21寸电视机后壳注塑模具设计【含CAD图纸、说明书】
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含CAD图纸、说明书
的注塑模具设计
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如上图所示塑料制件(电视机后壳)，材料采用HIPS(高冲击聚苯乙烯) 收缩率0.4 %密度1.06注射温度177-316 注射压力10-30MP合适的薄厚2-3mm。 一 工艺性分析1、 该制件一般精度等级。 2、 尺寸大，型腔深且壁厚，因此采用直接浇口。 3、 为了方便加工与热处理，采用拼镶结构。 二 主要工作部位尺寸的确定 产品尺寸：附图1、2、3、4、5、6、7前模镶件：附图2 后模镶件：附图3行位尺寸：附图4 三 模具结构设计1导向构的设计导向机构是保证动定模或上下模合模时正确定位和导向的零件。 导向机构的形式主要有导柱导向和锥面定位两种。一、 导向机构的作用1 定位作用 模具闭合后，保证动定模或上下模位置正确，保证行腔的形状和尺寸精确；导向机构在模具装配过程中也起到定位作用，便于装配和调整。2 导向作用 合模时，首先是导向零件的接触，引导动定模或上下模准确闭合，避免型芯先进入行腔，造成成型零件的损坏。3 承受一定的侧向压力 塑料熔体在充模过程中可能产生单向侧压力，或者由于成型设备精度低的影响，使导柱承受了一定的侧向压力，一保证模具的正常工作。若侧向压力不大时，不能单靠导柱来承担，需增设锥面定位机构。二、 导柱导向机构导柱导向机构的主要零件是导柱和导套。主要应用于动定模导向及针板推出机构导向，如右图所示，其结构形式见标准件。动定模导柱导向应合理均布于模具分型面的四周,导柱中心至模具边缘应不小于其直径的1倍。为防止动定模装配或合模时错位，导柱的布置可采用等直径导柱不对称布置。针板推出机构导柱不对称布置，针板推出机构导柱应四角对称均布。三、锥面定位机构在成型精度要求高的大型，深腔，薄壁塑件时，型腔内侧向压力可能引起型腔或型芯的偏移，如果这种侧向压力完全有导柱承担，会造成导柱折短或咬死，这时除了设置导柱导向外，应增设锥面定位机构，如右图所示通常我们在两锥面间留有间隙，在型腔一侧镶上淬火耐磨块，使它与两锥面配合，阻止型腔与型芯的偏移。淬火耐磨块结构形式见标准件。在锥面定位机构设计中要注意锥面配合形式，型芯应环抱型腔，型腔则无法向外张开，在分型面上不会形成间隙，同时也避免分型面上排气槽益料伤人。2浇注系统的设计浇注系统的设计原则:1 了解塑料的成型性能和塑料的流动性.设计浇注系统应适用于所用塑料的成型特性要求以保证塑料制作的质量2 采用尽量短的流程,以减少热量与压力的损失.3 防止型芯变形和镶件位移.尽量避免直冲型芯和镶件.4 便于修整浇口,以保证产品外观质量5 在一模多腔时,浇注系统应结合型芯排位同时考虑.应在设计时尽可能的保证在同一时间塑料溶体充满各型腔.一 主流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具向接触的部位开始，到分流道为止的塑料熔体的流动通道。二 分流道是指主流倒末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流型腔前，通过截面积的变化及流向转换以获得平稳的过渡段，因此分流道设计应能满足良好的压力传输和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快的流经分流道充满型腔。并且流动过程中压力损失及热量损失尽可能小，能将塑料溶体均衡地分配至型腔。为了便于机械加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上。分流道截面形状一般可分为圆形，梯形，u形，半圆形及矩形等。分流道截面形状及尺寸应根据塑料的工艺特性，成型工艺条件及分流道的长度等因素来确定，从流动性，传热性，等方面考虑，圆形截面是分流道比较理想的形状。常用的分流道截面形状三 浇口的位置及尺寸对塑件的成型性能及成型质量影响很大，合理选择浇口的位置是提高塑件质量的重要环节，浇口位置不同，也将直接影响模具的结构。要使塑件具有良好的性能与外观，使塑件的成型在技术上合理，经济上可行，一定要考虑浇口位置的选择。在设计实践中，浇口位置的选择通常要遵循以下原则：(1)浇口位置的安排应该保证塑料熔体迅速及均匀地充填型腔，并尽量缩短熔体的流动距离。(2)尽量避免或减少熔接痕迹，并要同时考虑熔接痕迹对塑件质量及强度的影响。(3)浇口的位置一般应设在塑件壁的最厚处，以便于压力的传递及补射作用的进行。(4)必须便于型腔气体的排除，避免型腔气体的滞留。(5)避免注射时产生蛇形流动。(6)由于浇口位置附近强度较弱，一般不在承受冲击载荷或弯曲的部位设置浇口。(7)浇口的设置应该考虑塑件的外观质量，不在影响塑件质量及美观的部位设置浇口。常用浇口形式: 1: 直接浇口 : 塑料熔体直接由主流道进入型腔,因此具有流动阻力,料流速度快及及补缩时间长的特点,但注射压力直接作用在塑件上,容易在进料处产生较大的残余应力而导致塑件翘曲变形,浇口痕迹也较明显.这类浇口多用于单型腔模具，注射成型大型后壁长流程型腔的塑件。2: 侧浇口 : 又称标准浇口， 一般设在分型面上,于型腔的侧面充模,此浇口易加工,修整方便,可灵活的选择进料的位置,应用较广泛,普遍用于中小型多型腔模具,但有浇口痕迹存在,会形成熔接痕 缩孔,气孔等缺陷,且注射压力损失大,对深型腔排气不便 .3 : 浇口: 这类浇口由于前后存在较大的压力差,流动性增强,利于充模,并且去除浇口后残留痕迹小,也利于自动化操作但压力损失大，收缩大，塑件易变形，同时在定模部分需加一个分型面，以便浇口凝料脱模. 4: 潜伏浇口: 由点浇口演变而来,分流道位于分型面上,通过型腔侧面斜向注入型腔,不致因浇口痕迹而影响塑件表面质量及美观效果。浇口采用圆形或椭圆形截面，锥角取1020度，在推出塑件时，由于浇口及分流道成一定斜角与型腔相连，形成能切断浇口的刃口，这一刃口所形成的剪切力可以将浇口切断。四 . 在完成一次注射循环的间隔，注射机喷嘴和主流道入口小端间的温度会低于所要求的塑料溶体温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约1025mm的深度有个温度逐渐升高的区域，这时才能达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳，如果这里温度相对较低的冷料冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这一现象的影响，用一个井穴将主流道延长以接受冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴。冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上（既塑料流动的转向处），其标称直径与主流道大端直径相同或稍大一些，深度约为直径的11.5倍，最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积。有时因分流道较长塑料熔体充模的温度较大时，也要在其延伸端开设较小的冷料穴，以防止分流道末端的冷料进入型腔。冷料穴除了具有容纳冷料以外，同时还具有在开摸时将主流道和分流道的冷料勾住，使其保留在动模一侧，便于脱模的功能。3：推出机构的设计 塑件在从模具上取下之前，还有一个从模具的成型零件上脱出的过程，使塑件从成型零件上脱出的机构称为推出机构，推出机构的动作是通过装在注塑机合模机构上的顶棍或液压缸来完成的。推出机构主要由推出零件（顶针，司筒，拉料杆，推方，斜顶等），顶针板，低针板，推出机构的导向与复位部位（推板导柱导套，推杆推司，复位杆，弹簧，强制复位法兰等）组成。1 司筒内针 2复位杆 3弹簧 4司筒外针 5底针板 6面针板7推杆 8推司 9推块 10推板导柱 11推板导套 12强复位法兰 13格钉 14延时针 15顶针 推出机构的设计原则：1 推出机构应尽量设置在动模一侧，由于推出机构的动作是通过装在 注射机合模机构上的顶棍来驱动的，所以一般情况下，推出机构设置在动模一侧，在分型面设计时应尽量注意，开模后使塑件能留在动模一侧。2 保证塑件不应推出而变形损坏，为了保证塑件在推出过程中不变形，不损坏，设计时应仔细分析塑件对模具的包紧力和黏附力的大小，合理的选择推出方式及推出位置，从而使塑件受力均匀，不变形，不损坏。3 机构简单动作可靠，推出机构应使推出动作可靠灵活，机构本身要有足够的强度，刚度和硬度，以承受推出过程中的各种力的作用，确保塑件顺利地脱模。4 良好的塑件外观，推出塑件的位置应尽量设在塑件内部，以便推出痕迹影响塑件的外观质量。5 合模时的正确复位，设计推出机构时，还必须考虑合模机构的正确复位，并保证不与其他模具零件干涉。 顶针司筒的机构的配合形式如右图4：复位机构的设计为了保证推出机构在工作过程中的灵活，复位，每次合模后， 推出元件能回到原来的位置，通常还需要设计推出机构的导向与复位装置。一导向零件 推出机构的导向零件，通常由推板 导柱与导套所组成，导向零件使各推出元件得以保持一定的配合间隙，从而保证推出和复位动作的顺利进行，导柱应四角对称均布。 二复位零件 1复位杆复位 为了使推出元件合模后顺利回到原来的位置，面针板四角装有复位杆。复位杆采用圆形截面，其位置尽量设置在面针板四周，以便推出机构合模时复位杆复位，复位杆端部与所在动模分型面平齐。推出机构推出后，复位杆高出分型面（其高度即位推出距离的大小）。复位杆复位作用是利用合模动作来完成的，合模时，复位杆先与动模分型面与定模分型面接触，在动模向定模逐渐合拢的过程中，推出机构便被复位杆顶住，从而与动模产生相对移动，直至分型面合拢时，推出机构便回到原来的位置，这种结构合模和复位同时完成。 2弹簧先复位 弹簧复位是利用弹簧的弹力使推出机构复位。弹簧复位与复位杆复位的主要区别是：弹簧复位是推出机构的复位先与合模动作完成，为了便于活动部件如推方的安放而采用弹簧先复位机构。合模一定距离后，在弹簧力的作用下，推出机构先复位，为了避免工作时弹簧扭斜，可将弹簧安装在复位杆或导正钉上，此类设计须综合考虑弹簧的预压缩，最大压缩量及模具注塑行程等问题。 3强复位机构 为了有效保证推出机构完全复位，将注塑机顶棍与底针板刚性机械连接起来，开模后，顶棍带动推出机构推出塑件，回程时有带动推出机构强行复位。 为了模具的安全可靠性能，在模具设计中，以上三种复位方式通常综合运用，在一种方式失效的情况下，另两种方式还可以维持模具的正常工5： 冷却系统的设计 在注塑成型工艺过程中，模具温度对塑料熔体的冲模流动，固化定型，注塑周期及塑件的形状和尺寸精度具有重要影响。模温过底，熔体流动差，塑料成型性能差，塑件轮廓不清晰，表面产生明显的银丝，云纹，甚至充不满或形成熔接痕；模具温度高，成型收缩率大，脱模或脱模后塑件变形大，并且易造成溢料或粘模；模温不均匀，型腔和型芯温度差过大，塑件收缩不均匀，导致塑件翘曲变形，影响塑件的形状和尺寸精度。在注塑成型过程中，注射时间约占成型周期5%，冷却时间约占80%，推出（脱模）时间约占15%，因此，注塑周期主要取决与冷却定型时间，而缩短冷却时间，可通过调节塑料和模具的温差。在保证塑件质量和成型工艺顺利进行的前提下，通过降低模具温度来缩短冷却时间，是提高生产效率的关键。 模具的冷却时间就是将熔融状态的塑料传给模具的热量，尽可能迅速地带走，以便塑件冷却定型，并获得最佳的塑件质量。模具的冷却方式有：水冷却，空气冷却和油冷却等，但常用的是水冷却方法。冷却形式一般在型腔和型芯等部位合理的设置冷却通道，并通过调节冷却水流量及流速来控制模温，冷却水一般为室温冷水，必要时也采用低温水来加强冷却效率。冷却系统的设计原则：冷却系统的设计需考虑模具结构形式，模具的大小，镶块的位置，以及塑件熔接痕位置等诸多因素，其设计原则如下：1， 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数量，截面尺寸及冷却水的温度有关。 模具内的温度分布为了使型腔表面温度分布趋与均匀，防止塑件不均匀收缩和产生残余应力，在模具结构允许的情况下，应尽可能多设冷却水道，并使用较大的截面尺寸。2：冷却水道至型腔表面距离应尽量相等。塑件壁厚均匀时，冷却水道至型腔表面距离最好相等，即冷却水道的排列与型腔的形状相吻合。当塑件壁厚不均匀时，厚壁的地方应增加冷却水道，加强冷却。水道孔边至型腔表面距离不宜太近或太远，以免影响冷却效果和模具的强度，其距离一般为冷却水道的12倍。3：浇口处需加强冷却。塑料熔体充填型腔时，浇口附近温度最高，距浇口越远温度就越低，因此，浇口附近应加强冷却，通常可使冷水先流经浇口附近，然后再流向浇口远端。4：冷却水道出入口温差应尽量小，如果冷却水道过长，则冷却出入口温差就较大，易使模温不均匀，因此设计时应尽量单循环，多排布冷却水道。5：冷却水道要避免接近塑件的熔接部位，以免使塑件产生熔接痕，降低塑件强度。6：冷却水道内不应有死水或回流水的相象，应畅通无阻。冷却水道直径一般为8-12mm，进水管直径的选择，应使进水处的流速不超过冷却水道中的水流速度，要避免过大的压力降。7：型芯的型腔要分别冷却，且需保证冷却的平衡，对于型芯内部的冷却要注意水道穿过型芯和B板时需密封，以防漏水。8：要防止冷却水道中的冷却水泄露，水管与水嘴连接处必须密封。水管接头的部位要设置在不影响操作的方向，通常朝向注射机的背面。大型深型腔塑件的冷却系统结构形式：6： 排气系统的设计 在注射成型过程中，模具内除了型腔和浇注系统中原有的空气外，还有塑料受热或凝固产生的底分子挥发气体，这些气体若不能被熔融塑料顺利地排出型腔，则可能因填充时气体被压缩而产生高温，引起塑件局部炭化烧焦，或使塑件产生气泡，或使塑料熔接不良而引起塑件强度降低，甚至阻凝塑料填充等，为了使这些气体从型腔中及时排
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