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汽车机油盖注塑模具设计汽车机油盖注塑模具设计摘 要本文分为两大部分:第一部分是机械结构的设计, 内容包括塑料注塑模具的工作原理及应用, 设计准则以及产品的见解. 塑料注塑模具的设计计算,包括模具结构设计, 注射机的选用, 浇注系统设计等方面. 第二部分是介绍CAD/CAM在模具上的应用, 包括CAXA制造工程师,CAXA实体设计,AUTOCAD.关键词:CAD/CAM, 塑料,注塑模,注塑机AUTOMOBILE MACHINE PAINTED AND DECORATED COACH ROOF INJECTION MOLD DESIGNABSTRACTIn this paper, it is divided into two parts:The fist part is aboutthe design of the structure of the mould. It is including theworking theory and application of a plastic injection mold, thedesign princible, and the introducing of production. The designcalculation of the plastic mold is includingthe disign of themold,the selecting og plastic injection mold machine, and the poursystem disigb etc. The second part is about the application of theCAD/CAM in plastic injection mold. It include the softwareof CAXA AutoCAD and soon.Key Words:CAD/CAM,plastic, plastic injectionmold, plastic injection moldmachine目 录摘要IIABSTRACTIII前 言11注塑模具简介21.1. 概述21.2 塑料成型模具在加工工业中的地位31.3塑料成型模具的发展趋势41.4 塑料成型模具的分类51.5 塑料成型模具的分类62 零件材料的选择及材料性能83 塑料注射成型模具的设计94浇注系统的设计105成型零部件的设计136导向机构设计146.1.导柱导向机构146.1.1.导柱146.1.2.导向孔146.1.3.导柱的数量和布置15 6.2.锥面和合模销定位机构157推出机构设计 167.1 推出装置的选用167.2.推杆的选用16 8 抽芯机构设计179冷却系统的设计1910 CAD/CAM部分2011 结论24 致谢25参考文献26 (附录)2727前 言近年来我国模具技术有了很大的发展,模具设计与制造水平有了很大的提高,大型、精密、复杂、高效和长寿命模具的需求量大幅度发增加。模具质量明显提高;模具CAD/CAM技术相当广泛的得到了应用。机械零部件中60%的粗加工,80%的精加工需要由模具来完成。可以说,模具是工业之母。依照塑件的成型方法分类,可以将塑料加工模具分为三类:(1) 压缩模压缩模是将塑料装在受热的型腔或加料室内,然后加压。也可称为压塑模或压模。在压制时直接对型腔内的塑料施加压力。这类模具的加料室一般与型腔是一体的,主要用于热固性塑件的成型,有时也用于热塑性塑件的成型。(2) 压注模压注摸是将塑料在加料室内受热成为黏流状态,在柱塞压力的作用下使熔料经过注射系统进入并充满闭合的型腔。也称为传递模、挤扭模。这种棋具结构比压缩模复杂,造价较高。(3) 注射模注射模又称为注塑模.塑料在注射机上装有螺杆搅拌的料筒内受热开始熔化.当达到半熔性状态时、在压力的作用下,熔料通过模具的浇注系统进人到有一定深度的型腔内固化成塑件.该工艺成型周期短,生产效率高。这种模具在热固性塑料注射机上使用,结构比较复杂,造价较高。 除了上述塑料成型模具外,还有中空吹塑模、热成型模、发泡模、浇铸模、挤出机头口模等。我的设计题目就是建立在第三种塑料模具的成型方法的基础上开展开设计的今天我做的设计正是为适应注塑模具的发展要求而进行的。我主要应用了“SolidWorks”软件进行工件的造型、仿真、生成仿真动画,并进行其夹具的设计,使其能够成为一个整体1注塑模具简介1.1. 概述 随着塑料工业的飞速发展和通用塑料与工程塑料在强度和精度方面的不断提高,塑料制品的应用范围也在不断扩大, 如: 家用电器, 仪器仪表, 建筑器材, 汽车工业, 日用五金等众多领域, 塑料制品所占的比例正迅速增加, 由于在工业产品中, 一个设计合理的塑料件往往能代替多个传统金属结构件, 加上利用工程塑料特有的性质, 可以一次成型非常复杂的形状,并且还能设计成卡装结结构,成倍的减少整个产品中各种紧固件, 大胆的降低了金属材料消耗量和加工及装配件工时, 因此, 近年来工业产品塑料化的趋势不断上升.注塑成型使塑料加工中最普遍采用的方法。该方法适用于全部热塑性塑料和部分热固性塑料,制得的塑料制品数量之大是其他成型方法望尘莫及的。由于注塑成型加工不仅实现生产自动化、高速化,因此具有极高的经济效益。作为注塑成型加工的主要工具之一注塑模具,在质量、精度、制造周期以及注塑成型过程中的生产效益等方面水平高低,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争中的反应能力和速度。与其他机械行业相比,模具制造业只要有以下三个特点:第一,模具不能像其它机械那样可以作为基本定型的商品随时都可以在机电市场上买到。这是因为每副模具都是针对特定塑料制品的规格而生产的,由于塑料制品的形状、尺寸各异,差距甚大,其模具结构也是大相径庭,所以模具制造不可能成批量生产,换句话说,模具是单件生产的,其寿命越长,重复加工的性越小,因此,模具的制造成本较高。第二,因为注塑模具是为产品中的塑料制品而订制的,作为产品,除质量、价格等因素外,很重要的一点就是需要尽快地投放市场,所以对于塑料制品而特殊订制的模具来说,其制造周期一定要短。第三,模具制造是一项技术性很强的工作,其加工过程集中了机械制造中先进技术部分精华与钳工技术的手工技巧,因此要求模具工人具有较高的文化技术水平,特别是对于企业来说要求培养“全能工人”,使其适应多工种的要求,这种技术工人对模具单件生产方式组织均衡生产是非常重要的。综上所述,模具制造业存在成本高,要求制造周期短,技术性强等特点,目前,随着科学技术的不断发展和计算机的应用,这些问题得到了很大的改善,由于有了计算机辅助设计和计算机辅助加工,从根本上改变了模具生产的面貌,可靠地保证了模具所需要的精度与质量、预硬、易切削以及高光亮等,新型模具材料的应用,大大地方便了加工及热处理。另外,模具标准件和以标准件为基体的特殊定制零件的普及,明显地缩短了模具制造周期。在模具设计方面,正逐渐把理论设计提高到日益重要的位置,即采用了理论与经验相结合的方法,改变了以往的经验类比实验的方法。使我国的塑料模具设计水平进入了新阶段。1.2 塑料成型模具在加工工业中的地位模具是利用其特定的形状成型具有一定形状和尺寸的制品的工具. 成型塑料制品的模具叫做塑料模具体.对模具的全面要求是: 能生产出在尺寸精度,外观,物理性能等方面均能满足使用要求的优质制品. 从模具使用角度, 要求高效率,自动化,操作简便; 从模具制造角度,要求结构合理,制造容易,成本低廉.塑料模具影响着塑料制品的质量.首先,模具型腔的形状, 尺寸, 表面光洁度, 分型面, 进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸和形状精度以及制件的物理性能, 机械性能, 电性能, 内应力大小, 各向同性, 外观质量, 表面光洁度, 气泡, 凹痕, 烧焦, 银纹等都有十分重要的影响. 其次, 在塑料加工过程中, 模具结构对操作难易程度影响很大. 在大批量生产塑料制品时, 应尽量减少开模. 合模和取制件过程中的手工劳动,为此常采用自动开合模和自动顶出机构. 在全自动生产时还要保证制品能自动从模具上脱落. 另外,模具对塑料制品的成本也有相当的影响. 除简易模具外, 一般来说制模费用是十分昂贵的, 一副优良的注射模具可生产制品百万件以上, 压制模约能商场二十五万件. 当批量不大的时候, 模具费用在制件成本中所站的比例将会很大, 这时候应尽可能地采用结构合理而简单的模具,以降低成本.现代塑料制品生产中合理的加工工艺, 高效的设备, 先进的模具是必不可少的三项重要因素, 尤其是塑料模具对实现塑料加工工艺要求, 塑料制件使用要求和造型设计起着重要作用. 1.3塑料成型模具的发展趋势随着塑料成型加工机械和成型模具的迅速发展, 高效率, 自动化, 大型, 微型, 精密, 高寿命的模具在整个模具产量中所占的比例越来越大. 从模具设计和制造技术角度来看, 模具的发展趋势可归纳为以下几方面:(1) 加深理论研究, 在模具设计中,对工艺原理的研究越来越深入, 模具设计已经由经验设计阶段逐渐向理论计算设计方面发展.(2) 高效率, 自动化成,大量采用各种高效率, 自动化的模具结构, 如高效冷却以缩短成型周期; 各种能可靠地自动脱出产品和流倒凝料的脱模机构; 热流道浇注系统注射出模具等. 高速自动化的塑料成型机械配合以先进的模具, 对提高生产效率, 降低成本起了很大的作用.(3)大型, 超小型及高精度由于塑料应用的扩大, 塑料制件已应用到建筑, 机械, 电子, 仪器, 仪表等各个工业领域, 于是出现了各种大型, 精密和高寿命的成型模具, 为了满足这些要求, 研制了高强度, 高硬度, 高耐磨性能且易加工, 热处理变小, 导热性能优异的制模材料.(4)革命模具制造工艺为了更新产品花色品种和适应小批量产品的生产要求,除大力发展高强度, 高耐磨性的材料外, 同时又重视简易制模工艺研究.(5)标准化成开展模具标准化工作, 使模板, 导柱等通用零件标准化,商品化, 以适应大规模地成批生产塑料成型模具(6)开发计算机辅助设计和辅助制造商(CAD/CAM) 随着计算机技术的发展,计算机已广泛应用于模具工业, 在注射成型系统中, 针对没一个环节都可将计算机作为辅助工具而加入. 构成给环节的CAD或CAM或CAE, 下面分别介绍: 塑件设计塑件的设计包括塑件结构, 尺寸,精度, 表面, 性能等方 面的设计. 塑件设计方面的计算机辅助技术有: 塑件CAD; 塑料, 辅料, 辅件选择的专家系统. 注射机的选用常见注射机使用方面的计算机辅助技术有: 注射机选择专家系统; 注射机故障诊断系统.注射模使用状况的好坏直接影响到注射质量, 在对于高技术注射模来说, 都要对注射模在使用过程进行监控或对注射模的服役模拟仿真,由此知注射模的工作象性能等方面的设计, 并选择模具的材料等. 计算机在注射模设计方面的工作有: 注射模CAD: 注射模材料,辅料, 辅件选择专家系统; 工装选择专家系统; 注射模CAPP; 注射模加工模拟; 注射模CAQ. 为了迎合模具的发展趋势, 在本次设计过程主要应用PTC公司pro/engineer 和国产CAXA软件进行对塑料零件的设计和对注射模具的凹. 凸进行仿真加工, 并经过后置处理转化为NC加工程序.1.4 塑料成型模具的分类不同的塑料成型方法使用着原理和结构特点各不相同的塑料成型模具。按照成型加工方法的不同,可将塑料成型模具分为以下几类。(1) 压制成型模具压制成型模具简称压模。将塑料原料直接加在敞开模具型腔内,再将模具闭合,塑料在热和压力作用下成为流动状态并充满型腔,然后由于化学或物理变化使塑料硬化定型,这种成型方法叫压制成型,这种成型方法所用的模具叫压制成型模具。压制模具多用于成型热固性塑料,也有用于成型热塑性塑料的。另外,还有不加热的冷压成型压制模具,用于成型聚四氟乙烯坯件。(2) 压铸成型模具压铸成型模具又称传递成型模具。将塑料原料加入预热的加料室,然后向压柱施加压力,塑料在高温高压下熔融并通过模具的浇注系统,进入型腔,这种成型方法叫压铸成型,这种方法所用的模具叫压铸成型模具。(3)注射成型模具塑料先加在注射机的加热料筒内,塑料受热熔融在注射机的螺杆或活塞推动下,经喷嘴和模具的浇注系统进入模型,塑料在模具型腔内硬化定型,这就是注射成型的简单过程。注射成型所用的模具叫注射模具。注射模具主要用于热塑性塑料制品的成型,但近几年来也越来越多地用于热固性塑料成型。注射成型在塑料制件成型中占有很大比重,世界塑料成型模具产量中约半数以上使注射模具。(4)挤出成型模具挤出成型模具又称机头。使处于粘流状态的塑料在高温高压下通过具有特定断面形状的连续型材的成型方法叫挤出成型。用于塑料挤出成型的模具叫挤出成型模具。(5)中空制品吹塑成型模具真空或压缩空气成型模具为一单独的阴模或阳模。将预先制成的塑料片周边紧压在模具周边上,使加热软化,然后再在紧靠模具的一面抽真空,或在其后面充压缩空气,使塑料片紧贴到模具上 ,冷却定型即得制品,此种成型方法模具受力较小,要求不高,甚至可用非金属材料制作。除了上面说列举的几种塑料模具外,尚有泡沫塑料成型模具,玻璃纤维增强塑料成型模具等。注射工艺注射工艺方面的计算机辅助技术有: 注射工艺制定的专家系统. 塑件质量故障诊断. 注射模设计注射模设计主要完成注射模的结构尺寸, 精度, 表面现象性能等方面的设计, 并选择模具的材料等. 计算机在注射模设计方面的工作有: 注射模CAD: 注射模材料,辅料, 辅件选择专家系统; 工装选择专家系统; 注射模CAPP; 注射模加工模拟; 注射模CAQ. 为了迎合模具的发展趋势, 在本次设计过程主要应用PTC公司pro/engineer 和国产CAXA软件进行对塑料零件的设计和对注射模具的凹. 凸进行仿真加工, 并经过后置处理转化为NC加工程序.1.5 塑料成型模具的分类不同的塑料成型方法使用着原理和结构特点各不相同的塑料成型模具。按照成型加工方法的不同,可将塑料成型模具分为以下几类。(1)压制成型模具压制成型模具简称压模。将塑料原料直接加在敞开模具型腔内,再将模具闭合,塑料在热和压力作用下成为流动状态并充满型腔,然后由于化学或物理变化使塑料硬化定型,这种成型方法叫压制成型,这种成型方法所用的模具叫压制成型模具。压制模具多用于成型热固性塑料,也有用于成型热塑性塑料的。另外,还有不加热的冷压成型压制模具,用于成型聚四氟乙烯坯件。(2) 压铸成型模具压铸成型模具又称传递成型模具。将塑料原料加入预热的加料室,然后向压柱施加压力,塑料在高温高压下熔融并通过模具的浇注系统,进入型腔,这种成型方法叫压铸成型,这种方法所用的模具叫压铸成型模具。(3)注射成型模具塑料先加在注射机的加热料筒内,塑料受热熔融在注射机的螺杆或活塞推动下,经喷嘴和模具的浇注系统进入模型,塑料在模具型腔内硬化定型,这就是注射成型的简单过程。注射成型所用的模具叫注射模具。注射模具主要用于热塑性塑料制品的成型,但近几年来也越来越多地用于热固性塑料成型。注射成型在塑料制件成型中占有很大比重,世界塑料成型模具产量中约半数以上使注射模具。(4) 挤出成型模具挤出成型模具又称机头。使处于粘流状态的塑料在高温高压下通过具有特定断面形状的连续型材的成型方法叫挤出成型。用于塑料挤出成型的模具叫挤出成型模具。(5)中空制品吹塑成型模具真空或压缩空气成型模具为一单独的阴模或阳模。将预先制成的塑料片周边紧压在模具周边上,使加热软化,然后再在紧靠模具的一面抽真空,或在其后面充压缩空气,使塑料片紧贴到模具上 ,冷却定型即得制品,此种成型方法模具受力较小,要求不高,甚至可用非金属材料制作。除了上面说列举的几种塑料模具外,尚有泡沫塑料成型模具,玻璃纤维增强塑料成型模具等。2 零件材料的选择及材料性能零件材料的选择及材料性能:(1)不影响制品的外观,尤其是对外观有明确要求的制品,更应注意分型面对外观的影响,要力求避免分型面处产生飞边。(2)不影响塑件的尺寸精度。(3)应尽量减少模腔(即塑件)在分型面上的投影面积,以避免此面积与注射机许用最大注射面积接近时可能产生的溢料现象。(4)有利于模具加工,特别是型腔的加工。(5)有利于浇注系统、排气系统、冷却系统的设计。(6).有利于制品的脱模,确保在开模时使制品留于动模一侧。(7)便于金属嵌件的安装等。3 塑料注射成型模具的设计要设计一副先进的塑料模具,首先需要有高水平的设计思路,而且还必须对制品工艺性、塑料材料的特性及用途、模具钢材的选用、加工方法、模具结构设计、成型方案和注射机的型号等多方面进行研究。其中从模具设计和注射成型的角度研究模具设计的工艺性是非常必要的,其目的是为了减少因模具工艺性不好而给模具制造及成型带来的麻烦。(1)分析制品工艺分析塑料制品图,了解制件的用途,分析塑料制件的工艺性,尺寸精度等技术要求。如塑料制件在外表形状、颜色透明度、使用性能方面的要求是什么,塑件的几何结构、斜度、嵌件等情况是否合理,熔接痕、缩孔等成型缺陷的允许程度,有无涂装、电镀、胶接和钻孔等后加工。选择塑料制件尺寸精度最高的尺寸进行分析,估计成型公差是否低于塑料制件的公差,能否成型出合乎要求的塑料制件来。此外,还要了解塑料的塑化及成型工艺参数。 分析工艺资料分析工艺任务书所提出的成型方法、设备型号、材料规格、模具结构类型等要求是否恰当,能否落实。成型材料应当满足塑料制件的强度要求,具有好的流动性、均匀性和各向同性、热稳定性。根据塑料制件的用途,成型材料应满足染色、镀金属的条件、装饰性能、必要的弹性和塑性、透明性或者相反的反射性能、胶接性或者焊接性等要求。(2)选择成型设备根据成型设备的种类来进行模具设计,因此必须熟知各种成型设备的性能、规格和特点。如对于注射机来说,在规格方面应当了解注射容量、锁模压力、注射压力、模具安装尺寸、顶出装置及尺寸、喷嘴孔直径、喷嘴球面半径、浇口套尺寸、定位圈尺寸、模板行程、模具最大厚度和最小厚度等。初步估计模具外形尺寸,判断模具能否在所选的注射机上安装和使用。塑件尺寸公差仍采用原电子工业部的标准SJ1372的6级精度选取。4浇注系统的设计浇注系统设计原则浇注系统的选择是模具设计的一个重要环节。设计前首先对塑件的采用的材料和几何形状,机床设备可能产生的缺陷,以及填充料等做一全面的分析。分型面的选择与浇注系统有密切关系。一般浇注系统色设计根据以下几个原则-(1)能顺利的引导塑件注入到行腔各个部位且在填充过程中不致产生涡流或紊乱,使型腔内气体能顺利排出(2)应选择最短流程以缩短填充时间(3)尽量避免直接撞击型芯嵌件(4)应尽量减少弯折,有较高光洁度(5)对于一模多腔时应尽量与模板中心对称(6)进料口位置与形状应结合塑件的形状和技术而确定(7)浇注系统的容积应取最小值还有对与一模多种产品是应考虑把误差最小的放一个模具内,对与有要求的产品要多方位的考虑交口的成行方式。冲压工艺对材料的要求-1.首先要满足冲压件的使用要求-强度、刚度、导电性、导热性、重要性、耐腐蚀等。 2.满足冲压工艺条件应具有良好的塑性和表面质量、板料的厚度。图4-1主流道冲压常用材料的种类,性能和规格冲压用板料黑色金属碳素结构钢板如Q234优质碳素的结构钢板如08F低合金结构钢板如Q345。Q295电工硅钢板如D12 D41不锈钢板如ICN18NI9TI其他有色金属纯铜板如T1。 T2黄铜板如 H62,H68铝板如1050A(23), 1035(L4)钛合金板镍铜全金板其他非金属绝缘胶木板纸板橡胶板有机玻璃层压板纤维板毛毡 3、冲压板料的准备-一般情况的毛毡都是较大的板料的带料,由剪板机按冲压工艺和工序情况进行剪切、剪成适合的形状、其中剪切的本要考虑的料的纤维方向。主流道如图(4-1)是自注塑机喷嘴与模具主流道衬套接触的部位起至分流为止的一段总流道,它是熔融塑料进入模具时最先经过的部位。在卧式机上,主流道垂直于分型面,由于它与高温塑料及喷嘴反复接触,故设计成可拆卸的主流道衬套,主流道衬套应带凸缘,使之固定在定模上。为便于流道凝料的脱出,将主流道设计成圆锥形,其锥角为5,内壁表面粗糙度为08m。主流道上部小端的直径比注塑机喷嘴直径大1mm,球面半径比注塑机喷嘴的球面半径大2mm,其作用是补偿喷嘴与主流道的对中误差,避免注塑机注塑时在喷嘴与主流道之间造成漏料或积存冷料使主流道无法脱模。a 流道分布b测浇口 图4-2 流道的设计在本模具设计中,分流道的布置采用对称平衡式。这种布置使各分流道的长度、截面形状和尺寸都对应相等,可实现均衡进料和同时充满各型腔的目的。分流道直径5-砌,分流道长度选取L1=65mm、L2=115mm。浇口设置在底板处,如图4-2所示,开模后,由推料板将浇口制品和凝料一起推出,在浇口部分剪断。5 成型零部件的设计在成型零件上,直接用以成形的尺寸称为成形零件的工作尺寸。成形零件的工作尺寸主要分为型腔和型芯的径向尺寸、型腔和型芯的深度尺寸及中心距等几类。在模具设计时,必须根据制品的尺寸和公差确定成形零件的工作尺寸。(1).影响制品尺寸公差的因素在通常情况下,制品的公差以表示,成型零件的制造公差以Z表示。实际表明,成形零件的制造公差约占制品公差的1/3左右,因此,可取=/3。(2)成形零件的磨损成形零件的最大磨损量以c表示。在成形过程中,型腔尺寸逐渐变大,型芯尺寸逐渐变小,中心距尺寸基本不变。对于中小型制品,最大磨损量可取制品公差的1/6,即c=/6;大型制品的磨损量一般在/6以下。所以该塑件c=/6。(3)平均收缩率Scp的确定:Scp=1/2(Smax+Smin)*100根据参考资料六可知:ABS塑料的收缩率为0.30.8。故:Scp=1/2(0.3+0.8)=0.556 导向机构设计导向机构主要用于保证动模和定模两大部分或模内其他零部件之间准确对合,起定位和定向作用。导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式绝大多数导向机构由导柱和导套组成,称之为导柱导向机构。此外也有锥面,销等作定位导向的机构6.1.导柱导向机构导柱导向机构是利用导柱和导向孔之间的配合来保证模具的对合精度。导柱导向机构的设计内容包括:导柱和导套的典型机构;导柱和导向孔的配合以及导柱的数量和布置等。6.1.1.导柱导柱设计要点如下:(1)导柱的直径视模具大小而定,但必须具有足够的抗弯强度,且表面要耐磨,芯部要坚韧。(2)导柱的长度通常应高出凸模端面6-8mm,以免在导柱未导正时凸模先进入型腔与其碰撞而损坏。(3)导柱的端面常设计成锥型或半球形,便于导柱顺利地进入导向孔。(4)导柱的配合精度。导柱和导向孔通常采用间隙配合,而与安装孔采用过渡配合,配合部分粗糙度为R=0.8 UM。同时要注意,要采用适当的固定方式防止导柱从安装孔中脱出。(5)导柱直径尺寸按模具模板外形尺寸而定。6.1.2.导向孔导向孔设计要点如下:(1)导向孔最好为通孔,否则导柱进入未开通的导向孔时,孔内空气无法益出,产生反压力,给导柱运动造成阻力,若模具结构限制,导向孔必须做成盲孔,则应在盲孔壁增设透气孔或透气槽。(2)为使导柱比较顺利地进入导套,在导套前端应导有圆角。(3)导套孔的滑动部分按H8/f8间隙配合,导套外径按H7/m6过渡配合。(4)导套的安装固定方式如,其中A,B采用台阶式导柱,利用轴肩防止开模时拔出导套,C采用直导套,用螺钉起止动作用。6.1.3.导柱的数量和布置注射模的导柱一般取2-4根,其数量和布置形式根据模具的结构形式和尺寸来确定,A适用于结构简单精度 不高的小型模具,B,C为四根导柱对称布置的形式,其导向精度高。为了避免安装方位错误,可将导柱做成两大两小图C,一大一小,或导柱直径相等,但其中一根位置做开3-10mm。6.2.锥面和合模销定位机构(1)锥面定位追面定位机构多用于大型,深腔和精度要求高的塑件,特别是薄壁偏置不对称的壳体。为圆锥面定位机构的模具,常用语圆筒类塑件。为斜面镶条定位机构,常用于矩形型腔的模具。(2)合模销定位分模时为防止合模销拔出,其固定断采用H7/K6过渡配合,另一滑端则采用H9/F9间隙配合。7 推出机构设计7.1 推出装置的选用(1)由模架知选用推件板推出机构。推件板推出机构是有一块与凸模按一定配合精度相配合的模板,在塑件的整个周边端面上进行推出,因此作用面积大,推出力大而均匀,运动平稳,并且塑件上无推出痕迹。但如果型型和推件板配合不好,则在整个塑件上会出现毛刺,而且塑件有可能会滞留在推件板上。(2)推件板推出机构的选用:推件板推出机构的选择可参看参考文献一P184选择b型。(3)推件板的设计要点:推件板与型芯应呈3。10。的锥面配合,以减少运动摩擦,并起辅助定位作用以防止推件板偏心而溢料;推件板与型芯侧壁之间应有0.20.25的间隙,以防止两者间的卡死或擦伤。推件板可用经调质处理的45钢制造,对于要求比较高的模具,也可采用T8或T10等材料,并淬硬到5355HRC,有时也可在推件板上镶淬火衬套以延长寿命。7.2 推杆的选用(1)直径的选择推杆在推塑件时,应具有足够的刚性,以承受推出力,为此只要条件允许,应尽量用大直径的推杆。这里用10mm的推杆长为100mm。(2)杆形状及固定形式:推杆形状应选常用的A型,尾部采用台肩的形式台肩的直径D与推杆的直径约差46mm。推杆的直径d与模板上的推杆孔采用H8/f7H8/f8的间隙配合。8 抽芯机构设计当塑料件上具有与开模方向不一致的孔或侧壁有凹凸形状时,必须首先将成型部分的型芯或型腔脱离塑料件才能使整个塑料件从模具中脱出。除了使用斜导柱滑块抽芯外,斜顶是为解决平行于分型面的凹槽而发展的另一种侧抽芯机构,其基本原理与前者相似,它是将模具开闭的垂直运动转化成水平运动。斜顶与滑块最大的不同在于其动作的驱动力来自于推板的动作。本设计中型腔的分布为一模4腔,且塑料件同时存在两个平行的凹槽,因此在模具的中间存在双内抽芯。采用单一的斜导柱滑块机构不能完全实现侧抽芯动作,所以在设计中采用斜顶和斜导柱滑块相结合的侧抽芯机构,对模具内侧的塑料件凹槽采用斜顶侧抽芯,靠近模具外侧的凹槽采用斜导柱滑块机构来实现抽芯。这样既解决了单独使用斜导柱滑块机构难以完成内侧抽芯的问题,又避免了使用双斜顶机构所产生的装配空间不够的难题。对于斜导柱滑块机构(图8-1)的设计,考虑到塑料件形状及模具结构特点,采用两个滑块机构且分布于模具两侧,其中每个滑块在开模时由固定在定模上的斜导柱驱动完成位于同一侧两个塑料件外侧凹槽的抽芯动作。该侧抽芯机构具有结构紧凑、成本低廉、便于加工装配的特点。构紧凑、成本低廉、便于加工装配的特点。图8-1 斜导柱滑块抽芯机构和斜顶杆抽芯机构对于斜顶杆机构(图8-1)的设计,采用了4根斜顶杆分别来实现4个塑料件内侧凹槽的抽芯及塑料件的脱模。其工作过程是推板推动斜顶杆移动,使斜顶杆在动模板上沿着导轨产生纵向移动的同时作横向移动,从而完成侧抽芯动作。由于斜导柱滑块的驱动力来自于固定在定模或动模的斜导柱,侧抽芯时滑块一般向模具外侧运动。当采用斜导柱滑块机构实现内侧抽芯时,必须在模具中间留有滑块运动空间,这样就增大了模具的尺寸,同时使模具的结构更加复杂,从而增加了模具的成本。采用斜顶杆侧向抽芯简化了模具结构,降低了模具成本;而且斜顶杆在顶出塑料件时起到一定的作用,使得塑料件顶出时的受力更加均衡,可以减小塑料件的变形。斜顶动作必须由推板的驱动来完成,因此斜顶机构的设计与推板行程有关,这也是斜顶机构设计与斜导柱滑块设计的最大不同点。斜顶机构在顶出及退回时会在斜顶杆的侧面上产生较大的应力,从而使斜滑块表面较容易损坏,降低塑料件的精度。因此,斜顶杆在选材和热处理工艺等方面要考虑其使用性能的要求。9 冷却系统的设计合理地设置冷却系统可以防止塑料件脱模时变形,降低模具的温度,缩短成型周期,提高生产效率,增大结晶性塑料的过冷度,以得到整体性能好表面光滑的塑料件。冷却系统的设计应做到冷却系统内流动介质能充分吸收成型塑料件所传导的热量,使模具成型表面的温度稳定地保持在所需的温度范围内。因此,在不与顶出系统和其它连接件发生干涉的情况下,尽量在型腔附近设置冷却系统。根据塑料件的结构复杂程度,冷却水道可以采用直通式或回转式。直通式水道结构简单,加工方便,但冷却效果一般;回转式水道的路径更加贴近于型腔轮廓,冷却效果较好,但加工成本高,有时还必须采用分体式结构。由于锁扣盖体积小,形状简单,因此为降低加工成本,本设计采用直通式冷却水道。模具的热量是由辐射传热、对流散热、向模板的传热及其与注射喷嘴接触的传热等多因素综合作用所形成的。当考虑冷却介质在管内强制对流的散热时,根据计算校核后,冷却水道直径为10mm,水道中心偏离型腔15mm。通过调节冷却水的流量可以控制冷却系统散发的热量,从而调节模具型腔的温度。如图9-1示出本模具采用直通单循环式结构的冷却系统。图9-1 凸模凹模的设计10 CAD/CAM部分CAD是指工程技术人员以计算机为辅助工具来完成产品设计过程中的各项工作,如草图绘制、零件设计、装配设计、工装设计、工程分析等;CAM是指借助计算机来完成从生产准备到产品制造出来的过程中的各项活动,如计算机辅助数控加工编程、制造过程控制、质量检测与分析等,下面是我用CA

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