汽车塑料保险杠注射成型模具OK

学士 学 位 论 文 汽车保险杠注塑成型汽车保险杠注塑成型 RESEARCH ON NUMERICAL SIMULATION 指导教师 张洁 作者姓名 胥宝军 申请学位级别 学士 专业名称 机械制造及其自动化 模具 论文提交日期 2014 年 6 月 论文答辩日期 2014 年 6 月 学位授予单位和日期 江苏大学 年 月 答辩委员会主席 评阅人 2014 年 6 月 江苏大学京江学院毕业设计 论文 2 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留 使用学位论文的规定 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版 允许论文被查阅和借阅 本人授权江苏大学可以将本学位论文的全 部内容或部分内容编入有关数据库进行检索 可以采用影印 缩印 或扫描等手段保存和汇编本学位论文 保 密 本学位论文属于 在 年解密后适用本授权 书 不保密 学位论文作者签名 指导教师签名 2011 年 月 日 2011 年 月 日 江苏大学京江学院毕业设计 论文 3 独独 创创 性性 声声 明明 本人郑重声明 所呈交的学位论文 是本人在导师的指导下 独立进行研究工作所取得的成果 除文中已注明引用的内容以外 本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果 对本文的研究做出重要贡献的个人和集体 均已在文中以明确方式 标明 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担 学位论文作者签名 日期 2011 年 月 日 江苏大学京江学院毕业设计 论文 4 摘要摘要 本毕业设计是一篇关于汽车塑料保险杠注射成型模具的结构设计 文中详细的介绍了模具设计过程及其相关计算 并对大型注塑模具 成型零件的受力分析进行了初步探讨 该制品外表面为装饰面 采用热流道注射成型 定模顶出机构 浇口及推杆均设置在制品内表面 设计有注射机的选择 浇注系统 加热和冷却系统 开合模设计系统等组成 制品适用于昌河牌小轿 车 关键词 关键词 保险杠 注塑模具 热流道 Abstract This granduated paper presents a design of injection mould for auto safety guard used in motorcar which is made of plastics The process of the design and the interrelated calculation are introduced in this paper we also study the guarantee of the forced parts of this design The surface of the product is decorateing plane It is made by thermo injection road still mold pushing system and filling gate and the pushing staff is fixed inside surface of product This design include choose of injecting machines design of filling system design of cooling and heating system design in closure and separation of the mould and so on The product can be used for changhe motocar s safty guard keywords safety guard injection mould thermo injection road 江苏大学京江学院毕业设计 论文 5 前前 言言 毕业设计是每个毕业生所必经的一个学习阶段 它是在老师的 指导下由学生独立解决工程实际问题的过程 其基本目的是培养学 生综合运用所学的基础理论 基础知识和基本技能 分析与解决工 程实际问题的能力 这对于培养我们勇于实践 勇于探索和开拓创 新的精神 提高我们分析 解决问题的能力 培养我们正确的设计 思想和工程经济观点 理论联系实际的工作作风 严肃认真的科学 态度都具有重要意义 随着社会的发展 越来越多的汽车进入到我们千家万户 保险杠 系统是轿车车身的重要部件 20 世纪以前 轿车前后保险杠是 以金属材料为主 用厚度为 3 毫米以上的钢板冲压成 U 形槽钢 表面处理镀铬 与车架纵梁铆接或焊接在一起 与车身有一段 较大的间隙 这样的保险杠既不美观 而且成型困难 增加了 车体重量且容易腐蚀破坏 塑料是 20 世纪才发展起来的新材料 目前 世界上塑料的体积 产量已经赶上钢铁 成为当前人类使用的又一大类材料 我国的塑 料工业正在飞速发展 塑料制品的应用已经深入到国民经济的各个 部门 塑料工程通常是指塑料制造与改性 塑料成型及制品后加工 塑料制品与模具设计是塑料工程中的重要部分 是塑料工业中不可 少的环节 江苏大学京江学院毕业设计 论文 6 塑料材料的密度低 比强度高 又具有耐腐蚀性和绝缘性 在 较多的品种中 有的耐磨性能良好 有的防震 抗冲性能优异 有 的耐疲劳性能突出 塑料保险杠加工成型方便 一旦开好一套模具 即可不停的注塑 产量大 并且检测方便 因而各种塑料制品在国 民日常生活中得到了广泛的应用 它的大量使用还由于它的可加工 性可以用注塑 挤塑 热成型和压延等方法高效的生产各种制品 它又可经纤维增强或改性 一定程度的改善制品所需的某些性能 另外塑料制品着色容易 又可多样修饰 使它浓妆淡抹走进千家万 户 塑料制品被大量使用是作结构件 如各种电子仪表家用电器和 通讯设备等的机壳 机架和机座 建筑上的塑料管道板条和门窗 汽车上的前后保险杠 仪表盘和内饰件 除此之外塑料件作为电绝 缘零件 与金属导体 半导体器件相辅相成 近年来透明塑料制品 从镜片 光盘到照明灯具 又拓展了新的应用领域 虽然塑料保险杠的优点有这么多 汽车保险杠注塑的时候也会 遇到短射 翘曲 气孔 熔接痕 颜色异常等注塑缺陷 从 20 世 纪 80 年代以来 我国的模具工业发展迅速平均每年增长速度为 13 到 2000 年模具总产值为 260 270 亿元 塑料模具占 30 未来塑料模具在模具总产值中的比例还会增加 对于一件塑料件只有通过正确的制品设计 才能步入国民经济 以至尖端技术的各个领域 因而在塑料制件的生产中我们工程技术 人员必须熟悉制品设计和有关理论 方法 结构和造型 江苏大学京江学院毕业设计 论文 7 塑料材料的粘弹性 强度和刚度 以及它的特殊的失效形式 使用寿命和可靠性设计是设计中的技术难点 另外塑料材料的机加 工 模具的冷却系统 模具精度 以及塑料件精度的取决因素和塑 料件加工时的熔体流动或软化变形的可行性也是如今塑料制品设计 上的技术难点 如今塑料件成型模具的生产效率不断提高 注塑成型的热流道 模具已普遍采用 各种自动脱模机构已相当成熟 模具的冷却系统 的冷却效率得到充分的利用 再者 计算机辅助设计 CAD 和计 算机辅助制造 CAM 的使用显著提高了塑料模具设计和制造的效 率和质量 有效地缩短了模具设计制造周期 继 CAD 和 CAM 技 术成功地在模具设计和制造中应用后 此项技术向纵深方向发展 另外计算机辅助工程 CAE 也将成为塑料模具设计中一种重要的 辅助软件 江苏大学京江学院毕业设计 论文 8 第一章第一章 塑料制品和方案论证塑料制品和方案论证 第第 1 1 节节 制件介绍制件介绍 图 1 1 中所示为汽车保险杠简图 图 1 1 1320 2 25 2 25 150 R9 R15 6 90 0 32 0 32 0 51 0 51 该保险杠塑料制品用于昌河小型汽车 它安装汽车车尾部分 其外形尺寸 1320 150 90 形状为无盖壳体 整个制品的平均厚 度为 5 保险杠选用 PP 塑料成型 PP 塑料具有质轻 原料来源丰富 性能 价格比优越 易于成型 易于回收等特点 因而用途十分广 泛 但是均聚 PP 抗冲击性能 低温韧性 耐老化和尺寸稳定比较 较差 难以满足汽车制件强度和冲击强度均衡的要求 因此在汽 江苏大学京江学院毕业设计 论文 9 车制件中普遍使用的是改性的 PP 料 其中 PP EPDM 共混改性 料就是最常用的一种 本设计选择了 DSM 公司的 PP EPDM 牌 号为 IP2401 1 其主要加工性能如表 1 所示 表 1 PP EPDM 的主要加工性能 顶出温 度 最低加 工温度 最高加 工温度 最低模 温 最高模 温 最大剪 切速率 90220260406024000 第第 1 2 节节 方案论证方案论证 本设计采用热流道注射成型 不仅缩短了成型周期 提高了生 产效率 同时也节省了原料 它是大型模具的发展方向 设计中还 采用了推板推杆联合顶出可以解决大型注塑模具制品脱出困难的问 题 设计中合理利用顶柱 从而解决了大型注塑模具尺寸跨度大难 以满足成型零件的刚度要求的矛盾 当开模至一定距离后 动模板开始带动拉板 继续开模动作则 由拉板带动推板 并通过复位杆及推杆板带动推杆与推板同时推动 制品脱离定模镶件 合模时 推杆由复位杆复位 1 模具主要参数确定 收缩率 本保险杠所选用的塑料原材料是化工研究院研制的 PP 改 性材料 其收缩率为 1 2 设计时各项收缩率定为 径向方向为 江苏大学京江学院毕业设计 论文 10 1 18 横向方向定为 1 28 竖向方向定为 1 2 2 模具材料的选用 型腔用 Cr12 该钢韧性差 可用于载荷 大的大型模具 型芯采用 40Cr 顶板 垫板选用 45 钢 导柱 导 套选用 T8A T10A 淬火 顶杆用 T8A 模脚选用 A3 热流道主体 选用 55 碳钢调质 喷嘴采用 60Si2Mn 高频淬火 第二章第二章 有关注射机参数的校核有关注射机参数的校核 第第 1 节节 最大注射量的校核最大注射量的校核 大型塑料制品中所用注射成型机都是螺杆式 其最大注射能力 通常以螺杆在料筒内的最大推进容积表示 成型所需要的注射总量应小于所选注射机最大注射量的 80 即 G1 80 m总质量 2 1 式中 G1 注射机的最大注射量 m总质量 塑料件加浇注系统凝料的总质量 经计算 m总质量大约为 2400cm3 所以可以选用公称注射容量为 4000cm X S ZY 4000 型注射机 3 PP 为非极性的结晶性高聚物 吸水率低 约为 0 03 0 04 注射时一般不需干燥 PP 粘度适中 流动性好 设定料温在 220 260 之间 模温在 60 左右 用于成型生产的 江苏大学京江学院毕业设计 论文 11 注射机主要技术参数如表 2 所示 表 2 型号XS ZY 4000 公称注射容量 cm 3 4000 螺杆直径 130 注射压力 MPa106 注射行程 370 合模力 MN10 0 S cm max 2 3800 动模行程 L max 1100 模厚 h max 1000 拉杆开距 1050 950 模板开距 2100 顶出形式中心液压顶出 两侧顶杆顶出 产地上海 第第 2 节节 注射压力的校核注射压力的校核 在选择注射机注射压力时应选择大于制品注射成型压力的注射 压力 经过查阅文献本设计选择的 DSM 公司的 PP EPDM 的注射 成型压力约为 85MPa 虽然本设计的制品件为薄壁制件 但是具有 106MPa 注射压力的 XS ZY 4000 型注射机是可以满足要求的 第第 3 节节 锁模力的校核锁模力的校核 塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和乘以型腔内熔料的 压力之积 称为锁模力 所选注射机的锁模力应大于模具所需的锁 江苏大学京江学院毕业设计 论文 12 模力 否则 模具在分型面容易被高压熔融塑料所涨开 由上述得 锁模力计算公式如下 F机 PA 2 2 式中 F机 注射机的锁模力 P 模具型腔内的熔料压力 A 塑料件和浇注系统在分型面上的投影面积之和 模具型腔内的压力 P 一般取 20 50MPa 经计算 A 0 198m2 则模具所需的锁模力为 3 96MN 9 9MN 所以上面所选的注射机符合要求 第第 4 节节 开模行程的校核开模行程的校核 单分型面注射模具所需的开模行程 S h1 h2 5 10 mm 2 3 式中 h1 顶出距离 或型芯高度 h2 塑件加料把总高度 S 开模行程 本设计中的模具开模行程不足 2000mm 远小于所选注射机的 1100mm 第三章第三章 浇注系统的设计浇注系统的设计 江苏大学京江学院毕业设计 论文 13 根据保险杠的结构特征与外观要求 模具的结构类型应采用多 点浇口的三板式注射模或热流道模具 现采用热流道注射成型 定 模顶出机构 浇口及推杆均设置在制品内表面 模具如图 3 1 所示 图 3 1 A A A 96 无流道系统 这项新技术的开发乃是注射模具的一次重大改革 它的应用不仅缩短了成型周期 提高了生产效率 同时也节省了原 料 在大型模具设计中 无流道系统设计应用愈来愈广 特别是热 流道模具 它是大型模具的设计方向 1 具有以下独特优点 缩短成型周期 一般可达 30 40 避免回收大量回头料 从而节省原料 降低成本 由于严格控制温度 因此提高了制品质量 保证了制品的 尺寸精度和强度 热流道有利于压力传递 从而可降低注射压力 江苏大学京江学院毕业设计 论文 14 缩短开模行程 有利于保护模具 延长模具使用寿命 无需修剪料把 节省工时和人力 缩短制模周期 制品成本降低 在一般情况下生产成本降 低 16 下面就热流道浇注系统的具体设计简述如下 1 喷嘴形式 本设计采用外热式延伸喷嘴 2 浇注系统断面尺寸 经计算得到保险杠的体积约为 2400cm3由使用的注射机的公称注射了量 Vmax 4000cm3 注射时间 t 15 秒 PP 的体积流量 qv为 qv 3 1 t v0 s cm 15 2400 3 由 塑料成型工艺及模具简明手册 上的图 3 34 qv Rn关系曲 线查得主流道 的当量半径 Rn 3 7 取 5 0 105s 1时 故主流道大端直 径 D2 10 小端直径 D1 8 点浇口直径 d 2 3 型腔压力的估算 PP EPDM 的注射压力 pi为 110 140Mpa 取 pi 125Mpa 则型腔压力 pM kpi 0 4 125 Mpa 50 Mpa 第四章第四章 加热冷却系统的设计加热冷却系统的设计 第第 1 节节 综述综述 江苏大学京江学院毕业设计 论文 15 模具温度调节有两个目的 一是提高成型率 二是提高制品的 质量 注射成型时 对多数塑料来说 是把 200 左右的塑料熔体 注入模腔内 固化后当摩温降低到 50 60 时取出制品 这个温差 若调节不好 不但影响熔料冲模 且易使制品翘曲变形和开裂 模 具内快速冷却定型 是缩短成型周期 提高生产效率的重要措施 加热是调节模具温度的一个方面 为了保持一定的注射温度 应对模具进行加热 大型模具中 如果成型距离比较长 塑件壁厚 即使是低熔点塑料 为了防止冲模不满 在初始注射时也应对模具 进行加热 在模具内设置冷却系统是控制模具温度的有效措施 为了缩短 制品模制周期 总是希望模具温度低一些 但是模温太低会使塑件 产生料流迹 熔接缝线 或熔接不牢 强度差和严重缺料等问题 模温过高 虽然熔料流动性好 制品表面粗糙度小 力学性能好 但却发生大的收缩 成型周期长并产生缩孔 因此 模具应保持一 定的模温 这样就必须靠模具的加热 冷却系统来调节 第第 2 节节 模具冷却分析模具冷却分析 塑料注射模具的冷却剂常用压缩空气 水和冷冻水 但其温度 不宜过低导致冷却效率降低 一般选在 10 适宜 对于大型模具最好以自来水冷却 有条件时可用深井水冷却 这样较为经济 水在模具通道中的流速应尽可能高一些 就流动状 江苏大学京江学院毕业设计 论文 16 态来说 湍流比层流好 在湍流条件下 热传递速率高于层流 10 20 倍 因为才层流中冷却水以平行于冷却通道壁的诸同心层运 动 从而妨碍了模具向冷却水散热过程的进行 然而一旦达到湍流 状态 再增加冷却水在管内的流速 其传热速率并无明显提高 第第 3 节节 冷却系统的分析计算冷却系统的分析计算 由产品图得知 制品厚度为 5mm 查表 3 79 2 得到制品在模 内冷却时间 tc为 57 5s 由于该制品开模时无法自动坠落 须由手 工取出 设开模取出制品的时间为 15s 再加上注射时间 15s 开模 时间 6 5s 闭模时间 6s 故制品的成型周期 T 100s PP EPDM 带入型腔内的总热量 Qin Qin nGq 4 1 n hh T 36 100 36003600 次次 查表 3 78 2 得 q 586J g G 2400 0 904 g 2169 6g 则 Qin nGq 36 2169 6 586 J h 46339473 6 J h 46339KJ h 1 模具表面空气对流所散去的热量 Q1 Q1 h1A1 TMV Tr 4 2 式中 Q1 单位时间内通过自然对流散发到空气中的模具热量 单位为 KJ h h1 自然对流时的传热系数 单位为 W K A1 能够发生自然对流的模具表面积 单位为 江苏大学京江学院毕业设计 论文 17 TMV 模具整体的平均温度 单位为 Tr 室温 单位为 计算得 Q1 2846KJ h 2 模具表面辐射到空气中的热量 Q2 Q2 20 8AMC 4 3 100 273 100 273 rMV TT 式中 AMC 模具四周与空气接触的侧表面面积 单位为 辐射率 计算得 Q2 169 KJ h 3 模具传给注射机的热量 Q3 Q3 h3A2 TMV Tr 4 4 式中 Q3 单位时间内模具传给动 定模固定板的热量 单位 为 KJ h A2 动模座和定模座与注射机动 定模固定板的接触面 积 单位为 计算得 Q3 21KJ h 4 冷却水传出的热量 Q4 Q4 Qin Q1 Q2 Q3 4 5 计算得 Q4 43303KJ h 这些热量应由凹模和型芯冷却系统带走 考虑到型芯储存的热 量多 且散热条件差 故须强化冷却 采用式 3 67 2 的分配方 案 则凹模冷却系统应带走的热量 Q4 凹模为 Q4 凹模 0 4Q4 17321 2KJ h 型芯冷却系统应带走的热量 Q4 凸为 江苏大学京江学院毕业设计 论文 18 Q4 凸 25981 8KJ h 5 凹模冷却系统计算 设型腔最高温度为 60 最低温度 55 则型腔平均温度为 57 5 凹模所需冷却水流量 qv 凹 设冷却水进口温度为 20 出口 温度为 25 由凹模冷却水管带走的热量Q4 凹将使水温上升 由 Q 式 qv 凹 4 6 Tc Q p 凹4 计算得 qv 凹 m3 min Tc Q p 凹4 60 2025 183 4 10 2 17321 3 0 0138 m3 min 凹模冷却水管直径 d凹及流速 v凹 由 qv 凹查表得 d凹 25mm 最低速度 v凹 2 4 d qv 凹 smsm 469 0 60 1025 0138 0 4 23 冷却管道孔壁与冷却介质之间的传热系数 冷却水平均温 度为 22 5 查表得 取 f 6 47 再由下式 2 0 8 0 187 4 d vf 凹 kJ h 2 03 8 0 1025 469 0 1000 47 6 187 4 7765 kJ h 冷却管道总传热面积 A凹 A凹 0 063 凹 5 22 5 577765 2 17321 4 T Q 该模具设计中 凹模冷却水总传热面积远大于 0 063 满足 要求 可以考虑间歇式供水 江苏大学京江学院毕业设计 论文 19 所需凹模水道长度 L凹 0 81m 凹 凹 d A 3 1025 065 0 流动状态校核 4 7 凹凹d v Re 式中 Re 雷诺数 运动粘度 故 Re 11725 10000 6 101 025 0 469 0 紊流 冷却回路具有良好的冷却效果 6 型芯冷却系统计算 型芯所需冷却水流量 qv 凸 管径 d凸及流速 v凸 考虑到型 芯成型面应具有型腔相同的平均温度 仍取为 57 5 冷却水进口 温度仍为 20 出口温度取为 27 则冷却水平均温度仍为 23 5 欲从型芯中带走 25981 8KJ h 的热量 所需冷却水的体积 流量为 min 6020 274 1831000 25981 8 34 cm Tc Q q p V 凸 凸 0 015min 3 cm 查表得水管直径为 20mm 最低流速 0 796m s 60 1020 015 0 44 232 凸 凸 凸 d qv v 冷却水管面积 凸 A 24 098 0 5 23 5 57 7765 8 25981 m Th Q A 凸 凸 所需脱模水道长度 凸 L 江苏大学京江学院毕业设计 论文 20 m d A L56 1 1020 098 0 3 凸 凸 凸 实际设计 3m 完全满足要求 第第 4 节节 冷却系统的设计冷却系统的设计 冷却系统的设计好坏直接关系到产品的质量 冷却不均匀 会 使制件翘曲变形 产生内应力 开裂等 同时也影响塑件的成型周 期 因而设计冷却系统在整个塑料模具设计中占有较为重要的作用 在设计冷却系统时应遵循以下原则 1 冷却水孔数量多 尺寸大 间距小 冷却效果好 2 水孔排列尽可能按型腔形状排列 离型腔的距离视制件的 壁厚情况而定 3 热量聚集的地方加强冷却 塑件壁厚处和热浇口处 4 降低入口和出口的水温差 这样就要求流程尽可能短而不 要太长 5 在产生熔接痕处避免冷却过度 以免影响熔接牢度 6 一般情况下 水孔的直径不得过小 在8 12 之间 选取较好 本设计采用如图 4 1 所示的贯通式水道 同时进行型腔和型芯 的冷却 水孔的布置按制件形状而排列 这种冷却在大型模具中较 为合适 图 4 1 江苏大学京江学院毕业设计 论文 21 第第 5 节节 加热系统的设计加热系统的设计 本设计的加热系统分为两部分 一是过长喷嘴部分用电热线圈 加热 二是成型零件部分开机前的预热 用热水和过热水加热 电热线圈加热系统结构简单 使用方便 清洁卫生 传热好 为要求模温较高的大型塑料注射模所采用 但有局部过热的缺点 本设计中的冷却水孔同时可作为开机前的预热水道 第五章第五章 成型零件的设计成型零件的设计 第第 1 节节 成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸的计算 大型塑料注射模具零件工作尺寸的确定 不能采用中小型模具 零件的计算方法 因为模具制造公差对中小型塑件尺寸精度影响很 江苏大学京江学院毕业设计 论文 22 大 而塑料收缩率波动值却对大塑件 即大型模具 尺寸精度影响 很大 在计算时应根据原四机部制订的塑件尺寸公差表和精度选用 表为依据 同时考虑模具模具材料的热膨胀率和塑件的综合收缩率 综合收缩率 SQ S Q 其中 S 是塑料的收缩率 Q 是模具成型零件材料的热膨胀率 Q T T1 100 5 1 式中 金属材料膨胀系数 1 T 模具成型零件的加工温度 T 模具常温 查表得 PP EPDM 的收缩率为 S 1 0 2 5 1 75 S Q T T1 100 12 8 10 6 240 60 100 0 2304 SQ S Q 1 75 0 2304 1 5196 模具使用到额定寿命一半时的平均尺寸 LMCP LSCP LSCPSQ 5 1 1 对型腔内径来说对型腔内径来说 LMCP LM 5 2 22 ZC 即 LM LMCP 5 3 22 ZC 减去修模余量 再标上制造公差 得 x LM 5 4 Z X CZ MCP L 22 令 于是上式变为 22 z x c 5 5 Z ZMCPM LL 江苏大学京江学院毕业设计 论文 23 其中 LM为模具的单向公差名义尺寸 模具成型零件的总磨损值 c 模具成型零件的制造公差 z 塑件制造总公差 对于大型制件 如果维持制造公差 则加工精度低 而且随 z 3 着制件尺寸变大加工精度愈来愈低 因此大型制件的模具应取 z 3 所以型腔的长度方向可以取 查表得 4 5mm z z 10 0 45 mm z LMCP LSCP LSCPSQ 1320 1320 1 5196 1340 06 1339 61 0 45 Z ZMCPM LL 45 0 45 0 06 1340 型腔的宽度方向 查表得 1 02mm 0 20mm z 5 LMCP LSCP LSCPSQ 150 150 1 5196 152 28 mm 152 08 0 20 Z ZMCPM LL 20 0 20 0 28 152 5 1 2 对型芯外径尺寸来说对型芯外径尺寸来说 即 LM LMCP 5 6 22 ZC 考虑上修模余量 再标上制造公差 x 江苏大学京江学院毕业设计 论文 24 令 于是上式变为 LM 22 z x c Z ZMCP L 所以型芯的长度方向可以取 z z 10 查表得 4 5mm 0 45 mm z LMCP LSCP LSCPSQ 1310 1310 1 5196 1329 91 LM 1330 36 0 45 Z ZMCP L 45 0 45 0 91 1329 型芯的宽度方向 查表得 1 02mm 0 20mm z 5 LMCP LSCP LSCPSQ 140 140 1 5196 142 13 mm LM 142 13 0 20 0 20 142 33 0 20 Z ZMCP L 5 1 3 型腔深度的计算型腔深度的计算 HMCP HSCP HSCPSQ 90 90 1 5196 91 37mm 查表得 0 64 取 0 128mm z 5 HM 91 37 0 064 0 128 91 30 0 128 Z Z MCP H 2 5 1 4 型芯高度的计算型芯高度的计算 hMCP hSCP hSCPSQ 85 85 1 5196 86 29mm 查表得 0 64 取 0 128mm z 5 hM hMCP 86 29 0 064 0 128 86 35 0 128 2 Z Z 第第 2 节节 型腔壁厚和垫板厚度的计算型腔壁厚和垫板厚度的计算 江苏大学京江学院毕业设计 论文 25 5 2 1 凹模型腔侧壁厚的计算凹模型腔侧壁厚的计算 本模具采用整体式矩形凹模型腔 其长边侧壁厚度依据下公式计算 tc 5 7 3 4 E hcpM 其中 模腔压力 单位为 MPa M p E 材料的弹性模量 单位为 MPa 成型零部件的许用变形量 h 凹模型腔的深度 由前面的计算可知 h 90mm 50MPa M p 查表得 E 2 1 105 MPa PP 的允许变形量 查表可取 0 03 mm 当 L h 1320 90 14 67 时 c 3L4 2L4 96h4 1 5 9667 142 67 143 4 4 tc 92mm 3 4 E hcpM 3 5 4 03 0 101 2 90505 1 考虑到凹模的侧壁上开有 4 个直径为 130mm 的导套孔 故取 凹模侧壁厚为 340mm 再考虑到模具结构 最后型腔壁厚都取约 400mm 5 2 2 型腔底板厚度的计算型腔底板厚度的计算 允许形变量 0 03mm 时 按刚度计算 5 8 3 4 E pbc S 江苏大学京江学院毕业设计 论文 26 式中 c 常数 由底板内壁边长之比 L b 而定 当 L b 1320 150 8 8 时 c 3L4 2L4 96b4 1 4 968 82 8 83 4 4 177mm 3 4 E pbc S 3 5 4 03 0 101 2 150504 1 第第 3 节节 分型面的确定分型面的确定 在大型塑料注射模具中 分型面的选择对模具的使用寿命 塑 件尺寸精度 外观质量及是否脱模等有很大影响 开设分型面时应 注意以下几点 1 设计在不引人注目的位置或塑件断面最大尺寸处 2 不能设在有凹坑和圆滑转角处 应设在加工容易及便于处 理 但又不影响美观处 3 设计时浇口位置的选择及加工问题 但实际大型模具分型面时应考虑熔料充模的不均匀性而引起的 侧向压力 它会造成凸凹模不不同心 本设计中模具的分型面在推板与动模型腔之间 推板做成圆倒 角的阶梯状 可以兼起到合模导向及定位作用 为了加工方便 型芯采用镶嵌组合 同时在水道的周围加了密 封装置 江苏大学京江学院毕业设计 论文 27 第六章第六章 合模导向机构的设计合模导向机构的设计 本设计中所选用的导柱如图6 1所示 图6 1 为了延长模具的使用寿命 在导柱的设计中设置了两个油槽 以促进润滑和积存灰垢 在设计中 选用了与导柱配套的导套 四组导柱 导套分别装在模具的四周 根据模具尺寸选用的导柱工作部分的直径为 96 江苏大学京江学院毕业设计 论文 28 第七章第七章 脱模机构的设计脱模机构的设计 本设计中采用的是推板和推杆联合顶出制品 当开模至一定距 离后 动模板开始带动拉板 继续开模动作则由拉板带动推板 并 通过复位杆及推杆板带动推杆与推板同时推动制品脱离定模镶件 合模时 推杆由复位杆复位 此种定模顶出机构简单可靠 应用较 广 其中 推杆和定模部分的配合为间隙配合 8 根推杆间隙还具 有一定的排气的效果外 为了防止推板划伤型芯 推板和型芯之间应 留有 0 20mm 的间 隙 也具有一定排气效果 与推杆间隙 熔体流动末端的型芯上的 排气槽共同组成了模具的排气系统 同时推板与型芯的接触部分 应与开模方向成 5 10 由于推出板重量较大 单靠几根推杆和复位杆承担是远不 够的 所以在设计中专门为其设计了四组导柱 导套以保证推 出机构平稳运动 附附 大型塑料注射模具设计特点 1 由于模具尺寸大 在满足强度要求的模具型腔在高压作用 下仍可能产生较大变形 从而产生溢料现象 故型腔校核 应以刚度校核为准 2 在大型模具中为了机械加工 研磨 抛光和热处理的方便 成型零件一般使用组合式结构 江苏大学京江学院毕业设计 论文 29 3 对脱模机构要求高 4 对型腔排气系统也不同于小型模具 5 需设置加热和冷却系统 参 考 文 献 1 奚永生 鲍明飞 刘晓明 编著 大型注塑模具设计 中国轻工 业出版社出版社 1996 2 王孝培 主编 塑料成型工艺及模具简明手册 机械工业出版 社 2001 3 贾润礼 程志远 编著实用注塑模设计手册 中国轻工业出版社出 版社 2000 4 申开智 主编 塑料成型模具 中国轻工业出版社 2002 5 黄锐 主编 曾邦禄 副主编 塑料成型工艺学 中国轻工业 出版社 1998 6 华南理工大学 黄毅宏 上海交通大学 李明辉 主编 模具制 造工艺 机械工业出版社 2002 7 塑料模设计手册 编写组 编著 塑料模设计手册 机械工 业出版社 1999 8 塑料模具技术手册 编委会 编 塑料模具技术手册 机械 工业出版社 1997 9 北京化工学院 天津轻工业学院 主编 塑料成型机械 中 国轻工业出版社 2002 10 王树勋 邓庚厚 编 典型注塑模具