资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共41页)
编号：158050899
类型：共享资源
大小：2.81MB
格式：ZIP
上传时间：2021-10-25
上传人：资料****站
认证信息
个人认证
冯**（实名认证）
河南
IP属地：河南
30
积分
- 关 键 词：
-
113
塑料
三脚架
注塑
模具设计
- 资源描述：
-
113-塑料三脚架注塑模具设计,113,塑料,三脚架,注塑,模具设计
- 内容简介：
-
本科毕业设计（论文）题目：塑料三脚架注塑模具设计 塑料三脚架注塑模具设计 摘要 本设计为塑料三角支架注塑模模具设计，塑料三角支架采用聚丙烯（PP）材料，用注塑机注塑成型。在模具设计中采用嵌入式凹模,组合式凸模，侧浇注口，塑件的外表面为模具分型面，注塑经过充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。注塑完成后动,定模座分开,动模后移到指定位置，推杆推出塑件，复位杆复位好既完成一次注塑。在设计过程中采用CAD/CAM,UG,等设计软件。关键词: CAD/CAM;塑料;注射模;注射机IIIThe Design of Injection Molds Plastic TripodAbstract The design of injection mold die design for the card case, card case with polypropylene (PP) materials, used injection molding machine injection molding. Embedded in the mold die design, combined punch, direct casting port, outer surface of plastic parts for the mold parting line, injection molding after filling, compaction, packing, and cooling back five stages. Injection completed action, scheduled to die seat separately, the dynamic model specified location after the move, putting plastic pieces launched, the reset lever reset the completion of an injection well only. Used in the design process CAD / CAM, UG, and other design software. Key Words: CAD/CAM, Plastic； Plastic injection mold； Plastic injection 目 录1 绪论11.1 塑料注射模具简介11.2 我国塑料注射模具现状11.3 塑料三角支架材料的选用32 塑件成型的工艺性分析42.1 塑件的分析42.2 PP的性能分析42.2.1 PP塑料的使用性能42.2.1 成型性能42.2.3 PP的主要性能指标见下表2.142.3 PP的注射成型过程及工艺参数52.3.1注射成型过程52.3.2注塑工艺参数53 拟定模具的结构形式63.1 分型面位置的确定63.2 型腔数量和排列方式的确定63.3 注射机型号的确定73.3.1 注射量的计算73.3.2 浇注系统凝料体积的初步估算83.3.3 选择注塑机83.3.4 注塑机的相关参数的校核94 浇注系统的设计104.1 主流道的设计104.1.1 主流道尺寸114.1.2 主流道的凝料体积114.1.3 主流道当量半径114.1.4 主流道浇口套的形式114.2 浇口的设计114.3 校核主流道的剪切速率124.3.1 计算主流道的体积流量124.3.2 计算主流道的剪切速率124.4 冷料穴的设计125 成型零件的结构设计及计算135.1 成型零件的结构设计135.2 成型零件钢材的选用145.3 成型零件工作尺寸的计算155.3.1 凹模宽度尺寸的计算155.3.2 凹模长度尺寸的计算155.3.3 凹模高度尺寸的计算155.3.4 凸模宽度尺寸的计算165.3.5 凸模长度的计算165.3.6凸模高度尺寸的计算165.4 成型零件尺寸及动模板厚度的计算165.4.1 凹模侧壁厚度的计算165.4.2 凹模板厚度的计算175.4.3 动模厚度的计算175.4.4 侧向分型与抽芯机构175.4.5抽芯机构主要参数的确定196 模架的确定与导向结构设计216.1 各模板尺寸的确定216.2 模架各尺寸的校核226.3 导向与定位结构的设计227 脱模推出机构的设计237.1 脱模机构设计原则237.2 推出方式的确定237.3 脱模力的计算247.4 推杆的直径计算及强度校核247.4.1 推杆的直径计算247.4.2 强度校核247.5 推出机构的复位257.6 推杆与模体的配合258 冷却系统的设计268.1 冷却系统的设计原则268.2 冷却系统的简单计算27附图：模具2D3D装配图299结论30参考文献31致谢32毕业设计（论文）知识产权声明33毕业设计（论文）独创性声明341 绪论1.1 塑料注射模具简介中国是制造业大国，产品是制造的主体，模具又是制造业的灵魂，模具的发展水平决定了制造的发展水平，模具又是塑料成型加工的一种重要的工艺装备，同时又是原料和设备的“效益放大器”，模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。因此，模具工业已成为国民经济的基础工业，被称为“工业之母”，模具生产技术的高低，已成为衡量一个国家产品制造技术的重要标志。如今塑料制品已在工业、农业、国防和日常生活等方面获得广泛应用。注塑成型是生产塑料制件最常用的制造方法之一，采用这种方法既可以生产小巧的电子器件和医疗用品，也可以生产大型的汽车配件和建筑构件，生产的制件具有精度高、复杂度高、一致性高、生产效率高和消耗低的特点，有很大的市场需求和良好的发展前景。随着塑料材料技术和注塑成型加工技术的不断进步，塑料注塑加工行业得以持续发展。塑料加工是将原材料变为制品的关键环节，只有迅速的发展塑料加工业，才可能把各种性能优良的高分子材料变成功能各异的制品，在国民经济的各领域发挥作用。模具是塑料成型加工的一种重要的工艺装备，同时又是原料和设备的“效益放大器”，模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。因此，模具工业已成为国民经济的基础工业，被称为“工业之母”，模具生产技术的高低，已成为衡量一个国家产品制造技术的重要标志。1.2 我国塑料注射模具现状 我国塑料注射模具的发展迅速。塑料注射模具的设计、制造技术、CAD 技术、CAPP 技术，已有相当规模的确开发和应用。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大，在模具材料方面，专用塑料模具钢品种少、规格不全质量尚不稳定。模具标准化程度不高，系列化商品化尚待规模化；CAD、CAE软件等应用比例不高；独立的模具工厂少；专业与柔性化相结合尚无规划；企业大而全居多，多属劳动密集型企业。因此努力提高模具设计与制造水平，提高国际竞争能力，是刻不容缓的。塑料注射成型是生产塑料制品的重要手段之一。在CAD技术引入注塑模设计领域后，模具设计发生了根本性的变革，同时也带来了巨大的经济效益。据国外统计，注射模采用CAD技术的比例约占所有不同模35具CAD技术的75%，在我国，注塑模CAD技术也在不断地应用和推广中。 模具是工业生产中使用极为广泛的基础工艺装备。在汽车、电机、仪表、电器、电子、通信、家电和轻工业等行业中，60%80%的零件都依靠模具成形，并且随着近年来这些行业的迅速发展，对模具的要求越来越高，结构也越来越复杂。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂性、高一致性、高生产效率和低耗率，是其它加工制造方法所不能比拟的。随着塑料工业的飞速发展和通用塑料与工程塑料在强度和精度等方面的不断提高，塑料制品的应用范围也在不断地扩大，越来越普遍地采用塑料成型。该方法适用于全部热塑性塑料和部分热固性塑料，制得的塑料制品数量之大是其它成型方法望尘莫及的。作为注塑成型加工的主要工具之一注塑模具，在质量、精度、制造周期以及注塑成型过程中的生产效率等方面水平高低，直接影响产品的质量、产量、成本及产品的更新换代，同时也决定着企业在市场竞争中的反映能力和速度1。注射模的种类很多，其结构与塑料品种、塑件的复杂程度和注射机的种类等很多因素有关，其基本结构都是由动模和定模两大部分组成的。定模部分安装在注射机的固定板上，动模部分安装在注射机的移动模板上，在注射成型过程中它随注射机上的合模系统运动。注射成型时动模部分与定模部分由导柱导向而闭合。一般注射模由成型零部件、合模导向机构、浇注系统、侧向分型与抽芯机构、推出机构、加热和冷却系统、排气系统及支承零部件组成。由于模具的使用特点，决定了模具设计也区别与其它行业。模具设计要考虑的要点如下:a塑件的物理力学性能，如强度、刚度、韧性、弹性、吸水性以及对应力的敏感性，不同塑料品种其性能各有所长，在设计塑件时应充分发挥其性能上的优点，避免或补偿其缺点。b塑料的成型工艺性，如流动性、成型收缩率的各向差异等。塑件形状应有利于成型时充模、排气、补缩，同时能使热塑性塑料制品达到高效、均匀冷却或使热固性塑料制品均匀地固化。c塑件结构能使模具总体结构尽可能简化，特别是避免侧向分型抽芯机构和简化脱模结构。使模具零件符合制造工艺的要求。对于特殊用途的制品，还要考虑其光学性能、热学性能、电性能、耐腐蚀性能等。目前，我国的模具制造技术已从过去只能制造简单模具发展到可以制造大型、精密、复杂、长寿命的模具。在塑料模具方面，能设计制造汽车保险杠及整体仪表盘大型注射模。一些塑料模主要生产企业利用计算机辅助分析(CAE)技术对塑料注塑过程进行流动分析、冷却分析、应力分析等，合理选择浇口位置、尺寸、注塑工艺参数及冷却系统的布置等，使模具设计方案进一步优化，也缩短了模具设计和制造周期采用模具先进加工技术及设备，使模具制造能力大为提高。采用CAE技术，可以完全代替试模，CAE技术提供了从制品设计到生产的完整解决方案，在模具制造加工之前，在计算机上对整个注射成型过程进行模拟分析，准确预测熔体的填充、保压、冷却情况，以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况，以便设计者能尽早发现问题，及时修改制件和模具设计，而不是等到试模以后再返修模具。这不仅是对传统模具设计方法的一次突破，而且对减少甚至避免模具返修报废、提高制品质量和降低成本等，都有着重大的技术经济意义。某些国外电加工机床具有内容丰富、实用可靠的工艺数据和专家系统，使模具的深槽窄缝加工、微细加工、镜面加工等效率和质量大大提高。新的模糊控制系统具有加工反力的监测和控制，提高了大面积加工的深度控制精度。电火花混粉加工技术的应用有效地提高了模具表面质量。模具逆向工程技术、快速经济模具制造技术、三维扫描测量技术及数控模具雕刻机的发展与应用，对模具制造能力的提高也起到了很大作用。我国经济仍处于高速发展阶段，国际上经济全球化发展趋势日趋明显，这为我国模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇。一方面，国内模具市场将继续高速发展；另一方面，模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购趋向也十分明显2。 随着计算机技术的发展应用，模具设计与制造技术正朝着数字化方向发展。特别是模具成型零件方面的软件等，这些技术采用计算机辅助设计，进而将数据交换到加工制造设备，实现计算机辅助制造，或将设计与制造连成一体实现设计制造一体化。1.3 塑料三角支架材料的选用 塑料三角支架如图1.1，塑料三角支架既要小巧，精致，美光又要得体。因此塑料就具有这样的性能，而塑料中的聚丙稀具有流动性好，质量轻，韧性好，耐化学性好，耐磨性好等特点。特别是聚丙烯的成行性能好，易制造出精致的塑料三角支架。所以本设计采用聚丙烯（PP）进行注塑3。图1.1 塑料三角支架2 塑件成型的工艺性分析2.1 塑件的分析 （1） 外形尺寸108.50X113.99X19.00该模具壁厚1-3mm，塑件的尺寸不大，塑料的熔体流程不太长，适合于注射成型。 （2） 脱模斜度 PP属于无定型塑料，成型收缩率较大，参考模具成型与技术选择该塑件上型芯和凹模斜度为。2.2 PP的性能分析2.2.1 PP塑料的使用性能 综合性能好，冲击强度、力学强度较高，尺寸稳定，耐化学性，电气性能良好，易于成型和机械加工，其表面可镀铬，适合制作一般的机械零件、减摩零件、传动零件和结构零件。2.2.1 成型性能1）无定型塑料。其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种来确定成型方法及成型条件。2）吸湿性极弱。含水量小于0.3%（质量），所以无需进行干燥。3）流动性好。溢边料0.03mm左右。4）模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。机械加工时塑件表面呈现白色痕迹4。2.2.3 PP的主要性能指标 表2.1 PP的性能指标5密度/gcm-30.8510.935屈服强度/Mpa40比体积/ cm3g-11.0691.175拉伸强度/Mpa9.39-36.7吸水性/%0.02%拉伸弹性模/Mpa694-1980熔点/164170抗弯强度/Mpa30计算收缩率(%)1.02.5抗压强度/Mpa45比热容/kg1900弯曲弹性模/Mpa694-19802.3 PP的注射成型过程及工艺参数2.3.1注射成型过程1.成型前的准备。对PP的色泽、粒度和均匀度等进行检测，由于PP吸水性极小，成型前无需进行干燥。2.注射过程。塑件在注射机料筒内经过加热、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，其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。3.塑件的后处理。处理的介质为空气和水，处理温度为6070，处理时间为1620s6。2.3.2注塑工艺参数1.注塑机：螺杆式，螺杆转速为30r/min。2.料筒温度（）：后段160190； 中段170200； 前段200240。3.喷嘴温度（）：170180。4.模具温度（）：4080（50）。5.注射压力（MPa）：3580。6.成型时间（S）：24.6（注射时间取1.6，冷却时间15，辅助时间8）。 3 拟定模具的结构形式3.1 分型面位置的确定将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分，它们的接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料，当成型时又必须接触封闭，这样的接触表面称为分型面，它是决定模具结构的重要因素，每个塑件的分型面可能只有一种选择，也可能有几种选择。合理地选择分型面是使塑件能完好的成型的先决条件。通过对塑件的结构形式的分析，分型面应选在端盖截面积最大且利于开模取出塑件的底平面上7。选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则：1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处；2）便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边；3）保证塑件的精度要求；4）满足塑件的外观质量要求；5）便于模具加工制造；6）对成型面积的影响；7）对排气效果的影响；8）对侧向抽芯的影响选择分型面时，应尽量减小由于脱模造成塑件的大小端尺寸差异，为保证内六角精度及侧抽芯顺利脱模。如图3.1图3.1分型面3.2 型腔数量和排列方式的确定型腔数目的确定，与下列条件有关： 1. 塑件尺寸精度型腔数越多时，精度也相对地降低，1、2 级超精密注塑件，只能一模一腔，当尺寸数目少时，可以一模二腔。3、4 级的精密级塑件，最多一模四腔。 2. 模具制造成本多腔模的制造成本高于单腔模，但不是简单的倍数比。从塑件成本中所占的模具费比例看，多腔模比单腔模具低。 3. 注塑成形的生产效益多腔模从表面上看，比单腔模济效益高。但是多腔模所使用的注射机大，每一注射循环期长而维持费较高，所以要从最经济的条件上考虑一模的腔数。 4 制造难度多腔模的制造难度比单腔模大，还应根据塑性制件的批量、交货周期、质量控制要求、成型的塑料品种与塑件的形状尺寸、塑料制件的成本及所选用的注射机的技术规范等条件综合考虑。大多数小型件常用多型腔注射模，而高精度塑件的型腔数原则上不超过4个，生产中如果交货允许，此处生产批量为中批量生产，综合考虑生产批量，模具成本的因素，故采用一模二腔。型腔数量的确定 该塑件为小批量，专业化生产，可采取一模一腔的结构形式。多型腔模具设计的重要问题之一就是浇注系统的布置方式，由于型腔的排布与浇注系统布置密切相关，因而型腔的排布在多型腔模具设计中应加以综合考虑。型腔的排布应使每一个型腔都通过浇注系统从总压力中心中均等地分得所需的压力，以保证塑料熔体同时均匀地充满每个型腔，使各型腔的塑件内在质量均一稳定。这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能最短8，同时采用平衡的流道和合理的浇口尺寸以及均匀的冷却等。合理的型腔排布可以避免塑件的尺寸差异、应力形成及脱模困难等问题。平衡式型腔布局的特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度、截面形状及尺寸均对应相同，可以实现均衡进料和同时充满型腔的目的；非平衡式型腔布局的特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度不相等，因而不利于均衡进料，但可以缩短流道的总长度，为达到同时充满型腔的目的，各浇口的截面尺寸制作得不相同。要指出的是，多型腔模具最好成型同一尺寸及精度要求的制件，不同塑件原则上不应该用同一副多模腔模具生产。在同一副模具中同时安排尺寸相差较大的型腔不是一个好的设计，不过有时为了节约，特别是成型配套式塑件的模具，在生产实践中还使用这一方法，但难免会引起一些缺陷，如有些塑件发生翘曲、有些则有过大的不可逆应变等。 本设计成型同一塑件，且壁厚均匀，故采用平衡式。3.3 注射机型号的确定3.3.1 注射量的计算通过三维软件建模设计分析计算得注塑体积：V塑=19.663cm3塑件质量：m塑=V塑 =19.70.9=17.73g，公式中密度参考模具成型与技术可取。3.3.2 浇注系统凝料体积的初步估算浇注系统的凝料在设计之前是不是能准确的数值，但是可以根据经验按塑件体积的0.51倍来估算。由于采用的流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.5倍来计算，本次设计采用PROE全3D设计，可以实际测量流道体积,故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积为V总=V塑+ V流=19.7+3=22.7cm33.3.3 选择注塑机根据第二步计算出来的一次注入模具型腔的塑料总质量V总 = 22.7cm3，并结合模具成型与技术9公式V公=V总/0.8得V公=28.4 cm3.。根据以上的计算，初步选定公称注射量为104 cm3 ，注射机型号为SZ-104/100卧式注射机其主要技术参数见下表3.1表3.1注射机主要技术参数理论注射容量/ cm3104移模行程/mm300螺杆柱塞直径/mm30最大模具厚/mm350V注射压/Mpa150最小模具厚/mm200注射速/gs-154锁模形式双曲肘塑化能/gs-142模具定位孔/mm100螺杆转速/rmin-110喷嘴球半径/mm12锁模力/kN900喷嘴口孔径/mm4拉杆内间距/mm345X3453.3.4 注塑机的相关参数的校核1）注射压力校核。PP所需要的注射压力为70100Mpa，这里取P0=80Mpa，该注塑机的公称注射压力P公=150Mpa，注射压力安全系数k1=1.11.3，这里取1.2，则：k1 P0 =1.280=96P公，所以，注塑机注射压力合格。2）锁模力校核塑件在分型面上的投影面积A塑，则 A塑=2022mm2（忽略倒角投影面积）浇注系统在分型面上的投影面积A浇，即流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A浇数值，可以按照单型腔模的统计分析来确定。A浇是塑件在分型面上的投影面积A浇的0.10.3倍。这里取A浇=0.2 A塑 。塑件和浇注系统在分型面上的总的投影面积A总，此处由于采用侧浇口，则需要测量流道投影面积模具型腔内的膨胀力F胀 P模为型腔的平均计算压力值10。P模是模具型腔内的压力，通常取注射压力的20%40%，大致范围为3060Mpa。对于粘度较大的精度较高的塑料制品应取较大值。PP属于中等粘度塑料及有精度要求的塑件，故P模取50Mpa F胀=A总P模锁模力F锁=900kN，锁模力的安全系数为k2 =1.11.2这里取1.2，则k2F胀=1.2 F胀=1.22022x30x0.001=72.8F锁=900，所以该注射机锁模力合格。对于其他安装尺寸的校核要等到模架选定，结构尺寸确定后方可进行。4 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，对塑件质量影响很大。它分为普通浇注系统和热流道浇注系统。浇注系统设计原则11:(1).结合型腔布置考虑，尽可能采用平衡式分流道布置；(2).尽量缩短熔体的流程，以便降低压力损失、缩短充模时间；(3).浇口尺寸、位置和数量的选择十分关键，应有利于熔体流动、避免产生湍流、涡流、喷射和蛇形流动，并有利于排气和补缩；(4).避免高压熔体对模具型芯和嵌件产生冲击，防止变形和位移的产生；(5).浇注系统凝料脱出应方便可靠，凝料应易于和制品分离或者易于切除和整修；(6).熔接痕部位与浇口尺寸、数量及位置有直接关系，设计浇注系统时要预先考虑到熔接痕的部位、形态，以及对制品质量的影响；(7).尽量减少因开设浇注系统而造成的塑料凝料用量；(8).浇注系统的模具工作表面应达到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中浇口应有IT8以上的精度要求12；(9).设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施；(10).尽可能使主流道中心与模板中心重合，若无法重合应使两者的偏离距离尽可能小。该模具采用普通浇注系统，包括主流道、分流道、浇口、冷料穴。4.1 主流道的设计图4.1主流道设计如图4.1通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝体的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。另外，由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。4.1.1 主流道尺寸主流道的长度：小型模具L主应尽量小于100mm，本次设计中初取93mm进行设计。主流道小端直径：d=注射机喷嘴尺寸+（0.51）mm=4mm主流道大端直径：d=d+2L主tan(/2)6.9mm，式中=2主流道球面半径：SR。=注射机喷嘴球头半径+（12)mm=(12+2）mm= 14 mm球面的配合高度：h=3mm4.1.2 主流道的凝料体积V主=/3L主（R+r+R主r主）=3000mm (4.1)4.1.3 主流道当量半径 Rn=（d+d)/4mm= 4mm (4.1)4.1.4 主流道浇口套的形式 主流道衬套为标准件可选购。主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，易磨损。对材料要求严格，因而尽管小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成一个整体，但考虑上述因素通常仍然将其分开来设计，以便于拆卸更换。同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。设计中常采用碳素工具钢（T8A或T10A），热处理淬火表面硬度为5357HRC。4.2 浇口的设计浇口又叫进料口，是连接分流道与型腔的通道。它有两个功能：一是对塑料熔体流入型腔起着控制作用；另一个是当注射压力撤销后封锁型腔，使型腔中尚未固化的塑料不会倒流。常向的浇口形式有直接浇口，侧浇口，点式浇口，扇形浇口，圆盘式浇口，环形浇口等。浇口的位置选择原则：浇口的位置与塑件的质量有直接影响。在确定浇口位置时，应考虑以下几点：a 熔体在型腔内流动时，其动能损失最小。要做到这一点必须使 1)流程(包括分支流程)为最短； 2)每一股分流都能大致同时到达其最远端； 3)应先从壁厚较厚的部位进料； 4)考虑各股分流的转向越小越好。b. 有效地排出型腔内的气体。该塑件要求不允许有裂纹和变形缺陷，表面质量要求较高，采用一模一腔注射。根据浇口选用原则和为保证塑件表面质量及美观效果，采用侧浇口13。4.3 校核主流道的剪切速率上面分别求出了塑件的体积，主流道的体积，分流道的体积（浇口的体积太小可以忽略不计）以及主流道的当量半径，这样可以校核主流道熔体的剪切速率。4.3.1 计算主流道的体积流量Q主=（V主+nV塑）/t=1.625cm/s4.3.2 计算主流道的剪切速率主=3.3q主/R主= 0.9103s-1主流道的剪切速率校核合格。4.4 冷料穴的设计主流道的末端需要设置冷料穴，其作用主要是收集熔体前锋的冷料，防止冷料进入模具型腔而影响制品的表面质量。因为最先流入的塑料因接触温度低的模具而使料温下降，如果让这部分温度下降的塑料流入型腔会影响制品的质量，为防止这一问题必须在没塑料流动方向在主流道末端设置冷料穴以便将这部分冷料存留起来14。由于该塑件表面要求没有印痕，采用脱模板推出塑件。冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上，其标称直径与主流道直径相同或略大一些，这里取为，最终要保证冷料体积小于冷料穴体积。冷料穴的形式有多种，这里采用与球头形拉料杆匹配的冷料穴。由于该塑件表面要求没有印痕，采用脱模板推出塑件。开模时，利用凝料对球头的包紧力使凝料从主流道衬套中脱出。5 成型零件的结构设计及计算5.1 成型零件的结构设计成型零部件结构设计主要应在保证塑件质量要求的前提下，从便于加工、装配、使用、维修等角度加以考虑15。（1）凹模的结构设计凹模也称为型腔，是用来成型制品外形轮廓的模具零件，其结构与制品的形状、尺寸、使用要求、生产批量及模具的加工方法等有关，常用的结构形式有整体式、嵌入式、镶拼组合式和瓣合式四种类型。根据对塑件的结构分析，本设计采用整体式凹模如图5.1，其特点是结构简单，牢固可靠，不容易变形，成型出来的制品表面不会有镶拼接缝的溢料痕迹，还有助于减少注射模中成型零部件的数量，并缩小整个模具的外形结构尺寸。不过模具加工起来比较困难，要用到数控加工或电火花加工。图5.1凹模的结构（2）凸模的结构设计凸模是成型塑件内表面的成型零件，通常可以分为整体式和组合式两种类型。通过对塑件的结构分析，选用组合式凸模如图5.2。 图5.2凸模的结构5.2 成型零件钢材的选用根据对成型塑件的综合分析，该塑件的成型塑件要有足够的刚度、强度、耐磨性以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。又因为该塑件是小批量生产，所以构成型腔的嵌入式凹模钢材选用718号钢。我国GB标准钢号3Cr2NiMo；德国DIN标准材料钢号2738；瑞典一胜百ASSAB标准钢号718；美国AISI/SAE标准钢号P20优化；日本JS标准钢号SNCM优化；国际标准组织ISO标准钢号35CrMo2。718H为真空熔炼之铬-镍-钼合金钢，出厂前经过淬硬及回火处理，具备下列各项优点：无淬裂和热处理变形风险；无需热处理费用；缩短模具制作周期；降低模具所需成本（例，无需侨正变形）；模具易于修正；可施以氮化及表面硬化处理，以增进模具的表面硬度及耐磨性。718H钢是瑞典一胜百预硬型镜面防酸塑料模具钢。该钢经预硬化处理，材质均匀洁净度高 具有极佳的抛光性能及光刻花性。还具有高的淬透性，良好的电加工性能和皮纹加工性能。预硬钢不须淬火也可用于模膛，凸缘可施行火焰硬化， 可将硬度提高到52HRC。5.3 成型零件工作尺寸的计算成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接决定塑件形状的有关尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之间的位置尺寸，以及中心距尺寸等。在模具设计时要根据塑件的尺寸及精度等级确定成型零部件的工作尺寸及精度等级。影响塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收缩率，模具成型零部件的制造误差，模具成型零部件的磨损及模具安装配合方面的误差。这些影响因素也是作为确定成型零部件工作尺寸的依据。由于按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量计算型芯型腔的尺寸有一定的误差（因为模具制造公差和模具成型零部件在使用中的最大磨损量大多凭经验决定），这里就只考虑塑料的收缩率计算模具盛开零部件的工作尺寸16。塑件经成型后所获得的制品从热模具中取出后，因冷却及其它原因会引起尺寸减小或体积缩小，收缩性是每种塑料都具有的固有特性之一，此塑件未注上下偏差，所以上下公差都是查表所得。5.3.1 凹模宽度尺寸的计算塑件尺寸的转换：相应的塑件制造公差1=0.7MM，LM1=(1SCP)+LS1+X1P100.22=(10.015)+114+0.60.700.22=115.8200.22mm式中，是塑件的平均收缩率，聚丙烯的收缩率为1%2%,所以平均收缩率；、是系数， 一般在0.50.8之间，此处取；分别是塑件上相应尺寸的公差（下同）；是塑件上相应尺寸制造公差对于中小型零件取（下同）。5.3.2 凹模长度尺寸的计算塑件尺寸的转换：LS1=1140.6=114-1.20MM，相应的塑件制造公差3=1.2MMLS2=1140.45=114-O.90MM，相应的塑件制造公差4=0.9MM.LM1=(1+SCP)+LS1+X3P100.2=(1+0.015)+180+0.51.200.2=18000.2MM式中，是系数，一般在0.50.8之间，此处取。5.3.3 凹模高度尺寸的计算塑件尺寸的转换：HS1=7.50.2=7.5-0.40MM，相应的塑件制造公差0.4mm2=7.5+0.05=7.5-0.10MM,应的塑件制造公差0.1mmHM1=(1+SCP)+HS1+X1P1=(1+0.015)+7.5+0.70.400.067=4500.067MM式中，是系数，一般在0.50.7之间，此处取。5.3.4 凸模宽度尺寸的计算塑件尺寸的转换：LS=7.620.35=7.6200.7MM，相应的塑件制造公差0.7mmLM=(1+SCP)+LS+XP= (1+0.015)+170+0.60.70.1170 =1700.1170 MM式中，是系数，一般在0.50.7之间，此处取。5.3.5 凸模长度的计算塑件尺寸的转换LS=1140.51=11401.02MM：，相应的塑件制造公差1.02mmLM=(1+SCP)+LS+XP= (1+0.015)+180+0.651.02-0.170 =180-0.170 MM式中，是系数，知一般在0.50.7之间，此处取。5.3.6凸模高度尺寸的计算塑件尺寸的转换HS=11.50.2=11.50O.4MM，相应的塑件制造公差o.4mmHM=(1+SCP)+H S+XP= (1+0.015)+11.5+0.60.4-0.170 =450.0670 MM式中，是系数，可知一般在0.50.7之间，此处取。5.4 成型零件尺寸及动模板厚度的计算5.4.1 凹模侧壁厚度的计算 凹模侧壁厚度与型腔内压强及凹模的深度有关，根据型腔布置，模架初选300x300的标准模架，其厚度计算如下：T=30mm （5.4）式中：a=29.49mm（型腔内高度） E=2.1105MPa p=35MPa c查表所得5.4.2 凹模板厚度的计算TH=45mm式中：b=7.5mm（型腔内宽度） E=2.1105MPa p=35MPa 查表所得5.4.3 动模厚度的计算动模板厚度和所选模架的两个垫块之间的跨度有关，根据前面的型腔布置，模架应选在300mmx300mm这个范围之内，垫块之间的跨度大约为184mm。那么，根据型腔布置及凸模对动模板的压力就可以计算得到动模板的厚度，即T=0.54L()=87.4mm为了垫板不因弯曲应力过大而变形 ，所以动模板90mm。式中，是动模板刚度计算的需用变形量，；L是两垫块之间的距离，约为184mm；L1为动模板的长度，取300mm，A是型芯投影到动模板上的面积A=2022.5.4.4 侧向分型与抽芯机构一般指的模具的行位机构，即凡是能够获得侧向抽芯或侧向分型以及复位动作来拖出产品倒扣，低陷等位置的机构17。下图列出模具的常用行位结构。图5.3从作用位置分为下模行位、上模行位、斜行位（斜顶）。 从动力来分，为机动侧向行位机构和液压（气压）侧向行位机构。图5.3 模具常用行位结构1） 滑块的设计滑块设计的要点在于滑块与侧向型芯连接以及注射成型时制品尺寸的准确性和移动的可靠性，滑块分为整体式和组合式两种。滑块材料常用45钢或T8、T10等制造，要求硬度在HRC40以上。 2） 导滑槽设计 导滑槽与滑块导滑部分采用间隙配合，一般采用H8/f8。滑块的滑动配合长度通常要大于滑块宽度的1.5倍，而保留在导滑槽内的长度不应小于导滑配合长度的2/3，导滑槽材料通常用45钢制造，调质至HRC 28HRC32，3） 滑块定位装置设计由于我们采用的是后模行位的形式，根据生产的实际情况，采用行位压板的方式，主要作用为固定与导向作用。4） 楔紧块设计楔紧角应比斜导柱的倾斜角大23。 5） 斜导柱抽芯机构的结构形式斜导柱和滑块在模具上因安装位置不同，组成了抽芯机构的不同结构形式。1）斜导柱在定模上、滑块在动模上的结构。 设计时必须注意，滑块与推杆在合模复位过程中不能发生“干涉”现象。所谓干涉现象是指滑块的复位先于推杆的复位致使活动侧向型芯与推杆相碰撞，造成活动侧向型芯或推杆损坏。 如果发生干涉，常用的先复位附加装置有弹簧先复位、楔形滑块先复位、摆杆先复位等多种形式。2）斜导柱在动模上、滑块在定模上的结构。3）斜导柱和滑块同在定模上。4）斜导柱和滑块同在动模上。5.4.5抽芯机构主要参数的确定（1） 抽芯距S图5.4型芯从成型位置到不妨碍塑件的脱模推出位置所移动的距离叫理论抽芯距，用S表示。为了安全起见，实际抽芯距离S通常比理论抽芯距离S大23mm，即S= S +（23）mm本次设计中有头尾两端凹槽都需侧抽芯出模, 因深度不同因而设定抽芯距也不同. 有S1=5mm，所以取S1 =5+3=8mm（2） 斜导柱倾斜角导柱倾斜角是决定斜导柱抽芯机构工作效果的一个重要参数，它不仅决定了开模行程和斜导柱长度，而且对斜导柱的受力状况有着重要影响。决定倾斜角大小时，应从抽芯距、开模行程和斜导柱受力几个方面综合考虑。实际生产中，一般取=1230。本次设计取=20。（3） 斜导柱直径d斜导柱直径计算公式为式中：斜导柱直径，mm； 脱模力，N；侧型芯滑块受的脱模力作业线与斜导柱中心线的交点到斜导柱固定板的距离，mm； 斜导柱所用材料的许用弯曲应力，MPa； 斜导柱倾斜角。本次模具设计中，计算如下：=12.13mm取d为12mm。（4） 斜导柱的总长度斜导柱总长度计算公式为 （510）mm （5.4）式中：斜导柱总长度，mm； 斜导柱固定部分大端直径，mm； 斜导柱倾斜角； 斜导柱固定板厚度，mm； 斜导柱工作部分直径，mm； 抽芯距，mm。本次模具设计中，计算如下：（510）mm101mm图5.4抽芯机构6 模架的确定与导向结构设计图6.1为CI典型的模架结构图。 图6.1模架结构根据本设计模具型腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸可以算出凹模嵌件所占的平面尺寸170mm180mm，又考虑凹模最小壁厚，导柱，导套的布局等，再同时参考中小型标准模架的选型经验公式可确定选用模架序号CI3030-A80-B90-C90，模架结构为CI型。6.1 各模板尺寸的确定1)A板尺寸。A板是定模型腔板，塑件高度为19mm，凹模嵌件深度7.5mm，又考虑在模板上还要开设冷却水道，还需要留出足够的距离，故A板厚度取80mm。2)B板尺寸。B板是型芯固定板，按模架标准板厚度取90mm。3)C板（垫块）尺寸。垫块=推出行程+推板厚度+推杆固定板厚度+（510）mm=7889mm，初步选定C为90mm。经上述尺寸的计算，模架尺寸为300mm300mm，模架结构形式为CI型的标准模架。其形外尺寸：宽长高=300mm230mm310mm。6.2 模架各尺寸的校核 根据所选注射机来校核模具设计的尺寸。模具平面尺寸为300mm300mm345mm345mm（拉杆距离），校核合格。模具高度尺寸310mm，200mm270mm350mm（模具的最大和最小厚度），校核合格。模具的开模行程S=H1+H2+（510）mm=19+95+（510）mm=124m300mm（开模行程），校核合格。6.3 导向与定位结构的设计注射模的导向机构用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。按作用分为模外定位和模内定位。模外定位是通过定位圈使模具的浇口套能与注射机喷嘴精度定位;而模内定位机构则通过导柱导套进行合模定位。锥面定位则用于动、定模之间的精度定位。本模具所形成型的塑件比较简单，模具定位精度要求不是很高，因此可采用模具本身多带的定位机构18。7 脱模推出机构的设计7.1 脱模机构设计原则如图7.1塑件从模具上取下以前还有一个从模具的成型零部件上脱出的过程，使塑件从成型零部件上脱出的机构称为脱模机构。主要由推出零件，推出零件固定板和推板，推出机构的导向和复位部件等组成。（1）保证塑件不变形损坏，正确分析塑件对凹模或型芯的附着力的大小及其所在部位，有针对性的选择合适的脱模方法和脱模位置，使推出重心与脱模阻力中心相重合。型芯由于塑件收缩时对其包紧力最大，因此推出的作用点应尽量靠近型芯，同时推出力应该作用于塑件刚度和强度最大的部位，作用面也应该尽可能大一些。（2）力求保证良好的塑件外观，顶出位置应尽量设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位，在采用推杆脱模时尤其要注意这个问题。图7.1脱模机构7.2 推出方式的确定推出机构按其推出动作的动力来源分为手动推出机构，机动推出机构，液压和气动推出机构。根据推出零件的类别还可分为推杆推出机构、套管推出机构、推板推出机构、推块推出机构、利用成型零部件推出和多元件综合推出机构等。本塑件采用推杆脱模机构。推杆脱模机构是最简单、最常用的一种形式，具有制造简单、更换方便、推出效果好等特点。推杆直接与塑件接触，开模后将塑件推出。塑件中心用4根推杆。推杆端面应和塑件成型表面在同一平面或比塑件成型表面高出0.050.10。7.3 脱模力的计算因为矩形塑件内壁长宽尺寸与壁厚之比10mm，所以此塑件为薄壁矩形塑件。F=0.1A=0.1388=10393.4mm式中 E-塑料的弹性模量（1300MPa）；L -型芯或凸模被包紧部分的长度（119）；-脱模斜度（）；S -塑料成型的平均收缩率（1.5%）；f-摩擦系数，一般取0.5；t-塑件的壁厚(1.5)；-由与f决定的无因次数，；-塑料的泊松比（0.32）；A-塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积（2022）。7.4 推杆的直径计算及强度校核7.4.1 推杆的直径计算D1=K()1/4=1/4=7.394mm取D1=7.4mm；式中-推杆长度（133.5）；-推杆数量，取4；E-推杆材料的弹性模量（）；k是安全系数，取k=1.5。7.4.2 强度校核所以合格。式中，是推杆材料的许用压应力（），查塑料模设计手册。7.5 推出机构的复位脱模机构完成塑件的顶出后，为进行下一个循环必须回复到初始位置，目前常用的复位形式主要有复位杆复位和弹簧复位。本设计采用复位杆复位。7.6 推杆与模体的配合推杆和模体的配合性质一般为H8/f7或H7/f7，配合间隙值以熔料不溢料为标准。配合长度一般为直径的1.52倍，至少大于15mm，推杆与推杆固定板的孔之间留有足够的间隙，推杆相对于固定板是浮动的。8 冷却系统的设计8.1 冷却系统的设计原则（1）动、定模要分别冷却，保持冷却平衡。（2）孔径与位置，一般塑件的壁厚越厚，水管孔径越大。（3）冷却水孔的数量越多，模具内温度梯度越小，塑件冷却越均匀。（4）冷却通道可以穿过模板与镶件的交界面，但是不能穿过镶件与镶件的交界面，以免漏水。（5）尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等，当塑件壁厚均匀时，冷却水孔与型腔表面的距离应处处相等。当塑件壁厚不均匀时，壁厚处应强化冷却、水孔应靠近型腔，距离要小。（6）浇口处加强冷却。（7）应降低进水与出水的温差。（8）标记出冷却通道的水流方向。（9）合理确定冷却水管接头的位置。（10）冷却系统的水道尽量避免与模具上其他机构发生干涉现象，设计时要通盘考虑。图8.1冷却系统8.2 冷却系统的简单计算（1）单位时间内注入模具中的塑料熔体总质量.1）塑料制品的体积 2）塑料制品的质量 3）由于塑件80%部分的壁厚为1 mm，20%部分的壁厚为1.6mm，可查表，取综合冷却时间t冷=15s，取
- 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