連接件注射塑料模具設(shè)計(jì)-抽芯注塑模含UG三維及11張CAD圖帶模流1模2腔-獨(dú)家.zip

連接件注射塑料模具設(shè)計(jì)-抽芯注塑模含UG三維及11張CAD圖帶模流1模2腔-獨(dú)家.zip,連接,注射,塑料,模具設(shè)計(jì),注塑,UG,三維,11,CAD,圖帶模流,獨(dú)家 連接件注射塑料模具設(shè)計(jì) 摘要 20世紀(jì)塑料材料的制品如雨后春筍一樣涌現(xiàn)，當(dāng)然這樣的興起是因?yàn)樗旧淼奶攸c(diǎn)，包括有價(jià)格低廉、易塑型、強(qiáng)度大等等。就現(xiàn)在來說，塑料制品已經(jīng)在很多的方面得到了應(yīng)用，諸如日常的生活、醫(yī)療所使用的設(shè)備、電子電器制品方面、汽車內(nèi)部設(shè)備等。 塑料制品有很多種成型的方法，本設(shè)計(jì)使用的是最常使用的注塑方式——注射成型，進(jìn)行連接件注射模具設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)的模具設(shè)計(jì)對(duì)象為連接件，前期對(duì)于設(shè)計(jì)對(duì)象進(jìn)行了相關(guān)的測(cè)量，數(shù)據(jù)的記錄等；中期主要是使用三維設(shè)計(jì)軟件根據(jù)前期測(cè)量的數(shù)據(jù)建立立體模型，并在塑件模型的基礎(chǔ)上利用制造內(nèi)的模具型腔模塊對(duì)連接件作出相應(yīng)的注塑模具設(shè)計(jì)，包括有塑件元件、主分型面、澆口等，并且加入相應(yīng)的模架、澆口、流道等；后期則是以之前作出的成果為基礎(chǔ)使用CAD軟件繪制出相應(yīng)的二維圖，也就是工程圖，更加清晰的顯示出塑件的結(jié)構(gòu)以及模具的機(jī)構(gòu)。 關(guān)鍵詞：連接件；注射模具；型腔模塊；分型面 IV Abstract In twentieth Century, plastic products have sprung up like mushrooms, of course, this rise is because of its own characteristics, including low prices, easy to shape, strength, etc.. For now, plastic products have been applied in many fields, such as daily life, medical equipment, electronic and electrical products, automotive equipment, etc.. Plastic products have many kinds of molding methods, the design is the use of the most commonly used injection molding - injection molding, connector injection mold design. The mold design object the design for the connecting piece for early design objects were related to the measurement data records; interim is mainly to establish three-dimensional model according to the measured data using 3D design software, and the cavity module of the connecting piece made of injection mold design using the corresponding manufacturing mode based on plastic parts the model, including plastic components, main parting line, gate, and add the corresponding mold gate runner; the latter is to make the results before rendering the 2D map corresponding to the basis of the use of CAD software, which is the engineering diagram, show the structure of plastic parts and mold structure more clearly. Key words: connector; injection mold; cavity module; parting surface目錄 連接件注射塑料模具設(shè)計(jì) I 摘要 I Abstract II 1 前言 1 1.1注塑成形的概述 1 1.1.1我國(guó)注塑成形的發(fā)展情況 1 1.1.2國(guó)外注塑成形的發(fā)展情況 2 1.1.3我國(guó)注塑成形中存在的問題以及未來發(fā)展分析 3 1.2本課題研究?jī)?nèi)容 4 2 塑件的工藝分析及材料分析 6 2.1 塑件的工藝分析 6 2.1.1 塑件的位置公差 6 2.1.2 塑件表面質(zhì)量要求及分析 6 2.1.3 脫模斜度分析 7 2.1.4 壁厚的分析 7 2.1.5 圓角的分析 8 2.1.6孔的分析 8 2.1.7塑件的體積和質(zhì)量 9 2.1.8 塑件成型方法與分析 9 2.2 材料分析 10 2.2.1 材料的分析與選擇 10 2.2.2 分析制件材料使用性能 11 3 成型注塑機(jī)選用 12 3.1 注射機(jī)的概述 12 3.2 注射機(jī)基本參數(shù) 12 3.3 注塑機(jī)選擇 14 4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 4.1確定模具的基本類型 16 4.2型腔數(shù)目的確定及型腔的排列 16 4.3模架選用 17 5 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 5.1分型面的選擇 19 5.2型芯型腔結(jié)構(gòu)的確定 20 5.2.1型腔設(shè)計(jì) 21 5.2.2型芯設(shè)計(jì) 21 5.3型芯型腔的尺寸要素 22 5.4型芯型腔的尺寸計(jì)算 22 5.5成形零部件剛度和強(qiáng)度校核 23 5.5.1 剛度和強(qiáng)度校核要素 23 5.5.2 型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算 24 6 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26 6.1 澆口的設(shè)計(jì) 26 6.1.1 澆口的形狀、位置的確定 26 6.1.2 澆口位置的選擇原則 26 6.1.3 澆口的尺寸確定 27 6.2 流道的設(shè)計(jì) 29 6.2.1 主流道相關(guān) 30 6.2.2 分流道的設(shè)計(jì) 31 6.2.3 分流道的形狀與尺寸 32 6.2.4 分流道的表面粗糙度 32 6.3 冷料井的設(shè)計(jì) 33 7 模具其它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 34 7.1脫模裝置設(shè)計(jì) 34 7.1.1 推出力的計(jì)算 34 7.1.2 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 35 7.2 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 37 7.3 排氣及引氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 39 7.4 模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 40 8 注塑機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核 40 8.1 模具閉合高度的校核 41 8.2 開模行程的校核 41 8.3 最大注塑量校核 42 8.4 鎖模力的校核 42 8.5 頂出裝置的校核 43 參考文獻(xiàn) 46 致謝 48 1 前言 1.1注塑成形的概述 注塑成形是指，在一定的溫度下，利用螺桿對(duì)高溫液化后的塑料進(jìn)行攪拌或者柱塞的作用，再使用高壓將熔融的塑料壓入模具型腔中，經(jīng)過一定時(shí)間的保壓、冷卻使得液態(tài)塑料凝固硬化定型，從而最終獲得所需要塑件制品的方法。 可以大致將注射過程分為6個(gè)階段來看： (1)加料：將塑料原料加入到料斗中，這里的原材料最好預(yù)先進(jìn)過加熱。 (2)塑化：通過對(duì)溫度的控制使得加入的原材料融化，即塑料成為液態(tài)，可流動(dòng)。 (3)充模：這個(gè)過程需要具有一定的壓力才能使液態(tài)原料填入磨具型腔中。 (4)保壓：在充模即將結(jié)束的時(shí)候，注射機(jī)的噴嘴不斷的向型腔補(bǔ)料的過程，一般情況下，保壓的壓力為最大的填充壓力的85%左右，保壓過程時(shí)間的長(zhǎng)短不同也會(huì)對(duì)塑件造成各種不同的影響，所以要控制好保壓的時(shí)間長(zhǎng)度。 (5)冷卻：從澆口到型腔內(nèi)的液態(tài)塑料原料都冷卻凝固，方便后續(xù)將塑件取出的過程。 (6)脫模：最后是將硬化之后的塑件從型腔中脫離取出的過程[1]。 根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，在日本沖壓模和塑料膜的生產(chǎn)企業(yè)各自占有百分之四十的比例；而韓國(guó)塑料膜就有43.9%的比重，沖壓模是44.8%；新加坡塑料膜占有的比例都已經(jīng)到了百分之六十。 注射成型技術(shù)作為最常用的塑料成型工藝方法，但是自身也存在一定的缺陷，隨著高新技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)在也存在一些新型的技術(shù)，比如微型注塑、泡沫型注塑、水輔形式的注塑、仿真技術(shù)等等[2]。 1.1.1我國(guó)注塑成形的發(fā)展情況 目前，塑料模工業(yè)在我國(guó)已經(jīng)大概經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，從起步到現(xiàn)在，模具的水平也已經(jīng)相應(yīng)有了非常大的提高。 塑料工業(yè)的不斷發(fā)展致使對(duì)塑料模具的要求也越來越高標(biāo)準(zhǔn)[3]。 與此同時(shí)，由于今年進(jìn)口模具中，對(duì)于高精密、大型、形狀復(fù)雜、使用壽命長(zhǎng)的模具的需求量占大多數(shù)，所以，從減少進(jìn)口數(shù)量和提高國(guó)產(chǎn)化率等角度出發(fā)，這一類高檔模具在市場(chǎng)上的份額將會(huì)進(jìn)一步增加[4]。 塑料工業(yè)也隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)有了更進(jìn)一步的增長(zhǎng)，企業(yè)技術(shù)裝備、市場(chǎng)開發(fā)能力、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力等方面也隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)也都有了相應(yīng)的提高，同時(shí)也因?yàn)榻?jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，對(duì)于注塑產(chǎn)品的配套服務(wù)需求量也有了一定幅度的增大，這給注塑行業(yè)帶來了一定的機(jī)遇和發(fā)展。 現(xiàn)今，我國(guó)在注塑行業(yè)的加工能力已經(jīng)上達(dá)到350萬噸了，而單機(jī)注塑加工容量的范圍也擴(kuò)大到了4g——5wg,預(yù)計(jì)超過6wg（目前我國(guó)內(nèi)蒙古生產(chǎn)最大容量的注塑機(jī)的容量已超過10萬克，像是擠出加工儲(chǔ)料缸、機(jī)械方式的傳動(dòng)、銷釘和鎖模，但仍然不能注塑成型高精密型的產(chǎn)品）。在第三世界國(guó)家之中，可以說是名列前茅，已經(jīng)能夠基本滿足我國(guó)注塑行業(yè)的生產(chǎn)需求，但是總的技術(shù)水平在國(guó)際上只能算得上是三、四檔次。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的應(yīng)用包括本文筆者用到的CAD以及都在注塑模具設(shè)計(jì)與制造過程中起到了很大的作用，不僅提高了生產(chǎn)的效率，也改變了原先的僅僅只能依靠傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的弊端，也能減少實(shí)際制模過程中制模造成成本提高的問題的下降，雖然如此，我國(guó)注塑模具方面相對(duì)來說還是比較薄弱。 1.1.2國(guó)外注塑成形的發(fā)展情況 1872年，海雅特同他的兄弟艾塞亞注冊(cè)了第一部柱塞式注射機(jī)的專利權(quán)。 20世紀(jì)40年代，由于第二次世界大戰(zhàn)的爆發(fā)，造成了市場(chǎng)上對(duì)于價(jià)格便宜以及大量生產(chǎn)的產(chǎn)品的巨大需求。 1946年，第一臺(tái)注塑機(jī)由美國(guó)一名名叫詹姆斯德利的發(fā)明家制造出來，這使得能夠更精確地控制注射速度以及質(zhì)量產(chǎn)生的物品。 1951年，第一臺(tái)螺桿式注射機(jī)在美國(guó)被研制出來，雖然他沒有進(jìn)行相關(guān)的專利申請(qǐng)，但是這種裝置的使用一直持續(xù)到現(xiàn)在。 在上世紀(jì)年代，亨德利緊接著就開發(fā)了首個(gè)氣體輔助型的注射成型技術(shù)，并且能夠允許生產(chǎn)。 形狀復(fù)雜的或者中間有孔（并不是完全實(shí)體）的產(chǎn)品，并且能夠迅速冷卻。不僅提高了設(shè)計(jì)方面的靈活性，更是減少了生產(chǎn)時(shí)間和成本上的浪費(fèi)。 近年來，由于家電汽車、日常生活用品、機(jī)械精密加工等工業(yè)的迅速發(fā)展給注射成型技術(shù)的發(fā)展帶來了強(qiáng)大的推動(dòng)力。 1.1.3我國(guó)注塑成形中存在的問題以及未來發(fā)展分析 我國(guó)的注塑行業(yè)在設(shè)計(jì)制造等方面和德國(guó)、美國(guó)、法國(guó)等工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家相比還是落后許多，主要體現(xiàn)在一下幾點(diǎn)： （1）國(guó)內(nèi)的自配率不足，中低型模具處于供過于求，中高檔模具則是處于供小于求的情況，在模具的精度高低、壽命長(zhǎng)短、成本高低、制造周期長(zhǎng)短等方面與大部分發(fā)達(dá)國(guó)家還存在差距。注塑成型設(shè)備，目前我國(guó)模具的容量范圍2g--92000g、微克量范圍從最少的6.5mg到最大160mg、超精密范圍也能到0.1um--0.6um、國(guó)內(nèi)容量范圍最小4g，最大50000g、微克量2.5g、精密：0.01mm至0.03mm，存在著相當(dāng)大的差距，不僅僅是模具精密加工制造技術(shù)，和發(fā)達(dá)國(guó)家相比之下連大型模具的設(shè)計(jì)和產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)也存在著一定的差距，精密模具高檔模具絕大部分現(xiàn)在仍然是依靠進(jìn)口提供[5]。 （2）模具設(shè)計(jì)技術(shù)方面的人才不足，模具方面的科研開發(fā)以及技術(shù)攻關(guān)投入較少。缺乏產(chǎn)品自主開發(fā)生產(chǎn)的能力，其中很大一部分都是以仿制為主，能做到的只有相對(duì)的“國(guó)產(chǎn)化”，而不是完全，具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力的知名產(chǎn)品幾乎沒有[5]。 （3）工藝裝配水品還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，使需要修復(fù)的情況增多，造成鉗工比例過高。與國(guó)外相比而言，我國(guó)的制品深加工技術(shù)，具體表現(xiàn)在產(chǎn)品的表面加工、噴涂、多點(diǎn)超波焊接、熱焊接等等。 （4）標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和設(shè)計(jì)的水平相較之下低，商品化的程度也是一樣。 （5）材料的質(zhì)量和性能差，技術(shù)不夠，對(duì)生產(chǎn)成本和周期等方面有很大影響。國(guó)外成型技術(shù)發(fā)展動(dòng)向“多層三明注塑成型技術(shù)”、“超聲波輔助成型技術(shù)”、“細(xì)微孔成型技術(shù)”和“注塑減壓成型技術(shù)”等等，我國(guó)市場(chǎng)和技術(shù)上尚屬空白[5]。 另外，模具產(chǎn)業(yè)的大能耗、低生產(chǎn)率、高污染是當(dāng)務(wù)之急。 我國(guó)注塑模具的發(fā)展方向：根據(jù)現(xiàn)在存在的問題也可以知道現(xiàn)在應(yīng)該往大型、微型和精密化的方向發(fā)展，這樣才能彌補(bǔ)現(xiàn)在注塑模具存在的問題與不足；其次，致力于發(fā)展熱流道技術(shù)，提高塑件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，節(jié)約原材料；發(fā)展氣輔模具，降低成本，當(dāng)然這樣的前提是必須要保證產(chǎn)品的質(zhì)量[6]；以及發(fā)展高壓直射成型技術(shù)，減小局部應(yīng)力應(yīng)變從而提高塑件的質(zhì)量；注重節(jié)能環(huán)保，保護(hù)環(huán)境；注重快速經(jīng)濟(jì)模具的發(fā)展，縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期；重視在材料的選擇上盡量?jī)?yōu)質(zhì)和相應(yīng)先進(jìn)的表面處理技術(shù)的運(yùn)用[7]。 1.2本課題研究?jī)?nèi)容 研究對(duì)象是連接件。 注塑模具的設(shè)計(jì)步驟：塑件工藝性分析；主要從材料、幾何形狀、尺寸精度和表面粗糙度五個(gè)方面進(jìn)行；分型面的確定。分型面指的是，模具上用來取出塑件和凝料的可以將其分離出來的接觸表面[2]；型腔的布局。型腔的數(shù)量一般是由注塑機(jī)的最大注射量和最大鎖模力確定的；澆注系統(tǒng)的確定，包括有流道（主、分），澆口（本設(shè)計(jì)使用的是側(cè)澆口）以及冷料穴；排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；型腔和型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；模架尺寸和類型的確定；注塑機(jī)的選擇和參數(shù)校核；模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)置[1]。 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容： （1）測(cè)繪塑件的尺寸； （2）熟練運(yùn)用結(jié)合測(cè)繪的尺寸建立三維模型； （3）熟悉模具設(shè)計(jì)的具體過程和相關(guān)原則； （4）利用CAD軟件對(duì)最后設(shè)計(jì)出的模具進(jìn)行裝配圖以及零件圖等的繪制； （5）在三維軟件中建立塑件的實(shí)體模型； （6）在CAD中畫出模具設(shè)計(jì)之后的裝配圖以及零件圖； （7）編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文和相關(guān)報(bào)告。 這次我的畢業(yè)設(shè)計(jì)是通過對(duì)連接件的塑料的模具設(shè)計(jì)及其其他各成型零件的工藝設(shè)計(jì)，鍛煉了我對(duì)塑料得制品設(shè)計(jì)及注射塑料工藝的選擇能力、各種工藝的改進(jìn)和解決、塑模結(jié)構(gòu)改進(jìn)能力，深刻的學(xué)習(xí)了各種三維和CAD二維軟件。 通過了這一次連接件課題，我運(yùn)用已學(xué)各種知識(shí)，獨(dú)立進(jìn)行塑模的研究，學(xué)會(huì)分析和解決連接件塑模具出現(xiàn)的問題。這既是對(duì)我四年以來所學(xué)各方面知識(shí)的一次全面總結(jié)，也是一次提高自己綜合能力和解決實(shí)際問題能力的機(jī)會(huì)，為以后在塑模等這類工作奠定了很好的基石。 2 塑件的工藝分析及材料分析 2.1 塑件的工藝分析 2.1.1 塑件的位置公差 在計(jì)算型腔的具體的尺寸的時(shí)候，根據(jù)平均收縮率，還有平均制造公差，以及平均的磨損量來進(jìn)行的，所以算出來的結(jié)果肯定是會(huì)有偏差出現(xiàn)的，所以在進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候只要考慮塑料產(chǎn)品的收縮率就可以了，這樣就可以算出來產(chǎn)品的大小了。 塑料通過加工，就成為了俺們需要的形狀了，從這個(gè)模具里面把產(chǎn)品取出來之后，最開始要做的就是冷卻產(chǎn)品，只要是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行冷卻了，那么產(chǎn)品就會(huì)比剛拿出來的時(shí)候要小一點(diǎn)了，那么，這樣就可以明白，塑料的一個(gè)明顯的特點(diǎn)就是收縮性了。如果我們加工的材料是ABS，那么它的收縮率就是0.5%，我們用下面的公式來計(jì)算：A=B+0.005B 式子里面 B-塑件在常溫下實(shí)際尺寸 加工成為需要的形狀的零部件，它的工作大小的公差值一般是塑料的百分之二十五到百分之三十，模具在加工時(shí)候的公差等級(jí)是IT7～8，按照論文的實(shí)際需要，確定的等級(jí)是IT8級(jí)，型芯工作尺寸公差等級(jí)是IT7級(jí)。在模具的型腔里面，小一點(diǎn)的大小就是基礎(chǔ)的參考大小，那么這樣的話出現(xiàn)的誤差時(shí)沒有小數(shù)點(diǎn)的：假如說選擇的基本大小是模具的型腔里面最大的，這樣的話出現(xiàn)的誤差時(shí)小于零的，中心距出現(xiàn)的誤差在分布的時(shí)候是雙向?qū)ΨQ來進(jìn)行的，加工出來的產(chǎn)品在工作時(shí)候的齒距的參數(shù)在圖紙里面標(biāo)注出來了。 2.1.2 塑件表面質(zhì)量要求及分析 塑料原材料的流動(dòng)性能還有注射機(jī)的類型都會(huì)對(duì)產(chǎn)品的外部的形態(tài)還有外部的尺寸有很大的影響，如果機(jī)器沒有變，加工的時(shí)候工業(yè)也是不變，那么使用的原材料不一樣的，流動(dòng)性能比較好的，加工的產(chǎn)品就大一點(diǎn)。那么，反過來說，流動(dòng)性能不好的，加工的產(chǎn)品就小一點(diǎn)。從經(jīng)濟(jì)，還有環(huán)保這兩個(gè)方面來看，只要能加工出來我們論文里面要求的產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)的時(shí)候，內(nèi)部結(jié)構(gòu)要緊湊一點(diǎn)的，那么生產(chǎn)出來的產(chǎn)品就沒有多大了。所以使用的應(yīng)該是ABS,這種材料的流動(dòng)性能是比較好的，可以用來加工任何大小的產(chǎn)品的。 在加工模具的時(shí)候，精確度是幾級(jí)是受到很多因素的影響的，比方說產(chǎn)品的尺寸，還有產(chǎn)品自身的精確度都是有關(guān)系的。塑料這種材質(zhì)的特性跟金屬是完全不一樣的，那么確定塑料的等級(jí)的時(shí)候不能跟金屬一樣，我們國(guó)家通過塑料來加工產(chǎn)品的技術(shù)是沒有多高的，可以借鑒有關(guān)資料來對(duì)它的等級(jí)進(jìn)行確定。根據(jù)論文的實(shí)際需要，加工產(chǎn)品的精確度等級(jí)應(yīng)該是MT5級(jí)。 在加工產(chǎn)品的時(shí)候，模具一直在用，那么模具里面的腔室，表面的光滑度就降低了，所以在使用模具的時(shí)候一定要經(jīng)常多看看模具的腔室，一旦發(fā)現(xiàn)粗糙了，要及時(shí)對(duì)模具進(jìn)行拋光。 2.1.3 脫模斜度分析 將產(chǎn)品從模具里面拿出來以后，要進(jìn)行冷卻，冷卻了之后產(chǎn)品就會(huì)變小，那么在從模具里面拿出來的時(shí)候，產(chǎn)品肯定會(huì)牢牢的包裹住模具的芯，如果模具里面有凸出來的地方，產(chǎn)品也會(huì)牢牢的包裹住它，那么在脫模的時(shí)候就沒有那么難了。防止在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行脫模的時(shí)候，用的力氣過猛，破壞產(chǎn)品的表面，那么在進(jìn)行脫模的時(shí)候要有一定的傾斜度，傾斜度的數(shù)值是多少，主要根據(jù)產(chǎn)品的外形，產(chǎn)品的厚，還有產(chǎn)品的收縮率來確定。傾斜的過小，就會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的外形出現(xiàn)問題，有的甚至?xí)茐漠a(chǎn)品的表面，傾斜的角度太大的話，盡管方便我們進(jìn)行脫模了，但是產(chǎn)品的精確度又小了，有可能不合格。所以在確定傾斜度的時(shí)候，這個(gè)數(shù)值是在0.5到1.5之間的，型腔在進(jìn)行脫模的時(shí)候傾斜度應(yīng)該是在0.35到130之間的，型芯在進(jìn)行脫模的時(shí)候傾斜度是在30到1之間的。 2.1.4 壁厚的分析 在設(shè)計(jì)塑料加工產(chǎn)品的時(shí)候，一定要將產(chǎn)品的厚想在前面。因?yàn)楹袷嵌嗌賹?duì)于后期產(chǎn)品成型有很大的影響的，在對(duì)模具進(jìn)行注射的時(shí)候，注射完成對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行定型的時(shí)候，冷卻產(chǎn)品的時(shí)候速度的值是多少，冷卻需要耗費(fèi)多久，塑料產(chǎn)品成型以后是不是合格，塑件的原材料是什么還有生產(chǎn)的效率有多高，還有生產(chǎn)成本是多少都有很緊密的關(guān)系。如果說前面所說的都達(dá)到了，那么如果壁厚小了，那么使用的材料就會(huì)少一點(diǎn)，花費(fèi)的金錢就沒有多少，還有一點(diǎn)就是產(chǎn)品在進(jìn)行冷卻的時(shí)候就會(huì)快一點(diǎn)，那么自然的成型的時(shí)間就沒有那么長(zhǎng)了。另外還不會(huì)產(chǎn)生氣泡，縮孔，凹陷等等這些。不過，壁厚過小的情況下，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品剛度是沒有那么強(qiáng)的，并且在產(chǎn)品脫模的時(shí)候，產(chǎn)品裝配的時(shí)候，很容易就有變形的情況出現(xiàn)，那么生產(chǎn)的產(chǎn)品就達(dá)不到需要。所以，壁厚應(yīng)該是等稱的，這樣可以避免收縮率不均勻，產(chǎn)生不合格的產(chǎn)品。通常，壁厚的數(shù)值是在1～4mm，在實(shí)際的生產(chǎn)中，壁厚的數(shù)值一般是在2～3mm。 2.1.5 圓角的分析 要想防止塑料產(chǎn)品在有彎度的地方應(yīng)力太高，在進(jìn)行加工的時(shí)候一定要改變充模的特點(diǎn)，要在這個(gè)產(chǎn)品拐彎的時(shí)候，還有有連接的地方過渡的時(shí)候要用遠(yuǎn)遠(yuǎn)。如果沒有別的要求，塑料產(chǎn)品有接頭的地方應(yīng)該是圓角，它的大小應(yīng)該是0.5到1mm之間。一般來講，在這個(gè)壁的外面有一個(gè)圓弧，應(yīng)該要比這個(gè)壁大出來一些。 2.1.6孔的分析 生產(chǎn)出來的塑料產(chǎn)品上面有一些孔，這些孔有通孔，也有盲孔，通常來講，要想加工這些孔都是通過型芯來實(shí)現(xiàn)的。假如說這些孔的結(jié)構(gòu)沒有那么簡(jiǎn)單的話，那么需要加工的熔體在進(jìn)行流通的時(shí)候就沒有那么順暢，這個(gè)時(shí)候在模具進(jìn)行加工的時(shí)候就會(huì)比較困難，導(dǎo)致花費(fèi)的經(jīng)費(fèi)就比較多，那么我們?cè)趯?duì)孔進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要確保它的結(jié)構(gòu)是比較簡(jiǎn)單的。因?yàn)獒槍?duì)熔體來說，型芯是可以用來分流的，那么在這些孔的周圍必定會(huì)有熔接的印記留下來，這樣一來孔的強(qiáng)度就沒有那么高了，那么在對(duì)孔進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，每個(gè)孔之間的檔距，還有孔跟這個(gè)產(chǎn)品之間的檔距都要大于孔的直徑的，壁的厚度在這些孔的旁邊的時(shí)候要盡可能厚一點(diǎn)，這么一來，塑料加工產(chǎn)品的強(qiáng)度也好，剛度也好，都變大很多。 2.1.7塑件的體積和質(zhì)量 在說明書里面，測(cè)量加工出來的產(chǎn)品質(zhì)量還有產(chǎn)品大小的時(shí)候用的是3D來進(jìn)行的，測(cè)量塑料加工產(chǎn)品是通過的質(zhì)量分析來進(jìn)行的，測(cè)量出來產(chǎn)品的體積大小是7.6，已經(jīng)知道ABS的密度為1.05，這樣就可以將這個(gè)塑料加工產(chǎn)品的質(zhì)量算出來，應(yīng)該是8。 2.1.8 塑件成型方法與分析 說明書里面所寫的連接件在下面的圖里面有所展示，但是連接件具體的結(jié)構(gòu)還有有關(guān)的數(shù)據(jù)還要看別的圖紙，這個(gè)塑料加工產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)沒有多復(fù)雜，并且進(jìn)行加工的時(shí)候數(shù)量是很多的，加工的費(fèi)用沒有多高，在進(jìn)行加工的時(shí)候，成型相對(duì)來說也沒有多復(fù)雜，產(chǎn)品的精確度要求也不高，那么我們可以用的模具是一個(gè)模具，腔室有兩個(gè)，澆口進(jìn)料的地點(diǎn)選擇在模具的側(cè)面，使用的注射機(jī)的類型是。 連接件產(chǎn)品圖 2.2 材料分析 2.2.1 材料的分析與選擇 ABS是由丙烯、丁二烯、苯乙烯三種單體共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ABS具有良好的綜合理學(xué)性能。丙烯腈使ABS有良好的耐腐蝕性、耐熱性及表面硬度，丁二烯使ABS堅(jiān)韌，苯乙烯使ABS有良好的加工性和染色性能。ABS價(jià)格便宜原料易得，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用范圍最廣的工程塑料之一。是一種良好的熱塑性塑料。 ABS無毒，無氣味，呈微黃色，成型的塑料有較好的光澤，、不透明，密度為1.02--1.05。既有較好的抗沖擊強(qiáng)度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機(jī)鹽、堿、酸類對(duì)ABS幾乎沒有影響， ABS不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長(zhǎng)期接觸會(huì)軟化溶脹，在酮，醛，酯，氯代烴中會(huì)溶解或形成乳濁液。ABS表面受冰醋酸，植物油等化學(xué)藥品的侵蝕時(shí)會(huì)引起應(yīng)力開裂， ABS有一定的硬度，他的熱變形溫度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等高，尺寸穩(wěn)定性較好，易于成型加工，經(jīng)過調(diào)色配成任何顏色。其缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70左右，熱變形溫度約為93耐氣候性差，在紫外線作用下ABS易變硬發(fā)脆。 ABS的性能指標(biāo)：密度 1.02——1.05（），收縮率 ，熔點(diǎn)，彎曲強(qiáng)度80Mpa，拉伸強(qiáng)度3549Mpa，拉伸彈性模量1.8Gpa，彎曲彈性模量1.4Gpa，壓縮強(qiáng)度1839Mpa，缺口沖擊強(qiáng)度1120，硬度6286HRR，體積電阻系數(shù)，收縮率 范圍內(nèi)。ABS的熱變形溫度為93118℃，制品經(jīng)退火處理后還可提高10℃左右。ABS在-40℃時(shí)仍能表現(xiàn)出一定的韌性，可在-20100℃的溫度范圍內(nèi)使用。 2.2.2 分析制件材料使用性能 制件材料注塑性能 ABS易吸水，使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。因此，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；ABS在升溫時(shí)黏度增高，黏度對(duì)剪切速率的依賴性很強(qiáng)，因此模具設(shè)計(jì)中大都采用大澆口形式，成型壓力較高，塑件上的脫模斜度宜稍大；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意盡量減小澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對(duì)收縮率影響及小。要求塑件精度高時(shí)，模具溫度可控制在5060，要求塑件光澤和耐熱時(shí)，模具溫度應(yīng)控制在6080。ABS比熱容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。 3 成型注塑機(jī)選用 3.1 注射機(jī)的概述 注塑機(jī)，它還有別的名字注射成型機(jī)，還有注射機(jī)。這種設(shè)備是通過加工塑料熔體，讓它成為我們需要的產(chǎn)品的形狀。這種設(shè)備的形式有三種，立式的，臥式的，還有全電式的。注射機(jī)可以通過高壓，對(duì)塑料熔體進(jìn)行加工，將熔體注射在模具里面，充滿模具以后就成為我們需要的產(chǎn)品的形狀了。 在進(jìn)行塑料加工的行業(yè)里面，用的最大的設(shè)備就是注射機(jī)了，這種機(jī)器不僅生產(chǎn)出來的產(chǎn)品很多，而且可以用注射機(jī)直接進(jìn)行生產(chǎn)。 因?yàn)樽⑸涞膲毫κ呛芨叩?，所以在模具的腔里面也?huì)有很高的壓力，所以這個(gè)時(shí)候的合模力一定要很大。這樣我們就可以知道，注射的部分跟合模的部分是整個(gè)機(jī)關(guān)鍵的裝置。 3.2 注射機(jī)基本參數(shù) 一、公稱注射量 公稱注射量意思就是對(duì)空的實(shí)際上注射出去的量。 理論注射量 Q理= πD2S/4，其中 D－螺桿或柱塞的直徑 S－螺桿或柱塞的最大行程 公稱注射量 實(shí)際在進(jìn)行注射的時(shí)候是有回流還有補(bǔ)料的需求的，實(shí)際上在注射的時(shí)候我們稱出來的注射的量是多少。 Q= ﹝０.75～0.85﹞Q理。 二、注射壓力 為了能夠不讓熔料流到噴嘴，澆道還有模具的腔室里面增加阻力，那么這個(gè)螺桿就需要對(duì)于絨料多給一些壓力。 即注射壓力 P=（D/d）2P0 P0－油壓； D－注射油缸內(nèi)徑； d—螺桿（柱塞）外徑 三、注射速率 為了能夠讓熔料在整個(gè)型腔里面都充滿了，我們必須在注射的時(shí)候壓力要能夠達(dá)到，另外熔料在流動(dòng)的時(shí)候速度也要能夠達(dá)到。 q注=Q公/t注V注=S/t注 其中 q注－注射速率（厘米3/秒） Q公－公稱注射量（厘米3） t注－注射時(shí)間（秒） S－注射行程（毫米） 兩、鎖摸力 注塑機(jī)的基本參數(shù) 合模這個(gè)裝置在針對(duì)模具加夾緊力的時(shí)候是最大的。 T=KPA K－壓力損失系數(shù)0.4-0.7 P－平均模內(nèi)壓力 五、合模部位參數(shù) ； 六、空循環(huán)時(shí)間 意思就是在對(duì)加工的塑料產(chǎn)品在沒有被進(jìn)行塑化，注射，保壓還有冷卻，取件這些流程的時(shí)候，將一次循環(huán)完成所消耗的時(shí)間。它所代表的是注塑機(jī)工作的性能還有生產(chǎn)的能力的一個(gè)綜合的指標(biāo)。 七、塑化能力 意思就是說在單位時(shí)間里面我們經(jīng)過塑化會(huì)后生產(chǎn)的產(chǎn)品的量。 八、模板開合速度 是為了確保機(jī)器在工作的時(shí)候可以平穩(wěn)的進(jìn)行，工作的效率還又高，模板在進(jìn)行開合的時(shí)候速度是有變化的，這個(gè)變化時(shí)慢，快，慢。高速12-22m/min，低速0.3—3m/min，超高速 60—90m/min。 九、其它 比方說開模的時(shí)候?qū)嵤┑牧?，頂出來的時(shí)候?qū)嵤┑牧?，注射劑的工作的功率，注射座的推力，油馬達(dá)發(fā)出的扭力。 3.3 注塑機(jī)選擇 在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行注射的時(shí)候，量是8x2 ，那么這個(gè)總的注塑的量就達(dá)20g，我們?cè)侔凑展に嚨木唧w參數(shù)，這里指的是注射時(shí)候的壓力，在加上別的一些相關(guān)的因素，最終確定注射機(jī)型號(hào)HT160×2A。已經(jīng)知道在進(jìn)行注射的時(shí)候使用的方法是螺桿類型的，關(guān)于這種類型的數(shù)據(jù)應(yīng)該是： 型號(hào) 160×2A 160×2B 160×2C 參數(shù) 螺桿直徑 40 45 48 理論注射容量 253 320 364 注射重量PS 230 291 331 注射壓力 202 159 140 注射行程 201 螺桿轉(zhuǎn)速 0~230 料筒加熱功率 9.3 鎖模力 1600 拉桿內(nèi)間距(水平×垂直) 455×455 允許最大模具厚度 500 允許最小模具厚度 180 移模行程 420 移模開距(最大) 920 液壓頂出行程 140 液壓頂出力 33 液壓頂出桿數(shù)量 5 油泵電動(dòng)機(jī)功率 18.5 油箱容積 240 機(jī)器尺寸(長(zhǎng)×寬×高) 5.4×1.45×2.05 機(jī)器重量 5 最小模具尺寸(長(zhǎng)×寬) 320×320 表<1> HT 160X2A注塑機(jī)參數(shù) 4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1確定模具的基本類型 種類，一般來說有一個(gè)分型面的、模、熱的熔體流通的過道的注射模。 4.2型腔數(shù)目的確定及型腔的排列 在我們這個(gè)畢業(yè)論文里面使用的是側(cè)面澆口，而且現(xiàn)在塑料件的產(chǎn)品是比較大的，為了能夠讓模具加性的方面來進(jìn)行一個(gè)模具兩個(gè)腔室，進(jìn)行生產(chǎn)加工。 在布置型腔跟主流道的時(shí)候，這兩個(gè)應(yīng)該盡可能的靠在一起，不要留有孔隙，同時(shí)呢采用的通道應(yīng)該是平衡的，這樣一來，這個(gè)型腔的結(jié)構(gòu)就是模具一個(gè)，腔室有兩個(gè)了，自然而然的就可以掌握關(guān)于它的有關(guān)數(shù)據(jù)了，長(zhǎng)是190mm，寬是120mm，下面這個(gè)圖紙里面展示的就是這個(gè)型腔的具體結(jié)構(gòu)。 型腔布局方式 4.3模架選用 1、確定模具的基本類型 注射模具的分類方式很多，此處是介紹的按注射模具的整體結(jié)構(gòu)分類所分的典型結(jié)構(gòu)如下： 單分型面注射模、雙分型面注射模、帶有活動(dòng)成型零件的模、側(cè)向分型抽芯注射模、定模帶有推出機(jī)構(gòu)的注射模、自動(dòng)卸螺紋的注射模、熱流道注射模。 2、 模架的選擇 根據(jù)對(duì)塑件的綜合分析，確定該模具是單分型面的模具，采用標(biāo)準(zhǔn)模架 具體尺寸如下 根據(jù)所選擇的模架的基本型可以選出對(duì)應(yīng)的模板的厚度以及模具的外輪廓尺寸， 經(jīng)過計(jì)算可以知道該模具是一模一腔的模具，而型腔之間的距離在20-30mm之間 把型腔排列成一模一腔可側(cè)得長(zhǎng)為190mm，寬為120mm， 模架的長(zhǎng)L=190+復(fù)位桿的直徑+螺釘?shù)闹睆?00mm 模架的寬W=120+復(fù)位桿的直徑+型腔壁厚230mm 根據(jù)內(nèi)模仁的尺寸，在計(jì)算完模架的長(zhǎng)寬以后，還需要考慮其他螺絲導(dǎo)柱等零件對(duì)模架尺寸的影響，在設(shè)計(jì)中避免干涉。 所以就取BL=230X300的模架，塑件的高度為13mm，塑件的全部膠位都留在定模部分，該模具型腔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，型芯、型腔的固定是固定總高度的加30-50mm，B板的厚度取80mm，滿足強(qiáng)度要求，A板為60mm，C板為80mm（C的選擇應(yīng)考慮推出機(jī)構(gòu)的推出距離是否滿足推出的高度） 在本設(shè)計(jì)中，因?yàn)椴捎谬堄浀腃I-2330-A60-B80-C80標(biāo)準(zhǔn)模架，其標(biāo)準(zhǔn)模腳的高度為80mm，完全滿足頂出要求。 綜上所述所選擇的模架的型號(hào)為：LKM CI-2330-A60-B80-C80 5 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.1分型面的選擇 將模具可以看成是兩個(gè)部分組成或者是幾個(gè)可以分離的部分組成的，在將模具的接觸表面進(jìn)行分離的時(shí)候，可以將里面的塑料件拿出來，還可以將系統(tǒng)澆注進(jìn)行凝料，在的，類似這樣的接觸，在選擇塑料件的分型面的時(shí)候，我們可以只選擇一個(gè)，可以選擇好多個(gè)，我們要想將塑料件成型完整的話，在確定分型面的時(shí)候是非常要緊的。 我們進(jìn)行分型面選擇的時(shí)候，要從下面幾點(diǎn)來進(jìn)行考慮： 1）我們?cè)诜中兔嬖谶M(jìn)行選擇的時(shí)候應(yīng)該在這個(gè)塑料件外面最大的地方； 2）讓塑料件在模具打開以后停留在動(dòng)模的上面； 3）在分型面的時(shí)候有印記產(chǎn)生，對(duì)于產(chǎn)品的外觀沒有多大影響的； 4）在進(jìn)行澆注系統(tǒng)的安排的時(shí)候，尤其是對(duì)于澆口的安排一定要合理； 5）這個(gè)推桿在產(chǎn)品上產(chǎn)生的印記不能明顯，不能被看出來； 6）使塑件易于脫模。 加上前面我們所描述的，還有說明書里面模具的形狀特征，所以這個(gè)分型面應(yīng)該是平面的，并且這個(gè)分型面所在的地點(diǎn)應(yīng)該是在這個(gè)塑料產(chǎn)品最大的平坦的地方的，將模具打開來以后，產(chǎn)品應(yīng)該跟動(dòng)模是在一個(gè)方位的。 分型面的選擇 5.2型芯型腔結(jié)構(gòu)的確定 模具在叫做型腔。個(gè)有型腔，還有型芯，型環(huán)，鑲塊這些。已經(jīng)生產(chǎn)出來的產(chǎn)品跟這個(gè)塑料是靠在一起的，這樣的話，加工成型的產(chǎn)品一定會(huì)受到塑料一定的壓力，這個(gè)加工的塑料產(chǎn)品的形狀，精確度，都跟這個(gè)有關(guān)系，所以我們?cè)趯?duì)成型的零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候也是關(guān)系到了注射模具。 加工成型的產(chǎn)品，后期再進(jìn)行注射的時(shí)候，不僅要承受很高的溫度，還要承受一定的壓力，還要承受塑料對(duì)它的沖刷還有摩擦，在進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的工作以后一定會(huì)出現(xiàn)磨損，變形還有劈裂，所以我們要在設(shè)計(jì)它的結(jié)構(gòu)還有形式的時(shí)候一定要合理，計(jì)算它的大小還有公差一定要準(zhǔn)確，這樣才能夠保證它的強(qiáng)度，剛度都能達(dá)到要求，表面質(zhì)量是比較好的。 對(duì)于成型的零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候要能保證塑料產(chǎn)品的質(zhì)量，還要加工起來很簡(jiǎn)單，裝配起來方便，使用起來方便，維修的時(shí)候也沒有那么復(fù)雜。 5.2.1型腔設(shè)計(jì) 型腔的作用是用來將確定加工的零部件的外部輪廓的，它的結(jié)構(gòu)跟需要加工的產(chǎn)品的外形，還有整體結(jié)構(gòu)的大小，在用的時(shí)候有什么要求，還有生產(chǎn)的數(shù)量是多少，在用模具加工的時(shí)候方式是什么，這些都有很重要的影響的，通常型腔的結(jié)構(gòu)有兩種，分別是整體的結(jié)構(gòu)，嵌入式的結(jié)構(gòu)，鑲嵌上去的結(jié)構(gòu)，還有瓣合式的結(jié)構(gòu)。 我們這篇論文里面使用的是嵌入式，它的特點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，型腔的結(jié)構(gòu)式很牢固的，不會(huì)有變化出現(xiàn)的，形狀也不會(huì)出現(xiàn)變化，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品表面沒有什么印記，而且還能讓產(chǎn)品不用通過注射模具來加工，模具的外部形狀會(huì)小一些。不過，想加工模具，過程沒有那么簡(jiǎn)單，在模具的生產(chǎn)過程里面，不僅要使用到數(shù)控，還要使用到電火花。 5.2.2型芯設(shè)計(jì) 在說明書里面所涉及的產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)是沒有那么復(fù)雜的，產(chǎn)品的深度也不深，加工出來的塑料產(chǎn)品進(jìn)行相關(guān)的分析之后，我們將塑料件的型芯使用的是嵌入式的，選擇這樣的型芯是因?yàn)樵诩庸さ臅r(shí)候很方便，后期維修養(yǎng)護(hù)模具的時(shí)候也不復(fù)雜，使用型芯還有動(dòng)模板的時(shí)候，他們之間是相互配合的，一般是用的。 5.3型芯型腔的尺寸要素 已經(jīng)成型的零部件的工作的大小就是說成型的零部件就將塑料件的外觀的大小直接就確定下來了。這個(gè)數(shù)據(jù)包括了型腔的大小還有型芯的大小，這些數(shù)據(jù)里面不僅有長(zhǎng)，還有寬和高，還有中心距的數(shù)據(jù)。想讓生產(chǎn)出來的工件質(zhì)量能夠達(dá)到要求，之前在設(shè)計(jì)模具的時(shí)候，首先要將塑料產(chǎn)品的外部形狀數(shù)據(jù)還有精確度都先弄清楚，還有加工出來產(chǎn)品的外部形狀尺寸都弄清楚。 對(duì)于加工出來的塑料件的尺寸有影響的原因很多，也是非常的復(fù)雜的，涵蓋了下面幾點(diǎn)： （1）成型零部件的制造誤差； （2）成型零部件的磨損； （3）塑料的成型收縮； （4）配合間隙引起的誤差。 5.4型芯型腔的尺寸計(jì)算 成型零件中與塑料熔體接觸并決定制品幾個(gè)形狀的尺寸稱為工作尺寸。它包括型腔尺寸、型芯尺寸、和中心距尺寸型腔尺寸屬于包容尺寸，該類尺寸具有增大的趨勢(shì)。型芯尺寸屬于被包容尺寸，該類尺寸具有縮小的趨勢(shì)。中心距尺寸一般指成型零件上某些對(duì)稱結(jié)構(gòu)制件的距離，這類尺寸通常不受摩擦磨損的影響，因此可視為不變的尺寸。? 對(duì)于上述型腔、型芯和中心距三大類尺寸，可分別采用三種不同的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。在計(jì)算之前，有必要對(duì)他們的標(biāo)注形式及偏差分布做如下規(guī)定。? ?（1）制品的外形尺寸采用單向負(fù)偏差，名義尺寸為最大值，與制品外形尺寸相對(duì)應(yīng)的型腔尺寸采用單向正偏差，名義尺寸為最小值。? ?（2）制品的內(nèi)形尺寸采用單向正偏差，名義尺寸為最小值，與制品內(nèi)形尺寸相對(duì)應(yīng)的型芯尺寸采用單向負(fù)偏差，名義尺寸為最大值。? ?（3）制品和模具上的中心距尺寸均采用雙向等值正、負(fù)偏差，它們的基本尺寸均為平均值。? ABS材料的收縮率在0.4%～0.6%之間，其平均收縮率取0.5%，模具制造公差選=Δ/4.尺寸精度為MT5。 型腔型芯工作尺寸的計(jì)算 類別 塑件基本尺寸 計(jì)算公式 模具尺寸 型腔尺寸計(jì)算 Lm Ls =50 Lm =(Hs+Hs. -2/3Δ)0+δz Lm Ls =35 Lm=(Ls+Ls. -3/4Δ)0+δz 型芯尺寸 Lm Ls =40 Lm=(Ls+Ls. +3/4Δ)0-δz 5.5成形零部件剛度和強(qiáng)度校核 5.5.1 剛度和強(qiáng)度校核要素 因?yàn)槟＞叩耐庑斡泻芏喾N，在進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候都不是一樣的而且計(jì)算也是比較復(fù)雜的，在實(shí)際的生產(chǎn)里面，我們要通過經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后要對(duì)強(qiáng)度進(jìn)行校核，這樣才可以對(duì)于我們的設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整，完成了這些步驟之后，模具就可以根據(jù)事先設(shè)定的完成工作任務(wù)了。 計(jì)算模具的強(qiáng)度的時(shí)候是很復(fù)雜的，通常我們計(jì)算的時(shí)候都是使用的簡(jiǎn)化的計(jì)算方法，在計(jì)算的時(shí)候使用的做法很保守，過程是：我們選擇的受力結(jié)構(gòu)式最不好的，安全系數(shù)選擇比較大一些的，然后再來將模具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，這樣的話模具的強(qiáng)度就提高了很多。要想讓模具按照正常的步驟進(jìn)行生產(chǎn)加工，首先要保證這整個(gè)模具的強(qiáng)度滿足需要，之后針對(duì)這個(gè)強(qiáng)度要校核一下。 5.5.2 型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算 塑料原材料所產(chǎn)生的壓是非常的高的。 計(jì)算公式如下： S長(zhǎng)代表的是： S長(zhǎng) = S 短 ≥ 1.15[ph/(E[δ])] = 1.15[30x1.5÷(2.1x10x0.03)] = 0.433 按強(qiáng)度條件計(jì)算: S長(zhǎng) ≥ r{[[σ]/( [σ]-2p)] -1} = 102x{[2500÷(2500-2x30)] -1} = 1.246 S 短 ≥ r{[[σ]/( [σ]-2p)] -1} = 65x{[2500÷(2500-2x30)] -1} = 0.794 按照厚度的數(shù)值還有校核的結(jié)構(gòu)，選擇側(cè)面的內(nèi)壁的厚度是可以的，所以我們論文里面的模具的型腔的側(cè)壁的厚，除此之外動(dòng)模的型芯進(jìn)行一樣的計(jì)算，那么它的厚度的值就是 注： E—模具材料的彈性模量（MPa），碳鋼為2.1x x10； r-型腔半徑尺寸，由于本模具型腔為矩形，半徑取的是約值，或長(zhǎng)、短軸分別計(jì)算。 6 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6.1 澆口的設(shè)計(jì) 整個(gè)系統(tǒng)里面有一個(gè)系統(tǒng)是澆注的系統(tǒng)，它的意思是從注射模里面的主要的流道頭子上到型可以分為道澆注系統(tǒng)還用的系統(tǒng)是普通側(cè)澆口的澆注系統(tǒng)。選擇的澆注系統(tǒng)合適了，生產(chǎn)出來的塑料產(chǎn)品的質(zhì)量才好。 6.1.1 澆口的形狀、位置的確定 澆口我們一起的通道。它有兩體可以進(jìn)行控制；還有一鎖了，讓型腔里面還有沒有被固化口的方式有直接的式的澆口還有環(huán)形的澆口等等。 6.1.2 澆口位置的選擇原則 將澆口安置在哪個(gè)地方，對(duì)加工出來的產(chǎn)品的質(zhì)量有很大的影響。要將澆口的位置選擇好，要關(guān)注幾點(diǎn)要求： 1. 在型腔里面流動(dòng)的熔體，在動(dòng)能上消耗的能量是最低的。要做到這一點(diǎn)必須使 1)流程(包括分支流程)為最短； 2)每一個(gè)分出來的流體基本上都可以到達(dá)最遠(yuǎn)的地方； 3)模具的壁厚一點(diǎn)的位置進(jìn)行進(jìn)料； 4)盡可能的確保每一道的分流在轉(zhuǎn)動(dòng)方向的時(shí)候，越小就是越好的。 2. 將型腔里面的空氣很好的排出去。 因?yàn)槲覀冋撐睦锩骐娮悠魍鈿さ乃芰霞獗淼馁|(zhì)量是要求很高的，我們?cè)谶@里澆口選擇的是側(cè)澆口。這個(gè)側(cè)澆口是在側(cè)面的進(jìn)膠的地方，在電子器外殼組裝起來以后，這個(gè)澆口就會(huì)被遮住了。 6.1.3 澆口的尺寸確定 L=0.5~1.5 一般取1.0mm h=nt A--型腔表面積 B=0~15° t—塑件壁厚 C=0~30° n為塑膠材料系數(shù) 因此，該制件澆口：為側(cè)澆口 在本設(shè)計(jì)中，針對(duì)澆口位置，利用模流軟件Moldflow來進(jìn)行分析是行之有效的方法。如下圖4.6，4.7，4.8所示，當(dāng)澆口選擇在藍(lán)色區(qū)域時(shí)，澆口匹配性可以達(dá)到最好，填充時(shí)間最短，填充區(qū)域也較好，并且避免了制品產(chǎn)生熔合紋的部位。 圖4.6 填充時(shí)間 圖4.7 熔接線 圖4.8 氣穴 6.2 流道的設(shè)計(jì) 流道澆注這個(gè)系統(tǒng)的組成部分在下面進(jìn)行列舉： 我們?cè)趯?duì)澆注的系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候要將下面幾點(diǎn)考慮進(jìn)去： a)、塑料成型特性：這個(gè)系統(tǒng)能夠讓所有的系統(tǒng)都可以成型，這樣塑料的質(zhì)量就可以得到保證了。 b)、我們候，要想模具是用一個(gè)統(tǒng)的時(shí)候要按照腔室的布局來進(jìn)行設(shè)計(jì)。 c)、塑件大小及形狀：因?yàn)樗芰袭a(chǎn)品很小，而且它的壁厚沒有那么厚，再加上技術(shù)方還要將澆注系統(tǒng)要考慮防止流料病和部位可以維修的機(jī)會(huì)。 d)、塑件外觀：我們?cè)趯?duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該要先將進(jìn)料去除，將進(jìn)料修正，這樣進(jìn)料的時(shí)候很方便，而且還不會(huì)影響塑料產(chǎn)品的外觀。 e)、冷料：在進(jìn)行注射的時(shí)候有間歇的時(shí)間，殘留在噴嘴頭上面的冷料一定要弄掉，不然的話會(huì)留到型腔里面去，這樣塑件的質(zhì)量就不好了，那么在對(duì)澆注這個(gè)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，要考慮好怎么樣保存這些冷料了。 6.2.1 主流道相關(guān) （1）、主流道的尺寸 設(shè)計(jì)半徑為13下： 主流道與澆口套 （2）、主流道襯套的形式 選用如下用下退出定模。 （3）、澆口套的固定 澆口套在進(jìn)行固定的時(shí)候是用螺絲來進(jìn)行的，這個(gè)螺絲使用的型號(hào)是M6，在這里要用兩個(gè)螺絲。 澆口套固定方式 6.2.2 分流道的設(shè)計(jì) 分流道是什么呢，就是在主流道的最后那個(gè)地方距離澆口這個(gè)地方有一個(gè)通道，就是分流道，這個(gè)分流道可以很好的將壓力進(jìn)行傳遞，還可以讓管道里面的填充量一直都是很好的。 考慮很多不同的東西，再加上之前在設(shè)計(jì)模具時(shí)候遇到的情況，我們論文里面設(shè)計(jì)的分流道在下面的圖里面表示出來了： 6.2.3 分流道的形狀與尺寸 通常我們經(jīng)常使用的分流道將截面剖開來以后的形狀是圓的，還有梯形的，還有U型的。 圓形流道 梯形流道 U形流道 分流道的截面的大小我們按照塑料產(chǎn)品的原材料，還有加工出來產(chǎn)品的質(zhì)量，產(chǎn)品的壁厚還有分流道有多長(zhǎng)來進(jìn)行確定。 1）分流道修正直徑D=D’X fL修正系數(shù)(由下圖查得) 2）如果說這個(gè)塑料加工產(chǎn)品的壁厚比3mm還要小的話，可以通過下面的公式將這個(gè)分流道的直徑大小算出來 D-分流道直徑 G-制品重量 L-分流道長(zhǎng)度 3）如果說塑料加工產(chǎn)品的粘度是很高的話，比方說pvc，在通過前面所說的公式來計(jì)算分流道的直徑的時(shí)候，它的數(shù)值要大出來百分之二十到百分之二十五。 結(jié)合這么多的情況，我們說明書里面分流道的形狀是圓形的，它的大小應(yīng)該是6mm。 6.2.4 分流道的表面粗糙度 分流道的的面可以不是很光滑的，對(duì)于它的表面的粗糙度我們只要求1.6um就可以了，這么的話，熔體在流道里面流動(dòng)，外面一層的熔體流動(dòng)的時(shí)候速度還是比較慢的，那么進(jìn)行冷卻的話就沒有那么的復(fù)雜了。這個(gè)時(shí)候表皮層就固定起來了，這樣我們流道里面的溫度可以很好的保持下去。 6.3 冷料井的設(shè)計(jì) 主流道的最后的地方要將冷料穴設(shè)置在這里，這樣我們加工的產(chǎn)品里面就會(huì)出現(xiàn)固化的冷料。因?yàn)橐婚_始流進(jìn)去的塑料因?yàn)闇囟鹊牟町悾@個(gè)時(shí)候塑料的溫度下降的就很快，假如說讓這些溫度下降很快的塑料進(jìn)入到型腔里面去的話，那么我們加工的產(chǎn)品的質(zhì)量就會(huì)受到影響，為了避免這種情況的出現(xiàn)，我們要在主流道的尾上安排一個(gè)冷料穴，讓這些塑料在這個(gè)地方進(jìn)行保存。 我們對(duì)冷料穴進(jìn)行倒扣，在進(jìn)行倒扣的時(shí)候形式有很多，我們這里主要使用的是這種倒扣的模式需要推桿來進(jìn)行配合，模具在打開來的時(shí)候，椎體里面的冷料穴是倒過來的，一開始要先將定模從主流道里面取出來，之后通過推桿，可以將冷料還有冷凝料都從主流道里面拿出來，當(dāng)然了，加工的產(chǎn)品也是要取出來了。 7 模具其它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7.1脫模裝置設(shè)計(jì) 7.1.1 推出力的計(jì)算 推出力也稱脫模力。 脫模力的產(chǎn)生范圍： ①需要生產(chǎn)的產(chǎn)品在這個(gè)模具里面先冷卻一下，這樣產(chǎn)品的形狀就出來了，不過經(jīng)過冷卻以后，產(chǎn)品的外形會(huì)變小，這樣一來就有包緊力出現(xiàn)了。 ②殼體的壓力的。 ③機(jī)構(gòu)本身運(yùn)動(dòng)的磨擦阻力。 ④塑料產(chǎn)品跟模具之間有一個(gè)粘附力。 一開始發(fā)生脫模力的時(shí)候，一開始進(jìn)行脫模的那一瞬間我們需要克服的阻力。 再產(chǎn)生脫模力，在后來我們?cè)诋a(chǎn)生的脫模力，比一開始我們用的這個(gè)力要小很多，以防我們?cè)谶M(jìn)行脫模計(jì)算力的時(shí)候弄錯(cuò)，一般情況下我們都是算一開始的脫模力。 脫模力的影響因素： A、脫模時(shí)候的力跟塑料產(chǎn)品的壁厚，型芯的長(zhǎng)度是多少，中跟脫模方向的塑件的投影相垂直的面積，每一個(gè)數(shù)值越大，那么脫模產(chǎn)生的力就越大。 B、塑料產(chǎn)品的收縮率，彈性的模量E大的話，脫模的力就大。 C、塑料大。 D、將大氣都排除掉，如果型己脫落了。 脫模力也就是我們將加工的產(chǎn)品從包緊的型芯上面脫落下來的時(shí)候使用的力量。根據(jù)知，這個(gè)零件形狀是圓環(huán)形，那么在計(jì)算脫模力的時(shí)候公式如下： 式子里面 ； E —塑料的彈性模量，查表得ABS得彈性模量為2800MPa； L-代表的是 ＝1°； f-表 —塑料的泊松比，查表得PS的泊松比為0； —無量綱系數(shù)，由f＝0.21查表得 A —通孔制件A等于0.211 因此， 7.1.2 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 將塑料產(chǎn)品從模具上面拿下來之前還要將加工成型的塑料零件從模具上脫落的這過程，將這個(gè)成型塑料產(chǎn)品從模具上面脫出來的裝置就叫脫模裝置。組成部分是件等。 對(duì)于脫模的這個(gè)部分來進(jìn)行分類，根據(jù)的是動(dòng)力的來源不一樣，有手動(dòng)的，機(jī)動(dòng)的，液壓的還有氣動(dòng)的。當(dāng)然還有別的分類的方式，根據(jù)不一樣的零件進(jìn)行分類，推桿推出裝置，套管推出裝置，推板推出裝置還有推塊推出裝置。 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則： （1）在塑料產(chǎn)品進(jìn)行脫模的時(shí)候，產(chǎn)品不能出現(xiàn)變形，稍微有一點(diǎn)的變形時(shí)可以的，但是這種變形不能使永久的； （2）我們按照脫模的阻力來進(jìn)行推力的分布的時(shí)候，一定要合理的進(jìn)行布局； （3）推桿受到的力量不能太大，萬一太大容易讓塑料產(chǎn)品發(fā)生破壞； （4）推桿的強(qiáng)度還有剛度應(yīng)該是剛剛好的，在進(jìn)行推出這個(gè)動(dòng)作的時(shí)候不能讓塑料產(chǎn)品發(fā)生變形； （5）推桿在塑料產(chǎn)品上的痕跡不是很明顯，不能影響產(chǎn)品的外形； 本次的說明書里面在脫模的時(shí)候用的推出裝置是推桿。 7.1.2.1 拉料桿的設(shè)計(jì) 我們?cè)趥?cè)澆口的主流道上面要安裝一個(gè)拉料桿，在模具打開的時(shí)候分流道就會(huì)跟加工的產(chǎn)品分開了，這個(gè)時(shí)候澆口的大小在圖紙里面有所展示，我們按照這個(gè)圖還有實(shí)際情況，選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)值。本次的說明書里面拉料桿的具體數(shù)值應(yīng)該是5mm。 7.1.2.2 推桿的設(shè)計(jì) （1）、推桿布置 我們加工的這個(gè)塑料產(chǎn)品使用的推桿是3mm的，它具體的分布情況在圖里面有所展示，這些推桿在產(chǎn)品的邊緣的地方均勻的分布，這樣讓我們加工的產(chǎn)品受到的推出力是差不多的。 推桿布置 （2）、推桿的設(shè)計(jì) 在我們論文里面使用的是臺(tái)肩形式的圓形的截面推桿，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，這個(gè)推桿的直徑是要跟著設(shè)置位置的不一樣，那么選擇使用的直徑就不一樣。，隙，以ABS。 7.2 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用：確保模具在打開還有關(guān)起來的時(shí)候，可以讓公模具還有母模具之間的方向還有位置確定下來。零部件是用來導(dǎo)向的話，就會(huì)有側(cè)向力產(chǎn)生，這個(gè)時(shí)候這個(gè)零部件不僅可以進(jìn)行導(dǎo)向，還可以進(jìn)行定位。導(dǎo)向這個(gè)部分的零部件的組成主要有導(dǎo)柱，導(dǎo)套這兩個(gè)。 1. 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) （1） 導(dǎo)向，它的中心點(diǎn)確保下來，這變形。 （2） 我們按照這個(gè)模具的體積還有外形來確定要幾個(gè)導(dǎo)柱，通常一對(duì)模具要有兩個(gè)到四個(gè)導(dǎo)柱。打個(gè)比方，在這個(gè)模具里面有兩個(gè)部分，凹模，凸模，在這兩個(gè)部分之間假如還有要求的話，這個(gè)時(shí)候?qū)е闹睆酱笮【鸵淖兞?，如果直徑都是一樣的話，在進(jìn)行導(dǎo)柱的安置的時(shí)候一定要錯(cuò)開來才可以。 （3） 因?yàn)橐话銇碚f塑料產(chǎn)品都是在公模上面的，所以我們要方便產(chǎn)品脫離模具的導(dǎo)柱要裝上母模。 （4） 導(dǎo)柱還有導(dǎo)套處在分型面上的時(shí)候應(yīng)該有一個(gè)承屑槽。 （5） 主軸線應(yīng)該都是平行的 （6） 模具在合上的時(shí)候，應(yīng)該能夠保證導(dǎo)向的零部件一開始進(jìn)行接觸，要讓公模首先到模腔里面去，不能破壞已經(jīng)成型的塑料產(chǎn)品。 2. 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) （1） 有單節(jié)與臺(tái)階式之分 （2） （3） 在這個(gè)導(dǎo)柱的頭上要有一個(gè)圓錐體，球形體也可以，它們的功能是引導(dǎo)。 （4） 在進(jìn)行固定的時(shí)候可以用鉚接進(jìn)行固定，也可以用螺釘進(jìn)行固定 （5） 它的表面應(yīng)該進(jìn)行熱處理，這樣處理以后可以防止表面承受摩擦力。 3. 導(dǎo)套和導(dǎo)向孔 （1） 導(dǎo)向孔沒有導(dǎo)套，可以再模板上直接開孔，假如這個(gè)模板的厚度比較厚的時(shí)候，我們的導(dǎo)向孔這個(gè)時(shí)候就要是盲孔，在側(cè)面增加一個(gè)排氣孔。 （2） 我們導(dǎo)套有很多種形式， （3） 要想讓導(dǎo)柱安裝到導(dǎo)套孔的時(shí)候方便快捷，要在這個(gè)導(dǎo)套的前半部分弄一個(gè)圓角R。 通常來說，導(dǎo)柱還有導(dǎo)套都是在一起用的，用來確保動(dòng)模還有定模這兩個(gè)裝置里面的零件在對(duì)合的時(shí)候很準(zhǔn)確，再一個(gè)就是這個(gè)產(chǎn)品的大小數(shù)據(jù)應(yīng)該精確到小數(shù)點(diǎn)，這樣可以防止產(chǎn)品在模具里面有碰撞的情況出現(xiàn)，這樣的話就能在合模的時(shí)候進(jìn)行導(dǎo)向了。 7.3 排氣及引氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 我們?cè)谟米⑸錂C(jī)制造模具的時(shí)候，一個(gè)很重要的問題就是排氣。在對(duì)模具進(jìn)行注射的時(shí)候，產(chǎn)品的形狀就出來了，但是這個(gè)時(shí)候模具里面的氣體沒有排出去，那么里面的壓力就會(huì)非常大了，這樣一來需要加工的原材料就沒有辦法將模具都填充滿，同一時(shí)間氣體被壓縮就產(chǎn)生的熱量讓塑