青蛙掛鉤注塑模設(shè)計

1、廈門技師學(xué)院技術(shù)論文青蛙掛鉤注塑模的設(shè)計及制造姓 名： 鐘志明 學(xué) 號： 10 專 業(yè)： 11模具制造班 院 系： 模具工程系 2015年3月青蛙掛鉤注塑模的設(shè)計及制造姓名鐘志明（廈門技師學(xué)院 技師模具制造班 361102） 摘要：通過本次設(shè)計利用CAD、UGNX軟件強大的造型功能和注塑模向?qū)K功能，設(shè)計了掛鉤注射模具，分析了掛鉤注射模具復(fù)雜分型結(jié)構(gòu)的生成，及模具的設(shè)計能否滿足工件的工藝性設(shè)計。關(guān)鍵詞：青蛙塑料掛鉤；注塑模；分型面；成型零件；脫模機構(gòu)1引言注塑成型是現(xiàn)代塑料工業(yè)中的一種極為重要的加工技術(shù),適用于塑料制品的大批量生產(chǎn)。模具作為一種高效率的工藝裝備,具有節(jié)約原材料制件成本低廉等優(yōu)

2、點。在當(dāng)今模具行業(yè)中,注塑成型又是其中主要的加工方法之一。模具的生產(chǎn)主要是大批量的生產(chǎn)，而且模具可以保證產(chǎn)品的尺寸精度和產(chǎn)品質(zhì)量，模具的設(shè)計與制造主要考慮到模具的設(shè)計能否滿足工件的工藝性設(shè)計，能否加工出合格的零件，以及后來的維修和存放是否合理等。所以不僅要考慮要使做出的零件能滿足工作要求，還要保證它的使用壽命。 其次設(shè)計中還要考慮到它的實際工作環(huán)境和必須完成的設(shè)計任務(wù)，在制造中要考慮到很多關(guān)于所設(shè)計模具的知識，包括它的使用場合、外觀要求等。在不斷地試模，測量成品，不斷的改進直到符合要求。2制品分析2.1塑件分析（1）結(jié)構(gòu)分析本設(shè)計為塑料掛鉤座，結(jié)構(gòu)如圖1所示：圖1由圖1可知，該零件二

3、維俯視平面形狀由蛋形身體，頂部有兩個突出的眼睛，底部一個伸出的鉤子組成。此外中間有突出小塊，眼睛有小孔，所以結(jié)構(gòu)對稱。（2）尺寸精度分析該制品的重要部分尺寸精度為6級，其它尺寸精度為78級，屬于中等精度，對應(yīng)的模具加工精度可以保證。（3）表面質(zhì)量分析該塑料件的表面除要求沒有凹陷，無毛刺，內(nèi)部無縮孔，沒有特別得表面質(zhì)量要求，故比較容易實現(xiàn)。綜上所述，注射時在工藝參數(shù)控制較好的情況下，零件的成型質(zhì)量很容易得到保證。2.2塑件的原材料分析（1）基本資料PC：耐沖擊性相當(dāng)高，屬于工程塑料。 耐熱性佳、低溫安定性良好。 成型后尺寸穩(wěn)定性高，耐候性佳，且吸水率低。 無毒性。（2）機械特性密度：1.201.

4、22 g/cm 3拉伸強度：630kg/cm2硬度：70(Rockwell M)吸水率：0.24%（3）熱物性質(zhì)線膨脹率 ：3.8×10-5 cm/cm熱變形溫度 ：135°C低溫：-45°C（4）成形加工性射出成型溫度：230310射出成型壓力：10001400Kg/cm2成形收縮率：0.5%0.7%模具溫度：80120注射時間：2090高壓時間：05冷卻時間：2090總 周 期：40190從以上資料分析可以得知，聚碳酸酯（PC）性能：沖擊強度特別突出。在一般熱塑性樹脂中是較優(yōu)良的。彈性模量較高，受溫度影響極小，耐熱溫度為120。耐寒達100采脆化。尺寸穩(wěn)定性高

5、。耐腐蝕，耐磨性均良好。但存在著高溫下對水的敏感性。  用途：用來制造齒輪、蝸桿、齒條、凸輪、心軸、軸承、墊圈、鉚釘、泵葉輪、汽車汽化器部件、車燈燈罩、閃光燈燈罩、節(jié)流閥、潤滑油輸油管，各種外殼、容器、冷凍和冷卻裝置零件，電器接線板、線圈骨架、酸性蓄電池槽及高溫透鏡等。3擬定型腔布局3.1型腔一般來說，精度要求高的小型塑料件或大中型塑料件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)，對于精度要求不高的小型塑件，并且形狀簡單又需要大批量生產(chǎn)的情況下，采用多型腔模具可提高生產(chǎn)率。型腔的數(shù)量確定以后，進行型腔的排布設(shè)計。型腔的排布即模具尺寸、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、澆注系統(tǒng)的平衡以及溫度系統(tǒng)的設(shè)計。上述問題又與分型面及

6、澆口的位置選擇有關(guān)，所以在設(shè)計過程中，要進行必要的調(diào)整，以達到完善設(shè)計的目的。所謂型腔是指模具中成形塑件的空腔，空腔是塑料件的負(fù)形，除去具體尺寸比塑料略大、凹凸相反外，都和塑料件完全相同。注射成形的步驟是先閉模以形成空腔，而后進料成形；因此必須由兩部分（或兩部分以上）形成空腔（型腔）。其凹入的部分稱為凹模，凸出的部分稱為型芯。3.2型腔數(shù)目的決定型腔數(shù)目的決定與下列條件有關(guān)。（1）塑件尺寸精度型腔數(shù)越多時，精度也相對地降低，1、2級超精密注塑件，只能一模一腔，當(dāng)尺寸數(shù)目少時，可以一模二腔。3、4級的精密級塑件，最多一模四腔。（2）模具制造成本 多腔模的制造成本高于單腔模，但不是簡單的倍數(shù)比。從

7、塑件成本中所占的模具費比例看，多腔模比單腔模具低。（3）注塑成形的生產(chǎn)效益多腔模從表面上看，比單腔模經(jīng)濟效益高。但是多腔模所使用的注射機大，每一注射循環(huán)期長而維持費較高，所以要從最經(jīng)濟的條件上考慮一模的腔數(shù)。（4）制造難度多腔模的制造難度比單腔模大，當(dāng)其中某一腔先損壞時，應(yīng)立即停機維修，影響生產(chǎn)。3.3型腔排布在確定了型腔數(shù)目之后，就要進行型腔的排列方式設(shè)計。本塑件在注射時采用了一模四腔的形式，即模具需要四個型腔。如圖2-1，四個型腔采用軸對稱布置；如圖2-2，這種方式采用平面對成布置。圖2-2此型腔可有效減少模具大小，制造時較方便，所以采用此布局方式： 圖2-1 圖2-24分型面設(shè)計4.1分

8、型面設(shè)計原則在注射模具中，用于取出塑料件或澆注系統(tǒng)凝料的面，通稱為分型面。常見的取出塑料件的主分型面，與開模方向垂直，如何確定分型面位置，需要考慮的因素比較多。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計、塑件工藝性、精度、推出方法、模具制造、排氣等因素的影響，因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析比較。注射模有一個分型面或多個分型面，分型面的位置，一般垂直于開模方向，分型面的形狀有平面和曲面等。 分型面的確定主要應(yīng)遵循以下原則：（1）分型面影選擇在塑料件的最大截面處。（2）盡可能的講塑料件留在動模一側(cè)。因為在動模一側(cè)設(shè)置和制造脫模機構(gòu)簡便易行。（3）有利于保證塑料件的尺寸精度。（4）有利于保證塑

9、料件的外觀質(zhì)量。（5）考慮滿足塑料件的使用要求。（6）盡量減小塑料件在合模平面上的投影，以減小所需鎖模力。（7）長型芯影至于開模方向。（8）有利于排氣。（9）應(yīng)有利于簡化模具結(jié)構(gòu)。（10）非平面分型面的選擇，應(yīng)有利于型腔加工和脫模方便。4.2分型面設(shè)計根據(jù)青蛙掛鉤塑料件的結(jié)構(gòu)較簡單，主分型面的位置的選擇如圖3所示： 圖35澆注系統(tǒng)設(shè)計 澆注系統(tǒng)設(shè)計是注射模具設(shè)計中最重要的問題之一。澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)塑料熔體從注塑機噴嘴到模具型腔位置的一種完整的輸送通道，具有傳質(zhì)、傳壓、傳熱的功能，對塑料件質(zhì)量具有決定性影響。澆注系統(tǒng)主要包括主流道、分流道、進料口、冷料穴等幾部分。在設(shè)計澆注系統(tǒng)時，應(yīng)考慮塑料成型特

10、性、塑件大小及形狀、型腔數(shù)、注射機安裝板大小等因素。5.1總體設(shè)計在澆注系統(tǒng)設(shè)計之前，我們首先要選定進料口位置，以便得到最合適的進料口。最佳的進料口位置應(yīng)為塑件的中間部位，但考慮塑件結(jié)構(gòu)因素，選定進料口為塑件上部圓弧形凹處，采用點澆口形式，又因為模具設(shè)計為一模四腔，并且綜合型腔布局，擬定澆注系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖4所示：圖45.2主流道設(shè)計主流道為連接注塑機噴嘴與分流道的熔融塑料的流動通道，一般為圓錐形或圓柱形如圖5。5.3分流道設(shè)計分流道是注射或傳遞模塑的多模腔或多澆口模具中，連接主流道末端和澆口之間的一段流道，在多型腔的模具中分流道必不可少，而在單型腔模具中，有的則可省去分流道。在分流道的設(shè)計時

11、應(yīng)考慮盡量減小在流道內(nèi)的壓力損失和盡量可能避免熔體溫度降低，同時還要考慮減小流道的容積。設(shè)計原則即應(yīng)使熔體較快地沖滿整個型腔，流動阻力小，熔體溫降小，并且能將熔體均衡地分配到各個型腔。擬定結(jié)構(gòu)如圖5：圖55.4澆口的設(shè)計 澆口是塑料熔體進入型腔的閥門，對塑料件質(zhì)量具有決定性的影響，因而澆口類型與尺寸、澆口位置與數(shù)量便成為澆注系統(tǒng)設(shè)計中的關(guān)鍵。點澆口具有以下優(yōu)點：（1）可大大提高塑料熔體剪切速率，表觀粘度降低明顯，致使沖模容易。（2）熔體經(jīng)過點澆口時因高速摩擦生熱，熔體溫度升高，粘度再次下降，致使流動性再次提高。（3）能正確控制補料時間，無倒流之慮；有利降低塑料件特別是澆口附近的殘余應(yīng)力，提高了

12、制品質(zhì)量。（4）能縮短成型周期，提高生產(chǎn)效率。（5）有利于澆口與制品的自動分離，便于實現(xiàn)塑料件生產(chǎn)過程的自動化。（6）澆口痕跡小，容易修整（7）在多模行腔中，容易實現(xiàn)各型腔均衡進料，改善了塑料件質(zhì)量。（8）能較自由的選擇澆口位置。5.5澆口套及定位圈的設(shè)計定位圈是使?jié)部谔缀妥⑸錂C噴嘴孔對準(zhǔn)定位所用。定位圈直經(jīng)D為與注射機定位孔配合直經(jīng)，應(yīng)按選用注射機的定位孔直經(jīng)確定。直經(jīng)D一般比注射機孔直經(jīng)小0.10.3毫米，以便裝模。定位圈一般采用45號鋼或Q275鋼。定位圈內(nèi)六角螺釘固定在模板時，一般用兩個以上的M6M8的內(nèi)六角螺釘，本設(shè)計采用四個M6螺釘固定。澆口套的材料為T10、硬度HRC45；定位圈

13、的材料為45剛，硬度HRC50,其尺寸設(shè)計如圖6所示： 圖66模架的選用及注射參數(shù)校核6.1模架模架部分可以自己設(shè)計，也可以選用標(biāo)準(zhǔn)模架；在生產(chǎn)現(xiàn)場模具設(shè)計過程中，盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)模架，確定出標(biāo)準(zhǔn)模架的形式，規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)代號，這對縮短制造周期，降低制造成本有很大幫助。標(biāo)準(zhǔn)件則包括通用標(biāo)準(zhǔn)件及模具專用標(biāo)準(zhǔn)件兩大類。通用標(biāo)準(zhǔn)件如緊固件等。模具專用標(biāo)準(zhǔn)件如定位圈、澆口套、推桿、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、模具專用彈簧、冷卻及加熱元件等。此外，在模架尺寸確定之后，對模具有關(guān)零件進行必要的強度或剛度校核，看所選模架是否符合要求，尤其對大型模具，這一點尤為重要。模架選擇：（1）結(jié)構(gòu)形式這里我們選用的模架為國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)模架，由于本

14、模具采用的是點進料口自動脫澆道板設(shè)計，并且由于動模為嵌入式組合，故必須安裝動模支撐板，查實用模具技術(shù)手冊11.1.2塑料注射模中小型模架（GB/T 12556.1-90），選取模架的基本形式為：點AY型，其結(jié)構(gòu)如圖7所示：圖7（2）模板及組合精度根據(jù)型腔尺寸及考慮側(cè)向分型機構(gòu)，選取模架尺寸為250mm×300mm，各板的厚度尺寸由使用模具技術(shù)手冊表112，考慮型腔厚度，選擇定模板厚25mm，動模板厚40mm，脫澆道板厚15，動模支撐板厚35mm，座板厚度25mm，墊塊厚度63mm。動定模板孔位精度及與基準(zhǔn)面的位置精度需達到互換。動模板、定模板的垂直度、平行度、導(dǎo)柱孔距及至基準(zhǔn)面邊距的

15、尺寸精度和模架組合技術(shù)要求如下：A.基準(zhǔn)面垂直度誤差300：0.02；B.模板厚度方向兩平面平行度誤差300：0.02；C.導(dǎo)柱導(dǎo)套孔距偏差；D.導(dǎo)柱孔至基準(zhǔn)面邊距偏差；E.組合后定動模固定板上下平面平行度誤差300：0.02；F.組合后分型面貼合間隙7成型零件設(shè)計注射模具閉合時，成型零件構(gòu)成了成型塑料制品的型腔。成型零件主要包括凸模、凹模、型芯、鑲拼件，各種成型桿與成型環(huán)。成型零件承受高溫高壓塑料熔體的沖擊和摩擦。在冷卻固化中形成了塑料件的形體、尺寸和表面。在開模和脫模時需克服與塑料件的粘著力。在上萬次，甚至幾十萬次的注射周期，成型零件的尺寸和精度、表面質(zhì)量及其穩(wěn)定性，決定了塑料制品的相對質(zhì)

16、量。成型零件在沖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允許值之內(nèi)。成型零件的結(jié)構(gòu)、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。7.1成型零件的材料選擇構(gòu)成型腔的零件統(tǒng)稱為成型零件，本例的模具成型零件包括凸模、凹模和側(cè)抽芯部件。由于型腔直接與高溫高壓的塑料相接觸，它的質(zhì)量直接關(guān)系到制件質(zhì)量，因此要求它有足夠的強度、剛度、硬度、耐磨力以承受塑料的擠壓力，有足夠的精度和表面光潔度，以保證塑料制品表面光高美觀，容易脫模，一般來說成型零件都應(yīng)進行熱處理，使其具有HRC40以上的硬度，如成型產(chǎn)生腐蝕性氣體的塑料如聚氯已烯等。還應(yīng)選擇耐腐蝕的鋼材。 根據(jù)塑件表面質(zhì)

17、量要求，查塑性成型工藝與模具設(shè)計附錄G（常用模具材料與熱處理），本設(shè)計成型零件選用3Cr2Mo調(diào)質(zhì)處理，硬度55HRC,耐磨性號好且處理過程變形小。還有較好的電加工及耐腐蝕性。7.2成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，是以成型符合質(zhì)量要求的塑料制品為前提，但必須考慮金屬零件的加工型及模具制造成本。成型零件成本高于模架的價格，隨著型腔的復(fù)雜程度、精度等級和壽命要求的提高而增加。8脫模機構(gòu)設(shè)計在注射成型 的每一循環(huán)中，塑件必須由模具型腔中脫出，脫出塑件的機構(gòu)稱為脫模機構(gòu)或頂出機?？煽康孛撃＃尮袒某尚退芰霞旰玫貜哪＞咧许敵?，取決于脫模機構(gòu)的合理設(shè)計。8.1推出機構(gòu)的設(shè)計設(shè)計原則（1）盡可能讓塑

18、料件留在動模，使脫模機構(gòu)易于實現(xiàn)；（2）不損壞塑料件，不因脫模而使塑料件質(zhì)量不合格；（3）塑料件被頂出位置應(yīng)盡量在塑料件內(nèi)側(cè)，以免損傷塑料件外觀；（4）脫模零件應(yīng)有足夠的強度和剛度；（5）脫模零件配合間隙合適，無溢料現(xiàn)象；（6）脫模機構(gòu)要工作可靠，運動靈活，制造容易，配換方便。由塑件結(jié)構(gòu)考慮，本設(shè)計采用的頂出機構(gòu)是推桿頂出機構(gòu)。8.2推桿的機構(gòu)特點推桿加工簡單，更換方便，脫模效果好，推桿設(shè)計的注意事項：（1）推桿的推出位置應(yīng)設(shè)在脫模阻力大的地方，推桿不宜設(shè)在塑作最薄的處，以免塑件變形或損壞，當(dāng)結(jié)構(gòu)需要頂在薄壁處時，可增加推出面積，來改善塑件受力狀況。此時，一般采用推出盤頂出，此設(shè)計的推桿放置在

19、產(chǎn)品的中央。（2）推桿直徑不宜過細(xì)，應(yīng)有足夠的剛度承受推出力，當(dāng)結(jié)構(gòu)限制推出面積較小時，為了避免細(xì)長桿變形，可設(shè)計成階梯形推桿。（3）配位置推桿端面應(yīng)和型腔在同一平面或比型腔的平面高出0.051mm，否則，會影響塑件使用。（4）數(shù)量不保證塑件質(zhì)量，能夠順利脫模的情況下，推桿的數(shù)量不宜過多。當(dāng)塑件不許可有推出痕跡，可用推出耳的形式脫模后將推出耳剪掉。9冷卻冷卻系統(tǒng)設(shè)計在注射成型過程中，模具溫度的高低直接影響到塑件成型的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，由于各種塑料的性能和成型的性能和型工藝要求不同，模具的溫度要求也不同。溫度降低一般是通入循環(huán)冷卻劑，實現(xiàn)熱交換。模具冷卻劑常用水，此外還有壓縮空氣、冷凍水；水的熱容

20、量大，導(dǎo)熱系數(shù)大，成本低，在模具中循環(huán)，帶走熱量，使模具溫度在要求的模具的溫度一下。9.1冷卻水道設(shè)計要點冷卻水道的開設(shè)受模具上鑲塊和頂出桿等零件幾何形狀的限制，必須根據(jù)模具的特點，靈活地設(shè)置冷卻裝置，其設(shè)計要點如下：（1）實驗表明冷卻水孔的數(shù)量愈多，對制品的冷卻也就愈均勻。（2）水孔與型腔表面各處最好有相同的距離，水孔邊距型腔的距離常用1015MM。（3）進水管直徑的選擇應(yīng)使水流速度不超過冷卻水道的水流速度.避免產(chǎn)生過大的壓力降.冷卻水道直徑一般不小于9mm,常用9-12mm,但也必根據(jù)模具的具體大小和產(chǎn)品大小狀況而定,本設(shè)計由于模具較小,產(chǎn)品也較小,據(jù)綜合考慮,水管直徑8mm.（4）進出口冷卻水溫差不應(yīng)過大,以免造成模具表面冷卻不均.9.2冷卻水道布局原則縮短成型周期的方法中,而最有效的是使模具維持在較低的溫度下,如果不能實現(xiàn)基本恒溫冷卻,則會使制品內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力而造成制品變形成形或開裂,所以必須根據(jù)制品的形狀及壁厚設(shè)計,制造能實現(xiàn)均一的且高效的冷卻回路。一般在冷卻回路的布置上應(yīng)遵循如下原則:（1）模具上有數(shù)組冷卻回路時，冷卻水應(yīng)首先接近主流道的部位；（2）對于聚乙稀等收縮率較大的成型樹脂，必須沿制品收縮大的方向設(shè)置冷卻回路；（3）水道之間