套筒注塑模具設(shè)計(jì)【一模兩腔】【側(cè)抽芯】【說明書+CAD】
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套筒注塑模設(shè)計(jì)
緒 論
塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。近年來,人們對(duì)各種設(shè)備和用品輕量化要求越來越高,這就為塑料制品提供了更為廣闊的市場(chǎng)。塑料制品要發(fā)展,必然要求塑料模具隨之發(fā)展。汽車、家電、辦公用品、工業(yè)電器、建筑材料、電子通信等塑料制品主要用戶行業(yè)近年來都高位運(yùn)行,發(fā)展迅速,塑料模具也快速發(fā)展。2000年,我國(guó)(未包括港澳臺(tái)統(tǒng)計(jì),下同)塑料模具產(chǎn)值約100億元,2004年已發(fā)展到212億元,4年平均增長(zhǎng)率為21%,高于模具行業(yè)總體發(fā)展速度近4個(gè)百分點(diǎn)。
1. 塑料模具市場(chǎng)情況
我國(guó)塑料模具無論是在數(shù)量上,還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大發(fā)展,但與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求和世界先進(jìn)水平相比,差距仍很大。一些大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的中高檔塑料模具每年仍大量進(jìn)口。在總量供不應(yīng)求的同時(shí),一些低檔塑料模具已供過于求,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈;一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有一些趨向于供過于求。
2.塑料模具水平及發(fā)展趨向
近年來,我國(guó)塑料模具水平已有較大提高。大型塑料模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)50t以上的注塑模,精密塑料模的精度已可達(dá)到3μm,制件精度為0.5μm的小模數(shù)齒輪模具及達(dá)到高光學(xué)要求的車燈模具等也已能生產(chǎn),多腔塑料模已能生產(chǎn)一模7800腔的塑封模,高速模具方面已能生產(chǎn)4m/min以上擠出速度的高速塑料異型材擠出模及主型材雙腔共擠、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(chǎn)手段上,模具企業(yè)設(shè)備數(shù)控化率已有較大提高,CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用面已大為擴(kuò)大,高速加工及RP/RT等先進(jìn)技術(shù)的采用已越來越多。模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率及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。三資企業(yè)蓬勃發(fā)展進(jìn)一步促進(jìn)了塑料模具設(shè)計(jì)制造水平及企業(yè)管理水平的提高。
經(jīng)過近幾年的發(fā)展,在塑料模具的開發(fā)、結(jié)構(gòu)和企業(yè)管理等方面已顯示出了一些新的趨向,現(xiàn)綜合如下:
(1)模具的質(zhì)量、周期、價(jià)格、服務(wù)四要素中,已有越來越多的用戶將周期放在首位,要求模具盡快交貨,這已成為一種趨勢(shì)。為滿足用戶的這一要求,各方面的工作必須跟上。
(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(chǎn)品開發(fā)中去,甚至在尚無明確的用戶對(duì)象之前進(jìn)行開發(fā)(這需要在有較大把握和敢冒一定風(fēng)險(xiǎn)的情況下進(jìn)行),變被動(dòng)為主動(dòng)。目前,電視機(jī)和顯示器外殼、空調(diào)器外殼、摩托車塑件等已經(jīng)采用這種方法,手機(jī)和電話機(jī)模具開發(fā)也已開始嘗試。這種做法打破了長(zhǎng)期以來模具廠只能等有了合同,才能根據(jù)用戶要求進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的被動(dòng)局面。事實(shí)證明,這種做法不但使模具廠變被動(dòng)為主動(dòng),而且對(duì)開發(fā)業(yè)務(wù)和縮短模具生產(chǎn)周期也十分有利,受到用戶的歡迎。青島海爾模具公司等企業(yè)的“你給我一個(gè)概念,我還你一個(gè)產(chǎn)品”的一站式服務(wù)模式及太倉(cāng)求精模塑公司和浙江陶氏模具集團(tuán)有限公司等企業(yè)主動(dòng)開發(fā)的辦法已被越來越多企業(yè)所接受,這可能也是今后發(fā)展的一種趨向。
(3)隨著模具企業(yè)設(shè)計(jì)和加工水平的提高,過去以鉗工為核心,大量依靠技藝的現(xiàn)象已有了很大變化。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(shù)工業(yè)產(chǎn)品”所替代,模具“上下模單配成套”的概念正在被“只裝不配”的概念所替代。模具正從長(zhǎng)期以來主要依靠技藝而變?yōu)榻窈笾饕揽考夹g(shù)。這不但是一種生產(chǎn)手段的改變,也是一種生產(chǎn)方式的改變,更是一種觀念的改變。這一趨向使得模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不斷提高,模具精度越來越高,生產(chǎn)周期越來越短,鉗工比例越來越低,最終促使整個(gè)模具工業(yè)水平不斷提高,正在被社會(huì)所接受。我國(guó)模具行業(yè),目前已有4個(gè)國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè),近百個(gè)省市級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。與此趨向相適應(yīng),生產(chǎn)模具的主要骨干力量從技藝型人才逐漸變?yōu)榧夹g(shù)型人才是十分必要的。當(dāng)然,目前及相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),技藝型人才仍是十分重要的,因?yàn)槟>弋吘闺y以完全擺脫對(duì)技藝的依靠。
(4)模具企業(yè)及其模具生產(chǎn)正在向信息化方面迅速發(fā)展,這也是一種趨向。21世紀(jì),信息越來越多,信息技術(shù)越來越先進(jìn)發(fā)達(dá),信息已與人們的生產(chǎn)和生活休戚相關(guān)。在目前的信息社會(huì)中,高水平的模具,現(xiàn)代模具企業(yè),單單只是CAD/CAM的應(yīng)用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。目前許多企業(yè)已經(jīng)采用的CAE、PDM、CAPP、KBE、KBS、RE、CIMS、ERP等技術(shù)及其他許多先進(jìn)制造技術(shù)和虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等都是信息化的表現(xiàn)。向信息化方向發(fā)展這一趨向已被行業(yè)所共認(rèn)。
(5)隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步,模具必然會(huì)向著更廣泛的領(lǐng)域和更高水平發(fā)展?,F(xiàn)在,能把握機(jī)遇,開拓市場(chǎng),不斷發(fā)現(xiàn)新的增長(zhǎng)點(diǎn)的模具企業(yè)和能生產(chǎn)高技術(shù)含量模具的企業(yè)日子普遍好過,任務(wù)忙不過來,利潤(rùn)水平和職工收入都很好,日子紅紅火火。因此,模具企業(yè)應(yīng)把握這個(gè)趨向,使自己生產(chǎn)的模具向高水平發(fā)展,不斷提高自己的綜合素質(zhì)和整體實(shí)力及進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
(6)世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具正加速向我國(guó)轉(zhuǎn)移,其表現(xiàn)形式:一是遷廠,二是投資,三是采購(gòu)。這一趨向雖然并非近幾年才有,但近幾年更加明顯。我們應(yīng)抓住機(jī)遇,加快發(fā)展步伐。
3.存在的主要問題
我國(guó)塑料模具行業(yè)與其發(fā)展需要和國(guó)外先進(jìn)水平相比,主要存在6個(gè)方面的問題。
(1)發(fā)展不平衡,產(chǎn)品總體水平較低。雖然個(gè)別企業(yè)的產(chǎn)品已達(dá)到相當(dāng)高的水平,個(gè)別企業(yè)的部分產(chǎn)品已達(dá)到或接近國(guó)際水平,但總體來看,模具的精度、型腔表面粗糙度、生產(chǎn)周期、壽命等指標(biāo)與國(guó)外先進(jìn)水平相比尚有較大差距。包括生產(chǎn)方式和企業(yè)管理在內(nèi)的總體水平與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比尚有10年以上的差距。
(2)工藝裝備落后,組織協(xié)調(diào)能力差。雖然部分企業(yè)經(jīng)過近幾年的技術(shù)改造,工藝裝備水平已比較先進(jìn),有些三資企業(yè)的裝備水平也并不落后于國(guó)外,但大部分企業(yè)工藝裝備仍比較落后。更主要的是我們的企業(yè)組織協(xié)調(diào)能力差,難以整合或調(diào)動(dòng)社會(huì)資源為我所用,從而就難以承接比較大的項(xiàng)目。
(3)大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱。一方面是技術(shù)人員比例低、水平不夠高,另一方面是科研開發(fā)投入少,更重要的是觀念落后,對(duì)開發(fā)不夠重視。模具企業(yè)不但要重視模具開發(fā),而且要重視產(chǎn)品開發(fā)。
(4)管理落后更甚于技術(shù)落后。技術(shù)落后往往容易看到,管理落后有時(shí)卻難以意識(shí)到。國(guó)內(nèi)外模具企業(yè)管理上的差距十分明顯,管理的差距所帶來的問題往往比技術(shù)上的差距更為嚴(yán)重。同一個(gè)企業(yè),設(shè)備不變,人員不變,管理一變,立竿見影,這樣的例子并不少見。
(5)供需矛盾一時(shí)還難以解決。2004年,國(guó)產(chǎn)塑料模具國(guó)內(nèi)市場(chǎng)滿足率不足74%,其中大型、精密、長(zhǎng)壽命模具滿足率還要低,估計(jì)不足60%。同時(shí),工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具正在加速向我國(guó)轉(zhuǎn)移,國(guó)際采購(gòu)越來越多,國(guó)際市場(chǎng)前景很好。市場(chǎng)需求旺盛,生產(chǎn)發(fā)展一時(shí)還難以跟上,供不應(yīng)求的局面還將持續(xù)一段時(shí)間。
(6)體制和人才問題的解決尚待時(shí)日。在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中,競(jìng)爭(zhēng)性行業(yè),特別是像模具這樣依賴于特殊用戶,需單件生產(chǎn)的行業(yè),國(guó)有和集體所有制原來的體制和經(jīng)營(yíng)機(jī)制已越來越顯得不適應(yīng)。人才的數(shù)量和素質(zhì)水平也跟不上行業(yè)的快速發(fā)展。雖然各地都在努力解決這兩個(gè)問題,但要得到較好解決尚待時(shí)日。
展望未來,由于國(guó)際、國(guó)內(nèi)宏觀環(huán)境良好,國(guó)內(nèi)塑料模具各主要用戶行業(yè)仍將以較快速度發(fā)展,塑料模具也必將持續(xù)高速發(fā)展。目前存在的主要問題通過國(guó)內(nèi)外交流與合作。全行業(yè)的共同努力和各方面的支持,不久的將來,定會(huì)得到較好的解決。
4.發(fā)展展望
在信息化帶動(dòng)工業(yè)化發(fā)展的今天,我們既要看到成績(jī),又要重視落后,要抓住機(jī)遇,采取措施,在經(jīng)濟(jì)全球化趨向日漸加速的情況下,盡快提高塑料模具的水平,把自己帶入到國(guó)際市場(chǎng)中去,促進(jìn)我國(guó)整個(gè)模具行業(yè)的快速發(fā)展。
隨著市場(chǎng)的發(fā)展,塑料新材料及多樣化成型方式今后必然會(huì)不斷發(fā)展,因此對(duì)模具的要求也一定會(huì)越來越高。為了滿足市場(chǎng)的需要,未來的塑料模具無論是品種、結(jié)構(gòu)、性能還是加工技術(shù)都必將會(huì)有較快發(fā)展,而且這種發(fā)展必須跟上時(shí)代發(fā)展步伐。展望未來,下列幾方面發(fā)展趨勢(shì)預(yù)計(jì)會(huì)在行業(yè)中得到較快應(yīng)用和推廣。當(dāng)然,這是需要開拓、創(chuàng)新和做出艱苦努力的。
(1)超大型、超精密、長(zhǎng)壽命、高效模具將得到發(fā)展。
(2)多樣材質(zhì)、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(jīng)濟(jì)模具,特別是與快速成型技術(shù)相結(jié)合的RP/RT技術(shù)將得到快速發(fā)展。
(4)模具設(shè)計(jì)、加工及各種管理將向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展,CAD/CAM/CAE/CAPP及PDM等將向智能化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
(5)更加高速、更加高精度、更加智能化的各種模具加工設(shè)備將進(jìn)一步得到發(fā)展和推廣應(yīng)用。
(6)更高性能及滿足特殊用途的各種模具新材料將會(huì)不斷發(fā)展,隨之而來的也會(huì)產(chǎn)生一種特殊的和更為先進(jìn)的加工方法。
(7)各種模具型腔表面處理技術(shù)、涂覆、修補(bǔ)、研磨和拋光等新工藝也會(huì)不斷得到發(fā)展。
(8)逆向工程、并行工程、復(fù)合加工乃至虛擬技術(shù)將得到發(fā)展。
(9)熱流道技術(shù)將會(huì)迅速發(fā)展,氣輔和其他注射成型工藝及模具也將會(huì)有所發(fā)展。
(10)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高。“十一五”期間,在科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)下,廣大模具企業(yè)將進(jìn)一步深化改革,下功夫搞好科技進(jìn)步與創(chuàng)新,堅(jiān)持走新型工業(yè)化道路,將速度效益型的增長(zhǎng)模式逐步轉(zhuǎn)變到質(zhì)量和水平效益型的軌道上來,模具工業(yè)必將得到更好的發(fā)展。
第1章 塑料工藝規(guī)程的編制
該塑件為一套筒,零件圖如下圖1-1,本塑件材料選用尼龍1010。生產(chǎn)類型為小批量生產(chǎn)。
圖1-1:產(chǎn)品零件圖
1.1 塑件的工藝性分析:
1.1.1 塑件的原材料分析
塑件的材料為尼龍1010,屬于熱塑性塑料。半透明、韌而脆、具有高強(qiáng)度和良好的沖擊強(qiáng)度,耐磨性好、適用于耐磨傳動(dòng)受力零件和減摩自潤(rùn)滑零件,如套筒、軸套等。尼龍中酰胺基團(tuán)極易吸水,使制品在高溫下水解,尺寸穩(wěn)定性及耐藥品性下降。當(dāng)相對(duì)濕度>30%時(shí),吸濕后的尼龍,在加工過程中會(huì)遇到很多困難,如熔體粘度下降、制品表面出現(xiàn)氣泡、銀紋等表面缺陷,而且所得制品力學(xué)性能也明顯下降。所以成型前必須對(duì)材料進(jìn)行干燥處理,把含水量控制在0.3%以下,最好在0.1%以下。由于尼龍?jiān)诟邷叵乱妆谎趸凶兩徒到獾膬A向,因此最好采用真空干燥。
1.1.2、塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析:
(1)、結(jié)構(gòu)分析:
從零件圖可知:該塑件形狀比較對(duì)稱,壁厚均勻。由于制件為較長(zhǎng)的套筒,考慮到模具開模行程應(yīng)采用側(cè)向分型抽芯結(jié)構(gòu),而且抽芯長(zhǎng)度達(dá)180mm左右,故應(yīng)該采用齒輪齒條抽芯較好。該零件屬于中等復(fù)雜程度的零件。另外,塑件上有7個(gè)、兩種通孔,應(yīng)盡可能開設(shè)在不減弱塑件機(jī)械強(qiáng)度的位置,孔的形狀為圓形,與其他形狀的孔比較可以給模具制造帶來方便,相鄰兩孔之間的距離,大于孔的直徑。因?yàn)槭峭撞捎脙啥朔謩e固定的對(duì)頭成型桿與大型芯來成型。同時(shí)為了使熔體易于流動(dòng)和避免應(yīng)力集中,應(yīng)在塑件轉(zhuǎn)角處加設(shè)圓角,同時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該盡量保證塑件的壁厚均勻。本塑件設(shè)置的轉(zhuǎn)角處內(nèi)圓角為,外圓角為,比較合理。
(2)、尺寸精度分析:
塑件的尺寸大小與塑件流動(dòng)性有關(guān),在注塑成型時(shí),流動(dòng)性差的塑件及壁
厚薄的塑件等的尺寸不能設(shè)計(jì)過大。大而厚的塑件在塑件未充滿型腔時(shí)已經(jīng)固化,或勉強(qiáng)能充滿但料的前鋒已不能很好融合而形成冷接縫,影響塑件的外觀和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。注塑成型的塑件尺寸還要受到注塑機(jī)的注塑量、鎖模力和模板尺寸的限制。塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸與產(chǎn)品圖中尺寸的符合程度,即所獲得制件尺寸的準(zhǔn)確度。影響塑件尺寸精度的因素很多,首先是模具的制造精度和模具的磨損程度,其次是塑件收縮率的波動(dòng)以及成型時(shí)工藝條件的變化,塑件成型后時(shí)效變化和模具的結(jié)構(gòu)形狀等。因此塑件的尺寸精度往往不高,應(yīng)該在保證使用要求的前提下盡可能選用低精度等級(jí)。由于制件采用尼龍1010,零件尺寸精度沒有具體要求,精度選擇可參照表2-30塑件制品尺寸公差,選自由級(jí),可得各部分尺寸為:、、、、、、、、、、、、、、、、、、、以上尺寸單位均為mm。
(3)、塑件壁厚設(shè)計(jì)
塑件壁厚設(shè)計(jì)的基本依據(jù)是塑件的使用要求,例如強(qiáng)度、鋼度、絕緣性、重量、尺寸穩(wěn)定性和與其他零件的裝配關(guān)系等。壁厚設(shè)計(jì)也需考慮到塑件成型時(shí)的工藝性要求,如對(duì)熔體的阻力,頂出時(shí)的強(qiáng)度和剛度等。在滿足工作要求和工藝要求的前提下,塑件壁厚設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下兩項(xiàng)基本原則:一是盡量減小壁厚,這樣不僅可以節(jié)約材料,節(jié)約能源,也可以縮短成型周期;二是盡可能保持壁厚均勻,塑件壁厚不均勻時(shí),收縮率也不同,容易造成塑件的內(nèi)應(yīng)力和翹曲變形,因此設(shè)計(jì)塑件時(shí)應(yīng)盡可能減小各部分的壁厚差別,一般情況下應(yīng)使壁厚差別控制在30%以內(nèi)。從該塑件壁厚來看,各部分較為均勻,都是2mm,而根據(jù)表2-7(塑件制品的最小壁厚及常用壁厚推薦值)可知該制件推薦壁厚值為1.5mm-4.2mm,最小可達(dá)0.45mm。該制件壁厚波動(dòng)率很小在30%以內(nèi),符合注塑成型壁厚條件。
(4)、表面質(zhì)量分析:
塑件的外觀要求越高,表面粗糙度值應(yīng)越低,在成型時(shí)從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點(diǎn),除此之外,主要取決于模具型腔表面粗糙度。模具的表面粗糙度一般要比塑件的要求低1-2級(jí),模具在使用過程中,由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷加大,所以應(yīng)隨時(shí)予以拋光復(fù)原。制品表面質(zhì)量沒有特殊要求,圓弧過度較好。
綜上分析可知:注塑時(shí)在工藝參數(shù)控制比較好時(shí),零件的成型要求可以得以滿足。
1.2、計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量,初選注塑機(jī)型號(hào)。
計(jì)算塑件體積和質(zhì)量的目的是為選擇注塑機(jī)和確定型腔數(shù)目。
(1)、塑件的體積和質(zhì)量的計(jì)算:
根據(jù)零件圖,利用Pro.e畫出制件立體圖經(jīng)粗測(cè)可以得到套筒體積大約為,根據(jù)尼龍1010的密度在1.04~1.06之間,選擇,故每個(gè)塑件質(zhì)量
(2)、型腔數(shù)目的確定:
考慮到澆注系統(tǒng)質(zhì)量約為,需要注塑量大概為
可以初選型注塑機(jī)。則型腔數(shù)目
但是同時(shí)考慮到塑件的長(zhǎng)度比較大,注塑機(jī)模板尺寸有限和側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的難度,最終選擇一模兩腔結(jié)構(gòu)。
(3)、注塑機(jī)參數(shù)選擇:
根據(jù)尼龍1010的注射壓力通常為,同時(shí)考慮到注塑機(jī)類型、機(jī)筒溫度分布、制品形狀和尺寸,模具流道及澆口結(jié)構(gòu)等因素決定。由于注塑機(jī)的注塑壓力為,也符合要求:
具體參數(shù)可以根據(jù)表2-40(常用熱塑性塑料注射機(jī)型號(hào)和主要技術(shù)規(guī)格)可知: 螺桿直徑:
注射容量:
注塑壓力:
鎖模力:
最大注射面積:
模具厚度:
模板行程:
噴嘴:球面直徑;孔直徑
定位孔直徑
頂出兩側(cè):孔徑;孔距
1.3、塑件工藝參數(shù)的確定:
由表2-36(常見熱塑性塑料注塑成型工藝參數(shù))可選尼龍1010具體參數(shù)如下:
注塑機(jī)類型:螺桿式
預(yù)熱和干燥:溫度95℃;時(shí)間
料筒溫度:后段195℃;中段230℃;前段205℃
噴嘴溫度:210℃
模溫:60℃
注射壓力:85
成型時(shí)間():高壓(4);保壓(35);冷卻(30);成型周期
(80);
螺桿轉(zhuǎn)速:35
后處理:方法(水或油);溫度(95℃);時(shí)間(7)
說明:真空干燥
第2章 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
注塑模的基本結(jié)構(gòu)都是由定模和動(dòng)模兩大部分組成的。定模部分安裝在注塑機(jī)的固定板上,動(dòng)模部分安裝在注塑機(jī)的移動(dòng)板上。注塑成型時(shí),動(dòng)模部分和隨液壓驅(qū)動(dòng)的動(dòng)模部分經(jīng)導(dǎo)柱導(dǎo)向而閉合,塑料熔體從注塑機(jī)噴嘴經(jīng)模具澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔;注塑成型冷卻后開模,即定模和動(dòng)模分開,一般情況下塑件留在動(dòng)模上,模具頂出機(jī)構(gòu)將塑件推出模外。
主要內(nèi)容:分型面的選擇、模具型腔數(shù)目的確定、型腔的排列方式、冷卻水道的布局、澆口位置的設(shè)置、模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、側(cè)向分型和抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容,下面就主要問題進(jìn)行設(shè)計(jì)。
2.1、分型面的選擇:
分型面的選擇是否合理對(duì)于塑件質(zhì)量,模具制造和使用性能都有著很大影響。模具設(shè)計(jì)是應(yīng)根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸精度、澆注系統(tǒng)形式、脫模方法,排氣條件及制造工藝等多種因素,全面考慮,合理選擇。
制品在模具中的位置設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下基本要求:
(1)、制品或制品組件的正視圖,應(yīng)盡量相對(duì)于注塑機(jī)的軸線對(duì)稱分布,以便于成型。
(2)、制品的方位應(yīng)便于脫模,開模后制品應(yīng)留在動(dòng)模部分,這樣便于利用成型設(shè)備脫模。
(3)、當(dāng)用模具的互相垂直的活動(dòng)成型零件成型孔,槽時(shí),制品的位置應(yīng)著眼于使制品在成型設(shè)備工作臺(tái)安裝平面上的投影面積為最小的方案。
(4)、如果制品的安裝有兩個(gè)方案,兩者的分型面不相同又互相垂直,那么應(yīng)該選擇其中能使制品在成型設(shè)備工作臺(tái)安裝平面上的投影面積為最小的方案。
(5)、長(zhǎng)度較長(zhǎng)的管類制品,如果將他的長(zhǎng)軸安裝在開模方向上,而不能開模和取出制品;或是管接頭來制品,要求兩個(gè)分型面分型,應(yīng)將制品的長(zhǎng)軸安裝在與開模方向相垂直的方向。這樣布置可顯著減小模具厚度,便于開模和取出制品。但此時(shí)需要采用抽芯距較大的抽芯機(jī)構(gòu),如本設(shè)計(jì)采用齒輪齒條的側(cè)向抽芯。
(6)、最后制品位置的選定,應(yīng)結(jié)合澆注系統(tǒng)的澆口位置、冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)的布置以及制品的商品外觀要求等綜合考慮。
選擇分型面的原則是:塑件脫出方便、模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、型腔排氣順利、確保塑件質(zhì)量、設(shè)備利用合理。根據(jù)分型面的選擇原則和塑件成型要求,該塑件為套筒表面質(zhì)量沒有特殊要求,結(jié)構(gòu)相對(duì)軸線比較簡(jiǎn)單對(duì)稱,又需要側(cè)向長(zhǎng)距離抽芯,因此可以選在軸線方向上,以一個(gè)制件為例如下頁(yè)圖2-1:
圖2-1:分型面簡(jiǎn)圖
2.2、確定型腔的排列方式:
本塑件在注塑成型時(shí)采用一模兩件,即模具需要兩個(gè)型腔,綜合考慮澆注系統(tǒng),模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素?cái)M采用如下圖2-2所示的型腔排列方式。采用此排列方式的最大優(yōu)點(diǎn)是便于設(shè)置側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu),若只是設(shè)置一個(gè)澆口熔料進(jìn)入型腔后到兩端的料流長(zhǎng)度較大,因此采用雙點(diǎn)式點(diǎn)澆口,可以保證成型。
圖2-2:型腔排列方式
2.3、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì):
澆注系統(tǒng)是熔融塑料從注塑機(jī)噴嘴進(jìn)入模具型腔所流經(jīng)的通道,他由主流道、分流道、澆口和冷料穴組成。
2.3.1、主流道設(shè)計(jì):
主流道是熔料注入模具最先經(jīng)過的一段流道,其形狀大小直接影響塑件的流動(dòng)速度和填充時(shí)間,根據(jù)型注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸可以知道:
噴嘴前端孔徑;
噴嘴前端球面半徑
再根據(jù)模具主流道與噴嘴尺寸的關(guān)系:
;
可以取主流道球面半徑為:;
取主流道小端直徑為。
為了便于將凝料從主流道中拔出,將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形,斜的為,經(jīng)換算主流道大端直徑為,為了使熔料順利進(jìn)入分流道,可以在主流道出料端設(shè)計(jì)一半徑為的過度圓角。
2.3.2、分流道的設(shè)計(jì):
分流道是熔料從主流道進(jìn)入型腔前的過度部分,其作用是通過流道截面及方向變化使熔料平穩(wěn)地轉(zhuǎn)換流向注入型腔。參照表2-49(常用分流道截面形狀及尺寸)選取平衡式分流道布置形式如下圖2-3,取的截面如圖中所示:
圖2-3:平衡式分流道布置形式及截面圖
2.3.3、澆口設(shè)計(jì):
根據(jù)塑件的成型要求和型腔的排列方式,考慮到制件的形狀、尺寸,且壁厚很小可以選用雙點(diǎn)式澆口,如下圖2-4所示:采用多點(diǎn)同時(shí)送料可以縮短流程,保證注塑質(zhì)量。
圖2-4:澆口簡(jiǎn)圖
采用圖中切入是澆口形式進(jìn)料,可以減少熔接痕,提高熔接強(qiáng)度,且有利于型
腔排氣。
2.4、抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì):
本塑件為一較長(zhǎng)的空心套筒,而且空心部分布置垂直于開模方向,阻礙成型后塑件從模具中脫出,因此成型空心部分的型心必須做成活動(dòng)型心、,又考慮到抽芯距離很大,達(dá)180mm,必須采用齒輪齒條傳動(dòng)的側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu),由于生產(chǎn)批量為小批生產(chǎn),因此可用手動(dòng)抽芯形式比較好。
2.4.1、確定抽芯距離:
抽芯距離一般應(yīng)該大于成型孔的深度,本制件中垂直于開模方向的小孔可由手動(dòng)將小型心直接抽出,而長(zhǎng)筒部分則需要由齒輪齒條傳動(dòng)抽芯,根據(jù)零件圖可以看出孔深:
另外加的抽芯安全距離,可以取得抽芯距:
2.4.2、根據(jù)零件尺寸及原材料可以根據(jù)有關(guān)資料查得尼龍1010的脫模斜度為
,取較大值,即。
2.4.3、單個(gè)制品抽芯力的計(jì)算:
以其中齒輪齒條帶動(dòng)的大型心為例,根據(jù)抽芯力計(jì)算公式:
——塑件包絡(luò)型心側(cè)面的面積
——塑件對(duì)側(cè)型心的單位收縮率,取
——塑件在熱狀態(tài)下對(duì)鋼的摩擦系數(shù),取=0.2
——側(cè)型心的脫模斜度,
式子中只有為未知量,
因此
2.4.4傳動(dòng)齒輪的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì):
(1)、根據(jù)抽芯力,可以粗咯估計(jì)到傳動(dòng)齒條的受力近似等于,根據(jù)齒輪齒條間傳動(dòng)受力關(guān)系,可以認(rèn)為齒輪齒面上正壓力的分力大小為
;
根據(jù)公式,及
——齒輪傳遞的名義轉(zhuǎn)矩
——齒輪傳遞的名義功率
——齒輪的轉(zhuǎn)速
——齒輪的分度圓直徑
——嚙合角,對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪
(2)、初步選擇齒輪的齒數(shù)為;各部分參數(shù)如下:
根據(jù)公式可得:
(3)、校核齒的彎曲疲勞輪強(qiáng)度:
由式子(16-4)得校核公式
確定式子中各參數(shù)數(shù)值:
:圓周力已知:
:查取應(yīng)力校正系數(shù):由表3-8查得
:計(jì)算載荷系數(shù):
:查取彎曲疲勞強(qiáng)度極限及壽命系數(shù)。由圖3-58查得
由圖3-56查得。
:計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)為,由式子3-28得:
:校核計(jì)算:
因?yàn)辇X頂圓直徑為,可以選擇使用鑄造方法制成實(shí)心齒輪,又因?yàn)?
故采用齒輪軸形式做成一體的。
2.5、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì):
注射過程經(jīng)過加料、塑化、注射及冷卻幾個(gè)步驟以后,塑件及澆注系統(tǒng)的凝料被從模具型腔推出,推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作通過裝在注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)上或液壓缸來完成。推出機(jī)構(gòu)主要由推出零件固定板和推板,推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位部件等組成。下面以推桿的設(shè)計(jì)要點(diǎn)為例說明:
推桿的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下:
(1)、推桿應(yīng)設(shè)計(jì)在塑件能承受較大力的部位,盡量使推出的塑件受力均勻、但推桿不要與型芯或鑲件距離過近,以免得影響凸凹模強(qiáng)度。
(2)、推桿的直徑不宜過細(xì),要有足夠的承受推力的能力,一般取直徑為,本設(shè)計(jì)中取,設(shè)計(jì)成階梯式。
(3)、推桿裝配后不應(yīng)有軸向竄動(dòng),其端面應(yīng)高出行腔,采取壓入式固定方式。
(4)、塑件澆口處盡量不設(shè)推桿,以防該處內(nèi)應(yīng)力大而破碎。
(5)、推桿的布置應(yīng)避開冷卻水道和側(cè)抽芯,以免推桿與抽芯機(jī)構(gòu)干擾,但是本設(shè)計(jì)中無法避開側(cè)抽芯機(jī)構(gòu),因此應(yīng)設(shè)計(jì)優(yōu)先復(fù)位機(jī)構(gòu),本設(shè)計(jì)中采用了彈簧30(裝配圖中)實(shí)現(xiàn)推出機(jī)構(gòu)預(yù)先復(fù)位。
(6)、推桿與模體的配合間隙不大于所用塑件的溢邊值,而,的溢邊值由表2-79(常用塑料溢邊值)知道為0.02mm。
2.6、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì):
為保證注射模的準(zhǔn)確開模和合模,注射模具必須設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu),合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種方式,本設(shè)計(jì)采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)時(shí)注意事項(xiàng)有以下幾點(diǎn):
(1)、導(dǎo)柱應(yīng)合理均勻地分布在模具分型面的四角,導(dǎo)柱至模具的邊緣應(yīng)有足夠的距離,以保證模具的強(qiáng)度,導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具的尺寸來選擇,關(guān)于導(dǎo)柱的直徑的選取與布置的位置可參照標(biāo)準(zhǔn)模架來選擇。為了不使模具在裝配時(shí)或合模時(shí)將方向搞錯(cuò),導(dǎo)柱的布置方式常采用等直徑導(dǎo)柱不對(duì)稱布置或不等直徑導(dǎo)柱的對(duì)稱布置方式,本設(shè)計(jì)采用前者。
(2)、導(dǎo)柱設(shè)計(jì)在動(dòng)模一側(cè),可以起到保護(hù)型芯和塑件脫模時(shí)支撐推件裝置的作用。
(3)、導(dǎo)柱的導(dǎo)滑部分的配合為,導(dǎo)柱導(dǎo)套固定部分的配合都按照。
(4)、除動(dòng)模和定模之間設(shè)置導(dǎo)柱,導(dǎo)套以外,還需要在推板和動(dòng)模座之間設(shè)置導(dǎo)柱、導(dǎo)套,以保證推板的順利推出。
2.7、成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):
注塑模具閉合時(shí),成型零件構(gòu)成了成型塑料制品的型腔。成型零
件主要包括凹模、凸模、型芯、鑲拼件、各種成型桿與成型環(huán)。成型零件承受高溫高壓塑料熔體的沖擊和摩擦。在冷卻固化后形成了塑件的形體、尺寸和表面。在開模和脫模時(shí)需克服與塑件的黏著力。在上萬次、甚至幾十萬次的注塑周期后,成型零件的形狀和尺寸精度、表面質(zhì)量及其穩(wěn)定性決定了塑件制品的相對(duì)質(zhì)量。成型零件在充模保壓階段承受很高的成型壓力,作為高壓容器,它的強(qiáng)度和剛度必須在容許值之內(nèi)。成型零件的結(jié)構(gòu),材料和熱處理的選擇及加工工藝性是影響模具工作壽命的主要因素。
成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),當(dāng)然是以成型符合質(zhì)量要求的塑件制品為前提,但必須考慮金屬零件的加工性及模具制造成本。成型零件成本高于模架的價(jià)格,隨著型腔的復(fù)雜程度、精度等級(jí)和壽命要求的提高而提高。
2.7.1、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):
凹模是成型塑件外表面的成型零件。凹模的基本結(jié)構(gòu)可分為整體式、整體嵌入式和組合式。而采用鑲拼結(jié)構(gòu)的凹模,對(duì)于改善模具加工工藝性有明顯好處;而且適用于側(cè)向分型的模具,由瓣合式模塊、定位銷和模套組成。
2.7.1.1、在凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,采用鑲拼結(jié)構(gòu)有以下好處:
(1)、簡(jiǎn)化凹模型腔加工,將復(fù)雜的凹模內(nèi)形體的加工變成鑲件的外形加工。降低了凹模整體的加工難度。
(2)、鑲件可用高碳鋼或高碳合金鋼淬火。淬火后變形較小,可用專用磨床研磨復(fù)雜形狀和曲面。凹模中使用鑲件的局部型腔有較高的精度,經(jīng)久的耐磨性并可置換。
(3)、可節(jié)約優(yōu)質(zhì)模具鋼,尤其對(duì)于大型模具更是如此。
(4)、有利于排氣系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的通道的設(shè)計(jì)和加工。
盡管有以上好處,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中還應(yīng)該注意以下幾點(diǎn):
(1)、凹模的強(qiáng)度和剛度因此會(huì)有所削弱,故??虬鍛?yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。
(2)、鑲件之間、鑲件和??蛑g應(yīng)盡量凹凸槽相互扣鎖,以減小整體凹模在高壓下的變形和鑲件的位移。鑲件必須準(zhǔn)確定位,并有可靠緊固。
(3)、鑲拼接縫必須配合緊密,轉(zhuǎn)角和曲面處不能設(shè)置拼縫,拼縫線方向應(yīng)與脫模方向一致。
(4)、鑲拼件的結(jié)構(gòu)應(yīng)有利于加工、裝配和調(diào)換。鑲拼件的形狀和尺寸精度應(yīng)有利于凹模總體精度,并保證動(dòng)模和定模的對(duì)中性,還應(yīng)有避免誤差累積的措施。
本設(shè)計(jì)中所使用的鑲拼結(jié)構(gòu)如下圖2-5所示:
圖2-5:鑲拼凹模塊
2.7.1.2、模板的選擇:
根據(jù)分型和成型需要以及圖2-26中型注塑機(jī)的模板尺寸可以看出本模具中需要兩塊模板,都由表2-95選擇規(guī)格的模板。再根據(jù)圖2-68可以看出凹模最小壁厚為,本設(shè)計(jì)中采用最小壁厚值;根據(jù)表2-99(模架組合形式)可以查出模套的最小壁厚:
;在滿足上述要求的前提下,再根據(jù)塑件的尺寸和所查標(biāo)準(zhǔn)模板可以確定其基本輪廓如圖2-6中所示:
圖2-6:凹模板輪廓圖
2.7.2、型芯和成型桿的設(shè)計(jì):
型芯和成型桿是成型塑件的內(nèi)表面的部分,大的型芯也稱凸模,是成型塑件中較大的主要內(nèi)形的零件;型桿一般指成型塑件的孔或凹槽的小型芯。
(1) 、型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):
本設(shè)計(jì)中采用最常用的圓柱型芯結(jié)構(gòu),側(cè)向型芯部分根據(jù)制品套筒的內(nèi)長(zhǎng)孔輪廓與齒條傳動(dòng)部分做成一體,這里主要論述成型六個(gè)部分的型芯。采用軸肩和墊板的固定方式,定位配合部分長(zhǎng)度為,用小間隙或過度配合。非配合長(zhǎng)度上擴(kuò)孔后,有利于排氣。型芯軸肩高度在嵌入后必須高出模板裝配平面,經(jīng)研磨成同一平面后再與墊板連接,采用的配合形式。這種從模板背面壓入型芯的方法,稱之為反嵌法。具體結(jié)構(gòu)見圖2-7中所示:
圖2-7:圓柱型芯的常用結(jié)構(gòu)
(2)、成型塑件大口端部異形型芯的設(shè)計(jì):
非圓形的異形型芯大都采用反嵌法,在型腔板上加工出相配合的異形孔。但支撐和軸肩部分均為圓柱形體,以便于加工和裝配。如下圖2-8所示:
圖2-8:異形型芯的結(jié)構(gòu)圖
2.7.3、成型零件剛材選用:
成型零件材料選用要求如下:
(1)、機(jī)械加工性能良好。
要選用易于切削,且在加工后能得到高精度零件的的鋼種。因此中碳鋼和中碳合金鋼是最常選用的,這對(duì)大型模具尤其重要。對(duì)需要電火花加工的零件,還要求該鋼種的燒傷硬化層較薄。
(2)、拋光性能優(yōu)良好。
注塑模成型零件工作表面,多需拋光達(dá)到鏡面,。要求鋼材的硬度為宜,表面過硬會(huì)使拋光困難。剛才的顯微組織應(yīng)均勻致密,極少雜質(zhì),無斑疵或針點(diǎn)。
(3)、耐磨性和抗疲勞性能好。
注塑模型腔不僅受高壓塑料熔體沖刷,而且還受冷熱溫度交變的應(yīng)力作用。一般的高碳合金鋼,可以經(jīng)過熱處理獲得高硬度,但韌性差易形成表面裂紋,不宜采用。所選鋼種應(yīng)使注塑模能減少拋光修模的次數(shù),能長(zhǎng)期保持型腔的尺寸精度,達(dá)到所計(jì)劃批量生產(chǎn)的使用壽命期限。這對(duì)于30萬以上的注塑次數(shù)和玻璃纖維增強(qiáng)的塑料注塑生產(chǎn)尤其重要。
(4)、鋼種有時(shí)應(yīng)具有耐腐蝕性能。
選用鋼種時(shí)應(yīng)按塑料制品的生產(chǎn)批量、塑料物料品種及塑件精度和表面質(zhì)量要求確定:根據(jù)以上基本要求,考慮到各種具體條件和塑件要求根據(jù)表2-177(塑料模零件常用材料及熱處理)選用成型零件材料均為,經(jīng)過粗加工后經(jīng)淬火處理硬度可達(dá)。
第3章:模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算
成型零件的工作尺寸,是成型零件上直接用來成型塑料制品的那部分尺寸。成型零件分為兩大類:即光滑成型零件,他們是型腔、型芯;還有螺紋成型零件,本設(shè)計(jì)中只用到光滑成型零件,只設(shè)計(jì)這部分。
成型零件的工作尺寸,要保證所成型塑料制品的尺寸。而影響塑料制品尺寸和公差的因素相當(dāng)復(fù)雜,如模具的制造誤差及模具的磨損;塑料成型收縮率的偏差和波動(dòng);溢料飛邊厚度及其波動(dòng);模具在成型設(shè)備上的安裝調(diào)整誤差、成型方法及成型工藝的影響等。
成型零件的工作尺寸計(jì)算,要考慮塑件制品的尺寸公差,所成型塑料的收縮率、溢料飛邊厚度、塑料制品脫模、模具制造的加工條件及可以達(dá)到的水平的因素。
本設(shè)計(jì)中成型零件工作尺寸計(jì)算時(shí)均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來進(jìn)行計(jì)算。
查表2-1(熱塑性塑料的成型收縮率)的成型收縮率為,故平均收縮率為,考慮到工廠模具制造的現(xiàn)有條件,模具制造公差取。
型腔及型芯的工作尺寸的具體有關(guān)計(jì)算如下表3-1所示:
模具零件名稱
尺寸類型
塑件尺寸
計(jì)算公式
型芯或型腔工作尺寸
凹模鑲塊型腔
型腔內(nèi)徑
各成型型芯
型芯外徑
型芯
高度
凹模鑲塊型腔
型腔深度
中心邊距
中心邊距
注:
(1)、 型腔徑向尺寸
塑件外形基本尺寸
塑件平均收縮率
(2)、按公式計(jì)算塑件公差應(yīng)符合:塑件外形尺寸的偏差為下偏差;內(nèi)形尺寸的偏差為上偏差;中心邊距為雙向等值偏差。
第4章:模具加熱與冷卻系統(tǒng)的計(jì)算
本塑件在注射乘虛時(shí)不要求有太高的模溫,因而在模具上可不設(shè)加熱系統(tǒng)。是否需要冷卻系統(tǒng)可作如下設(shè)計(jì)計(jì)算:
4.1、冷卻系統(tǒng)的有關(guān)計(jì)算:
設(shè)定模具平均工作溫度為,用的常溫水作為模具冷卻介質(zhì),其出口溫度為,產(chǎn)量為(初算每5分鐘一套)。
(1)、求塑件在硬化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量為,查表3-81得尼龍1010的單位熱流量為,這里取,則
(2)、求冷卻水的體積流量:
求冷卻水的體積流量
由體積流量查表9-2可知所需的冷卻水管直徑為。
4.2、型芯冷卻水道的設(shè)置
(1)、橫向大型芯的冷卻水道設(shè)置:
由于需要冷卻的型芯尺寸較長(zhǎng),可采用銅管插入型芯。在制作時(shí)首先應(yīng)保證型芯有足夠的力學(xué)強(qiáng)度,其次,銅管與型芯內(nèi)孔的配合要適當(dāng)。
由于本模具采用一模兩腔,其型芯的冷卻方式可分為串聯(lián)冷卻和并聯(lián)冷卻兩種,串聯(lián)冷卻水道具有流動(dòng)有力的特點(diǎn),但存在隨型芯數(shù)目增加,溫度梯度變化的缺點(diǎn)。并聯(lián)冷卻水道隨溫度梯度變化不大,但流動(dòng)不夠有力,其結(jié)果會(huì)導(dǎo)致對(duì)不同型芯冷卻效果不均勻??紤]本模具的型腔數(shù)目只有兩個(gè)可以優(yōu)先考慮采用串聯(lián)冷卻水道形式:如下頁(yè)圖4-1中所示:
圖4-1:串聯(lián)式冷卻水道
(2)、直徑為的小型芯的冷卻水道設(shè)計(jì)要點(diǎn):
直徑較小的的(通常小于)且尺寸較較長(zhǎng)的型芯,由于表面積小,使得熱傳導(dǎo)非常困難。在成型過程中,因細(xì)長(zhǎng)型芯散熱不良,會(huì)引起制品在這一部位出現(xiàn)變形、縮孔等缺陷。因此,必須采用特殊的冷卻方式對(duì)細(xì)長(zhǎng)型芯的溫度加以控制。對(duì)于這類型芯結(jié)構(gòu),通常在設(shè)計(jì)時(shí)采用下列幾種冷卻方式:
、冷卻水圍繞型芯。
、采用傳熱導(dǎo)率較高的材料制造細(xì)長(zhǎng)型芯。等方法可以考慮應(yīng)用。本模具采用冷卻水圍繞型芯的形式。
第五章:模具閉合高度的確定
根據(jù)注塑機(jī)的型號(hào)注塑機(jī)的模板尺寸可如前面選擇凹模板的模板尺寸為,在根據(jù)凹模板尺寸選擇表2-95中注塑模中、小模架組合形式??芍鞑糠殖叽纾憾W澹?;兩塊凹模均為;動(dòng)模板:;支承板,動(dòng)模座板為:。
因此模具的閉合高度為:
考慮到注塑機(jī)的模具厚度為,可以調(diào)整一下支承板厚度為,可以確定閉合高度為。經(jīng)檢驗(yàn)符合設(shè)計(jì)要求。
第六章:注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核
本模具的外形尺寸為就是根據(jù)型注塑機(jī)的模板尺寸選出的模架組合,所以不需要檢驗(yàn)?zāi)>咄庑纬叽绾妥⑺軝C(jī)的最大安裝尺寸。
(1)、模具厚度的校核:
由上述計(jì)算模具的閉合高度為,型注塑機(jī)所允許的模具的厚度為,即滿足模具的安裝條件。
由于型注塑機(jī)的最大開模行程,滿足式頂出塑件要求。
即使模具的側(cè)向抽芯距離很大,但仍然有足夠的開模行程,注塑機(jī)的開模行程足夠。經(jīng)過檢驗(yàn),注塑機(jī)能滿足使用要求,故可以采用。
(2)、注塑量的校核:
由前面計(jì)算可知塑件重量為,澆注系統(tǒng)約為,則每次注射所需熔融塑料量為(按一模量腔)。注塑機(jī)的最大注塑量為,能滿足要求。
第7章 繪制模具總裝圖和非標(biāo)準(zhǔn)零件工作圖
本模具的總裝圖見裝配圖所示。非標(biāo)準(zhǔn)件圖見零件圖。
本模具的特點(diǎn)及工作原理如下:
特點(diǎn):該模具采用雙點(diǎn)式澆口進(jìn)料,澆口與制品自動(dòng)斷離。采用齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)抽側(cè)向型芯,一模兩腔。
工作原理:開模時(shí),由固定在定模座板17上的主動(dòng)齒條24帶動(dòng)齒輪5轉(zhuǎn)動(dòng),通過齒條滑座26完成側(cè)向抽芯動(dòng)作。分型面在彈簧21作用下分型,分型距離由定距拉桿22限定。隨后,分型面分型,由推桿4推出制品。為防止推桿與型芯干涉,采用彈簧30實(shí)現(xiàn)推出機(jī)構(gòu)預(yù)先復(fù)位。
注:此處參考設(shè)計(jì)原始資料
第8章 注塑模主要零件加工工藝規(guī)程的編制
在此僅對(duì)型腔的加工工工藝過程進(jìn)行分析,見下頁(yè)表8-1。
表8-1
序號(hào)
工藝名稱
工藝內(nèi)容
01
下料
鋸取符合成型型腔方形塊料鍛壓,并進(jìn)行鍛后退火處理。
02
銑床加工
①粗刨六個(gè)端面
②磨六端面并使達(dá)到設(shè)計(jì)要求
03
劃線加工孔
在端面上劃線,并鉆床加工㎜的型芯孔和主流道的線切割工藝孔
04
線切割加工
線切割加工主流道和成型型腔。
05
數(shù)控銑加工
用數(shù)控銑床加工型芯的外輪廓以及階梯型孔。
06
鉆孔、攻螺紋
加工固定型芯的螺孔。
07
熱處理
對(duì)工件進(jìn)行淬火、回火,并檢查硬度達(dá)到62HRC。
08
拋光
對(duì)型芯,型腔進(jìn)行拋光處理,使其達(dá)到精度要求。
第9章 模具的安裝與調(diào)試:
9.1模具的安裝:
料模的裝配順序有兩種方式:一是當(dāng)動(dòng)、定模在合模后有正確配合要求,易于對(duì)中時(shí),以其主要工作零件如型芯、型腔和鑲件等作為裝配基準(zhǔn),再加工裝配導(dǎo)柱、導(dǎo)套。另一種是當(dāng)塑料件結(jié)構(gòu)形狀使型芯、型腔在合模后難找正或者模具設(shè)有斜滑塊機(jī)構(gòu)時(shí),把事先裝好的導(dǎo)柱、導(dǎo)套、作為模具的裝配基準(zhǔn)進(jìn)行裝配。結(jié)合本副模具的設(shè)計(jì)特點(diǎn),采用第二種方式比較合適。
模具裝配的過程如下:
⑴ 裝配前按圖檢驗(yàn)主要工作零件以及其他零件的尺寸。
⑵ 鏜導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔,將定模、墊板、推件板和動(dòng)模疊合在一起,使分模面緊密接觸并夾緊,鏜導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔,在孔內(nèi)壓入工藝定位銷后加工模板的側(cè)面作為垂直基準(zhǔn)。
⑶ 加工動(dòng)定模組合,以上述垂直基準(zhǔn)來確定模板上主型芯和鑲件的實(shí)際位置,并以此為基準(zhǔn)來銑各模板圓形階梯孔以及通孔。
⑷ 按照上述方式鏜動(dòng)模部分的動(dòng)模墊板和固定板上的導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔,以及確定鑲套的位置,并銑削加工模板型孔。
⑸ 壓入導(dǎo)柱、導(dǎo)套。在模具各模板上分別壓入導(dǎo)柱、導(dǎo)套,使導(dǎo)向可靠,滑動(dòng)靈活。
⑹ 裝配型芯。首先將定模座、定模墊板和推件板合攏,把主型芯和三個(gè)滑塊配合后一起放入定模墊板和推件板型孔內(nèi),然后反向把主型芯壓入定模座的型孔中。用螺孔復(fù)印法使主型芯緊固在定模座上。
⑺ 通過主型芯來引鉆定模座、定模墊板和推件板上的限位拉桿配合孔。然后并依次引鉆動(dòng)模板和動(dòng)模墊板上的限位拉桿配合孔。
⑻ 把鑲套和鑲套分別壓入動(dòng)模板和動(dòng)模墊板內(nèi),使其位置對(duì)應(yīng)。
⑼ 組裝活動(dòng)型芯機(jī)構(gòu)。先將已和轉(zhuǎn)軸裝配好的兩瓣活動(dòng)型芯放入鑲套內(nèi),擱放位置要精確,然后將楔柱和連桿放入動(dòng)模固定板內(nèi),確保楔柱和連桿與兩瓣活動(dòng)型芯裝配合理,運(yùn)動(dòng)自如。使楔柱連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)行靈活,工作行程能夠開模要求。
⑽ 加工定模座板。加工螺孔、銷釘孔和導(dǎo)柱孔,并將定位環(huán)壓入定模座用螺釘固定。
⑾ 裝配定模部分。用平行夾頭把定模中上述已裝配好的各模板夾緊。然后攻、鉆螺孔,最后用螺釘和銷釘固定定模部分。
⑿ 按上述方法裝配動(dòng)模部分,并校驗(yàn)和修正楔柱連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)作參數(shù)。
⒀ 總裝動(dòng)、定模,保證模具結(jié)構(gòu)的導(dǎo)向定位精度。
⒁ 試模,并投產(chǎn)驗(yàn)收。
9.2 模具的調(diào)試:
注射模裝配成以后。也要按正常的生產(chǎn)條件進(jìn)行試模,以了解模具的實(shí)際使用性能是否滿足生產(chǎn)要求、有無不完善的地方進(jìn)行改進(jìn)或作調(diào)整。
通過試模塑件上常會(huì)出現(xiàn)各種弊病,為此必須進(jìn)行原因分析,排除故障。造成次廢品的原因很多,有時(shí)是單一的,但經(jīng)常是多個(gè)方面綜合的原因。需按成型條件,成型設(shè)備,模具結(jié)構(gòu)及制造精度,塑件結(jié)構(gòu)及形狀等因素逐個(gè)分析找出其中主要矛盾,然后再采取調(diào)節(jié)成型條件,修整模具等方法加以解決。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(nèi),或型芯上,甚至因流道粘著制品被損壞。這是試模首先應(yīng)當(dāng)解決的問題。
在試模過程中,應(yīng)做詳細(xì)記錄,并將結(jié)果填入試模記錄卡,注明模具是否合格。如需返修,則應(yīng)提出返修意見。在記錄卡中應(yīng)摘錄成型工藝條件及操作注意要點(diǎn),最好能附加上加工出的制件,以供參考。
試模后,將模具清理干凈,涂上防銹漆,然后分別入庫(kù)和返修。
設(shè)計(jì)總結(jié)
畢業(yè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常繁雜且需要細(xì)心和耐心的工作,設(shè)計(jì)過程中涉及的知識(shí)面比較廣泛,有的是我們課本上沒有的東西,這就要靠自己去圖書館查找所需要的資料,以達(dá)到設(shè)計(jì)所需要的要求;還有很多設(shè)計(jì)與計(jì)算,需要謹(jǐn)慎的態(tài)度和認(rèn)真的精神,完成這樣復(fù)雜的工作確實(shí)是一次很好的鍛煉和提高。
在學(xué)校中,我們主要學(xué)的是理論性的知識(shí),而實(shí)踐性很欠缺,而畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)可是把我們以前學(xué)的專業(yè)知識(shí)體系系統(tǒng)的總結(jié)運(yùn)用一下,使我們?cè)跍亓?xí)舊知識(shí)的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識(shí)和技巧;這不但提高了我們解決問題的能力,開闊了我們的視野,也在一定程度上彌補(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足,為以后參加工作打下可堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容為套筒注塑模設(shè)計(jì),通過對(duì)套筒注塑模具的設(shè)計(jì),基本掌握了對(duì)塑料注塑模設(shè)計(jì)的方法及步驟,對(duì)塑料模有了更進(jìn)一步的了解和認(rèn)識(shí),對(duì)模具的制造方法和制造過程有了新的認(rèn)識(shí)和心得。
本設(shè)計(jì)共分九章,分別對(duì)零件工藝性分析、工藝方案的確定、模具結(jié)構(gòu)及成型設(shè)備的選擇、工藝計(jì)算、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工工藝等幾方面進(jìn)行了闡述。
由于本人水平有限,很多知識(shí)掌握的還不是很牢固,因此在設(shè)計(jì)中難免要遇到很多難題,由于有了課程設(shè)計(jì)老師的不吝指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下,克服了一個(gè)又一個(gè)的困難,使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)趨于完善。同一塑件由不同的人設(shè)計(jì)有多種多樣的方案,這里只是一種方案,通過這次設(shè)計(jì),我認(rèn)識(shí)到了除了要正確掌握和應(yīng)用書本知識(shí)外,吸取他人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和查閱重要資料也是非常重要的。
在工作實(shí)習(xí)期間能夠有此機(jī)會(huì)搞設(shè)計(jì),對(duì)于實(shí)踐和理論的結(jié)合確實(shí)是一次很好的時(shí)期,更加深了對(duì)工作實(shí)際和課本理論之間距離的把握。
致謝
在本次設(shè)計(jì)過程中得到了楊占堯教授、翟德梅老師、原紅玲老師、于智宏老師等幾位的指導(dǎo)、大力支持和幫助,在此向他們表示誠(chéng)摯的感謝。由于本人水平有限,收集資料范圍有限,如果有不盡人意的地方,懇請(qǐng)幾位導(dǎo)師不吝賜教,多提寶貴意見。
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