【塑料水龙头的注塑模具设计案例分析3100字】

塑料水龙头的注塑模具设计案例分析目录TOC\o"1-3"\h\u26961塑料水龙头的注塑模具设计案例分析 12761.1模架的选用 124081.1.1模架基本类型 163991.1.2模架的选择 1271861.1.3导向与定位机构设计 2188511.2浇注系统的设计 2310781.2.1主流道设计 2272051.2.2分流道的设计 361121.2.3浇口的设计 3195481.2.4冷料穴的设计 3320511.3分型面的设计 4115761.4成型零部件的设计 433851.4.1确定成型零部件的结构 5138101.4.2成型零部件工作尺寸的计算 5222141.5排气系统 79621.1.1排气系统的作用 7279251.1.2设计并确定排气方案 7174611.6脱模及推出机构 865911.6.1脱模力 830271.6.2推出机构 849131.7冷却系统的设计与计算 98221.7.1冷却水道的设计 910181.7.2冷却水道的计算 1096381.8模具装配到注塑机上时的尺寸要求 11208441.8.2.闭合状态下的模具厚度 11260281.8.3打开状态下的模具厚度 111.1模架的选用1.1.1模架基本类型由于近年我国塑料行业的不断发展，注塑模具的结构也变得多种多样，而选用什么样的模架决定了整套模具的价格，模架的选择不仅要考虑到模具的价格，还应满足塑件的成型工艺。1.1.2模架的选择由于此次设计的塑件属于小微型塑件，因此需要采用中小型的模架，又结合上述对塑件成型过程的分析，最终选用标准型号的龙记CI模架，如下图5-1所示：图5-1模架结构图模架的长L=型腔长度模架的宽W=型腔宽度（100）+导向杆的直径+滑块厚度+模板壁厚≃300mm由于生产过程中，模具还需要加上冷却水道的尺寸，因此在确定了模具的长宽尺寸之后，还需要在其长宽的尺寸上再加上10mm左右，以使冷却水道有地方设计。经过各种的计算后选择型号为：CI-3045-A7-B100-C100的模架。1.1.3导向与定位机构设计由于此次设计中的塑件没有太多过于复杂的结构，因此导向机构采用最常规的四角导柱结构。1.2浇注系统的设计1.2.1主流道设计海天110x1B型注射机喷嘴型号：喷嘴圆弧半径R喷嘴前段孔径dd=1.2.2分流道的设计在整个浇注的过程中，分流道位于主流道之后，此时通过一次传递，融料已经没有刚进主流道时那样速率，因此分流道的设计时应尽可能的使分流道的内壁光滑。在工业生生产中通常采用Ra0.8的表面粗糙度。分流道的设计如图5-2所示：图5-2流道布局1.2.3浇口的设计浇口连接着腔体和分流道,浇口位置的选择直接决定了材料溶体在腔体中的流动状态，且浇口时融料进入模腔的唯一位置。由于此次设计的塑件的体积不大，并且采用了一模两腔的结构形式，因此此次设计采用矩形浇口，尺寸作如下取值：浇口宽度W=4mm，浇口深度H=1mm1.2.4冷料穴的设计此次设计采用生产中常用的Z形拉料杆，冷料穴的设计如图5-3所示：图5-3冷料穴1.3分型面的设计此次设计的零件为对称结构，最大的截面位于塑件的中轴线，因此分型面的选择如图5-4所示。图5-4分型面的选择1.4成型零部件的设计在成型塑件时需要利用金属材料行程一个腔体，再将融料注入这个腔体当中，形成这个腔体的部件称为成型零部件。由于需要与塑件直接接触，为了使塑件的表面质量不受到影响，则需要腔体的内部表面保持光滑，且需要较强的耐热性和一定的强度。1.4.1确定成型零部件的结构在此次设计中，由于塑件属于小微塑件且没有过于复杂的结构，因此采用简单的镶嵌式型腔。型腔、型芯设计如下图5-5、5-6所示。图5-5型腔3D图图5-6型芯3D图1.4.2成型零部件工作尺寸的计算查表得聚丙烯材料的收缩率为0.016，通过下面的公式计算成型零部件的工作尺寸。A=B+0.016B式中：A——零部件的尺寸B——塑件实际尺寸（1）计算主型芯的尺寸主型芯径向尺寸计算：l式中：lmlsSx——修正系数，取3/4；∆——塑件尺寸公差；δz主型芯轴向尺寸计算：h式中：hmhsScpx∆——塑件尺寸公差；δLLL查表可知，聚丙烯的收缩率为1.016，根据精度等级选用，采用4级水龙头主要尺寸的公差要求：凹模内形基本尺寸：L式中：L凹K塑料收缩率，取1.016Δs为水龙头公差，查表知聚丙烯水龙头一般精度等级取4级；因此此次设计的塑料水龙头型腔成型计算尺寸如下：型腔深度的尺寸计算：1.5排气系统当融料通过注塑机以高速被注入到型腔当中时，由于融料的速度极快，型腔当中的空气在第一时间排出，致使融料不能完全充满整个型腔，从而容易发生气穴等缺陷。为了消除由此产生的缺陷则需要设置一个特殊的系统，用来快速的排出型腔内的气体，使得注塑过程能够顺利完成，且能够保护模具和注塑机。1.1.1排气系统的作用1、快速排出型腔当中的气体来为灼热的融料腾出空间，使得注塑过程能够顺利完成；2、塑料原材料自身可能带有一定的水分，通过加热产生水蒸气，需要通过排气系统排出；在一个正常的注射过程完成后，在塑件的表面没有发生气穴等由于气体影响表面质量的缺陷时，证明排气系统设计合理。1.1.2设计并确定排气方案相对于形状复杂的制件,模具腔的排气槽最好在多个试验模型之后按照具体条件打开。整体型腔模芯通常有以下几种排气方式:1、空腔的凹槽或插入物被使用。2、利用侧面的嵌件接缝;3、局部制成螺旋形状;4、在纵向位置,安装有槽的板芯开孔。5、当模腔很难排气的时候,模具的转角处又很难开设排气槽,可以考虑在不影响产品的外观和尺寸精度的情况下,将模具型芯、型腔改成镶拼结构,这样可以帮助排气工作,减少加工难度,以后的维修也方便。在此次设计中，由于塑件属于小微塑件，没有过于复杂的结构，所以此次不用设计排气结构，通过分型面自然排气即可。1.6脱模及推出机构1.6.1脱模力塑件在充填完成后需要经过冷却和保压，由于材料自身的收缩率，材料会包裹在型腔之上很难自动脱落，这时则需要利用一个外界的瞬间作用力将塑件顶出，这个力成为脱模力。1.6.2推出机构为了将塑件成功的脱模需要利用一定量的有推杆顶出，在设计推杆时应保证推杆均匀的分布在塑件上面且不能够影响到塑件的表面质量。通过查表可知聚丙烯材料的溢料间隙为0.04−0.06mm，最终设计出的顶出机构如下图5-7所示：图5-7推杆布局1.7冷却系统的设计与计算1.7.1冷却水道的设计在此次设计中，由于塑件为一个小微塑件，因此采用常见的环绕式水道即可。为了能够得到良好的冷却效果，本着越多越好且不能够影响到模具整体结构的原则，设计的冷却系统如下图5-8所示：图5-8模具冷却水路图1.7.2冷却水道的计算冷却计算：单位时间内进入模具应除去的总热量Q，可以用公式计算：Q=W式中：W1a——一克塑料的热容量（J/g）经计算：Q=45.52×1．1÷1．6×130≈40.68J则带走上述热量，所需的冷却水量按下式计算：W=式中：W——通过模具冷却水的重量g/hTTK——热传导系数；经计算W≈146.21g/h由下式可以计算出冷却水道的直径：d=式中：ρ——冷却液容量kg/L——冷却水道长度cm;L=16.8cmd——冷却水道直径cm经计算d≈7.28cm，取8mm1.8模具装配到注塑机上时的尺寸要求1.8.2.闭合状态下的模具厚度将闭合状态的模具装配到注塑机上，模具的闭合高度需要满足以下条件：H式中：HH通过查上文中表3-1知道H本模具高度为331mm，180<H<500，符合要求。1.