機床手柄注塑模具的設計畢業設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 頁 所需的時間 . 選擇注塑機 注射機的選擇包括兩個方面的內容： 一是確定注射機的型號，使塑料，塑件，注射模及注射工藝等所要求的注射機的規格參數在所選注射機的規格參數可調的范圍內； 二是調整注射機的技術參數至所需要的參數。 [17] 根據塑料的品種，塑件的結構和注射模的大小，成型方法，生產批量以及現有設備的注射工藝進行注射機的選擇 注射機規格的初選是根據以往的經驗和注射模的大小。先預選注射機的型號，之后要進行校核。 注射機的初選： （ 1）模具所需塑料熔體注塑量 ： 12v nv v?? 式中 v —— 一副模具所需塑料的體積； n—— 型腔數目； 1v —— 單個塑件的體積； 2v —— 澆注系統的體積。 首先 2v 是個未知值，在我們學校里做的設計時以 來估算，即： nv? 而 1v 根據塑件圖可以算出個大概值。 2 2 2 21 * 2 4 * 5 4 . 5 * 1 3 * 3 0 * 1 0 * 3 6 . 5 * 6 * 3 7 . 5v ? ? ? ?? ? ? ? 屆畢業設計說明書 第 17 頁 共 43 頁 ? 3mm 所以 nv? =* 3mm = 3mm 3316cm? （ 2）塑件和流道凝料（包括澆口）在分型面的投影面積及所需鎖模力 12A nA A?? 12()mF nA A P?? 型 式中 A—— 塑件及流道凝料在分型面上的投影面積； 1A —— 單個塑件在分型面上的投影面積； 2A —— 流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積； mF —— 模具所需鎖模力； P型 —— 塑料熔體對型腔的平均壓力。 流道凝 料（包括澆口）在分型面上的投影面積 2A 在模具設計前是未知值。根據多型腔模的統計分析，大致是每個塑件在分型面上投影面 1A 的 倍 ，可選 來估算。而 ABS 塑件作為中等黏度塑件其對型腔的平均壓力 P型 為 35MPa 。 所以 12A nA A??= = * 2 * * 24? = 2mm 12()mF nA A P?? 型=* 610? 3m *35* 610 Pa （ 3）選擇注塑機型號 根據注射機的最大注射量（額定注射量 G）和額定鎖模力 F 來選擇，它們應該滿足 /Gm?? 式中 ?—— 注射系數，無定型塑料取 。 屆畢業設計說明書 第 18 頁 共 43 頁 所以 G? 2316 / =。 mFF? 所以注塑機的選擇為 XS— ZY— 500 型號的注射機 其中 S：塑料機械 Z：注射機 X：成型 Y：螺桿式 500： 最大注射量為 3500cm （此注射機配套的定位圈的直徑為 cm100 ） 澆注系統的設計 澆注系統的設計原則 注射模具的澆注系統是指塑料熔體從注射機噴嘴出來后，到達型腔之前在模具中所流經的通道，其作用是將熔融狀態的塑料從噴嘴處平穩地引入模具型腔，并在熔體充填和固化定型的過程中將注射壓力和保壓力傳遞到塑料制品各個部位，以獲得組織致密，外形清晰，表面光潔和尺寸精確的塑料制品。因此，澆注系統設計的正確與否直接關系到 注射成型的效率和制件質量。 [18] 澆注系統的 設計包括流道截面形狀，流道和澆口尺寸及流道的布置。要保證熔融塑料在填充過程中壓力損失小，溫度降低幅度小，到達模具型腔時壓力均衡。 [19] 澆注系統的設計原則包括以下方面： （ 1） 塑料成型特性。設計的澆注系統應滿足所用塑料成型特性要求，以保證制品質量。 （ 2） 制品大小及形狀。根據制品大小、形狀、壁厚、技術要求等因數，結合所選分型面，同時考慮澆注系統的形式、進料口數量，為保證正常成型，還應注意防止流料直接沖擊嵌件和細弱型芯或型芯受力不均，還應充分估計可能產生的質量弊病和部位等問 題，從而采用相應的措施或留有休 屆畢業設計說明書 第 19 頁 共 43 頁 整的余地。 （ 3） 模具成型制品的型腔數。設置澆注系統還應考慮到模具是一模一腔還是一模多腔，澆注系統需按型腔布局設計。 （ 4） 制品外觀。設置澆注系統時應考慮去除、休整進料口是否方便，同時不影響制品的外表美觀。 （ 5） 注射機安裝模板的大小。在制品投影面積比較大時，設置澆注系統應考慮注射機模板大小是否允許，并防止模具偏單邊開設進料口，造成注射時受力不均。 （ 6） 成型效率。在大量生產時，設置澆注系統還應該考慮到在保證成型質量的前提下盡量縮短流程，減少斷面面積以縮短填充及冷卻時間，縮短成型周期，同時減少澆注系統 損耗的塑料。 （ 7） 冷料。在注射間隔時間，噴嘴端部的冷料必須去除，防止注入型腔影響塑件制品質量，故設計澆注系統時應考慮儲存冷料的措施。 澆注系統的設計 一般澆注系統包括四個基本部分：主流道；分流道；澆口和冷料穴。 主流道是指從注射機噴嘴與模具接觸處起到分流道為止的一段料流通道，負責將塑料熔體從噴嘴引入模具。當模距閉合后注射機噴嘴壓緊模具主流道襯套，并封緊注射機與模具之間的間隙，熔體材料直接從料筒流入主流道。 [20] 主流道通常位于模具的中心，是塑料熔體的入口，其形狀為圓錐形，以便于熔融 塑料的順利流入，開模時又能使主澆道的凝料順利拔出。主流道的 錐角 α≈ 2040， 對于流動性差的塑料可取 60100， 內壁表面粗糙度Ｒ a小于 0. 63 m? 。 通常主流道進口端直徑應根據注射機噴嘴孔徑確定。設計主流道截面直徑時，應該注意噴嘴和主流道的對中。為了補償對中誤差并解決凝料的脫模問題，主流道進口端直徑應比噴嘴直徑大。 在保證制品成型的條件下，主流道的長度 L 盡可能短，以減少壓力損失及 廢料，一般可小于或等于 60mm 。 主澆道進口端與噴嘴頭部接觸的形式一種是平面，一種是弧面。由于平面連接在密封時需要有很高的壓力，實際中很少使用。一般情況下，均是采 屆畢業設計說明書 第 20 頁 共 43 頁 用弧面接觸定位，其方法是，在主流道襯套上連出一淺的球形定位槽，將噴嘴的球形頭壓在主流道襯套凹內。通常主澆道進口端凹下的球面半徑 2R 比噴嘴球面半徑 1R 大12mm? ， 凹下深度約為 。 根據所選的注射機 (SXZY500)型號選擇噴嘴的直徑為 R噴 嘴 =6mm ，則主流道進口端直徑 R進 =6+1=7mm 。噴嘴球面半徑 1R =18 mm ，則主流道進口端凹下的球面半徑2R =20mm ，凹下深度為 4mm ， 3?? ，則主流道大端直徑 D = 2 2D Ltg??進 。主流道襯套圖如圖 33所示。 圖 33 主流道襯套 2．分流道的設計 分流道 是主流道與澆口之間的料流通道，是塑料熔體由主流道流入型腔的過渡段，負責將熔體的流向進行平穩轉換，在多型腔模中起著將熔體向各個型腔分配的作用。在設計分流道時 應 注意：以最短的路程、最小的熱量壓力損失，將熔體快速順利地輸入型腔；材料必須能在相同的溫度、壓力條件下，從各個澆口同時地向型腔進料；從節省塑料材料的角度考慮，流道橫截面積應盡可能小；考慮到節省材料與冷卻條件，分流道的表面積 /體積比應盡可能小。 （ 1）分 流道截面形狀 分流道的形狀尺寸主要取決于塑件的體積 、壁厚、形狀，以及所加工塑料的種類、流程長度和模具結構等。分流道斷面積過小，會降低單位時間內輸送的塑料量，并使填 屆畢業設計說明書 第 21 頁 共 43 頁 充時間延長，塑料常出現缺料、波紋等缺陷。分流道斷面積過大，不僅積存空氣增多，塑件容易產生氣泡，而且增大塑料耗量，延長冷卻時間。 常用的分流道截面形狀有圓形，梯形， U 形，矩形和半圓形等 1）從流道效率來考慮 流道截面周長越大，則熔料和模具接觸面積越大，熱量的散失也就越大；另一方面，流道截面積越大，則壓力下降越小。可以用流道的截面面積和其周長來衡量其截面形狀的優異，圓形截面的效率最高，雖然正方形截面效 率也最高，其次是梯形截面。 2）從經濟性考慮 圓形截面 要以分型面為界分成兩半進行加工才利于凝料脫出，這種加工的工藝性不佳，且模具閉合后難以精確保證兩半圓對準，尤其不適合于一模多腔的模具中。 而 U形截面的分流道，其流道效率雖低于圓形截面的分流道的 效率 ，但它易于加工，經濟性較好，且塑料熔體的熱量散失及流動阻力不大 。 因此本模具分流道的截面形狀選擇 U 形截面。 表 34 分流道截面形狀及特點 流道截面形狀 流道效率 流動 阻力 脫模 加工 條件 分流道特點 選用情況 max S mm?? 小 好 不易對中 圓形流道的加工成本比較高，常用于熱流道模具，因為在兩塊模板上開槽而比較麻煩，同時也不適用于各種模具。 常用 B 005 10? ? ?? B= max S mm?? 較小 好 好 形狀最接近圓形斷面，在模具單側加工，由于推出需要，經常加工在動模一側。但與圓形斷面相比，壓力損失大 最常用 屆畢業設計說明書 第 22 頁 共 43 頁 B= 較小 好 好 梯形界面除效率高外，另一個優點就是只在模具的一塊板上加工，而且如果尺寸設計巧妙，能過達到圓流道同樣效果。 較常用 較大 好 好 半圓形界面雖然效率較低，但其加工簡單，在流道長度不太長的情況下使用更為有利。 較常用 大 不好 好 效率最高，但是在加工和脫模時則不方便。 不用 （ 2） 流道截面尺寸 分流道截面尺寸應根據素件的成型體積、壁厚、形狀，所用塑料的工藝性能，注塑速度以及分流道的長度等因素來確定。根據經驗對 ABS 分流道的推薦值為 ，本模具選擇分流道的尺寸為 8mm 。 （ 3） 分流道表面粗糙度 分流道的表面粗糙度不宜太小，以防將冷料帶入型腔，一般要求 aR 值為 ? 即可。這樣可增大對外層塑料熔體的流動阻力，減少流速，并于中心熔體之間有一定的速度差，以保證熔體流動時具有合適的切變速率和剪切熱。 3． 澆口的設計 （ 1）澆口的作用 澆口也稱進料口，是連接分流道與型腔的通道，除直 接澆口外它是澆注系統中截面尺寸最小的部分，但卻是澆注系統的關鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對塑件性能和質量的影響很大。澆口的作用是使從分流道來的熔融塑料以較快的速度進入并充滿型腔，型腔充滿塑料以后，澆口應按要求迅速冷卻封閉，防止型腔內還未冷卻的熔體回 屆畢業設計說明書 第 23 頁 共 43 頁 （ 2）影響澆口設計的因素 澆口設計包括澆口截面形狀及澆口截面尺寸的確定，澆口位置的選擇。 影響澆口截面形狀及其尺寸的因素，就塑件而言，包括塑件的形狀、大小、壁厚、尺寸精度、外觀質量及力學性能等。塑件所用塑料特性對澆口設計的影響因素是塑料成型溫度、流動性、收縮率 及有無填充物等。此外，在進行澆口設計時還應考慮澆口的加工、脫模及清除澆口的難易程度。 （ 3）澆口截面尺寸的大小 澆口截面尺寸通常為分流道截面積的 倍。澆口截面形狀多為矩形和圓形兩種，澆口長度約為 。澆口具體尺寸一般根據經驗確定，取其下限值，然后在試模時逐步修正。 （ 4） 澆口形式與塑料品種的相互適應性 查表可 知 ABS 塑料適應的澆口形式有：直接澆口、側澆口、護耳澆口、薄片式澆口環形澆口、圓盤澆口、點澆口、潛伏式澆口。 （ 5）澆口形式 1） 直接澆口： 適合各種塑料成型，尤其 加 工熱敏性及高黏度材料 ， 成型高質量的大型或深腔殼體、箱型塑件 。只適用于單型腔模具，去除澆口較困難。 2）側 澆口： 側澆口又稱邊緣澆口，廣泛用于兩板式多型腔模具以及斷面尺寸較小的塑件，它一般開設在分型面上，從型腔外側面進料。 3）點 澆口： 點澆口又稱橄欖澆口或菱形澆口，是一種截面尺寸特小的圓形澆口。常用于中小型塑件的一模多腔模具，也可用于單型腔模具或表面不允許有較大痕跡的塑件。 4）潛伏式澆口 ： 又稱隧道式澆口、剪切澆口， 其 形式是由點澆口演變而來。 經過對各種澆口的對比，本模具選用點澆口。如圖 34 所示。