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1、前 言随着近代工业的发展,塑料成为一种新材料也发展起来了,且应用日趋广泛。它在国发经济中许多领域不同程度地替代了金属、木材及其他材料,成为当前社会使用的一大类材料。只有迅速地发展塑料加工业,才可能把各种性能优良的高分子材料变成功能各异的塑件产品,在国民经济中各领域充分地发挥作用。模具是塑料成型加工的一种重要工艺装备,模具工业是国民经济的基础工业,被称为“工业之母”,模具是一种高附加值产品和技术密集型产品,其生产技术水平的高低,已成为衡量一个国家产品制造业水平高低的重要标志。注塑成型工艺及模具设计是一门不断发展的综合学科,不仅随着高分子材料合成技术的提高注塑成型设备的革新成型工艺的成熟而改进,而
2、且随着计算机技术,快速造型技术,数值模拟技术、数字化应用技术等在注塑成型加工领域的渗透而发展。注塑成形工艺及模具设计是一门不断发展的综合学科,不仅随高分子材料合成技术的提高,注塑成型设备的革新,成型工艺的成熟而改进,而且随着计算机技术快速造型技术,注塑成模拟技术,数字化应用技术等在注塑成型加工领域的渗透而发展,注塑成型作为一种重要的成型加工方法,在机械化工、军事国防,家用电器等都有广泛应用,且生产的制件具有精度高,复杂度高,一致性高,生产率高和消耗低的特点,有很大的市场需求和广泛的发展前景。本次设计是对三年高职学知识的一次综合性总结与运用,通过本次设计,提高了对模具的理性认识,掌握了设计步骤,
3、能够更加系统地串联了三年的专业知识,使模具这块知识在认识中合理化,系统化。本说明是依据实用注塑成型及模具设计以及相关的参考书籍而编写成的,本模具是幅比较简单的注塑模具。本说明介绍了设计的任务要求,模具加工的一系列步骤,在叙述中文字与图形杨互补充说明,能够更详尽地展出了本人的编写内容。由于编者水平有限,加之时间仓促,在设计过程中不妥和错误之处在所难免,恳请老师的批评与指正,以便得心修正。在此表示忠心的感谢!43目 录摘要1绪论21线圈塑件的工艺分析41.1 塑件成形工艺分析41.2 塑件成形工艺参数确定62.注射模浇注系统的设计82.1分型面的选择82.2浇注系统的设计93 注射模成型零部件的设
4、计153.1成型零部件的结构设计153.3抽芯距和型腔壁的确定224.注射模推出机构的设计与推出力的计算244.1注射模推出机构的设计244.2推出力的计算245. 注射模模架的选择265.1 模架结构265.2 模架周界尺寸选择266.注射机的选择与有关工艺参数的校核286.1注射机的选择286.2 注射机有关工艺参数的校核287. 注射模的温度调节系统317.1 冷却回路的尺寸确定与布置317.2 模具加热338 模具的工作原理349 模具总装图及模具的装配、试模359.1 模具总装图及模具的装配359.2 模具的安装试模36学习心得38致 谢 信40参考文献41摘要本次的毕业设计是线圈的
5、注塑模的设计,依据产品的数量和塑料的工艺性能确定塑件采用注射成形法生产。该产品设计为大批量生产,故设计的模具要有较高的注塑效率,浇注系统要能够自动脱模,因零件的形状所致,采用斜滑块侧向分型与抽芯,模具的型腔采用一模一腔布置,浇注系统采用轮辐式浇口成形,推出形式为四推杆推出机构完成塑件的推出。由于塑件的工艺性能要求注塑模中有冷却系统,因此在模具设计中也进行了设计。关键词:斜滑块侧向分型与抽芯注射模 塑料线圈 尼龙绪论模具的重要意义:模具是工业生产的重要装备,是国民经济的基础设备,是衡量一个国家和地区工业水平的重要标志。模具在电子、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用
6、,是工业发展的基石,被人称为“工业之母”和“磁力工业”。模具是制造业的重要基础装备,是工业化国家实现产品批量生产和新产品研发所不可缺少的工具。用模具生产制品所表现出来的高效率、低消耗、高一致性、高精度和高复杂程度是其他任何制造方法所不及的。换句话说,没有高水平的模具就不会有高水平的工业产品。模具业是否强盛也反映出一个国家工业的强弱。塑料制品和注射成形在模具业的重要地位:塑料制品具有原料来源丰富,价格低廉,性能优良等特点。它在电脑、手机、汽车、电子、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用,应用极其广泛。注射成形是成形热塑件的主要方法,因此应用范围很广。注射成形是把塑料
7、原料放入料筒中经过加热熔化,使之成为高黏度的流体,用柱塞或螺杆作为加压工具,使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中,经过冷却、凝固阶段,而后从模具中脱出,成为塑料制品。塑料注射成形工艺的最大特点是复制,能够复制出所需任意数量的可直接使用或稍作处理即可使用的制品,是一种适宜大批量生产的工艺。虽然在设备上投入较大,但是可以生产制品的数量非常大,实属一种经济快捷的生产方式,因此得到广泛的应用和快速的发展。模具在我国的发展历程:过去在我国工业中,模具长期未受到重视。改革开放以来,塑料成形、家用电器、仪表、汽车等行业进入大批量生产,模具工业有了一定的发展。随着现代工业发展的需要,塑料制品在工业、农业和
8、日常生活等各个领域的应用越来越广泛,质量要求也越来越高。当今社会的进步和发展,使原有的商品已经不能满足人们对物质的需求,然而有些商品的制造必须依靠模具才能够生产加工出来,因此,模具的发展与人们的生活关系越来越紧密,如我们使用的电脑、手机、汽车等产品都要依靠模具。在塑料制品的生产中,高质量的模具设计、先进的模具制造设备、合理的加工工艺、优质的模具材料和现代化的成形设备等都是成形优质塑件的重要条件。我国模具工业虽然有了长足的发展,取得了巨大进步,但是我们也要清醒地看到,我国模具工业总体水平比工业发达国家要落后很多,这与我国制造业发展的要求相比差距还很大;我们的企业技术装备还比较落后,劳动生产率也较
9、低;模具生产专业化、商品化、标准化程度也不够高;模具产品主要还是以中低档为主,技术含量较低,高中档模具多数要依靠进口,产品结构调整的任务很重;人才紧缺,管理滞后的状况依然突出,等等。可见,我国模具工业的发展任重而道远。前景展望:我国进入实施国民经济和社会发展的第十一个五年规划期,模具工业的发展也将进入一个关键时期。在这一时期,模具行业的主要任务是,在党中央关于把我国建设成为创新型国家的战略思想指引下,进一步推进改革,调整结构,开拓市场,苦练内功,提升水平,使我国模具工业在整体上再上一个新台阶。不断提升模具制造水平,振兴我国装备制造业,为实现把我国建设成为制造业强国的宏伟目标而奋斗。1线圈塑件的
10、工艺分析1.1 塑件成形工艺分析如图1-1为塑料线圈的二维图及实体图, 单位mm: 图1-1 塑件图及实体图产品名称:塑料线圈产品材料:尼龙 PA6塑件材料特性:尼龙为韧性角状半透明或乳白色结晶性树脂,作为工程塑料的尼龙分子量一般为1.5-3万。尼龙具有很高的机械强度机,韧性好,有较高的抗拉、抗压强度。抗拉强度接近于屈服强度,比ABS高一倍多。对冲击、应力振动的吸收能力强,冲击强度比一般塑料高了许多,并优于缩醛树脂。,软化点高,耐热,磨擦系数低,耐磨损,自润滑性,吸震性和消音性,耐油,耐弱酸,耐碱和一般溶剂,电绝缘性好,有自熄性,无毒,无臭,耐候性好等特点。塑件材料成形性能:结晶性材料,熔点较
11、高,熔融温度范围狭窄,熔融状态稳定性差,较易吸湿,成型前应预热干燥,并防止再吸湿,流动性极好,溢边值一般为0.02mm,易溢料,即发生“流涎现象”用螺杆式注射机时喷嘴易用自锁式结构,并应加热,螺杆应带止回环,成型收缩率范围大,成型条件应稳定在,具体温度按壁厚选择,模温低易产生缩孔和结晶度低等现象,注射压力高易出飞边,收缩小,取向性强,注射压力低易出现凹痕,波纹。成型周期按壁厚而定,厚则取长薄则取短等等。产品数量:大批量生产塑件尺寸: 3016302mm(外经内径高度厚度)塑件颜色:黑色塑件材料物理性能:密度:收缩率:熔点:热变形温度:材料力学性能:拉伸强度:拉伸弹性模量:弯曲强度:弯曲弹性模量
12、:压缩强度:缺口冲击强度:硬度:布氏塑件质量:该产品材料为尼龙,由上得知其密度为,收缩率为,计算出尼龙平均密度为,平均收缩率为。可根据塑件形状进行人工几何计算得到线圈的体积。通过UG软件计算得:塑件的体积 塑件的重量 式中: 塑料密度塑件要求:塑件外侧表面光滑,不允许有较大的浇口痕迹,无飞边或较少易清理。1.2 塑件成形工艺参数确定1.2.1尼龙成形的工艺参数:查教材表2.1得:模具温度:60100 喷嘴温度:200210 料筒温度:前段温度:220230 中段温度:230240 后段温度:210220 注射压力:保压压力:塑化形式:螺杆式喷嘴形式:直通式注射时间:保压时间:冷却时间:成形周期
13、:1.2.2 关于尼龙PA6设计时应考虑的问题: 合理使用稳定剂、润滑剂等各种添加剂改善树脂工艺性能和制品使用性能,成形预热。 成型收缩率范围大收缩率大,取向性明显,易发生缩孔,凹痕和变形等弊病,成型条件应稳定为2090。2.注射模浇注系统的设计2.1分型面的选择2.1.1型腔数目的确定 根据零件的结构特点,以及成型的工艺条件容易控制,模具结构简单紧凑、模具制造成本低、制造周期短等特点,模具采用单型腔模具。2.1.2 型腔的分布 注意的问题或原则根据塑件的几何结构特点、尺寸精度要求、批量大小、模具制造难易、模具成本等确定型腔数量及其排列方式。据设计要求可知,由于该塑件形状较简单,质量较小,但分
14、型与抽芯适合用斜滑块侧向分型与抽芯。 塑件在模具中的位置1. 动模 2.型心固定板 3.型心 4.斜滑块2.1.3分型面的选择分型面溢料是热固性塑料注射模的突出问题。因此要求减少接触面积,增加接触压力,以改善塑料溢边问题。选择分型面时的考虑方向: 分型面一般不取在装饰外表面或带圆弧的转角处 将同心度要求高的同心部分放于分型面的同一侧,以保征同心度 轴芯机构要考虑轴芯距离 分型面作为主要排气面时,分型面设于料流的末端。 塑件开模后留在动模上 分型面的痕迹不影响塑件的外观 浇注系统和浇口的合理安排 推杆的痕迹不露在塑件的外观上 使塑件易于脱模根据分型面的设计原则,本塑件采用瓣合式分型面,其分型面形
15、式如下图所示: 瓣合式分型面(垂直分型面)2.2浇注系统的设计 2.2.1 普通浇注系统的组成及设计原则浇注系统是塑料熔体自注射机的喷嘴射出后,进入模具的型腔以前所流经的一段路程的总称。模具浇注系统应尽量粗短,流道设计分为主流道、分流道、浇口和冷料井的设计。浇注系统设计的基本原则:1. 了解塑料的成型性能,注射成型时注射机料筒中塑料已成熔融状态,因此了解被成型的塑料熔体的流动特性、温度、剪切速率对粘度的影响等十分重要。设计的浇注系统一定要适应于所用的塑料成型性能,以保证塑件的质量。2. 尽量避免或减少产生熔接痕。3. 有利于型腔中气体的排出。4. 防止型心的变形和嵌件的位移。5. 尽量采用较短
16、的流程充满型腔。6. 流动距离比的校核。2.2.2 主流道的设计 主流道是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,是熔料最先流经模具的部分,它的形状和尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有很大的影响,因此,必须使熔体的温度降低量和压力损失量最小。主流道设计应注意的问题: 便于流道凝料从主流道衬套中拔出,主流道设计成圆锥形。锥角,小端直径d比注射机喷嘴直径大0.51mm,注射机喷嘴的球面在该位置与模具接触并且贴合,因此要求主流道球面半径SR比喷嘴球面半径大12mm,主流道的表面粗糙度。 主流道要求耐高温和摩擦,要求设计成可拆卸的衬套,以便选 用优质材料单独加工和热处
17、理。 衬套大端高出定模端面,并与注射机定模板的定位孔成间隙配合,起定位隙作用。查22(5-59)得主流道直径计算的经验公式:式中 主浇道大头直径 流经主浇道的熔体体积 因熔体材料而异的常数 如表2-1:表2-1 塑料种类与K值表塑料种类值故 主流道断面尺寸:主流道设在定模板上,并且位于模具的中心,与注射机喷喷嘴在同一轴线上,如下图: 主流道衬套示意图表2-2 主流道衬套中尺寸关系表d注射机喷嘴直径+(0.51)mmD与定模座板孔间隙配合SR注射机喷嘴球面半径+(12)mm主流流道的大头直径确定为7.3mm ,考虑尼龙PA6流动性较好,所以主流道如下选择,锥度、 2.2.3 分流道设计 指塑料熔
18、体从主流道进入多腔模各个型腔的通道,对熔体流动起分流转向作用,要求熔体压力和热量在分流道中损失小。 分流道的截面形状及分布选择:截面形状有圆形、梯形、u形、半圆形、矩形。分流道的长度应尽可能的短,少弯折的减少压力损失和热量损失,分流道的表面粗糙度为 。 表2-3 截面形状的对比表截面形状特征热量损失加工性能流动阻力效果圆形小较难小最佳梯形较小易较小良U形较小易小佳矩形大易大不良通过表2-3所示截面形状的对比,圆形截面形状效果最佳,圆形截面分流道的直径为210mm,对于流动性较好的尼龙、聚乙烯、聚丙烯等塑料,在分流道长度很短时,截面直径可小到2mm,因此分流道截面直径取4mm。2.2.4浇口设计
19、浇口亦称进料孔是指浇注系统中连接分流道与型腔的熔体通道,它不仅对塑件熔体的流动性和充模特征有关,而且与塑件的成形质量有着密切的关系。轮辐式浇口在环形浇口基础上改进而成,由原来的圆周进料,改为数小段圆弧进料,浇口尺寸与侧浇口类似这种形式的浇口耗料比环形浇口少的多,且去除浇口容易,浇口位置的选择:尽量缩短流动距离,保证熔料能迅速地充满型腔。浇口开在塑件壁厚处。轮辐式浇口尺寸的计算: b=1.5mm t=(0.60.9)=0.62=1.2mm 式中: b浇口的宽度 (mm) A塑件的外侧表面积 (mm) t浇口的厚度 (mm) 浇口处塑料的壁厚 (mm) 轮辐式浇口的形式2.2.5冷料穴的设计 冷料
20、穴是浇注系统的结构组成之一。冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中的前锋冷料,以免这些冷料注入型腔,即影响熔体充填的速度,又影响成型塑件的质量,主流道末端的冷料穴除了上述作用外,还便于在该处设置主流道拉料杆,注射结束模具分型时,在拉料杆的作用下,主流道凝料从定模浇口套中被拉出,最后由推出机构将塑件和浇注系统凝料一起推出模外。 主流道冷料穴和拉杆的设计形式3 注射模成型零部件的设计3.1成型零部件的结构设计构成塑料模具型腔的零部件称为成型零部件。成型零部件是模具的主要部分,决定了塑件的几何形状和尺寸,主要包括凹模、凸模、镶块、小型芯和成型环等。在设计成型零部件时,应根据成型塑件的塑料性能、使用要求、几
21、何结构,并结合分型面和浇口位置的选择、脱模方式和排气位置的考虑来确定型腔的总体结构。3.1.1型腔结构的设计由于塑件的结构所致,模具采用的是斜滑块侧向分型与抽芯机构,型腔采用组合式型腔结构,把型腔设在斜滑块上,如下图所示:型腔是有斜滑块和型芯组成的。斜滑块的结构如下图: 斜滑块的结构形式3.1.2型芯结构的设计型芯是成型塑件内表面的主要零部件,通常按结构可分为整体式和组合式两种结构形式。塑件的型芯设计结构如下图所示:3.2成型零部件工作尺寸的计算为了降低模具加工难度和制造成本,在满足塑件使用的前提下,采用较低的尺寸精度。 塑件精度等级与塑料品种有关,根据塑料的收缩率的变化不同,塑料的公差精度分
22、为高精度、一般精度、低精度三种。表4-1 精度等级与公差数值基本尺寸/mm精度等级12345678公差数值/mm-30.040.060.080.120.160.240.320.46360.050.070.080.140.180.280.360.566-100.060.080.100.160.200.320.400.6410-140.070.090.120.180.220.360.440.7214-180.080.100.120.200.240.400.480.8018-240.090.110.140.220.280.440.560.5624-300.100.120.160.240.320.48
23、0.640.9630-400.110.130.180.260.360.520.721.0040-500.120.140.200.280.400.560.801.250-650.130.160.220.320.460.640.921.465-800.140.190.260.380.520.761.041.6080-1000.160.220.300.440.600.881.201.80100-1200.180.250.340.500.681.001.362.00120-140-0.280.380.560.761.121.522.20表4-2 尼龙PA6建议采用精度等级表塑料品种建议采用精度等级高精
24、度一般精度未注公差尺寸尼龙PA6M3M4M6由塑件的工作环境知道工件的精度要求不高,所以精度采用未注公差尺寸等级M6。3.2.1塑件的收缩率通过查表查的尼龙PA6收缩率为:平均收缩率为: =100%=1.65%式中 塑料的平均收缩率; 塑料的最大收缩率; 塑料的最小收缩率; 平均收缩率为1.65%。3.2.2型腔和型芯径向尺寸的计算 1. 型腔径向尺寸的计算塑件的径向尺寸有30、20,公差按M6计算,其公差分别为0.70、 0.62 =式中 型腔的径向基本尺寸; 模具制造公差; 塑料的平均收缩率; 塑件外表面的径向基本尺寸; 塑件外表面径向基本尺寸的公差。取/3,X=0.75 = = = =
25、= =2. 型芯径向尺寸的计算 型芯径向尺寸有16 公差按M6计算其公差为0.54 =式中 型腔的径向基本尺寸; 模具制造公差; 塑料的平均收缩率; 塑件内表面的径向基本尺寸; 塑件内表面径向基本尺寸的公差。取/3,X=0.75 = = =3.2.3型腔和型芯高度尺寸的计算1. 型腔深度的计算 型腔高度尺寸有 2 公差按M6计算,其公差为0.26 =式中 型腔深度基本尺寸; 模具制造公差; 塑料的平均收缩率; 塑件凸起部分的高度基本尺寸; 塑件外表面径向基本尺寸的公差。取/3,X=0.4 = = =2. 型芯高度的计算型芯高度尺寸有30 ,公差按M6计算,其公差为0.70 =式中 型腔深度基本
26、尺寸; 模具制造公差; 塑料的平均收缩率; 塑件凸起部分的高度基本尺寸; 塑件外表面径向基本尺寸的公差。取/3,X=0.4 = = = 型腔尺寸 型芯尺寸3.3抽芯距和型腔壁的确定3.3.1 抽芯距的确定 塑件外形为圆形采用对开式滑块侧抽芯:其抽芯距为: S=+(23)式中 R外形大圆的半径(mm); r阻碍塑件脱模的外形最小圆半径(mm)。 S=+2 =+2 =11.18+2 =13.18塑件的抽芯距取14mm3.3.2 抽芯距的确定 由于型腔壁厚的计算比较麻烦,下表列举了矩形型腔壁厚的经验推算数据,供设计时参考。 矩形型腔壁厚尺寸 (单位:mm)矩形型腔内壁短边b整体式型腔侧壁厚镶拼式型腔
27、凹模壁厚S模套壁厚S 4025922 405025309102225506030351011252860703542111228357080424812133540809048551314404590100556014154550100120607215175060120140728517196070140160859519217080由于塑件的型腔是有斜滑块组成的最的尺寸为30 小于40mm 所以凹模壁厚S为9mm,模套壁厚S为22mm,所以斜滑块的下段尺寸为9090斜滑块的斜度取 高度为40mm 所以上端尺寸为120120mm台阶的高度为5mm4.注射模推出机构的设计与推出力的计算4.1注
28、射模推出机构的设计 推出机构的设计要求:1. 推出机构应尽量设计在动模一侧2. 塑件在推出过程中不发生变形和损坏3. 不损坏塑件的外观4. 合模时应使推出机构正确复位5. 推出机构应动作可靠 由于塑件采用斜滑块侧向分型与抽芯机构,所以注射模的推出机构采用推杆推出。其机构形式如下图所示:1. 斜滑块 2.动模 3.型芯固定板 4.型芯垫板 5.型芯 6.推杆4.2推出力的计算 塑件注射成型后,在模内冷却定形,由于体积收缩,对型芯产生抱紧力,当其从模具中推出时,就必须先克服因包紧力而产生的摩擦力。型芯的成型端部,一般均要设计脱模斜度。塑件在刚开始脱模时,所需的推出力最大,其后推出力的作用仅仅是为了
29、克服推出机构移动的摩擦力。 式中 F推出力(N); 脱模斜度; 塑件对钢的摩擦系数,一般为0.10.3; A塑件包络型芯的面积(m); P塑件对型芯单位面积上的包紧力,一般情况下,模外冷却的塑件,P取(2.43.9)10Pa;模内冷却的塑件,P取(0.81.2)10Pa脱模斜度取0.5 塑件对钢的摩擦系数取0.2 =1.51102.510(0.2cos0.5-sin0.5) =0.7310N5. 注射模模架的选择5.1 模架结构 注射模标准:我国目前标准化注射模零件的国家标准有12个;另外还制订了塑料注射模具的标准模架,分中小型模架(GB/T12556.190)和大型模架(GB/T12555.
30、190)两种。中小型模架标准中规定,模架的周界尺寸范围为:560mm900mm,并规定模架的形式为品种型号,即基本型,A1、A2、A3和A4四个品种。其四种模架的组成、功能及用途见下表2-7。表2-7注射模标准模架种类型号组成、功能及用途A1型定模采用两块模板,动模采用一块模板,与推杆推件机构组成模架,适用于立式和卧式注射机。A2型动、定模均采用两块模板,与推件机构组成模架,适用于立式和卧式注射机,可用于带有斜导柱侧向抽芯的模具,也可用于斜滑块侧向分型的模具A3型定模采用两块模板,动模采用一块模板,它们中间设置了一块推件板,用于推件板件的模具,适用于立式和卧式注射机。A4型动、定模均采用两块模
31、板,它们中间设置了一块推件板,用于推件板件的模具,适用于立式和卧式注射机。根据以上四种模架的组成,功能及用途可以看出,A2型模型适用于本次模具的设计。5.2 模架周界尺寸选择中小型模架的周界尺寸参数、规格有:100L、125L、160L、180L、200L、250L、315L、355L、400L、450L和500L等模架规格。根据模具型腔布置可以选用的模架规格为:模具结构为斜滑块侧向分型与抽芯机构,单分型面,推出距离不超过10mm。标准模架为GB/T125561990 A2 200mm200mm 编号为23周界尺寸200mm200mm,动模板的厚度为40mm,上下模座板为25mm垫板厚度为32
32、mm。6.注射机的选择与有关工艺参数的校核 6.1注射机的选择 一次性注入的塑料的体积 根椐设计的浇注系统可计算出浇注系统的总体积为:因为模具设计为一模一腔,且一个塑件的体积为:所以一次性注入的塑料的体积为:根据计算的数据查教材表2.2选定注塑机型号为:XSZY125 注塑机的参数如下:注塑机最大注塑量 : 喷嘴球面半径: 注射行程:锁模力:注塑压力:120Pa 模具最小厚度:200mm 模具最大厚度:300mm 最大开合模行程:300mm 最大成型面积:320cm 喷嘴前端孔径: 拉杆空间:260mm290mm6.2 注射机有关工艺参数的校核6.2.1 最大注射量校核 注射机的最大注塑量应大
33、于制品的重量或体积(包括流道及流口凝料和飞边),通常注塑机的实际注塑量是注塑机最大注塑量的80%。 所以,选用的注塑机最大注塑量应 式中注塑机的最大注塑量:单位 注塑机的体积,单位 浇注系统体积,单位 故 确定的注塑机注塑量为: 满足要求。6.2.2 锁模力校核 式中 熔融型料在型腔内的压力(70100 Mpa)80塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和注塑机的额定锁模力 故 =80 0.71=56.8(KN) 所以选定的注塑机为: 满足要求6.2.3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核即模具长宽拉杆间距模具的长宽为注塑机拉杆间距,满足要求。6.2.4 模具闭合高度校核 模具实际厚度H模=218
34、mm 注塑机最小闭合厚度H最小=即 H模H最小 满足要求6.2.5 开模行程校核我们所选的注塑机的最大行程与模具厚度无关,故注塑机的开模行程应满足下式: 式中 H1型芯高度 H2包括凝料在内的塑件高度 S注射机最大开模行程满足要求。7. 注射模的温度调节系统 7.1 冷却回路的尺寸确定与布置冷却回路所需总表面积可按下式计算 式中 冷却回路总表面积, 单位时间内注入模具中树脂的质量,单位质量树脂在模具内释放的热量,冷却水的表面传热系数, 模具成形表面的温度,; 冷却水的平均温度, 。 冷却水的表面传热系数可用下式计算 式中 冷却水的表面传热系数 ; 冷却水在该温度下的密度 冷却水的流速 冷却水孔
35、直径 与冷却水温度有关的物理系数 值查表表4-3 水的值与其温度的关系表平均水温/5101520253035404556值6.166.607.067.507.958.408.849.289.6610.05冷却回路总长度可用下式计算 式中 冷却回路总长度 冷却回路总表面积 冷却水孔直径 计算得 确定冷却水孔的直径时应注意,无论多大的模具,水孔的直径不能大于,否则冷却水难以成为湍流状态,以致降低热交换效率。一般水孔的直径可根据塑件的平均壁厚来确定。平均壁厚为时,水孔直径可取。本模具的冷却水孔直径取。冷却水体积流量的计算:塑料树脂传给模具的热量与自然对流散发到空气中的模具热量、辐射散发到空气中的模具
36、热量及模具传给注射机热量的差值,即为用冷却水扩散的模具热量。假如塑料树脂在模内释放的热量全部由冷却水传导的话,即忽略其他传热因素,那么模具所需的冷却水体积流量则可用下式计算: 式中 冷却水体积流量 单位时间注射入模具内的树脂质量 单位质量树脂在模具内释放的热量 冷却水比热容 冷却水的密度 冷却水出口处温度 冷却水入口处温度 图4-1 冷却回路排布图 7.2 模具加热当注射成形工艺要求模具温度在80以上时,模具必需有加热装置,由于硬聚氯乙烯注射成形工艺要求模具温度在4060,因此模具中不用设置加热装置即可满足注射成形需要。8 模具的工作原理 此注射模为斜滑块侧向分型与抽芯注射模。开模时,动模部分
37、向左移动,塑件包在型芯6上随动模部分后移,拉料杆15将浇注系统凝料从浇口套4中拉出。当注射机顶杆与推板14接触时,推出机构开始工作,推杆16推动斜滑块7沿着动模板8的斜向导滑槽滑动,塑件在斜滑块7的带动下从型芯6上脱模的同时,斜滑块7从塑件中抽出。合模时动模部分向右移动,定模座板3迫使斜滑块7推动推出机构复位。模具的组成成形零部件:型芯6、 斜滑块7;浇注系统 :浇口套4、型芯6;导向部分:导柱2、导套1;推出部分:推板14、推杆固定板11、推杆16、拉料杆15; 结构零部件:动模座板18、垫板10、型芯固定板9、定模座板3.;9 模具总装图及模具的装配、试模9.1 模具总装图及模具的装配图6
38、-1 模具装配图模具总装图的技术要求内容: 对于模具某些系统的性能要求。 对模具装配工艺的要求。例如模具装配后分型面的贴合面的贴合间隙应不大于模具上、下面的平行度要求,并指出由装配决定的尺寸和对该尺寸的要求。 模具使用,装拆方法。 防氧化处理、模具编号、刻字、标记、油封、保管等要求。 有关试模及检验方面的要求。 9.2 模具的安装试模9.2.1 试模前的准备试模前要对模具及试模用的设进行检验。模具的闭合高度,安装与注射机的各个配合尺寸、推出形式、开模距、模具工作要求等符合所选设备的技术条件。检查模具各个滑动零件配合间隙适当,无卡住及紧涩现象。活动要灵活、可靠,起止位置的定位要准确。各镶嵌件、紧
39、固件要牢固,无松动现象。各种水管接头、阀门、附件、备件要齐全。对于试模设备也要进行全面检查,即对设备的油路、水路、电路、机械运动部位、各操纵件和显示信号要检查、调整,使之处于正常运转状态。9.2.2 模具的安装及调试模具的安装是指将模具从制造地点运至注塑机所在地,并安装在指定注射机的全过程。模具安装到注射机上要注意以下几个问题: 模具的安装方位要满足设计图样的要求。 模具中有侧向滑动机构时,尽量使其运动方向为水平方向。 当模具长度与宽度尺寸相差较大时,应尽可能使较长的边与水平方向平行。 模具带有液压油路接头、气路接头、热流道元件接线板时,尽可能放置在非操作一侧,以免操作不方便。模具在注射机上的
40、固定多采用螺钉、压板的形式,一般每侧采用4-8块压板,对称布置。模具安装于注射机上之后,要进行空循环调整。其目的在于检验模具上各运动机构是否可靠、灵活、定位装置是否有效作用。要注意以下几个方面: 合模后分型面不得有间隙,要有足够的合模力。 活动型芯、推出及导向部位运动及滑动要平稳、无干涉现象,定位要正确、可靠。 开模时,推出要平稳,保证将塑件及浇注系统凝料推出模具。 冷却水要畅通,不漏水,阀门控制正常。9.2.3 试模将模具安装在注射机上,选用合格的原料,根据推荐的工艺参数调整好注射机,采用手动操作。开始注射时,首先采用低压,低温和较长的时间条件下成形。如果型腔未充满,则增加注射时的压力。在提
41、高压力无效的时,可以适当提高温度条件。试模注射出样件。试模过程中,应进行详细记录,将结果填入试模记录卡,并保留试模的样件。9.2.4 修模虽然是在选定成型材料、成型设备时,在预想的工艺条件下进行模具设计,但是人们的认识往往是不完善的,因此必须在模具加工完成以后,进行试模试验,看成型的制件质量如何。发现总是以后,进行排除错误性的修模。 塑件出现不良现象的种类居多,原因也很复杂,有模具方面的原因,也有工艺条件方面的原因,二者往往交只在一起。在修模前,应当根据塑件出现的不良现象的实际情况,进行细致地分析研究,找出造成塑件缺陷的原因后提出补救方法。因为成型条件容易改变,所以一般的做法是先变更成型条件,
42、当变更成型条件不能解决问题时,才考虑修理模具。 修理模具更应慎重,没有十分把握不可轻举妄动。其原因是一旦变更了模具条件,就不能再作大的改造和恢复原状。9.2.5 检验通过试模可以检验出模具结构是否合理,所提供的样件是否符合用户的要求,模具能否完成批量生产。针对试模中发现的问题,针对试模中发现的问题,对模具进行修改、调整、再试模,使模具和生产的样件满足客户的要求,试模合格的模具,应清理干净,涂防锈油入库保存。学习心得时间如白驹过膝,转眼间大学三年即将走向帷幕,我的心即是高兴又是有点失意,失意的是很快就要离开这个教育我三年的母校,这里有我留念的老师,有我留念的同学,留念成功时的喜悦失败时的泪水,留
43、恋这里的一草一木,留恋这里的每一寸土地。那些在学习中获得的乐趣是我最值得回忆的,其中无论是课程设计还是毕业设计都是对我所学知识的一个检验,掌握知识的程度,以及领悟专业知识的深度,我所感悟最深的就是“学而实习之,温故而知新”无论是曾经在书本中没有学到的还是记得不清的知识点,经过了一次复习都会有所收获,一次设计就是一次学习,记得当我选设计题目的时候我犹豫了,我不知道我应该选冲压模还是选塑料模,冷冲压课是我们在大二第一学期开的课程,在那期间我们做过课程设计,感觉它的设计量以及难易程度都比塑料模较容易,塑料模是我们上个学期所学的,当时在做课程设计时,我发现我们以前所学的知识很分散并且它的设计整体思路很
44、模糊,特别是在计算上是一个让人头痛的问题,比如说冷却水道有关尺寸的计算,成型零部件的强度与刚度的计算,还有侧向抽芯的设计与计算等等,这些都是相当有难度的,所以选择塑料课题,做起来有点困难。但是我还是选择了塑料模,其中有两个原因,一个是我对塑料模设计的喜爱;另一个是我想挑战一下自己的能力,一个人不能老是害怕困难,不去想办法解决一些问题,怎么才能提高自己的能力呢?在设计的过程中我慢慢的回忆起所有关于冷冲压的知识,把整个知识章节都结构化和系统化,原来不懂的、模糊的知识点,通过查资料和询问同学都慢慢的融入我的设计当中,这次毕业设计我总结了几点:第一,设计一套简单的模具对我是一次很好锻炼,更加加深了我对
45、课本知识的理解,而且也是一次理论知识与实践的结合,全面提高了我对书本的理解;第二,从整体提高了我综合分析问题、解决问题的能力。让我认识到,作为一个设计人员,他应该具有创新的精神而且能够灵活并巧妙的解决设计中所出现的问题,第三,更加明确了自己的薄弱之处。当然设计中也有许多不足之处,比如自己掌握的信息量太小,模具的设计结构不够创新,对问题掌握的不够深不够透彻等等,但不管怎么样这次设计都在以后的工作和学习生涯中起到非常重要的作用。成为我们人生当中一笔宝贵的知识财富。致 谢 信三年的大学生活转眼即逝,经过紧张而又忙碌的资料搜集整理设计,一个月多月的时间也匆匆过去,毕业设计的顺利完成也为我们的大学生活画
46、上了圆满的句号。光阴似箭,转眼间就要告别大学这段令人难忘的美好时光,心中有依恋、有遗憾,但更多的是庆幸和感激,因为三年来无论是在学习或工作中都遇到许多的困难和挫折,因这些挫折也迷茫过、失落过,但得到那么多师长和学友及时的无私教导和帮助,让我也逐渐地成熟起来。对那些在过去的日子里曾给予过我鼓励、帮助的人们我满怀感激,时刻没有忘记。所经历的一切将让我倍加珍惜未来的生活。此次毕业设计的顺利完成,我要衷心感谢我的指导老师兰建设老师在设计过程中对我的指导和帮助,同时,也感谢我们的这组的成员在这次设计中给予我的帮助!谢谢!向在百忙之中评阅本方案并提出宝贵意见的各位评委老师表示最诚挚的谢意,同时向所有关心、
47、帮助和支持我的老师和同学表示衷心的感谢,祝你们工作顺利,万事如意!由于本人的学识水平、时间和精力有限,文中肯定有许多不尽人意和不完善之处,我将在以后的工作、学习中不断以思考和完善。参考文献1 编写组编著.塑料模设计手册.北京:机械工业出版社,1994.2 齐卫东主编.塑料模具设计与制造.北京:高等教育出版社,2004.3 塑模技术手册编委会主编.塑料模具技术手册.北京:机械工业出版社,1997.4 成都科技大学等合编.塑料成型模具.北京:轻工业出版社,1983.5 编写组编著.塑料模具设计手册.北京:机械工业出版社,1982.6 冯炳尧等编.模具设计与制造简明手册.上海:上海科学技术出版社,1
48、985. 7 李秦蕊主编.塑料模具设计.西安:西安工业大学出版社,1988.8 成都工学院四系编.塑料成型模具(内部),1977.9 李德群等编.塑料成型模具设计.武汉:华中理工大学出版社,1990.10 张如彦等译.塑料注射成型与模具.北京:中国铁道出版社,1987.11 李钟猛编著.型腔模设计.西安:西北电讯工程学院出版社,1985.12 卜建新编著.侧浇口点浇口并用的双层型腔注射模.模具工业,1992. 13 李大树编著.分流道截面形状和尺寸计算的探讨.模具工业,1991.14 许发樾.模具标准应用手册.北京:机械工业出版社,1994.15 彭建声 秦晓刚编著.模具技术问答.北京:机械工
49、业出版社,1996.16 王永平编著.注塑模具设计经验点评.北京:机械工业出版社,2004.17 阎亚林编著.塑料模具图册.北京:高等教育出版社,2004.18 徐佩弦编著.塑料件设计.北京:中国轻工业出版社,2001.19 编写组编著.塑料模具设计手册.北京:机械工业出版社,1985.20 陈锡栋,周小玉编著.实用模具技术手册.北京:机械工业出版社,2002.21 屈华昌编著.塑料成形工艺与模具设计.北京:高等育出版社,2001.22 成都科技大学等合编.塑料成形模具.北京:中国轻工业出版社,1994.23 机械电子工业部编著.模具结构与设计基础.北京:机械工业出版社,1993.24 蒋继宏
50、等编著.注射模具典型结构100例.北京:中国轻工业出版社,2001.25 申开智编著.塑料成型模具(第二版).北京:中国轻工业出版社,2003.26 王忠银编著.型腔模具结构图册.长沙:湖南科学技术出版社,1988.27 叶伟昌编著.刀量模具设计简明手册.北京:机械工业出版社,1995.28 赵允岭 王伟民编著.计算工程制图.开封:河南大学出版社,2003.29 李茶英编著.AOTUCAD机械制图教程.北京:机械工业出版社,2003.30 张秀棉编著.塑料模设计手册.北京:机械工业出版社,1994.31 付利编著.塑料模具技术手册.北京:机械工业出版社,1997.32 张如彦编著.塑料注射成型与模具.北京:中国铁道出版社,198733 冯爱欣编著.塑料注射模具机构与结构设计.北京:机械工业出版社,1997.34 李学军编著.模具常用机械设计.北京:机械工业出版社,2003.