模具設計論文蓋體注塑模具設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 波動所引起的誤差； ? z —— 模具成型零件制造精度所引起的誤差； ? c —— 模具磨損后所引起的誤差； ? a —— 模具安裝，配合間隙引起的誤差； （ 3） 影響塑料制品尺寸精度的因素比較復雜，歸納有以下三個方面。 模具 —— 模具各部分的制造精度是影響制件尺寸精度重要的因素。 塑料材料 —— 主要是收縮率的影響，收縮率大的尺寸精度誤差就大。 成型工藝 —— 成型工藝條件的變化直接造成材料的收縮， 并 影響尺寸精度。 塑件的表面質量 塑件的外表面要求沒有缺陷， 沒 有導電雜質，所以外表面應比較光滑即外表面粗糙度較低，其內表面無特別要求。 塑件體積和質量的計算 該產品材料為 PC 塑料，其密度為 － g/cm^3，收縮率為~。計算其平均密度為 g/cm^3，平均收縮率為 ，下面主要對下殼進行計算和校核。 使用 Pro/e 軟件對塑件三維模型進 行分析得 ： 7 塑件體積為 V= 104 mm 3 曲面面積 = 104 mm2 密度 = g/cm3 質量 =72g 計算塑件質量： 由公式 M=? V=103104=72g 圖 23 質量屬性 8 第三章 注塑 機的選擇 選定注射機 由 PRO/E 建模分析得（材料密度取 g/cm3） 塑件體積為 :V塑 =104mm3， 塑件 質量 為 :M塑 =147g 圖 31 成形零件 由此選擇臥式注射成型機： XSZY60；該設備的技術規范見表 31： 表 31 國產注射機 XSZ60技術參數表 特性 內容 特性 內容 結構類型 臥式 拉桿空間（ mm） 190x300 公稱注射量（ cm3 ） 60 移模行程 (mm) 180 螺桿直徑 (mm) 38 最大模具厚度 (mm) 200 注射壓力 (MPa ) 122 最小模具 厚度(mm) 70 注射時間 (s) 鎖模形式 (mm) 液壓 機械 注射方式 柱塞式 定位孔直徑 (mm) 100 螺桿轉速 (r/min) 噴嘴圓弧半徑 (mm) 12 鎖模力 (KN) 500 噴嘴孔直徑 (mm) 4 注射壓力校核 PC 塑料推薦注射壓力為 120~140MPa，考慮到本制件壁厚較小，充模阻力取注射壓力為 120Mpa,根據已選的注射機可知符合要求。 9 鎖模力校核 注射成型時的塑料會產生模板間的漲模力，此漲模力等于塑件和澆注系統在分形面上的投影面積與型腔壓力之 積。為防止模具分型面被漲模力頂開，必須對模具施加足夠的鎖模力，否則在分型面處會產生溢料現象，因此模具設計時應使注射機的額定鎖模力大于漲模力。 則 F?? )AP(nA 21 20（ 210000＋ 75） =402250500000N （ 32） 式中， F—— 注塑機額定鎖模力 (N)； 1A —— 單個塑件在模具分型面上的投影面積 (mm2)； 2A —— 澆注系統在模具分型面上的投影面積 (mm2)； 圖 32 噴嘴與澆口套尺寸關系 P —— 塑料熔體在型腔內的平均壓力（ 20~40MPa）。 模具厚度校核 模具厚度必須滿足下式： H min ? H m ? H max （ 33） 70? 80 ? 200 滿足要求。 式中 Hm —— 所設計的模具厚度 80mm； Hmin —— 注塑機所允許的最小模具厚度 70mm； Hmax —— 注塑機所允許的最大模具厚度 200mm； 開模行程校核 模具開模取出制品所需的開模距離必須小于注射機的開模行程。注射機最大的開模行程的大小直接影響模具所形成的塑件高度，太小時塑件無法從動定模之間取出。 10 所選注塑機為 液壓機械聯合作用 鎖模機構，最大開模行程 不 受模具厚度影響。此時最大開模行程 S開 等于注塑機移動、固定模板臺面之間的最大距離減去模具厚度 S開 ≥ H1+H2+（ 5~10） mm （ 34） 180≥ 25+25+10 180≥ 60 滿足要求。 式中 S開 —— 注塑機移模行程 180mm； H1—— 推出距離 25mm； H2—— 流道凝料與塑 件高度 25mm。 11 第四章 模具設計 分型面的設計 為了將塑件和澆注系統凝料等從密閉的模具取出，以及為了安放嵌件，將模具適時地分成兩個或若干個組成部分，這些可以分離部分地接觸面，統稱分型面。 模具設計中分型面的選擇很關鍵 ,它決定了模具的結構。應根據分型面選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。選擇模具的分型面時應考慮以下基本原則： （ 1）分型面的選擇應有利于脫模 （ 2）分型面的選擇應有利于保證塑件的外觀質量和精度要求 （ 3）分型面的選擇應有利于成型零件的 加工制造 （ 4）分型面應有利于側向抽芯 （ 5）分型面應選在塑件外形最大輪廓處 （ 6）便于塑件脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊 圖 41 分型面的選取 型腔數的確定 一模具兩件的布局將使 模具生產提高效率， 適應中小批量的生產要求 ,料流比較順暢 ,流程較短 ,零件質量較好。 如圖 42 所示： 12 圖 42 殼體配套的一模二 件 模具澆注系統設計 主流道和分流道設計 ，以便與噴嘴銜接，為避免高溫塑料熔體溢出，凹坑球半徑比噴嘴球頭半徑 大 2mm，如果凹坑半徑小于噴嘴球頭半徑則主流道凝料無法一次脫出，由于主流道與注塑機的高溫噴嘴反復接觸和碰撞，所以設計成獨立的主流道襯套，選用 Cr12MOV 鋼材并經熱處理提高硬度，設計獨立的定位環用來安裝模具時起定位作用，主流道襯套的進口直徑略大于噴嘴直徑 1mm以避免溢料并且防止銜接不準而發生的堵截。 定義：主流道是指從注射機噴嘴與模具接觸的部位起，到分流道為止的這一段。 主流道形狀及其與注塑機噴嘴配合關系如圖 43 圖 43 主流道形狀與注塑機噴嘴配合關系圖 D2=D1+（ ~1mm） R2=R1+（ 1~2mm） （其中 D R1 分別為注射機射出口的直徑及注射頭的球半徑 ) 由于 PC 流動性 一般 ，所以主流道進口端的截面直徑取稍大些。根據所選注塑機的噴嘴前端孔徑 4? 得： 13 主流道進口端直徑 D1 =5mm 主流道進口端的截面直徑 D2 =6mm 錐角 α=3176。 主流道出口端圓角半徑 R=D 2 = 取 1mm 主流道表壁的表面粗糙度 RA = m 主流道長度 L2 =22mm 注塑機噴嘴前端孔徑 R1= 所以主流道進口端球面半徑取 R2=5mm 主流道如圖 44所示 ： 圖 44 主流道設計圖 對于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式，設計應盡量保 證所有的型腔同時得到均一的充填和成型。一般在塑件形狀及模具結構允許的情況下，應將從主流道到各個型腔的分流道設計成長度相等、形狀及截面尺寸相同（型腔布局為平衡式）的形式，否則就需要通過調節澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達到一致，這就是澆注系統的平衡。 (1)分流道的平衡 在多腔模具中，熔體在主流道與各分流道，或各分流道之間的體積流量是不會相同的，但可以認為他們的流速是相等的，以此達到各型腔同時充滿的目的。為此各流道之間應以不同的長度或截面尺寸來達到流量不等，經分析可推導，可用下式進行平衡計算： L1/L2=d1/d2=Q1/Q2 （ 41） 式中 Q1， Q2—— 熔融樹脂分別在流道 1 和流道 2 中的流量 cm3/s； d1, d2—— 分流道 1 和分流道 2 的直徑 cm。 L1， L2—— 分流道 1 和分流道 2 的長度 cm。 14 上式沒有考慮分流道轉彎局部阻力的影響，以及模具溫度不均的影響。實際上尚須對這些因素作校正，才能達到充模時間相等的目的。當分流道作平衡布置，且各型腔所需之填充量又相等時，則各流道的長度變化、長度尺寸等均應相同 。 (2)澆口的平衡 在多 型腔非平衡分流道布置時，由于主流道到各型腔的分流道長度或各型腔所需填充流量不同，也可采用調整各澆口截面尺寸的方法，使熔融體同時充滿各型腔。 澆口平衡簡稱為 BGV,只要做到各型腔 BGV 值相同，基本上能達到平衡填充。 對于多型腔相同制品的模具，其澆口平衡計算公式如下： BGVLgLrAg?? （ 42） 式中 Ag—— 澆口的截面積 mm2。 Lg—— 澆口的長度 mm。 Lr—— 分流道的長度 mm。 澆注系統設 計時一般澆口的截面積與分流道的截面積之比 Ag/Ar 取~。 分流道的截面形狀有圓形、半圓形、矩形、梯形、 V 形等多種。其中圓形截面最理想，使用越來越多。本次設計采用圓形截面。 分流道直徑 d 為 3mm，主流道到分流道長度 Lr2=47mm。澆口的長度Lg= 分流道截面 積 Ar Ar= ?2)2(d = mm2 澆口套設計 由于注塑成型時主流道要與高溫塑料熔體和注塑機噴嘴反復接觸和碰撞，所以一般都不將主流道直接開 在定模上，將它單獨開設在一個嵌套中，然后將此套再嵌入定模內，此套為澆口套 ,也稱為主流道襯套。澆口套應選用優質鋼材 Ｔ 8A， 15 熱處理硬度為 5357HRC。長度應與定模配合部分的厚度一致，主流道出口處的