线圈骨架注塑模具结构设计

任 务 二 线 圈 骨 架 注 塑 模 具 结 构 设 计 项 目 四 侧 抽 芯 注 射 模 具 设 计 能 力 目 标知 识 目 标 能 根 据 给 出 的 塑 件 设 计 合 理 的 滑 块 和 斜 紧 块 ； 会 设 计 典 型 的 侧 抽 芯 注 塑 模 结 构 。 掌 握 抽 拔 力 和 中 心 距 的 计 算 ； 掌 握 斜 导 柱 侧 抽 芯 机 构 设 计 与 计 算 。 一 、 工 作 任 务零 件 名 称 ： 线 圈 骨 架设 计 要 求 生 产 批 量 ： 中 等 批 量 材 料 ： 增 强 聚 丙 烯 （ 0.6 ） 二 、 塑 件 工 艺 性 分 析 塑 件 工 艺 性 分 析 除 了 要 分 析 塑 料 的 成 型 性 能 和 塑件 的 尺 寸 、 精 度 、 表 面 质 量 以 外 ， 重 点 还 要 分 析 塑 件的 脱 模 斜 度 和 塑 件 壁 厚 情 况 。 脱 模 斜 度 值 越 大 ， 塑 件在 模 腔 中 越 容 易 脱 模 ， 塑 件 在 顶 出 时 的 变 形 越 小 。 在不 影 响 塑 件 的 功 能 和 使 用 的 前 提 下 ， 在 线 圈 骨 架 模 型上 相 对 高 度 较 大 的 竖 直 表 面 均 添 加 0.5 的 拔 模 斜 度特 征 。1、 塑 件 工 艺 性 分 析 2、 塑 件 的 原 材 料 分 析 塑 件 的 材 料 采 用 增 强 聚 丙 烯 ， 属 热 塑 性 塑 料 。 从 使 用性 能 上 看 ， 该 塑 料 具 有 刚 度 好 、 耐 水 、 耐 热 性 强 ， 其 介电 性 能 与 温 度 和 频 率 无 关 ， 是 理 想 的 绝 缘 材 料 ； 从 成 型性 能 上 看 ， 该 塑 料 吸 水 性 小 ， 方 向 性 明 显 ， 凝 固 速 度 较快 ， 易 产 生 内 应 力 。 因 此 ， 在 成 型 时 应 注 意 控 制 成 型 温度 ， 浇 注 系 统 应 缓 慢 散 热 ， 冷 却 速 度 不 宜 过 快 。 3、 塑 件 的 结 构 分 析 从 零 件 图 上 分 析 ， 该 零 件 总 体 形 状 为 长 方 形 ， 在宽 度 方 向 的 一 侧 有 两 个 高 度 为 8.5mm， R5mm的 两 个凸 耳 ， 在 两 个 高 度 为 12mm， 长 、 宽 分 别 为 17mm和14mm的 凸 台 上 ， 一 个 带 有 4.1 1.2mm的 凹 槽 （ 对 称分 布 ） ， 另 一 个 带 有 4 1mm的 凸 台 （ 对 称 分 布 ） 。因 此 ， 模 具 设 计 时 必 须 设 置 侧 向 分 型 抽 芯 机 构 ， 该 零件 属 于 中 等 复 杂 程 度 。 4、 尺 寸 精 度 分 析 该 零 件 重 要 尺 寸 如 ： 12.1mm、 12.1mm、 15.1mm、15.1mm、 15mm等 尺 寸 精 度 为 3级 ， 次 重 要 尺 寸 如 ：13.5 0.1mm、 17mm、 10.5 0.1mm、 14mm等 尺 寸 精度 为 45级 。 由 以 上 分 析 可 见 ， 该 零 件 的 尺 寸 精 度 中等 偏 上 ， 对 应 的 模 具 相 关 零 件 的 尺 寸 加 工 可 以 保 证 。 从 塑 件 的 壁 厚 上 来 看 ， 壁 厚 最 大 处 为 1.3mm， 最小 处 为 0.95mm， 壁 厚 差 为 0.35mm， 较 均 匀 ， 有 利 于零 件 的 成 型 。 5、 塑 件 的 表 面 质 量 分 析 该 零 件 的 表 面 除 要 求 没 有 缺 陷 、 毛 刺 ， 内 部 不 得有 导 电 杂 质 外 ， 没 有 特 别 的 表 面 质 量 要 求 ， 故 比 较 容易 实 现 。 综 合 分 析 可 以 看 出 ， 注 射 时 在 工 艺 参 数 控 制 得 较好 的 情 况 下 ， 零 件 的 成 型 要 求 可 以 得 到 保 证 。 三 、 塑 模 工 艺 规 程 编 制1、 计 算 塑 件 的 体 积 与 质 量 三 维 造 型 后 可 查 的 塑 件 的 体 积 为 ： 4087mm 根 据 设 计 手 册 可 查 得 增 强 聚 丙 烯 密 度 为 ： 1.04Kg/dm-5 塑 件 重 量 为 ： 4087 1.04 10-5 =4.25g 本 模 具 采 用 一 模 两 件 的 模 具 结 构 ， 考 虑 其 外 形 尺 寸 、 注射 时 所 需 压 力 和 工 厂 现 有 设 备 等 情 况 ， 初 选 注 射 机 型 号 为XS-Z-60。 2、 塑 件 注 射 工 艺 参 数 的 确 定 查 表 和 参 考 工 厂 实 际 应 用 的 情 况 ， 增 强 聚 丙 烯 的 成 型 工 艺参 数 可 作 如 下 选 择 。 试 模 时 ， 可 根 据 实 际 情 况 作 适 当 调 整 。 注 射 温 度 ： 包 括 料 筒 温 度 和 喷 嘴 温 度 。 料 筒 温 度 ： 后 段 温 度 t1选 用 220 ； 中 段 温 度 t2选 用 240 ； 前 段 温 度 t3选 用 260 ； 喷 嘴 温 度 ： 选 用 220 ； 注 射 压 力 ： 选 用 100MPa； 注 射 时 间 ： 选 用 30s； 保 压 ： 选 用 72MPa； 保 压 时 间 ： 选 用 10s； 冷 却 时 间 ： 选 用 30s。 三 、 注 射 模 的 结 构 设 计 该 塑 件 为 机 内 骨 架 ， 表 面 质 量 无 特 殊 要 求 ， 但 在 绕 线 的 过程 中 上 端 面 与 工 人 的 手 指 接 触 较 多 ， 因 此 上 端 面 最 好 自 然 形 成圆 角 。 此 外 ， 该 零 件 高 度 为 12mm， 且 垂 直 于 轴 线 的 截 面 形 状 比较 简 单 和 规 范 ， 选 择 如 图 所 示 的 水 平 分 型 方 式 既 可 降 低 模 具 的复 杂 程 度 ， 减 少 模 具 加 工 难 度 又 便 于 成 型 后 出 件 。1、 分 模 面 的 选 择 一 模 两 件 平 衡 式 型 腔 布 局 ： 如 图 所 示 ， 此 种 布 局方 便 设 置 侧 向 分 型 与 侧 抽 芯 机 构 ， 模 具 结 构 紧 凑 ， 模具 大 小 适 中 ， 虽 然 料 流 长 度 较 长 ， 但 塑 件 尺 寸 较 小 ，不 会 对 成 型 造 成 影 响 。2、 型 腔 数 目 的 确 定 及 型 腔 的 排 列 根 据 设 计 手 册 查 得 XS-Z-60 型 注 射 机 喷 嘴 的 有 关 尺 寸 ：喷 嘴 前 端 孔 径 ： d0=4mm；喷 嘴 前 端 球 面 半 径 ： R0=12mm；根 据 模 具 主 流 道 与 喷 嘴 的 关 系 ： R=R0+（ 12） mm d=d0+（ 0.51） mm取 主 流 道 球 面 半 径 R=13mm；取 主 流 道 的 小 端 直 径 d= 4.5mm。3、 浇 注 系 统 设 计（ 1） 主 流 道 设 计 （ 2） 分 流 道 设 计 分 流 道 的 形 状 及 尺 寸 ， 应 根 据 塑 件 的 体 积 、 壁 厚 、 形状 的 复 杂 程 度 、 注 射 速 率 、 分 流 道 长 度 等 因 素 来 确 定 。本 塑 件 的 形 状 不 算 复 杂 ， 熔 料 填 充 型 腔 比 较 容 易 。 根 据型 腔 的 排 列 方 式 可 知 分 流 道 的 长 度 较 短 ， 为 了 便 于 加 工起 见 ， 本 模 具 选 用 截 面 形 状 为 R4的 半 圆 形 分 流 道 。 根 据 塑 件 的 成 型 要 求 及 型 腔 的 排 列 方 式 ， 本 模 具 选用 侧 浇 口 较 为 理 想 。 设 计 时 考 虑 选 择 从 壁 厚 为 1.3mm处 进 料 ， 料 由 厚 处往 薄 处 流 ， 而 且 在 模 具 结 构 上 采 取 镶 拼 式 型 腔 、 型 芯 ，有 利 于 填 充 、 排 气 。 故 本 模 具 采 用 截 面 为 矩 形 的 侧 浇 口 ，尺 寸 为 1 0.8 0.6mm， （ 查 相 关 设 计 手 册 ， 试 模 时 修正 ） 。 （ 3） 浇 口 设 计 4、 抽 芯 机 构 设 计 本 例 的 塑 件 侧 壁 各 有 一 对 凹 槽 和 小 凸 台 ， 它 们 均 垂直 于 脱 模 方 向 ， 阻 碍 成 型 后 塑 件 从 模 具 脱 出 。 因 此 成 型小 凹 槽 或 小 凸 台 的 零 件 必 须 做 成 活 动 的 型 芯 ， 即 须 设 置抽 芯 机 构 。 本 模 具 采 用 斜 导 柱 抽 芯 机 构 。 （ 1） 确 定 抽 芯 距 抽 芯 距 一 般 应 大 于 成 型 孔 （ 或 凸 台 ） 的 深 度 ， 本 例中 塑 件 孔 壁 H1、 凸 台 高 度 H2相 等 ， 均 为 ： H1=H2=（ 14-12.1） /2=0.95mm（ 取 尺 寸 中 值 计 算 ） 另 加 35mm的 抽 芯 安 全 系 数 ， 可 取 抽 芯 距 S抽=4.9mm。 （ 2） 确 定 倾 斜 角 斜 导 柱 的 倾 斜 角 a是 斜 抽 芯 机 构 的 主 要 技 术 数据 之 一 ， 它 与 抽 拔 力 以 及 抽 芯 有 直 接 关 系 ， 一 般取 a=15 25 ， 本 例 选 取 a=20 。 （ 3） 确 定 斜 导 柱 尺 寸 斜 导 柱 的 直 径 取 决 于 抽 拔 力 及 其 倾 斜 角 度 ， 可 按 设计 资 料 的 有 关 公 式 进 行 计 算 ， 本 例 经 验 估 值 ， 去 斜 导 柱的 直 径 d=14mm。 斜 导 柱 的 长 度 根 据 抽 芯 距 、 固 定 端 模 板 的 厚 度 、 斜导 柱 直 径 及 斜 角 大 小 确 定 。 根 据 公 式 ： L=l1+l2+l3+l4可 计 算 斜 导 柱 工 作 长 度 。 由于 上 模 座 板 和 型 芯 固 定 板 尺 寸 尚 不 确 定 ， 即 h 0不 确 定 ，故 暂 选 h0=25mm。 如 后 该 设 计 中 h0有 变 化 ， 则 就 修 正 L的长 度 ， 取 D=20mm， 所 以 根 据 公 式 计 算 ， 取 L=55mm。 （ 4） 滑 块 与 导 滑 槽 设 计 1） 滑 块 与 侧 型 芯 （ 孔 ） 的 连 接 方 式 设 计 本 例 中 侧 向 抽 芯 机 构 主 要 是 用 于 成 型 零 件 的 侧 向 孔和 侧 向 凸 台 ， 其 尺 寸 分 别 为 4.2 1.6 1.3mm和3.9 0.9 0.9mm， 拟 采 用 组 合 式 结 构 。 由 于 侧 向 孔 和侧 向 凸 台 的 尺 寸 较 小 ， 考 虑 到 型 芯 强 度 和 装 配 问 题 ， 拟采 用 如 图 所 示 的 结 构 形 式 。 2） 滑 块 的 导 滑 方 式 本 例 中 为 使 模 具 结 构 紧 凑 ， 降 低 模 具 装 配 复 杂 程 度 ，拟 采 用 整 体 式 滑 块 和 整 体 式 导 向 槽 的 形 式 ， 如 图 所 示 。 3） 滑 块 的 导 滑 长 度 和 定 位 装 置 设 计 本 例 中 由 于 侧 抽 芯 距 较 短 ， 故 导 滑 长 度 只 要 符 合 滑块 在 开 模 时 的 定 位 要 求 即 可 。 滑 块 在 定 位 装 置 采 用 弹 簧与 台 阶 的 组 合 形 式 。 修 改 滑 块 ， 使 之 与 侧 抽 芯 配 合 。 增 加 弹 簧 ， 并 在 滑 块 中 挖 出 槽 。 增 加 螺 钉 ， 限 制 滑 块 滑 动 位 置 。 5、 成 型 零 件 结 构 设 计 （ 1） 型 腔 设 计 由 于 塑 件 采 用 的 是 平 面 分 型 ， 为 了 便 于 加 工 ， 因此 型 腔 采 用 整 体 嵌 入 式 结 构 。 （ 2） 型 芯 设 计 型 芯 机 构 设 计 采 用 组 合 式 ， 可 节 省 贵 重 的 模 具 钢 ，减 少 加 工 工 作 量 。 （ 3） 型 芯 的 处 理 型 芯镶 块 1 镶 块 2侧 型 芯 1 侧 型 芯 2 四 、 选 择 标 准 模 架 综 合 考 虑 本 塑 件 采 用 一 模 两 腔 平 衡 布 置 、 侧 浇 口 一 次分 型 结 构 、 型 腔 的 壁 厚 要 求 、 塑 件 尺 寸 大 小 、 侧 向 抽 芯 机构 、 冷 却 水 道 的 布 置 等 多 项 因 素 ， 选 取 模 架 型 号 ：lkm_side_gate， 尺 寸 为 230 300。 修 改 相 关 板 1、 修 改 A板 为 斜 导 柱 做 出 让 孔 ， 挖 出 型 腔 孔 。 2、 修 改 B板 挖 出 型 腔 孔 。 五 、 冷 却 系 统 设 计 采 用 冷 却 水 冷 却 ， 型 腔 冷 却 水 道 采 用 环 绕 型 腔 布 置 的 两 层式 冷 却 回 路 ； 水 道 开 设 时 注 意 避 开 安 装 在 定 模 上 的 小 型 芯 及 侧向 抽 芯 滑 块 。 六 、 注 塑 机 有 关 参 数 的 校 核 1、 模 具 闭 合 高 度 的 确 定 模 具 各 模 板 尺 寸 如 下 ： 定 模 座 板 ： H1=25mm， 定 模 扳 ： H2=25mm， 动 模 板 ： H5=40mm，动 模 垫 板 ： H4=25mm， 支 撑 板 ： H6=50mm， 动 模 座 板 ： H6=25mm。 因 而 模 具 的 闭 合 高 度 ： H=H 1+H2+H3+H4+H5+H6=25+25+40+25+50+25=190mm 在 设 计 过 程 中 ， 若 实 际 的 模 具 闭 合 高 度 超 过 了 初 选 值 ， 则要 对 相 关 零 件 的 高 度 尺 寸 作 适 当 调 整 ， 否 则 应 更 换 注 射 机 型 号 。 2、 模 具 参 数 的 校 核 根 据 初 步 排 样 预 算 ， 本 模 具 的 外 形 尺 寸 大 致 为280 190 190（ mm） 。 而 XS-Z-60型 注 射 机 模 板 最 大 安 装 尺寸 为 350 280， 故 能 满 足 模 具 的 安 装 要 求 。 由 上 述 初 步 估 算 模 具 的 闭 合 高 度 H=190mm， 经 查 手 册 得 知XS-Z-60型 注 射 机 所 允 许 模 具 的 最 小 厚 度 Hmin=70mm， 最 大 厚度 Hmax=200mm， 即 模 具 满 足 ： HminHHmax的 安 装 条 件 。 经 查 资 料 知 XS-Z-60型 注 射 机 的 最 大 开 模 行 程 S=180mm， 满足 SH1+H2+（ 510） mm=10+12+10=32mm的 出 件 要 求 。 此 外 ， 由 于 侧 分 型 抽 芯 距 较 短 ， 不 会 过 大 增 加 开 模 距 离 ，注 射 机 的 开 模 行 程 足 够 。 根 据 上 述 几 方 面 的 验 证 ， XS-Z-60型 注 射 机 能 满 足 本 模 具压 制 塑 件 时 所 需 的 一 切 要 求 ， 故 可 采 用 。 七 、 绘 制 装 配 图 谢 谢 ！