注射模具设计实例样稿Word格式.docx
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式中型腔压力p型取30MPa(因是薄壁塑件,浇口又是潜伏式浇口,压力损失大,取大一些)。
3)选择注射机
根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值,可选用SZ一60/450卧式注射机,见表2一1
2.注塑成型工艺参数选用
表2-1注射机主要技术参数
理论注射容量/cm,
78
锁模力/kN
450
螺杆直径/mm
30
拉杆内间距/mm
280x250
注射压力/MPa
170
移模行程/mm
220
注射速率/(g/s)
60
最大模厚/mm
300
塑化能力//(g/s)
5.6
最小模厚/mm
100
螺杆转速/(r/min)
14~200
定位孔直径/mm
55
喷嘴球半径/mm
20
喷嘴孔直径/mm
3.5
锁模方式
双曲肘
3.注塑成型工艺规程的制定
车间
塑料注射成型工艺卡片
资料编号
共页
第页
零件名称上盖零件图号装配图号
材料牌号PE材料定额设备型号SZ一60/450
每模件数8单件质量2.8g工装号
材料干燥
设备
温度/℃
80~85
时间/h
2~3
料筒温度
后段/℃
中段/℃
前段/℃
喷嘴/℃
140~160
170~200
170~180
模具温度/℃60~70
压力
60~100
背压/MPa
时间
注射/s
15~60
保压/s
0~3
冷却/s
时间定额
辅助/min
后处理
70
单件/min
时间/s
2~4
检验
编制
校对
审核
组长
车间主任
检验组长
主管工程师
三、塑模具结构方案设计
1.型腔数量的确定及型腔的排列
1)型腔数量的确定
该塑件精度要求不高,又是大批大量生产,可以采用一模多腔的形式。
考虑到模具制造费用、设备运转费用低一些,初定为一模八腔的模具形式。
2)型腔排列形式的确定
该塑件有两圈内螺纹,要使螺纹型芯从塑件上脱出,必须设计一套自动脱螺纹的齿轮传动结构,并且型腔的分布圆直径和齿轮分布圆直径相吻合,若采用一模八腔,型腔分布圆直径就相当大了,这样模具结构尺寸就比较大,加上齿轮传动系统,模具结构复杂,制造费用也很高。
但该塑件螺纹的牙型不高,且呈圆弧形牙,内侧凸起与直径的比例约为5.26%(×
100%=6.25%)因为所用材料为聚乙烯,材料弹性模量比较小,材质硬度不高,可采用强制脱模的方式,这也是注塑厂成型这种类型瓶盖的常用方法。
因此本设计采用推件板推出的强制脱模方法,型腔的排列方式采用双列直排,如图2—2所示。
从上面分析中可知,本模具拟采用一模八腔,双列直排,推件板推出,流道采用平衡式,浇口采用潜伏式浇口或侧浇口,定模不需要设置分型面,动模部分需要一块型芯固定板和支承板,因此基本上可确定模具结构形式为A型带推件板的单分型面注射模。
2.分型面的选择
根据塑件结构形式,分型面选在瓶盖的底平面,如图2一2所示。
3.浇注系统与排气系统设计
1)主流道尺寸
根据所选注射机,则主流道小端尺寸为
d=注射机喷嘴尺寸+(0.5-1)=3.5+0.5=4mm
主流道球面半径为
SR=喷嘴球面半径+(1-2)=20+2=22mm
2)主流道衬套形式
本设计虽然是小型模具,但为了便于加工和缩短主流道长度,衬套和定位圈还是设计成分体式,主流道长度取40mm,约等于定模板的厚度(见图2一3)。
衬套如图2一3所示,材料采用T10A钢,热处理淬火后表面硬度为53HRC一57HRC。
3)分流道设计
(1)分流道布置形式
分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态,使塑料熔体尽快地经分流道均衡的分配到各个型腔,因此,采用平衡式分流道,如图2—4所示。
(2)分流道长度
第一级分流道L1=50mm
第二级分流道L2=10mm
第三级分流道L3=15.5mm
(3)分流道的形状、截面尺寸
形状及截面尺寸。
为了便于机械加工及凝料脱模,本设计的分流道设置在分型面上定模一侧,截面形状采用加工工艺性比较好的梯形截面。
梯形截面对塑料熔体及流动阻力均不大,一般采用下面经验公式来确定截面尺寸,即
B=0.2654·
=0.2654×
=1.996㎜
根据参考文献〔1〕取B=4mm。
H=B=×
4=2.67mm,取H=3mm
分流道L1截面形状如图2—5所示。
4)浇口的设计
根据外部特征,外观表面质量要求比较高,应看不到明显的浇口痕迹,圆周上布满了防滑直纹,因此采用潜伏式浇口,在开模时浇口自行剪断,几乎看不到浇口的痕迹。
对于这类小型薄壁塑件,几乎所有工厂都是这样做的(个别工厂在盖的顶部采用点浇口),若采用侧浇口,不太符合工程实践。
5)排气槽的设计
瓶盖成型型腔体积比较小,约为3.1cm3,注射时间约为1s,采用的是潜伏浇口向型腔顶部倾斜,塑料熔体先充满型腔顶部,然后充满周边下部,这样型腔顶部不会造成憋气现象,气体会沿着分型面和型芯与推件板之间的轴向间隙向外排出。
如果对于中大型塑件一定要通过计算,开设一定量的排气槽,方可保证产品质量。
4.成型零件结构形式设计
1)凹模(型腔)
瓶盖圆周上均匀分布着防滑直纹,若凹模制成整体式,则直纹用机械加工方法很困难(没有退刀位置),若制造一个电极来加工防滑直纹,成本也比较高。
整体模板都要用价格较贵重的模具钢,维修也不方便。
因此,瓶盖圆周部分若采用局部嵌人式凹模,上述存在的问题能够很方便地得到解决,如图2—8所示,嵌件外径尺寸按经验,取44mm(壁厚7mm)。
2)型芯
型芯是一个带有两圈螺纹的、且牙型不高的整体式型芯,如图2—9所示。
5.推出方式设计
推件板推出过程中,为了减小推件板与型芯的摩擦,采用如图2一10所示结构,推件板与型芯间留0.2mm-0.25mm的间隙,本设计中取0.2mm,并用锥面配合,以防止推件板因偏心而板溢料。
6.加热与冷却方式设计
根据注塑厂的生产经验,在强制脱模的情况下,型芯必须冷却,型芯纵向分两排布置,若是采用串联水道,势必造成型芯温差较大,因此两排型芯应分别采用两条进出水道,在注射工艺过程中,根据具体情况确定采用并联水道还是串联水道。
在定模部分的流道凝料也应得到冷却,可开设一条往返水道,模外胶管串联,水道流量大小可根据注射时具体工艺情况进行调整,水孔开设见图2一12,如图2一12所示装配图。
7.标准模架的选择
根据型腔的布局可看出,型腔嵌件分布尺寸为115×
195,又根据型腔侧壁最小厚度为18.24,再考虑到导柱、导套及连接螺钉布置应占的位置和采用推件板推出等各方面问题,确定选用模架序号为5号(200×
L=200×
250),模架结构为A4的形式,如图2一11所示。
各模板尺寸的确定。
1)A板尺寸
A板是定模型腔板,塑件高度18.5,在模板上还要开设冷却水道,冷却水道离型腔应有一定的距离,因此A板厚度取40mm。
2)B板尺寸
B板是凸模(型芯)固定板,凸模的成型部分直径为巾28,因此B板厚度取32mm。
3)C垫块尺寸
垫块=推出行程+推板厚度+推杆固定板厚度+(5~10)=18.5+20+(5~10)=58.5~63.5根据计算,垫块厚度C取63。
上述尺寸确定之后,就可以确定模架序号为5号,板面为200×
250,模架结构形式为A4的标准模架。
从选定模架可知,模架外形尺寸:
宽×
长×
高=200×
250×
237
四、有关设计计算
1.成型零件工作尺寸的计算
塑件尺寸公差按SJ1372-78标准中的6级精度选取。
1)型腔径向尺寸
式中s一塑件平均收缩率s==0.025
Ls—塑件外径尺寸(取31.5);
x—修正系数(取0.58);
Δ—塑件公差值(查塑件公差表,取0.52);
δ—制造公差,(取A/5)
2)螺纹型芯径向尺寸
(1)螺纹型芯大径
式中ds大—塑件内螺纹大径基本尺寸(取28);
△中—塑件内螺纹中径公差(取制造公差S:
的5倍);
δ—中径制造公差,根据参考文献〔2〕中的表9.4一10(取0.03)。
(2)螺纹型芯小径
式中ds小—塑件内螺纹小径基本尺寸(取26.6)。
(3)螺距工作尺寸
式中ts—塑件内螺纹螺距(取4.5)。
3)型腔深度尺寸
式中h—塑件高度最大尺寸(取18.5);
x—修正系数(取0.56);
δ—塑件公差值,查塑件公差表(取0.44)。
4)型芯高度尺寸
式中H—塑件孔深最小尺寸(取17);
—塑件公差值,查塑件公差表(取0.40)
注:
瓶盖螺纹是一个非标准型螺纹,螺距4.5,牙型高度比较小,在螺纹结构设计上,适合于强制脱模,所以螺纹中径和标准相差很大,就不做计算了,瓶盖在使用中满足要求。
2.型腔侧壁与动模垫板厚度的计算
1)型腔侧壁厚度(按组合式圆筒形凹模计算)
式中P型腔压力(取30MPa);
E—材料弹性模量(取2.1×
105MPa);
—根据注射塑料品种,模具刚度计算许用变形量。
W—型腔半径。
型腔侧壁是采用嵌件,嵌件单边厚选7mm,两型腔之间受力是大小相等、方向相反的,在合模状态下不会产生变形,因此两型腔之间壁厚只要满足结构设计的条件就可以了。
型腔与模板周边的距离由模板外形尺寸来确定,因模板平面尺寸比型腔布置的尺寸要大得多((200–115)/2=42.5>
18.24),所以完全满足强度和刚度的要求。
2)支承板厚度
支承板厚度和所选模架两垫块之间的跨度有关,根据前面的型腔布置,模架应选在200x250这个大类范围之内,垫块之间的跨度大约为140mm,根据型腔布置及型芯对支承板的压力,就可计算得到支承板的厚度,即
式中—支承板刚度计算许用变形量,=25i1=25×
1.08=27m=
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