塑料模具设计说明书Word格式文档下载.docx
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塑件尺寸:
如图1所示
塑件重量:
15克
塑件颜色:
红色
塑件要求:
塑件外侧表面光滑,下端外沿不允许有浇口痕迹。
塑件允许最大脱模斜度0.5°
1.1.1塑件材料ABS的使用性能
可参考《简明塑料模具设计手册》P30表1-13
综合性能较好,冲击韧度、力学强度较高,尺寸稳定,耐化学性、电气性能良好;
易于成形和机械加工,与有机玻璃的熔接性良好,可作双色成形塑件,且表面可镀铬。
适于制作一般机械零件、减摩耐磨零件、传动零件和电信结构零件。
1.1.2塑件材料ABS的加工特性
可参考《简明塑料模具设计手册》P32表1-14
●无定型塑料,其品种很多,各品种的机电性能及成形特性也各有差异,应按品种确定成形方法及成形条件。
●吸湿性强,含水量应小于0.3%,必须充分干燥,要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。
●流动性中等,溢边料0.04mm左右(流动性比聚苯乙烯,AS差,但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好)。
●比聚苯乙烯加工困难,宜取高料温、模温(对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂,料温更宜取高)。
料温对物性影响较大、料温过高易分解(分解温度为250℃左右,比聚苯乙烯易分解),对要求精度较高塑件,模温宜取50~60℃,要求光泽及耐热型料宜取60~80℃。
注射压力应比加工聚苯乙烯稍高,一般用柱塞式注塑机时料温为180~230℃,注射压力为100~140MPa,螺杆式注塑机则取160~220℃,70~100MPa为宜。
●模具设计时要注意浇注系统,选择好进料口位置、形式。
推出力过大或机械加工时塑件表面呈现“白色”痕迹(但在热水中加热可消失)。
脱模斜度宜取2℃以上。
1.2塑件的成型工艺参数确定
可参考《简明塑料模具设计手册》P54表1-18
查手册得到ABS塑料的成型工艺参数:
适用注射机类型螺杆式
密度1.01~1.07g/cm3;
收缩率0.3~0.8%;
预热温度80C°
~85C°
,预热时间2~3h;
料筒温度后段150C°
~170C°
,中段165C°
~180C°
,前段180C°
~200C°
;
喷嘴温度170C°
~180C°
模具温度50C°
~80C°
注射压力60~100MPa;
成型时间注射时间20~90s,保压时间0~5s,冷却时间20~120s。
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,因此模具应为双分型面注射模(三板式注射模)。
2.1.2型腔布置
塑件形状较简单,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Φ10mm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,本实例中塑件的分型面有多种选择,如图3所示。
图3(a)的分型面选择在轴线上,这种选择会使塑件表面留下分型面痕迹,影响塑件表面质量。
同时这种分型面也使侧向抽芯困难;
图3(b)的分型面选择在下端面,这样的选择使塑件的外表面可以在整体凹模型腔内成型,塑件大部分外表面光滑,仅在侧向抽芯处留有分型面痕迹。
同时侧向抽芯容易,而且塑件脱模方便。
因此塑件选择如图3(b)所示的分型面。
(a)(b)
图3分型面选择
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。
2.1.6侧向抽芯机构
塑件的侧面有Φ10mm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
模具结构为双分型面注射模,如图5所示。
图5双分型面注射模模具结构
1—拉杆2—导套3—定模板(中间板)4—螺钉5—推件板6—复位杆
7—动模板8—支承板9—推杆固定板10—推板11—垫块12—动模座板
13—导柱14—导套15—导套16—定模做板17—脱出板18—导套
19—导柱20—限位螺钉
2.1.8选择成型设备
“注射机的选用”可参考《简明塑料模具设计手册》P133,P128表3-4
选用G54-S200/400型卧式注射机,其有关参数为:
额定注射量200/400cm3;
注射压力109MPa;
锁模力2540kN;
最大注射面积645cm2;
模具厚度165~406mm;
最大开合模行程260mm;
喷嘴圆弧半径18mm;
喷嘴孔直径4mm;
拉杆间距:
290×
368mm。
2.2选择模架
2.2.1模架的结构
可参考《简明塑料模具设计手册》P418表10-1—10-6
模架的结构如图6所示。
图6模架
2.2.2模架安装尺寸校核
模具外型尺寸为,长300mm、宽250mm、高345mm,小于注射机拉杆间距和最大模具厚度,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。
3.1.5结构强度计算(略)
3.2模具成型尺寸设计计算
可参考《简明塑料模具设计手册》P110表2-55
取ABS的平均成型收缩率为0.6%,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;
取x=0.75。
1)Φ40+0.26→Φ40.26-0.26
2)R25+0.94→R25.94-0.94
3.2.2型腔深度尺寸
取x=0.5。
1)50+1.2→51.2-1.2
2)45+1.2→46.2-1.2
3.2.3型芯径向尺寸
1)Φ36.8+0.26→Φ36.8+0.26
2)Φ10+0.52→Φ10+0.52
3.2.4型芯高度尺寸
1)48.4+1.2→48.4+1.2
2)15+0.68→15+0.68
3.3模具加热、冷却系统的计算
3.3.1模具加热
一般生产ABS材料塑件的注射模具不需要外加热。
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ф10mm的冷却水道完成,如图7所示。
图7定模板冷却水道
型芯的冷却如图8所示,在型芯内部开有ф16mm的冷却水孔,中间用隔水板2隔开,冷却水由支承板5上的ф10mm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1与支承板5之间用密封圈3密封。
图8型芯的冷却
1—型芯2—隔水板3—密封圈4—动模板(型芯固定板)5—支承板
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ф52+0.02mm和ф40.31+0.09mm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32mm、长40mm、深25mm及宽10mm、深20.66-0.23mm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32mm、长20mm、深40mm的斜楔装配孔及其上的M8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ф15mm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-ф16mm孔,可以采用钻床或铣床完成。
(7)加工2-ф10mm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ф3mm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ф50+0.02mm和ф60mm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-ф21mm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。
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