液化气灶旋钮注塑模具的设计.doc

如需要整套毕业设计请联系 QQ 1416916016 全部内容包括图纸 开题报告 外文翻译 PPT 任务书 进度 表等 内容完整质量保证 摘摘 要要 塑料制品工业发展历史短 但发展速度很快 并且在现今社会中 在生活中塑料 制品越来越来被广泛的应用 作为一个重要技术 注塑成型技术 包括热塑性成型 及热固性成型 是当今塑料生产的重要技术 本课题主要研究液化气灶旋钮的注射模 具 注射模具的种类有很多 而此次设计的模具是较简单的一种 是单分型面模具 首先 根据日常生活经验以及液化气灶旋钮的工作要求 选出了注塑机在注射时 所需的树脂材料 本课题选用的树脂材料是聚丙烯 并用 Pro ENGINEER Wildfile4 0 软件设计出了它的形状 然后又根据塑件的尺寸大小确定了型腔 型芯的数量和布局 并由此得出了凹模和凸模的结构 然后 在凹模上设计了属于浇注系统一部分的分流 道和浇口 为了能有效提高模具的质量 降低模具生产成本 缩短生产周期 顺应模具标准 化的发展趋势 所以此次选用模架设计专家系统 EMX5 0 来设计模架 其中所需的 零件均由 HASCO 厂商提供 本课题所设计的模架主要由以下几部分组成 定位环 浇 口套 定模板 定模座板 动模板 动模座板 导柱 导套和和脱模机构 关键词 关键词 注塑模具 液化气灶旋钮 模架 ABSTRACT The history of the plastic products industry is short but its development is very rapid And in modern society the plastic products is used more and more extensive in life As an important technology the plastic molding technology including the thermoplastic molding and the thermoset molding become a main technology of plastic production today This topic mainly designs injection mold and there are too many kinds of injection molds but this design of injection molds is very simple that is single parting surface mold First according to the daily life s experience and the working requirement of the stove of liquid gas s knob the materials is chosen as polypropylene And its mold is designed by the software Pro ENGINEER Wildfile4 0 And then according to the plastic products size the quantities and arrangement of the cavities and cores are designed and the structure of the die and the punch Then the runner and gate of the feed system are designed In order to effectively improve the quality of the mold the mold production costs is lowed and the production cycle is shorten and meeting with the development trend of the mold standardization so the Expert Moldbase Extension EMX5 0 is chosen the spare parts are all supplied by HASCO factory and this mold in this topic are mainly consists of components locating ring gate kits sprue bush fixed plate fixed clamp plate moving plate moving clamp plate guide pillar guide bush and mold emptier Key words Injection Mold the stove of liquid gas s knob mold die 目 录 第第 1 1 章章 绪绪 论论 1 1 1 塑料模具的发展概况 1 1 1 1 国内状况 1 1 1 2 国外状况 2 1 2 本课题的研究内容 要求 目的及意义 3 1 2 1 本课题的研究内容及基本要求 3 1 2 2 本课题研究目的及意义 4 1 3 本课题设计的的手段 4 第第 2 2 章章 液化气灶旋钮注塑模具的设计液化气灶旋钮注塑模具的设计 5 2 1 塑料的选择 5 2 2 液化气灶旋钮塑件的工艺分析 5 2 2 1 脱模斜度 6 2 2 2 壁厚 6 2 2 3 圆角 6 2 3 型芯型腔的设计 7 2 3 1 型芯型腔数目和布局的设计 7 2 3 2 分型面的确定 7 2 3 3 凹模的选择与设计 8 2 3 4 凸模的选择和设计 8 2 4 浇注系统的确定 9 2 4 1 主流道的设计 9 2 4 2 分流道设计 10 2 4 3 浇口设计 10 2 5 导向和脱模结构设计 11 2 5 1 导向机构设计 11 2 5 2 脱模机构设计 12 2 6 冷却系统设计 12 2 7 排气结构设计 13 2 8 模架设计 13 结结 论论 15 谢谢 辞辞 16 参考文献参考文献 17 大连交通大学 2010 届本科生毕业设计 论文 1 第第 1 1 章章 绪绪 论论 1 11 1 塑料模具的发展概况塑料模具的发展概况 1 1 11 1 1 国内状况国内状况 模具工业是国民经济的基础 被称为 工业之母 而塑料模具作为模具的一种 发展极为迅速 自从1927年聚氯乙烯塑料问世以来 随着高分子化学技术的发展以及 高分子合成技术 材料改性技术的进步 越来越多的具有优异性能的高分子材料不断 涌现 从而促使塑料工业飞跃发展 而我国自改革开放以来 塑料工业发展很快 表 现在不仅塑料增加而且其品种更为增多 其产量已经上升到局世界第四位 由此可见 塑料工业已经在各个部门中发挥了越来越大的作用 随着塑料在日常生活中的应用发展 制造生产塑料制品的塑料模具也正扮演者越 来越重要的角色 近年来 中国塑料模具制造水平已有较大提高 大型塑料模具已能 生产单套重量达到50t以上的注塑模 精密塑料模具的精度已达到2 m 制件精度很高 的小模数齿轮模具及达到高光学要求的车灯模具等也已能生产 多腔塑料模具已能生 产一模7800腔的塑封模 高速模具方面已能生产挤出速度达6m min以上的高速塑料异 型材挤出模具及主型材双腔共挤 双色共挤 软硬共挤 后共挤 再生料共挤出和低 发泡钢塑共挤等各种模具 在生产手段上 模具企业设备数控化率已有较大提高 CAD CAE CAM技术的应用面已大为扩展 高速加工及RP RT等先进技术的采用已越来越 多 模具标准件使用覆盖率及模具商品化率都有较大幅度的提高 热流道模具的比例 也有较大提高 另外 三资企业的蓬勃发展进一步促进了塑料模具设计制造水平及企 业管理水平的提高 有些企业已实现信息化管理和全数字化无图制造 但是 我国的塑料模具在设计技术和制造技术上与发达国家差距较大 在模具材 料方面 专用塑料模具钢品种极少 规格不全质量尚不稳定 模具标准化程度不高 系列化商品化尚待规模化 CAD CAE等软件应用比例不高 独立的模具厂极少 专业 与柔性化相结合尚无规划 在一些工业发达国家 模具行业已经从机床工业中分离出 来 并发展成为一个独立的工业部门 而且其产值已经超过机床工业的产值 目前我 国模具行业缺技术人员 存在品种少 精度低 制造周期长 寿命短 供不应求的状 况 一些超大型 精密 复杂的模具还不能自行制造 需要每年花上百万 几千万美 元从国外进口 制约了工业的发展 所以在我国大力发展模具行业势在必行 随着市场的发展 塑料新材料及多样化成型方式今后必然会不断发展 因此对模 具的要求也越来越高 为了满足市场需要 未来的塑料模具无论是品种 结构 性能 还是加工都必将有较快发展 而且这种发展必须跟上时代步伐 展望未来 下列几方 面发展趋势预计会在行业中得到较快应用和推广 1 超大型 超精密 长寿命 高效模具将得到发展 大连交通大学 2010 届本科生毕业设计 论文 2 2 多种材质 多种颜色 多层多腔 多种成型方法一体化的模具将得到发展 3 为各种快速经济模具 特别是与快速成型技术相结合的RP RT技术将得到快 速发展 4 模具设计 加工及各种管理将向数字化 信息化方向发展CAD CAE CAM CAPP 及PDM PLM ERP等将向智慧化 集成化和网络化方向发展 5 更高速 更高精度 更加智慧化的各种模具加工设备将进一步得到发展和推 广应用 6 更高性能及满足特殊用途的模具新材料将会不断发展 随之将产生一些特殊 的和更为先进的加工方法 7 各种模具型腔表面处理技术 如涂覆 修补 研磨和抛光等新工艺也会不断 得到发展 8 热流道技术将会迅速发展 气辅和其它注射成型工艺及模具也将会有所发 展 9 模具标准化程度将不断提高 10 在可持续发展和绿色产品被日益重视的今天 绿色模具 的概念已逐渐被 提到议事日程上来 即 今后的模具 从结构设计 原材料选用 制造工艺及模具修 复和报废 以及模具的回收利用等方面 都将越来越考虑其节约资源 重复使用 利 于环保 以及可持续发展这一趋向 1 1 21 1 2 国外状况国外状况 随着全球经济的发展 新的技术革命不断取得新的进展和突破 技术的飞跃发展 已经成为动世界经济增长的重要因素 注塑模具是生产各种工业产品的重要工艺装备 随着塑胶模具设计工业的迅速发展以及塑胶制品在航空 航太 电子 机械 船舶和 汽车等工业部门的推广应用 产品对模具的要求越来越高 传统的塑胶模具设计方法 已无法适应产品更新换代和提高质量的要求 电脑辅助工程技术已成为塑胶产品开发 模具设计及产品加工中这些薄弱环节的最有效的途经 注塑模在塑料模具中用量最大 涉及面广 注塑模 CAD CAE CAM 技术是提高注塑 成型效率和质量的最有效的途径 60 年代中期 英国 美国 加拿大的学者就开始了 有关塑料熔体在模具型腔内流动和冷却的基础研究 塑料流变学 几何造型技术 数 控加工及计算机技术的发展有力地推动了注塑模 CAD CAE CAM 研究的深入 由最初的 CAD 技术和 CAM 技术以图纸为媒介传递信息向 CAD CAM 一体化方向发展 80 年代中 期注塑模 CAD CAE CAM 进入实用阶段 出现了许多商品化注塑模 CAD CAE CAM 软件 比 较著名的有澳大利亚 MOLDFLOW 公司研制的注塑流动和冷却分析软件 MOLDFLOW 德国 IKV 公司 CADMOULD 系统 可用于注塑模流动分析 冷却分析 力学性能校核 美国 大连交通大学 2010 届本科生毕业设计 论文 3 PSP 公司的 IMES 专家系统 能帮助模具设计人员用专家的知识解决注塑模的质量问题 美国 AC2Tech 公司的 C MOLD 等等 美国上市公司 Moldflow 公司是专业从事注塑成型 CAE 软体和谘询公司 自 1976 年发行了世界上第一套流动分析软体以来 一直主导塑胶成型 CAE 软体市场 并且该 公司将几十年来关于塑料产品设计 模具设计以及注塑工艺的经验经过总结 形成了 系统的 Moldflow 设计原理 Moldflow 软件主要由 Mold Plastic Advisers 塑件顾问 系列 和 Mold Plastic Insight 简称 MPI 组成 Mold Plastic Advisers 这个产品为 注塑制件及模具设计过程带来革命性的变化 塑件顾问产品是最快最便捷的测试产品 工艺性以及优化模具设计的工具 在 Moldflow 软件里的 The Moldflow Mold Adviser 模具顾问 可以为注塑模具设计者提供一个准确易用的方法来优化他们的模 具设计 模具顾问可以设计浇注系统并进行浇注系统平衡 可以计算注塑周期 锁模 力和注模体积 可以建立单型腔系统或多型腔系统模具 MPI 是一个提供深入制件和模 具设计的软件包 它可以使用户对制件的几何形状 材料的选择 模具设计及加工参 数设置进行优化以获得高质量的产品 PS Mold maker 软件是英国 Delcam 公司出产的一款功能强大的 面向塑料模具制 造的模具总装设计专家系统 可自动为复杂注塑模 吹塑模创建模具结构及抽芯机构 它和 Delcam 公司的混合建模系统 PowerSHAPE Pro 完全整合 可帮助用户设计出非 标准部件和机构 PS Moldmaker 是着重于加工的三维实体模型总装处理方案 使用它 可以设计和装配模具中的所有零部件 和其它同类型软件相比 PS Moldmaker 功能更 全面 它包含有多种模具标准件库 非标准模具设计的自动化程度也更高 PS Moldmaker 的一个独到之处是在模具设计的任何阶段 用户都可以退出进行中的自动 设计模式 切换到 PowerSHAPE 对设计进行手工修改 随后可继续回到自动设计模式 完成模型设计 这意味着用户不仅可以得益于高自动化设计所带来的简单 高速自动 化设计 同时可根据自身需要 不受模型尺寸和复杂程度的限制 获得精度极高的模 型设计结果 近年来 随着科学技术的进步以及对塑件质量要求的提高 塑料模具设计正向更 高的方向发展 具体表现在以下几个方面 1 塑料成型理论研究的进展 2 新的成型方法不断涌现 3 新的模具材料不断涌现 4 模具表面强化热处理新技术应用 5 模具CAD CAM CAE技术发展速度 6 逆向工程 并行工程 复合加工乃至虚拟技术将进一步得到发展 大连交通大学 2010 届本科生毕业设计 论文 4 1 21 2 本课题的研究内容 要求 目的及意义本课题的研究内容 要求 目的及意义 1 2 11 2 1 本课题的研究内容及基本要求本课题的研究内容及基本要求 首先要懂得液化气灶旋钮的成型工艺及其过程 然后要根据其尺寸大小确定出型 芯和型腔的数量和布局 从而确定出凹模和凸模 接下来要设计出模架的总体装配图 确定出脱模机构和冷却系统 最后根据自己设计的模架画出必要的零件图和总体装配 图 1 2 21 2 2 本课题研究目的及意义本课题研究目的及意义 1 掌握拟定塑件成型工艺和模具设计原则 步骤和方法 2 学会查阅有关技术文献 手册和资料 3 培养分析问题和解决问题的能力 1 31 3 本课题设计的的手段本课题设计的的手段 本课题主要使用 Pro ENGINEER Wildfile4 0 软件中的模具设计模块和模架专家系 统 EMX5 O 来设计液化气灶旋钮的模具 Pro ENGINEER Wildfile 是美国 PTC 公司基于数据库 参数化 特征 全相关及工 程数据再利用等概念基础上开发出的一个功能强大的 CAD CAE CAM 的软件 可以将产 品从设计到生产加工的过程集成在一起 可以让所有的用户同时进行同一产品的设计 与制造工作 基于 Pro ENGINEER Wildfile4 0 系统设计塑料模具 可使模具的设计制 作周期大大缩短 而且模具的设计与制造都是建立在一个统一的几何模型之上 保证 了模型数据的统一性和正确性 随着工业的发展 国内外有许多厂家均有标准模架可以选用 在美国和日本模具 标准化以达 70 80 而我国只有 10 而用 EMX 设计模架可以使所设计零件的标准化 程度大大增加 模架设计专家系统 EMX Expert Moldbase Extension 是 Pro ENGINEER Wildfile 的一个专业用户插件 用于设计和细化模架 EMX 是一套基于 知识的系统 它包含了 18 家模架供应商的信息以及 智能 组件和模架 内建了十分 丰富的模座数据库 包括了如 Futaba HASCO D M E Misuml KLA 等世界级厂商的 产品 设计者只需按照自己的设计 点选所需即可 同时 EMX 的用户设计系统也能让 设计者针对自己的设计要求 方便地修改细节参数 最终方便设计出理想的高质量模 具 并且在建好模具组件后 就可以导入这个模块来建立与之相应的标准模座及滑块 顶杆等辅助零件 并可以自动生成 2D 工程图及 BOM 表 利用 EMX 可以大大减少塑料模 具所需的设计 定制和细化模架部件和组件的时间 大连交通大学 2010 届本科生毕业设计 论文 5 第第 2 2 章章 液化气灶旋钮注塑模具的设计液化气灶旋钮注塑模具的设计 液化气灶旋钮结构简单 体积较小 所以其模具结构较为简单 选择是单分型面 注射模具 在开模时 动模与定模分开 从而取出塑件 单分型面注射模具主要由以 下几部分组成 1 成型零部件 通常由凸模和凹模组成 合模时构成型腔 用于填充塑料 它 决定塑件的形状和尺寸 2 浇注系统 将熔融塑料由注塑机喷嘴引向型腔的流道称为浇注系统 它由主 流道 分流道和浇口组成 3 导向机构 通常由导柱和导套组成 它用于确定动模和定模合模时的相对位 置 有的注射模具推出脱模机构为避免推出过程中推出板歪斜也设置了导向机构 4 脱模机构 脱模机构的作用为开模时将塑件从塑件中脱出 其结构形式有很 多 常见的有推板脱模结构 推件板脱模机构和推管脱模机构等 5 冷却系统 为满足注射成型工艺对模具温度的要求 注射模具设有冷却系统 冷却系统一般在型腔或型芯周围开设冷却水道 6 排气机构 为了在注射过程中排除型腔中的空气和成型过程中产生的气体 常在分型面上开设气槽 或利用型芯或推杆与模板间的间隙排气 当排气量不大时 也可以仅利用分型面排气 2 12 1 塑料的选择塑料的选择 塑料就是指以有机合成树脂为主要组成的材料 塑料在常温下是玻璃态 进而变 为粘流态 从而具有优良的可塑性 可以用许多高生产率的成型方法来制造产品 这 样就可以节约原料 节省工时 简化工艺过程 且对工人技术要求低 易于组织大批 量生产 液化气灶旋钮体积较小 结构较简单 但是由其用途来说要耐腐蚀 耐高温 强 度高 绝缘性好 聚丙烯特点是 无毒 无味 密度小 强度 刚度 硬度耐热性均优 于低压聚乙烯 可在 100 度左右使用 具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响 但 低温时变脆 不耐磨 易老化 适于制作一般机械零件 耐腐蚀零件和绝缘零件 常见 的酸 碱有机溶剂对它几乎不起作用 可用于食具 并且其成型特性为 结晶料 吸湿 性小 易发生融体破裂 长期与热金属接触易分解 流动性好 冷却速度快 浇注系统及 大连交通大学 2010 届本科生毕业设计 论文 6 冷却系统应缓慢散热 并注意控制成型温度 料温低温高压时容易取出 由此本课题 选择聚丙烯作为其注塑材料 2 22 2 液化气灶旋钮塑件的工艺分析液化气灶旋钮塑件的工艺分析 液化气灶旋钮主要用于液化气灶的点燃和液化气灶火苗大小的调节 所以其形状 设计如图 2 1 所示 大连交通大学 2010 届本科生毕业设计 论文 7 图 2 1 液化气灶旋钮三维图 2 2 12 2 1 脱模斜度脱模斜度 由于塑件冷却后会产生收缩 会使塑件紧紧包住模具型芯或型腔中的凸起部分 为了便于从塑件中抽出型芯或型腔中取出塑件 防止脱模时拉伤或擦伤塑件 设计塑 件时必须考虑塑件内外表面沿脱模方向均应具有足够的脱模斜度 常用的脱模斜度值 为 1 度 所以此液化气灶旋钮的脱模斜度也设置为 1 度 2 2 22 2 2 壁厚壁厚 塑件的壁厚与使用要求有关 因此 合理的选择塑件的壁厚是很重要的 在使用 上要求壁厚有足够的强度和刚度 脱模时要能承受脱模机构的冲击和振动 装配时能 承受紧固力以及在运输中不变形或损坏 在塑件成型工艺上 塑件壁厚不能过小 否 则在熔融塑料在模具型腔中的流动阻力加大 尤其是形状较为复杂和大型零件 成型 比较困难 此外塑件的壁厚过厚过大 不但造成用料过多而增加成本 而且会给成型 工艺带来一定的困难 会增加塑化及冷却时间 使生产率显著降低 此外 壁厚过大 也易产生气泡 缩孔 凹翘曲等缺陷 从而影响产品质量 此液化气灶旋钮选择热塑 性塑料易于成型薄壁塑件 通常可选 2 4mm 而聚丙烯所注塑的塑件要求壁厚为 0 6 3 5mm 因此此液化气灶旋钮的壁厚选择为 2mm 2 2 32 2 3 圆角圆角 带有尖角的塑件 往往会在尖角处产生应力集中 影响塑件强度 同时还会出现 凹痕或气泡 影响塑件外观质量 为此 塑件除了使用上要求必须采用尖角之处 其 余部分所有转角处均应尽可能采用圆弧过渡 这样 不仅避免了应力集中 提高了强 度 而且还增加了塑件的美观 有利于塑料冲模时的流动 此外有了圆角 模具在淬 火或使用时不至于因应力集中而开裂 圆角半径不应小于 0 5mm 所以此液化气灶旋钮 大连交通大学 2010 届本科生毕业设计 论文 8 内表面圆角半径为 0 5mm 外表面为 1mm 2 32 3 型芯型腔的设计型芯型腔的设计 模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件 包括凸模和凹模 成型零 件工作时直接与塑件接触 承受塑料熔体的高压 料流的冲刷 脱模时与塑件间还发 生摩擦 因此成型零件要求有正确的几何形状 较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度 此外 成型零件还要求结构合理 有较高的强度 刚度及较好的耐磨性能 设计成型 零件时 应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求 确定型腔的总体结构 2 3 12 3 1 型芯型腔数目和布局的设计型芯型腔数目和布局的设计 塑件尺寸的大小受到塑料材料流动性好坏的制约 塑件尺寸越大 要求材料的流 动性越好 流动性差的材料在模具型腔未充满前就已经固化或熔接不牢 导致制品缺 陷和强度下降 液化气灶旋钮体积较小 其外围最大直径为 36mm 聚丙烯的收缩率为 0 02 型腔数目选择为 4 个 为了使塑件在注塑时能均匀同时得到树脂 所以型腔采 取矩阵式对称分布 型腔型腔布局如下图 2 2 所示 图 2 2 型芯 型腔图 2 3 22 3 2 分型面的确定分型面的确定 为了将塑件和浇注系统凝料等从封闭的模具中取出 以及为了安放嵌件 将模具 适当的分成为两个或若干个主要部分 这些可以分离部分的接触表面 通称为分型面 从分型面的数目来看 有单分型面 双分型面 多分型面 从形状来看 有平面 斜 面 阶梯面 曲面 选择分型面时要考虑塑件质量 确保塑件尺寸精度和塑件表面要求 分型面应尽 可能选择在不影响塑件外观的部位以及塑件外观的要求 而且分型面处所产生的飞边 应容易修正加工 液化气灶旋钮的下表面是和型芯的表面是平行的 所以选择其下表面和外表面作 为分型面 因为是一模四腔 所以需再做一个平面将其四个旋钮联接平整起来 大连交通大学 2010 届本科生毕业设计 论文 9 分型面如下图 2 3 所示 图 2 3 分型面 2 3 32 3 3 凹模的选择与设计凹模的选择与设计 凹模是成型塑件外表面的主要零件 按其结构不同 可分为整体式和组合式两类 整体式凹模是由整块金属材料直接加工而成的 这种形式的凹模结构简单 牢固 可靠 不易变形 成型的塑件质量较好 适用于形状简单的塑件 并且整体式结构的 模具具有以下优点 1 成型零件的刚度好 2 模具分解 组合容易 3 模具零件数量少 4 制品表面无分型面痕迹 5 模具外形尺寸可以减少 组合式凹模是由两个以上的零件组合而成 按组合方式不同 可分为整体嵌入式 局部嵌入式 底部镶拼式和四壁拼合式 综合比较 组合式模具的刚性不如整体式凹 模 易于在表面留下痕迹 模具结构较复杂 液化气灶的旋钮体积较小 结构简单 要求强度高 如果选择组合式凹模必须得 有 4 个嵌件 设计知道较繁琐 所以我选择整体式凹模作为成型液化气灶旋钮外表面 的零件 也就是说直接在凹模上制造出型腔 2 3 42 3 4 凸模的选择和设计凸模的选择和设计 凸模是用于成型塑件内表面的零部件 有时又称为型芯或成型杆 和凹模相似 凸模也可分为整体式和组合式两类 整体式凸模的凸模和模板做成整体 结构牢固 成型质量好 但钢材消耗量大 适于内表面形状简单的小型凸模 如果塑件的内表面 形状复杂而不便于机械加工或形状虽不复杂 但为了节省优质钢材 减少切削用量时 大连交通大学 2010 届本科生毕业设计 论文 10 可采用整体式凸模 液化气灶旋钮内表面结构较简单 为了满足其成型质量 并且为了节省材料 减 少工时 选择和型腔一致的做法 选择整体式凸模 所以选择整体式凸模作为成型其 内表面的成型零件 2 42 4 浇注系统的确定浇注系统的确定 浇注系统由主流道 分流道 浇口组成 从注塑机喷嘴至模具型腔的熔融树脂流 路称为流道 其浇口套内树脂流路称为主流道 其余部分被称为分流道 浇注系统设计是否合理不仅对塑件性能 结构 尺寸 内外在质量上等影响都很 大 而且还与所用塑件的利用率 成型生产效率等有关 因此浇注系统设计是模具设 计的重要环节 对浇注系统进行总体设计时应注意以下原则 1 了解塑料的成型性能和塑件熔体的流动条件 2 采用尽量短的流程以减少热量与压力损失 在尽量保证塑件的成型质量 满 足型腔良好的排气效果的前提下 应尽量缩短流程 同时还应控制好流道的表面粗糙 度 并减少流道的弯折等 3 浇注系统设计应有利于良好的排气 4 要防止型芯变形和嵌件移位 5 便于修整浇口以保证塑件外观质量 6 浇注系统应与型腔布局同时考虑 2 4 12 4 1 主流道的设计主流道的设计 主流道一般为圆锥形 其小端直径应大于注塑机出口直径 0 5 1mm 左右 其圆锥 角一般要大于 3 度 其大端的一侧一般设置主流道锁口 浇口套内一般都有流道 所以直接采用其流道作为注射模具的主流道 浇口套如 图 2 4 所示 图 2 4 浇口套 大连交通大学 2010 届本科生毕业设计 论文 11 2 4 22 4 2 分流道设计分流道设计 分流道设计的原则 1 尽可能使熔融树脂从主流道到各浇口距离相等 2 使型腔压力中心尽可能与注塑机中心重合 为了使型腔中的 4 个塑件能平衡的冲入熔融的树脂 分流道采用平衡式的设计 也就是说主流道至各个型腔的分流道长度及截面形状相同 来达到向各型腔平衡填充 的目的 在加工时必须注意各个部分尺寸的一致性 并且通常要求其截面尺寸和长度 误差都在 1 之内 分流道截面形状应使其比表面积尽量小 以减少热量和压力损失 常见的分流道截面 形状有圆形 梯形 U 形 半圆形及矩形等几种 此分流道的截面形状采用的是半圆形 加工较简单 所以流道就开在凹模上 聚丙烯流动性较好 在使用聚丙烯做为注塑材 料时 其直径一般为 4 8 10mm 此分流道半径选择为 8mm 6mm 分流道如下图 2 5 所示 图 2 5 分流道 2 4 32 4 3 浇口设计浇口设计 一般浇口分为两大类 一类是非限制性浇口 另一类浇口是限制性浇口 非限制 性浇口也称为直接浇口 或主流道浇口 但这种浇口一般用于单型腔模具 采用这种 浇口时熔融树脂直接进入型腔 压力损失减少 保压补缩作用强 这种浇口适用于大 型塑件 厚壁塑件及熔体粘度较高的树脂成型 液化气灶旋钮体积小 且是一模四腔 所以采用限制性浇口 限制性浇口是在型 腔与分流道之间设置长度为 0 5 2mm 截面突然缩小的阻尼形式的浇口 并且限制性 浇口具有很多的优点 可防止熔融树脂从型腔回流 对于一模多腔或一腔多浇口的场 大连交通大学 2010 届本科生毕业设计 论文 12 合 通过调整浇口尺寸或数量可实现平衡填充 由于浇口截面积尺寸较小 熔体容易 凝固 容易控制保压时间 所以制品的内应力较小 不易变形 而且其二次加工也较 容易 更重 要的是熔融树脂通过浇口时剪切速度大 使熔体的表现粘度降低 并因摩擦作用 一 部分动能转化为热能 使熔融树脂再次加热 温度上升提高了熔融树脂的流动性 便 于向型腔内填充 这次本课题选择的浇口是一种常见的浇口 是侧浇口 侧浇口设于制品的侧端面 其截面形状一般为梯形 半圆形 这种浇口的优点是加工容易 容易保证浇口的加工 精度 但缺点是浇口的修正处理较困难 难以成型后立即取出浇口 一般侧浇口的厚度为 0 5 1 5mm 宽带为 1 5 5mm 浇口长度为 1 5 2 5mm 此 次课题选择的侧浇口厚度为 1mm 宽度为 2mm 长度为 2mm 2 52 5 导向和脱模结构设计导向和脱模结构设计 2 5 12 5 1 导向机构设计导向机构设计 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的准确对合 定位 和定向作用 例如使凸模的运行于加压方向平行 保证凸凹模的配合间隙 导向机构 主要由导柱和导套组成 称为导柱导向机构 导柱导向机构是利用导柱和导孔之间的 配合来保证模具的对合精度 导柱导向机构内容包括 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 导柱的直径视模具大小而定 但必须要有足够的弯曲强度 且表面要耐磨 其长 度要高出凸模端面 6 8mm 以免在导柱未进入导正时凸模先进入型腔将其破坏 导柱 与导向口通常采用间隙配合 H7 f7 或 H8 f8 而与安装孔则采用过渡配合 H7 m6 或 H7 k6 导向孔最好为通孔 否则导柱未进入开通的导向孔时 孔内空气无法逸出 产生 反压力 给导柱运动产生阻力 导柱的数量一般取 2 4 个 本课题选择的数量是 4 个 其中导柱和导套均由 EMX5 0 提供的标准件提供 导柱和导套如下图 2 6 所示 大连交通大学 2010 届本科生毕业设计 论文 13 图 2 6 导柱和导套 2 5 22 5 2 脱模机构设计脱模机构设计 注射成型后 使塑件从凸模或凹模上脱出的机构成为脱模机构 并且脱模机构要 保证塑件不因顶出而变形损坏及影响外观 要在开模时塑件留在动模上 以利用注塑 机移动部分的顶杆或液压缸的活塞推出塑件 机构本身要有足够的刚度 强度和耐磨 性 脱模机构具有多种类型 可分为一次推出 二次推出 顺序脱模 点浇口自动脱 落以及带螺纹塑件脱模等不同类型 由于液化气灶旋钮结构较简单 所以选择一次推 出脱模机构 它是在开模后 用一次动作将塑件推出的机构 它又包括推杆脱模 推 管脱模 推板脱模 气动脱模等机构 此次本课题选择的是推杆脱模机构 它是一种常见的脱模机构 主要由推杆 推 杆固定板 推板等组成 推杆要与塑件直接接触 开模后将塑件推出 推板固定板和 推板起固定推板及传递注塑机顶出液压缸推力的作用 推杆应设置在脱模阻力大的地 方 所以推杆放在了旋钮的下表面 因为其壁厚为 2mm 所以选择的推杆直径是 1 8mm 推杆与推杆孔配合一般为 H8 f8 或 H9 f9 脱模机构如图 2 7 所示 大连交通大学 2010 届本科生毕业设计 论文 14 图 2 7 脱模机构 2 62 6 冷却系统设计冷却系统设计 因为模具都是金属材料 所以在注塑机注射熔融的树脂时会影响到模具的温度 模具的温度会因为树脂的注入而升高 而模具的温度对塑件的尺寸精度 形状精度 表面粗糙度及力学性能均有直接影响 通常注射到型腔内的塑料熔体的温度是 200 度左右 塑件从型腔中取出的温度在 60 度以下 熔体在成型时释放的热量中约有 5 以辐射 对流的形式散发到大气中 其 余需 要冷却介质 一般是水 带走 否则由于塑料熔体的反复注入将使模具温度升高 为 了保持模具的冷却时间主要取决于冷却系统的冷却效果 所以要设置模具的冷却系统 模具的冷却系统方式一般是在型腔 型芯等部位合理地设置冷却管道 并通过调 节冷却水流量及流速来控制模温 因为塑件主要在凹模上 所以在凹模上温度较高 所以就把冷却水道开在定模板上 为了不和定模板上的螺钉和导向机构发生干涉 所 以把水道开在定模板的两侧 2 72 7 排气结构设计排气结构设计 注射成型时 模内气体主要有以下几个来源 1 型腔和浇注系统中存在空气 2 塑料原料中含有水分 在注射温度下蒸发而成为水蒸气 3 由于注射温度过高 塑料分解所产生的气体 大连交通大学 2010 届本科生毕业设计 论文 15 4 塑料中某些添加剂挥发或化学反应所产生的气体 所以 排气是注射模具设计中不可忽视的一个问题 在注射成型中 若模具排气 不良 型腔内的气体受压缩将产生很大的背压 阻止塑料熔体正常快速冲模 同时气 体压缩所产生的热量可能使塑料烧焦 在注射压力大和塑料过厚的情况下 气体在一 定的压缩程度下会渗入塑料制件内部 造成气孔 组织疏松等缺陷 特别是快速注射 成型工艺的发展 对注射模的排气要求就更严格 注射模具排气方式有很多种 常见的排气方式 分型面排气 用型芯与模板配合 间隙排气 利用顶杆配合间隙排气 用侧型芯运动间隙排气 开设排气槽 此模具采用分型面 型芯与顶杆配合间隙以及顶杆间隙配合可以满足排气的要求 所以不再设置排气槽 2 82 8 模架设计模架设计 随着工业大发展 国内外许多厂家均有标准模架可以选用 在美国和日本模具标 准化已经达到 70 80 而我国只有 10 而 EMX5 0 主要就是模具专家设计的一个插 件 它提供了很多标准库里的标准件 定义各种模板 选择注塑机 如何创建滑块 如何创建冷却水道和元件 所以本课题采用 EMX5 0 来设计此液化气灶旋钮注塑模具的模架 所设计的模架由 成型零件 定模板 动模板 定模做板 动模做板 垫块 导向机构 推板 顶杆固 定板 定位环 浇口套 螺钉等组成 所选的零件均为 HASCO 厂商提供的零件 模具 总装配图如下 2 8 所示 方向控制信号改变硬件环行分配器的输出顺序来实现 或经编程改变输出脉冲的顺序 来改变步进电机绕组的通电顺序实现 图 2 8 模具总装配图 大连交通大学 2010 届本科生毕业设计 论文 16 结结 论论 通过做这次毕业设计 我学到了很多知识 首先我了解了塑料在生活中正扮演者 越来越重要的角色 知道了模具在我国工业的重要性 模具是促进社会发展繁荣富裕 的动力 模具行业已经成为国民经济的基础工业之一 模具分为很多种 而我这次借液化气灶旋钮模具的设计 学了不少关于注塑模具 的知识 注塑模具将会为我们制造出越来越优秀的生活材料供我们使用 通过查阅资 料 我了解到注塑模具也分为很多种类 但其实结构都差不多 都是由成型零件 导 向机构 浇注系统 温度调节系统 脱模机构 排气机构组成 有的模具还有滑块和 侧向抽心机构 通过对注塑模具的设计 使我对 Pro ENGINEER Wildfire 软件有了更进一步的认 识 首先我借助 Pro ENGINEER Wildfire 软件画出了塑件的三维模型 然后又借助 Pro ENGINEER Wildfire 软件中的模具设计模块得出了型芯型腔的布局 并在此基础上 得出了凹模和凸