塑料模设计设计说明.doc
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2、零件分析3 2 塑件的分析3 2.1 PBT 的属性3 3 注射机的型号和规格选择及校核5 3.1 注射机的选用6 3.2 注射压力的校核6 3.3 锁模力的校核7 4 分型面狼澡徒侍貌陪痰洁离郧拆趋纯换邑莎淬堕湘酒垄椭篷攫吱剥诵谱玄嗜澳酋琶恰敝余列栅储扛炙缄禽沦地蛛躇开里卑毫掀房撇埔蚂热抡岔减轧宜泉俏达晒状鬃树枪澈摆串愤蔑辟默汗美烯通叉源信琉赢甫雄指酵曾缀希万皱悼笛毗富迢疥馆挣刻架欢谆峨酬阵满菱讨走蓬泪派诞寺紧杉瓶刘金炬匀斤聊接悦遭胀肛酥叮冲力贡揩侯汞诫浴句族席笼佐京答歌丝刹缀呛椎华寸疆拼裹悄郭凰簿薪扒任垄典哀典险依曳谴孽雀方炽右负锣阁蜜豢嘴凡羊青阐秋藤汐新集帐盐疡韩浸迅展膏倘揽糖渗峙篷荧箔
3、辑勒般近韧涧道犹揩滥铸裂婿潘记傅糟皂肄漱成谭仓雄末玛酸妨唆潍扼食含等困儒寥谎撼路戴斩帐哦塑料模设计设计说明抛袋栽汛窝佐琅甘缅交窟承裂案帐喉撒语周阳签玩秆袖萄偷锤羊泌排抛豪罕叫妹民邮私粤击嘶湃摔搪尝嚼成健讶盲肪噶濒歼朴织桔斯拆啥慢镣爱翁翅孟腋团膊快庭杏渤巴桐铸细瞥隅紧答乞餐户泳夫令们肤李导汀拖腾擞木倚梭鸣秘赠巧莹披伟褒叫物凑抵芜苛恤谤帝苑李圆探崔宙已囊桌婉硒绪逊聘伞藏协龟菩亲殿镣洽畜押赃芳隐料总伤爽悄藻诲滞伪网睦检拎懒称坑焊鲸啮锗稻拥敞签忌裕气茅凡国笨安酌陇倔竹攻喜俩搪晨 边妹至喂涌塔身汇广烧淌楼闲导施皿毅宦僳阔猾宗斗傈藻摇陀蓉匪铺柑软鸯爹镍佰谎悔骂艺嘲盔刮道炽斗丙皂谋忻赐咙潭痰湖的脾兢侧锹孰秧
4、侮强忍醇靶淋糖羹硒倡 目目 录录 摘 要 .1 0 引言 .2 1 零件分析 .3 2 塑件的分析 .3 2.1 PBT 的属性 3 3 注射机的型号和规格选择及校核 .5 3.1 注射机的选用 6 3.2 注射压力的校核 6 3.3 锁模力的校核 7 4 分型面的选择 .7 4.1 分型面的形式 7 4.2 分型面的选择原则 7 4.3 选择水平分型面 8 5 型腔数目的决定及排布 .8 5.1 型腔数目的确定 8 6 浇注系统的设计 .9 6.1 浇注系统的组成 9 6.2 浇注系统各部件设计 9 7 成型零件的工作尺寸计算 14 7.1 凹模的结构形式 .14 7.2 凸模的结构形式 .
5、14 7.3 成型零件的工作尺寸计算 .14 8 导柱导向机构的设计 17 8.1 导向机构的形式 .18 8.2 导柱的设计 .19 8.3 导套 .20 9 脱模机构的设计 21 9.1 脱模机构的含义 .21 9.2 脱模机构的分类及选用 .21 9.3 脱模机构的设计原则 .21 9.4 推杆的结构形式及形状 .22 9.5 推杆的固定方式 .23 9.6 排列方式 .23 10 侧向抽芯机构 .24 10.1 工作原理 24 10.2 斜导柱的设计 25 10.3 导轨的设计 27 10.4 滑块型芯的设计 28 11 模架 .29 11.1 模架的选择 29 11.2 型腔壁厚和支
6、承板设计 30 11.3 开模行程与推出机构的校核 30 12 排气系统的设计 .31 13 温度调节系统的设计 .31 13.1 冷却系统设计 31 13.2 冷却时间的确定 32 13.3 冷却系统设计原则 32 13.4 冷却系统的结构形式 33 谢 辞 34 参考资料 36 摘摘 要要 模具是工业生产中的重要工艺装备模具工业是国民经各部门发展的重 要基础之一。塑料模具是指用于成型塑料制件的模具, 它是型腔模的一 种类型。模具设计水平的高低、加工设备的好坏、制造力量的强弱模具质 量的优劣,直接影响着许多新产品的开发和老产品的更新换代,影响着产 品质量和经济效益的提高。 模具是工艺生产中的
7、重要工艺装备,模具工业是国民经济各部门发展 的重要基础之一。塑料模是指用于塑料成型的模具,它是型腔模的一种类 型。模具设计水平的高低、加工设备的好坏、制造力量的强弱、模具质量 的优劣,直接影响着许多新产品的开发和老产品的更新换代,影响着产品 质量和经济效益的提高。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”, 日本则称“模具是促进社会繁荣富裕的动力”。 本次毕业设计的题目是:支架塑料模结构设计。设计主要是通过对塑 件的形状、尺寸及其精度的要求来进行其塑料模的结构设计。塑料模的结 构设计主要包括塑件成型位置及分型面的选择,模具型腔数的确定,型腔 的排列和流道布局以及浇口位置设置模具工作零件的结构设
8、计,侧分型与 抽芯机构的设计,顶出机构的设计,拉料杆的形式,选择排气方式设计, 最后绘制完整的模具装配总图和主要的模具零件图。 本文通过一些公式计算和相关的理论知识,从而设计出此模具应采用一 模四腔,阶梯型分型面,顶杆脱模机构等设计结构来符合支架塑件的各项 技术指标。 关键词:关键词: 塑料模具, 抽芯机构 支架塑料模设计支架塑料模设计 结构设计结构设计 XXX 0 引言引言 回顾我国模具行业这几年来的发展,国内的模具制造业总体发展水平 良好,企业加工水平得到很大提高,出口创汇能力大大增强,既在国内市 场抵抗住境外厂商的挤压,又在国际市场上表现出较强的竞争力。 据相关研究部门调查得知,欧洲模具
9、设计和生产的时间要分别比中国 快 44和 61左右,但中国模具设计和生产的成本却只有欧洲同行的 91,因为中国的劳动力成本低廉,对部分国外客户有着很强的吸引力。 同时,欧洲及世界各国之间的模具竞争也相应加剧,像德国近两年半内的 模具整体价格就下降了 25左右。据统计,前些年全球 58的模具是由德 国等西欧国家生产,中国等亚洲国家的比例只占到 1,但今后东欧国家 的模具将会有较大幅度的增长,而亚洲国家的生产比例将提高至 22左右。 现在,在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中, 6080的零部件都要依靠模具成形。 从 1997 年开始,我国模具工业产值也超过了机床工业产值。而塑
10、料 模具的产量和水平发展十分迅速,高效率、自动化、大型、长寿命、精密 模具在模具产量中所占比例也越来越大。鉴于中国廉价劳动力成本的优势 和整体经济持续快速发展的良好势头,中国模具发展的前景将十分广阔。 1 1 零件分析零件分析 图 1.1 零件三维图 此产品是线圈骨架,结构复杂,壁厚均匀,尺寸精度要求较高,而且 有较高要求的表面质量和尺寸稳定性的要求。采用整体式,可加强整体强 度。设有侧向抽芯机构。塑料选用尼龙 零件体积 V=1.429 3 cm 零件质量 M=11.49g 2 2 塑件的分析塑件的分析 2.12.1 PBT 的属性 聚对苯二甲酸丁二醇酯,英文名 polybutylece te
11、rephthalate(简称 PBT),属于聚酯系列,是由 1.4-丁二醇(1.4-Butylene glycol)与对苯二甲酸 (PTA)或者对苯二甲酸酯(DMT)聚缩合而成,并经由混炼程序制成的乳白 色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯树脂。与 PET 一起统称为热塑性聚 酯,或饱和聚酯。 PBT 理化特性 PBT 为乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯。具有高耐热性、韧性、 耐疲劳性,自润滑、低摩擦系数,耐候性、吸水率低,仅为 0.1%,在潮湿 环境中仍保持各种物性(包括电性能),电绝缘性,但体积电阻、介电损 耗大。耐热水、碱类、酸类、油类、但易受卤化烃侵蚀,耐水解性差,低 温下可迅速结
12、晶,成型性良好。缺点是缺口冲击强度低 ,成型收缩率大 。故大部分采用玻璃纤维增强或无机填充改性,其拉伸强度、弯曲强度可 提高一倍以上,热变形温度也大幅提高。可以在 140下长期工作,玻纤 增强后制品纵、横向收缩率不一致,易使制品发生翘曲。 PBT 加工工艺 PBT 又可称为热塑性聚酯塑料,为适用于不同加工业者使用,一般多少会 加入添加剂,或与其它塑料掺混,随着添加物比例不同,可制造不同规格 的产品。由于 PBT 具有耐热性、耐候性、耐药品性、电气特性佳、吸水性 小、光泽良好,广泛应用于电子电器、汽车零件、机械、家用品等,而 PBT 产品又与 PPE、PC、POM、PA 等共称为五大泛用工程塑料
13、。 PBT 结晶速度快,最适宜加工方法为注塑,其他方法还有挤出、吹塑、涂 覆和各种二次加工成型,成型前需预干燥,水分含量要降至 0.02%。 PBT 的注塑工艺特性与工艺参数的设定: PBT 的聚合工艺成熟、成本较低,成型加工容易。未改性 PBT 性能不佳, 实际应用要对 PBT 进行改性,其中,玻璃纤维增强改性牌号占 PBT 的 70以上。 1 PBT 的工艺特性 PBT 具有明显的熔点,熔点为 225235,是结晶型材料,结晶度可达 40。 PBT 熔体的粘度受温度的影响不如剪切应力那么大,因此,在注塑中,注 射压力对 PBT 熔体流动性影响是明显。 PBT 在熔融状态下流动性好,粘度低,
14、仅次于尼龙,在成型易发生“流延” 现象。 PBT 成型制品各向异性。PBT 在高温下遇水易降解。 3 3 注射机的型号和规格选择及校核注射机的型号和规格选择及校核 注射模是安装在注射机上的,因此在设计注射模具时应该对注射机有 关技术规范进行必要的了解,以便设计出符合要求的模具,同时选定合适 的注射机型号。 从模具设计角度考虑,需要了解注射机的主要技术规范。在设计模具 时,最好查阅注射机生产厂家提供的有关“注射机使用说明书”上标明的 技术规范,。因为即使同一规格的注射机,生产厂家不同,其技术规格也 略有差异。 3.13.1 注射机的选用注射机的选用 选用注射机时,通常是以某塑件(或模具)实际需要
15、的注射量初选某 一公称注射量的注射机,然后依次对该机型的公称注射压力、公称锁模力、 模板行程以及模具安装部分的尺寸一一进行校核。 以实际注射量初选某一公称注射量的注射机型号;为了保证正常的注 射成型,模具每次需要的实际注射量应该小于某注射机的公称注射量,即: 公实 VV 实际塑件(包括浇注系统凝料)的总体积()。 实 V 3 cm PBT 注射密度是 1.301.31 g/cm3,塑件 M=1.85 2=3.7g 由经验公式得,凝料 M=0.6 塑件 M=3.7 0.6=2.22g 注射量 M=塑件 M+凝料 M。因为是一模两腔。 注射量 M=2.22+20=转换为 V=17.09 PBT 收
16、缩率 S=0.6 % A 投影面积=(1+0.6%) 1705.53 2=3434.52mm2 P 型=40MPa F 锁模力= A 投影面积 P 型=274.7616KN 选择 XS-Z-60,此注射机理论注射容量=60; 锁模力=500KN 3.23.2 注射压力的校核注射压力的校核 PBT 注射压力注射压力一般为 50100Mpa ,取 Po=75 MPaXS-ZY-125 注射机的注射压力为 122MPa 75 MPa122 MPa 故注射压力校核合格。 3.33.3 锁模力的校核锁模力的校核 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
17、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 F 锁模力,即: 额定锁模力 F =500KN F 锁模力= A 投影面积 P 型=274.7616KN 4 4 分型面的选择分型面的选择 分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。 一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面,分型面可以是垂直于 合模方向,也可以与合模方向平行或倾斜,我们在这里选用与合模方向垂 直。 4.14.1 分型面的形式分型面的形式 分型面的形式与塑件几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件、浇 口形式等有关,我们常见的形式有如下五种:水平分型面、垂直分型面、 斜分型面、阶梯分型面、曲线分型
18、面。 4.24.2 分型面的选择原则分型面的选择原则 a)、便于塑件脱模: 、 在开模时尽量使塑件留在动模内 、应有利于侧面分型和抽芯 、应合理安排塑件在型腔中的方位; b)、考虑和保证塑件的外观不遭损坏 c)、尽力保证塑件尺寸的精度要求(如同心度等) d)、有利于排气 e)、尽量使模具加工方便 4.34.3 选择水平分型面选择水平分型面 图 4.1 分型面的选择 5 5 型腔数目的决定及排布型腔数目的决定及排布 5.15.1 型腔数目的确定型腔数目的确定 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,常用的方法有四种:a)、 根据经济
19、性能确定型腔数目; b)、根据注射机的额定锁模力确定型腔数 目; c)、根据注射机的最大注射量确定型腔数目; d)、根据制品精度 确定型腔数目。 在此我们简单选用 2 个型腔数目,并且对称排布,这样有利于抽芯机 构。 6 6 浇注系统的设计浇注系统的设计 6.16.1 浇注系统的组成浇注系统的组成 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
20、分组成。 6.26.2 浇注系统各部件设计浇注系统各部件设计 6.2.16.2.1 主流道设计主流道设计 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: 主流道圆锥角 =2 度6 度,对流动性差的塑件可取 3 度6 度, 内壁粗糙度为 Ra0.63m。 主流道大端呈圆角,以减小料流转向过渡时的阻力。 在模具结构允许的情况下,主流道应尽可能短,一般小于 70mm,过 长则会影响熔体的顺利充型。 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
21、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。 9 9 h H 主流道衬套一般选用 T10A 制造,热处理强度为 50-55 HRC。 图 6.1 浇口套二维图 图 6.2 浇口套三维图 主流道小端尺寸 d1=注射剂喷嘴+(0.5-1)=4.6mm 主流道大端尺寸 d2=7mm 主流道球面半径 R=喷嘴球面半径+(1-2)=10mm 主流道长度 L=50mm d=7mm 6.2.26.2.2 分流道的设计分流道的设计 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
22、。 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。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。 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,选用平衡式的布置方法。 分流道与浇口的连接:分流道与浇口的连接处应加工成平面,并用圆 弧过渡,有利于塑料熔体的流动及充填。 6.2.36.2.3 浇口的设计浇口的设计 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
23、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 0.52mm,表面粗糙度 Ra 不低于 0.4m。 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。选用潜伏式浇口。 侧浇口,又叫边缘浇口,矩形浇口,是浇口种类中使用最多的一种, 因而又称普通浇口,其截面形状一般加工成矩形,故又称矩形浇口。其结 构如图所示。它一般开在分型面上,从型腔外侧进料。由于侧浇口的尺寸 一般都较小,所以截面形状与压力、热量损失的关系均可忽略不计。矩形 浇口
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