家用插線板注塑模具設(shè)計(jì)【電源插線板底座模具設(shè)計(jì)】【接線板】【排插】【插座】【一模兩腔】【側(cè)抽芯】【說明書+CAD+三維】,電源插線板底座模具設(shè)計(jì),接線板,排插,插座,一模兩腔,側(cè)抽芯,說明書+CAD+三維,家用插線板注塑模具設(shè)計(jì)【電源插線板底座模具設(shè)計(jì)】【接線板】【排插】【插座】【一模兩腔】【側(cè)抽芯】【說明書+CAD+三維】,家用 家用插線板注塑模具設(shè)計(jì) 【摘要】本論文的主要內(nèi)容為注塑模的設(shè)計(jì)。首先獲得產(chǎn)品部件的外型實(shí)體模型，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換后存為STEP文件,然后利用Pro/ENGINEER4.0重新測量建立.prt文件，然后綜合運(yùn)用EMX4.1模塊完成模具的設(shè)計(jì)，再進(jìn)行CAE分析，通過不斷分析改進(jìn)和修整，使設(shè)計(jì)達(dá)到要求；通過所有檢驗(yàn)后，用AutoCAD2009完成注塑模具非標(biāo)準(zhǔn)零件的零件圖和模架的裝配圖。 【關(guān)鍵詞】家用插線板、注塑模、Pro/ENGINEER4.0、AutoCAD2009 【Abstract】 This thesis mainly introduce the design Injection mold. The process of the design is that firstly saving the STEP file of the part.Then use the Pro/ENGINEER4.0 to finish the design of mold. The finished mold contains two cavities. If the mold passes all checks, then use the AutoCAD to finish the drawings of non-standard parts and the assembly drawing about the injection mold. At last write out the essay. 【Key words】 Home patch panel、Injection mold, Pro/ENGINEER4.0, EMX4.1, AutoCAD2009 目錄 第一章 緒論 1 1、 注塑模具概述 1 2、 二、注塑模具的設(shè)計(jì)步驟 2 第二章 注塑工藝分析及成型方法簡介 4 第一節(jié)、塑件分析 4 一、塑件結(jié)構(gòu) 4 二、塑件相關(guān)參數(shù)計(jì)算 5 三、塑件的結(jié)構(gòu)及成型工藝分析 5 第二節(jié)、材料ABS的注射成型過程及工藝參數(shù) 5 一、注射成型過程 5 二、材料ABS的注塑成型參數(shù) 6 三、材料ABS性能 6 第三章 模具設(shè)計(jì) 8 一、模具的分型面 12 二、型腔布置 15 三、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 四、溢流與排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16 五、成形零件設(shè)計(jì)與計(jì)算 16 六、脫模方式及其脫出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 19 七、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 17 八、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 17 九、側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 17 十、模具裝配圖 17 第四章 總結(jié) 23 一、模具設(shè)計(jì)過程體會 23 二、設(shè)計(jì)存在問題及解決設(shè)想 24 【參考文獻(xiàn)】…………………………………………………………………………25 【致謝】………………………………………………………………………………26 第1章 緒論 一、注塑模具概述 模具是我們生產(chǎn)中的的重要裝備，廣泛應(yīng)用于航空航天，汽車，民用企業(yè)等。模具技術(shù)是制造業(yè)中的重要技術(shù)，我們的生活離不開它，同時又是衡量一個國家工業(yè)產(chǎn)品制造水平的高低。 然而，每一種產(chǎn)品都要用特定的模具，必須設(shè)計(jì)出一種可靠的模具。而模具的類型很多，要根據(jù)具體的產(chǎn)品選擇合適的模具。本文主要研究家用插線板的模具的設(shè)計(jì)，屬于注塑模具。 工業(yè)產(chǎn)品零件精加工，精加工則塑件的50 ％和90 ％的75 ％將塑造完成。中國的模具行業(yè)近年的21 ％的年均增長率。今后一段時期，對于模具主要集中在四個方面的需求：汽車行業(yè)，家電行業(yè)，電子和通信行業(yè)和建材行業(yè)。最終產(chǎn)品由霉菌產(chǎn)生的比自己的高價值的價值死了幾次。如汽車行業(yè)，中國汽車產(chǎn)量超過400萬輛，達(dá)到170種基本車型，新車型和改款車型將達(dá)到430種，自動切換需要更換約80％的模具時，所需的汽車模具數(shù)以千計(jì)的模型，價值十億美元;大彩電，冰箱，洗衣機(jī)，空調(diào)，微波爐，錄像機(jī)，攝像機(jī)， VCD ， DVD和所需的模具行業(yè)等家電產(chǎn)品。同時，模具行業(yè)不斷增長的國家和人民的關(guān)注和重視， “關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策的決定”，國務(wù)院還頒布了模具行業(yè)的機(jī)械制造行業(yè)的第一個轉(zhuǎn)換序列。模具技術(shù)的發(fā)展極大地促進(jìn)了生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品的開發(fā)，最終產(chǎn)品的模具產(chǎn)值將超過它們的價格幾倍甚至上百倍千倍及。 激勵機(jī)制提供了良好的環(huán)境，模具工業(yè)的發(fā)展。根據(jù)國家產(chǎn)業(yè)政策和導(dǎo)向的相關(guān)配套政策，也有很多地方近年來相繼出臺，一些支持當(dāng)?shù)啬＞弋a(chǎn)業(yè)發(fā)展的激勵，一些文件中發(fā)現(xiàn)，有的出現(xiàn)在了行動已經(jīng)收到了良好的結(jié)果。同時，模具工業(yè)的快速發(fā)展也帶動了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的繁榮。 利： （1）產(chǎn)生規(guī)?；＞呱a(chǎn)集群的快速發(fā)展經(jīng)濟(jì)體的利益。 （2）模具很少有“品牌”和“專利”。隨著市場經(jīng)濟(jì)在近幾年的發(fā)展，一些企業(yè)已經(jīng)認(rèn)識到創(chuàng)新和研發(fā)，投資，努力提高快速的重要性。根據(jù)情況在中國模具工業(yè)協(xié)會了解到，很多企業(yè)在近幾年的投資在創(chuàng)新和研發(fā)及銷售收入的5％左右的比例，甚至達(dá)到單個企業(yè)已經(jīng)躍居8-10％。 （3）越來越多高科技產(chǎn)品的模具。 弊：雖然中國模具行業(yè)發(fā)展進(jìn)入快車道，但在準(zhǔn)確性方面，壽命，制造周期時間和能力，與國際水平還存在著發(fā)達(dá)工業(yè)國家之間的懸殊對比，所以它不能滿足中國制造業(yè)的發(fā)展需求。特別是在精密，大型，復(fù)雜，長壽命模具，仍然供不應(yīng)求。因此，每年仍需要大量進(jìn)口。 （2）每年都在增加對外國資本的依賴。 （3）人才短缺問題逐漸突出 （4）大大加劇了市場競爭。 （5）盡管近幾年出口大于進(jìn)口霉菌生長的年增長速度，但是增加的那部分絕對量肯定還是進(jìn)口大于出口，致使模具貿(mào)易逆差越來越上升。 2、 注塑模具的設(shè)計(jì)步驟： 1．?確定模具的設(shè)計(jì)要求 模具的設(shè)計(jì)，首先得按設(shè)計(jì)要求行事。 2．?分析工藝性 如果批量比較小時，在設(shè)計(jì)模具時應(yīng)該考慮生產(chǎn)成本的問題，應(yīng)該設(shè)計(jì)比較的簡單的模具；如果批量比較大時，首先要考慮生產(chǎn)質(zhì)量問題，在此基礎(chǔ)上要強(qiáng)調(diào)效率?？梢栽O(shè)計(jì)一個模具有幾個型腔、或者是生產(chǎn)線以達(dá)到自動化告訴生產(chǎn)。從而可以大大地縮短整個生產(chǎn)過程的周期，最終達(dá)到提高生產(chǎn)效率的目的。由此看來，好的生產(chǎn)工藝對生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量有很好的作用。 3．全面?計(jì)算出塑件的體積和塑件的質(zhì)量 模具型腔的數(shù)目取決于塑件的體積和質(zhì)量，所以必須準(zhǔn)確地計(jì)算出塑件的體積和質(zhì)量，從而提高設(shè)備的利用率。 4、所有注塑模具設(shè)計(jì)參數(shù)的計(jì)算 5、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）、?確定塑件成型的具體位置，然后選擇合適的分型面； （2）、根據(jù)具體的計(jì)算數(shù)據(jù)可以確定模具型腔數(shù)，然后布置好型腔的排列，以及流道的排列，最后再準(zhǔn)確地確定好澆口位置；做好全面衡量，綜合考慮 （3）、采用CAD軟件或者PRE三維軟件進(jìn)行注塑模具中的每一個工作部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； （4）、采用CAD軟件或者PRE三維軟件進(jìn)行注塑模具中的側(cè)分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)； （5）、?采用CAD軟件或者PRE三維軟件進(jìn)行注塑模具中的頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)； （6)、?采用CAD軟件或者PRE三維軟件進(jìn)行注塑模具中的拉料桿的形式選擇； (7)、采用CAD軟件或者PRE三維軟件進(jìn)行注塑模具中的排氣方式設(shè)計(jì)。 （8）、最后準(zhǔn)確算出注塑模具的總體尺寸，根據(jù)總體尺寸選擇合適的模架 6、進(jìn)行注塑機(jī)中重要參數(shù)的計(jì)算校核 （1）．?注塑模具中的最大注塑量的校核； （2）．?注塑模具中的注塑壓力的校核； （3)．?注塑模具中的鎖模力的校核； (4)．?與注塑模具密切相關(guān)的尺寸校核。 7、采用CAD軟件或者PRE三維軟件進(jìn)行注塑模具結(jié)構(gòu)總裝圖和注塑模具中的每一個零件工作圖的繪制 8、?最后要進(jìn)行所有參數(shù)計(jì)算和圖紙的審核，然后再進(jìn)行投產(chǎn)制造 整個模具設(shè)計(jì)的流程可以概括如圖1-1所示。 圖1-1模具設(shè)計(jì)的流程 第2章 注塑工藝分析及成型方法簡介 1、 家用插線板的塑件具體結(jié)構(gòu)確定 為了設(shè)計(jì)插線板的注塑模具，首先根據(jù)現(xiàn)有的家有插線板的結(jié)構(gòu)，分析結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以采用PRE三維軟件建立初始插線板的三維模型，確定插線板的具體尺寸。 PRE出圖得到的塑件的具體結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。 圖2-1插線板的三維模型 二、家用插線板的塑件相關(guān)參數(shù)計(jì)算 1、塑件的體積,質(zhì)量及正投影面積計(jì)算 A．體積：塑件餓體積由整體平面組成，塑件厚度t=1.5-3mm。 塑件體積（3D測量）： 塑件的總體積為： V = 19587 mm≈ 19.6 cm B．塑件的質(zhì)量 M = Vρ= 19.6 x 1.05 = 28.6 g C．塑件的正投影面積：3D測量 S = 6533mm≈ 6.53cm 2．根據(jù)塑件的的計(jì)算重量或體積，選擇注射機(jī)的型號規(guī)格，確定型腔數(shù)。 A．注射機(jī)額定注射量m，由于沒有限定設(shè)備，所以每次注射量不超過最大注射量的80%，即： n = （0.8 m - m）/ m 式中 n — 型腔數(shù) ； m— 澆注系統(tǒng)重量（g）； m — 塑件重量（g）； m —— 注射機(jī)額定注射量（g）。 估算澆注系統(tǒng)體積V，根據(jù)澆注系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)方案（下圖所示）進(jìn)行3D測量。 V= 2317 mm≈ 2.3 cm 則澆注系統(tǒng)的塑料重量m= Vρ = 2.3 x 1305 ≈ 2.4g 設(shè)n=2 ，則得 m =（ m+ m）/ 0.8 = （28.6x2+2.3）÷ 0.8 ≈ 59.5g 從計(jì)算結(jié)構(gòu)，并根據(jù)塑料注射機(jī)技術(shù)規(guī)格，結(jié)合初步估算模具尺寸，選用HTF80型注射機(jī)。 型號 單位 80×B 參數(shù) 螺桿直徑 mm 36 理論注射容量 cm3 124 注射重量PS g 113 注射壓力 Mpa 183 注射行程 mm 122 螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 0~220 料筒加熱功率 KW 5.7 鎖模力 KN 800 拉桿內(nèi)間距(水平×垂直) mm 415x415 允許最大模具厚度 mm 360 允許最小模具厚度 mm 150 移模行程 mm 310 移模開距(最大) mm 670 液壓頂出行程 mm 100 液壓頂出力 KN 33 液壓頂出桿數(shù)量 PC 5 油泵電動機(jī)功率 KW 11 油箱容積 l 200 機(jī)器尺寸(長×寬×高) m 4.3×1.25×1.8 機(jī)器重量 t 3.22 最小模具尺寸(長×寬) mm 240×240 B．查閱相關(guān)資料，可以分析塑件的具體精度分析，可以知道該塑料試件為家用插線板的底座，必須具有較高精度，況且該塑件形狀還是比較復(fù)雜，有很多插孔，尺寸相對較大，故擬采用單型腔 n=2。 綜上所述，本塑件的模具設(shè)計(jì)為一個模兩個型腔，以達(dá)到增大生產(chǎn)效率。 三、塑件的結(jié)構(gòu)及成型工藝分析 1.結(jié)構(gòu)分析 與連接到所述兩個可動部件的可動部件的端部的塑料構(gòu)件被連接在不同的腔室的形狀，某些措施的定位具有良好的加工和模具設(shè)計(jì)和制造，以確保平滑的旋轉(zhuǎn)和壽命的部件。 塑料件被放置在外面，美麗的表面有一定的要求，要注意的手柄設(shè)計(jì)的外表面。 2.成型工藝分析 精度等級：使用5一般精度。 脫模斜度：2mm左右，外塑料表面40'?1°20'注入部分的壁厚。由于塑料件無特殊狹窄的小零件，使用塑料如ABS，流動性好，而且更好的弧的主要部分，可以采取剝離的優(yōu)勢，所以不要把塑料表面的脫模斜度。 第二節(jié)、材料ABS的注射成型具體過程及工藝參數(shù)介紹 一、注射成型的具體過程 1.成型前需要的準(zhǔn)備工作 對于顏色，細(xì)度和ABS檢驗(yàn)的均勻性。由于ABS的吸水率大約為0.2％至0.8％，吸濕模塑應(yīng)在干燥前向的<0.3％的水分含量被充分干燥。干燥條件：烘箱至80?85℃的烘烤，或2至4小時以干燥80℃干燥料斗1至2小時。 2.注射過程 塑料在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型，其過程可以分為充模、壓實(shí)、保壓、倒流、和冷卻4個階段。 3.塑件的后處理采用調(diào)濕處理。 二、材料ABS的注塑成型參數(shù) 1．塑件的成型方法 本塑件采用材料聚丙烯（ABS），屬于熱塑性塑料，指定采用注射成型，故本塑件采用注射成型。 2.塑件成型的工藝參數(shù) 由塑件材料聚丙烯（ABS）查表取工藝參數(shù)： 料筒溫度/℃： 后段160∽180 中段180∽200 前段200∽220 模具的溫度℃： 80∽90 注射壓力MPa： 70∽100 注射時間t/s： 20∽60 保壓時間t/s： 0∽3 冷卻時間t/s： 20∽90 總生產(chǎn)時間t/s： 50∽160 三、材料ABS性能 根據(jù)注射成型性能和每種材料的加工性能，該組合的市場價格，聚丙烯（ABS）的選擇材料。聚丙烯具有以下優(yōu)點(diǎn)： 聚丙烯具有非常低的密度，種類繁多的塑料中最輕的一種; 優(yōu)良的耐化學(xué)性和在室溫下的抗疲勞性，所述溶劑是不溶劑ABS，附加更高的耐熱性，耐80 ％硫酸100 ℃;無外力作用下，制品150 ℃不變形; 抗高頻電絕緣性，在潮濕的環(huán)境下也具有良好的電絕緣性; 優(yōu)良的機(jī)械性能，包括拉伸強(qiáng)度，壓縮強(qiáng)度，剛度和彎曲疲勞性能優(yōu)異的性能; 然而，聚丙烯是耐沖擊性差，尤其是耐低溫沖擊性差，缺口敏感。 上面的總說，用來做家庭地帶的塑料，應(yīng)具有抗化學(xué)腐蝕和材料的耐疲勞性使用，因?yàn)樗芰鲜羌彝サ貛В?jīng)常拉，這樣的材料，以精細(xì)的機(jī)械性能，因此材料選擇的聚丙烯（ABS） 。由于聚丙烯的耐沖擊性差，被設(shè)計(jì)來塑造塑料，以防止矩形的缺口的形成。 由于本塑件是家用插線板，所以制造精度要高一些，查閱有關(guān)手冊，本塑件取IT4級。2、聚丙烯（ABS）的物理及力學(xué)性能： 密度/( g/cm) 1.05 斷裂伸長率/% 200∽700 熔點(diǎn)/℃ 165∽170 彎曲強(qiáng)度/MPa 49∽58．8 脆折點(diǎn)/℃ <-10 彈性模量/MPa 980∽9800 拉伸強(qiáng)度/MPa 29．4 缺口沖擊模量 5∽10 第三章 模具設(shè)計(jì) 模具的結(jié)構(gòu)應(yīng)能發(fā)揮成型設(shè)備的能力，最大限度地滿足塑件的工藝技術(shù)要求和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性要求，本塑件的模具結(jié)構(gòu)從以下幾個方面分析。 一、模具的分型面 1、分型面的選擇原則： A． 易于塑料模具時，模具塑件盡量留在動態(tài)模型，應(yīng)該是有利于側(cè)向分型與抽芯，應(yīng)安排塑料在模腔的方向; B． 考慮塑料部件保證了良好的外觀不被損壞; C． 盡力確保塑料件（如心臟等）的尺寸的精度要求; D． 有利于排氣; E． 盡量使模具方便。 根據(jù)以上分型面的選擇原則，本塑件模具的分型面選擇如下圖所示例： 草圖： 二、型腔布置 本塑件由于采用一模二，采用分流道。從塑件圖可以看到該塑件為中心對稱橢圓蓋，為了塑料澆注均勻、平衡，所以澆口的位置取在與塑件對稱中心軸線重合位置。（如下圖所示） 三、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)對注塑周期，并在澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的質(zhì)量有直接影響，應(yīng)遵循以下原則： 1、在型腔布局，最大限度地利用均衡安排，以平衡分流;腔對稱排列，大門未平倉合約力求防止霉菌承擔(dān)部分負(fù)載產(chǎn)生溢出現(xiàn)象;腔布置成盡可能緊湊，以減少小型模具尺寸; 2、熱和壓力損失較小，所以澆注系統(tǒng)過程應(yīng)當(dāng)盡可能的短，截面尺寸盡可能大，以盡量減少彎曲，表面粗糙度較低; 3、確保平衡的飼料，即盡可能均衡的分流裝置;的前提下，以滿足型腔完全充滿，損失的塑料更少; 4、消除冷材料，以防止“冷料”進(jìn)入型腔，并影響著塑件的質(zhì)量; 5、避免塑料件的缺陷，出現(xiàn)以避免填滿熔融塑料部件出現(xiàn)不足或氣孔，縮孔，殘余應(yīng)力，翹曲或尺寸偏差過大，流將插入各種塑料成型不良現(xiàn)象沖壓位移或變形; 6、更好的外觀品質(zhì)的塑料部件，所以方便的地方修剪澆口，澆口標(biāo)志著無損塑件的外觀和使用;不可能少加工，成型周期短，效率高后，使塑料部件;大多數(shù)熱塑性塑料的假塑性行為特征融化，應(yīng)充分利用。 ①0． 澆口的樣式及尺寸 本模具采用一模二模成型，由前頁所述，采用側(cè)澆口，塑料熔體直接流入型腔，這樣壓力損失小，進(jìn)料速度快，成型容易；另外，傳遞壓力好，保壓補(bǔ)縮作用強(qiáng)，簡化模具結(jié)構(gòu)，制造方便。 查HTF80型注射機(jī)參數(shù)表，得：噴嘴口直徑 ф = 3.5mm； 塑件厚度 t = 1.5mm； 由經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)公式得： 澆口小端面直徑 d = ф + （0.5∽1.0） = 3.5 + 0.5 = 4mm a = 2°∽ 6°， r = 1 ∽ 3 ， D=6mm ， L < 60; 澆口設(shè)計(jì)樣式圖如下圖所示： ②．澆口套 澆口套一般為標(biāo)準(zhǔn)件，使用澆口套模具有利于安裝，更換方便，澆口套不用自己拋光，減少加工工序。 本設(shè)計(jì)中，采用標(biāo)準(zhǔn)澆口襯套和定位環(huán)，如下3D圖。 澆口套與定位環(huán)設(shè)計(jì) 四、溢流及排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1、溢出 應(yīng)采取設(shè)計(jì)，防止模具設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致溢出的現(xiàn)象產(chǎn)生時，塑料件加工。 既要重視模具表面精度合理，密封嚴(yán)密等。 2、排氣 在注射成型過程中，模具的腔中，并且除了任何原始空氣鑄造系統(tǒng)中，有由低分子量的或揮發(fā)的氣體所產(chǎn)生的塑料凝固熱，這些氣體不能順利地排出，如果，填充氣體時，可通過產(chǎn)生高溫，引起局部炭化燒焦的塑料件，塑料件或進(jìn)行氣泡，或塑料，造成焊接不良的缺陷被壓縮。排氣注塑模具，在多數(shù)情況下是使用一個模具的分模線或與自然排氣的間隙。只有這樣，才能開始使用在特殊情況下的排氣通風(fēng)槽。如可以由塑料件，塑料件， 1.5mm的唯一的厚度尺寸可以看出，是薄壁件，塑料件厚度的限制，它屬于塑料部件的一個小區(qū)域，所以在注入過程中，利用自然排氣分型面，我們可以實(shí)現(xiàn)排氣的效果，這樣的設(shè)計(jì)是沒有設(shè)計(jì)的排氣結(jié)構(gòu)。 五、 成型零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 塑料在成型加工過程中， 用來填充塑料熔體以成型制品的空間稱為型腔。而構(gòu)成這個型腔的零件叫做成型零件。結(jié)合本設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)，成型零件包括凹模、凸模、型腔內(nèi)外鑲件、近似矩形型芯。 ①1. .凸、凹模設(shè)計(jì)、尺寸計(jì)算及型腔的剛度強(qiáng)度校核 由于本塑件外形帶有矩形腔，以及側(cè)孔，所以該模具的凹模設(shè)計(jì)為鑲嵌式凹模，這樣凹模便于加工成型，局部損壞容易更換。 A． 型腔壁厚和底版厚度的計(jì)算 在注射成型過程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力，因此模具型腔應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度和剛度。 型腔內(nèi)鑲件側(cè)壁厚度s 按剛度條件計(jì)算得： s ≥ r [（0.75rp+[δ]E）/ ([δ]E-1.25rp)]1/2 -1] = 40 x { [(0.75x40x30 + 2.1x10x0.03)÷(2.1x10x0.03 – 1.25x40x30)]1/2 - 1 } = 8.99 按強(qiáng)度條件計(jì)算: s ≥ r {[[σ]/( [σ]-2p)]1/2 -1} = 40 x {[2500÷(2500-2x30)]1/2 - 1} = 0.49 由于型腔內(nèi)鑲件其四周還有外鑲件過盈配合,綜合剛度和強(qiáng)度的校核結(jié)果, 型腔內(nèi)鑲件側(cè)壁厚度取 s = 16mm.，由以上計(jì)算的結(jié)果，當(dāng)s=15時為型腔內(nèi)鑲件橢圓頂部的壁厚，那么型腔板的厚度為型腔深度16mm與壁厚15mm之和，為h = 35mm。 B． 動模型腔側(cè)壁厚度強(qiáng)度校核 按照注射成型模具型腔側(cè)壁厚度經(jīng)驗(yàn)公式 s = 0.2L + 0.17 = 204x0.2+0.17 = 40.97mm 側(cè)壁厚度S長、S 短按剛度條件校核分別得： S長 = S 短 ≥ 1.15[ph/(E[δ])] = 1.15[30x1.5÷(2.1x10x0.03)] = 0.433mm 按強(qiáng)度條件計(jì)算: S長 ≥ r{[[σ]/( [σ]-2p)] -1} = 102x{[2500÷(2500-2x30)] -1} = 1.246mm S 短 ≥ r{[[σ]/( [σ]-2p)] -1} = 65x{[2500÷(2500-2x30)] -1} = 0.794mm 根據(jù)厚度尺寸和校核結(jié)構(gòu)，側(cè)壁厚度s =30.97mm 合適，故本模具型腔側(cè)壁厚度 s =35mm，另外動模型芯鑲件同樣計(jì)算，厚度S也取 S =30 mm. 注： E—模具材料的彈性模量（MPa），碳鋼為2.1x x10； p—型腔壓力，一般取25∽40MPa，本設(shè)計(jì)計(jì)算中統(tǒng)一取 p = 30 MPa； [δ]—剛度條件，即允許變形量（mm），查表[δ]=0.025∽0.04，本設(shè)計(jì)計(jì)算中統(tǒng)一取值 [δ] = 0.03； [σ]—模具材料的許用壓力（MPa），一般合金模具鋼許用壓力為2100∽2800MPa，本設(shè)計(jì)計(jì)算中統(tǒng)一取值 [σ] = 2500MPa； r—型腔半徑尺寸，由于本模具型腔為矩形，半徑取的是約值，或長、短軸分別計(jì)算； ②．凸、凹模尺寸計(jì)算 A．型腔內(nèi)鑲件尺寸計(jì)算： 由于沒有說明塑件公差等級，查有關(guān)手冊查到該塑件的公差等級為IT4級，按照該精度查到長軸尺寸119、短軸尺寸55、和深度尺寸13的公差分別為0.01mm、0.008mm、0.007mm，所以三個尺寸分別標(biāo)為1190 -0.01mm、550 -0.008mm、130 -0.007 . 長、短軸徑向尺寸和深度計(jì)算，x = 3/4、x=2/3 L = （Ls+LsScp-xΔ）+δz 0 = 260+0.0025 0mm L = （Ls+LsScp-xΔ）+δz 0 = 200+0.002 0 mm H = （Hs+HsScp-xΔ）+δz 0 = 40+0.00233 0mm 型腔3D圖如下： B．型腔板成型部位尺寸計(jì)算： 按照精度IT4級查到長軸尺寸119mm、短軸尺寸55mm、和深度尺寸13的公差分別為0.014mm、0.01mm、0.005mm，所以三個尺寸分別標(biāo)為1190 -0.014mm、550 -0.01mm、130 -0.005mm. 長、短軸徑向尺寸和深度計(jì)算，x = 3/4、x=2/3 L = （Ls+LsScp-xΔ）+δz 0 = 260+0.0035 0mm L = （Ls+LsScp-xΔ）+δz 0 = 200+0.0025 0mm H = （Hs+HsScp-xΔ）+δz 0 = 40+0.00167 0 mm ① 動模板厚度 按照注射成型模具動模板厚度經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 h =型芯+（30~50） = 90 mm 故：動模板厚度h = 90 mm. ② 型芯的尺寸 動模板厚 S = 90mm，，已經(jīng)外形尺寸可以得到矩形型芯的尺寸： 按照精度IT4級查到塑件長、寬尺寸119mm、55mm、和深度尺寸13的公差均為0.005mm，所以三個尺寸分別標(biāo)為260+0.005 0 mm、200+0.005 0 mm、13+0.005 0 mm. 長、寬徑向尺寸和深度計(jì)算，x = 3/4、x=2/3 L = （L+ LScp+xΔ） 0 +δz = 260 0 -0.00125mm L = （L+ LScp+xΔ） 0 +δz = 200 0 -（1/4x0.005）mm H = （H+ HScp+xΔ） 0 +δz =40 0 -0.00167 mm 六． 脫模方式及其脫出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1、脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則： 結(jié)構(gòu)可靠性：機(jī)械動作準(zhǔn)確，可靠，靈活，并有足夠的剛度和強(qiáng)度。 確保塑性變形，無破損。 塑料零件保證了良好的外觀。 盡量保持運(yùn)動留在塑料模具方面，從而使援助脫模裝置的驅(qū)動力，完成剝離動作。 當(dāng)釋放力是從塑料零件所需的心軸，以克服阻力釋放的力。 該模具被設(shè)計(jì)來釋放兩次，第一側(cè)孔拉動滑塊釋放。二是剝離力的頂級的產(chǎn)品上面的計(jì)算方法：塑件包緊型芯的側(cè)面積A （mm）： A = hC = 1.5 x Л[1.5（a+b）-srp（ab）] = 1.5 x 3.14x[1.5x（204+130）-srp（204x130）] = 1592.688 mm ≈1600 mm F = p·A = 8 x 1600 = 12800 N F = F（f·cosa-sina）= 12800 x （0.5x1 – 0）= 6400 N F = 0.1A = 0.1 x 1600 = 160 N 總脫模力F的結(jié)果為： F = F + F = 6400 + 160 = 6560 N ≈ 7000 N 頂桿的尺寸、校核 A．頂桿的位移尺寸 設(shè)計(jì)型芯在合模沒有頂出時在動模板以下，頂桿頂出后在動模板以上15mm. 根據(jù)型芯的位移距離，可以得到頂桿位移的第一個階段的距離為 L = 15mm. 當(dāng)頂桿第一階段頂出完成后，產(chǎn)品頂出。 頂桿總長度 L = 151mm 頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖所示 ③.拉桿的尺寸和結(jié)構(gòu) A．根據(jù)上述的拉桿工作原理和過程，計(jì)算了拉桿的外形尺寸： 假設(shè)拉桿為平面，先求其直徑，已知設(shè)計(jì)的拉桿數(shù)目為28根。 根據(jù)公式和拉桿數(shù)目得 d = sprt[2F/（Л[σ]）] =26.68 參考假設(shè)值d = 26.68的結(jié)果，為了型芯在脫模過程中，旋轉(zhuǎn)時能夠平穩(wěn)，采用圓頭推桿 B．由于拉桿的結(jié)構(gòu)為擺動形式，所以拉桿就有銷軸連接的兩部分組成，連接部分設(shè)計(jì)為齒形連接。由于拉桿和頂桿結(jié)構(gòu)相似，有頂桿的尺寸計(jì)算結(jié)構(gòu)結(jié)合拉桿本身在模具結(jié)構(gòu)中的位置，拉桿和拉桿座的總長度為141.5mm。 ④．彈簧的確定 限位螺釘和彈簧的作用是當(dāng)成型部位的矩形型芯滑動的時候限制和先行復(fù)位。 彈簧參數(shù)的確定 由型芯復(fù)位時所需的里僅為矩形型芯和行腔板、托板之間的摩擦阻力所以所需力很小，彈簧受力大小可以忽略，彈簧的參數(shù)適當(dāng)即可，設(shè)計(jì)彈簧數(shù)為n=3。選取彈簧的規(guī)格為： d = 1mm，D=30mm，t = 3mm，極限工作負(fù)荷Fj=55.2mm，彈簧高h(yuǎn)=80mm。 彈簧尺寸簡圖如下： 七．冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在成型過程中塑料，模具溫度將直接影響塑料模具充填，成型，成型周期時間和塑料件的質(zhì)量。有必要設(shè)置以達(dá)到所需溫度所需要的模具溫度控制系統(tǒng)，溫度控制系統(tǒng)可以分為兩種類型的冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)。 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則： A：盡量保證塑料收縮甚至維持模具的熱平衡; B、的數(shù)字越大最冷的水孔，更大的光圈，對塑件的更均勻的散熱效果; C.該冷卻水入口孔可以以一定距離等于腔表面; D.加強(qiáng)門的冷卻; E.應(yīng)減少入口和出口之間的溫差，從而使進(jìn)口和出口溫差不超過5 ℃ ; 冷卻水冷卻管道接頭，以確定的形式和位置F.合理選擇; G.誰冷卻管與其他機(jī)構(gòu)，以避免對模具發(fā)生干涉現(xiàn)象，并出冷水管接頭應(yīng)嵌入在模板中。查表得到材料聚丙烯（PP）的成型溫度Ts、模具溫度Tm和脫模溫度Te的參數(shù)分別為：Ts = 160∽260℃ 、Tm = 40∽60℃、Te = 60∽100℃. 冷卻介質(zhì)有冷卻水和壓縮空氣，由于水的熱容量大，傳熱系數(shù)大，成本低，所以本模具也設(shè)計(jì)使用冷卻水達(dá)到冷卻目的。 （1）.冷卻系統(tǒng) ①．計(jì)算單位時間內(nèi)從型腔散發(fā)的總熱量 A．每次需要的注射量（Kg） G = nG + G = 1 x 0.036 + 0.001 = 0.037Kg B．確定生產(chǎn)周期（s） 查塑料成型參數(shù)表得：生產(chǎn)周期 t = 50 ∽ 160 s ； 本設(shè)計(jì)去生產(chǎn)周期 t = 120s. C．聚丙烯單位熱流量Qs （KJ/Kg） 查塑料性質(zhì)參數(shù)表得：熱流量Qs = 586 KJ/Kg. D．每小時需要注射的次數(shù)（N/次） N = 3600/t = 3600 ÷ 120 = 30次 E．每小時的注射量 （Kg/h） W = N·G = 30 x 0.037 = 1.11 Kg/h 求從型腔內(nèi)發(fā)出的總熱量 （KJ/h） Q = N·G·Qs = 30 x 0.037 x 586 = 650.46 KJ/h ②．求模具表面空氣對流所散去的熱量Q . A．自然對流時的傳熱系數(shù)a，單位為 W/（m·K） 當(dāng)0℃ < Tav < 300℃ 時，計(jì)算系數(shù)ξ，按如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： ξ= 1.163[0.25 + 360/（Tav+300）] = 1.163 x [0.25 + 360÷（90+300）] = 1.364； ∴ a =ξ（Tav – Tr）1/3 = 1.364 x （90 – 25）1/3 = 5.484 W/（m·K） 式中Tav 、Tr分別為模具平均溫度和室溫，查表分別取Tav=90℃和Tr=25℃. B．能夠發(fā)生對流的模具表面積，單位為m. 模具整體長、寬、高約400mm、400mm、300mm，加上凸、凹面等，所以模具四周與空氣接觸的側(cè)表面積 Amc ≈ 0.55 m. 分型面的面積 Amf ≈ 0.06m 型腔的表面積 Am = 1.5L + 4Лr+ 4ab/4 -Лr= 1.5x507.23 + 4x3.14x40= 27434.23mm ≈ 0.0274m.其中長L≈Л[1.5（a+b）-sprt（ab）]，r為似球形的半徑，a、b分別為長軸和短軸。 開模率 ν=[t-（t+t）]/t = [120 - （25+25）] ÷120 = 0.583；其中t為注射成型周期，即總生產(chǎn)周期t=120s，t、t分別為注射時間和冷卻時間，查塑料注射成型參數(shù)表，t=20∽60s，t=20∽90s，設(shè)計(jì)模具的注射時間和冷卻時間均為25s； ∴ A = Amc + （Amf + Am）ν = 0.55 + （0.06 + 0.0274）x 0.583 ≈ 0.626 m. 綜合A.B兩點(diǎn)計(jì)算結(jié)果得： Q = 3.6aA（Tav – Tr） = 3.6 x 5.484 x 0.626 x （90 – 25）= 802.035 KJ/h ③．綜合①、②的計(jì)算結(jié)果比較,設(shè)計(jì)環(huán)繞式冷卻水路。 八．合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 因?yàn)楫?dāng)你考慮到注塑，模具開合，所以一定要考慮的注塑模具和模具可以準(zhǔn)確的模型，經(jīng)過慎重考慮，擬設(shè)置合理的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的注塑模具。以行動為導(dǎo)向的組織是面向側(cè)向定位和承受一定的壓力。主要體現(xiàn)在導(dǎo)向引導(dǎo)機(jī)制和面向列的錐形式。 由于模具塑件為上限，精度高，所以用導(dǎo)套設(shè)計(jì)導(dǎo)柱，可以達(dá)到很高的精度，產(chǎn)生大量的目的，而設(shè)計(jì)導(dǎo)柱導(dǎo)套遵守以下規(guī)定： A.圍繞支柱應(yīng)合理地均勻的導(dǎo)柱中心到模具的外邊緣的模具分型面應(yīng)是足夠的距離，以確保模具的強(qiáng)度; 導(dǎo)向柱的長度B.應(yīng)比芯（沖頭）高度的端面6 ∽ 8毫米，當(dāng)芯進(jìn)入模具和模具碰撞和損傷免得上面更高; C.導(dǎo)柱導(dǎo)套應(yīng)具有足夠的耐久性和強(qiáng)度，往往20 ＃低碳鋼滲碳0.5 ∽ 0.8MM，淬火48 ∽ 55HRC ，也可以用T8A或T10碳素工具鋼，經(jīng)過淬火; D.為了能夠成功地進(jìn)入導(dǎo)向柱襯套，導(dǎo)柱端應(yīng)為錐形或半球形尖端導(dǎo)向套筒也應(yīng)倒角; 設(shè)在可動模的側(cè)E.導(dǎo)柱可保護(hù)芯不受損壞，同時在固定模，以便在塑料模具去除的光滑面，也可以根據(jù)需要裝配方法來測定; F.除了動態(tài)仿真，位于所述固定模具導(dǎo)柱之間，導(dǎo)套，在一般情況下，還在移動模具組導(dǎo)向柱和襯套底板之間和推板，以確保正常的移動發(fā)射的正常機(jī)制; G.直徑支柱應(yīng)根據(jù)模具的大小來確定，標(biāo)準(zhǔn)模架的數(shù)據(jù)可以被選擇的參考。 ①．導(dǎo)柱 參照經(jīng)驗(yàn)，本模具屬于中小型模具，其導(dǎo)柱直徑越為模板兩直角邊之和的1/20∽1/35。本模具兩直角邊之和約為S≈（300+200）=500，按照1/25的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算得導(dǎo)柱的直徑為ф20，根據(jù)國標(biāo)和參考標(biāo)準(zhǔn)模架，導(dǎo)柱的直徑確定為ф20. 導(dǎo)柱的形式為有肩導(dǎo)柱，開設(shè)油槽，內(nèi)存潤滑油，既可以與另一模板配合起定位作用，有定位銷效果，還可以減小導(dǎo)柱導(dǎo)向的摩擦。 導(dǎo)柱還支撐模板的重量，所以ф20導(dǎo)柱直徑按下式校核： d = [64ωL/（3EЛδ）]1/4 = [64x1000x130÷（3x2.1x10x1）]1/4 = 28.73mm 校核ф20導(dǎo)柱直徑不合格，根據(jù)國標(biāo)和參考標(biāo)準(zhǔn)模架，導(dǎo)柱的直徑更改后確定為ф30. 導(dǎo)柱簡圖如下： ②．導(dǎo)套 參考導(dǎo)套的形式及特點(diǎn)，本模具設(shè)計(jì)采用帶頭導(dǎo)套，到頭導(dǎo)套的尾部可以與另一模板配合起定位作用，可以省去定位銷的效果；帶頭導(dǎo)柱軸向固定容易，可以防止拔出而不用另設(shè)防拔出機(jī)構(gòu)。 導(dǎo)套壁厚通常在3∽10mm，視內(nèi)孔大小而定，大者取大值。根據(jù)ф30導(dǎo)柱的孔來看，導(dǎo)套壁厚取d=5mm. 導(dǎo)套簡圖如下： ③．導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合及布置 A．導(dǎo)柱工作部分長度比型芯端面高度高出7mm； B．導(dǎo)柱工作部分的配合精度采用H/f；導(dǎo)柱固定部分配合精度采取H/k；導(dǎo)套外徑的配合精度采取H/k；配合長度通常采取培植直徑的1.5∽2倍，既35mm，其余部分可以擴(kuò)充孔，以減小摩擦，并降低加工難度； C．導(dǎo)柱與導(dǎo)套的材料選用T10碳素工具鋼，淬火處理硬度到達(dá)HRC48∽55；導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為Ra0.4，固定部分Ra0.8；導(dǎo)套內(nèi)外圓柱面表面粗糙度去Ra0.8。 D．導(dǎo)柱頭部制成圓頭形；導(dǎo)套的前端倒角，倒角半徑為2mm； E．本模具的橢圓型芯最容易受損，從保護(hù)型芯不受損壞來設(shè)計(jì)，導(dǎo)柱設(shè)在動模一邊； F．導(dǎo)柱不應(yīng)設(shè)在矩形模具四角的危險斷面上，通常導(dǎo)柱中心至模具外緣至少有一個導(dǎo)柱直徑的厚度，或設(shè)在長邊離中心線的1/3處最為安全，綜合考慮本模具尺寸導(dǎo)柱設(shè)在模具邊緣，導(dǎo)柱采用等直徑不對稱的布置方式。 導(dǎo)柱布置圖如下所示： 九、側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 一般指的模具的行位機(jī)構(gòu)，即凡是能夠獲得側(cè)向抽芯或側(cè)向分型以及復(fù)位動作來拖出產(chǎn)品倒扣，低陷等位置的機(jī)構(gòu)。 下圖列出模具的常用行位結(jié)構(gòu)。 從作用位置分為下模行位、上模行位、斜行位（斜頂） 從動力來分，為機(jī)動側(cè)向行位機(jī)構(gòu)和液壓（氣壓）側(cè)向行位機(jī)構(gòu) （ 1 ）滑塊設(shè)計(jì) 不同的一點(diǎn)是，在滑塊與橫向連接及芯注射成型產(chǎn)品的尺寸精度和移動滑塊分為整體式和模塊化兩種可靠性的滑動件的設(shè)計(jì)。 45號鋼或滑動材料常用的T8 ， T10等制造，要求上述HRC40的硬度。 （ 2 ）滑道設(shè)計(jì) 滑槽滑動和滑動導(dǎo)向部間隙配合，一般H8/f8 。用長度的滑塊大于寬度的1.5倍，并保持在與不超過導(dǎo)向三分之二的長度以下的長度滑槽滑動，滑槽材料通常為45鋼，調(diào)平時滑動滑塊回火至HRC 28 ? HRC32 ， （3） 滑塊定位裝置的設(shè)計(jì) 由于我們使用了一下形式模線后，根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況，采用線位置壓板方式，主體作用的固定和引導(dǎo)。 （4） 楔形塊設(shè)計(jì) 楔角β應(yīng)大于2 °? 3 °的傾斜角α銷角度大。 （5） 側(cè)面抽運(yùn)結(jié)構(gòu)形成的核心機(jī)構(gòu) 角桿和模具滑動，由于不同的安裝位置，不同結(jié)構(gòu)形式的抽芯機(jī)構(gòu)的組成。 1）在固定模具錐柱，將上模具的結(jié)構(gòu)滑塊 A，必須重視設(shè)計(jì)，滑塊不能發(fā)生與推桿“干擾”現(xiàn)象在模具復(fù)位過程。所謂干擾是指滑塊復(fù)位前復(fù)位活動導(dǎo)致推桿的輕擊棒芯和橫向碰撞，從而引起橫向核心活動或推桿損壞。 B，若發(fā)生干擾，常用的附加設(shè)備之前，先復(fù)位彈簧復(fù)位，楔形滑塊首先復(fù)位之前，其他形式的復(fù)位鐘擺。 2）在移動模具的角針，滑動在固定模具結(jié)構(gòu) 3 ）固定斜導(dǎo)柱和滑塊在同一模具 4 ）斜導(dǎo)柱和移動滑塊與模具9.1.1側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 彈簧側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)是抽芯動作以彈簧的彈力作為抽拔力的側(cè)抽芯機(jī)構(gòu), 在小型模具中有應(yīng)用價值, 它的特點(diǎn)是制造成本低, 周期短, 既能滿足抽芯要求又不占據(jù)模具空間, 簡便易操作. 抽芯距S 型芯從成型位置到不妨礙塑件的脫模推出位置所移動的距離叫理論抽芯距，用S′表示。為了安全起見，實(shí)際抽芯距離S通常比理論抽芯距離S′大于1～3mm，即 S = S′+（1～3）mm 本次設(shè)計(jì)中S′=2mm，所以S 取6mm符合要求。 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 十、模具裝配圖 ①． ②．工作原理 A.家用插座板為底座，整個過程花了模及頂出。 B.經(jīng)過注塑機(jī)頂出模具打開一個直接作用在針板的結(jié)束，和噴射器驅(qū)動產(chǎn)品 C.注塑機(jī)柱塞回，彈簧和同時復(fù)位桿，頂針背面的位置，準(zhǔn)備進(jìn)行下一次注塑模過程。 參考文獻(xiàn) [1] 齊衛(wèi)東.簡明塑料模具設(shè)計(jì)手冊[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,2008. 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