超声波测距仪底壳模具设计

1、超声波测距仪底壳超声波测距仪底壳模具设计模具设计 1 1 塑件分析塑件分析塑件为超声波测距塑件为超声波测距仪的底壳，采用仪的底壳，采用PCPC（聚碳酸酯）材料（聚碳酸酯）材料注射成型，塑件厚注射成型，塑件厚度为度为1.8mm1.8mm。根据根据使用要求，该使用要求，该底壳一般精度的塑底壳一般精度的塑件，公差等级为件，公差等级为MT3MT3。塑塑件件外部外部（模具型腔成型部分）（模具型腔成型部分）长为长为113.6mm113.6mm宽宽为为73.6mm73.6mm高高为为11.8mm11.8mm塑件内部塑件内部（模具型芯成型部分）（模具型芯成型部分）长长为为107mm107mm宽为宽为70mm7

2、0mm深度深度为为10mm10mm塑件的体积和表面积塑件的体积和表面积2 2 选择注射机选择注射机塑件塑件注射注射的体积总量约为的体积总量约为20.27cm20.27cm3 3, ,模具采用模具采用一模两腔的结构，根据国内注射机的注射量一模两腔的结构，根据国内注射机的注射量要求，注射机的注射量的要求，注射机的注射量的8080应大于塑件体应大于塑件体积与注射系统体积之和，设注射系统质量与积与注射系统体积之和，设注射系统质量与单个塑件质量之比为单个塑件质量之比为1:11:1，故选用注射机的注，故选用注射机的注射量应大于射量应大于76cm76cm3 3注射注射机的型号机的型号根据国产注射机的注射容量

3、，将本次设计所用注根据国产注射机的注射容量，将本次设计所用注射机预选为射机预选为XS-ZY-125XS-ZY-125，主要技术参数如下：，主要技术参数如下：结构形式：卧式注射方式：螺杆式螺杆直径： 42mm最大注射量：125cm3注射压力：119MPa锁模力：900kN最大注射面积：320cm2模具最大厚度：300mm模具最小厚度：200mm最大开模行程：300mm喷嘴球半径：12mm喷嘴孔直径： 4mm定位孔直径： 100mm注射机注射量校核注射机注射量校核锁模力校核锁模力校核型腔内塑料熔体的推力型腔内塑料熔体的推力T T推推其大小等于塑料和浇注系统在其大小等于塑料和浇注系统在分型面上的投影

4、之和乘以型腔内塑料熔体的平均压力，可分型面上的投影之和乘以型腔内塑料熔体的平均压力，可按下式计算：按下式计算：T T推推=A=AP P平均平均 A AP=AP=Ak kP P0 0式中式中 A A塑料与浇注系统在分型面上的投影面积，塑料与浇注系统在分型面上的投影面积，mmmm2 2； P P平均平均型腔内塑料熔体的平均压力，型腔内塑料熔体的平均压力，MPaMPa； P P型腔内塑料熔体的压力，型腔内塑料熔体的压力，MPaMPa； P P0 0注射压力，注射压力，MPaMPa； k k压力损耗系数，随塑料品种、注射机形式、喷压力损耗系数，随塑料品种、注射机形式、喷嘴阻力、流道阻力等因素变化，可在

5、嘴阻力、流道阻力等因素变化，可在0.2-0.40.2-0.4的范围内选的范围内选取。取。本次设计中，取本次设计中，取A=16721.92mmA=16721.92mm2 2；P P平均平均=30MPa=30MPaT T推推= A= AP P平均平均=16721.92=16721.9230N=501657.6N30N=501657.6N= =501.66kN501.66kN900kN900kN即所选注射机的锁模力满足即所选注射机的锁模力满足要求要求注射压力校核注射压力校核注射机的最大注射压力应大于塑件成型所需压力，即Pz Pch式中 Pz注射机的最大注射压力（MPa）； Pch塑件成型所需的实际注

6、射压力（MPa），一般制品成型注射压力70150Mpa本次设计，取Pz119Mpa，Pch100Mpa，则 Pz Pch即所选注射机的注射压力满足要求开模行程校核开模行程校核对单分型面模具按下式校核：对单分型面模具按下式校核：S SmaxmaxS=HS=H1 1+H+H2 2+ +（5-105-10）mmmm式中式中 S Smaxmax注射机开模最大行程（注射机开模最大行程（mmmm）；）；H H1 1塑件脱模所需顶出距离（塑件脱模所需顶出距离（mmmm）；）；H H2 2塑件高度（塑件高度（mmmm）；）；本次设计，取本次设计，取S Smaxmax300mm300mm，H H1 1=10mm

7、=10mm，H H2 2=11.80mm=11.80mm，则则 180mm180mm10+11.80+(5-10)mm10+11.80+(5-10)mm即所选注塑机的开模行程满足即所选注塑机的开模行程满足要求要求综上所述综上所述，所选注射机，所选注射机XS-ZY-125XS-ZY-125型符型符合使用合使用要求要求3 3 确定标准模架确定标准模架塑件尺寸：塑件尺寸：110.6110.673.6mm73.6mm2 2投影投影面积：面积：S=81.4016cmS=81.4016cm2 2本次模具设计采用本次模具设计采用A2A2型模架，型模架，A2A2型型模架定模和动模均采用两块模板，模架定模和动模

8、均采用两块模板，设置推杆推出机构，适用于直接浇设置推杆推出机构，适用于直接浇口，采用斜导柱侧抽芯的注射成型口，采用斜导柱侧抽芯的注射成型模具模具。根据塑件的尺寸，采用根据塑件的尺寸，采用A2A2型模架的中的型模架的中的315315400400型，参数如下：型，参数如下：L=400mmL=400mm；l lt t=325mm=325mm；l lT T=345mm=345mm；l lM M=245mm=245mm；l lm m=380mm=380mm。确定各板厚度：确定各板厚度：A A板板50mm50mm，B B板板25mm25mm，C C板板80mm80mm，H=100+A+B+C=255mmH

9、=100+A+B+C=255mm4 4 浇注系统设计浇注系统设计 浇注浇注系统是指注射模中从主系统是指注射模中从主流道的始端到凹模之间的熔体进流道的始端到凹模之间的熔体进料通道。分为普通流道浇注系统料通道。分为普通流道浇注系统和热流道浇注系统两类。正确设和热流道浇注系统两类。正确设计浇注系统对获得优质塑料产品计浇注系统对获得优质塑料产品和提高生产率极为重要。和提高生产率极为重要。4.1 4.1 主流道部分的尺寸设计主流道部分的尺寸设计主流道是从注射机喷主流道是从注射机喷嘴与模具接触的部位嘴与模具接触的部位开始到分浇道为止的开始到分浇道为止的一段通道。在卧式或一段通道。在卧式或立式注射机上，主流

10、立式注射机上，主流道垂直于分型面。为道垂直于分型面。为了能使凝料顺利地从了能使凝料顺利地从主流道中拔出，所以主流道中拔出，所以主流道设计成圆锥形。主流道设计成圆锥形。4.2 4.2 定位圈的尺寸设计定位圈的尺寸设计很多很多注塑模具的定位采用单独加设定位圈的方法，注塑模具的定位采用单独加设定位圈的方法，主流道衬套（浇口套）与定位圈要与所选注射机主流道衬套（浇口套）与定位圈要与所选注射机的喷嘴和定位孔相一致。定位圈为标准件，其结的喷嘴和定位孔相一致。定位圈为标准件，其结构和尺寸可查表。构和尺寸可查表。4.3 4.3 分流道的尺寸设计分流道的尺寸设计分流道是主流道与浇口之间的通道。在多型腔的分流道是

11、主流道与浇口之间的通道。在多型腔的模具中必不可少，而在单型腔模具中，有时可以模具中必不可少，而在单型腔模具中，有时可以省去。省去。常用的分流道的截面形状有圆形、半圆形、梯形、常用的分流道的截面形状有圆形、半圆形、梯形、U U形和六角形等。流道的截面积越大，压力的损失形和六角形等。流道的截面积越大，压力的损失越小；流道的表面积越小，热量的损失越少。用越小；流道的表面积越小，热量的损失越少。用流道的截面积和表面积的比值来表示流道的效率，流道的截面积和表面积的比值来表示流道的效率，效率越高，流道设计得越合理。效率越高，流道设计得越合理。PCPC材料分流道直径常取材料分流道直径常取4.8-9.5mm,

12、 4.8-9.5mm, 本次设计，将本次设计，将分流道形状设计成半圆形，取分流道直径分流道形状设计成半圆形，取分流道直径D=6mmD=6mm。4.4 4.4 浇口的尺寸设计浇口的尺寸设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，是浇注系统的关键部分，起着调节控制料流速度、补料时间及防止倒流等作用。浇口常用的几种形式有直接浇口、矩形测浇口、扇形浇口、膜装浇口、轮辐浇口、爪型浇口、点浇口、潜伏浇口。矩形侧浇口广泛应用于中小型制品的多型腔注射模具，其优点是截面形状简单易于加工、便于试模后修正，缺点是在制品的外表面留有浇口痕迹。4.5 4.5 冷料穴的设计冷料穴的设计冷料穴位于主流道正对面

13、的动模板上，或处于分流道模道末端，其作用是除去熔体流动前锋的“冷料”，防止冷料进入型腔而影响塑件质量。对于主流道冷凝料拉出，所以冷料穴直径宜稍大于主流道大端直径。本次设计拉料杆形状采用带有球形头的拉料杆。5 5 成型零件的设计成型零件的设计5.1 5.1 分型面的选择分型面的选择分型面的选择的一般原分型面的选择的一般原则则: :1 1、选取选取塑件最大投影截塑件最大投影截面为分型面；面为分型面；2 2、在在开模时尽量使塑件开模时尽量使塑件留在动模内；留在动模内；3 3、应有应有利于侧面分型和利于侧面分型和抽芯；抽芯；4 4、应合应合理安排塑件在型理安排塑件在型腔中的方位；腔中的方位；5 5、考

14、虑考虑和保证塑件的外和保证塑件的外观不遭损坏；观不遭损坏；6 6、尽力尽力保证塑件尺寸的保证塑件尺寸的精度要求；精度要求；7 7、有利于有利于排气；排气；8 8、尽量尽量使模具加工方便。使模具加工方便。5.2 5.2 凸模、凹模的设计凸模、凹模的设计凹模成型塑件外轮廓的零件，本套模具采用凹模成型塑件外轮廓的零件，本套模具采用整体式凹模，它是由一整块金属材料直接加整体式凹模，它是由一整块金属材料直接加工而成。其特点是为非穿通式模体，强度好，工而成。其特点是为非穿通式模体，强度好，不易变形，但由于加工困难，故只适用于小不易变形，但由于加工困难，故只适用于小型且形状简单的塑件成型。型且形状简单的塑件

15、成型。凸模又称型芯是成型塑件内表面的成型零件，凸模又称型芯是成型塑件内表面的成型零件，通常可分为整体式和组合式两种类型。经分通常可分为整体式和组合式两种类型。经分析本次设计凸模采用整体式。析本次设计凸模采用整体式。5.3 5.3 影响工作尺寸的因素影响工作尺寸的因素（1 1）成型零部件的制造公差）成型零部件的制造公差z z，控制在塑件相应公差的，控制在塑件相应公差的1/31/3左右左右。（2 2）成型零部件的磨损）成型零部件的磨损c c，对中、小型塑件一般取，对中、小型塑件一般取1/61/6塑件公差值。塑件公差值。（3 3）塑料的成型收缩）塑料的成型收缩s s，s s=(=(S Smaxmax

16、-S-Sminmin) )L Ls s。（4 4）配合间隙引起的误差）配合间隙引起的误差j j，z z+ +c c+ +s s+ +j j, , 塑件的公差。塑件的公差。5.4 5.4 成型零件工作尺寸成型零件工作尺寸的的计算计算按按平均值法计算成型零件工作尺平均值法计算成型零件工作尺寸，寸，PCPC材料的收缩率材料的收缩率S=0.5%-0.8%S=0.5%-0.8%，平均平均收缩率收缩率S Scpcp=(=(S Smaxmax+S+Sminmin)/2=0.65%,)/2=0.65%,取修正取修正系数系数x=0.75x=0.75。5.4.15.4.1型腔径向尺寸型腔径向尺寸确定确定型腔长度方

17、向型腔长度方向型型腔宽度方向腔宽度方向L Ls s=73.6mm,L=73.6mm,Lm m= L= Ls s+L+Ls sS Scpcp-0.75-0.75 0 0+ + z z=73.64 =73.64 0 0+0.193+0.193mmmm5.4.25.4.2型芯径向尺寸确定型芯径向尺寸确定型型芯长度方向芯长度方向型芯宽度方向型芯宽度方向l lm m=l=ls s+l+ls sS Scpcp+0.75+0.75 - - z z0 0=71.04 =71.04 -0.26-0.260 0mmmm5.4.3 5.4.3 型型腔深度尺寸确定腔深度尺寸确定5.4.4 5.4.4 型型芯高度尺寸确

18、定芯高度尺寸确定6 6 导向机构及排气系统设计导向机构及排气系统设计6.1 6.1 导向机构设计导向机构设计 导向机构主要用于保证动模和定模两大部分或模内其他零件部件之导向机构主要用于保证动模和定模两大部分或模内其他零件部件之间的准确对合，起定位和导向作用间的准确对合，起定位和导向作用。导柱的长度通常应高于凸模端面导柱的长度通常应高于凸模端面6 68 mm8 mm，以免在导柱未导正时凸，以免在导柱未导正时凸模先进入型腔与其碰撞而损坏。模先进入型腔与其碰撞而损坏。6.2 6.2 排气系统排气系统排气系统的作用是在注射过程中，将型腔中的气体有序而排气系统的作用是在注射过程中，将型腔中的气体有序而顺

19、利的排出，以免塑件产生气泡、疏松等缺陷顺利的排出，以免塑件产生气泡、疏松等缺陷。注射过程中需排出的气体有以下几种：注射过程中需排出的气体有以下几种：1 1、浇注系统和型腔中原有的自然空气；、浇注系统和型腔中原有的自然空气；2 2、塑料含有的水分在注射温度下蒸发而形成的水蒸气；、塑料含有的水分在注射温度下蒸发而形成的水蒸气；3 3、塑料熔体在受热或凝固时分解产生的低分子挥发气体；、塑料熔体在受热或凝固时分解产生的低分子挥发气体；4 4、塑料熔体中某些添加剂的挥发和化学反应所产生的气、塑料熔体中某些添加剂的挥发和化学反应所产生的气体体。本套模具采用从分型面上自然排气的形式。合模再严密，本套模具采用

20、从分型面上自然排气的形式。合模再严密，由于分型面的平面误差的缝隙作为排气通道是足够的。由于分型面的平面误差的缝隙作为排气通道是足够的。7 7 脱模脱模机构的设计机构的设计7.1 7.1 脱模脱模力的计算力的计算7.2 7.2 推出推出零件尺寸的确定零件尺寸的确定7.2.1 7.2.1 推件板厚度的确定推件板厚度的确定7.2.2 7.2.2 推杆直径的确定推杆直径的确定8 8 冷却系统的设计冷却系统的设计由产品图得知，塑件的壁厚最厚，厚度由产品图得知，塑件的壁厚最厚，厚度为为1.8mm1.8mm，故冷却时间，故冷却时间t t2 2应该以该厚度为应该以该厚度为计算依据。查资料得到塑件的冷却时间计算

21、依据。查资料得到塑件的冷却时间t t2 2为为5s5s，设开模取出时间，设开模取出时间t t3 3为为15s,15s,再加再加上注射时间上注射时间t t1 1=1.6s=1.6s（查表（查表6-26-2可知注射可知注射机机XS-ZY-125XS-ZY-125的注射时间为的注射时间为1.6s1.6s）, ,故故制品的成型周期为制品的成型周期为：t=tt=t1 1+t+t2 2+t+t3 3=21.6s=21.6s上述上述热量热量应由凹模和型芯的冷却系应由凹模和型芯的冷却系统带走。考虑到型芯储存的热量多，统带走。考虑到型芯储存的热量多，且散热条件差，故应强化冷却，采且散热条件差，故应强化冷却，采用课本用课本P217P217的式的式10-4110-41的分配方案的分配方案，则则凹模冷却系统应带走的热量凹模冷却系统应带走的热量Q Q2G2G为：为：Q Q2G2G=0.4Q=0.4Q2 2=4286.6kJ/h=4286.6kJ/h型型芯冷却系统应带走的热量为：芯冷却系统应带走的热量为：Q Q2K2K=0.6Q=0.6Q2 2=6429.9kJ/h=6429.9kJ/h8.1.