保鲜盒体注射模设计.doc

保鲜盒体注射模设计 I 设计任务书 设计题目 设计题目 保鲜盒体注射模设计 设计要求 设计要求 1 确定合理工艺方案 2 设计合理的模具结构 3 在模具的设计中最好有创新 4 设计要全面介绍模具的工作原理 5 内容丰富 文字精练 讲述详细 实用价值高 6 模具的设计有效地体现出实用的特色 设计进度要求 设计进度要求 第一周 搜集模具相关资料及前期准备工作 第二周 整理设计思路并计算 第三周 模具的总体设计 第四周 校核模具的相关参数 第五周 对电子稿中出现的问题进一步计算 设计 第六周 毕业设计上交电子稿 第七周 毕业设计电子稿打印 指导教师 签名 指导教师 签名 II 摘 要 注射成型是将颗粒状或粉状塑料 从注射机的料斗送进加热的料筒中 经过加 热熔融 塑化成粘流态熔体 在注射机柱塞或螺杆的高压推动下 以很大的流速通 过喷嘴 注入模具型腔 经一定时间的保压冷却定型后 可保持模具型腔所赋予的 形状 然后开模分型获得塑料制品 本次设计的是 保鲜盒体 主要介绍了塑料保鲜盒体的设计思路和设计方法 主要设计的是保鲜盒体的注塑模的设计 塑料保鲜盒体具有重量轻 易清洁 耐腐 蚀老化 强度高 使用寿命长 制作方便 价格低廉等特点 是值得人们信赖 喜 欢用的产品 它具有非常大的发展前途 塑料制品具有原料来源丰富 性能优良等特 点 应用极其广泛 注射成形是成形热塑件的主要方法 因此应用范围很广 聚丙烯这种材料是一种常用的具有良好的综合力学性能的工程材料 它的力学 性能如屈服强度 抗张强度 抗压强度及硬度等 均优于低压聚乙烯 并有很突出的 刚性 耐热性较好 可在以上使用 若不受外力 则温度升到也不变形 基C 0 100C 0 150 本上不吸水 并且有较好的化学稳定性 除对浓硅酸 浓硝酸外 几乎都很稳定 高 频电性能优良 且不受温度影响 成形容易 缺点是耐磨性不够高 成形收缩率较大 低温呈脆性 热变形温度亦较低 关键词 注射模具 保鲜盒体 聚丙烯 I 目 录 摘 要 II 1 保鲜盒体外塑件的工艺分析 1 1 1 塑件成形工艺分析 1 1 2 塑件成形工艺参数确定 3 2 结构设计及模架选择 5 2 1 确定成形方法 5 2 2 型腔布置 5 2 3 分型面设计 5 2 4 注射机的选定 6 2 5 浇注系统的设计 8 2 6 模具结构形式 13 3 模架结构选择 14 4 模具结构尺寸的设计计算 16 4 1 模具结构设计计算 16 4 2 模具的导向结构 18 4 3 推出机构的设计 19 5 相关校核的计算 21 5 1 注射工艺参数相关校核 21 6 模具加热 冷却系统计算 24 6 1 模具加热 24 6 2 模具冷却 24 7 模具总装图及模具的装配 试模 27 7 1 模具总装图及模具的装配 27 7 2 试模后模具验收项目 29 致谢 30 参考文献 31 1 1 保鲜盒体外塑件的工艺分析 1 11 1 塑件成形工艺分塑件成形工艺分析析 产品名称 保鲜盒体 产品材料 聚丙烯 pp 产品数量 大量生产 产品尺寸 如图所示 90 91 R44 R45 图 1 1 塑件图 塑件材料特性 聚丙烯的主要特点是密度小 约为 它的力学g91 0 90 0 3 cm 性能如屈服强度 抗张强度 抗压强度及硬度等 均优于低压聚乙烯 并有很突出的 刚性 耐热性较好 可在以上的温度下进行消毒灭菌 若不受外力 则温度升C 0 100 到也不变形 基本上不吸水 并且有较好的化学稳定性 除对浓硅酸 浓硝酸C 0 150 外 几乎都很稳定 高频电性能优良 且不受温度影响 成形容易 缺点是耐磨性不够 高 成形收缩率较大 低温呈脆性 热变形温度亦较低 2 塑件材料成形性能 1 结晶性料 吸湿性小 可能发生熔融破裂 长期与热金属接触易发生分解 2 流动性极好 溢边值左右 03 0 mm 3 冷却速度快 浇注系统及冷却系统应散热缓慢 4 成形收缩范围大 收缩率大 易发生缩孔 凹痕 变形 方向性强 5 注意控制成形温度 料温低方向性明显 尤其低温高压时更明显 模具温度低 于以下塑件不光泽 易产生熔接不良 流痕 以上时易发生翘曲 变形 C 0 50C 0 90 6 塑件应壁厚均匀 避免缺口 尖角 以避免应力集中 塑件尺寸 180 180 182 2 长轴 短轴 高度 厚度 mm 塑件颜色 透明 查文献 3 可得 塑件材料物理性能 密度 g91 0 90 0 3 cm 收缩率 5 2 2 熔点 176 170 热变形温度 C 0 150 材料力学性能 屈服强度 37MPa 伸长率 200 拉伸弹性模量 6 1 1 1GPa 弯曲强度 67MPa 弯曲弹性模量 45 1 GPa 塑件质量 该产品材料为聚丙烯 由上得知其密度为 收缩率为pp 91 0 90 0 g 3 cm 计算出聚丙烯 平均收缩率为 可根据塑件形状进行人工几何 5 2 2pp 25 2 计算得到保鲜盒体的体积 3 通过计算得 塑件的体积 塑 V 32 147490cmh 塑件的重量 gVM 90 塑塑 式中 塑料密度 塑件要求 塑件外侧表面光滑 不允许有较大的浇口痕迹 边沿无飞边或较少易清理 1 21 2 塑件成形工艺参数确定塑件成形工艺参数确定 1 2 11 2 1 聚丙烯成形的工艺参数聚丙烯成形的工艺参数 查文献 2 表 1 3 得 模具温度 C 0 80 40 喷嘴温度 C 0 190 170 料筒温度 前段温度 C 0 200 180 中段温度 C 0 220 200 后段温度 C 0 170 160 注射压力 120 70MPa 保压压力 60 50MPa 塑化形式 螺杆式 喷嘴形式 直通式 注射时间 S5 0 保压时间 S60 20 冷却时间 S50 15 成形周期 S120 40 1 2 21 2 2 关于聚丙烯设计时应考虑的问题关于聚丙烯设计时应考虑的问题 1 加工前一般不需干燥 2 染色性较差 色粉在料中扩散不够均匀 一般需加入扩散油 白磺油 大胶件尤 4 明显 3 成型收缩率大 尺寸不稳定 胶件易变形缩水 采用提高注射压力 9 12 1 及注射速度 减少层间剪切力使成型收缩率降低 4 流动性很好 注射压力大时易出现披锋且有方向性强的缺陷 注射压力一般为 太小压力会缩水明显 保压压力取注射压力的左右 宜取较长的8050 a MP 80 保压时间补缩及较长的冷却时间保证胶件尺寸变形程度 5 冷却速度快 宜快速注射 适当加深排气槽来改善排气不良 pp 6 料温控制 成型温度料温较宽 因高结晶 所以料温需要较高 前料筒pp 中料筒 后料筒 实际上为减少披锋 缩水等缺C 0 200 180C 0 220 200C 0 170 160 陷 往往取偏下限料温 7 模温 一般 模温太低 胶件表面光泽差 甚至无光泽 模温C 0 6040 C 0 40 太高 则易发生翘曲变形 缩水等 C 0 90 8 气泡 问题 高结晶的高分子在熔点附近其容积会发生很大变化 冷却pp 时收缩及结晶化导致塑件内部产生 气泡 甚至局部空心 这会影响制件机械强度 所以调节啤塑参数要有利于收缩 5 2 结构设计及模架选择 2 12 1 确定成形方法确定成形方法 塑件采用注射成形法生产 因为属于热塑性材料而热塑性材料的成行方法又pp 分 1 注射成型 2 挤出成型 3 吹塑成型 4 吸塑成型 5 发泡成型 这五种方法 注 射成型为制造各种几何形体及大小不同尺寸的塑件的主要加工方法 所用的成型机称 为注射机 所以选用注射成形 2 22 2 型腔布置型腔布置 2 2 12 2 1 型腔数目的确定型腔数目的确定 由于该塑件要进行长期大批量生产 为了提高生产效率 降低塑件的生产成本 且该塑件制件尺寸也比较对称 塑件的质量控制要求的尺寸精度 性能和表面粗糙度 较低 采用一模一腔生产模具 可保证塑件的最佳生产经济性 又达到制件最佳的技 术经济性 2 2 22 2 2 型腔的布局型腔的布局 型腔的排布与浇注系统布置密切相关 因此型腔的排布应使型腔都能从总压力 中均等地分得所须的足够压力 以保证塑料熔体同时均匀充满型腔 使型腔的塑件内 在质量均一稳定 2 32 3 分型面设计分型面设计 为了塑件及浇注系统凝料的脱模和安放嵌件的需要 将模具型腔适当地分成两个 或更多部分 这些可以分离的接触表面 通称为分型面 分型面的基本形式 1 制件全部在上模 或定模 内成型 2 制件全部在下模 或动模 内成型 3 制件同时在上 下模内成型 分型面是决定模具结构形式的重要应素 它与模具的整体结构和模具的制造工艺 有密切的关系 并且直接影响到塑料熔体的流动充填特性及塑件的脱模 因此 分型面 6 的选择是注塑模具设计中的一个关键 选择分型面时一般应尊循以下几项基本原则 1 分型面应选在塑件外形最大轮廓处 2 确定有利的留模方式 便于塑件顺利脱模 3 保证塑件的精度要求 4 满足塑件外观质量的要求 5 便于模具的加工与制造 6 对成型面积的影响 7 排气的效果的考虑 8 对侧向抽芯的影响 注射模一般有的有一个分型面 有的有两个分型面 分型面的形状有平直分型面 倾 斜分型面 阶梯分型面 曲面分型面 复合分型面 在这里考虑到塑件分型面选在塑件 外形最大轮廓处 要保证有利的留模方式 要便于塑件顺利脱模 保证塑件的精度要求 便 于模具加工 2 42 4 注射机的选定注射机的选定 以锁模力为技术参数 必须大于模具在开模方向的投影面积上的总注射力 1 sc KKPBp 式中 型腔内注射压力 PMPa 基本压力 PB MPa 材料系数 材料取 1 01 C KPP C K 塑料复杂系数 s K s K5 1 1 与塑件平均壁厚 进浇口流程长度L的流程比有关 塑件 所PB1TTL mmT2 以 由于该塑件简单 取 则 MPaPB90 1 s K MPap09 90101 1 90 锁模力为 1 05 1 ApF 7 式中 所需的锁模力 KN F 型腔内注射压力 P 塑件投影面积 A k cmrA34 2548114 3 2 KNF02 34371 034 25409 905 1 所以选用XS ZY 500型号国产注射机 其主要技术参数 螺杆直径 65mm 额定注射量 500 注射压力 145MPa 锁模力 3500KN 最大成型面积 1000 2 cm 最大开合模行程 500 最大模具厚度 450Hmmmm 最小模具厚度 300 1 Hmm 注射方式 螺杆式 合模方式 液压 机械 喷嘴圆弧半径R 18mm 喷嘴孔径d 3 5 6 8mm 顶出形式 中心液压顶出 两侧顶杆机械顶出 拉杆空间 mm440540 液压泵流量 200 25min L 压力 6 5MPa 电动机功率 22KW 螺杆驱动 7 5KN 加热功率 14KW 机器外形尺寸 mm200013006500 8 2 52 5 浇注系统的设计浇注系统的设计 2 5 12 5 1 主流道设计主流道设计 主流道是指连接注射机喷嘴与分流道或型腔的进料通道 其作用就是将熔融状 态的塑料均匀 迅速地输入型腔 使型腔内气体及时排出 并且将注射压力传递到 型腔的各个部分 从而得到组织紧密的制品 模具浇注系统应尽量粗短 流道设计 分为主流道 分流道 冷料井的设计 主流道采用浇口套 冷料井 位于主流道正对面的动模板上 或处于分流道末端 分流道截面形状采用 U 形且平 衡分布 因为 U 形分流道热量损失较小 易加工 效率较高且可保证各型腔均衡进 料 从而保证塑件质量 主流道的设计 主流道为一圆锥孔 其小头正对注射机的喷嘴 因喷嘴外形为球面 具有 的锥角 表面为0 8以下的表面粗糙度 小端直径应大于喷嘴直径约为 00 6 2 Raum 球面半径也应比喷嘴头半径大 以便凝料顺利拔出 浇口套大1 5 0mmR2 1mm 端高出定模面 起定位作用 与注射机定模板的定位孔呈间隙配合 为H10 5 mm 了拆卸更换方便 模具的定位圈常与浇口套分开设计 主流道直径计算的经验公式 由文献 8 式 2 1 4 mm K V D 式中 主浇道大头直径 Dmm 流经主浇道的熔体体积注射量为 500 V 3 cm 3 cm 因熔体材料而异的常数 K 表 2 1值K 塑料种类PSPPPE PAUPVCPOMCA 值K 2 5451 52 12 25 故 13 01Dmm 9 所以主流流道的大头直径确定为 13mm 主流道设在定模板上 并且位于模具的中心 与注射机喷嘴在同一轴线上 主流道 衬套的材料常用制造 热处理后硬度为 主流道衬套与定模ATAT108 HRC5550 板采用的过渡配合 主流道衬套与定位圈采用的过渡配合 由于受型6 7 mH9 9 mH 腔或分流道的反压力作用 主流道衬套会产生轴向定位移动 所以主流道衬套的轴向 定位要可靠 主流道衬套与定位环的尺寸如下 表 2 2 主流道衬套与定位环的尺寸 16202530 d注射机喷嘴直径 0 5 1 D与注射机定位孔间隙配合 SR注射机喷嘴球面半径 1 2 主流流道的大头直径确定为 13 因为小端直径比注射机喷嘴直径大 mm 1 5 0 由注射机的选择知注射机喷嘴直径为6 所以可得主流道小端直径为 7 主流mmmm 道锥度一般取 根据设计计算可知锥度为 所以符合主流道的选取范围 4 2 0 4 主流道衬套图 图2 1主流道形状及其与注射机喷嘴的关系图 2 5 22 5 2 分流道及平衡布置分流道及平衡布置 分流道是主流道和浇口之间的进料通道 其作用是通过流道截面及方向变化使 10 熔料平稳地转换流向 并均衡分配给各个型腔 多型腔模 常见分流道的截面形状 有圆形 梯形 U 形 半圆形及矩形等几种形式 其中圆形截面分流道的比表面积 最小 但需开设在分型面两侧 且对应两部分须吻合 加工不方便 梯形及 U 形截面分 流道加工较容易 且热量损失和流动阻力均不大 为最常用形式 半圆形和矩形截面 的分流道则因比表面积较大不常采用 分流道截面尺寸视塑件尺寸 塑料品种 注射速率以及分流道长度而定 要求 分流道截面尺寸应满足良好的压力传递和保证合理的填充时间 通常圆形截面分流 道的直径为 对流动形较好的聚丙烯 尼龙等塑料 在分流道长度很短时 12 2mm 直径可小到 2 对流动性较差的聚碳酸酯 聚砜等可大至 12 而对多数塑料 常mmmm 取 梯形截面分流道尺寸可按以下比例选取 其中6 5mm 121 4 3 3 2bbbh 根据成型条件和模具结构确定 型截面分流道深 以圆 1 bmmb10 5 1 Uhr2 r 弧半径 斜角 分流道长度通常为主流道大端直径的倍 一 CC 00 10 5 Lf5 21 般取 分流道表面不要求太光洁 表面粗糙度通常取 308 mmumRaRa5 225 1 分流道的平衡布置 多型腔模具应尽量均衡布置型腔 使熔融塑料几乎同时到达 每个型腔的进料口 这样 塑料到每个型腔的压力和温度是相同的 塑件的品质理应相 同 如果各个型腔的分流道长短不同 则原端型腔处的压力与温度较底 塑件可能形成 较明显的熔接痕 甚至塑料可能填充不足 当分流道采用平衡式布置有困难时 可使 远端型腔的进料口比近型腔的进料口稍大 即加大进料口的宽度或深度 以求各塑件 品质接近 对于流动性差的塑料 要避免采用非平衡式分流道 分流道的长度应尽可能的短 少弯折的减少压力损失和热量损失 分流道的表面 粗糙度为 其截面形状和特征比较如下表 a Rm6 1 表 2 3 截面形状和特征的比较 特征截面形状 热量损失加工性能流动阻力效果 11 圆形小较难小最佳 梯形较小易较小良 通过以上两截面形状的对比 显然圆形截面形状效果最佳 但其加工较难 为此选 用梯形截面形状 由 文献8 公式 2 2 分流道计算经验公式 Lmb 4 2654 0 bh 3 2 式中 梯形大底边宽度 bmm 塑件的质量 g m 分流的长度 Lmm 梯形的高度 hmm 故 69 9 13332654 0 4 b 4h 梯形分流的侧面斜角常取 5o 10o 此取斜角为 10o 底部以圆角相连 如图梯形分流道的截面尺寸及图形 h 12 图2 2梯形截面形状 2 5 32 5 3 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 也是浇注系统中最短小的部分 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 浇口的设计与塑料性能 塑件形状 截面尺寸 模具结构及注射工艺参数等有 关 总的要求是使熔料以较快的速度进入并充满型腔 同时在充满后能适时冷却封闭 因 此浇口的截面要小 长度要短 这样可增大料流速度 快速冷却封闭 且便于塑件与浇 口凝料分离 不留明显的浇口痕迹 保证塑件外观质量 对于多型腔模具 浇口能用来 平衡进料 对于多浇口单型腔模具 浇口既能用来平衡进料又能用以控制熔合纹在塑 件中的位置 浇口的理想尺寸很难计算 一般可根据经验估算 浇口断面积约为分流道断面积 的 断面形状常为矩形或圆形 浇口的长度约为 在设计浇口时往 9 3 mm5 11 往先取较小的尺寸值 以便在试模后逐步加以修正 13 由公式 2 3 点浇口的直径以下式计算 4 Acnd mm 式中 点浇口直径 d mm 系数 n 以塑件壁厚而异的系数 c 型腔表面积 等于 AtV 2 mm 表 2 3 点浇口尺寸参数 塑件厚度 塑料种类 5 1 3 5 13 PSPE 7 0 5 09 0 6 02 1 8 0 PP8 0 6 00 1 7 02 1 8 0 PVCPOM 0 1 8 08 1 9 00 2 0 1 PA2 1 9 02 1 0 16 1 2 1 由公式得出点浇口的直径为 mmd8 0 浇口位置的选择 尽量缩短流动距离 保证熔料能迅速地充满型腔 浇口开在塑件壁厚处 且应减 少熔痕 有利于型腔气体的排出 所以 塑件的浇口选择在塑件的壁厚处 由于大塑 件所填充塑料多 这样可以提高充模速度 2 62 6 模具结构形式模具结构形式 模具结构为单分型面注射模 采用拉杆和限位螺钉 控制分型面的打开距离 其开 距应大于 40 方便取出制件 mm 14 3 模架结构选择 模架要求 注射模标准 我国目前标准化注射模零件的国家标准有 12 个 另外还制订了塑 料注射模具的标准模架 分 中小型模架 GB T12556 1 1990 和 大型模架 GB T12555 1 1990 两种 中小型模架 标准中规定 模架的周界尺寸范围为 560900 并规定模架的形式为品种型号 即基本型 1 2 3 和4mm mmAAAA 四个品种 其四种模架的组成 功能及用途见下表 表 3 1 模架的组成 功能及用途 型号组成 功能及用途 中小模架 1 型A 定模采用两块模板 动模采用一块模板 与推杆推件机构组成模架 适用于立 式和卧式注射机 中小模架 2 型A 动 定模均采用两块模板 与推件机构组成模架 适用于立式和卧式注射机 可用于带有斜导柱侧向抽芯的模具 也可用于斜滑块侧向分型的模具 中小模架 型4 3 AA 定模采用两块模板 动模采用一块模板 它们中间设置了一块推件板 用于推 件板件的模具 适用于立式和卧式注射机 根据以上四种模架的组成 功能及用途可以看出 2 型模型适用于本次模具的A 计 1 模架周界尺寸选择 中小型模架的周界尺寸参数 规格有 100 L 125 L 160 L 180 L 200 L 250 L 315 L 355 L 400 L 4 50 L 和 500 L 等模架规格 根据模具型腔布置可以选用的模架规格为 250 250 再根据所选取的模架规格可通过标准模架表查得上 下模板的厚mmmm 度为 45 垫板厚度为 68 mmmm 2 塑料注射模具技术要求 零件的技术要求 塑料注射模具应优先按 GB T12555 1 1990 和 GB4169 1 11 选用标准模架和标 准件 模具成形零件材料和热处理要求 优先按下表内容选用 15 表 3 2 模具成形零件优先选用材料和热处理硬度 模具材料热处理硬度 零件名称 牌号标准号 HBSHRC 45GB699216 26040 45 4CrGB3077216 26040 45 40CrNiMOAGB3077216 26040 45 3Cr2MoGB1299 预硬状态 35 45 4Cr 5MoSiV1GB1299246 28045 55 型腔 型芯 定模镶件 动模 镶件 活动镶件 3Cr13GB1220246 28045 55 取得标准模架的周界尺寸为500500 浇口套也可选标准件 因为注塑机喷嘴口直径为 由附录可选择进料口直径为 3 的浇口套 5 3 16 4 模具结构尺寸的设计计算 4 14 1 模具结构设计计算模具结构设计计算 表 4 1 塑件有关尺寸精度等级参数 精度等级 12345678 基本尺寸 mm 公差数值mm 3 0 040 060 080 120 160 240 320 46 3 6 0 050 070 080 140 180 280 360 56 6 10 0 060 080 100 160 200 320 400 64 10 14 0 070 090 120 180 220 360 440 72 14 18 0 080 100 120 200 240 400 480 80 18 24 0 090 110 140 220 280 440 560 56 24 30 0 100 120 160 240 320 480 640 96 30 40 0 110 130 180 260 360 520 721 00 40 50 0 120 140 200 280 400 560 801 2 为了降低模具加工难度和制造成本 在满足塑件使用的前提下 用较低的尺寸精 度 查表得 塑件精度等级与塑料品种有关 根据塑料的收缩率的变化不同 塑料的公 差精度分为高精度 一般精度 低精度三种 查手册如下表 表 4 2 聚丙烯建议采用精度等级 建议采用精度等级 塑料品种 高精度一般精度低精度 聚丙烯 567 由塑件的工作环境知道工件的精度要求不高 所以精度等级选择一般精度 17 计算中取聚丙烯的平均收缩率 公差按照表 4 1 和表 4 2 中所查的公差 25 2 进行计算 模具制造公差 统一取塑件尺寸公差的 1 3 4 1 14 1 1 型腔径向尺寸计算型腔径向尺寸计算 对于塑件 塑件尺寸公差取 0 64mm 64 0 70 4 3 1kLL 塑件模具 式中 塑件形状尺寸 塑件 L 塑件的平均收缩率 k 塑件的尺寸公差 模具制造公差 64 0 3 1 64 0 4 3 0225 0 1182 模具 L mm 211 0 044 185 4 1 24 1 2 型腔深度尺寸计算型腔深度尺寸计算 对于塑件 塑件尺寸公差取 0 74 74 0 182 0 75 0 1klL 塑件模具 296 0 0 296 0 65 186 74 0 75 0 0225 0 1182 式中 塑件最高方向最大尺寸 塑件 L 4 1 34 1 3 型芯径向尺寸计算型芯径向尺寸计算 对于尺寸的模具设计 塑件尺寸公差取 0 64mm 64 0 180 4 3 1kLL 塑件模具 式中 大塑件内形径向的最小尺寸 塑件 L 18 0 213 0 64 0 3 1 53 18464 0 4 3 0225 0 1180 模具 L 4 1 44 1 4 型芯高度尺寸计算型芯高度尺寸计算 对于塑件尺寸的模具设计 塑件尺寸公差取 0 74mm 74 0 180 2 1 1khh 塑件模具 式中 大塑件内腔的深度最小尺寸 塑件 h 74 0 3 1 74 0 2 1 0225 0 1180 模具 h mm 0 296 0 42 184 图 4 2 型芯 4 24 2 模具的导向结构模具的导向结构 当动定模合拢后就构成了型腔 为了保证动定模合拢时的导向机构 合模导向机 19 构 合模导向机构在模具中的作用 1 定位作用 模具每次合拢时 都有一个唯一的准确方位 从而保证型腔的正确形 状 2 导向作用 引导动定模正确闭合 避免凸模式型芯先进入型腔而损坏 3 承受一定的侧压力 在成行过程中承受单向侧压力 导向机构主要由导柱和导 套组成 求模具的导柱和导套的配合形式及设计尺寸如下 图 4 3 图 4 2 模具的导柱和导套 4 34 3 推出机构的设计推出机构的设计 由于塑件的材料工艺性能好 而且外壳壁较厚形状不易变形 所以采用推杆推出 机构即可 塑件在模腔中成形后 便可以从模具中取下 但在塑件取下以前 模具必 须完成一个将塑件从模腔中推出的动作 模具上完成这一动作机构称为脱模推出机构 推模力的计算要将塑件从模腔中推出必须克服推出所遇到的阻力 因此塑件脱模 时必须有一个足够大的脱模力 由文献 29 式 2 5 脱模力可用下式计算 sincos aaPAF 式中 脱模力 单位 FN 型芯的脱模斜度 单位 该模具为 40 a 0 20 塑件包容型芯的面积 单位为该模具为 A 2 mm 2 05 72 5 97mm 塑件对钢的摩擦系数 通常取为取 3 0 1 02 0 塑件对型芯的单位面积上的包紧力 模外冷却时 P 7 104 2 p 故 87 1069 1 2 0104 205 72 5 97 F 复位零件 为了使推出组件合模后能回到原来的位置 在设计时应考虑推出机构 的复位 推出机构中常用的复位零件有复位杆和弹簧 对于本模具的形式和结构的综 合考虑 选用复位杆推出机构 抽芯距的确定 抽芯距是将型芯从成型位置抽到不妨碍塑件脱模的位置 型芯S 滑块 所需要移动的距离 其值可用下式计算 mmSS 3 2 1 型芯成型部分的深度 单位为 1 S mm 故 mmS422 推出机构的组成 第一部分是直接作用在塑件上将塑件推出的零件 第二部分是 用来固定推出零件的零件 有推杆固定板 推板等 第三部分是用作推出零件推出动 作的导向及和模时推迟推出零件复位的零件 推出机构应使塑件脱模时不发生变形 或损伤塑件的外观 推力的分布依脱模阻力的大小合理合理安排 推出机构的结构 力求简单 动作可靠 不发生误动作 和模时要正确复位 对于大塑件而言 所以使用一般的推杆推出机构 根据本模具的成型特点考虑 使用内倾滑块脱出机构 因为其可用滑动的倾斜推杆推出 在大塑件的另一端用一个 推杆将其推出 推出机构的设计要求 1 设计推出机构是应尽量使塑件留于动模一侧 2 塑件在退出过程中不发生变形和损坏 3 不损坏塑件的外观质量 4 合模时应使推出机构正确复位 5 推出机构应动作可靠 21 6 推出机构必须有足够的刚度和强度 22 5 相关校核的计算 5 15 1 注射工艺参数相关校核注射工艺参数相关校核 5 1 1 5 1 1 注射量校核注射量校核 注射机标称注射量有两种表示方法 一是用容量 表示 一是用质量 3 cm 表示 国产的标准注射机的注射量均以容量表示 g 设计模具时 必须使在一个注射成型周期内所需注射的塑料熔体的容量或质量 也就是要求制品和料把的总用料量在注射机额定注射量的 25 80 以内 在一个注射成型周期内 需注射入模具内塑料熔体的容量或质量 应为制件和浇 注系统两部分容量或质量之和 即 由文献 29 式 5 1 jz VnVV jz mnmm 式中 一个成型周期内所需注射的塑料容积或质量 mV 3 gcm 或 单个塑件的容量或质量 zz mV 3 gcm 或 浇注系统凝料和飞边所需的塑料容量或质 j mVj 3 gcm 或 型腔数目 n 故应使 gjz VVnV8 0 gjz mmnm8 0 式中 注射机额定注射量 gg mV 3 gcm 或 由上式推出计算型腔数公式 z j g VVVn 8 0 z j g mmmn 8 0 23 选用的注塑机最大注塑量应是 浇塑件机 VVV8 0 式中 注塑机的最大注塑量 单位 机 V 3 cm 注塑机的体积 单位 塑料 V 3 cm 浇注系统体积 单位 浇 V 3 cm 故 3 5 155 8 0 cm VV V 浇塑件 机 而我们选定的注塑机注塑量为 181 g 所以满足要求 5 1 2 5 1 2 锁模力校核锁模力校核 注射时 为防止模具分型面被模腔压力顶开 必须对模具施以足够的锁紧力 否则 在分型面处将产生溢料 因此设计模具时应使注射机的锁模力大于模具将分型面胀 开的力 则 f F fjzm FAnApF 式中 锁模力 F N 塑料熔体在型腔内的平均压力 m p a MP 注射机可用的安全锁模力应取注射机额定锁模力的 即 80 te FFF 8 0 式中 注射机额定锁模力 e F 分别为塑件和浇注系统在分型面上的垂直投影面积 jz AA 2 mm 锁机 F 模 PA 熔融型料在型腔内的压力 20 40 模 P a MP 塑件和浇注系统在分型面上的投影之和 A 注塑机的额外锁模力 锁机 F 故 锁机 F 模 PA KN 2 124310540 24 我们选定的注塑机为 满足要求 KN2540 5 1 35 1 3 开模行程校核开模行程校核 我们所选用的注塑机的最大行程与模具厚度有关 如全液压合模机构的 注塑机 故注塑机的开模行程应满足下式 机 mmHHHHS 最小模机 10 5 21 mmHHS393165406634 最小模机 10910741510 5 21 HH 故 满足要求 推出距离 单位 1 Hmm 包括浇注系统在内的塑件高度 单位 2 Hmm 注塑机最大开模行程 机 S 5 1 45 1 4 型腔壁厚 底板厚度的确定型腔壁厚 底板厚度的确定 根据经验确定壁厚及底板厚度 具体厚度见模具装配图 25 6 模具加热 冷却系统计算 6 16 1 模具加热模具加热 当注射成形工艺要求模具温度在以上时 模具必需有加热装置 由于注C 0 80pp 射成形工艺要求模具温度在 因此模具中不用设置加热装置即可满足需要 C 0 60 20 6 26 2 模具冷却模具冷却 冷却回路的设计应做到回路系统内流动的介质能充分吸收成形塑件所传导的热 量 使模具成形表面的温度稳定地保持在所需的温度范围内 并且要做到使冷却介质 在回路系统内流动畅通 无滞留部位 6 2 16 2 1 冷却回路所需的总面积计算冷却回路所需的总面积计算 由文献 3 式 6 1 冷却回路所需总表面积可按下式计算 WM Mq A 3600 式中 冷却回路总表面积 A 2 m 单位时间内注入模具中树脂的质量 M h kg 单位质量树脂在模具内释放的热量 值可查表 q Kg J q 冷却水的表面传热系数 Km W 2 模具成形表面的温度 M 冷却水的平均温度 W 成形时放出的热量 pp Kg J q 5 109 5 故 2 5 082 0 25250 8 403600 109 563 4 m CC A 由文献 3 式 6 2 冷却水的表面传热系数可用下式计算 26 2 0 8 0 d 式中 冷却水的表面传热系数 Km W 2 冷却水在该温度下的密度 3 m Kg 冷却水的流速 s m 冷却水孔直径 dm 与冷却水温度有关的物理系数 值查表 10 1 表 6 1 水的值与其温度的关系 平均水 温 5101520253035404556 值 6 166 607 067 507 958 408 849 289 6610 05 故 53 9 10 51000 40 8 2 0 8 0 Km W 2 6 2 26 2 2 冷却回路的总长度的计算冷却回路的总长度的计算 由文献 3 式 6 3 冷却回路总长度可用下式计算 d A L 1000 式中 冷却回路总长度 Lm 冷却回路总表面积 A 2 m 冷却水孔直径 dmm 故 mmmL261061 2 1014 3 082 0 1000 确定冷却水孔的直径时应注意 无论多大的模具 水孔的直径不能大于 mm14 否则冷却水难以成为湍流状态 以致降低热交换效率 一般水孔的直径可根据塑件 的平均壁厚来确定 平均壁厚为时 水孔直径可取 本模具的冷却水mm2mm10 8 孔直径取 冷却水体积流量的计算 塑料树脂传给模具的热量与自然对流散发mm8 27 到空气中的模具热量 辐射散发到空气中的模具热量及模具传给注射机热量的差值 即为用冷却水扩散的模具热量 6 2 36 2 3 冷却水体积流量的计算冷却水体积流量的计算 塑料树脂传给模具的热量与自然对流散发到空气中的模具热量 辐射散发到空 气中的模具热量及模具传给注射机热量的差值 即为用冷却水扩散的模具热量 假如 塑料树脂在模内释放的热量全部由冷却水传导的话 即忽略其它传热因素 那么模具 所需的冷却水体积流量则可由文献 3 式 6 4 式计算 21 60 c Mq qV 式中 冷却水体积流量 v q min 3 m 单位时间注射入模具内的树脂质量 M h kg 单位质量树脂在模具内释放的热量 q Kg J 冷却水比热容 c KKg J 冷却水的密度 3 m Kg 冷却水出口处温度 1 冷却水入口处温度 2 故 min 001 0 100300 13100060 10294 3 3 mqv 28 7 模具总装图及模具的装配 试模 7 17 1 模具总装图及模具的装配模具总装图及模具的装配 上上 型拉料杆 上上 上上 上上 上上上上上 上上 上上上上上 上上 上上 上上上上 上上 上上 上上上 上上上 上上 上上 上上上 上上上上 上上上 上上 上1上 上上 上1上上上 上上 上上上上上上 5 上上上 上上 上上 年11月 上上上 张开琴 上上上上上上上上 上上 上1上上上上上上上上上上上上上上上上上上 上上上上0 05 上2上上上上上上上上上上上上上上上上上上 上上上上上上上上上上上上上上上上 图 7 1 模具装配图 7 1 17 1 1 模具的装配要求模具的装配要求 表 7 1 总装技术要求如表 条目编号条目内容 1 定模 式定模板 与动模 式动模应板 安装平面的平行度按 GB T12555 2 和 GB T125556 2 规定 2 导柱 导套对定 动模安装面 式定 动模座半安装面 的垂直 度按 GB T12555 2 和 GB T125556 2 3 模具所有活动部分应保证位置准确动作可靠 不得有歪斜和卡滞 现象 要求固定的零件不得相对窜动 4 塑件的嵌件或机外脱模的成形零件在模具上安放位置应定位准 29 确 安放可靠 具有防止错位措施 5 流道转接处应光滑圆弧连接 镶拼处应密合 浇注系统表面粗糙 度 为 Ra 0 8um 6 热流道模具 其浇注系统不允许有树脂泄露现象 7 滑块运动应平稳 合模后镶块应压紧 接触面积不少于 3 4 开模 后定位准确可靠 合模后分型面应紧密结合 成形部位的固定镶件配合处应紧密贴 合 其间隙应小于塑料的额最大不落料间隙 其值应符合如下规定 塑料流动性好一般较差 8 塑料间隙 mm 0 03 0 05 0 08 9 冷却加热 不包括电加热 系统应畅通 不应有泄漏现象 10 气动式液压系统应畅通 不应有泄漏现象 11 电气系统应绝缘可靠 不允许有漏电式短路现象 12 在模具上装有吊环螺钉时 应用符号 GB825 的规定 13 分型面上应尽可能避免有螺钉式销钉的穿孔 以免积存溢料 试模前的模具检查为了保证正常试模 对交付试模的模具应首先进行有关的检 查 检查内容如下 7 1 27 1 2 外观检查外观检查 1 模具的闭合高度 安装尺寸 脱件形式 开模距离等是否符合设备条件 2 模具外露部分应无锐棱角 并应敲印用该模具生产的塑件图号或代号 3 模具总重量超过30kg时 应有起重用吊环安装孔 4 各种附件 备件应备齐 5 应有合模方向的标记 6 成型零件 浇注系统等表面应光洁 无塌陷 伤痕等弊病 对成型有腐蚀性的塑 料的模具 其成型零件应有防腐措施 如镀铬等 7 如可能出现飞边 其方向应保证能脱模 8 各滑动零件应配合适当 起止位置定位正确可靠 如模具使用温度高于60 以 30 上时 各运动部分间隙应能保证升温后不因膨胀而卡死 9 型腔各部分的尺寸是否符合模具设计要求 以图样为依据 10 工作时 各承压零件的接触面积是否确实接触 7 1 3 7 1 3 空运转检查空运转检查 1 各活动零件 组件是否运动灵活 动作正确可靠 2 锁紧零件在闭模后是否确实锁紧 如有可调整余地 应事先调整 3 有冷却系统的 检查水路是否通畅 走向是否正确 有无漏泄现象 4 有电加热器的模具 应在通电前作绝缘检查 5 有液压 气动装置的模具 应通液或通气试验 有无漏液或漏气现象 工作行 程是否准确 7 27 2 试模后模具验收项目试模后模具验收项目 7 2 1 7 2 1 模具性能