现代模具设计复习题121028Word文档下载推荐.docx
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(5)嵌件嵌入部分周边应有倒角,避免尖角引起应力集中而产生裂纹。
(6)嵌件伸出端的长度不宜超出固定部分直径的2倍,以免弯曲变形。
4.模具的十大类型是什么?
模具的十大类型为:
(1)冲压模具—金属或非金属板材冲压成形;
(2)塑料成型模具—塑料材料的成形加工;
(3)压铸模具—有色与黑色金属压力铸造成形;
(4)锻造模具—采用锻压、挤压工艺成形金属零件;
(5)铸造模具—金属浇铸成形工艺;
(6)粉末冶金模具—粉末制品型坯的压制成形;
(7)玻璃模具—玻璃制品成形;
(8)橡胶模具—橡胶制品压制成形;
(9)陶瓷模具—陶瓷制品成形;
(10)经济模具(简易模具)—低熔点合金成形模具,硅橡胶模,环氧树脂模,陶瓷型精铸模,快速电铸成形模等。
适用多品种少批量工业产品用模具,有很高经济价值。
5.分型面的选择通常遵循什么原则?
(1)为使塑件成型后能从模具中方便的取出,分型面的位置应选在塑件断面尺寸最大的部位;
(2)塑件的脱模要靠安装在注射机动模一侧的推出油缸来完成,为方便脱模,模具打开后希望塑件能留在动模一边;
(3)保证塑件外观质量和尺寸精度。
对外观质量要求较高的塑件,分型面不应选在外观明显的位置;
(4)分型面选择时,不应将抽芯距离大的结构作为侧向抽芯;
(5)分型面的选择要有利于排气;
考虑脱模斜度的影响和易于加工。
6.浇注系统的设计原则是什么?
(1)浇注系统结构设计应适应塑料的流动与充模特性要求;
(2)为保证熔体快速平稳充满型腔,流经浇注系统的熔体热量及压力损失要尽量少;
(3)在满足充模要求的前提下,浇注系统容积要尽量小,以减少塑料材料的消耗数量,以及缩短成型周期;
(4)浇注系统的布局应使多型腔模具在注射充模时能同时充满,以保证各型腔塑件质量均匀一致;
(5)防止型芯变形位移;
防止制品变形;
排气好;
整修方便不影响外观。
7.脱模斜度的选用原则是什么?
从有利于塑件脱模考虑,斜度越大越有利;
但脱模斜度过大,会影响塑件尺寸精度,尤其对精密塑件。
斜度太小,会增大塑件的脱模阻力或划伤塑件表面及产生顶出应力变形与破裂等缺陷。
因此,塑件设计时应考虑以下原则:
v在满足塑件尺寸公差要求的前提下,斜度可取大些,利于脱模;
精度要求高的塑件,斜度取小值。
v塑件高度或深度尺寸较大时,应选用较小的斜度。
以免影响尺寸精度。
v塑件形状复杂,不宜脱模的,应选用较大的斜度。
(包紧力大)塑件材料收缩率较大的(收缩应力大),应取较大的斜度。
v塑件壁厚较大时,应取较大脱模斜度值(因收缩包紧力大)。
v塑件材料较硬脆的,易取较大的斜度。
v塑件外表面的斜度应小于内表面的斜度(便于脱模),希望开模时塑件留在动模型芯时,塑件内表面斜度小于外表面。
v增强塑料宜取较大斜度值,含有润滑剂等易脱模的塑件可取小值。
上述原则有时可能互相矛盾,需综合考虑各种因素合理确定。
8.冷却系统的设计原则是什么?
模具冷却系统设计的合理与否,对塑件的成形质量与生产效率至关重要,除通过计算确定相关参数以外,冷却回路的布局及结构设计应考虑如下原则:
(1)冷却水路的布局应先于推出机构设计,以便得到合理的冷却水路布局和模具温度的均匀分布,确保塑件成形质量。
(2)冷却水道数量应尽量多、截面尺寸应尽量大。
水道数量多,分布的越密,冷却越均匀,制品各处温差小,变形与应力也小,尺寸精度提高。
(3)冷却水道与型腔表面各处距离应尽量相等,水道的排列尽量与型腔形状一致,否则,冷却不均,塑件产生应力变形。
(4)对塑件壁厚不均匀者,在厚壁处应加强冷却。
可使水道离模腔壁距离近些,水道数量亦可增加。
薄壁部位水道之间距离可稍大些。
(5)大型或薄壁塑件成型时,熔料的流程长,熔体温度越流越低,若要使塑件冷却速度相同,可改变冷却水道的排列密度。
即在料流末端水道可以稀疏些。
(6)应尽量采取有效措施减小水道出入口水的温差,以使模温分布均匀。
(7)冷却水道要避免接近熔接痕的部位,以免熔接不牢,降低塑件强度。
(8)冷却水道应尽量设在与塑料熔体接触的模具零件中,不应设在相邻的模板中。
若为镶块或镶芯结构,应注意镶块与模板间水道的密封,不允许有渗漏。
(9)模具定模和动模的冷却水道应分别自成循环回路,且应保持动、定模的温度分布均匀,两半模的温差不应过大,以免引起导向、定位件的过度磨损。
(10)局部热量集中部位,如直浇道(主流道)部位,可单独加强冷却。
(11)冷却水道不宜太长,转弯不宜太多。
(12)冷却水进出模具的水嘴,应设在模具同一侧为好,最好设在操作者的对面,不影响成形操作。
9.带螺纹塑件的脱模方式是什么?
螺纹塑件成形后的脱模,可根据塑件要求及成形材料性能,采用不同的脱模方式。
常用的有强制脱模、模外手动脱模和机动旋转脱模等。
强制脱模一般用于柔性材料和较浅的半圆形螺纹牙的情况。
模外手动脱模是将螺纹型环或型芯作为嵌件,成形后随塑件一起脱模,然后模外手工用专用工具拧下螺纹。
机动脱模是利用注射机的开模运动,使螺纹型芯旋转而脱出塑件。
10.注塑成型的基本原理是什么?
注射成型基本原理就是利用塑料的可模塑性,将松散的粒状或粉状塑料原料,经注射机的料斗输入料筒内,再经料筒外部加热器和螺杆旋转的剪切摩擦作用,使逐渐软化熔融至粘流态的塑料存于料筒前端,然后在注射机螺杆的高压力推动下,将熔融塑料以一定的速度通过注射机喷嘴注入闭合的模具中,经一定的保压与冷却定型时间后,打开模具即可取出具有一定形状和尺寸精度的塑料制品。
11.成型零件的结构设计形式有哪些?
(1)型腔的结构设计
1)整体式结构。
适于形状简单的中小型模具。
特点是在模板上直接加工型腔,零件强度与刚度高,不易变形与破裂。
塑件外观无镶拼痕迹。
2)镶拼式结构。
镶拼式结构可分为整体镶拼、局部镶拼和大面积镶拼。
型腔一般由多个零件共同组成,拆分的零件便于加工,易于保证加工精度。
但塑件外表面会有镶拼痕迹。
成型时排气好。
可节约优质钢材。
3)组合式结构。
型腔侧壁和底部均由不同的零件组合而成。
各部分零件加工后通过精确装配组合在一起。
适合大型或复杂塑件。
但型腔刚性下降,可采取四周由模框套在一起。
(2)型芯结构设计
1)整体型芯。
整体型芯结构是模板与型芯做成一体。
特点是结构简单,强度与刚性好,但浪费材料和工时,不宜修复和更换。
2)整体组合型芯。
整体组合式就是将主体型芯单独做成一件,然后再镶嵌到模板中并紧固。
3)局部组合型芯。
根据塑件的结构形状和复杂程度,在整体组合型芯中可再镶入局部的小型芯或镶块,形成局部镶拼结构的型芯。
4)完全组合型芯。
是由多块分解的小型芯镶拼组合而成的主体型芯,多用于结构有规律的排列而又难于整体加工的塑件。
12.浇口位置选择原则是什么?
浇口位置设置的正确与否,对制件的成型性能和质量影响很大,是浇注系统设计的重要环节。
确定浇口位置时,应根据制件的几何形状、结构特征和技术质量要求等,综合分析熔体的流动状态、充模顺序、保压补缩和排气等因素对熔体充模流动的影响,合理的确定。
一般应考虑如下原则:
★浇口位置应考虑产品功能与外观要求,如浇口痕迹、熔接痕。
浇口还应远离制品未来受力位置(如轴承处),以避免残留应力。
★浇口位置必须考虑排气,以避免发生积气。
浇口不应对着细小型芯或嵌件处,以避免型芯偏移。
★浇口应放置于制品壁厚最大处。
如果可能的话,尽量将浇口放置在制品中央。
并考虑到对称性。
★浇口位置应有利于熔体充模流动,不使料流产生过大阻力或紊乱。
使熔体充模流程最短,以减少压力损失。
13.脱模机构的类型如何划分?
脱模机构的类型有多种,如按推出零件的结构分类,可分为推杆推出、推管推出、推板推出、推块推出,以及利用成型零件推出和多元件联合推出等不同类型。
如按推出机构的动作特点分类,可分为简单脱模(一次)、二次脱模、顺序脱模、双脱模、定模推出、浇注系统凝料推出、螺纹塑件的推出等形式。
按推出机构动作的动力来源分,可分为机动、液压、气动等类型。
亦可有手动,但现在少用。
根据下面的a、b、c、d四个开模分解图,试分析该模具的总体结构类型是几板模具?
浇口类型是什么?
采用何种类型的侧向抽芯机构?
采用何种类型的脱模机构?
采用何种类型的推出机构?
三板模具;
中心点浇口;
斜导柱侧向抽芯机构;
摆杆式顺序脱模机构;
推板推出机构。
1.某注塑模具塑件成型采用单点浇口如右图所示,已知塑料系数n=0.6,塑件平均壁厚t=1.31mm,模具型腔表面积A=12000mm2,试设计点浇口直径及其长度,并说明点浇口的特点。
点浇口截面形状一般为圆形,直径可用下式计算:
圆柱段长度L为0.5~2mm,具体取值需按塑件结构与尺寸大小及塑料材料性能等情况确定。
点浇口具有如下优点:
★模具设计时,对浇口位置的限制较少,可较自由地选择进料部位。
★浇口尺寸小,熔体通过浇口时流速增加,产生摩擦热使熔体温度升高,粘度降低,有利于充模。
★塑件内应力小,尤其浇口附近。
★浇口痕迹小,不需修整,不影响塑件外观。
★浇口小冻结快,缩短成型周期,提高生产效率。
★既可用于单型腔模具,也可用于多型腔模具。
多型腔模具中,点浇口能均衡各型腔的进料速度。
★点浇口模具,开模时可将浇口自动拉断并与塑件分离,不需人工切断。
易于实现自动化生产。
点浇口的缺点是:
●不适用于粘度较高(PSU、PC、HPVC等)和粘度对剪切速率变化不敏感的塑料。
●需用较高的注射压力。
因充模阻力大,压力损失多。
●不适用于厚壁塑件成型,延长充模时间。
浇口凝固快,不利于保压补缩。
●点浇口模具需两个以上的分型面,模具结构复杂,制造成本高。
2.斜导柱抽芯机构的工作参数及受力分析如下图所示。
已知斜导柱工作长度L1=155mm,设弯曲力臂长度Lw=0.5×
L1,
斜导柱倾角α=20°
,抽拔力Q=725N,
斜导柱材料的许用弯曲应力[σw]=110MPa。
试设计斜导柱的直径d
1.潜伏式浇口
潜伏式浇口又称隧道式或剪切浇口,因浇口与塑件分离是受到剪切作用。
潜伏浇口可看作是点浇口的变异形式,不但具有点浇口的全部优点,而且模具结构简单,不需复杂的三板式结构。
2.嵌件
在塑件成型过程中,将金属或其它非金属零件直接放入模具中,在塑料熔体充模及冷却固化后而与塑件固结为一体,此零件被称为嵌件。
塑件中加入嵌件的目的是:
提高塑件的强度、刚度、耐磨性、尺寸稳定性、导电、导磁和联接性能等。
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3.顺序脱模机构
顺序脱模机构又称定距分型机构。
由于制品与模具结构的需要,脱模时首先需将定模型腔板与定模分开一定距离后,再使动模与定模型腔板分开取出制品。
顺序脱模机构通常要完成两次以上的分型动作。
4.分型面
分型面是模具动模与定模的分界面。
模具上用于取出塑件和浇注系统凝料所需分离的接触表面,称为分型面。
模具分型面的确定对模具结构设计的复杂性及制造难度、塑件质量及成型操作都有重要影响。
常见的分型面形状有平面、斜面、阶梯面和曲面分型。
5.熔接痕
熔接痕是制品成型过程中,两股以上料流前锋熔体汇合时,因前锋面上熔体温度下降,未能很好的熔合,在熔体汇合处的制品表面上形成的接缝痕迹。
熔接痕导致塑件强度降低,影响制品的使用性能。
6.浇注系统
注射模具的浇注系统是指从注射机喷嘴出口起到模具型腔入口止的塑料熔体流动通道。
普通浇注系统一般有主通道、分流道、浇口和冷料井四部分组成。
7.流程比
流程比是指塑料熔体在型腔内流动的最大长度与相应的塑件壁厚之比。
塑件壁厚越大,熔体所能达到的最大流动距离也相应增大。
不同材料在相同壁厚下的流动距离是不同的。
8.注射成型周期
注射成形周期是指完成一次注射成形工艺过程所需的时间。
注射成形周期包括:
注射时间(充模时间和保压时间),闭模冷却时间和其它操作时间(开模、脱模、喷洒脱模剂、安放嵌件、合模时间等)。
1.用多孔结构的金属材料制作型腔/型芯,模具就不需开设排气槽,同样可达到较好的排气效果。
(√)
2.精密模具因一般不多于四腔,各模腔可单独设计冷却水道,各型腔冷却水的出、入口温差不应超过1℃。
3.锁紧块的楔角α1应小于斜导柱的倾角α,这样可以保证开模时锁紧块的斜面首先让开,否则斜导柱无法驱动滑块运动。
(×
)
4.冷却时间与塑件壁厚的平方成正比;
流程大小与塑件壁厚成正比。
5.分流道的长度取决于模具型腔的总体布局和浇口位置,在保证充模质量要求的前提下,应尽量延长。
6.侧抽芯距离一定时,斜导柱的倾角增大,斜导柱工作长度和开模距离会减小,有利于缩小模具尺寸。
7.在一模多腔成型相同制件情况下,浇注系统平衡布局的充分条件是,通往各个模腔的料流通道的截面形状及其布局尺寸必须对应相等。
8.脱模斜度一般在0.5°
~1.5°
之间选取,最小可取为15′~20′,最大可取为5°
~7°
。
9.主流道很少直接加工在模板上,通常是做成一个镶套装在模板上,这个镶套称为浇口套。
10.直浇口模具开模时可将浇口自动拉断并与塑件分离,无需人工切断,易于实现自动化生产。
11.影响塑件尺寸精度的因素,主要有塑料材料收缩率、模具制造误差、模具工作过程中的磨损以及成形工艺条件等方面。
12.流程比是指塑料熔体在型腔内流动的最大长度与相应的塑件壁厚之比。
13.锁紧块的楔角α1应小于斜导柱的倾角α,这样可以保证开模时锁紧块的斜面首先让开,否则斜导柱无法驱动滑块运动。
14.冷却时间与塑件壁厚的平方成正比;
流程大小与塑件壁厚成反比。
15.分流道的长度取决于模具型腔的总体布局和浇口位置,在保证充模质量要求的前提下,应尽量缩短。
16.侧抽芯距离一定时,斜导柱的倾角减小,斜导柱工作长度和开模距离也会减小,这有利于缩小模具尺寸。
17.当塑料螺纹与金属螺纹配合时,其配合长度应该设计成不大于螺纹直径的1.5~2倍。
18.塑件中加入嵌件的作用是:
提高塑件的强度、刚度、耐磨性、尺寸稳定性,或导电、导磁,或改善联接性能等。
19.对于成型质量要求严格的精密塑件,浇注系统应该采用平衡式布局,且分流道的截面积和长度误差都不应超过1%。
20.用多孔结构的金属材料制作型腔/型芯,模具还需开设排气槽,才能达到较好的排气效果。
(×
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不得用于商业用途。
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