一套完整的塑料模具设计说明书Word文件下载.docx
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额定注射量(cm³
)125
螺杆(柱塞)直径mm:
42
注射压力(N/cm2):
150
注射行程(mm)115
注射时间(s)1.6
锁模力(kN):
900
最大成型面积(cm²
)320
最大开合模行程(mm)300
最大模具厚度H(mm):
300
最小模具厚度H1(mm):
200
合模方式:
液压—机械
喷嘴球头半径(mm)SR12
顶杆中心距(mm)230
喷嘴孔径(mm)4
模板行程L1(mm):
喷嘴移动距离(mm);
210
定位环外径(mm)55
定位孔直径(mm)55
推出形式:
两侧没有推杆,机械推出
其它:
总力280kN,开模力8T,顶杆最大距离190mm
如图:
工件图
三塑件的分析
该塑件是一个材料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)塑料制件,塑件尺寸较大,因为那不需要其他零件配合,故其精度等级要求不高。
塑件壁厚属于薄壁塑件,ABS材料具有超强的易加工性,外观特性,低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。
可以
注射成型。
附:
ABS的主要技术参数。
密度:
ρ(kg/cm3):
1.0~1.1
熔化温度:
210~280C;
建议温度:
245C。
注射压力:
500~1000bar。
注射速度:
中高速度。
四注射机有关工艺参数的校核
1型腔数目的确定
为了使模具与注射机的生产能力的匹配,提高生产效率和经济性,并保证塑件体精度,模具设计时应确定型腔数目。
根据注射机的最大注射量确定型腔数目
n=(km0一m浇)/mi=(0.8×
122-2.87)/16.897=5.6个
考虑到分流道德长度与塑件的大小对型腔布置的影响,为了保证注射模具的性能要求和塑件的精度,选取四个型腔较为合适。
mi—一个塑件的质(重)量,g
m浇—―模具浇注系统中凝料质(重)量,g
m0—注射机最大注射质(重)量,g
k—塑料注射成型机最大注射量的利用系数,取k=0.8
2最大注射量的校核
为了保证正常的注射成型,注射机的最大注射量应稍大于塑件的质量或体积(包括流道凝料和飞边)。
通常注射机的实际注射量最好在注射机最大注射量的8%以内。
当塑料注射成型机最大注射容积标定时,按下式校核。
Kv0≥∑ni=1vi+v浇
0.8×
125≥v=4x【3.14(6/2)2×
2.25-3.14×
(5.5/2)2】+2.74
即:
100cm3≥v=4×
16.0925+2.74=67.11cm3
V0—塑料注射机成型机最大注射容积,cm3
V—塑件的体积(包括塑料制品,浇道凝料和飞边)
Vi—一个塑件的体积,cm3
N—型腔数
因塑料的体积与压缩比有关,故所需塑料体积为:
V料=k压v=1.9×
67.11≈127.5cm3
V料—塑料的体积,cm3
k压—压缩比(查表5-4取k=1.9)
把注射机的最大注射容积换算为最大注射量时,其值为:
m0=ρ,V0=cρV0=0.93×
1.05×
125=122g
ρ,—料筒温度和压力下熔融塑料的密度,ρ,=cρ
ρ—塑料在常温下的密度,查表3-4取ρ=1g/cm-3
c—在料筒温度下塑料体积膨胀的校正系数(未考虑压力的影响),结晶型塑料c≈0.85,非结晶型塑料c≈0.93。
同理,如果注射机以最大注射质(重)量标定时,按下式校核:
Km0≥m=∑ni=1mi+m浇
0.8×
122≥m=4×
(1.05×
16.0925)+1.05×
2.74
即:
97.6≥m≈70.5g
M—塑件的总质量,g
N—型腔数
所以最大注射量满足要求。
3注射压力校核
该项工作注射机的注射力p0能否满足塑件成型时需要的注射压力p,p值一般为40~130MPa,而p0为150MPa,通常要求p≤p0,所以满足要求。
4锁模力的校核
锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力,当高压的塑料熔体充填模腔时,会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。
为此,注射机的额定锁模力必须大于该胀型力,即:
F锁≥F胀=A分×
P型
即,900KN≥F胀=4×
(3.14×
30×
30+3×
1+4×
20)×
34.3≈3.99KN
式中:
F锁—注射机的额定锁模力(N):
P分—模具型腔内塑料熔体平均压力(MPa);
一般为注射压力的0.3~0.65倍,通常取20~40MPa。
我们这里选P型=34.3MPa。
A分—塑料和浇注系统在分型面上的投影面积之和(mm2)
2定位孔的尺寸
两者按H9/h9配合实现定位,以保证模具主流道的轴线与注射机喷嘴轴线重合,否则将会产生溢料并造成流道凝料脱模困难。
定位圈的高度h,小型模具为8~10mm,大型模具为10~15mm,这里取10mm,直径取55mm,取4个M6.5的螺钉与上模板固定。
六浇注系统各部件设计
所谓注射模的浇注系统是指从主流道的始端到型腔之间的熔体流动通道。
其作用是使塑件熔体平稳而有序地充填到型腔中,以获得组织致密、外形轮廓清晰的塑件。
因此,浇注系统十分重要。
而浇注系统一般可分为普通浇注系统和无流道浇注系统两类。
我们在这里选用普通浇注系统,它一般是由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成,如图所示:
1—主流道2—主流道衬套3—定位圈4—分流道
5—浇口6—型腔7—冷料穴8—中间板
主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道,通常和注射机喷嘴在同一轴线上,断面为圆形,带有一定的锥度,其主要设计点为:
⑴主流道圆锥角α=2o~6o,对流动性差的塑件可取30~6o,内壁粗糙度为Ra0.63μm。
⑵主流道大端呈圆角,半径r=1~3mm,以减小料流转向过渡时的阻力。
⑶在模具结构允许的情况下,主流道应尽可能短,一般小于60mm,过长则会影响熔体的顺利充型。
⑷对小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式。
但在大多数情况下是将主流道衬套与定位圈设计成两个零件,然后配合固定在模板上。
主流道衬套与定模座板采用H7/m6过渡配合,与定位圈的配合采用间隙配合。
⑸主流道衬套一般选用T8、T10制造,热处理强度为52~56HRC。
R=R0+(1~2)mm=12+1=13mm
D=d0+(0.5~1)mm=3+1=4mm
H在8~10mm,这里取H=10mm
h在3~5mm,这里取h=4mm
r=D/8,所以D=8r=8×
1=8mm
L=L1+H=40+10=50mm
V主≈3.14h1(R2+Rr+r2)/3
=3.14(L-h)((D/2)2+D/2×
d/2+(d/2)2)/3
=3.14×
(5-0.4)×
(0.4×
0.4+0.4×
0.2+0.2×
0.2)
=1.3478cm3
3分流道的设计
分流道就是主流道与浇口之间的通道,一般开设在分型面上,起分流和转向的作用。
多型腔模具必定设计分流道,单型腔大型腔塑件在使用多个点浇口时也要设置分流道。
①分流道的截面形状:
通常分流道的断面形状有圆形、矩形、梯形、U形和六角形等。
为了减少流道内的压力损失和传热损失,提高效率,我们这里就选用圆形分流道,如图。
因为圆形截面分流道的效率是分流道中效率最高的,固选它.
②分流道的尺寸:
因为各种塑料的流动性有差异,所以可以根据塑料的品种来粗略地估计分流道的直径.
D=Smax+1.5=(22.5-20)+1.5=4mm(Smax—塑件最大壁厚)
分流道长度一般在8~30mm之间,我们这里取L=20mm
③分流道的布置:
分流道的布置取决于型腔的布局,两者相互影响。
分流道的布置形式分平衡式与非平衡式两类,这里我们选用的是平衡式的布置方法。
④分流道与浇口的连接:
分流道与浇口的连接处应加工成斜面,并用圆弧过渡,有利于塑料熔体的流动及充填。
V分=3.14r2L=3.14×
0.2×
2=0.2512cm3
4浇口的设计
浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道,它是浇注系统的关键部分。
浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。
浇口的理想尺寸很难用理论公式计算,通常根据经验确定,取其下限,然后在试模过程中逐步加以修正。
一般浇口的截面积为分流道截面积的3%~9%,截面形状常为矩形或圆形,浇口长度为0.5~2mm,表面粗糙度Ra不低于0.4μm。
浇口的结构形式很多,按照浇口的形状可以分为点浇口、扇形浇口、盘形浇口、环形浇口、及薄片式浇口。
而我们这里选用的是侧浇口。
如图:
浇口的截面一般只取分流道截面积的3%~9%,浇口的长度约为0.5mm~2mm,我们取L=1mm,查表3-9取h=0.5mm,b=6h=3mm.
V侧=hbl=0.05×
0.3×
0.1=0.0015cm3
浇口位置的选择直接影响到制品的质量问题,所以我们在开设浇口时应注意以下几点:
①浇口应开在能使型腔各个角落同时充满的位置。
②浇口应设在制品壁厚较厚的部位,以利于补缩。
③浇口的位置选择应有利于型腔中气体的排除。
④浇口的位置应选择在能避免制品产生熔合纹的部位。
⑤对于带细长型芯的模具,宜采用中心顶部进料方式,以避免型芯受冲击变形。
⑥浇口应设在不影响制品外观的部位。
⑦不要在制品承受弯曲载荷或冲击的部位设置浇口。
5冷料穴的设计
冷料穴一般位于主流道对面的动模板上。
其作用就是存放料流前峰的“冷料”,防止“冷料”进入型腔而形成接缝;
此外,在开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出。
冷料穴的尺寸稍大于主流道大端的直径,长度约为主流道大端的直径。
冷料穴的形式有三种:
一种是与推杆匹配的冷料穴:
二种是与拉料杆匹配的冷料穴:
三种是无拉料杆的冷料穴。
我们这里选用与推出杆匹配的倒锥形冷料穴,其结构如图所示:
1—定位圈2—冷料穴3—动模板4—推杆
D=9mm,L=2D分=8mm
V冷=3×
3.14×
r2×
l/4
=3×
4.5×
8
=381.51mm3
=0.38151cm3
所以:
v浇=V主+4V分+4V侧+V冷
=1.3478+4×
0.2512+4×
0.0015+0.38151
=2.74mm3
分型的位置直接影响模具使用、制造及塑件质量。
根据分型面的选择原则:
1)分型面应选择在塑件外形轮廓最大处
2)分型面的选择应有利于塑件的留模方式,便于塑件顺利脱膜
3)保证塑件的精度要求
4)满足塑件外观的要求
5)便于模具的制造
6)减小成型面积
7)增强排气效果
八成型零件工作尺寸的计算
1型腔尺寸
1)型腔直径计算
LM=(Ls+LsScp-3△/4)0+δz
模具成型零件的制造公差取δz=0.073,则
LM=(60+0.8×
60÷
100-3×
0.22÷
4)0+0.073=60.3150+0.073(mm)
2)型腔深度计算
HM=(Hs+HsScp-2△/3)0+δz
模具成型零件的制造公差取δz=0.046,则
HM=(22.5+22.5×
0.8÷
100-2×
0.14÷
3)0+0.046=22.610+0.046(mm)
2型心尺寸
1)型心直径计算
LM=(Ls+LsScp+3△/4)0-δz
LM=(55+0.8×
55÷
100+3×
4)0-0.073=60.6650-0.073(mm)
2)型心高度计算
HM=(Hs+HsScp+2△/3)0-δz
HM=(20+20×
100+2×
3)0-0.046=20.250-0.046(mm)
九其它辅助构件
指起安装,导向,装配,冷却,加热及机构动作等作用的零件
1导向零件
作用:
定位,导向及承受测压的作用。
类型:
导柱导向,锥面导向及斜面导向等。
1)导柱导向机构的设计
导柱:
①由导柱导套或导向孔结构组成。
②要求导柱比凸模高出6-8cm。
③导柱端问好成锥形或半球形。
④导柱表面具有较好的耐磨性,芯部坚韧而不易折断。
⑤与模板装配过渡配合。
⑥导柱与模板的连接方式。
导套:
①导套前端侧角尺。
②导套硬度比导柱低。
③导套与模板配合面的粗糙度。
④导套与模板的连接固定方式。
导孔:
适于小批量生产的模具,要求的精度不高。
2导向零件的设计原则
1)导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位,其中心至模具边缘应有足够的距离,以保证模具的强度,防止装配导柱和导套时模具发生变形。
2)根据模具的形状和大小,一副模具一般需要2~4个导柱。
对于小模具,通常只用两个直径相同且对称分布的导柱
3)导柱可以设置在定模,也可以设置在动模。
在不妨碍脱模的条件下,导柱通常设置在型芯高出分型面的一侧,以保护型芯
4)各导向零件的轴线应保证平行,否则将影响合模的准确性,甚至损坏导向零件
当老师布置这道题目时,我就开始在想,第一次做这样的设计,我该从何下手去做,那时头脑有点茫然的感觉。
通过几次和老师的聊天中了解到一些设计的流程和步骤,还明白了在设计中要注意的问题与解决的方案。
自己还通过参考书中的设计资料,上网查询和同学们讨论等,基本上了解了模具设计的思想,从而能顺利的完成了这次设计任务,虽然还谈不上什么设计,但是通过这次设计能使得自己将平时所学的理论知识很好的运用到实践中来,这对于我在以后的设计工作做了一个很好的铺垫作用,我觉得这次设计给我的收获比上十几节枯燥的理论课还多很多,所以我很喜欢做这样的设计。
参考资料:
塑料成型模具
冷冲压工艺与模具设计
模具网
塑料模具设计
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- 一套 完整 塑料模具 设计 说明书