Mp3充電器后蓋注射模具設(shè)計(jì)與制造【含CAD圖紙+文檔】
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緒論模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè),現(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱,是國(guó)際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志,它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量,效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè),正日益受到人們的關(guān)注。同時(shí),我國(guó)的模具產(chǎn)業(yè)也迎來(lái)了新一輪的發(fā)展機(jī)遇。近幾年,我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持13%的年增長(zhǎng)率。在我國(guó),雖然模具工業(yè)在過(guò)去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展,但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大的差距。例如,精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重還比較低,CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高,許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用還不夠廣泛等等。特別在大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具技術(shù)上存在明顯差距,這些類型模具的生產(chǎn)能力也不能滿足國(guó)內(nèi)需求,因而需要大量從國(guó)外進(jìn)口。模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分,又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機(jī)械,電子,輕工,汽車,紡織,航空,航天等工業(yè)領(lǐng)域里,日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備,它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中6090的產(chǎn)品的零件,組件和部件的生產(chǎn)加工。巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。作為機(jī)械工程師應(yīng)能適應(yīng)當(dāng)今世界制造業(yè)全球化、信息化、綠色化、服務(wù)化的發(fā)展趨勢(shì),掌握機(jī)械制造技術(shù),懂得經(jīng)濟(jì)、管理知識(shí)以及有關(guān)國(guó)際通則。未來(lái)我國(guó)的模具將呈現(xiàn)四大發(fā)展趨勢(shì):1. 加深理論研究在模具設(shè)計(jì)中,對(duì)工藝原理的研究越來(lái)越深入,模具設(shè)計(jì)已經(jīng)有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段逐漸向理論技術(shù)設(shè)計(jì)各方面發(fā)展,使得產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量都得到很大的提高。2. 高效率、自動(dòng)化大量采用各種高效率、自動(dòng)化的模具結(jié)構(gòu)。高速自動(dòng)化的成型機(jī)械配合以先進(jìn)的模具,對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量,提高生產(chǎn)率,降低成本起了很大的作用。3. 大型、超小型及高精度由于產(chǎn)品應(yīng)用的擴(kuò)大,于是出現(xiàn)了各種大型、精密和高壽命的成型模具,為了滿足這些要求,研制了各種高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性能且易加工、熱處理變形小、導(dǎo)熱性優(yōu)異的制模材料。4. 革新模具制造工藝在模具制造工藝上,為縮短模具的制造周期,減少鉗工的工作量,在模具加工工藝上作了很大的改進(jìn),特別是異形型腔的加工,采用了各種先進(jìn)的機(jī)床,這不僅大大提高了機(jī)械加工的比重,而且提高了加工精度。 5. 標(biāo)準(zhǔn)化開展標(biāo)準(zhǔn)化工作,不僅大大提高了生產(chǎn)模具的效率,而且改善了質(zhì)量,降低了成本。第1章 畢業(yè)設(shè)計(jì)總述1.1 設(shè)計(jì)要求(1)制品名稱:Mp3充電器后蓋注塑模具設(shè)計(jì)與制造(2)制品材料:ABS塑料(3)生產(chǎn)綱領(lǐng):年產(chǎn)10000件塑件的外形尺寸如下圖:圖 1.1 塑件的三維造型 圖 1.2 塑件的視圖1.2 設(shè)計(jì)的背景及目的(1)設(shè)計(jì)的背景隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,電器產(chǎn)品逐漸成為人們?nèi)粘I畋夭豢缮俚纳钣闷?,人們?duì)電器產(chǎn)品的要求從實(shí)用性、可靠性己經(jīng)提高到對(duì)舒適性、美觀性、安全性、實(shí)用經(jīng)濟(jì)性等方面的要求,從而對(duì)電器產(chǎn)品也提出了許多新的要求。對(duì)電器產(chǎn)品的這種不斷提出的新要求,促使電器產(chǎn)品的外形不斷的改進(jìn),外形零件的生產(chǎn)技術(shù)也不斷得到新的發(fā)展,使電器產(chǎn)品外殼零件成形技術(shù)在成形領(lǐng)域中占有越來(lái)越重要的地位。目前,電器產(chǎn)品的外形設(shè)計(jì)及加工技術(shù)日益受到了國(guó)內(nèi)外的高度重視,一些發(fā)達(dá)國(guó)家在這方面的研究已經(jīng)取得相當(dāng)?shù)倪M(jìn)展。他們的電器產(chǎn)品外觀美觀,讓人賞心悅目,而且設(shè)計(jì)高效快捷,產(chǎn)品更新?lián)Q代加快,能夠滿足人們的各種要求。 由于電器產(chǎn)品美觀性的要求,零件外形多為復(fù)雜曲面,傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法在對(duì)零件成形過(guò)程分析以及對(duì)產(chǎn)品存在缺陷的處理方面顯得無(wú)能為力,產(chǎn)品成形過(guò)程數(shù)值模擬技術(shù)跟不上的現(xiàn)狀己經(jīng)成為制約產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)的一個(gè)瓶頸。面對(duì)日益激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng),必須緊跟國(guó)際先進(jìn)水平,不斷提高電器產(chǎn)品外觀零件的質(zhì)量,降低設(shè)計(jì)和生產(chǎn)成本,加快生產(chǎn)周期。因而,Mp3充電器后蓋注塑模成形技術(shù)的研究與開發(fā)具有相當(dāng)重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。以此作為一個(gè)突破口,帶動(dòng)和促進(jìn)相關(guān)電器產(chǎn)品外觀零件注塑成形技術(shù)的發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新。(2)設(shè)計(jì)的目的通過(guò)本次設(shè)計(jì)使自己掌握注射模的模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)步驟,對(duì)CAD、PRO/E等一系列軟件的應(yīng)用熟練,讓我們能更快適應(yīng)生產(chǎn)工作。培養(yǎng)自己綜合運(yùn)用自己綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)和專業(yè)基本理論、基本方法分析和解決相關(guān)專業(yè)工程實(shí)際問(wèn)題的能力,在獨(dú)立思考、獨(dú)立工作能力方面獲得培養(yǎng)和提高。加之通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)習(xí),完成該課題可對(duì)我們大學(xué)四年期間所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行一次較為全面的專業(yè)訓(xùn)練,可以培養(yǎng)我們掌握如何運(yùn)用過(guò)去所學(xué)的知識(shí)去解決生產(chǎn)中實(shí)際問(wèn)題的方法,增強(qiáng)從事本專業(yè)實(shí)際工作所必需的基本能力和開發(fā)研究能力,為我們以后走上工作崗位打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。第2章 塑件的成型工藝參數(shù)通常,塑件制品的材料有很多種,選擇塑件的材料依據(jù)是它所處在的工作環(huán)境及使用性能的要求,以及原材料廠家提供的材料性能數(shù)據(jù)。對(duì)于常溫工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)件來(lái)說(shuō),要考慮的主要是材料的力學(xué)性能,如屈服應(yīng)力,彈性模量,彎曲強(qiáng)度,表面硬度等。該塑件對(duì)材料的要求首先必須是粗糙度和透光性好,其次才是成型難易和經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題。經(jīng)過(guò)多方面的考慮選用ABS。2.1 ABS的材料特性分析ABS 是由丙烯腈(Acrylonitrile)、丁二烯(Butadiene)和苯乙烯(Styrene)三種化學(xué)單體合成。其中 A 代表丙烯腈,B 代表丁二烯,S 代表苯乙烯。(1) ABS的使用特性1)ABS是無(wú)毒、無(wú)味,易燃燒、無(wú)自熄性,密度為1.081.2g/cm3的塑料。2)ABS具有較高的抗沖擊強(qiáng)度,且在低溫下也不迅速下降。3)有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。4)尺寸穩(wěn)定,易于成型和機(jī)械加工,與372有機(jī)玻璃的熔接性良好,經(jīng)過(guò)調(diào)色可配成任何顏色,且可作雙色成型塑件,且表面可鍍鉻。5)ABS幾乎不受酸、堿、鹽及水和無(wú)機(jī)物的影響。(2) ABS的成型特性1) ABS的熱穩(wěn)定性差,熱變形溫度為93,脆化溫度為-27,使用的溫度范圍為-40100,而且ABS的耐火性也差,紫外線作用下容易氧化降解,從而會(huì)導(dǎo)致制件變硬變脆。2) 吸濕性強(qiáng),含水量應(yīng)小于0.3,必須充分干燥,要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥。3) 流動(dòng)性中等,溢邊料0.04mm左右(流動(dòng)性比聚苯乙烯、PS差,但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好)。4) 易產(chǎn)生熔接痕,模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減小澆注系統(tǒng)對(duì)斜流的阻力,模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意澆注系統(tǒng),選擇好進(jìn)料口位置、形式。5) ABS在升溫時(shí)粘度增高,塑料上的脫模斜度宜稍大,宜取1 以上。6) 在正常的成型條件下,壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。7) 無(wú)定型塑料,其品種很多,各品種的機(jī)電性能及成型特性也各有差異,應(yīng)按品種確定成型方法及成型條件。(3) ABS主要技術(shù)指標(biāo):表 2.1 ABS主要技術(shù)參數(shù)力 學(xué) 性 能屈服強(qiáng)度/Mpa50熱 性 能 及 電 性 能玻璃化溫度/-拉伸強(qiáng)度/Mpa38熔點(diǎn)(粘流溫度)/130-160斷裂伸長(zhǎng)率/%35熱變形溫度/45N/cm3180N/cm390-10883-103拉伸彈性模量/Gpa1.8線膨脹系數(shù)/(10-5/)7.0彎曲強(qiáng)度/Mpa80比熱容/J/(kg*K)1470彎曲弱性模理/Gpa1.4熱導(dǎo)率/W/(m*K)0.263塑件質(zhì)量沖擊強(qiáng)度/kJ/m2無(wú)缺口缺口261燃燒性/(cm/min)慢11體積電阻/*cm6.9*1016布氏硬度/HBS9.7R121擊穿電壓/(kV/mm)-物理性能密度/(g/cm3)1.021.16吸水性/%(24h)0.20.4比體積/(cm2/g)1.021.06透明度或透光率不透明2.2 ABS的注射成型工藝參數(shù)(1)注射機(jī):螺桿式(2)螺桿轉(zhuǎn)速(r/min):3060(選30)(3)預(yù)熱和干燥:溫度(C) 8085 時(shí)間 (h) 23(4)密度(g/ cm):1.021.16(5)材料收縮率():0.30.8(6)料筒溫度(C):后段 150157 中段 165180 前段 180200(7)噴嘴溫度(C):170180(8)模具溫度(C):5080(9)注射壓力(MPa):2070(10)成形時(shí)間(S):注射時(shí)間 2090 高壓時(shí)間 05 冷卻時(shí)間 20120 總周期 50220(11)適應(yīng)注射機(jī)類型:螺桿、柱塞均可(12)后處理:方法 紅外線燈、烘箱 溫度(C) 70 時(shí)間(h) 242.3 Mp3充電器后蓋成型工藝過(guò)程分析根據(jù)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書的設(shè)計(jì)要求模具的類型是注塑模具,故Mp3充電器后蓋的成型工藝過(guò)程是注塑成型過(guò)程,即:(1)ABS預(yù)烘干-ABS裝入料斗-預(yù)塑化-注射裝置準(zhǔn)備注射-注射-保壓-冷卻-脫模-塑件送下工序(2)清理模具、涂脫模劑-合模-注射2.4 塑件的質(zhì)量和體積分析經(jīng)Pro/E三維造型后測(cè)得單體實(shí)際體積約為11.03cm3,澆注系統(tǒng)體積約為2.77cm3;查參考文獻(xiàn)1塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)中附錄2的表2-2得知其密度為1.081.2g/cm3,收縮率為0.3%0.8%,計(jì)算出其平均密度為1.14g/cm3,平均收縮率為0.55%。塑件的質(zhì)量M塑=V塑=1.1411.03=12.57g式中 -塑料的密度,g/cm3澆注系統(tǒng)的質(zhì)量M澆=V澆=1.142.77=3.16g故 V總=V塑+V澆=11.03+2.77=13.80 cm3 M總=M塑+M澆=12.57+3.16=15.73g第3章 Mp3充電器后蓋結(jié)構(gòu)形式的擬定3.1 塑件的結(jié)構(gòu)分析(1) 塑件結(jié)構(gòu)分析從塑件的三維圖和主視圖可以看出結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的零件。壁厚為2mm,且比較均勻。產(chǎn)品是所有邊緣均帶有圓角特征,圓角為8mm,該塑件的表面除要求沒(méi)有流紋、缺陷、毛刺,沒(méi)有特別的表面質(zhì)量要求,故比較容易實(shí)現(xiàn)。(2) 塑件的尺寸公差和精度分析該充電器后蓋長(zhǎng)65mm、寬40mm、厚15mm,其粗糙度值為Ra0.06mm。影響塑件公差的主要因素是:模具制造誤差及磨損誤差,尤其是成型零件的制造和裝配誤差以及使用中的磨損、塑料收縮的波動(dòng)、注射工藝條件的變化、塑件制品的形狀和飛邊厚度的波動(dòng)、脫校斜度及成型后制品的尺寸變化。由于模具任務(wù)書沒(méi)要求精度等級(jí),這里采用IT6級(jí)。脫模斜度:產(chǎn)品的厚度適中,脫模斜度這里取1。3.2 塑件在模具中的位置(1) 塑件的成型位置這里選擇塑件全在定模中,其結(jié)構(gòu)如下圖,圖中1 動(dòng)模, 2 型芯 ,3 定模。圖 3.1 成型位置 (2)確定型腔排列方式可根據(jù)注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)n為2。其型腔的排列方式如下圖:圖 3.2 型腔排列方式3.3 塑件分型面的確定(1) 分型面的選擇分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的一個(gè)重要因素,它與模具的整體結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、塑件的脫模和模具的制造工藝等有密切關(guān)系,并且直接影響著塑件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度及塑料的成型質(zhì)量。(2) 分型面的形式由于塑件外觀質(zhì)量要求不高,為尺寸精度要求一般的小型塑件,故可采用多型腔單分型面模具。并且從塑件上容易看出模具的分型面位置、摧出機(jī)構(gòu)的設(shè)置以及澆口的位置。因此,分型面可采用單分型面垂直分型。(3) 分型面的設(shè)計(jì)原則由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、形狀以及摧出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響,因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析。選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)基本原則: 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 確定有利的留模方式,便于塑件順利脫模 保證塑件的精度 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求 便于模具制造加工 注意對(duì)在型面積的影響 對(duì)排氣效果 對(duì)側(cè)抽芯的影響在實(shí)際設(shè)計(jì)中,不可能全部滿足上述原則,一般應(yīng)抓住主要矛盾,在此前提下確定合理的分型面。(4)分型面的確立根據(jù)以上原則,分型面選擇在塑件下端的最大分型面上,這樣的選擇使塑件外表面可以在整體凹模型腔內(nèi)成型,塑件外表面光滑,同時(shí)側(cè)向抽型容易,而且塑件脫模方便。如果分型面選擇在其他位置,會(huì)在分型面處留下痕跡,則會(huì)影響塑件表面的質(zhì)量,同時(shí) 會(huì)使側(cè)向抽芯困難,可確定該模具的分型面如下圖:圖 3.3 分型面圖 3.4 分型圖3.4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是指凝料熔體從注射機(jī)噴嘴射出后到達(dá)型腔之前在模具內(nèi)流經(jīng)的通道。澆注系統(tǒng)分為普通流道的澆注系統(tǒng)和熱流道的澆注系統(tǒng)兩大類。在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)之前必須確定塑件成型位置,才可以用一模兩腔,澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注射模具設(shè)計(jì)的一個(gè)很重要的環(huán)節(jié),它對(duì)注塑成型周期和塑件質(zhì)量(如外觀,物理性能,尺寸精度)都有直接的影響,設(shè)計(jì)時(shí)必須按如下原則:(1)型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對(duì)稱,防止模具承受偏載而造成溢料現(xiàn)象。(2)型腔和澆口的排列要盡可能地減少模具外形尺寸。(3)盡量采用較短的流程充滿型腔。(4)防止型芯的變形和嵌件的位移。(5)滿足型腔充滿的前提下,澆注系統(tǒng)容積盡量小,以減少塑料的耗量。(6)澆口位置要適當(dāng),盡量避免沖擊嵌件和細(xì)小型芯,防止型芯變形澆口的殘痕不應(yīng)影響塑件的外觀。綜合以上分析,該模具采用普通流道澆注系統(tǒng),普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。3.4.1 主流道設(shè)計(jì)主流道是指澆注系統(tǒng)中注射機(jī)噴嘴與模具澆口從套接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)通道,是熔體最先流進(jìn)模具的部分。其形狀為圓錐形,便于熔體順利的向前流動(dòng),開模時(shí)主流道凝料又能順利拉出來(lái),主流道的尺寸直接影響到塑料熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間,由于主流道要與高溫塑料和注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸和碰撞,通常不直接開在定模上,而是將它單獨(dú)設(shè)計(jì)成主流道套鑲?cè)攵0鍍?nèi)。主流道套通常又高碳工具鋼制造并熱處理淬硬。塑件外表面不許有澆口痕,又考慮取料順利,對(duì)塑件與澆注系統(tǒng)聯(lián)接處能自動(dòng)減斷。采用帶直流道與分流道的潛伏式點(diǎn)澆口,為了方便于拉出流道中的凝料,將主流道設(shè)計(jì)成錐形。其設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下:(1) 主流道的尺寸 1)主流道小端直徑 主流道小端直徑 d = 注射機(jī)噴嘴直徑 + 2 3 = 3 + 2 3 取 d = 4.5(mm)。 2)主流道的球半徑主流道的球半徑 SR = 10 + 1 2 取 SR = 12(mm)。 3)球面配合高度球面配合高度為 3 5 取 3(mm)。 4)主流道長(zhǎng)度主流道長(zhǎng)度L,應(yīng)盡量小于60mm,上標(biāo)準(zhǔn)模架及該模具結(jié)構(gòu),取 L = 33(mm) 5)主流道錐度主流道錐角一般應(yīng)在2 6,取 = 3,所以流道錐度為/2=1.5。 6)主流道大端直徑主流道大端直徑 D = d+2Ltan(/)(=3) 6(mm) 7)主流道大端倒圓角倒角 D/8 0.6(mm)根據(jù)以上數(shù)據(jù)和注射機(jī)的有關(guān)參數(shù),設(shè)計(jì)出主流道如下圖:圖 3.5 主流道形式(2) 主流道襯套的形式由于主流道要與高溫高壓的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞,所以主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道襯套,以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)加工和熱處理,一般采用碳素工具鋼如T8A、T10A等,熱處理要求淬火53 57 HRC。其大端兼作定位環(huán),圓盤凸出定模端面的長(zhǎng)度H=510mm。同時(shí)因該Mp3充電器后蓋采用ABS,需加熱,所以在主流道處采用電加熱以提高料溫。主流道襯套應(yīng)設(shè)置在模具對(duì)稱中心位置上,并盡可能保證與相聯(lián)接的注射機(jī)噴嘴同一軸心線。其襯套結(jié)構(gòu)如下圖:圖 3.6 襯套的固定形式3.4.2 分流道的設(shè)計(jì)分流道是主流道與澆口之間的通道,一般開在分型面上,起分流和轉(zhuǎn)向的作用。由于模具為一模兩腔的結(jié)構(gòu),應(yīng)設(shè)置分流道。分流道截面的形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和U形等,設(shè)計(jì)時(shí)考慮到要減少流道內(nèi)的壓力損失,流道的截面積大,流道的表面積小,傳熱損失小等因素,圓形和正方形截面流道的比面積最?。鞯辣砻娣e于體積之比值稱為比表面積),流道的效率最高。但是正方形截面不易脫模,淺矩形及半圓形截面流道,由于其效率低(比表面大),通常不采用,當(dāng)分型面為平面時(shí),可采用梯形或U字型截面的分流道。綜合以上分析,在實(shí)際生產(chǎn)中模具分流道截面采用圓型截面。其設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下:1)在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體能順利的充滿型腔的前提下,分流道截面積與長(zhǎng)度盡量取小值,分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過(guò)度。2)分流道較長(zhǎng)時(shí),在分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料井。對(duì)于此模來(lái)說(shuō)在分流道上不須開設(shè)冷料井。3)分流道的位置可單獨(dú)開設(shè)在定模板上或動(dòng)模板上,也可以同時(shí)開設(shè)在動(dòng),定模板上,合模后形成分流道截面形狀。4)分流道與澆口連接處應(yīng)加工成斜面,并用圓弧過(guò)度。(1) 分流道的長(zhǎng)度 分流道的長(zhǎng)度應(yīng)盡量短,且少?gòu)澱?。L = (50 + 15)2 = 110(mm)(2) 分流道的斷面分流道的斷面尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的成形的體積,塑件的壁厚,塑件的形狀和所用塑料的工藝性能,注射速率和分流道長(zhǎng)度等因素來(lái)確定。根據(jù)分流道截面形狀與流動(dòng)理論長(zhǎng)度的關(guān)系和參考文獻(xiàn)1的表格,再考慮到ABS的成型工藝性能,可確定分流道直徑為6mm.其分流道截面如下圖:圖 3.7 分流道截面(3) 分流道的布局分流道常用的布置形式有平衡和非平衡式兩種,其布置取決于型腔的布局,兩者相互影響,該模具為一模兩腔,采用平衡式布置。也就是指分流道到各型腔澆口的長(zhǎng)度,斷面形狀,尺寸都相同的布置形式。它要求各對(duì)應(yīng)部位的尺寸相等,以達(dá)到各個(gè)型腔均衡地進(jìn)料。該模具分流道為圓形截面,在定模座板和定模板上都開有分流道。(4) 分流道的表面粗糙度由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻,只有中心部位的塑料熔體的流動(dòng)狀態(tài)較為理想,因此分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低,一般Ra取1.6m左右,這可增加對(duì)外層塑料熔體的流動(dòng)阻力,使外層塑料冷卻皮層固定,形成絕熱層。3.4.3 澆口的設(shè)計(jì)澆口又稱進(jìn)料口,是連接分流道與型腔之間的熔體通道,它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。其主要作用是:1)型腔充滿后,熔體在澆口處首先凝結(jié),防止其倒流。2)易于在澆口切除澆注系統(tǒng)的凝料。澆口截面積約為分流道截面積的0.030.09,澆口的長(zhǎng)度約為0.5mm2mm,澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定,取其下限值,然后在試模是逐步糾正。(1) 澆口的選擇 最常用的澆口形式有點(diǎn)澆口,側(cè)澆口,直澆口。點(diǎn)澆口又稱點(diǎn)水口,由于前后兩段存在較大的壓力差,能增大熔體的剪切速率并產(chǎn)生較高的剪切熱,從而導(dǎo)致熔體表面粘度下降,流動(dòng)性增加,有利于充型。澆口在生產(chǎn)過(guò)程中自動(dòng)拉斷,適合自動(dòng)化注射生產(chǎn)。能使用在一模一腔或一模多腔模具中,即可以注射小產(chǎn)品也可以注射大型產(chǎn)品,特別是有花紋的塑件也不影響塑外觀。側(cè)澆口又稱側(cè)水口,一般開設(shè)在分型面上,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。 直澆口又稱大水口,無(wú)分流道,塑料通過(guò)主流道直接進(jìn)入型腔,故有塑料流程短,流動(dòng)阻力小,進(jìn)料塊,動(dòng)能損失小,傳遞壓力好等優(yōu)點(diǎn)。但冷卻除澆口比較困難,塑件有明顯的澆口痕跡,因澆口附近熱量比較集中,故在該處冷卻較遲,產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力較大,易在該處產(chǎn)生汽泡、縮孔等缺陷。綜上所述,澆口選用點(diǎn)澆口最佳。結(jié)構(gòu)如下圖:圖3.8 點(diǎn)澆口結(jié)構(gòu)通常d=0.51.5mm,l=1.01.5mm,=615(2) 澆口位置的選擇澆口位置的選擇對(duì)塑件質(zhì)量的影響極大。選擇澆口位置時(shí)應(yīng)遵循如下原則:1)澆口位置應(yīng)使填充型腔的流程最短。2)澆口應(yīng)開設(shè)在塑件截面最厚處,有利于補(bǔ)縮,可避免縮孔、凹痕產(chǎn)生;3)有利于塑料熔體的流動(dòng)、型腔的排氣、補(bǔ)塑;4)考慮塑件受力情況,避免塑件變形5)澆口位置的設(shè)置應(yīng)減少或避免生成熔接痕;6)考慮流動(dòng)方向,澆口位置和數(shù)目,對(duì)塑件性能的影響;7)澆口位置應(yīng)避免側(cè)面沖擊細(xì)長(zhǎng)型心或鑲件并校核流動(dòng)比,防止型芯或嵌件擠壓位移或變形。此外,在選擇澆口位置時(shí)應(yīng)注意到實(shí)際塑料型腔的排氣問(wèn)題和塑件外觀的質(zhì)量題,還應(yīng)考慮到澆口容易切除,痕跡不明顯,流動(dòng)凝料少等因素。根據(jù)任務(wù)書和制件的實(shí)際要求,綜合考慮以上因素,點(diǎn)澆口選在中心點(diǎn)處進(jìn)澆比較好。其實(shí)體設(shè)計(jì)如下圖:圖 3.9 澆口位置(3) 澆口套的結(jié)構(gòu)形式分流道與澆口的連接時(shí),由于Mp3充電器后蓋的側(cè)內(nèi)壁與芯存在一定的空隙,所以即使是在脫模的時(shí)候留有一定的澆口痕也不會(huì)影響裝配,其澆口套的主要結(jié)構(gòu)形式有兩種,一種是整體式,即定位圈與澆口套為一體,并壓配于定模板內(nèi),一般用于小型模具;另一種為將澆套和定位圈設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件,然后配合在模板上,主要用于中、大型模具。本設(shè)計(jì)的模具為一副中型型模具,故采用后一種結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)實(shí)際情況,綜合考慮經(jīng)濟(jì),節(jié)省材料等因素,選用碳素工具鋼T8A,淬火硬度為5357 HRC。(4) 定位圈的設(shè)計(jì)定位圈為模具的標(biāo)準(zhǔn)零件,查中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典參考文獻(xiàn)13,設(shè)計(jì)如下圖:圖 3.10 定位圈(5)冷料穴設(shè)計(jì)當(dāng)注射機(jī)未注射塑料之前,噴嘴最前端的熔融塑料的溫度較低,形成冷料渣,為了集存這部分冷料渣,在進(jìn)料日的末端的動(dòng)模板上開設(shè)一個(gè)洞穴或者在流道的末端開設(shè)洞穴,這個(gè)洞穴就是冷料穴。根據(jù)需要,不但在主流道的末端,而目可在各分流道轉(zhuǎn)向的位置,甚至在型腔的末端開設(shè)冷料穴。冷料穴應(yīng)設(shè)置在熔體流動(dòng)方向的轉(zhuǎn)折位置,并迎著上游的熔體流向,冷料穴的長(zhǎng)度通常為流道直徑的1.52倍。常用的是端部為Z字形的拉料桿形式,該冷料穴兼有拉料的作用。具體要根據(jù)塑料性能合理選用。本模具中的冷料穴的具體位置和形狀如下圖中所示設(shè)計(jì)在分流道末端。圖 3.11 分流道末端的冷料穴3.5 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為了使塑料熔體順利填充模具型腔,必須將澆注系統(tǒng)和型腔內(nèi)的空氣以及塑料在成型過(guò)程中產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體順利地排出模外。否則,在塑件上形成氣泡、凹陷、熔接不牢、表面輪廓不清晰等缺陷,甚至產(chǎn)生反壓力降低充模速度。常見的排氣方式有利用配合間隙排氣,在分型面上開設(shè)排氣槽,利用排氣塞排氣。由于制件型腔對(duì)稱,且型腔最后填充部位在分型面上,配合間隙大于0.04mm,綜合考慮各種因素,選擇在分型面上開設(shè)排氣槽。其中h=0.03mm,方式如下圖:圖 3.12 排氣槽形式第4章 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)4.1 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)使塑件從模具上脫出來(lái)的機(jī)構(gòu)稱為推出出機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作方向與模具開模的方向一致的。良好的推出機(jī)構(gòu)要求脫模時(shí)塑件不變形和不損壞,而且推出機(jī)構(gòu)的位置位于制件不明顯處。常見的脫模推出機(jī)構(gòu)有推桿推出機(jī)構(gòu)、推管推出機(jī)構(gòu)和推件板推出機(jī)構(gòu)。推桿的設(shè)置位置采取以下原則:1)推桿設(shè)在脫模阻力大的地方。如加強(qiáng)筋,壁厚等處。作用面積盡可能大一些,以防止塑件變形和損壞。2)因?yàn)樗芰鲜湛s是抱緊凸模,所以推出力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近凸模。因?yàn)樗芗谋诤竦年P(guān)系我們可以利用推板。3)為了保證良好的塑件外觀,推出位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗庥^影響不大的部位。將推桿設(shè)計(jì)在塑件的內(nèi)部型腔。4)若推出部位需設(shè)在塑件使用或裝配的基準(zhǔn)面上時(shí),對(duì)不影響塑件尺寸和使用,一般推桿與塑件接觸處凹進(jìn)塑件0.1mm;否則塑件會(huì)出現(xiàn)凸起,影響基面的平整。推桿多用T8、T10材料,頭部淬火硬度達(dá)50HRC以上,表面粗糙度取Ra值小于0.8m,和推桿孔呈H8/f8配合。(1) 確定推出方式由于該塑件形狀為方殼型零件并且脫模阻力不大,而推桿又加工簡(jiǎn)單、更換方便、脫模效果好,因此采用圓形推桿脫模機(jī)構(gòu),所以可以使用推桿推出機(jī)構(gòu)完成塑件的推出,這種方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、推出力均勻,塑件在推出時(shí)變形小,推出可靠。普通的圓形推桿按 GB4169.11984選用,可滿足推桿剛度要求。根據(jù)推桿本身的結(jié)構(gòu)及考慮經(jīng)濟(jì)和適用性,選用直徑為5125型號(hào)的12根圓形推桿。其基本形式如下圖:圖 4.1 推桿形式材料:T8A 熱處理5054HRC2R=11mm ,d=5mm, L=125mm ,表面粗糙度Ra0.8m(2) 推出的位置推桿的位置應(yīng)選擇在脫模阻力最大的地方。因塑件的包緊力在四周最大,所以在塑件內(nèi)側(cè)附近設(shè)置推桿。因考慮到塑件本身的強(qiáng)度和剛度及推桿本身的特性,推桿排列方式均勻分布在四角。(3) 脫模力計(jì)算 當(dāng)開始脫模時(shí),模具所受的阻力最大,推桿剛度及強(qiáng)度應(yīng)按此時(shí)計(jì)算Ft=Ap(cos-sin)+qA1式中 A塑件包絡(luò)型芯的面積(mm2); p塑件對(duì)型芯面積上的包緊力,取0.8107 1.2 107Pa; 脫模斜度; q大氣壓力0.09Mpa; 塑件對(duì)剛的摩擦系數(shù),約為0.10.3; A1制件垂直于脫模方向的投影面積(mm2) A(668.52368.52)mm2 =1666 mm2 Ft=16661.2107 (0.3cos 40-sin40)/ 1060.096236N =(5997.6+200.88)N =6198.48N(4) 確定側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu) 塑件的側(cè)面無(wú)小孔,凸臺(tái)等特殊要求,因此模具應(yīng)不用置設(shè)置側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。本注塑模采用三板式注射模,開模時(shí),活動(dòng)板與定模板之間在彈簧的作用下使C面分型,將主澆道的凝料從澆口套中脫出。待動(dòng)模繼續(xù)后退時(shí),直到定距拉板拉到固定在活動(dòng)板上的限位釘時(shí),D面又被分開,即將塑件與澆口拉開,使塑件與型芯一起后退,而凝料在分型面取出。當(dāng)動(dòng)模繼續(xù)后退,注射的推桿接觸推板時(shí),推件板在推桿的推動(dòng)下,將塑件推出。4.2 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)導(dǎo)向合模機(jī)構(gòu)對(duì)于塑料模具是必不可少的部分,因?yàn)槟>咴陂]合時(shí)要求有一定的方向和位置,所以必須設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu),導(dǎo)柱安裝在動(dòng)模一邊或定模一邊均可,通常導(dǎo)柱設(shè)在主型腔周圍。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要作用有以下三點(diǎn):(l)定位作用 合模時(shí)保證動(dòng)、定模正確的位置,以便合模后保持模具型腔的正確形狀。(2)導(dǎo)向作用 合模時(shí)引導(dǎo)動(dòng)模按序正確閉合,防止損壞凹凸模。(3)導(dǎo)柱在工作中承受一定的側(cè)向壓力。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是比較常見的形式,查GB 4169.4-1984,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,加工方便,在導(dǎo)柱的末端以導(dǎo)向套給以配合,導(dǎo)柱倒裝。一般精度為Ra0.8m,其結(jié)構(gòu)如下圖:圖 4.2 導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱和導(dǎo)套組成。導(dǎo)柱與導(dǎo)套配合精度通常采用H7/f7或H8/f7,其形式如下圖所示:圖 4.3 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合第5章 成型零件的設(shè)計(jì)與加工工藝5.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成型零部件是決定塑件幾何形狀和尺寸的零件。它是模具的主要部分,包括凹模、凸模、型腔、型芯、成型環(huán)等。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先根據(jù)塑料的性能、制件的使用要求確定型腔的總體結(jié)構(gòu)、進(jìn)澆點(diǎn)、分型面、排氣部位、脫模方式等,然后根據(jù)制件尺寸,計(jì)算成型零件的工作尺寸,從機(jī)加工工藝角度決定型腔各零件的結(jié)構(gòu)和其他細(xì)節(jié)尺寸,以及機(jī)加工工藝要求等。此外由于塑件溶體有很高的壓力,因此還應(yīng)該對(duì)關(guān)鍵成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的校核。按其結(jié)構(gòu)不同可分為整體式和組合式兩類。a.整體式凹模 整體凹模由整塊材料加工而成,它的特點(diǎn)是牢固,使用中不易發(fā)生變形,不會(huì)使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡,但由于加工困難,熱處理不方便,故常用在形狀簡(jiǎn)單的中、小型模具上。b.組合式凹模 組合式凹模是指凹模有兩個(gè)以上零件組合而成,按組合方式的不同,可分為整體嵌入式、局部鑲嵌式、底部鑲拼式、側(cè)壁鑲拼式和凹壁拼合式等形式。由零件的特點(diǎn)選擇整體嵌入式凹模。采用此組合式凹模,簡(jiǎn)化了復(fù)雜凹模的加工工藝,減少了熱處理變形,拼合處有間隙利于排氣,便與模具維修,節(jié)省了貴重的模具鋼。為了保證組合式型腔尺寸精度和裝配的牢固,減少塑件上的鑲拼痕跡,對(duì)于鑲塊的尺寸,形狀位置公差要求較高,組合必須牢靠,鑲塊的機(jī)械加工工藝性要好。(1) 成型零件的選材對(duì)于模具鋼的選用,必需要符合以下幾點(diǎn)要求:1)機(jī)械加工性能良好。要選用易于切削,且在加工以后能得到高精度零件的鋼種。2)拋光性能優(yōu)良。注射模成型零件工作表面,多需要拋光達(dá)到鏡面,Ra0.05m。要求鋼材硬度在HRC3540為宜。過(guò)硬表面會(huì)使拋光困難。鋼材的顯微組織應(yīng)均勻致密,極少雜質(zhì),無(wú)疵斑和針點(diǎn)。3)耐磨性和抗疲勞性能好。注射模型腔不僅受高壓塑料熔體沖刷,而且還受冷熱溫度交變應(yīng)力作用。一般的高碳合金鋼可經(jīng)熱處理獲得高硬度,但韌性差易形成表面裂紋,不以采用。所選鋼種應(yīng)使注塑模能減少拋光修模次數(shù),能長(zhǎng)期保持型腔的尺寸精度,達(dá)到所計(jì)劃批量生產(chǎn)的使用壽命期限。4)具有耐腐蝕性。對(duì)有些塑料品種,如聚氯乙稀和阻燃性的塑料,必須考慮選用有耐腐蝕性能的鋼種。根據(jù)塑件表面質(zhì)量比較高決定模具表面質(zhì)量更高這一事實(shí),再依照上述標(biāo)準(zhǔn),綜合分析在設(shè)計(jì)成型零件(凹模)中選用了SM45鋼。(2) 凹、凸模的配合凹模亦稱型腔,是成型塑件外表面的主要零件。凹模結(jié)構(gòu)有整體式凹模、整體嵌入式凹模、局部鑲拼式凹模、四壁拼合式凹模、螺紋型環(huán)。凹、凸模按結(jié)構(gòu)不同主要分為整體式和組合式兩種結(jié)構(gòu)形式。這里凹模采用整體式結(jié)構(gòu),這樣的結(jié)構(gòu)可以保證塑件的外表面的質(zhì)量,延長(zhǎng)凹模使用壽命,又不浪費(fèi)價(jià)格昂貴的材料,并且凹模損壞后,維修、更換方便,還有利于塑件的拋光,且位于定模板上,因?yàn)槟>邽橐荒汕坏慕Y(jié)構(gòu),所以需要采用兩個(gè)型腔。型芯的結(jié)構(gòu)是組合式結(jié)構(gòu),這樣有利于加工的方便,并保證配合精密,防止塑件產(chǎn)生飛邊。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟如下圖:圖 5.1 凹模(型腔)凸模(型芯)結(jié)構(gòu)有整體式型芯、組合式型芯。本塑件采用整體式型芯。圖 5.2 凸模(型芯)(3) 凹、凸模的精度成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構(gòu)成塑件的尺寸。凹凸模工作尺寸的精度直接影響塑件的精度。影響工作尺寸的因素如下:1) 塑件收縮率的影響由于塑料熱脹冷縮的原因,成型冷卻后的塑件尺寸小于模具型腔的尺寸。2) 凹凸模工作尺寸的制造公差它直接影響塑件的尺寸公差,通常凹、凸模的制造公差取塑件公差的1/31/6,表面粗糙度取Ra值為0.80.4m。3) 凹凸模使用過(guò)程中的磨損量及其他因素的影響通常凹、凸模的工作尺寸根據(jù)塑料的收縮率,凹、凸模零件的制造公差以磨損量3個(gè)因素確定。(4) 凹、凸模的尺寸計(jì)算凹凸模的工作尺寸計(jì)算依據(jù)以上的三種因素來(lái)確定,依次計(jì)算凹凸模的工作尺寸。1) 凹模的工作尺寸計(jì)算凹模是成型塑件的外形的模型零件,其工作尺寸屬于包容尺寸,在使用過(guò)程中會(huì)使包容尺寸逐漸增大。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。凹模的徑向尺寸計(jì)算公式: Lm=(Ls+LsScp-3/4)+Z凹模的深度尺寸計(jì)算公式:Hm=(Hs+HsScp-2/3)+Z式中: Ls塑件外形公稱尺寸 Hs塑料高度方向的公稱尺寸 Scp塑料的平均收縮率,取K =0.55% 塑件的尺寸公差 模具制造公差,一般去塑件相應(yīng)尺寸公差的1/31/6因此:Lm1 =65(1+0.0055)(3/4)0.46 =65.01 (塑件外形的長(zhǎng)) Lm2 =40(1+0.0055)(3/4)0.36 =39.95 (塑件外形的寬) H =15 (1+0.0055) (2/3) 0.20 =14.95 (塑件外形的厚度)2) 凸模的工作尺寸計(jì)算凸模是成型塑件內(nèi)形的,其工作尺寸屬于被包容尺寸,在使用過(guò)程中凸模的磨損會(huì)使被包容尺寸逐漸的減小。所以為了使得模具的磨損留有修模的余地以及裝配需要,在設(shè)計(jì)模具時(shí),被包容尺寸盡量取上限尺寸,尺寸公差取下偏差。凸模的徑向尺寸計(jì)算公式: Lm=(Ls+LsScp+3/4)Z凸模的高度尺寸計(jì)算公式:Hm=(Hs+HsScp+2/3)Z因此:Lm3 =62(1+0.0055)+(3/4)0.46 =62.69 (塑件內(nèi)形的長(zhǎng)) Lm4 =37(1+0.0055)+(3/4)0.36 =37.47 (塑件內(nèi)形的寬)5.2 型腔和型芯機(jī)加工工藝表 5.3 型腔的機(jī)加工工藝序號(hào)工序名稱加工內(nèi)容及要求設(shè)備1下料根據(jù)模板形狀下料2鍛造鍛坯料至尺寸長(zhǎng)315、寬200、厚25mm3劃線劃線、打樣沖4個(gè)沉頭孔的中心鉗工臺(tái)4鉆孔鉆四個(gè)16的孔鉆床5銑削以孔定位銑出型腔的外形銑床6刨削精刨上下面使厚度為26mm刨床7鉆孔鉆兩型腔中間6的孔鉆床8鉆孔鉆旁邊側(cè)抽芯孔到規(guī)定位尺寸鉆床9熱處理淬火,表面硬度達(dá)5458HRC10磨削粗磨底面,使厚為25.5mm平面磨床11磨削精磨上表面,使厚度達(dá)圖紙要求平面磨床表 5.4 型芯的機(jī)加工工藝序號(hào)工序名稱加工內(nèi)容及要求設(shè)備1下料根據(jù)模板形狀下料2鍛造鍛坯料至尺寸長(zhǎng)75、寬52、厚70mm3熱處理退火4車車型腔孔,并按圖紙要求加工22mm,留0.05mm的磨量車床 續(xù)表 5.45鉗工畫個(gè)裝配孔中心線6鉆鉆四個(gè)16的孔鉆床7熱處理淬火、回火,表面硬度達(dá)3035HRC8磨削粗磨底面,使厚為32.5mm,Ra=0.2m表面,留鉗工研磨余量0.02mm平面磨床9鉗研磨上表面,使厚度達(dá)圖紙要求10化學(xué)熱處理鍍鉻拋光第6 章冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 對(duì)于大多數(shù)熱塑性塑料,模具上不需設(shè)置加熱裝置。設(shè)置冷卻效果良好的冷卻水回路的模具是縮短成形周期、提高生產(chǎn)效率最有效的方法。塑料模具可以看成是一種熱交換器,如果不能實(shí)現(xiàn)均勻的快速冷卻,則會(huì)使塑件內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力而異致產(chǎn)品變形或開裂,所以應(yīng)根據(jù)塑件的形狀、壁厚及塑件的品種,設(shè)計(jì)與制造出能實(shí)現(xiàn)均一、高效冷卻回路。6.1 水道直徑的設(shè)計(jì) 冷卻系統(tǒng)的確定原則: 1)水孔直徑不能大于14mm,否則冷卻難以湍流狀態(tài),以致降低熱交換;2)平均壁厚為2mm時(shí)水孔直徑可取510mm平均壁厚為24mm時(shí)水孔直徑可取612mm,因此該塑件的水孔直徑確定為6mm。6.2 冷卻系統(tǒng)的方法設(shè)置冷卻效果良好的冷卻水回路的模具是縮短成型周期、提高生產(chǎn)效率最有效的方法。如果不能實(shí)現(xiàn)均一的快速冷卻,剛會(huì)使塑件內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力而一學(xué)致產(chǎn)品變形或開裂,所以應(yīng)根據(jù)塑件的形狀、壁厚及塑件的品種,設(shè)計(jì)與制造出能實(shí)現(xiàn)均一、高效的冷卻回路。所以水道布置圖如圖所示。圖 6.1 水道布置第7章 模架的選擇7.1 模架的選取模架是設(shè)計(jì)、制造塑料注射模的基礎(chǔ)部件。為了提高模具質(zhì)量,縮短模具制造周期,適應(yīng)大規(guī)模成批量生產(chǎn)塑料成形模具、提高模具精度和降低模具成本,選用標(biāo)準(zhǔn)模架。一般標(biāo)準(zhǔn)模架,包括動(dòng)模座板、定模座板、動(dòng)模板、定模板、支撐板、墊塊等零件。塑料模的模架零件起裝配、定位和安裝作用。(1) 模架結(jié)構(gòu)的選用選用標(biāo)準(zhǔn)模架的程序及要點(diǎn)如下:l) 模架厚度H和注射機(jī)的閉合距離L對(duì)于不同型號(hào)及規(guī)格的注射機(jī),不同結(jié)構(gòu)形式的鎖模機(jī)構(gòu)具有不同的閉合距離。模架厚度與閉合距離的關(guān)系為:Lmin H Lmax2) 開模行程與動(dòng)、定模分開的間距與推出塑件行程之間的尺寸關(guān)系設(shè)計(jì)時(shí)須計(jì)算確定,注射機(jī)的開模行程應(yīng)大于取出塑件所需的動(dòng)、定模分開的間距,而模具推出塑件距離需小于注射機(jī)推出液壓缸的額定推出行程。3) 選用模架應(yīng)符合塑件及成形工藝的技術(shù)要求為保證塑件質(zhì)量和模具的使用性能及可靠性,需對(duì)模架組合零件的力學(xué)性能,特別是其強(qiáng)度和剛度進(jìn)行校核及計(jì)算。(2) 標(biāo)準(zhǔn)模架的確定根據(jù)以上分析,計(jì)算以及型腔尺寸及位置可以確定模架的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格。查參考文獻(xiàn)8表選用:A2 -315250-27-Z2 GB/T12556.11990 1) 定模座板(250315,厚25mm)主流道襯套固定孔與其為H7/m6過(guò)渡配合;通過(guò)6個(gè)10的內(nèi)六角螺釘與定模固定板連接;定模墊板通常就是模具與注射機(jī)連接處的定模板。2) 定模板(200315,厚25mm)上面的型腔為整體式;有四個(gè)型芯固定孔;其導(dǎo)柱固定孔與導(dǎo)柱為H7/m6過(guò)渡配合。3) 動(dòng)模固定板(250315,厚25mm)用于固定型芯(凸模)、導(dǎo)套。為了保證凸?;蚱渌慵潭ǚ€(wěn)固,固定板應(yīng)有一定的厚度,并有足夠的強(qiáng)度,一般用45鋼或Q235A制成,最好調(diào)質(zhì)230270HB;4) 動(dòng)模板(200315,厚32mm)其注射機(jī)頂桿孔為50mm;其上的推板導(dǎo)柱孔與導(dǎo)柱采用H7/m6配合。 5) 支承板(200315,厚32mm)支承板板是蓋在固定板上面或墊在固定板下面的平板,它的作用是防止型腔、型芯、導(dǎo)柱或頂桿等脫出固定板,并承受型腔、型芯或頂桿等的壓力,因此它要具有較高的平行度和硬度。一般采用45鋼,經(jīng)熱處理235HB或50鋼、40Cr、40MnB等調(diào)質(zhì)235HB,或結(jié)構(gòu)鋼Q235Q275。還起到了支承板的作用,其要承受成型壓力導(dǎo)致的模板彎曲應(yīng)力。 6) 墊塊(40315,厚63mm)主要作用:在動(dòng)模座板與動(dòng)模墊板之間形成頂出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作空間,或是調(diào)節(jié)模具的總厚度,以適應(yīng)注射機(jī)的模具安裝厚度要求。結(jié)構(gòu)型式:可為平行墊塊、拐角墊塊。(該模具采用平行墊塊)。墊塊一般用中碳鋼制造,也可用Q235A制造,或用HT200,球墨鑄鐵等。墊塊的高度計(jì)算:h墊塊=h推出距離+h推板+h推桿固定板+ =15+16+20+12 =63(mm)式中 頂出行程的余量,一般為512mm,以免頂出板頂?shù)絼?dòng)模墊板。模具組裝時(shí),應(yīng)注意左右兩墊塊高度一致,否則由于負(fù)荷不均勻會(huì)造成動(dòng)模板損壞。 7) 推桿固定板(118315,厚16mm) 8) 推板(118315,厚20mm)其具體如下圖所示:圖 7.1 標(biāo)準(zhǔn)模架7.2 模具標(biāo)準(zhǔn)零部件的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)件包括通用標(biāo)準(zhǔn)件及模具專用標(biāo)準(zhǔn)件兩大類。通用標(biāo)準(zhǔn)件如緊固件等。模具專用標(biāo)準(zhǔn)件如定位圈、澆口套、推桿、推管、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、模具專用彈簧、冷卻及加熱元件,順序分型機(jī)構(gòu)及精密定位用標(biāo)準(zhǔn)組件等。其標(biāo)準(zhǔn)零部件各參數(shù)如表所示:表 7.2 零件參數(shù)名稱材料熱處理工藝數(shù)量定位環(huán)T8A淬火加低溫回火,熱處理至48 55HRC1澆口套T8A淬火加低溫回火,熱處理至53 57HRC1型芯SM45淬火加低溫回火,熱處理至50 54HRC2推桿T8A端部淬火加低溫回火,熱處理至50 54HRC16拉料桿T8A端部淬火加低溫回火,熱處理至50 54HRC1續(xù)表7.2 行程擋塊45號(hào)鋼淬火加低溫回火,熱處理至4348HRC1支承柱45號(hào)鋼淬火加低溫回火,熱處理至40 45HRC4導(dǎo)柱、導(dǎo)套T8A淬火加低溫回火,熱處理至50 55HRC4凹模板,凸模板SM45調(diào)制處理,熱處理至5054HRC1上、下模座板Q235調(diào)制處理,熱處理至125 235HB11) 模座20205050之間選用59.8的定位環(huán)。圖 8.4 定位環(huán)2) 型芯邊界距離模座邊界4060;凹模板之板厚=凹模框深度210與凹??蛏疃?之范圍,取32mm;凸模板之板厚=凸模框深度2與凸??蛏疃?+10之范圍,取32mm。3) 回位銷彈簧長(zhǎng)度取值原則:自由長(zhǎng)度L=推出距離+預(yù)壓量縮比,須取整數(shù);推出 行程15mm以內(nèi),彈簧長(zhǎng)度取40mm(間隔塊高60mm)。4)防脫拉板是防止模具在不使用時(shí)凸模與凹模脫開;螺釘是防止推出板與下固 定板之間夾有異物,以便模具確實(shí)回位。5) 中等精度要求配合部位用IT13級(jí)。第8章 Mp3充電器后蓋成型設(shè)備的選擇8.1 注射機(jī)型號(hào)的確定除了模具的結(jié)構(gòu)、類型和一些基本參數(shù)和尺寸外,模具的型腔數(shù)、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面積、成型時(shí)需要的合模力、注射壓力、模具的厚度、安裝固定尺寸以及開模行程等都與注射機(jī)的有關(guān)性能參數(shù)密節(jié)相關(guān),如果兩者不相匹配,則模具無(wú)法使用,為此,必須對(duì)兩者之間有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行較核,并通過(guò)較核來(lái)設(shè)計(jì)模具與選擇注射機(jī)型號(hào)。由注射量選定注射機(jī)。由PRO/E建模分析得總體積V=13.8cm2=27.6cm3;總質(zhì)量M=15.73g2=31.46cm3;根據(jù)塑件的總體積和總質(zhì)量初步選定用XS-ZY-125(臥式)型注塑機(jī)。注塑機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格如下表:表 8.1 注塑機(jī)的主要參數(shù)理論注射容積(cm)125螺桿直徑(mm)35注射壓力(MPa)119注射速率(g/s)70塑化能力(Kg/h)20螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)0-200鎖模力(kN)400拉桿有較距離(mm)260290移模行程(mm)300模具最大厚度(mm)300模具最小厚度(mm)150鎖模形式雙曲肘模具定位孔直徑(mm)100噴嘴球半徑(mm)SR12噴嘴口孔徑(mm)4模板尺寸(mm)4284588.2 注射機(jī)型腔數(shù)量確定與校核一般來(lái)說(shuō),精度要求高的小型塑件和中大型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu);對(duì)于精度要求不高的小型塑件(沒(méi)有配合精度要求),形狀簡(jiǎn)單,又是大批量生產(chǎn)時(shí),若采用多型腔模具可提供獨(dú)特的優(yōu)越條件,使生產(chǎn)效率大為提高。型腔的數(shù)目可根據(jù)模型的大小情況而定。型腔數(shù)量與注射機(jī)的塑化率、最大注射量及鎖模力等參數(shù)有關(guān),此外,還受塑件的精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因數(shù)影響。可根據(jù)注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)n式中 K注射機(jī)的最大注射量的得用系數(shù),一般取0.8; mN注射機(jī)允許的最大注射量; m 2澆注系統(tǒng)所需塑料的質(zhì)量或體積(g或cm); m 1單個(gè)塑件的質(zhì)量或體積(g或cm)。所以需要 n=2 符合要求故可采用一模兩型的模具結(jié)構(gòu)。8.3 注射機(jī)注射量的校核注射機(jī)在一個(gè)注射周期內(nèi)所需注射量的塑料熔體的總量必須在注射機(jī)額定注射量的80%以內(nèi)。在一個(gè)成形周期內(nèi),需注射入模具內(nèi)的塑料熔體的容量或質(zhì)量,應(yīng)為產(chǎn)品和澆注系統(tǒng)兩部份容量或質(zhì)量之和,即V = nVz + Vj或 M = nmz + mj式中 V(m)一個(gè)成形周期內(nèi)所需射入的塑料容積或質(zhì)量(cm或g); n 型腔數(shù)目 Vz(mz)單個(gè)塑件的容量或質(zhì)量(cm或g)。 Vj(mj)澆注系統(tǒng)凝料和飛邊所需塑料的容量或質(zhì)量(cm或g)。故應(yīng)使nVz + Vj 0.8Vg 或nmz + mj 0.8mg式中 Vg(mg)注射機(jī)額定注射量(cm或g)。根據(jù)容積計(jì)算 nVz + Vj = 211.03+2.77=24.80cm3 0.8Vg可見注射機(jī)的注射量符合要求。8.4 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力校核注射成型時(shí),塑件在模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素,其數(shù)值越大,需要的鎖模力也就越大。如果這一數(shù)值超過(guò)了注射機(jī)允許使用的最大成型面積,則成型過(guò)程中將會(huì)出現(xiàn)溢漏現(xiàn)象。因此,設(shè)計(jì)注射模時(shí)必須滿足下面關(guān)系:nA塑 + A澆 A式中 A注射機(jī)允許使用的最大成型面積(mm2) A塑塑件在分型面上的投影面積(mm2) A澆澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積(mm2)注射成型時(shí),模具所需的鎖模力與塑件在水平分型面上的投影面積有關(guān),為了可靠地鎖模,不使成型過(guò)程中出現(xiàn)溢漏現(xiàn)象,應(yīng)使塑料熔體對(duì)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(jī)額定鎖模力,即:(nA塑+ A澆)p F式中 F注射機(jī)允許的最大額定鎖模力(kN) 其它符號(hào)意義同上。所以需要24065+980=83200mm2A查得ABS的平均成型壓力為30(cm2/MPa)(246.5+0.98)30=250kNF符合要求8.5 最大注射壓力校核注射機(jī)的額定注射壓力即為它的最高壓力pmax,應(yīng)該大于注射機(jī)成型時(shí)所調(diào)用的注射壓力,即:pmaxKp0很明顯,上式成立,符合要求。8.6 模具與注射機(jī)安裝部份的校核噴嘴尺寸 注射機(jī)頭為球面,其
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