放大鏡模具的設(shè)計(jì)與制造

1、目錄前言第一章 料工藝分析1.1分析塑料使用材料的種類及工藝特征1.2分析塑料的結(jié)構(gòu)工藝性1.3塑件精度確定1.4 明確塑件批量生產(chǎn)1.5 根據(jù)塑件的形狀估算其體積和重量1.6 確定型腔數(shù)第二章 定模具結(jié)構(gòu)方案2.1 確定型腔排列2.2 確定分型面2.3 脫模原理2.4 澆注系統(tǒng)形式2.4.1 主流道設(shè)計(jì)2.4.2 分流道設(shè)計(jì)2.4.3、澆口設(shè)計(jì)2.5冷卻及加熱系統(tǒng)第三章 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算3.1模具主要零件的有關(guān)尺寸設(shè)計(jì)3.1.1型腔和型芯計(jì)算3.2 型腔厚度和底板厚度的確定3.3確定零件結(jié)構(gòu)及尺寸3.3.1定模座板設(shè)計(jì)3.3.2定模型腔固定板設(shè)計(jì)3.3.3 動(dòng)模型腔固定板設(shè)計(jì)3.3.4 支

2、撐板設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)3.3.5 推桿固定板設(shè)計(jì)第四章 初選注射機(jī)4.1計(jì)算澆注系統(tǒng)體積4.1初選注射機(jī)第五章 核注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)5.1注射量的校核5.2鎖模力與注射壓力5.3模具厚度H與注射機(jī)閉合高度第六章 結(jié)束語參考文獻(xiàn)摘要 注塑模具是在成型中賦予塑料以形狀和尺寸的部件。模具的結(jié)構(gòu)雖然由于塑料品種和性能、塑料制品的形狀和結(jié)構(gòu)以及注射機(jī)的類型等不同而可能千變?nèi)f化，但是基本結(jié)構(gòu)是一致的。模具主要由澆注系統(tǒng)、成型零件和結(jié)構(gòu)零件三部分組成。其中澆注系統(tǒng)和成型零件是與塑料直接接觸部分，并隨塑料和制品而變化，是塑模中最復(fù)雜，變化最大，要求加工光潔度和精度最高的部分。對(duì)此次放大鏡無多大要求，它的整體尺寸不大，但

3、要大批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)率，降低成本，故采用模具成批注射生產(chǎn)。并且該產(chǎn)品為放大鏡要透光，所以材料采用聚苯乙烯（PS）做為材料。對(duì)于澆注系統(tǒng)和成型零件的設(shè)計(jì)；澆注系統(tǒng)是指塑料從射嘴進(jìn)入型腔前的流道部分，包括主流道、冷料穴、分流道和澆口等。成型零件是指構(gòu)成制品形狀的各種零件，包括動(dòng)模、定模和型腔、型芯等。此套放大鏡模實(shí)現(xiàn)部分機(jī)械操作自動(dòng)化，澆注系統(tǒng)采用普通流道，進(jìn)行一模二腔注射。頂出機(jī)構(gòu)由2條型芯和一條推桿頂出，型腔分動(dòng)模型腔和定模型腔。前言此次設(shè)計(jì)為放大鏡的注射成型模具設(shè)計(jì)。對(duì)于這次的設(shè)計(jì)首要制定的塑料成型工藝以及合理設(shè)計(jì)塑料成型模具的過程。前面部分主要說明塑料成型的必要理論基礎(chǔ)，包括高分子聚合物

4、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能，尤其是聚合物的熱力學(xué)性能和化學(xué)性質(zhì)，還有聚合物熔體在成型過程中的流動(dòng)狀態(tài)及物理和化學(xué)變化。后面部分說明的是注射成型模具設(shè)計(jì)的最復(fù)雜也最具代表性的部分，主要說明注射成型模具的設(shè)計(jì)，包括澆注系統(tǒng)（主流道，澆口，分流道）、成型零件（型芯，型腔，推桿等）的設(shè)計(jì)，對(duì)所選注射機(jī)的校核等有關(guān)設(shè)計(jì)。由于塑料注射成型模具對(duì)于實(shí)踐性很強(qiáng)，并且技術(shù)正在飛速發(fā)展中，所以在設(shè)計(jì)過程中注重理論聯(lián)系實(shí)際，對(duì)于書中的知識(shí)要加以聯(lián)系實(shí)際，從而使模具設(shè)計(jì)得更加合理。分，包括主流道、冷料穴、分流道和澆口等。成型零件是指構(gòu)成制品形狀的各種零件，包括動(dòng)模、定模和型腔、型芯、成型桿以及排氣口等第一章 塑件工藝分析1.1

5、分析塑件使用材料的種類及工藝特征 該材料為聚苯乙烯（PS），是一種透光性塑料，密度為1.05g/cm*，透光度達(dá)88%92%，有優(yōu)異在著色性能。制品的穩(wěn)定性非常好，最高連續(xù)使用溫度為60度到80度。具有一般塑料的電絕緣性能和耐化學(xué)腐蝕性能；注塑壓力為60-100Mpa；成型收縮率為0.5-0.8%。 聚苯乙烯的缺點(diǎn)是制品具有較大的脆性，易受沖擊而開裂，制品表面受摩擦而易起刮痕。在聚苯乙烯樹脂中加入橡膠成分可使其耐沖擊性提高5倍-10倍，但會(huì)失去透明特性。 聚苯乙烯塑料廣泛用于家用器皿、玩具、生活和文教用品、家電、輕工儀表的殼體、燈罩、圓珠筆桿等。發(fā)泡型的聚苯乙烯塑料用于防震、隔音材料及電冰箱襯

6、里等。1.2 分析塑件的的結(jié)構(gòu)工藝性塑件尺寸不大，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，對(duì)塑件的尺寸測(cè)量和型芯計(jì)算無多大影響，其它結(jié) 構(gòu)特征也符合塑件的設(shè)計(jì)要求。具體尺寸如圖所示： （圖1-1）(放大鏡零件圖)1.3 塑件精度確定因考慮塑件工作要求不高,各尺寸也不大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故先普通精度:IT4級(jí)1.4 明確塑件批量生產(chǎn) 該塑件要求批量生產(chǎn)。1.5 根據(jù)塑件的形狀估算其體積和重量 使用UG或Pro/E軟件畫出三維實(shí)體圖，軟件能自動(dòng)計(jì)算出所畫圖形的體積，當(dāng)然也可根據(jù)形狀進(jìn)行手動(dòng)幾何計(jì)算得到圖形的體積。 通過計(jì)算塑件的體積（計(jì)算過程從略）， 式中：為放大鏡中圓柱面的體積 為放大鏡中柄的體積 為整個(gè)放大鏡塑件的總體積 可

7、得塑件的質(zhì)量為：式中：塑料密度，（g/cm3） 塑件質(zhì)量，（g）1.6 確定型腔數(shù) 該產(chǎn)品需批量生產(chǎn)，設(shè)計(jì)的模具要有較高的注射效率，采用一模二腔的模具結(jié)構(gòu)。第二章 確定模具結(jié)構(gòu)方案2.1 確定型腔排列 型腔排列選擇中，由于此次采用的是一模二腔，放大鏡的結(jié)構(gòu)并不是直接圓形或矩形，初步設(shè)定排列方式有二種選擇： （圖2-1）（型腔的排列的二種方式） 因第一種排列方式的注射效率高，由此模具設(shè)計(jì)選用第一種型腔排列方式。22確定分型面在模具設(shè)計(jì)中分型面的選擇很重要，它決定了模具的結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來選擇。 如下圖所示： （圖2-2）（分型面以及成型位置）2.3 脫模原理： 此次分型

8、為一次分型，開模在分型面(上圖所示)進(jìn)行分模，動(dòng)模型腔板和定模型腔板分開，再由推桿固定板推動(dòng)推桿和型腔桿(型芯）頂出塑件和澆流道內(nèi)的塑件。而后塑件自動(dòng)脫落，再人工取出塑件即可。2.4 澆注系統(tǒng)形式采用普通澆注系統(tǒng)，由于二型腔模，必須設(shè)置分流道，用點(diǎn)澆口形式從零件內(nèi)部進(jìn)料，利用分型面間隙排氣。2.4.1 主流道設(shè)計(jì)在臥式或立式注射機(jī)上使用的模具中，主流道垂直于分型面。為了讓主流道凝料能順利從澆口中拔出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角為25，取3。小端直徑d比注射機(jī)噴嘴直徑大0.51mm,取值為5mm，注射機(jī)噴嘴的球面在該位置與模具接觸并且貼合，因此要求主流道球面半徑比噴嘴球面大12mm。2.4.2

9、分流道設(shè)計(jì)a分流道的形狀和尺寸分流道開設(shè)在定模板上，其截面形狀為梯形，有經(jīng)驗(yàn)公式h=2b/3（b為梯形大底邊寬度，mm；h為梯形的高度，mm），可給h=3mm，b=3.5mm，梯形的側(cè)面斜角=510，底部以圓角相連。b、分流道的表面粗糙度 由于分流道與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內(nèi)部的熔體流動(dòng)狀態(tài)比較理想，因此分流道表面粗糙度要求不太低，一般Ra取1.6m左右，這可增加對(duì)外層塑料熔體的阻力，使外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層2.4.3、澆口設(shè)計(jì) 澆口套可選標(biāo)準(zhǔn)件，因?yàn)樽⑺軝C(jī)的噴嘴口直徑為4mm，可選取進(jìn)料口直徑為5mm的澆口套。此次采用的是側(cè)澆口中的扇開澆口，取在與型腔接合處形成長L=1m

10、m厚t=0.5mm的進(jìn)料口，進(jìn)料寬度為b=5mm，扇形長度為3.5mm，塑件熔體通過它進(jìn)入型腔。 采用扇形澆口，使塑料熔體在寬度方向上的流動(dòng)得到更均勻的分配，塑件的內(nèi)應(yīng)力因之較小，還可避免流紋及定向效應(yīng)所帶來的不良影響，減少帶入空氣的可能性，但澆口痕跡較明顯。2.5冷卻及加熱系統(tǒng)該模具注射成型時(shí)不需要太高要求，因而在模具上可不設(shè)加熱系統(tǒng)。是否需要冷卻系統(tǒng)可作如下計(jì)算設(shè)定模具平均工作溫度為50，用常溫20的水作為模具冷卻介質(zhì)，其出口溫度為30，產(chǎn)量為（初選每二分鐘一套）查表聚苯乙烯的單位熱流量為 故冷卻水體積流量： 式中： 冷卻水體積流量，（） 單位時(shí)間注射人模具內(nèi)的塑料熔體的質(zhì)量，（） 單位時(shí)

11、間內(nèi)樹脂在模具內(nèi)釋放的熱焓量，（，ABS為） 冷卻水的比熱容，（） 冷卻水的密度，（） 冷卻水出口處溫度，（） 冷卻水進(jìn)口處溫度，（） 查表可知所需的冷卻水道直徑比較小，所以，選直徑為的冷卻水道一個(gè)型腔一條。第三章 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算 please contact Q give you more perfect drawings第五章 校核注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)5.1最大注塑量參數(shù)校核 注塑機(jī)的最大注塑量應(yīng)大于制品的質(zhì)量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機(jī)的實(shí)際注塑量最好在注塑機(jī)的最大注塑量的80%。并且此次的模具為一模二腔，所以，選用的注塑機(jī)最大注塑量應(yīng)： 式中：注塑機(jī)的最大注塑量，g

12、； 塑件的體積，g該產(chǎn)品=26.3g； 澆注系統(tǒng)體積，g，該產(chǎn)品=6.5g ； 故： 此處選定的注塑機(jī)滿足注射量校核要求。5.2鎖模力校核 式中 熔融塑料在分型面上的漲開力，N。； 塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力，MPa，其大小一般是注射壓力的80%，注 射壓力大小上面注塑機(jī)的參數(shù)已寫； n型腔的數(shù)量； 單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積，mm2 澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積，mm2 注射機(jī)的額定鎖模力，N。； 故： ；此注塑機(jī)滿足鎖模力要求。5.3、模具厚度H與注射機(jī)閉合高度5.3.1模具閉合高度長寬尺寸要與注塑機(jī)模板尺寸和推桿間距相適應(yīng)： 模具長寬拉桿面積； 即200250推桿間距（260290） 5.3.2由于此次采用的是單分型面，注射機(jī)開模行程應(yīng)大于模具開模時(shí)取出塑件（包括澆注系統(tǒng)）所需的開模距，即滿足下式： 式中 注射機(jī)最大開模行程，300mm； 模具實(shí)際高度； 注射機(jī)最小閉合尺寸 推出距離（脫模距離），15mm； 塑料高度（包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)），74mm； 則： 故：此注塑機(jī)滿足開模行程的較核要求。 結(jié)束語please contact Q give you more perfect drawings參考文獻(xiàn)1屈華昌主編.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì).北京:高等教育出版社,20012李澄