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編號 畢業(yè)設(shè)計說明書 題 目 塑料斜齒輪旋轉(zhuǎn) 脫螺紋注塑模具設(shè)計 學(xué) 院 國防生學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名 柯招軍 學(xué) 號 1000110104 指導(dǎo)教師單位 機(jī)電工程學(xué)院 姓 名 曹泰山 職 稱 講師 題 目 類 型 理 論 研 究 實 驗 研 究 工 程 設(shè) 計 工 程 技 術(shù) 研 究 軟 件 開 發(fā) 2014 年 5 月 4 日 摘 要 伴隨著全球性經(jīng)濟(jì)發(fā)展 新技術(shù)革命浪潮不斷的突破與發(fā)展 跨越性的技術(shù)發(fā)展已 經(jīng)成為推動世界經(jīng)濟(jì)增長的重要因素 市場經(jīng)濟(jì)的不斷繁榮 極大地促進(jìn)了對體積小 工業(yè)產(chǎn)品的品種多 低成本 高品質(zhì)的方向發(fā)展 為了提高生產(chǎn)周期的市場競爭力的 核心產(chǎn)品的要求越來越高 開發(fā)周期短 因此對各種產(chǎn)品的制造的關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備 模具的要求也越來越嚴(yán)格和苛刻的 模具是基礎(chǔ)工業(yè)之一 隨著市場經(jīng)濟(jì)全球化趨勢和各種高新技術(shù)的迅猛發(fā)展 快 速經(jīng)濟(jì)模具被賦予了新的內(nèi)涵和新的任務(wù) 種類的激增 促使快速經(jīng)濟(jì)制模材料向著 多品種系列化邁進(jìn) 不斷促使工藝有新突破和發(fā)展 鑒于商品經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展 產(chǎn)品 換代更新的加速 以及市場競爭愈發(fā)激烈 都愈發(fā)高的刺激著快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)朝著 短周期 低成本 高質(zhì)量及高制造精度等方向發(fā)展 鑒于它能夠使企業(yè)獲得更大的市 場 創(chuàng)造更大顯著的經(jīng)濟(jì)效益 因此愈發(fā)受到企業(yè)家的垂青以及獲得相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)部門的 政策資金的支持 鑒于快速發(fā)展的高新技術(shù)以及各種技術(shù)的綜合運(yùn)用 未來必定會產(chǎn) 生新型節(jié)能省材的快速制模技術(shù)來適應(yīng)社會生產(chǎn)中差異化需求 此次畢業(yè)設(shè)計是對塑料斜齒輪注塑模具設(shè)計 難點(diǎn)在于實現(xiàn)自動旋轉(zhuǎn)脫螺紋功能 本設(shè)計有兩大亮點(diǎn) 一是使用齒輪齒條傳動機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)測抽芯 二是用軸承使型腔旋 轉(zhuǎn)來實現(xiàn)脫螺紋設(shè)計 因模具中有多處需要配合 可能使模具在制造和裝配方面有些 難度 關(guān)鍵詞 模具 斜齒輪 結(jié)構(gòu)設(shè)計 注射模 型腔 Abstract With the global economic development new technology revolution continued breakthroughs and development leapfrog technology development has become an important factor in promoting world economic growth Continued prosperity of the market economy which greatly promoted to small multi variety of industrial products low cost high quality direction In order to enhance the core products in the market competitiveness of the production cycle and increasingly demanding shorter development cycle and therefore the key to the manufacture of various products technology and equipment mold requirements are increasingly stringent and demanding Mold is one of the basic industries With the rapid development of economic globalization and a variety of high tech markets rapid economic mold was given a new meaning and a new task the type of surge prompting rapid economic modeling material moving toward multi variety series continue to promote technology breakthroughs and development Given the rapid development of the commodity economy accelerate the upgrading products and market more competitive are increasingly high to stimulate rapid economic modeling techniques towards short cycle low cost high quality and high manufacturing precision direction Given its ability to enable enterprises to gain a larger market creating greater significant economic benefits and therefore increasingly favored by the entrepreneurs and access to funding to support policies related to the leadership department Given the rapid development of high tech and comprehensive use of various technologies the future will certainly generate new energy saving materials for rapid tooling technology to meet the social needs of the difference in production The graduation project is a plastic injection mold design helical gear the difficulty lies off the automatic rotation of the threaded function This design has two bright spots one using rack and pinion mechanism to achieve measured Pulling two bearings so that the cavity is rotated to achieve the de thread design Because there are many die with blood may cause some difficulty in mold manufacturing and assembly areas Keyword mold bevel wheel structural design plastics injection mold cavity 目 錄 引言 1 1 塑件 斜齒輪 的分析 3 1 1 塑件 ABS 的三維模型 3 1 2 塑料的基礎(chǔ)知識與應(yīng)用 4 1 3 ABS塑料 4 1 3 1塑料 ABS的基本概念 4 1 3 2塑料 ABS的特性 5 1 3 3塑料 ABS的成型特性及成型條件 6 1 3 4塑料 ABS的成型條件 6 1 4 塑件結(jié)構(gòu)工藝性要求的了解及分析 7 1 5 脫模斜度 1 7 1 6 塑件的壁厚 1 7 1 7 圓角 8 2 注射機(jī)的選擇 9 3 型腔數(shù)目的決定 10 4 成型零件設(shè)計 12 4 1 確定型腔壁厚 12 4 2 動模板厚度的計算 12 4 3 分型面的確定 1 13 4 4 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 13 4 5 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 14 4 5 1成型凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 14 4 5 2成型凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 14 4 5 3型腔尺寸計算 14 5 澆注系統(tǒng)設(shè)計 18 5 1 主澆道 澆口套 的設(shè)計 18 5 2 澆口的設(shè)計 1 20 5 3 定位圈的選擇 20 6 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 21 6 1 模具溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響 21 6 2 加熱系統(tǒng)的設(shè)計 21 6 3 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 21 7 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計 22 7 1 推管脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計 22 7 2 內(nèi)螺紋抽芯脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計 22 7 2 1螺紋型芯的設(shè)計 22 7 2 2傳動齒條的設(shè)計 24 8 復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計和選擇 26 8 1 彈簧的選用 4 26 8 2 彈簧的分布形式 27 9 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計 28 9 1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功用 28 9 2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的選用 5 28 10 型芯與側(cè)型芯脫模力的計算 29 10 1 型芯脫模力的計算 29 10 2 側(cè)抽芯力計算 29 11 模具的閉模高度和開模行程驗算 30 12 模具其它零件的設(shè)計 31 13 標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 5 32 14 模具的總裝圖以及運(yùn)動順序 及其特點(diǎn) 33 15 模具的安裝 調(diào)試 34 16 工藝卡片 35 16 1 塑件成型工藝卡 35 16 2 機(jī)械加工工藝卡 36 16 2 1澆口套定位圈機(jī)械加工工藝卡 36 16 2 2定模板機(jī)械加工工藝卡 37 16 2 3墊塊機(jī)械加工工藝卡 38 結(jié)論 39 謝辭 40 參考文獻(xiàn) 41 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 論文 報告用紙 第 0 頁 共 41 頁 引言 模具是一種重要的工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備 是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ) 被冠以現(xiàn)代 工業(yè)之母 現(xiàn)代生產(chǎn)中 模具因其加工效率高 互換性 節(jié)約了材料 所以廣泛 應(yīng)用 作為一個蓬勃發(fā)展的行業(yè) 在整個模具塑料模具發(fā)展很快 作為制造行業(yè)的一 個后起之秀 它以它獨(dú)特的優(yōu)勢而被廣泛應(yīng)用 極大地促進(jìn)了塑料工業(yè)的質(zhì)的發(fā)展 一 我國塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀 模具是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備 依工業(yè)技術(shù)的飛躍式發(fā)展 依靠模具來進(jìn) 行加工在國民經(jīng)濟(jì)的各領(lǐng)域中愈發(fā)常見 隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展 效率高 自動化程度高 壽命長和高精密模具的設(shè)計 和制造是關(guān)注未來的重點(diǎn) 例如電視機(jī)外殼 空調(diào)機(jī)零件 洗衣機(jī)內(nèi)缸 電冰箱 燈 座 周轉(zhuǎn)箱等模具 世界上的一些工業(yè)化國家 其工業(yè)產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)的模具 其增長率也超過了機(jī)床 汽車 電子等行業(yè) 在這些國家 模具工業(yè)已成為國民經(jīng)濟(jì) 的基礎(chǔ)工業(yè)之一 美國工業(yè)界稱 模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石 日本模具協(xié)會稱 模 具是促進(jìn)社會富裕的動力 什么東西既具有自己的價值通過同一模具為社會創(chuàng)造了巨 大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益 一流的模具設(shè)計理念 高質(zhì)量的制造水平 上等的材料 合理的加工工藝和現(xiàn)代 化管理及成型設(shè)備等都是制造優(yōu)質(zhì)模具不可獲缺的 一副優(yōu)質(zhì)的模具可以重復(fù)上百萬 次成型 這是和上面所陳述的因素分不開的 縱觀國內(nèi)外同行情況 注塑成型技術(shù)發(fā) 展趨勢大致有以下幾個方面 1 CAD CAE CAM 技術(shù)在模具設(shè)計與制造中的應(yīng)用 2 模具制造對工業(yè)領(lǐng)域的推動發(fā)展 3 開發(fā)模具逆向工程 創(chuàng)新模具的快測技術(shù) 4 開發(fā)上等的模具材料和對其表面進(jìn)行特殊處理 5 提升模具標(biāo)準(zhǔn)化水平 用模塊化實現(xiàn)模具的重組 6 模具的模塊化 集成化 精密化 塑料模具在我國的發(fā)展很快 塑料模的設(shè)計制造 CAD CAE CAM 技術(shù) CAPP 技術(shù) 已有不少的企業(yè)及研究機(jī)構(gòu)在開發(fā)及應(yīng)用 在設(shè)計及制造技術(shù)上與一流水準(zhǔn)相比有一 定的不足 專用模具鋼的種類少少 標(biāo)準(zhǔn)化程度不高 質(zhì)量尚不穩(wěn)定等問題還在困擾 著我國模具行業(yè) 模具的商品化 系列化及規(guī)?；芰€有不少改進(jìn)及提升的空間 CAD CAM Flow Cool 等軟件應(yīng)用程度不是很高 提高模具的設(shè)計與制造水平是增加國 際核心競爭能力比不可少的 近些年來 伴隨著模具綜合技術(shù)的提升 模具產(chǎn)品也更加復(fù)雜 精密 模具制造 成本和周期也在縮短 二 研究此項目的內(nèi)容 目的和意義 通過計算機(jī)數(shù)據(jù)模擬和仿真對塑料注射模具的設(shè)計思路和制造過程進(jìn)行有效的評 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 論文 報告用紙 第 1 頁 共 41 頁 估和預(yù)測 并且可改善模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計并快速制得樣品 便于贏得客戶 爭取定單 從而擴(kuò)大市場及占有率 此外還降低返廠率 縮短生產(chǎn)周期 節(jié)省材料和費(fèi)用 進(jìn)而 很大幅度地降低了模具的生產(chǎn)成本 此項目針對的內(nèi)容和要求 1 擬定斜齒輪塑件的成型工藝 選用合理的成型設(shè)備 2 合理的模具設(shè)計結(jié)構(gòu) 必要時可依模具要求對塑件圖紙進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?3 長使用壽命 高強(qiáng)度 高耐磨性是模具配件必不可少的 4 經(jīng)濟(jì)性好 便于制造是模具制造需要考慮的 5 確定零件尺寸及形狀 選擇合理的結(jié)構(gòu) 6 高效率 高可靠性 高自動化程度是模具設(shè)計制造的精髓 研究此項目的目的與意義 1 選擇合適的塑料及成型工藝 2 通過對產(chǎn)品質(zhì)量分析 改進(jìn)模具的工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計 3 將模具設(shè)計融合到 CAD CAM CAE 的運(yùn)用中去 4 提高分析和解決問題的能力 改進(jìn)我們的學(xué)習(xí)與創(chuàng)新發(fā)展 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 論文 報告用紙 第 2 頁 共 41 頁 1 塑件 斜齒輪 的分析 1 1 塑件 ABS 的三維模型 如下圖 1 1 a b 圖 1 1 塑件三維圖 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 論文 報告用紙 第 3 頁 共 41 頁 圖 1 2 塑件尺寸圖 1 2 塑料的基礎(chǔ)知識與應(yīng)用 塑料是塑料為主要原料 再加入適量填料 增塑劑 潤滑劑 穩(wěn)定劑 著色劑等 材料 固化劑 塑料的種類繁多 性能上也有較大差異 從事塑料應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域工作時人 應(yīng)該首 先對所選的塑料的類型 結(jié)構(gòu)和相關(guān)性能的認(rèn)識 有必要獲得必要的基本知識以及了 解塑料的應(yīng)用范圍 按塑料的分子結(jié)構(gòu)及特性可分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩種 按塑料的使用情況一般可以分為通用塑料 特種塑料 工程塑料三大類 1 3 ABS塑料 1 3 1 塑料 ABS 的基本概念 ABS 塑料 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯 英文名稱 Acrylonitrile Butadiene Styrene 比重 1 05g cm 成型收縮率 0 3 0 9 成型溫度 180 200 干燥條件 80 85 2 3 小時 塑料性能 1 良好的整體性能 高的抗沖擊強(qiáng) 化學(xué)穩(wěn)定性 2 具有較高的耐熱性 高的影響 完全燃燒 提高透明度 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 論文 報告用紙 第 4 頁 共 41 頁 3 與有機(jī)材料的熔接性較好 且表面可進(jìn)行處理 如鍍鉻 噴漆等 4 較 HIPS 流動性差一些 較 PMMA PC 等好 柔韌性好 ABS 塑料是以高分子化合物為基礎(chǔ)而混合的復(fù)合材料 綜合了原有材料的性能特 點(diǎn) 其最大的特點(diǎn)是可根據(jù)需要進(jìn)行材料設(shè)計 這也是它和其它塑料最大的不同 ABS 高分子材料獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和易加工 易改性特點(diǎn) 使其具有其他材料無法比擬 無可取代的優(yōu)越性能 于此同時 ABS 塑料不僅有聚合物的一般熱性能和力學(xué)性能外 還具有一些特殊功能 如物質(zhì) 信息和能量的轉(zhuǎn)換 傳遞和儲存等 1 3 2 塑料 ABS 的特性 ABS 的詳細(xì)特性在下表 1 1 中給出 表 1 1 ABS 塑料的特性 性能項目 試驗條件 狀態(tài) 測試方法 測試數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)單位 基 本性能 熔體流動速 率 230 2 16Kg ASTM D 1238 1 8 g 10min 收縮率 23 FCFC Method 0 3 0 8 密度 23 23 ASTM D 792 0 96 機(jī) 械性能 降伏點(diǎn) 抗張強(qiáng)度 23 ASTM D 638 360 kg cm2 斷裂延長率 23 ASTM D 638 200 彎曲模量 23 ASTM D 790A 15500 kg cm2 洛氏硬度 23 ASTM D 785 100 R Scale Izod沖擊強(qiáng) 度 23 1 8 厚 ASTM D 256 6 0 kg cm cm2 熱性能 熱變形溫度 at 4 6kg cm2 Unanneale d 1 4 厚 ASTM D 648 135 其它性 能 FDA Compliance 21 CFR Pt 177 1520 Yes 通常 塑料的熔點(diǎn)并非是一個固定的數(shù)值 而是用熱變形溫度來顯示 ABS 是升級強(qiáng)化版的 PP 有較高的熱變形溫度 耐熱性能好 注塑收縮率較低 尺寸 穩(wěn)定性能好 故特別適用于有耐溫需求的汽車零件以及電氣部件等 熱塑性塑料在恒壓力下 依據(jù)受熱的溫度的差異 存在玻璃 高彈和粘流三種狀 態(tài) ABS 是在粘流態(tài)下成型的制品 可用注射成型來制作 ABS 具有適度的流動性 主 要由壓力和溫度確定其流動性 因為是熱塑性的 所以在模具設(shè)計和注塑成型的選擇 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 論文 報告用紙 第 5 頁 共 41 頁 都需要注意螺桿注射機(jī)的選擇 澆注截面應(yīng)大些 料筒及模具應(yīng)鍍鉻 不應(yīng)有有死角 滯料 加熱時間 模溫 成型溫度 螺桿轉(zhuǎn)速及背壓等都需要嚴(yán)格控制 1 1 3 3 塑料 ABS 的成型特性及成型條件 材料成型收縮率小 易產(chǎn)生應(yīng)力集中而引發(fā)熔融開裂 因此控制成型條件以及成 型后退火處理可以有效減少塑件的開裂情況 無定形料 流動性中等 吸濕大須充分干燥 表面要求光澤的塑件須長時間預(yù)熱干 燥 80 85 度 2 3 小時 高料溫 高模溫等方法可以提高材料的流動性 減少夾水紋現(xiàn)象 摩擦系數(shù)低 高 淺側(cè)凹槽可強(qiáng)迫脫模 塑件表面可帶有皺紋花樣 但易產(chǎn)生 表面缺陷 如毛斑 折皺 熔接痕 縮孔 凹痕等弊病 收縮率及成型收縮范圍中等 ABS 塑料的干燥 ABS 塑料的吸濕性和對水分的敏感性較大 在加工前需進(jìn)行 干燥和預(yù)熱 選用直通式噴嘴 為避免流涎現(xiàn)象可將噴嘴孔改成喇叭狀 并適當(dāng)?shù)乜刂茋娮?溫度 模溫對塑件質(zhì)量有較大的影響 模溫低時 收縮率 抗壓 抗彎 抗沖擊強(qiáng)度 大 料溫對塑件質(zhì)量影響較大 料溫過低會造成缺料 模具澆注系統(tǒng)對料流阻力要小 進(jìn)料口宜取厚 盡可能的避免死角積料 1 3 4 塑料 ABS 的成型條件 表 1 2 塑料 ABS 的成型條件 注射成型機(jī)類型 螺桿式 比重 g cm 1 41 1 43 收縮率 0 3 0 9 注射壓力 kg cm 800 1000 噴嘴溫度 C 170 180 螺桿轉(zhuǎn)速 n min 28 模具溫度 C 90 120 適用注射機(jī)類型 螺桿式 預(yù)熱 溫 度 C 時間 h 80 100 3 5 料筒 溫度 C 前 斷 中 斷 后 斷 180 200 190 220 160 170 成型 時間 s 注射時間 高壓時間 冷卻時間 總周期 20 90 0 5 20 60 50 160 后處理 方 法溫度 C 時間 h 紅外線燈 鼓風(fēng)烘箱 140 1454 1 3 5 塑料 ABS 的主要用途 作為熱塑性工程塑料的 ABS 具有較高的韌性 耐熱性和強(qiáng)度 還具有加工優(yōu)勢 如熔體溫度低 結(jié)晶快等 同時還有其基本優(yōu)點(diǎn) 如尺寸穩(wěn)定性 耐化學(xué)品性 ABS 也 是一種重要的工程塑料 它的抗疲勞強(qiáng)度較高 尺寸穩(wěn)定 制品可在 40 100 C 范圍 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 論文 報告用紙 第 6 頁 共 41 頁 內(nèi)能以較高的硬度 耐磨性 剛度和強(qiáng)度長期使用 在工業(yè)生產(chǎn)中 ABS 可代替一部分金屬應(yīng)用于電器 汽車 機(jī)床 化工 機(jī)械 農(nóng)業(yè)機(jī)械等行業(yè) ABS 特別適用于制作輥子 滾輪 齒輪 軸承 凸輪等傳動等耐磨零 件 也可以用來制造化油器 汽車的儀表板 各種管道等蓋 ABS 是極具市場前景工程 塑料 ABS 是新的商機(jī) 潛在市場 1 4 塑件結(jié)構(gòu)工藝性要求的了解及分析 要想得到優(yōu)良的塑料制件 除了選用合理的原材料以外 塑件結(jié)構(gòu)的工藝性必須 在考慮的范圍之內(nèi) 我們在考慮塑件結(jié)構(gòu)工藝性時 需要遵守以下原則 在設(shè)計之初 必須將收縮率 流動性等將原材料的結(jié)構(gòu)工藝性考慮在內(nèi) 在保證塑件的性能 物理性能和力學(xué)性能 耐化學(xué)性 耐熱性和電性能 如要 求的前提下 盡可能的厚度均勻 結(jié)構(gòu)簡單 使用方便 設(shè)計時需考慮模具的總體布局結(jié)構(gòu) 使模具的抽芯和推出機(jī)構(gòu)簡易和模具型腔 制造方便 對塑件外觀有較高的要求時 需先進(jìn)行造型 然后在繪制圖樣 選擇模具分型面幾何形狀和塑件的成型方法 直接決定了塑料成型模具的成功 所以 在設(shè)計時應(yīng)該使塑件的幾何形狀能適用于其成形工藝 1 5 脫模斜度 1 由于塑件在冷卻過程中產(chǎn)生收縮 因此在脫模前會緊緊地包住型芯或型腔中的其 它凸起部分 為了便于剝離 防止模具塑料表面劃傷 擦毛等 為了便于塑件從塑料 芯模腔取出 在設(shè)計時沿脫模方向均應(yīng)有足夠的脫模斜度 塑件上脫模斜度的大小 與塑件的性質(zhì) 收縮率大小 摩擦系數(shù)大小 塑件厚度 和幾何形狀有關(guān) 與軟質(zhì)塑料相比 硬質(zhì)塑料的脫模斜度較大 脫模斜度與塑件形狀 的復(fù)雜程度或成型孔的數(shù)目有關(guān) 塑件的脫模斜度與高度 孔深呈反比 壁厚增加 內(nèi)孔包住型芯 脫模斜度也應(yīng)大些 根據(jù)塑件材料 ABS 推薦的脫模斜度為 40 1 30 由塑件屬硬脆類塑料且厚壁 的塑件 故脫模斜度可取較大值依據(jù)塑件幾何形狀及收縮規(guī)律 因為它的向心收縮性 所以一般內(nèi)表面的脫模斜度大于外表面 依據(jù)塑膠零件的精度來確定脫模的斜度 內(nèi)表 面取 1 外表面取 1 30 1 6 塑件的壁厚 1 塑件需有一定的厚度 才能保證塑件在使用中有足夠的強(qiáng)度和剛度 而且也為了 塑料在成型時保持良好的流動狀態(tài) 有時塑件在使用時所需的強(qiáng)度雖然很小 但也需 要有適當(dāng)?shù)暮穸葋沓惺苊撃Ｍ顺隽?熱塑性塑件的厚度一般在 1 4mm 壁厚大 就會易 產(chǎn)生起泡和凹陷 并且也不易冷卻 壁厚與流程有密切關(guān)系 且成比例關(guān)系 根據(jù) ABS 屬流動性中等 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 論文 報告用紙 第 7 頁 共 41 頁 可得 1 1 7 0 81 LT m25 042 即厚度 2 mm 即可 由于塑件最薄處為 5 5mm 因此符合要求 流程短愈短愈有 利于注射成型 1 7 圓角 設(shè)計塑件時 為了減小應(yīng)力集中 同時增加手感體驗和美觀 體現(xiàn)人性化設(shè)計 常采用圓弧過渡 此外 圓弧還提高了塑件的強(qiáng)度 使脫模更易 同時還使模具型腔 在淬火或使用時不易開裂 本設(shè)計中塑件圓角都取 R 0 5mm 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 論文 報告用紙 第 8 頁 共 41 頁 2 注射機(jī)的選擇 塑件的體積計算 2 mZMD1 46cos n 1 321 89 7 46 V 2 058 323 4 m24 7 321VV 52 4718 3905 89 86 3cm5 2 g6 PVG 2 選擇注射機(jī) 由于塑件為大批量生產(chǎn) 所以盡可能采用多型腔 綜合考慮應(yīng)選用 ZS ZY 125 型臥式注塑機(jī) 依 XS ZY 125 型注塑機(jī)可得如下表 2 1 表 2 1 XS ZY 125 型注塑機(jī)參數(shù) mm 螺桿直徑 42 最大理論注射量 125 注射壓力 120 MPa 鎖模力 900KN 最大成型面積 645 模具最大厚度 300 注射行程 115 模具最小厚度 200 模板最大行程 300 噴嘴孔徑 4 噴嘴圓弧半徑 12 噴嘴移動距離 210 型腔許用壓力 280 kg cm 定模板上孔徑 100 兩拉桿之間距 260 290 定模板上孔深 10 頂出形式 中間頂出 動模板上孔徑 100 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 論文 報告用紙 第 9 頁 共 41 頁 3 型腔數(shù)目的決定 注射模的型腔數(shù)目可根據(jù)需要來確定 可以是一模一腔或一模多腔 型腔數(shù)目越 多 塑件尺寸的精度精度也就相對較低 若塑件的精度不高 可選用多型腔數(shù) 以注 塑成型的生產(chǎn)效益上看 表面上多型腔模比單型腔模經(jīng)濟(jì)效益要高 但以制造的難度 來衡量的話 單型腔比多型腔制造難度小 由于此塑件的精度要求不高 生產(chǎn)批量適 中 而且還有側(cè)抽芯 抽芯距也較長 在制品生產(chǎn)及模具的加成本上考慮 可選為一 模一腔 1 注射機(jī)的鎖模力 鎖模力務(wù)必要超過模具在開模方向上投影面積的注射壓力總和 注射基本壓力 依塑件流程比及壁厚而不同 3 sKP cb 1 型腔注射壓力 取 2800 b 基本壓力 Kc 1 7 ABS K 1 1 25 取 K 1 4 鎖模力 鎖模力不小于總注射壓強(qiáng)的 1 5 倍 即 3 1 05 1 APF 2 壁厚為 5 5mm 取最小 本次設(shè)計選用采用圓薄片型澆口 流程比為 42 5 5 7 6 有查圖可得 L 7 6 壁厚 5 5mm s 13Mpa 由 Kc 系數(shù)表查得 Kc 1 25 塑件形 狀復(fù)雜可取 Ks 1 4 由公式 3 sKP cb 3 得注射壓力 P Mpa2375 2 143 投影面積 22 4 17cm RA 型腔總投影面積 28 34 17 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 論文 報告用紙 第 10 頁 共 41 頁 由 1 05 1 APF 得鎖模力 KN906 2 8342 故鎖模力是足夠的 開模距離 由塑料部分長度為 42mm 是從模具中取出 距離應(yīng)大于兩倍的模板澆注系統(tǒng)的總 長度的長度 即 L 2 42 50 134mm 由 ZS ZY 125 注射機(jī)的最大開模行程為 300mm 故能夠完全可以取出塑件 模板面積 型腔的模板面積大小必須能在注射機(jī)上安裝 此塑件基本尺寸為 47mm 一模一 腔時 模板長 寬各約為 300mm 280mm 可以裝入 一模兩腔時 模板長 寬各約為 600mm 300mm 則不可以裝入 由選用 ZS SY 125 型注射機(jī) 故只好取用一模一腔 2 合理確定型腔數(shù) 為了合理地確定了型腔的數(shù)目 需檢查注射容量 根據(jù)各注塑機(jī)的注射量不超過 最大注射量的 80 即 3 件澆 WSN 8 0 4 N 型腔數(shù) 注射機(jī)注射量 克 澆 澆注系統(tǒng)的重量 件 塑件重量 克12096 5 S 克澆W 克件 34 代入得 138 24 0128 N 即取一腔許可 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 論文 報告用紙 第 11 頁 共 41 頁 4 成型零件設(shè)計 4 1 確定型腔壁厚 1 由強(qiáng)度計算來確定其壁厚 如圖 4 1 圖 4 1 型腔壁厚 4 2PrRtt 1 已知 設(shè)模具鋼的抗拉力應(yīng) 取安全系數(shù)為 4 2 10cmkgt 2 kg40cm 62 3r8p 5 9 81 28106 32 R 壁厚 5 9mm 即可 但為了保險 把型腔外徑取為H95 9r 70mm 2 依據(jù)變形量校核型腔壁厚 4 22 rRrEPr 2 3 0 253 53 10 823 26 m201 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 論文 報告用紙 第 12 頁 共 41 頁 如按所用塑料收縮率及塑件壁厚計算 所得之壁厚收縮值大于 0 011mm 時 則不影 響脫模 可按所得 值計算收縮率 ABS 壁厚 6mm 時 取 1 5 1 9 因此大于 0 012mm 可依設(shè)計值取壁厚 13mm 70mm 4 2 動模板厚度的計算 澆注系統(tǒng)和塑料在分型面上的投影面積 4 2 dF 3 2965 41 2m7 因此 動模板厚度查表可得 F 10 50cm 2 可取 20 25mm 但鑒于裝入頂管機(jī)構(gòu)及 導(dǎo)柱對墊板強(qiáng)度有影響 增大安全系數(shù) 結(jié)構(gòu)分析初定為 H 30mm 4 3 分型面的確定 1 分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的一個重要因素 它與模具的整體結(jié)構(gòu) 澆注系統(tǒng)的 設(shè)計 塑件的脫模和模具的制造工藝等有關(guān) 所以選擇脫模注射模的設(shè)計是關(guān)鍵的一 步 注射模具有的只有一個分型面 有的有多個分型面 根據(jù)分型面的形狀可分為平 直分型面 傾斜分型面 階梯分型面 曲面分型面 瓣合分型面等 由于分形面受到塑件在模具中的成型位置 澆注系統(tǒng)設(shè)計 塑件結(jié)構(gòu)工藝性及尺 寸精度 嵌件的位置 塑件的推出 排氣等多種因素的影響 所以選擇分型面時應(yīng)遵 循以下幾項基本原則 1 分型面應(yīng)選擇在塑件外形的最大輪廓處 2 分型面的選擇需有助于塑件的順利脫模 3 分型面的選擇應(yīng)保證塑件的精度要求 4 分型面的選擇需適合塑件的外觀質(zhì)量要求 5 分型面的選擇要加工和模具制造 6 分型面的選擇應(yīng)有助于排氣 分型面選擇的合理對模具有很大的影響因素 因此 應(yīng)合理選擇脫模方便 不影響 塑件外觀 排氣順利 使其具有良好的工作效果 根據(jù)本齒輪塑件的結(jié)構(gòu) 采用平直分 型面 通常分型面都設(shè)計在最大截面處 且起排氣作用 因此將分型面設(shè)在離基準(zhǔn)端 28mm 的截面上 因為在此截面一邊有斜齒輪 又有側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 從軸向型芯角度考慮 脫 模時塑件定會落在有阻螺紋的型芯上 且從保證齒輪的輪廓與孔同軸度考慮 齒輪型腔 與型芯都設(shè)在動模上 否則會導(dǎo)致塑件同軸度及精度下降 因此設(shè)在此截面比較合理 1 4 4 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 當(dāng)塑料熔體充填模具型腔時 必須講澆注系統(tǒng)和型腔內(nèi)的空氣以及塑料在成型過 程中產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體順利地排出模外 如果氣腔內(nèi)部氣體因各種原因不能排除 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 論文 報告用紙 第 13 頁 共 41 頁 干凈 它會形成塑料泡沫 導(dǎo)致焊縫不強(qiáng) 清晰可見 充滿痕跡的表面輪廓以及缺陷 成型等 另外氣體的存在還會產(chǎn)生反壓力而降低充模速度 因此設(shè)計模具時必須考慮 型腔的排氣問題 注射模通常有如下三種 1 利用配合間隙排氣 這種類型的排氣形式 其配合間隙不能超過 0 05mm 一般 為 0 03 0 05mm 視成型塑料的流動性性能的好差而定 2 在分型面上開設(shè)排氣槽 分型面上開設(shè)排氣槽是注射模排氣的主要形式 3 利用排氣塞排氣 如果型腔最后充填的部位不在分型面上 而其附近又沒有活 動型芯或推桿 可在型腔深處鑲?cè)肱艢馊?1 為了使塑件制品上不產(chǎn)生氣孔和制造方便 通常選擇間隙排氣 間隙常選在 0 03 0 05mm 內(nèi) 不過必須小于其塑料的最大溢邊值 結(jié)合實際考慮 可依靠模具分型面 的間隙和型腔以及側(cè)抽芯的配合間隙來排氣 因此無需另外在設(shè)置排氣導(dǎo)槽 ABS 推筒的 間隙 C 可取 0 02 0 025mm 4 5 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 4 5 1 成型凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 由于零件成型時是直接與塑料接觸的 對塑件的質(zhì)量有直接關(guān)系 所以在選擇結(jié)構(gòu) 時 不但要卻保成型塑件 也要方便加工制造 更復(fù)雜的塑料部件 如有側(cè)孔和齒輪 因此整體的格局是不夠的 但組合件也有其弊端 制造會麻煩很多 且塑件宜產(chǎn)生拼 痕跡 然而 你可以簡化工藝 采用模塊化的復(fù)雜模具 減少熱變形壓扁處理的差距 有助于排出 也有利于模具的維修 節(jié)省模具鋼 一般為確保側(cè)壁之間連接的準(zhǔn)確性 故常在連接處的外側(cè)留有 0 3 0 4mm 的間隙 以便使內(nèi)側(cè)連接更緊密 所以本模具型 腔組合式較合適 4 5 2 成型凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 一般凸模的機(jī)械加工較凹模方便 同時在工作中受力也較為集中因此多數(shù)凸模選擇 的是整體結(jié)構(gòu) 4 5 3 型腔尺寸計算 型腔的制造尺寸是包含了塑件成型收縮在內(nèi)的 所以 使用塑料的成型收縮率要在 計算尺寸之前確定 1 塑料的成型收縮率 理論上的成型收縮率 塑件在 20 溫度下的體積 型腔在 20 溫度下的容積 成 型收縮率 也就是體積的收縮 在設(shè)計型腔時 常按長度收縮計算 由于 ABS 是復(fù)合型塑料 因 此 其成型中收縮率會有些大 并且其收縮也具有導(dǎo)向性 查得 ABS 厚度大于 8mm 時 收 縮率為 1 5 0 2 1mm 依塑件的復(fù)雜程度以及精度取其平均值較合適 取 S 1 8mm 2 工作尺寸計算 型腔制造公差 按精度等級查得 為塑件公差值 齒輪尺寸如下圖3 m 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 論文 報告用紙 第 14 頁 共 41 頁 4 2 a b 圖 4 2 塑件尺寸 查得各尺寸制造公差值與塑件公差值 如下表 4 1 表 4 1 尺寸制造公差值與塑件公差值 mm 尺寸 制造公差值 z 塑件公差值正偏差 塑件公差值負(fù)偏差 47 0 074 0 1 200 28 0 052 0 0 960 17 0 043 0 800 0 13 0 043 0 720 0 M4 0 030 0 560 0 24 0 052 0 0 880 18 0 043 0 0 800 6 0 030 0 0 560 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 論文 報告用紙 第 15 頁 共 41 頁 其平均收縮率 4 6 0 2 9 30 cp S 4 計算型腔徑向尺寸 47D28 型腔徑向尺寸計算公式 4 zcpS 0 4 3 1 d 5 40 47 21 6 4089 320 2 96 3 1 D m20 計算型芯徑向尺寸 d17 d 13 型芯徑向尺寸計算公式 4 zcpsSd 0 4 3 1 6 240 17 8 mm241 0 98 267 013 3 d m 267 0 計算型腔深度尺寸 24H186 型腔深度尺寸計算公式 4 7 zsMH 0 3 2 6 01 293 024 4 m 852930 267 018 6 7270 187 06 53 H 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 論文 報告用紙 第 16 頁 共 41 頁 187 063 5 計算型芯深度尺寸 42h418h 型芯深度尺寸計算公式 4 zcpsMS 0 3 2 8 40 42 1 6 1h m 5340 293 024 8 293 0 267 018 1 6h 27 0 齒輪成型尺寸計算 4 14cos dNm 9 0 5 0 3 zaahd 2 5 1 4 m6 znaf c 023 4 40 14 6 6 D m9540 13 40 64 40 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 論文 報告用紙 第 17 頁 共 41 頁 5 澆注系統(tǒng)設(shè)計 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 澆注系統(tǒng)一般由主流道 分流道 澆口和冷料穴等四部分組成 澆注系統(tǒng)的設(shè)計是模具設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié) 設(shè)計合理與否對塑件的性能 尺寸內(nèi)外部質(zhì)量及模具的結(jié)構(gòu) 塑料的利用率等有較大 影響 對澆注系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計時 一般應(yīng)遵循如下基本原則 1 1 了解塑料的成型性能 注射成型時注射機(jī)料筒中的塑料已成熔融狀態(tài) 粘流 態(tài) 因此了解被成型的塑料熔體的流動特性以及溫度 剪切速率對粘度的影響等顯得 十分重要 澆注系統(tǒng)的設(shè)計必須適應(yīng)以保證塑件質(zhì)量的塑料成型性能 2 盡量避免或減少產(chǎn)生熔接痕 在選擇澆口位置時 應(yīng)注意避免熔接痕的產(chǎn)生 熔體流動時應(yīng)盡量減少分流的次數(shù) 有分流必然有匯合 熔體匯合之處必然會產(chǎn)生熔 接痕 尤其是在流程長 溫度低時 這時對塑件熔接痕強(qiáng)度的影響較大 3 防止型芯的變形和嵌件的位移 澆注系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)盡量避免塑料熔體直接沖 擊細(xì)小型芯和嵌件 以防熔體的沖擊力使細(xì)型芯變形或嵌件位移 4 有利于型腔中氣體的排出 澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利地引導(dǎo)塑料熔體充滿型腔的各 個部分 使?jié)沧⑾到y(tǒng)及型腔中原有的氣體能有序得排出 避免充填過程中產(chǎn)生紊流或 渦流 也避免因氣體積存而引起凹陷 氣泡 燒焦等塑件的成型缺陷 5 盡量采用較短的流程充滿型腔 在選擇澆口位置的時候 對于較大的模具型 腔 一定要力求以較短的流程充滿型腔 減少壓力損失和熱量損失減少到最低的塑料 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 論文 報告用紙 第 18 頁 共 41 頁 熔體以保持所需的終壓力與現(xiàn)狀的有效傳輸 保持塑件良好的成型質(zhì)量 6 流動距離比和流動面積比的校核 對于大型或薄壁塑料制件 塑料熔體有可 能因其流動距離過長或流動阻力太大而無法充滿整個型腔 設(shè)計應(yīng)該從多方面考慮 結(jié)合塑件 注射系統(tǒng)分布基礎(chǔ)上進(jìn)行一模一腔的設(shè)計 由 PPT 的成型特性而知 進(jìn)料口應(yīng)取厚盡量避免死角積料 在保證工作順利的條件下 容積應(yīng)取最小 以充分利用材料 減小材料損耗 1 5 1 主澆道 澆口套 的設(shè)計 主澆道 澆口套 是和注射機(jī)噴嘴部分直接相連的 如下圖 4 所示 它同噴嘴的軸 心線是同一的 也是最開始進(jìn)入模具的通道 因此熔料在主流道內(nèi)流動并不會改變流 動的方向 主流道大都呈圓錐形 也有形狀是扁形或圓形的 但是為了方便將流道中 的冷料拉出 一般把主流道設(shè)計為圓錐形 一般的錐角通常為 2 7 內(nèi)壁粗糙度小 于或等于 0 8 m 一般圓錐孔的小頭直徑為 4 8mm 于此同時又要比注射機(jī)噴嘴大 0 5 1mm 定模板厚度決定了主流道的長度 確定主澆道各部分尺寸如圖 5 1 圖 5 1 澆口套 1 噴嘴處孔徑 的確定 依 XS ZY 125 型注射機(jī)可查 嘴噴孔徑為 4mm 應(yīng)該選用直通式噴嘴 同時嘴噴處的孔徑要取大些 d 噴嘴孔徑 1mm d 5 mm 2 澆口處噴嘴球半徑的確定 依 XS ZY 125 型注射機(jī)可查 球半徑 R 為 12mm R 噴嘴球半徑 2 3 mm 可取 3mm 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 論文 報告用紙 第 19 頁 共 41 頁 R 12 3 15mm 3 其它的尺寸 2 5 取 3 r 1 3mm 取 r 2mm H 1 3 2 5 R 5 10mm 因此可取 H R 3 5mm 4 主澆道直徑的確定 根據(jù)經(jīng)驗公式可知 D 5 RV 4 1 D 主澆道的大頭直徑 V 流經(jīng)主澆道熔體體積 K 為常數(shù) PPT 可取 2 1 代入得 D 5 62 6mmR 4 1 2 04 即只需大于 6mm 即可 LtgD d m6 6 5 因此符合要求 D 可取 6mm 5 2 澆口的設(shè)計 1 澆口亦稱進(jìn)料口 是連接澆注系統(tǒng) 分流道 與型腔的熔體通道 澆口的位置的 設(shè)計與選擇 與塑件能否完好以及高質(zhì)量地成型直接相關(guān) 澆口可分為限制性澆口和非限制性澆口兩大類 限制性澆口是整個澆注系統(tǒng)中截面尺 寸最小的部位 通過截面積的突然變化 使分流道送來的塑料熔體產(chǎn)生的流速增加 提高剪切速率 降低粘度 使其成為理想的流動狀態(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)到同時進(jìn)料的目的 提高塑件的質(zhì)量 另外 限制性澆口還起著較早固化防止型腔中熔體倒流的作用 非 限制性澆口是最大的部分是整個澆注系統(tǒng)截面尺寸 它主要是對中大型筒類 殼類塑 件型腔起引料和進(jìn)料后的施壓作用 按澆口的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn) 常用的澆口可分為直接澆口 中心澆口 側(cè)澆口 環(huán)形 澆口 輪輻式澆口 爪形澆口 點(diǎn)澆口 潛伏澆口等等 澆口的形狀和位置尺寸直接與塑件的內(nèi) 外在質(zhì)量聯(lián)系在一起 如果選擇不合理 會使塑件產(chǎn)生融合痕 翹變形 氣泡 填充不良以及密度不均勻等問題 PPT 塑料的 流速增高 凝結(jié)速度快 同時摩擦也會使料溫增高 使其填充型腔能力更好 并且還 能夠縮短成型的周期 較小殘余應(yīng)力 可減小塑件的翹曲 破裂和變形 也有助于對 澆口痕跡的后續(xù)加工 澆口的選擇是基于對塑料件的形狀要求 對塑料件的質(zhì)量直接影響 因為這是一個 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 論文 報告用紙 第 20 頁 共 41 頁 工程塑膠配件 齒輪齒形 長圓柱形 內(nèi)螺紋的孔和軸需要配合 所以 內(nèi)壁外側(cè)開 澆口顯然是不合適的 故選用圓薄片狀澆口 屬于環(huán)形澆口 較為合理 由于流程短 排氣效果好 可減少熔接痕產(chǎn)生 并且更適合用于筒形中間通孔的塑件 通常進(jìn)料口 厚度可取 0 2 1 2 mm 5 3 定位圈的選擇 定位圈尺寸如下圖 5 2 圖 5 2 定位圈 依 XS ZY 125 型注射機(jī)的數(shù)據(jù)可查得 定模板與澆口套間的配合孔徑為 100 00 054mm 推薦定位圈的參考值有可如下 D 100mm d3 75mm d2 50mm h 14mm 6 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 模具溫度的合適 穩(wěn)定和均一 會很大的影響著塑件的尺寸精度 外觀和形狀以及 塑料熔體的固化定型及充模流動 生產(chǎn)效率等 模具溫度調(diào)節(jié)的能力直接影響著塑件 的質(zhì)量和生產(chǎn)效率 模具溫度控制系統(tǒng)是通過模具溫度控制 高質(zhì)量和高效率的注塑 件生產(chǎn) 一般對于連續(xù)工作的注射模來說 人為因素會產(chǎn)生較大的影響 因此不必十分精確 的計算 加熱冷卻系統(tǒng)通?？梢罁?jù)塑料的成型特性以及型腔的幾何形狀來確定 6 1模具溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響 模溫是指模具型芯以及型腔的表面溫度 高溫熔體釋放的熱量通過在模腔內(nèi)凝固形 成模具內(nèi)的一個合適的溫度分布的熱平衡使塑件質(zhì)量最好 模具的溫度控制和調(diào)節(jié)對 塑件質(zhì)量的影響主要有以下四個方面 1 力學(xué)性能 對于結(jié)晶性塑料 成型溫度越高 塑件的應(yīng)力開裂趨勢也會愈大 所以站在應(yīng)力開 裂的角度上看 減少模具的溫度是好的 然而 像聚碳酸酯一類高黏度無定形的塑料 塑件中內(nèi)應(yīng)力的大小與其應(yīng)力開裂傾向有關(guān)聯(lián) 適當(dāng)?shù)奶岣吣＞邷囟瓤蓽p小塑件中的 內(nèi)應(yīng)力也即降低其應(yīng)力開裂的傾向 2 尺寸精度 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 論文 報告用紙 第 21 頁 共 41 頁 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)可促使模具溫度的穩(wěn)定 從而可以提高塑料的成型收縮率的穩(wěn)定 進(jìn)而提升塑件尺寸精度 但在可能時可適當(dāng)降低模具的溫度 以便使塑件的成型收縮 率減小 3 塑件表面質(zhì)量 塑件表面質(zhì)量的改善可通過提升模具溫度來實現(xiàn) 模溫過低則易使使塑件輪廓模糊 并產(chǎn)生清晰熔接痕 以至于增加塑件的表面粗糙度 6 2加熱系統(tǒng)的設(shè)計 鑒于 ABS 塑料在進(jìn)行加工前的干燥處理時可得到預(yù)加熱作用 同時又因為模具型腔 的壁厚相對有些大 依據(jù)塑料的成形特性 PPT 熔融速度相對較快且結(jié)晶性熔融范圍 窄 并且溫度變化對流動性影響不大 因此模具無需特定的加熱系統(tǒng)進(jìn)行加熱 6 3冷卻系統(tǒng)設(shè)計 依 ABS 塑料成形特性知 ABS 凝固速率較快 熔料溫度略低于熔融溫度就會凝固化 由于塑料的壁厚 4 mm 因此塑料凝固時的模具溫度可取 t 100c 120c 由于塑 件體積比較小 且塑件能夠在較高的溫度下進(jìn)行脫模 有此可知推出塑件在成形時可 不必另裝冷卻系統(tǒng) 但為了提高生產(chǎn)率 裝冷卻系統(tǒng) 的話就需要在型腔板以及定模板 上設(shè)置冷卻孔 詳情見裝配圖 7 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計 脫模機(jī)構(gòu)根據(jù)塑件的形狀 成型設(shè)備的差異和各種不同形式的要求 但要使組織靈 活的動作 結(jié)構(gòu)簡單可靠 本次設(shè)計有斜齒輪旋轉(zhuǎn)脫螺紋機(jī)構(gòu)和側(cè)螺紋孔抽芯機(jī)構(gòu) 7 1 推管脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計 7 1 1 脫模機(jī)構(gòu)運(yùn)動形式 由于塑件的螺旋升角為 14 如果采用強(qiáng)制脫模的話 由于其齒數(shù)多 模數(shù)小 容 易破壞制件 因此強(qiáng)脫是不合理的 在此采用推管在推動上升的同時 塑件也帶動型 腔轉(zhuǎn)動來使斜齒輪順利的旋出型腔 以此來實現(xiàn)脫模 7 1 2 推管的結(jié)構(gòu)形式 推管如圖 7 1 所示 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 論文 報告用紙 第 22 頁 共 41 頁 圖 7 1 推管結(jié)構(gòu) 如上圖所示其是以推管為主的脫模結(jié)構(gòu) 因為塑件帶是斜齒輪 所以要一邊推頂 一邊旋轉(zhuǎn) 故需要設(shè)置旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 在圖中我們可以看到 其頂推作用通過推管來實現(xiàn) 而其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動通過型腔的轉(zhuǎn)動來實現(xiàn) 而型腔的轉(zhuǎn)動是通過裝在型腔旁邊的軸承來實 現(xiàn)的 同時在塑件脫模時 有排氣作用 從而不影響脫模 推管的固定一般都采用臺 階式固定推管與采用銷緊固推管固定板的聯(lián)接處 7 2 內(nèi)螺紋抽芯脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計 7 2 1 抽芯脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計 塑料產(chǎn)品的螺紋可分兩種 即內(nèi)螺紋與外螺紋 而螺紋則大多都需要相應(yīng)的卸螺 紋裝置 常用的卸螺紋裝置可按以下幾種來分類 1 依據(jù)動作方式 螺紋型腔轉(zhuǎn)動 推管推動產(chǎn)品脫離 螺紋型芯轉(zhuǎn)動 推管推動產(chǎn)品脫離 此次模具采用第 種方式設(shè)計 2 依據(jù)驅(qū)動方式 齒條 齒輪 油缸 齒條 來福線螺母 油馬達(dá) 電機(jī) 鏈條 此次模具采用第 種方式設(shè)計 由于此塑件是圓柱斜齒輪 它的圓形側(cè)面方向上有側(cè)螺紋孔 選用齒條 齒輪的驅(qū) 動方式螺紋型芯轉(zhuǎn)動同時后退 自然脫離產(chǎn)品 由于模具內(nèi)有和塑件螺紋孔相等的 2 個側(cè)螺紋型芯 合模時 全部型芯都抵在模芯上 組合成了塑件型腔 側(cè)型芯上的 2 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 論文 報告用紙 第 23 頁 共 41 頁 個螺紋和型腔上的螺紋相互配合 齒條部分和齒輪相互配合 開模時 齒條帶動螺紋 型芯轉(zhuǎn)動 于此同時螺紋型芯也后退 以此實現(xiàn)內(nèi)螺紋的抽芯動作 3 螺紋型芯的設(shè)計 內(nèi)螺紋的參數(shù) D 螺紋外徑 4 mm L 螺紋牙長 5 5 mm P 螺紋牙距 1 mm 4 螺紋型芯轉(zhuǎn)動圈數(shù)的確定 U L P Us 4 1 Us 5 75 6 5 Us 我們的安全系數(shù)要確保完整的旋出 并加一定的余量 一般取 0 25 1 U 螺紋型芯轉(zhuǎn)動的圈數(shù) 5 齒輪的嚙合條件 壓力角與模數(shù)都相同的齒條以及齒輪都能正確嚙合 6 齒輪齒數(shù) 模數(shù)等參數(shù)的確定 齒數(shù) 當(dāng)傳動的中心距一定時 傳動的平穩(wěn)性隨齒數(shù)增多而加強(qiáng) 同時噪音也會低 但齒數(shù)的增多 也會導(dǎo)致齒輪的齒厚 模數(shù)減小 從而另其彎曲強(qiáng)度降低 所以在符 合齒輪彎曲強(qiáng)度的情況下 盡進(jìn)盡可能選取較小的模數(shù)和較多的齒數(shù) 為免于發(fā)生根 切現(xiàn)象 一般選取的齒數(shù) Z 17 螺紋型芯的齒數(shù)最少應(yīng)該大于 14 齒 模數(shù) d P x Z S Z x P x d 為無理數(shù) 為計算方便 一般常取 P 為常數(shù) 亦稱模數(shù) 以 m 表示 故 可得如下公式 d m x z 分度圓的直徑等于模數(shù)乘齒數(shù) 我國規(guī)定模數(shù)有 2 個系列 優(yōu)先采用第一系列 模數(shù)第一系列 1 1 25 1 5 2 2 5 3 4 5 6 8 10 模數(shù)第二系列 1 75 2 25 2 75 3 25 3 5 4 5 5 5 7 工業(yè)用齒輪模數(shù)一般取 m 2 英制齒輪選用的是徑節(jié)制 徑節(jié)齒輪把齒數(shù) z 與分度圓直徑 d 之比定為徑節(jié) 以 P 表示 也即 dz p in 1 模數(shù)和徑節(jié)的換算公式為 4 25m 綜述 漸開線直齒圓柱齒輪選定如下參數(shù) 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 論文 報告用紙 第 24 頁 共 41 頁 齒輪齒數(shù) z 表示 15 齒輪模數(shù) m 表示 0 6 分度圓直徑 d 表示 9 mm 分度圓周長 S 表示 9 mm 齒輪壓力角 表示 20 齒輪齒距 p 表示 P m 1 9 其中 ha 1 c 0 25 齒頂圓直徑 d a 表示 d a d 2ha 10 mm 由傳動的齒輪模數(shù)也為 0 6 壓力角為 20 小齒輪齒數(shù)為 40 齒寬為 13mm 大 齒輪齒數(shù)為 106 齒寬為 18mm 因此可算得要使螺紋型芯完全旋出齒輪 則齒條與其最少配合傳動長度為 L USi 7 24 9 64 75 mm 取 U 7 則開模的距離為 116 75 191mmS 故模具能夠順利脫出塑件 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 論文 報告用紙 第 31 頁 共 41 頁 12 模具其它零件的設(shè)計 1 型芯與斜齒輪型腔 型芯的材料可選擇 T8A 詳細(xì)地尺寸可見零件圖 斜齒輪型腔詳細(xì)尺寸亦見零件圖 2 型腔板 型腔 其總體結(jié)構(gòu)需要和型腔固定板 斜齒輪型腔結(jié)構(gòu)以及推管相適合 并且應(yīng)該加工 出八個側(cè)型芯的成型孔以及放置斜齒輪型腔的空間和用于固定的緊定縲紋孔 詳細(xì)尺 寸可見零件圖 型腔固定板 板的總體結(jié)構(gòu)應(yīng)該與轉(zhuǎn)盤以及型腔的結(jié)構(gòu)相配合 并且還需要在加工出八個側(cè)型 芯的導(dǎo)滑槽及其放置空間 詳細(xì)尺寸結(jié)構(gòu)可見零件圖 3 模板 定模板固定板 由定模板固定板為長寬相等的長方體 材料取用 45 鋼 模板是用于連接成型設(shè)備 與模具的板 因此定模板的固定板的邊長應(yīng)該大于型腔固定板的邊長 所欲可取邊長 為 280mm 定模板 因為定模板是成型板 因此定模板的邊長應(yīng)該小于定模固定板 所以可選用長寬各 為 240mm 可取用材料為 T8A 動模板 動模板是用于連接成型設(shè)備和模具的板 通常會連接模腳 因此動模板長和寬會 與定模板的相同 同樣可選 240mm 取用材料為 45 鋼 4 推板 推管固定板與推管蓋板通稱推板 其材料選 45 鋼 其中推板的總體結(jié)構(gòu)與墊塊相 適 5 模腳 墊塊 墊塊的高度應(yīng)該使頂出機(jī)構(gòu)能夠順利的將塑件推出型腔并且要超過分型面 5 15mm 左右以便使塑件掉出來 綜上所訴 故由前面計算頂出空間為 H 45mm 就可以滿足要 求 故墊塊高度為 85mm 其具體結(jié)構(gòu)尺寸詳見零件圖 底板 其結(jié)構(gòu)應(yīng)該和注射機(jī)頂桿的結(jié)構(gòu)相配合 詳細(xì)地尺寸可見零件圖 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 論文 報告用紙 第 32 頁 共 41 頁 13 標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 5 一 螺釘和銷的選用 1 螺釘 2 M8 55 GB70 85 2 螺釘 19 M8 125 GB70 85 3 螺釘 35 M10 85 GB70 85 3 螺釘 36 M8 30 GB70 85 4 螺釘 37 M6 15 GB70 85 5 銷 3 A5 35 GB119 86 6 銷 14 A5 15 GB119 86 7 銷 22 A10 47 GB119 86 8 銷 28 A6 25 GB119 86 注 有設(shè)計的情況可知 螺釘 銷所受力不大 因此不需要對其進(jìn)行校核 二 彈簧的選用 1 彈簧 15 1 6 10 100 GB2089 80 三 導(dǎo)柱 導(dǎo)套的選用 1 導(dǎo)柱 20 d 20 L 90 GB4169 5 84 2 導(dǎo)柱 24 d 20 L 116 GB4169 5 84 3 導(dǎo)套