资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共34页)
编号：77977291
类型：共享资源
大小：1.88MB
格式：ZIP
上传时间：2020-05-08
上传人：柒哥
认证信息
个人认证
杨**（实名认证）
湖南
IP属地：湖南
40
积分
- 关 键 词：
-
一模四腔
注塑
模具设计
- 资源描述：
-
座盖注塑模具设计【一模四腔】,一模四腔,注塑,模具设计
- 内容简介：
-
Optimization of Gate, Runner and Sprue in Two-Plate Family Plastic Injection Mould M.A. Amran*, M. Hadzley, S. Amri, R. Izamshah, A. Hassan, S. Samsi, and K. Shahir 1Faculty of Manufacturing Engineering, Universiti Teknikal Malaysia (UTeM), Locked Bag 1200, Hang Tuah Jaya, Ayer Keroh, Melaka, Malaysia *Email: .my Abstract. This paper describes the optimization size of gate, runner and sprue in two-plate family plastic injection mould. An Electronic Cash Register (ECR) plastic product was used in this study, which there are three components in electronic cast register plastic product consist of top casing, bottom casing and paper holder. The objectives of this paper are to find out the optimum size of gate, runner and sprue, to locate the optimum layout of cavities and to recognize the defect problems due to the wrong size of gate, runner and sprue. Three types of software were used in this study, which Unigraphics software as CAD tool was used to design 3D modeling, Rhinoceros software as post processing tool was used to design gate, runner and sprue and Moldex software as simulation tool was used to analyze the plastic flow. As result, some modifications were made on size of feeding system and location of cavity to eliminate the short- shot, over filling and welding line problems in two-plate family plastic injection mould. Keywords: Computer Modeling; Flow Simulation; Optimization PACS: 07.05Tp 1. INTRODUCTION The plastic injection generally has three phase processes comprising filling, packing and cooling phases. The introduction of simulation software has made a significant impact in the mould making industry with the increasing use of computers in design engineering, the amount of commercially available software on the market has also increased 1. The ECR plastic product uses same material and colour, however different size of part. Each part has it own mould but on this research, all the parts used family mould. The difficult stage to design family mould is to decide the mould layout, injection location, size of gate, runner, sprue and location of water holes 2, 6, 7. To investigate the flow behaviour the Moldex software as simulation software was used to analyze the plastic flow. 2. METHODOLOGY This study started from design 3D modeling of ECR product using Unigraphic software and then the files were transferred into Rhinoceros software for post processing. In Rhinoceros software the feeding system such as gates, runners, sprues, 309 CREDIT LINE (BELOW) TO BE INSERTED ON THE FIRST PAGE OF EACH PAPER CP1217, International Conference on Advancement of Materials and Nanotechnology 2007 (ICAMN 2007) edited by W. T. Wui, N. Kamarulzaman, R. Y. Subban, K. Noorsal, M. H. Saleh, R. Ibrahim, R. Idris, I. Zainol, and F. A. Zakaria 2010 American Institute of Physics 978-0-7354-0760-2/10/$30.00 waterholes and mould base were designed. Finally, Moldex software is used by importing file from Rhinoceros software. Plastic materials, processing conditions were decided before filling, packing, cooling and warpage analysis. If results do not satisfy, the modification will be done again as shown in Figure 1. E n dIn te r p e re t d a ta &m a k e c o n c lu s io nY E SR u n a n a ly s isS e le c t m a te ria lS e t p ro c e s s in g c o n d itio nT ra n s fe r file to M o ld e x s o ftw a reD e s ig n w a te r h o le s s y s te mD e s ig n re c ta n g u la r e d g e g a te D e s ig n c irc u la r c ro s s s e c tio n r u n n e r D e s ig n d ire c t s p ru eD e s ig n c irc u la r la y o u tN OT ra n s fe r file to R h in o c e ro s s o ftw a reM e s h in g p a rt s u rfa c eD e s ig n p a rt in 3 D u s in g U n ig ra p h icS ta rt FIGURE 1. Methodology of analysis. 3. DESIGN OF TWO PLATE MOULD All ECR files consist of top casing, bottom casing and paper holder which they were exported from Unigraphic software to the Rhinoceros software through step one by one. The files were saved under DXF extension which it can be read by Rhinoceros software. Initially, the top casing file was opened in Rhinoceros software which it was converted from solid modeling into mesh modeling as shown in Figure 2(a). Further, Figure 2(b) shows the early stage of imported file of bottom casing from Unigraphic software to Rhinoceros software. The refine mesh of bottom casing has been made until the fine mesh of surface is achieved. The cavity surface was remained after core side had been deleted by removing the mesh. The same method was done for paper holder as shown in Figure 2(c). 310 (a) Top Casing (b) Bottom Casing (c) Paper Holder FIGURE 2. Mesh modeling of ECR. 3.1 Rectangle Edge Gate Two sizes of rectangular edge gate need to decide which are depth and width. The depth of these parts are calculated using formula h = nt, where h is depth of gate (mm), t is wall section thickness (mm) and n is material constant 3. Calculation from this formula the depth of top casing and bottom gate are 1.2 mm and paper holder is 1.8 mm. The width of edge gate is derived from equation 1 4. W= n x A / 30 (1) Where, W is gate width (mm); A is surface area of cavity (mm2) and n is material constant. From calculation surface area of top casing is 84,648 mm2, the width is 5.8 mm. Further calculation, bottom casing width is 5.9 mm and paper holder is 1.27 mm. 3.2 Circular Runner Diameter runner was calculated by taking the weight of part from volume multiply density and distance part from centre of mould as equation 2 4. D = W x L / 30 (2) Where, D is runner diameter, W is part weight and L is distance part to centre mould. Volume of top casing was taken from Rhinoceros software is 78,202 mm3 and the weight is 0.08 kg so the diameter of runner is 6.5 mm. Further calculation, the diameter of bottom casing is 6.7 mm and paper holder is 1.5 mm. 3.3 Sprue The sprue size was decided by taking the thickness cavity plate mouldbase and given angle one degree from diameter 7 mm. Initial cold slug well is 7 mm and base cold slug well is 10 mm. Figure 3 shows the location of top casing, bottom casing and paper holder together with feeding system. FIGURE 3. Layout of two-plate mould. 3114. FILLING ANALYSIS OF TWO PLATE MOULD Result from filling analysis shows that the total filling period is 1.041 seconds. At the stage, 100% there were two results where the top casing was short shot and the plastic cannot flow to the impression of paper holder as shown in Figure 4. FIGURE 4. Filling process The top casing was redesigned because of the meeting area of flow front situated at side body, as result a welding line was developed on that area as shown in Figure 5. Welding line is the result of a flow front, which easily breaks up into two separate parts. When the two fronts meet, they try to welding back together again so as result form a single front line which it can be easily broken down 5. FIGURE 5. Welding line at top casing 4.1 Modification on Two-Plate Mould Modification was done on gate of bottom casing by decreasing 25% from 5.9 mm to 4.3 mm and runner from 6.7 mm to 5 mm due to over filling. Location of paper holder was moved from 50 mm from center of mould to 25 mm and increase runner size by 25%. A set of groove was added on surface of top casing to ensure the plastic flow toward corner of top casing as shown in Figure 6. FIGURE 6. Modification of Two-Plate mould. 3124.2 Filling process after Modification Result from filling analysis after modification shows the melt of plastic of three components were balance on each other. The total filling melt front time is 7.804x10-1 seconds. The welding line has been eliminated on the centre side body of top casing and as result melt plastic flows towards on the corner as shown in Figure 7. FIGURE 7. Filling process after modification 5. DISCUSSION The size of runner of paper holder was increased and shifted to eliminate the unfilling. Gate and runner of bottom casing were decreased due to the over filling. Top casing was redesigned by adding a set of groove on the top surface of top casing to eliminate the welding line. As the result the welding line on centre side body of top casing was eliminated. From results it was found that the size of gate and runner in two-plate mould for paper holder increased by 25% due to the short shot problem and gate and runner for bottom casing reduced by 25% due to the over filling. 6. CONCLUSION This study was success on analyzing the flow of plastic materials in two-plate mould. The modifications was done on layout of cavities and feeding system as result improved the quality of the product. Furthermore, the defects of plastic product on short shot, over filling and welding line were eliminated before the actual mould is fabricated. REFERENCES 1. S.S.S. Imehezri., S.M. Sapuan, S. Sulaiman, Journal Material and Design, volume 26, pp. 157 166, 2005. 2. L.T. Manzione, Applications of Computer Aided Engineering in Injection Molding, Hanser, New York, 1987. 3. R.G.W. Pye, Injection Moulding Design, Longman Scientific & Technical, New York, 1989. 4. G. Monges & P. Mohren, How to Make Injection Molds, Hanser Publishers, New York, 1993. 5. M.B. Douglas, Plastics Injection Moulding- Manufacturing Process Fundamentals. Society of Manufacturing Engineer, Michigan, 1996. 6. C.T. Wong, S. Sulaiman , N. Ismail, A.M.S. Hamouda, Procedings of Second World Engineering Congress, Sarawak, Malaysia,. pp. 193-198, 2002. 7. M. Khairol, Master Thesis, Universiti Putra Malaysia, 2001. 313Copyright of AIP Conference Proceedings is the property of American Institute of Physics and its content maynot be copied or emailed to multiple sites or posted to a listserv without the copyright holders express writtenpermission. However, users may print, download, or email articles for individual use.两板式塑料注塑模的浇口，分流道和主流道的优化摘要：本文介绍了两板式塑料注塑模的浇口，分流道和主流道的优化尺寸大小。电子收款机（ECR）的塑料制品被用于这项研究中，其中有三个电子元器件铸塑料制品包括登记套管顶部，底部套管和纸架。本文的主要目的是找出浇口，主流道和分流道的最佳尺寸和最佳布局，找出导致浇口，主流道和分流道尺寸不合适的原因。这项研究中使用了三种类型的软件，如CAD工具软件UG被用来设计3D建模，犀牛软件作为标杆处理工具被用来设计浇口、分流道、主流道和Moldex软件作为仿真工具被用来分析塑性流动。因此，修正了型腔进给系统的位置和尺寸大小，以消除短杆，过充和两板系列注塑模具焊缝问题。关键词：计算机建模；仿真流动；优化1简介通常的注塑过程包括三个阶段：注射,合模和冷却阶段。本文介绍了随着计算机日益广泛的应用在设计工程，仿真软件在模具制造行业的重大影响,而大量的商用软件市场也增加了1。ECR塑料产品采用相同的材质和色彩,然而各部分尺寸大小不同。每个部分都有它自己的模具，但这个研究,所有的部分都用了这种系列的模具。设计模具的困难阶段是决定这种系列注射模具的浇口、分流道、主流道的布局、位置、大小与水孔的位置2,6,7。为了探讨了流动行为，Moldex软件仿真软件用于分析塑性流动。2方法本研究首先从设计产品三维造型的ECR使用UG软件，然后在文件被转移到犀牛软件后处理。在犀牛软件的进给系统如浇口，分流道，主流道，水口和模具设计进行了设计。最后，Moldex软件从犀牛软件中使用进口文件。塑料原料，工艺条件决定前要进行注射，合模，冷却和热曲线分析。如果结果不符合，必须修改后再进行，如图1所示。1图1 方法分析3设计 双板模具所有的ECR的文件包括顶级套管，套管和底纸架，他们分别一步一步出自UG软件犀牛软件。该文件被保存在DXF扩展文件，它可以通过犀牛软件来读取。起初，顶套管中打开文件，它是犀牛软件从实体模型转换成网状模型，如图2（a）。此外，图2（b）显示了从UG进口的早期阶段底部外壳文件软件犀牛软件。外壳的底部表面细网的实现后取得了细化网格。腔表面后仍然存在，在核心方已被删除从移开的网格。同样的方法用于纸架，如图2（c）所示。图2 ECR的网建模3.1矩形边缘浇口矩形边缘浇口需要确定的尺寸是深度和宽度。该部件深度计算公式为h =nt，其中h是门深入（毫米），t为墙截面厚度（毫米），n为材料常数3。从这个公式可以得出的浇口套管深度为1.2毫米和纸架深度为1.8毫米。边缘浇口的宽度从公式1 4 推导。 W= n x A / 30 (1)其中，W为浇口宽度（毫米），是表面面积腔（平方毫米），n为材料常数。通过计算得出浇口套管的表面面积平方毫米，宽度为5.8毫米。进一步计算，底部宽度为5.9毫米套管和纸架宽度为1.27毫米。3.2循环分流道分流道直径计算方式为：部分质量乘以密度和部分模具中心距，公式为2 4。 D = W x L / 30 (2)其中，D是分流道直径，W是部分质量，L是部分模具中心距。顶套管的体积从犀牛软件得出的是立方毫米，重量0.08千克所以主流道直径为6.5毫米。进一步计算，套管底部直径为6.7毫米，纸架为1.5毫米。3.3主流道 主流道尺寸是由型腔板的厚度和从给定角度一直径7毫米来决定的。初始冷料井为7毫米，基本冷料井是10毫米。图3显示了顶部套管，套管位置及底部纸架一起进料系统。图3 两板模的布局4填充分析- 双板模具从填充分析结果显示，总填充的时间是.秒。在这阶段上，100有两种结果：顶套管短杆和塑料不能流到纸架，如图4所示。图填充过程顶部外壳进行了重新设计，因为前面结合处流位于侧边，而导致熔合线在该地区的扩大，如图5所示。熔合线是一个流动的结果，容易分解成两个单独的部分。当两方面满足，他们试图重新熔合到一起，从而导致形成一个单一的一条线，这很容易断裂5。图5 顶部套管的熔合线4.1双板模具改造由于过充，修改浇口尺寸，将底部外壳减少25，由从5.9毫米降为4.3毫米。分流道由6.7毫米降至至5毫米。纸架的位置由距模具中心50毫米到25毫米，将分流道尺寸提高25。一些凹槽加在顶部套壳表面，以确保塑料流向顶部套管中心如图6所示。图6 双板模的修正4.2修改过的填充过程从填充改性后分析结果表明，塑料熔体三成分互相平衡。注射前的总时间为7.804x10-1秒。熔合线已消除了顶部套管中心旁体，结果是与塑料熔体流向拐角处相交，如图7所示。图7修正后的填充过程5讨论该分流道的纸架的大小增加，来转移和消除不填充的现象。浇口与底部外壳分流道分别降低因为过充。顶部套管的上表面加入一些凹槽消除熔合线。结果是消除了顶部套管中心旁体的熔合线。从结果中发现，由于是短杆的问题，二板模纸架的浇口和分流道大小增加了25，由于过充问题，底壳的浇口和分流道尺寸减小了25。6结论这项研究是在分析两板模中塑料材料的流动是成功的。做这些修正改进了型腔的布局和进给系统，提高了产品质量。此外，塑料制品上的短杆缺陷，过充和熔合线的消除在的在实际模具中是编造的。参考文献1 S.S.S. Imehezri。，S.M. Sapuan尔苏莱曼，材料和设计杂志，26卷，第157 -166，2005。2 L.T. Manzione，计算机辅助工程应用在注塑成型，汉瑟，新纽约，1987年。3 R.G.W.Pye，注塑成型设计，朗文科学技术，纽约，1989年。4 G.Monges和P.Mohren，如何进行注塑模具，汉瑟出版社，纽约，1993年。5 M.B. Douglas，注塑成型，制造工艺基础。学会制造工程师，密歇根州，1996年。6 C.T. Wong, S. Sulaiman , N. Ismail,A.M.S. Hamouda，第二世界工程法律程序国会，Sarawak，马来西亚。P193-198，2002。7 M.Khairol，硕士论文，马来西亚博特拉大学，2001。毕业设计（论文） 座盖注塑模具设计学 院（部）： 专 业： 学 生 姓 名： 班 级： 学号 指导教师姓名： 职称 职称 最终评定成绩： 摘 要本设计是座盖塑料零件的注塑模具设计，在结合了传统的机械设计后把CAD/CAM技术应用在注塑模具的设计上，在CAD系统实行了模型和注塑模具的设计。本文介绍了我国当前模具技术的发展状况以及CAD/CAM在模具上的应用，其中包括AUTOCAD。主要的机械部分设计，其内容包括塑料注塑模具的工作原理及应用，设计准则。塑料注塑模的设计计算，包括模具结构设计，注塑机的选用，浇注系统的设计，动、定模，浇注系统，脱模机构，顶出机构，冷却系统等设计等方面。如此设计出的结构可确保模具工作运行可靠。关键词：CAD；CAM；注塑模；工艺VIABSTRACTIt is to design the holder injection mould, references to the traditional mechanical design, focus on the CAD/CAM application in the plastic mould design, that is to say to apply the CAD system in model and plastic injection mould design. This artic introduces the mould technology and the CAD/CAM application of mould in china nowadays. Including AUTOCAD，MASTERCAM. While main mechanical designs content the principle and application of the plastic mould, design standards. The calculation of the plastic mould design concerns about the mould construction design, choosing Injection Molding Machine, injection system ,the move mould, immobility mould, the irrigating system, the doffing mould organ, the goring organ, the cooling systems design and so on.The structure designed in such way can ensure the reliable running of the mould.Keywords: CAD;CAM;PLASTIC INJECTION;MOULD目 录摘 要IIABSTRACTIII目 录IV第1章 绪 论11.1模具的作用与地位11.2 本次设计研究目的及意义11.3 CAD发展概况11.4 注塑模CAD内容2第2章 塑件的工艺分析42.1塑件的工艺性分析42.1.1塑件的原材料分析42.1.2 ABS的注塑工艺参数52.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析52.2.1结构分析52.2.2尺寸精度分析52.2.3表面质量分析62.3计算塑件的体积和质量6第3章 注射机的选择及校核73.1 注射机的选择73.2 型腔数目的确定及校核83.3 锁模力的校核93.4 开模行程的校核9第4章 浇注系统的设计104.1 分型面的选择104.2 主流道的设计114.3 浇口设计114.3.1 剪切速率的校核124.3.2 主流道剪切速率校核124.3.3 浇口剪切速率的校核12第5章 成型零部件设计135.1 型腔和型芯工作尺寸计算135.2 型腔侧壁厚度计算14第6章 合模导向机构设计15第7章 温度调节系统设计167.1 对温度调节系统的要求167.2 冷却系统设计167.2.1 设计原则167.2.2 冷却时间的确定167.2.3 塑料熔体释放的热量177.2.4 高温喷嘴向模具的接触传热177.2.5 注射模通过自然冷却传导走的热量187.2.6 冷却系统的计算197.2.7 凹模冷却系统的计算19第8章 模具工作原理说明22总 结23参考文献24致 谢25主要符号表第1章 绪 论1.1模具的作用与地位模具是指工业生产上通过注塑、压铸或锻压等方式生产产品所用的各种模型和工具，是工业生产中极其重要而又不可或缺的特殊基础工艺装备，被称为“工业之母”。其生产过程集精密制造、计算机技术和智能控制为一体，既是高新技术载体，又是高新技术产品。由于使用模具批量生产制件具有的高生产效率、高一致性、低耗能耗材，以及有较高的精度和复杂程度，因此已越来越被国民经济各工业生产部门所重视，被广泛应用于机械、电子、汽车、信息、航空、航天、轻工、军工、交通、建材、医疗器械、五金工具、生物、能源、日用品等制造领域，据资料统计，利用模具制造的零件数量，在飞机、汽车、摩托车、拖拉机、电机、电器、仪器仪表等机电产品中占80%以上；在电脑、电视机、摄像机、照相机、录像机、传真机、电话及手机等电子产品中占85%以上；在电冰箱、空调、洗衣机、微波炉、吸尘器、电风扇、自行车等轻工业产品中占90%以上；在枪支等兵器军工产品中占95%以上。为我国经济发展、国防现代化和高端技术服务做了重要贡献。模具工业是重要的基础工业。工业要发展，模具须先行。没有高水平的模具就没有高水平的工业产品。现在，模具工业水平已经成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，在国民经济中占有重要的地位，模具技术也已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一1。1.2 本次设计研究目的及意义(1).调查研究中外文献检索和阅读能力；(2).综合运用专业理论和知识分析、解决实际问题的能力；(3).设计、计算与绘图的能力，包括使用计算机的能力；(4).掌握模具设计方法和步骤，了解模具的加工工艺过程；(5).逻辑思维与形象思维相结合的文字及口头表达能力；(6).撰写设计说明书（论文）的能力；(7).养成严肃、认真、细致地从事技术工作的优良作风。1.3 CAD发展概况计算机辅助设计(CAD-Computer Aided Design)指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。CAD的应用，使得设计人员在设计过程中，能充分发挥计算机的强大算术逻辑运算功能、大容量信息存储与快速信息查找的能力，完成信息管理、数值计算、分析模拟、优化设计和绘图等项任务，并通过设计人员进行创造性的设计以实现最优方案。CAD(Computer Aided Design）诞生于20世纪60年代，是美国麻省理工大学提出了交互式图形学的研究计划，由于当时硬件设施的昂贵，只有美国通用汽车公司和美国波音航空公司使用自行开发的交互式绘图系统。70年代，小型计算机费用下降，美国工业界才开始广泛使用交互式绘图系统。80年代，由于PP机的应用，CAD得以迅速发展，出现了专门从事CAD系统开发的公司。CAD最早的应用是在汽车制造、航空航天以及电子工业的大公司中。随着计算机变得更便宜，应用范围也逐渐变广。通用的CAD件是AutoCAD，但AutoCAD是一种通用的绘图软件，对机械行业针对性差，不过幸运的是，AutoCAD是个开放性软件，可以对它进行二次开发，如采用ADS，ARX语言等。由于二次开发的深入，加强了参数化设计、智能化设计等，这样充分发挥了计算机的强大的搜索功能和运算功能2。CAD技术的发展与应用对于彻底改变塑料模具设计与制造的传统方法与落后面貌，提高模具的设计质量与设计效率，缩短模具的设计制造周期，具有重要作用。世界上第一套塑料模具CAD软件是澳大利亚MOLDFLOW公司于1976年推出并以公司名字命名的MOLDFLOW。目前MOLDFLOW已经发展得比较完善，能够为设计人员、模具制作人员、工程师提供指导，通过仿真设置和结果阐明来展示壁厚、浇口位置、材料、几何形状变化如何影响可制造性。实现了对注塑过程的模拟、设计原理的应用和精确计算，并逐步优化模拟过程，使设计工程师在产品设计阶段可以在计算机上“制造”塑料产品。据美国Prote type & Plastic Mold公司统计，该公司使用CAD系统后一年内生产效率提高了一倍，节省了35%的准备时间，制造周期平均缩短了30%，材料节省了10%，模具成本降低了10%30%。模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。塑料模具CAD的应用带来了巨大的社会效益和经济效益。1.4 注塑模CAD内容在模具设计中，模架及某些零件，如导柱、导套、推杆、支撑块、浇口套、定位圈等分别已形成厂标、行标或国标。对于这些标准的或本单位采用的模架及零件可在通用的二维工程图CAD系统中建立模架、零件库，以被设计时调用。对于浇注系统、温控系统、模架结构强度计算等内容，已有一些较成熟的计算方法或经验计算方法，可设置这些计算公式的模块，以便设计人员进行快速计算。注塑模CAD的内容有以下几点：1.注塑制品的几何造型2.模腔面形状的生成3.模具结构方面的设计4.标准模架选择5.部装图及总装图的生成6.模具零件图的生成7.常规计算和校核。28第2章 塑件的工艺分析该塑件是座盖产品，其零件图如图所示。本塑件的材料采用ABS，生产类型为大批量生产。图1 座盖图2.1塑件的工艺性分析2.1.1塑件的原材料分析ABS材料的性能塑料性能 ABS熔融温度/ 195-240成型模温/ 38-93弯曲强度/Mpa80拉伸强度/Mpa35-49弯曲弹性模量/Gpa1.4拉伸弹性模量/Gpa1.8收缩率（%） 0.4-0.6成型压力/Mpa 120-140流长比 30-150密度/（） 1.02-1.08射速 中等速度另外ABS具有好的易加工性和优异的尺寸稳定性，高冲击强度。外观特性：提高模温可提高塑件光洁度。ABS的成型特性和条件1)流动性和成型性优良，成品率高。2）容易出现裂纹，故塑件壁厚应均匀，脱模斜度不宜过小。塑件结构工艺性根据ABS的特性，一般制件的壁厚应均匀，型腔脱模斜度为15-130，型芯的脱模斜度为25-1。这里取2.5mm为制品的平均壁厚，外表面的脱模斜度为30，内表面的脱模斜度为20。2.1.2 ABS的注塑工艺参数1、注塑机类型：螺杆式7、保压力5070MP2、喷嘴形式直通式8、注射时间35s3、螺杆转速（r/min）30609、保压时间1530s4、喷嘴温度180190C10、模具温度50705、成型温度 C料筒：前200210中210230后18020011、冷却时间1530s6、注射压力7090 MP12、成型周期4070s2.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析2.2.1结构分析从零件图上分析，该零件总体形状为圆形。在凸台上,一个带有3mm的孔,因此,模具设计,该零件属于中等复杂程度.2.2.2尺寸精度分析从塑件的壁厚上来看,壁厚最大处为1mm,壁厚均匀,，在制件的转角处设计圆角，防止在此处出现缺陷，由于制件的尺尺寸中等。2.2.3表面质量分析该零件的表面除要求没有缺陷毛刺，内部不得有杂质外，没有什么特别的表面质量要求，故比较容易实现。综上分析可以看出,注塑时在工艺控制得较好的情况下,零件的成型要求可以得到保证.2.3计算塑件的体积和质量计算塑件的质量是为了选用注塑机及确定模具型腔数。计算塑件的体积：V=17.78cm（单个）计算塑件的质量：根据设计手册可查得ABS的密度为=1.06kg/dm塑件质量：M=V19g(通过3D软件测量得到)采用一模4件的模具结构，考虑其外形尺寸，注塑时所需压力和工厂现有设备等情况，初步选用注塑机XSZY125型。第3章 注射机的选择及校核3.1 注射机的选择设计模具时，应详细地了解注射机的技术规范，才能设计出合乎要求的模具，应了解的技术规范有：注射机的最大注射量、最大注射压力、最大锁模力、最大成型面积、模具最大厚度和最小厚度、最大开模行程以及机床模板安装模具的螺钉孔的位置和尺寸。公称注塑量；指在对空注射的情况下，注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时,注塑成型过程所需要的时间称为装置所能达到的最大注射量,反映了注塑机的加工能力。注射压力；为了克服熔料流经喷嘴,浇道和型腔时的流动阻力,螺杆(或柱塞)对熔料必须施加足够的压力,我们将这种压力称为注射压力。注射速率；为了使熔料及时充满型腔,除了必须有足够的注射压力外,熔料还必须有一定的流动速率,描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度。常用的注射速率如表所示4。表1注射速率注射量/CM125250500100020004000600010000注射速率/CM/S125200333570890133016002000注射时间/S52.2533.755塑化能力；单位时间内所能塑化的物料量.塑化能力应与注塑机的整个成型周期配合协调,若塑化能力高而机器的空循环时间长,则不能发挥塑化装置的能力,反之则会加长成型周期.锁模力；注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力,在此力的作用下模具不应被熔融的塑料所顶开.合模装置的基本尺寸；包括模板尺寸,拉杆空间,模板间最大开距,动模板的行程,模具最大厚度与最小厚度等.这些参数规定了机器加工制件所使用的模具尺寸范围.开合模速度；为使模具闭合时平稳,以及开模,推出制件时不使塑料制件损坏,要求模板在整个行程中的速度要合理,即合模时从快到慢,开模时由慢到快在到停.空循环时间；在没有塑化,注射保压,冷却,取出制件等动作的情况下,完成一次循环所需的时间.选择螺杆式注塑机的型号为：XS-ZY-500，其主要技术参数如下5：表2注射机参数注塑机型号XS-ZY-额定注射量500cm3螺杆（柱塞）直径85mm注射压力121Mpa注射行程260mm注射方式螺杆式锁模力4500KN最大成型面积1800cm2最大开合模行程700mm模具最大厚度700mm模具最小厚度300mm喷嘴圆弧半径R18mm喷嘴孔直径7.5mm顶出形式两侧设有顶杆，机械顶出动、定模固定板尺寸900X1000mm拉杆空间650X550mm合模方式中心液压、两侧机械顶杆液压泵流量200、18L/min压力614Mpa电动机功率40KW加热功率14KW机器外形尺寸7670X1740X2380mm3.2 型腔数目的确定及校核根据市场经济及生产效率的要求，本模具采用一模4腔型腔结构，即型腔数目。因型腔数量与注射机的塑化速率、最大注射量及锁模量等参数有关，因此有任何一个参数都可以校核型腔的数量。一般根据注射机料筒塑化速率确定型腔数量；式中注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8；注射机最大注塑量，g；浇注系统所需塑料质量，；单个塑件的质量，。式中、也可以为注射机最在注射体积（cm3）、浇注系统凝料体积（cm3）、单个塑件的体积（cm3）。故取满足我们设计要求。3.3 锁模力的校核注射成型时，塑件在模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素，其数值越大，需要的锁模力也就越大。注射成型时，模具所需的锁模力与塑件在水平分型面上的投影面积有关，为了可靠地锁模，不使成型过程中出现溢料现象，应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模离，即：（式中符号同前）式中为单个塑件在分型面上的投影面积，mm2;为浇注系统在分型面上的投影与型腔不重叠部分的面积，mm2；P为塑料熔体在型腔中的成型压力，Mpa;为注塑机的额定销模力,N。3.4 开模行程的校核注射机开模行程是有限的，开模行程应该满足分开模具取出塑件的需要。因此，塑料注射成型机的最大开模距离必须大于取出塑件所需的开幕距离。为了保证开模后既能取出塑件又能取出流道内的凝料，对于双分型面注射模具，需要满足下式：（4-3）式中模具开模行程；推出距离（脱模距离）塑件高度；（H2）定模板与中间板之间的分开距离。则=291mm500mm小于注射机最大开合模行程，故满足要求。第4章 浇注系统的设计浇注系统是引导塑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，它分为普通流道浇注系统和热流道浇注系统。该模具采用普通流道浇注系统，包括主流到，分流道、冷料穴，浇口6。浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要环节，它对注塑成型周期和塑件质量（如外观、物理性能、尺寸精度等）都有直接影响，故设计时要使型腔布置和浇口开始部位力求对称，防止模具承受偏载而产生溢料现象，而浇口的位置也要适当，尽量避免冲击嵌件和细小的型芯，防止型芯变形，浇口的残痕不影响塑件的外观。概括说来，需要注意以下问题：1.适应塑料的工艺性；2.流程要短；3.排气良好；4.避免料流直冲型芯或嵌件；5.浇注系统在分型面上的投影面积应尽量小；6.浇注系统的位置尽量与模具的轴线对称；7.修整方便，保证制品外观质量；8.防止塑件变形。4.1 分型面的选择分型面是模具结构中的基准面，选择模具分型面时通常考虑如下有关问题：1根据塑件的某些技术要求，确定成型零件在动模和定模上的配置；2塑件的生产批量；3结合塑件的流动性确定浇注系统的形式和位置；4型腔的溢流和排气条件；5模具加工的工艺性。4.2 主流道的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分。在卧式注射机上主流道垂直于分型面，为使凝料能顺利拔出，设计成圆锥形，主流道通常设计在主流道衬套（浇口套）中，为了方便注射，主流道始端的球面必须比注射机的喷嘴圆弧半径大12mm，防止主流道口部积存凝料而影响脱模，通常将主流道小端直径设计的比喷嘴孔直径大0.51mm。其中，浇口套主流道大端直径D应尽量选得小些。如果D过大模腔内部压力对浇口套的反作用也将按比例增大，到达一定程度浇口套容易从模体中弹出。4.3 浇口设计浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短流道，浇口是连接分流道与型腔的通道，它是浇注系统最关键的部分，它的形状、尺寸、位置对塑件的质量有着很大的影响。它的作用主要有以下两个：一是作为塑料熔体的通道，二是浇口的适时凝固可控制保压时间7。常用的浇口形式有直接浇口、侧胶口、侧胶口、轮辐浇口、潜伏浇口等。由于不同的浇口形式对塑料熔体的充型特性、成型质量及塑件的性能会产生不同的影响。而各种塑料因其性能的差异对于不同的浇口形式也会有不同的适应性。在模具设计时，浇口位置及尺寸要求比较严格，它一般根据下述几项原则来参考：尽量缩短流动距离；浇口应开设在塑件壁最厚处；必须尽量减少或避免熔接痕；应有利于型腔中气体的排除；考虑分子定向的影响；避免产生喷射和蠕动；不在承受弯曲或冲击载荷的部位设置浇口；浇口位置的选择应注意塑件外观质量。4.3.1 剪切速率的校核生产实践表明，当注射模主流道和分流道的剪切速率R=5.810510S、浇口的剪切速率R=1010S时，所成型的塑件质量最好。对一般热塑性塑料，将以上推荐的剪切速率值作为计算依据，可用以下经验公式表示：R= 式中 q体积流量（CM/S）；R浇注系统断面当量半径（CM）。4.3.2 主流道剪切速率校核Q=0.8Q/T =338.21.5=225.5 （CM/S） T注射时间：T=2.5（S）； R主流道的平均当量截面半径：R=0.538（CM） d 主流道小端直径 ， d=0.63 （CM）； d主流道大端直径，d=1.2（CM）R= 3.1158.9/(3.140.2783)=1.4710 S5101.4710510 (满足条件)4.3.3 浇口剪切速率的校核R= =3.67152/(3.140.423)=1.45103 S其中：浇口面积S=/4(D22-D12),当量面积S=R 所以R=7mm。 单从计算上看，交口剪切速率偏小。但由于模具比较特殊，为一模1腔，无分流道，压力损失少，进料速度快，成型比较容易，传递压力好，所以浇口的剪切速率是合适的。从以上的计算结果看，流道与浇口剪切速率的值都落在合理的范围内，证明流道与浇口的尺寸取值是合理的。第5章 成型零部件设计本成型零件工作尺寸计算时均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进行计算。查表得PP收缩率为Q=12.5%，故平均收缩率为Qcp=（0.3+0.8）%/2=2%，考虑到工厂模具制造的现有条件，模具制造公差取z=/38。5.1 型腔和型芯工作尺寸计算型腔径向尺寸 已知在规定条件下的平均收缩率S，塑件的基本尺寸 Ls是最大的尺寸，其公差为负偏差，因此塑件平均尺寸为Ls-，模具型腔的基本尺寸Lm是最小尺寸，公差为正偏差，型腔的平均尺寸为Lm+z/2。型腔的平均磨损量为c/2，如以Lm +Z表示型腔尺寸, PP平均收缩率S=2%.Lm +z/2+c/2=(Ls-/2)+(Ls-/2)SX-修正系数，取0.5-0.75-塑件公差,取MT7=0.6-模具制造公差取(1/3-1/4) =0.15-0.2Lm +z/2+c/2=(Ls-/2)+(Ls-/2)S1）径向计算公式：L = ( L + LS - 3/4 ) （7）式中： - 塑件的尺寸公差，单位：；L- 成型零件的径向尺寸，单位：； - 成型零件的制造公差，=( 1/31/6 ) () ；S- 塑件的成型收缩率，取平均值；L - 塑件的径向基本尺寸，单位： ；型腔尺寸： 28（10.02）3/40.56 18（10.02）3/40.562）型腔深度计算公式：H = ( H + HS- 2/3 ) （8）式中： - 塑件的尺寸公差，单位：； - 成型零件的制造公差，=( 1/31/6 ) () ； S- 塑件的成型收缩率，（取平均值）； H- 成型零件的深度方向的尺寸，单位：；H - 塑件的深度方向基本尺寸，单位：；凹模深度尺寸计算：HH（1k）(2/3) 22.5(10.02)22.952/30.34 2、型芯尺寸的计算公式：型芯长度的计算公式：L = ( L + LS + 3/4 ) （9）式中： - 塑件的尺寸公差，单位：； - 成型零件的制造公差，=( 1/31/6 ) () ；S- 塑件的成型收缩率，取平均值 ；L - 成型零件的径向尺寸，单位：；L - 塑件的径向基本尺寸，单位：；5.2 型腔侧壁厚度计算(1)凹模型腔侧壁厚度计算凹模型腔为组合式型腔，按强度条件计算公式SR-r=r(/-2p)1/2-1进行计算。式中各参数分别为：p=50Mpa(选定值)；=0.05mm；=160MPar=28mmSR-r=r(/-2p)1/2-1=28(160/160-250)1/2-116.8mm一般在加工时为了加工方便，我们通常会取整数，所以凹模型腔侧壁厚度为17。(2)凹模底板厚度计算按强度条件计算，型腔地板厚为：p=50 Mpar=28mm=160MPah1.22pr2/1/21.2250282/1601/217.3mm一般在加工时为了加工方便，我们通常会取整数，所以凹模型腔侧壁厚度为18mm。第6章 合模导向机构设计导向机构是保证动模和定模上下模合模时，正确定位和导向的零件。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位，本设计采用导柱导向定位。导向机构除了有定位和导向作用外，还要承受一定的侧向压力。塑料熔体在充型过程中可能产生单面侧压力，或者由于成型设备精度低的影响，使导柱承受了一定的侧向压力，从保证模具的正常工作9。导柱的结构形式可采用带头导柱和有肩导柱，导柱导面部分长度比凸模端面高出812，以避免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔。导柱材料采用T10，HRC5055，导柱固定部分表面粗糙度Ra为0.8m，导向部分Ra为0.80.4m，本设计采用？根导柱，固定端与模板间采用H7/m6 导套常采用T10A，型导套，采用H7/m6配合镶入模板。具体结构如下图所示：导柱：国家标准规定了两种结构形式，分为带头导柱和有肩导柱，大型而长的导柱应开设油槽，内存润滑剂，以减小导柱导向的摩擦。若导柱需要支撑模板的重量，特别对于大型、精密的模具，导柱的直径需要进行强度校核。导套：导套分为直导套和带头导套，直导套装入模板后，应有防止被拔出的结构，带头导柱轴向固定容易。设计导柱和导套需要注意的事项有：（1）合理布置导柱的位置，导柱中心至模具外缘至少应有一个导柱直径的厚度；导柱不应设在矩形模具四角的危险断面上。通常设在长边离中心线的1/3处最为安全。导柱布置方式常采用等径不对称布置，或不等直径对称布置。（2）导柱工作部分长度应比型芯端面高出68 mm，以确保其导向与引导作用。（3）导柱工作部分的配合精度采用H7/f7，低精度时可采取更低的配合要求；导柱固定部分配合精度采用H7/k6；导套外径的配合精度采取H7/k6。配合长度通常取配合直径的1.52倍，其余部分可以扩孔，以减小摩擦，降低加工难度。（4）导柱可以设置在动模或定模，设在动模一边可以保护型芯不受损坏，设在定模一边有利于塑件脱模。本书模具设置四个标准带头导柱配合标准直导套作为导向系统，导柱设置在动模上，以保护型芯不受损坏。导套和导柱结构如下：导柱：国家标准规定了两种结构形式，分为带头导柱和有肩导柱，大型而长的导柱应开设油槽，内存润滑剂，以减小导柱导向的摩擦。若导柱需要支撑模板的重量，特别对于大型、精密的模具，导柱的直径需要进行强度校核。导套：导套分为直导套和带头导套，直导套装入模板后，应有防止被拔出的结构，带头导柱轴向固定容易。第7章 温度调节系统设计模具成型过程中，模具温度会直接影响到塑料熔体的充模、定型、成型周期和塑件质量。模具温度过高，成型收缩大，脱模后塑件变形大，并且还容易造成溢料和粘膜；模具温度过低，则熔体流动性差，塑料轮廓不清晰，表面会产生明显的银丝或流纹等缺陷；当模具温度不均匀时，型芯和型腔温差过大，塑料收缩不均匀，导致塑料翘曲变形，会影响塑件的形状和尺寸精度10。综上所述，模具上需要设置温度调节系统以达到理想的温度要求。PP推荐的成型温度为160-220，模具温度为4080 。7.1 对温度调节系统的要求（1） 根据塑料的品种确定是对模具采用加热方式还是冷却方式；（2）希望模温均一，塑件各部同时冷却，以提高生产率和提高塑件质量；（3）采用低的模温，快速，大流量通水冷却效果一般比较好；(4)温度调节系统应尽可能做到结构简单，加工容易，成本低廉；(5)从成型温度和使用要求看，需要对该模具进行冷却，以提高生产率。7.2 冷却系统设计7.2.1 设计原则（1）尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡；（2）冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越好；（3）尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等，与制件的壁厚距离相等，经验表明，冷却水管中心距B大约为2.53.5D，冷却水管壁距模具边界和制件壁的距离为0.81.5B。最小不要小于10。（4）浇口处加强冷却，冷却水从浇口处进入最佳；（5）应降低进水和出水的温差，进出水温差一般不超过5（6）冷却水的开设方向以不影响操作为好，对于矩形模具，通常沿宽度方向开设水孔。（7）合理确定冷却水道的形式，确定冷却水管接头位置，避免与模具的其他机构发生干涉。7.2.2 冷却时间的确定在对冷却系统做计算之前，需要对某些数据取值，以便对以后的计算作出估算；取闭模时间3S，开模时间3S，顶出时间2S，冷却时间30S，保压时间20S，总周期为60S。其中冷却时间依塑料种类、塑件壁厚而异，一般用下式计算：t=62/(3.1420.07)8/3.142(200-50)/(80-50)= 73（S）式中：S塑件平均壁厚，S取6mm； 塑料热扩散系数(mm/s)，=0.07；T成型温度160-220，T取200；T平均脱模温度，T取80；T模具温度4080，T取50。 由计算结果得冷却时间需要73 S，这么长的冷却时间显然是不现实的。本模具型芯中的冷却管道扩大为腔体（如下图），使冷却水在型芯的中空腔中流动，冷却效果大为增强。参照经验推荐值，冷却时间取30S即可。7.2.3 塑料熔体释放的热量Q =nG C(tt)=60217.6101.9（22060）=3969.02KJ/h式中：n每小时注射次数， n=60 （次）；G每次的注射量(KG)，G=217.610； C塑料的比热容(KJ/KG)，C=1.9；t熔融塑料进入型腔的温度，t=220；t塑件脱模温度，t=60。7.2.4 高温喷嘴向模具的接触传热Q=3.6A(tt)=3.6406910140（22050）=348.63 KJ/h式中：A注塑机的喷嘴头与模具的接触面积（m），A=406910m（A=4R =43.1418=406910m，R=18mm注塑机喷嘴球半径，）；金属传热系数 =140(W/ m)；t模具平均温度 t=50 ；t熔融塑料进入型腔的温度 t=220。7.2.5 注射模通过自然冷却传导走的热量（1）对流传热Q=hA( tt)=5.350.203（5020）=112KJ/h 式中：h传热系数（KJ/ m h ），h=5.35（h=4.187(0.25+)= 4.187（0.25+）= 5.35）； A两个分型面和四个侧面的面积m2，A=0.203【A=（A）+ (A)n = 0
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号