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畢 業(yè) 論 文 題 目 扳手的注塑模設(shè)計(jì) 院 系 機(jī)電與信息工程學(xué)院 專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí) 07 模具 1 班 姓 名 指導(dǎo)教師 扳手的注塑模設(shè)計(jì) 摘要 扳手在日常生活中應(yīng)用是很廣的 設(shè)計(jì)塑料模時(shí) 確定了模具結(jié)構(gòu)之后即可對(duì)模 具的各部分進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì) 即確定各模板和零件的尺寸 型腔和型芯尺寸等 首先要對(duì)塑件 制品進(jìn)行工藝分析與研究 其次 進(jìn)行分型面的選擇 為了使塑件表面不留有澆口及推出痕 跡 采用潛伏式澆口 推件板推出 考慮到該塑件材料為聚丙烯 收縮率相當(dāng)高 故成型后 需均勻充分的冷卻 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 耐用 便于加工部件 生產(chǎn)效率高 關(guān)鍵詞 扳手 注塑模 單分型面 推板推出 目錄 1 緒 論 1 1 1 塑料工業(yè)的發(fā)展 1 1 2 塑料成型 工業(yè)在生產(chǎn)中的重要地位 1 1 3 塑料成型技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 1 2 產(chǎn)品分析 2 2 1 塑件材料的性能及應(yīng)用 2 2 1 1 PP 的特性 2 2 1 2 PP 的成型工藝 4 2 1 3 PP 的用途 4 2 2 塑料制件分析 4 2 2 1 制件的結(jié)構(gòu)分析 4 2 2 2 成型方法的確定 5 2 2 3 注射工藝 5 2 2 4 制品的公差 5 2 2 5 制件注射工藝參數(shù)的確定 6 3 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 3 1 分型面的選擇 7 3 2 模具型腔數(shù)目的確定 8 3 3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9 3 3 1 澆注系統(tǒng)的分析 10 3 3 2 澆口的設(shè)計(jì) 10 3 3 3 主流道襯套的設(shè)計(jì) 11 3 4 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 12 3 5 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 3 6 頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 15 3 7 冷卻孔的設(shè)計(jì) 16 3 8 模板厚度的確定 16 4 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 17 4 1 最大注射量的校核 17 4 2 注射壓力的校核 18 4 3 鎖模力的校核 18 設(shè)計(jì) 總結(jié) 19 參考 文獻(xiàn) 20 1 緒 論 1 1 塑料工業(yè)的發(fā)展 塑料工業(yè)是新興的工業(yè) 是隨著石油工業(yè)的發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生的 目前塑件幾乎已 經(jīng)進(jìn)入一切工業(yè)部門以及人民日常生活的各個(gè)領(lǐng)域 塑料工業(yè)又是一個(gè)飛速發(fā)展 的工業(yè)領(lǐng)域 世界塑料工業(yè)從 20 世紀(jì) 30 年代前后開始研制到目前的塑料產(chǎn)品系 列化 生產(chǎn)工藝自動(dòng)化 連續(xù)化以及不斷開拓功能塑料新領(lǐng)域 它經(jīng)歷了初創(chuàng)階 段 30 年代以前 發(fā)展階段 30 年代 飛躍發(fā)展階段 50 至 60 年代 和穩(wěn)定 增長(zhǎng)階段 70 年代至今 等這樣幾個(gè)階段 塑料作為一種新的工程材料 其不斷 被開發(fā)與應(yīng)用 加之成型工藝的不斷成熟 完善與發(fā)展 極大地促進(jìn)了塑料成型 方法的研究與應(yīng)用和塑料成型模具的開發(fā)與制造 隨著工業(yè)塑料制件和日用塑料 制件的品種和需求量日益增加 這些產(chǎn)品的更新?lián)Q代的周期愈來愈短 因此對(duì)塑 件的品種 產(chǎn)量和質(zhì)量都提出了越來越高的要求 1 2 塑料成型工業(yè)在生產(chǎn)中的重要地位 模具是工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝設(shè)備 模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門發(fā)展的重要 基礎(chǔ)之一 塑料模具是指用于成型塑料制作的模具 它是型腔模的一種類型 隨 著機(jī)械工業(yè) 尤其是汽車 摩托車工業(yè) 電子工業(yè) 尤其是家電工業(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(zhì) 量要求也越來越高 這就要求成型塑件模具的開發(fā) 設(shè)計(jì)與制造額的水平也必須 越來越高 因此 模具設(shè)計(jì)水平的高低 模具制造能力的強(qiáng)弱以及模具質(zhì)量的優(yōu) 劣 都直接影響著許多新產(chǎn)品的開發(fā)和老產(chǎn)品的更新?lián)Q代 影響著各種產(chǎn)品的質(zhì) 量 經(jīng)濟(jì)效益的增長(zhǎng)以及整體工業(yè)水平的提高 1 3 塑料成型技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 在塑料成型生產(chǎn)中 先進(jìn)的模具設(shè)計(jì) 高質(zhì)量的模具制造 優(yōu)質(zhì)的模具材料 合理的加工工藝和現(xiàn)代化的成型設(shè)備等是成型優(yōu)質(zhì)塑件的重要條件 一副優(yōu)良的 注塑模具可以成型上百萬次 一副優(yōu)良的壓縮模具可以成型 25 萬次以上 考察 國(guó)內(nèi)外模具工業(yè)的現(xiàn)狀及我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)在工業(yè)品生產(chǎn)中模具的地位 從塑料 成型模具的設(shè)計(jì)理論 設(shè)計(jì)實(shí)踐和制造技術(shù)出發(fā) 塑料成型技術(shù)大致有以下幾方 面的發(fā)展趨勢(shì) 1 CAD CAE CAM 技術(shù)在模具設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用 應(yīng)用模具 CAD 系統(tǒng)后 模具設(shè)計(jì)借助計(jì)算機(jī)完成傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì) 工作 大部分設(shè)計(jì)與制造信息由系統(tǒng)直接傳送 圖紙不再是設(shè)計(jì)與制造環(huán)節(jié)的分 界線 也不再是制造 生產(chǎn)過程中的唯一依據(jù) 圖紙將被簡(jiǎn)化 甚至最終消失 2 大力發(fā)展快速原型制造 3 研究和應(yīng)用模具的快速測(cè)量技術(shù)與逆向工程 4 發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和采用先進(jìn)的熱處理和表面處理技術(shù) 5 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率 6 模具的復(fù)雜化 精密化與大型化 2 產(chǎn)品分析 2 1 塑件材料的性能及應(yīng)用 PP 塑 料 化 學(xué) 名 稱 聚 丙 烯 英 文 名 稱 Polypropylene 簡(jiǎn) 稱 PP 聚 丙 烯 無 味 無 色 無 毒 外 觀 似 聚 乙 烯 但 比 聚 乙 烯 更 透 明 更 輕 密 度 僅 為 0 90 0 91 g cm3 它 不 吸 水 光 澤 好 易 著 色 聚 丙 烯 的 屈 服 強(qiáng) 度 抗 拉 強(qiáng) 度 抗 壓 強(qiáng) 度 和 硬 度 及 彈 性 比 聚 乙 烯 好 定 向 拉 伸 后 的 聚 丙 烯 可 制 作 鉸 鏈 其 具 有 特 別 高 的 抗 彎 曲 疲 勞 強(qiáng) 度 聚 丙 烯 的 熔 點(diǎn) 為 164 170 其耐熱性好 能 在 100 以上的溫度下進(jìn)行消毒滅菌 聚丙烯耐低溫的使用溫度可達(dá) 15 在低 于 35 時(shí)會(huì)脆裂 聚丙烯的高頻絕緣性能好 而且由于其不吸收水 絕緣性能 不受溫度的影響 表格 1 PP 一般參數(shù) 比重 0 9 0 91 克 立方厘米 成型收縮率 1 0 2 5 熔化溫度 220 275 成型溫度 160 220 模具溫度 40 80 加工溫度 200 300 2 1 1PP 的特性 1 一般性能 PP 是 所 有 合 成 樹 脂 中 密 度 最 小 的 僅 為 0 90 0 91g cm3 是 PVC 密 度 的 60 左 右 這 意 味 著 用 同 樣 重 量 的 原 料 可 以 生 產(chǎn) 出 數(shù) 量 更 多 同 體 積 的 產(chǎn) 品 表 面 硬 度 在 五 類 通 用 塑 料 中 屬 低 等 僅 比 PE 好 一 些 當(dāng) 結(jié) 晶 度 較 高 時(shí) 硬 度 也 相 應(yīng) 增 加 一 些 但 仍 不 及 PVC PS ABS 等 2 力學(xué)性能 PP 的 拉 伸 強(qiáng) 度 和 剛 性 都 比 較 好 但 沖 擊 強(qiáng) 度 較 差 特 別 是 低 溫 時(shí) 耐 沖 擊 性 差 此 外 如 果 制 品 成 型 時(shí) 存 在 取 向 或 應(yīng) 力 沖 擊 強(qiáng) 度 也 會(huì) 顯 著 降 低 雖 然 抗 沖 擊 強(qiáng) 度 差 但 經(jīng) 過 填 充 或 增 強(qiáng) 等 改 性 后 其 機(jī) 械 性 能 在 許 多 領(lǐng) 域 可 與 成 本 較 高 的 工 程 塑 料 相 競(jìng) 爭(zhēng) 3 熱學(xué)性能 在 五 大 通 用 塑 料 中 PP 的 耐 熱 性 是 最 好 的 PP 塑 料 制 品 可 在 100 下 長(zhǎng) 時(shí) 間 工 作 在 無 外 力 作 用 時(shí) PP 制 品 被 加 熱 至 150 時(shí) 也 不 會(huì) 變 形 在 使 用 成 核 劑 改 善 PP 的 結(jié) 晶 狀 態(tài) 后 其 耐 熱 性 還 可 進(jìn) 一 步 提 高 甚 至 可 以 用 于 制 作 在 微 波 爐 中 加 熱 食 品 的 器 皿 4 電學(xué)性能 PP 屬 于 非 極 性 聚 合 物 具 有 良 好 的 電 絕 緣 性 且 PP 吸 水 性 極 低 電 絕 緣 性 不 會(huì) 受 到 濕 度 的 影 響 PP 的 介 電 常 數(shù) 介 質(zhì) 損 耗 因 數(shù) 都 很 小 不 受 頻 率 及 溫 度 的 影 響 PP 的 介 電 強(qiáng) 度 很 高 且 隨 溫 度 上 升 而 增 大 這 些 都 是 在 濕 熱 環(huán) 境 下 對(duì) 電 氣 絕 緣 材 料 有 利 的 另 一 方 面 PP 的 表 面 電 阻 很 高 在 一 些 場(chǎng) 合 使 用 必 須 先 進(jìn) 行 抗 靜 電 處 理 5 環(huán)境性能 PP 分 子 中 存 在 叔 碳 原 子 在 光 和 熱 的 作 用 下 極 易 斷 裂 降 解 未 加 穩(wěn) 定 劑 的 PP 在 150 下 被 加 熱 半 小 時(shí) 以 上 或 在 陽 光 充 足 的 地 方 曝 曬 12 天 就 會(huì) 明 顯 變 脆 未 加 穩(wěn) 定 劑 的 PP 粉 料 在 室 內(nèi) 避 光 放 置 4 個(gè) 月 也 會(huì) 嚴(yán) 重 降 解 散 發(fā) 出 明 顯 的 酸 味 在 PP 粉 料 造 粒 之 前 加 入 0 2 以 上 的 抗 氧 劑 可 以 有 效 地 防 止 PP 在 加 工 和 使 用 過 程 中 的 降 解 老 化 抗 氧 劑 分 為 游 離 基 鏈 反 應(yīng) 終 止 劑 也 稱 主 抗 氧 劑 和 過 氧 化 物 分 解 劑 也 稱 輔 抗 氧 劑 兩 大 類 主 輔 兩 類 抗 氧 劑 的 合 理 配 合 將 會(huì) 發(fā) 揮 良 好 的 協(xié) 同 效 果 目 前 推 薦 使 用 的 B215 抗 氧 劑 就 是 主 抗 氧 劑 1010 酚 類 和 輔 抗 氧 劑 168 亞 磷 酸 酯 按 1 2 的 比 例 復(fù) 配 而 成 的 為 防 止 光 老 化 需 要 在 PP 中 加 入 紫 外 線 吸 收 劑 它 可 將 波 長(zhǎng) 290 400nm 的 紫 外 線 吸 收 激 化 轉(zhuǎn) 化 為 沒 有 破 壞 性 的 較 長(zhǎng) 波 長(zhǎng) 的 光 線 對(duì) 于 埋 在 土 壤 中 或 在 室 內(nèi) 避 光 使 用 的 PP 塑 料 制 品 僅 加 入 主 輔 抗 氧 劑 即 可 無 須 加 入 紫 外 線 吸 收 劑 2 2 2PP 的成型工藝 1 結(jié) 晶 料 吸 濕 性 小 易 發(fā) 生 融 體 破 裂 長(zhǎng) 期 與 熱 金 屬 接 觸 易 分 解 2 流 動(dòng) 性 好 但 收 縮 范 圍 及 收 縮 值 大 易 發(fā) 生 縮 孔 凹 痕 變 形 3 冷 卻 速 度 快 澆 注 系 統(tǒng) 及 冷 卻 系 統(tǒng) 應(yīng) 緩 慢 散 熱 并 注 意 控 制 成 型 溫 度 料 溫 低 溫 高 壓 時(shí) 容 易 取 向 模 具 溫 度 低 于 50 度 時(shí) 塑 件 不 光 滑 易 產(chǎn) 生 熔 接 不 良 流 痕 90 度 以 上 易 發(fā) 生 翹 曲 變 形 4 塑 料 壁 厚 須 均 勻 避 免 缺 膠 尖 角 以 防 應(yīng) 力 集 中 2 1 3PP 的用途 聚丙烯可用于制作各種機(jī)械零件 如法蘭 接頭 泵葉輪 汽車零件和自行 車零件 可作水 蒸氣 各種酸堿等的輸送管道 化工容器和其他設(shè)備的襯里 表面涂層 可制造蓋和本體合一的箱體 各種絕緣零件 并用于醫(yī)藥工業(yè)中 2 2 塑料制件分析 2 2 1 制件的結(jié)構(gòu)分析 圖 1 零件圖 1 該塑件厚度為 4mm 外側(cè)面拔模斜度 3 內(nèi)側(cè)面拔模斜度 5 2 該塑件為塑料扳手 對(duì)表面的光潔度要求不是很高 內(nèi)表面的精度 要求也不高 2 2 2 成型方法的確定 從塑件外形結(jié)構(gòu)分析 塑件的結(jié)構(gòu)還算簡(jiǎn)單 在確定分型面時(shí) 應(yīng)考慮此 特征 在脫模時(shí)采用推板推出制品 鑒于塑件結(jié)構(gòu)和注射位置 該模以單分型面 一模四腔為佳 圖 2 型腔分布 2 2 3 注射工藝 該塑件模具為單分型面 一摸四腔部分精度要求不高 只有小型芯和推板 配合公差要求較高因此生產(chǎn)成本低 適于一般中小型模具廠生產(chǎn) 2 2 4 制品的公差 參考 模具手冊(cè) 公差等級(jí)表 該零件為中等精度 PP 材料塑件 零件各尺 寸公差選取按圖表 2 2 5 制件注射工藝參數(shù)的確定 該塑件尺寸 體積屬于中小型塑件 為適應(yīng)大多中小型模具廠商 而初步確 定采用較為普遍螺桿式注射機(jī) XS ZY 125 其主要參數(shù)如下 一次注射量 厘米 125 螺桿直徑 毫米 42 注射壓力 兆帕 120 注射行程 毫米 110 鎖模力 千牛 900 最大注射面積 厘米 320 最大開合模行程 毫米 300 模具最大厚度 毫米 300 模具最小厚度 毫米 200 噴嘴圓弧半徑 毫米 12 注射機(jī)與安裝模具的關(guān)系 必須了解以下幾點(diǎn) 1 機(jī)床拉桿間隔 考慮模具的最大外形尺寸安裝時(shí)應(yīng)不受拉桿的影響 2 定位孔的直徑 模具安裝用的定位圈尺寸應(yīng)與機(jī)床定位孔直徑相配合 小型機(jī)床一般只在定模部分設(shè)置定位孔 大型機(jī)床則定 動(dòng)模板都設(shè)置定位孔 3 頂出桿的位置 設(shè)計(jì)模具時(shí) 必須了解機(jī)床頂出桿的直徑及位置 并應(yīng) 將頂出桿的行程和模具頂出裝置動(dòng)作一起考慮 4 噴嘴前端的孔徑筆球面的半徑 是澆口套的孔徑和球面尺寸的依據(jù) 5 安裝螺孔的位置及妃徑 機(jī)床定 動(dòng)模板上設(shè)有一系列螺孔 以供安裝 模具壓裝所用 安裝形式如下 1 用螺釘直接固定模具 2 用螺釘固定模具形式 3 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖 3 裝配圖 模具設(shè)計(jì)要點(diǎn) 熔體的流動(dòng)情況 流動(dòng)陰力 速度 引程 重新融合 排氣 熔體冷卻收縮與補(bǔ)縮 模具的冷卻與加熱 模具的相關(guān)尺寸與注射機(jī)關(guān)系 模具的總體結(jié)構(gòu)與零部件的結(jié)構(gòu) 考慮模具安裝與加工強(qiáng)度 精度 3 1 分型面的選擇 分開模具能取出塑件的面 稱作分型面 其它的面稱作分離面或稱分模面 注射模只有一個(gè)分型面 分型面的方向盡量采用與注塑機(jī)開模是垂直方向 形狀有平面 斜面 曲 面 選擇分型面的位置時(shí) 1 分型面一般不取在裝飾外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處 2 使塑件留在動(dòng)模一邊 利于脫模 3 將同心度要求高的同心部分放于分型面的同一側(cè) 以保征同心度 4 軸芯機(jī)構(gòu)要考慮軸芯距離 5 分型面作為主要排氣面時(shí) 分型面設(shè)于料流的末端 從塑件形狀結(jié)構(gòu)分析塑件厚度為 2mm 外側(cè)面拔模斜度 3 度 又前面為外形 面 要求保證光潔 不能留下澆口和頂桿痕跡 根據(jù)分型面必須開設(shè)在制件斷面 輪廓最大的地方的基本原則 并綜合以下幾點(diǎn)分析 1 因?yàn)榉中兔娌豢杀苊獾匾谥萍狭粝乱缌虾圹E 或拼合縫痕跡 故分 型面不選在制件光滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處 2 從制件的頂出考慮分型面要盡可能留在動(dòng)模這一邊 3 為避免使用側(cè)抽型芯 分型面的選擇也要充分考慮 3 2 模具型腔數(shù)目的確定 圖 4 凸模 模具中的型腔數(shù)目的確定是一項(xiàng)綜合項(xiàng)目 首先應(yīng)考慮注射機(jī)的各項(xiàng)規(guī)格 及工作性能 以及考慮制品的精度要求 模具制造的費(fèi)用等 確定合適的成型型腔數(shù) 應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素 1 以機(jī)床注射能力為基礎(chǔ) 每次注射量不超過注射機(jī)最大注射量的 80 按 公式計(jì)算 式中 件 澆WSN 8 0 N 型腔數(shù) S 注射機(jī)的注射量 g 澆注系統(tǒng)的注射量 g 澆 塑件重量 g 件W 初定注射機(jī)為 XS ZY 125 型 該注射機(jī)的注射量為 104g 即 S 104g 初估 澆注系統(tǒng)的重量為 65g 即 65g 塑件的重量 4g 澆W件W 計(jì)算得 N 4 因此 模具的型腔數(shù)初定為 4 2 根據(jù)塑件的精度考慮 一般單型腔時(shí)制造精度高 塑件精度也高 該制 品的表面精度要求不是很高 可以采用多型腔 在精度要要求前提的情況下 采 用一模四腔 3 據(jù)塑件形狀及進(jìn)料口位置考慮 該制品為扳手 制品體積比較小 結(jié)構(gòu)比 較簡(jiǎn)單 為提高效率可以采用一模四腔 綜合以上 3 個(gè)方面的因素 該模具的型腔數(shù)確定為 4 個(gè) 3 3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴接觸處到型腔為止的塑料熔體的流動(dòng)通道 作用 1 輸送流體 2 傳遞壓力 澆注系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)原則 1 組成 由主流道 分流道 內(nèi)澆口 冷料穴等結(jié)構(gòu)組成 2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 1 考慮塑料的流動(dòng)性 保征流體流動(dòng)順利 快 不紊亂 2 避免熔體正面沖出小直徑型芯或脆弱的金屬鑲件 3 一模多腔時(shí) 防止大小相差懸殊的制件放一模內(nèi) 4 進(jìn)料口的位置和形狀要結(jié)合塑件的形狀和技術(shù)要求確定 5 流道的進(jìn)程要短 以減少成型周期及減少廢料 3 3 1 澆注系統(tǒng)的分析 澆注系統(tǒng)對(duì)塑件的質(zhì)量和成型效率有直接影響 是整套模具設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié) 對(duì)該塑件分析 具體設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮以下因素 1 塑件成形特性 澆注系統(tǒng)需適應(yīng) ABS 成形特性要求 以保證塑件質(zhì)量 2 塑件的大小及形狀 根據(jù)該塑件的大小 形狀 壁厚及技術(shù)要求等因素 前面已擬定了分型面的位置 同時(shí)也考慮了設(shè)置澆注系統(tǒng)的形式 進(jìn)料口數(shù)量及 位置 保證塑件的正常成形 防止流料直接沖擊嵌件和受力不均 進(jìn)料不勻 3 塑件型腔數(shù)目 該注塑模具是一模四腔 主流道放置中間 4 塑件外觀質(zhì)量 為了便于去除 修整進(jìn)料口 澆口選在不影響制件外觀的 位置 5 成形效率 批量生產(chǎn)時(shí)在保證成形質(zhì)量的前提盡量縮短填充及冷卻時(shí)間和 成形時(shí)間 同時(shí)還節(jié)約了塑料 6 冷料 噴嘴端部的冷料必須去除 在主流道底端設(shè)有流道冷料推板 3 3 2 澆口的設(shè)計(jì) 澆口亦稱進(jìn)料口 是連接分流道與型腔的熔體通道 1 作用 a 使熔體快速進(jìn)入型腔 按順序填充 b 冷卻材料作用 2 澆口參數(shù) a 形狀一般為圓形或矩形 b 面積與分流道比為 0 03 0 09 c 澆口長(zhǎng)度 65mm 2 小澆口的優(yōu)點(diǎn) a 改變塑料非牛頓流體的表觀粘度 增剪切速率 b 小澆口改變流體流速 產(chǎn)生熱量 溫度升高 c 易凍結(jié) 防止型腔內(nèi)熔體的倒流 d 便于塑件與澆注系統(tǒng)的分高 由于該塑件為扁平而較薄的塑件 故采用側(cè)澆口中的扇形澆口 扇形澆口是 一種沿澆口方向?qū)挾戎饾u增加 厚度逐漸減小的呈扇形的側(cè)澆口 這類澆口可以 根據(jù)塑件的形狀特征選擇其位置 加工和修整方便 且對(duì)各種塑件的成型適應(yīng)性 均較強(qiáng) 由于澆口截面較小 減少了澆注系統(tǒng)塑料的消耗量 同時(shí)去除澆口容易 且不留明顯痕跡 側(cè)澆口直徑也可用下面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 30 9 60 Ab t 0 6 0 9 b 側(cè)澆口的寬度 mm 澆口處塑件的壁厚 mm 塑件的外表面面積 mm A t 側(cè)澆口的厚度 mm 采用扇形澆口 使熔體在寬度方向上的流動(dòng)得到更均勻的分配 塑件的應(yīng) 力因之較小 還可避免流紋及定向效應(yīng)所帶來的不良影響 減少帶入空氣的可能 性 3 3 3 主流道襯套的設(shè)計(jì) 主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具接觸處開始到分流道為止的塑料 熔體的流動(dòng)通道 是熔體最先流經(jīng)模具的部分 它的形狀與尺寸對(duì)塑料熔體的流 動(dòng)速度和充模時(shí)間有較大的影響 主流道襯套位于模具的入口部 其作用是將塑 化熔融的樹脂導(dǎo)入流道或型腔 主流道垂直于分型面 注流道襯套內(nèi)孔呈圓錐形 圓弧 R 處為錐孔的小端 錐孔的錐度越大 及內(nèi)壁的粗糙度在 0 8 以上 主流um 道越容易脫出 主流道襯套的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下幾點(diǎn) 1 主流道襯套的圓弧半徑 R 應(yīng)比噴嘴頭部半徑大 1mm 左右 2 錐孔的小端直徑比噴嘴孔直徑大 0 5 1mm 3 盡可能縮短長(zhǎng)度 本澆注系統(tǒng)采用最為常用的 v 形澆道 這種澆道易于機(jī)械加工 且熱量損失 和阻力損失均不太大 此澆注系統(tǒng)有四個(gè)型腔 應(yīng)設(shè)置分流道 分流道開設(shè)在動(dòng) 定模分型面的兩側(cè)或任意一側(cè) 其截面形狀應(yīng)盡量使其比表面積小 在溫度較高 的塑料熔體和溫度較低的模具之間提供較小的接觸面積 以減少熱量損失 3 4 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 排氣槽的設(shè)計(jì)原則 1 如果型腔中產(chǎn)生乞阻現(xiàn)象 將直接影響制品的外觀 設(shè)計(jì)模具時(shí) 必須考慮排 氣問題 如發(fā)生氣阻 型腔中排不出的空氣會(huì)因高壓而燃燒 使制品的局部被燒蝕 影響制品的質(zhì)量 2 簡(jiǎn)單模具氣阻的準(zhǔn)確位置易確定 對(duì)于復(fù)雜的模具 可以通過試模來確定氣 阻位置 3 找出氣阻位置 便可設(shè)置排氣槽 一般在分型面凹模一側(cè)開設(shè)一條深 0 01 0 02mm 的排氣槽 4 該套模具的排氣槽設(shè)置在分型面處及鑲塊的嚙合處 塑件外形尺寸較小 對(duì)于此類小型模具 可利用分型面間隙排氣 分型面位 于熔體流向的末端 可達(dá)到很好的排氣效果 因而本模具不另外設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng) 直接由分型面間隙 鑲件縫隙 推桿間隙等進(jìn)行排氣 3 5 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件 包括凹模 型芯 鑲 塊 成型桿和成型環(huán)等 成型零件工作時(shí) 直接與塑料接觸 承受塑料熔體的高 壓 料流的沖刷 脫模時(shí)與塑件間還發(fā)生摩擦 因此 成型零件要求有正確的幾 何形狀 較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度 此外成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理 有較高的強(qiáng)度 剛度及較好的耐磨性能 設(shè)計(jì)成型零件時(shí) 應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求 確定型腔的 總體結(jié)構(gòu) 選擇分型面和澆口位置 確定脫模方式 排氣部位等 然后根據(jù)成型 零件的加工 熱處理 裝配等要求進(jìn)行零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 計(jì)算成型零件的工作尺寸 對(duì)關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核 成型零件型腔計(jì)算 凹模是成型塑件的主要零件 按其結(jié)構(gòu)不同 可分為整體式和組合式兩類 本設(shè)計(jì)中采用整體式凹模 如圖 其特點(diǎn)是牢固 不易變形 型芯是成型塑 件的內(nèi)表面的零件 型芯按結(jié)構(gòu)可分為整體式和組合式兩種 本設(shè)計(jì)中采用整體 式 特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)牢固 但不便加工 消耗的模具鋼多 這種結(jié)構(gòu)是將型芯單獨(dú)加 工 再鑲?cè)肽０逯?圖 5 凹模 凸模圖 圖 6 凸模 成型零件工作尺寸的確定 成型零件的工作尺寸指直接成型塑件的尺寸 成型零件尺寸計(jì)算的基本公式是 1 SBA 考慮塑件公差 模具制造公差 模具磨損量等 其計(jì)算公式如下 1 型腔徑向尺寸的計(jì)算 00 43 SD 式中 D 型腔內(nèi)徑尺寸 D 塑件外徑標(biāo)稱尺寸 mm 0 S 塑料平均收縮率 即 2minaxs 塑件公差 型腔制造公差2 代入數(shù)據(jù)得 5 0 50 932 3842 14 D 2 型心徑向尺寸計(jì)算 00 41 Sd 其中 d 型芯外徑尺寸 d 塑件內(nèi)徑標(biāo)稱尺寸0 型芯制造公差 代入數(shù)據(jù) 05 05 612384 7 d 3 型腔高度尺寸計(jì)算 002SH 式中 H 型腔深度尺寸 H 塑件高度標(biāo)稱尺寸0 型腔深度制造公差 一般取 或 31 4 代入數(shù)據(jù)得 05 05 312874 4 型心高度尺寸計(jì)算 002 sh 式中 h 型芯高度尺寸 4 h 塑件深度標(biāo)稱尺寸0 型芯高度制造公差 代入數(shù)據(jù)得 h 05 05 423817 3 6 頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在注射成型中 制品的頂出對(duì)制品的質(zhì)量以及是否可以自動(dòng)成型等起著重要 的作用 頂出方法由使用塑料的種類 制品形狀 澆口的種類 制品的商品價(jià)值 模具的制作周期及價(jià)格等所決定 原則上必須能夠在不使制品產(chǎn)生變形和損壞的 情況下 可靠而迅速地脫模 故障要少 維修要簡(jiǎn)單 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 1 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè) 2 保證塑件不因推出而變形 3 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單 動(dòng)作可靠 4 良好的塑件外觀 5 合模時(shí)的正確復(fù)位 頂出方式的種類有很多種 本設(shè)計(jì)中由于制品是扁平而較薄的塑件 直接 用推板推出即可 為了防止推板刮傷型芯 推板和型芯之間最少應(yīng)留有 0 25mm 的間隙 頂板 內(nèi)側(cè)邊緣斜角應(yīng)在 左右選取 頂板應(yīng)設(shè)有導(dǎo)向裝置 10 本設(shè)計(jì)中 脫模時(shí)頂板帶動(dòng)頂桿 頂桿頂出推板 向前把塑件推出 頂出行 程一般是被頂出制品高的 該扳手的厚度為 4 所以不要將頂出行程做得過長(zhǎng) 32 脫模力的計(jì)算 塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì) 注射成型后 塑件在模具內(nèi)冷卻定型 由于體積的收縮 對(duì)型芯產(chǎn)生包緊力 塑件要從模腔中脫出 就必須克服因包緊力而產(chǎn)生的摩擦阻力 對(duì)于不帶通孔的 殼類塑件 脫模時(shí)還要克服大氣壓力 一般而論 塑料制件剛開始脫模時(shí) 所需 克服的阻力最大 即所需的脫模力最大 sinco uAPFT 式中塑料對(duì)鋼的摩擦系數(shù)約為 0 1 0 3 塑件包容型芯的面積A 塑件對(duì)型芯的單位面積上的包緊力 一般情況下 模外冷卻的塑件 pP 約取 24 39Mpa 模內(nèi)冷卻的塑件 p 約取 8 12Mpa 此零件的厚度較薄 塑件包裹型芯的面積較小 有兩部分 故對(duì)脫模的影響 較小 3 7 冷卻孔的設(shè)計(jì) 模具設(shè)計(jì)中 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)部分的設(shè)計(jì)是必不可少的 因?yàn)槟＞叩臏囟戎?接影響到塑件成型的質(zhì)量和生產(chǎn)效率 這要求我們的設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)時(shí)必須讓模具 迅速均勻地使模具和塑件冷卻下來 以縮短成型周期 同時(shí)能使塑料的收縮率小 變形小 尺寸穩(wěn)定 耐應(yīng)力 開裂性好 表面光潔 模具設(shè)置冷卻裝置的目的 1 防止塑件脫模變形 2 縮短成型周期 3 使結(jié)晶性塑料快速冷卻水道孔徑的選擇 冷卻水道的直徑采用 8mm 的冷卻水道 最低流速是 水孔位置設(shè)計(jì)sm6 1 3 8 模板厚度的確定 對(duì)于模具中各模板的厚度 包括頂出固定板 墊板 動(dòng)定模固定板 支撐板 等 在滿足強(qiáng)度要求的前提下 應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)模架 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架及一些尺寸的要求 初步確定模架的尺寸如下 單位 mm 定模座板 2530 推板 18 定模板 4 推板固定板 203 動(dòng)模板 5 凹模板 184 凸模板 2 頂出固定板 03 支撐板 5 動(dòng)模固定板 23509 模具用鋼 選擇模具零件的材料應(yīng)按其用途而定 對(duì)成形零件的用料應(yīng)考慮以下因素 1 要承受在高溫 高壓下長(zhǎng)期工作 因此應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度 耐疲勞性 能及耐熱性 2 用于成批大量生產(chǎn)的模具應(yīng)具有良好的熱處理性能 對(duì)形狀復(fù)雜的零件 及易變形零件則還應(yīng)要求材料在熱處理時(shí)變形小 3 對(duì)成型零件尺寸精度要求較高的 應(yīng)考慮使用尺寸穩(wěn)定性好的材料 4 模具鋼要便于加工 易拋光 根據(jù)以上要求 模具的材料分別為 動(dòng)模板 定模板等模板使用 45 鋼 推板 材料為 T8A 拉料桿 支撐板 復(fù)位桿為 45 號(hào)鋼 推桿 推板固定板為 T10A 4 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 4 1 最大注射量的校核 對(duì)于螺桿式注射機(jī) 其最小注射能力以螺桿在料筒內(nèi)最大推進(jìn)容積 M cm3 表示 因此最大注射量就是該體積的塑料熔體在料筒內(nèi)的溫度及壓力下的重量 Gmax M DC g 式中 M 注射機(jī)規(guī)定注射容積 cm3 D 注射塑料在常溫下 的比重 g cm3 C 料筒溫度在塑料體積膨脹率校正系數(shù) 結(jié)晶塑料取 0 85 非結(jié)晶塑料取 0 93 因塑件體積小 壓力對(duì)塑件比重影響很小 可忽略不記 Gmax 60X0 9X0 93 50 22 g 塑件質(zhì)量使用 Pro E 分析模組計(jì)算得 G 塑件 4g Gmax 所以 此注射機(jī)最大注射量滿足該塑件要求 4 2 注射壓力的校核 查 模具手冊(cè) 得 PP 樹脂在螺桿式注射機(jī)下注射壓力應(yīng)在 70 120 MPa 而 SZ ZY 125 型注射壓力為 120Mpa 因此能滿足該塑件要求 4 3 鎖模力的校核 當(dāng)高壓塑料熔體充滿模具型腔時(shí) 產(chǎn)生一個(gè)使模具沿分型面分開 其值等于 制件和澆口流道系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和乘以型腔內(nèi)塑料壓力 pKF P 式中 p 料筒內(nèi)注射機(jī)柱塞或螺桿施于塑料上的壓力 MPa K 損耗系數(shù) 1 3 2 3 F 投影總面積 m2 P 注射機(jī)的額定鎖模力 KN pKF 91840N 900000N148320 故鎖模力滿足要求 設(shè)計(jì)總結(jié) 在這幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)中 還是碰到了很多問題 讓我不得不找出以前的書 重新翻開來看 雖然注塑模設(shè)計(jì)是一門必修課 可還是學(xué)得不怎么好 對(duì)畫圖 模具的結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 還是不能很好的運(yùn)用 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)也給了我一個(gè)很好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì) 讓 我對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)有了一個(gè)很好的回顧 加強(qiáng) 同時(shí) 在進(jìn)行設(shè)計(jì)和繪圖的時(shí) 候 也查閱了有關(guān)注塑模方面的資料 對(duì)每一個(gè)零件的尺寸 對(duì)每一個(gè)部件的安 裝位置 對(duì)每一個(gè)動(dòng)作運(yùn)動(dòng)機(jī)理 進(jìn)行了深入的分析下研究 使我對(duì) CAD 制圖又有 了一定的熟悉 這次設(shè)計(jì)讓我把所學(xué)的知識(shí)與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合 加深對(duì)理論的理 解 提高我們的動(dòng)手能力 能夠培養(yǎng)我們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng) 精益求精的工作態(tài)度 在這里我也要謝謝任課老師對(duì)我們的教誨 還有指導(dǎo)老師對(duì)我們的悉心指導(dǎo) 在設(shè)計(jì)過程中 要是有某些地方的設(shè)計(jì)與實(shí)際相脫離或者在某些地方的設(shè)計(jì)不完 美 希望老師能予以指正 參考文獻(xiàn) 1 陸寧編著 實(shí)用注塑模設(shè)計(jì) 北京 中國(guó)輕工業(yè)出版社 1997 5 2 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè) 編寫組 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 1982 12 3 張克惠 注塑模設(shè)計(jì) 西北工業(yè)大學(xué)出版社 1995 1 4 王樹勛 模具實(shí)用技術(shù)綜合手冊(cè) 廣州 華南進(jìn)工大學(xué)出版社 1995 6 5 宋玉恒 塑料注射模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè) 北京 航空工業(yè)出版社 1994 8 6 陳秀寧 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 浙江大學(xué)出版社 1993 7 7 虞傳寶 冷沖壓及塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)資料 機(jī)械工業(yè)出版社 1992 10 8 工程畫教研室 機(jī)械制圖 大連理工大學(xué) 北京 高等教育出版社 1993 5 9 成都科技大學(xué) 北京化工學(xué)院 天津輕工業(yè)學(xué)院 塑料成型模具 輕工業(yè) 出版社 1990 8 10 王伯平 互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 機(jī)械工業(yè)出版社 2001 1 11 申樹義 高濟(jì)編 塑料模具設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 1993 9 12 馮炳堯等主編 模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè) 上海科技出版社 1987 8 13 葉屋臣一 注塑模設(shè)計(jì)和應(yīng)用 輕工業(yè)出版社 1989 1 14 許鶴峰 注塑模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)與圖例 化學(xué)工業(yè)出版社 1999 1 15 馬金駿 塑料模具設(shè)計(jì) 中國(guó)科學(xué)計(jì)算出版社 1994 6 16 屈華昌 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 1994 6