90度直角彎頭注塑模具設(shè)計(jì)【一模四腔-滑塊側(cè)抽芯-含CAD圖紙和三維圖】

90度直角彎頭注塑模具設(shè)計(jì)【一模四腔-滑塊側(cè)抽芯-含CAD圖紙和三維圖】,一模四腔-滑塊側(cè)抽芯-含CAD圖紙和三維圖,90,直角,彎頭,注塑,模具設(shè)計(jì),一模四腔,滑塊側(cè)抽芯,cad,圖紙,以及,三維 多自由曲面產(chǎn)品注塑模具分型線的自動(dòng)確定 邵 健11 ,呂震22 ,柯映林11 ( 1. 浙江大學(xué)現(xiàn)代制造工程研究所, 浙江 杭州 310027 2. 浙江大學(xué)城市學(xué)院, 浙江 杭州 310015 【關(guān)鍵詞】:模具,分型線,特征識(shí)別,有限元 【摘 要】: 為有效地確定多自由曲面產(chǎn)品模具分型線問題, 提出了一種將特征識(shí)別技術(shù)和有限元方法相結(jié)合的模具分型線確定方法。在該方法中, 首先, 提出了基于圖的特征識(shí)別方法來對(duì)產(chǎn)品中的側(cè)凹特征進(jìn)行識(shí)別, 并在識(shí)別的基礎(chǔ)上對(duì)產(chǎn)品模型進(jìn)行簡(jiǎn)化; 然后, 提出了基于有限元的離散方法, 對(duì)簡(jiǎn)化的產(chǎn)品模型的所有組成面進(jìn)行離散, 并根據(jù)網(wǎng)格面的可視性來判別組成面的可視性; 最后, 將產(chǎn)品中的所有組成面分成可視面組、不可視面組和退化面組, 并通過抽取可視面組或不可視面組的最大邊環(huán)來確定模具的分型線。研究實(shí)踐表明, 通過該方法可以有效地解決多自由曲面產(chǎn)品模具分型線的確定問題, 提高模具設(shè)計(jì)的效率。 中圖分類號(hào): T P391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 1引言 模具型腔的設(shè)計(jì)過程一般包括脫模方向的選擇、分型線的確定和分型面的生成3個(gè)步驟。其中分型線的確定是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，不但影響到后續(xù)分型面的生成，還對(duì)整個(gè)模具的結(jié)構(gòu)和成本有很大的影響.對(duì)于一些規(guī)則產(chǎn)品，模具分型線的確定是比較簡(jiǎn)單的，但對(duì)于一些包含自由曲面的產(chǎn)品，模具的分型線往往難以確定。在一般的模具型腔設(shè)計(jì)過程中,分型線往往由模具工程師通過一些經(jīng)驗(yàn)的方式來判斷確定。但通過這種方式來確定模具的分型線，設(shè)計(jì)效率不高，同時(shí)由于設(shè)計(jì)者的疏忽也有可能造成分型線確定失誤的問題。因此探索分型線的自動(dòng)生成技術(shù)是模具設(shè)計(jì)自動(dòng)化的一個(gè)重要研究?jī)?nèi)容。 2 相關(guān)研究 對(duì)分型線的確定，有3類典型的方法：1）文獻(xiàn)[2] 等提出的通過拉伸零件最大投影輪廓線的方法來確定產(chǎn)品的分型線；2）文獻(xiàn)[3] 等提出的通過對(duì)塑件模型切片來生成分型線的方法；3）文獻(xiàn)[4]等提出的通過對(duì)注塑件表面進(jìn)行分組并抽取最大邊環(huán)來自動(dòng)生成分型線的方法。在這3 種方法中，都沒有考慮產(chǎn)品中的側(cè)凹特征對(duì)模具分型線的影響，對(duì)于多自由曲面產(chǎn)品，無法有效地確定模具的分型線。文獻(xiàn)[5]等雖在文獻(xiàn)[ 4] 的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn),但對(duì)于多自由曲面產(chǎn)品, 也無法有效地確定模具的分型線。 為此，本文提出了一種將特征識(shí)別技術(shù)和有限元方法相結(jié)合的模具分型線確定方法，不但考慮了側(cè)凹特征對(duì)模具分型線確定的影響，提出了基于圖的特征識(shí)別方法對(duì)產(chǎn)品中的側(cè)凹特征進(jìn)行識(shí)別，還提出了基于有限元方法對(duì)包含自由曲面的產(chǎn)品模型的表面進(jìn)行離散，以解決自由曲面在模具分型線的確定過程中可能產(chǎn)生的歧義，加快模具分型線的自動(dòng)確定過程。與前述的3類分型線確定方法相比，該方法的主要特點(diǎn)在于:1.在確定模具分型線前, 首先對(duì)產(chǎn)品中的側(cè)凹特征應(yīng)用提出的側(cè)凹特征識(shí)別方法進(jìn)行識(shí)別, 并根據(jù)特征識(shí)別的結(jié)果簡(jiǎn)化產(chǎn)品模型, 從而避免了側(cè)凹特征對(duì)模具分型線的影響；2.型簡(jiǎn)化后, 應(yīng)用有限元離散方法對(duì)產(chǎn)品模型的表面進(jìn)行離散, 并根據(jù)網(wǎng)格面的可視性來綜合判斷產(chǎn)品模型表面的可視性, 消除自由曲面在判斷面可視性時(shí)的不確定性。 3 基本概念 3.1表面的可見性 產(chǎn)品的表面一般由平面和自由曲面組成, 一些簡(jiǎn)單的產(chǎn)品往往都由平面組成, 但一些外形和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品, 其表面則既包含平面, 也包含自由曲面。對(duì)于平面來說, 因?yàn)槠浞ㄏ蛭┮? 所以一定為可視、不可視或過渡面中的一種。但對(duì)于曲面來說, 由于其法向并不惟一, 既有可能全為可視或不可視, 也有可能部分可視、部分不可視。因此, 要判斷曲面的可視性, 必須應(yīng)用有限元方法。在有限元模型中, 產(chǎn)品模型的表面往往離散為一些小的單元模型。由于這些單元的表面都為平面, 可以方便地判斷出這些單元的可視性。設(shè) 表示模具的脫模方向,表示面的法向，則可根據(jù)如下規(guī)則來判斷面的可視性：如果, 則為可視面；如果, 則為不可視面；如果則為過渡面。 3.2 單一表面和復(fù)雜表面 所有表面的產(chǎn)品可以轉(zhuǎn)化為二維網(wǎng)格對(duì)各組成部分進(jìn)行有限元分析。網(wǎng)格包含以下三種類型：(a)可見網(wǎng)眼(b)無形的網(wǎng)(c)過渡網(wǎng)格。設(shè)表示模具的脫模方向,表示面Fi的法向，則可根據(jù)如下規(guī)則來判斷網(wǎng)格的可視性：如果, 則為可視網(wǎng)格；如果, 則為不可視網(wǎng)格；如果, 則為過渡面。一些簡(jiǎn)單的產(chǎn)品往往都由平面組成, 但一些外形和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品, 其表面則既包含平面, 也包含自由曲面。對(duì)于平面來說, 因?yàn)槠浞ㄏ蛭┮? 所以一定為可視、不可視或過渡面中的一種。但對(duì)于曲面來說, 由于其法向并不惟一, 既有可能全為可視或不可視, 也有可能部分可視、部分不可視。因此, 要判斷曲面的可視性, 必須應(yīng)用有限元方法。在有限元模型中, 產(chǎn)品模型的表面往往離散為一些小的單元模型。由于這些單元的表面都為平面, 可以方便地判斷出這些單元的可視性。一般情況下表示模具的脫模方向, 表示單元面的法向。如圖2 所示, 圖2a 為可視表面, 所有的單元面均為可視單元面; 圖2b 為不可視表面, 所有的單元面均為不可視單元面; 圖2c 為可視、不可視同存表面, 在其單元面中, 既存在可視單元面, 又存在不可視單元面和過渡單元面。其中“+”表示可視單元面, “-”表示不可視單元面,“0”表示過渡單元面。 4 確定分型面的過程 4.1 簡(jiǎn)化的產(chǎn)品模型 因?yàn)閭?cè)凹特征的存在會(huì)直接影響到模具分型線的正確確定。因此, 在確定模具的分型線前, 首先要對(duì)產(chǎn)品中的側(cè)凹特征進(jìn)行識(shí)別, 并對(duì)產(chǎn)品模型進(jìn)行簡(jiǎn)化。識(shí)別特征的方法較多[7] , 本文提出了一種基于圖的特征識(shí)別方法。在識(shí)別過程中, 首先將產(chǎn)品模型用面屬性鄰接圖( FaceAt tribute Adjacency Graph, FAAG)[8] 的方式表示，然后通過在產(chǎn)品FAAG 中搜索側(cè)凹特征子圖的方式來識(shí)別側(cè)凹特征。 圖1 所示為3 種典型類型的側(cè)凹特征的子圖。圖1a 為一凹類型的側(cè)凹特征及其子圖U，該側(cè)凹特征只有一個(gè)特征生成面( 側(cè)凹特征附著的面) n1 , 在割集( 將側(cè)凹特征的子圖從產(chǎn)品FAAG 圖中分離出來的一組邊) A c 中, 所有的邊都為凸邊，在子圖U中，所有的邊都為凹邊；圖1b 為一凸類型的側(cè)凹特征及其子圖U, 該側(cè)凹特征也只有一個(gè)特征生成面n1 , 在割集Ac 中, 所有的邊都為凹邊, 在子圖U 中,所有的邊都為凸邊; 圖1c 所示為一通孔類型的側(cè)凹特征, 該側(cè)凹特征有兩個(gè)特征生成面n1 , n8 , 在割集Ac 中, 所有的邊都為凸邊, 在子圖U 中, 所有的邊都為凹邊。在子圖匹配的過程中, 如果對(duì)產(chǎn)品的FAAG 應(yīng)用遍歷方式進(jìn)行搜索, 則搜索的時(shí)間將會(huì)非常長(zhǎng)。因此, 在實(shí)際的搜索過程中, 總是先找到產(chǎn)品中所有的特征生成面然后再確定子圖的割集, 并利用割集將產(chǎn)品的FAAG 圖分解為兩部分, 一部分為產(chǎn)品FAAG, 一部分為側(cè)凹特征FAAG。側(cè)凹特征識(shí)別后, 為了方便模具分型線的確定, 還需要對(duì)產(chǎn)品模型進(jìn)行簡(jiǎn)化, 簡(jiǎn)化的過程即產(chǎn)品FAAG 重構(gòu)的過程。 4.2 產(chǎn)品模型轉(zhuǎn)化 簡(jiǎn)化模型后,產(chǎn)品將會(huì)被轉(zhuǎn)換成采用離散曲面模型,采用有限元分析方法。無論怎樣的平面,曲面或自由曲面產(chǎn)品模型可以表示為2維表面網(wǎng)格，轉(zhuǎn)換過程如圖4所示。該產(chǎn)品模型可以描述為；其中Ω代表了產(chǎn)品的模型；代表模型的每個(gè)表面；M代表表面的號(hào)碼，這樣一來，每一個(gè)外表面即可表示為；其中m表示橫向的網(wǎng)格數(shù)量，n表示縱向的網(wǎng)格數(shù)量。三角形或四邊形網(wǎng)格是當(dāng)前常用的轉(zhuǎn)化過程。雖然網(wǎng)格的數(shù)量是由經(jīng)驗(yàn)確定的,有一些原則是可以照辦，例如網(wǎng)格的數(shù)量的多少表面與表面的曲率有關(guān)。網(wǎng)格的數(shù)量越大,其表面曲率越大。 4.3 分離復(fù)雜表面 產(chǎn)品中可視、不可視同存的表面, 稱為復(fù)合產(chǎn)品表面, 而對(duì)于單一的可視面或不可視面, 則稱為單一產(chǎn)品表面。在確定模具的分型線前, 必須將復(fù)合產(chǎn)品表面分解為單一產(chǎn)品表面, 從而在將這些產(chǎn)品表面歸入可視或不可視面組時(shí), 就不會(huì)產(chǎn)生二義性。在對(duì)復(fù)合產(chǎn)品表面進(jìn)行分解前, 首先要獲取這些產(chǎn)品表面對(duì)應(yīng)脫模方向的最大外輪廓線, 以最大輪廓線為界, 復(fù)合產(chǎn)品表面就可以分解為單一產(chǎn)品表面。在分解過程中, 首先要做1個(gè)垂直于產(chǎn)品脫模方向的平面為投影平面, 并將產(chǎn)品表面投影到投影平面上。投影后, 首先找到產(chǎn)品表面在投影平面上的投影輪廓線, 然后沿脫模方向拉伸投影輪廓線并與產(chǎn)品表面相交, 則所確定的交線即為該產(chǎn)品表面的最大外輪廓線。如圖3 所示為復(fù)合產(chǎn)品表面的分解過程示意。圖中的PD表示產(chǎn)品的脫模方向, Λ表示投影平面。S+ 和S- 為經(jīng)過分解后的單一產(chǎn)品表面,S+ 表示可視表面, S- 表示不可視表面。 4.4分型線的確定 模具的分型線即為產(chǎn)品中可視面組和不可視面組的最大邊環(huán), 因此, 為了正確地確定模具的分型線, 首先要將產(chǎn)品中所有過渡面調(diào)整到可視面組或不可視面組中去。在調(diào)整過程中, 首先要判斷過渡面最大輪廓線與可視面組或不可視面組最大邊環(huán)的關(guān)系。 (1) 如果過渡面的大輪廓線在可視面組的最大邊環(huán)內(nèi), 則將過渡面調(diào)整到可視面組中去, 調(diào)整規(guī)則表述為,if then → (2) 如果過渡面的最大輪廓線在不可視面組的最大邊環(huán)內(nèi), 則將過渡面調(diào)整到不可視面組中去, 調(diào)整規(guī)則表述為: ,if then → 其中, G1 表示產(chǎn)品中的可視面組, G2 表示產(chǎn)品中的不可視面組, G3 表示產(chǎn)品中的過渡面組, 表示過渡面組G3 中的第i個(gè)面I， 表示的最大輪廓, 表示可視面組的最大邊環(huán), 表示不可視面組的最大邊環(huán)。設(shè)過渡面組G3中調(diào)整到中的面組為, 調(diào)整到G2 中的面組為, 則最后確定的模具的分型線為。 5 實(shí)例研究 本文提出的多自由曲面產(chǎn)品模具分型線的確定方法已在注塑模具型腔設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn), 系統(tǒng)的開發(fā)基于U G 平臺(tái), 開發(fā)工具為VC+ + 和UG/Open, U G/ Open 是基于UG 平臺(tái)的一組2 次開發(fā)工具, 包括U G/ Open 應(yīng)用程序界面( A pplicat io nPro gramming Inter face, API) , UG/ Open Grip 等。該開發(fā)工具可以使用戶方便地對(duì)產(chǎn)品B- r ep 模型中的幾何和拓?fù)湫畔⑦M(jìn)行操作, 實(shí)現(xiàn)用戶的自定義功能。 圖4 所示為某汽車車燈產(chǎn)品的產(chǎn)品模型。在產(chǎn)品模型中, 不但存在側(cè)凹特征, 同時(shí)模型表面也存在自由曲面, 因此在確定零件的模具分型線前, 首先要對(duì)產(chǎn)品模型中的側(cè)凹特征進(jìn)行識(shí)別并對(duì)產(chǎn)品模型進(jìn)行簡(jiǎn)化。因?yàn)榇_定的脫模方向?yàn)閆 軸方向, 所以在產(chǎn)品模型中, 實(shí)際的側(cè)凹特征為產(chǎn)品側(cè)壁的通風(fēng)孔。產(chǎn)品中另外的特征, 由于其特征方向都與脫模方向一致, 并不構(gòu)成真正的側(cè)凹特征。圖4b 所示為經(jīng)過簡(jiǎn)化后的產(chǎn)品模型。產(chǎn)品模型簡(jiǎn)化后, 即可應(yīng)用有限元方法對(duì)簡(jiǎn)化產(chǎn)品模型的表面進(jìn)行離散。本例中采用的網(wǎng)格為四邊形網(wǎng)格, 網(wǎng)格單位為8, 離散后的產(chǎn)品模型如圖4c 所示。對(duì)所有的網(wǎng)格面確定其可視性, 并由此來判斷模型表面的可視性。由于在該產(chǎn)品模型中并不存在復(fù)合產(chǎn)品表面, 可以直接將所有的產(chǎn)品表面歸入可視面組、不可視面組和過渡面組中。在將所有的過渡面通過調(diào)整規(guī)則調(diào)整到可視面組和不可視面組之后, 即可確定模具的分型線。圖4d 所示為最終經(jīng)系統(tǒng)自動(dòng)確定的該測(cè)試產(chǎn)品的模具分型線。 6 結(jié)束語 本文提出了一種將特征識(shí)別技術(shù)和有限元方法相結(jié)合的模具分型線確定方法, 可以有效地確定多自由曲面產(chǎn)品的模型分型線的問題, 從而縮短模具設(shè)計(jì)的周期, 提高模具設(shè)計(jì)的效率。通過對(duì)數(shù)十個(gè)多自由曲面產(chǎn)品的測(cè)試表明, 系統(tǒng)自動(dòng)確定的模具分型線與設(shè)計(jì)師依據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷確定的模具分型線的情況完全吻合。目前, 該方法已經(jīng)應(yīng)用于筆者所開 發(fā)的注塑模具型腔設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)中, 運(yùn)行情況良好。 參考文獻(xiàn) [1] Ravi B, Srinivasan M N, “Decision criteria for computer-aided parting Surface Generation”, Proceedings, Manufacturing International Conference, Atlanta, ASME, 125-129, 1990. 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[10] Ye X G, Fuh J Y H, Lee K S, “A hybrid method for recognition of undercut features from moulded parts”, Computer-Aided Design, 33(14): 1023-1034, 2001. 圖1 三種類型表面 圖2 單一表面及復(fù)雜表面 （a）凸 (b)凹 (c)穿透 圖3 3種類型的削弱特征和重復(fù)選擇 圖4 轉(zhuǎn)化的過程 圖5 復(fù)雜表面的拆分 圖6 UG軟件的界面 圖7 一個(gè)塑造部分的分型線確定 1 分 類 號(hào) 密 級(jí) 寧 寧波大紅鷹學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 90 度直角彎頭注塑模具設(shè)計(jì) 所 在 學(xué) 院 專 業(yè) 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指 導(dǎo) 老 師 2015 年 3 月 31 日 2 誠 信 承 諾 我謹(jǐn)在此承諾 本人所寫的畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 D20 彎頭注塑 模具設(shè)計(jì) 均系本人獨(dú)立完成 沒有抄襲行為 凡涉及其他作者的 觀點(diǎn)和材料 均作了注釋 若有不實(shí) 后果由本人承擔(dān) 承諾人 簽名 年 月 日 1 摘 要 根據(jù)塑料制品的要求 了解塑件的用途 分析塑件的工藝性 尺寸精度等 技術(shù)要求 考量塑件制件尺寸 本模具采用一模四腔 側(cè)澆口進(jìn)料 注射機(jī)采 用 XS ZY 500 200 型號(hào) 設(shè)置冷卻系統(tǒng) CAD 和 PROE 繪制二維總裝圖和零件圖 選擇模具合理的加工方法 附上說明書 系統(tǒng)地運(yùn)用簡(jiǎn)要的文字 簡(jiǎn)明的示意 圖和和計(jì)算等分析塑件 從而作出合理的模具設(shè)計(jì) 關(guān)鍵詞 機(jī)械設(shè)計(jì) 模具設(shè)計(jì) CAD 繪制二維圖 PROE 繪制 3D 圖 2 Abstract To understand the use of plastic parts in accordance with the requirements of the plastic products analysis of the technical requirements of the plastic parts of the process dimensional accuracy select the workpiece size of the plastic parts The mold using a two sub gate feed injection machine adopts HTFXS ZY 500 200 models and set a cooling system CAD and PROE drawing two dimensional assembly diagram and parts diagram reasonable mold processing methods Attach a manual use brief text a concise diagram and calculated analysis of plastic parts in order to make a reasonable mold design Keywords mechanical design mold design CAD drawing two dimensional map PROE draw 3D maps injection machine selection 15 6 17 8 19 10 111 12 113 14 115 0 目 錄 摘 要 3 ABSTRACT 4 目 錄 1 1 1 課題背景 3 1 2 課題分析 4 第二章 塑件分析 5 2 1 產(chǎn)品分析及其技術(shù)條件 5 2 2 塑件材料的確定 6 2 3 塑件材料的性能分析 6 2 3 1 基本特性 6 2 3 3 主要用途 7 第三章 成型布局及注塑機(jī)選擇 8 3 1 進(jìn)膠方式選擇 8 3 2 型腔的布局及成型尺寸 8 3 3 估算塑件體積質(zhì)量 9 3 4 注塑機(jī)的選擇和校核 9 3 4 1 注射膠量的計(jì)算 9 3 4 2 鎖模力的計(jì)算 10 3 4 3 注塑機(jī)選擇確定 11 表 HTFXS ZY 500 200 注塑機(jī)參數(shù) 11 第四章 注塑模具設(shè)計(jì) 11 4 1 模架的選用 12 4 1 1 模架基本類型 12 4 1 2 模架的選擇 12 11 4 1 3 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 13 4 2 成型澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 14 4 2 1 主流道設(shè)計(jì) 14 4 2 2 分流道的設(shè)計(jì) 15 4 2 3 澆口的設(shè)計(jì) 15 4 2 4 冷料穴的設(shè)計(jì) 16 4 3 分型面的設(shè)計(jì) 17 4 4 成型零部件的設(shè)計(jì) 18 4 4 1 成型零部件結(jié)構(gòu) 18 4 4 2 成型零部件工作尺寸的計(jì)算 20 4 4 3 凹模寬度尺寸的計(jì)算 21 4 4 4 凹模長(zhǎng)度尺寸的計(jì)算 21 4 4 5 凹模高度尺寸的計(jì)算 21 4 4 6 凸模寬度尺寸的計(jì)算 21 4 4 7 凸模長(zhǎng)度的計(jì)算 22 4 7 8 凸模高度尺寸的計(jì)算 22 4 4 9 模具強(qiáng)度與剛度校核 22 4 6 脫模及推出機(jī)構(gòu) 22 4 6 1 脫模力 23 4 6 2 推出機(jī)構(gòu) 23 4 7 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 25 4 7 1 冷卻水道設(shè)計(jì)的要點(diǎn) 25 4 7 2 冷卻水道在定模和動(dòng)模中的位置 26 4 7 3 冷卻水道的計(jì)算 27 4 8 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 28 4 9 模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 28 5 10 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型選擇 29 結(jié)語 34 致謝 35 附圖 2D 3D 裝配圖 36 參考文獻(xiàn) 38 2 第一章 前言 1 1 課題背景 模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的基礎(chǔ)工藝裝備 在汽車 電機(jī) 儀表 電器 電子 通信 家電和輕工業(yè)等行業(yè)中 60 80 的零件都依靠模具成形 并且隨著近年來這些行業(yè)的迅速發(fā)展 對(duì)模具的要求越來越高 結(jié)構(gòu)也越來越 復(fù)雜 用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度 高復(fù)雜性 高一致性 高生產(chǎn)效 率和低耗率 是其它品種 塑件的復(fù)雜程度和注射機(jī)的種類等很多因素有關(guān) 其基本結(jié)構(gòu)都是由動(dòng)模和定模兩大部分組成的 定模部分安裝在注射機(jī)的固定 板上 動(dòng)模部分安裝在注射機(jī)的移動(dòng)模板上 在注射成型過程中它隨注射機(jī)上 的合模系統(tǒng)運(yùn)動(dòng) 注射成型時(shí)動(dòng)模部分與定模部分由導(dǎo)柱導(dǎo)向而閉合 一般注 射模由成型零部件 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 澆注系統(tǒng) 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu) 推出機(jī) 構(gòu) 加熱和冷卻系統(tǒng) 排氣系統(tǒng)及支承零部件組成 由于模具的使用特點(diǎn) 決定了模具設(shè)計(jì)也區(qū)別與其他行業(yè) 模具設(shè)計(jì)要考 慮的要點(diǎn)如下 a 塑件的物理力學(xué)性能 如強(qiáng)度 剛度 韌性 彈性 吸水性以及對(duì)應(yīng) 力的敏感性 不同塑料品種其性能各有所長(zhǎng) 在設(shè)計(jì)塑件時(shí)應(yīng)充分發(fā)揮其性能 上的優(yōu)點(diǎn) 避免或補(bǔ)償其缺點(diǎn) b 塑料的成型工藝性 如流動(dòng)性 成型收縮率的各向差異等 塑件形狀 應(yīng)有利于成型時(shí)充模 排氣 補(bǔ)縮 同時(shí)能使熱塑性塑料制品達(dá)到高效 均勻 冷卻或使熱固性塑料制品均勻地固化 c 塑件結(jié)構(gòu)能使模具總體結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)化 特別是避免側(cè)向分型抽芯機(jī) 構(gòu)和簡(jiǎn)化脫模結(jié)構(gòu) 使模具零件符合制造工藝的要求 對(duì)于特殊用途的制品 還要考慮其光學(xué)性能 熱學(xué)性能 電性能 耐腐蝕 性能等 目前 我國的模具制造技術(shù)已從過去只能制造簡(jiǎn)單模具發(fā)展到可以制造大 型 精密 復(fù)雜 長(zhǎng)壽命的模具 在塑料模具方面 能設(shè)計(jì)制造汽車保險(xiǎn)杠及 13 整體儀表盤大型注射模 一些塑料模主要生產(chǎn)企業(yè)利用計(jì)算機(jī)輔助分析 CAE 技術(shù)對(duì)塑料注塑過程進(jìn)行流動(dòng)分析 冷卻分析 應(yīng)力分析等 合理選擇澆口位 置 尺寸 注塑工藝參數(shù)及冷卻系統(tǒng)的布置等 使模具設(shè)計(jì)方案進(jìn)一步優(yōu)化 也縮短了模具設(shè)計(jì)和制造周期采用模具先進(jìn)加工技術(shù)及設(shè)備 使模具制造能力 大為提高 采用 CAE 技術(shù) 可以完全代替試模 模具設(shè)計(jì)方法的一次突破 而 且對(duì)減少甚至避免模具返修報(bào)廢 提高制品質(zhì)量和降低成本等 都有著重大的 技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義 某些國外電加工機(jī)床具有內(nèi)容豐富 實(shí)用可靠的工藝數(shù)據(jù)和專 家系統(tǒng) 使模具的深槽窄縫加工 微細(xì)加工 鏡面加工等效率和質(zhì)量大大提高 新的模糊控制系統(tǒng)具有加工反力的監(jiān)測(cè)和控制 提高了大面積加工的深度控制 精度 電火花混粉加工技術(shù)的應(yīng)用有效地提高了模具表面質(zhì)量 模具逆向工程 技術(shù) 快速經(jīng)濟(jì)模具制造技術(shù) 三維掃描測(cè)量技術(shù)及數(shù)控模具雕刻機(jī)的發(fā)展與 應(yīng)用 對(duì)模具制造能力的提高也起到了很大作用 特別是模具成型零件方面的 軟件等 這些技術(shù)采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 進(jìn)而將數(shù)據(jù)交換到加工制造設(shè)備 實(shí) 現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助制造 或?qū)⒃O(shè)計(jì)與制造連成一體實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造一體化 1 2 課題分析 本課題內(nèi)容是對(duì) D20 直角彎頭進(jìn)行測(cè)繪 基于生產(chǎn)實(shí)踐之上的對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行 模具設(shè)計(jì) 模具設(shè)計(jì)主要內(nèi)容有型腔布局 澆口形式與位置 模胚選擇 分型 面的確定 冷卻系統(tǒng)設(shè)置 推出機(jī)構(gòu)設(shè)置 注塑機(jī)臺(tái)選擇及注塑工藝分析等 根據(jù)塑料制品的要求 了解塑件的用途 分析塑件的工藝性 尺寸精度等 技術(shù)要求 本模具采用一模四腔布局 側(cè)入式澆口進(jìn)料 注射機(jī)采用 XS ZY 500 200 型號(hào) 設(shè)置冷卻系統(tǒng) CAD 和 PROE 繪制二維總裝圖和零件圖 系統(tǒng)地 運(yùn)用簡(jiǎn)要的文字 簡(jiǎn)明的示意圖和和計(jì)算分析 從而作出合理的模具設(shè)計(jì) 選 擇合理的加工方法 模具方案確定后進(jìn)行工藝分析 根據(jù)此方案可以達(dá)到設(shè)計(jì) 的預(yù)期效果 并且大大提高了注塑模的質(zhì)量 4 第二章 塑件分析 2 1 產(chǎn)品分析及其技術(shù)條件 在模具設(shè)計(jì)之前需要對(duì)塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu) 尺寸大小 精度等級(jí)和 表面質(zhì)量要進(jìn)行仔細(xì)研究和分析 只有這樣才能恰當(dāng)確定塑件制品所需的模具 結(jié)構(gòu)和模具精度 課題目標(biāo)產(chǎn)品是一個(gè)生活中常見的 D20 直角彎頭 其零件外形如圖所示 具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙 該塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 生產(chǎn)量大 要求較低的模具成本 成型容易 精度要求不高 產(chǎn)品 2D 3D 視圖 15 塑件的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和模具的制造精度 為降低模具 的加工難度和模具的制造成本 在滿足塑件要求的前提下盡量把塑件的尺寸精 度設(shè)計(jì)得低一些 由于塑料與金屬的差異很大 所以不能按照金屬零件的公差 等級(jí)確定精度等級(jí) 根據(jù)任務(wù)書和圖紙要求 本次產(chǎn)品尺寸均采用 MT5 級(jí)精度 未注采用 MT8 級(jí)精度 塑件的表面要求越高 表面粗糙度越低 這除了在成型時(shí)從工藝上盡可能 避免冷疤 云紋等疵點(diǎn)來保證外 主要是取決于模具型腔表面粗糙度 塑料制 品的表面粗糙度一般為 Ra 0 02 1 25 之間 模腔表壁的表面粗糙度應(yīng)為塑m 件的 1 2 即 Ra 0 01 0 63 模具在使用過程中由于型腔磨損而使表面粗 糙度不斷增加 所以應(yīng)隨時(shí)給以拋光復(fù)原 該塑件外部需要的表面粗糙度比內(nèi)部要高 為 Ra0 8 內(nèi)部為 Ra1 2m m 2 2 塑件材料的確定 塑料是以樹脂為主要成分的高分子材料 它在一定的溫度和壓力下具有 流動(dòng)性 可以被模塑成型為一定的幾何形狀和尺寸 并在成型固化后保持其既 得形狀而不發(fā)生變化 塑料有很多優(yōu)異性能 廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)和日常生活 它具有密度小 質(zhì)量輕 比強(qiáng)度高 絕緣性能好 介電損耗低 化學(xué)穩(wěn)定性高 減摩耐磨性能好 減振隔音性能好等諸多優(yōu)點(diǎn) 另外 許多塑料還具有防水 防潮 防透氣 防輻射及耐瞬時(shí)燒蝕等特殊性能 此產(chǎn)品壁厚均勻 PVC 性能優(yōu)良 成本低廉 符合需求生產(chǎn)量大的要求 容易成型 對(duì)于本課題零件相當(dāng)適用 所以在這選擇其為產(chǎn)品的材料 2 3 塑件材料的性能分析 2 3 1 基本特性 聚氯乙烯 Poly Vinyl Chloride PVC 6 分子結(jié)構(gòu) Polyvinylchloride 主要成份為聚氯乙烯 色澤鮮艷 耐腐蝕 牢固 耐用 由于在制造過程中增加了增塑劑 抗老化劑等一些有毒輔助材料來增強(qiáng) 其耐熱性 韌性 延展性等 故其產(chǎn)品一般不存放食品和藥品 它是當(dāng)今世界 上深受喜愛 頗為流行并且也被廣泛應(yīng)用的一種合成材料 它的全球使用量在 各種合成材料中高居第二 據(jù)統(tǒng)計(jì) 僅僅 1995 年一年 PVC 在歐洲的生產(chǎn)量 就有五百萬噸左右 而其消費(fèi)量則為五百三十萬 噸 在德國 PVC 的生產(chǎn)量和 消費(fèi)量平均為一百四十萬噸 PVC 正以 4 的增長(zhǎng)速度在全世界范圍內(nèi)得到生產(chǎn) 和應(yīng)用 近年來 PVC 在東南亞的增長(zhǎng)速度尤為顯著 這要?dú)w功于東南亞各國都 有進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的迫切需求 在可以生產(chǎn)三維表面膜的材料中 PVC 是最 適合的材料 PVC 聚氯乙烯 其單體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 CH2 CHCl 比重 1 38 克 立方厘米 成型收縮率 0 6 1 5 成型溫度 160 190 特點(diǎn) 力學(xué)性能 電性能優(yōu)良 2 3 3 主要用途 PVC 在機(jī)械工業(yè)上用來制造 PVC 彎管 泵業(yè)輪 軸承 把手 管道 管連接 件 蓄電池槽 在生活中 還可以用 PVC 制造汽車擋泥板 扶手 水管接頭等 還可用 PVC 夾層板制小轎車車身 PVC 還可用來制造食品包裝容器 農(nóng)藥噴霧 器及家具等 17 第三章 成型布局及注塑機(jī)選擇 3 1 進(jìn)膠方式選擇 注射模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開始到型腔為止的塑料流動(dòng)通 道 其作用是將塑料熔體充滿型腔并使注射壓力傳遞到各個(gè)部分 澆注系統(tǒng)設(shè) 計(jì)的好壞對(duì)塑件性能 外觀及成型難易程度影響很大 它由主流道 分流道 澆口及冷料穴組成 其中澆口的選擇與設(shè)計(jì)恰當(dāng)與否直接關(guān)系到制品能否完好 的成型 常向的澆口形式有直接澆口 側(cè)澆口 點(diǎn)式澆口 扇形澆口 圓盤式 澆口 環(huán)形澆口等 澆口的位置選擇原則 澆口的位置與塑件的質(zhì)量有直接影響 在確定澆口位置時(shí) 應(yīng)考慮以下幾 點(diǎn) 1 熔體在型腔內(nèi)流動(dòng)時(shí) 其動(dòng)能損失最小 要做到這一點(diǎn)必須使 1 流程 包括分支流程 為最短 2 每一股分流都能大致同時(shí)到達(dá)其最遠(yuǎn)端 3 應(yīng)先從壁厚較厚的部位進(jìn)料 4 考慮各股分流的轉(zhuǎn)向越小越好 2 有效地排出型腔內(nèi)的氣體 由于本設(shè)計(jì)中塑件外表面質(zhì)量要求較高 所以選用側(cè)澆口 側(cè)澆口在產(chǎn)品 端面處 成形后切除澆口 零件組裝時(shí)澆口被遮擋起來 3 2 型腔的布局及成型尺寸 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中采用側(cè)澆口 且塑件的尺寸較大 為提高塑件成功概率 并 從經(jīng)濟(jì)型的角度出發(fā) 節(jié)省生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率 采用一模四腔 進(jìn)行加 工生產(chǎn) 8 型腔的布局與澆注系統(tǒng)的布置密切相關(guān) 型腔的布局應(yīng)該是每個(gè)產(chǎn)品在成 型過程中的分得所需的壓力形同 以保證熔融狀態(tài)的塑料體能投均勻地 快速 的 充填每個(gè)型腔室 保證每個(gè)型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量 外觀均一穩(wěn)定 這就要 求型腔與主流道之間的距離盡可能短 同時(shí)采用平衡流道 成型型腔尺寸依據(jù)塑件布局計(jì)算確定 需考量成形封閉結(jié)合面大小 太大 造成模具尺寸過大 成本浪費(fèi) 太小易導(dǎo)致成型時(shí)溢料飛邊 甚至型腔變形 因模具是一模四腔 考量排布可得型腔長(zhǎng)為 240mm 寬為 140mm 塑件的高度 為 15mm 塑件的大部分部膠位都留在型腔部分 型芯 型腔的厚度是塑件所伸 入高度加 20 40mm 因此得出成型型腔總體厚度為 40mm 型腔布局如圖 型腔布局 3 3 估算塑件體積質(zhì)量 本次設(shè)計(jì)中 塑件的質(zhì)量和體積采用 3D 測(cè)量 在 PROE 軟件中 使用塑模 部件驗(yàn)證功能 可以測(cè)得塑件的體積為 7 643 PVC 的密度為3cm 1 38 即可以得出該塑件制品的質(zhì)量約為 10 55g 3 cmg 3 4 注塑機(jī)的選擇和校核 3 4 1 注射膠量的計(jì)算 19 模具設(shè)計(jì)時(shí) 必須使得在一個(gè)注射成型的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機(jī) 額定注射量的 80 以內(nèi) 校核公式為 mn 8021 式中 型腔數(shù)量n 單個(gè)塑件的重量 g 1m 澆注系統(tǒng)所需塑料的重量 g 2 本設(shè)計(jì)中 n 4 10 55g 7 2g 12m m 4x10 55 3 5 0 8 即 m 57 125g 因而預(yù)選注塑機(jī)額定注塑量最少為 58g 以上 3 4 2 鎖模力的計(jì)算 選用注射機(jī)的鎖模力必須大于型腔壓力產(chǎn)生的開模力 不然模具分型面要 分開而產(chǎn)生溢料 塑件在模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素 成型投影面積 2An 21 式中 n 型腔數(shù)目 單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積1A 澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積2 n 4 1192 500 12m2 本設(shè)計(jì)中 4x1192 500 52682An 鎖模力和成型面積的關(guān)系根據(jù)依照以下計(jì)算公式確定 10PA 腔鎖 式中 鎖模力 kN P鎖 型腔壓力 MPa 腔 A 成型投影面積 mm 2 10 一般的注塑注塑機(jī)在經(jīng)過模具噴嘴時(shí)候的壓力大概為 60 80MPa 經(jīng)澆注 系統(tǒng)入型腔時(shí)型腔壓力通常為 20 40MPa 這里取 30MPa 計(jì)算 A 1000 30 5268 1000 158 04 kN 取整 158 P腔 kN 得出預(yù)選注塑機(jī)額定注塑壓力為 260 kN 以上 3 4 3 注塑機(jī)選擇確定 綜合考慮以上因素 選定注射機(jī)為 XS ZY 500 200 其相關(guān)性能符合成型 方案要求 以下相關(guān)參數(shù) 型 號(hào) xs zy 項(xiàng) 目 500 200 螺桿直徑 mm 65 注射容量 cm3 500 注射重量 g 455 注射壓力 mpa 132 注射速率 g s 1 168 塑化能力 kg h 1 110 注射方式 螺桿式 鎖模力 kn 2000 移模行程 mm 500 拉桿間距 mm 540 440 最大模厚 mm 440 最小模厚 mm 240 合模方式 液壓 頂出行程 mm 128 頂出力 kn 41 定位孔徑 mm 160 噴嘴移出量 mm 30 噴嘴球半徑 mm 20 系統(tǒng)壓力 mpa 13 6 電動(dòng)機(jī)功率 kw 41 加熱功率 kw 17 外形尺寸 l w h m m m 6 1 5 2 重量 t 9 111 表 HTFXS ZY 500 200 注塑機(jī)參數(shù) 12 第四章 注塑模具設(shè)計(jì) 4 1 模架的選用 4 1 1 模架基本類型 注射模具的分類方式很多 此處是介紹的按注射模具的整體結(jié)構(gòu)分類所分 的典型結(jié)構(gòu)如下 單分型面注射模 雙分型面注射模 帶有活動(dòng)成型零件的 模 側(cè)向分型抽芯注射模 定模帶有推出機(jī)構(gòu)的注射模 自動(dòng)卸螺紋的注射模 熱流道注射模 4 1 2 模架的選擇 根據(jù)對(duì)塑件的綜合分析 確定該模具是單分型面的模具 由 GB T12556 1 12556 2 1990 塑料注射模中小型模架 可選擇 CI 型的模架 其基本結(jié)構(gòu)如 圖所示 模架結(jié)構(gòu)圖 CI 型模具定模采用兩塊模板 動(dòng)模采用一塊模板 又叫兩板模 大水口模 113 架 適合側(cè)澆口的注射成形模具 由分型面的選擇而選擇模具的導(dǎo)柱導(dǎo)套的安裝方式 經(jīng)過考慮分析 導(dǎo)柱 導(dǎo)套選擇選正裝 根據(jù)所選擇的模架的基本型可以選出對(duì)應(yīng)的模板的厚度以及 模具的外輪廓尺寸 以此分析計(jì)算 模架的長(zhǎng) L 型腔長(zhǎng)度 160 復(fù)位桿的直徑 螺釘?shù)闹睆?模板壁厚 滑塊 厚度 300mm 模架的寬 W 型腔寬度 160 導(dǎo)向桿的直徑 模板壁厚 滑塊厚度 300mm 根據(jù)成型型腔的尺寸 在計(jì)算完模架的長(zhǎng)寬以后 還需要考慮其他螺絲導(dǎo) 柱等零件對(duì)模架尺寸的影響 在設(shè)計(jì)中避免干涉 參考成型型腔厚度 考慮模 板強(qiáng)度要求 定模板厚度取 70mm 動(dòng)模板厚度取 80mm 考慮頂出行程要求 支撐板取 10mm 以滿足 綜上所述所選擇的模架的型號(hào)為 CI 3030 A70 B80 C100 4 1 3 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 保證模具在進(jìn)行開合模時(shí) 保證公母模之間一定的方向 和位置 導(dǎo)向零件承受一定的側(cè)向力 起了導(dǎo)向和定位的作用 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)零件 包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套等 1 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) 1 導(dǎo)向零件 主要是導(dǎo)柱和導(dǎo)套 應(yīng)該盡可能的采用標(biāo)準(zhǔn)模架已設(shè)計(jì) 好的尺寸 這樣有利于保證質(zhì)量和減少設(shè)計(jì)周期 導(dǎo)柱 導(dǎo)套到模 具側(cè)壁必須要有足夠的距離 必須滿足模具的強(qiáng)度要求 防止因模 板變形而引起導(dǎo)向機(jī)構(gòu)失效 2 現(xiàn)在根據(jù)模具的型號(hào) 一套模具正常需要二到四根導(dǎo)柱 由于塑件 通常留于公模 所以為了便于脫模導(dǎo)柱通常安裝在母模 3 導(dǎo)柱 導(dǎo)套導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在分型面處應(yīng)有承屑槽 4 導(dǎo)柱 導(dǎo)套及導(dǎo)向孔的軸線應(yīng)保證平行 5 合模時(shí) 應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸 避免公模先進(jìn)入模腔 損壞成 型零件 14 2 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 1 有單節(jié)與臺(tái)階式之分 2 導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須高出公模端面 6 8mm 3 導(dǎo)柱頭部應(yīng)有倒圓角處理 4 固定方式凸臺(tái)形式固定在模板上 5 導(dǎo)柱 導(dǎo)套需要熱處理來增加硬度 剛度 耐磨性 3 導(dǎo)套和導(dǎo)套孔 1 無導(dǎo)套的導(dǎo)套孔 直接開在模板上 現(xiàn)在常規(guī)設(shè)計(jì)師導(dǎo)套孔直接開 在定模板上 然后在鑲嵌一個(gè)有托導(dǎo)套上去 2 導(dǎo)套有有托式 臺(tái)階式 凸臺(tái)式 3 在導(dǎo)套前端應(yīng)倒有圓角 r 一般情況下 導(dǎo)柱與導(dǎo)套共同使用 用于保證動(dòng)模與定模兩大部分內(nèi)零件的 準(zhǔn)確對(duì)合和塑料部品的形狀 尺寸精度 并避免模內(nèi)零件互相碰撞與干涉 起到 合模導(dǎo)向的作用 4 2 成型澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指注射模中從主流道始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道 澆注系 統(tǒng)按照澆口形式可以分為大水口澆注系統(tǒng)和細(xì)水口澆注系統(tǒng) 本設(shè)計(jì)中采用普 通側(cè)澆口澆注系統(tǒng) 正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)對(duì)獲得優(yōu)質(zhì)的塑料制品極為重要 澆注系統(tǒng)組成 普通流道澆注系統(tǒng)的組成一般包括以下幾個(gè)部分 1 主澆道 2 第一分澆道 3 第二分澆道 4 第三分澆道 5 澆口 6 型腔 7 冷料穴 4 2 1 主流道設(shè)計(jì) 所選用 XS ZY 500 200 型注射劑噴嘴有關(guān)尺寸如下 噴嘴前段孔徑 d0 3mm 噴嘴圓弧半徑 R0 12mm 115 為了使凝料能夠順利拔出 主流道的小段直徑 d 應(yīng)稍大于噴嘴直徑 d d0 0 5 1 3 5mm 主流道設(shè)計(jì)成圓錐形 其錐角 通常為 2 4 主流道角度過大時(shí) 容易卷 入空氣而產(chǎn)品氣泡 主流道角度過小時(shí) 會(huì)使充填過程的壓力損耗率增大 所 以本次設(shè)計(jì)的主流道傾斜角度為 1 主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大 1 2mm 這里取主流道球面半徑 R16mm 經(jīng)測(cè)量主流道長(zhǎng)度 L 取 95mm 4 2 2 分流道的設(shè)計(jì) 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 分流道應(yīng) 能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài) 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(zhǎng)度應(yīng)該盡可能短 折彎少 盡量減少流動(dòng)過程中的熱量損失與壓力損失 節(jié)約塑料的原材料和降低能耗 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻 只有內(nèi)部的熔體流動(dòng)狀態(tài)比較 理想 因此分流道表面粗糙度值不要太低 一般取 Ra 為 1 6 m 本設(shè)計(jì)選擇 矩形截面的分流道 d 5mm 采用流道布局如圖所示 流道布局 16 4 2 3 澆口的設(shè)計(jì) 側(cè)澆口普遍用于中小型塑件的多型腔模具 一般開設(shè)在分型面上 一般塑 料熔體從外側(cè)充填模具型腔 其截面形狀多為矩形 側(cè)澆口的寬度和深度尺寸 作如下取值 寬度 b 3 mm 深度 t 1 mm 4 2 4 冷料穴的設(shè)計(jì) 主流道的末端需要設(shè)置冷料穴以往上制品中出現(xiàn)固化的冷料 因?yàn)樽钕攘?入的塑料因接觸溫度低的模具而使料溫下降 如果讓這部分溫度下降的塑料流 入型腔會(huì)影響制品的質(zhì)量 為防止這一問題必須在沒塑料流動(dòng)方向在主流道末 端設(shè)置冷料穴以便將這部分冷料存留起來 冷料穴一般開設(shè)在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上 其標(biāo)稱直徑與主流道直徑相同 或略大一些 這里取為 5mm 最終要保證冷料體積小于冷料穴體積 冷料穴的 倒扣形式有多種 這里采用 Z 倒錐形的冷料穴拉出主流道凝料的形式 它與推 桿配用 開模時(shí)倒錐形的冷料穴通過內(nèi)部的冷料先將主流道凝料拉出定模 最 后在推桿的作用下將冷料和和主流道凝料隨制品一起被頂出動(dòng)模 如圖 117 拉料針 4 3 分型面的設(shè)計(jì) 將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€(gè)或幾個(gè)可以分離的主要部分 它們的接觸表面分開 時(shí)能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料 當(dāng)成型時(shí)又必須接觸封閉 這樣的接觸表面 稱為分型面 它是決定模具結(jié)構(gòu)的重要因素 每個(gè)塑件的分型面可能只有一種 選擇 也可能有幾種選擇 合理地選擇分型面是使塑件能完好的成型的先決條 件 選擇分型面時(shí) 應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮 1 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 18 2 使塑件在開模后留在動(dòng)模上 3 分型面的痕跡不影響塑件的外觀 4 澆注系統(tǒng) 特別是澆口能合理的安排 5 使推桿痕跡不露在塑件外觀表面上 6 使塑件易于脫模 綜合考慮各種因素 并根據(jù)本模具制件的外觀特點(diǎn) 采用平面分型面 并 選擇在塑件的最大平面處 開模后塑件留在動(dòng)模一側(cè) 如圖所示 PL 分型面的選擇 4 4 成型零部件的設(shè)計(jì) 模具閉合時(shí)用來填充塑料成型制品的空間稱為型腔 構(gòu)成模具型腔的零部 件稱成型零部件 一般包括型腔 型芯 型環(huán)和鑲塊等 成型零部件直接與塑 料接觸 成型塑件的某些部分 承受著塑料熔體壓力 決定著塑件形狀與精度 因此成型零部件的設(shè)計(jì)是注射模具的重要部分 成型零部件在注射成型過程中需要經(jīng)常承受溫度壓力及塑料熔體對(duì)它們的 沖擊和摩擦作用 長(zhǎng)期工作后晚發(fā)生磨損 變形和破裂 因此必須合理設(shè)計(jì)其 結(jié)構(gòu)形式 準(zhǔn)確計(jì)算其尺寸和公差并保證它們具有足夠的強(qiáng)度 剛度和良好的 表面質(zhì)量 4 4 1 成型零部件結(jié)構(gòu) 119 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要應(yīng)在保證塑件質(zhì)量要求的前提下 從便于加工 裝配 使用 維修等角度加以考慮 型腔是用來成型制品外形輪廓的模具零件 其結(jié)構(gòu)與制品的形狀 尺寸 使用要求 生產(chǎn)批量及模具的加工方法等有關(guān) 常用的結(jié)構(gòu)形式有整體式 嵌 入式 鑲拼組合式和瓣合式四種類型 本設(shè)計(jì)中采用嵌入式型腔及型芯 如圖所示 其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 牢固可 靠 不容易變形 成型出來的制品表面不會(huì)有鑲拼接縫的溢料痕跡 還有助于 減少注射模中成型零部件的數(shù)量 并縮小整個(gè)模具的外形結(jié)構(gòu)尺寸 不過模具 加工起來比較困難 要用到數(shù)控加工或電火花加工 針對(duì)型芯和型腔的工藝分析如下 形同點(diǎn) 型芯和型腔均需要加工成型區(qū)域 流道 澆口為位置 冷卻水路 固定用 的螺絲孔 不同點(diǎn) 型芯需要加工頂針孔 勾料針孔 型腔則需要加工澆口襯套孔 型腔 3D 圖 20 型芯 3D 圖 4 4 2 成型零部件工作尺寸的計(jì)算 成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸 主 要有型腔和型芯的徑向尺寸 型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸 型芯和型芯 之間的位置尺寸 以及中心距尺寸等 在模具設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)塑件的尺寸及精度等級(jí)確定成型零部件的工作尺寸及 精度等級(jí) 影響塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收縮率 模具成型零部件的 制造誤差 模具成型零部件的磨損及模具安裝配合方面的誤差 這些影響因素 也是作為確定成型零部件工作尺寸的依據(jù) 由于按平均收縮率 平均制造公差和平均磨損量計(jì)算型芯型腔的尺寸有一 定的誤差 因?yàn)槟＞咧圃旃詈湍＞叱尚土悴考谑褂弥械淖畲竽p量大多憑 經(jīng)驗(yàn)決定 這里就只考慮塑料的收縮率計(jì)算模具盛開零部件的工作尺寸 塑件經(jīng)成型后所獲得的制品從熱模具中取出后 因冷卻及其它原因會(huì)引起 尺寸減小或體積縮小 收縮性是每種塑料都具有的固有特性之一 選定 PVC 材 121 料的平均收縮率為 0 5 剛計(jì)算模具成型零部件工作尺寸的公式為 A B 0 005B 式中 A 模具成型零部件在常溫下的尺寸 B 塑件在常溫下實(shí)際尺寸 4 4 3 凹模寬度尺寸的計(jì)算 塑件尺寸的轉(zhuǎn)換 L S1 26 0 05 26 468 0 70MM 相應(yīng)的塑件制造公差 LM1 1 S CP LS1 X1 P 1 00 22 1 0 005 26 0 6 0 7 00 21z 2z 1z 2z 2 26 46800 22mm 式中 是塑件的平均收縮率 PVC 的收縮率為 1 2 所以平均收縮率cpS 是系數(shù) 一般在 0 5 0 8 之間 此05 264 cp 1x2x 處取 分別是塑件上相應(yīng)尺寸的公差 下同 是 01x21 21 z 塑件上相應(yīng)尺寸制造公差對(duì)于中小型零件取 下同 61z 4 4 4 凹模長(zhǎng)度尺寸的計(jì)算 塑件尺寸的轉(zhuǎn)換 L S1 38 0 05 38 6841 20MM 相應(yīng)的塑件制造公差 3 1 2MM LM1 1 SCP LS1 X3 P 1 00 2 1 0 005 38 0 5 1 2 00 2 31z 2z 1z 2z 8 68400 2MM 式中 是系數(shù) 一般在 0 5 0 8 之間 此處取 21x 6 5 021 x 4 4 5 凹模高度尺寸的計(jì)算 塑件尺寸的轉(zhuǎn)換 H S1 13 0 05 13 234 0 040MM 相應(yīng)的塑件制造公差 0 1mm HM1 1 SCP HS1 X1 P 1 1 0 005 13 0 7 0 4 00 067 13 23400 067MM1z 2z 1z 2z 式中 是系數(shù) 一般在 0 5 0 7 之間 此處取 x 5 7 21 x 4 4 6 凸模寬度尺寸的計(jì)算 22 塑件尺寸的轉(zhuǎn)換 L S 26 0 05 26 46800 7MM 相應(yīng)的塑件制造公差 0 7mm LM 1 SCP LS X P 1 0 005 26 0 6 0 7 0 1170 1z 2z 1z 2z 26 468 1170 MM 式中 是系數(shù) 一般在 0 5 0 7 之間 此處取 x 6 0 x 4 4 7 凸模長(zhǎng)度的計(jì)算 塑件尺寸的轉(zhuǎn)換 LS 38 0 05 38 68401 02MM 相應(yīng)的塑件制造公差 1 02mm LM 1 SCP LS X P 1 0 005 38 0 65 1 02 0 170 1z 2z 1z 2z 38 684 0 170 MM 式中 是系數(shù) 知一般在 0 5 0 7 之間 此處取 x 65 0 x 4 7 8 凸模高度尺寸的計(jì)算 塑件尺寸的轉(zhuǎn)換 HS 13 0 02 13 2340O 4MM 相應(yīng)的塑件制造公差 o 4mm HM 1 SCP H S X P 1 0 005 13 0 6 0 4 0 170 1z 2z 1z 2z 13 234 0670 MM 式中 是系數(shù) 可知一般在 0 5 0 7 之間 此處取 x 6 0 x 4 4 9 模具強(qiáng)度與剛度校核 普通意義上的模具強(qiáng)度包括模具的強(qiáng)度 剛度 模具的各種成型零部件和 結(jié)構(gòu)零部件均有強(qiáng)度 剛度的要求 足夠的強(qiáng)度才可以保證模具能正常工作 由于模具形式較多 計(jì)算也不盡相同且較復(fù)雜 實(shí)際生產(chǎn)中 采用經(jīng)驗(yàn)設(shè) 計(jì)和強(qiáng)度校核相結(jié)合的方法 通過強(qiáng)度校核來調(diào)整設(shè)計(jì) 保證模具能正常工作 模具強(qiáng)度計(jì)算較為復(fù)雜 一般采用簡(jiǎn)化的計(jì)算方法 計(jì)算時(shí)采取保守的做 法 原則是 選取最不利的受力結(jié)構(gòu)形式 選用較大的安全系數(shù) 然后再優(yōu)化 模具結(jié)構(gòu) 充分提高模具強(qiáng)度 為保證模具能正常工作 不僅要校核模具的整 體性強(qiáng)度 也要校核模具局部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度 整體性強(qiáng)度主要針對(duì)型腔側(cè)壁厚度 型腔底板厚度 合模面所能承受的壓 力等幾個(gè)方面 實(shí)際選用尺寸應(yīng)大于計(jì)算尺寸并取整 校核時(shí)應(yīng)從強(qiáng)度與彎曲 123 兩個(gè)方面分別計(jì)算 選取較大的尺寸 4 6 脫模及推出機(jī)構(gòu) 4 6 1 脫模力 脫模力的產(chǎn)生范圍 脫模 塑件在模具中冷卻定型時(shí) 由于體積收縮 產(chǎn)生包緊力 不帶通孔殼體類塑件 脫模時(shí)要克服大氣壓力 機(jī)構(gòu)本身運(yùn)動(dòng)的磨擦阻力 塑件與模具之間的粘附力 初始脫模力 開始脫模進(jìn)的瞬間防要克服的阻力 相繼脫模力 后面防需的脫模力 比初始脫模力小 防止計(jì)算脫模力時(shí) 一般計(jì)算初始脫模力 脫模力的影響因素 a 產(chǎn)品的自身壁厚 型芯長(zhǎng)度 垂直于脫模方向塑件的投影面積有關(guān) 各項(xiàng)值越大 則脫模力越大 b 塑件收縮率 彈性模量 E 越大 脫模力越大 c 塑件與芯子磨擦力俞大 則脫模阻力俞大 d 排除其他客觀因素的影響 原則上是塑料產(chǎn)品的脫模斜度越大 產(chǎn)品 越容易出模 4 6 2 推出機(jī)構(gòu) 塑件從模具上取下以前有一個(gè)從模具的成型零部件上脫出的過程 使塑件 從成型零部件上脫出的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu) 主要由推出零件 推出零件固定板 和推桿 推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位部件等組成 脫模機(jī)構(gòu)按其推出動(dòng)作的動(dòng)力來源分為手動(dòng)推出機(jī)構(gòu) 機(jī)動(dòng)推出機(jī)構(gòu) 液 壓和氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu) 根據(jù)推出零件的類別還可分為推桿推出機(jī)構(gòu) 推管推出機(jī) 構(gòu) 推桿推出機(jī)構(gòu) 推塊推出機(jī)構(gòu) 利用成型零部件推出和斜滑桿側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 等 24 推出 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 1 防止產(chǎn)品在脫模是產(chǎn)品變形 在剛脫?？梢杂幸欢ǖ淖冃瘟?滿足 一定條件的冷卻時(shí)間后恢復(fù) 不能形成永久變形 2 推力根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu) 特點(diǎn) 大小要合理安排 3 推桿頂出力必須小于塑件所能承受的頂出力 以免造成塑件的被推 局部產(chǎn)生隙裂 4 推桿的強(qiáng)度及剛性應(yīng)足夠 在推出動(dòng)作時(shí)不產(chǎn)生彈性變形 5 推桿位置痕跡須不影響塑件外觀 考慮到塑件的特征等要求不高 決定選用簡(jiǎn)單的推桿機(jī)構(gòu) 使用最廣泛的 推桿頂出機(jī)構(gòu) 推桿將塑件從動(dòng)模的型芯推出脫模 由于設(shè)置推桿的設(shè)計(jì)推桿 截面為圓形 這樣制造和加工 維修 替換簡(jiǎn)單 該塑件采用了推桿 其分布情況如圖所示 這些推桿的作用 使制品受推 出力從而脫模 采用臺(tái)肩形式的圓形截面推桿 設(shè)計(jì)時(shí)推桿的直徑根據(jù)不同的 設(shè)置部位選用不同的直徑 推桿端平面不應(yīng)有軸向竄動(dòng) 推桿與推桿孔配合一 般為 其配合間隙不大于所用溢料間隙 以免產(chǎn)生飛邊 PVC9 8 fHf或 塑料的溢料間隙為 m06 4 推桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 125 推出機(jī)構(gòu) 4 7 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 注射模的溫度對(duì)于塑料熔體的充模流動(dòng) 固化成型 生產(chǎn)效率以及制品的 形狀和尺寸精度都有影響 對(duì)于任一個(gè)塑料制品 模具溫度波動(dòng)過大都是不利 的 過高的模溫會(huì)使塑件在脫模后發(fā)生變形 若延長(zhǎng)冷卻時(shí)間又會(huì)使生產(chǎn)率下 降 過低的模溫會(huì)降低塑料的流動(dòng)性 使其難于充模 增加制品的內(nèi)應(yīng)力和明 顯的熔接痕等缺陷 由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同 對(duì)模具溫度的 要求也不相同 一般注射到模具內(nèi)的塑料粉體的溫度為 左右 熔體固化C 20 成為塑件后 從 左右的模具中脫模 溫度的降低是依靠在模具內(nèi)通入冷卻C 60 水 將熱量帶走 對(duì)于要求較低模溫 一般小于 的塑料 僅需要設(shè)置冷 8 系統(tǒng)即可 因?yàn)榭梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度 26 4 7 1 冷卻水道設(shè)計(jì)的要點(diǎn) a 冷卻水孔的數(shù)量越多 對(duì)塑件冷卻也就越均勻 b 冷卻水孔與型腔表面各處最好有相同的距離 即將孔的排列與型腔的 形狀一致 c 塑件局部壁厚處 應(yīng)加設(shè)冷卻裝置 當(dāng)設(shè)計(jì)冷卻孔直徑為 D 時(shí) 它的 孔距最好為 5D 孔與型腔的距離為 3D d 當(dāng)大型塑件或薄壁零件成型時(shí) 料流較長(zhǎng) 而料溫越流越低 可以適 當(dāng)?shù)馗淖兝鋮s水道的排列密度 e 冷卻水道要避免接近塑料的熔接痕部分 以免熔接不牢 降低強(qiáng)度 f 冷卻水道不應(yīng)穿過接縫部分 以防漏水 g 冷卻水道內(nèi)不應(yīng)有存水或產(chǎn)生回流的部分 h 澆口部分由于經(jīng)常接觸注塑機(jī)噴嘴 是模具上最熱的部分 應(yīng)加強(qiáng)冷 卻 有時(shí)應(yīng)考慮進(jìn)料嘴單獨(dú)冷卻 i 進(jìn)出水水嘴接頭 應(yīng)設(shè)在不影響操作的方向 盡可能設(shè)在模具的同一 側(cè) 通常在注塑機(jī)操作的對(duì)面 j 如果型芯太長(zhǎng) 冷卻水道無法開設(shè) 則可以選用熱導(dǎo)系數(shù)較大的材料 在型芯下部采用噴水法進(jìn)行冷卻 4 7 2 冷卻水道在定模和動(dòng)模中的位置 冷卻水道的位置取決于制品的形狀和定 動(dòng)模板的厚度 必須將冷卻水路 設(shè)計(jì)在產(chǎn)品膠位較大的地方 即型芯和型腔熱量較大 較多區(qū)域 冷卻水道最 好采用環(huán)繞式的冷卻水路 可以均勻的冷卻塑件 保證冷卻水路的均勻分布 不少小型模具的型腔時(shí)直接在模板上加工而成的 也可以采用拼鑲結(jié)構(gòu) 但是 由于模具尺寸較小 所以型腔與型芯的鑲件尺寸更小 本設(shè)計(jì)中型芯型腔各一組冷卻水回路 此方式冷卻快速 塑件冷卻均勻 確保尺寸變形一致 冷卻水路排布如圖所示 127 模具冷卻水路圖 4 7 3 冷卻水道的計(jì)算 冷卻計(jì)算 單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入模具應(yīng)除去的總熱量 Q 可以用參考文獻(xiàn)中的 公式計(jì)算 5 Q W1 a 式中 W 1 單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入模具的塑料的重量 g a 克塑料的熱容量 J g 經(jīng)計(jì)算 Q 61 8265 1 1 1 6 130 5525 74J 則帶走上述熱量 所需的冷卻水量按下式計(jì)算 134 WaKT 28 式中 W 通過模具冷卻水的重量 g h T3 出水溫度 T4 入水溫度 K 熱傳導(dǎo)系數(shù) 經(jīng)計(jì)算 W 378 997 g h 由下式可以計(jì)算出冷卻水道的直徑 WdL 式中 冷卻液容重 kg cm3 0 001 kg cm L 冷卻水道長(zhǎng)度 cm L 17 4cm d 冷卻水道直徑 cm 經(jīng)計(jì)算 d 7 128 cm 取 8mm 4 8 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在塑料熔體充模過程中 模腔內(nèi)除了原有的空氣外 還有塑料含有的水分 在注射溫度下蒸發(fā)而成的水蒸氣 塑料局部過熱分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)性氣體 塑料中某些添加劑揮發(fā)或化學(xué)反應(yīng)所生成的氣體 常用的排氣方式有利用配合 間隙排氣 在分型面上開設(shè)排氣槽排氣 利用推桿運(yùn)動(dòng)間隙排氣等 由于本次設(shè)計(jì)中模具尺寸不大 本設(shè)計(jì)中采用間隙排氣的方式 而不另設(shè) 排氣槽 利用間隙排氣 以不產(chǎn)生溢料為宜 4 9 模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 1 模具長(zhǎng)寬尺寸 模具長(zhǎng)寬尺度必須小于注塑機(jī)拉桿間距 本設(shè)計(jì)選用機(jī)臺(tái)拉桿間距為 365 365 模具長(zhǎng)寬為 300 x350 經(jīng)核算機(jī)臺(tái)選用合適 2 模具厚度 閉合高度 模具閉合高度必須滿足以下公式 129 maxminH 式中 注射機(jī)允許的最大模厚i 注射機(jī)允許的最小模厚max 本設(shè)計(jì)中模具厚度為 310mm 240 H 440 符合要求 3 開模行程 S 模具開模后為了便于取出制件 要求有足夠的開模距離 所謂開模行程是 指模具開合過程中動(dòng)模固定板的移動(dòng)距離 注塑機(jī)的開模行程是有限的 設(shè)計(jì)模具必須校核所選注射機(jī)的開模行程 以便與模具的開模距離相適應(yīng) 對(duì)于臥式注射機(jī) 其開模行程與模具厚度有關(guān) 對(duì)于單分型面注射模應(yīng)有 Smax S H1 H2 H3 C 式中 H1 模具厚度 H2 頂出行程 H3 包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度 C 安全距離 本設(shè)計(jì)中 500 310 mm 20mm H3 95mm C 取 30mmmaxS12 總的開模距離需要 S 425mm 以上 經(jīng)計(jì)算 符合要求 5 10 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型選擇 一般指的模具的行位機(jī)構(gòu) 即凡是能夠獲得側(cè)向抽芯或側(cè)向分型以及復(fù)位 動(dòng)作來拖出產(chǎn)品倒扣 低陷等位置的機(jī)構(gòu) 下圖列出模具的常用行位結(jié)構(gòu) 30 1 從作用位置分為下模行位 上模行位 斜行位 斜頂 2 從動(dòng)力來分 為機(jī)動(dòng)側(cè)向行位機(jī)構(gòu)和液壓 氣壓 側(cè)向行位機(jī)構(gòu) 斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 是利用成型的開模動(dòng)作用 使斜撐梢與滑塊產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 使滑塊 沿開模方向及水平方向的兩種運(yùn)動(dòng)形式 使之脫離倒勾 如圖所示 1 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的類型 1 手動(dòng)抽芯 2 液壓或氣動(dòng)抽芯 3 機(jī)動(dòng)抽芯 2 抽心距 S H 3 5 其中 S 為抽芯機(jī)構(gòu)需要行走的總距離 H 為通過測(cè)量出來的產(chǎn)品抽芯距離 可以通過 3D 或 2D 進(jìn)行實(shí)際測(cè)量 35mm 為產(chǎn)品抽芯后的安全距離 本設(shè)計(jì)中 抽芯距離小 抽芯 35mm 即可 3 抽芯力 將塑料制品從包緊的側(cè)型芯上脫出時(shí)所需克服的阻力稱為抽芯力 抽芯力 F PA f cos sin p 塑料制品收縮對(duì)型芯單位面積的正壓力 通常取 8 12Mpa 131 A 塑料制品包緊型芯的側(cè)面積 f 磨擦系數(shù) 取 0 1 0 2 脫模斜度 一般就是幾度而已 F 單位為 N F 10 x300 x0 1x1 300N 斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu) 1 斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì) 1 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) A 斜導(dǎo)柱的形狀 在此套模具中 我們采用標(biāo)準(zhǔn)的斜導(dǎo)柱形式 含有胚頭示 可以直接購買標(biāo)準(zhǔn)件 B 斜導(dǎo)柱的材料 45 鋼 T8 T10 或者 20 鋼經(jīng)滲碳處理 淬火硬度在 55HRC 以上 表面粗糙度為 Ra0 8 m Ra1 6 m C 斜導(dǎo)柱與其固定的模板之間采用過渡配合 H7 m6 D 斜導(dǎo)柱傾斜角的確定 通常 取 15 20 一般不大于 25 E 斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度計(jì)算 F 斜導(dǎo)柱直徑的計(jì)算 查表 關(guān)于斜導(dǎo)柱長(zhǎng)度的計(jì)算 可以根據(jù)三角函數(shù) 即勾股定理計(jì)算 也可以在 3D 里面直接測(cè)量 此模具中 抽芯距離較大 S 32 07mm 還需要 3mm 左右安 全距離 滑塊行程較大 所以采用的角度略大 根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn) 取角度 30 斜導(dǎo) 柱長(zhǎng)度可以在 CAD 里面實(shí)際測(cè)量與計(jì)算 最后得出 斜導(dǎo)柱長(zhǎng)度 l 112mm 滑塊長(zhǎng)度為 120mm 不加 T 腳 根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn) 超過 100mm 以上的滑塊 用兩根斜導(dǎo)柱 且滑塊厚度 75mm 屬于中小型滑塊 采用 12mm 直徑斜導(dǎo)柱 斜導(dǎo)柱示意圖 2 滑塊的設(shè)計(jì) 滑塊設(shè)計(jì)的要點(diǎn)在于滑塊與側(cè)向型芯連接以及注射成型時(shí)制品尺寸的準(zhǔn)確性和 移動(dòng)的可靠性 滑塊分為整體式和組合式兩種 32 滑塊材料常用 45 鋼或 T8 T10 等制造 要求硬度在 HRC40 以上 3 導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì) 1 導(dǎo)滑槽與滑塊導(dǎo)滑部分采用間隙配合 一般采用 H8 f8 2 滑塊的滑動(dòng)配合長(zhǎng)度通常要大于滑塊寬度的 1 5 倍 而保留在導(dǎo)滑槽內(nèi)的 長(zhǎng)度不應(yīng)小于導(dǎo)滑配合長(zhǎng)度的 2 3 3 導(dǎo)滑槽材料通常用 45 鋼制造 調(diào)質(zhì)至 HRC 28 HRC32 4 滑塊定位裝置設(shè)計(jì) 由于我們采用的是后模行位的形式 根據(jù)生產(chǎn)的實(shí) 際情況 采用行位壓板的方式 主要作用為固定與導(dǎo)向作用 5 楔緊塊設(shè)計(jì) 楔緊角 應(yīng)比斜導(dǎo)柱的傾斜角 大 2 3 2 斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式 斜導(dǎo)柱和滑塊在模具上因安裝位置不同 組成了抽芯機(jī)構(gòu)的不同結(jié)構(gòu)形式 1 斜導(dǎo)柱在定模上 滑塊在動(dòng)模上的結(jié)構(gòu) A 設(shè)計(jì)時(shí)必須注意 滑塊與推桿在合模復(fù)位過程中不能發(fā)生 干涉 現(xiàn)象 所謂干涉現(xiàn)象是指滑塊的復(fù)位先于推桿的復(fù)位致使活動(dòng)側(cè)向型芯與推桿相碰撞 造成活動(dòng)側(cè)向型芯或推桿損壞 B 如果發(fā)生干涉 常用的先復(fù)位附加裝置有彈簧先復(fù)位 楔形滑塊先復(fù)位 擺桿先復(fù)位等多種形式 2 斜導(dǎo)柱在動(dòng)模上 滑塊在定模上的結(jié)構(gòu) 3 斜導(dǎo)柱和滑塊同在定模上 4 斜導(dǎo)柱和滑塊同在動(dòng)模上 斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu) 斜滑塊側(cè)向抽芯的特點(diǎn)是利用推出機(jī)構(gòu)的推力驅(qū)動(dòng)斜滑塊斜向運(yùn)動(dòng) 在制品被 推出脫模的同時(shí)由斜滑塊完成側(cè)向抽芯動(dòng)作 一般分為外側(cè)抽芯和內(nèi)側(cè)抽芯兩 種 1 斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)適用于制品具有側(cè)孔或較淺側(cè)凹 成型面積較大的場(chǎng)合 2 特點(diǎn) 在制品被推出脫模的同時(shí)由斜滑塊完成側(cè)向抽芯動(dòng)作 3 斜滑塊的導(dǎo)滑形式 133 4 傾斜角通常不超過 30 5 進(jìn)行斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí) 若定模一側(cè)有成型型芯 則需設(shè)置銷釘鎖緊 或壓緊的止動(dòng)裝置 保證制品與定模型芯分離而留在動(dòng)模一側(cè) 滑塊抽芯機(jī)構(gòu) 34 圖中 2 3 防止合模產(chǎn)生干涉以及開模減少磨擦 30 為斜撐銷傾斜角度 本設(shè)計(jì)中采用 20 L 1 5D L 為配合長(zhǎng)度 S T 2 3mm S 為滑塊需要水平運(yùn)動(dòng)距離 T 為成品倒勾 32 07 3 35MM 產(chǎn)品的底部跟隨后模一起運(yùn)動(dòng) 所以不計(jì)算在倒扣距離之內(nèi) S L1xsina cos 為斜撐梢與滑塊間的間隙 一般為 0 5MM L1 為斜撐梢在滑塊內(nèi)的垂直距離 135 結(jié)語 本次模具設(shè)計(jì)課題 通過對(duì)塑件的工藝分析 確定模具的總體設(shè)計(jì) 并進(jìn) 行各個(gè)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 所設(shè)計(jì)的模具能滿足其工作狀態(tài)的質(zhì)量要求 使用時(shí)安 全可靠 易于維修 在注塑成型時(shí)有較短的成型周期 成型后有較長(zhǎng)的使用壽 命 具有合理的模具制造工藝性 通過以上工作 我對(duì)一套模具從設(shè)計(jì)到加工的全過程有了清醒而直觀的認(rèn) 識(shí) 了解了注塑模的工作原理 對(duì)模具中型腔等主要零件的設(shè)計(jì)及精度的確定 具備了一定的經(jīng)驗(yàn)知識(shí) 能夠?qū)δ＞咴O(shè)計(jì)中常出現(xiàn)的問題提出了合理的解決方 法 能夠正確地選取注塑機(jī) 確定模架的結(jié)構(gòu)及尺寸 確定型腔數(shù) 選擇分型 面 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng) 抽芯機(jī)構(gòu)等 由于知識(shí)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏 在設(shè)計(jì)過程中 零件加工精度的確定尚存在許多不足之處 在以后的工作 學(xué)習(xí)中還有待改進(jìn) 36 致謝 在為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中 我深深地感覺到基礎(chǔ)知識(shí)的重要 通過 這次設(shè)計(jì)我又重新溫故 受益非淺 在設(shè)計(jì)中對(duì) Auto CAD PROE 等繪圖軟件 的應(yīng)用更加熟悉 但是對(duì)于某些方面還是運(yùn)用不夠靈活 在模具設(shè)計(jì)中 參照 模具設(shè)計(jì)手冊(cè) 設(shè)計(jì)出了較為合理的模具 但在一些細(xì)節(jié)問題的處理上仍欠缺 考慮 掌握了簡(jiǎn)單零件的分型 對(duì)于比較復(fù)雜的平面的模具設(shè)計(jì)仍需要繼續(xù)學(xué) 習(xí) 整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中 我學(xué)到了很多東西 對(duì)待設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn) 工作態(tài)度的 嚴(yán)肅認(rèn)真 設(shè)計(jì)中承蒙老師的悉心指導(dǎo)和幫助 在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中提供了很多寶貴的 資料 設(shè)計(jì)和方向 設(shè)計(jì)思路 以及模具結(jié)構(gòu)原理方面的知識(shí) 在此向他表示 衷心的感謝 因本人工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與理論水平有限 時(shí)間較短 設(shè)計(jì)過程中難 免存在錯(cuò)誤 懇請(qǐng)廣大老師不吝批評(píng)指正 137 附圖 2D 3D 裝配圖 38 139 參考文獻(xiàn) 1 曹宏深 趙仲治主編 塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì) 北京機(jī)械工業(yè)出版社 1993 2 黃虹主編 塑料成型加工與模具 化學(xué)工業(yè)出版社 2003 年 3 月第一版 3 黃銳主編 塑料工程手冊(cè) 下冊(cè) 第四章節(jié) 機(jī)械工業(yè)出版社 4 宋卓頤 史勤芳 房雙寬 趙永仙編著 塑料原料與助劑 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社 2003 年 9 月第 1 版 5 黃銳主編 塑料成型工藝學(xué) 第二版 中國輕工業(yè)出版社 1997 年 5 月第 2 版 6 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè) 軟件版 機(jī)械工業(yè)出版社 7 王文廣 田寶善 田雁晨 主編 塑料注射模具設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例 化學(xué)工業(yè)出版社 2004 年 1 月第 1 版 8 田春年主編 塑料注射成型模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖冊(cè) 北京 輕工業(yè)出版社 1998 8 Donggang Yao Scaling Issues in Miniaturizaton of Injection Molded Parts Journal of Manufacturing Science and Engineering November 2004 Vol 126 733 9 The Thickness Profile of Ultra High Molecular Weight Polythene Films During Sequential Biaxial Drawing Polymer Engineering and Science January 2003 Vol 43 No 40 141 42 143