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闹钟外壳注塑模设计【全套注射塑料模具毕业设计含Word+8张CAD图纸】【开题】

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闹钟 外壳 注塑 设计 全套 注射 塑料模具 毕业设计 word cad 图纸 开题
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开题报告.doc

摘要.doc

目  录.doc

设计说明书.doc[15000字,46页]

凸模.dwg

凹模.dwg

动模板.dwg

动模板A2.dwg

定模板.dwg

定模板a2.dwg

翻译材料.doc

装配图.dwg

零件.DWG

零件.SLDPRT

目   录

第一章模具设计总述……………………………………………1

1.1 模具工业在国民经济中的地位……………………………………………1

1.2 我国模具技术的现状及发展趋势………………………………………………2

第二章 各类塑料模具及其特点………………………………………6

2.1 各种模具的分类和占有量…………………………………………………6

2.2各类塑料模具结构…………………………………………………………7

2.3注塑模具的典型结构………………………………………………………13

第三章 某零件的塑料模具结构……………………………………17

3.1注塑件的设计………………………………………………………………17

3.1.1功能设计………………………………………………………………17

3.1.2 材料选择………………………………………………………………17

3.1.3结构设计………………………………………………………………21

3.1.4塑件的尺寸精度及表面质量…………………………………………21

3.2注塑机的选择………………………………………………………………22

3.2.1注塑机简介……………………………………………………………22

3.2.2 注塑机基本参数………………………………………………………23

3.2.3选定注射机…………………………………………………………24

3.3模具结构设计………………………………………………………………24

3.3.1总体设计………………………………………………………………24

3.3.2 某零件塑料模具设计…………………………………………………25

第四章 模具的三维造型………………………………………………39

4.1  SolidWorks的功能简介…………………………………………………39

4.2塑件的三维造型……………………………………………………………42

4.3总装配图……………………………………………………………………44

第五章 总结……………………………………………………………47

参考文献………………………………………………………………49

致 谢……………………………………………………………………51

摘要

塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一,而注塑模具是其中发展较快的种类,因此,研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。

本设计介绍了塑料模具的基本结构和注塑模的一些典型结构,注射成型的基本原理,对注塑产品提出了基本的设计原则;详细介绍了注射模具浇注系统和凹凸模尺寸的设计过程,最后介绍了当今世界上最为普及的三维CAD/CAM系统标准软件SolidWorks。

通过本设计,可以对注塑模具有一个初步的认识,注意到设计中的某些细节问题,了解模具结构及工作原理。

关键词:塑料模具,注塑模,典型结构。


Abstract: plastic industry is in the world grows now one of quickest industry classes, but casts the mold is development quick type, therefore, the research casts the mold to understand the plastic product the production process and improves the product quality to have the very big significance.

This design introduced the basic structure cf plastic mold and some typical structure  and the principle of work, to cast the product to propose the basic principle of design; Introduced in detail the cold flow channel injection evil spirit mold pours the system and the design process of concavo-convex mold size. Finally introduced now in the world the most popular three dimensional CAD/CAM system standard software SolidWorks.

Through this design, may to cast the mold to have a preliminary understanding, notes in the design certain detail question, understands the mold structure and the principle of work.

Key word: The plastic mold , injection mold , typical structure


内容简介:
广西工学院鹿山学院 - 1 - 附表四: 广西工学院鹿山学院毕业设计(论文) 开题报告 题 目: 系 别: 专业班级 : 姓 名 : 学 号 : 指导教师 : 二 年 月 日 nts广西工学院鹿山学院 - 2 - 一、 选题的背景和意义 (所选课题的历史背景、国内外研究现状和发展趋势) 模具工业是国民经济的基础工业,是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志,它在很大程度上决定着产品的质量,效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业,正日益受到人们的关注。早在 1989 年 3 月中国政府颁布的关于当前产业政策要点的决定中,将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。 模具工业既是高新技术产业的一个组 成 部 分 ,又 是 高 新 技 术 产 业 化 的重 要 领 域 。模 具 在 机 械 ,电 子 ,轻 工 ,汽 车 ,纺 织 ,航 空 ,航 天 等 工 业 领域 里 , 日 益 成 为 使 用 最 广 泛 的 主 要 工 艺 装 备 , 它 承 担 了 这 些 工 业 领 域 中60 90的产品的零件,组件和部件的生产加工。 模具制造的重要性主要体现在市场的需求上,仅以汽车,摩托车行业的模具市场为例。汽车,摩托车行业是模具最大的市场,在工业发达的国家,这一市场占整个模具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业 之 一 ,汽 车 工 业 重 点 是 发 展 零 部 件 ,经 济 型 轿 车 和 重 型 汽 车 ,汽 车 模 具作 为 发 展 重 点 ,已 在 汽 车 工 业 产 业 政 策 中 得 到 了 明 确 。汽 车基本车型不断增加, 2005 年将达到 170 种。一个型号的汽车所需模具达几千副,价值上 亿 元 。 为 了 适 应 市 场 的 需 求 , 汽 车 将 不 断 换 型 , 汽 车 换 型 时 约 有 80的模具需要更换。中国摩托车产量位居世界第一,据统计,中国摩托车共有 14 种排量 80 多个车型, 1000 多 个 型 号 。单 辆 摩 托 车 约 有 零 件 2000 种,共计 5000 多个,其中一半以上需要模具生产。一个型号的摩托车生产需1000 副模具,总价值为 1000 多万元。其他行业,如电子及通讯,家电,建筑等,也存在巨大的模具市场。 80 年代以来,在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支 持 和 引 导 下 ,我 国 模 具 工 业 发 展 迅 速 ,年 均 增 速 均 为 13%, 1999 年我国模具工业产值为 245 亿 ,至 2000 年我国模具总产值预计为 260-270 亿元,其中塑料模约占 30%左 右 。在 未 来 的 模 具 市 场 中 ,塑 料 模 在 模 具 总 量 中 的比例还将逐步提高。 我国塑料模工业从起步到现在,历经半个多世纪,有了很大发展,模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产 48 英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、 6.5kg 大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表nts广西工学院鹿山学院 - 3 - 板 等 塑 料 模 具 ;精 密 塑 料 模 具 方 面 ,已 能 生 产 照 相 机 塑 料 件 模 具 、多 型 腔小模数齿轮模具及塑封模具 。如 天 津 津 荣 天 和 机 电 有 限 公 司 和 烟 台 北 极 星I.K 模具有限公司制造的多腔 VCD 和 DVD 齿 轮 模 具 ,所 生 产 的 这 类 齿 轮 塑件 的 尺 寸 精 度 、同 轴 度 、跳 动 等 要 求 都 达 到 了 国 外 同 类 产 品 的 水 平 ,而 且还采用最新的齿轮设计软件,纠正了由于成型收缩造成的齿形误差,达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为 0.08mm 的一模两腔的航空杯模 具 和 难 度 较 高 的 塑 料 门 窗 挤 出 模 等 等 。 注 塑 模 型 腔 制 造 精 度 可 达0.02 0.05mm,表面粗糙度 Ra0.2 m ,模具质量、寿命明显提高了,非淬火钢模寿命可达 10 30 万 次 ,淬 火 钢 模 达 50 1000 万 次 ,交 货 期 较 以前缩短,但和国外相比仍有较大差距。 nts广西工学院鹿山学院 - 4 - 二、 研究的基本内容和拟解决的主要问题 nts广西工学院鹿山学院 - 5 - 模 具 主 要 类 型 有 : 冲 模 , 锻 摸 , 塑 料 模 , 压 铸 模 , 粉 末 冶 金 模 , 玻 璃 模 , 橡胶 模 , 陶 瓷 模 等 。 除 部 分 冲 模 以 外 的 的 上 述 各 种 模 具 都 属 于 腔 型 模 , 因 为 他 们 一般 都 是 依 靠 三 维 的 模 具 形 腔 是 材 料 成 型 。 ( 1)冲 模 :冲 模 是 对 金 属 板 材 进 行 冲 压 加 工 获 得 合 格 产 品 的 工 具 。冲 模 占 模具 总 数 的 50 以 上 。 按 工 艺 性 质 的 不 同 , 冲 模 可 分 为 落 料 模 , 冲 孔 模 , 切 口 模 ,切 边 模 , 弯 曲 模 , 卷 边 模 , 拉 深 模 , 校 平 模 ,翻 孔 模 ,翻 边 模 , 缩 口 模 , 压 印 模 ,胀 形 模 。 按 组 合 工 序 不 同 , 冲 模 分 为 单 工 序 模 , 复 合 模 , 连 续 模 。 ( 2)锻 模 :锻 模 是 金 属 在 热 态 或 冷 态 下 进 行 体 积 成 型 是 所 用 模 具 的 总 称 。按锻 压 设 备 不 同 , 锻 模 分 为 锤 用 锻 模 , 螺 旋 压 力 机 锻 模 , 热 模 锻 压 力 锻 模 , 平 锻 机用 锻 模 , 水 压 机 用 锻 模 , 高 速 锤 用 锻 模 , 摆 动 碾 压 机 用 锻 模 , 辊 锻 机 用 锻 模 , 楔横 轧 机 用 锻 模 等 。按 工 艺 用 途 不 同 ,锻 模 可 分 为 预 锻 模 具 ,挤 压 模 具 ,精 锻 模 具 ,等 温 模 具 , 超 塑 性 模 具 等 。 ( 3)塑 料 模 :塑 料 模 是 塑 料 成 型 的 工 艺 装 备 。塑 料 模 约 占 模 具 总 数 的 35,而 且 有 继 续 上 升 的 趋 势 。 塑 料 模 主 要 包 括 压 塑 模 , 挤 塑 模 , 注 射 模 , 此 外 还 有 挤出 成 型 模 , 泡 沫 塑 料 的 发 泡 成 型 模 , 低 发 泡 注 射 成 型 模 , 吹 塑 模 等 。 ( 4)压 铸 模 :压 铸 模 是 压 力 铸 造 工 艺 装 备 ,压 力 铸 造 是 使 液 态 金 属 在 高 温 和高 速 下 充 填 铸 型 , 在 高 压 下 成 型 和 结 晶 的 一 种 特 殊 制 造 方 法 。 压 铸 模 约 占 模 具 总数的 6。 ( 5)粉 末 冶 金 模 :粉 末 冶 金 模 用 于 粉 末 成 型 ,按 成 型 工 艺 分 类 粉 末 冶 金 模 有 :压 模 , 精 整 模 , 复 压 模 , 热 压 模 , 粉 浆 浇 注 模 , 松 装 烧 结 模 等 。 模 具 所 涉 及 的 工 艺 繁 多 , 包 括 机 械 设 计 制 造 , 塑 料 , 橡 胶 加 工 , 金 属 材 料 ,铸 造( 凝 固 理 论 ),塑 性 加 工 ,玻 璃 等 诸 多 学 科 和 行 业 ,是 一 个 多 学 科 的 综 合 ,其复 杂 程 度 显 而 易 见 。 nts广西工学院鹿山学院 - 6 - 三、 研究方法及措施 nts广西工学院鹿山学院 - 7 - 模具闭合时用来填充塑料成型制品的空间称为型腔。构成模具型腔的零部件称成型零部件。一般包括凹模、凸模、型环和镶块等。成型零部件直接与塑料接触,成型塑件的某些部分,承受着塑料熔体压力,决定着塑件形状与精度,因此成型零部件的设计是注射模具的重要部分。 成型零部件结构设计主要应在保证塑件质量要求的前提下,从便于加工、装配、使用、维修等角度加以考虑。 在模具设计时要根据塑件的尺寸及精度等级确定成型零部件的工作尺寸及精度等级。影响塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收缩率,模具成型零部件的制造误差,模 具成型零部件的磨损及模具安装配合方面的误差。这些影响因素也是作为确定成型零部件工作尺寸的依据。 由于按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量计算型芯型腔的尺寸有一定的误差(因为模具制造公差和模具成型零部件在使用中的最大磨损量大多凭经验决定),本文就只考虑塑料的收缩率计算模具盛开零部件的工作尺寸。 注塑件的设计 功能设计 材料选择 结构设计 塑件的尺寸精度及表面质量 注塑机的选择 注塑机简介 注塑机基本参数 选定注射机 模具结构设计 总体设计 nts广西工学院鹿山学院 - 8 - 四、研究工作的步骤、进度 五、主要参考文献 (其中外文文献不少于 2篇) nts广西工学院鹿山学院 - 9 - 1宋爱平主编 .CAD/CAM 技术综合实训指导书; 2李 建 军 , 李 德 群 主 编 模具设计基础及模具 CAD M 机械工业出版社, 2005 3 屈华昌 . 塑料成型工艺与模具设计 . 机械工业出版社, 1995 4 彭建声 . 简明模具工实用技术手册 . 机械工业出版社, 1993 5叶 久 新 ,王 群 主 编 塑料制品成型及模具设计 M 湖南科学技术出版社 , 2005 6孙玉芹等主编 机械精度设计基础 M 科学出版社 , 2004 7陈再枝,蓝德年编著 模具钢手册 M 冶金工业出版社 , 2002 8(美国) T A 奥斯瓦德, L 特恩格 P J 格 尔 曼 编 著 ,吴 其 晔 译 注射成型手册 M 化学工业出版社 , 2005 9洪慎章编著 实用注塑成型及模具设计 M 机械工业出版社 , 2006 10中国模具工业协会标准件委员会编 中 国 模 具 标 准 件 手 册 M 上海科学普及出版社 , 1989 11(加拿大) H 瑞 斯 著 ,朱 元 吉 译 模具工程 第二版 M化学工业出版社 , 2005 12王 文 广 ,田 雁 主 编 塑料配方设计 第二版 M 化 学工业出版社 ,2004 13詹友刚编著 SOLIDWORKSNGINEER 中文野火版 2.0 基础教程 M 清华大学出版社 14李预斌编著 精通 SOLIDWORKSNGINEER 中文野火版 M 中国青年出版社 15 塑 料 模 设 计 手 册 编 写 组 . 塑 料 模 设 计 手 册 . 机 械 工 业 出 版 社 ,1994 16李世国等编著 PEO/ENGINEER WILDFIRE 中文版范例教程 M 机械工业出版社 , 2004 17 冯 炳 尧 ,韩 泰 荣 ,蒋 文 生 . 模具设计与制造简明手册 . 上海科学技术出版社, 1998 nts广西工学院鹿山学院 - 10 - 18张祥杰等编著 SOLIDWORKSNGINEER 模具设计 WILDFIREM 中国铁道出版社 , 2004 19塑料模具技术手册编委会编著 塑 料 模 具 技 术 手 册 M 机械工业出版社 , 2001 20伍先明等编著 塑料模具设计指导 M 国防工业出版社 , 2006 21大连理工大学工程画教研室编著 机 械 制 图 ( 第 四 版 ) M高等教育出版社, 2002 22Donggang Yao, Scaling Issues in Miniaturizaton of Injection Molded Parts Journal of Manufacturing Science and Engineering. November 2004, Vol.126/733 23The Thickness Profile of Ultra-High Molecular Weight Polythene Films During Sequential Biaxial Drawing .Polymer Engineering and Science ,January 2003.Vol.43 , No.1. nts广西工学院鹿山学院 - 11 - 六、 导师 评语: nts广西工学院鹿山学院 - 12 - 签字: 年 月 日 七、专业负责人意见 签字: 年 月 日 ntsI 摘要 塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一,而注塑模具是其中发展较快的种类,因此,研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。 本设计介绍了塑料模具的基本结构和注塑模的一些典型结构,注射成型的基本原理,对注塑产品提出了基本的设计原则;详细介绍了注射模具浇注系统和凹凸模尺寸的设计过程,最后介绍了当今世界上最为普及的三维 CAD/CAM系统标准软件 SolidWorks。 通过本设计,可以对注塑模具有一个初步的认识,注意到设计中的某些细节问题,了解模具结构及工作原理。 关键词 :塑料模具 ,注 塑模 ,典型结构。 ntsII Abstract: plastic industry is in the world grows now one of quickest industry classes, but casts the mold is development quick type, therefore, the research casts the mold to understand the plastic product the production process and improves the product quality to have the very big significance. This design introduced the basic structure cf plastic mold and some typical structure and the principle of work, to cast the product to propose the basic principle of design; Introduced in detail the cold flow channel injection evil spirit mold pours the system and the design process of concavo-convex mold size. Finally introduced now in the world the most popular three dimensional CAD/CAM system standard software SolidWorks. Through this design, may to cast the mold to have a preliminary understanding, notes in the design certain detail question, understands the mold structure and the principle of work. Key word: The plastic mold , injection mold , typical structure ntsIII 目 录 第一章 模具设计总述 1 1.1 模具工业在国民经济中的地位 1 1.2 我国模具技术的现状及发展趋势 2 第二章 各类塑料模具及其特点 6 2.1 各种模具的分类和占有量 6 2.2 各类塑料模具结构 7 2.3 注塑模具的典型结构 13 第三章 某零件 的塑料模具结 构 17 3.1 注塑件的设计 17 3.1.1 功能设计 17 3.1.2 材料选择 17 3.1.3结构设计 21 3.1.4 塑件的尺寸精度及表面质量 21 3.2 注塑机的选择 22 3.2.1 注塑机简介 22 3.2.2 注塑机基本参数 23 3.2.3 选定注射机 24 3.3 模具结构设计 24 3.3.1 总体设计 24 3.3.2 某零件 塑料模具设计 25 第四章 模具的三维造型 39 4.1 SolidWorks的功能简介 39 4.2 塑件的三维造型 42 4.3 总装配图 44 第五章 总结 47 参考文献 49 致 谢 51 nts1 第 一 章 模具 设计总 述 1.1 模 具工业 在国民 经济 中的地 位 模 具工 业是 国民 经济 的基 础工 业, 是国 际上 公认 的关 键工 业。模 具生 产技 术水 平的 高低 是衡 量一 个国 家产 品制 造水 平高 低的 重要标 志, 它在 很大 程度 上决 定着 产品 的质 量, 效益 和新 产品 的开 发能力。振兴和发展我国的模具工业,正日益受到人们的关注。早在 1989年 3 月中国政府颁布的关于当前产业政策要点的决定中,将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。 模 具工 业既 是高 新技 术产 业的 一个 组成 部分 ,又 是高 新技 术产业 化的 重要 领域 。模 具在 机械 ,电 子, 轻工 ,汽 车, 纺织 ,航 空,航 天等 工业 领 域 里, 日益 成为 使用 最广 泛的 主要 工艺 装备 ,它 承担了 这些 工业 领域中 60 90 的产品 的零 件, 组件 和部 件的 生产加工。 模 具制 造的 重要 性主 要体 现在 市场 的需 求上 ,仅 以汽 车, 摩托车 行业 的模 具市 场为 例。 汽车 ,摩 托车 行业 是模 具最 大的 市场 ,在工 业发 达的 国家 ,这 一市 场占 整个 模具 市场 一半 左右 。汽 车工 业是我 国国 民经 济五 大支 柱产 业之 一, 汽车 工业 重点 是发 展零 部件 ,经济 型轿 车和 重型 汽车 ,汽 车模 具作 为发 展重 点, 已在 汽车 工业 产业政策中得到了明确。汽车基本车型不断增加, 2005 年将达到 170 种。一 个型 号的 汽车 所需 模具 达几 千副 ,价 值上 亿元 。为 了适 应市 场的需求,汽车将不断换型,汽车换型时约有 80的模具需要更换。中国 摩托 车产 量位 居世 界第 一, 据统 计, 中国 摩托 车共有 14 种 排量nts2 80 多个车型, 1000 多个型号。单辆摩托车约有零件 2000 种,共计5000 多个,其中一半以上需要模具生产。一个型号的摩托车生产需1000 副模具,总价值为 1000 多万元。其他行业,如电子及通讯,家电,建筑等,也存在巨大的模具市场。 1.2 我 国模具 技术的 现状 及发展 趋势 80 年代以来 ,在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策 的支 持和 引导 下, 我国 模具 工业 发展 迅速 ,年 均增 速均为 13%,1999 年我国模具工业产值为 245 亿,至 2000 年我国模具总产值预计为 260-270 亿元,其中塑料模约占 30%左右。在未来的模具市场中,塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。 我 国塑 料模 工业 从起 步到 现在 ,历 经半 个多 世纪 ,有 了很 大发展,模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产 48 英寸大屏幕 彩电 塑壳 注射 模具 、 6.5kg 大容 量洗 衣机 全套 塑料 模具 以及 汽车保 险杠 和整 体仪 表板 等塑 料模 具; 精密 塑料 模具 方面 ,已 能生 产照相 机塑 料件 模具 、多 型腔 小模 数齿 轮模 具及 塑封 模具 。如 天津 津荣天和机电有限公司和烟台北极星 I.K 模具有限 公司制造的多腔 VCD和 DVD 齿轮模具,所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动 等要 求都 达到 了国 外同 类产 品的 水平 ,而 且还 采用 最新 的齿 轮设计 软件 ,纠 正了 由于 成型 收缩 造成 的齿 形误 差, 达到 了标 准渐 开线齿形要求。还能生产厚度仅为 0.08mm 的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达 0.020.05mm,表面粗糙度 Ra0.2m ,模具质量、寿命明显提高了,非淬nts3 火钢模寿命可达 10 30 万次,淬火钢模达 50 1000 万次,交货期较以前缩短,但和国外相比仍有较大差距 。 但 是近 年许 多模 具 企 业加 大了 用于 技术 进步 的投 资力 度, 将技术 进步 视为 企业 发展 的重 要动 力。 一些 国内 模具 企业 已普 及了 二维CAD,并陆续开始使用 UG、 SolidWorksngineer、 I-DEAS、 Euclid-IS等国际通用软件,个别厂家还引进了 Moldflow、 C-Flow、 DYNAFORM、Optris 和 MAGMASOFT 等 CAE 软件,并成功应用于冲压模的设计中。 在制造技术方面, CAD/CAM/CAE 技术的应用水平上了一个新台阶,以生产家用电器的企业为代表,陆续引进了相当数量的 CAD/CAM系统,如美国 EDS 的 UG、美 国 Parametric Technology 公司的SolidWorksmgineer、美国 CV 公司的 CADS5、英国 Deltacam 公司的DOCT5、 日 本 HZS 公司的 CRADE、以色列公司的 Cimatron、美国AC-Tech 公司的 C-Mold 及澳大利亚 Moldflow 公司的 MPA 塑模分析软 件等 等。 这些 系统 和软 件的 引进 ,虽 花费 了大 量资 金, 但在 我国模具行业中,实现了 CAD/CAM 的集成,并能支持 CAE 技术对成型过程,如充模和冷却等进行计算机模拟,取得了一定的技术经济效益 ,促进和推动了我国模具 CAD/CAM 技术 的发展。近年来,我国自主开发的塑料模 CAD/CAM 系统有了很大发展,主要有北航华正软件工程研究所开发的 CAXA 系统、华中理工大学开发的注塑模 HSC5.0 系统及 CAE 软件等,这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格较低等特点,为进一步普及模具 CAD/CAM 技术创造了良好条件。 据有关方面预测,模具市nts4 场 的总 体趋 热是 平稳 向上 的, 在未 来的 模具 市场 中, 塑料 模具 的发展 速度 将高 于其 它模 具, 在模 具行 业中 的比 例将 逐步 提高 。随 着塑料 工业 的不 断发 展, 对塑 料模 具提 出越 来越 高 的 要求 是正 常的 ,因此 ,精 密、 大型 、复 杂、 长寿 命塑 料模 具的 发展 将高 于总 量发 展速度 。同 时, 由于 近年 来进 口模 具中 ,精 密、 大型 、复 杂、 长寿 命模具 占多 数, 所以 ,从 减少 进口 、提 高国 产化 率角 度出 发, 这类 高档模 具在 市场 上的 份额 也将 逐步 增大 。建 筑业 的快 速发 展, 使各 种异型 材挤 出模 具、 PVC 塑料 管材 管接 头模 具成 为模 具市 场新 的经 济增长 点, 高速 公路 的迅 速发 展, 对汽 车轮 胎也 提出 了更 高要 求, 因此子 午线 橡胶 轮胎 模具 ,特 别是 活络 模的 发展 速度 也将 高于 总平 均水平 ;以 塑代 木, 以塑 代金 属使 塑料 模具 在汽 车、 摩托 车工 业中 的需求 量巨 大; 家用 电器 行业 在 “ 十 五 ” 期 间将 有较 大发 展, 特别 是电冰 箱、 空调 器和 微波 炉等 的零 配件 的塑 料模 需求 很大 ;而 电子 及通讯 产品 方面 ,除 了彩 电等 音像 产品 外, 笔记 本电 脑和 网机 顶盒 将有较大发展,这些都是塑料模具市场的增长点。 加 入世 贸组 织后 ,一 些国 家纷 纷将 制造 业向 我国 转移 ,模 具工业 正面 临空 前的 发展 机遇 。据 上海 模具 工业 协会 透露 , “ 九五 ” 期间 ,国 内模 具行 业产 值年 增长 幅度 约为 13%, 高档 模具比 例提 高,模 具商 业化 程度 提高近 10%,模 具行业 的进 出口 比例 趋向 合理 ,进口量占市场总量的 20%,金额近 10 亿美元,出口额已达 1 亿美元。 目前,世界模具市场总 体上供不应求,市场量维持 600 亿 650亿美元。我国汽车、家电、通讯等领域的高性能模具钢年需求约 20nts5 万 吨, 其中 相当 一部 分依 靠进 口。 为尽 快改 变这 种局 面, 去年 底,上 钢五 厂与 上海 大学 联合 开发 我国 第一 条精 品模 具钢 专业 生产 线,达到国际先进水平,年产量可达 3.8 万吨,这个精品模具基地,将有力地促进汽车模具的国产化。 据分析,未来我国 模具 的 9 大发展趋势是: 1、 模具 日趋大型化。 2、 模具 的精度 将越 来越 高。 10 年前 精密 模具 的精 度一 般为 5微米,现已达到 2-3 微米, 1 微米精度的 模具 也将上市。 3、多功能复合 模具 将进一步发展。新型多功能复合 模具 除了冲压成 型 零件 外, 还担 负叠 压、 攻丝 、铆 接和 锁紧 等组 装任 务, 对钢材的性能要求越来越高。 4、热流道 模具 在塑料 模具 中的比重也将逐渐提高。 5、随着塑料成型工艺的不断改进与发展,气辅 模具 及适应高压注塑成型等工艺的 模具 也将随之发展。 6、 标准件 的应用将日益广泛。 模具 标准化及 模具 标准件 的应用将 极大 地影 响 模具 制 造周 期, 还能 提高 模具 的质 量和 降低 模具 制造成本。 7、快速经济 模具 的前景十分广阔。 8、随着车辆和电 机等产品向轻量化发展,压铸模的比例将不断提高。同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求。 9、以塑代钢、以塑代木的进程进一步加快,塑料 模具 的比例将不 断增 大。 由于 机械 零件 的复 杂程 度和 精度 的不 断提 高, 对塑 料 模nts6 具 的要求也越 来越高。 第 二 章 各类 塑料模 具及 其特点 2.1 各 种模具 的分类 和占 有量 模具主要类型有:冲模,锻摸,塑料模,压铸模,粉末冶金模,玻 璃模 ,橡 胶模 ,陶 瓷模 等。 除部 分冲 模以 外的 的上 述各 种模 具都属于腔型模,因为他们一般都是依靠三维的模具形腔是材料成型。 ( 1)冲模:冲模是对金属板材进行冲压加工获得合格产品的工具。冲模占模具总数的 50以上 。按工艺性质的不同,冲模可分为落 料模 ,冲孔 模,切 口模 ,切边 模,弯 曲模 ,卷边 模,拉 深模 ,校平 模, 翻孔模 ,翻边 模, 缩口模 ,压印 模, 胀形模 。按组 合工 序不同,冲模分为单工序模,复合模, 连续模。 ( 2)锻模:锻模是金属在热态或冷态下进行体积成型是所用模具的总称。按锻压设备不同,锻模分为锤用锻模,螺旋压力机锻模 ,热 模锻 压力 锻模 ,平 锻机 用锻 模, 水压 机用 锻模 ,高 速锤 用锻 模,摆 动碾 压机 用锻 模, 辊锻 机用 锻模 ,楔 横轧 机用 锻模 等。 按工 艺用途 不同 ,锻 模可 分为 预锻 模具 ,挤 压模 具, 精锻 模具 ,等 温模 具,超塑性模具等。 ( 3)塑料模:塑料模是塑料成型的工艺装备。塑料模约占模具总数的 35,而且有继续上升的趋势。塑料模主要包括压塑模,挤塑 模, 注射 模, 此外 还有 挤出 成型 模, 泡沫 塑料 的发 泡成 型模 ,低发泡注射成型模,吹塑模 等。 ( 4)压铸模:压铸模是压力铸造工艺装备,压力铸造是使液态nts7 金 属在 高温 和高 速下 充填 铸型 ,在 高压 下成 型和 结晶 的一 种特 殊制造方法。压铸模约占模具总数的 6。 ( 5)粉末冶金模:粉末冶金模用于粉末成型,按成型工艺分类粉 末冶 金模 有: 压模 ,精 整模 ,复 压模 ,热 压模 ,粉 浆浇 注模 ,松装烧结模等。 模具所涉及的工艺繁多,包括机械设计制造,塑料,橡胶加工,金属材料,铸造(凝固理论),塑性加工,玻璃等诸多学科和行业,是一个多学科的综合,其复杂程度显而易见。 2.2 各 类塑 料模具结 构 塑 料模 是保 证塑 件形 状、 尺寸 、精 度和 表面 质量 的主 要工 艺装备 ,塑 料模 种类 繁多 ,可 根据 塑料 类型 、塑 件结 构、 生产 批量 、成型 方法 和成 型设 备的 不同 ,采 用各 种不 同形 式的 模具 。常 见塑 料模有压缩模、压注模、注射模、移动式、固定式、单型腔、多型腔等。要 掌握 模具 设计 技术 ,必 须认 识和 了解 常见 模具 结构 的工 作原 理、功 能作 用、 技术 要求 、应 用范 围等 内容 ,方 能在 实际 生产 中, 正确选择和应用模具结构。下面分别介绍塑料模中常用的几类机构: 图( 1)是单分型面注塑模的典型结构。其工作原理是: 开模时 ,动模后退 , 模具从分型面分开 , 塑件包紧在型芯 13 上随动模部分一起向左移动而脱离凹模 14,同时, 浇注系统 凝料在拉料杆 10 的作 用下 ,和 塑件 制作 一起 向左 移动 。移 动一 定距 离后 ,当 注射 机的顶杆接触推板 9 时,脱模机构开始动作,推杆 11 推动塑件从型芯13 上脱下来,浇注系统凝料同时被 拉料杆推出。 nts8 图( 1) 技术要求: 推杆与推杆孔之间一般采用 H7/f8 配合, 型芯与型芯孔采用了导柱和导套之间采用间隙配合一般采用 H7/f7 的配合 ,型芯与动模板采用了间隙配合一般采用 H7/f6 的配合。模具上需设有冷却或加热装置。 图( 2)是双分型面注塑模 。其工作原理是 : 开模时,动模后退 ,在弹簧 2 的作用下 , 流道板 13 同时向左移动,模具从 A-A 分型面分开。当 A-A 分型面分开一定距离后 , 定距拉 板 1 通过固定在流道板 13 上的限位销 3 将中间板拉住 , 使中间板停止运动。动模继续后nts9 退 , 此时 B-B 分型面分开。因塑料制件包紧在型芯 16 上 , 将浇口自行拉断 , 从 A-A 分型面将浇注系统凝料取出。 动模部分继续后退 ,注射机的推杆接触推板 9 时 , 脱模机构开始工作 , 11 推动推件板 5将塑件从型芯 16 上脱下。 功 能及 其作 用: 这种 模具 结构 较复 杂 , 重量 大 , 成本 高 , 主要用于采用点浇口的单型腔或多型腔注射模。 图( 2) 图( 3)是 侧向分型抽芯注射模 。其工作原理: 开模时 , 动模部分左移。侧型芯滑块 3 可在型芯固定板 5 上开设的导滑槽中滑动。动模左移时 , 在导滑槽的作用下 , 侧型芯滑块 3 在斜导柱 2 的作nts10 用 下沿 着斜 导柱 轴线 方向 移动 , 相 对动 模向 模具 外侧 移动 , 进 行抽芯 动作 。当 斜导 柱和 侧型 芯滑 块脱 开的 时候 , 侧 型芯 滑块 被定 位 ,相对动模不再移动。动模继续左移 , 由推杆 11 将塑件从动模边顶出 ,浇 注系 统凝 料同 时被 顶出 。合 模时 , 在 斜导 柱的 作用 下使 侧型 芯滑块 复位 , 为 防止 成型 时在 料的 压力 作用 下移 位去 由楔 紧块 对侧 型芯滑块锁紧。脱模机构由复位杆复位。 图( 3) 图( 4)是溢式压缩模的结构 。其工作原理是 : 把塑料放入型腔加热 , 再进行合模,保温、保压、固化后开模,利用推杆推出。 功 能及 其作 用: 机构 简单 、造 价低 、耐 用、 安装 嵌件 方便 ,塑nts11 件容易取出,但塑件带有飞边,去除困难,且浪费塑料。 技术要求: 模具无加料室,模腔总高度 h 基本上就是塑件的高度。 应 用范 围: 适用 于压 制扁 平、 尺寸 小和 形状 简单 的塑 件, 压制小 批量 或试 制, 低精 度和 强度 没有 严格 要求 的塑 件。 不宜 压制 压缩率 高的 塑料 ,如 :带 状、 片状 或纤 维填 料的 塑料 ,不 宜成 型薄 壁或壁厚均匀性要求很高的塑件。 图( 4) 图( 5)是半溢式压缩模。其工作原理是: 把塑料放入型腔加热,再进行合模,保 温、保压、固化后开模,利用推杆推出。 功 能及 其作 用: 塑件 承受 压力 大, 溢料 量极 少, 密实 性好 ,机械强度高。 技术要求: 导柱和导向孔之间的配合为 H7/f7 。凸模与凹模nts12 有高度不大的间隙配合,一般每边间隙值约 0.075mm 左右。凸模与凹模的密切配合。必须设推出装置。 图( 5) 图( 6)是 固定式压注模 。其工作原理: 开模时,压力机滑块带动上模回程,上模部分与加料室在 I I 处分形,以便从该分型面处往加料室。当上模回程到一定高度时,拉杆 20 迫使拉钩 19 转动 并与 下模 部分 脱开 ,接 着定 距拉 杆发 挥作 用, 带动 上凹 模板 及加料室在 处与下模分型,以便推出机构将塑件从该型面处推出 。 功 能及 其作 用: 使用 方便 、生 产效 率高 、劳 动强 度小 、模 具使用寿命长,但是模具结构复杂、造价高、且安装嵌件不方便。 技术要求: 推杆与推杆孔之间一般采用 H7/f8 配合。上、下模分别与压力机的饿滑块和工作台面固定联接。 应用范围: 适用于产量大、尺寸大的塑件生产。 nts13 图( 6) 2.3 注 塑模 具的典型 结构 机 构是 模具 中重 要的 组成 部件 ,选 择和 设计 机构 是模 具设 计中的重要内容,正确选择和设计机构是保证模具结构科学合理的前提 。塑料模工作 动作相对较多,因此所涉及的机构类型和数量也比较多 ,主 要包 括合 模导 向机 构、 脱模 机构 、侧 向分 型与 抽芯 机构 、先 行复位 机构 、顺 序定 距分 型机 构等 。要 掌握 模具 设计 技术 ,必 须认 识和了解常用机构的工作原理、功能作用、技术要求、应用范围等内容,方 能在 实际 生产 中, 正确 选择 和应 用机 构。 下面 分别 介绍 塑料 模中常用的几类机构: 1 脱模机构(推出机构) nts14 图( 7)是 一级 推杆脱模机构 。其工作原理: 开模时,靠注射机的机械推杆使脱模机构运动,推动塑件脱落。 功能及其作用: 推杆加工简单,更换方便滑动阻力小,脱模效果好。 技术要求: 推杆与推杆孔之间一 般采用 H7/f8 配合。 应用范围: 适用于板状塑件。 图( 7) 2 侧向分型与抽芯机构 图( 8)是 斜销分型与抽芯机构 。其工作原理 : 成型塑件上侧孔的侧型芯 5 随着滑块 8 在开模过程中侧移离开塑件,而滑块 8 的侧移离开塑件,而滑块 8 的侧移则是斜销 3 则 固定在定模上下不能运动,着就迫使滑块 8 在开模运动的同时作侧向分型抽芯 动。 功能及其作用: 机构紧凑、动作安全可靠、加工制造方便。保证闭模时斜导柱能很准确地插入滑块的斜孔,使滑块复位。 技术要求: 斜销与其固定的模板之间采用过度配合 H7/m6。 应用范围: 适用于抽芯力不大及抽芯距小于 60 80mm 的场合 。 nts15 图( 8) 图( 9)是 斜杆导滑的内侧分型抽芯机构 。其工作原理: 塑件内侧的凸台由斜杆 5 的头部成型 (该结构斜杆与成型滑块合为 体 ),在型芯 7 上开有斜孔 ,滑座 2 固定在推杆固定板 l 上 ,斜杆的成型端可在型芯的斜孔内滑动 ,而另一端与滑座 T 形槽配合。推出时 ,推杆固定 板使斜杆沿斜孔移动 ,推出塑件并进行内侧抽芯 ,同时斜杆的底端可在滑座的 T 形槽内滑动 ,保证不致卡死。斜杆由复位杆 3 复位 。 功能及其作用: 推出时,推杆固定板使斜杆沿斜孔移动,推出塑件并进行内侧抽芯,同时斜孔的底端可在滑座的 T 形 槽内滑动,保证nts16 不致卡死。推板可通过支架、滚轮、可带动斜杆进行抽拔和复位。技术要求: 斜销与其推件板镶块之间采用过度配合 H7/m6。 应用范围: 适用于不宜采用斜杆导滑的外侧分型抽芯机构的情况下。 图( 9) nts17 第 三章 某零 件 后盖 的塑 料模具 结构 3.1 注 塑件 的设计 3.1.1 功 能设计 功能设计是要求塑件应具有满足使用目的功能 ,并达到一定的技术指标 。该塑件是 某零件 后盖, 承受 较大 外力的几率不大 ,如冲击 载荷 等情 况比 较少 ;塑件 的工 作温度 是室 温 ,这 使得在 材料 选择时对 热变 形温 度 ,脆化 温度 ,分解 温度的 要求 降低 。 在 材料 的选 择时要综合各种因素 。 3.1.2 材料 选择 通常 ,选择塑件的材料依据是它所处在的工作环境及使用性能 的要 求 ,以 及原材 料厂 家提 供的 材料 性能 数据 .对于常 温工 作状态下 的 结 构 件 来 说 ,要 考 虑 的 主 要 是 材 料 的 力 学 性 能 ,如 屈 服 应 力 ,弹性模量 ,弯 曲 强 度 ,表 面 硬 度 等 .该 塑 件 对 材 料 的 要 求 首 先 必 须 是 粗糙 度和 透光 性好 ,其 次才 是成 型难 易和 经济 性问 题 ,以下 是对 几种材料的性能对比,如表 1所示。 表 1 材料的特性 塑料名称 PS ABS PMMA 拉伸强度/MPa 51.9 6672 nts18 弯曲强度/MPa 110 95113 断 裂 伸 长 率/% 2 80100 落 球 冲 击 强度 J/m 16 422 洛氏硬度( M) 115 82 101 氧指数( OI) 18.1 24.9 17.3 热 变 形 温 度/ 85 134 100 维卡 软 化 点/ 105 153 120 马 丁 耐 热 温度 / 112 体 积 电 阻 率/ cm 1017 10 1917 2.11016 10 14 1015 吸水率 % 0.05 0.13 1.19 透光度 /% 8892 93 93 雾度 % 3 0.9 0.9 折射率 1.592 1.586 1.492 价 格 ( 元 / 1150123 330004 195002nts19 吨) 0 1000 0700 和 机 械 加 工 一 样 要考 虑 到 加 工 工 艺 问 题 , 模 具 成 型 也 要 考 虑到 材料 的注 塑特 性, 在各 特点 都相 差无 几的 情况 下, 好的 成型 特性是 选择 材料 的主 要标 准, 以下 是三 种材 料的 性能 和成 型特 性比 较,如表 2 所示。 表 2 材料的性能和成型特性比较 塑料 品种 性 能 特 点 成 型 特 点 模具设计 注意事项 使用温度 主要用途 聚苯乙烯 (PS) 透明性 好 , 电性 能 好 ,抗 拉 强 度高, 耐磨性 好 , 质脆 , 抗 冲击强度差 , 化 学稳 定 性 教好 成型性能好,成型前可不干燥,但注射时应防止溢料,制品易产 生 内 应力,易开裂 因流动性好,适宜 用 点 浇口,但因热膨胀大,塑件中 不宜有嵌件 30 80 装饰制品,仪表壳,绝缘零件,容器,泡沫塑料,日用品等 nts20 有机玻璃( PMMA) 透光率 最 好 ,质轻坚韧 , 电 气绝 缘 性 好/ 但表面硬度不高 , 质 脆易 开 裂 ,化 学 稳 定性 较 好 ,但 不 耐 无机 酸 , 易溶 于 有 机溶剂 流动性差,易产生流痕 ,缩孔,易分解,透明性好,成型 前 要 干燥,注射时速度不能太高 合理设 计 浇 注系统,便于充型,脱模斜 度 尽 可能大,严格控 制 料 温与模温,以防分解 收缩率取0.35 80 透明制品,如窗玻璃,光学镜片,灯罩等 聚碳酸酯( ABS) 透光率 较 高 ,介 电 性 能好 , 吸 水性 小 , 力学性能好 , 抗 冲耐寒性好,熔融温度高,黏性大,成型前需干燥,易产生残余应力,甚至裂尽可能 使 用 直接浇口,减小 流 动 阻力,塑料要干燥,不宜采 用 金 属 130 脆化温度为 100在机械上做齿轮,凸轮,蜗轮,滑轮等,电机电子产nts21 击 , 抗 蠕变 性 能 突出 , 但 耐磨 性 差 ,不 耐 碱 ,酮,酯 纹,质硬,易损模具,使用性能好 嵌件,脱模斜度 2 品零 件,光学零件等 以上的性能分析对比中看出 ,在透光度方面三种材料相差不大,成型特性上以聚碳酸酯 最 好, 所以 最终选定 ABS为塑件材料 。 3.1.3结构 设计 塑 料制 件的 结构 工艺 性是 指塑 件结 构对 成型 工艺 方法 的适 应性 .在 塑 料 生 产 过 程 中 ,一 方 面 成 型 会 对 塑 件 的 结 构 ,形状 ,尺 寸 精 度 等诸 方面 提出 要求 ,以 便降 低模 具结 构的 复杂 程度 和制 造难 度 ,保 证生产 出价 廉物 美的 产品 ;另一 方面 ,模具设 计者 通过 对给 定塑 件的 结构工艺性进行分析 ,弄 清 塑 件 生 产 的 难 点 ,为模具设计和制造提供依据 。 该塑件为比较高端水平的产品 。 表面形状要求完整光滑。在设计模 具时要用到内侧抽芯机构。 塑件上各处的轮廓过度和壁厚连接处,一 般采 用圆 角连 接, 有特 殊要 求时 才采 用尖 角结 构。 尖角 容易 产生应 力集 中, 在受 力或 受冲 击载 荷时 会发 生破 裂。 圆角 不仅 有利 于物料充模,同时也有利于融料在模具型腔内的流动和塑件的脱模。 3.1.4 塑 件的尺 寸精 度及 表面质 量 ( 1)尺寸精度的选择;塑件的尺寸精度是决定塑件制造质量的nts22 首 要标 准, 然而 ,在 满足 塑件 使用 要求 的前 提下 ,设 计时 总是 尽量将 其尺 寸精 度放 低一 些, 以便 降低 模具 的加 工难 度和 制造 成本 。对塑 件的 精度 要求 ,要 具体 分析 ,根 据装 配情 况来 确定 尺寸 公差 ,该塑件是 比较高端的产品 ,所以精度要求 比较高。 ( 2)尺寸精度的组成及影响因素;制品尺寸误差构成为: = s+ z + c+a式中 制件总的成型误差; s 塑料收缩率波动所引起的误差; z 模具成型零件制造精度所引起的误差; c 模具磨损后所引起的误差; a 模具安装,配合间隙引起的误差; 影响塑料制品尺寸精度的因素比较复杂,归纳有以下三个方面。 1) 模具 模具各部分的制造精度是影响制件尺寸精度重要的因素。 2) 塑料材料 主要是收缩率的影响,收缩率大的尺寸精度误差就大。 3) 成型工艺 成型工艺条件的变化直接造成材料的收缩,从而影响尺寸精度。 3.2 注 塑机 的选择 3.2.1 注 塑机简 介 1956年制造出世界上第一台往复螺杆式注塑机 ,这是注塑成型工 艺 技 术 的 一 大 突 破 ,目 前 注 塑 机 加 工 的 塑 料 量 是 塑 料 产 量 的 30%;nts23 注 塑机 的产 量占 整个 塑料 机械 产量 的 50%.成为 塑料 成型设 备制 造业中增长最快 ,产量最多的机种之一 。 注塑机的分类方式很多 ,目前尚未形成完全统一标准的分类方法 。 常用的说法有 : ( 1)按设备外形特征分类 :卧式 ,立式 ,直角式 ,多工位注塑机; ( 2) 按 加 工 能 力 分 类 :超小型 ,小型 ,中型 ,大 型 和 超 大 型 注 塑机。 此外还有按用途分类和按合模装置的特征分类 ,但日常生活中用的较少。 3.2.2 注塑 机基 本参 数 注 塑 机 的 主 要 参 数 有 公 称 注 射 量 ,注 射 压 力 ,注射速度 ,塑化能力 ,锁 模 力 ,合 模 装 置 的 基 本 尺 寸 ,开 合 模 速 度 ,空 循 环 时 间 等 .这些参数是设计 ,制造 ,购买和使用注塑机的主要依据 。 (1)公 称注 塑量 ;指 在对 空注 射的 情况 下 ,注 射螺 杆或柱 塞做一次 最大 注射 行程 时 ,注 射装 置所 能达到 的最 大注 射量 ,反 映了 注塑机的加工能力 。 (2)注 射压 力; 为了 克服 熔料 流经 喷嘴 ,浇道 和型 腔时的 流动阻力 ,螺杆 (或柱塞 )对 熔料 必须 施加足够 的压 力 ,我们 将这 种压 力称为注射压力 。 (3)注 射速 率; 为了 使熔 料及 时充 满型 腔 ,除 了必 须有足 够的注射 压力 外 ,熔 料还必 须有 一定 的流 动速 率 ,描 述这 一参数 的为 注射速率或注射时间或注射速度 。 nts24 (4)塑化能力;单位时间内所能塑化的物料量 .塑化能力应与注塑 机 的 整 个 成 型 周 期 配 合 协 调 ,若 塑 化 能 力 高 而 机 器 的 空 循 环 时 间长 ,则不能发挥塑化装置的能力 ,反之则会加长成型周期 。 (5)锁 模力 ;注 塑机 的合 模机 构对 模具 所能 施加 的最 大夹 紧力 ,在此力的作用下模具不应被熔融的塑料所顶开 。 (6)合模装置的基本尺寸;包括模板尺寸 ,拉杆空间 ,模板间最大开距 ,动 模 板 的 行 程 ,模 具 最 大 厚 度 与 最 小 厚 度 等 .这 些 参 数 规 定 了机器加工制件所使用的模具尺寸范围 。 (7)开 合模速度;为使模具闭合时平稳 ,以及开模 ,推出制件时不使 塑料 制件 损坏 ,要 求模 板在 整个 行程 中的 速度 要合 理 ,即 合模 时从快到慢 ,开模时由慢到快在到停 。 (8)空 循环 时间 ;在 没有 塑化 ,注射保 压 ,冷却 ,取 出制件 等动作的情况下 ,完成一次循环所需的时间 。 3.2.3 选 定注射 机 ( 1) 由公称注射量选定注射机 由 注 射 量 选 定 注 射 机 .由 SOLIDWORKS建 模 分 析 得 ( 材 料 密 度 取1.20) : 经过 SolidWorks计算可估算得: 总体积 V=30cm3 ; 所以 总质量 M=36g; 选 择 注塑机为: xs-z-30。 3.3 模 具结 构设计 3.3.1 总 体设计 nts25 设计方案拟定,我将确定以下内容: ( 1) 首先确定分型面。 ( 2) 确定型腔数和排列形式以及型腔,型芯的结构。 ( 3) 浇口位置,脱浇道结构的确定和排气系统的确定。 ( 4) 冷却系统的选定。 ( 5) 导向,定位结构的确定。 ( 6) 推出结构和复位结构的选定。 3.3.2 某零 件 塑 料模 具设 计 1 分型面位置的确定 如 何 确 定 分 型 面 , 需 要 考 虑 的 因 素 比 较 复 杂 。 由 于 分 型 面 受 到塑 件在 模具 中的 成型 位置 、浇 注系 统设 计、 塑件 的结 构工 艺性 及精度 、嵌 件位 置形 状以 及推 出方 法、 模具 的制 造、 排气 、操 作工 艺等多 种因 素的 影响 ,因 此在 选择 分型 面时 应综 合分 析比 较, 从几 种方案 中优 选出 较为 合理 的方 案。 选择 分型 面时 一般 应遵 循以 下几 项原则: 1)分型面应选在塑件外形最大轮廓处。 2)便于塑件顺利脱模,尽量使塑件开模时留在动模一边。 3)保证塑件的精度要求。 4)满足塑件的外观质量要求。 5)便于模具加工制造。 6)对成型面积的影响。 7)对排气效果的影响。 nts26 8)对侧向抽芯的影响。 其中最重要的是第 5)和第 2)、第 8)点。为了便于模具加工制造应尽是选择平直分型面工易于加工的分型面 左 边有 个滑 块分 型, 右边 有斜 杆分 型。 因为 分型 面的 选择 应尽 可能使 塑件 在开 模后 留在 后模 一边 ,所 以这 样有 助于 后模 设置 的推 出机构动作。 2 型腔数目的确定 注 塑 模 的 型 腔 数 目 ,可以是一模一腔 ,也 可 以 是 一 模 多 腔 ,在型腔数目的确定时主要考虑以下几个有关因素: ( 1) 塑件的尺寸精度 ; ( 2)模具制造成本; ( 3)注塑成型的生产效益 。 由于 1 模 1 腔可以保证高注射压力和快注射速率, 并且精度高, 所以我采用 1 模 1 腔的形式。 3 浇口的设计 浇口亦称进料口,是连接分流道与型腔的通道,除直接浇口外,它 是浇 注系 统中 截面 最小 的部 分, 但却 是浇 注系 统的 关键 部分 ,浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。 1) 浇口的选用 浇 口可分为限制性和非限制性浇口两种。我将采用限制性浇口。 限制性浇 口一方面 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,使 其成为理 想的nts27 流动 状态,迅 速面均衡 地充满型 腔,另一 方面改善 塑料熔体 进入型腔 时的流动 特性,调 节浇口尺 寸,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离的作用。 限制性浇口有点浇口,侧浇口等形式,我采用 侧 浇口,其有以 下优点: ( 1) 形状简单,去除浇口方便,便于加工,而且尺寸精度容易保证 ; ( 2) 试模时如发现不当, 容易及时修改; ( 3) 能相对独立地控制填充速度及封闭时间; 2)浇口位置的选择 模具设计时 ,浇口的位置及尺寸要求比较严格 ,初步试模后还需 进一步修 改浇口尺 寸,无论 采用何种 浇口,其 开设位置 对塑件成 型性能及 质量影响 很大,因 此合理选 择浇口的 开设位置 是提高质 量的重要 环节,同 时浇口位 置的不同 还影响模 具结构。 总之要使 塑件具有 良好的性 能与外表 ,一定要 认真考虑 浇口位置 的选择,通常要考虑以下几项原则: ( 1)尽量缩短流动距离。 ( 2)浇口应开设在塑件壁厚最大处。 根 据本 塑件 的特 征, 综合 考虑 以上 几项 原则 ,我 选的 浇口 位置 如图1 所示。 nts28 图 1 4 冷料穴的设计 在 完 成 一 次 注 射 循 环 的 间 隔 , 考 虑 到 注 射 机 喷 嘴 和 主 流 道 入 口这 一小 段熔 体因 辐射 散热 而低 于所 要求 的塑 料熔 体的 温度 ,从 喷嘴端 部到 注射 机料 筒以 内约 10 25mm 的 深度 有个 温度 逐渐 升高 的区域 ,这 时才 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 ( 也 即 塑 料 流 动 的 转向处 ),其标称直径与主流道大端直径相同或略大一些,深度约为直径的 1 1.5 倍,最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积,冷料穴有六种形式,常用的是端部为 Z 字形和拉料杆的形式,具体要根据塑料性能合理选用。本模具中的冷料穴的具体位置和形状如图 2 中所示。 nts29 图 2 5 导向与定位机构 注 射模 的导 向机 构主 要有 导柱 导向 和锥 面定 位两 种类 型。 导柱导 向机 构用 于动 、定 模之 间的 开合 模导 向和 脱模 机构 的运 动导 向。锥面定位机构用于动、定模之间的精密对中定位。 导 柱: 国家 标准 规定 了两 种结 构形 式, 分为 带头 导柱 和有 肩导柱 ,大 型而 长的 导柱 应开 设油 槽, 内存 润滑 剂, 以减 小导 柱导 向的摩 擦。 若导 柱需 要支 撑模 板的 重量 ,特 别对 于大 型、 精密 的模 具,导柱的直径需要进行强度校核。 导 套: 导套 分为 直导 套和 带头 导套 ,直 导套 装入 模板 后, 应有防止被拔出的结构,带头导柱轴向固定容易。 设计导柱和导套需要注意的事项有: 1)合理布置导柱的位置,导柱中心至模具外缘至少应有一个导柱 直径 的厚 度; 导柱 不应 设在 矩形 模具 四角 的危 险断 面上 。通 常设在长边离中心线的 1/3 处最为安全。导柱布置方式常采用等径不对称布置,或不等直径对称布置。 2) 导 柱工 作部 分长 度 应比 型芯 端 面高 出 68 mm, 以确 保 其导nts30 向与引导作用。 3)导柱可以设置在动模或定模,设在动模一边可以保护型芯不受损坏,设在定模一边有利于塑件脱模。 如图 3 是本设计中用的导柱和导套。 图 3 导柱 中 开设 了 油槽, 可以 内存润滑剂,以减小导柱导向的摩擦 。 4)为了便于模具在注塑机上安装以及模具浇口套与注塑机的喷嘴孔精确定位,应在模具上安装定位圈,用于与注塑机定位孔匹配。定位圈除完成浇口套与喷嘴孔的精确定位外,还可以防止浇口套从模内滑出。我采用的定位圈,用它来压住浇口套,以防止浇口套滑出。 其公称尺寸为 120mm。 6 推出结构和复位结构的选定 nts31 推 杆脱 模机 构是 最简 单、 最常 用的 一种 形式 ,具 有制 造简 单、推出效果好等特点。推杆直接与塑件接触,开模后将塑件推出。 1) 推杆的截面形状;可分为圆形,方形或椭圆形等其它形状,根 据塑 件的 推出 部位 而定 ,最 常用 的截 面形 状为 圆形 ;推 杆又 分为普 通推 杆和 成型 推杆 两种 ,前 者只 是起 到将 塑件 推出 的作 用, 后者不 仅如 此还 能参 与局 部成 型, 所以 ,推 杆的 使用 是非 常灵 活的 。 图4 是本设计中用的推杆。 图 4 2)推杆的固定形式:推杆的固定形式有多种,但最常用的是推杆在固定板中的形式,此外还有螺钉紧固等形式。 3)推出机构的复位:脱模机构完成塑件的顶出后,为进行下一个 循环 必须 回复 到初 始位 置, 目前 常用 的复 位形 式主 要有 复位 杆复位 和弹 簧复 位。 本设 计采 用弹 簧复 位机 构, 弹簧 复位 机构 是一 种最简 单的 复位 方式 。推 出时 弹簧 被压 缩, 而合 模时 弹簧 的回 力就 将推出机构复位。 如图 5 所示。 nts32 图 5 7 浇注系统设计 注 塑模 的浇 注系 统是 指模 具中 从注 塑机 喷嘴 开始 到型 腔入 口为止 的塑 料熔 体的 流动 通道 ,它 由主 流道 ,分 流道 ,冷 料穴 和浇 口组成 。它 向型 腔中 的传 质, 传热 ,传 压情 况决 定着 塑件 的内 在和 外表质 量, 它的 布置 和安 排影 响着 成型 的难 易程 度和 模具 设计 及加 工的复杂程度,所以浇注系统是模具设计中的主要内容之一。 1) 主流道 主 流道 是连 接注 塑机 的喷 嘴与 分流 道的 一段 通道 ,通 常和 注塑机 的喷 嘴在 同一 轴线 上, 断面 为圆 形, 有一 定的 锥度 ,目 的是 便于冷 料的 脱模 ,同 时也 改善 料流 的速 度, 因为 要和 注塑 机相 配, 所以nts33 其尺寸与注塑机有关,如图 6 所 示 , 材料 T8A。主流道衬套的固定是采用 螺钉来固定。 图 6 2) 分流道 在 多 型 腔 或 单 型 腔 多 浇 口 ( 塑 件 尺 寸 大 ) 时 应 设 置 分 流 道 , 分流 道是 指主 流道 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 入型 腔前 ,通 过截 面积 的变化 及流 向变 换以 获得 平稳 流态 的过 渡段 。因 此分 流道 设计 应满 足良好 的压 力传 递和 保持 理想 的充 填状 态, 并在 流动 过程 中压 力损 失尽可能小,能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。 分流道的断面形状有圆形,矩形,梯形, U 形和六角形。 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 ,nts34 所以一般是制成梯形流道。在该模具上取直径为 6mm。 8 侧抽芯机构 当 塑件 上具 有内 外侧 孔或 内外 侧凹 时, 塑件 不能 直接 从模 具中脱 出。 此时 需将 成型 塑件 侧孔 或侧 凹等 的模 具零 件作 成活 动的 ,这种零件称为侧型芯(俗称活动型芯)。在塑件脱模前先将侧型芯从塑件 上抽 出, 然后 再从 模具 中推 出塑 件。 完成 侧型 芯抽 出和 复
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