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文檔簡(jiǎn)介
1、 緒論1.1模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備。在中國(guó)模具工業(yè)的振興和發(fā)展,越來越多的人所關(guān)注和重視。在電子,汽車,電機(jī),電器,儀器,儀表,家用電器,通訊產(chǎn)品,如60到80%的零部件,都要依靠模具成型。具有高精度,模具生產(chǎn)的零件的高復(fù)雜性,高一致性,高生產(chǎn)率和低消耗,是不能被其他的加工和制造方法的匹配。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,一百倍。高和低的模具生產(chǎn)技術(shù)水平,已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志,在很大程度上,決定了產(chǎn)品的質(zhì)量,效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。模具的具體形狀的成型產(chǎn)品的使用有一定的形狀和大小的工具。廣泛
2、應(yīng)用于各種材料加工行業(yè)提供各種模具。如砂模鑄造金屬的使用或壓鑄模具,金屬壓力加工用鍛模,冷卷,等各種模具。對(duì)模具的要求是:全面生產(chǎn)尺寸精度,外觀,物理性能等各方面都符合產(chǎn)品的公共部門的要求。用于高效率和高自動(dòng)化模具角度易于操作;從模具制造,結(jié)構(gòu)合理,易于制造的角度來看,成本低。模具影響著產(chǎn)品的質(zhì)量。首先,模具型腔的形狀,尺寸,表面粗糙度,分型面,到門和排氣槽位置以及脫模方式等,對(duì)尺寸精度和形狀的產(chǎn)品和零件精度的物理性能,機(jī)械性能,電性能,和大小的內(nèi)部應(yīng)力和各向同性的,外觀質(zhì)量,表面完成,氣泡,凹陷,燃燒,銀紋等都有十分重要的影響。第二,在加工過程中,模具結(jié)構(gòu)對(duì)運(yùn)行影響很大難度。在大規(guī)模生產(chǎn)的塑
3、料制品,應(yīng)盡量減少開模具的過程中,模具和零件的過程中,手工勞動(dòng),因此,自動(dòng)脫模機(jī)構(gòu),結(jié)合模型經(jīng)常被用于自動(dòng)化生產(chǎn),確保產(chǎn)品能自動(dòng)脫落,從模具。產(chǎn)品附加的模具成本也可能會(huì)受到影響。當(dāng)批量不大,模具上的零部件成本占成本將會(huì)很大,這時(shí)應(yīng)盡可能使用,結(jié)構(gòu)合理、簡(jiǎn)單的模具,以降低成本。在現(xiàn)代生產(chǎn)中,合理的加工工藝、高效的設(shè)備,先進(jìn)的模具是必不可少的,三個(gè)重要的因素,尤其是模具實(shí)現(xiàn)材料加工工藝的要求,使用塑料零件和造型設(shè)計(jì)起著重要的作用。有效的自動(dòng)設(shè)備也只能放在自動(dòng)生產(chǎn)模具可能發(fā)揮其作用,生產(chǎn)和更新是模具制造和更新的前提。由于產(chǎn)品品種和生產(chǎn)需求量非常大,也提出了越來越高的要求,模具。因此促進(jìn)模具的不斷發(fā)展
4、。近年來,模具增長(zhǎng)很快,效率高,自動(dòng)化,大,小,精度高,在大比例的模具生產(chǎn)模具的壽命。從模具設(shè)計(jì)和制造角度來看,模具的發(fā)展趨勢(shì)可分為以下幾個(gè)方面:深化理論研究在模具設(shè)計(jì)中,對(duì)工藝原理的研究越來越深入,模具設(shè)計(jì),擁有經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)階段逐步向技術(shù)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展,使得產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量有很大提高。大量用于各種高效率、自動(dòng)化的模具結(jié)構(gòu)。高速自動(dòng)配合先進(jìn)的模具成型機(jī)械,提高產(chǎn)品質(zhì)量,提高生產(chǎn)率,降低成本起到了很大的作用。然后,由于產(chǎn)品應(yīng)用的擴(kuò)大,出現(xiàn)了各種大,精度高,成型模具的壽命,為了滿足這些要求,開發(fā)了各種高強(qiáng)度,高硬度,高耐磨性和易加工,熱處理變形小,導(dǎo)熱性,良好的成型材料。創(chuàng)新的模具制造工藝在模具
5、制造過程,能縮短模具制造周期,降低工作成本。1.2 我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀1980年代以來,我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展提出了更高的要求,模具行業(yè),以及模具的發(fā)展提供了巨大的力量。目前,中國(guó)有超過17000的長(zhǎng)電模具生產(chǎn),工人超過50。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。增加對(duì)科技進(jìn)步的投入,技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要推動(dòng)力。此外,許多研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)也進(jìn)行了模具技術(shù)的研究和開發(fā)。中國(guó)塑料模具行業(yè)從開始到現(xiàn)在,經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)以來,已經(jīng)取得了很大的發(fā)展,模具水平有了較大幅度的提高。在大型模具已能生產(chǎn)48(122厘米)的大屏幕彩色電視機(jī)塑料外殼注射模,6.5公斤的大容量洗衣機(jī)的全套塑料模具,保險(xiǎn)杠和整體儀表板等
6、塑料模具,精密塑料模具,塑料零件,已能生產(chǎn)照相機(jī)的模具,多型腔小模數(shù)齒輪模具和封裝模具。經(jīng)過多年的努力,在模具的CAD / CAE / CAM技術(shù),模具加工和數(shù)控加工技術(shù),快速成型與快速成型技術(shù),新模具材料 1 已取得重大進(jìn)展有效的提高了模具質(zhì)量,縮短了模具設(shè)計(jì)制造周期等。1.3 我國(guó)模具技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)隨著高新技術(shù)如電子,信息的不斷發(fā)展,提出以下我國(guó)模具技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。模具的CAD / CAE / CAM集成,立體化,智能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展模具制造的精度,效率高的方向發(fā)展,復(fù)雜的和多功能的經(jīng)濟(jì)的快速模型制作技術(shù)的應(yīng)用特種加工技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。研究和發(fā)展模具自動(dòng)加工系統(tǒng)模具材料及表面處理技術(shù)發(fā)
7、展迅速模具工業(yè)新技術(shù),新思路和新模式逐漸獲得批準(zhǔn)。另一方面,隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展和提高模具行業(yè)作為一個(gè)整體,在模具行業(yè)出現(xiàn)了一些新的設(shè)計(jì),生產(chǎn),管理理念和管理模式。主要包括:適應(yīng)柔性制造技術(shù)模具單件生產(chǎn)的特點(diǎn);創(chuàng)造最佳的管理和精益生產(chǎn)效率;提高并行工程的快速應(yīng)變能力,虛擬制造和全球敏捷制造,網(wǎng)絡(luò)制造等新的生產(chǎn)模式;模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用越來越廣泛(模具和規(guī)范模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期,而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制造費(fèi)用)。廣泛使用的標(biāo)準(zhǔn)件,對(duì)生產(chǎn)勞動(dòng)的合作模式劃分的部分;適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展與綠色設(shè)計(jì)與制造的環(huán)保要求等。在塑件的注塑模具生產(chǎn),是一種廣泛使用的制造過程 1 。注射模的基
8、本原理是固體聚合物注入模腔熔融狀態(tài)下,冷卻后,然后是在模具。因此,注塑模具的過程中涉及到灌漿期,冷階段和射血期。通過成型周期主要決定是注塑模具的工藝過程,冷卻時(shí)間是最重要的一步。形成冷卻時(shí)間確定塑件的生產(chǎn)速度。很長(zhǎng)一段時(shí)間,在現(xiàn)代工業(yè)中,具有很強(qiáng)的相關(guān)性的時(shí)間和成本,更高的較長(zhǎng)的生產(chǎn)成本。減少一部分的冷卻時(shí)間將大大提高生產(chǎn)效率和降低成本。所以在一個(gè)典型的形成過程,是理解和優(yōu)化熱傳遞非常重要。注塑模具和注塑成型經(jīng)濟(jì)行為之間的熱交換起著決定性的因素。要達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)(即,當(dāng)可釋放)模型的熱釋放。需要時(shí)間來達(dá)到這種狀態(tài)被稱為部分冷卻或凍結(jié)時(shí)間。正確的冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須使聚合塑料件和模具之間的最佳傳熱。
9、在傳統(tǒng)的模具型腔和型芯,通過在直孔創(chuàng)建,然后通過冷卻劑引導(dǎo)聚合塑料多余的熱量,可以減少冷卻時(shí)間實(shí)現(xiàn)。這種加工孔的方法依賴于通用的加工技術(shù),如鉆孔,但不是在復(fù)雜輪廓形狀的通道或三維空間的隱蔽部分的生產(chǎn)。在一個(gè)注塑成型工藝方法的形狀型腔和型芯的另一個(gè)合適的提供了一個(gè)更好的傳熱方案,從而優(yōu)化循環(huán)。這種方式使用不同的渠道平面輪廓縱橫交錯(cuò),死盡可能接近的表面一樣,為了增加聚合物的熔融吸熱,該方法保證了冷卻的一致性和效率的塑料件。目前,在快速原型技術(shù)的使用,直接金屬沉積(DMD),例如,直接金屬激光燒結(jié)(DMLS)和許多先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)軟件,更有效的冷卻方式可以通過復(fù)雜的布局和橫截面的設(shè)計(jì)和
10、制造。2 塑件分析2.1 塑件形狀該制件形狀比較簡(jiǎn)單,都是由平面構(gòu)成:如圖2.1 塑件圖 圖2.1 塑件圖該塑件為殼體類零件,內(nèi)多薄壁,中間有一個(gè)通孔,兩耳朵上各有兩個(gè)同樣大小的通孔,內(nèi)部有四大一小的圓柱盲孔直達(dá)下底面,作為配合下盒蓋的導(dǎo)桿用,內(nèi)側(cè)面還有一個(gè)盲孔,兩頭為半圓中間為矩形,此處在之后的工作中涉及到內(nèi)抽芯,后文詳細(xì)描述。2.2 塑件材料選擇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:0.30.8%成型溫度:180200干燥條件:808523小時(shí)物料性能:綜合性能較好,沖擊強(qiáng)度較高,化學(xué)
11、穩(wěn)定性,電性能良好。與372有機(jī)玻璃的熔接性良好,制成雙色塑件,且可表面鍍鉻,噴漆處理。有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強(qiáng)、透明等級(jí)別。流動(dòng)性比HIPS差一點(diǎn),比PMMA、PC等好,柔韌性好。適于制作一般機(jī)械零件,減磨耐磨零件,傳動(dòng)零件和電訊零件。成型性能:無定形料,流動(dòng)性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥8085度,23小時(shí).宜取高料溫,高模溫,但料溫過高易分解(分解溫度為270度,對(duì)精度較高的塑件,模溫宜取5060度,對(duì)高光澤.耐熱塑件,模溫宜取6080度。如需解決夾水紋,需提高材料的流動(dòng)性,采取高料溫、高模溫,或者改變?nèi)胨坏确椒?。如成形耐熱?jí)或阻燃級(jí)材料,生產(chǎn)37
12、天后模具表面會(huì)殘存塑料分解物,導(dǎo)致模具表面發(fā)亮,需對(duì)模具及時(shí)進(jìn)行清理,同時(shí)模具表面需增加排氣位置。本制品采用ABS材料,根據(jù)注塑工藝分析的需要,首先對(duì)ABS塑料進(jìn)行注塑工藝分析。ABS 塑料的干燥ABS 塑料的吸濕性和對(duì)水分的敏感性較大, 在加工前進(jìn)行充分的干燥和預(yù)熱, 不單能消除水汽造成的制件表面煙花狀泡帶、銀絲, 而且還有助于塑料的塑化, 減少制件表面色斑和云紋。ABS 原料要控制水分在0.13 %以下。注塑前的干燥條件是: 干冬季節(jié)在7580 以下, 干燥23h , 夏季雨水天在8090 下, 干燥48h , 如制件要達(dá)到特別優(yōu)良的光澤或制件本身復(fù)雜, 干燥時(shí)間更長(zhǎng), 達(dá)816h。因微量
13、水汽的存在導(dǎo)致制件表面霧斑是往往被忽略的一個(gè)問題。最好將機(jī)臺(tái)的料斗改裝成熱風(fēng)料斗干燥器, 以免干燥好的ABS 在料斗中再度吸潮, 但這類料斗要加強(qiáng)濕度監(jiān)控, 在生產(chǎn)偶然中斷時(shí), 防止料的過熱。注射溫度ABS 塑料的溫度與熔融粘度的關(guān)系有別于其他無定型塑料。在熔化過程溫度升高時(shí), 其熔融實(shí)際上降低很小, 但一旦達(dá)到塑化溫度(適宜加工的溫度范圍, 如220250 ) , 如果繼續(xù)盲目升溫, 必將導(dǎo)致耐熱性不太高的ABS 的熱降解反而使熔融粘度增大, 注塑更困難, 制件的機(jī)械性能也下降了。所以,ABS 的注射溫度雖然比聚苯乙烯等塑料的更要高, 但不能像后者那樣有較寬松的升溫范圍。某些溫控不良的注塑機(jī)
14、, 當(dāng)生產(chǎn)ABS 制件到一定數(shù)量時(shí), 往往或多或少地在制件上發(fā)現(xiàn)嵌有黃色或褐色的焦化粒, 而且很難利用加新料對(duì)空注射等辦法將其清除排出。究其原因, 是ABS 塑料含有丁二烯成分, 當(dāng)某塑料顆粒在較高的溫度下牢牢地粘附在螺槽中一些不易沖刷的表面上, 受到長(zhǎng)時(shí)間的高溫作用時(shí), 造成降解和碳化。既然偏高溫操作對(duì)ABS 可能帶來問題, 故有必要對(duì)料筒各段爐溫進(jìn)行限制。當(dāng)然, 不同類型和構(gòu)成的ABS 的適用爐溫也不同。如柱塞式機(jī), 爐溫維持在180230 ; 螺桿機(jī), 爐溫維持在160220 。特別值得提出的是, 由于ABS的加工溫度較高, 對(duì)各種工藝因素的變化是敏感的。所以料筒前端和噴嘴部分的溫度控制
15、十分重要。實(shí)踐證明, 這兩部分的任何微小變化都將在制件上反映出來。溫度變化越大, 將會(huì)帶來熔接縫、光澤不佳、飛邊、粘模、變色等缺陷。注射壓力ABS 熔融件的粘度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高, 所以在注射時(shí)采用較高的注射壓力。當(dāng)然并非所有ABS 制件都要施用高壓, 對(duì)小型、構(gòu)造簡(jiǎn)單、厚度大的制件可以用較低的注射壓力。注制過程中, 澆口封閉瞬間型腔內(nèi)的壓力大小往往決定了制件的表面質(zhì)量及銀絲狀缺陷的程度。壓力過小, 塑料收縮大, 與型腔表面脫離接觸的機(jī)會(huì)大, 制件表面霧化。壓力過大,塑料與型腔表面摩擦作用強(qiáng)烈, 容易造成粘模。注射速度ABS 料采用中等注射速度效果較好。當(dāng)注射速度過快時(shí), 塑料易燒焦或
16、分解析出氣化物, 從而在制件上出現(xiàn)熔接縫、光澤差及澆口附近塑料發(fā)紅等缺陷。但在生產(chǎn)薄壁及復(fù)雜制件時(shí), 還是要保證有足夠高的注射速度, 否則難以充滿。模具溫度ABS 的成型溫度相對(duì)較高, 模具溫度也相對(duì)較高。一般調(diào)節(jié)模溫為7585 , 當(dāng)生產(chǎn)具有較大投影面積制件時(shí), 定模溫度要求7080 , 動(dòng)模溫度要求5060 。在注射較大的、構(gòu)形復(fù)雜的、薄壁的制件時(shí), 應(yīng)考慮專門對(duì)模具加熱。為了縮短生產(chǎn)周期,維持模具溫度的相對(duì)穩(wěn)定, 在制件取出后, 可采用冷水浴、熱水浴或其他機(jī)械定型法來補(bǔ)償原來在型腔內(nèi)冷固定型的時(shí)間。 料量控制一般注塑機(jī)注ABS 塑料時(shí), 其每次注射量?jī)H達(dá)標(biāo)準(zhǔn)注射量的75 %。為了提高制件
17、質(zhì)量及尺寸穩(wěn)定, 表面光澤、色調(diào)的均勻, 要求注射量為標(biāo)定注射量的50 %為宜。查找塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)和參考工廠的實(shí)際應(yīng)用的情況,ABS的成型工藝參數(shù)可作如下選擇。試模時(shí),可根據(jù)實(shí)際的情況作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。注塑機(jī)類型螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min)400噴嘴形式/溫度 直通式170180料筒溫度/78前段 180200中段 165180后段 150170模具溫度/5080注射壓力/mpa60100保壓力/mpa3050注射時(shí)間/s 2090高壓時(shí)間/s 05冷卻時(shí)間/s 20120成型周期/s 502002.3制品質(zhì)量計(jì)算塑件重量是為了選用注射機(jī)及確定模具型腔數(shù)。根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)可查得ABS的密度為=1.
18、05g/cm成型收縮率成:0.5%成型溫度:180200。計(jì)算塑件的體積:V=9.8cm(通過軟件計(jì)算)計(jì)算塑件重量:W=V9.8cm1.05g/cm=10.29g考慮到塑件結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜,需求量中等固采用一模2件的模具結(jié)構(gòu),考慮其外形尺寸、注射時(shí)所需壓力和工廠現(xiàn)有的設(shè)備等情況,初步選用注射機(jī)為SZ-300/60。2.4尺寸精度由于改制件未標(biāo)注公差,查(塑料成型模具P7表2-1-1、2-1-2)取MT5,B類公差。2.5表面粗糙度該制品為不透明制品,非配合表面和隱藏的面可取較大的表面粗糙度。同時(shí)可利用這種表面粗糙度的差異使塑件在開模時(shí)更加有力的包住型芯,而留在型芯上。制件各處具體的表面粗糙度在后
19、文將陸續(xù)介紹。2.6注塑成型工藝簡(jiǎn)介 在加熱筒第一注塑機(jī)熔體注射成型塑料熱,然后通過柱塞或往復(fù)螺桿將熔融擠到閉合的模具型腔成型的一種方法。它不僅可以高生產(chǎn)率和高精度的情況下,高質(zhì)量的產(chǎn)品,加工塑料的品種和更廣泛的應(yīng)用,因此,注射成型是一種重要的成型在塑料加工方法。一般分為三個(gè)階段的工作。如圖2.2 注塑成型壓力時(shí)間曲線圖2.2 注塑成型壓力時(shí)間曲線材料準(zhǔn)備:為了使注射能順利進(jìn)行,保證產(chǎn)品質(zhì)量,成型前有一系列的準(zhǔn)備工作。包括材料的顆粒,外觀色澤,雜質(zhì)含量,如檢驗(yàn),測(cè)試了它的流動(dòng)性,熱穩(wěn)定性和收縮率,等塑料吸水性強(qiáng),應(yīng)適當(dāng)預(yù)熱干燥,以保證順利脫模,塑料制品的一部分還需要選擇脫模劑。注射成型工藝:塑
20、料氣缸內(nèi)經(jīng)增塑流,流入模腔可分為注射,壓力,回流,冷卻四個(gè)階段,注射成型工藝可以在圖2中的表達(dá)。在T0圖在螺桿或柱塞的名義開始融化的時(shí)刻;當(dāng)腔內(nèi)充滿熔體(tT1),熔體壓力迅速上升,達(dá)到最大的P0。從時(shí)間T1和T2,塑料仍然在螺桿(或柱塞),熔體的壓力下將繼續(xù)流入模腔以彌補(bǔ)冷卻收縮造成的差距。由于塑料仍在流動(dòng),溫度下降,定向分子(在固化,最后在腔壁的分子鏈的另一端沿流動(dòng)方向)容易凝結(jié),所以這一階段是在一個(gè)分子的取向形成的主要階段。這一階段的時(shí)間越長(zhǎng),分子取向程度越高。從螺桿開始到結(jié)束(時(shí)間從T2到T3),因?yàn)樵撉粌?nèi)的壓力高于流道,熔體流動(dòng)后,將使腔體內(nèi)的壓力迅速下降的發(fā)生?;貋硪呀?jīng)在熔融縮聚。
21、(時(shí)間T3到T4)后處理部分:注塑產(chǎn)品剝離或機(jī)械加工后,往往需要經(jīng)過適當(dāng)?shù)暮筇幚?,以提高產(chǎn)品的性能和提高尺寸穩(wěn)定性;再加工的產(chǎn)品主要是退火和濕處理。2.7注塑成型工藝條件溫度:注塑成型過程中需要控制的溫度有料筒溫度,噴嘴溫度和模具溫度等。壓力:注射成型過程中需要控制的壓力包括注射壓力,保壓力和背壓力。時(shí)間:完成一次注塑成型所需要的時(shí)間稱為注塑周期或稱總周期。它由充模、保壓時(shí)間、冷卻和加料(包括預(yù)塑化)時(shí)間以及開模、輔助作業(yè)(如涂擦脫模劑、安裝嵌件等)和閉模時(shí)間組成。其中,最重要的是注射時(shí)間和冷卻時(shí)間,在實(shí)際生產(chǎn)中注射時(shí)間一般為3-5秒,保壓時(shí)間一般為20-120秒,冷卻時(shí)間一般為30-120秒
22、。根據(jù)塑件的形狀、壁厚、材料等因素,注塑周期初定為60秒,后處理溫度110,保溫時(shí)間2小時(shí)。2.8擬定模具結(jié)構(gòu)形式當(dāng)塑件的結(jié)構(gòu)和所用的材料滿足成型工藝的要求后,就需要初步確定模具的結(jié)構(gòu)形式,為后續(xù)的設(shè)計(jì)計(jì)算提供依據(jù)。查閱資料后,模具結(jié)構(gòu)形式包括了確定模具的行腔個(gè)數(shù),分型面位置的確定以及澆口的種類確定。這些最后落實(shí)到模具里不能隨隨便便選一個(gè),這要考慮它們?cè)诟髯苑N類里頭的優(yōu)缺點(diǎn),制造的成本,對(duì)于產(chǎn)量的影響。由此,在這些都需要具體確定的內(nèi)容里,將它們經(jīng)過綜合統(tǒng)計(jì),有了以下了兩個(gè)方案,為了方便比較,選出較合適的方案,兩個(gè)方案之后會(huì)詳細(xì)比較,所以方案里頭就不一一贅述。2.8.1方案一采用一模兩腔結(jié)構(gòu),對(duì)
23、稱放置,用推桿實(shí)現(xiàn)脫模,且效率高。采用多型腔單分型面模具,此類塑件為外觀質(zhì)量要求不高,尺寸精度要求一般的小型塑件。 澆口上采用側(cè)澆口。這種澆口形式注射工藝工人比較熟悉,在制造上加工比較方便,但不得因素是澆道流程長(zhǎng),熱量損耗大,因此容易產(chǎn)生明顯的拼料痕跡。如果要得到改善,則需加大澆道尺寸,但隨之澆道部份的回料增多。其次塑料的進(jìn)料口部分需去毛刺,這樣既增加了去毛刺的工時(shí),又損壞了周圍的美觀。2.8.2方案二采用一模一腔結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)能讓制件質(zhì)量可靠,而且模具穩(wěn)定性也好采用多型腔多分型面模具,此類塑件為外觀質(zhì)量要求高,尺寸精度要求一般的小型塑件。澆口上才用點(diǎn)澆口。塑料注射時(shí),在點(diǎn)澆口以高速注入型腔,一
24、部份動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽虼怂芰显跁?huì)合時(shí)的熱量損耗比側(cè)澆口少,所以會(huì)合處熔合較好,熔接痕不太明顯。其缺點(diǎn)是塑件的正面將留下點(diǎn)燒口的痕跡,影響塑件的美觀,并且為了取出點(diǎn)澆口的澆道剩料,型腔必須移動(dòng)。由于型腔重量較大,所以不方便移動(dòng)。2.8.3方案的確定經(jīng)過研究和論證,選擇了方案一,原因如下:由于一模一腔效率較低,且澆注系統(tǒng)不能平衡布置。所以本設(shè)計(jì)模具采用上下開模的方式,采用一模兩腔的結(jié)構(gòu),對(duì)稱放置,一次成型;由于該塑件上具有與開模方向不一致的孔,所以也要設(shè)計(jì)側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu),在開模的同時(shí)進(jìn)行側(cè)向抽芯;下圖為一模兩腔如圖2.3擺放:圖2.3 擺放仔細(xì)觀察零件后,該零件的最大面就是上表面,再本著分型面在塑件
25、的最大截面處的原則,且該塑件外觀質(zhì)量要求不高,是尺寸精度要求較低的小型塑件,因此多型腔單分型面的設(shè)計(jì)足夠制件的表達(dá),若是運(yùn)用多分型面,不單加大了模具的制作成本,也增加了模具的難度,不利于后期的計(jì)算和繪圖。最后就是為了便于塑件的脫模,應(yīng)該將塑件開模時(shí)留在動(dòng)模一邊,型芯置于開模方向。如圖3.2分型面圖2.4 分型面查資料之后知道若是該件選用點(diǎn)交口,那么模具會(huì)非常復(fù)雜,加大了設(shè)計(jì)和制造的難度,而選用測(cè)交口會(huì)使得模具系統(tǒng)簡(jiǎn)單很多且截面形狀簡(jiǎn)單,加工方便,能對(duì)澆口尺寸進(jìn)行精細(xì)加工,表面粗糙度值小。并能根據(jù)塑件的形狀特點(diǎn)和充模需要,靈活地選擇澆口位置,該零件是框形塑件,所以選擇優(yōu)先選擇側(cè)澆口。綜上所述,本
26、設(shè)計(jì)的模具會(huì)采用上下開模的方式,采用一模兩腔的結(jié)構(gòu),制件對(duì)稱放置,一次成型;澆口采用側(cè)澆口,同時(shí)澆注;由于該塑件上具有與開模方向不一致的不通孔,所以要設(shè)計(jì)側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu),在開模的之后進(jìn)行側(cè)向抽芯;同時(shí)也需要脫模機(jī)構(gòu),在開模后利用頂桿將塑件頂出;在定模和動(dòng)模之間要有導(dǎo)桿,保證動(dòng)模定模能夠正確的開合;采用Z型拉料桿將澆道中的凝料拉出;采用復(fù)位桿在開模頂出塑件后使推板復(fù)位。3 注塑機(jī)的選擇及校核3.1選擇注塑機(jī)塑件的體積:V=9.8cm3塑件的質(zhì)量:M=1.05x9.8=10.29g流道凝料V=0.6V;根據(jù)實(shí)際注射量應(yīng)小于0.8倍公稱注射量原則確定注塑機(jī)為國(guó)產(chǎn)注射機(jī)SZ-300/60,其主要技術(shù)參數(shù)
27、如下表所示。表3.1 注射機(jī)參數(shù) 型號(hào)SZ-300/60螺桿直徑(mm)35注射容量(cm3或g)300注射壓力(N/cm3)150鎖模力 (KN)600最大注射面積(cm2)14.05模具厚度(mm)150550模板行程(mm)300噴嘴球半徑(mm)10噴嘴孔直徑(mm)4噴嘴伸出量(mm)20頂出行程(mm)80外形尺寸(m * m * m)3.9 X 1.3 X 1.83.2注塑機(jī)的校核3.2.1最大注塑量的校核為確保塑件質(zhì)量,注塑模一次成型的塑件質(zhì)量(包括流道凝料質(zhì)量)應(yīng)在公稱注塑量的35%75%范圍內(nèi),最大可達(dá)80%,最小不小于10%。為了保證塑件質(zhì)量,充分發(fā)揮設(shè)備的能力,選擇范圍
28、通常在50%80%。V實(shí) =V+0.6V= 15.68cm; 滿足要求。3.2.2鎖模力的校核 在確定了型腔壓力和分型面面積之后,可以按下式校核注塑機(jī)的額定鎖模力:FK AP1.21/43.1411222510295.42KN因此鎖模力滿足要求。式中 :F注塑機(jī)額定鎖模力:1600KN;K安全系數(shù),取K=1.2。 3.2.3模具外形尺寸校核注塑模外形尺寸應(yīng)小于注塑機(jī)工作臺(tái)面的有效尺寸。模具長(zhǎng)寬方向的尺寸要與注塑機(jī)拉桿間距相適應(yīng),模具至少有一個(gè)方向的尺寸能穿過拉桿間的空間裝在注塑機(jī)的工作臺(tái)面上。模具外形尺寸設(shè)計(jì)為350350mm,滿足要求。3.2.4模具厚度校核模具厚度必須滿足下式:Hmin H
29、m Hmax150mm331mm550mm式中:Hm為所設(shè)計(jì)的模具厚度 331 mm:Hmin為注塑機(jī)所允許的最小模具厚度150 mm;Hmax為注塑機(jī)所允許的最大模具厚度550 mm;3.2.5模具開模行程的校核注射機(jī)的開模行程是受合模機(jī)構(gòu)限制的,注射機(jī)的最大開模行程必須大于脫模距離,否則塑件無法從模具中取出。SZ-300/60型注射機(jī)的合模形式為液壓-機(jī)械式,其最大開模行程不受模具厚度的影響。對(duì)于具有側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的注射模具,校核公式為:S=H1+H2+a+(510) 式中 S注射機(jī)最大開模行程/mm;H1推出距離(脫模距離)/mm;H2包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度/mm。即開模行程要求:S6
30、5+16+(510)=8691mm而注射機(jī)最大開合模行程為300mm,所以模具所需要的開模距離與注射機(jī)的最大開合模行程相適應(yīng)。綜上分析,本副模具與所選的注射機(jī)完全相互適應(yīng),模具的最大注射量、最大注射壓力、最大鎖模力、模具安裝尺寸及開模行程都在所選的注射機(jī)技術(shù)規(guī)格之內(nèi)。因此,所選的SZ-300/60型注射機(jī)完全能夠符合本次模具設(shè)計(jì)要求。4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1主流道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,是熔體最先流經(jīng)模具的部分。在臥式注射機(jī)上主流道垂直于分型面,為使凝料能順利拔出,設(shè)計(jì)成圓錐形,主流道通常設(shè)計(jì)在主流道襯套(澆口套)中,
31、為了方便注射,主流道始端的球面必須比注射機(jī)的噴嘴圓弧半徑大12mm,防止主流道口部積存凝料而影響脫模,通常將主流道小端直徑設(shè)計(jì)的比噴嘴孔直徑大0.51mm。其中,澆口套主流道大端直徑D應(yīng)盡量選得小些。如果D過大模腔內(nèi)部壓力對(duì)澆口套的反作用也將按比例增大,到達(dá)一定程度澆口套容易從模體中彈出。如下圖4.1所示為主流道各部尺寸:圖4.1 噴嘴與澆口套尺寸關(guān)系4.2澆口設(shè)計(jì)澆口又稱進(jìn)料口,是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短流道,澆口是連接分流道與型腔的通道,它是澆注系統(tǒng)最關(guān)鍵的部分,它的形狀、尺寸、位置對(duì)塑件的質(zhì)量有著很大的影響。它的作用主要有以下兩個(gè):一是作為塑料熔體的通道,二是澆口的適時(shí)凝固可控制保
32、壓時(shí)間。常用的澆口形式有直接澆口、點(diǎn)澆口、側(cè)澆口、輪輻澆口、潛伏澆口等。由于不同的澆口形式對(duì)塑料熔體的充型特性、成型質(zhì)量及塑件的性能會(huì)產(chǎn)生不同的影響。而各種塑料因其性能的差異對(duì)于不同的澆口形式也會(huì)有不同的適應(yīng)性。在模具設(shè)計(jì)時(shí),澆口位置及尺寸要求比較嚴(yán)格,它一般根據(jù)下述幾項(xiàng)原則來參考: 盡量縮短流動(dòng)距離;澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁最厚處;應(yīng)有利于型腔中氣體的排除;避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng);不在承受彎曲或沖擊載荷的部位設(shè)置澆口;澆口位置的選擇應(yīng)注意塑件外觀質(zhì)量。側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上,塑料熔體從內(nèi)側(cè)或外側(cè)充填模具型腔,其截面形狀多為(扁槽),是限制性澆口側(cè)澆口的形式。側(cè)澆口廣泛使用在多型腔單分型面注射模上,,
33、改變澆口寬度與厚度可以調(diào)節(jié)熔體的剪切剪切速率及澆口的凍結(jié)時(shí)間.這類澆口可根據(jù)塑件的形狀特征選擇其位置,加工和修整方便,因此它是應(yīng)用較廣泛的.優(yōu)點(diǎn)如下:特點(diǎn)是由于澆口截面小,減少了澆注系統(tǒng)塑料的消耗量,同時(shí)去除澆口不留明顯痕跡。如圖4.2 澆口形狀和位置圖4.2 澆口形狀和位置4.3冷料穴和拉桿的設(shè)計(jì) 冷料穴位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上,或處于分流道末端。其作用是捕集料流前鋒的“冷料”,防止“冷料”進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量,開模時(shí)又能將主流道的凝料拉出。冷料穴的直徑宜大于主流道大端直徑,長(zhǎng)度約為主流道大端直徑。如圖4.3冷料穴所示圖4.3 冷料穴5 成型零件的工作尺寸計(jì)算5.1型腔和型芯工作尺寸計(jì)算
34、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ABS材料的平均收縮率為2%,剛計(jì)算模
35、具成型零部件工作尺寸的公式為: 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)際尺寸成型零部件工作尺寸的公差值可取塑件公差的1/31/4,或取IT78級(jí)作為模具制造公差。在此取IT8級(jí),型芯工作尺寸公差取IT7級(jí)。模具型腔的小尺寸為基本尺寸,偏差為正值;模具型芯的最大尺寸為基本尺寸,偏差為負(fù)值,中心距偏差為雙向?qū)ΨQ分布。各成型零部件工作尺寸的具體數(shù)值見圖紙。型腔徑向尺寸 已知在規(guī)定條件下的平均收縮率S,塑件的基本尺寸Ls是最大的尺寸,其公差為負(fù)偏差,因此塑件平均尺寸為L(zhǎng)s-,模具型腔的基本尺寸Lm是最小尺寸,公差為正偏差,型腔的平均尺寸為L(zhǎng)m+z/2。型腔的平均磨損量為c/2,如以
36、Lm +Z表示型腔尺寸, ABS平均收縮率S=2%.Lm +z/2+c/2=(Ls-/2)+(Ls-/2)S經(jīng)整理最終公式為:Lm0+z=(1+S)Ls-(0.50.75)+z5.1.1型腔計(jì)算 5.1.2型腔高度計(jì)算5.1.3型芯計(jì)算5.1.4型芯高度計(jì)算5.1.5中心距尺寸計(jì)算 (Cm) z/2=(1+S) Cs z/2 Cm模具中心距基本尺寸;Cs塑件中心距基本尺寸;5.2 型腔側(cè)壁厚度計(jì)算5.2.1凹模型腔側(cè)壁厚度計(jì)算凹模型腔為組合式型腔,按強(qiáng)度條件計(jì)算公式SR-r=r(/-2p)1/2-1進(jìn)行計(jì)算。式中各參數(shù)分別為:p=50Mpa(選定值);=0.05mm;=160MPar=28mm
37、SR-r=r(/-2p)1/2-1=28(160/160-250)1/2-116.8mm一般在加工時(shí)為了加工方便,我們通常會(huì)取整數(shù),所以凹模型腔側(cè)壁厚度為17。5.2.2凹模底板厚度計(jì)算按強(qiáng)度條件計(jì)算,型腔地板厚為:p=50 Mpar=28mm=160MPah1.22pr2/1/21.2250282/1601/217.3mm一般在加工時(shí)為了加工方便,我們通常會(huì)取整數(shù),所以凹模型腔側(cè)壁厚度為18mm。6 合模導(dǎo)向與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類型。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。錐面定位機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的精密
38、對(duì)中定位。導(dǎo)柱:國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種結(jié)構(gòu)形式,分為帶頭導(dǎo)柱和有肩導(dǎo)柱,大型而長(zhǎng)的導(dǎo)柱應(yīng)開設(shè)油槽,內(nèi)存潤(rùn)滑劑,以減小導(dǎo)柱導(dǎo)向的摩擦。若導(dǎo)柱需要支撐模板的重量,特別對(duì)于大型、精密的模具,導(dǎo)柱的直徑需要進(jìn)行強(qiáng)度校核。導(dǎo)套:導(dǎo)套分為直導(dǎo)套和帶頭導(dǎo)套,直導(dǎo)套裝入模板后,應(yīng)有防止被拔出的結(jié)構(gòu),帶頭導(dǎo)柱軸向固定容易。 設(shè)計(jì)導(dǎo)柱和導(dǎo)套需要注意的事項(xiàng)有:合理布置導(dǎo)柱的位置,導(dǎo)柱中心至模具外緣至少應(yīng)有一個(gè)導(dǎo)柱直徑的厚度;導(dǎo)柱不應(yīng)設(shè)在矩形模具四角的危險(xiǎn)斷面上。通常設(shè)在長(zhǎng)邊離中心線的1/3處最為安全。導(dǎo)柱布置方式常采用等徑不對(duì)稱布置,或不等直徑對(duì)稱布置。導(dǎo)柱工作部分長(zhǎng)度應(yīng)比型芯端面高出68 mm,以確保其導(dǎo)向與引導(dǎo)作用
39、。導(dǎo)柱工作部分的配合精度采用H7/f7,低精度時(shí)可采取更低的配合要求;導(dǎo)柱固定部分配合精度采用H7/k6;導(dǎo)套外徑的配合精度采取H7/k6。配合長(zhǎng)度通常取配合直徑的1.52倍,其余部分可以擴(kuò)孔,以減小摩擦,降低加工難度。導(dǎo)柱可以設(shè)置在動(dòng)?;蚨#O(shè)在動(dòng)模一邊可以保護(hù)型芯不受損壞,設(shè)在定模一邊有利于塑件脫模。本書模具設(shè)置四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)帶頭導(dǎo)柱配合標(biāo)準(zhǔn)直導(dǎo)套作為導(dǎo)向系統(tǒng),導(dǎo)柱設(shè)置在動(dòng)模上,以保護(hù)型芯不受損壞。如圖6.1導(dǎo)套和導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)如下:圖6-1 導(dǎo)套和導(dǎo)柱 6.2 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)斜推桿是常見的側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)之一,它常用于制品內(nèi)側(cè)面存在凹槽或凸起結(jié)構(gòu),強(qiáng)行推出會(huì)損壞制品的場(chǎng)合。它是將側(cè)向凹凸部位的成型鑲件固
40、定在推桿板上,在推出的過程中,此鑲件作斜向運(yùn)動(dòng),斜向運(yùn)動(dòng)分解成一個(gè)垂直運(yùn)動(dòng)和一個(gè)側(cè)向運(yùn)動(dòng),其中的側(cè)向運(yùn)動(dòng)即實(shí)現(xiàn)側(cè)向抽芯。斜推桿有整體式和二段式,二段式主要用于長(zhǎng)而細(xì)的斜推桿,此時(shí)采用整體式的斜推桿于彎曲變形,如圖6.2。圖6.2 斜推桿抽芯機(jī)構(gòu)6.2.1 斜推桿的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 斜推桿上端面有碰穿孔,碰穿孔由非安裝斜推桿的那一半模成型。合模時(shí)由成型碰穿孔的內(nèi)模鑲件推動(dòng)斜推桿復(fù)位。斜推桿上端面無碰穿孔,可以將斜推桿向外做大58mm,合模時(shí)由另一邊的內(nèi)模鑲件推回復(fù)位。在組合式斜推桿中,可以將斜推桿的另一邊復(fù)位桿,合模時(shí)利用復(fù)位桿將斜推桿推回復(fù)位。若上述方法無法做到,也可單純利用頂針將斜推桿推回復(fù)位。但這
41、種復(fù)位精度較差。在斜推桿近型腔一端,須做610mm的直身位,并做一23mm的掛臺(tái)起定位作用,以避免注塑時(shí)斜推桿受壓而移動(dòng)。設(shè)計(jì)掛臺(tái)亦方便加工、裝配及保證內(nèi)側(cè)凹凸結(jié)構(gòu)的精度。斜推桿上端面應(yīng)比動(dòng)模鑲件底0.050.1mm,以保證推出時(shí)不損壞制品。斜推桿上端面?zhèn)认蛞苿?dòng)時(shí),不能與制品內(nèi)的其他結(jié)構(gòu)(入圓柱、加強(qiáng)筋或型芯等)發(fā)生干涉;沿抽芯方向制品內(nèi)表面有下降弧度時(shí),斜推桿側(cè)移時(shí)會(huì)損壞制品。當(dāng)斜推桿上端面和鑲件接觸時(shí),推出時(shí)不應(yīng)碰到另一側(cè)制品。 當(dāng)斜推桿較長(zhǎng)或較細(xì)時(shí),在動(dòng)模板上加導(dǎo)向塊,幫助頂出及回位時(shí)的穩(wěn)定性。加裝導(dǎo)向塊時(shí)其動(dòng)模必須和內(nèi)模鑲件組合一起切割。斜推桿與內(nèi)模的配合公差取H7/f6,斜推桿與模架
42、接觸處避空。增強(qiáng)斜推桿剛性:在結(jié)構(gòu)允許的情況下,盡量加大斜推桿橫截面尺寸;在可以滿足側(cè)向抽芯的情況下,斜推桿的傾斜角“”盡量選用較小角度,斜角一般不大于15,并且將斜推桿的側(cè)向受力點(diǎn)下移。斜推桿材料應(yīng)不同于與之摩擦的鑲件材料,否則易磨損粘結(jié)。斜推桿材料可以用鈹銅。斜推桿及下面導(dǎo)向塊表面應(yīng)作氮化處理,以增強(qiáng)耐磨性。斜推桿如圖6.3所示圖6.3 斜推桿6.2.2 斜推桿傾斜角的確定 斜推桿的傾斜角度取決于側(cè)向抽芯距離和推桿板推出的距離H。它們的關(guān)系見圖6.4,計(jì)算公式如下:圖6.4 關(guān)系圖tan=S/H 其中:S=側(cè)向凹凸深度S1+(23)mm 斜推桿的傾斜角度不能太大,否則,在推出過程中斜推桿會(huì)
43、受到很大的扭矩的作用,從而導(dǎo)致斜推桿磨損,甚至卡死或斷裂。斜推桿的斜角一般為315,常用510。在設(shè)計(jì)過程中,這一角度能小不大,如圖7.5 斜度。 圖6.5 斜度 7 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在注塑成型的每一個(gè)循環(huán)中,都必須使塑件從模具型腔中或型芯上脫出,模具上這種脫出塑件的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)(或稱推出、頂出機(jī)構(gòu))。7.1在設(shè)計(jì)脫模推出機(jī)構(gòu)是應(yīng)遵循下列原則。 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)。保證塑件不因推出而變形損壞。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠。推出塑件的位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或隱形面和非裝飾面上。合模時(shí)能正確復(fù)位。7.2脫模力的計(jì)算脫模力計(jì)算公式Fc=10fcE(Tf-Tj)th式中 :fc脫模系數(shù),即在脫
44、模溫度下塑件與型芯表面之間的靜摩擦因數(shù),它受塑件熔體經(jīng)高壓在鋼表面固化中粘附的影響;塑料的現(xiàn)行膨脹系數(shù)(1/);E在脫模溫度下,塑料的抗拉彈性模量(MPa);Tf塑料的軟化溫度();Tj脫模時(shí)塑件溫度();t塑件的厚度(mm);h型芯脫模方向的高度(mm)。脫模力計(jì)算中物理參量的準(zhǔn)確確定是困難的,各參數(shù)隨著溫度而變化,脫模力的準(zhǔn)確計(jì)算式很困難的它與塑料的拉伸彈性模量、熱膨脹系數(shù)、模具溫度、保壓壓力、冷卻時(shí)間、開模時(shí)型腔壓力以及推桿速度等工藝條件有關(guān)。7.3推桿設(shè)計(jì) 在注塑成型的每一個(gè)循環(huán)中,都必須使塑件從模具型腔中或型芯上脫出,模具上這種脫出塑件的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)(或稱推出、頂出機(jī)構(gòu))。推出機(jī)
45、構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)。保證塑件不因推出而變形損壞。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠。推出塑件的位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或隱形面和非裝飾面上。合模時(shí)能正確復(fù)位。但本塑件有一個(gè)特點(diǎn)零件小,分型面為平面??梢圆捎猛茥U推出。如圖7.1推桿西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)圖7.1 推桿8 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)8.1排氣系統(tǒng)塑料注塑模具的型腔,在熔融塑料填充過程中,除了模具型腔內(nèi)有空氣外,還有因塑料受熱而產(chǎn)生的氣體,尤其在高速注射成型產(chǎn)生的氣體更多,排氣系統(tǒng)對(duì)確保塑件成型質(zhì)量起著重要的作用,排氣方式有以下幾種。利用排氣槽。利用型芯、鑲件、推甘等的配合間隙;利用分型面上的間隙。對(duì)于大中型、深型腔塑件
46、為了防止塑件在頂出時(shí)造成真空而變形,需設(shè)進(jìn)氣裝置。 本書設(shè)計(jì)的模具不是大型模具,并且分型面位于熔體流動(dòng)末端,可直接利用分型面間隙排氣,不必專門設(shè)置排氣槽和進(jìn)氣槽。8.2溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 模具成型過程中,模具溫度會(huì)直接影響到塑料熔體的充模、定型、成型周期和塑件質(zhì)量。模具溫度過高,成型收縮大,脫模后塑件變形大,并且還容易造成溢料和粘膜;模具溫度過低,則熔體流動(dòng)性差,塑料輪廓不清晰,表面會(huì)產(chǎn)生明顯的銀絲或流紋等缺陷;當(dāng)模具溫度不均勻時(shí),型芯和型腔溫差過大,塑料收縮不均勻,導(dǎo)致塑料翹曲變形,會(huì)影響塑件的形狀和尺寸精度。綜上所述,模具上需要設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以達(dá)到理想的溫度要求。ABS推薦的成型溫度為160-
47、220,模具溫度為4080 。8.2.1對(duì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 根據(jù)塑料的品種確定是對(duì)模具采用加熱方式還是冷卻方式;希望模溫均一,塑件各部同時(shí)冷卻,以提高生產(chǎn)率和提高塑件質(zhì)量;采用低的模溫,快速,大流量通水冷卻效果一般比較好;溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)盡可能做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,加工容易,成本低廉;從成型溫度和使用要求看,需要對(duì)該模具進(jìn)行冷卻,以提高生產(chǎn)率。8.3冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì): 盡量保證塑件收縮均勻,維持模具的熱平衡;冷卻水孔的數(shù)量越多,孔徑越大,則對(duì)塑件的冷卻效果越好;盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等,與制件的壁厚距離相等,經(jīng)驗(yàn)表明,冷卻水管中心距B大約為2.53.5D,冷卻水管壁距模具邊界和制件壁的距離為0
48、.81.5B。最小不要小于10。澆口處加強(qiáng)冷卻,冷卻水從澆口處進(jìn)入最佳;應(yīng)降低進(jìn)水和出水的溫差,進(jìn)出水溫差一般不超過5。冷卻水的開設(shè)方向以不影響操作為好,對(duì)于矩形模具,通常沿寬度方向開設(shè)水孔。合理確定冷卻水道的形式,確定冷卻水管接頭位置,避免與模具的其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉。8.3.1冷卻時(shí)間的確定 在對(duì)冷卻系統(tǒng)做計(jì)算之前,需要對(duì)某些數(shù)據(jù)取值,以便對(duì)以后的計(jì)算作出估算;取閉模時(shí)間3S,開模時(shí)間3S,頂出時(shí)間2S,冷卻時(shí)間30S,保壓時(shí)間20S,總周期為60S。 其中冷卻時(shí)間依塑料種類、塑件壁厚而異,一般用下式計(jì)算: t冷=2In2TE-TM=62/(3.1420.07)8/3.142(200-50)/
49、(80-50)= 73(S)式中:S塑件平均壁厚,S取6mm; 塑料熱擴(kuò)散系數(shù)(mm/s),=0.07;TS成型溫度160-220,T取200;TE平均脫模溫度,T取80;TM模具溫度4080,T取50。 由計(jì)算結(jié)果得冷卻時(shí)間需要73 S,這么長(zhǎng)的冷卻時(shí)間顯然是不現(xiàn)實(shí)的。本模具型芯中的冷卻管道擴(kuò)大為腔體,使冷卻水在型芯的中空腔中流動(dòng),冷卻效果大為增強(qiáng)。參照經(jīng)驗(yàn)推薦值,冷卻時(shí)間取30S即可。結(jié)論結(jié) 論 經(jīng)過三個(gè)多月的認(rèn)真分析與計(jì)算,我順利的完成了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo), 運(yùn)用Pro/E軟件建立計(jì)算器后蓋的三維造型圖,并繪制了二維模具裝配圖及主要成型零部件圖。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì),我對(duì)模具設(shè)計(jì)有了更深入的認(rèn)
50、識(shí)。從分析塑料零件產(chǎn)品圖,建立零件三維造型圖,塑件的結(jié)構(gòu)工藝特點(diǎn),進(jìn)行模具設(shè)計(jì),計(jì)算機(jī)繪制模具總裝圖和零件圖,到制作修改論文與最后的修改審查工作,在這期間我們學(xué)到了很多東西,也解決了一個(gè)又一個(gè)難題。 本塑件計(jì)算器后蓋,它成型的關(guān)鍵是用來與上蓋聯(lián)接的那兩個(gè)鉸鏈,側(cè)棱上的鎖扣,由于所需抽芯距不大,所以采用斜導(dǎo)桿推出的形式,比起側(cè)抽芯,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于制造,且能保證所需的精度。 參考文獻(xiàn)1 劉巖. 面向制造的注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)J. 高科技通訊,2002, 12(10) : 50-53.2 潘振鵬. 塑料模具材料的研制與應(yīng)用J. 金屬熱處理, 1999, 13 任天娟. 中小型注塑模標(biāo)準(zhǔn)模架的選用J. 廣西輕工業(yè), 2009, 8(3
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