毕业设计-按钮注射塑模设计.doc

毕业设计 论文 1 1 绪论绪论 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 中国塑料模具行业和国外先进水平相比 主要存在以 下问题 1 发展不平衡 产品总体水平较低 虽然个别企业的产品已达到或接近国际 先进水平 但总体来看 模具的精度 型腔表面的粗糙度 生产周期 寿命等指标 与国外先进水平相比尚有较大差距 包括生产方式和企业管理在内的总体水平与国 外工业发达国家相比尚有10年以上的差距 2 工艺装备落后 组织协调能力差 虽然部分企业经过近几年的技术改造 工 艺装备水平已经比较先进 有些三资企业的装备水平也并不落后于国外 但大部分 企业的工艺装备仍比较落后 更主要的是 企业组织协调能力差 难以整合或调动 社会资源为我所用 从而就难以承接比较大的项目 3 大多数企业开发能力弱 创新能力明显不足 一方面是技术人员比例低 水 平不够高 另一方面是科研开发投入少 更重要的是观念落后 对创新和开发不够 重视 模具企业不但要重视模具的开发 同时也要重视产品的创新 4 供需矛盾短期难以缓解 近几年 国产塑料模具国内市场满足率一直不足 74 其中大型 精密 长寿命模具满足率更低 估计不足60 同时 工业发达 国家的模具正在加速向中国转移 国际采购越来越多 国际市场前景看好 市场需 求旺盛 生产发展一时还难以跟上 供不应求的局面还将持续一段时间 5 体制和人才问题的解决尚需时日 在社会主义市场经济中 竞争性行业 特别是像模具这样依赖于特殊用户 需单件生产的行业 国有和集体所有制原来的 体制和经营机制已显得越来越不适应 人才的数量和素质也跟不上行业的快速发展 毕业设计 论文 2 2 按钮设计及其成型工艺的分析按钮设计及其成型工艺的分析 2 1 塑件分析塑件分析 图 2 1 按钮 上图2 1 所示是按钮参考零件 该塑件为壳体 表面光滑 在模具设计和制造上要有良好的加工工艺 确保成 型零件具有一定的光洁度 采用一般精度等级5级 大量生产 2 2 塑料的选材及性能分析塑料的选材及性能分析 该壳起旋转作用 抗拉强度 硬度 耐磨性要突出 综合机械性能要好 具备 这些条件的塑料首选 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯 英文名称 Acrylonitrile Butadiene Styrene 简称 ABS 2 2 1 使用特点 1 综合性能较好 冲击强度较高 化学稳定性 电性能良好 2 与 372 有机玻璃的熔接性良好 制成双色塑件 且可表面镀铬 喷漆处理 3 有高抗冲 高耐热 阻燃 增强 透明等级别 4 流动性比HIPS差一点 比PMMA PC等好 柔韧性好 3 毕业设计 论文 3 2 2 2 成型特性 1 无定形料 流动性中等 吸湿大 必须充分干燥 表面要求光泽的塑件须长时 间预热干燥80 90度 3小时 2 宜取高料温 高模温 但料温过高易分解 分解温度为 270度 对精度较高 的塑件 模温宜取 50 60度 对高光泽 耐热塑件 模温宜取60 80度 3 如需解决夹水纹 需提高材料的流动性 采取高料温 高模温 或者改变 入水位等方法 4 如成形耐热级或阻燃级材料 生产3 7天后模具表面会残存塑料分解物 导致模具表面发亮 需对模具及时进行清理 同时模具表面需增加排气位置 2 2 3 ABS的主要性能指标 4 ABS 的技术指标见下表 2 1 密度 3 kg dm 1 02 1 16比体积 31 vdm kg 0 86 0 98 吸水率 24 100 p c 0 2 0 4收缩率 s0 4 0 7 熔点tC 130 160硬度 HB9 7 R121 抗拉屈服强度 b MPa 50拉伸弹性模量 1 E MPa 3 1 8 10 体积电阻率 V cm 16 6 9 10 弯曲强度 w MPa 80 0 46MP90 108无缺口261热变形温度 t c 0 185MP83 103 冲击韧度 2 n kJ m 2 k kJ m 缺口11 2 3 ABS 塑料的注射过程及工艺塑料的注射过程及工艺 2 3 1 注射成型过程 1 成型前准备 对ABS进行干燥 ABS是吸水的塑料 于室温下 24小时 可吸收0 2 0 35 水分 虽然这种水分不至于对机械性能构成重大影响 但注塑 时若湿度超过0 2 塑料表面会受大的影响 所以对ABS进行成型加工时 一定 要事先干燥 而且干燥后的水分含量应小于0 2 ABS的干燥方法 常压热风干燥 80 85 2 4小时 真空热风干燥 80 毕业设计 论文 4 1 2小时 2 注射过程 塑料在注射机内经过加热 塑化达到流动状态后 由模具的浇注 系统进入模具型腔成型 起过程可分为充模 压实 保压 倒流 和冷却 5 个阶段 2 3 2 ABS 的注射工艺参数 1 螺 杆 类 别 标 准 螺 杆 直 通 式 喷 嘴 2 回 料 转 速 rpm 30 1 minn r 3 注射机料筒温度 前段 180 200 中段 165 180 后段 150 170 4 喷嘴 170 180 5 模具 50 80 玻纤增强制品取75 6 注射压力 60 100 7 注射速度 注射压力 一般ABS制品采用高速及多级注射 但是对于阻燃品级 要慢速注射 可以 避免注射料的分解 耐热ABS也要快速注射 可减少内部应力 注射压力在 75MPa左右 保压时可低些 8 熔胶温度 190 9 成型时间 s 注射时间 20 90 高压时间 0 5 冷却时间 20 120 总周期 50 220 在265 温度下 物料在机筒内停留时间最多不能超过5 6分钟 若温度为 280 则物料在机筒内停留时间就不能超过2 3分钟 10 后处理 把塑件放在红外线或者烘箱下 温度设为70度烘干2 4小时 4 毕业设计 论文 5 2 4 ABS 的主要缺陷及消除措施的主要缺陷及消除措施 2 4 1 残余应力引起的龟裂 残余应力主要由于以下三种情况 即充填过剩 脱模推出和金属镶嵌件造成的 作为在充填过剩的情况下产生的龟裂 其解决方法主要可在以下几方面入手 1 由于直浇口压力损失最小 所以 如果龟裂最主要产生在直浇口附近 则 可考虑改用多点分布点浇口 侧浇口及柄形浇口方式 2 在保证树脂不分解 不劣化的前提下 适当提高树脂温度可以降低熔融粘度 提高流动性 同时也可以降低注射压力 以减小应力 3 一般情况下 模温较低时容易产生应力 应适当提高温度 但当注射速度较 高时 即使模温低一些 也可减低应力的产生 4 注射和保压时间过长也会产生应力 将其适当缩短或进行 Th 次保压切换效 果较好 2 4 2 熔接痕 熔接痕是由于来自不同方向的熔融树脂前端部分被冷却 在结合处未能完全融 合而产生的 一般情况下 主要影响外观 对涂装 电镀产生影响 严重时 对制 品强度产生影响 特别是在纤维增强树脂时 尤为严重 可参考以下几项予以改善 l 调整成型条件 提高流动性 如 提高树脂温度 提高模具温度 提高注 射压力及速度等 2 增设排气槽 在熔接痕的产生处设置推出杆也有利于排气 3 尽量减少脱模剂的使用 4 设置工艺溢料并作为熔接痕的产生处 成型后再予以切断去除 5 若仅影响外观 则可改变烧四位置 以改变熔接痕的位置 或者将熔接痕 产生的部位处理为暗光泽面等 予以修饰 2 4 3 银线 银线主要是由于材料的吸湿性引起的 因此 一般应在比树脂热变形温度低 10 15C的 条件下烘干 特别是在使用自动烘干料斗时 需要根据成型周期 成 型量 及干燥时间选用合理的容量 还应在注射开始前数小时先行开机烘料 另外 毕业设计 论文 6 料简内材料滞流时间过长也会产生银线 不同种类的材料混合时 例如聚苯乙烯和 ABS树脂 AS树脂 聚丙烯和聚苯乙烯等都不混合 2 4 4 白化 白化现象最主要发生在 ABS 树脂制品的推出部分 脱模效果不佳是其主要原因 可采用降低注射压力 加大脱模斜度 增加推杆的数量或面积 减小模具表面粗糙 度值等方法改善 当然 喷脱模剂也是一种方法 但应注意不要对后续工序 如烫 印 涂装等产生不良影响 3 按钮模具设计方案按钮模具设计方案 3 1 分型面方案的确定分型面方案的确定 分型面是模具上用来取出塑件和浇注系统料可分离的接触面称为分型面 分型面 的选择对模具设计方式影响最大 分型面设计是否合理对塑件质量和模具复杂程度具 有很大的影响 基本上是一种分型面对应着一种模具设计方案 所以分型面的选择 决定着模具总体的设计方案 3 1 1 分型面的选择原则 3 1 保证塑料制品能够脱模 2 使分型面容易加工 3 尽量避免侧向抽芯 4 使侧向抽芯尽量短 5 有利于排气 6 有利于保证塑件的外观质量 7 尽可能使塑件留在动模一侧 8 尽可能满足塑件的使用要求 9 尽量减少塑件在合模方向的投影面积 毕业设计 论文 7 10 长型芯应置于开模方向 11 有利于简化模具结构 综上所述 分型面平坦在一个平面上 为了顺利脱模 分型面采用如下模具结构 只需要斜顶出模 加工成本经济 塑件成型精度可靠 3 2 型腔数量以及排列方式的确定型腔数量以及排列方式的确定 如图 3 1 所示 按要求采用一模一腔 图 3 1 分型面形式与位置 毕业设计 论文 8 4 模具设计与对比创新模具设计与对比创新 4 1 注塑机选型注塑机选型 注射机是安装在注射机上使用的设备 因此设计注射模应该详细了解注射机的 技术规范 才能设计出符合要求的模具 注射机规格的确定主要是根据塑件的的大小及型腔的模具和排列方式 在确定 模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下 设计人员应对模具所需的注射量 锁 模力 注射压力 拉杆间距 最大和最小模具厚度 推出形式 推出位置 推出行 程 开模距离进行计算 根据这些参数选择一台和模具相匹配的注射机 倘若用户 自己提供型号和规格 设计人员必须对其进行校核 若不能满足要求 则必须自己 调整或与用户取得商量调整 4 1 1 注射量计算 该产品为ABS 查书 设计与制造实训 得知其密度为1 08 1 10g cm 3 收缩率为0 4 0 7 计算其平均密度为1 09 平均收缩率为0 55 通过计算 得两塑件体积为 V塑 31 56m3 塑件的质量 M塑 34 4g 浇注系统体积 V浇 0 955 cm3 浇注系统质量 M浇 1 04g 故得总体积和总质量为 V总 63 12 cm3 M总 68 8g 4 1 2 注射机型号的选定 根据以上的计算初步选定型号为SZ 125 630 型卧式注射机 其主要技术参数 见表4 1 毕业设计 论文 9 表 4 1 SZ 125 630 型注射机主要技术参数 4 螺杆直径 mm40拉杆内间距 mm370 x320 推动行程 mm550最大模具厚度 mm300 理论容量 3 cm140最小模具厚度 mm150 注射速度 g s 110顶出杆根数1 塑化能力 g s 16 8定位孔直径 mm125 额定注射压力 MP126顶出中心孔直径 mm35 螺杆转速 r min 14 200顶出力 KN1500 锁模力 KN530球半径 SR mm15 开模行程 mm270 喷 嘴孔直径 mm 4 1 3 型腔数量的校核及注射机有关工艺参数的校核 6 1 型腔数量的校核 1 由注射机料筒塑化速率校核型腔数量 4 1 2 1 0 8 16 8 60 1 04 11 7 68 8 KMtm n m 1 t 取60s 符合要求 11 71 右边 式中 K 注射机最大注射量的利用系数 非结晶型塑料一般取0 8 M 注射机的额定塑化量 改注射机为16 8g s T 成型周期 因塑件还比较大 壁厚 取30s m1 两塑件的质量 取68 8g m2 浇注系统的质量 取1 04g 2 按注射机的最大注射量校核型腔数量 2 1 0 8 140 1 04 1 041 106 3 n Kmm n m 符合要求 式中 注射机允许的最大注射量 该注射机为140g N m 其他符号意义与取值同前 3 按注射机的额定锁模力校核型腔数量 壳体正反两面产生的胀模力由内模壳抵消 左右两行位压力由导柱和前模板的 斜面抵消 取这两处力的一半为正压力 2 11 1 2 86 7230 8772 2 Amm 毕业设计 论文 10 分型面合模处的作用面积 2 22 2 2 200800Amm 塑料熔体对型腔的成型压力是 一般是注射压力的30 65 60 100 a MP 取平均压力为 4 2 3 1865 10 41500 2 P 型a P 4 3 1122 530000 1 31 41 5 8772800 F n PAA 型 符合要求 2 注射机工艺参数的校核 1 注射量的校核 注射量以容积表示最大注射容积为 3 max 0 85 140119Vvcm 最少注射容积 3 min 0 2535Vvcm 而 minmax VVV 3 98 5Vcm 符合要求 2 锁模力的校核 前面计算过 符合要求 3 最大注射压力的校核 注射机的额定注射压力即为该机器的最高压力 max 126PMP 应该大于注射成型所需调用的注射压力的 即 0 P max0 Pk P 式中 1 251 4k 为70 90 0 P a MP 代入数据计算 符合要求 3 安装尺寸的校核 最大与最小模具厚度 模具厚度 H 应满足 minmax HHH 式中 minmax 150 300Hmm Hmm 该套模具厚度H 20 60 70 60 20 231mm 很明显 选择该注射机满足模具设计的要求 毕业设计 论文 11 4 开模行程校核 12 510 HHHmm 注射机动模板的开模行程 取270mm 见表4 2 H 塑件推出行程取 12 5mm 1 H 为包括流道凝料在内的塑件高度 2 H 2 77 5 12 5 5 10 95 100Hmm 代值计算发现开模行程能满足 4 2 模具浇注系统设计和浇口的设计模具浇注系统设计和浇口的设计 浇注系统是引导凝料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道 具有传质 传 压和传热的功能 4 2 1 主流道的设计 4 主流道是连接注射机的喷嘴与分流道的一段通道 通常和注射机喷嘴在同一轴 线上 断面为圆形 具有一顶的锥度 以便熔体的流动和开模时主流到凝料的顺利 拔除 1 主流道尺寸和浇口的设计 1 主流道的小端直径 D 注射机喷嘴直径 0 5 1 3 0 5 1 取D 3 5mm 2 主流道的球面半径 SR 注射机喷嘴球头半径 1 2 15 1 2 取SR 16mm 3 球面的配合高度 取h 3mm 35hmmmm 4 主流道的长度 取L 22 43 5 65 5mm 主流道大端直径 半锥角 2 tan6 54DDL 1 取 5 8Dmm 浇口套总长 0 62 5367 5LLhmmmmmm 2 浇口套的设计 主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触 属易损件 对材料要求比较严 因 而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套 以便有效的选 用优质钢材单独进行加工和热处理 常采用碳素工具钢 如T8A T10A等 热处 毕业设计 论文 12 理硬度为50HRC 55HRC 如图4 1所示 图 4 1 主流道衬套 3 定位圈的设计与固定 由于该模具主流道比较长 定位圈和衬套设计成分体式 注射机定位孔尺寸为 定位圈尺寸取 两者之间呈较松的间隙配合 0 10 0 125 0 2 0 4 125 定位圈结构尺寸如图4 2所示 定位圈和衬套的固定形式如图4 3所示 图 4 2 定位圈 毕业设计 论文 13 图 4 3 主道衬套的固定形式 1 内六角螺纹 2 定位圈 3 定模座板 4 主流道衬套 4 2 2 浇口和流道的设计 直接浇口如图4 4 属于非限制性浇口 塑料熔体直接流入型腔 因而压力损失 小 进料速度快 成型比较容易 另外传递压力好 保压补缩作用强 模具结构简 单紧凑 制造方便 图 4 4 浇口和流道的设置形式 4 3 成型零件工作尺寸的设计和计算 模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件 包括凹模 型芯 镶块 成型杆和成型环等 成型零件工作时 直接与塑料接触 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 毕业设计 论文 14 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 选择分型面和浇口位置 确定脱模方式 排气部位等 然后根据成型零件 的加工 热处理 装配等要求进行成型零件结构设计 计算成型零件的工作尺寸 对关键的成型零件进行强度和刚度校核 工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分的尺寸 主要有型腔和型芯的径向尺 寸 型腔深度和型芯高度尺寸和中心距尺寸等 ABS 的成型收缩率为0 4 0 7 所以平均收缩率取 s 0 55 塑件尺寸公差按SJ1372 78标准中的5级精度成型 4 3 1 型芯与型腔型芯与型腔 1 圆柱型芯 见图4 6 图 4 6 圆柱型芯 1 采用台肩固定的形式 下底面用模珂与动模压紧 2 塑件的尺寸公差源自 塑料成型工艺与模具设计 的塑件公差 数值表3 1 塑件尺寸 0 24 0 5 s d 0 25 0 8 s h 000 0 25 0 240 06 1 10 55 50 75 0 24 5 2 Ms ds dx 4 4 000 0 25 0 250 06 1 10 55 80 75 0 25 8 23 Ms hs dx 式中 s 塑料的平均收缩率 ABS为0 55 塑件外径尺寸 取25 64mm s d 修正系数 取0 75 x 塑件尺寸公差 见上塑料尺寸公差值 模具制造误差 其他误差忽略 当尺寸小于50mm时 4 当塑件尺寸大于50mm 时 5 2 型腔 见图4 5 毕业设计 论文 15 图 4 5 型腔 1 模仁为镶入式 通过沉头螺钉固定在动模板上 2 尺寸计算 塑件的尺寸公差源自 塑料成型工艺与模具设计 的塑件公差 数值表 3 1 0 10 35 30 0 s L 0 20 30 27 0 s L 0 10 30 9 0H 0 20 4 10 5H 000 110 25 0 350 08 1 10 55 261 00 75 0 14 30 3 Ms ls dx 000 220 25 0 30 075 1 10 55 351 00 75 0 2 27 27 Ms ls lx 000 10 25 0 30 07 1 10 55 9 00 75 0 2 9 09 MS hs hx 000 220 25 0 40 1 1 10 55 10 50 75 0 2 10 61 MS hs hx 4 3 2 型腔零件刚度和强度校核 由于塑件成型部分采用模仁 再从模板上开框把模仁镶入 用螺丝吃紧 成型 部分离模仁有满足条件的规定距离 20 25mm 而模仁离模板四周也有满足条件 的规定距离 所以成型时型腔零件完全满足强度和刚度的要求 在这里就不一一校 核 在动模板上 由于成型压力很大部分垂直压在其上 底部为了节约材料不打算 采用支撑板 4 4 模架的确定和标准件的选用模架的确定和标准件的选用 根据前面型腔的布局以及互相位置尺寸 再根据成型零件尺寸结合标准模架 毕业设计 论文 16 选用结构形式为CI1825 60 70 60 01 S 即采用数量为1的标准模架 1 定模座板 230mm x 250mm 厚为20mm 定模座板是模具与注射机连接固定的板 材料为45钢 通过4个M12的内六角圆柱螺钉与定模固定板连接 定位圈通过2个M8的 内六角圆柱螺钉与其连接 定模座板与浇口套为H8 f8配合 7 2 定模板 180mm x 250mm 厚60mm 用于固定型芯 导套 固定板应有一定的厚度 并有足够强度 一般用45号 钢 调质到230HB 270HB 其上的导柱和导套一端采用H7 k6 配合 另外一段 采用H7 f7配合 定模板与浇口套采用H7 m6配合 7 3 动模座板 230mm x250mm 厚为20mm 材料为45钢 其上的注射机顶孔为直径40 mm 4 动模板 180mmx 250mm 厚70mm 行位滑块通过矩形导滑槽在模套中滑动 以完成侧向分型和合模复位 材料为 45钢 其上的导柱和导柱孔为H7 k6配合 7 5 垫块 33mm x 250mm 厚60mm 1 主要作用 在动模座板与支撑板之间形成推出机构的动作空间 或是调节模具的总厚度 以适应注射机的模具安装厚度要求 2 结构形式 可以是平行垫块或拐角垫块 该模具采用平行垫块 3 垫块材料 垫块材料为Q235A 也可以用HT200 球墨铸铁等 改套模具采用Q235A 制造 4 垫块的高度h校核 符合要求 h 13 15 12 5 5 45 5mm 1 h 2 hs 式中 推板厚度 为13mm 1 h 推杆固定板厚度 为15mm 2 h 推出行程 为12 5mm s 推出行程余量 一般为3mm 6mm 取5mm 毕业设计 论文 17 6 推板 110mm x 250mm 厚度13mm 材料为45钢 其上的推板导套孔与推板导套采用H7 k6配合 用M6的内六 角圆柱螺钉与推杆固定板固定 7 推杆固定板 110mm x 250mm 厚度15mm 钢材为45钢 其上的推板导套孔与推板导套采用H7 f9配合 7 模架如图 4 8 所示 图 4 8 模架 4 5 合模导向机构和定位机构合模导向机构和定位机构 采用标准模架 模架本身带有导向装置 按模架规格选取即可 4 5 1 导向机构的总体设计 1 导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部分 其中心至模 具边缘应有足够的距离 以保证模具的精度 防止压入导柱和导套后变形 2 该导套采用4根导柱 其布置为等直径导柱不对称布置 3 导柱安装在支承板和模套上 导套安装在定模固定板上 4 为了保证分型面很好的接触 导柱和导套在分型面处应只有承屑槽 在导 柱孔口倒角 5 在合模时 保证导向零件首先接触 避免凸模先进入型腔 导致模具损坏 毕业设计 论文 18 6 动定模板采用合并加工时 可确保同轴度要求 4 5 2 导柱设计 1 采用带头导柱 加油槽 如图4 1 所示 2 导柱长度必须比凸模端面高度高出6mm 8mm 3 为了使导柱能顺利地进入导向孔 导柱端部常做成圆锥形的先导部分 4 导柱的直径应根据模具尺寸来确定 应保证有足够的抗弯强度 5 导柱的安装形式 导柱固定部分与模板按H7 k6配合 导柱滑动部分按 H7 f7或H8 f7间隙配合 7 6 导柱工作部分的表面粗糙度为0 2um 7 导柱应具有坚硬耐磨的表面 不易折断的内芯 多采用低碳钢经渗碳淬火 处理或碳素工具钢T8A T10A经淬火处理 硬度为50HRC以上或45钢经调质 表面淬火 低温回火 硬度为50HRC以上 图 4 9 导柱 4 5 3 导套设计 导套与安装在另外一半模上的导柱相配合 用以确定动 定模的相对位置 以 保证模具运动导向精度的圆套形零件 导套常用的结构形式有两种 直导套 带头 导套 1 采用带头导套 如图 4 10 所示 2 导套的端面应倒圆角 导柱孔最好做成通孔 利于排出孔内剩余空气 3 导套孔的的滑动部分按H8 f7 H7 f7的间隙配合 表面粗糙度为 0 4um 毕业设计 论文 19 导套外径与模板一端采用H7 k6配合 另外一端采用H7 e7配合镶入模板 4 导套材料可用淬火钢或铜等耐磨材料制造 该模具中采用T8A 图 4 10 导套 4 6 脱模推出机构的设计脱模推出机构的设计 注射成型每一循环中 塑件必须准确无误地从模具的凹模中或型芯上脱出 完 成脱出塑件的装置称为脱模机构 也常称为推出机构 4 6 1 脱模推出机构的设计原则 8 塑件推出 顶出 是注射成型过程中的最后一个环节 推出质量的好坏将最后 决定塑件的质量 因此 塑件的推出是不可忽视的 应遵循以下原则 1 推出机构应近尽量设置在动模一侧 2 保证塑件不因推出而变形损坏 3 机构简单 动作可靠 4 良好的塑件外观 5 合模时的准确复位 4 6 2 塑件的推出机构 该套模具的塑件采用推杆推出 推杆的形式为圆形 1 推杆如图4 11所示 共10根推杆 毕业设计 论文 20 图 4 11 带肩圆筒推杆 2 推杆应设置在脱模阻力大的地方 3 推杆应布置均匀 4 推杆应设在塑件强度 刚度较大的地方 5 推杆直接与模板上的推杆空采用H8 f8间隙配合 6 通常推杆装入模具后 其端面应与型腔地面平齐或高出型腔底面 0 05mm 0 10mm 7 推杆与推杆固定板 通常采用单边0 5mm的间隙 这样可以降低加工要求 又能在多推杆的情况下 不因各板上的推杆孔加工误差引起轴线不一致而发生卡死 现象 8 推杆的材料常用T8 T10碳素工具钢 热处理要求硬度 50HRC 以上 工 作端配合部分的表面粗糙度为 u 0 8um 4 7 排气系统设计排气系统设计 模板分型面上设置1mm深的排气槽用于排气 而且在成型壳体内腔的型芯上 设置了6根推杆 排气条件足够 4 8 冷却系统的优化设计冷却系统的优化设计 10 10 4 8 1 加热系统 该套模具的模温要求在70以下 又是小型模具 所以无需设置加热装置 C 4 8 2 冷却系统 毕业设计 论文 21 ABS塑料注射到模具内的塑料温度为180 190 左右 而塑料固化后C C 从模具型腔中取出时其温度在60 以下 热塑性塑料在注射成型后 须对模具进C 行有效的冷却 使熔融塑料的热量尽快地传给模具 以使塑料可靠冷却定型并可迅 速脱模 ABS的成型温度和模具温度分别为180 190 50 70 用常C C C C 温水对模具进行冷却 1 冷却介质 冷却介质有冷却水和压缩空气 但用冷却水比较多 因为冷却水热容量大 传 热系数大 成本低 用水冷却 即使在模具型腔周围或者内部开设冷却水道 2 冷却系统的简略计算 如果忽略模具因空气对流 热辐射以及与注射机接触所散发的热量 不考虑模具 金属材料的热阻 可对模具冷却系统进行初步的简略计算 1 求塑料固化时每分钟释放的热量Q 查表得ABS单位质量放出的热量 故 2 1 7 10 QkJ kg 2 1 0 1077 10 7 49QWQkgkj kgkj 式中 W 单位时间内注入模具中的塑料质量 kj min 模具每分钟注射1次 2 冷却水的体积流量 4 7 3 3 3 12 7 49 0 358 10 min 104 187 2520 v WQkj m q PC 式中 冷却水的密度 为 33 1 10 kg m 冷却水出口温度 取25 1 C 冷却水进口温度 取20 2 C C 冷却水的比热容 为4 187 kjkg C 3 冷却管道的直径 为使冷却水处于湍流状态 查资料取d 6mm 4 冷却水在管道内的流速 4 8 3 232 44 0 358 10 1 03 3 14 6 10 60 v q vm s d 5 冷却水管道水孔壁与冷却水之间的传热膜系数 查参考文献中的表取f 7 22 水温为25时 因此C 毕业设计 论文 22 4 9 0 8 3 0 2 3 616769 v hfkjm h C d 6 冷却管道的总传热面积 4 10 2 42 6060 0 0084 7 10 5 61 10 2025 16769 60 2 Q Am h 7 模具上应开设的冷却水孔数 孔 4 11 4 5 61 10 2 3 14 8 1000 150 1000 A n dl 式中 l 模珂长度 为150mm 4 9 模具材料例表模具材料例表 表 4 7 该模具的选材及热处理见表 零件名称材料牌号热处理硬度说明 模仁718H预硬化36HRC 38HRC保证加工后获得较高的形状和 尺寸精度 易于抛光 圆柱型芯Cr12MoV淬火58HRC 62HRC淬透性好 热处理变形小 耐 磨性好 斜导柱T7A淬火52HRC 55HRC 动模型芯718H淬火42HRC 54HRC保证加工后获得较高的形状和 尺寸精度 沿脱模方向抛光 动定模座板45调质230HB 270HB 垫块Q235调质230HB 270HB 支撑柱S50C调质225HB 240HB 推板固定板45调质230HB 270HB 主流道衬套T10A淬火50HRC 55HRC 导柱导套T10A淬火54HRC 58HRC 定位圈45调质230HB 270HB 复位杆45淬火43HRC 48HRC 毕业设计 论文 23 5 模具装配模具装配 5 1 塑料模具装配的技术要求塑料模具装配的技术要求 塑料模具种类较多 结构差异很大 装配的具体内容与要求也不同 一般注射 压缩和挤出模具结构相对复杂 装配环节多 工艺难度大 其他类型的塑料模具结 构较为简单 无论哪种类型的模具 为保证成形制品的质量 都应具有一定的技术 要求 1 模具装配后各分型面应贴合严密 主要分型面的间隙应小于0 05mm 在模 具适当的平衡位置应装有吊环或起吊孔 模具的外形尺寸 闭合高度 安装固定及定 位尺寸 推出方式 开模行程等均应符合设计图样要求 并与所使用的设备条件相 匹配 模具应有标记 各模板应打印顺序编号及加工与装配时使用的基准标记 2 导向或定位精度应满足设计要求 动 定模开合运动平稳 导向准确 无卡 阻 咬死或刮伤现象 安装精定位元件的模具时 应保证定位精度 可靠 且不得 与导柱 导套发生干涉 3 成型零件的形状与尺寸精度及表面粗糙度应符合设计图样要求 表面不得有 碰伤 划痕 裂纹 锈蚀等缺陷 抛光方向应与脱模方向一致 成形表面的文字 图案与脱模方向一致 活动成形零件或镶件应定位可靠 配合间隙适当 活动灵活 不产生溢料 4 浇注系统表面光滑 尺寸与表面粗糙度符合设计要求 5 推出机构应运动灵活 工作平稳 可靠 推出元件不应承受侧向力 既不允 许放生溢料 也不得有卡阻现象 6 侧向分型与抽芯机构应运动灵活 平稳 斜导柱不应承受侧向力 滑块锁挈 应固定可靠 工作时不得产生变形 7 模具加热元件应安装可靠 绝缘安全 无破损 能达到设定温度要求 模具 冷却水道应通畅 无堵塞 连接部位密封可靠 毕业设计 论文 24 5 2 塑料模具装配过程塑料模具装配过程 塑料模的总装过程因模具结构的不同而不同 但其主要的总装配顺序不变 具体 如下 1 确定装配基准 2 安装导柱导套和型芯 型腔并使间隙均匀 3 安装侧抽芯机构和推出机构等 4 其他零件的装配 5 检验 试模 下面以装配图上的编号为准 装配时以导柱 导套为基准件 装配过程如下 5 2 1 装配动模部分 推板放在动模固定板上 将推杆套装在固定板上推杆孔内并穿入型芯固定板的推 杆孔内 在套装到推板导柱上 使推板和推杆固定板重合 在推杆固定板板螺孔内 涂红丹粉 将螺钉孔复印到推板上 然后 取下推板固定板 在推板上钻孔攻丝后 重新合拢并拧紧螺钉固定 装配后 进行滑动配合检查 经调整使其滑动灵活 无 卡阻现象 最后 将卸料板拆下 把推板放到最大极限位置 检查推杆在型芯固定 板上平面露出的长度 将其修磨到与型芯固定板上平面平齐或低0 02mm 5 2 2 装配定模部分 总装配前浇口套 导套都已装配结束并经验合格 装配时 将定模板套在导 柱上并与已装浇口套的定模座板合拢 找正位置 用平行夹头夹紧 以定模座板上 的螺钉孔定位 对定模板钻锥窝 然后拆开 在定模板上钻孔 攻丝后重新合拢 用螺钉拧紧固定 最后钻 铰定位销钉孔打入定位销钉 经以上装配后 要检查定模板和浇口套的浇道锥孔是否对正 如果在接逢处有 错位 需要进行铰削修整 使其光滑一致 毕业设计 论文 25 6 模具工作过程模具工作过程 模具装配试模完毕之后 模具进入正式工作状态 其基本工作过程如下 1 对塑料ABS进行烘干 并装入料斗 2 清理模具型芯 型腔 并喷上脱模剂 进行适当的预热 3 合模 锁紧模具 4 对塑料进行预塑化 注射装置准备注射 5 注射过程包括充模 保压 倒流 浇口冻结后的冷却和脱模 6 脱模过程 见装配图 开模时 开合模系统带动动模部分后移 斜导柱 逼使侧抽芯滑块随着动模的移动侧向抽芯 当斜导柱脱离动模部分时 固定在动模 部分的弹簧波子刚好顶住滑块 固定防止斜滑块与动模部分分离或者下滑 使之顺 利的留在动模恰当的位置 有利于顺利合模与复位 塑件先丛型芯中脱出 同时主 流道凝料在塑件的带动下与浇口套分离 继续开模具到一定的距离 推出机构工作 推板在注射机顶杆的作用下 带动塑件推杆工作 把塑件从主型芯上推出来 从而 完成了塑件与模具的分离 最后将塑件取出 7 塑件的后处理 毕业设计 论文 26 总总 结结 本次毕业设计是我们大学四年所学知识做的一次总测验 是锻炼也是检验自己 四年来所学并掌握运用知识的能力 是我们高等院校学生的最后的学习环节 通过 这次设计 我学到了许多原来未能学到的东西 对过去没有掌握的知识得到了更进 一步巩固 独立思考 综合运用所掌握理论知识的能力得到很大的提高 学会了从 生产实际出发 针对实际课题解决实际问题 掌握了综合使用各种设计手册 图册 资料的方法 提高了电脑绘图水平 也是为我们即将参加工作所做的必要准备 打 下基础 更是我们四年机械设计制造及其自动化专业知识的一次综合 本次设计也暴露了我们不少的缺点和问题 对于所学知识还没有做到仔细 认 真消化 许多方面还是只有一个大概的认识 没有深入探讨 对实际事物没有深刻 得了解 没有做到理论联系实际 没有达到对所学的知识熟练运用的水平 这也从 一个侧面反映出我们设计经验不足 思维不够开拓