淋浴喷头支架塑料注射模具设计（有cad源图等）（可编辑）

1、淋浴喷头支架塑料注射模具设计（有cad源图等） 本科毕业设计论文题目:淋浴喷头支架塑料注射模具设计 专 业: 机械设计制造及其自动化 班 级: 学 生: 学 号: 指导教师:7>2013年05月淋浴喷头支架塑料注射模具设计摘 要 本文主要介绍了淋浴喷头支架塑料件的注射模设计,其间要参考大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模具制造技术迅速发展,已成为现代制造技术的重要组成部分。如模具的CAD/CAM技术,模具的激光快速成型技术,模具的精密成形技术,模具的超精密加工技术。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

2、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的分析与计算,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。其材料为ABS。根据ABS塑料的工艺特性和产品的使用要求,分析了手表盒盒底的结构特点和成型工艺。本设计采用CAD技术进行模具装配图及零件图的绘制。对模具进行了成型零部件、浇注系统、侧向抽芯机构、推出脱模机构及冷却系统的设计分析。最后,完成模具总装图设计及主要零

3、件图的绘制,从而确保模具结构的可靠性、合理性和实用性。关键词:塑料;模具设计;CAD shower bracket plastic injecting mold designAbstract This article mainly introduced the shower bracket plastic injection mould design, which to refer to a lot of useful information related to the plastic molding and through all kinds of mold design manual,

4、and through the calculation to determine the specific mold die & mould manufacturing technology rapid development, has become an important part of modern manufacturing technology. Such as mould CAD/CAM technology, die of laser rapid prototyping technology, mold's precision forming technology

5、 and die of super precision machining technology. According to the forming process requirement, on the basis of the original plastic its injection molding mold structure is introduced, this paper expounds the key points of die design and working process. Must first from the plastic on the production

6、 process to design products for process analysis and calculation, and then on the basis of the analysis and calculation and see the relevant data to determine the molding process, and on this basis into the mold structure design of general assembly drawing. On the basis of the size of the main parts

7、 of injection mold design and calculation, phase structure and the size, through continuous calculation and modification, and in guiding the teacher's careful care under the guidance and patience to constantly modify repeatedly, finally completed the graduation design independently. Its material

8、 is ABS. According to process characteristics and product requirements of the ABS plastic, watches boxes were analyzed with the structure characteristics and molding process. This design using CAD technology to drawing die assembly drawing and part drawing. Has carried on the molding parts to mould

9、the lateral core-pulling mechanism, gating system, and launched demoulding mechanism and cooling system design and analysis. Finally, complete the mold assembly design and main parts graph mapping, to ensure the reliability, rationality and practicability of the mold structureKey Words: Plastic; Mou

10、ld design; CAD 主 要 符 号 表T?成形周期K?注射机最大注射量的利用系数,一般取0.8M?注射机的额定塑化量(g/h或cm3/h)M?浇注系统所需塑料质量和体积(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?

11、摩擦系数a?脱模斜度目 录1 概论1 1.1绪论1 1.2国内、外塑料模具发展现状1 1.3塑料模具发展走势22 塑件结构和材料分析42.1塑件结构分析42.2塑件材料的分析62.3塑件结构的工艺分析63 成型零件结构设计73.1分型面的设计7 3.1.1分型面的基本形式7 3.1.2分型面选择的基本原则7 3.1.3分型面的确定73.2型腔布局9 3.2.1型腔数目的确定9 3.2.2型腔分布93.3成型塑件的结构设计93.4成型零件工作尺寸的计算10 3.4.1模具成型零件的工作尺寸计算10 3.4.2型腔壁厚的计算104 注射机的初选择11 4.1 塑件体积的计算11 4.2计算塑件的质

12、量11 4.3按注射机的最大注射量与初确定型腔数目11 4.4选择注射机及注射机的主要参数12 4.4.1选择注射机12 4.4.2注射机主要参数124.5 注射基本压力134.6 锁模力的计算134.7模具厚度与开模行程144.7.1模具厚度14 4.7.2开模行程145 浇注系统的设计155.1浇注系统的组成155.2主流道的设计155.3分浇道的设计165.4浇口的设计175.5冷料穴的设计186 分型与抽芯机构的设计19 6.1斜导柱的结构尺寸设计19 6.2斜导柱长度计算19 6.3抽芯力20 6.4型腔和型芯工作尺寸计算20 6.4.1凹模的径向尺寸计算21 6.4.2凹模的深度尺

13、寸计算公式22 6.4.3凸模型芯直径的计算23 6.4.4凸模型芯高度的计算247 厚度计算268 导向机构的设计278.1导向零件的作用278.2导柱、导套的设计27 8.2.1导柱的设计28 8.2.2 导套的设计289 推出机构的设计299.1采用顶杆的形式及其固定方法299.2 推件力的计算309.3 推杆的设计3010 温度调节系统的设计3210.1冷却水回路布置的基本原则3210.2 冷却系统的作用3210.3冷却时间的计算3310.4冷却水道热传面积33 10.4.1 冷却水道热传面积33 10.4.2冷却水的体积流量34 10.4.3冷却水道热传面积3411 模具的校核351

14、1.1注塑工艺参数的校核35 11.1.1 最大注塑量的校核35 11.1.2注射压力的校核35 11.1.3锁模力的校核3511.2模具安装尺寸的校核35 11.2.1喷嘴尺寸的校核35 11.2.2模具厚度校核36 11.2.3模具外形尺寸校核3611.3开模行程的校核3612 确定装配图3713 结论3813.1总结3813.2体会38参考文献39致 谢40毕业设计(论文)独创性41毕业设计(论文)知识产权声明42此仅为文档售价,若需要cad图等其他文件,请加Q:19856397551概论1.1绪论 塑料模具的设计和制造水平反映了机械设计和加工的水平,模具的设计已应用了当代先进的设计手段

15、。CAD、CAM、CAE的逐渐广泛应用,使模具的设计效率大大提高,快速成型技术的应用以及现代加工技术的使用如高精度加工中心、特种加工技术的大量使用是模具的制造精度越来越高,加工周期越来越短。各行各业对模具的需求量与日俱增,我国的模具行业蒸蒸日上,正需要大量的模具设计与制造的技术人才。本课题为中等以上难度的塑料模具设计,从模具的结构设计,各种参数的设计与计算,材料的选择与处理,零件的加工工艺方案的制定,三维造型等均得到锻炼。1.2国内、外塑料模具发展现状 我国塑料模具的发展随着塑料工业的发展而发展,在我国,起步较晚,但发展很快,近几年来,我国模具技术有了很大发展,模具水平有了较大的提高。大型、精

16、密、复杂、高效和长使用寿命模具又上升了一个新的台阶。虽然如此,但我国模具行业缺少技术型人员,存在模具品种、精度、制造周期、使用性能相对工业发达国家还有很大差距,存在供不应求的现状。好些高性能模具还不能自行制造,每年需要花几百万、上千万美元从国外进口,制约了模具工业的发展,所以大力发展模具工业势在必行1。模具标准件应用更加广泛,品种有所扩展。优质模具钢的应用有较大进展,但应用面还不够广泛。模具标准化程度和模具标准件生产水平有了较大提高,但生产规模还不够大,品种有待发展,质量有待进一步提高 。 日本的模具产能约占全球的40%,居世界第一位,每年向国外出口大量模具。现在模具市场竞争日趋激烈,因此日本

17、模具业也在努力降低生产成本。模具行业是人力成本较高的行业,日本的人力成本是中国及东南亚地区的十几倍,而人力成本中70%以上是非核心技术人员。因此,现在日本模具业正逐渐将技术含量不高的模具转向人力成本低的地区生产,只在本国生产技术含量较高的产品。其次是日本使用模具的主要企业有加快向国外转移的趋势,这使日本本国模具使用量减少。 随着模具工业全球化布局的发展,模具行业在美国工业总产值中所占的比重呈现出不断下降的态势,但是美国模具在全球模具的高端产品仍然占据着重要地位。德国主要世界上主要的制造大国之一,在模具制造方面具有领先的技术。德国拥有世界领先的汽车、船舶等制造技术,受上游行业需求影响,德国模具在

18、世界上具有较为重要的地位。由于德国将将技术含量较高的制造业作为其立国之本,预计未来德国不会放弃模具制造领域,相反会加强技术含量较高的模具的研究和开发。1.3塑料模具发展走势 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。? 在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM/CAE技术已发展成为一项比较成熟的共性技术,近年来模具CAD/CAM/CAE技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度; CAD/CAM/CAE软件的智能化程度将逐步提高;塑料制件及模具的

19、3D设计与成型过程的3D分析将在塑料模具工业中发挥越来越重要的作用2。? 推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量,并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源,所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下,大幅度降低成本。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制,而且其常用于较复杂的大型制品,模具设计和控制的难度较大,因此,开发气体辅助成型流动分析软件,显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度,继续研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具也非常重要。 现在C

20、AD/CAM/CAE 技术在塑料模的设计制造上应用已越来越普遍,特别是CAD/CAM 技术的应用较为普遍,取得了很大成绩3。目前,使用计算机进行产品零件造型分析、模具主要结构及零件的设计、数控机床加工的编程已成为精密、大型塑料模具设计生产的主要手段。应用电子信息工程技术进一步提高了塑料模的设计制造水平。这不仅缩短了生产前的准备时间,而且还为扩大模具出口创造了良好的条件,也相应缩短了模具的设计和制造周期。此外,气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟,热流道技术的应用更加广泛,精密、复杂、大型具的制造水平有了很大提高,模具寿命及效率不断提高,同时还采用了先进的模具加工技术和设备。 提高塑料模标准化水平

21、和标准件的使用率。为提高模具质量和降低模具制造成本,模具标准件的应用要大力推广。为此,首先要制订统一的国家标准,并严格按标准生产;其次要逐步形成规模生产、提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本;再次是要进一步增加标准件规格品种。在将来模具标准件将成为共享资源。应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。 研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM/CAE的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。2 塑件结构和材料分析2.1塑件结构分析 对于淋浴喷头支架塑料注射模具设计

22、,应该详细地表达模具的形状和结构,这就要求在模具设计时,必须使用Pro/E和AUTO-CAD软件画出三维图如图2.1、2.2和二维图如图2.3。该塑件是淋浴喷头的支撑零件,零件外形类似等腰三棱柱体,圆弧形外部结构防止接触式划伤,底座用螺栓螺母固定于连接表面,底座内部的加强筋承受淋浴喷头的重量。此塑件结构简单,承重力小,便于节省成本。图2.1 三维塑件图图2.2 三维塑件图图2.3 二维塑件图2.2塑件材料的分析 该塑件材料选用ABS(丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物)。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1.0

23、21.05g/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4。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,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

24、收缩率影响极小。2.3塑件结构的工艺分析 该塑件尺寸中等,整体结构较简单,多数都为平面特征。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:6级。 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 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

25、)成型温度:200-240 注射速度:中高速度注射压力:500-1000bar3 成型零件结构设计3.1 分型面的设计3.1.1 分型面的基本形式 分型面的形式由塑料的具体情况而定,但大体上有平面式分型面、阶梯式分型面、斜面式分型面、曲面式分型面、综合式分型面。3.1.2 分型面选择的基本原则 选择分型面的基本原则:保持塑料外观整洁;分型面应有利于排气;应考虑开模是塑料留在动模一侧;应容易保证塑件的精度要求;分型面应力求简单适用并易于加工;考虑侧向分型面与主分型面的协调;分型面应与注射机的参数相适应;考虑脱模斜度的影响。3.1.3分型面的确定 选择分型面位置的基本原则是应将分型面开设在塑件断面

26、轮廓的最大的部位,以便顺利脱模,分型面的选择应满足动定模分离后,制品尽可能留在动模内。根据上述原则确定分型面的方案: 方案1: 如图3.1所示: 图3.1 分型面该方案从图示处分型,模具在设计时需要有侧抽芯机构,抽芯距离较长,且需要两侧抽芯,侧抽芯型芯较为复杂,不容易加工。 方案2:如图3.2所示: 图3.2 分型面 该方案与方案一类似,但该方案的侧抽芯方向较多,需三个方向抽芯,使得模具更加复杂,所以此方案不符合; 方案3:如图3.3所示: 图3.3 分型面 该方案以塑件底面作为分型面,它既是最大截面处,也是塑件表面粗糙度要求最低处。 综合考虑,选择方案三。3.2 型腔布局3.2.1型腔数目的

27、确定 为了模具与注塑机的生产能力相匹配,提高生产效率和经济性,并保证塑件精度,模具设计时应确定型腔数目。模具的型腔数可根据塑件的产量,精度高低,模具制造本以及选用注塑机的最大注射量和锁模力大小等因素确定5。小批量生产,采用单型腔模具;大批量生产,宜采用多型腔模具。但如果塑件尺寸较大时,型腔数将受选用注塑机容许最大成型面积和注塑量的限制。 该塑件精度要求不高,又是中批量生产,所以采用一模多腔的形式。塑件结构简单,有2个抽芯,提高了模具加工难度。考虑到生产成本和提高生产率,宜采用一模两腔的模具形式。3.2.2型腔分布 综合考虑,本模具型腔采用一模两腔对称放置,其尺寸计算将在后面的设计中完成,如图3

28、.4所示。图3.4 型腔分布图3.3成型塑件的结构设计 a. 凹模(型腔) 凹模是成型塑件外表面的部件,按其结构形式可分为整体式和组合式两类。根据它们的特性,本塑件为小型零件,凹模形状复杂度一般,故采用组合式。 b. 凸模(型芯) 本塑件属于小型壳体,成型塑件内表面的型芯结构复杂度一般,故型芯采用整体嵌入式凸模,将凸模单独加工后与动模板进行装配而成。3.4成型零件工作尺寸的计算 设计模具时应该对成型零件的结构形式、计算尺寸、强度校核给以足够的重视。3.4.1模具成型零件的工作尺寸计算 一般情况下,影响成型零件及塑料公差的主要因素是模具制造公差、模具 磨损量以及塑件的收缩率这三项。 成型零件工作

29、尺寸计算方法一般有两种:一种是平均值法,即按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量进行计算;另一种是按极限收缩率、极限制造公差和磨损量进行计算6。3.4.2型腔壁厚的计算 型腔侧壁厚度的计算 其壁厚S按下列公式计算 3.1 式中 ? 型腔材料的许用应力,160MPa p?型腔内单位平均压力,P30MPa r?型腔内半径,r13mm代入公式得:S3.4mm 4 注射机的初选4.1 塑件体积的计算 根据零件的三维模型,利用三维软件直接可查询到塑件的体积V26.5cm4.2计算塑件的质量 查手册取密度1.02g/cm 塑件体积:V26.5cm MV×26.5cm×1.02g/cm2

30、6.5g4.3按注射机的最大注射量与初确定型腔数目 根据 (4.1) 得 (4.2)式中 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,或g; 浇注系统凝料量,或g; 单个塑件体积或质量,或g; 最大注射量的计算式中 M ?塑件成型时所需要的注射量(cm3) n ?型腔个数 M塑?每个塑件的体积(cm3) M浇浇注系统的体积(cm3)根据草图 M浇3 M2×26.5+3083g 设计模具时,成型塑件所需要的注射总量应小于所选注射机的最大注射量,即MG1式中 G1?注射机实际的最大注射量(cm3) M?塑件成型时所需要的注射量(cm3) 根据生产经验的总结,G1应该是注

31、射机允许最大注射量G的80?,即得:M80?G 83?80?×1251004.4选择注射机及注射机的主要参数4.4.1选择注射机 根据注射机容积初选注射机型号为XS-ZY-125。4.4.2注射机主要参数 查表文献得选用XS-ZY-125型号注射机,各参数如下:考虑塑件的外形尺寸、型腔数量、注射所需压力及其它综合情况,查塑料模设计手册附表,初步选用注射机为XS-ZY-125型号,其主要参数如下:表4.1注射机主要参数注射机主要参数理论注射量/cm3螺杆直径/mm注射压力/MPa注射行程/mm螺杆转速/r/min喷嘴球半径/mm喷嘴孔直径/mm锁模力/t最大成型面积/cm2移模行程/m

32、m最大模厚/mm最小模厚/mm注射方式拉杆空间/mm电动机功率/KW螺杆驱动功率/KW加热功率/KW机器重量/t12542119011529,43,5669,83,10112490320300300200螺杆式260×29011453.54.5 注射基本压力 该项工作是校核所选注塑机的公称压力能否满足塑件成型时所需要的注射压力。即: ABS的注射压力50; 根据所选注塑机的公称压力为116;满足要求。4.6 锁模力的校核 对于锁模力的校核,要求计算两腔总的投影面积,则分型面投影图如图4.1所示。TK?F?q/1000(吨) (4.3)式中 T?注射机的额定锁模力(吨)F?塑件与浇注系

33、统在分型面上的总投影面积(厘米2) q?熔接塑料在模腔内的压力(公斤/厘米2) K?安全系数,通常取1.11.2。图4.1 分型面投影图 两腔总的投影面积为(如图4.1): F23.14×18.32+42.3×18.3×2-3.14×5/22×251cm2 浇道的投影面积为:F浇10cm2 在分型面上的总的投影面积: F总F+F浇51+1061cm2 模腔平均压力q取300kg/cm2安全系数K取1.1 计算其所需锁模力为:F锁20 注射机的额定锁模力为90F锁20 即满足要求。4.7模具厚度与开模行程4.7.1模具厚度 H最小HMH最大 (4

34、.4) 模具闭合高度必须满足: H最小?注塑机允许的最小模厚,即动定模板间的最小开距 H最大?注塑机允许的最大的模厚 查表可得,XS-ZY-125型注塑机的 H最小200mm H最大300mm4.7.2开模行程 注射机开模行程应大于模具开模时,取出塑件(包括浇注系统)所需的开模距离。 由于所选注塑机为液压-机械联合作用的注塑机 根据SH1+H2+(510)(4.5) H1?顶出距离 H2?塑件高度 由于有侧抽芯机构,此时应考虑抽芯距离所增加的开模行程(4.6) 其中-抽芯距 -斜导柱斜角 S抽H1+ H2 + 510cm15 + 60+ 51085.0cm 斜导柱倾斜角150 抽芯距s13mm

35、H侧S抽/tg300+35cm13/tg150 48.5cm 因为S抽>H侧 由于S机 30085 即开模行程适合。5 浇注系统的设计5.1浇注系统的组成 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部位,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

36、利于型腔内气体的排出7。5.2主流道的设计 根据选用的XS-ZY-125型号注射机的相关尺寸得: 喷嘴前端孔径:; 喷嘴前端球面半径:R0 12mm; 根据模具主流道与喷嘴的关系R R0 + 12mm(5.1) d d0 + 0.51mm (5.2) 取主流道球面半径:R14mm; 取主流道小端直径:d5mm 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26度,经换算得主流道大端直径为12mm。如图5.1所示:图5.1 主浇道5.3分浇道的设计 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

37、可能短,以减少压力损失,热量损失和流道凝料8。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 聚乙烯尼龙类聚甲醛丙烯酸抗冲击丙烯酸醋酸纤维素聚丙烯异质同晶体 4.89.5 1.69.5 1.69.5 3.510 810 812.5 510 510 810聚苯乙烯软聚氯乙烯硬聚氯乙烯聚氨酯热塑性聚酯聚苯醚聚砜离子聚合物聚苯硫醚 3.510 3.510 6.516 6.58.0 3.58.0 6.510 6.510 2.410 6.513 分流道的断面形状有圆形,矩形,梯形,U形和六角形。可以用流道的截面积与周长的

38、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或圆形流道。在模具设计时考虑加工因数,所以,在该模具上取半圆形断面形状,直径为8mm。分流道选用半圆形截面:直径D8mm,流道表面粗糙度 。 分流道和分流道截面图如下图5.2、5.3所示:图5.2 分流道示意图 图5.3 分流道截面图5.4浇口的设计 根据浇口的位置选择要求,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

39、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9。 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。 经由对塑件的分析,在浇注系统设计之前,我们首先要选定进料口位置,进料口位置为塑件的中间部位,采用侧浇口形式,模具设计为一模两腔,并且型腔中心布局,拟定浇注系统总体结构如下图所示:采用侧浇口如图5.4

40、。 图5.4a 侧浇口截面 图5.4b 侧浇口 图5.4c 浇注系统总体结构(侧浇口)5.5冷料穴的设计 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10。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。 如下图5.5 所示:图5.5 冷料穴示意图6 分型与抽芯机构的设计 当塑件上具有外侧孔或内、外侧凹时,塑件不能直接从模具中脱出。此时必须将成型孔或侧凹的零件做成活动的,

41、这种零件称为侧型芯(俗称活动型芯)。在塑件脱模前必须抽出侧型芯,然后再从模具中顶出塑件,完成侧型芯的抽出和复位的机构称为侧向分型抽芯机构。 经分析选择,采用斜导柱分型抽芯机构。6.1斜导柱的结构尺寸设计 斜导柱的斜角一般为15°20°,最大不得超过25°。 本设计采用斜导柱的倾斜角选为150 。 斜导柱的材料选取T8碳素工具钢。 由于斜导柱经常与滑块摩擦,热处理硬度不小于55HRC。 斜导柱与其固定的模板之间采用过渡配合H7/m6。 滑块上斜导柱与斜导孔之间采用较松的间隙。6.2斜导柱长度计算图6.1 斜导柱 当滑块抽出的方向与开模方向垂直(图6.1所示)斜导柱的

42、长度计算公式 如下: (6.1)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,°。则L112mm6.3抽芯力 抽芯力的计算同脱模力的计算相同,对于侧向凸起较少的塑件的抽芯力通常比较小,仅仅是克服塑件与侧型腔的粘附力和侧型腔滑块移动时的摩擦阻力11。对于侧型芯的抽芯力,往往采用如下的公式进行估算: (6.2)式中 ?抽芯力N); ?侧型芯成型部分的截面平均周长m; ?侧型芯成型部分的高度m; ?塑件对侧型芯的收缩应力(抱紧力),其值与塑件的何形状塑料的品种、成型工艺有关,一般情况下模内

43、冷却的塑件取0.81.2×107Pa,模外冷却的塑件取2.43.9×107Pa; ?塑料在热状态时对刚的摩擦系数,一般取0.150.2; ?侧型芯的脱模斜度或倾斜角°,这里=15°。 212mm 59.1 107pa 0.1 0.5带入数据计算可得: 212×59.1×107×(0.2×0.97-0.26) 1143(N)6.4型腔和型芯工作尺寸计算 该成型零件工作尺寸计算时均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进行计算。 查表(塑料模设计及制造 附录C)得ABS的收缩率为S=0.40.7%,故平均

44、收缩率S=(0.4+0.7)%/2=0.55%,模具制造公差取z=/3。6.4.1凹模的径向尺寸计算 凹模是成型塑件外形的模具零件,其工作尺寸属包容尺寸,在使用过程中凹模的磨损会使包容尺寸逐渐的增大。所以,为了使得模具的磨损留有修模的余地以及装配的需要,在设计模具时,尺寸公差取IT9。具体计算公式如下: 凹模的径向尺寸计算公式: =L(1+k)-(3/4) (6.3)式中 L?塑件外形公称尺寸; K?塑料的平均收缩率; ?塑件的尺寸公差; ?模具制造公差,取塑件相应尺寸公差的1/31/6。凹模尺寸: L121.5mm0.0.052 =L(1+k)-(3/4) =21.5×(1+0.0

45、055)-3/4×0.052 =21.734 L230mm 0.052 =L(1+k)-(3/4) =30×(1+0.0055)-3/4×0.052 =30.672 L315mm0.043 =L(1+k)-(3/4) =15×(1+0.0055)-3/4×0.043 L496.6mm0.087 =L(1+k)-(3/4) =96.6×(1+0.0055)-3/4×0.087 图6.2 凹模6.4.2凹模的深度尺寸计算公式H=H(1+k)-2/3 (6.4)式中 H?塑件高度方向的公称尺寸。 凹模深度尺寸计算: L111mm0

46、.036 H=H(1+k)-2/3 =11×1+0.0055-2/3×0.036 =11.3 L26.7mm0.03 H=H(1+k)-(3/4) =6.7×(1+0.0055)-3/4×0.03 =6.8 图6.3 凹模高度6.4.3凸模型芯直径的计算 凸模的直径尺寸计算公式:d=d(1+k)+3/4 (6.5) L1220.052 d=d(1+k)+3/4 =22×1+0.0055+3/4×0.052 =22.3 L238 0.062 d=d(1+k)+3/4 =38×1+0.0055+3/4×0.062 =4

47、0.2 L 332 0.062 d=d(1+k)+3/4 =32×1+0.0055+3/4×0.02 =6.8图6.4 凸模径向6.4.4凸模型芯高度的计算; 凸模的高度尺寸计算公式:d=d(1+k)+2/3 (6.6) L15 0.03 d=d(1+k)+2/3 =5×1+0.0055+2/3×0.03 =5.27 L215 0.043 d=d(1+k)+2/3 =15×1+0.0055+2/3×0.043 =72.32 L336 0.052 d=d(1+k)+2/3 =36×1+0.0055+2/3×0.052

48、 =36.26 L366 0.074 d=d(1+k)+2/3 =66×1+0.0055+2/3×0.074 =66.3图6.5 凸模高度 7 动模厚度计算 动模垫板由于受到成型压力的作用而发生变形,若此变形过大,就会导致塑件的壁厚发生变化,还会发生溢料现象,因此必须将其最大变形量限制到0.10.2mm以下。计算公式如下: , (7.1) P1F×P (7.2)式中 P1?为动模受的总压力,MPa; F?为塑件及浇注系统在动模上的投影面积,cm; P?为型腔压力一般取2545MPa; K?为修正系数,取0.60.75,此处取为0.7; B?为动模垫板的宽度,mm;

49、 L?为支撑块的跨距,mm。 垫板受到垫块的支撑力和动定模板的弯向力,最终力矩平衡。弯向力必须小于其溢流值。 综上,动模厚度取40mm。8 导向机构的设计 导向零件是保证动模与定模或上模与下模合模时正确的定位和导向的重要件。导向零件主要有导柱导向和锥面定位。此次设计采用导柱导向,其主要零件是导柱和导套。8.1导向零件的作用 导向机构是保证塑料注射模具的动模与定模合模时正确定位和导向的重要零件,通常采用导柱导向,主要零件包括导柱和导套12。其具体作用有以下几点: a. 定位作用:导向装置直接保证动、定模合模位置的正确性,保证模具型腔的形状和尺寸的精确性,从而保证塑料制品的精度。同时在模具装配过程

50、中便于装配和调整。 b. 导向作用:合模时引导动模按序正确闭合,防止损坏型芯,并承受一定的侧向力。 c. 承载作用:塑料熔体在充模过程中,或由于成型设备精度低的影响,可能产生单向侧压力,因而在成型过程中需要导向装置能承受一定的单向侧压力,以保证模具的正常工作,采用推件板脱模或三板式模具结构时,导柱有承受推件板和定模型腔板的重载荷作用。 d. 保持运动平稳作用:对于大、中型模具的脱模机构,有保持机构运动灵活平稳的作用。 e. 锥面定位机构作用:对于薄壁、精密注塑模,大型、深型腔注塑模和生产批量大的注塑模,仅用导柱导向机构是不完善的,还必须在动、定模之间增设锥面定位机构,以满足精密定位和同轴度的要求。8.2导柱、导套的设计 导柱导向是指导柱与导套(导向孔)采用间隙配合使导柱在导套(导向孔)内滑动,配合