底座注塑模课程设计.docx
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底座注塑模课程设计.docx
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底座注塑模课程设计
塑料注射模具课程设计
目录
1.塑件的工艺分析
1.1塑件的成型工艺性分析
1.1.1塑件材料玻纤增强PA的使用性能
1.1.2塑件材料玻纤增强PA的加工特性
1.2塑件的成型工艺参数确定
2.模具的基本结构及模架选择
2.1模具的基本结构
2.1.1确定成型方法
2.1.2型腔布置
2.1.3确定分型面
2.1.4选择浇注系统
2.1.5确定推出方式
2.1.6侧向抽芯机构
2.1.7模具的结构形式
2.1.8选择成型设备
2.2选择模架
2.2.1模架的结构
2.2.2模架安装尺寸校核
3.模具结构、尺寸的设计计算
3.1模具结构设计计算
3.1.1型腔结构
3.1.2型芯结构
3.1.3斜导柱、滑块结构
3.1.4模具的导向结构
3.2模具成型尺寸设计计算
3.2.1型腔径向尺寸
3.2.2型腔深度尺寸
3.2.3型芯径向尺寸
3.2.4型芯高度尺寸
3.3模具加热、冷却系统的计算
3.3.1模具加热
3.3.2模具冷却
4.模具主要零件图及加工工艺规程
4.1模具定模板(中间板)零件图及加工工艺规程
4.2模具侧滑块零件图及加工工艺规程
4.3模具动模板(型芯固定板)零件图及加工工艺规程
5模具总装图及模具的装配、试模15
5.1模具总装图15
5.2模具的安装试模17
5.2.1试模前的准备17
5.2.2模具的安装及调试17
5.2.3试模18
5.2.4检验18
1.塑件的工艺分析
1.1塑件的成型工艺性分析
塑件如图1所示
图1塑件图
产品名称:
底座
产品材料:
玻纤增强PA
产品数量:
较大批量生产
塑件尺寸:
如图1所示未注公差尺寸按SJ1372—78,8级。
1.1.1塑件材料玻纤增强PA的使用性能
在PA加入30%的玻璃纤维,PA的力学性能、尺寸稳定性、耐热性、耐老化性能有明显提高,耐疲劳强度是未增强的2.5倍。
玻璃纤维增强PA的成型工艺与未增强时大致相同,但因流动较增强前差,所以注射压力和注射速度要适当提高,机筒温度提高10-40℃。
由于玻纤在注塑过程中会沿流动方向取向,引起力学性能和收缩率在取向方向上增强,导致制品变形翘曲,因此,模具设计时,浇口的位置、形状要合理,工艺上可以提高模具的温度,制品取出后放入热水中让其缓慢冷却。
另外,加入玻纤的比例越大,其对注塑机的塑化元件的磨损越大,最好是采用双金属螺杆、机筒
1.1.2塑件材料玻纤增强PA的加工特性
∙易吸湿,成型前必须进行干燥。
∙熔点高,熔限窄,熔点分别为:
PA6:
215℃,PA66:
255℃,PA46:
290℃。
∙PA熔体粘度具有较高的温度敏感和剪切敏感,熔体粘度低,流动性好。
∙PA熔融状态的热稳定性较差,高温下易分解。
∙熔体的冷却速度对制品的结构和性能有明显的影响。
∙成型过程伴随结晶产生,收缩率大。
1.2塑件的成型工艺参数确定
参考网络资料得:
熔料温度
200~250℃
料筒恒温
220℃
模具温度
0~120℃
注射压力
90~130MPa
保压压力
注射压力的40%
背压
2~8MPa
残料量
2~6mm
预烘干
在80℃温度下烘干4h,除了直接从装料容器内喂料;尼龙有吸水性,应该保存在防潮容器内和封闭的料斗内;水含量超过0.25%就会造成成型改变
回收率
可加入10%回料
收缩率
0.7%~2.0%
注射速度
建议采用相对较快的注射速度;模具有好的通气性否则制品上易出现焦化现象
螺杆转速
螺杆转速高,线速度为1m/s;然而,最好将螺杆转速设置低一点,只要能在冷却时间结束前完成塑化过程即可;要求较低的螺杆转矩
计量行程
0.5~3.5D
成型时间
注射时间40~90s,保压时间15~40s,冷却时间20~40s
料筒温度
喂料区 60~90℃(70℃)喷 嘴 230~240℃(250℃)
2模具的基本结构及模架选择
2.1模具的基本结构
2.1.1确定成型方法
塑件采用注射成型法生产。
为保证塑件表面质量,使用点浇口成型。
同时有侧向抽芯机构,采用单分型面。
2.1.2型腔布置
塑件形状较复杂,重量较轻,生产批量较大。
所以应使用多型腔注射模具。
考虑到塑件的侧面有Φ1.2mm的圆孔,需侧向抽芯,所以模具采用一模二腔、平衡布置。
这样模具尺寸较小,制造加工方便,生产效率高,塑件成本较低。
其布置如图2所示。
图2型腔布置
2.1.3确定分型面
塑件分型面的选择应保证塑件的质量要求,同时利于脱模。
所以分型面选为内部轮廓,让塑件留在动模一侧。
同时还
具有侧向抽芯机构,使孔成型。
分型面如下图3所示:
图3
2.1.4选择浇注系统
塑件采用点浇口成型,其浇注系统如图4所示。
点浇口直径为Φ0.8mm,点浇口长度为1mm,头部球R1.5~2mm。
分流道采用半圆截面流道,其半径R为3~3.5mm。
主流道为圆锥形,锥角α为6˚,上部直径与注射机喷嘴相配合,下部直径Φ6~8mm。
图4点浇口浇注系统
2.1.5确定推出方式
由于塑件形状为圆壳形而且壁厚较薄,使用推杆推出容易在塑件上留下推出痕迹,不宜采用。
所以选择推件板推出机构完成塑件的推出,这种方法结构简单、推出力均匀,塑件在推出时变形小,推出可靠和平稳。
2.1.6侧向抽芯机构
塑件的侧面有3个Φ1.2mm的圆孔,因此模具应有侧向抽芯机构,由于抽出距离较短,抽出力较小,所以采用斜导柱、滑块抽芯机构。
斜导柱装在定模板上,滑块装在推件板上。
2.1.7模具的结构形式
模具结构为单分型面注射模,如图5所示
图5
2.1.8选择成型设备
“注射机的选用”可参考《新编塑料模具设计手册》245页表3-67
选用SYS-202型号的直角式注塑机
2.2选择模架
2.2.1模架的结构
可参考《3D模架库》:
标记示例:
凹模周界L=250mm,B=250mm,闭合高度H=190~230mmI级精度的中间导柱模架;
技术条件:
按JB/T8050—1999的规定。
2.2.2模架安装尺寸校核
模具外型尺寸为,长250mm、宽250mm、高190~230mm,小于注射机的最大模具厚度250mm,可以方便地安装在注射机上。
3模具结构、尺寸的设计计算
3.1模具结构设计计算
3.1.1型腔结构
见装配图所示,型腔由定模板4、定模镶件26和滑块19共三部分组成。
定模板4和滑块19构成塑件的侧壁,定模镶件26成型塑件的顶部,而且点浇口开在定模镶件上,这样使加工方便,有利于型腔的抛光。
定模镶件可以更换,提高了模具的使用寿命。
3.1.2型芯结构
见装配图所示,型芯由动模板16上的孔固定。
型芯于推件板18采用锥面配合,以保证配合紧密,防止塑件产生飞边。
另外,锥面配合可以减少推件板在推件运动时与型芯之间的磨损。
型芯中心开有冷却水孔,用来强制冷却型芯。
3.1.3斜导柱、滑块结构
见装配图。
3.1.4模具的导向结构
为了保证模具的闭合精度,模具的定模部分与动模部分之间采用导柱1和导套2导向定位。
推件板18上装有导套6,推出时,导套6在导柱1上运动,保证了推件板的运动精度。
定模座板上装有导柱30,为点浇口凝料推板24和定模板4的运动导向。
3.2模具成型尺寸设计计算
取玻纤增强PA的平均成型收缩率为1.0%,塑件未注公差按照SJ1372中8级精度公差值选取。
塑件尺寸如图1所示。
3.2.1型腔径向尺寸
模具最大磨损量取塑件公差的1/6;模具的制造公差δz=Δ/3;塑件属于小尺寸塑件,取x=0.75。
9.7+0.64→Φ10.34-0.64
3.2.2型腔深度尺寸
模具最大磨损量取塑件公差的1/6;模具的制造公差δz=Δ/3;取x=0.75。
1)8+0.64→8.64-0.64
2)5+0.56→5.56-0.56
3.2.3型芯径向尺寸
模具最大磨损量取塑件公差的1/6;模具的制造公差δz=Δ/3;取x=0.75。
1)Φ8.2+0.64→Φ8.2+0.64
2)Φ1.2+0.48→Φ1.2+0.48
3)R0.5+0.48→R0.5+0.48
4)Φ6+0.56→Φ6+0.56
3.2.4型芯高度尺寸
模具最大磨损量取塑件公差的1/6;模具的制造公差δz=Δ/3;取x=0.75。
1)7+0.64→7+0.64
2)2+0.48→2+0.48
3)1+0.48→1+0.48
3.3模具加热、冷却系统的计算
3.3.1模具加热
3.3.2模具冷却
模具的冷却分为两部分,一部分是型腔的冷却,另一部分是型芯的冷却。
型腔的冷却是由在定模板(中间板)上的两条ф6mm的冷却水道完成,如图7所示。
图7定模板冷却水道
型芯的冷却在型芯内部开有ф6mm的冷却水孔,中间用隔水板2隔开,冷却水由支承板5上的ф5mm冷却水孔进入,沿着隔水板的一侧上升到型芯的上部,翻过隔水板,流入另一侧,再流回支承板上的冷却水孔。
然后继续冷却第二个型芯,最后由支承板上的冷却水孔流出模具。
型芯与支承板之间用密封圈密封。
4.模具主要零件图及加工工艺规程
4.1模具定模板(中间板)零件图及加工工艺规程
定模板(中间板)零件图如图9所示。
图9定模板(中间板)零件图
定模板(中间板)的加工工艺:
(1)以基准角定位,加工ф
mm和ф
mm的型腔孔,可以采用坐标镗床或加工中心完成。
(2)以基准角定位,加工宽8mm、长20mm、深10mm及宽5mm、深3X
mm的装配侧滑块孔,可以采用铣床或加工中心完成。
(3)以基准角定位,加工宽8mm、长10mm、深20mm的斜楔装配孔及其上的M4螺钉沉孔,可以采用铣床和钻床完成。
(4)钳工研配侧滑块和斜楔。
(5)将侧滑块装入定模板侧滑块孔内锁紧固定,共同加工ф4mm的斜导柱孔,可以采用铣床或钻床完成。
(6)以基准角定位,加工4-ф8mm孔,可以采用钻床或铣床完成。
(7)加工2-ф6mm冷却水孔,由钻床或深孔钻床完成。
4.2模具侧滑块零件图及加工工艺规程
侧滑块零件图如图10所示。
图10侧滑块零件图
侧滑块加工工艺如下:
(1)加工外形尺寸,由铣床或加工中心完成。
(2)钳工研配,首先与推件板研配侧滑块的滑道部分,要求滑动灵活,无晃动间隙;其次研配侧滑块与型芯及定模板的配合,要求配合接触紧密,注射成型时不产生飞边;最后研配斜楔,要求斜楔在注射成型时锁紧侧滑块。
(3)与定模板配钻斜导柱孔。
(4)加工侧滑块的两个ф1mm定位凹孔。
4.3模具动模板(型芯固定板)零件图及加工工艺规程
动模板(型芯固定板)零件图如图11所示。
图11动模板(型芯固定板)零件图
动模板(型芯固定板)加工工艺如下:
(1)以基准角定位,加工ф8+0.02mm和ф10mm的型芯固定孔,可以采用坐标镗床或加工中心完成。
(2)以基准角定位,加工4-ф6mm孔,可采用镗床或钻床完成。
(3)钳工装配型芯。
5模具总装图及模具的装配、试模
5.1模具总装图
图12为模具的总体装配图。
图12模具图
1—导柱2—导套3—拉杆4—定模板(中间板)5—螺钉6—导套
7—复位杆8—动模座板9—螺钉10—推板11—推杆固定板12—垫块
13—支承板14—密封圈15—隔水板16—动模板(型芯固定板)
17—定位珠18—推件板19—侧滑块20—斜楔21—斜导柱22—型芯
23—螺钉24—脱出板25—定模座板26—定模镶件27—拉料杆
28—定位圈29—浇口套30—导柱31—导套32—导套33—限位螺钉
5.2模具的安装试模
试模是模具制造中的一个重要环节,试模中的修改、补充和调整是对于模具设计的补充。
5.2.1试模前的准备
试模前要对模具及试模用的设备进行检验。
模具的闭合高度,安装与、于注射机的各个配合尺寸、推出形式、开模距、模具工作要求等要符合所选设备的技术条件。
检查模具各滑动零件配合间隙适当,无卡住及紧涩现象。
活动要灵活、可靠,起止位置的定位要正确。
各镶嵌件、紧固件要牢固,无松动现象。
各种水管接头、阀门、附件、备件要齐全。
对于试模设备也要进行全面检查,即对设备的油路、水路、电路、机械运动部位、各操纵件和显示信号要检查、调整,使之处于正常运转状态。
5.2.2模具的安装及调试
模具的安装是指将模具从制造地点运至注射机所在地,并安装在指定注射机的全过程。
模具安装在注射机上要注意以下方面:
1)模具的安装方位要满足设计图样的要求。
2)模具中有侧向滑动结构时,尽量使其运动方向为水平方向。
3)当模具长度与宽度尺寸相差较大时,应尽可能使较长的边与水平方向平行。
4)模具带有液压油路接头、气路接头、热流道元件接线板时,尽可能放置在非操作一侧,以免操作不方便。
模具在注射机上的固定多采用螺钉、压板的形式,如图13所示。
一般采用4-8块压板,对称布置。
图13模具固定
1—压板2—螺钉3—模具4—注射机模板
模具安装于注射机上之后,要进行空循环调整。
其目的在于检验模具上各运动机构是否可靠、灵活,定位装置是否能够有效作用,要注意以下方面:
1)合模后分型面不得有间隙,要有足够的合模力。
2)活动型芯、推出及导向部位运动及滑动要平稳、无干涉现象,定位要正确、可靠。
3)开模时,推出要平稳,保证将塑件及浇注系统凝料推出模具。
4)冷却水要畅通,不漏水,阀门控制正常。
5.2.3试模
模具安装调整后即可以进行试模。
1)加入原料原料的品种、规格、牌号应符合产品图样中的要求,成型性能应符合有关标准的规定。
原料一般要预先进行干燥。
2)调整设备按照工艺条件要求调整注射压力、注射速度、注射量、成型时间、成型温度等工艺参数。
3)试模采用手动操作,试模注射出样件。
5.2.4检验
通过试模可以检验出模具结构是否合理;所提供的样件是否符合用户的要求;模具能否完成批量生产。
针对试模中发现的问题,对模具进行修改、调整、再试模,使模具和生产出的样件满足客户的要求,即可交付生产使用。
参考文献
[1]清华大学出版社,甄瑞麟主编,《模具制造工艺学》。
[2]科学出版社,程燕军柳舟通主编《冲压与塑料成型设备》。
[3]大连理工大学出版社何冰强高汉华主编《塑料模具设计指导与资料汇编》。
[4]国防科技大学出版,孙美霞主编《机械制造设计基础》。
[5]科学出版社余东蓉韩亚利程胜文主编《塑料成型工艺与模具设计》。
[6]《塑料模具设计手册》
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