模具設計與制造-塑料端蓋的模具設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結構合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。 □□ 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，對關鍵的成型零件進行強度和剛度校核。 □ 成型零件的結構設計 □ 凹模結構設計 □□ 凹模是成型產品外形的主要部件，其結構特點是隨產品的結構和模具的加工方法而變化。 □□ 組合鑲拼方式的優點：對于形狀復雜的型腔，若采用整體式結構，比較難加工。所以采用組合式的凹模結構。同時可以使凹模邊緣的材料的性能低于凹模的材料，避免了整體式凹模采用一樣的材料不經濟，由于凹模的鑲拼結構可以通過間隙利于排氣，減少母模熱變形。對于母模中易磨損的部位采用鑲拼式，可以方便模具的維修，避免整體的凹模報廢。 □□ 組合 式凹模簡化了復雜凹模的機加工工藝，有利于模具成型零件的熱處理和模具的修復，有利于采用鑲拼間隙來排氣，可節省貴重模具材料。本設計凹模結構如圖 61所示。 圖 61□□ 凹模結構圖 16 □ 型芯結構設計 □□ 整體嵌入式型芯，適用于小型塑件的多腔模具及大中型模具中。最常用的嵌入裝配方法是臺肩墊板式，其他裝配方法還有通孔螺釘聯接式，沉孔螺釘聯接式。本設計型芯結構如圖 62 所示。 圖 62□□ 型芯結構圖 □ 成型零件工作尺寸計算 □□ 所謂成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接構成型腔腔體的部位的尺寸，其直 接對應塑件的形狀與尺寸。鑒于影響塑件尺寸精度的因素多且復雜，塑件本身精度也難以達到高精度，為了計算簡便，規定如下： □□ ： 塑件的公差規定按單向極限制，制品外輪廓尺寸公差取負值“ ?? ”，制品叫做腔尺寸公差取正值“ ?? ”，若制品上原有公差的標注方法與上不符，則應按以上規定進行轉換。而制品孔中心距尺寸公差按對稱分布原則計算，即取 2?? 。 □□ ：實踐證明，模具制造 公差可取塑件公差的 31 ~61 ，即δz= ?)61~31( ，而且按成型加工過程中的增減趨向取“ +”、“ ”符號，型腔尺寸不斷增大，則取“ +δ z” ,型芯尺寸不斷減小則取“ δ z”，中心距尺寸取“ 2z?? ”。 17 現取 3? 。 □□ ：實踐證明，對于一般的中小型塑件，最大磨損量可取塑件公差的 61 ，對于大型塑件則取 6? 以下。另外對于型腔底面（或型芯端面），因為脫模方向垂直，故磨損量δ c=0。 □□ ：塑件成型后的收縮率與多種因素有關，通常按平均收縮率計算。 2 m inm ax SSS ?? = 2 ? %=2% □□ 5. 模具在分型面上的合模間隙：由于注射壓力及模具分型面平面度的影響，會導致動模、定模注射時存在著一定的間隙。一般當模具分型的平面度較高、表面粗糙度較低時，塑件產生的 飛邊也小。飛邊厚度一般應小于是 ~。 □ 外形尺寸 □□ 根據公式： LM= zSLS????????? ???043)1(` SL =85mm, LM= ? SL =, LM= ? SL =18mm, LM= ? SL =2mm, LM= ? 根據公式： HM= zS ????????? ???0S 32)1(H SH =27mm, HM = ? SH =3mm, HM = ? SH =5mm, HM = ? □ 內腔尺寸 □□ 根據公式： LM = 043)1( zSlS ???????? ??? SL =5mm, LM=? SL =, LM=? 18 SL =12mm, LM=? SL =3mm, LM=? 根據公式： h M= 032)1( zShS ???????? ??? Sh =27mm, h M =? Sh =3mm, h M =? Sh =40mm, h M =? Sh =32mm, h M =? 19 第七章 □□ 合模導向機構的設計 □□ 導柱導向機構設計要點： □□ 具一般只設置兩根導柱，當其元合模方位要求，采用等徑且對稱布置的方法，若有合模方位要求時，則應采取等徑不對稱布置，或不等徑對稱布置的形式。大中型模具常設置三個或四個導柱，采取等徑不對稱布置，或不等徑對稱布置的形式。 □□ ；Ⅰ型帶頭導套主要應用于復雜模具或大、中型模具的動定模導向中；Ⅱ型帶頭導套主要應用于推出機構的導向中。 □□ ；導柱中心到模板邊緣的距離δ一般取導柱固定端的直徑的 1~ 倍；其設置位置可參見標準模架系列。 □□ ；但針對某些特殊的要求，如塑件在動模側依靠推件板脫模，為了對推件板起到導向與支承作用，而在動模側設置導柱 .。 □□ ，導柱與導套在分型面處應設置承屑槽；一般都是削去一個面，或在導套的孔口倒角。 □□ 6~8mm，以確保其導向作用。 □□ 、導套及導向孔的軸線平行，以及同軸度要求，否則將影響合模的準確性，甚至損壞導向零件。 □□ H7/f7（低精度時可采 用 H8/f8 或 H9/f9）；導柱固定部分的配合精度采用 H7/k6（或 H7/m6）。導套與安裝之間一般用 H7/m6的過渡配合，再用側向螺釘防止其被拔出。 □□ 、精度要求不高的模具，導柱可直接與模板上加工的導向孔配合。通常導向孔應做志通孔；如果型腔板特厚，導向孔做成盲孔時，則應在盲孔側壁增設通氣孔，或在導柱柱身、導向孔開口端磨出排氣槽；導向孔導滑面的長度與表面粗糙度可根據同等規格的導套尺寸來取，長度超出部分應擴徑以縮短滑配面。 □ 導柱結構 □□ 帶頭導柱如圖 71 所示 圖 71□□ 導柱圖 20 □ 導套結構 □□ 帶頭導套如圖 72 所示 圖 72□□ 導套圖 21 第八章 □□ 脫模機構的設計 □ 脫模機構設計的總原則 □□ ，以便推出機構盡量設在動模一側，從而簡化模具結構。 □□ ，有針對性地選擇合理的推出裝置和推出位置，使脫模力的大小及分布與脫模阻力一致；推出力作用點應靠近塑件對凸模包緊力最大的位置，同時也應是塑件剛度與強度最大的位置；力的作用面盡可能大一些，以防止塑件在被推出過程中變形或損 壞。 □□ ，以力求良好的塑件外觀。 □□ ，動作可靠（即：推出到位、能正確復位且不與其他零件相干涉，有足夠的強度與剛度），遠動靈活，制造及維修方便。 □ 推桿設計 □ 推桿的形狀 □□ 如圖 81 所示 圖 81□□ 推桿圖 □ 推桿的位置和布局 □□ ，均勻布置。 □□ ，推出平衡，不變形；當塑件各處脫模阻力相同時，則均勻布置；若某個部位脫模阻力特大，則該處應 增加推數目。 □□ 、凸緣、加強等塑件強度、剛度較大處；當結 22 構特殊，需要推在薄壁處時，可采用盤狀推桿以增大接觸面積。 □□ 。當推在端面則距型芯側壁δ1? ；當推桿設置在型芯內部推在塑件內部時，推桿孔距型芯側壁δ 2? 3mm。 □□ ，以利于用配合間隙排氣。 □□ ，可在塑件外側設置溢料槽，從而 靠推桿推在溢料槽內的凝料上而帶塑件。 □ 推件板設計的要點 □□ 3176。 ~10176。的推面配合，以減少遠動摩擦，并起輔助定位以防止推件板偏心而溢料；推件板與型芯側壁之間應有 ~ 的間隙，以防止兩者間的擦傷而或卡死，推件板與型芯間的配合間隙以不產生塑料溢料為準，塑料的最大溢料間隙可查表，推件板與型芯相配合的表面粗糙度可以取~ m。 □□ 45 鋼制造，對要求比較高的模具，也可以采用T8 或 T10 等材料，并淬硬到 53~55HRC，有時也可以在推 件板上鑲淬火襯套以延長壽命。 □□ ，應在型芯上增設一個進氣裝置，以避免塑件脫模時在型芯與塑件間形成真空。 □□ ，在推板與動模座板間應留有為保護模具的 2~3mm 空隙。 23 第九章 □□ 溫度調節系統的設計 □□ 在注射成型過程中，模具溫度直接影響到塑件的質量如收縮率、翹曲變形、耐應力開裂性和表面質量等，并且對生產效率起到決定性的作用，在注射過程中，冷卻時間占注射成型周期的約 80%，然而，由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模 具溫度的要求有盡相同，因此，對模具冷卻系統的設計及優化分析在一定程度上決定了塑件的質量和成本，模具溫度直接影響到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件質量，而模具溫度的高低取決于塑料結晶性，塑件尺寸與結構、性能要求以及其它工藝條件如熔料溫度、注射速度、注射壓力、模塑周期等。影響注射模冷卻的因素很多，如塑件的形狀和分型面的設計，冷卻介質的種類、溫度、流速、冷卻管道的幾何參數及空間布置，模具材料、熔體溫度、塑件要求的頂出溫度和模具溫度，塑件和模具間的熱循環交互作用等。 □□ 。 、冷卻時間短、注射速度快，可降低塑件的翹曲變形。 ，提高模具溫度可使塑件尺寸穩定，避免后結晶現象，但是將導致成型周期延長和塑件發脆的缺陷。 ，塑件的耐應力開裂性降低，因此降低模具溫度是有利的，但對于高粘度的無定型聚合物，由于其耐應力開裂性與塑料的內應力直接相關，因此提高模具溫度和充模，減少補料時間是有利的。 。 □□ 在注射成形過程中，模具的溫度直接影響塑件的成型質量和生產效率，根據塑料的要求，注射到模 具內的塑料溫度為 2021C 左右，而從模具中取出塑件的溫度約為 600C，溫度降低是由于模具通入冷卻水，將溫度帶走了，普通的模具通入常溫的水進行冷卻，通過調節水的流量就可以調節模具的溫度。 □□ 因塑料端蓋使用的塑料是 ABS，要求模溫高，若模具溫度過低則會影響塑料的流動性，增加剪切阻力，使塑件的內應力較大，甚至還出現冷流痕、銀絲、注不滿等缺陷。因此在注射開始時，為防止填充不足，充入溫水或者模具加熱。 □□ 總之，要做到優質、高效率生產，模具必須進行溫度調節。 □□ 對溫度調節系統的要求： □□ ； □□ 2. 模溫均一，塑件各部分同時冷卻； □□ 3. 采用低的模溫，快速且大量通冷卻水； □□ 溫度調節系統應盡量結構簡單，加工容易，成本低謙。 □ 模具冷卻系統的設計 24 □□ 根據模具冷卻系統設計原則：冷卻水孔數量盡量多，尺寸盡量大的原則可知，冷卻水孔數量大于或等于 3根都是可行的。這樣做同時可實現盡量降低入水與出水的溫度差的原則。根據書上的經驗值取 4根，冷卻水口口徑為 6mm。 □□ 另外，具冷卻系統的過程中，還應同時遵循： □□ 。 □□ 。 □□ 盡可能的多，孔徑應盡可能的大。 □□ ，以防漏水。 □□ ，通常應設在注塑機的背面。 □□ 卻水孔應避免設在塑件的熔接痕處。 而且在冷卻系統內，各相連接處應保持密封，防止冷卻水外泄。 □ 模具加熱系統的設計 □□ 因在 ABS 要求的熔融溫度為 200。而且流動性能為中性，同時在注射時模具溫度要求為 50—— 70，所以該模具必須加熱。模具加熱方法包括：熱水，熱空氣，熱油及電加熱等。由于電加熱清潔、結構簡單、可調節范圍大，所以在該 模具應用電加熱。 25 第十章 □□ 模具的裝配 □□ 裝配模具是模具制造過程中的最后階段，裝配精度直接影響到模具的質量、壽命和各部分的功能。模具裝配過程是按照模具技術要求和相互間的關系，將合格的零件連接固定為組件、部件直至裝配為合格的模具。 □□ 在模具裝配過程中，對模具的裝配精度應控制在合理的范圍內，模具的裝配精度包括相關零件的位置精度，相關的運動精度，配合精度及接觸只有當各精度要求得到保證，才能使模具的整體要求得到保證。 □□ 塑料模的裝配基準分為兩種情況，一是以塑料模中和主要零件臺 定模，動模的型腔，型芯為裝配基準。這種情況，定模各動模的導柱和導套孔先不加工，先將型腔和型芯鑲塊加工好，然后裝入定模和動模內，將型腔和型芯之間墊片法或工藝定位器法保證壁厚，動模和定模合模后用平行夾板夾緊，鏜投影導柱和導套孔，最后安裝動模和定模上的其它零件，另一種是已有導柱導套塑料模架的。 □□ 澆口套與定模部分裝配后，必須與分模面有一定的間隙，其間隙為 —— 毫米，因為該處受噴嘴壓力的影響，在注射時會發生變形，有時在試模中經常發現在分模面上澆口套周圍出現塑料飛邊，就是由于沒有間隙的原因。為了有效的 防止飛邊，可以接近塑件的有相對位移的面上銼一個三角形的槽，由于空氣的壓力的緣故可以更好的防止飛邊。 □ 模具的裝配順序 □□ ； □□ ，合格零件必須去磁并將零件擦拭干凈； □□ ，如各模板的平行度要校驗修磨，以保證模板組裝密合，分型面吻合面積不得小于 80%，間隙不得小于溢料最小值，防止產生飛邊； □□ ，以便總裝合模調整時檢查； □□ ，無松動和卡滯現象； □□ ，保