插座壳的模具设计.docx
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插座壳的模具设计
五孔插座上壳的模具设计
摘要:
通过模具设计旨在深化和巩固所学课程知识,培养塑料模具的设计能力,通过塑件成型工艺分析,分型面及浇注系统的确定,塑料模具设计方案的论证,主要成型零部件的设计计算,熟悉塑料模具设计的一般流程,并在设计思路方面得到锻炼和提高,从而树立正确的设计思想。
关键词:
分型面确定塑件工艺设计计算查阅资料
一、设计任务
A卩—IA
技术要求:
(一)未注公差按MT5
(二)一模两件
大批量,材料为ABS
二、塑件的结构工艺性分析
(一)塑件的几何形状分析
熟读塑件的图样,在头脑中建立清晰的塑件三维形状,复杂的塑件可通过计算机
三维建模帮助理解其几何形状所做零件的三维图1—1如下所示:
图1—1五孔插座壳的三维图
(二)塑件原材料的成型特性分析
ABS是不透明的非结晶型聚合物,无毒,无味,密度1.02至1.05g/cm。
ABS具有突出的力学性能,坚固,坚硬,坚韧,具有一定的化学稳定性和良好的介电性能,并具有较好的尺寸稳定性,易于成型和机械加工。
成型塑件表面有较好的光泽,经过调色可配制成任何颜色,其缺点是耐热性差。
ABS可采用注射,挤出,压延,吹塑,真
空成型,电镀焊接及表面涂饰等多种成型加工方法。
ABS成型性能如下:
1、易吸水,成型前应进行干燥处理,表面要求高的塑件应进行长时间的预热干燥。
2、流动性中等,溢边值0.04mm左右。
3、壁厚和熔料温度对收缩率影响极小。
4、成型周期短。
5、易产生熔接痕,应尽量减少浇注系统对料流的阻力。
(三)塑件的结构工艺性分析
1、塑件的尺寸精度分析和成型零部件计算
该塑件尺寸均为未标注公差的自由尺寸,按MT5查取公差
如表1—2所示:
表1—2成型零部件尺寸计算
类别
模具零件名称
塑件尺寸
计算公式
工作尺寸
型腔计算
型腔长
96;
Lms=[(1+Scf)L&0.75△]0s
95.778+q33
宽
8601
85.723+0.33
高
r150.58
(H)0"=[(1+Scp)Hs-0.5△]0S
14.792+0.19
定模镶件
Q+0-28
80
L0s=[(1+Scf)Ls+0.75△]0s
8.25400.09
“厂+0.2
1.50
1.6580.07
ac+0・28
6.50
6.746-0.09
型芯计算
大型芯
~+1~
92。
If[(1+ScP)Is-0.75△]:
93.256-0.33
:
8201
83.20100.33
13+0058
13.5O700.19
动模小型腔截面尺寸
10°
1U-0.28
LmS=[(1+Scf)L&0.75△]0S
9.845+o09
3.5-0.24
Cccc+0.08
3.3390
8.5-0.28
Ccc一+0.09
8.3370
2、塑件的表面质量分析
对该塑件表面没有特殊要求。
一般情况下外表面要求光洁,表面粗糙度可以取
0.8um,没有要求的塑件内表面粗糙度Ra可取3.2um
3、塑件的生产批量
塑件的生产类型对注射模具结构均有重要影响。
在大批量生产中,由于注射模具价格在整个生产费用中所占比例较小,提高生产率和模具寿命问题比较突出,所以考虑使用自动化程度较高、精度寿命高的模具。
该塑件是大批量生产,因此在模具设计中要提高塑件的生产率,倾向于采用多型腔、高寿命、成型周期短、自动快速脱模模具,同时模具造价要适当控制。
(四)初选注射机
1、计算塑件体积
通过三维造型可获得圆形壳罩的体积V=25340.9846mmABS的密度取p
=1.03g/cm3,所得塑件质量m=26.1go
2、确定型腔数目
由于该塑件内部侧面有侧凸,加上塑件尺寸有一般精度要求,外表面有高光洁要求,不宜采用太多型腔数目,所以采用一模两腔,型腔平衡布置在型腔板两侧,以方便侧抽实现、浇口排列和模具的平衡。
3、确定注射成型的工艺参数
根据塑件结构和ABS的成型性能,查阅有关的资料初步确定塑件的注射成型工艺
参数,如表1—3所示:
表1—3注射成型工艺参数
工艺参数
内容
工艺参数
内容
预热和干燥
温度80~90/C
成型时间
/s
注射时间
3~5
时间2h
保压时间
15~30
料筒温度
/C
后段
180~200
冷却时间
15~30
中段
210~230
总周期
40~70
前段
200~210
螺杆转速/
(r/min)
30~60
喷嘴温度
/C
180~190
后处理
方法
红外线灯
烘箱
模具温度
/C
60~80
温度/C
70
注射压力
/MPa
70~90
时间/h
2~4
4、确定模具温度及冷却方式
ABS为非结晶型塑料,流动性中等,壁厚一般,因此在保证顺利脱模的情况下尽
量缩短冷却时间,提高生产效率。
所以考虑采用适当的冷却水循环,成型模具温度控
制在60~80°C。
5、初步确定成型设备
塑件采用注射成型加工,使用一模两腔分布,可计算出一次的塑料注射量:
W=2m+m废=57.42g。
根据一次注射量的分析以及考虑塑料品种,塑件结构,生产批量以及注射
工艺参数,注射模具尺寸大小等因素,参考设计手册初选SYZ-300参数如表1—4:
表1—4注塑机使用参数
序号
主要技术参数项目
参数值
1
最大注射量/cm
320
2
注射压力/MPa
125
3
锁模力/kN
1400
4
动定模板安装尺寸/mm
520*620
5
最大模具厚度/mm
355
6
最小模具厚度/mm
130
7
最大开模仃程/mm
340
8
喷嘴前端球面半径/mm
12
9
喷嘴孔直径/mm
4
10
定位圈直径/mm
125
三、分型面及浇注系统的设计
(一)分型面的确定
为保证塑料件顺利分型,主分型面应首先考虑在塑件的最大轮廓处。
开模后,塑件应留在动模上,便于顶出,综合考虑塑件的精度、表面质量、排气和模具的加工制造等。
选择如图1—5分型面:
(二)浇注系统的设计
图1—5分型面
较为敏感的原因,浇口采用方便加工修整、凝料去除容易且不会在塑件外壁留下熔接
痕的侧浇口,模具采用单分型面的两板模,模具成本易控制在合理的范围内,浇注系
统设计如下图1—6:
由于主流道与注射机的高温喷嘴反复接触碰撞。
故应设计成独立可更换拆卸的浇口套,查资料得SYZ-300型注射机喷嘴的有关尺寸:
SR=12mm喷嘴孔直径do=4mm定位孔直径为©125mm为保证模具主流道与喷嘴的紧密接触,避免溢料,主流道与喷嘴的关系为:
SR=S0+(1~2),d=d0+0.5,因此主流道球面半径SR=14m,6位圈直径125mm主流道小端口直径d=4.5mm
2、分流道的设计
采用U型断面分流道,在一块模板上,切削加工较容易实现,且比面积不大。
查
有关资料ABS的分流道推荐直径为©4.8~9.5mm取①8mm分流道设计如图1—7所示:
图1—7分流道设计
3、浇口的设计
根据塑件的外观要求及型腔的分布情况选用如图1—8所示的测浇口。
从塑件的
底侧中部进料,去除凝料时不会在塑件的外壁留下浇口痕迹。
L1=(0.6~0.9)+b/2取L1=2.5mmL=2~3mn取L=2mm浇口深度t=0.5~2.0mm
取t=1.0mm浇口宽度b=(0.6+0.9)JA/30mn取b=1.5mm
图1—8浇口设计
4、冷料穴的设计
采用Z型头拉料杆的冷料穴,如图1—9所示,将其设置在主流道的末端,既起
到冷料穴的作用,又兼起开模分型时将凝料从主流道中拉出留在动模一侧。
图1—9冷料穴的设计
四、模具设计方案
(一)型腔设置
在保证浇注系统分流道的流程短,模具结构紧凑,正常工作的前提下,尽可能使模具型腔对称,均衡,取件方便。
本塑件采用一模两腔,型腔平衡布置在五孔插座型腔板中心。
(二).成型零件的结构确定
成型零件直接与高温高压的塑料接触,它的质量直接影响塑件的质量。
本塑件材料为ABS,对表面粗糙度和精度要求较高,因此要求成型有足够的强度,刚度,硬度和耐磨性,应选用优质模具钢制作,还应进行热处理,以使其具备50~55HRC的硬度
1、凹模设计
采用整体嵌入式凹模,放在定模板一侧,主要从节省材料,方便热处理,便于日后更换维修等方面考虑。
在设计凹模仁时除了考虑壁厚的刚度和强度外,还要留有足够的冷却水道位置,并在四角设计虎口,起到锁模作用,凹模设计如图1—10:
图1—10凹模设计
2、凸模设计
凸模和凹模一样也采用组合式的结构如图1—11所示:
(三)导向定位机构设计
由于塑件基本对称,且无单向侧压力,所以采用直导柱即可满足要求。
为防止导
柱未导向前型芯进入型腔,易造成成型部位的损坏,所以导柱要比主型芯高出6~8伽
如图1—12所示:
图1—12导柱导套
(四)推出机构设计
推出机构一般由推出、复位、导向三大部件组成,推出机构按其推出机构的动力来源可分为手动推出机构、机动推出机构和液压推出机构与气动推出机构等。
机动推出机构是依靠机注塑机的开模动作驱动模具上的推出机构。
根据本塑件上壳罩的的形
状特点,为降低成本选用制造简单的机动普通杆推出,虽然推出时会在塑件内表面留下顶出痕迹,但不影响塑件外观。
如图1—13所示:
图1—13普通推杆
(五)冷却系统设计
采用冷却水冷却,凹模冷却水道采用同型芯一样的环绕型冷却水回路,型芯在开设水道时应避开斜顶、顶杆等。
如图1—13所示:
五、主要零部件的设计计算
(一)模具型腔壁厚的确定
塑料模具型腔在成型过程中受到熔体的高压作用,应有足够的强度和刚度,本模具的凹模采用的是整体嵌入式,因此可用整体式矩形型腔壁厚计算公式来确定型腔侧壁厚度S和型腔底板厚度T如图1—14所示:
—
—
乡
L—型腔长度,取值为96mm;b型腔宽度,取值为80mm;h型腔深度,取值为40mm;T型腔底
板厚度,mm;S型腔底板厚度,mm;B模板宽度,mm
1、型腔侧壁厚度S的计算
(1)、按刚度条件计算
s刚>3/-P—1.8伽
YE3
式中:
C—由h/l决定的系数,查表9-22得c=1.5;
p—型腔内最大熔体压力,可取注射成型压力的25%~50%,p取30Ma;
h—型腔深度,h=15;
[3]—模具刚度计算许用变形量,查《机械零件设计手册》计算得[3]=29.65;
E—模具钢的弹性模量,E=2.2*105
(2)按强度条件计算
gi'3ph2(1Wa)dOC
S虽丿185mm
a
式中:
p—型腔内最大熔体压力,p取30Ma;
h—型腔深度,h=15;
W—抗弯截面系数,由h/l决定,查教材《塑料成型工艺与模具设计》表4-6
得W=0.108
a—型腔的边长比,a=b/l=0.9;
a—模具强度计算许用应力,预硬化塑料模具钢取a=300Ma
2、型腔底板厚度T的计算
(1)、按刚度条件计算
%」,Cpb2.04m
\E3
式中:
c—由型腔边长比l/b的系数,查表9-23得c=0.024
p—型腔内最大
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- 插座 模具设计