電器殼體注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì)

電器殼體注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì),電器,殼體,注塑,成型,工藝,模具設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 摘 要 塑料作為高分子化學(xué)和材料科學(xué)發(fā)展的重要成果 早已為人們熟悉 塑料產(chǎn)品已經(jīng)成為人類(lèi)生產(chǎn)和 生活中不可缺少的重要組成部分 多年來(lái) 塑料產(chǎn)品制造業(yè)一直在迅速發(fā)展 而當(dāng)前全球范圍的以塑料 代替金屬的趨勢(shì)又進(jìn)一步加速了這一發(fā)展速度 塑料產(chǎn)品一般采用模塑成型方法生產(chǎn) 因而塑料模具早 已成為一種重要的生產(chǎn)工藝裝備 在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著越來(lái)越重要的作用 隨著塑料產(chǎn)品在家電 電子等 產(chǎn)品和日常用品中的越來(lái)越廣泛應(yīng)用 對(duì)塑料模具的設(shè)計(jì)和制造的要求也越來(lái)越高 傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)與 制造方式早已滿足不了生產(chǎn)發(fā)展的需要 CAD CAM 的發(fā)展正適應(yīng)了這種客觀實(shí)際要求 CAD CAM 可以 顯著提高塑料產(chǎn)品和塑料模具的設(shè)計(jì)制造效率 提高設(shè)計(jì)制造質(zhì)量 減少試模修模時(shí)間 從而縮短從塑 料產(chǎn)品設(shè)計(jì) 模具設(shè)計(jì) 模具制造到進(jìn)行產(chǎn)品模塑生產(chǎn)的整個(gè)周期 關(guān)鍵詞 塑料 建模 注塑模具 CAD ABSTRACT Plastic as an important achievement of polymer chemistry and materials science has long been familiar plastic products have become an important part of the human life and production Over the years the plastic products manufacturing industry has been developing rapidly and the current global plastic instead of metal trend and accelerate the pace of development Plastic products are generally produced by moulding thus the plastic mold has become an important technique of production equipment plays a more and more important role in the national economy Along with the plastic products in home appliances electronics and other products and daily necessities in the increasingly widespread application the plastic mold design and manufacturing requirements are also getting higher and higher Traditional manual design and the manufacture way already cannot satisfy the needs of production development The development of CAD CAM is adapted to the objective and actual requirements CAD CAM can significantly improve the design of plastic products and plastic mold manufacturing efficiency improve the quality of design and manufacture reduce mold mold repair time thus shortening the plastic products design mold design mold manufacturing to product molding production in the whole cycle Key Words plastic modeling injection mold CAD 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2 目 錄 承諾書(shū) I 摘 要 II ABSTRACT III 第一章 緒論 11 1 1 塑料在輕工業(yè)上的應(yīng)用 11 1 2 工程塑料 ABS 的性能及應(yīng)用 11 1 3 注塑成型原理 11 1 3 1 我國(guó) CAD 技術(shù)應(yīng)用中存在的問(wèn)題 11 1 4 我國(guó)塑料模具發(fā)展及現(xiàn)狀 11 1 5 課題研究的目的和意義 11 1 6 課題研究的主要內(nèi)容 12 第二章 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 12 2 1 塑件的幾何形狀分析 12 2 2 塑件原材料的成型特性分析 13 2 3 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 14 2 3 1 塑件的尺寸精度分析 14 2 3 2 塑件的表面質(zhì)量分析 14 2 3 3 塑件的成型工藝性分析 14 2 3 4 塑件的生產(chǎn)批量 14 2 4 初選注射機(jī) 15 2 5 本章小結(jié) 16 第三章 電器外殼模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 17 3 1 分型面的選擇 17 3 2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 18 3 2 1 澆注口位置的選擇 19 3 2 2 主流道和定位圈的設(shè)計(jì) 19 3 2 3 分流道的設(shè)計(jì) 20 3 2 4 澆口的設(shè)計(jì) 20 3 2 5 冷料穴的設(shè)計(jì) 21 3 3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22 3 3 1 型腔布置 22 3 3 2 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 23 3 3 3 導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的確定 23 3 3 4 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 23 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 3 3 3 5 抽芯機(jī)構(gòu)的確定 24 3 3 6 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 3 3 7 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 24 3 4 本章小結(jié) 25 第四章 模具主要零部件的參數(shù)設(shè)計(jì) 26 4 1 成型零件的成型尺寸 26 4 2 側(cè)抽機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 26 4 2 1 確定斜導(dǎo)柱的傾斜角 27 4 2 2 確定斜導(dǎo)柱的直徑 27 4 2 3 導(dǎo)柱總長(zhǎng)度計(jì)算 27 4 2 4 確定契緊塊 27 4 3 確定滑塊裝置的定位距離 28 4 4 標(biāo)準(zhǔn)模架的確定 28 4 5 成型設(shè)備的校核計(jì)算 30 4 5 1 鎖模力的校核 30 4 5 2 安裝尺寸的校核 30 4 5 3 推出機(jī)構(gòu)的校核 30 4 5 4 推出機(jī)構(gòu)的校核 30 4 6 本章小結(jié) 31 第五章 基于 UG 軟件的三維模具設(shè)計(jì) 31 5 1 UG 簡(jiǎn)介 31 5 2 模具設(shè)計(jì) 31 5 2 1 塑件分模 31 5 3 本章小結(jié) 41 第六章 工作總結(jié)與展望 42 6 1 工作總結(jié) 42 6 2 工作展望 42 參考文獻(xiàn) 43 致 謝 44 第一章 緒論 1 1 塑料在輕工業(yè)上的應(yīng)用 塑料是一種具有可塑性的人造高分子有機(jī)化合物 樹(shù)脂 是指以有機(jī)合成樹(shù)脂為主要成分 加入或不加入其他配合材料而構(gòu)成的人造材料 它通常在加熱 加壓條件下可塑制成具有一定 形狀的器件 1 2 工程塑料 ABS 的性能及應(yīng)用 ABS 是由丙烯腈 丁二烯 苯乙烯三種單體共聚而成的 三組分的各自特性 使 ABS 具 有良好的綜合力學(xué)性能 丙烯腈使 ABS 有良好的耐化學(xué)腐蝕性及強(qiáng)度 表面硬度 丁二烯使 ABS 堅(jiān)韌 有彈性 即沖擊值高 苯乙烯使它有良好的加工性 介電性和染色性能 從改進(jìn) PS 性能角度看 ABS 顯著提高了抗沖擊強(qiáng)度和表面硬度 其熱變形溫度比 PS PVC PA 約高 10 等都高 具良好的尺寸穩(wěn)定性 化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能 三種組 分配比調(diào)整可獲得性能不同的材料 1 3 注塑成型原理 塑料成型方法很多 主要有注射成型 壓縮成型 壓注成型 擠出成型 氣動(dòng)成型等 這 些成型方法都有各自的特點(diǎn)及適應(yīng)范圍 注塑成型作為一項(xiàng)速度快 自動(dòng)化程度高的生產(chǎn)技術(shù) 能一次成型形狀復(fù)雜 尺寸精確的制品 在整個(gè)塑料制品生產(chǎn)行業(yè)占有非常重要的地位 大多 數(shù)塑料制品都可以采用注塑成型的方法來(lái)進(jìn)行生產(chǎn) 1 4 我國(guó)塑料模具發(fā)展及現(xiàn)狀 我國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在 歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì) 有了很大發(fā)展 模具水平有了較大提高 電視機(jī) 空調(diào) 洗衣機(jī)等家用電器所需的塑料模具基本上可立足于國(guó)內(nèi)生產(chǎn) 1 5 課題研究的目的和意義 塑料作為高分子化學(xué)和材料科學(xué)發(fā)展的重要成果 早己為人們熟悉 塑料產(chǎn)品己經(jīng)成為人 類(lèi)生產(chǎn)和生活中不可缺少的重要組成部分 多年來(lái) 塑料產(chǎn)品制造業(yè)一直在迅速發(fā)展 而當(dāng)前 全球范圍的以塑料代替金屬的趨勢(shì)又進(jìn)一步加速了這一發(fā)展速度 塑料產(chǎn)品一般采用模塑成型 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 5 方法生產(chǎn) 因而塑料模具早己成為一種重要的生產(chǎn)工藝裝備 在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著越來(lái)越重要的 作用 隨著塑料產(chǎn)品在家電 電了 機(jī)械等產(chǎn)品和日常用品中的越來(lái)越廣泛應(yīng)用 對(duì)塑料模具 的設(shè)計(jì)和制造的要求也越來(lái)越高 傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)與制造方式早己滿足不了生產(chǎn)發(fā)展的需要 CAD CAM 的發(fā)展適應(yīng)了這種客觀實(shí)際的要求 CAD CAM 可以顯著提高塑料產(chǎn)品和塑料模 具的設(shè)計(jì)制造效率 提高設(shè)計(jì)制造質(zhì)量 減少試模修模時(shí)間 從而縮短從塑料產(chǎn)品設(shè)計(jì) 模具 設(shè)計(jì) 模具制造到進(jìn)行產(chǎn)品模塑生產(chǎn)的整個(gè)周期 1 6 課題研究的主要內(nèi)容 本課題主要借助于 UG 軟件進(jìn)行典型制件的三維實(shí)體設(shè)計(jì) 注塑模具設(shè)計(jì) 主要完成內(nèi)容 為 1 完成設(shè)計(jì)零件的二維實(shí)體造型 2 利用塑料注塑成型原理 分析零件的注塑工藝 進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì) 3 完成型腔設(shè)計(jì) 主要包括定動(dòng)模鑲塊 澆道及澆口系統(tǒng) 定位圈等 4 完成模架和推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 主要包括動(dòng)定模底座 動(dòng)定模套板 推板 推板固定板 推桿 澆口導(dǎo)套以及支承板零件的設(shè)計(jì) 5 組裝型腔與模座 并生成最終模具的三維裝配圖 并出二維工程圖 第二章 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 塑件的成型工藝性與模具設(shè)計(jì)有直接的關(guān)系 只有塑件的設(shè)計(jì)能適應(yīng)成型工藝性的要求 才能設(shè)計(jì)出合理的模具結(jié)構(gòu) 才能保證塑件順利成型 從而達(dá)到提升產(chǎn)品性能 提高生產(chǎn)效率 降低生產(chǎn)成本的目的 評(píng)價(jià)一個(gè)塑件設(shè)計(jì)的好壞 不僅在于其是否能夠滿足使用性能 其結(jié)構(gòu) 工藝性也是一個(gè)很重要的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 為了保證在生產(chǎn)過(guò)程中制造出理想的塑件 除應(yīng)合理選用 塑件材料外 還必須分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 2 1 塑件的幾何形狀分析 熟讀電器外殼塑件的圖樣 在頭腦中建立清晰的塑件三維形狀 電器外殼的零件圖形如圖 2 1 所示 三維造型如圖 2 2 所示 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 6 圖 2 1 殼體零件圖 圖 2 2 三維造型圖 2 2 塑件原材料的成型特性分析 ABS 是聚苯乙烯的改性產(chǎn)品 是目前產(chǎn)量最大 應(yīng)用最廣的工程塑料 ABS 具有突出的 力學(xué)性能 堅(jiān)固 堅(jiān)韌 堅(jiān)硬 具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的介電性能 具有較好的尺寸穩(wěn) 定性 易于成型和機(jī)械加工 成型塑件表面有較好的光澤 經(jīng)過(guò)調(diào)色可配成任何顏色 表面可 鍍鉻 其缺點(diǎn)是耐熱性差 連續(xù)工作溫度為 70 左右 熱變形溫度為 93 左右 但熱變形溫 度比聚苯乙烯 聚氯乙烯 尼龍等都高 耐候性差 在紫外線作用下易變硬發(fā)脆 ABS 可采 用注射 擠出 壓延 吹塑 真空成型 電鍍 焊接及表面涂飾等多種成型計(jì)算加工方法 ABS 成型性能如下 1 易吸水 成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理 表面要求高的塑件應(yīng)廠時(shí)間預(yù)熱干燥 2 流動(dòng)性中等 溢邊值為 0 04mm 左右 3 壁厚和熔料溫度對(duì)收縮率影響極小 塑件尺寸精度高 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 7 4 比熱容低 塑化效率高 凝固也快 故成型周期短 5 表觀黏度對(duì)剪切速率的依賴(lài)性很強(qiáng) 因此模具設(shè)計(jì)中大都采用點(diǎn)澆口形式 6 頂出力過(guò)大或機(jī)械加工時(shí)塑件表面會(huì)留下白色痕跡 脫模斜度宜取 2 以上 7 易產(chǎn)生熔接痕 模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減少澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力 8 宜采用高料溫 高模溫 高注射壓力成型 在要求塑件精度高時(shí) 模具溫度可控制 在 50 60 而在強(qiáng)調(diào)塑件光澤和耐熱時(shí) 模具溫度應(yīng)控制在 60 80 2 3 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 設(shè)計(jì)通常要符合公司實(shí)際工藝條件 研究制品材料及其工藝參數(shù) 選擇設(shè)備 接著便要對(duì) 塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析 塑件結(jié)構(gòu)好壞直接關(guān)系到模具設(shè)計(jì) 零件缺陷情況 2 3 1 塑件的尺寸精度分析 查閱資料該塑件尺寸 精度為一級(jí) 精度過(guò)高 難以達(dá)到要求 26 038 039 7 032 4 后與指導(dǎo)老師商議 定公差等級(jí)為 3 級(jí) 其他尺寸均為未注公差的自由尺寸 可按 MT5 查取 公差 表 3 5 所列為塑件主要尺寸的公差要求 表 3 5 塑件主要尺寸的公差要求 部位 尺寸 尺寸公差 部位 尺寸 尺寸公差 40 076 8 16 0 64 4 10 54 外形 尺寸 72 06 孔 尺 寸 4 06 66 8 9 2 0 10 1 內(nèi)形 尺寸 58 74 孔間 距尺 寸 38 28 0 2 3 2 塑件的表面質(zhì)量分析 塑件的表面粗糙度 Ra 一般為 0 8 0 2 m 取決于模具型腔質(zhì)量和與塑件結(jié)構(gòu) 該塑件要 求表面無(wú)缺陷 拐角處倒圓角分別為 R2 R5 R8 而內(nèi)表面無(wú)特殊要求 2 3 3 塑件的成型工藝性分析 塑件制品形狀要力求簡(jiǎn)單 盡量減少側(cè)抽芯 簡(jiǎn)化模具 以便于模塑 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 8 1 從圖紙上看 該塑件外形為四方盒 圓角過(guò)渡且無(wú)尖角存在 壁厚符合最小壁厚要 求 2 在塑件的兩側(cè)各有一直徑為 8 的孔 要考慮采用側(cè)向分型抽芯裝置 3 為使塑件順利脫模 可在塑件上加拔模斜度 4 塑件內(nèi)部均勻分布著四個(gè)帶有直徑為 10 且高 9 的凸臺(tái) 外加直徑為 4 的盲孔 綜上所述 該塑件可采用注射成型 2 4 初選注射機(jī) 1 計(jì)算塑件體積或重量 通過(guò)三維造型可獲得盒的體積 V 4 05cm3 ABS 的密度為 1 03g cm 3 所以塑件的質(zhì)量 V 1 03X4 05 4 1715g 2 根據(jù)塑件本身的幾何形狀及生產(chǎn)批量確定型腔數(shù)目 由于該塑件有側(cè)孔 加上塑件尺寸有一般精度要求 外表有無(wú)缺陷要求 不易采用太多型 腔數(shù)目 所以考慮采用一模兩腔 型腔平衡布置在型腔板兩側(cè) 以方便側(cè)抽實(shí)現(xiàn) 澆口排列和 模具的平衡 3 確定注射成型的工藝參數(shù) 根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和 ABS 的成型性能 查有關(guān)資料初步確定塑件的注射成型工藝參 數(shù) 如表 2 1 所示 表 2 1 塑件的注射成型工藝參數(shù) 工藝參數(shù) 內(nèi)容 工藝參數(shù) 內(nèi)容 溫度 80 90 注射時(shí)間 3 5預(yù)熱 和干燥 時(shí)間 2h 保壓時(shí)間 15 30 后段 180 200 冷卻時(shí)間 15 30 中段 210 230 成型 時(shí)間 s 總周期 40 70 料桶溫度 前段 200 210 螺桿轉(zhuǎn)速 r min 30 60 噴嘴 溫度 180 190 方法 紅外線燈烘箱 模具溫度 60 80 溫度 70 注射 壓力 MPa 70 90 后處 理 時(shí)間 h 2 4 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 9 4 確定模具溫度及冷卻方式 ABS 為非結(jié)晶型塑料 流動(dòng)性中等 壁厚一般 因此在保證順利脫模的情況下應(yīng)盡可能 降低模溫 以縮短冷卻時(shí)間 從而提高生產(chǎn)率 所以模具應(yīng)考慮采用適當(dāng)?shù)难h(huán)水冷卻 成型 模具溫度控制在 60 80 C 5 確定成型設(shè)備 由于塑件采用注射成型加工 使用一模兩腔分布 因此可計(jì)算出一次注射成型過(guò)程所用塑 料量為 W 2 廢料 2X41 715 41 715X0 2 91 743g 根據(jù)以上一次注射量的分析以及考慮到塑料品種 塑件結(jié)構(gòu) 生產(chǎn)批量及注射工藝參數(shù) 注射模具尺寸大小等因素 參考設(shè)計(jì)課本 初選 XS ZY 125 型螺桿式注射機(jī) 經(jīng)后面中注射機(jī) 的校核 XS ZY 125 型螺桿式注射機(jī)能滿足鎖模力 安裝尺寸與開(kāi)模行程等各項(xiàng)要求 故最終 選定 XS ZY 125 型螺桿式注射機(jī) 主要參數(shù)如下 XS ZY 125 型注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下 序號(hào) 主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目 參數(shù)數(shù)值 1 最大注射量 cm3 125 2 注射壓力 MPa 120 3 鎖模力 kN 900 4 動(dòng) 定模模板最大安裝尺寸 428 458 5 最大模具厚度 mm 300 6 最小模具厚度 mm 200 7 最大開(kāi)模行程 mm 300 8 噴嘴前端球面半徑 mm 12 9 噴嘴孔直徑 mm 4 10 定位圈直徑 mm 100 2 5 本章小結(jié) 本章主要對(duì)電器外殼塑件零件進(jìn)行了成型工藝性分析 成型工藝分析首先應(yīng)該從零件的形 狀開(kāi)始 確定所有尺寸及其精度 其次分析 ABS 材料的成型特征 最后計(jì)算塑件質(zhì)量 初選注 塑機(jī) 得出了如下結(jié)論 1 分析塑件的形狀 可以初步確定模具的大概結(jié)構(gòu) 2 對(duì)塑件的尺寸精度 表面質(zhì)量和生產(chǎn)批量等分析 對(duì)塑件增加拔模斜度等設(shè)計(jì) 便 于開(kāi)模 對(duì)塑件三維造型 計(jì)算塑件質(zhì)量 初選注塑機(jī) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 10 第三章 殼體模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 3 1 分型面的選擇 將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€(gè)或幾個(gè)可以分離的主要部分 這些可以分離部分的接觸表面分開(kāi)時(shí) 能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料 當(dāng)成型時(shí)又必須接觸封閉 這樣的接觸表面稱(chēng)為模具的分型面 分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素 它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造工藝有密切關(guān)系 并且直接影響著塑料熔體的流動(dòng)充填特性及塑件的脫模 因此 分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中 的一個(gè)關(guān)鍵 通常有以下原則 1 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 2 分型面的選擇應(yīng)有利于塑件的順利脫模 3 分型面的選擇應(yīng)保證塑件的精度要求 4 分型面的選擇應(yīng)滿足塑件的外觀質(zhì)量要求 5 分型面的選擇要便于模具的加工制造 6 分型面的選擇應(yīng)有利于排氣 根據(jù)分型面的設(shè)計(jì)原則 分型面選在塑件最大輪廓處 如圖 3 1 所示 圖 3 1 分型面的選擇 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 11 3 2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機(jī)噴嘴到型腔之間的通道 或說(shuō)是引導(dǎo)熔融塑料填充型腔的通 道 是模具設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié) 設(shè)計(jì)的成功與否直接影響成像質(zhì)量 包括內(nèi)在與外觀 成型效 率 是模具設(shè)計(jì)者十分重視 認(rèn)真研究的技術(shù)問(wèn)題 3 2 1 澆注口位置的選擇 模具設(shè)計(jì)時(shí) 澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格 初步試模之后有時(shí)還需修改澆口尺寸 無(wú) 論采用什么形式的澆口 其開(kāi)設(shè)的位置對(duì)塑件的成型性能及成型質(zhì)量影響很大 因此合理選擇 澆口的開(kāi)設(shè)位置是提高塑件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié) 同時(shí)澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu) 一般在選 擇澆口位置時(shí) 需要根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)工藝特征 成型質(zhì)量和技術(shù)要求 并綜合分析塑料熔體在 模內(nèi)的流動(dòng)特性 成型條件因素 以下幾項(xiàng)原則可以參考 1 盡量縮短流動(dòng)距離 澆口位置的安排應(yīng)保證塑料熔體迅速和均勻地充填模具型腔 盡量縮短熔體的流動(dòng)距離 這對(duì)大型塑件更為重要 2 澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件壁最厚處 當(dāng)塑件的壁厚相差較大時(shí) 若將澆口開(kāi)設(shè)在塑件的薄壁處 這時(shí)塑料熔體進(jìn)入型腔后 不 但流動(dòng)阻力大 而且還易冷卻 以致影響了熔體的流動(dòng)距離 難以保證其充滿整個(gè)型腔 另外 從補(bǔ)縮的角度考慮 塑件截面最厚的部位經(jīng)常是塑料熔體最晚固化的地方 若澆口開(kāi)在薄壁處 則厚壁處極易因液態(tài)體積收縮得不到補(bǔ)縮而形成表面凹陷或真空泡 因此為保證塑料熔體的充 模流動(dòng)性 也為了有利于壓力有效地傳遞和較易進(jìn)行因液態(tài)體積收縮時(shí)所需的補(bǔ)料 一般澆口 的位置應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件壁最厚處 3 必須盡量減少或避免熔接痕 由于成型零件或澆口位置的原因 有時(shí)塑料充填型腔時(shí)會(huì)造成兩股或多股熔體的匯合 匯 合之處 在塑件上就形成熔接痕 熔接痕降低塑件的強(qiáng)度 并有損于外觀質(zhì)量 這在成型玻璃 纖維增強(qiáng)塑料的制件時(shí)尤其嚴(yán)重 一般采用直接澆口 點(diǎn)澆口 環(huán)形澆口等可避免熔接痕的產(chǎn) 生 有時(shí)為了增加熔體匯合處的熔接牢度 可以在熔接處外側(cè)設(shè)一冷料穴 使前鋒冷料引入其 內(nèi) 以提高熔接強(qiáng)度 在選擇澆口位置時(shí) 還應(yīng)考慮熔接痕的方位對(duì)塑件質(zhì)量及強(qiáng)度的不同影 響 4 應(yīng)有利于腔中氣體的排除 要避免從容易造成氣體滯留的方向開(kāi)設(shè)澆口 如果這一要求出現(xiàn)缺料 氣泡就是出現(xiàn)焦斑 同時(shí)熔體充填時(shí)也不順暢 雖然有時(shí)可用排氣系統(tǒng)來(lái)解決 但在選擇澆口位置時(shí)應(yīng)先行加以考 慮 5 考慮分子定向影響 充填模具型腔期間 熱塑性塑料會(huì)在熔體流動(dòng)方向上呈現(xiàn)一定的分子取向 這將影響塑件 的性能 對(duì)某一塑件而言 垂直流向和平行于流向的強(qiáng)度 應(yīng)力開(kāi)裂傾向等都是有差別的 一 般在垂直于流向的方位上強(qiáng)度降低 容易產(chǎn)生應(yīng)力開(kāi)裂 6 避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng) 蛇形流 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 12 塑料熔體的流動(dòng)主要受塑件的形狀和尺寸以及澆口的位置和尺可的支配 良好的流動(dòng)將保 證模具型腔的均勻充填并防止形成分層 塑料濺射進(jìn)入型腔可能增加表面缺陷 流線 熔體破 裂及夾氣 如果通過(guò)一個(gè)狹窄的澆口充填一個(gè)相對(duì)較大的型腔 這種流動(dòng)影響便可能出現(xiàn) 7 在承受彎曲或沖擊載荷的部位設(shè)置澆口 一般塑件的澆口附近強(qiáng)度最弱 產(chǎn)生殘余應(yīng)力或殘余變形的附近只能承受一般拉伸力 而 無(wú)法承受彎曲和沖擊力 8 澆口位置的選擇應(yīng)注意塑件外觀質(zhì)量 澆口的位置選擇除了保證成型性能和塑件的使用性能外 還應(yīng)注意外觀質(zhì)量 即選擇在不 影響塑件商品價(jià)值的部位或容易處理澆口痕跡的部位開(kāi)設(shè)澆口 圖 3 2 澆口位置 3 2 2 主流道和定位圈的設(shè)計(jì) 圖 3 3 定位圈和澆口套設(shè)計(jì) 查找資料得到 SZ 100 80 型注射機(jī)與噴嘴的有關(guān)尺寸 噴嘴最前端半徑 SR0 10mm 噴嘴孔直徑 d0 4mm 定位圈直徑為 100mm 為保證模具主流道與噴嘴 的緊密接觸 避免溢料 主流道與噴嘴的關(guān)系為 SR SR0 1 2 d d0 0 5 因此 取主流道球面半徑為 SR 14mm 主流道小段直徑 d 4 5mm 為了便于講凝料從主流道中拔出 應(yīng)將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形 其拔模斜度為 2 4 計(jì) 算其大端直徑約為 10mm 為避免模內(nèi)的高壓塑料產(chǎn)生過(guò)大的反壓力 配合段直徑 D 不宜過(guò) 大 取D 25mm 同時(shí)為了使熔料順利進(jìn)入分流道 在主流道出料段設(shè)計(jì)R2的圓弧 過(guò)渡 為補(bǔ)償在注射機(jī)噴嘴沖擊力作用下澆口套的變形 講澆口套的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)得 比模板厚度短0 02mm 澆口套外圓盤(pán)軸肩轉(zhuǎn)角半徑R宜大些 取R 3mm 以免淬火 和應(yīng)力集中 定位圈是安裝模具時(shí)做定位用的 查資料得SYZ 300型螺桿式注射機(jī)的定位圈 定位圈 澆口套 澆口位置 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 13 直徑為 100mm 一般定位圈高出定模板表面5 10mm 3 2 3 分流道的設(shè)計(jì) 分流道的作用是改變?nèi)垠w流向 以平穩(wěn)的流態(tài)均衡的分配到各個(gè)型腔 設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下 圖 3 4 分流道設(shè)計(jì) 3 2 4 澆口的設(shè)計(jì) 澆口亦稱(chēng)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)中截面積最 小的部分 但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分 使熔體流速激增 提高剪切速率 降低表觀粘度 澆 口的位置 形狀及尺寸對(duì)塑件的性能和質(zhì)量的影響很大 澆口又稱(chēng)進(jìn)料口 是連接分流道與型腔的熔體通道 澆口的設(shè)計(jì)與位置選擇恰當(dāng)與否 直接關(guān)系到塑件能否完好 高質(zhì)量地注射成型 澆口是澆注系統(tǒng)中截面積最小的部分 但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分 它起著調(diào)節(jié)控制料流 速度 補(bǔ)料時(shí)間及防止倒流等作用 澆口的形狀 尺寸和進(jìn)料位置等對(duì)塑件成型質(zhì)量影響很大 塑件上的一些質(zhì)量缺陷 如縮孔 缺料 白斑拼接縫 翹曲等往往是由于澆口設(shè)計(jì)不合理而產(chǎn) 生的 因此澆口的設(shè)計(jì)與位置的選擇恰當(dāng)與否 直接關(guān)系到塑件能都完好 高質(zhì)量的注射成型 澆口的主要作用是 1 型腔充滿后 熔體在澆口出首先凝結(jié) 防止其倒流 2 易于切除澆口凝料 3 對(duì)于多型腔的模具 用以平衡進(jìn)料 澆口可分成限制性澆口和非限制性口兩大類(lèi) 按澆口的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn) 常用的澆口可分 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 14 成以下形式 直接澆口 中心澆口 側(cè)澆口 環(huán)形澆口 輪輻式澆口 爪形澆口 點(diǎn)澆口 綜合考慮本設(shè)計(jì)中采用側(cè)澆口 開(kāi)在分型面上 分流道 澆口與塑件在分型面同一側(cè)的形 式 塑料熔體從外側(cè)充滿型腔 截面形狀多為矩形 扁槽 側(cè)澆口尺寸計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式如下 309 6Ab t 式中 b 側(cè)澆口的寬度 mm A 塑件外側(cè)表面積 mm 2 t 側(cè)澆口的厚度 mm 澆口處塑件的壁厚 mm 側(cè)向進(jìn)料的側(cè)澆口 對(duì)于大型塑件 一般厚度 t 3 0 6 0mm 或取塑件壁厚的 1 3 2 3 寬度 b 1 2mm 澆口的長(zhǎng)度 L 2 0 6 0mm 取側(cè)澆口寬度 b 2mm 澆口處塑件壁厚為 3mm 計(jì)算得側(cè)澆口的厚度 1 8mm 2 7mm 綜合考慮 取經(jīng)驗(yàn)值 2mm 澆口長(zhǎng)度取經(jīng)驗(yàn)值 L 4mm 如圖 9 06 t 4 3 所示 圖 4 3 側(cè)澆口 形式 2 澆口的位置 澆口位置的選擇對(duì)塑件質(zhì)量的影響極大 選擇澆口是應(yīng)遵循以下原則 1 盡量縮短流動(dòng)距離 2 避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 15 3 澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件壁厚處 4 考慮分子定向的影響 5 減少熔接痕提高熔接強(qiáng)度 6 有利于型腔的排氣 7 考慮塑件受力情況 8 防止型芯或嵌件擠壓位移或變形 此外在選擇澆口位置和形式時(shí) 還應(yīng)考慮到澆口容易切除 痕跡不明顯 不影響塑件外觀 質(zhì)量 流動(dòng)凝料少等因素 為了使?jié)沧⑾到y(tǒng)保持平衡 3 2 5 冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料穴是澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)之一 冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流前鋒的冷料 以 免這些冷料注入型腔 這些冷料既影響熔體的充填速度 又影響成型塑件的質(zhì)量 主流道末端 的冷料穴除了上述作用外 還有便于在該處設(shè)置主流道拉料桿的功能 注射結(jié)束模具分型時(shí) 在拉料桿的作用下 主流凝料從定模澆口套中被拉出 最后推出結(jié)構(gòu)開(kāi)始工作 將塑件和澆注 系統(tǒng)一起推出模外 采用 Z 字形拉料桿的冷料穴 如圖 3 6 所示 將其設(shè)置在主流道的末端 既起到冷料穴的 作用 又兼起開(kāi)模分型時(shí)將凝料從主流道中拉出留在動(dòng)模一側(cè) 稍做側(cè)向移動(dòng)便可取出凝料的 作用 圖 3 6 冷料穴的設(shè)計(jì) 3 3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 塑料模具的分類(lèi)方法很多 按照塑料的成型方法不同可以分為以下幾類(lèi) 1 注射模 2 壓縮模 冷料穴 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 16 3 壓注模 4 擠出模 5 氣動(dòng)成型模 除了上述的幾類(lèi)常用的塑料成型模具外 還有泡沫塑料成型模 澆注成型模 滾塑成型模 壓 延成型模 拉絲成型模以及聚四氯乙烯冷壓成型模等 3 3 1 型腔布置 對(duì)于一模多件的模具型腔布置 在保證澆注系統(tǒng)分流道的流程短 模具結(jié)構(gòu)緊湊 模具 能正常工作的前提下 盡可能使模具型腔對(duì)稱(chēng) 均衡 取件方便 本塑件的模具采用一模兩腔 型腔平衡布置在型腔板兩側(cè) 3 3 2 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 成型零件直接與高溫高壓的塑料接觸 它的質(zhì)量直接影響塑件的質(zhì)量 該塑件的 材料為ABS工程塑料 對(duì)表面粗糙的的要求較高 因此要求成型零件有足夠的強(qiáng)度 剛度 硬度和耐磨性 應(yīng)選用模具剛制作 還應(yīng)進(jìn)行熱處理以使其具備50 55HRC的硬度 1 凹模 型腔 設(shè)計(jì) 采用整體嵌入式凹模 放在定模板一側(cè) 主要是從節(jié)省優(yōu)質(zhì)模具鋼材料 方便熱處理 方便日后的更換維修等方面考慮的 注意 凹模鑲塊的尺寸大小設(shè)計(jì)除了要考慮壁厚的剛度和強(qiáng)度校核外 還要留有足夠的 冷卻水道位置 2 凸模 型芯 設(shè)計(jì) 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用組合式 可節(jié)省貴重模具鋼 減少加工工作量 成型塑件 內(nèi)壁的大型芯在動(dòng)模板上 成型72x64x40 4的小型芯裝在動(dòng)模板上 方便型芯 的制作安裝 塑件的飛邊去除以及塑件內(nèi)部冷卻水道的排布 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 17 3 3 3 導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的確定 由于塑件對(duì)稱(chēng)且無(wú)單向側(cè)壓力 所以采用直導(dǎo)柱導(dǎo)向便可滿足合模導(dǎo)向及閉 模后的定位 注意 導(dǎo)柱要比主型芯高出 6 8mm 3 3 4 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 在注射成型的每個(gè)周期中 將塑料制品及澆注系統(tǒng)凝料從模具中脫出的機(jī)構(gòu)稱(chēng)為推出機(jī)構(gòu) 也叫頂出機(jī)構(gòu)或脫模機(jī)構(gòu) 推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作通常是由安裝在注射機(jī)上的機(jī)械頂桿或液壓缸的活 塞桿來(lái)完成的 注射模的推出機(jī)構(gòu)有推桿 推管 推板三種形式 由于塑件形狀簡(jiǎn)單為矩形端 蓋殼體 對(duì)塑件并無(wú)特別要求 所以采用普通推出機(jī)構(gòu)中的推桿推出方式 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 推出 可靠 圖 3 7 推出結(jié)構(gòu) 推桿 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 18 3 3 5 抽芯機(jī)構(gòu)的確定 塑件兩側(cè)還有兩個(gè)方孔 采用應(yīng)用最為廣泛的抽芯機(jī)構(gòu) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 制造方便 動(dòng)作可靠 圖 3 8 側(cè)抽機(jī)構(gòu)圖 3 3 6 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 采用冷卻水冷卻 冷卻水道采用環(huán)繞型腔布置的兩層式冷卻回路 分別冷卻流道處和型腔 處 3 3 7 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 當(dāng)塑件熔體充填型腔時(shí) 必須將澆注系統(tǒng)和型腔內(nèi)的空氣以及塑料在成型過(guò)程中產(chǎn)生的低 分子揮發(fā)氣體順利的排出模外 如果型腔內(nèi)因各種原因產(chǎn)生的氣體不能被排除干凈 塑件上就 會(huì)形成氣泡 產(chǎn)生熔接不牢 表面輪廓不清及充填不滿等成型缺陷 另外氣體的存在還會(huì)產(chǎn)生 反壓力而降低沖模速度 因此設(shè)計(jì)模具時(shí)必須考慮型腔的排氣問(wèn)題 對(duì)于由于排氣不暢而造成 型腔局部充填困難時(shí) 除了排氣系統(tǒng)外 還可以考慮開(kāi)設(shè)溢流槽 用于容納冷料的同時(shí)也容納 一部分氣體 排氣槽的開(kāi)設(shè)是為了把型腔的氣體在注射過(guò)程中順利排出 而又不影響制品成型及制 品質(zhì)量 如制品形成氣孔 接縫 燒焦等 排氣間隙要使制品不產(chǎn)生飛邊 溢料 排氣的方式有分型面排氣 間隙排氣 強(qiáng)制排氣 粉末燒結(jié)金屬排氣 設(shè)置冷料穴排 氣 常用的有在分型面上開(kāi)設(shè)排氣槽排氣 利用間隙排氣 設(shè)置冷料穴排氣 1 在分型面上開(kāi)設(shè)排氣槽排氣 2 利用配合間隙排氣 3 設(shè)置冷料穴排氣 考慮到 該塑件的尺寸 屬于中小型簡(jiǎn)單型腔模具 故可以采用側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)與模板之間的配合間隙進(jìn)行 排氣 間隙值小于 ABS 塑料的溢流值 0 04mm 取經(jīng)驗(yàn)值 0 03mm 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 19 圖 3 9 模具裝配圖 3 4 本章小結(jié) 本章主要對(duì)電器外殼的塑件分析 對(duì)模具分型面 澆注口位置 主流道 分流道 澆口形 式和冷料穴進(jìn)行設(shè)計(jì) 結(jié)合產(chǎn)品生產(chǎn)批量 設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu) 對(duì)模具的成型零件和功能零件具體 設(shè)計(jì)和布置 繪出模具總裝圖紙 得出如下結(jié)論 1 運(yùn)用塑料成型知識(shí) 分析塑件圖 對(duì)分型面 澆注口位置 主流道 分流道 澆口 形式和冷料穴進(jìn)行設(shè)計(jì) 2 運(yùn)用模具知識(shí) 結(jié)合塑件的分析 設(shè)計(jì)模具的成型零件和導(dǎo)向 推出 側(cè)抽等功能 件進(jìn)行設(shè)計(jì) 3 運(yùn)用 CAD 軟件 初步設(shè)計(jì)模具的三維造型和出二維工程圖紙 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 20 第四章 模具主要零部件的參數(shù)設(shè)計(jì) 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后 要對(duì)模具成型零部件的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì) 4 1 成型零件的成型尺寸 該塑件的成型零件尺寸均按平均值法計(jì)算 查有關(guān)手冊(cè)得 ABS 的收縮率為 0 4 0 7 故平均收縮率 Scp 0 4 0 7 2 0 55 0 0055 根據(jù)塑件尺寸公差要求 模具制造公差取 Z 3 成型零件尺寸計(jì)算如下 類(lèi)別 模具零件名稱(chēng) 塑件尺寸 計(jì)算公式 工作尺寸046 72 Lm 1 S cp L s 0 5 0 z 153 09672 Lm 1 S cp L s 0 5 0 z 13 04 型腔計(jì)算 定模鑲件 076 Lm 1 S cp L s 0 67 0 z 8 5 8 Lm 1 S cp L s 0 67 0 z 049 36 74 5 Lm 1 S cp L s 0 75 0 z 18 大型芯 6 3 Lm 1 S cp L s 0 75 0 z 03 257 小型芯 2 4 Lm 1 S cp L s 0 5 0 z 4 型芯計(jì)算 側(cè)型芯 16 08 Lm 1 S cp L s 0 5 0 z 053 8 4 4 1 中心距計(jì)算 模鑲件 2 3Cm 1 S cp C s Z 2 0729 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 21 4 2 側(cè)抽機(jī)構(gòu) 塑件兩側(cè)還有兩個(gè)方孔 采用應(yīng)用最為廣泛的抽芯機(jī)構(gòu) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 制造方便 動(dòng)作可靠設(shè)計(jì) 4 2 1 確定斜導(dǎo)柱的傾斜角 斜導(dǎo)柱的工作端可以是半球形也可以是錐臺(tái)形 由于車(chē)削半球形較困難 所以絕大部分斜導(dǎo) 柱設(shè)計(jì)成錐臺(tái)形 設(shè)計(jì)成錐臺(tái)形時(shí) 其斜角應(yīng)大于斜導(dǎo)柱的傾斜角 2 3 斜導(dǎo)柱固定端與 模板 之間可采用 H7 m6 的過(guò)渡配合 工作段與滑塊上斜導(dǎo)孔之間的配合采用 0 4 0 5mm 的大間隙配 合 斜導(dǎo)柱固定端的掛臺(tái)應(yīng)在裝入模板后銑平 根據(jù)側(cè)型芯成型部分的長(zhǎng)度為 4mm 設(shè)計(jì)側(cè)抽芯的距離應(yīng)為側(cè)型芯的長(zhǎng)度加 2 3mm 因此確定 側(cè)抽芯距離為 S 6 斜導(dǎo)柱的傾斜角應(yīng)在 12 22 度之間 在此我們選擇 12 度 4 2 2 確定斜導(dǎo)柱的直徑 1 抽芯距 S 的計(jì)算 S h 2 3 4 2 6 式中 h 側(cè)型芯成型部分的高度 h 為 4mm 2 抽芯力的計(jì)算 F chp cos sin 25 12 4 10 0 2cos0 sin0 200 96N 式中 c 側(cè)型芯成型部分截面平均周長(zhǎng) c d 3 14 8 25 12mm h 側(cè)型芯成型部分高度 h 為 4mm p 塑件對(duì)型芯單位面積上的包緊力 一般模內(nèi)冷卻的塑件 p 為 8 12MPa 取 10MPa 塑料對(duì)模具鋼的摩擦系數(shù) 為 0 1 0 3 取 0 3 側(cè)型芯的脫模斜度和傾斜角 該塑件 為 0 4 2 3 導(dǎo)柱總長(zhǎng)度計(jì)算 Lz L1 L2 L3 L4 L5 d2 2 tan h cos d 2 tan S sin 5 10 73 6 78 6 取 Lz 為 75mm 式中 L Z 斜導(dǎo)柱總長(zhǎng) mm d2 斜導(dǎo)柱固定部分大端直徑 mm 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 22 H 斜導(dǎo)柱固定板的厚度 mm D 斜導(dǎo)柱工作部分的直徑 mm S 抽芯距 mm 4 2 4 確定契緊塊 由于滑塊移動(dòng)方向與合模方向垂直 故 2 3 14 15 取 15 4 3 確定滑塊裝置的定位距離 由于滑塊移動(dòng)方向與合模方向垂直 故滑塊裝置的定位距離 s 應(yīng)等于實(shí)際抽芯距 S Lscos Lz L1 L2 L3 L4 L5 sin12 7 式中 Ls 斜導(dǎo)柱有效抽芯長(zhǎng)度 mm 斜導(dǎo)柱的傾斜角為 12 度 4 4 標(biāo)準(zhǔn)模架的確定 塑料模具在成型過(guò)程中受到熔體的高壓作用 應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度 本模具采用組合 式型腔 因此可用組合式型腔側(cè)壁厚度計(jì)算公式來(lái)確定型腔側(cè)壁的厚度 S 和型腔底板厚度 T 4 4 1 型腔側(cè)壁厚度 S 的計(jì)算 按剛度計(jì)算 S 2 1mm 3 412 EHlp 354106 27 式中 S 矩形型腔側(cè)壁厚度 mm P 型腔內(nèi)熔體的壓力 可取注射成型壓力的 25 50 P 取 60MPa H 承受熔體壓力的側(cè)壁高度 40mm 1 l 型腔側(cè)壁長(zhǎng)邊長(zhǎng) 72mm E 鋼的彈性模量 取 2 06 MPa 510 H 型腔側(cè)壁的總高度 60mm 允許變形量 查 機(jī)械設(shè)計(jì)零件設(shè)計(jì)手冊(cè) 的 0 45i 25 0 45W 0 001W 28 26 W 72 22 0 按強(qiáng)度計(jì)算 S 13 14mm Hlp 21 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 23 式中 P 型腔內(nèi)熔體的壓力 可取注射成型壓力的 25 50 P 取 30MPa H 承受熔體壓力的側(cè)壁高度 40mm 1 l 型腔側(cè)壁長(zhǎng)邊長(zhǎng) 72mm H 型腔側(cè)壁的總高度 60mm 模具強(qiáng)度計(jì)算許用應(yīng)力 一般中碳鋼 160MPa 預(yù)硬化塑料模 具鋼 300MPa 注意 當(dāng) l 370mm 時(shí)按剛度條件計(jì)算側(cè)壁厚度 反之按強(qiáng)度條件計(jì)算側(cè)壁厚 度 綜上可取型腔側(cè)壁厚度為 15mm 4 4 2 型腔底板厚度計(jì)算 按剛度計(jì)算 T 9 5mm 3 425 EBpbL 式中 P 型腔內(nèi)熔體的壓力 可取注射成型壓力的 25 50 P 取 60MPa b 型腔寬度 64mm L 雙支腳間距離 200mm B 底板總寬度 200mm 允許變形量 查 機(jī)械設(shè)計(jì)零件設(shè)計(jì)手冊(cè) 的 0 45i 25 0 45W 0 001W 28 26 W 72 22 0 E 鋼的彈性模量 取 2 06 MPa 51 按強(qiáng)度計(jì)算 T 3 1mm BpbL43 2 式中 P 型腔內(nèi)熔體的壓力 可取注射成型壓力的 25 50 P 取 30MPa b 型腔寬度 64mm L 雙支腳間距離 200mm B 底板總寬度 200mm 模具強(qiáng)度計(jì)算許用應(yīng)力 一般中碳鋼 160MPa 預(yù)硬化塑 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 24 料模具鋼 300MPa 注意 當(dāng) L 108mm 時(shí)按剛度條件計(jì)算側(cè)壁厚度 反之按強(qiáng)度條件計(jì)算側(cè)壁厚 度 考慮到后期會(huì)又能缺水道 綜上可取型腔側(cè)壁厚度為 18mm 綜合以上可以選定模架尺寸為 A1 2340 A30 B60 C85 4 5 成型設(shè)備的校核計(jì)算 4 5 1 鎖模力的校核 鎖模力是指注塑機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所能施加的最大的夾緊力 注塑機(jī) 鎖模力的關(guān)系式為 F kpA 式中 F 注射機(jī)鎖模力 查 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 附錄表 8 得 XS ZY 125 型螺桿式注射機(jī)的鎖模力為 900kN K 壓力損耗系數(shù) 一般取 1 1 1 2 P 型腔內(nèi)熔體的壓力 本塑件 p 30MPa A 塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和 本模具 A 1 026 10 2 計(jì)算得 kpA 1 2x30 x1 206x10 2 369 36kN F 900kN 故注射機(jī)的鎖模力足夠 滿足鎖模要求 4 5 2 安裝尺寸的校核 本模具采用的是型號(hào)為 A1 2340 A30 B60 C85 GB T 12555 2006 的標(biāo)注模架 模具的外 形尺寸為 280mm 400mm 模具閉合高度為 H 90 A B C 260mm 查資料得 XS ZY 125 型 注射機(jī)動(dòng) 定模模板最大安裝尺寸為 428mm 458mm 允許模具的最小厚度 H 200mm 最大 厚度 H 300mm 及模具的外形尺寸不超過(guò)注射機(jī)動(dòng)定模模板最大安裝尺寸 模具閉合也高度 滿足 H H H 的安裝條件 故該模具滿 XS ZY 125 型螺桿式注射機(jī)的安裝要求 minax 4 5 3 推出機(jī)構(gòu)的校核 各種型號(hào)注射機(jī)推出機(jī)構(gòu)的設(shè)置情況及推出距離等各不相同 設(shè)計(jì)模具時(shí) 必須了解注射機(jī) 推出桿的直徑 推出形式 是中心推桿還是兩側(cè)雙桿推出 最大推出距離及雙推中心桿距等 以確保模具推出機(jī)構(gòu)與注射機(jī)的推出機(jī)構(gòu)相適應(yīng) XS ZY 125 型螺桿式注射機(jī)的推出形式為中心及上下兩側(cè)設(shè)有推桿 機(jī)械推出 由于該模具 推力不太大 在 XS ZY 125 型螺桿式注射機(jī)上采用中心 50mm 推桿推出 在動(dòng)模座板預(yù)留 與之匹配的 52mm 頂出孔 塑件實(shí)際推出距離為 50mm 40 5 mm 滿足推出距離要求 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 25 4 5 4 開(kāi)模行程的校核 當(dāng)注射機(jī)采用液壓和機(jī)械聯(lián)合作用的鎖模機(jī)構(gòu)時(shí) 最大開(kāi)模行程由桿機(jī)構(gòu)的最大 行程所決定 并不受模具厚度的影響 對(duì)于雙分型面注射模具 其開(kāi)模行程可按下式校核 S 5 10 mm 1 3 cHm 式中 S 注塑機(jī)最大開(kāi)模行程 300mm 塑件脫模所需的推出距離 該塑件的脫模推出距離 45mm cH 塑件的高度 該塑件高度為 40mm m 因此 滿足要求 4 6 本章小結(jié) 本章主要對(duì)殼塑體件分析 對(duì)模具的成型尺寸分析 計(jì)算成型零件的尺寸和公差 計(jì)算側(cè) 抽機(jī)構(gòu)的參數(shù) 并對(duì)模具使用的注塑機(jī)進(jìn)行校核 保證注塑量 推出距離滿足產(chǎn)品需要 得出 如下結(jié)論 1 運(yùn)用模具使用時(shí)的磨損知識(shí)和模具的精度要求 計(jì)算成型零件的基本尺寸和公差 2 側(cè)抽成型的原理 設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱的角度 計(jì)算斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度 3 根據(jù)殼體的成型參數(shù) 校核注塑機(jī) 模具的安裝尺寸 推出距離等 第五章 基于 UG 軟件的三維模具設(shè)計(jì) 隨著 CAD 技術(shù)的發(fā)展 模具的設(shè)計(jì) 也由上世紀(jì)七十年代及以前的人工作圖法 及八九 十年代的 AutoCAD 平面設(shè)計(jì) 過(guò)渡到有強(qiáng)大實(shí)體造型和曲線曲面功能的三維軟件 UG 上來(lái) 目前采用 AutoCAD 與 UG 結(jié)合使模具設(shè)計(jì)時(shí)間可以縮短 30 同時(shí)設(shè)計(jì)的模具直觀 不易出 現(xiàn)干涉 還便于為后續(xù)的數(shù)控加工提供編程的模型 5 1 UG 簡(jiǎn)介 Unigraphics 簡(jiǎn)稱(chēng) UG 軟件起源于美國(guó)麥道飛機(jī)工業(yè)公司 是當(dāng)前世界上最先進(jìn)和緊密 集成的 面向制造行業(yè)的 CAD CAM CAE 高端軟件 UG 是一個(gè)集成化 全面 一體的軟件 它包括設(shè)計(jì) 加工 分析和最流行的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 PDM 給企業(yè)提供一個(gè)全面的解決方案 其實(shí)體建模核心 Parasolid 是高精度的邊界表示實(shí)體建模工具 其最大的特點(diǎn)是支持并行工程 在對(duì)變化的工程過(guò)程的產(chǎn)品修正信息 進(jìn)行協(xié)調(diào)和管理時(shí)增加多用戶(hù)協(xié)調(diào)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理功能 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 26 5 2 模具設(shè)計(jì) 5 2 1 塑件分模 圖 5 1 新建文件夾 圖 5 3 導(dǎo)入零件 圖 5 2 畫(huà)出零件模型 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 27 圖 5 3 設(shè)置模具坐標(biāo)系 圖 5 4 設(shè)置收縮率 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 28 圖 5 5 創(chuàng)建工件 圖 5 6 型腔布局 圖 5 7 模型更新 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 29 圖 5 8 模型對(duì)中心 圖 5 9 模架設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 30 圖 5 10 設(shè)計(jì)的模架 模架加載完成 單擊注塑模向?qū)Чぞ邨l內(nèi)腔體命令 出現(xiàn)對(duì)話框如圖 17 所示 按圖 5 11 所示進(jìn)行操 作 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 31 圖 5 11 七 分型 點(diǎn)擊分型工具按鈕 進(jìn)入分型窗口 如圖 5 12 所示 圖 5 12 分模工具條 在分型管理器內(nèi)點(diǎn)擊設(shè)計(jì)區(qū)域按鈕 出現(xiàn) MPV 初始化對(duì)話框如圖 5 13 所示 5 13 脫模矢量 按圖設(shè)置方向?yàn)?ZC 軸后點(diǎn)擊確定 在 MPV 初始化對(duì)話框內(nèi)單擊確定 出現(xiàn)塑模部件驗(yàn) 證區(qū)域選項(xiàng)對(duì)話框如圖 5 14 所示 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 32 圖 5 14 建立區(qū)域 點(diǎn)擊設(shè)置區(qū)域顏色按鈕產(chǎn)品模型表面顏色得到更改 如圖 5 15 圖 5 15 顏色更改后的模型 點(diǎn)擊抽取區(qū)域與分型線按鈕 出現(xiàn)定義區(qū)域?qū)υ捒蛉鐖D 5 16 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 33 圖 5 16 定義區(qū) 距離默認(rèn) 點(diǎn)擊創(chuàng)建分型面 后出現(xiàn)分型面對(duì) 話框如圖 5 17 所示 圖 5 17 分型面 點(diǎn)擊 單擊確定 出現(xiàn)分型面如圖 5 18 所示 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 34 圖 5 18 創(chuàng)建的分型面 圖 5 19 定義型腔和型芯 八 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 加載定位圈 加載澆口套 創(chuàng)建分流道及澆口 加載頂桿等 最終 設(shè)計(jì)的模具如圖 5 20 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 35 圖 5 20 最終的模具 5 3 本章小結(jié) 本章主要是用 UG 軟件進(jìn)行電器外殼的塑料塑件設(shè)計(jì) 運(yùn)用 UG 的塑料模向?qū)?Moldwizard 根據(jù)產(chǎn)品的塑料選擇收縮率 加載合適的模架 對(duì)產(chǎn)品分模 加載澆鑄系統(tǒng) 頂出系統(tǒng) 得出如下結(jié)論 1 運(yùn)用塑料模具向?qū)гO(shè)計(jì)三維模具 直觀 不易出錯(cuò) 2 模具的標(biāo)準(zhǔn)模架要按塑件的大小選取合理的 3 分型面的選取有多種方法 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 36 第六章 工作總結(jié)與展望 6 1 工作總結(jié) 本文結(jié)合在工廠實(shí)習(xí)工作的生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗(yàn) 針對(duì)塑料模具設(shè)計(jì)問(wèn)題 以 UG 軟件為平臺(tái) 對(duì)電器外殼模具設(shè)計(jì)及工藝參數(shù)作了分析 其次分析 ABS 材料的成型特征 設(shè)計(jì)合理的注塑模 具 獲得研究結(jié)論如下 1 分析塑件的形狀 對(duì)塑件的尺寸精度 表面質(zhì)量和生產(chǎn)批量等分析 對(duì)塑件增加拔 模斜度等設(shè)計(jì) 對(duì)塑件三維造型 計(jì)算塑件質(zhì)量 初選注塑機(jī) 2 運(yùn)用塑料成型知識(shí) 分析塑件圖 對(duì)分型面 澆注口位置 主流道 分流道 澆口 形式和冷料穴進(jìn)行設(shè)計(jì) 6 2 工作展望 由于本人工作時(shí)間短 經(jīng)驗(yàn)比較少 設(shè)計(jì)中間出現(xiàn)了很多問(wèn)題 經(jīng)不斷的修改設(shè)計(jì) 參照 了以往設(shè)計(jì) 將自己設(shè)計(jì)中不妥的地方逐步完善好 運(yùn)用三維軟件 節(jié)約了設(shè)計(jì)成本 也給我 的設(shè)計(jì)修改帶來(lái)了方便 希望以后的工作中熟練運(yùn)用軟件 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 37 參考文獻(xiàn) 1 屈華昌 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2007 2 何冰強(qiáng) 高漢華 塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)與資料匯編 第二版 大連 湖南大學(xué)出版社 2009 3 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè) 編寫(xiě)組 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè) 第三版 北京 大連理工大學(xué)出版社 2002 4 魏風(fēng)蘭等 工程塑料在農(nóng)業(yè)機(jī)械上的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景 沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2002 33 4 305308 5 王正遠(yuǎn) Practical Handbook of Engineering Plastics 北京 中國(guó)物資出版社 1994 2 7 9 6 朱芝培 國(guó)內(nèi)外汽車(chē)用塑料概況及新的成型方法 化工新材料 2005 26 12 3 7 7 李文耀等 塑料在汽車(chē)工業(yè)的應(yīng)用與發(fā)展前景 重型汽車(chē) 2004 3 2022 8 曹文鑫 塑料在汽車(chē)工業(yè)的應(yīng)用與發(fā)展 國(guó)際化工信息 2002 11 7 10 9 曹文鑫 塑料在汽車(chē)工業(yè)的應(yīng)用與發(fā)展 國(guó)際化工信息 2002 11 7 一 10 10 劉壽華 國(guó)內(nèi)外汽車(chē)用塑料的現(xiàn)狀和發(fā)展前景 現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用 1996 8 6 5457 11 李熙尹 中國(guó)汽車(chē)塑料的現(xiàn)狀和發(fā)展方向 汽車(chē)工藝與材料 2000 1 1 2 12 任仲貴 CAD CAM 原理 M 北京 清華大學(xué)出版社 1997 5 10 13 陸國(guó)棟 黃長(zhǎng)林 CAD 圖形與支撐軟件的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀及開(kāi)發(fā)熱點(diǎn) J 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制 造 1996 4 23 27 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 38 致 謝 轉(zhuǎn)眼之間 兩個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)臨近尾聲 時(shí)間不是很充裕 而且對(duì)于一個(gè)沒(méi)有工作 經(jīng)驗(yàn)匱乏 難免會(huì)有很多問(wèn)題考慮不周全 之前在學(xué)校我們做的都是簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì) 這次我們的 塑料模設(shè)計(jì)都帶有側(cè)抽機(jī)構(gòu) 對(duì)我們的設(shè)計(jì)能力也是一種考驗(yàn) 考慮的問(wèn)題更多 同時(shí)還要符 合實(shí)際的加工生產(chǎn) 此次設(shè)計(jì)與以往的設(shè)計(jì)有所不同 我應(yīng)用了三維軟件輔助設(shè)計(jì) 這樣節(jié) 約了設(shè)計(jì)成本 也給我的設(shè)計(jì)修改帶來(lái)了方便 設(shè)計(jì)時(shí)的思路與以往設(shè)計(jì)塑料模時(shí)是一樣的 不一樣的就是加入了側(cè)抽的元素 在設(shè)計(jì)時(shí) 我需要看一些書(shū)籍來(lái)增加我對(duì)這方面的了解 便 于我的設(shè)計(jì)順利進(jìn)行 所幸在單云老師的殷切指導(dǎo)及糾正下 實(shí)習(xí)企業(yè)的技術(shù)人員的幫助下 正是由于他們的耐 心指導(dǎo)和幫助 才使得我在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的難題一一解決 順利完成課題 同時(shí)也非常感謝 這三年來(lái)培養(yǎng)我 教育我的所有老師 他們不僅教會(huì)我專(zhuān)業(yè)知識(shí) 而且也在不斷地培養(yǎng)和教導(dǎo) 我們成為一個(gè)對(duì)社會(huì)有責(zé)任 有貢獻(xiàn)的人 教導(dǎo)我們學(xué)會(huì)感恩 也因?yàn)槿绱?在這次的畢業(yè)設(shè) 計(jì)中 我能認(rèn)真對(duì)待每一個(gè)過(guò)程 希望自己取得優(yōu)異的成績(jī)以答謝各位老師及父母這幾年對(duì)我 的培養(yǎng)和關(guān)愛(ài) 畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中 學(xué)到了許多 成長(zhǎng)了許多 它是我運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的一次 綜合實(shí)踐活動(dòng) 通過(guò)這次設(shè)計(jì)在專(zhuān)業(yè)技能 與人交流溝通等方面都有了相當(dāng)?shù)氖斋@ 其次還要感謝大學(xué)三年來(lái)所有的老師 為我打下模具專(zhuān)業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ) 也要感謝所有我 的同學(xué)們 正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾蛶椭?本次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成 最后感謝母校三年來(lái)的大力栽培 就要離開(kāi)學(xué)校走進(jìn)社會(huì)了 有那么多的牽掛和不舍 我唯一能做的就是真誠(chéng)的向我們平時(shí)可親可敬可愛(ài)的老師說(shuō)聲 謝謝老師 您們辛苦了 感謝所有關(guān)心和幫助過(guò)我的人們