一种台灯罩注塑模具设计【1模2腔含11张CAD图】
一种台灯罩注塑模具设计【1模2腔含11张CAD图】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】图纸预览详情如下:
I充值购买- 下载设计文档后,加Q-1459919609免费领取图纸一 种 灯 罩 注 塑 模 具 设 计摘要 :近 代 塑 料 工 业 的 快 速 发 展 , 让 塑 料 被 广 泛 应 用 。 本 课 题 延 续 了 设 计 注 塑 模 具 的 一 般 流 程 , 意 在 设 计 生 产 灯 罩 的 注 塑 模 具 。 设 计 模 具 之 前 , 应 先 对 所 选 材 料 的 成 形 特 性 有 所 掌 握 , 在 确 定 制 品 的 生 产 要 求 后 , 可 直 接 对 制 品 进 行 工 艺 性 分 析 和 成 型 零 部 件 的 设 计 运 算 。 其 次 , 可 参 考 制 品 的 形 状 尺 寸 和 精 度 要 求 来 选 定 模 具 结 构 , 再 对 注 塑 机 的 型 号 进 行 选 择 。 最 后 , 对 所 选 用 的 成 型 设 备 以 及 各 种 计 算 数 据 进 行 校 核 , 保 证 设 计 的 安 全 性 和 合 理 性 。 通 过 本 课 题 的 研 究 , 不 仅 对 专 业 课 知 识 有 充 分 的 检 验 , 而 且 锻 炼 了 自 己 勤 动 手 、 多 思 考 和 知 识 整 合 的 能 力 。 总 之 , 设 计 灯 罩 注 塑 模 具 , 其 根 本 问 题 就 是 设 计 凹 模 和 凸 模 、 导 向 机 构 、 侧 向 分 型 与 抽 芯 机 构 、 排 气 、 加 热 和 冷 却 系 统 、 注 塑 机 的 选 择 等 环 节 。关键词:箱体外壳;模具结构;注塑模设计II充值购买- 下载设计文档后,加Q-1459919609免费领取图纸Design of Injection Mold for Meter BoxAbstract: The rapid development of modern plastics industry, so that plastics are widely used. This topic continues the design of the general process of injection mold, intended to design and produce the meter box of injection mold. Before designing the mold, you should first understand the forming characteristics of the selected materials. After determining the production requirements of the products, it can be directly on the process of product analysis and the design calculation of molding parts. Second, the mold structure can be selected by reference to the shape and size of products and accuracy requirements, and then choose the type of injection molding machine. Finally, the selected molding equipment and a variety of calculation data to check, so as to ensure the safety and rationality of the design. Through the study of this subject, not only can check the professional knowledge, but also exercise manual ability, more thinking and knowledge integration ability. All in all, the fundamental problem of the design of the meter box shell injection mold is that the design of cavity and core, guidance mechanism, lateral classification and core pulling mechanism, exhaust, heating and cooling systems, selection of injection molding machine and other links.Key words: Box shell, Mold structure, Injection mold design1充值购买- 下载设计文档后,加Q-1459919609免费领取图纸目 录摘要 .IAbstract.II1 绪论 .31.1 研究的背景及意义 .31.2 国内外模具发展现状 .31.2.1 国内注塑模具的发展现状 .31.2.2 国外注塑模具的发展现状 .31.3 注塑模具的发展趋势 .41.4 研究的内容 .42 塑件结构工艺性分析 .52.1 塑件的几何形状分析 .52.1.1 塑件结构分析 .52.1.2 尺寸精度分析 .52.1.3 生产批量 .62.2 塑件材料的成型特性 .62.2.1 塑件材料的选择 .62.2.2 性能简述 .62.3 成型设备的要求 .72.4 性能指标 .73 注塑机和成型方案的确定 .83.1 塑件的参数计算 .83.1.1 分析塑件的表面质量 .83.1.2 体积和重量的确定 .83.2 注塑机的确定 .83.3 拟定成型方案 .93.3.1 成型设备 .93.3.2 主要特点 .103.3.3 注射工艺参数 .103.3.4 成型流程 .114 型腔数目的确定和分型面的筛选 .124.1 确定型腔数 .124.2 筛选分型面 .122充值购买- 下载设计文档后,加Q-1459919609免费领取图纸4.2.1 分型面的筛选原则 .124.3 型腔的布置方式 .135 成型零部件的设计 .145.1 凸模的设计 .145.2 凹模的设计 .145.3 成型零件工作尺寸的计算 .145.3.1 模腔工作尺寸的计算 .145.3.2 型腔壁厚和底板厚度计算 .166 浇注系统的设计 .176.1 浇注系统设计原则 .176.2 主流道的设计 .176.3 分流道的设计 .176.3.1 分流道的截面形状 .186.3.2 分流道的尺寸 .186.4 浇口的设计 .186.4.1 浇口的主要作用 .186.4.2 浇口的类型与位置 .187 排气和冷却系统设计 .197.1 冷却系统设计的规则 .197.2 排气系统设计 .198 注射机和模具各参数的校核 .208.1 工艺参数的校核 .208.2 模具装配尺寸的校核 .218.2.1 喷嘴的校核 .218.2.2 定位圈尺寸的校核 .218.2.3 模具外形尺寸的校核 .218.2.4 模具厚度的校核 .218.3 开模行程的校核 .229 总结 .23参考文献 .24致 谢 .26附 录 .263充值购买- 下载设计文档后,加Q-1459919609免费领取图纸1 绪 论1.1 研究的背景及意义近年来, 我国模具发展的速度是非常迅速的。 模具是一个国家制造水平的权 衡标志之一。 模具的发展也会带动其他制造业的发展。 他支撑着许制造业 , 所以 模具的发展是非常重要的。 模具制造业是我国的根基工业, 受到我国高度的重视 , 所以近年来模具制造业的成绩是显而易见的。在现代社会, 塑料制品的制作很大一部分先是设计注塑模具, 注塑模具在我 们的生活中有很大的用途, 通过设计注塑模具, 可以让我们对塑料制品的成型过 程有一个完整的了解, 也让我们对各种塑料的力学性能, 化学性能等得到了充分 的了。通 过 对 本 课 题 的 研 究 和 分 析 让 我 们 能 够 更 好 的 学 习 和 运 用 大 学 期 间 所 学 的 所有课程知识以及理论和毕业实习中学到的理论知识, 提高了我们总体设计概念 和计算能力的提升, 更加深刻的认识模具。 让我们对模具有了更好的认识 , 也让 我们对文献以及手册的运用的更加的灵活。在本课题中我们需要用计算机绘图, 这必然会让我们更加熟练的运用计算机。 通过上网查资料, 也丰富了我们的头脑 。 通过该设计, 让我们的外语翻译水平得到了提升, 通过计算机绘图 , 让我们可以 更加熟练的运用计算机。 通过最终的努力, 让我们能够熟练的运用所学到的知识 解决生活中遇到的问题。1.2 国内外模具发展现状1.2.1 国 内 注 塑 模 具 的 发 展 现 状近 几 年 来 , 我 国 注 塑 模 具 的 发 展 相 对 于 其 他 发 达 国 家 来 说 也 已 经 相 当 不 错 了。 我国小模数塑料齿轮等精密塑料模具的生产水平已能够和其他国家同类产品 相比较, 在一些方面还能够处于领先地位。 齿轮模具设计中可以运用齿轮设计软 件,可以在加工过程中减少齿形误差,使之达到了标准参数要求。尽管在近几年中注塑模具工业的发展相当迅速, 但是距离工业比较发达的国 家在很多方面与还是有较大的差距。 我国还不能广泛的应用在许多先进的模具技 术, 在模具的技术上和其他国家还存在很大的差距, 所以好多模具产品只能从国 外进口,国内的产品达不到我们所需的要求。1.2.2 国 外 注 塑 模 具 的 发 展 现 状4充值购买- 下载设计文档后,加Q-1459919609免费领取图纸国外的模具的发展方向是朝着智能化、 网络化的。 在要求保证再生产过程中 产品的精度的同时, 也追求着生产效率。 目前, 国际上许多工业大国模具的 精度 要求已经可以达到 75%到 85%之间,降低了生产的成本,节约了生产实间,是产 品能更好的满足顾客的要求 1。1.3 注塑模具的发展趋势在我国磨具的发展是非常快的, 但是塑料磨具将远远领先于其他模具的发展 速 度 , 塑 料 磨 具 的 方 向 将 是 自 动 化 , 规 模 化 , 并 向 着 “专 ”和 “精 ”的 方 向 发 展 , 为 了满足客户的要求, 模具制造也必将面向交货期 短 ”、 “精度高” 、 “质量好 ”、 “价 格 低 ”1。(1)模具产品发展将大型化、精密化(2)多功能复合模具将进一步发展(3)气体辅助注射模具和适应高压注射成形等工艺的模具将积极发展(4)模具使用优质材料及应用先进的表面处理技术将进一步受重视(5)模具高速扫描及数字化系统将发挥更大的作用(6)模具研磨抛光将向自动化、智能化方向发展1.4 研究的内容( 1) 搜 集 模 具 相 关 资 料 及 前 期 准 备 工 作 , 灯 罩 注 塑 模 具 零 件 结 构 工 艺 性 的 分析:零件的结构、材料的性能、成型工艺等,确定模具总体方案;(2)进行模具工艺参数设计,模具基本类型与工作部分零件尺寸计算,模 具 总 体 结 构 设 计 : 确 定 型 腔 数 目 , 分 型 面 , 浇 注 系 统 结 构 , 推 出 方 式 , 成 型 零 件 结构,温度调节系统等;( 3) 进 行 模 具 结 构 设 计 及 计 算 , 模 具 整 体 设 计 和 绘 制 装 配 图 :模 具 零 件 结 构 尺寸设计;初选设备,设计浇注系统,设计推出机构,动、定模导向机构设计, 成型零件设计及注塑机校核等;采用计算机软件绘制模具装配图以及各零件图。5充值购买- 下载设计文档后,加Q-1459919609免费领取图纸2 塑 件 结 构 工 艺 性 分 析2.1 塑件的几何形状分析2.1.1 塑 件 结 构 分 析产品名称:台式灯罩设计本设计的台灯灯罩的三维立体图如图 2.1 所示, 其灯罩二维图尺寸图如 图 2.2所示。图 2.1 灯罩三维图图 2.1 灯罩二维图该塑件的形状为不规则图形, 考虑到分模的方向没有阻碍, 内部 不太深, 很 容易脱模。2.1.2 尺 寸 精 度 分 析(1) 尺寸精度的选择; 塑件尺寸精度的选择是非常重要的, 我们在选择尺寸精度 时, 可以先选择适合此设计的塑料, 然后根据塑件的使用用途 , 确定选用低精度 , 一 般 精 度 还 是 高 精 度 2。( 2)尺寸精度的组成和影响 ; 制品尺寸误差构成为: a=b+2c+d+e 式中a 一制件总的成型误差;6充值购买- 下载设计文档后,加Q-1459919609免费领取图纸b 一塑料收缩率引起的误差;c 一模具在制做过程中所形成的误差;d 一模具在使用过程中因磨损而引起的误差; e 一安装模具,配合间隙形成的误差;在我们的生活中,影响塑料制品的因素特别多,主要有以下三个方面1)模具一模具的制作精度间接影响塑件的尺寸精度。2)塑料材料一主要的影响是收缩率。3)成型工艺一成型工艺条件的变化影响。在 本 设 计 中 , 设 计 壁 厚 为 4mm, 因 为 灯 罩 属 于 日 常 的 生 活 用 品 , 所 以 精 度 要求不是很高,所以选择一般精度等级 5 级 精 度 3。2.1.3 生 产 批 量出于对制品产出批要求, 因此课题中模具工作时应满足时间短、 速度快 的特 点。 结合模具的复杂构造 、 模具需多面抽芯, 运用一模 2 件的构造来批量产出制 品。在对浇口进行筛选时,侧浇口则最为适合。2.2 塑件材料的成型特性2.2.1 塑 件 材 料 的 选 择本课题设计的是灯罩,他是一种壳类零件,从结构上来说,结构比较复杂, 而且壁厚很薄, 为了美观, 也需要有很高的表面光洁 度, 经分析可知 , 聚丙烯 ( PP) 是 制 作 此 制 品 注 塑 的 最 佳 材 料 4。2.2.2 性 能 简 述聚丙烯具有许多优良特性:(1)密度非常小。(2)有良好的力学性能,成型加工性能好。(3)可以在高达 110-120 的 环 境 下 使 用 , 耐 高 温 能 力 非 常 的 强 。(4)他与大多数的东西不发生反应,化学性能稳定。(5)质地纯净,无毒性。(6)电绝缘性好。(7)聚丙烯制品的透明性比高密度聚乙烯制品的透明性好 当然它有很多优点但也有缺点:(1)在低温下不能更好的发挥作用。(2)长时间可以因为风化而老化。(3)着色性不好。7充值购买- 下载设计文档后,加Q-1459919609免费领取图纸(4)易燃烧。2.3 成型设备的要求可初步确定成型设备的基本要求:(1)注射机的采用:一般选取自动化注塑机。(2)干燥处置:不需干燥。(3)熔化温度:在注塑设备正常工作的情况下,其温度可以达到融化塑料 的温度以上就可以。(4)注塑压力:注塑压力一般不宜过高或者过低,保持适当。(5)熔胶背压:用熔胶背压。2.4 性能指标聚丙烯材料的特性指标如表 2.1 所示,表 2.1 PP 材料的特性指标特性名称 取值范围 特性名称 取值范围密 度 ( g cm3 ) 0.90 :0.91 抗拉屈服强度b (Mpa)56 :67比 体 积 v( cm3 g) 1.10 :1.11 弯曲弹性模量 /GPa 1.45收缩率 S() 1.0 :3.0 拉 弯 强 度 ( w Mpa) 67.0热变形温度 T ( C) 102.0 :115.0 布氏硬度(HB) 8.65熔 点 T ( C) 170.0 :176.0 体积电阻率pv( m) 10148充值购买- 下载设计文档后,加Q-1459919609免费领取图纸3 注 塑 机 和 成 型 方 案 的 确 定3.1 塑 件 的 参 数 计 算3.1.1 分 析 塑 件 的 表 面 质 量作为生活用品, 为了保证其结构有该有的性能外, 还需考虑其外观的精美程 度,因此每个成型面都应该进行打磨抛光处理。3.1.2 体 积 和 重 量 的 确 定通过制品重量的计算筛选注塑机以及确定型腔数。 制 品 的 体 积: V 86.9 cm3制品的质量公式:W V 由表 2.1 可查得聚丙烯 PP 的密度取 0.90 / cm3即 制 品 的 重 量 : W 86.9 0.9 78.21图 3.1 体积测量图3.2 注塑机的确定注射机的类型和规格有很多,按结构形式可分为三类,这三类注射机的特 点如如下:9充值购买- 下载设计文档后,加Q-1459919609免费领取图纸表 3.1 三种注塑机的优缺点立式注射机 卧式注射机 直角式注射机优 点 (1)占地面积小( 2)安装或拆卸小型模具很方(3)嵌件不容易倾斜或坠落(1)机 体 比 较 低 , 容 易 加 料和操作 (2)易实现全自动操作 (3)机 床 中 心比 较 低 , 安 装稳妥(1)结 构 简 单 , 便 于 自 制缺 点 (1)需要人工取出 (1)安装比较麻烦 (1) 受 冲 击 震 动 比 较大根据开模行程,锁模 力 ,以及注射容量的计 算 ,加上注射机的 特点 , 选择注 射机为 SZY 300 其注射机的工艺参数如表 3.2 所示。表 3.2 注塑机 SZY-300 主要技术参数表参数名称 参数值 参数名称 参数值额定注射量 320mm2 柱塞直径 60mm注射压力 125MPa 模板尺寸 520 620(mm柱杆空间 400 300(mm 锁模力 1500KN喷嘴圆弧半径 12mm 喷嘴孔径 3mm最大开模行程 340mm 模具最大厚度 450mm模具最少厚度 300mm3.3 拟定成型方案3.3.1 成 型 设 备塑料种类的不同造成了成型的方案各不一样。 我们常见的成型方法有以下几 种:1.注塑成型2.液压与气动成型10充值购买- 下载设计文档后,加Q-1459919609免费领取图纸塑件三维图3.冲压成型。 通过对本课题的研究,本课题选取注塑成型技术。3.3.2 主 要 特 点主要特点如下:(1) 易于实现自动化(2) 成型周期短(3) 生产效率高(4) 对塑料的适应性强3.3.3 注 射 工 艺 参 数在进行注射的同时, 我们需要对成型设备的工艺参数进行确认, 此套模具的 工艺参数如下表 3.3 所示,表 3.3 工艺参数制 品 名 称 电表箱外壳材料名称缩写 PP单个塑件重量 58.41g注塑机型号 SZY 300每模的型腔数 2成型设备的工艺参数干燥设备名称 烘箱温度 / 110 :120材料干燥时间 /h 8 :12后段 / 200 :220中段 / 180 :200前段 / 160 :180料 筒 温 度喷嘴 / 240 :250模具温度 / 80 :90注射 /s 20 :90保压 /s 0 :5时间冷却 /s 20 :90注射 /MPa 80 :130成型过程压力 保压 /MPa48 :90温度 / 70制 品 后 处 理 时间 /h 2 :411充值购买- 下载设计文档后,加Q-1459919609免费领取图纸3.3.4 成 型 流 程一个完整的注射成型流程包 含: (1) 前期的准备 ;(2) 注射过程; (3) 制品 的 后 处 理 5。前期的准备: 在生产前我们需要做许多准备工作, 进行原料的处理, 系统的清洗 , 塑件要进行预热, 选择好脱模剂等工作。 来确保塑件制品的质量, 使注射成型顺利进行 。 注射过程:注 射 过 程 一 般 包 括 : 加 料 , 塑 化 , 注 射 , 冷 却 , 脱 模 。 加料: 为了保证塑件的质量,提高生产效率高,确保操作稳定。 塑化:塑化的目的是为了把粉状或固态变成为均匀的连续的熔融状态的液体。 注射: 柱塞或螺杆从机筒内的计量位置开始, 通过注射油缸和活塞施加高压,将塑化好的塑料熔体经过机筒 注射通常分为流动性充模、倒流、补缩保压三个阶段。 冷却:当熔融塑料充满型腔,我们需要通过冷却水冷却型腔里的熔融塑料来定型, 在用冷却水冷却的这一阶段叫做冷却。脱模: 在塑件冷却到一定的温度时,我们可以推出塑件,这个过程我们叫做脱模。12充值购买- 下载设计文档后,加Q-1459919609免费领取图纸4 型 腔 数 目 的 确 定 和 分 型 面 的 筛 选4.1 确定型腔数通常情况下, 我们可以通过很多方法在确定型腔的数目, 下面我们通过注射 量来计算:N G CV式中: G 注 射 机 的 公 称 注 射 量 / cm3 V 单 个 制 品 的 体 积 / cm3C 浇 道 和 浇 口 ( 浇 注 的 总 体 积 ) 的 体 积 /cm3N 0.7G 2.3G 2.3300 7.94个 ( 4-1)0.3V V 86.9在正常的生产中, 注射器实际的注射量应该为公称注射量的 (0.45 :0.75)倍 , 此 设 计 采 用 0.7G 进 行 设 计 。 每 件 产 品 实 际 的 浇 注 体 积 应 是 产 品 总 体 积 的(0.2 :1)倍 ,此设计中采纳 C 0.3V 进行计算。 为了时两边的熔融液分布均匀,我们一般选双数的型腔数 , 根据计算选 N=2.4.2 筛选分型面4.2.1 分 型 面 的 筛 选 原 则(1)分 型 面 选 择 的 总 体 原 则一般情况下,选择分型面的原则有以下几点:1)最 主 要 的 是 保 证 塑 件 质 量 。2)有 利 于 塑 件 的 脱 模 以 达 到 提 高 生 产 力 的 要 求 。3)模 具 结 构 尽 量 简 单 。 (2) 怎样选择分型面型腔与模具的关系一般可分三类: 第一类型腔完全处于动模中; 第二类型腔完全处于定模中; 第三类型腔分别处于动、定模中。 为了让大家对分型面有充分的了解,我来做一下介绍。13充值购买- 下载设计文档后,加Q-1459919609免费领取图纸长型构件的分型,如果采用第三种的话,会使塑件两端尺寸差异不致过大。 有利于排气的分型。 在其末尾段不能有遮挡, 且分型面应该设置在熔体流料末端。保证同轴度的分型。 为了保证精度要求, 通常我们将有同轴度要求的塑件都 分 设 计 在 同 一 个 动 模 版 内 即 可 6。壁厚均匀的分型。要达到这样的要求,一般情况下,不用平面来做分型面。4.3 型腔的布置方式因为制品在成型时采取 “一模两腔” 的方案以及浇注系统和模具结构的复杂 性,所以本设计选取图 4.1 的型腔布置方式。图 4.1 型腔分布图14充值购买- 下载设计文档后,加Q-1459919609免费领取图纸5.1 凸模的设计5 成 型 零 部 件 的 设 计凸模的作用是成型塑件制品表面的内表面, 起支撑作用, 本设计为灯罩凸模 的设计如图 5.1 所示。5.2 凹模的设计图 5.1 凸 模凹模亦称型腔, 其主要的作用是成型塑件制品的外表面, 本设计为灯罩的设 计,凹模如图 5.2 所示。图 5.2 凹 模5.3 成型零件工作尺寸的计算计算零部件的工作尺寸时, 应求尺寸、 收缩率、 制造公差以及磨损量的平均 值 , 由 文 献 可 查 得 聚 丙 烯 的 收 缩 率 Smax 3%, Smin 1.5% , 求 平 均 可 知 聚 丙 烯 的 平均收缩率是 K 2.25% ,所以此模具制造的尺寸公差可取为 z :3 7。5.3.1 模 腔 工 作 尺 寸 的 计 算(1)凹模的内形尺寸计算 凹模的作用是成型塑件的外表面, 在长期的使用中,会因为摩擦导致其尺寸15充值购买- 下载设计文档后,加Q-1459919609免费领取图纸凹 0 0凹 1 0凹 2 0凹 0z变大。 为了使用的工程中能有修复的空间, 在设计莫觉得时候, 我们应该尽量让包 容 尺 寸 取 下 限 尺 寸 , 尺 寸 公 差 取 上 偏 差 8。L L(1k ) ( 3 4) ZL(1k ) ( 3 4 ) 3 (5-1)式中: L凹 为型腔内形尺寸( mm );L 为制品外形基本尺寸( mm );K 为塑料平均收缩率( % );塑 件 为制品的公差。用 AutoCAD 可测得这个 制品的外部形 状尺寸分别为 400mm,55mm, 经过计 算可得:L 401.540.45L 56.180.62凹模(型腔)深度的计算:Z 3h凹 h塑 件 (1k ) (2 3)0式中: h凹 为型腔的高度 (mm) ;h塑件 (1k ) (2 3)0 ( 5-2)h塑 件 为制品的内部形状深度 (mm) ,经过测量得 80mm ;塑 件 以 及 K的 含 义 在 前 边 已 做 出 解 释 。 将 以 上 数 据 带 入 ( 5-2) 式 中 计 算 得 : h 56.160.28表 5.1 聚丙烯塑件精度等级取 5 级时的公差取值制 品 基 本 尺 寸mm范 围 内 取 值mm制 品 基 本 尺 寸mm范 围 内 取 值mm3 :618 :2480 :100100 :1200.24 140 :1600.24 200 :2251.00 280 :3501.14 315 :3551.441.922.502.80(2)凸模的外形尺寸计算 凸模的模具零件是成型制品内形的, 工作中凸模的磨损会导致其尺寸 稍微变小是因为工作时的尺寸为包容尺寸。 为了使用的工程中能有修复的空间, 在设计 模 具 的 时 候 , 我 们 应 该 尽 量 让 包 容 尺 寸 尽 量 取 上 限 尺 寸 , 尺 寸 公 差 取 下 偏 差 9。0 0L凸 L塑 件 (1k) (3 4) L塑 件 (1k) (3 4)3 ( 5-3)式中: L凸 为型芯外形尺寸 (mm) ;L塑 件 为制品内部形状基本尺寸;塑 件 以 及 K的 含 义 在 前 边 已 做 出 解 释 。在 AutoCAD 可测得制品的内部形状尺寸分别为127mm, 77mm 。 将 以 上 数 据16充值购买- 下载设计文档后,加Q-1459919609免费领取图纸凸 1 0.43L 79.38凸 塑件 3凸 0.29 带 入 公 式 ( 5-3) 中 可 得 :L 130.8200凸 2 0.29凸模(型芯)的深度计算:h h (1k ) (2 3)0式中: h凸 为型芯的高度 (mm) ;h塑 件 为制品的内部形状深度 (mm) ,测量得 78.5mm ;塑 件 以 及 K的 含 义 在 前 边 已 做 出 解 释 。将 以 上 数 据 带 入 ( 5-4) 式 中 计 算 得 :h 80.8405.3.2 型 腔 壁 厚 和 底 板 厚 度 计 算( 5-4)在型腔壁厚和底板厚度的计算中, 主要考虑的是凹模。 凹模是应该型腔壁厚 的主要因素之一。 因为在注塑的模具设计中, 凹模会承受很大的外界压力 , 如果 外界压力过大, 会使凹模发生形变, 甚至会出现裂缝 , 影响塑件制品的品质质量 10。 所 以 必 须 要 进 行 刚 度 和 强 度 的 校 核 。 通 过 查 表 可 知 调 质 45 钢 , 弹 性 模 量E 2105 Mpa 强 度 计 算 的 许 用 应 力 =160Mpa , 凹 模 的 压 力 p 50Mpa 。(1)整体式型腔壁厚:A 按刚度条件计算 s B 按强度条件计算 s(2)整体式型腔底板厚:cpH 43 1E3 pH 2 1 Wa3 1 cpb 4(5-5)(5-6)A 按刚度要求计算 h 3 E (5-7)B 按强度要求计算 h 3 apb 2( 5-8)根据型腔壁厚和型腔底板厚的计算, 以及对刚度和强度计算的比较, 我们可 以确定凹模壁厚是 30mm ,凹模底板是 20mm 。17充值购买- 下载设计文档后,加Q-1459919609免费领取图纸6 浇 注 系 统 的 设 计6.1 浇注系统设计原则在模具的设计中, 浇注系统的选择是非常重要的, 在选择浇注系统时, 我们 应该对塑件的材料, 几何形状, 以及机床设备的优缺点进行了解分析, 分型面的 选择对浇注系统的选择也有一定的影响。 一般根据以下几个原则进行设计浇注系 统 11:(1)能顺利的引导塑件注入到行腔各个部位且在填充过程中不致产生涡流或紊 乱,使型腔内气体能顺利排出(2)应选择最短流程以缩短填充时间(3)尽量避免直接撞击型芯 嵌件(4)应尽量减少弯折,有较高光洁度(5)对于一模多腔时应尽量与模板中心对称(6)进料口位置与形状应结合塑件的形状和技术而确定(7)浇注系统的容积应取最小值 还有对与一模多种产品是应考虑把误差最小的放一个模具内,对与有要求的产品要多方位的考虑交口的成行方式6.2 主流道的设计考虑到主流道要反复与高温熔融塑料接触, 所以一般情况下, 我们将主流道 衬套设计为易于拆卸的可更换式的。为 了 让 塑 料 能 更 好 的 从 主 流 道 流 出 来 , 我 们 一 般 将 主 流 道 设 计 成 为 圆 锥 形 的 , 将 锥 角 的 角 度 控 制 在 1 5的 范 围 内 , 把 表 面 粗 糙 度 一 般 控 制 在 Ra0.7m 以下的范围内, 小端直一般为 59mm 之间, 通过实际不难发现, 喷嘴直径的大 小限制了小端直径的大小, 小端直径大小是否合理决定了凝料能否顺利并且快速 的流出,所以本设计小端直径取最小值,为 1mm 左右。6.3 分流道的设计分 流 道 是 主 流 道 和 浇 口 之 间 的 一 个 通 道 , 分 流 道 常 常 应 用 在 多 型 腔 的 模 具 中, 在单型面的模具中可以不设计分流道。 在设计分流道的过程中 , 我们应该做 到以下几点:(1)尽量减小分流道的容积(2)减小在流道内的压力损失18充值购买- 下载设计文档后,加Q-1459919609免费领取图纸(3)避免温度的降低。6.3.1 分 流 道 的 截 面 形 状分流道的截面形状很多, 有梯形, 圆形 , 六角形等, 在此次灯罩的模具设计 中,设计的流道形状如下6.3.2 分 流 道 的 尺 寸因 为 各 种 塑 料 的 流 动 性 存 在 着 不 同 程 度 的 差 异 性 , 所 以 我 们 通 常 可 以 根 据 塑 料 的 品 种 来 粗略地估计分流道的直径大小 12。6.4 浇口的设计6.4.1 浇 口 的 主 要 作 用浇口的主要作用有以下几点:(1)可防止熔体想流道回流。(2)使熔体升温,有助于充模。(3)使于二次加工方便。(4)可以平衡进料,有时也可以控制熔合纹在制品中的位置。6.4.2 浇 口 的 类 型 与 位 置在注塑模设计中常见的浇口形式有如下几种:(1)矩形侧浇口(2)直接浇口(3)点浇口扇形浇口(4)膜状浇口(5)潜伏浇口(6)护耳浇口 浇 口 的 位 置 对 塑 件 制 品 的 质 量 影 响 很 大 , 在 设 计 浇 口 位 置时 , 应 注 意 如 下几点:(1)能使型腔各个地方同时充满的位置。(2)设置在制品壁厚较厚的部位(3)设置在有利于排除气体的部位。(4)设置在避免引起熔体断裂的现象的位置。(5)设置在不影响制品外观的位置。(6)在承受冲击的部位不设置浇口。19充值购买- 下载设计文档后,加Q-1459919609免费领取图纸7 排 气 和 冷 却 系 统 设 计在实际的加工生产中, 温度的变化会引起塑件制品质量的不稳定性, 故而会 产生形变,是精度达不到顾客要求,还可能会出现力学特性不好的现象。冷却系统的设计主要是控制温度的设计。 在塑件生产的过程中, 塑件的加热 和冷却决定了塑件制品的质量。调节温度的两个重要环节是加热和冷却。 必须通过注塑成型的各种要求来选 择最终对模具进行加热还是冷却。对于本课题的冷却系统的设计, 主要是在其凹模与凸模之间加入一个水循环 冷却系统。 通过水流来调节温度的高低变化, 从而达到我们所需要的温度 , 确保 产品的质量,使产品质量达到顾客的要求。7.1 冷却系统设计的规则冷却系统的规则如下:(1) 尽 量 维 持 模 具 的 热 平 衡 , 保 证 塑 件 收 缩 均 匀 , ;(2) 为 了 使 冷 却 均 匀 , 我 们 应 该 尽 可 能 多 的 设 计 水 孔 。(3) 我 们 应 该 尽 可 能 的 让 进 水 口 的 距 离 和 型 腔 表 面 的 距 离 基 本 相 等 。(4) 因 为 在 浇 口 处 温 度 最 高 , 所 以 在 浇 口 位 置 应 该 加 强 冷 却 。(5) 为 了 达 到 更 好 的 冷 却 效 果 , 进 水 口 的 水 的 温 度 应 该 尽 可 能 的 低 。(6) 要根据设计的塑件来确定冷却管道的结构形状。(7) 冷 却 系 统 的 进 水 口 是 非 常 重 要 的 , 所 以 我 们 应 该 合 理 的 确 定 进 水 口 的 位 置。(8)冷 却 系 统 的 水 道 不 能 阻 碍 其 他 结 构 的 正 常 工 作 。 (9)避 免 模 具 在 搬 运 过 程中 造 成 损 坏7.2 排气系统设计注塑模属于型腔模, 在注塑模具中, 当熔体流入到型腔中时, 我们要将型腔 里面多余的空气及时的排除, 当熔体冷却之后, 有需要空气及时的进入到型腔中 , 这 种 在 适 当 的 时 候 把 空 气 及 时 的 引 进 排 出 的 机 构 系 统 就 叫 做 排 气 系 统 。 具 体 地 说,此次灯罩的排气系统包括以下两个方面:(1) 注塑模在注塑时, 将模具内多余的空气排出型腔外的结构, 叫 模具的 排气系统。( 2) 大 型 制 品 在 开 模 时 内 部 会 出 现 真 空 现 象 , 此 时 需 要 把 部 分 气 体 引 入 到注塑模具中的结构,叫引起系统。20充值购买- 下载设计文档后,加Q-1459919609免费领取图纸38 注 射 机 和 模 具 各 参 数 的 校 核8.1 工艺参数的校核(1)注射量在体积方面的校核 在生产实践中, 我们所选取的注塑机的最大注射量必须比所注塑的产品的 总体积大得多, 在通常情况下注塑机的实际的注射量只是自身最大注射量的百分之 八十上下。所以我们在选择注塑机时最大注射量必须满足以下要求:0.8V机 nV塑 V浇 ( 8-1)3式 中 : V机 注塑机的最大注射量,V 机 300cm ;3V塑 塑件的总体积,V 塑 64.9cm ;V浇 浇注系统的体积,V 浇 15cm ;3所以: 0.8V机 2 V塑 V浇 ,所选定的V 机 300cm(2)校核注塑机的锁模力,完全符合要求。在注射时, 模具将会被锁模力锁定, I一 种 灯 罩 注 塑 模 具 设 计摘要 :近 代 塑 料 工 业 的 快 速 发 展 , 让 塑 料 被 广 泛 应 用 。 本 课 题 延 续 了 设 计 注 塑 模 具 的 一 般 流 程 , 意 在 设 计 生 产 灯 罩 的 注 塑 模 具 。 设 计 模 具 之 前 , 应 先 对 所 选 材 料 的 成 形 特 性 有 所 掌 握 , 在 确 定 制 品 的 生 产 要 求 后 , 可 直 接 对 制 品 进 行 工 艺 性 分 析 和 成 型 零 部 件 的 设 计 运 算 。 其 次 , 可 参 考 制 品 的 形 状 尺 寸 和 精 度 要 求 来 选 定 模 具 结 构 , 再 对 注 塑 机 的 型 号 进 行 选 择 。 最 后 , 对 所 选 用 的 成 型 设 备 以 及 各 种 计 算 数 据 进 行 校 核 , 保 证 设 计 的 安 全 性 和 合 理 性 。 通 过 本 课 题 的 研 究 , 不 仅 对 专 业 课 知 识 有 充 分 的 检 验 , 而 且 锻 炼 了 自 己 勤 动 手 、 多 思 考 和 知 识 整 合 的 能 力 。 总 之 , 设 计 灯 罩 注 塑 模 具 , 其 根 本 问 题 就 是 设 计 凹 模 和 凸 模 、 导 向 机 构 、 侧 向 分 型 与 抽 芯 机 构 、 排 气 、 加 热 和 冷 却 系 统 、 注 塑 机 的 选 择 等 环 节 。关键词:箱体外壳;模具结构;注塑模设计IIDesign of Injection Mold for Meter BoxAbstract: The rapid development of modern plastics industry, so that plastics are widely used. This topic continues the design of the general process of injection mold, intended to design and produce the meter box of injection mold. Before designing the mold, you should first understand the forming characteristics of the selected materials. After determining the production requirements of the products, it can be directly on the process of product analysis and the design calculation of molding parts. Second, the mold structure can be selected by reference to the shape and size of products and accuracy requirements, and then choose the type of injection molding machine. Finally, the selected molding equipment and a variety of calculation data to check, so as to ensure the safety and rationality of the design. Through the study of this subject, not only can check the professional knowledge, but also exercise manual ability, more thinking and knowledge integration ability. All in all, the fundamental problem of the design of the meter box shell injection mold is that the design of cavity and core, guidance mechanism, lateral classification and core pulling mechanism, exhaust, heating and cooling systems, selection of injection molding machine and other links.Key words: Box shell, Mold structure, Injection mold design1目 录摘要 .IAbstract.II1 绪论 .31.1 研究的背景及意义 .31.2 国内外模具发展现状 .31.2.1 国内注塑模具的发展现状 .31.2.2 国外注塑模具的发展现状 .31.3 注塑模具的发展趋势 .41.4 研究的内容 .42 塑件结构工艺性分析 .52.1 塑件的几何形状分析 .52.1.1 塑件结构分析 .52.1.2 尺寸精度分析 .52.1.3 生产批量 .62.2 塑件材料的成型特性 .62.2.1 塑件材料的选择 .62.2.2 性能简述 .62.3 成型设备的要求 .72.4 性能指标 .73 注塑机和成型方案的确定 .83.1 塑件的参数计算 .83.1.1 分析塑件的表面质量 .83.1.2 体积和重量的确定 .83.2 注塑机的确定 .83.3 拟定成型方案 .93.3.1 成型设备 .93.3.2 主要特点 .103.3.3 注射工艺参数 .103.3.4 成型流程 .114 型腔数目的确定和分型面的筛选 .124.1 确定型腔数 .124.2 筛选分型面 .1224.2.1 分型面的筛选原则 .124.3 型腔的布置方式 .135 成型零部件的设计 .145.1 凸模的设计 .145.2 凹模的设计 .145.3 成型零件工作尺寸的计算 .145.3.1 模腔工作尺寸的计算 .145.3.2 型腔壁厚和底板厚度计算 .166 浇注系统的设计 .176.1 浇注系统设计原则 .176.2 主流道的设计 .176.3 分流道的设计 .176.3.1 分流道的截面形状 .186.3.2 分流道的尺寸 .186.4 浇口的设计 .186.4.1 浇口的主要作用 .186.4.2 浇口的类型与位置 .187 排气和冷却系统设计 .197.1 冷却系统设计的规则 .197.2 排气系统设计 .198 注射机和模具各参数的校核 .208.1 工艺参数的校核 .208.2 模具装配尺寸的校核 .218.2.1 喷嘴的校核 .218.2.2 定位圈尺寸的校核 .218.2.3 模具外形尺寸的校核 .218.2.4 模具厚度的校核 .218.3 开模行程的校核 .229 总结 .23参考文献 .24致 谢 .26附 录 .2631 绪 论1.1 研究的背景及意义近年来, 我国模具发展的速度是非常迅速的。 模具是一个国家制造水平的权 衡标志之一。 模具的发展也会带动其他制造业的发展。 他支撑着许制造业 , 所以 模具的发展是非常重要的。 模具制造业是我国的根基工业, 受到我国高度的重视 , 所以近年来模具制造业的成绩是显而易见的。在现代社会, 塑料制品的制作很大一部分先是设计注塑模具, 注塑模具在我 们的生活中有很大的用途, 通过设计注塑模具, 可以让我们对塑料制品的成型过 程有一个完整的了解, 也让我们对各种塑料的力学性能, 化学性能等得到了充分 的了。通 过 对 本 课 题 的 研 究 和 分 析 让 我 们 能 够 更 好 的 学 习 和 运 用 大 学 期 间 所 学 的 所有课程知识以及理论和毕业实习中学到的理论知识, 提高了我们总体设计概念 和计算能力的提升, 更加深刻的认识模具。 让我们对模具有了更好的认识 , 也让 我们对文献以及手册的运用的更加的灵活。在本课题中我们需要用计算机绘图, 这必然会让我们更加熟练的运用计算机。 通过上网查资料, 也丰富了我们的头脑 。 通过该设计, 让我们的外语翻译水平得到了提升, 通过计算机绘图 , 让我们可以 更加熟练的运用计算机。 通过最终的努力, 让我们能够熟练的运用所学到的知识 解决生活中遇到的问题。1.2 国内外模具发展现状1.2.1 国 内 注 塑 模 具 的 发 展 现 状近 几 年 来 , 我 国 注 塑 模 具 的 发 展 相 对 于 其 他 发 达 国 家 来 说 也 已 经 相 当 不 错 了。 我国小模数塑料齿轮等精密塑料模具的生产水平已能够和其他国家同类产品 相比较, 在一些方面还能够处于领先地位。 齿轮模具设计中可以运用齿轮设计软 件,可以在加工过程中减少齿形误差,使之达到了标准参数要求。尽管在近几年中注塑模具工业的发展相当迅速, 但是距离工业比较发达的国 家在很多方面与还是有较大的差距。 我国还不能广泛的应用在许多先进的模具技 术, 在模具的技术上和其他国家还存在很大的差距, 所以好多模具产品只能从国 外进口,国内的产品达不到我们所需的要求。1.2.2 国 外 注 塑 模 具 的 发 展 现 状4国外的模具的发展方向是朝着智能化、 网络化的。 在要求保证再生产过程中 产品的精度的同时, 也追求着生产效率。 目前, 国际上许多工业大国模具的 精度 要求已经可以达到 75%到 85%之间,降低了生产的成本,节约了生产实间,是产 品能更好的满足顾客的要求 1。1.3 注塑模具的发展趋势在我国磨具的发展是非常快的, 但是塑料磨具将远远领先于其他模具的发展 速 度 , 塑 料 磨 具 的 方 向 将 是 自 动 化 , 规 模 化 , 并 向 着 “专 ”和 “精 ”的 方 向 发 展 , 为 了满足客户的要求, 模具制造也必将面向交货期 短 ”、 “精度高” 、 “质量好 ”、 “价 格 低 ”1。(1)模具产品发展将大型化、精密化(2)多功能复合模具将进一步发展(3)气体辅助注射模具和适应高压注射成形等工艺的模具将积极发展(4)模具使用优质材料及应用先进的表面处理技术将进一步受重视(5)模具高速扫描及数字化系统将发挥更大的作用(6)模具研磨抛光将向自动化、智能化方向发展1.4 研究的内容( 1) 搜 集 模 具 相 关 资 料 及 前 期 准 备 工 作 , 灯 罩 注 塑 模 具 零 件 结 构 工 艺 性 的 分析:零件的结构、材料的性能、成型工艺等,确定模具总体方案;(2)进行模具工艺参数设计,模具基本类型与工作部分零件尺寸计算,模 具 总 体 结 构 设 计 : 确 定 型 腔 数 目 , 分 型 面 , 浇 注 系 统 结 构 , 推 出 方 式 , 成 型 零 件 结构,温度调节系统等;( 3) 进 行 模 具 结 构 设 计 及 计 算 , 模 具 整 体 设 计 和 绘 制 装 配 图 :模 具 零 件 结 构 尺寸设计;初选设备,设计浇注系统,设计推出机构,动、定模导向机构设计, 成型零件设计及注塑机校核等;采用计算机软件绘制模具装配图以及各零件图。52 塑 件 结 构 工 艺 性 分 析2.1 塑件的几何形状分析2.1.1 塑 件 结 构 分 析产品名称:台式灯罩设计本设计的台灯灯罩的三维立体图如图 2.1 所示, 其灯罩二维图尺寸图如 图 2.2所示。图 2.1 灯罩三维图图 2.1 灯罩二维图该塑件的形状为不规则图形, 考虑到分模的方向没有阻碍, 内部 不太深, 很 容易脱模。2.1.2 尺 寸 精 度 分 析(1) 尺寸精度的选择; 塑件尺寸精度的选择是非常重要的, 我们在选择尺寸精度 时, 可以先选择适合此设计的塑料, 然后根据塑件的使用用途 , 确定选用低精度 , 一 般 精 度 还 是 高 精 度 2。( 2)尺寸精度的组成和影响 ; 制品尺寸误差构成为: a=b+2c+d+e 式中a 一制件总的成型误差;6b 一塑料收缩率引起的误差;c 一模具在制做过程中所形成的误差;d 一模具在使用过程中因磨损而引起的误差; e 一安装模具,配合间隙形成的误差;在我们的生活中,影响塑料制品的因素特别多,主要有以下三个方面1)模具一模具的制作精度间接影响塑件的尺寸精度。2)塑料材料一主要的影响是收缩率。3)成型工艺一成型工艺条件的变化影响。在 本 设 计 中 , 设 计 壁 厚 为 4mm, 因 为 灯 罩 属 于 日 常 的 生 活 用 品 , 所 以 精 度 要求不是很高,所以选择一般精度等级 5 级 精 度 3。2.1.3 生 产 批 量出于对制品产出批要求, 因此课题中模具工作时应满足时间短、 速度快 的特 点。 结合模具的复杂构造 、 模具需多面抽芯, 运用一模 2 件的构造来批量产出制 品。在对浇口进行筛选时,侧浇口则最为适合。2.2 塑件材料的成型特性2.2.1 塑 件 材 料 的 选 择本课题设计的是灯罩,他是一种壳类零件,从结构上来说,结构比较复杂, 而且壁厚很薄, 为了美观, 也需要有很高的表面光洁 度, 经分析可知 , 聚丙烯 ( PP) 是 制 作 此 制 品 注 塑 的 最 佳 材 料 4。2.2.2 性 能 简 述聚丙烯具有许多优良特性:(1)密度非常小。(2)有良好的力学性能,成型加工性能好。(3)可以在高达 110-120 的 环 境 下 使 用 , 耐 高 温 能 力 非 常 的 强 。(4)他与大多数的东西不发生反应,化学性能稳定。(5)质地纯净,无毒性。(6)电绝缘性好。(7)聚丙烯制品的透明性比高密度聚乙烯制品的透明性好 当然它有很多优点但也有缺点:(1)在低温下不能更好的发挥作用。(2)长时间可以因为风化而老化。(3)着色性不好。7(4)易燃烧。2.3 成型设备的要求可初步确定成型设备的基本要求:(1)注射机的采用:一般选取自动化注塑机。(2)干燥处置:不需干燥。(3)熔化温度:在注塑设备正常工作的情况下,其温度可以达到融化塑料 的温度以上就可以。(4)注塑压力:注塑压力一般不宜过高或者过低,保持适当。(5)熔胶背压:用熔胶背压。2.4 性能指标聚丙烯材料的特性指标如表 2.1 所示,表 2.1 PP 材料的特性指标特性名称 取值范围 特性名称 取值范围密 度 ( g cm3 ) 0.90 A0.91 抗拉屈服强度b (Mpa)56 A67比 体 积 v( cm3 g) 1.10 A1.11 弯曲弹性模量 /GPa 1.45收缩率 S() 1.0 A3.0 拉 弯 强 度 ( w Mpa) 67.0热变形温度 T ( C) 102.0 A115.0 布氏硬度(HB) 8.65熔 点 T ( C) 170.0 A176.0 体积电阻率pv( m) 101483 注 塑 机 和 成 型 方 案 的 确 定3.1 塑 件 的 参 数 计 算3.1.1 分 析 塑 件 的 表 面 质 量作为生活用品, 为了保证其结构有该有的性能外, 还需考虑其外观的精美程 度,因此每个成型面都应该进行打磨抛光处理。3.1.2 体 积 和 重 量 的 确 定通过制品重量的计算筛选注塑机以及确定型腔数。 制 品 的 体 积: V 86.9 cm3制品的质量公式:W V 由表 2.1 可查得聚丙烯 PP 的密度取 0.90 / cm3即 制 品 的 重 量 : W 86.9 0.9 78.21图 3.1 体积测量图3.2 注塑机的确定注射机的类型和规格有很多,按结构形式可分为三类,这三类注射机的特 点如如下:9表 3.1 三种注塑机的优缺点立式注射机 卧式注射机 直角式注射机优 点 (1)占地面积小( 2)安装或拆卸小型模具很方(3)嵌件不容易倾斜或坠落(1)机 体 比 较 低 , 容 易 加 料和操作 (2)易实现全自动操作 (3)机 床 中 心比 较 低 , 安 装稳妥(1)结 构 简 单 , 便 于 自 制缺 点 (1)需要人工取出 (1)安装比较麻烦 (1) 受 冲 击 震 动 比 较大根据开模行程,锁模 力 ,以及注射容量的计 算 ,加上注射机的 特点 , 选择注 射机为 SZY 300 其注射机的工艺参数如表 3.2 所示。表 3.2 注塑机 SZY-300 主要技术参数表参数名称 参数值 参数名称 参数值额定注射量 320mm2 柱塞直径 60mm注射压力 125MPa 模板尺寸 520 620(mm柱杆空间 400 300(mm 锁模力 1500KN喷嘴圆弧半径 12mm 喷嘴孔径 3mm最大开模行程 340mm 模具最大厚度 450mm模具最少厚度 300mm3.3 拟定成型方案3.3.1 成 型 设 备塑料种类的不同造成了成型的方案各不一样。 我们常见的成型方法有以下几 种:1.注塑成型2.液压与气动成型10塑件三维图3.冲压成型。 通过对本课题的研究,本课题选取注塑成型技术。3.3.2 主 要 特 点主要特点如下:(1) 易于实现自动化(2) 成型周期短(3) 生产效率高(4) 对塑料的适应性强3.3.3 注 射 工 艺 参 数在进行注射的同时, 我们需要对成型设备的工艺参数进行确认, 此套模具的 工艺参数如下表 3.3 所示,表 3.3 工艺参数制 品 名 称 电表箱外壳材料名称缩写 PP单个塑件重量 58.41g注塑机型号 SZY 300每模的型腔数 2成型设备的工艺参数干燥设备名称 烘箱温度 / 110 A120材料干燥时间 /h 8 A12后段 / 200 A220中段 / 180 A200前段 / 160 A180料 筒 温 度喷嘴 / 240 A250模具温度 / 80 A90注射 /s 20 A90保压 /s 0 A5时间冷却 /s 20 A90注射 /MPa 80 A130成型过程压力 保压 /MPa48 A90温度 / 70制 品 后 处 理 时间 /h 2 A4113.3.4 成 型 流 程一个完整的注射成型流程包 含: (1) 前期的准备 ;(2) 注射过程; (3) 制品 的 后 处 理 5。前期的准备: 在生产前我们需要做许多准备工作, 进行原料的处理, 系统的清洗 , 塑件要进行预热, 选择好脱模剂等工作。 来确保塑件制品的质量, 使注射成型顺利进行 。 注射过程:注 射 过 程 一 般 包 括 : 加 料 , 塑 化 , 注 射 , 冷 却 , 脱 模 。 加料: 为了保证塑件的质量,提高生产效率高,确保操作稳定。 塑化:塑化的目的是为了把粉状或固态变成为均匀的连续的熔融状态的液体。 注射: 柱塞或螺杆从机筒内的计量位置开始, 通过注射油缸和活塞施加高压,将塑化好的塑料熔体经过机筒 注射通常分为流动性充模、倒流、补缩保压三个阶段。 冷却:当熔融塑料充满型腔,我们需要通过冷却水冷却型腔里的熔融塑料来定型, 在用冷却水冷却的这一阶段叫做冷却。脱模: 在塑件冷却到一定的温度时,我们可以推出塑件,这个过程我们叫做脱模。124 型 腔 数 目 的 确 定 和 分 型 面 的 筛 选4.1 确定型腔数通常情况下, 我们可以通过很多方法在确定型腔的数目, 下面我们通过注射 量来计算:N G CV式中: G 注 射 机 的 公 称 注 射 量 / cm3 V 单 个 制 品 的 体 积 / cm3C 浇 道 和 浇 口 ( 浇 注 的 总 体 积 ) 的 体 积 /cm3N 0.7G 2.3G 2.3300 7.94个 ( 4-1)0.3V V 86.9在正常的生产中, 注射器实际的注射量应该为公称注射量的 (0.45 A0.75)倍 , 此 设 计 采 用 0.7G 进 行 设 计 。 每 件 产 品 实 际 的 浇 注 体 积 应 是 产 品 总 体 积 的(0.2 A1)倍 ,此设计中采纳 C 0.3V 进行计算。 为了时两边的熔融液分布均匀,我们一般选双数的型腔数 , 根据计算选 N=2.4.2 筛选分型面4.2.1 分 型 面 的 筛 选 原 则(1)分 型 面 选 择 的 总 体 原 则一般情况下,选择分型面的原则有以下几点:1)最 主 要 的 是 保 证 塑 件 质 量 。2)有 利 于 塑 件 的 脱 模 以 达 到 提 高 生 产 力 的 要 求 。3)模 具 结 构 尽 量 简 单 。 (2) 怎样选择分型面型腔与模具的关系一般可分三类: 第一类型腔完全处于动模中; 第二类型腔完全处于定模中; 第三类型腔分别处于动、定模中。 为了让大家对分型面有充分的了解,我来做一下介绍。13长型构件的分型,如果采用第三种的话,会使塑件两端尺寸差异不致过大。 有利于排气的分型。 在其末尾段不能有遮挡, 且分型面应该设置在熔体流料末端。保证同轴度的分型。 为了保证精度要求, 通常我们将有同轴度要求的塑件都 分 设 计 在 同 一 个 动 模 版 内 即 可 6。壁厚均匀的分型。要达到这样的要求,一般情况下,不用平面来做分型面。4.3 型腔的布置方式因为制品在成型时采取 “一模两腔” 的方案以及浇注系统和模具结构的复杂 性,所以本设计选取图 4.1 的型腔布置方式。图 4.1 型腔分布图145.1 凸模的设计5 成 型 零 部 件 的 设 计凸模的作用是成型塑件制品表面的内表面, 起支撑作用, 本设计为灯罩凸模 的设计如图 5.1 所示。5.2 凹模的设计图 5.1 凸 模凹模亦称型腔, 其主要的作用是成型塑件制品的外表面, 本设计为灯罩的设 计,凹模如图 5.2 所示。图 5.2 凹 模5.3 成型零件工作尺寸的计算计算零部件的工作尺寸时, 应求尺寸、 收缩率、 制造公差以及磨损量的平均 值 , 由 文 献 可 查 得 聚 丙 烯 的 收 缩 率 Smax 3%, Smin 1.5% , 求 平 均 可 知 聚 丙 烯 的 平均收缩率是 K 2.25% ,所以此模具制造的尺寸公差可取为 z A3 7。5.3.1 模 腔 工 作 尺 寸 的 计 算(1)凹模的内形尺寸计算 凹模的作用是成型塑件的外表面, 在长期的使用中,会因为摩擦导致其尺寸15凹 0 0凹 1 0凹 2 0凹 0z变大。 为了使用的工程中能有修复的空间, 在设计莫觉得时候, 我们应该尽量让包 容 尺 寸 取 下 限 尺 寸 , 尺 寸 公 差 取 上 偏 差 8。L L(1k ) ( 3 4) ZL(1k ) ( 3 4 ) 3 (5-1)式中: L凹 为型腔内形尺寸( mm );L 为制品外形基本尺寸( mm );K 为塑料平均收缩率( % );塑 件 为制品的公差。用 AutoCAD 可测得这个 制品的外部形 状尺寸分别为 400mm,55mm, 经过计 算可得:L 401.540.45L 56.180.62凹模(型腔)深度的计算:Z 3h凹 h塑 件 (1k ) (2 3)0式中: h凹 为型腔的高度 (mm) ;h塑件 (1k ) (2 3)0 ( 5-2)h塑 件 为制品的内部形状深度 (mm) ,经过测量得 80mm ;塑 件 以 及 K的 含 义 在 前 边 已 做 出 解 释 。 将 以 上 数 据 带 入 ( 5-2) 式 中 计 算 得 : h 56.160.28表 5.1 聚丙烯塑件精度等级取 5 级时的公差取值制 品 基 本 尺 寸mm范 围 内 取 值mm制 品 基 本 尺 寸mm范 围 内 取 值mm3 A618 A2480 A100100 A1200.24 140 A1600.24 200 A2251.00 280 A3501.14 315 A3551.441.922.502.80(2)凸模的外形尺寸计算 凸模的模具零件是成型制品内形的, 工作中凸模的磨损会导致其尺寸 稍微变小是因为工作时的尺寸为包容尺寸。 为了使用的工程中能有修复的空间, 在设计 模 具 的 时 候 , 我 们 应 该 尽 量 让 包 容 尺 寸 尽 量 取 上 限 尺 寸 , 尺 寸 公 差 取 下 偏 差 9。0 0L凸 L塑 件 (1k) (3 4) L塑 件 (1k) (3 4)3 ( 5-3)式中: L凸 为型芯外形尺寸 (mm) ;L塑 件 为制品内部形状基本尺寸;塑 件 以 及 K的 含 义 在 前 边 已 做 出 解 释 。在 AutoCAD 可测得制品的内部形状尺寸分别为127mm, 77mm 。 将 以 上 数 据16凸 1 0.43L 79.38凸 塑件 3凸 0.29 带 入 公 式 ( 5-3) 中 可 得 :L 130.8200凸 2 0.29凸模(型芯)的深度计算:h h (1k ) (2 3)0式中: h凸 为型芯的高度 (mm) ;h塑 件 为制品的内部形状深度 (mm) ,测量得 78.5mm ;塑 件 以 及 K的 含 义 在 前 边 已 做 出 解 释 。将 以 上 数 据 带 入 ( 5-4) 式 中 计 算 得 :h 80.8405.3.2 型 腔 壁 厚 和 底 板 厚 度 计 算( 5-4)在型腔壁厚和底板厚度的计算中, 主要考虑的是凹模。 凹模是应该型腔壁厚 的主要因素之一。 因为在注塑的模具设计中, 凹模会承受很大的外界压力 , 如果 外界压力过大, 会使凹模发生形变, 甚至会出现裂缝 , 影响塑件制品的品质质量 10。 所 以 必 须 要 进 行 刚 度 和 强 度 的 校 核 。 通 过 查 表 可 知 调 质 45 钢 , 弹 性 模 量E 2105 Mpa 强 度 计 算 的 许 用 应 力 =160Mpa , 凹 模 的 压 力 p 50Mpa 。(1)整体式型腔壁厚:A 按刚度条件计算 s B 按强度条件计算 s(2)整体式型腔底板厚:cpH 43 1E3 pH 2 1 Wa3 1 cpb 4(5-5)(5-6)A 按刚度要求计算 h 3 E (5-7)B 按强度要求计算 h 3 apb 2 ( 5-8)根据型腔壁厚和型腔底板厚的计算, 以及对刚度和强度计算的比较, 我们可 以确定凹模壁厚是 30mm ,凹模底板是 20mm 。176 浇 注 系 统 的 设 计6.1 浇注系统设计原则在模具的设计中, 浇注系统的选择是非常重要的, 在选择浇注系统时, 我们 应该对塑件的材料, 几何形状, 以及机床设备的优缺点进行了解分析, 分型面的 选择对浇注系统的选择也有一定的影响。 一般根据以下几个原则进行设计浇注系 统 11:(1)能顺利的引导塑件注入到行腔各个部位且在填充过程中不致产生涡流或紊 乱,使型腔内气体能顺利排出(2)应选择最短流程以缩短填充时间(3)尽量避免直接撞击型芯 嵌件(4)应尽量减少弯折,有较高光洁度(5)对于一模多腔时应尽量与模板中心对称(6)进料口位置与形状应结合塑件的形状和技术而确定(7)浇注系统的容积应取最小值 还有对与一模多种产品是应考虑把误差最小的放一个模具内,对与有要求的产品要多方位的考虑交口的成行方式6.2 主流道的设计考虑到主流道要反复与高温熔融塑料接触, 所以一般情况下, 我们将主流道 衬套设计为易于拆卸的可更换式的。为 了 让 塑 料 能 更 好 的 从 主 流 道 流 出 来 , 我 们 一 般 将 主 流 道 设 计 成 为 圆 锥 形 的 , 将 锥 角 的 角 度 控 制 在 1 5的 范 围 内 , 把 表 面 粗 糙 度 一 般 控 制 在 Ra0.7m 以下的范围内, 小端直一般为 59mm 之间, 通过实际不难发现, 喷嘴直径的大 小限制了小端直径的大小, 小端直径大小是否合理决定了凝料能否顺利并且快速 的流出,所以本设计小端直径取最小值,为 1mm 左右。6.3 分流道的设计分 流 道 是 主 流 道 和 浇 口 之 间 的 一 个 通 道 , 分 流 道 常 常 应 用 在 多 型 腔 的 模 具 中, 在单型面的模具中可以不设计分流道。 在设计分流道的过程中 , 我们应该做 到以下几点:(1)尽量减小分流道的容积(2)减小在流道内的压力损失18(3)避免温度的降低。6.3.1 分 流 道 的 截 面 形 状分流道的截面形状很多, 有梯形, 圆形 , 六角形等, 在此次灯罩的模具设计 中,设计的流道形状如下6.3.2 分 流 道 的 尺 寸因 为 各 种 塑 料 的 流 动 性 存 在 着 不 同 程 度 的 差 异 性 , 所 以 我 们 通 常 可 以 根 据 塑 料 的 品 种 来 粗略地估计分流道的直径大小 12。6.4 浇口的设计6.4.1 浇 口 的 主 要 作 用浇口的主要作用有以下几点:(1)可防止熔体想流道回流。(2)使熔体升温,有助于充模。(3)使于二次加工方便。(4)可以平衡进料,有时也可以控制熔合纹在制品中的位置。6.4.2 浇 口 的 类 型 与 位 置在注塑模设计中常见的浇口形式有如下几种:(1)矩形侧浇口(2)直接浇口(3)点浇口扇形浇口(4)膜状浇口(5)潜伏浇口(6)护耳浇口 浇 口 的 位 置 对 塑 件 制 品 的 质 量 影 响 很 大 , 在 设 计 浇 口 位 置时 , 应 注 意 如 下几点:(1)能使型腔各个地方同时充满的位置。(2)设置在制品壁厚较厚的部位(3)设置在有利于排除气体的部位。(4)设置在避免引起熔体断裂的现象的位置。(5)设置在不影响制品外观的位置。(6)在承受冲击的部位不设置浇口。197 排 气 和 冷 却 系 统 设 计在实际的加工生产中, 温度的变化会引起塑件制品质量的不稳定性, 故而会 产生形变,是精度达不到顾客要求,还可能会出现力学特性不好的现象。冷却系统的设计主要是控制温度的设计。 在塑件生产的过程中, 塑件的加热 和冷却决定了塑件制品的质量。调节温度的两个重要环节是加热和冷却。 必须通过注塑成型的各种要求来选 择最终对模具进行加热还是冷却。对于本课题的冷却系统的设计, 主要是在其凹模与凸模之间加入一个水循环 冷却系统。 通过水流来调节温度的高低变化, 从而达到我们所需要的温度 , 确保 产品的质量,使产品质量达到顾客的要求。7.1 冷却系统设计的规则冷却系统的规则如下:(1) 尽 量 维 持 模 具 的 热 平 衡 , 保 证 塑 件 收 缩 均 匀 , ;(2) 为 了 使 冷 却 均 匀 , 我 们 应 该 尽 可 能 多 的 设 计 水 孔 。(3) 我 们 应 该 尽 可 能 的 让 进 水 口 的 距 离 和 型 腔 表 面 的 距 离 基 本 相 等 。(4) 因 为 在 浇 口 处 温 度 最 高 , 所 以 在 浇 口 位 置 应 该 加 强 冷 却 。(5) 为 了 达 到 更 好 的 冷 却 效 果 , 进 水 口 的 水 的 温 度 应 该 尽 可 能 的 低 。(6) 要根据设计的塑件来确定冷却管道的结构形状。(7) 冷 却 系 统 的 进 水 口 是 非 常 重 要 的 , 所 以 我 们 应 该 合 理 的 确 定 进 水 口 的 位 置。(8)冷 却 系 统 的 水 道 不 能 阻 碍 其 他 结 构 的 正 常 工 作 。 (9)避 免 模 具 在 搬 运 过 程中 造 成 损 坏7.2 排气系统设计注塑模属于型腔模, 在注塑模具中, 当熔体流入到型腔中时, 我们要将型腔 里面多余的空气及时的排除, 当熔体冷却之后, 有需要空气及时的进入到型腔中 , 这 种 在 适 当 的 时 候 把 空 气 及 时 的 引 进 排 出 的 机 构 系 统 就 叫 做 排 气 系 统 。 具 体 地 说,此次灯罩的排气系统包括以下两个方面:(1) 注塑模在注塑时, 将模具内多余的空气排出型腔外的结构, 叫 模具的 排气系统。( 2) 大 型 制 品 在 开 模 时 内 部 会 出 现 真 空 现 象 , 此 时 需 要 把 部 分 气 体 引 入 到注塑模具中的结构,叫引起系统。2038 注 射 机 和 模 具 各 参 数 的 校 核8.1 工艺参数的校核(1)注射量在体积方面的校核 在生产实践中, 我们所选取的注塑机的最大注射量必须比所注塑的产品的 总体积大得多, 在通常情况下注塑机的实际的注射量只是自身最大注射量的百分之 八十上下。所以我们在选择注塑机时最大注射量必须满足以下要求:0.8V机 nV塑 V浇 ( 8-1)3式 中 : V机 注塑机的最大注射量,V 机 300cm ;3V塑 塑件的总体积,V 塑 64.9cm ;V浇 浇注系统的体积,V 浇 15cm ;3所以: 0.8V机 2 V塑 V浇 ,所选定的V 机 300cm(2)校核注塑机的锁模力,完全符合要求。在注射时, 模具将会被锁模力锁定, 这么做的目的是为了防止在分型面的地 方发生溢料现象, 造成塑件制品成型不完整。 所以我们在设计模具的时候 , 校核 注塑机的锁模力变得尤为重要。通过查文献,计算如下:F K A Pm式中: F 注塑机的额定锁模力 ( KN) ; A 塑件与流道在分型面上的投 影 ( cm2) Pm 凹模平均计算压 力 ( MPa) 。K 安全系数, 通 常 取 K 1.1 A1.2 ;( 8-2)则: K A Pm 1.2 2526.54 30 90.9 KN 1500 KN ,即完全符合。(3)校核注塑机的最大注射压力 查资料可知, 最大注射力指的是安全系数和成型时所需的注射压力之间的乘积。公式为:Pmax K P0式中: Pmax 注塑机额定注射压力 ( MPa) ,范围在 10 A150MPa ;P0 成型时所需的注射压力 MPa ;K 安全系数,一般取 K 1.25 A1.4, 取 1.3则: K P0 1.345 58.5MPa Pmax 150MPa ,即完全合理。( 8-3)218.2 模具装配尺寸的校核8.2.1 喷 嘴 的 校 核喷嘴的校核一般是比较简单的, 需要主流道衬套的球面半径大于喷嘴的球头 半径即可。目的是为了让熔融流体能够快速的进入注塑模具主流道。8.2.2 定 位 圈 尺 寸 的 校 核定位孔是注塑机的定模扳中间位置有一个圆孔,定位口的孔外就是定位圈。 定位全的作用是为了让模具的结构之间,能够形成间隙配合。定位孔的深度必须高于模具凸台端面的高度。8.2.3 模 具 外 形 尺 寸 的 校 核在一般情况下, 模具的形状尺寸
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