帶側抽瓶蓋的塑料注塑模具設計及成型工藝-注射模含11張CAD圖
帶側抽瓶蓋的塑料注塑模具設計及成型工藝-注射模含11張CAD圖,帶側抽,瓶蓋,塑料,注塑,模具設計,成型,工藝,注射,11,十一,cad
XXXXXXX
XX設計(XX)中期檢查表
學生姓名
學 號
指導教師
選題情況
課題名稱
帶測抽瓶蓋塑料成型工藝及模具設計
難易程度
偏難
適中
偏易
工作量
較大
合理
較小
符合規(guī)范化的要求
任務書
有
無
開題報告
有
無
外文翻譯質量
優(yōu)
良
中
差
學習態(tài)度、出勤情況
好
一般
差
工作進度
快
按計劃進行
慢
中期工作匯報及解答問題情況
優(yōu)
良
中
差
中期成績評定:
所在專業(yè)意見:
負責人:
2016 年3月 4日
設 計任 務 書
1.本畢業(yè)設計課題來源及應達到的目的:
本設計來自生活中。本設計主要是對帶測抽的注塑件進行設計。目的是鍛煉學生的設計模具的能力,并且培養(yǎng)學生理論結合實際的能力,在完成畢業(yè)設計的過程中熟悉模具的設計過程。
2.本畢業(yè)設計課題任務的內容和要求(包括原始數據、技術要求、工作要求等):
材料:ABC 厚度:1.5mm 批量:大批量生產
技術要求:
1.塑件的未注公差為MIT5級。2.壁厚取15mm。3.未注斜度為I級。4.未注圓角為R0.5.
工作要求:
1)了解國內外的注塑模具的發(fā)展現狀。2)編寫設計說明書。3)繪制模具裝配圖(包含一張手繪的零件圖)。4)編寫主要零件的工藝過程卡片。
所在專業(yè)審查意見:
負責人:
年 月 日
系部意見:
系領導:
年 月 日
機 械 加 工 工 序 卡
工序名稱
粗車
工序號
2
零件名稱
型腔鑲塊
零件號
00-19
零件重量
同時加工零件數
1
材 料
毛 坯
牌 號
硬 度
型 號
重 量
Cr12MoV
58~62HRC
設 備
夾 具
名 稱
輔 助
工 具
名 稱
型 號
車床
三爪卡盤
千分尺
安 裝
工 步
安裝及工步說明
刀 具
量 具
走 刀
長 度
走 刀
次 數
切 削 深 度
進給量
主 軸
轉 速
切 削
速 度
基 本
工 時
1
1
車端面
45?車刀
千分尺
游標卡尺
0.5
2
2
200mm/min
200r/ min
1mm/
min
2
2
車外圓
45?車刀
千分尺
游標卡尺
0.5
4
0.5
60mm/min
60r/
min
0.2mm/
min
設 計 者
指 導 教 師
共 頁
第 頁
機 械 加 工 工 藝 過 程 卡
零件號
零 件 名 稱
00-19
型芯鑲塊
工序號
工 序 名 稱
設 備
夾 具
刀 具
量 具
工 時
名 稱
型 號
名 稱
規(guī) 格
名 稱
規(guī) 格
名 稱
規(guī) 格
1
備料
鋸床
直尺
2
粗車
車床
三爪卡盤
標準
車刀
千分尺
游標卡尺
3
精車
車床
三爪卡盤
標準
車刀
千分尺
游標卡尺
4
電火花加工
電火花成型
電磁吸盤
電極
5
熱處理
電熱爐
火鉗
千分尺
游標卡尺
6
磨外圓
磨床
三爪卡盤
砂輪
千分尺
游標卡尺
7
磨平面
磨床
電磁吸盤
砂輪
千分尺
游標卡尺
8
鉗工修整
9
檢驗尺寸
編制 校對 審核 批準
機 械 加 工 工 序 卡
工序名稱
粗車
工序號
2
零件名稱
型芯鑲塊
零件號
00-24
零件重量
同時加工零件數
1
材 料
毛 坯
牌 號
硬 度
型 號
重 量
Cr12MoV
58~62HRC
設 備
夾 具
名 稱
輔 助
工 具
名 稱
型 號
車床
三爪卡盤
千分尺
安 裝
工 步
安裝及工步說明
刀 具
量 具
走 刀
長 度
走 刀
次 數
切 削 深 度
進給量
主 軸
轉 速
切 削
速 度
基 本
工 時
1次
1
車端面
45?車刀
千分尺
游標卡尺
0.5
2
2
200mm/min
200r/ min
1mm/
min
2次
2
車外圓
45?車刀
千分尺
游標卡尺
0.5
4
0.5
60mm/min
60r/
min
0.2mm/
min
設 計 者
指 導 教 師
共 頁
第 頁
機 械 加 工 工 藝 過 程 卡
零件號
零 件 名 稱
00—24
型芯鑲塊
工序號
工 序 名 稱
設 備
夾 具
刀 具
量 具
工 時
名 稱
型 號
名 稱
規(guī) 格
名 稱
規(guī) 格
名 稱
規(guī) 格
1
備料
鋸床
直尺
2
粗車
車床
三爪卡盤
標準
車刀
千分尺
游標卡尺
3
精車
車床
三爪卡盤
標準
車刀
千分尺
游標卡尺
4
熱處理
電熱爐
火鉗
千分尺
游標卡尺
5
磨外圓
磨床
三爪卡盤
砂輪
千分尺
游標卡尺
6
磨平面
磨床
電磁吸盤
砂輪
千分尺
游標卡尺
7
鉗工修整
8
檢驗尺寸
編制 校對 審核 批準
XXXXX
XX設計(XX)評語
學生姓名: 班級: 學號:
題 目:帶測抽瓶蓋塑料成型工藝及模具設計
綜合成績:
指導者評語:
1)該同學工作態(tài)度較認真,基本能完成畢業(yè)設計任務;
2)該同學能正確查閱國內有關塑料模具設計與制造方面的大量資料,制訂出了較合理的塑料成型工藝及模具結構;
3)該同學設計說明書內容基本完整,計算基本正確,格式較規(guī)范;
4)該同學裝配圖、零件圖設計較合理,但圖紙中存在一定的錯誤;
5)建議該同學成績評定:中等;
6)可以提交答辯
指導者(簽字):
年 月 日
設計(XX)評語
評閱者評語:
1)該同學工作態(tài)度較認真,基本能完成畢業(yè)設計任務;
2)該同學查閱了國內有關沖壓(塑料)模具設計與制造方面的大量資料,制訂出了較合理的塑料成型工藝及模具結構,設計中不存在創(chuàng)新;
3)該同學設計說明書內容基本完整,計算基本正確,格式較規(guī)范;
4)該同學裝配圖、零件圖設計較合理,視圖表達存在一定的錯誤;
5)建議該同學成績評定:中等;
6)可以提交答辯。
評閱者(簽字):
年 月 日
答辯委員會(小組)評語:
答辯委員會(小組)負責人(簽字):
年 月 日
帶側孔瓶蓋的注塑模設計
摘 要
本設計題目為帶側孔的瓶蓋注塑模設計,體現了測抽、薄壁類塑料零件的設計要求、內容及方向,有一定的設計意義。通過對該零件模具的設計,進一步加強了設計者注塑模設計的基礎知識,為設計更復雜的注塑模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經驗。
本設計運用塑料成型工藝及模具設計的基礎知識,首先分析了塑件的成分及性能要求,為選取澆口的類型做好了準備;然后估算了塑件的體積,便于選取注塑機及確定型腔數量;最后分析了塑件的特征,確定模具的設計參數、設計要點及推出裝置的選取。然后根據制件的形狀用UG8.5對該制件的模具進行設分析,并且對于制件的側孔進行了測抽的設計,還需要考慮開模和側抽芯的干擾問題。然后對模架進行選擇,對一些相關的參數進行校核。完成模具的整體的設計。
關鍵詞:注塑模,澆口,測抽芯機構
With side hole cap injection mold design
Abstract
This design topic for the side holes with cap injection mold is designed, embodies the design requirements of deep thin wall plastic parts, the content and direction, has a certain meaning of design. Based on the parts, mold design to further strengthen the basic knowledge of the designer to design of injection moulds, has laid a good groundwork for the design of injection mold with more complex and gain a more profound experience.
This design using the basic knowledge of plastic molding process and mold design, firstly analyses the component and the performance requirements of plastic parts, ready for the selection of gate type; Then calculated the volume of plastic parts, easy to select and determine the number of cavity injection molding; In the final analysis the characteristics of plastic parts, mold design parameters, key points of design and selection of launching device. Then according to the shape of the parts with UG8.5 set analysis of the stamping mold, and for parts of side hole has carried on the design of smoke, you also need to consider the open mould and the interference of side core-pulling problem. And then to choose die set to check some related parameters. Achieving the overall design of the mould.
Keywords:Injection mould, the gate, core-pulling mechanism
目 錄
1 緒論 1
1.1模具在現代經濟中的地位 1
1.2模具的研究現狀 2
2 分析制品及材料工藝性 5
2.1分析制品原材料的工藝性 5
3 型腔數目與排布 7
3.1分型面位置的確定 7
3.2型腔數目的確定 8
3.3型腔的布局 9
4.1注射機選擇標準 11
4.2注射量的計算 13
4.3鎖模力的計算 13
4.4注射機型號的選定 13
5 成型零部件設計 14
5.1成型零件的材料選擇 15
5.2型腔結構設計 15
6 側向抽芯機構的設計 19
6.1抽芯距的計算 20
6.2斜導柱斜角的確定 20
6.3斜導柱側抽芯機構 20
7 澆注排氣系統的設計 21
7.1主流道的設計 21
7.3澆口的設計 23
7.4冷料穴的設計 25
7.5排氣槽的設計 26
8 導向與定位機構設計 26
8.1導向結構的總體設計 27
8.2導柱的設計 28
8.3導向孔 28
8.4定位圈設計 29
9 推出機構設計 29
9.1脫模機構的組成 30
10 溫度調節(jié)系統的設計 31
10.1冷卻系統 32
10.2冷卻介質 32
10.3冷卻系統設計原則 32
10.4冷卻回路的布置 33
10.5冷卻水的體積流量 33
11 標準模架的選用 33
11.1模架類型的選用 34
11.2模具材料的選用 34
12 注塑機及模具參數的校核 35
12.1最大注塑量的校核 36
12.2注射壓力的校核 36
12.3鎖模力的校核 36
12.4模具安裝尺寸校核 36
13 模具的總裝 36
13.1模具的裝配原則 37
14 結束語 37
致 謝 38
參考文獻 39
1 緒論
1.1模具在現代經濟中的地位
在現代工業(yè)生產中,模具是生產各種工業(yè)產品的重要工藝裝備,是一種高附加值的高技術密集型產品。它以其特定的形狀通過一定的方式使原材料成型。模具的地位有國民經濟和國際的上的優(yōu)勢等。 *.*
模具工業(yè)已成為工業(yè)發(fā)展的基礎 許多新產品的開發(fā)和生產很大程度上都依賴于模具生產。模具的主要類型有:沖模、鍛模、塑料模、壓鑄模、粉末冶金模、玻璃模、橡膠模等。除部分板料沖壓以外,上述各種模具都屬于型腔模,因為它們一般都是依靠三維的模具型腔使材料成形。據統計,利用模具制造的零件,在飛機、汽車、拖拉機、電機電器、儀器儀表等機電產品中占70%以上,在電視機、錄音機、計算機等電子產品中占85%以上,在自行車、手表、洗衣機、電冰箱、電風扇等輕工業(yè)產品中占80%以上。
在產品生產的各個階段,無論是大量生產,批量生產,還是產品試制階段,也都越來越多的依賴于模具。因此模具工業(yè)是國民經濟的基礎工業(yè)。世界上許多國家,特別是一些工業(yè)發(fā)達國家都特別重視模具技術的開發(fā),大力發(fā)展模具工業(yè),積極采用先進技術和設備,提高模具制造水平,已取得了顯著的經濟效益。美國是世界超級經濟大國,也是世界模具工業(yè)的領先國家。
模具是現代工業(yè)的重要組成部分 有些生產高精度模具的企業(yè),已經被命名為.高新技術企業(yè).。例如.屬于高新技術領域的集成電路的設計與制造,不能沒有做引線框架的精密級進沖模和精密的集成電路塑封模;計算機的機殼、接插件和許多元器件的制造,也必須有精密塑料模具和精密沖壓模具;數字化電子產品(包括通訊產品)的發(fā)展,沒有精密模具也不行。不僅電子產品如此,在航天航空領域也離不開精密模具。
模具工業(yè)又是高新技術產業(yè)化的重要領域。模具制造技術水平的提高,模具工業(yè)的技術升級,離不開同高新技術的嫁接。C.D.C...C.H
技術在模具工業(yè)中的應用,快速原型制造技術的應用,使模具的設計制造技術發(fā)生了重大變革,就是一個最好的例證。模具的開發(fā)和制造水平的提高,有賴于采用數控精密高效加工設備;逆向工程、并行工程、敏捷制造、虛擬技術等先進制造技術在模具工業(yè)中的應用,也要與電子信息等高新技術嫁接,實現高新技術產業(yè)化。
現今我國模具工業(yè)呈現新的發(fā)展特點與趨勢,結構調整等方面取得了不少成績,信息社會經濟全球化不斷發(fā)展進程,模具行業(yè)發(fā)展趨勢主要模具產品向著更大型、更精密、更復雜及更經濟快速方面發(fā)展。伴隨著產品技術含量不斷提高,模具生產向著信息化、數字化、無圖化、精細化、自動化方面發(fā)展;模具企業(yè)向著技術集成化、設備精良化、產品品牌化、管理信息化、經營國際化方向發(fā)展。
隨著汽車、IT電子、航空等相關行業(yè)領域高速發(fā)展,我國模具行業(yè)日新月異、高技術含量模具成為“十一五”發(fā)展重點。未來中國將重點發(fā)展高技術含量模具,模具產品向輕巧、精美、快速高效生產、低成本與高質量方向發(fā)展。
中國的塑料模具發(fā)展迅速。塑料模具在整個模具行業(yè)中所占比重約為30%,所以在未來的模具市場中,塑料模具的發(fā)展速度將高于其它模具,在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著市場競爭的激烈化,客戶對于產品的質量要求越來越高,生產速度要求越來越快。這些要求推動人們不斷設計技術更加先進,生產效率更加高的注塑機,同時設計結構更加合理,性能更加穩(wěn)定的注塑模具,并尋求更為合理的注塑工藝,以滿足這方面的要求.中國塑料模具在高技術驅動和支柱產業(yè)應用需求的推動下,形成了一個巨大的產業(yè)鏈條,從上游的原輔材料工業(yè)和加工、檢測設備到下游的機械、汽車、摩托車、家電、電子通信、建筑建材等幾大應用產業(yè),塑料模具發(fā)展一片生機。
1.2模具的研究現狀
塑料成型模具可分為三大類,即注射成型模具、中空成型模具和擠出成型模具。我國現在的制造水平,以注射成型模具為最高,中空成型具為最低,如化妝品用瓶子的吹塑模具,無論從造型以及質量上遠不能適應出口要求。?
1國內模具發(fā)展現狀?
目前,國內生產的小模數塑料齒輪等精密塑料模具已達到國外同類產品水平。在齒輪模具設計中采用最新的齒輪設計軟件,糾正了由于成型壓縮造成的齒形誤差,達到了標準漸開線造型要求。顯示管隔離器注塑模、高效多色注射塑料模、純平彩電塑殼注塑模等精密、復雜、大型模具的設計制造水平也已達到或接近國際水平。使用CAD三維設計、計算機模擬注塑成形、抽芯脫模機構設計新穎等對精密、復雜模具的制造水平提高起到了很大作用。20噸以上的大型塑料模具的設計制造也已達到相當高的水平。34英寸彩電塑殼和48英寸背投電視機殼模具,汽車保險杠和儀表盤的注塑模等大型模具,國內都已可生產。國內最大的塑料模具已達50噸。?
雖然在這十多年中注塑模具工業(yè)取得了令人矚目的發(fā)展,但許多方面與工業(yè)發(fā)達國家相比仍有較大的差距。精密加工設備在模具加工設備中的比重還比較低,CAD/CAE/CAM技術的普及率不高,許多先進的模具技術應用還不夠廣泛等。特別在大型、精密、復雜和長壽命模具技術上存在明顯差距,這些類型模具的生產能力也不能滿足國內需求,因而需要大量從國外進口。?
2國外注塑模具的發(fā)展現狀?
國外注塑模具制造行業(yè)的最基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和網絡化。追求的目標是提高產品質量及生產效率。國外發(fā)達國家模具標準化程度達到70%~80%,實現部分資源共享,大大縮短設計周期及制造周期,降低生產成本.最大限度地提高模具制造業(yè)的應變能力 滿足用戶需求。模具企業(yè)在技術上實現了專業(yè)化,在模具企業(yè)的生產管理方面,也有越來越多的采用以設計為龍頭、按工藝流程安排加工的專業(yè)化生產方式,降低了對模具工人技術全面性的要求,強調專業(yè)化。?
國外注塑成型技術在也向多工位、高效率、自動化、連續(xù)化、低成本方向發(fā)展。因此,模具向高精度復雜、多功能的方向發(fā)展。例如:組合模、即鈑金和注塑一體注塑鉸鏈一體注塑、活動周轉箱一體注塑;多色注塑等;向高效率、高自動化和節(jié)約能源,降低成本的方向發(fā)展。例如:疊模的大量制造和應用,水路設計的復雜化、裝夾的自動化、取件全部自動化。?
3國內注塑模具存在的問題?
我國注塑模具行業(yè)與其發(fā)展需要和國外先進水平相比,主要存在五大問題:?
?。?)發(fā)展不平衡,產品總體水平較低,雖然有個別企業(yè)的部分產品已達到或接近國際水平,但總體來看,模具的精度、型腔表面粗糙度、生產周期、壽命等指標與國外先進水平相比尚有較大差距。?
?。?)工藝裝備落后,組織協調能力差,雖然部分企業(yè)經過近幾年的技術改造,工藝裝備水平已比較先進,但大部分企業(yè)工藝裝備仍比較落后。企業(yè)的組織協調能力差,難以整合或調動社會資源為我所用,從而就難以承接比較大的項目。?
(3)多數企業(yè)開發(fā)能力弱,一方面是技術人員比例低、水平不夠高,另一方面是科研開發(fā)投入少,觀念落后,對開發(fā)不夠重視。?
(4)供需矛盾一時還難以解決,2003年國產塑料模具國內市場滿足率只有74.7%,其中大型、精度、長壽命模具滿足率還要低,估計不足60%。市場需求旺盛,生產發(fā)展一時還難以跟上,供不應求的局面還將持續(xù)一段時間。?
?。?)體制和人才問題的解決尚待時日,在模具這樣競爭性行業(yè)中需依賴于特殊用戶,需單件生產的行業(yè),國有和集體所有制原來的體制和經營機制已越來越顯得不適應。人才的數量和素質水平也跟不上行業(yè)的快速發(fā)展。各地都重視這兩問題,解決尚待時日。?
4國內外注塑模具的發(fā)展趨向?
由于塑料模具工業(yè)快速發(fā)展及上述各方面差距的存在,因此我國今后塑料模具的發(fā)展必將大于模具工業(yè)總體發(fā)展速度。塑料模具生產企業(yè)在向著規(guī)?;同F代化發(fā)展的同時,“小而專”、“小而精” 仍舊是一個必然的發(fā)展趨勢。從技術上來說,為了滿足用戶對模具制造的“交貨期短”、“精度高”、“質量好”、“價格低”的要求,以下的發(fā)展趨勢也較為明顯。?
展望我國塑料模具的未來,筆者以為應從提高技術水平著手,一方面發(fā)展專業(yè)模具廠的技術優(yōu)勢,使之進一步提高對某一類模具的設計制造水平;另一方面要不斷采用新技術、新工藝,提高模具產品的技術含量。要提高我國的模具技術水平,必須在以下方面加大努力:?
(1)開發(fā)精密、大型、復雜、長壽命的模具,實現模具國產化;?
?。?)速模具標準化、專業(yè)化、商品化生產;?
?。?)大力發(fā)展CAD/CAM/CAE、RPM等先進模具設計和制造技術;?
?。?)加大人才培養(yǎng)的力度,使他們盡快掌握模具設計和制造中的先進技術。
2 分析制品及材料工藝性
2.1分析制品原材料的工藝性
給定的塑件材料選用ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)塑料。
2.1.1 ABS的基本特性
ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯3種單體合成的。每種單體都具有不同性能:丙烯腈有高強度、熱穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性,使ABS有良好的耐化學腐蝕性及表面硬度;丁二烯具有堅韌性、抗沖擊特性,使ABS堅韌;苯乙烯具有易加工、高光潔度、高強度,使ABS有良好的加工和染色性能。ABS無毒、無味,呈微黃色,成型的塑料件有較好的光澤。有極好的沖擊強度,且在低溫下也不迅速下降。水、無機鹽、堿、酸類對ABS幾乎無影響,在酮、醛、酯、氯代烴中會溶解或形成乳濁液,不溶于大部分醇類及烴類溶劑,但與烴長期接觸會軟化溶脹。ABS表面受冰醋酸、植物油等化學藥品的侵蝕會引起應力開裂。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性,易于成型加工。經過調色可配成任何顏色。其缺點是耐熱性不高,性能:綜合性能較好,沖擊韌度、力學性能較高,尺寸穩(wěn)定而化學性、電氣性能良好;易于成形和機械加工,與此相反 372 有機玻璃的熔接性良好,可作雙色成形塑件,且表面可鍍鉻。
用途:適于制作一般機械零件、減摩耐摩零件、傳動零件以及化工、電器、儀表等零件。
2.1.2成型特性
1)無定形塑料,其品種很多,各品種的機電性能及成型特性也有差異,應按品種確定成形方法及成形條件。
2)吸濕性強,含水量應小于0.3%,必須充分干燥,要求表面光澤的塑件應要求長時間預熱干燥。
3)流動性中等,溢邊料0.04mm左右(流動性比聚苯乙烯、AS差,但比聚碳酸脂,聚氯乙烯好)。
4)比聚苯乙烯加工困難,宜取高料溫、模溫(對耐熱、高抗沖擊和中抗沖擊型樹脂,料溫更宜取高)。料溫對物性影響較大,料溫過高易分解(分解溫度為250℃左右,比聚苯乙烯易分解),對要求精度較高塑件,模溫宜取50℃~60℃,要求光澤及耐熱型料宜取60℃~80℃。注射壓力應比聚苯乙烯高,一般用柱塞式注射機時料溫為180℃~230℃,注射壓力為100~140MPa,螺桿式注射機則取160℃~230℃,70~100MPa為宜。
5)模具設計時要注意澆注系統,分流道及澆口截面要大,選擇好進料口位置、形式,推出力過大機械加工時塑料件表面呈現“白色”痕跡(但熱水中預熱可消失),在成型時脫模斜度﹥2°,收縮率取﹥0.5°。
2.2分析塑件結構工藝性
該塑件是一個帶側孔的瓶蓋,零件的壁厚是1.5mm所以塑件壁薄屬薄壁塑件,在瓶蓋的側邊有兩個孔,其塑件圖見圖2.2-1。
圖 2.2-1 塑件結構圖
1)結構分析從上面的圖中可以看出,該塑料制件很簡單,大部分都是平面,有少量的曲面,還帶上兩個側孔。
2)尺寸精度分析 該制品尺寸精度要求相對較低,一般精度等級(MT5),對應的模具相關零件的尺寸加工可以保證。
3)表面質量分析 該零件表面質量要求不高,外表面不得有很明顯的熔接痕、氣痕、飛邊等缺陷產生.。綜合分析可以看出,注射時在工藝參數控制的較好的情況下,該制品的成型要求可以得到保證。
4)生產批量是大批量生產
3 型腔數目與排布
3.1分型面位置的確定
模具上用以取出塑件或取出澆注系統凝料的可分離的接觸表面稱為分型面,分型面是決定模具結構形式的重要因素,它與模具的整體結構和模具的制造工藝有密切關系,并且直接影響著塑料熔體的流動充填性及制品的脫模,分型面的位置也影響著成型零部件的結構形狀,型腔的排氣情況也與分型面的開設密切相關。因此,分型面的選擇是注射模設計中的一個關鍵內容。
分型面的選擇應注意以下幾點:
1)分型面應選在塑件外形最大輪廓處
當已經初步確定塑件的分型方向后分型面應選在塑件外形最大輪廓處,即通過該方向塑件的截面積最大,否則塑件無法從形腔中脫出。
2)保證制件的精度和外觀要求
與分型面垂直方向的高度尺寸,若精度要求較高,或同軸度要求較高的外形或內孔,為保證其精度,應盡可能設置在同一半模具腔內。因分型面不可避免地要在制件中留下溢料痕跡或接合縫的痕跡,故分型面最好不選在制品光亮平滑的外表面或帶圓弧的轉角處。
3)考慮滿足塑件的使用要求
注塑件在成型過程中,有一些難免的工藝缺陷,如脫模斜度、推桿及澆口痕跡等,選擇分型面時,應從使用角度避免這些工藝缺陷影響塑件功能。
4)考慮注塑機的技術規(guī)格,使模板間距大小合適
5)考慮鎖模力,盡量減小塑件在分型面的投影面積
6)確定有利的留模方式,便于塑件順利脫模從制件的頂出考慮分型面要盡可能地使制件留在動模邊,當制件的壁相當厚但內孔較小時,則對型芯的包緊力很少常不能確切判斷制件中留在型芯上還是在凹模內。這時可將型芯和凹模的主要部分都設在動模邊,利用頂管脫模,當制件的孔內有管件(無螺紋連接)的金屬嵌中時,則不會對型芯產生包緊力。
7)不妨礙制品脫模和抽芯
在安排制件在型腔中的方位時,要盡量避免與開模運動相垂直方向的側凹或側孔。一般機械式分型面抽芯機構的側向抽拔距都較小,因此選擇的分型面應使抽拔距離盡量短。
8)分型面應使模具分割成便于加工的部件,以減少機械加工的困難。
根據塑件結構形式,本設計分型面如圖3.1—1的A—A所示.所以本模具的結構形式采用單分型面注射模。
圖3.3—1瓶蓋零件的分型面
3.2型腔數目的確定
型腔指模具中成形塑件的空腔,而該空腔是塑件的負形,除去具體尺寸比塑料大以外,其他都和塑件完全相同,只不過凸凹相反而己。注射成形是先閉模以形成空腔,而后進料成形,因此必須由兩部分或(兩部分以上)形成這一空腔——型腔。其凹入的部分稱為凹模,凸出的部分稱為型芯。為了使模具與注射機的生產能力相匹配,提高生產效率和經濟性,并保證塑件精度,模具設計時應確定型腔數目。注射模的型腔數目,可以是一模一腔,每一次注射生產一個塑件,也可以是多腔,每一次注射生產多個塑件。每一副模具中,型腔數目的多少與下列條件有關系。
1) 塑件尺寸精度
型腔數越多時,精度也相對地降低。
2) 模具制造成本
多腔模的制造成本高于單腔模,但不是簡單的倍數比。從塑件成本中所占的模具費比例看,多腔模比單腔模具低。
3) 注塑成形的生產效益
多腔模從表面上看,比單腔模經濟效益高。但是多腔模所使用的注射機大,每一注射循環(huán)期長而維持費較高,所以要從最經濟的條件上考慮一模的腔數。
4) 制造難度
多腔模的制造難度比單腔模大,當其中某一腔先損壞時,應立即停機維修,影響生產。塑料的成形收縮是受多方面影響的,如塑料品種,塑件尺寸大小,幾何形狀,熔體溫度,模具溫度,注射壓力,充模時間,保壓時間等。影響最顯著的是塑件的壁厚和形狀的復雜程度。該塑件精度要求一般(MT5),根據產品結構特點,此塑料產品在模具中的扣置方式有兩種:一種是將塑料制品的回轉軸線與模具中主流道襯套的軸線垂直;另一種是將此塑料制品的中心線與模具中主流道襯套的軸線平行。對于第二種布置方式,則要求模具側向分模,這里擬采用1模2件的結構,冷卻系統和推出機構的設計都較第二種方式有利。型腔的結構采用滑塊對稱的結構。
塑件形狀比較簡單,質量較小,生產批量是大量,應該使用多型腔的注射模具,但是考慮到塑件有兩個Φ10cm的側孔,需要進行側向抽芯,所以采用一模一腔,這樣模具生產更加方便簡單。如圖圖3.2—1。
圖3.2—1型腔數目圖
3.3型腔的布局
由于此塑件采取一模一腔,所以制件放在模具的最中央的位置,本設計成型同一塑件,且壁厚均勻,布局如圖3.3-1所示:
圖3.3—1型腔布局圖
4 注塑機型號的選擇
4.1注射機選擇標準
注射模是安裝在注射機上的,因此在設計注射模具時應該結注射機有關技術規(guī)范進行必要的了解,以便設計出符合要求的模具,同時選定合適的注射機型號。選用注射機時,通常是以某塑件的(或模具)實際需要的注射量初選某一公稱注射量的注射機型號,然后依次對該機型的公稱注射壓力、公稱鎖模力、模板行程以及模具安裝部分的尺寸進行校核。
在模具設計時,根據產品幾何尺寸及模具結構特點,盡可能選用適合的注塑機以充分發(fā)揮設備的內在能力。應該根據以下幾個方面:
a通常影響注塑機選擇的重要因素包括模具、產品、塑料、成型要求等;
b模具尺寸(寬度、高度、厚度)、重量、特殊設計等;
c使用塑料的種類及數量(單一原料或多種塑料);
d注塑成品的外觀尺寸(長、寬、高、厚度)、重量等;
e成型要求,如品質條件、生產速度等。
在選擇一臺注射機時,應特別注意以下方面:
a選對型:由產品及塑料決定機種及系列。由于注塑機有非常多的種類,因此一開始要先正確判斷此產品應由哪一種注塑機,或是哪一個系列來生產,例如是一般熱塑性塑膠或電木原料或PET原料等,是單色、雙色、多色、夾層或混色等。此外,某些產品需要高穩(wěn)定(閉回路)、高精密、超高射速、高射壓或快速生產(多回路)等條件,也必須選擇合適的系列來生產。
b放得下:由模具尺寸判定機臺的“大柱內距”、“模厚”、“模具最小尺寸”及“模盤尺寸”是否適當,以確認模具是否放得下。模具的寬度及高度需小于或至少有一邊小于大柱內距;模具的寬度及高度最好在模盤尺寸范圍內;模具的厚度需介于注塑機的模厚之間;模具的寬度及高度需符合該注塑機建議的最小模具尺寸,太小也不行。
c拿得出 :由模具及成品判定“開模行程”及“托模行程”是否足以讓成品取出。開模行程至少需大于成品在開關模方向的高度的兩倍以上,且需含豎澆道的長度,托模行程需足夠將成品頂出。
d鎖得?。河僧a品及塑料決定“鎖模力”噸數。當原料以高壓注入模穴內時會產生一個撐模的力量,因此注塑機的鎖模單元必須提供足夠的“鎖模力”使模具不至于被撐開。鎖模力需求的計算如下:
1)由成品外觀尺寸求出成品在開關模方向的投影面積;
2)撐模力量=成品在開關模方向的投影面積(cm)×模穴數×模內壓力(kg/cm);
3)模內壓力隨原料而不同, 一般原料取350~400kg/cm;
4)機器鎖模力需大于撐模力量,且為了保險起見,機器鎖模力通常需大于撐模力量的1.17倍以上。至此已初步決定夾模單元的規(guī)格,并大致確定機種噸數,接著必須再進行下列步驟,以確認哪一個射出單元的螺桿直徑比較符合所需。
e射得飽:由成品重量及模穴數判定所需“射出量”并選擇合適的“螺桿直徑”。計算成品重量需考慮模穴數(一模幾穴);為了穩(wěn)定性起見,射出量需為成品重量的1.35倍以上,亦即成品重量需為射出量的75%以內。
f射得好:由塑料判定“螺桿壓縮比”及“射出壓力”等條件。有些工程塑料需要較高的射出壓力及合適的螺桿壓縮比設計,才有較好的成型效果,因此為了使成品射得更好,在選擇螺桿時亦需考慮射壓的需求及壓縮比的問題。一般而言,直徑較小的螺桿可提供較高的射出壓力。
g射得快:及“射出速度”的確認。有些成品需要高射出率速射出才能穩(wěn)定成型,如超薄類成品,在此情況下,可能需要確認機器的射出率及射速是否足夠,是否需搭配蓄壓器、閉回路控制等裝置。一般而言,在相同條件下,可提供較高射壓的螺桿通常射速較低,相反的,可提供較低射壓的螺桿通常射速較高。因此,選擇螺桿直徑時,射出量、射出壓力及射出率(射出速度),需交叉考量及取舍。
此外,也可以采用多回路設計,以同步復合動作縮短成型時間。有一些特殊問題可能也必須再加以考慮:
a大小配的問題:在某些特殊狀況下,客戶的模具或產品可能模具體積小但所需射量大,或模具體積大但所需射量小,在這種況下,廠家所預先設定的標準規(guī)格可能無法符合客戶需求,而必須進行所謂“大小配”,亦即“大壁小射”或“小壁大射”。所謂“大壁小射”指以原先標準的夾模單元搭配較小的射出螺桿,反之,“小壁大射”即是以原先標準的夾模單元搭配較大的射出螺桿。當然,在搭配上也可能夾模與射出相差好幾級。
b快速機或高速機的觀念:在實際運用中,越來越多的客戶會要求購買所謂“高速機”或“快速機”。一般而言,其目的除了產品本身的需求外,其他大多是要縮短成型周期、提高單位時間的產量,進而降低生產成本,提高競爭力。通常,要達到上述目的,有幾種做法:
c射出速度加快:將電機馬達及泵浦加大,或加蓄壓器(最好加閉回路控制);
d加料速度加快:將電機馬達及泵浦加大,或加料油壓馬達改小,使螺桿轉速加快;
e多回路系統:采用雙回路或三回路設計,以同步進行復合動作,縮短成型時間;
f增加模具水路,提升模具的冷卻效率。
4.2注射量的計算
1) 塑件質量、體積的計算通過UG 8.5建模分析:
塑件體積V
V=0.893
按經驗公式計算得
1.6×0.893=1.5
ABS塑件的密度為1.02~1.05g/
本次取中間值1.03g/
故所需要的塑件質量m為
m=1.03×1.5=1.545g
4.3鎖模力的計算
通過三維軟件建模分析,可知:單個之間在分型面上的投影面積約為380.13,按照經驗公式計算得:
1.35×380.13=513.28
查找表格得ABS在成型時的平均壓力值為30MPa(經驗值)。
故所需要的鎖模力為
=513.28×30=15398.415,4
4.4注射機型號的選定
根據每一生產周期的注射量和鎖模力的計算??蛇x用SZ-10/16型注射機,其主要參數見表4.4—1。
理論注射容量(cm)
10
螺桿直徑(mm)
15
注射壓力(MPa)
150
注射速率(g/s)
塑化能力(g/s)
螺桿轉速(r/min)
10~150
噴嘴球半徑(mm)
10
鎖模方式
鎖模力(kN)
160
拉桿內間距(mm)
180×180
移模行程(mm)
130
最大模厚(mm)
150
最小模厚(mm)
60
模具定位孔直徑(mm)
20
噴嘴球直徑(mm)
2.5
表4.4—1
5 成型零部件設計
成型零件是指構成模具型腔的零件,通常包括了凸模、凹模、成型桿、成型塊等。設計時應首先根據塑料的性能、制件的使用要求確定型腔的總體結構、進料口、分型面、排氣部位、脫模方式等,然后根據制件尺寸,計算成型零件的工作尺寸,從機加工工藝角度決定型腔各零件的結構和其他細節(jié)尺寸,以及機加工工藝要求等。
在工作中,成型零件承受高溫高壓塑件熔體的沖擊和磨擦。在冷卻固化中形成了塑件的形體、尺寸和表面。在開模和脫模時需要克服塑件的粘著力。成型零件在充模保壓階段承受很高的型腔壓力,它的強度和剛度必須在許可范圍內。成型零件的結構,材料和熱處理的選擇及加工工藝性,是影響模具工作壽命的主要因素。
5.1成型零件的材料選擇
構成型腔的零件統稱為成型零件,本例的模具成型零件包括凸模、凹模和側抽芯部件。由于型腔直接與高溫高壓的塑料相接觸,它的質量直接關系到制件質量,因此要求它有足夠的強度、剛度、硬度、耐磨力以承受塑料的擠壓力和料流的磨擦力和足夠的精度和表面光潔度,以保證塑料制品表面光高美觀,容易脫模,一般來說成型零件都應進行熱處理,使其具有HRC40以上的硬度,如成型產生腐蝕性氣體的塑料如聚氯已烯等。還應選擇耐腐蝕的鋼材。
根據塑件表面質量要求,查《塑性成型工藝與模具設計》附錄G(常用模具材料與熱處理),本設計成型零件選用Cr12MoV調質處理,硬度≥55HRC,耐磨性號好且處理過程變形小。還有較好的電加工及耐腐蝕性。
5.2型腔結構設計
5.2.1型腔的結構選擇
凹模是成型塑件外表面的部件,凹模按其結構不同可分為整體式和組合式兩大類,而組合式又可分為嵌入式組合、鑲拼式組合及瓣合式等。
1)整體式凹模
由一整塊金屬加工而成,其特點是牢固,不易變形,因此對于形狀簡單,容易制造或形狀雖然比較復雜,但??梢圆捎梅滦螜C等殊須加工方法加工的場合是適宜的。整體結構有如下優(yōu)點:
a.成型零件的剛性好;
b.模具分解組合容易;
c.零件數量少;
d.制品表面分型痕跡少;
e.模具外形尺寸可以減少。
整體結構的缺點如下:
a.難以排氣;
b.需要采用精密磨削加工;
c.制品的棱邊,拐角處難以加工成角形;
d.當塑料制品形狀復雜是,其型腔的加工工藝性較差一般此類成型零件都是在淬硬后在進行加工,所以整體結構的模具采用電火花成型加工為主、銑削加工、磨削加工、電火花線切割為輔的加工方法,并且在先進的型腔加工機床還未普遍應用之前,整體式型腔一般只用在形狀簡單的小形塑件的成型。
2)組合式凹模
組合式型腔是由兩個以上零件組合而成的。這種型腔改善了加工工藝性,減少了熱處理變形,節(jié)約了模具貴重材料,但結構較復雜,裝配比較麻煩,塑件制品表面可能留有鑲拼痕跡,組合后的型腔牢固性較差。因此,這種型腔主要用于形狀復雜的塑料制品的成型。組合式型腔的組合形式很多,常見的有嵌入式、鑲拼式及瓣合式幾種。
嵌入式組合型腔:
a.整體嵌入式組合型腔。對于小型塑件采用多型腔塑料模成型時,各單個型腔一般采用冷擠壓、電加工、電鑄等方法制成,然后整體嵌入模中。型腔鑲件的外形通常是帶臺階的圓柱形,先嵌入型腔固定板后,再用支撐板、螺釘將其固定;如要求嚴格定位時,可用銷釘或平鍵定位防轉。此型腔形狀及尺寸一致性較好,更換方便,可節(jié)約貴重金屬,但模具體積較大,用特殊加工法。
b.局部鑲嵌式組合型腔。為了加工方便或由于型腔某一部位容易磨損,需要更換者采用局部鑲嵌的辦法,此部位的鑲件單獨制成,然后嵌入模體。
c.瓣合式組合型腔。它是以兩個對合滑塊來成型塑件整個側向外型,側向分型面必須經過中心線。瓣合模成型的塑件在外型上會留下拼合縫。因此在模具的使用期內,應該保持側滑快的拼和精度和足夠的側向壓力。對于螺紋接頭,明顯的拼合縫會影響旋合連接功能。對于筆套類塑件,唯一可取的分型面必須設在彈性夾頭的最高凸起處。
此外還有鑲拼式等組合型腔形式,鑲拼式組合模具雖然具有強度和剛度較差,制造成本高的問題,但是由于它具有但由于它具有良好的互換性,型腔成型部分容易損壞,可以在損壞時進行互換,簡化了模具的維修過程,同樣節(jié)省了成本;而且它可以合理的運用材料,定模板由于不參與零件成型,可以采用一般的材料,而鑲塊參與零件成型,屬于重要零件必須用要求比較高的材料,比如鏡面鋼(PMS),節(jié)約了優(yōu)質的模具鋼,在某種程度上也是節(jié)省成本。
鑲拼式組合凹模鑲塊的加工一般是采用線切割、電火花、數控銑床等現代化加工手段來保證加工的精確性和良好的表面光潔度。
由以上的比較容易看出,成型此塑料制件采用整體式的凹模,結構如下5.2—1所示。
圖5.2-1 凹模結構圖
5.2.2型腔的尺寸計算
1)型腔的徑向尺寸為
查閱資料得:
~
X=0.5
=22
塑料ABS的收縮率為0.5%~0.7%
故平均收縮率為
=0.5×(0.5%+0.7%)
=0.006
所以上式的計算結果如下
=
=
2) 型腔的深度尺寸為
查閱相關資料得:x=
=0.64
=5.5
=0.006
~
所以上式的計算結果如下
=
=
5.3型芯的結構設計
凸模又稱陽模,通常位于壓機的上部,其功用是在壓塑成型過程,將壓機的壓力傳遞到塑料上去并成型塑件內表面。
5.3.1型芯的結構設計
凸模的結構形式有:
a整體式凸模其結構牢固,但加工不便,適合用于凸度不高,形狀簡單,加工方便,熱處理不易變形的的凸模。
b組合式凸模一種是將整體式凸模用鑲入法使凸模與凸模固定板連接凸模上有凸肩防止凸模上升。這種結構牢固,裝卸方便,節(jié)約優(yōu)質鋼材。另一種為鑲嵌組合式凸模,一般說來此種凸模強度最差塑料可擠入鑲嵌間隙而引起變形。
由此看出,成型此塑件的型芯采用整體式。型芯結構如下圖圖5.3-1所示。
圖5.3-1型芯結構
5.3.2型芯的尺寸計算
1) 型芯的徑向尺寸為
查閱資料得:
~
X=
=19
=0.006
所以型芯的徑向尺寸
=
2) 型芯的高度尺寸
查閱資料得:
~
X=
=4
=0.006
所以型芯的高度尺寸
=
6 側向抽芯機構的設計
當塑件上具有與開模方向不一致的孔或側壁有凹凸形狀時,除極少數情況可以強制脫模外,一般都必須將成型側孔或側凹做成可活動的結構,在塑件脫模前,先將其抽出,然后才能將整個塑件從模具中脫出。完成側向活動型芯的抽出和復位的這種機構叫做抽芯機構。它應具備以下基本功能:
(1)能夠保證不引起塑間件變形的情況下準確地抽芯;
(2)運動靈活動作可靠,無過分磨損現象;
(3)具有必要的強度和剛度;
(4)配合間隙和拼縫線不溢料;
6.1抽芯距的計算
抽芯距是將側型芯從成型位置抽到不防礙塑件頂出時側型芯的距離。當塑件的外形為矩形并且兩等分抽芯時,其公式如下:
s=+(2~3)mm
式中:S—設計抽芯距;
h—矩形塑件的外形最大值。
代入相關數據得到:S=28mm。
6.2斜導柱斜角的確定
斜導柱的斜角a是斜導柱抽芯機構的一個主要參數。它的大小涉及導開模力、斜導柱所受的彎曲力、滑塊實際抽芯力以及開模行程等的小,其關系如下:
F=F=F/cosa
F=Fsina=Ftana
式中:F——斜導柱所受的彎曲力;
F——斜導柱所用于滑塊的正壓力,它等于斜導柱所受的彎曲力;
F——抽拔出側型芯所需要的抽芯力;
F——抽出側型芯所需要的開模力;
a——斜導柱的斜角。
由以上式子可知,當斜角增大時,要獲得相同的抽芯力,則斜導柱所受的彎曲力要增大,斜導柱的斜角α是斜導柱抽芯機構的一個主要參數。它的大小涉及導開模力、斜導柱所受的彎曲力、滑塊實際抽芯力以及開模行程等的小,其關系如下:a=20°。
6.3斜導柱側抽芯機構
斜導柱側抽芯機構是用的最多的抽芯機構,它結構簡單、制造方便、安全可靠等特點。該設計采用的是斜導柱在定模,滑塊在動模的抽芯結構,其部分抽芯結構圖如下:
圖6.3-1側抽芯機構的結構形式
斜導柱的計算:代入相關數據:
D=25mm,h=28mm S=28mm d=20mm
得到L=135~143mm,取其長度為136mm。
7 澆注排氣系統的設計
澆注系統是指注射模中從主流道的始端到型腔之間的熔體進料通道,它的作用是將塑料熔體順利的充滿型腔的各個部位。正確設計澆注系統對獲得優(yōu)質的塑料制品極為重要。注射成型的基本要求是在合適的溫度和壓力下使足量的塑料熔體盡快充滿型腔,影響順利充模的關鍵之一就是澆注系統的設計。普通流道澆注系統由主流道、分流道、澆口、冷料穴四部分組成。
7.1主流道的設計
主流道是連接注射機噴嘴與分流道的一段通道,通常和注射機噴嘴在同一軸線上,斷面為圓形,帶有一定的錐度,其主要設計要點為:
1)主流道圓錐角α=2°~3°流動性差的塑料可取3°~6°內壁粗糙度為Ra0.63um。主流道大端呈圓角,半徑r=1~3mm,以減小料流轉向過渡的阻力。
2)在模具結構允許的情況下,主流道應盡可能短,一般小于60mm,過長則會影響熔體的順利充型。
3)對小型模具可將主流道襯套與定位圈設計成整體式,但在大多數情況下是將主流道襯套和定位圈設計成兩個零件,然后配合固定在模板上。主流道襯套與定模座采用H7/m6過渡配合,與定位圈的配合采用H9/f9間隙配合。
7.1.1主流道的尺寸
根據所選注射機,則主流道小端尺寸為:
d=注射機噴嘴尺寸+(0.5~1)
=2.5+1
=3.5
主流道球面半徑為:
SR=噴嘴球面半徑+(1~2)
=10+2
=12
7.1.2主流道襯套形式
本設計雖然是小型模具,但為了便于加工和縮短主流道長度,襯套和定位圈還是設計成分體式,主流道長度約等于定模板的厚度(見模架的確定和裝配圖)。襯套如圖7.1—1所示,材料選用T10A鋼,熱處理淬火后表面硬度為50~55HRC。
取d=4mm=sin3°
則D=4+2 ×52=5.9mm
主流道凝料體積為:
q= = =1000.19205mm
圖7.1—1主流道襯套
7.1.3主流道剪切速率校核
根據實際生產經驗可知,主流道、分流道的剪切速度一般為510~5×10(S),在模具設計過程中要進行剪切速度的校核,以保證能夠順利注射成型。
由經驗公式:
===1971.55s<510S
式中q=q+q+q
=1.2+1.982+12.7162
=28.614cm
R==2.475mm=0.248cm
主流道的表面粗糙度并不要求很低,一般取0.8um~1.6um即可,在此取1.6um即可滿足使用。
7.3澆口的設計
澆口是連接分流道與型腔之間的一段細短通道,它是澆注系統的關鍵部分。澆口的形狀、位置和尺寸對塑件的質量有很大的影響。澆口的主要作用有如下幾點:
1)熔體充模后,首先在澆口處凝固,當注射機螺桿抽回時可防止熔體向流道回流。熔體在流經流道時型腔的尺寸應根據不同的澆口類型來確定。在進行澆口設計時要遵循以下幾個基本原則:
1、澆口應盡量開設在塑件截面最厚處,這樣,澆口處冷卻較慢,有利于熔料通過澆口往型腔中補料,故不易出現凹陷等缺陷。
2、澆口的位置應使熔料的流程最短、流向變化最小,能量損失最小,一般澆口處于塑件中心處效果較好。
3、澆口的位置應有利于型腔內氣體的排出。若進入型腔的熔料過早地封閉了排氣系統,會使型腔中的氣體難以排出,以至影響制品質量,這時,應在熔料到達型腔的最后位置開設排氣槽,以利排氣。
4、澆口位置應開設在正對型腔壁或粗大型芯的位置,使高速熔料流直接沖擊在型腔或型芯壁上,從而改變流向、降低流速,平穩(wěn)地充滿型腔,可消除塑件上明顯的熔接痕,避免熔體出現破裂。
5、澆口的數量切忌過多,若從幾個澆口進入型腔,產生熔接痕的可能性會大大增加,如無特殊需要,不要設置兩個以上澆口。
6、澆口位置應使熔料流從主流道到型腔各處的流程相同或相近,以減少熔接痕的產生。
7、對于有型芯或嵌件的塑件,特別是有細長型芯的筒形塑件,應避免偏心進料,以防型芯彎曲或嵌件移位。
8、澆口的位置應避免引起熔體斷裂的現象,當小澆口正對著寬度和厚度很大的型腔時,高速熔料流通過澆口會受到很高的剪切應力,由此產生噴射和蠕動等熔體斷裂現象。而噴射的熔體易造成折疊,使制品上產生波紋痕跡。
9、塑料熔體在通過澆口高速射入型腔時,會產生定向作用,澆口位置應盡量避免高分子的定向作用產生的不利影響,而應利用這種定向作用對塑件產生有利影響。
10、在確定一種模具的澆口位置和數量時,須校核流動比,以保證熔體能充滿型腔,流動比是由總流動通道長度與總流動通道厚度之比來確定。其充許值隨熔體的性質、溫度、注射壓力等不同而變化。
11、對于平板類塑件,由于它易于產生翹曲,變形,這是因為它在各方向上的收縮率不一致而引起,若采用多點澆口,效果要好得多。
12、對于框架式塑件,可按對角設置澆口,可改善因收縮引起的塑件變形。
13、對于圓環(huán)形塑件,澆口應安置在切向,可減少熔接痕,提高熔接部位強度,并有利排氣。
14、對于壁厚不均勻的塑件,澆口位置應盡量保持流程一致。避免產生渦流。
15、對于殼體塑件,可采用中心全面進料的澆口布置,可減少熔接痕。
16、對于罩形、細長筒形、薄壁形塑件,為防止缺料,可設置多個澆點,并設置工藝筋。
上述澆口位置的選擇原則,在應用時可能會產生矛盾,這時需根據實際情況靈活處理。
澆口的形式多種多樣,但常用的澆口有如下11種:直接澆口、側澆口、扇形澆口、平縫澆口、環(huán)形澆口、盤形澆口、輪輻澆口、爪形澆口、點澆口、潛伏澆口、護耳澆口等。因為本設計的塑件表面質量要求不高,外表面不得氣痕、飛邊等缺陷產生,故采用直澆口。
直澆口又稱為主流道型澆口,它屬于非限制性澆口。這種澆口只適合單型腔模具,應用范圍十分廣泛,它具有如下特點:
1) 流動阻力小,流動路程短及補縮時間長。
2) 有利于深型腔處氣體的排除。
3)塑件和澆注系統在分型面上的投影面積最小,模具結構緊湊,注塑機受力比較均勻。
4)塑件翹曲變形,澆口截面大,去除澆口困難,去除以后會留下較大的澆口痕跡,影響塑件的美觀。
本模具采用一模一腔,精度也不是很高,所以選擇直澆口。
7.4冷料穴的設計
冷料穴位于主流道正對面的動模板上,或者處于分流道的末端,防止冷料進入模具型腔而影響制品質量。冷料穴分兩種,一種專門用于收集、貯存冷料,另一種除貯存冷料外還兼有拉出流道凝料的功用。
1) 分流道冷料穴
根據需要,冷料穴不但在主流道的末端,而且可在各分流道轉向的位置,甚至在型腔的末端開設冷料穴。冷料穴應設置在熔體流動方向的轉折位置,并迎著上游的熔體流向,如圖所示。冷料穴的長度通常為分流道直徑d的1.5~2倍。本設計中需要設計在分流道末端。
分型面是指分開模具取出塑件和澆注系統凝料的可分離的接觸表面。在封閉模腔中成型塑件,為了減小模腔中脫出時的阻力,要求塑件應帶有適當的脫模斜度,也要求模具兩半部分的接觸面即分型面)。
應相對于所成型的塑件,安排適當的位置,這就要正確的選擇分型面。分型面的選擇原則是:
(一)便于塑件脫模
(1)在開模時盡量使塑件留在動模內;
(2)應有利于側面分型和抽芯;
(3)應合理安排塑件在型腔中的方位;
(二)考慮和保證塑件的外觀不遭損壞
(三)盡量保證塑件尺寸的精度要求(如同心度等)
(四)有利于排氣
(五)盡量使模具加工方便
(六)分型面一般設在塑件斷面尺寸最大處。
本模具成型的制件由于體積小,不需要開設冷料穴。
7.5排氣槽的設計
在注塑成型過程中,模具內除了型腔和澆注系統中有的氣體外,還有塑件受熱或凝固產生的低分子揮發(fā)氣體,這些氣體若不能順利排出,則可能因充填時氣體被壓縮而產生高溫,引起塑件局部炭化燒焦,使塑件產生氣泡,或使塑料熔接面不良而引起缺陷,因而須進行排氣設置,排氣深度(或間隙)0.025mm。
1)排溢設計:排溢是指排出充模熔料中的前鋒冷料和模具內的氣體等。
2)引氣設計:對于一些大型腔殼形塑件,注射成型后,整個型腔由塑料填滿,型腔內氣體被排出,此時塑件的包容面與型芯的被包容面基本上構成真空,當塑件脫模時,由于受到大氣壓的作用,造成脫模困難,如采用強行脫模,勢必使塑件發(fā)生變形或損壞,因此必須加引氣裝置。
3)排氣系統有以下幾種方式:
利用排氣槽;利用型芯、鑲件、推桿等配合間隙;有時為了防止制品在頂出時造成真空而變形,必須設置進氣裝置。
4)該套模具的排氣方式有
a.利用模具的分型面排氣;
b.對于組合式型芯可利用其拼和的縫隙、零件配合的間隙
本制件尺寸較小,排氣量很小,利用分型面和推桿、型芯間的配合間隙排氣即可。該套模具有2個推桿,因此不需要開設單獨的排氣槽。
8 導向與定位機構設計
合模導向機構對于塑料模具是不可少的部件,因為模具在閉合時要求有一定的方向和位置,必須導向。導柱安裝在動模或者定模一邊均可。有細長型芯時,以安在細長型芯一側為宜。通常導柱設在模板四角。導向機構主要有定位、導向、承受一定側壓力三個作用。
a. 定位作用
為避免模具裝配時方位搞錯而損壞模具,并且在模具閉合后使型腔保持正確的形狀,不至因為位置的偏移而引起塑件壁厚不均,或者模塑失敗。
b. 導向作用
動定模合模時,首先導向機構接觸,引導動定模正確閉合,避免凸模或型芯先進入型腔以保證不損壞成型零件。
c. 承受一定側壓力
塑料注入型腔過程中會產生單向側壓力,或由于注射機精度的限制使導柱在工作中承受一定的側壓力,此時,導柱能承擔一部分側壓力。當側壓力很大時,不能單靠導柱來承擔,需要增設錐面定位裝置。對于三板模、脫模板脫模等,導柱還要承受懸浮模板的質量.當采用標準模架時,因模架本身帶有導向裝置,一般情況下,設計人員只要按模架規(guī)格選用即可。若需采用精密導向定位裝置,則
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