三通管塑料模具设计.docx
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1、浙江水利水电学院浙江水利水电学院三通管塑料模具设计第一章 塑件分析第二章 注射机的选择及校核2.1注射机的选择2.2型腔数目的确定及校核2.3 锁模力的校核2.4 开模行程的校核第三章 设计分析3.1 分型面的选择3.2主流道的设计3.3主流道衬套的设计3.4 分流道的设计3.5 浇口的设计3.6拉料杆和冷料穴设计3.7排气系统的设计第四章 模架的选择第五章 成型零部件的设计5.1侧向分型及抽芯机构的设计5.2斜导柱的结构形式5.3 楔紧块的设计5.4侧滑块设计5.5 滑块的导滑槽设计5.6定位装置设计5.7推出机构第六章 总装配图第一章 塑件分析三通管工件如图1所示。它是一种常见的塑料工件,
2、从工件本身来看,属特小型件,其抽芯脱模机构较为复杂,侧向抽芯技术是本课题的难点,零件直通管的成型采用侧向抽芯机构。因此本次实训主要是针对以上问题进行模具设计,以解决实际生产中存在的问题。 塑料制件主要是根据使用要求进行设计,由于塑件有特殊的机械性能,因此设计塑件时必须充分发挥其性能上的优点,补偿其缺点,在满足使用要求的前提下,塑件的形状尽可能地做到简化模具结构,符合成型工艺特点,在设计时必须考虑: 1、塑件的物理机械性能,如强度、刚性、韧性、弹性、吸水性等;2、塑料的成型工艺性,如流动性;3、塑料形状应有利于充模流动、排气、补缩,同时能适应高效冷却硬化(塑性塑料)或快速受热固化(热固性塑料);
3、4、塑件在成型后收缩情况及各向收缩率差异;5、模具总体结构,特别是抽芯与脱出塑件的复杂程度;6、模具零件的形状及制造工艺。除此之外,还应考虑塑件设计原则:1、在满足性能和使用条件下,尽可能使结构简单、壁厚均匀、连接可靠、装使用方便;2、结构合理,用简单的加工方法就能完成模具的制作;3、减小成型加工后的辅助加工。图1第二章 注射机的选择及校核2.1注射机的选择由于塑件形状不规则,可通过UG对其进行体积分析,分析得其体积为: V件=33.69cm3=1.021.06g/cm3浇注系统的体积取塑件的20%,则:V浇注= 4V件20%=33.620%=26.952cm3V总=4V件+ V浇注=161.
4、28cm3其总质量为:M总= V总=161.281.05=169.34g为了保证制件的质量,又可充分发挥设备的能力,注射模一次成型的塑料重量应在注射机理论注射量的50%80%之间为好,则:V注=V总80%=211.68m3初选注射机型号:XZY-300 其相关数据见表2.1。表2.1 XS-ZY-125型注射机相关数据注塑机型号XZY-300额定注射量320cm3螺杆(柱塞)直径60mm注射压力77.5Mpa注射行程150mm注射方式螺杆式锁模力1500KN最大成型面积最大开合模行程340mm模具最大厚度355mm模具最小厚度285mm喷嘴圆弧半径R12mm喷嘴孔直径4 mm顶出形式两侧设有顶
5、杆,机械顶出动、定模固定板尺寸620X520mm拉杆空间400X300mm 合模方式液压、机械液压泵流量103.9、12.1L/min 压力7Mpa电动机功率17KW加热功率6.5 KW机器外形尺寸5300X9400X1850mm2.2型腔数目的确定及校核因型腔数量与注射机的塑化速率、最大注射量及锁模量等参数有关,因此有任何一个参数都可以校核型腔的数量。一般根据注射机料筒塑化速率确定型腔数量; (22)式中 注射机最大注射量的利用系数,一般取0.8; 注射机最大注塑量,g;浇注系统所需塑料质量,;单个塑件的质量,。式中、也可以为注射机最大注射体积(cm3)、浇注系统凝料体积(cm3)、单个塑件
6、的体积(cm3)。塑料ABS的密度为1.03g/cm3,收缩率为0.4%0.7%,取平均收缩率为0.5。按照塑件零件图所示的尺寸,用三维制图软件UG近似计算如图2.2所示 图2.2塑件体积由上图的数据可知,单个塑件的体积V1=33681.530mm3。估算浇注系统的体积:V= 26952 mm3 注射机最大注射体V3=320 cm3由此可求出: n4 本设计实例采用一模两腔的型腔布局。故取n=4满足要求。2.3 锁模力的校核锁模力又称合模力,是指注射机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力。当熔体充满型腔时,注射压力在型腔内所产生的作用力总是力图使模具沿分型面胀开,为此,注射机的合模力必须大于型
7、腔内熔体压力与塑件及浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积,即 (23)式中 注射机的公称锁模力(N); 模内平均压力(型腔内的熔体平均压力Mpa); 塑件、流道、浇口在分型面上的投影面积之和(),见表2.3; 注射压力在型腔内所产生的作用力(N)。表2.3 模内的平均压力制品特点模内平均压力(Mpa)举例容易成型制品24.5PE、PP、PS等壁厚均匀的日用品一般制品29.4在模温较高下成型的薄壁容器类制品中等黏度塑料盒有精度要求的制品34.3ABS、PMMA等有精度要求的工程结构件,如壳件、齿轮等。加工高黏度塑料、高精度、充模难的制品39.2用于机器零件上高精度的齿轮或凸轮等利用三维制图软件
8、UG计算塑件总投影面积近似为: =38.45得 则 =34.39.2100=315960N=315.96KN所选用的注射机的公称锁模力=1500KN,故注射机满足要求。2.4 开模行程的校核注射机开模行程是有限的,塑件从模具中取出时所需的开模距离必须小于注射机的最大开模行程,否则塑件无法从模具取出。为了保证开模后既能取出塑件又能取出流道内的凝料,对于单分型面注射模具,需要满足下式: (24 ) 注射机最大开模行程;(S=300mm)推出距离(脱模距离,H1=78mm) 塑件高度;(H2=76mm) 则 故满足要求。第三章 设计分析3.1 分型面的选择分型面是模具结构中的基准面,选择模具分型面时
9、通常考虑如下有关问题:1 根据塑件的某些技术要求,确定成型零件在动模和定模上的配置;2 塑件的生产批量;3 结合塑件的流动性确定浇注系统的形式和位置;4 型腔的溢流和排气条件;5 模具加工的工艺性。分析零件特点后,发现零件的外表面有比较高的精度要求,简易分型面示意图如下图3.1所示: 图3.1分型面3.2 主流道的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道,是熔体最先流经模具的部分。主流道通常设计在模具的浇口套中,在卧式注射机上主流道垂直于分型面,为使凝料能顺利拔出,设计成圆锥形,选用材料为P20,热处理要求淬火5357HRC。主流道各部分尺寸如下图3
10、.2所示: 图3.2 主流道个部分尺寸按照前面所选取的注射机的参数和设计要求主流道各部分尺寸计算如下: 主流道小端直径 主流道球面半径 ; 主流道锥角 26,为了方便拉出主流道,这里取2; 主流道长度 L100 主流道大端倒圆角:为使融料顺利进入分流道,可在主流道出料端设计半径r=2mm的圆弧过渡。3.3主流道衬套的设计 因为在浇注成型时,主流道要与高温熔料体和注塑机喷嘴反复接触和碰撞,所以本设计不将主流道直接开在定模板上,而是设计成独立的主流道衬套,然后将它嵌入到定模座板中。它的优点是对主流道的加工和热处理以及衬套本身的选材等工作带来很大的方便,而且在主流道损坏以后,也便于修整和更换,符合生
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