肥皂盒底座注塑模的设计.doc

济源职业技术学院济源职业技术学院 毕毕 业业 设设 计计 题目 肥皂盒底座注塑模的设计 系别 机 电 工 程 系 专业 模具设计与制造 班级 模具 0806 姓名 李 勇 飞 学号 08030614 指导教师 李 秀 副 日期 2010 年 12 月 济源职业技术学院毕业设计 I 设计任务书设计任务书 设计题目 设计题目 肥皂盒底座注塑模的设计 设计要求 设计要求 1 确定合理工艺方案 2 设计合理的模具结构 3 设计要全面介绍模具的工作原理 4 内容丰富 文字精练 讲述详细 实用价值高 设计进度要求 设计进度要求 第一到七周 核心技能训练 第八周 搜集模具相关资料 第九周 前期准备工作 第十周 模具基本类型与工作部分零件尺寸计算 第十一周 模具整体设计和绘制装配图 第十二周 模具主要零件图的绘制 第十三周 毕业论文的校核 第十四周 打印装订 准备答辩 指导教师 签名 指导教师 签名 济源职业技术学院毕业设计 III 摘 要 本次模具设计的内容是 肥皂盒底座注射模的设计 通过对塑件进行工艺的 分析和比较 最终设计一副注塑模 从产品结构工艺性 具体模具结构出发 对模 具的浇注系统 模具成型部分的结构 顶出机构 冷却系统 注塑机的选择及有关 参数的校核 都有详细的设计 同时并简单的编制了模具的加工工艺 通过整个设 计过程表明该模具能够达到塑件所要求的加工工艺 根据题目设计的主要任务是肥 皂盒底座注塑模具的设计 也就是设计一副注塑模具来生产肥皂盒底座塑件产品 以实现自动化提高产量 对肥皂盒的具体结构 该模具是点浇口的单分型面注射模 具 通过模具设计表明该模具能达到肥皂盒底座的质量和加工工艺要求 关键词 肥皂盒底座 注塑模 分型面 济源职业技术学院毕业设计 I 目 录 摘 要 II 1 塑件工艺分析 1 1 1 塑件设计要求 1 1 2 塑件的材料特征 1 1 3 塑件材料的确定 2 1 4 塑料的收缩率及密度确定 2 1 5 模具种类与模具设计的关系 4 2 塑件的尺寸精度与结构 5 3 注射机及模架的选用 7 3 1 注射机的选用 7 3 2 模架的选用 7 3 3 模架周界尺寸选择 8 4 模具型腔 型芯的有关计算 9 4 1 型腔工作尺寸计算 9 4 2 型芯的工作尺寸计算 10 4 3 模具中孔中心距计算 12 5 注塑机参数校核 13 5 1 最大注射量校核 13 5 2 锁模力校核 13 5 3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核 13 5 4 模具闭合高度校核 14 6 模具结构设计 15 6 1 制品成型位置及分型面的选择 15 6 2 模具型腔数的确定 排列和流道布局 15 6 3 主流道 主流道衬套及定位环的设计 16 6 4 分流道的形状及尺寸 18 6 5 浇口的形状及其位置选择 20 6 6 导向机构的设计 21 6 7 推出机构的设计 22 6 8 拉料杆的形式选择 23 6 9 模具排气槽设计 23 7 模具冷却系统计算 24 7 1 冷却回路所需的总面积计算 24 7 2 冷却回路的总长度的计算 25 7 3 冷却水体积流量的计算 26 8 注射模零件及总装技术要求 27 8 1 零件的技术要求 27 8 2 总装技术要求 27 济源职业技术学院毕业设计 II 9 模具装配图及工作原理 29 致 谢 31 参考文献 32 济源职业技术学院毕业设计 1 1 塑件工艺分析 1 11 1 塑件设计要求塑件设计要求 肥皂盒在我们生活中非常的普遍 几乎每家都要用到 此次设计的肥皂盒的结 构比较简单 主要是在肥皂盒的底部打长条形的间隙 这样可以让积累在里面的水 自然流出省去人工进行操作 也可以提高肥皂盒的使用寿命 为满足制品表面光滑 的要求与提高成型效率采用潜伏式浇口 浇口的分流道位于分型面上 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顶端部注入型腔 因而 塑件表面不受损伤 不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果 图 1 肥皂盒底座 塑件表面质量 Ra0 32 塑件颜色 白色 塑件要求 塑件外侧表面光滑 下端外沿不允许有浇口痕迹 塑件允许最大脱模斜度 1 21 2 塑件的塑件的材料特征材料特征 1 2 11 2 1 丙烯腈丙烯腈 丁二烯丁二烯 苯乙烯共聚物苯乙烯共聚物 ABSABS 基本特征 ABS 是由丙烯腈 丁二烯 苯已烯共聚而成的 这三种组分的各自 济源职业技术学院毕业设计 2 特性 使 ABC 具有良好的综合力学性能 丙烯腈使 ABS 有良好的耐化学腐蚀性及表 面硬度 丁二烯使 ABS 坚韧 苯已烯使它有良好的加工性和染色性能 ABS 无毒 无味 呈微黄色 成型的塑料件有较好的光泽 密度为 1 02 1 05g cm3 ABS 有极好的抗冲击强度 且在低温下也不迅速下降 有良好的力学强 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 酸类对 ABS 几乎无影响 在酮 醛 氯代烃中会溶解或形成乳浊液 不溶 于大部分醇类及烃类溶剂 但与烃长期接触会软化溶胀 ABS 塑料表面受冰醋酸 植物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂 ABS 有一定的硬度和尺寸稳定性 易于 成型加工 经过调色可配成任何颜色 其缺点是耐热性不高 连续工作温度为 70 左右 热变形温度约为 93 左右 耐气候性差 在紫外线作用下易变硬发脆 根据 ABS 中三种组分之间的比例不同 其性能也略有差异 从而适应各种不同 和应用 可分为超高冲击型 高冲击型 中冲击型 低冲击型和耐热型等 主要用途 ABS 在机械工业上用来制造齿轮 泵叶轮 轴承 把手 管道 电 机外壳 仪表盘 水箱外壳 蓄电池模 冷藏库和冰箱实衬里等 汽车工业上用 ABS 制造汽车挡泥板 扶手 热空气调节导管 加热器等 还有用 ABS 夹层板制小 轿车车身 ABS 还可用来制作水表壳 纺织器材 电器零件 文教体育用品 玩具 电子琴及收录机壳体 食品包装容器 农药喷雾器及家具等 成形特点 ABS 在升温时粘度增高 所以成型压力较高 塑料上的脱模仿斜度 宜稍大 ABS 易吸水 成型加工前应进行干燥处理 易产生熔接痕 模具设计时应 注意尽量减小浇注系统对料流的阻力 在正常和成型条件下 壁厚 熔粒子温度及 收缩率影响极小 要求塑件精度高时 模具温度可控制在某种程度上 50 60 要 求塑件光泽和耐热时 应控制在 60 80 1 31 3 塑件材料的确定塑件材料的确定 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 ABS 树脂微黄或白色不透明 是丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 丙烯腈使聚合物奶牛 耐热 耐化学腐蚀 丁二烯使聚合物具有优 越的柔性 韧性 苯乙烯赋予聚合物良好的刚性和加工流动性 因此 ABS 树脂具有 突出的力学性能和良好的综合性能 同时它具有强吸湿性 塑件尺寸稳定性好 为 此确定使用材料为 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 ABS 济源职业技术学院毕业设计 3 1 41 4 塑料的收缩率及密度确定塑料的收缩率及密度确定 表 1 材料性能参数 材料 代号 密度 kg m 3 收缩率 模具温度 注射压力 P注 Mpa 最大不溢料 间隙 mm PE940 9601 5 3 660 7060 1000 02 PP900 9101 0 2 580 9070 1000 03 ABS1020 10500 3 0 850 8060 1000 04 PVC13800 6 1 530 6080 1300 03 由表 1 知丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 ABS 的收缩率 0 3 0 8 由丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物的成形特点可知其成形收缩率范围及收缩率小 所以在选择 聚丙烯的收缩率时应考虑使用小的收缩率确定收缩率值为 0 55 其平均密度为 1 035g cm3 济源职业技术学院毕业设计 4 1 51 5 模具种类与模具设计的关系模具种类与模具设计的关系 不同种类的塑料其工艺性能 成形特性也不相同 因此为了确定塑料的工艺性 能 成形特征 并在模具中充分利用以获得优质的塑料制件 表 2 塑料种类与模具设计关系 塑料特征注意事项 丙烯腈 丁二烯 苯 乙烯共聚物 ABS 1 升温时粘度较高 成型压力 较高 2 宜吸水 3 正常和成型条件下 壁厚 熔粒子温度及收缩率影响极 小 1 塑料上的脱模斜度 宜稍大 2 要求塑件精度高时 需要控制模具温度 塑件的成型要求 升温时粘度较高 所以成型压力较高 塑料上的脱模斜度宜稍大 ABS 易吸水 成型加工前应进行干燥处理 塑料成型工艺参数 模具温度 50 70 喷嘴温度 180 190 料筒温度 前段温度 200 210 中段温度 210 230 后段温度 180 200 注射压力 70 90MPa 注射机类型 螺杆式 保压压力 50 70 MPa 喷嘴形式 直通式 注射时间 3 5S 保压时间 15 30S 冷却时间 15 30S 成形周期 40 70S 后处理 红外线烘箱 济源职业技术学院毕业设计 5 2 2 塑件的尺寸精度与结构 为了降低模具加工难度和制造成本 在满足塑件使用的前提下 用较低的尺寸 公差精度等级 表 3 塑件有关尺寸精度等级参数 精度等级 12345678 基本尺寸 mm 公差数值 mm 30 040 060 080 120 160 240 320 46 3 60 050 070 080 140 180 280 360 56 6 100 060 080 100 160 200 320 400 64 10 140 070 090 120 180 220 360 440 72 14 180 080 100 120 200 240 400 480 80 18 240 090 110 140 220 280 440 560 56 24 300 100 120 160 240 320 480 640 96 30 400 110 130 180 260 360 520 721 00 40 500 120 140 200 280 400 560 801 2 50 650 130 160 220 320 460 640 921 4 65 850 140 190 260 380 520 761 01 6 85 1000 160 220 300 440 600 881 21 8 100 1200 180 250 340 500 681 01 42 0 120 1400 280 380 560 761 11 52 2 塑件精度等级与塑料品种有关 根据塑料的收缩率的变化不同 塑料的公差精 度分为高精度 一般精度 低精度三种 济源职业技术学院毕业设计 6 表 4 塑件精度等级参数 建议采用精度等级 塑料品种 高精度一般精度低精度 ABSMT2MT3MT5 由塑件的工作环境知道工件的精度要求较高 所以精度等级选择一般精度由表 3 表 4 可查得模具加工时的各尺寸工差 济源职业技术学院毕业设计 7 3 3 注射机及模架的选用 3 13 1 注射机的选用注射机的选用 由工件可得其质量为 18g 因为采用一模二腔的生产方式 所以二个塑件的总 质量为 36g 可计算浇注系统的体积为 8 5cm3 由公式所以 3 3 36 34 78 1 035 mg Vcm g cm 塑件 浇塑件总 VVV 34 788 5 43 28 选用 XS ZY 125 型卧式注射机 其性能参数如下 额定注射量 3 125cm 注射压力 Mpa120 锁模力 900KN 最大注射面积 2 320cm 最大开模行程 mm300 模具最大厚度 300mm 模具最小厚度 200mm 拉杆间距 260 290mm 喷嘴半径 mm2 喷嘴圆弧半径 18mm 3 23 2 模架的选用模架的选用 我国目前标准化注射模零件的国家标准有 12 个 另外还制订了塑料注射模具的 标准模架 分 中小型模架 GB T12556 1 90 和 大型模架 GB T12555 1 90 两种 中小型模架 标准中规定 模架的周界尺寸范围为 560mm 并规定模架的形式为品种型号 即基本型 A1 A2 A3 和 A4 四个品种 mm900 济源职业技术学院毕业设计 8 表 5 四种模架的组成 功能及用途 型号组成 功能及用途 A1 型 定模采用两块模板 动模采用一块模板 与推杆推件机构组成模架 适用于 立式和卧式注射机 A2 型 动 定模均采用两块模板 与推件机构组成模架 适用于立式和卧式注射机 可用于带有斜导柱侧向抽芯的模具 也可用于斜滑块侧向分型的模具 A3 型 定模采用两块模板 动模采用一块模板 它们中间设置了一块推件板 用于 推件板件的模具 适用于立式和卧式注射机 A4 型 动 定模均采用两块模板 它们中间设置了一块推件板 用于推件板件的模 具 适用于立式和卧式注射机 根据以上四种模架的组成 功能及用途可以看出 A4 型模型适用于本次模具的 设计 故选用 A4 模架 3 33 3 模架周界尺寸选择模架周界尺寸选择 中小型模架的周界尺寸参数 规格有 100 L 125 L 160 L 180 L 200 L 250 L 315 L 355 L 400 L 4 50 L 和 500 L 等模架规格 根据模具型腔布置可以选用的模架规格为 400mm 再根据所选取的模架规格可通过标准模架 表查得上 下模板的厚度为mm250 垫板厚度为 30mm30mm 济源职业技术学院毕业设计 9 4 4 模具型腔 型芯型腔 型芯的有关计算 4 14 1 型腔工作尺寸计算型腔工作尺寸计算 模具型腔是模具和塑件的接触处其尺寸的公差直接影响了塑件工作的性能和表 面的粗糙度 为此工件的型腔尺寸应做到在保证工件的质量的前提下有足够的加工 余量 由公式得 因为 对于塑件 0 38 124mm 3 124 1 0 0055 4 L 模具 式中 塑件形状最大尺寸 塑件 L 塑件的平均收缩率k 塑件的尺寸公差 模具制造公差 取塑件尺寸公差的 1 3 1 6 故 1 0 64 3 3 28 1 0 00550 64 4 L 模具 0 21 124 20 由公式得 因为 对于塑件高度尺寸模具设计 0 08 22mm 0 08 2 10 24 3 Hhk 塑件模具 塑件最高方向最大尺寸h塑件 故 0 08 2 221 0 00550 24 3 H 模具 0 08 22 28 型腔形状尺寸如下图 济源职业技术学院毕业设计 10 图 2 型腔外形及尺寸图 4 24 2 型芯的工作尺寸计算型芯的工作尺寸计算 模具的型芯和型腔一样也是和塑件直接接触 其加工要求和型腔基本上是相同 的 但是型芯的加工要保证和塑件的内型腔相同 其制造公差和型芯相反取负偏差 由公式得 因为 对于塑件 78 mm 尺寸的模具设计 4 3 1kLL 塑件模具 塑件内形径向的最小尺寸 塑件 L 故 0 15 3 7810 00550 46 4 L 模具 0 15 20 36 济源职业技术学院毕业设计 11 公式得 因为 对于塑件尺寸的模具设计 0 14 4mm 3 2 1kLL 塑件模具 塑件内腔的深度最小尺寸 塑件 L 故 0 05 2 410 00550 14 3 h 模具 0 05 4 16 1 0 11 3 2510 00550 32 4 L 内型 0 11 25 38 2 0 11 3 3010 00550 32 4 L 内型 0 11 30 41 3 0 16 3 2910 00550 48 4 L 内型 0 16 29 52 4 0 17 3 3410 00550 52 4 L 内型 0 17 34 58 0 26 3 11810 00550 78 4 L 内长 0 26 119 04 2 0 17 3 4010 00550 52 4 L 内长 0 17 40 64 1 0 19 3 4010 00550 56 4 L 内圆弧 0 19 40 46 2 0 11 3 210 00550 32 4 L 内圆弧 济源职业技术学院毕业设计 12 0 12 7 38 3 0 11 3 510 00550 34 4 L 内圆弧 0 11 2 27 2 0 17 3 4010 00550 52 4 L 内长 0 17 40 61 4 34 3 模具中孔中心距计算模具中孔中心距计算 塑件上的中心距基本尺寸 Cs 和模具上的中心距的基本尺寸 Cm 均为平均尺寸 1 Cms Cs 标注制造公差后得 1 2 z Cms Cs 两孔间的距离Cm 故 0 11 30 10 55 2 Cm 30 1650 055 济源职业技术学院毕业设计 13 5 5 注塑机参数校核 5 15 1 最大注射量校核最大注射量校核 注射机的最大注塑量应大于制品的重量或体积 包括流道及流口凝料和飞边 通常注塑机的实际注塑量最好在注塑机的最大注塑量 80 由公式得 所以 选用的注塑机最大注塑量应 浇塑件机 VVV 8 0 式中 注塑机的最大注塑量 单位 机 V 3 cm 注塑机的体积 单位 塑料 V 3 cm 该产品 V 塑件 34 78 3 cm 浇注系统体积 单位 浇 V 3 cm 该产品 8 50 浇 V 3 cm 故 34 788 50 54 10 0 80 8 VV V 塑件浇 机 所以 选择注塑机的注塑量为 125 故 满足要求 3 cm 5 25 2 锁模力校核锁模力校核 由公式得 锁机 FAP模 熔融塑料在型腔内的压力 70 90 Mpa 80 选取型腔内压力的 模 P 平均值为 35Mpa 所以 计算得 582 KN 塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和 计算为 14000mm2A 注塑机的额定锁模力 锁机 F 故 815KN 锁机 FAP模 所以选定的注塑机为 900KN 满足条件 5 35 3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核模具与注塑机安装部分相关尺寸校核 即 模具长 x 宽 拉杆间距 济源职业技术学院毕业设计 14 模具的长宽为 注塑机拉杆间距360 95 260 290 5 45 4 模具闭合高度校核模具闭合高度校核 模具实际厚度 H模 95mm 注塑机最小闭合厚度 H最小 mm200 即 H模 H最小 故满足要求 5 55 5 开模行程校核开模行程校核 我们所选的注塑机的最大行程与模具厚度有关 故注塑机的开模行程应满足下 式 最小模机 HHS mmHH105 21 因为 最小模机 HHS 300300200 200mm 12 5 103690 10136HHmm H1 推出距离 单位mm H2 包括注射系统在内的塑件高度 单位mm S机 注射机最大开模行程 故 满足要求 济源职业技术学院毕业设计 15 6 6 模具结构设计 6 16 1 制品成型位置及分型面的选择制品成型位置及分型面的选择 选择分型面时的考虑方向 1 塑件开模后留在动模上 2 分型面的痕迹不影响塑件的外观 3 浇注系统和浇口的合理安排 4 推杆的痕迹不露在塑件的外观上 5 使塑件易于脱模 根据以上的分型面选择的原则 本塑件的分型面选择在塑件的最下面 这样有 利于塑件型腔的加工 更有利于塑件的成形 而塑件的整体将在脱模后留在动模侧 而对于推杆的设计 将采用塑件的底面形状 圆弧度 的面积 这样既增大了推出 力 又减小了推杆的痕迹的存在 图 3 分型面的选择图 6 26 2 模具型腔数的确定 排列和流道布局模具型腔数的确定 排列和流道布局 与单型腔模具相比较 单型腔模具具有塑料制件的形状和尺寸一致性好 成型 的工艺条件容易控制 模具结构简单紧凑 模具制造成本低 制造周期短等特点 济源职业技术学院毕业设计 16 但是 在大批量生产的情况下 多型腔应收更为合适的形式 它可以提高生产效率 降低塑件的整体成本 型腔数目的确定 应根据塑件的几何形状及尺寸 质量 批量大小 交货长短 注射能力 模具成本等要求来考虑 根据注射机的额定锁模力 F 的要求来确定型腔数目 n 即 2 1 FpA n pA 式中 F 注射机额定锁模力 N p 型腔内塑料熔体的平均压力 MPa 分别为浇注系统和单个塑件在模具分型面上的投影面积 mm2 1 A 2 A 大多数小型件常用多型腔注射模 而高精度塑件的型腔数原则上部超过 4 个 生产中如果 交货允许 根据上述公式估算 采用一模两腔 图 4 型腔排列图 因为一模二腔 所以塑件的尺寸为竖直方向 取得标准模架的周界尺寸为 浇注系统设计及流道的布局 mm400400 浇注系统的作用就是将熔融状态的塑料均匀 迅速地输入型腔 使型腔内气体 及时排出 并且将注射压力传递到型腔的各个部分 从而得到组织紧密的制品 6 36 3 主流道 主流道衬套及定位环的设计主流道 主流道衬套及定位环的设计 济源职业技术学院毕业设计 17 主流道设在定模板上 并且位于模具的中心 与注射机喷喷嘴在同一轴线上 其为一圆锥孔 其小头正对注射机的喷嘴 因喷嘴外形为球面 所以主流道小头孔 端的外形应为一凹球面 为了配合紧密 防止溢料 凹球面的半径应比喷嘴的球面 半径略大 mm32 主流道衬套的材料常用 T8A T10A 制造 热处理后硬度为 50 55HRC 主流道 衬套与定模板采用 H7 m6 的过渡配合 主流道衬套与定位圈采用 H9 m9 的过渡配合 由于受型腔或分流道的反压力作用 主流道衬套会产生轴向定位移动 所以主流道 衬套的轴向定位要可靠 主流道设计应注意的问题 1 便于流道凝料从主流道衬套中拔出 主流道设计成圆锥形 锥角 粗糙度与喷嘴对接处设计成半球形凹坑 球半径略大于喷嘴头半 4 2 63 0 Ra 径 2 主流道要求耐高温和摩擦 要求设计成可拆卸的衬套 以便选 用优质材 料单独加工和热处理 3 衬套大端高出定模端面 并与注射机定模板的定位孔成间隙配 mm10 5 合 起定位隙作用 4 主流道衬套与塑料接触面较大时 由于腔体内反压力的作用使衬套易从 模具中退出 可设计定住 5 直角式注射机中 主流道设计在分型面上 不需沿轴线上拔出凝料可设 计成粗的圆柱形 主流道直径计算的经验公式 由公式得 4 mm K V D 式中 主浇道大头直径 Dmm 流经主浇道的熔体体积 注射量为 60V 3 cm 3 cm 因熔体材料而异的常数K 塑料种类 PSPE PPPAPCPOMCA K 值 2 5451 52 12 25 济源职业技术学院毕业设计 18 故 mmD47 4 414 3 604 图 5 主流道衬套图 表 6 定位环的尺寸参数 d116202530 d 注射机喷嘴直径 0 5 1 D 与注射机定位孔间隙配合 SR 注射机喷嘴球面半径 1 2 主流流道的大头直径确定为 因为小端直径比注射机喷嘴直径大 0 5 mm47 4 1 由上知注射机喷嘴直径为 所以可得主流道小端直径为 主流道锥度mm2mm3 一般取 根据设计计算可知锥度为 4o 所以符合主流道的选取范围 4 2 6 46 4分流道的形状及尺寸分流道的形状及尺寸 分流道的截面形状有 圆形 梯形 u 形 半圆形 矩形 分流道的长度应尽 可能的短 少弯折的减少压力损失和热量损失 分流道的表面粗糙度为 mmRa6 1 表 7 分流道截面形状和特征比较 截面形状特征 济源职业技术学院毕业设计 19 热量损失加工性能流动阻力效果 圆形小较难小最佳 U 形较小易较小良 矩形大易大不良 通过以上截面形状的对比 显然圆形截面形状效果最佳 为此选用 U 形截面形 状 多腔模中 分流道的排布 1 平衡式和非平衡式 平衡式 分流道的形状尺寸一致 非平衡式 a 靠近主流道浇口尺寸设计得大于远离主流道的浇口尺寸 b 分流道不能太细长 太细长 温度 压加体大会使离主流道较远的型腔难以 充满 c 一般需要多次修复 调理达到平衡 d 即使达到料流和填充平衡 但材料时间不相同 制品出来的尺寸和性能有差 别 对要求高的制品不宜采用 e 非平衡式分布 分流道长度短 f 如果分流道较长 可将分流道的尺寸头沿熔体前进方向稍征长作冷料穴 使 冷料不致于进入型腔 g 分流道和型腔布置时 要使用塑件投影面积总重心与注塑机锁模力的作用线 重合 U 形分流的侧面斜角常取 5o 10o 此取斜角为 6o 分流道截面形状采用 U 形且平衡分布 因为圆形分流道热量损失较小 易加工 效率较高且可保证各型腔均衡进料 从而保证塑件质量 6 R2 5 6 25 济源职业技术学院毕业设计 20 图 6 U 形分流道截面尺寸图 6 56 5 浇口的形状及其位置选择浇口的形状及其位置选择 浇口的作用是使料流加速 并控制衬料时间 控制料流状态 常用的截面形状 有圆形和矩形两种 流口不仅对塑件熔体的流动性和充模特征有关 而且与塑件的 成形质量有着密切的关系 因此浇口的形式与塑料品种要相互适应 根据各种浇口 的特征比较可以看出点浇口的各种优越性能 其浇口特征如下 点浇口的特征 1 形状简单 便于加工 而且尺寸精度容易保证 2 试模时 发现不适当 容易及时修改 3 能相对独立的控制充填速度与封闭时间 4 可用于各种塑料 5 对于壳体类塑件 流动填充效果较佳 基于塑件的特点和点浇口的特征来看选择点浇口 点浇口的直径计算公式 4 Acnd 式中 点浇口的直径 dmm 系数 依塑料种类而异 ABS 0 7n 塑料种类 PVCPE PSABSPCPOMPVAV n 值 0 90 60 80 70 70 8 依塑件壁厚而异 系数为0 2c 型腔表面积A 故 0 15 10 13d 1 51mm 表 8 点浇口尺寸参数 塑件厚度 塑料种类 5 1 3 5 13 PSPE 7 0 5 09 0 6 02 1 8 0 ABS8 0 6 00 1 7 02 1 8 0 PVCPOM 0 1 8 08 1 9 00 2 0 1 济源职业技术学院毕业设计 21 PA2 1 9 02 1 0 16 1 2 1 6 5 16 5 1 浇口位置的选择浇口位置的选择 尽量缩短流动距离 保证熔料能迅速地充满型腔 浇口开在塑件壁厚处 且应 减少熔痕 有利于型腔气体的排出 图 7 浇口位置 6 66 6 导向机构的设计导向机构的设计 当动定模合拢后就构成了型腔 为了保证动定模合拢时的导向机构 合模导 向机构 合模导向机构在模具中的作用 一是定位作用 模具每次合拢时 都有一 个唯一的准确方位 从而保证型腔的正确形状 二是导向作用 引导动定模正确闭 合 避免凸模式型芯先进入型腔而损坏 三是承受一定的侧压力 在成行过程中承 受单向侧压力 导向机构主要由导柱和导套组成 济源职业技术学院毕业设计 22 图 8 导柱导套配合形式图 6 76 7 推出机构的设计推出机构的设计 塑件在模腔中成形后 便可以从模具中取下 但在塑件取下以前 模具必须完 成一个将塑件从模腔中推出的动作 模具上完成这一动作机构称为脱模推出机构 推出机构的组成 第一部分是直接作用在塑件上将塑件推出的零件 第二部分 是用来固定推出零件的零件 有推杆固定板 推板等 第三部分是用作推出零件推 出动作的导向及和模时推迟推出零件复位的零件 推出机构应使塑件脱模时不发生 变形或损伤塑件的外观 推力的分布依脱模阻力的大小合理合理安排 推出机构的 结构力求简单 动作可靠 不发生误动作 和模时要正确复位 推板结构的设计 推板一般适用于塑料制品比较高 难于脱模的塑料注射模具 推 扳与凸模接触部分应设有一定的斜度 一般为 这样可减少推板与凸模壁的摩3 5 檫 推管结构设计 根据该塑件的特性 推管须和其它推出元件联合使用 才能够合理的推 出 使用推管的优点是推出动作均匀 可靠 塑料制品上不留明显痕迹 对于大塑件而言 因为其内型腔有两个圆孔 所以使用一般的推杆推出机构 推板推出机构等满足不了塑件脱模的要求 为此大塑件的脱模方式采用侧陷槽脱出 机构 侧陷槽是指塑件在非开模方向上的凸出或凹进部位 这些部位在脱模时必须 济源职业技术学院毕业设计 23 采用特殊的方法 推出侧凹陷机构分为用成形嵌件推出 用内倾滑块脱出 用内斜 销及滑块脱出等多中方式 根据本模具的成型特点考虑 采用推杆推出 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 采用六根推杆推 出 6 7 16 7 1 复位零件的确定复位零件的确定 为了使推出元件合模后能回到原来的位置 在设计时应考虑推出机构的复位 推出 机构中常用的复位零件有复位杆和弹簧 对于本模具的形式和结构的综合考虑 选用复位杆推出机构 6 86 8 拉料杆的形式选择拉料杆的形式选择 拉料杆可分为球形拉料杆 z 形拉料杆和薄片式拉料杆 根据对各种拉料杆的 对比分析和对本模具成型特点考虑用 z 形拉料杆 图 9 z 形拉料杆尺寸及形状图 拉料杆的材料为 T8 进行热处理时头部硬度为 HRC50 55 配合部分粗糙度为 Ra0 8um 6 96 9 模具排气槽设计模具排气槽设计 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空气及塑料受热 而产生的气体 如果气体不能顺利地排出 塑件会由于填充不足而出现气泡 接缝 式表面轮廓不清等缺陷 甚至气体受压而产生高温 使塑件焦化 为此设置排气槽 是很有必要的 通常排气槽设计有多种方式 通过对模具型腔的研究 采用利用配 合间隙排气的方式为最优 因此在分型面与模板间的配合间隙进行排气 间隙值为 0 03 济源职业技术学院毕业设计 24 7 7 模具冷却系统计算 冷却回路的设计应做到回路系统内流动的介质能充分吸收成形塑件所传导的热 量 使模具成形表面的温度稳定地保持在所需的温度范围内 并且要做到使冷却介质 在回路系统内流动畅通 无滞留部位 7 17 1 冷却回路所需的总面积计算冷却回路所需的总面积计算 冷却回路所需总表面积可按下式计算 WM Mq A 3600 式中 冷却回路总表面积 A 2 m 单位时间内注入模具中树脂的质量 M h kg 单位质量树脂在模具内释放的热量 值可查表 q Kg J q 冷却水的表面传热系数 Km W 2 模具成形表面的温度 M 冷却水的平均温度 W ABS 成形时放出的热量 5 5 9 10 J q Kg 故 0 0234 3600 mw Mq A 冷却水的表面传热系数可用下式计算 2 0 8 0 d 式中 冷却水的表面传热系数 Km W 2 冷却水在该温度下的密度 3 m Kg 冷却水的流速 s m 冷却水孔直径 dm 济源职业技术学院毕业设计 25 与冷却水温度有关的物理系数 值查表 7 1 表 9 水的值与其温度的关系 平均水 温 5101520253035404556 值 6 166 607 067 507 958 408 849 289 66 10 0 5 故 0 8 33 5 0 2 1 101 17 10 7 065 05 10 0 008 Km W 2 7 27 2 冷却回路的总长度的计算冷却回路的总长度的计算 冷却回路总长度可用下式计算 d A L 1000 式中 冷却回路总长度 Lm 冷却回路总表面积 A 2 m 冷却水孔直径 dmm 故 1000 0 0234 1 3 3 14 8 Lm 确定冷却水孔的直径时应注意 无论多大的模具 水孔的直径不能大于 14 否则冷却水难以成为湍流状态 以致降低热交换效率 一般水孔的直径可mm 根据塑件的平均壁厚来确定 平均壁厚为 2时 水孔直径可取 10 14 本mmmm 模具取 10 所以由模具的长度可知需要排布 8 根水道才满足冷却水道长度要求 mm 济源职业技术学院毕业设计 26 图 10 冷却水道排布图 7 37 3 冷却水体积流量的计算冷却水体积流量的计算 塑料树脂传给模具的热量与自然对流散发到空气中的模具热量 辐射散发到空 气中的模具热量及模具传给注射机热量的差值 即为用冷却水扩散的模具热量 假 如塑料树脂在模内释放的热量全部由冷却水传导的话 即忽略其他传热因素 那么 模具所需的冷却水体积流量则可由公式计算 21 60 c Mq qV 式中 冷却水体积流量 v q min 3 m 单位时间注射入模具内的树脂质量 M h kg 单位质量树脂在模具内释放的热量 q Kg J 冷却水比热容 c KKg J 冷却水的密度 3 m Kg 冷却水出口处温度 1 冷却水入口处温度 2 min 1008 0 20561000102 460 109 5 4 122 3 3 3 3 m qV 当注射成形工艺要求模具温度在 80 以上时 模具必需有加热装置 由于 ABS 济源职业技术学院毕业设计 27 注射成形工艺要求模具温度在 50 70 因此模具中不用设置加热装置即可满足需 要 济源职业技术学院毕业设计 28 8 8 注射模零件及总装技术要求 8 18 1 零件的技术要求零件的技术要求 塑料注射模具应优先按 GB T12555 1 90 和 GB4169 1 11 选用标准模架和标准 件 模具成形零件 材料和热处理要求 优先按表 10 内容选用 表 10 模具成形零件优先选用材料和热处理硬度参数 模具材料热处理硬度 零件名称 牌号标准号 HBSHRC Q235GB699216 26040 45 4CrGB3077216 26040 45 40CrNiMOAGB3077216 26040 45 3Cr2MoGB1299 预硬状态 35 45 4Cr 5MoSiV1GB1299246 28045 55 型腔 型芯定 模镶件 动模 镶件 活动镶 件 3Cr13GB1220246 28045 55 8 28 2 总装技术要求总装技术要求 表 11 总装技术要求 条目编号条目内容 1 定模 式定模板 与动模 式动模应板 安装平面的平行度按 GB T12555 2 和 GB T125556 2 规定 2 导柱 导套对定 动模安装面 式定 动模座半安装面 的垂直度按 GB T12555 2 和 GB T125556 2 3 模具所有活动部分应保证位置准确动作可靠 不得有歪斜和卡滞现象 要 求固定的零件不得相对窜动 4 塑件的嵌件或机外脱模的成形零件在模具上安放位置应定位准确 安放可 靠 具有防止错位措施 5 流道转接处应光滑圆弧连接 镶拼处应密合 浇注系统表面粗糙度为 Ra 0 8um 6 热流道模具 其浇注系统不允许有树脂泄露现象 7 滑块运动应平稳 合模后镶块应压紧 接触面积不少于 3 4 开模后定位准 确可靠 济源职业技术学院毕业设计 29 合模后分型面应紧密结合 成形部位的固定镶件配合处应紧密贴合 其间 隙应小于塑料的额最大不落料间隙 其值应符合如下规定 塑料流动性好一般较差 8 塑料间隙 mm 0 03 0 05 0 08 9 冷却加热 不包括电加热 系统应畅通 不应有泄漏现象 10 气动式液压系统应畅通 不应有泄漏现象 11 电气系统应绝缘可靠 不允许有漏电式短路现象 12 在模具上装有吊环螺钉时 应用符号 GB825 的规定 13 分型面上应尽可能避免有螺钉式销钉的穿孔 以免积存溢料 济源职业技术学院毕业设计 30 9 9 模具装配图及工作原理 济源职业技术学院毕业设计 31 图 11 总装图 1 动模板2 定模板 3 冷却水道 4 定模座板 5 定位圈 6 浇口套 7 凸模 8 导 柱 9 导套 10 动模座板 11 支撑板 12 支撑柱 13 推板 14 推杆固定板 15 拉料杆 16