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湖 南 科 技 大 學(xué) 瀟湘學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 任務(wù)書 機 電 工 程 系 機械設(shè)計制造其及自動化 教研室 教研室主任 簽名 2014 年 2 月 17 日 學(xué)生姓名 侯金波 學(xué)號 1053010509 專業(yè) 機械設(shè)計制造其及自動化 1 設(shè)計 論文 題目及專題 網(wǎng)線水晶頭注塑模設(shè)計 2 學(xué)生設(shè)計 論文 時間 自 2014 年 2 月 17 日開始至 2014 年 6 月 1 日止 3 設(shè)計 論文 所用資源和參考資料 1 零 塑 件實物 2 現(xiàn)場資料 3 模具工業(yè) 模具技術(shù) 塑料模具設(shè)計指導(dǎo) 和 塑料模具設(shè)計手冊 等參考文獻和設(shè)計手冊 4 設(shè)計 論文 應(yīng)完成的主要內(nèi)容 1 模具結(jié)構(gòu)類型的選擇與設(shè)計計算 2 型腔 凹模 型芯 凸模 鑲塊 成型桿和成型環(huán) 抽芯 推出等零 件設(shè)計 3 主要零件 型腔和型芯等 的機械加工工藝 5 提交設(shè)計 論文 形式 設(shè)計說明與圖紙或論文等 及要求 1 模具總裝圖 1 張 繪制所有零件圖 全用計算機繪制 畢業(yè)答辯圖紙總 量不少于 2 5 張 A0 圖 2 設(shè)計說明書 打印 不少于 40 頁 6 發(fā)題時間 2014 年 2 月 17 日 指導(dǎo)教師 顏煥元 簽名 學(xué) 生 侯金波 簽名 1 湖 南 科 技 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 報 告 學(xué) 院 瀟湘學(xué)院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及自動化 學(xué) 號 1053010509 姓 名 侯金波 指導(dǎo)老師 顏煥元 日 期 2014 年 3 月 1 日 2 湖南科技大學(xué) 2014屆畢業(yè)設(shè)計 論文 開題報告 題 目 網(wǎng)線水晶頭注塑模具設(shè)計 作者姓名 侯金波 學(xué)號 1053010509 所學(xué)專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 1 研究的意義 同類研究工作國內(nèi)外現(xiàn)狀 存在問題 列出主要參考文獻 背景和意義 我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在 歷經(jīng)半個多世紀 有了很大發(fā)展 模 具水平有了較大提高 尤其是塑料模具發(fā)展速度將高于其它模具 在模具行業(yè)中的比例 將逐步提高 本設(shè)計題目涉及目標均為工程實際零件 通過對塑件的實體測繪 完成基 本參數(shù)的采集 然后運用 塑料模具設(shè)計 塑料成型工藝 等知識 指導(dǎo)學(xué)生利用 CAD Proe 等軟件完成模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計 并進行相關(guān)的計算 隨著社會的發(fā)展 不同品種和功能的塑料的出現(xiàn) 塑料產(chǎn)品與我們的日常生活越來 越密切 近年來 國塑料模具發(fā)展速度相當快 目前 塑料模具整個模具行業(yè)中所占比 重約為 30 隨著國汽車 家電 電子通訊 各種建材迅速發(fā)展 預(yù)計未來模具市場 塑料模具占模具總量的比例仍將逐步提高 且發(fā)展速度將快于其他模具 以汽車為例 隨著汽車產(chǎn)銷量高速增長 汽車模具潛市場十分巨大 據(jù)介紹 生產(chǎn)汽車時 各種功能 性零部件都要靠模具成型 僅制造款普通轎車約需 200件內(nèi)飾件模具 而制造保險杠 儀表盤 油箱 方向盤等所需的型塑料模具 從模具行業(yè)生產(chǎn)能力看 目前滿足率僅約 50 專家預(yù)測 型 精密 設(shè)計合理的注塑模具將受到市場普遍歡迎 全國塑料加工業(yè)域分布相類似 珠三角 長三角的塑料制品加工業(yè)位居前列 浙江 江蘇廣東塑料模具產(chǎn)值全國模具總產(chǎn)值中的比例也占到 70 現(xiàn) 這 3個省份的不少 企業(yè)已意識到塑模的無限商機 正積極組織模具產(chǎn)品的開發(fā)制造 最近 由杭州娃哈哈 集團精密機械制造公司研制的腔防盜瓶蓋注塑模具通過浙江省省級鑒定 該模具采用的 三次頂強制脫模技術(shù) 平衡式熱流道系統(tǒng) 瓶蓋模通用模架具較強的創(chuàng)新性 模具性能 質(zhì)量達到國內(nèi)領(lǐng)先水平 據(jù)寧海模具協(xié)介紹 去年以來 該縣積極鼓勵企業(yè)更新技術(shù)設(shè) 備 全力推進工藝產(chǎn)品創(chuàng)新 引導(dǎo)條件的企業(yè)從生產(chǎn)環(huán)節(jié)向研發(fā) 銷售高附加值模具拓 展 型注塑模具制造又新的拓展 現(xiàn)已能夠生產(chǎn)成套的 8千克雙缸洗衣機 汽車保險杠 汽車整體儀表板 汽車內(nèi)飾件等大型成套模具 65英寸背投電視機殼模具 然而 塑料模具盡管成時下最誘人的 奶酪 但櫻桃好吃樹難栽 由于塑料零配 件形狀復(fù)雜 設(shè)計靈活 模具材料 設(shè)計水平及加工設(shè)備均較高要求 并不人人都可以 輕易涉足的 專家認為 目前中國國外水平相比還存在較大差距 眼前需盡快突破制約 模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展的三大瓶頸 是加大塑料材料注塑工藝的研發(fā)力度 二是塑模企業(yè)應(yīng)向園 區(qū)發(fā)展 加快資源整合 三模具試模結(jié)果檢驗等裝水平必須盡快跟上 否則塑料模具發(fā) 展將受制約 3 2 研究目標 內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題 根據(jù)任務(wù)要求進一步具體化 1 主要內(nèi)容和要求 1 1本設(shè)計是以工程實際零件 快速插頭為對象 用于和電腦的連接的網(wǎng)線接口 該零件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜 必須用考慮到側(cè)抽芯機構(gòu)才能完成 1 2 確定模具的設(shè)計方案 進行整體設(shè)計 1 3 主要部件設(shè)計計算及校核并繪制塑料件零件圖與模具裝配圖 1 4 編寫設(shè)計說明書 3 特色與創(chuàng)新之處 1應(yīng)用模具 CAD進行設(shè)計 對模具機構(gòu)進行三維剖析 并有 pro e設(shè)計的三維模具結(jié)構(gòu)圖 2提供多種方案對模具的材料和設(shè)計進行經(jīng)濟分析和環(huán)境分析選擇最合理的方案以取得最大 的效益 制品的主要特點是其有一個上下貫穿孔 兩側(cè)也有一個貫穿孔 且上下孔相對比較 大且深 復(fù)雜 塑件的尺寸精度有一定的要求 外型需光潔不得有劃傷 總體尺寸大小適中 取塑 件的最大截面為分型面 大小兩孔分別上下放置 左右相同孔位于兩側(cè) 需要抽芯 由 于塑件尺寸較小 采用一模兩件 能夠適應(yīng)生產(chǎn)的需要 側(cè)澆口去除方便 模具結(jié)構(gòu)孔 不復(fù)雜 容易保證塑件的質(zhì)量 開模后 塑件包緊動模型芯的力比較大 采用推管推出 推出力比較平穩(wěn) 塑件不易發(fā)生變形 4 擬采取的研究方法 步驟 技術(shù)路線 研究方法和步驟 1對塑件分析 是 對所要求成型的產(chǎn)品有個初步的了解 在接受設(shè)計社務(wù)書以后就要對塑料的品種和批 批量的大小以及尺精度與技術(shù)條件 有個整體的概念 2分型面設(shè)計 模具上涌以取出制品和澆注系統(tǒng)凝料的 可分離的接觸表面稱之為分型面 分型面 的選擇不僅關(guān)系到塑件的正常成型和脫模具 而且涉及模具結(jié)構(gòu)與制造成本 在制品設(shè) 計階段 就應(yīng)考慮成型時分型面的形狀和位置 否則無法用模具成型 3分型面的選擇原則 分型面應(yīng)選擇在制品的最大截面處 無論塑件以何方位布置型腔 都應(yīng)將此作為首 要原則 有利于保證制品的外觀質(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 盡可能使制品留在動模一側(cè) 因為在動模一側(cè)設(shè)置和制造脫模機構(gòu)簡便易行 有利于保證制品的尺寸精度 盡可能滿足制品的使用要求 4 盡可能減少制品在合模方向上的投影面積 以減小所需鎖模力 長型芯應(yīng)置于開模方向 當塑件在相互垂直方向都需設(shè)置型心時 將較短的型心設(shè) 置在側(cè)抽芯方向 有利于減小抽拔距離 有利于排氣 在選擇非平面分型面時 應(yīng)有利于型腔加工和制品的脫模方便 對于該設(shè)計 在進 行制品設(shè)計時已經(jīng)充分考慮了上述原則 從所提供樣品采用的分型面可知 第一分型面 與開模方向垂直 進行模具設(shè)計時 在充分考慮上述原則的基礎(chǔ)上 可得出 第二分型 面與第一制品推出方向平行 4注射機的選擇 根據(jù)制品尺寸設(shè)計成型零部件 型腔壁厚的計算 5澆注系統(tǒng)的設(shè)計 澆注系統(tǒng)與塑件在一起在分型面上 應(yīng)有壓降 流量和溫度的分布的均衡布置 結(jié)合型腔布置考慮 盡可能采用平衡式分流道布置 盡量縮短熔體的流程 以便降低壓力損失和縮短充模時間 澆口尺寸 位置和數(shù)量的選擇十分關(guān)鍵 應(yīng)有利于熔體流動 避免產(chǎn)生渦流和紊流 有利于排氣和補縮 且應(yīng)設(shè)在塑件較厚的部位 以使熔料從后斷面移入薄斷面 有利于 補料 避免高壓熔體對模具型芯和嵌件產(chǎn)生沖擊 防止變形和位移的產(chǎn)生 推出機構(gòu)的設(shè)計 導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 側(cè)向分型于抽芯機構(gòu) 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計與計算 模架的選擇 模計說明 模具的裝配 試模 修模 5 擬使用的主要儀器設(shè)備 試劑和藥品 Wps office AutoCAD2007 pro ENGINEER wildfire 5 5 6 參考文獻 1 曹宏深 趙仲治主編 塑料成型工藝與模具設(shè)計 北京 機械工業(yè)出版社 1993 2 李秦蕊主編 塑料模具設(shè)計 西安年工業(yè)大學(xué)出版社 1988 3 任志華 吳琦主編 pro engineer wildfire 3 0 模具設(shè)計 中國電力出版社 2007 4 孫玲主編 塑料成型工藝與模具設(shè)計 清華大學(xué)出版社 2008 5 孫錫紅 我國塑料模具發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展建議 期刊電加工與模具 2010 6 張中元 塑料成型工藝與模具設(shè)計 M 北京 航空工業(yè)出版社 2004 7 蔣繼宏 王效岳主編 注射模具典型結(jié)構(gòu) 100例 中國輕工業(yè)出版社 2000 8 顏智偉 塑料模具設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計 北京 國防工業(yè)出版社 2006 9 廖念釗 莫雨松 互換性與技術(shù)測量 M 中國計量出版社 2000 10 黃立本 張立基 趙旭濤 PVC 樹脂及其應(yīng)用 M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2001 9 11 屈華昌 塑料成型工藝與模具設(shè)計 M 北京 高等教育出版社 2006 7 12 張中元 塑料成型工藝與模具設(shè)計 M 北京 航空工業(yè)出版社 2004 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 湖 南 科 技 大 學(xué) 瀟湘學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 題目 網(wǎng)線水晶頭注塑模具設(shè)計 作者 侯金波 學(xué)院 瀟湘學(xué)院 專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)號 1053010509 指導(dǎo)教師 顏煥元 二 一四年 五月二十日 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 i 摘 要 隨著社會的發(fā)展 不同品種和功能的塑料的出現(xiàn) 塑料產(chǎn)品與我們的日常 生活越來越密切 網(wǎng)線水晶頭接線座是我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常接觸到的接口設(shè)備之一 其主要 用于連接網(wǎng)卡端口 交換機 電話等 計算機網(wǎng)絡(luò)用的網(wǎng)線水晶頭是標準的 8 位模塊化接口 本次畢業(yè)設(shè)計的題目是 網(wǎng)線水晶頭注塑模設(shè)計 該設(shè)計主要 是通過對塑件的結(jié)構(gòu)形狀 尺寸精度和成型要求來進行注射成型工藝的可行性 分析 并完成注射模具的設(shè)計 其中 塑件的成型工藝分析主要包括 塑料的 成型特性 塑件結(jié)構(gòu)特點 表面粗糙度 達到的使用要求和脫模分析 以此來 確定型腔數(shù)目 分型面位置 澆注方式 脫模方式等 最后完成一幅完整的模 具設(shè)計總圖 包含成型部分 合模導(dǎo)向機構(gòu) 推出機構(gòu) 側(cè)向分型抽芯機構(gòu) 冷卻系統(tǒng)等的設(shè)計 設(shè)計的過程包括了對成型零件的計算 抽芯機構(gòu)的校核計 算等 在設(shè)計的過程主要應(yīng)用了 PRO E 軟件完成對塑件的實體造型 并對塑件 的體積 質(zhì)量等進行分析 最后通過 Auto CAD 完成零件圖和裝配圖 并最終 完成塑料模具的設(shè)計過程 關(guān)鍵詞 塑料 成型工藝 注射模具設(shè)計 抽芯機構(gòu) 脫模機構(gòu) 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 ii Abstract With the development of society different varieties and function plastic appearance in our lives plastic productions have closer to our daily lives Network terminal block is one of the interface device in our daily life that we often come into contact with It often used for network cards switches telephones etc Computer network wiring blocks using a standard 8 bit modular interface The subject of the graduation project is injection mould design for network terminal block Through the feasibility analysis the plastic part structure and shape the size and shape require for injection molding process and complete the injection mold design Analyze and determine the die s parting plane the number of die cavity gate s forming gate s position and its size Besides we need to analysis the stress the registration and the guide mechanism s design of the dies the mould emptier design the cooling system s design etc At last we should finish the die s general assembly drawing The design have mostly used the Pro E soft to progress the solid modeling then analysis the volume and quality of the plastic part And it has been through the Auto CAD to finish de detail drawing and the assembly drawing then finish the design processes of injection mold Key word Plastic mold forming Inject mold design core pulling mechanism mould emptier 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 iii 目錄 1 前言 1 2 網(wǎng)線水晶頭分析 2 3 塑料材料分析 3 3 1 PVC 基本特性 3 3 2 PVC 成型工藝分析 3 4 塑件的工藝分析 4 4 1 塑件的結(jié)構(gòu)分析 5 4 2 塑件尺寸及精度分析 6 4 3 塑件表面質(zhì)量分析 6 4 4 塑件脫模斜度分析 6 4 5 塑件的壁厚分析 7 4 6 塑件的體積和質(zhì)量 7 5 注射機的型號和規(guī)格選擇及校核 8 5 1 初選注射機規(guī)格 8 5 2 注射機工藝參數(shù)校核 8 5 3 注射機安裝部分與模具相關(guān)尺寸校核 9 6 塑料制件在模具中的位置 11 6 1 型腔數(shù)目的確定 11 6 2 型腔的布局 11 6 3 分型面的設(shè)計 11 7 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 13 7 1 主流道設(shè)計 13 7 2 分流道設(shè)計 15 7 3 澆口設(shè)計 16 7 3 1 澆口的截面形狀和尺寸 16 7 3 2 澆口位置的選擇 18 7 4 冷料穴和拉料桿設(shè)計 19 8 成型零部件設(shè)計 20 8 1 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計 20 8 1 1 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 20 8 1 2 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計 21 8 2 成型零部件工作尺寸計算 21 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 iv 8 2 1 型腔和型芯徑向尺寸計算 23 8 2 2 型腔深度和型芯高度尺寸計算 25 8 2 3 中心距尺寸的計算 27 9 結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計 28 9 1 標準注射模架的選取 28 9 2 支承件設(shè)計 29 9 3 限位釘設(shè)計 29 9 4 定模座板與動模座板設(shè)計 30 9 5 合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 30 9 5 1 導(dǎo)柱設(shè)計 30 9 5 2 導(dǎo)套設(shè)計 31 10 推出機構(gòu)設(shè)計 33 10 1 推出方式的選取 33 10 2 推出力計算 33 10 3 推出機構(gòu)設(shè)計 34 10 3 1 推桿推出機構(gòu)設(shè)計 34 10 3 2 推出機構(gòu)導(dǎo)向與復(fù)位 36 11 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的設(shè)計 37 11 1 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的選擇 37 11 2 斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的設(shè)計 38 11 2 1 斜導(dǎo)柱設(shè)計 39 11 2 2 側(cè)滑塊設(shè)計 41 11 2 3 側(cè)滑塊定位裝置設(shè)計 41 11 2 4 導(dǎo)滑槽設(shè)計 42 11 2 5 楔緊塊設(shè)計 43 12 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 44 12 1 冷卻回路的尺寸確定 44 12 2 冷卻回路布置 45 13 模具可行性分析 46 13 1 本模具的特點 46 13 2 市場效益及經(jīng)濟效益分析 46 設(shè)計總結(jié) 47 致謝 49 參考文獻 50 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 0 1 前言 在當今工業(yè)生產(chǎn)中 塑料工業(yè)業(yè)已形成從設(shè)計 生產(chǎn) 檢測到標準和教學(xué) 的一整套完整的工業(yè)體系 這促進了塑料產(chǎn)品的研發(fā)和使用范圍 塑料制品的 應(yīng)用從航天領(lǐng)域到日常生活 無所不在 這其中 模具作為成型塑料制件的重 要的工藝裝備 起到了至關(guān)重要的作用 由此可知 模具的設(shè)計制造在現(xiàn)今工 業(yè)生產(chǎn)中至關(guān)重要 本次畢業(yè)設(shè)計的課題是網(wǎng)線水晶頭注射模設(shè)計 所設(shè)計的網(wǎng)線水晶頭是計 算機網(wǎng)絡(luò)用的標準 8 位模塊化接口 網(wǎng)線水晶頭是網(wǎng)絡(luò)連結(jié)的重要接口 其應(yīng) 用廣泛 價格低廉 市場需求量大 基于此 必須實現(xiàn)大批量的生產(chǎn) 提高生 產(chǎn)效率 降低生產(chǎn)周期 才能降低成本 注射模具的使用是實現(xiàn)高效率生產(chǎn)的 一個非常好的途徑 在本次設(shè)計中就是要對網(wǎng)線水晶頭塑件的特性進行分析 對成型工藝性的可行性進行分析 完成其生產(chǎn)模具的設(shè)計 模具的設(shè)計過程綜 合性很強 需要考慮的因素很多 需要一個整體的思維模式去考慮問題 才能 設(shè)計出一個合格的作品 本此設(shè)計的目標 就是通過確定成型零件 推出機構(gòu) 等的合理結(jié)構(gòu)并進行計算校驗 設(shè)計出一個結(jié)構(gòu)合理 操作簡單 動作可靠 使用壽命長的模具 作為機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的畢業(yè)生 能綜合運用多門學(xué)科理論知 識 結(jié)合實踐 解決復(fù)雜的實際工程問題的能力很重要 經(jīng)過本次設(shè)計 在導(dǎo) 師的耐心指導(dǎo)下 我可以在已有的對塑模設(shè)計知識的了解基礎(chǔ)上更深入的掌握 其設(shè)計制造過程 并培養(yǎng)我獨立思考 分析解決問題的能力 在本次畢業(yè)設(shè)計中 我得到了老師和同學(xué)的很多幫助 在此表示由衷的感 謝 由于缺少實踐經(jīng)驗 在設(shè)計的過程中難免會出現(xiàn)考慮不周的現(xiàn)象 望能得 到同學(xué)和老師的批評指正 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 1 2 網(wǎng)線水晶頭分析 網(wǎng)線水晶頭水晶頭是網(wǎng)絡(luò)鏈接中的重要接口設(shè)備 主要用于連接網(wǎng)卡端口 交換機 電話等 計算機網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)線水晶頭是 8 位模塊化接口 其外形如圖 2 1 所示 圖 2 1 網(wǎng)線水晶頭三維圖 分析網(wǎng)線水晶頭 其網(wǎng)線接口位置有金屬嵌件 安裝金屬嵌件的地方塑件 的尺寸很小 細小的金屬嵌件如果安放在模具中進行一體成型的話 其定位困 難 且在注射過程中因注射壓力產(chǎn)生移動的可能性極大 所以其上的金屬嵌件 應(yīng)在注射塑件完成后另行安裝 即可以保證產(chǎn)品質(zhì)量 也可以使模具的結(jié)構(gòu)簡 便 網(wǎng)線水晶頭上接線槽位置與壓扣結(jié)構(gòu)是安裝配合的重要位置 其尺寸在零 件設(shè)計和注射成型過程中都要優(yōu)先考慮 我們常見的網(wǎng)線水晶頭是無色透明的 主要材料是 PVC 聚氯乙烯 其主 要的性能指標如下 1 電氣性能 1 額定電流 1 5AMPS 額定電壓 125V AC 絕緣電阻 最小 1000m 耐壓強度 AC1000V50Hz 或 60Hz 1 分鐘 接觸電阻 最大 20m 2 機械性能 1 配合強度 插頭和插座之間最少 7 7Kg 使用壽命 將插頭手柄以 240 次 分速度沖擊 1000 次 彈性良好無斷裂 裂 痕 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 2 3 塑料材料分析 3 1 PVC 基本特性 純聚氯乙烯樹脂是堅硬的熱塑性物質(zhì) 其分解溫度與塑化溫度極為接近 而且機械強度較差 因此 無法用聚氯乙烯樹脂來塑制產(chǎn)品 必須加入增塑劑 穩(wěn)定劑 填料等以改善性能 制成聚氯乙烯塑料 然后再加工成各類產(chǎn)品 聚氯乙烯有較好的電氣絕緣性能 可以用作低頻絕緣材料 其化學(xué)穩(wěn)定性 也較好 但是其耐熱性能較差 長時間加熱會導(dǎo)致分解 使用溫度一般在 15 50 之間 在工業(yè)中 PVC 用于制造插座 插頭 開關(guān)和電纜 1 PVC 塑料 的密度 1 15 2 00 g cm 收縮率 0 2 0 6 融化溫度 185 205 C 拉伸強 S 度 40 52 彎曲強度 80 壓縮強度 22 39 擊穿電壓 15 MPaPaMPa KV mm 1 3 2 PVC 成型工藝分析 聚氯乙烯的成型特點 聚氯乙烯在成型溫度下容易分解放出氯化氫 因此 在成型時必須加入穩(wěn)定劑和潤滑劑 并嚴格控制溫度及熔料的滯留時間 因為 聚氯乙烯的耐熱性和導(dǎo)熱性能不好 柱塞式注射機需要將料筒內(nèi)的物料溫加熱 到 166 193 所以不能用一般的柱塞式注射成型聚氯乙烯塑料 而應(yīng)該采用帶 預(yù)塑化裝置的螺桿式注射機注射成型 模具澆注系統(tǒng)也應(yīng)粗短 進料口截面宜 大 模具應(yīng)有冷卻裝置 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 3 表 3 2 PVC 塑料注射工藝參數(shù) 1 名稱 參數(shù)名稱及單位 參數(shù) 注射機類型 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速 1min r20 30 溫度 C 150 170 噴嘴 形式 直通式 前段 170 190 中段 165 180料筒溫度 后段 160 170 模具溫度 C30 60 注射壓力 MPa80 130 保壓壓力 40 60 工藝參 數(shù) 注射時間 s 2 5 保壓時間 s 15 40 冷卻時間 s 15 40 成型周期 s 40 90 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 4 4 塑件的工藝分析 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析的內(nèi)容主要包括 塑件的結(jié)構(gòu)分析 尺寸和精度分 析 表面粗糙度分析 塑件壁厚和脫模斜度分析等 另外還有圓角 孔 嵌件 加強筋 支承面等 在模具設(shè)計過程中 因分析主要因素 并和所設(shè)計塑件有 關(guān) 4 1 塑件的結(jié)構(gòu)分析 若要獲得優(yōu)質(zhì)的塑料制件 首先要合理選用塑件的原材料 其次就是要考 慮塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性 對塑件的結(jié)構(gòu)工藝性進行分析 不僅能使設(shè)計者很 好掌握塑件的特征 使成型工藝得以順利進行 而且還能滿足塑件和模具的經(jīng) 濟性要求 設(shè)計出合格 合理 優(yōu)質(zhì)的模具 標準 8 位的網(wǎng)線水晶頭 外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)稍微復(fù)雜 沒有螺紋金屬 嵌件與文字標識符號等 其有側(cè)凹部分 必須采用側(cè)抽芯機構(gòu) 如圖 4 1 圖 4 1 塑件結(jié)構(gòu)圖 從以上分析可以看出水晶頭作為接口設(shè)備 要求零件有一定的強度和剛度 有耐磨性 絕緣性 該制件結(jié)構(gòu)屬于中等復(fù)雜程度 結(jié)構(gòu)工藝性合理 不需要 對結(jié)構(gòu)進行修改 制件尺寸精度中等 對應(yīng)零件尺寸容易加工 精度易保證 注射時在參數(shù)控制好的情況下 能成型合格制件 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 5 4 2 塑件尺寸及精度分析 塑件尺寸的大小取決于塑料的流動性 影響塑料制件尺寸精度的因素有 a 塑料收縮率的波動 b 成型工藝條件的變化 c 塑件成型后的時效變化 d 模具結(jié)構(gòu)形狀 e 模具的制造精度和使用磨損 塑件的尺寸精度一般不高 因此 在保證使用要求的前提下盡可能選用低 精度等級 塑件的尺寸公差可依據(jù) SJ1372 78 塑件公差值標準進行設(shè)計 塑料 公差等級的選用與塑料品種有關(guān) 根據(jù)各種塑料收縮率的變化不同 塑料的精 度等級可分為 高精度 一般精度和低精度 參見表 4 2 表 4 2 精度等級的選用 2 公差等級 標注尺寸公差塑料品種 高精度 一般精度 未注公差尺寸 硬聚氯乙烯 RPVC MT2 MT3 MT5 軟聚氯乙烯 SPVC MT5 MT6 MT7 4 3 塑件表面質(zhì)量分析 塑料制件的表面粗糙度是決定其表面質(zhì)量的主要因素 塑件的表面粗糙度 主要與模具型腔表面的粗糙度有關(guān) 一般要求模具型腔表面的粗糙度比塑件低 1 2 級 塑件的表面粗糙度 Ra 一般為 0 8 0 2 m 透明塑件 PVC 來說 要求 型芯和型腔的表面粗糙度相同 對于網(wǎng)線水晶頭接線插座而言 其表面質(zhì)量一般要求如下 表面沒有缺陷 毛刺 而且有較好的光潔度 曲線光滑 必要圓角 避免尖角 塑件表面具有 良好的耐磨性 4 4 塑件脫模斜度分析 塑件在冷卻的過程中會產(chǎn)生收縮現(xiàn)象 因此 脫模前會緊緊地包住凸模 型 芯 或模腔中其他凸起的部分 為了便于脫模 防止塑件表面在脫模時劃傷 擦 毛等 在設(shè)計塑件時必須提出脫模斜度的要求 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 6 影響塑件脫模斜度大小的因素 塑件的性質(zhì) 收縮率大小 摩擦系數(shù)大小 塑件壁厚和幾何形狀等 硬質(zhì)塑料的脫模斜度比軟質(zhì)塑料大 常用塑料的脫模 斜度見表 4 3 表 4 3 常用塑料的脫模斜度 2 脫模斜度 塑料名稱 型腔 型芯 PE PP LPVC PA CPT 25 45 20 45 HPVC PC PSU 35 40 30 50 PS PMMA ABS POM 35 1 30 30 40 熱固性塑料 25 40 20 50 塑件的脫模斜度與塑料的品種有關(guān) 一般區(qū) 0 5 最小為 15 20 結(jié)合表 4 41 和分析塑件的形狀 最終決定 型腔的脫模斜度為 40 型芯脫模斜度為 45 4 5 塑件的壁厚分析 塑件有一定的壁厚 可以使塑料制件在使用過程中有足夠的強度和剛度 而且可以使塑件在成型時報紙良好的流動狀態(tài) 同時 塑件有一定的壁厚可以 承受脫模推出力 同一塑件的壁厚應(yīng)該一致 否則會因為冷卻或固化速度不同 產(chǎn)生應(yīng)力 使塑件產(chǎn)生變形 縮孔及凹陷等缺陷 熱塑性塑件的壁厚一般推薦 在 1 4mm 塑件壁厚受使用要求 材料性能 塑件尺寸和成型工藝等諸多因素制約 為滿足成型工藝條件 應(yīng)盡量使制件各部分壁厚均勻 不同壁厚的比例控制在 1 3之間 經(jīng)過測量 該零件的壁厚較為均勻 大致為2 5 3mm 其值在推薦 值之間 易于成型 4 6 塑件的體積和質(zhì)量 根據(jù)網(wǎng)線水晶頭接線座的尺寸和技術(shù)要求 由工程圖繪制其三維實體模型 通過 Pro E 實體建模分析后 其體積為 PVC 的密度為31028 mV 3 4 1cmg 從而塑件的質(zhì)量 g579 1428 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 7 5 注射機的型號和規(guī)格選擇及校核 選擇合適的注射機是注塑加工正常進行的前提 通常影響注射機選擇的重 要因素包括模具 產(chǎn)品 塑料 成型要求等 所以在選擇注射機前應(yīng)先對一些 相關(guān)的要點進行匯總分析 如 a 模具尺寸 寬度 高度 厚度 重量以及特殊設(shè)計等 b 使用塑料的種類及數(shù)量 單一原料或者多種塑料 c 注塑成品的外觀尺寸 d 成型要求 如產(chǎn)品品質(zhì) 生產(chǎn)速度 批量等 5 1 初選注射機規(guī)格 已知 PVC 注射壓力 80 130MPa 塑件體積 V 1 128 10 mm 質(zhì)量 Vg 1 5792g 根據(jù) PVC 塑料的注射特性 以及網(wǎng)線水晶頭接線座塑件設(shè)計要求 綜合模具結(jié)構(gòu)特點 包括澆口套 模架 推出機構(gòu)等尺寸 可以初步選定注射 機的型號 HTF86 TJ B 其規(guī)格參數(shù)列如表 5 1 中 表 5 1 注射機的參數(shù)表 額定注射量 3cm147 柱塞直徑 m36 注射壓力 MPa183 注射行程 170 注射方式 螺桿式 最大成型面積 3c160 鎖模力 kN860 拉桿有較距離 360 360 開模行程 m310 模具最大厚度 m360 模具最小厚度 150 頂出形式 中心設(shè)頂桿 機械頂出 頂出力 k33 噴嘴球半徑 12 噴嘴口孔徑 3 模板尺寸 535 535 5 2 注射機工藝參數(shù)校核 5 2 1 最大注射量校核 最大注射量是指注塑機一次注射塑料的最大容量 在選擇注射機是 一定 要保證注射機的最大注射量大于成型塑件所需的總注射量 一般來說 注射模 一次成型的塑料重量 塑件和流道凝料之和 應(yīng)在注射機理論注射量的 10 80 之 間 如果要保證產(chǎn)品的品質(zhì) 又能充分發(fā)揮注射機的性能 則應(yīng)選 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 8 在 50 80 之間為好 即 pKmn 1 式中 為注射機允許的最大注射量 g 或 K 為利用系數(shù) 一般pm3c K 0 8 由軟件對模具的澆注系統(tǒng)和塑件的體積進行分析 其一次成型需要的塑料 體積為 V 20 62 所選的注射機最大注射量為 48 所選注射機額3c p3c 定注射量 147 符合要求 5 2 2 鎖模力的校核 當注射高壓熔融塑料時 在模具型腔內(nèi)會產(chǎn)生使模具分型面漲開的力 在 選擇注射機時 這個力應(yīng)當小于注射機的額定鎖模力 8 這樣才能保證不發(fā)生 溢料現(xiàn)象 即 pzFAnpF 1 式中 Fz 是熔融塑料在分型面上的漲開力 p 為型腔內(nèi)的壓力 一般取 20 40MPa 對塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積分析 其面積約為 2881 28 則其漲開力 所選注射機的2mMPaFz 25 14028 13 鎖模力為 所以所選設(shè)備滿足要求 MPaFp860 5 2 3 注射壓力校核 塑料成型所需要的注射壓力通常由注射機的類型 噴嘴的形式 澆注系統(tǒng) 的壓力損失 塑料的品種 塑件的形狀等因素決定 校核注射壓力是核定注射 機的額定注射壓力是否大于成型時所需要的注射壓力 通常來說粘度較大 形 狀細薄 流程較長的塑件注射壓力取大些 而柱塞式比螺桿式的注射壓力損失 大 所以其注射壓力也應(yīng)相對取大些 在成型 PVC 塑料時 其注射壓力一般在 80 120MPa 網(wǎng)線水晶頭接線座塑件壁厚均勻 流程短 其注射壓力取中等值 能滿足成型要求 HTF86 TJ B 的額定注射壓力為 183MPa 滿足成型要求 5 3 注射機安裝部分與模具相關(guān)尺寸校核 注射機與模具相關(guān)尺寸的配合是為了保證模具能順利安裝到注射機上并生 產(chǎn)出合格的產(chǎn)品 其通常包括噴嘴尺寸 定位圈尺寸 模具的最大和最小厚度 以及模板的安裝螺孔尺寸等 a 噴嘴尺寸校核 模具設(shè)計中 主流道始端球面 澆口套大端球面 必須比注射機噴嘴頭部 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 9 球面略 1 2mm 主流道小端直徑要比噴嘴直徑略大 0 5 1mm 以防止脫模困難 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 10 HTF86 TJ B 注射機的噴嘴圓弧半徑為 12mm 噴嘴直徑為 3mm 在本次設(shè)計中 澆口套的球面半徑為 14mm 小端直徑為 4 2mm 所選注射機參數(shù)符合要求 b 定位圈尺寸校核 模具的主流道中心線應(yīng)與注射機噴嘴的中心線重合 為此 模具定模板上 定位圈與注射機固定模板上的定位孔呈松動的間隙配合 c 最大最小模厚校核 模具的總厚度應(yīng)位于注射機可安裝模具的最大模厚與最小模厚之間 同時 模具的外形尺寸應(yīng)能能從注射機的拉桿之間裝入 所選注射機的拉桿空間為 360 360mm 模具外形尺寸為 300 350mm 模具合模厚度為 325mm 注射機 模具的厚度在最大模厚與最小模厚之間 所以所選360max H150min 注射機滿足要求 d 開模行程校核 對于單分型面模具來說 其開模行程校驗公式 mHS 10 5 21 式中 S 注射機最大開模行程 H1 推出距離 H2 包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度 在此次設(shè)計中 所設(shè)計模具需要利用開模動作完成側(cè)向抽芯 所以其開模 行程要考慮側(cè)向抽芯所需的開模行程 Hc 當 時 Hc 對開模行程21Hc 沒有影響 反之 則應(yīng)用 Hc 代替 H1 H2 HTF86 TJ B 注射機的開模行程為 310mm H1 22 5mm H2 84 6mm Hc 59 7mm 即有 Smax 310 22 5 84 6 107 1 所選注射機符合要求 綜合參數(shù)校驗和尺寸校核 HTF86 TJ B 注射機符合成型要求 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 11 6 塑料制件在模具中的位置 6 1 型腔數(shù)目的確定 在多型腔模具的實際設(shè)計中 型腔數(shù)目的確定方法主要有兩種 a 首先確定注射機的型號 在根據(jù)注射機的技術(shù)參數(shù)和塑件的技術(shù)經(jīng)濟要 求 計算出要求選取型腔的數(shù)目 b 先根據(jù)生產(chǎn)效率的要求和制件的精度要求確定型腔的數(shù)目 然后再選擇 注射機或?qū)ΜF(xiàn)有的注射機進行校核 一般可以按以下幾點對型腔數(shù)目進行確定 按注射機的最大注射量 p 按注射機的額定鎖模力 Fp 按塑件的精度要求 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)濟性 考慮到網(wǎng)線水晶頭屬于日用品 為單塑件 綜合以上因素 這里考慮采用 方案 2 的方法確定型腔數(shù)目 為保證產(chǎn)品質(zhì)量 以及提高生產(chǎn)效率 考慮采用 一模八腔的形式 6 2 型腔的布局 多型腔模具的模具分型面上的排布形式可以分為平衡式和非平衡式 平衡 式布置 其特點為 主流道到各型腔澆口的分流道的長度 截面形狀和尺寸均 對應(yīng)相同 可實現(xiàn)各型腔均勻進料和達到同時充滿型腔的目的 非平衡式布置 其特點為 主流道到各型腔澆口分流道的長度不同 不利于均衡進料 非平衡 是布局能明顯縮短分流道的長度 節(jié)約塑件的原材料 6 3 分型面的設(shè)計 分型面設(shè)計是注射模的一個關(guān)鍵步驟 分型面的選擇影響塑件的成型與脫 模 模具的結(jié)構(gòu)與制造等 在設(shè)計分型面時 應(yīng)遵循以下原則 2 a 分型面應(yīng)該選在塑件外形的最大輪廓處 b 分型面的選擇應(yīng)該有利于順利脫模 c 分型面的選擇應(yīng)該保證塑件的精度要求和外觀要求 d 分型面的選擇應(yīng)該方便模具的加工制造 e 分型面的選擇應(yīng)該有利于排氣 網(wǎng)線水晶頭塑件的外形最大輪廓為其外表面輪廓 以其上表面作為分型面 不僅容易分型 而且也有利于抽芯機構(gòu)的設(shè)計 其具體分型面選擇如下圖 6 31 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 12 所示 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 13 圖 6 31 分型面的選擇 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 14 7 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 普通澆注系統(tǒng)一般由主流道 分流道 澆口和冷料穴四部分組成 臥式注 射機的澆注系統(tǒng)一般為直澆口式 即其主流道垂直于模具分型面 澆注系統(tǒng)對 塑件性能 尺寸 質(zhì)量 原材料利用率和模具結(jié)構(gòu)有很大影響 設(shè)計澆注系統(tǒng) 時一般考慮的內(nèi)容有 塑料的成型性能 有無熔接痕產(chǎn)生 是否有利于排氣 如何能縮短流程等 7 1 主流道設(shè)計 主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具接觸處開始到分流道為止的塑 料熔體的流動通道 一個好的主流道應(yīng)該能使溫度降和壓力損失最小 主流道 通常設(shè)計在澆口套中 如下圖 7 11 所示 為了能使凝料能順利從主流道中脫出 主流道應(yīng)該設(shè)計成圓錐形 其錐角 2 6 小端直徑 d 比注射機噴嘴直徑達 0 5 1mm 主流道球面半徑應(yīng)該比噴嘴球面半徑大 1 2mm 流道的表面粗糙 度 0 8 aRm 1 注射機噴嘴 2 澆口套 圖 7 11 主流道形式與注射機噴嘴關(guān)系 澆口套一般采用碳素工具鋼 如 T8A T10A 等材料制造 熱處理淬火硬 度為 53 57HRC 澆口套的結(jié)構(gòu)形式如圖 5 12 所示 圖 5 12a 為定位圈與澆口 套制作成整體式 用螺釘固定在定模座板上 用于小型模具 圖 5 12b 澆口套 以臺階形式固定在定模座板上 澆口套穿過定模座板與定模板 其固定形式對 應(yīng)于圖 7 12c d 注 澆口套與模板間的配合采用 H7 m6 過渡配合 澆口套與定位圈采用 H9 f9 配合 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 15 a b c d 圖 7 12 澆口套形式與固定形式 經(jīng)過對澆口套結(jié)構(gòu)形式的對比 與對塑料成型性能的分析 考慮模具結(jié)構(gòu) 的合理性 最終決定本設(shè)計采用 b 方案 即臺階固定形式 其參數(shù)具體設(shè)計如 下 GB T 4169 19 2006 錐角 5 表面粗糙度 mRa 8 0 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 16 澆口套球面半徑 mSR14 主流道小端直徑 D5 噴嘴窩的深度 h 流道的長度 由模板決定 模 板 長 l 流道大徑 2tan12 l 7 2 分流道設(shè)計 設(shè)計多型腔模具時 應(yīng)該設(shè)計分流道 分流道是指主流道末端到澆口間的 一段塑料熔體的流動通道 分流道的作用是改變塑料熔體的流向 使其以平穩(wěn) 的流態(tài)均衡地分配到各個型腔 設(shè)計分流道時 應(yīng)該注意減少熔體的熱量損失 和壓力損失 a 分流道的形狀和尺寸 分流道設(shè)計在動?；蚨５囊粋?cè)或兩側(cè) 在設(shè)計時 其截面形狀應(yīng)盡量使 其比表面積小 可以使其熱量損失減少 常用的分流道截面形狀有圓形 梯形 U 形 半圓形和矩形等幾種形式 如圖 7 21 所示 圖 7 21 分流道截面形狀 圓形截面的比面積最小 但是需要開設(shè)在分型面的兩側(cè) 制造時要保證模 板上兩部分的對中吻合 加工不是很方便 梯形和 U 形截面加工比較容易 熱 量損失和壓力損失也較小 為常用的截面形式 半圓截面加工需球頭銑刀 表 面積比梯形和 U 形略大 也是設(shè)計中嘗使用的形式 矩形截面比面積大 流動 阻力大 不常用 在本設(shè)計中 經(jīng)對比 初選分流道的截面為圓形形狀 常用圓形截面分流道直 徑為 流動性較好的塑料 在分流道較短時可以取 2mm 流動性md10 2 差的塑料可取 10mm 大多數(shù)塑料分流道截面直徑常取 5 6mm PVC 塑料的流 動性一般 所以本設(shè)計中取分流道直徑為 md4 b 分流道的長度 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 17 分流道的長度應(yīng)盡可能短 且折彎少 以便減少壓力損失和熱量損失 節(jié)約塑 料原材料和降低能耗 分流道長度設(shè)計參數(shù)如圖 7 22 所示 7 22 分流道長度設(shè)計參數(shù)圖 其中 L 的長度根據(jù)型腔的多少和型腔大mL10 6 6 32 小決定 本設(shè)計中分流道的尺寸設(shè)置為 m8132 mL03 4283 c 分流道的表面粗糙度 分流道中 熔體塑料與模具接觸后迅速冷卻 只有內(nèi)部的熔體流動狀態(tài)比 較理想 因此 分流道的表面粗糙度要求不能太低 一般 Ra 取 1 6 左右 這樣可以使外塑料冷卻后形成皮層 間接起到絕熱層的作用 7 3 澆口設(shè)計 澆口是連接分流道與型腔的熔體通道 澆口形狀和位置設(shè)計影響到塑件的 成型質(zhì)量 澆口分限制性澆口和非限制性澆口 限制性澆口能是熔體流速增加 提高其剪切速率 降低粘度 使流體稱為理想的流動狀態(tài) 從而迅速均衡地充 滿型腔 多型腔模具采用限制性澆口能使非平衡布置的型腔達到同時進料的目 的 提高塑件質(zhì)量 7 3 1 澆口的截面形狀和尺寸 按澆口的結(jié)構(gòu)形式和特點 常用的澆口形式可以分為以下幾種形式 直接 澆口 中心澆口 側(cè)澆口 環(huán)形澆口 輪輻澆口 爪形澆口 點澆口等 圖 7 30 為側(cè)澆口形式 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 18 圖 7 30 側(cè)澆口的形式 直接澆口用于成型大中型 長流程深型腔筒形或殼形塑件 適宜高粘度塑 料成型 而且適于單型腔模具 側(cè)澆口一般開在分型面上 塑料熔體從外側(cè)或 內(nèi)側(cè)充填模具型腔 其截面形狀多為矩形 側(cè)澆口可以根據(jù)塑件外形特征選擇 其位置 形狀多為矩形 加工休整比較方便 是一種廣泛使用的澆口形式 普 遍適用于中小型塑件的多型腔模具 輪輻式澆口主要用于成型圓筒形無底塑件 澆注系統(tǒng)耗料多 澆口較難去除 澆口痕跡明顯 點澆口的截面尺寸很小 點 澆口有助于增大塑料熔體的剪切速率并產(chǎn)生較大的剪切熱 從而塑料的表觀粘 度下降 流動性增強 有助于型腔的充填 設(shè)計點澆口澆注系統(tǒng)時 必須增設(shè) 一個分型面 用于取出澆注系統(tǒng)凝料 根據(jù)常用塑料所適應(yīng)的澆口形式查表 并對塑件的外形分析 本設(shè)計采用 澆口形式為側(cè)澆口 分流道 澆口和塑件在分型面同一側(cè)的結(jié)構(gòu)形式如圖 7 31 圖 7 31 側(cè)澆口尺寸 側(cè)澆口尺寸計算的經(jīng)驗公式 3 309 6Ab t 式中 側(cè)澆口的寬度 mm b A 塑件外側(cè)表面積 2m 側(cè)澆口厚度 mm t 澆口處塑件厚度 mm 由塑件的 Pro E 實體模型分析得之 外側(cè)表面積 澆口23106 2mA 處塑件壁厚 2 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 19 則側(cè)澆口寬度 mb49 1306 29 3 側(cè)澆口厚度 t8 對于澆口和塑件在分型面同一側(cè)的結(jié)構(gòu)形式而言 一般寬度 厚度 澆口長度 由計算結(jié)果mb0 5 1 mt0 2 5 ml0 2 7 知 所設(shè)計的家口尺寸在誤差允許的范圍內(nèi) 設(shè)計符合要求 其最終確定的澆 口設(shè)計參數(shù)如下 t02 ml8 1 7 3 2 澆口位置的選擇 澆口開設(shè)位置對塑件成型性能及成型質(zhì)量有很大影響 合理設(shè)計澆口位置 可以提高塑件的質(zhì)量 不同的澆口設(shè)計還會對模具結(jié)構(gòu)有影響 所以選擇澆口 位置時應(yīng)該參詳塑件的結(jié)構(gòu)與工藝特性和成型的質(zhì)量要求 確定澆口的位置的基本原則可歸納如下 a 盡量縮短流動距離比 保證迅速充模并考慮分析定向的影響 b 避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件缺陷 可適當加大澆口截面尺寸 c 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚處 保證熔體收縮時能得到及時補縮 d 減少熔接痕提高塑件強度 根據(jù)以上理論 結(jié)合塑件的結(jié)構(gòu) 網(wǎng)線水晶頭塑件的澆口位置設(shè)置如圖 7 32 所示 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 20 圖 7 32 澆口位置的選擇 7 4 冷料穴和拉料桿設(shè)計 冷料穴是澆注系統(tǒng)的重要組成部分 開設(shè)在主流道末端 冷料穴的作用是 容納澆注系統(tǒng)流道中的料流的前鋒冷料 以免冷料進入型腔 影響塑料充填速 度和塑件成型質(zhì)量 冷料穴的另外的作用是便于在此設(shè)置主流道拉料桿 拉料 桿的作用是在注射結(jié)束后 將注射系統(tǒng)的凝料和塑件一起推出模外 a 冷料穴設(shè)計 冷料穴一般開設(shè)在主流道末端的動模板上 冷料穴的標稱直 徑與主流道末端大徑相等或稍大 深度約為直徑的 1 1 5 倍 要保證冷料穴足 夠容納前鋒冷料 本設(shè)計中 冷料穴直徑 D 與主流道末端大徑一致 深度為 1 5D b 拉料桿設(shè)計 主流道拉料桿有兩種基本形式 一種是推桿形式的拉料桿 典型結(jié)構(gòu)就是 Z 字形拉料桿 另一種是僅適于推件板脫模的拉料桿 其典型形式為球字頭拉 料桿 Z 字形拉料桿固定在推桿推半固定板上 球字頭拉料桿固定在動模板上 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)分析 本設(shè)計中不使用推件板推出機構(gòu) 所以應(yīng)該采用第一 種拉料桿形式 第一種拉料桿形式有 Z 字形拉料桿 和動模板反錐度穴拉料結(jié) 構(gòu) Z 字形拉料桿靠 Z 形鉤將凝料拉出澆口套 反錐度穴拉料靠動模板錐度穴 將凝料拉出后 由推桿在后面強制將其推出 經(jīng)過比對分析之后本設(shè)計采用 Z 字形拉料桿形式 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 21 8 成型零部件設(shè)計 成型零部件不僅要有正確的幾何形狀 較高的尺寸精度和較低的表面粗糙 度 還要求有合理的結(jié)構(gòu) 交夠的強度 剛度和較好的耐磨性 在設(shè)計成型零部件時 應(yīng)該根據(jù)塑料的性能 塑件的結(jié)構(gòu) 充分考慮分型 面和澆口的位置 脫模方式和排氣等 模具型腔的總體結(jié)構(gòu)還要考慮到機械加 工制造的可行性和經(jīng)濟性 設(shè)計成型零部件包括確定型腔組合方式 成型零件尺寸計算 成型零件的 加工工藝規(guī)程 校核關(guān)鍵部位強度和剛度等 8 1 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計 成型零部件決定了塑件的幾何形狀和尺寸 成型零件通常包括凹模 凸模 和型芯 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是確定模具型腔的組合形式 8 1 1 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 凹模通常也稱之為型腔是成型塑件外表面的主要零件 按其結(jié)構(gòu)不同可以 分為整體式和組合式兩種結(jié)構(gòu) a 整體式凹模是在整塊金屬模板上加工而成 其優(yōu)點是牢固 不易變形 不會使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡 但是整體式凹模加工困難 熱處理不方便 其使 用場合一般是形狀簡單的中小型模具 b 組合式凹模的結(jié)構(gòu)是由兩個以上的零部件組合而成的 按組合方式不同 組合式凹模結(jié)構(gòu)可以分為 整體嵌入式 局部鑲拼式 底部鑲拼式 側(cè)壁鑲拼 式和四壁拼合式等結(jié)構(gòu)形式 如圖 8 10 所示 本設(shè)計采用結(jié)構(gòu)形式 a 整體嵌入式凹模 b 底部鑲拼式凹 圖 8 10 組合式凹模結(jié)構(gòu) 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 22 整體嵌入式凹模如圖 8 10 a 所示 在多型腔成型小型塑件時 整體嵌入 式凹模的單個型腔采用機械加工 冷擠壓 電加工等方法制成 然后擠入模板 之中 這種結(jié)構(gòu)加工效率高 拆裝方便 可以保證各個型腔的形狀尺寸一致 底部鑲拼式結(jié)構(gòu)可以保證機械加工 研磨 拋光 熱處理的方便 四壁拼 合式凹模結(jié)構(gòu)適用于大型和形狀復(fù)雜的塑件 對于本次設(shè)計 從簡化凹模的加工工藝 減少熱處理變形和節(jié)約貴重金屬 模具鋼出發(fā) 將采用組合式凹模結(jié)構(gòu) 經(jīng)過分析網(wǎng)線水晶頭的結(jié)構(gòu)和模具澆注 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 本次設(shè)計的型腔數(shù)目為一模八腔 對比組合結(jié)構(gòu)不同形式的優(yōu)缺點 最終確定采用整體嵌入式凹模結(jié)構(gòu) 其結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖 8 11 所示 圖 8 11 整體嵌入式凹模結(jié)構(gòu) 8 1 2 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計 成型塑件內(nèi)表面的零件成凸?；蛐托?主要有主型芯 小型芯 側(cè)型芯 螺紋型芯和螺紋型環(huán)等 對于結(jié)構(gòu)簡單的容器 殼體 蓋類塑件 成型主要內(nèi) 表面的零件稱凸模或主型芯 成型其他小孔 側(cè)凹的型芯稱為小型芯或側(cè)型芯 a 主型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計 按結(jié)構(gòu)主型芯可以分為整體式和組合式兩種 整體式結(jié)構(gòu)其結(jié)構(gòu)牢固 但不便加工 消耗的模具鋼材較多 主要用于工 藝試驗或小型模具上形狀簡單的型芯 組合式結(jié)構(gòu)對于形狀復(fù)雜的型芯 可以使模具的加工過程更加方便 其主 要是將型芯單獨加工完成之后再鑲拼入模板中 本次設(shè)計選用鑲拼組合式結(jié)構(gòu) 具體結(jié)構(gòu)為通孔臺肩式 凸模用臺肩和模板相連 再用墊板 螺釘緊固 b 小型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計 小型芯用于成型塑件上的小孔或凹槽 小型芯單獨制造后再嵌入模板中 小型芯的固定方法通常有 臺肩固定式 圓柱墊固定 螺塞固定 鉚接固定等 本次設(shè)計考慮到主型芯結(jié)構(gòu)和塑件的外形結(jié)構(gòu)特點 采用臺肩固定的形式 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 23 8 2 成型零部件工作尺寸計算 在設(shè)計模具過程中 應(yīng)該根據(jù)影響塑件尺寸精度的因素對塑件的成型零件 尺寸進行設(shè)計計算 這些因素一般包括塑件材料 幾何形狀 精度等級等 計算成型零部件尺寸使用到的公式 3 收縮率波動誤差 ssLS minax 塑件的成型誤差 ajcz 成型零件實際尺寸 Ls1 塑料的平均收縮率 2 minaxS 上式式中 塑件基本尺寸 sL 制造誤差 z 磨損誤差 c 間隙誤差 j 裝配誤差 a 塑料收縮率波動誤差 應(yīng)該小于塑件公差 3 模具成型零件制造誤差一s 般取塑件公差的 1 3 1 4 或取 IT7 IT8 級作為制造公差 成型零件磨損誤差 主要原因是脫模磨損 磨損使得型腔尺寸加大 型芯尺寸減小 一般與脫模c 方向垂直的表面不考慮磨損 平行方向才考慮磨損 對于小型塑件 如網(wǎng)線水晶頭 其主要的誤差來源是收縮率波動誤差 模 具制造誤差和磨損誤差 其他誤差在計算成型尺寸時一般可以忽略 在計算成 型零件尺寸過程中 無論是塑件尺寸或成型零件尺寸標注都是按照規(guī)定的方法 標注的 凡是孔都是按照基孔制公差下限為零 公差等于上偏差 凡是 0sL 軸都是按照基軸制公差上限為零 公差等于下偏差 5 0 sL 一般取 3 在計算過程中 只要使成型零件的累積誤差 小于塑件 s 公差 即 則設(shè)計合格 1 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 24 8 2 1 型腔和型芯徑向尺寸計算 a 型腔徑向尺寸計算 如圖 8 21 所示 圖 8 21 型腔尺寸計算 塑件的公差等級為 MT3 級 查塑件公差值表 GB T 14486 1993 可得塑 件尺寸的公差值 模具型腔的基本尺寸 是最小尺寸 公差為正偏差 型腔的平均尺寸為mL 型腔的平均磨損為 考慮到平均收縮率 則型腔基本尺寸公2 zmL 2 z 式 3 SLLssczm 2 略去較小的 與 取 取 則有 2 Sc 6 z3 ZZsmS 00 75 1 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 25 已知塑件尺寸 08 0621 ZsL 05 018 ZsL 06 0217 ZsL 0 0ZsB04 6ZsB 型腔尺寸 ZZsmLSL 000 75 1 08 08 521 4 62 ZZs 0101 03 03 976 8 ZZsmLSL 0202 75 06 0 15 26 ZZsBB 000 1 06 06 8 ZZsmS 0101 75 053 053 2 16 將各尺寸的 的累積誤差 與各尺寸的公差 值比較 zsc 4 6 4 8 0 cszm 100732051 2 8 6 2 csz 經(jīng)驗證 其它尺寸的累積誤差值亦有 均合格 設(shè)計符合要求 b 型芯徑向尺寸計算 如圖 8 22 所示 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 26 圖 8 22 型芯尺寸計算 已知塑件基本尺寸 047 05 Zsl 04 01 Zsl 047 026 Zsl 027 038 Zsl 042Zs 7 069Zsb2 018Zsb 型芯尺寸 000 5 1 ZZsmlSl 047 047 15 6 0101 7 ZZsll 04 04 2 5 0202 ZZsmlSl 047 047 3 164 1 0303 75 ZZsll 053 053 8 8 0404 1 ZZsmlSl 04 04 12 726 000 5 ZZsbb 047 047 89 69 1 0101 7 ZZsmS 047 047 3 1528 6 將各尺寸的 的累積誤差 與各尺寸的公差 值比較 zsc 1 9 2 047 0 cszm 2061 sz 4 8 3 18 2cszm 經(jīng)驗證 其它尺寸的累積誤差值亦有 均合格 設(shè)計符合要求 8 2 2 型腔深度和型芯高度尺寸計算 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 27 塑件成型時對型腔底部和型芯端面的磨損量很小 所以計算型腔深度尺寸 和型芯高度尺寸時 其磨損量 可以不予考慮 c 型腔深度公式 3 ZZxHSsm 00 1 型芯高度公式 3 ZZhhs 式中修正系數(shù) 尺寸越大 精度等級較低時取小值 反之取3 2 x 大值 計算所用標號 尺寸如上圖 8 21 與圖 8 22 所示 計算如下 a 型腔深度尺寸計算 已知塑件基本尺寸 053 08 ZsH 053 016 ZsH 04 026 ZsH 327Zs 型腔深度尺寸 ZZsmS 000 1 053 053 97 168 ZZsH 0101 75 053 053 6 ZZsmS 0202 04 04 2 17 1 ZZsH 0303 5 053 053 7 62 6 將各尺寸的 的累積誤差 與各尺寸的公差 值比較 zsc 16 2 053 0 cszm 07261 sz 1 4 2cszm 169090533 sz 經(jīng)驗證 其累積誤差值 均合格 設(shè)計符合要求 b 型芯高度尺寸計算 已知塑件基本尺寸 08 092 Zsh 053 019 Zsh 型芯高度尺寸 00 75 1 ZZsmSh 08 08 2 4 6 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 28 0101 75 ZZsmhSh 053 053 489 1639 6 8 2 3 中心距尺寸的計算 塑件上凸臺之間 凹槽之間或凸臺與凹槽之間中心線的距離稱中心距 中 心距的公差是雙向等值公差 磨損不會對中心距尺寸產(chǎn)生影響 在計算中心距 尺寸時不必考慮磨損因素 由此可知 塑件上的中心距基本尺寸 和模具上的sC 中心距基本尺寸 均為平均尺寸 則有公式 3 mC2 1 2 zszmCS 如圖 8 23 所示 已知塑件基本尺寸 0 1s 96 8 s 96 53sC 圖 8 23 中心距尺寸計算2 1 2 11 zszmCSC 02 3104 6 0 22 zszm 7 95 9 8 1 33 zszmCSC 024 62047 6 0 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 29 9 結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計 注射模的結(jié)構(gòu)零部件主要包括 起支承作用的模架 支承板 墊塊 支承 柱 限位釘 還包括動模座板和定模座板 合模導(dǎo)向機構(gòu)等 9 1 標準注射模架的選取 模架是設(shè)計和制造注射模的基礎(chǔ)部件 在設(shè)計注射模時選用標準注射模架 可以有效地提高模具質(zhì)量 縮短模具制造周期 中小型模架標準 GB T 12555 2006 中規(guī)定了模架的結(jié)構(gòu)形式 還規(guī)定了 中小型模架的周界尺寸范圍 560 mm 900 mm 基本型標準模架分為 4 個品種 具體結(jié)構(gòu)見圖 9 1 所示 模架321A 的組成 功能及用途見表 9 1 表 9 1 基本型模架的組成 功能及用途 1 型號 組成 功能及用途 中小模架 型1A 大型模架 A 型 定模采用兩塊模板 動模采用一塊模板 無支承板 設(shè)置以推 桿推出塑件的機構(gòu)組成模架 適用于立式與臥式注射機 單分型 面一般設(shè)在合模面上 可設(shè)計成多個型腔成型多個塑件的注射模 中小模架 型2 大型模架 B 型 定模和動模均采用兩塊模板 有支承板 設(shè)置以推桿推出塑件 的機構(gòu)組成模架 適用于立式與臥式注射機上 用于直澆道 采 用斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯 單型腔成型 其分型面可在合模面上 也可 設(shè)置斜滑塊垂直分型脫模式機構(gòu)的注射模 中小模架 型43A 大型模架 型 21P 型 型 的定模采用兩塊模板 動模采用一塊模板 他們31P 之間設(shè)置一塊推件板連接推出機構(gòu) 用以推出塑件 無支承板 型 型 的定模和動模均采用兩塊模板 他們之間設(shè)置42 一塊推件板連接推出機構(gòu) 用以推出塑件 有支承板 型均適用于立式與臥式注射機上 使用于薄壁殼體形34A 塑件 脫模力大 以及塑件表面不允許留有頂出痕跡的塑件注射 成型的模具 在模具設(shè)計時 應(yīng)根據(jù)塑件圖樣及技術(shù)要求 分析 計算 確定塑件形狀 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 30 類型 尺寸范圍 壁厚 孔形及孔位 尺寸精度及表面性能要求以及材料性能 等 根據(jù)這些參數(shù)就可以制訂塑件成形工藝 確定進料口的位置 塑件重量以 及型腔數(shù) 并選定注射機的型號及規(guī)格 選定的注射機須滿足塑件注射量以及 成型壓力等要求 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 31 選用模架應(yīng)該符合塑件及其成型工藝的技術(shù)要求 保證塑件質(zhì)量和模具的 使用性能及可靠性 選用模架后 須對模架組合零件的力學(xué)性能 特別是強度 和剛度進行準確的校核及計算 以確定動 定模及支承板的長 寬 厚度尺寸 這樣選用的模架才能達到最優(yōu)性能 由本設(shè)計的情況可知 本設(shè)計是一模八腔 推桿推出 斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與 抽芯 單分型面 設(shè)計選用的注射機為臥式注射機 由以上條件可以確定選用 型標準模架 2A 模架標記為 模架 GB T 12555 20069062930 9 2 支承件設(shè)計 在 A2 型基本模架中支承件包括支承板和墊塊 a 支承板設(shè)計 支承板又稱動模墊板 是安裝在動模板下面的一塊平板 對支承板的 設(shè)計要求是有較高的平行度 硬度和強度 可以防止成型時產(chǎn)生的扭曲變形 保證模具結(jié)構(gòu)的強度和剛度 表 9 2 是支承板厚度的經(jīng)驗數(shù)據(jù) 本設(shè)計中采用 的支承板厚度為 mh30 表 9 2 動模支承板厚度 4 塑件在分型面上投影面積 2c支承板厚度 mm 5 5 10 10 50 50 100 100 200 200 15 15 20 20 25 25 30 30 40 40 b 墊塊設(shè)計 用于支撐動模成型部分 并形成推出機構(gòu)運動空間的零件稱為墊塊 又稱 支承塊 墊塊的設(shè)計通常采用的結(jié)構(gòu)式與動模座板設(shè)計為一體 在本設(shè)計中 不采用整體結(jié)構(gòu) 墊塊和動模座板分開設(shè)計 采用材料為 45 鋼 設(shè)計標準 GB 4169 6 84 9 3 限位釘設(shè)計 限位釘?shù)淖饔檬鞘雇瓢搴蛣幽Ｗ逯萍幸欢ǖ拈g隙 使廢料能方便清除 同時能保證推板和推桿制件有一段緩沖的距離 保證推板和動模座板制件的平 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 32 行 這還有利于模具的安裝 設(shè)計標準 GB 4169 9 84 材料 45 鋼 HRC45 50 9 4 定模座板與動模座板設(shè)計 定模座板的作用是使定模固定在注射機的固定工作臺面上 動模座板的作 用是使動模固定在注射機的移動工作臺面上 這兩塊模板的設(shè)計原則包括與注射機有關(guān)的安裝和模板的厚度尺寸 模板 的外形尺寸不受注射機拉桿間距的影響 小型模具一般只在定模座板上開設(shè)定位孔 設(shè)備的定位孔徑與模具的定位 圈尺寸需配合良好 動 定模座板分別與注射機的移動和固定工作臺面接觸 強度和剛度要求不高 一般模具材料選擇 Q235 或 45 鋼 不需要熱處理 動 定模座板的兩側(cè)須比動 定模板的外形尺寸加寬 25 30mm 設(shè)計參照 GB T 4169 8 2006 模板尺寸標記如下 定模座板 模板 B GB T 4169 8 2006 2530 動模座板 模板 B GB T 4169 8 2006 9 5 合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 合模導(dǎo)向機構(gòu)是保證動 定?；蛟谏?下模合模時 正確的定位和導(dǎo)向的 零件 合模導(dǎo)向機構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式 一般情況下常采用 導(dǎo)柱導(dǎo)向定位 合模導(dǎo)向機構(gòu)主要有三大作用 1 定位作用 2 導(dǎo)向作用 3 承受一 定側(cè)向壓力作用 導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)應(yīng)用普遍 主要零件為導(dǎo)柱和導(dǎo)套 結(jié)構(gòu)較簡單 錐面定位 機構(gòu)對合精度很高 能承受很大的側(cè)向壓力 本設(shè)計中成型的側(cè)向壓力不高 導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)能滿足設(shè)計要求 所以采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu) 9 5 1 導(dǎo)柱設(shè)計 導(dǎo)柱既可以設(shè)置在動模一側(cè) 也可以設(shè)置在定模一側(cè) 主要是根據(jù)模具結(jié) 構(gòu)來確定 在本次設(shè)計中導(dǎo)柱設(shè)置在動模一側(cè) a 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式 如圖 9 51 所示 本設(shè)計采用帶頭導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)形式 帶頭導(dǎo)柱除臺肩外 長度 部分基本尺寸一致 只是各部分公差不同 導(dǎo)柱設(shè)計符合 GB 4169 4 84 要求 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 33 圖 9 51 帶頭導(dǎo)柱 導(dǎo)柱標記 導(dǎo)柱 25 GB 4169 4 8470145 b 導(dǎo)柱的技術(shù)要求 導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長度 L 應(yīng)比凸模端面高度高 8 12mm 導(dǎo)柱的前端應(yīng)做成 錐臺形或半球形 這樣有利于導(dǎo)柱順利進入導(dǎo)向孔 導(dǎo)柱的材料應(yīng)該具有這樣的特性 表面硬而耐磨 內(nèi)芯堅韌不易折斷 一 般導(dǎo)柱的材料有 20 鋼 表面經(jīng)滲碳淬火處理 T8 T10 鋼 經(jīng)淬火處理 硬 度達到 50 55HRC 導(dǎo)柱固定端的表面粗糙度為 導(dǎo)向部分的表面mRa 8 0 粗糙度為 mRa 4 0 8 導(dǎo)柱的數(shù)量一般為 4 根 其布置形