A型接頭蓋注塑模具設(shè)計(jì)

目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"材料性能分析 2\o"CurrentDocument"塑件結(jié)構(gòu)分析 2\o"CurrentDocument"設(shè)備選擇和驗(yàn)算 33.1成型設(shè)備選用 33.2注射壓力的校核 43.3開模行程與推出機(jī)構(gòu)的校核 4\o"CurrentDocument"設(shè)計(jì)方案的分析和擬 64.1模具類型 64.2模具類型的主要結(jié)構(gòu) 64.2.1型腔數(shù)目及其布置 64.2.2分型面的選擇 74.2.3澆注系統(tǒng) 84.2.4頂出機(jī)構(gòu) 104.2.5冷卻系統(tǒng) 11\o"CurrentDocument"4.2.6成型零件的工作尺寸計(jì)算 13設(shè)計(jì)小結(jié) 14參考資料 15設(shè)計(jì)題目：A型接頭蓋注射模設(shè)計(jì)（一模四腔）材料：PVC一、 材料性能分析PVC材料即聚氯乙烯是熱固性塑料，是由43%的油和57%的鹽合成出來的一種塑膠制品。純的聚氯乙烯的密度為1.4/3,加入了增塑劑和填料等的聚氯乙烯塑件的密度一般為1.15-2.00/3。cm3聚氯乙烯有較好的電氣絕緣性能，可作低頻絕緣材料，其化學(xué)穩(wěn)定性也好。由于聚氯乙烯的熱穩(wěn)定性較差，長時(shí)間加熱會(huì)導(dǎo)致分解，放出HCL氣體，使聚氯乙烯變色，所以其應(yīng)用范圍較窄，使用溫度一般在15。?55。之間。PVC獨(dú)特的性能：防雨，耐火，抗靜電，易成型，高抗光性，耐火性，低投入高產(chǎn)量的特點(diǎn)。塑件所用PVC材料為硬聚氯乙烯，硬聚氯乙烯有較好的抗拉、抗彎、抗壓和抗沖擊能力，可單獨(dú)用做結(jié)構(gòu)材料。二、 塑件結(jié)構(gòu)分析三、設(shè)備選擇和驗(yàn)算成型設(shè)備選用：以實(shí)際注射量初選某一公稱注射量的注射機(jī)型號(hào)；為了保證正常的注射成型，模具每次需要的實(shí)際注射量應(yīng)該小于某注射機(jī)的公稱注射量，即：式子中，V實(shí)一實(shí)際塑件（包括澆注系統(tǒng)凝料）的總體積（cm3）。A型接頭蓋體積為Xcm3，設(shè)計(jì)為一模四腔，加上澆注系統(tǒng)的冷凝料，查閱塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)的國產(chǎn)注射機(jī)技術(shù)規(guī)范及特性，可以選擇某型號(hào)注射機(jī)。其最大理論注射容量為大Txcm3，注射壓力為XMPa，鎖模力為XKN，最大注射面積為Xcm2.模具高度在Xmm，最大開模行程Xmm。噴嘴圓弧半徑為Xmm，噴嘴孔直徑為Xmm。注射壓力的校核：該項(xiàng)工作是校核所選注射機(jī)的公稱壓力P能否滿足塑件所成型時(shí)需要的注射壓力Po，其值一般為X?XXMPa，通常要求P>Po。我們這里選XMPa。鎖模力的校核：鎖模力是指注射機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所施加的最大夾緊力，當(dāng)高壓的塑料熔體充填模腔時(shí)，會(huì)沿鎖模方向產(chǎn)生一個(gè)很大的脹型力。為此，注射機(jī)的額定鎖模力必須大于該脹型力，即：尸鎖2F脹=AxP型F鎖一注射機(jī)的額定鎖模力（N）；P分一模具型腔內(nèi)塑料熔體平均壓力（MPa）；一般為注射壓力的0.3?0.65倍，通常取X?XMPa。我們這里選P型二XMPa。A分一塑料和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和（mm2）投影面積為Xcm2，澆注系統(tǒng)的投影面積不超過XXcm2尸鎖2F脹=AxP型而鎖模力為XKN，大于XKN，符合要求。開模行程與推出機(jī)構(gòu)的校核：開模行程是指從模具中取出塑料所需要的最小開合距離，用H表示，它必須小于注射機(jī)移動(dòng)模板的最大行程，。由于注射機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)不同，開模行程可按以下兩種情況進(jìn)行校核：一種是開模行程與模具厚度無關(guān)；二種是開模行程與模具厚度有關(guān)。我們這里選用的是開模行程與模具厚度無關(guān)，且是單分型面注射模具。當(dāng)開模行程與模具厚度無關(guān)時(shí)，這種情況主要是指鎖模機(jī)構(gòu)為液壓-機(jī)械聯(lián)合作用的注射機(jī)，其模板行程是由連桿機(jī)構(gòu)的做大沖程決定的，而與模厚度是無關(guān)的。此情況又兩種類型：⑴對(duì)單分型面注射模，所需開模行程H為：S>H=H1+H2+（5?10）mm式中，H1—塑件推出距離（也可以作為凸模高度）（mm）；H2—包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑高度（mm）；S—注射機(jī)移動(dòng)板最大行程（mm）；H—所需要開模行程（mm）。而我們這里通過資料可得出：H=H1+H2+（5?10）mm符合所愿機(jī)型要求。⑵對(duì)雙分型面注射模，所需開模行程為：S機(jī)>H=H1+H2+a+（5?10）mm式中，a一中間板與定模的分開距離（mm）。5、推出機(jī)構(gòu)的校核：各種型號(hào)注射機(jī)的推出裝置和最大推出距離各不同，設(shè)計(jì)模具時(shí)，推出機(jī)構(gòu)應(yīng)與注射機(jī)相適應(yīng)，具體可查資料。四、設(shè)計(jì)方案的分析和擬定模具類型：注射模模具類型的主要結(jié)構(gòu)型腔數(shù)目及其布置型腔數(shù)目的確定：為了使模具與注射機(jī)的生產(chǎn)能力的匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性，并保證塑件體精度，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確定型腔數(shù)目，常用的方法有四種：a）、根據(jù)經(jīng)濟(jì)性能確定型腔數(shù)目；b）、根據(jù)注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)日；C）、根據(jù)注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)日；d）、根據(jù)制品精度確定型腔數(shù)日。我們這里選用a），其計(jì)算過程如下：設(shè)型腔數(shù)日為n，制品總件數(shù)為N，每一個(gè)型腔所需的模具費(fèi)用為C1,與型腔無關(guān)的模具費(fèi)用為C。，每小時(shí)注射制品成型的加工費(fèi)用為y（元/h），成型周期為t（min），則：模具費(fèi)用為X=nC1+C0（元），注塑成型費(fèi)用為Xs=*（元），60總成型加工費(fèi)用為X=XM+Xs，即X=N（60~）+nC^+C0為使總的成型加工費(fèi)用最少，即令蟲=0,則有：dnN（乂）（—_!）+C=0，所以n=巨。TOC\o"1-5"\h\z60n2i 60C\ 1對(duì)于高精度制品，由于 「型腔 px型腔模具難以使各型腔 M AA的成型條件均勻，故通常推薦型腔數(shù)目不超過1 Z）4個(gè)，塑料件的精度為6級(jí)左右，以及模具制 . .造成本、制造難度和生產(chǎn)效率的綜合考慮，型腔數(shù)日初定為4腔，排布形式為矩形布局。分型面的選擇分型面是指分開模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面。一副模具根據(jù)需要可能有一個(gè)或兩個(gè)以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以與合模方向平行或傾斜，我們?cè)谶@里選用與合模方向傾斜。分型面的形式：分型面的形式與塑件幾何形狀、脫模方法、模具類型及排氣條件、澆口形式等有關(guān)，我們常見的形式有如下五種：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、階梯分型面、曲線分型面。分型面的選擇原則：a）、便于塑件脫模；b）、考慮和保證塑件的外觀不遭損壞；c）、盡力保證塑件尺寸的精度要求（如同心度等）；d）、有利于排氣；e）、盡量使模具加工方便A型接頭蓋分型面選擇如下圖：澆注系統(tǒng)主流道：主流道與噴嘴接觸處作成半球形的凹坑，二者應(yīng)該嚴(yán)密地配合，避免高壓塑料熔體溢出，凹坑球半徑R2應(yīng)比噴嘴球頭半徑R］大1?2mm。如若相反主流道凝料將無法脫出，如過大則密封性不好。主流道小端直徑比注塑機(jī)噴嘴孔直徑約大0.5?1mm，常取$4~8mm，大端直徑比分流道深度大1.5mm以上，其錐角不宜太大，一般取20~60。由于主流道與注塑機(jī)的高溫噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以設(shè)計(jì)成獨(dú)立的主流道襯套，選用優(yōu)質(zhì)鋼材制作并經(jīng)熱處理提高硬度。主流道襯套要求承受交變應(yīng)力，其外圓盤直徑不能太大，以免眉部彎矩過大，為補(bǔ)償在注塑機(jī)噴嘴沖擊力作用下主流道襯套變形，可以將它的長度設(shè)計(jì)得比模板厚度短0.02mm。當(dāng)主流道貫穿幾塊模板時(shí)，必須采用主流道襯套，以避免在模板間的拼縫處溢出，以致主流道凝料無法脫出。將主流道襯套的大圓盤設(shè)計(jì)成模具定位環(huán)，用來安裝模具時(shí)作定位作用，并高出定模表面5?10mm，但當(dāng)定位環(huán)直徑D與配合段外徑D1相差甚大時(shí)，則將襯套與定位環(huán)分開設(shè)計(jì)。分流道：多模腔模分流道的布置有平衡式和非平衡式兩類，本設(shè)計(jì)中采用的是平衡式。，這種設(shè)計(jì)可達(dá)到各個(gè)型腔均衡地進(jìn)料，均衡地補(bǔ)料。本設(shè)計(jì)采用圓形斷面分流道，這種分流道表面積最小，熱量散失小，阻力也小。缺點(diǎn)是需要同時(shí)在動(dòng)模板和定模板上切削加工，而且要互相吻合，制造比較困難，費(fèi)用高。分流道斷面尺寸根據(jù)熔體流量、塑件厚度、流速、材料特性、粘度等因素直徑定為48mm。澆口選擇：潛伏式澆口，進(jìn)料部位選在制品較隱蔽的地方，不會(huì)影響制品的外觀，頂出時(shí)，流道與塑件自動(dòng)分開。潛伏式澆口直徑為0.4?2mm,視物料性質(zhì)和制件重量而定。澆口臺(tái)階長度為0.5?0.8mm.也可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：d=kxCx4A，式中A——型腔的表面積2（小溫），c——壁厚系數(shù)，據(jù)《塑料成型模具》（第二版）表3-3-2得0.206。其進(jìn)料部分一般選在制件側(cè)面或背面較隱蔽處，沿斜向進(jìn)入型腔。在動(dòng)定模分型或推出時(shí)流道和制件被自動(dòng)切斷。澆口的截面一般只取分流道截面積的3%?9%，澆口的長度約為0.5mm?2mm，現(xiàn)在可算出我們需要的澆口面積S=5%Xs=3.6mm2。澆口位置的選擇直接影響到制品的質(zhì)量問題，開設(shè)澆口時(shí)注意：澆口應(yīng)開在能使型腔各個(gè)角落同時(shí)充滿的位置；澆口應(yīng)設(shè)在制品壁厚較厚的部位，以利于補(bǔ)縮；澆口的位置選擇應(yīng)有利于型腔中氣體的排除；澆口的位置應(yīng)選擇在能避免制品產(chǎn)生熔合紋的部位；對(duì)于帶細(xì)長型芯的模具，宜采用中心頂部進(jìn)料方式，以避免型芯受沖擊變形；澆口應(yīng)設(shè)在不影響制品外觀的部位；不要在制品承受彎曲載荷或沖擊的部位設(shè)置澆口。排氣系統(tǒng)：本設(shè)計(jì)采用分型面或配合間隙排氣。頂出機(jī)構(gòu)脫模機(jī)構(gòu)的分類及選用脫模機(jī)構(gòu)的分類分多，我們采用的是混合分類中的一種：推桿一次脫模機(jī)構(gòu)，因?yàn)榇藱C(jī)構(gòu)是最簡單、最為常用的一種，具有制造簡單、更換方便、推出效果好等優(yōu)點(diǎn)，在生產(chǎn)實(shí)踐中比較實(shí)用和直觀。所謂一次脫模就是指在脫模過程中，推桿就需要一次動(dòng)作，就能完成塑件脫模的機(jī)構(gòu)。它通常包括推桿脫模機(jī)構(gòu)、推管脫模機(jī)構(gòu)、脫模板脫模機(jī)構(gòu)、推塊脫模機(jī)構(gòu)、多元聯(lián)合脫模機(jī)構(gòu)和氣動(dòng)脫模機(jī)構(gòu)等。脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則（1） 結(jié)構(gòu)可靠：機(jī)械的運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確、可靠、靈活，并有足夠的剛度和強(qiáng)度。（2） 保證塑件不變形、不損壞。（3） 保證塑件外觀良好。（4） 盡量使塑件留在動(dòng)模一邊，以便借助于開模力驅(qū)動(dòng)脫模裝置，完成脫模動(dòng)作。推桿的結(jié)構(gòu)形式及形狀因制品的幾何形狀及型腔結(jié)構(gòu)等的不同，所用推桿的截面形狀也不盡相同，常用推桿的截面形狀為圓形。其結(jié)構(gòu)形式及固定方式右圖：冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)塑料在成型過程中，模具溫度會(huì)直接影響到塑料的充模、定型、成型周期和塑件質(zhì)量。所以，我們?cè)谀＞呱闲枰O(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以到達(dá)理想的溫度要求。一般注射模內(nèi)的塑料熔體溫度為200°C左右，而塑件從模具型腔中取出時(shí)其溫度在60C以下。所以熱塑性塑料在注射成型后，必須對(duì)模具進(jìn)行有效的冷卻，以便使塑件可靠冷卻定型并迅速脫模，提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。對(duì)于熔融黏度低、流動(dòng)性比較好的塑料，如聚丙烯、有機(jī)玻璃等等，當(dāng)塑件是小型薄壁時(shí)，如我們的塑件，則模具可簡單進(jìn)行冷卻或者可利用自然冷卻不設(shè)冷卻系統(tǒng)；當(dāng)塑件是大型的制品時(shí)，則需要對(duì)模具進(jìn)行人工冷卻冷卻時(shí)間的確定在注射過程中，塑件的冷卻時(shí)間，通常是指塑料熔體從充滿模具型腔起到可以開模取出塑件時(shí)止的這一段時(shí)間。這一時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)常以制品已充分固化定型而且具有一定的強(qiáng)度和剛度為準(zhǔn)，這段冷卻時(shí)間一般約占整個(gè)注射生產(chǎn)周期的80%。因?yàn)槲覀兯枰乃芗容^薄，固用此公式：s2 4Ts-Tm、t= ln[_x ]兀2以 兀Te-Tm式中，a一塑料熱擴(kuò)散系數(shù)（m2/s）；S—制品壁厚（mm）；22in[蘭x260^]兀2X2.4x10-4 兀100-60冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則、盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡、冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對(duì)塑件的冷卻效果越均勻。、盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等。、澆口處加強(qiáng)冷卻。、應(yīng)降低進(jìn)水與出水的溫差。、合理選擇冷卻水道的形式。、合理確定冷卻水管接頭位置。、冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉現(xiàn)象。、冷卻水管進(jìn)出接頭應(yīng)埋入模板內(nèi)，以免模具在搬運(yùn)過程中造成損壞。冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式：根據(jù)塑料制品形狀及其所需的冷卻效果，冷卻回路可分為直通式、圓周式、多級(jí)式、螺旋線式、噴射式、隔板式等，同時(shí)還可以互相配合，構(gòu)成各種冷卻回路。其基本形式有六種，我們這里選用的是簡單流道式。簡單流道式即通過在模具上直接打孔，并通過以冷卻水而進(jìn)行冷卻，是生產(chǎn)中最常用的一種形式。成型零件的工作尺寸計(jì)算現(xiàn)設(shè)制品的名義尺寸％是最大尺寸，其公差按規(guī)定為負(fù)值“-△”；凹模的名義尺寸Lm是最小尺寸，其公差按規(guī)定為正值“+8z”現(xiàn)由公式可得：L=[L(1+S)-0.5A]撲Z-0式中，“△”前的系數(shù)(此處為0.5)可隨制品的精度和尺寸變化，一般在0.5?0.75之間，ABS的收縮率S為0.005.制品偏差大則取小值，偏差小則取大值?！髦涤伤芰夏ＴO(shè)計(jì)手冊(cè)《公差數(shù)值表》可查基本尺寸為120mm時(shí)，其△值為0.68，基本尺寸為70mm時(shí)，其△值為0.52,基本尺寸為15mm時(shí)^為0.24.(塑料件的精度取5級(jí))型腔尺寸計(jì)算：DMl=[LS1(1+S)-0.5A]"Z-0D=[L(1+S)-0.5A]+8Z-0Dm3=[Ls3(1+S)-0.5A]+8Z型腔壁厚和底板厚度計(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。如果型腔壁厚和底板的厚度不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過型腔材料本身的許用應(yīng)力時(shí)，型腔將導(dǎo)致塑性變形，甚至開裂。與此同時(shí)，若剛度不足將導(dǎo)致過大的彈性變形，從而產(chǎn)生型腔。五、設(shè)計(jì)總結(jié)課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)