摩托車尾燈罩注射模具設(shè)計(jì)

摩托車尾燈罩注射模具設(shè)計(jì),摩托,車尾,燈罩,注射,模具設(shè)計(jì) 1 塑件成型工藝性分析 1.1 塑件分析 本次模具設(shè)計(jì)的產(chǎn)品是尾燈罩，從圖中塑件看出，該制件外表面是圓弧面，復(fù)雜程度中等，該塑件為矩形殼類零件，后蓋內(nèi)部有一個(gè)側(cè)孔，此處在之后的工作中涉及到抽芯機(jī)構(gòu)，后文詳細(xì)描述。此次設(shè)計(jì)的尾燈罩塑件對(duì)外形尺寸的精度要求相對(duì)不高，為一般精度等級(jí)（MT5），所以此次注塑成型模具的相關(guān)零件的尺寸加工精度可以保證。塑件三維圖如圖2.1，塑件零件圖如圖2.2。 圖2.1 塑件圖 圖2.2 零件圖 1.2 ABS性能分析 根據(jù)任務(wù)書中的要求材質(zhì)決定采用ABS.ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ABS具有良好的綜合力學(xué)性能。丙烯腈使ABS有良好的耐腐蝕性及表面硬度，丁二烯使ABS堅(jiān)韌，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。 a. 材料名稱：塑件的材料為ABS，化學(xué)名稱：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料，英文名稱：Acrylonitrile Butadiene Styrene plastic。 b. ABS使用性能：綜合性能好，沖擊強(qiáng)度和力學(xué)性能強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性，電氣性良好，易于成型和機(jī)械加工，其表面可鍍鉻，是合適制作一般機(jī)械零件、減摩零件、傳動(dòng)零件和結(jié)構(gòu)件。 c. 成型性能：(1)無(wú)定型塑料，其品種較多，各品種的機(jī)電性能及成型特性各有差異，應(yīng)該品種來(lái)確定成型方法和成型條件。 (2) 吸濕性強(qiáng)，含水量應(yīng)小于0.3%，必須充分干燥，要求表面光澤的塑應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間干燥。 (3) 流動(dòng)性中等，溢邊值為0.03%左右。 (4) 模具設(shè)計(jì)要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進(jìn)料口的位置和形式。 d. 主要用途：ABS樹(shù)脂的最大應(yīng)用領(lǐng)域是汽車、電子電器和建材。汽車領(lǐng)域的使用包括汽車儀表板、車身外板、內(nèi)裝飾板、方向盤、隔音板、門鎖、保險(xiǎn)杠、通風(fēng)管等很多部件。在電器方面則廣泛應(yīng)用于電冰箱、電視機(jī)、洗衣機(jī)、空調(diào)器、計(jì)算機(jī)、復(fù)印機(jī)等電子電器中。建材方面，ABS管材、ABS衛(wèi)生潔具、ABS裝飾板廣泛應(yīng)用于建材工業(yè)。此外ABS還廣泛的應(yīng)用于包裝、家具、體育和娛樂(lè)用品、機(jī)械和儀表工業(yè)中。 e. 材料收縮率：ABS成型收縮率為0.3%～0.8%，在設(shè)計(jì)過(guò)程中取0.5%。 1.3 ABS的成型過(guò)程注射工藝參數(shù) 表2.3 ABS材料注塑成型工藝參數(shù)[3] 項(xiàng)目 單位 參數(shù) 干燥溫度 干燥時(shí)間 ℃ h 70~80 1～2 前部料筒溫度 ℃ 140～160 后部料筒溫度 ℃ 170~190 噴嘴 直通式 噴嘴溫度 ℃ 160~170 模具溫度 ℃ 40~70 注射壓力 MPa 90 注射時(shí)間 s 3 保壓時(shí)間 s 30 冷卻時(shí)間 s 30 成型周期 s 70 2擬定模具結(jié)構(gòu)形式 2.1分型面的選擇 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件結(jié)構(gòu)工藝性及尺寸精度，嵌件位置、塑件的推出、排氣等多種因素的影響，因此在選擇分型面的時(shí)應(yīng)綜合考慮分析比較以選出較為合理的方案。分型面的選擇不僅關(guān)系到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(shí)，要注意幾個(gè)規(guī)則： ①應(yīng)選擇在塑件的最大截面處，否則無(wú)法脫模和加工型芯。 ②盡可能地將塑件留在動(dòng)模一側(cè)。 ③有利于保證塑件的尺寸精度, 有利于保證塑件的外觀質(zhì)量。 ④有利于排氣。 ⑤有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。 此次設(shè)計(jì)的尾燈罩塑件為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的薄壁殼小型塑件，并且因?yàn)榇宋矡粽炙芗鋮s時(shí)會(huì)包覆在型芯上由于熱脹冷縮的物理作用，使此尾燈罩塑件脫模難以順利的完成，因此為了不影響此尾燈罩塑件的質(zhì)量和外觀形狀、脫模完成后塑件須滯留在動(dòng)模上。故結(jié)合以上因素，分型面應(yīng)選在尾燈罩的下部分型面較為合理，分型面如圖3.1所示: 圖3.1 分型面位置 2.2型腔數(shù)目確定及排布 再考慮型腔數(shù)目的時(shí)候，通常要綜合以下因素： (1) 產(chǎn)品尺寸精度； (2) 模具制造成本； (3) 注塑成形的生產(chǎn)效益； (4) 制造難度。 由于此次尾燈罩注塑模具設(shè)計(jì)采用平衡式的布排方式，此類注塑模具一般為多型腔模具，且此尾燈罩注塑模具型腔的排列方式集中，并且在相互對(duì)稱部位還有開(kāi)設(shè)的澆口。所選型腔數(shù)量是一模2腔，則型腔排列方式如圖3.2所示。 圖3.2 型腔的排列方式 2.3注塑機(jī)的型號(hào)確定 由塑件三維圖的尺寸數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算可得塑件的體積約為： 如圖所示，通過(guò)對(duì)該塑件進(jìn)行計(jì)算和分析后，得出： 塑件的體積=43.6cm。 塑件的質(zhì)量=45.78g。 由于此模具結(jié)構(gòu)型腔數(shù)目為一模2腔，而且塑件較小。根據(jù)以往設(shè)計(jì)模具的經(jīng)驗(yàn)，我們可以取塑件質(zhì)量的0.3倍， 故需要的注射量為：V= V塑×2+0.3×2×V塑=113.36 cm，塑件制品總量不得超過(guò)注塑機(jī)最大注射量的80%，所以注射機(jī)的額定注射量≥113.36÷80%=141.7cm3，根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，初步選定的注射機(jī)為HTF200，其各項(xiàng)工藝參數(shù)如表3.1： 表3.1 注射機(jī)工藝參數(shù)表 型號(hào)HTF200 參 數(shù) 注射量（cm3） 334 注射壓力（Mpa） 231 螺桿直徑（mm） 45 注射行程（mm） 80 合模力（KN） 2000 最大成型面積（cm2） 160 模板尺寸（mm） 791*791 模具厚度（mm） 最大 550 定位直徑（mm） 最小 200 噴嘴球直徑（mm） SR10 噴嘴口直徑（mm） 3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在尾燈罩塑件注塑過(guò)程中，尾燈罩塑件注塑主流道的作用是把所選尾燈罩注射機(jī)噴嘴與分流道連接為一體，注塑主流道截面形狀通常情況下以圓形居多，并且會(huì)帶有一定的錐度，澆注主流道主要設(shè)計(jì)要點(diǎn)為主流道尺寸與澆口套的外觀結(jié)構(gòu)。 3.1主流道的設(shè)計(jì) 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道一般設(shè)計(jì)為圓錐形，其頂部設(shè)計(jì)成半球凹坑，以便與噴嘴銜接，為避免高溫塑料熔體溢出，凹坑球半徑比噴嘴球頭半徑大1mm-2mm。流道工作時(shí)，與注射機(jī)噴嘴接觸，受到聚合物熔體的高溫與高壓的作用容易磨損，所以主流道一般單獨(dú)設(shè)計(jì)成可拆卸更換的澆口套，即主流道襯套，材料選用45鋼，并經(jīng)局部熱處理球面硬度38HRC-45HRC，主流道襯套的進(jìn)口直徑略大于噴嘴直徑0.5mm-1mm以避免溢料并且防止銜接不準(zhǔn)而發(fā)生的堵截現(xiàn)象，其關(guān)系如圖5.1所示。 圖5.1 噴口與澆口套尺寸關(guān)系 主流道尺寸設(shè)計(jì)： （1）主流道小端直徑d=注射機(jī)噴嘴尺寸+（0.5～1）mm=3+（0.5～1）mm，d取4mm。 （2）主流道球面半徑R=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+(1～2)mm=11+(1～2)mm, R取13mm。 （3）球面配合高度h=3mm～5mm,取h=5mm。 （4）主流道長(zhǎng)度L=58mm。 （5）主流道大端直徑D=d+2Ltanα≈4+2×58×tan1°mm=5.6mm 。式中α=1°～2°，取1°。 3.2 分流道的設(shè)計(jì) 尾燈罩注塑模具注塑主流道的末端與尾燈罩塑件澆筑系統(tǒng)的澆口之間一段流過(guò)熔體材料的通道為分流道。它主要是改變尾燈罩塑件熔體的流動(dòng)走向，使熔體在均勻的分配到各個(gè)型腔過(guò)程之中是平穩(wěn)的狀態(tài)，以減少尾燈罩塑件熔體流動(dòng)中的內(nèi)部熱量損失。 分流道是主流道末端至澆口的整個(gè)通道，它通常在多型腔或者單型腔多澆口時(shí)設(shè)置。分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快地流經(jīng)分流道充滿型腔，并且流動(dòng)過(guò)程中壓力損失及熱量損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔。分流道計(jì)算公式： 式中：b為梯形大底邊寬度,mm 為塑件的質(zhì)量,g L為分流的長(zhǎng)度,mm h為梯形的高度,mm 所以 梯形分流的側(cè)面斜角常取5o—10o，此取斜角為10o ，底部以圓角相連。綜上可得，梯形分流道的截面尺寸及圖形如圖5.2所示： 圖5.2 分流道截面尺寸圖 3.3 澆口的設(shè)計(jì) 澆口是連接分流道與型腔的通道，除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對(duì)塑件性能和質(zhì)量的影響很大。澆口是注塑模澆注系統(tǒng)的最后部分，定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇,通常要考慮以下幾項(xiàng)原則: (1) 澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件壁厚最大處； (2) 必須盡量減少熔接痕； (3) 應(yīng)有利于型腔中氣體排出； (4) 考慮分子定向影響； (5) 避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)； (6) 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷； (7) 盡量縮短流動(dòng)距離。 本次設(shè)計(jì)的模具為三板式模具，采用點(diǎn)澆口，為了達(dá)到良好的充模效果，本次設(shè)計(jì)的澆口口位置選在盒蓋頂部位置處，這樣方便向四周進(jìn)膠。澆口位置如圖所示。 點(diǎn)澆口位置 3.4主流道剪切速率校核 上面分別求出了塑件的體積，主流道的體積，分流道耳朵體積（澆口的體積大小可以忽略不計(jì)）以及主流道的當(dāng)量半徑，這樣就可以校核主流道熔體的剪切速率。 3.4.1計(jì)算主流道的體積容量 3.4.2 計(jì)算主流道的剪切速率 主流道的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率之間，所以，主流道的剪切速率合格。 3.5冷料穴的設(shè)計(jì) 三板點(diǎn)澆口模具的冷料穴不同于兩板模模具，冷料穴通常設(shè)置于分流道的微端，用于存儲(chǔ)生產(chǎn)中出現(xiàn)固化的冷料。三板模模具拉料桿不同于兩板模模具Z形拉料桿，三板模模具采用的拉料桿是球形拉料桿，球形拉料桿安裝在定模板、定模座板和脫料板之間。 4成型零件的設(shè)計(jì)及尺寸計(jì)算 澆注尾燈罩塑件時(shí)，尾燈罩注塑模具的型腔通常用來(lái)填充尾燈罩塑件熔體已成型制品的空間。成型零件通常包括成型型腔、型芯、墊塊等。由于這些成型零件的工作環(huán)境為直接與高溫、高壓的塑件熔料相互接觸，并且在進(jìn)行塑件脫模時(shí)頻繁的與塑件發(fā)生摩擦作用，因此這些尾燈罩塑件的成型零件必須具有足夠高的的強(qiáng)度、剛度、硬度、耐磨性。同時(shí)還應(yīng)考慮到尾燈罩注塑成型零件的加工性能。 4.1 成型零件的結(jié)構(gòu) 在模具本次設(shè)計(jì)中，型腔主要用來(lái)成型尾燈罩的外表面，在類型上分為組合式和整體式。整體式型腔結(jié)構(gòu)的剛度強(qiáng)度較好，使用壽命較長(zhǎng)，而組合式型腔結(jié)構(gòu)主要成型一些結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜外表面，所以能采用整體式型腔結(jié)構(gòu)，絕不采用組合式型腔結(jié)構(gòu)，本次設(shè)計(jì)中的塑件中的尾燈罩外部結(jié)構(gòu)也較為簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，決定采用整體式型腔結(jié)構(gòu)，型腔結(jié)構(gòu)如圖所示。 型腔 在模具本次設(shè)計(jì)中，型芯主要用來(lái)成型尾燈罩的內(nèi)表面，在類型上分為組合式和整體式。整體式型芯結(jié)構(gòu)的剛度強(qiáng)度較好，使用壽命較長(zhǎng)，而組合式型芯結(jié)構(gòu)主要成型一些結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜內(nèi)表面，能采用整體式型芯結(jié)構(gòu)，絕不采用組合式型芯結(jié)構(gòu)，本次設(shè)計(jì)中的塑件中的尾燈罩內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，屬于深腔類產(chǎn)品，此類產(chǎn)品注塑成型對(duì)型芯磨損比較大，所以決定采用組合式型芯，方便后期維修和更換，型芯結(jié)構(gòu)如圖所示 型芯 4.2 成型零件的鋼材 尾燈罩注塑成型零件必須要有較大的剛度、硬度和材料的耐磨性能，而且在進(jìn)行加工時(shí)也要考慮此種材料的機(jī)械加工性能。此次尾燈罩注塑模具設(shè)計(jì)中的尾燈罩塑件生產(chǎn)方式為大批量的生產(chǎn)方式，對(duì)于尾燈罩塑件的型芯來(lái)說(shuō)，為了防止在尾燈罩注塑模具工作過(guò)程中脫模時(shí)摩擦力過(guò)大，所以此次注塑模具設(shè)計(jì)的成型零件材質(zhì)選用P20的高合金工具鋼。 4.3 成型尺寸的計(jì)算 塑件尺寸能否達(dá)到圖紙尺寸的要求，與型腔、型芯的工作尺寸的計(jì)算有很大關(guān)系，主要包括型腔和型芯的徑向尺寸、型腔和型芯的深度尺寸和中心距尺寸。 查資料得ABS的收縮率為S＝0.2～0.8％，故平均收縮率S＝（0.2＋0.8）％/2＝0.5％。對(duì)中小型塑料模具，模具制造公差取δz＝△/3（塑料模具設(shè)計(jì)）。 a. 型腔尺寸的計(jì)算 型腔其工作尺寸屬包容尺寸，在使用過(guò)程中型腔的磨損會(huì)使包容尺寸逐漸的增大。所以，為了使得模具的磨損留有修模的余地以及裝配的需要，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，包容尺寸盡量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差。計(jì)算公式如下： 型腔徑向尺寸的計(jì)算公式： ＝[L塑（1＋S）－Q1△] 式中：L塑——塑件外徑的公稱尺寸； Scp——塑料的平均收縮率； △ ——塑件公差； δz ——模具制造公差，取塑件相應(yīng)尺寸公差的1/3； Q1——修正系數(shù)，一般取（1/2～3/4）,對(duì)于中小型件，Q1取較小值；對(duì)于大型件，Q1取較大值。 型腔徑內(nèi)尺寸計(jì)算： 75＝[L塑（1＋S）－（1/2）△] ＝[75×（1＋0.005）－1/2×0.38] ＝75.61 ＝[L塑（1＋S）－（1/2）△] ＝[90×（1＋0.005）－1/2×0.40] ＝90.825 型腔深度尺寸的計(jì)算公式： H＝[H（1＋S）－Q2△] 式中：H——塑件高度公稱尺寸 Q2——修正系數(shù)，一般?。?/2～2/3）,對(duì)于中小型件，Q2取較小值；對(duì)于大型件，Q2取較大值。 型腔深度尺寸計(jì)算： H＝[H（1＋S）－(1/2) △] ＝[75×(1＋0.005)－1/2×0.56] ＝75.81 b. 型芯尺寸的計(jì)算： 模具的型芯尺寸在使用過(guò)程中型芯的磨損會(huì)使尺寸逐漸增小。所以，為了使得模具的磨損留有修模的余地以及裝配的需要，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，型芯尺寸盡量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差。計(jì)算公式如下： 型芯徑向尺寸的計(jì)算公式： l＝[l塑（1＋S）+Q1△] 式中：l塑——塑件內(nèi)徑的公稱尺寸； Scp——塑料的平均收縮率； △ ——塑件公差； δz ——模具制造公差，取塑件相應(yīng)尺寸公差的1/3； Q1——修正系數(shù)，一般?。?/2～3/4）,對(duì)于中小型件，Q1取較小值；對(duì)于大型件，Q1取較大值。 型芯徑內(nèi)尺寸計(jì)算： l＝ [l （1＋S）＋(1/2) △] ＝[71×(1＋0.005)＋1/2×0.38] ＝71. 975 l＝ l（1＋S）＋(1/2) △] ＝[86×(1＋0.005)＋1/2×0.36] ＝86.39 型芯深度尺寸的計(jì)算公式： h＝[h（1＋S）+Q2△] 式中：h ——塑件高度公稱尺寸 Q2 ——修正系數(shù)，一般?。?/2～2/3）,對(duì)于中小型件，Q2取較小值；對(duì)于大型件，Q2取較大值。 型心深度尺寸計(jì)算： h＝[h（1＋S）+(1/2) △] ＝[73×(1＋0.005)+1/2×0.56] ＝73.862 4.4 型腔側(cè)壁厚度計(jì)算 4.4.1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 S≥R-r=r[([σ]/[σ]-2p)1/2]-1進(jìn)行計(jì)算。 式中各參數(shù)分別為： p=50Mpa(選定值)； [δ]=0.05mm； [σ]=160MPa r=28mm S≥R-r=r[([σ]/[σ]-2p)1/2]-1 =28[(160/160-2×50)1/2]-1 ≈16.8mm 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。 4.4.2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 Mpa r=28mm [σ]=160MPa h≥{1.22pr2/[σ]}1/2 ≥{1.22×50×282/160}1/2 ≥17.3mm 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。 5 模架的確定 5.1各模板尺寸確定 a. 根據(jù)整體嵌入式凹凸模仁的外形尺寸塑件進(jìn)行澆注的方式的點(diǎn)澆，有考 慮到導(dǎo)柱導(dǎo)套的布置等，可以確定選用細(xì)水口型模架結(jié)構(gòu)比較好。 b. 定范本尺寸，塑件高度為75mm，定范本要開(kāi)框裝入整體嵌入式型腔仁，嵌入式型腔仁深度為35mm，為保證定范本足夠的強(qiáng)度，故定范本厚度取110mm。 c. 動(dòng)模板尺寸，具體選擇方法和定模板相似，但是動(dòng)模固定板上還要開(kāi)設(shè)冷卻水道，由于動(dòng)范本下面有模腳中間為推板，特別是注射時(shí)，要承受很大注射壓力，故動(dòng)范本厚度取100mm。 d. 腳模尺寸，腳模高度=頂出行程+推板厚度+推桿固定板厚+5mm=110mm，所以初定模腳110mm。 圖3.4 模架尺寸 e. 經(jīng)過(guò)上述尺寸計(jì)算，模架尺寸已經(jīng)確定模架，其外形尺寸為寬x長(zhǎng)x高=350x500*456 5.2模架各尺寸的校核 模架個(gè)尺寸校核根據(jù)所選注塑機(jī)來(lái)校核模具設(shè)計(jì)的尺寸，模具平面尺寸:350x500<530x530(拉桿間距)，校驗(yàn)合格。模具高度尺寸:200<456<550(模具最大厚度和模具最小厚度)，校驗(yàn)合格。 模具開(kāi)模行程：45（凝料長(zhǎng)度）+50（凝料取出安全距離）+100mm（塑件推出安全距離）=195mm <300mm,校驗(yàn)合格。 6 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 對(duì)應(yīng)于模具澆口的位置通常也是氣體容易被困住的位置。熔融塑料中的水在蒸發(fā)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一些氣泡，這些氣泡大多以不規(guī)則的形狀分布在模具壁厚度處。需通過(guò)觀察產(chǎn)品的外觀或在設(shè)計(jì)過(guò)程中預(yù)先進(jìn)行預(yù)測(cè)來(lái)確定要排出的氣泡的來(lái)源。排氣方法有[6]： 1）排氣 2）通過(guò)芯和推桿之間的剩余間隙以及分型面上的剩余間隙自動(dòng)排氣； 3）排氣采用燒結(jié)合金塞； 4）負(fù)壓和真空抽氣。 觀察模具發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)氣泡是在由型芯與型腔之間接觸而產(chǎn)生的平面上產(chǎn)生的，即分型面上，因此一般可以通過(guò)打開(kāi)型芯與型腔之間的接觸表面來(lái)實(shí)現(xiàn)排氣。此外還可以通過(guò)增加推桿的運(yùn)動(dòng)間隙來(lái)解決。 7 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在注塑過(guò)程中，塑料部件必須從注塑模具的型芯上平穩(wěn)地移除。從注射模具的型芯上取出塑料部件的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)。脫模機(jī)構(gòu)可以從型芯取出所設(shè)計(jì)的尾燈罩塑件，脫模分為兩步，即首先將塑料部件和澆注系統(tǒng)凝料從模具中分離，稱為脫離，然后它從注塑模具中取出。 7.1脫模機(jī)構(gòu)類型的選擇 常見(jiàn)的推出機(jī)構(gòu)有推桿，推管，推板和推塊，各個(gè)推出機(jī)構(gòu)都有自己適合的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。比如深腔類的產(chǎn)品適合推板推出，螺柱孔適合推管，所以在選擇推出結(jié)構(gòu)的時(shí)候，首先要分析塑件的結(jié)構(gòu)，再結(jié)合脫模力大小，做出選擇。由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，為了達(dá)到良好的脫膜效果。決定采用推桿推出，脫模結(jié)構(gòu)如圖所示 推桿推出 7.2推出力的計(jì)算 塑件為薄壁塑件，塑件的投影面形狀為矩形，其脫模力的計(jì)算公為： （7.1） 式中：F為脫模力（N）； E為塑料的彈性模量（MPa）； S為塑料成型的平均收縮率（%）； t為塑件的壁厚（mm）； L為被包型芯的長(zhǎng)度（mm）； μ為塑料的泊松比； 為脫模斜度（°）； f為塑料與鋼材之間的摩擦系數(shù)； A為塑件在與開(kāi)模方向垂直的平面上的投影面積（㎜2）； K2為由f和決定的無(wú)因次數(shù)，K2=1+fsincos。 7.3確定推桿的數(shù)量和尺寸 在首先保證推出穩(wěn)定、可靠的情況下，應(yīng)該盡可能的減少推桿數(shù)目。確定推桿數(shù)目為2。有2處內(nèi)側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)，所以斜推桿數(shù)目為2。 圓形推桿的直徑計(jì)算公式： （7.2） 式中：d為推桿直徑（mm）； L為推桿長(zhǎng)度（mm）； F為脫塑件的脫模力（N）； E為推桿材料的彈性模量（MPa）； n為推桿數(shù)目； k為安全系數(shù)，取1.5。 ，取d=10mm。 8冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 若是在塑件脫模時(shí)溫度過(guò)高的情況之下，會(huì)使脫模之后的塑件外觀形狀發(fā)生變化。所以在尾燈罩注塑模具中冷卻系統(tǒng)可以防止尾燈罩塑件脫模時(shí)外形產(chǎn)生變化，并且可以將所注塑的尾燈罩塑件的成型周期進(jìn)行縮短，以得到硬度低、彈性模量高、伸縮性能較好的塑件。 8.1 冷卻介質(zhì) ABS為中等粘度塑性材料，模具溫度為200℃～250℃，成型溫度為40℃～60℃，初步將此次設(shè)計(jì)的尾燈罩注塑模具溫度選定為℃，對(duì)尾燈罩注塑模具進(jìn)行冷卻時(shí)用常溫水對(duì)其冷卻。 8.2冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)略計(jì)算 （1）單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量W（kg/h）。 ①計(jì)算每次需要的注射量（kg） m=nm件+m澆=118.65g 式中：n為型腔數(shù)目；m件為單個(gè)塑件質(zhì)量（g）；m澆為澆注系統(tǒng)質(zhì)量（g）。 ②確定生產(chǎn)周期（s） t=t注+t冷+t脫=1.8+9.3+8=19.1s 式中：t為生產(chǎn)周期（s）t注為注射時(shí)間（s）；t冷為冷卻時(shí)間（s）；t脫為脫模時(shí)間（s）。 ③求每小時(shí)可以注射的次數(shù) N=3600/t=188.5 ④求每小時(shí)的注射量（kg/h） W=Nm=10kg/h （2）確定單位質(zhì)量的塑件在固化時(shí)所釋放的熱量Qs(kJ/kg)。 ABS塑料熔體的單位熱流量為。 （3）求冷卻水的體積流量。 式中：為冷卻水的密度（kg/）；為冷卻水的比熱容（kJ/kg·℃）； 為冷卻水的出口溫度（℃）；為冷卻水的入口溫度（℃）。 （4）確定冷卻管道直徑d。 根據(jù)冷卻水處于湍流狀態(tài)下的流速與通道直徑的關(guān)系，取d=6mm。 （5）求管道孔壁與冷卻介質(zhì)間傳熱系數(shù)k。 （9.2） 式中：f——與冷卻介質(zhì)溫度相關(guān)的物理系數(shù)。 （6）求冷卻管道總傳熱面積A（）。 （9.3） 式中：——模具溫度與冷卻水溫度之間的平均溫差（℃）。 （7）計(jì)算模具所需要的冷卻水管的總長(zhǎng)度L（m）。 8.3 冷卻水道的布置 由水道排列滿足冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，水管中心距在孔徑的3~5倍，距離型腔表面是孔徑的1~2倍，并且考慮到管子的壁厚和各個(gè)零件是否干涉的情況，最終水道分上下模仁，排列形式布置如圖所示。 冷卻水路的布置 9合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 為了保證模具在工作時(shí)候的定位精確，就需要對(duì)動(dòng)定模進(jìn)行一點(diǎn)的約束限制，使得動(dòng)定模在相應(yīng)的位置和空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)開(kāi)合模，那么就需要加導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，從而就有了導(dǎo)柱與導(dǎo)套的相互配合使用。 為了保證模具在工作時(shí)候的定位精確，就需要對(duì)動(dòng)定模進(jìn)行一點(diǎn)的約束限制，使得動(dòng)定模在相應(yīng)的位置和空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)開(kāi)合模，那么就需要加導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，從而就有了導(dǎo)柱與導(dǎo)套的相互配合使用。從工作條件考慮，導(dǎo)柱起承載定位等重要作用，不能隨意選擇其材料，它應(yīng)該具備一定的耐磨度和剛度，因此綜合考慮后決定使用T10的高碳鋼來(lái)制作。通常，導(dǎo)柱的表面會(huì)有設(shè)計(jì)多個(gè)油槽，以達(dá)到安置潤(rùn)滑油，減小摩擦力的目的。 導(dǎo)套材料選擇設(shè)計(jì)方面類似于導(dǎo)柱，也應(yīng)該具有一定的強(qiáng)度和耐磨性，還要注意導(dǎo)柱和導(dǎo)套之間的摩擦盡量減少，否則會(huì)拉毛，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)，定位不精確。這里要求導(dǎo)套的表面粗糙度為0.8。 模具總裝圖和零件圖繪制 圖9-1 模具裝配圖 三板模具開(kāi)合模動(dòng)作過(guò)程 三板模一共有三次分型，第一次在脫料板與定模座板之間，第二次在脫料板與定模板之間，第三次在定模板與動(dòng)模板之間 1. 當(dāng)動(dòng)模側(cè)起始受到注塑機(jī)自身提供的拉力時(shí)，動(dòng)模和定模之間由于裝有開(kāi)閉器【阻尼扣】，而脫料板與定模座板之間沒(méi)有任何連結(jié)和阻礙（多數(shù)情況下小拉桿上還裝有彈簧），這時(shí)在拉力作用下，脫料板與定模座板首先分開(kāi)，定模座板隨著公模板一起向后運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到設(shè)定距離時(shí)，被小拉桿限位塊擋住， 2. 定模板隨注塑機(jī)繼續(xù)向后運(yùn)動(dòng)，這樣小拉桿也被帶動(dòng)，它又帶動(dòng)脫料板運(yùn)動(dòng)一個(gè)設(shè)定距離，以便將料頭打下，這個(gè)設(shè)定距離運(yùn)動(dòng)完后，小拉桿與定模座板都停止運(yùn)動(dòng) 3. 注塑機(jī)繼續(xù)向后運(yùn)動(dòng)，拉力不斷加大，超過(guò)開(kāi)閉器鎖模力，定模板與動(dòng)模板分開(kāi)，分開(kāi)到設(shè)定距離時(shí)停止不動(dòng) 4. 在注塑機(jī)頂桿的推動(dòng)下，頂針板帶動(dòng)頂出機(jī)構(gòu)（頂針，司筒，斜頂?shù)龋╅_(kāi)始頂出運(yùn)動(dòng)，將成品頂出（自動(dòng)落下或由機(jī)械手取走） 26 結(jié) 論 本次課程設(shè)計(jì)的課題是尾燈罩注塑模具設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括：塑件的工藝性分析、模流分析、選擇注射機(jī)、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等。通過(guò)此次設(shè)計(jì)，鞏固了許多模具方面的知識(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)也有了更進(jìn)一步的熟識(shí)，收獲頗豐。 在模具設(shè)計(jì)的過(guò)程中也遇到了不少問(wèn)題例如：對(duì)模具設(shè)計(jì)的知識(shí)了解的不夠透徹，需要一邊看書一邊設(shè)計(jì)；ug軟件的操作不夠熟練；模具的一些重要環(huán)節(jié)分析不夠清晰，如斜推桿的設(shè)計(jì)，還有型芯的設(shè)計(jì)。 此次設(shè)計(jì)后，得出了一些解決問(wèn)題較實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)方法，比如：在碰到與設(shè)計(jì)相關(guān)的難點(diǎn)時(shí)，積極的翻閱資料并結(jié)合自己的設(shè)計(jì)課題能有效的分析并解決問(wèn)題；繪圖軟件的學(xué)習(xí)可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的渠道掌握很多；指導(dǎo)老師的幫助和同學(xué)的協(xié)助解決了很多設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤和繪圖格式的錯(cuò)誤。 參考文獻(xiàn) [1]張維合. 塑料成型及模具設(shè)計(jì).化學(xué)工業(yè)出版社, 2014. 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