基于UG梨子形塑料包裝盒體的注塑模具設(shè)計(jì)-注射模含三維及11張CAD圖帶開(kāi)題-獨(dú)家.zip

基于UG梨子形塑料包裝盒體的注塑模具設(shè)計(jì)-注射模含三維及11張CAD圖帶開(kāi)題-獨(dú)家.zip,基于,UG,梨子,塑料包裝,注塑,模具設(shè)計(jì),注射,三維,11,CAD,開(kāi)題,獨(dú)家 基于 UG 梨子形塑料包裝盒體模具設(shè)計(jì) 摘 要 本次設(shè)計(jì)的制品為 ABS 梨子形狀注射模設(shè)計(jì) 利用 UG 來(lái)完成制品模 3D 模 型 利用 CAD UG 來(lái)完成其裝配圖和零件圖 模具采用了側(cè)抽芯 模具結(jié)構(gòu)緊湊 工作可靠 操作方便 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn) 冷卻效果好 勞動(dòng)強(qiáng)度低 生產(chǎn)效率高 生 產(chǎn)的塑件精度高 生產(chǎn)成本低 本文從型腔數(shù)量和布局的確定 注射機(jī)選擇 流道的設(shè)計(jì) 模板及其標(biāo)準(zhǔn)件的選用 冷卻系統(tǒng) 成型部件的設(shè)計(jì)等給出了詳 細(xì)的設(shè)計(jì)過(guò)程 關(guān)鍵字 塑料 注射模 UG CAD ABSTRACT Products of this design is the design of the injection mould ABS pear shape use UG to complete the product model 3D model using the CAD UG to complete the assembly and parts drawing Mould with side core pulling The mould is compact in structure reliable work convenient operation stable operation good cooling effect low labor intensity high production efficiency the production of plastic parts with high precision low production cost This paper from the cavity of determining the number and layout injection machine choice channel design the choice of standards and templates cooling system molding parts design gives detailed design process Keywords plastic injection mould UG CAD 目 錄 1 前 言 1 1 1 我國(guó)塑料模具工業(yè)現(xiàn)狀 1 1 2 塑料模發(fā)展趨勢(shì) 1 2 塑件成型工藝性分析 2 2 1 軟件簡(jiǎn)介 2 2 2 塑件 某梨子形狀 分析 2 2 3 零件結(jié)構(gòu)特征 塑料的性能 技術(shù)要求及結(jié)構(gòu)工藝性的分析 3 2 3 1 尺寸及精度 3 2 3 2 壁厚 4 2 3 4 脫模斜度 4 2 3 5 圓角 5 2 3 6 粗糙度 5 2 3 7 塑料性能的分析 5 3 模具的設(shè)計(jì) 7 3 1 擬定模具結(jié)構(gòu)形式 7 3 2 確定型腔數(shù)量及排列形式 7 3 3 分型面的確定 8 3 4 注射機(jī)型號(hào)的確定 9 3 4 1 注射機(jī)的選擇 9 3 4 2 注射成型工藝的參數(shù) 9 3 4 3 注塑機(jī)的校核 11 4 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 4 1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 13 4 2 澆注系統(tǒng)的組成 14 4 3 澆注系統(tǒng)的作用 14 4 4 澆注系統(tǒng)各部件設(shè)計(jì) 14 4 5 澆口的設(shè)計(jì) 17 4 6 澆注系統(tǒng)的平衡 18 4 7 澆注系統(tǒng)凝料體積計(jì)算 18 4 8 注塑時(shí)間的計(jì)算 18 4 9 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 5 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算 20 5 1 成型零件鋼材的選用 20 5 2 成型零件工作尺寸計(jì)算 21 5 3 成型零件強(qiáng)度 剛度的校核 25 6 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 26 7 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 27 7 1 合模導(dǎo)向零件機(jī)構(gòu)的作用 27 7 2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 27 8 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 28 8 1 推出機(jī)構(gòu)的組成 28 8 2 推出機(jī)構(gòu)的分類 28 8 3 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 29 8 4 脫模力的計(jì)算 30 8 5 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 31 9 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 32 9 1 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 32 9 2 冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)單計(jì)算 33 結(jié)束語(yǔ) 36 參考文獻(xiàn) 37 致 謝 38 1 1 前 言 1 1 我國(guó)塑料模具工業(yè)現(xiàn)狀 我國(guó)塑料模具工業(yè)從起步到現(xiàn)在 歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì) 有了很大的發(fā)展 模具水平有了較大提高 在大型模具方面 已經(jīng)生產(chǎn)大屏幕彩電塑殼注塑模具 等 精密塑料模具方面 已經(jīng)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 用這些模具生產(chǎn)的一些塑料制品制件達(dá)到了國(guó)外同類產(chǎn)品的水平 但總體和國(guó)外相比仍有較大差距 在成型工藝方面 多材質(zhì)塑料成型模 高效多色注塑模 抽芯脫模機(jī)構(gòu)的 創(chuàng)新方面也取得較大進(jìn)展 氣輔注射成型技術(shù)的使用更加成熟 熱流道模具開(kāi) 始推廣 有些企業(yè)的采用率達(dá) 20 以上 一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置 少數(shù)單位還采用了具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具 但總體上熱 流道的采用率達(dá)不道 10 與國(guó)外的 50 60 相比 差距較大 1 2 塑料模發(fā)展趨勢(shì) 1 出于塑料模成型的制品日漸大型化 復(fù)雜化和高精度的要求 而適應(yīng) 高生產(chǎn)率而發(fā)展的一模多腔的原因 今后應(yīng)該重點(diǎn)提高大型 精密 復(fù)雜 長(zhǎng) 壽命模具的設(shè)計(jì)水平及比例 2 在模具設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用 CAD CAM CAE 技術(shù) 3 推廣應(yīng)用熱流道技術(shù) 氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù) 4 開(kāi)發(fā)新的成型工藝和快捷經(jīng)濟(jì)模具 以適應(yīng)多品種 少批量的生產(chǎn)方 式 5 提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率 6 應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)來(lái)提高模具壽命和質(zhì)量 此次的畢業(yè)設(shè)計(jì) 梨子形狀模具設(shè)計(jì) 采用在 UG 環(huán)境下完成設(shè)計(jì) 其中涉 及到零件模塊 裝配模塊 工程圖模塊 2 塑件成型工藝性分析 2 1 軟件簡(jiǎn)介 這種設(shè)計(jì)主要用于模具的設(shè)計(jì)和計(jì)算要準(zhǔn)備以下完整的程序集信息 其三個(gè)視 圖的顯示組件使用 AutoCAD 繪圖 作為整體形成不規(guī)則的表面 有多個(gè)位置 2 和固定結(jié)構(gòu)內(nèi)殼 發(fā)現(xiàn)小復(fù)雜的零件 不能使用正常拉伸和剪切將能夠滿足要 求的情況下移動(dòng)電話回蓋可互換的磁性部件 零件的圖紙?jiān)?AutoCAD 發(fā)現(xiàn)更 難畫(huà) CAD 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)稱為 指的是使用的計(jì)算能力和高性 能圖形功能的計(jì)算機(jī) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)分析 修改和優(yōu)化的產(chǎn)品 最后的結(jié) 果計(jì)算機(jī)和工程知識(shí) 并逐步改進(jìn)和計(jì)算機(jī)硬件和軟件的不斷改進(jìn) AutoCAD 是便于設(shè)計(jì)師或設(shè)計(jì)器幾乎無(wú)需離開(kāi)繪圖屏幕是獨(dú)特的你可以繼續(xù)做這項(xiàng)工作 工程技術(shù)人員的基礎(chǔ)上完成的工作 為各行業(yè)如制造業(yè) 建筑設(shè)計(jì) 室內(nèi)設(shè) 計(jì) 設(shè)計(jì) 圖形 AutoCAD UG 是美國(guó) UG 參數(shù)化技術(shù)公司 是最先進(jìn)的 最先進(jìn)的參數(shù)化特征造型技術(shù) 的大規(guī)模集成軟件 CAD CAM 美國(guó) 歐洲和亞洲 這是我們的關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì) 和加工工具 這里是一些簡(jiǎn)單的說(shuō)明 UG 三維實(shí)體建模和裝配仿真 過(guò)程模擬的數(shù)控自動(dòng)編程 鈑金件設(shè)計(jì) 電 路 布線 專有的模塊 如裝配管 ID 設(shè)計(jì) 逆向工程 CE CE 和其他先 進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)模式 它的主要特點(diǎn)模型的參數(shù)化 統(tǒng)一模塊的集成的數(shù) 據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)修改 更正 其他適當(dāng)?shù)膱D表和模塊依賴項(xiàng)中的數(shù)據(jù)將自動(dòng)更新 其優(yōu)異的性能和強(qiáng)大 是一套可以應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì) 仿真 制造 和許多其他領(lǐng)域的工程技術(shù)和管理自動(dòng)化軟件包 因?yàn)樗?1988 年 10 年以 上的介紹已成為標(biāo)準(zhǔn) 世界上最受歡迎的軟件 3DCAD CAM 系統(tǒng) UG UG 自動(dòng) 化一直被視為 3DCAD CAM 系統(tǒng)在今天的標(biāo)準(zhǔn)軟件 廣泛應(yīng)用于電子 機(jī)械設(shè) 計(jì) 模具 工業(yè) 汽車(chē) 自行車(chē) 空間 電子產(chǎn)品 玩具和其他行業(yè) UG 是一套從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的機(jī)械自動(dòng)化軟件 仿真系統(tǒng)是一種新的一代產(chǎn)品 參 數(shù)化 基于特征的實(shí)體建模系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫(kù) 與單個(gè)函數(shù) 2 2 塑件 某梨子形狀 分析 塑件的相關(guān)技術(shù)參數(shù)見(jiàn)零件圖紙 名稱的塑料零件的塑料 ABS 塑料零件生產(chǎn)卷 中等卷 體積和重量的塑料部件表所示 2 1 表 2 1 塑件主要參數(shù) 材料密度 density 體積 volume 質(zhì)量 mass g cm305 1 mm33107 4 25 9g 3 2 3 零件結(jié)構(gòu)特征 塑料的性能 技術(shù)要求及結(jié)構(gòu)工藝性的分析 塑料制品 2 3 1 尺寸及精度 大小取決于流動(dòng)性塑料的塑料部件的大小 在注射成型的工藝 流動(dòng)性差 的塑料和塑料薄壁零件尺寸的設(shè)計(jì)不能太大 填充由融合的冷接縫不好組成一 個(gè)前鋒影響外觀的塑料部件和結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度 尺寸精度被通過(guò)塑料零件塑料零件尺寸和產(chǎn)品尺寸在圖中的巧合 塑料零件尺 寸的精度 有很多因素影響精密塑料零件 開(kāi)始與模具制造精度和模具磨損 其次是波動(dòng)和塑料成型收縮是更改 老化更改和塑料件成型模具結(jié)構(gòu)的過(guò)程 因此 塑料零件尺寸精度一般不高 應(yīng)使用以確保精度低的前提下盡可能選擇 請(qǐng)求 根據(jù)我國(guó)目前塑件的成型水平 塑件的尺寸公差可依據(jù) SJ1372 78 塑料 制件公差數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)確定 該標(biāo)準(zhǔn)將塑件分成 8 個(gè)等級(jí) 每種塑料可選其中三個(gè) 等級(jí) 即高精度 一般精度 低級(jí)精度 1 2 級(jí)精度要求較高 一般 不采用 此外 對(duì)塑件圖上無(wú)公差要求的自由尺寸 建議采用標(biāo)準(zhǔn)中的 8 級(jí)精度 對(duì)孔 類尺寸數(shù)值冠以 對(duì)于軸類尺寸數(shù)值冠以 對(duì)于中心距尺寸幾其他位 置尺寸可取表中數(shù)值之半冠以 號(hào) 4 在本設(shè)計(jì)中根據(jù) 中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典 可查得 梨子形狀選用的精度等級(jí)為一般精度選用 4 級(jí) 2 3 2 壁厚 根據(jù)其最低墻厚度值 該值隨不同大小的塑料部件的塑料部件 太厚會(huì)不 僅事業(yè)廢物塑料零件和熱塑性塑料為原材料的增加冷卻時(shí)間 降低的生產(chǎn)率 和也影響質(zhì)量的產(chǎn)品 如氣泡 縮孔 凹陷和其他缺陷 易于成型塑料薄壁零件的熱塑性塑料 最小壁厚的 0 25 m m 但一般不低于 0 6 0 9 m m 花 2 4 毫米 在此設(shè)計(jì)中 墻體厚度要約 1 毫米 雖然同 樣成型壁厚應(yīng)盡可能一致 否則所造成的額外冷卻或固化速度的內(nèi)部應(yīng)力 導(dǎo) 致翹曲 塑料配件 破裂或甚至開(kāi)裂和其他缺陷的收縮 2 3 4 脫模斜度 為了便于脫模 防止脫模是拉傷塑件在設(shè)計(jì)時(shí)必須使塑件塑料封頭內(nèi)外表 面沿脫模方向留有足夠的脫模斜度 脫模斜度取決于塑件的形狀 壁厚及塑料 收縮率 一般取 30 1 30 取斜度的方向一般內(nèi)孔以小端為準(zhǔn) 符合圖樣 要求斜度由擴(kuò)大方向取得 外形以大端為準(zhǔn) 符合圖樣要求 斜度由縮小方向 取得 而且脫模斜度不包括在塑料制品公差范圍內(nèi) 脫模斜度見(jiàn)表 5 表 2 2 常用塑料的脫模斜度 脫模斜度 塑料名稱 型腔 型芯 聚乙烯 聚丙烯 軟聚氯乙烯 氯化聚醚 25 45 20 45 硬聚氯乙烯 聚碳酸酯 聚砜 35 40 30 40 聚苯乙烯 有機(jī)玻璃 ABS 聚甲醛 35 1 30 30 40 熱固性塑料 25 40 20 40 2 3 5 圓角 在塑料制品的設(shè)計(jì)中 應(yīng)盡可能多地角圓弧過(guò)渡的使用產(chǎn)品 由于塑料部 件與尖角 往往應(yīng)力集中在尖角 應(yīng)力或沖擊振動(dòng)破裂發(fā)生時(shí) 甚至在釋放過(guò) 程中作為應(yīng)力開(kāi)裂 尤其是在里面的塑料零件的角落 理想的圓角半徑將墻厚 度的三分之一以上 若要避免應(yīng)力集中 改善塑料制品的強(qiáng)度 提高塑料流動(dòng) 與發(fā)布的產(chǎn)品 此外 圓的角 淬火或用途不因應(yīng)力集中而開(kāi)裂 然而 在輪 會(huì)使復(fù)雜型腔處理 以便鉗工增加勞動(dòng) 通常在內(nèi)壁的圓角半徑是一半的厚度 外墻倒圓角 圓角半徑可以是 1 5 倍倍墻體厚度 圓角半徑不應(yīng)小于 0 5 毫米 2 3 6 2 3 6 粗糙度 塑件的外觀要求越高 表面粗糙度應(yīng)越低 這除了在成型時(shí)從工藝上盡可 能避免冷疤云紋等疵點(diǎn)來(lái)保證外 主要取決于模具型腔表面粗糙度 一般模具 粗糙度要比塑件的要求低 1 2 級(jí) 塑料制件表面粗糙度一般為 0 8 0 2m 之間 模具在使用過(guò)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)給以拋 光復(fù)原 透明塑件要求型腔和型芯的表面粗糙度相同 而不透明塑件則根據(jù)使 用情況決定他們的表面粗糙度 2 3 7 塑料性能的分析 塑料的選用及相應(yīng)特征的說(shuō)明 選擇的塑料的要求價(jià)格合適 具有較好的加工性能 機(jī)械性能 該塑料制 品選用的是 ABS 塑料 ABS 是丙烯晴 丁二烯和苯乙烯三種單體的三元共聚物 6 ABS 具有較高的強(qiáng)度 硬度 耐熱性及耐化學(xué)腐蝕性 具有彈性和較高的沖擊 強(qiáng)度 它具有優(yōu)良的介電性能及成型加工性能等綜合的優(yōu)良性能 且價(jià)格便宜 原料易得 ABS 的主要技術(shù)指針見(jiàn)表 2 3 表 2 3 ABS 各項(xiàng)性能參數(shù)表 密度 g 3cm 1 05 抗拉屈服強(qiáng)度 mpa 50 比容 3c g 0 92 拉伸彈性模量 mpa 310 8 吸水率24h 0 3 無(wú)缺口 261 收縮率 130 160 2m 缺口 11 熔點(diǎn) C 130 160 彎曲強(qiáng)度 mpa 80 0 45mpa 90 108 強(qiáng)度 hb 9 7C 1 80mpa 83 103 體積電阻率 2m 3109 6 7 3 模具的設(shè)計(jì) 3 1 擬定模具結(jié)構(gòu)形式 圖 3 1 3 2 確定型腔數(shù)量及排列形式 根據(jù)任務(wù)書(shū)的設(shè)計(jì)要求 該模具采用一模兩腔 多型腔模具排列形式設(shè)計(jì)的要點(diǎn) 1 盡可能采用平衡式排列 確保制品質(zhì)量的均一和穩(wěn)定 2 型腔布置與澆口開(kāi)設(shè)部位應(yīng)力求對(duì)稱 以便防止模具承受偏載而產(chǎn)生 溢料現(xiàn)象 3 盡量使型腔排列得緊湊 以便減小模具的外形尺寸 排列形式如圖 3 2 8 圖 3 2 型腔布局方式 3 3 分型面的確定 分型面的選取不僅關(guān)系到塑件的正常和脫模 而且涉及模具結(jié)構(gòu)與制造成 本 一般來(lái)說(shuō) 分型面的設(shè)計(jì)原則 1 分割線位置應(yīng)位于節(jié)的最大部件塑料部件的大小 釋放的易用性和加工型 腔 2 將需要更多塑料零件的尺寸精度 3 有利于確保塑料件的外觀質(zhì)量 塑料會(huì)融化輕松離別表面在中結(jié)果毛刺 從而影響外觀質(zhì)量的塑料部件 的表面光滑的表面或圓弧應(yīng)盡量避免選擇分型 面上 4 考慮符合要求的塑料 注塑成型過(guò)程 有一些不可避免的工藝缺陷 釋 放傾斜 推桿和門(mén)標(biāo)記 選擇分型面時(shí) 避免的塑料件角函數(shù)從這些進(jìn)程的 缺陷會(huì)影響 5 考慮到技術(shù)規(guī)格的注塑機(jī) 使模板的間距的大小 6 考慮到鎖模力 盡量減少塑件在分型面投影面積 9 7 只要有可能 留在的一側(cè)的塑料部件 易于設(shè)置和創(chuàng)建簡(jiǎn)單脫模機(jī)構(gòu) 動(dòng)態(tài)仿真 8 考慮橫向拉走 9 制度安排 盡量方便 10 贊成的排氣 11 模具部件加工性 3 4 注射機(jī)型號(hào)的確定 3 4 1 注射機(jī)的選擇 完整的注射成型工藝過(guò)程 按其先后順序應(yīng)包括 成型前的準(zhǔn)備 注射過(guò) 程 塑件的后處理等 1 成型前的準(zhǔn)備 為使注射成型過(guò)程能順利進(jìn)行 并保證塑料制件的質(zhì)量 在成型前應(yīng)做一些必要的準(zhǔn)備工作 包括 a 原料的檢驗(yàn)和預(yù)處理 在成型前 應(yīng)對(duì)原料進(jìn)行外觀 如色澤 顆粒大小 均勻度 及工藝性能 如流動(dòng)性 熱 穩(wěn)定性 收縮性 水分含量等 的檢驗(yàn) b 料筒的清洗 c 嵌件的預(yù)熱 d 脫模 劑的選用 2 注射過(guò)程完成注射過(guò)程為 包括塑化 注射 壓縮 冷卻和釋放幾個(gè)步 驟 它的流動(dòng)可以分為灌裝 包裝 去后面在門(mén)凍結(jié)和冷卻后四個(gè)階段 3 后處理的塑料零件塑料零件在成型過(guò)程中 因不均勻或增塑塑料水晶腔內(nèi) 的定位和冷卻部件塑料部件造成的不均勻收縮不一致 或塑料部件不可避免地 存在內(nèi)內(nèi)部應(yīng)力的一些其他原因造成變形或破裂的使用過(guò)程 后因此常常需要 適當(dāng)?shù)靥幚硐齼?nèi)應(yīng)力 提高性能和尺寸穩(wěn)定性的塑料部件 其主要退火和調(diào) 理的方法 3 4 2 工藝參數(shù)注塑成型 注塑成型的核心問(wèn)題是采取的所有措施為了得到良好的塑料塑料融化 和他注 入腔 冷卻可控條件下 使塑料零件所需質(zhì)量 在塑料注射成型過(guò)程中 所選 和工藝條件的控制是形成保證質(zhì)量塑料零件的關(guān)鍵 主要工藝條件是影響流動(dòng) 和冷卻的塑化溫度 壓力和相應(yīng)的時(shí)間 溫度 注射成型過(guò)程需要控制缸溫度及噴嘴溫度和模具溫度的溫度 前兩個(gè)主 要影響塑料和塑料的流動(dòng) 后者主要影響溫度塑料流動(dòng)和冷卻 壓力 注塑模具工藝要求對(duì)模腔壓力和壓力的三個(gè) 它們對(duì)塑料和塑料零件塑 料的質(zhì)量直接影響注射壓力塑化 注射壓力的控制 1 塑化壓力 塑化壓力 又稱為背壓 是指采用螺桿式注射成型時(shí) 螺桿頭部熔體在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)后退時(shí)所 受到的阻力 2 注射壓力 注射機(jī)的注射壓力是指在注射成型時(shí) 柱塞或螺桿頭部單位 10 面積對(duì)塑料熔體所施加的壓力 在注射機(jī)上常用表壓指示注射壓力的大小 其 大小取決于塑料品種 注射機(jī)類型 模具的澆注系統(tǒng)狀況 模具溫度 塑料復(fù) 雜程度和壁厚以及流程的大小等諸因素 很難具體確定 一般要經(jīng)試模后才能 確定 其常用的注射壓力范圍一般在 70 150MPa 之間 其作用是克服塑料熔體 一定的充型速率以及對(duì)熔體進(jìn)行壓實(shí)等 時(shí)間 完成一次注射成型過(guò)程所需的時(shí)間稱為成型 或生產(chǎn) 周期 它包括 以下各部分 注射時(shí)間 保壓時(shí)間 冷卻時(shí)間 其他時(shí)間 含開(kāi)模 脫模 噴 涂脫模劑 放嵌件等 即 T t 注 t 保壓 t 冷卻 t 其他 本設(shè)計(jì)成型周期取 30s 周期直接影響生產(chǎn)力和注射機(jī)使用 生產(chǎn) 質(zhì)量的前提下保證應(yīng)縮短盡 可能多的關(guān)于每個(gè)階段的時(shí)間周期 整個(gè)周期時(shí)間 注射時(shí)間和冷卻時(shí)間是最 重要的是 會(huì)有決定性的影響對(duì)塑料件的質(zhì)量 注射時(shí)間停留時(shí)間是腔塑料壓 縮時(shí)間 注射時(shí)間為整個(gè)代表一個(gè)較大的比例 一般 20 25 型飛機(jī) 冷卻時(shí) 間主要由厚度的塑料部件 熱性能和結(jié)晶行為的塑料和模具溫度的確定 冷卻 的長(zhǎng)度應(yīng)基于變形的塑料部件不會(huì)導(dǎo)致釋放原則 冷卻時(shí)間通常介于 30 120s 年 長(zhǎng)時(shí)間冷卻時(shí)間 只到生產(chǎn)周期延長(zhǎng)和降低生產(chǎn)率 在復(fù)雜的塑料零件上 亦會(huì)釋放造成困難 成型周期時(shí)間是依賴于連續(xù)和自動(dòng)化生產(chǎn)流程 等等 具 體的參數(shù)見(jiàn)表 3 1 最終確定注射機(jī)型號(hào)為 HTF80XB 具體參數(shù)如表 3 1 11 表 2 1 注射機(jī)主要參數(shù) 型號(hào) 參數(shù) 單位 80 A 80 B 80 C 螺桿直徑 mm 34 36 40 理論注射容量 cm3 111 124 153 注射重量 PS g 101 113 139 注射壓力 Mpa 206 183 149 注射行程 mm 122 螺桿轉(zhuǎn)速 r min 0 220 料筒加熱功率 KW 5 7 鎖模力 KN 800 拉桿內(nèi)間距 水平 垂直 mm 365 365 允許最大模具厚度 mm 360 允許最小模具厚度 mm 150 移模行程 mm 310 移模開(kāi)距 最大 mm 670 液壓頂出行程 mm 100 液壓頂出力 KN 33 液壓頂出桿數(shù)量 PC 5 油泵電動(dòng)機(jī)功率 KW 11 油箱容積 l 200 機(jī)器尺寸 長(zhǎng) 寬 高 m 4 3 1 25 1 8 機(jī)器重量 t 3 22 最小模具尺寸 長(zhǎng) 寬 mm 240 240 3 4 3 注塑機(jī)的校核 3 4 3 1 注射量校核 注射機(jī)的表稱注射量 V 機(jī) 124cm3 塑件體積 V s 2 24 7 49 4 cm3 澆注系統(tǒng)流道凝料的體積 V 凝 4 3cm3 則實(shí)際需要的注射量 V 實(shí) Vs V 凝 49 4 4 3 53 7cm3 所以 注射量符合 3 4 3 2 注射壓力校核 因?yàn)?ABS 的注射壓力是 70 150MPa 而 HTF80XB 注塑機(jī)的注射壓力滿 足要求 3 4 3 3 鎖模力校核 注射成型時(shí)塑件的模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素 如 12 果這一數(shù)值超過(guò)了注射機(jī)所允許的最大成型面積 則成型過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)漲模溢 料現(xiàn)象 必須滿足以下關(guān)系 An 21 式中 n 型腔數(shù)目 單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積1A 澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積2 n 2 3128 595 1m2 2x3128 595 68512An 注射成型時(shí)為了可靠的鎖模 應(yīng)使塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力與塑件和澆 注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機(jī)額定鎖模力 即 P F21n 式中 P 塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力 MPa F 注射機(jī)額定鎖模力 N 其它意義同上 根據(jù)教科書(shū)表 5 1 型腔內(nèi)通常為 20 40MPa 一般制品為 24 34MPa 精密 制品為 39 44MP P 6851x30 x1 1x0 001 226KN 800KN21An 鎖模力符合要求 鎖模力足夠 3 4 3 4 開(kāi)模行程與推出機(jī)構(gòu)的校核 模具開(kāi)模后為了便于取出制件 要求有足夠的開(kāi)模距離 所謂開(kāi)模行程是 指模具開(kāi)合過(guò)程中動(dòng)模固定板的移動(dòng)距離 注塑機(jī)的開(kāi)模行程是有限的 設(shè)計(jì)模具必須校核所選注射機(jī)的開(kāi)模行程 以便與模具的開(kāi)模距離相適應(yīng) 對(duì)于臥式注射機(jī) 其開(kāi)模行程與模具厚度有關(guān) 對(duì)于多分型面注射模應(yīng)有 mHS10 521max 式中 推出距離1 包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度2 13 水口料的長(zhǎng)度 20 30 2H 本設(shè)計(jì)中 310 55 mm 132 28 160 mmmaxS12H 總的開(kāi)模距離需要 H 215mm 以上 經(jīng)計(jì)算 符合要要求 3 4 3 5 安裝部分相關(guān)尺寸的校核 噴嘴尺寸 主流道始端的球面半徑 SR 主流道 16mm 注射機(jī)噴嘴球面半徑 SR0 10mm 主流道小端直徑 d 3 5 注射機(jī)噴嘴直徑 d0 3 定位圈與注射機(jī)固定板的關(guān)系 注射機(jī)所要求的定位圈尺寸為 100mm 模具總厚度與注射機(jī)模板閉合厚度的關(guān)系 模具總厚度 Hm 325mm 注射機(jī)允許的最大模具厚度 Hmax 360mm 最小厚度 Hmin 150mm 即 Hmin H m H max 滿足要求 4 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理不僅對(duì)塑件性能 結(jié)構(gòu) 尺寸 內(nèi)外在質(zhì)量等影響 很大 而且還與塑件所用塑料的利用率 成型生產(chǎn)效率等相關(guān) 因此澆注系統(tǒng) 設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié) 對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)時(shí)一般遵循以下原則 1 重點(diǎn)考慮型腔布局 包括以下三點(diǎn) 盡可能采用平衡布置 以便設(shè)置平衡式分流道型腔布置和澆口開(kāi)設(shè)部位力 求對(duì)稱 防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象盡量使型腔排列得緊湊 以便減小 模具的外形尺寸 2 熱量及壓力損失要小 為此澆注系統(tǒng)流程應(yīng)盡量短 截面尺寸應(yīng)盡可能 大 彎折盡量少 表面粗糙度要低 14 3 均衡進(jìn)料 盡可能使塑料熔體在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)入各個(gè)型腔的深處及角落 即分流道盡可能采用平衡式布置 4 塑料耗量要少 在滿足各型腔充滿的前提下 澆注系統(tǒng)容積盡量小 以 減少塑料的耗量 5 消除冷料 澆注系統(tǒng)應(yīng)能收集溫度較低的 冷料 防止其進(jìn)入型腔 影響塑件質(zhì)量 6 排氣良好 澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利地引導(dǎo)塑料熔體充滿型腔各個(gè)角落 使型 腔的氣體能順利排出 7 防止塑件出現(xiàn)缺陷 避免熔體出現(xiàn)充填不足或塑件出現(xiàn)氣孔 縮孔 殘 余應(yīng)力 翹曲變形或尺寸偏差過(guò)大以及塑料流將嵌件沖壓位移或變形等各種成 型不良現(xiàn)象 8 塑件外觀質(zhì)量 根據(jù)塑件大小 形狀及技術(shù)要求 做到去除修整澆口方 便 澆口痕跡無(wú)損塑件的美觀和使用 9 生產(chǎn)效率 盡可能使塑件不進(jìn)行或少進(jìn)行后加工 成型周期短 效率高 本設(shè)計(jì)的塑件屬于日常用品 生產(chǎn)批量中等采用普通澆注系統(tǒng)更符合經(jīng)濟(jì) 要求 4 2 澆注系統(tǒng)的組成 普通流道澆注系統(tǒng)一般由主流道 分流道 澆口和冷料穴等四部分組成 4 3 澆注系統(tǒng)的作用 從噴油嘴的熔化的塑料均勻地和順利進(jìn)洞 雖然氣腔可以成功和及時(shí)地放 電 在灌裝和凝固過(guò)程的熔化的塑料 注射壓力有效地傳遞到腔的每個(gè)位置 以獲 取完整 高品質(zhì)塑料零件內(nèi)部和外部形狀 4 4 澆注系統(tǒng)各部件設(shè)計(jì) 1 主流道設(shè)計(jì) 主流道通常位于模具的入口處 其作用是將注塑機(jī)噴嘴注出的塑料熔體導(dǎo) 入分流道或型腔 其形狀為圓錐形 便于塑料熔體的流動(dòng)及流道凝料的拔出 熱塑性塑料注塑成型用的主流道 由于要與高溫塑料及噴嘴反復(fù)接觸 所以主 流道常設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道襯套 以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和 熱處理 主流道設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1 主流道圓錐角 2 6 對(duì)流動(dòng)性差的塑料可取 3 6 內(nèi)壁粗 15 糙度為 Ra 0 63 m 2 主流道大端成圓角 半徑 r 1 3mm 以減小料流轉(zhuǎn)向過(guò)度時(shí)的阻力 3 在模具結(jié)構(gòu)允許 主流道應(yīng)盡可能短 一般小于 60mm 過(guò)長(zhǎng)則會(huì)影響熔 體的順利充型 4 主流道襯套與定模座板采用 H7 m6 過(guò)渡配合 與定位圈的配合采用 H9 f9 間隙配合 5 主流道襯套一般選用 SKD61 T10 制造 熱處理強(qiáng)度為 52 56HRC 本設(shè)計(jì)的澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式如圖 4 1 圖 4 1 2 冷料穴的設(shè)計(jì) 主流道一般為于主流道對(duì)面的動(dòng)模板上 其作用就是存放料流前鋒的 冷 料 防止 冷料 進(jìn)入型腔而形成冷接縫 此外 在開(kāi)模時(shí)又能將主流道凝料 從定模板中拉出 冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端直徑 長(zhǎng)度約為主流道大 端直徑 冷料穴的形式有 1 與推桿匹配的冷料穴 2 與拉料桿匹配的冷料穴 3 無(wú)拉料桿的冷料穴 本設(shè)計(jì)的塑件為 ABS 該塑料具有良好的韌性 采用 與拉料桿匹配的冷 16 料穴 中的倒錐形將主流道凝料拉出 當(dāng)其被推出時(shí) 塑件和流道凝料能自動(dòng) 墜落 具體見(jiàn)圖 4 2 圖 4 2 拉料鉤針 3 分流道設(shè)計(jì) 分流道是主流道與澆口之間的通道 一般開(kāi)設(shè)在分型面上 起分流和轉(zhuǎn)向 的作用 多型腔模具一般需設(shè)置分流道 單型腔大型塑件在使用多個(gè)點(diǎn)澆口時(shí) 也要設(shè)置分流道 分流道設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1 分流道要求熔體的流動(dòng)阻力盡可能的小 在保證足夠的注塑壓力使塑料 熔體順利充滿型腔的前提下 分流道的截面積與長(zhǎng)度盡量取小值 尤其對(duì)于小 型 更為重要 2 分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過(guò)渡 與澆口的連接處應(yīng)加工成斜面 并用圓弧 過(guò)渡 利于塑料熔體的流動(dòng)及填充 3 各型腔要保持均衡進(jìn)料 4 表面粗糙度要求以 Ra0 8 為佳 5 分流道較長(zhǎng)時(shí) 在分流道的末端應(yīng)開(kāi)設(shè)冷料井 17 分流道的截面形狀設(shè)計(jì) 分流道的截面形狀選取 從減少流道內(nèi)的壓力損失考慮 要求流道的截面 積大 從熱傳導(dǎo)角度考慮 為減少熱損失 要求流道的比表面積 截面積與外 周長(zhǎng)之比 最小 在生產(chǎn)實(shí)踐中還應(yīng)考慮分流道的加工難度 分流道形狀及效率見(jiàn)表 4 1 表 4 1 常用的分流道截面的形狀及其效率 D 4 0 166 D D 4 0 100 D 效 率 0 25D 0 25D 0 217D 0 153D 0 195D d D 6 0 071 D 各種分流道當(dāng)中 圓形 正方形的效率最高 即比表面積最小 所以本設(shè) 計(jì)采用圓形截面的分流道 分流道的分布 由于分流道的長(zhǎng)度與分布跟型腔的數(shù)量及其排布有密切關(guān)系 并且分流道 的直徑要稍大于主流道大端直徑 分流道的表面粗糙度 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻 只有中心部位的塑料熔體 的流動(dòng)狀態(tài)較為理想 因面分流道的內(nèi)表面粗糙度 Ra 并不要求很低 一般取 1 60 m 左右就可以 這樣表面稍不光滑 有助于增大塑料熔體的外層冷卻皮 層固定 從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差 以保證熔體流動(dòng)時(shí)具 有適宜的剪切速度和剪切熱 4 5 澆口的設(shè)計(jì) 18 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 澆口截面積通常為分流道截面積的 7 9 澆口截面積形狀為矩形和圓形 兩種 澆口長(zhǎng)度為 0 5mm 2 0mm 澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定 取下限值 然后在試模時(shí)逐步修正 澆口的設(shè)計(jì) 通常要求考慮下面的原則 1 盡量縮短流動(dòng)距離 2 澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件壁厚最大處 3 必須盡量減少熔接痕 4 應(yīng)有利于型腔中氣體排出 5 考慮分子定向影響 6 避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng) 7 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷 8 注意對(duì)外觀質(zhì)量的影響 綜合八點(diǎn)原則 同時(shí)結(jié)合所測(cè)繪塑件的實(shí)物所留下的澆口印 本設(shè)計(jì)采用 點(diǎn)澆口 點(diǎn)澆口又稱細(xì)水口澆口 一般開(kāi)在頂面上 從塑件的頂側(cè)進(jìn)料 點(diǎn)澆口能 方便地調(diào)整充模時(shí)的剪切速率和封閉時(shí)間 故也稱標(biāo)準(zhǔn)澆口 它截面形狀簡(jiǎn)單 加工方便 澆口位置選擇靈活 去除澆口方便 痕跡小 但塑件容易形成熔接 紋 縮孔 凹陷等缺陷 注射壓力損失較大 對(duì)殼體件排氣不良 4 6 澆注系統(tǒng)的平衡 對(duì)于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式 設(shè)計(jì)應(yīng)盡量保證 所有的型腔同時(shí)得到均一的充填和成型 一般在塑件形狀及模具結(jié)構(gòu)允許的情 況下 應(yīng)將從主流道到各個(gè)型腔的分流道設(shè)計(jì)成長(zhǎng)度相等 形狀及截面尺寸相 同 型腔布局為平衡式 的形式 否則就需要通過(guò)調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口的流 量及成型工藝條件達(dá)到一致 這就是澆注系統(tǒng)的平衡 本設(shè)計(jì)采用平衡式流道布置 從主流道到各個(gè)型腔的分流道的長(zhǎng)度相等 形狀及截面尺寸對(duì)應(yīng)相同 各個(gè)澆口也相同 顯然澆注系統(tǒng)是平衡的 4 7 澆注系統(tǒng)凝料體積計(jì)算 1 主流道凝料體積 3D 測(cè)量 V 4258mm 澆注系統(tǒng)各截面流過(guò)熔體的體積計(jì)算 按分流道取其中一個(gè)方向計(jì)算 19 4 8 注塑時(shí)間的計(jì)算 1 確定適當(dāng)?shù)募羟兴俾?主流道 21150s 31s 分流道 212 潛伏式澆口 31350s 4150s 2 確定體積流率 q 澆注系統(tǒng)各段的 q 值是不相同的 主流道的體積流率 1q33310 251 265 4SRcms 澆口體積流率 3 22433 66Whs 3 注射時(shí)間的計(jì)算 模具充模時(shí)間 st12 549 3756Vsq 總 式中 主流道體積流率 1q3 cms 注射時(shí)間 sts 模具成型時(shí)所需塑料熔體的體積 SV3c 單個(gè)型腔充模時(shí)間 3t12 50 986SVsq 注射時(shí)間 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式求得注射時(shí)間 t 324 7520 983 24st s 20 根據(jù)注塑機(jī)的有關(guān)參數(shù) 可知 注射機(jī)最短注射時(shí)間 2s 所選時(shí)間合理 t 4 9 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 排氣槽的作用是將型腔和型芯中周?chē)臻g內(nèi)的氣體及熔料所產(chǎn)生的氣體排 到模具之外 該注射模屬于小型模具 在推桿的間隙和分型面上都有排氣效果 無(wú)需另外開(kāi)排氣槽 5 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算 注射模具的成型零件是指構(gòu)成模具型腔的零件 通常包括了凹模 型芯 成型桿等 凹模用以形成制品的外表面 型芯用以形成制品的內(nèi)表面 成型桿 用以形成制品的局部細(xì)節(jié) 成形零件作為高壓容器 其內(nèi)部尺寸 強(qiáng)度 剛度 材料和熱處理以及加工工藝性 是影響模具質(zhì)量和壽命的重要因素 如果型腔 和底板厚度過(guò)小 可能因強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞 也可能因剛度不 足而產(chǎn)生撓曲變形 導(dǎo)致溢料飛邊 降低塑件尺寸精度并影響順利脫模 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先根據(jù)塑料的性能 制件的使用要求確定型腔的總體結(jié)構(gòu) 澆 口 分型面 排氣部位 脫模方式等 然后根據(jù)制件尺寸 計(jì)算成型零件的工 作尺寸 從機(jī)加工工藝角度決定型腔各零件的結(jié)構(gòu)和其他細(xì)節(jié)尺寸 以及機(jī)加 工工藝要求等 此外由于塑件熔體有很高的壓力 因此 應(yīng)通過(guò)強(qiáng)度和剛度計(jì) 算來(lái)確定型腔壁厚 尤其對(duì)于重要的精度要求高的型腔 更不能單純憑經(jīng)驗(yàn)來(lái) 確定型腔壁厚和底板厚度 5 1 成型零件鋼材的選用 對(duì)于模具鋼的選用 必需要符合以下幾點(diǎn)要求 1 機(jī)械加工性能良好 要選用易于切削 且在加工以后能得到高精度零件 的鋼種 2 拋光性能優(yōu)良 注射模成型零件工作表面 多需要拋光達(dá)到鏡面 Ra 0 05 m 要求鋼材硬度在 HRC35 40 為宜 過(guò)硬表面會(huì)使拋光困難 鋼材 的顯微組織應(yīng)均勻致密 極少雜質(zhì) 無(wú)疵斑和針點(diǎn) 3 耐磨性和抗疲勞性能好 注射模型腔不僅受高壓塑料熔體沖刷 而且還 受冷熱溫度交變應(yīng)力作用 一般的高碳合金鋼可經(jīng)熱處理獲得高硬度 但韌性 差易形成表面裂紋 不以采用 所選鋼種應(yīng)使注塑模能減少拋光修模次數(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 4 具有耐腐蝕性 對(duì)有些塑料品種 如聚氯乙稀和阻燃性的塑料 必須考 慮選用有耐腐蝕性能的鋼種 我國(guó)鋼鐵冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) YB T094 1997 推薦的塑料 718H 模具鋼 熱塑性注射模成型零件的毛坯 凹模和主型芯以板材和模具供應(yīng) 本設(shè)計(jì) 21 中 采用 718H 的預(yù)硬模具鋼 這個(gè)不做鋼材的分析與選擇 只對(duì) 718H 鋼材進(jìn) 行分析 型芯和型腔由于采用了該預(yù)硬型塑料模具鋼 且電動(dòng)手機(jī)按鍵為廉價(jià)大量 產(chǎn)品 表面有一定光潔度要求 所以模仁料無(wú)需淬火 需要長(zhǎng)壽命 選擇 718H 預(yù)硬型拋光塑料模具鋼 預(yù)硬硬度達(dá)到 48 52HRC 5 2 成型零件工作尺寸計(jì)算 制品尺寸能否達(dá)到圖紙尺寸的要求 與型腔 型芯的工作尺寸的計(jì)算有很 大關(guān)系 成型零件工件尺寸的計(jì)算內(nèi)容包括 型腔和型芯的徑向尺寸 含矩形 的長(zhǎng)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 現(xiàn) 以塑料的平均收縮率為基準(zhǔn)計(jì)算 1 型腔內(nèi)徑尺寸計(jì)算 z 43 DQ M mm 式中 M 型腔內(nèi)徑尺寸 mm D 制品的最大尺寸 mm Q 塑料的平均收縮率 ABS的平均收縮率為 0 5 制品公差43 系數(shù) 可隨制品精度變化 一般取0 5 0 8之間z 模具的制造公差 一般取 z 6 1 4 按矩形計(jì)算 梨子形狀長(zhǎng)度 寬度上的最大尺寸分別為 1D 63 12mm 2D 63 12mm 根據(jù)塑件的要求取 1 0 44mm 2 0 28mm 則 22 M1D 63 12 63 12 0 005 0 44 35 0 63 11 35 0 mm4 M2 63 12 63 12 0 005 0 28 25 0 63 11 25 0 mm3 2 型芯鑲件徑向尺寸計(jì)算 模具型芯鑲件徑向尺寸是由制品的內(nèi)徑尺寸所決定的 與型腔徑向尺寸 的計(jì)算原理一樣 分長(zhǎng) 寬兩部分計(jì)算 z 43 DQ dM mm 式中 M 型芯外徑尺寸 mm 1D 制品內(nèi)徑最小尺寸 mm 其余符號(hào)含義同型腔計(jì)算公式 按矩形計(jì)算 梨子形狀長(zhǎng)度 寬度的最小尺寸分別為 1D 60 12mm 2D 60 12mm 由上可知 1 0 44mm 2 0 28mm 則 1MD 60 12 60 12 0 005 0 44 0 35 60 09 0 35 mm4 2 60 12 60 12 0 005 0 28 0 25 60 09 0 25 mm3 3 型腔深度尺寸計(jì)算 模具型腔深度尺寸是由制品的高度尺寸所決定 設(shè)制品名義高度尺寸為最 大尺寸 公差 負(fù)偏差 型腔深度名義尺寸為最小尺寸 其公差為正偏差 z 由于型腔底部或型芯端面的磨損很小 可以略去磨損量 c 在計(jì)算中取 23 加上制造偏差有 3 t mm z 32QhhH 11M 式中 型腔的深度尺寸 mm 1H 制品高度最大尺寸 mm 由零件圖上可知 1H 53 57mm 可得 0 14mm 因此 MH 53 57 53 57 0 005 2 3 0 14 0 3 53 74 0 3 mm 4 型芯鑲件高度尺寸計(jì)算 模具型芯鑲件高度尺寸是由制品的深度尺寸所決定 設(shè)制品高度名義尺寸 為最大尺寸公差為正偏差 型芯鑲件高度設(shè)計(jì)為最大尺寸 其公差為負(fù)偏差 z 根據(jù)有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)公式 Mh 1H Q z mm 32 式中 型芯高度尺寸 mm 1H 制品深度最小尺寸 mm 由零件圖中可得 1H 53 07mm 查表1 15得 0 12mm MH 53 07 53 07 0 005 0 25 53 4 0 25 mm1 3 5 型腔壁厚與底板厚度計(jì)算 注射成型模型腔壁厚的確定應(yīng)滿足模具剛度好 強(qiáng)度大和結(jié)構(gòu)輕巧 操作 簡(jiǎn)便等要求 在塑料注射充型過(guò)程中 塑料模具型腔受到熔體的高壓作用 故 應(yīng)有足夠的強(qiáng)度 剛度 否則可能會(huì)因?yàn)閯偠炔蛔愣a(chǎn)生塑料制件變形損壞 也可能會(huì)彎曲變形而導(dǎo)致溢料和飛邊 降低塑料制件的尺寸精度 并影響塑料 24 制口的脫模 從剛度計(jì)算上一般要考慮下面幾個(gè)因素 1 使型腔不發(fā)生溢料 ABS 不溢料的最大間隙為 0 05mm 2 保證制品的順利脫模 為此同時(shí)要求型腔允許的彈性變形量小于制品 冷卻固化收縮量 3 保證制品達(dá)到精度要求 制品有尺寸要求 某些部位的尺寸常要求較 高精度 這就要求模具型腔有很好的剛度 按整體式的凹模計(jì)算側(cè)壁厚度 31 yEcphb mm 式中 b 凹模側(cè)壁理論厚度 mm h 凹模型腔的深度 mm p 凹模型腔內(nèi)熔體壓力 Mpa 1y 凹模長(zhǎng)邊側(cè)壁的允許彈性變形量 mm 一般塑件 1y 0 005mm c 1 08 1 0 8 E 2 1 105Mpa b 315 0 812 5 25 89mm 取壁厚大于26mm就能能滿足要求 底板厚度計(jì)算 根據(jù)公式 312 Eyplc mm 25 由 2 3 1c 2 8 10 2 y 0 005 則l21 318 051245 25 89mm 取實(shí)際底板厚度大于 26mm 就能滿足要求 5 3 成型零件強(qiáng)度 剛度的校核 本設(shè)計(jì)屬中小型 鑲拼式塑料模具 所以型腔壁厚按強(qiáng)度條件計(jì)算 按剛 度條件校核 根據(jù) 模具材料應(yīng)用手冊(cè) 得本設(shè)計(jì)所使用的模具材料為 718H 其相關(guān)參數(shù)如表 5 1 表 5 1 718H 主要參數(shù) 材料名稱 MPab MPas J cm 2ka 718H 630 315 14 35 對(duì)側(cè)壁的厚度校核 首先按強(qiáng)度條件對(duì)塑件的壁厚進(jìn)行計(jì)算 633650124 50 629 7281Phtl mH 強(qiáng) 按剛度條件對(duì)塑見(jiàn)的壁厚進(jìn)行校核 4633433 950124 50 6210 828Phlt mEH 剛 各參數(shù)介紹如下 l 塑件的長(zhǎng)度 本次計(jì)算按塑件為長(zhǎng)方體進(jìn)行計(jì)算 取 50 62 l 模腔的壓力 一般取 30 50MPa 本次取大值 30MPaP P 塑件的高度 取 24 65 hh 26 模具材料的許用應(yīng)力 375208 1 sMPan 材料的彈性模量 取 200 109PaEE 成型零件的許用變形量 6 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 成型零件確定之后 便根據(jù)所定內(nèi)容設(shè)計(jì)模架 在學(xué)校作設(shè)計(jì)時(shí) 模架部 分要自行設(shè)計(jì) 在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)中 盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)模架 確定出標(biāo)準(zhǔn)模架的 形式 規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)代號(hào) 標(biāo)準(zhǔn)件包括通用標(biāo)準(zhǔn)件及模具專用標(biāo)準(zhǔn)件兩大類 通用標(biāo)準(zhǔn)件如緊固件等 模具專用標(biāo)準(zhǔn)件如定位圈 澆口套 推桿 推管 導(dǎo)柱 導(dǎo)套 模具專用彈簧 冷卻及加熱元件 順序分型機(jī)構(gòu)及精密定位用標(biāo)準(zhǔn)組件等 在設(shè)計(jì)模具時(shí) 應(yīng)盡可能地選用標(biāo)準(zhǔn)模架和標(biāo)準(zhǔn)件 因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)件有很大一 部分已經(jīng)商品化 隨時(shí)可在市場(chǎng)上買(mǎi)到 這對(duì)縮短制造周期 降低制造成本時(shí) 極其有利的 提高公司在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力 設(shè)計(jì)模具時(shí) 開(kāi)始就要選定模架 當(dāng)然選用模架時(shí)要考慮到塑件的成型 流道的分布形式以及頂出機(jī)構(gòu)的形式 有抽芯的還要考慮滑塊的大小等等因素 而且 模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘 模具外表面盡量不要有突出部 分 模具外表面應(yīng)光潔 加涂防銹油 兩模板之間應(yīng)有分模間隙 即在裝配 調(diào)試 維修過(guò)程中 可以方便地分開(kāi)兩塊模板 本設(shè)計(jì)充分利用 UG 的外掛模塊直接調(diào)入模架部分 可以很便捷的選用標(biāo)準(zhǔn) 模架 盡量達(dá)到生產(chǎn)中的水平 提高生產(chǎn)率 使我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)更接近實(shí)際生 產(chǎn)中的技術(shù)水平 本設(shè)計(jì)要求采用一模二腔設(shè)置 根據(jù)成型零件的尺寸 以及側(cè)抽芯的尺寸 最終確定本設(shè)計(jì)選用的模架為 FCI 2030 模架 模架的安裝高度 325mm 模具的具體形式如圖 6 1 27 圖 6 1 7 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 7 1 合模導(dǎo)向零件機(jī)構(gòu)的作用 1 定位作用 模具閉合后 保證動(dòng)定模位置正確 保證型腔的形狀和尺 寸正確 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具裝配過(guò)程中也起了定位作用 便于裝配和調(diào)整 2 導(dǎo)向作用 合模時(shí) 首先是導(dǎo)向零件接觸 引導(dǎo)動(dòng)定?；蛏舷履?zhǔn)確 閉合 避免型芯先進(jìn)入型腔造成成型零件損壞 3 承受一定的側(cè)向壓力 塑料熔體在充型過(guò)程中可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力 或者由于成型設(shè)備精度低的影響 使導(dǎo)柱承受了一定的側(cè)壓力 以保證模具的 正常工作 若側(cè)壓力很大 不能單靠導(dǎo)柱來(lái)承擔(dān) 需增設(shè)錐面定位機(jī)構(gòu) 4 保持機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn) 對(duì)于大 中型模具的脫模機(jī)構(gòu) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)有使機(jī) 構(gòu)運(yùn)動(dòng)靈活平穩(wěn)的作用 5 承載作用 當(dāng)采用脫模板脫?；螂p分型面模具時(shí) 導(dǎo)柱有承受脫模板 和型腔板的作用 7 2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 28 設(shè)計(jì)導(dǎo)柱 導(dǎo)套時(shí)還應(yīng)注意 1 導(dǎo)柱應(yīng)合理地均布在模具分型面的四周 導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)有足夠 的距離 以保證模具的強(qiáng)度 2 導(dǎo)柱的長(zhǎng)度應(yīng)比型芯端面的高度高出 6 8mm 以免型芯進(jìn)入凹模時(shí)與凹 模相碰而損壞 3 導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和耐磨度 常采用 20 低碳鋼經(jīng)滲碳 0 5 0 8 淬火 48 55HRC 也可采用 SKD61 碳素工具鋼 經(jīng)淬火處理 4 為了使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)套 導(dǎo)柱端部應(yīng)做成錐形或半球形 導(dǎo)套的 前端也應(yīng)倒角 5 導(dǎo)柱設(shè)在動(dòng)模一側(cè)可以保護(hù)型芯不受損傷 而設(shè)在定模一側(cè)則便于順利 脫模取出塑件 因此 根據(jù)需要而決定裝配方式 6 一般導(dǎo)柱滑動(dòng)部分的配合形式按 H8 f8 導(dǎo)柱和導(dǎo)套固定部分配合按 H7 k6 導(dǎo)套的外徑的配合按 H7 k6 綜上所述 本設(shè)計(jì)采用 UG 的中自動(dòng)導(dǎo)入標(biāo)準(zhǔn)模架 選用的導(dǎo)柱 導(dǎo)套也相 應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值 8 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 塑件在從模具上取下以前 還有一個(gè)從模具的成型零件上脫出的過(guò)程 使 塑件從成型零件上脫出的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu) 推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作是通過(guò)裝在注射 機(jī)合模機(jī)構(gòu)上的頂桿或液壓缸來(lái)完成的 8 1 推出機(jī)構(gòu)的組成 推出機(jī)構(gòu)主要由推出零件 推出零件固定板和推板 推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù) 位部件等組成 推出機(jī)構(gòu)中 凡直接與塑件相接觸 并將塑件推出型腔的零件 稱為推出零件 常用的推出零件有推桿 推管 推件板 成型推桿等 8 2 推出機(jī)構(gòu)的分類 推出機(jī)構(gòu)可按其推出動(dòng)作的動(dòng)力來(lái)源分為手動(dòng)推出機(jī)構(gòu) 機(jī)動(dòng)推出機(jī)構(gòu) 液壓和氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu) 手動(dòng)推出機(jī)構(gòu)是模具開(kāi)模后 由人工操縱的推出機(jī)構(gòu)塑 件 一般多用于塑件滯留在定模一側(cè)的情況 機(jī)動(dòng)推出機(jī)構(gòu)利用注射機(jī)開(kāi)模動(dòng) 作驅(qū)動(dòng)模具上的推出機(jī)構(gòu) 實(shí)現(xiàn)塑件的自動(dòng)脫模 液壓和氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu)是依靠 設(shè)置在注射機(jī)上的專用液壓和氣動(dòng)裝置 將塑件推出或從模具中吹出 推出機(jī) 構(gòu)還可以根據(jù)推出零件的類別分類 可分為推桿推出機(jī)構(gòu) 推管推出機(jī)構(gòu) 推 件板推出機(jī)構(gòu) 成型推桿 塊 推出機(jī)構(gòu) 多無(wú)綜合推出機(jī)構(gòu)等 另外 也可 根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)來(lái)分類 29 8 3 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 1 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)晝調(diào)協(xié)在動(dòng)模一側(cè) 由于推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作是通過(guò)裝在注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)上的頂桿來(lái)驅(qū)動(dòng)的 所以 一般情況下 推出機(jī)構(gòu)設(shè)在動(dòng)模一側(cè) 正因如此 在分型面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量注意 開(kāi)模后使塑件能留在動(dòng)模一側(cè) 2 保證塑件不因推出而變形損壞 為了保證塑件在推出過(guò)程中不變形 不損壞 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)仔細(xì)分析塑件對(duì)模 具的包緊力和粘附力的大小 合理的選擇推出方式及推出位置 從而使塑件受 力均勻 不變形 不損壞 3 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單動(dòng)作可靠 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)使推出動(dòng)作可靠 靈活 制造方便 機(jī)構(gòu)本身要有足夠的強(qiáng)度 剛度和硬度 以承受推出過(guò)程中的各種力的作用 確保塑件順利地脫模 4 良好的塑件外觀 推出塑件的位置應(yīng)盡量設(shè)置在塑件內(nèi)部 以免推出痕跡影響塑件的外觀質(zhì) 量 5 合模時(shí)的正確復(fù)位 設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)時(shí) 還必須考慮合模時(shí)機(jī)構(gòu)的正確復(fù)位 并保證不與其他模 具零件相干涉 綜上所述 本套模具的推出機(jī)構(gòu)形式采用推板推出 推板的位置參考原塑 件留下的推板位置 根據(jù)以上原則 本設(shè)計(jì)的推桿位置如圖 8 1 所示 30 圖 8 1 8 4 脫模力的計(jì)算 脫模力是從動(dòng)模一側(cè)的主型芯上脫出塑件所需施加的外力 需克服塑件對(duì) 型芯包緊力 真空吸力 粘附力和脫模機(jī)構(gòu)本身的運(yùn)動(dòng)阻力 本設(shè)計(jì)主要計(jì)算 由型芯包緊力形成的脫模阻力 當(dāng)開(kāi)始脫模時(shí) 模具所受的阻力最大 推桿剛度及強(qiáng)度應(yīng)按此時(shí)計(jì)算 亦 即無(wú)視脫模斜度 a 0 由于制品是薄壁矩形件 Q 8t E S l f 1 m 1 f kN 式中 Q 脫模最大阻力 kN t 塑件的平均壁厚 cm E 塑料的彈性模量 N 2cm S 塑料毛坯成型收縮率 mm mm l 包容凸模長(zhǎng)度 cm f 塑料與鋼之間的摩擦系數(shù) m 泊松比 一般取0 38 0 49 查表得 S 0 005 E 1 8 10 5N cm2 已知 t 0 12cm l 4 5cm f 0 28 Q 8 0 12 1 8 105 0 005 4 0 0 28 1 0 43 1 0 28 1 32kN 660 51240 837145 02FffPAN 正阻 摩擦阻力 N 阻 31 摩擦系數(shù) 一般取0 15 1 0 本設(shè)計(jì)取0 5f 因塑件收縮對(duì)型芯產(chǎn)生的正壓力 N F正 塑件對(duì)型芯產(chǎn)生的單位正壓力 一般取8 12MPa 本設(shè)計(jì)取10MPaP 塑件包緊型芯的側(cè)面積 2 A 8 5 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 為了保證注射模準(zhǔn)確合模和開(kāi)模 在注射模中必須設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 其作用 有 1 定位作用 模具閉合后 保證動(dòng)定模位置正確 保證型腔的形狀和尺寸正確 導(dǎo)向機(jī) 構(gòu)在模具裝配過(guò)程中也起了定位作用 便于裝配和調(diào)整 2 導(dǎo)向作用 合模時(shí) 首先是導(dǎo)向零件接觸 引導(dǎo)動(dòng)定?；蛏舷履?zhǔn)確閉合 避免型芯 先進(jìn)入型腔造成成型零件損壞 3 承受一定的側(cè)向壓力 塑料熔體在充型過(guò)程中可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力 或者由于成型設(shè)備精度低的 影響 使導(dǎo)柱承受了一定的側(cè)壓力 以保證模具的正常工作 如果側(cè)壓力很大 不能單靠導(dǎo)柱來(lái)承擔(dān) 則需增設(shè)錐面定位機(jī)構(gòu) 4 保持機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn) 對(duì)于大 中型模具的脫模機(jī)構(gòu) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)有使機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)靈活平穩(wěn)的作用 5 承載作用 當(dāng)采用脫模板脫?；螂p分型面模具時(shí) 導(dǎo)柱有承受脫模板和型腔板的作用 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的形式主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種 在設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)導(dǎo)柱 導(dǎo)套時(shí)應(yīng)注意 1 導(dǎo)柱應(yīng)合理地均布在模具分型面的四周 導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)有足夠 的距離 以保證模具的強(qiáng)度 2 導(dǎo)柱的長(zhǎng)度應(yīng)比型芯端面的高度高出 6 8mm 以免型芯進(jìn)入凹模時(shí)與凹 模相碰而損壞 3 導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和耐磨度 常采用 20 低碳鋼經(jīng)滲碳 0 5 0 8 淬火 48 55HRC 也可采用 SKD61 碳素工具鋼 經(jīng)淬火處理 32 4 為了使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)套 導(dǎo)柱端部應(yīng)做成錐形或半球形 導(dǎo)套的 前端也應(yīng)倒角 5 導(dǎo)柱設(shè)在動(dòng)模一側(cè)可以保護(hù)型芯不受損傷 而設(shè)在定模一側(cè)則便于順利 脫模取出塑件 因此可根據(jù)需要而決定裝配方式 6 一般導(dǎo)柱滑動(dòng)部分的配合形式按 H8 f8 導(dǎo)柱和導(dǎo)套固定部分配合按 H7 k6 導(dǎo)套的外徑的配合按 H7 k6 7 除了動(dòng) 定模之間設(shè)導(dǎo)柱 導(dǎo)套外 一般還在動(dòng)模座板與推板之間設(shè)置 導(dǎo)柱和導(dǎo)套 以保證推出機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)動(dòng) 8 導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具大小而決定 當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí) 因模架本身帶 有導(dǎo)向裝置 一般情況下 設(shè)計(jì)人員只要按模架規(guī)格選用即可 9 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 塑料在成型過(guò)程中 模具溫度會(huì)直接影響到塑料的充模 定向 成型周期 和塑件質(zhì)量 模具溫度過(guò)高 成型收縮大 脫模后塑件變形率大 而且還容易造成溢料 和黏模 模具溫度過(guò)低 則熔體流動(dòng)性差 塑件輪廓不清晰 表面會(huì)產(chǎn)生明顯的銀 絲或流紋等缺陷 當(dāng)模具溫度不均勻時(shí) 型芯和型腔溫度差過(guò)大 塑件收縮不均勻 導(dǎo)致塑 件翹曲變形 會(huì)影響塑件的形狀和尺寸精度 一般注射模具內(nèi)的塑料熔體溫度為 200 左右 而塑件從模具型腔中取出 時(shí)其溫度在 60 以下 所以熱塑性塑料在注射成型后 必須對(duì)模具進(jìn)行有效的 冷卻 以便使塑件可靠冷卻定型并迅速脫模 提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率 對(duì)于熔融黏度低 流動(dòng)性較好的塑料 如聚乙烯 聚丙烯 尼龍 聚苯乙烯 聚氯乙烯 有機(jī)玻璃等 當(dāng)塑件是小型薄壁時(shí) 則模具可利用自然冷卻而不設(shè) 冷卻系統(tǒng) 9 1 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 1 盡量保證塑件收縮均勻 維持模具的熱平衡 2 冷卻水孔的數(shù)量越多 孔徑越大 則對(duì)塑件的冷卻效果越均勻 3 盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等 當(dāng)塑件壁厚均勻時(shí) 冷卻水 孔與型腔表面的距離應(yīng)處處相等 當(dāng)塑件壁厚不均勻時(shí) 壁厚處應(yīng)強(qiáng)化冷卻 水孔應(yīng)靠近型腔 距離要小 但也不應(yīng)小于 6 4 澆口處加強(qiáng)冷卻 一般在注射成型時(shí) 澆口附近溫度最高 距澆口越遠(yuǎn) 溫度越低 因此要加強(qiáng)澆口處的冷卻 5 應(yīng)降低進(jìn)水與出水的溫差 如果進(jìn)水與出水溫差過(guò)大 將使模具的溫度 33 分布不均勻 尤其對(duì)流程很長(zhǎng)的大型塑件 料溫越流越低 對(duì)于矩形模具 通 常沿模具寬度方向開(kāi)設(shè)水孔 使進(jìn)水與出水溫度差不大于 5 6 合理選擇冷卻水道的形式 對(duì)于收縮大的塑件應(yīng)沿收縮方向開(kāi)設(shè)冷卻水 孔 7 合理確定冷卻水管接頭位置 為不影響操作 進(jìn)出口水管接頭通常設(shè)在 注射機(jī)背面的模具同一側(cè) 8 冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉現(xiàn)象 設(shè)計(jì)時(shí)要通 盤(pán)考慮 9 冷卻水管進(jìn)出接頭應(yīng)埋入模板內(nèi) 以免模具在搬運(yùn)過(guò)程中造成損壞 9 2 冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)單計(jì)算 通常對(duì)于中小型模具以及對(duì)塑料制品要求不太嚴(yán)格時(shí) 一般可忽略空氣對(duì) 流 輻射以及與注射機(jī)接觸傳走的熱量 同時(shí)也忽略高溫噴嘴頭向模具的接觸 傳給型腔的熱 所謂簡(jiǎn)單計(jì)算就是以塑料熔體釋放出的熱量 Q1為總熱量 全部 由冷卻介質(zhì)傳走 所以本設(shè)計(jì)屬中小型模具 采用簡(jiǎn)單計(jì)算方法 具體的計(jì)算 如下 塑料傳給模具的熱量 Q 1 nmC 1T 2 kJ h 式中Q 1 單位時(shí)間內(nèi)塑料傳給模具的熱量 kJ h n 每小時(shí)的注射次數(shù)