模具設(shè)計(jì)師個人論文

1、湖南省技師綜合評審模具設(shè)計(jì)師職業(yè)文章(國家職業(yè)資格二級) 文章類型：論 文文章題目：電池盒蓋注塑模設(shè)計(jì) 電池盒蓋注塑模設(shè)計(jì)湖南生物機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 410126 黃小軍在綜合分析塑件結(jié)構(gòu)，使用要求，成型質(zhì)量和模具制造成本的基礎(chǔ)上，介紹結(jié)構(gòu)簡單，形狀規(guī)則的塑件成型。采用兩板模，使塑件成型簡單。 產(chǎn)品形狀如圖所示，該塑件是電池盒上的一個零件。圖1 塑件圖1、塑料制品分析（1） 明確制品設(shè)計(jì)要求塑件的三維立體圖和二維工程圖均在模具裝配圖圖紙上詳明。該產(chǎn)品精度及表面粗糙度要求不高。塑件圖上無要求的自由尺寸，采用標(biāo)準(zhǔn)中的8級度，由于該產(chǎn)品不是透明塑件，所以不需對光澤性和粗糙度作嚴(yán)格要求，但對塑件的表面缺

2、陷，必須避免。（2） 明確制品批量該產(chǎn)品大批量生產(chǎn)，故設(shè)計(jì)的模具要求要有較高的注塑效率。本模具采用一模兩腔結(jié)構(gòu)，澆口形式采用側(cè)澆口。因?yàn)閭?cè)澆口可根據(jù)塑件的形狀、特點(diǎn)靈活地選擇塑件的某個邊緣澆料，一般開設(shè)在分型面上，它能方便地調(diào)整熔體充模時的剪切速率和澆口封閉時間，澆口的加工和去除均較方便。但側(cè)澆口注射壓力損失大，熔料流退較高，保壓補(bǔ)縮作用小，成型殼類件時排氣困難，易形成熔接痕、缺料、縮孔。（3） 計(jì)算制品的體積和質(zhì)量該塑件的材料是聚甲醛（POM）。聚甲醛是以三聚甲醛為原料聚合而成的線型熱塑性工程塑料，1959年開始工業(yè)化生產(chǎn)。由于原料（甲醛）來源豐富、優(yōu)異的綜合性能、成型方便，因此作為工程塑料

3、發(fā)展很快，產(chǎn)量僅次于尼龍塑料。其密度為1.42g/cm2左右。聚甲醛成型收縮率大，熔點(diǎn)明顯（約1531600C）。聚甲醛熔體粘度低，粘度隨溫度變化不大。在熔點(diǎn)附近聚甲醛的熔融或凝固十分迅速，所以，注射速度要快，注射壓力不宜過高。由于聚甲醛擦系數(shù)低，彈性高，所以澆側(cè)凹槽可采用強(qiáng)制脫出，塑件表面可帶有皺紋花樣。由于聚甲醛熱穩(wěn)定性差、加工溫度范圍窄，所以要嚴(yán)格控制成型溫度，以免引起溫度過高或在允許溫度下長時間受熱而引起分解。由于冷卻凝固時排除熱量多，所以模具上設(shè)計(jì)均勻的冷卻回路。經(jīng)查閱設(shè)計(jì)手冊得出聚甲醛的縮水率為1.2%3.0%，故取收縮率為1.8%。如下塑件形狀圖計(jì)算體積。圖2 塑件工程圖通過上圖

4、的尺寸計(jì)算得出塑件體積大約得：V塑2×1.32cm32.64cm3塑件的質(zhì)量M塑2V塑1.42×1.32×24(g)式中塑件密度，g/cm3澆注系統(tǒng)如下圖： 圖3 流道及澆口圖計(jì)算得出澆注系統(tǒng)體積約為：V澆大概為1.2cm3左右澆注系統(tǒng)質(zhì)量M澆V澆1.2×1.421.7(g)故：V總V塑V澆2.641.23.84(cm3) M點(diǎn)4+1.75.7(g)2、注塑機(jī)的選擇根據(jù)塑件的體積或質(zhì)量，查設(shè)計(jì)手冊得，選出注塑機(jī)型號為：JPH50A注塑機(jī)的參數(shù)如下：注塑機(jī)最大注塑量（論注塑容積）：73cm3注塑壓力：214MPa 模板行程：380mm噴嘴前端孔徑：2mm

5、噴嘴球半徑：SR10mm鎖模力：500KN 最小模厚：150mm注塑機(jī)定位孔直徑：100mm 注塑機(jī)拉桿間距：295mm×295mm3、模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算由于塑件外形尺寸有一定精度要求。需計(jì)算成型零件凹、凸模尺寸，具體計(jì)算如下：（1）凹模尺寸計(jì)算：L(50)L(1K)0.75×50(10.018)0.75×0.649.45(mm)L(5)5(10.018)0. 5×0.224.98(mm)L(12)12(10.018)0.75×0.611.76(mm)注：取塑件公差的1/3（2） 凸模尺寸：L(48)48×(10.018)=12.22

6、(mm)L(1.5)1.5×1.0181.527(mm)L(4)4×1.0184.072(mm)L(10)10×1.01810.18(mm)4、模架的選取本模具結(jié)構(gòu)采用一模兩腔二板式結(jié)構(gòu)，兩板模結(jié)構(gòu)簡單，成本也相對比較低。模架的選取根據(jù)模仁的大小與布置、結(jié)構(gòu)形式、推出機(jī)構(gòu)、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等方面來考慮。根據(jù)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)得中小型模架模仁邊界到模板邊界的單邊距離為40mm，還有注射機(jī)的參數(shù)，盡量選取標(biāo)準(zhǔn)模架,要求選用1818型模架，如下圖：圖4 標(biāo)準(zhǔn)模架圖5、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)型號為JPH50A注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸參數(shù)為噴嘴前端孔徑：d02mm；噴嘴球面半徑：R010mm；根據(jù)

7、模具主流道與噴嘴關(guān)系：SRR0+（12）mmdd0+(0.51)mm查設(shè)計(jì)手冊可選主流道尺寸如下：SRR0+（12）圖5 澆口套圖（2）分流道的設(shè)計(jì) 分流道的形狀與尺寸主要由塑件形狀、體積、壁厚等因素決定。本塑件不太復(fù)雜，熔料充填模腔比較容易。從減少壓力損失與熱量散失方面考慮，選用比表面積小的截面為圓形分流道比較合適。分流道的結(jié)構(gòu)形式采用“S”型，分流道直徑選d4mm。（3）澆口的設(shè)計(jì)澆口是連接分流道與型腔的通道，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)結(jié)合各種澆口特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用側(cè)澆口進(jìn)料。側(cè)澆口位置開在凹模上，熔體從塑件側(cè)壁進(jìn)料。澆口尺寸為h0.5mm，b1.5mm，L1.5mm.（4）冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì)冷料穴的主

8、要作用是容納前峰冷料，同時還便于在此處設(shè)置拉料稈，在開模時將主流道和分流道的冷凝料勾住，使其保留在動模一側(cè)，便于脫模。冷料穴和拉料桿的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)見組立圖。6、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（1）推出機(jī)構(gòu)的選擇：推出機(jī)構(gòu)一般包括推桿推出機(jī)構(gòu)、推管推出機(jī)構(gòu)、推件板推出機(jī)構(gòu)、活動鑲塊及凹模推出機(jī)構(gòu)、多元綜合推出機(jī)構(gòu)等?？紤]到本塑件的形狀不是很大，而且深度的拉開幅度較小。推桿推出是一種最簡單常用的推出形式，推出組件制造簡便，更換容易，滑動阻力小，制造加工和修配方便，頂出效果好，在生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛。本設(shè)計(jì)采用2.5的直通式推桿做推出元件，每個塑件用4個推桿推出。具體頂出位置見組立圖。（2）推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位為了保

9、證推出機(jī)構(gòu)在工作過程中靈活、平穩(wěn)，每次合模后推出機(jī)構(gòu)能回到原來的位置，需要設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位裝置。推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向零件，通常由推板導(dǎo)柱與推板導(dǎo)套所組成，其導(dǎo)向裝置見裝配圖。推出機(jī)構(gòu)的復(fù)位采用復(fù)位桿復(fù)位，設(shè)置四根復(fù)位桿，位置設(shè)在推桿固定板的四周，以便推出機(jī)構(gòu)合模時復(fù)位平穩(wěn)，復(fù)位桿端面與所在的動模板平齊。7、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)注射模具常用的冷卻方法有水冷卻、空氣冷卻和油冷卻，在設(shè)計(jì)過程中要遵守以下原則： 冷卻水孔應(yīng)盡量多，孔徑應(yīng)盡量大； 冷卻水道至型腔表面的距離應(yīng)盡量相等； 澆口處加強(qiáng)冷卻； 降低入水與出水的溫差； 冷卻水道要避免接近熔接痕部位，以免熔接不平，影響塑件強(qiáng)度； 冷卻水道的大小要易

10、于加工和清理，一般孔徑為810mm。本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)采用的是水冷卻，根據(jù)塑件的壁厚大小，本設(shè)計(jì)水道直徑采用6mm。水路的排布見組立圖。8、排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)注射成型模具排氣方式主要有：（1） 利用配合間隙排氣（2） 在分型面上開設(shè)排氣槽排氣（3） 利用排氣塞排氣（4） 強(qiáng)制性排氣排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)要遵循以下原則： 排氣槽最好設(shè)在分型面上，因?yàn)榉中兔嫔弦蚺艢獠鄱a(chǎn)生飛邊易隨塑件脫出； 排氣槽的排氣口不能正對操作人員，以防熔料噴出而發(fā)生工傷事故； 排氣槽最好開設(shè)靠近嵌件最薄處，因?yàn)檫@樣的部位最容易形成熔接痕，宜排出氣體，并排出部分冷料； 排氣槽的寬度可取1.51.6mm。本設(shè)計(jì)不專門設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)，利用成型零件和結(jié)

11、構(gòu)零件之間的配合間隙自然排氣。9、注塑機(jī)參數(shù)校核a) 最大注塑量校核注塑機(jī)的最大注塑量應(yīng)大于制品的質(zhì)量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機(jī)的實(shí)際注塑量最好是注塑量的80%。所以，選用的注塑機(jī)最大注塑量應(yīng)滿足：0.8V機(jī)V塑+V澆式中 V機(jī)注塑機(jī)的最大注射量，cm3；V塑塑件的體積，該產(chǎn)品V塑2.64cm3；V澆澆注系統(tǒng)體積，該產(chǎn)品V澆1.2cm3；故：0.8×732.641.2cm3故所選用的注塑機(jī)注塑量是滿足要求。b) 鎖模力校核F鎖PA式中 P熔融型料在型腔內(nèi)的壓力，該產(chǎn)品P=35MPaA塑件和澆注系統(tǒng)的分型面上的投影之和，經(jīng)計(jì)算A1300故： PA35×13

12、0045.5(KN)F鎖PA所以選定的注塑為500KN滿足要求。c) 模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核 模具閉合高度長寬尺寸要與注塑機(jī)模板尺寸和拉桿間距相適合。模具長×寬拉桿面積模具的長×寬為180mm×180mm<注塑機(jī)拉桿間距295mm×295mm，故滿足要求。 模具閉合高度校核模具實(shí)際厚度 H模180mm注塑機(jī)最小閉合厚度 Hmin150mm即： H模>Hmin，故滿足要求。d) 開模行程校核注塑機(jī)的最大行程與模具厚度有關(guān)。注塑機(jī)的開模行程應(yīng)滿足下式：S機(jī)（H模Hmin）H1+H2+(510)mm式中 H1頂出距離，mm；H2包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，mm；S機(jī)注塑機(jī)最大開模行程，mm；因?yàn)镾機(jī)（H模Hmin）380(180150)350(mm)H1H210=8621080(mm)故滿足要求。10、模具總裝圖圖6 模具總裝配圖1.下固定板 2.螺釘 3.螺釘 4.下頂出板 5.腳墊 6.上頂出板 7.公模板 8.公模仁 9.母模板 10.母模仁 11.上固定板 12.螺釘 13.導(dǎo)套 14.導(dǎo)柱 15.頂桿 16.停止銷17.抓料銷 18.回位銷 19. 螺模仁螺釘 20.