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光碟支架注塑模具设计[9张CAD图纸+文档]

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A3-全套设计-光碟支架注塑模具设计
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A0-装配图.dwg
A1-推板固定板.dwg
A2-型芯.dwg
A2-型芯固定板.dwg
A2-垫板.dwg
A2-塑件图.dwg
A2-推板.dwg
A2-推板固定板.dwg
A2-热流道板.dwg
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目  录

1产品工艺性分析…………………………………………………………………………2

   1.1  材料性能…………………………………………………………………………2

  1.2  成型特性及条件……………………………………………………………………… 3

  1.3  塑料制品结构分析…………………………………………………………………… 3

      1.3.1 加强肋…………………………………………………………………………3

      1.3.2 圆角…………………………………………………………………………3

   1.4  零件体积及质量估算…………………………………………………………4

2 注塑成型的准备………………………………………………………………………4

  2.1 注塑成型工艺简介……………………………………………………………………4

  2.2 注塑成型工艺条件……………………………………………………………………5

  2.3 注塑机基本参数…………………………………………………………………… 7

   2.4 初选注射成型机的型号和规格………………………………………………………8

  2.5注射机的校核…………………………………………………………………………9

    2.5.1 注射机的校核……………………………………………………………………9

    2.5.2 锁模力的校核……………………………………………………………………9

    2.5.3 塑化能力的校核…………………………………………………………………9

    2.5.4 模具外形尺寸校核………………………………………………………………9

    2.5.5 模具厚度校核……………………………………………………………………10

3.模具设计………………………………………………………………………………… 10

   3.1 型腔数目的确定……………………………………………………………10

   3.2 分型面位置的确定………………………………………………………………11

   3.3浇注系统形式和浇口的设计…………………………………………………………12

     3.3.1 主流道尺寸与形式………………………………………………………………13

     3.3.2 分流道 ………………………………………………………………………… 13

     3.3.3 分流道表面粗糙度………………………………………………………………13

     3.3.4 浇口……………………………………………………………………………… 14

     3.3.5 浇注系统的平衡………………………………………………………………… 15

     3.3.6 模具材料的选择…………………………………………………………………15

   3.4 确定型腔、型芯的固定方式及尺寸………………………………………………… 16

    3.4.1 确定型腔、型芯的固定方式………………………………………………………16

    3.4.2 确定型腔、型芯的尺寸……………………………………………………………16

   3.5 成型型腔壁厚的计算………………………………………………………………… 17

   3.6 确定顶出系统和机构类型…………………………………………………………… 18

    3.6.1 推杆数量及结构形式…………………………………………………………… 18

     3.6.2 复位装置设计……………………………………………………………………19

   3.6.3 顶出机构的导向………………………………………………………………… 19

   3.7脱模机构……………………………………………………………………………… 19

    3.7.1 脱模力校核………………………………………………………………………19

     3.7.2 推杆校核…………………………………………………………………………20

   3.8 导向与定位机构………………………………………………………………………21

   3.9排气设计……………………………………………………………………………… 21

  3.10温度调节系统…………………………………………………………………………22

4 模具工作说明…………………………………………………………………………………23

参考文献……………………………………………………………………………………25

致谢………………………………………………………………………………………… 26

附录1………………………………………………………………………………………… 27

附录2………………………………………………………………………………………… 31

1. 前言

   模具是制造业的一种基本工艺装备,它的作用是控制和限制材料(固态或液态)的流动,使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高、产品质量好、材料消耗低、生产成本低而广泛应用于制造业中。注塑模中的叠层式热流道模具是当今注塑模具工业发展的一项前沿技术。叠层式模具通常是将两副常规的单层注塑模组合在一起,能充分利用注射机的生产能力,大批量生产扁平制件以降低生产成本。热流道技术具有节约原料、易于自动化、提高产品性能、缩短生产周期等优点,将其与叠层式模具相结合,仅需增加少量的模具成本却能成倍地增加产量和实现高效自动化,故叠层式热流道模具技术日趋受到世人的关注。

2. 注塑件的设计

2.1 功能设计

    本塑件要求能够放置一张普通光盘,关于零件的造型图如图2-1所示,详细结构可参考零件图纸。作为光盘播放器的一部分,主要是应用它的形状特征,对其表面质量要求不高,满足一般塑料件的外观即可。另外还需要承受一定的外力,如小载荷、振动、摩擦等情况;塑件的工作温度略高于室温,这使得在材料选择时对热变形温度、脆化温度、分解温度的要求较高;生产批量是大批大量生产,这样,就必须考虑生产成本和模具寿命,在材料的选择时要综合各种因素;此外,塑料都会老化,作为一种光驱用品,还要考虑到材料的光氧化等问题。


内容简介:
华北水利水电学院毕业设计说明书1. 前言模具是制造业的一种基本工艺装备,它的作用是控制和限制材料(固态或液态)的流动,使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高、产品质量好、材料消耗低、生产成本低而广泛应用于制造业中。注塑模中的叠层式热流道模具是当今注塑模具工业发展的一项前沿技术。叠层式模具通常是将两副常规的单层注塑模组合在一起,能充分利用注射机的生产能力,大批量生产扁平制件以降低生产成本。热流道技术具有节约原料、易于自动化、提高产品性能、缩短生产周期等优点,将其与叠层式模具相结合,仅需增加少量的模具成本却能成倍地增加产量和实现高效自动化,故叠层式热流道模具技术日趋受到世人的关注。2. 注塑件的设计2.1 功能设计图21 光碟支架本塑件要求能够放置一张普通光盘,关于零件的造型图如图2-1所示,详细结构可参考零件图纸。作为光盘播放器的一部分,主要是应用它的形状特征,对其表面质量要求不高,满足一般塑料件的外观即可。另外还需要承受一定的外力,如小载荷、振动、摩擦等情况;塑件的工作温度略高于室温,这使得在材料选择时对热变形温度、脆化温度、分解温度的要求较高;生产批量是大批大量生产,这样,就必须考虑生产成本和模具寿命,在材料的选择时要综合各种因素;此外,塑料都会老化,作为一种光驱用品,还要考虑到材料的光氧化等问题。2.2 材料选择对于热流道模具,要求塑料的熔融范围小,热稳定好,对压力敏感,易于熔融和固化。热塑性变形温度高,能将塑件迅速从模具中取出。其次还要考虑材料的力学性能,如屈服应力、弹性模量、弯曲强度、表面硬度等。本塑件对材料的要求首先必须是强度和耐热好,其次才是成型难易和经济性问题;综合各种条件,我们选用各种性能都比较好的ABS塑料,可以满足本塑件的各项要求,同时也适合用于热流道模具的生产。本塑料生产过程中,成型对塑件的结构、形状要求、尺寸精度等方面要求较高,而对塑件的表面粗糙度要求不高,满足一般的塑料制品的要求即可。便降低模具结构的复杂程度和制造难度,保证生产出价廉物美的产品;另一方面,模具设计者通过对给定塑件的结构工艺性进行分析,弄清塑件生产的难点,为模具设计和制造提供依据。2.3 对塑件的说明 此零件属于薄壳制件,厚度平均为1.5mm。在使用PRO/E造型时,先拉伸出一矩形实体,将上端挖出后进行抽壳,之后进行相应的加强筋和齿条等结构,之后挖除中心的平行四边形孔。2.3.1 壁厚各种塑件,不论是结构件还是板壁,根据使用要求具有一定的厚度,以保证其力学强度。一般地说,在满足力学性能的前提下厚度不宜过厚,不仅可以节约原材料、降低生产成本;而且使塑件在模具内冷却或固化时间缩短、提高生产率;其次可避免因过厚产生的凹陷、缩孔、夹心等质量上的缺陷。ABS壁厚推荐值:最小壁厚0.8mm。该塑件属于中小型件,从图21上可以看出,塑件大部分的壁厚均匀, 为1.5mm,最大的壁厚位于齿条处,充型时相对于其它位置可能有一定的难度,可以依靠改善注射工艺来得到改善,从而得到合格的制件。2.3.2 脱模斜度 由于塑件成型时冷却过程中产生收缩,使其紧箍在凸模或型芯上,为了便于脱模,防止因脱模力过大而拉坏塑件或使其表面受损,与脱模方向平行的塑件内,外表面都应具有合理的斜度,但是本塑件是浅壳件,可以不设置拔模斜度,因为它高度方向的尺寸只有12mm,并且呈现阶梯状分布,可以很方便的进行脱模。2.3.3 加强肋图22加强筋塑件上适当设置的加强肋可以防止塑件的翘曲变形;沿着物料流动方向的加强肋还能降低充模阻力,提高融体流动性,避免气泡、缩孔和凹陷等现象的产生。右图22所示为在该塑件中的加强肋,它的作用是加强塑件的强度(在本加强筋的对称一侧,有齿条充当加强筋,在此处设置有利于平衡塑件强度,减少翘曲),同时有利于料流方向的改变。由于塑件本身内部有阶梯状的内凹,减少了制件使用时对光盘的摩擦,同时还可以增加塑件的强度。2.3.4 圆角塑件上各处的轮廓过度和壁厚连接处,一般采用圆角过渡连接,有特殊要求时才采用尖角结构。使用尖角容易产生应力集中,在受力或受冲击载荷时会发生破裂。圆角不仅有利于物料充模,同时也有利于融料在模具型腔内的流动和塑件的脱模。该塑件大部分的圆角取R0.5,主要是考虑到了本塑件本身的壁厚较薄,采用较大的过渡角会引起塑件产生明显的局部收缩,如果成型后发生较大的变形,可以采用适当的退火处理。2.4 塑件的尺寸精度及表面质量尺寸精度的选择;塑件的尺寸精度是决定塑件制造质量的首要标准,然而,在满足塑件使用要求的前提下,设计时总是尽量将其尺寸精度放低一些,以便降低模具的加工难度和制造成本。对塑件的精度要求,要具体分析,根据装配情况来确定尺寸公差,该塑件是一般用品,所以精度要求为一般精度即可。据精度等级选用表,ABS的高精度为3级,一般精度为4级。根据塑件尺寸公差表(SJ/T10628-1995),选择相关尺寸的公差。本塑件由于尺寸需要稳定,所有尺寸都采用4级的精度,以满足实际的需求。3. 产品工艺性分析3.1 材料性能ABS塑料是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物。这三种组分的各自特征,使ABS具有“硬、韧、刚”的综合力学性能。ABS无毒、无味,呈微黄色,成型塑件光泽性好。密度为1.021.05。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。其尺寸稳定性好,易于成型加工。水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎无影响。其缺点是:耐热性不高,连续工作温度只有70度左右;耐气候性差,在紫外线作用下易变硬发脆。3.2 成形特性及条件(1) ABS塑料吸湿性强,成型前必须充分预热干燥,达到含水量小于0.3的要求。(2) 本塑料流动性一般,溢边值0.04mm。(3) 温度、时间、压力在塑件的成形中对质量影响较大。成型时宜采用较高的加热温度(模温5080)和较高的注射压力(螺杆式注射机:温度160220,注射压力70100MPa。)(4) 结构工艺性:零件壁厚均匀,所有壁厚都大于ABS塑料的成形最小壁厚0.8mm,注射成型时不会发生填充不足现象。(应用Pro/E及塑料顾问分析得出)(5) 塑件相关信息如下(Pro/E分析得出):体积 = 39489.905曲面面积 = 55980.123密度 =质量 = 41.46 g模型的最大投影面积 = 18379.84塑件的注塑充型模拟采用的最大注塑压力为100MPa;模具温度为70;流体温度为214。结果显示:Your model is generally well suited to an Adviser analysis.However, care should be taken when interpreting results around chunky model features as the results may be less reliable. (你需要分析的塑件非常适合用塑料顾问软件来分析但是,对于厚度不均匀处,分析结果会有较大的误差。)Your part can be easily filled but part quality may be unacceptable. View the Quality plot and use the Dynamic Adviser to get help on how to improve the quality of the part.(你的元件可以很顺利的充型,但是部分位置可能不能达到理想的效果。你可以利用本软件的图形结果来提高你塑件的质量。)在模拟浇注前,对塑件进行了浇口的优化模拟,结果如图41所示:可以看出,最佳的浇口位置在塑件的中间部分,因此将浇口设置在图示箭头所示之处。图41 浇口模拟图形使用软件优化后的成型工艺参数进行浇注模拟得到模拟结果图形如下:DCBA图42 成型模拟结果图一BADC图43 成型模拟结果图二 从图42 B和图43 A可以看出,本塑件可以很好的充型,且可以得到较好的成型质量,没有成型不良的地方。但是对于图43 C、D可以看出塑件很可能有气泡和熔合纹的产生。对与产生缺陷的原因有两个:一,本软件模拟的时候不考虑冷却和排气;二, 在壁厚不均匀的地方容易产生气泡,在两个熔体交汇处容易产生溶合纹。所以在模具设计中可以根据这些缺陷产生的位置设置好冷却系统和排气装置(在气泡容易产生的位置布置推杆,可以利用顶杆和型芯的配合间隙进行排气;在溶合纹产生处,如果可以适当的调节工艺,使料流在交汇处可以充分溶合,就会大大降低溶合纹产生的几率),达到减少甚至消除缺陷的效果。需要注意的是:模拟中采用的工艺参数为软件优化结果,在实际生产中仅用于参考,还需要根据实际注塑效果进行调节。终上所述,塑料采用如下的成型工艺参数:注射时间:1.2 sec保压时间:15 sec冷却时间:15 sec模具温度: 70料流温度: 200注射压力: 55Mpa5. 确定模具基本结构本模具为叠层模具,采用冷流道,将会产生很多的凝料,增加制件的推出长度,影响生产率,所以采用热流道无凝料,充分配合叠层模具的优势,提高生产率;由于塑件在高度方向为12mm,采用普通顶出方式就可以将塑件安全顶出,因此顶出方式采用推杆推出;由于是双层模具,所以型芯、型腔、顶出等都有两套,其中顶出装置的动力来源是一个重要的问题,除了采用注塑机本身所带有的顶出动力外,需要另外设置两个液压缸来实现另一套顶出装置的动力提供;供热流道二级喷嘴选择的浇口一般有两种:直接浇口和点浇口,由于直接使用于比较大的制件,且痕迹比较大,采用点浇口进料,既能满足进料需求又可以避免在制件上留下较大的痕迹。本塑件无侧凹和侧壁孔,所以不需要设置侧向抽芯装置。图336. 初选注塑成型机的型号和规格为了提高生产力,模具采用叠层模具,但是如果采用冷流道,将会产生很大一部分的凝料,不利于材料的利用和生产率的提高,因此决定采用热流道模具成型,设置一模四腔,双层模具。根据公式: 式中:、F分别代表注塑机最小注塑体积、最小注塑质量和最小锁模力;、分别代表塑件的体积和质量;n为一次成型塑件的个数;P为注塑压力;A为塑件的最大投影面积(沿分形面法线的方向)。用于本模具为叠层模具,需要增加锁模力(515),所以初步估计需用的锁模力为54038454kN。综合上述条件:注塑机需要满足注塑体积大于400,质量大于414g,锁模力最好大于54038454kN。选择FD1000型注塑机,具体参数如表51:表 51 FD1000型注塑机参数注 塑 装 置螺杆型号标准螺杆直径/mm125螺杆长径比(L/D)20理论注塑容量/6300注塑压力/MP175注塑速率/(g/s)920塑化能力/(kg/h)120.5螺杆转速/(r/min)080锁 模 装 置锁模方式外翻双曲肘式锁模力/kN10000模板最大开距/mm2300 模具厚度/mm6001100拉杆间距/mm11801100模板最大行程/mm1200定位孔直径/mm250定位孔深度/mm30喷嘴伸出量/mm50喷嘴球半径/mm30顶出力/顶出行程/mm260/300电 气模具厚度调节电机功率/kW5.5加热功率/kW51.5油泵电机功率/kW104其 它机器质量/t70外形尺寸/m7. 模具结构设计7.1 成型零部件的尺寸计算:对于模具和塑件的尺寸公差标注,有以下规则可以借鉴:孔类尺寸:模具工作尺寸标注形式为:; 塑件尺寸标注形式为:轴类尺寸:模具工作尺寸标注形式为:; 塑件尺寸标注形式为:中心距离:模具工作尺寸标注形式为:塑件尺寸标注形式为:A类尺寸 型腔径向:由计算得:单位:mm表71 模具型腔径向尺寸塑件原始尺寸模具尺寸计算塑件原始尺寸模具尺寸计算其中: 是修正系数:1/23/4 取2/3 精度:(以下公式中的参数代表意义与此一致)表72 模具型腔深度尺寸单位:mmB类尺寸 型腔深度:由计算得:塑件原始尺寸模具计算尺寸塑件原始尺寸模具计算尺寸单位:mmC类尺寸 型芯径向:由计算得:表73 模具型芯径向尺寸塑件原始尺寸模具计算尺寸塑件原始尺寸模具计算尺寸表74 模具型芯高度尺寸单位:mmD类尺寸 型芯高度:由计算得:塑件原始尺寸模具计算尺寸塑件原始尺寸模具计算尺寸 第30页 共30页表75 模具中心距离尺寸E类尺寸 中心距离:由计算得: 单位:mm 塑件原始尺寸模具计算尺寸塑件原始尺寸模具计算尺寸7.2 型腔和型芯的尺寸计算考虑到本模具的型腔加工较之型芯容易,决定型腔采用整体式。矩形整体式型腔:(选用材料40Cr)(1) 型腔壁厚 由刚度计算: 图 71 模具型腔壁厚(2) 型腔底板厚 由刚度计算: L=240 a=12 b=125 L/a=20 c=10 L/b=1.92分型面=0.0273 计算得出。P熔体压力 ; 可以根据以下公式计算:PKPaPa最大注射压力图 72 分型面位置K压力损耗系数:K=0.4熔体压力1000.440Mpa根据实际情况,采用如图72所示位置作为分型面:综合上述的计算,型腔的尺寸如73图所示:图73 型腔及型腔尺寸可以看出,型腔的尺寸完全满足了型腔应有的强度要求,之所以采用如此的尺寸,是因为之后要在其上留下加工二级喷嘴、导柱孔、螺钉孔等的空间(加工孔影响型腔的整体刚度和强度),所以采用了比较大的厚度尺寸。型芯的尺寸如图74所示:图74 型芯及型芯尺寸考虑到型芯比较不容易加工,所以选择使用镶块的形式,使用螺钉固定!具体结构参见模具的总装配图。7.3 推出机构的设计7.3.1 推出力的计算:由于本塑件为一矩形,按照矩形的脱模力来计算,矩形塑件断面的脱模力:E塑料的弹性模量(MP):E=1800MPS塑料平均成型收缩率():S=0.5%L塑件对型芯的包容长度(mm):L=1661.713mmf 塑件与型芯之间的静摩擦系数,常取0.10.2:f0.2无因次系数:型芯的脱模斜度,由于本产品是浅壳状制品,可以不设置拔模斜度: 塑件的平均厚度:塑料的泊松比: A盲孔塑件型芯在脱模方向上的投影面积,此塑件无盲孔:A0 推出机构最常用的有推杆推出和推板推出,考虑到本模具的结构简单,制件易推出。选择推杆推出机构。7.3.2 推杆的确定:(1)推杆的形式推杆的形式很多,较常见的有a.圆推杆;b.矩形推杆;c.阶梯型推杆;d.盘形推杆。考虑到本塑件比较容易推出且圆推杆比较廉价,随意推杆采用a类圆推杆。推杆的尺寸(2)推杆长度由模板厚度、垫板厚度、推出距离、模架本身等确定(本模具中 另外由于顶杆顶出位置不同和模架的机构,所以还应根据需要增加一定的长度)。推杆直径不宜太细,应有足够的刚度和强度来承担推力。推杆(初步采用T8A)直径d的确定可根据压杆稳定公式求得:圆整为6mm。式中,是安全系数,取值1.5;L是推杆的长度240.5(mm);F是脱模力3323(N);n是推杆数目:取4(取四根的原因是考虑到4根推杆可以很好的平衡塑件,在推出的过程中不容易产生倾斜);E是推杆材料的弹性模量210000(MPa)。推杆直径确定之后,需要进行强度校核,即:式中,是推杆的许用应力200(MPa);是推杆所受的应力(MPa)。根据GB/T4169-1984,推杆的具体形状和尺寸如图75所示:图75 推杆L由于塑件有台阶且推杆布置的位置不同,推杆长度也不一致,采用两个长度的推杆,其一:L=237.5mm;其二:L240.5mm(L所代表的长度为图75所示的L尺寸)。(3)推杆的布置L 在保证塑件成型质量和顺利脱模的情况下,推杆数量应 尽量少,并尽可能设置在塑件内侧,以免因顶出痕迹而影响塑件外观。如果因为塑件某些特殊要求,推出位置必须设置在其外观时,可在推杆工作表面加工一些装饰性标志。图76 推杆位置本塑件的推杆布置如图76所示:推杆相对于中心线对称,位于其内部,推出部分在齿条和加强筋处比较不容易推出,在其边缘分别布置一个推杆。图示凸模塑件成型后上端中心不连接,所以布置两根位于上端。图示为型芯上的视图,实际工作中还应根据需要在型腔表面涂上相应的脱模剂。7.4 复位机构的设计为了进行下一循环的成型,脱模推出机构在完成塑件的顶出动作后必须回到初始位置。除推出板外,其它顶出形式(推杆顶出、推管顶出等)一般均需要设置复位机构。考虑到复位杆复位的可靠性,选择复位杆作为复位机构。一般设置4根,对称布置在推出板的四周。复位杆的材料、热处理及表面粗糙度要求与推杆相同,其形式和尺寸分别采用如下所示:复位杆尺寸如图77:图77 复位杆装配后的图形如下:图形78为上顶出设备,图形79为下顶出设备。可以看出,上顶出设备的长度大于下顶出设备的长度,因为下顶出设备的动力来源于注塑机本身,而上顶出需要加装液压设备保证动力。推杆复位杆推板固定板推板图78 上顶出设备推杆固定板推板推杆复位杆图79 下顶出设备7.5 导向机构的选择:模具采用用导柱导套配合导向,并且起到支撑中间部分的作用。由于在顶出制件的时候需要控制推出长度,以免使顶杆等滑出配合面,所以使用两个系列的导柱:一类为限位导柱(图A)、一类为普通导柱(图B),考虑到平衡和支撑中间部分的作用,每类导柱各用四根,与之相配合的导套已在图中示出。如图710所示:图A 限位导柱图710 导柱、导套图B 普通导柱7.6 热流道系统的设计:流率是指在浇注系统中的熔体流率。此时熔体处在高温及高压之下,其比容较固体时为高,而且依熔体之温度,流道内的静压力和塑料品种而异。此值可用斯宾塞推荐的状态方程式计算,即: 因此 其中: 熔体在流道中所受的外部压力(MPa); 熔体在流道中所受的内压(MPa); 熔体在该状态下的比容(); 熔体在273下的比容:1.25(); 修正的气体常数:0.28625;绝对温度(273)。注射时间为1.2s;8个塑件总重为316g。则其主流道中的体积流率为:。分流道中的体积流率为:;进料口的体积流率为:。(1)主流道的直径:图711 主流道 (cm)外加热方式。为主流道中的体积流率 () 取为11mm。对于主流道护管,由于外加热装置不容易安装,而绝热流道又不利于生成,因为绝热流道适应的塑料有限,ABS不太适合使用绝热流道,因此采用内加热系统,所以主流道护管内壁和内加热器外壁之间的间隙宽度为: (cm)为主流道中的体积流率 ()(2)分流道的直径: (cm)外加热方式。图712 分流道为分流道中的体积流率 ()取为15mm。(3)进料口点进料口直径:图713 点浇口 (cm)为进料口中的体积流率 ()取为2mm7.7 热流道板(集流板)的设计7.7.1. 热流道板加热功率的计算所谓加热功率是指把热流道板升温,从室温(以20计)升高到指定温度(一般为200220)所需的热功。升温时间是个重要因素,习惯以1h为准,但近年来为了提高生产率,对中小型模具改为0.5h。一般计算式为:式中:P加热功率(kW); t热流道板所需要升高的温度(热流道板温度减去室温)取24420(); W热流道板的重量(包括紧固螺钉在内)20.812(kg); T升温时间,取1(h); 热效率(从实际统计约为0.20.3,宁可取低值)取0.25。 实际上,在升温的过程中,不断有热损失发生。这种热损失随温度的升高而逐渐增大。假定热损失为零时,升温时间为0.5h,热效率为1(在考虑热损失的总和之后确定热效率),则可以用以下公式简化计算。 (kW)7.7.2 热流道板热损失的计算(1) 由辐射及对流所生的热损失当热流道板温度为200300时,热流道板表面积每1的损失为:辐射损失 (W)式中 a表面辐射率(一般热流道板的表面辐射率为0.8)。对流损失 (W)当表面积为A时,0.8时,两者合计为: (W)(2) 由传导所生的损失热流道板一般均为架空安装。但仍必须要有支承物,而且支承物由于受一定的压力,其面积不能过小。支承物的热传导能率与其接触面积承正比,而与其高度承反比。因此,有支承物的传导热损失为:图714 热流道板式中:支承物的总的传导热损失(W);支承物的接触面积12.56()热流道板与模具的温差154()支承物之高度2.25(cm)支承物之热导率(W/cm)中碳钢 0.5336不锈钢 0.16247.7.3. 加热于热流道板所需的总功率假定热流板的温度在200-300之间,热流道板表面为钢的氧化表面,0.8,升温时间为0.5h,并且留有10的余裕,则其计算式为:0.267(0.003206t-0.3278)+1.1 (W) 0.26722420.812(0.0032062240.3278)12.5612.561540.16241.11563.24W7.7.4. 热流道板的结构形式常用的热流道板为一平板,其外形轮廓一般为一字形、H形、十字形等。为节省加热功率,其体积以小为宜。但过于小则热容量太小,温度不易稳定。外加热式热流道板(所谓外加热是指不在流道内加热)的形式采用如图7-14所示。分流道加工成通孔,其外端用堵塞堵住。 热流道板在工作中受较大的压力和热应力,一般应使用较强韧的炭结构钢,利用其热导率高的优点。为增加其强度,可用调质处理。7.7.5. 热流道板的隔热与支持图711 热流道板和二级喷嘴热流道板虽然在结构上与模具本体大面积隔离,但支撑部位仍然接触。由接触部的传热虽然不大,但它却能影响模具温度的均一性,造成局部过热。装配好的二级喷嘴和热流道板如图711所示。 7.8 模具冷却系统的设计与计算塑料熔体具有的热量通过辐射、对流约有5扩散到空气中,而95由模具本身传导,假设熔体带入的热量全部由模具传导,则有:式中,是冷却水体积流量();是单位时间(每分钟)内注入模具中的塑料熔体质量1.9();是冷却水的密度1000();是冷却水的比热容4.187/();是冷却水出口温度27();是冷却水入口温度20()。可表示为: 式中,是塑料的比热容11.047/();是塑料熔体的初始温度244();是塑件在推出时候的温度70();是结晶型塑料的熔化质量焓()。根据冷却水出于湍流状态下的流速v与管道直径d的关系,确定冷却管道的直径d取为15mm。冷却管道总传热面积A()可用下式计算: 式中,W、意义同上,h是冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数/();是模具温度与冷却水温度之间的平均温差45()。对于长径比大于50的细长冷却管道,其孔壁与冷却水的传热膜系数为h计算公式为:式中f值查表423为6.48;是冷却水的体积流量0.012/60;d为直径0.015(m)。所以,模具应开设的冷却管道的孔数为: 所以,取为4个。冷却水孔中心线与型腔壁厚的距离应为冷却水道直径的1倍2倍,取为30mm,冷却水道之间的中心距约为水孔直径的3倍5倍。布置冷却水孔如下图712所示:图712 冷却水管布置8. 校核计算8.1 最大注射量的校核 注塑机的最大注塑量应大于制品的质量或体积(包括流道及浇口凝料和飞边),通常注塑机的实际注塑量最好在注塑机的最大注塑量的80。所以,选用的注塑机最大注塑量应:式中:注塑机的最大注塑量,g; 塑件的体积,g,该产品841.5316g; 浇注系统体积,g,本模具为热流道,应为0。故此处我们选择的注塑机注塑量为920g/s,加上热流道内的塑料,可以满足需要。浇注系统体积,g,本模具为热流道,应为0。故此处我们选择的注塑机注塑量为920g/s,加上热流道内的塑料,可以满足需要。8.2 注射压力的校核注射机的最大注射压力应稍大于塑料制品成型所需要注射压力。注射时注射压力取120MPa;本模具所选的FD1000型注射机的额定注射压力为175Mpa满足要求。8.3 安装尺寸的校核模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相适应:模具长宽拉杆面积;模具的长宽为710630注塑机拉杆的间距11801100模具闭合高度校核:模具实际闭合厚度 ;注塑机模具厚度 ,位于6001100之间,满足要求。8.4 开模行程和顶出行程的校核所选注塑机的最大行程与模具厚度有关(如全液压合模机构的注塑机),故注塑机的开模行程应满足下式:显然:满足要求!式中:8.5 锁模力的校核当高压的塑料熔体充满型腔时,会产生一个沿注射机轴向的很大推力,应小于注射机的额定锁模力。由于本模具是叠层模具,锁模力需增加15,且为一模四腔,所以式中:模具型腔内塑料熔体的推力可按下式计算:根据以上数据可知所以符合注射机锁模力要求。9. 根据校核计算结构修改完善10. 模具工作过程简介本模具系统的工作过程如图所示:图 11-1 模具合模状
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