注塑手提箱提手注射模设计说明书

1、注塑-手提箱提手注射模设计-说明书 江苏财经职业技术学院综合毕业实践说明书(论文)标题:手提箱提手注塑模设计 系 别: 机械与电子工程系 专 业: 模具设计与制造 学 号:0911103205 姓 名: 指导教师:2012年6月20日摘 要 本次毕业设计的题目是手提箱提手塑料注塑模具设计,根据成型工艺要求,在原有塑料件的基础上介绍了其注塑成型模具的结构,阐述了模具设计要点及工作过程。首先要从塑料生产工艺上对所要设计的产品进行工艺计算,然后在分析计算的基础上并参看相关的资料确定成型工艺方案,再在此基础上进入模具总装配图的结构设计。在此基础上对注塑模具的主要零部件的尺寸进行设计与计算,期间要参考大

2、量与塑料成型相关的资料和翻阅各种模具设计手册,并通过计算以确定模具的具体结构及尺寸,通过不断的计算与修改,并在指导老师的悉心关怀和耐心指导下进行不间断的反复修改,最终独立完成这次毕业设计。在设计的过程中,首先要解决对手提箱提手的测绘。在模具设计时对分型面的选择、浇口形式与位置的确定、侧抽芯机构的设计、冷却水道的设置。本课题采用弹簧定距螺钉装置保证两次分型。由于是小批量的生产,该注射模采用了1模2腔的结构。关键词:注射模具;浇注系统;滑块;侧型芯目 录摘 要I目 录II主要符号表11 绪 论2 1.1 题目背景意义2 1.2 模具工业在国民经济中的地位2 1.3 我国塑料模具行业普遍存在的问题3

3、 1.4 国内外相关研究情况3 1.5 塑料模发展趋势5 1.6 设计(论文)主要内容5 2 塑件的工艺分析6 2.1 制品手提箱提手的简介6 2.2 分析塑件使用材料的种类及工艺特征6 2.2.1 ABS主要技术指标:7 2.3 分析塑件的结构工艺性8 2.4 工艺性分析8 3 初步确定型腔数目9 4 注射机的选择10 4.1 注射机的选用原则10 4.2 塑件体积的计算10 4.3 计算塑件的质量11 4.4 按最大注射量初步确定注射机11 4.5 注塑机相关参数的校核12 5 浇注系统的设计14 5.1 主流道的设计14 5.2 分流道的设计15 5.3 分型面的选择设计原则16 5.4

4、 浇口的设计16 6 确定主要零件结构尺寸选模架、成型零部件的设计17 6.1 型腔、型芯工作尺寸计算18 6.2 侧抽机构设计19 6.2.1 抽芯距的确定与抽拔力的计算19 6.2.2 斜导柱分型抽芯机构的设计21 6.3 模架的选择22 7 导向机构的设计23 7.1 导柱的设计23 7.2 导套的结构设计23 7.3 推出机构的设计24 7.3.1 推件力的计算25 7.3.2 推杆的设计25 8 冷却系统的设计27 9 模具排气槽的设计29 10 塑料模材料的性能要求30 致 谢31 参考文献32 主要符号表 M?注射机的额定塑化量(g/h或cm3/h) T?成形周期 M?浇注系统所

5、需塑料质量和体积(g或cm3) M?单个制品的质量和体积(g或cm3) F?注射机的额定锁模力(N) A?单个制品在模具分型面上的投影面积(mm2) A?浇注系统在模具分型面上的投影面积(mm2) p?塑料熔体在模腔内的平均压力(MPa),通常模腔内压力 S?注射机最大开模行程(mm) H?推出距离(脱模距离)(mm) H?包括浇注系统在内的制品高度(mm)Q?抽拔力(N) A?侧型芯被包紧的截面周长(cm) h?成型部分深度(cm) q?单位面积积压力,一般取7.812MPa ?摩擦系数 a?脱模斜度 1 绪 论 1.1 题目背景意义 近几年,我国塑料模工业有了很大发展,注塑模具制品的种类越

6、来越多,在未来的模具市场中,塑料模具发展速度将高于其它模具,在模具行业中的比例将逐步提高。在电子、汽车、家电、玩具等产品中,60%-100%的零部件,都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗,是其他加工制造方法所不能比拟的。通过本课题的设计,应使我们在下述基本能力上得到培养和锻炼:塑料件制品的设计及成型工艺的选择;一般塑料件制品成型模具的设计能力;塑料制品的质量分析及工艺改进、塑料模具结构改进设计的能力;了解模具设计的常用商业软件以及同实际设计的结合。使个人能力得到全面提高,以适应今后的工作。 1.2 模具工业在国民经济中的地位 模具是制造业的

7、一种基本工艺装备,它的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。 模具工业是国民经济的基础工业,是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志,它在很大程度上决定着产品的质量,效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业,正日益受到人们的关注。早在1989年3月中国政府颁布的关于当前产业政策要点的决定中,将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。 模具工业既是高新技术产业的一个组成部分,又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械,电子,轻工,汽车,纺织

8、,航空,航天等工业领域里,日益成为使用最广泛的主要工艺装备,它承担了这些工业领域中60%90%的产品的零件,组件和部件的生产加工。 模具制造的重要性主要体现在市场的需求上,仅以汽车,摩托车行业的模具市场为例。汽车,摩托车行业是模具最大的市场,在工业发达的国家,这一市场占整个模具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一,汽车工业重点是发展零部件,经济型轿车和重型汽车,汽车模具作为发展重点,已在汽车工业产业政策中得到了明确。汽车基本车型不断增加,2005年将达到170种。一个型号的汽车所需模具达几千副,价值上亿元。为了适应市场的需求,汽车将断换型,汽车换型时约有80%的模具需要更换。中

9、国摩托车产量位居世界第一,据统计,中国摩托车共有14种排量80多个车型,1000多个型号。单辆摩托车约有零件2000种,共计5000多个,其中一半以上需要模具生产。一个型号的摩托车生产需1000副模具,总价值为1000多万元。其他行业,如电子及通讯,家电,建筑等,也存在巨大的模具市场。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,缩短生产周期中。 1.3 我国塑料模具行业普遍存在的问题 (1)发展不平衡,产品总体水平较低。虽然个别企业的产品已达到或接近国际先

10、进水平,但总体来看,模具的精度、型腔表面的粗糙度、生产周期、寿命等指标与国外先进水平相比尚有较大差距。包括生产方式和企业管理在内的总体水平与国外工业发达国家相比尚有10年以上的差距。 (2)工艺装备落后,组织协调能力差。虽然部分企业经过近几年的技术改造,工艺装备水平已经比较先进,有些三资企业的装备水平也并不落后于国外,但大部分企业的工艺装备仍比较落后。更主要的是,企业组织协调能力差,难以整合或调动社会资源为我所用,从而就难以承接比较大的项目。 (3)大多数企业开发能力弱,创新能力明显不足。一方面是技术人员比例低、水平不够高,另一方面是科研开发投入少;更重要的是观念落后,对创新和开发不够重视。模

11、具企业不但要重视模具的开发,同时也要重视产品的创新。 (4)供需矛盾短期难以缓解。近几年,国产塑料模具国内市场满足率一直不足74%,其中大型、精密、长寿命模具满足率更低,估计不足60%。同时,工业发达国家的模具正在加速向中国转移,国际采购越来越多,国际市场前景看好。市场需求旺盛,生产发展一时还难以跟上,供不应求的局面还将持续一段时间。 (5)体制和人才问题的解决尚需时日。在社会主义市场经济中,竞争性行业,特别是像模具这样依赖于特殊用户、需单件生产的行业,国有和集体所有制原来的体制和经营机制已显得越来越不适应。人才的数量和素质也跟不上行业的快速发展 1.4 国内外相关研究情况 塑料模具的发展是随

12、着塑料工业的发展而发展的。近年来,人们对各种设备和用品轻量化及美观和手感的要求越来越高,这就为塑料制品提供了更为广阔的市场。塑料制品要发展,必然要求塑料模具随之发展。汽车、家电、办公用品、工业电器、建筑材料、电子通信等塑料制品主要用户行业近年来都高位运行,发展迅速,因此,塑料模具也快速发展。 在生产量高速增长的情况下,中国塑料模具水平也有很大提高。 1模具产品将向着更大型、更精密、更复杂及更经济快速方向发展;模具生产将朝着信息化、无图化、精细化、自动化方向发展;模具企业将向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化方向发展。 2模具CAD/CAE/CAM/PDM正向集成化、三

13、维化、智能化、网络化和信息化方向发展。快捷高速的信息化时代将带领模具行业进入新时代。 3模具的质量、周期、价格、服务四要素中,已有越来越多的用户将周期放在首位,要求模具尽快交货,因此模具生产周期将继续不断缩短。 ?4 大力提高开发能力,将开发工作尽量往前推,直至介入到模具用户的产品开发中去,甚至在尚无明确的用户对象之前进行开发这需要在有较大把握和敢冒一定风险的情况下进行,变被动为主动。以及“你给我一个概念,我还你一个产品”的一站式服务模式都已成为发展趋势。 ?5随着模具企业设计和加工水平的提高,过去以钳工为核心,大量依靠技艺的现象已有了很大变化。在某种意义上说:? “模具是一种工艺品”的概念正

14、在被“模具是一种高新技术工业产品”所替代,模具“上下模单配成套”的概念正在被? “只装不配"的概念所替代。模具正从长期以来主要依靠技艺而变为今后主要依靠技术。这不但是一种生产手段的改变,也是一种生产方式的改变,更是一种观念的改变。这一趋向使得模具标准化程度不断提高,模具精度越来越高,生产周期越来越短,钳工比例越来越低,最终促使整个模具工业水平不断提高。 6高速加工、复合加工、精益生产、敏捷制造及新材料、新工艺、新技术将不断得到发展。 专家指出,面对国外先进技术与高质量制品的挑战,中国塑模企业不仅要加快产业集群化,发挥规模效应,还要注重模具产业链的前端研发、人才建设和产业链后端的检测以

15、及信息服务,尽快缩短技术、管理、工装水平与国际水准的差距。这是塑料模具企业在发展中必须解决的重要问题。 1.5 塑料模发展趋势 由于计算技术和数控加工迅速发展,使得CAD/CAM逐渐取代了过去塑料模的设计与制造技术,使传统的设计制造方法及组织生产的模式发生了深刻变化。塑料模CAD/CAM的发展不仅可以提高塑料模质量,减少塑料模的设计与制造工时,缩短塑料模生产周期,加快塑件生产和产品的更新换代,而且更主要的是能满足当前用户对塑料模行业提出的“质量高塑料作为现代四大工业基础材料之一,越来越广泛地在各行各业应用。其中注塑成型在塑料的各种成型工艺中所占的比例也越来越大。随着社会的经济技术不段向前发展,

16、对注塑成型的制品质量和精度要求都有不同程度的提高。塑料制品的造型和精度直接与模具设计和制造有关系,对注塑制品的要求就是对模具的要求。 塑料模以后的发展主要有以下几方面: 1注射模CAD实用化; 2挤塑模CAD的开发; 3压模CAD的开发; 4塑料专用钢材系列化。 1.6 设计(论文)主要内容 通过塑料零件的注塑模具设计,了解塑料成型模具的基本设计原理与设计方法,掌握材料的选择,热处理要求及其制造工艺知识,掌握塑料件的材料、形状、结构对注塑成型的影响,能够熟练的运用计算机进行设计与绘图。 设计的基本要求 (1)对塑件进行实体测绘,并完成基本参数的计算及注射机的选用; (2)确定模具类型及结构,完

17、成模具的结构草图的绘制; 绘图要求 (用AutoCAD和Pro/E软件) A 测绘塑料零件图(二维、三维) B 动模、定模、镶块等主要零件图(等效3张0号图) 编写说明书,12000字 2 塑件的工艺分析 2.1 制品手提箱提手的简介 制品的分析是对所要成型的产品有个初步的了解,在接受设计任务书以后就要对塑料的品种、批量的大小、尺寸精度与技术条件,产品的功用及工作条件有个整体概念,以便在设计模具时优选各种方式来成型塑件。 2.2 分析塑件使用材料的种类及工艺特征 该塑件材料选用ABS(丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物。用途:汽车配件(仪表板、工具舱门、车轮盖、反光镜盒等),收音机壳, 手柄、大强度

18、工具(吸尘器,头发烘干机,搅拌器,割草机等),打字机键盘,娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪橇车等。比重:1.05克/立方厘米 ,燃烧鉴别方法:连续燃烧、蓝底黄火焰、黑烟、浅金盏草味。溶剂实验:环已酮可软化,芳香溶剂无作用 特点: 1)综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好 2)与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理 3)有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。 4)流动性比HIPS差一点,比PMMA、PC等好,柔韧性好。 5)用途:适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件 6)同PVC(聚氯乙烯)一样在屈折处会出现白化现象。 成型特

19、性: 1)无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时 2)宜取高料温,高模温,但料温过高易分解分解温度为270度.对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度 3)如需解决夹水纹,需提高材料的流动性,采取高料温、高模温,或者改变入水位等方法。 4)如成形耐热级或阻燃级材料,生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物,导致模具表面发亮,需对模具及时进行清理,同时模具表面需增加排气位置。 ABS树脂是目前产量最大,应用最广泛的聚合物,它将PS,SAN,BS的各种性能有机地统一起来,兼具韧,硬,刚相均衡的优良力学

20、性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物,A代表丙烯腈,B代表丁二烯,S代表苯乙烯。 ABS工程塑料一般是不透明的,外观呈浅象牙色、无毒、无味,兼有韧、硬、刚的特性,燃烧缓慢,火焰呈黄色,有黑烟,燃烧后塑料软化、烧焦,发出特殊的肉桂气味,但无熔融滴落现象。 ABS工程塑料具有优良的综合性能,有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性,散热性(现在ABS工程塑料的工艺已经很成熟了,笔记本电脑只要内部结构设计合理,同样可以有出色的散热效果。 成型加工和机械加工较好。ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类,不溶于大部分醇类和烃类溶剂,而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。

21、ABS工程塑料的缺点:热变形温度较低,可燃,耐候性较差。ABS有良好的耐化学腐蚀及表面硬度 ,有良好的加工性和染色性能。ABS无毒、无味、呈微黄色,成型的塑件有较好的光泽。密度为1.021.05g/cm3。ABS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。水、无机盐、碱和酸类对ABS几乎无影响。ABS不溶于大部分醇类及烃类溶剂,但与烃长期接触会软化溶胀。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性,易与成型加工,经过调色可配成任何颜色。ABS的缺点是耐热性不高,连续工作温度为70oC左右,热变形温度为93oC左右,且耐气候性差,在紫外线作用下易发脆。ABS在升温时粘度增高,

22、所以成型压力高,故塑件上的脱模斜度宜稍大;ABS易吸水,成型加工前应进行干燥处理;ABS易产生熔接痕,模具设计时应注意尽量少浇注系统对料流的阻力;在正常的成型条件下,壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。 2.2.1 ABS主要技术指标:表2-1 热物理性能密度g/ cm31.02?1.05比热容J?kg-1K-11255?1674导热系数W?m-1?K-1×10-213.8?31.2线膨胀系数滞流温度°C130表2-2 电气性能表面电阻率(×1013体积电阻率(×1014介电损耗角正切(106Hz)0.007耐电弧性s50-85 2.3 分析塑件的结构工艺性

23、 该塑件尺寸中等,整体结构较简单.多数都为曲面特征。除了配合尺寸要求精度较高外,其他尺寸精度要求相对较低,但表面粗糙度要求较高,再结合其材料性能,故选一般精度等级: 5级。 2.4 工艺性分析 为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用侧浇口。该浇口的分流道位于模具的分型面处,浇口横向开设在模具的型腔处,从塑料件侧面进料,因而塑件外表面不受损伤,不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果。 塑件的工艺参数: 干燥条件:80-90 2小时 成型收缩率:0.4-0.7% 模具温度:25-70(模具温度将影响塑件光洁度,温度较低则导致光洁度较低) 融化温度:210-280(建议温度:245) 成

24、型温度:200-240 注射速度:中高速度 ,注射压力:500-1000ba 3 初步确定型腔数目 当塑料制件的设计已经完成,并选定所用塑料后,就需要考虑是采用单型腔模还是多型腔模。 根据产品结构特点,此塑料产品在模具中的扣置方式有两种:一种是将塑料制品的回转轴线与模具中主流道衬套的轴线垂直;另一种是将此塑料制品的中心线与模具中主流道衬套的轴线平行。这里拟采用第一种方式,由于是小批量的生产,该注射模采用了1模2腔的结构。使生产效率大为提高。 4 注射机的选择 注射机规格的确定主要是根据制品的大小及型腔的数目和排列方式,在确定模具结构型式及初步估算外形尺寸的前提下,设计人员应对模具所需的注射量、

25、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大、最小模具厚度、推出行程、开模距离等进行计算。根据这些参数选择一台和模具相匹配的注塑机,倘若用户已提供了注射机的型号和规格,设计人员必须对其进行校核,若不能满足要求,则必须自己调整或与用户取得商量调整。 4.1 注射机的选用原则 1、计算塑件及浇道凝料的总容量(体积或重量)应小于注射机额定容量(体积或容量)的0.8倍; 2、模具成型时需用的注射压力应小于所选用注射机的最大注射压力; 3、模具型腔注射时所产生的压力必须要小于注射机的锁模力; 4、模具的闭模高度应在注射机最大,最小闭合高度之间; 5、模具脱模取出朔件所需的距离应小于所选注射机的开模行程; 4.2 塑

26、件体积的计算 塑件: 4.3 计算塑件的质量 查手册取密度:塑件质量:根据有关手册查得:1.05g/cm所以,塑件的重量为:MV×× 浇注系统的体积计算:主浇道的近视体积为 浇注系统的体积近视为:V +1.46 cm+1.12 cm3 cm 4.4 按最大注射量初步确定注射机 根据4.1) 注射机最大注射量的利用系数,一般取0.8; 注射机最大注射量,cm或g; 浇注系统质量,cm或g; 单个塑件体积或质量,或g; 根据塑件的结构及尺寸精度要求,该塑件在注射时采用1模2腔 ,代入数值有大于等于57.6,根据体积可初选SZ100/630查表可得(P60) 一次注射量 75-1

27、05 螺杆直径30-35 注射方式螺杆式 锁模力 630 最大注射面积645 最大开(合)模行程 270 模具最大厚度 300 模具最小厚度100 拉杆空间a或ab370 X320 4.5 注塑机相关参数的校核 查模具设计与制造简明手册P47表3-1 常用热塑性塑料注射成型工艺参数注射压力? 80MPa 164.5MPa选择的注塑机实际注射压力,合乎要求。 2 锁模力的校核 由于高压塑料熔体充满型腔时,会产生一个沿注射机轴向的很大的推力,这个力应小于注射机的公称锁模力,否则将会产生溢料现象,即 4.3) 式中:T-注射机的公称锁模力; Q-注射机的型腔压力,它于塑料品种和塑件有关 F-塑件和浇

28、注系统在分型面的垂直投影面积 ABS 型腔压力 300kg/cm 151KN 630KN 所以,锁模力合乎要求。 3模具与注塑机装模部位相关尺寸的校核 最大模厚与最小模厚的校核:从模具装配图中可以看出: 模具厚度为250mm300 mm 合乎要求。 4开模行程和塑件推出距离的校核 注塑机开模时的行程是有限的,取出制件所需要的开模距离必须小于注塑机的最大开模距离。开模距离可分为两类情况校核:一是注塑机最大开模行程与模厚无关;另一种是注塑机最大开模行程与模厚有关 我的校核应该按照第一种情况来校核,其校核依据为 S+a+510mm 4.4) 其中, S?注塑机最大开模行程,mm; SZ100/630

29、型注塑机S270mm ?塑件脱模(推出距离)距离;mm ?塑件高度,包括浇注系统在内,mm a ?第一次开模所需要的最短距离? m 参照注塑模具装配图可知: 45mm,74mm; 显然,S270 45+74+10+15144 mm, 合乎要求。 到此,注塑机的各项相关工艺参数均已校核通过。 5 浇注系统的设计 浇注系统的设计原则:浇口位置应尽量选择在分型面上,以便于模具加工及使用时浇口的清理;浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致,并使其流程为最短;浇口的位置应保证塑料流入型腔时,对着型腔中宽敞、壁厚位置,以便于塑料的流入;避免塑料在流入型腔时直冲型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能尽快的流入到型腔各

30、部位,并避免型芯或嵌件变形;尽量避免使制件产生熔接痕,或使其熔接痕产生在之间不重要的位置;浇口位置及其塑料流入方向,应使塑料在流入型腔时,能沿着型腔平行方向均匀的流入,并有利于型腔内气体的排出。 5.1 主流道的设计 主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具处到分流道为止 塑料熔体 流动通道,根据选用的SZ100/630型号注射机的相关尺寸得喷嘴前端孔径:4.0mm;喷嘴前端球面半径:mm;根据模具主流道与喷嘴的关系 mm (5.1) D+0.5-1mm (5.2) 取主流道球面半径:R11mm;取主流道小端直径:D4.5mm。为了便于将凝料从主流道中取出,将主流道设计成圆锥形,起斜度为2-60

31、,此处选用2°图5.1 直流道示意图 5.2 分流道的设计 分流道是主流道与浇口之间的通道,一般开设在分型面上,起分流和转向作用,分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置,分流道的设计应尽可能短,以减少压力损失,热量损失和流道凝料。常用分流道断面尺寸推荐如表5-1所示。表5-1流道断面尺寸推荐值塑料名称分流道断面直径mm塑料名称分流道断面直径 mmABS,AS 4.89.5聚苯乙烯 3.510聚乙烯 1.69.5软聚氯乙烯 3.510尼龙类 1.69.5硬聚氯乙烯 6.516抗冲击丙烯酸 812.5聚苯醚 6.510醋酸纤维素 510聚砜 6.510聚丙烯 510离子聚合物 2

32、.410异质同晶体 810聚苯硫醚 6.513 分流道的断面形状有圆形,矩形,梯形,U形和六角形。要减少流道内的压力损失,希望流道的截面积大,表面积小,以减小传热损失,因此,可以用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率,其中圆形和正方形的效率最高,但正方形的流道凝料脱模困难,所以一般是制成梯形流道。在该模具上取圆形断面形状,直径为6mm。 分流道选用圆形截面:直径D6mm 流道表面粗糙度: 图5.2 分流道示意图 5.3 分型面的选择设计原则 分型面是决定模具结构形式的重要因素,它与模具的整体结构和模具的制造艺有密切关系,并且直接影响着塑料熔体的流动特性及塑料的脱模。 一、分型面的形式 该塑

33、件的模具只有一个分型面,垂直分型。 二、分型面的设计原则 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统的设计、塑件的结构工艺性及精度、形状以及摧出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响,因此在选择分型面时应综合分析。 选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则: 分型面应选在塑件外形最大轮廓处 确定有利的留模方式,便于塑件顺利脱模 保证塑件的精度 满足塑件的外观质量要求 便于模具制造加工 注意对在型面积的影响 对排气效果 8)对侧抽芯的影响 在实际设计中,不可能全部满足上述原则,一般应抓住主要矛盾,在此前提下确定合理的分型面。 其分型面如图5.3. 图5.3 分型面示意图 5.4 浇口

34、的设计 根据浇口的位选置择要求,尽量缩短流动距离,避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷,浇口应开设在塑件壁厚处等要求。采用扇形浇口可以保持产品外观精度。本设计采用边缘浇口,边缘浇口(又名为标准浇口、侧浇口) 该浇口相对于分流道来说断面尺寸较小,属于小浇口的一种。边缘浇口一般开在分型面上,具有矩形或近矩形的断面形状,其优点是浇口便于机械加工,易保证加工精度,而且试模时浇口的尺寸容易修整,适用于各种塑料品种,其最大特点是可以分别调整充模时的剪切速率和浇口封闭时间。 该模具采用侧浇口,其有以下特性: 形状简单,去除浇口方便,便于加工,而且尺寸精度容易保证; 试模时如发现不当,容易及时修改; 能相对独立地控

35、制填充速度及封闭时间; 对于壳体形塑件,流动充填效果较佳。 浇口设计如图5.4图5.4 浇口示意图 冷料穴是浇注系统的结构组成之一。冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中料流的前锋冷料,以免这些冷料注入型腔。这些冷料既影响熔体充填的速度,有影响成型塑件的质量,另外还便于在该处设置主流道拉料杆的功能。注射结束模具分型时,在拉料杆的作用下,主流道凝料从定模浇口套中被拉出,最后推出机构开始工作,将塑件和浇注系统凝料一起推出模外。 6 确定主要零件结构尺寸选模架、成型零部件的设计 影响塑件尺寸精度的因素较为复杂,主要存在以下几方面 (1)零件的制造公差; (2)设计时所估计的收缩率和实际收缩率之间的差异和生

36、产制品时收缩率波动; (3)模具使用过程中的磨损。以上三方面的影响表述如下: 1、制造误差:其中,D ? 被加工零件的尺寸,可被视为被加工模具零件的成型尺寸; z ? 成型零件的制造公差值; i ? 公差单位; a ? 精度系数,对模具制造最常用的精度等级。 2? 成型收缩率波动影响 其中,? 塑件成型收缩率; ? 模具成型尺寸;? 塑件对应尺寸。 3 型腔磨损对尺寸的影响 为简便计算,凡与脱模方向垂直的面不考虑磨损量,与脱模方向平行的面才考虑磨损。考虑磨损主要从模具的使用寿命来选定,磨损值随产量的增加而增大;此外,还应考虑塑料对钢材的磨损情况;同时还应考虑模具材料的耐模性及热处理情况,型腔表

37、面是否镀铬、氮化等。有资料介绍,中小型模具的最大磨损量可取塑件总误差的1/6(常取0.020.05mm),而对于大的模具则应取1/6以下。但实际上对于ABS塑料来说对模具的磨损是很小的,对小型塑件来说,成型零件磨损量对塑件的总误差有一定的影响,而对于大的塑件来说影响很小。 在以上理论基础上,下面按平均收缩率来计算成型尺寸 6.1 型腔、型芯工作尺寸计算 ABS塑料的收缩率是0.3%-0.8% 平均收缩率: (0.3%-0.8%)/20.5% 型腔径向尺寸(mm ); -塑件外形基本尺寸(mm) -塑件平均收缩率; -塑件公差 -成形零件制造公差,一般取1/4?1/6; -塑件内形基本尺寸( m

38、m); -型芯径向尺寸(mm); -型腔深度(mm); -塑件高度(mm) -型芯高度(mm); -塑件孔深基本尺寸(mm); 型腔:钢材选用,使用数控精雕及电火花加工成型 型芯:钢材选用42CrMo,使用数控精雕及电火花加工成型 6.2 侧抽机构设计 6.2.1 抽芯距的确定与抽拔力的计算 1抽拔力Q的计算 QuCh (6.1) C-型芯成型部分断面的平均周长(cm) h-型芯被塑件包紧部分的长度(cm) -单位面积的包紧力,一般取80-120kg/cm u大,其值与塑件的几何形状及塑件的性质有关, C取350 mm h取11 mm 取80kg/cm Q492.8 kg 2斜导柱倾斜角的确定

39、 QPCOS (6.2) Q抽拔阻力与抽拔力大小相等方向相等 估计为180查表有弯曲力为600 kg,由公式算的有P斜导柱所受的弯曲力为518 kg,小于查表有弯曲力为600 kg。即有选定180 抽芯距的计算公式如下:SH+3-5 (6.3) 式中 S?抽芯距,mm; H- 侧孔深度mm; S2.52+4.497mm (6.4) 有SHtga+3-5 (6.5) S?抽芯距,mm;H-斜导柱完成抽芯距所需的开模行程 由HtanL COS (6.6) 其中L为斜导柱的有效工作长度 算的L为44.5 mm即取L为44 mm 斜导柱的直径的确定 由于Q抽拔阻力与斜导柱的倾斜角查表的,找出相应的最大

40、弯曲力。 根据最大的弯曲力与抽芯孔中心至滑块顶面的垂直距离, 查表得斜导柱的直径为, 斜导柱的倾斜角为180,抽芯孔中心至滑块顶面的垂直距离为10 mm, 最大弯曲力为600P/ kg, 斜导柱的直径d 14mm 因为斜导柱为圆形截面,对于圆形截面 W1/320.1(6.7) MPL (6.8) M/ W(6.9) 式中-斜导柱所受的弯曲应力 - 弯曲许用应力,对于碳钢可取1400kg/ cm W-抗弯剖面系数 d QL/0.1 COS (6.10) d 14mm 6.2.2 斜导柱分型抽芯机构的设计 斜导柱分型抽芯是应用最广的分型抽芯机构,它借助开模力完成侧向抽芯,结构简单,制造方便,动作可

41、靠。其结构如图6. 1所示,瓣合模滑块装在T型导滑槽内,可沿着抽拔方向平稳滑移,驱动滑块的斜导柱与开模运动方向成斜角安装,斜导柱与滑块上对应的孔呈松动配合,开模时斜导柱与滑块发生相对运动,斜导柱对滑块产生一侧向分力,迫使滑块完成抽芯动作。 图中的限位块和弹簧的作用是完成抽拔动作后对滑块起定位作用,使它停留在与斜导柱脱离时的位置上,以便合模时斜导柱能准确进入斜孔驱动其复位,楔紧块的作用是在闭模时压紧滑块,以免注塑时滑块受到塑料压力移位。 图6.1 斜导柱分型抽芯机构示意 斜导柱 斜导柱的斜角一般为15°20°,最大不得超过25°,本设计采用18°,斜导柱的

42、材料采用优质钢材T10. 1斜导柱的长度计算 当滑块抽出的方向与开模方向垂直,斜导柱的长度计算公式如下: (6.11) 式中 L?斜导柱的总长度,mm; D?大端的直径,mm; S?抽拔距,mm; d?导滑段的直径,mm; h?固定模板厚度,mm; ?斜导柱的倾斜度,18°。 L35mm 6.3 模架的选择 注塑模模架国家标准有两个,即GB/T12556?1990塑料注射模中小型模架及其技术条件和GB/T12555?1990塑料注射模大型模架。由于塑料模具的蓬勃发展,现在在全国的部分地区形成了自己的标准,该设计采用龙记标准模架,型号为:GCI2535A60B70。 图6.2 模架模型

43、图 7 导向机构的设计 导向机构的作用:1)定位作用;2)导向作用;3)承受一定的侧向压力 7.1 导柱的设计 1长度:导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出8?12 cm,以免出现导柱末导正方向而型芯先进入型腔的情况。 2形状:导柱前端应做成锥台形,以使导柱能顺利地进入导向孔。 3材料:导柱应具有硬而耐磨的表面和坚韧而不易折断的内芯,因此多采用T10A钢(经表面渗碳淬火处理),硬度为50?55HRC。 图7.1 导柱图 7.2 导套的结构设计 1材料 用与导柱相同的材料制造导套,这样可以减轻磨损,一防止导柱或导套拉毛 2形状 为使导柱顺利进入导套,导套的前端应倒圆角。导向孔作成通孔,以利于

44、排出孔内的空气。 7.3 推出机构的设计 采用推杆推出,推杆截面为圆形,推杆推出动作灵活可靠,推杆损坏后也便于更换。结合制品的结构特点,模具型腔的结构采用了整体式型腔板,这种结构工作过程中精度高,并且在此模具中容易加工得到, 在推出机构中采用厂组合式推杆,如图中,这种结构主要是防止推杆在于作过程中受到弯曲力或侧向压力而折断,因为产品较小,另外折断后也易于更换。这里采用设计推杆,全部固定在顶杆固定板。 推杆的位置选择在脱模阻力最大的地方,塑件各处的脱模阻力相同时需均匀布置,以保证塑件推出时受力均匀,塑件推出平稳和不变形。根据推杆本身的刚度和强度要求,推杆装入模具后,起端面还应与型腔底面平齐或搞出

45、型腔0.05?0.1cm。 7.3.1 推件力的计算 对于一般塑件和通孔壳形塑件,按下式计算,并确定其脱模力(Q): 7-1 式中 -型芯或凸模被包紧部分的断面周长(cm); -被包紧部分的深度(cm); -由塑件收缩率产生的单位面积上的正压力,一般取 -脱模斜度; Q354.87mm×10.05mm×10MPA0.1×Cos0.5-Sin0.5×2 7.3.2 推杆的设计 推杆的强度计算查塑料模设计手册之二由式5-97得 d() 7-2 d?圆形推杆直径cm ?推杆长度系数 n?推杆数量 Q?总脱模力 取D6MM。 推杆压力校核 查塑料模设计手册式5-

46、98 7-3 取320N/mm2 推杆应力合格,硬度HRC5065 8 冷却系统的设计 冷却水回路布置的基本原则: a 冷却水道应尽量多,b 截面尺寸应尽量大; c 冷却水道离模具型腔表面的距离应适当; d 适当布置水道的出入口; e 冷却水道应畅通无阻; f 冷却水道的布置应避开塑件易产生熔接痕的部位; 由以上原则我们可以确定冷却水道的布置情况,以及冷却水道的截面积。 浇注系统中的分流道布置如图所示,采用非平衡式布置,从主流道末端到每个浇口的距离不相等,但是分流道的截面形状和尺寸大小完全相同,这样的设计可以使进人每?型腔的流程最短,减少了热量散失,缩小了模具的体积,对于该小型什的注射成型来说,并不影响制品的使用性能。分流道的横截面形状为梯形,浇口的类型采用侧浇口。冷却系统的设计对于成型小型件的1模多腔模具来说是十分重要的。如果冷却不好或冷却不均匀,必然导致收缩不均匀,特别是非平衡式分流道的结构。放为了使冷却效果好,在模具