精密注塑模设计-设计项目说明书

精密注塑模设计项目说明书 项目名称 长拨动按钮塑料模具设计 姓 名 班 级 专 业 模具设计与制造 院 系 机械工程系 指导老师 温州职业技术学院 2014 年 1 月 14 日 课课 题题 摘摘 要要 本设计为一个塑料长拨动按钮产品的模具设计 该产品结构复杂程度中等 单侧面有倒扣位 塑件的质量要求是不允许有裂纹和变形缺陷 材料选择 ABS 产品产量为中等批量生产 考虑综合因素 总体结构设计是哈夫模 一模 二腔 侧浇口进胶 挂钩采用了塑料模中的二次推出进行处理 推出结构采用二 次推出 冷却系统采用水管进行均匀冷却 模架选用龙记的 CI 型标准模架 推 板上安装有推板导柱系统来保证推管的安全准确的推出以及复位 整幅模具包括 的零件有 定模板 动模板 定模座板 动模座板 顶针板 动模镶块 滑块 锁紧块 斜导柱 压块等 关键词 长拨动按钮 哈夫模 动模抽芯 二次推出 目 录 目目 录录 2 1 分析设计资料分析设计资料 1 1 1 分析材料性能 1 1 2 综合分析塑件结构工艺性 2 2 模具总体结构设计模具总体结构设计 3 2 1 确定型腔数目 3 2 2 分型面位置的确定 3 3 初选设备初选设备 4 3 1 计算塑件体积及重量 4 3 2 所选注塑机主要参数 5 3 设计浇注系统设计浇注系统 5 3 1 确定浇注系统结构 5 3 2 设计计算分流道尺寸 6 3 3 设计计算浇口尺寸 7 4 设计侧向抽芯机构设计侧向抽芯机构 8 4 1 确定抽芯距和抽方向 8 4 2 设计锁紧机构 9 4 3 滑块设计 9 4 4 压块设计 11 5 设计推出机构设计推出机构 12 5 1 确定推杆位置 形状 尺寸及数量 12 5 2 推出机构复位方式的确定 12 5 3 复位机构的设计 12 6 成型零件设计成型零件设计 13 6 1 计算成型零件工作尺寸 13 6 2 成型零件材料选用 15 6 3 温度调节系统设计 15 6 4 合模导向机构的设计 17 7 模架选用模架选用 17 8 模具注塑开合模状模具注塑开合模状态态分析分析 19 1 1 分析设计资料 1 1 分析材料性能分析材料性能 本塑料件材料为丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 即 ABS 其无毒 无味 呈微黄色 成型的塑料件有较好的光泽 密度为 1 02 1 05g cm ABS 有极好 的抗冲击强度 且在低温下也不迅速下降 有良好的机械强度和一定的耐磨性 耐寒性 耐油性 耐水性 化学稳定性和电气性能 水 无机盐 碱 酸类对 ABS 几乎无影响 在酮 醛 酯 氯代烃中会溶解或形成乳浊液 不溶与大部 分醇类几烃类溶剂 但与烃长期接触会软化溶胀 ABS 有一定的硬度和尺寸稳 定性 易于成型加工 经过调色可配成任何颜色 其缺点是耐热性不高 连续 工作温度为 70 左右 热变形温度约为 93 左右 耐气候性差 在紫外线作用 下易变硬发脆 成型特点 ABS 在升温时粘度增高 所以成型压力较高 要求脱模斜度稍 大 ABS 易吸水 成型加工前应进行干燥处理 易产生熔接痕 模具设计时应 注意尽量减少浇注系统对料流的阻力 在正常的成型条件下 壁厚 熔料温度 及收缩率影响极小 要求塑件精度高时 模具温度可控制在 50 60 要求塑 件光泽和耐热时 应控制在 60 80 ABS 主要技术指标如下表 比重1 02 1 06g cm3抗拉屈服强度500 公斤力 cm2 比容 0 86 0 98cm3 g 拉伸弹性模量 1 8 104 公斤力 cm2 吸水性 0 2 0 4 弯曲强度800 公斤力 cm2 收缩率 0 4 0 7 硬度 9 7R121HB 4 6 公斤力 cm2 90 108 无缺口 261 公斤力 cm cm2 热变形温度 18 5 公斤力 cm2 83 103 冲击韧性 缺口 11 公斤力 cm cm2 熔点 130 160 体积电阻系数6 9 1016 cm 压穿电压 15 7 19 7 2 1 2 综合分析塑件结构工艺性综合分析塑件结构工艺性 其设计重点是塑件两侧的的抽芯 合理的推出机构 均匀的冷却系统等设 计问题 由于零件的材料为 ABS 其粘度中等 成型压力大时 根据模具特点 很容易在分型面表面产生熔接痕 不过由于 ABS 机械强度等性能较好 适于制 造仪表壳等重要的结构零件 而且它有较好的光泽 所以还是采用 ABS 材料 不过在设计时要注意流道设计的合理性 在进胶时保持浇注系统通畅 3 2 模具总体结构设计 2 1 确定型腔数目确定型腔数目 由于此零件体积适中 在根据塑件的结构和浇注口的结构采用一模两腔的 设计 考虑到模具成型零件和抽芯结构以及出模方式的设计 模具的型腔排列方 式如下图所示 4 2 2 分型面位置的确定分型面位置的确定 根据产品的外观要求 对其分型面进行分析 符合塑件脱模 为使塑件能从模具内取出 分型面的位置应设在塑件 断面最大尺寸的部位 确保表面质量 分型面尽量不要选择塑件光滑的外表面 避免影响塑 件的外观质量 将塑件要求同轴度的部分放在分型面的同一侧 以确 保塑件的同轴度 要考虑减小造成塑件大 小端的尺寸差异要求等 考虑侧向轴拔距 一般机械式分型 抽芯机构的侧向轴拔距都较小 因 此选择分型面的时应将抽芯或分型距离长的方向置于动 定模的开合 模方向上 即将短轴拔距作为侧向分型或抽芯 并注意将侧抽芯放在 动模边 避免定模抽芯 有利于塑件脱模 由于模具的脱模机构通常设置在动模一侧 故尽可 能使开模后塑件留在动模一侧 故该产品的分型面示意图如下 5 3 初选设备 3 1 计算塑件体积及重量计算塑件体积及重量 根据三维模型 通过 UG 对零件进行造型分析 塑件体积经分析得 V1 1422 mm3 材料的密度为 1 05g cm3 浇注系统凝料体积按塑件体积的 0 2 倍计算得 V2 0 2 V1 284 4 mm3 所以一次注塑所需的塑料总体积 V 2 V1 V2 3128 4 mm3 塑件与浇注系统的总质量 m V 3 3g 为了确保塑件的质量 注塑模一次成型的塑料体积应在理论注塑量的 35 75 范围内 最大可达 80 为了保证塑件的质量 充分发挥设备的能力 选择范围通常在 50 80 所以选择理论注塑量为 4 5cm3 初选卧式注射机为 SZ 10 16 3 2 所选注塑机主要参数所选注塑机主要参数 卧式注射机 SZ 10 16 的主要参数如下表 注射机主要参数表注射机主要参数表 注射容量 3 cm10 注射压力 MPa150 锁模力 kN160 最大模具厚度 mm150 最小模具厚度 mm60 喷嘴球直径 mm20 移模行程 mm130 6 3 设计浇注系统 3 1 确定浇注系统结构确定浇注系统结构 1 主流道尺寸 主流道是一端与注射机喷嘴相接触 另一端与分流道相连的一段带有锥度 的流动通道 主流道小端尺寸为3 5mm 2 主流道衬套的形式 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 俗称浇口套 这 边称唧咀 以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理 唧咀都是标准件 只需去买就行了 常用唧咀分 为有托唧咀和无托唧咀两种下图为前者 有托唧 咀用于配装定位圈 唧咀的规格有 12 16 20 等几种 由于分流道尺寸 不大 所以选用的是 8的唧咀 由于注射机的喷嘴半径为15 所以唧咀的为 R16 结构如下图所示 3 主流道衬套的固定 因为采用的有托唧咀 所以用定位圈配合固定在模具的面板上 定位圈也 是标准件 外径为 100mm 内径 46mm 具体固定形式如下图所示 7 3 2 设计计算分流道尺寸设计计算分流道尺寸 ABS 塑料在加热注塑时粘度较大 为便于有良好的压力传递和保持理想的 填充状态 使塑料熔体顺利充满型腔 在流动过程中尽量减少压力及热量的损 失 通常选择圆形浇道 此副模具来说采用圆形浇道为宜 分流道直径 d 4mm 分流道形状及尺寸见下图 8 3 3 设计计算浇口尺寸设计计算浇口尺寸 考虑这副模具为中小型模具 根据模具结构特点采用侧浇口 浇口具体位 置及分布情况见下图 4 设计侧向抽芯机构 4 1 确定抽芯距和确定抽芯距和方向方向 1 抽芯距 该塑件需要单侧跑滑块 可采用斜块抽芯 开模时斜块先带动滑块向外移 动 当侧型芯完全脱出产品时 顶出机构开始动作顶出产品 计算得到所需抽 9 芯行程 抽芯距一般应大于成型凹槽的深度 S1 S 2 3 mm 10 3 13mm 2 抽芯方向 根据所选标准模架 所以排布如下图 侧抽芯机构侧抽芯机构 1 M6螺钉 2 锁紧块 3 滑块 4 斜滑块 4 2 设计锁紧机构设计锁紧机构 由于在注射过程中 内部抽芯成型零件 为了保证能完成抽芯 滑块需要 10 设置斜楔 因为此模具的滑块抽芯机构较特殊 斜楔在斜导柱前面 其结构如 下 图 4 3 滑块设计滑块设计 滑块抽芯机构 即制品中抽芯分型面右边部分的成型零件 其成型的关键 部位的形状如下图虚线路径所示 即为行位成型部分的总体截面形状 注意其 尺寸是已经由产品图放过缩水的 滑块的尺寸结构如下图 斜导块孔 燕尾槽 11 整个行位截面形状设计成上图所示的样子 总长 118 55mm 总高 69 96mm 由于我们设计的斜导柱的倾斜角 为 30 所以行位的锁紧角 30 5 35 行位上这部分结构的最终结构如下图 12 由于行位上的部分结构 因此在结构中开出燕尾槽 在抽芯过程中也容易 测抽 5 设计推出机构设计推出机构 5 1 确定推杆位置 形状 尺寸及数量确定推杆位置 形状 尺寸及数量 为了有足够的顶出力 并使推出塑件时受力均匀 保证制品不变形 所以 根据制品形状及模具特点 推出位置设计在零件的内部 由于塑件成型部分的 难易程度 以及冷却水的布置 单个产品设置 4 个顶针退出 因部分顶针直径 较小 所以添加中托司 具体位置见下图 13 5 2 推出机构复位方式的确定推出机构复位方式的确定 为便于设计与制造 一般都采用复位杆复位 5 3 复位机构的设计复位机构的设计 用复位杆复位 在推杆固定板上同时装有复位杆 在模具上设置四根复位 杆 其位置尽量在推杆固定板四周 以便推出机构合模时复位平稳 6 成型零件设计 6 1 计算成型零件工作尺寸计算成型零件工作尺寸 成型型芯的尺寸见下图 14 三位效果图如下所示 成型型腔的尺寸见下图 15 三维效图如下图所示 6 2 成型零件成型零件材料选用材料选用 根据成型塑件的综合分析 该塑件的成型零件要有足够的刚度 强度 耐 16 磨性及良好的抗疲劳性能 同时考虑它的机械加工性能和抛光性能 所以构成 型腔的嵌入式凹模和凸模选用 T8 6 3 温度调节系统设计温度调节系统设计 运水 般是用为冷却内模用 通运水时要注意是否成品的每一部分都有适 当的冷却 即冷却要均匀 还要注意与顶针镶针间的距离应有 3 4mm 以上 运水塞头深 10mm 以上 运水到胶位的距离 10 12mm 较为合适 二维效果 如图 17 动模水路三维示意图如下 定模水路三维示意图如下 6 4 合模导向机构的设计合模导向机构的设计 脱模方式的选择 驱动装置 传动系统 补偿机构等的设计与计算脱模方 式导柱采用标准件 导柱 25X145 共四根 推杆导柱 20X126 共 4 根 导套也采用标准件 因模板的厚度相同 故导套采用一种标准件 导套 35X90 18 7 模架选用 设计模具时 开始就要选定模架 当然选用模架时要考虑到塑 件的成型 流道的分布形式以及顶出机构的形式 有抽芯的还要考虑滑块的大 小等等因素 本套模具选用标准塑胶模架 CI 1820 A60 B60 C90 其规格如下 230 231 A 板 60 B 板 60 C 板 90 模架图示入下 CI 1820 A60 B60 C90 为保证塑料注射模具的动模与定模的正确定位和导向 所以选用普通的导 柱 导套导向机构 导柱 由于模具精度要求较高 零件生产批量大 采用普通导柱 而且导 柱与导套相配合 导柱固定端与模板之间一般采用 H7 m6 或 H7 k6 的过渡配合 导柱的导向部分通常采用 H7 f7 或 H8 f7 的间隙配合 导套用 H7 k6 配合镶入 模块 总装图 经过上述一系列的分析与设计 最后通过 3D 软件设计全三维模具总装图 来表示模具的结构 如下图 19 20 动动 膜膜 部部 分分 定定 膜膜 部部 分分 21 8 模具注塑开合模状态分析 注塑成型是利用塑料的热物理性质 将物料熔融 推到螺杆的头部 将塑 料注入模具型腔内 型腔中的熔料经过保压 冷却 固化定型后 模具在合模 机构的作用下 开启模具 并通过顶出装置把定型好的制品从模具顶出落下 注塑机作业循环流程如下所示 1 锁合模 模扳快速接近定模扳 包括慢 快 慢速 且确认无异物存在下 系统转 为高压 将模板锁合 保持油缸内压力 2 射台前移到位 射台前进到指定位置 喷嘴与模具紧贴 3 注塑 可设