側(cè)抽芯注塑模設(shè)計

側(cè)抽芯注塑模設(shè)計摘要塑料工業(yè)是當(dāng)今設(shè)計上增長最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類，因此，研究注塑模具對了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。塑料模具設(shè)計是模具制造中的關(guān)鍵工作， 通過合理設(shè)計制造出來的模具不僅能順利地成型高質(zhì)量的塑件，還能簡化模具的加工過程和實(shí)施塑件的高效率生產(chǎn)。說明書里介紹了模具的結(jié)構(gòu)組成、設(shè)計要點(diǎn)、模具成型生產(chǎn)所用的設(shè)備、模具材料和熱處理要求等。該說明書主要分為三個部分，分別介紹了塑料的性能，塑料制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計及工藝性，以及對注塑模具結(jié)構(gòu)與注塑機(jī)、塑料制件在模具中的位置與澆注系統(tǒng)的設(shè)計、成型部件設(shè)計、結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計、推出機(jī)構(gòu)設(shè)計、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)等做了介紹。通過本設(shè)計，可以對注塑模具有一個初步的認(rèn)識， 了解注塑模具結(jié)構(gòu)及工作原理。關(guān)鍵詞：塑料模具、斜導(dǎo)柱、分型面、滑塊前言塑料模具設(shè)計是模具制造中的關(guān)鍵工作，通過合理設(shè)計制造出來的模具不僅能順利地成型高質(zhì)量的塑件，還能簡化模具的加工過程和實(shí)施塑件的高效率生產(chǎn)，從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本和提高附加價值的目的。近幾年來塑料成型工藝迅速發(fā)展，塑料模具種類不斷增加，結(jié)構(gòu)也愈趨復(fù)雜，制造精度要求愈來愈高。其中注塑成型模具應(yīng)用最為廣泛，而且模具的結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜。本次模具設(shè)計采用的是一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)，通過側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)完成了塑件的成型。說明書中介紹了模具的結(jié)構(gòu)組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理、設(shè)計要點(diǎn)、模具成型生產(chǎn)所用的設(shè)備、模具材料和熱處理要求等。該說明書主要分為三個部分，第一章主要介紹了塑料的性能，第二章介紹了塑料制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計及工藝性，第三章對注塑模具結(jié)構(gòu)與注塑機(jī)、塑料制件在模具中的位置與澆注系統(tǒng)的設(shè)計、成型部件設(shè)計、結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計、推出機(jī)構(gòu)設(shè)計、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)等做了介紹。本說明書在編寫過程中得到了師友的支持和幫助，在此我表示感謝。同時感謝所引用文獻(xiàn)的作者，他們辛勤研究的成果使得本次設(shè)計增色不少。限于學(xué)生水平有限，難免出現(xiàn)不少的缺點(diǎn)和錯誤，懇切希望各位老師批評指正。第1章 塑料的性能1．1 設(shè)計要求大批量生產(chǎn)，精度為一般精度。圖1-1 塑件1．2 塑料的組成塑料是以合成樹脂為主要成分，加入適量的添加劑組成的。1．2．1 合成樹脂ABS塑料化學(xué)名稱：丙烯 -丁二烯——苯乙烯共聚物比重:1.02克/立方厘米 成型收縮率:0.3-0.8% 查表得收縮率為： 0.3%-0.8%。材料分析：ABS無毒無味，呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤，具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化學(xué)穩(wěn)定性和電器性能，密度為1.02～1.5/cm3ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于加工，經(jīng)過配色可配成任何顏色。成型特點(diǎn)：ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力較高，故塑件上的脫模斜度宜稍大，ABS易吸水，成型加壓前應(yīng)進(jìn)行干燥處理， ABS易產(chǎn)節(jié)痕，模具設(shè)計時應(yīng)注意盡量減少澆注系統(tǒng)對料流的阻力，在正常的成型條件下壁厚，熔料溫度對收縮率影響極小，在要求塑件精度高時，模具溫度可控制在 50～60°c,而強(qiáng)調(diào)塑件光澤和耐熱時，模具溫度應(yīng)控制在 60～80°c。1．2．2添加劑填充劑——玻璃微珠；PS成型后易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，添加玻璃微珠使塑料的流動性好，殘余內(nèi)應(yīng)力分布均勻，使光的漫反射率為80光穩(wěn)定劑——氧化鋅；塑料制品在日光或強(qiáng)熒光下，由于吸收紫外光的能量，引發(fā)氧化反應(yīng)，導(dǎo)致聚合物降解，使制品的外觀或內(nèi)在性能變壞，這一過程稱為光氧化或光老化。潤滑劑——硬脂酸及其鹽類；對塑料的表面去潤滑作用，防止塑料在成型加工時黏模。同時提高塑料制品表面光潔度。著色劑——青綠色；在塑料制品中，需要著色的大約占80%左右，著色的目的有：①增加制品美感，以吸引消費(fèi)者的購買欲望②提高產(chǎn)品的耐候性，主要是通過著色劑防紫外線功能而實(shí)現(xiàn)的。圖1-2制件第2章塑料制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計及工藝性2．1尺寸及精度塑件的尺寸精度是決定塑件制造質(zhì)量的首要標(biāo)準(zhǔn)， 然而，在滿足塑件使用要求的前提下，設(shè)計時總是盡量將其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工難度和制造成本。對塑件的精度要求，要具體分析，根據(jù)裝配情況來確定尺寸公差，該精度要求為一般精度即可，對其要有公差配合要求的部位，應(yīng)選擇高精度。根據(jù)精度等級選用表，ABS的高精度為 2級，一般精度為 3級。根據(jù)塑件尺寸公差表，在公稱尺寸在40-50范圍內(nèi)，取MT2B級的公差數(shù)值為 0.36mm，MT3B級的公差數(shù)值為 0.56mm。制品尺寸誤差構(gòu)成為：Б=Бs+Бz+Бc+Бa （2-1）式中 Б——總的成型誤差；s——塑料收縮率波動所引起的誤差；z——模具成型零件制造精度所引起的誤差；c——模具磨損后所引起的誤差；Бa——模具安裝，配合間隙引起達(dá)到誤差。2．2表面粗糙度塑料制件的表面粗糙度是決定其表面質(zhì)量的主要因素。 塑件的表面粗糙度主要與模具型腔表面的粗糙度有關(guān)。一般來說，模具表面的粗糙度比塑件低 1-2級。塑件的表面粗糙度 Ra一般為0.8-0.2 μm。模具在使用過程中，由于型腔磨損而使表面粗糙度值不斷加大，所以應(yīng)給予拋光復(fù)原。2．3脫模斜度塑件成型時冷卻過程中產(chǎn)生收縮，使其緊箍在凸?；蛐托旧蠟楸阌诿撃＃乐挂蛎撃Ａ^大而拉壞塑件或使其表面受損，與脫模方向平行的塑件內(nèi)，外表面都應(yīng)具有合理的斜度，以下是ABS脫模斜度推薦值：塑件外表面 塑件內(nèi)表面35 ′——1.5° 30 ′——1°塑件內(nèi)表面在造型時就有弧度， 如果要有脫模斜度就是在凹槽和鎖位處， 這不僅對脫模有好處，而且可以更好的鎖緊。2．4壁厚塑件應(yīng)有一定的壁厚， 這不僅是為了塑件在使用過程中有足夠的強(qiáng)度和剛度， 而且為了塑件成型時保持良好的流動狀態(tài)。塑件壁厚一般在 1-4mm，如果壁厚過大，則易產(chǎn)生氣泡和凹陷，同時也不易冷卻。2．5圓角塑件上各處的輪廓過度和壁厚連接處，一般采用圓角連接，有特殊要求時才采用結(jié)構(gòu)，尖角容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，在受力或受沖擊載荷時會發(fā)生破裂。圓角不僅有利于物料填充，同時也有利于融料在模具型腔內(nèi)的流動和塑件脫模。圓角的取值與應(yīng)力集中的關(guān)系遵循R/T函數(shù)關(guān)系，當(dāng)R/T=0.6以后應(yīng)力集中變的緩和，該塑件大部分的圓角取R1，較大值取R3。2．6孔塑件上常見的孔有通孔、盲孔、異形孔和螺紋孔等。這些孔均應(yīng)設(shè)置在不易削弱是塑件強(qiáng)度的地方，在孔與孔之間、孔與壁之間應(yīng)留有足夠的距離。此外，孔的深度不宜太大，否則型芯會彎曲。塑件上其他的特征還有如螺紋，嵌件，鉸鏈，文字和花紋等 ，各個特征都有其設(shè)計原則和特殊功能，因?yàn)樵撍芗]有涉及，所以就不一一介紹了。第3章 注射成型模具設(shè)計3．1選用注射機(jī)確定型腔數(shù)目1.1根據(jù)塑件的形狀估算其體積和重量V=2X25X30X5+50X25X5X2+50X30X5-2XπX42X5=17cm3 (3-1)m= ρv=1.05x17=17.85g (3-2)式中ρ為塑料密度。3.1.2 根據(jù)塑料的計算重量或體積選擇設(shè)備型號規(guī)格，確定型腔數(shù)1 ．注射機(jī)的最大注射量 mΡ，每次注射量不超過最大注射量的 80%，即：n≤（KmΡ-m1）/m (3-3)式中K——注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8；m Ρ——注射機(jī)最大注射量， g；m 1——澆注系統(tǒng)凝料量， g；額定注射量 125cm3 螺桿直徑 42mm注射壓力 120Mpa 注射行程 115mm注射時間 1 ．6s 螺桿轉(zhuǎn)速 69r/min注射方式 螺桿式 合模力 900KN最大成型面積320cm2最大開合模行300mm程模具最大厚度300mm模具最小厚度200mm動定模固定板428x458拉桿空間260x290尺寸合模方式液壓-機(jī)械定位圈尺寸Φ100mm噴嘴球頭半徑SR12mm噴嘴孔直徑4mm頂出形式兩側(cè)頂出頂桿中心距230mm機(jī)器外形尺寸3310x750x1550mmxmmxmmm1=15x1.05=15.75g設(shè)n=2，則得：m Ρ=(nm+m1)/0.8=51.5g

m——單個塑件的 質(zhì)量，g。估算澆注系統(tǒng)的體積V=15cm3，則澆注系統(tǒng)的塑料重量從計算結(jié)果，并根據(jù)塑料注射機(jī)技術(shù)規(guī)格，選用 XS——ZY——125型注射機(jī)。2．根據(jù)塑件精度，由于該塑件精度一般，故采用多型腔，即 n=2。生產(chǎn)批量 大批量生產(chǎn)，取一模兩腔。1.3注射機(jī)型號XS ——ZY——125表3-1注射機(jī)的規(guī)格和性能1.4校核所選注射機(jī)注射量的校核由前面計算得塑件重量為 17.85g，澆注系統(tǒng)重量為 15.75g則每次注射所需的塑料為2x17.85+15.75=51.5g注射機(jī)的最大注射量 125x0.8=100>51.5 能滿足要求。⑵按注射機(jī)的鎖模力與注射壓力進(jìn)行校核P（nA+A）≤FP(3-4)1式中FP——注射機(jī)額定鎖模力， N;查表得900KN2A——單個塑件在模具分型面的投影面積， mm；2A1——澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積， mm；P——塑料熔體對型腔的成型壓力，其大小一般是注射壓力的 80%Mpa查表知Pm=70-90Mpa其中2A=30x50=1500mmA21=15x50=75mmP 取80MpaP （nA+A1）=80x（2x1500+75）=246000N=246KN<900KN故滿足要求。同時XS——ZY——125的額定注射壓力為 120Mpa，故也滿足ABS塑料成型的注射壓力要求。⑶ 模具厚度H與注射機(jī)閉合高度的校核H>H>H(3-5)maxmin式中Hmax——注射機(jī)允許的最大厚度， 200mm；Hmin——注射機(jī)允許的最小厚度， 300mm；H——預(yù)選模架厚度， 201mm；因?yàn)?00>201>200，所以滿足要求。⑷ 注射機(jī)開模行程注射機(jī)開模行程應(yīng)大于模具開模時取出塑件所需的開模距，由于Hc=25≤H1+H2，對開模行程無影響即滿足下式：S ≥H1+H2+（5~10） (3-6)式中S——注射機(jī)的最大開模行程， mm；——推出距離，mm；——包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度， mm；——完成側(cè)抽芯所需的開模行程， mm；則H1+H2+10=26+58+10=94<300，故能滿足要求。3．2塑料制件在模具中的位置 分型面的確定根據(jù)分型面的設(shè)計原則：⑴應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處；⑵應(yīng)有利于塑件的順利脫模；⑶應(yīng)保證塑件的精度要求；⑷應(yīng)滿足塑件的外觀質(zhì)量要求；⑸要便于模具的加工制造；⑹應(yīng)有利于排氣。綜合考慮之后，確定分型面如圖 3-1所示：圖3-1 分型面的形狀 型腔數(shù)目的確定注塑模的型腔數(shù)目， 可以是一模一腔，也可以是一模多腔， 在型腔數(shù)目的確定時主要考慮以下幾個有關(guān)因數(shù)：⑴按注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目；⑵按注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)目；⑶按塑件的精度要求確定型腔數(shù)目。綜合考慮之后，初定為一模兩腔最合理。排列形式如圖 3-2所示：圖3-2 澆口的形式3．3澆注系統(tǒng)的設(shè)計注射模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機(jī)噴嘴開始到型腔入口為塑料熔體的流動通道，它由主流道，分流道，冷料穴和澆口組成。它向型腔中的傳質(zhì)，傳熱，傳壓情況決定著塑件的內(nèi)在和外表質(zhì)量，它的布置和安排影響著成型的難易程度和模具設(shè)計及加工的復(fù)雜程度，所以澆注系統(tǒng)是模具設(shè)計中的主要內(nèi)容之一。 主流道的設(shè)計主流道是連接注塑機(jī)的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注塑機(jī)的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，有一定的錐度，目的是便于冷料脫模，同時也改善料流的速度，因?yàn)橐妥⑺軝C(jī)相配，所以其尺寸與注塑機(jī)有關(guān)，如圖 3-3所示：圖3-3 主流道形狀主要參數(shù)：錐角 α=3°； 內(nèi)表面粗糙度 Ra=0.63μm；小端直徑D=d+（0.5~1）mm=4mm；材料T8A；半徑R2=R1+（1~2）mm=12mm；d——噴嘴直徑； R 1——噴嘴球半徑該澆口套直接嵌入模板內(nèi)。 分流道的設(shè)計分流道是主流道與澆口之間的通道， 一般開設(shè)在分型面上， 起分流和轉(zhuǎn)向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設(shè)計應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形， U形和六角形。要減少流道內(nèi)的壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，因此，可以用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率，其中圓形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脫模困難，所以一般是制成梯形流道，在該模具上取 U形斷面形狀。主要參數(shù)： 分流道的寬度 b=15mm； 半徑R=7.5mm；深度h=6.75mm； 斜角α=5°；長度L=50mm； 粗糙度Ra=1.6μm 澆口的設(shè)計圖3-4 側(cè)澆口的形式澆口是連接分流道與型腔的一段細(xì)短的通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的形狀，數(shù)量，尺寸和位置對塑件的質(zhì)量影響很大，澆口的主要作用有兩個，一是塑料熔體流經(jīng)的通道的， 二是澆口的適時凝固可控制保壓時間。 澆口是類型有很多，有點(diǎn)澆口，側(cè)澆口，直接澆口，潛伏式澆口等，各澆口的應(yīng)用和尺寸按塑件的形狀和尺寸而定，該模具采用側(cè)澆口，澆口形式如圖3-4所示。其有以下特性：⑴形狀簡單，去除澆口方便，