旅行餐碗注塑模設(shè)計(jì)【一模一腔】【說(shuō)明書(shū)+CAD+PROE】
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鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
0引言
隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用塑料與工程塑料在強(qiáng)度和精度方面的不斷提高,塑料制品的應(yīng)用范圍不斷地?cái)U(kuò)大,如:家用電器、儀器儀表、建筑材料、汽車工業(yè)、日用五金等眾多領(lǐng)域,塑料制品所占的比例正迅速猛增加。注塑成型是塑料加工中最普遍采用的方法,該方法適用于全部熱塑性塑料和部分熱固性塑料,制得的塑料制品數(shù)量之大是其它成型方法望塵莫及的。由于注塑成型加工不僅產(chǎn)量多,而且運(yùn)用于多種原料,能夠成批,連續(xù)的生產(chǎn),并且具有固定的尺寸,可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化,高速化,因此,具有得極高的經(jīng)濟(jì)效益。
模具是指一種專用工具,用于裝在各種壓力機(jī)上,通過(guò)壓力把金屬或非金屬材料制出所需另件的形狀制品,這種專用工具即統(tǒng)稱模具。?模具已經(jīng)成為當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)中使用的極為廣泛的主要工藝裝備,是最重要的工業(yè)生產(chǎn)手段及工藝發(fā)展方向.一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的高低,在很大生活方式上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平,模具工業(yè)的發(fā)展水平,是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。
作為注塑成型加工的主要工具之一注塑模具,在質(zhì)量、精度、制造周期以及注塑成型過(guò)程中的生產(chǎn)效率等方面水平高低,直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、成本及產(chǎn)品的更新?lián)Q代,同時(shí)也決定著企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的反應(yīng)能力和速度。
與其它機(jī)械行業(yè)相比,模具制造業(yè)主要有以下三個(gè)特點(diǎn):
第一,模具不能像其它機(jī)械那樣可作為基本定型的商品隨時(shí)都可以在機(jī)電市場(chǎng)上買(mǎi)到。這是因?yàn)槊扛蹦>叨际轻槍?duì)特定塑料制品的規(guī)格而生產(chǎn)的,由于塑料制品的形狀、尺寸各異,差距甚大,其模具結(jié)構(gòu)也是大相徑庭,所以模具制造不可能形成批量生產(chǎn)。換句話說(shuō),模具是單件生產(chǎn)的,其壽命越長(zhǎng),重復(fù)加工的可能性越小。因此,模具的制造成本較高。
第二,因?yàn)樽⑺苣>呤菫楫a(chǎn)品中的塑料制品而訂制的,作為產(chǎn)品,除質(zhì)量、價(jià)格等因素之外,很重要的一點(diǎn)就是需盡快地投放市場(chǎng),所以對(duì)于為塑料制品而特殊訂制的模具來(lái)說(shuō),其制造周期一定要短。
第三,模具制造是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的工作,其加工過(guò)程集中了機(jī)械制造中先進(jìn)技術(shù)的部分精華與鉗工技術(shù)的手工技巧,因此要求模具工人具有較高的文化技術(shù)水平,特別是對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)要求培養(yǎng)“全能工人”(既多面手),使其適應(yīng)多工種的要求,這種技術(shù)工人對(duì)模具單件生產(chǎn)方式組織均衡生產(chǎn)是非常重要的。
綜上所述,模具制造業(yè)存在成本高,要求制造周期短,技術(shù)性強(qiáng)等特點(diǎn),目前,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和計(jì)算機(jī)的應(yīng)用,這些問(wèn)題得到了很大的改善。由于有了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助加工,從根本上改變了模具生產(chǎn)的面貌,可靠地保證了模具所需要的精度與質(zhì)量。預(yù)硬、易切削以及高光亮等,新型模具材料的應(yīng)用,大大的方便了加工及熱處理。另外,模具標(biāo)準(zhǔn)件和以標(biāo)準(zhǔn)件為基體的特殊定制零件的普及,明顯的縮短了模具制造周期。
我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀可分為:
1. 八十年代以前的模具工業(yè)發(fā)展:在大中型國(guó)有企業(yè),模具車間或稱工具車間,作為配套部門(mén),專業(yè)化生產(chǎn)模具的廠家少,模具的種類是沖壓模,鍛造模。
2. 八十年代隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,特別是工程塑料的推廣及應(yīng)用,推動(dòng)模具工業(yè)的快速發(fā)展,主要表現(xiàn)在塑料模的快速發(fā)展。1987年在全國(guó)工科院校試點(diǎn)開(kāi)設(shè)模具專業(yè),模具工業(yè)的國(guó)際行標(biāo)的制訂與完善,壓鑄模,鉆合金擠壓模,銅墻鐵壁型材模的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)。
3. 九十年代后期,模具的生產(chǎn)向?qū)I(yè)化,精密化發(fā)展,模具設(shè)計(jì)與制造的科技含量與技術(shù)含量越來(lái)越高。特別是CAD/CAM的高新軟件的出現(xiàn),象AutoCAD、pro/g,MasterCAM、UG、Cimatron 等,用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì),加快了模開(kāi)發(fā)的速度,又保證了模具的質(zhì)量、而數(shù)控加工技術(shù)的出現(xiàn)使復(fù)雜模具的加工成為可能,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與制造的體化流程,加快了模具開(kāi)發(fā)的建設(shè),提高了模具制造的質(zhì)量。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì),我的設(shè)計(jì)課題為旅行餐碗的模具設(shè)計(jì)。在這次設(shè)計(jì)中,我選擇了注射模具的設(shè)計(jì)。我首先搜集了大量和資料,并對(duì)其進(jìn)行了分析研究,而且吸取了國(guó)內(nèi)外的有關(guān)資料,在此基礎(chǔ)上我還到模具廠參觀實(shí)習(xí),獲取了一定的感性認(rèn)識(shí),為我的模具設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)。
由于我對(duì)注塑 模也是剛剛接觸,缺乏經(jīng)驗(yàn),所設(shè)計(jì)的模具難免存在很多問(wèn)題與不足,在此希望老師能給予指正。
1 制件的結(jié)構(gòu)工藝
要想獲得良好的塑件,必須仔細(xì)而又慎重地設(shè)計(jì)塑件結(jié)構(gòu)(如壁厚的均勻度,圓角的大小,支承位置的選擇等)。倘若稍有疏忽,就會(huì)給制件帶來(lái)難以彌補(bǔ)的缺陷,如氣泡、縮孔、開(kāi)裂等不良現(xiàn)象。在設(shè)計(jì)塑件結(jié)構(gòu)的同時(shí)還要考慮塑件的結(jié)構(gòu)是否符合模具分型面的要求,開(kāi)模頂出的要求,模具制造的要求??傊诔浞址治鲅芯克芗Y(jié)構(gòu)的同時(shí),還必須考慮到模具的要求,使兩者經(jīng)濟(jì)的合理性互相協(xié)調(diào)和統(tǒng)一。
塑料制件主要是根據(jù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì),由于塑料有其特殊的物理機(jī)械性能,因此設(shè)計(jì)塑件是必須充分發(fā)揮其性能上的優(yōu)點(diǎn),避免和補(bǔ)償其缺點(diǎn),在滿足使用要求的前提下,塑件應(yīng)盡可能地做到簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu),符合成型工藝特點(diǎn)。在設(shè)計(jì)塑件是必須考慮以下幾個(gè)方面的因素:
1 塑件的物理機(jī)械性能,如強(qiáng)度、剛性、韌性、彈性、吸水性以及對(duì)應(yīng)力的敏感性。
2 塑件的成型工藝性,如流動(dòng)性。
3 塑件形狀應(yīng)有利于充模流動(dòng),排氣,補(bǔ)孔,同時(shí)能適應(yīng)高效冷卻硬化(熱塑性制品)或快速受熱固化(熱固性塑料制品)。
4 塑件在成型后收縮情況及各向收縮率差異。
5 模具的總體結(jié)構(gòu),特別是抽芯與脫出塑件的復(fù)雜程度。
6 模具零件的形狀及其制造工藝。
以上前四條主要是指塑料性能特點(diǎn),后兩條主要是考慮模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn),塑件設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括塑件的形狀、尺寸、精度、表面粗糙度、壁厚、斜度以及塑件上加強(qiáng)筋支承面、孔、圓角、螺紋、鑲件等的設(shè)置。
1.1塑件的壁厚
根據(jù)使用條件,各種塑件都應(yīng)有一定的厚度,以保證其應(yīng)有的機(jī)械強(qiáng)度。壁太厚,則浪費(fèi)原料,增加塑件的成本,更重要的是延長(zhǎng)塑件在模內(nèi)冷卻或固化的時(shí)間,也容易產(chǎn)生凹陷、縮孔、夾心等質(zhì)量上的缺陷;塑件的壁厚也不能太薄,特別是在注射成型中,因?yàn)楸谠奖。廴谒芰显谀G粌?nèi)的流動(dòng)阻力就越大,在大型塑件的情況下,有時(shí)會(huì)造成成型困難。另外,還必須指出壁厚與流程有密切關(guān)系。所謂流程是指塑料從進(jìn)料口起向型腔各處的距離。經(jīng)試驗(yàn)證明各種塑料在其常規(guī)工藝參數(shù)下,流程大小與壁厚成比例關(guān)系(S =(L/100+0.5)0.6)。
因此,對(duì)于塑件壁厚的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量是均勻的,壁與壁連接處的厚薄應(yīng)相差不大,并且應(yīng)盡量用圓弧過(guò)度;否則在連接處會(huì)由于冷卻收縮的不均,產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而使塑件開(kāi)裂。在本次設(shè)計(jì)中,由于其為熱塑性材料(聚乙烯),根據(jù)資料及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),取其壁厚為L(zhǎng)=3mm。
1.2脫模斜度
由于塑料冷卻時(shí)的收縮,會(huì)使塑件緊包在成型芯上,為了使制品在成型過(guò)程中能夠順利地從型芯中被頂出,與脫模方向平行的塑件表面必須設(shè)有脫模斜度。其脫模斜度的大小隨制品表面粗糙度、形狀以及尺寸精度的不同而不同,但通常最小不能低于0.5°,在具體選擇脫模斜度時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
1 凡塑件精度要求高的,應(yīng)采用較小的脫模斜度。
2 凡較高、較大的尺寸,應(yīng)選用較小的脫模斜度。
3 塑件形狀復(fù)雜的,不易脫模的應(yīng)選用較大的脫模斜度。
4 塑件的收縮率大的應(yīng)選用較大的脫模斜度值。
5 塑件壁厚較厚時(shí),會(huì)成型收縮增大,脫模斜度應(yīng)采用較大的數(shù)值。
6 如果要求脫模后塑件保持在型芯的一,那么塑件的內(nèi)表面的脫模斜度可選的比外表面的小;反之,要求脫模后塑件留在型腔內(nèi),則塑件表面的脫模斜度應(yīng)小于內(nèi)表面。但是,當(dāng)內(nèi)外表面要求脫模斜度不一致時(shí),往往不能保證壁厚的均勻。
7 增強(qiáng)塑料宜取大,含自潤(rùn)滑劑等易脫模塑料可取小。
8 取斜度的方向,一般內(nèi)孔以小端為準(zhǔn),符合圖紙,斜度有擴(kuò)大方向取得,外形一大端為準(zhǔn),符合圖紙,斜度由縮小方向取得。一般情況下,脫模斜度又不包括在塑件公差范圍內(nèi)。
1.3 圓角
塑料制件除了使用上要求采用尖角之處外,其于所有轉(zhuǎn)角處均應(yīng)盡可能采用圓弧過(guò)度.因制件尖角處易產(chǎn)生應(yīng)力集中,在受力或受沖擊振動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生破裂,甚至在脫模過(guò)程中既由于模塑內(nèi)應(yīng)力而開(kāi)裂,特別是制件的內(nèi)圓角.一般,即使采用R0.5mm的圓角就能使塑件的強(qiáng)度大為增加。理想的內(nèi)圓角半徑應(yīng)有壁厚的1/4以上。同時(shí),圓角可大大地改善塑料的充模特性。
塑件設(shè)計(jì)成圓角,使模具型腔對(duì)應(yīng)部分亦成圓角,這樣增加了模具的堅(jiān)固性,塑件的外圓對(duì)應(yīng)著型腔的內(nèi)圓角,它使模具在淬火或使用時(shí)不致贏應(yīng)力集中而開(kāi)裂。同時(shí),圓角也增加了制件的美觀。但是,在塑件某些部位如分型面,型芯與型腔配合處等不便作為圓角而只能采用尖角,如圖示。
圖1-1
1.4 塑件的尺寸精度
塑件成型與其它產(chǎn)品制造一樣,也有尺寸精度要求。由于塑件生產(chǎn)的特殊條件,影響塑件尺寸精度的因素很多:
1 模具制造的精度和模具磨損。
2 塑料收縮的波動(dòng)和成型條件引起的收縮變化。
3 受制模和成型工藝影響的成型條件。
4 塑件的修整工藝操作。
但是,從模具設(shè)計(jì)和制造的角度看,應(yīng)著重考慮下列五項(xiàng)影響塑件尺寸精度的因素:
1 模具成型部件的制造公差。
2 模具成型部件的表面磨損。
3 由于塑料收縮率波動(dòng)所引起的塑件尺寸誤差。
4 模具活動(dòng)成型部件的配合間隙。
5 模具成型部件的組裝誤差。
對(duì)于某一塑件來(lái)說(shuō),塑件的成型誤差應(yīng)為各個(gè)因素所引起的尺寸誤差的總和。但,并不是上述五項(xiàng)因素都產(chǎn)生影響,而是不同部位尺寸的影響因素各不相同,塑件尺寸誤差的計(jì)算包括下列三項(xiàng)內(nèi)容:
1 塑件內(nèi)外表面尺寸誤差的計(jì)算。
2 塑件高度誤差的計(jì)算。
3塑件中的孔、中心距或突起部分中心距誤差的計(jì)算。
塑件的尺寸精度一般是根據(jù)使用要求確定的,同時(shí)還必須考慮塑料本身的性能及成型加工的特點(diǎn),過(guò)高的精度要求是不適合。
1.5注塑過(guò)程的特點(diǎn)
注塑過(guò)程具有以下幾個(gè)特點(diǎn)。對(duì)這些特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)和正確運(yùn)用對(duì)合理設(shè)計(jì)塑件和取的良好的塑件質(zhì)量有直接的關(guān)系。
(1) 注塑是在封閉的摸腔中進(jìn)行的
塑件是在封閉的摸腔中成型的,成型時(shí)是將一受熱熔化的塑料的熔體在壓力作用下,通過(guò)細(xì)小的澆道注入已經(jīng)閉合的模具腔體。在封閉模腔中成型塑件。為減小從模腔中脫出時(shí)的阻力,要求塑件帶有適當(dāng)?shù)拿撃P倍?,也要求模具兩部分的接觸面(即分型面)應(yīng)相對(duì)與所成型的塑件,安排在適當(dāng)?shù)奈恢?在封閉的型腔中成型塑件,要求在模具總體結(jié)構(gòu)中帶有合理的,可保證塑件順利脫出的脫模機(jī)構(gòu)或抽芯機(jī)構(gòu)等,也要求設(shè)計(jì)出可以充分排除型腔內(nèi)原有的空氣和塑件中低分子揮發(fā)物的排氣系統(tǒng).
(2) 注塑過(guò)程受多種工藝參數(shù)的影響
從注塑機(jī)方面看,有對(duì)料桶溫度、注射壓力、注射時(shí)間和保壓時(shí)間等參數(shù)的控制。螺桿式注塑機(jī)又有對(duì)螺桿轉(zhuǎn)速和塑化壓力的控制,螺桿結(jié)構(gòu)形式的選用等。無(wú)論螺桿式注塑機(jī)或柱塞式注塑機(jī)都有對(duì)注塑量的控制,注塑機(jī)合模機(jī)構(gòu)一端又有對(duì)鎖模力的控制等。
從模具方面看,有模具溫度及其分布,澆注系統(tǒng)的參數(shù),如:澆口的類型,澆口的位置,澆口面積的大小,分流道斷面形狀和大小,排氣槽的開(kāi)設(shè)情況等,對(duì)塑件質(zhì)量都有重大的影響。脫模機(jī)構(gòu)和抽芯機(jī)構(gòu)的合理性和可靠性也與塑件質(zhì)量密切相關(guān)。
另外,塑件本身的機(jī)構(gòu)也對(duì)塑件質(zhì)量有影響。
(3)成型過(guò)程有熱交換作用并伴隨著相變和聚集態(tài)變化
塑料注塑過(guò)程中,塑料在注入模腔前,必須先由顆粒狀或粉末狀的固體態(tài)加熱到熔融的粘流態(tài),而注入模具后,則是從粘流態(tài)冷卻凝固為具有能保持住模腔形狀的固體態(tài),因此在進(jìn)入模腔前后都存在著熱交換作用。熔體冷卻凝固變?yōu)楣腆w狀態(tài)過(guò)程中,聚合物從粘流態(tài)變?yōu)楦邚棏B(tài)再變?yōu)椴AB(tài),結(jié)晶型塑件從熔融態(tài)結(jié)晶為晶態(tài)。熔體高速進(jìn)入型腔時(shí)受到剪切作用,分子鏈沿流動(dòng)方向取向。剪切作用停止后,未冷卻凝固的取向分子鏈亦可由于熱運(yùn)動(dòng)解取向(松弛)。因此,熔體與模具的熱交換情況,即熔體的冷卻速率,冷卻速率的分布情況對(duì)上述聚集態(tài)變化具有決定性影響。冷卻速率緩慢可造成結(jié)晶型塑料充分結(jié)晶,可獲得結(jié)晶速度高、晶粒粗大的塑件或取向度較低的塑件。冷卻速率增快則可獲得結(jié)晶度低、晶粒細(xì)小的塑件或保留較高取向度的塑件。兩種情況下所得到的塑件力學(xué)性能、光學(xué)性能、收縮率大小等都會(huì)有明顯差別。塑件各不同部位冷卻速率的分布情況對(duì)于收縮率的均勻性內(nèi)應(yīng)力的形成和大小,塑件的尺寸和形狀穩(wěn)定性等則有重要的影響。
2 確定型腔數(shù)目
模具中的型腔數(shù)目的確定是一項(xiàng)綜合項(xiàng)目,首先應(yīng)考慮注射機(jī)的各項(xiàng)規(guī)格幾工作性能,以及考慮制品的精度要求,模具制造的費(fèi)用等。
以機(jī)床的注射能力為基礎(chǔ),每次注射量不超過(guò)注射機(jī)的80%,按公式(2-1)計(jì)算
[5] (2-1)
式中: N — 型腔數(shù)
S — 注射機(jī)的注射量(g)
— 澆注系統(tǒng)的重量(g)
— 塑件重量(g)
N=(0.8*125-56)/44=1
所以,根據(jù)以上計(jì)算,確定本次設(shè)計(jì)的型腔數(shù)目為1個(gè)。
3 注射機(jī)的選擇
為了保證正常生產(chǎn)和獲得良好的塑件,在模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選擇合適的注射機(jī),為此必須了解注射機(jī)的性能和安裝模具的關(guān)系。一般應(yīng)考慮下,下列幾個(gè)問(wèn)題。
3.1額定注射量
國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的注塑機(jī)均用塑料的容量()表示一次注射量。因聚乙烯比重是1.05近似于1,因此以聚乙烯為基準(zhǔn)來(lái)確定注射機(jī)的額定注射量。但是目前由于過(guò)去的習(xí)慣,對(duì)注射機(jī)的注射量也還是采用克量來(lái)表示。所以選擇注射機(jī)的注射量是可以用公式(3-1)來(lái)計(jì)算。
[5] (3-1)
式中: 式中: C— 注射機(jī)最大注射克量(克)
G— 成形塑件及澆注系統(tǒng)所需塑料的克量,
R — 成形塑料的比重(克/)
0.8— 為系數(shù),一般要求成形塑件的容量不得超過(guò)注射機(jī)容量的80%
又G=56克,所以,
3.2額定鎖模力
選用注射機(jī)的鎖模力必須大于型腔壓力產(chǎn)生的開(kāi)模力,不然模具分型面要分開(kāi)而產(chǎn)生溢料.注射時(shí)產(chǎn)生的型腔壓力對(duì)柱塞式注射機(jī)因注射壓力損失較大,所以型腔壓力約為注射壓力的70%~40%;而有預(yù)塑裝置的注射機(jī)及鏍桿式注射機(jī)壓力損失較小所以型腔壓力較大.另外對(duì)不同流動(dòng)性的塑料,噴嘴和模具結(jié)構(gòu)形式,其壓力損失也不一樣.一般熔料經(jīng)噴嘴時(shí)其注射壓力達(dá)600~800公斤/,經(jīng)澆注系統(tǒng)入型腔時(shí)則型腔壓力一般約為250~500公斤/。
鎖模力和成形面積的關(guān)系由下式(3-2)確定:
[5] (3-2)
式中: — 鎖模力(噸)
— 型腔壓力,一般取400~500公斤/
— 澆道、進(jìn)料口和塑件的投影面積( )
即
3.3 額定注射壓力
如果只考慮注射機(jī)的最大注射量,最大成形面積和鎖模力來(lái)確定注射機(jī)這還是不夠的。有些塑件由于形狀及塑料品種等因素,需用很高的注射壓力才能順利成形,為此選用的注射機(jī)注射壓力必須大于成形所需的注射壓力,既應(yīng)滿足公式(3-3)的關(guān)系。
[5] (3-3)
式中: — 選用的注射機(jī)的最大注射壓力(公斤/)
— 成形時(shí)需用的注射壓力(公斤/)
成形時(shí)需用的注射壓力一般很難確定,因它與塑料品種、塑件形狀尺寸、注射成形條件,注射機(jī)種類,噴嘴及模具澆注系統(tǒng)等有關(guān)。一般注射壓力常在700~1500公斤/范圍內(nèi)選取,并經(jīng)成形時(shí)酌情尊減。
3.4 注射機(jī)的形式和模具的關(guān)系
在模具設(shè)計(jì)時(shí),需考慮機(jī)床動(dòng)模板的行程和可調(diào)節(jié)的模具閉合高度,這直接影響到裝模及脫模。
3.4.1 注射機(jī)的閉合高度與模具關(guān)系
模具厚度與注射機(jī)閉合高度,必須滿足公式(3-4)及公式(3-5)的關(guān)系。
[5] (3-4)
[5] (3-5)
式中: — 模具高度(毫米)
— 機(jī)床最小閉合高度(mm)
— 機(jī)床最大閉合高度(mm)
— 螺桿可調(diào)長(zhǎng)度
3.4.2 臥式或立式注塑機(jī)的開(kāi)模行程與模具關(guān)系
臥式或立式注塑機(jī)的開(kāi)模行程與模具關(guān)系必須滿足公式(3-6)的關(guān)系。
~ [5] (3-6)
式中 — 開(kāi)摸行程(mm)
— 脫模距離(mm)
— 塑件高度(mm)
~—為保證取出塑件而增設(shè)的余量(mm)
3.4.3 點(diǎn)狀進(jìn)料口模具與開(kāi)模行程的關(guān)系
點(diǎn)狀進(jìn)料口模具與開(kāi)模行程的關(guān)系必須滿足公式(3-7)的關(guān)系。
~ [5] (3-7)
式中 ——開(kāi)摸行程(mm)
— 脫模距離(mm)
— 塑件高度(mm)
~— 為保證取出塑件而增設(shè)的余量(mm)
——頂模板與澆口套分離距離(取出澆口的長(zhǎng)度)。對(duì)階梯形塑件,不需要全部頂出型芯,但必須考慮脫模后型芯是否防礙取出塑件(mm).
根據(jù)所設(shè)計(jì)的模具, 以公式~計(jì)算
+10mm
3.5 注射機(jī)與安裝模具的關(guān)系
了解 注射機(jī)與安裝模具,必須了解如下幾點(diǎn):
(1)機(jī)床拉桿間隙??紤]模具的最大外形尺寸安裝時(shí)不受拉桿的影響。
(2)定位孔的直徑。模具安裝用的定位環(huán)尺寸應(yīng)與機(jī)車定位孔直徑相配合,小型 機(jī)床一般只在定模部分設(shè)置定位孔,大型機(jī)床則定、動(dòng)模板都設(shè)置定位孔。
(3)頂出桿孔的位置。設(shè)計(jì)模具時(shí),必須了解機(jī)床頂出桿的直徑及位置,并應(yīng)將頂出桿的行程和模具頂出裝置的動(dòng)作一起考慮。
(4)噴嘴前端的孔徑和球面的半徑。是決定澆口套的孔徑和球面尺寸的依據(jù)。
(5)安裝螺孔的位置及孔徑 機(jī)床定、動(dòng)模板上設(shè)有一系列螺孔,以供安裝模具壓緊所用。安裝形式如下:
1)用螺釘直接固定模具
2)用壓板固定模具形式
綜上所述,根據(jù)額定注射量,額定鎖模力以及注射機(jī)與模具的行程關(guān)系,在本次設(shè)計(jì)中,選用的注射機(jī)型號(hào)為XS-ZY-125 型臥式注射機(jī),且采用螺釘直接固定模具。其有關(guān)數(shù)據(jù)如下:
(1) 螺桿(柱塞)直徑(mm) 30
(2) 注射容量(㎝或g) 104
(3) 注射壓力(10 Pa) 1190
(4) 鎖模力(10 N) 90
(5) 最大注射面積(㎝2) 320
(6) 最大模具厚度(mm) 300
(7) 最小模具厚度H(mm) 200
(8) 模板最大距離L(mm) 600
(9) 模具板行程L(mm) 300
(10) 噴嘴球半徑(mm) 12
(11) 噴嘴孔徑d(mm)
(12) 噴嘴移動(dòng)距離(mm) 210
以上數(shù)據(jù)參見(jiàn) 《塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》
4模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1 注射工藝原理
注射成型又名注塑成型,是熱塑性塑料加工的主要方法之一。注射乘興過(guò)程中,粒狀或粉狀物經(jīng)受熱熔融并使之保持流動(dòng)狀態(tài)。這個(gè)過(guò)程經(jīng)注射成型機(jī)和注射模具來(lái)實(shí)現(xiàn)。注射成型工藝流程見(jiàn)圖4-1
圖4-1
根據(jù)上述基本原理,注射機(jī)應(yīng)完成下列三項(xiàng)任務(wù):(1)使塑料均勻塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài);(2)使注射模閉合,并以一定的壓力和速度將熔融的塑料注人模內(nèi),并使其冷卻和固化定型;(3)開(kāi)啟注射模將塑件頂出。
4.2總體設(shè)計(jì)方案論證
4.2.1設(shè)計(jì)原理
注塑模具設(shè)計(jì)必須以塑料的特點(diǎn)性能注塑成型原理為依據(jù),以制造簡(jiǎn)單易行為準(zhǔn)則,注塑成型是熱塑性塑料制造生產(chǎn)的一種重要方法。其原理是:塑料材料在注塑機(jī)內(nèi)加熱融化,然后在高壓作用下將熔融狀態(tài)下的塑料高速注入模具型腔內(nèi),然后冷卻成型。影響注塑成型工藝的因素很多,主要工藝參數(shù)有:(一)溫度。包括料桶溫度,噴管溫度,模具溫度(二)壓力。包括塑化壓力和注射壓力(三)時(shí)間。包括充模時(shí)間,保壓時(shí)間,閉模時(shí)間等等其它時(shí)間。為了設(shè)計(jì)一套結(jié)構(gòu)合理,工藝簡(jiǎn)單的模具,必須處理好各種因素的影響。
4.2.2方案選擇
共設(shè)計(jì)了兩套方案,一套是點(diǎn)澆口單型腔三板式,一套是潛伏式澆口單型腔三板式。選擇第一套模具,是由于采用點(diǎn)澆口單型腔三板式,點(diǎn)澆口比潛伏式澆口容易設(shè)計(jì),盡管使用潛伏式澆口可以不影響塑件的美觀,但是在本設(shè)計(jì)中,由于設(shè)計(jì)的是塑料餐碗,使用點(diǎn)澆口也同樣不影響其美觀,同時(shí)使用點(diǎn)澆口還便于設(shè)計(jì)和加工,節(jié)省開(kāi)模所用費(fèi)用,所以選擇的方案是 點(diǎn)澆口單型腔三板式模具。在本方案中,使用了鋼球和彈簧替代了脫料板,變的更簡(jiǎn)單,不足之處是取出時(shí)還需要人工加工。
4.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
4.3.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題
1首先塑料制品的結(jié)構(gòu)分析其充填過(guò)程,以保證塑料制品的內(nèi)在質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定。這一點(diǎn)在大型塑料制品及功能性塑料制品上尤為重要。
2在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí),應(yīng)當(dāng)非常注意澆注系統(tǒng)對(duì)制品外觀的影響。在設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到這樣的情況,某一些塑料制品的澆口設(shè)計(jì)在某處比較合理,但由于在該處設(shè)置澆口影響制品外觀,只能將澆注系統(tǒng)改在其它部位。若實(shí)在無(wú)法處理時(shí),可通過(guò)改變制品結(jié)構(gòu)來(lái)解上述問(wèn)題,對(duì)有外觀質(zhì)量要求的塑料制品尤為重要。
3 在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí),應(yīng)該考慮到模具在注射時(shí),是否能適應(yīng)全自動(dòng)操作。要達(dá)到全自動(dòng)操作,必須保證在開(kāi)模時(shí),制品與澆注系統(tǒng)能自動(dòng)脫落,澆口與制品亦要盡可能自動(dòng)分離。
4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì),必須考慮到塑料制品生產(chǎn)的后續(xù)工序。如因后續(xù)工序在加工、裝配、管理上的需要,往往需設(shè)置輔助流道,將多件制品聯(lián)成一體。
5 在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí),應(yīng)留有一定的余地,這樣在使用時(shí)即使有些不足之處,亦可以比較方便地得到解決.
6 多觀察分析各類塑料制品的澆注系統(tǒng)和澆口位置的選擇,吸取其成功之處,提高澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性.
7 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí),其主流道進(jìn)口處的位置應(yīng)盡量與模具中心重合.
4.3.2 澆注系統(tǒng)的組成及功能
澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口及冷料穴組成。
澆注系統(tǒng)的功能,就是將熔融的塑料,經(jīng)過(guò)注射機(jī)噴嘴,在高溫、高壓、高速狀態(tài)下通過(guò)澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔。
設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的基本原則,是在滿足塑料制品質(zhì)量的同時(shí),還應(yīng)有利于提高成型速度來(lái)縮短成型周期。在本次設(shè)計(jì)中,主要是對(duì)澆口的設(shè)計(jì)。
4.3.3 澆口的設(shè)計(jì)
澆口是流道和型腔之間的連接部分,也是注射模進(jìn)料系統(tǒng)的最后部分。其基本作用是:
1) 使從流道來(lái)的熔融塑料以最快的速度進(jìn)入并充滿型腔;
2) 型腔充滿后,澆口能迅速冷卻封閉,防止型腔內(nèi)還未冷卻的熱料回流。
澆口的設(shè)計(jì)與塑件形狀、斷面尺寸、模具結(jié)構(gòu)、注射工藝條件(壓力)及塑料性能等因素有關(guān)系。但是,根據(jù)上述兩項(xiàng)基本作用來(lái)說(shuō),澆口的截面要小,長(zhǎng)度要短,因?yàn)橹挥羞@樣才能滿足增大料流速度、快速冷卻封閉、便于與塑件分離以及澆口殘痕最小等要求。塑料制品質(zhì)量的缺陷,如缺料、縮孔、拼縫線、質(zhì)脆、分解、白斑、翹曲等,往往都是由于澆口設(shè)計(jì)不合理而造成的。
澆口的類型很多,根據(jù)模具澆注系統(tǒng)在塑料制品上開(kāi)設(shè)的位置、形狀不同,選擇不同形式的澆口,結(jié)合本質(zhì)品的特征,選擇點(diǎn)澆口。澆口設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)有很多。
(1)澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件制品斷面較厚的部位,能使熔融的塑料從塑料制品厚斷面流向薄斷面,保證塑料充模完全。
(2)澆口位置的選擇,應(yīng)使塑料充模時(shí)間最短,減少壓力損失,有利于排除模具型腔中的氣體。
(3)澆口不能使熔融塑料直接進(jìn)入型腔,否則會(huì)產(chǎn)生漩流,在塑料制品上留下螺旋形痕跡,特別是點(diǎn)澆口、側(cè)澆口等,更容易出現(xiàn)這種現(xiàn)象。
(4)澆口位置的選擇,應(yīng)防止在塑料制品表面上產(chǎn)生拼縫線,特別是圓環(huán)或筒形塑料制品,應(yīng)在澆口對(duì)面的熔料結(jié)合處加開(kāi)冷料穴。
(5)裝有細(xì)長(zhǎng)型芯的注塑模具所開(kāi)設(shè)的澆口位置,應(yīng)當(dāng)離型芯較遠(yuǎn),以防止熔融的料流的沖擊而使型芯變形,錯(cuò)位和折短。
(6)大型和扁平塑料制品成型時(shí)為了防止塑料制品翹曲、變形和缺料,可采用多點(diǎn)形澆口。
(7)澆口位置應(yīng)盡量開(kāi)設(shè)在不影響塑料制品外觀的部位,如開(kāi)設(shè)在塑料制品邊緣和底部等。
(8)澆口尺寸的大小,應(yīng)取決于塑料制品的尺寸、幾何形狀、結(jié)構(gòu)和塑料的性能。
(9)設(shè)計(jì)多型腔注射模具時(shí),結(jié)合流道平衡并考慮澆口的平衡,應(yīng)做到熔融塑料同時(shí)均勻充滿型腔。對(duì)于同一種塑料制品的多型腔注射模具來(lái)說(shuō),可按澆口與主流道的距離,逐漸加大澆口的截面,減少較遠(yuǎn)澆口的阻力。采取保持各澆口大小相等、改變其長(zhǎng)度或保持澆口寬度和長(zhǎng)度一定、改變其深度兩種方法,來(lái)使?jié)部谄胶?。?duì)于不同塑料制品的多型腔注射模具來(lái)說(shuō),常把最大塑料制品的型腔布置在最靠近主流道的部位。
(10)為了在開(kāi)模時(shí)從澆口套內(nèi)拉出主流道凝料使與注塑機(jī)噴嘴分離,一般在冷料穴的盡端設(shè)置拉料桿。
對(duì)于薄壁制件,由于點(diǎn)澆口附近的剪切速率過(guò)高,會(huì)造成分子的高度定向,增加局部應(yīng)力甚至開(kāi)列.為改善這一情況,在不影響使用的情況下,可以將澆口對(duì)面壁厚增加并曾圓弧過(guò)度,同時(shí)圓弧還有儲(chǔ)存冷料的作用.
在本次設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)的是碗,根據(jù)各種澆口的特點(diǎn)選擇點(diǎn)形澆口,其適合于單型腔簡(jiǎn)單的模具。澆口位置選擇在碗的底部中間。在這個(gè)位置,塑料充模流程最短,壓力損失較小,有利于排除型腔中的空氣,而且不影響塑件外觀的美觀。
4.4 型芯及型腔的結(jié)構(gòu)形式及尺寸計(jì)算
4.4.1 型芯及型腔的結(jié)構(gòu)形式
根據(jù)所設(shè)計(jì)塑料制品的形式選擇型芯及型腔的結(jié)構(gòu)形式。即為碗的形狀。如圖示:
圖 4-2 型芯的結(jié)構(gòu)
采用的是拼鑲式結(jié)構(gòu),用來(lái)改善工藝性能。型芯部分采用沉孔嵌入,用內(nèi)六角螺釘固定。
4.4.2 型芯及型腔的尺寸計(jì)算
型腔和型芯的工作部分尺寸與塑料制品的尺寸和公差、塑料收縮率及模具的磨損和制造公差等因素有關(guān)。
1.型腔徑向尺寸計(jì)算
在給定條件下制品平均收縮率,制件的名義尺寸(最大尺寸)及其允許公差(負(fù)偏差),則塑件平均徑向尺寸為:
型腔名義尺寸為(最小尺寸),公差值為(正偏差),則型腔的平均尺寸為+/2??紤]到收縮率和磨損值,以型腔磨損量到最大磨損量的一半計(jì),則有:
對(duì)于中小型塑件,令,,并將比其他各項(xiàng)小得多的略去,則有: [9] (4-1)
標(biāo)注上制造偏差后,得
代入數(shù)據(jù)得 =
2.型芯徑向尺寸計(jì)算
經(jīng)過(guò)和上面型腔徑向尺寸計(jì)算的推導(dǎo),可得:
[9] (4-2)
標(biāo)注上制造偏差后,得
代入數(shù)據(jù)得 =
3.型腔深度計(jì)算
在型腔深度計(jì)算過(guò)程中,規(guī)定制件高度名義尺寸為最大尺寸,公差以負(fù)偏差表示.型腔深度名義尺寸為最小尺寸,公差以正偏差表示.型腔的底面、型芯的端面都于分型面平行。在脫模過(guò)程中磨損很小,磨損量不予考慮,則有:
令并略去得
[9] (4-3)
標(biāo)注上制造偏差后,得
代入數(shù)據(jù)得 =
4.型芯高度計(jì)算
經(jīng)過(guò)和上面型腔高度尺寸計(jì)算類似的推導(dǎo),可得
[9] (4-4)
標(biāo)注上制造偏差后,得
代入數(shù)據(jù)后得 =
4.5 確定頂出方式及頂桿位置
注射模具的頂出系統(tǒng)即使制品脫模的裝置,當(dāng)制品在模具經(jīng)過(guò)冷卻固化之后,要由特定的方式切實(shí)可靠地從模具的一側(cè)推頂出來(lái),在這個(gè)過(guò)程中不能使制品產(chǎn)生變形.而達(dá)不到成形要求,出現(xiàn)”白化”及”卡滯”現(xiàn)象,除此之外,該裝置還必須能夠在模具閉合時(shí),保證不會(huì)與模具其它零部件發(fā)生干涉地回復(fù)到頂出前的初始位置,以便進(jìn)行重復(fù)不斷的成形加工。由于采用的是三板式模具,因此要經(jīng)過(guò)二次頂出。
4.5.1頂出行程
頂出行程一般規(guī)定使被頂出的制品脫離模具5~10mm,另外,不要將頂出行程做得過(guò)長(zhǎng),因?yàn)橛行┠>咭箜敵鲋破返捻敆U很細(xì),如果頂出行程設(shè)計(jì)得過(guò)長(zhǎng),就容易損壞頂桿.
圖4-3 脫模頂出距離
4.5.2頂桿的形狀與尺寸選擇
在本次設(shè)計(jì)中,使用了一根頂桿及兩根頂板頂桿。頂桿的尺寸,直徑為15mm,頂板頂桿的直徑也為15mm。
圖4-4 頂桿及其尺寸
4.6 冷卻水道的設(shè)計(jì)
模具設(shè)置冷卻裝置的目的:一是防止塑件脫模變形;二是縮短成形周期;三是使結(jié)晶性塑料冷凝形成較低的結(jié)晶度,以得到柔軟性、撓曲性、伸長(zhǎng)率較好的塑件。冷卻形式一般在型腔、型芯等部位合理設(shè)置通水冷卻水道,并通過(guò)調(diào)節(jié)冷卻水流量及流速來(lái)控制模溫。.冷卻水一般為室溫冷水,必要時(shí)也有采用強(qiáng)迫通水或低溫水來(lái)加強(qiáng)冷卻效率。冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)塑料件質(zhì)量及成形效率直接有關(guān),尤其在高速、自動(dòng)化成形時(shí),更應(yīng)研究。
要達(dá)到有效的模具冷卻,主要是減低模具中熱量流動(dòng)的內(nèi)部阻力,換言之也就是提高熱傳遞的效率。這種內(nèi)部阻力取決于冷卻孔道距塑件表面的距離,也取決于冷卻孔道的中心距。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),要保證熱流內(nèi)部阻力低和達(dá)到冷卻孔道的恰當(dāng)分布,冷卻孔道的中線與塑件表面的距離應(yīng)為冷卻孔道直徑的1~2倍,冷卻孔道的中心距為冷卻孔道直徑的3~5倍。冷卻孔道間距較大,模具表面溫度就不均勻;冷卻孔道距塑件表面的距離太遠(yuǎn),熱流內(nèi)部阻力就增大。此外熱流內(nèi)部阻力就增大也取決與制模材料的導(dǎo)熱性能。
4.6.1設(shè)置冷卻管道考慮因素
(1) 模具結(jié)構(gòu)形式,如普通模具、細(xì)長(zhǎng)型芯的模具、復(fù)雜型芯的模具及脫模機(jī)構(gòu)障礙多的或鑲塊的模具,對(duì)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)直接有關(guān);
(2) 模具的大小和冷卻面積;
(3) 塑件熔接痕位置;
4.6.2 定模冷卻水道的設(shè)計(jì)
由于碗的模具整體比較簡(jiǎn)單明了,所以其水道設(shè)計(jì)也比較簡(jiǎn)單。對(duì)于定模板,采用的方案是直接在定模板上鉆孔,采用溝道式冷卻,通人冷水冷卻。流向?yàn)椋?
.
圖4-5 水的流向
4.6.3 型芯冷卻水道的設(shè)計(jì)
碗屬于一種中小型塑件,因此對(duì)于其型芯冷卻水道,采用的方法與定模相同,也在型芯內(nèi)部開(kāi)一個(gè)圓柱形的水槽,注人冷水冷卻。由于在型芯的中部有頂桿,所以要考慮到頂桿與型芯的配合處不應(yīng)漏水,因此頂桿與型芯過(guò)盈配合,而且要加密封圈。
4.7 模板尺寸的確定
對(duì)于模具中各模板的厚度(包括頂出桿固定板、墊板、動(dòng)、定模固定板、墊條等)。在滿足強(qiáng)度要求的前提下,應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)模架。
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架及一些尺寸要求(型芯、導(dǎo)柱等)。初步確定模架的尺寸如下(單位: mm):
定模固定板 340×300×23
定模 250×300×67
動(dòng)模板 250×300×40
頂桿固定板 148×300×23
墊條 50×250×95
動(dòng)模固定板 340×300×23
4.8 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)
塑料模具用導(dǎo)柱來(lái)對(duì)定模及動(dòng)模合模時(shí)定向及定位。在本次設(shè)計(jì)中,共有導(dǎo)柱12根,定模導(dǎo)柱4根,定模導(dǎo)柱4根以及頂板頂桿4根。碗的注塑模具比較簡(jiǎn)單,因此采用最常用的導(dǎo)柱,它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,加工方便。如圖示。
圖4-6 導(dǎo) 柱
其尺寸設(shè)計(jì)根據(jù)模具的框架,查表,保證它有足夠的抗彎強(qiáng)度,定其為25X124mm,與模板滑動(dòng)部分采用間隙配合,固定部分采用過(guò)盈配合。因其起定向及定位作用,因此它要有足夠的耐磨性,所以采用20號(hào)鋼,而且再經(jīng)淬火處理,硬度不應(yīng)低于48~55HRC,或者采用T8A碳素工具鋼,再經(jīng)淬火處理。
4.9 限位板和定位環(huán)的設(shè)計(jì)
4.9.1 限位板的設(shè)計(jì)
限位板是用來(lái)限制定模移動(dòng)的距離,以便能夠順利取出廢料。選用材料為T(mén)8A或45鋼,要經(jīng)淬火處理,硬度不應(yīng)低于40~45HRC ,限位板的結(jié)構(gòu)示意圖如下:
圖4-7 限位板
4.9.2 定位環(huán)的設(shè)計(jì)
定位環(huán)是用來(lái)固定澆口套的,連接注射機(jī)的噴嘴與澆口套,用50號(hào)鋼,定位環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖如下:
圖 4-8 定位環(huán)
4.10 脫澆口機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
澆口的種類如前所述,有許多種類型,因此其脫澆口的方式也有許多種。在本次設(shè)計(jì)中,主要是對(duì)點(diǎn)澆口脫落機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。其脫澆口方式有頂出式脫澆口、斜窩式折損脫澆口、托板式脫澆口、拉桿式脫澆口、拉鉤式脫澆口、斜面式脫澆口、手工脫澆口和錐形套式脫澆口等。在本次設(shè)計(jì)中,將脫料板換成了鋼球和彈簧,開(kāi)模時(shí),首先使定模定板與定模分離,既利用鋼球和彈簧使其分離,讓澆口自動(dòng)脫落。其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)見(jiàn)裝配圖。
4.11 冷料井和排氣槽的設(shè)計(jì)
4.11.1 冷料井
冷料井分為主流道冷料井和分流道冷料井。冷料井的位置一般設(shè)計(jì)在主流道或分流道的末端,亦既塑料最先達(dá)到的部位。冷料井的作用是防止在注射時(shí)將冷料注入型腔,而使制品產(chǎn)生缺陷。冷料井的大小要適宜,一般情況下,主流道冷料井圓柱體的直徑為6~12mm,起2深度為6~10mm。對(duì)于大型制品,冷料井的具體尺寸可適當(dāng)加大。分流道冷料井長(zhǎng)度為5~8mm。由于本次設(shè)計(jì)用的是三板式模具, 且無(wú)分流道,所以不需要設(shè)計(jì)冷料井。
4.11.2 排氣槽
模具型腔在塑料填充過(guò)程中,除了模具型腔內(nèi)有空氣外,還有塑料受熱而產(chǎn)生的氣體,尤其是在高速注射成形和熱固性注射成形時(shí),考慮排氣是很必要的.一般是在塑料填充的同時(shí)必須把空氣排出模外,如果不能順利地排出空氣,被壓縮的空氣變成高溫燃燒,使塑料焦化,或使溶接線處強(qiáng)度減低以及不能成形,其次是在開(kāi)模時(shí)造成型腔及型芯貼緊塑件在脫模時(shí)成為真空而使塑件破裂等。
排氣槽的位置設(shè)計(jì)原則為:
(1) 根據(jù)進(jìn)料口的位置考慮開(kāi)設(shè)在型腔最后被充滿的地方,通常是通過(guò)試模以后才能確定下來(lái)。塑料在型腔的填充情況和模具澆注系統(tǒng)關(guān)系很大,所以在設(shè)置澆注系統(tǒng)時(shí),要考慮排氣、排料是否方便。
(2) 對(duì)于成形一些料流速度較小的塑件時(shí),在大多數(shù)場(chǎng)合下可利用模具的分型面及活動(dòng)零件的配合間隙排氣,這是可不必另開(kāi)排氣槽。
(3) 對(duì)較大型模具為了防止溢料,排氣槽宜采用曲線形。
(5) 排氣模應(yīng)開(kāi)設(shè)在型腔一面,便于制造。必要時(shí),可多開(kāi)幾條排氣槽來(lái)減少氣阻。
找出氣阻位置,便可設(shè)置排氣槽。該套模具排氣槽的深度可取0.02mm.(由塑料的溢邊值決定)。該套模具的排氣槽設(shè)置在分型面處。
5 模具用鋼
模具的耐用性除取決于模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其使用與維護(hù)情況外,最根本的問(wèn)題是制模材料的基本性能是否和模具的加工要求與使用條件相適應(yīng)。因此,根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)和使用情況,合理選用制模材料,是模具設(shè)計(jì)的重要任務(wù)之一。目前,制模材料仍以鋼材為主,但根據(jù)塑料的成型工藝條件,也可采用低熔點(diǎn)合金、低壓鑄鋁合金、鈹銅和其它非金屬材料。
選擇模具零件的材料應(yīng)按其用途而定,對(duì)成形零件的用料應(yīng)考慮以下因素:
1 要承受在高溫、高壓下長(zhǎng)期工作。因此應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度、耐疲勞性能及耐熱性。
2 用于成批大量生產(chǎn)的模具應(yīng)具有良好的熱處理性能。對(duì)形狀復(fù)雜的零件及易變形零件則還應(yīng)要求材料在熱處理時(shí)變形小。
3 對(duì)天成形零件尺寸精度要求較高的,應(yīng)考慮使用尺寸穩(wěn)定性好的材料。
4 模具鋼要便于加工,易拋光。
根據(jù)以上要求,模具的材料分別為:動(dòng)模板、定模板等模板使用45鋼;導(dǎo)柱材料為T(mén)8A
或20號(hào)鋼滲碳處理,其它零件所用材料見(jiàn)總裝配圖明細(xì)欄。
6 使用說(shuō)明
6.1 試模與修正
1 對(duì)(旅行餐碗)模具設(shè)計(jì)完成后,必須進(jìn)行試模,通過(guò)試模,來(lái)檢驗(yàn)?zāi)>呤欠窈细褚约斑x擇最佳成型工藝。
2 經(jīng)過(guò)第一次試模后,就合格的模具是理想的,實(shí)際上難以做到,所以,在試模后一般即需按照模具委托加工說(shuō)明書(shū)進(jìn)行修正加工.修改委托書(shū)內(nèi)容時(shí),必須慎重行事。
6.2 操作過(guò)程
開(kāi)模時(shí),首先定模固定板與定模在鋼球與彈簧的作用下分離,然后,成型芯帶著塑件與定模固定板分離,隨后,頂出系統(tǒng)的頂出器將塑件頂出。定模固定板移動(dòng)的最大距離由銷和限位板來(lái)控制。接著,由工人手工取出制品,并用小刀切除料把。最后,合模,繼續(xù)下一個(gè)循環(huán)操作。
該套模具可采用半自動(dòng)操作,有一定的工作量,但這樣做可以降低成本,帶來(lái)很好的經(jīng)濟(jì)效益。
7 模具的保養(yǎng)
每一套模具,往往造價(jià)及為昂貴,對(duì)模具必須進(jìn)行保養(yǎng).
1 防銹措施
卸模時(shí),必須從下部卸下冷卻管,用棉絲擦干,用壓縮空氣吹凈.在防銹方法上可涂飾耐水性的黃油,也可以打用除銹液將型腔和冷卻孔銹體清除。
2 保持滑動(dòng)部分的潤(rùn)滑
在保養(yǎng)上要定其在滑動(dòng)部分涂油,涂飾必須適當(dāng).如潤(rùn)滑油涂飾太多則會(huì)污染制品,涂少起不到潤(rùn)滑的效果。
8 結(jié)論
經(jīng)過(guò)三個(gè)月的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí),我已經(jīng)按照設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)上的內(nèi)容完成了所有任務(wù),設(shè)計(jì)出了一套旅行餐碗的注塑模。再這個(gè)過(guò)程中,我用二維軟件畫(huà)出了模具的零件及塑件的二維圖,并且用三維軟件PRO/E對(duì)整套模具進(jìn)行開(kāi)模,造出了模具所有零件的三維造型。
在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中,我用計(jì)算機(jī)作為輔助工具,它給了我很大的幫忙,讓我造出來(lái)的零件精度較高,質(zhì)量好,而且與前人相比,效率明顯提高,節(jié)省了時(shí)間,讓模具能夠盡快走向市場(chǎng),符合模具工業(yè)的發(fā)展方向。
同樣,在這次設(shè)計(jì)中,由于自己是第一次接觸模具的設(shè)計(jì),缺少有關(guān)方面的經(jīng)驗(yàn),因此也存在許多不足之處,敬請(qǐng)老師給予糾正。
9小結(jié)
短短的三個(gè)月畢業(yè)設(shè)計(jì)即將過(guò)去,在這一段時(shí)間里,我在我們的指導(dǎo)老師吳德和老師的指導(dǎo)下做了一套旅行餐碗的注塑模具的設(shè)計(jì)。通過(guò)這一段時(shí)間的學(xué)習(xí),我已經(jīng)完成設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)上的內(nèi)容,同時(shí)我也學(xué)到了許多東西。
在這三個(gè)月中,我將以前三年所學(xué)的東西又復(fù)習(xí)了一遍,同時(shí)又學(xué)了一門(mén)新課程,對(duì)注射模具的設(shè)計(jì)有了一定的了解,能夠自己獨(dú)立的設(shè)計(jì)一套中等難度的注塑模。對(duì)模具行業(yè)的發(fā)展前景有了了解,將自己在課本上所學(xué)的知識(shí)轉(zhuǎn)化到實(shí)踐中去,由感性認(rèn)識(shí)躍為理性認(rèn)識(shí),再由理性認(rèn)識(shí)躍為感性認(rèn)識(shí),經(jīng)過(guò)一次又一次的轉(zhuǎn)化,加深了自己對(duì)知識(shí)的縱橫向深化,將大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)連成了一條線,為自己以后的再學(xué)習(xí)打下了深厚的基礎(chǔ)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì),我不僅學(xué)到了書(shū)本上的知識(shí),將其深化,還學(xué)到了一些書(shū)本上學(xué)不到的東西,學(xué)到了一些做人的道理,人在做事時(shí)應(yīng)該以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度去對(duì)待,不能對(duì)自己放松要求,不要麻痹大意。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中,由于自己開(kāi)始對(duì)對(duì)模具的了解不是太多,知識(shí)有限,在設(shè)計(jì)中經(jīng)驗(yàn)不足,因此設(shè)計(jì)出的模具的合理處難以避免,請(qǐng)老師給予糾正。
在這次設(shè)計(jì)中,我得到了許多人的幫助,特別是我們模具設(shè)計(jì)小組的指導(dǎo)老師和同學(xué),在此對(duì)他們的幫助表示深深的謝意。
總之,在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中,我學(xué)到了許多東西,它為我的明天打下了基礎(chǔ),為我的未來(lái)鋪下了奠基石,讓我走向美好的明天。
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11 附件清單
1 旅行餐碗裝配圖 ZSM-00 A0 一張
2 制品圖 ZSM-00-01 A4 一張
3 定位環(huán) ZSM-00-02 A3 一張
4 澆口套 ZSM-00-03 A4 一張
5 定模固定板 ZSM-00-04 A1 一張
6 定模導(dǎo)柱 ZSM-00-05 A4 一張
7 限位板 ZSM-00-06 A4 一張
8 鑲件 ZSM-00-07 A4 一張
9型芯 ZSM-00-08 A3 一張
10頂件器 ZSM-00-09 A4 一張
11 頂桿 ZSM-00-10 A4 一張
12 頂板頂桿 ZSM-00-11 A4 一張
13頂板 ZSM-00-12 A2 一張
14墊條 ZSM-00-13 A3 一張
15動(dòng)模導(dǎo)柱 ZSM-00-14 A3 一張
16動(dòng)模固定板 ZSM-00-15 A1 一張
17PEO/E三維造型 A4 17張
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