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文檔簡介
1、<p><b> 摘 要</b></p><p> 塑料在當(dāng)今世界上無處不用,因此塑料模具有很大發(fā)展,特別是注塑模。由此可知,研究注塑模具對了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。</p><p> 本課題主要是針對堵頭的模具設(shè)計(jì),通過對塑件進(jìn)行工藝性分析和比較,最終設(shè)計(jì)出一副注塑模。該課題從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性及具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā),對模具的澆注系統(tǒng)、
2、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑機(jī)的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核、都有詳細(xì)的設(shè)計(jì),通過整個(gè)設(shè)計(jì)過程表明該模具能夠達(dá)到此塑件所要求的加工工藝。根據(jù)題目設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是堵頭的注塑工藝及模具設(shè)計(jì)。也就是設(shè)計(jì)一副注塑模具來生產(chǎn)堵頭,以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。</p><p> 通過本設(shè)計(jì),可以對注塑模具有一個(gè)較深的認(rèn)識(shí),注意到設(shè)計(jì)中的某些細(xì)節(jié)問題,了解模具結(jié)構(gòu)及工作原理;通過學(xué)習(xí),可以建立較簡單零件的零件庫,從而有效的
3、提高工作效率;通過畫裝配圖、零件圖,進(jìn)一步系統(tǒng)深化CAD熟練程度,加深了對模具各個(gè)零件的認(rèn)識(shí)。</p><p> 關(guān)鍵字: 塑料模具,注射機(jī),型腔,澆注系統(tǒng)</p><p><b> Abstract</b></p><p> Plastic is everywhere in the world today, so the plasti
4、c mold is a great development, especially in injection molding. Therefore, research to understand plastic injection mold production process and improve the quality of products have great significance. The main issue is t
5、he mold design for the plug, through the technological analysis and the comparison of the plastic part, the final design of an injection mold. The process from the product structure and the specific structure of the mold
6、, the</p><p> Through this design, we can have a deeper understanding of injection mold, pay attention to the details of the design, understanding the structure and working principle of mold; through the st
7、udy, we can build simple parts library, to improve work efficiency;we can also have a better understand the CAD system proficiency and the various parts of mold by drawing the assembly drawing.</p><p> Key
8、Words: Plastic Mold, Injection Machine, Mold Cavity, Pouring System</p><p><b> 目錄</b></p><p><b> 第一章 概論1</b></p><p> 1.1 模具工業(yè)的地位1</p><p>
9、 1.2塑料注射模具的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1</p><p> 第二章 模塑工藝5</p><p> 2.1 塑料的原材料分析6</p><p> 2.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析7</p><p> 2.3 計(jì)算塑件的體積和重量7</p><p> 2.4脫模斜度和壁厚圓角8</p&
10、gt;<p> 2.5 模塑成型工藝8</p><p> 2.5.1 熱塑性材料的注射成形工藝過程8</p><p> 2.5.2 PE材料注射成形工藝參數(shù)9</p><p> 第三章 模塑成形設(shè)備10</p><p> 3.1 注射機(jī)的分類及成形原理10</p><p> 3.2
11、 注射機(jī)的選擇10</p><p> 第四章 注射模設(shè)計(jì)12</p><p> 4.1 分型面的設(shè)計(jì)12</p><p> 4.1.1 分型面的選擇12</p><p> 4.1.2 型腔的布置12</p><p> 4.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)13</p><p> 4.2
12、.1 主流道的設(shè)計(jì)14</p><p> 4.2.2 分流道的設(shè)計(jì)15</p><p> 4.2.3 澆口設(shè)計(jì)16</p><p> 4.2.4 冷料穴的設(shè)計(jì)18</p><p> 4.3 排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)19</p><p> 4.4 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)19</p><p>
13、 4.4.1脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則19</p><p> 4.4.2 脫模力計(jì)算20</p><p> 4.5 成型零部件的設(shè)計(jì)21</p><p> 4.5.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)21</p><p> 4.5.2成型零件工作尺寸的計(jì)算21</p><p> 4.5.3 型腔壁厚的確定23</p
14、><p> 4.6 模架的選擇24</p><p> 4.7 模具閉合高度的確定27</p><p> 4.8 模具加熱與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)27</p><p> 第五章 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核30</p><p> 第六章 工作原理31</p><p> 第七章 結(jié)束語32
15、</p><p><b> 參考文獻(xiàn)33</b></p><p><b> 致謝34</b></p><p><b> 第一章 概論</b></p><p> 1.1 模具工業(yè)的地位</p><p> 模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備,它的
16、作用是控制和限制材料(固態(tài)或液態(tài))的流動(dòng),使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高,產(chǎn)品質(zhì)量好,材料消耗低,生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中[1]。</p><p> 模具是一種重要的國工工藝裝備,是國民經(jīng)濟(jì)各工業(yè)部門發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一。模具是壓力加工或其它成形加工工藝中,使材料變形制成產(chǎn)品的一種重要工藝裝備,應(yīng)用廣泛。它在鍛造、塑料加工、壓鑄等行業(yè)中起著重要作用[1]。模鍛件、沖壓件、擠壓和拉拔件等,都是
17、使金屬材料在模具中發(fā)生塑性變形而獲得的;壓鑄零件、粉末冶金零件也在模具中充填加工成形的;而塑料、陶瓷、玻璃制品等非金屬材料的成形加工也多是依靠模具。少無切削加工是機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的一個(gè)方向,而模具是利用壓力加工實(shí)現(xiàn)無切削工藝的關(guān)鍵。模具成形有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗和低成本等特點(diǎn),因此得到了廣泛應(yīng)用。據(jù)初步統(tǒng)計(jì):依靠模具加工的產(chǎn)品和零件,電行業(yè)占80%,機(jī)電行業(yè)占70%以上。輕工、軍工、冶金及建材等行業(yè)大部分產(chǎn)品和生產(chǎn)都離不開模具。</p
18、><p> 1.2塑料注射模具的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢</p><p><b> ?。?)注射模的現(xiàn)狀</b></p><p> 塑料制品在人們的日常生活中及現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中得到日益廣泛的應(yīng)用。隨著塑料工業(yè)的發(fā)展,社會(huì)對塑料制品的需求愈來愈大。據(jù)統(tǒng)計(jì),在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中,60%~90%的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具加工,模具工業(yè)已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)[2]
19、。而塑料注射模在模具中所占的分量越來越大,其發(fā)展也非常迅速,大有凌駕其它模具之上的趨勢。專家預(yù)測,在未來的模具市場中,塑料模具在模具總量中的比例將逐步提高,且發(fā)展速度將高于其他模具。</p><p> 一般來說,國外的模具工業(yè)起步比較早,發(fā)展也比較靠前,技術(shù)也比較成熟,現(xiàn)在注塑成型技術(shù)在向多工位、高效率、自動(dòng)化、連續(xù)化、低成本方向發(fā)展。例</p><p> 如:(1)混煉與注塑成型組合
20、技術(shù)的應(yīng)用,WP公司將雙螺桿聚合物玻纖混煉技術(shù)與活塞注塑成型技術(shù)組合,把多相體系共混與注塑組合成連續(xù)成型過程[2]。(2)多工位、連續(xù)注塑技術(shù)的應(yīng)用。德國FOBOHA公司4工位雙機(jī)注塑成型64件雙色塑料制品技術(shù),4個(gè)側(cè)面各有64個(gè)陽模的結(jié)構(gòu)居中并可轉(zhuǎn)動(dòng),兩側(cè)各配有1套陰模和1臺(tái)注塑機(jī),每次轉(zhuǎn)動(dòng)90度后合模,2臺(tái)注塑機(jī)同時(shí)注塑。如果注塑2種不同材料或雙色制品,每轉(zhuǎn)動(dòng)一次,這套設(shè)備可注塑成型64個(gè)制品。意大利PRESMA公司的10工位EVA
21、交聯(lián)發(fā)泡注塑機(jī)組,由1臺(tái)注塑機(jī)和沿圓周排列的10套注塑模具組成,這10個(gè)模具依次被移動(dòng)到注塑機(jī)前進(jìn)行注塑成型,被注塑后的模具在移動(dòng)中需要完成定型、開模、取出制品、合模的工序,這些工序全部由電腦自動(dòng)控制。這套交聯(lián)發(fā)泡注塑機(jī)組將中型塑料制品注塑成型過程連續(xù)化,提高了注塑機(jī)的生產(chǎn)效率[2]。法國BILLION公司雙注塑、可旋轉(zhuǎn)模具注塑技術(shù),將2個(gè)陽模平行放置在1個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的支架結(jié)構(gòu)上,2臺(tái)注塑機(jī)同時(shí)向各自對應(yīng)的模具內(nèi)注塑不同物料,然后開模,陽模
22、支架整體向前移動(dòng)后旋轉(zhuǎn)180度,其中1個(gè)陽模上的雙色制品被取出,進(jìn)行下次注塑工作。這套雙注塑</p><p> 相比而言,國內(nèi)相塑料模具就比國外落后得多,目前大多用的是單型腔,簡單型腔的模具達(dá)70%以上,仍占主導(dǎo)地位,一模多腔精密復(fù)雜的塑料注射模,多色塑料注射模已經(jīng)能初步設(shè)計(jì)和制造,但是有很多精密的模具都要靠進(jìn)口。不過,我國模具從開始起步到現(xiàn)在有經(jīng)歷了半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展,模具工業(yè)有了很大的</p>&
23、lt;p> 發(fā)展,1999年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為245億,至2002年我國模具總產(chǎn)值約為360億元,其中塑料模約30%左右,年均增速均為13%。模具制造水平也有了很大的提高,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(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)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(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機(jī)電有限公司和煙臺(tái)北極星模具有限公司制造多腔
24、VCD和DVD齒輪模具,所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動(dòng)等要求都達(dá)到了國外同類產(chǎn)品的水平,而且還采用最新的齒輪設(shè)計(jì)軟件,糾正了由于成型收縮造成齒形誤差,達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形要求。還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達(dá)0.02mm~0.05mm,表面粗糙度Ra0.2μm,模具質(zhì)量、壽命明顯提高了,非淬火鋼模壽命可達(dá)10~30萬次,淬火鋼模達(dá)50~1000萬次,交
25、貨期較以前縮短,但和國外相比仍有較大差距。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(jī)構(gòu)的創(chuàng)新方面也取得較大進(jìn)展</p><p> (2)注射模具國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r</p><p> 近年來,隨著塑料工業(yè)突飛猛進(jìn)地向前發(fā)展,模具設(shè)計(jì)和制造工業(yè)也發(fā)生了根本的變化.高效率、自動(dòng)化、大型、超小型、高精度、高壽命的模具在整個(gè)模具產(chǎn)量中所占的比例越來越大。據(jù)統(tǒng)計(jì),汽車、
26、拖拉機(jī)、電機(jī)電器、儀器儀表、自行車、電冰箱、電風(fēng)扇等,分別有60%、85%和92%以上的零件用模具進(jìn)行成型加工。模具生產(chǎn)的費(fèi)用將占產(chǎn)品成本的10%-30%且逐步提高。因此日本稱模具是進(jìn)入“富裕社會(huì)的原動(dòng)力” 德國稱為“金屬加工中的帝王”工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具工業(yè)已成為獨(dú)立的行業(yè),把模具技術(shù)水平作為國家機(jī)械制造工藝水平的重要標(biāo)志之一。而國內(nèi)塑料塑件在人們的日常生活中及現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中占有很重要的地位。采用模具成型的工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝
27、,可以提高生產(chǎn)效率,保證零件質(zhì)量,節(jié)約材料,降低生產(chǎn)成本,從而取得很高的生產(chǎn)效率。因此,在機(jī)電、儀表、化工、汽車和航天航空等領(lǐng)域,塑料已成為金屬的良好代用材料并得到了廣泛的應(yīng)用,出現(xiàn)了金屬材料塑料化的趨勢。作為最有效的塑料成型方法之一的注射成型技術(shù)具有可以一次成型各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜和尺寸精密的塑件。成型周期短、生產(chǎn)率高、大批生產(chǎn)時(shí)成本低廉、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化或自動(dòng)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn),因此,世界塑</p><p> 近幾年來,在
28、我國其發(fā)展速度之快、需求量之大是前所未有的,但總體上與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家相比仍有較大的差距。目前,我國模具工業(yè)的當(dāng)務(wù)之急是加快技術(shù)進(jìn)步,調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu),增加高檔模具的比重,質(zhì)中求效益,提高模具的國產(chǎn)化程度,減少對進(jìn)口模具的依賴。未來國內(nèi)外塑性模具的制造技術(shù)和成型技術(shù)有如下發(fā)展趨勢:1)在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM 技術(shù);2)高速銑削加工將得到更廣泛地應(yīng)用;3)在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、注射成型和高壓注射成型技術(shù);4)提
29、高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率;5)研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程;6)虛擬技術(shù)將得到發(fā)展;7)模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展。廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù),逐步走向集成化的方向發(fā)展。</p><p><b> 第二章 模塑工藝</b></p><p><b> 堵頭的原始數(shù)據(jù):</b></p><p&
30、gt; 題目:堵頭注塑工藝及模具設(shè)計(jì)</p><p> 塑件材料:聚乙烯(PE)</p><p><b> 批量:10萬件/年</b></p><p> 圖2-1 塑件的零件圖</p><p> 圖2-2 塑件的三維實(shí)體造型</p><p> 2.1 塑料的原材料分析</p>
31、;<p><b> 化學(xué)名稱:聚乙烯</b></p><p> 英文名稱:polyethylene (簡稱PE)</p><p> 比重:0.94-0.96克/立方厘米 成型收縮率:1.5-4% 成型溫度:140-220℃ 干燥條件:吸水率低,加工前可不用干燥處理。</p><p> 特點(diǎn):耐腐蝕性,電絕緣性(尤其高頻絕緣
32、性)優(yōu)良,可以氯化,輻照改性,可用玻璃纖維增強(qiáng)。低壓聚乙烯的熔點(diǎn),剛性,硬度和強(qiáng)度較高,吸水性小,有良好的電性能和耐輻射性;高壓聚乙烯的柔軟性,伸長率,沖擊強(qiáng)度和滲透性較好;超高分子聚乙烯沖擊強(qiáng)度高,耐疲勞,耐磨。低壓聚乙烯適于制作耐腐蝕零件盒絕緣零件;高壓聚乙烯適于制作薄膜等;超高分子聚乙烯適于制作減震,耐磨及傳動(dòng)零件。</p><p><b> 成型特點(diǎn):</b></p>
33、<p> 結(jié)晶料,吸濕小,不須充分干燥,流動(dòng)性極好,流動(dòng)性對壓力敏感,成型時(shí)宜用高壓注射,料溫均勻,填充速度快,保壓充分.不宜用直接澆口,以防收縮不均,內(nèi)應(yīng)力增大.注意選擇澆口位置,防止產(chǎn)生縮孔和變形;</p><p> 2.收縮范圍和收縮值大,方向性明顯,易變形翹曲.冷卻速度宜慢,模具設(shè)冷料穴,并有冷卻系統(tǒng);</p><p> 3.加熱時(shí)間不宜過長,否則會(huì)發(fā)生分解,灼傷
34、;</p><p> 4.軟質(zhì)塑件有較淺的側(cè)凹槽時(shí),可強(qiáng)行脫模;</p><p> 5.可能發(fā)生融體破裂,不宜與有機(jī)溶劑接觸,以防開裂。</p><p> 2.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析</p><p> 塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸與產(chǎn)品圖中尺寸相符合程度,即所獲得塑件尺寸的準(zhǔn)確度。塑件的尺寸精度與模具的制造精度,
35、模具的磨損程度,塑件收縮率的波動(dòng)及成型時(shí)工藝條件的變化,塑件成型后的時(shí)效變化和墨跡的結(jié)構(gòu)形式等有關(guān),因此,塑件的尺寸精度往往不高,應(yīng)在保證使用要求的前提下盡可能選用低精度等級(jí)。</p><p> 由于該塑件的尺寸精度有要求:即,因此查閱《模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊》表2-2-1及表2-2-3,該塑件精度等級(jí)為6級(jí)。其主要尺寸公差標(biāo)注如下:</p><p><b> 塑件外形尺寸:
36、;</b></p><p><b> 塑件內(nèi)形尺寸:。</b></p><p> 2.3 計(jì)算塑件的體積和重量</p><p> 計(jì)算塑件的質(zhì)量是為了選用注射機(jī)及確定模具型腔數(shù)。</p><p> 計(jì)算塑件的體積:V=22834.08mm3</p><p> 計(jì)算塑件的質(zhì)量:
37、根據(jù)設(shè)計(jì)手冊查得PE的密度為ρ=0.91-0.925g/cm2,故零件的質(zhì)量為:</p><p> M=ρV=22834.08mm3×0.925g/cm2=21g;</p><p> V=4×V=91336.32mm3</p><p> 2.4脫模斜度和壁厚圓角</p><p> 脫模斜度大小與塑件的形狀、壁厚和收
38、縮率有關(guān),由表2-2-5可查得聚乙烯的脫模斜度</p><p> 型腔25’-45’, 型芯20’-45’</p><p> 脫模斜度的取向根據(jù)塑件的內(nèi)外形尺寸而定;塑件內(nèi)孔,以型芯小端為準(zhǔn),尺寸符號(hào)圖樣要求,斜度由擴(kuò)大方向取得;塑件外形,以型腔(凹模)大端為準(zhǔn),尺寸符合圖樣要求,斜度由縮小方向取得,一般情況下,脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內(nèi)。當(dāng)要求開模后塑件留在型腔內(nèi)時(shí),塑件內(nèi)表面
39、的脫模斜度應(yīng)大于塑件外表面的脫模斜度。</p><p><b> 塑件壁厚和圓角選擇</b></p><p> 圖2-3 塑件壁厚和圓角示意圖</p><p> 2.5 模塑成型工藝</p><p> 2.5.1 熱塑性材料的注射成形工藝過程</p><p> 熱塑性材料的注射成形工藝過
40、程如下:</p><p> ?。?)預(yù)烘干――裝入料斗——預(yù)塑化——注射裝置準(zhǔn)備注射——注射——保壓——冷卻——脫模——塑件送下工序</p><p> ?。?)清理嵌件、預(yù)熱;清理模具、涂脫模劑——放入嵌件——合模——注射</p><p> 2.5.2 PE材料注射成形工藝參數(shù)</p><p> 查閱文獻(xiàn)資料,PE材料的成型工藝參數(shù)可作如
41、下選擇:</p><p> 表2-1 PE材料的成型工藝參數(shù)</p><p> 第三章 模塑成形設(shè)備</p><p> 注射機(jī)是熱塑性塑料盒部分熱固性塑料注射成形的設(shè)備,注射成型是通過注塑機(jī)和模具來實(shí)現(xiàn)的。</p><p> 3.1 注射機(jī)的分類及成形原理</p><p> 注塑機(jī)的類型有:立式、臥式、全電
42、式,但是無論那種注塑機(jī),其基本功能有兩個(gè):(1)加熱塑料,使其達(dá)到熔化狀態(tài);</p><p> (2)對熔融塑料施加高壓,使其射出而充滿模具型腔。</p><p><b> 注射機(jī)的成形原理:</b></p><p> 注塑成型機(jī)的工作原理注塑機(jī)的工作原理與打針用的注射器相似,它是借助螺桿(或柱塞)的推力,將已塑化好的熔融狀態(tài)(即粘流態(tài))
43、的塑料注射入閉合好的模腔內(nèi),經(jīng)固化定型后取得制品的工藝過程。</p><p> 注射成型是一個(gè)循環(huán)的過程,每一周期主要包括:定量加料—熔融塑化—施壓注射—充模冷卻—啟模取件。取出塑件后又再閉模,進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。</p><p> 注射成型的基本要求是塑化、注射和成型。塑化是實(shí)現(xiàn)和保證成型制品質(zhì)量的前提,而為滿足成型的要求,注射必須保證有足夠的壓力和速度。同時(shí),由于注射壓力很高,相應(yīng)地在
44、模腔中產(chǎn)生很高的壓力,因此必須有足夠大的合模力。由此可見,注射裝置和合模裝置是注塑機(jī)的關(guān)鍵部件。</p><p> 3.2 注射機(jī)的選擇</p><p> 注射模具是安裝在注射機(jī)上的,模具與注射機(jī)應(yīng)當(dāng)相適應(yīng),這將關(guān)系到制件的質(zhì)量,均勻性及成型周期。選擇注射機(jī)時(shí),必須保證制品的注射量小于注射機(jī)允許的最大注射量。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),制品注射量一般不超過注射機(jī)最大注射量的80%。根據(jù)塑件形狀及尺寸
45、采用一模四腔的模具結(jié)構(gòu),考慮外形尺寸、對塑件原材料的分析及注塑時(shí)所需要的壓力情況,參考模具設(shè)計(jì)手冊初選注射機(jī)類型為XS-ZY-125,其主要技術(shù)規(guī)格為:</p><p> 表3-1 XS-ZY-125 的主要技術(shù)規(guī)格</p><p> 第四章 注射模設(shè)計(jì)</p><p> 注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括:分型面的選擇、模具型腔數(shù)目的確定及型腔的排列方式、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)
46、、模具工作零件的設(shè)計(jì)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)零件設(shè)計(jì)等內(nèi)容。</p><p> 4.1 分型面的設(shè)計(jì)</p><p> 4.1.1 分型面的選擇</p><p> 分型面是動(dòng)定模具的分界面,即打開模具取出澆注系統(tǒng)凝料的面。分型面的位置影響著成形零件的結(jié)構(gòu)形狀,型腔的排氣情況也與分型面的開設(shè)密切聯(lián)系。</p><p
47、> 實(shí)際的模具結(jié)構(gòu)有三種情況:型腔完全在動(dòng)模一側(cè);型腔完全在定模一側(cè);型腔各有一部分分別在動(dòng)定模中。分型面的選取不僅關(guān)系到塑件的正常成型和脫模,而且涉及到模具結(jié)構(gòu)與制造成本。一般來說,分型面的總體選擇原則是:保證塑件質(zhì)量,便于制品脫模和簡化模具結(jié)構(gòu)。同時(shí)在選擇分型面時(shí)考慮以下因素:(1)不影響塑件的尺寸精度和外觀;(2)盡量簡單,避免復(fù)雜形狀,使模具制造容易;(3)不妨礙脫模和抽芯;(4)有利于澆注系統(tǒng)的合理設(shè)置;(5)盡可能與
48、料流的末端重合,有利于排氣。分型面的位置應(yīng)設(shè)在塑件截面尺寸最大的部位,便于脫模和加工型腔,這是分型面選擇的首要原則。綜合考慮有兩種分型面的選擇方案。選塑件大端底平面作為分型面,如圖a所示。選擇這種方案,排氣順利不用開排氣槽,能順利開模,并且塑件表面沒有熔接痕,飛邊易清理。</p><p> 圖4-1 分型面的選擇示意圖</p><p> 4.1.2 型腔的布置</p>&
49、lt;p> 型腔的布置包括兩方面的內(nèi)容,即模具型腔的數(shù)目和各型腔在模具中的排列。對于試塑件或小批量塑件宜取單腔或少腔;對于大批量塑件宜取多型腔。</p><p> 多型腔的布置與澆注系統(tǒng)的通道、澆口的配置密切相關(guān)。多型腔的布置若按流道的布置特點(diǎn),可分為平衡式布置和非平衡式布置。平衡式布置是指主流道到各型腔的通道長度、截面形狀、尺寸都對應(yīng)相同;非平衡式布置是指分流道到各型腔澆口的長度不相等的布置形式。若按
50、分流道的布置形狀,可分為O形排列(輻射形排列)、I形排列、H形排列、X形排列和混合形排列等多種形式。</p><p> 本塑件較小,因此,在注塑時(shí)采用一模四腔,由于塑件外形對稱。綜合考慮澆注系統(tǒng)、模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素。型腔的排列方式如圖:</p><p> 圖4-2 型腔的布置形式</p><p> 4.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p
51、> 澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)的噴嘴起到型腔入口為止的塑料融體的流動(dòng)通道。它的作用是將塑料融體順利的充滿型腔的各個(gè)部位,并在填充及保壓過程中,將注塑壓力傳遞到型腔的各個(gè)部位,以獲得外形清晰、內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良的塑件。</p><p> 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則:</p><p> 能順利地引導(dǎo)熔融塑料充滿型腔,不產(chǎn)生渦流,又有利于型腔內(nèi)氣體的排出。</p><p>
52、 在保證成型和排氣良好的前提下,選取短流程,少折彎,以減小壓力損失,縮短填充時(shí)間。</p><p> 盡量避免熔融塑料正面沖擊直徑較小的型芯和金屬嵌件,防止型芯位移或變形及金屬嵌件偏移。</p><p> 澆口料易清楚,整修方便,無損塑件的外觀和使用。</p><p> 澆注系統(tǒng)流程較長或需要開設(shè)兩個(gè)以上澆口時(shí),由于澆注系統(tǒng)的不均勻收縮導(dǎo)致塑件翹曲變形,應(yīng)設(shè)
53、法予以防止。</p><p> 在一模多腔時(shí),應(yīng)使各腔同步連續(xù)充澆,以保證各個(gè)塑件的一致性。</p><p> 合理設(shè)計(jì)冷料穴、溢料槽,使冷料不直接進(jìn)入型腔及減少毛邊的負(fù)作用。</p><p> 在保證塑件質(zhì)量良好的前提下,澆注系統(tǒng)的斷面和長度應(yīng)盡量取小值,以減少對塑料的占用量,從而減少回收料。</p><p> 4.2.1 主流道的
54、設(shè)計(jì)</p><p> 主流道與注射機(jī)噴嘴在同一軸線上。在臥式或立式注射機(jī)用模具中,主流道垂直于分型面。</p><p> 根據(jù)設(shè)計(jì)手冊查的XS-ZY-125型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸:</p><p> 噴嘴前端孔徑:d=?4mm;</p><p> 噴嘴前端球面半徑:R=12mm;</p><p> 根據(jù)模具
55、主流道與噴嘴的關(guān)系:</p><p> R=R+(1~2)mm;</p><p> d=d+0.5 mm</p><p> 取主流道球面半徑R=13mm;</p><p> 取主流道小端直徑d=4.5mm。</p><p> 為了便于將凝料從主流道中順利拔出,將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形,其錐角α為2~6,取α=4。
56、</p><p> 將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形,查表得主流道大端直徑D=?8mm。為了使熔料順利進(jìn)入分流道,可在主流道出料端設(shè)計(jì)半徑r=1mm的圓弧過渡。主流道襯套設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意一下事項(xiàng):對于小型注塑模,可將主流道襯套與定位環(huán)設(shè)計(jì)成一個(gè)整體,但在多數(shù)情況下均勻分開設(shè)計(jì);主流道襯套應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)鋼材(如T8A等),熱處理后硬度為53~57HRC;襯套的長度應(yīng)與定模配合部分的厚度一致,主流道口處的端面不得突出在分型面上,否則不
57、僅會(huì)造成溢料,而且會(huì)壓壞模具;襯套與定模之間的配合采用H7/m6。</p><p> 圖4-3 主流道形狀及其與注射機(jī)噴嘴的關(guān)系</p><p> 4.2.2 分流道的設(shè)計(jì)</p><p> 分流道是指主流道與澆口之間的通道。其作用是使熔融塑料過渡和轉(zhuǎn)向。在單型腔模具中可設(shè)置分流道,在多型腔模具中均設(shè)置分流道,要求滿足熔融料流壓力損失小,散熱量小,容積最小。&
58、lt;/p><p> 分流道的形狀尺寸,應(yīng)根據(jù)塑件的體積、壁厚、形狀的復(fù)雜程度、注塑速率、分流道的長度等因素來確定。分流道的截面尺寸應(yīng)適合產(chǎn)品的重量或投影面積。流道的直徑過大,不僅浪費(fèi)材料,而且冷卻時(shí)間增長,造成成本上的浪費(fèi);流道直徑過小,材料的流動(dòng)阻力大,易造成充填不足,或者必須增加注塑壓力才能充填。本塑件的形狀簡單,熔料填充型腔比較容易。根據(jù)型腔的排列的方式可知分流道的長度較短,為了便于加工起見,選用截面形狀為
59、圓形截面分流道,且熔體的熱量散發(fā)和流動(dòng)阻力都不大,因此常用。塑件投影面積A=3.14×4×4=50.24cm,查表8-11,,由于投影面積小于100cm,所以分流道直徑取d=4mm。分流道長度一般8-30mm,本設(shè)計(jì)中分流道長度取25mm。</p><p> 圖4-4 分流道直徑</p><p> 4.2.3 澆口設(shè)計(jì)</p><p> 澆
60、口是指連接分流道和型腔的進(jìn)料通道,它是澆注系統(tǒng)中截面尺寸最小且長度最短的部分。澆口的作用表現(xiàn)為:塑料熔體通過澆口時(shí)剪切速率增高,粘度降低,有利于充型;同時(shí)熔體的內(nèi)摩擦加劇,使料流的溫度升高、粘度降低,從而提高了塑料的流動(dòng)性,有利于充型;另外在注射過程中,塑料充型后在澆口處及時(shí)凝固,防止熔體的倒流;成型后也便于塑件與整個(gè)澆注系統(tǒng)的分離。澆口的尺寸過小會(huì)使壓力損失增大,冷凝加快,補(bǔ)縮困難;澆口的尺寸過大,澆口周圍產(chǎn)生過剩的殘余應(yīng)力,導(dǎo)致產(chǎn)品
61、變形或破裂,且澆口的去除困難等。</p><p> 澆口的形狀、尺寸和進(jìn)料位置對塑件的質(zhì)量影響很大。澆口的設(shè)計(jì)與塑料的品種、塑件形狀、塑件壁厚、模具結(jié)構(gòu)及注射成型工藝參數(shù)等有關(guān)。對澆口總的設(shè)計(jì)要求是:要使塑料熔體以較快的速度進(jìn)入并充滿型腔,同時(shí)在型腔充滿后適時(shí)冷卻封閉。一般要求澆口截面小、長度短。實(shí)際使用時(shí),澆口的尺寸常常需要通過試模,按成型情況酌情修正。</p><p> 澆口位置選
62、擇的正確與否,對塑件質(zhì)量影響很大,選擇不當(dāng)時(shí)會(huì)使塑件產(chǎn)生變形、熔接痕、凹陷、裂紋等缺陷。一般來說,澆口位置選擇要遵循以下原則:</p><p> 澆口位置的設(shè)置應(yīng)使塑料熔體填充型腔的流程最短、料流變向最少。</p><p> 校核流動(dòng)比。若流動(dòng)比小于允許值,則塑件大致上能夠成型;若流動(dòng)比超過允許值,會(huì)出現(xiàn)充型不足,這時(shí)應(yīng)調(diào)整澆口位置或增加澆口數(shù)量,增大流道直徑或厚度。</p>
63、;<p> 澆口位置的設(shè)計(jì)應(yīng)有利于排氣和補(bǔ)縮。</p><p> 澆口位置的設(shè)置應(yīng)減少或避免產(chǎn)生熔接痕、提高熔接痕的強(qiáng)度。</p><p> 澆口位置的選擇要避免塑件變形。</p><p> 澆口位置的設(shè)置應(yīng)避免引起熔體破裂。</p><p> 澆口位置的設(shè)置應(yīng)防止型芯變形。</p><p>
64、 澆口位置的設(shè)置應(yīng)考慮塑件的外觀。</p><p> 根據(jù)本塑件的成型要求及型腔的排列方式,選用側(cè)澆口較為理想。側(cè)澆口又叫矩形澆口,一般開設(shè)在模具的分型面,從塑件的邊緣進(jìn)料,故又稱為邊緣澆口。側(cè)澆口的尺寸大小由其厚度h、寬度b和長度l決定。澆口厚度減小時(shí),熔體加速作用增大,對填充薄壁塑件有利,能獲得外形清晰的塑件;但注射壓力損失大,澆口冷凝快,補(bǔ)縮困難,甚至成型不滿;澆口厚度增大,熔體流速下降,這有利于排除型腔
65、內(nèi)的氣體,使塑料更好地熔合;若厚度過大,使熔體流速下降太多,延長了充模時(shí)間,澆口冷凝過慢而引起倒流,使模腔壓力下降,在塑件上形成真空泡??傊?,澆口厚度應(yīng)根據(jù)塑料的幾何形狀、塑料種類和壁厚決定。當(dāng)塑件形狀簡單、壁厚較大且流程較短時(shí),澆口厚度宜增大,反之,則減小。</p><p> 澆口與塑件連接處應(yīng)做成R0.5的圓角或0.5×45的倒角,并防止在分離澆注系統(tǒng)時(shí)把塑件剪裂。澆口與分流道的連接處一般做成30
66、~45的斜角,并以R1~R2的圓角與分流道底面相交,以便熔體流動(dòng)并減小壓力損失。側(cè)澆口適用于各種形狀及一模多腔的塑件,它是最常用的一種形式。其優(yōu)點(diǎn)是:去澆口方便,殘留痕跡??;熔體流速高;翹曲變形比直接澆口??;宜成型薄壁、復(fù)雜形狀塑件。缺點(diǎn)是:注射壓力損失大;保壓補(bǔ)縮作用比直接澆口??;對殼形塑件排氣不方便,易產(chǎn)生熔接痕。</p><p><b> 圖4-5 澆口簡圖</b></p>
67、;<p> 查表得到側(cè)澆口的形式和尺寸如上圖,取a=0.8,,b=2,l=1。</p><p> 4.2.4 冷料穴的設(shè)計(jì)</p><p> 最先噴射出的熔融塑料一接觸冷模溫度降低,成為冷料,為防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)和型腔,影響塑件性能,在主流道末端一般應(yīng)設(shè)置冷料穴。冷料穴底部應(yīng)設(shè)置拉料桿,以便開模時(shí)將主流道凝料從主流道襯套中拉出。如果分流道較長,為防止冷料進(jìn)入進(jìn)入型腔通
68、常在分流道末端也設(shè)置冷料穴。</p><p> 冷料穴的直徑稍大于主流道直徑,長度一般取主流道大端直徑的1.5~2倍。</p><p> 常見的冷料穴有三種形式,“Z”字型拉料桿的冷料穴,“Z”字變異形式的冷料穴,這兩種形式其拉料桿固定住推桿固定板上。第三種是帶球形頭拉料桿的冷料穴,當(dāng)冷料進(jìn)入冷料穴后,緊包在拉料桿的球形頭上,開模時(shí)將澆注系統(tǒng)凝料拉住,它一般用于推板推出機(jī)構(gòu)的注射模中,
69、當(dāng)推板推出機(jī)構(gòu)相對于拉料桿運(yùn)動(dòng)時(shí),把澆注系統(tǒng)凝料從球形頭上刮下來。這種結(jié)構(gòu)形式也只適用于韌性好的塑料。其拉料桿固定在動(dòng)模板上。由于聚乙烯韌性較好,因此采用帶球形頭拉料桿的冷料穴。</p><p> 4.3 排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p> 在注塑模具的設(shè)計(jì)過程中必須考慮排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),否則,熔融的塑料流體進(jìn)入模具型腔內(nèi),氣體如不能及時(shí)排出會(huì)使制件的內(nèi)部有氣泡,甚至?xí)a(chǎn)生很高的溫度使塑料
70、燒焦,從而出現(xiàn)廢品。</p><p> 排氣方式有兩種:開排氣槽排氣和利用合模間隙排氣。</p><p> 由于端蓋注塑模是小型鑲拼式模具,可直接利用分型面和鑲拼間隙進(jìn)行排氣,而不需在模具上開設(shè)排氣槽。且PE塑料的最小不溢料間隙為0.02mm,間隙較小,再加上PE的流動(dòng)性較好,也不宜開排氣槽。</p><p> 4.4 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p>&
71、lt;p> 從模具中推出塑件及澆注系統(tǒng)凝料的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)或推出機(jī)構(gòu),又稱頂出機(jī)構(gòu)。</p><p> 4.4.1脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則</p><p> 脫模機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力一般來自于注射機(jī)的推出機(jī)構(gòu),因此脫模機(jī)構(gòu)一般應(yīng)設(shè)置在注射模的動(dòng)模一側(cè)。</p><p> 脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)使塑件在推出過程中不會(huì)變形或損壞。為此,應(yīng)使脫模力作用位置靠近型芯;脫模力作用于塑
72、件剛度及強(qiáng)度最大的部位;作用力面積盡可能大。</p><p> 脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量簡單可靠,有合適的推出距離(過大會(huì)加劇模具的磨損,過小則塑件不能脫模)。</p><p> 推出位置盡量選在塑件內(nèi)側(cè),以保證塑件有良好的外觀。</p><p> 合模時(shí)應(yīng)能正確復(fù)位。</p><p> 推板推出機(jī)構(gòu)是在型芯的根部安裝了一塊與之相配合的推板,在
73、塑件的整個(gè)周邊端面上推出,其工作過程與推桿推出機(jī)構(gòu)類似。這種推出機(jī)構(gòu)作用面積大,對于薄壁容器、殼體以及表面不允許有推出的痕跡的制品,需要采用推板推出機(jī)構(gòu),在分型面處從殼體塑件的周邊推出,推出力大且均勻。對側(cè)壁脫模阻力較大的薄壁箱體或圓筒制品,推出后外觀上幾乎不留痕跡,這對透明塑件尤為重要。</p><p> 推板脫模機(jī)構(gòu)不需要回程桿復(fù)位。推板應(yīng)由模具的導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)導(dǎo)向定位,以防止推板孔與型芯間的過度磨損和偏移。
74、為防止推桿與推板滑出導(dǎo)柱,推桿與推板用螺紋連接。應(yīng)注意,該種結(jié)構(gòu)在合模時(shí),推板與模具底腳之間應(yīng)留在2~3mm的間隙。</p><p><b> 推板設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下:</b></p><p> 推板須淬硬,在推出過程中不得脫開導(dǎo)柱;</p><p> 推板與其他零件的配合一般采用;</p><p> 采用有配合斜度的
75、推板,其配合間隙須小于塑料的溢邊值(PE的溢邊值為0.02);</p><p> 采用推板推出大型深腔塑件時(shí),應(yīng)設(shè)置進(jìn)氣裝置。</p><p> 4.4.2 脫模力計(jì)算</p><p> 脫模力是指將塑件從包緊的型芯上脫出時(shí)所需要克服的阻力。它主要包括因塑件收縮引起的塑件與型芯的摩擦阻力和大氣壓力。其大小與塑件的壁厚和形狀有關(guān)。對本設(shè)計(jì)中的塑件:</p&
76、gt;<p><b> (N)</b></p><p> 式中:S——塑件的壁厚(m),S=0.003m;</p><p> E——塑料的彈性模量(M Pa),E=(0.84~0.95)×10M Pa</p><p> Q——塑料的平均收縮率(%),Q=2.5%;</p><p> l
77、——塑件對型芯的包容長度(m),l=0.001m;</p><p> f ——塑件與型芯的包容長度(m),取f=0.1~0.2;</p><p> ——模具型芯的脫模斜度(°),取=4°;</p><p> ——塑料的泊松比,=0.41;</p><p> k——系數(shù),k=1+f sincos1;</p>
78、;<p> A——盲孔塑件型芯在脫模方向上的投影面積(m)。</p><p> 帶入數(shù)據(jù),計(jì)算得到,F(xiàn)=2.7×10N。</p><p> 4.5 成型零部件的設(shè)計(jì)</p><p> 注射模的成型零部件是指構(gòu)成模具型腔的零件,通常包括型腔(凹模)、型芯(凸模),以及各種成型桿和成型鑲件(塊)。按功能劃分,成型零部件可分為安裝部分和工作
79、部分。安裝部分起安裝和固定成型零件的作用;工作部分與塑料直接接觸,用來成型塑件。成型零部件工作部分的形狀和尺寸決定塑件的形狀和尺寸。</p><p> 4.5.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p> 進(jìn)行成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),既要考慮保證獲得合格的塑件,又要便于加工制造,還要注意盡量節(jié)約貴重的模具材料,以降低模具成本。</p><p> 型腔也稱凹模、凹模型
80、腔,用以形成塑件的外形輪廓。按結(jié)構(gòu)形式的不同可分為整體式、整體嵌入式、局部鑲拼式和四壁拼合式。</p><p> 型芯又稱為凸模,是用以成型塑件內(nèi)表面的零部件。成型桿是指能形成塑件孔槽的小型芯。在小模具中常將凸模與底板做成一體,而在大中型模具中,凸模常用裝配式結(jié)構(gòu)。</p><p> 由于凹、凸模件具有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度、耐磨性、耐腐蝕性以及足夠低的表面粗糙度。如果凹凸模都采用整體
81、式,優(yōu)點(diǎn)是加工成本低,但是常用模架的模板材料為中碳鋼,用作凹、凸模,使用壽命短,若選用好材料的模板制作整體的凹凸模,則制造成本較高。綜合考慮以上因素,凹、凸模都采用整體嵌入式。這樣既保證了模具的使用壽命,又不浪費(fèi)價(jià)格昂貴的材料,并且損壞后,維修、更換方便。</p><p> 4.5.2成型零件工作尺寸的計(jì)算</p><p> 塑件尺寸能否達(dá)到圖紙的要求,與型腔、型芯的工作尺寸的計(jì)算有很
82、大關(guān)系,成型零件工作尺寸的計(jì)算內(nèi)容包括:型腔和型芯的徑向尺寸(含矩形的長和寬)、高度尺寸及中心距尺寸等。成型零件工作尺寸的計(jì)算方法很多,有按中限尺寸計(jì)算法,按公差帶計(jì)算法等。這里以塑料平均收縮率為基準(zhǔn)的計(jì)算方法。</p><p> 表4-1 凸凹模的計(jì)算尺寸</p><p> 式中:D——型腔的內(nèi)徑尺寸(mm);</p><p> D——塑件的最大尺寸(mm)
83、;</p><p> Q——塑件的平均收縮率(%);</p><p><b> Δ——塑件公差;</b></p><p> 3/4——系數(shù),可隨塑件精度變化,一般取0.5~0.8。若塑件偏差大取小值,若塑件偏差小取大值;</p><p><b> ——模具制造公差;</b></p>
84、;<p> d——型芯外形尺寸(mm);</p><p> d——塑件內(nèi)徑的最小尺寸(mm);</p><p> H——型腔深度尺寸(mm);</p><p> h ——塑件高度最大尺寸(mm);</p><p> h——型芯高度尺寸(mm);</p><p> H——塑件深度最小尺寸(mm)
85、。</p><p> 4.5.3 型腔壁厚的確定</p><p> 注射模在工作過程中要承受多種外力,如注射壓力、保壓力、鎖模力等。模具型腔如強(qiáng)度不夠,將產(chǎn)生塑性變形或斷裂破壞;如剛度不夠,將產(chǎn)生較大的彈性變形,使模具貼合面處出現(xiàn)較大的間隙,由此會(huì)發(fā)生溢料及飛邊現(xiàn)象。另外,當(dāng)成型后成型壓力消失時(shí),型腔因彈性變形回復(fù)而收縮,當(dāng)收縮量大于塑件的收縮時(shí),型腔會(huì)緊緊包住塑件,造成脫模困難或塑件
86、殘留在定模上而損壞塑件或塑件質(zhì)量不良。因此,注射成型模型型腔壁厚的確定應(yīng)滿足模具剛度好、強(qiáng)度大和結(jié)構(gòu)輕巧、操作方便等要求,這是注射模設(shè)計(jì)中必須考慮的重要內(nèi)容。</p><p> 確定型腔壁厚的方法設(shè)計(jì)有計(jì)算法和經(jīng)驗(yàn)法。計(jì)算法又有按強(qiáng)度、按剛度計(jì)算兩種。經(jīng)驗(yàn)法又有查表法和查圖法。目前,經(jīng)驗(yàn)法應(yīng)用較多,即直接憑經(jīng)驗(yàn)確定模具結(jié)構(gòu)尺寸。如果遇到大型塑件,或形狀比較特殊的塑件,或者采用新的塑料時(shí),往往缺乏經(jīng)驗(yàn),有必要進(jìn)行
87、強(qiáng)度和剛度的計(jì)算。</p><p> 成型零部件的壁厚計(jì)算一般常用計(jì)算法和查表法,但計(jì)算法比較復(fù)雜且繁瑣,而計(jì)算結(jié)果卻與經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較接近,因此在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí),一般采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或查有關(guān)表格。由圓形型腔經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)查得型腔壁厚S=10mm。</p><p> 經(jīng)過分析與計(jì)算,型芯和型腔的結(jié)構(gòu)如圖所示:</p><p> 圖4-6 凸模結(jié)構(gòu)示意圖</p>
88、<p> 圖4-7 凹模結(jié)構(gòu)示意圖</p><p><b> 4.6 模架的選擇</b></p><p> 目前,國內(nèi)有許多標(biāo)準(zhǔn)注射模架產(chǎn)品在市場出售,我國注射模標(biāo)準(zhǔn)模架共有兩個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn),即GB/12556-1990《塑料注射模中小型模架及技術(shù)條件》和GB/12555-1990《塑料注射模大型模架》。兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)別主要在于使用范圍不同,前者的模板尺寸
89、B×L≤560×900mm,而后者的模板尺寸B×L為630×630mm~1250mm×2000mm。</p><p> 選用標(biāo)準(zhǔn)注射模架時(shí)要遵循最小原則,即在滿足各種要求的情況下選用最小的模具,其選用步驟如下:</p><p> 首先應(yīng)根據(jù)模具型腔的配置設(shè)計(jì)來確定模架模板的寬和長(B×L)。</p><p&
90、gt; 根據(jù)型腔、型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定動(dòng)定模板的厚度;根據(jù)頂出行程的要求確定墊板厚度,即可確定模架的編號(hào)。</p><p> 根據(jù)對型芯的保護(hù)要求、脫模方便與否等情況,確定導(dǎo)柱的安裝方式(正裝或反裝)。</p><p> 驗(yàn)算選定的模架閉合厚度是否小于所選注射機(jī)的最大裝模厚度。如果模架閉合厚度小于所選注射機(jī)成型機(jī)的最大裝模厚度,則選擇是否成功的;否則,應(yīng)重新選擇,看是否有減小模板厚度的
91、可能,如有可能,就只能更換注射機(jī)。</p><p> 塑料注塑模中小型模架的結(jié)構(gòu)形式按結(jié)構(gòu)特征分為基本型和派生型?;拘头譃锳1~A4四個(gè)品種。</p><p> 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型模具。A2型模架定模和動(dòng)模均采用兩塊模板,設(shè)置推桿推出機(jī)構(gòu)。使用于直澆口,采用斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯的注射成型模具。A3型模架定模采用兩塊模板,動(dòng)模
92、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料制品的成型以及脫模力大、制品表面不允許留有推出痕跡的注射成型模具。A4型模架均采用兩塊模板,設(shè)置推件板推出機(jī)構(gòu),使用范圍與A3型基本相同。派生型分為P1~P9九個(gè)品種。P1~P4型模架由基本型模架A1~A4型對應(yīng)派生而成。結(jié)構(gòu)形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,成為雙分型面成型模具,多用于點(diǎn)交口。其他特點(diǎn)和用途同A1~A4。P5型模架的動(dòng)
93、、定模各由一塊模板組合而成。主要適用于直澆口簡單整體型型腔結(jié)構(gòu)的注射成型模具。在P6~P9型模架中,P6與P7、P8與P9是相互對應(yīng)的結(jié)構(gòu)。P7和P9相對于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)的注射成型模,如定距分型自動(dòng)脫落澆口的注射模等。</p><p> 根據(jù)以上所設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu),由于采用側(cè)澆口和推板板,經(jīng)查《塑料注射模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)》選取標(biāo)準(zhǔn)A3型模架。使用的推板脫模結(jié)構(gòu)
94、,拉桿設(shè)置在定模側(cè),對墊塊的高度沒有要求,為降低模具閉合高度,此處選用了較低的墊塊。所選模架的標(biāo)記為:A3-400×400-09型。其結(jié)構(gòu)如圖:</p><p> 圖4-8 模架結(jié)構(gòu)示意圖</p><p> 表4-2 模架的有關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸</p><p> 4.7 模具閉合高度的確定</p><p> 由前面的設(shè)計(jì)中,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)
95、確定:定模座板H=32mm,型腔板H=40mm,推件板H=32mm,固定板H=32mm,墊塊H=80mm,動(dòng)模板H=32mm。</p><p><b> 因而模具閉合高度:</b></p><p> H=H+H+H+H+H+H</p><p> =32+40+32+32+80+32=248mm</p><p>
96、4.8 模具加熱與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p> 塑料模具的加熱在熱塑性塑料注射成型和熱固性塑料的壓塑、壓鑄及注射成型中均有應(yīng)用。在熱塑性塑料注射成型中應(yīng)用于要求模溫較高的塑料(如聚碳酸酯等)成型,用加熱來調(diào)節(jié)溫度。而應(yīng)用最多的是熱固性塑料的壓塑、壓鑄及注射成型,用加熱來完成塑料固化的化學(xué)反應(yīng)。模具溫度??刂圃?℃范圍內(nèi)。若模具溫度過低,塑料反應(yīng)不完全,導(dǎo)致不能成型或沖模不全;反之,模具溫度過高,則塑件表面發(fā)
97、暗、組織疏松、燒焦、粘?;蛞邕呥^多。</p><p> 根據(jù)熱能來源不同,模具加熱方法有蒸汽加熱、熱水加熱、煤氣加熱、工頻感應(yīng)加熱和電阻加熱等,而應(yīng)用最多、最普遍的是電阻加熱方法。</p><p> 本塑件在注射成型時(shí)不要求有太高的模溫,因而在模具上可不設(shè)置加熱系統(tǒng)。</p><p> PE材料在型腔中冷卻固化的最佳溫度為(50~80)℃,要使模具保持塑料冷卻
98、固化所需要的最佳溫度,必須高溫塑料帶入模具的溫度進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)和控制,常用且簡便的方法,就是利用冷卻水介質(zhì)對模具進(jìn)行循環(huán)冷卻,將模具中多余的熱量,帶出模外,以保持制品冷卻所需的最佳模溫。</p><p> 冷卻水道的位置取決于制件的形狀和不同的壁厚,,應(yīng)圍繞模具所形成的的制品,且盡量排列均勻一致,應(yīng)盡可能設(shè)置在靠近型腔(型芯)表面,冷卻水道的直徑應(yīng)優(yōu)先大于8mm,并且各個(gè)水道的直徑應(yīng)盡量相同。一般規(guī)定兩條相互交
99、錯(cuò)的水道在長度小于150mm時(shí),最小間距為3mm,在長度大于150mm時(shí),最小間距為5mm。對于冷卻液在出入口的溫差,一般希望控制在5℃以下。</p><p> 為了提高生產(chǎn)效率,縮短制品的成型周期,還需要對型芯進(jìn)行冷卻,對其進(jìn)行冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。模具中的冷卻裝置的形式很多,應(yīng)根據(jù)塑件形狀、尺寸而合理選用。常見冷卻系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)有:直流式和直流循環(huán)式、循環(huán)式、噴流式等。如下圖所示,圖(b)在外部設(shè)置接頭,將所鉆的
100、冷卻水孔連通,冷卻水在通道內(nèi)部循環(huán)流動(dòng);為避免外部設(shè)置接頭,冷卻管道之間可采用內(nèi)部鉆孔通道,非進(jìn)口用螺塞堵住,如圖(a)所示。直流式結(jié)構(gòu)簡單,加工方便,但模具冷卻不均勻。適用于成型面積較大、型腔較淺的塑件。對于大面積的淺型腔,可采用左右兩組對稱回路冷卻,并用堵頭或隔板使冷卻水沿規(guī)定回路流動(dòng),且兩組回路的入口均靠近澆口,使型腔表面溫度分布均勻。循環(huán)式分為間歇循環(huán)和連續(xù)循環(huán),這些形式均適用于型芯型腔的冷卻。噴流式以水管代替型芯鑲件,結(jié)構(gòu)簡單
101、,成本較低,冷卻效果較好。這種形式既可用于小型型芯也可用于大型型芯的冷卻??紤]到經(jīng)濟(jì)成本問題,本設(shè)計(jì)采用直流式。</p><p><b> 如下圖所示:</b></p><p><b> ?。╝)直流式</b></p><p><b> ?。╞)直流循環(huán)式</b></p><p&
102、gt; 圖4-9 直流式和直流循環(huán)式冷卻裝置</p><p> 第五章 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核</p><p> 本模具的外形尺寸為400mm×400mm×248mm,XS-ZY-125型注射機(jī)模板最大安裝尺寸為420mm×450mm×300mm,由上述計(jì)算模具閉合高度為248mm,XS-ZY-125型注射機(jī)所允許模具的最小厚度H=200mm,
103、最大厚度H=300mm,即模具滿足H≤ H ≤ H的安裝要求。</p><p> 由資料查得XS-ZY-125型注射機(jī)的最大開模行程S=300mm,滿足頂出塑件要求。</p><p> SH+H+(5~10)mm</p><p><b> =28+70+10</b></p><p><b> =118m
104、m</b></p><p> H——塑件脫出距離(mm);</p><p> H——包括流道凝料在內(nèi)的塑件高度(mm)。</p><p> 此外,由于沒有側(cè)向分型抽芯,不會(huì)增大開模距離,注射機(jī)的開模行程足夠。</p><p> 經(jīng)驗(yàn)證,XS-ZY-125型注射機(jī)能滿足使用要求,故可采用。</p><p&
105、gt;<b> 第六章 工作原理</b></p><p> 本模具工作原理:模具安裝在注射機(jī)上,定模部分固定在注射機(jī)的定模扳上,動(dòng)模固定在注射機(jī)的動(dòng)模板,合模后,注射機(jī)通過噴嘴將熔料經(jīng)流道注入型腔,經(jīng)保壓、冷卻后塑件成型。開模時(shí)動(dòng)模部分隨動(dòng)模板一起運(yùn)動(dòng)漸漸將分型面打開,塑件和流道后退后到一定距離碰到注射機(jī)的頂桿,推板3和推桿固定板4停止運(yùn)動(dòng),而動(dòng)模部分繼續(xù)后退。注射機(jī)頂桿推動(dòng)推板3,推
106、桿固定板4,復(fù)位桿20,推件板18,從而將塑件從型芯和拉料桿上脫下,完成頂件動(dòng)作,即完成了一次注塑。合模時(shí)由復(fù)位桿20進(jìn)行復(fù)位,進(jìn)行下一次注塑。</p><p> 圖6-1 堵頭注塑模的結(jié)構(gòu)示意圖</p><p><b> 第七章 結(jié)束語</b></p><p> 通過本次對堵頭注塑模具的設(shè)計(jì),使我對注塑模具的結(jié)構(gòu)和工作原理有了更深刻的
107、理解,提升了發(fā)現(xiàn)問題,分析問題,以及解決問題的能力,通過對問題的分析和理解,鍛煉了我查閱各種文獻(xiàn)資料的能力,使我們的知識(shí)面得到了進(jìn)一步的拓寬和加深。為以后的學(xué)習(xí)和工作積累了經(jīng)驗(yàn),打下了良好的基礎(chǔ)。</p><p> 本設(shè)計(jì)主要完成了對堵頭注塑模具的設(shè)計(jì),其內(nèi)容主要包括對堵頭的工藝分析,凸凹模的設(shè)計(jì),模架的選擇等等。其中,在做凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),由于初步設(shè)計(jì)時(shí)沒有考慮到脫模機(jī)構(gòu)的形式,所以后來又對設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)做了修改,
108、最后才滿足了設(shè)計(jì)的要求。我認(rèn)識(shí)到作為一名設(shè)計(jì)人員,所給出的每一個(gè)數(shù)據(jù)都要有依據(jù),不能隨心所欲,更不能胡拼亂湊,這是一種責(zé)任,更是一種職業(yè)道德。</p><p> 本次設(shè)計(jì)零部件較多,設(shè)計(jì)過程較為繁瑣,設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)一些疏忽之處,有些問題暫時(shí)還未解決,比如只知道導(dǎo)柱導(dǎo)套的配合為間隙配合,不明白為什么是H7/f6的配合關(guān)系,這需要在以后的實(shí)踐中檢驗(yàn)自己的設(shè)計(jì)是否合理。</p><p>
109、一份耕耘,一份收獲,這次設(shè)計(jì),總結(jié)了以前所學(xué)模具和制圖等基本知識(shí)的同時(shí)又學(xué)習(xí)了一些新的科學(xué)理論和方法。學(xué)無止境,我認(rèn)為自己在以后的學(xué)習(xí)工作中會(huì)繼續(xù)發(fā)揚(yáng)好學(xué)力行的學(xué)風(fēng),我堅(jiān)信未來一定會(huì)做得更好。</p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p><p> [1] 塑料注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 楊占堯 北京 清華大學(xué)出版社 2007年5月</p>&l
110、t;p> [2] 模具設(shè)計(jì)與制造 中國機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會(huì) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2005年4月</p><p> [3]模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊 馮炳堯,韓泰榮,蔣文生 上海科學(xué)技術(shù)出版社 2008年6月</p><p> [4] 模具設(shè)計(jì)與制造 李集仁 翟建軍 西安電子科技大學(xué)出版社 2010年2月</p><p> [5] 實(shí)用注塑
111、模具設(shè)計(jì)手冊 賈潤禮 程志遠(yuǎn) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2007年5月</p><p> [6] 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 屈華昌 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2005年2月</p><p> [7] 模具制造工藝 黃毅紅 機(jī)械工業(yè)出版社 2005年4月</p><p> [8] 現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)圖學(xué) 趙艷霞 機(jī)械工業(yè)出版社 2008年8月<
112、/p><p><b> 致謝</b></p><p> 時(shí)間如梭,轉(zhuǎn)眼畢業(yè)在即。回想大學(xué)求學(xué)的幾年,心中充滿無限感激和留戀之情。感謝母校為我們提供良好學(xué)習(xí)環(huán)境,是我們能夠在此專心學(xué)習(xí),陶冶情操。謹(jǐn)向我的論文指導(dǎo)老師李老師致以最誠摯的謝意!李老師不僅在學(xué)業(yè)上言傳身教,而且以高尚的品格給我情操上的熏陶。本文的寫作更是直接得益于他的悉心指導(dǎo),從論文的選題到體系的安排,從觀點(diǎn)
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