杯蓋包膠注塑模具設(shè)計(jì)【三維UG】【含CAD圖紙】
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浙江工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文XX學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書課題名稱:杯蓋包膠注塑模具設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 所在學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí) 指導(dǎo)教師 起訖時(shí)間: 年月日 年月 日XX學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書摘 要根據(jù)塑料制品的要求,了解塑件的用途,分析塑件的工藝性、尺寸精度等技術(shù)要求,選擇塑件制件尺寸。本模具采用一模一件,側(cè)澆口進(jìn)料,注射機(jī)采用海天200A型號(hào),設(shè)置冷卻系統(tǒng),CAD和UG繪制二維總裝圖和零件圖,選擇模具合理的加工方法。附上說(shuō)明書,系統(tǒng)地運(yùn)用簡(jiǎn)要的文字,簡(jiǎn)明的示意圖和和計(jì)算等分析塑件,從而作出合理的模具設(shè)計(jì)。按國(guó)家職業(yè)定義,模具設(shè)計(jì)是:從事企業(yè)模具的數(shù)字化設(shè)計(jì),包括型腔模與冷沖模,在傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,充分應(yīng)用數(shù)字化設(shè)計(jì)工具,提高模具設(shè)計(jì)質(zhì)量,縮短模具設(shè)計(jì)周期的人員。模具,是以特定的結(jié)構(gòu)形式通過(guò)一定方式使材料成型的一種工業(yè)產(chǎn)品,同時(shí)也是能成批生產(chǎn)出具有一定形狀和尺寸要求的工業(yè)產(chǎn)品零部件的一種生產(chǎn)工具。大到飛機(jī)、汽車,小到茶杯、釘子,幾乎所有的工業(yè)產(chǎn)品都必須依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高一致性、高生產(chǎn)率是任何其它加工方法所不能比擬的。模具在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開發(fā)能力。所以模具又有“工業(yè)之母”的榮譽(yù)稱號(hào)。模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是:培養(yǎng)德、智、體、美等方面全面發(fā)展,具有良好的職業(yè)素質(zhì),面向制造行業(yè),從事模具設(shè)計(jì)、模具加工工藝編制、沖壓和塑料成型加工、數(shù)控機(jī)床的操作以及生產(chǎn)管理等工作的高等技術(shù)應(yīng)用性專門人才。體現(xiàn)為制造方面達(dá)到模具制造的補(bǔ)師水平,設(shè)計(jì)方面達(dá)到助理設(shè)計(jì)師的水平關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)計(jì);模具設(shè)計(jì);CAD繪制二維圖UG繪制3D圖,包膠設(shè)計(jì)規(guī)范AbstractAccording to the requirements of the plastic products, understand the use of plastic parts, this paper analyzes the technology of plastic parts, such as size precision technical requirements, choose plastics product size. This mould adopts the exactly d, point gate feeding, injection machine adopts the Haitian 80 XB model, setting, cooling system, CAD and UG draw 2 d assembly figure and parts graph, selecting mould reasonable processing method. Attach instruction, to use the words of the system briefly, concise schematic diagram and the calculation and analysis of plastic parts, thus making reasonable mold design. According to the national professional definition, mould design is: engaged in the enterprise mould digital design, including type cold die cavity and, in the traditional mold design, and on the basis of making full use of digital design tools, improve the die design quality, shorten the die design cycle of personnel. Mold, a special type of structure through certain way makes material molding of a kind of industrial product, but also can have certain bulk production out of shape and size of the requirements of industrial products parts a production tools. Big to airplanes, cars, small to teacup, nail, almost all of the industrial products must rely on molds. With mold production parts have high precision, high consistency and high productivity is any other processing method can match. Mould to a great extent determine the quality of products and the efficiency and the ability of new product development. So die and the mother of industrial honorary title. Die design and manufacture of professional training target is: to cultivate virtue, wisdom, body, beauty comprehensive development, has a good professional quality, facing the manufacturing industry, in the mold design, mould processing technology preparation, stamping and plastic forming, nc machine tools operation and production management of the higher technology applied talents. Embodied in the manufacture to mould manufacturing fill division level, and achieve the assistant designers design level Keywords: mechanical design; Mould design; CAD drawing 2 d figure; UG rendering 3 D map, mold flow analysis, injection machine of choice 目 錄摘 要2Abstract3第1章 緒論11.1塑料簡(jiǎn)介11.2注塑成型及注塑模11.3 包膠注塑模具31.4 包膠模具(二次成型)3第2章 塑料材料分析421 塑料材料的基本特性4第3章 塑件的工藝分析731 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)732 塑件尺寸及精度833 塑件表面粗糙度934 塑件的體積和質(zhì)量9第4章 注射成型工藝方案及結(jié)構(gòu)的分析和確定1041、注射成型工藝過(guò)程分析51042 澆口種類的確定1043 型腔數(shù)目的確定1144 注射機(jī)的選擇和校核114.4.1 注射量的校核124.4.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核12443、模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核12第5章 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1451 分型面的設(shè)計(jì)1452 型腔的布局1453 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)15531 澆注系統(tǒng)組成15532 確定澆注系統(tǒng)的原則15533 主流道的設(shè)計(jì)15534 分流道的設(shè)計(jì)17535 澆口的設(shè)計(jì)18536 冷料穴的設(shè)計(jì)1854 注射模成型零部件的設(shè)計(jì)718541 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)18542 成型零部件工作尺寸的計(jì)算2055 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2056 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)20561 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則20562 脫模機(jī)構(gòu)類型的選擇21563 推桿機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì)2157 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)22571 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響2259 模架及標(biāo)準(zhǔn)件的選用23591 模架的選用235.10 兩分型面的開模順序與控制機(jī)構(gòu)255.10.2開模說(shuō)明255.10.側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型選擇265.11 斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算265.12.斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)27第6章 模具材料的選用3061 成型零件材料選用3062 注射模用鋼種30總結(jié)31致謝33參考文獻(xiàn)34第1章 緒論模具制造是國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的一項(xiàng)重要產(chǎn)業(yè),振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè),日益受到人們的重視和關(guān)注?!澳>呤枪I(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”也已經(jīng)成為廣大業(yè)內(nèi)人士的共識(shí)。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中,60%80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗,是其它加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”,用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值,往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ),同時(shí)本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域。1.1 塑料簡(jiǎn)介塑料是以樹脂為主要成分的高分子材料,它在一定的溫度和壓力下具有流動(dòng)性。可以被模塑成型為一定的幾何形狀和尺寸,并在成型固化后保持其既得形狀而不發(fā)生變化。塑料有很多優(yōu)異性能,廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)和日常生活,它具有密度小,質(zhì)量輕,比強(qiáng)度高,絕緣性能好,介電損耗低,化學(xué)穩(wěn)定性高,減摩耐磨性能好,減振隔音性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)。另外,許多塑料還具有防水、防潮、防透氣、防輻射及耐瞬時(shí)燒蝕等特殊性能1。塑料以從代替部分金屬、木材、皮革及無(wú)機(jī)材料發(fā)展成為各個(gè)部門不可缺少的一種化學(xué)材料,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中,塑料制作已成為各行各業(yè)不可缺少的重要材料之一。1.2 注塑成型及注塑模將塑料成型為制品的生產(chǎn)方法很多,最常用的有注射,擠出,壓縮,壓注,壓延和吹塑等。其中,注射成型是塑料成型加工中最普遍采用的方法。除氟塑料外,幾乎的有的熱塑性塑料都可以采用此方法成型。它具有成型周期短,能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精度較高、易于實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此廣泛用于塑料制件的生產(chǎn)中,其產(chǎn)口占目前塑料制件生產(chǎn)的30%左右。但注射成型的設(shè)備價(jià)格及模具制造費(fèi)用較高,不適合單件及批量較小的塑料件的生產(chǎn)。要了解注射成型和注射模,首先得了解注射機(jī)的一些基本知識(shí),注射機(jī)是注射成型的主要設(shè)備,依靠該設(shè)備將粒狀塑料通過(guò)高壓加熱等工序進(jìn)行注射。注射機(jī)為熱塑性或熱固性塑料注射成型所用的主要設(shè)備,按其外形可分為立式、臥式、直角式三種,由注射裝置、鎖模裝置、脫模裝置,模板機(jī)架系統(tǒng)等組成。注射成型是根據(jù)金屬壓鑄成型原理發(fā)展而來(lái)的,其基本原理是利用塑料的可擠壓性和可模塑性。首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注射機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化,使之成為粘流態(tài)熔體,然后在柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下,以很大的流速通過(guò)料筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中,經(jīng)過(guò)一段保壓冷卻定型時(shí)間后,開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制品。注射成型生產(chǎn)中使用的模具叫注射模,它是實(shí)現(xiàn)注射成型生產(chǎn)的工藝裝備。注射模的種類很多,其結(jié)構(gòu)與塑料品種、塑件的復(fù)雜程度和注射機(jī)的種類等很多因素有關(guān),其基本結(jié)構(gòu)都是由動(dòng)模和定模兩大部分組成的。定模部分安裝在注射機(jī)的固定板上,動(dòng)模部分安裝在注射機(jī)的移動(dòng)模板上,在注射成型過(guò)程中它隨注射機(jī)上的合模系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。注射成型時(shí)動(dòng)模部分與定模部分由導(dǎo)柱導(dǎo)向而閉合。一般注射模由成型零部件、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、加熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)及支承零部件組成2 。注射模、塑料原材料和注射機(jī)通過(guò)注射成型工藝聯(lián)系在一起。注射成型工藝的核心問題就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔體,并把它注射到型腔中去,在控制條件下冷卻定型,使塑件達(dá)到所要求的質(zhì)量。注射機(jī)和模具結(jié)構(gòu)確定以后,注射成型工藝條件的選擇與控制便是決定成型質(zhì)量的主要因素。注射成型有三大工藝條件,即:溫度、壓力、時(shí)間。在成型過(guò)程中,尤其是精密制品的成型,要確立一組最佳的成型條件決非易事,因?yàn)橛绊懗尚蜅l件的因素太多,有制品形狀、模具結(jié)構(gòu)、注射裝備、原材料、電壓波動(dòng)及環(huán)境溫度等。塑料模具的設(shè)計(jì)不但要采用CAD技術(shù),而且還要采用計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)技術(shù)。這是發(fā)展的必然趨勢(shì)。注塑成型分兩個(gè)階段,即開發(fā)/設(shè)計(jì)階段(包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)和模具制造)和生產(chǎn)階段(包括購(gòu)買材料、試模和成型)。傳統(tǒng)的注塑方法是在正式生產(chǎn)前,由于設(shè)計(jì)人員憑經(jīng)驗(yàn)與直覺設(shè)計(jì)模具,模具裝配完畢后,通常需要幾次試模,發(fā)現(xiàn)問題后,不僅需要重新設(shè)置工藝參數(shù),甚至還需要修改塑料制品和模具設(shè)計(jì),這勢(shì)必增加生產(chǎn)成本,延長(zhǎng)產(chǎn)品開發(fā)周期。目前國(guó)際市場(chǎng)上主要流行的,運(yùn)用范圍最廣的注射模流動(dòng)模擬分析軟件有澳大利亞的MOLDFLOW、美國(guó)的CFLOW、華中科技大學(xué)的H-FLOW等。其中MOLDFLOW軟件包括三個(gè)部分:MOLDFLOW PLASTICS ADVISERS (產(chǎn)品優(yōu)化顧問,簡(jiǎn)稱MPA),MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT (注射成型模擬分析,簡(jiǎn)稱MPI),MOLDFLOW PLASTICS XPERT (注射成型過(guò)程控制專家,簡(jiǎn)稱MPX)。采用CAE技術(shù),可以完全代替試模,CAE技術(shù)提供了從制品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的完整解決方案,在模具制造加工之前,在計(jì)算機(jī)上對(duì)整個(gè)注射成型過(guò)程進(jìn)行模擬分析,準(zhǔn)確預(yù)測(cè)熔體的填充、保壓、冷卻情況,以及制品中的應(yīng)力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況,以便設(shè)計(jì)者能盡早發(fā)現(xiàn)問題,及時(shí)修改制件和模具設(shè)計(jì),而不是等到試模以后再返修模具。這不僅是對(duì)傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)方法的一次突破,而且對(duì)減少甚至避免模具返修報(bào)廢、提高制品質(zhì)量和降低成本等,都有著重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義3。1.3 包膠注塑模具一種材料在另一種材料上面成型,產(chǎn)生多層結(jié)構(gòu)。在二次注塑過(guò)程中,覆蓋材料注入基材的上方、下方、四周或者內(nèi)部,組合成為一個(gè)完整的部件。這個(gè)過(guò)程可通過(guò)多次注塑或嵌入注塑完成。軟膠包硬膠現(xiàn)在主要使用的是二次成型模具與雙色模具。特別是二次成型模具(包膠模,主要是軟膠包硬膠)1.4 包膠模具(二次成型)兩種塑膠材料不一定在同一臺(tái)注塑機(jī)上注塑,分兩次成型;產(chǎn)品從一套模具中出模取出后,再放入另外一套模具中進(jìn)行第二次注塑成型。這種工藝也可稱為嵌入注塑(Insert Mold),其特點(diǎn)是:1:通?;模ū倔w/骨架)要比覆蓋材料大得多;2:可能需要預(yù)熱,使表面溫度接近覆蓋材料的熔點(diǎn),從而獲得最佳粘合強(qiáng)度;3:一般這種模塑工藝通常由2套模具完成, 不需要專門的雙色注塑機(jī)。第2章 塑料材料分析21 塑料材料的基本特性一 TPE包膠的概念 TPE包膠,顧名思義,就是將TPE軟膠材料包膠到其他材料上。一般采用的加工方法有雙色注塑機(jī)一次成型,或者用一般的注塑機(jī),采用包膠模具,分二次注塑成型。TPE包膠成型的制品,一般是些手柄,手把類產(chǎn)品。因?yàn)門PE軟膠材料的特殊的舒適觸感,TPE材料的引入,提升了制品的握持性及觸摸手感。 二 TPE材料概念 TPE材料是熱塑性彈性體的通稱,英文全稱Thermoplastic Elastomer。是一類兼具橡膠彈性及塑料挺性的功能性材料,可直接注塑擠出成型。一般應(yīng)用包膠的TPE材料指的是TPE-S即聚苯乙烯類熱塑性彈性體,是以SEBS或者SBS彈性體為基材復(fù)合改性獲得的熱塑性工程塑料。TPE-S類彈性體在彈性體業(yè)界一般也稱為TPE或者TPR。 密度約為0.92-1.00左右.收縮0.6%-2%三 TPE應(yīng)用于包膠射粘的主要優(yōu)點(diǎn) 1 .TPE彈性體軟膠應(yīng)用于二次注塑,包膠射粘。因TPE材料止滑性好,且彈性觸感佳,可提升制品的觸摸手感,增強(qiáng)握持性。 2. TPE彈性體軟膠可根據(jù)產(chǎn)品之物性要求調(diào)整至合適的硬度(硬度范圍Shore 25-90A),以及合適的物性(如耐磨耐刮性,粘結(jié)性,熔融指數(shù)等)。為不同的產(chǎn)品提供了各種可能的材料應(yīng)用方案。 3. TPE采用包膠射粘加工,常用的制品如手柄,握把,電子材料等。材料賦予了制品舒適觸感,提升握持性,提升制品美觀度以及產(chǎn)品附加值。制品大多出口外銷到美國(guó),日本及歐盟等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)。因TPE彈性體軟膠為綠色環(huán)保原料,材料不含鄰苯二甲酸鹽,不含鹵素,不含REACH規(guī)定的38項(xiàng)SVHC高度關(guān)注物質(zhì)。符合ROHS,REACH,NP,EN71,PAHS環(huán)保檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),完全能達(dá)到美國(guó),日本,歐盟等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的環(huán)保要求。 4. TPE包膠射粘的主要機(jī)理 TPE包膠射粘有真包膠及假包膠之區(qū)分。真包膠是利用軟膠與硬膠在軟化熔融時(shí)的相容性(相容性主要取決于材料的溶解度參數(shù)SP,溶解度參數(shù)越接近,則兩種材料相容性越好(關(guān)于溶解度SP的知識(shí)詳見高分子化學(xué)),在硬膠與軟膠接觸面形成一層粘結(jié)層,大大提升TPE軟膠與硬質(zhì)塑膠的包膠粘合性。假包膠則幾乎不涉及到兩種材料的相容性,材料的包膠是通過(guò)機(jī)械力,通過(guò)模具和制品之設(shè)計(jì)以及表面處理,通過(guò)箍嵌作用,使得軟膠與硬膠能接合在一起。 5.TPE包膠射粘加工工藝 TPE包膠射粘一般采用二次注塑工藝,即將已?。ㄗ⑺埽┖玫挠操|(zhì)塑膠件固定在包膠模具上,再在合適的溫度下將TPE軟膠注塑射粘到硬膠件上,并經(jīng)冷卻得到制品。包膠射粘的注塑溫度依據(jù)包膠的硬膠材料而不同。因溫度要考慮到讓硬膠和TPE軟膠兩種材料都要軟化,才能促使兩種材料在接觸面達(dá)到一定的相容。為達(dá)到真包膠效果,通常TPE包膠PP料注塑溫度在170-190攝氏度左右;包膠ABS料在220-220攝氏度左右;包膠PC料溫度比包膠ABS的注塑溫度還要略高;包膠PA尼龍,則注塑溫度要達(dá)到240攝氏度左右。 6. 常見的TPE包膠射粘的材料 TPE應(yīng)用于包膠射粘,TPE軟膠作為軟膠外覆層,常見的相配合的硬質(zhì)材料主要是塑料,也有金屬及織布。TPE與織布射粘主要是應(yīng)用于箱包制品,同與金屬包膠一樣,一般都為假包膠。真包膠多見于二次注塑和雙色注塑,即TPE包膠射粘的主體材料是塑料。TPE能與常用的一些通用塑料PP,GPTPE,HITPE,ABS和工程塑料PC,PC/ABS,PA及其改性材料粘合牢固。TPE與POM聚甲醛的粘合性,目前在彈性體業(yè)界,仍是一個(gè)難題。因POM的溶解度參數(shù)SP(22.6)同TPE的SP(7.2-7.6)相差甚遠(yuǎn),兩種材料本身不具有相容性,而目前國(guó)內(nèi)還沒有找到促使二者良好粘合的合適相容劑。 7 . TPE包膠射粘成型需注意的問題。 TPE與硬膠結(jié)構(gòu)件的相容性需匹配,分子溶解度相接近,分子的相容性才比較好; 在設(shè)計(jì)中需盡量避免尖銳的轉(zhuǎn)角,以保證TPE與硬膠件接觸優(yōu)良,提升粘接效果; 通過(guò)合適的排氣以避免模具型腔內(nèi)留有氣體; 使TPE的厚度與預(yù)期的觸感達(dá)到平衡; 保持TPE融體的溫度以保證粘接效果。 TPE材料包覆成型需烘料再加工,以減少制品表面水紋,獲得表面色澤均勻的效果; 選擇的色母粒其載體樹脂與TPE和結(jié)構(gòu)件材料都相容; 對(duì)于光滑的表面要特別處理,目的是增加軟膠與硬膠粘合接觸面,加強(qiáng)粘接效果; TPE應(yīng)具有較好的流動(dòng)性,因TPE包膠層厚度與尺寸比很小,TPE通常需要流經(jīng)較長(zhǎng)的路徑和薄壁區(qū)來(lái)充入模具。 TPE的流動(dòng)長(zhǎng)度/制品厚度比低于150:1 ; 采用好的黏合劑。 8. 常見包膠缺陷處理 缺膠提高加工注塑溫度;增大注塑壓力;改善材料流動(dòng)性。 劈縫,溢邊降低注塑溫度;增大鎖模力;減小注塑壓力;從配方角度降低流動(dòng)性。第3章 塑件的工藝分析在模具設(shè)計(jì)之前需要對(duì)塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度等級(jí)和表面質(zhì)量要進(jìn)行仔細(xì)研究和分析,只有這樣才能恰當(dāng)確定塑件制品所需的模具結(jié)構(gòu)和模具精度。杯蓋包膠如圖所示,具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙,該塑件結(jié)構(gòu)中等一般復(fù)雜程度,生產(chǎn)量大,要求較低的模具成本,成型容易,精度中等。圖(1)3D視圖31 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)、脫模斜度 由于注射制品在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生收縮,因此它在脫模前會(huì)緊緊的包住模具型芯或型腔中突出的部分。為了便于脫模,防止因脫模力過(guò)大拉傷制品表面,與脫模方向平行的制品內(nèi)外表面應(yīng)具有一定的脫模斜度。脫模斜度的大小與制品形狀、壁厚及收縮率有關(guān)。斜度過(guò)小,不僅會(huì)使制品尺寸困難,而且易使制品表面損傷或破裂,斜度過(guò)大時(shí),雖然脫模方便,但會(huì)影響制品尺寸精度,并浪費(fèi)原材料。通常塑件的脫模斜度約取0.51.5,根據(jù)文獻(xiàn)1,塑件材料TPE的型腔脫模斜度為0.35130/,型芯脫模斜度為30/1(2)、塑件的壁厚 塑件的壁厚是最重要的結(jié)構(gòu)要素,是設(shè)計(jì)塑件時(shí)必須考慮的問題之一。塑件的壁厚對(duì)于注射成型生產(chǎn)具有極為重要的影響,它與注射充模時(shí)的熔體流動(dòng)、固化定型時(shí)的冷卻速度和時(shí)間、塑件的成型質(zhì)量、塑件的原材料以及生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本密切相關(guān)。一般在滿足使用要求的前提下,塑件的壁厚應(yīng)盡量小。因?yàn)楸诤裉蟛粌H會(huì)使原材料消耗增大,生產(chǎn)成本提高,更重要的是會(huì)延緩塑件在模內(nèi)的冷卻速度,使成型周期延長(zhǎng),另外還容易產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷等缺陷。但如果壁厚太小則剛度差,在脫模、裝配、使用中會(huì)發(fā)生變形,影響到塑件的使用和裝配的準(zhǔn)確性。選擇壁厚時(shí)應(yīng)力求塑件各處壁厚盡量均勻,以避免塑件出現(xiàn)不均勻收縮等成型缺陷。塑件壁厚一般在13,最常用的數(shù)值為23。該管連接件壁厚均勻,周邊和底部壁厚均為1.5左右。(3)、塑件的圓角為防止塑件轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中,改善其成型加工過(guò)程中的充模特性,增加相應(yīng)位置模具和塑件的力學(xué)角度,需要在塑件的轉(zhuǎn)角處和內(nèi)部聯(lián)接處采用圓角過(guò)度。在無(wú)特殊要求時(shí),塑件的各連接角處均有半徑不小于0.51的圓角。一般外圓弧半徑大于壁厚的0.5倍,內(nèi)圓角半徑應(yīng)是壁厚的0.5倍。該塑料件表面圓角半徑和內(nèi)部轉(zhuǎn)彎處圓角為1。(4)、孔塑料制品上通常帶有各種通孔和盲孔,原則上講,這些孔均能用一定的型芯成型。但當(dāng)孔太復(fù)雜時(shí),會(huì)使熔體流動(dòng)困難,模具加工難度增大,生產(chǎn)成本提高,困此在塑件上設(shè)計(jì)孔時(shí),應(yīng)盡量采用簡(jiǎn)單孔型。由于型芯對(duì)熔體有分流作用,所以在孔成型時(shí)周圍易產(chǎn)生熔接痕,導(dǎo)致孔的強(qiáng)度降低,故設(shè)計(jì)孔時(shí)孔時(shí)孔間距和孔到塑件邊緣的距離一般都尖大于孔徑,孔的周邊應(yīng)增加壁厚,以保證塑件的強(qiáng)度和剛度。(5)、包膠塑件設(shè)計(jì)要點(diǎn)包膠區(qū)域拐角位或細(xì)長(zhǎng)部位需做有臺(tái)階的拉膠孔;包膠區(qū)域周邊基體上有拉膠槽或間隔性拉膠槽,槽深1.0mm寬1.0mm。拉釘孔盡量多做(2030mm間距),且盡量靠近邊緣或拐角,角落等位置。拉釘孔與骨架上的筋板位邊距應(yīng)大于1mm,防止包膠料溢膠到筋位空隙處,形成漏膠或披鋒,基體是斜面封膠時(shí),其斜面不應(yīng)超過(guò)45度。封膠面應(yīng)做到至少1.2MM寬,盡量平行或垂直于分型面,若是斜面,斜度應(yīng)盡可能小,以減小配模的難度,斜度最好不要大過(guò)45度,深于5mm以上的孔或槽包膠,在包膠結(jié)束端應(yīng)有反扣設(shè)計(jì),避免包膠粘定模型頭。包膠壁厚:推薦值:1.5mm. 局部最薄處不得低于1.0mm. TPE的流動(dòng)長(zhǎng)度(含澆口長(zhǎng)度)/制品厚度比低于150:1 ,比例過(guò)大,會(huì)出現(xiàn)缺膠,包膠不滿缺陷;產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)可按80:1進(jìn)行設(shè)計(jì)32 塑件尺寸及精度塑料制品外形尺寸的大小主要取決于塑料品種的流動(dòng)性和注射機(jī)規(guī)格,在一定的設(shè)備和工藝條件下流動(dòng)性好的塑料可以成型較大尺寸的制品,反正成型出的制品尺寸就比較小。從節(jié)約材料和能源的角度出發(fā),只要能滿足制品的使用要求,一般都應(yīng)將制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的盡量緊湊,以便使制品的外形尺寸玲瓏小巧些。該塑件的材料為TPE,流動(dòng)性較好,適用于不同尺寸的制品。塑件的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和模具的制造精度。為降低模具的加工難度和模具的制造成本,在滿足塑件要求的前提下盡量把塑件的尺寸精度設(shè)計(jì)得低一些。由于塑料與金屬的差異很大,所以不能按照金屬零件的公關(guān)等級(jí)確定精度等級(jí)。根據(jù)我國(guó)目前的成型水平,塑件尺寸公差可以參照文獻(xiàn)2表3-2塑件的尺寸與公關(guān)(SJ1372-1978)的塑料制件公差數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定。根據(jù)任務(wù)書和圖紙要求,本次產(chǎn)品尺寸均采用MT3級(jí)精度,未注采用MT5級(jí)精度。 33 塑件表面粗糙度塑件的表面要求越高,表面粗糙度越低。這除了在成型時(shí)從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點(diǎn)來(lái)保證外,主要是取決于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般為Ra 0.021.25之間,模腔表壁的表面粗糙度應(yīng)為塑件的1/2,即Ra 0.010.63。模具在使用過(guò)程中由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷增加,所以應(yīng)隨時(shí)給以拋光復(fù)原。該塑件外部需要的表面粗糙度比內(nèi)部要高許多,為Ra0.2,內(nèi)部為0.4。34 塑件的體積和質(zhì)量本次設(shè)計(jì)中,塑件的質(zhì)量和體積采用3D測(cè)量,在UG軟件中,使用塑模部件驗(yàn)證功能,可以測(cè)得塑件的質(zhì)量(TPE的密度為0.95),即可以得出該塑件制品的體積為質(zhì)量為11.73克。第4章 注射成型工藝方案及結(jié)構(gòu)的分析和確定41、注射成型工藝過(guò)程分析5根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、材料及質(zhì)量,確定其成型工藝過(guò)程為:第一步:為使注射過(guò)程順利和保證產(chǎn)品質(zhì)量,應(yīng)對(duì)所用的設(shè)備和塑料作好以下準(zhǔn)備工作。(1)、成型前對(duì)原材料的預(yù)處理根據(jù)注射成型對(duì)物料的要求,檢驗(yàn)物料的含水量,外觀色澤,顆粒情況并測(cè)試其熱穩(wěn)定性,流動(dòng)性和收縮率等指標(biāo),對(duì)原材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥,TPE材料吸水率極低,成型前一般不必進(jìn)行干燥處理。如有需要,可在70 80 下干燥24 h。(2)、料筒的清洗在初用某種塑料或某一注射機(jī)之前,或者在生產(chǎn)中需要改變產(chǎn)品、更換原料、調(diào)換顏色或發(fā)現(xiàn)塑料中有分解現(xiàn)象時(shí),都需要對(duì)注射機(jī)(主要是料筒)進(jìn)行清洗或拆換。柱塞式注射機(jī)料筒的清洗常比螺桿式注射機(jī)困難,因?yàn)橹搅贤矁?nèi)的存料量較大而不易對(duì)其轉(zhuǎn)動(dòng),清洗時(shí)必須拆卸清洗或者采用專用料筒。對(duì)螺桿式通常是直接換料清洗,也可采用對(duì)空注射法清洗。 (3)、脫模劑的選用 脫模劑是使塑料制件容易從模具中脫出而敷在模具表面上的一種助劑。一般注射制件的脫模,主要依賴于合理的工藝條件與正確的模具設(shè)計(jì)。在和產(chǎn)上為了順利脫模,常用的脫模劑有:硬脂酸鋅,液體石蠟(白油),硅油,對(duì)ABS材料,可選用硬脂酸鋅,因?yàn)榇嗣撃┏埘0匪芰贤?,一般塑料都可使用。第二? 注射成型過(guò)程 完整的注射過(guò)程表面上共包括加料、塑化、注射入模、穩(wěn)壓冷卻和脫模幾個(gè)步驟,但實(shí)際上是塑化成型與冷卻兩個(gè)過(guò)程。第三步:制件的后處理注射制件經(jīng)脫模或機(jī)械加工后,常需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚恚康氖菫榱讼嬖诘膬?nèi)應(yīng)力,以改善和提高制件的性能及尺寸穩(wěn)定性。制件的后處理主要有退火和調(diào)濕處理。該塑料制件材料為TPE,就采用退火處理13小時(shí)。42 澆口種類的確定注射模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開始到型腔為止的塑料流動(dòng)通道。其作用是將塑料熔體充滿型腔并使注射壓力傳遞到各個(gè)部分。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞對(duì)塑件性能、外觀及成型難易程度影響很大。它由主流道、分流道、澆口及冷料穴組成。其中澆口的選擇與設(shè)計(jì)恰當(dāng)與否直接關(guān)系到制品能否完好的成型。由于本設(shè)計(jì)中杯蓋包膠塑件外表面質(zhì)量要求較高,而且是透明件.外表面不可以有澆口.所以選用側(cè)澆口。側(cè)澆口直接在中間的分型端面處進(jìn),杯蓋包膠組裝后,澆口被遮擋起來(lái)。側(cè)澆口主流道需要設(shè)置鉤針,分流道與產(chǎn)品相連,頂出產(chǎn)品包含流道連接在一起。43 型腔數(shù)目的確定 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中采用側(cè)澆口,且塑件的尺寸較大,為提高塑件成功概率,并從經(jīng)濟(jì)型的角度出發(fā),節(jié)省生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率,采用一模一腔,進(jìn)行加工生產(chǎn)。44 注射機(jī)的選擇和校核 由于采用一模一腔,需要至少注射量為11.73g,流道水口廢料7g,總注塑量達(dá)到18.73g,再根據(jù)工藝參數(shù)(主要是注射壓力),綜合考慮各種因素,選定注射機(jī)為海天200A。注射方式為螺桿式,其有關(guān)性能參數(shù)為:海天HTF200A 型號(hào) 參數(shù)單位200A螺桿直徑mm45理論注射容量cm3334注射重量PSg304注射壓力Mpa210注射行程mm210螺桿轉(zhuǎn)速r/min0150料筒加熱功率KW12.45鎖模力KN2000拉桿內(nèi)間距(水平垂直)mm510610允許最大模具厚度mm510允許最小模具厚度mm200移模行程mm470移模開距(最大)mm680液壓頂出行程mm130液壓頂出力KN62液壓頂出桿數(shù)量PC9油泵電動(dòng)機(jī)功率KW18.5油箱容積l300機(jī)器尺寸(長(zhǎng)寬高)m5.21.62.1機(jī)器重量t6最小模具尺寸(長(zhǎng)寬)mm3503504.4.1 注射量的校核模具設(shè)計(jì)時(shí),必須使得在一個(gè)注射成型的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機(jī)額定注射量的80%以內(nèi)。校核公式為: 式中 -型腔數(shù)量 -單個(gè)塑件的體積() -澆注系統(tǒng)所需塑料的體積() 本設(shè)計(jì)中:n=1 12.35 =7.37 M=1x12.35+77.35X0.85=18.73g注塑機(jī)額定注塑量為304g注射量符合要求4.4.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核注射成型時(shí)塑件的模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素。如果這一數(shù)值超過(guò)了注射機(jī)所允許的最大成型面積,則成型過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象,必須滿足以下關(guān)系。 式中 n -型腔數(shù)目 -單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積 -澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積 n=1 =2328.3 =748 =1x2328.3+748=3076.3注射成型時(shí)為了可靠的鎖模,應(yīng)使塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機(jī)額定鎖模力。即: ()P F式中: P塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力(MPa)F注射機(jī)額定鎖模力(N)其它意義同上根據(jù)教科書表5-1,型腔內(nèi)通常為20-40MPa,一般制品為24-34MPa,精密制品為39-44MP()P=3076.3X30x1.1X0.001=111.375KN2000KNX0.8注塑機(jī)額定鎖模力為102KN鎖模力符合要求443、模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核(1)、模具厚度(閉合高度) 模具閉合高度必須滿足以下公式式中 -注射機(jī)允許的最大模厚 -注射機(jī)允許的最小模厚本設(shè)計(jì)中模具厚度為425mm 200H510, 符合要求(2)、開模行程(S)的校核模具開模后為了便于取出制件,要求有足夠的開模距離,所謂開模行程是指模具開合過(guò)程中動(dòng)模固定板的移動(dòng)距離。注塑機(jī)的開模行程是有限的,設(shè)計(jì)模具必須校核所選注射機(jī)的開模行程,以便與模具的開模距離相適應(yīng)。對(duì)于臥式注射機(jī),其開模行程與模具厚度有關(guān),對(duì)于多分型面注射模應(yīng)有:式中 -推出距離 -包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度 =(水口料的長(zhǎng)度+2030)本設(shè)計(jì)中 =470 =60 mm =165+65+30=260 mm總的開模距離需要H=320mm以上經(jīng)計(jì)算,符合要要求。(3)、頂出裝置的校核 在設(shè)計(jì)模具推出機(jī)構(gòu)時(shí),需校核注射機(jī)頂出的頂出形式,要注意在兩側(cè)頂出時(shí)模具推板的面積應(yīng)能覆蓋注射機(jī)的雙頂桿,注射機(jī)的最大頂出距離要保證能將塑件從模具中脫出。海天200A型注射機(jī)為兩側(cè)推出機(jī)構(gòu)。經(jīng)檢查能滿足將模具脫出的要求。第5章 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)51 分型面的設(shè)計(jì)將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€(gè)或幾個(gè)可以分離的主要部分,它們的接觸表面分開時(shí)能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料,當(dāng)成型時(shí)又必須接觸封閉,這樣的接觸表面稱為分型面,它是決定模具結(jié)構(gòu)的重要因素,每個(gè)塑件的分型面可能只有一種選擇,也可能有幾種選擇。合理地選擇分型面是使塑件能完好的成型的先決條件。選擇分型面時(shí),應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮:1)分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處;2)使塑件在開模后留在動(dòng)模上;3)分型面的痕跡不影響塑件的外觀;4)澆注系統(tǒng),特別是澆口能合理的安排;5)使推桿痕跡不露在塑件外觀表面上;6)使塑件易于脫模。綜合考慮各種因素,并根據(jù)本模具制件的外觀特點(diǎn),受用平面分型面,并選擇在塑件的最大平面處,開模后塑件留在動(dòng)模一側(cè),分型面的選擇52 型腔的布局型腔的布局與澆注系統(tǒng)的布置密切相關(guān),型腔的排布應(yīng)使每個(gè)型腔都通過(guò)澆注系統(tǒng)從總壓力中均等的分得所需的壓力,以保證塑料熔體均勻地充滿每個(gè)型腔,使各型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量均一穩(wěn)定。這就要求型腔與主流道之間的距離盡可能短,同時(shí)采用平衡流道。型腔布局由圖所示。由于本設(shè)計(jì)中塑件是上下兩部分配合裝配使用,需要相同的注射工藝參數(shù),以達(dá)到高的成功率,模具采用側(cè)澆口,并采用中心對(duì)稱式布局,以求達(dá)到良好的澆注質(zhì)量。圖(4)型腔中心布局方式53 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指注射模中從主流道始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道,澆注系統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無(wú)流道凝料澆注系統(tǒng)兩類,本設(shè)計(jì)中采用普通點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)。正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)對(duì)獲得優(yōu)質(zhì)的塑料制品極為重要。531 澆注系統(tǒng)組成普通流道澆注系統(tǒng)的組成一般包括以下幾個(gè)部分。1主澆道 2第一分澆道 3第二分澆道 4第三分澆道5澆口 6型腔 7冷料穴532 確定澆注系統(tǒng)的原則在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮下列有關(guān)因素:a)、塑料成型特性:設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)所用塑料的成型特性的要求,以保證塑件質(zhì)量。b)、模具成型塑件的型腔數(shù):設(shè)置澆注系統(tǒng)還應(yīng)考慮到模具是一模一腔或一模多腔,澆注系統(tǒng)需按型腔布局設(shè)計(jì)。c)、塑件大小及形狀:根據(jù)塑件大小,形狀壁厚,技術(shù)要求等因素,結(jié)合選擇分型面同時(shí)考慮設(shè)置澆注系統(tǒng)的形式、進(jìn)料口數(shù)量及位置,保證正常成型,還應(yīng)注意防止流料直接沖擊嵌件及細(xì)弱型芯受力不均以及應(yīng)充分估計(jì)可能產(chǎn)生的質(zhì)量弊病和部位等問題,從而采取相應(yīng)的措施或留有修整的余地。d)、塑件外觀:設(shè)置澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮到去除、修整進(jìn)料口方便,同時(shí)不影響塑件的外表美觀。e)、冷料:在注射間隔時(shí)間,噴嘴端部的冷料必須去除,防止注入型腔影響塑件質(zhì)量,故設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮儲(chǔ)存冷料的措施6。 533 主流道的設(shè)計(jì)流道是澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具相接觸的部分開始,到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)通道。本設(shè)計(jì)中主流道為5mm.(1)、主流道的尺寸設(shè)計(jì)中選用的注射機(jī)為海天200A,其噴嘴直徑為3.5,噴嘴球面半徑為20,根據(jù)圖(6),主流道各具體尺寸如下: 澆注系統(tǒng)與定位環(huán)、澆口套(2)、主流道襯套的形式選用如圖所示類型的襯套,這種類型可防止襯套在塑料熔體反作用下退出定模。將主流道襯套和定位re 球設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件,然后配合固定在模板上,襯套與定模板的配合采用。圖(7)主流道襯套及其固定形式(3)、主流道襯套的固定 主流道襯套的固定,采用2個(gè)M5X20的螺絲直接鎖附固定。534 分流道的設(shè)計(jì)分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動(dòng)通道,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)。本設(shè)計(jì)中由于塑件排布比較緊湊,且采用側(cè)澆口。如圖所示。主流道和側(cè)澆口的位置分流道尺寸由塑料品種、塑件的大小及長(zhǎng)度確定。對(duì)于重量在200g以下,壁厚在3mm以下的塑件可用下面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算分流道的直徑,如下式 D=0.2654W1/2 L1/4 式中:D-分流道的直徑,mm; W-塑件的質(zhì)量,g; L-分流道的長(zhǎng)度,mm. 此式計(jì)算的分流道直徑限于3.2mm9.5mm.對(duì)于ABS材料應(yīng)將計(jì)算結(jié)果增加25。對(duì)于梯形分流道,H=2D/3;對(duì)于U形分流道,H=1.25R,R=0.5D。D算出后一般取整數(shù);對(duì)于半圓形H=0.45R對(duì)于流動(dòng)性極好的塑料(如PE,PA流動(dòng)性較好),當(dāng)分流道很短時(shí),其直徑可小到2mm左右;對(duì)于流動(dòng)性差的塑料(如PC,HPVC及ABS等),分流道直徑可以大到13mm;大多數(shù)塑料所用分流道的直徑為6mm10mm。 本次設(shè)計(jì)選用的是TPE流動(dòng)性一般,塑件尺寸不大,經(jīng)計(jì)算得分流道的直徑為5mm。535 澆口的設(shè)計(jì)澆口又叫進(jìn)料口,是連接分流道與型腔的通道。它有兩個(gè)功能:一是對(duì)塑料熔體流入型腔起著控制作用;另一個(gè)是當(dāng)注射壓力撤銷后封鎖型腔,使型腔中尚未固化的塑料不會(huì)倒流。常向的澆口形式有直接澆口,點(diǎn)澆口,點(diǎn)式澆口,扇形澆口,圓盤式澆口,環(huán)形澆口等。澆口的位置選擇原則: 澆口的位置與塑件的質(zhì)量有直接影響。在確定澆口位置時(shí),應(yīng)考慮以下幾點(diǎn): 1. 熔體在型腔內(nèi)流動(dòng)時(shí),其動(dòng)能損失最小。要做到這一點(diǎn)必須使 1)流程(包括分支流程)為最短; 2)每一股分流都能大致同時(shí)到達(dá)其最遠(yuǎn)端; 3)應(yīng)先從壁厚較厚的部位進(jìn)料; 4)考慮各股分流的轉(zhuǎn)向越小越好。2. 有效地排出型腔內(nèi)的氣體。根據(jù)澆口選用原則和為保證塑件表面質(zhì)量及美觀效果,采用側(cè)澆口。澆口一般尺寸如CAD圖所示,根據(jù)此圖結(jié)合實(shí)際選用適當(dāng)值。側(cè)澆口進(jìn)膠點(diǎn)寬1mm536 冷料穴的設(shè)計(jì)主流道的末端需要設(shè)置冷料穴以往上制品中出現(xiàn)固化的冷料。因?yàn)樽钕攘魅氲乃芰弦蚪佑|溫度低的模具而使料溫下降,如果讓這部分溫度下降的塑料流入型腔會(huì)影響制品的質(zhì)量,為防止這一問題必須在沒塑料流動(dòng)方向在主流道末端設(shè)置冷料穴以便將這部分冷料存留起來(lái)。冷料穴一般開設(shè)在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上,其標(biāo)稱直徑與主流道直徑相同或略大一些,這里取為,最終要保證冷料體積小于冷料穴體積。冷料穴的z形式有多種,這里采用倒錐形的冷料穴拉出主流道凝料的形式。它與推桿配用,開模時(shí)倒錐形的冷料穴通過(guò)內(nèi)部的冷料先將主流道凝料拉出定模,最后在推桿的作用下將冷料和和主流道凝料隨制品一起被頂出動(dòng)模。如上圖所示。54 注射模成型零部件的設(shè)計(jì)7模具閉合時(shí)用來(lái)填充塑料成型制品的空間稱為型腔。構(gòu)成模具型腔的零部件稱成型零部件。一般包括凹模、凸模、型環(huán)和鑲塊等。成型零部件直接與塑料接觸,成型塑件的某些部分,承受著塑料熔體壓力,決定著塑件形狀與精度,因此成型零部件的設(shè)計(jì)是注射模具的重要部分。成型零部件在注射成型過(guò)程中需要經(jīng)常承受溫度壓力及塑料熔體對(duì)它們的沖擊和摩擦作用,長(zhǎng)期工作后晚發(fā)生磨損、變形和破裂,因此必須合理設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)形式,準(zhǔn)確計(jì)算其尺寸和公差并保證它們具有足夠的強(qiáng)度、剛度和良好的表面質(zhì)量。541 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要應(yīng)在保證塑件質(zhì)量要求的前提下,從便于加工、裝配、使用、維修等角度加以考慮。1)、凹模的設(shè)計(jì) 凹模也稱為型腔,是用來(lái)成型制品外形輪廓的模具零件,其結(jié)構(gòu)與制品的形狀、尺寸、使用要求、生產(chǎn)批量及模具的加工方法等有關(guān),常用的結(jié)構(gòu)形式有整體式、嵌入式、鑲拼組合式和瓣合式四種類型。本設(shè)計(jì)中采用整體式凹模,其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,牢固可靠,不容易變形,成型出來(lái)的制品表面不會(huì)有鑲拼接縫的溢料痕跡,還有助于減少注射模中成型零部件的數(shù)量,并縮小整個(gè)模具的外形結(jié)構(gòu)尺寸。不過(guò)模具加工起來(lái)比較困難,要用到數(shù)控加工或電火花加工。型腔3D圖2)、凸模的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中零件結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,深度不大,但經(jīng)過(guò)對(duì)塑件實(shí)體的仔細(xì)觀察研究發(fā)現(xiàn),塑件采用的是整體式型芯。這樣的型芯加工方便,便于模具的維護(hù),型芯與動(dòng)模板的配合可采用。型芯3D圖542 成型零部件工作尺寸的計(jì)算成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸,主要有型腔和型芯的徑向尺寸,型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸,型芯和型芯之間的位置尺寸,以及中心距尺寸等。在模具設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)塑件的尺寸及精度等級(jí)確定成型零部件的工作尺寸及精度等級(jí)。影響塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收縮率,模具成型零部件的制造誤差,模具成型零部件的磨損及模具安裝配合方面的誤差。這些影響因素也是作為確定成型零部件工作尺寸的依據(jù)。由于按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量計(jì)算型芯型腔的尺寸有一定的誤差(因?yàn)槟>咧圃旃詈湍>叱尚土悴考谑褂弥械淖畲竽p量大多憑經(jīng)驗(yàn)決定),這里就只考慮塑料的收縮率計(jì)算模具盛開零部件的工作尺寸。塑件經(jīng)成型后所獲得的制品從熱模具中取出后,因冷卻及其它原因會(huì)引起尺寸減小或體積縮小,收縮性是每種塑料都具有的固有特性之一,選定ABS材料的平均收縮率為0.5%,剛計(jì)算模具成型零部件工作尺寸的公式為: 式中 A 模具成型零部件在常溫下的尺寸 B 塑件在常溫下實(shí)際尺寸 成型零部件工作尺寸的公差值可取塑件公差的1/31/4,或取IT78級(jí)作為模具制造公差。在此取IT8級(jí),型芯工作尺寸公差取IT7級(jí)。模具型腔的小尺寸為基本尺寸,偏差為正值;模具型芯的最大尺寸為基本尺寸,偏差為負(fù)值,中心距偏差為雙向?qū)ΨQ分布。各成型零部件工作尺寸的具體數(shù)值見圖紙。55 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)排氣是注射模設(shè)計(jì)中不可忽視的一個(gè)問題。在注射成型中,若模具排氣不良,型腔內(nèi)的氣體受壓縮將產(chǎn)生很大的背壓,阻止塑料熔體正??焖俪淠?,同時(shí)氣體壓縮所產(chǎn)生的熱使塑料燒焦,在充模速度大、溫度高、物料黏度低、注射壓力大和塑件過(guò)厚的情況下,氣體在一定的壓縮程度下會(huì)滲入塑料制件內(nèi)部,造成氣孔、組織疏松等缺陷。特別是快速注射成型工藝的發(fā)展,對(duì)注射模的排氣系統(tǒng)要求就更為嚴(yán)格。在塑料熔體充模過(guò)程中,模腔內(nèi)除了原有的空氣外,還有塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而成的水蒸氣、塑料局部過(guò)熱分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)性氣體,塑料中某些添加劑揮發(fā)或化學(xué)反應(yīng)所生成的氣體。常用的排氣方式有利用配合間隙排氣,在分型面上開設(shè)排氣槽排氣,利用推桿運(yùn)動(dòng)間隙排氣等。由于本次設(shè)計(jì)中模具尺寸不大,本設(shè)計(jì)中采用間隙排氣的方式,而不另設(shè)排氣槽,利用間隙排氣,以不產(chǎn)生溢料為宜,其值與塑料熔體的粘度有關(guān)。56 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)塑件從模具上取下以前還有一個(gè)從模具的成型零部件上脫出的過(guò)程,使塑件從成型零部件上脫出的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)。主要由推出零件,推出零件固定板和推板,推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位部件等組成。561 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則(1) 使塑件脫模時(shí)不發(fā)生變形(略有彈性變形在一般情況下是允許的,但不能形成永久變形);(2) 推力分布依脫模阻力的的大小要合理安排;(3) 推桿的受力不可太大,以免造成塑件的被推局部產(chǎn)生隙裂;(4) 推桿的強(qiáng)度及剛性應(yīng)足夠,在推出動(dòng)作時(shí)不產(chǎn)生彈性變形;(5) 推桿位置痕跡須不影響塑件外觀;562 脫模機(jī)構(gòu)類型的選擇推出機(jī)構(gòu)按其推出動(dòng)作的動(dòng)力來(lái)源分為手動(dòng)推出機(jī)構(gòu),機(jī)動(dòng)推出機(jī)構(gòu),液壓和氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu)。根據(jù)推出零件的類別還可分為推桿推出機(jī)構(gòu)、套管推出機(jī)構(gòu)、推板推出機(jī)構(gòu)、推塊推出機(jī)構(gòu)、利用成型零部件推出和多元件綜合推出機(jī)構(gòu)等。本設(shè)計(jì)中采用推板加推桿推出機(jī)構(gòu)使塑料制件順利脫模。563 推桿機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì)(1)、推桿布置該塑件采用了8根10mm大水的直推桿頂出,另增加一個(gè)直推桿用作頂出流道,其分布情況如圖(10)所示,這些推桿均勻分布在產(chǎn)品頂面處. 制品所受的推出力均衡。 圖(10)模具頂出系統(tǒng)(2)、推桿的設(shè)計(jì)7本設(shè)計(jì)中采用臺(tái)肩形式的圓形截面推桿,設(shè)計(jì)時(shí)推桿的直徑根據(jù)不同的設(shè)置部位選用不同的直徑,。見圖(0)。推桿端平面不應(yīng)有軸向竄動(dòng)。推桿與推桿孔配合一般為,其配合間隙不大于所用溢料間隙,以免產(chǎn)生飛邊,TPE塑料的溢料間隙為。 : 57 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)在注射模中,模具的溫度直接影響到塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同,對(duì)模具溫度的要求也不相同。一般注射到模具內(nèi)的塑料粉體的溫度為左右,熔體固化成為塑件后,從左右的模具中脫模、溫度的降低是依靠在模具內(nèi)通入冷卻水,將熱量帶走。對(duì)于要求較低模溫(一般小于)的塑料,如本設(shè)計(jì)中的聚苯乙烯ABS,僅需要設(shè)置冷系統(tǒng)即可,因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度。模具的冷卻主要采用循環(huán)水冷卻方式,模具的加熱有通入熱水、蒸汽,熱油和電阻絲加熱等。571 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響注射模的溫度對(duì)于塑料熔體的充模流動(dòng)、固化成型、生產(chǎn)效率以及制
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