加水蓋注射模設計
加水蓋注射模設計,加水,注射,設計
湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容說 明 第一部分 塑件的分析一、塑件的使用要求耐用,耐磨,可以承受較大的沖擊力,不易摔壞;好看,有光澤表面較光滑;化學性質(zhì)穩(wěn)定,可以耐高溫(一般低于100oC),耐化學腐蝕。 二、塑件的材料選擇及其材料的介紹根據(jù)塑件的用途及其使用要求,選用ABS塑料。ABS的介紹:1.名稱 中文名:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物英文名:Acrylonitrile-Butadiene-Styrene copolymer2.基本特性 無毒無味,呈微黃色,成型的塑件有較好的密度在1.021.05g/cm3,其收縮率為0.30.8%。ABS 吸濕性很強成型前需要充分干燥,要求含水量小于0.3%。流動性一般,溢料間隙約在0.04mm。ABS有極好的抗沖擊強度,且在低溫下也 計 算 內(nèi) 容說 明不迅速下降。有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐性、耐油性、耐水性、化學穩(wěn)定性和電氣性能。 3.成型特點 ABS在升溫時粘度增高,所以成型壓力較高,塑料上的脫模斜度宜稍大;易產(chǎn)生熔接痕,模具設計時應注意盡量減小澆注系統(tǒng)對料流的阻力;在正常的成型條件下,壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。要求塑件精度高時,模具溫度可控制在5060oC,要求塑件光澤和耐熱時,應控制在6080 oC。4.主要技術(shù)指標比容:0.860.98cm3/g。 熔點:130160oC吸水性:0.20.4% (24h)熱變形溫度:4.6105Pa- 90108oC 18.0105Pa- 83103oC屈服強度: 50MPa 拉伸彈性模量:1.8GPa 抗彎強度:80MPa 計 算 內(nèi) 容說 明5.ABS的注射工藝參數(shù)注射機類型: 螺桿式螺桿轉(zhuǎn)速(r/min): 3060 噴嘴形式: 直通式 噴嘴溫度(oC): 180190 料筒溫度(oC): 前 200210 中 210230 后 180200模溫(oC): 5070注射壓力(MPa): 7090保壓力(MPa): 5070注射時間(s): 35保壓時間(s): 1530冷卻時間(s): 1530成型周期(s): 4070 計 算 內(nèi) 容說 明三、 塑件的形狀及其尺寸塑件的工作條件對精度要求較低,根據(jù)ABS的性能可選擇其塑件的精度等級為5級精度(查閱塑料成型工藝與模具設計P66表3-8)。經(jīng)計算得塑件的底面積為:S塑=2827.433mm2得塑件的體積為:V塑=13.619cm3塑件的質(zhì)量為:W塑 =V塑r塑=13.7(g)。塑件圖 計 算 內(nèi) 容說 明第二部分 分型面的選擇分型面為定模與動模的分界面。合理地選擇分型面是使塑件能完好的成形的先決條件。一、分型面的選擇原則1.使塑件在開模后留在有動模上;2.分型面的痕跡不影響塑件的外觀;3.澆注系統(tǒng),特別是澆口能合理的安排;4.使推桿痕跡不露在塑件外觀表面上;5.使塑件易于脫模。二、分型面的設計 如下圖所示:分型面圖 計 算 內(nèi) 容說 明 第三部分 型腔數(shù)目的決定及排布已知的體積V塑或質(zhì)量W塑 ,又因為此產(chǎn)品屬大批量生產(chǎn)的小型塑件,綜合考慮生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本等各種因素,初步確定采用一模四腔對稱性排布。排布圖如下圖示: 型腔數(shù)目及排布圖 計 算 內(nèi) 容說 明第四部分 注射機的初步選擇一、注射量的計算:Q=4x13.7=54.8 (g)二、初步選擇:XS-ZY-125型注射機三、XS-ZY-125型注射機的主要參數(shù)額定注射量(cm3): 125螺桿直徑 (mm): 42注射壓力 (MPa): 120注射行程(mm): 115注射時間(s) : 1.6注射方式 : 螺桿式合模力 kN : 900最大注射面積(cm2): 320最大開(合)模行程(mm): 300模具最大厚度(mm): 300模具最小厚度(mm): 200噴嘴圓弧半徑(mm): 12噴嘴孔徑(mm): 4 計 算 內(nèi) 容說 明第五部分 澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)的設計是注射模設計的一個重要環(huán)節(jié),它對注射成形周期和塑件質(zhì)量(如外觀,物理性能,尺寸精度等)都直接影響。一、設計時須遵循如下原則1.結(jié)合型腔布局考慮;2.熱量及壓力損失要?。?.確定均衡進料;4.塑料耗量要少;5.消除冷料;6.排氣良好。二、澆注系統(tǒng)的組成普通流道澆注系統(tǒng)一般由主流道,分流道,澆口和冷料穴等四部分組成。三、澆注系統(tǒng)設計為使塑件去掉澆口方便,并結(jié)合物料特性,以及塑件的形狀,以采用點澆口為宜。1.主流道尺寸 根據(jù)該塑件體積及表3-10,可得體積流率Q=(13.7x4)/1.635cm3/s,取主流道中熔體流動rs=5x103s-1,由圖 計 算 內(nèi) 容說 明3-56r-Q-Rn關(guān)系曲線圖,可得Rn=2mm,故得主流道大端尺寸D=2Rn=4mm,小端尺寸由注射機噴嘴尺寸,取d=4mm,SR=12+2=14mm。主流道的形狀和尺寸如圖所示:.澆口套圖 2.分流道尺寸 為使四澆口能同時進料,各分流道按平衡式布置,故熔體在各分流道中的流速Q(mào)R=35/4=8.5cm3/s,取 rR=5x102s-1由圖3-56得:Rn=2.5mm,取3mm,為使分流道易于加工和頂出凝料系統(tǒng)容易,采用設在模具一邊的U形分流道。3.點澆口尺寸 根據(jù)QG=QR=8.5cm3/s,并取rG=105s-1,由圖3-56可得Rn=0.5mm,故得dG=2Rn=1.0mm。 計 算 內(nèi) 容說 明4.冷料穴 底部設計成帶有球頭形拉料桿的冷料穴,目的是捕集料流前鋒的“冷料”,防止“冷料”進入型腔而影響塑件質(zhì)量。該模具澆注系統(tǒng)的尺寸如圖所示。模具澆注系統(tǒng)圖 計 算 內(nèi) 容說 明第六部分 排氣槽設計 一、排氣槽設計當塑料熔體填充型腔時,必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內(nèi)因各種原因而產(chǎn)生的氣體不被排除干凈,一方面將會在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等成型缺陷,另一方面氣體受壓,體積縮小而產(chǎn)生高溫會導致塑件局部碳化或燒焦(褐色斑紋),同時積存的氣體還會產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度,因此設計型腔時必須考慮排氣問題。有時在注射成型過程中,為保證型腔充填量的均勻合適及增加塑料熔體匯合處的熔接強度,還需在塑料最后充填到的型腔部位開設溢流槽以容納余料,也可容納一定量的氣體。通常中小型模具的簡單型腔,可利用推桿、活動型芯以及雙支點的固定型芯端部與模板的配合間隙進行排氣,其間隙為0.030.05mm。 計 算 內(nèi) 容說 明第七部分 成形零件設計一、成型零件的結(jié)構(gòu)設計1.凹模 采用整體式凹模2.凸模 由于塑件帶有螺紋,為了簡化模具的加工工藝,凸模設計成活動鑲塊的形式,活動鑲塊的固定方式如下圖所示: 活動鑲塊的固定方式 計 算 內(nèi) 容說 明 二、成型零件工作尺寸的計算1.產(chǎn)生偏差的原因.塑料的成型收縮成型收縮引起制品產(chǎn)生尺寸偏差的原因有:預定收縮率(設計算成型零部件工作尺寸所用的收縮率)與制品實際收縮率之間的誤差;成型過程中,收縮率可能在其最大值和最小值之間發(fā)生的波動。s=(Smax-Smin)制品尺寸 s成型收縮率波動引起的制品的尺寸偏差。Smax、Smin 分別是制品的最大收縮率和最小收縮率。 .成型零部件的制造偏差工作尺寸的制造偏差包括加工偏差和裝配偏差。.成型零部件的磨損.本產(chǎn)品為抗沖制品,屬于大批量生產(chǎn)的小型塑件,預定的收縮率的最大值和最小值分別取.8%和.3。 計 算 內(nèi) 容說 明此產(chǎn)品采用級精度,屬于低精度制品。因此,凸凹模徑向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造與作用修正系數(shù)x取值可在0.50.75的范圍之間,凸凹模各處工作尺寸的制造公差,因一般機械加工的型腔和型芯的制造公差可達到ITIT級,綜合參考,相關(guān)計算具體如下:型腔徑向尺寸的計算:LM1=(1+(Smax+Smin)/2)sl-0.5+Z0 = (1+0.55%)36.2-0.50.36+0.36/30 =36.22+0.120 mmLM2=(1+(Smax+Smin)/2)s2-0.5 +Z0 = (1+0.55%)46-0.50.40+0.40/30 =46.03+0.130 mm 計 算 內(nèi) 容說 明LM3=(1+(Smax+Smin)/2)s3-0.5 +Z0 = (1+0.55%)60-0.50.46+0.46/30 =60.1+0.150 mm 型腔深度尺寸的計算: HM1=(1+(Smax+Smin)/2)Hsl-0.5 +Z0 = (1+0.55%)18-0.50.28+0.28/30 =17.88+0.090 mmHM2=(1+(Smax+Smin)/2)Hs2-0.5 +Z0 = (1+0.55%)16-0.50.24+0.24/30 =15.87+0.080 mm型腔工作尺寸圖 計 算 內(nèi) 容說 明型芯的徑向尺寸的計算:lM1=(1+(Smax+Smin)/2)lsl+0.50-Z = (1+0.55%)46+0.50.400-0.40/3 =46.430-0.13 mmlM2=(1+(Smax+Smin)/2)ls2+0.50-Z = (1+0.55%)44+0.50.400-0.40/3 =44.420-0.13 mmlM3=(1+(Smax+Smin)/2)ls3+0.50-Z = (1+0.55%)40+0.50.400-0.40/3 =40.420-0.13 mm 型芯深度尺寸的計算: hM1=(1+(Smax+Smin)/2)hsl+0.50-Z = (1+0.55%)14+0.50.240-0.24/3 =14.270-0.08 mm 計 算 內(nèi) 容說 明hM2=(1+(Smax+Smin)/2)hs2+0.50-Z = (1+0.55%)15+0.50.400-0.24/3 =15.280-0.08 mm型芯工作尺寸圖計算螺紋型芯的工作尺寸:螺紋型芯大徑: (dM大)0-z=(1+ s)ds大+中 0-z 螺紋型芯中徑: (dM中)0-z=(1+ s)ds中+中 0-z 螺紋型芯小徑: (dM小)0-z=(1+ s)ds小+中 0-z 計 算 內(nèi) 容說 明dM大, dM中, dM小 分別為螺紋型芯的大,中,小徑;ds大, ds中,ds小 分別為塑件內(nèi)螺紋大,中,小徑基本尺寸;中塑件螺紋中徑公差;z螺紋型芯的中徑制造公差,其值取/5。則 (dM大)0-z =(1+0.55%)56+0.030-0.03/5 =56.3380-0.006 (dM中)0-z =(1+0.55%)55+0.030-0.03/5 =55.3320-0.006 (dM小)0-z =(1+0.55%)54+0.030-0.03/5 =54.3270-0.006三、成型零件的強度、剛度計算注射模在其工作過程需要承受多種外力,如注射壓力、保壓力、合模力和脫模力等。如果外力過大,注射模及其成型零部件將會產(chǎn)生塑性變形或斷裂破壞,或產(chǎn)生較大的彈性彎曲變形,引起成型零部件在它們的對接面或貼合面處出現(xiàn)較大的間隙,由此而發(fā)生溢料及飛邊現(xiàn)象,從而導致整個模具失效或無法達到技術(shù)質(zhì)量要求。因此,在模 計 算 內(nèi) 容說 明具設計時,成型零部件的強度和剛度計算和較核是必不可少的。一般來說,凹模型腔的側(cè)壁厚度和底部的厚度可以利用強度計算決定,但凸模和型芯通常都是由制品內(nèi)形或制品上的孔型決定,設計時只能對它們進行強度校核。因在設計時采用的是整體式圓形型腔。因此,計算參考公式如下:側(cè)壁:按強度計算:按剛度計算:底部:按強度計算:按剛度計算: 凸模、型芯計算公式:按強度計算: 計 算 內(nèi) 容說 明按剛度計算:由公式分別計算出相應的值為:按強度計算得:tc=11.1mm th=14.8mm r=18.5mm按剛度計算得:tc=2.83mm th=1.91mm r=3.97mm 參數(shù)符號的意義和單位: Pm 模腔壓力(MPa)E 材料的彈性模量(MPa)查得2.06105; 材料的許用應力(MPa)查得176.5;u 材料的泊松比 查表得0.025; 成型零部件的許用變形量(mm)查得0.05;采用材料為45,調(diào)質(zhì),200HBS。 計 算 內(nèi) 容說 明第八部分 導向機構(gòu)的設計導柱導向機構(gòu)是保證動定?;蛏舷履:夏r,正確定位和導向的零件。一、 導柱導向機構(gòu)的作用1.定位件用 模具閉合后,保證動定?;蛏舷履N恢谜_,保證型腔的形狀和尺寸精確,在模具的裝配過程中也起定位作用,便于裝配和調(diào)整。2.導向作用 合模時,首先是導向零件接觸,引導動定?;蛏舷履蚀_閉合,避免型芯先進入型腔造成成型零件損壞。3.承受一定的側(cè)向壓力。二、 導柱導套的選擇1. 導柱導套結(jié)約形式及尺寸如下圖: 計 算 內(nèi) 容說 明導柱的結(jié)構(gòu)形式其材料采用T8A經(jīng)淬火處理,硬度為5055HRC。導柱、導套固定部分表面粗糙度Ra為08m,導向部分表面粗糙度Ra為0.80.4m。具體尺寸如上圖所示。導柱、導套用H7/k6配合鑲?cè)肽0濉?.導柱的布置采用等徑導柱不對稱布置,如圖所示。 計 算 內(nèi) 容說 明導柱的布置形式 第九部分 推出機構(gòu)的設計 一、推出機構(gòu)的組成推出機構(gòu)由推出零件、推出零件固定板和推板、推出機構(gòu)的導向與復位部件組成。即推件板、推件板緊固螺釘、推板固定板、推桿墊板、頂板導柱、頂板導套以及推板緊固螺釘。 計 算 內(nèi) 容說 明 二、設計原則1.推出機構(gòu)應盡量設在動模一側(cè);2.保證塑件不因推出而變形損壞;3.機構(gòu)簡單動作可靠;4.合模時的正確復位。三、推出機構(gòu)的設計此塑件帶有螺紋,它的型芯是設計成活動鑲塊的形式,所以可以利用活動鑲塊來推塑件,開模時,塑件和鑲塊一起脫模,在模外,用手將塑件旋出。四、復位零件利用彈簧的彈力使推出機構(gòu)復位。 計 算 內(nèi) 容說 明第十部分 冷卻系統(tǒng)設計一、注射模冷卻系統(tǒng)設計基本原則:熔體熱量95%由冷卻介質(zhì)(水)帶走,冷卻時間占成型周期的2/3。A、 冷卻系統(tǒng)從模具中帶走熱量:Q=KATt/3600 (J)A 冷卻介質(zhì)傳熱面積(m2):A=dL。 冷卻管道直徑(m); L 冷卻管長度(m); K 冷卻管壁與介質(zhì)間的傳熱膜系數(shù)J/(m2hC) K=0.032x/d(vd/)0.8(gC/)0.4 . 冷卻水的平均導熱系數(shù)(w(/mk);f 與冷卻介質(zhì)溫度有關(guān)的物理系數(shù); g 重力加速度(m/s) v 冷卻介質(zhì)在管中流速(m/s); 冷卻介質(zhì)在該溫度下的密度kg/m3,水在30 計 算 內(nèi) 容說 明 時取為0.996103kg/m3。d. 冷卻管直徑;T 模溫與冷卻介質(zhì)的平均溫差();t 冷卻時間; 水溫與f關(guān)系平均水溫202530354045f6.456.847.227.607.988.31二、冷卻管尺寸(直徑d,長度L、面積A=dL)1.忽略其他散熱,冷卻介質(zhì)流量。V=WQ/(t-t) (m/min)C 介質(zhì)比熱J/kg.C,水為4.187x10;W 單位時間內(nèi)注入模具中塑料重量(kg/min);Q 塑料熔體的單位熱量(J/kg); 冷卻介質(zhì)密度(kg/ m),水為10kg/ m 計 算 內(nèi) 容說 明2. 經(jīng)驗確實管道直徑直徑d(mm)最低流速v(m/s)流量(m/min)81.665.0x10101.326.2 x10121.107.4 x10150.879.2 x10200.6612.4 x10250.5315.5 x103. 冷卻水對其通道表壁傳熱系數(shù)的簡化公式當冷卻水平均溫度在0C以上,e=6 x10時,其計算結(jié)果產(chǎn)生誤差在以內(nèi):K=2041x(1-0.015)v/d 為冷卻水平均溫度;4.計算流量 V=W Q/( =2.62x10 初步確定冷卻水道 d=8mm;流速為 =Q/d =1.31x10m/s管子的長度L=60WQ/k 計 算 內(nèi) 容說 明 熱傳導面的平均溫度與冷卻水平均溫度的差值,其中冷卻的平均溫度為冷卻水在進口處和出口處溫度的平均值。第十一部分 注射機的參數(shù)校核一、塑件在分型面上的投影面積與鎖模力校核注射成型時,塑件在模分型面的投影面積是影響鎖模力的主要因素,其數(shù)值越大,需鎖模力也就越大,若超過注射機的允許最大成型面積,則在成型過程中會出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象。因此有:塑件總的投影面積nA與澆注系統(tǒng)的投影面積之和要小于最大成型面積 A。 nA+AA4x28.27+4x0.6x6=127.48mm320 mm 滿足要求應使塑料熔體對型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機額定鎖模力:(nA+A)PFT=127.48x3500=446180N=446.18kN900kN 滿足要求 計 算 內(nèi) 容說 明i. 模具厚度校核模具厚度H必須滿足:HminHHmax式中 Hmin注射機允許的最小模厚,即動,定模板之間的最小開距;Hmax注射機允許的最大模厚。H=210mm,H=200mm,M=300mm。符合條件。三、 開模行程校核由于注射模最大開模行程S與模厚無關(guān),因此有:SH1+H2+a+(510)mm式中 H1推出距離(脫模距離)(mm);H2包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度(mm);a取出澆注系統(tǒng)凝料必須的長度(mm)。H1=40mm, H2=40mm,a=24mm所以s=114mm,遠小于注射機的最大開模行程300mm,合適。綜上所述,所選擇的注射機滿足注射要求。 第十二部分 設計總結(jié)通過這次系統(tǒng)的注射模的設計,我更進一步的了解了注射模的結(jié)構(gòu)及各工作零部件的設計原則和設計要點,了解了注射模具設計的一般程序。進行塑料產(chǎn)品的模具設計首先要對成型制品進行分析,再考慮澆注系統(tǒng)、型腔的分布、導向推出機構(gòu)等后續(xù)工作。通過制品的零件圖就可以了解制品的設計要求。對形態(tài)復雜和精度要求較高的制品,有必要了解制品的使用目的、外觀第十二部分 參考文獻參考資料:1. 鐘疏斌主編.沖壓工藝與模具設計.北京:機械工業(yè)出版社,2. 沖模設計手冊編寫組編著.沖模設計手冊.北京:機械工業(yè)出版社,3. 李天佑主編.沖模圖冊.北京:機械工業(yè)出版社,4. 品成型與模具設計,葉久新 王群主編,湖南科學技術(shù)出版社。5. 塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設計,楊占堯主編,清華大學出版社。6. 注塑模具設計經(jīng)驗點評,王永平主編,機械工業(yè)出版社。7. 注塑模具典型結(jié)構(gòu)100例,蔣繼宏主編,中國輕工業(yè)出版社。 第三部分 型腔數(shù)目的確定及排布一:型腔數(shù)目的確定及排布已知的體積V塑或質(zhì)量W塑 ,又因為此產(chǎn)品屬大批量生產(chǎn)的中型塑件,綜合考慮生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本等各種因素,以及注射機的型號選擇,初步確定采用一模一腔排布的模具形式。由塑件的外形尺寸和機械加工的因素,根據(jù)所用材料SPVC材質(zhì)硬度不高,材料彈性模量比較小可采用強制脫模方式。塑件用頂料桿頂出的強制脫模方法。排布圖如下圖示:第四部分 模具結(jié)構(gòu)形式的確定上面分析可知本模具采用一模一腔,頂料桿頂出,又因為采用單腔模具,所以澆注系統(tǒng)較簡單,只有進料口,既直澆口。綜合上幾步的分析,因此基本上可確定模具形式為P5型。它由兩塊模板組成,用于直澆口,簡單整體型腔的注射模。注釋: 直澆口;又稱主流道型澆口,在單型腔模中,塑料熔體直接流入型腔,因而壓力損失小,進料速度快,成型比較容易;另外它傳遞壓力好,保壓補縮作用強,模具結(jié)構(gòu)簡單,緊湊,制造方便,但去除澆口困難。 應用范圍:適合各種塑料成型,尤其加工熱敏性及高黏度材料成型高質(zhì)量的大型或深腔殼體。第五部分 注射機的型號和規(guī)格一、 注射量的計算通過對塑體的質(zhì)量與體積估算過程得出估算值,塑體質(zhì)量m1為154g,體積為114 cm3。流道凝料的質(zhì)量m2還是個未知數(shù),可按塑件質(zhì)量的0.6倍來計算。 從上述分析確定為一模一腔,所以注射量為 M=1.6nm1 =1.61154=246.2(g)二、 塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計算。1、流道凝料包括交口在分型面上的投影面積A2,在模具設計前是個未知值,根據(jù)多型腔的統(tǒng)計分析,A2是每個塑件在分型面上的投影面積A1的0.20.5倍,因此可用0.35n A1來進行估算,所以 A= n A1+ A2 = n A1+0.35n A1 =1.35112265.625 =16558.5938mm2式中A1=d24=0.78125125=12265.625 mm22、鎖模力的計算 Fn=A p型 =16558.625 =413965N=413.965KN式中型腔平均壓力為25MPa。三、注射的機的選擇根據(jù)每一生產(chǎn)周期的注射量和鎖模力計算值可選用SZ125/630臥式注射機。注射機的技術(shù)規(guī)格:型 號 : SZ125/630額定注射量(cm3): 140螺桿直徑 (mm): 40注射壓力 (MPa): 126注射速率(g/s): 110塑化能力(r/min) : 16.8注射方式 : 螺桿式 鎖模力 KN : 530最大開(合)模行程(mm): 270模具最大厚度(mm): 300模具最小厚度(mm): 150拉桿內(nèi)向距離(mm): 370X320噴嘴球半徑(mm): SR15模具定位孔直徑(mm): 125四、注射機有關(guān)參數(shù)的校核 1、 注射機料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù) N(kmt/3600m2)/ m1 =(0.816.8360030/3600-0.61154)/154 =2.0181 故模具的型腔數(shù)校核合格。式中 K 注射機最大注射量的利用系數(shù),一般為0.8 M注射機的額定塑化量 T成型周期,取30S 2、注射壓力的校核 PekP0 =1.25100=125 MPa式中 k注射壓力安全系數(shù),一般為1.251.4 P0塑件成型時所需的注射壓力 軟聚氯乙烯厚壁(易流動)為100120 MPa而 Pe額=126 MPa125 MPa故注射壓力的校核合格。3、鎖模力的校核 FKAp型 =1.2413.965=496.758KN而 F=530KN496.758KN故鎖模力的校核合格。注釋:其他的安裝尺寸的校核要待模架選定,結(jié)構(gòu)尺寸確定以后待定。 第六部分 成型零部件的結(jié)構(gòu)設計和工作尺寸計算一、成型零件的結(jié)構(gòu)設計1、產(chǎn)生偏差的原因:塑料的成型收縮成型收縮引起制品產(chǎn)生尺寸偏差的原因有:預定收縮率(設計算成型零部件工作尺寸所用的收縮率)與制品實際收縮率之間的誤差;成型過程中,收縮率可能在其最大值和最小值之間發(fā)生的波動。s=(Smax-Smin)制品尺寸s成型收縮率波動引起的制品的尺寸偏差。Smax、Smin 分別是制品的最大收縮率和最小收縮率。 成型零部件的制造偏差工作尺寸的制造偏差包括加工偏差和裝配偏差。成型零部件的磨損、本產(chǎn)品為制品,屬于大批量生產(chǎn)的小型塑件,預定的收縮率的最大值和最小值分別取.8%和.3。此產(chǎn)品采用4級精度,屬于一般精度制品。因此,凸凹模徑向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造與作用修正系數(shù)x取值可在0.50.75的范圍之間 第六部分 成型零部件的結(jié)構(gòu)設計和工作尺寸計算一、成型零部件的結(jié)構(gòu)設計的分析1、產(chǎn)生偏差的原因:塑料的成型收縮成型收縮引起制品產(chǎn)生尺寸偏差的原因有:預定收縮率(設計算成型零部件工作尺寸所用的收縮率)與制品實際收縮率之間的誤差;成型過程中,收縮率可能在其最大值和最小值之間發(fā)生的波動。s=(Smax-Smin)制品尺寸s成型收縮率波動引起的制品的尺寸偏差。Smax、Smin 分別是制品的最大收縮率和最小收縮率。 成型零部件的制造偏差工作尺寸的制造偏差包括加工偏差和裝配偏差。成型零部件的磨損、本產(chǎn)品為SPVC制品,屬于大批量生產(chǎn)的中型塑件,預定的收縮率的最大值和最小值分別取1.5%和2.5。此產(chǎn)品采用5級精度,屬于一般精度制品。因此,凸凹模徑向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造與作用修正系數(shù)x取值可在0.50.75的范圍之間 。 3、凸凹模各處工作尺寸的制造公差,因一般機械加工的型腔和型芯的制造公差可達到ITIT級。4、型腔(凹模) 加水蓋圓周上均勻的分布著防滑條紋,若凹模制成整體式則直紋用機械加工方法很困難,若制造一個電極加工防滑直紋,成本比較高,整體模板都要用比較貴的模具鋼,維修也不方便。因此加水蓋圓周部分采用局部嵌入式凹模。嵌件外徑尺寸取125 mm。5、成型零件鋼材的選用 加水蓋屬于大批量生產(chǎn)的中型塑件,成型零件所選用的鋼材而耐磨性和抗疲勞性能應該良好,機械加工性能和拋光性能也應該良好因此:構(gòu)成型腔的局部嵌入式凹模鋼材選用SM1。 定模板構(gòu)成加水蓋頂部花紋成型時有料流的沖刷,但沒有脫模時塑件的磨檫,因此采用55鋼調(diào)質(zhì)。 型芯因為是采用強制脫模,磨檫比較厲害,采用硬度比較高的模具鋼Cr12M0V 淬火后表面硬度為58HRC62HRC三、 成型零部件的工作尺寸計算1、 型腔(凹模)徑向尺寸計算 LM = (1+ s )LS-3/40+z = (1+(1.5+2.5)%) 125=150 mm式中 尺寸公差值 S 塑件收縮率 z模具制造公差2、 型腔(凹模)高度尺寸計算 HM = (1+S)HS-2/3 0+z =1.215=18 mm 3、型芯徑向尺寸計算 lm=(1+ s )LS1+3/40-z =1101.2=132 mm4、型芯高度尺寸計算 hm = (1+ s )HS+2/3 0-z =121.2=14.4 mm5、型芯之間成型孔之間間距計算 CM= (1+ s )CSz/2 =1231.2=147.6 mm四、成型零件的強度、剛度計算注射模在其工作過程需要承受多種外力,如注射壓力、保壓力、合模力和脫模力等。如果外力過大,注射模及其成型零部件將會產(chǎn)生塑性變形或斷裂破壞,或產(chǎn)生較大的彈性彎曲變形,引起成型零部件在它們的對接面或貼合面處出現(xiàn)較大的間隙,由此而發(fā)生溢料及飛邊現(xiàn)象,從而導致整個模具失效或無法達到技術(shù)質(zhì)量要求。因此,在模具設計時,成型零部件的強度和剛度計算和較核是必不可少的。一般來說,凹模型腔的側(cè)壁厚度和底部的厚度可以利用強度計算決定,但凸模和型芯通常都是由制品內(nèi)形或制品上的孔型決定,設計時只能對它們進行強度校核。1、 型腔的側(cè)壁厚度計算S=1.14H(PH/EP)1/3 =1.1415(2515/2.11050.023)1/3 =15.72 mm參數(shù)符號的意義和單位: Pm 模腔壓力(MPa)取值范圍25;E 材料的彈性模量(MPa)查得2.01105; 材料的許用應力(MPa)查得176.5;式中: P =25I1 = 250.9045=22.615(微米)0.023() I1 =0.35W1/3+0.001W =0.35751/3+0.00175 =0.9045(微米)式中: W型腔半徑型腔側(cè)壁是采用嵌件,嵌件壁厚取8,兩腔之間受力是大小相等,方向是相反的。在合模狀態(tài)下不會產(chǎn)生變形,因此兩腔之間壁厚只要滿足結(jié)構(gòu)設計的條件就可以了。型腔與模板周邊的距離由模板外行尺寸來確定。 因為模具采用單型腔的中型模架,所以滿足強度和剛度。第七部分 澆注系統(tǒng)的設計一、澆注系統(tǒng)的分析澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。澆注系統(tǒng)的設計應保證塑件熔體的流動平穩(wěn)、流程應盡量短、防止型芯變形、整修應方便、防止制品變形和翹曲、應與塑件材料品種相適用、冷料穴設計合理、盡量減少塑料的消耗。 澆口是連接流道與型腔之間的一段細短通道,它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位。澆口的形狀、位置和尺寸對塑件的質(zhì)量影響很大。 澆口截面積通常為分流道截面積的0.070.09倍,澆口截面積形狀為矩行和圓行兩種,澆口的長度為0.52.0。澆口具體尺寸要在試模時進行校正。二、澆注系統(tǒng)的設計因為模具采用單型腔的中型模架,在單型腔模具的澆注系統(tǒng)比較簡單,只有進料口或稱直澆口。所以本模具只采用直澆口,無需分流道,主流道。故根據(jù)塑件的外部特征對澆口結(jié)構(gòu)尺寸的計算如下:1、 澆口尺寸的計算: d=d1+(0.51.0) =3+(0.51.0) =3.54mm 取d=4mm a=20 60 D2T=2(3.25.8)=6.411.6mm 取D=11mm L60 取L=30mm R=13 mm式中: d1注射機的噴孔直徑 T塑件的壁厚 2、直澆口的剪切速率計算: r =3.3qv/Rn3 =3.3114/3.14(0.4)3 = 1872.01433S-1 = 0.18104 S-1而r0有104 105 S-1,剪切速率校核合格。3、冷料穴的設計塑件的截面厚度較小,不適合采用推桿推出,而采用頂件桿推出較為合適。因而不宜開設冷料穴,所以拉料桿采用帶圓錐頭形,頭部伸入澆道中,在澆道中拉出澆道費料的形式。不影響塑件外觀質(zhì)量,依據(jù)上述分析,沒有分流道故不需在定模板上采用澆口套。 第八部分 模架的確定一 、模架的確定分析:以上內(nèi)容計算確定之后,便可根據(jù)計算結(jié)果選定模架。 模架確定后,對模具相關(guān)零件要求進行必要的強度和剛度計算,以校核所選用模架是否恰當。 由前面型腔布局以相互的尺寸,根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標準模架選用結(jié)構(gòu)形式P5型,模架尺寸為315mm355mm的標準模架。 模具上所有螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘,模具外表面盡量不要有凸出部分,模具外表應光潔,加涂防銹油。兩板之間應有分模間隙,即在裝配、調(diào)試維修過程可以方便地分開兩塊模板。1、 壓塊 固定模具與注射機的連接;材料為45鋼。 通過4個M16的內(nèi)六角圓柱螺釘與定模板連接。2、 定模板A 尺寸:A 板是定模型腔板,塑件高度為15mm在模板上還要開設冷卻水管,冷卻水管離型腔有一定的距離,有局部嵌件,高為8mm;澆道長40mm。因此A板厚度為63mm。 定模板有一定的厚定,并有足夠的強度,材料采用45鋼,調(diào) 質(zhì)230HB270 HB。 模具寬度:B=(a+d)2+125=(50+28)2+125=307 模具長度:L=(a+d)2+150=306故選定模架BL=315 mm355 mm3、 動模板B尺寸:凸模板固定板,凸模底型成型徑向尺寸為132 mm,成型部分高度為14.4 mm。因此B 板厚度為80 mm。材料為45鋼。 4、支承板H 尺寸: 支承板查表得厚度為52 mm,支承板應具有較高的平行度和硬度。 材料為45鋼,調(diào)質(zhì):230HB270HB。5、墊塊C 尺寸:查表得:B=56 mm,L=315 mm,H=80 mm。(1) 前頂板:B=94 mm, L=200 mm,H=20 mm。(2) 后頂板:B=94 mm, L=200 mm,H=25 mm。 主要作用: 在動模座板與支承板之間形成推出機構(gòu)的動作空間,或是調(diào)節(jié)模具的總厚度,以適合注射機的模具安裝厚度。 結(jié)構(gòu)形式: 可以是平行墊塊,或是拐角墊塊,該模具采用平行墊塊。 材料為HT200。 6、動模座板: 查表的:BL=355 mm355 mm,厚度H=25 mm。 材料為45鋼。 二、模具零件選用: 1、內(nèi)六角螺釘: M24190,dk=36 mm,k=24 mm,b=60 mm M1645, dk=24 mm,K=16 mm,B=44 mm2、 標準帶頭導柱: D=32 mm,d=25 mm,l1=50 mm,l2=25 mm L=152mm, S=6 mm. 3、標準頂桿:D=26 mm,d=20 mm,S=8 mm,L=160 mm3、 附型銷:D=8 mm,d=4 mm,S=3 mm,L=80 mm零件圖如下:第九部分 溫控系統(tǒng)設計一、 注射模冷卻系統(tǒng)設計:1、冷卻介質(zhì) 一般注射到模具內(nèi)的塑料溫度為200 oC左右,而塑件固化后從模具型腔中取出時溫度在60 oC以下。熱塑性塑料在注射成形后,必須對模具進行有效的冷卻,使熔融塑料的熱量盡快的傳給模具,以使塑料可靠冷卻定型可迅速脫模。 冷卻介質(zhì)有冷卻水和壓縮空氣,但用冷卻水較多。因為水的熱容量大、傳熱系數(shù)大,成本低。SPVC的使用模具溫度為3060 oC,常用溫水對模具進行冷卻。用水冷卻,既在模具周圍或內(nèi)部開設冷卻水管。2、冷卻水管設計的分析:(1.)冷卻水道應盡量多、截面尺寸應盡量大 型腔表面的溫度與冷卻水道的數(shù)量、截面尺寸及冷卻水的溫度有關(guān)。(2)冷卻水道至型腔表面距離應盡量相等 當塑件壁厚均勻時,冷卻水道到型腔表面最好距離相等,但是當塑件不均勻時,厚的地方冷卻水道到型腔表面的距離應近一些,間距也可適當小一些。一般水道孔邊至型腔表面的距離應大于10mm,常用1215mm.(3)澆口處加強冷卻 塑料熔體充填型腔時,澆口附近溫度最高,距澆口越遠溫度就越低,因此澆口附近應加強冷卻,通常將冷卻水道的入口處設置在澆口附近,使?jié)部诟浇哪>咴谳^低溫度下冷卻,而遠離澆口部分的模具在經(jīng)過一定程度熱交換后的溫水作用下冷卻。(4)冷卻水道出、入口溫差應盡量小 如果冷卻水道較長,則冷卻水出、入口的溫差就比較大,易使模溫不均勻,所以在設計時應引起注意。(5)冷卻水道應沿著塑料收縮的方向設置 SPVC聚乙烯的收縮率大,水道應盡量沿著收縮方向設置。故:冷卻水道的設計必須盡量避免接近塑件的熔接部位,以免產(chǎn)生熔接痕,降低塑件強度;冷卻水道要易于加工清理一般水道孔徑為10mm左右,不小于8mm。根據(jù)此套模具結(jié)構(gòu),采用孔徑為8mm的冷卻水道。2、 冷卻系統(tǒng)設計的相關(guān)計算: qv=WQ1/pc1(a1-a2)式中: W單位時間內(nèi)注入模具中的塑料質(zhì)量,按每分鐘注射兩次,即 W=2140cm31.35 g/cm3 =378g/min=0.378kg/min Q1單位質(zhì)量的塑件在凝固化時放出的熱量,PE=160360kj/kg p冷卻水的密度(1000 kg/ cm3)c1冷卻水的比熱容(4.187 kj/kg. oC)a1冷卻水的出口溫度(26.5 oC)a2冷卻水的進口溫度(25 oC)故查表的有關(guān)數(shù)據(jù)代入公式的: qv =0.378200/1034.187(26.5-25) =0.012037 m3/min=12.03710-3m3/min3、 冷卻水管道內(nèi)的流速:V=4 qv/d2 =40.012037/3.14(8/1000)60 =36.11m/s由式: 大于最低流速1.66 m/s故,所選的管道直徑合理。4、 冷卻水管壁與冷卻水之間的傳熱膜系數(shù): f=7.22(水溫為30 oC時) h=3.6f(pv)0.8/d0.2=3.67.22(10101036.11) 0.8/(8/1000) 0.2=529266kj/(m2.h. oC)5、 冷卻水管道的總傳熱面積:A=60WQ1/ ha =600.378160/529266(40-25.75) =4.8e-46、 模具上應開設的冷卻水孔數(shù): N=A/DL1在強制脫模的情況下,型芯必須冷卻,但由上的分析計算可知該模具塑料釋放的總熱量不大,只在模具型腔周圍開設冷卻水管即可。 第十部分 合模導向機構(gòu)的設計一:導柱導向機構(gòu):導柱導向機構(gòu)是保證動定?;蛏舷履:夏r,正確定位和導向的零件。當采用標準模架時,因模架本身帶有導向裝置,設計人員只要按模架規(guī)格選用即可。導柱導向機構(gòu)的作用: 1、定位件用:模具閉合后,保證動定?;蛏舷履N恢谜_,保證型腔的形狀和尺寸精確,在模具的裝配過程中也起定位作用,便于裝配和調(diào)整。 2、導向作用:合模時,首先是導向零件接觸,引導動定?;蛏舷履蚀_閉合,避免型芯先進入型腔造成成型零件損壞。3、承受一定的側(cè)向壓力。二、導柱導向機構(gòu)的總體設計: 1、導向零件應合理地均勻分布在模具的周圍,或靠邊緣的部位,其中心至模具邊緣應有足夠的距離,以保證模具的強度,防止壓入導柱和導套后變形。 2、該模具采用3根導柱,其布置為等直徑導柱不對稱布置。 3、該模具導柱安裝在支承板上,沒有設置導套。 4、為了保證分型面很好的接觸,導柱有導角。 5、合模時,應保證導向零件首先接觸,避免凸模先進入型腔,導致模具損害。6、動定模板采用合并加工時,可確保同軸度要求。 三、導柱設計: 1、該模具采用帶頭導柱,不加油槽,圖形如下: 2、導柱的長度必須比凸模端面高度高出6 mm8 mm。 3、為了使導柱能順利地進入導向孔,導柱端面常做成圓錐形。 5、導柱的直徑應根據(jù)模架的尺寸來確定,應保證具有足夠的抗彎強度(改導柱直徑由標準模架可知為直徑16 mm)。 導柱的安裝形式,導柱固定部分與模板按H7/k6配合,導柱滑動部分按H7/f7的間隙配合。6、導柱工作部分的表面粗糙度為0.4 微米。 7、導柱應具有堅硬而耐磨的表面、堅韌而不易折斷的內(nèi)芯。材料采用T8A,硬度為50HRC 以上。 第十一部分 脫模推出機構(gòu)的設計一、推出機構(gòu)的設計:1、 推出機構(gòu)的組成推出機構(gòu)由推出零件、推出零件固定板和推板、推出機構(gòu)的導向與復位部件組成。即推件板、推件板緊固螺釘、推板固定板、推桿墊板、頂板導柱、頂板導套以及推板緊固螺釘。2、 設計原則:a、 推出機構(gòu)應盡量設在動模一側(cè);b、 保證塑件不因推出而變形損壞;c、 機構(gòu)簡單動作可靠;d、 合模時的正確復位。e、 良好的塑件外觀。二、 脫模力的計算:1、脫模力的計算根據(jù)力平衡原理,列出平衡方程式:Fx=0Ft+Fbsin=Fcos 由于角度一般很小,公式可簡化為Ft=PA F阻=fFtFb 塑件對型芯的包緊力;F 脫模時型芯所受的摩擦力;Ft 脫模力;a 型芯的脫模斜度。P 塑件對型芯產(chǎn)生的單位正壓力。一般P=812MPa A 塑件包緊型芯的側(cè)面積。 f 磨擦系數(shù)。一般取0.151.0;以上取P為10 MPa,f 為1.0經(jīng)計算A等于9519.695 mm2故總的脫模力應為: F總脫= Ft+ F阻 =2Ft =21095.2=1904N因此,脫模力的大小隨塑件包容型芯的面積增加而增大,隨脫模斜度的增加而減小。由于影響脫模力大小的因素很多,如推出機構(gòu)本身運動時的摩擦阻力、塑料與鋼材間的粘附力、大氣壓力及成型工藝條件的波動等等,因此要考慮到所有因素的影響較困難,而且也只能是個近似值。三、 有關(guān)零構(gòu)件的選用: 1、頂銷為圓頭銷,材料為35鋼,熱處理硬度28HRC38HRC 2、彈簧的選用:(待選) 材料為65Mn,型號為 3、塑件的推出方式:采用頂料桿頂出。 4、塑件的推出機構(gòu): (1)頂料桿應設計在脫模阻力大的地方。 (2)頂料桿應均勻布置。 (3)頂料桿應設計在塑件強度、剛度較大的地方。 (4)頂料桿直徑與模板上的頂料桿孔采用H8/f8間隙配合。 (5)頂料桿與頂料桿固定板,通常采用單邊0.5mm的間隙,這樣可以降低加工要求,又能在多桿的情況下,不因各板上的頂料桿孔加工誤差引起的軸線不一致而發(fā)生卡死現(xiàn)象。 (6)頂料桿的材料常用T8A,熱處理硬度55HRC 以上,工作端配合部分表面粗糙度為0.8微米。 第十二部分 排氣系統(tǒng)的設計一、排氣系統(tǒng)的設計:在注射成型的過程中,模具內(nèi)除了型腔和澆注系統(tǒng)原有的空氣外,還有塑料熱凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)性氣體,這些氣體如不能順利排出,則可能因填充時氣體被壓縮而產(chǎn)生高溫引起塑件局部碳化燒焦,或使塑件產(chǎn)生氣泡,或使塑件熔接不良引起缺陷。 注射模的排氣方式,在大多情況下是利用模具的分型面配合間隙自然排氣,只有在特殊的情況下利用排氣槽的排氣方式,排氣槽應開設在型腔最好填充的部分且最好開設在凹模一側(cè),以便所產(chǎn)生的飛邊隨塑件脫出。根據(jù)前幾部分的分析可確定型腔最好填充的部分是塑件的兩端,且兩端有孔,需要型銷成型。故排氣孔可由型銷的配合間隙自然排氣,無需排氣槽。 第十三部分 設計小結(jié)通過這次系統(tǒng)的注射模的設計,我更進一步的了解了注射模的結(jié)構(gòu)及各工作零部件的設計原則和設計要點,了解了注射模具設計的一般程序。進行塑料產(chǎn)品的模具設計首先要對成型制品進行分析,再考慮澆注系統(tǒng)、型腔的分布、導向推出機構(gòu)等后續(xù)工作。通過制品的零件圖就可以了解制品的設計要求。對形態(tài)復雜和精度要求較高的制品,有必要了解制品的使用目的、外觀及裝配要求,以便從塑料品種的流動性、收縮率,透明性和制品的機械強度、尺寸公差、表面粗糙度、嵌件形式等各方面考慮注射成型工藝的可行性和經(jīng)濟性。模具的結(jié)構(gòu)設計要求經(jīng)濟合理,認真掌握各種注射模具的設計的普遍的規(guī)律,可以縮短模具設計周期,提高模具設計的水平。 第十四部分 參考文獻待寫
收藏
編號:2569067
類型:共享資源
大小:689.31KB
格式:ZIP
上傳時間:2019-11-27
15
積分
- 關(guān) 鍵 詞:
-
加水
注射
設計
- 資源描述:
-
加水蓋注射模設計,加水,注射,設計
展開閱讀全文
- 溫馨提示:
1: 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
裝配圖網(wǎng)所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網(wǎng)友學習交流,未經(jīng)上傳用戶書面授權(quán),請勿作他用。