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万能充电器后盖产品造型与模具设计【14张CAD+UG图纸】【优秀通过答辩】

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内容简介:
目 录摘 要I目 录III1 绪论11.1 综述11.1.1 塑料模的功能11.1.2 我国塑料模具现状及发展趋势11.1.3 未来塑料模具工业和技术的主要发展方向11.2 本设计的意义及目的22 塑件成型工艺性分析32.1 塑件的分析32.1.2 脱模斜度32.1.3 塑件圆角42.2 PE-HD的性能分析42.2.1 使用性能42.2.2 成型性能43 拟定模具的结构形式53.1 分型面位置的确定53.2 型腔数量和排列方式的确定53.3 注射机型号的确定63.3.1 注射机的分类63.3.2 国产注射机的型号规格和主要技术参数63.3.3 注射量的计算63.3.4 浇注系统凝料体积的初步估算63.3.5 选择注塑机74 浇注系统的设计84.1 浇注系统的作用84.2 主流道的设计84.2.1 主流道的材料94.2.2 主流道的表面精度94.2.3 主流道尺寸94.3.4 主流道当量半径94.3.5 主流道的凝料体积94.4 分流道的设计94.5 浇口套的设计104.5.1 浇口套的固定形式104.5.2 浇口套的配合关系104.5.3 浇口的计算114.6 冷料穴的设计115 成型零件的结构设计及计算125.1 成型零件的结构设计125.1.1 凹模结构设计125.1.2 凸模结构设计135.2 成型零件钢材的选用145.3 成型零件工作尺寸的确定146 模架的确定156.1 标准模架156.3 各模板尺寸的确定156.4 模架各尺寸的校核166.4.1 注射机拉杆间距166.4.2 模具高度尺寸176.4.3 模具的开模行程177 排气槽的设计187.1 排气系统的作用187.2 排气结构设计187.3 间隙排气188 脱模推出机构的设计208.1 脱模机构的设计原则208.2 脱模力的计算208.3 脱模机构的设计219 斜滑块分型抽芯机构的设计229.1 侧向分型抽芯机构229.2 斜滑块分型抽芯机构特点229.3 斜滑块的组合形式2310 冷却系统的设计2410.1 温度调节系统2411 导向与定位机构的设计2511.1 导向机构的分类2511.2 导柱的设计2511.3 导套的设计2611.4 导柱与导套之间的配合形式2611.5 锥面定位机构2712 小结28参考文献29致 谢30毕业设计摘 要 本次设计的题目是万能充电器后盖产品造型与模具设计,要求设计出用于生产的注射模具。初步对该塑件的结构分析可知:由于该塑件的面积较大,因此采用直浇口和顺序分型,并且采取一模两腔的结构形式。由于塑件的结构特点,故而需要采用斜滑块抽芯机构。 本次设计的具体过程如下:首先对塑件的成型工艺性能进行分析。这包括对塑件的结构尺寸的分析和成型塑件的材料各项性能的分析。其次,就是如何合理的选择注射机。选择正确的注射机是本次设计的基础。再次,就是拟定模具的结构形式。模具的结构形式必须根据塑件的结构尺寸,通过计算进行合理的选择。第四步就是浇注系统的设计。第五步是本次设计的重点,成型零部件的设计和计算。第六步是斜滑块侧抽芯机构的设计和计算。 通过本次设计,使我对注塑模具的结构和性能有了全面的了解,并且学到了模具设计的基本知识,为以后踏入社会工作打下了基础,可以说是受益匪浅。关键词:塑料模具,注射机,浇注系统 - IV -目 录摘 要I目 录III1 绪论11.1 综述11.1.1 塑料模的功能11.1.2 我国塑料模具现状及发展趋势11.1.3 未来塑料模具工业和技术的主要发展方向11.2 本设计的意义及目的22 塑件成型工艺性分析32.1 塑件的分析32.1.2 脱模斜度32.1.3 塑件圆角42.2 PE-HD的性能分析42.2.1 使用性能42.2.2 成型性能43 拟定模具的结构形式53.1 分型面位置的确定53.2 型腔数量和排列方式的确定53.3 注射机型号的确定63.3.1 注射机的分类63.3.2 国产注射机的型号规格和主要技术参数63.3.3 注射量的计算63.3.4 浇注系统凝料体积的初步估算63.3.5 选择注塑机74 浇注系统的设计84.1 浇注系统的作用84.2 主流道的设计84.2.1 主流道的材料94.2.2 主流道的表面精度94.2.3 主流道尺寸94.3.4 主流道当量半径94.3.5 主流道的凝料体积94.4 分流道的设计94.5 浇口套的设计104.5.1 浇口套的固定形式104.5.2 浇口套的配合关系104.5.3 浇口的计算114.6 冷料穴的设计115 成型零件的结构设计及计算125.1 成型零件的结构设计125.1.1 凹模结构设计125.1.2 凸模结构设计135.2 成型零件钢材的选用145.3 成型零件工作尺寸的确定146 模架的确定156.1 标准模架156.3 各模板尺寸的确定156.4 模架各尺寸的校核166.4.1 注射机拉杆间距166.4.2 模具高度尺寸176.4.3 模具的开模行程177 排气槽的设计187.1 排气系统的作用187.2 排气结构设计187.3 间隙排气188 脱模推出机构的设计208.1 脱模机构的设计原则208.2 脱模力的计算208.3 脱模机构的设计219 斜滑块分型抽芯机构的设计229.1 侧向分型抽芯机构229.2 斜滑块分型抽芯机构特点229.3 斜滑块的组合形式2310 冷却系统的设计2410.1 温度调节系统2411 导向与定位机构的设计2511.1 导向机构的分类2511.2 导柱的设计2511.3 导套的设计2611.4 导柱与导套之间的配合形式2611.5 锥面定位机构2712 小结28参考文献29致 谢301 绪论1.1 综述1.1.1 塑料模的功能模具是工业产品生产用的重要工艺装备,在现代工业生产中,60%-90%的工业产品需要使用模具,模具工业已经成为工业发展的基础,许多新产品的开发和研制在很大程度上都依赖于模具生产,特别是汽车、摩托车、轻工、电子、航空等行业尤为突出。而作为制造业基础的机械行业,根据国际生产技术协会的预测,21世纪机械;制造工业的零件,其粗加工的75%和精加工的50%都将依靠模具完成,因此,模具工业已经成为国民经济的重要基础工业。模具工业发展的关键是模具技术的进步。1.1.2 我国塑料模具现状及发展趋势近年来,我国的模具工业一直以每年13%左右的增长速度快速发展。据预测,我国模具行业在“十五”期间的增长速度将达到13%15%。模具钢的需求量也将以年12%的速度递增,全国年需求量约70万吨左右,而国产模具钢的品种只占现有国外模具钢品种的60%,每年进口模具钢约6万吨。我国每年进口模具约占市场总量的20%左右,已超过10亿美元,其中塑料与橡胶模具占全部进口模具的50%以上;冲压模具占全部进口模具约40%1-2。1.1.3 未来塑料模具工业和技术的主要发展方向目前,全世界模具的年产值约为650亿美元,我国模具工业的产值在国际上排名位居第三位,仅次于日本和美国。未来我国模具工业和技术的主要发展方向将是:大力普及、广泛应用CAD/CAM/CAE技术,逐步走向集成化。现代模具设计制造不仅应强调信息的集成,更应该强调技术、人和管理的集成。提高大型、精密、复杂与长寿命模具的设计与制造技术,逐步减少模具的进口量,增加模具的出口量。在塑料注射成型模具中,积极应用热流道,推广气辅或水辅注射成型,以及高压注射成型技术,满足产品的成型需要。提高模具标准化水平和模具标准件的使用率。模具标准件是模具基础,其大应用可缩短模具设计制造周期,同时也显著提高模具的制造精度和使用性能,大大地提高模具质量。发展快速制造成型和快速制造模具,即快速成型制造技术,迅速制造出产品的原型与模具,降低成本推向市场。积极研究与开发模具的抛光技术、设备与材料,满足特殊产品的需要。推广应用高速铣削、超精度加工和复杂加工技术与工艺,满足模具制造的需要。开发优质模具材料和先进的表面处理技术,提高模具的可靠性。研究和应用模具的高速测量技术、逆向工程与并行工程,最大限度地提高模具的开发效率与成功率。1.2 本设计的意义及目的在模具工业的总产值中,冲压模具约占 50%,塑料模具约占 33%,压铸模具约占 6%,其他各 类模具约占 11%。虽然我国模具总量目前已达到相当规模,模具水平也有很大提高,但设计制造水平总体上落 后于德、美、日、法、意等工业发达国家许多。国内大型、精密、复杂、长寿命的模具占总量比 例不足 30%,而国外在 50%以上。2004 年,模具进出口量之比为 3.71,进出口相抵后的净进口 额达 13.2 亿美元,为世界模具净进口量最大的国家。所幸的是,近年来,我国模具进出口结构得到持续的改善,模具制造水平不断提升。近几年,我国模具业发展迅速,但远远不能适应国民经济发展的需要。最主要的问题是 低档模具过剩,高档模具却供不应求,甚至必须依赖进口。因此,模具企业必须找准自己的 弱点,在自己的若点中找突破口,发展创新。在本课题的研究中,可以使我独立的运用UG AUTO CAD等软件对产品的分析与设计。能培养我的独立性,遇到困难自己解决,不会依赖老师。它能让我熟悉模具设计这个行业的一些实际生产的一些要求等。为我一后在实际工作中打下结实的基础。 通过这次的毕业设计,我认识到了我国目前模具行业的现状,优点和一些不足之处,我还可以巩固在课堂上学到的知识,锻炼自己遇到问题独自解决的能力。在与同学和老师讨论中完成,既能加强同学和老师间的关系,又能找出自己在毕业设计中的不足之处。让我懂得学会自己独立设计一套模具,学会一套模具中有那些零部件和一些在模具设计中的一些细节。2 塑件成型工艺性分析2.1.2 脱模斜度 由于塑件冷却后产生收缩,会紧紧地包住模具型芯、型腔中凸出的部分,使塑件脱出困难,强行取出会导致塑件表面擦伤、拉毛。为了方便脱模,塑件设计时必须考虑与脱模(及轴芯)方向平行的内、外表面,设计足够的脱模斜度。只有塑件高度不大、没有特殊狭窄细小部位时,才可以不设计斜度。最小脱模斜度与塑料性能、收缩率、塑件的几何形状等因素有关。塑件脱模斜度为: 35130一般型芯的脱模斜度要比型腔大,型芯长度及型腔深度越大,则斜度越小。在不影响外观的情况,脱模斜度尽量大一点,以便脱模。该塑件使用塑料为PE-HD,所以由查表可知,凹模的脱模斜度为2545,凸模的脱模斜度为25452-2。2.1.3 塑件圆角塑料制件除了使用上要求采用尖角之处外,其余所有转角处均应尽可能采用圆弧过渡,因为当制件带有尖角时,往往会在尖角处产生应力集中,在受力或受冲击振动时会发生破裂。塑件制品设置圆角,能使其成型流动性能好,成型顺利进行。设置一般圆角半径R 和厚度T:当R/T0.3 时,应力容易集中;当R/T0.8 时则很少出现应力集中。由塑件图可知,该塑件有较多方体边应力集中处,故在塑件设计过程中确定各边圆角半径R=1mm2-3。 2.2 PE-HD的性能分析2.2.1 使用性能 耐腐蚀性、电绝缘性优良,可以氯化,可用玻璃纤维增强,低密度聚乙烯柔软性、伸长率、冲击强度和透明性较好,且适于制作耐腐零件和绝缘零件。2.2.2 成型性能(1) 结晶性料,吸湿性小。(2) 流动性好,溢边值为0.02mm左右,流动性对压力变化敏感。(3) 冷却速度慢,因此必须充分冷却。(4) 收缩率范围大,收缩值大,取向性明显,易变性、翘曲、结晶度及模具冷却条件对收缩影响大,应控制模温,保持冷却均匀、稳定。(5) 质软易脱模,塑件有浅的侧凹槽时可强行脱模。3 拟定模具的结构形式3.1 分型面位置的确定 根据塑件情况,一套模具中可以只有一个分型面,也可以同时设定两个或多个分型面。常见的取出塑件的主分型面与开模方向垂直,也有采用与开模方向一致的侧向主分型面。 分型面的位置关系到成型零部件的结构形状、塑件的正常成型与脱模以及模具制造成本,因此,在选择分型面时,尽量遵守以下原则: (1)分型面位置应设在塑件截面尺寸最大的部位,便于脱模和加工型腔,这是分型面选择的首要原则。(2)有利于保证塑件尺寸精度。(3)有利于保证塑件的外观质量。(4) 考虑满足塑件的使用要求。(5)尽量减小塑件在分型面上的投影面积,以减小所需合模力。(6)有利于塑件脱模。 (7)长型芯应置于开模方向。为保证塑件能顺利分型,主分型面应首先考虑选在塑件外形的最大轮廓处,根据制件的特征选择三次定距分型,分型面、。3.2 型腔数量和排列方式的确定 为了使模具与注塑机的生产能力相匹配,提高生产效率和经济性,并保证塑件精度,模具设计时应确定型腔数目。常用的有如下四种方法:(1) 根据经济性确定型腔数目。(2) 根据注塑机的额定锁模力确定型腔数目。(3) 根据塑件精度确定型腔数目。(4) 根据注塑机的最大注塑量确定型腔数目。根据制件的特点,我们选取的是一模两腔的结构。3.3 注射机型号的确定3.3.1 注射机的分类 注射机类型分类方法各异。最常见的是按注射机外形特征分类,即按注射装置和锁模装置的排列方式分类,可分为:卧式注射机、立式注射机、角式注射机等3。 3.3.2 国产注射机的型号规格和主要技术参数 注射量表示法用注射容量(单位cm3)表示注射机的规格,能直观表达注射机成型塑件的范围4。我国早期的注射机多采用注射量表示法,如XSZY125,XS表示塑料成型机械,Z表示注射成型,Y表示螺杆式(无Y则表示柱塞式),125表示公称注射容积为125 cm3。 注射机性能的基本参数有:公称注射量、注射压力、注射速度、锁模力、锁模装置基本尺寸等。3.3.3 注射量的计算 通过对制件结构的分析计算得: 塑件体积 : (3.1) 塑件的质量: (3.2)注射模一次成型的塑料质量(塑件和流道凝料质量之和)应在最大注射量的3575范围内,最大可达80,最小应不小于10。为了充分发挥设备的能力,选择范围通常在5080。 一般只需对最大注射量进行校核,但当注射热敏性塑料时,还需校核最小注射量,因为一次注射量太小,塑料在料筒中停留时间过长,会导致塑料高温分解,降低塑件质量和性能。最小注射量应大于公称注射量的20。 3.3.4 浇注系统凝料体积的初步估算 浇注系统的凝料在设计之前是不能确定准确的数值,但是可以根据经验按照塑件体积的0.21倍来计算。由于本次采用流道简单,因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.2倍来计算,故一次注入模具型腔熔体体积的总体积为: (3.3) 3.3.5 选择注塑机 根据第二步计算得出一次注入模具型腔的塑料总质量V总=319.386 cm,于是有V总/0.8=319.386 cm。根据以上的计算,初步选定公称注射量为500 cm,注射机型号为SZ-500/200卧式注射机,其主要技术参数见表3.14。表3.1 注射机主要技术参数理论注射容量500 cm模板行程500mm螺杆柱塞直径55mm最大磨具厚度280mm注射压力150Mpa最小磨具厚度500mm注射速率173g/s定位孔深度25mm塑化能力110kg/h模具定位孔直径160mm螺杆转速30r/min喷嘴求半径20mm锁模力2000N喷嘴口半径3mm拉杆内间距570mm*570mm顶出行程90mm4 浇注系统的设计 图 4.1 浇注系统的组成 4.1 浇注系统的作用 使塑料熔体平稳有序地填充到型腔中,把注射压力充分传递到型腔的各个部位,以获得组织致密、外形清晰的塑件。浇注系统设计合理与否影响塑件的内在性能质量、尺寸精度、外观质量、成型效率、塑料利用率等。对浇注系统进行设计时,一般应遵循以下基本原则:(1) 适应塑料的成型工艺性能。(2) 结合型腔布局考虑。(3) 热量及压力损失要小。(4) 有利于型腔中气体的排出。(5) 防止型芯变形和嵌件位移。(6) 保证塑件外观质量。(7) 降低成本,提高生产效率。4.2 主流道的设计 主流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具浇口套接触处开始,到分流道为止的一段塑料熔体的流动通道。主流道位于模具中心线上,和注射机喷嘴中心线重合。在卧式或立式注射机用模具中,主流道垂直于分型面。4.2.1 主流道的材料 主流道的衬套材料采用T8A,热处理硬度为5357HRC。4.2.2 主流道的表面精度 流道壁表面粗糙度取,且加工使应沿流道轴向抛光。4.2.3 主流道尺寸(1) 主流道的长度小型模具L应尽量小于60mm,本次设计中取20mm进行设计。(2) 主流道小端直径 d1=注射机喷嘴尺寸+(0.51)mm=(1+0.5)mm=3.5mm. (4.1) (3) 主流道大端直径 (4.2)(4) 主流道球面半径 SR=注射剂喷嘴球头半径+(12)mm=(20+2)mm=22mm (4.3) (5) 球面的配合高度 h=3mm4.3.4 主流道当量半径 (4.4)4.3.5 主流道的凝料体积 (4.5)4.4 分流道的设计 考虑到制件的特征,直接采取4.5 浇口套的设计4.5.1 浇口套的固定形式 如图所示为将主流道衬套和定位圈设计成整体式,一般用于小型模具;主流道衬套和定位圈设计成两个零件,以台阶的形式配合固定在定模座板上,其中为浇口套穿过定模座板和定模板的形式。图 4.3 浇口套的固定形式4.5.2 浇口套的配合关系 (1)浇口套与定模底板间配合采用H7/m6的过渡配合。(2)浇口套与定位圈采用H9/f9的间隙配合。 定位圈与注射机固定模板的定位孔相配合,用于模具与注射机的安装定位。定位圈外径由注射机固定模板定位孔直径确定。浇口套(定位圈)由M6M8的螺钉固定在模具定模座板上。图 4.5 浇口套的配合关系4.5.3 浇口的计算图4.6 模具浇口套与注射机喷嘴的配合 d=喷嘴孔直径+(0.51.0)mm=(3+0.5)mm=3.5mm; (4.6) D2t; (4.7) =2060 取=40; r=13mm,取r=2mm; L60 为佳,取L=20mm。 4.6 冷料穴的设计主流道冷料穴开设在主流道对面的动模板上,冷料穴直径与主流道大端直径相同或略大些,深度约为直径的11.5倍,其体积要大于冷料的体积。如果分流道较长,也需要设置冷料穴,可将分流道末端沿料流方向延长作为冷料穴,以容纳前锋冷料,其长度为分流道直径的1.52倍。5 成型零件的结构设计及计算5.1 成型零件的结构设计5.1.1 凹模结构设计 凹模用于成型塑件的外表面,又称阴模、型腔。按其结构的不同可分为:整体式、整体嵌入式、局部镶嵌式、大面积镶嵌式和四壁镶嵌式8。 总体来说,整体式强度、刚度好,但不适用于复杂的型腔。镶嵌式采用组合的模具结构,使复杂的型腔加工相对容易,可避免采用同一材料,可利用拼接间隙排气,但易在塑件表面留下镶嵌块的拼接痕迹。 (1)整体式 由整块金属材料直接加工而成,用于形状简单的中小模具。特点是强度高、刚性好。 (2)整体嵌入式 将整体式凹模作为一种凹模块直接嵌入到固定板中,或嵌入模框中,模框再嵌入到固定板中。适用于塑件尺寸不大的多腔模。 特点是加工方便,易损件便于更换。凹模从凹模固定板下部嵌入,用支承板、螺钉将其固定;凹模从凹模固定板上面嵌入。 (3)局部镶嵌式 当凹模局部形状复杂,或某一部分容易损坏需要经常更换,常采用局部镶嵌式结构。嵌入圆销成型塑件表面直纹;镶件成型塑件的沟槽;镶件构成塑件圆环形筋槽;镶件成型塑件底部复杂构形。(4)大面积镶嵌式 对于底部或侧壁形状复杂的凹模,为了便于加工,保证精度,将凹模做成通孔式的,再镶上底,或将凹模壁做成镶嵌块。 适用于深腔或底部、侧壁难于加工的组合型模具型腔;但各个结合面的研磨、抛光增加了工时。是侧壁和底部大面积镶拼的凹模结构;为底部大面积镶嵌的结构,采用圆柱面配合。(5)四壁拼合式 对于大型和形状复杂的凹模,可将四壁和底板分别加工,经研磨后压入模套,侧壁之间采用扣锁连接,以保证连接的准确性。这种结构牢固、受力大,工程中常采用。图(a)、(b)中,侧壁相互之间采用扣锁以保证连接的准确性,连接处外侧做成0.30.4mm的间隙,使内侧接缝紧密。在四个角处,嵌入的半径R应大于固定板(或模框)的转角半径r。 凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模结构的不同将其分为整体式、组合式和镶拼式四种。根据对塑件的结构分析,由于塑件外表面形状简单,尺寸较小,故采用整体式凹模,如图5.1所示。图 5.1 凹模5.1.2 凸模结构设计 凸模用于成型塑件的内表面,又称型芯、阳模或成型杆。“凸模”和“成型杆”二者并无严格的界线,通常成型杆特指能成型塑件上孔和局部凹槽的小型芯。 凸模按结构也分为整体式和组合式两类。小型模具凸模常采用整体式,与模板做成一体,大、中型模具采用组合式。成型杆通常单独制造,再嵌入到模板中去。 下面介绍凸模的整体式、组合式结构及小型芯(成型杆)组合式结构。(1)整体式 整体式凸模,用一整块材料加工而成,结构简单、牢固,塑件成型质量好,但钢材消耗大,适用于小型模具。(2)组合式 当塑件内表面复杂而不便于机械加工,或形状虽不复杂,但为节省优质钢材,采用组合式凸模结构。组合式适用于大中型模具,便于设置凸模的冷却回路。(3)成型杆(小型芯)组合式 成型杆(小型芯)通常单独制造,再嵌入模板中。凸模是成型制品的内表面的成型零件,通常可以分为整体式和组合式两种类型。通过对塑件结构的分析,由于制件采用对合摆块型芯,故采用组合式凸模,如图5.2所示。图 5.2 凹模5.2 成型零件钢材的选用 根据对成型塑件的综合分析,该塑件的成零件要求有足够的刚度、强度、耐磨性及良好的抗疲劳性能,同时考虑他的机械加工性能和抛光性能。又因为该塑件为大批量生产,所以构成型腔的嵌入式凹模钢材选用P20(美国牌号)。对于成型塑件外圆筒的大型芯来说,由于脱模时与塑件的磨损严重,因此刚才选用高合金工具钢40CrMoSiV1,热处理硬度为4555HRC。5.3 成型零件工作尺寸的确定. 模腔工作尺寸的计算,凸模、凹模组成的模腔工作尺寸计算方法有平均收缩率法和公差带法两种。平均收缩率法以平均概念进行计算,从收缩率的定义出发,按塑件收缩率、成型零件制造公差、磨损量都为平均值时计算。图 5.3 凸模工作尺寸图 5.4 凹模工作尺寸6 模架的确定6.1 标准模架 标准模架组合构成了模具的基本骨架。标准模架包括支承零部件、导向机构和脱模机构。在模架的基础上再加工、添加成型零部件和其他功能结构件可以构成任何形式的注射模具,如图6.1所示。图 6.1基本模架6.3 各模板尺寸的确定由制件尺寸在分型面上的投影宽度W为150mm,长度为150mm。且 、。 (6.1) 有上述经验公式可确定 ,复位杆直径d=20mm, B=315mm 所以 。故有 L=315mm。 则选择型标准模架,其规格为。则与之相应的零件尺寸如下表: 表6.1 模架各尺寸导柱的直径32mm导柱的间距240mm*260动定模座板的宽度400mm垫块的宽度199mm推板的宽度56mm定模座板的宽度25mm动模垫板的厚度50mm脱模板的厚度32mm推板的厚度25mm推杆固定板厚度20mm复位杆间距140mm*240mm模板螺钉数量*规格8*M16模板螺钉间距259mm*160mm推板螺钉数量*规格4*M10推板间距179mm*259mmA板厚度32mmB板厚度80mmC板厚度50mm6.4 模架各尺寸的校核根据所选注射机来校核模具设计的尺寸。6.4.1 注射机拉杆间距 模架平面尺寸 150mm*150mm570mm*570mm(拉杆间距),校核合格。6.4.2 模具高度尺寸注射机最大开模行程与模具厚度无关时,对于双分型面注射模,开模行程按下式校核: (6.2)280mm294mm500mm(模具的最大厚度和最小厚度),校核合格。式中: a开模后定模板与浇口板之间的距离,应满足浇注系统凝料的取出。6.4.3 模具的开模行程 锁模机构为液压机械联合作用的注射机的最大开模行程不受模厚影响,而是由连杆机构的最大行程来决定12。 对于单分型面注射模,开模行程的校核 (6.3) (开模行程),校核合格。式中:塑件脱模距离,mm,一般为塑件的高度;包括浇注系统在内的塑件高度,mm;注射机最大开模行程,mm7 排气槽的设计 7.1 排气系统的作用 塑料熔体向注射模型腔充满的过程中,如果气体不能及时排除,将会引起:物料注射压力过大、熔体充填型腔困难等问题,因此,在设计型腔结构与浇注系统时,必须考虑排气。 7.2 排气结构设计 排气槽最好加工成弯曲状,其截面由细到粗逐渐加大,这样可降低塑料熔体从排气槽溢出的动能,同时还可降低塑料熔体溢出流速,以防发生工伤事故。 选择排气槽的开设位置时,应遵循的原则 排气槽的排气口不能正对操作工人。 排气槽最好开设在分型面上,因为在分型面上如果因设排气槽而产生飞边,易随塑件脱出。 排气槽应尽量开设在型腔最后被充满处,如流道和冷料穴的终端。 排气槽最好设在靠近嵌件和塑件壁最薄处,因为这样的部位最容易形成熔接痕,宜排出气体,并排出部分冷料。 若型腔最后充满部位不在分型面上,其附近又无可供排气的推杆或活动型芯时,可在型腔相应部位镶嵌烧结的多孔金属块,以供排气。 高速注射薄壁型制品时,排气槽设在浇口附近,可使气体连续排出而不产生明显的升压。 7.3 间隙排气在大多数情况下可利用模具分型面或模具零件间的配合间隙自然地排气。表4-17是利用成型零件分型面配合间隙排气的几种形式,间隙值的大小和排气槽一样,以不产生溢料为限,其数据应根据塑料熔体流动性而定,与粘度有关,通常可在0.020.05mm范围内选择。为了塑料熔体顺利充满型腔,需要将型腔内的原有空气和注射成型过程中塑料挥发出来的气体排出模外,常在模具分型面处开设几条排气槽。 小型塑件排气量不大,可直接利用分型面排气,不必另外设置排气槽。许多模具的推杆或型芯与模板的配合间隙也可起到排气的作用。大型塑件必须设置排气槽。 对于中小型模具,在大多数情况下可利用模具分型面或模具零件间的配合间隙排气,可不另设排气槽。间隙排气可采用分型面间隙排气和推杆配合间隙排气形式,为不产生溢料,间隙值通常在0.020.05mm范围内选择。8 脱模推出机构的设计脱模机构(或称为顶出机构)是将塑件和浇注系统凝料等与模具松动分离,并从模内取出。 按推出脱模动作特点可分为: 一次推出脱模(简单脱模)、二次推出脱模、动、定模双向推出脱模、带螺纹塑件脱模。 按推出动作的动力源分类: 手动脱模、机动脱模、液压脱模和气压脱模等。8.1 脱模机构的设计原则脱模机构的设计原则:(1)机构运动准确、可靠、灵活,并有足够的刚度、强度来克服脱模阻力。(2)保证塑件不变形或不损坏。机构推出重心与脱模阻力中心相重合,推出力分布均匀,作用面积尽可能大且作用点靠近型芯,可防止塑件脱模后变形;推出力作用在塑件刚性和强度最大的部位(如凸缘、加强筋等),可防止塑件在推出时造成损坏。(3)保证塑件良好的外观。顶出位置应尽量设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位。同时,与塑件直接接触的脱模零件的配合间隙要保证不溢料,以避免在塑件上留下飞边痕迹。(4)尽量使塑件留在动模一侧。以便借助注射机的开模力驱动脱模装置,完成脱模动作,简化模具结构。 8.2 脱模力的计算 将塑件从包紧的型芯上脱出时所需克服的阻力称为脱模阻力,它主要包括由塑件的收缩引起的塑件与型芯的摩擦阻力和大气压力14。脱模阻力的计算是设计脱模机构的依据。由于计算形状复杂塑件的脱模阻力是相当困难的,因此,将塑件所需的脱模阻力简化为“厚壁塑件”与“薄壁塑件”两种类型,每种类型又按圆形、矩形塑件的两种不同几何形状分别进行计算。 由于圆形塑件内孔半径与壁厚之比 (8.1)则此时,塑件称为薄壁塑件且塑件横断面形状为矩形。则它的脱模力计算公式为: (8.2) 塑件成型平均收缩率塑件壁厚塑料的弹性模量被包型芯的长度塑件泊松比脱模斜度塑料与钢之间摩擦因数塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积,当塑件得不有通孔时,A=08.3 脱模机构的设计根据之间结构特点,选择顺序脱模机构,设计图中包含有定距拉杆顺序脱模机构和拉钩压板式顺序脱模机构。9 斜滑块分型抽芯机构的设计9.1 侧向分型抽芯机构 带有内外侧孔、侧凹或侧凸的塑件,需要有侧向型芯或侧向成型块来成型,在开模推出塑件之前,模具必须先进行侧向分型,抽出侧向型芯或脱开侧向成型块,塑件才能顺利脱模15。图8.1 侧向分型抽芯机构 9.2 斜滑块分型抽芯机构特点 斜滑块分型抽芯机构适用于制件侧孔或侧凹较浅,所需抽芯距不大但分型面面积较大,需要较大的抽芯力场合。其特点是斜滑块分型抽芯比斜导柱分型抽芯机构要简单得多,且制造方便,动作安全可靠。完全开模后,斜滑块在推出机构的推动下沿斜向导槽滑动,塑件被推出的同时,由滑块完成侧向分型与抽芯动作。9.3 斜滑块的组合形式图 8.2 斜滑块的组合形式10 冷却系统的设计冷却系统的计算很麻烦,在此只进行简单的计算。设计时忽略模具因空气对流、辐射以及与注射机接触所散发的热量,按单位时间塑料熔体凝固时所放出的热量应等于冷却水所带走的热量 。10.1 温度调节系统 冷却装置在模具内开设冷却水道。外部用橡皮软管连接。加热装置在模具内或模具四周设置电热元件、热水(油)或蒸汽等具有加热结构的板件。图10.1 冷却系统10.2 冷却介质PE-HD属于中等粘度材料,其成型温度及模具温度如下表,用水对模具进行冷却。表10.1 PE-HD 成型、脱模及模具温度材料成型温度模具温度脱模温度PE-HD15025070957011011 导向与定位机构的设计11.1 导向机构的分类保证合模时动模和定模准确对合,避免模具中零件发生碰撞和干涉。导向机构分为导柱导向机构和锥面定位导向机构。图中的导柱9和导套8。图 11.1 导向机构注射模的导向机构用于动定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。按作用分为模外定位和模内定为。模外定位是通过定位圈使模具的浇口套能与注射机喷嘴精确定位;而模内定位则通过导柱导套进行合模定位。锥面定位则用于动定模至间的精密定位。本模具所称型的塑件比较简单,模具定位精度要求不是很高,因此可采用模架本身所带的定位机构17。11.2 导柱的设计图11.2 导柱11.3 导套的设计 为了便于导柱进入导套和导套压入模板,在导套端面内外应倒圆角。导向孔前端也应倒圆角,最好做成通孔,以便于排出空气及意外落入的塑料废屑。如模板较厚,必须做成盲孔时,可在盲孔的侧面打一小孔排气。导套的结构尺寸查阅国标GB6149.284,根据相配合的导柱尺寸确定。导套与模板为较紧的过渡配合,直导套一般用H7/n6,带头导套用H7/K6或H7/m6。带头导套因有凸肩,轴向固定容易。为了防止直导套在开模时被拉出,常用紧钉螺钉从侧面紧固,如图11.3所示,将导套侧面加工成缺口,用环形槽代替缺口,导套侧面开孔,铆接的形式。 图 11.3 导套导套可用与导柱相同的材料或铜合金等耐磨材料制造,但其硬度一般稍低于导柱,以减少
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