刮胡刀盒底座的塑料注塑模具设计-斜顶抽芯注射模含NX、proe三维及7张CAD图带卡片
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机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号共 1 页产品名称刮胡刀盒底座零部件名称型腔第 1 页材料牌号号718H 毛坯种类标准模架毛坯外形尺寸45x205x245毛坯件数 1每台件数1备注工序号工 序 名工序内容车 间设 备工艺装备工时终结单件1下料锯床下料(45x205x245),粗铣(40.5x200.5x240.5)钳工锯床,铣床锯条,虎钳662精磨六面直角精磨表面粗糙度Ra3.2 (40cx200x240)钳工磨床砂轮663钻孔钻水孔,螺丝孔,攻牙钳工钻床钻头,丝攻444线割线切割浇口孔线割线切割机床钼丝335CNC型腔成型部位加工,数控铣床粗加工,精加工CNC数控铣床铣刀886EDM对加工中心无法处理位置做电火花加工EDM电火花机电极12127抛光型腔表面抛光处理钳工虎钳砂纸,油石448装配模具装配钳工44描图描绘底图号装订号编 制编制日期编制日期核日期会签日期图号标记处数更改文件签字 机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号共 1 页产品名称刮胡刀盒底座零部件名称型芯第 1 页材料牌号号718H 毛坯种类标准模架毛坯外形尺寸57x205x245毛坯件数 1每台件数1备注工序号工 序 名工序内容车 间设 备工艺装备工时终结单件1下料锯床下料(57x205x245),粗铣(52.5x200.5x240.5)钳工锯床,铣床锯条,虎钳662精磨六面直角精磨表面粗糙度Ra1.6 (52.06x200x240)钳工磨床砂轮663钻孔钻水孔,螺丝孔,攻牙钳工钻床钻头,丝攻444线割线切割斜顶孔,顶针孔,司筒孔线割线切割机床钼丝665CNC型芯成型部位加工,数控铣床粗加工,精加工CNC数控铣床铣刀886EDM对加工中心无法处理位置做电火花加工EDM电火花机电极12127抛光型芯表面抛光处理钳工虎钳砂纸,油石448装配模具装配钳工44描图描绘底图号装订号编 制编制日期编制日期核日期会签日期图号标记处数更改文件签字 摘 要国内外经济快速发展的今天,对塑料模具设计、使用和研究都是很普遍的,本次设计我们在了解零件的性能和功用的前提下,对其工艺性能和尺寸需要保证的精度进行了分析。权衡了塑件的外形尺寸。本次的模具采用一个模具两个成型腔,进料口开设在底面,注射机的型号采用HT1602A,并且还要具有冷却系统。拥有了合理的加工步骤,利用二维CAD和三维UG绘制总的装配图和主要的零件图。在设计说明里面,我采用了比较简便的语言和示意图,对其进行了在分析,所以就得到了合适的设计。 关键词:塑料模具;塑件;注射机;冷却系统VAtractToday, the rapid economic development at home and abroad , The use of plastic mold design and research are very common, We know in part of plastic in the design of performance and function under the premise of process performance and size need to ensure the accuracy are analyzed. Balanced the overall dimensions of plastic parts. This mould uses two into a mold cavity, The inlet opening on the side, Injection machine model used HT1602A,and will have a cooling system. Have the reasonable processing steps, using 2 d CAD and 3 d UG map the total assembly drawing and main parts.In design specification, I used the simple language and schematic diagram, for the analysis was carried out, so they got the right design.Keywords: Plastic mould Plastic parts Injection machine The cooling system目录摘 要IAtractII1 绪论11.1 模具在加工工业中的便利性11.2 塑料模具的发展趋势31.3 本设计的目的和要求42 塑件的工艺分析及材料分析52.1 塑件的工艺分析52.1.1 塑件的位置公差52.1.2 塑件表面质量要求及分析62.1.3 脱模斜度分析72.1.4 壁厚的分析72.1.5 圆角的分析72.1.6孔的分析82.1.7塑件的体积和质量82.0.5 塑件成型方法与分析82.2 材料分析92.2.1 材料的分析与选择92.2.2 分析制件材料使用性能103 成型注塑机选用133.1 注射机的概述133.2 注射机基本参数153.3 注塑机选择174 模具结构设计204.1确定模具的基本类型204.2型腔数目的确定及型腔的排列204.3模架选用215 成型零部件结构设计235.1分型面的选择235.2型芯型腔结构的确定245.2.1型腔设计245.2.2型芯设计255.3型芯型腔的尺寸要素265.4型芯型腔的尺寸计算265.4.1 型腔宽度尺寸的计算265.4.2 型腔长度尺寸的计算275.4.3 型腔高度尺寸的计算275.4.4 型芯宽度尺寸的计算275.4.5 型芯长度的计算285.4.6 型芯高度尺寸的计算285.5成形零部件刚度和强度校核285.5.1 刚度和强度校核要素285.5.2 型腔侧壁和底板厚度的计算295.6斜顶机构类型选择与设计306 浇注系统设计386.1 浇口的设计386.1.1 浇口的形状、位置的确定386.1.2 浇口位置的选择原则386.1.3 浇口的尺寸确定396.2 流道的设计396.2.1 主流道相关406.2.2 分流道的设计416.2.3 分流道的形状与尺寸416.2.4 分流道的表面粗糙度426.3 冷料井的设计427 模具其它结构设计447.1脱模装置设计447.1.1 推出力的计算447.1.2 推出机构设计457.2 导向与定位机构设计477.3 排气及引气系统的设计487.4 模温调节系统的设计498 注塑机相关参数的校核518.1 模具闭合高度的校核518.2 开模行程的校核518.3 最大注塑量校核528.4 锁模力的校核528.5 顶出装置的校核539 模具结构总图54结论55参考文献56致谢571 绪论1.1 模具在加工工业中的便利性在现代化的工业里面,模具是使用最多的也是最基础的一个工艺装置。模具现在在很多行业里面都有广泛的使用,比方说汽车,电机,电子等等,在工业领域里面,六成到八成的零部件在进行加工生产的时候都是靠着模具才能够成形的,而且最近这些年我们国家经济发展迅速,行业的发展也很快,所以现在对于模具的要求就很高了,模具的结构跟原来相比也是复杂了很多。我们使用模具来加工产品,优点是精度很高,复杂性很高,加工出来的产品一致性也很高,生产率很高,但是消耗的能量确是很低的,是我们在加工别的产品,或者是塑件的复杂的这个程度还有注射机的类型等等这些都是有关系的,模具的结构有动模还有定模这两部分。定模,就是装在注射机的固定的板子上面,动模是装在注射剂移动的板子上面,在进行注射成型的时候,模具跟着注射剂上面的合模进行运动,在产品成型的时候,动模跟定模都是由导柱导向然后就是闭合了。正常来说注射模具的组成部分有成型的零部件,合模机构、浇注系等等。因为模具在进行加工时候的特征,所以我们模具在进行设计的时候跟别的行业是不一样的。模具设计要考虑的要点如下:a我们要考虑吸水性还有对应力的敏感性,不一样的塑料的特点还有性能都是不一样的,所以我们在进行设计的时候要尽可能的发挥塑件的长处,尽量不能显示出塑件的短处。b、我们要考虑的很多不一样的地方。我们加工的塑件的外形应在在加工产品的时候方便产品的在成型的时候进行充模,排气,补缩,同一时间还要满足让热塑性塑料的产品能够很快的,均匀的进行冷却,可以让热固性的塑料在进行固化的时候可以很均匀。c我们要考虑这个塑件的结构要能够让整个模具的结构简单,不复杂,一定不能让侧向分型抽芯的装置跟简化脱模的装置,这样加工出来的产品可以符合我们的要求。一些要求很特别的产品,我们还要多考虑一些因素在里面,包括。现在,我们国家的模具技术从原来的只是加工简单的模具,到现在我们已经可以加工的模具是大型的,而且精度很高的,复杂的,使用时间很长的模具。在塑料模具这个领域,我们可以进行汽车保险杆还有整个仪表盘的加工了,在加工的时候使用的是大型的注射模。有一部分的塑料膜需要生产厂家接合计算机对整个加工过程进行分析,这些分析包括了流动分析,冷却分析,应力分析等等,我们在选择浇口的时候位置一定要合理,浇口的大小,在进行注塑时候具体的参数还有在进行冷却的时候系统怎么去安排等等,这样将会进一步的优化我们模具的设计方案,也使得模具设计还有加工产品的周期大大的简短了很多,使模具制造能力大为提高。我们使用CAE技术取代试模,这种工艺是在进行模具设计的时候一个新的进步,特别是对于模具在损坏以后的浪费大大的改善了,使用这种工艺以后加工出来的产品质量提高了很多,而且成本上也降低了很多,从经济上还有技术上来说都有很重大的意义。一些国外的电加工机床,功能很多,用起来非常可靠,这个机床的工艺数据还有系统都是很完善的,在进行模具的深槽窄缝的加工,还有微细加工等等,效率都比我们国家高出很多,加工出来的产品质量也高出很多。最新使用的模糊控制系统,它有加工反力的检测和控制,在进行大面积的工作的时候可以用深度来进行精度的控制。电火花混粉的加工技术在实际生产中的使用,使得模具表面的质量提高了很多。模具的逆向工程的技术、三现阶段的发展还有在实际生产里面的运用,使得模具的制造能力跟原来相比提高了很多,尤其是在加工成型零件的软件,上面我们提到的技术都跟电脑接合在一起,可以让这些加工数据输入到我们的加工设备里面去,这样我们就实现了电脑为辅助工具的设计制造一体化生产。1.2 塑料模具的发展趋势我们将塑料加工成为产品的方法有很多种,这里面我们使用最多的是进行注射,挤出,压缩,压注,压延还有吹塑等等。在这些里面我们使用最多的加工塑料的方法是注射。一般来说除了氟塑料,基本上所有的热塑性的塑料都可以通过这个加工发法进行成型。这种加工方法的特点是成型的周期不长,可以进行一次成型,加工出来的产品外形是很复杂的,而且产品的尺寸精确度是很高的,可以进行全自动化的生产。所以,这种注射的加工办法运用的很广泛,在现在市面上的塑料产品里面大概占到了三成,但是因为这种加工需要的设备价格是很高的,而且在加工模具的时候成本也是很高的,不能用来加工一件或者是生产量很小的塑料件的生产。我们要想弄明白注射成型是什么意思还有注射模是什么意思,我们最起码要先掌握一点注射机的基本的知识,注射机是让产品注射成型的主要的机器,要靠这个机器让颗粒状的塑料在经过压力很高,温度很高的加工工序以后,再进行注射。注射剂是我们进行加工热塑性或者是热固性塑料成型的加工设备,这种加工设备我们按照机器的外部形状,可以分成立式的,卧式的还有直角式的这三种,组成部分是等。我们要将产品注射成型要使用模具,这个模具我们叫做注射模,这种模具是我们要加工产品的工艺装置。注射模类型有很多,它的结构还有塑料的种类,塑件有多复杂还有注射剂的类型这些都是有很大的关系的,它的基本的机构就是定模还有动模。定模主要是装在注射机上面的固定板上的,动模是装在注射机上面的移动板上面的,在进行注射成型的时候,它是要跟着注射机上面的合模做系统的运动的。在进行注射成型的时候,动模跟定模是通过导柱导向进行了闭合,正常注射模的组成是机构 2 。注射工艺将注射模、塑料原材料和注射机连接在一起。我们通过注射的工艺将产品成型,这个工艺最中心的问题就是要用一切办法获得塑化比较好的塑料熔体,要让它能够注射到模具里面去,这样在我们设定好的温度下面进行冷却,还有定型,让我们加工的塑件达到产品的需要。注射机还有模具的结构都已经确定好了以后,那么决定产品成型质量好坏的因素就是注射成形工艺条件的选择还有控制了。要将产品注射成型在工艺上我们有三点要求,也就是:温度、压力、时间。在产品成型的这个过程里面,特别是精确度要求很高的产品成型,我们要将成型条件确定为最好的时候不是一件简单的事情,因为影响精确度的因素实在是太多了,比方说加工产品的外形,模具自身的机构,注射机的装备,原材料的质量,温度等等。现在国际市场上使用最多的,适用范围也是最广的注射模的分析软件是澳大其中MOLDFLOW软件包括三个部分:MOLDFLOW PLASTICS ADVISERS (产品优化顾问,简称MPA),MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT (注射成型模拟分析,简称MPI),MOLDFLOW PLASTICS XPERT (注射成型过程控制专家,简称MPX)。我们使用CAE技术取代试模,这种工艺是在进行模具设计的时候一个新的进步,特别是对于模具在损坏以后的浪费大大的改善了,使用这种工艺以后加工出来的产品质量提高了很多,而且成本上也降低了很多,从经济上还有技术上来说都有很重大的意义3。1.3 本设计的目的和要求我们按照塑料制品的实际的需要,先了解一下塑料制品用来做什么,将塑料制品的工艺进行分析等等。将冷却系统设计好,使用 CAD和UG将二维总装图和零件图画出来,将模具的加工方法确定下来。将说明书附上,进行系统的表述,简单的示意图还有部分计算进行塑件的分析,然后才能够做出来合理的模具设计。将说明书附上,然后使用比较系统的专业的文字,不复杂的图纸还有计算进行塑件的分析,这个时候才能将模具的设计合理的表述出来。2 塑件的工艺分析及材料分析2.1 塑件的工艺分析2.1.1 塑件的位置公差已经加工成型的零件的大小就是说成型的零件上可以直接决定塑件外形的相关的尺寸,这些尺寸主要指的是有型腔还有型芯的径向的尺寸,型腔的深度是多少还有型芯的高度是多少,型芯和型芯之间的长度是多少,还有中心距的大小是多少等。我们在对模具进行设计的时候主要要按照塑件的大小还有精确度的等级将成型零部件的大小还有精确度的等级确定下来。在这里对塑件的大小还有精确度有影响的因素主要有塑件的收缩率,模具将零部件加工成型时候的误差,还有模具在加工零件时候的磨损,以及我们在对模具进行安装时候产生的误差。这些我们提到的因素都可以用来确定成型零件的大小的。因为如果我们按照来算型芯还有型腔的大小的时候肯定会有误差的出现(考虑到模具在制造时候产生的公差还有模具在加工零部件的时候会产生磨损量,这个磨损量我们都是按照经验来确定的),只将塑件的收缩率的计算考虑进去,用来计算零部件的工作尺寸。塑件在经过加工成型以后,我们就得到了我们需要加工的产品,这个产品从热模具里面拿出来以后,我们要对它进行冷却,一旦进行冷却那么产品的尺寸就会有所减小,所以,我们就知道每一个塑料产品收缩性都是它的特征之一,如果我们加工的材料是有机玻璃,那么它的收缩率就是0.5%,我们用下面的公式来计算:A=B+0.005B 式子里面B-塑件在常温下实际尺寸 我们可以选择塑件公差的三分之一到四分之一,也可以用IT78级来当作模具的制造公差。在这里,我们选择的是IT8级,型芯工作尺寸公差,我们选择的是IT7级。模具型腔小一些的尺寸作为基本的尺寸,这个时候它的偏差就是一个整数:如果说模具型芯的最大尺寸作为基本尺寸的时候,这个时候偏差就是一个负数,中心距的偏差进行的是双向的对称的分布,每一个加工以后成型的零部件的工作的齿距详细的数据看图纸。在对模具进行设计之前首先要先将塑件的工艺确定下来,这里的工艺主要包括了塑件的形状,塑件的结构,塑件的大小,还有塑件的精确度等级,当然还有塑件表面的质量,这样我们才能合理的将模具的结构还有精确度确定下来。2.1.2 塑件表面质量要求及分析加工出来的塑料产品外面的形状还有大小主要受到塑料材质的流动性还有注射剂的规格的影响,在设备没有变化还有工艺是一样的情况下,材质不一样的塑料,流动性好的,就可以加工出来尺寸比较大的产品,相反的出来的产品的尺寸就很小。我们从成本还有环保的角度来考虑,只要达到我们产品的需要的,通常我们对于产品的结构进行设计的时候一定要紧凑一些,这样我们加工出来的产品外形就比较小。这种塑料产品的材质是有机玻璃,流动性是很好的,适合用来加工尺寸不一样的产品。塑件的大小还有精确度对于模具的设计,结构,还有模具的加工的精确度都是有直接的影响的。为了能够让模具加工产品的难度降低一点,还有让模具加工的成本可以减少一些,在达到加工产品的要求的前提条件下,要尽可能的将塑件的大小还有精确度设计的简单一些。因为塑料跟金属的差距是很大的,所以不能参照金属的等级来确定输料的等级。现在国家成型技术很低,塑件尺寸公差可借鉴料制件标准来进行确定。按照要求,这次设计的产品都是使用MT5级精度。 塑料产品的表面的要求越是高,那么塑料的表面的粗糙度就越是低。在产品成型的时候,我们要尽可能的避免产品上面有疤痕等的产生,而且模具的腔里面的粗糙度还要很低。模具不停的在反复的进行使用,所以腔里面的粗糙度就会增加,所以我们对于模具应该及时的观察,粗糙度高了的话就要进行抛光。2.1.3 脱模斜度分析因为塑料产品在进行冷却的时候会有一定的收缩,所以在脱模之前一定会紧紧的将模具的芯或者是模具腔里面突出的地方包裹住,这样是为了脱模的时候能够方便一些,为了避免在脱模的过程里面因为力气太大,将产品的表面弄伤了,所以我们脱模的方向平行的制品的里面还有外面的表面都应该有一定的斜度来方便进行脱模。这个斜度跟加工出来产品的形状,厚度还有收缩率都有关系的,斜度如果说太小了,会让加工产品的大小有问题,还会让加工的产品有损伤或者是出现破裂,在斜度太大的时候,虽然脱模很方便了,但是加工的产品的精确度又不高,会导致材料的浪费。一般来说这个斜度的值我选取的是。2.1.4 壁厚的分析我们在对塑件进行设计的时候,需要考虑的一个问题就是塑件的壁厚。这个壁厚对于产品注射成型有着重要的影响,在进行注射充模的时候熔体在流动,在进行定型的时候冷却的速度是多少,冷却的时间是多少,还有塑件的成型时候质量怎么样,塑件的原材料是什么还有生产的效率有多高,还有生产成本是多少都有很紧密的关系。通常在前提条件都满足的情况下,我们的壁厚应该要小一些,这样原材料的损耗就会降低,生产成本就不高,最重要的是冷却的速度会很快,这样成型的周期就比较短,另外还不会产生气泡,缩孔,凹陷等等这些。但是如果这个壁厚太小的话,那么加工的产品刚度不好,而且在进行脱模还有装配,使用的时候产品会出现变形,那么加工出来的产品在使用的时候就会不合格。我们选择的壁厚应该均匀,防止塑件出现不均匀的收缩导致产品是次品。一般来说壁厚的值都是在14mm,我们用的最多的数值是23mm。2.1.5 圆角的分析为了避免塑料件在拐弯的地方应力太过集中,那么我们就要将在加工过程里面的充模特性进行改善,我们要在塑料件拐弯的地方还有里面连接的地方使用圆角来进行过度。在没有什么特别的需要的时候,塑件的每个连接角的地方都要有半径是的圆角。通常来说外面的圆弧的半径要比壁厚大出0.5倍来,里面的圆角的半径通常要是壁厚的0.5倍。2.1.6孔的分析加工出来的塑料产品上面一般都会有很多通孔还有盲孔,一般来说,这些孔都可以使用型芯来进行成型。但是如果说这个孔的结构很复杂的话,那么熔体在流动的时候就会很困难,那么我们在进行模具加工的时候难度就会大很多,这样就会导致生产成本太高,所以我们在塑料件上面设计孔的时候,要尽可能设计简单一些的孔。因为型芯对于熔体来说可以进行分流,所以我们在这个孔的周边会有熔接的痕迹,这样会让孔的强度降低很多,所以我们在进行孔的设计的时候,孔和孔的距离以及孔到塑料产品的边的距离都要比孔的直径还有大,在这个孔的周围应该将壁厚加大,这样我们塑料产品的强度还有刚度都会加强。2.1.7塑件的体积和质量在我们这篇论文里面,塑料件的质量还有体积在进行测量的时候使用的是3D,在UG这个软件里面,通过塑膜部件验证的这个功能,可以测得塑件的体积16.7,因有机玻璃的密度为1.2,即可以得出该塑件制品的体积为质量约为20。2.0.5 塑件成型方法与分析我们这篇论文里面的刮胡刀盒底座,看下面的图所画的,详细的内部结构还有大小看图纸,这个塑料件的结构不复杂,而且生产起来量很大,成本很低,在加工的时候成形是很简单的,对于精度的要求也没有多高,所以我们使用的是一个模两个腔室,底面进行浇口进料,我们的注射剂的型号是。 刮胡刀盒底座产品图2.2 材料分析2.2.1 材料的分析与选择有机玻璃 (Polymethyl methacrylate)是一种通俗的名称,缩写为PMMA。此高分子透明材料的化学名称叫聚甲基丙烯酸甲酯,是由甲基丙烯酸甲酯聚合而成的高分子化合物。是一种开发较早的重要热塑性塑料。有机玻璃分为无色透明,有色透明,珠光,压花有机玻璃四种。有机玻璃俗称亚克力、中宣压克力、亚格力,有机玻璃具有较好的透明性、化学稳定性,力学性能和耐候性,易染色,易加工,外观优美等优点。有机玻璃又叫明胶玻璃、亚克力等。以丙烯酸及其酯类为原料聚合所得到的聚合物统称丙烯酸类树酯,相应的塑料统称聚丙烯酸类塑料,其中以聚甲基丙烯酯甲酯应用最广泛。聚甲基丙烯酸甲酯缩写代号为PMMA,俗称有机玻璃,有极好的透光性能,可透过92%以上的太阳光,紫外线达73.5%;机械强度较高,有一定的耐热耐寒性,耐腐蚀,绝缘性能良好,尺寸稳定,易于成型,质地较脆,易溶于有机溶剂,表面硬度不够,容易擦毛,可作要求有一定强度的透明结构件,如油杯、车灯、仪表零件,光学镜片,装饰礼品等等。在里面加入一些添加剂可以对其性能有所提高,如耐热、耐摩擦等。该材料广泛的应用于广告灯箱,铭牌等方面的制作。有机玻璃的物理性能:密度:1.19g/cm 3 透光率: 99% 冲击强度16kg/cm 3 拉伸强度61Kg/cm 3 热变型温度78 热软化温度105有机玻璃的粘接方法要针对不同需要,502可以对要求不高的,但是要求高的 三氯甲烷简称氯仿也不一定就是最好的,丙酮也需要,但最好是几种混合配方2.2.2 分析制件材料使用性能制件材料注塑性能有机玻璃易吸水,使成型塑件表面出现斑痕、云纹等缺陷。因此,成型加工前应进行干燥处理;有机玻璃在升温时黏度增高,黏度对剪切速率的依赖性很强,因此模具设计中大都采用大浇口形式,成型压力较高,塑件上的脱模斜度宜稍大;易产生熔接痕,模具设计时应该注意尽量减小浇注系统对料流的阻力;在正常的成型条件下,壁厚、熔料温度对收缩率影响及小。要求塑件精度高时,模具温度可控制在5060,要求塑件光泽和耐热时,模具温度应控制在6080。有机玻璃比热容低,塑化效率高,凝固也快,故成型周期短。电学性能有机玻璃的绝缘性是很好的,一般都不会因为温度还有湿度有什么改变;在温度范围比较大的时候,湿度还有频率的范围也比较大的时候,介电常数还有介电损耗都是变化很小的;承受电弧的性能是非常好的,而且这种性能在温度很高的时候也可以持续。有机玻璃的介电强度与厚度有关,厚度0.127mm时为82.7kV/mm,厚度为0.58mm时为23.6kV/mm。环境性能有机玻璃不耐强酸和氧化剂,对烯酸及弱酸有一定的稳定性。有机玻璃的耐溶剂性良好,可耐烃类、醇类、醛类、醚类、汽油、润滑油及弱碱等,并可在高温下保持相当的化学稳定性。吸水性小,尺寸稳定性好。如果长时间受到紫外线的作用的话,力学的性能就会降低很多,这个时候它表面就会出现粉化或者是龟裂。有机玻璃不仅在商业、轻工、建筑、化工等方面。而且有机玻璃制作,在广告装潢、沙盘模型上应用十分广泛,如:标牌,广告牌,灯箱的面板和中英字母面板。选材要取决于造型设计,什么样的造型,用什么样的有机玻璃、色彩、品种都要反复测试,使之达到最佳效果。有了好的造型设计,还要靠精心的加工制作,才能成为一件优美的工艺品。1.建筑应用:橱窗、隔音门窗、采光罩、电话亭等2.广告应用:灯箱、招牌、指示牌、展架等3.交通应用:火车、汽车等车辆门窗等4.医学应用:婴儿保育箱、各种手术医疗器具 民用品:卫浴设施、工艺品、化妆品、支架、水族箱等5.工业应用:仪器表面板及护盖等6.照明应用:日光灯、吊灯、街灯罩等7.家居应用:果盘,纸巾盒,亚克力艺术画等家居日用产品 3 成型注塑机选用3.1 注射机的概述注塑机我们又可以把它叫做注射成型机或者是注射机。这种机器是将热塑性的塑料或者是热固性的塑料通过模具加工成为各种形状的塑料的产品。这种机器有几种形式,立式的,卧式的还有全电式的。这种注射剂可以将塑料进行加热,可以对熔融塑料进行高压,让它射出来的塑料在整个模具里面都充满了。在进行塑料加工的行业里面,用的最大的设备就是注射机了,这种机器不仅生产出来的产品很多,而且可以用注射机直接进行生产。通常螺杆式注塑机加工产品的工艺的流程是:先将都是颗粒状的或者是粉状的塑料倒进到机筒里面去,然后在经过螺杆进行旋转,旋转的时候和机筒外面的部分进行加热让塑料就成为熔融的状态了,这个时候机器就开始合模了,注射座就开始往前移动了,让它的喷嘴跟模具的浇口紧紧的靠在一起,然后再向注射缸里面加入压力油,让螺杆向前进,这个时候压力就会很高而且速度也会很快的将熔料倒进到温度不高的闭合的模具里面,在经过一段时间,这个时间里面压力不变,然后再冷却,让产品进行固化,这个时候就可以打开模具,将加工的产品取出来。注射产品成型的时候要求是塑化,注射还有成形。塑化是我们保证产品的质量还有让产品可以成型的前提条件,是为了满足可以成型的要求,在进行注射的时候压力还有速度一定要达到要求。因为注射的压力是很高的,所以在模具的腔里面也会有很高的压力,所以这个时候的合模力一定要很大。这样我们就可以知道,注射的部分跟合模的部分是整个机关键的装置。在对加工的塑料的产品进行评价的时候主要从三个方面:一个是外形还有质量,这个里面包括了产品是不是完整,颜色是不是均匀,光泽好不好等等;二是产品的大小还有相对于的位置是不是符合我们的要求;三是跟产品的使用相对应的物理,化学的性能等等。这些具体的要求在产品用的地方不一样,所需要的大小也是不一样的。加工产品的不好主要是在前期对于模具的设计的时候,制造的精确度还有磨损的程度等等这些。不过在实际中,我们进行塑料加工的厂家里面的技术工作人员,经常要用一些手工来进行弥补模具的不足。我们按照塑料产品的结构,使用材料还有质量,将它加工的过程列出来:第一步:为了能够让注射的过程比较顺利,还有加工出来的产品的质量符合要求,我们应该对我们加工的设备还有需要加工的塑料进行前期的准备:(1)、成型前对原材料的预处理按照我们加工的产品的实际需要,先检查一下原材料的含水量,看上去色泽,颗粒是什么状况然后要测量一下它的热稳定性,流动性还有收缩率这些参数,我们要事先对于原材料先试验进行预热干燥,因为有机玻璃的吸水性能很好,假如说保存的好的话,我们的产品成型以后就不要再进行干燥的处理了。(2)、料筒的清洗在一开始我们用某一种塑料或者是某一个注射剂的时候,或者是在进行生产的时候我们要将产品改变,将原料改变,或者是换一个颜色或者是塑料有分解的情况出现,这个时候我们都要对注射剂进行清洗。在进行清洁的时候一般都比螺杆式的清洗困难很多,因为在柱塞式的料筒里面留下来的料很多而且不方便对它进行转动,所以我们在进行清洗的时候要拆下来或者是用专门的料筒。我们在对螺杆式的进行清洗的时候,一般都是直接换料进行清洗,也可以使用对空注射的方法来进行清洗。 (3)、脱模剂的选用 脱模剂是让塑料产品更容易从模具里面拿出来,是敷在模具面上面的一种溶剂。正常来说注射机加工出来产品进行脱模,主要是靠比较合理的工艺还有模具的设计很正确。为了能够让模具顺利的脱下来,一般我们使用的脱模剂有:硬这种脱模剂除了本身以外,其余的塑料都可以用来使用。第二步: 注射成型过程注射过程的步骤有不过在实际的生产中过程只有两个,一个是塑化成型,一个是冷却。第三步:制件的后处理注射机加工出来的产品经过脱模以后,或者是机械加工以后,一般都需要进行一些后续的处理,它的目的是为了能够将里面的内应力消除掉,这样就可以将加工出来的产品的性能还有尺寸的稳定性都提高了很多。在加工完成以后进行处理主要有退火的处理还有调湿的处理。这种塑料的加工材料是有机玻璃,我们使用退火进行处理,时间大概为1到3个小时。3.2 注射机基本参数一、公称注射量意思就是说在对空进行注射的条件下,我们注射在螺杆或者是柱塞上面最大注射行程的时候,我们在注射的装置可以达到最大的注射量。公称注射量意思就是对空的实际上注射出去的量。理论注射量Q理= D2S/4,其中D螺杆或柱塞的直径S螺杆或柱塞的最大行程公称注射量实际在进行注射的时候是有回流还有补料的需求的,实际上在注射的时候我们称出来的注射的量是多少。Q= .750.85Q理。二、注射压力为了能够不让熔料流到喷嘴,浇道还有模具的腔室里面增加阻力,那么这个螺杆就需要对于绒料多给一些压力。即注射压力P=(D/d)P0P0油压;D注射油缸内径;d螺杆(柱塞)外径三、注射速率为了能够让熔料在整个型腔里面都充满了,我们必须在注射的时候压力要能够达到,另外熔料在流动的时候速度也要能够达到。q注=Q公/t注V注=S/t注其中 q注注射速率(厘米3/秒)Q公公称注射量(厘米3)t注注射时间(秒)S注射行程(毫米)四、锁摸力注塑机的基本参数合模这个装置在针对模具加夹紧力的时候是最大的。T=KPAK压力损失系数0.4-0.7P平均模内压力五、合模部位参数拉杆间隙; 最大最小模厚; 开模行程; 模板尺寸; 模板开距;六、空循环时间意思就是在对加工的塑料产品在没有被进行塑化,注射,保压还有冷却,取件这些流程的时候,将一次循环完成所消耗的时间。它所代表的是注塑机工作的性能还有生产的能力的一个综合的指标。七、塑化能力意思就是说在单位时间里面我们经过塑化会后生产的产品的量。八、模板开合速度是为了确保机器在工作的时候可以平稳的进行,工作的效率还又高,模板在进行开合的时候速度是有变化的,这个变化时慢,快,慢。高速12-22m/min,低速0.33m/min,超高速 6090m/min。九、其它比方说开模的时候实施的力,顶出来的时候实施的力,注射剂的工作的功率,注射座的推力,油马达发出的扭力。3.3 注塑机选择我们要加工一套模具出来,最开始是要考虑的是模具的大小是不是能够达到机台的大小的吨数。在进行注射的时候量能不能达到要求,机台在工作的时候射出来的投影的面积能不能进行模具的生产,注塑机如果是大顿数的话,那么生产出来的模具就是小的,在计量上就控制不好,还有如果使用的锁模力是太大的话,那么模具就很容易被损坏,如果锁模力达不到的话,生产出来的产品就会有很大的毛边,模具太大,已经超过了这个机器的最大的负荷的话,整个合模的系统也会受到一定的损害。在对产品进行注射的时候,量是20x2,那么这个总的注塑的量就达45g,我们再按照工艺的具体参数,这里指的是注射时候的压力,在加上别的一些相关的因素,最终确定注射机型号HT1602A。注射方式为螺杆式,其有关性能参数为:型号1602A1602B1602C参数螺杆直径404548理论注射容量253320364注射重量PS230291331注射压力202159140注射行程201螺杆转速0230料筒加热功率9.3锁模力1600拉杆内间距(水平垂直)455455允许最大模具厚度500允许最小模具厚度180移模行程420移模开距(最大)920液压顶出行程140液压顶出力33液压顶出杆数量5油泵电动机功率18.5油箱容积240机器尺寸(长宽高)5.41.452.05机器重量5最小模具尺寸(长宽)320320表 HT 160X2A注塑机参数4 模具结构设计4.1确定模具的基本类型注塑模具进行分类的种类有很多,按照注射模具的结构来进行的分类,主要有单分型面、模、热流道注射模。4.2型腔数目的确定及型腔的排列在我们这个毕业论文里面使用的是底面浇口,而且现在塑料件的产品是比较大的,为了能够让模具加工塑料产品的成功率提高,并且我们从经济性的方面来进行考虑的话,要降低成本提高生产的效率,所以我们使用的是一个模具两个腔室,进行生产加工。型腔与主流道两者之间的距离要能有多近就有多近,同一时间我们使用平衡的流道,这样可以将型腔排列成为一个模具两个腔室,这样就可以知道它的长度是240mm,宽度是200mm,下面图显示的是这个型腔的布局。 型腔布局方式4.3模架选用根据对塑件的综合分析,确定该模具是单分型面的模具,由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型模架图在进行定模的时候使用了两块模板,动模只是使用了一块模板,所以这个就称为两板模,模架是大水口的,这样的结构进行侧浇口是合适的,也就是侧入式的浇口,用的是斜导柱侧抽芯的注射成形了模具。模具的导柱导套的安装方法是根据分型面的选择来确定的,我们在经过仔细的考虑以后,在安装导柱导套的时候是进行正面的安装,按照我们选择的模架的型号我们可以根据这个选出跟它相对应的模板的厚度是多少,还有模具外面的形状大小。模架的宽W=200+复位杆的直径+型腔壁厚=330mm模架的长L=240+复位杆的直径+螺丝的直径+模板壁厚=350mm按照里面的模仁的大小,我们算出来模架的长还有宽以后,我们还要将别的螺丝导柱对于模架大小的影响考虑进去,我们在进行设计的时候一定要防止有干扰。在进行设计的时候,假如说有斜块侧抽芯的装置,我们还要考虑这个装置对于模具设计里面这个模具的架子的外面的尺寸的影响。我们结合之前所做的分析以后,在我们这个论文里面我们选择的模架是WL=330x350。这个塑料件的高是23mm,这个塑料件的一大半都是在型腔里面的,型芯还有型腔的厚度是我们这个塑料件在型腔里面的高再加上20-30mm,经过之前的分析,再加上对于强度的需要,我们确定模板的厚是70mm, 动模板的厚是80mm。在加上推杆在顶出来的时候对于形成的需要,所以我们选择支撑板的数值是90mm,这样就达到了需要。综上所述所选择的模架的型号为:CI-3335-A70-B80-C90。5 成型零部件结构设计5.1分型面的选择将模具可以看成是两个部分组成或者是几个可以分离的部分组成的,在将模具的接触表面进行分离的时候,可以将里面的塑料件拿出来,还可以将系统浇注进行凝料,在塑料件成型的时候,这个时候的接触是要封闭的,类似这样的接触的表面我们叫做是分型面,这个是决定模具的结构的很主要的因素,在选择塑料件的分型面的时候,我们可以只选择一个,可以选择好多个,我们要想将塑料件成型完整的话,进行分型面的选择是很重要的。我们进行分型面选择的时候,要从下面几点来进行考虑:1)我们在分型面在进行选择的时候应该在这个塑料件外面最大的地方;2)让塑料件在模具打开以后停留在动模的上面;3)分型面产生的这个痕迹不会影响这个塑料产品的美观;4)在进行浇注系统的安排的时候,尤其是对于浇口的安排一定要合理;5)要让推杆的痕迹不再塑料件的外表上面看到;6)使塑件易于脱模。结合之前的分析,再加上我们这个论文里面设计的模具外形的特点,使用的分型面是平面的,而且是在这个塑料件的最大的平面的地方,打开模具以后塑料件是留在动模的一边的。分型面的选择5.2型芯型腔结构的确定模具在进行闭合以后,我们将塑料的成型制品放置的这个地方就叫做型腔。组成模具的型腔的零部件就叫做是成型的零部件。正常来说这个包含了型腔,型芯,型环还有镶块等等。我们已经加工出来的零部件跟塑料进行的是直接的接触,这个成型的塑件的一些地方受到塑料熔体的压力,这个加工的塑料产品的形状,精确度,都跟这个有关系,所以我们在对成型的零部件进行设计的时候也是关系到了注射模具。形状已经出来的零部件在进行注射加工成型的时候要受到温度还有压力还有塑料熔体对于它的冲击还有摩擦,在进行长时间的工作以后一定会出现磨损,变形还有劈裂,所以我们要在设计它的结构还有形式的时候一定要合理,计算它的大小还有公差一定要准确,这样才能够保证它的强度,刚度都能达到要求,表面质量是比较好的。对于成型的零部件进行设计的时候要能保证塑料产品的质量,还要加工起来很简单,装配起来方便,使用起来方便,维修的时候也没有那么复杂。5.2.1型腔设计 型腔的作用是用来将确定加工的零部件的外部轮廓的,它的结构跟需要加工的产品的外形,大小,使用的要求还有生产的批量,模具的加工办法都是有密切的关系的,一般经常可以看到的结构形式主要有整体的,嵌入的,镶拼的还有瓣合式的这几种。我们这篇论文里面使用的是嵌入式,它的特点就是结构不复杂,型腔的结构式很牢固的,可靠地,不会发生变形,加工出来的产品的表面不会出现拼接的痕迹的,还可以将注射模里面加工的产品的数量降低,让整个模具的外形都缩小很多。但是进行模具的加工是很复杂的,在加工的时候还需要用数控还有电火花来进行。5.2.2型芯设计我们这篇论文里面涉及的零件的结构没有多复杂,深度也没有多大,我们在对这个塑料件的实体进行额分析以后,我们将塑料件的型芯使用的是嵌入式的,选择这样的型芯是因为在加工的时候很方便,在对于模具的维护很方便,在型芯还有动模板进行互相配合的时候使用的是。5.3型芯型腔的尺寸要素已经成型的零部件的工作的大小就是说成型的零部件就将塑料件的外观的大小直接就确定下来了。这个尺寸涵盖了型腔,型芯径向的大小,这里包括了长还有宽,还有高,以及中心距尺寸等。要让加工出来的塑料件的质量得到保证,在事先对于模具进行设计的时候我们一定要按照塑料件的大小还有精确度的等级将需要加工成型的零部件的大小还有精确度确定下来。采用平均值的计算方法。针对塑料件的大小还有成型的零部件的大小的差异,我们统一按照入体的原则来进行标注,也就是对包容面的大小进行标注的时候使用的是单向的正偏差,基本尺寸为最小;对于被包容面的大小标注的时候使用的是单向的负偏差,这个时候基本尺寸是最大的;在对中心距进行标注的时候使用的是双向对称的偏差 12。对于加工出来的塑料件的尺寸有影响的原因很多,也是非常的复杂的,涵盖了下面几点:(1)成型零部件的制造误差;(2)成型零部件的磨损;(3)塑料的成型收缩;(4)配合间隙引起的误差。5.4型芯型腔的尺寸计算5.4.1 型腔长度尺寸的计算塑件尺寸的转换:LS=152.1780.35=152.528-0.70MM相应的塑件制造公差3=0.7mmLS1=(1SCP)+LS1+X1P100.22=(1+0.005)+152.178+0.60.700.22= 152.7600.22mm式中,是塑件的平均收缩率,有机玻璃的收缩率为0.4%0.6%,所以平均收缩率;、是系数, 一般在0.50.8之间,此处取;代表的是是塑件上相互对应的尺寸的公差(下面也是一样的);是塑件上相对应的尺寸的制造公差在对小一点的零件选取的数值(下同)。5.4.2 型腔宽度尺寸的计算塑件尺寸的转换:LS1=50.50.6=51.1-1.20MM,相应的塑件制造公差3=1.2MMLM1=(1+SCP)+LS1+X3P100.2=(1+0.005)+50.5+0.51.200.2=50.7500.2MM式子里面,代表的是系数,通常来说是在之间,在这里我们选择的数值是。5.4.3 型腔高度尺寸的计算塑件尺寸的转换:HS=120.2=12.2-0.40MM,相应的塑件制造公差3=0.4mmHS1=(1+SCP) +HS1+X1P1=(1+0.005)+12+0.70.400.067=12.0600.067MM式子里面,代表的是系数,通常来说是之间,在这里我们选择的数值是。5.4.4 型芯宽度尺寸的计算塑件尺寸的转换:LM=50.50.35=50.1500.7MM,相应的塑件制造公差3=0.7mmLM1=(1+SCP) +LS+XP= (1+0.005) +50.5+0.60.70.1170 =50.75.1170 MM式子里面,x代表的是系数,通常来说是之间,在这里我们选择的数值是。5.4.5 型芯长度的计算塑件尺寸的转换LS=152.1780.51= 151.66801.02MM,相应的塑件制造公差3=1.02mmLS1=(1+SCP)+LS+XP= (1+0.005)+152.178+0.651.02-0.170 =152.76-0.170 MM式子里面,x代表的是系数,通常来说是之间,在这里我们选择的数值是。5.4.6 型芯高度尺寸的计算塑件尺寸的转换HS=210.2=20.80O.4MM,相应的塑件制造公差3=0.4mmHM=(1+SCP)+H S+XP= (1+0.005)+21+0.60.4-0.170 =21.10.0670 MM式子里面,x代表的是系数,通常来说是之间,在这里我们选择的数值是。5.5成形零部件刚度和强度校核5.5.1 刚度和强度校核要素传统的理解上模具的强度指的就是模具的强度还有刚度。模具在加工产品的时候,这些产品都是有强度还有刚度的要求的,只有确保了模具的强度以后,它才能进行正常的工作的。因为模具的外形有很多种,在进行计算的时候都不是一样的而且计算也是比较复杂的,在实际的生产里面,我们要通过经验来进行设计,然后要对强度进行校核,这样才可以对于我们的设计进行调整,经过这些过程以后,我们的模具才可以正常的进行工作。计算模具的强度的时候是很复杂的,通常我们计算的时候都是使用的简化的计算方法,在计算的时候使用的做法很保守,过程是:我们选择的受力结构式最不好的,安全系数选择比较大一些的,然后再来将模具的结构进行优化,这样的话模具的强度就提高了很多。为了能够确保模具可以正常的进行工作,这个时候我们不仅要确保模具整体性的强度达到要求,对于这个整体性的强度我们要进行校核。模具的整体性的强度指的是型腔的底面壁厚,型腔的底面的板的厚度,合模面能够承受的压力等等,实际选择大小应该将尺寸计算出来,然后再进行调整。进行校核的时候,要对强度还有弯面进行计算,选择比较大的一个数值。5.5.2 型腔侧壁和底板厚度的计算在对加工的塑料产品注射成型的时候,在型腔里面主要承受的是塑料熔体的压力,所以这个时候模具的型腔里面的强度还有刚度是很大的。计算公式如下:S长代表的是:S长 = S 短 1.15ph/(E) = 1.1530x1.5(2.1x10x0.03) = 0.433按强度条件计算:S长 r/( -2p) -1 = 102x2500(2500-2x30) -1 = 1.246S 短 r/( -2p) -1 = 65x2500(2500-2x30) -1 = 0.794按照厚度的数值还有校核的结构,选择侧面的内壁的厚度是可以的,所以我们论文里面的模具的型腔的侧壁的厚,除此之外动模的型芯进行一样的计算,那么它的厚度的值就是注: E模具材料的弹性模量(MPa),碳钢为2.1x x10;r-型腔半径尺寸,由于本模具型腔为矩形,半径取的是约值,或长、短轴分别计算。5.6斜顶机构类型选择与设计用途:用于塑件向内倒扣位置1. 规格:1.1 斜顶与内模所用的钢材不可使用相同材质,若是相同材质应选用不同的硬度,避免磨擦而被烧坏;1.2 斜顶氮化前,斜顶与斜顶孔之间应留有适当的虚位,斜顶的刚才硬度及是否需要氮化,可依照标题栏的指示1.3 导向铜块装配于B板底部,用于防止较长的斜顶在顶出时中间段落弯曲及稳定其动作1.4 管位斜顶在伸出后,在内模的管位高度最少要有伸出高度的2倍2. 斜顶的设计:2.1 斜顶参数计算: 2.1.1 斜顶行程=倒钩距离+缩水量+安全值(1.53.0mm) 2.1.2 斜顶角度a:如图5.1图5.13. 标准整体式斜顶设计方法:3.1 确定斜顶的行程,斜顶角度3.1.1 检查斜顶后退方向是否正确 3.1.2 斜顶顶部偷料0.050.1mm3.1.3 检查斜顶后退时是否有干涉 若有干涉则可改小行程或采用让位拆法3.2 确定斜顶宽度 (表5.1、图5.2) 表5.1 图5.23.3 导向块的设计 (如图5.3) 图5.33.4 斜顶座的设计 3.4.1 适用于中小型斜顶 (如图5.4) 方法一 方法二 图5.43.4.2 适用于大型斜顶 (如图5.5) 方法一 方法二 如图5.54. 两段式斜顶设计方法:适应场合:斜顶运作空间不足时可采用两段式斜顶4.1 顶针式斜顶:4.1.1 设计要点:1) 斜顶导向行程顶出行程+10mm2) 顶出安装时要从公模背后装入再旋转90方向钩住T形槽3) 顶针是否与模仁有干涉4) 顶针直径6mm 图5.6 L形两段式斜顶4.2.1 设计要点:1) 适用于斜顶与母模无靠破之情况 (如图5.7)2) 适用于斜顶与母模靠破之情况 (如图5.8)图5.7图5.8 4.3 方型斜顶座图5.95. 母模斜顶设计方法:5.1 母模入子钩动式应用场合斜顶比较大的情况5.2 设计要点:1) 增加开闭器小拉杆以确保开模时使上固定板与母模板先开,后再开公母模分型面2) 斜顶于镶件之间不得有间隙3) 斜顶水平后退距离S1=S X tgA (如图5.10)S为上固定板与母模板间开模距离A为斜顶垂直方向夹角5.3 动作原理:母模镶件(1)固定在上固定板上,开模时上固定板与母模板先开,所以母模镶件将先抽动,此时,从而通过燕尾槽拖动斜顶后退,斜顶在固定于母模仁上的勾槽中滑动它只沿水平方向5.4 顶板顶出之斜顶 (如图5.11)图5.10图5.116. 参考设计:6.1 DME配件 (详细尺寸参考DME)(如图5.12) 图5.12本次设计中斜顶如图5.13所示。斜顶分为两个部分,斜顶杆与斜顶头,这两个配合在一起就是一支斜顶,通过螺丝连接,两颗内六角螺丝,防止斜顶头转动。斜顶的工作原理是,模具开模时,靠顶棍顶起顶针底板,由固定在底板上的斜顶座一同往上移动,通过底座、耐磨块与型芯的限位,做斜向上运动,顶着产品脱离产品的。如图所示,顶针面板运动时,带动斜顶向上运动,同时斜顶头靠固定螺钉连接在型芯面板上(这里装配时是先装固定螺钉和型芯面板再装斜顶),固定螺钉配合在斜顶顶面的斜槽里。斜顶顶出距离:式中:S=斜顶顶出距离y=斜顶脱离倒扣需要的顶出距离d=安全距离,一般取23mm本设计中:斜顶的脱模距离是3mm。斜顶杆的斜度为5图5.136 浇注系统设计6.1 浇口的设计整个系统里面有一个系统是浇注的系统,它的意思是从注射模里面的主要的流道头子上到型腔里面的熔体的上料的管道,我们将浇注的系统可以分为道浇注系统还有无流道凝料的浇注系统,在我们这个论文里面使用的系统是普通侧浇口的浇注系统。选择的浇
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