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1、精品文档,下载后可随意编辑!奶粉勺注塑模具设计摘要: 注射成形是成形热塑件的主要方法,因此应用范围很广。注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热熔化,使之成为高黏度的流体,用柱塞或螺杆作为加压工具,使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中,经过冷却、凝固阶段,而后从模具中脱出,成为塑料制品。本文以塑料奶粉勺为对象,详细介绍其注射模设计过程。设计中主要运用 AUTOCAD 软件,根据制件的零件图进行零件的三维造型,并在对该模型进行成型性分析的基础上,进行了必要的计算和结构设计。采用注塑模具向导,提高了设计效率。最后通过CAD 完成工程图的制作,并结合其计算过程和设计方案整理出模具设计说明书。关键词
2、: 奶粉勺;注射模;CAD ;Design of injection mold for buttonAbstract : Injection molding is the main method of forming thermoplastic parts, so a wide range of applications. The plastic injection molding is the raw material into the barrel throproeh the heating and melting, making the high viscosity of the flu
3、id, the plunger or screw as pressure tool, cavity melt throproeh the nozzle into the higher pressure in the mold, after cooling, the solidification stage, and then ejected from the mould, a plastic products.In this paper, plastic buttons as the object, the injection mold design process is introduced
4、 in detail. The main use of AUTOCAD in the software design, three-dimensional modeling of parts according to the parts of the parts diagram, and based on Formability Analysis for the model, the calculation and structure design of the necessary. The injection mold wizard, improve the efficiency of de
5、sign. Finally completes the creation of engineering drawing by Autocad, and combining with the calculation process and the design of sorting out the mold design specification.Keywords: Vw logo ; injection mould; CAD目录1. 绪 论 12. 塑件分析 42.1 塑件工艺性分析42.2 塑件材料分析53. 塑件的成型过程 74. 注射机的选择 84.1 注塑机概况 84.2 注塑机的分
6、类 84.3 注塑机的选择 85. 模具结构设计 115.1 分型面的确定 115.2 成型零件的尺寸计算125.3 浇注系统的设计 165.4 导向机构的设计 195.5 排气系统的设计 215.6 冷却系统的设计 216. 、校核注射机有关工艺参数 236.1 、注射量的校核236.2 、锁模力与注射压力236.3 、模具厚度H247. 模具总体结构 258. 模具的试模安装 27结束语 29致谢 30参考文献 311.绪 论80 年代以来,在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下,我国模具工业发展迅速,年均增速均为13% , 1999 年我国模具工业产值为 245 亿,
7、至 2000 年我国模具总产值预计为260-270 亿元,其中塑料模约占 30% 左右。在未来的模具市场中,塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。我国塑料模工业从起步到现在,历经半个多世纪,有了很大发展,模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48 英寸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;精密塑料模具方面,已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星I.K 模具有限公司制造的多腔VCD 和 DVD 齿轮模具,所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品
8、的水平,而且还采用最新的齿轮设计软件,纠正了由于成型收缩造成的齿形误差,达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为0.08mm 的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达0.02 0.05mm ,表面粗糙度Ra0.2 m ,模具质量、寿命明显提高了,非淬火钢模寿命可达10 30 万次,淬火钢模达50 1000 万次,交货期较以前缩短,但和国外相比仍有较大差距.成型工艺方面,多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟,如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在29
9、 34 英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术,一些厂家还使用了C-MOLD 气辅软件,取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广, 有的厂采用率达20% 以上, 一般采用内热式或外热式热流道装臵,少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道装臵,少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10% , 与国外的 50 80% 相比,差距较大。在制造技术方面,CAD/CAM/CAE 技术的应用水平上了一个新台阶,以生产家用电器的企业为代表,陆续引进了相当数量的CAD/CAM 系统, 如美国 EDS
10、的 proe 、美国Parametric Technology 公司的 Pro/Emgineer 、美国 CV 公司的 CADS5 、英国 Deltacam 公司的 DOCT5 、日本 HZS 公司的 CRADE 、以色列公司的Cimatron 、 美国 AC-Tech 公司的 C-Mold 及澳大利亚Moldflow 公司的 MPA 塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进,虽花费了大量资金,但在我国模具行业中,实现了 CAD/CAM 的集成, 并能支持CAE 技术对成型过程,如充模和冷却等进行计算机模拟,取得了一定的技术经济效益,促进和推动了我国模具 CAD/CAM 技术的发展。近年来, 我
11、国自主开发的塑料模CAD/CAM 系统有了很大发展,主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA 系统、 华中理工大学开发的注塑模HSC5.0 系统及 CAE 软件等,这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格较低等特点,为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。近年来,国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢,如:P20、 3Cr2Mo 、 PMS、 SM 、 SM 等,对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响,但总体使用量仍较少。塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用,并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度和商品化程度一般在30
12、% 以下,和国外先进工业国家已达到70%-80% 相比,仍有很大差距,据有关方面预测,模具市场的总体趋热是平稳向上的,在未来的模具市场中,塑料模具的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。随着塑料工业的不断发展,对塑料模具提出越来越高的要求是正常的,因此,精密、大型、复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度。同时,由于近年来进口模具中,精密、大型、复杂、长寿命模具占多数,所以,从减少进口、提高国产化率角度出发,这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。建筑业的快速发展,使各种异型材挤出模具、PVC 塑料管材管接头模具成为模具市场新的经济增长点,高速公路的迅速发展,对汽车轮胎也提
13、出了更高要求,因此子午线橡胶轮胎模具,特别是活络模的发展速度也将高于总平均水平;以塑代木,以塑代金属使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量巨大;家用电器行业在“十五”期间将有较大发展,特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配件的塑料模需求很大;而电子及通讯产品方面,除了彩电等音像产品外,笔记本电脑和网机顶盒将有较大发展,这些都是塑料模具市场的增长点。【1 】整体来看,中国塑料模具无论是在数量上,还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步,但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比,差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时,一些低档塑料模具却供过于
14、求,市场竞争激烈,还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。【2】2.1 塑件工艺性分析制品的表面光洁度,除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等疵点外,主2. 塑件分析要由模具光洁度决定。一般模具表面光洁度要比塑料制品高一级。因此制件外表面取 Ra6.3 m。2.2 塑件材料分析该塑件采用ABS 树脂,起成型特点流动性中等,吸湿性打算,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件必须经过长时间的预热干燥,溢边值0.04 毫米,适合取高料温,高模温,但是料温过高容易分解,对精度的要求较高的塑件,模温适合取 50-60 摄氏度,对光泽,耐热塑件,模温取60-80 摄氏度。注射压力高于聚苯乙烯
15、。用螺杆式注射机成型时,料温为 180-230 摄氏度, 注射压力也比较大。而且有很好的抗冲击强度和良好的机械强度以及一定的耐磨性。收缩率为0.4%-0.7% 。质量密度为1.09 克每立方厘米。塑件的原材料工艺性分析结晶料,湿性小,易发生融体破裂,长期与热金属接触易分解。流动性好,但收缩范围及收缩值大,易发生缩孔凹痕变形。冷却速度快,浇注系统及冷却系统应缓慢散热,并注意控制成型温度,料温低温高压时容易取向,模具温度低于50 度时,塑件不光滑,易产生熔接不良,流痕, 90 度以上易产生翘曲变形。塑料壁厚均匀,避免缺胶,尖角,以防应力集中。注塑模工艺条件注塑机选用,对注塑机的选用没有特殊要求。由
16、于ABS 具有高结晶性,需采用注射压力较高及可多段控制的电脑注塑机。锁模力一般按3800t/m 2 来确定,注射量20%-85% 即可。干燥处理:如果储存适当则不需要干燥处理。熔化温度:ABS 的熔点为160- 175 ,分解温度为350 ,但在注射加工时温度设定不能超过275 ,熔融段温度最好在240 。模具温度:模具温度50- 90 。对于尺寸要求较高的用高模温。型芯温度比型腔温度低5 以上。注射压力:采用较高注射压力(1500-1800bar )和保压压力(约为注射压力的 80% )。大概在全行程的95% 时转压,用较长的保压时间。注射速度:为减少内应力及变形,应选择高速注射,但有些等级
17、的ABS 和模具部不适用(出现气泡、气纹)。如刻有花纹的表面出现由浇口扩散的明暗相间条纹,则要用低速注射和较高模温。流道和浇口:流道直径4.7mm ,针形浇口长度1-1.5mm ,直径可小至0.7mm , 深度为壁厚的一半,宽度为壁厚的两倍,并随笔并随模腔内的熔流长度逐步增加。模具必须有良好的排气性。排气孔深0.0225mm-0.038mm ,厚1.5mm , 要避免收缩痕,就要用大而圆的注口及圆形流道,加强筋的厚度要小(例如是壁厚的50- 60% )3. 塑件的成型过程注塑成型是把塑料原料(一般经过造粒、染色、添加剂等处理之后的颗粒)放入料间当中,经过加热溶化使之成为高粘度的流体 熔体用柱塞
18、或螺杆作为加压工具,使得熔体通过喷嘴以较高的压力(约2085mpa ),溶入模具的型腔中经过冷却、凝固阶段,而后从模具中脱出,成为塑料制品。1. 塑化过程现代式的注射机基本上采取螺杆式的塑化设备,塑料原粒(称为物料)自从送料斗以定容方式送入料筒,通过料筒外的点加热装臵和料筒内的螺杆旋转所产生的摩擦热,使物理熔化达到一定的温度后即可注射,注射动作是由螺杆的推进来完成的。2. 充模过程熔体自注射机的喷嘴喷出来后,进入模具的型腔内,将型腔内的空气排出,并充满型腔,然后升到一定压力,使溶体的密度增加,充实型腔的每一个角落。充模过程是注射成型的最主要的过程,由于塑料溶体的流动是非牛顿流动,而且粘度很大,
19、所以在压力损耗,粘度变化,多般汇流等现象左右塑件的质量,因此充模过程的关键问题 浇注系统的设计就成为注射模具设计过程的重点,现代的设计方法已经运用了计算机辅助设计以解决浇注系统设计中疑难问题。3. 冷却凝固过程热塑性塑料的注射成型过程是热交换过程,即:塑化注射充模固化成型加热理论上绝热散热热交换效果的好坏决定了塑件的质量,模具设计时,散热交换也要充分考虑,在现代设计方法中也采用了计算机辅助设计来解决问题。4. 脱模过程塑件在型腔内固化后,必须采取机械的方式把它从型腔内取出,这个动作由脱模机构来完成。不合理的脱模机构对塑件的质量影响很大,但塑件的几何形状是千变万化的,必须采用最有效和最好的脱模方
20、式。因此,脱模机构的设计也是注射模具设计的一个主要环节,由于标准化的推广,许多标准化的脱模机构零部件也有商品供应。由 1 至 4 形成了一个循环,就完成了一次成型乃至很多塑件4. 注射机的选择4.1 注塑机概况注射成型机(简称注射机或注塑机)是将热塑性塑料或热固性料利用塑料成 型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。图 4-1 注塑机 注射成型是通过注塑机和模具来实现的。4.2 注塑机的分类注塑机的类型有:立式、卧式、全电式,但是无论那种注塑机,其基本功能有两个:( 1 )加热塑料,使其达到熔化状态;( 2 )对熔融塑料施加高压,使其射出而充满模具型腔。4.3 注塑机的选择1 )注射量的计
21、算图 4-1 体积测量塑件的体积V= 6019mm 3注射机的类型和规格很多,分类方法各异,按结构型式可分为立式、卧式、 直角式三类,国产卧式注射机已经标准化和系列化。这三类不同结构形式的注射 成型机各特点如下:立式注射机的注射柱塞(或螺杆)垂直装设,锁模装臵推动模板也沿垂直方向移动,这种注射成型机主要优点是占地面积小,安装或拆卸小型模具很方便,容易在动模上(下模)安放嵌件,嵌件不易倾斜或坠落。其缺点是制品自模具中顶出以后不能靠重力下落。需人工取出,有碍于全自动操作,但附加机械手取产品后,也可以实现全自动操作,此类注射机注射量一般均在60 克以下。卧式注射机是目前使用最广、产量最大的注射成型机
22、,其注射柱塞或螺杆与合模运动均沿水平方向装设,并且多数在一条直线上(或相互平行)。优点是机体较低,容易操纵和加料,制件顶出模具后可自动坠落,故能实现全自动操作,机床重心较低安装稳妥,一般大中型注射机均采用这种形式。缺点是模具安装比较麻烦嵌件放入模具有倾斜或落下的可能,机床占地面积较大。直角式注射机的柱塞或螺杆与合模运动方向相互垂直,主要优点是结构简单,便于自制适于单件生产者,中心部位不允许留有浇口痕迹的平面制件,同时常利用开模时丝杠的转动来拖动螺纹型芯或型环旋转,以便脱下塑件。缺点是机械传动无准确可靠的注射和保压压力及锁模力,模具受冲击振动较大。根据塑件的计算重量或体积,选择设备型号规格,确定
23、型腔数当未限定设备时,须考虑以下因素:由于浇注系统的凝料在设计之前不能去定准确的数值,但是可根据经验按照塑件体积的0.2 倍到 1 倍来估算。由于本次设计采用的流道简单并且较短,因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.3 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8 个塑件体积之和)为: V 总 =1.3n V 塑 =1.3 × 8× 6.02 cm3 62.6 cm3根据以上的计算得出在一次注射过程中注入模具型腔的塑料的总体积为62.6 cm 3,由参考文献V 公 = V 总 /0.8=62.6 cm 3 /0.8=78.26 cm3 。一般而言,从事注塑
24、行业多年的客户多半有能力自行判断并选择合适的注塑机来生产。但是在某些状况下,客户可能需要厂商的协助才能决定采用哪一个规格的注塑机,甚至客户可能只有产品的样品或构想,然后询问厂商的机器是否能生产,或是哪一种机型比较适合。此外,某些特殊产品可能需要搭配特殊装臵如蓄压器、闭回路、射出压缩等,才能更有效率地生产。由此可见,如何决定合适的注塑机来生产,是一个极为重要的问题。通常影响射出机选择的重要因素包括模具、产品、塑料、成型要求等,通过以上各种因素和考虑到经济效益的问题我选取了XS-ZY-500 型注射机。XS-ZY-500 型注射机,主要参数如下表:表 3-1 XS-ZY-500 型注射机参数项目X
25、S-ZY-500结构形式立理论注射容量/cm 3500螺杆(柱塞)直径/mm65注射压力/Mpa104锁模力/KN3500拉杆内间距/mm440 × 340移模行程/mm500最大模具厚度/mm450最小模具厚度/mm300喷嘴球半径/mm12喷嘴口孔径/mm45. 模具结构设计5.1 分型面的确定5.1.1 分型面的形式分型面的形式与塑件的几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件等有关,常见的形式有:水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面和平面、曲面分型面。5.1.2 分型面的选择原则1 、复合塑件脱模的基本要求,就是能使塑件从模具中取出,分型面应设在脱模方向最大的投影边缘部位
26、;2 、分型线不影响塑件外观,即分型面应尽量不破坏塑件光滑的外表面;3 、确保塑件留在动模一侧,利于推出且推杆痕迹不显露于外观面;4、确保塑件质量;5 、要你管尽量避免成型孔、侧凹,若需要滑块成型,力求滑块结构简单,尽量避免定模滑块;6 、满足模具的锁紧要求,将塑件投影面积大的方向放在定动模的合模方向上,而将投影面积小的方向作为侧向分型面;另外,分型面是曲面的,应加斜面锁紧;7 、合理安排浇注系统特别是浇口位臵,有利于开模;5.1.3 本设计分型面的选择通过对塑件结构形式的分析,同时根据以上分型面的选择原则综合考虑,决定将分型面选在塑件截面积最大且利于开模取出塑件的底平面上,其位臵如图所示5-
27、1 分型面5.2 成型零件的尺寸计算该塑件的材料ABS 是一种收缩范围较大的塑料,因此成型零件的尺寸均按平均值法计算。查手册得的收缩率为0.4%0.6 %, 故平均收缩率为0.5% 。表 5-1 公差数值表5.9-11基本尺寸mm精度等级12345678公 差 数 值 mm30.040.060.080.120.160.240.320.42360.050.070.080.140.180.280.360.466100.060.080.100.160.200.320.400.5210140.070.090.120.180.320.360.440.6014180.080.100.120.200.240
28、.400.480.6818240.090.110.140.200.280.440.560.8224 300.100.120.120.240.320.480.640.9430 400.110.130.180.260.360.520.721.0440 500.120.140.200.280.400.560.801.2050 650.130.160.180.320.460.640.921.4065 800.140.190.260.380.520.761.041.6080 1000.160.260.300.440.600.881.201.80100 1200.180.250.340.500.681.0
29、01.362.00120 140-0.280.380.560.761.121.522.20140 160-0.310.420.620.841.241.682.40160 180-0.340.460.680.921.361.842.70180 200-0.370.500.741.001.502.003.00200 225-0.410.560.821.101.642.203.30精度等级表,表 5-2 精度尺寸的选用2-3 、 5类别塑件种类建议采用的精度等级高精度一般精度低精度1ABS345根椐塑件的要求,由以上两表可查得:该塑件可按精度等级为4 级精度选取。此产品采用4 级精度,属于一般精度制
30、品。因此,凸凹模径向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造与作用修正系数x 取值可在0.50.75 的范围之间,凸凹模各处工作尺寸的制造公差,因一般机械加工的型腔和型芯的制造公差可达到IT IT级,综合参考,相关计算具体如下:型腔凹模径向尺寸计算:(相关公式参见塑料制品成型及模具设计第79-80 页)(一 )、型腔径向尺寸的计算:L +z =( 1+Scp) LS-3/4 +zL 凹模径向尺寸(mm )L S塑件径向公称尺寸(mm )Scp塑料的平均收缩率()塑件公差值(mm ) z 凹模制造公差(mm )由: LS1 =6mm又查表知5 级精度时塑件公差值1= 0.16mm实践证明:成型零件的制造公
31、差约占塑件总公差的1/3 1/4 ,因此在确定成型零件工作尺寸公差值时可取塑件公差的1/3 1/4 。为了保持较高精度选1/4 。由于 : z= 1/4 得 :z1=1/4 × 0.16=0.04mm则 : L 1+z=( 1+Scp) LS-3/4 +z=( 1+0.5% )×6-3/4 × 0.16 +0.04=5.91 +0.04 mm(二 )、型腔深度尺寸的计算:凹模深度尺寸同样运用平均收缩率法:H +z =( 1+Scp) LS-2/3 + zH 凹模深度尺寸(mm ) z凹模深度制造公差(mm )其余符号同上由 : HS1=1 mm取 5 级精度时1=
32、0.12 mm由 z=1/4 得:z1 =0.03 mm则 : H 1+z =( 1+Scp) LS-2/3 +z=( 1+0.5% )×1-2/3 × 0.12 +0.03=0.925 +0.03 mm(一 ) 型芯径向尺寸的计算运用平均收缩率法:Lz =( 1+Scp) LS+3/4 zL 型芯径向尺寸(mm ) z型芯径向制造公差(mm )其余符号同上由 : LS1 =5mm LS2 =3.4 mm取精度时1 =0.14 mm 2=0.14 mm由 z=1/4 得 : z1=0.035 mm z2= 0.035 mm则 : L 1 z =( 1+Scp) LS+3/4
33、 z=( 1+0.5% )×5+3/4 × 0.14 0.035=5.13 0.035 mmL 2 z =( 1+Scp) LS+3/4 z0.035=( 1+0.5% )×3.4+3/4 × 0.14=3.5220.035mm(二 ) 型芯 高度 尺寸的计算运用平均收缩率法:Hz =( 1+Scp) LS+2/3 zH 型芯高度尺寸(mm ) z型芯高度制造公差(mm )其余符号同上由 : H 1=9mm取精度时 1=0.16 mm由 z=1/4 得 : z1 =0.04 mm则 : H 1 z =( 1+Scp) LS+2/3 z=( 1+0.5%
34、)×9+2/3 × 0.16 0.04=9.152 0.04 mm5.3 浇注系统的设计浇注系统是塑料熔体由注塑机喷嘴通向模具型腔的流动通道,因此它应能够顺利的引导熔体迅速有序地充满型腔各处,获得外观清晰,内在质量优良的塑件。浇注系统组成是:主流道、分流道、浇口、冷料穴、塑件。5.3.1 主流道设计a. 主流道尺寸主流道是一端与注射机喷嘴相接触,另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。主流道小端尺寸为d=d1+(0.5 1 ) =3.5mmb. 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
35、套形式(俗称浇口套),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。常用浇口套分为有托浇口套和无托浇口套两种下图为前者,有托浇口套用于配装定位圈。浇口套的规格有12, 16, 20 等几种。由于注射机的喷嘴半径为14 ,所以浇口套的为R16 。如图。5-2 浇口套外形图5.3.2 分流道设计在多型腔或单型腔多浇口(塑件尺寸大)时应设臵分流道,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
36、压力损失尽可能小,能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。. 分流道的布臵形式采用平衡式。5-3 型腔布臵5.3.3 浇口设计浇口是连接分流道和型腔之间的一段细短流道(除直接浇口外),是塑料熔体进入型腔的入口。浇口的形状、数量、位臵及尺寸对塑件的成型性能及成型质量影响很大。合理选择浇口的位臵是提高塑件质量的重要环节,浇口位臵不同,也将直接影响模具的结构。因为该零件为圆柱杆类零件并且为一模两腔结构所以浇口选择为侧浇口,侧浇口应用广泛,生产效率高。综合考虑塑件的形状,该模具的分流道设在分型面上,采用圆形分流道D=6mm 。侧浇口尺寸为t=1mm , b=2mm , h=2mm ;浇口位臵示意5-4 浇口
37、5.4 导向机构的设计5.4.1 导向机构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。其具体作用有:a、定位作用b、导向作用c、承载作用d、保持运动平稳作用e、锥面定位机构作用5.4.2 导柱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,配合间隙一般采用H7/k6 级配合。因为此塑件结构复杂,所以采用台阶式导柱。在导柱的工作部分上开设油槽,可以改善导向条件,减少摩擦,故导柱采用加油槽的导柱根据国家标准选用直径为25mm 长度为 135mm 的导柱 ,材料为T8A 淬硬钢5-5 导柱5.4
38、.3 导套的设计由于导柱已选定,且该模具较小,其导柱、导套配合之间模具结构较复杂,所以采用两个导套接连使用达到模具要求,由塑料模具设计与制造可查得与之相配的导套为I 型带头导套,其外径为35mm 内经 25,长度为60mm 。如图所示:5-6 导套5.5 排气系统的设计塑料在熔化时,会产生气体,所以当塑料在充满型腔时及浇注系统内的空气,如果在型腔中不及时排除干净,可以会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及充填缺料等缺陷。另一方面气体的受压产生反向压力而降低充模速度,还可能造成塑件碳化或烧焦。注射成型时的排气可采用如下四种方式排气:( 1 ) 利用配合间隙排气;( 2 ) 在分型面上开设排气槽
39、排气;( 3 ) 利用排气守排气;( 4) 强制性排气;该模具是采用利用配合间隙排气。其间隙值约为0.030.05mm. 它常用于中小型的简单模具。( .6 冷却系统的设计冷却装臵的目的,主要是防止塑件在脱模时发生变形,缩短成型周期及提高塑件质量。一般在型腔,型芯等部位设臵合理的冷却水路,通过调节冷却水流量和流速来控制模温。冷却水孔开孔的原则:( 1 )冷却水孔的数量应尽可能的多,直径应尽量大;( 2 ) 每个冷却水孔至型腔表面的距离应相等,一般保持在015mm 范围内,距离太近则冷却不易均匀,太远则效率低。水孔直径一般保持在812mm 。( 3 )水孔通过镶块时,防止镶套管等漏水。( 4)冷
40、却管路一般不宜设在型腔内塑料熔接的地方,以免影响塑件的强度。( 5 )水管接头应设在不影响操作的一侧塑件的体积很小,该模具冷却水道如图所示:5-6 冷却水道6 、校核注射机有关工艺参数6.1 、注射量的校核在一个注射周期内注塑模内所需要的塑料总容积应该是模具型腔总容积与模具浇注系统的容积之和,有以下计算公式:V nVi V j (公式 16-1 ,中国模具设计大典2 .P554 )式中n模腔数量;VI 单个制品的体积;Vj浇注系统塑料体积,按照0.3 V计算;V 所需塑料体积。带入数值计算可得:V 总 =1.3n V 塑 =1.3 × 8× 6.02 cm3 62.6 cm
41、3所选的注射机的理论注射容积为125 ,所以经验算符合6.2 、锁模力与注射压力锁模力校核公式:Fz=P( nA+A 1) Fp式中Fz熔融塑料在分型面上的涨开力,N。P塑料熔体对型腔的成型压力,MPa,其大小一般是注射压力的80% ,注射压力大小见表3.1 ;A单个塑件在模具分型面上的投影面积,2mm 22 mm 2A1浇注系统在模具分型面上的投影面积,Fp注射机的额定锁模力,NFz =50 ( 8× 15× 100 ) =600KNFp> Fz,满足条件。6.3 、模具厚度H实际使用的模具厚度与注塑机所允许的安装最大模具厚度H max 和最小模具厚 度Hmin之
42、间 要 满 足 以 下 条 件 : Hmin H m H max 在 设 计 中 模 具 的 厚 度Hm=425mm ,而所选注射机所允许安装的最大模具厚度450 ,最小模具厚度300 ,所以完全符合要求。7. 模具总体结构模具整体设计也就是模体的设计,随着现代工业的发展,模体设计已接近标准化, 可以从市场上购买相应的模体。标准模体一般包括定模板、动模板、 垫块、顶出固定板、顶板、导柱、导套、复位杆等。标准模架有12 种结构, 15876 种规格。在本次设计中,浇口套、导柱、导套、顶杆、水嘴都采用标准件,可以外购。总装图如图所示7-1 模具装配图7. 模具的试模安装1 .试模前的准备试模前要对
43、模具及试模用的设进行检验。模具的闭合高度,安装与注射机的各个配合尺寸、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,起止位臵的定位要准确。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。2 . 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,尽可能放臵在非操作一侧,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,对称布臵。模具安装于注射机上之后,要进行空循环调整
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