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1、毕业设计说明书论文(全套cad图纸) qq 36396305 拔杆注塑模具设计(需要图纸及其他附件请与我联系 )摘要塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一,而注射模具是其中发展较快的一种。因此,研究注射模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。本文主要是设计塑料拔杆的注射模具,论述了注射成型的基本原理,主要是了解模具结构中最基本的两板模的设计,熟悉和掌握模具设计的过程,加深对塑料模具的结构和成型过程的认识。详细介绍了注射模具的成型工艺及设备选择、浇注系统、抽芯机构和成型零部件的设计过程,并对模具制造工艺要求做了说明,最后通过 cad 软件绘制出模具图。通过本设计,可以对注射模具

2、有一个初步的认识,注意到设计中的细节问题,了解模具结构及工作原理,系统的复习了大学四年所学的专业知识。关键词:注射模具;拔杆;注射成型工艺;模具设计1(需要图纸及其他附件请与我联系 )拔杆注塑模具设计(需要图纸及其他附件请与我联系 )abstractnowadays plastics industry is to increase one of the quickest industry category in the world,injection mould is to develop quicker among them , therefore studies the injection

3、 mould hasvery big meaning to knowing plastic product procedure of production and raising productquality.this paper is designed pull rod injection mould , discussed the basal principle injectionmould, especially double-surface injection mold design , have introduced the moldinghandicraft injecting a

4、 mould detailedly、equipment selection、 feed system、pulling mechanismand molding part design process, as well as demanded an explanation for mold manufacturingtechnology, finally draw out the mould picture by cad software.during this design, i can have a preliminary understanding of injection mould,

5、note thedetails, know die structure and operating principle, review of the professional knowledge of thefour-year study .key words: injection mould; pull rod; injection mould process; mould designing2(需要图纸及其他附件请与我联系 )拔杆注塑模具设计(需要图纸及其他附件请与我联系 )1.1第一章塑料成型工业在生产中的重要地位绪论123模具是工业生产中的一种重要工艺装备,是现代制造业的核心装备。它的

6、作用是控制和限制材料(固态或液态)的流动,使之形成所需要要的形体 。用模具制造零件以其效率高,产品质量好,材料消耗低,生产成本低而广泛应用于制造业中。塑料成型所用的模具称为塑料成型模,是用成型塑料制件的模具,它是型腔模的一种类型。塑料成型工业是新兴的工业,并随着石油工业的发展应运而生 。目前,塑料制件几乎已经进入了一切工业部门以及人们日常生活的各个领域。塑件工业又是一个飞速发展的领域,世界塑料工业从 20 世纪 30 年代以前开始研制,到目前塑料产品系列化、生产工艺自动化、连续化以及不断开拓功能材料新领域,经历了 30 年代以前的的初始阶段,30年代的发展阶段、50-60 年代的飞跃发展阶段和

7、 70 年代至今稳定增长阶段。我国塑料也经历了这些阶段。塑料作为一种新型工程材料,不断的开发与应用,加之成型工艺的不断成熟、完善与发展极大地促进了塑料成型方法份额研究与应用和塑料成型模具的开发与制造。随着工业塑料制件和日用塑料制件的品种和需求量的日益增加,这些产品更新换代的周期越来越短,因此对塑件的品种、产量和质量都提出了越来越高的要求。这就要求塑料模具的开发、设计与制造水平也必须越来越高 。现在塑料成型生产中,塑料制件的质量与塑料成型模具、塑料成型设备和塑料成型工艺密切相关。在这三要素中,塑料成型模具的质量最为关键,他的功能是双重的:赋予塑料熔体以期望的形状、性能、质量;冷却并推出成型的塑件

8、。模具是决定最终产品的性能、规格、形状以及尺寸精度的载体,塑料成型模具是使塑料成型生产过程顺利进行、保证塑料成型质量不可缺少的工艺装备,是体现塑料成型设备高效率、高性能和合理先进塑料成型工艺的具体实施者,也是新产品开发的决定环节。由此可见,周而复始地获得符合技术3(需要图纸及其他附件请与我联系 )拔杆注塑模具设计(需要图纸及其他附件请与我联系 )45经济要求及质量稳定的塑料制件,塑料成型模具的优劣是关键,它最能反映出整个塑料成型生产过程的技术含量以及经济效益。据新近有关统计资料表明,在国内外模具工业中,各类模具占模具总量的比例大致如下:冲压模、塑料模各占 35%40%,压铸模占 10%15%,

9、粉末冶金模、陶瓷模、玻璃模等其他模具约占 10%,因此,塑料成型模具的应用在各类模具的应用中占有与冲压模并驾齐驱的“老大”位置。随着我国经济与国际的接轨和国家经济建设持续稳定的发展,塑料制件的应用快速上升,模具设计与制造和塑料成型的各类企业日益增多,塑料成型工业在基础工业中的地位和对国民经济的影响日益重要 。目前世界模具市场供不应求,模具的主要出口国是美国、日本、法国、瑞士等国家。中国模具出口数量极少,但中国模具钳工技术水平高,劳动成本低,只要配备一些先进的数控制模设备,提高模具加工质量,缩短生产周期,沟通外贸渠道,模具出口将会有很大发展 。研究和发展模具技术,提高模具技术水平,对于促进国民经

10、济的发展有着特别重要的意义。1.2 各种模具的分类和占有量模具主要类型有:冲模,锻摸,塑料模,压铸模,粉末冶金模,玻璃模,橡胶模,陶瓷模等。除部分冲模以外的的上述各种模具都属于腔型模,因为他们一般都是依靠三维的模具形腔是材料成型。(1)冲模:冲模是对金属板材进行冲压加工获得合格产品的工具。冲模占模具总数的 50以上。按工艺性质的不同,冲模可分为落料模,冲孔模,切口模,切边模,弯曲模,卷边模,拉深模,校平模,翻孔模,翻边模,缩口模,压印模,胀形模。按组合工序不同,冲模分为单工序模,复合模,连续模。(2)锻模:锻模是金属在热态或冷态下进行体积成型是所用模具的总称。按锻压设备不同,锻模分为锤用锻模,

11、螺旋压力机锻模,热模锻压力锻模,平锻机用锻模,水压机用锻模,高速锤用锻模,摆动碾压机用锻模,辊锻机用锻模,楔横轧机用锻模等。按工艺用途不同,锻模可分为预锻模具,挤压模具,精锻模具,等温模具,超塑性模具等。4(需要图纸及其他附件请与我联系 )拔杆注塑模具设计(需要图纸及其他附件请与我联系 )67-9(3)塑料模:塑料模是塑料成型的工艺装备。塑料模约占模具总数的 35,而且有继续上升的趋势。塑料模主要包括压塑模,挤塑模,注射模,此外还有挤出成型模,泡沫塑料的发泡成型模,低发泡注射成型模,吹塑模等。(4)压铸模:压铸模是压力铸造工艺装备,压力铸造是使液态金属在高温和高速下充填铸型,在高压下成型和结晶

12、的一种特殊制造方法。压铸模约占模具总数的 6。(5)粉末冶金模:粉末冶金模用于粉末成型,按成型工艺分类粉末冶金模有:压模,精整模,复压模,热压模,粉浆浇注模,松装烧结模等。模具所涉及的工艺繁多,包括机械设计制造,塑料,橡胶加工,金属材料,铸造(凝固理论),塑性加工,玻璃等诸多学科和行业,是一个多学科的综合,其复杂程度显而易见。1.3 世界五大塑料生产国模具工业的发展状况自 20 世纪 80 年代以来,我国的经济逐渐起飞,也为模具产业的发展提供了巨大的动力。20 世纪 90 年代以后,大陆的工业发展十分迅速,模具工业总产值在 1990 年仅 60 亿元人民币,1994 年增长到 130 亿元人民

13、币,1999 年达到 245 亿元人民币,2000 年增至 260270 亿元人民币,今后预计每年仍会以 1015的速度快速增 。目前,中国塑料工业多年持续高速增长,1991 年产量仅为 250 万吨,1995 年增为 350万吨,1998 年超过 700 万吨,到 2002 年已增达约 1400 万吨,超过日本而成为世界第 3 大塑料原料生产国。中国今年塑料制品市场将持续走强,在包装、工程、建材、农用和日用塑料制品等各个领域都将有较大幅度的增长,需求量将超过 2500 万吨。其中包装塑料制品今年需求量将超过 850 万吨,工程塑料制品需求量将达 400 万吨左右,建材塑料制品需求量将达 30

14、0 万吨以上,农用塑料制品需求量将在 500 万吨左右,日用塑料制品需求量约为 80 万吨左右。在模具工业的总产值中,企业自产自用的约占三分之二,作为商品销售的约占三分之一。其中,冲压模具约占 50(中国台湾:40),塑料模具约占 33(中国台湾:48),压铸模具约占 6(中国台湾:5),其他各类模具约占 11(中国台湾:7) 。5(需要图纸及其他附件请与我联系 )拔杆注塑模具设计(需要图纸及其他附件请与我联系 )10-1112-1415中国台湾模具产业的成长,分为萌芽期(19611981),成长期(19811991),成熟期(19912001)三个阶段。萌芽期,工业产品生产设备与技术的不断改

15、进。由于纺织,电子,电气,电机和机械业等产品外销表现畅旺,连带使得模具制造,维修业者和周边厂商(如热处理产业等)逐年增加 。在此阶段的模具包括:一般民生用品模具,铸造用模具,锻造用模具,木模,玻璃,陶瓷用模具,以及橡胶模具等。1981 年1991 年是台湾模具产业发展最为迅速且高度成长的时期。有鉴于模具产业对工业发展的重要性日益彰显,自 1982 年起,台湾地区就将模具产业纳入“策略性工业适用范围”,大力推动模具工业的发展,以配合相关工业产品的外销策略,全力发展整体经济。随着民生工业,机械五金业,汽机车及家电业发展,冲压模具与塑料模具,逐渐形成台湾模具工业两大主流 。从 1985 年起,模具产

16、业已在推行计算机辅助模具设计和制造等 cad/cam 技术,所以台湾模具业接触 cad/cam/cae/cat 技术的时间相当早。成熟期,在国际化,自由化和国际分工的潮流下,1994 年,1998 年,由台湾地区政府委托金属中心执行“工业用模具技术研究与发展五年计划”与“工业用模具技术应用与发展计划”,以协助业界突破发展瓶颈,并支持产业升级,朝向开发高附加值与进口依赖高的模具。1997 年 11 月间台湾凭借模具产业的实力,获得世界模具协会(istma)认同获准入会,正式成为世界模具协会会员,。整体而言,台湾模具产业在这一阶段的发展,随着机械性能,加工技术,检测能力的提升,以及计算机辅助设计,

17、台湾模具厂商供应对象已由传统的民用家电,五金业和汽机车运输工具业,提升到计算机与电子,通信与光电等精密模具,并发展出汽机车用大型钣金冲压,大型塑料射出及精密锻造等模具 。美国塑料(原料)的产量多年来一直雄居各国之首。早在 80 年代前期,美国塑料产量就已达 2000 万吨之多,1986 年增至 23l0 万吨,占全球总产量 8100 吨的 28.5,此后美国塑料产量继续呈现稳定增长之势,1988 年、1990 年、1992 年、1994 年、1996 年和 1998年分别增加到 2710 万吨、2810 万吨、3010 万吨、3410 万吨、4000 万吨和 4360 万吨,占世界总产量的比例

18、从 1996 年起提高到 30以上。2001 年美国塑料产量为 4170 万吨,其6(需要图纸及其他附件请与我联系 )拔杆注塑模具设计(需要图纸及其他附件请与我联系 )10-1114-1716-2021中以聚乙烯为最多,达 1500 多万吨。其次分别是氯乙烯 650 万吨、聚丙烯 720 万吨、聚苯乙烯对酞酸脂 320 万吨、聚苯乙烯 280 万吨。国内塑料消费量(产量+进口量-出口量),美国也是全球最多的 。德国是世界最大的塑料(原料)生产国之一,上世纪 90 年代初的 1991 年、1992 年和1993 年,德国塑料产量都为 990 多万吨,1994 年增达超过 1000 万吨的 111

19、0 万吨1998年达近 1300 万吨,1999 年为近 1400 万吨,2000 年增至 1550 万吨,超过日本为世界第 2大塑料生产国,2001 年上升为 1580 万吨,2002 年已过 1600 万吨。德国 2001 年的国内塑料消费量为 1280 万吨,其中聚乙烯 265 万吨,聚丙烯 155 万吨,氯乙烯 152 万吨。德国人均塑料消费量 2001 年为 160 公斤,在世界上仅少于比利时的 172 公斤,高于美国的 155公斤,排在世界第 2 位。日本在很长的时期内都是仅次于美国的世界第 2 大塑料生产国。一直到 1997 年,日本塑料产量曾经连续多年增长,年产量在 70 年代

20、中期就已达 500 多万吨,1987 年突破 1000万吨,1991 年达约 1300 万吨。 2001 年和 2002 年日本塑料产量再度下降至 1400 万吨以下的 1364 万吨和 1361 万吨。2002 年日本塑料(原料)产量减为 1361 万吨。而中国则增为1366 万吨,日本又退居第 4 位 。塑料产量位居世界前 10 名的国家和地区还有法国 660万吨、比利时 600 万吨、中国台湾 598 万吨、加拿大 432 万吨和意大利 385 万吨(均为 2001年产量) 。1.4 我国模具技术的现状及发展趋势20 世纪 80 年代开始,发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来,并

21、发展成为独立的工业部门,其产值已超过机床工业的产值。改革开放以来,我国的模具工业发展也十分迅速。近年来,每年都以 15的增长速度快速发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度,将技术进步作为企业发展的重要动力。此外,许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因。今后,我国要发展成为世界制造强国,仍将依赖于模具工业的快速发展,成为模具制造强国 。7(需要图纸及其他附件请与我联系 )拔杆注塑模具设计(需要图纸及其他附件请与我联系 )2223中国塑料模工业从起步到现在,历经了半个多世纪,有了很大发展,模具水平有了较

22、大提高。在大型模具方面已能生产 48(约 122cm)大屏幕彩电塑壳注射模具,6.5kg 大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具,精密塑料模方面,以能生产照相机塑料件模具,多形腔小模数齿轮模具及塑封模具。经过多年的努力,在模具cad/cae/cam 技术,模具的电加工和数控加工技术,快速成型与快速制模技术,新型模具材料等方面取得了显著进步;在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。尽管我国模具工业有了长足的进步,部分模具已达到国际先进水平,但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要,每年仍需进口 10 多亿美元的各类大型,精密,复杂模具。与发达国家的模具工业

23、相比,在模具技术上仍有不小的差距。今后,我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新,以缩小与国际先进水平的距离。(1)注重开发大型,精密,复杂模具;随着我国轿车,家电等工业的快速发展,成型零件的大型化和精密化要求越来越高,模具也将日趋大型化和精密化 。(2)加强模具标准件的应用;使用模具标准件不但能缩短模具制造周期,降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。因此,模具标准件的应用必将日渐广泛。(3)推广 cad/cam/cae 技术;模具 cad/cam/cae 技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明,模具 cad/cam/cae 技术是模具设计制造的发展方向,可显著地提高模具设计制造

24、水平。(4)重视快速模具制造技术,缩短模具制造周期;随着先进制造技术的不断出现,模具的制造水平也在不断地提高,基于快速成形的快速制模技术,高速铣削加工技术,以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用 。1.5 课题研究的意义及主要研究内容结合大学四年所学的理论知识,以及将来所从事的专业,通过这次设计能够正确设计中等复杂程度的塑料模具和常见的塑料制品,能正确的分析与判断塑料制品成型过程中出现的常见缺陷,将理论知识运用到实践中,并能解决工程中遇到的实际问题。8(需要图纸及其他附件请与我联系 )拔杆注塑模具设计(需要图纸及其他附件请与我联系 )本设计主要研究内容如下:1)熟悉拔杆的图样和技

25、术条件,然后对其进行工艺分析。2)确定模具型腔的数目、选择分型面、确定型腔的布置方案。3)确定成型零件、浇注系统、侧向分型与抽芯、脱模方式、定位与支承机构、导向机构。4)对注塑模的主要零件尺寸进行设计计算。5)选择合理的塑压设备,确定成型机的技术参数。6)确定模具结构,然后选用标准模架,并完成拔杆注射模具设计。7)最后绘制拔杆注射模的装配图及主要零件图,零件图标注尺寸、公差及技术条件,并对主要零件进行强度校核。8)根据课题研究过程,撰写毕业设计说明书,要求 12000 字以上。9(需要图纸及其他附件请与我联系 )拔杆注塑模具设计(需要图纸及其他附件请与我联系 )2.1第二章产品基本要求拔杆设计

26、要求及成型工艺分析最大几何尺寸:28188mm使用环境:室内,1080物料性能:耐水,化学性稳定,强度大精度等级:一般(4 级)。外观要求:无成型缺陷。其他要求:无色透明,具有一定的机械强度,优异的抗冲击性,且还应具有较好的流动性,以满足成型要求。2.2 塑件结构和形状的设计根据塑件产品图纸,用 pro/e 4.0 软件进行拔杆的三维建模。三维实体模型更加直观的表现了产品的造型,可以从各个角度对模型进行观察,软件可以测量并根据三维模型数据使用 pro/e 的 cae 分析模块塑料顾问进行熔体的充模仿真,可以验证模具结构的正确性,还可以进行拔模检测。塑件如图 2-1 所示。、图 2-1 塑件尺寸

27、图10(需要图纸及其他附件请与我联系 )拔杆注塑模具设计(需要图纸及其他附件请与我联系 )2.3塑件材料的选择此塑件用作拔杆,故首先必须具有良好的机械强度,以防止强度不够断裂。因此,应初选几种抗冲击性能较好的常用塑件,进行材料方面性能的比较,即通过力学性能、热性能、成型性能、化学性能和经济性能等多方面比较,选出最适合成型此拔杆的塑料。材料最终选定为 pom,其综合性能有意,具有较高的力学性能,流动性好,易于成型;成型收缩率小,理论计算收缩率为 2.0%;溢料值为 0.04mm 左右;比热容较低,在模具中凝固较快,模塑周期短。制件尺寸稳定,表面光亮。2.4 成型方法及其工艺的选择根据塑件所选用的

28、材料为 pom,根据塑件的外形特性和使用要求,选择最佳的成型方法就是注塑成型。2.4.1 成型工艺分析1、外观要求 此塑件为薄壁壳体类塑件,外形为矩形,较规则。要求塑件表面平整光滑,无翘曲、皱折、裂纹等缺陷,防止产生熔接痕。2、精度等级 此塑件对精度要求不高,采用一般精度 4 级。11(需要图纸及其他附件请与我联系 )拔杆注塑模具设计(需要图纸及其他附件请与我联系 )3、脱模斜度该塑件平均壁厚约为 2mm,其脱模斜度可知在 35130。pom 的流动性为中等,为使注塑充型流畅,取其脱模斜度为 1。2.4.2 注塑成型工艺过程及工艺参数混料干燥螺杆塑化充模保压冷却脱模塑件后处理1、pom 塑料的

29、干燥。pom 塑料的吸水性小,在干燥条件下储藏的材料不需干燥处理。2、注塑成型时各段温度。pom 塑料非牛顿性较强,在熔化过程温度升高时,其黏度降低较大,但一旦达到成型温度(适宜加工的温度范围,如 200230),如果继续盲目升温,必将导致耐热性不太高的 pom 的热降解反而使熔融黏度增大,注塑更加困难,塑件的机械性能也下降。pom 温度相关工艺参数表 2-1 所列。表 2-1abs 工艺参数表工艺参数通用型 pom料筒后段温度/160180料筒中段温度/180200料筒前段温度/200220喷嘴温度/170180模具温度/801053、注塑压力。pom 熔融的黏度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高,

30、在注塑时要采用较高的注塑压力。但并非所有的 pom 制件都要施用高压,考虑到本塑件不大,结构不算非常复杂、厚度适中,可以用较低的注塑压力。注塑过程中,浇口封闭瞬间型腔内压力大小决定了塑件的表面质12(需要图纸及其他附件请与我联系 )拔杆注塑模具设计(需要图纸及其他附件请与我联系 )量及银丝状缺陷的程度。压力过小,塑件收缩率大,与型腔表面脱离接触的机会大,制件表面容易雾化。压力过大,塑料与型腔表面摩擦作用强烈,容易造成粘模。对于螺杆式注塑机一般取 70mpa120mpa。4、注塑速度pom 塑料采用中等注塑速度效果较好。当注塑速度过快时,塑料易烧焦或分解析出气化物,从而在制件上出现熔接痕、光泽差

31、及浇口附近塑料发红等缺陷。但拔杆为薄壁制件,且浇口类型为点浇口,故又要保证有足够高的注塑速度,否则塑料熔体难以充满型腔。5、模具温度pom 比聚苯乙烯加工困难,宜取高料温、模温(对耐热、高抗冲击和中抗型树脂,料温更宜取高),料温对物性影响较大、料温过高易分解(分解温度为 250左右,与在料筒中停留时间长短有关,比聚苯乙烯易分解),对要求精度较高塑料件模温宜取 5060,要求光泽及耐热型料宜取 6080。拔杆属小型制件,形状比较规则,故不用考虑专门对模具加热。6、料量控制及尺寸稳定,表面光泽、色调的均匀,注塑量选为标准注塑量的 50 为宜。通常要确保注塑机生产条件及参数有一个很宽的范围,使大多数

32、的产品和生产能力要求包含这个范围内,并且在调整确定这个范围的过程时尽量按常规的工艺流程,这种生产条件范围愈大,生产过程愈稳定,使注塑产品愈不容易受到生产条件的改变而产生明显的质量降低。注塑机注塑 pom 塑料时,其每次注塑量仅达标准注塑量的 80%。为了提高塑件质量。13(需要图纸及其他附件请与我联系 )拔杆注塑模具设计(需要图纸及其他附件请与我联系 )3.1概述第三章选择注塑机及相关参数的校核在对电器盒进行材料选定、零件工艺性分析、成型工艺过程分析和工艺参数大致选定的基础上,根据塑件批量大小和精度要求就可确定型腔数量和排列方式,根据模具所需注塑量就可以确定注塑机的型号及安装尺寸的确定。3.2

33、 型腔数量及排列方式选择此拔杆属小型塑件,形状比较规则,精度要求为一般,且为批量生产,但塑件两侧都具有侧孔,需要进行侧抽芯,考虑到经济效益和生产效益,并结合模具的结构,防止模具结构过于复杂,初步拟定采用一模三腔,模仁尺寸定为 16012070,这样模仁强度足够,如图 3-1 所示图 3-1塑件外形尺寸14(需要图纸及其他附件请与我联系 )拔杆注塑模具设计(需要图纸及其他附件请与我联系 )3.3注塑机选型图 3-2塑件体积分析3.3.1注塑量计算3通过 pro/e 建模分析,如图 3-2 所示,塑件体积 v=1.21cm,塑件质量 m1=1.93g(取pom 的密度为 1.6g/cm ),流道凝

34、料的质量 m2还是个未知数,可按塑件质量的 0.2 倍来估算。15(需要图纸及其他附件请与我联系 )拔杆注塑模具设计(需要图纸及其他附件请与我联系 )从上述分析中确定为一模三腔,所以注塑量为:m=1.2nm =1.2 31.93=6.95g133.3.2v=m/p=6.951.6=4.357cm浇注系统凝料体积的初步估算333 3浇注系统的凝料在设计之前是不能确定准确数值,但是可以根据经验按照塑件体积的0.21 倍来估算,由于本次采用流道简单并且较短,因此浇注系统的凝料按照塑件体积的 0.2倍来估算,故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积(即浇注系统的凝料和一个塑件体积只和)为v 总=1.2v 塑

35、=1.24.36=5.23cm3.3.3 选择注塑机根据第二步计算得出一次注入模具型腔的塑料总量 v 总=5.23cm ,并结合式(4-18)则有:v 总/0.8=5.23/0.8=6.54cm 。根据以上的计算,初步选定公称注塑量为 30cm ,注塑机型号为 xs-zs-22 卧式注塑机,其主要技术参数参见表 3-2。表 3-2 注塑机主要技术参数注塑压力 mpa119注塑行程 mm130螺杆转速 r/min10140r/min注塑时间 s0.7合模力 n2.5105最大成型面积 cm90模板最大行程 mm160模具最大厚度 mm300模具最小厚度 mm100拉杆空间 mm235喷嘴球半径

36、mm12喷嘴孔直径 mm4定位圈尺寸 mm100锁模力 kn2503.3.4注塑机的相关参数的校核1、注塑压力校核。查2表 4-1 可知,pom 所需注塑压力为 85100mpa,这里取16(需要图纸及其他附件请与我联系 )拔杆注塑模具设计(需要图纸及其他附件请与我联系 )p0=85mpa,该注塑机的公称注塑压力 p里取 k1=1.3,则:公=119mpa,注塑压力安全系数 k1=1.251.4,这 塑件在分型面上的投影面积 a 则k1p0=1.385=110.5p所以,注塑机注塑压力合格。2、锁模力校核塑公2a塑=2818(22.1+50) 5+0.51.5(3+4.5)+2(8.5+15)

37、=181.38mm浇注系统在分型面上的投影面积 a浇,即流道凝料(包括浇口)在分型面上的投影面积 a浇数值,可以按照多型腔模的统计分析来确定。a浇是每个塑件在分型面上的投影面积 a塑的 0.20.5 倍。由于本例流道设计简单,分流道相对较短,因此流道凝料投影面积可以适当取小一些。这里取 a浇=0.2a塑。塑件和浇注系统在分型面上的总的投影面积 a总,则2a总=n (a塑a浇)=n(a塑+0.2a塑)=31.2a塑=31.2181.38=652.97mm模具型腔内的胀型力 f胀,则f胀=a总p模=652.9735n=22853.95n=22.85kn式中,p模是型腔的平均计算压力值。p模是模具型

38、腔内的压力,通常取注塑压力的查表 3-2 可得该注塑机的公称锁模力 f =250kn,锁模力安全系数为 k =1.11.2 这里2040,大致范围是 2540mpa。对于粘度较大的精度较高的塑件制品应取较大值。pom属中等粘度塑料及有精度要求的塑件,故 p 模取 35mpa。锁取 k2=1.2,则17(需要图纸及其他附件请与我联系 )拔杆注塑模具设计(需要图纸及其他附件请与我联系 )k2f胀=1.2f胀=1.222.85=27.42f锁所以,注塑机锁模力合格。对于其他安装尺寸的校核要等到模架选定,结构尺寸确定后方可进行。18(需要图纸及其他附件请与我联系 )拔杆注塑模具设计(需要图纸及其他附件

39、请与我联系 )第四章模具设计通过理论设计,计算机分模和浇口位置计算机模拟相结合的方法,最终确定成形零件工作尺寸和模具的结构形式。4.1 分型面位置和形式的确定在塑件设计阶段,就应考虑成型时分型面的形状和位置,否则无法用模具成型。在模具设计阶段,首先就要确定分型面的位置和浇口的形式,然后才能确定模具的结构。分型面设计是否合理,对塑件质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造都有很大影响。因此,分型面的选择是注塑模设计中的一个关键因素。根据分型面的选择原则及该塑件的结构形式,该塑件的水平主分型面可以选如图 4-1所示平直分型面,也可以沿底部外边缘选阶梯形分型面,显然平直分型面有利于制造和减小脱模高度,

40、所以选择平直分型面。在具有破孔的两侧还必须进行侧向分型。主分型面的设置有利于充模是的排气,并可以利用该分型面两侧塑件表面粗糙度不同,精度要求较低的内壁面在冷却后产生的收缩对动模型芯有一定的包紧力,开模时有利于塑件保留在动模一侧方便脱出。这样设置主分型面后,产生的侧向抽芯必然在动模上,符合一般抽芯结构的设计位置,有利于侧向抽芯。19(需要图纸及其他附件请与我联系 )拔杆注塑模具设计(需要图纸及其他附件请与我联系 )4.2浇注系统设计图 4-1 分型面的位置及形式浇注系统是指注塑模中从主流道的始端到型腔之间的熔体进料通道,它的作用是将塑料熔体顺利的充满型腔的各个部位。具有传质、传压和传热的功能,正

41、确设计浇注系统对获得优质的塑件极为重要。注塑成型的基本要求是在合适的温度和压力下使足量的塑料熔体尽快充满型腔,影响顺利充模的关键之一就是浇注系统的设计。浇口形式的选择就决定了流道系统,而流道系统又决定了模具的结构形式。本设计若采用侧浇口或潜伏式浇口,就可以采用单分型面模来成型,模具结构比较简单。浇口开在塑件的侧面,对塑件外观有一定的影响,另外塑料熔体流程比较长,在浇口对面容易产生熔接痕,对塑件质量有一定的影响。若采用直浇口从塑件底部的中心进料。浇口横截面积较大,流动阻力小,有利于排气及消除熔接痕,保压补缩作用强,易于完整成型,模具结构简单紧凑,易于加工。因此本套模具采用一模一腔、直浇口的普通流

42、道浇注系统,包括:主流道、冷料穴、直浇口。20(需要图纸及其他附件请与我联系 )拔杆注塑模具设计(需要图纸及其他附件请与我联系 )4.2.1主流道的设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处,它将注塑机喷嘴注塑出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形,以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。其顶部设计成半球形凹坑,以便与喷嘴衔接,为避免高温塑料熔体溢出,凹坑球半径比喷嘴球头半径大 1mm2mm,如果凹坑半径小于喷嘴球头半径则主流道凝料无法一次脱出。由于主流道与注塑机的高温喷嘴反复接触和碰撞,所以设计成独立的主流道衬套,材料选用 45 钢,并经局部热处理球面硬度 38hrc45hrc

43、,设计独立的定位环用来安装模具时起定位作用,主流道衬套的进口直径略大于喷嘴直径 0.5mm1mm 以避免溢料并且防止衔接不准而发生的堵截现象,其关系如图 4-2 所示。1、主流道尺寸图 4-2喷嘴与浇口套尺寸关系主流道小端直径:d=注塑机喷嘴直径 d0(0.51)=4(0.51),取 d=4.5mm主流道球面半径:sr=注塑机喷嘴球半径 sr0(12)=12+(12),取 sr=13mm球面配合高度: h=35mm,取 h=4mm主流道长度: 尽量小于 60mm,由标准模架结合该模具的结构,取 l0=56mm主流道打端直径: d=d+2ltan7.5mm(半锥角为 12,这里取 1.5)浇口套

44、总长: l=l0+h=56+4=60mm21(需要图纸及其他附件请与我联系 )拔杆注塑模具设计(需要图纸及其他附件请与我联系 )2、浇口套的形式及其固定主流道小端入口处与注塑机喷嘴反复接触,属易损件,对材料要求严格,因而在模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套,以便于有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理,常采用 45 钢或合金钢等,热处理硬度为 5357hrc。而对于浇口套的固定则采用定位圈压紧浇口套外肩,并用四个螺钉把定位圈固定在定模座板上的方式,定位圈一般高出定模座板 510 mm 的距离。如图 4-3 所示。4.2.2分流道的设计图 4-3主流道衬套的固定形式(1)分

45、流道的布置形式在设计时应考虑尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免设计时可适当选小一些。单边分流道长度 l 取 29mm(3)分流道的当量直径 因为该塑件的质量 =1.211.6=1.93g200g,根据2式4d =0.2654 =0.2654 1.93 29 3.5mm熔体温度降低,同时还要考虑减少分流道的容积和压力平衡,因此采用平衡式分流道。(2)分流道的长度 由于流道设计复杂,根据三个型腔的结构设计,分流道较短,故分1塑1(4-16),分流道的当量直径为:m塑1 l分1(4)分流道的截面形状 常用的分流道截面形状有圆形、梯形、u 形、六角形,为了便于加工和凝料的脱模,分流道大多设计在分型

46、面上。本设计采用圆形,使热量损失较小。22(需要图纸及其他附件请与我联系 )拔杆注塑模具设计(需要图纸及其他附件请与我联系 )d分1(5)分流道截面尺寸=3mm,(6)凝料体积凝料体积由于采用圆形截面,分流截面直径等于其当量直径。分别为:2v1= l1a1 2 = 29 3.14 0.25 3.5 2 = 409.8mm+v v 3= = cm s 5.77 cm(7)校核剪切速度1、确定注塑时间:查表 4-8 可取,t=0.7s。2、计算分流道体积流量:1 t 0.73s3.33.3 5.77 10= =33r1 3.14 ( )3、由式 4-20 可得剪切速率:23s13 1.8 10s1

47、2 3 -1该分流道的剪切速率处于浇口主流道与分流道的最佳剪切速率5 10 5 10 s 之间,所以两段分流道内熔体剪切速率都合格。(8)分流道的表面粗糙度 分流道的表面粗糙度要求不是很低,一般取 ra1.25 2.5m即可,此处取 ra1.6m 。由于流道截面为圆形,没有脱模斜度。4.2.3 浇口的设计浇口是连接流道与型腔之间的一段细通道。它是浇注系统的关键部位。浇口的形状、位置和尺寸对塑件的影响很大。该塑件要求不允许有裂纹和变形缺陷,表面质量要求高,采用一模三腔注射,为了便于调整冲模时的剪切速率、封闭时间和实现全自动操作及自动切断浇口,因此采用侧浇口。开设在分型面的上方,从型腔的边缘进料。

48、23(需要图纸及其他附件请与我联系 )拔杆注塑模具设计(需要图纸及其他附件请与我联系 )4.3n a 0.8 32 158b = = = 1.9mm =2mm3、计算侧浇口的长度。根据2表 4-10,可得侧浇口的长度 一般选用 0.72.5m22bhr =3 33b、计算浇口的体积流量: q = = = 1.73 = 1.7310s s3.3qvc、计算浇口的剪切速率:由2式(4-20)可得: = ,则333.3q 3.31.73 10 = = = 1.9110 s3 3r2 3.14 3 4 1(1)侧浇口尺寸的确定1、计算侧浇口的深度。根据2表 4-10,可得浇口的深度 h 计算公式为h

49、= nt = 0.8 2mm = 1.6mmn 是塑料的成型系数,由塑料的性质决定,pom:n=0.8,本设计塑件 t=2mm。2 、计算 侧浇口 的宽度 。根据 2表 4-10,可 得侧浇 口的宽 度 b 计算公 式为30 30l这里取 l = 1mm 。(2)校核侧浇口的剪切速率计算浇口的当量半径。有面积相等可得 r = bh ,由此矩形浇口的当量半径 1、浇口的剪切速率a、确定注塑时间:查表 3-2,可取 t=0.7s:t 0.7r 3.14 该矩形侧浇口的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率 5 10 510 s模具成型零、部件结构设计和计算模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件成为成型

50、零件,包括凹模、型芯、镶块、成型杆等。成型零件工作时,直接与塑料接触,塑料熔体的高压料流的冲刷,脱模时与塑料发24(需要图纸及其他附件请与我联系 )拔杆注塑模具设计(需要图纸及其他附件请与我联系 )+0.28 0+0.20 0+ z +0.093 +0.093+ z +0.067 +0.0670.001 + 0.008式中 scp 塑件平均收缩率 s= =0.0045l , l 塑件外形长边尺寸( l = 28mm, l = 18mm )1 z-塑件上相应尺寸制造公差,对于中小型塑件取值 z= (下同)。+0.16 +0.32+ z +0.053 +0.053生摩擦。因此,成型零件要求有正确的几何形状,较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度,此外,成型零件还要求结构合理,有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能和良好的抛光性能。4.3.1 成型零件的尺寸计算此拔杆尺寸精度要求不太高

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