洗衣刷壳体注塑模设计说明书.doc

茶花4406连体洗衣刷壳体的注塑模具设计及其成型零件的工艺设计【三维PROE】【全套CAD图纸和论文】【原创注塑资料】

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茶花 连体 洗衣 壳体 注塑 模具设计 及其 成型 零件 工艺 设计 三维 proe 全套 cad 图纸 以及 论文 原创 资料
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摘  要


本毕业项目是做一套塑料洗衣刷壳体的注塑模具。该模具可以大批量的生产塑料制品,方便简单连接所需要的开启与关闭,使得效率得到提升。进行注塑模具的设计首先需要对产品进行仔细分析,考虑浇注系统,型腔分布以及导出机构的分布。在本次设计中,对生产工艺方案也做了初步的探讨。对于较复杂的产品,更需要结合使用目的,外观及装配要求,从使用塑料的流动性,收缩率及产品的尺寸公差要求,表面粗糙度等方面进行综合考虑。同时,在设计的时候要考虑模具的可行性和经济合理性。


关键词:模具,注塑,设计,型芯,型腔 


Abstract

This graduation project is a set of plastic corner pieces of injection mold. The mould can produce the plastic products in large quantities, convenient and simple connection required to open and close, the efficiency is improved. Design of injection mold first need a careful analysis of the product, considering the gating system, distribution cavity distribution and export agency. In this design, the production process is also discussed. For more complexproducts, more need to use a combination of objective, appearance and assembly requirements, liquidity from the use of plastic shrinkage, dimensional tolerances and product requirements, and surface roPROEhness are considered. At the same time, when the design should consider the feasibility and economic rationality of mold.

Keywords: mold, injection molding, design, core, cavity



目  录


引言………………………………………………………………………………1

一、产品介绍……………………………………………………………………1

二、产品材料的选择……………………………………………………………2

 1、基本特性……………………………………………………………………2

 2、成型特点……………………………………………………………………2

 3、聚乙烯成型条件……………………………………………………………3

三、工艺参数的确定……………………………………………………………3

 1、塑件的结构工艺性分析……………………………………………………3

2、注射量计算…………………………………………………………………3

 3、锁模力计算…………………………………………………………………4

四、设备的选择…………………………………………………………………4

 1、注射量的确定………………………………………………………………4

 2、锁模力的确定………………………………………………………………4

 3、确定模具温度………………………………………………………………4

 4、确定成型设备………………………………………………………………5

五、模具设计……………………………………………………………………5

 1、选择制品的分型面…………………………………………………………5

 2、型腔布置……………………………………………………………………5

 3、浇注系统的设计……………………………………………………………6

 4、成型零件的设计……………………………………………………………9

 5、合模导向机构的设计…………………………………………………… 14

 6、脱模机构的设计………………………………………………………… 14

 7、注射机有关参数的校核………………………………………………… 16

8、模具调温系统的设计…………………………………………………… 17

 9、排气系统的设计………………………………………………………… 19

 10、模具的装配图…………………………………………………………  20

六、设计小结………………………………………………………………… 24

参考文献……………………………………………………………………… 26

致谢…………………………………………………………………………… 27


引言

塑料工业是新兴的工业,是随着石油工业的发展而应运而生的,由于塑料具有可塑性强,密度小、比强度高、结缘性、化学稳定性高、外观多样的特点,因而受到越来越多的厂家及人民的喜爱。目前塑料制件几乎已经进入一切工业部门以及人民日常生活的各个领域。随着机械工业电子工业,航空工业、仪器仪表工业和日常用品工业的发展,塑料成型制件的需求量越来越多,质量要求也越来越高,这就要求成型塑件的模具的开发,设计制造的水平也须越来越高。

改革开放以来,在国家产业政策的支持和引导下,我国塑料模具技术和模具工业近年发展迅速,其主要表现在模具工业技术的进步和市场需求的扩大。塑料模具技术和模具工业迅速发展的同时,我们不可否认的是,因为我国塑料模具工业虽然起步晚、底子薄,与工业发达国家相比,仍有很大的差距,尤其在塑料模具制造周期、模具精度、寿命和生产能力等方面,与国际平均水平和发达国家仍有一定的距离。大多数工业产品尚属中低档,还处于全球产业链分工的中低端。因此,我们需要不断追赶国外同行先进企业、在模具技术“高、精、尖”及管理方面持续努力,大力发展塑料模具制造工业、加速模具标准化和商品化,以提高模具质量,缩短模具制造周期、大力提高模具设计和制造过程的自动化程度、加快模具智能化、工艺知识集成化和生产工艺过程自动化、发展模具加工成套设备,以满足高速发展的模具工业的需要、推广快速成型技术在模具制造上的应用,尽快缩短与国外同行先进企业之间的差异[1][2]。


内容简介:
XX 工 程 学 院毕业设计说明书(论文)作 者: xxxxxx 学 号: xxxxxxxxxxxxx 学院(系、部): XX 学院 专 业: 题 目: 洗衣刷壳体的注塑模设计 指导者: 评阅者: xxxx 年 xx 月 - I -摘 要本 毕 业 项 目 是 做 一 套 塑 料 洗 衣 刷 壳 体 的 注 塑 模 具 。 该 模 具 可 以 大 批 量 的 生产 塑 料 制 品 , 方 便 简 单 连 接 所 需 要 的 开 启 与 关 闭 , 使 得 效 率 得 到 提 升 。 进 行注 塑 模 具 的 设 计 首 先 需 要 对 产 品 进 行 仔 细 分 析 , 考 虑 浇 注 系 统 , 型 腔 分 布 以 及导 出 机 构 的 分 布 。 在 本 次 设 计 中 , 对 生 产 工 艺 方 案 也 做 了 初 步 的 探 讨 。 对 于较 复 杂 的 产 品 , 更 需 要 结 合 使 用 目 的 , 外 观 及 装 配 要 求 , 从 使 用 塑 料 的 流 动性 , 收 缩 率 及 产 品 的 尺 寸 公 差 要 求 , 表 面 粗 糙 度 等 方 面 进 行 综 合 考 虑 。 同 时 ,在 设 计 的 时 候 要 考 虑 模 具 的 可 行 性 和 经 济 合 理 性 。关键词:模 具 , 注 塑 , 设 计 , 型 芯 , 型 腔 - II -AbstractThis graduation project is a set of plastic corner pieces of injection mold. The mould can produce the plastic products in large quantities, convenient and simple connection required to open and close, the efficiency is improved. Design of injection mold first need a careful analysis of the product, considering the gating system, distribution cavity distribution and export agency. In this design, the production process is also discussed. For more complexproducts, more need to use a combination of objective, appearance and assembly requirements, liquidity from the use of plastic shrinkage, dimensional tolerances and product requirements, and surface roPROEhness are considered. At the same time, when the design should consider the feasibility and economic rationality of mold.Keywords: mold, injection molding, design, core, cavity- I -目 录引 言 1一 、 产 品 介 绍 1二 、 产 品 材 料 的 选 择 21、 基 本 特 性 22、 成 型 特 点 23、 聚 乙 烯 成 型 条 件 3三 、 工 艺 参 数 的 确 定 31、 塑 件 的 结 构 工 艺 性 分 析 32、 注 射 量 计 算 33、 锁 模 力 计 算 4四 、 设 备 的 选 择 41、 注 射 量 的 确 定 42、 锁 模 力 的 确 定 43、 确 定 模 具 温 度 44、 确 定 成 型 设 备 5五 、 模 具 设 计 51、 选 择 制 品 的 分 型 面 52、 型 腔 布 置 53、 浇 注 系 统 的 设 计 64、 成 型 零 件 的 设 计 95、 合 模 导 向 机 构 的 设 计 146、 脱 模 机 构 的 设 计 147、 注 射 机 有 关 参 数 的 校 核 168、 模 具 调 温 系 统 的 设 计 179、 排 气 系 统 的 设 计 1910、 模 具 的 装 配 图 20- II -六 、 设 计 小 结 24参 考 文 献 26致 谢 27第 1 页引 言塑 料 工 业 是 新 兴 的 工 业 , 是 随 着 石 油 工 业 的 发 展 而 应 运 而 生 的 , 由 于 塑 料具 有 可 塑 性 强 , 密 度 小 、 比 强 度 高 、 结 缘 性 、 化 学 稳 定 性 高 、 外 观 多 样 的 特 点 ,因 而 受 到 越 来 越 多 的 厂 家 及 人 民 的 喜 爱 。 目 前 塑 料 制 件 几 乎 已 经 进 入 一 切 工 业部 门 以 及 人 民 日 常 生 活 的 各 个 领 域 。 随 着 机 械 工 业 电 子 工 业 , 航 空 工 业 、 仪 器仪 表 工 业 和 日 常 用 品 工 业 的 发 展 , 塑 料 成 型 制 件 的 需 求 量 越 来 越 多 , 质 量 要 求也 越 来 越 高 , 这 就 要 求 成 型 塑 件 的 模 具 的 开 发 , 设 计 制 造 的 水 平 也 须 越 来 越 高 。改 革 开 放 以 来 , 在 国 家 产 业 政 策 的 支 持 和 引 导 下 , 我 国 塑 料 模 具 技 术 和 模 具工 业 近 年 发 展 迅 速 , 其 主 要 表 现 在 模 具 工 业 技 术 的 进 步 和 市 场 需 求 的 扩 大 。塑 料 模 具 技 术 和 模 具 工 业 迅 速 发 展 的 同 时 , 我 们 不 可 否 认 的 是 , 因 为 我 国 塑料 模 具 工 业 虽 然 起 步 晚 、 底 子 薄 , 与 工 业 发 达 国 家 相 比 , 仍 有 很 大 的 差 距 ,尤 其 在 塑 料 模 具 制 造 周 期 、 模 具 精 度 、 寿 命 和 生 产 能 力 等 方 面 , 与 国 际 平 均 水平 和 发 达 国 家 仍 有 一 定 的 距 离 。 大 多 数 工 业 产 品 尚 属 中 低 档 , 还 处 于 全 球 产业 链 分 工 的 中 低 端 。 因 此 , 我 们 需 要 不 断 追 赶 国 外 同 行 先 进 企 业 、 在 模 具 技 术“高 、 精 、 尖 ”及 管 理 方 面 持 续 努 力 , 大 力 发 展 塑 料 模 具 制 造 工 业 、 加 速 模 具标 准 化 和 商 品 化 , 以 提 高 模 具 质 量 , 缩 短 模 具 制 造 周 期 、 大 力 提 高 模 具 设 计 和制 造 过 程 的 自 动 化 程 度 、 加 快 模 具 智 能 化 、 工 艺 知 识 集 成 化 和 生 产 工 艺 过 程 自动 化 、 发 展 模 具 加 工 成 套 设 备 , 以 满 足 高 速 发 展 的 模 具 工 业 的 需 要 、 推 广 快 速成 型 技 术 在 模 具 制 造 上 的 应 用 , 尽 快 缩 短 与 国 外 同 行 先 进 企 业 之 间 的 差 异 12。一 、 产 品 介 绍1、 产 品 名 称 : 塑 料 洗 衣 刷 壳 体2、 产 品 用 途 : 洗 衣3、 产 品 结 构 尺 寸 : 见 图 1、 2第 2 页图 1 产 品 3D 视 图图 2 产 品 尺 寸 图4、 产 品 性 能 及 使 用 要 求 :( 1) 外 观 为 乳 白 色 ; 无 其 它 杂 色 或 斑 点 , 表 面 平 滑 无 裂 纹 、 银 丝 , 无 气泡 , 无 形 变 等 缺 陷 。第 3 页( 2) 使 用 要 求 : 室 温 , 可 承 受 一 定 的 剪 切 力 。5、 产 量 : 10 万 件二 、 产 品 材 料 的 选 择根 据 产 品 的 使 用 要 求 和 性 能 要 求 , 选 择 聚 乙 烯 ( PE) 作 为 注 塑 材 料 。1、 基 本 特 性聚 乙 烯 塑 料 是 工 业 中 产 量 最 大 的 品 种 。 低 压 聚 乙 烯 比 较 硬 , 耐 磨 , 耐 蚀 及绝 缘 性 较 好 。 高 压 聚 乙 烯 结 晶 度 和 密 度 较 低 , 且 具 有 良 好 的 柔 软 性 , 耐 冲 击 性及 透 明 性 。聚 乙 烯 无 毒 、 无 味 、 呈 乳 白 色 。 密 度 为 0.91-0.96g/cm3 ,为 结 晶 型 塑 料 。聚 乙 烯 有 一 定 的 机 械 强 度 , 但 与 其 他 塑 料 相 比 其 机 械 强 度 低 , 表 面 硬 度 差 。 聚乙 烯 的 绝 缘 性 能 优 异 , 常 温 下 聚 乙 烯 不 溶 于 任 何 一 种 已 知 的 溶 剂 。 并 耐 稀 硫 酸 、稀 硝 酸 和 任 何 浓 度 的 其 他 酸 以 及 各 种 浓 度 的 碱 、 盐 溶 液 。 聚 乙 烯 有 高 度 的 耐 水性 , 长 期 接 触 水 其 性 能 可 保 持 不 变 。 一 般 高 压 聚 乙 烯 使 用 温 度 在 80 左 右 ,低 压 聚 乙 烯 为 100 左 右 。 聚 乙 烯 能 耐 寒 , 在 -60 时 仍 有 较 好 的 力 学 性 能 ,-70 时 仍 有 一 定 的 柔 软 性 1。2、 成 型 特 点聚 乙 烯 成 型 时 , 在 流 动 方 向 与 垂 直 方 向 上 的 收 缩 差 异 较 大 。 注 射 方 向 的 收缩 率 大 于 垂 直 方 向 的 收 缩 率 , 易 产 生 变 形 , 并 使 塑 料 浇 口 周 围 部 件 的 脆 性 增 加 ;聚 乙 烯 收 缩 率 的 绝 对 值 较 大 , 成 型 收 缩 率 也 较 大 , 易 产 生 缩 孔 ; 冷 却 速 度 慢 ,必 须 充 分 冷 却 , 切 冷 却 速 度 要 均 匀 ; 质 软 易 脱 模 , 塑 件 有 浅 的 侧 凹 时 可 强 行 脱模 2。3、 聚 乙 烯 成 型 条 件型号参数 单位 2502A螺杆直径 mm 34理论注射容量 cm3 131注射重量 PS g 119注射压力 Mpa 206第 4 页注射行程 mm 310螺杆转速 r/min 0180料筒加热功率 KW 19.65锁模力 KN 1300拉杆内间距(水平垂直) mm 365x365允许最大模具厚度 mm 460允许最小模具厚度 mm 150移模行程 mm 310移模开距(最大) mm 310液压顶出行程 mm 150液压顶出力 KN 33液压顶出杆数量 PC 5油泵电动机功率 KW 11油箱容积 l 200机器尺寸(长宽高) m 4.3x1.25x1.85机器重量 t 3.22最小模具尺寸(长宽) mm 365x365注 射 剂 类 型 : 螺 杆 式料 筒 温 度 : 前 段 : 230-250中 段 : 240-260后 段 : 230-240模 具 温 度 : 80-100成 型 时 间 : 注 射 时 间 : 0-5s保 压 时 间 : 20-80s冷 却 时 间 : 20-50s成 型 周 期 : 50-140s注 射 压 力 : 80-120MPa螺 杆 转 速 : 20-40r/min三 、 工 艺 参 数 的 确 定1、 塑 件 的 结 构 工 艺 性 分 析第 5 页( 1) 从 图 纸 上 看 , 该 塑 件 结 构 比 较 规 则 , 壁 厚 均 匀 , 且 符 合 最 小 壁 厚 要 求 。( 2) 塑 件 尺 寸 不 大 , 也 比 较 简 单 。( 3) 塑 件 可 采 用 对 称 性 分 型 , 在 设 计 模 具 时 可 较 为 简 便 。综 上 所 述 , 该 塑 件 制 品 可 以 采 用 注 塑 成 型 加 工 。2、 注 射 量 计 算模具设计时,必须使得在一个注射成型的塑料熔体的容量或质量在注射机额定注射量的 80%以内。校核公式为:mn%8021式中 -型腔数量-单个塑件的体积( )3c-浇注系统所需塑料的体积( )2 3m本设计中:n=2 23.67 =3 13c2M=2X23.67+3X1=50.34g注塑机额定注塑量为 119g 119X0.8=95.2g50.34g注射量符合要求3、 锁 模 力 的 计 算根 据 : F=KPA根 据 PE 的 流 动 性 和 模 具 结 构 特 点 选 取 K=1.1; 注 射 压 力 考 虑 采 用 多 型 腔注 射 , 压 力 应 高 些 , 取 P=40MPa。 A 表 示 表 示 成 型 面 积A 的 计 算 : 24.65cm2所 以 F=1.14024.65=986KN四 、 设 备 的 选 择1、 注 射 量 的 确 定第 6 页由于采用一模二腔,需要至少注射量为 23.67x2=47.34g,流道水口废料 3g,总注塑量达到 50.34g,再根据工艺参数(主要是注射压力) ,综合考虑各种因素,选定注射机为海天 250X2A。注射方式为螺杆式,其有关性能参数为:海天 HTF250X2A2、 锁 模 力 的 确 定由 工 艺 参 数 的 确 定 中 已 知 锁 模 力 为 986KN A=24.65cm23、 确 定 模 具 温 度聚 乙 烯 为 非 结 晶 型 塑 料 , 流 动 性 中 等 , 壁 厚 一 般 , 因 此 在 保 证 顺 利 的 前 提下 应 尽 可 能 降 低 模 温 , 以 缩 短 冷 却 时 间 , 从 而 提 高 生 产 率 。 所 以 成 型 模 具 温 度控 制 在 60-80 。4、 确 定 成 型 设 备由于采用一模二腔, ,再根据工艺参数(主要是注射压力) ,综合考虑各种因素,选定注射机为海天 250X2A。注射方式为螺杆式,其有关性能参数为:海天 HTF250X2A五 、 模 具 设 计 1、 选 择 制 品 的 分 型 面分 型 面 应 设 置 在 零 件 截 面 最 大 的 部 位 , 塑 件 冷 却 时 会 因 为 收 缩 作 用 而 包 覆 在型 芯 上 , 故 从 塑 件 脱 模 件 精 度 要 角 度 考 虑 , 应 有 利 于 塑 件 滞 留 在 动 模 一 侧 , 以便 于 脱 模 , 而 且 不 影 响 塑 件 的 质 量 和 外 观 形 状 , 以 及 尺 寸 精 度 。 如 A-A 面 ,箭 头 的 朝 向 代 表 动 模 的 位 置 , 塑 料 包 紧 动 模 的 型 芯 而 留 在 动 模 。分 型 面 如 图 3。第 7 页图 3 分 型 面2、 型 腔 布 置综 合 考 虑 生 产 率 和 生 产 成 本 及 产 品 质 量 等 各 种 因 素 , 以 及 注 射 机 的 型 号 选 择 ,初 步 确 定 采 用 一 模 2 腔 平 衡 式 排 列 ; 根 椐 制 品 的 形 状 , 在 模 板 上 的 的 排 列 形 式为 矩 形 。 以 确 保 制 品 的 均 一 和 稳 定 , 而 且 型 腔 布 置 与 浇 口 开 设 部 位 也 非 常 对 称 ,这 样 防 止 了 模 具 承 受 偏 载 而 产 生 的 溢 料 现 象 。排 布 图 如 图 4 所 示 。第 8 页图 4 型 腔 布 置3、 浇 注 系 统 的 设 计浇 注 系 统 的 设 计 主 要 包 括 主 流 道 、 分 流 道 、 浇 口 、 冷 料 井 和 拉 料 杆 的 设 计 。浇 注 系 统 的 设 计 应 保 证 塑 件 熔 体 的 流 动 平 稳 、 流 程 应 尽 量 短 、 防 止 型 芯 变 形 、整 修 应 方 便 、 防 止 制 品 变 形 和 翘 曲 、 应 与 塑 件 材 料 品 种 相 适 用 、 冷 料 穴 设 计 合理 、 尽 量 减 少 塑 料 的 消 耗 。( 1) 主 流 道 及 主 流 道 衬 套主 流 道 的 主 要 设 计 要 点 :在 模 具 结 构 的 允 许 的 情 况 下 , L 尽 量 短 , 一 般 小 于 60mm, 过 大 则 会 影1响 熔 体 的 顺 利 充 型 。主 流 道 大 端 呈 圆 角 , 以 减 少 料 流 转 向 过 渡 时 的 阻 力 。2大 多 数 情 况 下 , 将 主 流 道 和 定 位 圈 设 计 成 两 个 零 件 , 然 后 配 合 固 定 在 模3第 9 页板 上 , 主 流 道 衬 套 采 用 H7/m6 过 渡 配 合 , 与 定 位 圈 的 配 合 采 用 H9/f9 间 隙 配合 。主 流 道 衬 套 选 用 T8、 T10 制 造 , 热 处 理 强 度 为 5256HRC。4定 位 环 固 定 螺 钉 一 般 取 M6M8, 螺 钉 一 般 选 用 两 个 以 上 。5R=喷 嘴 球 面 半 径 +23=12+3=15mmd=喷 嘴 孔 径 +1=2+1=3mmD=6mm为 了 便 于 凝 料 从 主 流 道 中 拔 出 , 将 主 流 道 设 计 成 圆 锥 形 。6这 套 模 具 所 设 计 的 浇 口 套 及 相 关 尺 寸 如 图 5 所 示 。图 5 主 流 道第 10 页( 2) 分 流 道分 流 道 截 面 和 尺 寸1选 用 半 圆 形 分 流 道 截 面 , 切 削 加 工 比 较 简 单 , 冷 却 速 度 较 低 , 热 量 及 摩 擦损 失 小 ,进 料 流 中 心 冷 凝 慢 , 有 利 于 保 压 。查 资 料 得 部 分 塑 料 常 用 分 流 道 断 面 尺 寸 , 根 据 实 际 取 D1=3mm分 流 道 布 置2根 据 型 腔 的 布 置 ,选 用 平 衡 式 布 置 ,其 长 度 、 形 状 和 断 面 尺 寸 都 必 须 对 应 相等 , 以 保 证 塑 件 在 强 度 、 性 能 及 质 量 上 的 一 致 性 。 具 体 形 式 见 图 6.图 6 分 流 道冷 料 穴3采 用 推 杆 类 型 的 冷 料 穴 , 将 其 设 计 在 主 流 道 的 末 端 , 既 起 到 冷 料 穴 的 作 用 ,又 可 以 使 分 模 时 将 塑 件 留 在 动 模 的 一 侧 , 在 推 出 产 品 的 同 时 落 料 , 方 便 快 捷 。冷 料 穴 的 结 构 及 尺 寸 如 图 7 所 示 。第 11 页图 7 冷 料 穴( 3) 浇 口浇 口 的 形 式 众 多 , 常 用 的 浇 口 有 以 下 几 类 , 直 接 浇 口 、 侧 浇 口 、 环 形 浇 口 、轮 辐 式 浇 口 、 点 浇 口 、 潜 伏 浇 口 以 及 爪 形 浇 口 。 模 具 设 计 时 , 浇 口 的 位 置 及 尺寸 要 求 比 较 严 格 , 不 过 , 无 论 采 用 哪 种 浇 口 , 其 开 设 位 置 对 塑 件 的 成 型 性 能 及质 量 影 响 很 大 , 因 此 合 理 选 择 浇 口 的 开 设 位 置 是 提 高 质 量 的 重 要 环 节 。 通 常 浇口 的 选 择 要 考 虑 以 下 几 个 原 则 :尽 量 缩 短 流 动 距 离1必 须 尽 量 减 少 熔 接 痕2应 有 利 于 型 腔 中 气 体 的 排 出3避 免 产 生 喷 射 和 蠕 动4注 意 对 外 观 质 量 的 影 响5根 据 浇 口 的 成 型 要 求 及 型 腔 的 排 列 方 式 , 联 系 产 品 实 际 使 用 要 求 以 及 工厂 的 实 际 生 产 经 验 , 本 产 品 采 用 侧 浇 口 比 较 合 适 。4、 成 型 零 件 的 设 计( 1) 成 型 零 件 的 工 作 尺 寸 的 计 算第 12 页根 据 塑 件 形 状 简 单 , 体 积 较 小 , 适 宜 采 用 整 体 式 型 腔 。 这 种 形 式 的 型 腔 形 状简 单 , 牢 固 可 靠 , 不 易 变 形 , 成 型 塑 件 的 质 量 较 好 。 本 产 品 为 PE 制 品 , 产 品采 用 6 级 精 度 , 属 于 一 般 精 度 制 品 。 因 此 , 凸 凹 模 径 向 尺 寸 、 高 度 尺 寸 及 深 度尺 寸 的 制 造 与 作 用 修 正 系 数 x 取 值 可 在 0.5 0.75 的 范 围 之 间 , 凸 凹 模 各 处 工作 尺 寸 的 制 造 公 差 , 因 一 般 机 械 加 工 的 型 腔 和 型 芯 的 制 造 公 差 可 达 到IT7 IT8 级 , 综 合 参 考 , 相 关 计 算 具 体 如 下 :收 缩 率 Smax=3% Smin=1.5%平 均 收 缩 率 为 S=2.25%图 8 产 品 尺 寸如 图 所 示 塑 件 尺 寸 单 位 /mm已 知 D1=19 0 -0.16 D2=7 0 -0.16 D3=23 0 -0.24 D4=13 0 -0.16H1=1.5 0 -0.16 H2=3.5 0 -0.16 H3=2 0 -0.16 h=1.5+0.16 0 d1=3+0.16 0型 腔 尺 寸 : Dm1=D1(1+S)-0.75 + 01第 13 页=19(1+0.0225)-0.750.16+0.05 0=19.3075+0.05 0Dm2 =D2(1+S)-0.75 + 0=7(1+0.0225)-0.750.16+0.05 0=7.0375+0.05 0Dm3 =D3(1+S)-0.75 + 0=23(1+0.0225)-0.750.24+0.08 0=23.3375+0.08 0Dm4 =D4(1+S)-0.75 + 0=13(1+0.0225)-0.750.16+0.05 0=13.1725+0.05 0Hm1 =H1(1+S)-0.75 + 0=1.5(1+0.0225)-0.750.16+0.05 0=1.41375+0.05 0Hm2 =H2(1+S)-0.75 + 0=3.5(1+0.0225)-0.750.16+0.05 0=3.45875+0.05 0Hm3 =H3(1+S)-0.75 + 0=2(1+0.0225)-0.750.16+0.05 0=1.925+0.05 0型 芯 尺 寸 : hm1=h1(1+S)+0.75 0 -2=12(1+0.0225)+0.750.24 0 -0.08=12.45 0 -0.08hm3 =h3(1+S)+0.75 0 -=3(1+0.0225)+0.750.16 0 -0.05=3.1875 0 -0.05( 2) 型 腔 壁 厚 和 底 板 厚 度 计 算注 射 成 型 过 程 中 ,型 腔 主 要 承 受 塑 料 熔 体 的 压 力 , 如 注 射 压 力 、 保 压 力 、合 模 力 和 脱 模 力 等 , 因 此 模 具 的 型 腔 必 须 具 有 足 够 的 强 度 和 刚 度 ,如 果 型 腔 壁第 14 页厚 和 底 板 厚 度 不 够 , 当 型 腔 中 产 生 的 内 应 力 超 过 型 腔 材 料 的 许 应 力 时 ,型 腔 将导 致 塑 性 变 形 , 甚 至 开 裂 。 与 此 同 时 ,若 刚 度 不 足 将 导 致 过 大 的 弹 性 变 形 , 从而 产 生 型 腔 由 外 膨 胀 或 溢 料 间 隙 , 从 而 导 致 整 个 模 具 失 效 或 无 法 达 到 技 术 质 量要 求 , 因 此 必 须 对 型 腔 进 行 强 度 和 刚 度 的 计 算 。型 腔 板 采 用 调 质 钢 45 弹 性 模 量 E=2105MPa 强 度 计 算 的 许 用 应 力 =160MPa型 腔 压 力 p=50Mpa 整 体 式 矩 形 型 腔 壁 厚1A 按 刚 度 条 件 计 算 s 341EcpHB 按 强 度 条 件 计 算 s 321Wa整 体 式 矩 形 型 腔 底 板 厚2A 按 刚 度 要 求 计 算 h 34EpbcB 按 强 度 要 求 计 算 h 32a根 据 以 上 式 子 并 比 较 计 算 结 果 , 查 阅 设 计 手 册 中 的 数 据 , 取 型 腔 壁 厚 为30mm, 型 腔 底 板 厚 20mm因 此 , 模 具 型 腔 的 总 体 尺 寸 也 可 以 确 定 , 根 据 以 上 所 得 出 的 数 据 , 选 择 的型 腔 和 型 芯 的 尺 寸 均 为 8610620mm( 3) 标 准 模 架 的 选 择本 产 品 采 用 侧 浇 口 注 射 成 型 , 根 据 模 具 的 结 构 形 式 , 型 腔 数 量 , 塑 件 尺 寸 ,冷 却 水 道 的 分 布 等 因 素 , 查 阅 相 关 的 资 料 进 行 计 算 , 当 型 腔 ( 型 芯 ) 长 度 为l, 宽 度 为 w 时 , 模 具 的 长 宽 尺 寸 一 般 为 :L=l+2( 50 80) =86+2( 50 80) =186 246mmW=w+2( 50 80) =106+2( 50 80) =206 266mm因 此 , 最 终 选 用 2023 型 标 准 模 架 3。第 15 页( 4) 动 定 模 板 的 设 计动 定 模 板 在 模 具 中 起 到 安 装 和 固 定 成 型 零 件 , 合 模 导 向 机 构 以 及 推 出 脱 模机 构 等 零 部 件 的 作 用 。 根 据 经 验 设 计 出 的 动 模 板 , 定 模 板 如 图 9、 10 所 示 。图 9 定 模 板图 10 动 模 板第 16 页( 5) 支 承 板 的 强 度常 规 结 构 凹 模 做 在 定 模 上 , 型 芯 固 定 在 动 模 上 。 支 承 板 与 垫 块 构 成 桥 形 , 承受 型 芯 投 影 注 射 压 力 , 因 此 支 承 弹 性 变 形 量 必 须 控 制 在 允 许 的 范 围 之 内 。支 承 板 的 受 力 状 态 可 以 简 化 为 如 图 11 所 示 的 受 均 布 荷 重 的 简 支 梁 。图 11 支 承 板 示 意 图支 承 板 的 厚 度 计 算 如 下 :H = =28.4976cm3425EBpbL3540.6.2.所 以 支 承 板 的 厚 度 选 择 30cm注 : H-支 承 板 的 厚 度 L-支 承 板 在 垫 块 之 间 的 跨 度p-型 腔 内 压 力 表 b-凹 模 型 腔 宽 度B-支 承 板 的 宽 度 E-钢 材 的 弹 性 模 量 一 般 为 2.1105 -支 承 板 允 许 最 大 弯 曲 变 形 量 ,一 般 取 0.005( 6) 垫 块 的 设 计垫 块 设 在 支 撑 板 与 动 模 座 板 之 间 ,可 以 减 少 动 模 座 板 的 变 形 ,或 可 减 少 动模 座 板 的 厚 度 。( 7) 动 定 模 座 板 的 设 计第 17 页与 注 射 机 的 动 定 固 定 模 板 相 连 接 的 模 具 底 板 称 为 动 定 模 座 板 , 在 注 射 成 型 的过 程 中 起 着 传 递 合 模 力 并 承 受 成 型 力 的 作 用 。 动 定 模 座 板 的 三 维 结 构 图 如 图12、 13 所 示 。图 12 定 模 座 板 图 13 动 模 座 板5、 合 模 导 向 机 构 的 确 定在 模 具 进 行 装 配 或 成 型 时 , 导 向 机 构 主 要 用 来 保 证 动 模 和 定 模 两 大 部 分 或 模内 其 他 零 件 之 间 准 确 对 合 , 以 保 证 塑 料 制 件 的 形 状 和 尺 寸 精 度 , 并 避 免 模 内 各零 部 件 发 生 碰 撞 和 干 涉 。 根 据 本 塑 件 的 精 度 要 求 和 生 产 特 点 , 采 用 有 肩 导 柱( GB4169.51984) 和 带 头 导 套 ( GB4169.41984) 。6、 推 出 机 构 的 设 计( 1) 脱 模 机 构 设 计为 了 保 证 塑 件 在 顶 出 过 程 中 不 变 形 或 不 损 坏 , 必 须 正 确 分 析 塑 件 对 模 腔 粘附 力 的 大 小 及 所 在 部 位 。 以 便 选 择 合 适 的 顶 出 方 式 , 和 顶 出 装 置 。 顶 出 位 置 应设 在 顶 出 阻 力 大 的 地 方 , 根 据 此 塑 件 的 形 状 , 零 件 的 推 出 阻 力 不 大 , 将 推 杆 设在 零 件 表 面 位 置 。( 2) 脱 模 力 的 计 算使 塑 件 从 模 具 内 脱 出 所 需 的 力 叫 脱 模 力 。塑 料 脱 模 力 Ft=Acpj第 18 页其 中 Ac-塑 件 侧 面 总 面 积 ( mm2)pj-塑 料 与 模 具 的 结 合 力 ( Mpa) , 这 里 取 0.5Mpa因 此 Ac=hC 周 长 =173.13mm2所 以 Ft=173.130.5=86.565N( 3) 推 杆 结 构 及 其 的 位 置推 出 机 构 的 设 计 一 般 有 以 下 几 个 要 求 :推 出 机 构 设 计 时 应 尽 量 使 塑 件 留 在 动 模 一 侧 。1塑 件 在 推 出 过 程 中 不 发 生 变 形 和 损 坏2不 损 坏 塑 件 的 外 观 质 量3合 模 时 应 使 推 出 机 构 正 确 复 位4推 出 机 构 应 动 作 可 靠5根 据 以 上 设 计 要 求 及 结 合 实 际 生 产 的 经 验 , 在 本 次 设 计 中 , 使 用 推 杆 作 为推 出 机 构 。 它 在 注 射 模 设 计 和 注 射 生 产 中 , 是 最 简 单 , 使 用 最 广 泛 的 推 出 机 构之 一 。由 于 设 置 推 杆 的 自 由 度 较 大 , 而 且 推 杆 截 面 大 部 分 为 圆 形 , 制 造 , 修 配 方便 , 容 易 达 到 推 杆 与 模 板 或 型 芯 上 推 杆 孔 的 配 合 精 度 , 推 杆 推 出 时 运 动 阻 力 小 ,推 出 动 作 灵 活 可 靠 , 推 杆 损 坏 后 也 便 于 更 换 , 因 此 , 推 杆 推 出 机 构 是 推 出 机 构中 最 简 单 , 动 作 最 可 靠 , 最 常 见 的 结 构 形 式 。推 杆 的 设 计 要 点 :推 杆 和 模 体 的 配 合 性 质 一 般 为 H8/f7, 以 保 证 同 轴 度1推 杆 材 料 多 用 45 钢 ,T8、 T10 碳 素 工 具 钢 , 淬 火 硬 度 为 HRC50 以 上2表 面 粗 糙 度 在 Ra1.6 以 下3根 据 以 上 要 求 , 查 阅 相 关 资 料 及 结 合 模 具 数 据 , 设 计 的 推 杆 如 图 14 所 示 。第 19 页图 14 推 杆推 杆 的 位 置 选 择 有 一 下 几 个 要 点 :推 杆 的 位 置 应 选 择 在 脱 模 阻 力 最 大 的 地 方1推 杆 位 置 选 择 应 保 证 塑 件 推 出 时 受 力 均 匀2推 杆 位 置 选 择 时 应 注 意 塑 件 的 强 度 和 刚 度3推 杆 位 置 的 选 择 还 应 考 虑 推 杆 本 身 的 刚 性4推 杆 的 工 作 端 面 在 合 模 注 射 时 是 型 芯 底 面 的 一 部 分 , 推 杆 的 端 面 如 果 低 于或 高 于 该 处 型 芯 的 底 面 , 在 塑 件 上 就 会 出 现 凸 台 或 者 凹 痕 , 影 响 塑 件 的 使 用 和美 观 。 因 此 , 通 常 推 杆 装 入 模 具 之 后 , 其 端 面 应 与 相 应 出 型 芯 底 面 平 起 或 高 出型 芯 0.05 0.1mm2本 次 设 计 中 , 推 杆 的 位 置 如 图 15 所 示 。第 20 页图 15 推 杆 位 置7、 注 射 机 有 关 参 数 的 校 核( 1) 模 具 闭 合 高 度 的 校 核组 成 模 具 闭 合 高 度 的 模 板 和 其 他 零 件 的 尺 寸 有 :定 模 座 板 H1=30定 模 板 H2=60动 模 板 H3=110第 21 页垫 块 H4=90动 模 座 板 H5=30H=H1+H2+H3+H4+H5=30+60+110+90+30=320m由 于 该 注 射 机 的 最 小 模 具 厚 度 为 150mm, 最 大 模 具 厚 度 为 460mm, 因 此 这套 模 具 的 闭 合 高 度 符 合 安 装 条 件 。( 2) 模 具 安 装 部 分 的 校 核注 射 机 的 动 定 模 固 定 板 尺 寸 最 大 为 350480mm, 而 模 具 的 动 定 模 座 板 尺寸 为 330400mm, 因 此 能 满 足 模 具 安 装 的 要 求 。( 3) 模 具 开 模 行 程 的 校 核注 射 机 的 开 模 行 程 是 受 合 模 机 构 限 制 的 , 注 射 机 的 最 大 开 模 距 离 必 须 大 于脱 模 距 离 , 否 则 塑 件 无 法 从 模 具 中 取 出 。根 据 公 式 s H1+H2+(5 10)mm=25+110+(5 10)=140 145mm式 中 s注 射 机 的 最 大 开 模 距 离H1推 出 距 离H2包 括 浇 注 系 统 在 内 的 塑 件 高 度由 于 注 射 机 的 最 大 开 模 距 离 为 310mm, 因 此 开 模 行 程 符 合 要 求 。8、 模 具 调 温 系 统 的 设 计注 射 模 具 的 温 度 对 塑 料 熔 体 的 充 模 流 动 、 固 化 定 型 、 生 产 效 率 、 塑 件 的 形 状和 尺 寸 精 度 都 有 重 要 的 影 响 。 注 射 模 具 中 设 置 温 度 调 节 系 统 的 目 的 , 是 通 过 控制 模 具 温 度 , 使 注 塑 成 型 具 有 良 好 的 产 品 质 量 和 较 高 的 生 产 力 。模 具 冷 却 装 置 的 设 计 和 使 用 的 冷 却 介 质 、 冷 却 方 法 有 关 。 模 具 可 以 用 水 、 压缩 空 气 和 冷 凝 水 冷 却 , 但 用 水 冷 却 最 为 普 遍 , 因 为 水 的 热 容 量 大 , 传 热 系 数 大 ,成 本 低 廉 。 水 冷 就 是 在 模 具 型 腔 周 围 和 型 芯 内 开 设 冷 却 水 路 , 使 水 或 者 冷 凝 水在 其 中 循 环 , 带 走 热 量 , 维 持 所 需 的 热 量 。 冷 却 回 路 的 设 计 应 做 到 回 路 系 统 内流 动 的 介 质 能 充 分 吸 收 成 型 塑 件 所 传 导 的 热 量 , 使 模 具 成 型 表 面 的 温 度 稳 定 的保 持 在 所 需 的 温 度 范 围 内 , 而 且 要 做 到 使 冷 却 介 质 在 回 路 系 统 内 流 动 畅 通 , 无滞 留 部 位 。如 果 冷 却 介 质 不 能 及 时 有 效 的 带 走 必 须 带 走 的 热 量 , 不 能 实 现 均 一 的 快 速 冷第 22 页却 , 则 在 一 个 成 型 周 期 内 就 不 能 维 持 热 平 衡 , 会 使 塑 件 内 部 产 生 应 力 而 导 致 产品 变 形 或 开 裂 , 从 而 就 无 法 进 行 稳 定 的 的 模 塑 成 型 。 因 此 , 设 置 冷 却 效 果 良 好的 冷 却 水 回 路 的 模 具 是 缩 短 成 型 周 期 , 提 高 生 产 效 率 最 有 效 的 方 法 。 所 以 应 根据 苏 家 你 的 形 状 , 壁 厚 及 塑 料 的 品 种 , 设 计 与 制 造 出 能 实 现 均 一 , 高 效 的 冷 却回 路 。注 射 模 冷 却 系 统 设 计 有 以 下 几 个 基 本 原 则 :冷 却 水 道 应 尽 量 多 、 截 面 尺 寸 应 尽 量 大 , 型 腔 表 面 的 温 度 与 冷 却 水 道 的1数 量 、 截 面 尺 寸 及 冷 却 水 的 温 度 有 关 。冷 却 水 道 至 型 腔 表 面 距 离 应 尽 量 相 等 。 当 塑 件 壁 厚 均 匀 时 , 冷 却 水 道 到 型2腔 表 面 最 好 距 离 相 等 , 但 是 当 塑 件 不 均 匀 时 , 厚 的 地 方 冷 却 水 道 到 型 腔 表 面 的距 离 应 近 一 些 , 间 距 也 可 适 当 小 一 些 。 一 般 水 道 孔 边 至 型 腔 表 面 的 距 离 应 大 于10mm, 常 用 1215mm.浇 口 处 加 强 冷 却 。 塑 料 熔 体 充 填 型 腔 时 , 浇 口 附 近 温 度 最 高 , 距 浇 口 越 远3温 度 就 越 低 , 因 此 浇 口 附 近 应 加 强 冷 却 , 通 常 将 冷 却 水 道 的 入 口 处 设 置 在 浇 口附 近 , 使 浇 口 附 近 的 模 具 在 较 低 温 度 下 冷 却 , 而 远 离 浇 口 部 分 的 模 具 在 经 过 一定 程 度 热 交 换 后 的 温 水 作 用 下 冷 却 。冷 却 水 道 出 、 入 口 温 差 应 尽 量 小 。 如 果 冷 却 水 道 较 长 , 则 冷 却 水 出 、 入 口4的 温 差 就 比 较 大 , 易 使 模 温 不 均 匀 , 所 以 在 设 计 时 应 引 起 注 意 。冷 却 水 道 应 沿 着 塑 料 收 缩 的 方 向 设 置 。 冷 却 水 道 的 设 计 必 须 尽 量 避 免 接 近5塑 件 的 熔 接 部 位 , 以 免 产 生 熔 接 痕 , 降 低 塑 件 强 度 ; 冷 却 水 道 要 易 于 加 工 清 理一 般 水 道 孔 径 为 10mm 左 右 , 不 小 于 8mm。 根 据 此 套 模 具 结 构 , 采 用 孔 径 为8mm 的 冷 却 水 道 。冷 却 系 统 的 结 构 设 计 :根 据 塑 料 制 品 形 状 及 其 所 需 冷 却 效 果 , 冷 却 回 流 可 选 择 直 通 式 既 简 单 流 道 式 ,这 是 生 产 过 程 中 最 常 用 的 形 式 1。其 具 体 结 构 及 尺 寸 如 图 16 所 示 :冷 却 水 孔 直 径 d=8 , 两 水 孔 的 中 心 距 C=30第 23 页图 16 冷 却 回 路9、 排 气 系 统 的 设 计(1)排 气 槽 的 设 计 要 点当 塑 料 熔 体 填 充 型 腔 时 ,必 须 顺 序 排 出 型 腔 及 浇 注 系 统 内 的 空 气 及 塑 料 受 热或 凝 固 产 生 的 低 分 子 挥 发 气 体 。 如 果 型 腔 内 因 各 种 原 因 而 产 生 的 气 体 不 被 排 除干 净 ,一 方 面 将 会 在 塑 件 上 形 成 气 泡 、 接 缝 、 表 面 轮 廓 不 清 及 充 填 缺 料 等 成 型 缺陷 , 另 一 方 面 气 体 受 压 , 体 积 缩 小 而 产 生 高 温 会 导 致 塑 件 局 部 碳 化 或 烧 焦 ( 褐色 斑 纹 ) , 同 时 积 存 的 气 体 还 会 产 生 反 向 压 力 而 降 低 充 模 速 度 , 因 此 设 计 型 腔 时必 须 考 虑 排 气 问 题 。 有 时 在 注 射 成 型 过 程 中 , 为 保 证 型 腔 充 填 量 的 均 匀 合 适 及增 加 塑 料 熔 体 汇 合 处 的 熔 接 强 度 , 还 需 在 塑 料 最 后 充 填 到 的 型 腔 部 位 开 设 溢 流槽 以 容 纳 余 料 , 也 可 容 纳 一 定 量 的 气 体 。通 常 中 小 型 模 具 的 简 单 型 腔 , 可 利 用 推 杆 、 活 动 型 芯
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本文标题:茶花4406连体洗衣刷壳体的注塑模具设计及其成型零件的工艺设计【三维PROE】【全套CAD图纸和论文】【原创注塑资料】
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