模具課程設(shè)計-單分型面注射模

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　塑料的工藝分析</b></p><p><b>　　注射成型機(jī)的選擇</b></p><p>　　型腔布局與分形面設(shè)計</p><p><b>　　澆注系統(tǒng)的設(shè)計</b></p&

2、gt;<p><b>　　成型零件的設(shè)計</b></p><p><b>　　合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計</b></p><p><b>　　拉料桿的設(shè)計</b></p><p><b>　　模架的結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>　　

3、開模行程的校核</b></p><p>　　模具加熱、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計</p><p><b>　　工藝卡片</b></p><p>　　端蓋：材料為ABS,塑件重量為5g，大批量生產(chǎn)，塑件要求：外側(cè)表面光滑，不允許有交口痕跡，試設(shè)計該塑件的成型模具塑件零件圖。</p><p>　　設(shè)計任務(wù)：裝配圖一張<

4、/p><p><b>　　零件圖兩張</b></p><p><b>　　設(shè)計說明書</b></p><p><b>　?、逅芰系墓に嚪治?lt;/b></p><p><b>　　1、注塑模工藝</b></p><p>　　ABS 丙烯腈-

5、丁二烯-苯乙烯共聚物化學(xué)和物理特性 ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單體合成。每種單體都具有不同特性： 丙烯腈有高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具有堅韌性、抗沖擊特性； 苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強(qiáng)度。ABS是非結(jié)晶性材料。ABS材料具有超強(qiáng)的易加工性，外觀特性，低蠕變性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及很高 的抗沖擊強(qiáng)度。 注塑模工藝條件： 干燥處理：ABS材料具有吸濕性，要求在加工之前進(jìn)行干燥處理。建議干燥條件 為80~90C

6、下最少干燥2小時。材料溫度應(yīng)保證小于0.1%。 熔化溫度：210~280C；建議溫度：245C。 模具溫度：25…70C。（模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導(dǎo)致光潔度較低）。注射壓力：500~1000bar。 注射速度：中高速度。</p><p>　　2、塑件成型工藝參數(shù)的確定</p><p>　　3、塑件的尺寸與公差</p><p>　　塑料的尺寸

7、精度往往不高，應(yīng)保證在使用要求的前提下盡可能的選用低精度的等級。我國已頒布了工程塑料尺寸公差的國家標(biāo)準(zhǔn),塑件尺寸公差代號為MT，等級分為7級，每一級又可分為 A、B兩部分，其中A部分不受模具的影響尺寸的公差，B部分為受模具活動影響尺寸的公差。</p><p>　　塑料公差等級的選用與塑料品種及裝配情況有關(guān)，該塑料選用未注公差尺寸MT5，對孔類尺寸可取數(shù)值冠以+號，對軸類尺寸可取表中數(shù)值冠以—號對中心距尺寸可取表中

8、數(shù)值冠以+—號 一般模具表面粗糙值要比塑件的要求低1～2級，塑料制作的表面粗糙度值一般為Ra0.8～0.2之間。</p><p>　　型腔的基本尺寸為：直徑Φ35-0..056 高度2500.5 型芯的基本尺寸為：Φ3100.56</p><p><b>　　深度：23</b></p><p>　　㈡、注射成型機(jī)的選擇</p>

9、<p>　　3.注塑機(jī)的初選擇 查手冊，ABS的注射壓力600～1000（105）帕，塑件較簡單，取P=70Mpa（1）型腔壓力計算P腔=2/3×P=46.7Mpa（2鎖模力計算 F=AP腔=60.2×46.7=28×104牛</p><p>　　根據(jù)計算，查表初選螺桿式注射機(jī)：XS-ZY-60。</p><p>　?。ǘ┳⑸錂C(jī)有關(guān)參數(shù)的校核

10、和最終選擇</p><p>　　1．模具閉合高度的校核 安裝模具的高度應(yīng)滿足： Hmin＜H＜Hmax設(shè)計模具高度為H總=237mm 由于XS-ZY-60型注射機(jī)所允許模具的最小厚度為Hmin70mm，最大厚度為Hmax200mm,所以，模具閉合高度不能滿足安裝要求。 </p><p>　　2. 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)</p><p>　　XS-ZY-60型注射機(jī)的主要

11、參數(shù)</p><p>　　3．模具開模行程校核</p><p>　　模具開模行程應(yīng)滿足：Sm<Sz</p><p>　　其中：Sz為最大開模行程，</p><p>　　Sm為模具的開模行程；</p><p>　　Sm=塑件的高度+澆注系統(tǒng)的高度+頂件的頂出高度+（5-10）mm</p><p&

12、gt;　　=15+50+20+7=92mm可見Sm<Sz ，XS-ZY-60滿足其開模行程</p><p>　?、缧颓坏牟季峙c分型面的設(shè)計</p><p>　　⑴型腔數(shù)目的確定：本題要求大批量生產(chǎn)，且形狀簡單，重量輕，因此采用一模兩腔，平衡布置，有利于生產(chǎn)效率的提高，且成本較低。</p><p>　?、菩颓坏牟季?采用平衡式布局</p><

13、;p><b>　?、欠中兔娴脑O(shè)計</b></p><p>　?、鑶畏中兔孀⑸淠＞邼沧⑾到y(tǒng)設(shè)計</p><p>　　(1) 普通澆注系統(tǒng)的組成</p><p>　　澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機(jī)噴嘴到型腔之間的進(jìn)料通道。普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。安裝在臥式或立式注射機(jī)上的注射模具所用的澆注系統(tǒng)，亦稱為直澆口式澆注

14、系統(tǒng)，其主流道垂直于模具分型面. 安裝在角式注射機(jī)上的注射模具所用澆注系統(tǒng)，主流道平行于分型面。</p><p>　　(2) 澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則</p><p>　　設(shè)計澆注系統(tǒng)應(yīng)遵循如下基本原則：①了解塑料的成形性能②盡量避免或減少產(chǎn)生熔接痕③有利于型腔中氣體的排出④防止型芯的變形和嵌件的位移⑤盡量采用較短的流程充滿型腔</p><p>　　(4) 主流道的設(shè)計&

15、lt;/p><p>　　主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動通道。主流道是熔體最先流經(jīng)模具的部分，它的形狀與尺寸對塑料熔體的流動速度和充模時間有較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。</p><p><b>　　主流道尺寸</b></p><p>　　在臥式或立式注射機(jī)上使用的模具中，主流道垂直

16、于分型面。由于主流道要與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，所以只有在小批量生產(chǎn)時，主流道才在注射模上直接加工，大部分注射模中，主流道通常設(shè)計成可拆卸、可更換的主流道澆口套。為了讓主流道凝料能從澆口套中順利拔出，主流道設(shè)計成圓錐形，其錐角為2º～6º。小端直徑d比注射機(jī)噴嘴直徑大0.5～1 mm。由于小端的前面是球面，其深度為3～5 mm，注射機(jī)噴嘴的球面在該位置與模具接觸并且貼合，因此要求主流道球面半徑比噴嘴球面半徑

17、大1-2mm。流道的表面粗糙度值Ra為0.08。</p><p><b>　　主流道澆口套</b></p><p>　　圖4 主流道澆口套及其固定形式</p><p>　　主流道澆口套一般采用碳素工具鋼如T8A、T10A等材料制造，熱處理淬火硬度53—57HRC。主流道澆口套及其固定形式如圖4所示.</p><p>

18、;<b>　　(5) 分流道設(shè)計</b></p><p>　　分流道是指主流道末端與澆口之間的一段塑料熔體的流動通道。分流道作用是改變?nèi)垠w流自，使其以平穩(wěn)的流態(tài)均衡地分配到各個型腔。設(shè)計時應(yīng)注意盡量減少流動過程中的熱量損失與壓力損失。 </p><p>　　分流道的形狀與尺寸 分流道開設(shè)在動模分型面的一側(cè)，其截面形狀應(yīng)盡量使其比表面積(流道表面積與其體積之比)小。

19、梯形及u形截面分流道加工較容易，且熱量損失與壓力損失均不大，此次選用u形截面。</p><p>　　分流道的長度 根據(jù)型腔在分型面上的排布情況，分流道可分為一次分流道、兩次分流道甚至三次分流道。分流道的長度要盡可能短，且彎折少，以便減少壓力損失和熱量損失，節(jié)約塑料的原材料和能耗。</p><p>　　分流道的表面粗糙度 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內(nèi)部的熔體流動狀態(tài)比

20、較理想，因此分流道表面粗糙度數(shù)值不能太小，一般取0.16 µm左右，這可增加對外層塑料熔體的流動阻力．使外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層。</p><p>　　分流道的布置 采用平衡式布置B=6mm H=5mm</p><p><b>　　(6) 澆口設(shè)計</b></p><p>　　澆口的概念 澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型

21、腔的熔體通道。澆口的設(shè)計與位置的選擇恰當(dāng)與否，直接關(guān)系到塑件能否被完好、高質(zhì)量地注射成形。</p><p>　　澆口的作用 澆口通過截面積的突然變化，使分流道送來的塑料熔體提高注射壓力，使塑料熔體通過撓口的流速有一突變性增加，提高塑料熔體的剪切速率，降低黏度，使其成為理想的流動狀態(tài)，從而迅速均衡地充滿型腔。。</p><p>　　澆口還起著較早固化、防止型腔中熔體倒流的作用。</p

22、><p>　　澆口通常是澆注系統(tǒng)最小截面部分，這有利于在塑件的后加丁中塑件與澆口凝料的分離。</p><p>　　側(cè)澆口：側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上，塑料熔體從內(nèi)側(cè)或外側(cè)充填模具型腔，其截面形狀多為％(扁槽)，是限制性澆口。側(cè)澆口廣泛使用在多型腔單分型面注射模上，特點(diǎn)是 由于澆口截面小，減少了澆注系統(tǒng)塑料的消耗量，同時去除澆口容易，不留明顯痕跡。L=1mm b=2mm t=0.5mm<

23、/p><p><b>　　側(cè)澆口</b></p><p><b>　　澆口位置的選擇原則</b></p><p>　　盡量縮短流動距離 ；避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷 ；澆口應(yīng)開設(shè)在塑件厚壁處 ；考慮分子定向的影響 ；減少熔接痕，提高熔接強(qiáng)度</p><p>　　(7) 澆注系統(tǒng)平衡設(shè)計</p&

24、gt;<p><b>　　澆注系統(tǒng)的平衡概念</b></p><p>　　為了提高生產(chǎn)效率，降低成本，小型(包括部分中型)塑件往往采取一模多腔的結(jié)構(gòu)豫應(yīng)盡量采用型腔平衡式布置的形式。若根據(jù)某種需要澆注系統(tǒng)被設(shè)計成型腔非平衡式布置形式，則需要通過調(diào)節(jié)澆口尺寸，使?jié)部诘牧髁考俺尚喂に嚄l件達(dá)到一致，這就是澆注系的平衡，亦稱澆口的平衡。</p><p>　　澆注

25、系統(tǒng)的平衡計算方法</p><p>　　澆注平衡計算的思路是通過計算多型腔模具各個澆口的BGV(Balanced Gate Value)值來判斷或計算。澆口平衡時，BGV值應(yīng)符合下列要求：相同塑件的多型腔模具，各澆口計算出的BGV值必須相等；不同塑件的多型腔模具，各澆口計算出的BGV值必須與其塑件型腔的充填量成正比。</p><p>　?、閱畏中兔孀⑸淠３尚瘟悴考脑O(shè)計</p>

26、<p><b>　　(1) 結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計 型腔零件是成形塑料件外表面的主要零件。 整體式型腔結(jié)構(gòu)：整體式型腔是由整塊金屬加工而成的，其特點(diǎn)是牢固、不易變形、不會使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡。但是由于整體式型腔加工困難，熱處理不方便，所以常用于形狀簡單的中、小型模具上。型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計 主型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計：按結(jié)構(gòu)主型芯可分為整體式和組合式兩種。整體式主型

27、芯結(jié)構(gòu)， 其結(jié)構(gòu)牢固但不便加工，消耗的模具鋼多。主要用于工藝實驗或小型模具上的簡單型芯。組合式主型芯結(jié)構(gòu)是將型芯單獨(dú)加工后，再鑲?cè)四０濉４舜芜x用整合式 (2) 工作尺寸計算</p><p>　　成形零件工作尺寸指直接用來構(gòu)成塑件型面的尺寸，例如型腔和型芯的徑向尺寸、深度和高度尺寸、fL間距離尺寸、孔或凸臺至某成形表面的距離尺寸、螺紋成形零件的徑向尺寸和螺距尺寸等。</p><p>　　計算

28、成形零部件工作尺寸要考慮的要素</p><p>　　塑件的收縮率波動；模具成形零件的制造誤差；模具成形零件的磨損；模具安裝配合的誤差；塑件的總誤差；考慮塑件尺寸和精度的原則；</p><p>　　成形零部件工作尺寸計算：ABS的收縮率取0.5％ 制造公差￡z是公</p><p>　　差的1/3最大磨損量￡c是公差的1/6,因此X=0.75 型腔的徑向尺寸</

29、p><p>　　深度尺寸 及型芯的徑向尺寸、高度尺寸依據(jù)課本上的公式進(jìn)行設(shè)計，其中Ls都為基本尺寸，</p><p>　　(3) 剛度強(qiáng)度校核：剛度強(qiáng)度計算時要考慮的要素</p><p>　　塑件變形②破碎③型腔尺寸擴(kuò)大④出現(xiàn)溢料現(xiàn)象</p><p>　　㈥、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計</p><p><b>　?、艑?dǎo)柱

30、的結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　長度：導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長度應(yīng)比凸模端面的高度高出8～12mm，以避免出現(xiàn)導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而型芯先進(jìn)入型腔</p><p>　　形狀：導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺形成半球形，以便導(dǎo)柱順利的進(jìn)入導(dǎo)向孔</p><p>　　材料：導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面，堅韌而不易折斷的內(nèi)芯，多采用20鋼經(jīng)滲碳淬火處理，硬度50～55HRC，導(dǎo)柱導(dǎo)向部分

31、表面粗糙值Ra為0.8～0.4um。</p><p>　　數(shù)量及布置：導(dǎo)柱中心到模具邊緣距離通常為導(dǎo)柱直徑的1～1.5倍，導(dǎo)柱的布置應(yīng)采用等直徑導(dǎo)柱不對稱布置或不等直徑導(dǎo)柱對稱布置。</p><p>　　配合精度：導(dǎo)柱固定端與模板之間一般采用H7/m6或H7/k6的過渡配合，導(dǎo)柱導(dǎo)向部分通常采用H7/f7或H8/f7的間隙配合</p><p><b>　　

32、⑵導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　形狀：導(dǎo)套的前端應(yīng)到圓角，導(dǎo)柱孔最好做成通孔以利于排出孔內(nèi)空氣及殘渣廢料。若模板較厚，導(dǎo)柱必須做成不通孔時，可在不通孔的側(cè)面打一小孔排氣。</p><p>　　材料：導(dǎo)柱與導(dǎo)套的材料相同或銅合金，其硬度一般低于導(dǎo)柱硬度，可防止導(dǎo)柱或?qū)桌?。?dǎo)套固定部分和導(dǎo)滑部分的表面粗糙度值一般為Ra0.8mm。</p><p&g

33、t;　　固定形式：可用H7/n6或H7/k6配合鑲?cè)肽０?lt;/p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　㈦、拉料桿的設(shè)計</b></p><p>　　當(dāng)注射機(jī)未注射塑料之前，噴嘴最前端的熔融塑料的溫度較低，形成冷料渣，為了積存此部分楞料渣，在進(jìn)料之口的末端的動模板上開設(shè)一洞穴，此穴就是冷料穴。性愛注射

34、時必須防止楞料渣進(jìn)入流道或模具型腔內(nèi)，否則將會堵塞流道和減緩料流速度進(jìn)入模具型腔就會造成塑料制品上的冷斑。為了在開模時從澆口套內(nèi)拉出進(jìn)料口冷凝料與注射機(jī)噴嘴分離，一般冷料穴的末端設(shè)置拉料桿。拉料桿一般由注射機(jī)頂出機(jī)構(gòu)頂板帶動，開模后塑料制品脫模，進(jìn)料口的冷凝料被拉料桿拉出</p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　㈧、推出機(jī)構(gòu)設(shè)計&

35、lt;/b></p><p>　　(1) 推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成 </p><p>　　概念：在注射成形的每個周期中，將塑料制品及澆注系統(tǒng)凝料從模具巾脫出的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)，也叫頂出機(jī)構(gòu)或脫模機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)的動作通常是由安裝在注射機(jī)上的機(jī)械頂桿或液壓缸的活塞桿來完成的。</p><p>　　結(jié)構(gòu)組成：由推出、復(fù)位和導(dǎo)向零件組成。</p><

36、p><b>　　(2) 結(jié)構(gòu)分類</b></p><p>　　手動推出、②機(jī)動推出、③液壓或氣動推出</p><p>　　(3) 結(jié)構(gòu)設(shè)計要求</p><p>　　塑件留在動模②塑件在推出過程中不變形、不損壞③不損壞塑件的外觀質(zhì)量④合模時應(yīng)使推出機(jī)構(gòu)正確復(fù)位⑤動作可靠</p><p><b>　　(4)

37、結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p><b>　　推桿推出機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　推桿推出機(jī)構(gòu)是整個推出機(jī)構(gòu)中最簡單、最常見的一種形式。由于設(shè)置推桿的自由度較大，而且推桿截面大部分為圓形，容易達(dá)到推桿與模板或型芯上推桿孔的配合精度．推桿推出時運(yùn)動阻力小，推出動作靈活可靠，損壞后也便于更換，因此在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。 但是因為推桿的推出面積一般比較小，易引

38、起較大局部應(yīng)力而頂穿塑件或使塑件變形，所以很少用于脫模斜度小和脫模阻力大的管類或箱類塑件。</p><p><b>　　㈨、模架的結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)模架一般由定模板、定模座板、動模板、動模支撐板、墊塊、動模座板、推桿固定板、推桿、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、及復(fù)位桿等組成。另外還有特殊結(jié)構(gòu)的模架，如點(diǎn)澆口模架、帶推件板推出的模架等。</p><

39、p>　　模架按可分為基本型和派生型。適用的模板尺寸為B（寬）×L（長）≤560mm×900mm</p><p>　　基本型組合 它是以直接澆口為主基本型組合 </p><p>　　推板推出機(jī)構(gòu) 定模兩板，動模一板式（A1型）</p><p><b>　　㈩、開模行程校核</b></p><p

40、>　　開模行程s指模具開合過程中動模固定板的移動距離。它的大小直接影響模具所能成型的塑件高度。注射機(jī)最大開模行程smax與模后無關(guān)時的校核，對于單分型面注射模smax≥s＝H1+H2+～510mm 式中H1——推出距離 （脫模距離）（mm） H2——包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度（mm）</p><p><b>　　溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p>

41、　　溫度調(diào)節(jié)(模具的溫度調(diào)節(jié)指的是對模具進(jìn)行冷卻或加熱)既關(guān)系到塑件的質(zhì)量(塑件尺寸精度、塑件的力學(xué)性能和塑件的表面質(zhì)量)，又關(guān)系到生產(chǎn)效率。因此，必須根據(jù)要求使模具溫度控制在一個合理的范圍內(nèi)，以得到高品質(zhì)的塑件和高的生產(chǎn)率。</p><p>　　(1) 冷卻系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　冷卻水回路布置的基本原則⑴冷卻水道應(yīng)盡量多，截面尺寸應(yīng)盡量大⑵冷卻水道到型腔表面距離適當(dāng)⑶冷卻水道應(yīng)暢

42、通無阻⑷冷卻水道應(yīng)避開塑件易產(chǎn)生熔接痕的部位</p><p>　　(2) 模具加熱系統(tǒng)設(shè)計 </p><p>　　當(dāng)注射成形工藝要求?？h溫度在80℃以上時，對大型模具進(jìn)行預(yù)熱或者采用熱流道的模具時，模具中必須設(shè)置加熱裝置。模具的加熱方法電加熱方法，還可在冷卻水管中通入熱水、熱油、蒸汽等介質(zhì)進(jìn)行預(yù)熱。電加熱義可分為電阻絲加熱和電熱棒加熱。</p><p><b&