線圈骨架注塑模具結構設計

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1、任 務 二 線 圈 骨 架 注 塑 模 具 結 構 設 計 項 目 四 側 抽 芯 注 射 模 具 設 計 能 力 目 標知 識 目 標 能 根 據(jù) 給 出 的 塑 件 設 計 合 理 的 滑 塊 和 斜 緊 塊 ； 會 設 計 典 型 的 側 抽 芯 注 塑 模 結 構 。 掌 握 抽 拔 力 和 中 心 距 的 計 算 ； 掌 握 斜 導 柱 側 抽 芯 機 構 設 計 與 計 算 。 一 、 工 作 任 務零 件 名 稱 ： 線 圈 骨 架設 計 要 求 生 產 批 量 ： 中 等 批 量 材 料 ： 增 強 聚 丙 烯 （ 0.6 ） 二 、 塑 件 工 藝 性 分 析 塑 件 工 藝

2、 性 分 析 除 了 要 分 析 塑 料 的 成 型 性 能 和 塑件 的 尺 寸 、 精 度 、 表 面 質 量 以 外 ， 重 點 還 要 分 析 塑 件的 脫 模 斜 度 和 塑 件 壁 厚 情 況 。 脫 模 斜 度 值 越 大 ， 塑 件在 模 腔 中 越 容 易 脫 模 ， 塑 件 在 頂 出 時 的 變 形 越 小 。 在不 影 響 塑 件 的 功 能 和 使 用 的 前 提 下 ， 在 線 圈 骨 架 模 型上 相 對 高 度 較 大 的 豎 直 表 面 均 添 加 0.5 的 拔 模 斜 度特 征 。1、 塑 件 工 藝 性 分 析 2、 塑 件 的 原 材 料 分 析 塑

3、件 的 材 料 采 用 增 強 聚 丙 烯 ， 屬 熱 塑 性 塑 料 。 從 使 用性 能 上 看 ， 該 塑 料 具 有 剛 度 好 、 耐 水 、 耐 熱 性 強 ， 其 介電 性 能 與 溫 度 和 頻 率 無 關 ， 是 理 想 的 絕 緣 材 料 ； 從 成 型性 能 上 看 ， 該 塑 料 吸 水 性 小 ， 方 向 性 明 顯 ， 凝 固 速 度 較快 ， 易 產 生 內 應 力 。 因 此 ， 在 成 型 時 應 注 意 控 制 成 型 溫度 ， 澆 注 系 統(tǒng) 應 緩 慢 散 熱 ， 冷 卻 速 度 不 宜 過 快 。 3、 塑 件 的 結 構 分 析 從 零 件 圖 上

4、分 析 ， 該 零 件 總 體 形 狀 為 長 方 形 ， 在寬 度 方 向 的 一 側 有 兩 個 高 度 為 8.5mm， R5mm的 兩 個凸 耳 ， 在 兩 個 高 度 為 12mm， 長 、 寬 分 別 為 17mm和14mm的 凸 臺 上 ， 一 個 帶 有 4.1 1.2mm的 凹 槽 （ 對 稱分 布 ） ， 另 一 個 帶 有 4 1mm的 凸 臺 （ 對 稱 分 布 ） 。因 此 ， 模 具 設 計 時 必 須 設 置 側 向 分 型 抽 芯 機 構 ， 該 零件 屬 于 中 等 復 雜 程 度 。 4、 尺 寸 精 度 分 析 該 零 件 重 要 尺 寸 如 ： 12.1

5、mm、 12.1mm、 15.1mm、15.1mm、 15mm等 尺 寸 精 度 為 3級 ， 次 重 要 尺 寸 如 ：13.5 0.1mm、 17mm、 10.5 0.1mm、 14mm等 尺 寸 精度 為 45級 。 由 以 上 分 析 可 見 ， 該 零 件 的 尺 寸 精 度 中等 偏 上 ， 對 應 的 模 具 相 關 零 件 的 尺 寸 加 工 可 以 保 證 。 從 塑 件 的 壁 厚 上 來 看 ， 壁 厚 最 大 處 為 1.3mm， 最小 處 為 0.95mm， 壁 厚 差 為 0.35mm， 較 均 勻 ， 有 利 于零 件 的 成 型 。 5、 塑 件 的 表 面 質

6、 量 分 析 該 零 件 的 表 面 除 要 求 沒 有 缺 陷 、 毛 刺 ， 內 部 不 得有 導 電 雜 質 外 ， 沒 有 特 別 的 表 面 質 量 要 求 ， 故 比 較 容易 實 現(xiàn) 。 綜 合 分 析 可 以 看 出 ， 注 射 時 在 工 藝 參 數(shù) 控 制 得 較好 的 情 況 下 ， 零 件 的 成 型 要 求 可 以 得 到 保 證 。 三 、 塑 模 工 藝 規(guī) 程 編 制1、 計 算 塑 件 的 體 積 與 質 量 三 維 造 型 后 可 查 的 塑 件 的 體 積 為 ： 4087mm 根 據(jù) 設 計 手 冊 可 查 得 增 強 聚 丙 烯 密 度 為 ： 1.0

7、4Kg/dm-5 塑 件 重 量 為 ： 4087 1.04 10-5 =4.25g 本 模 具 采 用 一 模 兩 件 的 模 具 結 構 ， 考 慮 其 外 形 尺 寸 、 注射 時 所 需 壓 力 和 工 廠 現(xiàn) 有 設 備 等 情 況 ， 初 選 注 射 機 型 號 為XS-Z-60。 2、 塑 件 注 射 工 藝 參 數(shù) 的 確 定 查 表 和 參 考 工 廠 實 際 應 用 的 情 況 ， 增 強 聚 丙 烯 的 成 型 工 藝參 數(shù) 可 作 如 下 選 擇 。 試 模 時 ， 可 根 據(jù) 實 際 情 況 作 適 當 調 整 。 注 射 溫 度 ： 包 括 料 筒 溫 度 和 噴

8、嘴 溫 度 。 料 筒 溫 度 ： 后 段 溫 度 t1選 用 220 ； 中 段 溫 度 t2選 用 240 ； 前 段 溫 度 t3選 用 260 ； 噴 嘴 溫 度 ： 選 用 220 ； 注 射 壓 力 ： 選 用 100MPa； 注 射 時 間 ： 選 用 30s； 保 壓 ： 選 用 72MPa； 保 壓 時 間 ： 選 用 10s； 冷 卻 時 間 ： 選 用 30s。 三 、 注 射 模 的 結 構 設 計 該 塑 件 為 機 內 骨 架 ， 表 面 質 量 無 特 殊 要 求 ， 但 在 繞 線 的 過程 中 上 端 面 與 工 人 的 手 指 接 觸 較 多 ， 因 此 上

9、 端 面 最 好 自 然 形 成圓 角 。 此 外 ， 該 零 件 高 度 為 12mm， 且 垂 直 于 軸 線 的 截 面 形 狀 比較 簡 單 和 規(guī) 范 ， 選 擇 如 圖 所 示 的 水 平 分 型 方 式 既 可 降 低 模 具 的復 雜 程 度 ， 減 少 模 具 加 工 難 度 又 便 于 成 型 后 出 件 。1、 分 模 面 的 選 擇 一 模 兩 件 平 衡 式 型 腔 布 局 ： 如 圖 所 示 ， 此 種 布 局方 便 設 置 側 向 分 型 與 側 抽 芯 機 構 ， 模 具 結 構 緊 湊 ， 模具 大 小 適 中 ， 雖 然 料 流 長 度 較 長 ， 但 塑

10、件 尺 寸 較 小 ，不 會 對 成 型 造 成 影 響 。2、 型 腔 數(shù) 目 的 確 定 及 型 腔 的 排 列 根 據(jù) 設 計 手 冊 查 得 XS-Z-60 型 注 射 機 噴 嘴 的 有 關 尺 寸 ：噴 嘴 前 端 孔 徑 ： d0=4mm；噴 嘴 前 端 球 面 半 徑 ： R0=12mm；根 據(jù) 模 具 主 流 道 與 噴 嘴 的 關 系 ： R=R0+（ 12） mm d=d0+（ 0.51） mm取 主 流 道 球 面 半 徑 R=13mm；取 主 流 道 的 小 端 直 徑 d= 4.5mm。3、 澆 注 系 統(tǒng) 設 計（ 1） 主 流 道 設 計 （ 2） 分 流 道

11、設 計 分 流 道 的 形 狀 及 尺 寸 ， 應 根 據(jù) 塑 件 的 體 積 、 壁 厚 、 形狀 的 復 雜 程 度 、 注 射 速 率 、 分 流 道 長 度 等 因 素 來 確 定 。本 塑 件 的 形 狀 不 算 復 雜 ， 熔 料 填 充 型 腔 比 較 容 易 。 根 據(jù)型 腔 的 排 列 方 式 可 知 分 流 道 的 長 度 較 短 ， 為 了 便 于 加 工起 見 ， 本 模 具 選 用 截 面 形 狀 為 R4的 半 圓 形 分 流 道 。 根 據(jù) 塑 件 的 成 型 要 求 及 型 腔 的 排 列 方 式 ， 本 模 具 選用 側 澆 口 較 為 理 想 。 設 計 時

12、 考 慮 選 擇 從 壁 厚 為 1.3mm處 進 料 ， 料 由 厚 處往 薄 處 流 ， 而 且 在 模 具 結 構 上 采 取 鑲 拼 式 型 腔 、 型 芯 ，有 利 于 填 充 、 排 氣 。 故 本 模 具 采 用 截 面 為 矩 形 的 側 澆 口 ，尺 寸 為 1 0.8 0.6mm， （ 查 相 關 設 計 手 冊 ， 試 模 時 修正 ） 。 （ 3） 澆 口 設 計 4、 抽 芯 機 構 設 計 本 例 的 塑 件 側 壁 各 有 一 對 凹 槽 和 小 凸 臺 ， 它 們 均 垂直 于 脫 模 方 向 ， 阻 礙 成 型 后 塑 件 從 模 具 脫 出 。 因 此 成

13、型小 凹 槽 或 小 凸 臺 的 零 件 必 須 做 成 活 動 的 型 芯 ， 即 須 設 置抽 芯 機 構 。 本 模 具 采 用 斜 導 柱 抽 芯 機 構 。 （ 1） 確 定 抽 芯 距 抽 芯 距 一 般 應 大 于 成 型 孔 （ 或 凸 臺 ） 的 深 度 ， 本 例中 塑 件 孔 壁 H1、 凸 臺 高 度 H2相 等 ， 均 為 ： H1=H2=（ 14-12.1） /2=0.95mm（ 取 尺 寸 中 值 計 算 ） 另 加 35mm的 抽 芯 安 全 系 數(shù) ， 可 取 抽 芯 距 S抽=4.9mm。 （ 2） 確 定 傾 斜 角 斜 導 柱 的 傾 斜 角 a是 斜

14、抽 芯 機 構 的 主 要 技 術 數(shù)據(jù) 之 一 ， 它 與 抽 拔 力 以 及 抽 芯 有 直 接 關 系 ， 一 般取 a=15 25 ， 本 例 選 取 a=20 。 （ 3） 確 定 斜 導 柱 尺 寸 斜 導 柱 的 直 徑 取 決 于 抽 拔 力 及 其 傾 斜 角 度 ， 可 按 設計 資 料 的 有 關 公 式 進 行 計 算 ， 本 例 經 驗 估 值 ， 去 斜 導 柱的 直 徑 d=14mm。 斜 導 柱 的 長 度 根 據(jù) 抽 芯 距 、 固 定 端 模 板 的 厚 度 、 斜導 柱 直 徑 及 斜 角 大 小 確 定 。 根 據(jù) 公 式 ： L=l1+l2+l3+l4

15、可 計 算 斜 導 柱 工 作 長 度 。 由于 上 模 座 板 和 型 芯 固 定 板 尺 寸 尚 不 確 定 ， 即 h 0不 確 定 ，故 暫 選 h0=25mm。 如 后 該 設 計 中 h0有 變 化 ， 則 就 修 正 L的長 度 ， 取 D=20mm， 所 以 根 據(jù) 公 式 計 算 ， 取 L=55mm。 （ 4） 滑 塊 與 導 滑 槽 設 計 1） 滑 塊 與 側 型 芯 （ 孔 ） 的 連 接 方 式 設 計 本 例 中 側 向 抽 芯 機 構 主 要 是 用 于 成 型 零 件 的 側 向 孔和 側 向 凸 臺 ， 其 尺 寸 分 別 為 4.2 1.6 1.3mm和3

16、.9 0.9 0.9mm， 擬 采 用 組 合 式 結 構 。 由 于 側 向 孔 和側 向 凸 臺 的 尺 寸 較 小 ， 考 慮 到 型 芯 強 度 和 裝 配 問 題 ， 擬采 用 如 圖 所 示 的 結 構 形 式 。 2） 滑 塊 的 導 滑 方 式 本 例 中 為 使 模 具 結 構 緊 湊 ， 降 低 模 具 裝 配 復 雜 程 度 ，擬 采 用 整 體 式 滑 塊 和 整 體 式 導 向 槽 的 形 式 ， 如 圖 所 示 。 3） 滑 塊 的 導 滑 長 度 和 定 位 裝 置 設 計 本 例 中 由 于 側 抽 芯 距 較 短 ， 故 導 滑 長 度 只 要 符 合 滑塊

17、在 開 模 時 的 定 位 要 求 即 可 。 滑 塊 在 定 位 裝 置 采 用 彈 簧與 臺 階 的 組 合 形 式 。 修 改 滑 塊 ， 使 之 與 側 抽 芯 配 合 。 增 加 彈 簧 ， 并 在 滑 塊 中 挖 出 槽 。 增 加 螺 釘 ， 限 制 滑 塊 滑 動 位 置 。 5、 成 型 零 件 結 構 設 計 （ 1） 型 腔 設 計 由 于 塑 件 采 用 的 是 平 面 分 型 ， 為 了 便 于 加 工 ， 因此 型 腔 采 用 整 體 嵌 入 式 結 構 。 （ 2） 型 芯 設 計 型 芯 機 構 設 計 采 用 組 合 式 ， 可 節(jié) 省 貴 重 的 模 具 鋼

18、 ，減 少 加 工 工 作 量 。 （ 3） 型 芯 的 處 理 型 芯鑲 塊 1 鑲 塊 2側 型 芯 1 側 型 芯 2 四 、 選 擇 標 準 模 架 綜 合 考 慮 本 塑 件 采 用 一 模 兩 腔 平 衡 布 置 、 側 澆 口 一 次分 型 結 構 、 型 腔 的 壁 厚 要 求 、 塑 件 尺 寸 大 小 、 側 向 抽 芯 機構 、 冷 卻 水 道 的 布 置 等 多 項 因 素 ， 選 取 模 架 型 號 ：lkm_side_gate， 尺 寸 為 230 300。 修 改 相 關 板 1、 修 改 A板 為 斜 導 柱 做 出 讓 孔 ， 挖 出 型 腔 孔 。 2、 修

19、 改 B板 挖 出 型 腔 孔 。 五 、 冷 卻 系 統(tǒng) 設 計 采 用 冷 卻 水 冷 卻 ， 型 腔 冷 卻 水 道 采 用 環(huán) 繞 型 腔 布 置 的 兩 層式 冷 卻 回 路 ； 水 道 開 設 時 注 意 避 開 安 裝 在 定 模 上 的 小 型 芯 及 側向 抽 芯 滑 塊 。 六 、 注 塑 機 有 關 參 數(shù) 的 校 核 1、 模 具 閉 合 高 度 的 確 定 模 具 各 模 板 尺 寸 如 下 ： 定 模 座 板 ： H1=25mm， 定 模 扳 ： H2=25mm， 動 模 板 ： H5=40mm，動 模 墊 板 ： H4=25mm， 支 撐 板 ： H6=50mm，

20、 動 模 座 板 ： H6=25mm。 因 而 模 具 的 閉 合 高 度 ： H=H 1+H2+H3+H4+H5+H6=25+25+40+25+50+25=190mm 在 設 計 過 程 中 ， 若 實 際 的 模 具 閉 合 高 度 超 過 了 初 選 值 ， 則要 對 相 關 零 件 的 高 度 尺 寸 作 適 當 調 整 ， 否 則 應 更 換 注 射 機 型 號 。 2、 模 具 參 數(shù) 的 校 核 根 據(jù) 初 步 排 樣 預 算 ， 本 模 具 的 外 形 尺 寸 大 致 為280 190 190（ mm） 。 而 XS-Z-60型 注 射 機 模 板 最 大 安 裝 尺寸 為 3

21、50 280， 故 能 滿 足 模 具 的 安 裝 要 求 。 由 上 述 初 步 估 算 模 具 的 閉 合 高 度 H=190mm， 經 查 手 冊 得 知XS-Z-60型 注 射 機 所 允 許 模 具 的 最 小 厚 度 Hmin=70mm， 最 大 厚度 Hmax=200mm， 即 模 具 滿 足 ： HminHHmax的 安 裝 條 件 。 經 查 資 料 知 XS-Z-60型 注 射 機 的 最 大 開 模 行 程 S=180mm， 滿足 SH1+H2+（ 510） mm=10+12+10=32mm的 出 件 要 求 。 此 外 ， 由 于 側 分 型 抽 芯 距 較 短 ， 不 會 過 大 增 加 開 模 距 離 ，注 射 機 的 開 模 行 程 足 夠 。 根 據(jù) 上 述 幾 方 面 的 驗 證 ， XS-Z-60型 注 射 機 能 滿 足 本 模 具壓 制 塑 件 時 所 需 的 一 切 要 求 ， 故 可 采 用 。 七 、 繪 制 裝 配 圖 謝 謝 ！