1448-摩托车塑料挡板注塑模具设计
1448-摩托车塑料挡板注塑模具设计,摩托车,塑料,挡板,注塑,模具设计
1压塑和压铸工艺近年,压塑工艺应用于热固性掺混料,如脲醛塑料、酚醛树脂、环氧树脂、蜜胺树脂和橡胶中。尽管有一些材料可注射成型,但采用压塑工艺仍非常普遍。压铸用材料较压塑用材料要求可塑性更软。许多热固性材料具有高抗冲级(1.0ft 一lb)和良好缺口冲击强度的保持性,只有在极限压力下才会流动。 压塑 热固性材料的压塑成型的明显优点是系统简单。将材料置入一加热型腔,保压至所要求团化时间。因工艺过程简单,费用少。添加剂和增强剂无规则,并能得到较好强度。由于无浇口和流道,不浪费材料,模具几乎也不用维修。零件的统一性好,无铸口和流痕,减少了修饰成本。根据制品结构和所用的塑料应用特点,可采用全压式模具、半压式模具和闭模(可参见有关压塑模具方面的文章) 。 设备:简单也是压塑设备的主要特点。两半压板结合在一起,加温,加压,将材料制成预定形状。多数压塑过程采用液压操作;也有采用气动操作的。上下两压板在压力之下在 4 个角柱上上下移动。根据压塑设备的大小,压力一般为 201000吨。压板的大小一般为 8 英寸 2 到 5 英尺 2. 在加料和固化以后的脱模方面存在不同自动化程度,常用最现代的液压机进行。以前的简单系统有温度控制、压力控制、停压控制和时间控制。现代设备采用更高级的微处理机控制。对于较薄的制品,在板中可用加热筒或带式加热器。对较深的制件,需要用筒形电加热器、蒸汽加热或热油系统加热。有数种用于压塑中的加热体系:用蒸汽加热模温均匀,但加热温度限在 350F 以下;套筒加热或其它加热(加热盘管、加热带等)比较干净,易于保养,用得比较普及;热油加热,由于加热介质循环稳定,所以加热均匀。现在又有许多新加热方法,热水加热,类似于热油加热,加热介质一水一气体燃烧连续循环,可提供更高的压塑温度。 增强改性高分子材料工业发展迅速,要求压塑工业有新改进。模塑增强塑料用两个模具:阳模(模塞)和阴模(模腔) 。当模具充满增强材料时,对模的两半热模具闭合,然后加热、加压固化得到产品。相配合的模具复杂性变化很大,可用铝、塑料或钢制做。 轻质材料制做起来比较便宜,一般用于短期生产如“冷模塑” 。冷模塑用室温固化树脂,但仍使用模具和压塑液压机。长期生产用硬化钢模具比较合算,对截坯口可提供较好的剪切性能和优良的光洁度。这些压塑钢模采用机械上适配的截坯口,通常面对合模区。用这种对模的金属模具,其制品表面均匀,光洁度好。闭模工艺2用于压塑成型、压铸成型、注射成型及一些可冲压的增强复合材料。 一些热塑材塑料可压塑模塑,但一般还是用预掺混的热固性树脂如 BMC(预制整体模塑料) 、SMC(片料成型模塑料) 、TMC(厚模塑料) 、毡片成型等。 毡片成型有时叫湿成型复合材料,在液压机的作用下将增强材料和树脂结合在一起。经常在模中放置毡片,将树脂倾倒在加强材料上。在加压过程中树脂充满模腔时加强材料固定不动。 若制件有严重的异形或斜度,有必要进行预成型。多数毡片和预成型制州在投影面积上需要加 150200 磅英寸 2 的模压力。 预掺混料,如 SMC,预浸树脂,填料、催化剂和增强料切割成一定大小队片状,再加入热的模具中(一般 300400F) ,在 10002000 磅英寸 2 压力下模塑。 用于 SMC 的较新的压塑设备的总循环周期可少于一分钟(从头到尾) 。已经发展了用特殊的液压装置推回压塑机中料筒,自动控制压板的水平度。 增强塑料,如 SMC,用金属对模压塑光洁度好,这对制件的表面很重要。在加工时有时出现纤维状的收缩。 用内模涂层的方法可改进表面光洁度。BMC 的压塑过程是最老的预掺混后的模塑过程之一。 填料(木屑、矿物料、纤维素等)的掺混混合是在叶片形的混合器中进行的。将一批料装入 300400F 的模具中在 500 磅英寸 2 压力下模塑。因用料廉价,所以原料成本低。不过由于在模塑过程中纤维的定向性降低了机械强度。 高速压塑,即增强热塑性塑料片材的冲压,用途广泛。玻璃毡片和聚丙烯相配合用于可冲压的塑料,其循环周期低于 40 秒。生坯送至对流炉中加热。加热以后,毛坯放入压塑模具中,这一过程用新的压塑机速度可达 1400 英寸分钟。以75 英寸分钟(比 SMC 的压塑过程快约 3 倍)加压进料。根据市场的要求,有些新的可冲压塑料,表面光洁度好,并且具有可涂布性。模塑压力一般 1 吨英寸 2。传统的压塑工艺近几年一直呈增长的趋势。在空间技术和国防方面的应用正在使这种工艺向其难点冲击。 在 SMC、BMC、TMC、热塑性片材的冲压、增强材料的掺混和压塑机械方面的发展迅速增长,以适应工业的新要求。 一些先进的掺混料的压塑主要是在空间技术和国防应用方面发展迅速。工具和模具的新概念及高温(达 1200F)模塑机,使石墨一碳纤维复合材料得以发展,代替了现有的金属铸件。 3高温硅树脂正用作高压介质。复合材料做的片层用于压塑模中。现在,材料和生产成本已使该工艺更加适于空间技术市场,这类硅树脂也很快转向汽车领域。 压铸 在压铸工艺中,热固性树脂料加入一单独的料腔,常叫料槽,然后强制送入一个或多个闭模中进行聚合(固化) 。 料道,也叫注道和流道,使物料从料槽流向模腔,进入模腔之前经过限流器或浇口。很多模腔具有单一料槽。料腔中的空气被进来的物料所置换,并通过一特别放置的排气口排出。 当物料置入料槽中时,在一紧凑的测量装置中测料量,然后预热到接近聚合温度。一次只加入足够一次的注塑量。 将预热的原料送出料槽的力再将其送往一注料器,该注料器紧接装在料槽上,以防止从活塞和料槽边之间的缝隙中漏料。通常将密封套卡进注料器以进一步防漏。料槽、注料器、浇口、流道和模腔的表面维持可使原料迅速固化的一定温度,根据物料性质、模具的设计和制件的几何形状该温度为 280380F。 在压铸物达到固化期的终点时,将该次完整的压铸物进行脱模,包括脱除浇口、流道、注道和料槽中形成固化料垫(叫做残料) 。 在压铸中,物料的预热很重要。冷料流动缓慢,先进入模腔的料尚未到其终点,即可能聚合。若发生上述情况,产品质量低劣,不仅是外观,也体现于机械性能。有些例外,如一次注射量很少,或一些低粘度的物料。可用加热灯或炉子加热,但有效而常用的方法是用专为塑料模塑制做的介电加热器。4Plastic and pressure die casting processIn recent years, the pressure technique used in thermosetting plastic materialmixing ,such as urea-formaldehyde plastics, phenolic resin, epoxy rsin, melamineresin and rubber. In spite of some of the material can be injection moiding, but the use of plastic pressure process is still very common. More pressure die casting material used plastic materials require more malleable soft. Many thermosetting materials with high impact level (1.0ft-1b) and good impact strength of maintaining the gap, only under ertreme pressure will flow.Thermosetting plastic molding material pressure of the obvious advantages of the system is simple. Materials will be placed in a heating cavity, the pressure required by the Mission to time. As a result of the process simple, cost less. Enhancer and additive-free rules, and be able to get a better strength. As the gate and no runner ,not a waste of materials, die almost no maintenance. Parts of unity, and I cast no trace flow and reduce the cost of the modification. According to the structure and products used in the application of the characteristics of can be full-pressure die ,and die-pressure semi-closed mode (can be found in the plastic, plastic mold pressure related articles).Equipment: The pressure is a simple plastic deices the main features . platen combination of the two and a half , heating, pressure, the shape of the target material. Most of the process of plastic used hydraulic pressure to operate; also used pneumatic operation .Tow board up and down under pressure in the 4 corner posts on moving up and down. According to the plastic device the size of the pressure, the pressure is generally 20-1000 tons. The general board for the 8-inch size 2-5 feet 2.5In addition, and after curing the release of different aspects of the degree of automation, the most commonly used modern hydraulic machine. The previous system , there is a simple temperature control, pressure control, pressure control and stop-time control. The use of modern equipment, advanced microprocessor control. For thinner products, in the board can be used in heating tube or belt heater. To the deeper parts, the need to use tube-shaped electric heater , heating steam or hot oil heating system. There are several types of plastic used in pressure in the heating system: uniform temperature steam heating mode, but the heating temperature is limited to below 350F;sleeve heating or other heating (heating coil, heating,ect.) relatively clean and easy maintenance, A more universal; thermal heating oil, heating due to the stability of the media cycle, the heat evenly. Now there are many new methods of heating ,hot water heating ,similar to the hot oil heating , water heating a medium for a gas combustion cycle , provides a greater degree of pressure temperature plastic.Polymer modified to enhance rapid industrial development requires a new pressure to improve the plastic industry . Enhanced by two molded plastic mold: mold-yang (side mode) and the negative mold (cavity). When the mold is full of reinforcements, the mode of the hot mold closed two and a half, and then heated, pressurized product to be cured. Along the lines of big changes in the complexity of the mold can be used aluminum, plastic or steel do.Light-weight materials making them less expensive, generally used for the production of short-term such as “cold-molding”.Coll at room temperature with molded resin, but the use of plastic mold and hydraulic pressure. The production of long-term use of hardened steel molds relatively cost-effective, the cut-off billet I can provide better performance and excellent cut finish. These steel pressure module on the use of machinery on the cut-off billet adapter I usually die together in the face area. This mode f metal molds, the products of its uniform 6surface, a good finish. Closed-mode technology used to pressure plastic molding,die-casting molding, injection and stamping some of the reinforced composites.Some of the thermoplastic plastic materials can be molded plastic pressure, but in general or with pre-mixing of thermosetting resins such as BMC (prefabricated molding as a whole),SMC(film forming material molding),TMC(thick molding),film forming, such as carpet.Carpet wet film forming sometimes called composite molding, in the hydraulic press will strengthen the role of materials and combined with resin. Often placed in the mold in carpet film will be dumped in to strengthen the resin material. Pressure in the process of cavity filled with resin to strengthen the material when fixed.If there are serious parts of the alien or gradient, it is necessary to carry out pre-forming. Most of the film and felt pre-forming system in the projected area of the states need to 150-200 pounds/2 inch of mold pressure.Pre-mixing materials, such as SMC, prepreg resin, filler, and the catalyst size enhance the material cut into a certain team sheet, and then adding the hot mold (in general 300-400 F), 1000-2000 1b/2 inch pressure Under the molding.SMC for the relatively new plastic devices the pressure of the total cycle may be less than one minute (from start to finish). Has developed a special hydraulic device back in the bowl pressure machine, automatic control of the board level degrees.Reinforced plastics, such as SMC, with a metal finish on molded plastic, tjis is very important parts of the surface. Sometimes occur in the processing of fibrous contraction.Model with coating method could improve the surface finish. BMC pressure of the process of plastic is the oldest pre-mixing after one of the molding process. Filling materials (wood, mineral materials, such as celluiose) are mixed in mixing the leaves in the shap of the mixer. Will 7feed into a group of 300400 F in the mold. In the 500-pound/2 inches under the pressure of molding. As a result of the use of materials for low-cost, the cost of raw materials. However, as in the molding process, the orientation of fiber reduces the mechanical strength.Plastic high-speed pressure, that is, enhanced thermoplastic stamping the sheet, a wide range of uses. Felt piece of glass and polypropylene can be used to match the plastic stamping, the cycle less than 40 seconds. Green sent to the convection heating furnace. Heating, rough pressure into plastic molds, in the process with new pressure machine machine speed up to 1400 inches/minute. To 75 inches/minute (SMC than the pressure of plastic process about 3 times as fast) feed pressure. According to the requirements of the market, some of the new stamping plastics, surface finish, and can be coated with nature. I metric ton of pressure on the general molding/2 inch. Traditional plastic pressure technology in recent years has been on the rise. In the space technology for national defense and the application of this technology is difficult to shock.In the SMC, BMC, TMC, the thermoplastic sheet stamping, reinforcement of the Blending plastic mechanical pressure and the development of the rapid growth of industry in order to meet the new requirements.A number of advanced materials mixing plastic pressure mainly in space technology and applications in the rapid development of national defense. Tools and dies and the new concept of high-temperature (up to 1200 F) molding machine to make a graphite carbon fiber composite materials can be developed to replace the existing metal castings.High temperature silicone is used as a high-pressure media. The composite sheet for the pressure in the mold. Now ,materials and production costs have made the process more suitable for space technology market, this type of silicone is also soon to the area of automobile.In the die-casting process, thermosetting resin material is expected 8to join a separate chamber, often called trough, and then forced into one or more closed modules for polymerization(curing).Liu, also known as Notes and the road runner, so that the flow of materials from the through cavity into the mold cavity before or after limiting gate. Many cavity with a single through. The air chamber is expected to be the replacement materials come in through a special place of the exhaust emissions.When the materials placed in the trough, in a compact measuring device detected charge, and then warm-up to close to the polymerization temperature. Only by adding a sufficient amount of time the injection.Preheat the raw materials will be sent trough of force and then a note sent to the feeder, the feeder note immediately installed in the trough, so as to prevent the pistons from the trough and gap between the edge of missing material. Taoka is usually closed to inject into the feeder to further leak-proof.Trough, the note feeder, gate, runner and mold cavity on the surface of the material can maintain the rapid solidification of a certain temperature,according to the nature of the materials, mold design and parts of the temperature of 280380 F.In the die-casting material to reach the end of the curing period, the second-casting for a complete release, including the removal gate, runner and injecting Road in trough and the formation of curing pad material (called salvage).In the die-casting, the warm-up material is very important. Cold expected to sloe the flow, first into the cavity of the material to its destination yet, that is likely to polymerization. If it happens, poor product quality, not just the appearance, but also in mechanical properties. Some exceptions, such as injecting a small amount, or some of the low viscosity of the material. Available light or heating stove heating, but an effective and commonly used method is used for making molded plastic dielectric heater.9毕业设计(论文)外文翻译题目 摩托车塑料挡板注塑模具设计专 业 名 称 机械设计制造及其自动化班 级 学 号 068105307学 生 姓 名 程淦指 导 教 师 姚坤弟填 表 日 期 2010 年 03 月 10 日南昌航空大学科技学院学士学位论文学士学位论文原创性声明本人声明,所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名: 日期:学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌航空大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。作者签名: 日期:导师签名: 日期:南昌航空大学科技学院学士学位论文11 前言1.1 CAD / CAM /CAE 技术的概念CAD 即计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD) ,其概念和内涵正在不断地发展中。1972 年 10 月,国际信息处理联合会(IFIP)在荷兰召开的“关于 CAD原理的工作会议”上给出如下定义:CAD 是一种技术,其中人与计算机结合为一个问题求解组,紧密配合,发挥各自所长,从而使其工作优于每一方,并为应用多学科方法的综合性协作提供了可能。CAD 是工程技术人员以计算机为工具,对产品和工程进行设计、绘图、造型、分析和编写技术文档等设计活动的总称。根据模型的不同,CAD 系统一般分为二维 CAD 和三维 CAD 系统。二维 CAD 系统一般将产品和工程设计图纸看成是“点、线、圆、弧、文本”等几何元素的集合,系统内表达的任何设计都变成了几何图形,所依赖的数学模型是几何模型,系统记录了这些图素的几何特征。二维 CAD 系统一般由图形的输入与编辑、硬件接口、数据接口和二次开发工具等几部分组成。CAE 技术借助于有限元法、有限差分法和边界元法等数值计算方法,分析型腔中塑料的流动、保压和冷却过程,计算制品和模具的应力分布,预测制品的翘曲变形,并由此分析工艺条件、材料参数及模具结构对制品质量的影响,达到优化制品和模具结构、优选成形工艺参数的目的。塑料注塑成形 CAE 软件主要包括流动保压模拟、流道平衡分析、冷却模拟、模具刚度强度分析和应力计算、翘曲预测等功能。其中流动保压模拟软件能提供不同时刻型腔内塑料熔体的温度、压力、剪切应力分布,预测结果能直接指导工艺参数的选定及流道系统的设计,流道平衡分析软件能帮助用户对一模多腔模具的流道系统进行平衡设计,计算各个流道和浇口的尺寸,以保证塑料熔体能同时充满各个型腔;冷却模拟软件能计算冷却时间、制品及型腔的温度分布,其分析结果可以用来优化冷却系统的设计;刚度强度分析软件能对模具结构进行力学分析,帮助用户对型腔壁厚和模板厚度进行刚度和强度校核;应力计算和翘曲预测软件则能计算出制品的收缩情况和内应力的分布,预测制品出模后的变形。 运用 CAM 技术能将模具型腔的几何数据转换为各种数控机床所需要的加工指令代码,取代手工编程。例如,自动计算钼丝的中心轨迹,将其转化为线切割机床所需的指令。对于数控铣床,则可以计算轮廓加工时铣刀的运动轨迹,并输出相应的指令代码。采用 CAM 技术能显著提高模具加工的精度及生产管理的效率。南昌航空大学科技学院学士学位论文21.2 注塑模 CAD / CAM / CAE 技术的应用现状在西方工业发达国家,注塑模 CAD / CAM / CAE 订货所需要的塑料制品资料已经广泛使用电子文档,技术的应用已非常普遍。公司之间模具能否具有接受电子文档的模具 CAD /CAM 系统已成为模具企业生存的必要条件。 CAE 的工程应用具体体现在如下四个方面。(1)基于网络的模具 CAD / CAM / CAE 当前代表国际先进水平的注塑模 CAD / CAM / 集成化系统已开始使用如英国 Delcam 公司在原有软件 DUCTS 的基础上,为适应最新软件发展及实际需求,向模具行业推出了可用于注塑模 CAD / CAM 的集成化系统 Delcam Powersolution 。该系统搜盖了几何建模、注塑模结构设计、反求工程、快速原型、数控编程及测量分析等领域。系统的每一个功能既可独立运行,又可通过数据接口做集成分析。 (2)微机版软件在模具行业中发挥着越来越重要的作用在 20 世纪 90 年代初,能用于注塑制品几何造型和数控加工的模具 CAD / CAM 系统主要是在工作站上采用了 UNIX 操作系统开发和应用的,如在模具行业中应用较广的美国 Pro / E 、 UGll , 、 CADDSS ,法国的 CATIA 、 EUCLID 和英国的 DUCTS 等。随着微机技术的飞速进步,在 20 世纪 90 年代后期,基于 Windows 操作系统的新一代微机软件,如 Solidworks 、 Solidage 、 MDT 等崭露头角。这些软件不仅在采用了 NUBRS 曲面(非均匀有理 B 样条曲面) 、三位参数化特征造型等先进技术方面继承了工作站级 CAD / CAM 软件的优点,而且在 Windows 风格动态导航特征树面向对象等方面还具有工作站软件所不能比拟的优点,深得使用者的好评。为了顺应潮流,许多工作站级软件相继都移植了微机级的 CAD / CAM 版本,有的软件公司为了能与 Windows 操作系统风格一致,甚至重写了 CAD / CAM 系统的全部代码。 (3)模具 CAD / CAM / CAE 系统的高智能化程度正在逐步提高当前,注塑模设计和制造在很大程度上依靠着人的经验和直觉。仅凭有限的数值计算功能,软件是无法为用户提供符合实际情况的正确结果的,软件的智能化功能现已成为衡量模具软件先进性和实用性的重要标志之一。许多软件都在智能化方面做了大量的工作。如以色列 Cimatron 公司的注塑模专家系统,能根据脱模方向优化生成分模面,其设计过程实现了模具零件的相关性,自动生成供数控加工的钻孔表格,在数控加工中实现了加工参数的优化等, UG 和 PRO / E 等软件都相应推出了适应注塑模具设计的智能化模块,这些具有智能化的功能可显著提高注塑模的生产效率和质量。 南昌航空大学科技学院学士学位论文3(4)三维设计与三维分析的应用和结合是当前注塑模发展的必然趋势在注塑模结构设计中,传统的方法是采用二维设计,即先将三维制品的几何模型投影为若干二维视图后,再按二维视图进行模具设计。这种沿袭手工设计的方式已不能适应现代化生产和集成化技术的需求,在国外已有越来越多的公司采用基于实体模型的三维模具结构设计,与此相适应,在注塑流动过程模拟软件方面,也由基于中性层面的二维分析方式向基于实体模型的三维分析方式过渡,使三维设计与三维分析的集成以实现。2 摩托车塑料挡板塑件的分析与注塑成型原理2.1 塑料的性能、分类和摩托车挡板的分析塑料具有以下性能和优点:1.质量轻。塑料的密度以水相近,大约是刚的 1/6。虽然塑料的密度小,但是它的强度比木材、玻璃、陶瓷等要高很多。有些塑料在强度上甚至可以与钢铁媲美。由于质量轻,塑料特别适合制造轻巧的日用和家用电器零件。2.比强度高。如果按单位重量来计算材料的抗拉强度(称之为比强度) ,则塑料并不逊色于金属,有些如工程塑料、碳纤维增强塑料等,还远远超过金属。3.耐化学腐蚀能力强。可以乃浓度达 90%的浓硫酸、各种浓度的盐酸及碱液。4.绝缘性能好。 塑料对电、热、声都有良好的绝缘性能,被广泛用来制造电绝缘材料、绝热保温材料以及隔声吸声材料。5.光学性能好。 塑料的折射率较高,并且具有很好的光泽,不加填充剂的塑料大都可以制成透光性良好的制品。6.多种防护性能。塑料还具有防水、防潮、防辐射、防振等多种防护性能。据塑料热行为的不同,可将塑料分为热塑料和热固性塑料:1.热塑性塑料 在加热到一定温度时可软化甚至熔融流动,冷却后又能固化为一定形状。常见的热塑性塑料品种有:聚乙烯(PE) 、聚丙烯(PP) 、聚酰胺(PA) 、聚碳酸酯(PC)等。热塑性塑料成形容易,成形效率高且经济性较好。2.热固性塑料 受热时,其中的合成是指将发生化学变化,树脂分子由线型或支链型结构通过交联反应变为体型结构,塑料也因此固化定形。常见品种有:酚醛(PF)塑料、环氧(EP)塑料等。与热塑性塑料相比,热固性塑料具有耐热性好、尺寸稳定性好、价廉等优点。但其成形相对复杂、成形效率也较低。摩托车挡板的塑件壁厚几乎均匀,尺寸精度一般。所以结合上述优缺点,决定材料选用 ABS。南昌航空大学科技学院学士学位论文4摩托车挡板分析1.材料:ABS2.颜色:珍珠白3.生产批量: 中批量生产4.零件图:见图 2.1图 2.1 摩托车挡板零件图2.2 注塑成型原理与过程塑料制品是在一定的温度和压力下,根据塑料的性质和对制品的要求,将塑料用各种不同的成型方法制成一定的形状,经过冷却,修正而获得的。注塑模具的成型是将加热熔化的热塑性塑料注满一个挖有空腔的模块,然后对模块强制冷却,熔料凝固成固体。为取出凝固体,用分型面把模块分割成型芯和型腔两部分。包裹凝固体外表面轮廓的一半模块称为型腔零件,包裹凝固体内表面轮廓的另一半模块称为型芯零件,型芯和型腔零件统称为成型零件。包裹凝固体内外表面的相交线称为分型环,分型环水平向四周延伸形成切割模块的分型面。事先把成型模腔按放大比例(1 成型收缩率)加工成需要的形状,凝固体就成为有用的塑料制品。光有成型零件还不能连续大量生产塑料制品,型芯和型腔零件要安装固定在模架上,加工出注料通道,配上脱模机构等其他机构和零件,成为能与注塑机配合工作的模具,才能连续生产塑料制品。沿型芯和型腔零件分型面将模具剖切为定模和动模两部分,生产时要把定、动模分别固定在注塑机固定模板和移动模板上。注塑机工作时的状态是注塑机固定模板一直固定不动,而移动模板在注塑机拉杆上作单南昌航空大学科技学院学士学位论文5边开合运动,因此安装固定在模具动、定模部分的型芯和型腔零件也能随移动模板开合作开闭运动。图 2.2 螺杆式注射机注塑原理图如图 2.2,注料时型芯和型腔零件闭合成封闭模腔,只留有注料通道,加热熔化的塑料在注射机螺杆的挤压下从喷嘴经注料通道高速进入成型模腔,填满模腔的熔料经压实冷却后凝固成塑料制品。型芯和型腔零件又随注塑机移动模板的开模运动分开,随后注塑机顶出杆驱动模具脱模机构脱出塑料制品。南昌航空大学科技学院学士学位论文6注塑,又称注射模塑或注射成型,是塑料的一种重要的成型方法。其主要过程为:将塑料的料粒或粉料,在注射成型机的料筒内加热融化呈流动状态时,在柱塞或螺杆加压下,熔融塑料被压缩并向前移动,进而通过料筒前端的喷嘴以快速注入温度较低的闭合模具内,经过一段时间的冷却定型后,开启模具即得制品。热塑性塑料成型的一种主要加工方法 (1) 合模,加料,加热,塑化,挤压(2) 注射,保压,冷却,固化,定型 (3) 螺杆嵌塑,脱模顶出注塑机按塑化方式和注射方式,大致可分为以下三种。(1)柱塞式注塑机 它通过柱塞依次将料筒的颗粒推向料筒前端的塑化室,依靠料筒外的加热器提供的热是量,使塑料塑化成黏流状态,并被注塞注射到模腔中去。(2)螺杆式注塑机 它只要由油缸、螺杆、料筒、喷嘴和传动系统组成。料筒总长 L 分为:送料段 L1、压缩段 L2 和计量段 L3。它们的工作过程是:从料斗落入料筒中的固态塑料,随着螺杆的转动,沿着螺杆向前输送,物料被逐渐压实,物料中的气体由加料口排出。在料筒外加热器加热和螺杆的剪切作用下,物料实现其物理状态的变化,最后呈黏流态,并获得一定的压力。当螺杆头部的熔料压力达到能克服注射油缸活塞退回时的阻力(即被压)时,螺杆便开始向后退,并进行注射量的计量。与此同时,料筒前端和螺杆头部熔料逐渐增多,当达到所需要的注射量时,计量装置撞击限位开关,螺杆即停止转动和后退,至此,预塑完毕。同时,合模油缸推动合模机构,使模具合模。继而,注射座前移,注射油缸驱动螺杆按要求的压力和速度将熔料注入模腔内。当熔料充满模腔后,螺杆仍对熔料保持一定的压力进行保压,以防止模腔中的熔料反流,并向模腔内补充因塑件冷却收缩所需要的物料。(3)螺杆塑化、柱塞注射式注塑机 塑料的塑化由螺杆进行被塑化好的熔料通过一个回止阀,进入另一个料筒,熔料在柱塞的作用下被注射到模腔中去。随着注射机成型范围的扩大,近年来出现了许多新型注射机,如玻璃纤维增强塑料注射机,发泡塑料注射机、热固性塑料注射机等。如果我们把成型一般塑料和塑件的注塑机称为通用注塑机,那么,可以把上述这些注塑机称为专用注塑机。而按其外形又可分为如图 2.3 几种类型:南昌航空大学科技学院学士学位论文7角式注塑机图 2.3 注塑机的类型(1)立式注塑机 它的注射方向向下,合模方向向上,即注射和合模都在同一南昌航空大学科技学院学士学位论文8竖直线上。注射方式是柱塞式,它的结构特点是占地面面积小,安装和拆卸方便,嵌件及活动型芯易于安放,料斗中的塑料的塑化均匀地进入料筒。它的缺点是,由于柱塞式送料的塑化不均匀,引起成型压力高,注射速度不均匀,其塑件内应力大,且塑件顶出后需人工取出,效率较低,并难以实现自动化。这类注射机都是小型的,一般的注射容量多在 60cm3 以下,适宜加工流动性较好的小型塑料。由于柱塞式送料过程没有搅拌作用,亦可以加工表面的质地中带有天然式大理石花纹及各种渗有彩色电化铝片的透明彩色塑料。(2)卧式注塑机 这是目前使用最广泛的注射成型机械。它的注射方向与合模方向都在同一水平线上横卧安装,其注射方式多为螺杆式。他的结构特点是,机体较低,容易操作和加料,开模后顶出的塑件在其重力作用下可自行落下,易于提高生产效率,并可实现自动化操作。它的缺点是,装模和安放嵌件比较麻烦,占地面积大。这类注射机有多种机型,且注射范围较大,从 3032000cm2 均有系列机型,因此它的使用范围很广,适宜于各种塑件的注射成型。(3)角式注塑机 它的注射方向向下,与合模方向呈垂直排列,其注射方式是柱塞式。它的优点介于立式和卧式两种注射机之间,它的结构简单,使用方便,开模后顶出的塑件亦可自动落下。由于合模方向与注射方向垂直,使模具受力均匀,锁模可靠。缺点是安放嵌件不便,易倾斜、脱落。这类注射机都是小型的,其注射容量也多在 60cm3 以下,亦适于加工小型塑件。特别适用于型腔偏在一侧时的模具或塑件中心部位不允许有浇口痕迹的塑件。注塑机不论任何形式,均是由以下主要装置组成。(1) 注射装置。它的主要作用是使固态的塑料均匀地塑化成熔融状态,并以足够的压力和速度将融料注人闭合的模腔中。它的主要部件有:料筒、料筒加热器、料斗、计量装置、螺杆、螺杆的驱动装置、喷嘴及其驱动油缸等。 合模 中的熔料有较高的压力,这就要求合模装置给予模具以足够的夹紧力,即锁模力,防止模具在熔料的高压力下推开。它的主要部件有:机架、定动模板、拉杆、合模油缸及肘节等。(2) 顶出装置。它的作用是在开模到一定距离后,驱动模具的顶出装置,将塑件从模具中顶出。南昌航空大学科技学院学士学位论文9(3) 机械和液压传动及电器控制系统。注射成型是塑料塑化、模具闭合、压力、温度调节。注射人模、保压、塑模安装部分,基座及导向部分,制品固化定型、开模、顶出塑件等多道工序连续准确的生产过程,这些连续动作都是由机械和液压传动及电器控制的。注塑成型的一般结构组成参考图 2.4图 2.4 注射模基本结构注塑机的型号,规格,基本参数: (1) 一般以注塑量表示注塑机的容量,XSZY-25 表示:一次最大注塑量为 1- 25CM的倒式螺杆注塑成型机。 (2) 基本参数:公称注塑量,合模压力,注塑压力,注塑速度,注塑功率,塑化能力,合模与开模速率,机器盾隙次数,最大成型面积,模板尺寸,模板间距离,模板过程。(3)锁模力 当高压的塑料熔体充满模具型腔时,会产生使模具分型面张开的力。为了夹紧模具,保证注塑过程顺利进行。注塑机合模机构必须有足够的锁模力,其必须大于张开力。锁模力用公式表示为:南昌航空大学科技学院学士学位论文10FZ=p(nA+A1) 式中: FZ塑料熔体在分型面上的张开力,N;p型腔压力,一般为注塑压力的 80%左右n型腔数量。A单个塑件在模具分型面上的投影面积,mm 2。A1浇注系统在模具分型面上的投影面积,mm 2.3 摩托车挡板注塑模的设计3.1 塑件成型工艺性能分析模具设计是一项专业和烦琐的任务,其设计中也有遵循的设计流程。塑件材料的成型特征由于塑料件选择了 ABS 作为材料,介绍 ABS 工程塑料的相关特性:ABS 的成型温度:200270,模具温度:4080。查实用注塑模具设计手册表 3-1,得:表 31 ABS 材料个方面的性能力学性能 热学性能 物理性能屈服强度/MP a 50 熔点/ 130-160 度/(g/cm 3) 1.02-1.16拉伸强度/MP a 38 热变形温度/ 90-108 吸水性 24h 0.20.4布氏硬度 HBS 9.7 比热容/J/(K gK) 1470 透明性 不透明弯曲强度/MP a 80 成型膨胀系数 0.005 击穿电压 非常大分析结构工艺性 收缩率为 0.55(取 0.4 到 0.7 的平均值)。 材料流动性较差。南昌航空大学科技学院学士学位论文11 不易分解,不脆。 该塑件结构较复杂,尺寸较小,壁厚几乎均匀。 表面硬度较高、且韧。 易发生填充不良、缩孔、熔接痕。 溢边值为0.04到0.05mm,中粘度。根据以上特征及塑料本身的性能在工艺上宜采用高温度高压注射方法,以增加流动性、降低内应力,改善透明度。在模具设计和制造方面。要尽可能减小浇注系统的料流阻力,推出机构施力要均衡平稳,模具型腔表面粗糙度要小,注意排气。3.2 注塑机的选择影响射出机选择的重要因素包括模具、产品、塑料、成型要求等。(1)模具尺寸(宽度、高度、厚度)、重量、特殊设计等; (2)使用塑料的种类及数量(单一原料或多种塑料) ; (3)注塑成品的外观尺寸(长、宽、高、厚度) 、重量等; (4)成型要求,如品质条件、生产速度等。此塑件采用一模二腔生产。估算体积为 28cm 。查表得,初选注射机型号为 XS-3Z-30其主要技术规格如下:螺杆直径 28mm,注射容量 30 g,注射压力 1190MP,锁模力 250KN,最大注射面积 90cm ,模具厚度最大 180mm,最小 60mm,模板行程 160mm。喷嘴球半径,孔直2径,定位孔直径,推出中心孔径。3.3 塑件成型方案的确定3.3.1 分型面位置的选择a. 形状选择分型面的形状有平直分型面、倾斜分型面、阶梯分型面、曲面分型面、曲面分型面及瓣合分型面等,其中平直分型面结构简单,加工方便,所以经常采用。如图 3.3 所示.此形式的分型面上模板不动,下模板移动。箭头所示方向为模具模板移动方向。本模具就采用这种形式。南昌航空大学科技学院学士学位论文12图 3.3 平直分型面b. 位置选择为了将塑件从密封的模腔内取出,以及为了安放嵌件或取出浇注系统等,必需将模具分成两部分,一般将分开模具能取出塑件的面称为分型面。同时,以分型面为界面,模具分为两大部分,既动模与定模部分分型面的选择时受到塑件的形状,壁厚,尺寸精度,表面粗糙度。嵌件位置,顶出方法,浇注系统设计,模具排气,模具制造及操作等各种因数。有以下几点。(1)分型面的选择时受到塑件的形状,壁厚,尺寸精度,表面粗糙度。嵌件位置,顶出方法,浇注系统设计,模具排气,模具制造及操作等各种因数。有以下几点分型面应设置在塑件外形最大轮廓处,否则塑件无法取出。(2)分型面选择应方便塑件顺利脱模。(3)分型面选择应保证塑件的精度要求。(4)分型面的选择应考虑塑件外观质量。(5)分型面的选择应考虑排气效果。由以上分析,此模具的分型面应选择在塑件大端面,这样能保证塑件顺利取出,且分型面应设置在动模一侧,以便于塑件成形后脱模,且易清除产生的飞边,不影响塑件的外观。3.3.2 设计冷却系统的原则1)在保证模具材料有足够的机械强度的前提下,冷却水道尽可能设置在靠近型腔表面。2)在保证模具材料有足够的机械强度的前提下,冷却水道应安排得尽量紧密。3)冷却水道的直径应优先采用大于 8mm,并且各个水道的直径应尽量相同,避免由于因水道直径不同而造成的冷却液流速不均。4)对于中、大型模具,由于冷却水道很长,会造成较大的温度梯度变化,导致在冷却水道末端(出口处)温度上升很高,从而影响冷却效果。从均匀冷却的方案考虑,对冷却液在出、入口处的温度,一般希望控制在 5以下,而精密成型模具、多型腔模具的出、入口温差则要控制在 23以下,冷却水道长度在 1.21.5m 以南昌航空大学科技学院学士学位论文13下,因此,对于中、大型模具,可将冷却水道分成几个独立的回路来增大冷却液的增量,减少压力损失、提高传热效率。5)冷却液在模具中的流速,以尽可能高一些为好,但就其流动状态来说以湍流为佳。在湍流下的热传递比层流高 1020 倍,因为在层流中冷却液作平行于冷却水道壁诸同心层运动,每一个同心层都好比一个绝热体,从而妨碍了模具向冷却液散发热过程的进行(然而一旦到达了湍流状态,再增加冷却液在冷却水道中的流速,其传热效率并无明显提高) 。6)制品较厚的部位应特别加强冷却。7)充分考虑所用的模具材料的热传导率。通常。从力学强度出发,选择钢材为模具材料,如果只考虑材料的冷却效果时,则导热系数 W/(m2K)愈高,从熔融塑料上吸收热量愈迅速,冷却得愈快(各种材料的 值见表 9-3) 。因此,在模具中对于那些冷却液无法通到而又必须对其加强冷却的地方,可采用铍青铜(Be-Cu)材料进行拼镶。由表 9-3 可知:铍青铜 Be-Cu 材料的导热系数 为钢材的1.13.3 倍。3.3.3 推出形式、复位形式的确定制件推出(顶出)是注射成型过程中的最后一个环节,推出质量的好坏将最后决定制品的质量,因此,制品的推出是不可忽视的。在设计推出脱模机构时应遵循下列原则。(1) 推出机构应尽量设置在动模一侧 由于推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆来驱动的,所以一般情况下,推出机构设在动模一侧。正因如此,在分型面设计时应尽量注意,开模后使塑件能留在动模一侧。(2) 保证塑件不因推出而变形损坏 为了保证塑件在推出过程中不变形、不损坏,设计时应仔细分析塑件对模具的包紧力和粘附力的大小,合理的选择推出方式及推出位置。推力点应作用在制品刚性好的部位,如筋部、凸缘、壳体形制品的壁缘处,尽量避免推力点作用在制品的薄平面上,防止制件破裂、穿孔,如壳体形制件及筒形制件多采用推板推出。 从而使塑件受力均匀、不变形、不损坏。(3) 机构简单动作可靠 推出机构应使推出动作可靠、灵活,制造方便,机构本身要有足够的强度、刚度和硬度,以承受推出过程中的各种力的作用,确保塑件顺利脱模。(4) 良好的塑件外观 推出塑件的位置应尽量设在塑件内部,或隐蔽面和非装饰面,对于透明塑件尤其要注意顶出位置和顶出形式的选择,以免推出痕迹影响塑南昌航空大学科技学院学士学位论文14件的外观质量。(5) 合模时的正确复位 设计推出机构时,还必须考虑合模时机构的正确复位,并保证不与其他模具零件相干涉。推出机构的种类按动力来源可分为手动推出,机动推出,液压气动推出机构。根据上面的叙述选择推出机构推出机构:由于开模后塑件留在型芯上, 故本模具采用了简单的推杆顶出机构。复位形式采用复位杆复位.a) 凸、凹模均采用整体式,型腔内的空气利用模具结构之间的间隙排出,凸、凹模均采用螺钉固定方式.b)动、定模采用导柱、导套导向,详细结构见模具装配图.c) 考虑生产效率要高,采用冷却系统,加快开模.3.3.4 浇口形式、位置的设计与确定浇道及浇口是影响塑件成形质量及效率的重要因素。浇注系统的作用是,将来自注塑机喷嘴的熔融塑料输送到各型腔中。浇注系统的形状和尺寸将对熔融塑料的充填产生很大的影响。浇注系统设计好,熔融塑料就能顺利地充满型腔;浇注系统设计不合理,则会出现型腔充填不满或塑件外观质量差、尺寸精度低等缺陷。浇注系统可分为普通浇注系统和无流道凝料浇注系统两类。对浇注系统设计的具体要求是:1)适应塑料的工艺性设计者应深人了解塑料的工艺性,分析浇注系统在充模、保压补缩和倒流各阶段中,型腔内塑料的温度、压力变化情况,以便设计出适合塑料工艺特性的理想的浇注系统,保证塑件的质量。2)流程要短在保证成型质量和满足良好排气的前提下,尽量缩短熔体的流程,以减少熔体压力和热量损失,保证必须的充填型腔的压力和速度,缩短填充及冷却时间,缩短成型周期,从而提高效率,减少塑料用量,提高熔接痕强度或使熔接痕不明显。3)排气良好4)避免料流直冲型芯或嵌件5)浇注系统在分型面上的投影面积应尽量小6)浇注系统的位置尽量与模具的轴线对称南昌航空大学科技学院学士学位论文157)修整方便,保证制品外观质量8)防止塑件变形浇口形式和位置确定浇口的开设位置对塑件的质量影响很大,因此,浇口的开设位置的选择十分重要。浇口开设位置主要是根据制品的几何形状和技术要求,并分析熔体在流道和型腔中的流动状态、填充、补缩及排气等因素作全面考虑。一般应遵循以下原则:1)避免引起熔体破裂现象2)有利于熔体流动和补缩口3)保证流动比在允许范围内4)有利于型腔内气体的排出5)减少塑件熔接痕增加熔接强度6)防止料流将型芯或嵌件挤压变形7)高分子取向对塑件性能的影响设计方案:方案一:从与底平面平行的上平面进浇,采用一主流道。方案二:侧面进浇,再采用分流道。分析方案:方案二因为塑件侧面都是光滑的,这样会影响表面质量。又根据上面的要求,确定用方案一。浇口的设计浇口是分流道和型腔之间的连接部分,也是注射模具浇注系统的最后部分,熔融塑料经过浇口进入型腔。浇口的基本作用是使从分流道来的熔体产生加速,以快速充满型腔。一般浇口尺寸比型腔部分小得多。因此,型腔充满塑料后,浇口能迅速冷却封闭,能防止熔料倒流,而且也便于浇口凝料与塑件的分离。浇口类型有中心浇口、扇形浇口、薄片浇口、点浇口、侧浇口、直接浇口、潜伏式浇口。根据塑件工艺特性,选侧浇口,并用浇注套。3.4其它机构3.4.1 合模导向机构动、定模采用导柱、导套导向,详细结构见模具装配图。南昌航空大学科技学院学士学位论文163.4.2 支承零件的设计塑料注射成型模具的支承零件包括动模(或上模)座极、定模(或下模)座极、动模(或上模)板、定模(或下模)板、支承板、垫块等。塑料模的支承零件起装配、定位及安装作用。一、动模座板和定模座板动模座板与定模座板是动模和定模的基座,也是固定式塑料注射成型模具与成型设备连接的模板。因此,座板的轮廓尺寸和固定孔必须与成型设备上模具的安装板相适应。另外,还必须具有足够的强度和刚度。二、动模板、定模板动模板与定模板的作用是固定型芯、凹模、导柱和导套等零件,所以俗称固定板。三、支承板支承板(垫板)是垫在固定板背面的模板。它的作用是防止型芯、凹模、导柱、导套等零件脱出,增强这些零件的稳定性并承受型芯和凹模等传递来的成型压力。支承板与固定板的连接通常用螺钉和销钉紧固,也有用铆接的。支承板应具有足够的强度和刚度,以承受成型压力而不过量变形。其强度和刚度计算方法与型腔底板的强度和刚度计算相似。3.4.3 排气和冷却机构排气可以用间隙排气,利用模具结构之间的间隙把型腔内的空气排出,不需要用排气孔。冷却机构采用直流循环式水冷,加快开模。图 3.1 摩托车挡板尺寸塑件精度取 4 级,查得模具制造精度为 IT9 精度。南昌航空大学科技学院学士学位论文17(1)型腔大小 按平均收缩率算法计算Lmcp=Lpcp+ScpLpcp+ScpScpLpcpLpcp=-0./2= .(mm)Scp=0.%Lmcp=.+0.00*.+0.00 *0.00*.= .(mm)模具型腔按 IT9 级精度制造 ,其制造偏差 m=0.0mm,故Lm= = mm= mmmcp009.2.8309.138如按极限尺寸计算Lm= = mm= mmmSp0ax1/09.7./4.09.183校核朔件可能出现的最大尺寸,设模具最大磨损量 w为 0.04mm(Lm+m+w)(1-Smin)L p上式左端=(.+0.0+0.04)(1-0.00)=.,满足要求,故型腔大小为 mm,比较平均收缩率计算的结果偏小,有更大修磨余量. 09.183Lmcp=Lpcp+ScpLpcp+ScpScpLpcpLpcp=-0./2= .(mm)Scp=0.%Lmcp=.+0.00*.+0.00 *0.00*.= .(mm)模具型腔按 IT9 级精度制造 ,其制造偏差 m=0.0mm,故Lm= = mm= mmmcp006.9.206.932如按极限尺寸计算Lm= = mm= mmmSp0ax1/06.7.1/4.306.8729校核朔件可能出现的最大尺寸,设模具最大磨损量w 为 0.04mm(Lm+m+w)(1-Smin)L p上式左端=(29.87+0.06+0.04)(1-0.004)=29.8530,满足要求,故型腔大小为mm,比较平均收缩率计算的结果偏小,有更大修磨余量. 06.8729(2)型腔大小 按平均收缩率算法计算Lmcp=Lpcp+ScpLpcp+ScpScpLpcpLpcp=65-0. 4/2=64.78(mm)Scp=0.%Lmcp=64.78+0.00*64.78+0.00*0.00*64.78=65.14(mm)南昌航空大学科技学院学士学位论文18模具型腔按 IT9 级精度制造 ,其制造偏差 m=0.07mm,故Lm= =65.14-0.07 mm=65.07 mmmcp007.07.如按极限尺寸计算Lm= =(65-0.4)/(1-0.00) mm=64.11 mmmSp0ax1/ 07.07.校核朔件可能出现的最大尺寸,设模具最大磨损量 w为 0.04mm(Lm+m+w)(1-Smin)L p上式左端=(64.11+0.07+0.04)(1-0.00)=63.9665,满足要求,故型腔大小为64.11 mm,比较平均收缩率计算的结果偏小,有更大修磨余量. 07.(3)型腔大小 按平均收缩率算法计算Lmcp=Lpcp+ScpLpcp+ScpScpLpcpLpcp=15-(0.2 /2)=14.85mmScp=0.%Lpcp=14.85+0.00*14.85+0.00*0.00 *14.85=14.93(mm)模具型腔按 IT9 级精度制造 ,其制造偏差 m=0.04mm,故Lm= = mm= mmmcp004.93.1404.891如按极限尺寸计算Lm= = mm= mmmSp0ax/04.7./2.504.621校核朔件可能出现的最大尺寸,设模具最大磨损量 w为 0.04mm(Lm+m+w)(1-Smin)L p上式左端=(14.62+0.04+0.04)(1-0.00)=14.6415,满足要求,故型腔大小为mm,比较平均收缩率计算的结果偏小,有更大修磨余量.04.621(4)型腔大小 按平均收缩率算法计算 Lmcp=Lpcp+ScpLpcp+ScpScpLpcpLpcp=6-0.24/2=5.88mmScp=0.%Lmcp=5.88+0.00*5.88+0.00*0.00*5.88=5.91(mm)模具型腔按 IT9 级精度制造 ,其制造偏差 m=0.04mm,故Lm= =5.91-0.04 mm=5.87 mmmcp004.04.如按极限尺寸计算Lm= = mm= mmmSp0ax1/04.7.1/2.604.85校核朔件可能出现的最大尺寸,设模具最大磨损量 w为 0.04mm南昌航空大学科技学院学士学位论文19(Lm+m+w)(1-Smin)L p上式左端=(5.80+0.04+0.04)(1-0.00)=5.906,满足要求,故型腔大小为mm,比较平均收缩率计算的结果偏小,有更大修磨余量.04.85(5)型腔大小Lmcp=Lpcp+ScpLpcp+ScpScpLpcpLpcp=15-0.28/2=14.86(mm) Scp=0.%Lmcp=14.86+0.00*14.86+0.00*0.00*14.86=14.94(mm)模具型腔按 IT9 级精度制造 ,其制造偏差 m=0.04mm,故Lm= =14.94-0.04 mm= mmmcp004.04.821如按极限尺寸计算Lm= = mm= mmmSp0ax1/04.7./.1504.91校核朔件可能出现的最大尺寸,设模具最大磨损量 w为 0.04mm(Lm+m+w)(1-Smin)L p上式左端=(14.82+0.04+0.04)(1-0.004)=14.8415,满足要求,故型腔大小为mm,比较平均收缩率计算的结果小,有更大修磨余量.04.91(6)型腔大小 按平均收缩率算法计算Lmcp=Lpcp+Scp*Lpcp+Scp*Scp*LpcpLpcp=5(0.2 /2)=.(mm) Scp=0.%Lmcp=.+0.00*.+0.00 *0.00 *.= .(mm)模具型腔按 IT9 级精度制造 ,其制造偏差m=0.0mm,故Lm= = 4.92-0.03 mm= mmmcp003.03.894如按极限尺寸计算Lm= = mm= mmmSp0ax1/03.7.1/2.503.814校核朔件可能出现的最大尺寸,设模具最大磨损量 w为 0.04mm(Lm+m+w)(1-Smin)L p上式左端=(4.81+0.0+0.04)(1-0.004)=4.86,满足要求,故型腔大小为mm,比较平均收缩率计算的结果偏大,有更大修磨余量.03.814(7)型芯大小 按平均收缩率算法计算pccpCPmcp LSLSL*南昌航空大学科技学院学士学位论文20=61+0.40/2=61.2(mm) pcL=0.%CPS=61.2+0.00*61.2+0.00 *0.00*61.2=61.54(mm)mcp模具型腔按 IT9 级精度制造 ,其制造偏差m=0.07mm,故Lm= = mm= mm0mcp07.45.6107.61如按极限尺寸计算Lm= = mm= mm0in/mSp07.4./.07.65校核朔件可能出现的最大尺寸,设模具最大磨损量 w为 0.04mm(Lm-m-w)(1-Smax)L p上式左端=(61.65-0.07-0.04)(1-0.007)=61.1261,满足要求,故型芯大小为mm,比较平均收缩率计算的结果偏大,有更大修磨余量.07.651(8)型芯大小 按平均收缩率算法计算 pccpCPmcp LSLSL*Lpcp=11+0.28/2=11.14(mm) Scp=0.%Lmcp=11.14+0.00*11.14+0.00*0.00*11.14=11.20(mm) 模具型腔按 IT9 级精度制造 ,其制造偏差m=0.04mm,故Lm= = mm= mm0mcp04.2.104.21如按极限尺寸计算Lm= = mm= mm0in/mSp04./8.04.321校核朔件可能出现的最大尺寸,设模具最大磨损量w 为 0.04mm(Lm-m-w)(1-Smax)L p上式左端=(11.32-0.04-0.04)(1-0.007)=11.2011,满足要求,故型芯大小为mm,比较平均收缩率计算的结果一样,有更大修磨余量.04.321(9)型芯大小 按平均收缩率算法计算pccpCPmcp LSLSL*Lpcp=1+0.2/2=1.(mm) Scp=0.%Lmcp=1.+0.00*1.+0.00 *0.00 *1.=1. 2(mm)模具型腔按 IT9 级精度制造 ,其制造偏差m=0.025mm,故Lm= = mm= mm0mcp025.025.14南昌航空大学科技学院学士学位论文21如按极限尺寸计算Lm= = mm= mm0min1/Sp025.4.1/2.025.1校核朔件可能出现的最大尺寸,设模具最大磨损量 w为 0.04mm(Lm-m-w)(1-Smax)L p上式左端=(1.20-0.03-0.04)(1-0.007)=1.131,满足要求,故型芯大小为mm,比较平均收缩率计算的结果偏大,有更大修磨余量.025.1(10)型芯大小 按平均收缩率算法计算 pccpCPmcp LSLSL*Lpcp=79+0.44/2=79.22(mm) Scp=0.55%Lmcp=79.22+0.0055*79.22+0.0055*0.0055*79.22=79.70(mm)模具型腔按 IT9 级精度制造 ,其制造偏差 m=0.074mm,故Lm= = mm= mm0mcp074.79074.9如按极限尺寸计算Lm= = mm= mm0in1/mSp074.1/.074.69校核朔件可能出现的最大尺寸,设模具最大磨损量 w为 0.04mm(Lm-m-w)(1-Smax)L p上式左端=(79.76-0.07-0.04)(1-0.007)=80.2179,满足要求,故型芯大小为mm,比较平均收缩率计算的结果偏大,有更大修磨余量.074.69(11)型芯大小 按平均收缩率算法计算 pccpCPmcp LSLSL*Lpcp=5.2+0.22/2=5.31(mm) Scp=0.55%Lmcp=5.31+0.0055*5.31+0.0055*0.0055*5.31=5.34(mm)模具型腔按 IT9 级精度制造 ,其制造偏差 m=0.030mm,故Lm= = mm= mm0mcp03.4.503.75如按极限尺寸计算Lm= = mm= mm0in1/mSp03.4.1/2.03.45校核朔件可能出现的最大尺寸,设模具最大磨损量 w为 0.04mm(Lm-m-w)(1-Smax)L p上式左端=(5.44-0.03-0.04)(1-0.007)=5.335.2,满足要求,故型芯大小为南昌航空大学科技学院学士学位论文22mm,比较平均收缩率计算的结果偏大,有更大修磨余量.03.45(12)型芯大小 按平均收缩率算法计算 pccpCPmcp LSLSL*Lpcp=5.4+0.22/2=5.51(mm) Scp=0.55%Lmcp=5.51+0.0055*5.51+0.0055*0.0055*5.51=5.54(mm)模具型腔按 IT9 级精度制造 ,其制造偏差m=0.03m,故Lm= = mm= mm0mcp03.54.03.57如按极限尺寸计算Lm= = mm= mm0in1/mSp03.4.1/2.03.645校核朔件可能出现的最大尺寸,设模具最大磨损量 w为 0.04mm(Lm-m-w)(1-Smax)L p上式左端=(5.64-0.0-0.04)(1-0.007)=5.535.4,满足要求,故型芯大小为mm,比较平均收缩率计算的结果偏大,有更大修磨余量.03.645(13)型芯深度 按平均收缩率算法计算 H mcp=Hpcp+ScpHpcp+ScpScpHpcpHpcp=7-0.24/2=6.88(mm)H mcp=6.88+0.0055*6.88+0.0055*0.0055*6.88=6.92模具型腔深按 IT9 级精度制造 ,其制造公差m=0.04mm,若型腔容易修浅,侧Hm= = mmmcp004.926按极限尺寸计算Hm= = mm= mmmSp0in1/04.1/.704.96校核塑件最小高度是否合格Hm*(S max)+Hs上式左端=6.99*(1-0.007)+0.24=7.187,满足要求,故型芯大小为 7.18 mm,比较04.平均收缩率计算的结果偏深,有更大修磨余量.(14)型芯高度按平均收缩率算法计算H mcp=Hpcp+ScpHpcp+ScpScpHpcpHpcp=0.2/2=.(mm)H mcp=.(mm)假设型芯容易修长,型芯高按 IT9 级精度制造其制造偏差查表的.(mm)那南昌航空大学科技学院学士学位论文23Hm (mm)0mcp04.15Hm= = (mm)= 4.06 (mm)ax1/Sp03.7./303.校核型芯可能出现的最大高度是否在制件公差允许范围内Hm(S min)-H p上式左端.*(.).,满足要求,故型芯高度为 4.06 mm,03.(15)两小型芯的中心距离按平均收缩率算法计算Lm=LP+ScpLp+ScpScpLp 1/2m小型芯间距离的制造公差取 .故Lm=9.9.9 .9.26 .按公差带计算结果,但需要校核极限尺寸Lm=Lm-SminLm+1/2m+g-/2L p设型芯配合间隙g;上式左端9.26.49.26.9.089.26,符合要求,故模具孔间隙为 49.26 .两小型芯的中心距离3.5.3 整体式矩形型腔侧壁和底板厚度的计算侧壁厚度的计算 整体式矩形型腔模具,因其侧壁受到单位注塑压力的作用,故可将其视为三边固定、一边自由,受到匀布载荷的平板来计算。S=(Cpa4/E) 1/3其中:P 为注塑压力;a-型腔部分受压高度,a 取 7mm;b-型腔部分受压宽度,b 取 30mm;L-型腔部分受压长度,L 取 83mm;E-弹性模数,钢为 19.6*10 MPa ;4C-由 a/L 决定常数。代入公式 C=3L /(2L +96a ),计算得 C=0.5;44为了防止因模具的过量弹性变形而产生溢料现象,确定 塑料溢边值,即0.050.07。当 L时,按允许变形量L计算壁厚。所以取=0.014mm代入公式计算得 S =8mm底厚度计算南昌航空大学科技学院学士学位论文24S=(C pb4/E )1/3C常数由底板内壁边长之比 Lb 决定,查表 C 取 0.0277。代入公式计算得 S =20mm至此,成形零件的工作尺寸计算完毕,具体的零件结构图,参看凹模和型芯的零件图,在此不做赘述。3.6 机构设计3.6.1 合模导向机构的设计合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位导向两种形式。通常采用导柱导向定位机构。合模导向机构的主要作用是:保证动定模或上下模位置准确,引导型芯进入型腔,工作时承受一定的侧向力,另外在模具装配时可起到定位作用。本模具采用导柱导套导向机构。导柱导套导向机构设计时应将头部设计成球形或者锥形,能使导柱顺利进入导向孔 ,导柱长度必须高出凹模端面 1012mm,以免凸模先进入型腔与其相撞而损坏模具;导柱、导套与固定板之间,一般采用 H7/k6 配合,导向部分常采用 H7/f7 配合。本模具设计的导向机构如图 3.2 所示。图 3.2 本模具采用的合模导向机构的形式3.6.2 确定脱模结构形式由于制件薄且较小,防止制件在脱模时变形或弯曲,采用推杆加推块的脱模结构。脱模力 F 计算F0=2*t*E*Lcosa(u-tga)/(1-y)KF0=2*4*1.8*10 5*0.55*38*cos2.25(0.25-tg2.25)/(1-0.37)*1.0087南昌航空大学科技学院学士学位论文25F0=78.43KN由稳定裕度N=F0/F稳定裕度对于钢件来说取 2。所以 F=39.22KN由 d=0.26L1/2 F 4/1d=0.26*381/239.22d4.004取 d=43.7 确定温度调节系统为了保证外观光洁。无飞边。分型面可选着在塑件的大口端面。为了保证塑件不变形及模具尺寸的条件,脱模机构采用推杆加推块脱模机构,凹模采用整体式,在凹模面上开排气槽,动定模采用导柱导向。详细结构参见装配总图,又因为 ABS 冷凝时散发大量的热量。故采用多管道冷却。3.7.1 单位时间内塑件在凝固时所放出的热量(J/h)Q1=NCGCP(QO-QP)+Lja查表得成型时间总周期 50220sb .G=p*v=20.36*10-3KGc.查表得 CP=1047J/KgC Lj=2*105J/Kgd.注射温度 2600C 出模温度 600C故:Q 1=(3600/60 )*20.36*10 -3*0.8*1047*(260-60)+2*10 5Q1=0.4*106J/h3.7.2 模具冷却时所需冷却介质的体积流量Qv=Q1/p(Q1-Q2)C1a p 冷却介质密度(Kg/m 3) p 水 =103Kg/m3b C1冷却介质比热容(J/Kg 0C) C 1 =4.18* 103c Q1冷却介质出口温度 Q1 =300Cd Q2冷却介质进口温度 Q2 =200C故 Qv=0.4*106/(4.18* 103*103*10)Qv=0.01m3/h南昌航空大学科技学院学士学位论文26管道直径 d,查表得 d=83.8 模具尺寸确定3.8.1 型腔壁厚以及定模板尺寸的确定根据定模板上的最大成形尺寸,采用经验估计法估算出定模板的壁厚尺寸约为8mm,考虑在凹模上还装有紧固件、导向机构以及冷却水管,将定模板尺寸适当放大,可确定为 100125mm。3.8.2 确定模架规格模架是设计,制造塑料注射模的基础部件,为了提高模具的质量,缩短生产周期,组织专业化生产,促进商品化国家完成塑料注射模具大中小型模架制定。并规定模 架 结构型式为四种型号,即基本型号阿 A 1 A 2 A 3 A 四个品种,派生型4分为 P 1 P 9 九个品种 ,表准中还规定,以定模和动模座板有肩,无肩划分,又增加了 13 个品种。这样总共就有 26 个模架品种。其规格数基本上覆盖了注射容量为 10 4000 注射机用的各类中小型热塑性和热固性塑料注射模具。 参考表3.4、表 3.5 和表 3.6。表 3.4 模架的组成,功能及用途 型式 型号 组成,功能及用途 A 1 型 定模采用两块模板。动模采用一块模板,设置以推杆推出塑件的机构组成 模 架 A 2 型 定模和动模均采用两块模板,设置以推杆推出塑件机构组成 模 架 基本 模 架 A 3 A 型 4A 3 型的 定模采用两块模板,动模采用一块模板。 A 型 定模4和动模均采用两块模板在动定模板之间设置一块推件板峄推出塑件。 派生模 架 P 1 P 型 4P 1 P 型由 A 1 A 4 对 应 派4生而成,结构形式上的不同是去了A 1 A 型定型上的固定螺钉。同4时增加一个分型面。 南昌航空大学科技学院学士学位论文27P 5 型 由两块模板组合而成,主要适用于直浇口简单整体型腔结构的注射模 P 6 P9 型 其中 P 6 与 P 7 ,P 8 与 P 9 是相互对应的结构,只是去了定模板上固定螺钉。 表 3.5模板 垫块 A 1 A 2 A 3 A 4编号 A C B 01 02 03 12.5
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