塑料膠卷盒注射模具設計【11張CAD圖紙+PDF圖】

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塑料模的總體設計2.1 塑件的形狀尺寸塑件名稱：膠卷盒材料：HDPE產量：中等批量生產圖2-1 塑件圖塑件的工作條件對精度要求一般，因為塑件圖中未注公差，所以根據HDPE的性能可選擇其塑件的精度等級為7級精度。將該塑件分成四部分，得塑件體積：查表達式1-2-2（見注塑模設計與制作教程一書）得：因此質量：2.2 型腔數目的決定及排布已知的體積V塑或質量W塑 ，又因為此產品屬大批量生產的小型塑件，但制件尺寸、精度、表面粗糙度一般，綜合考慮生產率和生產成本及產品質量等各種因素，以及注射機的型號選擇，初步確定采用一模四腔對稱性排布,分流道直徑可選1.59.5mm。本設計取值4mm。由塑件的外形尺寸和機械加工的因素，確定采用點澆口，排布圖如下圖示：圖2-2 型腔數目及排布圖2.3 注射機的選擇由于采取的是一模四腔的方案，故其注射總體積及質量就是塑件的體積及質量的四倍： 假設：由注射機最大注射量公式得： 注射機的公稱質量注射量 K 注射機最大注射量的利用系數，取0.3 塑件的總質量 澆注系統廢料的質量 因此： 由塑料模具技術手冊表3-48查得注射機的型號為SZ-100/630，其主要技術參數如下： 結構型式：臥式 理論注射容量：75 螺桿直徑：30 注射壓力：224Mpa 注射速率：60g/S塑化能力：11.8g/s螺桿轉速: 14200r/min鎖模力: 630KN拉桿內間距: 370320mm移模行程: 270mm最大模具厚度: 300mm最小模具厚度: 150mm鎖模型式: 雙曲肘式模具定位孔直徑:噴嘴球半徑:R15噴嘴口孔徑:2.4 分型面的選擇塑件冷卻時會因為收縮作用而包覆在凸模上，故從塑件脫模件精度要角度考慮，應有利于塑件滯留在動模一側，以便于脫模，而且不影響塑件的質量和外觀形狀，以及尺寸精度。第一分型面在定模板與澆道板之間，第二分型面在型腔板與推板之間，分型圖如下圖所示： 圖2-3 分型面圖1 圖2-4 分型面圖22.5 模架的選擇2.5.1型腔壁厚的計算對小尺寸型腔，強度不足是主要問題，應按強度條件計算，得型腔側壁最小厚度：r 凹模型腔內孔或凸型芯外圓的半徑 材料許用應力 模腔壓力成型零件材料選T12，淬火，低溫回火，硬度大于55HRC，其為700Mpa 2.5.2 凹模型腔底部高度 2.5.3 模架的選擇由前面對型腔的最小壁厚和底部厚度可以估算得型腔的最小外形尺寸：最小寬度為：32+22.9315=37.863最小厚度為：50+6.652=56.652但是考慮到加工方便，采用組合式凹模，所以還要考慮導柱導套的安放位置，且查得標準值，再由于塑件采取推件板推出，因此選擇模架為基本類型中的的派生模架，為了方便分型時定位，增加了限位桿。又因為塑件是兩次分型，所以模架采取三板結構。設置推件板推出機構，它適合于薄壁殼體型塑件，脫模力大以及塑件表面不允許留有頂出痕跡的注射成型模。選擇模架規(guī)格為： GB/T12556-90具體尺寸如下如下：定模坐板厚度：A=43mm中間板厚度：B=24mm型腔板厚度：C=64mm模板：直徑=150mm推板：直徑=142.2mm 高度=32mm型心固定板：高度=48mm動模座板：厚度=80mm模具閉合厚度：H=291導柱：d=20mm導套：限位桿：d=20mm第三章 成型尺寸及澆注系統設計3.1 型腔的內徑計算 型腔內形尺寸 塑件外徑基本尺寸塑件公差 塑件的平均收縮率，取2.25% x 綜合修正系數，取x=0.50.75 模具制造公差，取圖4-1 型腔結構圖因為制件圖樣上未注公差尺寸的允許偏差，所以采用7級公差精度，查表得 所以：設計的結構如圖4-1所示。3.2 型腔的深度尺寸計算型腔深度尺寸 塑件高度其本尺寸塑件公差塑料平均收縮率，取2.25%x綜合修正系數，取x=0.50.75模具成型尺寸設計公差 查表得 所以： 3.3 型芯的外徑計算：圖4-2 型芯的結構圖 式中：型芯外形尺寸 塑件內徑基本尺寸 塑件的公差塑料平均收縮率2.25%x 綜合修正系數，取x=0.50.75模具成型尺寸設計公差，取 查表得： 3.4 型芯的高度計算 式中：凸模高度尺寸 塑件內形深度基本尺寸 塑件公差 塑料平均收縮率2.25% x 綜合修正系數，取x=0.50.75 模具成型尺寸設計公差， 查表得： 所以： 3.5 澆注系統的初步估計澆注系統一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成澆注系統的設計應保證塑件熔體的流動平穩(wěn)、流程應盡量短、防止型芯變形、整修應方便、防止制品變形和翹曲、應與塑件材料品種相適用、冷料穴設計合理、盡量減少塑料的消耗。根據塑件的形狀采用推板推出。由于本塑件是圓筒狀制品所以盡可能采取中心進料，所以選擇點澆口，雙分型面，分流道采用半圓形截面，分流道開設在定模板上，在澆道板上采用澆口套, 不設置冷料穴和拉料桿。 圖4-3 澆注系統的結構根據塑件的外形尺寸和質量等決定影響因素，初步取值如下：d=5mm D=8mm R=16mm h=5mm d1=0.2mmH1=4mm l=50mm L=43mm a= a1= L1=36mm主流道呈圓角半徑，以減小料流轉向時渡時的阻力。主流襯套選用45#制造，表面淬火大于55HRC。第四章 導柱導向機構的設計4.1 導柱導向機構的作用：1定位件用：模具閉合后，保證動定模或上下模位置正確，保證型腔的形狀和尺寸精確，在模具的裝配過程中也起定位作用，便于裝配和調整。2導向作用：合模時，首先是導向零件接觸，引導動定?；蛏舷履蚀_閉合，避免型芯先進入型腔造成成型零件損壞。3承受一定的側向壓力。4.2 導柱導套的選擇一般在注射模中，動、定模之間的導柱既可設置在動模一側，也可設置在定模一側，視具體情況而定，通常設置在型芯凸出分型面最長的那一側。因為限位桿已經設置在定模上，所以導柱應該設置在動模上，而且這樣還可以保護型心不受損傷。所選的導柱、導套按國家標準如下：圖5-1 導柱導套的結構具體分布如下圖5-2所示。定端與模板間用H7/m6或H7/k6的過渡配合,導向部分通常采用H7/f7或H8/f7的間隙配合。根據模具結構的要求，與導柱同動作的彈簧應布置4個，并盡可能對稱布置于A分型面的四周，以保持分型時彈力均勻，中間板不被卡死。圖5-2 導柱分布圖 第五章 脫出機構設計5.1 推出機構的組成推出機構由推出零件、推出零件固定板和推板、推出機構的導向與復位部件組成。即推件板、推件板緊固螺釘、推板固定板、推桿墊板、頂板導柱、頂板導套以及推板緊固螺釘。5.2 設計原則1推出機構應盡量設在動模一側；2保證塑件不因推出而變形損壞；3機構簡單動作可靠；4合模時的正確復位。5.3 脫模力的計算因為塑件壁厚與其內孔直徑之比0.02小于0.05，所以本塑件屬于薄壁殼體塑件，其脫模力計算公式為： E塑料的拉伸模量（MPa），由表3-29查找；塑料成型平均收縮率（%），由表3-29查找；塑件的平均壁厚（mm）L塑件包容型芯的長度（mm）塑件的泊松比，由表3-29查找；脫模斜度（塑件側面與脫模方向之夾角）；f塑料與鋼材之間摩擦系數，由表3-29查找；r型芯大小端平均半徑（mm）；B塑件在與開模方向垂直的平面上的投影面積（），當塑件底部上有通孔時，10B項應視為零；由f和決定的無因次數，可由表3-30選?。唤涍^計算得Q=11912.59N因此，脫模力的大小隨塑件包容型芯的面積增加而增大，隨脫模斜度的增加而減小。由于影響脫模力大小的因素很多，如推出機構本身運動時的摩擦阻力、塑料與鋼材間的粘附力、大氣壓力及成型工藝條件的波動等，因此要考慮到所有因素的影響較困難，而且也只能是個近似值。用推件板推出機構中，為了減少推件板與型芯的摩擦，在推件板與型芯間留0.200.25mm的間隙，并用錐面配合，防止推件因偏心而溢料。5.4 推板脫出機構計算1頂件行程：所需頂出行程 型芯成型高度e 頂出行程富裕量 2開模行程 a 中間板與定模分開的距離（mm）H1塑件推出距離（也可作為凸模高度）mmH2包括澆注系統在內的塑件高度mmS 注射機移動板最大行程mmH 所需開模行程mm圖5-1 推板的零件圖圖5-1 頂桿的零件圖第六章 排氣溫控系統設計6.1 溫控系統設計當塑料熔體填充型腔時,必須順序排出型腔及澆注系統內的空氣及塑料受熱或凝固產生的低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內因各種原因而產生的氣體不被排除干凈,一方面將會在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等成型缺陷，另一方面氣體受壓，體積縮小而產生高溫會導致塑件局部碳化或燒焦（褐色斑紋），同時積存的氣體還會產生反向壓力而降低充模速度，因此設計型腔時必須考慮排氣問題。有時在注射成型過程中，為保證型腔充填量的均勻合適及增加塑料熔體匯合處的熔接強度，還需在塑料最后充填到的型腔部位開設溢流槽以容納余料，也可容納一定量的氣體。通常中小型模具的簡單型腔，可利用推桿、活動型芯以及雙支點的固定型芯端部與模板的配合間隙進行排氣，其間隙為0.030.05mm?；驹瓌t：熔體熱量95%由冷卻介質（水）帶走，冷卻時間占成型周期的2/3。6.2 注射模冷卻系統設計原則1.冷卻水道應盡量多、截面尺寸應盡量大、型腔表面的溫度與冷卻水道的數量、截面尺寸及冷卻水的溫度有關。2冷卻水道至型腔表面距離應盡量相等，當塑件壁厚均勻時，冷卻水道到型腔表面最好距離相等，但是當塑件不均勻時，厚的地方冷卻水道到型腔表面的距離應近一些，間距也可適當小一些。一般水道孔邊至型腔表面的距離應大于10mm，常用1215mm.3澆口處加強冷卻 塑料熔體充填型腔時，澆口附近溫度最高，距澆口越遠溫度就越低，因此澆口附近應加強冷卻，通常將冷卻水道的入口處設置在澆口附近，使?jié)部诟浇哪＞咴谳^低溫度下冷卻，而遠離澆口部分的模具在經過一定程度熱交換后的溫水作用下冷卻。4冷卻水道出、入口溫差應盡量小 如果冷卻水道較長，則冷卻水出、入口的溫差就比較大，易使模溫不均勻，所以在設計時應引起注意。冷卻水道的總長度的計算可公式：L=A/ndL冷卻水道總長度 A熱傳導面積 D冷卻水道直徑d 冷卻水通道直徑（m） n模具上開設冷卻通道孔數5冷卻水道應沿著塑料收縮的方向設置 聚乙烯的收縮率大，水道應盡量沿著收縮方向設置。冷卻水道的設計必須盡量避免接近塑件的熔接部位，以免產生熔接痕，降低塑件強度；冷卻水道要易于加工清理一般水道孔徑為10mm左右，不小于8mm。根據此套模具結構。6.3 冷卻系統的結構設計 中等深度的塑件，采用點澆口進料的中等深度的殼形塑件，在凹模底部與型腔表面采用等距離環(huán)型槽冷卻的形式具體如下圖所示： 圖6-1 冷卻系統的結構圖根據牛頓冷卻定律，冷卻介質從模具帶走的熱量為 （J）式中 a冷卻管道孔壁與冷卻介質間的傳熱系數 （W/）； A 冷卻管道壁的傳熱面積（） 模具溫度與冷卻介質溫度之差值（K）； 冷卻時間（s）由上式可知，當需傳遞熱量Q不變時，可通過1提高傳熱系數a ， 而通過提高冷卻介質的流速便可達到提高傳熱系數的目的；2提高模具與冷卻介質間的溫差；3增大冷卻介質的傳熱面積A， 而通過開設水管的尺寸盡可能大，數量盡可能多就可以增大傳熱面積。6.4 冷卻水孔直徑d的計算假設塑料在模內釋放的熱量全部由冷卻水所帶走，則模具冷卻時間所需冷卻水的體積流量可按下式計算：式中V 冷卻水的體積流量； G 單位時間內注入模具的塑料質量（kg/h）; 塑料成形時在模內釋放的熱含量（J/kg）查表3-41得; C 冷卻水的比熱容（J/kg.K） 查表得水為4.187X103; 冷卻水的密度（kg/）; 冷卻水的出口溫度（）； 冷卻水的進口溫度（）。經計算得V=所以根據冷卻水的體積流量可以查表3-44得：冷卻水管的直徑為12mm6.5 求冷卻水在水孔里的流速v 符合冷卻水的最低流速要求第七章 注射機與模具型腔型芯強度校核7.1 注射機的校核1.最大注射量校核： 符合要求2.注射壓力的校核：符合要求3注射速率的校核： 可以用螺桿轉速來校4鎖模力的校核取k=1.11.2 符合要求5模具閉合厚度校核：符合要求6開模行程的校核： 符合要求7.2 型腔型芯的強度校核型腔實際側壁厚：型腔底部實際厚度： 符合要求第八章 模具的裝配、試模與維修8.1 模具的裝配裝配順序：因為塑件的結構形狀不能使型芯、型腔在合模后找正相對位置，所以要通過導柱、導套來確定。為準確安裝，必須先安裝導拄導套，以找型芯、型腔相對位置。8.2模具裝配的主要內容8.2.1 型芯裝配將型芯壓入固定板，在壓入過程中，要注意校正型芯的垂直度和防止型芯切壞孔壁心及使固定板變形。壓入后要在平面磨床上用等高墊鐵支撐磨平底面。8.2.2 型腔的裝配加工拼塊的拼合面在熱處理后要進行磨削加工，保證拼合后緊密無縫隙。拼塊兩端留余量，裝配后同模板一起在平面磨床上磨平。拼塊型腔在裝配壓入過程中，為防止拼塊在壓入方向上相互錯位，可在壓入端墊一塊平墊板。通過平墊板將各拼塊一起壓入模板中。8.2.3 導柱、導套的裝配為保證型芯與型腔的正確位置，以及其導向作用，動定模的導柱、導套孔的孔距精度應控制在0.01mm以內。必須用坐標鏜床對動定模型板鏜孔。將導柱、導套壓入動、定模板后，要求保持導柱的垂直度，并使用啟模和合模時導柱、導套間滑動自如。8.2.4 頂桿裝配加工一般頂桿在模具中只起頂出塑件的作用，所以頂桿的到導向部分要確保頂桿動作靈活，防止頂桿活動間隙過大而滲料。導向部分的配合一般采用。頂桿與頂桿固定板的裝配間隙為0.5mm所以頂桿固定孔可采用引鉆孔的方法進行加工。8.2.5 澆口套的裝配加工澆口套與定模板的裝配，采用配合，澆口套和模板孔的定位臺肩應緊密貼實。裝配后澆口套要高出模板平面0.02mm。（為了達到以上要求，澆口套的壓入外表面不允許設置導入斜度。）壓入端要磨成小圓角，以免壓入時壞模板孔壁。同時壓入的軸向尺寸應留有去圓角的修磨余量H。8.3 裝配時以分型面作為該模具的裝配基準，裝配順序為裝配前按圖檢驗主要工作零件及其他零件的尺寸；加工導柱、導套孔，用螺釘將澆道板、型腔板疊合在一起，使分模面緊密接觸并夾緊，鏜導柱、導套孔，在孔內壓入定位銷后，加工側面的垂直基準。再加工定模和推板，壓入導柱、導套。裝配型芯；通過型芯引鉆型芯固定板的推孔；再通過型芯固定板引鉆推桿固定板上加工限位鏍釘孔；組裝動模固定板和支撐板。8.4 試模試模前，必須對冷卻水路進行檢查，并按規(guī)定保養(yǎng)設備，作好開機的準備。原料應合格。在開始試模時，原則上是選擇低壓、低溫和較長時間條件下成型，然后按壓力、時間、溫度先后變動。但不應同變動二個或三個工藝條件。注射成型時根據實際情況選擇高速或低速工藝。在試模過程中應詳細記錄，并將結果填入試模記錄卡，注明是否合格。試模后，將模具清理干凈，涂上防銹油，然后入庫或返修。8.5 模具的維修模具在使用過程中，會產生正常和不正常的損壞。如型芯或導柱碰彎，型腔局部損壞等等。在這些情況下，并不需要將整個模具報廢，只需局部修復即可。模具應經常檢查維修，防患于未然。此外，應注意使用設備具有良好的工作狀態(tài)。 參考文獻1章飛，陳國平.型腔模具設計與制造M.北京: 化學工業(yè)出版社,1988.67-892塑料模設計手冊編寫組.塑料模設計手冊M. 北京:機械工業(yè)出版社, 1990.24-343模具設計與制造技術教育叢書編委會/編.模具結構設計.機械工業(yè)出版社, 1992.12-1344葉久新,王群.塑料制品成型及模具設計M.長沙:湖南科技技術出版社, 1995.78-955甘永立.幾何量公差與檢測M.上海:上?？茖W技術出版社, 1989.123-1386唐增寶機械設計課程設計，第二版武漢：華中理工大學出版社，1999.3-567周良德,朱泗芳現代機構圖學長沙：湖南科學技術出版社,2000.56-798鐘志華,周彥偉現代設計方法武漢：武漢理工大學出版社,2001.89-96 9林述溫機電裝備設計北京：機械工業(yè)出版社,2002.56-12310王廣環(huán)液壓技術應用哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社,2001.45-7822