洗涤液压盖注塑模具设计【附赠CAD图纸】

附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 摘 要 该设计介绍了成型带有弯管结构的压盖的注塑模具 开模动作以一种弧形轨迹的 方式进行抽芯是这副模具的特点 此处设置了以摆板和横梁组成的摆框 由导板 滑销 实现的弧形抽芯机构 塑料制品另一个要处理好的部位是螺纹 螺纹的脱模采取二次脱 模方式 先抽型芯杆 后由推板强行推出 在制品滴嘴对称的部位设置潜伏式浇口 弧 芯两边对称受力 便于熔料合理流动和排气 关键词 螺纹 弧形抽芯 分型脱模 注射模 Abstract This design introduced takes shape has the elbow piece to pull out the core organization the gland to cast the mold Opened the mold movement to carry on by one arching trajectory way pulls out the core is this vice mold characteristic here establishes by has suspended the board and the crossbeam composition pendulum frame by restricting plate the sear slide realized the arc to pull out the core organization Plastic product another must process the spot is the thread the thread drawing of patterns adopts two times of drawing of patterns ways the pulling out core pole latter forcefully promotes first by the push pedal The goods in process drip nozzle symmetrical spot establishes the ambush type runner arches the core two side symmetrical stress is advantageous for the melt material reasonably to flow with the exhaust Keywords thread core pulling step by step parting demoulding injection mould 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 1 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 2 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 3 目 录 前言 1 第一章 塑件分析和设计 3 第 1 1 节 原材料的选择 3 第 1 2 节 制品原材料的介绍 4 第 1 3 节 产品结构分析 6 第二章 注塑机的选择 7 第 2 1 节 注塑机的选择 7 第 2 2 节 注塑机有关工艺参数的校核 9 第三章 方案论证 10 第四章 浇注系统设计 11 第 4 2 节 慨述 11 第 4 2 节 流道的设计 11 第 4 3 节 浇口的设计 12 第五章 分型面和排气槽的设计 13 第 5 1 节 分型面设计 13 第 5 2 节 排气槽的设计 14 第六章 成型零件的设计 14 第 6 1 节 概述 14 第 6 2 节 成型零件的结构设计 15 第 6 3 节 成型零件的工作尺寸计算 16 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 4 第 6 4 节 型芯的侧壁厚的设计 18 第七章 塑件抽芯机构和脱模机构的设计 19 第 7 1 节 概述 19 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 第 7 2 节 抽芯机构设计 20 第八章 合模导向机构的设计 20 第 8 1 节 引言 20 第 8 2 节 导柱的设计要点 20 第九章 模温调节系统的设计 21 第 9 1 节 模具温度设计原则 21 第 9 2 节 冷却系统设计原则 22 第 9 3 节 温度调节系统的设计 22 第十章 结论 致谢 26 参考文献 28 外文翻译 29 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 1 前 言 材料只有通过成型才能具有使用价值的各种制品 以上的金属制品 含 半成品 95 以上的塑料制品时通过模具 包括压延辊筒 来成型的 模具时工业生产的重要装备 它被用来成型具有一定形状和尺寸的各种制品 在各种材料加工工业中广泛地使用着各种模具 如金属制品成型的压铸模 锻压模 浇铸模 非金属制品成型的玻璃模 陶瓷模 塑料模等 每种材料成型模具按成型 方法不同又分为若干种类型 采用模具生产制件具有生产效率高 质量好 切削少 节约能源和原材料 成 本低等一系列优点 模具成型已经成为当代工业生产的重要手段 成为多种成型工 艺中最具潜力的发展方向 模具是机械 电子等行业的基础工业 它对国民经济和 社会的发展起着越来越大的作用 一个国家模具生产能力的强弱 水平的高低 直接影响着许多工业部门的新产 品开发和老产品更新换代 影响着产品质量和经济效益的提高 我国未了优先发展 模具工业 制定了一系列优惠政策 并把它放在国民经济发展十分重要的战略地位 模具使用时要求高效率 自动化 操作简便 因而当塑件的批量较大时 应尽 量减少开模取制件过程中的手工操作 为此常采用自动脱模 自动侧抽芯等高效率 自动化的模具 在全自动生产时还要保证制品脱出是能自动坠落或能用机械手取出 模具制造要求模具零件的加工工艺性能好 选材合理 制造容易 成本低廉 除简易模具外一般来说制模费用是十分昂贵的 一副优良的注塑模具可生产百万件 以上的制品 压制模具一般也能生产制品约 25 万件 因此当塑件批量不大时 分摊 在每一个塑件上的模具费会很高 这时应尽可能地采取简单 合理 价廉的模具 应特别强调塑料制品质量与模具之间的关系 模具的形状 尺寸精度 表面粗 糙度 分型面位置 脱模方式对塑件的尺寸精度 形位精度 外观质量影响很大 模具的控温方式 进浇点 排气槽位置等塑件的结晶 取向等凝聚态结构及由他们 决定的物理力学性能 残余内应力 光学 电学性能 以及气泡 凹陷 烧焦 冷 疤 银纹等各种制品缺陷有重要关系 塑料制品生产中先进合理的成型工艺 高效的设备 先进的模具是必不可少的 重要因素 塑料模具对实现塑料成型工艺要求和塑件使用要求起着十分重要的作用 任何塑件的生产的更新换代都是以模具的制造和更新为前提的 由于目前工业和民 用塑件的产量猛增 质量要求越来越高 因而导致了塑料模具研究 设计和制造技 术的迅猛发展 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 2 在新世纪来到之际 我国模具工业的发展将面临新的机遇和挑战 回顾以往 展望 未来 我们满怀信心期待模具技术在 十五 期间有更快的发展 实施标准化 专 业化推动了我国塑料模具加工工业的发展 并将继续为我国塑料模具生产企业提高 技术水平 增强竞争实力 加快融入国际大市场的步伐提供必要的技术保障 作为 新世纪的大学生 我一定要学好模具的专业知识 用心做好每一个模具设计 努力 为国家的模具事业作出我的一点贡献 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 3 第一章 塑件分析和设计 第 1 1 节 原材料的选择 注射塑料制品的选材要求主要取决于使用要求 为达到均衡选材还需考虑材料 的注射工艺性和模具的结构工艺性 1 1 1 选材依据 1 塑料件所需性能 使用要求 使用要求是一个综合性的问题 这里我们设计的塑料制件是割纸刀刀柄 属一 般的室内用塑料件 对耐候性要求不高 需要有一定的刚度 并对制品表面的粗糙 度也有一定要求 已确定采用注射模塑成型 对原材料性能的最低要求如表 1 1 2 几种塑料性能比较 见上表 1 2 表 1 1 原材料性能项目的最低数值清单 抗压强度 50 MPa 弯曲模量 900 MPa 热变形温度 80 带缺口悬臂冲击强度 2 kJ m2 断裂伸长率 5 表 1 2 几种塑料的性能比较 材料 名称 密度 g cm 3 强度极限 b kg mm2 比强度 b 弹性模量 E kg mm2 比刚度 E 价格 元 吨 PE 0 96 39 5 41 2 1078 7 1123 7 6600 PP 0 90 32 3 35 9 1274 8 1416 4 7450 PS 1 06 48 6 45 9 3137 9 2905 8 7850 ABS 1 05 48 0 45 1 2059 3 1961 2 10100 POM 1 41 60 4 42 8 2745 7 1947 3 15000 PA 6 1 13 81 0 71 7 2745 7 2418 31 16900 PA 66 1 14 78 3 68 6 1274 8 1118 2 18900 PC 1 20 61 8 51 5 2353 4 1961 1 20100 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 4 3 塑料材料性能排序 见下表 1 3 表 1 3 几种常用塑料的使用性能排序 序号 性能 说 明 塑料代号排序 1 强度刚度 高 低 PA POM PSU PET EP ABS PS PVC PMMA PP PE 2 耐磨减磨 好 差 PA PAR PP PBT PC FEP POM ABSPVC PS PMMA PSU 3 耐化学性 好 可 PCTFEF3 PEEK PPS PTFE PPSU PPO ABS HDPE PB PA PC 4 耐热性 高 低 PTFE EP PSU PC PP PE POM PMMA ABS PS PVC 5 尺寸稳定 性 精 粗 PENTON PVC PSF PS PMMA ABS PC PA PSU PPO PP PE 6 抗老化性 强 弱 FEP F46 PTFE UEMWPE PEEK PMMA PAR PBT PC POM 7 阻燃性 好 差 PTFE PVC PI PPO PC PVF PEC EP PMMA PE PP 8 电性能 低 高 PTFE PE PVC PET PMMA PI PBT PPS PA TTE PPP 9 透明性 好 劣 PMMA PS PC PCTFEF3 PA PA 1010 10 耐折叠性 好 差 PP PE PVC PPC PS ABS 按选材经验和推荐使用情况综合考虑使用要求 选取合适的材料 其中还须考 虑经济成本和材料来源 制品为塑料洗浴液压盖 属一般的室内用塑料件 对耐候 性要求不高需要有一定的刚度 并对制品表面的粗糙度也有一定要求 在这个设计 中所要求的原材料是 PP 第1 2节 制品原材料的介绍 1 2 1 PP 的性能 相对密度小 塑料中最轻的 强度 刚性 耐热性均优于低压聚乙烯 可在 100 左右使用 具有优良的耐腐蚀性 耐疲劳性好 耐水耐药品 良好的高频绝缘 性 不受湿度影响 折弯性好 但低温变脆 不耐磨 易光老化 PP 属结晶性材料 吸湿性小 可能发生熔融破裂 长期与热金属接触会发生分解 其流动性极好 溢 边值 0 03mm 左右 冷却速度快 浇注系统及冷却系统应散热适度 成型收缩范围大 收缩率大 易发生缩孔 凹痕 变形 取向性强 成型加工时注意控制成型温度 料温低取向性明显 尤其是在低温高压时更明显 模具温度低于 50 以下塑件无光 泽 易产生溶接痕 流痕 90 以上时易发生翘曲 变形 塑件应壁厚均匀 避免 缺口 以防止应力集中 其主要性能见表 1 4 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 5 1 2 2 PP 的主要用途 表 1 4 聚丙烯 PP 部分性能 密 度 0 88 0 9 1 拉伸强度 MPa 30 39 收缩率 1 0 3 0 拉伸弹性模量 GPa 1 1 1 6 熔 点 164 1 70 弯曲强度 M Pa 42 67 弯曲弹性 GPa 1 45 物 理 性 能 热变形温度 105 11 6 压缩强度 MPa 39 56 模具温度 40 60 缺口冲击强度 KJ 3 5 4 8 喷嘴温度 190 22 0 力 学 性 能 硬度 HR95 105 中段温度 220 24 0 后段温度 180 21 0 体积电阻率 10 注射压力 MPa 40 80 介电常数 10Hz2 0 2 6 塑化形式 螺杆式 柱塞 式 工 艺 参 数 喷嘴形式 通用式 电 性 能 击穿电压 kv mm 20 26 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 6 PP 的用途很广 可以用来制作汽车发动机周围需要耐热的部件 需要煮沸消毒 和高压杀菌的医疗机械和餐具等 还可以用来制作需抗弯曲疲劳的汽车的车轴踏板 文件类的封面 封盖及各种容器等 PP 广泛用于制作化工管道 各种贮槽和压滤机 框架等 还可用来生产纤维 单丝 扁丝等强力制品和管道 扁丝可以制成编织薄 以 用作包装材料等等 第 1 3 节 产品结构分析 1 3 1 塑件的结构及尺寸精度的确定 塑料制品的尺寸精度与塑料制品品种有关 根据各种塑料收缩率不同 可将各 种塑料的公差等级分为高精度 一般精度和低精度 对于塑料制品技术要求和尺寸 精度尽量降低 采用一般精度 PP塑件一般精度为MT4 未注公差尺寸为MT6 塑件如图 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 7 1 3 2 表面质量 塑件表面质量包括表面粗糙度和表观缺陷状况 缺料 溢料 凹陷 熔接痕 银纹 浇口处发浑 翘曲 粘膜和粘流道等 如果不考虑表观缺陷状况 则制品的 表面质量主要取决于表面粗糙度 一般而言 原材料的质量 工人操作水平及模具 型腔的表面粗糙度等因素 均对制品的表面粗糙度有影响 其中模腔的表面粗糙度 影响最大 制品要求的表面粗糙度数值越小 模腔表面越光滑 加工模具时的研磨 抛光要求也越高 模具制造的难度也越大 因此 治贫表面的粗糙度应视情况而定 除了考虑使用要求外 还须考虑美观 模塑制品的表面粗糙度通常为 Ra0 02 1 28 这里取 Ra0 8 模腔表面粗糙度数值为制品的 1 2 即 Ra0 01 0 64 这里m m 取 Ra0 2 第二章 注射机的选择 第 2 1 节 注塑机的选择 注塑成型机类型和规格很多 卧式注塑机是目前使用最广泛的注塑成型机 其 注塑柱塞或螺杆与模板的合模运动均沿水平方向装设 并且多数在一条直线上 其 优点是机体较低 容易操纵和加料 制件推出模具后可自动坠落 故易实现全自动 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 8 化操作 机床重心较低安装稳定 一般大中型注塑机均采用这种形式 此处就采用 卧式螺杆式注塑机 模具设计时需要考虑注射机技术的规范有 最大注射量 最大注射压力 最大 锁模力 模具安装尺寸和开模行程等 由于同一规格的注射机 生产厂家不同 技 术规格也有所不同 所以设计时最好查阅注射机生产厂家提供的注射机使用说明书 上标明 的技术规格 制品的质量为 q 7 5g 原材料是 PP 密度是 0 9g 3cm 型腔个数为 4 则最大的注射量 M 30g分M 5 74 初选注射机为 震德塑料机械厂生产的 S 系列高速精密直压注塑机型号为 CJH55S 最大的注射量为 74 9g 1 注塑机的主要的运行参数如表 2 1 表 2 1 注塑机的各种参数 锁模系统 锁模力 KN 550 导柱内距 mm mm 365 365 开模行距 mm 410 模板最大距离 mm 620 容模量 mm 210 顶出行程 mm 130 顶出力 KN 34 3 射胶系统 射胶机构 231 螺丝直径 mm 26 螺丝最大距离 26 2 1 理论注射容积 cm3 79 6 g 74 9实际注射量 oz 2 6 射胶压力 Mpa 289 9 螺丝行程 mm 150 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 9 螺丝转速 r p m 365 注射速度 mm s 173 动力 电热 油压系统压力 MPa 17 5 油泵马达 kW 15 电热量 kW 5 5 温度控制区数 4 其他 油箱容量 lit 400 机械外形尺寸 L W H m 3 87 1 4 1 5 机重 kg 3240 2 注射机的模板尺寸如图 2 2 第 2 2 节 注射机有关工艺参数的校核 2 2 1 型腔数的校核 注塑机的最大的注塑量按国际惯例是指注塑在常温下密度为 的普 3 05 1cmgS 通聚苯乙烯的对空注射量 实际的注射量 取机器的最大注塑量的 85 SM 图 3 2 注射机的模板尺寸 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 10 实际注射量 为理论的最大的注射量SM 85 对于其它的非聚苯乙烯的塑料 其最大的注塑量为 SS 0 33 9 0 05 1cmgcg S 57 4 748 850 4 个 2 1 个26 74 qMn 所以 注射机的最大注射量是合格的 型腔个数的选择也是可行的 2 2 2 锁模力的校核 选用注塑机的锁模力必须大于型腔压力产生的开模力 否则模具分型面会在注射 压力下分开而产生溢料 对于螺杆式注射机压力损失较小 所以型腔压力较大 锁 模力和成型面积的关系由下式确定 2 2 2 SP 腔锁 式中 锁模力 N 锁P 型腔压力 一般为 40 50MP 这里取 50MP 腔 腔P S 浇道 进料口和塑件的投影面积 经过计算 制品的投影面积 2146 3cmS 主流道的投影面积 270 分流道的投影面积 23 总面积 2194cSS 所以 理论的需要的压力 KNPF 109 45046 腔 而实际注塑机的锁模力为 550KN 锁P 因为 F 所以注塑机的锁模力是合格的 锁 2 2 3 开模行程的校核 注射机的开模行程是有限制的 取出制件所需要的开模距离必须小于注塑机的 最大开模行程 因为我所选择的注塑机是全液压式锁模机构 所以校核开模行程应 按注塑机最大开模行程与模具厚度等有关数据进行校核 我设计的模具是单分型面 的 所以校核的公式是 2 3 m HSmk 10521 注塑机模板间的最大开距 mm 模具的厚度 mmmH 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 11 H1 塑件脱模 推出距离 距离 mm H2 塑件高度 包括浇注系统在内 mm 根据装配图可以的到 221 2mm 19 2mm mmmH 12 H 所以 mm 4 26 921021 而注塑机的最大开距 480mmkS 所以注塑机的开模行程是合格的 第三章 方案论证 在塑件上凡是脱出方向和开模方向不同的侧孔或侧凹除少数浅侧凹外 都需要 进行侧向抽芯或侧向分型方能将塑件顺利脱出 因此产品需要有一个长达 75mm 的侧 抽芯机构 采用何种侧向分型抽芯机构是一个很重要的问题 手动侧向分型抽芯机构抽出机构操作不方便 工人劳动强度大 生产效率较低 抽拔力有限 这里不适合 液压 气压 侧向分型抽芯机构的特点是抽拔距离长 抽拔力大 动作灵活 不受开模过程限制 常在大型注射模具中使用 但缺点是液压或气动装置成本较高 机动侧抽芯机构虽然结构比较复杂 但分型与抽芯无需手工操作 生产效率高 经济性好 动作可靠 实用性强 其主要形式有 弹簧分型抽芯 斜销分型抽芯 弯销分型抽芯 斜滑块分型抽芯 齿轮齿条抽芯等 为了提高经济性 我们采用机 动侧向抽芯 在这里 由于产品的特殊结构 弯管 所以毫无疑问地将采取弯销分型抽芯 第四章 浇注系统设计 第 4 1 节 概述 浇注系统设计是注射模具设计中最重要的问题之一 浇注系统是引导塑料熔体 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 12 从注塑机喷嘴到模具型腔为止的一种完整的输送通道 它具有传质 传压和传热的 功能 对塑件的质量具有决定性的影响 它的设计合理与否 影响着模具的整体结 构及其工艺操作的难易程度 浇注系统的作用是将塑料熔体顺利地充满模腔深处 以获得外形轮廓清晰 内在质量优良的塑料制件 因此要求充模过程快而有序 压 力损失小热量散失少 排气条件好 浇注系统凝料易于制品分离或切除 一般浇注 系统都由四个部分组成的 主流道 分流道 浇口 冷料井 第 4 2 节 流道的设计 4 2 1 主流道和主流道衬套的设计 主流道通常位于模具中心塑料熔体入口处 其形状为圆锥型 便于塑料熔体按 序顺利地向前流动 主流道的尺寸直接影响熔体的流动速度和充模时间 甚至影响 塑件的内在的质量 本设计中主流道和主流道衬套的尺寸如图 图 4 1 主流道衬套示意图 主流道衬套的材料为 45 钢 主流道内表面的粗糙度为 1 6 主流道衬套外表面 的粗糙度为 0 8 4 2 2 分流道的设计 分流道是主流道与浇口之间的通道 1 分流道的截面形状 在本设计中采用的是 U 形断面分流道 这种流道只切削加工在一个模板上 节省机械加工费用 且热量损失和阻力损失均不大 其深度 h 5 4R 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 13 2 分流道的截面 尺寸如图 图中 h 3 4mm 角度选 10 B 5mm 图 4 2 分流道的截面 第 4 3 节 浇口的设计 浇口直接与塑件相连 把塑料熔体引入型腔 浇口是浇注系统的关键的部位 浇口的形状和尺寸对塑件质量影响很大 浇口在大多数情况下是整个断面尺寸最小 的部分 对充模流动起着控制作用 成型后制品和浇注系统从浇口处分离 因此其 尺寸又影响后加工工作量的大小和塑件的外观 4 3 1 浇口形式的设计 根据本设计中产品的外观要求和模具的简单两板式结构 浇口形式采用潜伏 式浇口形式 其优点是浇口便于机械加工 易于保证加工精度 浇口的示意图和尺 寸可见图 4 3 图 4 3 潜伏式浇口示意图 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 14 第五章 分型面和排气槽的设计 第 5 1 节 分型面设计 在注塑模中 用于取出塑件或浇注系统凝料的面 通称为分型面 常见的取出 塑件的主分行面 与开模方向垂直 分型面的选择不仅关系到塑件的正常成型和脱 模 而且涉及模具的结构与制造成本 在选择分型面时 应遵守以下规则 1 分型面应该选择在塑件的最大的截面处 2 尽可能地将塑件留在动模一侧 因为在动模一侧设置和制造脱模机构简便 易行 3 有利于保证塑件的尺寸精度 4 有利于保证塑件的外观的质量 5 考虑满足塑件的使用要求 注塑件在模塑过程中 有一些很难避免的工艺 缺陷 如拔模斜度 分型面上飞边及顶杆与浇口的痕迹等 在设计分型面时 应从 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 15 使用角度避免这些工艺缺陷影响塑件的功能 6 尽量减少塑件在合模平面上的投影面积 以减少所需的锁模力 7 长芯应置于开模方向 8 有利于排气 应有利于简化模具 考虑以上几方面 我们将塑件投影面积最大的平面作为分型面 与开模方向垂 直 采取动模边侧向分型 以使模具结构尽量简单这个模具的分型面 因此我选择 最大的横截面上也就是选择在制品的低部作为分型面 这样的选择既不影响制品的 外观 也不影响制品的脱模了 第 5 2 节 排气槽的设计 利用分型面排气是最简便的方法 排气效果与分型面的接触精度有关 排气槽 的尺寸以有利于排气 但又不溢料为原则 在本设计中我所用的原材料是 PP 根据 文献 6 可得排气槽的高度为 mh015 第六章 成型零件的设计 第 6 1 节 概述 成型零件主要包括凹模 型芯 镶嵌件 各种成型杆与成型环 成型零件承受 高温高压的塑料熔体的冲击和摩擦 在冷却固化中形成了塑件的形体 尺寸和表面 在上万次 甚至几十万次的注射周期 成型零件的形状和尺寸精度 表面质量及其 稳定性 决定了塑料制品的相对质量 成型零件的结构设计 当然是以成型符合质 量要求的塑料制品为前提 但必须考虑金属零件的加工性及模具的制造成本 成型 零件成本高于模架的价格 随着型腔的复杂程度 精度等级和寿命要求的提高而增 加 型腔和型芯是用来直接成型零件的 其尺寸精度 公差大小关系到塑件的精度 和表面粗糙度 精确度要求较高 第 6 2 节 成型零件的结构设计 6 2 1 凹模的结构设计 凹模是成型塑件外表面的部件 凹模按其结构不同可分为整体式 整体嵌入式 局部镶嵌式 大面积镶嵌组合式和四壁拼合式五种 整体式凹模由整块加工而成 它的特点是牢固 不易变形 不会使塑件产生拼接痕 本模具形状简单 易制造加 工 虽然局部形状有点复杂 但可以采用加工中心 数控机床 仿形机床或电加工 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 16 等特殊方法加工 今年来由于型腔加工新技术的发展和进步 许多过去必须组合加 工的较复杂的凹模 现在也可以设计成整体式结构 所以这里采用这种结构 凹模的结构如图 6 1 6 2 2 凸模的结构设计 型芯也有整体式和组合式之分 形状比较复杂或形状虽不复杂 但从节省贵重 钢材 减少加工工作量考虑多采用组合式型芯 固定板和型芯可分别采用不同的材 料制造和热处理 然后连成一体 当轴肩为圆形而成型部分为非回旋体时 为了防 止型芯在固定板内转动 需要在轴肩处用销钉止转 对于形状复杂的型芯 为了便于机械加工 其本身可做成拼合的形式 在这里 由于塑件结构的特殊性 可采取芯杆和顶套拼合的形式 同时 由于在制品的底部 具有外圆牙螺纹 所以需要在顶套相应的部位进行加工 型芯的材料是 35SiMn 合金 结构钢 调质 220 260HBS 表面的粗糙度 mRa 8 0 凸模的结构如图 6 2 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 17 AA 第 6 3 节 成型零件工作尺寸计算 按平均收缩率计算成型尺寸比较简便易行 是最常用的计算方法 这里采用此 方法 PP 平均收缩率 塑件制造公差 对应模具制造公差 0 2 SCP 4MT10IT 1 型腔径向尺寸计算 4 7 2 PCLPCSCSMPLL 4 8 SP 12 mwC 式中 型腔 孔 的最小尺寸ML 型腔使用过程中允许的最大磨损量 取塑件总误差的 1 6 一般在w 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 18 0 02 0 05mm 之间 成型零件制造误差 正值 m 塑件 轴 的最大尺寸PL 塑件公差 负值 出于修模考虑 对型腔径向尺寸来说易修大 预留一负修模余量 标上制造公r 差 得型腔径向名义尺寸 m ML 2 rmwPC m 对于注塑模 型腔磨损量很小时 可用下式计算 4 9 P 塑件径向尺寸 30mm 29 84mm 1P23 01 C 30 45mm 84 9MPL 模具型腔按 级精度制造 其制造偏差 0 07mm 0ITm 30 45 0 07 0 071 30 38 0 07mm 塑件径向尺寸 60mm 60 59 54 2PL2PC9 0 60 76mm 154 M 模具制造偏差 0 16mm m 60 76 0 16 0 162L 60 59 0 16mm 2 型芯径向尺寸计算 2 PC MLrmw 标上制造公差 得型芯径向名义尺寸 m 2 rPCm 对于注塑模 型腔磨损量很小时修模余量也很小时可用下式计算 4 10 ML mP 塑件尺寸 6mm 6 6 16mm 3PL3C2 0 6 29mm 16 P 模具制造偏差 0 084mm m 6 29 0 084 0 0843ML 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 19 6 37 0 084 mm 塑件尺寸 26mm 26 26 09mm 4PL4PC218 0 26 62mm 96 ML 模具制造偏差 0 048mm m 26 62 0 048 0 0484 26 67 0 048 mm 3 型腔深度尺寸计算 2 rmMCPH m 若取修模余量为 则型腔容易修浅2 m 4 11 P 塑件尺寸 12mm 12 11 91mm 1PH1PC28 0 12 15mm 19 MCPH 模具制造偏差 0 048mm m 型腔易修浅 12 15 0 048mm 1M 4 型芯高度尺寸的计算 2 rmMCPH m 型芯容易修长 4 12 PM 塑件尺寸 20mm 20 19 54mm 2PH 2PC9 0 19 94mm 2154PH 模具制造偏差 0 16mm m 型芯易修长 19 94 0 16mm 2M 第 6 4 节 型腔的侧壁厚的设计 凹模板和动模垫板是构成型腔的主要受力构件 型腔的壁厚计算以型腔内最大 峰值压力为依据 该压力是在型腔完全充满之后 在压实的过程中产生的 采用的 材料是碳钢 这个设计中我采用是整体式圆形型腔 按刚度条件计算时 计算壁厚的公式为 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 20 1 prER 6 4 其中 P 型腔的压力 MP E 弹性模量 碳钢为 MP50 2 r 内半径 mm R 外半径 mm 泊松比 碳钢取 0 25 查资料 3 的表 18 4 1 可得 容许变形量 m 又由前面的计算可得 r 30 38mm 型腔压力 P 50MP 所以经过计算可得 R 43 57mm 所以 厚度为 S 30 38 21 783 8 6mm 第七章 塑件抽芯机构和脱模机构的设计 第 7 1 节 概述 在塑件上凡是脱出方向与开模方向不同的侧孔或侧凹除少数可以强制脱出外 都 需要进行侧向抽芯或侧向分型方能将塑件顺利脱出 注塑模必须设有准确可靠的脱模机构 以便在每一个循环中将塑件从型腔内或 型芯上自动地脱出模外 脱出塑件的机构称为脱模机构或推出机构 设计脱模机构 一定要做到 结构优化 运行可靠 不影响塑件外观 不造成塑件变形破坏 让塑 件留在动模 本设计中的制品带有弯嘴和外螺纹 要求开模动作以一种弧形轨迹的方式进行 抽芯 为此可设置以摆板和横梁组成的摆框 由导板和滑销实现的弧形抽芯机构 带有外螺纹的塑件 其脱模方式非旋转脱出和旋转脱出 对于非旋转脱出 在 脱模力作用下外螺纹塑件被强制压缩 从而达到脱出的目的 因此其生产效率很高 和可以简化模具结构 由于本产品的外螺纹采用圆牙螺纹 且 pp 在高温下具有较好 的弹性 因此可采用强制推出的脱模方式 强制推出带外螺纹的薄壁件时应先将主型芯抽出 以留出向内膨胀的空间 为 此常需采用顺序分型机构 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 21 第 7 2 节 抽芯机构设计 7 2 1 慨述 由前面的方案认证可知 本设计的抽芯机构采用弯销抽芯机构 又由于制品的 特殊结构 所以需要对常规弯销抽芯机构进行更改 以便更好地完成弧形抽芯动作 图 7 2 1 弯销抽芯机构横 梁插 销 弧 芯 摆 板滑 销轴 销 第八章 合模导向机构的设计 第 8 1 节 引言 塑料模闭合时为保证型腔形状和尺寸的准确性 应按一定的方向和位置合模 所以必须设有导向定位机构 导向机构主要有导向 定位和承受注塑时产生侧压力 三个作用 动定模在开闭模时按导向机构的引导 使动定模按正确的方位闭合 避 免凸模进入凹模时因方位搞错而损坏模具或定位不准而互相碰伤 因此设在型芯周 围的导柱应比主型芯高出至少 6 8mm 同时导向机构在模具闭合后使型腔保持正确 的形状和所有由动定模构成的尺寸的精度 第 8 2 节 导柱的设计要点 8 2 1 导柱的直径和长度 导柱的直径一般在 12 63mm 之间 而且导柱无论是固定段的直径还是导向段的 直径的形位公差与尺寸之间的关系应遵循包容原则 在本设计中 导向段和固定段 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 22 的直径是 15 6mm 安装段的直径为 18 2mm 导柱的总长度为 102 9 mm 8 2 2 导柱的形状 导柱的端部做成了锥形 锥形头高度取与其相邻圆柱直径的 前端倒了角 31 使起能顺利进入导向孔 8 2 3 导柱的配合公差 安装段与模板间采用过渡配合 H7 K6 导向段和导向孔间采用动配合 H7 f7 8 2 4 粗糙度 固定段表面用 Ra0 8 m 导向段表面用 Ra0 4 m 8 2 5 导柱的材料 导柱应具有硬而耐磨的表面 坚韧而不易折断的芯部 因此在本设计中所选导 柱的材料为 20 钢 渗碳 0 5 0 8 淬硬 56 60HR 图 8 2 1 导柱示意图 第九章 模温调节系统的设计 第 9 1 节 模具温度设计原则 注塑模不仅是塑料熔体的成型设备 而且还是热交换器 模温调节系统直接关 系塑件的质量和生产效率 是注塑模设计的核心内容之一 高温塑料熔体在模腔内 凝固将释放热量 注塑模存在一个合适的模具温度 模温调节系统使整个成型型腔 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 23 在整个批量生产中保持这个合适的温度 因此模温系统的作用也是非常重要的 首 先它对制品的质量的影响 模温的波动及分布不均匀 和模温的不适合这两个方面 会使塑料制品的质量变坏 模温直接关系制品的成型收缩率 模温的波动会使批量 生产的制品尺寸不稳定 从而降低制品尺寸精度 甚至出现尺寸误差过大而出现废 品 其次提高模温能改善制品表面的粗糙度 使轮廓清晰 熔合缝不明显 提高模 温有利于减小制品中残余应力 有利于高粘度的熔体的充模流动 但是会延长冷却 时间和注塑周期 也会使脱模的温度过高 是塑件在脱模中受到损伤 同是温度调 节系统也对生产效率也有影响 冷却时间在整个注塑周期中占 50 80 的时间 在保证塑件的质量的前提下 限制和缩短冷却时间是提高生产效率的关键 让高温熔体尽快的降温固化 模温调 节系统应该有较高的冷却效率 注入模具的塑料熔体所具有热量 由模具传导 对 流和辐射散传于大气和注射机仅占 5 30 热量大部分由冷水带走了 缩短冷却 时间途径有三个方面 让冷却水处于流 扩大模具与冷却水的温差 增大冷却介质的传热面积 模具温度设计 模温高低视塑料品种不同而定 它对制品结晶度 力学性能 表面质量 制品 的内应力和翘曲变形有很大影响 特别是结晶型塑料 模具温度是注塑结晶聚合物 最重要的工艺参数 它决定了结晶条件 对于玻璃化温度于室温的聚合物来说 若 在成型时未达到足够的结晶度则在使用或储存过程中将发生后结晶现象 制品的形 状和尺寸都将发生变化 因此应尽可能地使其结晶度达到平衡状态 由于聚丙烯的 玻璃化温度较低 可选模温为 40 80 这可使其结晶的速度快而不致产生粗大 的晶粒 可获得较高的结晶度 第 9 2 节 冷却系统设计原则 为了提高冷却效率 模具的冷却系统可按下述原则进行设计 1 冷却水孔间距越小 直径越大 则对塑件冷却越均匀 2 水孔与相邻型腔表面距离相等 否则脱模后制品一侧温度高一侧温度低 在进一步冷却时会发生翘曲变形 3 采用并流流向 加强浇口处的冷却 第 9 3 节 温度调节系统的设计 PP 粘度低 流动性好 成型工艺要求模具温度不太高 注射成型过程中 可把 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 24 模具看成为热交换器 塑料熔体凝固时释放的热量约有 5 以辐射 对流的方式散发 到大气中 其余 95 由模具的冷却介质带走 模具的冷却时间约占成型周期的 2 3 4 5 因此 冷却系统的设计是一个很重要的问题 显然 应在模具上开设尽可能大 数量尽可能多的冷却水通道 以增大传热面 积 缩短冷却时间 达到提高效率的目的 9 3 1 冷却时间计算 塑件最厚部位断面中心层温度达到热变形温度以下所需时间简化计算公式为 s 4 26 4ln 2wsmTkt 式中 塑件所需冷却时间 s 塑件厚度 mmt 塑料热扩散率 m2 s k 塑料熔体温度 mT 塑料热变形温度 s 模具温度 w 查表取 6 7 106m2 s 200 102 40k TswT 4012 ln 07 6482 33s 查表得到 PP 制件厚度 4mm 对应冷却时间 33s 为了安全起见 以上数值仅供参 考 确切值在试模时确定 制件的冷却时间加上开模取件等辅助时间就是该塑件的成型周期 冷却时间 t 通常占成型周期的 75 即 stT434 4 27 所以每小时注射的次数 次 814360 n 塑件的质量为 7 5g 所以每小时注射总量 KgG5 27481 9 3 2 冷却参数计算 1 塑件每小时在模内释放的热量 J 4 28 iQ 式中 单位时间内注入模具的塑料质量 这里约 12 5kg hG 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 25 塑料成型时在模具内释放的热焓量 J kgi 12 5 2 5 3 125 J 5106 2 冷却水体积流量计算 4 29 621tCQV 式中 冷却水体积流量 m 3 minV 冷却水的比热容 J kg KC 冷却水的密度 kg m3 冷却水出口温度 1t 冷却水进口温度 2 V 205 418706 3 6 2 94 10 3 m3 min 3 求冷却水孔径 根据体积流量 由表查找 取冷却水孔径 mm 10 d 4 求冷却水在孔内的流速 v 2 5 m s 601 942 3 5 求冷却水壁和冷却水间的传热系数 4 30 2 0 8 dv 式中 与冷却水温度有关的物理系数 查表得到 25 时 水的 7 95 2 08 1 596 7 11954W m2 K 6 冷却水孔总传热面积 A 4 31 360 TQw 式中 冷却水平均温度 T21t 5 4 597 6 0 0098 m2 7 求冷却水孔总长 L 4 32 3608 0 TvdQw 24dVv 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 26 5 240 1 5296 7360 38 0 63 m 8 求模具上应开的冷却水孔数 n n 4 33 dlA 式中 每根水孔的长度 ml n 2 孔16 098 9 冷却水流动状态校核 当平均水温为 22 5 时 由图查得 水的运动粘度 m2 s 61095 4 34 vdRe 1 361095 2 4 故冷却水属稳定湍流状态 冷却效果良好 10 冷却水进出口温差校核 4 35 vCdGti 22190 25 104871 353 6 5 与原设定值一致 9 3 3 冷却回路设计 由前面计算得到冷却孔数 4 孔径 10mm 取冷却水孔中心线与型腔壁距离 14mm 冷却通道之间中心距 30mm 型腔较浅 可以采用最简单的直通式冷却水路 动 定模冷却水路布置相同 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 27 图 9 3 冷却水道分布简图 第十章 结 论 由于模具设计合理 各零件的精度在加工中都得到了充分的保证 装配时 钳 工对重点部位进行把握 有效缩短模具的试制时间 为顺利投产赢得时间 该模具 的试制成功可以为旋转抽芯模具提供一个有益的范例 并为需长侧抽芯的塑件生产 提供一个经济 合理的方法 模具的工作过程 启模时 滑销在导板导槽内滑动 迫使摆板以轴销为中心摆 转 横梁奖弧芯抽出 由扭转弹簧和定位销定位 潜伏式浇口被拉料杆拉断 主浇 道杯拉出 模具完全开启后 顶杆在顶板作用下 通过推板将制品外推 初始在螺 纹的作用下 顶套随之移动 芯杆被抽出 浇注系统从拉料杆滑脱 当顶套固定板 触及限位杆后 顶套停止移动 推板将制品完全脱出 设计过程中理论设计和经验 设计相结合 模具结构合理 紧凑 动作可靠 是长侧抽芯模具的一个典型范例 致 谢 指导老师 刘新民 敬爱的老师 亲爱的同学 大学四年的生活在弹指一挥间过去了 同学们由不成熟的小青年到现在成熟而 且朝气蓬勃的年青人 一步步都是在老师的精心呵护和细心的教育下走过的 说到 这儿 也许每个同学的脑海里都浮现出了一段只属于自己和老师的故事 有时会像 父亲的教导一样严厉 有时会像慈母的关怀一样温暖 总之都是让人难忘的 值得 回味的故事 首先 我要感谢的是我的母校 中北大学分院 我们是学院本专业的第二届 本科生 是学院的新的希望 因而上至学院的领导 下到各系的老师都对我们寄予 了厚望 并且花费了大量的精力来培养我们 使我们的身心都得到了全面的发展 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 28 综合素质得到了全面的提高 这是我们能顺利完成大学四年学业的一个重要因素 现在我们完成了学业 即将走上工作岗位 年青的我们祝愿母校能为国家培养出更 多的合格人才 让更多优秀的中华儿女投入到祖国的社会主义建设中去 还有我要感谢这次毕业设计的指导老师刘新民老师 刘新民导师治学严谨 学识 渊博 品德高尚 平易近人 在我学习期间不仅传授了做学问的秘诀 还传授了做 人的准则 这些都将使我终生受益 无论是在论文的选题 资料查询 开题阶段 还是在论文研究和撰写的每一个环节 无不得到导师的悉心指导和帮助 我愿借此 机会向刘新民导师表示衷心的感谢 同时 也对李政中博士的帮助和指导表示感谢 回顾四年学习期间的一千余个日日夜夜 自己为有机会摆脱工作的烦恼与浮躁 静心钻研 潜心研究 并取得初步研究成果而感到欣慰 欣慰之余 我要向关心和 支持我学习的所有领导 同事和朋友们表示真挚的谢意 感谢他们对我的关心 关 注和支持 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 29 参考文献 1 申开智主编 塑料成型模具 2002 第二版 北京 中国轻工业出版社 2 齐晓杰主编 塑料模具设计指导 1994 东北林业大学出版社 3 唐志强主编 塑料模具设计师指南 1999 北京 国防工业出版社 4 杨可桢等主编 机械设计基础 1999 第四版 北京 高等教育出版社 5 吴宗泽等主编 机械设计课程设计手册 1999 第二版 北京 高等教育出版社 6 陈经斗主编 画法几何及机械制图 1997 修订版 天津 天津大学出版社 7 陈敏华等编 带螺纹 90 弯管注射模的设计 模具技术 2003 NO 6 22 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 30 8 廖念钊等主编 互换性与技术测量 2000 第四版 北京 中国计量出版社 9 WollSLB Cooper D J Pattern based closed loop quality control for injection molding process J Polym Eng Sci 1997 37 5 801 812 10 宋玉恒主编 塑料注射模具设计实用手册 1995 北京 航空工业出版社 11 塑料注射模零件标准及术语 GB 4169 1 11 北京 国家技术监督局 12 丁浩主编 塑料加工基础 1998 上海 上海科技出版社 13 李明辉等主编 模具制造工艺 1999 北京 机械工业出版社 14 汪恺主编 机械设计标准应用手册 1997 8 第二卷 外文翻译 外文原稿 Lesson One Runner System In this chapter you will learn about the functions characteristics and shapes of the sprue runner and gate 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 31 The molten plastic injected from the injector nozzle will go through a sprue sprue bush a runner and a gate and fill up in the cavity As the temperature of molten plastic is lowered while going through the sprue and runner the viscosity will rise therefore the viscosity is lowered by shear heat generated when going through the gate to fill the cavity Sprue A sprue is a channel through which to transfer molten plastic injected from the nozzle of the injector into the mold It is a part of sprue bush which is a separate part from the mold Runner A runner is a channel that guides molten plastic into the cavity of a mold Gate A gate is an entrance through which molten plastic enters the cavity The sprue the runner and the gate will be discarded after a part is complete However the runner and the gate are important items that 附赠有 CAD 图纸 领取加 Q 197216396 或 11970985 32 affect the quality or the cost of parts Gate The gate is categorized into restrictive gate which narrows the entrance and nonrestrictive gate which does not narrow the entrance The gate has the following functions Restricts the flow and the direction of molten plastic Simplifies cutting of a runner and moldings to simplify finishing of parts Quickly cools and solidifies to avoid backflow after molten plastic has filled up in the cavity Restrictive Gate A restrictive gate has a narrow entrance to the cavity to restrict the amount of molten plastic in order to improve filling in the cavity The restrictive gate has the following characteristics o Generates shear heat by going through the narrow gate raising the temperature of molten plastic and improving the filling in the cavity o Reduces residual stress and thus reduces part defect such as