淘米筛塑料膜设计

I 毕毕 业业 设设 计计 II 设计任务书 设计题目 设计题目 淘米筛的设计与制造 设计要求 设计要求 1 1 模具图样的设计 模具图样的设计 1 了解制品工艺性 2 了解制品的批量 3 了解塑料制品所用的设备 2 2 确定模具设计方案 确定模具设计方案 1 确定模具所用的材料 2 确定模具设计的基本结构 3 确定模具选用的标准件型号 4 确定模具型腔型芯的成形尺寸 5 进行注塑机的强度 刚度校核及冷却系统的排布 6 完成模具图样的设计图纸 设计进度要求 设计进度要求 第一周 查找资料确定题目 第二周 理清设计思路列出提纲初步完成论文撰写 第三周 绘制设计所用图纸 第四周 进一步完善论文 第五周 清查 核对数据 第六周 校正论文格式 复查论文内容 第七周 完成撰写上缴指导教师审核并打印 指导教师 签名 指导教师 签名 III 摘 要 本次设计的是 塑料淘米筛 主要介绍了塑料淘米筛的设计思路和加工过程 塑料淘米筛具有重量轻 易清洁 耐腐蚀老化 强度高 制造方便 价格低廉等优 点 是值得人们信赖 方便使用的新产品 它具有非常大的发展前途 本产品是家庭用淘米筛 所以要求容积不要太大 且该产品为大批量生产 故 设计的淘米筛采用的是注射成形 要求有较高的注塑效率 浇注系统要能够自动脱 模 此外为保证塑件表面质量采用点浇口 因此选用双分型面注射模 点浇口自动 脱模结构 模具的型腔采用一模四腔平衡布置 浇注系统采用点浇口成形 推出形 式为四推杆推出机构完成塑件的推出 塑件的工艺性能要求注塑模中有冷却系统 因此在模具设计中也进行了设计 该模具不仅能用于生产淘米筛 而且能有于生产同样大小的小筛 只要将侧抽 芯结构换了就行 本次设计也把生产小筛的侧抽芯结构进行了设计 关键词 淘米筛 注射成形 点浇口 双分型面 侧抽芯 IV 目 录 前 言 1 1 塑件工艺分析 2 1 1 成形工艺分析 2 1 1 1 塑件分析 3 1 1 2 选用塑件材料 3 1 1 3 分析研究原材料的工艺特性和成型性能 3 1 1 4 塑件对注射模设计的要求 4 1 2 塑件材料成型工艺参数确定 5 2 注塑机选用 6 2 1 确定所使用成型设备的规格 6 3 模具结构尺寸的设计计算 8 3 1 型腔尺寸计算 8 3 1 1 型腔径向尺寸计算 8 3 1 2 型腔深度尺寸计算 9 3 2 型芯的尺寸计算 10 3 2 1 型芯的径向尺寸计算 10 3 2 2 型芯高度尺寸计算 11 3 2 3 中心距的尺寸计算 12 3 3 圆形型腔侧壁和底版厚度的计算 12 3 3 1 整体式圆形型腔侧壁厚度的计算 12 3 3 2 整体式圆形型腔底版厚度的计算 13 3 4 选择浇注系统 13 3 4 1 主流道的设计 13 3 4 2 分流道的设计 15 4 模具加热 冷却系统的确定 18 4 1 冷却水体积流量的确定 18 4 2 冷却水的表面传热系数 的确定 19 4 3 冷却回路所需的总面积计算 20 4 4 冷却回路的总长度的计算 20 4 5 冷却水回路的布置 20 5 模具结构设计 22 V 5 1 塑件成型位置及分型面选择 22 5 2 型腔数的确定 22 5 3 模具顶出机构和抽芯机构的结构设计 23 5 4 推出机构的设计 24 5 5 侧抽芯设计 24 5 6 模具排气设计 25 6 工艺参数的校核 26 6 1 最大注射量校核 26 6 2 锁模力校核 26 6 3 注射压力的校核 27 6 4 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核 27 6 4 1 模具闭合高度校核 27 6 4 2 开模行程校核 27 6 4 3 动 定模固定板尺寸校核 28 7 模具总装图及模具的装配 试模 29 7 1 模具总装图及模具的装配 29 7 2 模具的安装试模 30 7 2 1 试模前的准备 30 7 2 2 模具的安装及调试 30 7 2 3 试模 30 7 2 4 修模 31 7 2 5 检验 31 致 谢 32 参考文献 33 1 前前 言言 模具是工业生产中使用极为广泛的主要工艺装备 采用模具生产零部件 具有 高效 节材 成本低 保证质量等一系列优点 是当代工业生产的重要手段 许多 现代工业的发展和技术水平的提高 都取决于模具工业的发展水平 事实上 在仪器仪表 家用电器 交通 通信等各行各业中 由 70 以上的产 品是用模具加工成型的 在日本 韩国等国家 其生产塑料模具与生产冲压模具的 企业数量差不多相等 而在新加坡等国家 其生产塑料模具的企业已大大超过生产 冲压模具的企业 我国香港和深圳等地区 其模具工业主要是塑料模具的制造与塑 料制件的生产 在江苏 浙江 上海市及其以南地区 尤其在浙江省从事塑料模具 制造与塑料制件开发的个体企业也日益增多 综上所述 塑料成型工业在基础工业 中的地位和对国民经济的影响显得日益重要 随着机械工业 电子工业 航空工业 仪器仪表工业和日常用品工业的发展 塑料成型制件的需求量越来越多 质量要求也越来越高 这就要求成型塑件模具的 开发 设计与制造水平也必须越来越高 本次设计也是对塑料制件的一个小小开发 用淘米筛淘米后筛内的水能倒干净 而且倒水时也不必用其它东西挡着米 米也不会流出筛外 此次设计共分七大章节 从对塑件的研究到塑模的设计 最后到模具的安装试模 详细的讲解了注射成型模 具的设计 和设计中注意事项等等 毕业设计是对我所学知识的一次总结 为以后更好的从事塑料制件的研发 从 事塑料模具的设计奠定基础 本次的设计查阅了大量的专业资料和书籍 多次请教 老师和同学 他们的帮助丰富了我的设计过程 为设计增加了很多色彩 由于个人水平有限 设计中难免存在不当和错误之处 恳请老师和各位领导批 评指正 我将在以后的工作学习中不断思考和完善 2 1 塑件工艺分析 1 11 1 成形工艺分析成形工艺分析 塑件及尺寸 如图 1 1 所示 单位 mm 产品名称 日用淘米筛 产品材料 聚乙烯 产品数量 大批量生产 图 1 1 塑件图 塑件整体尺寸 241 123 100 R r h 厚度为 2mm 通过计算得塑件面积为 1289 53 2 cm 3 1 1 1 塑件分析塑件分析 1 明确塑件设计要求 本塑件为家庭日常用品 结果简单 尺寸精度和表面粗糙度要求为一般等级 2 明确塑件的生产批量 小批量生产时 为降低成本 模具尽量可能简单 在大批量生产中 应保证塑 件质量前提下 尽量采用一模多腔或高速自动化生产 以缩短生产周期 提高生产 率 因此对模具的推出机构 塑件和流道凝料的自动脱模机构提出严格要求 该产品为大批量生产 故设计的模具要有较高的注塑效率 浇注系统要能自动 脱模 可采用点浇口自动脱模结构 由于该塑件要求批量大 所以模具采用一模四 腔 同模异腔结构 3 计算塑件的体积和质量 通过计算得塑件体积为 32 708 128254 643cmmmcmV 得单个塑件质量为 gm27 12295 0 708 128 4 塑件颜色 绿色 橘黄色 蓝色等 1 1 2 选用塑件材料选用塑件材料 表 1 1 材料性能参数 材料 代号 密度 kg m 3 收缩率 模具温度 注射压力 P注 Mpa 最大不溢 料间隙 mm PE940 9601 5 3 660 7060 1000 02 PP900 9101 0 2 580 9070 1000 03 ABS1030 10700 3 0 850 8060 1000 04 PVC13800 6 1 530 6080 1300 03 根据设计要求和产品的使用条件和性能要求综合比较选用聚乙烯 PE 为原材料 1 1 3 分析研究原材料的工艺特性和成型性能分析研究原材料的工艺特性和成型性能 1 塑件材料工艺特点 4 聚乙烯塑料重量轻 物理性能 化学性能及电气性能等均很优良 且很容易成 型 价格便宜 聚乙烯树脂为无毒 无味 呈白色或乳白色 柔软 半透明的大理 石状粒料 密度为 0 91 0 96g cm 为结晶型塑料 聚乙烯按聚合时所采用的压力的不同 可分为高压 中压和低压聚乙烯高压聚 乙烯的分子结构不是单纯的线型 而是带有许多支链的树枝状分子 因此它的结晶 度不高 60 70 密度较低 相对分子质量较小 常成为低密度聚乙烯 它的耐 热性 硬度 机械强度等都较低 但是它的介电性能好 具有较好的柔软性 耐冲 性及透明性 成形加工性能也较好 中 低压聚乙烯的分子结构是支链很少的线型 分子 其相对分子质量 结晶度较高 高达 87 95 密度大 相对分子质量大 常称为高密度聚乙烯 它的耐热性 硬度 机械强度等都较高 但柔软性 耐冲性 及透明性 成形加工性能都较差 聚乙烯的吸水性极小 且介电性能与温度 湿度无关 因此 聚乙烯是最理想 的高频电绝缘材料 在介电性能上只有聚苯乙烯 聚异丁烯及聚四氟乙烯与之相比 2 主要用途 低压聚乙烯可用于制造塑料管 塑料板 塑料绳以及承载不高的零件 如齿轮 中压聚乙烯最适宜的成形方法有高速吹塑成形 可制造瓶类 包装用的薄膜以及各 种注射成形制品 也可用在电信电缆上面 高压聚乙烯常用于制造塑料薄膜 理想 的包装材料 软管 塑料瓶以及电气工业的绝缘零件和电缆外衣等 3 成形性能 成形收缩率范围及收缩值 方向性明显 容易变形 翘曲 应控制模温 保持 冷却均匀 温定 流动性好且对压力变化敏感 宜用高压注射 料温均匀 填充速 度应快 保压充分 冷却速度慢 因此必须充分冷却 模具应设有冷却系统 质软 易脱模 塑件有浅的侧凹槽时可强行脱模 1 1 4 塑件对注射模设计的要求塑件对注射模设计的要求 1 塑件材料特性 聚乙烯不含或含有少量增塑剂 它的机械强度高 有较好的抗拉 抗弯 抗压 和抗冲击性能 对酸碱的抵抗能力极强 化学稳定性好 价格低廉 但成形比较困 难 耐热性不高 5 2 塑件材料成形性能 它的流动性差 过热时极易分解 所以必须加入稳定剂和润滑剂并严格控制成 形温度及溶料的滞留时间 成形温度范围小 必须严格控制料温 模具应有冷却装 置 采用带预塑化装置的螺杆式注射机 模具浇注系统应粗短 浇口截面宜大 不 得有死角滞料 1 21 2 塑件材料成型工艺参数确定塑件材料成型工艺参数确定 查文献得成形工艺参数 密度 0 91 0 97g cm 收缩率 1 5 3 6 预热温度 10 80 预热时间为 1 2h 料筒温度 中段 前段 170 200 后段 140 160 喷嘴温度 230 240 模具温度 60 70 注射压力 60 100Mpa 成形时间 注射时间 15 60s 保压时间 0 3s 冷却时间 15 60s 成型周期 40 130s 6 2 注塑机选用 2 12 1 确定所使用成型设备的规格确定所使用成型设备的规格 根椐塑件的表面积和厚度可以粗略的算出塑件的体积为 32 708 128254 643cmmmcmV 因为模具设计为一模四腔 一次性注入的塑料的体积为塑件体积加浇注系统中塑料体积 通过估算知浇注系统 体积 所以一次性注入的塑料的体积为 3 992 53116 17708 12844cmVVV 浇塑总 根据以上计算的数据 由塑料制品的体积或重量查文献 1 的表 4 2 或查有关手册可 选定注塑机型号 选用 XS ZY 1000 型卧式注射机 其性能参数如下 额定注射量 3 1000cm 螺杆 注射 直径 mm85 注射压力 Mpa121 注射行程 mm260 注射方式 螺杆式 锁模力 KN4500 最大成形面积 2 1800cm 最大开合模行程 mm700 模具最大厚度 mm700 模具最小厚度 mm300 拉杆空间 mm550650 喷嘴直径 mm5 7 喷嘴圆弧半径 mm18 顶出形式 中心液压顶出 两侧顶干机械顶出 动 定模固定板尺寸 mmmm 1000900 7 电动机功率 40 5 5 5 5kW 螺杆驱动 13kN 加热功率 16 5kW 机器外形尺寸 mmmmmm238017407670 8 3 模具结构尺寸的设计计算 为了降低模具加工难度和制造成本 在满足塑件使用的前提下 用较低的尺寸 精度 查表得 塑件精度等级与塑料品种有关 根据塑料的收缩率的变化不同 塑 料的公差精度分为高精度 一般精度 低精度三种查手册如表 3 1 表 3 1 塑料品种与精度等级 建议采用精度等级塑料品 种高精度一般精度低精度 聚乙烯567 由塑件的工作环境知道工件的精度要求较高 所以精度等级选择一般精度 表 3 2 塑件成型工艺参数 材 料 代 号 密度 kg m 3 收缩 率 模具 温度 注射压力 P 注 Mpa 最大 不溢料间 隙 mm PE940 9601 5 3 660 7060 1000 02 PP900 9101 0 2 580 9070 1000 03 A BS 1030 1070 0 3 0 850 8060 1000 04 PV C 13800 6 1 530 6080 1300 03 3 13 1 型腔尺寸计算型腔尺寸计算 计算中取聚乙烯 平均收缩率为 公差按照文献 1 表 3 9 和表 3 10 中所 5 2 查的公差进行计算 模具制造公差 统一取塑件尺寸公差的 31 3 1 1 型腔径向尺寸计算型腔径向尺寸计算 对于塑件尺寸模具设计 塑件尺寸公差取 3 20mm241 9 因为 0 11 2 1 1SLL S 式中 塑件形状尺寸 1S L 塑件的平均收缩率 S 塑件的尺寸公差 模具制造公差 取塑件尺寸公差的 61 故 07 1 0 20 3 3 1 1 43 245 20 3 2 1 025 01241 L 对于塑件尺寸模具设计 塑件尺寸公差取 3 20mm234 07 1 0 2 3 3 1 2 25 238 2 3 2 1 025 0 1234 L 对于塑件尺寸模具设计 塑件尺寸公差取 1 72mm116 57 0 0 72 1 3 1 3 04 118 72 1 2 1 025 0 1116 L 对于塑件尺寸模具设计 塑件尺寸公差取 0 32mmR5 11 0 0 32 0 3 1 4 97 4 32 0 2 1 025 0 15 L 对于塑件尺寸模具设计 塑件尺寸公差取 1 28mm68 43 0 0 28 1 3 1 5 08 69 28 1 2 1 025 0 168 L 3 1 2 型腔深度尺寸计算型腔深度尺寸计算 对于塑件高度尺寸模具设计 塑件尺寸公差取 1 68mm99 10 因为 0 11 2 1 1SHH S 塑件最高方向尺寸 1 H 故 56 0 0 68 1 3 1 1 64 100 68 1 2 1 025 0 199 H 对于塑件高度尺寸模具设计 塑件尺寸公差取 0 82mm20 27 0 0 82 0 3 1 0 2 09 20 82 0 2 1 025 0 120 H 对于塑件高度尺寸模具设计 塑件尺寸公差取 0 46mm2 15 0 0 46 0 3 1 0 3 82 1 46 0 2 1 025 0 12 H 对于塑件高度尺寸模具设计 塑件尺寸公差取 0 80mm37 27 0 0 80 0 3 1 0 3 53 37 80 0 2 1 025 0 137 H 对于塑件高度尺寸模具设计 塑件尺寸公差取 0 52mm4 17 0 0 52 0 3 1 0 4 85 3 50 0 2 1 025 0 14 H 3 23 2 型芯的尺寸计算型芯的尺寸计算 3 23 2 1 1 型芯的径向尺寸计算型芯的径向尺寸计算 因为 0 11 2 1 1 Sll S 大塑件内形径向的尺寸 1 l 对于尺寸模具设计 塑件尺寸公差取 1 72mm114 11 0 57 0 0 72 1 3 1 1 71 117 72 1 2 1 025 0 1114 L 对于塑件尺寸模具设计 塑件尺寸公差取 1 28mm68 0 43 0 0 28 1 3 1 2 34 70 28 1 2 1 025 0 168 L 对于塑件尺寸模具设计 塑件尺寸公差取 3 2mm232 0 07 1 0 2 3 3 1 3 4 239 2 3 2 1 025 0 1232 L 对于塑件尺寸模具设计 塑件尺寸公差取 0 26mm2 0 09 0 0 26 0 3 1 4 18 2 26 0 2 1 025 0 12 L 对于塑件尺寸模具设计 塑件尺寸公差取 0 32mmR5 0 11 0 0 32 0 3 1 5 28 5 32 0 2 1 025 0 15 L 3 2 23 2 2 型芯高度尺寸计算型芯高度尺寸计算 对于塑件尺寸的模具设计 塑件尺寸公差取 1 68mm97 因为 0 11 2 1 1 Shh S 塑件高度方向尺寸 1 h 12 故 0 56 0 0 68 1 3 1 1 59 98 68 1 2 1 025 0 197 h 3 2 33 2 3 中心距的尺寸计算中心距的尺寸计算 对于塑件尺寸的模具设计 塑件尺寸公差取 0 38mm7 2 1 11 SCC S 模具上中心距尺寸 1 C 故 19 0 18 7 2 38 0 025 0 17 1 C 对于塑件尺寸的模具设计 塑件尺寸公差取 1 72mm110 故 86 0 75 112 2 72 1 025 0 1110 2 C 对于塑件尺寸的模具设计 塑件尺寸公差取 3 5mm254 故 75 1 35 260 2 5 3 025 0 1254 2 C 3 33 3 圆形型腔侧壁和底版厚度的计算圆形型腔侧壁和底版厚度的计算 圆形型腔是指模具型腔横截面呈圆形的结构 圆形型腔按结构可以分为组合式 和整体式两类 本次设计采用的是整体式 3 3 13 3 1 整体式圆形型腔侧壁厚度的计算整体式圆形型腔侧壁厚度的计算 由于型腔侧壁厚度的计算比较麻烦 可由下表中的经验数据得出 表 3 3 矩形型腔壁厚尺寸 组合式型腔矩形型腔内壁短边 b 整体式型腔侧壁厚 s 凹模壁厚 s1模套壁厚 s2 4025922 40 5025 309 1022 25 50 6030 3510 1125 28 13 60 7035 4211 1228 35 70 8042 4812 1335 40 80 9048 5513 1440 45 90 10055 6014 1545 50 100 12060 7215 1750 60 120 14072 8517 1960 70 140 16085 9519 2870 80 本次设计取型腔侧壁厚度 67mm 满足要求 3 3 23 3 2 整体式圆形型腔底版厚度的计算整体式圆形型腔底版厚度的计算 按强度条件计算 整体式圆形型腔的底版可视为周边固定的圆板 在型腔内熔 体压力作用下 型腔底板最大应力产生在底板周界 其数值为 2 2 max 4 3 h pr 应使 则型腔底板厚度为 max 2 87 0 pr h 式中 h 型腔底板厚度 mm p 型腔内单位面积溶体的压力 MPa r 型腔内壁半径 mm 许用应力 MPa 根据上式可以计算出值为 mm pr h06 36 160 12020 87 0 87 0 22 取型腔底板厚度值为 50mm 满足要求 3 43 4 选择浇注系统选择浇注系统 浇注系统是指模具中从注射机喷嘴起到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道 14 3 4 13 4 1 主流道的设计主流道的设计 主流道为直接与注塑机的喷嘴连接的部分 便于流道凝料从主流道衬套中拔出 主流道设计成圆锥形 锥角粗糙度取 与喷嘴对接处设计成 4 63 0 Ra5 0 Ra 半球形凹坑 球半径略大于喷嘴头半径 取 R 20mm 小端直径取 5mm 主流道直径计算的经验公式 4 mm K V D 式中 主浇道大头直径 Dmm 流经主浇道的熔体体积 V 3 cm 因熔体材料而异的常数 K 表 3 4 K 值 塑料种类PSPPPE PAPCPOMCA 值 K 5 2455 11 225 2 故 mmD13 414 3 5314 主流道衬套的材料常用 T8A T10A 制造 热处理后硬度为 50 55HRC 主流道 衬套与定模板采用 H7 m6 的过渡配合 主流道衬套与定位圈采用 H9 m9 的过渡配合 其结构形式如图 6 1 图 3 1 主流道简图 15 3 4 23 4 2 分流道的设计分流道的设计 指塑料熔体从主流道进入多腔模各个型腔的通道 对熔体流动起分流转向作用 要求熔体压力和热量在分流道中损失小 1 分流道的截面形状及尺寸 分流道的截面形状有 圆形 梯形 u 形 半圆形 矩形 分流道的长度应尽 可能的短 少弯折的减少压力损失和热量损失 分流道的表面粗糙度为 Ra 1 6mm 如表 3 5 分流道截面形状和特征比较 特征 截面形状 热量损失加工性能流动阻力效果 U 形较小易小良 半圆形小较难小最佳 梯形较小易较小良 矩形大易大不良 通过以上截面形状的对比 显然圆形截面形状效果最佳 但其加工较难 但需 开设在分型面两侧 在制造时一定要注意模板上两部分形状对中吻合 U 形和梯形 都为常用形式 因梯形在设计时易确定尺寸 所以梯形截面形状为最佳选择 分流道计算经验公式 4 2654 0 Lmb bh 3 2 式中 b 梯形大底边宽度 mm m 塑件的质量 g 分流道长度 Lmm h 梯形的高度 mm 各种塑料的分流道推荐值 故 4 2654 0 Lmb 4 2531222654 0 16 mm12 mmbh8 3 2 取 o 10 其中分流道长度 L 取 253mm 其结构如图所示 图 3 2 分流道简图 2 浇口的设计 浇口的作用是使料流加速 并控制衬料时间 控制料流状态 常用的截面形状 有圆形和矩形两种 浇口位置的选择 尽量缩短流动距离 保证熔料能迅速地充满 型腔 浇口开在塑件壁厚处 且应减少熔痕 有利于型腔气体的排出 所以 塑件 的浇口选择在塑件的壁厚处 由于大塑件所填充塑料多 为此 在大塑件处的两壁 厚处各设一浇口 这样可以提高充模速度 对于小塑件的浇口设在塑件的中心线上 小塑件为对称圆形 尽量缩短流动距离 保证熔料能迅速地充满型腔 浇口开在 塑件壁厚处 且应减少熔痕 有利于型腔气体的排出 所以 塑件的浇口选择在淘 米筛的底部中央处 由于塑件所填充塑料多 这样可以提高充模速度 且有利于气 体排出 浇口尺寸选定 点浇口的直径计算公式 42 206 0 Akd 4 128926 0206 0 mm1 式中 点浇口的直径 dmm 17 k 系数 依塑料种类而异 表 3 4 K 值 塑料种类PVCPSPE PAPCPOMPVAC k 值9 06 08 07 07 08 0 塑件在浇口处的壁厚 mm 型腔表面积 A 浇口图形如下图 图 3 3 浇口图形 18 4 模具加热 冷却系统的确定 4 14 1 冷却水体积流量的确定冷却水体积流量的确定 冷却回路的设计应做到回路系统内流动的介质能充分吸收成形塑件所传导的热 量 使模具成形表面的温度稳定地保持在所需的温度范围内 并且要做到使冷却介质 在回路系统内流动畅通 无滞留部位 一般水孔的直径可根据塑件的平均壁厚来确定 平均壁厚为时 水孔直径 mm2 可取 平均壁厚为时 水孔直径可取 平均壁厚为mm10 8mm4 2mm12 10 时 水孔直径可取 由塑件壁厚为 2mm 取冷却水通道直径mm6 4mm14 10 d 10mm 假如塑料树脂在模内释放的热量全部由冷却水传导的话 即忽略其他传热因素 那么模具所需的冷却水体积流量则可用下式计算 21 60 c Mq qV 式中 冷却水体积流量 v q min 3 m 单位时间注射入模具内的树脂质量 Mh kg 单位质量树脂在模具内释放的热量 qKg J 冷却水比热容 c KKg J 冷却水的密度 3 m Kg 冷却水出口处温度 1 冷却水入口处温度 2 由于计算麻烦不方便 设计时可以考虑经验值 由下表可查得冷却水体积流量 值 表 4 1 冷却水流速与水孔直径的关系 冷却水通道直径 d mm最底流速 v m s 冷却水体积流量 V min 3 m 19 81 66 5 0 3 10 101 32 6 2 3 10 121 10 7 4 3 10 150 87 9 2 3 10 200 66 12 4 3 10 250 53 15 5 3 10 300 44 18 7 3 10 查表得 最底流速 v 1 32 m s 冷却水体积流量 V 6 2 3 10 min 3 m 4 24 2 冷却水的表面传热系数冷却水的表面传热系数的确定的确定 冷却水的表面传热系数可用下式计算 2 0 8 0 d 式中 冷却水的表面传热系数 Km W 2 冷却水在该温度下的密度 3 m Kg 冷却水的流速 s m 冷却水孔直径 dm 与冷却水温度有关的物理系数 值查表 4 2 表 4 2 水的值与其温度的关系 平均水 温 5101520253035404556 值 6 166 607 067 507 958 408 849 289 6610 05 20 故 6 95 1010 101102 6 840 8 2 03 8 0 33 Km W 2 4 34 3 冷却回路所需的总面积计算冷却回路所需的总面积计算 冷却回路所需总表面积可按下式计算 WM Mq A 3600 式中 冷却回路总表面积 A 2 m 单位时间内注入模具中树脂的质量 Mh kg 单位质量树脂在模具内释放的热量 qKg J 冷却水的表面传热系数 Km W 2 模具成形表面的温度 M 冷却水的平均温度 W 2 5 64 0 2535 6 953600 10366 3 m CC A 4 44 4 冷却回路的总长度的计算冷却回路的总长度的计算 冷却回路总长度可用下式计算 d A L 1000 式中 冷却回路总长度 Lm 冷却回路总表面积 A 2 m 冷却水孔直径 dmm m L 32 20 10 64 0 1000 21 4 54 5 冷却水回路的布置冷却水回路的布置 冷却水回路的布置一般遵循以下几点 1 冷却水道应尽量多 截面尺寸应尽量大 型腔表面的温度和冷却水道的数量 截面尺寸及冷却水的温度有关 2 冷却水道离模具型腔表面的距离一般为 10 15mm 3 浇口处应加强冷却和冷却水道的出入口温差尽量小 4 对于聚乙烯 聚丙烯等收缩率大的塑料 冷却水道应尽量沿着塑料收缩的方 向设置 5 冷却水道的布置应尽量避开塑件易产生熔接痕的部位 该模具设计中冷却水道的布置如下图 22 图 4 1 冷却道分布图 23 5 模具结构设计 5 15 1 塑件成型位置及分型面选择塑件成型位置及分型面选择 选择分型面时的考虑方向 1 塑件开模后留在动模上 2 分型面的痕迹不影响塑件的外观 3 浇注系统和浇口的合理安排 4 推杆的痕迹不露在塑件的外观上 5 使塑件易于脱模 分型面设计 分型面溢料是热固性塑料注射模的突出问题 因此要求减少接触面积 增加接 触压力 以改善塑料溢边问题 型腔周围外部的平面凹下 0 5 1 0mm 分型面上不 允许有孔穴或凹坑 表面硬度在 HRC30 以上 图 5 1 分型面示意图 5 25 2 型腔数的确定型腔数的确定 由塑件决定 模具采用一模两腔结构 浇口形式采用点浇口 24 图 5 2 型腔分布图 5 35 3 模具顶出机构和抽芯机构的结构设计模具顶出机构和抽芯机构的结构设计 当动定模合拢后就构成了型腔 为了保证动定模合拢时的导向机构 合模导 向机构 合模导向机构在模具中的作用 一是定位作用 模具每次合拢时 都有一 个唯一的准确方位 从而保证型腔的正确形状 二是导向作用 引导动定模正确闭 合 避免凸模式型芯先进入型腔而损坏 三是承受一定的侧压力 在成行过程中承 受单向侧压力 导向机构主要由导柱和导套组成 图 5 3 模具的导柱和导套的配合形式及设计尺寸 25 5 45 4 推出机构的设计推出机构的设计 塑件在模腔中成形后 便可以从模具中取下 但在塑件取下以前 模具必须完 成一个将塑件从模腔中推出的动作 模具上完成这一动作机构称为脱模推出机构 推出机构的组成 第一部分是直接作用在塑件上将塑件推出的零件 第二部分 是用来固定推出零件的零件 有推杆固定板 推板等 第三部分是用作推出零件推 出动作的导向及和模时推迟推出零件复位的零件 推出机构应使塑件脱模时不发生 变形或损伤塑件的外观 图 5 4 推出机构 5 55 5 侧抽芯设计侧抽芯设计 侧抽芯设计形状及图形如下图 图 5 5 生产淘米筛的抽芯机构 26 图 5 6 生产小筛的抽芯机构 抽芯距的确定 抽芯距 s 是将型芯从成型位置抽到不妨碍塑件脱模的位置 型芯 滑块 所需要移 动的距离 其值可用下式计算 mmSS3 2 1 型芯成型部分的深度 单位为 mm 1 S 故 mmS3 423 2 5 65 6 模模具排气设计具排气设计 通过对模具型腔的研究 采用配合间隙排气的方式为最优 间隙值为 0 03 mm 这种类型的排气形式 其配合间隙不能超过 0 05 mm 一般为 0 03 0 05mm 视成型塑料的流动性性能的好差而定 27 6 工艺参数的校核 6 16 1 最大注射量校核最大注射量校核 注射机的最大注塑量应大于制品的重量或体积 包括流道及流口凝料和飞边 通常注塑机的实际注塑量是注塑机的最大注塑量的 0 25 0 8 最好在注塑机的 最大注塑量 0 8 附近 所以 选用的注塑机最大注塑量应 机浇塑件机 VVnVV25 0 8 0 式中 注塑机的最大注塑量 单位 机 V 3 cm 注塑机的体积 单位 塑料 V 3 cm 该产品 V 塑件 128 708 3 cm 浇注系统体积 单位 浇 V 3 cm 该产品 51 6 浇 V 3 cm 型腔数目 n 故 3 04 708 8 0 6 51708 1284 8 0 4 72 2265 25 0 4 cm VV V VV 浇塑 机 浇塑 确定的注塑机注塑量为 1000 所以 满足要求 3 cm 6 26 2 锁模力校核锁模力校核 KN AnAPPF m 72 3738 72 6016 4524201 0 1 0 21 式中 熔融型料在型腔内的压力 由文献 1 表 4 1 查的 m P 单个塑件在分型面上的投影面 1 A2 cm 28 浇注系统在分型面上的投影面 2 A2 cm 注塑机的额定锁模力 KNF 型腔数目 n 所以选定的注塑机锁模力为 4500 KN 满足条件 6 36 3 注射压力的校核注射压力的校核 MPaPKP MPa k P pPp i m mi 78603 1 60 3 1 20 max 式中 熔融型料在型腔内的压力 即型腔压力 由文献 1 表 4 1 查的 m P 塑件成型所需的注射压力 i pMPa 注射机标定的注射压力 即额定注射压力 max pMPa 压力损失系数 取 1 3 2 3 k 安全系数 取 1 25 1 4 K 浇注系统等的压力损失 p 所以选定的注塑机的注射压力为 121 满足条件MPa 6 46 4 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核模具与注塑机安装部分相关尺寸校核 6 4 16 4 1 模具闭合高度校核模具闭合高度校核 模具实际厚度 H 模 666mm 注塑机最小模具厚度 H 最大 700 最小模具厚度 H 最小 300 mm 即 最大 H 模 H 最小 故满足要求 6 4 26 4 2 开模行程校核开模行程校核 6 5 1 所选的注塑机的最大行程与模具厚度无关 故注塑机的开模行程应满足 下式 10 5HHaS 21 mm 式中 S 注射机最大开模行程 29 a 中间板与定模板之间的分开距离 H1 推出距离 H2 包括浇注系统在内的塑件高度 满足要求 mmmmHHa70034610999714010 5 21 6 4 36 4 3 动 定模固定板尺寸校核动 定模固定板尺寸校核 即 模具长 x 宽 动定模固定板尺寸 模具的长宽为 730 x730 动定模固定板尺寸 900 x1000 满足要求 30 7 模具总装图及模具的装配 试模 7 17 1 模具总装图及模具的装配模具总装图及模具的装配 图 7 1 模具装配图 模具总装配图的技术要求内容 1 对于模具某些系统的性能要求 2 对模具装配工艺的要求 例如模具装配后分型面的贴合面的贴合间隙应不大 于模具上 下面的平行度要求 并指出由装配决定的尺寸和对该尺寸的 mm05 0 要求 3 模具使用 装拆方法 4 防氧化处理 模具编号 刻字 标记 油封 保管等要求 5 有关试模及检验方面的要求 7 27 2 模具的安装试模模具的安装试模 7 2 17 2 1 试模前的准备试模前的准备 试模前要对模具及试模用的设备进行检验 模具的闭合高度 安装与注射机的 31 各个配合尺寸 推出形式 开模距 模具工作要求等符合所选设备的技术条件 检 查模具各个滑动零件配合间隙适当 无卡住及紧涩现象 活动要灵活 可靠 起止 位置的定位要准确 各镶嵌件 紧固件要牢固 无松动现象 各种水管接头 阀门 附件 备件要齐全 对于试模设备也要进行全面检查 即对设备的油路 水路 电 路 机械运动部位 各操纵件和显示信号要检查 调整 使之处于正常运转状态 7 2 27 2 2 模具的安装及调试模具的安装及调试 模具的安装是指将模具从制造地点运至注塑机所在地 并安装在指定注射机的 全过程 模具安装到注射机上要注意以下几个问题 1 模具的安装方位要满足设计图样的要求 2 模具中有侧向滑动机构时 尽量使其运动方向为水平方向 3 当模具长度与宽度尺寸相差较大时 应尽可能使较长的边与水平方向平行 4 模具带有液压油路接头 气路接头 热流道元件接线板时 尽可能放置在非 操作一侧 以免操作不方便 模具在注射机上的固定多采用螺钉 压板的形式 一般每侧采用 4 8 块压板 对称布置 模具安装于注射机上之后 要进行空循环调整 其目的在于检验模具上各运动 机构是否可靠 灵活 定位装置是否有效作用 要注意以下几个方面 1 合模后分型面不得有间隙 要有足够的合模力 2 活动型芯 推出及导向部位运动及滑动要平稳 无干涉现象 定位要正确 可靠 3 开模时 推出要平稳 保证将塑件及浇注系统凝料推出模具 4 冷却水要畅通 不漏水 阀门控制正常 7 2 37 2 3 试模试模 将模具安装在注射机上 选用合格的原料 根据推荐的工艺参数调整好注射机 采用手动操作 开始注射时 首先采用低压 低温和较长的时间条件下成形 如果 型腔未充满 则增加注射时的压力 在提高压力无效的时 可以适当提高温度条件 试模注射出样件 试模过程中 应进行详细记录 将结果填