模具課程設(shè)計(jì)碗注塑模具設(shè)計(jì)

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1、模 具 設(shè) 計(jì) 課 程 設(shè) 計(jì)課程名稱:碗注塑模具設(shè)計(jì) 姓 名:11111111111111111111222222222222222222指導(dǎo)教師: 學(xué) 院:機(jī) 電 學(xué) 院 專業(yè)班級:08 級 工 業(yè) 設(shè) 計(jì) 日 期:二零一一年十二月摘 要本設(shè)計(jì)針對分析碗的塑件圖,完成其造型設(shè)計(jì),根據(jù)分析碗的塑件的特點(diǎn)完成其注射模設(shè)計(jì),本文主要闡述了塑料碗注塑成型的基本遠(yuǎn)離,注射模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法及過程。采用AUTO CAD的軟件完成對塑料碗的模具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。通過這次課程設(shè)計(jì)使得自己得到了很大的鍛煉關(guān)鍵詞 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),注射模具,塑料碗目 錄摘要摘要 -1前言前言-11 工藝分析工藝分析-21.11

2、.1 材料特性分析材料特性分析-21.21.2 材料的參數(shù)材料的參數(shù)-21.31.3 注射參數(shù)注射參數(shù)-21.41.4 塑件制作數(shù)據(jù)塑件制作數(shù)據(jù)-31.4.1 塑件的尺寸-31.4.2 塑件尺寸公差標(biāo)準(zhǔn)-71.4.3 塑件的表面質(zhì)量-71.51.5 確定注射機(jī)確定注射機(jī)-82 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-102.12.1 分型面選擇分型面選擇-102.22.2 澆口設(shè)計(jì)澆口設(shè)計(jì)-112.32.3 流道設(shè)計(jì)流道設(shè)計(jì)-132.42.4 澆口套設(shè)計(jì)澆口套設(shè)計(jì)-132.52.5 冷料穴及拉料桿冷料穴及拉料桿-143 排氣系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)-153.13.1 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3、-153.23.2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-154 脫模結(jié)構(gòu)脫模結(jié)構(gòu)-174.14.1 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的總體原則脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的總體原則-174.24.2 推件力的計(jì)算推件力的計(jì)算-174.2.1 脫模力-175 底板設(shè)計(jì)底板設(shè)計(jì) -195.15.1 凹模尺寸設(shè)計(jì)凹模尺寸設(shè)計(jì)-195.1.1 凹模的徑向尺寸計(jì)算-195.25.2 凸模尺寸設(shè)計(jì)凸模尺寸設(shè)計(jì)-205.2.1 凸模的徑向尺寸計(jì)算-205.2.2 凸模的高度尺寸計(jì)算-205.35.3 剛度計(jì)算公式為剛度計(jì)算公式為-205.45.4 型腔底板厚度計(jì)算型腔底板厚度計(jì)算-216 模架選擇模架選擇-226.16.1 模架選擇模架選擇-227

4、 導(dǎo)柱設(shè)計(jì)導(dǎo)柱設(shè)計(jì)-247.17.1 導(dǎo)柱導(dǎo)柱-247.27.2 導(dǎo)套導(dǎo)套-247.37.3 推桿的選擇推桿的選擇-258 材料選擇材料選擇-268.18.1 凹凸模材料的選擇凹凸模材料的選擇-269 注射機(jī)校核注射機(jī)校核-279.19.1 注射量注射量-279.29.2 注射壓力注射壓力-279.39.3 鎖模力鎖模力-279.49.4 開模行程開模行程-2710 小結(jié)小結(jié) -29參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)-30前前 言言模具課程設(shè)計(jì)是在完成冷沖模具設(shè)計(jì)、塑料模具設(shè)計(jì)、CAD 軟件等相關(guān)專業(yè)課程學(xué)習(xí)之后,一個(gè)重要的綜合性的環(huán)節(jié)。在設(shè)計(jì)之前,要具備機(jī)械制圖、公差與技術(shù)測量、機(jī)械原理及零件、模具材料及熱處

5、理、模具制造工藝、塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)等方面必要的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識。初步了解塑件的成型工藝和出產(chǎn)過程,認(rèn)識各類塑料模具的典型結(jié)構(gòu)。(1)綜合運(yùn)用塑料模具設(shè)計(jì)、機(jī)械制圖、公差與技術(shù)測量、機(jī)械原理及零件、模具材料及熱處理、模具制造工藝、塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)等方面必要的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識,分析和解決塑料模具設(shè)計(jì)問題,進(jìn)一步鞏固加深和拓寬所學(xué)的知識。 (2)通過設(shè)計(jì)實(shí)踐,逐步樹立正確的設(shè)計(jì)思想,增強(qiáng)創(chuàng)新意識和競爭意識,基本掌握塑料模具設(shè)計(jì)的一般規(guī)律,培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。 (3)通過計(jì)較、繪圖和運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊等有關(guān)設(shè)計(jì)資料,進(jìn)行塑料模具設(shè)計(jì)全面的基本技能訓(xùn)練,為畢業(yè)設(shè)計(jì)打下

6、一個(gè)良好的實(shí)踐基礎(chǔ)。1 工藝分析1.1 材料特性分析PP是一種半結(jié)晶性材料。它比PE要更堅(jiān)硬并且有更高的熔點(diǎn)。由于均聚物型的PP溫度高于0以上時(shí)非常脆,因此許多商業(yè)的PP材料是加入14%乙烯的無規(guī)則共聚物或更高比率乙烯含量的鉗段式共聚物。共聚物型的PP材料有較低的熱扭曲溫度(100)、低透明度、低光澤度、低剛性,但是有有更強(qiáng)的抗沖擊強(qiáng)度。PP的強(qiáng)度隨著乙烯含量的增加而增大。PP的維卡軟化溫度為150。由于結(jié)晶度較高,這種材料的表面剛度和抗劃痕特性很好。PP不存在環(huán)境應(yīng)力開裂問題。通常,采用加入玻璃纖維、金屬添加劑或熱塑橡膠的方法對PP進(jìn)行改性。PP的流動(dòng)率MFR范圍在140。低MFR的PP材料

7、抗沖擊特性較好但延展強(qiáng)度較低。對于相同MFR的材料,共聚物型的強(qiáng)度比均聚物型的要高。由于結(jié)晶,PP的收縮率相當(dāng)高,一般為1.82.5%。并且收縮率的方向均勻性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加劑可以使收縮率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有優(yōu)良的抗吸濕性、抗酸堿腐蝕性、抗溶解性。然而,它對芳香烴(如苯)溶劑、氯化烴(四氯化碳)溶劑等沒有抵抗力。PP也不象PE那樣在高溫下仍具有抗氧化性。1.2 材料的參數(shù)PP 聚丙烯(純)的主要技術(shù)指標(biāo)密度 (kg/cm3):0.90-0.91比體積:v/(dm3kg-1):1.10-1.11吸水率(24h)wpc100:0.01-0

8、.3收縮率 s:1.0-3.0熔點(diǎn) t/C:170-176熱變形溫度 t/C0.46mpa 102-115抗拉屈服強(qiáng)度 w /mpa:67.5沖擊韌度dn/(kJ.m-2)無缺口 78硬度 HB:8.65 1.3 注射參數(shù)干燥處理:如果儲存適當(dāng)則不需要干燥處理。熔化溫度:220275,注意不要超過 275。模具溫度:4080,建議使用 50。結(jié)晶程度主要由模具溫度決定。注射壓力:可達(dá)到 1800bar。注射速度:通常,使用高速注塑可以使內(nèi)部壓力減小到最小。如果制品表面出現(xiàn)了缺陷,那么應(yīng)使用較高溫度下的低速注塑。流道和澆口:對于冷流道,典型的流道直徑范圍是 47mm。建議使用通體為圓形的注入口和

9、流道。所有類型的澆口都可以使用。典型的澆口直徑范圍是11.5mm,但也可以使用小到 0.7mm 的澆口。對于邊緣澆口,最小的澆口深度應(yīng)為壁厚的一半;最小的澆口寬度應(yīng)至少為壁厚的兩倍。PP 材料完全可以使用熱流道系統(tǒng)。成型時(shí)間:注射時(shí)間 20s60s 高壓時(shí)間 0s3s 冷卻時(shí)間 20s90s 總周期 50s160s1.4 塑件制作數(shù)據(jù)1.4.1 塑件的尺寸塑件尺寸的大小受制于以下因素:1 取決于用戶的使用要求。2 受制于塑件的流動(dòng)性。3 受制于塑料熔體在流動(dòng)充填過程中所受到的結(jié)構(gòu)阻力 根據(jù)日常需要取碗的碗口半徑為 65mm,碗底半徑為 30mm,碗高 65mm,碗壁厚 2mm。圖1.1 碗的實(shí)

10、體模型圖1.2 碗的工程圖圖1.3 分模圖壁厚檢測如圖圖 1.4 壁厚檢測圖 1.5 壁厚檢測拔模斜度檢測如圖圖 1.6 拔模斜度檢測1.4.2 塑件尺寸公差標(biāo)準(zhǔn)影響塑件尺寸精度的因素主要有:(1)塑料材料的收縮率及其波動(dòng)。(2)塑件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。(3)模具因素(含模具制造、模具磨損及壽命、模具的裝配、模具的合模及模具設(shè)計(jì)的不合理所可能帶來的形位誤差等)。(4)成型工藝因素(模塑成型的溫度 T、壓力 p、時(shí)間 t 及取向、結(jié)晶、成型后處理等)。(5)成型設(shè)備的控制精度等。(6)其中,塑件尺寸精度主要取決于塑料收縮率的波動(dòng)及模具制造誤差。題中沒有公差值,則我們按未注公差的尺寸許偏差計(jì)算。1.4

11、.3 塑件的表面質(zhì)量塑件的表面質(zhì)量包括塑件缺陷、表面光澤性與表面粗糙度,其與模塑成型工藝、塑料的品種、模具成型零件的表面粗糙度、模具的磨損程度等相關(guān)。模具型腔的表面粗糙度通常應(yīng)比塑件對應(yīng)部位的表面粗糙度在數(shù)值上要低1-2 級。1.5 確定注射機(jī)從節(jié)省材料的角度我們選擇一模一腔的澆注系統(tǒng)估算出制品體積 V=103cm3所需熔體 PP 塑料質(zhì)量 M= 94g制品的正面投影面積 S=2R2=26533mm2所需注射量 80%注射機(jī)最大注射量;注射壓力;鎖模壓力根據(jù)澆注系統(tǒng)尺寸先計(jì)算澆注系統(tǒng)的體積: mmVC310 V=103+10=113塑件凝料體積(cm3)V塑件 3113141.250.80.8

12、Vcm(2)注射壓力PP注成型 PP 塑料成型時(shí)的注射壓力P70 120MPa成型(3)鎖模力: PPF鎖模力式中 P模具型腔內(nèi)塑料熔體平均壓力(MPa);一般為注射壓力的0.30.65 倍。PP 塑料成型時(shí)的注射壓力,我們選擇P70 120MPa成型P=0.65120=80MPaP塑料成型時(shí)型腔壓力 80MPaF塑件在分型面上的投影面積(mm)F=26533mm=0.025633 mP 鎖模力=80*26533=2123=2.12KN100KN確定注射機(jī)型號 SZ-160/100(臥式)SZ-160/100(臥式)型注塑機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格如下表:表 1-1 注塑機(jī)的主要參數(shù)理論注射容積(cm)

13、160螺桿直徑(mm)40注射壓力(MPa)150注射速率(g/s)105塑化能力(g/s)45螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)0220鎖模力(kN)100拉桿有較距離(mm)345345移模行程(mm)325模具最大厚度(mm)300模具最小厚度(mm)200鎖模形式雙曲肘模具定位孔直徑(mm)100噴嘴球半徑(mm)SR15噴嘴口孔徑(mm)4模板尺寸(mm)2003152 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 分型面選擇如何確定分型面,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

14、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。選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則:1保證塑料制品能夠脫模 這是一個(gè)首要原則,因?yàn)槲覀冊O(shè)置分型面的目的,就是為了能夠順利從型腔中脫出制品。根據(jù)這個(gè)原則,分型面應(yīng)首選在塑料制品最大的輪廓線上,最好在一個(gè)平面上,而且此平面與開模方向垂直。分型的整個(gè)廓形應(yīng)呈縮小趨勢,不應(yīng)有影響脫模的凹凸形狀,以免影響脫模。 2使型腔深度最淺 模具型腔深度的大小對模具結(jié)構(gòu)與制造有如下三方面的影響: 目前模具型腔的加工多采用電火花成型加工,型腔越深加工時(shí)間越長,影響模具生產(chǎn)周期,同時(shí)增加生產(chǎn)成本。 模具型腔深度影響著模具的厚度。型腔越深,動(dòng)、定模越厚。一方面加工比

15、較困難;另一方面各種注射機(jī)對模具的最大厚度都有一定的限制,故型腔深度不宜過大。 型腔深度越深,在相同起模斜度時(shí),同一尺寸上下兩端實(shí)際尺寸差值越大,如圖2。若要控制規(guī)定的尺寸公差,就要減小脫模斜度,而導(dǎo)致塑件脫模困難。因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)盡可能使型腔深度最淺。3使塑件外形美觀,容易清理 盡管塑料模具配合非常精密,但塑件脫模后,在分型面的位置都會(huì)留有一圈毛邊,我們稱之為飛邊。即使這些毛邊脫模后立即割除,但仍會(huì)在塑件上留下痕跡,影響塑件外觀,故分型面應(yīng)避免設(shè)在塑件光滑表面上。4盡量避免側(cè)向抽芯塑料注射模具,應(yīng)盡可能避免采用側(cè)向抽芯,因?yàn)閭?cè)向抽芯模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜,并且直接影響塑件尺寸、配合的精度,且耗時(shí)耗

16、財(cái),制造成本顯著增加,故在萬不得己的情況下才能使用。5使分型面容易加工 分型面精度是整個(gè)模具精度的重要部分,力求平面度和動(dòng)、定模配合面的平行度在公差范圍內(nèi)。因此,分型面應(yīng)是平面且與脫模方向垂直,從而使加工精度得到保證。如選擇分型面是斜面或曲面,加工的難度增大,并且精度得不到保證,易造成溢料飛邊現(xiàn)象。6使側(cè)向抽芯盡量短 抽芯越短,斜抽移動(dòng)的距離越短,一方面能減少動(dòng)、定模的厚度,減少塑件尺寸誤差;另一方面有利于脫模,保證塑件制品精度 。7有利于排氣 對中、小型塑件因型腔較小,空氣量不多,可借助分型面的縫隙排氣。因此,選擇分型面時(shí)應(yīng)有利于排氣。按此原則,分型面應(yīng)設(shè)在注射時(shí)熔融塑料最后到達(dá)的位置,而且

17、不把型腔封閉。綜上所述,選擇注射模分型面影響的因素很多,總的要求是順利脫模,保證塑件技術(shù)要求,模具結(jié)構(gòu)簡單制造容易。當(dāng)選定一個(gè)分型面方案后,可能會(huì)存在某些缺點(diǎn),再針對存在的問題采取其他措施彌補(bǔ),以選擇接近理想的分型面。對于本塑件,圖示為最佳第一分型面。圖2.1 分型面2.2 澆口設(shè)計(jì)澆口的形式眾多,通常都有邊緣澆口、扇形澆口、平縫澆口、圓環(huán)澆口、輪輻澆口、點(diǎn)澆口、潛伏式澆口、護(hù)耳澆口、直澆口等。模具設(shè)計(jì)時(shí),澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格,初步試模后還需進(jìn)一步修改澆口尺寸,無論采用何種澆口,其開設(shè)位置對塑件成型性能及質(zhì)量影響很大,因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié),同時(shí)澆口位置的不同還

18、影響模具結(jié)構(gòu)??傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表,一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇,通常要考慮以下幾項(xiàng)原則:(1)盡量縮短流動(dòng)距離。(2)澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處。(3)必須盡量減少熔接痕。(4)應(yīng)有利于型腔中氣體排出。(5)考慮分子定向影響。(6)避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)。(7)澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。(8)注意對外觀質(zhì)量的影響根據(jù)澆口的成型要求及型腔的排列方式,聯(lián)系產(chǎn)品實(shí)際使用要求,本產(chǎn)品選用點(diǎn)澆口較為合適。圖2.2.1 注塑機(jī)噴嘴圖圖2.2.2澆注點(diǎn)2.3 流道設(shè)計(jì)流道是一端與注射機(jī)噴嘴相接觸,可看作是噴嘴的通道在模具中的延續(xù),另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動(dòng)通道。其設(shè)計(jì)要點(diǎn):主流道設(shè)計(jì)

19、成圓錐形,其錐角可取26,流道壁表面粗糙度取Ra=0.63m,且加工時(shí)應(yīng)沿道軸向拋光。主流道如端凹坑球面半徑R2比注射機(jī)的、噴嘴球半徑R1大12 mm;球面凹坑深度35mm;主流道始端入口直徑d比注射機(jī)的噴嘴孔直徑大0.51mm;一般d=2.55mm。取d=2mm主流道末端呈圓無須過渡,圓角半徑r=13mm。主流道長度L以小于60mm為佳,最長不宜超過95mm。主流道常開設(shè)在可拆卸的主流道襯套上;其材料常用T8A,熱處理淬火后硬度5357HRC。2.4 澆口套設(shè)計(jì)澆口套選用根據(jù)注射機(jī)噴嘴球半徑15mm,再根據(jù)書111頁點(diǎn)澆口的選擇條件,翻書查閱資料,得到澆口套如圖所示。圖2.4 澆口套2.5

20、冷料穴及拉料桿冷料穴是用來儲藏在注射間隔時(shí)期內(nèi)由于噴嘴部文都低而形成的所謂冷料渣,以及用它拉出在澆口內(nèi)的塑料。查手冊冷料穴及拉料桿的形式,選用冷料穴為圓扣形,應(yīng)用在脫模板脫模無冷料穴時(shí)的情況,冷料穴及拉料桿結(jié)合情況如圖。拉料桿動(dòng)模板冷料井定模座板圖 2.5 拉料桿3 排氣系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)的作用是將型腔中原有的空氣及成型過程中產(chǎn)生的氣體順利的排出,以免塑件產(chǎn)生氣泡,疏松等缺陷而影響成型及表面質(zhì)量。排氣槽的作用主要有兩點(diǎn)。一是在注射熔融物料時(shí),排除模腔內(nèi)的空氣;二是排除物料在加熱過程中產(chǎn)生的各種氣體。越是薄壁制品,越是遠(yuǎn)離澆口的部位,排氣槽的開設(shè)就顯得尤為重要。另外對

21、于小型件或精密零件也要重視排氣槽的開設(shè),因?yàn)樗四鼙苊庵破繁砻孀苽妥⑸淞坎蛔阃?,還可以消除制品的各種缺陷,減少模具污染等。那么,模腔的排氣怎樣才算充分呢?一般來說,若以最高的注射速率注射熔料,在制品上卻未留下焦斑,就可以認(rèn)為模腔內(nèi)的排氣是充分的。適當(dāng)?shù)亻_設(shè)排氣槽;可以大大降低注射壓力、注射時(shí)間。保壓時(shí)間以及鎖模壓力,使塑件成型由困難變?yōu)槿菀?,從而提高生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本,降低機(jī)器的能量消耗。其設(shè)計(jì) 往往主要靠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),通過試模與修模再加以完善,此模我們利用模具零部件的配合間隙及分型面自然排氣。排氣槽的設(shè)計(jì)原則:(1)排氣槽盡量開設(shè)在分型面;(2)排氣槽應(yīng)在型腔最后充滿的地方;(3)排氣槽

22、一般應(yīng)開設(shè)在分型面動(dòng)模一方;(4)排氣槽的槽深按表3-3選用為0.02mm;(5)排氣槽的式要預(yù)防溢料濺出傷人,最好不要面對操作者;3-1 排氣槽深度塑料名稱深度 h塑料名稱深度 h聚乙烯0.02聚酰胺0.01聚丙烯0.01-0.02聚碳酰脂0.01-0.03聚氯乙烯0.02聚甲醛0.01-0.03ABS0.03丙烯酸共聚物0.03由于此類事小產(chǎn)品排氣槽可以直接用分型面不必特別制作排氣槽3.2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)注塑模在塑料成型過程中如果橫溫過高,成型收縮率會(huì)變大、塑件變化也相應(yīng)增加,并且容易粘模,難以取出。為防止塑件脫模變形、縮短成型周期,注塑模一般都應(yīng)設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)裝置,以控制模溫。冷卻水孔開設(shè)

23、原則:(1)孔邊離型腔的距離一般保持在1525mm,太近則效率低,水孔直徑一般在8mm以上,根據(jù)模具大小決定;(2)孔管路應(yīng)暢通無阻;(3)水管接頭的位置應(yīng)盡可能放置在不影響操作的一側(cè);(4)冷卻水管最好不開設(shè)在型腔塑料熔接的地方以免影響塑件強(qiáng)度;因?yàn)楸舅芗募訜釡囟葘λ芗馁|(zhì)量影響較大,溫度過高易于分解(分解溫度250)、成型時(shí)要控制模溫在50-80 ,具體措施是布置冷卻水管,0C0C具體要求:1)冷卻水管直徑8mm;2)冷卻回路形式為直流循環(huán)式;3.1 冷卻系統(tǒng)4 脫模結(jié)構(gòu)4.1 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的總體原則(1)要求在開模過程中塑件留在動(dòng)模一側(cè),以便推出機(jī)構(gòu)盡量設(shè)在動(dòng)模一側(cè),從而簡化模具結(jié)構(gòu)。

24、(2)正確分析塑件對模具包緊力與粘附力的大小及分布,有針對性地選擇合理的推出裝置和推出位置,使脫模力的大小及分布與脫模阻力一致;推出力作用點(diǎn)應(yīng)靠近塑件對凸模包緊力最大的位置,同時(shí)也應(yīng)是塑件剛度與強(qiáng)度最大的位置;力的作用面盡可能大一些,以防止塑件在被推出過程中變形或損壞。(3)推出位置應(yīng)盡可能設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗庥^影響不大的部位,以力求良好的塑件外觀。(4)推出機(jī)構(gòu)應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單,動(dòng)作可靠(即:推出到位、能正確復(fù)位且不與其他零件相干涉,有足夠的強(qiáng)度與剛度),遠(yuǎn)動(dòng)靈活,制造及維修方便。(5)為了便于塑件從模具型腔中或從塑件中抽出型芯、在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮塑件內(nèi)外壁應(yīng)具有足夠的脫模斜度。表 4-1 各種材

25、料推薦脫模斜度材料脫模斜度聚乙烯、聚丙烯、軟聚氯乙烯- 30,01ABS、尼龍、聚甲醛、聚苯醚氯化聚醚-40,0130,硬氯乙烯、聚碳酸醋、聚砜、聚苯乙烯、有機(jī)玻璃-50,02熱固性塑料-20,01本塑件模具采用推件板推出機(jī)構(gòu)。模型本身就可以脫模。4.2 推件力的計(jì)算4.2.1 脫模力sincosfLhpQ式中:L凸模被包緊部分的斷面周長(cm) h被包緊部分的深度(cm) p由塑件收縮率產(chǎn)生的單位面積的正壓力,一般取7108 . 0 7102 . 1Pa f摩擦系數(shù),一般取0.1 脫模斜度。則: L=2*3.14*63=395.64mmh=63mmQ=395.64mm*63mm*10MPa(

26、0.1*cos0-sin0)=24925.3N5 底板設(shè)計(jì)5.1 凹模尺寸設(shè)計(jì)根據(jù)制件的特性,選用整體式凹模。凹模是成型塑件外形的模具零件,其工作尺寸屬包容尺寸,在使用過程中凹模的磨損會(huì)使包容尺寸逐漸增大。有關(guān)凹模的工作尺寸如下:5.1.1 凹模的徑向尺寸計(jì)算0.780.75-0.017511301/60.780)(131.690.130塑件外形公稱尺寸;K塑料的平均收縮率;塑件的尺寸公差;模具制造公差,取塑件相應(yīng)尺寸公差的 1316,取 1/6。查書得 k=(1.0+2.5)/2=0.0175。5.1.2 凹模的深度尺寸計(jì)算塑件高度方向公稱尺寸。 4 . 03/20175. 01706/14

27、 . 00)(96.7007. 005.2 凸模尺寸設(shè)計(jì)凸模是成型塑件的外形,其工作尺寸屬被包容尺寸,在使用過程中凸模的磨損會(huì)使包容尺寸逐漸減小。5.2.1 凸模的徑向尺寸計(jì)算塑件內(nèi)形徑向公稱尺寸7 . 075. 0)0175. 01 (12606/17 . 0-73.128012. 0-5.2.2 凸模的高度尺寸計(jì)算塑件深度方向的公稱尺寸。4 . 03/20175. 016306/14 . 0-)(37.64007. 0-5.3 剛度計(jì)算公式為41/31/311()0.31 ()32 apLapLsLEAEA式中 s-矩形型腔長邊側(cè)壁厚度 (mm) ;P-型腔所受壓力 (MPa) ;L-型腔

28、長邊長度 (mm) ;a-型腔側(cè)壁受壓高度 (mm) ;-型腔側(cè)壁全高度 (mm) ;1A-允許變形量 (mm) ,E-模具材料的彈性模量 (MPa) ;-模具材料的許用應(yīng)力 (MPa) ;由前面的計(jì)算與分析可知,型腔內(nèi)壁尺寸 L=130mm,取 a=63mm, 1A=70mm,P=80MPA,E=MPA=0.03/mm,經(jīng)計(jì)算整理52.1 10 得:型腔壁厚 =45.99mms5.4 型腔底板厚度計(jì)算剛度計(jì)算公式為:h=0.54L(PA/EL1P)1/3式中 p-型腔壓力 80(MPa) ; L1 是動(dòng)模墊板的長度 L1=221.98 mm 參照標(biāo)準(zhǔn)取 L1=250 mm A 為投影面積 A

29、=26533 mm2得 h=77mm圖 5.1 型腔結(jié)構(gòu)及受力狀況6 模架選擇6.1 模架選擇根據(jù)上面的分析得到型腔 B=130+45.992=221.98 底板厚度為 77 mm根據(jù)中小型模架的規(guī)格依照品種,長寬比例選用 250355 的模架A 板尺寸 A 板是定模型腔板,塑件高度為 70 mm,又考慮在模板上還要開設(shè)冷卻管道,還需留出足夠的距離,故 A 板厚度為 125mm。B 板尺寸 B 板根據(jù)底板厚度為 77 mm 參照標(biāo)準(zhǔn)選擇 80 mm。C 板(支承板)尺寸 支承板=推出行程+推板厚度+推桿固定板厚度+(510)mm=63+45+10+(510)=123128mm,初步選定 C 板

30、尺寸為 125mm。根據(jù)以上分析,計(jì)較和型腔尺寸位置尺寸可確定模架的結(jié)構(gòu)型式和規(guī)格,查表選用模架。 定模板厚度:A=125mm動(dòng)模板厚度:B=80mm 墊塊厚度:C=125mm 模具厚度:H=64+A+B+C=(64+125+80+125)=394mm選用 A1-250355-16-Z1 圖 6.1.1 模架圖 6.1.2 模具總裝圖7 導(dǎo)柱設(shè)計(jì)7.1 導(dǎo)柱在模具進(jìn)行裝配或成型時(shí),合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要用來保證動(dòng)模和定模兩大部分或模內(nèi)其他零件之間的準(zhǔn)確對合,確以保證塑料制件的形狀和尺寸精度,并避免模內(nèi)各零部件發(fā)生碰撞和干涉。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐定位兩種形式。本設(shè)計(jì)采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu),其結(jié)構(gòu)如

31、圖所示。圖7.1.1 導(dǎo)柱 導(dǎo)柱布局原則: 1) 、等徑不對稱; 2) 、不等直徑對稱分布; A、材料 20鋼 B、技術(shù)要求: a熱處理5055HRC,20鋼滲碳0.8mm 5660HRC; b倒角不大于145; c其它按GB/T 4169.41984; d. 長度為動(dòng)模型板A和墊板B 的厚度A+B=80 MM7.2 導(dǎo)套根據(jù)導(dǎo)柱長度及所選模架的動(dòng)模型板選擇導(dǎo)套,如圖。A、材料 T8A B、技術(shù)要求: a熱處理5055HRC,20鋼滲碳0.5-0.8mm 5660HRC; b倒角不大于145;圖7.2.1 導(dǎo)套7.3 推桿的選擇由模具的工作行程及所選模架的要求知所選的推桿長度A、材料 T8A;

32、B、技術(shù)要求:a工作端不允許倒錐; b工作端面不允許有中心孔;圖7.3.1 推桿8 材料選擇8.1 凹凸模材料的選擇本模具凹凸模采用鋁合金?,F(xiàn)今人們已經(jīng)改變了過去不愿意使用軟質(zhì)金屬鋁的觀念,因?yàn)殇X材料供貨商對其性能和使用性做了顯著的改進(jìn),鋁(第三代鋁,大約在1990年后投入使用)很多優(yōu)點(diǎn)的應(yīng)用日益增加,鋁熔點(diǎn)低,熱工作特性好(與鋼相比) ,良好的機(jī)加工性能;此外,易于回收再利用,相對較低的能量消耗,這些使得鋁這種材料在模具加工中廣泛應(yīng)用。第三代鋁合金的特性一點(diǎn)也不遜于塑料模具鋼:其有較低密度,足夠強(qiáng)度,良好的機(jī)加工性能,良好的熱傳導(dǎo)性,良好的耐腐性,易于得到,合理的價(jià)格體積比。9 注射機(jī)校核9

33、.1 注射量塑件體積:V=1033cm注射機(jī)理論注射容量:V理=1603cmVV理*80%=160*0.80=128,故符合要求。9.2 注射壓力所選注射機(jī)的須大于塑件所需的注射壓力,聚丙烯的注射壓力為70120MPa,注射機(jī)的注射壓力為104MPa,符合要求。注射壓力PP成型注9.3 鎖模力鎖模力是指注射機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)對模具所施加的最大夾緊力,當(dāng)高壓的塑料熔體充填模腔時(shí),會(huì)沿鎖模方向產(chǎn)生一個(gè)很大的脹型力。為此,注射機(jī)的額定鎖模力必須大于該脹型力,即: PPF鎖模力式中P模具型腔內(nèi)塑料熔體平均壓力(MPa) ;一般為注射壓力的0.30.65倍。PP塑料成型時(shí)的注射壓力,我們選擇P70 120MP

34、a成型P=0.65120=80MPaP塑料成型時(shí)型腔壓力80MPaF塑件在分型面上的投影面積(mm)F=26533mmP鎖模力=8026533=2123N=2.13KN100KN 符合條件。9.4 開模行程對雙分型面注射模,雙分型面模具最小開模行程HminH=H1+H2+A+C+(510)mm式中,H1塑件推出的最小距離 H2包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度 A-澆注系統(tǒng)凝料高度+10mm C-610mm 510mm-安全距離選用原則:注射機(jī)的動(dòng)模板最大行程SmaxHmin注射機(jī)的動(dòng)模板和定模板之間的最小間距Hmin 模具的最小厚度H0 H=63+125+10+65+(510)=268273mm所選

35、注塑機(jī)的移模行程為325mm273mm,滿足要求;結(jié)果:所選注射機(jī)滿足要求。10 小結(jié)經(jīng)過幾周的課程設(shè)計(jì),我基本上了解了模具設(shè)計(jì)的思想,并逐步樹立了正確的設(shè)計(jì)思想,并且根據(jù)設(shè)計(jì)思路完成了一套塑料碗的模具。剛開始做設(shè)計(jì)的時(shí)候感覺有點(diǎn)困難,不知該從何下手去做,有點(diǎn)茫然,通過看參考書上的設(shè)計(jì)步驟,漸漸曉得了整個(gè)設(shè)計(jì)過程,這確實(shí)是項(xiàng)很有挑戰(zhàn)性的工作,首先要對模具的結(jié)構(gòu)有很好的了解,并知道各部分的名稱及效用是啥子,這對于設(shè)計(jì)是非常重要的,如果連模具結(jié)構(gòu)都不清楚,那還談啥子設(shè)計(jì),根本完成不了的工作;再次要有很好的制圖能力,如果這項(xiàng)不行,那設(shè)計(jì)圖紙就無法很好的完成,其次要能熟練掌握CAD繪圖軟件,這是基本了

36、,整個(gè)圖形的繪制都要用它。通過設(shè)計(jì)我將所學(xué)的定見很好的運(yùn)用到中實(shí)踐來了,對于模具制造工藝、塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)等方面必要的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識有了進(jìn)一步的了解,這次設(shè)計(jì)我的收成很大,我很喜歡這次課程設(shè)計(jì)。參 考 文 獻(xiàn)1 楊占堯主編.塑料模具標(biāo)準(zhǔn)件及設(shè)計(jì)應(yīng)用手冊M. 北京: 化工業(yè)出版社,20082 張維合主編.注塑孫玲主模具設(shè)計(jì)實(shí)用教程M. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社,20073 編. 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)M. 北京: 清華大學(xué)出版社, 20084 洪慎章主編. 實(shí)用注塑成型及模具設(shè)計(jì)M .北京.機(jī)械工業(yè)出版社;20065 許洪斌 范澤興等塑料注射成型工藝及模具M(jìn)化學(xué)工業(yè)出版社6 許發(fā)樾主編.模具常用機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)M. 北京; 機(jī)械工業(yè)出版社20037 李海梅主編.注塑成型及模具設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù)M. 北京: 化工業(yè)出版社,2002

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