遮光板模具設計

1、浙江紡織服裝職業(yè)技術學院浙江紡織服裝職業(yè)技術學院 畢畢 業(yè)業(yè) 論論 文文 題題 目目 院院 系系 專專 業(yè)業(yè) 姓姓 名名 指導教師指導教師 2006 年 4 月 21 日 遮光片的模具設計 機電與信息分院 模具設計與制造 目目 錄錄 摘摘要要 2 第一章第一章 概述概述 3 第二章第二章 塑件的工藝性分析塑件的工藝性分析 4 2.1、塑件的原材料分析 5 2.2、塑件的尺寸精度分析 6 第三章第三章 成型設備的選擇與模塑工藝參數的編制成型設備的選擇與模塑工藝參數的編制 3.1、計算塑件的體積 3.2、計算塑件的質量 3.3、選用注射機 3.4、塑件注射成型工藝參數 第四章第四章 塑件模流分析塑

2、件模流分析 4.1、填充時間分布 4.2、注射壓力分布 4.3、壓力分布 4.4、溫度分布 4.5、質量預報 4.6、熔接痕分布 4.7、氣泡分布 4.8、模流分析總結 第五章第五章 模具結構方案的確定模具結構方案的確定 5.1、分型面的選擇 5.2、型腔數量的確定及型腔的排列 5.3、澆注系統(tǒng)的設計 5.4、型芯和型腔結構的確定 5.5、推出方式的選擇 5.6、標準模架的選擇標 第六章第六章 成型零件工作尺寸的計算成型零件工作尺寸的計算 6.1、塑件的尺寸及公差 第七章第七章 注塑機有關工藝參數的校核注塑機有關工藝參數的校核 7.1、注射量的校核 7.2、模具閉合高度的校核 7.3、模具安裝

3、部分的校核該 7.4 、模具開模行程的校核 7.5、頂出部分的校核 第八章第八章 模具標準件的選用模具標準件的選用 第九章第九章 畢業(yè)設計小結畢業(yè)設計小結 參考文獻參考文獻 致謝致謝 摘摘 要要 本設計分析了遮光板塑件的結構特點，決定采用一模四腔，成型側孔利用斜導 柱側向抽芯，分流道的設計為 S 形以利于塑性流動，并可讓出側滑塊位置，使整體 結構緊湊。運用 Moldflow 對塑件的成型過程進行了動態(tài)的模流分析，以決定澆口開 設的位置。全部完成模具的結構設計和相關的計算并繪制全套圖紙。 關鍵字：斜導柱分型抽芯（slanting guide pin） ，推管，S 型流道，模流分析 （plasti

4、c analyses） Abstract The moulding project of a visor is analyzed, its structural character,working process of injection mould, as well as the key design. Key words: slanting guide pin, push pipe,S shape runner, plastic analyses 第一章第一章 概概 述述 原由遮光板的模具由于長期使用和公司產量的擴大，最主要是原有模具設計上的原因：利用 彈簧成型側孔的不穩(wěn)定性。在一次使用之

5、后會需要校正彈簧位置，長期使用之后會經常需要修 模。因此需要改進模具設計工藝。 希望新的設計可以提高產品數量，并保證塑件側孔的尺寸，減少修模次數。 新的設計加多了的行腔個數，由原來的一模兩腔改為一模四腔，流道的設計為 S 形更符合塑 性流動。成型側孔的工藝加以改變，利用斜導柱抽芯分型。斜導柱抽芯分型可以更好的保證尺 寸的公差，以及配合精度。 這次模具設計更改的目的是希望可以提高生產效率，降低人力資源。設計過程中應該注意模 具成本的控制，在最少的投入中得到最經濟的方案。 第二章第二章 塑件的工藝性分析塑件的工藝性分析 2.1、塑件的原材料分析，如下表一所示： 表一表一 塑件的原材料分析塑件的原材

6、料分析 塑料品種結構特點化學穩(wěn)定性性能特點成型特點 PS，黑 色 熱塑性塑料 線性， 非結晶形 化學性能 穩(wěn)定 剛性大，透明性 好，力學性能不 高，沖擊強度和 耐熱性差，易燃 成型性能好 成型前可以 不干燥 結論 該塑料有良好的工藝性能，適宜注射成型，成型前原料可以不 進行干燥。 2.2、塑件的尺寸精度分析： 此塑件上有三個尺寸有精度要求，分別是：6H10(0+0.048) 、3(0+0.05) 、 屬 于 MT2 級塑料件精度，屬于中等偏高級的精度等級，在模具設計和制造過程中要嚴格保證 這三個尺寸精度的要求其余尺寸均無特殊要求，為自由尺寸，可按 MT5 級塑料 件精度查取公差值 1.3、塑件

7、表面質量分析： 該塑件是打印機內部的遮光板，沒有特別高的外觀要求、無斑點、無熔接痕， 表面粗糙度可取 Ra1.6 ，而塑件內部因為配合有較高的粗糙度要求。 1.4、塑件結構工藝性分析： 此塑件外為中心有孔的薄壁圓筒類零件，圓筒直徑為 9mm，孔直徑為 6H10(0+0.048)，壁厚均勻為 1.5mm。圓筒表面帶有側孔，一端有將近 1/2 的直徑為 13.1mm 的扇形。 第三章第三章 成型設備的選擇與模塑工藝參數的編制成型設備的選擇與模塑工藝參數的編制 3.1、計算塑件的體積 根據零件的三維模型，利用三維軟件直接可查詢到單個塑件的體積為： V1=2.25103mm3 澆注系統(tǒng)的體積： V2=

8、 一次注射所需的塑料總體積為：V=4*V1+V2=4*2.25103 + 3.2、計算塑件的質量：查手冊取密度 =1.053g/mm3 單個塑件的質量:Ml=V1=2.25g 塑件與澆注系統(tǒng)的總質量：M1= V1 3.3、選用注射機： 根據塑件的形狀，取一模四件的模具結構，結合公司現有的成型設備，初步選 取螺桿式注射成型機： 3.4、塑件注射成型工藝參數 如表二所示，試模時，可根據實際情況作適當調整；模塑成型工藝卡如表三所 示. 表二表二 PS 塑料的注射成型工藝參數塑料的注射成型工藝參數 工藝參數規(guī)格工藝參數規(guī)格 預熱和干燥溫度 時間 成型時間 S 注射時間：0-3 保壓時間：30-40 冷

9、卻時間：15-30 總周期：40-90 料筒溫度 oC 后段：140-160 中段： 前段：170-190 螺桿轉速 r/min 噴嘴溫度 oC 160-170 模具溫度 oC 20-60 注射壓力 MPa60-100 后處理 方法： 溫度： 時間： 表三表三 遮光板模塑工藝卡遮光板模塑工藝卡 浙江紡織服裝學院 資料 編號 車 間 遮光板注射工藝卡片 共 頁第 頁 零件名 稱 遮光板材料牌號PS 黑 設備 型號 TK-1200B 裝配圖 號 材料定額 每模 件數 4 件 零件圖 號 4349-1735-01-A單件質量2.25g工裝號 設 備 溫 度 oC 材料干燥 時間 h 后段 oC 14

10、0-160 中段 oC 前段 oC 170-190 料筒溫度 噴嘴 oC 160-170 模具溫度 oC 20-60 注射 S60-100 保壓 S30-40 時間 冷卻 S15-30 注射壓 力 60-100 壓力 保壓30-40 溫度 oC 烘箱: 輔助 min 后處理 時間 h 時間 定額單件 min 檢驗 編制校對審核組長 車間主 任 檢驗組 長 主管工程 師 第四章第四章 塑件模流分析塑件模流分析 SUMMARY Release Level:6.0 Part Name:遮光板 Part Revision:2 Material Grade:TK-1200B Max Injection

11、Pressure:100.00 MPa Mold Temperature:45.00 deg.C Melt Temperature:190.00 deg.C Model Suitability:Part model was generally suitable for analysis. Confidence:Medium Injection Time:0.38 sec Injection Pressure:5.84 MPa Weld Lines:Yes Air Traps:Yes Shot Volume :1.10 cu.cm Filling Clamp Force:0.14 tonne P

12、acking Clamp Force Estimate 20%:( 1.17 )MPa 0.04 tonne Packing Clamp Force Estimate 80%:( 4.67 )MPa 0.16 tonne Packing Clamp Force Estimate 120%:( 7.01 )MPa 0.23 tonne Clamp Force Area:3.27 sq.cm Cycle Time:8.01 sec 4.1 填充時間分布 預知模具填充時間的分布，填充時間 由紅色區(qū)域最早開始到藍色結束。大概每 只產品需要 0.38 秒。填充過程中存在不均 勻現象，應該引起注意。 4.

13、2 注射壓力分布 最大注射壓力為 5.84MPa,成型壓力較小。但是采用點澆口成型，因此進澆口壓 力較大。 4.3 壓力分布 由成型壓力分布可以得知，大扇面的壓 力是最集中的區(qū)域，和注射壓力剛好相反， 進澆口的成型壓力較小，可能產生小小的 凸起，影響外觀。 4.4 溫度分布 注射過程中的溫度分布狀況，有圖上 可以明顯地看出進澆口位置的溫度最高達 到 186.86 度，其余部位的溫度大致相同。 4.5 質量預報 由模具質量分析可知，進澆口和大扇面 位置的填充效果沒有產品主體的好。但由 于塑件整體比較小，所以不至于影響他的 成型。 4.6 熔接痕分布 熔接痕位置可能會影響產品外觀。在注塑時應該注意

14、注塑條件，以改善成型。 4.7 氣泡分布 氣泡位置由藍色小球表示，大部分都 比較容易排除，但是應該注意氣泡區(qū)域的 排氣問題。(塑膠交匯處，合產品較難填充 處) 4.8 模流分析總結 合理的模流分析可以為產品設計提供很好的設計依據。借助流動分析，可以了 解塑料在模腔內的流動路徑，流動過程，以及可能產生的缺陷，分析結果可以使設 計人員更好的選擇澆口位置，更利于控制塑件的產品質量。 也可以檢驗你所選擇的澆口可能對塑件產生的影響。 第五章第五章 模具結構方案的確定模具結構方案的確定 5.1、分型面的選擇 分型面應選擇在塑件截面最大處，盡量取在料流末端，利于排氣，保證塑件表 面質量。該零件的分型面如圖

15、2 所示，取塑件的頂面，將整個塑件在下模成型。圖 3 為型芯和型腔的分割簡圖。 分型面 圖 2 塑件的分型面 圖 3 型芯和行腔的分割狀態(tài) 5.2、型腔數量的確定及型腔的排列 該塑件采用一模四件成型，由于成型過程中要避免碰到上部的遮光片，所以澆 口是曲線環(huán)繞式的。這樣有利于塑件的成型。 5.3、澆注系統(tǒng)的設計 模具澆口套主流道球面半徑 R 與注射機噴嘴球面半徑凡的關系為： R=R0+（1-2）=19+2=20mm 模具澆口套主流道小端直徑 d 與噴嘴出口直徑 d0 的關系為： d=d0 +0.5=2.5+0.5=3mm 分流道取梯形，其梯形傾斜角度取 50； 澆口采用點澆口，從塑件的側面圓柱體

16、表面處進料，如圖 4 所示。 圖 4 澆注系統(tǒng)設計 5.4、型芯和型腔結構的確定 考慮到塑件有一個深 19.5mm 的通孔，應采用鑲件成型。側面有一個直徑 3mm 的側孔，在下模需要安裝斜導柱分型抽芯機構。如圖 5 所示。 圖 5 斜導柱分型抽芯機構 5.5、推出方式的選擇 此模具的型芯在動模，開模后，塑件包緊型腔留在動模一側，根據塑件是中心 有孔的薄壁圓筒類零件的特點，采用推管推出形式，這樣推出均勻可靠，有效保證 了推出后塑件的質量，模具結構也比較簡單。 5.6、標準模架的選擇標 準模架一經選定，就可以到市場上購買到，根據上述分析，此模具含有斜導柱 分型抽芯機構選擇銘盛公司大水口類型，所以選

17、用“2025-AI-A 板 30-B 板 60” ，其 中參數的含義是： 2025模架的長和寬分別為 20Omm 和 250mm A 板 30定模板（A 板）厚 30mm B 板 60 動模板（B 板）厚 60mm 其余尺寸詳見下圖。 基 第六章第六章 成型零件工作尺寸的計算成型零件工作尺寸的計算 6.1、塑件的尺寸及公差 將塑件尺寸分為兩大類： 一類是標注有公差的尺寸，也就是塑件上精度相對比較高，有配合要求的尺寸，考慮到 收縮量和模具磨損，按照平均值計算法計算出這一類零件的工作尺寸，這樣可以有效地保證 整個模具壽命周期內產品的尺寸精度，尺寸計算如表四： 表四表四 塑件上由公差要求的成型零件工

18、作尺寸計算塑件上由公差要求的成型零件工作尺寸計算 類型 塑件上的尺 寸 計算公式 制造公差 z 收縮率 Scp% 計算結 果 6H10 /M=(/S+/S*Scp%+0.75*)-z =（6+6*0.005+0.75*0.048） 6.0782 型芯 徑 向尺 寸 3(0+0.05) /M=(/S+/S*Scp%+0.75*)-z =（3+3*0.005+0.75*0.05） z:IT6 級精 度 Scp%=0.5%3.0525 型腔 徑 向尺 寸 9 LM=（Ls+Ls*Scp%-0.75*） +z =(9+9*0.005-0.75*0) z:IT7 級精 度 Scp%=0.5% 9.045

19、 注： 1、 為塑件的公差，塑件上未變注公差可按 MTS 級精度取得。 2、模具制造公差 z 一般?。?/3-1/4） ，考慮到模具的經濟加工精度，在此， z 取 IT6 或 IT7 級精度公差值。 3 當 z 取經濟加工精度、其公差值反而大于（1/3-1/4） 時，z ?。?/3- 1/4）。 另一類尺寸是沒有標注公差的，它是塑件上次要的、要求比較低的尺寸。在實 際生產過程中，為了簡化計算，這一類尺寸只計算它的收縮量，公差則按模具的經 濟制造精度取得。這一類尺寸的計算如表五所示： 表五表五 塑件上無公差要求的成塑零件工作尺寸計算塑件上無公差要求的成塑零件工作尺寸計算 類型塑件上的尺寸計算公式

20、 制造公差 z 收縮率 Scp% 計算結果 型芯尺寸14.5 /M=(/S+/S*Scp%)z/2 z:IT71 級精度 Scp%=0.5% 14.57+0.021 1.51.51 +0.012 55.025 +0.018 6 LM=（Ls+Ls*Scp%）+z 6.04+0.015 行腔尺寸 19.5LM=（Ls+Ls*Scp%）z/2 z:IT7 級精度 Scp%=0.5% 19.600.1 TK-1200B 注塑機的主要參數如表六所示： 表六表六 TK-1200B 注塑機的主要參數注塑機的主要參數 標稱注射量213cm3定位孔直徑100mm 最大開模行程 S350mm噴嘴球頭半徑R6mm

21、 最大裝模高度 Hmax380mm噴嘴孔直徑3mm 最小裝模高度 Hmin152mm中心頂桿直徑25mm 模板最大安裝尺寸 390410 頂出行程0-130mm 第七章第七章 注塑機有關工藝參數的校核注塑機有關工藝參數的校核 7.1、注射量的校核 如前所述，塑件與澆注系統(tǒng)的總體積為 V=遠遠小于注射機的標稱注射量 213cm 7.2、模具閉合高度的校核 由裝配圖可知模具的閉合高度：H 閉=255mm 最小裝模高度 Hmin=152，最大裝模高度 Hmax=380mm，能夠滿足 Hmin H 閉Hmax 安裝條件 7.3、模具安裝部分的校核該 模具的外形尺寸為：200250，注射機模板最大安裝尺寸為 39O410 ，故能 滿足安裝要求。 澆口套的球面半徑為 R19mm噴嘴球頭半徑 R6mm ，符合要求； 澆口套小端孔徑中 2.5mm噴嘴孔直徑 3mm，符合要求。 7.4 、模具開模行程的校核 如圖所示，模具的開模行程： S 模塑件的高度澆注系統(tǒng)的高度頂件的高度(5-10)= 19.60+55+882.6mm 注射機的最大開模行程 S=350mmS 模=82.6mm 7.5、頂出部分的校核 模具上頂桿孔的直徑為 50mm注射機中心頂桿直徑 25mm 注射機最大頂出距離為 130mm模具上所需要的最小頂出距離 10mm 第八章第八章 模具標準件的選用模具標準件的選用 材料清單