手轮注塑模具设计
手轮注塑模具设计,手轮,注塑,模具设计
摘 要本次设计以注射塑料手轮模具为主线,综合了成型工艺分析,模具结构设计,最后到模具零件的加工方法,模具总的装配等一系列模具生产的所有过程。此产品的材料为ABS塑料,有利于提高制品的强度,采用一模一腔的布局方法,浇口的形式为点浇口。通过以下的计算和设计,此设计是可行的,并可以用于实际生产当中。并且,在设计该模具的同时,总结了以往模具设计的一般方法、步骤,温习了模具设计中常用的公式、模具结构及零部件等。关键词:注射成型 模具设计 合模导向 推出机构AbstractThis design with injecting plastics hand-wheel the molding tool is lord line, synthesized to model craft analysis, molding tool structure design, finally arrive molding tool spare parts of process a method, the molding tool total assemble waits all processes that a series of molding tool produces.The material of this product is an ABS plastics, be advantageous to the strength that raises a product, adopt the layout method of one mold one chamber, sprinkle oscular form for order to sprinkle.Pass following calculation and design, this design is viable, and can used for among the actual production.And, while designing the molding tool, tallied up the former molding tool designs of general method, step, reviewed a molding tool to design in the in common use formula, molding tool structure and zero parts etc.KEYWORD:Inject to modelThe molding tool designsMatch a mold directionRelease organization目 录一 前 言7二、塑件成形工艺分7一、塑件材料分析7二、塑件的尺寸精度分析82.1 塑件表面质量分析92.2塑件结构工艺性分析92.3生产实际考虑9三、分型面的选择93.1分型面的选择原则93.2方案分析10四、注射机的初选114.1计算塑件的体积114.2计算所需的体积114.3选用注射机114.4注射机的终选11五、模具的结构分析与设计115.1确定模架125.1.1 确定型腔布局125.1.2 确定模板尺寸125.1.3 确定模架尺寸12六、 成型零件的设计146.1 成型零件的结构分析146.2 排气系统的设计156.3 成型零件的尺寸计算156.4 脱模机构的设计166.4.1 顶杆设计166.4.2脱模力的计算176.4.3 塑件的顶出方案176.4.4 凝料的推出176.5 合模定位和导向机构设计186.5.1. 导向机构的总体设计186.5.2 导柱设计186.5.3 导套设计196.5.4推板导柱与导套设计196.6 温度调节系统设计(冷却系统)196.7 排气系统的设计20七、浇注系统的设计207.1 浇注系统设计原则207.2 主流道设计217.2.1 主流道尺寸217.2.2 主流道衬套形式及其固定217.3 分流道的设计227.4 浇口的设计237.5浇口形式的选择23八、成型设备的校核248.1模具闭合高度的校核248.2 模具安装部分的校核248.3 模具开模行程的校核248.4锁模力的校核248.5注射压力的校核25九、成型工艺参数的确定25十、 设计小结27参考文献28致谢28 一 前 言一个学期的课程即将结束,为检验这一个学期以来对于塑料模设计的学习效果,综合检测理论在实际应用中的能力,除了平时的考试、实验测试外,更重要的是理论联系实际,即我们将努力认真的完成此次课程设计,我们的课程设计题目为:手轮注塑模具设计。本次课程设计课题来源于生产实际,应用广泛,但成型难度相对较难,模具结构相对复杂,对我们初学模具设计的学生是一个很好的考验。它能加强对塑料模具成型原理的理解,同时锻炼对塑料成型模具的设计和制造能力。本次设计以手轮注塑模具为主线,综合了成型工艺分析,模具结构分析,最后是模具的设计计算等一系列模具设计的所有过程。能很好的达到学以致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤,模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来,所谓学以致用。在设计中除使用传统方法外,同时使用了AutoCAD软件。本次课程设计得到了xx老师的关心指导。正因为老师的悉心指导和帮助,我们才得以解决一个又一个难题,最后完成课程设计,在此谨代表小组全体同学向老师表示感谢。由于实际经验和理论技术有限,设计的错误和不足之处在所难免,希望各位老师和同学批评指正。二、塑件成形工艺分一、塑件材料分析ABS无毒、无味、呈微黄色,成型的塑件有较好的光泽。密度为1.021.05g/cm3 。ABS有极好的抗冲击强度,且在低温下也不迅速下降。ABS有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱和酸类对ABS几乎无影响,但在酮、醛、酯、氟代烃中会溶解或形成乳溶液。ABS不溶于大部分醇类级烃类溶剂,但与烃长期接触会软化溶胀。ABS塑料表面手冰醋酸、植物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性,易于成型加工,经过调色可配成任何颜色。ABS的缺点是耐热性不高,连续工作温度为70C左右,热变形温度为93C 左右,且耐气候性差,在紫外线作用下易变硬发脆。ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物化学和物理特性 ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性: 丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性;丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性; 苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看,ABS是非结晶性材料。 三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物,一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相,另一个是聚丁二烯橡胶分散相。 ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相 中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性,并且由此产生了市场 上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性,例如从中等 到高等的抗冲击性,从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。 ABS材料具有超强的易加工性,外观特性,低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高 的抗冲击强度。 注塑模工艺条件 干燥处理:ABS材料具有吸湿性,要求在加工之前进行干燥处理。ABS在升温是粘度增高,所以成型压力较高,故塑件上的脱模斜度宜稍大;ABS易吸水,成型加工前应进行干燥处理;ABS易产生熔接痕,模具设计时应注意尽量减少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极小。在要求塑件精度高时,模具温度可控制为5060C而在强调塑件光泽和耐热性时,模具温度应控制在6080C(模具温度将影响塑件光洁度,温度较低则导致光洁度较低)。 注射压力:5001000bar。 注射速度:中高速度。典型用途 汽车(仪表板,工具舱门,车轮盖,反光镜盒等),电冰箱, 大强度工具(头发烘干机,搅拌器,食品加工机,割草机等),电话机壳体, 打字机键盘,娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等。二、塑件的尺寸精度分析该塑件无尺寸精度特殊要求,所有尺寸均为自由尺寸,按MT7查取公差。其主要尺寸公差要求如表3.9所示:塑件标注尺寸塑件尺寸公差(按MT7级精度)塑件标注尺寸塑件尺寸公差(按MT7级精度)外形尺寸1313-0.88内形尺寸14.8514.85+0.78R1R1-0.381616+0.38R22-0.38100100-2.102727-141010-0.881212-0.882.1 塑件表面质量分析该塑件表面没有提出特殊要求,一般情况下外表面要求光洁,表面粗糙度可以取到。没有特殊要求时,塑件内部表面粗糙度可取。2.2塑件结构工艺性分析(1)壁厚分析:设计合理,壁厚相对均匀,且符合最小壁厚的一昂球。(2)圆角过渡:要从分型面位置、型芯、型腔结构来分析过渡圆角的设置。根据本塑件的壁厚,均采用圆角半径R1mm。(3)脱模斜度:为便于塑件从模腔中取出,塑件的内外壁需要足够的脱模斜度。外形尺寸以大端为基准,斜度往小处取;内形尺寸以小端为基准,斜度往大处取。根据ABS的性能和模具设计与制造简明手册(第三版)P433表2-2-5:型芯脱模斜度为:0.7,型腔脱模斜度为0.52.3生产实际考虑该塑件的生产类型应该是大批量生产,因此在设计模具时,要提要塑件的生产效率,倾向于采用多型腔、高寿命、自动脱模的模具,以降低生产成本。三、分型面的选择3.1分型面的选择原则如何确定分型面,需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响,因此在选择分型面时应综合分析比较,从几种方案中优选出较。为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则:(1)分型面应选择在制品的最大截面处,无论塑件以何形式布置,都应将此作为首要原则;(2)便于塑件顺利脱模,尽量使塑件开模时留在动模一边。(3)有利于保证塑件的精度要求。(4)尽可能满足塑件的外观质量要求。分型面上型腔壁面稍有间隙,就会产生飞边。(5)便于模具加工制造,在选择非平面分型面时,应有利于型腔加工和制品的脱模方便。(6)对成型面积的影响,尽量减少制品在合模方向上的投影面积,以减小所需锁模力。(7)对排气效果的影响,尽可能有利于排气。(8)对侧向抽芯的影响(本塑件没有抽芯)。其中最重要的是第(2)和第(5)、第(8)点。为了便于模具加工制造,应尽是选择平直分型面工易于加工的分型面。3.2方案分析该塑件为家用的旋钮塑料,要求表面光滑平整;无毛刺无毛边;不允许缩水、凹坑;无划伤;无污物。在选择分型面时,根据分型面的选择原则,考虑不影响塑件的外观以及成型后能够顺利取出制件,有以下几种方案:分型面选择的首要原则是必须选择塑件断面轮廓最大的地方作为分型面,这是确保塑件能够脱出模具而必须遵循的基本原则。_A该塑件采用水平分型,型腔在定模,型芯在动模,分型后塑件包紧在型芯上,随型芯一起留在动模,然后有动模的推管和推杆的共同作用将塑件从动模中脱出,这种分型方式,首先,塑件的外形由定模的型腔成型,这样不紧能够保正塑件的外观质量,成型后由而且型腔采用镶块式更加节省材料,便于加工;其次,分型后由动模的推管和推杆作用于塑件内部将塑件从动模的脱出,这样就不会影响塑件的外观质量,而且模具的结构简单,加工方便。无论从成型性能上看,还是从经济性看此方案都较为合理,所以此方案相对前两个方案来说更家好一些。 四、注射机的初选4.1计算塑件的体积求得塑件的体积为:V1=32851mm3。浇注系统凝料体积可按塑件体积的0.6倍估算,所以浇注系统凝料体积为:V浇注系统凝料=V塑件 0.6=328510.6=19710.6 mm34.2计算所需的体积塑件和浇注系统凝料总体积为(按一模一腔算),该模具一次住宿需要塑料的体积为:V一次注塑 =V塑件 + V浇注系统凝料=32851 + 19710.6=52561.6 mm3 4.3选用注射机根据总体积V= 52561.6 mm3,所以初步选取XS-Z-60型螺杆式注射成型机。XS-Z-60型螺杆式注射成型机主要参数如下表所示项 目参 数项 目参 数理论注射量60 cm3移模行程180mm注射压力1220MPa定位孔的直径55锁模力500Kn喷嘴球半径SR12mm最大模具厚度200mm喷嘴口孔径4最小模具厚度70mm4.4注射机的终选注射量的校核公式是(0.8 0.85)式中 注射机的公称注射量,cm3 每模的塑料体积量,cm3 如前所述,塑件及浇注系统的总体积为52.5616cm3,远小于注射剂的理论注射量60 cm3,故满足要求。五、模具的结构分析与设计5.1确定模架5.1.1 确定型腔布局模具采用一模一腔,布局如下图所示,需要确定图中尺寸。(1)确定S1和S2查塑料模具课程设计指导与范例P120表6-27可得:S1=7; S2=18(2)确定L和bL=S1+S2+d=7+18+100=125mmb=L=1255.1.2 确定模板尺寸根据上面的b和L,考虑注塑机的大小、导柱、导套和螺钉等布置,根据GB/T 12555-2006塑料注射模模架,模架型号为:A型,200mm180mm。5.1.3 确定模架尺寸模具上所有的螺钉尽量采用内六角螺钉;模具外表面尽量不要有突出部分;模具外表面应光洁,加涂防锈油。两模板之间应有分模间隙,即在装配、调试、维修过程中,可以方便地分开两块模板。1. 定模座板(200mm150mm、厚40mm)定模座板是模具与注射机连接固定的板,定模座板上固定导柱和定位圈,材料为45钢。定位圈通过4个M6的内六角圆柱螺钉与其连接。定模座板上的导柱与导柱孔采用H7/k6配合,定模座板与拉料杆采用H7/k6配合。2. 定模板(150mm150mm、厚40mm)用于固定定模模仁(型腔镶块)和导套。应该有一定的厚度,并有足够的强度。一般用45钢。其上的导套孔与导套一端采用H7/k6配合,定模与定模模仁(型腔镶块)采用H7/m6配合。3. 动模板(150mm150mm、厚40mm)用于固定动模模仁(型芯镶块)和导套。一般用45钢。动模板应具有较高的平行度和硬度。动模模仁(型芯镶块)通过6个沉头螺钉M10固定在动模板上面。其上的导套孔与导套一端采用H7/k6配合,动模与动模模仁(型芯镶块)采用H7/m6配合。4. 垫块(28150mm、厚80 mm)主要作用:在动模座板与支承板之间形成推出机构的动作空间,或是调节模具的总厚度,以适应注射机的模具安装厚度要求。结构形式:可以是平行垫块或拐角垫块,该模具采用平行垫块。垫块材料:垫块材料为45垫块的高度h校核:h=h5+h6+h2+B=13+15+30+40=98mm式中h5推板厚度,为13mm;h6推杆固定板厚度,为15mm;h2支撑板厚度,为10mm;B动模板厚度,取8mm。5动模座板(200mm150mm、厚25mm)动模座板上的注射机顶杆孔为150mm,动模座板上还有四个挡钉孔,动模座板的推板导套孔与推板导柱采用H7/n6配合。挡钉与挡钉孔采用H7/n6配合,材料为45钢。 6推杆固定板(90mm1500mm、厚13mm)材料为45钢。其上的推板导套孔与推板导套采用H7/f9配合。 六、 成型零件的设计6.1 成型零件的结构分析1. 型腔的设计(1)定模模仁(型腔镶块)型腔采用整体嵌入式结构。整体式型腔有较高的强度和刚度,在使用中不易发生变形。本模具是一模一腔,型腔做在模仁内。(2)定模模仁(型腔镶块)的固定由于定模模仁(型腔镶块)比较大,而且厚度较厚,故采用螺钉连接,这样做能够达到很好的紧固作用。2. 型芯的设计(1)型芯本塑件考虑到排气效果,因此,型芯采用镶拼组合式。共有两个型芯组成。型芯均为圆形,但较小,因此采用台阶固定,销钉防转。(2)动模模仁(型芯镶块)由于分型面取在塑件最大投影面积处,因此,动模部分也有型腔。由于动模板厚度较厚,因此动模模仁(型芯镶块)6.2 排气系统的设计在注射成型过程中,模具内除了型腔和浇注系统原有的空气外,还有塑料受热或凝固时产生的低分子挥发气体。这些气体若不能顺利排出,则可能因填充时气体被压缩而引起塑件局部炭化烧焦,或使塑件形成气泡、产生熔接不牢、表面轮廓不清及充填不满等成性缺陷。另外气体的 存在还会产生反压力而降低充模速度,因此设计模具时必须考虑型腔的排气问题。由于该模具的总体尺寸一般,属于中小型模具,可以利用推杆、活动型芯以及型芯端部与模板的配合间隙、分型面进行排气。其配合间隙为0.030.05mm6.3 成型零件的尺寸计算塑件的尺寸如图所示平均收缩率尺寸偏差取IT7级(1)型腔尺寸计算: 径向尺寸计算公式: 高度尺寸计算公式:(2)型芯尺寸计算: 径向尺寸计算公式: 高度尺寸计算公式:(3)计算结果如表所示:已知条件:平均收缩率Scp=0.5%;模具的制造公差取对应的值类别类型塑件尺寸计算公式工作尺寸型腔计算径向尺寸3型芯尺寸径向尺寸6.4 脱模机构的设计6.4.1 顶杆设计注射成型每一循环中,塑件必须准确无误地从模具的凹模中或型芯上托出,完成拖出塑件的装置称为脱模机构,也常称为推出机构。脱模推出机构的设计原则塑件推出(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塑件的质量,因此,塑件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。(2)保证塑件不因推出而变形损坏。(3)机构简单、动作可靠。(4)良好的塑件外观。(5)合模时的准确复位。 本模具采用顶杆顶出,顶出杆顶出出是一种基本的、也是一种常用的塑件顶出方式。常用的顶杆形式有圆形、矩形、阶梯形。我们采用圆形顶杆。6.4.2脱模力的计算因为壁厚与直径之比 0.05,故,该塑件为厚壁制件。该制件为圆环形截面,脱模力计算公式为式中 r型芯平均半径 r=16.43mmK2无量纲系数,其值随f和而异,查表得,K2=1.0013 K1无量纲系数,其值随和而异,查表得,K1=1.6 S塑料平均成型收缩率 S=0.5% E塑料的弹性模量,MPa,查表得E=2900MPa L塑件对型芯的包容长度,mm,L=9mm f塑件与型芯之间的摩擦因数,f=0.21 模具型芯的脱模斜度,=0.7 塑料的泊松比,=无 A盲孔塑件型芯在垂直于脱模方向上的投影面积,A=0mm2由上可得,脱模力6.4.3 塑件的顶出方案顶杆布置在包紧力较大的地方。布置在:角、加强筋、四周等。推杆不能太靠边,距离边界12mm。尽量不要放在镶拼处。根据经验放置12根。6.4.4 凝料的推出本模具是一板模,因此浇注系统凝料的推出需要用顶针推出。6.5 合模定位和导向机构设计当采用标准模架时,因模架本身带有导向装置,一般情况下,设计人员只要按模架规格选用即可。若需采用精密导向定位装置,则须由设计人员根据模具结构进行具体设计。6.5.1. 导向机构的总体设计(1)导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位,其中心至模具边缘应有足够的距离,以保证模具的强度,防止压入导柱和导套后变形。(2)该模具采用4根导柱,其布置为等直径导柱对称布置。(3)该模具导柱安装在定模座板上,导套有三个,分别安装在流道推板、定模板和动模板。(4)为了保证分型面很好接触,导柱和导套在分型面处应制有承屑槽,即可削去一个面或在导套的孔口倒角,该模具采用后者。(5)在合模时,应保证导向零件首先接触,避免凸模先进入型腔,导致模具损坏。(6)动定模板采用合并加工时,可确保同轴度要求。6.5.2 导柱设计(1)该模具采用带头导柱,不加油槽,如图所示。(2)导柱的长度必须比凸模断面高度高出6mm8mm。(3)为使导柱能顺利地进入导向孔,导柱的端部常做成圆锥形或球形的先到部分。(4)导柱的直径应根据模具尺寸来确定,应保证具有足够的抗弯强度(该导柱直径由标准模架可知为12mm)。(5)导柱的形式,导柱固定部分与模板按H7/f7配合,导柱滑动部分按H7/f7配合。(6)导柱工作不分的表面粗糙度为Ra=0.4m。(7)导柱应具有坚硬而耐磨的表面、坚韧而不易折断的内芯。多采用低碳钢经渗碳淬火处理或碳素工具钢T8A、T10A经淬火处理,硬度为50HRC以上或45钢经调质、表面淬火、低温回火,硬度为50HRC以上。本模具采用T8A。6.5.3 导套设计导套与安装在另一半模上的导柱相配合,用以确定动、定模的相对位置,保证模具运动导向精度的圆套形零件。导套常用的结构形式有两种:直导套(GB/T4169.2-1984)、带头导套(GB/T4169.3-1984)。(1)结构形式。采用带头导套和直导套,如图所示。(2)导套的端面应倒圆角,导柱孔最好做成通孔,利于排除孔内剩余空气。(3)导套的滑动部分按H7/f7配合,表面粗糙度为0.4m。带头导套外径与动定模板一端采用H7/k6配合;与流道推板一端采用H7/n6配合镶入模板。(4)导套材料可用淬火钢或铜(青铜合金)等耐磨材料制造,该模具中采用T8A。导柱导套的装配布置如下: 导柱 直导套 带头导套 带头导套定模座板 定模板 动模板 垫块6.5.4推板导柱与导套设计该套模具采用推板导柱固定在动模座板上的形式。推板导柱除了起导向作用外,还支撑着支承板,从而改善了支承板的受力状况,大大提高了支承板的刚性。该模具设置了4套推板导柱与导套,它们之间采用H8/f7配合,其形状与尺寸配合如图所示。 支承板 推板导柱 推板导6.6 温度调节系统设计(冷却系统)该塑件为大批量生产,应该尽量缩短成型周期,提高生产率。LDPE是结晶型塑料,成型时需要充分冷却,冷却要均匀。因此,该模具的凸模和凹模均开设冷却水道,采用冷却水进行循环冷却。为了使得模具冷却更快,而且制件不同部位冷却速度必须相等,则必须采用较为复杂的冷却系统。该冷却系统分两部分,第一部分是型腔部分的冷却,因为定模模仁(型腔镶块)是整体嵌入式,因此该部分冷却系统是在定模板上开设两条分别与分型面平行的冷却水道,水道开设在型腔上方。第二部分是型芯的冷却,因为型芯是圆形,而且是镶拼组合式,因此该部分是环绕型芯的冷却水道。冷却水道直径按经验取8mm,水嘴采用外置型水嘴。考虑到防止漏水,需要在型芯上加上密封圈,如图。冷却水道布置如下图: 6.7 排气系统的设计在注射成型过程中,模具内除了型腔和浇注系统原有的空气外,还有塑料受热或凝固时产生的低分子挥发气体。这些气体若不能顺利排出,则可能因填充时气体被压缩而引起塑件局部炭化烧焦,或使塑件形成气泡、产生熔接不牢、表面轮廓不清及充填不满等成性缺陷。另外气体的 存在还会产生反压力而降低充模速度,因此设计模具时必须考虑型腔的排气问题。由于该模具的总体尺寸一般,属于中小型模具,可以利用推杆、活动型芯以及型芯端部与模板的配合间隙、分型面进行排气。其配合间隙为0.030.05mm七、浇注系统的设计7.1 浇注系统设计原则(1)浇注系统与塑件一起在分型面上,应有压降,流量和温度的分布的均衡布置;(2)结合型腔布置考虑,尽可能采用平衡式分流道布置;(3)尽量缩短熔体的流程,以便降低压力损失、缩短充模时间;(4)浇口尺寸、位置和数量的选择十分关键,应有利于熔体流动、避免产生湍流、涡流、喷射和蛇形流动,有利于排气和补缩,且应设在塑件较厚的部位,以使熔料从后断面移入薄断面,以利于补料;(5)避免高压熔体对模具型芯和嵌件产生冲击,防止变形和位移的产生;(6)浇注系统凝料脱出应方便可靠,凝料应易于和制品分离或者易于切除和整修;(7)熔接痕部位与浇口尺寸、数量及位置有直接关系,设计浇注系统时要预先考虑到熔接痕的部位、形态,以及对制品质量的影响;(8)尽量减少因开设浇注系统而造成的塑料凝料用量;(9)浇注系统的模具工作表面应达到所需的硬度、精度和表面粗糙度,其中浇口应有IT8以上的精度要求;(10)设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施;(11)尽可能使主流道中心与模板中心重合,若无法重合应使两者的偏离距离尽可能小。7.2 主流道设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处,它将注射机喷射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形,以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。7.2.1 主流道尺寸(1)主流道小端直径d主流道小端直径d = 注射机喷嘴直径+0.5 1= 4 + 0.51 取d = 5(mm)这样便于喷嘴和主流道能同轴对准,也能使的主流道凝料能顺利脱出(2)主流道球面半径主流道入口的凹坑球面半径R,应该大于注射机喷嘴球头半径的23mm。反之,两者不能很好的贴合,会让塑件熔体反喷,出现溢边致使脱模困难.SR = 注射机喷嘴球头半径 + 23SR = 12 + 23取d = 14(mm)(3)主流道长度L一般按模板厚度确定,但为了减小充模时压力降和减少物料损耗,以短为好,小模具控制在50之内。在出现过长流道时,可以将主流道衬套挖出深凹坑,让喷嘴伸入模具。本设计中结合该模具的结构,取L=43(mm)(4)主流道大端直径 D = d + 2 Ltg(半锥角: 为1 2,取=2) 127.2.2 主流道衬套形式及其固定主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触,属易损件,对材料要求较严,因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式,即浇口套。本模具是三板模,因此需要尽量减少主流道长度。用浇口套标准件,这样只需购买,但是主流道长度过大,在凝料脱模时会产生困难。固定形式:用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是标准件,其形式如下:定位圈及浇口套装配图: 定位圈(用螺钉固定在定模座板上) 定模座板螺钉固定在定模座板内定模板浇口套7.3 分流道的设计本模具的流道布置形式采用平衡式,分流道的形状及尺寸与塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率等因素有关。该塑件的体积不大而且形状不复杂,且壁厚均匀,可以考虑采用点进料的方式,有利于塑件的成型和外观质量的保证。从便于加工的方面考虑,采用截面形状为0形的分流道.查有关的手册,选择R=5mm。此外该模具是一模4件,型腔的数量较少,模具的结构简单而不紧凑,所以采用平衡式,各个型腔的分流道的断面形状及大小、分流道长度都取作一致。这样,熔体就能以相同的成型压力和温度同事充满各个型腔,使一模内成型出的各个塑件的尺寸及性能容易保持一致。7.4 浇口的设计浇口可分为限制性和非限制性浇口两种。我们将采用限制性浇口。限制性浇口一方面通过截面积的突然变化,使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度,提高剪切速率,使其成为理想的流动状态,迅速面均衡地充满型腔,另一方面改善塑料熔体进入型腔时的流动特性,调节浇口尺寸,可使多型腔同时充满,可控制填充时间、冷却时间及塑件表面质量,同时还起着封闭型腔防止塑料熔体倒流,并便于浇口凝料与塑件分离的作用。模具设计时,浇口的位置及尺寸要求比较严格,初步试模后还需进一步修改浇口尺寸,无论采用何种浇口,其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大,因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节,同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表,一定要认真考虑浇口位置的选择。通常要考虑以下几项原则:a.尽量缩短流动距离。b.浇口应开设在塑件壁厚最大处。c.必须尽量减少熔接痕。d.应有利于型腔中气体排出。e.考虑分子定向影响。f.避免产生喷射和蠕动。g.浇口处避免弯曲和受冲击载荷。h.注意对外观质量的影响。7.5浇口形式的选择 由于该塑件外观质量要求高,浇口的位置和大小还是要不能太影响塑件的外观,同时,也应该尽量使模具结构简单。根据对塑件结构的分析及已确定的分型面的位置,可选的浇口形式有几种方案,如下:点浇口是一种断面尺寸很小的浇口,当物料通过时产生很高的剪切速率,这对于表观粘度随剪切速率变化而明显变化的塑料熔体和粘度较低的塑料熔体是适合用的.点浇口在开模时容易自行切断,并且在塑件上留下的残痕极小,不容易觉察,故无需修剪浇口的工序.点浇口的另一个优点是,它很容易向模腔多点进料,浇口位置选择灵活,对于单腔模和多腔模均适用.因此点浇口能实现模具自动化生产,生产效率高. 采取双分型面模具(亦称三板式模具),可以自动脱胶无需要设计机械手或者人工将浇注系统的凝料从主流道中取出,并且塑件的表面经过很小的修整就可以达到塑件的表面质量要求。对塑件成型性能、浇口和模具结构的分析比较,由于塑件的尺寸及表面精度要求不高,从模具的制造及结构考虑,确定成型该塑件的模具采用点浇口的形式。八、成型设备的校核8.1模具闭合高度的校核模具闭合高度的校核公式为:由装配图可知模具的闭合高度=250mm,而注射机的最大模具厚度=300mm,最小模具厚度=250mm,满足安装要求。8.2 模具安装部分的校核模具定位圈的直径125mm与注射机定位孔的直径125相等,满足安装要求。浇口套的球面半径SR1=SR+(12)mm=20mm,满足要求。浇口套小端直径R1=R+(12)mm=8mm,满足要求。8.3 模具开模行程的校核模具开模行程的校核公式为:式中 模具的开模行程,mm 注射机的移模行程,mm 制件的推出距离,mm 包括流道凝料在内的制品的高度,mm 取出凝料所需分开的距离,mm代入数据得:,满足要求。8.4锁模力的校核锁模力的校核公式为:式中 F注射机的额定锁模力,kN A制件和流道在分型面上的投影面积之和,cm2 型腔的平均压力,MPa K安全系数,通常取1.11.2代入数据得:。满足要求。8.5注射压力的校核注射压力的校核公式为:式中 注射机的额定注射压力,MPa 注射成型时的所需用的注射压力,MPa 安全系数代入数据得:。满足要求。综上所述:选取XS-ZY-250型螺杆式注射成型机完全符合本模具的使用要求九、成型工艺参数的确定成型工艺卡片:(具体见附录一)原料参数名称ABS厂家日本住友化学公司牌名、品级Sumikathene LDPE颜色灰色混合比(公司技术保密)预备干燥温度、时间8596 1h比容1.081.10cm3/g比热容2.3J/ g导热系数0.45收缩率0.30.8%熔点180240热分解温度240 注射机参数最大注塑容量60cm3最大注射压力1220MPa最大锁模力500kN最大开模行程200mm最大装模尺寸200mm最大封闭高度300mm最小封闭高度120mm喷嘴球径12mm喷嘴口径4定位孔径55+0.06顶杆直径中心40液压系统油温计量行程十、 设计小结通过对手轮注塑模具的设计,对常用塑料在成型过程中对模具的工艺要求有了更深一层的理解,掌握了塑料成型模具的结构特点及设计计算方法,对独立设计模具具有了一次新的锻炼。在设计过程充分利用了各种可以利用的方式,参考各类书籍,同时在反复的思考中不断深化对各种理论知识的理解,在设计的后一阶段充分利用CAD软件就是一例,新的工具的利用,大在提高了工作效率。模具CAD技术是模具传统设计方式的革命,大大提高了设计效率,尤其是系列化或类似注射模具设计效率更为提高。以计算机为手段,专用模具分析设计软件为工具设计模具。软件可直接调用数据库中模架尺寸,金属材料数据库及加工参数,通过几何造型及图形变换可得到模板及模腔与型芯形状尺寸迅速完成模具设计。总之,通过课程设计的又一次锻炼完全清楚:注塑模的整个设计过程,同时充分利用CAD技术进行设计,并在实际中不断的积累经验,以设计出价廉物美并且实用性更强的模具。参考文献1 冯炳荛、韩泰荣、蒋文森等编. 模具设计与制造简明手册. 上海科学技术出版社2 张维合. 注塑模具设计实用教程. 化学工业出版社3 杨占尧. 塑料模具课程设计指导与范例. 化学工业出版社6 黄虹. 塑料成型加工与模具 化学工业出版社7 机械工人切削手册 机械工业出版社致 谢本课题在选题及研究过程中得到xx老师的悉心指导。xx老师多次询问研究进程,并为我指点迷津,帮助我开拓研究思路,精心点拨、热忱鼓励。xx老师一丝不苟的作风,严谨求实的态度,踏踏实实的精神,不仅授我以文,而且教我做人,虽历时三载,却终生受益。对张南老师的感激之情是无法用言语表达的。感谢xx老师对我的教育培养,细心指导我的学习与研究,在此,我要向老师深深地鞠上一躬。2000届毕业设计说明书设计题目:手轮注塑模设计作 者 姓 名 xxx 作 者 学 号 01 专 业 班 级 模具设计与制造1班 指导教师姓名 xxx 专业技术职称 副教授 xx职业技术学院机电系 2011年06月10日毕业设计(论文)任务书题 目: 手轮注塑模设计 专 业: 模具设计与制造 班 级: 1班 学生姓名: xxx 学号: 01 3 月 18 日至 6 月 15 日共 13 周一、设计内容(论文阐述的问题)要求完成两个注塑件的工艺路线过程卡的制定及模具设计工作,主要内容有:1. 分析注塑件的工艺性,制定塑件注射成型工艺过程卡。2. 完成相关工艺计算,具体包括:模具工作零件尺寸计算、零件体积计算、零件质量计算、主要零部件的计算等相关工艺计算。3. 确定模具结构,绘制模具装配草图。草图要求按照正式装配图1:1绘制,图面上应绘有主、俯视图,零件图以及标题栏和明细表,在绘制工程中,完成模架、导柱、拉料杆、浇口套等标准件的选用工作。4. 绘制装配正式图纸。件图:如图所示为制品的图样。5. 绘制指定的模具零件图,零件图上应标明所有尺寸、公差以及技术条件。二、课程设计目的本课程设计的目的是使我们在学完塑料模具设计课程之后,巩固和加深对塑料模有关理论的认识,提高设计计算、制图和查阅参考资料的能力。使得我们能正确运用专业知识,初步掌握制定注塑工艺规程及进行注塑模具设计的原则和方法。 在课程设计中应本着技术上先进、经济上合理的原则,制定注塑工艺规程和设计有关的注塑模具。塑料制品名称:手轮成型方法与设备:在适当的塑料注射机上注射成型;塑料原料:ABS;收缩率:.0.3%0.8%;四、毕业设计(论文)进程安排序号设计(论文)各阶段工作内容时间分配(起止日期)1分析设计题目,收集设计资料122注塑件工艺性分析343工艺计算584装配图设计9105零件图设计11126准备答辩13五、主要参考资料 1 刘小年 杨月英 机械制图 高等教育出版社 2007年2 齐卫东 塑料模具设计与制造 高等教育出版社 2008年3 何冰强 高汉华 塑料模具设计指导与资料汇编 大连理工大学出版社 2009年 4 王茂元 机械制造技术基础 机械工业出版社 2006年5 刘魁敏 计算机绘图AutoCAD2008中文版 机械工业出版社 2006年学 生 (签 字): 教研室主任(签字): 指导教师(签字): 系主任 (签字): 评 定 项 目评定等级优良中差1、选题的适用性与先进性2、设计方案、工艺和结构的合理性3、图纸的质量和数量4、选用标准零部件的正确性5、计算方法与运算结果6、毕业设计过程中的表现综 合 评 价 等 级指导教师签字: 日期:答辩委员会评价及成绩评 定 项 目评定等级优良中差1、选题的适用性与先进性2、设计方案、工艺和结构的合理性3、图纸的质量和数量4、选用标准零部件的正确性5、计算方法与运算结果6、自述表达问题的清晰度7、回答问题的正确性、独立性、完整性综 合 评 价 等 级评语:答辩组长签字:答辩组成员签字: 日期:答辩组长签字:答辩组成员签字: 日期:第 33 页 共 33 页
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