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盒盖的塑料成型与模具设计(含全套CAD图纸)

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盒盖 塑料 成型 模具设计 全套 cad 图纸
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毕业设计(论文)任务书2013 年 9 月 19 日毕业设计(论文)题 目盒 盖 ( 二 ) 塑 料 模 设 计 题目来源 自 拟指 导 教 师 于 昂 职 称 讲 师 所 在 部 门 机 械 技 术 学 院学 生 姓 名 杨 蒙 学 号 35 班 级 模 具 11132 所 属 院 系 专 业 模 具外语翻译要求 翻译后中文字数约 2500 字左右,内容与课题相关。课题需要完成的任务【 工 程 设 计 类 课 题 : 】根 据 导 师 下 达 的 毕 业 设 计 任 务 , 查 阅 相 关 设 计 资 料 ( 不 少 于5 本 ) , 综 合 应 用 所 学 的 专 业 知 识 , 填 写开 题 报 告 。 对 产 品 进 行 分 型 工 艺 分 析 , 制 订 完 整 的 工 艺 方 案 , 计 算 所 需 的 工 艺 数 据 , 设 计 合 理 的 模 具结 构 , 正 确 选 用 标 准 件 和 常 用 件 。 绘 制 装 配 图 (1-2 张 ) 和 主 要 工 作 部 分 零 件 图 ( 不 少 于 5 张 ) 。 编 写 注 塑 工艺 卡 片 和 主 要 工 作 部 分 零 件 加 工 工 艺 过 程 卡 , 撰 写 完 整 的 设 计 说 明 书1 份 ( 15000 字 以 上 ) 。序 号 内 容 时 间 安 排1 查 阅 相 关 设 计 资 料 填 写 开 题 报 告 2013.9.23 9.292 制 订 完 整 的 塑 料 模 具 设 计 方 案 及 计 算 工 艺 数 据 2013.9.30 10.113 设 计 塑 料 模 结 构 , 绘 制 装 配 图 和 零 件 图 2013.10.14 11.14 整 理 塑 料 模 设 计 说 明 书 2013.11.4 11.85 填 写 冲 压 工 艺 卡 、 零 件 加 工 工 艺 过 程 卡 、 小 结打 印 所 有 资 料 并 装 订 2013.11.11 11.15课 题计 划 安 排计 划 答 辩时 间2013 年 11 月 20 日答 辩 提 交 资 料 2013 年 11 月 15 日教 研 室 主 任 审 核 意 见 签 名 : 分类号: 毕业设计(论文)题 目 盒体塑料成型与模具设计英文并列题目 Injection Molding Process and Plastic Mold Design of the casket 答辩委员会主任 主答辩人 二 零 年 月毕 业 设 计 ( 论 文 ) 开 题 报 告学生姓名 张新风 学号 1030113240 班级 模具11132所属院系专业模具设计与制造指导教师 单云 职称 讲师 所在部门 模具调研组毕业设计(论文)题目壳体注射模具设计题目类型 工程设计(项目) 论文类 作品设计类 其他一、选题简介、意义在塑料材料、制品设计及加工工艺确定以后,塑料模设计对制品质量与产量, 就具有决定性的影响。首先,模腔形状、流道尺才、表面租脸皮、分型面、进与 排气位置选择、脱模方式以及定型方法的确定等,均对制品(或型材)尺寸精度和状 精度以及塑件的物理力学性能、内应力大小、表观质量与内在质量等,起着十分 重要的影响。其次在塑件加工过程中,塑料模结构的合理性,对操作的难易程 度,具有重要的影响。再次,塑料模对塑件成本也有相当大的彤响,除简易模具 外般说来制模费用是十分昂贵的,大型塑料模更是如此。本课题主要研究掌握模具设计的方法及工序,巩固和加深对机械二维、三维的制图能力。设计过程中锻炼查阅文献和资料自我设计的能力,培养和提升我们的创新能力,增强我们独立思考问题和解决问题的能力。在对模具设备的结构设计和理论计算上,掌握模具设备的主要结构与性能、工艺适应性与技术参数。从而能根据成型的生产要求,模具结构等因素,经济、有效的使用设备,合理的选择工艺,正确的设计模具,保证成型生产能够经济、合理的进行,提高自身在成型工艺和模具方面的综合着机水平,提高自身解决实际问题的能力。二、课题综述(课题研究,主要研究的内容,要解决的问题,预期目标,研究步骤、方法及措施等)1.课题研究任务根据课题任务书要求,运用 ug 软件技术对塑件进行造型并分析其结构,设计合理的注射成型模具。论证该设计方法的可行性与实际意义,作为小型塑料玩具的模具设计范例。最终运用 cad 软件导出最终的模具装配图及零件图。2.课题研究内容,步骤,方法及措施2.1.塑件分析应用 ug 建模软件对所给零件进行造型,分析其结构特征并计算制件体积和质量2.2 模具结构形式设计确定分型面:塑件最大投影面积处;确定型腔排布:选用一模两腔;设计浇注系统:侧浇口;成型零件结构设计计算脱模机构,排气槽,定位机构的设计2.3 模具的校核计算,论证设计方案可行性2.4 绘制模具总装配图和零件图3.要解决的问题型腔的布局推出机构的确定抽芯机构的确定冷却系统的设计论证4.预期目标利用 ug 软件顺利分析得到恰当的成型参数;设计出优化后合理的塑料注射成型模具对此塑件的设计分析方法扩展到类似的设计中。三、设计(论文)体系、结构(大纲)指导教师意见:签字: 年 月 日 院(系)审批意见:签章: 年 月 日 购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396盒盖的塑料成型与模具设计摘要:塑料作为高分子化学和材料科学发展的重要成果,早已为人们熟悉,塑料产品已经成为人类生产和生活中不可缺少的重要组成部分。多年来,塑料产品制造业一直在迅速发展,而当前全球范围的以塑料代替金属的趋势又进一步加速了这一发展速度。塑料产品一般采用模塑成型方法生产,因而塑料模具早已成为一种重要的生产工艺装备,在国民经济中起着越来越重要的作用。随着塑料产品在家电、电子等产品和日常用品中的越来越广泛应用,对塑料模具的设计和制造的要求也越来越高。传统的手工设计与制造方式早已满足不了生产发展的需要。CAD/CAM 的发展正适应了这种客观实际要求。CAD/CAM 可以显著提高塑料产品和塑料模具的设计制造效率,提高设计制造质量,减少试模修模时间,从而缩短从塑料产品设计、模具设计、模具制造到进行产品模塑生产的整个周期。关键词:塑料;建模;注塑模具;CADLid plastic molding and mold designAbstract:Plastic as an important achievement of polymer chemistry and materials science, has long been familiar, plastic products have become an important part of the human life and production. Over the years, the plastic products manufacturing industry has been developing rapidly, and the current global plastic instead of metal trend and accelerate the pace of development. Plastic products are generally produced by molding, thus the plastic mold has become an important technique of production equipment, plays a more and more important role in the national economy. Along with the plastic products in home appliances, electronics and other products and daily necessities in the increasingly widespread application, the plastic mold design and manufacturing requirements are also getting higher and higher. Traditional manual design and the manufacture way already cannot satisfy the needs of production development. The development of CAD/CAM is adapted to the objective and actual requirements. CAD/CAM can significantly improve the design of plastic products and plastic mold manufacturing efficiency, improve the quality of design and manufacture, reduce mold repair time, thus shortening the plastic products design, mold design, mold manufacturing to product molding production in the whole cycle.Keywords:plastic, modeling, injection mold, CAD购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396目 录第一章 前 言 .111.1 本研究领域的现状和国内外的发展趋势 .111.1.1 概述 .111.1.2 国外的发展情况 .111.1.3 国内的发展情况 .111.2 本课题的研究内容.要求.目的及意义 .121.2.1 本课题的研究内容 .121.2.2 本课题的研究要求 .121.2.3 研究意义 .12第二章 塑料的结构工艺性分析 .142.2 塑件原材料的成型特性 .152.3 塑件的生产批量 .162.4 设备的选择 .172.5 锁模力的校核 .182.6 开模行程的校核 .19第三章 分型面位置的分析和确定 .203.1 分型面的选择原则 .203.2 分型面选择方案 .21第四章 浇注系统的设计 .314.1 主流道的设计 .314.2 浇口设计 .32第五章 成型零部件的设计 .335.1 成型零件的结构设计 .335.2 成型零件工作尺寸计算 .335.3 成型零件的强度及底板厚度计算 .335.4 成型零件的钢材的选用 .345.5 标准模架的确定 .355.6 模架各尺寸的校核 .36第六章成型设施备的校核计算 .376.1 注射机注射压力校核 .376.2 注射量的校核 .376.3 锁模力的校核 .376.4 安装尺寸的校核 .386.5 推出机构的校核 .386.6 开模行程的校核 .38购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396第七章 导向机构的设计 .397.1 导向装置的作用: .39第八章 温度调节系统 .408.1 模具温度对制品质量的影响 .40第九章 排气槽的设计 .41总结 .42参考文献 .43致谢 44购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396第一章 前 言1.1 本研究领域的现状和国内外的发展趋势1.1.1 概述21 世纪模具制造行业的基本特征是高度集成化.智能化.柔性化和网络化,追求的目标是提高产品质量及生产效率.缩短设计及生产周期,降低生产成本,最大限度的提高模具制造业的应变能力,满足用户需求。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 1972163961.1.2 国外的发展情况国外的模具发展状况具体表现为以下七个特征(1) 集成化技术现代模具制造系统不仅应强调信息的集成,更应该强调技术人员和管理的集成。在开发模式制造系统时强调“多集成”的概念,即信息集成.智能集成.串并行工作机制集成及人员集成,这更适合未来制造系统的需要。(2) 智能化技术应用人工智能技术实现产品生命周期各个环节的智能化,以及模具设备的智能化,也要实现人与系统的融合及人在其中智能的充分发挥。(3) 网络技术的应用网络技术包括硬件和软件的集成实现。各种通讯协议及制造自动化协议,信息通讯接口,系统操作控制策略等,是实现各种制造系统自动化的基础,目前早通过了 Internet 实现跨国界模具设计的成功例子。(4)多学科多功能综合产品设计技术产品的开发设计不仅用到机械科学的理论和知识,还用到了电磁学.光学.控制理论等,甚至要考虑到经济.心理.环境.卫生及社会等各方面的因素。产品的开发要进行多目标全性能的优化设计,以追求模具产品的动静态特性.效率.精度.使用寿命.可靠性与制造周期的最佳组合。(5) 虚拟现实与多媒体技术的应用虚拟现实在 21 世纪整个制造中都将有广泛的应用,可以用于培训.制造系统仿真的实现基于制造仿真的世纪与制造.集成设计与制造.实现集成人的设计等。美国已于 1999 年借助于 VR 技术成功地修复了哈勃太空望远镜。多媒体技术采用多种介质来存储.表达处理多种信息,融文字.语音.图像与一体,给人一种真实感。(6) 反求技术的应用在许多情况下,一些产品并不是来自设计概念,而是起源于另外一些产品或实物,要在只有产品原型或实物模型,而没有产品图样的条件下进行模具设计和制造以便制造出产品,此时需要通过实物的测量,然后利用测量数据畸形实物的 CAD 几何模型的重新构造。这种过程就是反求工程 PE。建立了 CAD几何模型后,就可以依据这种数字化的几何模型用于后续的许多操作。(7) 快速成型制造技术快速成型制造技术 RPM 基于层制造原理,迅速制造出产品原型,而与零件的集合复杂程度无关,尤其在具有复杂曲面形状的产品制造中更能显示其优越性它不仅能够迅速制造出原型供设计评估.装配校验.功能试验。而且还可以通过形状复制,快速经济地制造出产品模具,从而避免了传统模具制造的费时和耗成本的 NC 加工,因而 RPM 技术在模具制造中发挥着重要的作用。1.1.3 国内的发展情况目前国内模具行业的反展情况是,随着轻工业及汽车制造业的迅速发展,购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396模具设计制造日渐受到人们广泛关注,已经成为一个行业,但是我国模具行业缺乏技术人员,存在品种少,精度低,制造周期长,寿命短,供不应求的情况。一些大型.精密.复杂的模具还不能自行制造.需要每年花几百万.上千万美元从国外进口,制约了工业的发展,所以在我国大力发展模具行业势在必行。为了提高模具企业的设计水平和加工能力,中国模具协会向全国模具行业推荐适合于模具企业用的 CAD/CAM 系统。但是国内优秀的 CAD/CAM 系统很少,只有少数适合模具行业应用。而国外购买的虽有强大的三维曲面造型能力.强大的结构有限元分所能力.强大的计算机辅助制造能力.产品数据管理能力等,但是价格昂贵,一般企业难以支持。1.2 本课题的研究内容.要求.目的及意义 1.2.1 本课题的研究内容做盒盖的模具设计,使盒盖注射模结构简单,型芯.型腔.推出机构设计合理,并可自动脱模。并书写开题报告,和模具说明说。根据说明书画模具 CAD 图。1.2.2 本课题的研究要求检验理论知识掌握情况,将理论与实践结合。初步掌握进行模具设计的方法.过程.为将来走向工作岗位进行科技开发工作和撰写好科研论文打下基础。培训自己的动手能力.创新能力.计算机运用能力。此塑件外表面不允许有印痕,并且要光滑。要使注射模结构简单,并且可自动脱模。流道设计合理,可保证产品质量冰球额又节约生产原材料。了解聚乙烯的性能.特性和设计时的要求。1.2.3 研究意义 (1) 对于模具的设计可以从选材到设计到成型有一个完整的了解和初步的掌握。以进一步的熟练掌握 AuToCAD 的运用。(2) 锻炼自己的独立思考能力和创造能力,为更好更快的适应工作作准备。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396第二章 塑料的结构工艺性分析2.1 零件成型方法 该零件为四侧有内凹的盒盖塑件,由于侧壁有 1.1mm 左右的内凹,而且交界处并没有通过圆角或者斜面过渡,根据公式(A-B)*100%/B=2.2/47=4.6%小于%5 符合强制脱模条件,因此不需要采用斜拉杆抽出,所以不需要考虑脱模斜度,其他结构比较简单,壁厚购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396也比较均匀,该塑件采用 PE 成型。2.2 塑件原材料的成型特性表 1 聚 烯 的 力 学 性 能材 料 性 能 纯 聚 乙 烯 玻 纤 增 强 聚 乙 烯屈 服 强 度 /MPa 37 78-90拉 伸 强 度 /MPa - 78-90断 裂 伸 长 率 /% 200 -弯 曲 强 度 /MPa 67 132弯 曲 弹 性 模 量 /MPa 1.45 4.5简 支 梁 冲 击 强 度 ( 无 缺 口 ) /( kj/m2) 78 51简 支 梁 冲 击 强 度 ( 缺 口 ) /( kj/m2) 3.5-4.8 14.1布 氏 硬 度 HBS 8.65 9.1表 2 聚 乙 烯 的 热 性 能 和 电 性 能材 料 性 能 纯 聚 乙 烯 玻 纤 增 强 聚 乙 烯玻 璃 化 温 度 /C -18-10 -熔 点 ( 粘 流 温 度 ) /C 170-176 170-18045N/cm2 102-115 127180/cm2 56-67 127线 膨 胀 系 数 /( 10-5/C) 9.8 4.9比 热 容 /j/(kg*K) 1930 -热 导 率 /【 W/(m*k)】 0.118 -购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396燃 烧 性 /( cm/min) 慢 -体 积 电 阻 /欧 姆 *cm 1016 -击 穿 电 压 /( KV/mm) 30 -表 3 聚 乙 烯 的 物 理 性 能材 料 性 能 纯 聚 乙 烯 玻 纤 增 强 聚 乙 烯密 度 /( g/cm3) 0.90-0.91 -比 体 积 /( cm2/g) 1.10-1.11 -吸 水 性 ( %( 24 小 时 ) 0.01-0.03 0.05长 时 间 浸 水 18d0.5 -透 明 度 或 透 光 度 半 透 明 -表 4 聚 乙 烯 的 工 艺 参 数材 料 性 能 纯 聚 乙 烯 玻 纤 聚 乙 烯成 型 收 缩 率 /% 1.0-3.0 0.4-0.8拉 伸 模 量 E/*103MPa 1.6-1.7 3.1-6.2泊 松 比 u 0.43 -与 钢 的 摩 擦 因 数 f 0.49-0.51 -2.3 塑件的生产批量塑 件 的 生 产 类 型 对 注 射 模 具 结 构 、 注 射 模 具 材 料 使 用 均 有 重 要 的 影 响 。在 大 批 量 生 产 中 , 由 于 注 射 模 具 价 格 在 整 个 生 产 费 用 中 所 占 比 例 较 小 , 提 高生 产 率 和 注 射 模 具 寿 命 问 题 比 较 突 出 , 所 以 可 以 考 虑 使 用 自 动 化 程 度 较 高 、结 构 复 杂 、 精 度 寿 命 高 的 模 具 。 如 果 是 小 批 量 生 产 , 则 应 尽 量 采 用 结 构 简 单 、制 造 容 易 的 注 射 模 具 , 以 降 低 注 射 模 具 的 成 本 。 该 塑 件 生 产 类 型 属 于 小 批 量购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396生 产 , 由 于 四 侧 有 内 凹 , 推 出 机 构 设 计 比 较 麻 烦 , 运 动 相 对 来 说 比 较 复 杂 ,需 要 采 用 斜 拉 杆 抽 出 , 故 采 用 一 模 一 腔 , 这 样 可 以 使 模 具 结 构 简 单 , 制 造 成本 降 低 。2.4 设备的选择( 1) 塑 件 体 积 及 重 量V=5.3*103*10-3=5.3cm3又由于聚乙烯的密度为 0.92g/cm3m=5.3*0.92=4.9g1.以容量计算时 0.8 V 注 =V 件所以 V 注=6.625cm 30.8C=GC=6.125g根据以上数据可以采用 SZ-60/450 卧式注射机;该注射机的参数如购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396下表:理论注射量/cm 3 105螺杆(柱塞)直径/mm 35注射压力/MPa 125注射速率/(g/s) 75塑化能力/(g/s) 10螺杆转速/(r/min ) 14-200锁模力/KN 450拉杆内间距/mm 280*250移模行程/mm 220最大模具厚度/mm 300最小模具厚度/mm 100锁模形式 双屈肘定位孔直径/mm 55喷嘴球直径/mm 202.5 锁模力的校核锁模力是指注射机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力。注射机锁模力的校核关系式为:FkpA式中 F注射机锁模力,查相关表得 SZ-60/450 锁 模 力 为 450KNK压 力 损 耗 系 数 , 一 般 取 1.1 1.2;P型 腔 内 熔 体 的 压 力 , 本 塑 件 p=30Mpa;A塑 件 及 浇 注 系 统 在 分 型 面 上 的 投 影 面 积 之 和 ,本 模 具 A=3.610-购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396计 算 kpA=1.230MPa3.610- =129.6KN450KN故注射机的锁模力足够,满足要求。2.6 开模行程的校核开 模 取 出 塑 件 所 需 的 开 模 距 离 必 须 小 于 注 塑 机 的 最 大 开 模 行 程 , 对 于 液 压 -机 械 式 锁 模 机 构 注 塑 机 , 其 最 大 开 模 行 程 由 注 塑 机 曲 肘 机 构 的 最 大 行 程 决 定 ,与 模 具 厚 度 无 关 双 。双 分 型 面 注 射 模 , 其 开 模 行 程 按 下 式 校 核S H1+H2+a+( 5-10) mm式 中 S注 射 机 的 最 大 开 模 行 程 , 查 资 料 得 SZ-60/450 机 的 最 大 开 模 行 程S=220mmH1推 出 距 离 ( 脱 模 距 离 ) , 为 15mmH2包 括 浇 注 系 统 在 内 的 塑 件 高 度 , 为 10.5mma 是 中 间 板 ( 型 腔 板 ) 与 定 模 的 分 开 距 离 ( mm) 取 30mm计 算 得 : H1+H2+a+5 10=15+10.5+30+10=60.5mm220mm因此,S Z-60/450 的 开 模 行 程 符 合 要 求 。第三章 电器外壳模具结构的设计3.1 分型面的选择将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分,这些可以分离部分的购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料,当成型时又必须接触封闭,这样的接触表面称为模具的分型面。分型面是决定模具结构形式的重要因素,它与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切关系,并且直接影响着塑料熔体的流动充填特性及塑件的脱模,因此,分型面的选择是注射模设计中的一个关键。如何确定分型面,需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置、形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响,因此在选择分型面时应综合分析比较,从几种方案中优选出较为合理的方案。在选择分型面时一般应遵循以下几项原则:1.分型面应选在塑件外形最大轮廓处;2.确定有利的留模方式,便于塑件顺利脱模;3.保证塑件的精度要求;4.满足塑件的外观质量要求;5.便于模具加工制造;6.考虑对成型面积的影响;7.要考虑排气效果;8.考虑对侧向抽芯的影响。不论塑件的结构如何一集采用何种设计方法,都必须首先确定分型面,因为模具结构很大程度上取决于分型面的选择。为保证塑件能顺利分型,主分型面应首先考虑选择在塑件外形的最大轮廓线处。如下,最好的分型面为最大轮廓线处。 购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396图 3.1 分型面的选择3.2 浇注系统的设计浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的通道。或说是引导熔融塑料填充型腔的通道。是模具设计的重要环节,设计的成功与否直接影响成像质量(包括内在与外观) 、成型效率,是模具设计者十分重视、认真研究的技术问题。浇注系统设计是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响很大,而且还与塑件所用的利用率、成型生产效率等相关,因此浇注系统设计是模具设计的重要环节。对浇注系统进行总体设计时,一般应遵循如下基本规则:1.了解塑料的成型性能和塑料熔体的流动特性;2.采用尽量短的流程,以减少热量与压力损失;3.浇注系统设计应有利于良好的排气;4.防止型芯变形和嵌件位移;5.便于修整浇口以保证塑件外观质量;6.浇注系统应结合型腔布局同时考虑;7.流动距离比和流动面积比的校核。因为本塑件不是大型或薄壁塑料制件,所以无需进行流动距离比和流动面积比的校核。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396浇注系统的由主流道、分流道、浇口、冷料穴四个部分组成。考虑到塑件的外观要求较高,外表面不允许有缺陷,以及一模两腔的布置、ABS 对剪切速率较为敏感等因素,浇口采用方便加工修整、凝料去除容易且不会在塑件外壁留下痕迹的侧浇口,模具采用单分型面结构两板模,模具制造成本比较容易控制在合理的范围内。3.2.1 浇注口位置的选择模具设计时,浇口的位置及尺寸要求比较严格,初步试模之后有时还需修改浇口尺寸。无论采用什么形式的浇口,其开设的位置对塑件的成型性能及成型质量影响很大,因此合理选择浇口的开设位置是提高塑件质量的重要环节,同时浇口位置的不同还影响模具结构。一般在选择浇口位置时,需要根据塑件的结构工艺特征、成型质量和技术要求,并综合分析塑料熔体在模内的流动特性、成型条件因素。以下几项原则可以参考。(1)尽量缩短流动距离浇口位置的安排应保证塑料熔体迅速和均匀地充填模具型腔,尽量缩短熔体的流动距离,这对大型塑件更为重要。(2)浇口应开设在塑件壁最厚处当塑件的壁厚相差较大时,若将浇口开设在塑件的薄壁处,这时塑料熔体进入型腔后,不但流动阻力大,而且还易冷却,以致影响了熔体的流动距离,难以保证其充满整个型腔。另外从补缩的角度考虑,塑件截面最厚的部位经常是塑料熔体最晚固化的地方,若浇口开在薄壁处,则厚壁处极易因液态体积收缩得不到补缩而形成表面凹陷或真空泡。因此为保证塑料熔体的充模流动性,也为了有利于压力有效地传递和较易进行因液态体积收缩时所需的补料,一般浇口的位置应开设在塑件壁最厚处。(3)必须尽量减少或避免熔接痕由于成型零件或浇口位置的原因,有时塑料充填型腔时会造成两股或多股熔体的汇合,汇合之处,在塑件上就形成熔接痕。熔接痕降低塑件的强度,并有损于外观质量,这在成型玻璃纤维增强塑料的制件时尤其严重。一般采用直接浇口、点浇口、环形浇口等可避免熔接痕的产生。有时为了增加熔体汇合处的熔接牢度,可以在熔接处外侧设一冷料穴,使前锋冷料引入其内,以提高熔接强度。在选择浇口位置时,还应考虑熔接痕的方位对塑件质量及强度的不同影响。(4)应有利于腔中气体的排除要避免从容易造成气体滞留的方向开设浇口。如果这一要求出现缺料、气泡就是出现焦斑,同时熔体充填时也不顺畅,虽然有时可用排气系统来解决,但在选择浇口位置时应先行加以考虑。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396(5)考虑分子定向影响充填模具型腔期间,热塑性塑料会在熔体流动方向上呈现一定的分子取向,这将影响塑件的性能。对某一塑件而言,垂直流向和平行于流向的强度、应力开裂倾向等都是有差别的,一般在垂直于流向的方位上强度降低,容易产生应力开裂。/(6)避免产生喷射和蠕动(蛇形流)塑料熔体的流动主要受塑件的形状和尺寸以及浇口的位置和尺可的支配,良好的流动将保证模具型腔的均匀充填并防止形成分层。塑料溅射进入型腔可能增加表面缺陷、流线、熔体破裂及夹气,如果通过一个狭窄的浇口充填一个相对较大的型腔,这种流动影响便可能出现。(7)在承受弯曲或冲击载荷的部位设置浇口一般塑件的浇口附近强度最弱。产生残余应力或残余变形的附近只能承受一般拉伸力,而无法承受弯曲和冲击力。(8)浇口位置的选择应注意塑件外观质量浇口的位置选择除了保证成型性能和塑件的使用性能外,还应注意外观质量,即选择在不影响塑件商品价值的部位或容易处理浇口痕迹的部位开设浇口。浇口亦称进料口,是连接分流道与型腔的通道。除直接浇口外,它是浇注系统中截面积最小的部分,但却是浇注系统的关键部分。浇口的位置、形状及尺寸对塑件的性能和质量的影响很大。所以采用侧浇口,数量为2。图 3.2 浇口位置购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 1972163963.2.2 主流道和定位圈的设计主流道和注射机的高温喷嘴反复接触碰撞,故应设计成独立可拆卸更换的浇口套,采用优质钢材制作,并经热处理提高硬度,定位圈和浇口套分开设计,如下:图 3.3 定位圈和浇口套设计查找资料得到SZ-100/80型注射机与喷嘴的有关尺寸:喷嘴最前端半径SR0=10mm,喷嘴孔直径d0=4mm,定位圈直径为100mm。为保证模具主流道与喷嘴的紧密接触,避免溢料,主流道与喷嘴的关系为:SR=SR0+(12),d=d0+0.5。因此,取主流道球面半径为SR=12mm,主流道小段直径d=4.5mm。为了便于讲凝料从主流道中拔出,应将主流道设计成圆锥形,其拔模斜度为24,计算其大端直径约为10mm,为避免模内的高压塑料产生过大的反压力,配合段直径D不宜过大,取D=25mm;同时为了使熔料顺利进入分流道,在主流道出料段设计R2的圆弧过渡;为补偿在注射机喷嘴冲击力作用下浇口套的变形,讲浇口套的长度设计得比模板厚度短0.02mm;浇口套外圆盘轴肩转角半径R宜大些,取R=3mm,以免淬火和应力集中。定位圈是安装模具时做定位用的,查资料得SYZ-300型螺杆式注射机的定位购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396圈直径为100mm,一般定位圈高出定模板表面510mm。3.2.3 分流道的设计分流道的作用是改变熔体流向,以平稳的流态均衡的分配到各个型腔。本案例采用U形断面分流道,在一块模板上,切削加工容易实现,且比表面积不大,热量损失和阻力损失不太大。查找有关经验表格得ABS的分流道推荐直径为4.89.5mmm,取8mm,据此,该模具的分流道设计如下:(高为5mmm)图 3.4 分流道设计3.2.4 浇口的设计浇口亦称进料口,是连接分流道与型腔的通道。除直接浇口外,它是浇注系统中截面积最小的部分,但却是浇注系统的关键部分。使熔体流速激增,提高剪切速率,降低表观粘度;浇口的位置、形状及尺寸对塑件的性能和质量的影响很大。浇口又称进料口,是连接分流道与型腔的熔体通道。浇口的设计与位置选择恰当与否,直接关系到塑件能否完好、高质量地注射成型。浇口是浇注系统中截面积最小的部分,但却是浇注系统的关键部分,它起着调节控制料流速度,补料时间及防止倒流等作用。浇口的形状,尺寸和进料位置等对塑件成型质量影响很大,塑件上的一些质量缺陷,如缩孔,缺料,白斑拼接缝,翘曲等往往是由于浇口设计不合理而产生的,因此浇口的设计与位置的选择恰当与否,直接关系到塑件能都完好,高质量的注射成型。浇口的主要作用是:(1) 型腔充满后,熔体在浇口出首先凝结,防止其倒流(2) 易于切除浇口凝料(3) 对于多型腔的模具,用以平衡进料浇口可分成限制性浇口和非限制性口两大类。按浇口的结构形式和特点,常用的浇口可分成以下形式:直接浇口、中心浇口、侧浇口、环形浇口、轮辐购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396式浇口、爪形浇口、点浇口。综合考虑本设计中采用侧浇口,开在分型面上,分流道、浇口与塑件在分型面同一侧的形式。塑料熔体从外侧充满型腔。截面形状多为矩形(扁槽) 。侧浇口尺寸计算的经验公式如下:309.6Ab.t式中 b侧浇口的宽度,mmA塑件外侧表面积,mm 2t侧浇口的厚度,mm浇口处塑件的壁厚,mm 侧向进料的侧浇口,对于大型塑件,一般厚度 t=3.0-6.0mm(或取塑件壁厚的 1/3-2/3) ,宽度 b=1-2mm,浇口的长度 L=2.0-6.0mm。取侧浇口宽度 b=2mm。 浇口处塑件壁厚为 3mm,计算得侧浇口的厚度=1.8mm-2.7mm,综合考虑,取经验值 2mm,浇口长度取经验值9.06tL=4mm。如图 4-3 所示:图 3.5 浇口的设计2 浇口的位置浇口位置的选择对塑件质量的影响极大,选择浇口是应遵循以下原则:(1) 尽量缩短流动距离(2) 避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷(3) 浇口应开设在塑件壁厚处(4) 考虑分子定向的影响(5) 减少熔接痕提高熔接强度(6) 有利于型腔的排气(7) 考虑塑件受力情况(8) 防止型芯或嵌件挤压位移或变形此外在选择浇口位置和形式时,还应考虑到浇口容易切除,痕迹不明显,不影响塑件外观质量,流动凝料少等因素。为了使浇注系统保持平衡。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 1972163963.2.5 冷料穴的设计冷料穴是浇注系统的结构之一。冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中料流前锋的冷料,以免这些冷料注入型腔。这些冷料既影响熔体的充填速度,又影响成型塑件的质量。主流道末端的冷料穴除了上述作用外,还有便于在该处设置主流道拉料杆的功能。注射结束模具分型时,在拉料杆的作用下,主流凝料从定模浇口套中被拉出,最后推出结构开始工作,将塑件和浇注系统一起推出模外。采用 Z 字形拉料杆的冷料穴,如图 3.6 所示,将其设置在主流道的末端,既起到冷料穴的作用,又兼起开模分型时将凝料从主流道中拉出留在动模一侧,稍做侧向移动便可取出凝料的作用。图 3.6 冷料穴的设计3.3 模具结构设计塑料模具的分类方法很多,按照塑料的成型方法不同可以分为以下几类。(1) 注射模 (2) 压缩模(3) 压注模(4) 挤出模(5) 气动成型模除了上述的几类常用的塑料成型模具外,还有泡沫塑料成型模、浇注成型模、滚塑成型模、压延成型模、拉丝成型模以及聚四氯乙烯冷压成型模等。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 1972163963.3.1 型腔布置对于一模多件的模具型腔布置,在保证浇注系统分流道的流程短、模具结构紧凑、模具能正常工作的前提下,尽可能使模具型腔对称、均衡、取件方便。本塑件的模具采用一模两腔,型腔平衡布置在型腔板两侧。3.3.2 成型零件的结构设计成型零件直接与高温高压的塑料接触,它的质量直接影响塑件的质量。该塑件的材料为ABS工程塑料,对表面粗糙的的要求较高,因此要求成型零件有足够的强度、刚度、硬度和耐磨性,应选用模具刚制作,还应进行热处理以使其具备5055HRC的硬度。(1)凹模(型腔)设计采用整体嵌入式凹模,放在定模板一侧,主要是从节省优质模具钢材料,方便热处理,方便日后的更换维修等方面考虑的。注意:凹模镶块的尺寸大小设计除了要考虑壁厚的刚度和强度校核外,还要留有足够的冷却水道位置。(2)凸模(型芯)设计型芯结构设计采用组合式,可节省贵重模具钢,减少加工工作量。成型塑件内壁的大型芯在动模板上,成型45*45*22,4的小型芯装在定模板上,方便型芯的制作安装、塑件的飞边去除以及塑件内部冷却水道的排布。3.3.3 导向定位机构设计的确定由于塑件对称且无单向侧压力,所以采用直导柱导向便可满足合模导向及闭模后的定位。注意:导柱要比主型芯高出 68mm。3.3.4 推出机构设计根据盒的形状特点,其推出机构可采用推杆推出。推杆推出结构简单,推出平稳可靠,虽然推出时会在塑件内部型腔上留下顶出痕迹,但不影响塑件外观,所以采用推杆推出。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396图 3.7 推出结构3.3.5 抽芯机构的确定塑件两侧还有两个方孔,采用应用最为广泛的抽芯机构,结构简单、制造方便、动作可靠。图 3.8 侧抽机构图3.3.6 冷却系统设计采用冷却水冷却,冷却水道采用环绕型腔布置的两层式冷却回路。分别冷却流道处和型腔处。3.3.7 排气系统的设计当塑件熔体充填型腔时,必须将浇注系统和型腔内的空气以及塑料在成型购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396过程中产生的低分子挥发气体顺利的排出模外。如果型腔内因各种原因产生的气体不能被排除干净,塑件上就会形成气泡、产生熔接不牢、表面轮廓不清及充填不满等成型缺陷,另外气体的存在还会产
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