螺旋塑料斜齿轮的注塑模具设计-注射模含NX三维及10张CAD图1模2腔.zip
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摘 要按照斜齿轮塑料产品的需求,对塑料产品的使用途径,对塑料产品的工艺性进行分析,对塑料产品的大小精度这些技术要求进行分析,另外还要对产品的体积进行分析。这个模具的腔室有两个,进料的浇口在侧边,注射机的型号是HTF160XB,在模具里面设计一个冷却装置,在画总装图还有零件图的时候用CAD画出来,在论文里面将图纸和计算都放进去,这样设计的注塑模才是比较合理的。关键词:斜齿轮;一模二腔;侧浇口进料;注射机;冷却系统;注塑模具IVAbstractAccording to the requirements of the plastic parts of the helical gear, the use of the plastic parts is understood, the technological requirements of the plastic parts, the dimensional precision and so on are analyzed, and the size of the parts of the plastic parts is considered. This mold adopts the first mock exam two cavity, side gate, injection machine adopts HTF160XB model, set up the cooling system, and the CAD drawing two-dimensional assembly drawing and parts drawing, choose the reasonable processing method of mould. The instructions are attached, and the simple text, simple schematic and calculation are used to analyze the plastic parts so as to make a reasonable design of the injection mold.Keywords: helical gear; the first mock exam two cavity; side gate feeding; injection machine; cooling system; injection mold目 录摘 要IAbstractII1 绪论11.1 塑料简介11.2 注塑成型及注塑模12 塑件分析32.1 塑件图32.2 塑件的材料分析42.3 塑件的结构和尺寸精度表面质量分析42.3.1 塑件的结构设计42.3.2 塑件尺寸及精度62.3.3 塑件表面粗糙度62.4 计算塑件的体积、质量63 塑件成型方案设计83.1 分型面选择83.2 型腔数的确定83.3 型腔布局93.4 浇注系统的类型和位置的选择93.4.1浇注系统组成93.4.2 确定浇注系统的原则93.5 成型零件结构设计103.5.1型腔设计103.5.2型芯设计113.6 脱模机构的设计123.6.1 脱模机构的选择123.6.2推杆推出机构设计133.6.3 脱模力的计算133.7 导向与定位机构设计153.8 排气及引气系统的设计163.9模温调节系统的设计173.10模架选用193.10.1确定模具的基本类型193.10.2模架的选择194 模具零件设计214.1 模具成型零件尺寸计算214.2模具强度与刚度校核224.3脱模力的计算224.4浇注系统的设计234.4.1 主流道的设计234.4.2分主流道的设计254.4.3浇口的设计254.5模具冷却系统的设计265 注射机的选用及相关参数的校核275.1 相关参数295.2最大注塑量校核295.3 锁模力校核305.4 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核315.5 开模行程校核316 模具结构总图32总结33致谢34参考文献351 绪论对我们国家经济来说,加工模具行业是非常关键的,现在人们对这个行业是越来越关注,也越来越重视。在很多行业里面,零部件的加工都要使用模具来加工,比方说汽车行业,电气行业,电子行业等等。通过模具生产出来的产品精度是非常高的。模具在对产品进行加工的时候,可以加工非常复杂的零件,并且通过它加工出的产品一致性非常高,生产率也非常高,但是消耗的能量是没有多高的,这些好的地方是别的生产办法实现不了的。模具产生的经济效益是非常可观的,一般是它自身价值的几十,几百倍。对于工业生产来说,模具是最基础的一个加工设备,并且这个机器的技术含量是非常高的。 1.1 塑料简介其实树脂就是我们说的塑料,在它的度数,压力值满足需要之后,颗粒状就成为了液体了。将这些熔体注入到模具里面,就可以加工成为任何我们需要的产品了,塑料熔体凝固了之后,加工工件结构是没有任何变化的。工件的优点不少,现在生活里面使用频率是很高的,密度小,并且还很轻,比强度是非常不错的,绝缘性也是很不错,实现的介电损耗是没有多少的,并且化学的稳定性非常不错,并且不管是减摩性,耐磨性,效果都是很好的,可以将震动变得更低,并且对声音进行隔绝的效果也是很好的。还有,塑料还能够防止水,潮气的渗入,避免透气,避免辐射的功能 1。对于现在的很多行业,塑料完全可以替代金属,皮质,还有木材等等这些原料了,它的重要性是越来越高。 1.2 注塑成型及注塑模使用塑料原材料将产品加工出来,方式还是非常多的,使用的最频繁的一种加工办法就是注射加工,基础,他说,压注等等。在这个里面,对塑料产品加工用的时候基本上用的都是注射,但是也不是说,全部的塑料都可以用注射这个办法来进行生产的,氟塑料就不能进行注射加工。不过注射加工产品花费的时间是非常短的,只需要加工一次,产品就出来了,并且加工的产品无论结构多复杂都可以,并且加工产品的大小精度是很高的,科技进行全自动化生产,所以在加工塑料产品用的是很多的,注射加工的塑料产品占整个产品的三成。但是要想买注射生产的机器,花的钱是非常多的,并且生产时候使用的模具也不便宜,所以生产的塑料产品比较少的话,是不能用的。要知道怎么样进行注射加工,用什么注射模,那么首先要对注射机的基本知识了解,注射生产的时候,用的最多的一个加工机器就是注射机。将塑料颗粒装在注射机里面,在温度和压力达到一定程度的时候,塑料颗粒就变为熔体了,通过注射机将熔体注入到模具里面去。注射机是加工塑料产品的一个关键性机器,按照它外面是什么样子进行划分,有站着的,有躺着的,有直角的,注射机的组成有进行注射的装置,有锁模的这一个部分,还有用来脱模的,另外模板,模架这些。注射生产的时候,使用的机器就是注射模,这种注射模的类型不少,它的结构主要在于加工的这个产品是什么结构,注射机是什么种类等关系很大,注射模的组成有两个部分,一个是定模,一个是动模。将定模安装在注射机的固定板上,将动模安装在注射机的移动板上,通过注射机器对产品进行生产,合模部分怎么进行工作,它就怎么进行工作,注射生产中,导柱导向起到一定的作用,动模是关起来的,定模也是闭起来的。注射生产的时候需要工艺来进行,注射模,还有注射时候的原材料都是跟注射机有关联的。在进行注射生产的时候,主要就是怎么样将塑料熔体进行塑化,此后将熔化的塑料注射到模具里面,注射结束了之后,将模具的温度降低下来,按照工序生产出来的产品符合质量的标准。在定下来注射机和模具的结构,生产产品质量是不是符合要求,主要就是注射时候加工工艺是好还是坏。对产品进行注射加工的的时候,工艺要求有三个方面,度数,压力,另外就是生产时间。生产中,尤其是加工工件的精度要求很高,想确定下来最合适的成型条件是没有那么容易的,影响成型条件的东西是很多的,举个例子,生对模具进行设计的时候,使用的技术有CAD,还有CAE,CAE这个技术使用到设计中,从最开始对产品进行设计,之后对设计的方案进行改良,整个流程都可以用它来完成。在生产模具之前,在电脑上对整个生产过程进行模拟,进行分析,在模具里面,塑料熔体在填充的时候什么样,保压状况,还有冷却状况都很好的进行预测,另外加工产品的应力怎么分布,分子怎么分布,加工产品怎么收缩等等这些具体的情况都可以及时的了解,这样一来一旦有问题就可以发现,并且进行及时的调整 3。2 塑件分析2.1 塑件图一开始要清楚的知道这个工件的工艺是什么样,说的清楚一点,要加工的工件结构是什么样,具体有多大,精度是多少级等等,之后才能设计模具,通过这样的模具才能加工出我们需要的塑料产品。论文里面的斜齿轮在下面图纸展示出来,详细的结构,另外图纸里面将零件的规格也都写出来了,这个工件还是比较简单的,还有生产时候要求的数量也是不少的,模具造价不能高,加工的时候不能复杂,并且模具的精度要高。塑件二维图斜齿轮三维立体图2.2 塑件的材料分析这个塑料产品的原材料用的是聚甲醛(POM),这种成分是没有侧链,密度非常高,并且结晶性也是非常高的化合物。根据他们的分子结构不一样,有两种类型,一个是均聚甲醛,还有一种是共聚甲醛。这两个化合物不一样的地方在于:均聚甲醛这种材料密度是很高的,结晶度也不小,熔点也很好,但是它的热稳定性一点都不好,可以进行生产的温度区域不大,并且酸碱的稳定性一点都不怎么样;但是共聚甲醛,它的密封很小,结晶度也很小,并且强度也比较小,但是它的热稳定性确是非常不错的,想要分解是没有那么简单的,进行生产的时候,度数的区间是很大的,酸碱稳定性是不错的。这种工程塑料是非常优秀的综合性的,它的物理性能,化学性能,还有机械性能都是非常好的,特别是耐摩擦性也是非常好的。可以用来加工耐磨性非常好的零部件,传动零部件等等。塑料也是一种合成树脂,又叫聚甲醛树脂,这种塑料颗粒有白色的,还有黑色的,它的硬度是非常高的,钢性也是非常高的,并且耐磨性也是非常好的。主要用来加工齿轮,轴承,车辆零件等等。2.3 塑件的结构和尺寸精度表面质量分析2.3.1 塑件的结构设计(1)、脱模斜度 对产品进行注射生产,度数降低了,那么就会有收缩出现,在脱离模具之前会将型芯紧紧的包住。要想从模具里面拿出来简单一些,避免因为脱模的时候力太大的话,产品就会弄坏了,外边的面跟脱模方向是平行的,那么就需要一个斜度,至于斜多少度,和生产工件外表的形状,壁厚是多少,另外工件收缩的时候收缩率是多少关系都很大。要是说,脱模时候的斜度是比较小的,会让加工产品非常小,并且还会导致加工产品的表面出现破坏;要是脱模斜度太大的话,尽管从模具里面拿产品的时候便利了,这样一来产品的尺寸精度就变小了,另外还会浪费很多的材料。普通的塑料产品在进行脱模的时候,斜度在0.51.5,塑件材料POM的型腔脱离模具的时候斜度在0.35130/,型芯在脱离模具的时候斜度在30/1。(2)、塑件的壁厚 它结构来说塑料产品的壁厚是非常关键的,塑料产品有多厚对于注射机生产的影响是很大的,它跟注射加工的时候塑料熔体的流动,模具温度降低,塑料产品在进行凝固的时候需要多久,另外这个工件的质量,用的什么原材料,生产时候的效率,花费的钱都有很大的关系。一般来说,使用时候的需求实现了,在这个时候塑料产品壁厚尽量的薄一点。主要是塑料产品如果壁太厚了,那么用的原材料就更多了,这样造价也就变高了,在模具里面降低温度花费的时间也就边长了,另外还会导致产品出现气泡,凹下去的现象。不过塑料产品要是壁非常薄的话,那么刚度就不好,在从模具里面脱离出来,进行装配,还有用的时候都会出现形状的改变,塑料工件在被使用,在进行装配的时候,就没有那么准确了。在对壁厚进行确定的时候,塑料工件不管在哪里,应力都要一样,防止塑料产品的收缩不一样,导致产品表面不符合需要。塑料工件它的壁有多厚,正常是在14,数值正常使用的是23。在这篇文章里面,塑料工件的壁厚都是一样的,底面的壁厚也是相同的,基本上在1-2mm。(3)、塑料工件的圆角塑料工件在拐弯的这个地方,防止应力都集中在这,所以生产的时候,它的充模性能是更强的,将对应地点的模具还有塑料工件拐弯,连接的时候,都要用圆角来进行过度。要是要求没得什么不一样的,那么产品上每个进行连接的角都是需要有一个圆角的,它的半径在0.51。在外面圆弧的半径要比壁厚数值的零点五倍还要大,里面的圆角的半径就是这个壁厚的零点五倍。(4)、孔塑料加工产品上一般都有很多通孔跟盲孔,这些孔都是通过型芯加工出来的。在这些孔非常复杂的时候,会让熔体在流动的时候不顺畅,这样加工模具就跟更加困难,生产花费的钱就会变多,所以塑料产品上要想有孔,那么这些孔的构造不能复杂,塑料熔体遇到型芯之后,就会分析来进行流动,这样一来孔的周围会有熔接痕,这个孔强度自然就变小了,要是孔要进行设计,不管是孔跟孔的距离,还是加工的这个工件圆边远的地方,这些个距离都要大于孔的直径,在孔的周边,它的壁厚是要稍微厚一点的,只有这样,产品不管是强度还是刚度才能符合任务书的要求。2.3.2 塑件尺寸及精度需要加工的工件外部形状多大主要在于塑料产品的流动性能,还有注射机的规格,机器,还有工艺条件达到要求,并且塑料熔体的流通性好,就可以用来加工体积大的塑料产品,反过来说加工的塑料产品体积就很小。为了不浪费原材料,不浪费能源,只需要满足使用需要就可以了,在对塑料工件的结构进行设计,尽量要紧凑在一起,那么体积自然就变小了。论文设计的工件原材料是POM,流动起来性能是非常不错的,生产的产品体积有大有小。在设计模具的时候,结构,还有加工精度都跟加工产品有很大关系。要想加工模具的时候简单一些,加工成本少一些,只要工件的使用需求可以满足,这样设计工件的体积不能大,塑料跟金属是两种东西,对精度等级进行确定的时候,金属的标准是没有用的。根据我国现在的成型水准,塑料工件公差在确定的时候根据塑料产品的大小,还有公差的大小来实行。根据公差的标准来选用,论文有任务书的需求,将它进行生产时候等级确定为六级。 2.3.3 塑件表面粗糙度加工的工件面的需求更高,这样表面粗糙度的数值就是非常小的。生产的产品,不能出现冷疤,云纹这些,要想达到要求,就在于模具型腔的表面粗糙度。塑料产品的表面粗糙度数值在、Ra 0.021.25,塑料工件的表面粗糙度的二分之一,就是模具的型腔的粗糙度,数值在Ra 0.010.63。用模具来进行加工,型腔肯定有磨损,这样一来面就变得更加粗糙了,在一定时间里面需要对这个面进行抛光复原。在文章里面,加工的这个工件外面的面是Ra0.2,里面的面是Ra0.81.6。2.4 计算塑件的体积、质量在文章中,对工件的质量进行检测,对工件的体积进行检测,都是用3D的软甲,UG这个3D软件,可以验证塑料模具,这样它的体积就测量出来了7.06,POM这种原材料,密度在1.4克每立方米,这样就可以算出来塑料工件的重量是十克。3 塑件成型方案设计3.1 分型面选择把模具分下来,分下来之后可以是两半,也可以是好多半,这些接触面分下来,才能将加工的工件从模具里面取出来,进行生产,那么模具的面一定要再关起来,这样的面就是分型面,它是模具里面非常重要的部分,每一个塑料产品的分型面,有的是一个,有的是好几个。所以,产品能不能符合要求加工出来,确定分型面对于模具来说是很重要的。在对分型面进行确定的时候,要注意下面几个方面: 1)分型面应该在塑料工件外表最大的的那个地方;2)开下来模具,可以看到加工工件跟动模在一个方向;3)分型面在产品上肯定会留下印记,不过这个印记对于产品的外表不能有任何影响;4)对浇注这个系统的设计是很关键的,尤其是浇口在什么地方;5)加工的工件的外表上是不能有任何推杆的印记;6)将工件从模具里面取出来的时候尽量不能复杂。这些因素都思考了之后,还有文中确定的模具的外部形状,在加工工件产品外表最大的地方就是分型面,开下来模具之后,塑料工件跟动模是在同一边。分型面的选择3.2 型腔数的确定 在论文里面斜齿轮的构造不复杂,生产数量非常多,塑料工件外表很小,要想生产工件废品率小一点,并且浪费不能多,生产效率更高,模具的腔室用了两个。3.3 型腔布局在模具里面,它的浇注系统是什么样的构造,跟型腔的构造关系是很大的,对型腔的结构进行搞设计的时候,不管在哪个地方都有浇注系统,让他们从总压力力分出来的压力都比较均匀,这样一来塑料熔体填充到型腔里面去的时候比较运城,这样产品的质量都一样。型腔要尽量靠近主流道,并且流道用的是平衡的,这样浇注的质量才是符合要求的。型腔的结构图纸在下面: 型腔布局方式3.4 浇注系统的类型和位置的选择 对浇注系统进行分类,有普通流道的浇注系统,还有一种浇注系统里面是没有流道的,在这篇设计中,浇注系统用的是一般的,浇口在侧边的。加工产品质量能不能达到要求跟浇注系统有很大的关系。3.4.1浇注系统组成普通流道浇注系统:3.4.2 确定浇注系统的原则设计浇注部分的时候,有几点是要关注的: a)、塑料工件在加工时候的特征:塑料工件在进行生产的时候有一些需求,那么这个浇注系统一定要满足设计的需要,这样加工的产品质量才能符合要求。b)、模具成型塑件的型腔数:对浇注系统设计的时候要注意模具的结构,要跟模具的结构相适应。c)、塑料工件有多大,还有形状什么样,根据生产的工件的大小,构造,还有工件的壁有多厚,还有之前分型面已经确定下来,这样才可以设计出来,这里面浇口所处的地点,还有进料口有几个等都包括在浇注系统里面,另外还要避免嵌件受到流料的直接冲击,还有要对一些不利因素都进行考虑,这样才能及时的进行调整。d)、塑件外观:设计浇注系统,首要要设计进料的地方,这个地方要便利一些,还有对于它的外表不能有什么坏影响。e)、冷料:注射加工相隔的时间,喷嘴上的冷料要去掉,避免对工件的质量有影响,设计浇注部分的时候,要知道冷料放在什么地方6。 3.5 成型零件结构设计把模具合起来,型腔里面都是塑料熔体。装在型腔里面的零件就是成型零部件,这些成型零件跟需要加工的工件是接触最多的,在对产品进行加工的时候,对于加工工件的构造,外形,精度都有很大的影响,所以对注射模设计的时候,怎么样对成型零件设计显得更加关键。=注射生产中,因为热度是有一个压力施加在成型零部件上,并且还会有冲击力,摩擦力作用在塑料熔体上,成型零件加工一段时间自后,就会有磨损出现,所以设计的结构必须要合理,另外算出来成型零件的大小,算出来成型零件的公差,那么不管是刚度,强度就可以满足论文的需要,另外产品的质量对于论文的需要也是可以满足的。对成型零件的结构进行设计,一开始就要确保产品的质量符合需要,另外无论是加工,维修,装配等等都要方便才行。3.5.1型腔设计 用模具加工工件中,产品的外表就是通过型腔来进行生产的,型腔的结构跟需要加工产品关系是很大的。在这篇文章中,型腔的结构是整体的,它的结构比较简单,还非常可靠,形状还不会出现变化,生产的工件面是非常漂亮的。不过有一点,生产模具有电困难,并且还要使用到的生产有数控,电火花。型腔3.5.2型芯设计论文里面设计的零件结构不复杂,对实物进行了研究之后,型芯是嵌入式的,这种结构的型芯生产起来简单,型芯在用的时候,想要维护也是非常便利的,型芯配合动模板,标准确定是。型芯3.6 脱模机构的设计要想将加工好的工件取出来,一开始必须要将产品跟成型零件分下来,帮助他们分离的这个部分就是脱模部分。3.6.1 脱模机构的选择划分模具里面的脱模部分,要是推出来的动力不一样,有手动的,机动,液压的,气动的。要是推出部分使用的零件不同,有推杆,还有套筒,有推块的,还有斜滑杆侧抽芯装置等等。按照下面的几个方面确定脱模装置: (1)从加工模具里面将工件取出来之后,形状不能有变化;(2)根据跟模具分下来的时候的阻力来安排推力;(3)施加在推杆上面的力是比较小的,防止产品被推杆给伤了;(4)推杆一定要强度满足需要,刚性也可以满足需要,将加工工件从模具里面推出来的时候,形状是不会有变化的;(5)推杆推产品的这个地点,不能有任何印记留下来;这篇论文里面的推出装置用的是推管,这样塑料产品就能从模具里面顺利的拿出来。3.6.2推杆推出机构设计文章中推杆的截面是一个圆,而且它的形式是台肩,推的时候,推杆跟回针锁定起来,回针动作的时候,推杆在它的作用下开始动作。回针的面不能出现轴方向的移动。定模板跟杆子的孔配合标准,彼此进行配合,缝隙要比溢料的缝隙还要小,防止有飞边出来,POM在溢料的时候缝隙在。3.6.3 脱模力的计算从动模的一边主型芯上将塑料产品脱离下来,需要有一个外力来帮助,一定要将加工产品包裹型芯的力,真空吸力,粘附力,阻力都克服掉。论文里面在算脱模力的时候,只要算型芯包裹力造成的脱模力就行了。一开始脱离模具的时候,模具的阻力是非常大的,在算的时候推杆的刚度,还有推杆的强度就要算这个时刻的,也可以看做是没有脱模斜度 查看表格可以知道 已经知道, -摩擦阻力(N)-摩擦系数,正常定为0.151.0,论文里面确定数值0.5-因塑件收缩对型芯产生的正压力(N)-塑件对型芯产生的单位正压力,正常定为812MPa, 论文里面确定数值10MPa-塑件包紧型芯的侧面积(2) 推杆推出机构3.7 导向与定位机构设计开下来模具,公模,母模他们的方向是确定下来的,进行导向的装置可以进行确保。有一边的力会作用在导向零件上面,不仅可以进行导向,还能够进行定位,进行导向的零件有导柱,导套。 1. 对这个导向的总装置进行设计(1) 在模具的周边或者是靠近嘴边的周边有好多导向零件,并且他们排列的都是均匀的,从中心点到最边缘的地方,一定要非常远,只有这样强度才能符合需要,避免形状有变化。(2) 根据模具的构造,大小,一般来说一个模具的导柱是两个到四个吧。要是凹凸模在什么地方是有要求的,这样导柱的大小就不同了,或者就算是这两个导柱的直径都一样,但是他们所处的地点要错列下来。(3) 加工工件跟公模在一个方向上,脱离模具的时候不想太复杂,正常都是在母模上来组装。(4) 在导柱还有导套分型面的这个地点,弄一个承屑槽在这(5) 导柱导套的轴线要跟导向孔的轴线平行(6) 把模具合起来,导向零件是可以碰到一起的,避免模具的型腔里头有公模,成型零件要保持完好才可以。2. 设计导柱(1) 导柱有两种,一种是单节的,还有一种是台阶的(2) 导柱一定要高出公模上面的面六到八毫米(3) 要设置一个圆锥或者是球形的引导在导柱的最上面(4) 对导柱进行固定的时候有两种方式,一种是铆接的,一种是螺钉的(5) 对导柱的面进行热处理,处理之后导柱的面的耐磨性才能符合需要。 3. 导套和导向孔(1) 要是导套不装在导向孔的上面,直接在模板上打开,模板厚度很厚,导向孔是盲孔,在侧边可以开些排气孔。(2) 导套有三种,一种是套筒的,一种是台阶的,一种是凸台的(3) 在导套里头装导柱想要便利点,就要在导套最前边的地方倒圆角。简单的说,导柱用的时候跟导套一起,这样不管低动模还是定模的零部件,都可以在对合的时候非常精确,并且确保塑料加工产品的结构,大小精度都满足要求,避免这些零部件相互碰撞,这样就可以进行合模导向了。3.8 排气及引气系统的设计对注射模进行设计,排气就显得很关键了,要是排气效果不好,那么这些气在型腔里面受到压缩,这样一来背压就非常大,塑料熔体就会非常快的在模具里面充满了,并且压缩的气体温度非常高,会导致加工工件被烧掉,填充的时候速度很快,度数变高了,粘度就变小了,注射时候压力就变大了。在加工工件要是壁厚很大的话,压缩的空气就会到了塑料工件中,这样这个工件上会有孔出现。特别是注射生产要是速度很快的话,排气效果好不好就显得很重要。在模具中,塑料熔体都填满了,在模腔里面不仅有之前的空气,塑料产品因为热量也会蒸发出气体,另外还有一些化学气体的产生。要将这些气体都排出去,用的比较多的就是通过配合间隙来进行,开一些排气槽在分型面上,还能通过推杆来进行间隙排气。文章中的模具是不大的,排气的时候都是通过间隙来实现的,排气槽就没得必要了,通过间隙将空气排出来,只要是没有溢料出来,这样就比较好了,这个部分有多大,跟塑料熔体的粘度关系是不小的。3.9模温调节系统的设计注射模在加工的时候热量是多少,对于加工工件影响不小,并且还会影响到生产效率。加工的工件不一样,那么对于模具是多少度也就不同了。一般,注射塑料熔体的时候,这些熔体的温度大概在两百度,充满型腔了,之后对它进行降温,这样从模具里面取出来,模具温度在六十度的样子。降低模具的温度主要通过冷却水来进行。加工产品需要将模具的温度降低,举个例子,我们文中写的POM,设计模具冷却系统,那么只需要对水的流量进行控制,这样就可以调整度数了。对模具进行降温的时候,用的是周转的冷却水,要想将模具的温度提高,使用比较热的水,高温度的蒸汽,用热油等等来进行。模具调整温度之后,对塑料产品的质量影响不小注射模是的度数,在模具里面填充塑料的时候,它流动有多快,凝固起来,生产效率,并且这个工件有多大,精度等级是多少,都是有很大的影响,不管是加工哪一种工件,温度太高了,对于质量都是没得好处的。度数要是太大了,从模具里面脱离,那么工件就有形状的变化,要是降低温度的时候花费的时间是很长的,这样流动起来就变慢了,这样在模具里面填充起来就没有那么容易了,加工工件里面的应力就加大了,工件的面上会有熔接痕等。模具冷却水路图用下面的式子将单位时间里面需要消除的总热量算出来: Q=W1 a 算出来之后:Q=225111613020109J那么前面的热量就都没有了,按照下面的式子算出来需要的冷却水: 算出来用下面的式子可以将冷却水道的直径算出来: 算出来d7628 cm,确定8mm3.10模架选用3.10.1确定模具的基本类型对注射模进行分类,在这个地方对这个模具的构造来进行划分,有一个的,有两个的等等。3.10.2模架的选择之前分析了这个塑料工件,在这篇文章中,模具的分型面是一个的,确定模架的型号是AI型,下图展示的是它的结构:AI型模架图AI型模具的定模模板只有一块,动模有动模板还有垫板,模架是大水口的,浇口在侧边,使用的抽芯装置是斜导柱的,这样就可以进行注射加工。确定下来分型面之后,就可以将安装导柱导套的格局确定好,进行比较,对导柱导套进行安装的时候,使用正装的方式。按照确定的模架基本结构,确定模板的厚,还有模具的体积大小就可以确定下来了。型腔的结构是一个模具两个腔室,那么就可以知道长是130mm,宽为50mm,按照加工产品的体积,算出来模架的数据,还有一些螺丝,导柱等零件的数据都放进去进行考虑,防止在进行设计的时候有什么不合适的地方,要是模具里面有斜滑快抽芯,还要考虑到模架的大小受到侧抽芯的影响论文里面设计的模架大小是WL=200x250。塑料工件高是九毫米,基本上塑料工件都是在型腔中,型腔的厚,型芯的厚,就是加工工件伸进去的部分再加上二十到四十毫米。对强度的需要进行满足,定模板厚就是60mm, 动模板厚就是40mm。推杆对产品进行推的时候,对于距离是有需要的,支撑板的大小是70mm,那么顶出来的是,对于这些需要就可以实现了。按照前面说的,确定模架的类型是:AI-2025-A60-B40-C70。4 模具零件设计4.1 模具成型零件尺寸计算成型零件会影响到加工工件的体积,不仅型芯对工件的大小有影响,并且型腔的深度对工件也是有影响的,另外中心之间的距离这些都会影响生产产品的大小。设计模具的进程中,对于需要加工工件的体积是要考虑进去的,并且还要知道需要加工的这个工件精度等级是多少,这样就可以知道成型零件工作的部分有多大,还有精度等级定下来。塑料工件收缩率的大小,模具中成型零件在进行生产时候的误差,并且成型零件还会有磨损,并且对模具进行安装,它的偏差会影响到塑料产品的大小,这些都可以确定成型零件的工作部分的尺寸。加工好塑料工件,将它从非常烫的模具里头取出来,将模具的度数降低,塑料产品的体积就变小了,任何一个塑料都会收缩,论文使用的原材料是POM,它的平均收缩率是2%,算模具里面成型零部件的工作尺寸: 塑料公差的1/31/4就是成型零部件的工作尺寸,模具在进行加工的时候,公差在七级到八级,论文里面精度是八级,型芯在进行工作的时候,精度等级是七级。在型腔里面,就小的地方就是基本尺寸,误差是大于零的;型芯最大的数也是基本尺寸,误差是一个负数。中心距在进行布局的时候,都是两个方向上的。查看图纸,就可以知道每一个成型零件有多大。 论文里面算零件的工作尺寸的平均大小,收缩率的平均数,加工公差的平均数,还有损耗的平均数值来实行,已经知道POM的成型收缩率数值是1.02,模具的公差大小是z =/3。论文塑料的尺寸精度等级是三级 =0.6 mm。表格4-2展示 4.2模具强度与刚度校核对于模具,不光要对强度进行校核,还要对刚度进行校核,每一个成型零件,不光是强度,还是刚度都是有所要求的,只要是实现了这些要求,那么模具才能正常的进行。模具的种类是比较多的,算数据的时候都不一样并且还非常难,真实生产的时候,设计都是通过经验来进行的,还要校核强度对设计来进行调整,这样模具才能顺利工作。算模具的强度的时候比较难,通常要简单一点,计算的时候,因为选用的承受力的结构不是多好的,安全系数是不小的,之后优化模具的结构,这样一来模具的强度就变大了,想要模具工作顺利进行,所以要校核整个模具的强度,就算是某一个地方的强度,也是需要进行校核的。校核整体强度的时候,不仅要对型腔侧边的厚进行校核,对型腔底板的厚进行校核,对合模面承受的压力进行校核,真实的大小要比算出来数据还要大,并且取整数。校核计算要从强度,还有弯曲来进行,选的数要是大一点的。4.3脱模力的计算会有脱模力的地方: 在模具里面将加工好的工件温度降低,这样工件的体积就会有收缩,一旦收缩自然包紧力就有了。工件要是是壳类的,那么这个零件上是没有通孔的,脱离模具的时候要降大气压力克服掉。 机器自己在进行工作,那么摩擦力,还有阻力就都有了。在加工工件还有模具的中间,就会出现粘附力。 脱模时候的力在最开式的时候,从模具里面脱离出来的时候那一个时刻要将阻力克服掉。随着之后的脱模力,这个力要小于一开始的脱模力的,对脱模力进行计算,这个力就是最开始的那个力。对脱模时候的力有影响的因素: a 对脱模时候的力有影响的是加工工件有多厚,型芯有多长,另外垂直于脱模方向的塑料工件进行投影时候的大小,跟脱模力之间的关系是正比的关系。b 塑料工件进行收缩的时候效率变大,那么弹性模量自然就变大了,这样一来脱离模具时候需要施加的力也就变得更大了。c 加工的塑料工件跟型芯之间,要是摩擦力变大了的话,那么在脱离模具的时候需要克服的阻力大。 d 不考虑大气压力,不考虑粘附力这些,那么型芯的斜角只要够大,塑料产品自己就掉下来了。4.4浇注系统的设计4.4.1 主流道的设计浇注部分从注射机喷嘴到分流道所经过的这么段距离就是主流道。(1)、主流道的大小这篇文章里面注射机的型号是HTF160XB,喷嘴的半径是 11,主流道具体的数值在下面图纸里面都有: 主流道与浇口套(2)、主流道衬套的结构下面图纸里面就是用的衬套,他可以防止塑料熔体倒着淌出来。在主流道里面,衬套跟定位环是两个零件,将他们都固定在模板上,衬套配合定模板的时候,标准是。(3)、定位环的固定 固定定位环,使用的是M6这个螺丝,用了两个。浇口衬套固定形式4.4.2分主流道的设计论文里面的塑料产品一个模具两个腔室,并且浇口在侧边,下面图纸里面是流道的结构。流道布局4.4.3浇口的设计浇口就是进料口,将分流道跟型腔连接起来。它的作用:一个控制塑料熔体流道型腔里面;二一个在型腔里面没有注射压力之后,将型腔锁起来,那型腔里面还没有固化的塑料是不会往回流的。用的比较多的浇口有侧浇口,点浇口,扇形浇口等。 浇口所处的地点跟塑料产品的质量有很大的影响,在将浇口定下来的时候,要注意下面几个方面: 1. 在型腔里面,塑料熔体流通的时候,损耗的动能要尽可能的小。要想实现这个要达到下面几个点: 1)流通的行程是最短的; 2)任何一个分流基本上都能够淌到最边缘的地区; 3)从壁厚是最厚的这个地方,把料从这浇注进去; 4)不管是哪一个分流,在改变方向的时候,弯度不能太大。2. 将空气从型腔里面排出去。文章中,加工的这个工件对于面的要求是非常高的,浇口在侧边,在最上面的面的下面来安排浇口,生产完了之后,浇口拿切掉就好了,这个地方非常隐秘,影响不了产品的表面。4.5模具冷却系统的设计设计冷却部分,是想确保模具在降低温度的时候很快。冷却管道都是标准件,所以说装也好,还是拆也好都不麻烦。在对冷却系统进行设计的时候,要按照塑料产品壁厚,还有外形来确定以下数据:冷却孔在什么地方,冷却孔有多大,冷却孔多长,冷却孔是什么类型,冷却孔怎么进行连接等等。安排这个冷却的管道在哪里,另外设计冷却管道有多大加工的塑料工件,壁厚都要差不多,冷却孔应该安排在型芯块,还有型腔块中间,在模块的外面安排这些进行冷却的孔,对模具冷却的不是非常准确的。一般,钢模的冷却孔跟模具的面,模芯,还有模穴的距离是冷却孔直径的两倍,冷却孔跟孔之间的距离是直径的四倍左右。论文中,冷却孔的直径是8mm。 5 注射机的选用及相关参数的校核对注射加工工艺流程进行分析就像图纸展示的,树脂从料头这个地方挤到料筒里面去,转动螺杆,将塑料熔体输送到料筒最前面去。因为加热器的作用,树脂颗粒就变位熔体了,通过注射,将这些熔体注射到模具里面去。在塑料熔体在模具里面流通的时候,要对螺杆进行控制,这样就可以对注射速度进行控制了,确保模具里面充满塑料熔体之后,压力要够大。在螺杆这个地方,注射压力达到一定数值的时候,速度控制也就变成压力控制了。按照塑料产品的构造,原材料还有质量,将成型工艺定下来: 第一步:要想注射生产的时候没有什么麻烦,还有生产出来的工件质量满足需要,这样第一步首先要准备好加工的机器,另外需要生产的塑料工件也是要准备的: (1)、第一步,就是预处理这些原材料根据注射生产时候的要求,对物料的含水量进行检查,外观看上去要漂亮,颗粒状况进行分析,对它的热稳定性进行测试,对流动性进行测试,并且对塑料颗粒进行预热干燥,POM吸湿性是很好的,要是保存的好,在加工之前没有必要进行干燥了。(2)、料筒的清洗一开始使用任何一种塑料,或者是任何一个注射机的时候,又或者在生产的时候要将产品进行改变,原材料进行改变,颜色进行改变或者是塑料有分解的状况出现的时候,要清洗注射机,或者干脆对注射机进行拆换。清洗柱塞式的注射机料筒的时候是非常难的,这种注射机保存的物料是非常多的,转动起来很困难,所以清理的时候需要拆下来洗,或者使用的料筒是专业的。螺杆式的注射机在清理的时候,直接换料清洗就可以了。 (3)、脱模剂的选用 让塑料产品从模具里面拿出来的时候,敷在模具面上的一种溶剂就是脱模剂。普通加工产品脱离模具的时候,设计模具要正确,并且加工工艺要合理才行。要想脱离模具的时候顺利一些,使用的比较多的脱模剂有硅油,石蜡。论文里面使用的原材料是POM,使用的脱模剂是硬脂酸锌,基本上所有的塑料都能用,不过聚酰胺塑料不能用。第二步: 注射成型过程 在进行注射加工的时候,按照下面流程进行:加料,塑化,注射入模,稳定压力冷却,还有脱离模具。不过真正生产的时候,注射加工只需要两步,一个塑化成型,一个冷却。第三步:制件的后处理注射加工产品在脱离模具之后,一般都要进行一些后期的处理,主要是为了将产品里面的内应力消除掉,这样就可以将产品的性能还有尺寸稳定性变得更好。产品加工之后,要进行退火处理,还要进行调湿处理。论文里面的塑料产品原材料用的是POM,只要退火处理就行了,一般一到三个小时就可以。5.1 相关参数模具的形式是一个模具两个腔室,因为最少注射量是10x2g,流道口的废料3g,总注塑量23g,之后按照工艺数据,都考虑进去,确定注射机的型号是HTF160XB。在进行注射用的螺杆类型的注射机,它的有关数据是: 表 HTF160XB注塑机参数5.2最大注塑量校核设计模具的时候,注射加工的塑料熔体的量必须在额定注射量八成以内。校核的时候按照下面的公式进行: 论文里面:n=2 10g =3 g注射机的额定注射量是,注射量是满足需要的。5.3 锁模力校核注射加工产品的时候,加工产品的模具分型面上的投影面积大小对锁模力的影响很大。如果注射机所允许的最大成型面积小于锁模力的话,那么在加工的时候就会出现溢料的情况,要想不出现这种情况,要满足下面式子: 注射加工的时候,要想锁模力足够,那么只有满足下面的关系式才行: ()别的都跟上面一样查看有关材料之后,型腔里面的压力在20-40MPa,普通的加工品是24-34MPa,精密度高的产品39-44MP()锁模力是满足需要的5.4 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核(1)、模具长宽尺寸模具的长和宽都要比注射机的拉杆间距小一些,论文里面机台的拉杆之间的距离是455x455模具的长和宽是270x350,通过计算之后,选择的这个机器是非常合适的。(2)、模具厚度(闭合高度) 模具的闭合高度要符合下面的式子: 论文里面模具的厚数值是250mm 180H500 是可以的5.5 开模行程校核打开模具之后要想拿出产品方便一些,需要开模距离够大。注射机的开模行程是有一定限制的,在对模具设计的时候,要对注射机的开模距离进行校核,这样才能跟模具的开模距离想配合。注射模的分型面是一个的: 论文里面=920 = 250 mm =30mm H3 =90mm C取30mm打开模具的距离要超过S=500mm. 算了之后,满足需要。6 模具结构总图总结 论文中设计塑料模,对它的成型性能,还有结构特征,注射加工数据,塑料产品的表面粗糙度还有加工精度等等都考虑进去了,不管是在理论上还是实际操作上,这个方案都是可以的。并且,完成论文之后,设计注射模的大概情况都知道了,对注射机也更加了解了,注射加工的原理也基本熟悉了。 设计还有三维建模的时候遇到了困难,尽管这样,不断的去找办法解决,最后终于将论文完成了。我们国家发展的很快,模具行业变得越来越重要,通过书写这篇论文之后,在实际中遇到问题之后,解决问题的能力也增强了很多。致谢 在写论文的这段时间里面,老师和同学们都帮了我很多,我尤其要谢谢我的论文指导老师,每一个礼拜,老师都会抽空来检查我们的论文进展,这个时候有什么问题向老师提出来,老师都会及时的帮我们解决,并且还会将我们论文中设计不合理的地方指出来,这样论文也就写出来了。感谢老师对我的帮助,也感谢我的同学对我的帮助。马上就要分别,祝大家工作顺利。参考文献1 沈言锦.林章辉.塑料模课程设计与毕业设计指导M .长沙:湖南大学出版社,2008.3 .9-173 2 申开智.塑料成型模具(第二版)M中国轻工业出版社 ,2004年3 翁其金.塑料模塑成型技术M.机械工业出版社,2001年4 李建军.李德群.模具设计基础及模具CADM.北京:机械工程出版社,2005.7.106-192. 5 陈万林.实用塑料注射模设计与制造M.北京:机械工程出版社,2000.34-205. 6 张磊.Pro/ENGINEER Wildfire4模具设计实例M .北京:清华大学出版社,2008. 7 王旭.塑料膜结构图册M.北京:机械工业出版社,1994. 8 虞福荣.橡胶模具实用手册M.第2版.北京:化学工业出版社,2001.10 9 奚永生.塑料橡胶成型模具设计手册M.北京:中国轻工业出版社,2000.7 10 德E.林纳等着,吴崇峰主译.注射模具130例(原著第三版)M.化学工业出版社,2005年; 11 吴生绪.塑料成形模具设计手册M.机械工业出版社,2008年; 12贺斌,田福祥.轴套注塑模的特殊结构设计.工程塑料应用.2007(7)13Pye.R.G.W., Injection Mould Design-4thEd., by Longman SAIentific & 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