塑料骨架注塑模具设计

毕业设计第四章模具设计的有关计算4.1型芯和型腔工作尺寸的计算查表《塑料模设计手册》表1-4塑料ABS收缩率：0.3%~0.8%。平均收缩率：S=（0.3%+0.8%）/2=0.55%4.1.1型腔径向尺寸的计算φ38：（Lm）+0δz=[（1+0.0055）×38-0.26×3/4]+00.26/3=38.01+00.087φ22：（Lm）+0δz=[（1+0.0055）×22-0.22×3/4]+00.22/3=21.96+00.073φ19：（Lm）+0δz=[（1+0.0055）×19-0.22×3/4]+00.22/3=18.94+00.0731.5:（Lm）+0δz=[（1+0.0055）×1.5-0.12×3/4]+00.12/3=1.42+00.04型腔深度的计算：8：（Hm）+0δz=[（1+0.0055）×8-0.16×2/3]+00.16/3=7.94+00.0536：（Hm）+0δz=[（1+0.0055）×6-0.14×2/3]+00.14/3=5.94+00.0471.5：（Hm）+0δz=[（1+0.0055）×1.5-0.12×2/3]+00.12/3=1.43+00.044.1.2型芯径向尺寸的计算φ16：（Lm）-0δz=[（1+0.0055）×16+0.20×3/4]-00.20/3=16.24-00.067φ19：（Lm）-0δz=[（1+0.0055）×19+0.22×3/4]-00.22/3=19.27-00.0731.5：（Lm）-0δz=[（1+0.0055）×1.5+0.12×3/4]-00.12/3=1.6-00.04型芯高度公式：6：（hm）+0δz=[（1+0.0055）×6+0.14×2/3]-00.14/3=6.13-00.04711：（hm）-0δz=[（1+0.0055）×11+0.18×2/3]-00.18/3=11.18-00.064.2侧壁厚度与底板厚度的计算4.2.1侧壁厚度该型腔为整体式。因此，型腔的强度和刚度按整体式进行计算。由于型腔壁厚计算比较麻烦，也可以参考经验推荐数据。查《塑料成型工艺与模具设计》表6.10型腔侧壁厚取δ=20mm4.2.2推板厚度H=0.74pr4/E[δ])1/3其中查，E=2.1×105Mpa，[δ]可取制品轴向尺寸公差的1/10，取[δ]=0.03mm，p由表4.1取30Mpa。H=(0.74×30×0.84/2.1×105×0.00003)1/3=1.13cm≈16mm4.3斜导柱等侧抽芯有关计算4.3.1斜导柱的设计斜导柱的倾斜角α取22.5°。Ft=2π×r×E×S×L×f/[(1+m+k)(1+f)]Ft——脱模力（推出力）（N）E——塑料弹性模量（N/cm2，ABS塑料为1.8～2.9×105N/cm2之间，取2.0×105N/cm2）S塑料的平均成型收缩率（mm/mm）L包容凸模的长度（cm）f塑料与刚的摩擦系数（ABS塑料取0.2）m塑料的帕松比（取0.3）k=2r2/(t2+2tr)（t为塑料平均壁厚）t=塑料平均壁厚(cm)r圆柱半径(cm)2Ft=2×2π×1.9×200000×0.0055×1.7×0.3/[（1+0.3+5.87）（1+0.2）]=1393.97（N）查《塑料成型工艺与模具设计》表9.1取Fw=10KN再查表9.2得d=16mm4.3.2斜导柱的计算在斜导柱的设计中斜导柱采用了理论上最佳的斜角：22.5°，直径取16mm。先计算抽心距：S抽=(R2-r2)1/2+(2~3)mm其中：R—塑件的大圆盘半径r—塑件的最小的腰部外圆半径S抽=(192-9.52)1/2+(2~3)≈16.45+(2~3)=19mm然后在CAD里根据抽心距算出其长度，如图4-1图4-1斜导柱其强度校核：F弯=F抽/cosα其中：F弯—斜导柱所受的弯曲力（N）F抽—抽拔力（N）α—斜导柱的斜角F弯=F抽/cosα=1393.97/cos22.5°=1508.8NF弯<Fw，所以斜导柱强度合格。4.3.3斜滑块的设计斜滑块设计如图4-2图4-2斜滑块的设计4.3.4锲紧块的设计本模具采用锲紧块与定模板制成一体的整体式结构。如图4-3图4-3锲紧块4.3.5导滑条的设计如图4-4图4-4斜滑条斜滑块的导滑长度不能太短，一般应保证滑块在完成抽拔动作后，留在导滑条中的长度不小于有效长度的2/3，经计算，该滑块在完成抽拔动作后留在导滑条中的长度为47.5mm，总的有效长度为65.5mm，所以导滑条的长度足够。4.4冷却与加热系统该模具采用电热丝加热，冷却方式为风扇冷却。第五章选择模架为了方便加工热处理，其型腔镶块可分为两部分。如图5-1图5-1型腔镶块5.1初选注射机5.1.1浇注系统重量单件塑件重量Ms=4.2824g注射机额定注射量Gb，每次注射量不超过最大注射量的80%即n=(0.8Gb－Gj)/Gs式中n－型腔数Gj－浇注系统重量(g)Gs－塑件重量(g)Gb－注射机额定注射量(g)浇注系统估算结果：V1=1/3π(42-1.52)×40=575.7mm3V2=π×42×10=602.88mm32V3=2×π×32×15=847.8mm3Vj=575.7+602.88+847.8=2026mm3=2.026cm3浇注系统重量Gj=2.026×1.18=2.39g设n=2则得：Gb=（nGs+Gj）/0.8=（2×4.2824+2.39）/0.8g=14g总质量：M=14g满足注射量：V机≥V塑件/0.80式中V机——额定注射(cm3)V塑件—塑件与浇注系统凝料体积和（cm3）V机=V塑件/0.8=10.106/0.8cm3=12.6325cm3或满足注射量M机≥M塑件/0.8M机=M塑件/0.8=14/0.8=17.5g5.1.2注射压力P注≥P成型查《塑料模具设计手则》表1-8ABS塑料成型时的注射压力P成型=106～281Mpa.锁模力：P锁≥pF式中:p—塑料成型时型腔压力ABS塑料的型腔压力，取p=30MpaF—浇注系统和塑件在分型面上的投影面积和分型腔及浇住引流及型腔在分型面上的投影面积F=(2850×2+210×2+387.22)mm2=1874.36mm2pF=30×1874.36=56230.8N≈56.23KN根据以上分析与计算,根据塑料注射机技术规格表4.2《塑料成型工艺与模具设计》选用XS－Z－60型注射机。注射机XS－Z－60有关技术参数如下:模板最大开合模行程180mm模具最大厚度200mm模具最小厚度70mm喷嘴圆弧半径12mm喷嘴孔直径4mm动、定模板尺寸330mm×440mm拉杆空间300mm5.2选标准模架根据以上分析计算型腔尺寸及位置尺寸可确定模架的结构形式和格。查《塑料成型工艺与模具设计》表7-4选用：A4型(GB/T12556-90)定模底板厚：20mm定模板厚：A=32mm滑块厚度：17mm推板厚度:16mm动模板厚:B=25mm动模垫板厚：32mm垫块厚度:C=50mm下模座厚：20mm模具厚度：H模=A+B+C+20+16+32+20=195mm模具外形尺寸：160×200×195mm第六章校核注射机6.1注射量、锁模力、注射压力、模具厚度的校核由于在初选注射机和标准模架时是根据以上四个技术参数及计算壁厚等因素选用的，所以注射量、锁模力、注射压力、模具厚度不必进行校核，已符合所选注射机要求。6.2开模行程的校核注射机最大行程SS2h件+h浇+(5～10)式中h件——塑料制品高度(mm)；h浇——浇注系统高度(mm)。2h件+h浇+(5～10)=2×17+40+10=84mm故满足要求。6.3模具在注射机上的安装从标准模架外形尺寸看小于注射机拉杆空间，并采用压板固定模具，所以选注射机规格满足要求。第七章推出机构的设计7.1推件力的计算Ft=2π×r×E×S×L×f/[(1+m+k)(1+f)]Ft——脱模力（推出力）（N）E——塑料弹性模量（N/cm2，ABS塑料为1.8～2.9×105N/cm2之间，取2.0×105N/cm2）S塑料的平均成型收缩率（mm/mm）L包容凸模的长度（cm）f塑料与刚的摩擦系数（ABS塑料取0.2）m塑料的帕松比（取0.3）k=2r2/(t2+2r)（t为塑料平均壁厚）t=塑料平均壁厚(cm)r圆柱半径(cm)2Ft=2×2π×1.9×200000×0.0055×1.7×0.3/[（1+0.3+5.87）（1+0.2）]=1393.97（N）7.2推杆的设计7.2.1推杆的强度计算查《塑料模设计手册之二》由式5-97得d=（）d——圆形推杆直径cm——推杆长度系数≈0.7l——推杆长度cmn——推杆数量E——推杆材料的弹性模量N/(钢的弹性模量E=2.1107N/)Q——总脱模力d=（）=0.193cm=1.93mm取6mm。7.2.2推杆压力校核查《塑料模设计手册》式5-98 =取320N/mm²<推杆应力合格，硬度HRC50～657.3推板强度计算推板选用45钢，允许变形0.3mm。查《塑料模设计手册》由式5-103得：H=0.54L()H——推板厚度cmL——推杆间距cmQ——总脱模力B——推板宽度cmE——钢材的弹性模量N/(钢的弹性模量E=N/)y——推板允许最大变形量cmH=0.546.4×()=3.95mm<16mm所以推板强度合格。第八章连接件的选用8.1销钉的选用由于连接的各种板料比较大所以销钉选用35号钢,热处理硬度28-38HRC销GB/T11716x50:参考<机械零件手册>圆柱销系列.8.2螺钉的选择(1).定模紧固螺铨的选用;定模底板的厚度和定模板的总长为60mm.所以选用的螺铨型号为:GB/T5782M20X40.(2).动模紧固螺铨的选用：动模底板,垫块,动模支撑板和动模板的总长度为185mm.所以选用螺铨的型号为:GB/T5782MX140.(3).连接滑块螺钉的选用:根据所有连接的定位块和倒滑槽的长度这里选用:GB/T5782M12X60第九章模具的装配9.1模的装配将定模板平放在平台上，先将型腔放进去，再把四根斜倒柱，四个锲紧块和八个型腔拼块敲入指定的位置，把上模板放上去，对准好倒套孔和浇口套孔，把倒套和浇口套敲进去，订上销钉，最后将浇口套螺钉，定模螺钉旋上紧固，完成装配。9.2动模的装配把动模板倒放在平台上，先将四个侧滑块放进倒滑槽，把定位块拧好，装上弹簧螺钉将滑块固定好，在型芯放进去，再放入型芯拼块和四个倒柱。放上动模板，对准好各种孔位后放上推杆定位板后把拉料杆，推件杆放到其位置，再将垫块对准各种孔位放上去，再将下模板放上把螺钉旋上即可，然后把动模翻过来，把定模倒套对准倒柱放进去。整套模具装配完成。最后检验，试模。结论参考文献1.屈华昌主编.《塑料成型工艺与模具设计》.北京:机械工业出版社1996.2.李澄.吴天生.闻百桥主编.《机械制图》.北京:机械工业出版社1996.3.李云程主编《模具制造工艺学》北京：机械工业出版社2001.4.周开勤主编《机械零件手册》北京：高等教育出版社2001.5.范有发主编《冲压与塑料成型设备》北京：机械工业出版2001.6.许德珠主编《机械工程材料》北京：高等教育出版社1991.7.孙玲主编，塑料成型工艺与模具设计[M].北京:清华大学出版社,20088.史铁梁.模具设计指导.[M],北京：机械工业出版社，2003.9.Jalve.Electrodesposiciondemetales[E].2000.10.Pearce.R.SheetMatalForming[M].Bristol、philadelphia:Adamhilger,c1991.11.甄瑞麟主编，杨善义，张永军副主编.王哲明主审.模具制造工艺学[M].清华大学出版社，2005.112.何永强.塑料模具设计指导与资料汇编[M].大连：大连理工大学出版社.200513.齐卫东.塑料模具设计与制造[M].北京.高等教育出版社，200414.叶久新、赵龙主编.塑料制品成型及模具设计.湖南科学技术出版社，2004.715.电子资料查询：Google，百度，校园网上的电子阅览室等.16.齐卫东.《塑料模具设计与制造》.北京：高等教育出版社.2004.17.阎亚林.《塑料模具图册》.北京:高等教育出版社.2004.18.屈华昌.《塑料成形工艺与模具设计》.北京：高等教育出版社.2001.19.甑瑞麟.《模具制造实训教程》.北京：机械工业出版社.2006.20.付丽.《实用模具技术手册》.北京：机械工业出版社.2002.21.于华编著.《注塑模具设计技术及实例》.北京：机械工业出版社.2004.6.22.陈万林等编著.《实用塑料注塑模设计与制造》.北京：机械工业出版社.2000.3.23.蒋继宏，王效岳编著.《注塑模具典型结构100例》.北京：中国轻工业出版社.2000.24.FuMW,FuhJYH,NeeAYC.Undercutfeaturerecognitioninaninjectionmoulddesignsystem.ComputAidedDes1999;31:777–90.25.ZhaiM,LamYC,AuCK,LiuDS.Automatedselectionofgatelocationforplasticinjectionmoldingprocessing.PolymPlastTechnolEng2005;44:229–42.26.ShiF,LouZL,LuJG,ZhangYQ.Optimisationofplasticinjectionmouldingprocesswithsof