基于UG的相机壳注塑模设计.doc

机械 机电 模具 数控毕业 课程设计 QQ 2947387549 现成资料 CAD Proe Solidworks 图 另可定制 机械 机电 模具 数控毕业 课程设计 QQ 2947387549 现成资料 CAD Proe Solidworks 图 另可定制 南 京 工 程 学 院 毕业设计说明书 论文 作 者 潘涛潘涛 学 号 088810202018088810202018 学 院 江苏财经职业技术学院江苏财经职业技术学院 专 业 数控加工与模具设计数控加工与模具设计 题 目 基于基于 UGUG 的相机壳注塑模设计的相机壳注塑模设计 指导者 评阅者 2012 年 4 月 淮安 机械 机电 模具 数控毕业 课程设计 QQ 2947387549 现成资料 CAD Proe Solidworks 图 另可定制 第 I 页 毕毕业业设设计计说说明明书书 论论文文 中中文文摘摘要要 模具是工业生产的重要工艺装备 在现代工业生产中 60 90 的工业产 品需要使用模具 模具工业已成为工业发展的基础 许多新产品的研制与开发 在很大程度上依赖于模具的生产 因此 研究和发展模具技术 提高模具水平 对促进国民经济的发展有着特别重要的意义 本文根据 相机外壳 的结构特点及技术要求 通过一系列 的注射模设计 流程 设计了带侧抽芯的塑料模具 并利用UG与Moldflow软件对其进行 了分析 对 塑件进行了工艺分析 确定了塑件的尺寸及结构 在模具的 设计中详细介绍了 斜导柱 型芯 型腔等零部件的设计与制造 以及注 射机和模架的选择 关键词 相机外壳 注射模 侧抽芯 Moldflow 机械 机电 模具 数控毕业 课程设计 QQ 2947387549 现成资料 CAD Proe Solidworks 图 另可定制 第 II 页 毕毕业业设设计计说说明明书书 论论文文 外外文文摘摘要要 Title Injection Mold Design of Camera Cover Based on UG Abstract Mold is important process equipment of industrial production in the modern industrial production 60 90 of industrial products need to use mold the mold industry has become the foundation of industrial development research and development of many new products are largely dependent on mold Therefore the research and the development of mold technology are significant to promote the development of the national economy This paper completes a series of injection mold design process and designs the plastic mold with side core pulling based on the structural features and technical requirements of camera cover The software of UG and Moldflow are used to analyze the mold Plastic parts are analyzed in the design process at the same time the size and structure of the plastic parts are determined The design and manufacturing of slanted guide pillar mould core cavity and other parts are introduced in detail as well as the injection molding machine is chosen correctly Keywords camera cover injection mold side core pulling Moldflow 南京工程学院毕业设计说明书 论文 第 III 页 目目 录录 前言前言 1 第一章第一章 塑料模的功能塑料模的功能 2 第二章第二章 塑件成型工艺分析塑件成型工艺分析 3 2 1 拟定制品成型工艺 3 2 2 热塑性塑料 ABS 的注射成型工艺 3 2 2 1 ABS 的注射成型工艺参数 3 2 2 2 ABS 材料综合性能分析 4 第三章第三章 拟定模具结构形式拟定模具结构形式 6 3 1 分型面位置的确定 6 3 2 确定型腔数量及排列方式 7 第四章第四章 注塑机型号的确定注塑机型号的确定 8 4 1 注射量的计算 8 4 2 塑件和流道凝料在分型面上的投影及所需锁模力的计算 8 4 3 选择注射机 9 4 4 有关参数的校核 10 第五章第五章 浇注系统形式和浇口的设计浇注系统形式和浇口的设计 12 5 1 浇注系统的设计 12 5 1 1 主流道设计 12 5 1 2 分流道的设计 14 5 2 浇口的设计 16 5 2 1 浇口设计的技术要求 17 5 2 2 浇口尺寸的确定 19 5 3 冷料穴的设计 20 5 4 拉料杆的设计 22 5 5 浇注系统的平衡 22 5 5 1 分流道平衡 22 5 5 2 浇口平衡 23 第六章第六章 模架的确定和标准件的选用模架的确定和标准件的选用 24 6 1 模具各个板料尺寸的确定 25 南京工程学院毕业设计说明书 论文 第 IV 页 6 1 1 定模座板 25 6 1 2 定模板 型腔板 25 6 1 3 动模板 25 6 1 4 推件板 25 6 1 5 动模垫板 25 6 1 6 垫块 26 6 1 7 动模座板 26 第七章第七章 合模导向机构的设计合模导向机构的设计 27 7 1 导向结构的总体设计 27 7 1 1 导柱的设计 27 7 1 2 导套的设计 28 第八章第八章 脱模推出机构的设计脱模推出机构的设计 30 8 1 脱模推出机构的设计原则 30 8 2 制品推出的基本方式 30 8 3 塑件的推出机构 30 8 4 推件板推出机构设计要点 31 8 5 复位机构设计 33 第九章第九章 抽芯机构设计抽芯机构设计 34 9 1 侧向分型与抽芯机构的分类 34 9 2 斜导柱抽芯机构的设计 34 9 2 1 斜导柱的倾斜角的确定 35 9 2 2 侧向抽心力的计算 35 9 2 3 斜导柱的弯曲力的计算 36 9 2 4 斜导柱直径的计算 36 9 2 5 斜导柱的长度计算 38 9 2 6 锁紧楔的设计 38 第十章第十章 成型零部件的设计成型零部件的设计 39 10 1 成型零件的结构设计 39 10 1 1 凹模的结构设计 39 10 1 2 凸模的结构设计 40 10 2 成型零件工作尺寸的计算 41 10 2 1 影响工作尺寸的因素 41 10 2 2 成型零件工作尺寸的计算 41 10 3 成型零件强度计算 44 10 3 1 型腔侧壁厚度计算 44 南京工程学院毕业设计说明书 论文 第 V 页 第十一章第十一章 排气系统的设计排气系统的设计 47 11 1 排气设计的要点 47 11 2 排气系统的几种方式 47 12 2 1 冷却水道开设的技术要点 48 12 2 2 冷却回路的布置 48 第十二章第十二章 温度调节系统设计温度调节系统设计 49 12 1 加热系统设计 49 12 2 冷却系统设计 49 12 3 型芯的冷却 50 12 4 冷却系统的有关计算 50 结束语结束语 52 致致 谢谢 53 参考文献参考文献 54 南京工程学院毕业设计说明书 论文 第 1 页 前前 言言 毕业设计是大学的最后一个教学环节 是对大学所学知识的综合运用 是 对我们以前所学 理论知识和技能的一次综合性训练 模具是工业生产中 应用极 为广泛的重要工艺装备 采用模具生产制品及零件 具有生产效率高 节约原 材料 成本低廉 保证质量等一系列优点 模具生产是现代工业生产的重要手 段和主要发展方向 本设计的课题是 相机外壳注塑模模具设计 在此次设计中 主要用到所学 的注塑模设计 机械设计 UG 和 Moldflow 等软件应用的相关知识 需要对注 射模设计的一般流程进行分析 即注射成型的分析 注射机的选择及相关参数 的校核 模具的结构设计 注射模具设计的有关计算 模具总体尺寸的确定与结 构草图的绘制 模具结构总装图和零件工作图的绘制 全面审核投产制造等 其中模具结构的设计既是重点又是难点 主要包括成型位置及分型面的选择 模具型腔数目的确定 型腔的排列布局 流道布局以及浇口位置的选择 模具 工作零件的结构设计 侧向分型及抽芯机构的设计 推出机构的设计 拉料杆 的形式选择 排气方式设计等 要教好的完成 毕业设计 必须要掌握 模具设计 的过程 学习如何查阅相关资料和怎样解决在实际工作中遇到的实际问题 总 之 这次毕业设计能够为我们以后从事模具职业打下良好的基础 南京工程学院毕业设计说明书 论文 第 2 页 第一章第一章 塑料模的功能塑料模的功能 近年来 中国塑料模具发展速度相当快 目前 塑料模具在整个模具行业中所 占比重约为 30 随着中国汽车 家电 电子通讯 各种建材迅速发展 预计在未 来模具市场中 塑料模具占模具总量的比例仍将逐步提高 且发展速度将快于其他 模具 以汽车工业为例 随着汽车产销量高速增长 汽车模具潜在市场十分巨大 据介绍 在生产汽车时 各种功能性零部件都要靠模具成型 仅制造一款普通轿车 约需 200 多件内饰件模具 而制造保险杠 仪表盘 油箱 方向盘等所需的大中型 塑料模具 从模具行业生产能力看 目前满足率仅约 50 在建筑领域 塑料建材 大量替代传统材料也是大势所趋 预计 2010 年全国塑料门窗和塑管普及率将达到 30 50 塑料排水管市场占有率将超过 50 都会大大增加对模具的需求量 应 该说 塑料模具的应用潜力是不可低估的 专家预测 大型 精密 设计合理的注 塑模具将受到市场普遍欢迎 与全国塑料加工业区域分布相类似 珠三角 长三角的塑料制品加工业位居前 列 浙江 江苏和广东塑料模具产值在全国模具总产值中的比例也占到 70 现在 这 3 个省份的不少企业已意识到塑模业的无限商机 正积极组织模具产品的开发制 造 最近 由杭州娃哈哈集团精密机械制造公司研制的多腔防盗瓶盖注塑模具通过 浙江省省级鉴定 该模具采用的三次顶出强制脱模技术 平衡式热流道系统 瓶盖 模通用模架具有较强的创新性 模具性能和质量达到国内领先水平 然而 塑料模具尽管成为时下最为诱人的 奶酪 但樱桃好吃树难栽 由于 塑料零配件形状复杂 设计灵活 对模具材料 设计水平及加工设备均有较高要求 并不是人人都可以轻易涉足的 专家认为 目前中国与国外水平相比还存在较大差 距 眼前需尽快突破制约模具产业发展的三大瓶颈 一是加大塑料材料与注塑工艺 的研发力度 二是塑模企业应向园区发展 加快资源整合 三是模具试模结果检验 等工装水平必须尽快跟上 否则塑料模具发展将受到制约 专家指出 面对国外先进技术与高质量制品的挑战 中国塑模企业不仅要加快 产业集群化 发挥规模效应 还要注重模具产业链的前端研发 人才建设和产业链 后端的检测以及信息服务 尽快缩短技术 管理 工装水平与国际水准的差距 这 是塑料模具企业在发展中必须解决的重要问题 南京工程学院毕业设计说明书 论文 第 3 页 第二章第二章 塑件成型工艺分析塑件成型工艺分析 2 12 1 拟定制品成型工艺拟定制品成型工艺 该制品是 相机外壳 如图 2 1 所示 生产批量大 材料为丙烯腈 丁二苯 苯乙烯共聚物 ABS 该材料 具有良好的综合力学性能 成型工艺性能好 可以注射成型 工艺性与结构分析 精度等级 采用一般精度 3 级 塑件内孔以型芯小端为准 塑件外形以型腔大端为准 一般情况下 脱模斜度不包括在塑件的公差范围内 当要求开模后塑件 留在型芯上 时 塑件内表面的脱模斜度应不大于塑件外表面的脱模斜度 图 2 1 塑件 2 22 2 热塑性塑料热塑性塑料 ABSABS 的注射成型工艺的注射成型工艺 注射成型工艺过程 1 预烘干 装入料斗 预塑化 注射装置准备注射 注射 保压 冷 却 脱模 塑件送下工序 2 预热 清理模具 涂脱模剂 合模 注射 2 2 12 2 1 ABSABS 的注射成型工艺参数的注射成型工艺参数 1 注射机 螺杆式 南京工程学院毕业设计说明书 论文 第 4 页 2 螺杆转速 r min 20 40 3 预热和干燥 温度 C 80 85 时间 h 2 3 4 料筒温度 C 后段 150 170 中段 165 180 前段 180 200 5 喷嘴温度 C 170 180 喷嘴形式 自锁式 6 模具温度 C 50 80 7 注射压力 MPa 60 100 8 成型时间 s 注射 0 5 保压 20 50 成型周期 30 50 冷却 20 40 9 后处理 方法 红外线 灯烘箱 温度 C 70 100 时间 h 0 3 1 2 2 22 2 2 ABSABS 材料综合性能分析材料综合性能分析 1 ABS 属于热塑性材料 具有良好的力学强度和一定的耐腐蚀性 2 相容性 吸湿性 流动性良好 对温度 敏感 宜采用点浇口 有效 的增大塑料熔体的剪切速率并产生较大的剪切热 流动性增加 利于充填 3 有较高的冲击强度和表面硬度 热变形温度较高 尺寸稳定性好易于 成型加工 4 成型的压力较高 塑料上的脱模斜度宜稍大 5 ABS 易吸水 成型加工前应进行干燥处理 6 易产生熔接痕 设计时尽量减小浇注系统对料流的阻力 ABS 的综合性能如下表所示 南京工程学院毕业设计说明书 论文 第 5 页 表 2 1 ABS 综合性能 性能名称数 值性能名称数 值 密度 g cm 1 05 弹性模量 MPa 1 8X10 4 比容 cm g 0 86 0 98 弯曲强度 MPa 80 吸水率 24h 0 2 0 45 硬度 HB 9 7 R121 收缩率 0 4 0 7 体积电阻率 cm 16 10 9 6 熔点 C 130 160 击穿电压 Kv mm 15 7 19 7 热变形温度 C 70 107 冲击强度 kJ m 无缺口 不断 缺口 48 抗拉屈服强度 MPa 500 介电系数 60Hz 60Hz3 7 南京工程学院毕业设计说明书 论文 第 6 页 第三章第三章 拟定模具结构形式拟定模具结构形式 3 13 1 分型面位置的确定分型面位置的确定 分型面即打开模具取出塑件或取出浇注系统凝料的面 分型面的位置影响着 成型零部件的结构形状 型腔的排气情况也与分型面的开设密切相关 分型面的选择应注意以下几点 A 不影响塑件外观 尤其是对外观有明确要求的制品 B 有利于保证塑件的精度要求 C 有利于模具加工 特别是型腔的加工 D 有利于浇注系统 排气系统 冷却系统的设计 E 便于制件的脱模 尽量使塑件开模时留在动模一边 1 多型腔单分型面模具 塑件外观质量要求不高 尺寸精度要求一般的 小型塑件 可采用此结构 2 多型腔多分型面模具 塑件外观质量要求高 尺寸精度要求一般的小 型塑件 可采用此结构 该塑件外观质量要求较高 并可以看出 分型面的位置 塑件推出机构的痕 迹 浇口 为点浇口 可初步拟定 两型腔双分型面的结构 根据塑件的结构形式 分型面选为 双分型面 如图 3 1 所示 图 3 1 分型面位置 南京工程学院毕业设计说明书 论文 第 7 页 3 23 2 确定型腔数量及排列方式确定型腔数量及排列方式 一般来说 精度要求高的小型塑件和中大型塑件优先采用一模一腔的结构 对于精度要求不高的小型塑件 形状简单 又是大批量生产时 若采用多型腔 模具可提供独特的优越条件 使生产效率大为提高 塑料相机外壳 塑件属于小型塑件 大批量生产 该塑件精度要求不高 又 是大批大量生产 可以采用一模多腔的形式 考虑到模具制造费用低一点 设 备运转费用小一点 根据塑件的形状 以及塑件材料ABS 的综合性能 本设 计采用一模 两腔的形式 南京工程学院毕业设计说明书 论文 第 8 页 第四章第四章 注塑机型号的确定注塑机型号的确定 注射机规格的确定主要是根据塑件的大小及型腔的数目和排列方式 在确定 模具结构型式及初步估算外形尺寸的前提下 设计人员应对模具所需的注射量 锁模力 注射压力 拉杆间距 最大 最小模具厚度 推出型式 推出位置 推出行程 开模距离等进行计算 根据这些参数选择一台和模具相匹配的注塑 机 倘若用户已提供了注射机的型号和规格 设计人员必须对其进行校核 若 不能满足要求 则必须自己调整或与用户取得商量调整 4 14 1 注射量的计算注射量的计算 通过 UG 建模分析 可得出塑件质量为 115 克 塑件体积m1为 118 33 流 3 cm 道凝料m2还是个未知数 可按塑件质量的 0 6 倍来计算 从上述分析中确定型腔为 一模两腔 所以注射量为 按体积算 Q 4 1 塑件 nq6 1 1 6 2 118 33 378 656 3 cm 按质量算 M 1 6nm1 4 2 1 6 2 115 368g 4 24 2 塑件和流道凝料在分型面上的投影及所需锁模力的计算塑件和流道凝料在分型面上的投影及所需锁模力的计算 流道凝料 包括浇口 在分型面上的投影面积A 在模具设计前是个未知数 根据多型腔模的统计分析 大概是每个塑件在分型面上的投影的0 2 0 5 倍 因此可以采用 0 4nA1 来进行估算 所以 A nA1 0 4nA1 4 3 1 4nA1 30862 10 其中 A1 11022 18 2 mm 2 mm 南京工程学院毕业设计说明书 论文 第 9 页 F AP 4 4 30862 10 95 2931 8995KN 式中 型腔压力 P 取 95Mpa 4 34 3 选择注射机选择注射机 塑件成型所需要的注射量应小于所选注射机的注射容量 可按注射容量 锁模力 模具闭合时的厚度等来确定注射机的型号 根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值 确定选用XS ZY 250 卧 式注射机 其参数如表 4 1 所示 表 4 1 XS ZY 250 卧式注射机主要技术参数 名 称单 位数 值名 称单 位数 值 公称注射量 3 cm250模板尺寸mm598 520 螺杆 柱塞 直径 mm50拉杆空间mm448 370 注射压力MPa130合模方式增压式 注射行程mm160油泵流量L min180 12 注射时间s2油泵压力N min650 螺杆转数R min 25 31 39 58 32 89 机器外形 尺寸 m4 7 1 0 1 815 注射方式螺杆式 螺杆驱动 功率 kW5 5 合模力kN1800加热功率kW9 83 最大成型面 积 3 cm500机器重量t4 5 模板最大行 程 mm500 电动机功 率 kW18 5 模具最大厚 度 mm350 资料提供 单位 上海塑机厂 模具最小厚 度 mm200 喷嘴球半径mm18 喷嘴孔直径mm4 南京工程学院毕业设计说明书 论文 第 10 页 2 1 FpA n pA 4 44 4 有关参数的校核有关参数的校核 1 型腔数量的校核 1 由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔数 n 4 5 2 1 3600m m kMt n 0 8 18 40 3600 3600 0 6 2 12 55 118 33 4 74 2 所以 所设定的型腔数符合要求 合格 上式中 k 注射机最大注射量的利用系数 一般取0 8 M 注射机的额定塑化量 取 18g s t 成型周期 取 40s 其它的安装尺寸的校核要待模架选定 结构尺寸确定之后方可进行 2 按注射机的最大注射量校核型腔数量n 5 15 4 6 1 2 m mkM n n 上式右边 5 152 符合要求 式中 Mn 注射机允许的最大注射量 g 或 cm 3 按注射机的额定锁模力校核型腔数量 n 4 7 上式右边 2 362 符合要求 式中 F 注射机的额定锁模力 N A1 单个塑件在模具分型面上的投影面积 mm A2 浇注系统在模具分型面上的投影面积 mm P 塑料熔体对型腔的成型压力 MPa 一般是注射压力的 80 2 注射机的校核 1 注射压力的校核 该注射机的注射压力为130MPa ABS 的注射压力 为 70 100 所以能够满足要求 南京工程学院毕业设计说明书 论文 第 11 页 2 注射量以及锁模力在上面已经校核 符合要求 模具厚度的校核 模具厚度H 必须满足 Hmin max 4 8 该模具厚度为 H 30 20 35 30 30 110 90 345mm 符合要求 式中 Hmin 注射机允许的最小模厚 即动 定模板之间的最小开距 Hmax 注射机允许的最大模厚 3 开模行程的校核 SmaxS H1 H2 a 5 10 4 9 上式右边 S 100 100 20 6 226mm 符合要求 式中 Smax 注射机最大开模行程 mm H1 推出距离 脱模距离 mm H2 包括浇注系统在内的塑件高度 mm 南京工程学院毕业设计说明书 论文 第 12 页 第五章第五章 浇注系统形式和浇口的设计浇注系统形式和浇口的设计 浇注系统是塑料熔体从注射机喷嘴射出后达到型腔之前在模具内流经的通道 它分为普通流道浇注系统和无流道凝料 热流道 浇注系统 该模具采用普通流道浇注系统 其包括 主流道 分流道 冷料井 浇口 5 15 1 浇注系统的设计浇注系统的设计 浇注系统是指从注射机的喷嘴到模具型腔的浇口这一段塑料流动的信道称为 浇注系统 浇注系统由主浇道 分流道 冷料穴 浇口等组成 1 浇注系统设计原则 1 了解塑料的成型能和塑料熔体的流动特性 2 热量及压力损失要小 为此浇注系统流程应尽可能短 截面尺寸应尽 可能大 弯折尽量少 表面粗糙度要低 3 浇注系统应结合型腔布局同时考虑均衡进料 4 塑料耗量要少 满足各型腔充满的前提下 浇注系统容积尽量小 以 减少塑料耗量 5 消除冷料 浇注系统应能收集温度较低的 冷料 6 浇注系统设计应有利于良好的排气 7 防止塑件出现缺陷 避免熔体出现充填不足或塑件出现气孔 缩孔 残余应力 8 便于修整浇口 保证塑件外观质量 9 较高的生产效率 10 流动距离比和流动面积比的校核 避免充填不足现象的发生 5 1 15 1 1 主流道设计主流道设计 1 主流道是喷嘴熔融状态的塑料进入模具型腔时的首段信道 它的形状和 南京工程学院毕业设计说明书 论文 第 13 页 尺寸直接影响塑料的流动速度及填充时间 主流道一般呈圆锥形 锥度一般为 2 4 度 其小端直径应大于喷嘴直径0 5 1mm 以便补偿与喷嘴对中的误差 主流道的最佳长度一般为 20 40mm 根据所选注射机 小端尺寸直径应为 d 注射机喷嘴尺寸 0 5 1 5 1 4 0 5 1 4 5 5 5 mm 主流道球面半径应为 R 喷嘴球面半径 1 2 5 2 18 2 20 mm 球面配合高度 h 3 5 取 h 3 mm 2 主流道衬套的设计 主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触 属易损件 对材料要求较严 因 而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套 以便有效 的选用优质钢材单独进行加工和热处理 一般采用碳素工具钢 如 T8A T10A 等 热处理硬度为 53 57HRC 主流道衬套和定位圈设计成整体式 用于中小型模具 大型模具设计成分体式 该模具采用整体式 为了便于加工和缩短主流道长度 衬套和定位圈设计成整体式 主流道 长度取 35 约等于定模板 型腔板 的厚度 见模架的确定和装配图 南京工程学院毕业设计说明书 论文 第 14 页 图 5 1 主流道衬套 3 主流道凝料有关计算 主流道凝料体积为 Q d L 5 3 4 35 4 68 2 1346 275 mm 1 346 cm 主流道剪切速率校核 由经验公式 3 3 3 n R q 3 3 3 196 346 3 14 3 5 4804 37在 500 5000之间 1 s 1 s 1 s 式中 塑件浇道 qqq 主 q 195 1 346 196 346 R 6 8 2 2 南京工程学院毕业设计说明书 论文 第 15 页 3 5 mm 生产实践表明 当注射模具主流道的剪切速率在 500 5000之间 所成 1 s 1 s 型的塑件的质量较好 所以本设计的主流道剪切速率符合要求 5 1 25 1 2 分流道的设计分流道的设计 1 分流道布置形式 分流道为主流道和浇口之间的流动通道 一般开设在分型面上 起分流和转向 作用 分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置 分流道的设计应尽可 能短 以减少压力损失 热量损失和流道凝料 常用的分流道截面有圆形 梯形 U 形和六角形等 如图 5 2 所示 5 2 常用流道截面形状 ABS塑料的分流道断面直径的推荐值为4 8 9 5mm 要减少流道内的压力损失 希望流道的截面积大 表面积小 以减小传热损失 因此 可以用流道的截面积与 周长的比值来表示流道的效率 其中圆形和正方形的效率最高 但正方形的流道凝 料脱模困难 所以一般是制成半圆形流道 2 分流道的截面尺寸 为了便于机械加工及凝料脱模 本设计的分流道设置在A 分型面上 截面 形状采用加工工艺比较好的 半圆形截面 半圆形截面对塑料熔体流动阻力不大 本设计有三级分流道 第一级 半径为 6mm 的半圆形流道 南京工程学院毕业设计说明书 论文 第 16 页 第二级 半径为 4mm 的半圆形流道 第三级 始端直径为 5mm 终端直径为 2mm 的锥形流道 流道截面形状及尺寸如图 5 3 所示 图 5 3 流道截面图 从理论上第二级分流道的截面尺寸 要比第一级分流道截面尺寸小10 3 分流道的有关计算 分流道凝料体积 分流道长度第一级 72 第二级 26 第三级 12 1 L 2 L 3 L 分流道截面积 56 52 25 12 1 S 2 S 分流道凝料体积 72 56 52 4069 44 1 q 3 mm 25 12 26 653 12 2 q 3 mm 12 2 3 q 2 52 42 230 79 3 mm 4953 35 123 qqqq 3 mm 分流道剪切速率校核 根据经验公式 3372 21 5 4 3 3 3 n R q 1 S 在 500 5000 剪切速率校核合理 1 S 1 S 其中 q 4 95 3 cm 式中 q 分流道的体积流量 cm3 s 工程中常采用经验公式来计算 Rn 分流道截面的当量半径 cm 5 5 22 33 22 0 064 0 1992 2 51 n A Rcm L 南京工程学院毕业设计说明书 论文 第 17 页 式中 Rn 假想圆形流道的当量半径 cm A 实际流道的截面面积 2 cm L 实际流道截面积的周边长度 cm 分流道的表面粗糙度 分流道的表面粗糙度要求不是很低 一般取0 8um 1 6um 即可 因此 本 设计取 1 5um 分流道的布置形式 分流道在分型面上的布置与前面所述型腔排列密切相关 有多种不同的布置 形式 但应遵循两方面原则 即一方面排列紧凑 缩小模具板面尺寸 另一方 面流程尽量短 锁模力力求平衡 本模具的流道布置形式采用平衡式 5 25 2 浇口的设计浇口的设计 浇口 又称进料口 是分流道与型腔之间的狭窄部分 也是浇注系统中最小 部分 它使塑料熔体的流速产生加速度 以利于迅速充满型腔 同时还起封闭 型腔防止熔体倒流的作用 并在成型后使浇口凝料与塑件易于分离 根据塑件的外部特征 外观表面质量要求比较高 要求看不到浇口的痕迹 塑件的外表面是光滑的 因此本设计采用 点浇口 点浇口的优点 这类浇口由于前后两端存在较大压力差 能有效的增大塑 料熔体的剪切速率并产生较大的剪切热 从而导致熔体的表观粘度下降 流动 性增加 利于充填 因而对于薄壁塑件成型有利 且去除浇口后残留痕迹小 已取得浇注系统平衡 利于自动化操作 模具结够简单 点浇口的缺点 点浇口成型塑件压力损失大 收缩大 塑件易变形 不利 于成型流动性差及热敏材料 不利于成型平薄易变形及形状复杂的塑件 同时 在定模部分需另加一个分型面 以便浇口凝料脱模 5 5 2 2 1 1 浇浇口口设设计计的的技技术术要要求求 1 浇口位置的选择应遵循的原则 1 避免制件上产生喷射等缺陷 避免喷射有两种方法 a 加大浇口截 南京工程学院毕业设计说明书 论文 第 18 页 面尺寸 降低熔体流速 b 采用冲击型浇口 改善塑料熔体流动状况 该 模具采用方法 a 2 浇口应开设在塑件截面最厚处 3 有利于塑件熔体流动 4 有利于型腔排气 5 考虑塑件使用时的载荷状况 6 减少或避免塑件的熔接痕 7 考虑分子取向对塑件性能的影响 8 考虑浇口位置和数目对塑件成型尺寸的影响 9 防止将型芯或嵌件挤歪变形 2 浇口设计的基本要点 1 尽量缩短流动距离 浇口位置的安排应保证塑料熔体迅速和均匀地充填 模具型腔 尽量缩短熔体的流动距离 减少压力损失 有利于排除模具型腔中 的气体 这对大型塑件更为重要 2 浇口应设在塑件制品断面较厚的部位 当塑件的壁厚相差较大时 若 将浇口开设在塑件的薄壁处 这时塑料熔体进入型腔后 不但流动阻力大 而 且还易冷却 以致影响了熔体的流动距离 难以保证其充满整个型腔 另外从 补缩的角度考虑 塑件截面最厚的部位经常是塑料熔体最晚固化的地方 若浇 口开设在薄壁处 则厚壁处极易因液态体积收缩得不到收缩而形成表面凹陷或 真空泡 因此为保证塑料熔体的充分流动性 也为了有利于压力有效地传递和 比较容易进行因液态体积收缩时所需的补料 一般浇口的位置应开设在塑件壁 最厚处 3 必须尽量减少或避免熔接痕 由于成型零件或浇口位置的原因 有时 塑料充填型腔时造成两股或多股熔体的汇合 汇合之处 在塑件上就形成熔接 痕 熔接痕降低塑件的强度 并有损于外观质量 这在成型玻璃纤维增强塑料 的制件时尤为严重 有时为了增加熔体的汇合 汇合之处 在塑件上就形成熔 接痕 熔接痕降低塑件的强度 并有损于外观质量 这在成型玻璃纤维增强塑 料的制件时尤其严重 一般采用直接浇口 点浇口 环形浇口等可以避免熔接 痕的产生 有时为了增加熔体汇合处的溶接牢度 可以在溶接处外侧设一冷料 穴 使前锋冷料引如其内 以提高熔接强度 在选择浇口位置时 还应考虑熔 南京工程学院毕业设计说明书 论文 第 19 页 接的方位对塑件质量及强度的不同影响 4 应有利于型腔中气体的排除 要避免从容易造成气体滞留的方向开设 浇口 如果这一要求不能充分满足 在塑件上不是出现缺料 气泡就是出现焦 斑 同时熔体充填时也不顺畅 虽然有时可用排气系统来解决 但在选择浇口 位置时应先行加以考虑 5 考虑分子定向影响 充填模具型腔期间 热塑性塑料会在流动方向上 2 呈现一定的分子取向 这将影响塑件的性能 对某一塑件而言 垂直流向和平 行于流向的强度 应力开裂倾向等都是有差别的 一般在垂直于流向的方位上 强度降低 容易产生应力开裂 6 避免产生喷射和蠕动 蛇形流 塑料熔体的流动主要受塑件的形状 和尺寸以及浇口的位置和尺寸的支配 良好的流动将保证模具型腔的均匀充填 并防止分层 塑料溅射进入型腔可能增加表面缺陷 流线 熔体破裂及气 如 果通过一个狭窄的浇口充填一个相对较大的型腔 这种流动影响便可能出现 特别是在使用低粘度塑料熔体时更应注意 通过扩大尺寸或采用冲击型浇口 使料流直接流向型腔壁或粗大型芯 可以防止喷射和蠕动 7 浇口与塑件连接得部位应成R0 5 的圆角或 0 5 45 的倒角 浇口 和流道连接的部位一般斜度为30 45 并以 R1 R2 的圆弧和流道底面相 连接 经 moldflow 分析最佳浇口位置如 图 5 4 所示 图 5 4 浇口位置 南京工程学院毕业设计说明书 论文 第 20 页 图 5 5 气穴分析图 5 2 25 2 2 浇口尺寸的确定浇口尺寸的确定 1 由经验公式 d 0 14 0 20 2 01 42A mm 式中 点浇口直径 dmm 塑件在浇口处的壁厚 2 mm A 型腔表面积 4879 9 2 mm 浇口截面形状如图 5 6 所示 图 5 6 浇口截面 在设计模具时 浇口直径先取直径d 1 5 在试模时根据实际情况再进 行调整 2 浇口剪切速率的校核 南京工程学院毕业设计说明书 论文 第 21 页 根据点浇口的经验公式 90933 s 5 6 3 4 n R q 3 4 118 3 14 0 075 1 在 10000 100000 s之间 减切速率符合要求 1 5 35 3 冷料穴的设计冷料穴的设计 当注射机未注射塑料之前 喷嘴最前端的熔融塑料的温度较低 形成冷料渣 为了集存这部分冷料渣 在进料口的末端的动模板上开设一个洞穴或者在流道 的末端开设洞穴 这个洞穴就是冷料穴 在注射时必须防止冷料渣进入流道或模具型腔内 否则将会堵塞流道和减缓 料流速度 进入模具型腔就会造成塑料制品上的冷把或冷斑 冷料穴位于主流道正对面的动模板上 或者处于分流道的末端 其作用是 收集熔体前锋的冷料 防止冷料进入模具型腔而影响制品质量 冷料穴分两种 一 种专门用于收集 贮存冷料 另外一种除贮存冷料外还兼有拉出流道凝料的作 用 根据需要 不但在主流道的末端 而且可在各分流道转向的位置 甚至在型 腔的末端开设冷料穴 冷料穴应设置在熔体流动方向的转折位置 并迎着上游 的熔体流向 冷料穴的长度通常为流道直径d 的 1 5 2 倍 如图 有的冷料 穴兼有拉料的作用 在圆管形的冷料穴底部装有一根Z 形头的拉料杆 称为 钩形拉料杆 这是最常用的冷料穴形式 同类形的还有倒锥形和圆环糟形的冷 料穴 本设计采用常用的 Z 形头冷料穴 冷料穴一般位于主流道对面的动模板上 其作用就是存放料流前锋的 冷料 防止 冷料 进入型腔而形成冷接缝 此外 在开模时又能将主流道 凝料从定模板中拉出 冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直径 长度约为主 流道大端直径 1 主流道冷料穴 如图 5 5 所示 采用与拉料杆匹配冷料穴的半球形形式 采用Z 形头拉 料杆 使主流道凝料脱出 2 分流道冷料穴 南京工程学院毕业设计说明书 论文 第 22 页 在分流道端部加长流道直径d 的 1 5 2 倍做分流道的冷料穴 如图5 7 所示 图 5 7 分流道冷料穴 并不是所有注射模都需要开设冷料穴 有时由于塑料性能或工艺控制较好 很少产生冷料或塑件要求不高时 可不必设置冷料穴 如果初始设计阶段对是 否需要开设冷料穴尚无把握 可流适当空间 以便增设 本设计开设冷料穴长度为 1 5d 1 5 6 9mm 5 45 4 拉料杆的设计拉料杆的设计 拉料杆的作用是勾着浇注系统冷料 使其随同塑件一起留在动模一侧 其分 为主流道拉料杆和分流道拉料杆 本设计只设计了主流道拉料杆 拉料杆及其 固定方式如图 5 8 所示 图 5 8 拉料杆固定方式 5 55 5 浇注系统的平衡浇注系统的平衡 对于中小型塑件的注射模具己广泛使用一模多腔的形式 设计时应尽量保证 南京工程学院毕业设计说明书 论文 第 23 页 所有的型腔同时得到均一的充填和成型 一般在塑件形状及模具结构允许的情 况下 应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等 形状及截面尺寸相 同 型腔布局为平衡式 的形式 否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流 量及成型工艺条件达到一致 这就是浇注系统的平衡 5 5 15 5 1 分流道平衡分流道平衡 对于多型腔模具 为了达到各型腔同时充满的目的 可通过调整分流道的长 度及截面面积 改变熔融树脂在各分流道中的流量 达到浇注平衡的目的 计 算公式如下 5 7 2 1 2 1 2 1 Q Q d d L L 式中 Q1 Q2 熔融树脂分别在流道 1 和流道 2 中的流量 cm3 s d1 d2 分流道 1 和分流道 2 的直径 cm L1 L2 分流道 1 和分流道 2 的长度 cm 5 5 25 5 2 浇口平衡浇口平衡 在多型腔非平衡分流道布置时 由于主流道到各型腔的分流道长度或各型腔 所需填充流量不同 也可采用调整各浇口截面尺寸的方法 使熔融树脂同时充 满各型腔 浇口平衡简称为 BGV balanced gate value 只要做到各型腔 BGV 值相 同 基本上能达到平衡填充 对于多型腔相同制品的模具 其浇口平衡计算公式如下 BGV 5 8 LgLr Sg 式中 Sg 浇口的截面积 mm2 Lg 浇口的长度 mm Lr 分流道的长度 mm 该模具 从主流道到各个型腔的分流道的长度相等 形状及截面尺寸都相同 显然是平衡式 的 南京工程学院毕业设计说明书 论文 第 24 页 第六章第六章 模架的确定和标准件的选用模架的确定和标准件的选用 现场设计中 尽可能选用标准模架 确定出标准模架的形式 规格及标准代 号 模架尺寸确定之后 对模具有关零件要进行必要的强度或刚度计算 以校核 所选模架是否适当 尤其时对大型模具 这一点尤为重要 以上内容确定之后 便根据所定内容设计模架 在学校作设计时 模架部分要自行设计 在生产 由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸 再结合标准模架 可选用标准模架 315 L 其中 L 取 400mm 可符合要求 模架上要有统一的基准 所有零件的基准应从这个基准推出 并在模具上打 出相应的基准标记 一般定模座板与定模固定板要用销钉定位 动 定模固定 板之间通过导向零件定位 脱出固定板通过导向零件与动模或定模固定板定位 模具通过浇注套定位圈与注射机的中心定位孔定位 动模垫板与动模固定板不 需要销钉精确定位 垫块不需要与动模固定板用销钉精确定位 顶出垫板不需 与顶出固定板用销钉精确定位 模具上所有的螺钉尽量采用内六角螺钉 模具外表面尽量不要有突出部分 模具外表面应光洁 加涂防锈油 两模板之间应有分模隙 即在装配 调试 维修过程中 可以方便地分开 两块模板 分模隙常见形式如图6 1 所示 南京工程学院毕业设计说明书 论文 第 25 页 图 6 1 分模隙 6 16 1 模具各个板料尺寸的确定模具各个板料尺寸的确定 6 1 16 1 1 定模座板定模座板 尺寸为 350 450 厚 30mm 定模座板通常就是模具与注射机连接处的定模板 6 1 26 1 2 定模板 型腔板 定模板 型腔板 尺寸为 300 450 厚 110mm 定模板与型腔做成一体 用于固定型芯 凸模 导套 为了保证凸模或 其它零件固定稳固 固定板应有一定的厚度 并有足够的强度 一般用 CrWMn 钢制成 热处理 63 65HRC 导套孔与导套为 H7 m6 或 H7 k6 配和 主流道衬套与固定孔为 H7 m6 过渡配合 注 上面还开有 两弹簧顶销孔 以便分模时 斜滑块顺利地留在动模部分 顶销孔与顶销为 H8 f8 配合 6 1 36 1 3 动模板动模板 尺寸为 300 450 厚 35mm 上面的型腔为整体式 其导柱固定孔与导柱为 H7 m6 过渡配合 6 1 46 1 4 推件板推件板 尺寸为 300 450 厚 20mm 其导柱孔与导柱为 H7 g6 间隙配合 南京工程学院毕业设计说明书 论文 第 26 页 6 1 56 1 5 动模垫板动模垫板 动模垫板 又称支承板 180 250 厚 32mm 垫板是盖在固定板上面或垫在 固定板下面的平板 它的作用是防止型腔 型芯 导柱或顶杆等脱出固定板 并承 受型腔 型芯或顶杆等的压力 因此它要具有较高的平行度和硬度 一般采用 45 钢 经热处理 235HB 或 50 钢 40Cr 40MnB 等调质 235HB 或结构钢 Q235 Q275 还起到了支承板的作用 其要承受成型压力导致的模板弯曲应力 6 1 66 1 6 垫块垫块 尺寸为 56 400 厚 100mm 1 主要作用 在动模座板与动模垫板之间形成推出机构的动作空间 或是调节模具的总厚 度 以适应注射机的模具安装厚度要求 2 结构型式 可以是平行垫块 也可以是拐角垫块 该模具采用平行垫块 3 垫块材料选用 一般用中碳钢制造 也可用Q235A 50 钢制造 或用 HT200 球墨铸铁等 4 垫块的高度计算 h垫块 h限钉 h顶垫 h顶固 s顶 6 1 0 25 20 25 10 80 mm 所以 取标准值 90 mm 式中 顶出行程的富裕量 一般为5 10mm 以免顶出板顶到动模垫 板 5 垫块装配 模具组装时 应注意左右两垫块高度一致 否则由于负荷不均匀会造成动模 板损坏 6 1 76 1 7 动模座板动模座板 尺寸为 350 450 厚 30mm 南京工程学院毕业设计说明书 论文 第 27 页 其注射机顶杆孔为 90mm 其上的推板导柱孔与导柱采用 H7 m6 配合 第七章第七章 合模导向机构的设计合模导向机构的设计 导向零件的作用 模具在进行装配和调模试机时 保证动 定模之间一定的 方向和位置 导向零件要承受一定的侧向力 起导向和定位作用 当采用标准模架时 因模架本身带有导向装置 一般情况下 设计人员只要 按模架规格选用即可 若需采用精密导向定位装置 则须由设计人员根据模具 结构进行具体设计 7 17 1 导向结构的总体设计导向结构的总体设计 1 导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位 其中心至 模具边缘应有足够的距离 以保证模具的强度 防止压入导柱和导套后变形 2 该模具采用 2 根导柱 其布置为等直径导柱不对称布置 3 该模具导柱安装在动模固定板上 导套安装在定模固定板上 4 为了保证分型面很好的接触 导柱和导套在分型面处应制有承屑板 即 可削去一个面或在导套的孔口倒角 5 各导柱 导套及导向孔的轴线应保证平行 6 在合模时 应保证导向零件首先接触 避免凸模先进入型腔 导致模具 损坏 7 当动定模板采用合并加工时 可确保同轴度要求 7 1 17 1 1 导柱的设计导柱的设计 1 该模具采用带头导柱 且不加油槽 2 导柱的长度必须比凸模端面高度高出至少6 8mm 3 为使导柱能顺利地进入导向孔 导柱的端部常做成圆锥形或球形的先导 部分 南京工程学院毕业设计说明书 论文 第 28 页 4 导柱的直径应根据模具尺寸来确定 应保证具有足够的抗弯强度 该导 柱直径由标准模架知为 32 5 导柱的安装形式 导柱固定部分与模板按H7 m6 配合 导柱滑动部分 按 H7 f7 或 H8 f9 的间隙配合 6 导柱工作部分的表面粗糙度为Ra0 4 m 7 导柱应具有坚硬而耐磨的表面 坚韧而不易折断的内芯 多采用低碳钢 经渗碳淬火处理或碳素工具钢T8A T10A 经淬火处理 硬度为 55HRC 以上或 45 钢经调质 表面淬火 低温回火 硬度55HRC 以上 导柱如图 7 1 所示 图 7 1 导柱 7 1 27 1 2 导套的设计导套的设计 1 结构形式 采用带头导套 型 导套的固定孔与导柱的固定孔可以 同时钻 再分别扩孔 2 导套的端面应倒圆角 导柱孔最好做成通孔 利于排出孔内剩余空气 3 导套孔的滑动部分按 H8 f7 或 H