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陜 西 航 空 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院
工 序 卡 片
工序名稱(chēng)
備 料
工序號(hào)
0
第 1 頁(yè)
共 12 頁(yè)
類(lèi)別
零(組)件號(hào)
11
零(組)件名稱(chēng)
螺紋型芯
材 料
45鋼
機(jī) 床
硬 度
50HRC
夾 具
工 步
刀 具
工步號(hào)
內(nèi) 容
刀 具
量 具
1
下料Ф50mm×111.5mm
游標(biāo)卡尺
附注:
學(xué)生
王團(tuán)輝
指導(dǎo)教師
陳元龍
陜 西 航 空 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院
工 序 卡 片
工序名稱(chēng)
平端面
工序號(hào)
05
第 2 頁(yè)
共 12 頁(yè)
類(lèi)別
零(組)件號(hào)
11
零(組)件名稱(chēng)
螺紋型芯
材 料
45鋼
機(jī) 床
車(chē)床
硬 度
50HRC
夾 具
三爪卡盤(pán)
工 步
刀 具
工步號(hào)
內(nèi) 容
刀 具
量 具
1
平端面,去毛刺,L=110
直刀
卡尺
附注:
學(xué)生
王團(tuán)輝
指導(dǎo)教師
陳元龍
陜 西 航 空 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院
工 序 卡 片
工序名稱(chēng)
熱處理
工序號(hào)
10
第 3 頁(yè)
共 12 頁(yè)
類(lèi)別
零(組)件號(hào)
11
零(組)件名稱(chēng)
螺紋型芯
材 料
45鋼
機(jī) 床
硬 度
50HRC
夾 具
工 步
刀 具
工步號(hào)
內(nèi) 容
刀 具
量 具
1
熱處理
附注:
學(xué)生
王團(tuán)輝
指導(dǎo)教師
陳元龍
陜 西 航 空 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院
工 序 卡 片
工序名稱(chēng)
車(chē)端面
工序號(hào)
15
第 4 頁(yè)
共 12 頁(yè)
類(lèi)別
零(組)件號(hào)
11
零(組)件名稱(chēng)
螺紋型芯
材 料
45鋼
機(jī) 床
車(chē) 床
硬 度
50HRC
夾 具
三爪卡盤(pán)
工 步
刀 具
工步號(hào)
內(nèi) 容
刀 具
量 具
1
粗車(chē)L=110mm
45°偏刀
游標(biāo)卡尺
2
精車(chē)L=108mm
45°偏刀
游標(biāo)卡尺
附注:保證外圓表面粗糙度Ra=6.3μm
學(xué) 生
王團(tuán)輝
指導(dǎo)教師
陳元龍
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工 序 卡 片
工序名稱(chēng)
車(chē)外圓
工序號(hào)
20
第 5 頁(yè)
共 12 頁(yè)
類(lèi)別
零(組)件號(hào)
11
零(組)件名稱(chēng)
螺紋型芯
材 料
45鋼
機(jī) 床
車(chē) 床
硬 度
50HRC
夾 具
三爪卡盤(pán)
工 步
刀 具
工步號(hào)
內(nèi) 容
刀 具
量 具
1
粗車(chē)外圓
45°偏刀
游標(biāo)卡尺
2
精車(chē)外圓
45°偏刀
游標(biāo)卡尺
附注:
學(xué)生
王團(tuán)輝
指導(dǎo)教師
陳元龍
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工 序 卡 片
工序名稱(chēng)
車(chē)外輪廓
工序號(hào)
25
第 6 頁(yè)
共 12 頁(yè)
類(lèi)別
零(組)件號(hào)
11
零(組)件名稱(chēng)
螺紋型芯
材 料
45鋼
機(jī) 床
車(chē) 床
硬 度
50HRC
夾 具
三爪卡盤(pán)
工 步
刀 具
工步號(hào)
內(nèi) 容
刀 具
量 具
1
按草圖加工外輪廓
45°偏刀
游標(biāo)卡尺
附注:保證精加工余量為1mm.保證凹槽的尺寸為3×18mm.
學(xué)生
王團(tuán)輝
指導(dǎo)教師
陳元龍
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工 序 卡 片
工序名稱(chēng)
車(chē)螺紋
工序號(hào)
30
第 7 頁(yè)
共 12 頁(yè)
類(lèi)別
零(組)件號(hào)
16
零(組)件名稱(chēng)
螺紋型芯
材 料
45鋼
機(jī) 床
車(chē) 床
硬 度
50HRC
夾 具
三爪卡盤(pán)
工 步
刀 具
工步號(hào)
內(nèi) 容
刀 具
量 具
1
粗車(chē)M=45mm
45°偏刀
游標(biāo)卡尺
2
精車(chē)M=mm
45°偏刀
游標(biāo)卡尺
附注:
學(xué)生
王團(tuán)輝
指導(dǎo)教師
陳元龍
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工 序 卡 片
工序名稱(chēng)
鉗工劃線
工序號(hào)
35
第 8 頁(yè)
共 12 頁(yè)
類(lèi)別
零(組)件號(hào)
11
零(組)件名稱(chēng)
螺紋型芯
材 料
45鋼
機(jī) 床
鉗工臺(tái)
硬 度
50HRC
夾 具
劃線針
工 步
刀 具
工步號(hào)
內(nèi) 容
刀 具
量 具
1
按草圖劃線
劃線針
游標(biāo)卡尺
附注:
學(xué)生
王團(tuán)輝
指導(dǎo)教師
陳元龍
陜 西 航 空 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院
工 序 卡 片
工序名稱(chēng)
銑鍵槽
工序號(hào)
40
第 9 頁(yè)
共 12 頁(yè)
類(lèi)別
零(組)件號(hào)
11
零(組)件名稱(chēng)
螺紋型芯
材 料
45鋼
機(jī) 床
銑 床
硬 度
50HRC
夾 具
卡 盤(pán)
工 步
刀 具
工步號(hào)
內(nèi) 容
刀 具
量 具
1
按草圖加工鍵槽
立銑刀
游標(biāo)卡尺
附注:確定槽深H=21mm、長(zhǎng)L=20mm、寬D=2.5mm,確保槽肩Ra=0.8μm。
學(xué)生
王團(tuán)輝
指導(dǎo)教師
陳元龍
陜 西 航 空 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院
工 序 卡 片
工序名稱(chēng)
熱處理
工序號(hào)
45
第 10 頁(yè)
共 11 頁(yè)
類(lèi)別
零(組)件號(hào)
11
零(組)件名稱(chēng)
螺紋型芯
材 料
45鋼
機(jī) 床
硬 度
50HRC
夾 具
工 步
刀 具
工步號(hào)
內(nèi) 容
刀 具
量 具
1
調(diào)制處理
附注:保證熱處理后硬度達(dá)40~50HRC
學(xué)生
王團(tuán)輝
指導(dǎo)教師
陳元龍
陜 西 航 空 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院
工 序 卡 片
工序名稱(chēng)
鉗工精修
工序號(hào)
50
第 11 頁(yè)
共 12 頁(yè)
類(lèi)別
零(組)件號(hào)
11
零(組)件名稱(chēng)
螺紋型芯
材 料
45鋼
機(jī) 床
硬 度
50HRC
夾 具
工 步
刀 具
工步號(hào)
內(nèi) 容
刀 具
量 具
1
研磨外形尺寸達(dá)設(shè)計(jì)要求
2
研磨各型孔達(dá)設(shè)計(jì)要求
附注:
學(xué)生
王團(tuán)輝
指導(dǎo)教師
陳元龍
陜 西 航 空 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院
工 序 卡 片
工序名稱(chēng)
檢驗(yàn)
工序號(hào)
55
第 12 頁(yè)
共 12 頁(yè)
類(lèi)別
零(組)件號(hào)
11
零(組)件名稱(chēng)
螺紋型芯
材 料
45鋼
機(jī) 床
硬 度
50HRC
夾 具
工 步
刀 具
工步號(hào)
內(nèi) 容
刀 具
量 具
1
檢驗(yàn)各表面及各孔達(dá)設(shè)計(jì)要求
附注:
學(xué)生
王團(tuán)輝
指導(dǎo)教師
陳元龍
陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院
工 藝 路 線 卡
第 0 頁(yè)
共 12 頁(yè)
產(chǎn)品型號(hào)
Cc100-48
零(組)件號(hào)
11
零(組)件名稱(chēng)
螺紋型心
材料
45#
毛坯種類(lèi)
棒料
工序號(hào)
工序名稱(chēng)
機(jī) 床
夾具
備 注
機(jī)床類(lèi)別
型號(hào)
0
備 料
下料Ф50mm×111.5mm
05
平端面
車(chē)床
C6150
三爪卡盤(pán)
L=111mm
10
熱處理
HRC45-56
15
車(chē)端面
車(chē)床
CZ6210
三爪卡盤(pán)
L=108mm
20
車(chē)外圓
車(chē)床
CZ6210
三爪卡盤(pán)
D=26mm
25
車(chē)外輪廓
車(chē)床
CZ6210
三爪卡盤(pán)
按圖加工外輪廓—25
30
車(chē)螺紋
車(chē)床
CZ6210
三爪卡盤(pán)
按圖加工內(nèi)輪廓—30
35
鉗工劃線
鉗工臺(tái)
劃線針
按圖加工—35
40
銑鍵槽
銑 床
XC1320
卡 盤(pán)
按草圖加工鍵槽-40
45
熱處理
調(diào)制處理
50
鉗工精修
研磨外形尺寸, 各型孔-50
55
檢驗(yàn)
檢驗(yàn)各表面及各孔達(dá)設(shè)計(jì)要求
前 言
1 注射成型模具的地位及發(fā)展趨勢(shì)
伴隨著現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展的需要,塑料制品在工農(nóng)業(yè)和日常生活中等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,質(zhì)量要求也越來(lái)越高,在現(xiàn)如今的塑件生產(chǎn)過(guò)程中,模具設(shè)計(jì)的高質(zhì)量化,先進(jìn)模具制造設(shè)備的出現(xiàn),完善的加工工藝,優(yōu)質(zhì)的模具材料和現(xiàn)代化成型設(shè)備以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),計(jì)算機(jī)輔助制造的出現(xiàn),為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)塑件提供了重要的條件。
塑料是當(dāng)今極具活力的一門(mén)產(chǎn)業(yè)。塑料是現(xiàn)代主要的工業(yè)結(jié)構(gòu)材料之一,廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、宇航、電子通信、儀器儀表、文體用品、化工、紡織、醫(yī)藥衛(wèi)生、建筑五金等各個(gè)領(lǐng)域。至2004年,我國(guó)塑料制件的年產(chǎn)量已突破2500[1]萬(wàn)噸。展望21世紀(jì),高分子合成材料將進(jìn)入質(zhì)的飛躍發(fā)展時(shí)期。
我國(guó)塑料模具工業(yè)起步晚,底子薄,與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比存在很大的差距。但在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和與之相配套的一系列國(guó)家經(jīng)濟(jì)政策的支持和改革開(kāi)放方針引導(dǎo)下,我國(guó)注塑模得到迅速發(fā)展,高效率、自動(dòng)化、大型、微型、精密、無(wú)流道、氣體輔助、高壽命模具在整個(gè)模具產(chǎn)量中所占的比例越來(lái)越大。總體上來(lái)看注塑模具發(fā)展趨勢(shì),注塑成型模具正加深理論研究,加速推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程,擴(kuò)大研究各種特殊結(jié)構(gòu)注塑模具,全面推廣CAD/CAE/CAM,進(jìn)一步加強(qiáng)快速原型制造技術(shù)。
2 畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方法、目的
(1)設(shè)計(jì)方法
本次設(shè)計(jì)的鉗柄注塑模是一商品,在日常生活中它有很多的應(yīng)用。由于它的生產(chǎn)批量大,精度要求高,且材料為塑料PS,適合在塑料模具行業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)。本設(shè)計(jì)中使用注射模具來(lái)生產(chǎn)該產(chǎn)品,其原理是將粒狀塑料連續(xù)輸入到成型機(jī)的料筒中加熱熔融,然后由注射桿推進(jìn),由噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)導(dǎo)入模具中,然后保壓冷卻,使之固化成型。為了合理而快速的設(shè)計(jì)出模具,采用參數(shù)化設(shè)計(jì),保證模具的各種數(shù)據(jù)上有緊密的量的聯(lián)系。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程包括工藝條件的分析、最佳方案的確定、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具二維和三維圖的繪制。使用MPA分析制件的成型工藝,使用PROE進(jìn)行三維建模并進(jìn)行參數(shù)化分析,通過(guò)CAD繪制各種零件圖,最后整理設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),完成整個(gè)設(shè)計(jì)。
(2) 設(shè)計(jì)的目的
通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì),預(yù)期達(dá)到以下目的:
1)加深對(duì)塑料的組成及性能的了解。
2)了解塑料成型的基本原理,學(xué)會(huì)正確分析成型工藝對(duì)模具的要求。
3)掌握一類(lèi)成型模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)方法。
4)具有初步分析、解決模具現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)問(wèn)題的能力。
二、塑件制品分析
1、塑件的成形工藝分析
產(chǎn)品名稱(chēng):方罩殼注塑模
產(chǎn)品材料:PP
產(chǎn)品數(shù)量:大批量生產(chǎn)
塑料尺寸:如圖所示
塑料要求:塑料外側(cè)表面光滑,下端外沿不允許有澆口痕跡。塑料允許最大脫模斜度45°。塑件外表面上不能有分型線。
塑件形狀:該制件形狀為旋轉(zhuǎn)體,上端有M10的螺紋,形狀較為簡(jiǎn)單:(如圖)
制品材料:PP
2、塑料材料特性
(1)塑料基本特性
PP塑料,化學(xué)名稱(chēng):聚丙烯 (簡(jiǎn)稱(chēng)PP),改制品的塑料品種為熱塑性塑料中的PP(聚丙烯),聚丙烯無(wú)毒,無(wú)味,無(wú)色。外觀與聚乙烯較為相似,但更透明、更輕,其密度為:0.90~0.91g/cm3.它不吸水,光澤好且易著色,具有優(yōu)良的介電性能,耐水性,化學(xué)穩(wěn)定性,易于成型加工。其屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、硬度及彈性均比一般塑料優(yōu)良。聚丙烯注射成形一體鉸鏈有特別高的抗彎曲疲勞強(qiáng)度。聚丙烯的熔點(diǎn)為:164℃~170℃,耐熱性好,可在100℃以上溫度下消毒滅菌,但在-35℃時(shí)會(huì)發(fā)生脆裂,且在氧、熱、光的作用下極易解聚、老化,所以必須加入防化劑。
比重:0.9-0.91克/立方厘米 成型收縮率:1.0-2.5% 成型溫度:160-220℃ ,特點(diǎn): 無(wú)毒、無(wú)味,密度小,強(qiáng)度剛度,硬度耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯,可在100度左右使用.具有良好的電性能和高頻絕緣性不受濕度影響,但低溫時(shí)變脆、不耐磨、易老化.適于制作一般機(jī)械零件,耐腐蝕零件和絕緣零件 。常見(jiàn)的酸、堿有機(jī)溶劑對(duì)它幾乎不起作用,可用于食具。PP是一種半結(jié)晶性材料。它比PE要更堅(jiān)硬并且有更高的熔點(diǎn)。由于均聚物型的PP溫度高于0℃以上時(shí)非常脆,因此許多商業(yè)的PP材料是加入1-4%乙烯的無(wú)規(guī)則共聚物或更高比率乙烯含量的鉗段式共聚物。共聚物型的PP材料有較低的熱扭曲溫度(100℃)、低透明度、低光澤度、低剛性,但是有有更強(qiáng)的抗沖擊強(qiáng)度。PP的強(qiáng)度隨著乙烯含量的增加而增大。PP的維卡軟化溫度為150℃。
PP的流動(dòng)率MFR范圍在1-40。PP的收縮率相當(dāng)高,一般為1.8-2.5%。并且收縮率的方向均勻性比PE-HD等材料要好得多。
(2)塑料材料成形性能
1).結(jié)晶料,吸濕性小,易發(fā)生融體破裂,長(zhǎng)期與熱金屬接觸易分解。
2).流動(dòng)性好,但收縮范圍及收縮值大,易發(fā)生縮孔。凹痕,變形。
3).冷卻速度快,澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)緩慢散熱,并注意控制成型溫度。料溫低溫高壓時(shí)容易取向,模具溫度低于50度時(shí),塑件不光滑,易產(chǎn)生熔接不良,流痕,90度以上易發(fā)生翹曲變形。
4). 塑料壁厚須均勻,避免缺膠,尖角,以防應(yīng)力集中。
(3) 塑件材料的應(yīng)用
丙烯可用做各種機(jī)械零件,如:法蘭、接頭、泵葉輪、汽車(chē)零件和自行車(chē)零件;可作為水、蒸汽、各種酸堿等的輸送管道,化工容器和其他設(shè)備的襯里、表面涂層;可制造蓋和本體和一的箱殼,各種絕緣零件,并用與醫(yī)藥工業(yè)中。
PP便宜、輕、良好的加工性和用途廣,催化劑和新工藝的開(kāi)發(fā)進(jìn)一步促進(jìn)了應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,有人說(shuō):“只要有一種產(chǎn)品的材料被塑料替代,那么這種產(chǎn)品就有使用聚丙烯的潛力”。也用于編織袋、防水布,耐用消費(fèi)品:如汽車(chē)、家電和地毯等。汽車(chē)工業(yè)(主要使用含金屬添加劑的PP:擋泥板、通風(fēng)管、風(fēng)扇等),器械(洗碗機(jī)門(mén)襯墊、干燥機(jī)通風(fēng)管、洗衣機(jī)框架及機(jī)蓋、冰箱門(mén)襯墊等),日用消費(fèi)品(草坪和園藝設(shè)備如剪草機(jī)和噴水器等)。
3 . 成形工藝參數(shù)確定
查有關(guān)手冊(cè)得到PP塑料的成形工藝參數(shù)如下:
注射機(jī)類(lèi)型:螺桿式
螺桿轉(zhuǎn)速(r/min):50~80
形式:直通式
噴嘴 溫度(℃):180~190
前段:200~210
料筒溫度(℃) 中段:210~230
后段:180~200
密度 1.01~1.04克/mm3
收縮率 1.8-2.5%
預(yù)熱溫度 80°c~85°c
預(yù)熱時(shí)間 2~3h
料筒溫度 后段 150°c~170°c,
中段 165°C~180°c,
前段 180°c~200°c
噴嘴溫度 170°c~180°c
模具溫度(℃) 50~70
注射壓力 60~100MPa
保壓壓力 50~70 MPa
注射時(shí)間 20~90s
保壓時(shí)間 15~30 s
冷卻時(shí)間 15~30 s
成形溫度 200°c~400°c
成形周期 40~70 s
收縮率 0.5%~0.8%
4、尺寸精度:由于改制件未標(biāo)注公差,查(《塑料模具設(shè)計(jì)與制造》P39表1-11、1-12)取MT5,B類(lèi)公差。
5、表面形狀:
①表面粗糙度:
塑件的外觀要求越高,表面粗糙度值應(yīng)越低。塑件的表面粗糙度的高低,主要與模具行腔表面的表面粗糙度有關(guān)。一般來(lái)說(shuō),模具表面的表面粗糙度值要比塑件低1~2級(jí)。該制品可按照成型方法不同可查表(《塑料模具設(shè)計(jì)與制造》P42表1-13取值),但一般取值為1.2~0.2um,本書(shū)參考0.2um一值。
②塑件表面質(zhì)量
塑件表面質(zhì)量指的是塑件成形后的表觀缺陷狀態(tài),如常見(jiàn)的缺料,溢料,飛邊,凹陷,氣孔,熔接痕,銀紋,翹曲與收縮,尺寸不穩(wěn)定等。他們是由于塑件成形工藝條件,塑件成形原材料選擇,模具總體設(shè)計(jì)等多種因素造成的。
6、生產(chǎn)批量:由于該制件幾何形狀較小故設(shè)計(jì)成一模多腔,則為大批量生產(chǎn)。
7、成型工藝分析:
①收縮性:速件從模具中取出后冷料到溫室,其尺寸體積全發(fā)生變化,這種性能稱(chēng)為收縮性。收縮性可分為實(shí)際收縮性和計(jì)算收縮率兩種。公式如下: S’=Lc-Ls/Ls*100%
S=Lm-Ls/Ls*100%
式中:S’為實(shí)際收縮率;
S-計(jì)算收縮率
Lc-速件在形成溫度時(shí)的單項(xiàng)尺寸
Ls速件在室溫時(shí)的單向尺寸
Lm模具在室溫時(shí)的單向尺寸
其影響因素主要有塑料品種、塑件結(jié)構(gòu)、模具結(jié)構(gòu)、成型工藝,通常收縮率不是一個(gè)定值,而是在一定范圍內(nèi)變化,它的波動(dòng)將引起塑料的波動(dòng),因此模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)這些因素綜合考慮來(lái)選擇塑料的收縮率,對(duì)精度高的塑件應(yīng)選取收縮率波動(dòng)范圍小的塑料,并留有修正余地。
②流動(dòng)性:在成型過(guò)程中,塑料熔體在一定的溫度、壓力下填充模具型腔的能力稱(chēng)為流動(dòng)性,聚丙烯為熱塑性塑料,可根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量大小,熔體指數(shù),螺旋線長(zhǎng)度,表觀黏度及流動(dòng)比等一系列指數(shù)進(jìn)行分析。凡是促進(jìn)熔料溫度降低,流動(dòng)阻力增大的因素,流動(dòng)性都會(huì)下降,。經(jīng)過(guò)分析與查證PP具有良好的流動(dòng)性,其主要影響因素是溫度、壓力、模具結(jié)構(gòu)。因此,在設(shè)計(jì)時(shí)均應(yīng)考慮上訴因素。
③相容性:由于不考慮PP與其它材料的混合使用,因此,不做贅述。
④吸濕性和熱敏性:聚丙烯屬于既不吸濕也不易黏附水份的塑料,且在高溫和受熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的情況下一般不會(huì)產(chǎn)生分解,故有較好的熱穩(wěn)定性。
8、模具設(shè)計(jì)的分析:
由于制件幾何形狀較小,要求批量生產(chǎn),故初步確定為一模多腔;塑件上端有M10的螺紋,故必須設(shè)計(jì)脫螺紋機(jī)構(gòu)或側(cè)分型機(jī)構(gòu),為保證塑件結(jié)構(gòu)完整順利脫離型芯,初步定為順序脫模,既為雙分型面注射模。
9、制品質(zhì)量:
根據(jù)M=ρV V=1/4πd2
其中ρ為0.90g/cm3
V=π/4D2H-π/4d2h
=π/4(252-232)×26+π/4(102-72)×6
≈2.084cm3
故M約為3.686g
三、注塑機(jī)的選用
根據(jù)計(jì)算出的制件體積、質(zhì)量大致確定模具的結(jié)構(gòu),初步選定注塑機(jī)型號(hào),方法如下:在選用的時(shí)候,根據(jù)產(chǎn)品所需的實(shí)際注塑量,并考慮一模型腔數(shù)量,再留有一定余量選擇注塑量。由于本制件為大批量生產(chǎn),且初步考慮型腔數(shù)目確定為2腔。
根據(jù)Mj≥Ms/0.8
Vj≥Vs/0.8
Mj——注塑機(jī)最大理論注塑量
Ms——理論注塑容量
Mj——一幅模具成型產(chǎn)品所需的實(shí)際質(zhì)量
Vs——一幅模具成型產(chǎn)品所需的實(shí)際注塑容量
將制件的質(zhì)量和體積代入上式后,根據(jù)所得結(jié)果選定SZ系列注塑機(jī)。其主要參數(shù)如下:
注
塑
裝
置
項(xiàng)目
SZ-25
/20
螺桿直徑/mm
25
螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min)
0~220
理論注塑容量/cm3
25
注塑壓力/Mpa
200
注塑速率/(g/s)
35
塑化能力/(kg/h)
13
鎖
模
裝
置
鎖模力/kN
200
拉桿間距/mm
242×187
模板行程/mm
210
模具最小厚度/mm
110
模具最大厚度/mm
220
定位孔直徑/mm
55
定位孔深度/mm
10
噴嘴伸出量/mm
20
噴嘴球半徑/mm
SR10
頂出行程/mm
55
頂出力/kN
6.7
電
氣
油泵電機(jī)功率/kW
7.5
加熱功率/kW
26
其
他
機(jī)器重量/t
2.7
外形尺寸(L×W×
H)/(m×m×m)
2.1×1.2×1.4
四、模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算
1、型腔型芯工作尺寸的計(jì)算
⑴ 型芯結(jié)構(gòu)
型芯與各個(gè)的配合為過(guò)盈配合,以保證配合的緊密,防止塑件產(chǎn)生飛邊。另過(guò)盈配合可以保證型芯與模板的相對(duì)位置的固定。
(2)模具的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)
為了保證模具的閉合精度,模具的定模部分和動(dòng)模部分之間采用導(dǎo)柱和導(dǎo)套導(dǎo)向定位,推件板上裝有導(dǎo)套,推出推件時(shí),導(dǎo)套在導(dǎo)柱上運(yùn)動(dòng),保證了推件板的運(yùn)動(dòng)精度。定模板上裝有導(dǎo)柱,為澆口和定模板及拉料桿的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。
(3)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的校核
型腔在成型過(guò)程中受到塑料熔體的高壓作用和高速的沖擊作用,應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度和剛度。實(shí)踐證明大尺寸型腔剛度不足是主要矛盾,故型腔的不足是剛度不夠,型腔應(yīng)以滿足剛度條件為準(zhǔn):δmax≤[δ];而對(duì)于小尺寸的型腔,強(qiáng)度不足是是主要矛盾,型腔應(yīng)以Бmax≤[Б]。在工廠實(shí)際生產(chǎn)中也常用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或有關(guān)表格進(jìn)行簡(jiǎn)化對(duì)凹模側(cè)壁和底板厚度的設(shè)計(jì)。由《塑料模具設(shè)計(jì)與制造》中表3—22中可以查出圓形型腔的內(nèi)壁直徑為2r,在80~90mm范圍內(nèi)。組合式型腔的內(nèi)壁厚為13mm,模具的壁厚為35mm,根據(jù)實(shí)際尺寸檢測(cè) t>13就可以滿足強(qiáng)度,故本模具的強(qiáng)度足夠,可以進(jìn)行下一步的設(shè)計(jì)。
取PP塑料的平均成形收縮率為S=(S1+S2)/2=0.7%。塑件未標(biāo)注公差按照表1-12中5級(jí)精度公差值選取。
注: S——塑料的平均收縮率;
S1——塑料的最小收縮率;
S2——塑料的最大收縮率。
凹模的工作尺寸計(jì)算
凹模是成型塑件外型的的模具零件,其工作尺寸屬包容尺寸,在使用過(guò)程中凹模的磨損會(huì)使包容尺寸逐漸增大。所以,為了使模具磨損后留有修模的余地并滿足裝配的需要,在設(shè)計(jì)時(shí)包容尺寸盡量取下限尺寸,尺寸工差取上偏差。
凹模的徑向尺寸計(jì)算公式:
L=[Ls(1+k)-(3/4)△]0+δ
式中 Ls——塑件外型徑向公稱(chēng)尺寸
K——塑料的平均收縮率
△——塑件的尺寸公差
δ——模具制造公差,取塑件相應(yīng)尺寸公差的1/3~1/6。
凹模的深度尺寸計(jì)算公式:
H=[Hs(1+k)-(2/3)△]+δ0
式中Hs——塑件高度方向的公稱(chēng)尺寸。
經(jīng)查得PP的收縮率約為0.6%塑件未注公差按MT5B類(lèi)公差選取,其單項(xiàng)公差為0.70。
塑件尺寸如圖:
① 型腔徑向尺寸
模具最大磨損量取塑件公差的1/6;模具的制造公差δz=△/3,X取0.75
M10→-M10-0.70
(Lm1)+δz0=[(1+S)Ls1-X△]+δz0
=[(1+0.6%)×10-0.75×0.70] +0.23
=9.53+0.230
D25→D25-0.70
(Lm2)+δz0=[(1+S)Ls2-XΔ]+δ0
=[(1+0.6%)×25-0.75×0.70]+0.230
=24.6+0.230
②型腔深度尺寸
模具最大磨損量取塑件公差尺寸1/6;模具制造公差δz=△/3;取X=0.5,
30→30-0.70
(Hm1)+δz0=[(1+0.6%)×30-0.5×0.70]+0.230
=29.83+0.230
6→6-0.70
(Hm2)+δz0=[(1+0.60%)×6-0.5×0.70]+0.230
=5.68+0.230
(2).型芯的工作尺寸計(jì)算
①型芯的徑向尺寸:
模具最大磨損量取塑件的1/6;模具的制造公差δz=Δ/3;取X=0.75
D6→D6+0.70
(Ls1)δz=[(1+s)Ls+x△]0-δz
=[(1+0.06%)×6+0.75×0.70]0-0.23
=6.560-0.23
(Ls2)-δz=[(1+s)Ls+X△]0-δz
=[(1+0.06%)×21+0.75×0.70]0-0.23
=21.650-0.23
②型芯高度尺寸:
模具最大磨損量取塑件公差的1/6,制造公差δ=Δ/3;取X=0.5
1)30→30+0.700
(Hm1)0-δ=[(1+S)Hs+ΔX]0-δz
=[(1+0.6%)×30+0.5×0.70]0-0.23
=30.530-0.23
2)6→6+0.700
(Hm1)0-δz=[(1+S)Hs2+xΔ]0-δz
=[(1+0.6%)×6+0.5×0.70]0-0.23
=6.3860-0.23
2.型腔壁厚、支撐板厚度的確定
型腔壁厚、支撐板厚度的確定從理論上講是通過(guò)力學(xué)的強(qiáng)度及剛度公式進(jìn)行計(jì)算的。剛度不足將產(chǎn)生過(guò)大的彈性變形并產(chǎn)生溢料間隙;強(qiáng)度不足將導(dǎo)致型腔產(chǎn)生塑性變形甚至破裂。
由于注塑成型受溫度、壓力、塑料特性及塑件復(fù)雜程度的影響,所以理論計(jì)算并不能完全真實(shí)的反映結(jié)果。通常在模具設(shè)計(jì)中,型腔及支撐板厚度不通過(guò)計(jì)算確定,而是憑經(jīng)驗(yàn)確定。
3、模具加熱、冷卻系統(tǒng)的確定:
為了縮短成型周期,提高效率,故本熱塑性塑料模具也設(shè)置了冷卻系統(tǒng)。
本模具冷卻系統(tǒng)在設(shè)計(jì)是遵循以下原則:
1) 冷卻水孔盡量的多,初步設(shè)計(jì)4個(gè)孔,孔盡可能的大。冷卻水孔中心線與型腔壁的距離取通道直徑的1-2倍(取15MM),冷卻通道之間的中心距取水孔直徑的3-5倍(取10)。
2) 冷卻水孔至型腔表面的距離應(yīng)盡可能相等。當(dāng)塑件壁厚均勻時(shí),冷卻水孔與型腔表面的距離應(yīng)盡可能的處處相等,當(dāng)壁厚不均勻時(shí),應(yīng)在壁厚處強(qiáng)化冷卻。
3) 澆口處要加強(qiáng)冷卻。
4) 冷卻水孔道不應(yīng)穿過(guò)鑲塊或接縫部位,以防漏水。
5) 冷卻水孔應(yīng)避免設(shè)在塑件的熔接痕處。
6) 進(jìn)出口的水管設(shè)在模具的同一側(cè)(設(shè)在注塑機(jī)的背面)。
五、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):
1、成形方法的確定
根據(jù)塑件成形工藝參數(shù)及注塑所采用材料的各種因素分析塑件應(yīng)采用注射成型法生產(chǎn),由于要保證塑件的內(nèi)表面質(zhì)量,因此采用點(diǎn)澆口或扁平形澆口設(shè)置在非工作表面即外側(cè)面??梢允褂萌魏晤?lèi)型的澆口。如果使用環(huán)形澆口,則最好使用較短的類(lèi)型。對(duì)于均聚物材料建議使用熱注嘴流道。對(duì)于共聚物材料既可使用內(nèi)部的熱流道也可使用外部熱流道。因此模具應(yīng)為雙分型面注射模。
2、模具型腔的排列:
單型腔模具其優(yōu)點(diǎn)是塑件精度高,工藝參數(shù)易于控制;模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單;模具制造成本低,周期短,但塑件成型的生產(chǎn)率低,塑料成本高。其適用于塑件較大,精度要求較高或者小批量生產(chǎn)及試生產(chǎn)。
多型腔模具其塑料成型的生產(chǎn)效率,塑件的成本底,但塑料的精度低,工業(yè)參數(shù)難以控制;模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜,模具制造成本高、周期長(zhǎng)。其適用大批量、長(zhǎng)期生產(chǎn)的小型塑件。
第一種方案,考慮到塑件形狀較為復(fù)雜,為保證塑件內(nèi)表面質(zhì)量以及使用性能的特殊要求,故采用單型腔注射模??紤]到塑件的圓周面上有一道環(huán)形槽,進(jìn)行模具中心對(duì)稱(chēng)分模即可使模具分出,所以模具采用一模一腔、平橫布置。模具尺寸相對(duì)來(lái)說(shuō)較小,制造加工方便,但其缺點(diǎn)是模具生產(chǎn)效率較低,單個(gè)模具費(fèi)用較高。第二種方案:模具采用一模二腔可提高生產(chǎn)效率,平衡布置,模具尺寸相對(duì)較大。側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)加工難度較大,模具制造成本提高,且增加模具成形需要注射壓力和保溫時(shí)間等。但模具生產(chǎn)率大大提高,且側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)可以更換降低了模具成本。故兩者比較,采用第一種,即水平布置,設(shè)置四個(gè)型芯,模具采用一模一腔;側(cè)抽芯雖然可以提高效率,但是側(cè)抽芯增加了難度。相比之下第一方案比較合適。
對(duì)于多型腔模具,由于型腔的排布與澆注系統(tǒng)密切相關(guān),所以在模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮。型腔的排布應(yīng)使每個(gè)型腔都能通過(guò)澆注系統(tǒng)從總壓力中均等的分得所需的足夠壓力,以保證塑料熔體能同時(shí)均勻充滿每一個(gè)型腔,從而使各個(gè)型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量均一穩(wěn)定。
多型腔的排布方法有平衡式和非平衡式。
塑件的形狀比較簡(jiǎn)單,質(zhì)量比較小,生產(chǎn)批量比較小,所以應(yīng)該采用多型腔注射模具。考慮到塑件的內(nèi)表面質(zhì)量,需要有一個(gè)分型面,所以模具采用一模兩腔,平衡布置。這樣模具的尺寸比較小,制造加工也比較方便,生產(chǎn)效率提高,塑件的成本也比較低。
1)型腔布置和澆口開(kāi)設(shè)部位力求對(duì)稱(chēng),防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。
2)型腔排列要盡可能的減少模具外形尺寸。
3)澆注系統(tǒng)瀏道應(yīng)經(jīng)可能短,斷面尺寸適當(dāng),盡量減少?gòu)澱?,表面粗燥度值要低,使壓力、溫度損失盡可能少。
4)本模具為一模兩腔,為使塑料熔體在同一時(shí)間進(jìn)入型腔,故分流道采用平衡式分布:
如圖形狀:
3、成形分型面的選擇:
塑料分型面是模具動(dòng)模和定模的結(jié)合處,在塑件最大外形處,是為了塑件和凝料取出而設(shè)置的。
分型面的選擇即要保證塑件質(zhì)量要求又要便于脫模,本塑件的分型面選擇在塑件較大的截面。因?yàn)檩^大端面為非工作表面,其表面質(zhì)量的好壞不會(huì)影響到塑件的使用性能。
分型面的確定
4、澆注系統(tǒng)的選擇
(1)主澆道設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機(jī)噴嘴到型腔之間的進(jìn)料通道。包括主流道、分流道,澆口和冷料穴。
為了讓主流道澆口凝料能從澆口套順利拔出,主流道設(shè)計(jì)圓為錐形,錐角為6°,其小端直徑d比注射機(jī)噴嘴直徑大0.5~1mm,由于小端前面是球面,其深度內(nèi)3~5㎜.注射機(jī)噴嘴的球面在該位置與模具接觸并且貼合.因此要求主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大1~2㎜,其計(jì)算公式為:
dmin=R+(0.5~1),R2=R1+(1~2)mm
dmin為小端最小允許值,R為小端球面半徑值,R1為噴嘴球面半徑,R2為主流道球面半徑。主澆道及分澆道示意圖如圖所示:
澆道形式
主流道澆口套及其固定形式
(2) 分流道設(shè)計(jì):分流道由自己決定形狀可是圓形、半圓形、矩形、梯形、椰殼是半圓形和U形,本書(shū)取圓形。
分流道尺寸:分流道尺寸有塑料品種、塑件大小及流道長(zhǎng)度確定。對(duì)于質(zhì)量在200以下壁后在3以下的塑件可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算分流道的直徑。
D=0.2654M1/2l1/4
式中 D——為分流道直徑
M——為塑件質(zhì)量
L——為分流道的長(zhǎng)度
上式得分流道直徑僅限于3.2~3.9mm.對(duì)于HPVC和PMMA,則應(yīng)計(jì)算結(jié)果增加25%。D算出后一般取整數(shù)。
材料名稱(chēng)
分流道直徑
材料名稱(chēng)
分流道直徑
ABS、SAN、AS
4.5~9.5
PC
6.4~10
POM
3.0~10
PE
1.6~10
PP
1.6~10
HIPS
3.2~10
CA
1.6~11
PS
1.6~10
PA
1.6~10
PSF
6.4~10
PPO
6.4~10
SPVC
3.1~10
PPS
6.4~13
HPVC
6.4~16
(3)澆口設(shè)計(jì):
澆口是連接分流道與型腔的熔體通道,澆口又有限制性澆口和非限制性澆口,其中,限制性澆口是整個(gè)澆徑系統(tǒng)中截面尺寸最小的部位。通過(guò)截面積的突然變化,提高注射壓力和剪切速率,降低黏度,可較早固化,防止型腔熔體倒流,有利于分模。針對(duì)本產(chǎn)品而言,采作環(huán)型澆口這種澆口的特點(diǎn)是:進(jìn)料均勻,圓周上各處流速大致相等,熔體流動(dòng)狀態(tài)好,型腔中的空氣容易排出,熔接痕可基本避免,但澆注系統(tǒng)耗料較多,澆口去除較難。
5、冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì):冷料穴位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上,或處于分流道末端。其作用是搜集流料前的冷料,防止冷料進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量,開(kāi)模時(shí)又能將主流道的凝料拉出。冷料穴的直徑宜大于主流道大端直徑,長(zhǎng)度約為主流道大端直徑。
拉料桿是在注塑完成之后將澆注系統(tǒng)凝料從定模套中拉出。拉料桿有兩種基本形式,一種適于推桿起模的,另一種適合于推件板脫模。本產(chǎn)品采用的是靠塑料的收縮包緊力使主流道凝料拉出澆口套,然后靠推件板將塑件和主流道凝料一起推出模外,主流道凝料能在推出進(jìn)自動(dòng)脫落。
6、模具排氣槽設(shè)計(jì)
1)、模具排氣槽設(shè)計(jì)的必要性
當(dāng)塑料熔體充填型腔時(shí)必須順序的排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣,及塑料受熱而產(chǎn)生的氣體。如果不能被順利的排出,塑件會(huì)由于填充不足而出現(xiàn)氣泡、接縫或表面輪廓不清楚等缺陷,甚至氣體受壓而產(chǎn)生高溫使塑件焦化。
2)、注射模排氣通常采用的形式(見(jiàn)表3-8注射模排氣方式){查《塑料模具設(shè)計(jì)與制造》P106得表表3-8注射模排氣方式}
1 采用間隙排氣
2 在分形面上開(kāi)設(shè)排氣槽
3 利用排氣塞排氣
4強(qiáng)制性排氣
3)、注射模排氣方式的確定
1注射模排氣方式的確定
結(jié)合四種排氣方式的特點(diǎn)與特性以及適用范圍可判定應(yīng)選取注射模排氣方式。{注射模排氣方式:注射模排氣方式}
2 排氣槽深度的確定排氣槽排氣 對(duì)大中型塑件的模具,通常在分型面上的凹模一邊開(kāi)設(shè)排氣槽,排氣槽的位置以位于融通流動(dòng)末端為好,寬度B=3~5,深度H=0.05,長(zhǎng)度L=0.7~1,此后可加深到0.8~1.5
塑料品種
排氣槽深度
塑料品種
排氣槽深度
PE
0.02
AS
0.03
PP
0.01~0.02
POM
0.01~0.03
PS
0.02
PA
0.01
SB
0.03
PA
0.01~0.03
ABS
0.03
PETP
0.01~0.03
SAN
0.03
PC
0.01~0.03
常見(jiàn)排氣槽深度,本書(shū)取0.02
7、推出方式的確定
由于塑件形狀較為簡(jiǎn)單,而推桿推出機(jī)構(gòu)也是整個(gè)推出機(jī)構(gòu)中最簡(jiǎn)單、最常見(jiàn)的一種形式。由于設(shè)置推桿的自由度較大,而且推桿截面大部分為圓形,容易達(dá)到推桿與模板工型芯上推桿孔的配合精度,推桿推出運(yùn)動(dòng)阻力小,推出動(dòng)作靈活可靠,損壞后也便于更換。所以選用推桿推動(dòng)型芯機(jī)構(gòu)來(lái)完成塑件的推出。塑件在推出時(shí)所受到的變形比較小,推出也比較可靠。為了減少推出過(guò)程中推桿和型芯的摩擦,應(yīng)在推桿和型芯間留有0.20~0.25mm的間隙(原則上應(yīng)不摩擦型芯),并采用3°~5°的錐面配合,其錐度起到輔位定位作用,防止推桿偏心而引起溢料。推出機(jī)構(gòu)工作時(shí),推桿除了與型芯作配合外,還依靠推桿進(jìn)行支撐與導(dǎo)向。推桿和型芯的配合精度為H7/f7~H8/f7的配合
8 、模具成形零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
為節(jié)約成本,長(zhǎng)江稍大于塑件外形的較好材料制成凹模,再將其嵌入模板中固定。這樣既保證了壽命,又不浪費(fèi)材料,并且凹模損壞后維修、更換方便。本模具也采用嵌入式結(jié)構(gòu),具體如裝配圖。
9、 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
當(dāng)塑件有側(cè)孔或側(cè)凹時(shí),需要有側(cè)抽芯機(jī)構(gòu),設(shè)計(jì)時(shí):型芯設(shè)置在于分型面垂直的動(dòng)模或定模內(nèi),利用開(kāi)模或推出動(dòng)作抽出側(cè)型芯;采用斜導(dǎo)柱在定模,滑塊在動(dòng)模的抽芯機(jī)構(gòu);鎖緊楔的斜角大于導(dǎo)柱傾斜角,通常大2~3。,否則無(wú)法帶動(dòng)滑塊;滑塊在完成抽芯動(dòng)作后,留在滑槽內(nèi)的滑塊長(zhǎng)度不小于全長(zhǎng)的2/3;不能使頂桿和活動(dòng)型芯在分型面上的投影重合,防止滑塊和頂出機(jī)后復(fù)位時(shí)互相干涉;為保證塑件留在動(dòng)模上,開(kāi)模前必須抽出測(cè)向型芯,因此要采用定距拉緊結(jié)構(gòu)。
1) 抽芯距
將型芯從成形位置抽至不妨礙塑件脫模的位置,型芯或滑塊所移動(dòng)的距離稱(chēng)為抽芯距。一般等于空深加2~3的安全距離。
計(jì)算公式為:
S=Htanα+2~3mm
式中H——斜導(dǎo)柱完成抽芯所需的開(kāi)模行程
α——斜導(dǎo)柱傾角
S——抽芯距
2)斜導(dǎo)柱傾角:
傾斜角的大小關(guān)系到導(dǎo)柱所承受的彎曲力和實(shí)際達(dá)到的抽拔力,也關(guān)系到斜導(dǎo)柱的工作長(zhǎng)度、抽芯距和開(kāi)模行程。為保證一定的抽拔力和斜導(dǎo)柱的強(qiáng)度,取25。。
3)斜導(dǎo)柱的工作長(zhǎng)度:
斜導(dǎo)柱的有效工作長(zhǎng)度L主要與抽芯距S、斜導(dǎo)柱傾斜角有關(guān)。
L=S/cosα
通常斜導(dǎo)柱的有關(guān)參數(shù)計(jì)算主要是掌握傾斜角、抽芯距、斜導(dǎo)柱工作長(zhǎng)度及開(kāi)模行程的關(guān)系計(jì)算。其他一般憑經(jīng)驗(yàn)確定。
4)斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
斜導(dǎo)柱的材料多采用45剛,淬火后硬度為35HRC,或采用T8、T10,淬火55HRC上。斜導(dǎo)柱與固定板用H7/m6 配合。由于斜導(dǎo)柱主要起驅(qū)動(dòng)滑塊作用,滑塊的平穩(wěn)性由導(dǎo)滑槽與滑塊間的精度保證,因此滑塊與斜導(dǎo)柱間可采用間隙配合H11/h11 或留0.5~1mm 的間隙。
滑塊 本書(shū)中滑塊與型腔采用整體式結(jié)構(gòu),因?yàn)樾颓恍螤钶^小結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,避免耗材,增加結(jié)構(gòu)體積和質(zhì)量故設(shè)計(jì)在一起。在安裝時(shí)鎖緊楔使滑塊不致產(chǎn)生移動(dòng),鎖緊的楔角應(yīng)大于斜導(dǎo)柱傾斜角,一般2~3度。
10、 脫模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1)因?yàn)樗芰鲜站o時(shí)抱緊突模,所以頂出力的作用點(diǎn)應(yīng)靠近凸模。
2)頂出力應(yīng)作用在塑件剛性和強(qiáng)度最大的位置,作用面應(yīng)可能大一些,以防止塑件變形和損壞。
3)為保證良好的塑件外觀,定出位置應(yīng)盡量設(shè)計(jì)在塑件內(nèi)對(duì)形狀外觀影響不大的部位。
4)若頂出部位需設(shè)計(jì)在塑件使用或裝配的基面上時(shí),為不影響塑件的尺寸和使用,一般定桿與塑件接觸處凹進(jìn)塑件0.1,否則會(huì)出現(xiàn)塑件凸起。
六、模具總體尺寸的確定,選購(gòu)模架:
1 中小型標(biāo)準(zhǔn)注射模架(GB/T12556.1)
標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,中小型模架的周界尺寸范圍≤560mm×900mm,還規(guī)定了其模架的結(jié)構(gòu)形式為品種型號(hào)。(見(jiàn)圖3.73基本型中小型注射模架){查《塑料模具設(shè)計(jì)與制造》P144得圖3.73基本型中小型注射模架}
2 大型標(biāo)準(zhǔn)模架(GB/T12555.1)
大型模架標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的周界尺寸范圍630mm×630mm~1250mm×2000mm適用于大熱塑性塑料注射模。(見(jiàn)圖3.75基本型大型注射模架){查《塑料模具設(shè)計(jì)與制造》P145得圖3.75基本型大型注射模架}
標(biāo)準(zhǔn)模架的選用要點(diǎn)
1 模架厚度H和注射機(jī)閉合距離L
2 開(kāi)模行程與動(dòng)、定模分開(kāi)的間距與推出塑件所需行程之間的尺寸關(guān)系
3選用模架應(yīng)符合塑件及其成形工藝技術(shù)的要求
模架的選取根據(jù)模具制造與實(shí)訓(xùn)一書(shū),按進(jìn)料形式的不同,模架分為大水口和小水口兩類(lèi)。根據(jù)開(kāi)模行程初步選用S2030小水口DC 型模架。本模具選取的模架如圖
模架結(jié)構(gòu)
七、注塑機(jī)的參數(shù)校核:
1、最大注塑量的校核
M 機(jī)≥M實(shí)際/α=(nM機(jī) +M塑)/α
式中 M機(jī)——注塑機(jī)的最大注塑量
M 實(shí)際——實(shí)際注塑量
α——注塑系數(shù),一般為0.8
n——型腔個(gè)數(shù);
M 塑j——每個(gè)塑件的質(zhì)量
M 澆——澆注系統(tǒng)的質(zhì)量
當(dāng)實(shí)際注塑量以注塑容量V 實(shí)際表示時(shí),有:
M 實(shí)際=PV實(shí)際
式中M——塑料密度為P 時(shí)的實(shí)際注塑量
P——塑化溫度和壓力下 熔融塑料的密度
V實(shí)際——實(shí)際塑化容量
C——密度變化的校正系數(shù),對(duì)結(jié)晶型塑料,C=0.85,對(duì)非結(jié)晶型塑料,C=0.93
2、鎖模力的校核
在注塑過(guò)程中,為使模具不被脹開(kāi),注塑機(jī)的合模裝置必須對(duì)模具施以足夠的加緊力,即鎖模力Fs 。鎖模力的大小必須滿足下式:
Fs≥P(nAs+Aj)
式中P——模具型腔壓力,一般為20~40Mpa
As——塑件型腔在模具分型面上的投影面積
Aj——澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積
塑件的面積As為25×20×2=1000mm2,
Aj約為20mm2
代入上式中計(jì)算得:F=20.0400~40.0800KN≤200 注塑機(jī)標(biāo)稱(chēng)壓力
3、模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)校核
1)模具逼和高度校核
必須滿足: Hmin≤Hm≤Hmax
式中Hmin——注塑機(jī)允許的最小逼和高度,也是動(dòng)模座的嘴角間隙;
Hmax——最大逼和高度;
Hm——實(shí)際閉合高度
所選模架的尺寸滿足以上條件。
2)開(kāi)模行程校核:
實(shí)際開(kāi)模行程可按下式計(jì)算:
S=H1+H2+(5~10)mm≤Sj=S機(jī)座距——H模
式中H1——塑件脫離型芯所需的頂出距離,通常是成形塑件內(nèi)墻的凸模高度;
H2——塑件包括澆注系統(tǒng)內(nèi)的總高度;
S機(jī)——模具閉合高度為Hm時(shí)的最大模座行程;
S機(jī)座距——模座最大間距,為液壓機(jī)合??烧{(diào)裝置;
2) 注塑機(jī)模座尺寸及拉桿間距校核
3) 設(shè)注塑機(jī)模座尺寸為H×V,拉桿間距為H?!罺。則:
模具的最長(zhǎng)邊≤min{H,V};
模具的最短邊≤min{H.V.}
4)定出裝置的頂出距應(yīng)大于或等于塑件頂出距。
八、模具的總裝及模具的裝配、試模
1、模具的裝配
模具的裝配是指按照模具的技術(shù)要求將零件組合成部件,最后裝配成模具的過(guò)程,其裝配過(guò)程包括試裝、研裝、調(diào)整、試模等。
1)、裝配精度要求
通過(guò)裝配過(guò)程最后達(dá)到生產(chǎn)出合格制品的要求,模具裝配必須滿足裝配精度要求:(1)位置精度。(2)配合精度.
2)、運(yùn)動(dòng)精度。
此模具裝配過(guò)程中:
1 型腔采取拼塊法進(jìn)行裝配。
2型芯與固定板的裝配,在此裝配之前應(yīng)先涂瑞滑油,先將導(dǎo)入部分放入固定板中,測(cè)量并校正其垂直度后可緩慢而平穩(wěn)的壓入。
2、塑料??傃b
1)、動(dòng)模部分
1配型芯固定板,動(dòng)模墊板,支承板和動(dòng)模固定板。裝配前,型芯導(dǎo)柱,拉料桿已壓入型芯固定板和動(dòng)模墊板,并已檢驗(yàn)合格。裝配時(shí),將型芯固定板,動(dòng)模墊板支承板和動(dòng)模座板按其工作位置合攏,找正并用螺釘擰緊定位。
2配推件板,裝配前應(yīng)對(duì)推件板的型孔進(jìn)行修光,并與型芯做配合檢查,并將推件板套裝在導(dǎo)柱和型芯上,以推件板平面為基準(zhǔn)測(cè)量型芯高度尺寸。
3裝配推出機(jī)構(gòu),將推桿套在推件固定板上推桿孔內(nèi)并穿入型芯固定板的推件孔內(nèi),再套裝在推件導(dǎo)柱上,使推板和推件固定板重合,在推件固定板螺孔內(nèi)涂紅粉,將螺釘孔位復(fù)印到推板上,然后取下推件固定板,在推桿上鉆孔并攻絲后,重新合攏擰緊螺釘固定。裝配后進(jìn)行滑動(dòng)配合檢查,經(jīng)調(diào)整使其滑動(dòng)靈活無(wú)卡阻現(xiàn)象。最后將推件板卸下,將板放到最大板限位置。
2)、裝配定模部分:
總裝前澆口套導(dǎo)套均已組裝結(jié)束并檢驗(yàn)合格。裝配時(shí)將定模板套裝在導(dǎo)柱上并已裝澆口套的定模座板合攏,找正位置用平行夾頭夾緊,從定模板上螺釘孔定位,對(duì)定模板鉆錐套,然后拆開(kāi),在定模板上鉆孔攻絲后重新合攏,用螺釘擰緊固定最后鉆鉸定位鉆孔并打入定位銷(xiāo)。經(jīng)以上總裝后,應(yīng)檢查定模板和澆口套的錐孔是否對(duì)正,如果接縫處有錯(cuò)位,需進(jìn)行鉸銷(xiāo)修整,使其光滑一致。
3、模具的調(diào)試
試模是模具制造中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),試模中的修改,補(bǔ)充和調(diào)整是對(duì)于模具設(shè)計(jì)的補(bǔ)充。
1)、 試模前準(zhǔn)備
試模前需對(duì)模具及試模用的設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)。模具的閉合高度,安裝與注射機(jī)的各個(gè)配分尺寸,推出形式開(kāi)模距,模具工作要求等符合所選設(shè)備的技術(shù)條件,見(jiàn)車(chē)模具各滑動(dòng)零件配合間隙適當(dāng),無(wú)卡住及堵塞現(xiàn)象,滑動(dòng)要靈活,可靠,起止位置的定位要正確,各鑲嵌件,緊固件要牢固無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象,各種水觀接頭閥門(mén)、附件、備件要齊全,對(duì)于試模設(shè)備也要進(jìn)行全面的檢查,既對(duì)設(shè)備的油路、水路、電路、機(jī)械運(yùn)動(dòng)部位,各操作過(guò)程和顯示信號(hào)要檢查。調(diào)整,使之處于常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
2)、 模具的安裝與調(diào)試
模具的安裝是指將模具從制造地點(diǎn)運(yùn)至注射機(jī)所在地,并安裝在指定注射機(jī)的全過(guò)程。
模具安裝在注射機(jī)上要注意以下幾方面:
1模具的安裝方法要滿足設(shè)計(jì)圖樣的要求。
2模具中有側(cè)向滑動(dòng)結(jié)構(gòu)時(shí),盡量使其運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樗椒较颉?
3當(dāng)模具長(zhǎng)度與寬度尺寸相差較大時(shí),應(yīng)盡可能使較長(zhǎng)的邊與水平方向平行。
4模具帶有液壓油路接頭,氣路接頭,熱溶道元件接線板時(shí),盡可能放置于非操作一側(cè),以免操作不方便。
5模具在注射機(jī)上的固定多采用螺釘,壓板的形式,一般角側(cè)采用4~8塊壓板,對(duì)稱(chēng)而置。如圖所示:
圖4.1 模具的固定
1—壓板; 2—螺釘; 3—模具; 4—注射機(jī)模面
模具安裝于注射機(jī)上之后,要進(jìn)行空循環(huán)調(diào)整,其目的在于檢驗(yàn)?zāi)>呱细鬟\(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是否可靠,靈活,定位裝置是否能夠有效作用,要注意以下幾個(gè)方面:
1)合模后分型面不得有空隙,要有足夠的合模力。
2)活動(dòng)型芯,推出及導(dǎo)向部分運(yùn)動(dòng)及滑動(dòng)要平穩(wěn)無(wú)干涉現(xiàn)象,定位要正確,可靠。
3)開(kāi)模時(shí),推出要平穩(wěn),保證將塑件及澆注系統(tǒng)凝料推出模具。
3)、試模
模具安裝調(diào)整后即可進(jìn)行試模。
1加入原料原料的品種,規(guī)格,牌號(hào)應(yīng)符合圖樣中的要求成形性能有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,原料一般要預(yù)先進(jìn)行干燥。
2調(diào)整設(shè)備按照工藝條件要求調(diào)整注射壓力,注射速度,注射量成形時(shí)間,成形溫度等工藝參數(shù)。
3試模將模具安裝在注射機(jī)上,選用合格的原料,根據(jù)推薦的工藝參數(shù)調(diào)整好注射機(jī),采用手動(dòng)操作,開(kāi)始注射時(shí),首先采用低壓、低溫、和較長(zhǎng)的時(shí)間條件下成形,如果型腔未充滿,則增加注射時(shí)的壓力,在提高壓力無(wú)效時(shí),可以適當(dāng)提高溫度條件,試模注射出樣件。
4、檢驗(yàn)
通過(guò)試模可以檢驗(yàn)出模具結(jié)構(gòu)是否合理,所提供的樣件是否符合合同要求,模具能否完成批量生產(chǎn)。針對(duì)試模中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題,對(duì)模具進(jìn)行修改,調(diào)整、再試模,使模具和生產(chǎn)出的樣件滿足客戶要求,試模合格的模具應(yīng)清理干凈涂防銹油入庫(kù)保存
九、參考文獻(xiàn):
《模具實(shí)際制造與實(shí)訓(xùn)》 主編:朱光力 高等教育出版社
《塑料模具設(shè)計(jì)與制造》 主編:其衛(wèi)東 高等教育出版社
《塑料模具圖冊(cè)》 主編:閻亞林 高等教育出版社
《模具制造工藝與工裝》 主編:候維芝 楊金鳳 高等教育出版社
結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)本設(shè)計(jì),我了解了塑料的工藝特性與成型原理,掌握各種常用塑料在各種成型過(guò)程中對(duì)模具的成型要求,掌握成型工藝所必備的各種技術(shù)知識(shí)。
1﹚在模具設(shè)計(jì)方面
掌握了各種模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算方法,模具零件的加工工藝性,標(biāo)準(zhǔn)件的選用等,能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)中等復(fù)雜程度的塑料模具。
2﹚塑料設(shè)計(jì)方面
在掌握正確分析塑件工藝的基礎(chǔ)上能配合單位或美工設(shè)計(jì)人員,根據(jù)塑料成型特點(diǎn)進(jìn)行一般塑件工藝性設(shè)計(jì)。
3﹚模具制造方面
掌握了一般機(jī)械加工和特種加工,金屬材料的選用及熱處理知識(shí),了解塑料模具的制造特點(diǎn),根據(jù)不同情況選用模具型腔加工工藝,能夠編制型芯和型腔加工工藝規(guī)程。
《塑料模具設(shè)計(jì)與制造》課程實(shí)踐性強(qiáng),需不斷的理論聯(lián)系實(shí)際,多在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)向有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員和工人師傅學(xué)習(xí),豐富自己的知識(shí),從中提高自己的實(shí)際操作能力和設(shè)計(jì)能力。
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