手機(jī)下蓋注塑模具設(shè)計(jì)-外殼件-下殼后蓋【三維UG】【15張CAD圖紙+PDF圖】
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畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - - 摘 要 本次設(shè)計(jì)的題目是手機(jī)下蓋產(chǎn)品造型與模具設(shè)計(jì),要求設(shè)計(jì)出用于生產(chǎn)的注射模 具。初步對(duì)該塑件的結(jié)構(gòu)分析可知:由于該塑件的面積較小,因此采用側(cè)澆口澆注, 并且采取一模兩腔的結(jié)構(gòu)形式。由于塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),故而需要采用斜頂機(jī)構(gòu)。 本次設(shè)計(jì)的具體過程如下:首先對(duì)塑件的成型工藝性能進(jìn)行分析。這包括對(duì)塑件 的結(jié)構(gòu)尺寸的分析和成型塑件的材料各項(xiàng)性能的分析。其次,就是如何合理的選擇注 射機(jī)。選擇正確的注射機(jī)是本次設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。再次,就是擬定模具的結(jié)構(gòu)形式。模具 的結(jié)構(gòu)形式必須根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)尺寸,通過計(jì)算進(jìn)行合理的選擇。第四步就是澆注系 統(tǒng)的設(shè)計(jì)。第五步是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn),成型零部件的設(shè)計(jì)和計(jì)算。第六步是斜頂機(jī)構(gòu) 的設(shè)計(jì)和計(jì)算。 通過本次設(shè)計(jì),使我對(duì)注塑模具的結(jié)構(gòu)和性能有了全面的了解,并且鞏固和學(xué)到 了模具設(shè)計(jì)的基本知識(shí),為以后踏入社會(huì)工作打下了基礎(chǔ),可以說是受益匪淺。 關(guān)鍵詞:塑料模具,注射機(jī),澆注系統(tǒng) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - I - 目 錄 摘 要 1 緒論 .1 1.1 綜述 .1 1.1.1 塑料模的功能 .1 1.1.2 我國(guó)塑料模具現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) .1 1.1.3 未來塑料模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向 .1 1.2 本設(shè)計(jì)的意義及目的 .2 2 手機(jī)下蓋設(shè)計(jì)及其成型工藝的分析 .3 2.1 塑件分析 .3 2.2 塑料的選材及性能分析 .4 2.3 ABS 塑料的注射過程及工藝 .5 2.4 ABS 的主要缺陷及消除措施 .6 3 模具設(shè)計(jì)方案的確定 .7 3.1 分型面方案的確定 .8 3.2 型腔數(shù)量確定 .8 4 模具設(shè)計(jì) .9 4.1 注塑機(jī)選型 .9 4.2 模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)和澆口的設(shè)計(jì) .13 4.3 成型零件工作尺寸的設(shè)計(jì)和計(jì)算 .15 4.4 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 .17 4.5 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和定位機(jī)構(gòu) .19 4.6 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .20 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - II - 4.7 斜頂與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)9 .22 4.8 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) .23 4.9 冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì) .23 4.10 模具材料例表 .25 5 模具裝配 .25 5.1 塑料模具裝配的技術(shù)要求 .25 5.2 塑料模具裝配過程 .26 總 結(jié) .28 參考文獻(xiàn) .I 致 謝 .II 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - - 1 緒論 1.1 綜述 1.1.1 塑料模的功能 模具是工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)用的重要工藝裝備,在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,60%-90%的工業(yè)產(chǎn)品需 要使用模具,模具工業(yè)已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ),許多新產(chǎn)品的開發(fā)和研制在很大程 度上都依賴于模具生產(chǎn),特別是汽車、摩托車、輕工、電子、航 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - I - 摘 要 本次設(shè)計(jì)的題目是手機(jī)下蓋產(chǎn)品造型與模具設(shè)計(jì),要求設(shè)計(jì)出用于生產(chǎn)的注射模 具。初步對(duì)該塑件的結(jié)構(gòu)分析可知:由于該塑件的面積較小,因此采用側(cè)澆口澆注, 并且采取一模兩腔的結(jié)構(gòu)形式。由于塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),故而需要采用斜頂機(jī)構(gòu)。 本次設(shè)計(jì)的具體過程如下:首先對(duì)塑件的成型工藝性能進(jìn)行分析。這包括對(duì)塑件 的結(jié)構(gòu)尺寸的分析和成型塑件的材料各項(xiàng)性能的分析。其次,就是如何合理的選擇注 射機(jī)。選擇正確的注射機(jī)是本次設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。再次,就是擬定模具的結(jié)構(gòu)形式。模具 的結(jié)構(gòu)形式必須根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)尺寸,通過計(jì)算進(jìn)行合理的選擇。第四步就是澆注系 統(tǒng)的設(shè)計(jì)。第五步是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn),成型零部件的設(shè)計(jì)和計(jì)算。第六步是斜頂機(jī)構(gòu) 的設(shè)計(jì)和計(jì)算。 通過本次設(shè)計(jì),使我對(duì)注塑模具的結(jié)構(gòu)和性能有了全面的了解,并且鞏固和學(xué)到 了模具設(shè)計(jì)的基本知識(shí),為以后踏入社會(huì)工作打下了基礎(chǔ),可以說是受益匪淺。 關(guān)鍵詞:塑料模具,注射機(jī),澆注系統(tǒng) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - II - 目 錄 摘 要 1 緒論 .1 1.1 綜述 .1 1.1.1 塑料模的功能 .1 1.1.2 我國(guó)塑料模具現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) .1 1.1.3 未來塑料模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向 .1 1.2 本設(shè)計(jì)的意義及目的 .2 2 手機(jī)下蓋設(shè)計(jì)及其成型工藝的分析 .3 2.1 塑件分析 .3 2.2 塑料的選材及性能分析 .4 2.3 ABS 塑料的注射過程及工藝 .5 2.4 ABS 的主要缺陷及消除措施 .6 3 模具設(shè)計(jì)方案的確定 .7 3.1 分型面方案的確定 .8 3.2 型腔數(shù)量確定 .8 4 模具設(shè)計(jì) .9 4.1 注塑機(jī)選型 .9 4.2 模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)和澆口的設(shè)計(jì) .13 4.3 成型零件工作尺寸的設(shè)計(jì)和計(jì)算 .15 4.4 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 .17 4.5 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和定位機(jī)構(gòu) .19 4.6 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .20 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - III - 4.7 斜頂與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)9 .22 4.8 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) .23 4.9 冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì) .23 4.10 模具材料例表 .25 5 模具裝配 .25 5.1 塑料模具裝配的技術(shù)要求 .25 5.2 塑料模具裝配過程 .26 總 結(jié) .28 參考文獻(xiàn) .I 致 謝 .II 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - - 1 - - 1 緒論 1.1 綜述 1.1.1 塑料模的功能 模具是工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)用的重要工藝裝備,在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,60%-90%的工業(yè)產(chǎn) 品需要使用模具,模具工業(yè)已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ),許多新產(chǎn)品的開發(fā)和研制在很 大程度上都依賴于模具生產(chǎn),特別是汽車、摩托車、輕工、電子、航空等行業(yè)尤為突 出。而作為制造業(yè)基礎(chǔ)的機(jī)械行業(yè),根據(jù)國(guó)際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會(huì)的預(yù)測(cè),21 世紀(jì)機(jī)械將會(huì) 有進(jìn)一步的創(chuàng)新改進(jìn);制造工業(yè)的零件,其粗加工的 75%和精加工的 50%都將依靠模 具完成,因此,模具工業(yè)已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)工業(yè)。模具工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵是 模具技術(shù)的進(jìn)步。 1.1.2 我國(guó)塑料模具現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 近年來,我國(guó)的模具工業(yè)一直以每年 13%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展。據(jù)預(yù)測(cè),我 國(guó)模具行業(yè)在“十五”期間的增長(zhǎng)速度將達(dá)到 13%15%。模具鋼的需求量也將以年 12%的速度遞增,全國(guó)年需求量約 70 萬噸左右,而國(guó)產(chǎn)模具鋼的品種只占現(xiàn)有國(guó)外模 具鋼品種的 60%,每年進(jìn)口模具鋼約 6 萬噸。我國(guó)每年進(jìn)口模具約占市場(chǎng)總量的 20% 左右,已超過 10 億美元,其中塑料與橡膠模具占全部進(jìn)口模具的 50%以上;沖壓模具 占全部進(jìn)口模具約 40%1-2。 1.1.3 未來塑料模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向 目前,全世界模具的年產(chǎn)值約為 650 億美元,我國(guó)模具工業(yè)的產(chǎn)值在國(guó)際上排名 位居第三位,僅次于日本和美國(guó)。未來我國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向?qū)⑹牵?大力普及、廣泛應(yīng)用 CAD/CAM/CAE 技術(shù),逐步走向集成化?,F(xiàn)代模具設(shè)計(jì) 制造不僅應(yīng)強(qiáng)調(diào)信息的集成,更應(yīng)該強(qiáng)調(diào)技術(shù)、人和管理的集成。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - - 2 - - 提高大型、精密、復(fù)雜與長(zhǎng)壽命模具的設(shè)計(jì)與制造技術(shù),逐步減少模具的進(jìn) 口量,增加模具的出口量。 在塑料注射成型模具中,積極應(yīng)用熱流道,推廣氣輔或水輔注射成型,以及 高壓注射成型技術(shù),滿足產(chǎn)品的成型需要。 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。模具標(biāo)準(zhǔn)件是模具基礎(chǔ),其大 應(yīng)用可縮短模具設(shè)計(jì)制造周期,同時(shí)也顯著提高模具的制造精度和使用性能,大大地 提高模具質(zhì)量。 發(fā)展快速制造成型和快速制造模具,即快速成型制造技術(shù),迅速制造出產(chǎn)品 的原型與模具,降低成本推向市場(chǎng)。 積極研究與開發(fā)模具的拋光技術(shù)、設(shè)備與材料,滿足特殊產(chǎn)品的需要。 推廣應(yīng)用高速銑削、超精度加工和復(fù)雜加工技術(shù)與工藝,滿足模具制造的需 要。 開發(fā)優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù),提高模具的可靠性。 研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)、逆向工程與并行工程,最大限度地提高模 具的開發(fā)效率與成功率。 1.2 本設(shè)計(jì)的意義及目的 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們大學(xué)所學(xué)知識(shí)做的一次總測(cè)驗(yàn),是鍛煉也是檢驗(yàn)自己所學(xué), 并掌握運(yùn)用知識(shí)的能力,是我們高等院校學(xué)生的最后的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié),通過這次設(shè)計(jì),學(xué) 到許多原本未能學(xué)到的東西,對(duì)過去沒有掌握的知識(shí)得到了更進(jìn)一步鞏固。目的在于 需要獨(dú)立思考,綜合運(yùn)用所掌握理論知識(shí)的能力得到很大的提高,學(xué)會(huì)從生產(chǎn)實(shí)際出 發(fā),針對(duì)實(shí)際課題解決實(shí)際問題,掌握如何綜合使用各種設(shè)計(jì)手冊(cè)、圖冊(cè)、資料的等 方法,提高個(gè)人電腦繪圖水平,同時(shí)也為我們即將參加工作所做的必要準(zhǔn)備,打下基 礎(chǔ),更是我們?cè)谛W(xué)習(xí)模具設(shè)計(jì)與制造等專業(yè)知識(shí)的一次綜合考驗(yàn)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - - 3 - - 2 手機(jī)下蓋設(shè)計(jì)及其成型工藝的分析 2.1 塑件分析 圖 2.1 手機(jī)下蓋 上圖 2.1 所示是手機(jī)下蓋零件。 2.1.1 結(jié)構(gòu)分析如下 該塑件為殼體,殼體具有一定的深度,表面光滑,在模具設(shè)計(jì)和制造上要有良好 的加工工藝,確保成型零件具有一定的光潔度; 殼體內(nèi)部凹下的膠位是為了插入時(shí)能配合緊密,所以必須具備一定的制造精度; 2.1.2 成型工藝分析 采用一般精度等級(jí) 5 級(jí),大量生產(chǎn)。 該塑件壁厚約為 1mm 左右,考慮到殼體較淺,塑件內(nèi)表面不設(shè)脫模斜度; 由于有斜頂,型腔將被做成鑲拼式所以塑件外形沒有放脫模斜度。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - - 4 - - 2.2 塑料的選材及性能分析 該殼用于手機(jī)底殼,經(jīng)常用手觸摸,必須耐酸、對(duì)電絕緣,化學(xué)穩(wěn)定性要好; 抗 拉強(qiáng)度、硬度、耐磨性要突出,綜合機(jī)械性能要好。具備這些條件的塑料首選:丙烯 腈-丁二烯-苯乙烯(英文名稱:Acrylonitrile Butadiene Styrene ,簡(jiǎn)稱:ABS) 。 2.2.1 使用特點(diǎn): 1)綜合性能較好,沖擊強(qiáng)度較高,化學(xué)穩(wěn)定性,電性能良好。 2)與 372 有機(jī)玻璃的熔接性良好,制成雙色塑件,且可表面鍍鉻,噴漆處理。 3)有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強(qiáng)、透明等級(jí)別。 4)流動(dòng)性比 HIPS 差一點(diǎn),比 PMMA、PC 等好,柔韌性好 3。 2.2.2 成型特性: 1)無定形料,流動(dòng)性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長(zhǎng)時(shí)間 預(yù)熱干燥 80-90 度,3 小時(shí)。 2)宜取高料溫,高模溫,但料溫過高易分解(分解溫度為270 度).對(duì)精度較高的 塑件,模溫宜取 50-60 度,對(duì)高光澤.耐熱塑件,模溫宜取 60-80 度。 3)如需解決夾水紋,需提高材料的流動(dòng)性,采取高料溫、高模溫,或者改變?nèi)?水位等方法。 4)如成形耐熱級(jí)或阻燃級(jí)材料,生產(chǎn) 3-7 天后模具表面會(huì)殘存塑料分解物,導(dǎo) 致模具表面發(fā)亮,需對(duì)模具及時(shí)進(jìn)行清理,同時(shí)模具表面需增加排氣位置。 2.2.3 ABS 的主要性能指標(biāo) 4 ABS 的技術(shù)指標(biāo)見下表 2.1 密度 3/()kgdm:1.021.16 比體積 31/()vdmkg:0.860.98 吸水率 2410pc0.20.4 收縮率 s 0.40.7 熔點(diǎn) tC130160 硬度 HB 9.7 R121 抗拉屈服強(qiáng)度 bMPa50 拉伸彈性模量 1EMPa31.80 體積電阻率 ()Vcm:16.90彎曲強(qiáng)度 w80 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - - 5 - - 0.46MP 90108 無缺口 261熱變形溫度 t/c 0.185MP 83103 沖擊韌度 2()nkJm:2()k 缺口 11 2.3 ABS 塑料的注射過程及工藝 2.3.1 注射成型過程 1)成型前準(zhǔn)備,對(duì) ABS 進(jìn)行干燥。ABS 是吸水的塑料,于室溫下, 24 小時(shí)可 吸收 0.2%-0.35%水分,雖然這種水分不至于對(duì)機(jī)械性能構(gòu)成重大影響,但注塑時(shí)若 濕度超過 0.2%,塑料表面會(huì)受大的影響,所以對(duì) ABS 進(jìn)行成型加工時(shí),一定要事先 干燥,而且干燥后的水分含量應(yīng)小于 0.2%。 ABS 的干燥方法: 常壓熱風(fēng)干燥 80-85 2-4 小時(shí) ;真空熱風(fēng)干燥 80 1-2 小時(shí)。 2)注射過程.塑料在注射機(jī)內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后,由模具的澆注系 統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型,起過程可分為充模、壓實(shí)、保壓、倒流、和冷卻 5 個(gè)階段。 2.3.2 ABS 的注射工藝參數(shù) 1)螺 桿 類 別:標(biāo) 準(zhǔn) 螺 桿(直 通 式 噴 嘴) 2)回 料 轉(zhuǎn) 速( rpm):301minr 3)注射機(jī)料筒溫度: 前段 180200 中段 165180 后段 150170 4)噴嘴 :170180。 5)模具 :5080,玻纖增強(qiáng)制品取 75。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - - 6 - - 6)注射壓力:60100。 7)注射速度、注射壓力: 一般 ABS 制品采用高速及多級(jí)注射,但是對(duì)于阻燃品級(jí),要慢速注射,可以避 免注射料的分解,耐熱 ABS 也要快速注射(可減少內(nèi)部應(yīng)力),注射壓力在 75MPa 左 右,保壓時(shí)可低些。 8)熔膠溫度: 190 9)成型時(shí)間( ):/s 注射時(shí)間:2090 高壓時(shí)間:05 冷卻時(shí)間:20120 總周期: 50220 在 265溫度下,物料在機(jī)筒內(nèi)停留時(shí)間最多不能超過 5-6 分鐘,若溫度為 280,則物料在機(jī)筒內(nèi)停留時(shí)間就不能超過 2-3 分鐘。 10)后處理:把塑件放在紅外線或者烘箱下,溫度設(shè)為 70 度烘干 24 小時(shí) 4。 2.4 ABS 的主要缺陷及消除措施 2.4.1 殘余應(yīng)力引起的龜裂 殘余應(yīng)力主要由于以下三種情況,即充填過剩、脫模推出和金屬鑲嵌件造成的。 作為在充填過剩的情況下產(chǎn)生的龜裂,其解決方法主要可在以下幾方面入手。 1)由于直澆口壓力損失最小,所以,如果龜裂最主要產(chǎn)生在直澆口附近,則可 考慮改用多點(diǎn)分布點(diǎn)澆口、側(cè)澆口及柄形澆口方式。 2)在保證樹脂不分解、不劣化的前提下,適當(dāng)提高樹脂溫度可以降低熔融粘度, 提高流動(dòng)性,同時(shí)也可以降低注射壓力,以減小應(yīng)力。 3)一般情況下,模溫較低時(shí)容易產(chǎn)生應(yīng)力,應(yīng)適當(dāng)提高溫度。但當(dāng)注射速度較高 時(shí),即使模溫低一些,也可減低應(yīng)力的產(chǎn)生。 4)注射和保壓時(shí)間過長(zhǎng)也會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力,將其適當(dāng)縮短或進(jìn)行 Th 次保壓切換效果 較好。 2.4.2 熔接痕 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - - 7 - - 熔接痕是由于來自不同方向的熔融樹脂前端部分被冷卻、在結(jié)合處未能完全融合 而產(chǎn)生的。一般情況下,主要影響外觀,對(duì)涂裝、電鍍產(chǎn)生影響。嚴(yán)重時(shí),對(duì)制品強(qiáng) 度產(chǎn)生影響??蓞⒖家韵聨醉?xiàng)予以改善: l)調(diào)整成型條件,提高流動(dòng)性。如,提高樹脂溫度、提高模具溫度、提高注射壓 力及速度等。 2)增設(shè)排氣槽,在熔接痕的產(chǎn)生處設(shè)置推出桿也有利于排氣。 3)盡量減少脫模劑的使用。 4)設(shè)置工藝溢料并作為熔接痕的產(chǎn)生處,成型后再予以切斷去除。 5)若僅影響外觀,則可改變燒四位置,以改變?nèi)劢雍鄣奈恢谩?2.4.3 銀線 銀線產(chǎn)生的主要原因是由于材料的吸濕性引起的。因此,一般應(yīng)在比樹脂熱變形 溫度低 1015C 的 條件下烘干。特別是在使用自動(dòng)烘干料斗時(shí),需要根據(jù)成型周期 (成型量)及干燥時(shí)間選用合理的容量,還應(yīng)在注射開始前數(shù)小時(shí)先行開機(jī)烘料。另 外,料簡(jiǎn)內(nèi)材料滯流時(shí)間過長(zhǎng)也會(huì)產(chǎn)生銀線。不同種類的材料混合時(shí),例如聚苯乙烯 和 ABS 樹脂、 AS 樹脂,聚丙烯和聚苯乙烯等都不混合。 2.4.4 白化 白化現(xiàn)象最主要發(fā)生在 ABS 樹脂制品的推出部分。脫模效果不佳是其主要原因。 可采用降低注射壓力,加大脫模斜度,增加推桿的數(shù)量或面積,減小模具表面粗糙度 值等方法改善,當(dāng)然,噴脫模劑也是一種方法,但應(yīng)注意不要對(duì)后續(xù)工序,如燙印、 涂裝等產(chǎn)生不良影響。 3 模具設(shè)計(jì)方案的確定 3.1 分型面方案的確定 分型面是模具上用來取出塑件和澆注系統(tǒng)料可分離的接觸面稱為分型面,分型面的 選擇對(duì)模具設(shè)計(jì)方式影響最大,分型面設(shè)計(jì)是否合理對(duì)塑件質(zhì)量和模具復(fù)雜程度具有很 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - - 8 - - 大的影響?;旧鲜且环N分型面對(duì)應(yīng)著一種模具設(shè)計(jì)方案,所以分型面的選擇決定著 模具總體的設(shè)計(jì)方案。 3.1.1 分型面的選擇原則 3 1)保證塑料制品能夠脫模。 2)使分型面容易加工。 3)盡量避免側(cè)向抽芯。 4)使側(cè)向抽芯盡量短。 5)有利于排氣。 6)有利于保證塑件的外觀質(zhì)量。 7)盡可能使塑件留在動(dòng)模一側(cè)。 8)盡可能滿足塑件的使用要求。 9)盡量減少塑件在合模方向的投影面積。 10)長(zhǎng)型芯應(yīng)置于開模方向。 11)有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。 3.1.2 分型面確定 分型面與開模方向垂直, 如圖 3.1 所示。定模型芯利用開模動(dòng)作從塑件中抽出, 塑件雙耳式側(cè)孔利用滑塊或者斜導(dǎo)柱來成型,整個(gè)塑件成型精度比較高,模具結(jié)構(gòu)還 算簡(jiǎn)單,只需要雙向抽芯。 圖 3.1 分型面形式與位置 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - - 9 - - 3.2 型腔數(shù)量確定 由于生產(chǎn)批量大,本套模具采用一模兩腔如圖 3.2 所示。 圖 3.2 型腔排列方式 4 模具設(shè)計(jì) 4.1 注塑機(jī)選型 注射機(jī)是安裝在注射機(jī)上使用的設(shè)備,因此設(shè)計(jì)注射模應(yīng)該詳細(xì)了解注射機(jī)的技 術(shù)規(guī)范,才能設(shè)計(jì)出符合要求的模具。 注射機(jī)規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的的大小及型腔的模具和排列方式,在確定模 具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下,設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)模具所需的注射量、鎖模力、 注射壓力、拉桿間距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、開模 距離進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺(tái)和模具相匹配的注射機(jī),倘若用戶自己提供型 號(hào)和規(guī)格,設(shè)計(jì)人員必須對(duì)其進(jìn)行校核,若不能滿足要求,則必須自己調(diào)整或與用戶 取得商量調(diào)整。 4.1.1 注射量計(jì)算 該產(chǎn)品為 ABS,查書設(shè)計(jì)與制造實(shí)訓(xùn) 得知其密度為 1.081.10g.cm-3 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - - 10 - - 收縮率為 0.4%0.7%,計(jì)算其平均密度為 1.09,平均收縮率為 0.55%,通過計(jì)算得 兩塑件體積為: V 塑=97.5 cm 3 兩塑件的質(zhì)量: M 塑=106.3g 澆注系統(tǒng)體積: V 澆=0.955 cm 3 澆注系統(tǒng)質(zhì)量: M 澆=1.04g 故得總體積和總質(zhì)量為: V 總=98.5;M 總=107.34g 4.1.2 注射機(jī)型號(hào)的選定 根據(jù)以上的計(jì)算初步選定型號(hào)為 SZ-125/630 型臥式注射機(jī),其主要技術(shù)參數(shù)見 表 4.1。 表 4.1 SZ-125/630 型注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 4 螺桿直徑/mm 40 拉桿內(nèi)間距/mm 370 x320 推動(dòng)行程/mm 550 最大模具厚度/mm 300 理論容量/ 3cm140 最小模具厚度/mm 150 注射速度 /(g/s) 110 頂出桿根數(shù) 1 塑化能力/(g/s) 16.8 定位孔直徑/mm 125 額定注射壓力/MP 126 頂出中心孔直徑/mm 35 螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min) 14200 頂出力/KN 1500 鎖模力/KN 530 球半徑 SR/mm 15 開模行程/mm 270 噴 嘴 孔直徑/mm 4.1.3 型腔數(shù)量的校核及注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 6 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - - 11 - - 1)型腔數(shù)量的校核 (1)由注射機(jī)料筒塑化速率校核型腔數(shù)量 (4.1) 210.861.0473KMtmn ,t 取 60s, 符合要求。71右 邊 式中 K注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù),非結(jié)晶型塑料一般取 0.8; M注射機(jī)的額定塑化量,改注射機(jī)為 16.8g/s; T成型周期,因塑件還比較大,壁厚,取 30s; m1單個(gè)塑件的質(zhì)量,取 106.3g ; m2澆注系統(tǒng)的質(zhì)量,取 1.04g ; (2)按注射機(jī)的最大注射量校核型腔數(shù)量 210.841.04163nKm 符合要求。 式中 注射機(jī)允許的最大注射量,該注射機(jī)為 140g。Nm 其他符號(hào)意義與取值同前。 (3)按注射機(jī)的額定鎖模力校核型腔數(shù)量 殼體正反兩面產(chǎn)生的脹模力由內(nèi)模殼抵消;左右兩行位壓力由導(dǎo)柱和前模板的斜 面抵消,取這兩處力的一半為正壓力: 21286(730)8Am 分型面合模處的作用面積: 塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力是 ,一般是注射壓力的 30%-65%,0aMP 取平均壓力為: (4.2) 3(1865)0412型 aP (4.3)12 .31().(78)FnPA型 符合要求。 2)注射機(jī)工藝參數(shù)的校核 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - - 12 - - (1)注射量的校核 注射量以容積表示最大注射容積為: 3max0.85149Vvcm 最少注射容積: 3in.2 而 miax98.5Vc 符合要求。 (2)鎖模力的校核 前面計(jì)算過,符合要求。 (3)最大注射壓力的校核 注射機(jī)的額定注射壓力即為該機(jī)器的最高壓力 max126PM 應(yīng)該大于注射成型所需調(diào)用的注射壓力的 即0axk 式中 ;1.254k 為 7090 ;0PaM 代入數(shù)據(jù)計(jì)算,符合要求。 3)安裝尺寸的校核 最大與最小模具厚度 模具厚度 H 應(yīng)滿足 minaxH 式中 minax150,30 該套模具厚度 H=25+70+90+90+1+25=301mm 。 很明顯,選擇該注射機(jī)能滿足模具設(shè)計(jì)的要求。 4)開模行程校核 12(50)Hm: 注射機(jī)動(dòng)模板的開模行程,取 270mm,見表 4.2;H 塑件推出行程取 30mm;1 為包括流道凝料在內(nèi)的塑件高度;2 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - - 13 - - 2307(51)0Hm: 代值計(jì)算發(fā)現(xiàn)開模行程能滿足。 4.2 模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)和澆口的設(shè)計(jì) 為了使塑料熔體平穩(wěn)有序地填充到型腔中,把注射壓力充分傳遞到型腔的各個(gè)部 位,以獲得組織致密、外形清晰的塑件。 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理與否影響塑件的內(nèi)在性能質(zhì)量、尺寸精度、外觀質(zhì)量、成型效 率、塑料利用率等。對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),一般應(yīng)遵循以下基本原則: (1) 適應(yīng)塑料的成型工藝性能。 (2) 結(jié)合型腔布局考慮。 (3) 熱量及壓力損失要小。 (4) 有利于型腔中氣體的排出。 (5) 防止型芯變形和嵌件位移。 (6) 保證塑件外觀質(zhì)量。 (7) 降低成本,提高生產(chǎn)效率。 4.2.1 主流道的設(shè)計(jì) 4 主流道是連接注射機(jī)的噴嘴與分流道的一段通道,通常和注射機(jī)噴嘴在同一軸線 上,斷面為圓形,具有一頂?shù)腻F度,以便熔體的流動(dòng)和開模時(shí)主流到凝料的順利拔除。 1)主流道尺寸和澆口的設(shè)計(jì) (1)主流道的小端直徑 D =注射機(jī)噴嘴直徑+ ( 0.51) =3+(0.51) ,取 D=3.5mm 。 (2)主流道的球面半徑 SR =注射機(jī)噴嘴球頭半徑+(1 2) =15+(12) ,取 SR=16mm 。 (3)球面的配合高度 ,取 h=3mm 。35hm (4)主流道的長(zhǎng)度 取 L=15+52.5=67.5mm。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - - 14 - - 主流道大端直徑 (半錐角 )2tan6.54DL1 取 5.8m 澆口套總長(zhǎng) 07370.hm 2)澆口套的設(shè)計(jì) 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(duì)材料要求比較嚴(yán),因而 模具主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套,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,常采用碳素工具鋼,如 T8A、T10A 等,熱處理硬度 為 50HRC55HRC,如圖 4.1 所示。 圖 4.1 主流道襯套 3)定位圈的設(shè)計(jì)與固定 由于該模具主流道比較長(zhǎng),定位圈和襯套設(shè)計(jì)成分體式,注射機(jī)定位孔尺寸為 ,定位圈尺寸取 ,兩者之間呈較松的間隙配合。0.125 0.2415 定位圈結(jié)構(gòu)尺寸如圖 4.2 所示;定位圈和襯套的固定形式如圖 4.3 所示。 圖 4.2 定位圈 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - - 15 - - 圖 4.3 主道襯套的固定形式 1-內(nèi)六角螺紋; 2-定位圈;3-定模座板;4-主流道襯套;5-定模板 4.2.2 澆口的設(shè)計(jì) 采用梯形側(cè)澆口如圖 4.4, 。塑料熔體通過主流道然后到分流道流入型腔。 圖 4.4 側(cè)澆口的設(shè)置形式 4.3 成型零件工作尺寸的設(shè)計(jì)和計(jì)算 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,塑料熔體的高壓、料流的沖 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - - 16 - - 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)行成型零件結(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。 工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分的尺寸,主要有型腔和型芯的徑向尺寸, 型腔深度和型芯高度尺寸和中心距尺寸等。 ABS 的成型收縮率為 0.4%-0.7%所以平均收縮率取 s=0.55%。 塑件尺寸公差按 SJ1372-78 標(biāo)準(zhǔn)中的 5 級(jí)精度成型。 4.3.1 長(zhǎng)方體型芯(見圖 4.7) 圖 4.7 型芯 (1)采用臺(tái)肩固定的形式,下底面用模珂與動(dòng)模壓緊。 (2)塑件的尺寸公差源自塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)的塑件公差數(shù)值表。 塑件尺寸 , , 。0.417sl0.8217sl 0.86495sh 01 .24.1()(5%)6Mldx 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - - 17 - - 0 0022 .258.2(1)(1.5%)6.769Msllx . .17Sh 式中 s塑料的平均收縮率,ABS 為 0.55%; 塑件外徑尺寸(取 25.64mm) ;sd 修正系數(shù)(取 0.75) ;x 塑件尺寸公差,見上塑料尺寸公差值; 模具制造誤差,其他誤差忽略,當(dāng)尺寸小于 50mm 時(shí), ;當(dāng) 4 塑件尺寸大于 50mm 時(shí), 。5 4.3.2 動(dòng)模模仁(見圖 4.8) 圖 4.8 動(dòng)模型腔 (1)模仁為鑲?cè)胧?,通過沉頭螺釘固定在動(dòng)模板上。 (2)尺寸計(jì)算。塑件的尺寸公差源自塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)的塑件公差數(shù) 值表 3.1。 , , ,01.574sL02.8617s01.152H0.298 (4.5) .151()(.%)4.73Mx 0.25860.2220s .1.411()(.5)2.7H 0.250.522098Msx 式中各符號(hào)同前。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - - 18 - - 4.3.3 型腔零件剛度和強(qiáng)度校核 由于塑件成型部分采用模仁,再從模板上開框把模仁鑲?cè)?,用螺絲吃緊。成型部 分離模仁有滿足條件的規(guī)定距離(2025mm) ,而模仁離模板四周也有滿足條件的規(guī) 定距離,所以成型時(shí)型腔零件完全滿足強(qiáng)度和剛度的要求,在這里就不一一校核。在 動(dòng)模板上,由于成型壓力很大部分垂直壓在其上,底部為了節(jié)約材料不打算采用支撐 板,在這里我們采用四個(gè)中托司支撐。尺寸位置大小和中托司布局請(qǐng)見模具組裝圖。 4.4 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 根據(jù)前面型腔的布局以及互相位置尺寸,再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架,選 用結(jié)構(gòu)形式為 CI3030 70 90 90 01 S。即采用數(shù)量為 1 的標(biāo)準(zhǔn)模架。 1)定模座板(300mm x 350mm、厚為 25mm) 定模座板是模具與注射機(jī)連接固定的板,材料為 45 鋼。 通過 4 個(gè) M12 的內(nèi)六角圓柱螺釘與定模固定板連接;定位圈通過 2 個(gè) M6 的內(nèi) 六角圓柱螺釘與其連接;定模座板與澆口套為 H8/f8 配合 7。 2)定模板(300mm x 300mm,厚 70mm) 用于固定型芯、導(dǎo)套。固定板應(yīng)有一定的厚度,并有足夠強(qiáng)度,一般用 45 號(hào)鋼, 調(diào)質(zhì)到 230HB270HB。其上的導(dǎo)柱和導(dǎo)套一端采用 H7/k6 配合,另外一段采用 H7/f7 配合;定模板與澆口套采用 H7/m6 配合 7。 3)動(dòng)模座板(300mm x350mm、厚為 25mm) 材料為 45 鋼,其上的注射機(jī)頂孔為 。50 4)動(dòng)模板(300mm x 300mm,厚 90mm) 行位滑塊通過矩形導(dǎo)滑槽在模套中滑動(dòng),以完成側(cè)向分型和合模復(fù)位,材料為 45 鋼。其上的導(dǎo)柱和導(dǎo)柱孔為 H7/k6 配合 7。 5)墊塊(58mm x 300mm 厚 90mm) (1)主要作用 在動(dòng)模座板與支撐板之間形成推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作空間,或是調(diào)節(jié)模具的總厚度,以 適應(yīng)注射機(jī)的模具安裝厚度要求。 (2)結(jié)構(gòu)形式 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - - 19 - - 可以是平行墊塊或拐角墊塊,該模具采用平行墊塊。 (3)墊塊材料 墊塊材料為 Q235A,也可以用 HT200、球墨鑄鐵等。改套模具采用 Q235A 制 造。 6)推板(180mm x 300mm,厚度 20mm) 材料為 45 鋼,其上的推板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)套采用 H7/k6 配合。用 M6 的內(nèi)六角 圓柱螺釘與推桿固定板固定。 7)推桿固定板(180mm x 300mm,厚度 25mm) 鋼材為 45 鋼,其上的推板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)套采用 H7/f9 配合 7。 模架如圖(4.11)所示: 圖 4.11 模架 4.5 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和定位機(jī)構(gòu) 采用標(biāo)準(zhǔn)模架,模架本身帶有導(dǎo)向裝置,按模架規(guī)格選取即可。 4.5.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) 1)導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部分,其中心至模具 邊緣應(yīng)有足夠的距離,以保證模具的精度,防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后變形。 2)該導(dǎo)套采用 4 根導(dǎo)柱,其布置為等直徑導(dǎo)柱不對(duì)稱布置。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - - 20 - - 3)導(dǎo)柱安裝在支承板和模套上,導(dǎo)套安裝在定模固定板上。 4)為了保證分型面很好的接觸,導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)只有承屑槽,在導(dǎo)柱 孔口倒角。 5)在合模時(shí),保證導(dǎo)向零件首先接觸,避免凸模先進(jìn)入型腔,導(dǎo)致模具損壞。 6)動(dòng)定模板采用合并加工時(shí),可確保同軸度要求。 4.5.2 導(dǎo)柱設(shè)計(jì) 1)采用帶頭導(dǎo)柱,加油槽,如圖 4.12 所示。 2)導(dǎo)柱長(zhǎng)度必須比凸模端面高度高出 6mm 8mm。 3)為了使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔,導(dǎo)柱端部常做成圓錐形的先導(dǎo)部分。 4)導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定,應(yīng)保證有足夠的抗彎強(qiáng)度。 5)導(dǎo)柱的安裝形式,導(dǎo)柱固定部分與模板按 H7/k6 配合,導(dǎo)柱滑動(dòng)部分按 H7/f7 或 H8/f7 間隙配合 7。 6)導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為 0.2um。 7)導(dǎo)柱應(yīng)具有堅(jiān)硬耐磨的表面、不易折斷的內(nèi)芯。多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處 理或碳素工具鋼 T8A、T10A 經(jīng)淬火處理,硬度為 50HRC 以上或 45 鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)、表 面淬火、低溫回火、硬度為 50HRC 以上。 圖 4.12 導(dǎo)柱 4.5.3 導(dǎo)套設(shè)計(jì) 導(dǎo)套與安裝在另外一半模上的導(dǎo)柱相配合,用以確定動(dòng)、定模的相對(duì)位置,以保 證模具運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向精度的圓套形零件。導(dǎo)套常用的結(jié)構(gòu)形式有兩種:直導(dǎo)套、帶頭導(dǎo)套。 1)采用帶頭導(dǎo)套,如圖 4.13 所示。 2)導(dǎo)套的端面應(yīng)倒圓角,導(dǎo)柱孔最好做成通孔,利于排出孔內(nèi)剩余空氣。 3)導(dǎo)套孔的的滑動(dòng)部分按 H8/f7 H7/f7 的間隙配合,表面粗糙度為 0.4um。 導(dǎo)套外徑與模板一端采用 H7/k6 配合;另外一端采用 H7/e7 配合鑲?cè)肽0濉?畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - - 21 - - 4)導(dǎo)套材料可用淬火鋼或銅等耐磨材料制造,該模具中采用 T8A。 圖 4.13 導(dǎo)套 4.6 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射成型每一循環(huán)中,塑件必須準(zhǔn)確無誤地從模具的凹模中或型芯上脫出,完成 脫出塑件的裝置稱為脫模機(jī)構(gòu),也常稱為推出機(jī)構(gòu)。 4.6.1 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 8 塑件推出(頂出)是注射成型過程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié),推出質(zhì)量的好壞將最后決 定塑件的質(zhì)量,因此,塑件的推出是不可忽視的,應(yīng)遵循以下原則。 1)推出機(jī)構(gòu)應(yīng)近盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)。 2)保證塑件不因推出而變形損壞。 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)的準(zhǔn)確復(fù)位。 4.6.2 塑件的推出機(jī)構(gòu) 該套模具的塑件采用推板推出,推桿的形式為圓形。 1)推桿如圖 4.14 所示,共 8 根推桿。 圖 4.14 帶肩圓筒推桿 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - - 22 - - 2)推桿應(yīng)設(shè)置在脫模阻力大的地方。 3)推桿應(yīng)布置均勻。 4)推桿應(yīng)設(shè)在塑件強(qiáng)度、剛度較大的地方。 5)推桿直接與模板上的推桿空采用 H8/f8 間隙配合。 6)通常推桿裝入模具后,其端面應(yīng)與型腔地面平齊或高出型腔底面 0.05mm0.10mm。 7)推桿與推桿固定板,通常采用單邊 0.5mm 的間隙,這樣可以降低加工要求, 又能在多推桿的情況下,不因各板上的推桿孔加工誤差引起軸線不一致而發(fā)生卡死現(xiàn) 象。 8)推桿的材料常用 T8、T10 碳素工具鋼,熱處理要求硬度 50HRC 以上,工作 端配合部分的表面粗糙度為 u=0.8um。 4.7 斜頂與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)9 當(dāng)在注射成型的塑件上與開合模方向不同的內(nèi)側(cè)或外側(cè)有孔、凹穴或凸臺(tái)時(shí),塑 件就不能直接由推桿等推出機(jī)構(gòu)推出脫模,此時(shí),模具上成型該處的零件必須制成可 側(cè)向移動(dòng)的活動(dòng)型芯,以便在塑件脫模推出之前,先將側(cè)向成型零件抽出,然后在把 塑件從模內(nèi)推出,否則就無法脫模。 4.7.1 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)類型的確定 殼體下面的雙耳式側(cè)孔需要用到抽芯機(jī)構(gòu),在這里運(yùn)用斜頂抽芯。該塑件的側(cè)凹 較淺,所需的抽芯距不大,側(cè)凹的成型面積也不大,所以采用斜頂抽芯足夠.一般將主型芯 和滑塊位置設(shè)于動(dòng)模,這樣在脫模過程中,側(cè)向分型時(shí)對(duì)塑件有限制側(cè)向移動(dòng)的作用, 脫模比較順利。 4.7.2 斜頂?shù)脑O(shè)計(jì) 斜頂設(shè)置在動(dòng)模,有足夠的強(qiáng)度。斜頂中部用管位控制,底部固定在推桿固定板 上可以左右擺動(dòng)。斜頂角度為 5 度。 4.7.4 各項(xiàng)尺寸的計(jì)算與校核 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - - 23 - - 斜頂?shù)南鄬?duì)位置以及脫模推出完成后的相對(duì)位置如圖 4.15 所示。 圖 4.15 側(cè)向分型與抽芯分析 4.8 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 模板分型面上設(shè)置 1mm 深的排氣槽用于排氣,而且在成型殼體內(nèi)腔的型芯上設(shè) 置了 12 推桿,排氣條件足夠。 4.9 冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì) 10 4.9.1 加熱系統(tǒng) 該套模具的模溫要求在 70 以下,又是小型模具,所以無需設(shè)置加熱裝置。C 4.9.2 冷卻系統(tǒng) ABS 塑料注射到模具內(nèi)的塑料溫度為 180 190 左右,而塑料固化后C 從模具型腔中取出時(shí)其溫度在 60 以下,熱塑性塑料在注射成型后,須對(duì)模具進(jìn)行 有效的冷卻,使熔融塑料的熱量盡快地傳給模具,以使塑料可靠冷卻定型并可迅速脫 模。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - - 24 - - ABS 的成型溫度和模具溫度分別為 180 190 、50 70 ,用常溫CC 水對(duì)模具進(jìn)行冷卻。 1)冷卻介質(zhì) 冷卻介質(zhì)有冷卻水和壓縮空氣,但用冷卻水比較多,因?yàn)槔鋮s水熱容量大、傳熱 系數(shù)大,成本低。用水冷卻,即使在模具型腔周圍或者內(nèi)部開設(shè)冷卻水道。 2)冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)略計(jì)算 如果忽略模具因空氣對(duì)流、熱輻射以及與注射機(jī)接觸所散發(fā)的熱量,不考慮模具金屬 材料的熱阻,可對(duì)模具冷卻系統(tǒng)進(jìn)行初步的簡(jiǎn)略計(jì)算。 (1)求塑料固化時(shí)每分鐘釋放的熱量 Q 查表得 ABS 單位質(zhì)量放出的熱量 ,故2170/kJg10. .49QWkgjj 式中 W單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料質(zhì)量(kj/min) ,模具每分鐘注射 1 次。 (2)冷卻水的體積流量 (4.7)33127.490.58min()018(2)v kjqPC 式中 冷卻水的密度,為 ;3/gm 冷卻水出口溫度,取 25 ;1 冷卻水進(jìn)口溫度,取 20 ;2 C C冷卻水的比熱容,為 4.187 ;/()kjg: (3)冷卻管道的直徑 為使冷卻水處于湍流狀態(tài),查資料取 d=8mm。 (4)冷卻水在管道內(nèi)的流速 (4.8) 32240.5810.95/3()6vqmsd (5)冷卻水管道水孔壁與冷卻水之間的傳熱膜系數(shù) 查參考文獻(xiàn)中的表取 f =7.22,水溫為 25 時(shí),因此C (4.9) 0.832()3.61679/()vhkjmhd: (6)冷卻管道的總傳熱面積 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - - 25 - - (4.10) 24260.084715.6019(6)QAmh (7)模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻水孔數(shù) (孔) (4.11) 45.023.14(8)(1)ndl 式中 l模珂長(zhǎng)度,為 150mm. 4.9.3 冷卻裝置布置方案 理論上算得兩孔,型芯和型腔上各分布一方形水管,具體分布見裝配圖。 4.10 模具材料例表 表 4.7 該模具的選材及熱處理見表 零件名稱 材料牌號(hào) 熱處理 硬度 說明 型腔 718H 預(yù)硬化 36HRC-38HRC 保證加工后獲得較高的形狀和 尺寸精度,易于拋光 斜頂 T7A 淬火 52HRC-55HRC 型芯 718H 淬火 42HRC-54HRC 保證加工后獲得較高的形狀和 尺寸精度,沿脫模方向拋光 動(dòng)定模座板 45 調(diào)質(zhì) 230HB-270HB 墊塊 Q235 調(diào)質(zhì) 230HB-270HB 支撐柱 S50C 調(diào)質(zhì) 225HB-240HB 推板固定板 45 調(diào)質(zhì) 230HB-270HB 主流道襯套 T10A 淬火 50HRC-55HRC 導(dǎo)柱導(dǎo)套 T10A 淬火 54HRC-58HRC 定位圈 45 調(diào)質(zhì) 230HB-270HB 復(fù)位桿 45 淬火 43HRC-48HRC 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - - 26 - - 5 模具裝配 5.1 塑料模具裝配的技術(shù)要求 塑料模具種類較多,結(jié)構(gòu)差異很大,裝配的具體內(nèi)容與要求也不同。一般注射、 壓縮和擠出模具結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,裝配環(huán)節(jié)多,工藝難度大。其他類型的塑料模具結(jié)構(gòu) 較為簡(jiǎn)單。無論哪種類型的模具,為保證成形制品的質(zhì)量,都應(yīng)具有一定的技術(shù)要求。 1)模具裝配后各分型面應(yīng)貼合嚴(yán)密,主要分型面的間隙應(yīng)小于 0.05mm;在模具 適當(dāng)?shù)钠胶馕恢脩?yīng)裝有吊環(huán)或起吊孔;模具的外形尺寸、閉合高度、安裝固定及定位尺 寸、推出方式、開模行程等均應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖樣要求,并與所使用的設(shè)備條件相匹配, 模具應(yīng)有標(biāo)記,各模板應(yīng)打印順序編號(hào)及加工與裝配時(shí)使用的基準(zhǔn)標(biāo)記。 2)導(dǎo)向或定位精度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求,動(dòng)、定模開合運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),導(dǎo)向準(zhǔn)確,無卡阻、 咬死或刮傷現(xiàn)象,安裝精定位元件的模具時(shí),應(yīng)保證定位精度、可靠,且不得與導(dǎo)柱、 導(dǎo)套發(fā)生干涉。 3)成型零件的形狀與尺寸精度及表面粗糙度應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖樣要求,表面不得有碰 傷、劃痕、裂紋、銹蝕等缺陷;拋光方向應(yīng)與脫模方向一致,成形表面的文字、圖案 與脫模方向一致;活動(dòng)成形零件或鑲件應(yīng)定位可靠。配合間隙適當(dāng),活動(dòng)靈活,不產(chǎn) 生溢料。 4)澆注系統(tǒng)表面光滑,尺寸與表面粗糙度符合設(shè)計(jì)要求。 5)推出機(jī)構(gòu)應(yīng)運(yùn)動(dòng)靈活,工作平穩(wěn)、可靠;推出元件不應(yīng)承受側(cè)向力;既不允許 放生溢料,也不得有卡阻現(xiàn)象。 6)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)應(yīng)運(yùn)動(dòng)靈活、平穩(wěn);斜導(dǎo)柱不應(yīng)承受側(cè)向力;滑塊鎖挈應(yīng) 固定可靠,工作時(shí)不得產(chǎn)生變形。 7)模具加熱元件應(yīng)安裝可靠、絕緣安全、無破損,能達(dá)到設(shè)定溫度要求;模具冷 卻水道應(yīng)通暢,無堵塞,連接部位密封可靠。 5.2 塑料模具裝配過程 塑料模的總裝過程因模具結(jié)構(gòu)的不同而不同,但其主要的總裝配順序不變,具體如 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - - 27 - - 下: 1)確定裝配基準(zhǔn)。 2)安裝導(dǎo)柱導(dǎo)套和型芯、型腔并使間隙均勻。 3)安裝側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)和推出機(jī)構(gòu)等。 4)其他零件的裝配。 5)檢驗(yàn)、試模。 下面以裝配圖上的編號(hào)為準(zhǔn),裝配時(shí)以導(dǎo)柱、導(dǎo)套為基準(zhǔn)件,裝配過程如下。 5.2.1 裝配動(dòng)模部分 1)裝配模仁、型芯 先把圓柱型芯 12 和長(zhǎng)方塊型芯 09 壓入動(dòng)模仁 16,使 09 和 11 的底部與 16 持 平,并高出 12 有 0.01-0.02mm 的間隙,以防止型芯松動(dòng)。再把動(dòng)模仁 16 放入動(dòng)模 板并壓平,用穿過動(dòng)模板的內(nèi)六角螺絲把模珂吃緊在動(dòng)模板上。 2)裝配推出機(jī)構(gòu) 推板放在動(dòng)模固定板上,將推桿套裝在固定板上推桿孔內(nèi)并穿入型芯固定板的推桿 孔內(nèi),在套裝到推板導(dǎo)柱上,使推板和推桿固定板重合。在推桿固定板板螺孔內(nèi)涂紅 丹粉,將螺釘孔復(fù)印到推板上。然后,取下推板固定板,在推板上鉆孔攻絲后,重新 合攏并擰緊螺釘固定。裝配后,進(jìn)行滑動(dòng)配合檢查,經(jīng)調(diào)整使其滑動(dòng)靈活,無卡阻現(xiàn) 象。最后,將卸料板拆下,把推板放到最大極限位置,檢查推桿在型芯固定板上平面 露出的長(zhǎng)度,將其修磨到與型芯固定板上平面平齊或低 0.02mm。 5.2.2 裝配定模部分 總裝配前澆口套、導(dǎo)套都已裝配結(jié)束并經(jīng)驗(yàn)合格。裝配時(shí),將定模板套在導(dǎo) 柱上并與已裝澆口套的定模座板合攏,找正位置,用平行夾頭夾緊,以定模座板上的 螺釘孔定位,對(duì)定模板鉆錐窩,然后拆開,在定模板上鉆孔、攻絲后重新合攏,用螺 釘擰緊固定,最后鉆、鉸定位銷釘孔打入定位銷釘。 經(jīng)以上裝配后,要檢查定模板和澆口套的澆道錐孔是否對(duì)正,如果在接逢處有錯(cuò) 位,需要進(jìn)行鉸削修整,使其光滑一致。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - - 28 - - 總 結(jié) 本次設(shè)計(jì)要求是設(shè)計(jì)出一個(gè)注塑模具,主要裝配視圖如圖 I 所示。通過對(duì)該塑件 的外形尺寸分析可知: 塑件外形尺寸小,塑料熔體流程短,適合注射成型,制件是手 機(jī)下蓋,蓋體內(nèi)有 4 出內(nèi)側(cè)突出,需分別由 4 個(gè)內(nèi)側(cè)斜頂抽芯成型。 經(jīng)過對(duì)模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算校核,本次設(shè)計(jì)基本能夠滿足要求。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - - 29 - - 圖 I 模具裝配主視圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - I - 參考文獻(xiàn) 1 張儀,中國(guó)模具發(fā)展趨勢(shì), 中華機(jī)械網(wǎng) ,2009 2 俞芙芳,塑料成形工藝與模具設(shè)計(jì),華中科技大學(xué)出版社,2007 3 劉鴻義,材料力學(xué),高等教育出版社,1991 4 伍先明. 塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)M. 北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2006. 5 葉久新,王群,塑料成形工藝及模具設(shè)計(jì),機(jī)械工業(yè)出版社,2007 6 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組. 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)M. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2002. 7 廖念釗. 互換性與技術(shù)測(cè)量M. 北京:中國(guó)計(jì)量出版社,1991. 8 黃虹,塑料成形加工與模具,化學(xué)工業(yè)出版社,2003. 9 成大先,機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè),化學(xué)工業(yè)出版社,2004. 10 夏巨諶,李志剛.中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典M. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002. 11 張榮清. 模具制造工藝M. 北京:高等教育出版社,2006. 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明 - II - 致 謝 在畢業(yè)論文將要完成時(shí),我忠心地感謝 xxx 指導(dǎo)老師給我的細(xì)心的指導(dǎo),本設(shè)計(jì) 從開題,收集資料,撰寫到結(jié)構(gòu)的修改直至全部完成歷時(shí)近三個(gè)多月,在這段時(shí)間里, 都得到 xxx 等老師的支持、關(guān)懷和幫助下,我的論文不僅在邏輯結(jié)構(gòu)上,而且在內(nèi)容 上都得到很大的改善,所及畢業(yè)論文得以順利完成都和老師的悉心指導(dǎo)是分不開的。 其次就是要感謝我的同學(xué)和朋友,在我需要查找資料、參考文獻(xiàn)的時(shí)候,他們提 供了及時(shí)的信息和幫助,節(jié)省了我的大量時(shí)間和精力,使我能全身心地投入到設(shè)計(jì)工 作中去,直至順利完成了ABS 塑料手機(jī)下蓋注射成型工藝與模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)任務(wù), 在這里我向所有幫助過我的人致以忠心的感謝! 由于本人的水平和時(shí)間的限制,錯(cuò)誤之處在所難免,殷切希望各位老師和同學(xué)對(duì) 本設(shè)計(jì)提出批評(píng)和改進(jìn)意見,謝謝! 2013年x月x日
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