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文檔簡介
1、摘 要以某電機(jī)外殼模型為例,分析了其結(jié)構(gòu)特征,使用pro/e軟件進(jìn)行電機(jī)外殼設(shè)計,利用注塑模設(shè)計專家(emx)外掛進(jìn)行電機(jī)外殼注塑模具設(shè)計。為了減少試模次數(shù),降低設(shè)計成本,選用moldflow軟件對塑件進(jìn)行模具設(shè)計的優(yōu)化分析,澆口優(yōu)化設(shè)計的流程圖,并對電機(jī)外殼進(jìn)行了流動模擬分析。在進(jìn)行塑件3d設(shè)計后,利用cad進(jìn)行2d的排位,制圖和出圖。主要對注射模的定模機(jī)構(gòu)、動模機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向裝置、頂出機(jī)構(gòu)、抽芯機(jī)構(gòu)、冷卻和加熱裝置、排氣系統(tǒng)等的設(shè)計。塑件流動模擬分析內(nèi)容包括:充填分析、保壓分析、殘余應(yīng)力分析。主要包括,充填時間、平均速度、氣穴、熔接痕、體積收縮率、塑件變形等,由此獲得滿意合理的澆口數(shù)
2、量和位置。此次電機(jī)外殼的模具設(shè)計表明,使用cad/cae技術(shù)可以大大縮短制品的開發(fā)周期,優(yōu)化注塑模具設(shè)計,提高企業(yè)的市場競爭力。關(guān)鍵詞: cad/cae; moldflow; 優(yōu)化設(shè)計; 電機(jī)外殼; 注塑模 abstract to a certain brand of motor shell models, for example, analyzes the characteristics of its motor shell structure, using pro / e software for motor shell design, use of injection mold desi
3、gn experts (emx) plug-in for motor shell injection mold design.to reduce the testing model, lower cost, and use moldflow software for plastic mold design optimization analysis, optimal design of flow chart gate, and the motor shell for simulation.after plastic 3d design course,using cad software for
4、 qualifying, drawing.fixed the mold main body, the dynamic model agencies, casting systems, guiding device, top the body, core-pulling mechanism, cooling and heating equipment, exhaust system design. plastic flow simulation analysis include: filling analysis, packing analysis, residual stress analys
5、is.include, filling time, average speed, air traps, weld lines, volume shrinkage, plastic deformation, thus reasonably satisfactory number and location of the gate.the motor shell mold design that the use of cad / cae technology can greatly shorten the product development cycle, injection mold desig
6、n optimization, and improving market competitiveness.key words: cad/cae; moldflow; optimal design; motor shell目 錄1. 緒論11.1注射成型基本過程12. 電機(jī)底座和外筒22.1 電機(jī)底座和外筒的選料及其性能22.2 pvc的主要技術(shù)指標(biāo)22.3 硬pvc注射成形工藝參數(shù)32.4 電機(jī)底座和外筒注射模二維和三維圖32.5 電機(jī)底座和外筒的體積計算63. 成型零部件設(shè)計63.1 型腔總體布置與分型面的選擇63.1.1 型腔數(shù)目的確定63.1.2 型腔的排列63.1.3 分型面的設(shè)計83
7、.2 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計93.2.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計93.2.2 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計103.3 成型零部件的工作尺寸計算103.3.1 塑件尺寸精度的影響因素103.3.2 成型零部件的工作尺寸計算103.4模架的確定114.澆注系統(tǒng)設(shè)計124.1澆注系統(tǒng)的確定原則124.2主流道的設(shè)計134.3 分流道的設(shè)計134.4澆口設(shè)計原則144.5 澆口的類型155.注射機(jī)的選擇165.1 注射機(jī)的規(guī)格165.2 注射機(jī)的校核175.2.1 注射機(jī)注射容量校核175.2.2 注射機(jī)鎖模力校核175.2.3 注射機(jī)注射壓力校核185.2.4 注射機(jī)模具厚度校核185.2.5 注射機(jī)最大開模行程校核196
8、 導(dǎo)向及脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計196.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計196.1.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)196.2 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計206.2.1 脫模機(jī)構(gòu)的分類及設(shè)計原則206.2.2二次推出脫模機(jī)構(gòu)21參考文獻(xiàn):22英文資料:23中文譯文38致 謝441. 緒論1.1注射成型基本過程注射成形是現(xiàn)在成形熱塑性塑件的主要方法,因此應(yīng)用范圍很廣。所使用的成形機(jī)稱為注射機(jī)。注射成形是把塑料原料(一般為經(jīng)過造粒、染色、加入添加劑等處理后的顆粒料)放入料筒中,經(jīng)過加熱融化,使之成為高粘度的流體稱為“溶體”,容柱塞或螺桿作為加壓工具,使溶體通過噴嘴以較高的壓力(約為2580mpa)注入模具的型腔中,經(jīng)過冷卻、凝固階段,而后從模具中脫出,
9、成為塑料制品。注射成形的全過程可以分為:1. 塑化過程 現(xiàn)代的注射機(jī)基本上是采用螺桿式的塑化設(shè)備。塑料原料(稱為“物料”)自送料斗以定容方式送入料筒。通過料筒外的電加熱和料筒內(nèi)的螺桿旋轉(zhuǎn)的摩擦熱使物料熔化,達(dá)到一定的溫度后即開始注射。注射動作是由螺桿的推進(jìn)完成的。2. 充模過程 熔體自注射機(jī)的噴嘴噴出后,進(jìn)入模具的形腔,把形腔內(nèi)的空氣排除,并充滿形腔,然后升壓到一定的壓力,使熔體的密度增加,充實(shí)形腔的各部位。3. 冷卻凝固過程 熱塑性塑料的注射成形過程是熱交換的過程。熱交換效果的優(yōu)劣,決定塑件的質(zhì)量外表面質(zhì)量和內(nèi)在的質(zhì)量。因此,模具設(shè)計對熱交換也要做充分的考慮。4. 脫模過程 塑件在型腔內(nèi)固化
10、后,必須用機(jī)械的方式把它從形腔中取出。這個動作要由“脫模機(jī)構(gòu)”來完成。不合理的脫模機(jī)構(gòu)對塑件的質(zhì)量有很大的影響;但塑件的幾何形狀是千變?nèi)f化的,所以必然采用最有效的和最適當(dāng)?shù)拿撃7绞?。?到4形成了一個循環(huán)。每一次循環(huán),就完成一次成形一個乃至數(shù)十個塑件。2. 電機(jī)底座和外筒2.1 電機(jī)底座和外筒的選料及其性能選用熱塑性塑料硬pvc作為電機(jī)底座和外筒的材料。熱塑性塑料是在特定的溫度的范圍內(nèi)能反復(fù)加熱軟化和冷卻硬化的塑料。pvc中文名為聚氯乙烯。pvc材料用途極廣,具有加工性能良好,制造成本低,耐腐蝕等良好的特點(diǎn),主要用于制作:普瑞文pvc卡片,pvc貼牌,pvc鐵絲,pvc窗簾,pvc涂塑電焊網(wǎng),
11、pvc水管,pvc踢腳線以及穿線管,塑料門窗,塑料袋等。在我們的日常生活領(lǐng)域中處處可見到pvc產(chǎn)品。其成型特性:1.無定形料,吸濕小,流動性差。為了提高流動性,防止發(fā)生氣泡,塑料可預(yù)先干燥。模具澆注系統(tǒng)宜粗短,澆口截面宜大,不得有死角。模具須冷卻,表面鍍鉻;2.由于其腐蝕性和流動性特點(diǎn),最好采用專用設(shè)備和模具。所有產(chǎn)品須根據(jù)需要加入不同種類和數(shù)量的助劑;3.極易分解,在200度溫度下與鐵銅接觸更易分解,分解時逸出腐蝕,刺激性氣體,成型溫度范圍??;2.2 pvc的主要技術(shù)指標(biāo)表2-1pvc的主要技術(shù)指標(biāo)密度1.351.45比容0.690.74吸水率%0.070.4收縮率%0.61.0熔點(diǎn)1602
12、12彎曲強(qiáng)度mpa90抗拉屈服強(qiáng)度mpa50拉伸彈性模量mpa熱變形溫度0.45mpa6782沖擊強(qiáng)度無缺口1.82mpa54缺口582.3 硬pvc注射成形工藝參數(shù)表2-2硬pvc注射成形工藝參數(shù)注射機(jī)類型預(yù)熱和干燥料筒溫度()噴嘴溫度()溫度()時間(h)后段中段前段螺桿式708034160170165180170190150170模具溫度()注射壓力(mpa)成形時間(s)3060110高壓時間保壓時間冷卻時間成形時間25154015404090螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)后 處 理方 法溫度()時間(h)2030紅外線燈、烘箱70242.4 電機(jī)底座和外筒注射模二維和三維圖在設(shè)計模具之前,首
13、先確定所需要設(shè)計的電機(jī)底座和外筒的具體形狀,以便在接下來的設(shè)計中能快速、準(zhǔn)確的設(shè)計出模具。所需要設(shè)計的電機(jī)底座和外筒的具體形狀如下圖所示: 圖2-1電機(jī)底座具體尺寸 圖2-2電機(jī)底座實(shí)體圖 圖2-3電機(jī)外筒實(shí)體圖 圖2-4 電機(jī)外筒具體尺寸2.5 電機(jī)底座和外筒的體積計算電機(jī)底座體積為64.56電機(jī)外筒體積為127.59因?yàn)椴捎靡荒K那坏呐盼?。故塑件總體積為192.152= 384.3;澆流道凝料體積為20.15因此整個澆注系統(tǒng)所需要的澆注體積為404.453. 成型零部件設(shè)計3.1 型腔總體布置與分型面的選擇3.1.1 型腔數(shù)目的確定型腔數(shù)量與注射機(jī)的塑化率、最大注射量及鎖模力等參數(shù)有關(guān),此
14、外,還受塑件的精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因數(shù)影響??筛鶕?jù)注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)n式中 k注射機(jī)的最大注射量的得用系數(shù),一般取0.8;注射機(jī)允許的最大注射量,1000cm; 澆注系統(tǒng)所需塑料的質(zhì)量或體積(20.15cm);單套塑件的質(zhì)量或體積(192.15cm);故型腔數(shù)n=4設(shè)計合理,符合經(jīng)濟(jì)要求此塑件為中型復(fù)雜塑件,根據(jù)電機(jī)底座和外筒設(shè)計要求,并保證塑件精度,為了使模具與注塑機(jī)相匹配以提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。塑件采用一模四腔的型腔結(jié)構(gòu)。3.1.2 型腔的排列在多型腔模具設(shè)計中,型腔的排列與澆注系統(tǒng)布置相關(guān)。型腔的排列分布應(yīng)使各個型腔都通過澆注系統(tǒng)從而使總的壓力均等分布到各個型腔,并分得足夠的壓力
15、,以保證塑料熔體同時均勻地充滿各個型腔,使各型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量均一穩(wěn)定。目前比較常見的形式有:圓型排列,h型排列,直線排列,復(fù)合排列直線排列的缺點(diǎn):流道太長,分流道下面還有分流道,熱量和壓力損失較大,如果非要使用的話,在相同條件下,直線排列用的注塑機(jī)可能較之其它的排列在功率和其它方面要求要高此,由于本次的襯套注塑件屬于中小塑件,對注塑機(jī)的要求是盡量小。其次,由于直線排列為不平衡排列,熔體不能同時到達(dá),且壓力也不均勻。質(zhì)量很難保證。h形排列的缺點(diǎn):由于本次設(shè)計采用一模四腔,而h形排列一般用于多于6個型腔的塑件。用h形排列在本次設(shè)計中顯然不合算。同時,它也存在直線排列的缺點(diǎn)。圓環(huán)形的優(yōu)點(diǎn):一模四腔
16、,平均每個塑件的間隔是90,與主流道的流程相等,側(cè)抽力可以相互抵消,熱量和壓力都是最小的,同時,這種設(shè)計對模架的要求也是最小的。圖3-1塑件型腔的排列在設(shè)計中應(yīng)注意幾點(diǎn):1. 盡量采用平衡式排列,以便構(gòu)成平衡式澆注系統(tǒng),確保塑料件質(zhì)量均勻和穩(wěn)定2. 盡量使型腔排得緊湊些,以便減少模具外型尺寸3. 型腔的布置和澆口部位應(yīng)力求對稱,經(jīng)便防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象3.1.3 分型面的設(shè)計在注塑過程中,打開模具用于取出塑件的正常成型和脫模,而且涉及模具結(jié)構(gòu)與制造成本。在選擇分型面時,應(yīng)遵守以下原則:1. 分型面應(yīng)選擇在塑件的最大尺寸處,否則,無法脫模和加工型腔。無論塑件以何方位布置,都應(yīng)以此作為首
17、要原則。2. 盡可能地將塑件留在動模邊。因?yàn)樵趧幽R粋?cè)設(shè)置和制造脫模機(jī)構(gòu)簡便易行。為了讓塑件留在動模一側(cè),將型芯設(shè)在動模邊,依靠薄壁塑件對型芯足夠的包緊力。但是遇致電厚壁塑件或者沒有型芯,應(yīng)將塑件型腔設(shè)在動模一側(cè)為妥。3. 有利于保證塑件的尺寸精度。4. 有利于保證塑件的外觀質(zhì)量。分型面上型腔壁面稍有間隙,熔體就會在塑件上產(chǎn)生飛邊,從而影響塑件的外觀質(zhì)量。因此,在光滑平整表面或圓弧同面上應(yīng)盡量避免選擇分型面。5. 考慮滿足塑件的使用要求。注塑件在模塑過程,有一些很難避免的工藝缺陷。如拔模斜度,分型面上飛邊以及推桿與澆口痕跡。在分型面選擇時,應(yīng)從使用角度避免這些工藝的缺陷影響塑件功能。6. 盡量
18、減小塑件在合模面上的投影面積,以減小所需合模力。7. 有利于排氣。應(yīng)將分型面置于熔體充模流動的未端。8. 應(yīng)有利于簡化模具結(jié)構(gòu)。在安排塑件分型時,應(yīng)盡可能避免側(cè)向分型或抽芯,特別是避免在定模部分側(cè)向抽芯。9. 非平面分型的選擇應(yīng)有利于型腔加工和開模方便。本次設(shè)計分型面如下圖3-2所示: 圖3-2分型面3.2 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要應(yīng)在保證塑件質(zhì)量要求的前提下,以便于加工裝配,使用,維修等多個角度及考慮。3.2.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計凹模是成型塑件外表的零部件,按結(jié)構(gòu)可分為整體式,組合式兩大類。(1)整體式凹模由一整塊金屬加工而成,其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,牢固,不易變形。塑件無縫痕跡
19、,適用于形狀較簡單的塑件。(2)組合式當(dāng)塑件外形較復(fù)雜時,采用整體式凹模加工工藝性差,若采用組合式凹??筛纳萍庸すに囆?,減少熱處理變形,節(jié)省優(yōu)質(zhì)鋼材。采用組合式凹模容易在塑件上留下拼接縫痕跡,因此設(shè)計組合凹模時應(yīng)合理組合,使拼塊數(shù)量少,以減少塑件上的拼接縫痕跡,同時還應(yīng)合理選擇拼接縫的部位和拼接縫以及配合性質(zhì),使拼接緊密。此外還應(yīng)盡可能使拼接縫的方向與塑件脫模方向一致,以免影響塑件脫模。由以上凹模的結(jié)構(gòu)類型可知,因本次設(shè)計的塑件比較適合整體式,在此選用整體式結(jié)構(gòu)。3.2.2 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計凸模是用于成型塑件內(nèi)表面的零部件。與凹模相似,凸模也分為整體式和組合式兩類。凸模采用整體式結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)比較
20、簡單,便于加工且成型質(zhì)量好。在本設(shè)計中,塑件凸模采用整體式結(jié)構(gòu)。塑件上的孔或槽常用鑲件來成型。在本設(shè)計中,通孔較淺,采用一端固定的鑲件成型,如圖3-4所示:3.3 成型零部件的工作尺寸計算所謂成型零部件的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,主要包括,型腔和型芯的徑向尺寸(含長,寬尺寸)與高度尺寸,以及中心距尺寸等。為了保證塑件質(zhì)量,模具設(shè)計必須根據(jù)塑件的尺寸與精度等級確定相應(yīng)的成型零部件工作尺寸與精度。3.3.1 塑件尺寸精度的影響因素塑件尺寸的影響因素很多,也很復(fù)雜,但是主要有以下幾個因素(1)成型零部件的制造誤差(2)成型零部件的磨損(3)塑件的成型收縮(4)配合間隙引起的
21、誤差3.3.2 成型零部件的工作尺寸計算1 型腔尺寸計算理論分析和生產(chǎn)實(shí)踐證明,對于大尺寸型腔,剛度不足是主要矛盾,應(yīng)按剛度計算,而對于小尺寸型腔,在發(fā)生較大彈性變形以前,其內(nèi)應(yīng)力常已超過許用應(yīng)力,因此應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度計算。1. 電機(jī)底座型腔徑向與型芯徑向尺寸:型腔徑向尺寸=99.90mm (3-1)型芯徑向尺寸:=93.64 mm (3-2)2.電機(jī)外筒型腔深度與型芯高度尺寸:型腔深度=180.09 mm (3-3)型芯高度=179.86 mm3.4模架的確定1模架組合形式選擇a4型模架,其特點(diǎn)如下:1) 定模和動模均由兩塊模板組成。2)設(shè)置推件板推出機(jī)構(gòu)2模架組合尺寸根據(jù)成型零件大小,我們選擇5
22、60900的a4 型模架,其具體尺寸見表5-1。表5-1模架具體尺寸(mm)lltltlmlm定模座板定模板90081484045070050200推件板動模板動模墊板墊塊動模座板導(dǎo)柱直徑502006320050404.澆注系統(tǒng)設(shè)計澆注系統(tǒng)的作用是將熔融狀態(tài)的塑料填充到型芯內(nèi),并在填充及凝固過程中將注塑壓力傳遞塑件的各個部位,而得到要求的塑件。澆注系統(tǒng)一般由澆口套,主流道,分流道,冷料穴,組成:如圖4-1所示。圖4-1澆注系統(tǒng)的組成澆注系統(tǒng)的設(shè)計對注射成型效率和塑件的質(zhì)量有直接的影響,是注射模設(shè)計中重要的一環(huán)。4.1澆注系統(tǒng)的確定原則1 塑料成型特性。澆注系統(tǒng)設(shè)計要滿足所用塑料的成型特性的要求
23、,以保證塑件質(zhì)量2 塑件大小及形狀。根據(jù)塑件大小,形狀,壁厚,技術(shù)要求等要素。結(jié)合選擇分型面同時考慮設(shè)置澆注系統(tǒng)的形式,進(jìn)料口數(shù)量及位置,保證正常成型,還應(yīng)注意防止流料直接沖擊型芯,而引起受力不均以及應(yīng)充分估計可能產(chǎn)生的質(zhì)量弊病各部位等問題,從而采取相應(yīng)的措施或留有休整的余地。3 模具成型塑件的型腔數(shù)。設(shè)置澆注系統(tǒng)還應(yīng)考慮到模具是一模一腔還是一模多腔,澆注系統(tǒng)需按型腔布局設(shè)計。4 塑件外觀。設(shè)置澆注系統(tǒng)時應(yīng)考慮到去除休整進(jìn)料口方便。同時不影響塑件的外表美觀。5 注射機(jī)安裝模板的大小,在塑料件投影面積比較大時,澆注系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)考慮到注射機(jī)模板大小是否允,并應(yīng)防止模具偏單邊開設(shè)進(jìn)料口,造成注射時受
24、力不均。6 成形效率。在大量生產(chǎn)時設(shè)置生產(chǎn)時,設(shè)置澆注系統(tǒng)還應(yīng)考慮到成型質(zhì)量的前提下盡量縮短流程減斷面積以縮短填充及冷卻時間,縮短流程成形周期,同時減少澆注系統(tǒng)中的回料量。7 冷料。在注射間隔時間內(nèi),噴嘴端部的冷料必須除去,防止注入型腔影響塑件質(zhì)量,所以設(shè)計澆注系統(tǒng)時應(yīng)考慮儲存冷料措施。4.2主流道的設(shè)計 1 主流道通長設(shè)計成圓錐形,其錐角2至4,本設(shè)計中取為3,內(nèi)表面的粗糙度取0.42 防止主流道與噴嘴處溢料。主流道對接處緊密對接,主流道的對接還應(yīng)制成半球凹坑,其半徑為1mm 。3 為了減小料流轉(zhuǎn)向過渡的阻力,主流道大端成圓角過渡,其圓角4mm4 在保證塑料良好的成型條件下,主流道l應(yīng)盡量短
25、,否則將增多流道凝料,且增加壓力損失,便于脫模,使塑料降溫過多而影響成型質(zhì)量。5 由于主流道與塑料溶體,噴嘴反復(fù)接觸,碰撞因此將主流道制成可折卸的主流道套,便于用優(yōu)質(zhì)鋼材加工及熱處理襯套分為a,b型,其中a型襯套大端高出定模板h510mm,起定位環(huán)作用在設(shè)計選a型襯套,高出定模板部份注射機(jī)定位孔呈間隙配合。此次設(shè)計采用潛伏式交口。4.3 分流道的設(shè)計多型腔或單型腔多澆口(塑件尺寸大時)應(yīng)盡量設(shè)置分流道。分流道是指主流道與澆口之間這一段塑料熔體的流動通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前,通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段。因此分流道的沒計應(yīng)滿足良好的壓力傳遞和保持良
26、好的充填狀態(tài),并在流動過程中壓力損失盡可能小些。能將熔體均勻地分配到各個型腔。(1) 設(shè)計要點(diǎn):1. 分流道的尺寸需要根據(jù)塑件的壁厚,成型體積形狀復(fù)雜程度以及所用塑料的流動性因素而定。澆道長度一般在8-30mm,也可根據(jù)型腔數(shù)和布置取得更短些,但不宜小于8m,否則會給修剪帶來困難。2. 在解決塑料分流道中的熱量損失和料流阻力均應(yīng)小與回料量也應(yīng)少相矛盾時。先得保讓塑料在足夠壓力的壓力下射入,并充滿整個型腔,其次才是盡量減少分流道端面的尺寸和長度。3. 當(dāng)分流道設(shè)計得比較長時,其末端應(yīng)有冷料穴,以防止冷料頭堵塞澆口或進(jìn)入型腔,從而造成充填不滿或影響塑件的熔接牢度。4. 分流道的粗糙度不宜太小,以免
27、將冷料帶入型腔。粗糙度一般達(dá)到國標(biāo)表面光滑潔度6即可。使其低于主流道粗糙度。這樣可增大料流的阻力,降低其流速,以保證與中心料流有相對的速度差。4.4澆口設(shè)計原則進(jìn)料口是澆道與型腔最短的一段距離,能夠增加和控制塑料進(jìn)入型腔的流道并封閉裝填在型腔內(nèi)的塑料。1. 澆口尺寸及位置選擇應(yīng)避免熔體破裂而產(chǎn)生噴射和蠕動。2. 澆口位置應(yīng)使流程最短,料流變向最少,并防止型芯變形。3. 澆口位置應(yīng)有利于流動排氣和補(bǔ)料。4. 澆口位置及數(shù)量應(yīng)有利于減小熔接痕和增加熔接強(qiáng)度。5. 澆口位置應(yīng)盡量開設(shè)在不影響塑件外觀的部位,進(jìn)料口位置的選擇塑料流能量損失最小澆道的設(shè)計1. 應(yīng)使填充型腔各部位流程最短并得保證充滿腔,應(yīng)
28、使流料變向越小越好2. 應(yīng)使最終壓力有效的傳遞到塑件較厚部位以減少縮孔,并得到薄壁部份也能充滿。3. 應(yīng)使進(jìn)入型腔的塑料能順利地將模腔內(nèi)的空氣排出,且不要立即封閉排氣系統(tǒng),應(yīng)減少和避免塑件的熔接痕。4. 對有鑲件的注射模,進(jìn)料口的位置不能使流動的塑件沖擊鑲塊,但也不能離鑲件太遠(yuǎn),否則塑料流到鑲塊時變冷使熔接不好。5. 進(jìn)料口的位置及大小應(yīng)考慮到型芯的影響,盡量避免進(jìn)入的塑料正面沖擊型芯,尤其對較小直徑型芯,否則將使注射壓力損耗或型芯彎曲變形。6. 塑件外觀要求高的進(jìn)料口不充許設(shè)置在表面上,同時應(yīng)考慮清理方便,不損耗塑件。4.5 澆口的類型在注射模設(shè)計中常用的澆口形式有如下幾種。1. 直接澆口這
29、種澆口由主流道直接進(jìn)料,故熔體的壓力損失下,成型容易,因此它適合于任何塑料,常用于成型大而深的塑件。2. 矩形側(cè)澆口矩形側(cè)澆口一般開設(shè)在模具的分型面上,從制品的邊緣進(jìn)料。側(cè)澆口應(yīng)用于中小型制品的多型腔注射模,其優(yōu)點(diǎn)是截面形狀簡單,易于加工,便于試模后修正,缺點(diǎn)是制品的外表面留有澆口痕跡。3. 扇形澆口 扇形澆口是矩形澆口的一種變異形式。在成型大平板狀及薄壁塑件是,宜采用扇形澆口4. 膜狀澆口用于成型管狀塑件及平板狀制品,其特點(diǎn)是將澆口的厚度減薄,而把澆口的寬度同塑件的寬度作成一致。故這種澆口又稱為平面澆口或縫隙澆口。5. 輪輻澆口 輪輻澆口將整個圓周進(jìn)料改為幾小節(jié)圓弧進(jìn)料,這樣澆口料較少,去除
30、澆口方便,且型芯上部得以定位而增加了穩(wěn)定性,缺點(diǎn)是增加了接縫線,對塑件強(qiáng)度有一定影響,它也適用于圓筒形塑件6. 爪形澆口 它在型芯頭部開設(shè)流道,分流道與澆口不在同一平面內(nèi),主要用于塑件內(nèi)孔較小的管狀塑件和同軸度要求的塑件,由于型芯頂端伸入定模內(nèi)起定位作用,避免了彎曲變形,保證了同軸度7. 點(diǎn)澆口 點(diǎn)澆口又稱針點(diǎn)澆口,是一種在塑件中央開設(shè)澆口時使用的圓形限制澆口,常用于各種殼類,盒內(nèi)塑件。點(diǎn)澆口的優(yōu)點(diǎn)是澆口位置能靈活的確定,澆口附近變形小,多形腔時采用點(diǎn)澆口易平衡澆注系統(tǒng),對于投影面積較大的的塑件或易變形的塑件,采用多個點(diǎn)澆口能夠取得理想的效果;缺點(diǎn)是由于點(diǎn)澆口的截面積小,流動阻力大,需提高注塑
31、壓力,宜用于成型流動性好的熱塑性塑料,采用點(diǎn)澆口時,為了能取出流道凝料,必需使用三板式雙分型面模具或二板式熱流道模具,費(fèi)用較高。從上面幾種點(diǎn)澆口的介紹并結(jié)合襯套的實(shí)際情況,可以選取擇有兩種:點(diǎn)澆口和潛伏式澆口,下面分析兩種澆口的優(yōu)劣:點(diǎn)澆點(diǎn):制作簡單,加工方便,技術(shù)比較成熟。但是不能實(shí)現(xiàn)塑件和凝料和自動分離,要增加后續(xù)工序除料潛伏式澆口:除具有點(diǎn)澆口所有的優(yōu)點(diǎn),還能自動切斷凝料。本次設(shè)計中選用潛伏式澆口。5.注射機(jī)的選擇注射機(jī)為塑料注射成型所用的主要裝備,因此設(shè)計注射模是應(yīng)該詳細(xì)了解注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范,才能設(shè)計出符合要求的模具。注射機(jī)規(guī)范的確定是根據(jù)素件的大小及型腔的數(shù)目和排列方式,再確定模具結(jié)
32、構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下,設(shè)計人員應(yīng)對模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出形程,開模距離等進(jìn)行計算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺和模具相配的注射機(jī)。5.1 注射機(jī)的規(guī)格注射機(jī)是熱塑性塑料和部分熱固性塑料注射成形的主要設(shè)備,我們選擇注射機(jī)型號為xs-zy-1000,它的技術(shù)規(guī)格如表3-1所示。表3-1注射機(jī)技術(shù)規(guī)格型號螺桿直徑(mm)注射容量(cm3)注射壓力(mpa)鎖模力(kn)xs-zy-10008510001210450最大注射面積(cm3)模板行程(mm)定位孔直徑(mm)1800700模具厚度(mm)噴嘴頂出兩側(cè)中心孔徑(mm)最
33、大最小球半徑(mm)孔半徑(mm)孔徑(mm)孔距(mm)700300187.5208505.2 注射機(jī)的校核5.2.1 注射機(jī)注射容量校核塑件成形所需的注射總量應(yīng)小于所選注射機(jī)的注射容量。注射容量以容積(cm3)表示時,塑件體積(包括澆注系統(tǒng))應(yīng)小于注射機(jī)的注射容量,其關(guān)系按3-1式校核v件0.8v注 (3-1)式中 v件塑件與澆注系統(tǒng)的體積(cm3);v注 注射機(jī)注射容量(cm3);0.8 最大注射容量利用系數(shù)。在這個設(shè)計中,v件= 400cm3v注=1000cm3顯然注射機(jī)注射容量完全滿足要求。5.2.2 注射機(jī)鎖模力校核模具所需的最大鎖模力應(yīng)小于或等于注射機(jī)的額定鎖模力,其關(guān)系按3-2
34、式校核p腔fp鎖 (3-2)式中p腔 模具型腔壓力,一般取4050mpa;f塑件與澆注系統(tǒng)分型面上的投影面積(mm2);p鎖 注射機(jī)額定鎖模力(n)。在這個設(shè)計中p腔 =40mpaf=27601.4mm2p鎖 =4500knp腔f = 40 106 27601.4 10-6 = 1104.056 (kn) 4500(kn)所以注射機(jī)的鎖模力也滿足要求。5.2.3 注射機(jī)注射壓力校核塑件所需的注射壓力應(yīng)小于或等于注射機(jī)的額定注射壓力,其關(guān)系按3-3式校核p成 p注 (3-3)式中 p成 塑件成形所需的注射壓力(mpa);p注 所選注射機(jī)的額定注射壓力(mpa)。在這個設(shè)計中p成 = 1100 m
35、pap注 = 121mpa顯然,110 121mpa,因此注射壓力也滿要求。5.2.4 注射機(jī)模具厚度校核模具閉合時的厚度應(yīng)在注射機(jī)動、定模板的最大閉合高度和最小閉合高度之間,其關(guān)系按3-4式校核h最小 h模 h最大 (3-4)式中 h最小 注射機(jī)所允許的最小模具厚度(mm);h模 模具閉合厚度(mm);h最大 注射機(jī)所允許的最大模具厚度(mm)。在這個設(shè)計中h最小 =300 mmh模 = 613 mmh最大 = 700 mm顯然,300613700所以注射機(jī)模具厚度也滿足要求。5.2.5 注射機(jī)最大開模行程校核塑件所需的開模距應(yīng)小于注射機(jī)的最大開模行程。對在液壓機(jī)械聯(lián)合鎖模的立式、臥式注射機(jī)
36、上使用的一般澆口模具,關(guān)系按3-5式校核h1 + h2 + 510mm s (3-5)式中h1 脫模距離(推出距離)(mm);h2 塑件高度(包括澆注系統(tǒng))(mm);s 注射機(jī)模板行程(mm)。在這個設(shè)計中h1 =186mmh2 = 180mms =700mmh1 + h2 + 10 = 186+ 180 +10 = 376 mm顯然386 700所以注射機(jī)開模行程也滿足要求。6 導(dǎo)向及脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計6.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計6.1.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)及推出機(jī)構(gòu)的計算導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要用于保證動模和定模兩大部分或模內(nèi)其它零件部分之間的準(zhǔn)確對合起定位和定向作用.絕大多數(shù)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由導(dǎo)柱和導(dǎo)套組成,稱
37、之為導(dǎo)柱機(jī)構(gòu)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是利用導(dǎo)柱和導(dǎo)套孔之間的配合間隙來保證模具的對合精度。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計內(nèi)容包括1.導(dǎo)柱和導(dǎo)套的典型結(jié)構(gòu);2.導(dǎo)柱與導(dǎo)向孔的配合以及導(dǎo)柱的數(shù)量和布置等。2 導(dǎo)柱的確定導(dǎo)柱的直徑視模具大小而定,但必須有足夠的抗彎強(qiáng)度,且表面要耐磨,芯部要韌。導(dǎo)柱長度通常高出凸模端面6-8mm.導(dǎo)柱的端部設(shè)計成錐形或半球形,便于導(dǎo)柱順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔。導(dǎo)柱的配合精度導(dǎo)柱與導(dǎo)向孔采用間隙配合 h7/f6,導(dǎo)柱與安裝孔采用過渡配合 h7/m6配合表面粗糙度為ra=0.8m3 導(dǎo)向孔導(dǎo)向孔最好為通孔。 導(dǎo)套前端應(yīng)倒有圓角,通常導(dǎo)套采用淬火鋼,硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱的硬度。導(dǎo)套孔的滑動部分按h8/f8間隙配合
38、,導(dǎo)套外徑接h7/m6配合。4 導(dǎo)柱的數(shù)量,本設(shè)計中采用了四根直導(dǎo)柱。 6.2 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計6.2.1 脫模機(jī)構(gòu)的分類及設(shè)計原則1 脫模機(jī)構(gòu)的分類注射成型后,使塑件從凸模或從凹模脫出的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)。由于塑件的形狀千變?nèi)f化,因此脫模機(jī)構(gòu)具有多種類型:手動脫模,機(jī)動脫模,氣動和液壓脫模,一次推出,二次推出,順序脫模,點(diǎn)澆口自動脫模。由于脫模機(jī)構(gòu)種類繁多,所以脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計是一項(xiàng)復(fù)雜而又靈活的工作,需要不斷積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),而且在設(shè)計中應(yīng)敢于創(chuàng)新。2 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計原則 保證塑件不因頂出變形損壞及影響外觀,這是對脫模機(jī)構(gòu)最基本的要求。在設(shè)計時必須正確分析塑件對模具粘附力的大小和作用位置,以便選擇合適
39、的脫模方式和恰當(dāng)?shù)耐瞥鑫恢?,使塑件平穩(wěn)推出。同是推出位置應(yīng)盡量選擇塑件內(nèi)表面或隱處,使塑件外表面不留推出痕跡。 不使推出機(jī)構(gòu)簡單,可靠,開模時應(yīng)使塑件留于動模,以利用注射機(jī)移動部位的頂桿或液壓缸的活塞推出塑件。 推出機(jī)構(gòu)運(yùn)動要準(zhǔn)確,靈活,可靠,無干涉現(xiàn)象。機(jī)構(gòu)本身應(yīng)有足夠的剛度,強(qiáng)度和耐磨性。6.2.2二次推出脫模機(jī)構(gòu)本次設(shè)計采用二次推出脫模機(jī)構(gòu)1.先用推件板把電機(jī)底座和外筒從型芯上推出 推件板推出面積大,推力均勻,適合推出深腔、薄壁和不允許有推桿痕跡的塑件。推板設(shè)計要點(diǎn)如下:1) 推件板必須淬硬,過程中不得脫開導(dǎo)柱。2) 推件板與其他零件的配合一般采用h7/f7。采用有配合斜度的推件板,其配
40、合間隙須小于塑料溢邊值。2.再用推桿把電機(jī)外筒從推件板上推出推桿設(shè)計要點(diǎn)如下:1) 推桿應(yīng)設(shè)在塑件能承力較大的部位,盡量使推出的塑件受力均勻,但不宜與型芯或鑲件距離過近,以免影響凸、凹模強(qiáng)度。2) 推桿直徑不宜過細(xì),要有足夠的強(qiáng)度承受推力,一般取2.512mm。對3mm以下的推桿宜用階梯式,即推桿下部增粗。3) 推桿裝配后不應(yīng)有軸向竄動,其端面應(yīng)高出型腔或鑲件平面0.050.1mm。4) 塑件澆口處盡量不設(shè)推桿,以防該處內(nèi)應(yīng)力大而碎裂。5) 推桿的布置應(yīng)避開冷卻水道和側(cè)抽芯,以免推桿和抽芯機(jī)構(gòu)發(fā)生干擾。這樣,通過二次脫模就可以把塑件取出,又不會損壞塑件。參考文獻(xiàn):1 黃虹主編. 塑料成型加工與
41、模具第二版 m.北京:化工工業(yè)出版社 2008.122 王永平主編. 注塑模具設(shè)計經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)評 m.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2004.73 單巖 王蓓 王剛編著.moldflow模具分析技術(shù)基礎(chǔ)m.北京:清華大學(xué)出版社.2004.9.4 單巖 王蓓 王剛編著.moldflow模具分析應(yīng)用實(shí)例m.北京:清華大學(xué)出版社.2005.6.5 王衛(wèi)兵主編.moldflow中文版注塑流動分析案例導(dǎo)航視頻教程m.北京:清華大學(xué)出版社.2008.56 馮愛新主編. 塑料模具工程師手冊m.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2009.2.7 李建軍 李德群主編. 模具設(shè)計基礎(chǔ)及模具cadm.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2005.78 雷
42、衛(wèi)強(qiáng)主編. pro/engineer產(chǎn)品造型設(shè)計技法與典型實(shí)例m.北京.清華大學(xué)出版社.20079 葛正浩主編. pro/e注塑模具設(shè)計實(shí)例教程. m.北京.化學(xué)工業(yè)出版社.200710 劉靖巖主編.模具設(shè)計與制造. m.北京.中國輕工業(yè)出版社.200511 高軍 李熹平 高田玉主編. 注塑成型工藝分析及模具設(shè)計指導(dǎo). m.北京.化學(xué)工業(yè)出版社.200912 舒飛 胡仁喜主編.autocad 2005注塑模具設(shè)計. m.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.200513 李錦標(biāo) 易鈴 棋郭雪梅野火科技主編. 精通autocad注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計. m.北京.清華大學(xué)出版社.200814 田普建 葛正浩主編. p
43、ro/engineer wildfire 3.0注塑模具nc加工. m.北京:化學(xué)工業(yè)出版業(yè).200815 楊占堯主編.塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計. m. 北京:清華大學(xué)出版社,2004 英文資料:the molding tool cad gathers the techniquecontents brief summary: pass to analyze the calculator the assistance inject the mold design with make in the each link commonly shared of technique with informat
44、ion, this text announces to public to inject the mold cad gathers technical and basic content, and the research heat that put forward it orders with trend.0, prefacethe molding tool cad gathers the technique is an important molding tool forerunner manufacturing technique, is the item reforms with th
45、e high technique traditional technical and important key in molding tool technique. from 6 5 plan beginning,our country contain many molding tools business enterprise adoption cad technique, especially recent years, the technical application in cad is more and more widespread with thorough, shortene
46、d consumedly molding tool design period,increases to make the mold quantity with the manufacturing ability that complicated molding tool. however, gather to the molding tool cad because of many business enterprises technique cognition shortage, investment take the blindness, cannt produce result nic
47、ely,result in very big and wasted. this text gathers for the plastics molding tool cad technique and its applications announce some standpoint, provide everybody consults.1, the plastics molding tool cad gathers techniquethe manufacturing of the plastics molding tool comtains the construction design
48、 of the shape design, molding tool and the number of the analysis, molding tools that include the plastics products control to process(electricity process, the line incises etc.), throw the light with go together with to try the mold and take shape manufacturing etc. quickly. the each link a cad for
49、 involving unit technique has:the shape design( cad) with the construction, fast anti of the product shape beg( re), construction analysis with excellent turn the design( cae), lend support to the manufacturing( cam) and process the process conjecture imitate true( simulation), product and molding t
50、ools take shape( rp) quickly, assistance craft process( capp) with product data management technique( pdm) etc. the plastics molding tool cad gathers technique, is to gather plastics molding tool manufacturing process a various units for involving technique get up, unify the database to deliver the
51、format with the document, realize the information gather share with the data resources, from but shorten the design manufacturing period of the molding tool consumedly, increases to make the mold quantity.2, the cad design of the plastics product begs with fast anti of the shapethe plastics molding
52、tool that proceed the square one designs the manufacturing is the design of the a product. the traditional product design method is a design to product of three draw two-dimensional geometry conceive outline to use two plane chart papers expresses to come out, marking clearly the craft and starting
53、construction the method on the diagram paper, this kind of method comes to a decision the simple of a design sketch and cannt control to make the quantity directly. the modern design method is a design establish the product directly on the computer of three the model of , according to the product th
54、ree models proceed the molding tool construction the design and excellent turn the design,design according to the molding tool construction again three models proceed to process to weave the distance and establishment crafts plan. this kind of method makes product model design, molding tool construction design, process to weave distance and technological designs regard a data as the foundation, realizing the data share,can not only increases to design the efficiency quickly, but also can guarantee the quantity, decline low cost.the source of the computer a pro
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