折叠伞手柄注塑模具设计-滑块抽芯塑料注射模含NX三维及11张CAD图
折叠伞手柄注塑模具设计-滑块抽芯塑料注射模含NX三维及11张CAD图,折叠,手柄,注塑,模具设计,滑块抽芯,塑料,注射,nx,三维,11,十一,cad
摘 要本论文是将折叠伞手柄作为设计模型,并且将所学的模具制造与设计作为论文依据,阐述了整个折叠伞手柄注塑模具的设计过程。首先,利用UG对折叠伞手柄进行三维建模,并进行了产品结构的分析。分析零件的浇口位置和流道。然后用UG绘制零件的分型面,型芯,型腔。其次,在UG中设计出浇注系统,脱模系统以及冷却系统。然后,折叠伞手柄的设计需要计算出塑件的尺寸以及尺寸精度,之后进行注塑机的选用,确定好注塑机的海天80X2A型号(厚度,模具的开模行程以及注塑机锁模力)。本模具采用一模二腔,侧浇口进料,保证了模具工作时需要的强度和成本的节约。关键词:折叠伞手柄;注塑模具;浇口;分型面;注塑机AbstractIn this paper, the folding umbrella handle is used as the design model, and the mold manufacturing and design as the basis of the paper, the design process of the whole folding umbrella handle injection mold is described. Firstly, the three-dimensional model of folding umbrella handle is built by UG, and the product structure is analyzed. Gate position and runner of parts are analyzed. Then use UG to draw the parting surface, core and cavity of the part. Secondly, the gating system, demoulding system and cooling system are designed in UG. Then, the design of folding umbrella handle needs to calculate the size and dimensional accuracy of the plastic parts, and then select the injection machine to determine the Haitian 80X2A model of the injection machine (thickness, die opening stroke and locking force of the injection machine). The mould adopts one mold and two cavities, and the side gate feeding ensures the strength and cost saving when the die is working.Key words: folding umbrella handle; injection mould; gate; parting surface; injection machine目 录摘 要IAbstractII前 言1第1章 塑件的工艺分析211 塑件的材料选择312 塑件的结构设计313 塑件尺寸及精度414 塑件表面粗糙度415 塑件的体积和质量4第2章 注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定52.1 浇口种类的确定52.2 型腔数目的确定52.3 注射机的选择和校核62.3.1 注射量的校核72.3.2 塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核72.3.3模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核8第3章 注射模具结构设计1031 分型面的设计1032 型腔的布局1133 浇注系统的设计113.3.1 浇注系统组成113.3.2 确定浇注系统的原则113.3.3 主流道的设计123.3.4 分流道的设计143.3.5 浇口的设计143.3.6 冷料穴的设计1534 注射模成型零部件的设计7153.4.1 凹模的內形尺寸:163.4.1 凸模的外形尺寸计算:1835 排气结构设计2136 脱模机构的设计21361 脱模机构的选用原则21362 脱模机构类型的选择21363 推杆机构具体设计2337 注射模温度调节系统24371 温度调节对塑件质量的影响25372 冷却系统之设计规则2538 模架的选用273.9侧向抽芯机构类型选择29第4章 注塑模具工作原理32致谢34参考文献35IV前 言模具工业在国民基础工业生产中占有重要地位因此被称为“工业字母”。随着我国科技的不断发展,不断学习新的知识和技能,人们也在模具制造的能力和技术也得到了不断的提升,而随着CAD/UG等软件的不断进步,也使得制造出来的模具和工件在精度合工艺上都得到了巨大的提升。随着社会品质的不断进步,人类智慧的不断开发,人类不断的创造和发明,好质量、高科技的产品逐渐进入我们的生活中,人们现在对产品的要求越来越高,无论是性能、价格甚至外包装都有很高的要求。日常生活中和我们接触的最多的大多是塑件产品,其中最多的都是注塑模塑件产品。因此,注塑模具在塑料的生产过程中非常重要。塑料制品制造方便,大多数的塑件制品都可以大批量生产但由于塑件本身的特性和人们缺乏意识的保护性使用因此塑件的更新换代也很快,因此这使得对注塑模的要求也变得非常高了。而国内的塑料制品行业也通过不断的学习丶借鉴都有着明显的提升和进步。但是在一些精度要求高,技术含量高,复杂程度高的塑件上还是有着明显的不足,因此我们要向国外学习和借鉴先进技术理论显得非常重要。未来塑料的发展一定是朝着低碳节能、无污染的绿色发展道路前进,这更是我国经济持续、健康、迅速发展的重要前提。塑料的大量使用和生产也促进注塑模具设计与制造工业的快速发展。这次毕业设计我选择的是注塑模设计,其中最大的原因是其特点是可以一模多腔,大大提高工业效率和经济效益。第1章 塑件的工艺分析在模具设计之前需要对塑件的工艺性如形状结构、尺寸大小、精度等级和表面质量要进行仔细研究和分析,只有这样才能恰当确定塑件制品所需的模具结构和模具精度。折叠伞手柄如图所示,具体结构和尺寸详见图纸,该塑件结构中等复杂程度,生产量大,要求较低的模具成本,成型容易,精度要求不高。图(1)3D视图图(2)二维塑件图11 塑件的材料选择 本次所选择的折叠伞手柄材料为ABS。ABS具有良好的综合理学性能。ABS价格便宜原料易得,是目前产量最大、应用范围最广的工程塑料之一。是一种良好的热塑性塑料。ABS无毒,无气味,呈微黄色,成型的塑料有较好的光泽、不透明,密度为1.05。既有较好的抗冲击强度和一定的耐磨性,耐寒性,耐油性,耐水性,化学稳定性和电气性能。12 塑件的结构设计(1)、脱模斜度 脱模斜度的大小与制品形状、壁厚及收缩率有关。斜度过小,不仅会使制品尺寸困难,而且易使制品表面损伤或破裂,斜度过大时,虽然脱模方便,但会影响制品尺寸精度,并浪费原材料。通常塑件的脱模斜度约取0.51.5,根据文献1,塑件材料ABS的型腔脱模斜度为0.35130/,型芯脱模斜度为30/1(2)、塑件的壁厚 一般在满足使用要求的前提下,塑件的壁厚应尽量小。选择壁厚时应力求塑件各处壁厚尽量均匀,以避免塑件出现不均匀收缩等成型缺陷。塑件壁厚一般在14,最常用的数值为23。该产品壁厚均匀,周边和底部壁厚均为2左右。(3)、塑件的圆角在无特殊要求时,塑件的各连接角处均有半径不小于0.51的圆角。一般外圆弧半径大于壁厚的0.5倍,内圆角半径应是壁厚的0.5倍。该塑料件表面圆角半径和内部转弯处圆角为0.5。(4)、孔由于型芯对熔体有分流作用,所以在孔成型时周围易产生熔接痕,导致孔的强度降低,故设计孔时孔时孔间距和孔到塑件边缘的距离一般都尖大于孔径,孔的周边应增加壁厚,以保证塑件的强度和刚度。13 塑件尺寸及精度根据我国目前的成型水平,塑件尺寸公差可以参照文献2表3-2塑件的尺寸与公关(SJ1372-1978)的塑料制件公差数值标准来确定。根据任务书和图纸要求,本次产品尺寸均采用MT3级精度,未注采用MT5级精度。 14 塑件表面粗糙度塑料制品的表面粗糙度一般为Ra 0.021.25之间,模腔表壁的表面粗糙度应为塑件的1/2,即Ra 0.010.63。模具在使用过程中由于型腔磨损而使表面粗糙度不断增加,所以应随时给以抛光复原。该塑件外部需要的表面粗糙度比内部要高许多,为Ra0.2,内部为0.4。15 塑件的体积和质量本次设计中,塑件的质量和体积采用3D测量,在PRO/E软件中,使用塑模部件验证功能,可以测得塑件的质量(ABS的密度为1.05),即可以得出该塑件制品的质量为12克。实测体积第2章 注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定21 浇口种类的确定注射模的浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。其作用是将塑料熔体充满型腔并使注射压力传递到各个部分。浇注系统设计的好坏对塑件性能、外观及成型难易程度影响很大。它由主流道、分流道、浇口及冷料穴组成。其中浇口的选择与设计恰当与否直接关系到制品能否完好的成型。由于本设计中折叠伞手柄塑件外表面质量要求较高,所以选用侧浇口。侧浇口直接在中间的圆端面处进,折叠伞手柄组装后,浇口被遮挡起来。侧浇口主流道需要设置钩针,分流道与产品相连,顶出产品包含流道连接在一起。2.2 型腔数目的确定 因为本设计中采用侧浇口,且塑件的尺寸不大,为提高塑件成功概率,并从经济型的角度出发,节省生产成本和提高生产效率,采用一模二腔,进行加工生产。2.3 注射机的选择和校核 由于采用一模二腔,需要至少注射量为12x2g,流道水口废料2.5g,总注塑量达到26.5g,再根据工艺参数(主要是注射压力),综合考虑各种因素,选定注射机为海天80X2A。注射方式为螺杆式,其有关性能参数为:海天HTF80X2A 型号单位802A802B802C 参数螺杆直径mm343640理论注射容量cm3111124153注射重量PSg101113139注射压力Mpa206183149注射行程mm122螺杆转速r/min0220料筒加热功率KW5.7锁模力KN800拉杆内间距(水平垂直)mm365365允许最大模具厚度mm360允许最小模具厚度mm150移模行程mm310移模开距(最大)mm670液压顶出行程mm100液压顶出力KN33液压顶出杆数量PC5油泵电动机功率KW11油箱容积l200机器尺寸(长宽高)m4.31.251.8机器重量t3.22最小模具尺寸(长宽)mm2402402.3.1 注射量的校核模具设计时,必须使得在一个注射成型的塑料熔体的容量或质量在注射机额定注射量的80%以内。校核公式为: 式中 -型腔数量 -单个塑件的质量(g) -浇注系统所需塑料的质量(g) 本设计中:n=2 12g =2.5g M=12X2+2.5=26.5g(约等于)101gx80%注塑机额定注塑量为101g注射量符合要求2.3.2 塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核注射成型时塑件的模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素。如果这一数值超过了注射机所允许的最大成型面积,则成型过程中会出现涨模溢料现象,必须满足以下关系。 式中 n -型腔数目 -单个塑件在模具分型面上的投影面积 -浇注系统在模具分型面上的投影面积 n=2 = 1268.364560 =200 = 1268.364560 x2+400=2736.72912注射成型时为了可靠的锁模,应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力。即: ()P F式中: P塑料熔体对型腔的成型压力(MPa)F注射机额定锁模力(N)其它意义同上根据教科书表5-1,型腔内通常为20-40MPa,一般制品为24-34MPa,精密制品为39-44MP()P=2736.72912x30x1.1x0.001= 90.31KN800KN锁模力符合要求2.3.3模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核(1)、模具厚度(闭合高度) 模具闭合高度必须满足以下公式式中 -注射机允许的最大模厚 -注射机允许的最小模厚本设计中模具厚度为261mm 150H360, 符合要求(2)、开模行程(S)的校核模具开模后为了便于取出制件,要求有足够的开模距离,所谓开模行程是指模具开合过程中动模固定板的移动距离。注塑机的开模行程是有限的,设计模具必须校核所选注射机的开模行程,以便与模具的开模距离相适应。对于卧式注射机,其开模行程与模具厚度有关,对于单分型面注射模应有:式中 -推出距离 -包括浇注系统凝料在内的塑件高度 =(水口料的长度+2030)本设计中 =310 =20 mm =90+20=110mm总的开模距离需要H=130mm以上经计算,符合要要求。(3)、顶出装置的校核 在设计模具推出机构时,需校核注射机顶出的顶出形式,要注意在两侧顶出时模具推板的面积应能覆盖注射机的双顶杆,注射机的最大顶出距离要保证能将塑件从模具中脱出。海天80X2A型注射机为两侧推出机构。经检查能满足将模具脱出的要求。第3章 注射模具结构设计31 分型面的设计将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分,它们的接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料,当成型时又必须接触封闭,这样的接触表面称为分型面,它是决定模具结构的重要因素,每个塑件的分型面可能只有一种选择,也可能有几种选择。合理地选择分型面是使塑件能完好的成型的先决条件。选择分型面时,应从以下几个方面考虑:1)分型面应选在塑件外形最大轮廓处;2)使塑件在开模后留在动模上;3)分型面的痕迹不影响塑件的外观;4)浇注系统,特别是浇口能合理的安排;5)使推杆痕迹不露在塑件外观表面上;6)使塑件易于脱模。综合考虑各种因素,并根据本模具制件的外观特点,受用平面分型面,并选择在塑件的最大平面处,开模后塑件留在动模一侧,分型面的选择32 型腔的布局型腔的布局与浇注系统的布置密切相关,型腔的排布应使每个型腔都通过浇注系统从总压力中均等的分得所需的压力,以保证塑料熔体均匀地充满每个型腔,使各型腔的塑件内在质量均一稳定。这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能短,同时采用平衡流道。型腔布局由图所示。由于本设计中塑件是上下两部分配合装配使用,需要相同的注射工艺参数,以达到高的成功率,模具采用侧浇口,并采用对称式布局,以求达到良好的浇注质量。图(4)型腔布局方式33 浇注系统的设计 浇注系统是指注射模中从主流道始端到型腔之间的熔体进料通道,浇注系统可分为普通流道浇注系统和无流道凝料浇注系统两类,本设计中采用普通侧浇口浇注系统。正确设计浇注系统对获得优质的塑料制品极为重要。3.3.1 浇注系统组成普通流道浇注系统的组成一般包括以下几个部分。1主浇道 2第一分浇道 3第二分浇道 4第三分浇道 5浇口 6型腔 7冷料穴3.3.2 确定浇注系统的原则在设计浇注系统时应考虑下列有关因素:a)、塑料成型特性:设计浇注系统应适应所用塑料的成型特性的要求,以保证塑件质量。b)、模具成型塑件的型腔数:设置浇注系统还应考虑到模具是一模二腔或一模多腔,浇注系统需按型腔布局设计。c)、塑件大小及形状:根据塑件大小,形状壁厚,技术要求等因素,结合选择分型面同时考虑设置浇注系统的形式、进料口数量及位置,保证正常成型,还应注意防止流料直接冲击嵌件及细弱型芯受力不均以及应充分估计可能产生的质量弊病和部位等问题,从而采取相应的措施或留有修整的余地。d)、塑件外观:设置浇注系统时应考虑到去除、修整进料口方便,同时不影响塑件的外表美观。e)、冷料:在注射间隔时间,喷嘴端部的冷料必须去除,防止注入型腔影响塑件质量,故设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施6。 3.3.3 主流道的设计流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部分开始,到分流道为止的塑料熔体的流动通道。(1)、主流道的尺寸设计中选用的注射机为海天80X2A,其喷嘴直径为3.5,喷嘴球面半径为11,根据图(6),主流道各具体尺寸如下: 65.5 式中: H球头圆弧的深度 L浇口套的总长 D主流道底部直径主流道侧壁斜顶R球头圆弧的半径浇注系统与定位环、浇口套(2)、主流道衬套的形式选用如图所示类型的衬套,这种类型可防止衬套在塑料熔体反作用下退出定模。将主流道衬套和定位球设计成两个零件,然后配合固定在模板上,衬套与定模板的配合采用。图(7)主流道衬套及其固定形式(3)、主流道衬套的固定 主流道衬套的固定,采用2个M5X20的螺丝直接锁附固定。3.3.4 分流道的设计分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道,分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态。本设计中由于塑件排布比较紧凑,且采用侧浇口。如图所示。主流道和侧浇口的位置3.3.5 浇口的设计浇口又叫进料口,是连接分流道与型腔的通道。它有两个功能:一是对塑料熔体流入型腔起着控制作用;另一个是当注射压力撤销后封锁型腔,使型腔中尚未固化的塑料不会倒流。常向的浇口形式有直接浇口,侧浇口,点式浇口,扇形浇口,圆盘式浇口,环形浇口等。浇口的位置选择原则: 浇口的位置与塑件的质量有直接影响。在确定浇口位置时,应考虑以下几点: 1. 熔体在型腔内流动时,其动能损失最小。要做到这一点必须使 1)流程(包括分支流程)为最短; 2)每一股分流都能大致同时到达其最远端; 3)应先从壁厚较厚的部位进料; 4)考虑各股分流的转向越小越好。2. 有效地排出型腔内的气体。根据浇口选用原则和为保证塑件表面质量及美观效果,采用侧浇口。3.3.6 冷料穴的设计主流道的末端需要设置冷料穴以往上制品中出现固化的冷料。因为最先流入的塑料因接触温度低的模具而使料温下降,如果让这部分温度下降的塑料流入型腔会影响制品的质量,为防止这一问题必须在没塑料流动方向在主流道末端设置冷料穴以便将这部分冷料存留起来。冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上,其标称直径与主流道直径相同或略大一些,这里取为4.00mm,最终要保证冷料体积小于冷料穴体积。冷料穴的z形式有多种,这里采用倒锥形的冷料穴拉出主流道凝料的形式。它与推杆配用,开模时倒锥形的冷料穴通过内部的冷料先将主流道凝料拉出定模,最后在推杆的作用下将冷料和和主流道凝料随制品一起被顶出动模。如上图(8)所示。34 注射模成型零部件的设计7模具闭合时用来填充塑料成型制品的空间称为型腔。构成模具型腔的零部件称成型零部件。一般包括凹模、凸模、型环和镶块等。成型零部件直接与塑料接触,成型塑件的某些部分,承受着塑料熔体压力,决定着塑件形状与精度,因此成型零部件的设计是注射模具的重要部分。成型零部件在注射成型过程中需要经常承受温度压力及塑料熔体对它们的冲击和摩擦作用,长期工作后晚发生磨损、变形和破裂,因此必须合理设计其结构形式,准确计算其尺寸和公差并保证它们具有足够的强度、刚度和良好的表面质量。成型零部件工作尺寸的计算如下:塑件经成型后所获得的制品从热模具中取出后,因冷却及其它原因会引起尺寸减小或体积缩小,收缩性是每种塑料都具有的固有特性之一,选定ABS材料的平均收缩率为0.5%,刚计算模具成型零部件工作尺寸的公式为: A=B+0.005B式中 A 模具成型零部件在常温下的尺寸 B 塑件在常温下实际尺寸成型零部件工作尺寸的公差值可取塑件公差的1/31/4,或取IT78级作为模具制造公差。在此取IT8级,型芯工作尺寸公差取IT7级。模具型腔的小尺寸为基本尺寸,偏差为正值;模具型芯的最大尺寸为基本尺寸,偏差为负值,中心距偏差为双向对称分布。各成型零部件工作尺寸的具体数值见图纸。 3.4.1 凹模的內形尺寸: 式中:L凹为型腔內形尺寸(mm); L塑为塑件外径基本尺寸(mm),即塑件的实际外形尺寸; K为塑料平均收缩率(%),此处取0.5%s为塑件公差,查表知ABS塑件精度等级取5级;塑件基本尺寸在36mm范围内取0.24mm;1824mm范围内取0.24mm;80100mm范围内取1.00mm;在100120mm公差取1.14mm;在140160mm公差取1.44mm;在200225mm公差取1.92mm;在280350mm公差取2.5mm;在315355mm公差取2.8mm所以型腔尺寸如下: L1=40(1+0.005)-(3/4)0.50=40.2型腔深度的尺寸计算:h=h(1+k)-(2/3) (5.7)式中: h凸模/型芯高度尺寸(mm); h为塑件內形深度基本尺寸(mm),即塑件的实际內形深度尺寸; s 、K 含义如(1)式中。 H1=20(1+0.005)-(2/3)0.20=20.1凹模也称为型腔,是用来成型制品外形轮廓的模具零件,其结构与制品的形状、尺寸、使用要求、生产批量及模具的加工方法等有关,本设计中采用整体式凹模,其特点是结构简单,牢固可靠,不容易变形,成型出来的制品表面不会有镶拼接缝的溢料痕迹,还有助于减少注射模中成型零部件的数量,并缩小整个模具的外形结构尺寸。不过模具加工起来比较困难,要用到数控加工或电火花加工。型腔零件三维图型腔零件二维图 3.4.1 凸模的外形尺寸计算: L=L(1+k)+(3/4) (5.8)式中: L凸模/型芯外形尺寸(mm); L为塑件內形基本尺寸(mm),即塑件的实际內形尺寸;s 、k含义如(1)式中。所以型芯的尺寸如下: L1=34(1+0.005)+(3/4)0.74=34.7 型芯的深度尺寸计算: h=h(1+k)+ (2/3) (5.9)式中: h为凸模/型芯高度尺寸(mm); h为塑件內形深度基本尺寸(mm),即塑件的实际內形深度尺寸;s 、k含义如(1)式中。型芯的高度分别为: H1=17(1+0.005)+(2/3)0.44=本设计中零件结构较为简单,深度不大,但经过对塑件实体的仔细观察研究发现,塑件采用的是整体式型芯。这样的型芯加工方便,便于模具的维护,型芯与动模板的配合可采用。型芯零件三维图型芯零件二维图35 排气结构设计排气是注射模设计中不可忽视的一个问题。在注射成型中,若模具排气不良,型腔内的气体受压缩将产生很大的背压,阻止塑料熔体正常快速充模,同时气体压缩所产生的热使塑料烧焦,在充模速度大、温度高、物料黏度低、注射压力大和塑件过厚的情况下,气体在一定的压缩程度下会渗入塑料制件内部,造成气孔、组织疏松等缺陷。特别是快速注射成型工艺的发展,对注射模的排气系统要求就更为严格。在塑料熔体充模过程中,模腔内除了原有的空气外,还有塑料含有的水分在注射温度下蒸发而成的水蒸气、塑料局部过热分解产生的低分子挥发性气体,塑料中某些添加剂挥发或化学反应所生成的气体。常用的排气方式有利用配合间隙排气,在分型面上开设排气槽排气,利用推杆运动间隙排气等。由于本次设计中模具尺寸不大,本设计中采用间隙排气的方式,而不另设排气槽,利用间隙排气,以不产生溢料为宜,其值与塑料熔体的粘度有关。36 脱模机构的设计塑件从模具上取下以前还有一个从模具的成型零部件上脱出的过程,使塑件从成型零部件上脱出的机构称为脱模机构。主要由推出零件,推出零件固定板和推板,推出机构的导向和复位部件等组成。361 脱模机构的选用原则(1) 使塑件脱模时不发生变形(略有弹性变形在一般情况下是允许的,但不能形成永久变形);(2) 推力分布依脱模阻力的的大小要合理安排;(3) 推杆的受力不可太大,以免造成塑件的被推局部产生隙裂;(4) 推杆的强度及刚性应足够,在推出动作时不产生弹性变形;(5) 推杆位置痕迹须不影响塑件外观;362 脱模机构类型的选择推出机构按其推出动作的动力来源分为手动推出机构,机动推出机构,液压和气动推出机构。根据推出零件的类别还可分为推杆推出机构、套管推出机构、推板推出机构、推块推出机构、利用成型零部件推出和多元件综合推出机构等。本设计中采用推杆推出机构使塑料制件顺利脱模。1.顶杆顶出机构推杆包括圆推杆、扁推杆及异形推杆。其中圆推杆推出时运动阻力小,推出动作灵活可靠,损坏后也便于更换,因此在生产中广泛使用15。本设计中,顶出系统采用顶杆顶出机构,顶出机构就是将零件从型芯的推出,所以推出系统的设计是模具中关键的环节。脱模(推出)机构有三大组成:一、推出;二、复位;三、导向。根据自身的设计在机动、液压、手动三种方式中选择了机动顶出。为了使圆形的顶杆能较好的将塑件推出,在加工中将推杆的光洁度达到0.8以上。顶杆总长度为:h杆=h凸+1+h动垫+S顶+2+h顶固 式中: h杆 为推杆的总长度;h凸 为凸模的总高度;h动垫 为动模垫板的厚度;S顶 为顶出行程;h顶固 为顶杆固定板的厚度;1为富裕量,一般为(0.050.1)mm,表示顶杆端面应比腔型的平面高出; 2为顶出行程富裕量,一般为36mm。根据以上公式计可得,推杆的总长度为230.5mm。2. 脱模力的计算脱模力指的是塑料部件从核心需要克服阻力。这是脱模机构设计的一个重要依据。对于在实际中各类形状的壳类塑件的脱模力,我们将其简化为圆筒形或矩形进行近似计算。其计算方法有简单估算法和分析计算法,下面本设计采用简单估算法对该模具的脱模力进行计算。塑件对型芯包紧的脱模阻力计算公式如下11: 式中塑料的拉伸弹性模量(Mpa),取2.0103Mpa,见参考文献11表2.6-1;塑料的平均收缩率,取0.55%;塑料的松泊比,取0.3;型芯的脱模斜度,取0; h型芯脱模方向的高度,45mm;脱模力修正系数,其计算公式为 =0.45 塑件与钢材表面的静摩擦因数,取0.45,见参考文献11表2.6-1;厚壁塑件的计算系数,其计算公式为 =3.85 将以上数值代入公式后,计算得其脱模阻力3531.128N。363 推杆机构具体设计(1)、推板布置该塑件采用了顶针推出,其分布情况如图(10)所示,这些推杆主流道上,由于制品对型芯和行腔的抱紧力不强,使制品所受的推出力均衡。 图(10)顶针布置(2)、推杆的设计7 本设计中采用台肩形式的推杆,设计时推杆的直径根据不同的设置部位选用不同的直径,见图(10)。推杆端平面不应有轴向窜动。推杆与推杆孔配合一般为,其配合间隙不大于所用溢料间隙,以免产生飞边,ABS塑料的溢料间隙为。37 注射模温度调节系统在注射模中,模具的温度直接影响到塑件的质量和生产效率。由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同,对模具温度的要求也不相同。一般注射到模具内的塑料粉体的温度为左右,熔体固化成为塑件后,从左右的模具中脱模、温度的降低是依靠在模具内通入冷却水,将热量带走。对于要求较低模温(一般小于)的塑料,如本设计中的聚苯乙烯ABS,仅需要设置冷系统即可,因为可以通过调节水的流量就可以调节模具的温度。模具的冷却主要采用循环水冷却方式,模具的加热有通入热水、蒸汽,热油和电阻丝加热等。371 温度调节对塑件质量的影响注射模的温度对于塑料熔体的充模流动、固化成型、生产效率以及制品的形状和尺寸精度都有影响,对于任一个塑料制品,模具温度波动过大都是不利的。过高的模温会使塑件在脱模后发生变形,若延长冷却时间又会使生产率下降。过低的模温会降低塑料的流动性,使其难于充模,增加制品的内应力和明显的熔接痕等缺陷。模具冷却水路图 372 冷却系统之设计规则设计冷却系统的目的在于维持模具适当而有效率的冷却。冷却孔道应使用标准尺寸,以方便加工与组装。设计冷却系统时,模具设计者必须根据塑件的壁厚与体积决定下列设计参数: 冷却孔道的位置与尺寸、孔道的长度、孔道的种类、孔道的配置与连接、以及冷却剂的流动速率与热传性质。已知条件:塑件材料为ABS;塑件的成型周期为25s;成型周期内塑件的质量为w146.5g;水的密度为;冷却管道的直径设计1在塑料产品进行固化的时候,每一个小时放出来的热量大小是多少塑件的产量为: (6-1)查表得ABS的单位热流量 。所以 (6-2)2求冷却水的体积流量 (6-3)3将冷却水的管道直径算出来,查阅有关资料以后知道,要想让冷却水的状态一直是流动的,那么d=6mm。求冷却水管道的孔数1求冷却水在管道内的流速。 (6-4)2算出来这个冷却水管道的管道壁跟这个冷却水之间传热系数的大小。查表,取(水温为25时),再由式(6-5)得 (6-5)3求冷却管道的中传热面积A。由式(6-6)得 (6-6)4算出来在这个模具上应该设置多少个冷却管道的孔。由式(6-7)得 (6-7)所以模具上开设的管道孔数为2。(1) 冷却管路的位置与尺寸塑件壁厚应该尽可能维持均匀。冷却孔道最好设置是在凸模块与凹模块内,设在模块以外的冷却孔道比较不易精确地冷却模具。通常,钢模的冷却孔道与模具表面、模穴或模心的距离应维持为冷却孔道直径的12倍,冷却孔道之间的间距应维持35倍直径。冷却孔道直径通常为612 mm(7/169/16英吋),在此取6mm。 38 模架的选用1、确定模具的基本类型注射模具的分类方式很多,此处是介绍的按注射模具的整体结构分类所分的典型结构如下: 单分型面注射模、双分型面注射模、带有活动成型零件的模、侧向分型抽芯注射模、定模带有推出机构的注射模、自动卸螺纹的注射模、热流道注射模。2、 模架的选择根据对塑件的综合分析,确定该模具是单分型面的模具,由GB/T12556.1-12556.2-1990塑料注射模中小型模架可选择CI型的模架,其基本结构如下:CI型模具定模采用一块模板,动模采用一块模板,又叫两板模,大水口模架,适合侧浇口,采用斜导柱或定模侧抽芯的注射成形模具。由分型面分型面的选择而选择模具的导柱导套的安装方式,经过考虑分析,导柱导套选择选正装。根据所选择的模架的基本型可以选出对应的模板的厚度以及模具的外轮廓尺寸,经过计算可以知道该模具是一模二腔的模具,而型腔之间的距离在20-30mm之间把型腔排列成一模二腔可侧得长为170mm,宽为110mm,模架的长L=170+复位杆的直径+螺钉的直径+型腔壁厚250mm模架的宽W=100+复位杆的直径+型腔壁厚200mm根据内模仁的尺寸,在计算完模架的长宽以后,还需要考虑其他螺丝导柱等零件对模架尺寸的影响,在设计中避免干涉。所以就取BL=200X250的模架,塑件的高度为20mm,塑件的全部胶位都留在定模部分,该模具型腔结构简单,型芯、型腔的固定是固定总高度的加30-50mm,B板的厚度取70mm,满足强度要求,A板为70mm,C板为70mm(C的选择应考虑推出机构的推出距离是否满足推出的高度)在本设计中,因为采用龙记的CI2025-A60-B70-C70标准模架,其标准模脚的高度为70mm,完全满足顶出要求。综上所述所选择的模架的型号为:LKM CI2025-A70-B70-C703.9侧向抽芯机构类型选择1、抽心距:S=H+(3-5)其中,S为抽芯机构需要行走的总距离,H为通过测量出来的产品抽芯距离(可以通过3D或2D进行实际测量)2-5MM为产品抽芯后的安全距离本设计中,抽芯距离较小,抽芯5mm即可以达到目的。2、抽芯力:将塑料制品从包紧的侧型芯上脱出时所需克服的阻力称为抽芯力。抽芯力F=PA(f *cos+sin)p-塑料制品收缩对型芯单位面积的正压力,通常取812Mpa;A-塑料制品包紧型芯的侧面积,f-磨擦系数,取0.10.2 -脱模斜度,一般就是几度而已。F-单位为NF=10x3534x0.001x(0.1x25cos25+sin25)=79KN(1)滑块的设计滑块设计的要点在于滑块与侧向型芯连接以及注射成型时制品尺寸的准确性和移动的可靠性,滑块分为整体式和组合式两种。滑块材料常用45钢或T8、T10等制造,要求硬度在HRC40以上。(2)导滑槽设计1)导滑槽与滑块导滑部分采用间隙配合,一般采用H8/f8。2)滑块的滑动配合长度通常要大于滑块宽度的1.5倍,而保留在导滑槽内的长度不应小于导滑配合长度的2/3,3)导滑槽材料通常用45钢制造,调质至HRC 28HRC32,(3)滑块定位装置设计,由于我们采用的是后模行位的形式,根据生产的实际情况,采用行位压板的方式,主要作用为固定与导向作用。(4)楔紧块设计楔紧角应比斜导柱的倾斜角大23。(5)斜导柱抽芯机构的结构形式斜导柱和滑块在模具上因安装位置不同,组成了抽芯机构的不同结构形式。1)斜导柱在定模上、滑块在动模上的结构A、设计时必须注意,滑块与推杆在合模复位过程中不能发生“干涉”现象。所谓干涉现象是指滑块的复位先于推杆的复位致使活动侧向型芯与推杆相碰撞,造成活动侧向型芯或推杆损坏。B、如果发生干涉,常用的先复位附加装置有弹簧先复位、楔形滑块先复位、摆杆先复位等多种形式。2)斜导柱在动模上、滑块在定模上的结构3)斜导柱和滑块同在定模上4)斜导柱和滑块同在动模上本设计中采用斜导柱顶出抽芯。斜导柱侧向抽芯的特点是利用推出机构的推力驱动斜导柱斜向运动,在制品被推出脱模的同时由斜导柱完成侧向抽芯动作。一般分为外侧抽芯和内侧抽芯两种。1、斜导柱抽芯机构适用于制品具有侧孔或较浅侧凹,成型面积较大的场合。2、特点:在制品被推出脱模的同时由斜导柱完成侧向抽芯动作。3、斜导柱的导滑形式4、倾斜角通常不超过30。5、进行斜导柱抽芯机构设计时,若定模一侧有成型型芯,则需设置销钉锁紧或压紧的止动装置,保证制品与定模型芯分离而留在动模一侧。第4章 注塑模具工作原理当模具型腔填充完后,动模部分在注塑机动模锁模板的带动下向后移动,从而模具从分型面打开,同时,滑块在斜导柱和弹簧的推动下向后移动,完成侧孔抽芯,当注塑机动模移动到一定位置时停止移动,注塑机顶棍通过下模板顶棍孔,推动顶针垫板,带动顶针,从而推动产品将产品从型芯上推出,产品脱离模具后,动模锁模板带动动模部分向前移动,移动到一定位置时,斜导柱带动滑块向前移动,滑块又回到开模前位置,让动模与定模又配合在一起进行下一次填充。注塑模装配图总结这次设计是自己对大学学习生涯的一个总结,运用到了,CAD,UG的使用,还有制图的知识。设计的开始总是困难的,从找零件开始就是慎重仔细的考虑,零件的难易程度要适中,还考虑到分型面的选择,通过各方面的考虑,最终选定折叠伞手柄这个零件。然后就要对零件的材料和结构进行分析,尺寸确定。再查找资料确定塑件的收缩率,拔模斜度和圆角角度。塑件的一些数据确定好之后就要在UG中设计塑件、型芯、型腔,根据注塑机选择合适的模架,最后设计出流道系统和推出系统,整个设计就完成一半了。最后就是出二维的工程图和书写说明书。整个的设计过程是繁琐的,需要自己细心认真有耐心,最终自己克服了困难,为自己交上了一份满意的答卷。致谢在老师的的悉心指导下终于完成了本次的毕业设计。老师专心的指导耐心的教学以及利用他的专业知识和严谨的教学态度在设计的过程中给了我很大的帮助,帮助我解决了设计过程中遇到过的许多疑难杂症,并悉心指导教学。不仅使我掌握基本的设计方法和设计技巧还使我明白了学习态度的重要性以及遇到困难的解决方法。本次论文从一开始的选题到最后的完成都倾注了老师大量的心血,在此向老师表示深厚的敬意和忠心的感谢。同时也少不了同学之间的帮助,没有你们帮助,我也不能这么愉快轻松的完成毕业设计。最后珍重的感谢老师和同学的帮助:谢谢您们参考文献1 赵华. 模具设计与制作M. 北京: 清华大学出版社, 2009-042 黄平、朱文坚. 机械设计教程-理论、方法与标准M. 北京: 清华大学出版社, 2010-123 郭铁良. 模具制造工艺学M. 北京:高等教育出版社, 2008-114 屈华昌. 塑料成型工艺及模具设计M. 北京,高度教育出版社,2007-085 王鹏驹、张杰 塑料模具设计师手册 北京:机械工业出版社,2008-106 褚建忠.塑料模具设计基础及项目实践.浙江:浙江大学出版社,2015.7 翟震. 塑料成型工艺与模具设计. 北京:机械工业出版社,2011.8 胡东升. 塑料模具设计基础. 湖北:武汉大学出版社,2009.9 浦学西.模具结构图解. 北京:中国劳动社会保障出版社,2009.10 王栓虎.塑料模具设计与制造.北京:高等教育出版社,2008.11 吴光明. 塑料模具设计. 北京:机械工业出版社,2011.12 李学锋. 塑料模具设计与制造. 北京:机械工业出版社,2010.13 赵华.模具设计与制造. 湖北:清华大学出版社,2009.14 李雪. 浅谈我国模具的发展及其重要性J. 科技视界, 2015.15 齐卫东.简明塑料模具设计手册.北京:北京理工大学出版社,2012.16 王鹏驹,张杰.塑料模具设计师手册.北京:机械工业出版社,200835
收藏