支架注塑模模具设计

欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321 湖南农业大学东方科技学院 全日制普通本科生毕业设计 支架注射模设计支架注射模设计 The Design Of The Injectve Mold Of SuppOrting Stand 学生姓名学生姓名 王王 昊昊 学学 号 号 200641914226200641914226 年级专业及班级 年级专业及班级 20062006 级机械设计与制造及其自动级机械设计与制造及其自动 化 二 班化 二 班 指导老师及职称 指导老师及职称 陈力航陈力航 副教授副教授 湖南 长沙 提交日期 2010 年 5 月 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321 目目 录录 摘要摘要 6 关键词关键词 7 7 1 1 前言前言 8 8 2 2 塑件分析塑件分析 1010 2 12 1 明确塑件设计选用的材料明确塑件设计选用的材料 根据给定的塑件材料选用根据给定的塑件材料选用 PCPC 聚碳酸酯 塑料 聚碳酸酯 塑料 1010 2 1 12 1 1 PCPC 的基本特性的基本特性 1010 2 1 22 1 2 PCPC 的主要性能指标的主要性能指标 1212 2 1 32 1 3 成形条件成形条件 1212 2 22 2 明确塑件设计要求明确塑件设计要求 1212 2 2 12 2 1 制品的表面质量制品的表面质量 1313 2 2 22 2 2 塑件的壁厚塑件的壁厚 1313 2 2 32 2 3 塑件的圆角塑件的圆角 1313 2 2 42 2 4 脱模斜度脱模斜度 1313 2 2 52 2 5 制品的表面形状制品的表面形状 1313 2 2 62 2 6 明确塑件的生产批量明确塑件的生产批量 1313 2 2 72 2 7 计算塑件的体积和质量计算塑件的体积和质量 1313 3 3 注射机的选用注射机的选用 1414 3 13 1 注射机的两种类型注射机的两种类型 1515 3 23 2 注射量的计算注射量的计算 1515 3 33 3 锁模力的计算锁模力的计算 1515 3 43 4 选择注射机选择注射机 1515 3 53 5 注射机有关参数的校核注射机有关参数的校核 1616 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321 4 4 模具结构的设计模具结构的设计 1616 4 14 1 塑件成型位置及分型面的选择塑件成型位置及分型面的选择 1616 4 24 2 模具型腔数的设计模具型腔数的设计 1717 4 2 14 2 1 型腔数量的确定型腔数量的确定 1717 4 2 24 2 2 型腔的排列形式型腔的排列形式 1717 4 34 3 浇注系统的设计浇注系统的设计 1818 4 3 14 3 1 主流道的设计主流道的设计 1919 4 3 24 3 2 分流道的设计分流道的设计 2020 4 44 4 浇口的设计浇口的设计 2323 4 4 14 4 1 浇口类型及位置的确定浇口类型及位置的确定 2323 4 4 24 4 2 浇口结构尺寸的经验计算浇口结构尺寸的经验计算 2424 4 4 34 4 3 浇注系统的平衡浇注系统的平衡 2525 4 4 44 4 4 浇注系统凝料体积计算浇注系统凝料体积计算 2525 4 4 54 4 5 截面尺寸的计算与校核截面尺寸的计算与校核 2626 4 54 5 冷料穴的设计冷料穴的设计 2828 4 64 6 拉料杆设计拉料杆设计 2929 4 74 7 排气系统的设计排气系统的设计 2929 4 84 8 脱模机构的设计脱模机构的设计 3030 4 8 14 8 1 设计原则设计原则 3030 4 8 24 8 2 脱模机构的基本要求脱模机构的基本要求 3030 4 8 34 8 3 脱模机构的选用脱模机构的选用 3030 4 8 44 8 4 推杆的设计要求推杆的设计要求 3131 4 8 54 8 5 推杆的安装方法推杆的安装方法 3232 4 8 64 8 6 推杆的材料推杆的材料 3232 4 8 74 8 7 脱模机构的复位元件脱模机构的复位元件 3232 4 94 9 注射模导向机构的设计注射模导向机构的设计 3232 4 9 14 9 1 导柱 导套的导向机构导柱 导套的导向机构 3232 4 9 24 9 2 导柱的设计导柱的设计 3333 5 5 成型零件的结构设计和计算成型零件的结构设计和计算 3434 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321 5 15 1 成型零件的结构设计成型零件的结构设计 3434 5 1 15 1 1 凹模结构凹模结构 3434 5 1 25 1 2 凸模结构凸模结构 3535 5 25 2 成型零件工作尺寸的的计算成型零件工作尺寸的的计算 3535 5 2 15 2 1 影响工作尺寸的因素影响工作尺寸的因素 3535 5 225 22 凹 凸模工作尺寸的计算凹 凸模工作尺寸的计算 3636 6 6 温度调节系统的设计温度调节系统的设计 4343 6 16 1 模具加热 冷却系统的确定模具加热 冷却系统的确定 4343 6 26 2 冷却系统设计原则冷却系统设计原则 4444 6 36 3 冷却介质冷却介质 4444 6 46 4 冷却水孔的设计计算冷却水孔的设计计算 4444 6 4 16 4 1 冷却水的体积流量计算冷却水的体积流量计算 4444 6 4 26 4 2 冷却水管的直径冷却水管的直径 d d 4545 6 4 36 4 3 确定冷却水在管道的流速确定冷却水在管道的流速 4545 6 4 46 4 4 冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数 4545 6 4 56 4 5 冷却管道的总传热面积冷却管道的总传热面积 4545 6 4 66 4 6 模具上应开设的冷却水孔数模具上应开设的冷却水孔数 4646 7 7 模具总体尺寸的确定及选购模架模具总体尺寸的确定及选购模架 4646 8 8 注射机参数的校核注射机参数的校核 4747 8 18 1 最大注塑量的校核最大注塑量的校核 4747 8 28 2 注塑压力的校核注塑压力的校核 4848 8 38 3 模具与注射机寸装部分相关尺寸的校核模具与注射机寸装部分相关尺寸的校核 4848 8 3 18 3 1 模具长宽尺寸校核模具长宽尺寸校核 4848 8 3 28 3 2 模具闭合高度校核模具闭合高度校核 4949 8 48 4 开模行程的校核开模行程的校核 4949 9 9 模具材料的选用模具材料的选用 5050 9 19 1 模具材料选用原则模具材料选用原则 5050 9 29 2 注塑模具常用材料注塑模具常用材料 5050 9 2 19 2 1 塑料模具成型零件的选材塑料模具成型零件的选材 5050 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321 9 2 29 2 2 模板零件的选材模板零件的选材 5151 9 2 39 2 3 浇注系统零件的选材浇注系统零件的选材 5151 9 2 49 2 4 导向零件的选材导向零件的选材 5151 9 2 59 2 5 侧向分型与抽芯机构的选材侧向分型与抽芯机构的选材 5252 9 2 69 2 6 推出机构零件的选材推出机构零件的选材 5252 9 2 79 2 7 其它零件其它零件 5252 9 2 89 2 8 该套模具所用材料的性能比较该套模具所用材料的性能比较 5252 1010 模具结构总装配图和零件工作图的绘制模具结构总装配图和零件工作图的绘制 5252 1111 模具的工作过程模具的工作过程 5353 1212 模具的试模与修模模具的试模与修模 5454 12 112 1 注射机选定注射机选定 5454 12 212 2 试模用注塑料试模用注塑料 5454 12 312 3 试模工艺试模工艺 5555 12 412 4 试模试模 5555 12 512 5 修模修模 5555 1313 典型零件制造工艺典型零件制造工艺 5555 1414 结论结论 5959 参考文献参考文献 5959 致谢致谢 6060 附录附录 6161 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321 支架注射模设计支架注射模设计 摘要摘要 本次设计是对电子器件上常用的支架进行了设计研究 该塑件成品的表面质量要求较高 使 用寿命较长 故在设计中选用 pc 工程材料 本塑件体积较小 形状较简单 需批量生产 塑件形状 规则 故采用一模四腔对称式布置 该塑件采用侧浇口浇注形式 单分型面进行分型 关键词关键词 支架 注射模 一模四腔 型芯 The design of the injectve mold of supporting stand Student wanghao Totor chenlihang Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University Changsha 410128 Abstract The design of the electronic devices commonly used stents in the study design Plastic Parts of the surface quality of finished higher and longer life therefore select the pc engineering material in the design The plastic parts are small in size and their shape are relatively simple need mass production For the shape are regular the die with four cavities was used to lay out in symmetrical position The plastic parts used side gate pouring forms the single surface for typing Because plastic parts have concave structure Keywords supporting stand injects the mold mold four cavities Core 1 1 前言前言 注塑成型是生产塑料制件最常用的制造方法之一 采用这种方法既可以生产小巧 的电子器件和医疗用品 也可以生产大型的汽车配件和建筑构件 生产的制件具有精度 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321 高 复杂度高 一致性高 生产效率高和消耗低的特点 有很大的市场需求和良好的发 展前景 随着塑料材料技术和注塑成型加工技术的不断进步 塑料注塑加工行业得以持 续发展 塑料加工是将原材料变为制品的关键环节 只有迅速的发展塑料加工业 才可 能把各种性能优良的高分子材料变成功能各异的制品 在国民经济的各领域发挥作用 模具是塑料成型加工的一种重要的工艺装备 同时又是原料和设备的 效益放大 器 模具生产的最终产品的价值 往往是模具自身价值的几十倍 上百倍 因此 模 具工业已成为国民经济的基础工业 被称为 工业之母 模具生产技术的高低 已成 为衡量一个国家产品制造技术的重要标志 塑料成型加工及模具技术不仅随着高分子材 料合成技术的提高 成型设备成型机械的革新 成型工艺的成熟而进步 而且随着计算 机技术 数值模拟技术等在塑料成型加工领域的渗透而发展 模具是利用其特定形状去成型具有一定形状和尺寸的制品的工具 模具的类型很 多 按照成形材料的不同可分为冲压模具 塑料模具 锻造模具 压铸模具 橡胶模具 粉末冶金 模具 玻璃模具和陶瓷模具 模具生产技术水平的高低 已成为衡量一个国 家产品制造水平高低的重要标志 因为模具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 随着我国加入 WTO 我国模具工业的发展将面临新的机遇和挑战 我国的模具工业的发展 日益受到人们的重视和关注 模具是工业生产的基础工艺装 备 也已经取得了共识 注塑成型作为一种重要的成型加工方法 在家电行业 汽车工 业 机械工业等都有广泛的应用 且生产的制件具有精度高 复杂度高 一致性高 生 产效率高和消耗低的特点 有很大的市场需求和良好的发展前景 CAD CAM CAE 技术 在塑料模的设计制造上应用已越来越普遍 特别是 CAD CAM 技术 的应用较为普遍 取得了很大成绩 使用计算机进行产品零件造型分析 模具主要结构及零件的设计 数 控机床加工的编程已成为精密 大型塑料模具设计生产的主要手段 应用电子信息工程 技术进一步提高了塑料模的设计制造水平 这不仅缩短了生产前的准备时间 而且还为 扩大模具出口创造了良好的条件 也相应缩短了模具的设计和制造周期 此外 气体辅 助注射成型技术的使用更趋成熟 热流道技术的应用更加广泛 精密 复杂 大型模具 的制造水平有了很大提高 模具寿命及效率不断提高 同时还采用了先进的模具加工技 术和设备 目前我国经济仍处于高速发展阶段 国际上经济全球化发展趋势日趋明显 这为我国模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇 一方面 国内模具市场将继续高 速发展 另一方面 模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购趋向 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321 也十分明显 因此 放眼未来 国际 国内的模具市场总体发展趋势前景看好 预计中 国模具将在良好的市场环境下得到高速发展 我国不但会成为模具大国 而且一定逐步 向模具制造强国的行列迈进 十一五 期间 中国模具工业水平不仅在量和质的方面 有很大提高 而且行业结构 产品水平 开发创新能力 企业的体制与机制以及技术进 步的方面也会取得较大发展 我国塑料模具的质量 技术和制造能力近年来确实发展很快 有些已达到或接近国 际水平 尤其是随着改革开放政策的不断深入 三资 企业蓬勃发展 对我国塑料模 具设计制造水平的提高起到了非常大的作用 然而 由于我国模具制造基础薄弱 各地 发展极不平衡 因此从总体上来看 与国际先进水平相比和与国内市场需求相比 差距 还很大 这主要表现在以下方面 塑料模具产品水平不高 与国外先进水平相差甚远 我国塑料模制造企业设备数控化率和 CAD CAM 应用覆盖率比国外低很多 且设备不配 套 利用率低的现象十分严重 开发能力低 在市场上处于被动地位 创造的经济效益 方面 国内大多数是微利甚至亏损 国内外模具企业管理上的差距十分明显 我国塑料 模具市场总体上供不应求 特别是大型 复杂 长寿命塑料模产需矛盾十分明显 随着国民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 虽然模具种类繁多 但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 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模具标准化水平 从而提 高模具质量 缩短模具生产周期 降低成本 由于我国的模具产品在国际市场上占有较 大的价格优势 因此对于出口前景好的模具产品也应作为重点来发展 根据上述需要量 大 技术含量高 代表发展方向 出口前景 好的原则选择重点发展产品 而且所选产 品必须目前已有一定技术基础 属于有条件 有可 能发展起来的产品 随着经济的发展 各行各业对各类模具的需求不断增加 所需品种也越来越细化 据预测 国内模具发展的趋势 1 模具日趋大型化 模具的精度将越来越高 多功能复合模具将进一步发展 2 热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321 3 随着塑料成形工艺的不断改进与发展 气辅模具及适应高压注射成型等工艺的 模具将随之发展 4 标准件的应用将日渐广泛 5 快速经济模具的发展前景十分广阔 6 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 7 模具技术含量将不断提高 中 高档模具比例将不断增大 振兴和发展我国塑料模具工业 特别是注射模具模日益受到人们的重视和关注 现 在对于 模具是工业生产的基础工艺装备 这一点 已经取得了共识 在电子 汽车 通 讯等产品中 60 80 的零件都要依靠塑料模具 尤其是注射模具来成型 用模具生 产制件所具备的高精度 高复杂程度 高一致性 高生产率和低消耗 是其他加工制造 方法所不能比拟的 用模具生产的最终产品的价值 往往是模具自身价值的几十倍 上 百倍 同时加深了解塑料模具设计流程 本次设计的目的就是设计以 PC 为原料的注射模具设计 为以后在工厂中搞好模具设 计打下基础 2 2 塑件分析塑件分析 2 1 明确塑件设计选用的材料 根据给定的塑件材料选用 PC 聚碳酸酯 塑料 2 1 1 PC 的基本特性 聚碳酸酯是分子主链中含有 O R O CO 链节的热塑性树脂 按分子结构中所带 酯基不同可分为脂肪族 脂环族 脂肪一芳香族型 其中具有实用价值的是芳香族聚碳 酸酯 并以双酚 A 型聚碳酸酯为最重要 分子量通常为 3 10 万 聚碳酸酯 英文名 Polycarbonate 简称 PC PC 是一种无定型 无臭 无毒 高度 透明的无色或微黄色热塑性工程塑料 具有优良的物理机械性能 尤其是耐冲击性优异 拉伸强度 弯曲强度 压缩强度高 蠕变性小 尺寸稳定 具有良好的耐热性和耐低温 性 在较宽的温度范围内具有稳定的力学性能 尺寸稳定性 电性能和阻燃性 可在 60 120 下长期使用 无明显熔点 在 220 230 呈熔融状态 由于分子链刚性大 树 脂熔体粘度大 吸水率小 收缩率小 尺寸精度高 尺寸稳定性好 薄膜透气性小 属 自熄性材料 对光稳定 但不耐紫外光 耐候性好 耐油 耐酸 不耐强碱 氧化性酸 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321 及胺 酮类 溶于氯化烃类和芳香族溶剂 长期在水中易引起水解和开裂 缺点是因抗 疲劳强度差 容易产生应力开裂 抗溶剂性差 耐磨性欠佳 PC 可注塑 挤出 模压 吹塑 热成型 印刷 粘接 涂覆和机加工 最重要的加 工方法是注塑 成型之前必须预干燥 水分含量应低于 0 02 微量水份在高温下加工 会使制品产生白浊色泽 银丝和气泡 PC 在室温下具有相当大的强迫高弹形变能力 冲 击韧性高 因此可进行冷压 冷拉 冷辊压等冷成型加工 挤出用 PC 分子量应大于 3 万 要采用渐变压缩型螺杆 长径比 1 18 24 压缩比 1 2 5 可采用挤出吹塑 注 吹 注 拉 吹法成型高质量 高透明瓶子 PC 合金种类繁多 改进 PC 熔体粘度大 加 工性 和制品易应力开裂等缺陷 PC 与不同聚合物形成合金或共混物 提高材料性能 具体有 PC ABS 合金 PC ASA 合金 PC PBT 合金 PC PET 合金 PC PET 弹性体共混物 PC MBS 共混物 PC PTFE 合金 PC PA 合金等 利有两种材料性能优点 并降低成本 如 PC ABS 合金中 PC 主要贡献高耐热性 较好的韧性和冲击强度 高强度 阻燃性 ABS 则能改进可成型性 表观质量 降低密度 PC 的三大应用领域是玻璃装配业 汽车 工业和电子 电器工业 其次还有工业机械零件 光盘 包装 计算机等办公室设备 医疗及保健 薄膜 休闲和防护器材等 PC 可用作门窗玻璃 PC 层压板广泛用于银行 使馆 拘留所和公共场所的防护窗 用于飞机舱罩 照明设备 工业安全档板和防弹玻璃 PC 板可做各种标牌 如汽油泵 表盘 汽车仪表板 货栈及露天商业标牌 点式滑动指示器 PC 树脂用于汽车照相系 统 仪表盘系统和内装饰系统 用作前灯罩 带加强筋汽车前后档板 反光镜框 门框 套 操作杆护套 阻流板 PC 被应用用作接线盒 插座 插头及套管 垫片 电视转换 装置 电话线路支架下通讯电缆的连接件 电闸盒 电话总机 配电盘元件 继电器外 壳 PC 可做低载荷零件 用于家用电器马达 真空吸尘器 洗头器 咖啡机 烤面包 机 动力工具的手柄 各种齿轮 蜗轮 轴套 导规 冰箱内搁架 PC 是光盘储存介质 理想的材料 PC 瓶 容器 透明 重量轻 抗冲性好 耐一定的高温和腐蚀溶液洗涤 作为可回收利用瓶 容器 PC 及 PC 合金可做计算机架 外壳及辅机 打印机零件 改 性 PC 耐高能辐射杀菌 耐蒸煮和烘烤消毒 可用于采血标本器具 血液充氧器 外科 手术器械 肾透析器等 PC 可做头盔和安全帽 防护面罩 墨镜和运动护眼罩 PC 薄 膜广泛用于印刷图表 医药包装 膜式换向器 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321 性能 透光率较好 介电性能好 吸水性能好 抗冲击 抗蠕变性突出 但耐磨性差 不耐碱 酮 酯 成型特点 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 至裂纹 质硬 易损模具 使用性能好 主要用途 在机械上用作齿轮 凸轮 蜗轮 滑轮等 电机电子产品零件 光学零 件等 2 1 2 PC 的主要性能指标 表 2 1 PC 的主要性能指标 密度 g cm 3 1 20 抗弯强度 MPa 113 质量体积 cm g 3 0 83 拉伸弹性模量 GPa 2 3 吸水率 24h 0 15 热变形温度 C 132 141 熔点 C 225 250 抗拉强度 MPa 72 收缩率 0 5 0 7 冲击韧度 KJ m 2 55 8 90 硬度 HB 11 4M75 体积电阻系数 v cm 3 06X1017 注 源自参考文献 2 附录 C 2 1 3 成形条件 1 注射机 螺杆式 2 料筒温度 后段 210 240 中段 230 280 前段 240 285 3 喷嘴温度 240 250 4 模具温度 90 110 5 预热温度 110 120 6 预热时间 h 8 12 7 注射压力 p MPa 80 130 8 成型时间 注射时间 20 90 高压时间 0 5 冷却时间 20 90 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321 总周期 40 190 9 螺杆转速 28 r min 后处理方法 红外线灯 鼓风烘箱 温度 100 110 时间 h 8 12 2 2 明确塑件设计要求 2 2 1 制品的表面质量 制品的表面质量包括表面粗糙度和外观质量等 制品的外观要求越高 表面粗 糙度值应越低 这除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤 云纹等缺陷来保证外 主要 取决于模具型腔表面的粗糙度 一般模具表面的 粗糙度要比制品的要求低 1 2 级 精 度要求采用 MT3 2 2 2 塑件的壁厚 制品的壁厚对其质量有很大的影响 壁厚过小难以满足使用强度和刚度的要求 对 于大型复杂难以充满型腔 壁厚太大 制品的内部易产生气泡 外部易产生凹陷等缺陷 同时还会增加生产成本 同一制品的壁厚应尽可能均匀一致 以避免造成收缩不一致而 导致变形或翘曲 本设计的制品壁厚为 2 属于中型塑件壁厚 2 2 3 塑件的圆角 塑件制品设计圆角 能使其成型时的流动性能好 成型顺利进行 因为当制品带有 尖角时 往往会在尖角处产生应力集中 在受力或受冲击振动时发生破裂 本设计的制 品均采用圆角半径为 1 2 2 4 脱模斜度 制品冷却后会紧紧包在凸模上 为了便于脱模 防止制品表面在脱模时划伤 擦毛 等在制品设计时应考虑其表面具有合理的脱模度 本设计采用的脱模度为 1 2 2 5 制品的表面形状 制品的内外表面形状应在满足使用要求的前提下尽可能易于成型 因本塑件属于简单塑 件 在制品设计时 不需要侧抽芯 因此也简化了模具结构 2 2 6 明确塑件的生产批量 该产品需大批生产 故本设计的模具需要有较高的注射效率 浇注系统要自动脱模 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321 可采用侧浇口自动脱模结构 由于该制品属小型塑件 所以初步采用一模四腔结构 浇 口形式可采用侧浇口 该塑件属小型件 壁不厚 因此只采用一个进料口 都可以满足 充满型腔 2 2 7 计算塑件的体积和质量 该产品的材料为 PC 查手册或产品说明得知 PC 的密度为 1 20 g cm 平均收缩率为 0 6 使用 Pro E 软件画出三维实体图 根据建模分析计算出所画图形的体积 当然也 可以根据塑件的形状手动几何计算得到实体的体积 本设计采用了 Pro E 软件画出塑件的实体图 然后通过建模分析可得到 塑件的体积 8 72X 塑 V 33 10 mm 塑件的质量 M 10 46g 塑 在分型面投影面积 3452 02 1 A 2 mm 流道凝料的质量还是个未知数 可按塑件质量的 0 6 倍来计算 从上述分析中确定 2 m 为一模四腔 所以注射量 M 4X1 6XM 66 944g 塑 V 55 787 3 mm 图图 2 12 1 塑件图塑件图 3 3 注射机的选用注射机的选用 注射模是安装在注射机上使用的工艺装备 因此设计注射模是应该详细了解注射机 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321 的技术规范 才能设计出符合要求的模具 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 构形式及初步估算外形尺寸的前提下 设计人员应对模具所需要的注射模 锁模力 注 射压力 拉杆间距 最大和最小模具厚度 推出形式 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射机 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 3 1 注射机的两种类型 采用卧式注射机的优点是注射部分和锁模部分在同一水平线上 工作位置低 操作 方便 稳定性好 顶出后塑件可以自动脱落 是应用广泛的注射机 适用于大 中 小 个各型注射机 但唯一的缺点是占地面积大 采用立式注射机的优点是占地面积小 缺点是操作位置高 对于注射量大的注射机 势必使注射机高度增加 操作台升高 操作不方便 注射机的工作稳定性也减小 因此 立式注射机多限于小型注射机 本设计考虑到两种注射机的优 缺点 最终选用卧式注射机 3 2 注射量的计算 通过 Pro E 建模分析 塑件质量为 10 46g 1 m 8 72X 塑 V 33 10 mm 流道凝料的质量 0 6 2 m 1 m 注射量 M 4X1 6XM 66 944g 塑 3 3 锁模力的计算 流道凝料 包括浇口 在分型面上的投影面积在模具设计前是个未知值 根据多 2 A 型腔模的统计分析 是每个塑件在分型面上的投影面积的 0 2 0 5 倍 因此可用 2 A 1 A 来进行估算 所以 1 0 35nA A n n 0 35 n 1 35 n 18640 908 1 A 2 A 1 A 1 A 1 A 2 mm 其中根据建模分析所得 1 A AX 18640 908X30 559227N 559 227kN m F 型 P 式中型腔压力取 30MPa 因为是薄壁塑件 压力损失大 取大一些 型 P 3 4 选择注射机 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321 根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算 可选用 SZ 100 630 表表 3 13 1 注射机主要技术参数注射机主要技术参数 理论注射容量 3 cm75 锁模力 kN 630 螺杆直径 30 拉杆内间距 370X320 注射压力 MPa 224 移模行程 270 注射速率 g s 60 最大模厚 300 续表 3 1 塑化能力 h 7 3 最小模厚 150 螺杆转速 r min14 200定位孔直径 125 喷嘴球半径 15 锁模方式双曲轴 3 5 注射机有关参数的校核 1 由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔数n N 14 3 4 1 2 3600 m mkMt 46 10 46 1046 0 3600 3036003 78 0XXXXX 型腔数校核合格 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 7 3g s t 成型周期 取 30s 2 注射压力的校核 1 3X150 195MPa 而 224 MPa 注射压力校核合格 e pk p e p 式中 取 1 3k 取 150 MPa 属聚碳酸酯中等壁厚件 p 3 锁模力校核 F KA 1 1X559 227 615 15KN 而 F 630KN 锁模力校核合格 型 P 其他安装尺寸的校核要待模架选定 结构尺寸确定后才能进行 4 模具结构的设计 4 1 塑件成型位置及分型面的选择 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 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321 部件的结状 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原则 1 开模时尽量使塑件留在动模内 2 不影响塑件外观 尤其是对外观有明确要求的制品 3 有利于保证塑件的精度要求 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 便于制件的脱模 尽量使塑件开模时留在动模一边 7 分型面应有利于侧向抽心 8 分型面应取塑件尺寸最大处 9 拔模斜度小或塑件较高时 为了便于脱模 可将分型面选在塑件的中间部位 图 4 1 为本设计分型面的选择 4 2 模具型腔数的设计 4 2 1 型腔数量的确定 型腔指模具中成形塑件的空腔 而该空腔是塑件的负形 除去具体尺寸比塑料大以 外 其他都和塑件完全相同 只不过凸凹相反而己 注射成形是先闭模以形成空腔 而 后进料成形 因此必须由两部分或 两部分以上 形成这一空腔 型腔 其凹入的部 分称为凹模 凸出的部分称为型芯 该塑件精度要求一般 MT3 又是大批量生产 可以采用一模多腔的形式 考虑到 模具费 用低一点 设备运转费用小一点 采用一模四腔的模具形式 4 2 2 型腔的排列形式 该塑件侧面有圆孔和方孔侧向抽心 为了便于抽心及节省流道凝料 因此采用下列 的型腔排列及流道布局 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321 图图 4 24 2 型腔的布局图型腔的布局图 4 34 3 浇注系统的设计浇注系统的设计 浇注系统是塑料容体由注射机的喷嘴向模具型腔的流动通道 因此它应该保证容体 迅速顺利有序地充满型腔各处 获得外观清晰 内在优良的塑料件 对于浇注系统设计 的具体要求有 1 重点考虑型腔布局 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 3 均衡进料 即分流道尽可能采用平衡式布置 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 5 消除冷料 浇注系统应能收集温度较低的 冷料 6 排气良好 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 保证塑件外观质量 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321 9 较高的生产效率 10 塑料熔体流动特性 充分利用热塑性塑料熔体的假塑性行为 浇注系统一般由四部分组成 即主流道 分流道 浇口冷料穴 4 3 1 主流道的设计 主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处 它将注射机喷嘴射出的熔体导入分流 道或型腔中 主流道的形状为圆锥形 以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利 拔出 1 主流道尺寸 a 主流道小端直径 D 注射机喷嘴直径 0 5 1 3 0 5 1 取 D 3 5mm b 主流道球面半径 SR 注射机喷嘴球头半径 1 2 0 15 1 2 取 SR 14mm 0 c 球面配合高度 h 3mm 5mm 取 h 3mm d 主流道长度 尽量小于 60mm 由标准模架结合该模具的结构 取 L 52mm e 主流道大端直径 D D 2Ltan 6 54mm 半锥角 为 1 2 取 为 2 取 D 6 5mm f 浇口套总长 L 25 25 h 2 55mm 0 2 主流道衬套的形式 主流道上开设浇口套 将主流道开设在一个专用零件主流道衬套上而不是直接加工 在定模板上的方法较好 因为主流道的表面粗糙度和硬度要求一般都比定模板高 可以 选用较好的钢材 损坏后也容易更换 一般选用 T8 或 T10 制作 淬火硬度为 50 55HRC 浇口套的形式如图 4 3 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321 a b c e f g 图图 4 34 3 浇口套的形式浇口套的形式 a 是浇口套和定位圈做成一体 仅适用于小型模具 b 采用螺钉将定位圈和定模座板连接 防止浇口套受容体的反压力而脱出 是常用 结构 c 用定位圈的凸肩将其压在注射机的固定板下 当浇口套端面尺寸较小时 仅靠注 射机喷嘴的推力就能将浇口套压紧 也是常用结构 d 通过浇口套上挖出凹坑来减少主流道的长度 e 直接在定模座板上开主流道 适用用于小型模具的小批生产 上述几种情况适用 与注射机为球面的情况 f 用于喷嘴头为平面的结构 优点是接触面积大 密封好容体不外溢 缺点是对注 射机的精度要求很高 本设计采用 e 图的结构 4 3 2 分流道的设计 分流道是指主流道与模具型腔浇口之间的通道 一般开设在分型面上 起分流和转 向的作用 用于一模多腔和一腔多浇口 用于较大或形状复杂的塑料件 的情况 将从 主流道流来的容体分配至各个型腔或同一型腔各处 起着对容体的分流和转向作用 1 分流道截面形状 1 分流道截面形状的确定 为了减少流道内的压力损失和传热损失 要尽量把流道的截面积设计得大些 表面 积小些 因此可以用流道的截面积与其周长的比值来表示流道的效率 各种截面分流道 的效率如图 4 4 所示 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321 图图 图 4 4 常用流道的截面形状 由图 4 4 可以看出圆形和正方形流道的效率较高 但是当分流道设计成圆形的时候 分型面恰好在圆的直径上 是 死点 因为没有脱模斜度 结果不得不在每个型腔中 设置一个推杆 否则制品难以脱模 所以这种截面形状的分流道不合适 正方形截面的 分流道虽然效率较高 但是不易于凝料的推出 综合考虑 本设计中分流道截面采用梯 形结构分流道的尺寸 分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填 充状态 使塑料熔体尽快地经分流道均衡的配到 各个型腔 因此 采用平衡式分流道 2 分流道截面尺寸的确定 一般的分流道直径在 3 10mm 范围内 高黏度 材料的分流道直径可达到 13 16mm 另外分流道 的截面尺寸可根据塑料的品种 制件的重量 壁 厚以 及分流道长度来由经验曲线确定 对于 0 071D 0 100D 0 166D D 6 D 4 D 4 d 0 195D0 15D 0 25D 0 25D d 2 3D DD D D D 5 效率 流道截 面形状 5 4 5 4 3 5 3 2 5 2 1 5 S 1 G g D mm 800 700 600 500 400 300 200 100 0 87 576 565 554 543 532 52 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321 PS RPVC SAN PC POM 等塑料制品 其分流道直径可根据制质量与品重量和壁厚由 4 5 所示可以查得 摘自 中国模具设计大典 P328 根据该图可知分流道直径为 6mm 图中 D 分流道直径 G 制品质量 S 制品壁厚 图 4 5 质量与壁厚关系 3 分流道长度尺寸的确定 分流道的设计在型芯上面 其长度尺寸设计成等于型芯镶件的横向长度 在本设计 中其长度等于 55mm 其截面如图 4 6 图 4 6 分流道截面 2 分流道的布置 对于流动性极好的塑料 如 PE PA 等 当分流道很短时 其直径可小到 2mm 左右 对于流动性差的塑料 如 PCHPVC 及 PMMA 等 分流道直径可以大到 13mm 大多塑料所 用分流道的直径为 6mm 10mm 在多型腔模具中分流道的布置中有平衡式和非平衡式 平衡式布置是指分流道到各 型腔浇口的长度 断面形状 尺寸都相等的布置形式 它要求各对应部分的尺寸相等 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321 这种布置可实现均衡送料和同时充满型腔的目的 使成型的塑件力学性能基本一致 但 是这种布置使分流道较长 非平衡式布置是指分流道到各个型腔浇口的长度相等的布置 这种布置使塑料进入 各个型腔有先后顺序 因此不利于均衡送料 但对型腔数量多的模具 为不使流道过长 也常采用 为了达到同时充满型腔的目的 各个浇口的断面尺寸要制作得不相同 在试 模的时候要多修改才能实现 图图 4 74 7 分流道的平衡布置示意图 图图 4 84 8 分流道的非平衡 布置示意图 本设计中为了成型的塑件力学性能基本一致 采用图 3 7 结构 分流道的平衡布置 二级分流道采用半圆形流道形式 长度为 26cm 3 分流道设计要点 1 在保证足够的注射压力使塑料熔体顺利充满型腔的前提下 分流道截面积与长度 尽量取小值 分流道转折处应以圆弧过度 2 分流道较长时 在分馏大的末端应开设冷料穴 3 分流道的位置可单独在定模板或动模板上 也可同时开设在动 定模板上 合模 后形成分流道截面形状 4 分流道与浇口连接处应加工成斜面 并用圆弧过度 4 4 浇口的设计 浇口亦称进料口 是连接分流道与型腔之间的一段细短通道 除了直接浇口外 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321 它是浇注系统的关键部分 浇口的主要作用 1 型腔充满后 熔体在浇口处首先凝结 防止其倒流 2 易于切除浇口尾料 3 对于多型腔模具 用以控制熔接痕的位置 当塑料熔体通过浇口时 剪切速率增高 同时熔体的内摩擦加剧 使料流的温度升 高 黏度降低 提高流动性能 有利于充型 但是浇口尺寸过小会使压力增大 凝料加 快 补缩困难 甚至形成喷射现象 影响塑件质量 4 4 1 浇口类型及位置的确定 注射模的浇口结构形式较多 不同类型的浇口其尺寸 特点及应用情况不同 常见 的有直接浇口 点浇口 侧浇口 扇形浇口及潜伏式浇口等 1 直接浇口 又叫中心浇口 无分流道 注射压力直压入型腔 所以产品较坚实 流量快且大 适合注射大型产品 但产品内应力大 易变形 注塑保压时间长 浇口去 除困难 痕迹明显 影响外观 2 点浇口 这是一种截面形状小如针点的浇口 其优点是去除浇口后 塑件上留 下的痕迹不明显 开模后可自动拉断 成型时可减少熔接痕 但压力损失比较大 塑件 收缩大 制造困难 而且模具必须设计成三板式模 以脱出流道凝料 3 侧浇口 在分型面上 从塑料边缘进料 形状为长矩形或接近矩形 加工方便 简单 应用灵活 既可以从产品外侧 也可以从产品内侧进料 可以一模多腔 浇口痕 迹小 不太影响外观 去除浇口方便 但压力损失大 保压补缩作用比直接浇口小 壳 形件排气不便 易产生熔接痕 缩孔及气孔等缺陷 4 扇形浇口 扇形浇口是逐渐展开的浇口 是侧浇口的变异形式 适合于大面积 薄壁塑件 5 潜伏式浇口 潜伏式浇口是点浇口演变来的且吸收了点浇口的优点 也克服了 由点浇口带给模具的复杂性 其进料部分一般选在制件较隐蔽处 使不致影响制品的美 观 在顶出时流道和制件被自动切断 故顶出时必须有较强的冲击力 对于过于强韧的 塑料 潜伏式浇口是不适宜的 加工比较困难 容易磨损 该模具是中小型塑件的多腔模具 从塑件的外形可以直接看出在一边设置侧浇口比 较合适 侧浇口开设在分型面部位 从塑件型腔外侧进料 侧浇口是典型的矩形截面浇 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321 口 能方便地调整充模时的剪切速率和浇口封闭时间 因而又称标准浇口 这类浇口加 工容易 修整方便 并且可以根据塑件的形状灵活地选择进料位置 因此它是广泛使用 的一种浇口形式 普遍使用于小型塑件的多腔模具 4 4 2 浇口结构尺寸的经验计算 1 侧浇口深度和宽度经验计算 经验公式为 H nt 1 4mm w 1 37mm 30 AnX 式中 h 侧浇口深度 mm w 浇口宽度 mm A 塑件外表面面积 约为 3452 2 mm t 塑件厚度 平均厚度约为 2mm n 塑料系数 由表 3 9 查得 n 0 8 表 4 1 塑料材料系数 n 塑料材料PE PSPOM PC PPPA PMMA PVAC PVC n0 60 70 80 9 注 源自参考文献 1 中的表 9 2 2 2 侧浇口的经验计算 由于侧浇口的种类较多 现将常用的经验数据列于表 3 10 中 表 4 2 侧浇口的推荐尺寸 侧浇口尺寸 mm 塑件壁厚 mm 深度 h宽度 w 浇口长度 l mm 0 8 0 0 50 1 0 0 8 2 40 5 1 50 8 2 4 2 4 3 21 5 2 22 4 3 3 3 2 6 42 2 2 43 3 6 4 1 0 注 源自参考文献 3 中的 6 5 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321 综上得侧浇口尺寸 深度 h 1 4mm 宽度 w 1 4mm 长度 l 1 0mm 4 4 3 浇注系统的平衡 对于该模具 从主流道到各个型腔的分流道的长度相等 形状及截面尺寸对应相同 各个浇口也相同 浇注系统显然是平衡的 4 4 4 浇注系统凝料体积计算 1 主流道与主流道冷料井凝料体积 V 主 100 2 5 6 3 1 2 2 XX 3 2 2 94650 2 5 3 3 1 mmXX 2 分流道凝料体积 V 80X 3920 分 1 62 6 5 2 XX 3 mm 3 浇口凝料体积 V很小 可取为 0 浇 4 V V V V 4866 4 9cm 总主分浇 3 mm 3 4 45 浇注系统各截面流过熔体的体积计算 1 流过浇口的体积 V V 8 72cm 3塑 3 2 流过分流道的体积 V V V 10 68 cm 2塑 2 1 分 3 3 流过主流道体积 V 2V V 22 3 cm 12主 3 4 4 5 截面尺寸的计算与校核 1 确定适当的剪切速率 根据经验浇注系统各段的 取以下值 所成型塑件质量较好 1 主流道 5X10 5X10 s 21 s 31 s 2 分流道 5X10 R 21 s 3 点浇口 10G 51 s 4 其他浇口 5X10 5X10G 31 s 41 s 2 确