超聲波測距儀底殼模具設(shè)計

1、超聲波測距儀底殼超聲波測距儀底殼模具設(shè)計模具設(shè)計 1 1 塑件分析塑件分析塑件為超聲波測距塑件為超聲波測距儀的底殼，采用儀的底殼，采用PCPC（聚碳酸酯）材料（聚碳酸酯）材料注射成型，塑件厚注射成型，塑件厚度為度為1.8mm1.8mm。根據(jù)根據(jù)使用要求，該使用要求，該底殼一般精度的塑底殼一般精度的塑件，公差等級為件，公差等級為MT3MT3。塑塑件件外部外部（模具型腔成型部分）（模具型腔成型部分）長為長為113.6mm113.6mm寬寬為為73.6mm73.6mm高高為為11.8mm11.8mm塑件內(nèi)部塑件內(nèi)部（模具型芯成型部分）（模具型芯成型部分）長長為為107mm107mm寬為寬為70mm7

2、0mm深度深度為為10mm10mm塑件的體積和表面積塑件的體積和表面積2 2 選擇注射機選擇注射機塑件塑件注射注射的體積總量約為的體積總量約為20.27cm20.27cm3 3, ,模具采用模具采用一模兩腔的結(jié)構(gòu)，根據(jù)國內(nèi)注射機的注射量一模兩腔的結(jié)構(gòu)，根據(jù)國內(nèi)注射機的注射量要求，注射機的注射量的要求，注射機的注射量的8080應(yīng)大于塑件體應(yīng)大于塑件體積與注射系統(tǒng)體積之和，設(shè)注射系統(tǒng)質(zhì)量與積與注射系統(tǒng)體積之和，設(shè)注射系統(tǒng)質(zhì)量與單個塑件質(zhì)量之比為單個塑件質(zhì)量之比為1:11:1，故選用注射機的注，故選用注射機的注射量應(yīng)大于射量應(yīng)大于76cm76cm3 3注射注射機的型號機的型號根據(jù)國產(chǎn)注射機的注射容量

3、，將本次設(shè)計所用注根據(jù)國產(chǎn)注射機的注射容量，將本次設(shè)計所用注射機預(yù)選為射機預(yù)選為XS-ZY-125XS-ZY-125，主要技術(shù)參數(shù)如下：，主要技術(shù)參數(shù)如下：結(jié)構(gòu)形式：臥式注射方式：螺桿式螺桿直徑： 42mm最大注射量：125cm3注射壓力：119MPa鎖模力：900kN最大注射面積：320cm2模具最大厚度：300mm模具最小厚度：200mm最大開模行程：300mm噴嘴球半徑：12mm噴嘴孔直徑： 4mm定位孔直徑： 100mm注射機注射量校核注射機注射量校核鎖模力校核鎖模力校核型腔內(nèi)塑料熔體的推力型腔內(nèi)塑料熔體的推力T T推推其大小等于塑料和澆注系統(tǒng)在其大小等于塑料和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影

4、之和乘以型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力，可分型面上的投影之和乘以型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力，可按下式計算：按下式計算：T T推推=A=AP P平均平均 A AP=AP=Ak kP P0 0式中式中 A A塑料與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，塑料與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，mmmm2 2； P P平均平均型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力，型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力，MPaMPa； P P型腔內(nèi)塑料熔體的壓力，型腔內(nèi)塑料熔體的壓力，MPaMPa； P P0 0注射壓力，注射壓力，MPaMPa； k k壓力損耗系數(shù)，隨塑料品種、注射機形式、噴壓力損耗系數(shù)，隨塑料品種、注射機形式、噴嘴阻力、流道阻力等因素變化，可在

5、嘴阻力、流道阻力等因素變化，可在0.2-0.40.2-0.4的范圍內(nèi)選的范圍內(nèi)選取。取。本次設(shè)計中，取本次設(shè)計中，取A=16721.92mmA=16721.92mm2 2；P P平均平均=30MPa=30MPaT T推推= A= AP P平均平均=16721.92=16721.9230N=501657.6N30N=501657.6N= =501.66kN501.66kN900kN900kN即所選注射機的鎖模力滿足即所選注射機的鎖模力滿足要求要求注射壓力校核注射壓力校核注射機的最大注射壓力應(yīng)大于塑件成型所需壓力，即Pz Pch式中 Pz注射機的最大注射壓力（MPa）； Pch塑件成型所需的實際注

6、射壓力（MPa），一般制品成型注射壓力70150Mpa本次設(shè)計，取Pz119Mpa，Pch100Mpa，則 Pz Pch即所選注射機的注射壓力滿足要求開模行程校核開模行程校核對單分型面模具按下式校核：對單分型面模具按下式校核：S SmaxmaxS=HS=H1 1+H+H2 2+ +（5-105-10）mmmm式中式中 S Smaxmax注射機開模最大行程（注射機開模最大行程（mmmm）；）；H H1 1塑件脫模所需頂出距離（塑件脫模所需頂出距離（mmmm）；）；H H2 2塑件高度（塑件高度（mmmm）；）；本次設(shè)計，取本次設(shè)計，取S Smaxmax300mm300mm，H H1 1=10mm

7、=10mm，H H2 2=11.80mm=11.80mm，則則 180mm180mm10+11.80+(5-10)mm10+11.80+(5-10)mm即所選注塑機的開模行程滿足即所選注塑機的開模行程滿足要求要求綜上所述綜上所述，所選注射機，所選注射機XS-ZY-125XS-ZY-125型符型符合使用合使用要求要求3 3 確定標準模架確定標準模架塑件尺寸：塑件尺寸：110.6110.673.6mm73.6mm2 2投影投影面積：面積：S=81.4016cmS=81.4016cm2 2本次模具設(shè)計采用本次模具設(shè)計采用A2A2型模架，型模架，A2A2型型模架定模和動模均采用兩塊模板，模架定模和動模

8、均采用兩塊模板，設(shè)置推桿推出機構(gòu)，適用于直接澆設(shè)置推桿推出機構(gòu)，適用于直接澆口，采用斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯的注射成型口，采用斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯的注射成型模具模具。根據(jù)塑件的尺寸，采用根據(jù)塑件的尺寸，采用A2A2型模架的中的型模架的中的315315400400型，參數(shù)如下：型，參數(shù)如下：L=400mmL=400mm；l lt t=325mm=325mm；l lT T=345mm=345mm；l lM M=245mm=245mm；l lm m=380mm=380mm。確定各板厚度：確定各板厚度：A A板板50mm50mm，B B板板25mm25mm，C C板板80mm80mm，H=100+A+B+C=255mmH

9、=100+A+B+C=255mm4 4 澆注系統(tǒng)設(shè)計澆注系統(tǒng)設(shè)計 澆注澆注系統(tǒng)是指注射模中從主系統(tǒng)是指注射模中從主流道的始端到凹模之間的熔體進流道的始端到凹模之間的熔體進料通道。分為普通流道澆注系統(tǒng)料通道。分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩類。正確設(shè)和熱流道澆注系統(tǒng)兩類。正確設(shè)計澆注系統(tǒng)對獲得優(yōu)質(zhì)塑料產(chǎn)品計澆注系統(tǒng)對獲得優(yōu)質(zhì)塑料產(chǎn)品和提高生產(chǎn)率極為重要。和提高生產(chǎn)率極為重要。4.1 4.1 主流道部分的尺寸設(shè)計主流道部分的尺寸設(shè)計主流道是從注射機噴主流道是從注射機噴嘴與模具接觸的部位嘴與模具接觸的部位開始到分澆道為止的開始到分澆道為止的一段通道。在臥式或一段通道。在臥式或立式注射機上，主流

10、立式注射機上，主流道垂直于分型面。為道垂直于分型面。為了能使凝料順利地從了能使凝料順利地從主流道中拔出，所以主流道中拔出，所以主流道設(shè)計成圓錐形。主流道設(shè)計成圓錐形。4.2 4.2 定位圈的尺寸設(shè)計定位圈的尺寸設(shè)計很多很多注塑模具的定位采用單獨加設(shè)定位圈的方法，注塑模具的定位采用單獨加設(shè)定位圈的方法，主流道襯套（澆口套）與定位圈要與所選注射機主流道襯套（澆口套）與定位圈要與所選注射機的噴嘴和定位孔相一致。定位圈為標準件，其結(jié)的噴嘴和定位孔相一致。定位圈為標準件，其結(jié)構(gòu)和尺寸可查表。構(gòu)和尺寸可查表。4.3 4.3 分流道的尺寸設(shè)計分流道的尺寸設(shè)計分流道是主流道與澆口之間的通道。在多型腔的分流道是

11、主流道與澆口之間的通道。在多型腔的模具中必不可少，而在單型腔模具中，有時可以模具中必不可少，而在單型腔模具中，有時可以省去。省去。常用的分流道的截面形狀有圓形、半圓形、梯形、常用的分流道的截面形狀有圓形、半圓形、梯形、U U形和六角形等。流道的截面積越大，壓力的損失形和六角形等。流道的截面積越大，壓力的損失越小；流道的表面積越小，熱量的損失越少。用越?。涣鞯赖谋砻娣e越小，熱量的損失越少。用流道的截面積和表面積的比值來表示流道的效率，流道的截面積和表面積的比值來表示流道的效率，效率越高，流道設(shè)計得越合理。效率越高，流道設(shè)計得越合理。PCPC材料分流道直徑常取材料分流道直徑常取4.8-9.5mm,

12、 4.8-9.5mm, 本次設(shè)計，將本次設(shè)計，將分流道形狀設(shè)計成半圓形，取分流道直徑分流道形狀設(shè)計成半圓形，取分流道直徑D=6mmD=6mm。4.4 4.4 澆口的尺寸設(shè)計澆口的尺寸設(shè)計澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔之間的一段細短通道，是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，起著調(diào)節(jié)控制料流速度、補料時間及防止倒流等作用。澆口常用的幾種形式有直接澆口、矩形測澆口、扇形澆口、膜裝澆口、輪輻澆口、爪型澆口、點澆口、潛伏澆口。矩形側(cè)澆口廣泛應(yīng)用于中小型制品的多型腔注射模具，其優(yōu)點是截面形狀簡單易于加工、便于試模后修正，缺點是在制品的外表面留有澆口痕跡。4.5 4.5 冷料穴的設(shè)計冷料穴的設(shè)計冷料穴位于主流道正對面

13、的動模板上，或處于分流道模道末端，其作用是除去熔體流動前鋒的“冷料”，防止冷料進入型腔而影響塑件質(zhì)量。對于主流道冷凝料拉出，所以冷料穴直徑宜稍大于主流道大端直徑。本次設(shè)計拉料桿形狀采用帶有球形頭的拉料桿。5 5 成型零件的設(shè)計成型零件的設(shè)計5.1 5.1 分型面的選擇分型面的選擇分型面的選擇的一般原分型面的選擇的一般原則則: :1 1、選取選取塑件最大投影截塑件最大投影截面為分型面；面為分型面；2 2、在在開模時盡量使塑件開模時盡量使塑件留在動模內(nèi)；留在動模內(nèi)；3 3、應(yīng)有應(yīng)有利于側(cè)面分型和利于側(cè)面分型和抽芯；抽芯；4 4、應(yīng)合應(yīng)合理安排塑件在型理安排塑件在型腔中的方位；腔中的方位；5 5、考

14、慮考慮和保證塑件的外和保證塑件的外觀不遭損壞；觀不遭損壞；6 6、盡力盡力保證塑件尺寸的保證塑件尺寸的精度要求；精度要求；7 7、有利于有利于排氣；排氣；8 8、盡量盡量使模具加工方便。使模具加工方便。5.2 5.2 凸模、凹模的設(shè)計凸模、凹模的設(shè)計凹模成型塑件外輪廓的零件，本套模具采用凹模成型塑件外輪廓的零件，本套模具采用整體式凹模，它是由一整塊金屬材料直接加整體式凹模，它是由一整塊金屬材料直接加工而成。其特點是為非穿通式模體，強度好，工而成。其特點是為非穿通式模體，強度好，不易變形，但由于加工困難，故只適用于小不易變形，但由于加工困難，故只適用于小型且形狀簡單的塑件成型。型且形狀簡單的塑件

15、成型。凸模又稱型芯是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，凸模又稱型芯是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通?？煞譃檎w式和組合式兩種類型。經(jīng)分通常可分為整體式和組合式兩種類型。經(jīng)分析本次設(shè)計凸模采用整體式。析本次設(shè)計凸模采用整體式。5.3 5.3 影響工作尺寸的因素影響工作尺寸的因素（1 1）成型零部件的制造公差）成型零部件的制造公差z z，控制在塑件相應(yīng)公差的，控制在塑件相應(yīng)公差的1/31/3左右左右。（2 2）成型零部件的磨損）成型零部件的磨損c c，對中、小型塑件一般取，對中、小型塑件一般取1/61/6塑件公差值。塑件公差值。（3 3）塑料的成型收縮）塑料的成型收縮s s，s s=(=(S Smaxmax

16、-S-Sminmin) )L Ls s。（4 4）配合間隙引起的誤差）配合間隙引起的誤差j j，z z+ +c c+ +s s+ +j j, , 塑件的公差。塑件的公差。5.4 5.4 成型零件工作尺寸成型零件工作尺寸的的計算計算按按平均值法計算成型零件工作尺平均值法計算成型零件工作尺寸，寸，PCPC材料的收縮率材料的收縮率S=0.5%-0.8%S=0.5%-0.8%，平均平均收縮率收縮率S Scpcp=(=(S Smaxmax+S+Sminmin)/2=0.65%,)/2=0.65%,取修正取修正系數(shù)系數(shù)x=0.75x=0.75。5.4.15.4.1型腔徑向尺寸型腔徑向尺寸確定確定型腔長度方

17、向型腔長度方向型型腔寬度方向腔寬度方向L Ls s=73.6mm,L=73.6mm,Lm m= L= Ls s+L+Ls sS Scpcp-0.75-0.75 0 0+ + z z=73.64 =73.64 0 0+0.193+0.193mmmm5.4.25.4.2型芯徑向尺寸確定型芯徑向尺寸確定型型芯長度方向芯長度方向型芯寬度方向型芯寬度方向l lm m=l=ls s+l+ls sS Scpcp+0.75+0.75 - - z z0 0=71.04 =71.04 -0.26-0.260 0mmmm5.4.3 5.4.3 型型腔深度尺寸確定腔深度尺寸確定5.4.4 5.4.4 型型芯高度尺寸確

18、定芯高度尺寸確定6 6 導(dǎo)向機構(gòu)及排氣系統(tǒng)設(shè)計導(dǎo)向機構(gòu)及排氣系統(tǒng)設(shè)計6.1 6.1 導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 導(dǎo)向機構(gòu)主要用于保證動模和定模兩大部分或模內(nèi)其他零件部件之導(dǎo)向機構(gòu)主要用于保證動模和定模兩大部分或模內(nèi)其他零件部件之間的準確對合，起定位和導(dǎo)向作用間的準確對合，起定位和導(dǎo)向作用。導(dǎo)柱的長度通常應(yīng)高于凸模端面導(dǎo)柱的長度通常應(yīng)高于凸模端面6 68 mm8 mm，以免在導(dǎo)柱未導(dǎo)正時凸，以免在導(dǎo)柱未導(dǎo)正時凸模先進入型腔與其碰撞而損壞。模先進入型腔與其碰撞而損壞。6.2 6.2 排氣系統(tǒng)排氣系統(tǒng)排氣系統(tǒng)的作用是在注射過程中，將型腔中的氣體有序而排氣系統(tǒng)的作用是在注射過程中，將型腔中的氣體有序而順

19、利的排出，以免塑件產(chǎn)生氣泡、疏松等缺陷順利的排出，以免塑件產(chǎn)生氣泡、疏松等缺陷。注射過程中需排出的氣體有以下幾種：注射過程中需排出的氣體有以下幾種：1 1、澆注系統(tǒng)和型腔中原有的自然空氣；、澆注系統(tǒng)和型腔中原有的自然空氣；2 2、塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而形成的水蒸氣；、塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而形成的水蒸氣；3 3、塑料熔體在受熱或凝固時分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體；、塑料熔體在受熱或凝固時分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體；4 4、塑料熔體中某些添加劑的揮發(fā)和化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的氣、塑料熔體中某些添加劑的揮發(fā)和化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體體。本套模具采用從分型面上自然排氣的形式。合模再嚴密，本套模具采用

20、從分型面上自然排氣的形式。合模再嚴密，由于分型面的平面誤差的縫隙作為排氣通道是足夠的。由于分型面的平面誤差的縫隙作為排氣通道是足夠的。7 7 脫模脫模機構(gòu)的設(shè)計機構(gòu)的設(shè)計7.1 7.1 脫模脫模力的計算力的計算7.2 7.2 推出推出零件尺寸的確定零件尺寸的確定7.2.1 7.2.1 推件板厚度的確定推件板厚度的確定7.2.2 7.2.2 推桿直徑的確定推桿直徑的確定8 8 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計冷卻系統(tǒng)的設(shè)計由產(chǎn)品圖得知，塑件的壁厚最厚，厚度由產(chǎn)品圖得知，塑件的壁厚最厚，厚度為為1.8mm1.8mm，故冷卻時間，故冷卻時間t t2 2應(yīng)該以該厚度為應(yīng)該以該厚度為計算依據(jù)。查資料得到塑件的冷卻時間計算

21、依據(jù)。查資料得到塑件的冷卻時間t t2 2為為5s5s，設(shè)開模取出時間，設(shè)開模取出時間t t3 3為為15s,15s,再加再加上注射時間上注射時間t t1 1=1.6s=1.6s（查表（查表6-26-2可知注射可知注射機機XS-ZY-125XS-ZY-125的注射時間為的注射時間為1.6s1.6s）, ,故故制品的成型周期為制品的成型周期為：t=tt=t1 1+t+t2 2+t+t3 3=21.6s=21.6s上述上述熱量熱量應(yīng)由凹模和型芯的冷卻系應(yīng)由凹模和型芯的冷卻系統(tǒng)帶走。考慮到型芯儲存的熱量多，統(tǒng)帶走。考慮到型芯儲存的熱量多，且散熱條件差，故應(yīng)強化冷卻，采且散熱條件差，故應(yīng)強化冷卻，采用課本用課本P217P217的式的式10-4110-41的分配方案的分配方案，則則凹模冷卻系統(tǒng)應(yīng)帶走的熱量凹模冷卻系統(tǒng)應(yīng)帶走的熱量Q Q2G2G為：為：Q Q2G2G=0.4Q=0.4Q2 2=4286.6kJ/h=4286.6kJ/h型型芯冷卻系統(tǒng)應(yīng)帶走的熱量為：芯冷卻系統(tǒng)應(yīng)帶走的熱量為：Q Q2K2K=0.6Q=0.6Q2 2=6429.9kJ/h=6429.9kJ/h8.1.