8-外殼注塑模具設(shè)計
8-外殼注塑模具設(shè)計,外殼,注塑,模具設(shè)計
江門職業(yè)技術(shù)學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計
論文題目 外殼塑料模具設(shè)計
作 者
指導(dǎo)教師
所學(xué)專業(yè)
班 級
學(xué) 號
年 級
完成日期
江門職業(yè)技術(shù)學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書
專業(yè) 機(jī)電技術(shù)系 班級 11模具3班 姓名 李健俊
任務(wù)下達(dá)時間: 2013年 12 月 9 日
任務(wù)完成時間: 2014年 4 月 24 日
一、課題名稱: 外殼注塑模設(shè)計
二、工作要求:
三、專題工作量: 畢業(yè)設(shè)計(論文)報告、完成裝配圖、零件圖繪制
四、主要參考文獻(xiàn): 塑料成型工藝與模具設(shè)計
學(xué) 生(簽名) 年 月 日
指 導(dǎo) 教師(簽名) 年 月 日
教研室主任(簽名) 年 月 日
17
前言
塑料模的功能
模具是利用其特定形狀去成型具有一定型狀和尺寸的制品的工具,按制品所采用的原料不同,成型方法不同,一般將模具分為塑料模具,金屬沖壓模具,金必壓鑄模具,橡膠模具,玻璃模具等。因人們?nèi)粘I钏玫闹破泛透鞣N機(jī)械零件,在成型中多數(shù)是通過模具來制成品,所以模具制造業(yè)已成為一個大行業(yè)。在高分子材料加工領(lǐng)域中,用于塑料制品成形的模具,稱為塑料成形模具,簡稱塑料模具。塑料模具優(yōu)化設(shè)計,是當(dāng)代高分子材料加工領(lǐng)域中的重大課題。?塑料制品已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和日常生活等方面獲得廣泛應(yīng)用。為了生產(chǎn)這些塑料制品必須設(shè)計相應(yīng)的塑料模具。在塑料材料、制品設(shè)計及加工工藝確定以后,塑料模具設(shè)計對制品質(zhì)量與產(chǎn)量,就決定性的影響。首先,模具腔形狀、流產(chǎn)尺寸、表面粗糙、分型面、進(jìn)澆與排氣位置選擇、脫模方式以及定型方法的確定等,均對制品(或型材)尺寸精度形狀精度以及塑件的物理性能、內(nèi)應(yīng)力大小、表觀質(zhì)量與內(nèi)在質(zhì)量等,起著十分重要的影響。其次,在塑件加工過程中,塑料模具結(jié)構(gòu)的合理性,對操作的難易程度,具有重要的影響。再次,塑料模對塑件成本也有相當(dāng)大的影響,除簡易模具外,一般來說制模費(fèi)用是十分昂貴的,大型塑料模更是如此。
我國塑料?,F(xiàn)狀
在模具方面,我國模具總量雖已位居世界第三,但設(shè)計制造水平總體上比德、美、日、法、意等發(fā)達(dá)國家落后許多,模具商品化和標(biāo)準(zhǔn)化程度比國際水平低許多。在模具價格方面,我國比發(fā)達(dá)國家低許多,約為發(fā)達(dá)國家的1/3~1/5,工業(yè)發(fā)達(dá)國家將模具向我國轉(zhuǎn)移的趨勢進(jìn)一步明朗化我國塑料模的發(fā)展迅速。塑料模的設(shè)計、制造技術(shù)、CAD技術(shù)、CAPP技術(shù),已有相當(dāng)規(guī)模的開發(fā)和應(yīng)用。在設(shè)計技術(shù)和制造技術(shù)上與發(fā)達(dá)國家和地區(qū)差距較大,在模具材料方面,專用塑料模具鋼品種少、規(guī)格不全質(zhì)量沿不穩(wěn)定。模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不高,系列化商品化沿待規(guī)模化;CAD、CAE\FlowCool軟件等應(yīng)用比例不高;獨(dú)立的模具工廠少;專業(yè)與柔性化相結(jié)合沿?zé)o規(guī)劃;企業(yè)大而全居多,多屬勞動密集型企業(yè)。因此努力提高模具設(shè)計與制造水平,提高國際競爭能力,是刻不容緩的 。
目錄
1、 分析塑件和材料工藝性能
1、分析塑件材料的工藝性能…….................................5
2、 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計
1、塑件的設(shè)計原則…….........…………………………..5
2、塑件結(jié)構(gòu)工藝性設(shè)計……...…...…………...………..6
3、 塑件注塑成型工藝和初步選定注塑機(jī)
1、確定型腔的數(shù)目……...…………………………………7
2、注射機(jī)鎖模力與塑件所需鎖模力校核……...…………7
3、注射機(jī)最大容量與塑件體積校核……...………………8
4|、程與頂出裝置校核……...……………………….8
5、射壓力校核……...…………………………………….8
4、 確定塑件的分型面選擇和澆注系統(tǒng)的設(shè)計
1、分型面的選擇……...…………………………....8
2、澆注系統(tǒng)設(shè)計……...……………………………9
3、排氣和引氣系統(tǒng)設(shè)計……...……………………10
5、 塑件注射成型零件設(shè)計及模架選用
1、成型零件設(shè)計……...……………………………10
2、成型零件尺寸確定……...…………………….....11
3、墊塊設(shè)計……...………………………………….11
4 、標(biāo)注塑料注塑模架的選用……...……………11
5、澆口套設(shè)計……...……………………………..11
6、定位圈設(shè)計……...…………………………….12
7、限位釘設(shè)計……...………...…………………..12
8、注塑機(jī)頂桿孔設(shè)計……............……...………..12
6、 推出機(jī)構(gòu)及導(dǎo)向、定位機(jī)構(gòu)選擇和設(shè)計
1、脫模力的計算……...…………………………12
2、推桿推出機(jī)構(gòu)設(shè)計……...……………………12
3、導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)設(shè)計……...……………………13
7、 模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計
1、模具冷卻相關(guān)設(shè)計……...…………………….13
2、管接頭的位置設(shè)計……...…………………….14
4、冷卻水道密封圈的選用……...……………….14
8、 模具裝配圖
9、 參考文獻(xiàn)
一、塑件的模型建立和材料工藝分析
1、分析塑料工藝性能
1.1材料的簡介
ABS樹脂的化學(xué)名為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,微黃色或白色不透明,是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油,耐熱,耐化學(xué)腐蝕,丁二烯使聚合物具有優(yōu)越的柔性,韌性;苯乙烯賦予聚合物良好的剛性和加工流動性。因此ABS樹脂具有突出的力學(xué)性能和良好的綜合性能。同時具有吸濕性強(qiáng),但原料要干燥,它的塑件尺寸穩(wěn)定性好,塑件盡可能偏大的脫模斜度。
1.2材料的化學(xué)和物理性能
該塑件采用PS塑料,無毒無味,無色透明有光澤的非晶體線性高聚物,密度1.054ɡ/㎝3,收縮率在0.4%—0.7%之間,通常取0.5%。熱變形溫度76~94℃,使用溫度70℃一下。
1.3材料的特點(diǎn)
PS流動性好,成型加工容易,具有非常好的幾何穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性光學(xué)透過特性(其光學(xué)性能僅次于有玻璃)、電絕緣特性以及很微小的吸濕傾向,易著色,裝飾性能好;由于含有苯環(huán),制品內(nèi)應(yīng)力大,質(zhì)地硬而脆,易于開裂,耐沖擊性及耐磨性差、不耐高溫,易于老化。
1.4注塑成型工藝條件
不需要干燥,料筒溫度:180~280℃,模具溫度:50~80℃ ,注射壓力:20~60Mpa,注射速度易高些,一減少熔接痕,過高的注射速度會導(dǎo)致產(chǎn)生飛邊或脫模時粘模、頂白、頂裂等缺陷。
1.5ABS的應(yīng)用。
ABS主要應(yīng)用在以下幾方面:汽車(儀表板,工具艙門,車輪蓋,反光鏡盒等)、電冰箱、電視機(jī)外殼、顯示器外殼、洗衣機(jī)機(jī)殼、空調(diào)機(jī)內(nèi)機(jī)殼‘大強(qiáng)度工具等。
二、塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計
塑料制件是塑料借助于不同的模具和不同的成型工藝制造出來的,有一定形狀,一定使用功能和一定使用價值的產(chǎn)品。本設(shè)計在以后的設(shè)計中巴塑料簡稱為“塑料”。
1、 塑件的設(shè)計原則
1.1塑件的造型設(shè)計原則
1.1.1形態(tài)與環(huán)境和諧,形神合一,其造型、色彩、材質(zhì)能體現(xiàn)產(chǎn)品價值。
1.1.2外形能表達(dá)制品的功能,符合操作要求,即人性化設(shè)計
1.1.3對塑件進(jìn)行必要的分析和計算,使結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和造型符合機(jī)械設(shè)計原則,利于成型和脫模。
1.1.4造型新穎,激發(fā)人的好奇心和采購欲望。
1.1.5工藝和材料不會對人和環(huán)境造成傷害。
1.1.6當(dāng)塑件為新產(chǎn)品時,應(yīng)先通過造型,把設(shè)計思想體現(xiàn)出來,爭求同事及客戶的意見,不丟修改,達(dá)到各位都滿意,最后定型,繪制圖紙。造型材料通常使用泡沫塑料或?qū)S糜谠煨偷乃芰蠅K或塑料板。
1.2塑件的工藝設(shè)計原則
1.2.1在保證使用性能,(物理性能、電性能|等等)工藝性能的前提下,力求壁厚均勻,結(jié)構(gòu)簡單、使用方便。
1.2.2考慮成型模具的總體結(jié)構(gòu),使模具型腔易于制造、裝配和修模,抽芯和推出機(jī)構(gòu)簡單,制品有利于模具的分型、排氣、補(bǔ)縮和冷卻。
1.2.3在充分考慮原材料的流動性、收縮性等成型工藝性基礎(chǔ)上進(jìn)行模具設(shè)計。
1.2.4對外觀及尺寸要求較高的塑件,先選型,然后繪制圖樣。
1.2.5體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化,系列化。
2、塑件結(jié)構(gòu)工藝性設(shè)計
2.1塑件外形尺寸
塑件尺寸成型大小取決于塑料品種的流動性,在一定設(shè)備和工藝條件下,流動性好且壁厚的塑件可成幸較大的尺寸的塑件,反之成型較小尺寸塑件。從能源、模具制造成本和成型工藝條件出發(fā),塑件在滿足使用要求的前提下,應(yīng)設(shè)計得小巧、緊湊。
1. 外殼的外形尺寸44*38、 42.718*32
面積:70.3cm
體積:13.34㎝3
壁厚:1㎜
2.2塑件尺寸精度
該塑件要求公差等級為MT5,屬于公差種類A (A為不受模具活動部分影響的公差)。查表1-2-1塑件公差數(shù)值表(GB/T14486-1993)
塑件外形尺寸:44㎜的公差數(shù)值為0.86㎜ 32mm公差數(shù)值為0.48
塑件內(nèi)孔尺寸:4㎜的公差數(shù)值為0.86㎜
塑件高度尺寸:38㎜的公差數(shù)值為0.44㎜
塑件內(nèi)孔凸臺高度:4㎜的公差數(shù)值為0.24㎜
2.3塑件表面質(zhì)量
塑件表面粗糙度取決于模具成型零件表面與塑料品種、成型工藝條件、模具磨損方面。其中模具成型零件表面粗糙度是主要因素。
一般塑件要求Ra=1.6~0.2μm,精密塑件要求Ra=0.1~0.025μm;而該塑件的表面質(zhì)量要求較高,外觀可見面粗糙度值取0.2μm,不可見內(nèi)表面粗糙度值取1.6μm
2.4塑件脫模斜度
塑件冷卻后產(chǎn)生收縮,緊貼在凹模型腔表面或緊緊包在模具成型型芯上,為防止塑件表面在脫模時劃傷、擦毛、頂出變形等,在設(shè)計時塑件沿脫模方向必須有脫模斜度。
影響脫模斜度的因素有:塑料性能、收縮率、摩擦因素、塑件壁厚、塑件幾何形狀。
查參考資料可得:塑料為ABS塑件型腔的脫模斜度:40'~1o30',型腔脫模斜度取1o;型芯脫模斜度:40'~1o30',因此型芯取脫模斜度取1o。
2.5塑件壁厚
塑件壁厚承受著脫模力,而且要滿足使用時的強(qiáng)度和剛度要求,因此塑件應(yīng)有一定的壁厚且設(shè)計合理。
本次設(shè)計的塑件要求壁厚為1㎜,屬于中型塑件壁厚,查《塑料成型工藝與模具設(shè)計》第34頁表1-2-4常用熱塑性壁厚推薦值,符合要求。
2.6塑件圓角
塑件內(nèi)、外轉(zhuǎn)角處應(yīng)盡2可能采用圓角過度,以減少應(yīng)力集中,提高塑件強(qiáng)度。
2.6.1圓角設(shè)計原則
?零件有要求時,按實(shí)際圓角設(shè)計
?無特殊要求時,內(nèi)圓角R1=0.5t,外圓角R2=1.5t。連接處圓角半徑一般不小于0.5~1㎜(特殊情況除外),t為塑件壁厚。
?有特殊要求,如不允許有圓角時,在轉(zhuǎn)角處壁厚要均勻。
本次設(shè)計的外殼的內(nèi)圓角R1=2㎜,外圓角R2=2㎜
2.7塑件上孔的設(shè)計
2.7.1孔設(shè)計的原則
?形狀應(yīng)簡單,圓孔最優(yōu),易于成型及脫模,型芯容易制造。
?位置易在不降低塑料強(qiáng)度之處。
?孔間距和孔邊距按規(guī)定選取。
2.7塑件上孔的設(shè)計
2.7.1孔設(shè)計的原則
?形狀應(yīng)簡單,圓孔最優(yōu),易于成型及脫模,型芯容易制造。
?位置易在不降低塑料強(qiáng)度之處。
?孔間距和孔邊距按規(guī)定選取。
本次設(shè)計塑件的孔徑為4㎜,孔深為4mm,本次設(shè)計的塑件沒有加強(qiáng)筋等,因此不需要設(shè)計。
三、塑件注塑成型工藝和初步選定注塑機(jī)
1、確定型腔的數(shù)目
1.1型腔數(shù)目確定(偶數(shù))方法:
?按注塑機(jī)最大注射量確定型腔數(shù)
?按注塑機(jī)鎖模力確定型腔數(shù)
?按注塑機(jī)的公稱塑化量確定型腔數(shù)
按0.8Max≥M塑總+M總確定為一模兩腔
2、注射機(jī)鎖模力與塑件所需鎖模力校核
塑件的質(zhì)量為:14.06g
由UG造型可計算得到體積為:13.34㎝3,面積為7.03㎝3
F脹=1.35*P型*A塑總
=1.35*30*7.03
=284.55KN
(P型取《塑料成型工藝與模具設(shè)計》第70頁表1-20常用塑料注射成型時的型腔壓力)
F鎖=1.25*F脹
=1.25*284.55
=355.69KN
3、注射機(jī)最大注射量的校核
方法:?直接按注塑機(jī)的最大注塑質(zhì)量計算
?如注塑機(jī)最大注射量按容積標(biāo)注(㎝3)需將容積換算為質(zhì)量,再按方法?確定。
本次設(shè)計將按一下公式計算:
0.8*V機(jī)MAX≥(1.2~2)n*V塑料
V機(jī)Max=1.2*2*13.34÷0.8=40.02㎝3
4、開模行程與頂出裝置校核
本次設(shè)計屬于單分型面模具,收縮率取0.5%,因此,
S min≧H1+H2+(5~10)
H1-塑件頂出距離;
H2-塑件帶主流道高度;
5~10為安全距離。
H2=38+10=48㎜
H138㎜
即S min≧48+38=86㎜
綜上所訴,外殼的注射機(jī)機(jī)型選擇XS-Z-60
模具最大成型面積外殼7005.2㎜2(實(shí)際)<130 ㎝2
模具最大厚度:200㎜
模具最小厚度:70㎜
拉桿空間:190*300㎜
5、注射壓力校核
ABS成型工藝條件中的注塑工藝條件的注射壓力是30Mpa
又因P機(jī)max≥Ps
P機(jī)max——注射機(jī)最大注射壓力(MPa)
在《塑料成型工藝與模具設(shè)計》第64頁查表1-19常用國產(chǎn)注射機(jī)的型號和技術(shù)參數(shù)得型號XS-Z-60的注射機(jī)最大注射壓力為122MPa,即
P機(jī)max=122Mpa≥Ps=20~60Mpa,因此符合要求。
四、確定塑件的分型面選擇和澆注系統(tǒng)的設(shè)計
1、 分型面的選擇
分型面設(shè)計的基本原則
1)有利于脫模 2)保證塑件的尺寸精度 3)保證塑件外觀質(zhì)量
4)簡化模具結(jié)構(gòu) 5)有利于模具制造
分型面應(yīng)選取在塑件外形輪廓尺寸最大處,因此,本次設(shè)計的塑件如下圖所示:
2. 澆注系統(tǒng)設(shè)計
澆注系統(tǒng)是指模具中從 噴嘴開始到型腔入口為止的一段塑料熔體的流動通道。其作用是將塑料熔體順利地充滿型腔,并在填充及凝固過程中,將注射壓力傳遞到型腔的各個部位,以獲得外形清晰、內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良的塑件。
澆注系統(tǒng)可分為普通澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。本次設(shè)計的模具采用普通澆注系統(tǒng)。
澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則
1) 保證塑件外觀質(zhì)量。
2) 避免熔料直接沖擊細(xì)小型芯,嵌件或薄壁等薄弱環(huán)節(jié),防止模具型芯和其他成型零件的變形。
3) 排氣良好
4) 流程要短,塑料熔體應(yīng)以最短的流程來充滿型腔,以縮短成型周期,提高成型質(zhì)量,節(jié)約塑料用量,降低生產(chǎn)成本。
5) 盡可能采用平衡式布置使收縮均勻,尺寸精度高,塑件有互換性。
6) 生產(chǎn)批量較大時,澆注系統(tǒng)采用自動與塑件分離并自動脫落,便于實(shí)現(xiàn)自動化,如采用潛伏式澆口或點(diǎn)澆口。
澆注系統(tǒng)設(shè)計主要是對主流道、分流道、澆口及冷料穴進(jìn)行形狀和尺寸的確定。
2.1主流道設(shè)計
主流道是值澆口套口進(jìn)料至分流道入口處的一段錐形流道,在澆口套內(nèi)成型,與注塑機(jī)噴嘴在同一軸心線上,熔料在主流道中不改變方向。
主流道尺寸確定,L應(yīng)盡量短。D1=3~6㎜, D2=3.5~5.5㎜, R=1~3㎜, α=20~60 , β=60~80。
主流道和分流道的過度處取圓角為3㎜,α取30
由于注塑機(jī)型號XS-Z-60,噴嘴圓弧半徑為12mm,噴嘴孔直徑為4mm。所以,
主流道的澆口套球面半徑R=r+(1~2)=13㎜
噴嘴小孔直徑D=d+(0.5~1)=4.5mm。
2.2分流道設(shè)計
分流到的作用
分流道是連接主流道與澆口的熔體通道,是塑料熔體從主流道進(jìn)入單型腔或多型腔模具進(jìn)料的通道,作用是起分流和轉(zhuǎn)向。
設(shè)計分流道應(yīng)考慮的因素
1) 塑料流動性及塑件形狀
2) 型腔數(shù)量
3) 壁厚及內(nèi)在和外觀質(zhì)量
4) 注塑機(jī)的壓力及注射速度
5) 主流道及分流道的拉料方式
常用分流道的斷面形狀有圓形、半圓形、梯形和U形,而本次設(shè)計采用的材料是PS,屬于熱塑性塑料,綜合考慮,所以本次設(shè)計分流道采用圓形斷面。
分流道的形式采用平衡式分流道。
因此,分流道的尺寸為:
分流道的直徑:d分=0.9d主=0.9×4.5=4.05㎜
分流道的深度:d分/2=2.025㎜
2.3澆口的設(shè)計
澆口是指流道末端與型腔之間的一段細(xì)短通道(亦稱內(nèi)澆口),它是澆注系統(tǒng)中斷面尺寸最小最短的部分。
常見注塑模的澆口形式有側(cè)澆口、點(diǎn)澆口、潛伏式澆口、直接澆口、中心澆口、搭接澆口、護(hù)耳式澆口等。
根據(jù)塑件綜合考慮,本次設(shè)計將采用側(cè)澆口,尺寸如下:
塑件的質(zhì)量為14.6g,屬于較小塑件,由表1—4—1側(cè)澆口長、寬、深尺寸的經(jīng)驗(yàn)值為:
澆口深度:05~0.75㎜,取0.6㎜
澆口寬度:1.5~2㎜,取1.6㎜
澆口長度:0.5~0.8㎜,取0.8㎜
2.4冷料穴和拉料桿的設(shè)計
2.4.1冷料穴的設(shè)計
冷料穴是用來儲存注射時前鋒生產(chǎn)的冷料,因冷料進(jìn)入型腔影響塑件質(zhì)量。但并非所有模具都需要開設(shè)冷料穴。
冷料穴通常開設(shè)在主流道或分流道末端。
冷料穴的長度L=(1~1.5)D=4.05㎜
冷料穴的深度H=(1~1.5)D=4.05㎜
2.4.2拉料桿的設(shè)計
拉料桿的作用是開模時將流道凝料留在預(yù)定的地方。拉料桿與推件板配合公差取H9/f9(間隙應(yīng)小于塑料的溢聊值),拉料桿固定部分配合公差取H7/m6;表面粗糙度:配合部分Ra0.8,安裝部分Ra0.7.
本次設(shè)計的模具采用Z型拉料桿。
3、排氣和引氣系統(tǒng)設(shè)計
該塑件屬于小型塑件,一模兩腔,不需要設(shè)計排氣系統(tǒng)和引氣系統(tǒng),氣體可從分型面及推桿之間的縫隙排出。
五、 塑件注射成型零件設(shè)計及模架選
1、成型零件的設(shè)計
成型零件是指與塑料件直接、構(gòu)成型腔的模具零件,包括凹模、凸模等。
1.1凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計
整體式嵌入式結(jié)構(gòu)
1.2凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計
為了節(jié)約材料和便于加工,本次設(shè)計的塑件采用整體嵌入式結(jié)構(gòu)。
2、成型零件的尺寸確定
決定成型零件尺寸的因素:
?成型收縮 ?成型零件的制造公差 ?成型零件的磨損
2.1型腔、型芯的尺寸確定
確定型腔、型芯鑲件外形尺寸的方法有兩種:經(jīng)驗(yàn)法和計算法,
型腔鑲件尺寸確定
一模多腔的模具,各型腔之間的壁厚通常取15~25㎜,型腔越深,型腔壁厚應(yīng)越厚。
型腔至型腔鑲件邊緣的厚度與型腔深度有關(guān),通常取15~25㎜,可參考經(jīng)驗(yàn)數(shù)值表,本塑件的型腔深度<20㎜,得知型腔至型腔鑲件邊緣厚度為15~25㎜,取15㎜,因此
型腔鑲件的長度80×2+15×2+20=190㎜
型腔鑲件的寬度:80+15×2=110㎜
型腔鑲件厚度s=型腔深度+H1,通常H1=(15~20)㎜,當(dāng)塑件在分型面上的投影面積大于200㎝2時,H1=(25~30)㎜,因此
型腔鑲件厚度:20+15=35㎜
本次設(shè)計不設(shè)型芯鑲件,因此不需要確定型芯鑲件的尺寸。
2.2動、定模板大小的確定
定模板的尺寸確定
定模板寬度D=型腔鑲件寬度+80=100+80=180㎜
定模板長度L=型腔鑲件長度+80=190+80=270㎜
定模板厚度A=a+(30~400)㎜,通常鑲件裝配后高出分型面0.5㎜左右,而有定模座板時?。?0~30)㎜,因此
定模板厚度A=35+25=60㎜
所以,定模板尺寸為:270×180×60
動模板的長寬和定模板的尺寸大小一樣,不需要在設(shè)計,而動模板的厚度取30㎜
3、墊高塊的尺寸確定
墊高塊高度H=推板厚度b+推板固定板厚度a+限位釘高度c+S推+(5~10)
=15+20+5+18+5+10=73㎜
取標(biāo)準(zhǔn)尺寸80㎜
4、標(biāo)注塑料注塑模架的選用
當(dāng)模寬小于300㎜時,選用工字型模架,根據(jù)設(shè)計綜合考慮,本次采用工字型標(biāo)注模架,即A型模架,
取標(biāo)準(zhǔn)模架尺寸為:A1830—60×30×80GB/T12555—2006
5、澆口套設(shè)計
澆口套的直徑根據(jù)塑件所需的塑料重量多少來選用,料多時選較大的澆口套。根據(jù)澆口套的長度選取不同的主流道錐度,使主流道出口孔徑與分流道直徑相匹配。通常模架4040一下,選用外徑D=φ12㎜或14㎜,模架4040以上選用D=φ16㎜,因此,本次設(shè)計選用澆口套外徑D=φ12㎜。
6、定位圈設(shè)計
定位圈的作用是模具在安裝到注塑機(jī)上時起定位作用,保證注塑機(jī)噴嘴與模具澆口套對中,另外還起著壓緊澆口套的作用,常見定位圈的尺寸有100㎜、120㎜、150㎜、180㎜、200㎜、250㎜等。
本次設(shè)計將選用定位圈為φ100㎜。
7、限位釘?shù)脑O(shè)計
限位釘安裝在推板和動模板座板之間,其作用是減少推板和動模座板的接觸面積,防止推板與動模座板之間因掉入臟物使復(fù)位系統(tǒng)復(fù)位,影響塑件質(zhì)量或壓壞模具。它是通過過度(H7/m6)或過盈配合(H7/Nn6)安裝在動模座板,查參考資料,限位釘?shù)闹睆脚c數(shù)量表可知道,安裝直徑為φ6㎜,頭部直徑×厚度為10×5,總長度為16㎜,數(shù)量為4個。
8、 注塑機(jī)頂桿孔的設(shè)計
為了方便加工注塑機(jī)頂桿孔均設(shè)計為圓孔,頂桿孔的直徑通常在30~60㎜,小型模具頂桿孔數(shù)量一般為一個。模具車間現(xiàn)有小型注塑機(jī)的頂桿孔直徑為30㎜,而本次設(shè)計的模具不需要推出系統(tǒng)自動待會功能,因此只需在動模座板上鉆出φ40的通孔即可。
六、推出機(jī)構(gòu)及導(dǎo)向、定位機(jī)構(gòu)選擇和設(shè)計
1、 脫模力的計算
Q=Lhp(fcosɑ-sinɑ)
L—型芯被塑件包緊的平均斷面平均周長
H—成型部分深度
p—單位面積的正壓力,一般取8~12 MPa,薄件取小值,厚件取大值
f—摩擦系數(shù),ABS取0.3
ɑ—脫模斜度
因此,脫模力為
Q=Lhp(fcosɑ-sinɑ)
=213.52×18×8×(0.3cos1-sin1)
=8686.05N
因此兩件塑件所需的頂出力(鎖模力)為17372.1N
2、 推桿推出機(jī)構(gòu)設(shè)計
常用推桿種類有圓推桿、扁推桿、異形推桿,圓推桿形狀簡單,制造容易,維修方便,應(yīng)用廣泛。本次設(shè)計將采用圓推桿
圓推桿的結(jié)構(gòu)有直桿和階梯桿兩種,常用材料有T8A、65Mn、GCr15等。熱處理硬度頭部50—22HRC,尾部38—42HRC;圓推桿直徑φ1~25㎜,長度100、150、、、650等
2.1圓推桿與型芯的配合
?推桿上端面應(yīng)高出型芯0.05~0.1㎜,以不影響塑件裝配要求。如無特殊要求,對脫模力較大或薄壁易頂白處,可低于型芯表面,增加塑件局部壁厚。
?為減少推桿與模具的接觸面積,防止推出與模具燒傷,推桿與型芯的有效配合長度一般為直徑的3倍左右。
推桿與型芯封膠部位的配合公差為H7/f7或H8/f8
推桿過孔直徑比推桿大(0.8~1)㎜
2.2推桿數(shù)目及直徑的確定
初步選擇3根推桿
由公式:d=1.5(L2Q/nE) ?,Q=Lhp(f·cosɑ—sinɑ)可計算推桿的直徑,
d—推桿直徑
L—推桿總長
n—推桿數(shù)量
E—彈性模量(2.1×105MPa)
因此,d≈5.12㎜,取標(biāo)準(zhǔn)d=6㎜,長度為200㎜。
3、 導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)設(shè)計
塑件無側(cè)孔等成型,所以可以直接采用直導(dǎo)柱。
導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)的作用
⑴定位作用 ⑵導(dǎo)向作用 ⑶承受一定的側(cè)向壓力 ⑷承受模具質(zhì)量
3.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計原則
?合模導(dǎo)向通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向,而錐面定位承受側(cè)向力。
?導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分應(yīng)比型芯高,導(dǎo)向后,型芯再進(jìn)入型腔,以免型芯進(jìn)入型腔時與型腔相碰而損壞。
?導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合為間隙配合,公差配合為H7/f7,與模座的配合為過盈或過度配合。
導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)
導(dǎo)柱前端應(yīng)倒圓角、半球形或做成錐臺形,以使導(dǎo)柱能順利第進(jìn)入導(dǎo)柱。
導(dǎo)柱材料應(yīng)具有硬而耐磨的表面和堅韌而不易折斷的內(nèi)芯,因此多采用20鋼,或T8、T10鋼(經(jīng)淬火處理),硬度為50~55HRC,導(dǎo)柱固定部分的表面粗糙度0.8μm,導(dǎo)向部分的表面粗糙度為0.4μm。
導(dǎo)柱與固定板的配合為H7/f7,導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合為H7/f7。
由于本次設(shè)計的塑件較小,所承受側(cè)向力不大,可依靠導(dǎo)柱與導(dǎo)套、動模與定模合模時壓力能夠克服側(cè)向力,因此該模具不需另設(shè)定位裝置,模架中的導(dǎo)柱與導(dǎo)套尺寸和結(jié)構(gòu)按照標(biāo)準(zhǔn)模架選用即可。
4、 注塑機(jī)的校核
由于設(shè)計模具的最大模具厚度大于200㎜,又因型號為XS—Z—60的注塑機(jī)的最大模具厚度為200㎜,因此不符合要求,將改選型號為XS—ZY—125的注塑機(jī)。
七、模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計
1、模具冷卻的相關(guān)設(shè)計
1.1冷卻介質(zhì)
從經(jīng)濟(jì)與冷卻效果考慮,冷卻介質(zhì)通常采用水,本次設(shè)計的模具冷卻介質(zhì)采用水冷卻。
1.2冷卻水孔的尺寸設(shè)計
冷卻水孔一般為圓孔,便于加工,同時降低默默據(jù)的應(yīng)力集中。通常入口與出口端加工成管螺紋或錐形管螺紋,安裝時管接頭上纏繞密封帶以提高密封性,房子漏水而影響生產(chǎn)。
冷卻水孔的直徑常憑經(jīng)驗(yàn)確定,常用的有φ5㎜、φ6㎜、φ8㎜、φ10㎜、φ12㎜等。查根據(jù)模具大小確定水孔直徑的表可知,模寬在200㎜以下的,冷卻水孔直徑為5㎜,因此本次設(shè)計的模具冷卻水孔直徑為5㎜.
1.3冷卻水孔位置設(shè)計
當(dāng)設(shè)計冷卻孔直徑為d時,它的孔距最好有5d,孔與型腔或型芯距離≤3d≈10~15㎜,因此本次模具設(shè)計的孔距為25㎝,孔與型腔或型芯距離3d=15㎜.
冷卻流道越長阻力越大,拐彎多阻力更大,因此水道不宜太長,拐彎一般不超過5個。通常較大、較高的型芯應(yīng)單獨(dú)冷卻。
模具澆口附近溫度最高,冷卻水應(yīng)從澆口附近開始流向其他地方。
1.4冷卻水孔的串聯(lián)和并聯(lián)
本次模具冷卻水道設(shè)計采用并聯(lián)。
1.5型芯的冷卻
該次設(shè)計的塑件將采用水井式冷卻。
管接頭的材料多為黃銅H62,有時用低碳結(jié)構(gòu)鋼鍍彩。
由于水孔直徑為 φ5㎜,查表得,管接頭螺紋直徑M10×1,螺紋長度14㎜,模板螺孔直徑等于接頭孔螺紋直徑(M10×1),螺孔深度>14㎜,取16㎜。
3、 冷卻水道密封圈的選用
該次設(shè)計將采用“0”形密封圈進(jìn)行密封防漏水,材料為天然橡膠。
八、模具裝配圖
運(yùn)用Auto CAD軟件,按照上述幾章設(shè)計的尺寸,繪制模具裝配總圖及各零件圖??傃b配圖按照0#圖紙繪制,零件圖則按照3#圖紙繪制。圖樣幅面應(yīng)符合國家(GB4457.1-84)。先繪制裝配草圖,再進(jìn)行正式圖的繪制。繪圖過程中嚴(yán)格按照國標(biāo)制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制。
1. 裝配圖的繪制 裝配圖應(yīng)用足夠說明模具構(gòu)造的投影圖及必要的剖面圖、剖視圖,一般主視圖和俯視圖應(yīng)對應(yīng)繪制。還要注明必要尺寸,如模具高度、輪廓尺寸、開模行程以及裝配保證的有關(guān)尺寸和精度。畫出工件圖,填寫詳細(xì)的零件明細(xì)表和技術(shù)要求。裝配結(jié)構(gòu)圖如9-1。
九、 參考文獻(xiàn)《塑料成型工藝與模具設(shè)計》 《冷沖壓工藝與模具設(shè)計》
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外殼
注塑
模具設(shè)計
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