淋浴噴頭支架塑料注射模具設(shè)計(jì)（有cad源圖等）（可編輯）

1、淋浴噴頭支架塑料注射模具設(shè)計(jì)（有cad源圖等） 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文題目:淋浴噴頭支架塑料注射模具設(shè)計(jì) 專 業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí): 學(xué) 生: 學(xué) 號(hào): 指導(dǎo)教師:7>2013年05月淋浴噴頭支架塑料注射模具設(shè)計(jì)摘 要 本文主要介紹了淋浴噴頭支架塑料件的注射模設(shè)計(jì),其間要參考大量與塑料成型相關(guān)的資料和翻閱各種模具設(shè)計(jì)手冊(cè),并通過計(jì)算以確定模具的具體模具制造技術(shù)迅速發(fā)展,已成為現(xiàn)代制造技術(shù)的重要組成部分。如模具的CAD/CAM技術(shù),模具的激光快速成型技術(shù),模具的精密成形技術(shù),模具的超精密加工技術(shù)。根據(jù)成型工藝要求,在原有塑料件的基礎(chǔ)上介紹了其注塑成型模具的結(jié)構(gòu),闡述了模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2、及工作過程。首先要從塑料生產(chǎn)工藝上對(duì)所要設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行工藝的分析與計(jì)算,然后在分析計(jì)算的基礎(chǔ)上并參看相關(guān)的資料確定成型工藝方案,再在此基礎(chǔ)上進(jìn)入模具總裝配圖的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上對(duì)注塑模具的主要零部件的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算,期結(jié)構(gòu)及尺寸,通過不斷的計(jì)算與修改,并在指導(dǎo)老師的悉心關(guān)懷和耐心指導(dǎo)下進(jìn)行不間斷的反復(fù)修改,最終獨(dú)立完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。其材料為ABS。根據(jù)ABS塑料的工藝特性和產(chǎn)品的使用要求,分析了手表盒盒底的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和成型工藝。本設(shè)計(jì)采用CAD技術(shù)進(jìn)行模具裝配圖及零件圖的繪制。對(duì)模具進(jìn)行了成型零部件、澆注系統(tǒng)、側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)、推出脫模機(jī)構(gòu)及冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析。最后,完成模具總裝圖設(shè)計(jì)及主要零

3、件圖的繪制,從而確保模具結(jié)構(gòu)的可靠性、合理性和實(shí)用性。關(guān)鍵詞:塑料;模具設(shè)計(jì);CAD shower bracket plastic injecting mold designAbstract This article mainly introduced the shower bracket plastic injection mould design, which to refer to a lot of useful information related to the plastic molding and through all kinds of mold design manual,

4、and through the calculation to determine the specific mold die & mould manufacturing technology rapid development, has become an important part of modern manufacturing technology. Such as mould CAD/CAM technology, die of laser rapid prototyping technology, mold's precision forming technology

5、 and die of super precision machining technology. According to the forming process requirement, on the basis of the original plastic its injection molding mold structure is introduced, this paper expounds the key points of die design and working process. Must first from the plastic on the production

6、 process to design products for process analysis and calculation, and then on the basis of the analysis and calculation and see the relevant data to determine the molding process, and on this basis into the mold structure design of general assembly drawing. On the basis of the size of the main parts

7、 of injection mold design and calculation, phase structure and the size, through continuous calculation and modification, and in guiding the teacher's careful care under the guidance and patience to constantly modify repeatedly, finally completed the graduation design independently. Its material

8、 is ABS. According to process characteristics and product requirements of the ABS plastic, watches boxes were analyzed with the structure characteristics and molding process. This design using CAD technology to drawing die assembly drawing and part drawing. Has carried on the molding parts to mould

9、the lateral core-pulling mechanism, gating system, and launched demoulding mechanism and cooling system design and analysis. Finally, complete the mold assembly design and main parts graph mapping, to ensure the reliability, rationality and practicability of the mold structureKey Words: Plastic; Mou

10、ld design; CAD 主 要 符 號(hào) 表T?成形周期K?注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù),一般取0.8M?注射機(jī)的額定塑化量(g/h或cm3/h)M?澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量和體積(g或cm3)M?單個(gè)制品的質(zhì)量和體積(g或cm3)F?注射機(jī)的額定鎖模力(N)A?單個(gè)制品在模具分型面上的投影面積(mm2)A?澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積(mm2)p?塑料熔體在模腔內(nèi)的平均壓力(MPa),通常模腔內(nèi)壓力S?注射機(jī)最大開模行程(mm)H?推出距離(脫模距離)(mm)H?包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的制品高度(mm)Q?抽拔力(N)A?側(cè)型芯被包緊的截面周長(cm)h?成型部分深度(cm)q?單位面積積壓力?

11、摩擦系數(shù)a?脫模斜度目 錄1 概論1 1.1緒論1 1.2國內(nèi)、外塑料模具發(fā)展現(xiàn)狀1 1.3塑料模具發(fā)展走勢22 塑件結(jié)構(gòu)和材料分析42.1塑件結(jié)構(gòu)分析42.2塑件材料的分析62.3塑件結(jié)構(gòu)的工藝分析63 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)73.1分型面的設(shè)計(jì)7 3.1.1分型面的基本形式7 3.1.2分型面選擇的基本原則7 3.1.3分型面的確定73.2型腔布局9 3.2.1型腔數(shù)目的確定9 3.2.2型腔分布93.3成型塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)93.4成型零件工作尺寸的計(jì)算10 3.4.1模具成型零件的工作尺寸計(jì)算10 3.4.2型腔壁厚的計(jì)算104 注射機(jī)的初選擇11 4.1 塑件體積的計(jì)算11 4.2計(jì)算塑件的質(zhì)

12、量11 4.3按注射機(jī)的最大注射量與初確定型腔數(shù)目11 4.4選擇注射機(jī)及注射機(jī)的主要參數(shù)12 4.4.1選擇注射機(jī)12 4.4.2注射機(jī)主要參數(shù)124.5 注射基本壓力134.6 鎖模力的計(jì)算134.7模具厚度與開模行程144.7.1模具厚度14 4.7.2開模行程145 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)155.1澆注系統(tǒng)的組成155.2主流道的設(shè)計(jì)155.3分澆道的設(shè)計(jì)165.4澆口的設(shè)計(jì)175.5冷料穴的設(shè)計(jì)186 分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)19 6.1斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)19 6.2斜導(dǎo)柱長度計(jì)算19 6.3抽芯力20 6.4型腔和型芯工作尺寸計(jì)算20 6.4.1凹模的徑向尺寸計(jì)算21 6.4.2凹模的深度尺

13、寸計(jì)算公式22 6.4.3凸模型芯直徑的計(jì)算23 6.4.4凸模型芯高度的計(jì)算247 厚度計(jì)算268 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)278.1導(dǎo)向零件的作用278.2導(dǎo)柱、導(dǎo)套的設(shè)計(jì)27 8.2.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)28 8.2.2 導(dǎo)套的設(shè)計(jì)289 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)299.1采用頂桿的形式及其固定方法299.2 推件力的計(jì)算309.3 推桿的設(shè)計(jì)3010 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3210.1冷卻水回路布置的基本原則3210.2 冷卻系統(tǒng)的作用3210.3冷卻時(shí)間的計(jì)算3310.4冷卻水道熱傳面積33 10.4.1 冷卻水道熱傳面積33 10.4.2冷卻水的體積流量34 10.4.3冷卻水道熱傳面積3411 模具的校核351

14、1.1注塑工藝參數(shù)的校核35 11.1.1 最大注塑量的校核35 11.1.2注射壓力的校核35 11.1.3鎖模力的校核3511.2模具安裝尺寸的校核35 11.2.1噴嘴尺寸的校核35 11.2.2模具厚度校核36 11.2.3模具外形尺寸校核3611.3開模行程的校核3612 確定裝配圖3713 結(jié)論3813.1總結(jié)3813.2體會(huì)38參考文獻(xiàn)39致 謝40畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)獨(dú)創(chuàng)性41畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明42此僅為文檔售價(jià),若需要cad圖等其他文件,請(qǐng)加Q:19856397551概論1.1緒論 塑料模具的設(shè)計(jì)和制造水平反映了機(jī)械設(shè)計(jì)和加工的水平,模具的設(shè)計(jì)已應(yīng)用了當(dāng)代先進(jìn)的設(shè)計(jì)手段

15、。CAD、CAM、CAE的逐漸廣泛應(yīng)用,使模具的設(shè)計(jì)效率大大提高,快速成型技術(shù)的應(yīng)用以及現(xiàn)代加工技術(shù)的使用如高精度加工中心、特種加工技術(shù)的大量使用是模具的制造精度越來越高,加工周期越來越短。各行各業(yè)對(duì)模具的需求量與日俱增,我國的模具行業(yè)蒸蒸日上,正需要大量的模具設(shè)計(jì)與制造的技術(shù)人才。本課題為中等以上難度的塑料模具設(shè)計(jì),從模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),各種參數(shù)的設(shè)計(jì)與計(jì)算,材料的選擇與處理,零件的加工工藝方案的制定,三維造型等均得到鍛煉。1.2國內(nèi)、外塑料模具發(fā)展現(xiàn)狀 我國塑料模具的發(fā)展隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展,在我國,起步較晚,但發(fā)展很快,近幾年來,我國模具技術(shù)有了很大發(fā)展,模具水平有了較大的提高。大型、精

16、密、復(fù)雜、高效和長使用壽命模具又上升了一個(gè)新的臺(tái)階。雖然如此,但我國模具行業(yè)缺少技術(shù)型人員,存在模具品種、精度、制造周期、使用性能相對(duì)工業(yè)發(fā)達(dá)國家還有很大差距,存在供不應(yīng)求的現(xiàn)狀。好些高性能模具還不能自行制造,每年需要花幾百萬、上千萬美元從國外進(jìn)口,制約了模具工業(yè)的發(fā)展,所以大力發(fā)展模具工業(yè)勢在必行1。模具標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)用更加廣泛,品種有所擴(kuò)展。優(yōu)質(zhì)模具鋼的應(yīng)用有較大進(jìn)展,但應(yīng)用面還不夠廣泛。模具標(biāo)準(zhǔn)化程度和模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)水平有了較大提高,但生產(chǎn)規(guī)模還不夠大,品種有待發(fā)展,質(zhì)量有待進(jìn)一步提高 。 日本的模具產(chǎn)能約占全球的40%,居世界第一位,每年向國外出口大量模具。現(xiàn)在模具市場競爭日趨激烈,因此日本

17、模具業(yè)也在努力降低生產(chǎn)成本。模具行業(yè)是人力成本較高的行業(yè),日本的人力成本是中國及東南亞地區(qū)的十幾倍,而人力成本中70%以上是非核心技術(shù)人員。因此,現(xiàn)在日本模具業(yè)正逐漸將技術(shù)含量不高的模具轉(zhuǎn)向人力成本低的地區(qū)生產(chǎn),只在本國生產(chǎn)技術(shù)含量較高的產(chǎn)品。其次是日本使用模具的主要企業(yè)有加快向國外轉(zhuǎn)移的趨勢,這使日本本國模具使用量減少。 隨著模具工業(yè)全球化布局的發(fā)展,模具行業(yè)在美國工業(yè)總產(chǎn)值中所占的比重呈現(xiàn)出不斷下降的態(tài)勢,但是美國模具在全球模具的高端產(chǎn)品仍然占據(jù)著重要地位。德國主要世界上主要的制造大國之一,在模具制造方面具有領(lǐng)先的技術(shù)。德國擁有世界領(lǐng)先的汽車、船舶等制造技術(shù),受上游行業(yè)需求影響,德國模具在

18、世界上具有較為重要的地位。由于德國將將技術(shù)含量較高的制造業(yè)作為其立國之本,預(yù)計(jì)未來德國不會(huì)放棄模具制造領(lǐng)域,相反會(huì)加強(qiáng)技術(shù)含量較高的模具的研究和開發(fā)。1.3塑料模具發(fā)展走勢 提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計(jì)制造水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。? 在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。CAD/CAM/CAE技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù),近年來模具CAD/CAM/CAE技術(shù)的硬件與軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度; CAD/CAM/CAE軟件的智能化程度將逐步提高;塑料制件及模具的

19、3D設(shè)計(jì)與成型過程的3D分析將在塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用2。? 推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量,并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源,所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,大幅度降低成本。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制,而且其常用于較復(fù)雜的大型制品,模具設(shè)計(jì)和控制的難度較大,因此,開發(fā)氣體輔助成型流動(dòng)分析軟件,顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度,繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具也非常重要。 現(xiàn)在C

20、AD/CAM/CAE 技術(shù)在塑料模的設(shè)計(jì)制造上應(yīng)用已越來越普遍,特別是CAD/CAM 技術(shù)的應(yīng)用較為普遍,取得了很大成績3。目前,使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品零件造型分析、模具主要結(jié)構(gòu)及零件的設(shè)計(jì)、數(shù)控機(jī)床加工的編程已成為精密、大型塑料模具設(shè)計(jì)生產(chǎn)的主要手段。應(yīng)用電子信息工程技術(shù)進(jìn)一步提高了塑料模的設(shè)計(jì)制造水平。這不僅縮短了生產(chǎn)前的準(zhǔn)備時(shí)間,而且還為擴(kuò)大模具出口創(chuàng)造了良好的條件,也相應(yīng)縮短了模具的設(shè)計(jì)和制造周期。此外,氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟,熱流道技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛,精密、復(fù)雜、大型具的制造水平有了很大提高,模具壽命及效率不斷提高,同時(shí)還采用了先進(jìn)的模具加工技術(shù)和設(shè)備。 提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平

21、和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本,模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。為此,首先要制訂統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn),并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn);其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)、提高商品化程度、提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本;再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格品種。在將來模具標(biāo)準(zhǔn)件將成為共享資源。應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對(duì)于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。 研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測量儀或三坐標(biāo)掃描儀實(shí)現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM/CAE的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價(jià)的檢測設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提。2 塑件結(jié)構(gòu)和材料分析2.1塑件結(jié)構(gòu)分析 對(duì)于淋浴噴頭支架塑料注射模具設(shè)計(jì)

22、,應(yīng)該詳細(xì)地表達(dá)模具的形狀和結(jié)構(gòu),這就要求在模具設(shè)計(jì)時(shí),必須使用Pro/E和AUTO-CAD軟件畫出三維圖如圖2.1、2.2和二維圖如圖2.3。該塑件是淋浴噴頭的支撐零件,零件外形類似等腰三棱柱體,圓弧形外部結(jié)構(gòu)防止接觸式劃傷,底座用螺栓螺母固定于連接表面,底座內(nèi)部的加強(qiáng)筋承受淋浴噴頭的重量。此塑件結(jié)構(gòu)簡單,承重力小,便于節(jié)省成本。圖2.1 三維塑件圖圖2.2 三維塑件圖圖2.3 二維塑件圖2.2塑件材料的分析 該塑件材料選用ABS(丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物)。ABS有良好的耐化學(xué)腐蝕及表面硬度 ,有良好的加工性和染色性能。 ABS無毒、無味、呈微黃色,成型的塑件有較好的光澤。密度為1.0

23、21.05g/cm3。ABS有良好的機(jī)械強(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、堿和酸類對(duì)ABS幾乎無影響。ABS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有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性,易與成型加工,經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色4。ABS的缺點(diǎn)是耐熱性不高,連續(xù)工作溫度為70oC左右,熱變形溫度為93oC左右,且耐氣候性差,在紫外線作用下易發(fā)脆。ABS在升溫時(shí)粘度增高,所以成型壓力高,故塑件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;ABS易產(chǎn)生熔接痕,模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量少澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力;在正常的成型條件下,壁厚、熔料溫度對(duì)

24、收縮率影響極小。2.3塑件結(jié)構(gòu)的工藝分析 該塑件尺寸中等,整體結(jié)構(gòu)較簡單,多數(shù)都為平面特征。除了配合尺寸要求精度較高外,其他尺寸精度要求相對(duì)較低,但表面粗糙度要求較高,再結(jié)合其材料性能,故選一般精度等級(jí):6級(jí)。 為了滿足制品表面光滑的要求與提高成型效率采用側(cè)澆口。該澆口的分流道位于模具的分型面處,澆口橫向開設(shè)在模具的型腔處,從塑料件側(cè)面進(jìn)料,因而塑件外表面不受損傷,不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質(zhì)量與美觀效果。 塑件的工藝參數(shù):干燥條件:80-90 成型收縮率:0.4-0.7% 模具溫度:25-70(模具溫度將影響塑件光潔度,溫度較低則導(dǎo)致光潔度較低)融化溫度:210-280(建議溫度:245

25、)成型溫度:200-240 注射速度:中高速度注射壓力:500-1000bar3 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 分型面的設(shè)計(jì)3.1.1 分型面的基本形式 分型面的形式由塑料的具體情況而定,但大體上有平面式分型面、階梯式分型面、斜面式分型面、曲面式分型面、綜合式分型面。3.1.2 分型面選擇的基本原則 選擇分型面的基本原則:保持塑料外觀整潔;分型面應(yīng)有利于排氣;應(yīng)考慮開模是塑料留在動(dòng)模一側(cè);應(yīng)容易保證塑件的精度要求;分型面應(yīng)力求簡單適用并易于加工;考慮側(cè)向分型面與主分型面的協(xié)調(diào);分型面應(yīng)與注射機(jī)的參數(shù)相適應(yīng);考慮脫模斜度的影響。3.1.3分型面的確定 選擇分型面位置的基本原則是應(yīng)將分型面開設(shè)在塑件斷面

26、輪廓的最大的部位,以便順利脫模,分型面的選擇應(yīng)滿足動(dòng)定模分離后,制品盡可能留在動(dòng)模內(nèi)。根據(jù)上述原則確定分型面的方案: 方案1: 如圖3.1所示: 圖3.1 分型面該方案從圖示處分型,模具在設(shè)計(jì)時(shí)需要有側(cè)抽芯機(jī)構(gòu),抽芯距離較長,且需要兩側(cè)抽芯,側(cè)抽芯型芯較為復(fù)雜,不容易加工。 方案2:如圖3.2所示: 圖3.2 分型面 該方案與方案一類似,但該方案的側(cè)抽芯方向較多,需三個(gè)方向抽芯,使得模具更加復(fù)雜,所以此方案不符合; 方案3:如圖3.3所示: 圖3.3 分型面 該方案以塑件底面作為分型面,它既是最大截面處,也是塑件表面粗糙度要求最低處。 綜合考慮,選擇方案三。3.2 型腔布局3.2.1型腔數(shù)目的

27、確定 為了模具與注塑機(jī)的生產(chǎn)能力相匹配,提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性,并保證塑件精度,模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確定型腔數(shù)目。模具的型腔數(shù)可根據(jù)塑件的產(chǎn)量,精度高低,模具制造本以及選用注塑機(jī)的最大注射量和鎖模力大小等因素確定5。小批量生產(chǎn),采用單型腔模具;大批量生產(chǎn),宜采用多型腔模具。但如果塑件尺寸較大時(shí),型腔數(shù)將受選用注塑機(jī)容許最大成型面積和注塑量的限制。 該塑件精度要求不高,又是中批量生產(chǎn),所以采用一模多腔的形式。塑件結(jié)構(gòu)簡單,有2個(gè)抽芯,提高了模具加工難度?？紤]到生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)率,宜采用一模兩腔的模具形式。3.2.2型腔分布 綜合考慮,本模具型腔采用一模兩腔對(duì)稱放置,其尺寸計(jì)算將在后面的設(shè)計(jì)中完成,如圖3

28、.4所示。圖3.4 型腔分布圖3.3成型塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) a. 凹模(型腔) 凹模是成型塑件外表面的部件,按其結(jié)構(gòu)形式可分為整體式和組合式兩類。根據(jù)它們的特性,本塑件為小型零件,凹模形狀復(fù)雜度一般,故采用組合式。 b. 凸模(型芯) 本塑件屬于小型殼體,成型塑件內(nèi)表面的型芯結(jié)構(gòu)復(fù)雜度一般,故型芯采用整體嵌入式凸模,將凸模單獨(dú)加工后與動(dòng)模板進(jìn)行裝配而成。3.4成型零件工作尺寸的計(jì)算 設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)該對(duì)成型零件的結(jié)構(gòu)形式、計(jì)算尺寸、強(qiáng)度校核給以足夠的重視。3.4.1模具成型零件的工作尺寸計(jì)算 一般情況下,影響成型零件及塑料公差的主要因素是模具制造公差、模具 磨損量以及塑件的收縮率這三項(xiàng)。 成型零件工作

29、尺寸計(jì)算方法一般有兩種:一種是平均值法,即按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量進(jìn)行計(jì)算;另一種是按極限收縮率、極限制造公差和磨損量進(jìn)行計(jì)算6。3.4.2型腔壁厚的計(jì)算 型腔側(cè)壁厚度的計(jì)算 其壁厚S按下列公式計(jì)算 3.1 式中 ? 型腔材料的許用應(yīng)力,160MPa p?型腔內(nèi)單位平均壓力,P30MPa r?型腔內(nèi)半徑,r13mm代入公式得:S3.4mm 4 注射機(jī)的初選4.1 塑件體積的計(jì)算 根據(jù)零件的三維模型,利用三維軟件直接可查詢到塑件的體積V26.5cm4.2計(jì)算塑件的質(zhì)量 查手冊(cè)取密度1.02g/cm 塑件體積:V26.5cm MV×26.5cm×1.02g/cm2

30、6.5g4.3按注射機(jī)的最大注射量與初確定型腔數(shù)目 根據(jù) (4.1) 得 (4.2)式中 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù),一般取0.8; 注射機(jī)最大注射量,或g; 澆注系統(tǒng)凝料量,或g; 單個(gè)塑件體積或質(zhì)量,或g; 最大注射量的計(jì)算式中 M ?塑件成型時(shí)所需要的注射量(cm3) n ?型腔個(gè)數(shù) M塑?每個(gè)塑件的體積(cm3) M澆澆注系統(tǒng)的體積(cm3)根據(jù)草圖 M澆3 M2×26.5+3083g 設(shè)計(jì)模具時(shí),成型塑件所需要的注射總量應(yīng)小于所選注射機(jī)的最大注射量,即MG1式中 G1?注射機(jī)實(shí)際的最大注射量(cm3) M?塑件成型時(shí)所需要的注射量(cm3) 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),G1應(yīng)該是注

31、射機(jī)允許最大注射量G的80?,即得:M80?G 83?80?×1251004.4選擇注射機(jī)及注射機(jī)的主要參數(shù)4.4.1選擇注射機(jī) 根據(jù)注射機(jī)容積初選注射機(jī)型號(hào)為XS-ZY-125。4.4.2注射機(jī)主要參數(shù) 查表文獻(xiàn)得選用XS-ZY-125型號(hào)注射機(jī),各參數(shù)如下:考慮塑件的外形尺寸、型腔數(shù)量、注射所需壓力及其它綜合情況,查塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)附表,初步選用注射機(jī)為XS-ZY-125型號(hào),其主要參數(shù)如下:表4.1注射機(jī)主要參數(shù)注射機(jī)主要參數(shù)理論注射量/cm3螺桿直徑/mm注射壓力/MPa注射行程/mm螺桿轉(zhuǎn)速/r/min噴嘴球半徑/mm噴嘴孔直徑/mm鎖模力/t最大成型面積/cm2移模行程/m

32、m最大模厚/mm最小模厚/mm注射方式拉桿空間/mm電動(dòng)機(jī)功率/KW螺桿驅(qū)動(dòng)功率/KW加熱功率/KW機(jī)器重量/t12542119011529,43,5669,83,10112490320300300200螺桿式260×29011453.54.5 注射基本壓力 該項(xiàng)工作是校核所選注塑機(jī)的公稱壓力能否滿足塑件成型時(shí)所需要的注射壓力。即: ABS的注射壓力50; 根據(jù)所選注塑機(jī)的公稱壓力為116;滿足要求。4.6 鎖模力的校核 對(duì)于鎖模力的校核,要求計(jì)算兩腔總的投影面積,則分型面投影圖如圖4.1所示。TK?F?q/1000(噸) (4.3)式中 T?注射機(jī)的額定鎖模力(噸)F?塑件與澆注系

33、統(tǒng)在分型面上的總投影面積(厘米2) q?熔接塑料在模腔內(nèi)的壓力(公斤/厘米2) K?安全系數(shù),通常取1.11.2。圖4.1 分型面投影圖 兩腔總的投影面積為(如圖4.1): F23.14×18.32+42.3×18.3×2-3.14×5/22×251cm2 澆道的投影面積為:F澆10cm2 在分型面上的總的投影面積: F總F+F澆51+1061cm2 模腔平均壓力q取300kg/cm2安全系數(shù)K取1.1 計(jì)算其所需鎖模力為:F鎖20 注射機(jī)的額定鎖模力為90F鎖20 即滿足要求。4.7模具厚度與開模行程4.7.1模具厚度 H最小HMH最大 (4

34、.4) 模具閉合高度必須滿足: H最小?注塑機(jī)允許的最小模厚,即動(dòng)定模板間的最小開距 H最大?注塑機(jī)允許的最大的模厚 查表可得,XS-ZY-125型注塑機(jī)的 H最小200mm H最大300mm4.7.2開模行程 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))所需的開模距離。 由于所選注塑機(jī)為液壓-機(jī)械聯(lián)合作用的注塑機(jī) 根據(jù)SH1+H2+(510)(4.5) H1?頂出距離 H2?塑件高度 由于有側(cè)抽芯機(jī)構(gòu),此時(shí)應(yīng)考慮抽芯距離所增加的開模行程(4.6) 其中-抽芯距 -斜導(dǎo)柱斜角 S抽H1+ H2 + 510cm15 + 60+ 51085.0cm 斜導(dǎo)柱傾斜角150 抽芯距s13mm

35、H側(cè)S抽/tg300+35cm13/tg150 48.5cm 因?yàn)镾抽>H側(cè) 由于S機(jī) 30085 即開模行程適合。5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5.1澆注系統(tǒng)的組成 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則:澆口位置應(yīng)盡量選擇在分型面上,以便于模具加工及使用時(shí)澆口的清理;澆口位置距型腔各個(gè)部位的距離應(yīng)盡量一致,并使其流程為最短;澆口的位置應(yīng)保證塑料流入型腔時(shí),對(duì)著型腔中寬敞、壁厚位置,以便于塑料的流入;避免塑料在流入型腔時(shí)直沖型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能盡快的流入到型腔各部位,盡量避免使制件產(chǎn)生熔接痕,或使其熔接痕產(chǎn)生在之間不重要的位置;澆口位置及其塑料流入方向,應(yīng)使塑料在流入型腔時(shí),能沿著型腔平行方向均勻的流入,并有

36、利于型腔內(nèi)氣體的排出7。5.2主流道的設(shè)計(jì) 根據(jù)選用的XS-ZY-125型號(hào)注射機(jī)的相關(guān)尺寸得: 噴嘴前端孔徑:; 噴嘴前端球面半徑:R0 12mm; 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系R R0 + 12mm(5.1) d d0 + 0.51mm (5.2) 取主流道球面半徑:R14mm; 取主流道小端直徑:d5mm 為了便于將凝料從主流道中取出,將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形,起斜度為26度,經(jīng)換算得主流道大端直徑為12mm。如圖5.1所示:圖5.1 主澆道5.3分澆道的設(shè)計(jì) 分流道是主流道與澆口之間的通道,一般開設(shè)在分型面上,起分流和轉(zhuǎn)向作用,分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置,分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)盡

37、可能短,以減少壓力損失,熱量損失和流道凝料8。常用分流道斷面尺寸推薦如表5.1所示。表5.1 流道斷面尺寸推薦值塑料名稱分流道斷面直徑mm塑料名稱分流道斷面直徑mmABS,AS 聚乙烯尼龍類聚甲醛丙烯酸抗沖擊丙烯酸醋酸纖維素聚丙烯異質(zhì)同晶體 4.89.5 1.69.5 1.69.5 3.510 810 812.5 510 510 810聚苯乙烯軟聚氯乙烯硬聚氯乙烯聚氨酯熱塑性聚酯聚苯醚聚砜離子聚合物聚苯硫醚 3.510 3.510 6.516 6.58.0 3.58.0 6.510 6.510 2.410 6.513 分流道的斷面形狀有圓形,矩形,梯形,U形和六角形?？梢杂昧鞯赖慕孛娣e與周長的

38、比值來表示流道的效率,其中圓形和正方形的效率最高,但正方形的流道凝料脫模困難,所以一般是制成梯形或圓形流道。在模具設(shè)計(jì)時(shí)考慮加工因數(shù),所以,在該模具上取半圓形斷面形狀,直徑為8mm。分流道選用半圓形截面:直徑D8mm,流道表面粗糙度 。 分流道和分流道截面圖如下圖5.2、5.3所示:圖5.2 分流道示意圖 圖5.3 分流道截面圖5.4澆口的設(shè)計(jì) 根據(jù)澆口的位置選擇要求,盡量縮短流動(dòng)距離,避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷,澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚處等要求。采用扇形澆口可以保持產(chǎn)品外觀精度。本設(shè)計(jì)采用邊緣澆口,邊緣澆口(又名為標(biāo)準(zhǔn)澆口、側(cè)澆口) 該澆口相對(duì)于分流道來說斷面尺寸較小,屬于小澆口的一種。邊緣

39、澆口一般開在分型面上,具有矩形或近矩形的斷面形狀,其優(yōu)點(diǎn)是澆口便于機(jī)械加工,易保證加工精度,而且試模時(shí)澆口的尺寸容易修整,適用于各種塑料品種,其最大特點(diǎn)是可以分別調(diào)整充模時(shí)的剪切速率和澆口封閉時(shí)間9。 該模具采用側(cè)澆口,其有以下特性: 形狀簡單,去除澆口方便,便于加工,而且尺寸精度容易保證; 試模時(shí)如發(fā)現(xiàn)不當(dāng),容易及時(shí)修改; 能相對(duì)獨(dú)立地控制填充速度及封閉時(shí)間; 對(duì)于殼體形塑件,流動(dòng)充填效果較佳。 經(jīng)由對(duì)塑件的分析,在澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前,我們首先要選定進(jìn)料口位置,進(jìn)料口位置為塑件的中間部位,采用側(cè)澆口形式,模具設(shè)計(jì)為一模兩腔,并且型腔中心布局,擬定澆注系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如下圖所示:采用側(cè)澆口如圖5.4

40、。 圖5.4a 側(cè)澆口截面 圖5.4b 側(cè)澆口 圖5.4c 澆注系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)(側(cè)澆口)5.5冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料穴是澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成之一。冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料,以免這些冷料注入型腔。這些冷料既影響熔體充填的速度,有影響成型塑件的質(zhì)量,另外還便于在該處設(shè)置主流道拉料桿的功能10。注射結(jié)束模具分型時(shí),在拉料桿的作用下,主流道凝料從定模澆口套中被拉出,最后推出機(jī)構(gòu)開始工作,將塑件和澆注系統(tǒng)凝料一起推出模外。 如下圖5.5 所示:圖5.5 冷料穴示意圖6 分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 當(dāng)塑件上具有外側(cè)孔或內(nèi)、外側(cè)凹時(shí),塑件不能直接從模具中脫出。此時(shí)必須將成型孔或側(cè)凹的零件做成活動(dòng)的,

41、這種零件稱為側(cè)型芯(俗稱活動(dòng)型芯)。在塑件脫模前必須抽出側(cè)型芯,然后再從模具中頂出塑件,完成側(cè)型芯的抽出和復(fù)位的機(jī)構(gòu)稱為側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)。 經(jīng)分析選擇,采用斜導(dǎo)柱分型抽芯機(jī)構(gòu)。6.1斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 斜導(dǎo)柱的斜角一般為15°20°,最大不得超過25°。 本設(shè)計(jì)采用斜導(dǎo)柱的傾斜角選為150 。 斜導(dǎo)柱的材料選取T8碳素工具鋼。 由于斜導(dǎo)柱經(jīng)常與滑塊摩擦,熱處理硬度不小于55HRC。 斜導(dǎo)柱與其固定的模板之間采用過渡配合H7/m6。 滑塊上斜導(dǎo)柱與斜導(dǎo)孔之間采用較松的間隙。6.2斜導(dǎo)柱長度計(jì)算圖6.1 斜導(dǎo)柱 當(dāng)滑塊抽出的方向與開模方向垂直(圖6.1所示)斜導(dǎo)柱的

42、長度計(jì)算公式 如下: (6.1)式中 L?斜導(dǎo)柱的總長度,mm; D?大端的直徑,mm; S?抽拔距,mm; d?導(dǎo)滑段的直徑,mm; h?固定模板厚度,mm; ?斜導(dǎo)柱的傾斜度,°。則L112mm6.3抽芯力 抽芯力的計(jì)算同脫模力的計(jì)算相同,對(duì)于側(cè)向凸起較少的塑件的抽芯力通常比較小,僅僅是克服塑件與側(cè)型腔的粘附力和側(cè)型腔滑塊移動(dòng)時(shí)的摩擦阻力11。對(duì)于側(cè)型芯的抽芯力,往往采用如下的公式進(jìn)行估算: (6.2)式中 ?抽芯力N); ?側(cè)型芯成型部分的截面平均周長m; ?側(cè)型芯成型部分的高度m; ?塑件對(duì)側(cè)型芯的收縮應(yīng)力(抱緊力),其值與塑件的何形狀塑料的品種、成型工藝有關(guān),一般情況下模內(nèi)

43、冷卻的塑件取0.81.2×107Pa,模外冷卻的塑件取2.43.9×107Pa; ?塑料在熱狀態(tài)時(shí)對(duì)剛的摩擦系數(shù),一般取0.150.2; ?側(cè)型芯的脫模斜度或傾斜角°,這里=15°。 212mm 59.1 107pa 0.1 0.5帶入數(shù)據(jù)計(jì)算可得: 212×59.1×107×(0.2×0.97-0.26) 1143(N)6.4型腔和型芯工作尺寸計(jì)算 該成型零件工作尺寸計(jì)算時(shí)均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來進(jìn)行計(jì)算。 查表(塑料模設(shè)計(jì)及制造 附錄C)得ABS的收縮率為S=0.40.7%,故平均

44、收縮率S=(0.4+0.7)%/2=0.55%,模具制造公差取z=/3。6.4.1凹模的徑向尺寸計(jì)算 凹模是成型塑件外形的模具零件,其工作尺寸屬包容尺寸,在使用過程中凹模的磨損會(huì)使包容尺寸逐漸的增大。所以,為了使得模具的磨損留有修模的余地以及裝配的需要,在設(shè)計(jì)模具時(shí),尺寸公差取IT9。具體計(jì)算公式如下: 凹模的徑向尺寸計(jì)算公式: =L(1+k)-(3/4) (6.3)式中 L?塑件外形公稱尺寸; K?塑料的平均收縮率; ?塑件的尺寸公差; ?模具制造公差,取塑件相應(yīng)尺寸公差的1/31/6。凹模尺寸: L121.5mm0.0.052 =L(1+k)-(3/4) =21.5×(1+0.0

45、055)-3/4×0.052 =21.734 L230mm 0.052 =L(1+k)-(3/4) =30×(1+0.0055)-3/4×0.052 =30.672 L315mm0.043 =L(1+k)-(3/4) =15×(1+0.0055)-3/4×0.043 L496.6mm0.087 =L(1+k)-(3/4) =96.6×(1+0.0055)-3/4×0.087 圖6.2 凹模6.4.2凹模的深度尺寸計(jì)算公式H=H(1+k)-2/3 (6.4)式中 H?塑件高度方向的公稱尺寸。 凹模深度尺寸計(jì)算: L111mm0

46、.036 H=H(1+k)-2/3 =11×1+0.0055-2/3×0.036 =11.3 L26.7mm0.03 H=H(1+k)-(3/4) =6.7×(1+0.0055)-3/4×0.03 =6.8 圖6.3 凹模高度6.4.3凸模型芯直徑的計(jì)算 凸模的直徑尺寸計(jì)算公式:d=d(1+k)+3/4 (6.5) L1220.052 d=d(1+k)+3/4 =22×1+0.0055+3/4×0.052 =22.3 L238 0.062 d=d(1+k)+3/4 =38×1+0.0055+3/4×0.062 =4

47、0.2 L 332 0.062 d=d(1+k)+3/4 =32×1+0.0055+3/4×0.02 =6.8圖6.4 凸模徑向6.4.4凸模型芯高度的計(jì)算; 凸模的高度尺寸計(jì)算公式:d=d(1+k)+2/3 (6.6) L15 0.03 d=d(1+k)+2/3 =5×1+0.0055+2/3×0.03 =5.27 L215 0.043 d=d(1+k)+2/3 =15×1+0.0055+2/3×0.043 =72.32 L336 0.052 d=d(1+k)+2/3 =36×1+0.0055+2/3×0.052

48、 =36.26 L366 0.074 d=d(1+k)+2/3 =66×1+0.0055+2/3×0.074 =66.3圖6.5 凸模高度 7 動(dòng)模厚度計(jì)算 動(dòng)模墊板由于受到成型壓力的作用而發(fā)生變形,若此變形過大,就會(huì)導(dǎo)致塑件的壁厚發(fā)生變化,還會(huì)發(fā)生溢料現(xiàn)象,因此必須將其最大變形量限制到0.10.2mm以下。計(jì)算公式如下: , (7.1) P1F×P (7.2)式中 P1?為動(dòng)模受的總壓力,MPa; F?為塑件及澆注系統(tǒng)在動(dòng)模上的投影面積,cm; P?為型腔壓力一般取2545MPa; K?為修正系數(shù),取0.60.75,此處取為0.7; B?為動(dòng)模墊板的寬度,mm;

49、 L?為支撐塊的跨距,mm。 墊板受到墊塊的支撐力和動(dòng)定模板的彎向力,最終力矩平衡。彎向力必須小于其溢流值。 綜上,動(dòng)模厚度取40mm。8 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向零件是保證動(dòng)模與定?；蛏夏Ｅc下模合模時(shí)正確的定位和導(dǎo)向的重要件。導(dǎo)向零件主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位。此次設(shè)計(jì)采用導(dǎo)柱導(dǎo)向,其主要零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。8.1導(dǎo)向零件的作用 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證塑料注射模具的動(dòng)模與定模合模時(shí)正確定位和導(dǎo)向的重要零件,通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向,主要零件包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套12。其具體作用有以下幾點(diǎn): a. 定位作用:導(dǎo)向裝置直接保證動(dòng)、定模合模位置的正確性,保證模具型腔的形狀和尺寸的精確性,從而保證塑料制品的精度。同時(shí)在模具裝配過程

50、中便于裝配和調(diào)整。 b. 導(dǎo)向作用:合模時(shí)引導(dǎo)動(dòng)模按序正確閉合,防止損壞型芯,并承受一定的側(cè)向力。 c. 承載作用:塑料熔體在充模過程中,或由于成型設(shè)備精度低的影響,可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力,因而在成型過程中需要導(dǎo)向裝置能承受一定的單向側(cè)壓力,以保證模具的正常工作,采用推件板脫?；蛉迨侥＞呓Y(jié)構(gòu)時(shí),導(dǎo)柱有承受推件板和定模型腔板的重載荷作用。 d. 保持運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)作用:對(duì)于大、中型模具的脫模機(jī)構(gòu),有保持機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)靈活平穩(wěn)的作用。 e. 錐面定位機(jī)構(gòu)作用:對(duì)于薄壁、精密注塑模,大型、深型腔注塑模和生產(chǎn)批量大的注塑模,僅用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是不完善的,還必須在動(dòng)、定模之間增設(shè)錐面定位機(jī)構(gòu),以滿足精密定位和同軸度的要求。8.2導(dǎo)柱、導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 導(dǎo)柱導(dǎo)向是指導(dǎo)柱與導(dǎo)套(導(dǎo)向孔)采用間隙配合使導(dǎo)柱在導(dǎo)套(導(dǎo)向孔)內(nèi)滑動(dòng),配合