塑料模具設計論文(文件)

　

【正文】 2 =24mm。 齒條長度的確定：在螺紋型芯和螺紋拉料桿旋轉之前， A 模部分的型芯應該先從型腔中脫出，然后螺紋型芯和螺紋拉料桿旋轉將塑件從模具型腔中脫出，其長度等于塑件及主流道凝料的長度，長度為 54mm。 mm； TW 為抗扭截面系數， 3mm ，塑料模具設計論文 33 對于圓截面軸 TW = 33 ?? ； ??? 為許用扭切應力， MPa，軸的材料為 45 鋼，查表45 鋼的許用扭切應力為 30～ 40MPa，取 30MPa。標準模架一般由定模座板、定模固定板、動模固定板、動模墊板、墊塊、動模座板、頂出固定板、頂出墊板、導柱、導套及復位桿等組成。前者按結構特征分為基本型（四種）和派生型（九種），適用的模板尺寸為 B（寬） L（長）≤ 560 900；后者也分為基本型（兩種）和派生型（四種），適用的模板尺寸為 B（寬） L（長）為（ 630 630）～（ 1250 2020）。 本次設計中，由于塑件中有螺紋結構，則模具結構中的推件運動板件間的開合自如程度，另外還有整套模架的外觀，如表面粗糙度、倒角等。支承零部件主要包括固定板（動模板、定模板）、墊板、支承件及模座等。定模板上安裝的工作零件主要是凹模型腔，凹模型腔是承受注射壓力的主要載體，因此動模板厚度較定模板要厚，取 30mm，由于標準中沒有 30mm 厚度的模板，所以選用 32mm厚度的模板，加工時將其厚度銑到 30mm，其外形尺寸為 180mm 250mm。 圖 35 支承板 （三）支承件 常見的支承件有墊塊和支承柱。其尺寸根據實際情況而塑料模具設計論文 36 定，在模具組裝時，應注意所有墊塊高度須一致，否則由于負荷不均勻會造成相關模板的損壞，墊塊與動模墊板和動模座之間一般用螺栓連接，要求高時可用銷釘定位。模座的材料多用碳素結構鋼或合金結構鋼，經調質達 230～ 270HBS。定位作用是指模具裝配或閉合過程中，避免模具動、定模的錯位，模具閉合后保證型腔形狀和尺寸的精度；導向作用是指動、定模合模時，首先導向零件相互接觸，引導動定模正確閉合，避免成型零件先接觸而可能造成成型零件的損壞；承受一定的側向壓力是指塑料熔體在注入型腔過程中可能產生單向側壓力， 或由于注射機精度的限制，會使導柱在工作中不可避免收到一定的側向壓力。 確定冷卻水孔的直徑時應注意，無論多大的模具，水孔的直徑不能大于 14mm，塑料模具設計論文 37 否則冷 卻水難以稱為湍流狀態，以至降低熱交換效率。 300285200 ?? ，所以模具的厚度符合要求。其余模具中的參數都是根據注塑機相關尺寸設計的，故不必再校核。 S —— 注塑機最大開模行程（ mm），為 300mm。平均壁厚為 2mm 時，水孔直徑可取 8～ 10mm；平均壁厚為 2～ 4mm時，水孔直徑可取 10～ 12mm；平均壁厚為 4～ 6mm 時，水孔直徑可取 12～ 14mm。 模具溫度調節系統的設計 注射模溫度調節是采用加熱或冷卻方式來實現的，確保模具溫度在成形要求的范圍之內。合模導向機構主要有導柱導向和錐面定位兩種形式。另外，在模座上開設的安裝結構（如螺栓孔、壓板臺階等）也必須與注射機動定固定模板上的安裝螺孔的大小和位置相適應。另外，也起到調節模具總厚度，以適應注射機的模具安裝厚度要求的作用。一般用 45 鋼制成，經熱處理 235HBS，或結構鋼 Q235～ Q275，其厚度在計算成型零件尺寸的時候已經計算過，取 20mm，外形尺寸和動模板一樣大，為 180mm 250mm。為了保證固定件的穩定性，固定板應具有一定的厚度和足夠的剛強度，一塑料模具設計論文 35 般采用碳素結構鋼制成，當對工作條件要求較嚴格或對模具壽命要求較長時，可采用合金結構鋼制造。因此本設計中不選用標準的模架結構，而是選用標準模架中的相關模板后，組裝后使用，其結構如圖 32 所示： 圖 32 本次設計選用的模架 此模架不是標準模架，但是其各塊模板的尺寸均選用標準尺寸，參照 GB/T — 1990 標準，模架外形尺寸（ B L）為 180mm 250mm。 1）基本型組合 它是以直接澆口（包括潛伏式澆口）為主，其代號分別為 AA A A4型四種，如下所示： 最常見的注射模架圖： 1定模座板 2定模板 3導柱及導套 4動模板 5支承板板 6墊塊 7推桿固定板 8推板 9動模座板 塑料模具設計論文 34 2）派生型組合 它是在基本型的基礎上派生而來，以點澆口和多分型面為主的結構形式，其代號為 P，分別為 P1型到 P9 型。模架中 其他部分可根據需要進行補充，如精定位裝置、支承柱等。 mm，所以： ? ?3 ?T? =3 ? = 由于軸與齒輪連接處有鍵槽，考慮到鍵 槽對軸的削弱，將 d值加大 5%，故 d= ? 6mm 所以整個脫螺紋旋轉機構中的軸類零件直徑只要大于 6mm，即可滿足強度要求。 （六） 軸的相關尺寸設計 軸的強度計算應根據軸的承載情況，采用相應的計算方法。 齒條齒數的確定：由以上計算可知，脫螺紋機構總的傳動比 i=i1 i2 =2 3=6，而螺紋型芯和螺紋拉料桿的螺紋工作高度為 6mm，螺紋的有效長度為 圈，因此要想塑件能脫螺紋，則螺紋型芯和螺紋拉料桿至少要旋轉 圈，為了保證塑件順利脫出，取 3 圈，則齒輪齒條傳動中的齒 輪要旋轉 3/6 圈，即 圈。 模數 m? ? ?3 aa211d2FSF YYZKT ??? = 3 2 1 6 0)20( 4 ?? ???? = 將 m 放大 20% m= =，考慮到齒輪齒條的使用壽命，及模數與齒條長度的關系，取 m=。取載荷系數 K=，齒寬系數 d? =～ ，取 。則齒輪相關參數如下： 齒頂高 ha =h*a m=1 2mm=2mm 齒根高 hf =（ h*a +c* ） m=（ 1+） 2mm= 錐距 Re = 2m 2221 ZZ ? = 2 60202 22 ?? = 分度圓齒厚： s=m? /2=2 ? /2= 分度圓錐角： tan 1? =21zz =6020 =31 ， 1? =176。 直角圓錐齒輪的設計計算如下： （ 1） 選擇材料及確定許用應力 小齒輪用 45 鋼調質，齒面硬度 210～ 240HBS, lmi1H? =600MPa， 1FE? =450MPa 大齒輪用 45 鋼調質，齒面硬度 210～ 240HBS, lmi2H? =580MPa， 2FE? =420MPa 查表： HS =, F? =2（ 高可靠度，失效概率 ? 1/10000） ? ?1H? =HHlmi1S? = =400MPa ? ?2H? = = ? ?1F? = FFES1? = 2450 =225MPa ? ?2F? = 2420 =210MPa (2)按輪齒彎曲強度設計計算 設齒輪按 9級精度制造。 直齒錐齒輪傳動是以大端參數為標準值，強度計算時，是以錐齒輪齒寬中點處的當量齒輪作為計算時的依據。 目前，應用最多的仍為直齒錐齒輪傳動，這主要是因為其設計、制造都比較簡單。 ，即兩軸垂直相交傳動形式。 塑料模具設計論文 28 模數 m? ? ?3 aa211d2FSF YYZKT ??? = 3 2 160)20( ?? ???? = 將 m 放大 20%， m= =，取 m=1mm，則 中心距 ： a = 2 )4020(1 ?? =30mm，由于模具結構中的冷料穴空間較大，導致模板上孔之間的壁厚太薄，不能保證其強度，因此考慮到模具模板孔之間壁的強度，取 m=2mm。 圖 27 圓柱齒輪傳動 圓柱齒輪的設計如下： （ 1）選擇材料及確定許用應力 小齒輪用 45 鋼正火，齒面硬度 170～ 210HBS, lmi1H? =400MPa， 1FE? =340MPa 大齒輪用 45 鋼正火，齒面硬度 170～ 210HBS, lmi2H? =380MPa， 2FE? =320MPa 查表： HS =, FS =2（高可靠度，失效概率 ? 1/10000） ? ?1H? =HHlmi1S? = = MPa ? ?2H? = = MPa ? ?1F? = FFES1? = 2340 =170 MPa ? ?2F? = 2320 = 160 MPa (2)按輪齒彎曲強度設計計算 設齒輪按 9級精度制造。 mm 脫螺紋機構零件（齒輪及軸）的設計 螺紋成型的方法是采用螺紋型芯成型，之后將塑件旋下，該方法在模具結構上需配有旋轉驅動裝置 ， 旋轉驅動裝置采用齒輪傳動機構 。 所以 Mmin1 = ???? ?cos fr4 2cpS LES = 9 2 s 3 . 1 26 9 0 2 ??? ??????? = N mm)的經驗計算式如下： Mmin = ??? ?cos ftr4 cpS LES 塑料模具設計論文 25 ②對于厚壁螺紋塑件的旋轉 脫模，其所需最小扭矩 ( N但在計算和確定脫模力時，一般只考慮主要因素，進行近似計算，并使確定的脫模力大于上述諸因素所形成的阻力。 本次畢業設計中塑件的螺紋結構屬于縱向結構，因此采用如上方案：開模力旋轉脫縱向螺紋。帶螺紋塑件的脫模方法主要有強制脫螺紋、機動（或手動）旋轉脫螺紋、側向瓣合式非旋轉脫螺紋。 嵌件在模具中的固定方案設計 嵌件在模具內的定 位應可靠 ，為避免嵌件在成型過程中受高壓高速的塑料流沖擊而可能發生位移或變形，同時，也防止塑料擠入嵌件上預留的孔或螺紋中影響其使用，安放在模具內的嵌件必須定位可靠。 1）計算成型零件凹模類尺寸 ①對于橫向尺寸 Lm = ? ? z0cp 431 ???????? ??? SLS ， z? 取 41 ? ? Lm1= ? ? 0% ??????? ???? = ? mm 塑料模具設計論文 20 ? Lm2= ? ? 0% ??????? ???? = ? mm ? Lm3= ? ? 0% ??????? ???? = ? mm ? Lm4= ? ? 0% ??????? ???? =22 ? mm Lm5= ? ? 0% ??????? ???? = ? mm Lm6= ? ? 0% ??????? ???? = ? mm ? Lm7= ? ? 0% ??????? ???? = ? mm ? Lm8= ? ? 0% ??????? ???? = ? mm ②對于縱向尺寸 Hm = ? ? z0scp 321 ???????? ??? HS Hm1= ? ? 0% ??????? ???? = ? mm Hm2= ? ? 0% ??????? ???? = ? mm 2）計算成型零件型芯類尺寸 ①對于橫向尺寸 Lm = ? ? 0cp 431ZSLS ???????? ??? + Lm9= ? ? 0%Z??????? ???? =? mm + Lm10 = ? ? 0%Z??????? ???? =? mm ? + Lm1 = ? ? 0%Z??????? ???? =? mm 塑料模具設計論文 21 ? + Lm12 = ? ? 0%Z??????? ????=? mm ? + Lm13 = ? ? 0%Z??????? ????=? mm ②對于縱向尺寸 Hm = ? ? 0scpz321???????? ??? HS + Hm3= ? ? 0%??????? ???? =? mm + Hm4= ? ? 0%??????? ???? =? mm + Hm5= ? ? 0%??????? ???? =? mm + Hm6= ? ? 0%??????? ???? =? mm + Hm7= ? ? 0%??????? ???? =? mm 3）中心距工作尺寸計算 Cm = ? ?? ? 21 zscp ??? CS 17? Cm1= ? ?? ? % ??? =? 25? Cm2= ? ?? ? % ??? =? 2? Cm3= ? ?? ? % ??? =? 12? Cm4= ? ?? ? % ??? =? 20? Cm5= ? ?? ? % ??? =? 28? Cm6= ? ?? ? % ??? =? 4）螺紋型芯的計算（ m? 取中?51） 大徑： d 大m = ? ?? ?0scp md1 ????? 中大S= ? ?? ?0 . 0314% ????=? mm 塑料模具設計論文 22 中徑：