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文档简介
1、前 言 塑料作为现代工业中较为常见的材料之一,在性能上具有质量轻、强度好、耐腐蚀、绝缘性好、易着色等特点,其制品可加工成任意形状,且具有生产效率高、价格低廉等优点,所以应用日益广泛,在汽车、仪表、化工等工业中,塑料已经成为金属零件的良好代用材料。与相同重量的金属零件比,塑料件能耗小,且成型加工方法简单,易组织规模生产,只需一台自动化注射机,配上合适模具,就能进行大批量生产。塑料是20世纪才发展起来的新材料,也是一门新兴工业。目前,世界上塑料的体积产量已经大大超过了钢铁,成为当前社会使用的一大类材料。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塑件产品,在国民经济各领
2、域充分地发挥作用。模具是塑料成型加工的一种重要的工艺装备,同时又称为原料及设备“效益放大器”。 现代塑料制品生产中,合理的加工工艺、高效的设备和先进的模具,被誉为塑料制品成型技术的“三大支柱”。尤其是加工工艺要求、塑件使用要求、塑件外观要求,起着无可替代的作用。高效全自动化设备,也只有装上能自动化生产的模具,才能发挥其应有的效能。此外,塑件生产与更新均以模具制造和更新为前提。塑料模是塑料制品生产的基础之深刻含意,正日益为人们理解和掌握。当塑料制品及其成形设备被确定后,由此可知,推动模具技术的进步应是不容缓的策略。尤其大型塑料模的设计与制造水平,常标志一个国家工业化的发展程度。塑料模是现代中国塑
3、料模具发展迅速。塑料模具在整个模具行业中所占比重约为30%,在模具进出口中的比重高达5070%。随着中国机械、汽车、家电、电子信息和建筑建材等国民经济支柱产业的快速发展,这一比例还将持续提高。 由于计算技术和数控加工迅速发展,使得CAD/CAM逐渐取代了过去塑料模的设计与制造技术,使传统的设计制造方法及组织生产的模式发生了深刻变化。塑料模CAD/CAM的发展不仅可以提高塑料模质量,减少塑料模的设计与制造工时,缩短塑料模生产周期,加快塑件生产和产品的更新换代,而且更主要的是能满足当前用户对塑料模行业提出的“质量高、交货快、价格低”的要求。2 / 42本设计共分9章,内容包括对注塑模具的
4、认识及材料的分析、塑件及其材料的分析、模具结构形式的确定、模架的确定和标准件的选用、合模导向机构的设计、成型零件的设计、浇注系统的形式和浇口的设计、注塑机型号的确定、温度调节系统排气系统的设计等方面。在本设计过程中,得到段雷老师的指导,让我顺利完成本次设计,和同学们的帮助,特此表示衷心谢意!由于自己设计水平有限,说明书中不妥和错误之处在所难免,敬请老师不吝指出,以便得以修正,以臻完善。 第1章 对注塑模具的认识及材料的分析1.1 注塑模的概念注塑模是一种可以重复地大批量地生产塑料零件或制品的一种生产工具。这种模具是考靠成型零件在装配后形成的一个活多个型腔,来成型所需的制品形状。注塑模是所有塑料
5、模具中结构最复杂,设计、制造和加工精度最高,应用最普遍的一种模具。注塑模具工作时必须安装在塑料注射机上,由注射机来实现模具动定模的开合,并按下面的顺序所需的制品:合模注射熔体进入型腔 保压并冷却 开模推出制品后再合模。1.2 注塑模的分类注塑模的分类方法有很多。按注塑模浇注系统基本结构的不同分三类:第一类是二板模;第二类是三板模;第三类是热流道模,又叫无流道模。其他模具如有侧向抽芯机构的模具、内螺纹机动脱模机构的模具、定模推出的模具和复合脱模的模具等,都是由这三类模具演变而得的。1.3 ABS性能分析:ABS塑料 化学名称:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 ,英文名称:Acrylonitrile
6、Butadiene Styrene ,比重:1.05克/立方厘米,成型收缩率:0.4-0.7% ,成型温度:200-240 ,干燥条件:80-90 2小时,工作温度:-50+70。ABS塑料特点: 1. 综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好; 2. 与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理; 3. 有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别; 4. 流动性比HIPS差一点,比PMMA、PC等好,柔韧性好。 ABS塑料用途:适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件。ABS成型特性: 1. 无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽
7、的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时; 2. 宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为>270度);对精度较高的塑件,模温宜取50-60度;对高光泽、耐热塑件,模温宜取60-80度。 3. 如需解决夹水纹,需提高材料的流动性,采取高料温、高模温,或者改变入水位等方法; 4. 如成形耐热级或阻燃级材料,生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物,导致模具表面发亮,需对模具及时进行清理,同时模具表面需增加排气位置。 ABS树脂是目前产量最大,应用最广泛的聚合物,它将PS,SAN,BS的各种性能有机地统一起来,兼具韧,硬,刚相均衡的优良力学性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共
8、聚物,A代表丙烯腈,B代表丁二烯,S代表苯乙烯。 ABS工程塑料一般是不透明的,外观呈浅象牙色、无毒、无味,兼有韧、硬、刚的特性,燃烧缓慢,火焰呈黄色,有黑烟,燃烧后塑料软化、烧焦,发出特殊的肉桂气味,但无熔融滴落现象。 ABS工程塑料具有优良的综合性能,有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性,成型加工和机械加工较好。ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类,不溶于大部分醇类和烃类溶剂,而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。 ABS工程塑料的缺点:热变形温度较低,可燃,耐候性较差。第2章 对塑件及其材料的分析2.1 塑件材料的选择及其结构分析2.1.1 塑件(波瓣形塑料旋钮
9、)模图2-1波瓣形塑料旋钮2.1.2 塑件材料的选择:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)。2.1.3 色调:不透明。2.1.4 塑件的结构与工艺性分析:(1)结构分析塑件为塑料瓶盖,应有一定的结构强度和刚度,对表面粗糙度要求较高,取=0.8。(2)工艺性分析精度等级:采用5级低精度脱模斜度:塑件外表面40´1°20´(脱模斜度不包括在塑件的公差范围内,塑件外形以型腔大端为准,塑件内形以型芯小端为准) 2.2 PC的注射成型工艺1. 注射成型工艺过程(1)预烘干-装入料斗-预塑化-注射装置准备注射-注射-保压-冷却-脱模-塑件送下工序(2)清理模具、涂脱模剂-合
10、模-注射2. ABS的注射成型工艺参数(1)注射机:螺杆式(2)螺杆转速(r/min):0200(3)预热和干燥:温度()8085时间(h) : 23(4)密度(g/ cm³): 1.05(5)材料收缩率():0.30.8(选0.6)(6)料筒温度(°C):后段 150180 中段 180230 前段 210240(7)喷嘴温度(°C):220240(8)模具温度(°C):5090(9)注射压力(MPa):60100(10)保压压力(MPa):5070(11)成型时间(S):注射时间 35 保压时间 1530 冷却时间 1530 总周期 4070(12)
11、适应注射机类型:螺杆式第3章 模具结构形式的确定3.1 确定型腔数量及排列方式一般来说,精度要求高的小型塑件和中大型塑件优先采用一模一腔的结构;对于精度要求不高的小型塑件(没有配合精度要求),形状简单,又是大批量生产时,若采用多型腔模具可提供独特的优越条件,使生产效率大为提高。型腔的数目可根据模型的大小情况而定。1. 多型腔单分型面模具:塑件外观质量要求不高,尺寸精度要求一般的小型塑件,可采用此结构。2. 多型腔多分型面模具:塑件外观质量要求高,尺寸精度要求一般的小型塑件,可采用此结构。该塑件外观质量要求不高,是尺寸精度要求较低的小型塑件,因此可采用多型腔单分型面的设计。该塑件对精度要求不高,
12、为低精度塑件,再依据塑件的大小,采用一模两腔的模具结构。型腔的排列方式如图3-1:图3-1 型腔排列方式3.2 浇口形式的确定从塑件上容易看出模具的分型面位置、推出机构的设置以及浇口的位置。分型面为单分型面垂直分型。最常用的浇口形式有:(1)直接浇口;(2)中心浇口;(3)侧浇口;(4)扇形浇口;(5)平缝浇口;(6)环形浇口;(7)轮辐式浇口;(8)爪形浇口;(9)点浇口;(10)潜伏浇口;(11)护耳式浇口。通过综合塑件形状及浇口形式性能影响的考虑,在本设计中采用侧浇口。侧浇口又称边缘浇口,一般开设在分型面上,从塑件的外侧面进料,侧浇口是典型的矩形截面浇口,能方便的调整充模时的剪切速度和浇
13、口封闭时间,因此也称之为标准浇口。侧浇口的特点是浇口截面形状简单,加工方便;能对浇口尺寸进行精密加工;浇口位置选择比较灵活,以便改善充模状况;去除浇口方便,痕迹小。侧浇口特别适用于两板式多型腔模具,故本设计采用侧浇口,如图3-2所示:图3-2侧浇口侧浇口的进料口的宽度b一般取1.55.0mm,本设计选用2.0mm;进料口的高度一般选用0.52.0mm,本设计选用2.0mm;为了脱模后去浇口方便,进料口长度取0.72.5mm,本设计选用2.1mm。第4章 模架的确定和标准件的选用根据模具设计工具书选用标准模架,确定出标准模架的形式,规格及标准代号。在本次设计中由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸,
14、再结合标准模架,可选用型标准模架200×250,可符合要求。由机械模具设计工具书查得模具各个零部件规格如下:1. 定模固定板(定模座板)(250250,厚25mm,45钢)主流道衬套固定孔与其为H7/m6过渡配合;通过4个M10×40的内六角螺钉与定模固定板连接;2. 定模板(200250,厚55mm,T10A钢)上面的型腔为整体式,有二个型芯固定孔;其导柱固定孔与导柱为H7/m6过渡配合。3. 动模座板(200250,厚25mm,45钢)为了保证型心和其它零件固定稳固,固定板应有一定的厚度,并有足够的强度用4个M12130内六角圆柱头螺钉与型心固定板、支承板、垫块相连接。
15、4. 型芯(D12,螺纹大径d11,高17,黑色氧化钢)型芯用直径11的固定杆固定,在固定杆使用端有两个槽装有两个橡胶圈,起固定作用,脱模时在推管的作用下,嵌件与固定杆脱离。拉料杆孔与拉料杆为H7/f6间隙配合。5. 支承板(200250,厚32mm,45钢)为了保证型芯、导柱和其它零件固定稳固。6. 垫块(40250,厚63mm,Q235钢)(1)主要作用:在动模座板与动模垫板之间形成顶出机构的动作空间,或是调节模具的总厚度,以适应注射机的模具安装厚度要求。(2)结构型式:可为平行垫块、拐角垫块。(该模具采用平行垫 块);7. 推杆固定板(118250mm,45钢)起固定推杆和支承柱套的作用
16、。8. 推板(118250mm,45钢)用4个M8×20角圆柱头螺钉与推杆固定板相联。第5章 合模导向机构的设计合模导向机构对于塑料模具是不可少的部件,因为模具在闭合时要求有一定的方向和位置,必须导向。导柱安装在动模或者定模一边均可。通常导柱设在模板四角。导向机构主要有定位、导向、承受一定侧压力三个作用。定位作用是为了避免模具装配时方位搞错而损坏模具,并且在模具闭合后使型腔保持正确的形状,不至因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均,或者模塑失败;导向作用则是在动定模合模时,首先导向机构接触,引导动模、定模正确闭合,或由于注塑机精度的限制,使导柱在工避免凸模或型芯撞击型腔,损坏零件。承受一定
17、侧压力指塑料注入型腔过程中会产生单向侧压力,作中承受了一定的侧压力。导柱具有定模与动模之间的导向作用,同时也具有保护模具的作用。导柱硬度应在50HRC以上,经淬火后的导柱的滑动配合部分应进行磨削加工,表面粗糙度应达到Ra0.63m.5.1 导柱的设计1. 该模具采用带头导柱,且不加油槽;2. 导柱的长度必须比凸模端面高度高出68mm,本设计为了合模稳定导柱的长度定为70mm;3. 导柱的直径应根据模具尺寸来确定,应保证具有足够的抗弯强度(该导柱直径由标准模架知为ø20);4. 导柱的安装形式,导柱固定部分与模板按H7/k6过渡配合,滑动部分按H7/f6的间隙配合 ;5. 导柱工作部分
18、的表面粗糙度为Ra0.4m;5.2 导套的设计 导向孔可带有导套,也可以不带有导套,带导套的导向孔用于生产批量大或导向精度高的模具。本设计旋钮大批量生产故选用带导套导向孔并为通孔,因为盲孔会增加模具闭合时的阻力。 通常在模板上镶配导套以减少导柱滑动部分的磨损。在国家标准中队导套作了明确规定,分直导套和带头导套两种类型,本设计采用后一种。1. 结构形式:采用带头导套(型),导套的固定孔与导柱的固定孔可以同时钻,再分别扩孔,以保证其配合精度;2. 导套的端面应倒圆角,导柱孔做成通孔,利于排出孔内剩余空气;3. 导套孔的滑动部分按H7/f6的间隙配合,表面粗糙度为Ra0.4m。导套外径按H7/m6过
19、渡配合镶入模板;4. 导套材料用碳素工具钢T8A制造,经淬火处理,硬度为5055HRC。第6章 成型零件的设计直接与塑料接触构成塑件形状的零件称为成型零件,其中构成塑件外形的成型零件称为凹模,构成零件内部形状的成型零件称为凸模(或型芯)。成型零件的结构设计主要是指构成模具型腔的零件,通常有凹模、型芯等。模具的成型零件主要是凹模型腔和底板厚度的计算,塑料模具型腔在成型过程中受到熔体的高压作用,应具有足够的强度和刚度,如果型腔侧壁和底板厚度过小,可能因强度不够而产生塑性变形甚至破坏;也可能因刚度不足而产生挠曲变形,导致溢料飞边,降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模。因此,应通过强度和刚度计算来确定型腔壁
20、厚。6.1 成型零件材料的选择对于模具钢的选用,必需要符合以下几点要求:1. 机械加工性能良好。要选用易于切削,且在加工以后能得到高精度零件的钢种。2. 抛光性能优良。注射模成型零件工作表面,多需要抛光达到镜面,Ra0.05m。要求钢材硬度在HRC3540为宜。过硬表面会使抛光困难。钢材的显微组织应均匀致密,极少杂质,无疵斑和针点。3. 耐磨性和抗疲劳性能好。4. 具有耐腐蚀性。根据塑件表面质量比较高决定模具表面质量更高这一事实,再依照上述标准,故在此次设计中定模和型心均采用碳素工具钢T10A。6.2 定模的结构设计6.2.1 定模结构形式定模由整块材料制成,制成整体式凹模。6.2.2 定模工
21、作尺寸的计算由于型腔的尺寸比较小所以采用以下公式:凹模的径向尺寸计算公式为式中塑件外形公称尺寸;k塑件的平均收缩率;塑件的尺寸公差;模具制造公差,取塑件相应尺寸公差的1/31/6(本次设计取1/4)。型腔的深度尺寸计算公式为 式中 塑件高度方向的公称尺寸;k塑件的平均收缩率;模具制造公差,取塑件相应尺寸公差的1/31/6(本次设计取1/4)。ABS的收缩率取0.6%,代入数据计算: 型腔长40×(1+0.6%)40.24代入 数据:=12×(10.6) =12.07;详细如图(4)所示。6.3 动模工作尺寸的计算本设计塑件的型芯是黑色氧化钢嵌件,尺寸已确定,故只需计算动模型
22、腔的径向尺寸和深度尺寸。由于型腔的尺寸比较小所以采用以下公式:动模型腔的径向尺寸计算公式为:式中 塑件内形径向公称尺寸。动模型腔的高度尺寸计算公式为:式中 塑件深度方向的公称尺寸。代入数据计算:动模型腔的径向尺寸:=21.13动模型腔的深度尺寸:=6.4 型腔侧壁及底板厚度的计算在注塑成型过程中,形腔承受塑料熔体的高压作用。因此,定模与定、动模的底板必须具有足够的强度和刚度。如果定模与底板的厚度过小。则强度、刚度会不足。强度不足会导致形腔产生塑性变形,甚至破裂;刚度不足将产生过大的弹性变形,并产生溢料间隙。6.4.1 型腔侧壁的厚度计算对型腔厚度分别作强度和刚度的计算:本设计型腔为圆形,刚度计
23、算公式为:强度计算公式为:式中 型腔侧壁厚度(mm); 型腔所受压力(MPa);r 型腔半径(mm); 模具材料的泊松比,碳钢为0.25; 刚度条件,允许变形量(mm),本设计中取0.045 mm; 模具材料的弹性模量(MPa),碳钢为2.1×10 MPa; 模具材料的许用应力(MPa)。代入数据计算:刚度 =1.81mm强度 =20 =6.99mm本设计中采用200×250模架,型腔侧壁最薄处为55mm,符合要求。6.4.2 型腔底板厚度计算:通常定、动模下面有一底板能起到支承作用,在动模一侧的底板因其下面顶出机构的空间,故此底板应具有足够的强度与刚度,其厚度可根据下列公
24、式计算。本设计型腔为圆形,则刚度计算公式为强度计算公式为:式中型腔底板宽度;L垫块之间距离;模具材料的许用应力(MPa)。代入数据计算:刚度= =17.25mm强度 =10.25mm本设计中型腔底板厚32mm,满足要求。第7章 浇注系统的形式和浇口的设计浇注系统是指凝料熔体从注射机喷嘴射出后到达型腔之前在模具内流经的通道。浇注系统的设计是注射模具设计的一个很重要的环节,它对获得优良性能和理想外观的塑料制件以及最佳的成型效率有直接的影响。该模具采用普通流道浇注系统,普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。对浇注系统进行整体设计时,一般应遵循如下基本原则:了解塑料的成型性能和塑
25、料熔体的流动性;采用尺量短的流程,以减少热量与压力损失;浇注系统的设计应有利于良好的排气;7.1 主流道的设计主流道的形状和尺寸最先影响着塑料熔体的流动速度及填充时间,必须使熔体的温度降低和压力降最小,且不损害其把塑料熔体输送到最“远”位置的能力。主流道的尺寸:1. 主流道小端直径主流道小端直径 d=注射机喷嘴直径+12 =3 2. 主流道的球半径主流道的球半径 SR=10+1=11(mm)。3. 球面配合高度球面配合高度为: 5(mm)。4. 主流道长度主流道长度L根据实际情况取L=80mm。5. 主流道锥度主流道锥角一般应在2°6°,取=3°,所以流道锥度为/
26、2=1.5°。图7-1 主流道6. 主流道大端直径主流道大端直径 D =d+2Ltg(/)(=°) (mm)7. 主流道大端倒圆角倒角 D/(mm)根据以上数据和注射机的有关参数,设计出主流道如图7-1。7.2 分流道的设计该模具为一模两腔的结构,应设置分流道。分流道的设计应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态,使塑料熔体尽快地流经分流道充满型腔,并且流动过程中压力损失及热量损失尽可能小,能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。图7-2 主流道冷料井的设计7.2.1 分流道的截面面形状常用分流道的截面面形状有圆形、梯形、U字形和六角形等。要减少流道内的压力损失,则希望流道的截
27、面积大,流道的表面积小,以减少传热损失。综合分析,为了减少流道的热量损失考虑到流道的效率,该模具分流道截面采用半圆型截面。7.2.2 分流道的截面尺寸分流道的截面尺寸应根据塑件的成形体积、塑件壁厚、塑件形状、所用塑料的工艺性能、注射速率以及分流道的长度等因素来确定。根据分流道截面形状与流动理论长度的关系,再考虑到ABS塑料的成型工艺性能,可确定分流道直径为6mm.因此,分流道截面形状如图7-3所示:图7-3 分流道截面形状7.2.3 分流道的长度分流道的长度应尽量短,且少弯折。分流道长度为:L=33mm7.2.4 分流道的表面粗糙度由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却,只有中心部位的塑料熔
28、体的流动状态较为理想,因此分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低,一般取0.631.6m,这样表面稍不光滑,有助于增大塑料熔体的外层流动阻力,避免熔流表面滑移,使中心层具有较高的剪切速率。7.2.5 分流道的布置形式分流道的布置取决于型腔的布局,两者相互影响,该模具为一模两腔,采用平衡式布置。图7-4 分流道的布置形式平衡式布置要求从主流道至各个型腔的分流道,其长度、形状、断面尺寸等都必须对应相等,达到各个型腔的热平衡和塑料平衡。因此各个型腔的浇口尺寸也可以相同,达到各个型腔均衡地进料。该模具分流道为半圆形截面,只在定模座板上开有分流道。其形式如图7-4。第8章 注塑机型号的确定除了模具的结构、
29、类型和一些基本参数和尺寸外,模具的型腔数、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面积、成型时需要的合模力、注射压力、模具的厚度、安装固定尺寸以及开模行程等都与注射机的有关性能参数密节相关,如果两者不相匹配,则模具无法使用,为此,必须对两者之间有关数据进行较核,并通过较核来设计模具与选择注射机型号。8.1 有关塑件的计算体积 = 19.845 cm³投影面面积 = 12.56 (cm2)密度 = 1.05 (g/ cm³)质量 = 20.84 g8.2 注射机型号的确定在本设计中我们选用的是国产注塑机SZ系列中的SZ60/40注塑机,其主要技术参数如下:理论注射容积(cm
30、9;)100螺杆直径(mm)35注射压力(MPa)170注射速率(g/s)95塑化能力(g/s)40螺杆转速(r/min)0200锁模力(kN)800拉杆有较距离(mm)320×320移模行程(mm)305模具最大厚度(mm)300模具最小厚度(mm)170锁模形式双曲肘模具定位孔直径(mm)100喷嘴球半径(mm)10喷嘴伸出量(mm)20顶出力(kN)15表8-1 SZ60/40注塑机主要技术参数8.3 注射机的相关校核8.3.1 注射机及型腔数量的校核1. 主流道的体积约为: V(cm³)=3.14××8.83.8932. 分流道与浇口的体积约为:
31、 V(cm³)=3.14××1.81.4143. 该模具总共需填充塑件的体积约为: V(cm³)=2×19.845+3.893+1.414=44.9978.3.2 注射机及参数量的校核1. 注射量的校核注射机一个注射周期内所需注射量的塑料熔体的总量必须在注射机额定注射量的80%以内。在一个注射成形周期内,需注射入模具内的塑料熔体的容量或质量,应为制件和浇注系统两部份容量或质量之和,即V=nVz+Vj或 M=nmz+mj式中V(m)一个成形周期内所需射入的塑料容积或质量(cm³或g); n 型腔数目; Vz(mz)单个塑件的容量或质量(
32、cm³或g); Vj(mj)浇注系统凝料和飞边所需塑料的容量或质量(cm³或g)。故应使nVz+Vj0.8Vg 或 nmz+mj0.8mg式中 Vg(mg)注射机额定注射量(cm³或g)。根据容积计算 nVz+Vj=44.9970.8Vg可见注射机的注射量符合要求。2. 注射压力的校核所选用的注塑机的注射压力必须大于成型塑件所需的注射压力。成型所需的注射压力与塑料品种,塑件形状及尺寸,注塑机类型,喷嘴及模具流道的阻力等因素有关。根据经验,塑料熔体是具有中等粘度的塑料,本设计材料为ABS塑料,中等粘度,塑件形状复杂度一般,精度要求一般,注射压力选为100至140MP
33、a,本设计选用的注塑机注射压力为150Mpa,符合要求。3. 锁模力的校核高压塑料熔体充满模腔时,会产生使模具沿分型面分开的胀模力,此胀模力的大小等于塑件和流道系统在分型面上的投影面积与型腔内压力的乘积。胀模力必须小于注塑机的额定锁模力。型腔压力可按下式粗略计算=kp式中 型腔压力(Mpa); P注塑压力; k压力损耗系数,随塑料品种,浇注系统结构,尺寸,塑件形状,成型工艺条件以及塑件复杂程度不同而异,通常在0.25至0.5之间选取。根据经验,型腔压力常取2040MPa.通常根据塑料品种及塑件复杂程度,或精度的不同,选用的型腔压力可从相关的工程手册中查的。在本设计中ABS塑料制件,其型腔的压力
34、通常取35MPa。决定后,按下式校核注塑机的额定锁模力: 式中 F注塑机额定锁模力(KN); A制件和流道系统在分型面上的总投影(); K安全系数,通常取1.11.2.本设计选用1.15. 代入数据得: =1.98kN故注塑机的额定锁模力符合要求。8.3.3 模具安装尺寸的校核1. 喷嘴尺寸校核 注塑模浇口套始端凹坑的球面半径应大于注塑机喷嘴球头半径 ,以利用同心和紧密接触,本设计按半径=+(0.52)计算,故 符合要求;主流道的始端直径应大于注塑机喷嘴孔直径,本设计按=+(0.51)mm关系计算,亦符合要求。2. 模具厚度校核模具厚度(闭合高度)必须满足下式: 式中所设计的模具高度(mm);
35、 注塑机所允许的最小模具厚度(mm); 注塑机所允许的最大模具厚度(mm)。结合注塑机的参数本设计符合要求。8.3.4 开模行程的校核注塑机模座间距是指注塑机动模座和定模座之间的间距,对于所选用的注塑机,模具的闭模高度必须满足 开模取出塑件所需的开模距离必须小于注塑机的最大开模行程。本设计选用注塑机为液压-机械式锁模机构,液压-机械式锁模机构的最大开模行程由屈肘机构的最大行程决定,与模具厚度决定无关。(1)本设计为单分型面注塑模具,其开模行程按下式校核 式中 S注塑机最大开模行程(移动模板台面行程)(mm); 塑件的脱模距离(mm); 包括流道凝料在内的塑件高度(mm)。本设计中为24mm,为
36、88mm,选用的注塑机的开程行程S为325mm,代入式中,易知符合上式。所以本设计的开模行程符合要求。第9章 脱模力的计算塑件在模具中冷却定型时,由于体积收缩,其尺寸逐渐缩小,而将型芯或凸模包紧,在塑件脱模时必须克服这一包紧力。脱模力计算脱模力的计算可按下式:式中 沿制件脱模方向所需的脱模力; 脱模斜度; 摩擦系数,约取0.2左右; 制件对型芯的包紧力。型芯的包紧力计算式为式中 型芯成型部位的截面周长,mm; h包紧部位的高度,mm; 制件对型芯的单位包紧力,一般可取812。代入数据计算: 21×3.14×24×10×0(0.200)3.16kN15kN
37、符合注塑机条件。第10章 其他系统的设计10.1 温度调节系统对于小型模具,塑料熔体传给模具的热量可以依靠自然对流和辐射的方式散发,但在更多的情况下,熔体传给模具的绝大多数热量只能依靠冷却水对流传导扩散出去。因此,需在模具中合理地设计冷却水的通道截面尺寸及长度,以便准确地计算控制模具所需的热传导面积。在本设计中,因为加工产品为旋钮零件,部分壁比较厚,所以采用在型腔板两侧开通8个直径为8mm的通孔作为冷却水道.冷却水道到型腔的距离分别为11mm、9mm,其两端攻有M10×15的内螺纹,以便于冷却水管的连接。10.2排气系统的设计在塑料熔体填充注射模腔过程中,模腔内除了原有的空气外,还有
38、塑料含有的水分在注射温度下蒸发而形成的水蒸气、塑料局部过热分解产生的低分子挥发性气体、塑料助剂挥发产生的气体。这些气体如果不能被熔融塑料顺利的排出模腔,将在制件上形成气孔、接缝、表面轮廓不清,不能完全充满型腔等缺陷。由此可见,模腔内气体必须及时排出,否则,将会严重影响产品质量。在本设计中,型腔为小型腔,所以可利用分型面间隙排气。不再进行排气系统的设计。 结 论经过几个月毕业设计的磨练,使我对模具的感觉由模糊到有个轮廓的转变。这里说只是了解了模具的设计和加工,其实经过了这次之后,我才明白那些模具设计工程师多么不容易。因为完全靠自己的所学独立设计出一套没有大毛病的模具真的不容易,至少我有这样的体会
39、。能让一套自己设计的模具正常工作,真的要注意很多问题。单是结构设计就需要翻阅一堆资料。记得刚接触机械知识时,老师教制图的中的那些细节的时候,我就觉得那完全没有那么必要吗,结果就真的只学了个皮毛,从这次设计可以看的到,图被老师改过的基本都是那些部分。而模具行业的精度又是比较硬的指标,通俗点说就是模具基本要靠精度吃饭。所以做起设计来就觉得有点吃力。不过还好,现在总算勉强把一套完整的模具设计出来了。毕业设计是对我三年的总结,在设计期间,我又重新学习了学过的课程,对那些学过的东西有了进一步的认识,例如:机械制图、互换性与测量技术、CAD工程设计等等。其中互换性与测量技术,当时学的不是很好,现在经过真正的工程应用,对公差及其在设计中的重要性有了进一步的认识。在本次设计中,应用C
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