肥皂盒底座注塑模的設(shè)計(jì).doc

濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 題目 肥皂盒底座注塑模的設(shè)計(jì) 系別 機(jī) 電 工 程 系 專業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 班級 模具 0806 姓名 李 勇 飛 學(xué)號(hào) 08030614 指導(dǎo)教師 李 秀 副 日期 2010 年 12 月 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) I 設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)題目 肥皂盒底座注塑模的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)要求 1 確定合理工藝方案 2 設(shè)計(jì)合理的模具結(jié)構(gòu) 3 設(shè)計(jì)要全面介紹模具的工作原理 4 內(nèi)容豐富 文字精練 講述詳細(xì) 實(shí)用價(jià)值高 設(shè)計(jì)進(jìn)度要求 設(shè)計(jì)進(jìn)度要求 第一到七周 核心技能訓(xùn)練 第八周 搜集模具相關(guān)資料 第九周 前期準(zhǔn)備工作 第十周 模具基本類型與工作部分零件尺寸計(jì)算 第十一周 模具整體設(shè)計(jì)和繪制裝配圖 第十二周 模具主要零件圖的繪制 第十三周 畢業(yè)論文的校核 第十四周 打印裝訂 準(zhǔn)備答辯 指導(dǎo)教師 簽名 指導(dǎo)教師 簽名 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) III 摘 要 本次模具設(shè)計(jì)的內(nèi)容是 肥皂盒底座注射模的設(shè)計(jì) 通過對塑件進(jìn)行工藝的 分析和比較 最終設(shè)計(jì)一副注塑模 從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性 具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā) 對模 具的澆注系統(tǒng) 模具成型部分的結(jié)構(gòu) 頂出機(jī)構(gòu) 冷卻系統(tǒng) 注塑機(jī)的選擇及有關(guān) 參數(shù)的校核 都有詳細(xì)的設(shè)計(jì) 同時(shí)并簡單的編制了模具的加工工藝 通過整個(gè)設(shè) 計(jì)過程表明該模具能夠達(dá)到塑件所要求的加工工藝 根據(jù)題目設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是肥 皂盒底座注塑模具的設(shè)計(jì) 也就是設(shè)計(jì)一副注塑模具來生產(chǎn)肥皂盒底座塑件產(chǎn)品 以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量 對肥皂盒的具體結(jié)構(gòu) 該模具是點(diǎn)澆口的單分型面注射模 具 通過模具設(shè)計(jì)表明該模具能達(dá)到肥皂盒底座的質(zhì)量和加工工藝要求 關(guān)鍵詞 肥皂盒底座 注塑模 分型面 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) I 目 錄 摘 要 II 1 塑件工藝分析 1 1 1 塑件設(shè)計(jì)要求 1 1 2 塑件的材料特征 1 1 3 塑件材料的確定 2 1 4 塑料的收縮率及密度確定 2 1 5 模具種類與模具設(shè)計(jì)的關(guān)系 4 2 塑件的尺寸精度與結(jié)構(gòu) 5 3 注射機(jī)及模架的選用 7 3 1 注射機(jī)的選用 7 3 2 模架的選用 7 3 3 模架周界尺寸選擇 8 4 模具型腔 型芯的有關(guān)計(jì)算 9 4 1 型腔工作尺寸計(jì)算 9 4 2 型芯的工作尺寸計(jì)算 10 4 3 模具中孔中心距計(jì)算 12 5 注塑機(jī)參數(shù)校核 13 5 1 最大注射量校核 13 5 2 鎖模力校核 13 5 3 模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核 13 5 4 模具閉合高度校核 14 6 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 6 1 制品成型位置及分型面的選擇 15 6 2 模具型腔數(shù)的確定 排列和流道布局 15 6 3 主流道 主流道襯套及定位環(huán)的設(shè)計(jì) 16 6 4 分流道的形狀及尺寸 18 6 5 澆口的形狀及其位置選擇 20 6 6 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 21 6 7 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 22 6 8 拉料桿的形式選擇 23 6 9 模具排氣槽設(shè)計(jì) 23 7 模具冷卻系統(tǒng)計(jì)算 24 7 1 冷卻回路所需的總面積計(jì)算 24 7 2 冷卻回路的總長度的計(jì)算 25 7 3 冷卻水體積流量的計(jì)算 26 8 注射模零件及總裝技術(shù)要求 27 8 1 零件的技術(shù)要求 27 8 2 總裝技術(shù)要求 27 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) II 9 模具裝配圖及工作原理 29 致 謝 31 參考文獻(xiàn) 32 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 1 塑件工藝分析 1 11 1 塑件設(shè)計(jì)要求塑件設(shè)計(jì)要求 肥皂盒在我們生活中非常的普遍 幾乎每家都要用到 此次設(shè)計(jì)的肥皂盒的結(jié) 構(gòu)比較簡單 主要是在肥皂盒的底部打長條形的間隙 這樣可以讓積累在里面的水 自然流出省去人工進(jìn)行操作 也可以提高肥皂盒的使用壽命 為滿足制品表面光滑 的要求與提高成型效率采用潛伏式澆口 澆口的分流道位于分型面上 而澆口卻斜 向開設(shè)在模具的隱蔽處 塑料熔體通過型腔的側(cè)面或推桿的頂端部注入型腔 因而 塑件表面不受損傷 不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質(zhì)量與美觀效果 圖 1 肥皂盒底座 塑件表面質(zhì)量 Ra0 32 塑件顏色 白色 塑件要求 塑件外側(cè)表面光滑 下端外沿不允許有澆口痕跡 塑件允許最大脫模斜度 1 21 2 塑件的塑件的材料特征材料特征 1 2 11 2 1 丙烯腈丙烯腈 丁二烯丁二烯 苯乙烯共聚物苯乙烯共聚物 ABSABS 基本特征 ABS 是由丙烯腈 丁二烯 苯已烯共聚而成的 這三種組分的各自 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 特性 使 ABC 具有良好的綜合力學(xué)性能 丙烯腈使 ABS 有良好的耐化學(xué)腐蝕性及表 面硬度 丁二烯使 ABS 堅(jiān)韌 苯已烯使它有良好的加工性和染色性能 ABS 無毒 無味 呈微黃色 成型的塑料件有較好的光澤 密度為 1 02 1 05g cm3 ABS 有極好的抗沖擊強(qiáng)度 且在低溫下也不迅速下降 有良好的力學(xué)強(qiáng) 度和一定的耐磨性 耐寒性 耐油性 耐水性 化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能 水 無機(jī) 鹽 堿 酸類對 ABS 幾乎無影響 在酮 醛 氯代烴中會(huì)溶解或形成乳濁液 不溶 于大部分醇類及烴類溶劑 但與烴長期接觸會(huì)軟化溶脹 ABS 塑料表面受冰醋酸 植物油等化學(xué)藥品的侵蝕會(huì)引起應(yīng)力開裂 ABS 有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性 易于 成型加工 經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色 其缺點(diǎn)是耐熱性不高 連續(xù)工作溫度為 70 左右 熱變形溫度約為 93 左右 耐氣候性差 在紫外線作用下易變硬發(fā)脆 根據(jù) ABS 中三種組分之間的比例不同 其性能也略有差異 從而適應(yīng)各種不同 和應(yīng)用 可分為超高沖擊型 高沖擊型 中沖擊型 低沖擊型和耐熱型等 主要用途 ABS 在機(jī)械工業(yè)上用來制造齒輪 泵葉輪 軸承 把手 管道 電 機(jī)外殼 儀表盤 水箱外殼 蓄電池模 冷藏庫和冰箱實(shí)襯里等 汽車工業(yè)上用 ABS 制造汽車擋泥板 扶手 熱空氣調(diào)節(jié)導(dǎo)管 加熱器等 還有用 ABS 夾層板制小 轎車車身 ABS 還可用來制作水表殼 紡織器材 電器零件 文教體育用品 玩具 電子琴及收錄機(jī)殼體 食品包裝容器 農(nóng)藥噴霧器及家具等 成形特點(diǎn) ABS 在升溫時(shí)粘度增高 所以成型壓力較高 塑料上的脫模仿斜度 宜稍大 ABS 易吸水 成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理 易產(chǎn)生熔接痕 模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng) 注意盡量減小澆注系統(tǒng)對料流的阻力 在正常和成型條件下 壁厚 熔粒子溫度及 收縮率影響極小 要求塑件精度高時(shí) 模具溫度可控制在某種程度上 50 60 要 求塑件光澤和耐熱時(shí) 應(yīng)控制在 60 80 1 31 3 塑件材料的確定塑件材料的確定 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 ABS 樹脂微黃或白色不透明 是丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 丙烯腈使聚合物奶牛 耐熱 耐化學(xué)腐蝕 丁二烯使聚合物具有優(yōu) 越的柔性 韌性 苯乙烯賦予聚合物良好的剛性和加工流動(dòng)性 因此 ABS 樹脂具有 突出的力學(xué)性能和良好的綜合性能 同時(shí)它具有強(qiáng)吸濕性 塑件尺寸穩(wěn)定性好 為 此確定使用材料為 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 ABS 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 1 41 4 塑料的收縮率及密度確定塑料的收縮率及密度確定 表 1 材料性能參數(shù) 材料 代號(hào) 密度 kg m 3 收縮率 模具溫度 注射壓力 P注 Mpa 最大不溢料 間隙 mm PE940 9601 5 3 660 7060 1000 02 PP900 9101 0 2 580 9070 1000 03 ABS1020 10500 3 0 850 8060 1000 04 PVC13800 6 1 530 6080 1300 03 由表 1 知丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 ABS 的收縮率 0 3 0 8 由丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物的成形特點(diǎn)可知其成形收縮率范圍及收縮率小 所以在選擇 聚丙烯的收縮率時(shí)應(yīng)考慮使用小的收縮率確定收縮率值為 0 55 其平均密度為 1 035g cm3 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 1 51 5 模具種類與模具設(shè)計(jì)的關(guān)系模具種類與模具設(shè)計(jì)的關(guān)系 不同種類的塑料其工藝性能 成形特性也不相同 因此為了確定塑料的工藝性 能 成形特征 并在模具中充分利用以獲得優(yōu)質(zhì)的塑料制件 表 2 塑料種類與模具設(shè)計(jì)關(guān)系 塑料特征注意事項(xiàng) 丙烯腈 丁二烯 苯 乙烯共聚物 ABS 1 升溫時(shí)粘度較高 成型壓力 較高 2 宜吸水 3 正常和成型條件下 壁厚 熔粒子溫度及收縮率影響極 小 1 塑料上的脫模斜度 宜稍大 2 要求塑件精度高時(shí) 需要控制模具溫度 塑件的成型要求 升溫時(shí)粘度較高 所以成型壓力較高 塑料上的脫模斜度宜稍大 ABS 易吸水 成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理 塑料成型工藝參數(shù) 模具溫度 50 70 噴嘴溫度 180 190 料筒溫度 前段溫度 200 210 中段溫度 210 230 后段溫度 180 200 注射壓力 70 90MPa 注射機(jī)類型 螺桿式 保壓壓力 50 70 MPa 噴嘴形式 直通式 注射時(shí)間 3 5S 保壓時(shí)間 15 30S 冷卻時(shí)間 15 30S 成形周期 40 70S 后處理 紅外線烘箱 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 2 2 塑件的尺寸精度與結(jié)構(gòu) 為了降低模具加工難度和制造成本 在滿足塑件使用的前提下 用較低的尺寸 公差精度等級 表 3 塑件有關(guān)尺寸精度等級參數(shù) 精度等級 12345678 基本尺寸 mm 公差數(shù)值 mm 30 040 060 080 120 160 240 320 46 3 60 050 070 080 140 180 280 360 56 6 100 060 080 100 160 200 320 400 64 10 140 070 090 120 180 220 360 440 72 14 180 080 100 120 200 240 400 480 80 18 240 090 110 140 220 280 440 560 56 24 300 100 120 160 240 320 480 640 96 30 400 110 130 180 260 360 520 721 00 40 500 120 140 200 280 400 560 801 2 50 650 130 160 220 320 460 640 921 4 65 850 140 190 260 380 520 761 01 6 85 1000 160 220 300 440 600 881 21 8 100 1200 180 250 340 500 681 01 42 0 120 1400 280 380 560 761 11 52 2 塑件精度等級與塑料品種有關(guān) 根據(jù)塑料的收縮率的變化不同 塑料的公差精 度分為高精度 一般精度 低精度三種 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 表 4 塑件精度等級參數(shù) 建議采用精度等級 塑料品種 高精度一般精度低精度 ABSMT2MT3MT5 由塑件的工作環(huán)境知道工件的精度要求較高 所以精度等級選擇一般精度由表 3 表 4 可查得模具加工時(shí)的各尺寸工差 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 3 3 注射機(jī)及模架的選用 3 13 1 注射機(jī)的選用注射機(jī)的選用 由工件可得其質(zhì)量為 18g 因?yàn)椴捎靡荒６坏纳a(chǎn)方式 所以二個(gè)塑件的總 質(zhì)量為 36g 可計(jì)算澆注系統(tǒng)的體積為 8 5cm3 由公式所以 3 3 36 34 78 1 035 mg Vcm g cm 塑件 澆塑件總 VVV 34 788 5 43 28 選用 XS ZY 125 型臥式注射機(jī) 其性能參數(shù)如下 額定注射量 3 125cm 注射壓力 Mpa120 鎖模力 900KN 最大注射面積 2 320cm 最大開模行程 mm300 模具最大厚度 300mm 模具最小厚度 200mm 拉桿間距 260 290mm 噴嘴半徑 mm2 噴嘴圓弧半徑 18mm 3 23 2 模架的選用模架的選用 我國目前標(biāo)準(zhǔn)化注射模零件的國家標(biāo)準(zhǔn)有 12 個(gè) 另外還制訂了塑料注射模具的 標(biāo)準(zhǔn)模架 分 中小型模架 GB T12556 1 90 和 大型模架 GB T12555 1 90 兩種 中小型模架 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定 模架的周界尺寸范圍為 560mm 并規(guī)定模架的形式為品種型號(hào) 即基本型 A1 A2 A3 和 A4 四個(gè)品種 mm900 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 表 5 四種模架的組成 功能及用途 型號(hào)組成 功能及用途 A1 型 定模采用兩塊模板 動(dòng)模采用一塊模板 與推桿推件機(jī)構(gòu)組成模架 適用于 立式和臥式注射機(jī) A2 型 動(dòng) 定模均采用兩塊模板 與推件機(jī)構(gòu)組成模架 適用于立式和臥式注射機(jī) 可用于帶有斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯的模具 也可用于斜滑塊側(cè)向分型的模具 A3 型 定模采用兩塊模板 動(dòng)模采用一塊模板 它們中間設(shè)置了一塊推件板 用于 推件板件的模具 適用于立式和臥式注射機(jī) A4 型 動(dòng) 定模均采用兩塊模板 它們中間設(shè)置了一塊推件板 用于推件板件的模 具 適用于立式和臥式注射機(jī) 根據(jù)以上四種模架的組成 功能及用途可以看出 A4 型模型適用于本次模具的 設(shè)計(jì) 故選用 A4 模架 3 33 3 模架周界尺寸選擇模架周界尺寸選擇 中小型模架的周界尺寸參數(shù) 規(guī)格有 100 L 125 L 160 L 180 L 200 L 250 L 315 L 355 L 400 L 4 50 L 和 500 L 等模架規(guī)格 根據(jù)模具型腔布置可以選用的模架規(guī)格為 400mm 再根據(jù)所選取的模架規(guī)格可通過標(biāo)準(zhǔn)模架 表查得上 下模板的厚度為mm250 墊板厚度為 30mm30mm 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 4 4 模具型腔 型芯型腔 型芯的有關(guān)計(jì)算 4 14 1 型腔工作尺寸計(jì)算型腔工作尺寸計(jì)算 模具型腔是模具和塑件的接觸處其尺寸的公差直接影響了塑件工作的性能和表 面的粗糙度 為此工件的型腔尺寸應(yīng)做到在保證工件的質(zhì)量的前提下有足夠的加工 余量 由公式得 因?yàn)?對于塑件 0 38 124mm 3 124 1 0 0055 4 L 模具 式中 塑件形狀最大尺寸 塑件 L 塑件的平均收縮率k 塑件的尺寸公差 模具制造公差 取塑件尺寸公差的 1 3 1 6 故 1 0 64 3 3 28 1 0 00550 64 4 L 模具 0 21 124 20 由公式得 因?yàn)?對于塑件高度尺寸模具設(shè)計(jì) 0 08 22mm 0 08 2 10 24 3 Hhk 塑件模具 塑件最高方向最大尺寸h塑件 故 0 08 2 221 0 00550 24 3 H 模具 0 08 22 28 型腔形狀尺寸如下圖 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 圖 2 型腔外形及尺寸圖 4 24 2 型芯的工作尺寸計(jì)算型芯的工作尺寸計(jì)算 模具的型芯和型腔一樣也是和塑件直接接觸 其加工要求和型腔基本上是相同 的 但是型芯的加工要保證和塑件的內(nèi)型腔相同 其制造公差和型芯相反取負(fù)偏差 由公式得 因?yàn)?對于塑件 78 mm 尺寸的模具設(shè)計(jì) 4 3 1kLL 塑件模具 塑件內(nèi)形徑向的最小尺寸 塑件 L 故 0 15 3 7810 00550 46 4 L 模具 0 15 20 36 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 公式得 因?yàn)?對于塑件尺寸的模具設(shè)計(jì) 0 14 4mm 3 2 1kLL 塑件模具 塑件內(nèi)腔的深度最小尺寸 塑件 L 故 0 05 2 410 00550 14 3 h 模具 0 05 4 16 1 0 11 3 2510 00550 32 4 L 內(nèi)型 0 11 25 38 2 0 11 3 3010 00550 32 4 L 內(nèi)型 0 11 30 41 3 0 16 3 2910 00550 48 4 L 內(nèi)型 0 16 29 52 4 0 17 3 3410 00550 52 4 L 內(nèi)型 0 17 34 58 0 26 3 11810 00550 78 4 L 內(nèi)長 0 26 119 04 2 0 17 3 4010 00550 52 4 L 內(nèi)長 0 17 40 64 1 0 19 3 4010 00550 56 4 L 內(nèi)圓弧 0 19 40 46 2 0 11 3 210 00550 32 4 L 內(nèi)圓弧 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 0 12 7 38 3 0 11 3 510 00550 34 4 L 內(nèi)圓弧 0 11 2 27 2 0 17 3 4010 00550 52 4 L 內(nèi)長 0 17 40 61 4 34 3 模具中孔中心距計(jì)算模具中孔中心距計(jì)算 塑件上的中心距基本尺寸 Cs 和模具上的中心距的基本尺寸 Cm 均為平均尺寸 1 Cms Cs 標(biāo)注制造公差后得 1 2 z Cms Cs 兩孔間的距離Cm 故 0 11 30 10 55 2 Cm 30 1650 055 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 5 5 注塑機(jī)參數(shù)校核 5 15 1 最大注射量校核最大注射量校核 注射機(jī)的最大注塑量應(yīng)大于制品的重量或體積 包括流道及流口凝料和飛邊 通常注塑機(jī)的實(shí)際注塑量最好在注塑機(jī)的最大注塑量 80 由公式得 所以 選用的注塑機(jī)最大注塑量應(yīng) 澆塑件機(jī) VVV 8 0 式中 注塑機(jī)的最大注塑量 單位 機(jī) V 3 cm 注塑機(jī)的體積 單位 塑料 V 3 cm 該產(chǎn)品 V 塑件 34 78 3 cm 澆注系統(tǒng)體積 單位 澆 V 3 cm 該產(chǎn)品 8 50 澆 V 3 cm 故 34 788 50 54 10 0 80 8 VV V 塑件澆 機(jī) 所以 選擇注塑機(jī)的注塑量為 125 故 滿足要求 3 cm 5 25 2 鎖模力校核鎖模力校核 由公式得 鎖機(jī) FAP模 熔融塑料在型腔內(nèi)的壓力 70 90 Mpa 80 選取型腔內(nèi)壓力的 模 P 平均值為 35Mpa 所以 計(jì)算得 582 KN 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面之和 計(jì)算為 14000mm2A 注塑機(jī)的額定鎖模力 鎖機(jī) F 故 815KN 鎖機(jī) FAP模 所以選定的注塑機(jī)為 900KN 滿足條件 5 35 3 模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核 即 模具長 x 寬 拉桿間距 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 模具的長寬為 注塑機(jī)拉桿間距360 95 260 290 5 45 4 模具閉合高度校核模具閉合高度校核 模具實(shí)際厚度 H模 95mm 注塑機(jī)最小閉合厚度 H最小 mm200 即 H模 H最小 故滿足要求 5 55 5 開模行程校核開模行程校核 我們所選的注塑機(jī)的最大行程與模具厚度有關(guān) 故注塑機(jī)的開模行程應(yīng)滿足下 式 最小模機(jī) HHS mmHH105 21 因?yàn)?最小模機(jī) HHS 300300200 200mm 12 5 103690 10136HHmm H1 推出距離 單位mm H2 包括注射系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度 單位mm S機(jī) 注射機(jī)最大開模行程 故 滿足要求 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 6 6 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 16 1 制品成型位置及分型面的選擇制品成型位置及分型面的選擇 選擇分型面時(shí)的考慮方向 1 塑件開模后留在動(dòng)模上 2 分型面的痕跡不影響塑件的外觀 3 澆注系統(tǒng)和澆口的合理安排 4 推桿的痕跡不露在塑件的外觀上 5 使塑件易于脫模 根據(jù)以上的分型面選擇的原則 本塑件的分型面選擇在塑件的最下面 這樣有 利于塑件型腔的加工 更有利于塑件的成形 而塑件的整體將在脫模后留在動(dòng)模側(cè) 而對于推桿的設(shè)計(jì) 將采用塑件的底面形狀 圓弧度 的面積 這樣既增大了推出 力 又減小了推桿的痕跡的存在 圖 3 分型面的選擇圖 6 26 2 模具型腔數(shù)的確定 排列和流道布局模具型腔數(shù)的確定 排列和流道布局 與單型腔模具相比較 單型腔模具具有塑料制件的形狀和尺寸一致性好 成型 的工藝條件容易控制 模具結(jié)構(gòu)簡單緊湊 模具制造成本低 制造周期短等特點(diǎn) 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 但是 在大批量生產(chǎn)的情況下 多型腔應(yīng)收更為合適的形式 它可以提高生產(chǎn)效率 降低塑件的整體成本 型腔數(shù)目的確定 應(yīng)根據(jù)塑件的幾何形狀及尺寸 質(zhì)量 批量大小 交貨長短 注射能力 模具成本等要求來考慮 根據(jù)注射機(jī)的額定鎖模力 F 的要求來確定型腔數(shù)目 n 即 2 1 FpA n pA 式中 F 注射機(jī)額定鎖模力 N p 型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力 MPa 分別為澆注系統(tǒng)和單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積 mm2 1 A 2 A 大多數(shù)小型件常用多型腔注射模 而高精度塑件的型腔數(shù)原則上部超過 4 個(gè) 生產(chǎn)中如果 交貨允許 根據(jù)上述公式估算 采用一模兩腔 圖 4 型腔排列圖 因?yàn)橐荒６?所以塑件的尺寸為豎直方向 取得標(biāo)準(zhǔn)模架的周界尺寸為 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)及流道的布局 mm400400 澆注系統(tǒng)的作用就是將熔融狀態(tài)的塑料均勻 迅速地輸入型腔 使型腔內(nèi)氣體 及時(shí)排出 并且將注射壓力傳遞到型腔的各個(gè)部分 從而得到組織緊密的制品 6 36 3 主流道 主流道襯套及定位環(huán)的設(shè)計(jì)主流道 主流道襯套及定位環(huán)的設(shè)計(jì) 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 主流道設(shè)在定模板上 并且位于模具的中心 與注射機(jī)噴噴嘴在同一軸線上 其為一圓錐孔 其小頭正對注射機(jī)的噴嘴 因噴嘴外形為球面 所以主流道小頭孔 端的外形應(yīng)為一凹球面 為了配合緊密 防止溢料 凹球面的半徑應(yīng)比噴嘴的球面 半徑略大 mm32 主流道襯套的材料常用 T8A T10A 制造 熱處理后硬度為 50 55HRC 主流道 襯套與定模板采用 H7 m6 的過渡配合 主流道襯套與定位圈采用 H9 m9 的過渡配合 由于受型腔或分流道的反壓力作用 主流道襯套會(huì)產(chǎn)生軸向定位移動(dòng) 所以主流道 襯套的軸向定位要可靠 主流道設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題 1 便于流道凝料從主流道襯套中拔出 主流道設(shè)計(jì)成圓錐形 錐角 粗糙度與噴嘴對接處設(shè)計(jì)成半球形凹坑 球半徑略大于噴嘴頭半 4 2 63 0 Ra 徑 2 主流道要求耐高溫和摩擦 要求設(shè)計(jì)成可拆卸的襯套 以便選 用優(yōu)質(zhì)材 料單獨(dú)加工和熱處理 3 襯套大端高出定模端面 并與注射機(jī)定模板的定位孔成間隙配 mm10 5 合 起定位隙作用 4 主流道襯套與塑料接觸面較大時(shí) 由于腔體內(nèi)反壓力的作用使襯套易從 模具中退出 可設(shè)計(jì)定住 5 直角式注射機(jī)中 主流道設(shè)計(jì)在分型面上 不需沿軸線上拔出凝料可設(shè) 計(jì)成粗的圓柱形 主流道直徑計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式 由公式得 4 mm K V D 式中 主澆道大頭直徑 Dmm 流經(jīng)主澆道的熔體體積 注射量為 60V 3 cm 3 cm 因熔體材料而異的常數(shù)K 塑料種類 PSPE PPPAPCPOMCA K 值 2 5451 52 12 25 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 故 mmD47 4 414 3 604 圖 5 主流道襯套圖 表 6 定位環(huán)的尺寸參數(shù) d116202530 d 注射機(jī)噴嘴直徑 0 5 1 D 與注射機(jī)定位孔間隙配合 SR 注射機(jī)噴嘴球面半徑 1 2 主流流道的大頭直徑確定為 因?yàn)樾《酥睆奖茸⑸錂C(jī)噴嘴直徑大 0 5 mm47 4 1 由上知注射機(jī)噴嘴直徑為 所以可得主流道小端直徑為 主流道錐度mm2mm3 一般取 根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算可知錐度為 4o 所以符合主流道的選取范圍 4 2 6 46 4分流道的形狀及尺寸分流道的形狀及尺寸 分流道的截面形狀有 圓形 梯形 u 形 半圓形 矩形 分流道的長度應(yīng)盡 可能的短 少彎折的減少壓力損失和熱量損失 分流道的表面粗糙度為 mmRa6 1 表 7 分流道截面形狀和特征比較 截面形狀特征 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 熱量損失加工性能流動(dòng)阻力效果 圓形小較難小最佳 U 形較小易較小良 矩形大易大不良 通過以上截面形狀的對比 顯然圓形截面形狀效果最佳 為此選用 U 形截面形 狀 多腔模中 分流道的排布 1 平衡式和非平衡式 平衡式 分流道的形狀尺寸一致 非平衡式 a 靠近主流道澆口尺寸設(shè)計(jì)得大于遠(yuǎn)離主流道的澆口尺寸 b 分流道不能太細(xì)長 太細(xì)長 溫度 壓加體大會(huì)使離主流道較遠(yuǎn)的型腔難以 充滿 c 一般需要多次修復(fù) 調(diào)理達(dá)到平衡 d 即使達(dá)到料流和填充平衡 但材料時(shí)間不相同 制品出來的尺寸和性能有差 別 對要求高的制品不宜采用 e 非平衡式分布 分流道長度短 f 如果分流道較長 可將分流道的尺寸頭沿熔體前進(jìn)方向稍征長作冷料穴 使 冷料不致于進(jìn)入型腔 g 分流道和型腔布置時(shí) 要使用塑件投影面積總重心與注塑機(jī)鎖模力的作用線 重合 U 形分流的側(cè)面斜角常取 5o 10o 此取斜角為 6o 分流道截面形狀采用 U 形且平衡分布 因?yàn)閳A形分流道熱量損失較小 易加工 效率較高且可保證各型腔均衡進(jìn)料 從而保證塑件質(zhì)量 6 R2 5 6 25 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 圖 6 U 形分流道截面尺寸圖 6 56 5 澆口的形狀及其位置選擇澆口的形狀及其位置選擇 澆口的作用是使料流加速 并控制襯料時(shí)間 控制料流狀態(tài) 常用的截面形狀 有圓形和矩形兩種 流口不僅對塑件熔體的流動(dòng)性和充模特征有關(guān) 而且與塑件的 成形質(zhì)量有著密切的關(guān)系 因此澆口的形式與塑料品種要相互適應(yīng) 根據(jù)各種澆口 的特征比較可以看出點(diǎn)澆口的各種優(yōu)越性能 其澆口特征如下 點(diǎn)澆口的特征 1 形狀簡單 便于加工 而且尺寸精度容易保證 2 試模時(shí) 發(fā)現(xiàn)不適當(dāng) 容易及時(shí)修改 3 能相對獨(dú)立的控制充填速度與封閉時(shí)間 4 可用于各種塑料 5 對于殼體類塑件 流動(dòng)填充效果較佳 基于塑件的特點(diǎn)和點(diǎn)澆口的特征來看選擇點(diǎn)澆口 點(diǎn)澆口的直徑計(jì)算公式 4 Acnd 式中 點(diǎn)澆口的直徑 dmm 系數(shù) 依塑料種類而異 ABS 0 7n 塑料種類 PVCPE PSABSPCPOMPVAV n 值 0 90 60 80 70 70 8 依塑件壁厚而異 系數(shù)為0 2c 型腔表面積A 故 0 15 10 13d 1 51mm 表 8 點(diǎn)澆口尺寸參數(shù) 塑件厚度 塑料種類 5 1 3 5 13 PSPE 7 0 5 09 0 6 02 1 8 0 ABS8 0 6 00 1 7 02 1 8 0 PVCPOM 0 1 8 08 1 9 00 2 0 1 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 PA2 1 9 02 1 0 16 1 2 1 6 5 16 5 1 澆口位置的選擇澆口位置的選擇 盡量縮短流動(dòng)距離 保證熔料能迅速地充滿型腔 澆口開在塑件壁厚處 且應(yīng) 減少熔痕 有利于型腔氣體的排出 圖 7 澆口位置 6 66 6 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 當(dāng)動(dòng)定模合攏后就構(gòu)成了型腔 為了保證動(dòng)定模合攏時(shí)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 合模導(dǎo) 向機(jī)構(gòu) 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具中的作用 一是定位作用 模具每次合攏時(shí) 都有一 個(gè)唯一的準(zhǔn)確方位 從而保證型腔的正確形狀 二是導(dǎo)向作用 引導(dǎo)動(dòng)定模正確閉 合 避免凸模式型芯先進(jìn)入型腔而損壞 三是承受一定的側(cè)壓力 在成行過程中承 受單向側(cè)壓力 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要由導(dǎo)柱和導(dǎo)套組成 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 圖 8 導(dǎo)柱導(dǎo)套配合形式圖 6 76 7 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 塑件在模腔中成形后 便可以從模具中取下 但在塑件取下以前 模具必須完 成一個(gè)將塑件從模腔中推出的動(dòng)作 模具上完成這一動(dòng)作機(jī)構(gòu)稱為脫模推出機(jī)構(gòu) 推出機(jī)構(gòu)的組成 第一部分是直接作用在塑件上將塑件推出的零件 第二部分 是用來固定推出零件的零件 有推桿固定板 推板等 第三部分是用作推出零件推 出動(dòng)作的導(dǎo)向及和模時(shí)推遲推出零件復(fù)位的零件 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)使塑件脫模時(shí)不發(fā)生 變形或損傷塑件的外觀 推力的分布依脫模阻力的大小合理合理安排 推出機(jī)構(gòu)的 結(jié)構(gòu)力求簡單 動(dòng)作可靠 不發(fā)生誤動(dòng)作 和模時(shí)要正確復(fù)位 推板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 推板一般適用于塑料制品比較高 難于脫模的塑料注射模具 推 扳與凸模接觸部分應(yīng)設(shè)有一定的斜度 一般為 這樣可減少推板與凸模壁的摩3 5 檫 推管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)該塑件的特性 推管須和其它推出元件聯(lián)合使用 才能夠合理的推 出 使用推管的優(yōu)點(diǎn)是推出動(dòng)作均勻 可靠 塑料制品上不留明顯痕跡 對于大塑件而言 因?yàn)槠鋬?nèi)型腔有兩個(gè)圓孔 所以使用一般的推桿推出機(jī)構(gòu) 推板推出機(jī)構(gòu)等滿足不了塑件脫模的要求 為此大塑件的脫模方式采用側(cè)陷槽脫出 機(jī)構(gòu) 側(cè)陷槽是指塑件在非開模方向上的凸出或凹進(jìn)部位 這些部位在脫模時(shí)必須 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 采用特殊的方法 推出側(cè)凹陷機(jī)構(gòu)分為用成形嵌件推出 用內(nèi)傾滑塊脫出 用內(nèi)斜 銷及滑塊脫出等多中方式 根據(jù)本模具的成型特點(diǎn)考慮 采用推桿推出 推桿截面 為圓形 推桿推出動(dòng)作靈活可靠 推桿損壞后也便于更換 推桿的位置選擇在脫模 阻力最大的地方 塑件各處的脫模阻力相同時(shí)需均勻布置 以保證塑件推出時(shí)受力 均勻 塑件推出平穩(wěn)和不變形 根據(jù)推桿本身的剛度和強(qiáng)度要求 采用六根推桿推 出 6 7 16 7 1 復(fù)位零件的確定復(fù)位零件的確定 為了使推出元件合模后能回到原來的位置 在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮推出機(jī)構(gòu)的復(fù)位 推出 機(jī)構(gòu)中常用的復(fù)位零件有復(fù)位桿和彈簧 對于本模具的形式和結(jié)構(gòu)的綜合考慮 選用復(fù)位桿推出機(jī)構(gòu) 6 86 8 拉料桿的形式選擇拉料桿的形式選擇 拉料桿可分為球形拉料桿 z 形拉料桿和薄片式拉料桿 根據(jù)對各種拉料桿的 對比分析和對本模具成型特點(diǎn)考慮用 z 形拉料桿 圖 9 z 形拉料桿尺寸及形狀圖 拉料桿的材料為 T8 進(jìn)行熱處理時(shí)頭部硬度為 HRC50 55 配合部分粗糙度為 Ra0 8um 6 96 9 模具排氣槽設(shè)計(jì)模具排氣槽設(shè)計(jì) 當(dāng)塑料熔體充填型腔時(shí) 必須順序地排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱 而產(chǎn)生的氣體 如果氣體不能順利地排出 塑件會(huì)由于填充不足而出現(xiàn)氣泡 接縫 式表面輪廓不清等缺陷 甚至氣體受壓而產(chǎn)生高溫 使塑件焦化 為此設(shè)置排氣槽 是很有必要的 通常排氣槽設(shè)計(jì)有多種方式 通過對模具型腔的研究 采用利用配 合間隙排氣的方式為最優(yōu) 因此在分型面與模板間的配合間隙進(jìn)行排氣 間隙值為 0 03 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 7 7 模具冷卻系統(tǒng)計(jì)算 冷卻回路的設(shè)計(jì)應(yīng)做到回路系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)的介質(zhì)能充分吸收成形塑件所傳導(dǎo)的熱 量 使模具成形表面的溫度穩(wěn)定地保持在所需的溫度范圍內(nèi) 并且要做到使冷卻介質(zhì) 在回路系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)暢通 無滯留部位 7 17 1 冷卻回路所需的總面積計(jì)算冷卻回路所需的總面積計(jì)算 冷卻回路所需總表面積可按下式計(jì)算 WM Mq A 3600 式中 冷卻回路總表面積 A 2 m 單位時(shí)間內(nèi)注入模具中樹脂的質(zhì)量 M h kg 單位質(zhì)量樹脂在模具內(nèi)釋放的熱量 值可查表 q Kg J q 冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) Km W 2 模具成形表面的溫度 M 冷卻水的平均溫度 W ABS 成形時(shí)放出的熱量 5 5 9 10 J q Kg 故 0 0234 3600 mw Mq A 冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)可用下式計(jì)算 2 0 8 0 d 式中 冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) Km W 2 冷卻水在該溫度下的密度 3 m Kg 冷卻水的流速 s m 冷卻水孔直徑 dm 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 與冷卻水溫度有關(guān)的物理系數(shù) 值查表 7 1 表 9 水的值與其溫度的關(guān)系 平均水 溫 5101520253035404556 值 6 166 607 067 507 958 408 849 289 66 10 0 5 故 0 8 33 5 0 2 1 101 17 10 7 065 05 10 0 008 Km W 2 7 27 2 冷卻回路的總長度的計(jì)算冷卻回路的總長度的計(jì)算 冷卻回路總長度可用下式計(jì)算 d A L 1000 式中 冷卻回路總長度 Lm 冷卻回路總表面積 A 2 m 冷卻水孔直徑 dmm 故 1000 0 0234 1 3 3 14 8 Lm 確定冷卻水孔的直徑時(shí)應(yīng)注意 無論多大的模具 水孔的直徑不能大于 14 否則冷卻水難以成為湍流狀態(tài) 以致降低熱交換效率 一般水孔的直徑可mm 根據(jù)塑件的平均壁厚來確定 平均壁厚為 2時(shí) 水孔直徑可取 10 14 本mmmm 模具取 10 所以由模具的長度可知需要排布 8 根水道才滿足冷卻水道長度要求 mm 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 圖 10 冷卻水道排布圖 7 37 3 冷卻水體積流量的計(jì)算冷卻水體積流量的計(jì)算 塑料樹脂傳給模具的熱量與自然對流散發(fā)到空氣中的模具熱量 輻射散發(fā)到空 氣中的模具熱量及模具傳給注射機(jī)熱量的差值 即為用冷卻水?dāng)U散的模具熱量 假 如塑料樹脂在模內(nèi)釋放的熱量全部由冷卻水傳導(dǎo)的話 即忽略其他傳熱因素 那么 模具所需的冷卻水體積流量則可由公式計(jì)算 21 60 c Mq qV 式中 冷卻水體積流量 v q min 3 m 單位時(shí)間注射入模具內(nèi)的樹脂質(zhì)量 M h kg 單位質(zhì)量樹脂在模具內(nèi)釋放的熱量 q Kg J 冷卻水比熱容 c KKg J 冷卻水的密度 3 m Kg 冷卻水出口處溫度 1 冷卻水入口處溫度 2 min 1008 0 20561000102 460 109 5 4 122 3 3 3 3 m qV 當(dāng)注射成形工藝要求模具溫度在 80 以上時(shí) 模具必需有加熱裝置 由于 ABS 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 注射成形工藝要求模具溫度在 50 70 因此模具中不用設(shè)置加熱裝置即可滿足需 要 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 8 8 注射模零件及總裝技術(shù)要求 8 18 1 零件的技術(shù)要求零件的技術(shù)要求 塑料注射模具應(yīng)優(yōu)先按 GB T12555 1 90 和 GB4169 1 11 選用標(biāo)準(zhǔn)模架和標(biāo)準(zhǔn) 件 模具成形零件 材料和熱處理要求 優(yōu)先按表 10 內(nèi)容選用 表 10 模具成形零件優(yōu)先選用材料和熱處理硬度參數(shù) 模具材料熱處理硬度 零件名稱 牌號(hào)標(biāo)準(zhǔn)號(hào) HBSHRC Q235GB699216 26040 45 4CrGB3077216 26040 45 40CrNiMOAGB3077216 26040 45 3Cr2MoGB1299 預(yù)硬狀態(tài) 35 45 4Cr 5MoSiV1GB1299246 28045 55 型腔 型芯定 模鑲件 動(dòng)模 鑲件 活動(dòng)鑲 件 3Cr13GB1220246 28045 55 8 28 2 總裝技術(shù)要求總裝技術(shù)要求 表 11 總裝技術(shù)要求 條目編號(hào)條目內(nèi)容 1 定模 式定模板 與動(dòng)模 式動(dòng)模應(yīng)板 安裝平面的平行度按 GB T12555 2 和 GB T125556 2 規(guī)定 2 導(dǎo)柱 導(dǎo)套對定 動(dòng)模安裝面 式定 動(dòng)模座半安裝面 的垂直度按 GB T12555 2 和 GB T125556 2 3 模具所有活動(dòng)部分應(yīng)保證位置準(zhǔn)確動(dòng)作可靠 不得有歪斜和卡滯現(xiàn)象 要 求固定的零件不得相對竄動(dòng) 4 塑件的嵌件或機(jī)外脫模的成形零件在模具上安放位置應(yīng)定位準(zhǔn)確 安放可 靠 具有防止錯(cuò)位措施 5 流道轉(zhuǎn)接處應(yīng)光滑圓弧連接 鑲拼處應(yīng)密合 澆注系統(tǒng)表面粗糙度為 Ra 0 8um 6 熱流道模具 其澆注系統(tǒng)不允許有樹脂泄露現(xiàn)象 7 滑塊運(yùn)動(dòng)應(yīng)平穩(wěn) 合模后鑲塊應(yīng)壓緊 接觸面積不少于 3 4 開模后定位準(zhǔn) 確可靠 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 合模后分型面應(yīng)緊密結(jié)合 成形部位的固定鑲件配合處應(yīng)緊密貼合 其間 隙應(yīng)小于塑料的額最大不落料間隙 其值應(yīng)符合如下規(guī)定 塑料流動(dòng)性好一般較差 8 塑料間隙 mm 0 03 0 05 0 08 9 冷卻加熱 不包括電加熱 系統(tǒng)應(yīng)暢通 不應(yīng)有泄漏現(xiàn)象 10 氣動(dòng)式液壓系統(tǒng)應(yīng)暢通 不應(yīng)有泄漏現(xiàn)象 11 電氣系統(tǒng)應(yīng)絕緣可靠 不允許有漏電式短路現(xiàn)象 12 在模具上裝有吊環(huán)螺釘時(shí) 應(yīng)用符號(hào) GB825 的規(guī)定 13 分型面上應(yīng)盡可能避免有螺釘式銷釘?shù)拇┛?以免積存溢料 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 9 9 模具裝配圖及工作原理 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 圖 11 總裝圖 1 動(dòng)模板2 定模板 3 冷卻水道 4 定模座板 5 定位圈 6 澆口套 7 凸模 8 導(dǎo) 柱 9 導(dǎo)套 10 動(dòng)模座板 11 支撐板 12 支撐柱 13 推板 14 推桿固定板 15 拉料桿 16