A型接頭蓋注塑模具設計

目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"材料性能分析 2\o"CurrentDocument"塑件結(jié)構(gòu)分析 2\o"CurrentDocument"設備選擇和驗算 33.1成型設備選用 33.2注射壓力的校核 43.3開模行程與推出機構(gòu)的校核 4\o"CurrentDocument"設計方案的分析和擬 64.1模具類型 64.2模具類型的主要結(jié)構(gòu) 64.2.1型腔數(shù)目及其布置 64.2.2分型面的選擇 74.2.3澆注系統(tǒng) 84.2.4頂出機構(gòu) 104.2.5冷卻系統(tǒng) 11\o"CurrentDocument"4.2.6成型零件的工作尺寸計算 13設計小結(jié) 14參考資料 15設計題目：A型接頭蓋注射模設計（一模四腔）材料：PVC一、 材料性能分析PVC材料即聚氯乙烯是熱固性塑料，是由43%的油和57%的鹽合成出來的一種塑膠制品。純的聚氯乙烯的密度為1.4/3,加入了增塑劑和填料等的聚氯乙烯塑件的密度一般為1.15-2.00/3。cm3聚氯乙烯有較好的電氣絕緣性能，可作低頻絕緣材料，其化學穩(wěn)定性也好。由于聚氯乙烯的熱穩(wěn)定性較差，長時間加熱會導致分解，放出HCL氣體，使聚氯乙烯變色，所以其應用范圍較窄，使用溫度一般在15。?55。之間。PVC獨特的性能：防雨，耐火，抗靜電，易成型，高抗光性，耐火性，低投入高產(chǎn)量的特點。塑件所用PVC材料為硬聚氯乙烯，硬聚氯乙烯有較好的抗拉、抗彎、抗壓和抗沖擊能力，可單獨用做結(jié)構(gòu)材料。二、 塑件結(jié)構(gòu)分析三、設備選擇和驗算成型設備選用：以實際注射量初選某一公稱注射量的注射機型號；為了保證正常的注射成型，模具每次需要的實際注射量應該小于某注射機的公稱注射量，即：式子中，V實一實際塑件（包括澆注系統(tǒng)凝料）的總體積（cm3）。A型接頭蓋體積為Xcm3，設計為一模四腔，加上澆注系統(tǒng)的冷凝料，查閱塑料模設計手冊的國產(chǎn)注射機技術(shù)規(guī)范及特性，可以選擇某型號注射機。其最大理論注射容量為大Txcm3，注射壓力為XMPa，鎖模力為XKN，最大注射面積為Xcm2.模具高度在Xmm，最大開模行程Xmm。噴嘴圓弧半徑為Xmm，噴嘴孔直徑為Xmm。注射壓力的校核：該項工作是校核所選注射機的公稱壓力P能否滿足塑件所成型時需要的注射壓力Po，其值一般為X?XXMPa，通常要求P>Po。我們這里選XMPa。鎖模力的校核：鎖模力是指注射機的鎖模機構(gòu)對模具所施加的最大夾緊力，當高壓的塑料熔體充填模腔時，會沿鎖模方向產(chǎn)生一個很大的脹型力。為此，注射機的額定鎖模力必須大于該脹型力，即：尸鎖2F脹=AxP型F鎖一注射機的額定鎖模力（N）；P分一模具型腔內(nèi)塑料熔體平均壓力（MPa）；一般為注射壓力的0.3?0.65倍，通常取X?XMPa。我們這里選P型二XMPa。A分一塑料和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和（mm2）投影面積為Xcm2，澆注系統(tǒng)的投影面積不超過XXcm2尸鎖2F脹=AxP型而鎖模力為XKN，大于XKN，符合要求。開模行程與推出機構(gòu)的校核：開模行程是指從模具中取出塑料所需要的最小開合距離，用H表示，它必須小于注射機移動模板的最大行程，。由于注射機的鎖模機構(gòu)不同，開模行程可按以下兩種情況進行校核：一種是開模行程與模具厚度無關；二種是開模行程與模具厚度有關。我們這里選用的是開模行程與模具厚度無關，且是單分型面注射模具。當開模行程與模具厚度無關時，這種情況主要是指鎖模機構(gòu)為液壓-機械聯(lián)合作用的注射機，其模板行程是由連桿機構(gòu)的做大沖程決定的，而與模厚度是無關的。此情況又兩種類型：⑴對單分型面注射模，所需開模行程H為：S>H=H1+H2+（5?10）mm式中，H1—塑件推出距離（也可以作為凸模高度）（mm）；H2—包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑高度（mm）；S—注射機移動板最大行程（mm）；H—所需要開模行程（mm）。而我們這里通過資料可得出：H=H1+H2+（5?10）mm符合所愿機型要求。⑵對雙分型面注射模，所需開模行程為：S機>H=H1+H2+a+（5?10）mm式中，a一中間板與定模的分開距離（mm）。5、推出機構(gòu)的校核：各種型號注射機的推出裝置和最大推出距離各不同，設計模具時，推出機構(gòu)應與注射機相適應，具體可查資料。四、設計方案的分析和擬定模具類型：注射模模具類型的主要結(jié)構(gòu)型腔數(shù)目及其布置型腔數(shù)目的確定：為了使模具與注射機的生產(chǎn)能力的匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟性，并保證塑件體精度，模具設計時應確定型腔數(shù)目，常用的方法有四種：a）、根據(jù)經(jīng)濟性能確定型腔數(shù)目；b）、根據(jù)注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)日；C）、根據(jù)注射機的最大注射量確定型腔數(shù)日；d）、根據(jù)制品精度確定型腔數(shù)日。我們這里選用a），其計算過程如下：設型腔數(shù)日為n，制品總件數(shù)為N，每一個型腔所需的模具費用為C1,與型腔無關的模具費用為C。，每小時注射制品成型的加工費用為y（元/h），成型周期為t（min），則：模具費用為X=nC1+C0（元），注塑成型費用為Xs=*（元），60總成型加工費用為X=XM+Xs，即X=N（60~）+nC^+C0為使總的成型加工費用最少，即令蟲=0,則有：dnN（乂）（—_!）+C=0，所以n=巨。TOC\o"1-5"\h\z60n2i 60C\ 1對于高精度制品，由于 「型腔 px型腔模具難以使各型腔 M AA的成型條件均勻，故通常推薦型腔數(shù)目不超過1 Z）4個，塑料件的精度為6級左右，以及模具制 . .造成本、制造難度和生產(chǎn)效率的綜合考慮，型腔數(shù)日初定為4腔，排布形式為矩形布局。分型面的選擇分型面是指分開模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面。一副模具根據(jù)需要可能有一個或兩個以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以與合模方向平行或傾斜，我們在這里選用與合模方向傾斜。分型面的形式：分型面的形式與塑件幾何形狀、脫模方法、模具類型及排氣條件、澆口形式等有關，我們常見的形式有如下五種：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、階梯分型面、曲線分型面。分型面的選擇原則：a）、便于塑件脫模；b）、考慮和保證塑件的外觀不遭損壞；c）、盡力保證塑件尺寸的精度要求（如同心度等）；d）、有利于排氣；e）、盡量使模具加工方便A型接頭蓋分型面選擇如下圖：澆注系統(tǒng)主流道：主流道與噴嘴接觸處作成半球形的凹坑，二者應該嚴密地配合，避免高壓塑料熔體溢出，凹坑球半徑R2應比噴嘴球頭半徑R］大1?2mm。如若相反主流道凝料將無法脫出，如過大則密封性不好。主流道小端直徑比注塑機噴嘴孔直徑約大0.5?1mm，常取$4~8mm，大端直徑比分流道深度大1.5mm以上，其錐角不宜太大，一般取20~60。由于主流道與注塑機的高溫噴嘴反復接觸和碰撞，所以設計成獨立的主流道襯套，選用優(yōu)質(zhì)鋼材制作并經(jīng)熱處理提高硬度。主流道襯套要求承受交變應力，其外圓盤直徑不能太大，以免眉部彎矩過大，為補償在注塑機噴嘴沖擊力作用下主流道襯套變形，可以將它的長度設計得比模板厚度短0.02mm。當主流道貫穿幾塊模板時，必須采用主流道襯套，以避免在模板間的拼縫處溢出，以致主流道凝料無法脫出。將主流道襯套的大圓盤設計成模具定位環(huán)，用來安裝模具時作定位作用，并高出定模表面5?10mm，但當定位環(huán)直徑D與配合段外徑D1相差甚大時，則將襯套與定位環(huán)分開設計。分流道：多模腔模分流道的布置有平衡式和非平衡式兩類，本設計中采用的是平衡式。，這種設計可達到各個型腔均衡地進料，均衡地補料。本設計采用圓形斷面分流道，這種分流道表面積最小，熱量散失小，阻力也小。缺點是需要同時在動模板和定模板上切削加工，而且要互相吻合，制造比較困難，費用高。分流道斷面尺寸根據(jù)熔體流量、塑件厚度、流速、材料特性、粘度等因素直徑定為48mm。澆口選擇：潛伏式澆口，進料部位選在制品較隱蔽的地方，不會影響制品的外觀，頂出時，流道與塑件自動分開。潛伏式澆口直徑為0.4?2mm,視物料性質(zhì)和制件重量而定。澆口臺階長度為0.5?0.8mm.也可根據(jù)經(jīng)驗公式計算：d=kxCx4A，式中A——型腔的表面積2（小溫），c——壁厚系數(shù)，據(jù)《塑料成型模具》（第二版）表3-3-2得0.206。其進料部分一般選在制件側(cè)面或背面較隱蔽處，沿斜向進入型腔。在動定模分型或推出時流道和制件被自動切斷。澆口的截面一般只取分流道截面積的3%?9%，澆口的長度約為0.5mm?2mm，現(xiàn)在可算出我們需要的澆口面積S=5%Xs=3.6mm2。澆口位置的選擇直接影響到制品的質(zhì)量問題，開設澆口時注意：澆口應開在能使型腔各個角落同時充滿的位置；澆口應設在制品壁厚較厚的部位，以利于補縮；澆口的位置選擇應有利于型腔中氣體的排除；澆口的位置應選擇在能避免制品產(chǎn)生熔合紋的部位；對于帶細長型芯的模具，宜采用中心頂部進料方式，以避免型芯受沖擊變形；澆口應設在不影響制品外觀的部位；不要在制品承受彎曲載荷或沖擊的部位設置澆口。排氣系統(tǒng)：本設計采用分型面或配合間隙排氣。頂出機構(gòu)脫模機構(gòu)的分類及選用脫模機構(gòu)的分類分多，我們采用的是混合分類中的一種：推桿一次脫模機構(gòu)，因為此機構(gòu)是最簡單、最為常用的一種，具有制造簡單、更換方便、推出效果好等優(yōu)點，在生產(chǎn)實踐中比較實用和直觀。所謂一次脫模就是指在脫模過程中，推桿就需要一次動作，就能完成塑件脫模的機構(gòu)。它通常包括推桿脫模機構(gòu)、推管脫模機構(gòu)、脫模板脫模機構(gòu)、推塊脫模機構(gòu)、多元聯(lián)合脫模機構(gòu)和氣動脫模機構(gòu)等。脫模機構(gòu)的設計原則（1） 結(jié)構(gòu)可靠：機械的運動準確、可靠、靈活，并有足夠的剛度和強度。（2） 保證塑件不變形、不損壞。（3） 保證塑件外觀良好。（4） 盡量使塑件留在動模一邊，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作。推桿的結(jié)構(gòu)形式及形狀因制品的幾何形狀及型腔結(jié)構(gòu)等的不同，所用推桿的截面形狀也不盡相同，常用推桿的截面形狀為圓形。其結(jié)構(gòu)形式及固定方式右圖：冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)設計塑料在成型過程中，模具溫度會直接影響到塑料的充模、定型、成型周期和塑件質(zhì)量。所以，我們在模具上需要設置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以到達理想的溫度要求。一般注射模內(nèi)的塑料熔體溫度為200°C左右，而塑件從模具型腔中取出時其溫度在60C以下。所以熱塑性塑料在注射成型后，必須對模具進行有效的冷卻，以便使塑件可靠冷卻定型并迅速脫模，提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。對于熔融黏度低、流動性比較好的塑料，如聚丙烯、有機玻璃等等，當塑件是小型薄壁時，如我們的塑件，則模具可簡單進行冷卻或者可利用自然冷卻不設冷卻系統(tǒng)；當塑件是大型的制品時，則需要對模具進行人工冷卻冷卻時間的確定在注射過程中，塑件的冷卻時間，通常是指塑料熔體從充滿模具型腔起到可以開模取出塑件時止的這一段時間。這一時間標準常以制品已充分固化定型而且具有一定的強度和剛度為準，這段冷卻時間一般約占整個注射生產(chǎn)周期的80%。因為我們所需要的塑件比較薄，固用此公式：s2 4Ts-Tm、t= ln[_x ]兀2以 兀Te-Tm式中，a一塑料熱擴散系數(shù)（m2/s）；S—制品壁厚（mm）；22in[蘭x260^]兀2X2.4x10-4 兀100-60冷卻系統(tǒng)設計原則、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，則對塑件的冷卻效果越均勻。、盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等。、澆口處加強冷卻。、應降低進水與出水的溫差。、合理選擇冷卻水道的形式。、合理確定冷卻水管接頭位置。、冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其他機構(gòu)發(fā)生干涉現(xiàn)象。、冷卻水管進出接頭應埋入模板內(nèi)，以免模具在搬運過程中造成損壞。冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式：根據(jù)塑料制品形狀及其所需的冷卻效果，冷卻回路可分為直通式、圓周式、多級式、螺旋線式、噴射式、隔板式等，同時還可以互相配合，構(gòu)成各種冷卻回路。其基本形式有六種，我們這里選用的是簡單流道式。簡單流道式即通過在模具上直接打孔，并通過以冷卻水而進行冷卻，是生產(chǎn)中最常用的一種形式。成型零件的工作尺寸計算現(xiàn)設制品的名義尺寸％是最大尺寸，其公差按規(guī)定為負值“-△”；凹模的名義尺寸Lm是最小尺寸，其公差按規(guī)定為正值“+8z”現(xiàn)由公式可得：L=[L(1+S)-0.5A]撲Z-0式中，“△”前的系數(shù)(此處為0.5)可隨制品的精度和尺寸變化，一般在0.5?0.75之間，ABS的收縮率S為0.005.制品偏差大則取小值，偏差小則取大值?！髦涤伤芰夏ＴO計手冊《公差數(shù)值表》可查基本尺寸為120mm時，其△值為0.68，基本尺寸為70mm時，其△值為0.52,基本尺寸為15mm時^為0.24.(塑料件的精度取5級)型腔尺寸計算：DMl=[LS1(1+S)-0.5A]"Z-0D=[L(1+S)-0.5A]+8Z-0Dm3=[Ls3(1+S)-0.5A]+8Z型腔壁厚和底板厚度計算在注射成型過程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力，因此模具型腔應該具有足夠的強度和剛度。如果型腔壁厚和底板的厚度不夠，當型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應力超過型腔材料本身的許用應力時，型腔將導致塑性變形，甚至開裂。與此同時，若剛度不足將導致過大的彈性變形，從而產(chǎn)生型腔。五、設計總結(jié)課程設計是我們專業(yè)課程知識