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1、 目 錄
1.前言………………………………………………………………………………2
2.分析設(shè)計(jì)資料……………………………………………………………………3
2.1分析材料性能…………………………………………………………………………3
2.2零件用途及設(shè)計(jì)要求…………………………………………………………………3
2.3分析設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)工藝性…………………………………………………………………3
3.模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………………4
3.1確定型腔數(shù)目………………………………………………………
2、…………………4
4.注塑機(jī)型號(hào)的確定………………………………………………………………4
4.1初步確定注射容量及注射壓力………………………………………………………4
4.2初選注射機(jī)和紀(jì)錄主要參數(shù)…………………………………………………………4
5.確定分型面………………………………………………………………………5
6.澆注系統(tǒng)形式及澆口的設(shè)計(jì)……………………………………………………6
6.1主流道設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………6
6.2分流道設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………7
6.3澆口的設(shè)計(jì)……………………………
3、………………………………………………9
6.4校核流動(dòng)比……………………………………………………………………………12
6.5冷料穴設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………12
7.斜滑塊設(shè)計(jì)………………………………………………………………………13
8.設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)……………………………………………………………………14
8.1推桿推出機(jī)構(gòu)…………………………………………………………………………14
8.1.1確定推桿位置、推桿形狀尺寸及推桿數(shù)量等……………………………………15
8.1.2確定推桿安裝、固定及配合……………………………………………………
4、…15
8.1.3推出機(jī)構(gòu)復(fù)位方式確定及設(shè)計(jì)……………………………………………………15
8.1.4澆注系統(tǒng)拉料桿安裝、設(shè)計(jì)………………………………………………………16
8.2動(dòng)、定模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………………16
8.3成型零件設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………18
8.3.1由制品尺寸及精度計(jì)算成型零件工作尺寸………………………………………18
8.4溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)……………………………………………………………………20
9.注射機(jī)校核………………………………………………………………………21
9.1注射機(jī)校核
5、……………………………………………………………………………21
9.2容量校核………………………………………………………………………………21
9.3注射壓力校核…………………………………………………………………………21
9.4最大成型面積校核……………………………………………………………………21
9.5模高校核………………………………………………………………………………21
9.6推出行程校核…………………………………………………………………………21
10.結(jié)束語…………………………………………………………………………22
致謝
參考文獻(xiàn)
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2 分析設(shè)計(jì)資料
2.1分析材料性能
我所使用的材料為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)
ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。這三種組分的各自特性,使ABS具有良好的綜合力學(xué)性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化學(xué)腐蝕性及表面硬度,丁二烯使ABS堅(jiān)韌,苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。
ABS無毒、無味,呈微黃色,成型的塑料件有較好的光澤。密度為1.02——1.05g/cm3。ABS有極好的抗沖擊強(qiáng)度,且在低溫下也不迅速下降。有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性、
7、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機(jī)鹽、堿、酸類對ABS幾乎無影響,在酮、酯、氯代烴中會(huì)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(huì)軟化溶脹。ABS塑料表面受冰醋酸、植物油等化學(xué)藥品的侵蝕會(huì)引起英里開裂。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性,易于成型加工。經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。
據(jù)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(yīng)各種不同的應(yīng)用。根據(jù)應(yīng)用不同可分為超高沖擊型、高沖擊型、中沖擊型、低沖擊型和耐熱型等。
ABS在機(jī)械工業(yè)上用來制造齒輪、泵葉輪、軸承、把手、管道、電機(jī)外殼、儀表殼、儀表盤、水箱外殼、蓄電池槽、冷藏庫和冰箱襯里等。汽車工業(yè)上
8、用ABS制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)導(dǎo)管、加熱器等,還有用ABS夾層板制小轎車車身。ABS還可用來制作水表殼、紡織器材、電器零件、文體體育用品、玩具、電子琴及收錄機(jī)殼體、食品包裝容器、農(nóng)藥噴霧器及家具等。
2.2零件用途及設(shè)計(jì)要求
該塑件用于手機(jī)上,合理布置手機(jī)表面以及對屏幕和對內(nèi)部零件的保護(hù)功能。要求結(jié)構(gòu)合理,精度等級為四級,粗糙度要求比模具等級低1—2級。在設(shè)計(jì)塑件時(shí),應(yīng)考慮原料成型工藝性,如流動(dòng)性、收縮性等,在保證使用耐化學(xué)腐蝕性能和耐磨性的前提下力求結(jié)構(gòu)簡單,壁厚均勻,使用方便,在設(shè)計(jì)塑件時(shí),應(yīng)同時(shí)考慮其模具成型時(shí)的總體結(jié)構(gòu),使模具型腔易于制造、抽芯和推出機(jī)構(gòu)簡單。
9、2.3分析塑件結(jié)構(gòu)工藝性
我所選的材料為ABS,在成型過程中,ABS升溫時(shí)粘度增高,所以成型壓力需要高一點(diǎn),且塑料上的脫摸斜度宜稍大,ABS易吸水,成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理;易產(chǎn)生熔接痕,模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減小澆注系統(tǒng)對料流的阻力;在正常的成型條件下,壁厚、溶料溫度及收縮率影響極小。要求塑件精度高時(shí),模具溫度可控制在50—60攝氏度,要求塑件光澤和耐熱時(shí),應(yīng)控制在60—80攝氏度。
3 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1 確定型腔數(shù)目
根據(jù)所選用的注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范及塑件的技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求,選用多型腔,它可以提高生產(chǎn)效率,降低塑件的生產(chǎn)成本。本模具采用一模兩腔。需要指出的是,在用上述三式《
10、塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》P96確定型腔數(shù)量或進(jìn)行型腔數(shù)量校核時(shí),還必須考慮注射機(jī)安裝模板尺寸的大?。苎b多大的模具)、成型塑件的尺寸精度及模具的生產(chǎn)成本等。一般說來,型腔數(shù)量越多,塑件的精度越低(經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為,每增加一個(gè)型腔,塑件的尺寸精度便降低4%—8%),模具的制造成本越高
4 注射機(jī)型號(hào)的確定
4.1 初步確定注射容量及注射壓力
通過對塑件的三維造型及收縮率的影響,得:
Vs≈5.5 cm3
ABS的密度為1.02-1.05 g/cm3
單件塑件的重量約為5.5g.
粗算澆注系統(tǒng)的重量約為3g.
根據(jù)型腔的數(shù)量和澆注系統(tǒng)的重量,得:
11、 M=25.5+3=14g
注射壓力:ABS塑料成型時(shí)的注射壓力P=70-90MPa.
4.2 初選注射機(jī)和紀(jì)錄其主要參數(shù)
再根據(jù)板寬和孔距確定注射機(jī)的型號(hào)為XS-ZY-125.
注射機(jī)XS-ZY-125有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下:
額定注射量:125cm3 注射壓力:120MPa 注射行程:115mm
鎖模力:900kN 最大成型面積:320cm3 模板最大行程:300mm
模具最大厚度:300mm 模具最小厚度:200mm 噴嘴圓弧半徑:12mm
噴嘴孔直徑:4mm 動(dòng)、定模固定板尺寸:4284
12、58mm 拉桿空間:260290mm
5 分型面的確定
如何確定分型面,需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置、形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響,因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較,從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)基本原則:
1.分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處
2.確定有利的流模方式
3.保證塑件的精度要求
4.滿足塑件的外觀質(zhì)量
5.便于模具加工制造
6.對成型面積的影響
7.對排氣效果
8.對側(cè)向抽芯的影響
其中最重要的是第5)和第2)
13、、第8)。為了便于模具加工制造,應(yīng)盡是選擇平直分型面易于加工的分型面。采用A-A這樣一個(gè)分型面
圖1
6 澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計(jì)
6.1 主流道設(shè)計(jì)
1. 主流道尺寸
主流道是一端與注射機(jī)噴嘴相接觸,另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動(dòng)通道。主流道小端尺寸為6mm.
2. 主流道襯套的形式
主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸,屬易損件,對材料要求較嚴(yán),因而模具主流道部常
設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式(俗稱澆口套),以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理. 其型式和尺寸見圖(3
14、)
圖3
3 主流道襯套的固定
因?yàn)椴捎糜型蠞部谔?,所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是?biāo)準(zhǔn)件。具體
固定形式如下圖4所示:
6.2 分流道設(shè)計(jì)
在多型腔或單型腔多澆口(塑件尺寸大)時(shí)應(yīng)設(shè)置分流道。分流道是知主流道末端與澆口之間這一段塑料溶體的流動(dòng)通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前,通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段,因此要求所設(shè)計(jì)的分流道應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài),使塑料熔體盡快地流經(jīng)分流道充滿型腔,并且流動(dòng)過程中壓力損失及熱量損失盡可
15、能小,能將塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔。
1.主分流道的形狀及尺寸
為了便于加工及凝料脫模,分流道大多設(shè)置在分型面上,分流道截面形狀一般為圓形梯形U 形半圓形及矩形等,工程設(shè)計(jì)中常采用梯形截面加工工藝性好,且塑料熔體的熱量散失流動(dòng)阻力均不大,一般采用下面的經(jīng)驗(yàn)公式可確定其截面尺寸:
式中 B―梯形大底邊的寬度(mm)
m―塑件的重量(g)
L―分流道的長度(mm)
H―梯形的高度(mm)
梯形的側(cè)面斜角a 常取50-150,在應(yīng)用式(式1)時(shí)應(yīng)注意它的適用范圍,即塑件厚度在3.2mm 以下,重量小于200g,且計(jì)算結(jié)果在3.2-9.5mm 范圍內(nèi)才合理。
本塑件的體積
16、為5.5 cm3.質(zhì)量大約為5.5g.分流道的長度預(yù)計(jì)設(shè)計(jì)成長220mm.且有2個(gè)型腔,所以:
B=2*0.2654=4.79mm 取B=5mm
H=2/3B=3.19mm 取H=4mm
圖5
2.主分流道長度
分流道要盡可能短,且少彎折,便于注射成型過程中最經(jīng)濟(jì)地使用原料和注射機(jī)的能耗,減少壓力損失和熱量損失。將分流道設(shè)計(jì)成直的,總220mm。
3.分流道的表面粗糙度
由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻,只有中心部位的塑料熔體的流動(dòng)狀態(tài)較為理想,因而分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低,一般取1.6um左右既可,這樣
17、表面稍不光滑,有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定,從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差,以保證熔體流動(dòng)時(shí)具有適宜的剪切速率和剪切熱。
4. 分流道的布置形式
分流道在分型面上的布置與前面所述型腔排列密切相關(guān),有多種不同的布置形式,但應(yīng)遵循兩方面原則:即一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸;另一方面流程盡量短、鎖模力力求平衡。
本模具的流道布置形式采用平衡式,如下圖:
圖6
6.3 澆口的設(shè)計(jì)
澆口亦稱進(jìn)料口,是連接分
18、流道與型腔的通道。除直接澆口外,它是澆注系統(tǒng)中截面積最小的部分,但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的位置、形狀及尺寸對塑件的性能和質(zhì)量的影響很大。
1.澆口的選用
澆口可分限制性澆口和非限制性澆口兩種。澆口的作用可以概述為,非限制性澆口起著引料、進(jìn)料的作用;限制性澆口一方面通過截面積的突然變化,使分餾道輸送來的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度,提高剪切速率,使其成為理想的流動(dòng)狀態(tài),迅速而均衡地充滿型腔,另一方面改善塑料熔體進(jìn)入型腔時(shí)的流動(dòng)特性,調(diào)節(jié)澆口尺寸,可使多型腔同時(shí)充滿,可控制填充時(shí)間、冷卻時(shí)間及塑料表面質(zhì)量,同時(shí)還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流,并便于澆口凝料與塑件分離的作用。
從圖(6)中可看出,我們采用的是潛伏澆口,這類澆口的分流道位于分型面上,而澆口本身設(shè)在模具內(nèi)的隱蔽處,塑料熔體通過型腔側(cè)面斜向注入型腔,因而塑件外表不受損傷,不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質(zhì)量及美觀效果。澆口采用圓形或橢圓形截面,可參考點(diǎn)澆口尺寸,錐度取10-20。在推出塑件時(shí),由于澆口及分流道成一定斜向角度與型腔相連,形成了能切斷澆口的刃口,能將澆口自動(dòng)切斷。