMCPM 85 143 0 35 801 1 22 凹模高度部分尺寸計(jì)算 xHCP 15 015 015 01 7 3 SM 2 9423804 m15 015 015 03 2 其結(jié)構(gòu)圖如下 圖 4 13 下型腔結(jié)構(gòu)圖 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 23 頁(yè) 圖 4 14 上型腔結(jié)構(gòu)圖 4 4 2 型芯尺寸的計(jì)算 型芯工作部分尺寸計(jì)算公式為 4 5 0 1 pxSDdcpp 其公式中各字母含義 D 塑料制品外形公稱尺寸 塑料平均收縮率 取 0 8 CPS 修正系數(shù) 0 5 0 75 x 塑料制品公差 取 0 6 型芯制造公差 一般取 0 125 0 25 p 凸模外形公稱尺寸 d mp 015 015 1 36 80 2 44L 015 05 1 2 05 05 2 83 803 m 0 45 其余部分尺寸根據(jù)結(jié)構(gòu)選擇如下 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 24 頁(yè) 齒條長(zhǎng)度 mL103 推進(jìn)螺距 24 圖 4 15 型芯 1 實(shí)體圖 圖 4 16 型芯 2 實(shí)體圖 4 5 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 塑料注射模標(biāo)準(zhǔn)模架共有兩種 即GB T12556 1 12556 2 1990 塑料注射模中 小型模架 和GB T12556 1 12556 15 1990 塑料注射模大型模架 兩種標(biāo)準(zhǔn)模架 的區(qū)別主要在于適用范圍 中小型標(biāo)準(zhǔn)模架的模板尺寸 6301250BLm 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 25 頁(yè) 大型標(biāo)準(zhǔn)模架的模板尺寸 6301250BLm 塑料注射模中小型模架的結(jié)構(gòu)型式按結(jié)構(gòu)特征可分為基本型和派生型 如圖所 示 基本型分為A1 A4 四個(gè)品種 A1型模架定模采用兩塊模板 動(dòng)模采用一塊模板 設(shè)置推桿推出機(jī)構(gòu) 適用于 單分型面注射成形模具 A3型 A4型 圖 4 17 基本模架結(jié)構(gòu) A1 A4 A2型模具定模和動(dòng)模均采用兩塊模板 設(shè)置推桿推出機(jī)構(gòu) 適用于直接澆口 采用斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯的注射成形模具 A3型模架定模采用兩塊模板 動(dòng)模采用一塊模板 設(shè)置推件板推出機(jī)構(gòu) 適用 于薄壁殼體類塑制品的成形以及脫模力大 制品表面不允許留有推出痕跡的注射成 形模具 A4型模架均采用兩塊模板 設(shè)置推件板推出機(jī)構(gòu) 適用范圍與 A3型基本相同 圖 4 18 派生型分為 P1 P9 九個(gè)品種 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 26 頁(yè) 由圖可見(jiàn) P1 P4型模架由基本型模架A1 A4型對(duì)應(yīng)派生而成 結(jié)構(gòu)型式的差 別在于去掉了A1 A4 型定模座板上的固定螺釘 使定模一側(cè)增加了一個(gè)分型面 成 為雙分型面成形模具 多用于點(diǎn)澆口 其他特點(diǎn)和用途同A1 A4 P5 型模架的動(dòng) 定模各由一塊模板組合而成 主要適用于直接澆口簡(jiǎn)單整體型腔結(jié)構(gòu)的注射成形模 具 在P6 P9 型模架中 P6 與P7 P8與P9是相互對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu) P7 和P9相對(duì)于P6和P8 只是去掉了定模座板上的固定螺釘 P6 P9型模架均適用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的注射成形模 如定距分型自動(dòng)脫落澆口的注射模等 本模具采用了兩個(gè)分型面 所以可以選用A4型模架 根據(jù)工件的尺寸及型腔的 數(shù)量可以選用模架的基本參數(shù)是B L 775 860 所選用的導(dǎo)柱為 70 350 76 4 6 確定抽芯機(jī)構(gòu)零件尺寸計(jì)算 前面已經(jīng)對(duì)塑件結(jié)構(gòu)進(jìn)行過(guò)分析 在塑件的左右和下方均存在用于與下蓋進(jìn)行 連接的凹槽 所以 在脫模前要采用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)將用于成型孔的活動(dòng)型芯抽出 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)有很多種類很多 按動(dòng)力來(lái)源的不同 可分為機(jī)動(dòng) 液壓或氣動(dòng)等 三大類型 本冊(cè)設(shè)計(jì)中 考慮到塑件要大批量生產(chǎn) 所以采用機(jī)動(dòng)側(cè)向分型與抽芯 機(jī)構(gòu) 機(jī)動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是利用注塑機(jī)開(kāi)模力作為動(dòng)力 通過(guò)有關(guān)傳動(dòng)零件 施力于側(cè)向分型或從塑件中抽出型芯 合模時(shí)又靠它使側(cè)向成型零件復(fù)位 這類機(jī) 構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜 但分型與抽芯不需要手動(dòng)操作 生產(chǎn)效率高 其中 最為常用的 是斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu) 但是本套模具中制品要自帶螺紋 因此要采用齒輪 齒條的原理設(shè)計(jì)抽芯機(jī)構(gòu) 4 6 1 抽拔距離和抽拔力的計(jì)算 側(cè)向成型零件從分型位置抽到不妨礙塑件脫模的位置所移動(dòng)的距離成為抽拔距 離 用 S 表示 抽拔距離通常比塑件上的側(cè)孔 側(cè)凹的深度或者側(cè)向凸臺(tái)的高度 大 2 3mm 即 1 123S 本次設(shè)計(jì)要側(cè)向分型的側(cè)孔及在塑件的分布情況如圖 2 1 和圖 2 2 側(cè)孔的尺寸 為 32 72mm 所以取抽拔距離 S 75mm 抽拔力 的計(jì)算與脫模力 計(jì)算相同 由于三通管側(cè)孔較大 所以抽拔力也較cFtF 較大 要克服塑件與側(cè)型腔的黏附力和側(cè)型腔滑塊移動(dòng)時(shí)的摩擦阻力 可采用計(jì)算 脫模力的公式進(jìn)行估算即可 只是將式中的 換成 tcF 4 6 cosin cAP 式中 塑料對(duì)鋼的摩擦系數(shù) 約為 0 1 0 3 A 塑件包容型芯的表面積 mm 脫模斜度或凸模側(cè)壁斜度 P 塑件對(duì)型芯的單位面積上的包緊力 MPa 一般情況下 模外冷 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 27 頁(yè) 卻的塑件 P 24 39MPa 模內(nèi)冷卻的塑件 P 8 12MPa 針對(duì)本次設(shè)計(jì) 取 0 2 A 19258 6mm 設(shè)計(jì)中三通管采用模內(nèi)冷卻 取 P 10MPa 故 NAPFc 38127 sin2co 0 16 9258 sino KN13 8 4 7 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向和錐面定位兩種類型 導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向機(jī) 構(gòu)用于動(dòng)模和定模的開(kāi)合模導(dǎo)向以及脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向 4 7 1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 每套塑料模具都要設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 在模具工作時(shí) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可以維持動(dòng)模和定 模正確合模 合模后保持型腔的正確形狀 同時(shí) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)引導(dǎo)動(dòng)模和定模按順序 合模 避免型芯在合模過(guò)程中損壞 并能承受一定的側(cè)向力 對(duì)于采用三板式結(jié)構(gòu) 的模具 導(dǎo)柱可承受卸料板和定模型腔板 點(diǎn)澆口的澆口板 的重載荷作用 對(duì)于 大型模具的脫模機(jī)構(gòu) 或脫模機(jī)構(gòu)中有細(xì)長(zhǎng)桿 脫模機(jī)構(gòu)中需要有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)來(lái)保持 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)靈活平穩(wěn) 對(duì)于型腔較大較深的注射模具和塑件精度要求 壁厚較薄的模具 在模具中不 僅要設(shè)計(jì)導(dǎo)柱導(dǎo)向 還必須在動(dòng)模和定模之間增設(shè)錐面定位機(jī)構(gòu)來(lái)滿足模具精度的 要求 4 7 2 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 導(dǎo)柱導(dǎo)向是指導(dǎo)柱與導(dǎo)套采用間隙配合 使導(dǎo)套在導(dǎo)柱上滑動(dòng) 配合間隙一般 采用 H7 h6 級(jí)配合 主要零件有導(dǎo)柱和導(dǎo)套 導(dǎo)柱 導(dǎo)柱的形式有兩種 一種為帶頭直通式導(dǎo)柱 另一種為有肩導(dǎo)柱 為了 減小導(dǎo)柱導(dǎo)套的摩擦 有的導(dǎo)柱開(kāi)設(shè)油槽 小型模具一般采用直通式導(dǎo)柱 大型模 具采用有肩導(dǎo)柱 本次模具屬于大型模具 導(dǎo)柱為 70 350 76 導(dǎo)套 形狀 為了使導(dǎo)柱進(jìn)入導(dǎo)套比較順利 在導(dǎo)套的前端倒一圓角 導(dǎo)柱R 孔最好打通 否則導(dǎo)柱進(jìn)入導(dǎo)套時(shí) 由于無(wú)法排除空氣 而產(chǎn)生反壓力 阻止導(dǎo)柱 進(jìn)入 當(dāng)結(jié)構(gòu)需要開(kāi)不通孔時(shí) 就要在不通孔的側(cè)面增加通氣孔或在導(dǎo)柱的側(cè)面磨 出排氣槽 材料 可用淬火鋼或銅等耐磨材料制造 但其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱硬度 可 以改善摩擦 以防止導(dǎo)柱或?qū)桌?模具屬于中型模具 選用直導(dǎo)套 4 8 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在注射成形的每一個(gè)循環(huán)中 塑件必須從模具的型腔及型芯中被脫出 這一完 成塑件脫模的機(jī)構(gòu)成為脫模機(jī)構(gòu)或頂出機(jī)構(gòu) 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 28 頁(yè) 4 8 1 脫模機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)考慮到 塑件滯留于動(dòng)模 模具開(kāi)啟后應(yīng)以使塑件及澆口凝料 滯留于帶有脫模機(jī)構(gòu)裝置的動(dòng)模上 以使模具脫模裝置在注射機(jī)頂桿的驅(qū)動(dòng)下完成 脫模動(dòng)作 保證塑件不變形損壞 這是脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)達(dá)到的基本要求 首先要正確分 析塑件對(duì)型腔或型芯的附著力的大小以及所在的部位 有針對(duì)性地選擇合適的脫模 方法和脫模位置 使頂出重心和脫模阻力中心相重合 型芯由于塑料收縮時(shí)對(duì)其包 緊力最大 因此頂出的作用應(yīng)該盡可能地靠近型芯 頂出力應(yīng)該作用于塑料剛度 強(qiáng)度最大的部位 作用面應(yīng)盡可能大一些 影響脫模力大小的因素很多 當(dāng)材料的 收縮率大 塑件壁厚大 模具的型芯形狀復(fù)雜 脫模斜度小以及型腔粗糙度高時(shí) 脫模阻力就會(huì)增大 反之則小 力求良好的塑件外觀 頂出塑件的位置應(yīng)該盡量設(shè) 在塑件內(nèi)部或?qū)ν庥绊懖淮蟮牟课?在采用頂桿脫模時(shí)尤其要注意這個(gè)問(wèn)題 脫模機(jī)構(gòu)的分類 脫模機(jī)構(gòu)根據(jù)動(dòng)力來(lái)源可以分為手動(dòng)脫模 機(jī)動(dòng)脫模 液壓 脫模 氣動(dòng)脫模 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)分為簡(jiǎn)單脫模機(jī)構(gòu) 雙向脫模機(jī)構(gòu) 順序脫模機(jī)構(gòu) 二級(jí)脫模機(jī)構(gòu) 澆注系統(tǒng)脫模機(jī)構(gòu)以及帶螺紋塑件的脫模機(jī)構(gòu)等 4 8 2 脫模機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 如圖 4 47 它由以下幾個(gè)零件組成 脫模機(jī)構(gòu) 17 直接作用于塑料 將塑料從型 腔或型芯上脫出 頂桿需要固定 因此設(shè)頂出固定板 15 通過(guò)頂出板 15 與固定板 16 聯(lián)接 將頂桿平穩(wěn)固定 通過(guò)調(diào)距螺釘使頂桿完成頂出動(dòng)作 頂出后頂桿應(yīng)先于 型腔或型芯復(fù)位 通過(guò)調(diào)距螺釘實(shí)現(xiàn) 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 29 頁(yè) 15 頂料桿固定板 16 頂料桿墊板 17 頂料桿 20 調(diào)距螺釘 圖 4 19 脫模機(jī)構(gòu) 4 8 3 脫模力的計(jì)算 經(jīng)過(guò)注射機(jī)的高壓注射塑料在模具內(nèi)冷卻定型 此時(shí)塑料收縮將型芯包緊 這 一包緊力是開(kāi)模后塑件脫出時(shí)所必須客服的 此外 如果有不同孔存在 還會(huì)帶來(lái) 大氣壓力 塑料及型芯的粘附力 摩擦力及機(jī)構(gòu)本身運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的摩擦阻力 開(kāi) 始脫模時(shí)的瞬時(shí)阻力最大 成為初始脫模力 脫模力的計(jì)算一般是計(jì)算初始脫模力 脫模力的計(jì)算公式 4 7 1cossinF 脫 其中 1cLhp包 式中 制件對(duì)凸模的包緊力 N 脫模斜度或凸模側(cè)壁斜角 塑料在熱塑性狀態(tài)下對(duì)鋼的摩擦系數(shù) 約取 0 2 左右 凸模成型部分的截面周長(zhǎng) mm cL 凸模被制件包緊部分的高度 mm h 制件對(duì)凸模的單位包緊力 MPa 其數(shù)值與制件的幾何特點(diǎn)及塑性性質(zhì)有p包 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 30 頁(yè) 關(guān) 一般可取 8 12MPa 根據(jù)前面 143 85 50 7 x 2 389 1mm h 25 35mm 12MPa 3 cL p包 所以 389 1 x 25 35 x 12 x cos 0 2cos sin 17145 6N F脫 3 3 4 8 4 澆注系統(tǒng)凝料脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 模具的凝料在開(kāi)模后必須取出 從前面的設(shè)計(jì)可以看出 凝料在開(kāi)模的時(shí)候被 拉斷 與塑件分開(kāi)了 應(yīng)該從分型面取出 分型面凝料的脫模機(jī)構(gòu)一般有利用側(cè)凹 拉斷點(diǎn)澆口凝料 利用托板式拉斷點(diǎn)澆口凝料 拉料拉桿脫出機(jī)構(gòu) 利用分流道推 板脫卸點(diǎn)澆口凝料 凹模固定板內(nèi)設(shè)置點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)凝料脫出機(jī)構(gòu)和利用二次脫 模機(jī)構(gòu)脫卸澆口凝料幾種形式 斜窩式拉斷點(diǎn)澆口 在分流通盡頭鉆一斜孔 斜窩 利用斜窩的作用可將點(diǎn)撓口拉斷 其工作原理如下 開(kāi)模順序由定距分型機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn) 旨先定模型腔板與定模座板分型 與此間時(shí)主流道凝料被拉料桿帶出主流道襯套 而斜窩凝料拉住分流迫使其彎折 同時(shí)將點(diǎn)撓口拉斷并帶出定模型腔板 當(dāng)限位螺 釘 1 起限位作用時(shí)分型面分型 制品留在動(dòng)模 系統(tǒng)凝料脫開(kāi)擬料自動(dòng)落下 托板 式拉斷澆口 在定模型腔板內(nèi)鑲一托板 開(kāi)模時(shí) 由定距分型機(jī)構(gòu)保證定模型按板 與定模座板首先分型 拉料桿將主流道凝料從主流道襯套內(nèi)帶出 當(dāng)開(kāi)模到 L 距離 時(shí) 限位螺釘 l 帶動(dòng)托板使主流道凝料與拉料桿脫離 同時(shí)拉斷點(diǎn)撓口 整個(gè)澆注 系統(tǒng)凝料取出 拉料拉桿脫出機(jī)構(gòu) 分澆道推板脫卸點(diǎn)澆口是采用 3 個(gè)分型面 利 用開(kāi)模分型的先后順序?qū)⒛蠌闹鳚驳乐欣霾⒗瓟?凹模固定板內(nèi)設(shè)置點(diǎn)澆