保護罩注塑模具設計

保護罩注塑模具設計,護罩,注塑,模具設計 目錄 一、 引言…………………………………………………………………………2 二、塑件工藝分析………………………………………………………………3 三、確定型腔數目………………………………………………………………4 四、成型零部件的設計…………………………………………………………5 五、澆注系統的設計……………………………………………………………7 六、結構零部件的設計…………………………………………………………10 七、推出機構設計………………………………………………………………11 八、冷卻系統和排氣系統的設計………………………………………………12 九、選擇注射機型號……………………………………………………………13 十、結束語………………………………………………………………………15 十一、參考文獻…………………………………………………………………16 第 1 頁 共 32 頁 目錄 一、 引言…………………………………………………………………………2 二、塑件工藝分析………………………………………………………………3 三、確定型腔數目………………………………………………………………4 四、成型零部件的設計…………………………………………………………5 五、澆注系統的設計……………………………………………………………7 六、結構零部件的設計…………………………………………………………10 七、推出機構設計………………………………………………………………11 八、冷卻系統和排氣系統的設計………………………………………………12 九、選擇注射機型號……………………………………………………………13 十、結束語………………………………………………………………………15 十一、參考文獻…………………………………………………………………16 【摘要】敘述了761-2保護罩注塑成型工藝及模具結構；為了保證上蓋表面光滑的要求，澆口采用潛伏式澆口；進行一模八腔注射。 關鍵詞 : 插座面板 潛伏式澆口 注射成型 一、引言 模具是工業(yè)生產中的重要工藝裝備，模具工業(yè)是國民經濟各部門發(fā)展的重要基礎之一。 隨著機械工業(yè)、電子工業(yè)、航空工業(yè)、儀器儀表工業(yè)和日常用品工業(yè)的發(fā)展，塑料成型制件的需求量越來越多，質量要求也越來越高，這就是要求成型塑件的模具的開發(fā)、設計與制造的水平也必須越來越高。因此，模具設計水平的高高低、模具制造能力的強弱以及模具質量的優(yōu)劣，都直接影響著各種產品的質量、經濟效益的真長以及整體工業(yè)水平的提高。綜上所敘，塑料成型工業(yè)在基礎工業(yè)中的地位和對國民經濟的影響顯得日益重要。 I. General Mould is important technology equipment in the industry manufacture; mould industry is the important basis of the development of the department of national economy. With the development of mechanical industry, electron industry, aviation industry, meter and instrument industry and the daily article industry, the need of the plastic molding product is more and more larger, the requirement of quality is more and more higher, so the level of the exploitation, design and manufacture of plastic molding product is more and more advanced. The quality of the all product, the increase of the economy benefit and the improvement of the whole industry level lies on the high and low level of mould design and the capacity of the mould manufacture and the good and bad quality. Summarizablely, the plastic molding industry is more and more important in the station of the basic industry and national economy. 二、塑件工藝分析 2.1 分析塑件使用材料的種類及工藝特征 該塑件材料為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）具有良好的綜合力學性能，丙烯腈使ABS有良好的耐化學腐蝕及表面硬度，丁二烯使ABS堅韌，苯乙烯使它有良好的加工性能和染色性能。 ABS無毒、無味、呈微黃色，成型條件的塑件由較好的光澤。密度為1.02——1.05g/cm3。ABS有極好的抗沖擊強度，且在低溫下也不迅速下降。ABS有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機鹽、堿和酸類對ABS幾乎無影響，但在酮、醛、氯代烴中會溶解或形成乳濁液。ABS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塑料表面受冰醋酸、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。ABS的缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度70oC左右，熱變形溫度為93oC左右，且耐氣候性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。 根據ABS中三種組分之間的比例不同，其性能也略有差異，從而適應各種不同的應用要求。根據應用要求的不同，ABS可分為超高沖擊型、高沖擊型、中沖擊型、低沖擊型和耐熱型等。 成型特點：ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力較高，故塑件上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前應進行干燥處理；ABS易產生熔接痕，模具設計時應注意盡量減少澆注系統對料流的阻力；在正常的成型條件下。壁厚、熔料溫度對收縮率影響極小。在要求塑件精度高時，模具溫度可控制在50——60oC，而在強調塑件光澤和耐熱時，模具溫度應控制在60——80oC。 2.2 分析塑件的結構工藝性 該塑件尺寸較小，整體結構較簡單，不帶有曲面特征。結構特征符合塑件的設計要求。根據塑件的工作要求和表面特征，故選一般精度：4級。 2.3 工藝性分析 為了滿足制品表面光滑的要求與提高成型效率采用潛伏式澆口，這種澆口的分流道為于模具的分型面上而澆口卻斜向開設在模具的隱蔽處。方便加工和熱處理，型芯部分采用拼鑲結構。 三、確定型腔數目 3.1 初步確定型腔數目 根據塑件的結構及尺寸精度要求采用一模八腔。 3.2 計算塑件體積 按照圖1塑料件圖所示尺寸近似計算： 塑件體積 3.3 計算單件塑件重量 塑件重量 ms=1.058 cm3X1.05g/ cm3=1.11g 3.4 澆道體積 3.5 澆道質量 3.6 總體積 3.7 總質量 四、成型零部件的設計 4.1 型腔、型芯工作尺寸計算 PC塑料的收縮率是0.3%~0.8%。 平均收縮率 S=(0.3%+0.8%)/2=0.55% 型腔徑向尺寸 Lm+0δz =[(1+S)LS-x△] +0δz 型腔深度尺寸 Hm+0δz =[(1+S)Hs-x△] +0δz 型芯徑向尺寸 lm-0δz=[(1+S)lS-x△] -0δz 型芯高度尺寸 hm-0δz =[(1+S) hS+x△] -0δz 中心距尺寸 Cm±δz/2=(1+S)CS±δz/2 式中 LS——— 塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（mm） ； lS ——— 塑件內型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm） ； HS——— 塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm） ； hS ——— 塑件內型深度基本尺寸的最小尺寸（mm） ； CS——— 塑件中心距基本尺寸的平均尺寸（mm） ； X ——— 修正系數，取0.5~0.75； △——— 塑件公差（mm） ； δZ ——— 模具制造公差，取（1/3~1/4）△ 。 4.1.1 型腔尺寸計算 尺寸 公差值/mm 計算 33.5 0.26 Lm+0δz =[(1+0.55%)X33.5-0.75X0.26]0+0.087=33.4890+0.087 28.4 0.24 Lm+0δz =[(1+0.55%)X28.4-0.75X0.24]0+0.08=28.3760+0.08 3.5 0.14 Lm+0δz =[(1+0.55%)X3.5-0.75X0.14]0+0.047=3.4440+0.047 2.5 0.12 Lm+0δz =[(1+0.55%)X2.5-2/3X0.12]0+0.04=2.4340+0.025 15.5 0.20 Lm+0δz =[(1+0.55%)X15.5-2/3X0.20]0+0.067=15.4250+0.067 17.6 0.20 Lm+0δz =[(1+0.55%)X17.6-2/3X0.20] 0+0.067=17.5370+0.047 4.1.2 型芯尺寸計算 尺寸 公差值/mm 計算 28.5 0.24 lm-0δz =[(1+0.55%)X28.5+0.75X0.2]0-0.08=28.8070-0.08 27.4 0.24 lm-0δz =[(1+0.55%)X27.4+0.75X0.24]0-0.08=27.7010-0.08 10.5 0.18 lm-0δz =[(1+0.55%)X10.5+0.75X0.18]0-0.06=10.6930-0.06 2.2 0.12 lm-0δz =[(1+0.55%)X2.2+0.75X0.12]0-0.04=2.3020-0.04 1.4 0.10 lm-0δz =[(1+0.55%)X1.4+0.75X0.10]0-0.033=1.4830-0.033 1 0.10 lm-0δz =[(1+0.55%)X1+0.75X0.10] 0-0.033=1.0810-0.033 14.5 0.20 lm-0δz =[(1+0.55%)X14.5+2/3X0.20] 0-0.077=14.7130-0.077 17.6 0.20 lm-0δz =[(1+0.55%)X17.6+2/3X0.20] 0-0.077=17.8300-0.077 各個工作部位尺寸計算結果如上所示。通常，制品中1mm和小于1mm并帶有大于0.05mm公差的部位以及3mm和小于3mm并帶有大于0.10mm公差部位不需要進行收縮計算。 4.2 成型零部件的強度與剛度計算 整體式圓型型腔側壁厚度的計算： 按剛度條件計算 s≥==5.81mm 按強度條件計算 h≥=4.50mm 整體式圓型型腔底板厚度的計算： 按剛度條件計算 h≤=3.43mm 按強度條件計算 s≥=5.87mm 式中 s ——— 圓形型腔側壁厚度(mm) ； p ——— 型腔內熔體的壓力(MPa) p=30Mpa； h1 ——— 承受熔體壓力的側壁高度(mm) h1=14.5mm； r ——— 型腔內壁半徑(mm) r=16.75mm； E ——— 鋼的彈性模量，取2.06X105Mpa ； [δ] ——— 允許的變形量(mm) [δ]=0.05mm； [σ] ——— 型腔材料許用拉應力 [σ]=160Mpa； 表4.1 常用塑料注射時所選用型腔壓力/MPa 塑料品種 高壓聚乙烯(PE) 低壓聚 乙烯(PE) PS AS ABS POM PC 型腔壓力 10~15 20 15~20 30 30 35 40 五、澆注系統的設計 5.1 確定分型面的位置 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆口系統設計、塑件結構工藝及尺寸精度、塑件的推出、排氣等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應綜合分析比較。該塑件需要側抽芯，所以根據其特點及表面質量要求，采用平直分型，如圖2所示。 5.2 確定澆口形式及位置 為了提高成型效率，并避開制品光滑區(qū)域采用潛伏式澆口。澆口尺寸與位置如圖2所示。 澆口直徑可以根據經驗公式計算 d=(0.14~0.20)(δ2A)1/4A 式中 d ——— 澆口直徑(mm) ； δ ——— 塑件在澆口處的壁厚(mm) ； A ——— 型腔表面積(mm2) 。 d=(0.14~0.20)[22 X(72X40+72X8X2+40X8X2)] 1/4mm≈1mm 5.3 型腔位置的排布 該件采用一模八腔的結構形式，澆注系統的設計也采用從主流道到各個型腔分流道的形狀及尺寸相同的設計，即型腔平衡式布置的形式，如圖3所示。 5.4 初步設計主流道及分流道形狀和尺寸 主流道設計成圓錐型，其錐角2o~6o，取3 o，內壁粗糙度Ra取0.4μm。 分流道截面設計成U型截面，加工較易，且熱量損失與壓力損失均不大，為常用形式。U型截面分流道的直徑可根據塑件的流動性等因素確定，該塑料采用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)，流動性為中等，所以選U型截面。U形截面分流道的寬度d可在5~10mm內選，半徑R=0.5d ，深度h=1.25R 。根據經驗分流道的直徑d可取6mm ，半徑R取3mm ，深度h取4mm 。 根據型腔在分型面上的排布情況可分為一次分流道和二次分流道。設計參數、尺寸如圖4所示。 根據以上設計參數校核流動比 Ф=ΣLi/ti 式中 Φ ——— 流動距離比 ； Li ——— 模具中各段料流通道各段模腔的長度(mm) ； ti ——— 模具中各段流通道及各段模腔的截面厚度(mm) 。 Ф=48/6+1/0.5+26/6+184/6+33.7/0.6 = 101.2 因為影響流動比的因素主要是塑料的流動性，查表得ABS允許流動比[Ф]=130~90，所以Ф<[Ф]，因此主流道與分流道的設計滿足模具型腔填充要求。 5.5 冷料穴和拉料桿的設計 冷料穴的作用是容納澆注系統流道中料流的前 鋒冷料，以免這些冷料注入型腔。這些冷料既影響容體充填的速度，又影響成型塑件的質量。主流道末端的冷料穴除了上述功能外，還有便于在該處設置主流道拉料桿的功能。該模具冷料穴的設置如圖5所示。 拉料桿的作用是注射結束模具分型時，將主流凝料從定模澆口套中拉出，最后推出機構開始工作，將塑件和澆注系統冷料一起推出模外。該塑件表面光滑無刮痕等缺陷，如果采用自動脫落，塑件脫落表面相互碰撞將造成表面刮痕等缺陷，因此該模具采用Z字形拉料桿，如圖6所示。工作時依靠Z字形鉤將主流道凝料拉出澆口套，推出后由于鉤子的方向性而不能自動脫落，需要人工取出。 六、結構零部件的設計 6.1 支承板設計 支承板的作用是承受成型是塑料熔體對動模模型腔的作用力，以防止型腔底部產生過大的撓曲變形或防止主型芯脫出型芯固定板。支承板需要有較高的平行度和必要的硬度和強度。 支承板的厚度計算 h≥{5pbL4/32EB[δ]}1/3 式中 h ——— 支承板的厚度(mm) ； p ——— 承受的注射壓力(MPa) ； L ——— 支承板跨度(mm) ； b ——— 支承板受力的寬度(mm)； E ——— 剛的彈性模量，取2.06X105Mpa ； [δ] ——— 允許的變形量(mm) ； h≥{5X30X134.8X544/32X2.06X105X190X0.05}1/3 mm≈14.0025 mm 由上面所計算的數值可知支承板厚度≥14.0025mm ,取15mm。 該模具支承板取160X250X20 GB/T4169.8——1984 6.2 選用模架 根據塑件圖樣及技術要求，型腔投影面積的周界尺寸及型腔壁厚強度和剛度計算后的尺寸和抽芯機構所站的尺寸，以確定模架的規(guī)格；該模具采用基本型A2型，模板周界尺寸250X250mm ，定模板190X240X32mm ，動模板200X240X 25mm ，支承板190X240X 15mm ，定模座板200X250X15 ，動模座板200X250X15 mm GB/T12556.1——1990 ，如圖7所示。 6.3 墊塊的設計 墊塊的作用是支承動模成型部分并形成推出機構運動空間的零件。其中相關尺寸根據模架以及推出高度而定，取240X25X50 GB/T4169.6——1984。 6.4 合模導向機構的設計 合模導向機構是保證動、定模和模時，正確地定位和導向的零件，承受一定的側壓力。 該模具導柱為帶頭導柱ф20X50X25 GB/T4169.4——1984，導柱的材料為T8，淬硬到HRC50~55 ； 該模具導套為直導套ф20X32 GB/T4169.2——1984，導套的材料為T8，淬硬到HRC50~55 。 七、推出機構設計 7.1 推出力的計算 推出力的作用是克服推出機構移動的摩擦力。 Ft=Ap(μcos a –sin a)+ qA1 式中 A ——— 塑件包絡在型芯的面積(mm2) ； A1 ——— 制件垂直與脫模方向的投影面積(mm2) ； p ——— 塑件對型芯單位面積上的包緊力，p取0.8 X 107~1.2X107Pa； μ ——— 塑件對鋼的摩擦系數，取0.1~0.3； a ——— 脫模斜度；； Ft ——— 脫模力(推出力)； q ——— 大氣壓力0.09Mpa 。 A≈1/2(29Xπ+23.8Xπ)X13=1177.648 mm2 A1≈(33.7/2)2 Xπ=891.51665 mm2 Ft=1177.648X1.2X10X [0.3cos100-sin100]+0.09X891.51665 =1801.4368N 7.2 確定推出方式及推桿位置 根據制品機構特點，確定在制品的八個角上設置八根普通的圓頂桿，如圖8所示。對于流道的固化塑料也設置推桿，如圖8所示 普通的圓推桿按GB/T4169.1——1984選用，均可滿足推桿剛度要求。 查表，選用ф3mmX100mm型號的圓形推桿12根，選用ф6mmX86.5mm型號的圓形推桿4根，拉料桿ф6mmX56型號的1根。 八、冷卻系統和排氣系統的設計 8.1 冷卻回路尺寸的確定及布置 由于冷卻水道的位置、結構形式、孔徑、表面狀態(tài)、水的流速、模具材料等很多因素都會影響模具的冷卻，因此用塑件的平均壁厚來確定水孔直徑。塑件平均壁厚為0.66mm ，尺寸較小，確定水孔直徑為6mm 。通過調節(jié)水溫、水速來滿足要求。 由于ABS型時要求模溫在60~80℃，因此在定模板上設置兩條ф6mm冷卻水道，冷卻水路布置如圖9所示。 8.2 排氣系統的設計 該速件尺寸較小，材料為聚碳酸脂(PC)，PC材料不發(fā)生溢料間隙值為 0.06~0.08mm 。利用分型面和推桿、復位桿的配合間隙排氣即可。 九、選擇注射機型號 9.1 初步確定注射機型號 9.1.1 根據塑件注射量大小來選擇額定注射量 塑件重量 ms≈1.16g 根據圖4可計算出 澆注系統體積 澆注系統重量 總重量 根據塑件的計算重量或體積，選擇設備型號規(guī)格，確定型腔數當未限定設備時，須考慮以下因素： 機額定注射量GB，每次注射量不超過最大注射量的80% 即 n=(0.8GB-Gj)/GS 式中 n—型腔數 Gj—澆注系統重量（g） GS—塑件重量（g） GB注射機額定注射量（g） 估算澆注系統的體積Vj的結果： Vj =5.22g 設n=8則得： GB=（nGS+Gj）/0.8 =(8×1.16+5.22)/0.8g =18.125g 9.1.2 根據鎖模力來選擇 Fz=p(nA+A1)

收藏