塑料骨架注塑模具設計

畢業(yè)設計第四章模具設計的有關計算4.1型芯和型腔工作尺寸的計算查表《塑料模設計手冊》表1-4塑料ABS收縮率：0.3%~0.8%。平均收縮率：S=（0.3%+0.8%）/2=0.55%4.1.1型腔徑向尺寸的計算φ38：（Lm）+0δz=[（1+0.0055）×38-0.26×3/4]+00.26/3=38.01+00.087φ22：（Lm）+0δz=[（1+0.0055）×22-0.22×3/4]+00.22/3=21.96+00.073φ19：（Lm）+0δz=[（1+0.0055）×19-0.22×3/4]+00.22/3=18.94+00.0731.5:（Lm）+0δz=[（1+0.0055）×1.5-0.12×3/4]+00.12/3=1.42+00.04型腔深度的計算：8：（Hm）+0δz=[（1+0.0055）×8-0.16×2/3]+00.16/3=7.94+00.0536：（Hm）+0δz=[（1+0.0055）×6-0.14×2/3]+00.14/3=5.94+00.0471.5：（Hm）+0δz=[（1+0.0055）×1.5-0.12×2/3]+00.12/3=1.43+00.044.1.2型芯徑向尺寸的計算φ16：（Lm）-0δz=[（1+0.0055）×16+0.20×3/4]-00.20/3=16.24-00.067φ19：（Lm）-0δz=[（1+0.0055）×19+0.22×3/4]-00.22/3=19.27-00.0731.5：（Lm）-0δz=[（1+0.0055）×1.5+0.12×3/4]-00.12/3=1.6-00.04型芯高度公式：6：（hm）+0δz=[（1+0.0055）×6+0.14×2/3]-00.14/3=6.13-00.04711：（hm）-0δz=[（1+0.0055）×11+0.18×2/3]-00.18/3=11.18-00.064.2側壁厚度與底板厚度的計算4.2.1側壁厚度該型腔為整體式。因此，型腔的強度和剛度按整體式進行計算。由于型腔壁厚計算比較麻煩，也可以參考經(jīng)驗推薦數(shù)據(jù)。查《塑料成型工藝與模具設計》表6.10型腔側壁厚取δ=20mm4.2.2推板厚度H=0.74pr4/E[δ])1/3其中查，E=2.1×105Mpa，[δ]可取制品軸向尺寸公差的1/10，取[δ]=0.03mm，p由表4.1取30Mpa。H=(0.74×30×0.84/2.1×105×0.00003)1/3=1.13cm≈16mm4.3斜導柱等側抽芯有關計算4.3.1斜導柱的設計斜導柱的傾斜角α取22.5°。Ft=2π×r×E×S×L×f/[(1+m+k)(1+f)]Ft——脫模力（推出力）（N）E——塑料彈性模量（N/cm2，ABS塑料為1.8～2.9×105N/cm2之間，取2.0×105N/cm2）S塑料的平均成型收縮率（mm/mm）L包容凸模的長度（cm）f塑料與剛的摩擦系數(shù)（ABS塑料取0.2）m塑料的帕松比（取0.3）k=2r2/(t2+2tr)（t為塑料平均壁厚）t=塑料平均壁厚(cm)r圓柱半徑(cm)2Ft=2×2π×1.9×200000×0.0055×1.7×0.3/[（1+0.3+5.87）（1+0.2）]=1393.97（N）查《塑料成型工藝與模具設計》表9.1取Fw=10KN再查表9.2得d=16mm4.3.2斜導柱的計算在斜導柱的設計中斜導柱采用了理論上最佳的斜角：22.5°，直徑取16mm。先計算抽心距：S抽=(R2-r2)1/2+(2~3)mm其中：R—塑件的大圓盤半徑r—塑件的最小的腰部外圓半徑S抽=(192-9.52)1/2+(2~3)≈16.45+(2~3)=19mm然后在CAD里根據(jù)抽心距算出其長度，如圖4-1圖4-1斜導柱其強度校核：F彎=F抽/cosα其中：F彎—斜導柱所受的彎曲力（N）F抽—抽拔力（N）α—斜導柱的斜角F彎=F抽/cosα=1393.97/cos22.5°=1508.8NF彎<Fw，所以斜導柱強度合格。4.3.3斜滑塊的設計斜滑塊設計如圖4-2圖4-2斜滑塊的設計4.3.4鍥緊塊的設計本模具采用鍥緊塊與定模板制成一體的整體式結構。如圖4-3圖4-3鍥緊塊4.3.5導滑條的設計如圖4-4圖4-4斜滑條斜滑塊的導滑長度不能太短，一般應保證滑塊在完成抽拔動作后，留在導滑條中的長度不小于有效長度的2/3，經(jīng)計算，該滑塊在完成抽拔動作后留在導滑條中的長度為47.5mm，總的有效長度為65.5mm，所以導滑條的長度足夠。4.4冷卻與加熱系統(tǒng)該模具采用電熱絲加熱，冷卻方式為風扇冷卻。第五章選擇模架為了方便加工熱處理，其型腔鑲塊可分為兩部分。如圖5-1圖5-1型腔鑲塊5.1初選注射機5.1.1澆注系統(tǒng)重量單件塑件重量Ms=4.2824g注射機額定注射量Gb，每次注射量不超過最大注射量的80%即n=(0.8Gb－Gj)/Gs式中n－型腔數(shù)Gj－澆注系統(tǒng)重量(g)Gs－塑件重量(g)Gb－注射機額定注射量(g)澆注系統(tǒng)估算結果：V1=1/3π(42-1.52)×40=575.7mm3V2=π×42×10=602.88mm32V3=2×π×32×15=847.8mm3Vj=575.7+602.88+847.8=2026mm3=2.026cm3澆注系統(tǒng)重量Gj=2.026×1.18=2.39g設n=2則得：Gb=（nGs+Gj）/0.8=（2×4.2824+2.39）/0.8g=14g總質(zhì)量：M=14g滿足注射量：V機≥V塑件/0.80式中V機——額定注射(cm3)V塑件—塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和（cm3）V機=V塑件/0.8=10.106/0.8cm3=12.6325cm3或滿足注射量M機≥M塑件/0.8M機=M塑件/0.8=14/0.8=17.5g5.1.2注射壓力P注≥P成型查《塑料模具設計手則》表1-8ABS塑料成型時的注射壓力P成型=106～281Mpa.鎖模力：P鎖≥pF式中:p—塑料成型時型腔壓力ABS塑料的型腔壓力，取p=30MpaF—澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積和分型腔及澆住引流及型腔在分型面上的投影面積F=(2850×2+210×2+387.22)mm2=1874.36mm2pF=30×1874.36=56230.8N≈56.23KN根據(jù)以上分析與計算,根據(jù)塑料注射機技術規(guī)格表4.2《塑料成型工藝與模具設計》選用XS－Z－60型注射機。注射機XS－Z－60有關技術參數(shù)如下:模板最大開合模行程180mm模具最大厚度200mm模具最小厚度70mm噴嘴圓弧半徑12mm噴嘴孔直徑4mm動、定模板尺寸330mm×440mm拉桿空間300mm5.2選標準模架根據(jù)以上分析計算型腔尺寸及位置尺寸可確定模架的結構形式和格。查《塑料成型工藝與模具設計》表7-4選用：A4型(GB/T12556-90)定模底板厚：20mm定模板厚：A=32mm滑塊厚度：17mm推板厚度:16mm動模板厚:B=25mm動模墊板厚：32mm墊塊厚度:C=50mm下模座厚：20mm模具厚度：H模=A+B+C+20+16+32+20=195mm模具外形尺寸：160×200×195mm第六章校核注射機6.1注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度的校核由于在初選注射機和標準模架時是根據(jù)以上四個技術參數(shù)及計算壁厚等因素選用的，所以注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度不必進行校核，已符合所選注射機要求。6.2開模行程的校核注射機最大行程SS2h件+h澆+(5～10)式中h件——塑料制品高度(mm)；h澆——澆注系統(tǒng)高度(mm)。2h件+h澆+(5～10)=2×17+40+10=84mm故滿足要求。6.3模具在注射機上的安裝從標準模架外形尺寸看小于注射機拉桿空間，并采用壓板固定模具，所以選注射機規(guī)格滿足要求。第七章推出機構的設計7.1推件力的計算Ft=2π×r×E×S×L×f/[(1+m+k)(1+f)]Ft——脫模力（推出力）（N）E——塑料彈性模量（N/cm2，ABS塑料為1.8～2.9×105N/cm2之間，取2.0×105N/cm2）S塑料的平均成型收縮率（mm/mm）L包容凸模的長度（cm）f塑料與剛的摩擦系數(shù)（ABS塑料取0.2）m塑料的帕松比（取0.3）k=2r2/(t2+2r)（t為塑料平均壁厚）t=塑料平均壁厚(cm)r圓柱半徑(cm)2Ft=2×2π×1.9×200000×0.0055×1.7×0.3/[（1+0.3+5.87）（1+0.2）]=1393.97（N）7.2推桿的設計7.2.1推桿的強度計算查《塑料模設計手冊之二》由式5-97得d=（）d——圓形推桿直徑cm——推桿長度系數(shù)≈0.7l——推桿長度cmn——推桿數(shù)量E——推桿材料的彈性模量N/(鋼的彈性模量E=2.1107N/)Q——總脫模力d=（）=0.193cm=1.93mm取6mm。7.2.2推桿壓力校核查《塑料模設計手冊》式5-98 =取320N/mm2<推桿應力合格，硬度HRC50～657.3推板強度計算推板選用45鋼，允許變形0.3mm。查《塑料模設計手冊》由式5-103得：H=0.54L()H——推板厚度cmL——推桿間距cmQ——總脫模力B——推板寬度cmE——鋼材的彈性模量N/(鋼的彈性模量E=N/)y——推板允許最大變形量cmH=0.546.4×()=3.95mm<16mm所以推板強度合格。第八章連接件的選用8.1銷釘?shù)倪x用由于連接的各種板料比較大所以銷釘選用35號鋼,熱處理硬度28-38HRC銷GB/T11716x50:參考<機械零件手冊>圓柱銷系列.8.2螺釘?shù)倪x擇(1).定模緊固螺銓的選用;定模底板的厚度和定模板的總長為60mm.所以選用的螺銓型號為:GB/T5782M20X40.(2).動模緊固螺銓的選用：動模底板,墊塊,動模支撐板和動模板的總長度為185mm.所以選用螺銓的型號為:GB/T5782MX140.(3).連接滑塊螺釘?shù)倪x用:根據(jù)所有連接的定位塊和倒滑槽的長度這里選用:GB/T5782M12X60第九章模具的裝配9.1模的裝配將定模板平放在平臺上，先將型腔放進去，再把四根斜倒柱，四個鍥緊塊和八個型腔拼塊敲入指定的位置，把上模板放上去，對準好倒套孔和澆口套孔，把倒套和澆口套敲進去，訂上銷釘，最后將澆口套螺釘，定模螺釘旋上緊固，完成裝配。9.2動模的裝配把動模板倒放在平臺上，先將四個側滑塊放進倒滑槽，把定位塊擰好，裝上彈簧螺釘將滑塊固定好，在型芯放進去，再放入型芯拼塊和四個倒柱。放上動模板，對準好各種孔位后放上推桿定位板后把拉料桿，推件桿放到其位置，再將墊塊對準各種孔位放上去，再將下模板放上把螺釘旋上即可，然后把動模翻過來，把定模倒套對準倒柱放進去。整套模具裝配完成。最后檢驗，試模。結論參考文獻1.屈華昌主編.《塑料成型工藝與模具設計》.北京:機械工業(yè)出版社1996.2.李澄.吳天生.聞百橋主編.《機械制圖》.北京:機械工業(yè)出版社1996.3.李云程主編《模具制造工藝學》北京：機械工業(yè)出版社2001.4.周開勤主編《機械零件手冊》北京：高等教育出版社2001.5.范有發(fā)主編《沖壓與塑料成型設備》北京：機械工業(yè)出版2001.6.許德珠主編《機械工程材料》北京：高等教育出版社1991.7.孫玲主編，塑料成型工藝與模具設計[M].北京:清華大學出版社,20088.史鐵梁.模具設計指導.[M],北京：機械工業(yè)出版社，2003.9.Jalve.Electrodesposiciondemetales[E].2000.10.Pearce.R.SheetMatalForming[M].Bristol、philadelphia:Adamhilger,c1991.11.甄瑞麟主編，楊善義，張永軍副主編.王哲明主審.模具制造工藝學[M].清華大學出版社，2005.112.何永強.塑料模具設計指導與資料匯編[M].大連：大連理工大學出版社.200513.齊衛(wèi)東.塑料模具設計與制造[M].北京.高等教育出版社，200414.葉久新、趙龍主編.塑料制品成型及模具設計.湖南科學技術出版社，2004.715.電子資料查詢：Google，百度，校園網(wǎng)上的電子閱覽室等.16.齊衛(wèi)東.《塑料模具設計與制造》.北京：高等教育出版社.2004.17.閻亞林.《塑料模具圖冊》.北京:高等教育出版社.2004.18.屈華昌.《塑料成形工藝與模具設計》.北京：高等教育出版社.2001.19.甑瑞麟.《模具制造實訓教程》.北京：機械工業(yè)出版社.2006.20.付麗.《實用模具技術手冊》.北京：機械工業(yè)出版社.2002.21.于華編著.《注塑模具設計技術及實例》.北京：機械工業(yè)出版社.2004.6.22.陳萬林等編著.《實用塑料注塑模設計與制造》.北京：機械工業(yè)出版社.2000.3.23.蔣繼宏，王效岳編著.《注塑模具典型結構100例》.北京：中國輕工業(yè)出版社.2000.24.FuMW,FuhJYH,NeeAYC.Undercutfeaturerecognitioninaninjectionmoulddesignsystem.ComputAidedDes1999;31:777–90.25.ZhaiM,LamYC,AuCK,LiuDS.Automatedselectionofgatelocationforplasticinjectionmoldingprocessing.PolymPlastTechnolEng2005;44:229–42.26.ShiF,LouZL,LuJG,ZhangYQ.Optimisationofplasticinjectionmouldingprocesswithsof