注塑模具畢業設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 根據進料口的位置，排氣槽應開設在型腔最后充滿的地方。②盡量把排氣槽開設在模具的分型面上。③對于流速較小的塑料制品，可利用模具的分型面及頂桿零件配合的間隙進行排氣。④排氣槽不要開設在工人操作的一方，以防止塑料在注射時溢出模外，發生燒傷事故。⑤對于大型塑料注射模具，為了防止溢料，排氣槽應開設在模具的分型面上，并成為曲線形。⑥排氣槽的尺寸，應根據塑料的流動性能來選擇。 塑料品種深度h/mm塑料品種深度h/mm聚乙烯(PE)聚酰胺(PA)聚丙烯(PP)～聚碳酸酯(PC)～聚苯乙烯(PS)聚甲醛(POM)～ABS丙烯酸共聚物此設計利用模具零部件的配合間隙及分型面自然排氣。且本設計有較多推桿，故采用推桿和推桿孔的配合間隙排氣。第4章 成型零部件的設計與計算模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件即成型零件設計，包括型腔、型芯、鑲塊和成型桿等。設計成型零件時，應根據塑料的特性和塑件的結構及使用要求，確定型腔的總體結構，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進行成型零件結構設計，計算成型零件的工作尺寸，對關鍵零件進行強度和剛度校核。模具的成型零件主要是凹模型腔和底板厚度的計算，塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓 作用，應具有足夠的強度和剛度，如果型腔側壁和底板厚度過小，可能因強度不夠而產生塑性變形甚至 破壞；也可能因剛度不足而產生撓曲變形，導致溢料飛邊，降低塑件尺寸精度并影響順利脫模。因此， 應通過強度和剛度計算來確定型腔壁厚，尤其對于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能單純 憑經驗來確定型腔壁厚和底板厚度。注射模具的成型零件是指構成模具型腔的零件，通常包括了凹模、型芯、成型桿等。凹模用以形成 制品的外表面，型芯用以形成制品的內表面，成型桿用以形成制品的局部細節。成形零件作為高壓容器， 其內部尺寸、強度、剛度，材料和熱處理以及加工工藝性，是影響模具質量和壽命的重要因素。設計時應首先根據塑料的性能、制件的使用要求確定型腔的總體結構、進澆點、分型面、排氣部 位、脫模方式等，然后根據制件尺寸，計算成型零件的工作尺寸，從機加工工藝角度決定型腔各零件的 結構和其他細節尺寸，以及機加工工藝要求等。此外由于塑件融體有很高的壓力，因此還應該對關鍵成 型零件進行強度和剛度的校核。在工作狀態中，成型零件承受高溫高壓塑件熔體的沖擊和摩擦。在冷卻固化中形成了塑件的形體、 尺寸和表面。在開模和脫模時需要克服于塑件的粘著力。在上萬次、甚至上幾十萬次的注射周期，成型 零件的形狀和尺寸精度、表面質量及其穩定性，決定了塑件制品的相對質量。成型零件在充模保壓階段 承受很高的型腔壓力，作為高壓容器，它的強度和剛度必須在容許范圍內。成型零件的結構，材料和熱 處理的選擇及加工工藝性，是影響模具工作壽命的主要因素。1成型零件的結構設計從材料來講，成型零件一般由優質鋼材制作。成型零件與塑料直接接觸，承受著料流的高速沖刷、脫模時塑件給予的摩擦力、高壓高溫塑料熔體的擠壓力，因此要求其有足夠的強度、剛度、硬度和耐磨性。當成型有腐蝕性氣體產生的塑料時，模具材料還需具備良好的耐腐蝕性或表面鍍硬鉻。成型零件一般都應進行熱處理或預硬化處理，要求熱處理變形量小，硬度達30HRC以上，為減小流阻力， um以下。模具的材料選擇預硬化型塑料模具鋼中的3Cr2Mo（GB/T 12992000）。3Cr2Mo是國際上廣泛應用的預硬型塑料模具鋼，其綜合力學性能好，淬透型高，可以使較大截面的鋼材獲得較均勻的硬度，并具有很好的拋光性能，表面粗糙度低。用該鋼制造模具時，一般先進行調質處理，硬度為28～35HRC（即預硬化），再經冷加工制造成模具后，可直接使用。這樣既保證模具的性能，又避免熱處理引起模具的變形。因此，該鋼種宜于制造尺寸較大或形狀復雜、對尺寸精度與表面粗糙度要求較高的塑料模具和低熔點合金。（或型腔）的設計 型腔是成型塑件外表面的凹狀零件，按其結構不同，可分為整體式和組合式兩類。該塑件底面較為簡單，通過比較，采用整體式的凹模結構。整體式凹模結構比較牢固，不易變形，成型塑件的表面不會有模具的接縫痕跡。當塑件形狀簡單時，制作整體式凹模比較容易。用多腔模生產中小型制件時，常采用在一塊材料上整體加工單個凹?；蚨鄠€凹模，然后再將他們嵌入到模板內。各單個凹模 一般采用冷擠壓、電加工、電鍍等方法制作。 由于該塑件屬于小型制品且為多型腔模具，所以采用整體嵌入式凹模，凹模和固定板之間采用過渡緊配合甚至過硬配合，以便使凹模固定牢靠。（或凸模）的設計：型芯是成型塑件內表面的零件。型芯按其結構也可分為整體式和組合式，整體式其結構牢固，不會使塑件產生拼接線痕跡，但不便加工，且消耗的模具鋼多，且熱處理不方便，常用于形狀簡單的中小型模具或工藝試驗模具。組合式凸模是由兩個或兩個以上的零件組合而成的凸模。應用于凸模形狀復雜時，設計成通孔臺肩式，凸模帶有臺肩，從下面嵌入模板，再用墊板螺釘緊固，是最常用的方法。在設計和制造時必須注意結構合理，保證型芯和鑲塊的強度，防止熱處理時變形，避免尖叫鑲拼。分析該塑件，結構不太復雜，且位置關系有一定的要求，為了保證位置關系以及尺寸，將型芯設計為組合式。 2成型零件工作尺寸的計算 成型零件工作尺寸是成型零件上直接用來構成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯之間的位置尺寸，孔間距離尺寸，孔與凸臺至某成型表面的距離尺寸，螺紋成型零件的徑向尺寸和螺距尺寸等。由于考慮到影響因素多，所以我們一般按照平均收縮率、平均磨損量和模具平均制造公差為基準的計算方法。（1） 計算模具成型零件最基本的公為： L＝L（1＋S）式中 L——模具成型零件在常溫下的實際尺寸； L——塑件在常溫下的實際尺寸； S ——塑料的計算收縮率。 （2）塑料的平均收縮率計算公式為：式中 ——塑料的平均收縮率； ——塑料的最大收縮率； ——塑料的最小收縮率。由材料的性質可知： ABS的收縮率為3~8﹐根據企業里的慣用數據取5為合適。在以下的計算中塑件外形最大尺寸為基本尺寸，偏差為負值，與之相對應的模具型腔最小尺寸為基本尺寸，偏差為正值。塑件內形最小值為基本偏差為正值，與之相對應的模具型芯最大尺寸為基本尺寸，偏差為負值；中心距偏差為雙向對稱分布。成型零件包括型芯(下稱：凸模)、型腔(下稱：凹模)參與成型塑件的零件。由于在整個設計過程中多應用的是3D軟件和2D軟件，故所有的成型零件的成型部分都可通過用3D軟件對塑件進行分模和進行型芯型腔的修改，再轉為2D來確定其尺寸，故各成型零件的具體結構、形狀和尺寸都可在2D零件圖里查看。而各自的定位尺寸請參看2D組立圖，在此列舉。 注：本設計中建3D用的是Slidwork三維軟件，二維尺寸標注用的是AutoCAD 2007。 考慮到零件結構比較簡單及模板的選擇，,根據經驗(即中小型件成品邊界到模仁邊界的距離為20mm30mm)選取凸模的長寬尺寸為210110mm?？紤]到要安裝冷卻系統，根據分析初步確定凹模的外形尺寸為21011032mm。在學校作設計時，模架部分要自行設計；在生產現場設計中，盡可能選用標準模架，確定出標準模 架的形式，規格及標準代號。模架尺寸確定之后，對模具有關零件確定位； 頂出墊板不需與頂出固定板用銷釘確定位。模具上所有的螺釘盡量采用內六角螺釘；模具外表面盡量不要有突出部分；模具外表面應光潔，加 涂防銹油。模架的選取應綜合考慮凸模的大小與布置、結構形式、推出機構、合模導向機構等方面。根據數據和經驗得成型零件的計算及中件成品，凸模邊界到模板邊界的距離為80mm120mm)，還有注射機的參數，盡量選取標準模架,本模架選取400180。540180。309模架。第5章 脫模機構的設計塑件在從模具上取下以前,還有一個從模具的成型零件上脫出的過程,使塑件從成型零件上脫出的機構稱為推出機構。它包括以下幾個部分，脫模力的計算、推出機構、復位機構等的機構形式、安裝定位、尺寸配合以及某些機構所需的強度、剛度或穩性校核。推出機構按動力來源可分為手動推出、機動推出和液壓推出三類。在設計此機構時，應遵守以下幾個原則：① 推出機構應盡量設置在動模一側；② 保證塑件不因推出而變形損壞；③ 機構簡單動作可靠；④ 良好的塑件外殼；⑤ 合模時應使推出機構正確復位。1 脫模力的計算 塑件注射成型后，塑件在模具內冷卻定型，由于體積的收縮，對型芯產生包緊力，塑件要從模腔中脫出，就必須克服因包緊力而產生的摩擦阻力。對于底部無孔的筒、殼類塑件，脫模推出時還要克服大氣壓力。型芯的成型端部，一般均要設計脫模斜度。塑件在剛開始脫模時，所需的脫模力最大，其后推出力的作用僅僅是為了克服推出機構移動的摩擦力。一般而論，塑料制件剛開始脫模時，所需克服的阻力最大，所以選擇此時作為臨界條件。塑件脫模時的型芯的受力分析如圖： 脫模力示意圖根據力平衡原理，列出平衡式： 則： 式中 ——塑件對型芯的包緊力； ——脫模時型芯所受的摩擦阻力； ——脫模力； ——型芯的脫模斜度。又 于是 而包緊力為包容型芯的面積于單位上包緊力之積，即：由此可得： 式中 ——塑料對鋼的摩擦系數，~； ——塑件包容型芯的面積； ——塑件對型芯的單位面積上的包緊力，~107Pa；~107Pa。2推出機構的設計推出機構一般包括推桿推出機構、推管推出機構、推件板推出機構、活動鑲塊及凹模推出機構、多元綜合推出機構等?？紤]到本塑件的形狀一般，而且深度的拉開幅度很大，而推管推出機構通常使用于有孔的圓形套類塑件，推件板推出機構易使塑件產生變形且易產生毛刺?？紤]本塑件的具體形狀，在塑件的四個內角有圓形套，其它部位比較，再有本設計采用的是圓柱形推桿形式。推桿推出是一種最簡單常用的推出形式。推出組件制造簡便，更換容易，滑動阻力小，圓形,因圓形制造加工和修配方便，頂出效果好，在生產中應用最廣泛．但圓形頂出面積相對較小，易產生應力集中，頂穿產品，頂變形等不良。在脫模斜度小，阻力大等管形，箱形產品中盡量避免使用。當頂桿較細長時，一般設置成臺階形的有托頂針，以加強剛度，避免彎曲和折斷。推桿設計要點如下：1) 頂出位置應設置在阻力大處，不可離鑲件或型芯太近，對于箱形類等深腔模具。側面阻力最大，應采用頂面和側面同時頂出方式，以免產品變形頂破；2) 產品阻力均衡時，頂桿應對稱設置，使受力平衡；3) 當有細而深之加強筋時，一般在其底部設置頂桿；4) 若模具上有鑲件，