【ZM162】HFJ6351D型汽车工具箱盖单型腔注塑模设计【RW】
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【ZM162】HFJ6351D型汽车工具箱盖单型腔注塑模设计【RW】,zm162,hfj6351d,汽车,工具箱,盖单型腔,注塑,设计,rw
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第 页 摘要 本文介绍了塑件汽车工具箱盖的成型工艺，以及模具成型结构对塑件质量的影响。浇注系统、顶出系统、模具成型部分和总装结构的设计，构成了本文的主体，而浇注系统中主、分流以及浇口位置的合理布局又是其中重点。通过对模具结构方案、模具工作过程以及加工注意事项的详细分析，确定设计程序及工艺。在脱出机构中，由于存在侧抽成型的设计，加大了设计的复杂程度。鉴于塑件的特殊结构，在对斜顶杆工作过程的逆向思考之后，创造性的采取了滚轮斜顶杆侧抽的方式巧妙的解决了侧向抽芯问题。 关键词： 工具箱盖 工艺分析 注塑模 斜顶杆 侧抽芯机构 to of of an to of a of of in of to of of of is it to of of to of a of 计题目： 汽车工具箱盖单型腔注塑模设计 第 页 0 绪论 作为五大支柱产业基础的模具工业，其生产能力的强弱，水平的高低，直接影响着许多工业部门的新产品的开发和旧产品的更新换代，影响着产品质量和经济效益的提高。采用模具生产制件具有生产效益高、质量好、切削少、节约能源和原材料、成 本低等一系列优点。世界塑料成型模具中，约 60%为注塑模。随着社会的发展，它将发挥更加重要的作用。 展望未来，国际、国内的模具市场总体发展趋势前景美好，预计中国模具工业将在良好的市场环境下继续得到高速发展，我国不但成为模具制造大国，而且一定会逐步向模具制造强国迈进。 本文主要通过对塑件汽车工具箱盖的分析，依次设计完成浇注系统、脱出机构、成型部分、冷却系统等主要内容的设计。 1 模具总体结构设计 注系统 浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道，其由主流道、分流道、浇口及冷料穴组成 。 1. 主流道的结构设计 主流道的断面设计为圆形，这样在有限的空间内增大了截面积。 为了便于从主流到中拉出浇注系统的凝料及熔体膨胀，主流道设计成带锥度的圆柱，其锥角 2 4（取 3），过大会使流速减慢。 主流道大端面呈圆角，其半径常取 r 13 2以减少料流转向过渡时的阻力。 2. 浇口套设计 由于主浇道要于高温塑料及喷嘴接触和碰撞，所以要模具的主流道部分通常设计成可以拆卸更换的主流道衬 套。为了选用优质钢材和单独加工和热处理，采用分体式。为方便定位，设计圆盘凸出定模端面的高度 H 为： H (510) 分流道是指主流道与浇口之间的这一段，它是熔融塑料由主流道流 第 页 入型腔的过度段，也是浇注系统中通过断面积变化和塑料转向的过渡段，能使塑料得到平稳的转换。由经验得， 流道断面直径为 0于塑件的实际尺寸，取 8 虑效率，圆形截面积大，表面积小，效率最高，且分流道的中心与浇口中心线共线，故采用圆形截面。 4. 浇口形式设计 潜伏式浇口脱模时，有较强 的冲击力，易堵塞浇口，侧浇口适用于两板流下明显的浇口痕。同时， 料性能为低粘度、故采用点浇口。这要求采用三板式结构，以脱出流道凝料。由表 4查得，壁厚 4，d 为 2浇口长度 :l 图 3示。 冷料井是用来储藏注塑间隔期间产生的冷料头的，防止冷料进入型腔而影响塑件质量，并使熔料能顺利的充满型腔。同时它可以完成冷料的脱出。冷料井处于主流道末端，其尺寸稍大于主流道大端直径，做成 Z 形，以便拉出凝料，如图 1示。 图 1料 井 型面的设计 分型面是打开模具取出塑件浇注系统凝料的面。尽量简化脱模部件，为便于塑件脱模，应使塑件在开模时尽可能留于动模，即只要上塑件与动模结合力大于塑件与定模结合力即可。鉴于分型面以上选取原则及塑件断面尺寸最大和点浇口的应用，采用三板式双分型面。 型部分及零部件 腔数的确定 根据锁模力确定型腔数目：设锁模力为 F（ N），型腔压力为 P（ ,每一塑件的投影面积为 A1(浇注系统的投影面积为 A2(则有： n122430108 0 0 020 050 043 5925 03P 一般凹凸模结构设计 1. 凹模结构设计 凹模是成型塑件外形的主要部件，其结构随塑件的形状和模具的加 第 页 工方法而变化，此处采用整体式。 2. 凸模的结构设计 凸模上成型塑件内形的成型零件。根据塑件的特殊形状的成型要求，采用完全整体式凸模 +局部镶拼嵌入，即在大凸模上又局部加有镶块。 型零件工作尺寸 工作尺寸受 收缩率（ 径向公称尺寸 (高度公称尺寸 (制造公差 ( z)、磨损量 ( c)、公差值 ( )的 影响，则 1. 凹模径向尺寸 ： (1 S 43+ z (1 435 436(2。 2. 凹模深度尺寸： (1 z 3. 模具中心边距尺寸： L 边 (41 )21 m 腔壁厚计算 1. 型腔壁厚的计算： 由于侧壁厚度（ S）受 弹性模号（ E）、型腔压力（ p） #刚度条件（）、型腔高度（ h）、许用应力（）的影响，故 按刚度条件计算， 1 侧壁厚度由 S 31 2得， S 底板厚度由 31 2得， m)。 按强度计算， 侧壁厚度由 S r 1221p 2得， S 底板厚度由 212 得， 68.2( 第 页 模机构 1. 脱出机构的结构 在设计模具结构时，必须考虑在开模过程中保证塑件留在具有顶出装置的那一部件，即留于动模上，这样可简化顶出机构。 2. 顶出行程、开模行程计算 顶出行程由所需顶出行程（ h 凸 ）与顶出富裕量（ e）组成， 则 S 顶 h 凸 e 71 2 73( ) 开模行程：对于双分型面模具来说，开模行程 （ S 开 ） 由 突出分型面的高度（ 塑件投影高度（ 凝料投影高度（ a）及富裕量组成，则 S 开 a e 71 75 42 5 193( )。 3. 顶出力、抽拔力、开模力计算 在开始抽拔拔瞬间，所需的力称为其始抽拔力，以后抽拔所需的力称为相继抽拔力，前者比后者大，因此计算抽拔力时应以起始抽拔力为准。抽拔力受 收缩应力 (p)、侧面积 (A)、 脱模斜度 ( )、 摩擦系数 (f)的制约，由 Q co ss s f 得， Q 顶出力：包括塑件从凸模的脱出力，通过顶出的侧面抽芯力转化来的顶出力，顶出 机构惯性力和摩擦力，潜伏式浇口的切断力，流道九冷料井的顶出力，其他脱出力转化来的顶出力等。 开模力：由锁模力的大小来反映（一般约为锁模力的 1/20 1/10） 4. 塑件的脱出机构设计 根据塑件分析，采用顶杆顶出机构。顶杆顶出机构是最简单最常用的一种形式，因它制造简单，更换方便，顶出效果好，故广泛应用于生产中。本设计采用两种顶杆： 顶杆选取： 普通顶杆：如图 1节式顶杆， 图 1杆 配合部分和固定部分做成一 致。它只起顶出塑件的作用，本身只有端面参与成型。 图 1型顶杆 第 页 成型顶杆：该种顶杆除了顶出塑件外，本身还直接参与成型它做成顶部带有芯顶管形式（如 1示） 顶杆在塑件上的布局： 顶杆的位置应选在顶出阻力大的地方，即塑件不易变形的部位。如图所示，接近侧面处阻力最大，因 此顶杆设于此处。考虑外观顶杆设于塑件凹弧侧，由于塑件形状相对简单。故顶杆在两侧近似均等分布，成型顶杆放于精确位置。另设两斜顶杆，负责侧抽芯。 图 1杆布局 如图 1 顶杆直径 d、长度 L 的确定： 据强度要求，由 d 顶d ，取 16 ，长取 。 顶出中附属零 部件 复位杆：它的作用上将已经完成顶出塑件的顶板回复到注塑成型时的原始位置。复位杆必须装在固定顶杆的同一固定板上，而且各个复位杆的长度必须一致，且复位杆端面常低于模板平面 复位杆的材质用 火 55 60据 强度直径 2 浇注系统凝料的脱出部件设计 结合塑件二次开模的特点，利用侧凹切断点浇口凝料。如图所示结构，在分流道尽头钻一斜孔，开模时由于斜孔内的冷凝料的限制，使浇注系统凝料在浇口处与塑件切断，然后由于冷料井倒锥的作用，钩住浇注系统凝料脱离斜孔， 最后由中心顶杆顶出浇注系统凝料。侧凹部分结构如图 1孔角度 1530，直径 3 5 ，斜孔深度为 5 12。 图 1出装置 向抽芯及合模导向机构 鉴于塑件的特殊结构，采用侧向抽芯，斜顶杆导滑。开模后，塑件留于动模，顶出时，顶杆固定板 1推动滚轮 2，迫使斜顶杆 3沿动模的斜 第 页 方孔运动，与顶杆 5共同顶出塑件的同时，完成侧抽芯。 向抽芯机构设计 结构如图 1 1 顶杆固定板 2 滚轮 3 斜顶杆 4 动模 5 顶杆 图 1抽芯机构 模导向机构设计 导向零件的作用是：模具在进行装配和调模试机时，保证动、定模 之间一定的方向和位置。 1. 导向结构的总体设计 导向零件应合理地均布在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心到模具边缘应有足够的距离，以保证强度，防止压入导柱后发生变形。 由于塑件留于动模，所以为了便于脱模，导柱安装于顶模。 2. 导柱的设计 导柱结构采用带头导柱。 导柱选用材料为 处理 50 55差 t 为 6级。 导柱长度必须比凸模端面的高度，高出 6 8 ，以免在导柱末导正方向之前凸模先进入型腔相碰而损坏。 导柱的直径根据模具尺寸来确定，查表 1得知， 63。 却系统 却装置的理论计算 理论计算即计算模具的冷却面积与冷却分布造成的不同温度分布，以便设计冷却回路。求得恰当的冷却管道直径和长度，满足冷却要求。 1. 传热面积计算： 冷却水的体积流量计算：体积流量与容体质量（ G）、热量焓（ 1）、注射次数成正比，与比热容（ C）、密度 ( )、温差（ t） 成反比，则由 V 2160 nG i 1得， V 103(m3/ 第 页 冷却水孔总传热面积：总传热面积与 容体质量（ G）、热量焓（1）成正比，与温差（ t） 成反比。由 A i36001得， A )。 2. 冷却水孔总长度计算： 由传热面积： A 2 ,则 L 135.6(m)。 3. 冷却水孔数目的确定： （设因模具尺寸之限，,则 N 3600/T 3600/180 20 n (取 8 根 ) N 单位小时冷却水的注塑次数 T 冷却成型的总周期 (S) 一般为 50s 220s,取 180s L 冷却水孔总长度 (m) l 每根水孔长度 (m) n 冷却水孔总数目 4. 冷却水流动状态： 层流和湍流，冷却效果相差 10 20倍，因此采用湍流。 1 却回路的布置 根据塑件形状及所需冷却温 度分布要求以及浇口位置等。设计出不同的冷却回路。 1. 型腔冷却回路 根据塑件形状分析，采用在型腔附近钻冷却水孔，如图 1示。因型腔较浅，采用直通式冷却水孔。 图 1却水孔 图 1却水孔布置 2. 型芯冷却回路 对于本塑件尺寸较大，采用图 1示的冷却水道布置。值得注意的是，在制作这种冷却水道时 ，型芯侧面的水道封堵一定要平整，避免因出现侧面凸凹而影响制品脱模。 2 模体与支承连接零件 第 页 模体结构设计 模体即常说的模架，是注塑模的骨架和基体，通过它将模具的每一部分有机的联系在一起。标准模架一般包括定模底板、定模固定板、动模固定板、动模底板、动模垫板、垫块、顶出固定板、顶出垫板、导柱、复位杆等 。 1. 确定定模板尺寸 根据塑件的外形尺寸及型腔壁厚，同时考虑模具制造周期，选用标准模架。 B、 L、 高，则 B L H 710 1000 160 B L H 710 1000 40 2. 确定动模板尺寸 H h 凸 75 25 100（） B L 710 1000 125 3. 垫块的选取 垫块的主要作用是在动模座板和动模垫板之间形成顶出机构的动作空间，再者可以调节模具总厚度，以适应注塑机的安装要求。根据要求选择： B L H： 100 710 100。 4. 动模垫板厚 垫板是鉴于固定板上面或垫在固定板下面的平板。它的作用是防止型腔模板脱出固定板及弹性变形。采用 45钢，热处理 度受到型腔压力 (P)、侧壁的长度（ 、跨度 (L)、许用应力 ( )的影响，由 b l 得， b 219( )。 5. 确定模架 （采用标准 图 4所示。 图 4架 承 为了确保稳定性，模具要求在顶出空间的面积上加以补充支承，通常采用圆柱形支柱。有时它还可以起到对顶杆固定板导向的作用。 指导教师评语 用模具生产制件所具备 的高精度、高复杂程度、高一致性、 第 页 高生产率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通信等产品中， 60% 80%的零部件都要依靠模具成型。塑料成型模具中，约 60%为注塑模， 石立辉 同学设计题目 为 哈飞汽车 车工具箱盖注塑件 ，设计从分析产品结构与材料性能入手， 拟定模具
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