注塑模具畢業(yè)設(shè)計(jì)-八孔肥皂盒底殼注射模具設(shè)計(jì) (含CAD圖紙)
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目錄
摘 要
設(shè)計(jì)一套一模四腔的塑料注射模具。并對成型工藝等多方面分析,通過對數(shù)據(jù)的計(jì)算及驗(yàn)算,制定正確加工方案,并對模具的所有成型零部件進(jìn)行驗(yàn)證及校核,最終完成整注射套模具的設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞:注塑 肥皂盒 四腔 尺寸
1
目 錄
摘 要 I
目 錄 1
前言 1
1、塑件的工藝分析 2
1.1塑件模型的建立: 2
1.2塑件參數(shù)的設(shè)計(jì)。 3
1.2.1塑料的工藝分析: 3
1.2.2塑件的收縮率、塑件的壁厚、撥模斜度。 4
1.2.3分型面設(shè)計(jì) 4
1.2.4確定型腔數(shù)量以及排列方式。 5
2、成型設(shè)備的選擇與塑料工藝參數(shù)的編制。 6
2.1計(jì)算塑件、澆注系統(tǒng)的體積 6
2.2計(jì)算塑件的質(zhì)量 6
2.3選擇注射機(jī)的類型和型號 6
2.4塑件注射工藝參數(shù)的確定 7
2.4.1查表填寫原材料的注射工藝參數(shù) 7
3、模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8
3.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8
3.2成型零件設(shè)計(jì)、加工工藝方案的制訂。 11
3.2.1型腔。 12
3.2.2型芯。 12
3.2.3型腔、型芯加工工藝的確定 13
3.3頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 14
3.4冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16
3.5導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 18
3.6排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19
4、模架的選擇及校核 19
5、模具裝配圖和零件圖 22
5.1模具3D圖形繪制(附圖) 22
5.2模具及其零件2D圖形繪制(附圖) 22
6、畢業(yè)小結(jié) 22
致 謝 23
參考文獻(xiàn) 24
八孔肥皂底殼模具設(shè)計(jì)
前言
模具,是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備,在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中,60%—80%的零部件都依靠模具成形,模具質(zhì)量的高低決定著產(chǎn)品質(zhì)量的高低,因此,模具被稱之為“百業(yè)之母”。模具又是“效益放大器”,用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值,往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。
模具生產(chǎn)的工藝水平及科技含量的高低,已成為衡量一個(gè)國家科技與產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志,它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益、新產(chǎn)品的開發(fā)能力,決定著一個(gè)國家制造業(yè)的國競爭力
1、塑件的工藝分析
1.1塑件模型的建立:
塑件2D圖如圖1所示,其中A為13。 模型3D圖如圖2所示。
圖一
圖二
1.2塑件參數(shù)的設(shè)計(jì)。
1.2.1塑料的工藝分析:
塑料品種、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用性能、化學(xué)穩(wěn)定性能、成型性能。
該塑料采用ABS材料。ABS是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種單體的共聚物,價(jià)格便宜,原料易得,是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的工程塑料之一。ABS無毒、無味,為呈黃色或白色不透明粒料,形成的塑料有較好的光澤,密度為1.02~1.05g/cm3。
ABS是由三種組分組成的,故它有三種組分的綜合力學(xué)性能,而每一組分又在其中起著重要的作用。丙烯腈使ABS具有良好的表面硬度、耐熱性和耐化學(xué)腐蝕性,丁二烯使ABS堅(jiān)韌,笨乙烯使它有優(yōu)良的成形加工性和著色性能。
ABS的熱變形溫度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、尼龍等都高,尺寸穩(wěn)定性較好,具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的介電性能,經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。
其缺點(diǎn)是耐熱性不高,連續(xù)工作溫度為70°C左右,熱變形溫度約為93°C左右。不透明,耐氣候性差,在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。
根據(jù)ABS中三種組分之間的比例不同,其性能也略的差異,從而適應(yīng)各種不同的應(yīng)用。
使用ABS注射成形塑料制品時(shí),由于其熔體黏度比較高,所需的注射成形力也要高些,因此,塑件對型芯的包緊力較大,故塑件需要較大的脫模斜度。同時(shí),熔體黏度較高,使ABS制品易于產(chǎn)生熔接痕,所以模具設(shè)計(jì)應(yīng)該注意盡量減少澆注系統(tǒng)對料流的阻力。且ABS易于吸水,成形加工前要對其進(jìn)行干燥處理。在正常的成形條件下,ABS塑料件的制品的尺寸穩(wěn)定性較好,當(dāng)要求塑件精度高時(shí),模具溫度可控制在50°C~60°C,要求塑件光澤和耐熱時(shí),應(yīng)控制在60°C~80°C,ABS比熱容低,塑化效率高,凝固也快,故成形周期短;ABS的表面現(xiàn)黏度對剪切速度的依賴性很強(qiáng),因此模具設(shè)計(jì)中大都采用點(diǎn)澆口形式。
塑件的精度分析
塑件(塑料制作的簡稱)尺寸是指塑件的總體尺寸,而不是指避厚,孔徑等結(jié)構(gòu)尺寸。
塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件與產(chǎn)品圖中的尺寸行使程序,即所獲得的尺寸的準(zhǔn)確度。
塑件尺寸公差應(yīng)根據(jù)公差應(yīng)根據(jù)GB/T 14486《工程塑料的模塑件尺寸的標(biāo)準(zhǔn)》確定,該標(biāo)準(zhǔn)塑件尺寸公差的代號為M5公差等級為5級。(《查塑料模具設(shè)計(jì)與制造》齊衛(wèi)東主編,高等教育出版社出版)
塑件的表面質(zhì)量分析
a、塑件表面質(zhì)量包括粗糙度和表面質(zhì)量。
b、塑件的外觀要求越高,表面粗糙度值越低,塑件表面粗糙的高低,主要與模具表面粗糙度值越低。一般來說,模具表面的表面粗糙度比塑件低1~2級,塑件的表面質(zhì)量的是塑件成形后的表觀缺陷狀態(tài)。
c、由于其塑件的外觀要求比較高,塑料件的表面粗糙度的值應(yīng)越低。其Ra的高低,主要與模具的型腔表面粗糙度有關(guān)。一般來說,模具粗糙度要比塑件的Ra低1-2級。其塑料件的表面粗糙度可參照GB/T14234《塑料件表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)---不同的加工方法和不同的材料所能達(dá)到的表面粗糙度》來選取,查《塑料模設(shè)計(jì)》表1-13得Ra3.2~25之間,可知ABS的粗糙度值Ra3.2。
1.2.2塑件的收縮率、塑件的壁厚、撥模斜度。
查表可得ABS的收縮率為1.0060。本設(shè)計(jì)要求塑件的壁厚為2mm,拔模斜度為30’~ 1°,此處取拔模斜度a=1°。
1.2.3分型面設(shè)計(jì)
分型面是模具動(dòng)模和定模的結(jié)合處,在塑件最大形處,是為了塑件和凝料取出而設(shè)計(jì)的。分型面有單分型面和雙分型面之分。
分型面選擇的原則:
a, 分型面應(yīng)選擇在塑件外形的最大輪廓處;
b, 分型面的選取應(yīng)有利于塑件的留模方式,便于塑件順利脫模;
c, 保證塑件的精度要求;
d, 滿足塑件外觀的要求;
e, 便于模具的制造;
f, 減少成形面積;
g, 增強(qiáng)排氣效果
由于本產(chǎn)品的分型面簡單,所以采用單分型面。分型面如圖3所示。
圖3
1.2.4確定型腔數(shù)量以及排列方式。
由于要求是大批量生產(chǎn),所以本次設(shè)計(jì)采用多型腔注射模具,而塑件的尺寸不會(huì)很大,故采用一模兩腔的方式。多型腔模具型腔的分布有平衡式排布和非平衡式排布兩種,其中平衡式排布的特點(diǎn)是從主流道到各型腔澆口的分流道的長度、截面形狀、尺寸分布對稱性對應(yīng)相同,可實(shí)現(xiàn)各型腔均勻進(jìn)料和達(dá)到同時(shí)充滿型腔的目的;而非平衡式與之相反。故采用平衡式排布,其排布如圖4所示。
圖4
2、成型設(shè)備的選擇與塑料工藝參數(shù)的編制。
2.1計(jì)算塑件、澆注系統(tǒng)的體積
根據(jù)塑件地三維模型,利用UG軟件畫圖并查詢到塑件的體積為V塑=25.6733966 cm3 ,取25.67 cm3。而澆注系統(tǒng)的體積為塑件的0.6倍,所以澆注系統(tǒng)的體積為V澆=0.6×25.67cm3=15.402 cm3 。又由于使一腔兩模結(jié)構(gòu),故一次注射所需地塑料為V=V塑×Ni+ V澆=25.67×2 +15.402=66.602 cm3。
2.2計(jì)算塑件的質(zhì)量
本產(chǎn)品采用ABS材料,其密度為1.02~1.05g/cm3,此處取密度為1.05g/cm3。則一個(gè)塑件的質(zhì)量M1=ρV塑=1.05×25.67=26.95 g。而一次注射所需塑料地總質(zhì)量為M2=ρV=1.05×66.602=69.9321 g。
2.3選擇注射機(jī)的類型和型號
根據(jù)塑件的形狀,取一模兩件的模具結(jié)構(gòu),同時(shí)結(jié)合現(xiàn)有的相關(guān)成型設(shè)備和注射的塑料件的質(zhì)量,選擇臥式螺桿式的注射成型機(jī)設(shè)備,查注射機(jī)相關(guān)手冊可知選用的螺桿注射機(jī)的型號為:G54-S200/400的國產(chǎn)注塑機(jī)。
該注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下表所示。
額定的注射量/ cm3
200~400
螺桿的直徑/(mm)
55
注射壓力/MPa
109
注射行程/mm
160
注射方式
螺桿式
鎖模力/KN
2540
最大成形面積/ c㎡
645
最大的開合模行程/mm
260
模具最大厚度/mm
406
模具的最小厚度/mm
165
噴嘴圓弧半徑/mm
18
噴嘴孔直徑/mm
4
動(dòng)、定模固定板尺寸/mm×mm
532×634
2.4塑件注射工藝參數(shù)的確定
2.4.1查表填寫原材料的注射工藝參數(shù)
塑
料
項(xiàng)
目
`
ABS
注射機(jī)類型
螺桿式
螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min)
30-60
+噴嘴
形式
直通式
溫度/oC
180-190
料筒溫度/oC
前段
200-210
中段
210-230
后段
180-200
模具溫度/oC
50-70
注射壓力/Mpa
70-90
保壓壓力/Mpa
50-70
注射時(shí)間/s
3-5
保壓時(shí)間/s
15-30
冷卻時(shí)間/s
15-30
成形周期/s
40-70
3、模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機(jī)噴嘴到型腔之間的進(jìn)料通道。它的作用是使塑料溶體平穩(wěn)有序地填充到型腔中,并在填充和凝固過程中把注射壓力充分傳遞到各個(gè)部位,以獲得組織緊密、外形清晰地塑件。
而設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)應(yīng)遵循以下基本原則:
a,了解塑料的成形性能;
b,盡量避免或減少產(chǎn)生熔接痕;
c,有利于型腔中氣體的排除;
主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)通道。主流道是熔體最先經(jīng)流模具的部分,它的形狀與尺寸對塑料熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間有較大的影響,因此,必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。其作用是其截面尺寸直接影響到塑件的流動(dòng)速度和填充時(shí)間
主流道為圓錐體,錐度為2°~6°,經(jīng)對塑件的成形過程及對選用的模架分析,選擇直徑為16的主流道。其襯套的固定用定位圈配合固定在模具的定模座板上。
其平面圖及3D圖如圖5和圖6所示。
圖5 圖6
分流道是指主流道末端與澆口之間的一段塑料熔體的流動(dòng)通道。其作用是改變?nèi)垠w流向,使其以平穩(wěn)的流態(tài)均衡地分配到各個(gè)型腔。
分流道的長度應(yīng)盡量可能短,且彎折少,以便減少壓力損失和熱量損失,節(jié)約塑料的原材料和能耗。常用的分流道的截面形狀有圓形、梯形、U形、和六角形等。流道的截面積越大,壓力的損失越??;流道的表面積越大,熱量的損失越小。經(jīng)查《塑料模設(shè)計(jì)手冊》(第3版)中表5-42流道面積形狀比較,可知截面形狀為圓形的分流道熱量損失小、流動(dòng)阻力小、效果最佳。其平面圖和3D圖如圖7和圖8所示。
圖7
圖8
由圖7即平面圖可看出,分流道直徑是6mm,最大長度是140mm。
澆口亦稱進(jìn)料口,是連接分流道與型腔的熔體通道。其作用是:a),澆口通過截面積的突然變化,使分流道送來的塑料熔體提高注射壓力,使塑料熔體通過澆口的流速有一突變性增加,提高塑料熔體的減切速率,降低黏度,使其成為理想的流動(dòng)狀態(tài),從而迅速均衡地充滿型腔。對于多型腔模具,調(diào)節(jié)澆口的尺寸,還可以使非平衡布置的型腔達(dá)到同時(shí)進(jìn)料的目的。b),澆口還起著較早固化、防止型腔中熔體倒流的作用。c),澆口通常是澆注系統(tǒng)最小截面部分,還有利于在塑件的后加工中塑件與澆口凝料的分離。經(jīng)綜合分析采用截面形狀為矩形的側(cè)向澆口。
冷料穴的作用是:a),容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料,以免這些冷料注入型腔。b),便于在主流道末端處設(shè)置主流道拉料桿。采用其截面形狀為半圓形的冷料穴。整個(gè)澆注系統(tǒng)如圖9所示。
圖9
3.2成型零件設(shè)計(jì)、加工工藝方案的制訂。
成型零件主要有型腔和型芯等。成型零件工作時(shí),直接與塑料接觸,承受塑料熔
體的高壓、料流的沖刷,脫模時(shí)與制品間還要發(fā)生摩擦。因此,成型零件要求有正確的幾何形狀,較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度;此外,成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理,有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。
3.2.1型腔。
型腔是成型塑件制品外表面的主要零件,按其結(jié)構(gòu)不同,可分為整體式和組合式兩類。整體式凹模由整塊材料加工而成,其特點(diǎn)是牢固,使用中不易發(fā)生變形,不會(huì)使制品產(chǎn)生拼接線痕跡。而組合式凹模在使用中則出現(xiàn)制品產(chǎn)生拼接線痕跡的幾率高一些。所以,此處采用整體式凹模。
3.2.2型芯。
型芯是成型塑件內(nèi)表面的零件。主要有主型芯和小型芯。對于簡單的容器,如殼、罩、蓋之類的塑件,成型其主要部分內(nèi)表面的零件稱主型芯,而將成型其他小孔的型芯稱為小型芯或成型桿。按結(jié)構(gòu)主型芯可分為整體式和組合式兩種。此處采用整體式,并有小型芯插入。
中小型模具模板的長度和寬度在500mm以下的模具(從模具的力學(xué)角度劃分,而不是從塑件質(zhì)量來劃分).這類模具強(qiáng)度,只要模板的型腔長度.寬度尺寸不大于其長度和寬度的百分之六十,深度不超過其長度的百分之十時(shí)可以不必通過計(jì)算,在工廠中,常常用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)查表手冊得b=40mm,底板厚t=30mm
依據(jù)前面的計(jì)算數(shù)據(jù),選用龍記/LKM,CI型的模架,具體尺寸數(shù)據(jù)如下:
系列B×L
導(dǎo)柱
模板A、B尺寸/mm
墊塊高度C/mm
400×500
35
75、70
120
查表得ABS的收縮率為(0.3-0.8)%,平均收縮率為0.55%。制件的重要尺寸采用GB/T14486中MT3選取,次要尺寸采用MT5級
制件尺寸轉(zhuǎn)換:
外形尺寸(采用基軸制,公差取之負(fù)偏差)
108±0.78 → 108-0.78
78±0.66 → 78-0.66
內(nèi)部尺寸(采用基孔制,公差取之正偏差)
104±0.78 → 104+0.78
74±0.66 → 74+0.66
中心距尺寸
9±0.36 → 9±0.18
13±0.38 → 13±0.19
17±0.40 → 17±0.20
45±0.56 → 45±0.28
25±0.48 → 25±0.24
74±0.66 → 74±0.33
高度尺寸
2±0.32 → 2+0.32
6±0.34 → 6-0.34
8±0.36 → 8+0.36
3.2.3型腔、型芯加工工藝的確定
塑料注射模具的主要零件多采用結(jié)構(gòu)鋼制造,只需調(diào)質(zhì)處理,其硬度一般不高,因此,其加工工藝性較好.塑料盒體的注射模具為單型腔注射模,采用側(cè)向澆口進(jìn)料,推桿推出制品.
型腔加工工藝步驟為:
a、下料:根據(jù)型芯的外形尺寸下料
b、畫線:以模仁基準(zhǔn)畫各加工線位置
c、粗銑:粗銑出型腔外形、各加工面留余量
d、精銑:精銑型腔達(dá)到制品要求的外形尺寸
e、鉆孔:鉆鉸出澆口套安裝孔
f、拋光:腔表面拋光,以滿足制品表面要求
g、鉆孔:鉆出定模板上的冷卻水孔
型芯加工工藝步驟為:
a、下料:根據(jù)型芯的外形尺寸下料
b、粗加工:采用刨床或銑床粗加工為六面體
c、磨平面:將六面磨平
d、精銑:精銑出型芯的外形
e、鉆孔:加工推出桿孔
f、拋光:將成形表面拋光
g、研配:鉗工研配、將型芯裝進(jìn)型芯固定板固定
h、鉆孔:鉆出動(dòng)模板上的冷卻水孔
型芯固定板加工工藝步驟為:
a、畫線:以與定模板相同的基準(zhǔn)角為基準(zhǔn),畫各加工線位置b、粗銑:粗銑出安裝固定槽,個(gè)面留加工余量
c、精銑:精銑出安裝固定槽
d、研配:將安裝固定槽與型芯研配,保證型芯的安裝精度
3.3頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
頂出機(jī)構(gòu)即推出機(jī)構(gòu)。從模具中推出塑料制品及其澆注系統(tǒng)凝料的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作是通過注射機(jī)上的頂桿或液壓缸來完成的。
推出機(jī)構(gòu)主要由推出零件、推出零件固定板和推板、推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位部件等組成。
推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循如下規(guī)則:
a,塑件留在動(dòng)模;
b,塑件在推出過程中不變形、不損壞;
c,不損壞塑件的外觀尺寸;
d,合模時(shí)應(yīng)使推出機(jī)構(gòu)正確復(fù)位;
e,推出機(jī)構(gòu)動(dòng)作可靠;
f,推出機(jī)構(gòu)本身要有足夠的強(qiáng)度和剛度;
g,盡量選擇在垂直壁厚的下方;
h,每副模具的推桿的直徑相同,方便加工;
i,塑件推出模具10mm左右,對型腔斜度較大者,頂出塑件深度2/3即可。
脫模力的計(jì)算:
將塑件從抱緊的芯上推出所需克服的阻力稱為脫模力。脫模力主要是由于塑件收包緊型芯而造成的塑件與型芯的摩擦阻力,而對于不帶通孔的殼體類塑件,脫模時(shí),大氣壓力也是脫模阻力的一大組成部分,而本次設(shè)計(jì)有通孔,故可不計(jì)
大氣壓力。單個(gè)塑件所需的脫模力為:
F=AP(cos-sin)
=0.013x1.2x107x(0.2-0.017)
=28548 N
所以四個(gè)塑件所需的脫模力為114192N
式中: F——脫模力(N);
——塑料對模具鋼的摩擦系數(shù),約為0.1~0.3,此處取0.2
——脫模斜度,為30′~1°,此處取1°;
A——塑件包容型芯的面積(m);
P——塑件對型芯單位面積上的包緊力,一般情況下,模外冷卻
塑件P約取(2.4~3.9)×10Pa;模內(nèi)冷卻的塑件P約取(0.8~1.2)×10Pa。
推出機(jī)構(gòu)的類型可分為4種,分別是一次推出機(jī)構(gòu)、二次推出機(jī)構(gòu)、動(dòng)定模雙向推出機(jī)構(gòu)、帶螺紋制品的脫模機(jī)構(gòu)。
其中一次推出機(jī)構(gòu)又可分為推桿推出機(jī)構(gòu)、推管推出機(jī)構(gòu)、推件板推出機(jī)構(gòu)、活動(dòng)件及型腔推出機(jī)構(gòu)、多元推出機(jī)構(gòu)等5大類。
本次設(shè)計(jì)是使用單分型面,且塑件可一次推出,所以采用這5種中的第1種,即推桿推出機(jī)構(gòu),即推出零件是推桿。采用推桿推出的理由是:推桿推出機(jī)構(gòu)是整個(gè)推出機(jī)構(gòu)中最簡單、最常見的一種形式。有于設(shè)置推桿的自由度較大,而且推桿截面大部分為圓形,容易達(dá)到推桿與模板或型芯上推桿孔的配合精度,推桿推出時(shí)阻力小,推出動(dòng)作靈活可靠,損壞后也便于更換,因此在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。而推出零件固定板即推桿固定板,則與推桿一起運(yùn)動(dòng),將塑件頂出型芯。 單個(gè)塑件推桿的根數(shù)及直徑可通過以下公式計(jì)算并校核。
D=K[64F脫(uL)2/Nπ2E] 0.25
式中:
D——推桿直徑,mm;
K——安全系數(shù),可取1.4~1.8,此處取1.6;
F脫——脫模力,N;
u——摩擦系數(shù),一端固定時(shí)u為0.7,兩端固定時(shí)u為0.5,此處取0.7;
L——推桿長度,mm;
N——推桿根數(shù);
E——穩(wěn)定系數(shù),此處取5×106。
若N為6,則
D=K[64F脫(uL)2/Nπ2E] 0.25
=1.6×[64×28548×(0.7×200)2/6×3.142×5×106] 0.25
=5.3mm
所以本設(shè)計(jì)中推桿直徑采用6mm符合要求。
若D為6,則
N= 64F脫(uL)2/[(D/K)4π2E]
=64×28548×(0.7×200)2/[(6/1.6)4×3.142×5×106]
=3.7
所以本設(shè)計(jì)中單個(gè)塑件所需的推桿根數(shù)為6符合要求,所以總共有24根推桿。
推桿應(yīng)力校核:
[б]= 4K2F脫/D2Nπ=4×1.62×28548/62×6×3.14=431 N/cm2。而推桿的許用應(yīng)力為32000 N/cm2。故符合要求。
推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位
為了保證推出機(jī)構(gòu)在工作過程中靈活、平穩(wěn),推出機(jī)構(gòu)需要設(shè)計(jì)導(dǎo)向裝置;而在每次合模后,推出機(jī)構(gòu)要回到原來的位置上,以組成完整的型腔,推出機(jī)構(gòu)需要設(shè)計(jì)復(fù)位裝置。
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可以保證推板在座板和動(dòng)模墊板之間的推出和復(fù)位,防止推板的重
量全由推桿來承受而使推桿變形和折斷。
設(shè)計(jì)復(fù)位裝置的理由是因?yàn)橥瞥鰴C(jī)構(gòu)在開模推出塑件后,為下一次的注射成型座準(zhǔn)備,以便恢復(fù)完整的模腔。復(fù)位裝置的類型有復(fù)位桿復(fù)位裝置和彈簧復(fù)位裝置。本次設(shè)計(jì)采用彈簧復(fù)位。
3.4冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)
冷卻回路尺寸的確定
冷卻回路的設(shè)計(jì)應(yīng)做到回路系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)的介質(zhì)能充分吸收成形塑件所傳導(dǎo)的
熱量,使模具成形表面的溫度穩(wěn)定地保持在所需的溫度范圍內(nèi),并且要做到使冷卻介質(zhì)在回路系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)暢通,無泄留部位。
1)、冷卻回路所需的總表面積計(jì)算
冷卻回路所需總面積可按下式計(jì)算
A=Mq/3600(θ1-θ2)
式中 ——冷卻回路總表面積,
——單位時(shí)間內(nèi)注入模具中樹脂的質(zhì)量,kg /h ;
——單位質(zhì)量樹脂在模具所內(nèi)釋放的熱量, J·kg,值查表得4×105J·kg ;
——冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù), /(·k) ;
θ1——模具成形表面的溫度,oC ;
θ2——冷卻水的平均溫度,oC 。
2)、冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)可以以下公式計(jì)算
=(pv)0.8/d0.2
式中 ——冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù),/(·k) ;
——冷卻水在該溫度下的密度,kg/ m3 ;
v——冷卻水的流速,m/s ;
d——冷卻水孔直徑,m ;
——與冷卻水溫度有關(guān)的物理系數(shù)。
經(jīng)查表及計(jì)算可得, 單位時(shí)間內(nèi)注入模具中樹脂的質(zhì)量77.76 kg /h,為
模具成形表面的溫度θ1為50 oC,冷卻水的平均溫度為25 oC, 冷卻水在該溫度
下的密度為1000 kg/ ,冷卻水的流速v 為2m/s, 冷卻水孔直徑d 為0.006m,為7.95。
所以
=(v)0.8/ d0.2
=7.95 X (1000 X 2)0.8/0.0060.2
=9673 /(·k)
A=(77.76 X 4 X 105)/3600 X 9673 X (50-25)=0.0357
3)、冷卻回路的總長度計(jì)算
冷卻回路總長度可用下式計(jì)算
=1000A/πd =1000x0.0357/3.14x6 =1.895 m
在設(shè)計(jì)和制造冷卻系統(tǒng)的時(shí)候一般大于理論數(shù)值就可以了,而無需按照計(jì)算出來的尺寸來制造。
在設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)時(shí),應(yīng)遵循以下原則:
序號
原則
簡圖及說明
1
冷卻水道可設(shè)計(jì)成單回路或多回路
冷卻水道必須是一個(gè)回路,使水道中的水循環(huán)。當(dāng)水道較長時(shí),隨著水溫的升高,模具的溫度不均勻,可設(shè)計(jì)成多個(gè)回路
2
冷卻水道應(yīng)盡量多、截面尺寸應(yīng)盡量大
圖a的冷卻水道為五個(gè),直徑較大,型腔的表面溫度較均勻,溫度在60~60.5°C之間;圖b的冷卻水道為兩個(gè),直徑較小,型腔的表面溫度不均勻,溫度在53.33~58.38°C之間
3
冷卻水道與型腔表面之間的距離應(yīng)盡量相等
當(dāng)塑件壁厚較均勻時(shí),冷卻水道與型腔表面之間的距離應(yīng)相等;當(dāng)塑件壁厚不均勻時(shí),厚的地方,冷卻水道與型腔表面之間的距離應(yīng)近些,冷卻水道的間距也應(yīng)小些。冷卻水道的孔邊與型腔表面之間的距離一般應(yīng)大于10mm,常用12~15mm
4
冷卻水道的入口宜選在澆口附近
塑料熔體在填充型腔時(shí),模具的澆口處是最熱的部分,距澆口越遠(yuǎn)的地方溫度越低,為了得到等溫的型腔表面,冷卻水的入口宜選在澆口附近,出口選在熔體流動(dòng)的末端
5
冷卻水道的出、入口溫差應(yīng)盡量小
圖a的冷卻水道較長,其出、入口溫差會(huì)加大;圖b的冷卻水道較短,其出、入口溫差會(huì)減小。為了減小出、入口的溫差,必要時(shí),要在模具上設(shè)置多對冷卻水道的出口和入口
3.5導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
為了保證注射模的準(zhǔn)確開模和合模,注射模具必須設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱和錐面定位兩種形式
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)作用:
a、定位作用 模具合模時(shí),導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可以保證動(dòng)模和定模的位置正確,以便使型腔的形狀和尺寸精確;另外,導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具的裝配過程中也起定位作用,方
便模具的裝配和調(diào)整。
b、導(dǎo)向作用 合模時(shí),模具的導(dǎo)向零件首選接觸,引導(dǎo)動(dòng)、定模準(zhǔn)確合模,避免由于某種原因,使得型芯或型腔錯(cuò)誤接觸而造成的損壞。
c、承受一定的測向壓力 塑料熔體是以一定的注射壓力注入型腔的,型腔的各個(gè)方向都承受壓力,如果塑件是非對稱結(jié)構(gòu)或模具設(shè)計(jì)成非平衡進(jìn)料形式,就會(huì)產(chǎn)生單邊的測向壓力,設(shè)置導(dǎo)向結(jié)構(gòu)可以承受一定的側(cè)向壓力。
本次設(shè)計(jì)采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。
設(shè)計(jì)導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)式必須注意:
a、導(dǎo)柱應(yīng)合理均勻地分布在模具分型面的四角,導(dǎo)柱至模具的尺寸來選取,關(guān)于導(dǎo)柱的直徑的選取和布置的位置可參考標(biāo)準(zhǔn)模架來選取。為了不使模具在裝配或合模時(shí)將方向搞錯(cuò),導(dǎo)柱的布置方式常采用等直徑導(dǎo)柱不對稱布置或不等直徑導(dǎo)柱的對稱布置方式
b、導(dǎo)柱的長度應(yīng)比型芯端面的高度高出6~8mm,以免在錯(cuò)誤定位時(shí),型芯進(jìn)入凹模型腔相碰而損壞。
c、導(dǎo)柱設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)可以起到保護(hù)型芯及塑件脫模時(shí),支撐推件板的作用,設(shè)置在定模一側(cè)可以起到方便塑件脫模支撐澆道板的作用,在設(shè)計(jì)中,應(yīng)根據(jù)具體情況,來選擇導(dǎo)柱的設(shè)置,但一般設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)。
d、導(dǎo)柱的導(dǎo)滑部分的配合為H8/f7,導(dǎo)柱、導(dǎo)套固定部分的配合都按H8/f7
e、除了在動(dòng)模和定模之間設(shè)置導(dǎo)柱,導(dǎo)套以外,還需要在推板與動(dòng)模座之間設(shè)置導(dǎo)柱、導(dǎo)套,以保證推板的順利推出。
如圖11所示。
圖11
由圖11可知導(dǎo)套外徑d1=54mm,長L1=75mm導(dǎo)柱直徑d2=35mm,L2=140mm
3.6排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)
當(dāng)塑件熔體充填型腔時(shí),必須順序地排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱而產(chǎn)生的氣體。如果氣體不能被順利的排出,塑件會(huì)由于填充不足而出現(xiàn)氣泡、接縫或表面輪廓不清等缺點(diǎn);甚至固氣體受壓而產(chǎn)生高溫,使塑料焦化。
注射模的排氣通常采取以下四種方式:
① 利用配合間隙排氣;
② 在分型面上開設(shè)排氣槽排氣;
③ 利于排氣塞排氣;
④ 強(qiáng)制性排氣
本設(shè)計(jì)采用利用配合間隙排氣
4、模架的選擇及校核
經(jīng)過對塑件的成型特點(diǎn)及型腔數(shù)目等的分析,本次設(shè)計(jì)采用龍記/LKM大水口模架,規(guī)格為4050,型號為CI型。其中A板為75,B板為70。
1)、注射機(jī)最大注射量校核
塑件連同澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的重量一般不應(yīng)大于注射機(jī)公稱注射量的80%,注射機(jī)多以公稱容量來校核
在一個(gè)注射成形周期內(nèi),需注射入模具內(nèi)的塑料熔體的容量,應(yīng)為制件和澆注系統(tǒng)兩部分容量之和,即
V=nV1+V2
式中: V— 一個(gè)成形周期內(nèi)所需注射的塑料容積(cm3);
n—型腔數(shù)目;
V1—單個(gè)塑件的容量(cm3);
V2—澆注系統(tǒng)凝料和飛邊所需的塑料容量(cm3)。V2=0.6 V1
故有
V=nV1+V2≤0.8 Vg
式中:
Vg—注塑機(jī)額定注射量(400cm3)。
V=nV1+V2
=4×25.67+0.6×25.67
=118.082 cm3
V=118.082 cm3 ≤ 0.8×400=320 (滿足要求)
2)、注射壓力的校核
注射機(jī)的公稱壓力要大于成形的壓力,即
P公≥P注
式中 P公——注射機(jī)的最大注射壓力
P注——塑件成形所需的實(shí)際注射壓力;P注= KP0
K---安全系數(shù),常取K為1.25~1.4,此處取1.3
P0——成型時(shí)所需的注射壓力P0;在實(shí)際生產(chǎn)中P0通常取70~100MPa范
圍,此處取80MPa。
根據(jù)注射機(jī)的類型,可得注射機(jī)最大注射壓力為109 MPa,又塑件成形所需的實(shí)際注射壓力P注= KP0=1.3×80=104 MPa
故可知P公=109 MPa≥P注=100 MPa,滿足要求。
3)、鎖模力的校核
由于高壓塑料熔體充滿型腔時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的推力,這個(gè)力應(yīng)小于注射機(jī)的公稱鎖模力,否則將產(chǎn)生溢料現(xiàn)象,即:
F鎖≥pA分
式中:F鎖——注射機(jī)公稱鎖模力(N),查表得F鎖為2.54×106 N。
p——注射時(shí)型腔內(nèi)注射的壓力,它與塑料品種和塑件有關(guān)(MPa)查表得p為30 MPa。
A分——塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積之和(m3)
流道凝料(包括澆口)在分型面上的投影面積為A2,在模具設(shè)計(jì)前還是個(gè)未知數(shù),根據(jù)多型腔的統(tǒng)計(jì)分析,A2是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積A1的0.2~0.5倍,因此可用0.35nA1來進(jìn)行估算,所以
A分=nA1+A2=nA1+0.35 A2=0.037 m2
F= pA分=30×106×0.037=1.11×106 N < F鎖=2.54×106 N
故滿足要求
4)、模具安裝部分得尺寸校核
A、噴嘴尺寸
注射機(jī)的噴嘴頭部的球面半徑R1應(yīng)與模具主流道始端的球面半徑R2吻合,以免高壓熔體從縫隙處溢出。一般球面半徑R2應(yīng)比噴嘴頭半徑R1大1~2mm,否則主流道內(nèi)的塑件凝料無法脫出。
此模具主流道始端的球面半徑R=20mm>注射機(jī)的噴嘴頭部球面半徑R=18mm
因此符合要求
B、定位圈尺寸
為了使模具主流道的中心線與注射機(jī)噴嘴的中心線相重合,模具定模板上的定位
圈或主流道襯套與定位圈的整體式結(jié)構(gòu)的外尺寸d應(yīng)與注射機(jī)固定模板上的定
位孔呈較松動(dòng)的間隙配合。本次設(shè)計(jì)模具定模板上的定位圈直徑為100mm,與所選注射機(jī)固定模板上的定位孔呈較松動(dòng)的間隙配合,因此符合要求。
C、最大、最小模厚
在模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使模具的總厚度位于注射機(jī)可安裝模具的最大模厚和最小模厚之間。同時(shí)應(yīng)校核模具的外形尺寸,使得模具能從注射機(jī)拉桿之間裝入。本次設(shè)計(jì)模具的總厚度為335mm,而注射機(jī)可安裝模具的最大厚度是406mm,最小厚度是165mm,故滿足要求。
D、螺孔尺寸
注射模具的動(dòng)模板、定模板應(yīng)分別與注射機(jī)動(dòng)模板、定模板上的安裝方法有螺孔相適應(yīng)。模具在注射機(jī)上的安裝方法有螺栓固定和壓板固定兩種形式。本此設(shè)計(jì)采用螺釘固定。
E、開模行程和頂出機(jī)構(gòu)的校核
注射機(jī)的開模行程是有限制的,塑件從模具中取出時(shí)所需的開模距離必須小于注射機(jī)的最大開模距離,否則塑件無法從模具中取出。開模距離一般可分為兩種情況:一是當(dāng)注射機(jī)采用液壓、機(jī)械聯(lián)合作用的鎖模機(jī)構(gòu)時(shí),最大開模行程由連桿機(jī)構(gòu)的最大行程決定,并不受模具厚度的影響即注射機(jī)最大開模行程與模具厚度無關(guān);二是當(dāng)注射機(jī)采用液壓機(jī)械聯(lián)合作用的鎖模機(jī)構(gòu)時(shí),最大開模行程由連桿機(jī)構(gòu)的最大行程決定,并受模具厚度的影響即注射機(jī)最大開模行程與模具厚度有關(guān)。
因?yàn)檫x用的注射機(jī)的合模方式為液壓-機(jī)械式合模方式。
5、模具裝配圖和零件圖
5.1模具3D圖形繪制(附圖)
5.2模具及其零件2D圖形繪制(附圖)
6、畢業(yè)小結(jié)
歲月如梭,轉(zhuǎn)眼間三年的學(xué)習(xí)將畫上圓滿的句號,我們即將走上社會(huì)。通過這三年里的學(xué)習(xí)使我成長了許多,學(xué)習(xí)到了更多的知識并使我養(yǎng)成了好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,鍛煉自己得膽量和提高了學(xué)習(xí)效率和水平。
在即將踏上社會(huì)工作前完成的這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì),更讓我看到了自己的不足之處,讓我意識到學(xué)習(xí)是無止境的,只有不斷向前,才能使自己的水平不斷提高。正所謂臺上一分鐘,臺下十年功,這句話是非常正確的。而三年來多學(xué)的知識就在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中得到了檢驗(yàn),同時(shí)也看出自己存在的缺點(diǎn)和不足。
回顧這次畢業(yè)設(shè)計(jì),給我的感覺是有煩惱、也有急躁,有沮喪、也有懊悔,但也有快樂、喜悅和收獲。在設(shè)計(jì)的過程中的確遇到了不少問題,正如老師之前所講的那樣,做完這次的設(shè)計(jì)就等于溫習(xí)之前所學(xué)的知識。在一些尺寸數(shù)據(jù)上的計(jì)算中,并不象之前所想的那樣簡單,直接從資料書上找一些數(shù)據(jù)代入公式中計(jì)算便得到答案。而是找了再找,算了再算,對了再對,有時(shí)做得都快沒心情了,不想繼續(xù)做了,但就在這時(shí),自己想起了當(dāng)初來讀大學(xué)前得那種雄心壯志,那種要有作為的信念,覺得自己不能在這個(gè)時(shí)候放棄,無論如何,自己也要完成,因?yàn)檫@是走向社會(huì)的必經(jīng)之路。所以自己給自己打氣,自己為自己加油。所以在接下來的很多計(jì)算中,我都是從容面對,一步一步的取完成。同時(shí)我也積極的向老師請教,與同學(xué)們交流。
諸如此類的問題很多,但我沒以因?yàn)閱栴}多而后退和膽卻,我還是勇敢的取面對,繼續(xù)的堅(jiān)持下去,最解決了自己所遇到的問題。完成了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。
在這次設(shè)計(jì)中得到了老師的輔導(dǎo)和同學(xué)們的幫助,讓我學(xué)到了更多,同時(shí)也糾正了自己的以些錯(cuò)誤,找到了自己本身存在的不足,讓自己得到了更多的鍛煉,為我以后的工作奠定基礎(chǔ)。在這里感謝我的指導(dǎo)老師和同學(xué)們。
完成這此設(shè)計(jì),大學(xué)時(shí)光從此就成為了我的回憶,我想這將會(huì)是我人生中的以段值得取回想的回憶。它也將陪伴我走上社會(huì)。
22
致謝
23
參考文獻(xiàn)
參考文獻(xiàn)
1、 《塑料模具設(shè)計(jì)與制造》 主編:齊衛(wèi)東. 北京高等教育出版社出版2004年7月第1版;
2、《塑料模設(shè)計(jì)手冊》 編寫組. 北京機(jī)械工業(yè)出版社出版2006年3月 第3版;
3、《模具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 主編:梅伶. 機(jī)械出版社出版 2007年2月 第1版;
4、《塑料成型基礎(chǔ)及模具設(shè)計(jì)》 主編:龐祖高 副主編:郭新玲、黃尙猛
重慶大學(xué)出版社出版 2004年8月 第1版。
5、《模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 主編:史鐵梁。北京機(jī)械工業(yè)出版社出版2007年1月第一版
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注塑模具畢業(yè)設(shè)計(jì)-八孔肥皂盒底殼注射模具設(shè)計(jì)
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肥皂盒
注射
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注塑模具畢業(yè)設(shè)計(jì)-八孔肥皂盒底殼注射模具設(shè)計(jì) (含CAD圖紙),注塑模具畢業(yè)設(shè)計(jì)-八孔肥皂盒底殼注射模具設(shè)計(jì),(含CAD圖紙),注塑,模具,畢業(yè)設(shè)計(jì),肥皂盒,注射,模具設(shè)計(jì),cad,圖紙
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