注塑塑料肥皂盒注塑模的CADCAM论文

1、注塑-塑料肥皂盒注塑模的cadcam-论文 肥皂盒注塑膜的设计 学生姓名: 徐丁昌班级: 0781052 指导老师: 姚坤弟摘要;模具作为提高生产率,减少材料和消耗,降低产品成本,提高产品质量和市场竞争力的重要手段,已越来越受到各工业部门的重视。随着工业技术不断向前发展。随着全球经济的发展,模具工业在国民经济中所发挥的作用越来越明显,模具水平的高低直接影响产品的质量及生产效率。 本次毕设是完成肥皂盒注塑模设计,肥皂盒在我们的生活中非常的普遍,几乎每家都要用到。市场上也有各种各样的肥皂盒,形状各异,有些是把肥皂盒做成水果造型,有些是动植物造型,来吸引顾客的目光,以引发人们的购买欲。此次设计的肥皂

2、盒的结构较简单,但在设计时考虑其应用,还相应的做了些曲面,所以曲面结构较多,计算也就较多.在生活中,我们把肥皂放在盒上的时候,常常会因肥皂盒内积水而使肥皂软化掉,这样就会降低肥皂的使用寿命。也有些肥皂盒在下盖底部打孔,使水容易流出。 在设计过程中需要确定该塑件的注塑成型方案并进行了注射模设计方面的相关计算,并用mastercam对零件进行造型和生成数控加工程序并进行仿真加工。本次设计是依靠书本上的理论和实践的综合性设计。这就需要大量书籍和老师的指导与理论的结合使得设计日趋完善。proe是现在常用的一种软件,使用它可以进行造型和数控程序的生成。 关键词:注塑模 实体造型 数控仿真加工 maste

3、rcam 指导老师签名: the design of injection mold soapbox student name:zhang jia haoclass:050314supervisor:yao kun di abstract;die as a means to increase productivity, reduce consumption of materials and to reduce product cost, improve product quality and market competitiveness of an important means to have

4、 more and more attention to the industrial sector. with the continuous development of industrial technology. with the global economic development, the mold industry in the national economy, the role played by more and more obvious, die level of a direct impact on product quality and production effic

5、iency the complete set is to complete the design of injection mold soapbox, soapbox in our lives is a universal, almost every family should be used. the market also has a wide range of soapbox, various shapes, some shapes to soapbox into fruit, some form of animals and plants to attract the attentio

6、n of customers in order to lead people to purchase. the design of the structure of the soapbox relatively simple, but when considered in the design of their application, but also made some of the corresponding surface, so more surface structure, the calculation will be more. in life, we put the soap

7、 box time, often because of soapbox soap to soften water out, which would reduce the life of the soap. soapbox some cover at the bottom of the next hole, so that outflow of water easilyduring the design process to determine the need for injection molding plastic parts of the program and the design o

8、f the injection mold-related terms, and using proe modeling of parts and generate nc machining simulation and processing procedures. the book is designed to rely on the theory and practice of integrated design. this requires a large number of books and teachers guide with a combination of theory mak

9、es the design better. proe is now a commonly used software, use it and shape can be generated nc program. key words: cnc ;machining ;injection modeling; cad ; mastercam signature of supervisor:目录1 前言(01) 1.1模具业发展现状(01)1.2cad/ cam的发展情况(01)1.3模具cad/cam技术的优越性(02)1.4我国模具技术的现状及发展趋势(03) 1.5本课题的研究内容及实验方案(0

10、4)2 肥皂盒塑件的分析与注塑成型原理 (05) 2.1塑件的分析与成型工艺(05) 2.1.1 塑件的工艺分析(05) 2.1.2 塑料的分类与性能(06) 2.1.3 注射成型原理及分类(06) 2.1.4 注射机的分类(07) 2.1.5 注射机技术参数(08)3 肥皂盒注塑模的设计(09)3.1初步确定型腔数目(09)3.2注射机的选择(09) 3.2.1 塑件体积的计算(09) 3.2.2 按注射机的最大注射量确定型腔数目(09) 3.2.3 估算浇注系统体积(10)4 浇注系统的设计 (11) 4.1主流道的设计(11) 4.2分流道的设计(12) 4.3分型面的选择设计原理(12

11、) 4.4浇口的设计(13) 4.5冷料穴的设计(14) 4.6排气系统的设计(14)5 注塑模模架设计 (15)6 注塑模模架设计 (16) 6.1型腔、型芯工作尺寸计算(16) 6.1.1 型腔尺寸计算(17) 6.1.2 型芯尺寸计算(18) 6.2导向机构的设计(19) 6.2.1 导柱的设计(19) 6.2.2 导套的结构设计(19) 6.2.3 推出机构的设计(19) 6.2.4 推件力的计算(20) 6.2.5 推杆的设计(20)7 模具温度调节系统的设计 (21) 7.1求塑件在硬化时每小时释放的q(21) 7.2求冷却水的体积流量v(21)8 校核(22) 8.1整体式原形型

12、腔壁厚度的计算(22) 8.1.1 按刚度条件计算(22) 8.1.2 整体式圆形型腔底版厚度的计算(22) 8.2注射机有关工艺参数的校核(22) 8.3模具厚度h与注射机闭和和高度(23)9 模具型芯、型腔的三维造型与数控仿真加工(24) 9.1mastercam软件简介(25) 9.1.1 mastercam软件的特点与功能(26) 9.1.2 三维设计与加工系统(27) 9.2模具型芯、型腔型面三维造型(28) 9.3模具型腔的数控仿真加工(28) 9.3.1 加工路线的确定(28) 9.3.2 部分工序加工流程及数控程序的生成(28) 9.4型芯的数控加工(33) 9.4.1 加工路

13、线的确定(33) 9.4.2 工序加工方法的确定及数控程序(33)结论(37)参考文献(39)致 谢(40)1前 言1.1模具业发展现状模具作为提高生产率,减少材料和消耗,降低产品成本,提高产品质量和市场竞争力的重要手段,已越来越受到各工业部门的重视。随着工业技术不断向前发展,要求模具在更苛刻、更高速度的工作条件下,对模具的精度越来越高,使用寿命越来越长。为了满足这些要求,国内外都在模具材料的研究和开发上作了巨大的努力,也在这方面取得了不少成果。 质量的提高,并能获得极大的经济效益,模具是“效益放大器”,用模具生产的产品的价值往往是模具价值的几十倍、上百倍。美国工业界认为“模具工业是美国工业的

14、基石”,日本把模具誉为“进入富裕社会的模具技术已经成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。模具技术能促进工业产品的发展和原动力”。 目前世界上模具工业的年产值约为680亿美元。我国2004年模具产值为530亿元,模具出口4.91亿美元,同时还进口18.13亿美元。我国已成为世界上净出口模具最多的国家。大型多工位级进模、精密冲压模具、大型多型腔精密注塑模、大型汽车覆盖件模具等虽已能生产,但总体技术水平不高,与国外先进国家相比,仍有很大差距,特别是模具寿命低的问题非常突出。如:国外硅钢片冲模总使用寿命在500万次以上,而国内一般为50万-60晚次,最高150万次。国内热锻模使用寿命50万次,国

15、内只有3-5万次。国外热锻模使用寿命12000次以上,国内一般为3000-5000次。影响模具寿命的因素较多,但模具材料是重要因素。高寿命模具离不开优质模具材料。1.2 cad/cam的发展情况 cam中的核心技术是数控技术,编制零件加工程序是数控技术应用的重要环节,靠手工编程无法满足复杂零件数控加工的需求,50年代初期,美国开始了数控自动编程技术-apt语言的研究,形成了早期的cam系统;如20世纪60年代开发的编程机及部分编程软件fanuc、siemens编程机。目前,cam技术已经成为cax(cad、cae、cam等)体系的重要组成部分,可以直接在cad系统上建立起来的参数化、全相关的三

16、维几何模型(实体+曲面)上进行加工编程,生成正确的加工轨迹。典型的cam系统有ug、pro/e、cimatron 、mastercam等。其特点是面向局部曲面的加工方式,表现为编程的难易程度与零件的复杂程度直接相关,而与产品的工艺特征、工艺复杂程度等没有直接相关关系。cam系统仅以cad模型的局部几何特征为目标对象的基本处理形式,已经成为智能化、自动化水平进一步发展的制约因素。只有采用面向模型、面向工艺特征的cam系统,才能够突破cam自动化、智能化的现有水平1.3模具cad/cam技术的优越性 现代生活中越来越多的产品,特别是各种塑料制品及大型覆盖件等产品形状结构比较复杂,单使用图纸已很难正

17、确和详尽地表达产品的形状和结构,这就要求模具设计制造者必须使用计算机辅助设计文件描述的手段。因此模具cad/cam的优越性赋予了他无限的生命力,使其得以迅速发展广应用。无论在提高生产率、改善质量方面,还是降低成本、减轻劳动度方面,cad/cam技术的优越性是传统的模具设计制造方法不能比拟的。cad/cam可以提高模具设计和制造水平,从而提高模具质量。cad/cam可以接生时间,提高效率。3cad/cam可以较大幅度降低成本。4cad/cam技术将技术人员从繁琐的计算、绘图和nc编程中解放出来,使其可以从事更多的创造性劳动。 采用cad/cam一体化技术是现代模具设计制造的要求,可以有效地改善传

18、统方法的不足,由cad建立的产品模型可以直接生成数控指令,通过dnc接口实现与机床间的数据通讯,使生产中原来用外形模拟传递改变为用数据量传递,使设计与制造环节直接沟通。而且可以在cad系统中进行外观分析、产品装配、检查配合部件的干涉,对数控加工过程进行仿真,检查加工过程和干涉,实现产品的设计和修改。因此,可以大大降低手工劳动量,缩短新产品研制周期,显著提高产品质量。cam是设计工作的最终结果。cad设计的零件模型,经过capp工艺编排产生工艺流程图后,最终在cam中进行加工轨迹生成与仿真,产生数控加工代码,从而控制数控机床进行加工。可以说,cam系统的强弱直接决定着整个设计过程的成败,cad的

19、效益最终也是通过cam体现出来的1.4 我国模具技术的现状及发展趋势n* y; z3 $ z7 20世纪80年代开始,发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来,并发展成为独立的工业部门,其产值已超过机床工业的产值。改革开放以来,我国的模具工业发展也十分迅速。近年来,每年都以15%的增长速度快速发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度,将技术进步作为企业发展的重要动力。此外,许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因。今后,我国要发展成为世界制造强国,仍将依赖于模具工业的快速发展,成为模具制造强国。 模

20、具工业在我国已经成为国民经济发展的重要基础工业之一。国民经济的支柱产业如机械,电子,汽车,石油化工和建筑业等都要求模具工业的发展与之相适应,都需要大量模具,特别是汽车、电机、电器、家电和通信产品中60%80%的零件都要依靠模具成形。我国石化工业一年生产500多吨聚乙烯、聚丙烯和其他合成树脂,很大一部分需要塑料模具成形,做成制品,用于生产和生活的消费。生产建筑业用的地砖,墙砖和卫生洁具,需要大量的陶瓷模具,生产塑料管件和塑料门窗,也需要大量的塑料模具成形。 80年代以来,在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下,我国模具工业发展迅速,年均增速均为13%,1999年我国模具工业产

21、值为245亿,至2002年我国模具总产值约为360亿元,其中塑料模约30%左右。在未来的模具市场中,塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。 我国塑料模工业从起步到现在,历经半个多世纪,有了很大发展,模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具,精密塑料模具方面,已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。成型工艺方面,多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。尽管中国模具在过去十年里取得了令人瞩目的发展,但是许多方面与发达国家相比仍有较

22、大差距。相对而言,国外注塑成型技术在向多工位、高效率、自动化、连续化、低成本方向发展。例如:组合模、即钣金和注塑一体注塑;多色注塑等,都在向高效率,高自动化和节约能源、降低成本的方向发展。当前,我国工业生产的特点是产品品种多,更新换代快,市场竞争残酷激烈。在这种情况下,用户对模具制造的要求是制件质量要好,交货期要短,模具精度要高,模具价格要低。因此,现代模具的制造应与当前经济发展的形势及以上要求相适应。 尽管我国模具工业有了长足的进步,部分模具已达到国际先进水平,但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要,每年仍需进口10多亿美元的各类大型,精密,复杂模具。与发达国家的模具工业相比,在模具技

23、术上仍有不小的差距。今后,我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新,以缩小与国际先进水平的距离。 1注重开发大型,精密,复杂模具;随着我国轿车,家电等工业的快速发展,成型零件的大型化和精密化要求越来越高,模具也将日趋大型化和精密化。 2加强模具标准件的应用;使用模具标准件不但能缩短模具制造周期,降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。因此,模具标准件的应用必将日渐广泛。 3推广cad/cam/cae技术;模具cad/cam/cae技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明,模具cad/cam/cae技术是模具设计制造的发展方向,可显著地提高模具设计制造水平。 4重视快速模具制造技术,缩

24、短模具制造周期;随着先进制造技术的不断出现,模具的制造水平也在不断地提高,基于快速成形的快速制模技术,高速铣削加工技术,以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。1.5本课题的研究内容及实验方案 分析肥皂盒塑件以及塑件成型工艺和过程。设计肥皂盒塑件图,利用注塑成型原理对肥皂盒塑件进行成型分析,并设计和绘制注塑模模具装配图及型腔、型芯等部分零件图。利用mastercam软件对模具型腔、型芯进行三维曲面造型与数控仿真加工,同时生成数控加工程序。设计过程可利用计算机模拟加工检验。 2 肥皂盒塑件的分析与注塑成型原理2.1塑件的分析和塑料成型工艺2.1.1塑件的工艺性分析 图2-1 肥皂盒

25、零件图 如图2-1为肥皂盒塑件图,该零件的材料为abs(丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物)。abs有良好的耐化学腐蚀及表面硬度 ,有良好的加工性和染色性能。abs无毒、无味、呈微黄色,成型的塑件有较好的光泽。密度为1.021.05g/cm3。abs有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱和酸类对abs几乎无影响。 为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用潜伏式浇口。该浇口的分流道位于模具的分型面上,而浇口却斜向开设在模具的隐蔽处。塑料熔体通过型腔的侧面或推杆的端部注入型腔,因而塑件外表面不受损伤,不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果。

26、2.1.2塑料的分类与性能 塑料的品种很多,按其受热后所表现的性能不同可分为热固性塑料和热塑性塑料两大类。 1 热固性塑料 是指在初次受热时变软,但加热到一定时间或加入固化几后,就硬化定型,再加热则不熔融也不溶解,形成体型结构物质的塑料。这类塑料在成型过程中发生了化学变化,分子结构产生了变化。常见的热固性塑料有酚醛塑料、氨基塑料、环氧树脂等。 2热塑性塑料 是指在特定温度范围内能反复加热和冷却硬化的塑料。这类塑料在成型过程中只有物理变化而无化学变化。常见的热塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、有机玻璃等。塑料具有以下性能和优点: 1.质量轻 2.比强度高 3. 化学稳定好 4. 电性

27、能优良 5. 减摩、耐磨性能优良、自润滑性能好 6. 吸震和消声性能好 7. 成型加工方便 但是,塑料也有许多不足的地方,例如刚性差,收缩率大,尺寸精度低,耐热性能差,易老化等等2.1.3注射成型原理及分类 注射成型又称注塑成型,是热塑性塑料的成型的主要方法。注射成型原理图如图2.2所示,将粒状或者粉状的塑料加入到注射机的漏斗,在注射机里塑料受热熔融并使之保持流动状态,然后在一定压力下注入闭和的模具,经冷却定型后,熔融的塑料就固化成为所需塑件。 图2-2 注射成型原理 2.1.4注射机的分类注射机的种类很多,按外形特征可分为以下几种形式:1 卧式注射机 注射系统与合模锁模系统轴线都呈水平布置的

28、注射机。这类注射机重心低、结构稳定、操作维修方便,塑件推出后可自行下落,便于实现生产自动化。常用的卧式注射机型号有:xs-zy-30、xs-zy-60、xs-zy-125、xs-zy-500、xs-zy-1000等。其中:xs-塑料成形机,z-注射机,y-螺杆式,30、125-注射机的最大注射量。2 立式注射机 注射系统与合模锁模系统轴线垂直地面的注射机。这类注射机占地面积较小、模具装卸方便,但重心较高,不稳定,加料不方便,推出的塑件要人工取出,不易实现生产自动化。注射系统一般为柱塞结构,注射量小于60g,常见的立式注射机为:sys-30等。3 角式注射机 注射系统与锁模装置的轴线相互垂直布置

29、的注射机。这类注射机结构简单。注射系统一般为柱塞结构,注射量小于60g,常见的立式注射机为:sys-45等。此外,按塑化方式注射机还可以分为柱塞式和螺杆式。 柱塞式注射机结构简单,但塑化不均匀,注射压力损失大,且注射容量极其有限,故只适用于小型模具生产,立式及角式注射机多采用此注射系统。 螺杆式注射机塑化充分,注射量大,适用的塑料品种范围广,因此在注射机中被广泛采用。2.1.5注射机技术参数 注射量 也成为公称注射量,它是指对空注射的条件下,注射螺杆或者柱塞作一次最大注射行程时,注射装置所能达到的最大注射量。 注射压力 注射时为了克服塑料流经喷嘴、流道和型腔时的流动阻力,注射机螺杆(或柱塞)对

30、塑料熔体必须施加足够的压力,此压力称为注射压力。根据塑件的性能,选取注射压力时,大致可以分为以下几类: 1注射压力小于70mpa,用于加工流动性好的塑料,且塑件形状简单,壁厚较大。 2注射压力为70100mpa,用于加工塑料黏度较低,形状,精度要求一般的塑件。 3注射压力为100140 mpa,用于加工中、高粘度的塑料、且塑件的形状、精度要求一般。 4注射压力为140180 mpa,用于加工较高粘度的塑料、且塑件的形状、精度要求较高。 锁模力 当高压的塑料熔体充满模具型腔时,会产生使模具分型面张开的力。为了夹紧模具,保证注射过程顺利进行。注射机合模机构必须有足够的锁模力,其必须大于张开力。锁模

31、力用公式表示为: ffzpna+a12-1 式中:fz?塑料熔体在分型面上的张开力,n; p?型腔压力,一般为注射压力的80%左右,通常取2040 mpa. n?型腔数量。 a?单个塑件在模具分型面上的投影面积,mm2。 a1?浇注系统在模具分型面上的投影面积,mm2. 3 肥皂盒注塑模的设计3.1初步确定型腔数目根据塑件的结构及尺寸精度要求采用一模两腔。图3-1 型腔分布图3.2注射机的选择3.2.1塑件体积的计算按照图塑件所示尺寸近似计塑件体积: (3.14*109*5+75*110)*2 20cm 塑件质量:m20*1.04g20.8g 3.2.2按注射机的最大注射量确定型腔数目 根据3

32、-1 得 3-2 注射机最大注射量的利用系数,一般取0.8; 注射机最大注射量,cm或g;浇注系统凝料量,cm或g; 单个塑件体积或质量,cm或g; 3.2.3估算浇注系统的体积,其初步设定方案如下图3-2 浇注系统示意图 10.1cm 4.4 2*20.8+10.1/0.865 cm 查表文献【4】、【2】得选用 xs-zy-125型号注射机4浇注系统的设计4.1主流道的设计 主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具处到分流道为止 塑料熔体 流动通道 根据选用的xs-zy-125型号注射机的相关尺寸得喷嘴前端孔径:;喷嘴前端球面半径:;根据模具主流道与喷嘴的关系4-1取主流道球面半径:;取主流

33、道小端直径:;为了便于将凝料从主流道中取出,将主流道设计成圆锥形,起斜度为,取其值为,经换算得主流道大端直径为 图4-1主流道示意图 4.2分流道的设计 分流道选用圆形截面:直径d10cm 图4.2分流道示意图 流道表面粗糙度 4.3分型面的选择设计原理 1分型面应选在塑件外形最大轮廓处; 2分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模; 3分型面的选择应保证塑件的精度要求; 4分型面的选择应满足塑件的外观质量要求; 5分型面的选择要便于模具的加工制造; 6分型面的选择应有利于排气; 7分型面的选择还要考虑到型腔在分型面上投影面积的大小。 其分型面如图4.3 图4 -3 分型面示意图4.4浇口的设计 根

34、据浇口的位置选择要求,尽量缩短流动距离,避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷,浇口应开设在塑件壁厚处等要求浇口设计如图4.4图4-4 浇口示意图4.5冷料穴的设计 冷料穴是浇注系统的结构组成之一。冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中料流的前锋冷料,以免这些冷料注入型腔。这些冷料既影响熔体充填的速度,有影响成型塑件的质量,另外还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,主流道凝料从定模浇口套中被拉出,最后推出机构开始工作,将塑件和浇注系统凝料一起推出模外。 其设计如下图(z字型)图4-5 冷料穴示意图4.6排气系统的设计 当塑料熔体充填型腔时,必须顺序地排出型腔及浇注系统内的

35、空气及塑料受热而产生的气体。如气体不能被顺利排出,塑件会由于填充不足而出现气泡、接缝或表面轮廓不清楚等缺点,甚至因气体受压而产生高温,使塑料焦化。排气槽位置和尺寸的选定是一个较为复杂的问题,主要靠实践经验。通常的作法是根据以往经验,将排气槽开设在可能出现问题的部位,经过试模后进行修改和补充。其设计要点为:(1)排气系统应保证迅速、有序、通畅,排气速度应与注射速度相适应;(2)排气槽应设在塑料流的末端,如塑件、流道、冷料穴的浇注终端;(3)排气槽应设在主分型面的凹模一侧,一是便于加工和修正,二是如果产生排气飞边,凝料也较容易脱模或去除;(4)排气槽应尽量设在塑件较厚的成型部位;(5)排气槽应设在

36、便于清模的位置,以防止积存冷料;(6)排气槽的排气方向应避开操作区,防止注射时高温熔料的溢出而伤人;(7)排气槽的深度与塑料品种的流动性以及注射压力、注射温度有关。abs的排气槽深度为0.03mm。 由于本模具是属小型模具,排气量小,而且分型面较多,所以可利用推杆的配合间隙进行排气,这样可以不必单独设排气槽,又可以起到排气的作用。5 注塑模模架设计 模架是设计、制造塑料注射模的基础部件。为保证塑件质量,须正确选用标准模架,以节约设计和制造时间。本次设计中模架的型号选用定模和动模模板,有支撑板,设置以推杆推出塑料件的机构组成模架。5.1 标准模架选用依据 在模具设计时,应根据塑件图样及技术要求,

37、分析、计算、确定塑件形状类型、尺寸范围(型腔投影面积的周界尺寸)、壁厚、孔型及孔位、尺寸精度及表面性能要求以及材料性能等,以制定塑件成型工艺,确定精料口位置、塑件重量以及每模塑件数(型腔数),并选定注射机的型号及规格。选定的注射机必须满足塑件注射量以及成型压力等要求。为保证塑件质量,还必须正确选用标准模架,以节约设计和制造时间保证模具质量。选用标准模架的程序及要的如下。模架厚度h和注射机的闭合距离l对于不同型号和规格的注射机,不同结构形式的锁模机构具有不同的闭合距离。模架厚度与闭合距离的关系为: l h lmin式中h: 模架厚度 l : 注射机最大闭合距离 lmin :注射机最小闭合距离开模

38、行程与定、动模分开的间距与推出塑件所需行程之间的尺寸关系,设计时需计算确定,在取出塑件时的注射机开模行程应大于取出塑件所需的定、动模分开的间距,而模具推出塑件距离需小于顶出液压缸的额定顶出行程。选用的模架在注塑机上的安装 安装时注意:模架外形尺寸不应受注塑机拉杆间距的影响;定位孔径与定位环尺寸需配合良好;注塑机推出杆孔的位置和顶出 行程是否合适;喷嘴孔径和球面半径是否与模具的浇口套孔径和凹球面尺寸相配合;模架安装孔的位置和孔径与注塑机的移动模板及固定模板上的相应螺孔相配。选用模架应符合塑件及其成型工艺的技术要求 为保证塑件质量和模具的使用性能及可靠性,需对模架组合零件的力学性能,特别是他们的强

39、度和刚度进行准确的校核及计算,以确定动定模板及支撑板的长、宽、厚度尺寸,从而正确地选用模架的规格。 图5-1 模架模型图6 成型零部件的设计6.1型腔、型芯工作尺寸计算 abs塑料的收缩率是0.3%-0.8% 平均收缩率:(0.3%-0.8%)/20.55% 型腔内径: 6-1 型腔深度: 6-2 型芯外径: 6-3 型芯深度: 6-4 型腔径向尺寸(mm ); - 塑件外形基本尺寸(mm); -塑件平均收缩率; -塑件公差(参考文献4) -成形零件制造公差,一般取1/4?1/6; -塑件内形基本尺寸( mm); -型芯径向尺寸(mm); -型腔深度(mm); -塑件高度(mm) -型芯高度(

40、mm); -塑件孔深基本尺寸(mm);6.1.1型腔尺寸计算 基本尺寸/mm公差值/mm 计算 1000.44 4 0.14 30 0.24 1040.5 3241.2 6 0.14 80 0.38 25.50.24 60.14 29 0.24 14 0.20 26 0.24 12 0.18 1060.5 6.1.2型芯的尺寸计算 基本尺寸/mm公差值/mm 计算 960.44340.26104 0.5 320 1.2 6 0.14 800.38 25.50.24 80.16 120.18 270.24 100.18 240.24 110 0.56.2 导向机构的设计 导向机构的作用:(1)定

41、位作用;(2)导向作用;(3)承受一定的侧向压力6.2.1导柱的设计 1长度导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出8?12 cm,以免出现导柱末导正方向而型芯先进入型腔的情况。 2形状导柱前端应做成锥台形,以使导柱能顺利地进入导向孔。 3材料导柱应具有硬而耐磨的表面和坚韧而不易折断的内芯,因此多采用20钢(经表面渗碳淬火处理),硬度为50?55hrc。6.2.2导套的结构设计 1材料用与导柱相同的材料制造导套,其硬度应略低与导柱硬度,这样可以减轻磨损,一防止导柱或导套拉毛。 2形状 为使导柱顺利进入导套,导套的前端应倒圆角。导向孔作成通孔,以利于排出孔内的空气。6.2.3推出机构的设计 采用

42、推杆推出,推杆截面为圆形,推杆推出动作灵活可靠,推杆损坏后也便于更换。推杆的位置选择在脱模阻力最大的地方,塑件各处的脱模阻力相同时需均匀布置,以保证塑件推出时受力均匀,塑件推出平稳和不变形。根据推杆本身的刚度和强度要求,采用四根推杆推出。推杆装入模具后,起端面还应与型腔底面平齐或搞出型腔0.05?0.1cm.6.2.4推件力的计算对于一般塑件和通孔壳形塑件,按下式计算,并确定其脱模力(q): 6-5 式中 -型芯或凸模被包紧部分的断面周长(cm); -被包紧部分的深度(cm); -由塑件收缩率产生的单位面积上的正压力,一般取 ; -磨擦系数,一般取; -脱模斜度; 406.4mm mm得6.2

43、.5 推杆的设计 1推杆的强度计算查塑料模设计手册之二由式5-97得 d() 6-6 d?圆形推杆直径cm ?推杆长度系数0.7 l?推杆长度cm n?推杆数量 e?推杆材料的弹性模量n/钢的弹性模量e2.1107n/ q?总脱模力 取 。 2推杆压力校核 查塑料模设计手册式5-98 6-7取320n/mm2 推杆应力合格,硬度hrc50657模具温度调节系统的设计本塑件在注射成型机时不要求有太高的模温因而在模具上可不设加热系统。是否需要冷却系统可作如下设计算计。 设定模具平均工作温度为,用常温的水作为模具冷却介质,其出口温度为。7.1 求塑件在硬化时每小时释放的热量查表3-26得abs的单位

44、流量为 得 7.2 求冷却水的体积流量v 由式3-41得:7-1查表3-27可知所需的冷却水管直径较小。 由上述可知,设计冷却水道直径为8符合要求。8 校 核8.1整体式圆形型腔壁厚度的计算8.1.1按刚度条件计算设想用通过型腔轴线的两平面截面取侧壁,得到一个单位宽度长条,该长条可以看作一个一端固定、一端外伸的悬臂梁,。由于长条的宽度取得很小,梁的截面可近似视为矩形。由于该梁承受均匀分布载荷,故最大饶度产生在外伸一端,起值为: 8-1式中 -型腔材料弹性模量;-梁的惯性矩,其中,;s?侧壁厚度。 应使,则取为一单位宽度,可求得:8-2得 校核条件成立 8.1.2整体式圆形型腔底板厚度的计算 1

45、按刚度条件计算 整体式圆形型腔底板可视为周边固定的圆板,在型腔内熔体压力作用下,最大饶度亦产生在底板中心,其数值为: 8-3 应使,则得校核条件成立8.2注射机有关工艺参数的校核 1锁模力与注射压力的校核 8-4 -注射时型腔压力查参考文献得30mpa -塑件在分型面上的投影面积() -浇注系统在分型面上的投影面积() -注射机额定锁模力,按gb xs-zy-125型注射机额定锁模力为900 得 得 得符合条件 故选xs-zf-125注射机成立8.3模具厚度h与注射机闭和高度注射机开模行程应大于模具开模时,取出塑件(包括浇注系统)所需的开模距离即满足下式 8-5 式中 -注射机最大开模行程,m

46、m;-推出距离(脱模聚居),mm;-包括浇注系统在内的塑件高度,mm; 条件成立9 模具型芯、型腔的三维造型与数控仿真加工9.1 mastercam软件简介 mastercam8是一套被模具行业广泛采用的cad/cam系统,是我国目前机械加工行业使用最普遍的一种软件,它可用于数控铣床、数控车床、数控镗床、数控坐标镗床、加工中心、数控线切割机床、数控火焰切割机床等,而且能适用于多种数控装置的机床。 mastercam8的强大cad功能足以应付任何复杂的模具设计,而cam功能则提供完整的二轴、三轴、四轴和五轴加工。利用mastercam8的cad功能建立产品模型后,就可以通过其cam功能选择加工方式、加工刀具,设定加工参数,进行nc刀具路径计算、实体切削模拟等操作,在检验一切无误后,选择对应的后处理器将刀具路径转换成数控机床所能接受的nc代码,再利用dnc方式传输给cnc控制器进行加工。这大大的节省了时间、资源和产品成本,因此可以提高工作效率和加工精度。mastercam是美国cnc公司开发的基于pc平台的cad/cam软件,它具有方便直观的几何造型 mastercam提供了设计零件外形所需的理想环境,其强大稳定的造型功能可设计出复杂的曲线、曲面零件。 maste