党转香模具设计与制造0901040131_(修复的)

1 咸阳职业技术学院机电工程系毕业设计咸阳职业技术学院机电工程系毕业设计 杯体注塑工艺与模具设计杯体注塑工艺与模具设计 姓 名 党转香 学 号 0901040131 专业名称 模具设计与制造 班 级 模具 0901 指导教师 于海玲 2 毕业论文任务书毕业论文任务书 机电工程系系 模具设计与制造 专业专业 高职 0901 班级班级 学生 学生 党转香 题目 题目 杯体注射工艺与模具设计 毕业论文从毕业论文从 2011 年年 11 月月 6 日起到日起到 2012 年年 3 月月 6 日日 课题的意义及培养目标 课题的意义及培养目标 通过对注射模在模具产品加工中的实际应用 了解当前注射模在模 具中的发展 巩固所学知识 培养具有一定动手操作能力 和自我学习能力 论文所需收集的原始数据与资料 论文所需收集的原始数据与资料 根据塑料成型工艺与模具设计原理 塑料成型工艺和注射模注射 原理及应用编写成 杯体注射成型工艺与模具设计 论文 课题的主要任务 需附有技术指标分析 课题的主要任务 需附有技术指标分析 通过对塑料成型工艺与模具设计在模具产品加工中的实际应用 了解当前注射模在模具中的发展 巩固所学知识 要求有一定的自我学习能力 熟 悉基本概念 有一定语言组织能力 电脑操作能力 3 论文进度安排及完成的相关任务 以教学周为单位 论文进度安排及完成的相关任务 以教学周为单位 周周 次次论文任务及要求论文任务及要求 第一周收集 整理资料 熟悉本次设计课题 第二周到 第四周 确定设计步骤 设计过程 并予以分析 列出提纲 第五周由老师首次审阅 指出缺点与不足 搜集补充整理资料 第六周到 第八周 根据老师提出的不足 进行修改 由老师再次审阅 指导补充并加以修 改 第九周 再一次搜集补充整理资料 整理绘制相关图表 编写毕业设计论文 第十周 再一次搜集补充整理资料 整理绘制相关图表 第十一周通过审阅 按要求上交电子档 并打印上交论文 指导教师 于海玲 日期 教研室主任 日期 学生签名 党转香 日期 4 摘要摘要 本课题主要是针对 塑料 杯体 的模具设计 通过对塑件进行工艺的分 析和比较 最终设计出一副注塑模 该课题从产品结构工艺性 具体 模具结构出发 对模具的浇注系统 模具成型部分的结构 顶出系统 注塑机的选择及有关参数的校核 都有详细的设计 同时并简单的编制 了模具的加工工艺 通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要 求的加工工艺 根据题目设计的主要任务是杯体 注塑模具的设计 也 就是设计一副注塑模具来生产塑料 杯体 塑件产品 以实现自动化提高 产量 针对 塑料 杯体 的具体结构 该模具是侧浇口的 单分型面注射模 具 由于塑件 外侧有 两个 个小 侧耳 需要侧抽芯机构 固采用 斜导 柱的结构形式 其优点在于简化机构 使模具外形缩小 大大降低了模 具的制造成本 通过模具设计表明该模具能达到塑料 杯体 的质量和加 工工艺要求 5 第第 1 1 章章 概概 论论 1 11 1 课题背景及意义课题背景及意义 市场竞争的日趋激烈 使得产品的功能日趋多元化 产品的生命周期不断 缩短 塑料产品结构日趋多样化和复杂化 客户对产品质量的要求也越来越高 这在一定程度上决定了模具设计和注射成型过程的复杂性 有些注射成型问题 连有经验的模具设计师和注射工艺师都很难把握 而传统的注射模设计首先考 虑的是模具结构本身的需要 之后考虑的才是注射制品的需要 例如 常规的 注射模设计通常是根据经验确定浇注系统和冷却系统 而不是根据流动分析来 确定 最后在试模过程中通过反复的调整模具的浇注系统和冷却系统参数来勉 强达到产品的质量要求 模具试模周期过长 试模成本过高严重影响了企业的 竞争力 因此 对塑料熔体的注射成型过程的计算机模拟对优化产品结构设计 模具设计以及注射成型工艺具有非常重要的指导意义 1 21 2 本课题及相关领域的国内外现状及发展本课题及相关领域的国内外现状及发展 1 2 11 2 1 塑料模功能塑料模功能 分子材料加工领域中 用于塑料制品成形的模具 称为塑料成形模具 简 称塑料模 塑料模优化设计 是当前高分子材料加工领域中的重大课题 在塑料材料 制品设计及加工工艺确定以后 塑料模设计对制品质量与产 量 就具有决定性的影响 首先 模腔形状 流道尺寸 表面粗糙度 分型面 浇注与排气位置选择 脱模方式以及定型方法的确定等 均对制品尺寸精度和 形状精度以及塑件的物理力学性能 内应力大小 表观质量与内在质量等 起 着十分重要的影响 其次 在塑件加工过程中 塑料模结构的合理性 对操作 的难易程度 具有重要的影响 再次 塑料模对塑件成本也有相当大的影响 除简易模具外 一般说来制模费用是十分昂贵的 大型塑料模更是如此 现代塑料制品生产中 合理的加工工艺 高效率的设备和先进的模具 被 誉为塑料制品成形技术的 三大支柱 尤其是塑料模对实现塑件加工工艺要求 塑件使用要求和塑件外观造型要求起着无可代替的作用 高效全自动化设备 也只有装上能自动化生产的模具 才能发挥其应有的效能 此外 塑件生产与 产品更新均以模具制造和更新为前提 6 1 2 21 2 2 国内外塑料模现状国内外塑料模现状 我国塑料模的发展极其迅速 塑料模的设计技术 制造技术 CAD 技术 CAPP 技术 以有相当规模的开发和应用 我国在塑料模设计技术上 与发达 国家和地区的差距 参见表 1 1 在模具材料方面 专用塑料模具钢品种少 规 格不全 质量尚不稳定 表 1 1 塑料模设计技术 1 2 31 2 3塑料模发展趋势塑料模发展趋势 塑料模技术 包括设计技术 材料选择 加工技术管理与维修技术等多种 领域 属于系统工程技术 随着塑料模应用领域不断扩大 地位的不断提高 对此国家以制定出明确的奋斗目标 第第 2 2 章章 注塑模设计注塑模设计 2 12 1 注塑模概述注塑模概述 2 1 12 1 1 注射模设计特点注射模设计特点 塑料注射模能一次性地成型形状复杂 尺寸精确 或带有侧耳的塑料制件 作为先进的模具 须在使用寿命期限内保证制品质量 并要有良好的技术经济 指标 这就要求模具动作可靠 自动化程度高 热交换效率好 成型周期短 其次 合理选用模具材料 恰当确定模具制造精度 简化模具加工工艺 降低 模具的制造成本亦十分重要 此外 在注塑模设计时 必须充分注意到以下特点 1 塑料熔体大多属于假塑体液体 能 剪切变稀 2 视注射模为承受很高型腔压力的耐压容器 3 整个成型周期中 塑件 模具 环境组成了一个动态的热平衡系 统 发达国家中国 技术名称 美国日本德国香港台湾大陆 CAD 应用 CAE 应用 Flow 软件 Cool 软件 75 50 普及 普及 75 50 普及 普及 70 50 普及 普及 50 40 70 70 40 30 50 50 20 10 有应用 有应用 7 2 1 22 1 2 注射模的组成件注射模的组成件 凡是注射模 可分为动模和定模两大部分 注射充模时动模和定模闭合 构成型腔和浇注系统 开模时动模与定模分离 取出制件 定模安装在注射机 的固定模板上 动模则安装在注射机的移动模板上 根据零件的不同功能 可 由七个系统或机构组成 5 1 成型零件 主要包括凹模 凸模 斜滑块 各 种成型杆与成型环 2 浇注系统 3 导向和定位机构 4 脱模机构 主 要由推杆 斜滑块组成 5 侧向分型抽芯机构 6 温度调节系统 7 排气系统 2 22 2 塑件的工艺分析塑件的工艺分析 2 2 12 2 1 塑料制品的材料塑料制品的材料 1 基本特性 ABS 是由丙烯晴 A 丁二烯 B 苯乙烯 S 共聚生成的三元共聚物 具有 良好的力学性能 丙稀腈使 ABS 有较高的耐热性 耐化学腐蚀性及表面硬度 丁二烯使 ABS 具有良好的韧性 冲击强度 耐寒性以及较高的抗拉强度 苯乙 烯使 ABS 具有良好的成型加工性 着色性和介电性 使 ABS 使制品表面光洁 由于 ABS 三种共聚单体的比例可以在很大的范围内调节 固可由此得到性能和 用头不同的多种 ABS 品种 如通用级 抗冲级 耐寒级 耐热级 阻燃级等 ABS 无毒 无味 不透明 色泽微黄 可燃烧密度为 1 02 1 20g cm3 有 良好的机械强度和极好的抗冲击强度 有一定的耐油性和稳定的化学性和电气 性能 但在酮醛脂氯代烃中会溶解而形成乳浊液 2 主要用途 ABS 广泛应用于家用电子电器工业设备及日常生活用品等领域 如计算机 电视机 录音机 电冰箱 洗衣机 电话 电风扇 净水加热器等的壳体 工 业机械中的齿轮 泵叶轮 轴承 把手 仪器仪表盘等 玩具 包装器 家具 安全帽 农用喷雾器等 3 成性特点 ABS 易吸水是成型塑件表面出现斑痕云纹等缺陷 为此 成型加工前应进 行干燥处理 在正常的成型零件下 壁厚 熔料温度对收缩率影响较小 当要 求塑件精度高时 模具温度可控制在 50 60 C 当要求塑件光泽耐热时 模具 温度应控制在 60 80 C ABS 比热熔低 塑化功率高 凝固也快 故成型周期 短 ABS 的表面黏度对剪切速率的依赖性很强 因此在模具设计是大都采用点 浇口形式 ABS 注射成型的主要工艺参数见表 2 1 8 表表 2 12 1 ABSABS 注射成型的主要工艺参数注射成型的主要工艺参数 树脂名称 ABS 注射机类型 螺杆式 螺杆转速 r min 30 60 形式 直通式 喷嘴温度 180 190 前 200 210 料筒温度 中 210 230 后 180 200 模具温度 50 70 注射压力 MPa 70 90 保压压力 MPa 50 70 注射时间 s 3 5 保压时间 s 15 30 冷却时间 s 15 30 总周期 s 40 70 密度 g 1 01 1 0 3 2 2 22 2 2 塑件的结构分析塑件的结构分析 该塑件为一圆形塑料杯体 塑件含有两侧耳 如图 2 1 所示 因此需要采用侧抽芯脱模机构 塑 料件上有两个止转孔 需设计为衬套形式 防止脱 模时塑料件随螺纹型芯转动 外观结构较为复杂 凹模采取镶嵌式 便于加工 易于更换 节约了贵 重材料 该件为圆形对称件 故在塑料盖的中心位 置设置点浇口 以便充型 由于采用螺纹脱模机构 结构较为复杂 宜采用一模两腔 图 2 1 塑料杯体 2 2 32 2 3 塑件的尺寸精度分析塑件的尺寸精度分析 注塑件由于没有精度要求 因此取最低精度 5 级 SJ1372 78 由以上分析 可见 该零件的尺寸精度为低精度 对应的模具相关的零件加工可以保证 2 2 42 2 4 表面质量分析表面质量分析 9 塑料件没有特别的表面质量要求 故比较容易实现 经过以上分析可以看出 注 射时在工艺参数控制得较好的情况下 零件的成型要求可以得到保证 2 32 3 分型面及排气槽的设计分型面及排气槽的设计 2 3 12 3 1 分型面的设计分型面的设计 在注塑模中 用于取出塑件或浇注系统凝料的面 通称为分型面 分型面选 择的一般原则 1 应便于塑件的脱模 2 应保证塑件的质量 3 应有利 于防止溢料 4 应有利于排气 5 应尽量使成型零件便于加工 该塑料件为一对称带有侧耳的圆形件 基于以上原则 分型面可选在塑件 截面积最大处 如图 2 2 所示 图 2 2 塑料杯体分型面 2 3 22 3 2 排气槽的设计排气槽的设计 由于是中小型模具 利用分型面排气是最简便合理的方法 同时利用配合间 隙排气 其间隙为 0 03mm 0 05mm 2 42 4 注射机的选用注射机的选用 2 4 12 4 1 型腔数目的确定型腔数目的确定 方案 一模两腔 优点 模具结构简单 制造容易 产品精度高 缺点 生产效率低 方案 一模多腔 优点 生产效率高 缺点 模具结构复杂 设计成本高 质量不易保证 该塑料盖含有螺纹结构 为了实现自动化生产 宜采用旋转机构 为了简 化模具机构 应采用方案 即一模两腔 10 2 4 22 4 2 注射机的选择注射机的选择 由于 ABS 的密度为 1 0 1 1 g cm3 则 V 2 60 2 62 30 2 60 3 1 30 2 62 3 1 2 88 2 64 30 2 88 3 1 30 2 64 3 1 2 2 22 34986 6mm3 34 9866cm 式中 塑料件和浇注系统的体积 cm V 3 n A1 A2 1000 锁 F q P A1 2 2 88 442 3 14 6 079 10 cm2 A2 2 2 44 7 3 722 3 14 0 0434 10 cm2 式中 n 型腔数目 n 2 塑料件熔体对型腔的成型压力 MPa q P A1 单个塑料件在模具分型面上的投影面积 cm2 A2 浇注系统在模具分型面上的投影面积 cm2 由资料查表 2 2 可知 ABS 的熔体压力为 30 MPa 代入数据得 30 6 079 10 0 0434 10 1000 183 67 10 KN 锁 F 故选用 XS ZY 125 型注射机 其技术规范如表 2 2 表表 2 22 2 XSXS ZSZS 2222 型注射机的技术规范型注射机的技术规范 注射量 cm320 30模板最大行程 mm160 螺杆直径 mm20 25最大180 注射压力 MPa75 117 模具厚度 mm 最小60 注射行程 mm160拉杆空间 mm235 注射时间 s1 6模板尺寸 mm250 280 锁模力 kN250喷嘴球径 mmSR12 11 最大成型面积 cm290喷嘴孔径 mm 6 2 52 5 浇注系统的设计浇注系统的设计 注射系统的设计对注射成型效率和制件质量有直接影响 是获得优质塑料 制品的关键 它的设计合理与否 影响着模具的整体结构及其工艺操作的难易 程度 浇注系统一般均由主流道 分流道 浇口和冷料穴等四部分组成 2 5 12 5 1 主流道的设计主流道的设计 主流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部位开始 到分流道为 止的塑料熔体的流动通道 因主流道部分在成型过程中 其小端入口处与注射 机喷嘴及一定温度 压力塑料熔体要冷热交替反复接触 属于易损件 对材料 要求较高 所以模具的主流道部分设成可拆卸更换的主流道衬套式 以便有效 地选用优质钢材单独进行加工和热处理 主流道衬套设置在模具的对称中心位 置上 主流道设计如图 2 3 所示 其主要参数为 d 喷嘴直径 1 6 1 7mm R 喷嘴球面半径 2 3mm 2 4 r D 8 H 1 3 2 5 R 图 2 3 主流道 2 5 22 5 2 浇口设计浇口设计 浇口是塑料熔体进入型腔的阀门 对塑件质量具有决定性的影响 本制件为一塑料盖 为了保证其外观质量 应设计为针点式浇口 浇口位 置设在制件中心 与主浇道直接接通 浇注系统和型腔的流程比 B 的校核式 B B n i i i t L 1 式中 各段流程长度 mm i L R d HL 12 流程各段厚度 mm i t B 允许流程比 查资料表 4 2 3 得 ABS 的流程比为 175 1 代入数据得 B 32 7 175 69 21 69 21 5 4 4 13 2 12 2 5 2 5 31 符合要求 可行 2 62 6 合模导向机构设计合模导向机构设计 模具闭合时要求有准确的方向和位置 具有一定精度的合模导向机构 是 注射模设计不可缺少的组成部分 2 6 12 6 1 斜导柱的设计斜导柱的设计 技术要求 1 为了使斜导 柱具有硬而耐磨的表面 坚韧而不 易折断的内芯 采用 T8A 经淬火处 理 硬度为 50HRC 55HRC 斜导柱 固定部分表面粗糙度为 Ra0 8m 导向部分表面的粗糙度为 Ra0 8m Ra0 4m L l1 l2 2 斜导柱固定端与模板之 间采用 H7 k6 过渡配合 导柱导向部分采用 H7 f7 的间隙配合 图 2 4 导柱 3 该塑料杯体所选用的导柱及各部分名称及尺寸计算 a 公称直径 d 12mm b 斜导柱固定孔 D 17mm 4 斜导柱长度如图所示及下列计算斜导柱长度的公式 计算 L l1 l2 l3 l4 l5 1 2Dtga h cosa 1 2dtga s sina 5 10 mm 式中 L 斜导柱的长度 D 斜导柱固定部分大段直径 S 抽拔距 h 斜导柱固定板厚度 d 斜导柱的直径 a 斜导柱倾斜角 13 斜导柱设计如图 2 5 图 2 5 导柱 2 6 22 6 2 斜滑块侧抽芯脱模设计斜滑块侧抽芯脱模设计 生产中常用模具外的人力或电动机 减速器拖动 斜滑块侧抽芯实现塑件侧耳 的脱模 但是塑料带侧耳的塑件不能跟随成型零件一起抽出 一定要有止转措 施 为此 在螺纹塑件的内表面设有止转孔 为了减少劳动强度提高效率 适应大批量生产 本设计采用电动机旋退塑 件螺纹 在第 次分模完毕后 电动机带动链轮使螺纹型芯开始旋转脱模 在 脱模过程中 固定在动模板上的止转衬套在弹簧的作用下始终与塑件端面保持 接触 以防止塑件随螺纹型芯旋转 一直到脱模结束 2 72 7 成型零件的设计成型零件的设计 2 7 12 7 1 型腔型芯的设计型腔型芯的设计 塑料杯体有两侧耳 型芯设计为独立的带有斜 滑块的侧抽芯 如图 2 6 所示 以便侧耳脱模 并 采用 H8 h8 的间隙配合 将斜滑块侧抽芯通过弹簧 固定在模具相应的螺栓上 凹模设计为带有斜滑块 的侧抽芯结构 如图 2 7 所示 简化了模具的加工 性 减少了热处理变形 侧抽芯结构便于模具维护 节约了贵重的模具钢 分型面处的间隙利于排气 图 2 6 螺纹型芯 2 7 1 12 7 1 1 型腔 型芯径向尺寸计算型腔 型芯径向尺寸计算 注射塑料 ABS 的成型收缩率 Scp 2 SS minmax 由表 18 1 3 2 知 0 7 0 3 max S min S Scp 0 5 2 0 3 0 7 14 1 型腔的径向尺寸 1 Scp m L s L 4 3 0 式中 型腔径向尺寸 单位为 mm m L 塑件的基本尺寸 单位为 mm s L 塑件的公差值 图 2 7 凹模镶块 模具成形零件的制造公差 取 4 将数据代入公式中得 1 0 5 95 0 75 0 60 0 0 07 95 220 0 07 mm 1m L 1 0 5 66 0 75 0 52 0 0 13 66 070 0 13 mm 2m L 1 0 5 87 0 75 0 60 0 0 07 87 150 0 07 mm 3m L 1 0 5 8 0 75 0 20 0 0 05 95 220 0 05 mm 4m L 2 型芯径向尺寸 1 Scp m l s L 4 3 0 式中 型芯径向尺寸 单位为 mm m l 将数据代入公式中得 1 0 5 63 0 75 0 46 0 120 62 78 0 120 1m l 2 7 1 22 7 1 2 型腔 型芯的深度尺寸的计算型腔 型芯的深度尺寸的计算 1 型腔深度尺寸计算 1 Scp m H s H 3 2 0 式中 型腔深度尺寸 单位为 mm m H 塑件的基本尺寸 单位为 mm s H 将数据代入公式中得 1 0 5 13 0 22 0 0 06 12 930 0 06 mm 1m H 3 2 15 1 0 5 5 0 18 0 0 05 5 30 0 05 mm 2m H 3 2 2 型芯高度尺寸计算 1 Scp m h s H 3 2 0 1 0 5 11 0 22 0 050 11 25 0 050 mm 1m h 3 2 1 0 5 5 0 18 0 050 5 15 0 050 mm 2m h 3 2 1 0 5 2 0 16 0 040 2 11 0 040 mm 3m h 3 2 2 7 22 7 2 型腔侧壁厚度与底板厚度的校核型腔侧壁厚度与底板厚度的校核 由理论分析和生产实际证实 在塑料熔体的高压作用下 小尺寸模具主要 是强度问题 首先要防止模具的塑性变形和断裂破坏 因此 用强度条件式进 行凹模壁厚和底板厚度设计计算 再用刚度条件式进行校核 11 2 7 2 12 7 2 1 刚度条件计算式刚度条件计算式 1 组合式型腔侧壁厚度 2 1 2 1 25 1 75 0 1 1 rPE rPE r rP E rP E rR 式中 模具钢材的弹性模量 一般中碳钢 E 2 mmNE 25 101 2mmN 模具刚度计算许用变形量 mm 模具钢材的泊松比 0 25 模腔内最大熔体压力 P 2 mmN ABS 塑料杯体 要求达到 SJ1372 78 的 3 级精度 模具为 IT8 级精度 且为组合式型腔结构 塑件尺寸为 95 13 以 95为计算尺mmmmWmm 寸 查资料表 4 4 13 代入得 25 25 2 i WW001 045 0 5 1 25 2 95 001 0 2 95 45 0 5 1 16 25 0 025m mm 所以 R 2 1 5 5 3 34 2 95 25 1 101 2025 0 3 34 2 95 75 0 101 2025 0 2 95 81 2mm 则 壁厚应为 81 2 47 5 33 7mmmmmm 该板最小壁厚为 52 5 符合条件 mm 2 组合式型腔底板厚度 3 1 4 Pr 74 0 E T 20 1 3 1 5 4 025 0 101 2 5 47 3 34 74 0 mm 设计底板厚度为 21 符合要求 mm 2 7 2 22 7 2 2 强度条件计算式强度条件计算式 1 组合式型腔侧壁厚度 2P 1 2 2 1 P rS 式中 模具强度计算的许用应力 一般中碳钢 160 2 mmN 2 mmN 代入数据得 1 3 342160 160 5 47 2 1 S 15 3mm 该板设计壁厚为 52 5 15 3 符合强度条件 mmmm 2 组合式型腔底板厚度 2 12 1 2 10 1 8 Pr33 P rT 代入数据得 20 2 2 1 160 3 34 5 4710 1 Tmm 设计底板厚度为 21 符合强度要求 mm 17 2 82 8 斜滑块侧抽芯脱模机构设计斜滑块侧抽芯脱模机构设计 2 8 12 8 1 斜滑块侧抽芯脱模设计斜滑块侧抽芯脱模设计 生产中常用模具外的人力或电动机 减速 器拖动 斜滑块侧抽芯实现塑件侧耳的脱模 但是塑料带侧耳的塑件不能跟随成型零件一 起抽出 一定要有止转措施 为此 在螺纹 塑件的内表面设有止转孔 为了减少劳动强度提高效率 适应大批 量生产 本设计采用电动机旋退塑件螺纹 在第 次分模完毕后 电动机带动 链轮使螺纹型芯开始旋转脱模 在脱模过程中 固定在动模板上的止转衬套在 弹簧的作用下始终与塑件端面保持接触 以防止塑件随螺纹型芯旋转 一直到 脱模结束 2 8 22 8 2 斜滑块的设计斜滑块的设计 螺纹旋退时的脱模力矩计算 M 2 rpf sc221 rppfc 式中 螺纹中径的半径值 2 r 总包紧力 s p 塑料件与钢表面的脱模系数 c f 由 机械设计手册 及表 4 6 1 确定有关参数 M80 普通粗牙螺纹 中径 78mm r 39mm 内径 76mm 外径 80mm 2 d 1 dd ABS 2 1 103N mm2 10 10 5 0 45 100 60 E c f f T j T 0 38 由已知条件 47 5mm h 13mm R 代如数据得 47 5 39 8 5mmtR 2 r 18 2 d t 78 5 8 10 1 80 1 1 p c jf A rR rR TTE 2 2 2 2 2 2 25 1 1178 38 0 39 5 47 395 47 60100 101 2101025 1 22 22 35 6060 9 N 1 5 E d2 d12 2 p f T j T 1 5 10 10 5 2 1 103 40 802 762 7862 4N 6060 9 7862 4 13923 3 s p 1 p 2 pN 0 45 13923 3 0 039 188 M 2 rpf sc mN 2 8 42 8 4 侧型芯的设计侧型芯的设计 2 8 52 8 5 弹簧的设计弹簧的设计 弹簧是机器设备中常用的弹性 元件 其作用是减震加紧储能和 测力等 弹簧的种类有螺旋弹簧 板弹簧平面 涡卷弹簧及蝶形弹 簧等 应用最广 接受力性质不 同又可分为压缩弹簧 拉伸弹簧 和扭转弹簧等 该塑料杯体所选用的圆柱弹簧及该塑料杯体所选用的圆柱弹簧及 各部分名称及尺寸计算 各部分名称及尺寸计算 1 弹簧的直径 d 制造弹簧的钢丝直径 d 2 弹簧的外径 D 弹簧的最大直径 D 3 弹簧的内径 D1 弹簧的最小直径 D1 4 弹簧的中径 D2 弹簧的平均直径 D2 5 旋向 弹簧螺旋线的旋线的旋向 有左旋和右旋之分 该塑料杯体选择右 19 旋螺纹 6 节距 t 除支承圈外 相邻两圈对应点间的轴向距离 t 7 支承圈数 n2 两端磨平 并紧 起支承作用的圈数 磨平 并紧的目的 是为了使弹簧工作时受力均匀 增加弹簧的稳定性 支承圈数一般为 1 5 2 2 5 圈 常用为 2 5 圈 n2 2 5 8 有效圈数 n 除支承圈以外 保持节距相等并参与工作的圈数 n 9 总圈数 n1 支撑圈与有效圈之和 即 n1 n n2 10 自由高度 H 弹簧在未承受载荷时的高度 H nt n2 0 5 d 2 8 62 8 6六角螺柱六角螺柱的设计的设计 根据该塑料杯体产品的特点 该塑料杯体带有两侧耳 必须采用斜滑块侧抽芯 机构 需用双头螺柱通过弹簧连接斜滑块侧抽芯结构与六角螺母 连接斜滑块侧抽芯与六角螺母所选用的六角螺柱标记为 螺纹规格 d 8 公称直径 L 160 性能等级为 8 8 级表面氧化 产品等级为 A 级的 六角头螺栓 GB T 5782 M8 160 根据该塑料杯体产品的特点及所选用的模架 该塑料杯体产品的上模架所选用 的螺栓标记为 螺纹规格 d 12 公称长度 L 65 性能等级为 8 8 级表面氧化 产品等级为 A 级的 六角头螺栓 GB T 5782 M12 65 根据该塑料杯体产品的特点及所选用的模架 该塑料杯体产品的下模架所选用 的螺栓标记为 螺纹规格 d 12 公称长度 L 168 性能等级为 8 8 级表面氧化 产品等级为 A 级 的六角头螺栓 GB T 5782 M12 168 根据该塑料杯体产品的特点及所选用的模架 该塑料杯体产品的上模架所选用 的螺栓标记为 螺纹规格 d 12 公称长度 L 65 性能等级为 8 8 级表面氧化 产品等级为 A 级的 六角头螺栓 GB T 5782 M12 65 2 2 9 注射机有关尺寸的校核注射机有关尺寸的校核 2 9 12 9 1 最大注射量的校核最大注射量的校核 必须保证塑件所需的注射量 包括浇注系统及飞边在内 小于注射机允许 的最大注射量 一般占注射机最大注射量的 80 以内 当注射机的最大注射量 20 以最大注射容积 等于或大于成型塑料件的体积 即 max V s V L K max V s V 式中 塑料件所需塑料的体积 包括浇注系统凝料及飞边在内 s V cm3 注射机最大注射量 公称容积 cm3 max V 注射机最大注射量利用系数 一般取 0 8 L K L K 塑料的容积与其压缩率有关 故所需塑料的体积为 s V S K V 式中 塑料的压缩率 S K 塑料件的体积 包括浇注系统凝料及飞边在内 cm3 V 由资料表 4 3 得 ABS 的压缩率 1 8 2 0 密度为 1 0 1 1 g cm3 S K V 4 03 13 02 02 02 03 1 2 8 13 2 5 9 22 22 2 11012 0 1 2212 0 2 0 2 tg 39 62cm3 则 2 0 39 62 79 24 cm3 s V 该注射机的最大注射量为 125cm3 则 80 125 100 79 24 cm3 符合要求 L K max V s V 2 9 22 9 2 锁模力的校核锁模力的校核 注射机锁模力 的校核关系式应为 锁 F n A1 A2 1000 锁 F q P 式中 n 型腔数目 n 1 塑料件熔体对型腔的成型压力 MPa q P A1 单个塑料件在模具分型面上的投影面积 cm2 21 A1 7 09 103 cm2 A2 浇注系统在模具分型面上的投影面积 cm2 A2 0 21 103 cm2 由资料查表 2 2 可知 ABS 的熔体压力为 30 MPa 代入数据得 30 7 09 103 0 21 103 1000 219 KN 锁 F 该注射机型号的锁模力为 900 KN 219 KN 故符合要求 2 9 32 9 3 最大注射压力的校核最大注射压力的校核 注射机的最大注射压力应大于或等于塑件成型时所需的注射压力 即 max PKP 式中 注射机的最大注射压力 max P 塑料件成型时所需的注射压力 ABS 取 70 90MPa P 安全系数 取 1 3 KK 代入数据得 1 3 80 104 MPKP 119 MP 104 MP max P 故符合要求 2 9 42 9 4 模具厚度校核模具厚度校核 由于注射机可安装模具的厚度有一定限制 所以设计模具的闭合厚度必 m H 须在注射机允许安装的最大模具厚度及最小模具厚度之间 即 max H min H max H m H min H 式中 注射机合模部件允许的最小模厚 mm min H 注射机允许的最大模厚 mm max H 22 代入数据得 mm m H20425253225324025 满足 200 mm 204 mm 300 mm min H m H max H 故符合要求 2 9 52 9 5 开模行程的校核开模行程的校核 单分型面注射模 H 105 21 HH 式中 定模板和型腔之间分离距离 mm 注射机动模板