盒类模具结构与加工工艺设计

1、 盒类模具结构与盒类模具结构与加工工艺设计加工工艺设计模具设计软件模拟工艺流程模具设计Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University塑件的基本性能塑件的基本性能n 外形大小为505010（mm）的两塑件。n 两塑件可以合拢，用紧固件可以固定，并形成含有一定体积的空腔。n 其中一个塑件能够绕另一个塑件的插入轴旋转。Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University原始塑件原始塑件Xian Jiaotong

2、UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University存在的问题存在的问题n塑件存在的问题： 1）无法合拢，缺少紧固 2）无法绕轴旋转n模具设计存在的问题：浇注系统的设计缺陷Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University预计中的塑件预计中的塑件Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University预计中的塑件预计中的塑件Xian Jiaotong

3、UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University设计思路设计思路 根据原始模具和预计的塑件形状尺寸来设计模具的八个主要机构和三个过程。 机构包括：成型零部件，浇注系统，导向与定位零件，支撑零部件，脱模机构，温度调节系统，排气系统，侧向分型抽芯机构 三个过程：工艺分析，基本机构设计，模具基本参数校核Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University工艺分析主要内容工艺分析主要内容 原材料：ABS（密度为1.06 g/cm3 ）。 塑件的

4、结构总体形状为凹形，结构较为简单，组成包括两塑件和一螺钉。从塑料的壁厚上来看，四周壁厚始终为2mm，顶部为3mm，均匀一致。 塑件表面较为光滑，表面粗糙度Ra一般选择0.8Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University工艺分析主要内容工艺分析主要内容 塑件尺寸精度及表面质量：表面精度采用五级精度（MT5）。其它尺寸无公差要求，采用八级（MT8）。 注射过程中，塑件在注射机料筒内经过加热，塑件达到流动状态后，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。Xian

5、 Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University塑料件装配体三视图Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University分型面及型腔的确定分型面及型腔的确定 模具型腔二个，对称布置，简单又经济。 分型面应该选在截面轮廓面积最大处，且有利于开模取出塑件，因而将分型面选在塑件的底平面处，见图红色处。Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong U

6、niversity通过三维软件建模设计计算得塑件体积：V塑=22839.078 mm3塑件质量：m塑=V=24.2g 一次注入模具型腔塑料熔体的总体积为：V总= V塑（1+0.2）=24.21.21=29 cm3 则注射量为V总/0.8=29/0.8=36.3cm3.注射量的计算Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University浇注系统的设计浇注系统的设计n浇注系统由主流道，分流道，浇口，冷料穴四个部分组成n所须设计的零件尺寸： 定位圈：100mm 球面配合高度为3mm 小段直径d=3mm 大段直径d

7、=6mm 主流道浇口套长度：L=45mmXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University浇注系统的设计浇注系统的设计n分流道单边长度为15mmn浇口选择为矩形侧浇口Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University浇注系统浇注系统Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University成型零件的结构尺寸设计成型零件的结构

8、尺寸设计n凹模的设计为整体式凹模，凸模的设计为整体式凹模。材料选Cr12MoVn凹模径向尺寸公式：LM=（1+Scp）*ls-x*+zn凹模深度尺寸公式：HM=（1+Scp）*Hs-x*+zn凸模径向尺寸公式：lM=（1+Scp）*ls+x*- z n凸模深度尺寸公式：lM=（1+Scp）*ls+x*-zn中心距尺寸公式：LM=（1+Scp）*ls 0.5z注：LM HM lM指工作尺寸，ls Hs指基本尺寸，Scp塑料平均收缩率，查表1-2取0.0055，z指制造公差，取尺寸公差的1/6。x为系数，取0.6，单位均为mm。Xian Jiaotong UniversityXian Jiaoto

9、ng UniversityXian Jiaotong University成型零件的结构尺寸成型零件的结构尺寸n凹模径向尺寸：LM2=LM1=（1+0.0055）*50.37-0.6*0.74+0.123=50.203+0.123mmn凹模深度尺寸:HM=（1+0.0055）*10.16-0.6*0.32+0.053=10.024+0.053mmn凸模径向尺寸: lM2=lM1=（1+0.0055）*45.68+0.6*0.64- 0.107=46.315-0.107 n凸模深度尺寸: HM=（1+0.0055）*6.86+0.6*0.28- 0.047=7.066-0.047Xian Jia

10、otong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University上模板Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 下模板Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University支撑零部件支撑零部件支撑零

11、部件主要是模架的选择。塑件的基本尺寸为50mmX50mmX10mmn塑件在分型面上的投影宽度W满足：W=W2-10n塑件在分型面上的投影长度L满足：L60mm,查表4-38得，W2=73，对应模架的宽度W=125mm,复位杆直径d=12mm。 lt172mm,所对应的模架长度为200mm。n为了安全可靠，选择A2型标准模架，W*L=180*200Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityA2模架模架Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University

12、Xian Jiaotong University脱模机构的设计脱模机构的设计 塑件采用推杆推出机构，即会有四个组成零件，推杆，推板，推杆固定板，复位杆。 推杆：86mm 推板：11020015mm 推杆固定板：11020014mm 复位杆：412mmXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Ji

13、aotong UniversityXian Jiaotong University导向与定位机构的设计导向与定位机构的设计 注射模的导向机构用于动定模之间的开合模导向机构导向和脱模机构的运动导向。本模具结构简单，定位精度不高，采用模架本身自带的定位结构导向，选择直径为20mm的带头导柱和带头导套标准件进行导向与定位。Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University其他机构其他机构 排气系统：该塑件由于结构简单，因此不需设计额外的排气系统，气体会从分型面和型芯的间隙中排出。 由于没有与开模方向不一致的

14、凹凸形状，不用考虑侧向分型抽芯机构和温度调节系统。Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University模具相关参数的校核模具相关参数的校核1.注射压力的校核 ABS塑料注射压力取P为100MPa，该注射机的注射压力= 1.3*100 = K1*P=130公称注射压力为 150MPa。2.锁模力的校核 分型面上的投影面积A=4900mm2模具型腔内的胀型力F账=P*A=4900*35172KN塑料ABS注射时型腔的平均压力为35MPa。锁模力安全系数K2为1.2,则K2* F账=1.2* F账=1.2*1

15、72=2061000KN 故，注射机锁模力合格。Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University注塑模具装备图注塑模具装备图Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University注塑模具三维剖视图注塑模具三维剖视图Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University注塑模具截面剖视图注塑模具截面剖视图模具设计软件模拟工艺

16、流程MoldflowXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University塑件整体模型Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University凹件部分模型Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University凸件部分模型Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jia

17、otong University塑件材料Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University工艺设置Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University注射位置1Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University注射位置2Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXi

18、an Jiaotong University 网格划分Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University网格划分结果Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University填充过程模拟1Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University填充过程模拟2Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong

19、 UniversityXian Jiaotong University填充过程模拟3模具设计软件模拟工艺流程工艺流程Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University模具工作零件的加工方法模具工作零件的加工方法n通用机床加工n数控机床加工n特种工艺加工Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University通用机床加工通用机床加工通用机床加工模具零件，主要依靠工人的熟练技术，利用铣床、车床等进行粗加工、半精加工，然

20、后由钳工修正、研磨、抛光。Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University数控机床加工数控机床加工数控机床加工是指采用数控铣、加工中心等机床对模具零件进行粗加工、半精加工、精加工以及采用高精度的成形磨床、坐标磨床等进行热处理后的精加工，并采用三坐标测量仪进行检测。Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University特种工艺加工特种工艺加工电火花加工电解加工挤压精密铸造电铸等成形Xian Jiaotong Un

21、iversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University模具工作零件的制造过程模具工作零件的制造过程毛坯准备毛坯加工零件加工光整加工装配与修整等Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University毛坯准备毛坯准备工作零件毛坯的锻造铸造切割退火或正火Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University零件加工零件加工进行模具零件的半精加工和精加工，使零件各主要

22、表面达到图样要求的尺寸精度和表面粗糙度。工种有划线、钻、车、铣、镗、仿刨、插、热处理、磨、电火花加工等。Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University光整加工光整加工主要对精度和表面粗糙度要求很高的表面进行光整加工，工种有研磨、抛光等。Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University装配与修正装配与修正工作零件的钳工修配及镶拼零件的装配加工机加工顺序: 先粗后精、先主后次、基面先行、先面后孔的原则。零件

23、的热处理加工，包括预先热处理和最终热处理Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University毛坯加工毛坯加工进行毛坯粗加工，切除加工表面上的大部分余量。工种有锯、刨、铣、粗磨等。Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University具体零件的加工分析具体零件的加工分析 上下模座板和垫板加工 导柱导套加工 工作零部件加工Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityX

24、ian Jiaotong University上下模座板和垫板加工上下模座板和垫板加工上下模座板和垫板都属于板类零件，这类零件的加工质量要求主要有以下几个方面：表面间的平行度和垂直度。表面粗糙度和精度等级。模板上各孔的精度、垂直度和孔间距的要求。Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University导柱导套的加工导柱导套的加工导柱导套的加工原则配合表面的尺寸，形状精度，硬度要求，同轴度要求导柱导套加工的方案选择备料粗加工半精加工热处理精加工光整加工导柱导套加工过程中的定位一般采用设计基准和工艺基准重合的两

25、端中心孔定位Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University凹模的加工凹模的加工凹模加工的基本要求在工艺分析中如何保证刃口的质量和形状位置的精度是至关重要的凹模加工的方案选择备料-锻造-退火-刨六面-平磨-划线-铣空 刀-钳工(钻各孔及中心工艺孔)-淬火-回火-平磨-数控线切割-钳工研磨Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University凸模的加工凸模的加工凸模加工的基本要求所采用的材料和凹模也相同，加工要求

26、也基本相同。凸模加工的方案选择主要用仿形刨或精密铣床等设备将凸模加工出来。Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University模具装配工艺模具装配工艺分为部装和总装，工艺技术要求：n装配好的模具其外形和安装尺寸应符合装配图纸所规定的要求。n定模座板上平面与动模座板下平面须平行，平行度0.02/300。n装配好的模具成型位置尺寸应符合装配图纸规定要求,动、定模中心重复度0.02mm。Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University模