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底座注射模设计论文
底座注射模设计(论文)
摘要
对塑料底座注射模结构采用中心浇口进料,采用一模一腔的模具结构,材料采用流动性能差的PC塑料,通过对塑件的分析,注射机的选定,浇注系统的设计,成型零件的设计计算,脱模推出机构的设计,以及冷却系统的设计和导向地位机构的设计,给出了生产底座的一个实际参考设计生产流程。
通过本设计,可以对注塑模具有一个初步的认识,注意到设计中的某些细节问题,了解模具结构及其工作原理;为以后从事本行业打下了良好的理论基础。
此次设计的过程中查阅了大量的模具设计资料,通过模具的设计与应用,同原有的设计方法相比,模具的应用提升了产品的质量,模具整体设计的思路和要求符合现代设计潮流和未来的发展方向。
关键词:
PC;一模一腔;中心浇口;模具设计
ABSTRACT
baseinjectionmouldstructureadoptscentergate;Selectedamouldforfourcavitydiestructure,andselectedthemediumflownotwellPCplasticforfillingmold,improvethedesigncompactandpracticalefficiency;PCBasedontheanalysisoftheplasticparts,injectionmachineselectionofthedesignoftheshuntway,Lord,moldingpartsdesigncalculationofmechanismdesign,strippingout,andthecoolingsystemdesignandguidemechanismdesign,statusaregivenaproductionofplasticsbaseactualreferencedesignoftheproductionprocess.
Themoulddesignprocess.Throughthedesignandapplicationofthemold,theprocessingtechnology,comparedwithprevioustechnology,whichincreasethequalityoftheproduct.Theoveralldesignmentality
andrequestconformtothemoderndesigntidalanddevelopmentdirectionofthefuture.
Keywords:
pc;plasticsbase;centergate;molddesign.
目录
一、塑件成型工艺性分析5
1.塑件的分析5
2.注射成型过程6
二、拟定模具的结构形式和初选注射机7
1.分型面位置的确定7
2.注射量的计算7
3.选择注射机8
三、浇注系统的设计9
1.浇注系统的设计原则9
2.分流道的设计10
3.冷料穴的设计10
四、成型零件的结构设计及计算11
1.成型零件的结构设计11
2.成型零件钢材的选用12
3.凹模深度尺寸的计算12
五、脱模推出机构的设计13
1.脱模力的计算13
2.推出方式的确定13
六、排气槽的设计15
七、导向与定位机构的设计16
1.导柱导向机构16
八、零件的加工工艺过程17
1.小型芯制造工艺过程:
17
2.型腔制造工艺过程17
九、设计小结20
参考文献21
致谢22
一、塑件成型工艺性分析
1.塑件的分析
(1)外形尺寸该塑件壁厚较厚,平均壁厚约为30mm,结构较简单,对称度好,只需做几个型芯即可,塑件为热塑性塑料,流动性差,适于螺杆式注射机注射成型。
(2)精度等级该塑件重要尺寸和次重要尺寸精度等级均为MT4,由以上分析可见该零件的尺寸精度中等,对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证。
(3)脱模斜度pc的成型性能良好,成型收缩率较小,其脱模斜度根据参考文献[1]中表2-19可知型腔的脱模斜度在
,型芯的在
,pc的流动性差,为使注射充型流畅,选择塑件上型芯和凹模的统一脱模斜度为
。
图1塑件图
2.注射成型过程
(1)成型前准备。
对PC的色泽、粒度和均匀度等进行检验,成型前必须预干燥,水分含量应低于0.02%,微量水份在高温下加工会使制品产生白浊色泽,银丝和气泡。
常用方法是循环鼓风干燥,温度控制是120℃,时间8~12h以上。
(2)注射过程。
塑料在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后,由模具的浇注系统进入模具的型腔成型,其过程分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。
(3)塑件的后处理(退火)。
退火处理的方法为红外线灯、烘箱,处理温度为100℃~130℃,处理时间为2h~8h。
二、拟定模具的结构形式和初选注射机
1.分型面位置的确定
通过对塑件结构形式的分析,分型面应选在塑件截面积最大,且有利开模,其位置如图2所示。
图2分型面的选择
2.注射量的计算
通过Pro/E建模分析得塑件质量属性如图3所示。
图3塑件质量属性
塑件体积:
塑件质量:
=1.2×1745.4=2094.4g
式中,ρ可根据参考文献[3]表9-6取为1.20
。
3.选择注射机
根据以上计算得出在一次注射过程中,注入模具型腔的塑料的总体积为
=57.6
,由参考文献[2]式4-18,
=
/0.8=2269/0.8=2836
。
根据以上的计算,查参考文献[3]中表13-1,初步选定公称注射量为3000
,注射机型号为XZY-3000的螺杆式注射机,其主要技术参数见表2。
技术指标
参数
技术指标
参数
理论注射量
螺杆柱塞直径/mm
注射压力
注射时间s
塑化能力
锁模力/KN
喷嘴口直径/mm
3000g/cm3
120
115
3.8
80
630
8
拉杆内向距/mm
移模行程/mm
最大模具厚度/mm
最小模具厚度/mm
锁模形式
模具定位孔直径/mm
喷嘴球半径/mm
900×800
1120
680
400
充压式
250
25
表2注射机主要技术参数
④模具型腔内的胀型力
,则
=
=268.5×40=1074.1kN
式中,
是型腔的平均计算压力值。
是模具型腔内的压力,通常取注射压力的20%~50%,大致范围在25MPa~40MPa。
对于黏度较大的精度较高的塑件制品应取较大值。
ABS属于中等黏度塑料切精度要求不高,故将
取为40MPa。
由表1可知注射机的公称锁模力是
=630kN,锁模力安全系数
=1.1~1.2这里取
=1.2,则取
=1.2
=1.2×1074.1=1289kN<
所以注射机锁模力满足要求。
对于其它安装尺寸的校核要等到模架选定,结构尺寸确定后方可进行。
三、浇注系统的设计
1.浇注系统的设计原则
所谓注射模的浇注系统,是塑料熔体从注射机喷嘴射出后达到型腔之前在模具内流经的通道。
其主要作用是使塑料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。
它分为普通流道浇注系统和热流道浇注系统。
浇注系统设计原则为:
(1)重点考虑型腔布局。
(2)热量及压力损失要小,为此浇注系统流程应尽可能短,截面尺寸应尽可能弯折尽量少,表面粗糙度要低。
(3)均衡进料,即分流道尽可能采用平衡式布置。
(4)塑料耗量要少,满足各型腔充满的前提下,浇注系统容积尽量小,以减少塑料耗量。
(5)消除冷料,浇注系统应能收集温度较低的“冷料”。
(6)排气良好。
(7)防止塑件出现缺陷,避免熔体出现充填不足或塑件出现气孔、缩孔、残余应力。
(8)保证塑件外观质量。
(9)较高的生产效率。
该底座的注塑模具采用普通流道浇注系统,它包括:
主流道、分流道、冷料井、浇口。
为了满足塑件外观质量要求,进料浇口开设在塑件的中间孔的圆环里。
为了降低塑料熔体的压力和减少热量损失,流道应尽量短,同时为方便塑件的脱模,应使开模时塑件滞留于动模一侧,然后借助开模力驱动顶出装置将塑件推出。
因为塑件的体积较大,对称度高,且中间带有比主流道直径大的孔,故该模具可以采用轮辐式浇口。
2.分流道的设计
为尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低,同时还要考虑减少分流道的容积和压力平衡,因此采用平衡式分流道。
。
3.冷料穴的设计
冷料穴位于主流道正对面的大型芯上,其主要作用是收集熔体前锋的冷料,防止冷料进入模具型腔而影响制品的表面质量。
本设计主流道冷料穴,冷料穴的直径宜稍大于主流道大端直径,深度约为直径的1~1.5倍。
四、成型零件的结构设计及计算
1.成型零件的结构设计
(1)凹模的结构设计:
凹模是成型制品的外表面的成型零件。
按凹模结构的不同可将其分为整体式、整体嵌入式、组合式、和镶拼式四种。
根据塑件的结构,选用的是整体式凹模,它是由一整块金属材料(也称定模板或凹模板)直接加工而成。
其特点是为非穿通式模体,强度好,不易变形。
但由于加工困难,故只适用于小型且形状简单的塑件成型。
此时可省去定模座板根据岁塑件的结构分析,本设计采用整体嵌入式凹模,如图4所示。
图4整体嵌入式凹模
(2)动模凸凹模的结构设计:
凸凹模通常可以分为整体式和组合式两种类型。
通过对塑件的结构分析可知,该塑件的型芯有多个:
一个是成型塑件的内表面的大型芯,因包紧力大所以设在动模部分,另外四个小型芯设计时也将其放在动模部分,如图5所示;所以总体来说,该动模凸凹模的结构应属于组合式。
图5动模凸凹模
2.成型零件钢材的选用
根据对成型塑件的综合分析,该塑件的成型零件要有足够的刚度、强度、耐磨性及良好的抗疲劳性能,同时考虑它的机械加工性能和抛旋旋旋光性能。
又因为该塑件为大批量生产,所以构成型腔的凹模钢材选用45钢。
对于成型塑件内表面的大、小型芯来说,由于脱模时与塑件的磨损严重,因此钢材选用40Cr。
3.凹模深度尺寸的计算
塑件高度方向尺寸的转换:
型腔的最大深度
mm,相应的制作公差
mm,
磨损后塑件尺寸变大的尺寸计算
mm
五、脱模推出机构的设计
在注射成型的每一循环中,都必须使塑件从模具型腔中或型芯上脱出,模具中的这种脱出塑件的机构称为脱模机构。
模具脱模方式按推出零件分:
推杆脱模、推管脱模、推件板脱模、推块脱模、成型零件脱模和多元联合式脱模六种。
本塑件结构简单,根据塑件的结构工艺性可采用推件板推出、推杆推出、或推件板加推杆推出的综合推出方式,根据脱模力计算来确定。
1.脱模力的计算
(1)
32小型芯脱模力
因为
=r/t=16/16=1<10,所以此处视为厚壁圆筒塑件,
=
=1877.1N
式中
=0.667
因为有四个小型芯,所以脱模力为1877.1×4=7508.4N
(2)总脱模力的大小
F=
=12834.4+7508.4+4458.3=24801N.
另外考虑肋板收缩
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- 底座 注射 设计 论文