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哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 十六芯插座蓋模具設(shè)計 摘 要 隨著現(xiàn)代模具工業(yè)的飛速發(fā)展 計算機輔助設(shè)計在模具工業(yè)中應(yīng)用越 來越多 其中 PRO E 軟件為傳統(tǒng)的模具設(shè)計帶來了巨大的便利 PRO E 是 一套由設(shè)計至制造的機械自動化軟件 是新一代的產(chǎn)品造型系統(tǒng) 是一個 參數(shù)化 基于特征的實體造型系統(tǒng) 并且具有單一數(shù)據(jù)庫功能 在本文中 概述了 CAD 技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r 介紹了 CAD 在模具 工業(yè)中的使用和發(fā)展情況 介紹了在我國研究和發(fā)展模具 CAD 技術(shù)的必要 性和迫切性 詳細介紹了模具的設(shè)計過程及利用 PRO E 軟件制作的模具 通過了解和掌握塑料尼龍及十六芯插座蓋塑料模具設(shè)計的有關(guān)知識 主要 完成注射塑料模具的成型部分 澆注系統(tǒng) 脫模機構(gòu) 模體等部分的設(shè)計 并利用功能強大的 CAD 軟件 PRO E 進行三維造型及模具工過程的動畫設(shè)計 通過本次設(shè)計 不僅掌握了注射模具的基本設(shè)計過程和設(shè)計要領(lǐng) 并 了解了塑料的基本成型工藝 以及軟件 PRO E 的實體建模 裝配建模 制 圖基礎(chǔ) 工過程動畫設(shè)計等各個環(huán)節(jié)的基本操作規(guī)則及運用方法 從而可 以利用軟件 PRO E 或其它三維設(shè)計軟件完成模具的整體設(shè)計 關(guān)鍵詞 注射模具 塑料 Pro E 軟件 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 I Sixteen core jack top design Abstract With the quick development of modern Injection Mould industry Computer Aided Design CAD is used more and more There into PRO E software Brings huge advantage for traditional Injection Mould design PRO E is the mechanical automation software that the manufacturing is arrived in one set of cause design and is the product modelling system of a new generation and is the substance modelling system of the parameterization and characteristic baseded on and possesses the single data base function In this paper the Internal and overseas general situation is summarized The appliance and development of CAD in Injection Mould industry is introduced Essentiality and anxiety of developing and researching internal CAD in the field of Injection Mould are introduced the process of Injection Mould design and got up Injection Mould by PRO E software are introduced detailed In the design process through the understanding and mastering the plastics Nylon and sixteen core jack top primarily complete to the plastics mould of type part injection system and design the system for the plastics taking off and the frame of mold the etc And make use of the PRO E which is one of the CAD software with mighty functions to accomplish 3D shapes and Animation of worker s course After finishing this design we not only control the basic process and the main points of the injection mould s design but also understood entity that the plastics s fundamental type craft and the solid modeling the assembly and the engineering drawing in PRO E Animation of worker s 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 II course graphics the foundation to the basic operation rule and application method of the each link Finally we can make use of the Pro E and other 3D soft ware to complete the mould overall design Keywords Plastics The injection mould for plastics PRO E 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 I 目 錄 十六芯插座蓋模具設(shè)計 I 摘 要 I Abstract II 第 1 章 緒論 1 1 1 現(xiàn)代模具發(fā)展概況 1 1 2 中國模具發(fā)展概況 1 1 3 國內(nèi)外模具發(fā)展概況 2 1 4 線對板連接器 3 1 5 本章小結(jié) 4 第 2 章 塑件與注射模具 5 2 1 塑料 5 2 1 1 塑料的結(jié)構(gòu) 成分 5 2 1 2 塑料的使用性能及用途 5 2 1 3 塑料的選用 5 2 2 塑件結(jié)構(gòu) 7 2 3 表面質(zhì)量 8 2 4 注射模具 8 2 4 1 注射模具設(shè)計的幾個部分 9 2 5 本章小結(jié) 9 第 3 章 注射機的確定和型腔設(shè)計 10 3 1 注射機型號的確定 10 3 1 1 最大注射量的校核 10 3 1 2 鎖模力的校核 10 3 2 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 11 3 2 1 分型面位置的確定 11 3 2 2 型腔數(shù)目的確定 12 3 2 3 型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計 13 3 3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 16 3 3 1 主流道的結(jié)構(gòu)設(shè)計 16 3 3 2 澆口套 16 3 3 3 分流道設(shè)計 17 3 3 4 分流道的形狀及尺寸 17 3 3 5 澆口的設(shè)計 18 3 4 澆注系統(tǒng)的平衡 19 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 II 3 5 冷料穴的設(shè)計 19 3 6 本章小結(jié) 20 第 4 章 模具零部件設(shè)計 21 4 1 模體概述 21 4 2 動模固定板和定模固定板 21 4 3 支承塊 21 4 4 導(dǎo)向零件 22 4 4 1 導(dǎo)柱的設(shè)計 22 4 4 2 導(dǎo)套的設(shè)計 22 4 5 拉料桿 23 4 6 動模墊板設(shè)計 23 4 7 彈簧 24 4 8 頂板導(dǎo)柱 24 4 9 本章小結(jié) 24 第 5 章 模具工作過程的動畫設(shè)計 25 5 1 裝配 25 5 1 1 子組的裝配 25 5 1 2 模具的整體裝配 26 5 2 動畫設(shè)計 27 5 3 本章小結(jié) 31 結(jié) 論 32 參考文獻 34 致 謝 33 附錄 A 英文翻譯 35 附錄 B 46 附錄 C 47 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 0 第 1 章 緒論 1 1 現(xiàn)代模具發(fā)展概況 在現(xiàn)代機械制造業(yè)中 模具工業(yè)已成為國民經(jīng)濟中一個非常重要的行 業(yè) 許多新產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)在很大程度上依賴于模具的設(shè)計和制造技術(shù) 特別是在汽車 輕工 電子和航天等領(lǐng)域中尤為重要 模具制造能力的強 弱和水平的高低 已經(jīng)成為衡量一個國家機械制造水平的重要標(biāo)志之一 它關(guān)系著產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效益的提高 直接影響了國民經(jīng)濟中許多行業(yè)的 發(fā)展 1 2 中國模具發(fā)展概況 20 世紀 80 年代以來 中國的模具工業(yè)發(fā)展十分迅速 一直以每年約 15 的增長速度發(fā)展 目前 中國約有 17000 多個模具生產(chǎn)廠點 從業(yè)人 數(shù)約 50 多萬 1999 年中國的模具工業(yè)總產(chǎn)值已達 245 億元人民幣 具體 情況見表 1 1 8 表 1 1 中國模具工業(yè)進出口情況 在過去的 10 余年間 我國的模具工業(yè)和模具技術(shù)得到了快速發(fā)展 但 與國外工業(yè)發(fā)達國家相比仍存在較大差距 還不能完全滿足國民經(jīng)濟高速 發(fā)展的需要 未來十年 中國模具工業(yè)和模具工業(yè)和模具技術(shù)的主要發(fā)展 方向?qū)?1 提高大型 精密 復(fù)雜 長壽命模具的設(shè)計制造水平 2 在模具設(shè)計制造中廣泛應(yīng)用 CAD CAE CAM 技術(shù) 3 大力發(fā)展快速制造原型和快速制造模具技術(shù) 4 在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù) 氣輔注射成型技術(shù)和高壓注 射成型技術(shù) 5 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率 年份 生產(chǎn)廠家 產(chǎn) 值 億元 進口模具 萬美元 出口模具 萬美元 1984 6000 15 2429 130 1994 10000 130 76500 3890 1999 17000 245 88274 13285 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1 6 發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù) 7 逐步推廣高速銑削在模具加工的應(yīng)用 8 進一步研究和開發(fā)模具的拋光技術(shù)和設(shè)備 9 研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程 我國的模具行業(yè)與國外的差距見表 1 2 9 表 1 2 我國的模具行業(yè)與國外的差距 國際 國內(nèi) 型腔加工 基本上采用數(shù)控加工 高速銑削應(yīng)用也比較普 遍 通用機床為主 少量 數(shù)控 高速銑削剛開 始應(yīng)用 CAD CAM CAE 技術(shù) 已基本普及 應(yīng)用面較小 生 產(chǎn) 加 工 三坐標(biāo)測量 已普及應(yīng)用 較少應(yīng)用 塑料模 0 005 0 01 0 02 0 04 壓鑄模 0 01 0 03 0 02 0 05 制造 精度 m 沖壓模 0 002 0 005 0 005 0 02 汽車覆蓋件模具 半年左右 一年左右 大型塑料模具 3 4 個月 8 10 個月 生 產(chǎn) 周 期 高精度多工位級進模 2 4 個月 4 6 個月 模 具 壽 命 同類同檔次模具 國內(nèi)約為國外的 1 2 1 4 標(biāo) 準(zhǔn) 化 程 度 70 以上 標(biāo)準(zhǔn)件品種 規(guī)格多 質(zhì)量高 交貨 快 30 以下 標(biāo)準(zhǔn)件品 種少 質(zhì)量低 交貨 期長 專 業(yè) 化 水 平 專業(yè)廠生產(chǎn)的商品模具 占行業(yè)總產(chǎn)值的 70 以 上 專業(yè)廠生產(chǎn)的商業(yè)模 具占行業(yè)總產(chǎn)值的 30 經(jīng) 濟 效 益 工業(yè)先進國家 10 萬 20 萬美圓 年 人 3 萬 5 萬元人民幣 年 人 1 3 國內(nèi)外模具發(fā)展概況 根據(jù)國際專用工具協(xié)會和亞洲模具協(xié)會聯(lián)盟的綜合估計 全球的主要 模具生產(chǎn)國家和地區(qū)如下 1 日 美 德 法等工業(yè)發(fā)達國家 它們發(fā)展速度快 市場規(guī)模大 內(nèi)需充足 可吸納本國生產(chǎn)的各類模 具 其技術(shù)檔次高 具備開發(fā)各種模具的能力 2 發(fā)展中國家 地區(qū) 包括韓國 新加坡 馬來西亞 葡萄牙等國家和中國臺灣 香港地區(qū) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 屬出口導(dǎo)向型 發(fā)展模式大致為由傳統(tǒng)勞動密集產(chǎn)業(yè)開始從事工業(yè)化生產(chǎn) 漸漸步入技術(shù)岔集和資本密集產(chǎn)業(yè)的出口 模具工業(yè)已由初期的低精密度 向較高精密度發(fā)展 3 經(jīng)濟發(fā)展迅速的大國 如中國大陸 印度等 其人口眾多 長期重視基礎(chǔ)工業(yè)發(fā)展 模具工 業(yè)技術(shù)主要集中在少數(shù)大型國有企業(yè) 我國自實行改革開放以來 經(jīng)濟發(fā) 展迅速 帶動模具工業(yè)迅速發(fā)展 1 4 線對板連接器 本設(shè)計中的線對板連接器規(guī)格是 2 54 系列 間距 2 54mm 針數(shù) 16 端接方式 壓接 產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于 數(shù)碼相機 計算機主板 各種移動存儲盤 讀卡器 無繩電話機 程控交換機 DVD lcm led 顯示屏模塊 電子玩具及光電等 諸多領(lǐng)域 液晶顯示器 汽車 GPS 導(dǎo)航領(lǐng)域 商用電子設(shè)備 家用電器和 其它采用輔助電路的通用工商業(yè)領(lǐng)域 LPV 連接器 連接器被大量地應(yīng)用 在硬盤驅(qū)動器和處理器的界面中 相關(guān)產(chǎn)品展示 圖 1 1 連接器應(yīng)用在硬盤驅(qū)動器中 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3 圖 1 2 連接器應(yīng)用在處理器 圖 1 3 ERNI 的 DIN 41612 IEC 60603 2 歐式連接器產(chǎn)品 1 5 本章小結(jié) 本章介紹了現(xiàn)代模具發(fā)展概況 中國模具發(fā)展概況 國內(nèi)外模具發(fā)展 概況 線對板連接器 講解了模具現(xiàn)在發(fā)展的情況 與國內(nèi)外的發(fā)展的對 比 以及這些年我國模具發(fā)展概況 模具應(yīng)用在線對板連接器方向上的發(fā) 展 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 第 2 章 塑件與注射模具 2 1 塑料 2 1 1 塑料的結(jié)構(gòu) 成分 塑料的主要成分是樹脂 樹脂有天然樹脂和合成樹脂兩種 無論是什 么種類的樹脂 都屬于高分子化合物 簡稱高聚物 高聚物可分為線型高 聚物 體型高聚物 網(wǎng)型高聚物 線型高聚物成型前具有可溶性和可熔性 成型后仍具有這種特性 因而可多次成型 體型高聚物成型前是可溶和可 熔的 而成型硬化后 就變成既不溶解又不熔融的固體 所以不能再次成 型 樹脂是塑料中必不可少的部分 塑料之所以具有可塑性或流動性 就 是樹脂所賦予的 樹脂的主要作用是將塑料的其它成分加以粘合 并決定 塑料的類型 熱塑性或熱固性 和主要性能 塑料中的樹脂主要是合成樹 脂 其次是纖維素酯 樹脂在塑料中的比例約為 40 50 另外 塑料還包 括填充劑 增塑劑 著色劑 穩(wěn)定劑 潤滑劑 阻燃劑 防靜電劑等多種 成分 使塑料不但美觀 而且改善塑料及塑件的綜合性能 使其滿足不同 塑件的使用要求 2 1 2 塑料的使用性能及用途 塑料的優(yōu)點 重量輕 比強度 強度與密度之比 比剛度高 優(yōu)良的 耐磨 自潤滑和吸震性能 粘結(jié)能力強 優(yōu)越的化學(xué)穩(wěn)定性 優(yōu)良的電絕 緣性能 有些塑料具有優(yōu)良的光學(xué)性能和著色范圍寬 可染成各種色調(diào) 由于塑料具有這些優(yōu)點 因此在現(xiàn)代工業(yè)和日用產(chǎn)品中 越來越多用到塑 料制品 特別應(yīng)用于光學(xué)儀器和包裝工業(yè)方面 發(fā)展尤為迅速 但是由于 要求其耐磨性要高 抗沖擊韌性要好 因此對塑料的成份 注塑整個過程 的工藝 設(shè)備 模具等 都要作出大量工作 以保證塑件的表面質(zhì)量良好 從而達到使用的要求 2 1 3 塑料的選用 常用塑料可分為 熱塑性塑料和熱固性塑料兩種 熱塑性塑料的合成 樹脂都是線型或支鏈型高聚物 因而受熱變軟 甚至成為可流動的穩(wěn)定粘 稠液體 在此狀態(tài)時具有可塑性 可塑成一定形狀的塑件 冷卻后保持既 得的形狀 如再加熱又可變軟塑制成另一形狀 如此可以反復(fù)進行多次 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 節(jié)省原料又可減小污染 因此選用熱塑性塑料 考慮到該塑件的應(yīng)用場合 要有一定的硬度和剛性 綜合考慮各種塑 料的綜合性能 選用尼龍 66 塑料 尼龍 66 樹脂 1 名稱為聚己內(nèi)酰胺 俗名尼龍 66 2 結(jié)構(gòu)式為 NH CH 2 6CO n 3 分子量達到 15000 22000 4 性能如表 2 1 所示 表 2 1 尼龍 66 性能表 指 標(biāo) 名 稱 指 標(biāo)序 號 型號 型 型 型 1 外 觀 乳白色均勻顆粒 3 相對密度 20 1 10 1 15 4 熔 點 250 260 5 顆 粒 度 N g 40 6 燃燒性 HB 7 熱變形溫度 1 81MPa 60 70 8 成型收縮率 1 2 9 體積電阻 cm 1013 10 體積電阻 1013 11 相對粘度 2 7 2 8 2 8 2 9 2 9 12 拉伸強度 60 65 70 13 靜彎曲強度 MPa 80 90 100 14 缺口沖擊強度 KJ m2 7 8 9 5 產(chǎn)品為半透明或不透明乳白色結(jié)晶形聚合物 具有優(yōu)良的耐磨性 自潤滑性 機械強度較高 耐酸 堿以及鹵代烷 烴類 酯類和酮類溶劑 易溶于極性溶劑如苯酚 甲酸 硫酸等 6 成型工藝尼龍 66 較易受熱氧化而發(fā)黃 采用真空干燥 避免高溫 氧化分解 也有利于除去微量水分 干燥溫度 85 5 干燥時間 5 8 小時 注射成型溫度 240 290 注射壓力 60 220MPa 模具溫度為 20 90 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 2 2 塑件結(jié)構(gòu) 2 2 1 幾何形狀 十六芯插座蓋的結(jié)構(gòu)如圖 2 1 所示 圖 2 1 十六芯插座蓋的結(jié)構(gòu)圖 塑件的幾何形狀應(yīng)盡可能保證有利于成型的原則 即在開模取出時 盡可能不采用復(fù)雜的瓣合分型與側(cè)抽芯 因此 塑件的內(nèi)外表面形狀要盡 量避免旁側(cè)凹陷部分 本塑件為線對板連接器的頂蓋部分 2 2 2 脫模斜度 由于塑料冷卻后產(chǎn)生收縮 會使塑件緊緊包住模具型芯或型腔中的凸 起部分 為了便于從塑件中抽出型芯或型腔中取出塑件 防止脫模時拉傷 或擦傷塑件 因此塑件內(nèi)外表面沿脫模方向應(yīng)具有足夠的脫模斜度 Error No bookmark name given 2 2 3 壁厚 塑件厚度要盡可能均勻 否則會因硬化或冷卻速度不同而引起收縮率不 一致 結(jié)果在塑件內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力 致使塑件產(chǎn)生翹曲 縮孔 裂紋 甚至 開裂等缺陷 本設(shè)計符合要求 成型部分的壁厚為一環(huán)形 2 2 4 圓角 帶有尖角的塑件 往往會在尖角處產(chǎn)生應(yīng)力集中 影響塑件強度 同 時還會出現(xiàn)凹痕或氣泡 影響塑件外觀質(zhì)量 為此 塑件除了使用上要求 必須采用尖角之處外 其余所有轉(zhuǎn)角處均應(yīng)盡可能采用圓弧過渡 這樣 不僅避免了應(yīng)力集中 提高了強度 而且還增加了塑件的美觀 有利于塑 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 件充模時的流動 2 3 表面質(zhì)量 該塑件粗糙度選為 6 3 表面光滑平整 表面缺陷必須避免 2 4 注射模具 1 選材 表面淬火鋼最適合來制造模具 這種模具實用且不昂貴 其 費用所占比例小 通過表面淬火 碳化 和滲碳 模具可以形成像玻璃一 樣硬的表面 同時形成柔韌 可延展的芯部結(jié)構(gòu) 堅硬的表面為模具提供 了耐磨損性 而其韌性芯部可以承受振動以及交變載荷 2 塑料注塑模具成型方法 注射成型可成型各種形狀的塑料制品 它 的特點是成型周期短 能一次成型外形復(fù)雜 尺寸精密 帶有嵌件的制品 生產(chǎn)效率高 易于實現(xiàn)自動化 應(yīng)用廣泛 所用設(shè)備是各種類型的注射機 作用是將料筒內(nèi)的塑料加熱 使其塑化 然后對熔融塑料實施高壓 使其 由噴嘴注入模具型腔 3 塑料注射過程中應(yīng)注意的共同問題 由于對塑料制品的表面質(zhì)量要 求很高 不能有任何斑紋 氣孔等缺陷 因而在整個注塑過程對原料 設(shè) 備 模具 甚至產(chǎn)品的設(shè)計 都要十分注意和提出嚴格甚至特殊的要求 尼龍是無定形塑性材料 流動性中等 因此充模能力可以滿足塑件的成型 要求 但會到其他方面因素的影響 所以應(yīng)注意以下幾項 1 原料的準(zhǔn)備與干燥 由于尼龍極易吸濕 使成型塑件表面出現(xiàn)斑 痕 云紋等缺陷 因此在儲存 運輸 加料過程中 必須注意密封 盡量 避免尼龍吸收水分 加熱前一定要干燥 并在注塑時 加料必須使用干燥 料斗 還要注意一點的是干燥過程中 輸入的空氣最好應(yīng)經(jīng)過濾 除濕 以便保證不會污染原料 2 機筒 螺桿及其附件的清潔 為防止原料污染和在螺桿及附件凹 陷處存有舊料或雜質(zhì) 特別熱穩(wěn)定性差的樹脂存在 因此在使用前 停機 后都應(yīng)用螺桿清洗劑清洗干凈各件 使其不得粘有雜質(zhì) 當(dāng)臨時停機時 為防止原料在高溫下停留時間長 引起解降 應(yīng)將干燥機和機筒溫度降低 3 在模具設(shè)計上應(yīng)注意的問題 包括產(chǎn)品的設(shè)計 為了防止出現(xiàn) 回流動不暢 或冷卻不均造成塑料成型不良 產(chǎn)生表面缺陷和變質(zhì) 一般 在模具設(shè)計時 應(yīng)注意以下幾點 壁厚應(yīng)盡量均勻一致 脫模斜度要足夠 大 過渡部分應(yīng)逐步 圓滑過渡 防止有尖角 澆口 流道盡可能寬大 粗短 且應(yīng)根據(jù)收縮冷凝過程設(shè)置澆口位置 必要時應(yīng)加冷料井 模具表 面應(yīng)光潔 粗糙度低 最好低于 0 8 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 4 注塑工藝方面應(yīng)注意的問題 包括注塑機的要求 為了減少內(nèi)應(yīng) 力和表面質(zhì)量缺陷 在注塑工藝方面應(yīng)注意以下幾方面的問題 應(yīng)選用專 用螺桿 帶單獨溫控射嘴的注塑機 注射溫度在塑料樹脂不分解的前提下 宜用較高注射溫度 注射壓力 一般較高 以克服熔料粘度大的缺陷 但 壓力太高會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力造成脫模困難和變形 注射速度 在滿足充模的情 況下 一般宜低 最好能采用慢 快 慢多級注射 保壓時間和成型周期 在滿足產(chǎn)品充模 不產(chǎn)生凹陷 氣泡的情況下 宜盡量短 以盡量減低熔 料在機筒停留時間 螺桿轉(zhuǎn)速和背壓 在滿足塑化質(zhì)量的前提下 應(yīng)盡量 低 防止產(chǎn)生解降的可能 模具溫度 制品的冷卻好壞 對質(zhì)量影響極大 所以模溫一定要能精確控制其過程 有可能的話 模溫宜高一些好 2 4 1 注射模具設(shè)計的幾個部分 注射模可分為動模和定模兩大部分 注射時動模與定模閉合構(gòu)成型腔 和澆注系統(tǒng) 開模時動模和定模分離 取出塑件 定模安裝在注射機固定 模板上 而動模則安裝在注射機的移動模板上 注射模的總體功能結(jié)構(gòu)分為 成型部分 作為塑件的幾何邊界 包容塑件 完成塑件的結(jié)構(gòu)和尺 寸等的成型 澆注系統(tǒng) 將注射機噴嘴過來的熔融塑料過渡到型腔中 起了輸送 管道的作用 排氣系統(tǒng) 充模時 排除熔料進入后模腔中多余的氣體或料流末端 冷料等 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 控制模具的溫度 使熔融塑料在充滿模腔后迅速可 靠定型 對于不同的塑料和塑件 溫度調(diào)節(jié)的方法不一樣 在本例中 不 設(shè)計該系統(tǒng) 詳細情況見溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計部分 脫模機構(gòu) 把模腔中定型后的塑件從模具中脫分并取出的部件 模體 模架 是整個模具的主骨架 通過它將模具的各個部分有 機地結(jié)合在一起 并在使用時 通過它與注射機聯(lián)系在一起 2 5 本章小結(jié) 本章介紹了塑料的結(jié)構(gòu) 成分 塑料的使用性能及用途 塑料的選用 塑料結(jié)構(gòu)分為幾種形狀 塑料的表面要求 塑料模具的選材 成型方法 設(shè)計中應(yīng)該注意的問題 簡單的介紹了注塑模設(shè)計中具體的幾部分 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 第 3 章 注射機的確定和型腔設(shè)計 3 1 注射機型號的確定 一般工廠的塑膠部都擁有從小到大各種型號的注射機 中等型號的占 大部分 小型和大型的只占一小部分 所以我們不必過多的考慮注射機型 號 具體到這套模具 采用注射機型號為中型的 SYS 10 和規(guī)格以及各參 數(shù)如附錄 A 3 1 1 最大注射量的校核 按 3 1 式校核 KVO V V 澆 3 1 niV1 式中 V O 為射成型機最大注射量 cm V 為塑料制品的體積 包括制品 澆道凝料和飛邊 cm3 Vi 為一個塑料制品的體積 cm 3 V 澆 為澆道澆道凝料和飛邊的體積 cm 3 n 為型腔數(shù) K 為利用系數(shù) K 0 8 利用式 3 1 得 0 8 10000 8000 321421m8 5497 530 5 6 LRhlhl 即 8000 5497 8 注射成型機的注射量合適 3 1 2 鎖模力的校核 用式 3 2 FO P 模 A 分 100 3 2 式中 FO 為注射成型機的公稱鎖模力 N P 模 為模內(nèi)壓力 型腔內(nèi)熔休壓力 MPa 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 P 模 25 40 MPa A 分 為塑料制品及澆注系統(tǒng)在分型面是的投影面積之和 cm3 FO 15 kN P 模 A 分 100 30 4 5 100 13 5 即鎖模力的校核合適 3 2 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 3 2 1 分型面位置的確定 如何確定分型面 需要考慮的因素比較復(fù)雜 由于分型面受到塑件在 模具中的成型位置 澆注系統(tǒng)設(shè)計 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度 嵌件位置 形狀以及推出方法 模具的制造 排氣 操作工藝等多種因素的影響 因 此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析比較 從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案 選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下幾項原則 1 件質(zhì)量考慮 1 確保塑件尺寸精度 選擇分型面時 應(yīng)考慮減小由于脫模斜度造 成塑件的大小端尺寸差異 由于本塑件相對高度較小 而且有自身斜度 所以可以上面為分型面 2 確保塑件表面要求 分型面應(yīng)盡可能選擇在不影響塑件外觀的部 位以及塑件外觀的要求 而且分型面處所產(chǎn)生的飛邊應(yīng)容易修整加工 3 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 2 技術(shù)規(guī)格考慮 1 鎖模力考慮 即盡可能減少塑件在分型面上的投影面積 當(dāng)塑件 在分型面上的投影面積接近于注射機的最大注射面積時 有產(chǎn)生溢料的可 能 模具的分型面尺寸在保證一定的型腔不溢料邊距的情況下 應(yīng)盡可能 減小分型面接觸面積 從而可以增加分型面的接觸應(yīng)力 防止溢料 并簡 化分型面的加工 2 模板間距考慮 在該模具中 動模的高度約為 20mm 定模的高度 約調(diào) 20mm 模具的閉合高度為 40mm 脫模時 分型面需要打開 1mm 才能 離開凹模 接著繼續(xù)開模約 32mm 才能讓出塑件及澆注系統(tǒng)脫模時需要占 用的空間 這樣要求注射機在開模結(jié)束后動 定模板之間的最小間距為 35mm 附錄 A 中注射機的移模行程為 100mm 滿足要求 3 模具結(jié)構(gòu)考慮 1 盡量簡化脫模部件 為便于塑件脫模 應(yīng)使塑件在開模時盡可能 留于動模部分 因為塑件的頂出機構(gòu)通常都設(shè)在動模部分 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 2 方便澆注系統(tǒng)的布置 3 便于排溢 為了有利于氣體的排出 分型面盡可能與料流的末端 重合 即底座底面 4 模具總體結(jié)構(gòu)簡化 盡量減少分型面數(shù)目 盡量采用平直分型面 5 便于塑件順利脫模 盡量使塑件開模時留在動模一邊 6 便于模具加工制造 7 對側(cè)向抽芯的影響 8 模具制造難易性考慮 綜上所述 由于該件外觀質(zhì)量要求高 尺寸精度要求較高 且裝配精 度要求高 但結(jié)構(gòu)相對簡單 模具將會采用一個分模面 一個分型面 為 了便于模具加工制造 應(yīng)盡可能選擇平直分型面 易于加工 易于成型 如圖 2 1 所示 采用 A A 這樣一個平直的分型面 A A 上面為上型腔 成型部分 A A 下面為下型腔成型部分 并且應(yīng)當(dāng)保證上下型腔在分型 面處的齒廓線配合在一起 這樣才能保證整個的塑件成型 本設(shè)計的型腔 單獨設(shè)計成一個模塊 固定在模板上 固定時應(yīng)加一個銷釘 防止旋轉(zhuǎn) 圖 3 1 分型面結(jié)構(gòu)圖 3 2 2 型腔數(shù)目的確定 型腔數(shù)目的確定可以有多種原則 1 用的注射機的最大注射量確定型腔數(shù) 2 注射機最大鎖模力確定型腔數(shù) 3 塑件精度確定型腔數(shù) 4 性確定型腔數(shù) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 本設(shè)計的型腔的數(shù)量為 一出四 即一模四腔 已考慮了本產(chǎn)品的生 產(chǎn)批量 大批量生產(chǎn) 和注射機型號 因此我們設(shè)計的模具為多型腔的模 具 考慮到模具成型零件和抽芯結(jié)構(gòu)以及出模方式的設(shè)計 模具的型腔排 列方式如圖 3 2 所示 圖 3 2 模具的型腔排列方式圖 在本例中 我們采用第一種方法來確定型腔數(shù)目 3 1 件 廢公利 GKn 式中 為型腔數(shù) 為注射機公稱注射量的利用系數(shù) 般取 0 75 0 85 利 這里取 0 80 為注射機的質(zhì)量公稱注射量 g 公G 為澆注系統(tǒng)及飛邊等的塑料質(zhì)量 g 廢 為單個型腔中的塑件質(zhì)量 g 件 在本設(shè)計中由于所選的注射成型機的最大注射量比所需的大出很多 所以確定型腔數(shù)為四是可以的了 3 2 3 型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計 成型零件在工作時是直接與塑料接觸 并成型塑件的 其形狀復(fù)雜 精度與光潔度要求較高 因此在選擇結(jié)構(gòu)時要既考慮保證成型塑件 又要 便于制造加工 成型零件整體方式強度 剛度好 結(jié)構(gòu)簡單 而鑲拼式成 型零件的剛性不如整體式成型零件 且易在塑件表面留下鑲拼線痕跡 而 且模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜 考慮本塑件的待塑部分和嵌件的結(jié)構(gòu) 動模采用鑲拼 組合方式 但采用這方式可以使便于加工 保證精度 所以采用鑲拼組合 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 方式的動模模具的模具結(jié)構(gòu) 使模具型腔的加工簡化 動定模型腔結(jié)構(gòu)如 圖 3 3 圖 3 4 所示 圖 3 3 定模結(jié)構(gòu)圖 圖 3 4 動模結(jié)構(gòu)圖 成型工作尺寸計算 a 頂圓直徑尺寸 利用公式 3 2 mcpQlL 011 式中 為型腔內(nèi)形長尺寸 mm 為塑件外徑長度基本尺寸 mm 1l 為塑件公差 0 46 mm 為塑料平均收縮率 已知為 2 cp 為綜合修正系數(shù) 一般情況 1 2 xx 為模具成型尺寸設(shè)計公差 M 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 14 一般 1 8 1 4 M 0 058 0 115 以塑件的基本外形尺寸 25 164 mm 為例 得 25 164 25 164 2 1 2 0 46 1L15 0 25 437 mm15 0 同理 型腔的其它內(nèi)形部分也應(yīng)用式 3 2 計算 b 型腔深度尺寸公式 3 3 mscpsxQhH 0腔 式中 為型腔深度尺寸 mm 腔 為塑件高度基本尺寸 mm s 其它各項同上 下同 以塑件的基本高度尺寸 7mm 為例 得 H 7 7 2 1 2 0 7 14mm腔 同理 型腔的其它深度尺寸也應(yīng)用式 3 3 計算 矩形凹模壁厚計算 34 Ecpt 式中 t 凹模壁厚 P 模內(nèi)壓力 一般取 25 45MPa H 凹模側(cè)壁高度 E 彈性模量 鋼為 MPa5102 常數(shù) 動模墊板厚度計算 彎 BFLkh 式中 F 動模墊板所受的總壓力 L 支撐塊的距離 B 動模墊板寬度 許用抗彎強度 彎 K 修正系數(shù) 一般取 0 6 0 75 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 15 3 3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通道 其由主流道 分流道 澆口及冷料穴組成 3 3 1 主流道的結(jié)構(gòu)設(shè)計 主流道是指從注射機噴嘴與模具接觸的部位起 到分流道為止的這一 段 熔融塑料首先經(jīng)過主流道 主流道的斷面形狀常為圓形 主流道截 面面積過小 塑料在流動過程中冷卻面積相對增加 熱量損失大 黏度增 加 流動性降低 成型壓力損失大 造成成型困難 如主流道截面面積過 大 會使流道容積增大 塑料耗量增多 而且會使塑料流動過程中壓力減 弱 冷卻時間延長 容易產(chǎn)生紊流或渦流 使塑件產(chǎn)生氣孔 影響塑件質(zhì) 量 為了便于凝料從主流道中拔出 主流道設(shè)計成圓錐形 其半錐角 內(nèi)壁必須光滑 表面粗糙度應(yīng)有 Ra0 24 其小端直徑 1 3 D2 D1 0 5 1 mm 常取 4 8mm 主流道大端處應(yīng)呈圓角 其半徑常取 r 1 3 mm 以減小料流轉(zhuǎn)向時的阻力 主流道的一端常設(shè)計成帶凸臺的圓 盤 高度為 5 10mm 并與注射機固定模板的定位孔間隙配合 襯套的球形 凹坑深度常取 3 5mm R2 R1 1 2mm 在保證塑件成型良好的前提下 主流道的 L 盡量短 否則將會使主流道凝料增多 塑料損耗量大 且增加 壓力損失 使塑料降溫過多而影響注射成型 通常主流道 L 可小于或等于 60 mm 詳見圖 3 7 所示 3 3 2 澆口套 由于主流道要與高溫塑料及噴嘴接觸和碰撞 所以模具的主流道部分 通常設(shè)計成可拆卸的主流道襯套 簡稱澆注套或澆口套 可用 45 表面淬 火 澆注套的主要作用是 a 使模具安裝時進入定位孔方便而在HRC5 注射機上很好的定位 與注射機噴嘴孔吻合 并能經(jīng)受塑料的反壓力 不 致被推出模具 b 作為澆注系統(tǒng)的主流道 將料筒內(nèi)的塑料過渡到模具內(nèi) 保證料流有力暢通地達到型腔 在注射過程中不應(yīng)有塑料溢出 同時保證 主流道凝料脫出方便 結(jié)構(gòu)如圖 3 7 所示 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 16 圖 3 7 澆口套 3 3 3 分流道設(shè)計 在多型腔或單型腔多澆口 塑件尺寸大 時應(yīng)設(shè)置分流道 分流道是 指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動通道 它是澆注系統(tǒng)中熔 融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前 通過截面積的變化及流向變換以獲得 平穩(wěn)流態(tài)的過渡段 因此分流道設(shè)計應(yīng)滿足良好的壓力傳遞和保持理想的 充填狀態(tài) 并在流動過程中壓力損失盡可能小 能將塑料熔體均衡地分配 到各個型腔 3 3 4 分流道的形狀及尺寸 分流道是裝配線圖中定模腔板下的水平的流道 為了便于加工及凝料 脫模 分流道大多設(shè)置在分型面上 分流道截面形狀一般為圓形 梯形 U 形 半圓形及矩形等 本塑件采用圓形截面 圓形截面加工工藝性好 且塑料熔體的熱量散失流動阻力小 因此分流道設(shè)計成圓形截面 便于分 流道和主流道凝料脫模 取干道直徑為 6mm 其與干道垂直的分澆道直徑 為 4 mm 1 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 熔體的流動狀態(tài)較為理想 因面分流道的內(nèi)表面粗糙度 Ra 并不要求很低 一般取 1 6 m 左右既可 這樣表面稍不光滑 有助于塑料熔體的外層冷卻 皮層固定 從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差 以保證熔體流 動時具有適宜的剪切速率和剪切熱 實際加工時 用銑床銑出流道后 稍 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 17 微省一下模 省掉加工紋理就行了 省模 制造模具的一道很重要的工 序 一般配備了專業(yè)的省模女工 即用打磨機 沙紙 油石等打磨工具將 模具型腔表面磨光 磨亮 降低型腔表面粗糙度 2 分流道的布置形式 流道在分型面上的布置與前面所述型腔排列密切相關(guān) 有多種不同的 布置形式 但應(yīng)遵循兩方面原則 即一方面排列緊湊 縮小模具板面尺寸 另一方面流程盡量短 鎖模力力求平衡 本模具的流道布置形式采用平衡 式 如圖 3 2 所示 3 3 5 澆口的設(shè)計 澆口亦稱進料口 是連接分流道與型腔的通道 除直接澆口外 它是 澆注系統(tǒng)中截面最小的部分 但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分 澆口的位置 形狀及尺寸對塑件性能和質(zhì)量的影響很大 因此合理選擇澆口位置是提高 塑件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié) 選擇澆口位置時應(yīng)遵循以下原則 并根據(jù)具體情況 決定 澆口的位置選擇應(yīng)盡量避免產(chǎn)生噴射和蠕動 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件斷 面最厚處 以利于塑料添充及補料 澆口位置的選擇應(yīng)使塑料的流程最短 料流變向最少 以減少流動能量的損失 應(yīng)有利于型腔內(nèi)的氣體排出 以 免由于氣體被壓縮產(chǎn)生高溫 使塑件局部碳化燒焦 應(yīng)減少或避免塑件的 熔接痕 增加熔接牢度 無特殊需要 最好不要開設(shè)一個以上的澆口 否 則會增加熔接痕的數(shù)量 應(yīng)防止料流將型腔 型芯 嵌件擠壓變形 對于 有細長型芯的圓筒形塑件 應(yīng)避免偏心進料 以防止型芯彎曲 1 澆口的選用 澆口可分為限制性和非限制性澆口兩種 我們將采用限制性澆口 限 制性澆口一方面通過截面積的突然變化 使分流道輸送來的塑料熔體的流 速產(chǎn)生加速度 提高剪切速率 使其成為理想的流動狀態(tài) 迅速均衡地充 滿型腔 另一方面改善塑料熔體進入型腔時的流動特性 調(diào)節(jié)澆口尺寸 可使多型腔同時充滿 可控制填充時間 冷卻時間及塑件表面質(zhì)量 同時 還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流 并便于澆口凝料與塑件分離的作用 我們采用的是側(cè)澆口 側(cè)澆口又稱邊緣澆口 國外稱之為標(biāo)準(zhǔn)澆口 側(cè)澆 口一般開設(shè)在分型面上 塑料熔體于型腔的側(cè)面充模 其截面形狀多為矩 形狹縫 調(diào)整其截面的厚度和寬度可以調(diào)節(jié)熔體充模時的剪切速率及澆口 封閉時間 這種澆口加工容易 修整方便 并且可以根據(jù)塑件的形狀特征 靈活地選擇進料位置 因此它是廣泛使用的一種澆口形式 普遍使用于中 小型塑件的多型腔模具 且對各種塑料的成型適應(yīng)性均較強 但注射壓力 損失大 對深型腔塑件排氣不便 具體到這套模具 澆口各部分尺寸都是 取的經(jīng)驗值 實際加工中 是先用圓形銑刀銑出直徑為 4 的分流道 再 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 18 將材料進行熱處理 然后做一個銅公 電極 去放電 用電火花打出這個 澆口來的 2 澆口位置的選擇 模具設(shè)計時 澆口的位置及尺寸要求比較嚴格 初步試模后還需進一 步修改澆口尺寸 無論采用何種澆口 其開設(shè)位置對塑件成型性能及質(zhì)量 影響很大 因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié) 同時澆 口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu) 總之要使塑件具有良好的性能與外表 一 定要認真考慮澆口位置的選擇 通常要考慮以下幾項原則 1 盡量縮短流動距離 2 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處 3 必須盡量減少熔接痕 4 應(yīng)有利于型腔中氣體排出 5 考慮分子定向影響 6 避免產(chǎn)生噴射和蠕動 7 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷 8 注意對外觀質(zhì)量的影響 根據(jù)本塑件的特征 綜合考慮以上幾項原則 每個型腔設(shè)計一個進澆 點如圖 3 8 所示 3 4 澆注系統(tǒng)的平衡 對于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式 設(shè)計應(yīng)盡量 保證所有的型腔同時得到均一的充填和成型 一般在塑件形狀及模具結(jié)構(gòu) 允許的情況下 應(yīng)將從主流道到各個型腔的分流道設(shè)計成長度相等 形狀 及截面尺寸相同 型腔布局為平衡式 的形式 否則就需要通過調(diào)節(jié)澆口 尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達到一致 這就是澆注系統(tǒng)的平衡 顯然 我們設(shè)計的模具是平衡式的 即從主流道到各個型腔的分流道的長 度相等 形狀及截面尺寸都相同 3 5 冷料穴的設(shè)計 在完成一次注射循環(huán)的間隔 考慮到注射機噴嘴和主流道入口這一小 段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度 從噴嘴端部到注射機 料筒以內(nèi)約 10 25mm 的深度有個溫度逐漸升高的區(qū)域 這時才達到正常 的塑料熔體溫度 位于這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動性能及成型性能不佳 如 果這里溫度相對較低的冷料進入型腔 便會產(chǎn)生次品 為克服這一現(xiàn)象的 影響 用一個井穴將主流道延長以接收冷料 防止冷料進入澆注系統(tǒng)的流 道和型腔 把這一用來容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料穴 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 19 冷料穴一般開設(shè)在主流道對面的動模板上 也即塑料流動的轉(zhuǎn)向處 其標(biāo)稱直徑與主流道大端直徑相同或略大一些 深度約為直徑的 1 1 5 倍 最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積 冷料穴有六種形式 常用 的是端部為 Z 字形和拉料桿的形式 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圖 3 8 所示 圖 3 8 澆注系統(tǒng)圖 3 6 本章小結(jié) 本章主要介紹注塑機的選定和型腔設(shè)計 通過注射機的最大注射量 的校核 鎖模力的校核確定注射機型號 確定成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 對分 型面位置 型腔數(shù)目 型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計確定 對澆注系統(tǒng)設(shè)計分為主流道結(jié) 構(gòu)設(shè)計 澆口套 分流道 分流道形狀尺寸 澆口的設(shè)計過程及計算 確 定澆注系統(tǒng)的平衡 最后對冷料穴的設(shè)計 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 第 4 章 模具零部件設(shè)計 4 1 模體概述 模具除了型腔模以外一般還包括定模型板 定模固定板 動模墊板 或叫支承板 墊塊 或叫墊腳 模腳 支承塊 動模固定板 頂出 固定板 頂出墊板 或叫頂出底版 導(dǎo)柱 導(dǎo)套 等組成 一般定模 型板與定模固定板要用銷釘定位 動模固定板與動模墊板要用銷釘定位 模具上所用的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘 模具外表面應(yīng)光潔 加涂防銹漆 防銹 4 2 動模固定板和定模固定板 動模固定板和定模固定板是模具的最外層裝置 動模固定板的作用是 固定連接動模部分和為了安裝在注射機上的板 定模固定板的作用是固定 連接定模部分和為了安裝在注射機上的板 因此要有一定的厚度 并有一 定的強度 根據(jù)已設(shè)計的型腔和型芯模塊的尺寸 可選用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)模板 即定模固定板的外形尺寸為 160 215mm 厚度為 12mm 動模固定板外形 尺寸為 160 191mm 厚度為 15mm 4 3 支承塊 它的主要作用是為了推板能完成推頂動作而形成空間所用 或是調(diào)節(jié) 模具的總厚度 以適應(yīng)注射機的模具安裝厚度要求 對于該模具 采用平 行墊塊 由于它主要是承受壓力 所以材料可選用 HT200 支承塊的長度 應(yīng)該為推板的長度 頂桿的長度 底板下面嵌件的長度 一定的間隔 墊塊 的高度計算式如下 4 1 彈固推支 hh 式中 h 支為支承塊的高度 mm h 推為推板的高度 mm h 固為推板固定板的高度 mm h 支 8 10 28 46mm 取 h 墊塊 45mm 墊塊與動模固定板和動模墊板 動模板 之間可用螺釘定位 如圖 4 1 所示 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 圖 4 1 墊塊與底板連接 4 4 導(dǎo)向零件 在動 定模之間脫模系統(tǒng)中 都要用到導(dǎo)向零件 導(dǎo)向零件的作用是 保證模具在進行裝配和調(diào)模試機時 保證動 定模之間一定的方向和位置 導(dǎo)向零件要承受一定的側(cè)向力 起了導(dǎo)向和定位的作用 導(dǎo)向機構(gòu)零件包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套等 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計原則為 1 導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位 其 中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離 以保證模具的強度 2 根據(jù)模具的大小和形狀 一副模具一般需要 2 4 個導(dǎo)柱 3 為了保證分型面很好地接觸 導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)有承屑槽 可在導(dǎo)套的孔口倒角 4 各導(dǎo)柱 導(dǎo)套及導(dǎo)向孔的軸線應(yīng)保持平行 否則將影響合模的準(zhǔn) 確性 甚至破壞導(dǎo)向零件 5 合模時 應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸 避免凸模先進入型腔 導(dǎo)致 損壞成型零件 4 4 1 導(dǎo)柱的設(shè)計 導(dǎo)柱的長度必須比凹模端面的高度高出 2mm 以上 以免分模后上模 沒有完全脫離成型件而擦傷凸模成型表面 脫離后可按任何利于操作的位 置放在工作臺上 為了使導(dǎo)柱能順利地進入導(dǎo)向孔 導(dǎo)柱的端部有一定倒 角 也可做成圓錐形或球形 導(dǎo)柱滑動部分按 H7 f6 配合 導(dǎo)柱工作部分 的表面粗糙度可為 Ra0 4 導(dǎo)柱應(yīng)具有堅硬而耐磨的表面 堅韌而不易折 斷的內(nèi)芯 因此可采用碳素工具鋼 T8 經(jīng)淬火處理使其硬度提高 硬度 為 HRC55 以上 4 4 2 導(dǎo)套的設(shè)計 采用臺階式導(dǎo)套 檢修更換方便 能保證導(dǎo)向精度 為使導(dǎo)柱比較順 利地進入導(dǎo)套孔 在導(dǎo)套孔的前端應(yīng)有倒角 導(dǎo)套孔的滑動部分按 H8 f8 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 22 間隙配合 表面粗糙度為 Ra0 4 導(dǎo)套的材料硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱的硬度 這 樣可以改善摩擦 以防止導(dǎo)柱或?qū)桌?導(dǎo)柱及導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式及裝配關(guān)系如圖 4 2 所示 圖 4 2 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)圖 4 5 拉料桿 拉料桿有澆口拉料桿及澆道拉料桿 為了使?jié)部谔變?nèi)的塑料在開模時 脫出澆口套或使?jié)驳狼袛噙M料口脫離模具時所用 另外也常用在拉料桿端 開設(shè)冷料穴作貯存冷料所用 拉料部分的形式應(yīng)按塑料種類 澆注系統(tǒng)的 尺寸形式及模具結(jié)構(gòu)而定 在本設(shè)計中由于推板為單板 所以用螺釘將拉 料桿固定在推板上 澆口拉料桿的組合形式見圖 由于分澆道不是特別長 所以在此不設(shè)計澆道拉料桿 4 6 動模墊板設(shè)計 為了防止鑲嵌在動模型板上的型腔或其它零件后退用的板 動模板的 厚度 h 可用下面計算公式 h K 100 2彎 BFL F pA 式中 F 為動模墊板受的總壓力 N A 為塑料制品及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 mm2 B 為動模墊板寬度 mm L 為支承塊距離 mm p 為凹模壓力 一般取 25 45MPa 為抗彎許用應(yīng)力 MPa 彎 K 為修正系數(shù) 取 0 6 0 75 動模墊板厚度參考尺寸如表 4 1 所示 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 表 4 1 動模墊板厚度參考尺寸 塑料制品澆注系統(tǒng)投影面積 A cm3 墊 板 厚 度 mm 5 5 10 15 20 10 50 20 25 50 100 25 30 100 200 30 40 200 40 塑料制品及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 A 為 22 31cm6 454 RdLA 動模墊板的厚度外形尺寸選用 160 191mm 厚度為 20mm 4 7 彈簧 在熱塑性塑料注射模具中 利用彈簧使推桿復(fù)位 這在實際生產(chǎn)中應(yīng) 用較多 其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單 安裝和更換都很方便 缺點是容易失效 要 經(jīng)常更換 在本設(shè)計中采用彈簧復(fù)位結(jié)構(gòu) 4 8 頂板導(dǎo)柱 為推板動作導(dǎo)向 成滑動配合 并且增加了動模部分的強度 在動模 墊板和固定板之間起到支柱的作用 可以防止動模板固定板變形 可以減 少動模板固定板厚度 4 9 本章小結(jié) 本章介紹了模具零部件的設(shè)計 首先對模體總體概述 對動模固定板 和定模固定板的確定 對支撐塊高度的計算 模具需要導(dǎo)向 對導(dǎo)柱及導(dǎo) 套選定設(shè)計 確定是否需要拉料桿 對動模墊板進行數(shù)據(jù)確認 最后 確 認模具零部件設(shè)計中需要的彈簧和頂板導(dǎo)柱 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 24 第 5 章 模具工作過程的動畫設(shè)計 5 1 裝配 將模具分成三個部分進行裝配 上模板部分 下模板部分 推板部分 5 1 1 子組的裝配 步驟 1 單擊菜單文件 新建命令 打開新建對話框 選擇組件類型 輸入新建文件名稱 jing 然后確定 進入組件工作環(huán)境 選擇子組件 進行裝配 步驟 2 插入 元件 裝配 在文件夾中選擇定模型板 彈出元件放置 對話框 選擇放置 固定當(dāng)前位置 單擊確定如圖 5 1 接著重復(fù)步驟 2 操 作插入第二個元件導(dǎo)柱 在元件放置對話框中單擊添加約束 相應(yīng)選擇組 件和元件的裝配參考 使其符合條件 重復(fù)添加約束 直至符合要求的裝 配定位 單擊確定 重復(fù)以上步驟 完成整個上模板子組件的裝配如圖 5 1 所示 圖 5 1 上模板子組件的裝配圖 重復(fù)子組件 1 的裝配過程 完成下模板部分 最后將塑件與動模型腔 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 25 做成圓桿連接 約束類型中軸對齊元件參照選擇塑件的中心軸 組件選擇 動模型腔的中心軸顯示完全連接單擊確定 選擇元件和組件的互相平行的 兩個基準(zhǔn)面作為他們的選轉(zhuǎn)約束顯示完全連接單擊確定 圖 5 2 1 推板 部分 圖 5 2 的子組件的裝配 圖 5 2 下模子組件的裝配圖 5 1 2 模具的整體裝配 步驟 1 單擊菜單文件 新建命令 打開新建對話框 選擇組件類型 輸入新建文件名稱總裝 然后確定 進入組件工作環(huán)境 步驟 2 插入 元件 裝配 在文件夾中選擇 jing asm 確定后系統(tǒng) 彈出元件放置對話框 選擇放置 固定當(dāng)前位置 步驟 3 重復(fù)步驟 2 導(dǎo)入組件 di asm 確定后系統(tǒng)彈出元件放置 對話框 選擇連接類型為滑動桿 連接的名字命名為 xiamu 1 約束欄 中 軸對齊 選擇元件和組件在導(dǎo)套和導(dǎo)柱各自的軸線 約束欄中 旋轉(zhuǎn) 選擇元件和組件中兩個平行的面作為它的旋轉(zhuǎn)約束 選項卡中顯示完成連 接定義 單擊確定 圖 5 3 步驟 4 重復(fù)步驟 3 連接類型都為 滑動桿 將推板與下模連接在 一起 名字命名為 zong 對齊軸 設(shè)在拉料桿和底板的中心孔上 完 成的裝配圖如 圖 5 4 所示 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 26 圖 5 3 推板子組件的裝配圖 圖 5 4 整體裝配圖 5 2 動畫設(shè)計 步驟 1 在 Pro ENGINEER 野火版中打開模具總裝圖 在菜單欄中選 擇應(yīng)用程序 機構(gòu) 在模型樹窗口中右擊 機械 下 彈簧 選項 選擇新 建選項 打開彈簧對話框 畫面如圖 5 5 所示 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 27 圖 5 5 模具機構(gòu)圖 步驟 2 添加伺服電動機 在模型樹窗口中右擊 機械 下 連接 選項 顯示所有的連接 選擇連接 daogan 單擊右鍵選擇 添加伺服電動機 系 統(tǒng)彈出伺服電動機定義對話框如圖 5 6 名字命名為驅(qū)動器 1 圖中顯示出 電動機的運動方向把方向設(shè)置為向下 單擊選項卡中的輪廓如圖 5 6 規(guī) 范設(shè)置為 速度 清除 當(dāng)前 復(fù)選項 模設(shè)置為常數(shù) 10 單擊確定 重復(fù) 步驟 2 添加其他的電動機 驅(qū)動器 2 fuweigan 方向向上 驅(qū)動器 3 fuweigan 方向向下 驅(qū)動器 daogan 方向向上 圖 5 6 伺服電動機對話框 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 28 圖 5 7 伺服電動機定義對話框 步驟 3 定義運動 在主工具欄中單擊 分析 按鈕 系統(tǒng)彈出分析對 話框如圖 5 8 單擊 新建 按鈕打開 分析定義 對話框 輸入運動定義名稱 運動定義 1 在電動機選項中 如圖 5 9 添加每個電動機的起始和終止 時間 將終止時間填在優(yōu)先選項中 如圖 5 10 單擊確定 運行 完成 后單擊 關(guān)閉 按鈕 圖 5 8 分析對話框 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 29 圖 5 9 分析定義電動機對話框 圖 5 10 分析定義優(yōu)先選項對話框 步驟 4 結(jié)果回放 單擊主工具欄中 回放 按鈕 系統(tǒng)彈出回放對話 框 如圖 5 11 單擊 演示 此時彈出動畫對話框 如圖 5 12 單擊 播放 按鈕即可播放動畫 單擊 捕獲 按鈕 彈出 捕獲 對話框 保存動 畫片 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 30 圖 5 11 回放對話框 圖 5 12 動畫對話框 5 3 本章小結(jié) 本章介紹了模具的三維設(shè)計 從子裝配到模具的整體裝配 對裝配過 程進行具體介紹 最后對模具工作過程的動畫進行設(shè)計 通過動畫演示對 模具工作過程有一定的概念 仔細講述了動畫設(shè)計步驟 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 31 結(jié) 論 隨著塑料工業(yè)的發(fā)展 塑料注射模已經(jīng)成為制造塑料制品的主要