毕业设计（论文）-电风扇旋钮的塑料模具设计.doc

江苏财经职业技术学院 综合毕业实践说明书 论文 标题 电风扇旋钮的塑料模具设计 系 别 机机电电工程系工程系 专 业 模具模具设计设计与制造与制造 学 号 0810403224 姓 名 指导教师 1 2011 年 5 月 15 日 摘摘 要要 在这次设计中根据电风扇旋钮的注塑模设计的要求 首先对冲压件进行了分析 分析该零件的尺寸精度得出用一般精度的模具即可满足零件精度的要求 再从零件 的形状 尺寸标注及生产批量等情况看 选择了注塑模的方案 根据对零件的综合分析 在这次设计中我设计的模具是注塑模 主要介绍的是 注塑模的设计 通过塑件的工艺分析 成型零件的设计 分型面的设计 浇注系统 的设计等完成注塑模的设计 关键词 关键词 模具 注塑模 电风扇旋钮 2 目 录 目 录 2 引言 3 1 设计目标 4 2 塑件的工艺分析 5 3 注塑模的设计要点 5 4 注塑模的设计 6 4 1 成型零件的设计 6 4 1 1 型腔的结构设计 6 4 1 2 型腔的工作尺寸计算 6 4 1 3 型芯的结构设计 7 4 2 合模导向机构的设计 9 4 3 分型面的设计 11 4 4 浇注系统的设计 12 4 4 1 浇注系统分类的设计 12 4 4 2 浇注系统的平衡 15 4 5 推出机构的设计 16 4 6 温度调节系统的设计 19 4 7 注射模与注射机的关系 22 结束语 25 致 谢 26 参考文献 27 3 电风扇旋钮的塑料模具设计 引言引言 随着工业的高速发展 模具行业也同样走到了春天 这点从模具相关专业的人 才紧缺就可以看的出来 模具是一种技术密集 资金密集型产品 在我国国民经济巾的地位也非常重要 模具工业已被我国正式确定为基础产业 并在 十五 中列为重点扶持产业 由于 新技术 新材料 新工艺的不断发展 促使模具技术不断进步 对人才的知识 能 力 素质的要求也在不断提高 模具在产品制造过程中占据重要地位 模具设计水 平的高低 在很大程度上决定了生产率的高低 有效的模具设计可以降低资源调整 次数和调整时间 为生产计划与调度提供更大的优化空间 以达到提高生产效率的 目的 模具设计是工装系统的重要组成部分 它影响着产品生产的效率和质量 对 模具设计进行深入的研究有着重要意义 经济总量和工业产品技术的不断发展 各行各业对模具的需求量越来越大 技 术要求也越来越高 业内专家认为 虽然模具种类繁多 但在 十一五 期间其发 展重点应该是既能满足大量需要 又有较高技术含量 特别是目前国内尚不能自给 需大量进口的模具和能代表发展方向的大型 精密 复杂 长寿命模具 又由于模 具标准件的种类 数量 水平 生产集中度等对整个模具行业的发展有重大影响 因此 一些重要的模具标准件也必须重点发展 而且其发展速度应快于模具的发展 速度 这样才能不断提高我国的模具标准化水平 从而提高模具质量 缩短模具生 产周期及降低成本 本设计的意义就是可以通过这个设计可以让自己学到更多的东西 锻炼自己的 能力 所需要达到的目标是塑料制品的设计及成型工艺的选择 一般塑料制品成型 模具的设计能力 塑料制品的质量分析及工艺改进 塑料模具结构改进设计的能力 通过自己学过的相关知识 在与网上的知识和老师的辅导 综合各方面的信息 数据汇编汇总整理出来 在这个基础上利用自己工作的方便自己做实验结合相关数 4 据资料慢慢的得出相关信息达到最后设计的目的 1 1 设计目标设计目标 此次毕业设计是电风扇开关旋钮 它所要达到的要求 要能耐高温 绝缘性要 好 耐气候性强 刚性 韧性佳 通过对产品的各种性能分析 选用材料为 ABS 该塑件的厚度为 1mm 公差等级为 MT5 级 它是用来调节风速和定时的 能够满足人 们的热天对风力和吹风长短要求 同时也起到美观的作用 根据工件的实际形状与尺寸 设计一副注塑模把它生产出来 要求它的外表面 比较光滑即表面粗糙度要求高 通过对塑件外部造型 工艺结构的设计 对塑件进行计算仿真和生产验证 也 通过对分模线 塑件的壁厚 圆角 塑件的尺寸精度 脱模斜度进行了综合的考虑 工件的尺寸和形状如图 1 所示 图图 1 1 电风扇开关旋钮电风扇开关旋钮 5 2 2 塑件的工艺分析塑件的工艺分析 ABS 塑料是由丙烯 丁二烯 苯乙共聚而成 ABS 具有良好的综合力学性能 ABS 成型塑件时有较好的光泽 其密度为 1 02 1 05g cm3 ABS 还有很好的冲击强 度 ABS 在升温时粘度增高 所以成型时压力增高 塑件的脱模角度宜稍大 ABS 还 易吸水 所以为了得到较好的塑件 在加工之前 还必须把它进行干燥处理 要求 塑件精度较高时 可以控制模温在 50 600 C 左右 电风扇开关旋钮要求它的外表面 光泽 应控制模温在 60 800C 左右 ABS 塑料的收缩率为 0 3 0 8 塑料的收缩率对塑件的质量和形状是一个很重 要的参数 取其制品精度 MT5 级 要得到良好的塑件 不但要控制好塑料的收缩率 而且 还要对模具质量也很重要 一副较好的模具 模具加工容易 寿命较高 而且对产 品的质量得到很好的保证 该工件是属于薄壁塑件 且过渡角也不是很大 所以模具的型腔和型芯加工是 比较难的 在加工的过程中要求执行者小心仔细 此塑件算是小型塑件 模架也不 算度大 并且精也不是要求特别的高 所以采用一模多腔 这样对提高生产效率是 很有利的 3 3 注塑模的设计要点注塑模的设计要点 ABS 塑料它是属于热塑性塑料 该产品是通过注塑成型的 它的原理是将颗粒 或粉状塑料从注塑机的料中送进加热器中 经加热熔化 在受压的情况下 把它注 到成型的型腔中 再冷却成型 注塑成型它的周期短 能成型复杂的 尺寸精确的 制件 它的成型工艺过程包括如下 成型前的准备 注塑过程 塑件后处理 由于 ABS 料它是属于易湿的塑料 所以在加工前要把它进行充分的干燥 注塑过程它是 一个比较关键的进程 各个步骤都要控制好 这对塑件的质量和形状起着至关重要 的作用 注塑成型的核心问题是 就是采用措施得到良好的塑料熔体 并把它注塑 到型腔中去 在控温下 使塑件达到所求的质量 温度 注塑压力 时间是其关键 的工艺参数 6 注塑模按结构分为单分型 双分型和多分型面 此塑件是采用侧浇口工件较简 单 因此采用单分型面的模具 又因为该工件属于薄壁塑件 当采用推杆 会把塑 件容易顶坏 所以该工件采用推件板推出 容易保证塑件的质量 注塑模包括 成 型零部件 合模导向机构 浇注系统 侧向分型与抽芯机构 推出机构 加热和冷 却系统 排气系统 支承零部件 只有处理好各个环节的制约关系 才能设计出一 副较好的模具出来 一副模具设计出来 把它装在注塑机上 还要通过校核 才能 投入生产 因此注塑模与注塑机的关系也是至关重要 注塑模必须与注塑机必须相 匹配 在操作的过程中不能出现差错 不然操作就会功亏一篑 4 4 注塑模的设计注塑模的设计 4 1 成型零件的设计 要求比较光滑 因此要求成型零件的抛光性能要好 表面应该光滑美观 表面 粗糙度要求 Ra0 4 m 以下 型腔的材料选 45 钢 淬火处理 使其达到硬度 40HRC 以上 4 1 1 型腔的结构设计 由于该塑件结构比较简单 但要求其精度也要较高 要求其塑件不充许产生拼 接线痕迹 经过仔细的参考 该型腔采用整体式较为合理 其结构和尺寸如图 2 所 示 图图 2 2 型腔型腔 查阅资料可得塑件的理想的外壁圆角半径为塑件的壁厚的 1 5 倍 即 R 1 5 t 即 R 1 5mm 该型腔的加工 先下料一块为 400 400 50mm 的 45 钢 然后在磨床上进 行磨削 使其达到应有的光洁度 然后热处理 使其达到硬度达到 40HRC 以上 成 型的型腔可以在电火花机上加工得到所要的尺寸和精度 最后通过精磨和抛光 得 7 到所要的型腔 4 1 2 型腔的工作尺寸计算 所谓工作尺寸就是指成型零件上直接用以成形塑件部位的尺寸 它主要包括型 腔的径向尺寸 型腔的深度 中心距等尺寸 它受到塑件的尺寸精度的影响 型腔 的计算公式如下 型腔的径向尺寸计算 4 1 4 3 1 0 spn LSL 0013 0435210055 0 1 zmm 52 286 0 00975 0 z mm 52 2765 0 zmm 4 2 4 3 1 0 sp LSL 1 0 55 100 15 0 75 0 008 0 z mm 15 0765 0 z mm 其中 LM是型腔的径向尺寸 Scp是塑料的平均收缩率 是塑件的公差值 查 表得 ABS 塑料的最小收缩率为 0 3 最大的收缩率为 0 8 由公式得 Scp 0 3 0 8 2 得 Scp为 0 55 至于塑件的精度 在此到 的系数取 3 4 当塑 件的精度不同时会有变化 型腔的深度尺寸计算 4 3 3 2 1 0 spn HSH 1 0 55 100 26 0 009 2 3 0 z mm 26 143 0 006 0 zmm 26 136 0 z mm 其中 HM为型腔的深度尺寸 的系数取 2 3 塑件的字体是通过在型腔上做相反的字 它的深度为 0 3mm 它是通过金雕工艺 8 把它雕到上的 因此在这里不详细说明是怎么样生产出来的 4 1 3 型芯的结构设计 型芯是成型塑件的内表面的的零件 此塑件它有两个小孔 它是用小型芯来成 型 主型是用来成型塑件的内壁 塑件的内表面精度要求要稍微低一些 因此型芯 的加工可以稍稍粗糙点 该芯采用整体式 它结构牢固 它固定在动模固定板上 其形状如图 1 所示 其工件角度都是通过核算而得到的 型芯选 45 钢 淬火处理 使其硬度达到 40HRC 以上 以保证其硬度 不使它在加工时 变弯 变软 它的加工过程是 先 取一段 60 40mm 的一块圆棒料 开始在车床上车削 然后进行热处理 再进行电 火花加工 使其达到所要求的形状和尺寸 最后进行磨和抛光 型芯的尺寸计算 LM z0 1 Scp Ls 3 4 z0 4 4 1 0 55 50 0 75 0 011 z0 mm 50 2835 z0 mm 型芯的径向尺寸 LM z0 1 Scp Ls 3 4 z0 4 5 1 0 55 100 13 0 75 0 008 z0 mm 13 0775 z0 mm 其上面字母所表示的意义和型芯的字母是一样的 型芯的高度尺寸计算如下 HM 1 Scp Hs 2 3 z0 4 6 1 0 55 100 25 2 3x0 006 z0 mm 25 1425 z0 mm 塑件中心距的尺寸计算 LM z0 1 Scp Ls 2mm 4 7 1 0 55 100 26 2mm 9 塑件理想的内角圆半径应为塑件壁厚的 1 3 以上 所以取内角圆半径为 0 5mm 型腔由于受到熔体的高压作用 应具有足够的强度和刚度 如果型腔侧壁和厚 度过下 则会引起溢料和出现飞边 这样就降低了塑件的精度 严重时还会影响脱 模 因此还要计算侧壁和底板的厚度 模具型腔的壁厚的计算 应以最大的压力为准 此塑件是属于小尺寸塑件 为 了防止其弹性变形 其内应力超过许用应力 强度不足是主要原因 因此应以强度 计算 这个零件可以近似看作圆形件 型腔侧壁的计算如下 S r 2P 1 2 4 8 其中 S 是侧壁厚度 P 是型腔压力 模具材料的许用应力 r 型腔半径 经算得 图中型腔的壁厚已经足够 型腔的厚度计算公式如下 h 1 1r p 1 2mm 4 9 其中 h 型腔的高度 r 型腔的半径 经算得 15mm 已经满足要求了 型腔动模支承板的厚度的计算 因为该型腔是采用整体式型腔 动模垫块厚度 的选择显得较为自由 4 10 2 14 3 RS 3 14 26 26 21 22mm3 由 注射模具设计技术及实例 161 页的表 5 18 查得垫块为 20 25mm 本副模具 选厚度为 25mm 4 2 合模导向机构的设计 导向机构是保证动模或上下模合模时 正确定位和导向的零件 本副模具是采 用导柱 导套导向 导向机构它起到的作用有 定位作用 导向作用 承载作用 保持运动平稳的作用 10 导柱导向通常是由导柱和导套的间隙配合而组成的 导柱分带头导柱和有肩导柱 因为该产品是成批量的生产 导柱经常运动 容 易磨损 所以采用导套 这样导套坏了 可以随时更换 小型模具采用带头导柱 导柱的技术要求包括 导柱的长度 形状 材料 数量及布置 此副模具把导 柱设在动模一侧 这样有利于推杆的运动 导柱固定端与模板之间采用 H7 m6 而 导柱与导套采用 H7 f7 的间隙配合 导套也分直导套和芾头导套 其用法与导柱的 用法一样 导套的技术要求的技术要求包括 导套的形状 导套的材料 及固定形 式及配合精度 导套采用 H7 r6 配合镶入模板 导柱结构和尺寸如图 3 所示 图图 3 3 导柱导柱 在数控机床上通过计算切割得到长度为 100mm 的导柱 导柱的材料选 T8A 淬火 处理到 55 60HRC 导柱的前端做成锥台形 这样是为了导柱顺利进入导套 导柱固定 端粗糙度 Ra 为 0 8 m 导向部分 Ra 为 0 4 m 该导柱的布置采用等直径导柱对称 分布 但是为了在合模时要注意 导套采用直导套 这样简单易制作 而且也适用 其结构和形状如图 4 所示 11 其余 图图 4 4 导套导套 导套的前端倒圆角 是为了让导柱顺利进入导套 材料通常也采用 T8A 热处 理 使其硬度达到一定硬度 以利于耐磨 粗糙度为 Ra 为 0 8 m 固定采用 H7 r6 配合镶入模板 4 3 分型面的设计 打开模具取出塑件或浇注系统的凝料的面 称之为分型面 分型面的设计它受 到塑件的形状 壁厚 和外观 尺寸精度 及模具型腔的数目等诸多因素的影响 型腔数目的确定及布置 根据塑件的精度确定型腔的数目 根据经验每增加一个型腔 塑件的精度就要下降 4 左右 该塑件它要求它的精 度比较高 根据 塑料模具技术手册 得到经验公式 4 11 100 4 100100 LL xn 2500 x L 24 2500 0 013 0 05 25 24 26 24 2 个 所以确定模具的型腔为 2 个如图 5 其中 x 是塑件尺寸的公差 是料的收 缩率 ABS 料取 0 05 L 是塑件的基本尺寸 12 图图 5 5 模具分型与型腔模具分型与型腔 型腔的布局 由于型腔的排布与浇注系统布置密切相关 因而型腔的排布在设计中加以综合 考虑 型腔的排布应使每个型腔都通过浇注系统从压力中等分所得的足够压力 以 保证塑件熔体同时均匀地充满每个型腔 该模具采用的平衡式 其结构装配图所示 分型面设计 该模具采用的是单分型面的模具 其分型分面的设计原则就满足以下几项原则 1 塑件的脱模 2 保证的塑件的质量 该模具采用在最大圆周上 保证了塑件的外观 3 便于模具加工 该模具采用在圆周上分型 模具的型腔容易在电火花上加上 型芯也易于加工 4 对成型面积的影响 5 对排气效果的影响 该模具的分型面的设计可以见图 5 它基本符合上述要求 4 4 浇注系统的设计 浇注系统它是获得优良性能和理想外观的塑件以及最佳的成型效率有直接影响 此塑件采用普通浇注系统 它是主由主流道 分流道 浇口 冷料井组成的 浇注 系统是一副模具的重要的内容之一 从总体来说 它的作用可以作如下归纳 它是 13 将来自注塑机喷嘴的塑料熔体均匀而平稳地输教送到型腔 同时使型腔的气体能及 时顺利排出 在塑件熔体填充凝固的过程中 将注塑压力有效地传递到型的各个部 位 以获得形完整 内外在质量优良的塑件制件 浇注系统的设计的一般原则 了解塑件的成型性能和塑件熔料的流动特性 采 用尽量短的流程 以降低热量与压力损失 浇注系统的设计应该有利于良好的排气 浇注系统应能顺利填充型腔 便于修整浇口以保证塑件外观质量 确保均匀进料 4 4 1 浇注系统分类的设计 1 主流道的设计 主流道是浇注系统中从注塑机喷嘴与模具的部位开始 到分流道为止的塑件熔 体的流通通道 在注塑机上 主流道垂直分型面 为了使凝料从其中顺利推出 需 设计成圆锥形 锥角为 20 60 表面粗糙度 Ra 0 8 m 主流道部分在成型过程中 其 小端入口处与注塑机及一定温度 压力的塑料熔体要冷热交替反复接触 属易损件 对材料的要求较高 因而模具的主流道部分常设计成可拆 一般采用碳素工具钢即 T8A T10A 等 把它热处理到 53 57HRC 取主流道的球面半径为 15 5mm 2 分流道的设计 分流道是指主流道末端与浇口之间的通道 此副模具采用圆形的截面形状 对 于壁厚小于 3mm 质量在 200g 以下的塑件 截面的直径可采用如下的的经验公式 4 12 4 12 1 2654 0 LWD 0 2654 15 61 4 1 6mm 其中 D 是分流道的直径 L 是分流的长度 W 是塑件的质量 此副模具选分流 道的截面积为 D 2mm 由于分流道与模具接触的外层塑料迅速冷却 只有中心部位 的塑料的熔体的流动状态较为理想 因而分流道的内表面粗糙度 Ra 要求比较高 一 般取 1 6 m 左右 分流道在分型面上的布置的形式 它必须遵循以下两方面的原则 即一方面排列紧凑 缩小模具板面的尺寸 一方面流程尽量短 锁模力力求平衡 14 该模具采用平衡式的分流道 分流道的布置 分流道的布置也根据型腔的位置而定 型腔位置确定要考虑模具在分型面上力 的平平衡问题 它的要求是反作用力 以及锁模力就作用于主流道中心 根据流体 力学和热力学原理可知 圆形横截面流动阴力最小 热量损失小 熔体降温最慢 因此分流道选用圆柱形 设计是一模四穴平衡式布局 保证各型腔均匀地进料 3 浇口的设计 由塑料 橡胶成型模具设计手册中查得浇口的各尺寸如下 4 13 30 9 0 6 2 1 Aob t 1 3 b 0 6 55001 2 30 1 4mm 0 45mm 浇口亦称进料口 是连接分流道与型腔的通道 它是整个浇注系统的关键的部 位 也是最薄点 其形状 大小及位置应根据塑件大小 形状 壁厚 成型材料及 塑件技术要求等进行而确定 浇口分限制性浇口和非限制性浇口 该塑件采用的是 限制性浇口 它一方面通过截面积的突然变化 使分流道输送来的塑料熔体的流速 产生加速度 提高剪切速率 有利于塑料进入 使其充满型腔 另一方面改善塑料 熔体进入型腔的流动特性 调节浇口尺寸 可使多型腔同时充满 可控制填充时间 冷却时间及塑件表面质量 同时还起着封闭型腔防止塑料熔体倒流 并便于浇口凝 料与塑件分开的作用 此副模具 开模时 浇口即被自动切断 流道凝料自动脱落 模具采用二板式 的结构 ABS 具有良好的力学性能 它适用于采用侧浇式浇口 塑件从边缘进料 能够提高生产率 并去除浇口方便 有利于熔体流动和补缩口 有利于型腔内气体 的排出 减少塑件熔接痕 增加熔接强度 它在推出时 由于浇口及分流道成一定 角度 形成了能切断浇口切口 这一切口所形成的剪切力可以将浇口自动切断 浇口的位置的确定 15 设计中 浇口的位置及尺寸的要求是比较严格的 初步试模 必要时还需要修 改 因此浇口的位置的开设 对成型性能及成型质量的影响是很大的 一般在选择 浇口位置时 需要根据塑件的结构工艺及特征 成型质量和技术要求 综合分析 一般要满足以下原则 尽量缩短流动距离 浇口应开设在塑件的壁厚 必须尽量减少或避免产生熔接痕 应有利于型腔中气体的排除 考虑分子定向的影响 避免产生喷射和蠕动 不在承受弯曲冲击载荷的部位设置浇口 浇口位置的选择应注意塑件的外观质量 经过仔细的考虑 该塑件是等壁塑件 又为了不影响塑件的外观 该塑件采用 侧浇口 它能保证塑料迅速而且均匀充满型腔 而且还有利于气体的排除 4 4 2 浇注系统的平衡 该塑件是属于小型塑件 采用一模多腔 这样有利于提高生产效率 但是在设 计时是否能同时达到充满型腔的目的 这就要对浇注系统的平衡 若浇口平衡则可 以得到良好的物理和较精度尺寸的塑件 分流道的布置分平衡式和非平衡式 平衡式是指从主流道到各分流道 其长度 截面形状和尺寸均对应相等 非平衡式即上述的参数不相等 浇口的平衡的经验公式如下 BGV AG LR 1 2LG 4 14 其中 AG浇口的截面面积 LR从主流道中心至浇口的流动通道的长度 LG浇 口的长度 此副模具是采用平衡式的 其上面的数据是一样的 所以浇口是平衡的 为了更加精确得到浇口的平衡 可以采用以下公式 16 k s lXe1 2 4 15 3 14 2 5 2 2 0 8Xe1 2 由式得 K1 K2 M1 M2 s1l2e1 2 s2l1e1 2 4 16 其中 k 是浇口平衡系数 S 浇口的横截面面积 L 是浇口的长度 e 是主流道 至型腔浇品的距离 分流的平衡的计算 l1 l2 d1 d2 Q1 Q2 4 17 1 6 1 6 15 15 1 由于采用是一模两腔的 且采取的是平衡式的浇口 所以分流道的长度 和分 流道的截面积尺寸也是一样的 上式的式子它没有考虑到分流道转弯部分阻力的影 响 以及模具湿度不均匀的影响 其中 L1 L2是流道 1 和 2 的长度 D1 d2 是流道 1 和 2 的直径 Q1 Q2 别是 塑料熔体在流道 1 和 2 的流量 浇注系统的设计后 还要对浇口平衡进行试模 其步骤如下 首先将各浇口的长度和厚度加工成对应相等的尺寸 试模后检查每个型腔的塑件的质量 将后充满的型腔的浇口的宽度略为修大一点 尽可能不改变浇口厚度 因为浇口厚度不一 则浇口冷凝封固时间也就不一样 用同样的工艺条件重复上述步骤直到满意为止 冷料井的设计 用一个井穴将主流道延长以按收冷料 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产生的井穴称为冷料井 冷料穴一般设计在主流道对面的动模板上 其标称直径与主流道大端直径相同 或略大一些深度约为直径 1 1 5 倍 冷料井除了具有容纳冷料的作用外 同时 17 还具有在开模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 4 5 推出机构的设计 使塑件从成型零件上脱出的机构称之为推出机构 本副模具是通过注塑机的合 模机构 把力传给推板 然后通过通过固定板 再通过推杆 最后传给推件板 把 塑件推出的 推出零件常分为推件板 推杆 推管 成型推杆等 此副模具所设计 的塑件是属于薄壁塑件 而且在推出时不允许有推出痕迹 所以该模具采用推件板 推出 这样有利于保证塑件的精度 此模具的设计也要满足一般推出机构的设计原 则 塑件滞于动模一侧 这样有利于设计推出推出机构 以致于使模具结构简单 防止塑件变形 力求良好的塑个外观 结构可靠 脱模时工作可靠 运动平稳 制 造方便 更换容易 脱模力的计算 Fd Fp AP 4 18 3500 10 93 107 105N 其中 Fd 是脱模力 Fp 是塑件对型芯的包紧力 P 为塑件对型芯的单位面积的包 紧力 模外冷却取 P 约为 2 4 3 9 107Pa 模内冷却约取 0 8 1 2 107Pa 由此式可以 得到 当塑件越大 对型芯的包紧面也越大 因此脱模力也越大 在模内脱出所需 的脱模力要少于模外脱出的脱模力 但模内脱模容易使塑件容易变形 因此该模选 用模外脱模 此副模具采用简单推出机构 它需要设计推杆 推件板 推杆固定板 推板等 的设计 推杆的设计 此模具由于塑件是圆形件 各处的脱模力是一样的 为了各处平 衡 设计推杆时应均匀布置推杆 这样使系统就显得比较平衡了 增加了推杆的寿 命 推杆的直径的设计 其尺寸和结构如图 6 18 图图 6 6 推杆推杆 推杆在推推件板时 应具有足够的刚性 以承受推出力 条件充许的话 尽可 以把推杆的直径设得大一点 经过仔细的推算 选推杆的直径为 10mm 为了保持推 杆在工作时具有一定的稳定性 把它进行校核 由公式 d L2Q nE 1 4 4 19 1 5 1202105 4 2 2 105 10mm 取直径为 10mm 已经足够了 进行强度校核 4Q n 3 14d2 s 4 20 4105 4 3 14 102 410 1256 s 说明它的强度是满足的 其中 d 是推杆直径 是安全系数 通常取 1 5 L 是推杆长度 Q 是脱模阻力 E 弹性模量 n 是推杆的根数 s是推杆的屈服极限 推杆的材料选用 T8A 淬火处理 推杆的固定形式 推杆直径与模板上的推杆孔采用 H8 f7r 的间隙配合 推杆的 工作端面的配合部分的表面粗糙度 Ra 为 0 8 m 推件板的由一块与型芯按一定的配合精度相配合的模板 它是在塑件的周边端 面上进行推出 因此 作用面积大 推出力大 且均匀 运动平稳 并且在塑件上 没有推出痕迹 推件应与型芯呈锥面配合 这样可以降低运动磨擦 推件板与型芯 19 的配合 以不产生溢料为准 否则推件板复位困难 并且有可能造成模具损坏 推 件板复位后 推板与动模座板之间应有 2 3mm 的空隙 推件板的厚度计算 对于筒形或圆形 推件板受力状况可以简化为 圆环形平 板周界到集中的载荷 按强度计算可得厚度为 h K2Q 1 2 4 21 0 1 105 220 1 2 20mm 所以对推件板采用 20mm 已经足够了 其中 h 是推件板的厚度 K2是系数 Q 是脱模阻力 对于推件板 虽然推出的效果要比推杆好 但是当型芯和推件板的 配合不好 则在塑件上会出现毛刺 而且塑件还有可能会滞在推件板上 在推出过 程中 由于推件板和型芯有磨擦 所以推件板也必须进行淬火处理 以提高其耐磨 性 推件板的材料选用 T8A 淬火处理 使其硬度达到 55 60HRC 提高其耐磨性 此副模具是采用潜伏式浇口 开模时 塑件包在动模型芯上 并且随动模一起 移动 所以它采用单分型面 这样当动模移动 潜伏浇口被切断 而分流道 浇口 和主流道凝料在冷料井倒锥穴的作用下 拉出定模而随动模移动 推杆固定板的设计 其结构和尺寸如图 7 推杆固定板它只要满足它的强度和刚度则就可以满足需要 它的粗糙度要求可 以比较低 它是起到固定推杆的作用 推板的设计主要从它的强度和刚度去考虑 只要满足了 则就可以了 经核算 推杆固定板和推板它们的厚度均为 20mm 都采用 T8A 淬火处理 使其硬度达到 50 55HRC 20 图图 7 7 推板推板 4 6 温度调节系统的设计 注射模具的温度设计是否恰当 不仅影响塑件的质量 而且对生产效率 充模 流动 固化定型都有重要影响 模具对塑件质量的影响主要体现在以下几个方面 1 改善成形性 2 成形收缩率 3 塑件变形 4 尺寸稳定性 5 力学性能 6 外观质量 当大批量的生产时 而且又要满足塑件的质量要求时 增多型腔是不现实的 这时提高生产率显得尤其重要了 而提高生产率又与模具温度的控制有密切关系 21 生产效率主要取决于冷却介质 一般是水 的热交换效果 因此缩短注射成形周期 的冷却时间是提高生产效率的关键 根据牛顿冷却定律 冷却介质从模具带走的热量为 Q A T 4 22 8 2 4 45 10 2406 88J 其中 是冷却管道孔壁与冷却介质间的传热系数 A 冷却管道壁的传热面积 T 模具与冷却介质温度之差值 冷却时间 单位 s 由上述式子可得 当需传递热量不变时 可通过以下三条途径来缩短冷却时间 1 高传热系数 v 0 8 d0 2 4 23 7 5 1 2 0 8 100 2 8 2 其中 是冷却介质 是冷却介质在该温度下的密度 v 是冷却介质的流速 由上式得 只有提高冷却介质的流速 便可达到传热系数 2 高模具与冷却介质间的温差 T T Tw T 4 24 60 20 40 其中 Tw是模具温度 T 是冷却介质的温度 一般模温是一定 为了提高温差 T 有利于缩短冷却时间 从而提高生产率 3 增大冷却介质的传热面积 A A n 3 14dL 4 25 4 3 14 10 355 44588mm2 22 L 模具上一根冷却水孔的长度 d 是冷却通道的直径 n 是模具开设冷却通道孔 数 显然 应在模具上开尽可能多的冷却通道 以增大传热面积 缩短冷却时间 达到提高生产生产效率 冷却时间的计算 影响冷却时间的因素有如下 模具材料 冷却介质温度和及流动状态 模塑材料 塑件壁厚 冷却回路的设计 模具温度 冷却时间指塑料熔体从充满型腔时起到可以取出塑件时止这一段时间 本副模 具采用塑件截面内平均温度达到规定的脱模温度时 所需冷却时间的简化计算公式 t2 3 142k In 8 Tm Tw 3 142 Ts Tw 4 26 12 3 1422 7 10 7In 8 200 60 3 142 80 60 4s 其中 式中 是塑件所需冷却时间 t 是塑件的厚度 t 1mm k 是塑件的热扩 散率 k 2 7 10 7m2 s Tm是塑料熔体温度 Ts塑件脱时的截面内平均温度 Tw是模 具温度 ABS 料时模具温度为 60 冷却水的进出口温差由下式校核 t1 t2 G i 900 3 14 102C v 4 27 冷却系统的设计原则 冷却水道应尽量多 截面尺寸应尽量大 冷却水道至型腔表面距离应尽量相等 浇口处加强冷却 23 冷却水道出 入口温差应尽量小 冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置 冷却水道尽量避免在塑件的熔接痕处 合理确定冷却水接头位置 4 7 注射模与注射机的关系 型腔的数量的确定和校核 此副模具选用的是 SZ 320 1250 的注射机 其中技 术规格见 塑料模具设计手册 中的 235 页 现详述如下 这是由上海第一塑料机 械厂生产的 理论注射量为 335cm3 螺杆直径 D 48mm 注射压力 145Mpa 注射速率 v 140g s 塑化能力 19g s 螺杆转速 v 10 200r min 锁模力 F 1250KN 拉杆内间距 d 415 415mm 移模行程 s 360mm 最大模具厚度 d 550mm 最不模具厚度 d 150mm 锁模形式为双曲肘 模具定位孔直径为 D 160mm 喷嘴球半径 d SR15 由注射机料筒塑化速率确定型腔数量 n 得 n 2 KMt 3600 m2 m1 4 28 0 8 19x3600 6 3600 40 15 3 4 24 其中 n 是型腔数目 K 是注射机的最大注射量的利用系数 取 0 8 M 是注射 机的额定塑化量 t 是成型周期 此时取 6s 因为在上面算了塑件的冷却时间为 4s 它占整个周期的 2 3 m2 是浇注系统的塑料的质量体积 型腔数为 2 符各要求 注射量的校核 由公式得 nm1 m2 80 m 4 29 2x15 40 80 x335 1 02 70 262 其中 m 是注射机充许的最大注射量 1 02 是 ABS 的密度 所以能保证注射模 内所需熔体总量在注射机的最大注射范围内 塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核 经算得 塑件在分型面的投影面积和浇注系统在模具分型面的投影面积之和最 多不超过 5500mm2 在此就作 5500mm2 由锁模力的校核公式得 nA1 A2 P F 4 30 5500 10 6116 106 1250KN 638KN 1250KN 其中 A1是塑件在分型面上的投影面积 A2是浇注系统在分型面上的投影面积 P 是塑料熔体对型腔的成型压力 其大小一般为注射机的 80 左右 由上式可得它也 是符合要求 注射压力的校核 ABS 料它是综合力学性较好的塑料 粘度不是很高的 精度 要求也不是高精度的 根据 塑料模具技术手册 中的经验 它所需的压力一般选 70 100Mpa 即可 经查得此注射机的注射压力为