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文档简介
1、u盘外壳注塑模具设计学 生: xxx指导老师:xxx 摘要:课题主要是针对u盘外壳的模具设计,通过对塑件进行工艺的分析和比较,最终设计出一副注塑模。该课题从产品结构工艺性,具体模具结构出发,对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计,同时并简单的编制了模具的加工工艺。通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺。根据题目设计的主要任务是底座注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产底座塑件产品,以实现自动化提高产量。针对底座的具体结构,该模具是侧浇口的单分型面注射模具。其优点在于简化机构,使模具外形缩小,大大降低了模具的
2、制造成本。通过模具设计表明该模具能达到底座的质量和加工工艺要求。关键词:u盘外壳;塑件;模具设计;注塑模具; abstract: topic is mainly directed against shell mold design, plastic parts through the process of analysis and comparison to the final design of an injection mold. process from the product structure on the subject of, specific proceeding die st
3、ructure of die casting systems, mold forming part of the structure, and the top out of the system, cooling system, the choice of injection molding machines and related parameters, checking, there are detailed design, at the same time and simple preparation of the mold processing technology. through
4、the entire design process, show that the mold can be achieved in this plastic parts required for processing. according to the subjects main task is to base the design injection mold design. also is to design an injection mold to produce plastic parts product base in order to achieve automation to in
5、crease production. against the base of the specific structure of the mold is the side of a single-gate injection mold parting line. the advantages of streamlined bodies, so that mold shape narrow and greatly reduce the die manufacturing costs. indicates that the mold through the mold design can achi
6、eve the quality and processing technology base requirements. keywords: plastic;die design;injection mould1 前言模具是现代化工业生产必不可缺的工艺装备,它在人们的日常生活及现代工业生产领域中占有很重要的地位。而塑料模具在人们日常生活中独占一枝花。采用模具成型的工艺代替传统的切削加工工艺,可以提高生产效率,保证零件质量,并且节约材料,降低生产成本,从而取得很高的生产效率。因此,在机电、仪表、化工、汽车和航天航空等领域,塑料已成为金属的良好代用材料并得到了广泛的应用,全球出现了金属材料塑料化的
7、趋势。据最近数据统计,在工业发达国家,日本生产塑料模和生产冲压模的企业各占40%;韩国模具专业厂中,生产塑料模的占43.9%,生产冲压模的占44.8%;新加坡全国有460家模具企业,60%生产塑料模,35%生产冲模和夹具。作为最有效的塑料成型方法之一的注射成型技术可以一次成型各种结构复杂和尺寸精密的塑件,它具有成型周期短、生产率高、大批生产时成本低廉、易于实现自动化或自动化生产等优点。因此,世界塑料成型模具产量中约半数以上是注射模具。目前,塑料塑件在国民经济和日常生活中的应用日趋广泛,发挥着举足轻重的作用,塑料塑件的加工基本上是通过模具一次成型。在众多的成型方法中,注射成型占主导地位,塑料塑件
8、的质量、生产效率、成本和模具的结构、使用性能密切相关。因此,设计制造出结构合理,使用性能优良的注射成型模具已成为塑料生产厂家关注的焦点。本次毕业设计题目是“塑料配件”,设计中重点注意侧抽芯的分型,其他系统结构具体按塑件结构要求设计。本设计说明书主要介绍了本人这次模具题目设计的整个思想过程,从开始构思到整套模具设计完毕,包括工程图,制造工艺,每个环节都必须面面俱到,不能忽视,特别是在尺寸与精度方面,更应该细心地测量与琢磨,否则就会直接影响塑料件的质量。该设计聚集了本人在大学三年的专业知识,是模具设计与制造方面的一个积累成果。通过此次设计,使我对塑料工业有了进一步的了解,也真正地感受到了塑料工业为
9、推动国民经济和人们的日常生活带来了极大的便利之处。在设计中,由于时间紧迫,难免产生错误,错误之处请读者指正。2 塑结构工艺性分析件图1塑件2.1.材料的选择密度比溶吸水率收缩率热变形温度1.02-1.050.8-0.980.2%-0.4%130-1600.3%-0.8%83-103.抗拉强度拉伸弹性模量弯曲强度冲击强度体积50mpa1.8x10780mpa11hb9.7hb6.9x10该产品既是日常用品,也是工艺品,因此,外观要求比较高,尺寸要求较低。因为是电话底座壳,所以对力学要求较高。所以从塑件的使用性能上分析,其必须具备有一定的综合机械性能,包括良好的机械强度,一定的弹性和耐油性,耐水性
10、,化学稳定性和电气性能。而符合以上性能的有多种塑料材料,从材料的来源以及材料的成本和调配颜色来看,abs比较适合。abs是目前世界上应用最广泛的材料,它来源广,成本底,符合该塑件成型的特性。因此制作该塑件选用abs塑料。表一:abs的主要技术指标密度比溶吸水率收缩率热变形温度1.02-1.050.8-0.980.2%-0.4%130-1600.3%-0.8%83-103.抗拉强度拉伸弹性模量弯曲强度冲击强度体积50mpa1.8x10780mpa11hb9.7hb6.9x10表二: abs的注射工艺参数 注射机类型螺杆转数喷嘴形式喷嘴温度螺杆式30直通式170-180料筒的温度模具温度注射压力保
11、压力150-170 165-180 180-20050-8060-100mpa30-60 mpa注射时间保压时间冷却时间成型周期0-5 s20-90 s20-120 s50-220abs无毒,无味,呈微黄色,成型的塑料件有较好的光泽。密度为1.02-1.05g/cm3。abs有极好的抗冲击强度,且在低温下也不迅速下降。有良好的机械强度和一定的耐磨性,耐寒性,耐油性,耐水性,化学稳定性和电气性能。abs有一定的硬度和尺寸稳定性,易于成型加工。经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高,连续工作温度为70度左右,热变形温度约为90度左右。耐气候差,在紫外线作用下易变硬发脆。其成型特点:abs在升温
12、时黏度增高,所以成型压力较高,塑料上的脱模斜度稍大,abs易吸水,成型前加工要进行干燥处理;易产生熔接痕,模具设计时应注意尽量减小浇注系统对料流的阻力;在正常的成型条件下,壁厚,溶料温度及收缩率影响极小.3 模具结构方案确定3.1 型腔数量的确定 该产品精度要求效高,又是大批量生产,考虑到模具制造、模具运转费用尽量低的原则,所以模具采用一模二腔结构。3.2 型腔的排列图2 型腔排列图 3.3. 分型面位置的确定如何确定分型面,需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响,
13、因此在选择分型面时应综合分析比较,从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则:(1) 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。(2) 便于塑件顺利脱模,尽量使塑件开模时留在动模一边。(3) 保证塑件的精度要求。(4) 满足塑件的外观质量要求。(5) 便于模具加工制造。(6) 对成型面积的影响。(7) 对排气效果的影响。根据塑件的结构形式,分型面选在仪表盖的底平面。如图3 分型面图3分型面3.4.模具结构形式的确定因为该塑件是两边有侧孔的深腔类零件,而且侧孔比较深,若是采用强行脱模结构,必然会破坏该塑件的形状要求,所以在这里要考虑到使用侧抽机构双向同时向外抽芯来成型该塑件的两边
14、孔,又因为塑件结构不是很复杂,结合塑件的外形结构和塑件的尺寸大小,所以就采用一模两穴的两板模结构即可满足要求4 注射机型号的确定 4.1 计算制品的体积和质量 该产品材料为abs,查表常用塑料的注射工艺参数得知其密度为1.02-1.16(kg.dm-3),收缩率为0.4-0.7(%)。 计算平均密度为1(g/mm3),平均收缩率为0.5(%)。通过计算,塑件质量m1为8.9g,塑件体积v1=m1/p=8.9/1=8.9mm3流道凝料的质量m2按塑件的0.6倍计算,所以注射量为:m2=0.6 x8.9x2=10.6g.塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算:流道凝料在分型面上的投影
15、面积a2,可按其在分型面上的投影面积a1的0.20.5倍,因此可用0.4na1来估算,所以:a=na1+0.35a1=1.35na1=1417.5mm2式中a1=525 mm2fm=ap型=354.38x10kn4.2 初选注射机根据塑料制品的体积,本塑件初选用型号为j54s200/400的注射机,其技术参数如下:。表三:注射机表标称注射量/cm3200400注射时间/t螺杆直径/mm55注射方式螺杆式注射压力/mpa109合模力/n18*105注射行程/mm160最大成型面积/cm2500螺杆转速/r/min16/28/48移模行程/mm500模板最大厚度/mm300球半径/mm13模板最小
16、厚度/mm200喷嘴孔直径/mm2.5拉杆空间/mm290*368定位圈/mm100合模方式液压机械推出形式,中心距两测推出,5.模具结构设计5.1 浇注系统的设计浇注系统设计是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响很大,而且还对塑件所用的塑料的利用率、成型生产效率等相关,因此这是一个重要环节。浇注系统设计主要包括主流道,分流道,浇口和冷料穴四部分。它的主要作用是将来自注射机喷嘴的塑料熔体均匀而平稳地输送到型腔,同时使型腔内的气体能及时顺利排出,将注射压力有效地传递到型腔的各个部位,以获得形状完整、内外在质量优良的塑料制件。 5.1.1 主流道设计(1) 主流道尺寸 为了便于凝料从
17、主流道中拔出,主流道设计成圆锥形(如图4)。其锥角取30,内壁表面粗糙度值ra取0.7um。 为了补偿对中误差并解决凝料的脱模问题,主流道进料口端直径d1应比注射机喷嘴直径d大0.51mm。主流道轴线位于模具中心线上,与注射机喷嘴轴线重合,型腔也以此轴线为中心对称布置。(2) 主流道形式 主流道不直接开在模板上,将它单独设在一个主流道衬套中,即可以使易损坏的主流道部分单独选用优质钢材,延长模具使用寿命和损坏后便于更换或修磨,也可以避免在模板上直接开住流道且需穿过多个模板时,拼按缝处产生钻料,主流道凝料无法拔出。 通常主流道进口端凹下的球面半径r比喷嘴球面半径r大12mm,凹下深度约35mm.r
18、=r+1=13+1=14mm,凹下深度为3mm。(3) 主流道衬套的形式主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触,属易损件,对材料要求较严,因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式(俗称浇口套,这边称唧咀),以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。浇口套都是标准件,只需去买就行了。浇口套与定位圈设计成一个零件的形式,以螺钉的形式固定在定模座板上。本设中型模具,但为了便于加工和缩短主流到长度,衬套和定位圈也是设计成分体式,主流道长度取21mm,材料采用t10a钢,热处理淬火后表面硬度为53hrc-57hrc.与模板间的配合采用h7/m6的过度配合。浇口套的具体参数如图4所示(见下页)
19、:图4 浇口套5.1.2 分流道设计在多型腔或单型腔多浇口(塑件尺寸大)时应设置分流道,分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前,通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态,并在流动过程中压力损失尽可能小,能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。(1)分流道的形式截面形状为圆形,这样效率比较高。(2)分流道的截面尺寸 对于圆形截面分流道,直径一般在310mm的范围内变动,查各种塑料的分流道直径表,得abs的分流道直径为3.89.5mm,因本塑件比较简单,所以这里取4mm。(3)
20、分流道的长度分流道的长度应尽可能短,且少弯曲,便于注射成型过程中最经济地使用原料和降低注射机的能耗,减少压力损失和热量损失。满足良好的压力传递和保持理想的填充状态,使塑件溶体尽快地分配到各个型腔,因此采用平衡式分流道。分流道长l1=27mm(4)分流道的表面粗糙度由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却,只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想,因面分流道的内表面粗糙度ra 并不要求很低,一般取1.6m 左右既可,这样表面稍不光滑,有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定,从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差,以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。(5)分流道的布置形式分流道在分型面上的布置
21、与前面所述型腔排列密切相关,有多种不同的布置形式,但应遵循两方面原则:即一方面排列紧凑、缩小模具板面尺寸;另一方面流程尽量短、锁模力力求平衡。本模具的分流道采用平衡试。(如图5)图5 分流道5.1.3 浇口的设计浇口亦称进料口,是连接分流道与型腔的通道,除直接浇口外,它是浇注系统中截面最小的部分,但却是浇注系统的关键部分,浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。(1) 浇口的选用浇口可分为限制性和非限制性浇口两种。我们将采用限制性浇口。限制性浇口一方面通过截面积的突然变化,使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度,提高剪切速率,使其成为理想的流动状态,迅速面均衡地充满型腔,另一方面改
22、善塑料熔体进入型腔时的流动特性,调节浇口尺寸,可使多型腔同时充满,可控制填充时间、冷却时间及塑件表面质量,同时还起着封闭型腔防止塑料熔体倒流,并便于浇口凝料与塑件分离的作用。我们采用的是侧浇口。侧浇口又称边缘浇口,国外称之为标准浇口。侧浇口一般开设在分型面上,塑料熔体于型腔的侧面充模,其截面形状多为矩形狭缝,调整其截面的厚度和宽度可以调节熔体充模时的剪切速率及浇口封闭时间。这种浇口加工容易,修整方便,并且可以根据塑件的形状特征灵活地选择进料位置,因此它是广泛使用的一种浇口形式,普遍使用于中小型塑件的多型腔模具,且对各种塑料的成型适应性均较强;但有浇口痕迹存在,会形成熔接痕、缩孔、气孔等塑件缺陷
23、,且注射压力损失大,对深型腔塑件排气不便。浇口各部分尺寸都是取的经验值。实际加工中,是先用圆形铣刀铣出直径为4的分流道,再将材料进行热处理,然后做一个铜公(电极)去放电加工,用电火花打出这个浇口来的。(2)浇口位置的选择模具设计时,浇口的位置及尺寸要求比较严格,初步试模后还需进一步修改浇口尺寸,无论采用何种浇口,其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大,因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节,同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表,一定要认真考虑浇口位置的选择,通常要考虑以下几项原则:(1)尽量缩短流动距离。(2)浇口应开设在塑件壁厚最大处。(3)必须尽量减少
24、熔接痕。(4)应有利于型腔中气体排出。(5)考虑分子定向影响。(6)避免产生喷射和蠕动。(7)浇口处避免弯曲和受冲击载荷。(8)注意对外观质量的影响。 本模具浇口的位置选在分流道延长线上,直接与型腔相连,这样便于塑料流动。 5.1.4 浇注系统的平衡对于中小型塑件的注射模具己广泛使用一模多腔的形式,设计应尽量保证所有的型腔同时得到均一的充填和成型。一般在塑件形状及模具结构允许的情况下,应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相同(型腔布局为平衡式)的形式,否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致,这就是浇注系统的平衡。显然,我们设计的模具是平衡式的,即
25、从主流道到各个型腔的分流道的长度相等,形状及截面尺寸都相同。5.1.5 冷料穴和拉料杆的设计在完成一次注射循环的间隔,考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一小段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度,从喷嘴端部到注射机料筒以内约1025mm 的深度有个温度逐渐升高的区域,这时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳,如果这里温度相对较低的冷料进入型腔,便会产生次品。为克服这一现象的影响,用一个井穴将主流道延长以接收冷料,防止冷料进入浇注系统的流道和型腔,把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴。冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上(也即塑料流动的转向处),
26、其标称直径与主流道大端直径相同或略大一些,深度约为直径的11.5 倍,最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积,冷料穴有六种形式,常用的是端部为z字形的拉料杆的形式,具体要根据塑料性能合理选用。本模具中的冷料穴的具体位置和形状如图5中所示。实际上是将主流道顺向延长一段距离就行了。(1)冷料穴注射时,最先进入注射模的塑料,因接触冷模而使料温下降,若让这部分温度已经下降的塑料流入型腔,则会影响塑件质量,所以需要设置冷料穴.(2)拉料杆 在冷料穴后面设置一个推杆,这里设置一个z字形的拉料杆,工作时依靠z字形拉钩将主流道凝料拉出浇口套,推出后人工取出。(如图6)图6 拉料杆5.1.6 浇注系统的连接(1)
27、主流道与分流道的连接主流道采用半径为2mm的圆角过度,以减少料流阻力。(2) 分流道与浇口的连接 分流道与浇口结合采用圆弧过度,有利于溶体的流动及填充。(3)浇口与型腔的连接 浇口与型腔直接连接,以减少阻力。5.2侧抽芯机构的设计 从前在的塑件图不难看出,该侧孔直径比较小,且抽芯距也不是很长,所以有用斜导柱抽芯机构即能满足要求,斜导柱机侧向抽芯机构主要由与开模方向成一定角度的斜导柱,侧型腔或型芯滑块,导滑槽,楔紧块和侧滑块定距限位等装置组成,一般用于抽芯力不大及抽芯距小于80mm的场合。5.2.1.斜导柱的设计(1) 斜导柱的截面形状 常用的截面形状有圆形和矩形,圆形截面装配容易,加工方便,应
28、用较广,矩形截面在相同截面条件下,具有较大的抗变截面系,能承受较大的变矩,强度,刚度好,但加工装配较难,适用于抽拔力较大的场合,但在此处,抽拔力比较小,所以采用圆形截面即能满足使用要求。(2) 斜导柱斜角的确定 斜导柱斜角是斜导柱抽芯的一个主要参数,它的大小小涉及到开模力,斜导柱所受的弯曲力,滑块抽芯力以及开模行程的大小。当导柱的斜度越大,则斜导柱所受的弯曲力要增大,同时所受的开模力也增大,因此,从希望斜导柱受力小的情况下,斜度愈小愈好,但是当抽芯距一定时,斜导柱的斜度越小必然导致斜导柱工作部分长度及开模行程的加大,因为开模行程受到注射机开模行程的限制,而且斜导柱工作长度的加长,会降低斜导柱的
29、刚度,所以斜导柱应综合考虑本身的强度,刚度和注射机开模行程,从理论上推导,斜度取2230为 宜,在生产中一般取15-20,最大不超过25。综合考虑以上因素,在这里,取斜度角为15。(3)斜导柱长度的计算斜导柱长度根据抽芯距,固定端模板厚度,斜导柱直径以及斜角大小来确定,可用公式表示为l= l1+l2+l4+l5=d/2*tan+/cos+s/sin+(5-10)mm式中l1, l2斜导柱固定部分长度; l4斜导柱工作部分长度; l5斜导柱引导部分长度(5-10mm);d斜导柱固定部分台肩直径;斜导柱斜角;l斜导柱总长;s抽芯距;斜导柱安装板厚度;代入数据计算得l=78mm; 图7 斜导柱 因为
30、停止距(7mm)抽芯距(4mm)塑件壁厚(1mm),斜导柱斜角(15)楔紧块斜角(20),故不会产生干涉现象,能够顺利的实现抽芯,故该斜导柱设计合理。5.2.2.滑块与导滑槽的设计(1)侧型芯与滑块的连接形式 因为侧型芯的整体大小与滑块的大小差不多,而且尺寸也比较大,所以根据其强度和稳定性要求,采用螺纹连接,因而在滑块和侧型芯上分别加工出一个凸台,并而相互配合,然而每个侧型芯用两个螺钉给固定即可。(2)滑块的导滑形式为了确保侧型芯可靠地抽出和复位,保证滑块在移动过程中平稳,无上下蹿动和卡死现象,滑块与导滑槽必须很好配合和导滑,滑块与滑槽一般采用h7/f6,其结构形式主要根据模具大小,模具结构和
31、塑件的产量选择,根据该塑件的工艺要求,滑块的导滑形式确定为如下图;滑块压条图8 导滑槽的安装形式 滑块斜地孔与斜导柱的配合一般有0.5mm的间隙,这样在开模的瞬间有一个很小的空行程,因此,在未抽芯前强制塑件脱出定模型腔或型芯,并使楔紧块先脱离滑块,然后进行抽芯。 (3)滑块的定位装置 为了保证斜导柱伸出端准确可靠的进入滑块斜孔,则在滑块在完全抽芯动作后,必须停留在一个位置上。所以在此需要有一个限位装置,在这一副模具中,考虑到模具的工作条件和复杂程度,每一个滑块分别采用一个限位螺钉来进行定位。5.2.3.楔紧块的设计(1)楔紧块的形式 在塑件注射过程中,侧型芯在抽芯方向受到溶体较大的推力,这个力
32、通过滑块传给斜导柱,而在这里,斜导柱为一根细长杆,受力后容易变形,因此必须设置有楔紧块,以压紧滑块,使滑块不致于产生变形,从而保护斜导柱和保证滑块在成型时的精度,楔紧块的形式视滑块受力大小,磨损情况和精度要求而定。因为在这副模具中,所需要的楔紧力不是很大,所以采用螺钉固定式,这种形式便于制造,装配和调整,适用于楔紧力不大的场合下,故满足要求,楔紧块形式如下: 图9 楔紧块(2)楔紧块的楔角 为了使斜导柱带动滑块顺利的完成抽芯动作,则必须让楔紧块先让开,就要求楔紧块的楔角1大于斜导柱的斜角,一般1=+(2+3),所以在这里,楔角取20。 5.3 成型零件结构设计如图001所示,塑件结构尺寸以及相
33、应的模具型腔结构,塑件材料为abs,计算收缩率为0.4%0.7%。求凸凹模构成型腔的尺寸。5.3.1 塑件的平均收缩率为:scp=(smin+smix)/2=(0.5+0.7)/2%=0.5%5.3.2 凹模有关尺寸的计算 外形尺寸:l1=l塑1(1+k)-(3/4)+ =35(1+0.5%)-3/40.40.41/6 =34.95+0.067l2=l塑2(1+k)-(3/4)+ =18x(1+0.5%)-3/40.30.31/6 =17.9+0.05注:1 . 未标注公差按公差表mt5查取; 2. 小型芯(c2)为四个圆周均匀分布;3. 由于图幅受限等一些原因零件其它尺寸就不在此一一计算,这
34、些尺寸可按上述步骤计算出来;5.3.3 凸模有关尺寸的计算 内形无精度要求,凸模直接按收缩率计算5.4. 模架尺寸和类型的确定根据型腔布局可看出,型腔分布尺寸为120*270.根据型腔侧壁最小厚度为20,再考虑到导柱导套及连接螺钉布置应占的位置和采用推出机构等各方面的问题,综合确定选用300*300模架。如图10所示;5.4.1.a板尺寸a板是定模型腔板,型腔高度为24,在模板上还要开设冷却水道,冷却水道离型腔应有一定的距离,因此a板厚度取60mm。b板是凸模固定板,型芯的高度为21mm,因此b板厚度取70mm。5.4.3.垫块的厚度推板与推杆固定板加推出行程,可得出垫块厚度为100mm。图1
35、0 标准模架5.5 脱模推出机构的设计制件推出(顶出)是注射成型过程中的最后一个环节,推出质量的好坏将最后决定制品的质量,因此,制品的推出是不可忽视的。在设计推出脱模机构时应遵循下列原则。(1).推出机构应尽量设置在动模一侧 由于推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆来驱动的,所以一般情况下,推出机构设在动模一侧。正因如此,在分型面设计时应尽量注意,开模后使塑件能留在动模一侧。(2).保证塑件不因推出而变形损坏 为了保证塑件在推出过程中不变形、不损坏,设计时应仔细分析塑件对模具的包紧力和粘附力的大小,合理的选择推出方式及推出位置。推力点应作用在制品刚性好的部位,如筋部、凸缘、壳体形制品
36、的壁缘处,尽量避免推力点作用在制品的薄平面上,防止制件破裂、穿孔,如壳体形制件及筒形制件多采用推板推出。 从而使塑件受力均匀、不变形、不损坏。(3).机构简单动作可靠 推出机构应使推出动作可靠、灵活,制造方便,机构本身要有足够的强度、刚度和硬度,以承受推出过程中的各种力的作用,确保塑件顺利脱模。(4).良好的塑件外观 推出塑件的位置应尽量设在塑件内部,或隐蔽面和非装饰面,对于透明塑件尤其要注意顶出位置和顶出形式的选择,以免推出痕迹影响塑件的外观质量。(5) 合模时的正确复位 设计推出机构时,还必须考虑合模时机构的正确复位,并保证不与其他模具零件相干涉。推出机构的种类按动力来源可分为手动推出,机
37、动推出,液压气动推出机构。 这里采用一次推出机构的推杆推出机构,它是注射模中使用最广的一种脱模机构,制造简便,滑动阻力小,可在塑件上任意位置配置,更换方便,脱模效果好。本塑件采用8根直径为1.5mm等截面的标准推杆,由于采用圆形推杆容易达到推杆与孔的加工和配合精度,因此采用圆形推杆,使用圆形推杆还可以减少滑动阻力,推杆损坏后容易更换。5.5.1 推杆的固定形式 推杆与模板间采用凸台紧压固定(如图11)。5.5.2 推杆的布置因本塑件较大、较厚,在每个塑件上作用四根推杆,确保制品在推出过程中不变形不损坏的要求,每四根平均作用在塑件上(如图12)。图11 顶杆 顶杆图12 顶杆分布图5.6 排溢系
38、统的设计当塑料溶体填充型腔时,必须顺序排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体。如果型腔内因各种原因没有将产生的气体排除干净,一方面将会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及填充缺料的成型缺陷,另一方面气体受压,体积缩小而产生高温会导致素件局部碳化或烧焦,同时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度。因此必须考虑排气问题,注射模成型时排气通常用如下四种方式进行:(1)利用配合间隙排气(2)在分型面上开设排气槽排气(3)利用排气塞排气(4)强制性排气 因为此模具为小型模具,可以利用推杆活动型芯活动镶件以及双支点固定的型芯端部与模板的配合间隙进行排气。但间隙配合不能超过0.0
39、5mm。5.7 温度调节系统无论什幺塑料进行注射成型,均有一个比较适宜的模具温度范围,在此模具温度范围内,塑料熔体的流动性好,容易充满型腔,塑件脱模后收缩和翘曲变形小,形状与尺寸稳定,力学性能以及表面质量较高。为了使模温控制在一理想的范围内,现设计一模具温度调节系统。由于本次设计的塑料abs黏度和流动性一般,模温为5080,故无须设计加热系统,只需设计冷却系统以确保合理的模温。常用的冷却方法有水冷却、空气冷却和油冷却,本设计设计采用的是水冷却,经济实惠。冷却系统的设计原则与常见冷却系统的结构:5.7.1 冷却系统的设计原则(1)冷却水道应尽量多(2)冷却水道至型腔表面距离应尽量相等(3)浇口出
40、加强冷却(4)冷却水道、入口温差应尽量小(5)冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置此外,冷却水道的设计还必须尽量避免接近塑件的溶接部位以免产生溶接痕,降低塑件强度;5.7.2 冷却系统机构的确定对于不同的塑件,冷却水道的位置形状也不一样。 由于塑件产量较大,为了提高生产效率,要求尽可能缩短开模时间。因此,尽可能加快塑件的冷却。本模具的定模和动模两侧都开设冷却水道,冷却孔道直径为6mm,用水进行循环冷却(如图13)。 图13冷却水道6 注射机参数校核 6.1.最大注射核压力的校核塑件成型时所需的压力一般由塑料的流动性,塑件结构和壁厚以及浇注系统类型等因素决定,工作时要求所选注射机额定压力满足以下条件
41、:pekppe注射机额定压力k注射压力安全系数,一般取k=1.25-1.4p。=塑料成型时所需的压力。代入数据得pe=150mp(1.25-1.4)(60-100)=(78-140)mp,所以注射压力满足要求;6.2.锁模力的校核按fkpa分公式进行锁模力的校核。其中:f为注射机的最大锁模力k为压力损耗系数,一般为1.11.2p为模内平均压力(型腔内溶体的平均压力)pa分为所以制品、流道和浇注口在分型面上的投影面积之和 由于制品材料为abs,属于中等粘度塑料和有精度要求的制品,查相关表格得:p为29.634.4pa,取p为30mpa进行校核:fap型=1.2ap型=1.2237.384kn900kn所以,注射机的锁模力足够。6.3. 模具安装尺寸校核注射机模具的安装尺寸为200mm-300mm,而该模具的闭合高度为300mm,故满足要求。6.4 模具开模所需行程21(型芯高度)+4件高
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