17充電器外殼注塑模具設(shè)計(jì),17,充電器,外殼,注塑,模具設(shè)計(jì)
1 緒論
1 .1 前言
隨著中國(guó)當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的日趨好轉(zhuǎn),在“實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興”口號(hào)的倡引下,中國(guó)的制造業(yè)也日趨蓬勃發(fā)展,而模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一,模具工業(yè)能促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和質(zhì)量提高,并能獲得極大的經(jīng)濟(jì)效益,因而引起了各國(guó)的高度重視和贊賞[1]。在日本,模具被譽(yù)為“進(jìn)入富裕的原動(dòng)力”,德國(guó)則冠之為“金屬加工業(yè)的帝王”,在羅馬尼亞則更為直接“模具就是黃金”,可見(jiàn)模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重要地位。我國(guó)對(duì)模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視,早在1989年3月頒布的《關(guān)于當(dāng)前國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中,就把模具技術(shù)的發(fā)展作為機(jī)械行業(yè)的首要任務(wù)。
1.2課程設(shè)計(jì)的意義
本次課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是盒蓋的注塑模具設(shè)計(jì),也就是設(shè)計(jì)一副注塑模具來(lái)生產(chǎn)盒蓋的塑件產(chǎn)品,以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。針對(duì)盒蓋的具體結(jié)構(gòu),通過(guò)此次設(shè)計(jì),使我對(duì)模具設(shè)計(jì)有了較深的認(rèn)識(shí)。同時(shí),在設(shè)計(jì)過(guò)程中,通過(guò)查閱大量資料、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)、期刊等,結(jié)合教材上的知識(shí)也對(duì)注塑模具的組成結(jié)構(gòu)(澆注系統(tǒng)、成型零部件、導(dǎo)向部分、推出機(jī)構(gòu)、排氣系統(tǒng)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng))有了一定的認(rèn)識(shí),拓寬了視野,豐富了知識(shí),為將來(lái)獨(dú)立完成模具設(shè)計(jì)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。
1.3主要內(nèi)容
翻閱指導(dǎo)老師所發(fā)放的任務(wù)書中詳細(xì)的任務(wù)量,現(xiàn)總結(jié)本次設(shè)計(jì)主要容如下:
(1) 完成盒蓋二維圖繪制
(2) 完成盒蓋模具裝配圖
(3) 根據(jù)繪制的模具型芯型腔零件圖
(4) 編寫規(guī)定字?jǐn)?shù)說(shuō)明書
2 塑件工藝分析
2.1 塑件分析
本次模具課程設(shè)計(jì)的塑料產(chǎn)品是充電器外殼,在開(kāi)始模具設(shè)計(jì)之前需要對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行大致分析,在這個(gè)基礎(chǔ)上才能設(shè)計(jì)出合適的模具方案,此類塑料產(chǎn)品屬于壁厚均勻的殼體,壁厚為1 mm,長(zhǎng)和寬分別為72.6mm和27mm,高為36mm,該塑件形狀不規(guī)則,外部和內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,繪制出塑件二維圖如圖2.1所示;
圖2.1塑件二維圖
圖2.2塑件三維圖
2.3 材料選擇及材料的性能
2.3.1 材料選擇
該塑料產(chǎn)品是充電器外殼,由于屬于外殼類東西,承受外力的概率高,如沖擊載荷,振動(dòng),摩擦等情況比較多;由于是人們?nèi)粘J褂玫碾娮赢a(chǎn)品,由于內(nèi)部線路保護(hù)產(chǎn)品,絕緣性也要好,本次充電器外殼選用的材質(zhì)為ABS。
ABS的外觀為不透明呈象牙色的粒料,無(wú)毒、無(wú)味、吸水率低其制品可著成各種顏色,并具有90%的高光澤度。ABS的相對(duì)密度為1.05,ABS同其它材料的結(jié)合性好,易于表面印刷、涂層和鍍層處理。ABS的氧指數(shù)為18.2,屬易
燃聚合物,火焰呈黃色,有黑煙,燒焦但不滴落,并發(fā)出特殊的肉桂味。ABS是一種綜合性能十分良好的樹(shù)脂,在比較寬廣的溫度范圍內(nèi)具有較高的沖擊強(qiáng)度和表面硬度,熱變形溫度比PA、PVC高,尺寸穩(wěn)定性好,收縮率在0.4%~0.7%范圍內(nèi),若經(jīng)玻纖增強(qiáng)后可以減少到0.2%~0.4%,而且絕少出現(xiàn)塑后收縮。其臨界表面張力為34—38mN/cm。ABS熔體的流動(dòng)性比PVC和ABS好,但比PE、PA及PS差,與POM和HIPS類似。ABS的流動(dòng)特性屬非牛頓流體,其熔體粘度與加工溫度和剪切速率都有關(guān)系,但對(duì)剪切速率更為敏感。
(1) 干燥處理:80-90度,2小時(shí)。??
(2) 熔化溫度:200~240C。
(3) 模具溫度:50~80C。
(4) 注射壓力:盡可能地使用高注射壓力。 ????
(5) 注射速度:對(duì)于較小的澆口使用低速注射,對(duì)其它類型的澆口使,用高速注射。典型用途,電氣和商業(yè)設(shè)備(電視、吸塵器的外殼等),器具(冰箱的內(nèi)箱、容器等),空調(diào)的護(hù)珊,電話殼體等。
2.4成型工藝
經(jīng)比較,成型設(shè)備采用臥式注射機(jī)較好,其優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體較低,容易操作和加料,塑件脫模后可以自動(dòng)落下可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作,注塑機(jī)的重心較低安裝穩(wěn)定,適合大中型注射機(jī)的設(shè)計(jì)制造。
表2.1 ABS塑料的部分技術(shù)指標(biāo)
技術(shù)指標(biāo)
值
密度(g / cm^-3)
1.02~1.16
收縮率(%)
0.4~0.7
透明度
不透明
比熱容/(J·kg^-1·k^-1)
1470
吸水性(24小時(shí))(%)
0.2~0.4
屈服強(qiáng)度/MPa
50
拉伸彈性模量/GPa
1.8
抗壓強(qiáng)度/MPa
53
彎曲彈性模量/GPa
1.4
熔點(diǎn)℃
130~160
2.5 ABS的注射成型工藝參數(shù)
注塑機(jī)類型:螺桿式
噴嘴形式:通用式
料筒一區(qū)150——170
料筒二區(qū)180——190
料筒三區(qū)200——210
噴嘴溫度180——190
模具溫度50——70
注塑壓60——100
保壓40——60
注塑時(shí)間2——5
保壓時(shí)間5——10
冷卻時(shí)間5——15
周期15——30
后處理紅外線烘箱
溫度(70)
時(shí)間(0.3——1)
3 注射機(jī)的初選
3.1 塑件的質(zhì)量與體積
通過(guò)軟件分析單個(gè)塑件體積 :V=6.9mm;查有關(guān)資料可知ABS的密度為1.02~1.05g/mm :則單件塑件重量M≈7.245g。
模具成型的塑料制品和流道凝料總質(zhì)量應(yīng)小于注射機(jī)的額定注射量的80%,澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估計(jì)澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)前是不能確定準(zhǔn)確的數(shù)值的,但可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的0.2~1來(lái)計(jì)算。
因?yàn)槌醪綌M定的型腔數(shù)為一模2腔所以總質(zhì)量為:6.9×2+(6.9×2)×0.2=16.56cm3
3.2注塑機(jī)的選型
根據(jù)以上每一生產(chǎn)周期的注射量和鎖模力的計(jì)算值,初選XS-ZY-125臥式注射機(jī),其主要參數(shù)參考相關(guān)文獻(xiàn)[5]如表4-3所示。
表4-3 XS-ZY-125注射機(jī)技術(shù)參數(shù)
項(xiàng)目
參數(shù)
項(xiàng)目
參數(shù)
理論注射容積/cm3
125
塑化能力(kg.h-1)
29.6
螺桿直徑/cm
36
拉桿內(nèi)間距/mm
260-360
移模行程/mm
300
注射壓力/MPa
236
最小模具厚度/mm
200
最大模具厚度/mm
300
模具定位孔直徑/mm
100
鎖模形式
液壓-機(jī)械
噴嘴口直徑/mm
4
鎖模力/kN
900
噴嘴球直徑/mm
14
最大成型面積/cm2
650
37
4 分型面的選擇及型腔排列
4.1 分型面的選擇
在選擇分型面的位置時(shí)候必須提前了解分型面的選取原則,在書上查閱到分型面的主要選擇原則:
1)分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處;
2)使塑件在開(kāi)模后留在動(dòng)模上;
3)分型面的痕跡不影響塑件的外觀
4)澆注系統(tǒng),特別是澆口能合理的安排;
5)使推桿痕跡不露在塑件外觀表面上;
6)使塑件易于脫模。
分析塑件結(jié)構(gòu)特點(diǎn),此類外殼體類零件,通常都選在塑件截面最大的部位,即產(chǎn)品底部。如果選擇其他位置,會(huì)在外殼表面留下分型線的痕跡,這是對(duì)外觀件兒絕對(duì)不允許的,所以選則塑件下表面為分型面是非常合理的,這樣既能滿足分型面最大橫截面積原則,又能不影響外觀,分型面位置如圖所指位置的平面所示。
圖4.1 分型面位置
4.2 確定型腔的排列方式
在確定型腔數(shù)目的時(shí)候,既要分析塑料產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),又要考慮到它的精度即體積大小,所以準(zhǔn)備將型腔數(shù)目定為一模兩腔,本塑件在注射時(shí)采用一模兩件。在考慮型腔的排布的時(shí)候既要考慮到澆注系統(tǒng)澆道平衡又要考慮到后期方便布置側(cè)抽機(jī)構(gòu),決定采用一字型排布,
型腔排布
4.3標(biāo)準(zhǔn)模架的選用
國(guó)內(nèi)許多廠家的模架已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,注塑模模架國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)小型模具模板尺寸為B×L≤560mm×900mm;可以參考GB/T12556——1990《塑料注射模中小型模架及其技術(shù)條件》,由于塑料模具的蓬勃發(fā)展,現(xiàn)在全國(guó)各地的部分地區(qū)形成了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),對(duì)注射模進(jìn)行分類的時(shí)候有很多種方法,在這里主要說(shuō)的分類方式就是按照整體結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行的,
(1) 單分型面注射模、
(2) 雙分型面注射模、
(3) 帶有活動(dòng)成型零件的模、
(4) 側(cè)向分型抽芯注射模、
(5) 定模帶有推出機(jī)構(gòu)的注射模、
(6) 自動(dòng)卸螺紋的注射模、
本次模具設(shè)計(jì)的采用單分型面兩板模結(jié)構(gòu)圖如圖:
選用基本型CI型,模板周界尺寸250×350 mm
定模座板厚: 25mm
定模板厚: A=85mm
動(dòng)模板厚: B=70 mm
墊塊厚度: C=90 mm
動(dòng)模座板厚: 25mm
排氣縫隙厚度為1mm
模具厚度:H模=296mm
根據(jù)以上計(jì)算,所選模架型號(hào)為龍記模架CI型CI-2035A85B70C90.
5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)塑料熔體從注塑機(jī)噴嘴到模具型腔為止的一種完整的輸送管道。它具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能,對(duì)塑件質(zhì)量具有決定性影響。澆注系統(tǒng)由:主流道、分流道、澆口、冷料穴組成。
對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)時(shí),一般應(yīng)遵循如下原則:
a. 了解塑料的成型性能
b. 盡量避免或減少產(chǎn)生熔接痕
c. 有利于型腔中氣體的排出
d. 防止型心的變形和嵌件的位移
e. 盡量采用較短的流程充滿型腔
5.1 主流道設(shè)計(jì)
主流道指由注射機(jī)噴嘴出口起到分流道入口止的一段流道,它是塑料熔體首先經(jīng)過(guò)的通道,且與注塑機(jī)噴嘴在同一軸線。主流道、定位圈等的各項(xiàng)參數(shù)與注射機(jī)的規(guī)格密切相關(guān),根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系如下
R = R0 + (1~2)mm
d = d0 + (0.5~1)mm
設(shè)計(jì)手根據(jù)冊(cè)查得 XS-ZY-125型注射機(jī)噴嘴有關(guān)尺寸如下:
噴嘴前端孔徑:d0=3mm
噴嘴前端球面半徑:R0=12mm
所以可知 R =14mm,d =4mm。
主流道的錐角α通常為2°-6°,過(guò)大的錐角會(huì)產(chǎn)生湍流或渦流,卷入空氣,過(guò)小的錐角使凝料脫模困難,還會(huì)使充模時(shí)熔體的流動(dòng)阻力過(guò)大。
由于主流道要與高溫塑料及噴嘴接觸,為了方便維修更換,所以模具的主流道部分通常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套,即澆口套。
5.2分流道的設(shè)計(jì)
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,分流道應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)。
翻閱《注塑模具設(shè)計(jì)實(shí)用教程》教材第2版170頁(yè)查閱常用分流道斷面尺寸推薦如表所示:
表1流道斷面尺寸推薦值
塑料名稱
分流道斷面直徑mm
塑料名稱
分流道斷面直徑 mm
ABS,AS
聚乙烯
尼龍類
聚甲醛
丙烯酸
抗沖擊丙烯酸
醋酸纖維素
聚丙烯
異質(zhì)同晶體
4.8~9.5
1.6~9.5
1.6~9.5
3.5~10
8~10
8~12.5
5~10
5~10
8~10
聚苯乙烯
軟聚氯乙烯
硬聚氯乙烯
聚氨酯
熱塑性聚酯
聚苯醚
聚砜
離子聚合物
聚苯硫醚
3.5~10
3.5~10
6.5~16
6.5~8.0
3.5~8.0
6.5~10
6.5~10
2.4~10
6.5~13
分流道的截面形狀常用的分流道截面形狀有全圓形、梯形、半圓形、矩形和U字型等。本設(shè)計(jì)中由于塑件排布比較緊湊,且準(zhǔn)備采用圓形,根據(jù)推薦值,直徑定為5m, 在型腔排布時(shí),一般兩個(gè)塑件間距在25-40mm之間,這也間接決定了分流道的長(zhǎng)度,分流道長(zhǎng)度為27mm。分流道設(shè)計(jì)如下圖所示:
分主流道截面形狀
5.3 澆口的設(shè)計(jì)
澆口亦稱進(jìn)料口,是連接分流道與型腔的通道,除直接澆口外,它是澆注系統(tǒng)中截面最小的部分,但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分,澆口的位置、形狀及尺寸對(duì)塑件性能和質(zhì)量的影響很大。澆口大致分為五種:
1 直接澆口
2 側(cè)澆口
3 點(diǎn)澆口
4 潛伏澆口
5 耳形澆口
分析塑件使用要求和對(duì)表面質(zhì)量的要求不高,決定采用側(cè)澆口。側(cè)澆口如下圖所示:
側(cè)澆口
5.4冷料井設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)采用帶Z型拉料桿。由于拉料桿頭部的側(cè)凹將主流道凝料鉤住,分模是即可將凝料從主流道中拉出。拉料桿的根部固定在推出板上,在推出塑件時(shí),冷料也一同被推出,取產(chǎn)品時(shí)向拉料鉤的側(cè)向稍微許動(dòng),即可脫鉤將塑件連同澆注系統(tǒng)凝料一道取下。
5.5 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
排氣槽是為使模具型腔中的氣體排出而在模具上開(kāi)設(shè)的通氣槽或通氣孔。排氣是注射模具設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的問(wèn)題。在注射成型過(guò)程中,熔體注入型腔時(shí),必須將型腔中的空氣和從熔體中溢出的揮發(fā)性氣體順利排出型腔。
注射模常用的排氣方式有以下幾種:
①用分型面排氣;
②用型腔和模板的配合間隙排氣;
③用側(cè)型芯運(yùn)動(dòng)間隙排氣;
④利用推桿運(yùn)動(dòng)間隙排氣;
⑤開(kāi)設(shè)排氣槽。
本模具為中小型模具,且分型面適宜,可以利用①、②的方式來(lái)排氣,不必再設(shè)計(jì)其他排氣裝置。
6 成型零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算
構(gòu)成塑料模具模腔的零件統(tǒng)稱為成型零部件。成型零部件有凸模和凹模,亦稱作型芯和型腔,在塑料熔融體通過(guò)射速機(jī)注塑到型腔內(nèi)時(shí),對(duì)型腔產(chǎn)生巨大的壓力和沖擊,[21]所以成型零部件不但要具有一定的結(jié)構(gòu)、尺寸、精度,還應(yīng)當(dāng)具有較大的強(qiáng)度、剛度,以減少成型零部件的損壞甚至報(bào)廢,延長(zhǎng)模具壽命。
6.1 型腔的設(shè)計(jì)
型腔是塑件外表面的部件,也叫凹模,按結(jié)構(gòu)不同可以分為組合式型腔和整體式型腔,然而組合式型腔會(huì)在生產(chǎn)塑料制品的時(shí)候留下縫痕跡,影響塑料制品的外觀質(zhì)量,所以對(duì)于外觀件產(chǎn)品不常采用,所以放棄組合式結(jié)構(gòu)而采用整體式型腔是較為合理的選擇.
6.2 型芯設(shè)計(jì)
型芯用于成型塑料的內(nèi)表面,又稱凸模。結(jié)構(gòu)也分為整體式和組合式兩種。本次型芯結(jié)構(gòu)也像型腔一樣采用整體式。
6.3 成型零件工作尺寸的計(jì)算
由于按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量計(jì)算型芯型腔的尺寸有一定的誤差(因?yàn)槟>咧圃旃詈湍>叱尚土悴考谑褂弥械淖畲竽p量大多憑經(jīng)驗(yàn)決定),這里就只考慮塑料的收縮率計(jì)算模具盛開(kāi)零部件的工作尺寸。通過(guò)以下計(jì)算公式,我們分別求得各個(gè)尺寸。
目前,模具工作部分尺寸主要使用兩種方法來(lái)計(jì)算,一個(gè)被稱為平均法,另一種方法稱為公差帶。平均收縮更小的部分一般使用平均法。ABS材料收縮率從0.3%提高到0.7%,其平均收縮率= 0.5%,考慮到工廠的現(xiàn)有條件模具加工制造,模具制造公差選擇δz =Δ/ 5。精密塑料零件是一個(gè)普通類——MT4。腔體類尺寸磨損后增大,芯體類磨損后減小。
若磨損后尺寸增大,則公式為
若磨損后尺寸變小,則公式為
(1) 型腔徑向尺寸的計(jì)算公式
:
公式中 ----塑件的徑向尺寸;
----塑件的平均收縮率;
----塑件的尺寸公差;
----型腔模具
(2) 型腔深度尺寸的計(jì)算公式
公式中 ----塑件的徑向高度;
----塑件的平均收縮率;
----塑件的尺寸公差;
----型腔模具公差
(3) 型芯徑向尺寸的計(jì)算公式
:
公式中 ----塑件的徑向尺寸;
----塑件的平均收縮率;
----塑件的尺寸公差;
----模具公差
(4) 型芯深度尺寸的計(jì)算公式
公式中 ----塑件的徑向高度;
----塑件的平均收縮率;
----塑件的尺寸公差;
----模具公差
7 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
7.1冷卻系統(tǒng)
冷卻系統(tǒng)不參與直接成型工作,它的作用僅僅是降溫,但降溫在塑料模中是一個(gè)很重要的工作,因?yàn)樵诹黧w進(jìn)入容器之后的自然降溫過(guò)程很緩慢,冷卻系統(tǒng)能夠加速這個(gè)過(guò)程,在快速制冷的情況下成品能夠更加完美地成型,這也是順利生產(chǎn)的必要措施,除此之外,除了塑料模內(nèi)部容器,外部的輔助系統(tǒng)幾乎都不是耐高溫的,如果長(zhǎng)時(shí)間處于一種高溫工作環(huán)境,那么這些系統(tǒng)的使用壽命就會(huì)變得很短,為了防止這種情況出現(xiàn),冷卻系統(tǒng)的合理化設(shè)置是必須的。
7.2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則
(1)為了保持冷卻時(shí)的平衡,我們需要將定模和動(dòng)模在冷卻時(shí)分開(kāi)進(jìn)行。
(2)確定的孔徑大小以及位置的確定,普通的灌流器外座壁如果越厚,所形成的水流管道的孔徑就要越大。
(3)如果冷卻水孔的數(shù)量增多,就會(huì)使得模具內(nèi)部的溫度的梯度減小,目的是為了讓灌流器外座的冷卻均勻。
(4)模板和鑲件之間形成的交界面是可以讓冷卻通道通過(guò)的,但是鑲件與鑲件之間形成的交界面是不可以通過(guò)的,這樣做是為了不漏水。
(5)澆注口的位置應(yīng)該使得冷卻的力度加強(qiáng)。
(6)應(yīng)降低進(jìn)水與出水的溫差。
7.3冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)單計(jì)算
7.3.1 單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量W
(1) 取注射周期t =t注+t冷+t脫=2.2+2.9+5.8=10.9s,則每小時(shí)注射次數(shù)為:N=330次
7.3.2 確定單位質(zhì)量的計(jì)時(shí)器底蓋在凝固時(shí)所放出的熱量
(1) ABS的單位熱流量QS的值的范圍在(310~410)KJ/kg,可取QS=360KJ/kg
(2) 計(jì)算冷卻水的冷卻流量qV
設(shè)冷卻水道入口的水溫為θ2=22℃出口水溫為θ1=25℃模具溫度取60℃取水的密度ρ=1000kg/m3
水的比熱容c=4.187kJ/(kg.℃)
(3) 確定冷卻水路的直徑d
為使冷卻水處于瑞流狀態(tài),取模具冷卻水孔的直徑d=6mm。
(5) 冷卻管壁與水交界面的膜轉(zhuǎn)熱系數(shù)
平均水溫為23.5℃時(shí),查表12-4[5]得=6.72
(6)計(jì)算冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積
(7)計(jì)算模具冷卻水管的總長(zhǎng)度
(8)設(shè)冷卻水路根數(shù)為,設(shè)每條水路的長(zhǎng)度為=102mm
根據(jù)查詢模具相關(guān)資料教材《注塑模具設(shè)計(jì)實(shí)用教程》第2版209頁(yè)與經(jīng)驗(yàn)得到冷卻水道直徑為8毫米。由水道排列滿足冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則,水管中心距在孔徑的3~5倍,距離型腔表面是孔徑的1~2倍,并且考慮到管子的壁厚和各個(gè)零件是否干涉的情況,最終水道分上下模仁。冷卻水道結(jié)構(gòu)如圖所示
8 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
8.1 脫模機(jī)構(gòu)
在注射成型的每個(gè)循環(huán)中,都必須使塑件從模具型腔中或型芯上脫出,模具中這種脫出型件的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)(或脫模機(jī)構(gòu))。在設(shè)計(jì)塑件的推出機(jī)構(gòu)的時(shí)候以下原則是不可忽視的。
(1)推出機(jī)構(gòu)應(yīng)近盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)。
(2)保證塑件不因推出而變形損壞。
(3)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單,動(dòng)作可靠。
(4)良好的塑件外觀。
(5)合模時(shí)的準(zhǔn)確復(fù)位。
8.2脫模力的計(jì)算
冷卻成型的塑件從模具型芯推出所需的力稱為脫模力。其設(shè)計(jì)計(jì)算如下(Q):
其中 --凸模在模具中被包的截面周長(zhǎng)長(zhǎng)度(cm);
--摩擦系數(shù)?。?
--脫模斜度;
--被包處的高度尺寸大小(cm);
--塑件收縮單位面積上正壓力,通常情況下可以取為8.0-12MPa;
Q=205×35×10×(0.1cos1°-sin1°)=7175N
8.2脫模機(jī)構(gòu)的選擇
常見(jiàn)的推出機(jī)構(gòu)有推桿,推管,推板和推塊,各個(gè)推出機(jī)構(gòu)都有自己適合推出的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。比如大型深腔薄壁類的產(chǎn)品適合推板推出,細(xì)長(zhǎng)螺柱孔、圓筒形和環(huán)形制品適合推管推出,所以在選擇推出結(jié)構(gòu)的時(shí)候,首先要分析塑件的結(jié)構(gòu),塑件是殼類產(chǎn)品,里面結(jié)構(gòu)不復(fù)雜,有足夠的空間布置頂桿。本次設(shè)計(jì)的推出機(jī)構(gòu)是采用推桿頂出塑件。
8.3 脫模機(jī)構(gòu)的布置
為能使能夠順利頂出塑件,達(dá)到良好的退出效果。推出機(jī)構(gòu)的合理分布必不可少,將4根頂桿分布如圖所示,在依靠頂桿共同作用下順利的頂出塑件。
頂桿布置
8.4 推桿復(fù)位裝置
推出機(jī)構(gòu)用可用多種方式復(fù)位,如彈簧復(fù)位,強(qiáng)制回位和回針復(fù)位,一般模具設(shè)計(jì)追求安全可靠,同時(shí)采用這三種方法。復(fù)位桿應(yīng)對(duì)稱布置,長(zhǎng)取2~4根,長(zhǎng)度與推桿相同。彈簧復(fù)位是一種簡(jiǎn)單復(fù)位方法,它具有先行復(fù)位功能,數(shù)跟彈簧裝在動(dòng)模板與推板之間,推出塑件時(shí)彈簧被壓縮,當(dāng)注射機(jī)的頂桿后退,彈簧即將推板推回。強(qiáng)制回位是有一根強(qiáng)制回位桿分別連接頂針固定板和注塑機(jī)的液壓系統(tǒng)上,和模前由液壓系統(tǒng)強(qiáng)制回位,回針是在分模面上有四根回位針,其固定在頂針固定板上,和模時(shí)先是回針和模面接觸把頂針強(qiáng)制帶回,避免頂針碰花模仁。其結(jié)構(gòu)如下圖所示
復(fù)位結(jié)構(gòu)圖
9導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
9.1 導(dǎo)向、定位機(jī)構(gòu)的主要功能
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證塑料注射模具的動(dòng)模與定模合模時(shí)正確定位和導(dǎo)向的重要零件,通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向,主要零件包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套。其具體作用有:
(1)定位作用;
(2)導(dǎo)向作用;
(3)承載作用;
(4)保持運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)作用;
(5)錐面定位機(jī)構(gòu)作用。
9.2導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)
(1) 導(dǎo)向零部件在進(jìn)行分布的時(shí)候,是合理進(jìn)行的,在這個(gè)模具的周圍,還有在靠近邊上的地方,它的中心點(diǎn)到這個(gè)模具的邊上的距離都是可以滿足需要的,這樣一來(lái)模具的強(qiáng)度就達(dá)到要求了,避免有導(dǎo)柱還有導(dǎo)套在壓入的時(shí)候出現(xiàn)形狀的改變。
(2) 按照模具的外部形狀,還有具體的尺寸,一個(gè)模具配備的導(dǎo)柱有兩個(gè)到四個(gè)。假如模具對(duì)于凹模還有凸模都有方位的一些需求的時(shí)候,那么使用的導(dǎo)柱直徑都是不一樣的,也可以是導(dǎo)柱的直徑都是一樣的,不過(guò)這兩個(gè)導(dǎo)柱在安裝的時(shí)候位置要錯(cuò)開(kāi)來(lái)才可以。
(3) 因?yàn)樗芰袭a(chǎn)品一般都是在公模上面的,所以說(shuō)要想產(chǎn)品脫離模具的時(shí)候便利一點(diǎn),通常都是將導(dǎo)柱裝在母模的上面。
(4) 承屑槽應(yīng)該安置在導(dǎo)柱還有導(dǎo)套的分型面的地面
(5) 導(dǎo)柱的軸線應(yīng)該跟導(dǎo)套的軸線,還有導(dǎo)向孔的軸線都是平行的。
(6) 模具合起來(lái)的時(shí)候,要確保導(dǎo)向零部件先碰起來(lái),防止公模首先到模腔的里面去,會(huì)將生產(chǎn)的零部件破壞。
9.3導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì)
常用的合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有兩種形式,導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位,[23]本文注塑模具選用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu),由于動(dòng)、定模尺寸較大。本次導(dǎo)向結(jié)構(gòu)采用常規(guī)的導(dǎo)柱導(dǎo)套。
導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式有兩種:一種為單節(jié)式導(dǎo)柱,另一種為臺(tái)階式導(dǎo)柱。小型模具采用單節(jié)式導(dǎo)柱,大型模具采用臺(tái)階式導(dǎo)柱[8]。在導(dǎo)柱的工作部分上開(kāi)設(shè)油槽,可以改善導(dǎo)向條件,減少摩擦,故導(dǎo)柱采用加油槽的階梯式導(dǎo)柱。
由于導(dǎo)柱已選定,由塑料模具設(shè)計(jì)與制造可查得與之相配的導(dǎo)套。典型的導(dǎo)套可分為直導(dǎo)套合帶頭導(dǎo)套,直導(dǎo)套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,加工方便,用于簡(jiǎn)單模具或?qū)缀竺鏇](méi)有墊板的場(chǎng)合,帶頭導(dǎo)套結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,用于精度較高的場(chǎng)合,采用帶頭導(dǎo)套形式。
采用四個(gè)導(dǎo)柱作為導(dǎo)向,導(dǎo)柱導(dǎo)套材料選用GCr15,具有一定強(qiáng)度和耐磨性,4個(gè)導(dǎo)柱分布在四個(gè)角上,呈對(duì)稱分布,其導(dǎo)向更為平穩(wěn),滿足其使用性能要求。導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配用如圖4-9所示:
導(dǎo)柱導(dǎo)套
10注射機(jī)的校核
10.1 鎖模力的校核
由于塑料投影面積規(guī)則,通過(guò)長(zhǎng)方形面積計(jì)算公式=1960mm2。
流道凝料(包括澆口)在分型面上的投影面積在模具設(shè)計(jì)前是個(gè)未知數(shù),根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析,大致是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積的0.2~0.5倍,因此可用來(lái)進(jìn)行估算,所以,
=+=+0.35=4606mm2
根據(jù)《塑料模具設(shè)計(jì)師指南》[7]表15.2-1常用塑料模腔平均壓力可知一般制品平均壓力為45;
所以,鎖模力==4606××45×=207..2。
查《塑料模具設(shè)計(jì)向?qū)А穂9]表13.1知, XS-ZY-125型注射機(jī)最大鎖模力F=900KN,而=207.2kN,故能滿足。所以所選注塑機(jī)的鎖模力符合要求。
10.2模具厚度的校核
模具的厚度(閉合高度)必須滿足下式:
Hmin
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