塑料瓶盖模具设计及其型腔仿真加工模具毕业论文.doc

塑料瓶盖模具设计及其型腔仿真加工塑料瓶盖模具设计及其型腔仿真加工 目目 录录 1 1 前言前言 1 1 1 11 1 课题内容课题内容 1 1 1 21 2 课题背景课题背景 1 1 1 31 3 模具国内外发展概况模具国内外发展概况 1 1 1 41 4 课题的来源及要求课题的来源及要求 2 2 2 2 模具方案及制品设计模具方案及制品设计 3 3 2 12 1 总体方案设计总体方案设计 3 3 2 22 2 塑件的测绘塑件的测绘 3 3 2 32 3 塑件的造型塑件的造型 4 4 2 42 4 塑件的材料选择与分析塑件的材料选择与分析 5 5 2 52 5 塑件尺寸精度塑件尺寸精度 5 5 2 62 6 模具材料的选择模具材料的选择 5 5 2 72 7 脱模斜度脱模斜度 6 6 2 82 8 型腔数目的确定型腔数目的确定 6 6 2 92 9 注射机的选择注射机的选择 7 7 3 3 具体具体设设计说明计说明 8 8 3 13 1 分型面的确定分型面的确定 8 8 3 23 2 浇注系统的设计浇注系统的设计 9 9 3 33 3 主流道的设计主流道的设计 9 9 3 43 4 分流道的设计分流道的设计 1010 3 53 5 浇口套的设计浇口套的设计 1111 3 63 6 冷却装置设计冷却装置设计 1111 3 73 7 推出机构推出机构设设计计 1212 3 83 8 推杆推杆 1313 3 93 9 复位杆复位杆 1313 3 103 10 导向装置导向装置 1313 3 113 11 侧抽芯的设计侧抽芯的设计 1313 3 123 12 确定各模板尺寸确定各模板尺寸 1414 3 133 13 凸凹模结构形式凸凹模结构形式 1414 3 143 14 注射机技术参数的校核注射机技术参数的校核 1515 3 153 15 零件强度计算及校核零件强度计算及校核 1616 4 4 模具的三维造型模具的三维造型 1919 4 14 1 典型零件的造型造型典型零件的造型造型 1919 4 24 2 模架的三维造型模架的三维造型 1919 5 5 型腔工艺分析及加工仿真型腔工艺分析及加工仿真 2222 6 6 结论结论 2626 参考文献参考文献 2727 致谢致谢 2828 附录附录 2929 1 1 前言前言 1 11 1 课题内容课题内容 塑料瓶盖模具设计及其型腔仿真加工 塑料瓶盖模具设计及其型腔仿真加工 1 21 2 课题背景课题背景 由于塑料材料具有许多优点 目前正逐渐成为金属材料的良好代用材料 在很由于塑料材料具有许多优点 目前正逐渐成为金属材料的良好代用材料 在很 多领域都出现了金属材料塑料化的趋势 作为注塑成型加工的主要工具之一的注塑多领域都出现了金属材料塑料化的趋势 作为注塑成型加工的主要工具之一的注塑 模具 在质量 精度 制造周期以及注塑成型过程中的生产效率等方面水平的高低 模具 在质量 精度 制造周期以及注塑成型过程中的生产效率等方面水平的高低 直接影响产品的质量 产量 成本及产品的更新换代 同时也决定着企业在市场竞直接影响产品的质量 产量 成本及产品的更新换代 同时也决定着企业在市场竞 争中的反应能力和速度 随着塑料新品种的不断出现以及塑料制品在结构 外观上争中的反应能力和速度 随着塑料新品种的不断出现以及塑料制品在结构 外观上 要求的日益提高 使产品的设计和模具设计过程变得越来越复杂 而传统的模具设要求的日益提高 使产品的设计和模具设计过程变得越来越复杂 而传统的模具设 计是在二维环境下采用手工绘图的方式进行的 已经很难满足这种发展变化的需要 计是在二维环境下采用手工绘图的方式进行的 已经很难满足这种发展变化的需要 过去模具设计工作主要依靠设计人员的经验 模具的加工制造又在很大程度上依赖过去模具设计工作主要依靠设计人员的经验 模具的加工制造又在很大程度上依赖 于生产者的操作技能 因此存在模具设计水平低 加工质量差 生产周期长 使用于生产者的操作技能 因此存在模具设计水平低 加工质量差 生产周期长 使用 寿命短等缺陷 寿命短等缺陷 注塑模具注塑模具 CADCAMCADCAM 技术的应用 从根本上改变了传统的塑料产品开发和模具加技术的应用 从根本上改变了传统的塑料产品开发和模具加 工方式 大大地提高了产品的质量 缩短了开发周期 降低了生产成本 强有力地工方式 大大地提高了产品的质量 缩短了开发周期 降低了生产成本 强有力地 推动了模具工业的发展 一些大型的商品化推动了模具工业的发展 一些大型的商品化 CADCAMCADCAM 软件 如软件 如 ProEngineerProEngineer UnigraphicsUnigraphics IIII CimatronCimatron MoldFlowMoldFlow 等 都已开发出专门用于注等 都已开发出专门用于注 塑模具设计的功能模块 为模具设计提供了十分方便的工具 有资料统计表明 采塑模具设计的功能模块 为模具设计提供了十分方便的工具 有资料统计表明 采 用用 CADCAD 技术可以使模具设计时间缩短技术可以使模具设计时间缩短 5050 在欧美一些工业发达的国家 在欧美一些工业发达的国家 CADCAMCADCAM 已经成为模具行业一种普遍应用的技术 在已经成为模具行业一种普遍应用的技术 在 CADCAD 应用方面 已经超越了甩掉图板 应用方面 已经超越了甩掉图板 二维绘图的初级阶段 在模具设计中采用三维二维绘图的初级阶段 在模具设计中采用三维 CADCAD 软件的企业已经接近软件的企业已经接近 9090 目前 目前 国内也有不少企业开始应用国内也有不少企业开始应用 CADCAD 软件进行模具设计 软件进行模具设计 ProEProE 等软件在注塑模具设计中的应用 成功地弥补了传统设计方法的不足 制等软件在注塑模具设计中的应用 成功地弥补了传统设计方法的不足 制 品几何造型 分型面的创建 模具的结构设计 都是基于同一数据库进行的 既方品几何造型 分型面的创建 模具的结构设计 都是基于同一数据库进行的 既方 便 又易保证制品的精度 便 又易保证制品的精度 1 31 3 模具国内外发展概况模具国内外发展概况 1 1 产品更新换代的加快 特别是家电 汽车 产品更新换代的加快 特别是家电 汽车 IT 行业市场竞争的加剧 使模行业市场竞争的加剧 使模 具制造业得到迅猛的发展 具制造业得到迅猛的发展 2 2 现代产品对模具的种类 精度 工作条件和使用寿命等提出了更高的要求 现代产品对模具的种类 精度 工作条件和使用寿命等提出了更高的要求 3 3 在同外工业发达国家 模具制造业已成为一个专门的行业 其标准化 在同外工业发达国家 模具制造业已成为一个专门的行业 其标准化 专业专业 化 商品化程度高 模具行业俨然已经成为一个高技术密集型产业 模具行业大化 商品化程度高 模具行业俨然已经成为一个高技术密集型产业 模具行业大 量采用先进的技术和设备 新材料 新的热处理工艺不断涌现 特别是量采用先进的技术和设备 新材料 新的热处理工艺不断涌现 特别是 IT 业的迅业的迅 猛发用使计算机辅助设计 猛发用使计算机辅助设计 Computer Aided Design 简称 简称 CAD 和辅助制造 和辅助制造 Computer Aided Manufacturing 简称 简称 CAM 在模具行业广泛应用 在模具行业广泛应用 随着世界制造中心向东南亚转移 我国的模具生产近几年也得到了迅猛的发随着世界制造中心向东南亚转移 我国的模具生产近几年也得到了迅猛的发 展 但与工业发达国家相比 还有很大差距 标准化 专业化 商品化程度还不够展 但与工业发达国家相比 还有很大差距 标准化 专业化 商品化程度还不够 高 模具品种少 制造精度低 使用寿命短 设备技术力量落后 模具生产技术人高 模具品种少 制造精度低 使用寿命短 设备技术力量落后 模具生产技术人 员 特别是掌握现代模具设计与制造的技术人员比例小 员 特别是掌握现代模具设计与制造的技术人员比例小 有专家预测 不远的将来 中国将成为世界最大的制造中心 这给我国的模有专家预测 不远的将来 中国将成为世界最大的制造中心 这给我国的模 具行业提供了前所未有的发展机遇 因此 加快高技术设备如数控加工 快速制模 具行业提供了前所未有的发展机遇 因此 加快高技术设备如数控加工 快速制模 特种加工在模具行业中的应用 加大新兴特种加工在模具行业中的应用 加大新兴 CADCAM 技术在模具设计与制造中的应技术在模具设计与制造中的应 用比例 加速模具新结构 新工艺 新材料的研究和强化模具高技术人员的培养 用比例 加速模具新结构 新工艺 新材料的研究和强化模具高技术人员的培养 已成为我国模具行业再已成为我国模具行业再 上一个新台阶的关键 上一个新台阶的关键 1 41 4 课题的来源及要求课题的来源及要求 1 1 课题来源于盐城市羽佳塑料制品厂 课题来源于盐城市羽佳塑料制品厂 2 课题研究的主要内容 课题研究的主要内容 1 1 产品的注塑加工工艺 产品的注塑加工工艺 2 2 制品测绘 工程图绘制 三维造型及结构优化 制品测绘 工程图绘制 三维造型及结构优化 3 3 制品模具设计 全套工程图及三维造型 制品模具设计 全套工程图及三维造型 4 上下型腔的加工工艺分析 工艺规程 数控仿真加工及下型腔的工艺卡 上下型腔的加工工艺分析 工艺规程 数控仿真加工及下型腔的工艺卡 片 片 2 2 模具方案模具方案及制品分析及制品分析 2 12 1 总体方案设计总体方案设计 首先是对塑件进行测绘 然后后用首先是对塑件进行测绘 然后后用 ProEProE 软件进行三维造型 主要采用拉伸 软件进行三维造型 主要采用拉伸 旋转 螺旋扫描 等步骤造型 造型结束后进行模具设计 考虑到生产批量和经济旋转 螺旋扫描 等步骤造型 造型结束后进行模具设计 考虑到生产批量和经济 效益 还有塑件的精度等级 本模具采用一模四腔 下面选择注塑机 主要从注射效益 还有塑件的精度等级 本模具采用一模四腔 下面选择注塑机 主要从注射 量 锁模力等方面进行考虑 要确保塑件及浇注系统所需的注射量不超过注射机最量 锁模力等方面进行考虑 要确保塑件及浇注系统所需的注射量不超过注射机最 大容量的大容量的 80 接着对各个系统进行设计 首先是浇注系统 浇注系统分为主流道 接着对各个系统进行设计 首先是浇注系统 浇注系统分为主流道 分流道 浇口 冷料穴等 主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线应在同一条直线分流道 浇口 冷料穴等 主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线应在同一条直线 上 另外由于主流道与高温高压的熔融塑料接触所以外面要加个浇口套 浇口套要上 另外由于主流道与高温高压的熔融塑料接触所以外面要加个浇口套 浇口套要 进行淬火处理 这样可以延长模具的使用寿命 分流道的半径与塑料种类和所需熔进行淬火处理 这样可以延长模具的使用寿命 分流道的半径与塑料种类和所需熔 融塑料的体积有关 一般直径为融塑料的体积有关 一般直径为 8 12mm 本模具设计取 本模具设计取 10mm 主流道与分流道 主流道与分流道 采用圆角过渡 这样可以减小料流转向过渡时的阻力 分流道的布置要均匀处理 采用圆角过渡 这样可以减小料流转向过渡时的阻力 分流道的布置要均匀处理 确保熔融塑料由主流道到各分流道的距离相等 分流道表面不必很光 可以使熔融确保熔融塑料由主流道到各分流道的距离相等 分流道表面不必很光 可以使熔融 塑料的冷却皮层固定 有利于保温 分流道与浇口采用圆弧过渡 有利于熔料的流塑料的冷却皮层固定 有利于保温 分流道与浇口采用圆弧过渡 有利于熔料的流 动及填充 浇口主要有两个作用 一是起控制作用 二是压力撤销后封锁型腔 不动及填充 浇口主要有两个作用 一是起控制作用 二是压力撤销后封锁型腔 不 产生倒流 冷料穴主要是避免冷料进入型腔影响塑件的质量和堵塞浇口 拉料销主产生倒流 冷料穴主要是避免冷料进入型腔影响塑件的质量和堵塞浇口 拉料销主 要是保证浇注系统的凝料从定模浇口套中拉出 留在动模一侧 便于取出 接着是要是保证浇注系统的凝料从定模浇口套中拉出 留在动模一侧 便于取出 接着是 排气系统的设计 本模具采用间隙排气 利用分型面的配合间隙自然排气 下面是排气系统的设计 本模具采用间隙排气 利用分型面的配合间隙自然排气 下面是 推出机构的设计 推动的动力来源有手动推出 机动推出和液压与气动推出机构 推出机构的设计 推动的动力来源有手动推出 机动推出和液压与气动推出机构 本模具设计采用注射机的开模动作驱动模具上的推出机构 实现塑件的强制脱模本模具设计采用注射机的开模动作驱动模具上的推出机构 实现塑件的强制脱模 即完成塑件的螺纹和卡位的脱模 最后利用斜导柱实现侧向抽芯 完成防伪圈的 即完成塑件的螺纹和卡位的脱模 最后利用斜导柱实现侧向抽芯 完成防伪圈的 脱模 脱模 2 22 2 塑件的测绘塑件的测绘 塑件为塑料瓶盖 材料为塑件为塑料瓶盖 材料为 ABSABS 用游标卡尺对零件进行测绘 我们最终所需要 用游标卡尺对零件进行测绘 我们最终所需要 加工得到的是制造此零件的模具型腔 而我们所取的塑件是模具生产出来的千千万加工得到的是制造此零件的模具型腔 而我们所取的塑件是模具生产出来的千千万 万个塑件中的一个 由于制造的原因 塑件在出模后不可避免的会产生一定的变形 万个塑件中的一个 由于制造的原因 塑件在出模后不可避免的会产生一定的变形 因此对该零件的测量数值需要进行分析处理 如对塑件较大尺寸误差的进行修正 因此对该零件的测量数值需要进行分析处理 如对塑件较大尺寸误差的进行修正 对相同形状处所测不同尺寸的取均值进行圆整 然后绘出零件的草图 由于条件限对相同形状处所测不同尺寸的取均值进行圆整 然后绘出零件的草图 由于条件限 制所以采用多次取断面进行测量的办法 制所以采用多次取断面进行测量的办法 量具 游标卡尺 量具 游标卡尺 0 0 300300 0 020 02 曲线测量仪等 曲线测量仪等 注意做到以下几点 注意做到以下几点 1 1 测绘过程中必须把被测物体放在工作平面上 测绘过程中必须把被测物体放在工作平面上 2 2 采用多次测量求平均值 采用多次测量求平均值 3 3 正确地读取数据 正确地读取数据 测量的主要尺寸如下图 测量的主要尺寸如下图 图图 2 12 1 塑件的主要尺寸塑件的主要尺寸 2 32 3 塑件的造型塑件的造型 零件测绘草图出来以后 应该根据零件的测绘图 对零件的进行三维造型 三零件测绘草图出来以后 应该根据零件的测绘图 对零件的进行三维造型 三 维造型可以选用维造型可以选用 ProEProE 软件 三维造型的所有参数与测绘的数据一致 首先打开三软件 三维造型的所有参数与测绘的数据一致 首先打开三 维软件维软件 ProEProE 进入零件设计界面 点击拉伸 旋转 扫描 混合 造型等命令绘制 进入零件设计界面 点击拉伸 旋转 扫描 混合 造型等命令绘制 三维图形 三维图形 由由 ProEProE 软件的计算功能得塑件尺寸为 软件的计算功能得塑件尺寸为 该塑件外形尺寸为该塑件外形尺寸为 32 34mm 19 51mm 32 34mm 19 51mm 根据上述的方法绘制的制品的零件图 根据上述的方法绘制的制品的零件图 如下 如下 塑件的三维造型如图塑件的三维造型如图 2 22 2 所示 所示 图图 2 22 2 塑件的三维造型塑件的三维造型 2 42 4 塑件的材料选择与分析塑件的材料选择与分析 1 1 塑件的材料选择 塑件的材料选择 1 1 ABSABS 高流动性 便宜 适用于对强度要求不太高的部件 高流动性 便宜 适用于对强度要求不太高的部件 2 2 在材料的应用上需要注意以下一点 在材料的应用上需要注意以下一点 避免一味减少强度风险 什么部件都用避免一味减少强度风险 什么部件都用 PCPC 料而导致成型困难和成本增加 料而导致成型困难和成本增加 在对强度没有完全把握的情况下 模具评审时应该明确告诉模具供应商 可能在对强度没有完全把握的情况下 模具评审时应该明确告诉模具供应商 可能 会先用会先用 PC ABSPC ABS 生产生产 T1T1 的产品 但不排除当强度不够时后续会改用的产品 但不排除当强度不够时后续会改用 PCPC 料的可能性 料的可能性 这样模具供应商会在模具的设计上考虑好收缩率及特殊部位的拔模角 这样模具供应商会在模具的设计上考虑好收缩率及特殊部位的拔模角 因此 该塑件选择因此 该塑件选择 ABSABS 材料 材料 2 2 塑件的材料分析 塑件的材料分析 ABSABS acrylonitrile butadiene styreneacrylonitrile butadiene styrene copolymercopolymer 丙烯腈 丁二烯 苯丙烯腈 丁二烯 苯 乙烯共聚物 属于热塑性材料 乙烯共聚物 属于热塑性材料 使用性能 使用性能 综合性能较好 冲击韧性 机械强度一般 尺寸稳定 耐化学性 电性能良好 综合性能较好 冲击韧性 机械强度一般 尺寸稳定 耐化学性 电性能良好 易于成形和机械加工 易于成形和机械加工 成型性能 成型性能 1 1 无定性材料 流动性中等 比聚苯乙烯 无定性材料 流动性中等 比聚苯乙烯 ASAS 差 但比聚碳酸酯 聚氯乙差 但比聚碳酸酯 聚氯乙 烯好 溢边值为烯好 溢边值为 0 040 04 毫米左右 毫米左右 2 2 吸湿性强 必须充分干燥 表面要求光泽的塑件须经长时间的预热干燥 吸湿性强 必须充分干燥 表面要求光泽的塑件须经长时间的预热干燥 3 3 成型时易取高料温 高模温 但料温过高易分解 分解温度为成型时易取高料温 高模温 但料温过高易分解 分解温度为 250 250 对于精度较高的塑件 模温宜取对于精度较高的塑件 模温宜取 50 50 60 60 对光泽 耐热塑件 模温宜取 对光泽 耐热塑件 模温宜取 60 60 80 80 注塑压力高于聚苯乙烯 用柱塞式注射机成型时 料温为 注塑压力高于聚苯乙烯 用柱塞式注射机成型时 料温为 180 180 230 230 注射压力为 注射压力为 10001000 1400kgfcm1400kgfcm3 3 用螺杆式注射机成型时 料温为 用螺杆式注射机成型时 料温为 160 160 220 220 注射压力为 注射压力为 700700 10001000 kgfcmkgfcm 3 3 2 52 5 塑件尺寸精度塑件尺寸精度 塑件的尺寸精度一般是根据使用要求确定的 但还必须充分考虑塑料的性能及塑件的尺寸精度一般是根据使用要求确定的 但还必须充分考虑塑料的性能及 成型工艺的特点 作为塑料瓶盖 要求外表面光滑 既不会在使用过程中对人造成成型工艺的特点 作为塑料瓶盖 要求外表面光滑 既不会在使用过程中对人造成 伤害 还要必须考虑其外形的美观 因此该塑件取精度等级为伤害 还要必须考虑其外形的美观 因此该塑件取精度等级为 6 6 级 级 2 62 6 模具材料的选择模具材料的选择 塑料模具结构比较复杂 组成一套模具的零件数目较多 而且由于各零件在工塑料模具结构比较复杂 组成一套模具的零件数目较多 而且由于各零件在工 作中所处的地位 作用不同 对材料的性能要求也不同 总的说来 用于制作塑料作中所处的地位 作用不同 对材料的性能要求也不同 总的说来 用于制作塑料 模具的材料 在质量上首先要求具有一定的硬度和耐磨性 其次是有一定的强度和模具的材料 在质量上首先要求具有一定的硬度和耐磨性 其次是有一定的强度和 韧性 再次是易于加工 因此 应根据模具的结构 性能要求和使用条件 模具的韧性 再次是易于加工 因此 应根据模具的结构 性能要求和使用条件 模具的 制造方法 合理地选用模具材料 根据文献制造方法 合理地选用模具材料 根据文献 6 6 中的中的 P546P546 模具中各个零件的材料 模具中各个零件的材料 选择如下 选择如下 1 1 导向零件的材料选择 导向零件的材料选择 包括导套和导柱 由于在开 合模时有相对运动 包括导套和导柱 由于在开 合模时有相对运动 成型过程中要承受一定的压力 或偏载负荷 因此要求表面耐磨性好 心部具有一成型过程中要承受一定的压力 或偏载负荷 因此要求表面耐磨性好 心部具有一 定的韧性 本设计中的导向零件选用定的韧性 本设计中的导向零件选用 T8AT8A 经过渗碳淬火后表面硬度应达到 经过渗碳淬火后表面硬度应达到 50 50 55HRC55HRC 2 2 浇注系统零件的材料选择 浇注系统零件的材料选择 包括浇口套 拉料杆等 要求具有良好的耐磨包括浇口套 拉料杆等 要求具有良好的耐磨 表面 耐蚀性和热硬性 本设计中的浇注系统零件选用表面 耐蚀性和热硬性 本设计中的浇注系统零件选用 T8AT8A 经过渗碳淬火后表面 经过渗碳淬火后表面 硬度应达到硬度应达到 50 55HRC50 55HRC 3 3 顶出机构零件的材料选择 顶出机构零件的材料选择 包括推杆和复位杆 要求表面耐磨性好 并具包括推杆和复位杆 要求表面耐磨性好 并具 有足够的机械强度 本设计中推杆选用有足够的机械强度 本设计中推杆选用 4545 钢钢 淬火处理后表面硬度达到淬火处理后表面硬度达到 40 45HRC40 45HRC 复位杆选用复位杆选用 T8AT8A 淬火处理后表面硬度达到 淬火处理后表面硬度达到 50 55HRC50 55HRC 4 4 模体零件的材料选择 模体零件的材料选择 包括各种模板 推板 固定板 垫块等 这些零件包括各种模板 推板 固定板 垫块等 这些零件 要求具有足够的机械强度 在本设计中选用要求具有足够的机械强度 在本设计中选用 4545 钢 经淬火处理后表面硬度达到钢 经淬火处理后表面硬度达到 40 40 45HRC45HRC 可满足上述要求 可满足上述要求 5 5 定位零件的材料选择 定位零件的材料选择 包括定位销和螺钉 要求其具有足够的机械强度 包括定位销和螺钉 要求其具有足够的机械强度 耐磨性好 考虑上述要求 定位销选用耐磨性好 考虑上述要求 定位销选用 T8AT8A 并表面淬火使硬度达到 并表面淬火使硬度达到 50 55HRC50 55HRC 螺 螺 钉选用钉选用 4545 钢 钢 2 72 7 脱模斜度脱模斜度 脱模斜度主要是为了便于脱模 塑件沿脱模方向常用的斜度值对热塑性塑件为脱模斜度主要是为了便于脱模 塑件沿脱模方向常用的斜度值对热塑性塑件为 0 5 0 5 3 3 热固性酚醛压制件取 热固性酚醛压制件取 0 5 0 5 1 1 脱模斜度的大小与塑件的形状 脱 脱模斜度的大小与塑件的形状 脱 模方向的长度 塑件表面质量有密切关系 模方向的长度 塑件表面质量有密切关系 热塑性塑料在脱模时有较大的弹性 即使是较小的脱模斜度 也可以顺利脱模 热塑性塑料在脱模时有较大的弹性 即使是较小的脱模斜度 也可以顺利脱模 但为了减小脱模阻力 一般在产品没有特殊要求的条件下 选用尽可能大的脱模斜但为了减小脱模阻力 一般在产品没有特殊要求的条件下 选用尽可能大的脱模斜 度 度 较深的孔 其两端尺寸公差又较小时 可以用推板 推管等进行强制脱模 但较深的孔 其两端尺寸公差又较小时 可以用推板 推管等进行强制脱模 但 型芯的表面必须做成镜面 而且要有不低于型芯的表面必须做成镜面 而且要有不低于 52HRC52HRC 的硬度 的硬度 塑料的性质不同 指硬度 表面摩擦系数 弹性等 塑料的性质不同 指硬度 表面摩擦系数 弹性等 所必须的脱模斜度也不 所必须的脱模斜度也不 同 一般规律为 同 一般规律为 1 1 硬质塑料需比软质的脱模斜度大 硬质塑料需比软质的脱模斜度大 2 2 塑件的壁厚大时 成形收缩大 脱模斜度要大 塑件的壁厚大时 成形收缩大 脱模斜度要大 3 3 形状复杂的部分要比形状简单的部分有较大的脱模斜度 形状复杂的部分要比形状简单的部分有较大的脱模斜度 4 4 型腔的深沟槽部分型腔的深沟槽部分 如加强筋 突脐等 需要较大脱模斜度 一般选如加强筋 突脐等 需要较大脱模斜度 一般选 取取 3 3 5 5 由于塑件冷却后产生收缩 会使塑件紧紧地包住模具型芯 型腔中突出的部分 由于塑件冷却后产生收缩 会使塑件紧紧地包住模具型芯 型腔中突出的部分 为了使塑件易于从模具内脱出 在设计时必须保证塑件的内外壁具有足够的脱模斜为了使塑件易于从模具内脱出 在设计时必须保证塑件的内外壁具有足够的脱模斜 度 由于目前还没有比较精确的脱模斜度计算公式 在选择脱模斜度时 主要还是度 由于目前还没有比较精确的脱模斜度计算公式 在选择脱模斜度时 主要还是 参照经验数据 根据参照经验数据 根据 ABSABS 材料的性质在设计中选用材料的性质在设计中选用 2 5 2 5 的拔模斜度 的拔模斜度 2 82 8 型腔数目的确定型腔数目的确定 型腔数越多时 精度也相对地降低 这不仅由于型腔加工精度的参差 也由于型腔数越多时 精度也相对地降低 这不仅由于型腔加工精度的参差 也由于 熔体在模具内的流动不匀所致 所以精密塑件尽量不用多腔模形式 按照熔体在模具内的流动不匀所致 所以精密塑件尽量不用多腔模形式 按照 SJTSJT 1062810628 9595 标准中规定的标准中规定的 1 1 2 2 级超精密级塑件 宜一模一腔 当尺寸数目少时可以级超精密级塑件 宜一模一腔 当尺寸数目少时可以 一模二腔 一模二腔 3 3 4 4 级的精密级塑件 宜一模四腔以内 从塑件尺寸精度考虑 由于该级的精密级塑件 宜一模四腔以内 从塑件尺寸精度考虑 由于该 塑件精度等级为塑件精度等级为 6 6 级而且塑料瓶盖结构比较简单 所以采用一模四腔 级而且塑料瓶盖结构比较简单 所以采用一模四腔 2 92 9 注射机的选择注射机的选择 由于型腔数目与所使用的注射机的参数有关 而工厂里的注射机的规格又是确由于型腔数目与所使用的注射机的参数有关 而工厂里的注射机的规格又是确 定的 根据文献定的 根据文献 6 6 中的中的 P574P574 表 表 5 295 29 常用注射机技术规格及特性中查出常用注射机技术规格及特性中查出 使用的使用的 注射机型号为注射机型号为 XS ZY 60XS ZY 60 下表为下表为 XS ZY 60XS ZY 60 型注射机的参数 型注射机的参数 螺杆直径螺杆直径 38mm38mm 最大注射容量最大注射容量 60g60g 注射压力注射压力 122MP122MP 锁模力锁模力 500kN500kN 最大注射面积最大注射面积 130cm130cm 最大模具厚度最大模具厚度 200mm200mm 最小模具厚度最小模具厚度 70mm70mm 模板最大距离模板最大距离 380mm380mm 模板行程模板行程 180mm180mm 喷嘴圆弧半径喷嘴圆弧半径 12mm12mm 喷嘴孔径喷嘴孔径 mmmm 喷嘴移动距离喷嘴移动距离 120mm120mm 定位孔直径定位孔直径 mmmm 顶出形式顶出形式 中心顶杆 机械顶出中心顶杆 机械顶出 3 3 具体设计具体设计 3 13 1 分型面的确定分型面的确定 1 1 分型面的确定要遵守以下原则 分型面的确定要遵守以下原则 1 1 分型面塑件应尽可能留在动模或下模 以便从动模或下模顶出 简化模分型面塑件应尽可能留在动模或下模 以便从动模或下模顶出 简化模 具结构 具结构 2 2 分型面塑件留于动模时 应考虑最简顶出形式 简化模具结构 分型面塑件留于动模时 应考虑最简顶出形式 简化模具结构 3 3 塑件有侧抽芯时 应尽可能放在动模或下模部分 避免定模或下模侧抽塑件有侧抽芯时 应尽可能放在动模或下模部分 避免定模或下模侧抽 芯 芯 4 4 塑件有多组抽芯时 应尽量避免长端侧抽芯 塑件有多组抽芯时 应尽量避免长端侧抽芯 5 5 头部有圆弧的塑件 采用圆弧部分分型会损伤塑件外观 一般应选择在头部有圆弧的塑件 采用圆弧部分分型会损伤塑件外观 一般应选择在 头部下端分型 头部下端分型 6 6 一般塑件分型面的选择 应考虑到塑件的外观 尽量避免塑件表面留有一般塑件分型面的选择 应考虑到塑件的外观 尽量避免塑件表面留有 分型痕迹 分型痕迹 7 7 有同心度要求的塑件 应尽可能将型腔设在同一分型面上 有同心度要求的塑件 应尽可能将型腔设在同一分型面上 8 8 一般分型面应尽可能设在塑料流动方向的末端 以利于排气 一般分型面应尽可能设在塑料流动方向的末端 以利于排气 本模具设计分型面选择塑件的主体与仿伪圈之间的平面 如下图所示 本模具设计分型面选择塑件的主体与仿伪圈之间的平面 如下图所示 图图 3 13 1 分型面位置分型面位置 2 2 分型结构的设计 分型结构的设计 由于本设计采用的三分型面结构 所以在模具分型时必须要注意几个点 一是由于本设计采用的三分型面结构 所以在模具分型时必须要注意几个点 一是 第一次分型的位置 二是第二次分型的位置 三是第三次分型的位置 其结构如下第一次分型的位置 二是第二次分型的位置 三是第三次分型的位置 其结构如下 图 图 3 23 2 装配示意图装配示意图 开模时定模座板 拉板 和拉料销同时动作 实现一分型面分型 模具继续分开模时定模座板 拉板 和拉料销同时动作 实现一分型面分型 模具继续分 模 待拉板与挡销接合时 由于锁扣组件的作用 拉板开始被强制分开 实现二分模 待拉板与挡销接合时 由于锁扣组件的作用 拉板开始被强制分开 实现二分 型面分型 随着分模的继续进行 浇口会在自重的作用下落入收集箱 模具继续分型面分型 随着分模的继续进行 浇口会在自重的作用下落入收集箱 模具继续分 模 待垫圈与定模板接合时 锁扣组件开始被强制分开 实现三分型面分型模 待垫圈与定模板接合时 锁扣组件开始被强制分开 实现三分型面分型 3 23 2 浇注系统的设计浇注系统的设计 浇注系统是塑料熔体自注射机的喷嘴射出后 到进入模具型腔以前所流经的一浇注系统是塑料熔体自注射机的喷嘴射出后 到进入模具型腔以前所流经的一 段路程的总称 浇注系统是由主流道 分流道 进料口 冷料穴等组成 根据文献段路程的总称 浇注系统是由主流道 分流道 进料口 冷料穴等组成 根据文献 6 6 中的中的 P559P559 在设计浇注系统时应考虑以下设计原则 在设计浇注系统时应考虑以下设计原则 1 1 浇口要设在不影响塑件外观质量的地方及部位 浇口要设在不影响塑件外观质量的地方及部位 2 2 浇注系统应适应塑料的成型特性 以保证成型周期及塑件质量 浇注系统应适应塑料的成型特性 以保证成型周期及塑件质量 3 3 浇注系统根据型腔数的多少和布局确定 浇注系统根据型腔数的多少和布局确定 4 4 浇注系统根据成型塑件的形状及尺寸确定 浇注系统根据成型塑件的形状及尺寸确定 5 5 浇注系统尽量采用短流程 以减少热量和压力的损耗及节约原材料 浇注系统尽量采用短流程 以减少热量和压力的损耗及节约原材料 6 6 浇注系统应有利于良好的排气 并防止型芯的变形及嵌件的位移 浇注系统应有利于良好的排气 并防止型芯的变形及嵌件的位移 7 7 浇注系统的确定应考虑注射机的安装尺寸 防止单边安装 浇注系统的确定应考虑注射机的安装尺寸 防止单边安装 3 33 3 主流道的设计主流道的设计 主流道为从注射机喷嘴开始到分流为止的熔融塑料的流动通道 它与注射机喷主流道为从注射机喷嘴开始到分流为止的熔融塑料的流动通道 它与注射机喷 嘴在同一直线上 本模具设计采用浇口套的形式镶入模板中 如下图所示 为防止嘴在同一直线上 本模具设计采用浇口套的形式镶入模板中 如下图所示 为防止 浇口套被注射机喷嘴撞伤 应采取淬火处理使其具有一定的硬度 浇口套被注射机喷嘴撞伤 应采取淬火处理使其具有一定的硬度 主流道的基本尺寸通常取决于两个方面 第一个方面是所使用的塑料种类 所主流道的基本尺寸通常取决于两个方面 第一个方面是所使用的塑料种类 所 成型的制品质量和壁厚大小 关于主流道的基本尺寸的选定参考下表 成型的制品质量和壁厚大小 关于主流道的基本尺寸的选定参考下表 表表 3 13 1 主流道直径参考表主流道直径参考表 第二个方面 注射机喷嘴的几何参数与主流道尺寸的关系 如图所示 第二个方面 注射机喷嘴的几何参数与主流道尺寸的关系 如图所示 a a 与喷嘴接触的始端直径与喷嘴直径的关系为与喷嘴接触的始端直径与喷嘴直径的关系为 D D d d 0 5 0 5 1 4 1 5 1 4 1 5 b b 球面凹坑半径球面凹坑半径 R2R2 R1R1 1 1 3 12 2 14 3 12 2 14 半锥角半锥角 2 2 4 4 取取 4 4 c c 尽可能缩短主流道的长度尽可能缩短主流道的长度 L L 图图 3 33 3 浇口套与注塑机喷嘴关系浇口套与注塑机喷嘴关系 为防止注射机喷嘴与浇口套两部分相接触处由于有间隙而产生的溢料 浇口套为防止注射机喷嘴与浇口套两部分相接触处由于有间隙而产生的溢料 浇口套 的球半径应比喷嘴的球半径大的球半径应比喷嘴的球半径大 2mm2mm 5mm5mm 主流道的小端尺寸应比喷嘴孔尺寸稍大 主流道的小端尺寸应比喷嘴孔尺寸稍大 这样可以使喷嘴与浇口套对位容易 本模具设计采用的这样可以使喷嘴与浇口套对位容易 本模具设计采用的注射机是注射机是 XSXS ZYZY 6060 其喷 其喷 嘴球径为嘴球径为 12mm12mm 取 取浇口套的球半径为浇口套的球半径为 20mm20mm 另外 为使浇口套中的塑料容易脱离 另外 为使浇口套中的塑料容易脱离 主流道 应设有脱模斜度 这个斜度一般最小不小于主流道 应设有脱模斜度 这个斜度一般最小不小于 1 1 最大不超过 最大不超过 4 4 主流 主流 制品质量制品质量 g g DmmDmmRmmRmm 0 0 2020 3 30 50 5 2020 4040 4 41 1 4040 150150 5 51 1 150150 300300 6 62 2 300300 500500 8 82 2 500500 15001500 10102 2 道的脱模斜度不能过大 否则在注塑时会产生涡流和流速过慢等现象 主流道应保道的脱模斜度不能过大 否则在注塑时会产生涡流和流速过慢等现象 主流道应保 持光滑的表面 避免留有影响塑料流动和脱模的尖角毛刺等 持光滑的表面 避免留有影响塑料流动和脱模的尖角毛刺等 3 43 4 分流道的设计分流道的设计 分流道是指主流道与浇口分流道是指主流道与浇口 进料口进料口 之间的一段通道 分流道的表面不必要求很之间的一段通道 分流道的表面不必要求很 光 因为分流道表面不很光滑 能使熔融塑料的冷却皮层固定 有利于保温 分流光 因为分流道表面不很光滑 能使熔融塑料的冷却皮层固定 有利于保温 分流 道的截面宜采用梯形及圆形截面 其作用是通过流道截面及方向变化 使熔料能平道的截面宜采用梯形及圆形截面 其作用是通过流道截面及方向变化 使熔料能平 稳地转换流向注入型腔 设计时 分流道应平衡布置 特别是对于多型腔模具 应稳地转换流向注入型腔 设计时 分流道应平衡布置 特别是对于多型腔模具 应 尽量使其布置均衡 使熔料几乎能同时到达每个型腔的进料口 并且 分流道截面尽量使其布置均衡 使熔料几乎能同时到达每个型腔的进料口 并且 分流道截面 积应为各进料口截面积之和 各分流道的截面积和长度应与塑件相适应 即大塑件积应为各进料口截面积之和 各分流道的截面积和长度应与塑件相适应 即大塑件 取大截面短流道 小塑件取小截面长流道 以保证成型不同形状和重量的塑件时所取大截面短流道 小塑件取小截面长流道 以保证成型不同形状和重量的塑件时所 有型腔能同时充满 本模具设计中所有型腔体积相同 所以分流道设计采用等截面有型腔能同时充满 本模具设计中所有型腔体积相同 所以分流道设计采用等截面 和等距离 如果各型腔体积形状不相等 则分流道设计必须在流速相等的条件下 和等距离 如果各型腔体积形状不相等 则分流道设计必须在流速相等的条件下 采用不等截面来达到流量不等 这样也可以达到同时填充的目的 同时 还要用改采用不等截面来达到流量不等 这样也可以达到同时填充的目的 同时 还要用改 变流道长度的办法来调节阻力大小 以保证各个型腔同时填充 本设计中 分流道变流道长度的办法来调节阻力大小 以保证各个型腔同时填充 本设计中 分流道 的排列方式是的排列方式是 H H 形排列 以保证所有型腔同时充满 根据文献形排列 以保证所有型腔同时充满 根据文献 中的中的 P561P561 分流道直径计算如下 分流道直径计算如下 分流道直径分流道直径 3 63 6 1 2 1 1 2 1 11 5 5 11 dDmm 式中式中 D D 主流道的大端直径主流道的大端直径 常用分流道尺寸 根据文献常用分流道尺寸 根据文献 5 5 中的中的 P561 P561 可从下表中查出 可从下表中查出 所以选择所以选择 表表 3 23 2 常用分流道系列尺寸常用分流道系列尺寸 D D MMMM 4 4 6 6 8 8 1010 1212 图图 3 43 4 分流道的排布分流道的排布 3 53 5 浇口的设计浇口的设计 浇口是连接分流道与型腔的一段细短通道 它的作用是增加和控制塑料进入型浇口是连接分流道与型腔的一段细短通道 它的作用是增加和控制塑料进入型 腔的流速并封闭装填在型腔内的塑料 以保证充填实 确保制品质量 浇口类型的腔的流速并封闭装填在型腔内的塑料 以保证充填实 确保制品质量 浇口类型的 选择取决于制品外观的要求 尺寸和形状的制约以及所使用的塑料种类等因素 选择取决于制品外观的要求 尺寸和形状的制约以及所使用的塑料种类等因素 浇口的截面积一般为分流道截面积的浇口的截面积一般为分流道截面积的 3 3 9 9 截面形状多为矩形或圆形 浇口 截面形状多为矩形或圆形 浇口 的长度约为的长度约为 1 1 5mm1 1 5mm 在设计浇口时 应取较小值 以便在试模时加以逐步修正 在设计浇口时 应取较小值 以便在试模时加以逐步修正 3 63 6 冷却装置设计冷却装置设计 本机构的冷却装置采用环形冷却水道 如图 本机构的冷却装置采用环形冷却水道 如图 图图 3 5 冷却水道的设计冷却水道的设计 3 73 7 推出机构设计推出机构设计 推出机构的作用是塑件成型后 顺利地把塑件及浇道凝料推出模外 推出机构推出机构的作用是塑件成型后 顺利地把塑件及浇道凝料推出模外 推出机构 一般由推杆 推管 推板 推杆固定板等零件组成 在设置推出机构时 首先需要一般由推杆 推管 推板 推杆固定板等零件组成 在设置推出机构时 首先需要 确定当模具开启后 制品的留模形式 留动模部分或留定模部分 确定当模具开启后 制品的留模形式 留动模部分或留定模部分 推出机构必须 推出机构必须 是建立在制品所滞留的模具部分中 通常 由于注塑机的推出机构设置在动模板一是建立在制品所滞留的模具部分中 通常 由于注塑机的推出机构设置在动模板一 侧 因此大多数模具的推出机构是安装在动模中的 根据文献侧 因此大多数模具的推出机构是安装在动模中的 根据文献 6 6 中的中的 P590 P593P590 P593 1 1 推出机构的设计原则 推出机构的设计原则 1 1 模具的推出机构必须有足够的强度及刚度 使塑件出模后不致于变形 模具的推出机构必须有足够的强度及刚度 使塑件出模后不致于变形 2 2 推力要均匀 推力面尽可能要大 其推力应设计在塑件承受力较大的地方推力要均匀 推力面尽可能要大 其推力应设计在塑件承受力较大的地方 如筋部 凸缘及壳体壁部等部位 如筋部 凸缘及壳体壁部等部位 3 3 推件不应设计在零件外表面 以免影响塑件外观质量 推件不应设计在零件外表面 以免影响塑件外观质量 4 4 推出系统要动作灵敏可靠 动作平稳并便于更换与维修 推出系统要动作灵敏可靠 动作平稳并便于更换与维修 2 2 推出机构的类型 推出机构的类型 1 1 推杆推出机构的结构特点 塑件成型后 能一次被推出 设计要点 推杆推杆推出机构的结构特点 塑件成型后 能一次被推出 设计要点 推杆 的直径不要过细 应有足够的强度承受推力 推杆的端面应距离型腔或镶件的平面的直径不要过细 应有足够的强度承受推力 推杆的端面应距离型腔或镶件的平面 0 08 0 10 08 0 1mm 推杆应作淬硬处理 推杆应作淬硬处理 2 2 推管推出机构推管推出机构 适用于环形 桶形塑件或塑件上中心带孔部分的顶出 过薄适用于环形 桶形塑件或塑件上中心带孔部分的顶出 过薄 的塑件尽量不要用这种机构 因为过薄的推管加工困难 且易损坏 的塑件尽量不要用这种机构 因为过薄的推管加工困难 且易损坏 3 3 推板推出机构推板推出机构 其主要特点是在制件表面不留下顶出痕迹 同时塑件受力均其主要特点是在制件表面不留下顶出痕迹 同时塑件受力均 匀 顶出平稳 适用于各种容器 桶形制品及中心带孔塑件 匀 顶出平稳 适用于各种容器 桶形制品及中心带孔塑件 4 4 气压推出机构气压推出机构 它是推出薄壁深腔壳型塑件最简单有效的方法 特别是成型它是推出薄壁深腔壳型塑件最简单有效的方法 特别是成型 车间设有压缩空气管路 采用此法更加经济合理 车间设有压缩空气管路 采用此法更加经济合理 5 5 推块推出机构推块推出机构 中间有孔的平块状带凸缘塑件 易采用这种机构 它的结构中间有孔的平块状带凸缘塑件 易采用这种机构 它的结构 形式及与推出板的固定方法与推杆相似 形式及与推出板的固定方法与推杆相似 根据以上原则及推出机构的类型 以及制品的结构特征 选用推杆推出机构 根据以上原则及推出机构的类型 以及制品的结构特征 选用推杆推出机构 3 83 8 推杆推杆 推杆多为圆形结构 细长杆可将后部加粗成台阶形 配合间隙要求小的推杆 推杆多为圆形结构 细长杆可将后部加粗成台阶形 配合间隙要求小的推杆 其推杆端部应设计成锥形 推杆应尽量短 推出时 一般将塑件推到高于型腔 或其推杆端部应设计成锥形 推杆应尽量短 推出时 一般将塑件推到高于型腔 或 型芯 型芯 1010mm 左右即可 推杆的端面应高出所在型腔的底面或型芯顶面左右即可 推杆的端面应高出所在型腔的底面或型芯顶面 0 05 0 05 0 10 1mm 推杆与其配合孔采用 推杆与其配合孔采用 H6f6H6f6 配合 保持一定同轴度 推杆数量在保证推出配合 保持一定同轴度 推杆数量在保证推出 前提下 越少越好 在推杆推出机构中一定要设计复位机构 前提下 越少越好 在推杆推出机构中一定要设计复位机构 推杆需要进行淬火处理 使其具有足够的强度和耐磨性 本设计采用推杆需要进行淬火处理 使其具有足够的强度和耐磨性 本设计采用 16 16mm 的圆形推杆 的圆形推杆 3 93 9 复位杆复位杆 推杆在将制品顶出后 其顶端位置会高于型芯 型腔 表面很多 在下一次合推杆在将制品顶出后 其顶端位置会高于型芯 型腔 表面很多 在下一次合 模 模具合紧之前 时 必须使其退回到顶出前的初始位置 以免碰坏型腔 或型模 模具合紧之前 时 必须使其退回到顶出前的初始位置 以免碰坏型腔 或型 芯 芯 因此在顶出机构中必须设有复位杆帮助推杆回位 如图所示 因此在顶出机构中必须设有复位杆帮助推杆回位 如图所示 图图 3 63 6 复位杆 推杆组装方式复位杆 推杆组装方式 3 103 10 导向装置导向装置 导向装置的作用是 当动模与定模合模时 导向