注塑模具毕业设计-外壳注塑模具设计【含CAD图纸全套】
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I 广东石油化工学院 课 程 设 计 说 明 书 题 目 塑 料 成 型 工 艺 及 模 具 设 计 专 业 机 电 工 程 学 院 班 级 材控 学 生 学 号 指导教师 完成时间 购买后包含有 CAD 图纸和论文 咨询 Q401339828 II 摘 要 本次模具设计的内容是 外壳注射模的设计 通过对塑件进行工艺的分析和 比较 最终设计一副注塑模 从产品结构工艺性 具体模具结构出发 对模具的浇 注系统 模具成型部分的结构 顶出机构 冷却系统 注塑机的选择及有关参数的 校核 都有详细的设计 同时并简单的编制了模具的加工工艺 通过整个设计过程 表明该模具能够达到塑件所要求的加工工艺 根据题目设计的主要任务是外壳注塑 模具的设计 也就是设计一副注塑模具来生产外壳塑件产品 以实现自动化提高产 量 对外壳的具体结构 该模具是点浇口的单分型面注射模具 通过模具设计表明 该模具能达到外壳的质量和加工工艺要求 关键词 外壳 注塑模 分型面 塑料模具设计课程设计说明书 III 目 录 摘 要 II 1 塑件工艺分析 1 1 1 塑件设计要求 1 1 2 塑件的材料特征 2 2 塑件的尺寸精度与结构 5 3 注射机及模架的选用 7 3 1 注射机的选用 7 3 2 模架的选用 7 3 3 模架周界尺寸选择 8 4 模具结构设计 1 4 1 制品成型位置及分型面的选择 1 4 2 模具型腔数的确定 排列和流道布局 1 4 3 主流道 主流道衬套及定位环的设计 2 4 4 分流道的形状及尺寸 4 4 5 浇口的形状及其位置选择 6 4 6 导向机构的设计 7 4 7 推出机构的设计 8 4 8 拉料杆的形式选择 9 4 9 模具排气槽设计 9 5 模具型腔 型芯的有关计算 10 5 1 型腔工作尺寸计算 10 5 2 型芯的工作尺寸计算 10 6 注塑机参数校核 13 6 1 最大注射量校核 13 6 2 锁模力校核 13 6 3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核 13 6 5 开模行程校核 14 7 模具冷却系统计算 15 7 1 冷却回路所需的总面积计算 15 7 2 冷却回路的总长度的计算 16 7 3 冷却水体积流量的计算 16 8 注射模零件及总装技术要求 18 8 1 零件的技术要求 18 8 2 总装技术要求 18 9 模具装配图及工作原理 20 参考文献 21 1 1 塑件工艺分析 1 1 塑件设计要求 外壳在我们生活中非常的普遍 几乎每家都要用到 此次设计的外壳的结构比 较简单 主要是在外壳的底部打长条形的间隙 这样可以让积累在里面的水自然流 出省去人工进行操作 也可以提高外壳的使用寿命 为满足制品表面光滑的要求与 提高成型效率采用潜伏式浇口 浇口的分流道位于分型面上 而浇口却斜向开设在 模具的隐蔽处 塑料熔体通过型腔的侧面或推杆的顶端部注入型腔 因而塑件表面 不受损伤 不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果 图 1 外壳 塑件表面质量 Ra0 32 塑件颜色 白色 2 塑件要求 塑件外侧表面光滑 下端外沿不允许有浇口痕迹 塑件允许最大脱模斜度 1 2 塑件的材料特征 1 2 1 ABS 塑料 ABS 树脂是五大合成树脂之一 其抗冲击性 耐热性 耐低温性 耐化学药品 性及电气性能优良 还具有易加工 制品尺寸稳定 表面光泽性好等特点 容易涂 装 着色 还可以进行表面喷镀金属 电镀 焊接 热压和粘接等二次加工 广泛 应用于机械 汽车 电子电器 仪器仪表 纺织和建筑等工业领域 是一种用途极 广的热塑性工程塑料 塑料 ABS 树酯是目前产量最大 应用最广泛的聚合物 它将 PB PAN PS 的 各种性能有机地统一起来 兼具韧 硬 刚相均衡的优良力学性能 ABS 是丙烯腈 丁二烯和苯乙烯的三元共聚物 A 代表丙烯腈 B 代表丁二烯 S 代表苯乙烯 经 过实际使用发现 ABS 塑料管材 不耐硫酸腐蚀 遇硫酸就粉碎性破裂 由于具有三种组成 而赋予了其很好的性能 丙烯腈赋予 ABS 树脂的化学稳定 性 耐油性 一定的刚度和硬度 丁二烯使其韧性 冲击性和耐寒性有所提高 苯 乙烯使其具有良好的介电性能 并呈现良好的加工性 大部分 ABS 是无毒的 不透水 但略透水蒸气 吸水率低 室温浸水一年吸水 率不超过 1 而物理性能不起变化 ABS 树脂制品表面可以抛光 能得到高度光泽 的制品 ABS 具有优良的综合物理和机械性能 极好的低温抗冲击性能 尺寸稳定性 电性能 耐磨性 抗化学药品性 染色性 成品加工和机械加工较好 ABS 树脂耐 水 无机盐 碱和酸类 不溶于大部分醇类和烃类溶剂 而容易溶于醛 酮 酯和 某些氯代烃中 ABS 树脂热变形温度低可燃 耐候性较差 熔融温度在 217 237 热分解温度在 250 以上 如今的市场上改性 ABS 材料 很多都是掺杂了水口料 再生料 导致客户成型产品性能不一又不稳定 1 2 2 塑件材料的确定 ABS 流动性好 加工性能好 易着色 尺寸稳定性好 可用注塑 挤塑 吹塑 发 泡 热成型 粘接 涂覆 焊接 机加工 印刷等方法加工成各种制件 特别适用于 注射成型 1 无定形材料 流动性中等 吸湿大 必须充分干燥 表面要求光泽的塑件须长时间 预热干燥 80 90 度 3 小时 2 宜取高料温 高模温 但料温过高易分解 分解温度为 270 度 对精度较高的塑 件 模温宜取 50 60 度 对高光泽 耐热塑件 模温宜取 60 80 度 3 3 如需解决夹水纹 需提高材料的流动性 采取高料温 高模温 或者改变入 水位等方法 4 如成形耐热级或阻燃级材料 生产 3 7 天后模具表面会残存塑料分解物 导 致模具表面发亮 需对模具及时进行清理 同时模具表面需增加排气位置 5 冷却速度快 模具浇注系统应以粗 短为原则 宜设冷料穴 浇口宜取大 如 直接浇口 圆盘浇口或扇形浇口等 但应防止内应力增大 必要时可采用 调整式浇口 模具宜加热 应选用耐磨钢 6 料温对塑件质量影响较大 料温过低会造成缺料 表面无光泽 银丝紊乱料 温过高易溢边 出现银丝暗条 塑件变色起泡 7 模温对塑件质量影响很大 模温低时收缩率 伸长率 抗冲击强度大 抗弯 抗压 抗张强度低 模温超过 120 度时 塑件冷却慢 易变形粘模 脱模困难 成型周期长 8 成型收缩率小 易发生熔融开裂 产生应力集中 故成型时应严格控制成型 条件 成型后塑件宜退火处理 9 熔融温度高 粘度高 对剪切作用不敏感 对大于 200 克的塑件 应采用螺 杆式注射机 喷嘴应加热 宜用开畅式延伸式喷嘴 注塑速度中高速 1 2 3 主要性能 a 机械性能 强度高 耐疲劳性 尺寸稳定 蠕变也小 高温条件下也极少有 变化 b 耐热老化性 增强后的 UL 温度指数达 120 140 户外长期老化性也很好 c 耐溶剂性 无应力开裂 d 对水稳定性 遇水易分解 高温 高湿环境下使用需谨慎 e 电气性能 1 绝缘性能 优良 潮湿 高温也能保持电性能稳定 是制造电子 电气零件 的理想材料 2 介电系数 3 0 3 2 3 耐电弧性 120s f 成型加工性 普通设备注塑或挤塑 由于结晶速度快 流动性好 模具温度 也比其他工程塑料要求低 在加工薄壁制件时 仅需几秒钟 对大部件也只要 40 60s 即可 塑料成型工艺参数 模具温度 50 70 4 喷嘴温度 180 190 料筒温度 前段温度 200 210 中段温度 210 230 后段温度 180 200 注射压力 70 90MPa 注射机类型 螺杆式 保压压力 50 70 MPa 喷嘴形式 直通式 注射时间 3 5S 保压时间 15 30S 冷却时间 15 30S 成形周期 40 70S 后处理 红外线烘箱 5 2 塑件的尺寸精度与结构 为了降低模具加工难度和制造成本 在满足塑件使用的前提下 用较低的尺寸 公差精度等级 表 3 塑件有关尺寸精度等级参数 精度等级 1 2 3 4 5 6 7 8基本尺寸 mm 公差数值 mm 3 0 04 0 06 0 08 0 12 0 16 0 24 0 32 0 46 3 6 0 05 0 07 0 08 0 14 0 18 0 28 0 36 0 56 6 10 0 06 0 08 0 10 0 16 0 20 0 32 0 40 0 64 10 14 0 07 0 09 0 12 0 18 0 22 0 36 0 44 0 72 14 18 0 08 0 10 0 12 0 20 0 24 0 40 0 48 0 80 18 24 0 09 0 11 0 14 0 22 0 28 0 44 0 56 0 56 24 30 0 10 0 12 0 16 0 24 0 32 0 48 0 64 0 96 30 40 0 11 0 13 0 18 0 26 0 36 0 52 0 72 1 00 40 50 0 12 0 14 0 20 0 28 0 40 0 56 0 80 1 2 50 65 0 13 0 16 0 22 0 32 0 46 0 64 0 92 1 4 65 85 0 14 0 19 0 26 0 38 0 52 0 76 1 0 1 6 85 100 0 16 0 22 0 30 0 44 0 60 0 88 1 2 1 8 100 120 0 18 0 25 0 34 0 50 0 68 1 0 1 4 2 0 120 140 0 28 0 38 0 56 0 76 1 1 1 5 2 2 塑件精度等级与塑料品种有关 根据塑料的收缩率的变化不同 塑料的公差精 度分为高精度 一般精度 低精度三种 6 表 4 塑件精度等级参数 建议采用精度等级 塑料品种 高精度 一般精度 低精度 ABS MT2 MT3 MT5 由塑件的工作环境知道工件的精度要求较高 所以精度等级选择一般精度由表 3 表 4 可查得模具加工时的各尺寸工差 7 3 注射机及模架的选用 3 1 注射机的选用 由工件可得其质量为 18g 因为采用一模二腔的生产方式 所以二个塑件的总 质量为 36g 可计算浇注系统的体积为 8 5cm3 由公式所以 3364 781 05mgVcmc 塑 件 浇塑 件总 V 4 7832 选用 XS ZY 125 型卧式注射机 其性能参数如下 额定注射量 315cm 注射压力 Mpa20 锁模力 9KN 最大注射面积 23c 最大开模行程 m0 模具最大厚度 模具最小厚度 2 拉杆间距 609 喷嘴半径 m 喷嘴圆弧半径 18 3 2 模架的选用 我国目前标准化注射模零件的国家标准有 12 个 另外还制订了塑料注射模具的 标准模架 分 中小型模架 GB T12556 1 90 和 大型模架 GB T12555 1 90 两种 中小型模架 标准中规定 模架的周界尺寸范围为 560 m 并规定模架的形式为品种型号 即基本型 A1 A2 A3 和 A4 四个品种 m90 8 表 5 四种模架的组成 功能及用途 型号 组成 功能及用途 A1 型 定模采用两块模板 动模采用一块模板 与推杆推件机构组成模架 适用于 立式和卧式注射机 A2 型 动 定模均采用两块模板 与推件机构组成模架 适用于立式和卧式注射机 可用于带有斜导柱侧向抽芯的模具 也可用于斜滑块侧向分型的模具 A3 型 定模采用两块模板 动模采用一块模板 它们中间设置了一块推件板 用于 推件板件的模具 适用于立式和卧式注射机 A4 型 动 定模均采用两块模板 它们中间设置了一块推件板 用于推件板件的模 具 适用于立式和卧式注射机 根据以上四种模架的组成 功能及用途可以看出 A4 型模型适用于本次模具的 设计 故选用 A4 模架 3 3 模架周界尺寸选择 根据模具型腔布置可以选用的模架规格为 再根据所选取的90m75 模架规格可通过标准模架 表查得上 下模板的厚度为 垫板厚度为 330m 1 4 模具结构设计 4 1 制品成型位置及分型面的选择 选择分型面时的考虑方向 1 塑件开模后留在动模上 2 分型面的痕迹不影响塑件的外观 3 浇注系统和浇口的合理安排 4 推杆的痕迹不露在塑件的外观上 5 使塑件易于脱模 根据以上的分型面选择的原则 本塑件的分型面选择在塑件的最下面 这样有 利于塑件型腔的加工 更有利于塑件的成形 而塑件的整体将在脱模后留在动模侧 而对于推杆的设计 将采用塑件的底面形状 圆弧度 的面积 这样既增大了推出 力 又减小了推杆的痕迹的存在 图 3 分型面的选择图 4 2 模具型腔数的确定 排列和流道布局 与单型腔模具相比较 单型腔模具具有塑料制件的形状和尺寸一致性好 成型 的工艺条件容易控制 模具结构简单紧凑 模具制造成本低 制造周期短等特点 但是 在大批量生产的情况下 多型腔应收更为合适的形式 它可以提高生产效率 降低塑件的整体成本 2 型腔数目的确定 应根据塑件的几何形状及尺寸 质量 批量大小 交货长短 注射能力 模具成本等要求来考虑 根据注射机的额定锁模力 F 的要求来确定型腔数目 n 即21FpAn 式中 F 注射机额定锁模力 N p 型腔内塑料熔体的平均压力 MPa 分别为浇注系统和单个塑件在模具分型面上的投影面积 mm 2 1A2 大多数小型件常用多型腔注射模 而高精度塑件的型腔数原则上部超过 4 个 生产中如果 交货允许 根据上述公式估算 采用一模两腔 图 4 型腔排列图 因为一模二腔 所以塑件的尺寸为竖直方向 浇注系统的作用就是将熔融状态的塑料均匀 迅速地输入型腔 使型腔内气体 及时排出 并且将注射压力传递到型腔的各个部分 从而得到组织紧密的制品 4 3 主流道 主流道衬套及定位环的设计 主流道设在定模板上 并且位于模具的中心 与注射机喷喷嘴在同一轴线上 其为一圆锥孔 其小头正对注射机的喷嘴 因喷嘴外形为球面 所以主流道小头孔 端的外形应为一凹球面 为了配合紧密 防止溢料 凹球面的半径应比喷嘴的球面 半径略大 m32 主流道衬套的材料常用 T8A T10A 制造 热处理后硬度为 50 55HRC 主流道 3 衬套与定模板采用 H7 m6 的过渡配合 主流道衬套与定位圈采用 H9 m9 的过渡配合 由于受型腔或分流道的反压力作用 主流道衬套会产生轴向定位移动 所以主流道 衬套的轴向定位要可靠 主流道设计应注意的问题 1 便于流道凝料从主流道衬套中拔出 主流道设计成圆锥形 锥角 粗糙度 与喷嘴对接处设计成半球形凹坑 球半径略大于喷嘴头半 4 2 63 0 Ra 径 2 主流道要求耐高温和摩擦 要求设计成可拆卸的衬套 以便选 用优质材 料单独加工和热处理 3 衬套大端高出定模端面 并与注射机定模板的定位孔成间隙配m10 5 合 起定位隙作用 4 主流道衬套与塑料接触面较大时 由于腔体内反压力的作用使衬套易从 模具中退出 可设计定住 5 直角式注射机中 主流道设计在分型面上 不需沿轴线上拔出凝料可设 计成粗的圆柱形 主流道直径计算的经验公式 由公式得 4mKVD 式中 主浇道大头直径 流经主浇道的熔体体积 注射量为 603cm3cm 因熔体材料而异的常数 塑料种类 PS PE PP PA PC POM CA K 值 2 5 4 5 1 5 2 1 2 25 故 mD47 1 360 4 图 5 主流道衬套图 表 6 定位环的尺寸参数 d1 16 20 25 30 d 注射机喷嘴直径 0 5 1 D 与注射机定位孔间隙配合 SR 注射机喷嘴球面半径 1 2 主流流道的大头直径确定为 因为小端直径比注射机喷嘴直径大 0 5 m47 1 由上知注射机喷嘴直径为 所以可得主流道小端直径为 主流道锥度m3 一般取 根据设计计算可知锥度为 4o 所以符合主流道的选取范围 4 2 4 4 分流道的形状及尺寸 分流道的截面形状有 圆形 梯形 u 形 半圆形 矩形 分流道的长度应尽 可能的短 少弯折的减少压力损失和热量损失 分流道的表面粗糙度为 mRa6 1 表 7 分流道截面形状和特征比较 特征 截面形状 热量损失 加工性能 流动阻力 效果 圆形 小 较难 小 最佳 5 U 形 较小 易 较小 良 矩形 大 易 大 不良 通过以上截面形状的对比 显然圆形截面形状效果最佳 为此选用 U 形截面形 状 多腔模中 分流道的排布 1 平衡式和非平衡式 平衡式 分流道的形状尺寸一致 非平衡式 a 靠近主流道浇口尺寸设计得大于远离主流道的浇口尺寸 b 分流道不能太细长 太细长 温度 压加体大会使离主流道较远的型腔难以 充满 c 一般需要多次修复 调理达到平衡 d 即使达到料流和填充平衡 但材料时间不相同 制品出来的尺寸和性能有差 别 对要求高的制品不宜采用 e 非平衡式分布 分流道长度短 f 如果分流道较长 可将分流道的尺寸头沿熔体前进方向稍征长作冷料穴 使 冷料不致于进入型腔 g 分流道和型腔布置时 要使用塑件投影面积总重心与注塑机锁模力的作用线 重合 U 形分流的侧面斜角 常取 5o 10o 此取斜角为 6o 分流道截面形状采用 U 形且平衡分布 因为圆形分流道热量损失较小 易加工 效率较高且可保证各型腔均衡进料 从而保证塑件质量 R2 图 6 U 形分流道截面尺寸图 6 4 5 浇口的形状及其位置选择 浇口的作用是使料流加速 并控制衬料时间 控制料流状态 常用的截面形状 有圆形和矩形两种 流口不仅对塑件熔体的流动性和充模特征有关 而且与塑件的 成形质量有着密切的关系 因此浇口的形式与塑料品种要相互适应 根据各种浇口 的特征比较可以看出点浇口的各种优越性能 其浇口特征如下 点浇口的特征 1 形状简单 便于加工 而且尺寸精度容易保证 2 试模时 发现不适当 容易及时修改 3 能相对独立的控制充填速度与封闭时间 4 可用于各种塑料 5 对于壳体类塑件 流动填充效果较佳 基于塑件的特点和点浇口的特征来看选择点浇口 点浇口的直径计算公式 4Acnd 式中 点浇口的直径 m 系数 依塑料种类而异 ABS 0 7 塑料种类 PVC PE PS ABS PC POM PVAV n 值 0 9 0 6 0 8 0 7 0 7 0 8 依塑件壁厚而异 系数为0 2c 型腔表面积A 故 0 15 3d 1m 表 8 点浇口尺寸参数 塑件厚度 塑料种类 3 5 3 PSE 70 59062 1 80AB8 6 17VCOM 18 2 92 6 浇口位置的选择 尽量缩短流动距离 保证熔料能迅速地充满型腔 浇口开在塑件壁厚处 且应 7 减少熔痕 有利于型腔气体的排出 图 7 浇口位置 4 6 导向机构的设计 当动定模合拢后就构成了型腔 为了保证动定模合拢时的导向机构 合模导 向机构 合模导向机构在模具中的作用 一是定位作用 模具每次合拢时 都有一 个唯一的准确方位 从而保证型腔的正确形状 二是导向作用 引导动定模正确闭 合 避免凸模式型芯先进入型腔而损坏 三是承受一定的侧压力 在成行过程中承 受单向侧压力 导向机构主要由导柱和导套组成 图 8 导柱导套配合形式图 4 7 推出机构的设计 塑件在模腔中成形后 便可以从模具中取下 但在塑件取下以前 模具必须完 成一个将塑件从模腔中推出的动作 模具上完成这一动作机构称为脱模推出机构 8 推出机构的组成 第一部分是直接作用在塑件上将塑件推出的零件 第二部分 是用来固定推出零件的零件 有推杆固定板 推板等 第三部分是用作推出零件推 出动作的导向及和模时推迟推出零件复位的零件 推出机构应使塑件脱模时不发生 变形或损伤塑件的外观 推力的分布依脱模阻力的大小合理合理安排 推出机构的 结构力求简单 动作可靠 不发生误动作 和模时要正确复位 推板结构的设计 推板一般适用于塑料制品比较高 难于脱模的塑料注射模具 推 扳与凸模接触部分应设有一定的斜度 一般为 这样可减少推板与凸模壁的摩3 5 檫 推管结构设计 根据该塑件的特性 推管须和其它推出元件联合使用 才能够合理的推 出 使用推管的优点是推出动作均匀 可靠 塑料制品上不留明显痕迹 对于大塑件而言 因为其内型腔有两个圆孔 所以使用一般的推杆推出机构 推板推出机构等满足不了塑件脱模的要求 为此大塑件的脱模方式采用侧陷槽脱出 机构 侧陷槽是指塑件在非开模方向上的凸出或凹进部位 这些部位在脱模时必须 采用特殊的方法 推出侧凹陷机构分为用成形嵌件推出 用内倾滑块脱出 用内斜 销及滑块脱出等多中方式 根据本模具的成型特点考虑 采用推杆推出 推杆截面 为圆形 推杆推出动作灵活可靠 推杆损坏后也便于更换 推杆的位置选择在脱模 阻力最大的地方 塑件各处的脱模阻力相同时需均匀布置 以保证塑件推出时受力 均匀 塑件推出平稳和不变形 根据推杆本身的刚度和强度要求 采用六根推杆推 出 复位零件的确定 为了使推出元件合模后能回到原来的位置 在设计时应考虑推出机构的复位 推出 机构中常用的复位零件有复位杆和弹簧 对于本模具的形式和结构的综合考虑 选用复位杆推出机构 4 8 拉料杆的形式选择 拉料杆可分为球形拉料杆 z 形拉料杆和薄片式拉料杆 根据对各种拉料杆的 对比分析和对本模具成型特点考虑用 z 形拉料杆 9 图 9 z 形拉料杆尺寸及形状图 拉料杆的材料为 T8 进行热处理时头部硬度为 HRC50 55 配合部分粗糙度为 Ra0 8um 4 9 模具排气槽设计 当塑料熔体充填型腔时 必须顺序地排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热而产 生的气体 如果气体不能顺利地排出 塑件会由于填充不足而出现气泡 接缝式表 面轮廓不清等缺陷 甚至气体受压而产生高温 使塑件焦化 为此设置排气槽是很 有必要的 通常排气槽设计有多种方式 通过对模具型腔的研究 采用利用配合间 隙排气的方式为最优 因此在分型面与模板间的配合间隙进行排气 间隙值为 0 03 10 5 模具型腔 型芯的有关计算 5 1 型腔工作尺寸计算 模具型腔是模具和塑件的接触处其尺寸的公差直接影响了塑件工作的性能和表 面的粗糙度 为此工件的型腔尺寸应做到在保证工件的质量的前提下有足够的加工 余量 由公式得 因为 对于塑件 150m 3 4L 模 具 式中 塑件形状最大尺寸塑 件 塑件的平均收缩率k 塑件的尺寸公差 模具制造公差 取塑件尺寸公差的 1 3 1 6 0 215 由公式得 因为 对于塑件高度 尺寸模具设计m 0 843Hhk 塑 件模 具 塑件最高方向最大尺寸塑 件 故 0 82501 543 模 具 82 5 2 型芯的工作尺寸计算 模具的型芯和型腔一样也是和塑件直接接触 其加工要求和型腔基本上是相同 的 但是型芯的加工要保证和塑件的内型腔相同 其制造公差和型芯相反取负偏差 由公式得 因为 对于塑件 100mm 尺寸的模具设计 431kL塑 件模 具 11 塑件内形径向的最小尺寸塑 件L 故 0 15310 546 模 具 0 1536 公式得 因为 对于塑件 尺寸的模具设计 4m 32kL塑 件模 具 塑件内腔的深度最小尺寸塑 件 故 0 52410 5143h 模 具 0 56 1 0 12 24L 内 型 0 138 2 0 13524 内 型 0 134 3 0 1639584L 内 型 0 162 4 0 173524 内 型 0 1738 0 263584L 内 长 0 269 2 0 1734154 内 长 0 7 12 1 0 19340 564L 内 圆 弧 196 2 0 130524 内 圆 弧 12738 3 0 13504L 内 圆 弧 17 2 0 17340524 内 长 176 13 6 注塑机参数校核 6 1 最大注射量校核 注射机的最大注塑量应大于制品的重量或体积 包括流道及流口凝料和飞边 通常注塑机的实际注塑量最好在注塑机的最大注塑量 80 由公式得 所以 选用的注塑机最大注塑量应 浇塑 件机 V 8 0 式中 注塑机的最大注塑量 单位 机V3cm 注塑机的体积 单位 塑 料 该产品 V 塑件 34 78 3c 浇注系统体积 单位 浇 该产品 8 50浇 3m 故 4 78504 10 V 塑 件 浇机 所以 选择注塑机的注塑量为 125 故 满足要求 3c 6 2 锁模力校核 由公式得 锁 机FAP模 熔融塑料在型腔内的压力 70 90 Mpa 80 选取型腔内压力的模P 平均值为 35Mpa 所以 计算得 582 KN 塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和 计算为 14000mm2A 注塑机的额定锁模力锁 机F 故 815KN锁 机 AP模 所以选定的注塑机为 900KN 满足条件 6 3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核 即 模具长 x 宽 拉杆间距 14 6 5 开模行程校核 我们所选的注塑机的最大行程与模具厚度有关 故注塑机的开模行程应满足下 式 最 小模机 HS m10521 H1 推出距离 单位 H2 包括注射系统在内的塑件高度 单位 S 机 注射机最大开模行程 故 满足要求 15 7 模具冷却系统计算 冷却回路的设计应做到回路系统内流动的介质能充分吸收成形塑件所传导的热 量 使模具成形表面的温度稳定地保持在所需的温度范围内 并且要做到使冷却介质 在回路系统内流动畅通 无滞留部位 7 1 冷却回路所需的总面积计算 冷却回路所需总表面积可按下式计算 WMqA 360 式中 冷却回路总表面积 2m 单位时间内注入模具中树脂的质量 Mhkg 单位质量树脂在模具内释放的热量 值可查表 q KJq 冷却水的表面传热系数 mW 2 模具成形表面的温度 M 冷却水的平均温度 W ABS 成形时放出的热量 5 910JqKg 故 23436mwA 冷却水的表面传热系数 可用下式计算 2 0 8d 式中 冷却水的表面传热系数 KmW 2 冷却水在该温度下的密度 3g 冷却水的流速 s 冷却水孔直径 dm 16 与冷却水温度有关的物理系数 值查表 7 1 表 9 水的 值与其温度的关系 平均水 温 5 10 15 20 25 30 35 40 45 56 值 6 16 6 60 7 06 7 50 7 95 8 40 8 84 9 28 9 66 10 0 5 故 0 8335 210717 61 KmW 2 7 2 冷却回路的总长度的计算 冷却回路总长度可用下式计算 dAL 10 式中 冷却回路总长度 m 冷却回路总表面积 A2 冷却水孔直径 d 故 10 341 8L 确定冷却水孔的直径时应注意 无论多大的模具 水孔的直径不能大于 14 否则冷却水难以成为湍流状态 以致降低热交换效率 一般水孔的直径可m 根据塑件的平均壁厚来确定 平均壁厚为 2 时 水孔直径可取 10 14 本mm 模具取 10 所以由模具的长度可知需要排布 8 根水道才满足冷却水道长度要求 7 3 冷却水体积流量的计算 塑料树脂传给模具的热量与自然对流散发到空气中的模具热量 辐射散发到空 气中的模具热量及模具传给注射机热量的差值 即为用冷却水扩散的模具热量 假 如塑料树脂在模内释放的热量全部由冷却水传导的话 即忽略其他传热因素 那么 模具所需的冷却水体积流量则可由公式计算 17 2160 cMqV 式中 冷却水体积流量 v min3 单位时间注射入模具内的树脂质量 hkg 单位质量树脂在模具内释放的热量 q KJ 冷却水比热容 c KgJ 冷却水的密度 3m 冷却水出口处温度 1 冷却水入口处温度 2 in108 25610 4609 333qV 当注射成形工艺要求模具温度在 80 以上时 模具必需有加热装置 由于 ABS 注射成形工艺要求模具温度在 50 70 因此模具中不用设置加热装置即可满足需 要 18 8 注射模零件及总装技术要求 8 1 零件的技术要求 塑料注射模具应优先按 GB T12555 1 90 和 GB4169 1 11 选用标准模架和标准 件 模具成形零件 材料和热处理要求 优先按表 10 内容选用 表 10 模具成形零件优先选用材料和热处理硬度参数 模具材料 热处理硬度 零件名称 牌号 标准号 HBS HRC Q235 GB699 216 260 40 45 4Cr GB3077 216 260 40 45 40CrNiMOA GB3077 216 260 40 45 3Cr2Mo GB1299 预硬状态 35 45 4Cr 5MoSiV1 GB1299 246 280 45 55 型腔 型芯定 模镶件 动模 镶件 活动镶 件 3Cr13 GB1220 246 280 45 55 8 2 总装技术要求 表 11 总装技术要求 条目编号 条目内容 1 定模 式定模板 与动模 式动模应板 安装平面的平行度按 GB T12555 2 和 GB T125556 2 规定 2 导柱 导套对定 动模安装面 式定 动模座半安装面 的垂直度按 GB T12555 2 和 GB T125556 2 3 模具所有活动部分应保证位置准确动作可靠 不得有歪斜和卡滞现象 要 求固定的零件不得相对窜动 4 塑件的嵌件或机外脱模的成形零件在模具上安放位置应定位准确 安放可 靠 具有防止错位措施 5 流道转接处应光滑圆弧连接 镶拼处应密合 浇注系统表面粗糙度为 Ra 0 8um 6 热流道模具 其浇注系统不允许有树脂泄露现象 7 滑块运动应平稳 合模后镶块应压紧 接触面积不少于 3 4 开模后定位准 确可靠 19 合模后分型面应紧密结合 成形部位的固定镶件配合处应紧密贴合 其间 隙应小于塑料的额最大不落料间隙 其值应符合如下规定 塑料流动性 好 一般 较差8 塑料间隙 mm 0 03 0 05 0 08 9 冷却加热 不包括电加热 系统应畅通 不应有泄漏现象 10 气动式液压系统应畅通 不应有泄漏现象 11 电气系统应绝缘可靠 不允许有漏电式短路现象 12 在模具上装有吊环螺钉时 应用符号 GB825 的规定 13 分型面上应尽可能避免有螺钉式销钉的穿孔 以免积存溢料 20 9 模具装配图及工作原理 工作原理 注射机从喷嘴中注射出的塑料熔体经由开设在定模上的主浇道进入 模具 再由分浇道及浇口进入型腔 待熔体充满型腔并经过保压 补缩和冷却定型 后开模 开模时 注射机开合模系统便带动动模后退 这时动模和定模两部分从分 型面分开 塑件包在凸模 7 上随动模一起后退 拉料杆 15 将主浇道凝料从浇口套 6 中拉出 当动模退到一定位置时 安装在动模内的推出机构在注射机顶出装置的作 用下 使推杆 18 和拉料杆 15 分别将塑件及浇注系统的凝料从凸模 7 和冷料穴中推 出 塑件与浇注系统凝料一起从模具中落下 至此完成一次模具注射 21 参考文献 1 虞传宝 冷冲压及塑料成型工艺与模具设计资料 北京 机械工业出版社 1993 2 张如彦 塑料注射成型与模具 北京 中国铁道出版社 1987 3 塑料模设计手册编写组编著 塑料模设计手册 模具手册之二第二版 北京工业出 版社 1994 4 阎亚林 塑料模具图册 北京 高等教育出版社 2004 5 叶伟昌 刀量模具设计简明手册 北京 机械工业出版社 1995 6 齐卫东 塑料模具设计与制造 北京 高等教育出版社 2004 7 付利 塑料模具技术手册 北京 机械工业出版社 1997 8 冯炳尧 模具设计与制造简明手册 上海 上海科学技术出版社 1985 9 李秦蕊 塑料模具设计 西安 西安工业大学出版社 1988 10 李德群 塑料成型模具设计 武汉 华中理工大学出版社 1990 11 冯爱欣 塑料注射模具机构与结构设计 北京 机械工业出版社 1997 12 陈锡栋 周小玉 实用模具技术手册 北京 机械工业出版社 2002 13 屈华昌 塑料成形工艺与模具设计 北京 高等育出版社 2001 14 许发樾 模具标准应用手册 北京 机械工业出版社 1994 15 李学军 模具常用机械设计 北京 机械工业出版社 2003 附件1:外文资料翻译译文塑件均一的带嵌块注射模摘要 制造光碟的注射模定义了一个可打开的模具型腔和带有信息的圆盘,该圆盘通过模具型腔中的真空在光碟上形成压痕,这样在必要时为了使嵌块易于拆除和更换。该发明涉及的注塑模具,包括至少两个模具零件,这两个模具零件在封闭的空间内可相互移动,在内部形成一个空型腔。该型腔连通了一个压力管道,用该压力管道来给型腔中的高温塑料加压,在高压下把塑料加热。并且在该型腔的一个可打开的位置取出某形状的产品,这个打开的位置在正对着至少一个用来固定嵌块的空腔壁面上,通过保障方法在事先选定的位置上夹住嵌块。这样的注塑模具是众所周知的。例如铸模制造光碟的模具。这种光盘是带中心孔的圆盘,上面以数字形式记录音频信息。音频信息在光盘的平面上以螺旋形的凹陷轨道被排列,光碟上的压痕与其他模具空腔的圆盘状嵌块的形状是互补的。制造圆盘必须满足高要求,即产品必须符合严格的尺寸精度的规范。带有互补信息的圆盘要制造成嵌块的形式,需要非常准确的定位和正对模具壁。在模具打开的时候,例如,取出一个光碟时,镍制嵌块也仍然保持正确的定位。在整个停滞期间内有一个嵌块准确和永久正确定位的方法,例如用于制造1000个单位的产品,一方面采取抓紧圆盘中央洞的圆边的方法;另一方面在圆盘周围抓紧圆盘,但是,它必须保证替换嵌块不会损失过大,一方面是考虑缩短停滞时间,另一方面防止它转形成另外一种类型的圆盘,换句话说,将改变一系列产品。塑料模具通常是昂贵的。但是,使用带有采用特殊正确手段来安置并且在预先选定的位置固定的嵌块的模具更昂贵。此外,嵌块容易替换的力有助于进一步提高模具的价格。这项发明已经为它的产品提供了注塑模具,这样的模具可用于制造大量简单且便宜的产品,然而仍保持准确的尺寸和稳定的形状。为了了解这一产品,该发明提出了一种类型注塑模具,序言中所提到的是采用连接一个低压液体源来定位,部分是由于低压或每个嵌块正对相关的壁作为保障手段制造而成的。制造塑料薄片如圆盘形的或上面描述的光碟时,这种模具可以显示嵌块被安排正对平壁的特征,该壁显示至少有一个凹槽连接了负压源。该凹槽可以做成如环型槽的形式。在这种情况下,最好是每个凹槽可以延伸到壁的圆周区域内,并且围绕中心孔的区域也可能存在。在一个实际设备中制造出来的薄片模型有中央洞,同时通过机械手段能夹住薄片。当模具打开时,为了浇口的释放容易完成,推荐的方法是压力管道中的变体通过分开部分的模具出现在结构腔中。就具体的物体来说,是可取的,甚至是对带中央洞的物体是非常重要的。为了这个目的采用的后处理是众所周知的。然而,为了从形状物件冲压中心孔使用了最好的冲压手段制造,这样经过后处理去掉残留应力。可以特别地制造使变体显示它的特点,冲压手段包括一个圆柱零件的组成部分是一个模具的部分零件,上述的圆柱零件前面有一个圆周边缘的结构适应从一个物体中被打出一个洞的形状,正在轴心的零件移开,并且附着另一半的模具,而且调整的意味着来调整前周缘圆柱轻拍的形成和表面的位于它对面其他部分模具之间的距离。在这种情况下,整手段才能加以管制,当使用不同塑料时,以确保不同形状的物体的最好的质量,而这种方式也有可能实现这一目标,所以可以制成冷注射和热注射。特别是着眼于确定冲压手段中最佳的一击的可能性,有一种可成型的变体,其中调整手段可以从外面操作。可以是执行在注射过程中运转,在注射成型中逐渐进展,例如从一个最高的位置距预先选定的位置的最小距离,例如O的距离,可以用具体设备造,在注射成型期间,该具体设备进行往复运动,加热,成型,最后取出产品。倾向于一种设备,它显示了型腔壁在压力管口的对面显出一个与该型腔会和的中央凹槽的特点,该凹槽的底部的形成是通过一个排出器的底表面,该排出器排出了从冲压中心孔中脱离的一部分东西,由通道通向废料区。进一步的发明已经在此类型注射模之前为它的注塑产品描述过了。这样一个产品的特点是在模具打开时驱动负压源,进行加工。这项发明将在所附的几个主观选择的实例的基础上解释,该发明不能全部解释,不管怎样是被限制的。在图中:图中1-5显示根据发明在一个生产周期的不同阶段是通过注塑模具纵切;图中6显示详细的解释了带有机械和负压手段的插入盘的稳定性;图中7根据图6显示了VII的细节;图中8显示了一个视角相当于图6中的变体,其中插入盘由负压单独地夹住变体;当根据图8时,图中9显示一个变体;图中10显示注塑模具的凹槽的细节,凹槽与吸的方法连接,用多孔材料充满;图中11和12显示两个注射模具的脱离模,其中包括外加工的冲压调节手段和加工手段。根据发明图中1显示了注塑模具1,这包括前端模2和后模具3 。紧靠前表面4镍盘5可以放在一个提供的中心孔6中,盘5可以通过一个阀座压板7固定在前表面4。为此,阀座压板7稳固地与后模具3连接,用螺栓8和螺纹衬套9 。凸缘10,在图7中可以更加清楚地看到它的形状,抓紧中心孔6的边缘。通过操作螺纹衬套9,通过一个齿轮联轴器定一个直角,阀座压板7朝箭头13的方向可移动到相应模具3的型腔14,确保镍盘5紧靠前表面4。模具1习惯用来制造光碟。针对图中的左侧是镍盘5,为了制造光碟在表面上载有数字信息。制造成厚度0.300mm与宽度0.025mm。根据一个具体光盘的厚度,改变环16使圆盘的总厚度可以与腔14的肩部17的厚度持平。镍盘5依靠阀座压板7夹紧在盘5的中间。夹紧的盘进一步保证了与管道21连接的环形槽18。后模具3显示一个为了冷却流体的螺旋形的管道22。图2显示了模具2的结构,以及与后模具3 之间的合作,共同约束一轮圆盘状的形式腔23。因此,也可以明显的是,图2显示了模具1封闭位置。这里的形式腔连接23通过压力管道24,对不同的腔23,和注射喷嘴25。 箭头27显示了相对位移的表示,注射喷嘴25到达工作的位置。压力管道24一直延伸到前面的模具2 的中心位置26。图 3显示如何由落后的流离失所,按照箭头27注射喷嘴25通过的运作春季垫圈28日,中央位置是26转移到左侧,例如,一个29浇道圆锥形状相应的,在不同的压力管道24可释放。 29表示,光盘30的浇道形状脱离了后者的冲压手段,可以安排在光盘30的中心孔。冲床是被做成冲压元件31的形式,直径在32前缘相当于与中央腔33在前面模具2,其中中央部分26。这样凸缘32和冲孔机31共同操作,柱形空腔33的边缘34位于它对面的一个核心部分,由光盘30的方式显示在图4上并且在中央形成一个洞。在冲压机31是通过在压力下输送流体到压力管道36,其中活塞37流离到左侧。活塞是37是由两半联结圈与冲孔机31连接的。这里认为分开的联结圈38,其中合作的两个凸缘39,40的分别是活塞37和冲孔机31锥形面上的,内部结构相当于上述表面的形状。表面上看,这种通过连接联结圈38的两半未抽出意味着一个非常简单但可靠的啮合关系在活塞37与冲孔机31之间获得。图5显示中央部分35和锥形浇道29共同构成一个整体被固定在冲孔机31的正表面上。这一情况的结果,即一个外表腔41在冲孔机31内,当形成了光碟,引起部件42的形成,在中心光盘并延伸到腔41,该部件42由于逐渐形式的腔,与一个非释放冲孔机连接。腔41的底部是由喷射器43的前表面组成,其中所取代左边的箭头根据45对压力形成一个弹簧44可以套用释放力针对部件42左侧,即弹出废料29,35,42。该型光碟30现在可以被机器人46与吸力垫47移除,按照图示表明,为了进一步处理,该光碟被运送到另一工作台进行加工,最后再运送到工作台进行包装。在负压下吸力通道21与流体源连接。该流体源形成部分未被取用的注塑产品并且在里面通过控制手段被驱动,图5所示的任何阶段,即在处置浇道及相关材料和产品废料的清除。根据此前讨论的设备与阀座压板7不一致,在其前圆柱49前表面上,图6指出的阀座压板48可以提供,即可直接形成理想的光碟的中心孔。
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