畢業(yè)設(shè)計(jì)圓蓋注塑模具設(shè)計(jì)

圓蓋注塑模具設(shè)計(jì)

（一模四腔三板模）顏引軍【摘要】通過對(duì)圓蓋塑件的工藝的正確分析，設(shè)計(jì)了一副一模四腔三板模的塑料模具。詳細(xì)地表達(dá)了模具成型零件包括定模板、型腔板、推板、型芯等的設(shè)計(jì)與加工工藝進(jìn)程，重要零件的工藝參數(shù)的選擇與計(jì)算，推出機(jī)構(gòu)與澆注系統(tǒng)和其它結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)程作了介紹?！娟P(guān)鍵詞】塑件工藝性一模四腔三板模澆注系統(tǒng)注射機(jī)參數(shù)推板推出機(jī)構(gòu)模具閉合高度開模行程注射量1設(shè)計(jì)任務(wù)書?塑料制品名稱：圓蓋?成型方式與設(shè)備：SZ-100/60型注射機(jī)?塑料原料：丙烯臘-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)?收縮率：(0.3?0.8)%?生產(chǎn)批量：10萬件?二維圖如以下圖1-1所示：2塑件成型工藝分析、物理性能ABS是丙烯m?丁二烯?苯乙烯三種單體的共聚物，原料易患，價(jià)錢廉價(jià)，是目前產(chǎn)量最大?應(yīng)用最廣的工程塑料之一。ABS無毒?無味，呈微黃色或拜師不透明粒料，成型的塑件有較好的光澤，密度為1.02?/cm2。ABS是由三種組分組成的，古它有三種組分的綜合力學(xué)性能，而每一組分又在其中起著固有的作用。丙烯臘使ABS具有良好的表面硬度、耐熱性及耐化學(xué)侵蝕性，丁二烯使ABS堅(jiān)韌，苯乙烯使ABS具有良好的成型加工性能和著色性能。ABS的熱變形溫度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、尼龍等都高，尺寸穩(wěn)固性較好，具有必然的化學(xué)穩(wěn)固性和良好的介電性能，通過調(diào)色能夠配成任何顏色。其缺點(diǎn)是耐熱性不高，持續(xù)工作溫度為70°C左右，熱變形溫度為93C左右。不透明，耐氣候性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。ABS易吸水，使成型塑件表面顯現(xiàn)瘢痕、云紋等缺點(diǎn)。為此，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處置；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對(duì)收縮率阻礙極?。灰笏芗雀邥r(shí)，模具溫度可操縱在50~60C,要求塑件光澤和耐熱時(shí)，應(yīng)操縱在60?80C；ABS比熱容低，塑化效率高，故成型周期短；ABS的表觀黏度對(duì)剪切速度的依托性很強(qiáng)，因此在模具設(shè)計(jì)中多數(shù)采納點(diǎn)澆口形式。ABS綜合性能較好，沖擊韌性、機(jī)械強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)固，耐化學(xué)性、電性能良好；易于成型和機(jī)械加工，與372有機(jī)玻璃的熔接性良好，可作為雙色成型塑件，且表面可鍍金各。成型性能無定形料，流動(dòng)性中等，比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好，溢邊值為左右。吸濕性強(qiáng)，必需充分干燥，表面要求光澤的塑件須經(jīng)長時(shí)刻的預(yù)熱干燥。成型時(shí)已取高料溫，但料溫太高易分解(分解溫度》=250C)，對(duì)精度較高的塑件，模溫宜取50~60C，對(duì)光澤、耐熱塑件，模溫取60?80C。注射壓力高于聚苯乙烯。用柱塞式注射機(jī)成型時(shí)，料溫為180~230C，注射壓力為(1000~1400)X105Pa。用螺桿式注射機(jī)成型時(shí)，料溫為160~220C，注射壓力為(700~1000)X105Pa。1)塑件的尺寸精度分析該塑件的尺寸精度無特殊要求，所有尺寸均為自由尺寸，經(jīng)查表得精度品級(jí)為MT5而且按此精度查取公差，其要緊尺寸的公差要求見表2-1表2-1塑件上要緊尺寸的公差要求（按MT5級(jí)精度查?。┩庑纬叽缢芗?biāo)注尺寸塑件尺寸公差①36①36(0/-0.56)2222(0/-0.42)R2.5(0/0.22)內(nèi)形尺寸①26①26(+0.48/0)R2.5(0.22/0)中間尺寸55(土0.13)2）塑件表面質(zhì)量分析3）塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析從圖紙上分析，該塑件的外形為簡(jiǎn)單的回轉(zhuǎn)體件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無特殊的結(jié)構(gòu)要求和精度要求，設(shè)計(jì)合理，在注射成型生產(chǎn)時(shí)只要工藝參數(shù)操縱適當(dāng)，該塑件是比較容易成型的。該塑件的生產(chǎn)類型是中批量生產(chǎn)，因此在模具設(shè)計(jì)中要提高塑件的生產(chǎn)率，偏向于多型腔、高壽命、自動(dòng)脫模模具，以便降低生產(chǎn)本錢。1）計(jì)算塑件體積和質(zhì)量：?jiǎn)蝹€(gè)塑件的體積V1Q33：該型腔為4個(gè)：V4Q4*V]=3：澆注系統(tǒng)體積是總型腔體積20%:V2=3：總注射量V總=V1+V2=64.13136cm3：ABS的密度為p=（1.02+1.05）/2=/cm3：總質(zhì)量m=V總p⑦2）確信注射成型的工藝參數(shù)依照所選用的塑料ABS的特性和本設(shè)計(jì)中的塑件自身的成型特點(diǎn)，查閱有關(guān)資料，確信注射成型工藝參數(shù)。表2-2

表2-2塑件的注射成型工藝參數(shù)工藝參數(shù)內(nèi)容工藝參數(shù)內(nèi)容預(yù)熱和干燥溫度/C80?85時(shí)間/h2~3成型時(shí)間/s注射時(shí)間20?90保壓時(shí)間0?5冷卻時(shí)間20?120總周期50?220料筒溫度后段150?170中段165?180前段180?200螺桿轉(zhuǎn)速n/(r*min-1)30噴嘴溫度/°c模具溫度/°c注射壓力/MPa170~18050~80600?1000后處理紅外線、烘箱溫度70時(shí)間/h2?43）初選注射機(jī)經(jīng)查有關(guān)資料得知ABS影采納螺桿式注射機(jī)；又由塑件與澆注系統(tǒng)總的容量必需比注射機(jī)的最大注射量的80%要?。灰勒者@一條件并查表得應(yīng)選SZ-100/60型注射機(jī)生產(chǎn)，該注射機(jī)的要緊技術(shù)參數(shù)，見表2-3。表2-3表2-3

1理論注塑容量/cm31002注塑壓力/MPa1503鎖模力/kN6004拉桿間距（H*V）/（mm*mm）320*3205模板行程/mm3006模具最小厚度/mm1707模具最大厚度/mm3008定位孔直徑/mm1259定位孔深度/mm1010噴嘴伸出量/mm2011噴嘴球半徑/mm104）塑件的體積、壁厚大，冷卻時(shí)刻長，速度慢，成型時(shí)必需充分冷卻。模具設(shè)計(jì)師要注意要有冷卻系統(tǒng)，因此該模具應(yīng)采納冷卻水強(qiáng)制冷卻，冷卻要均勻，以縮短成型周期，提高生產(chǎn)率。3分型面的選擇及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)該塑件為圓蓋，外型表面要求高。在選擇分型面時(shí)，依照分型面的選擇原那么?？紤]不阻礙塑件的外觀質(zhì)量，便于清理毛刺及飛邊，有利于排除模具型腔內(nèi)的氣體，分模后塑件留在動(dòng)模一側(cè)及便于掏出塑件等因素，分型面應(yīng)選擇在塑件外形輪廓的最大處。如圖3-1（a、b、c）

若是按a圖所示的分型面分型，那么模具加工部方便，無益于排氣與脫模，塑件表面會(huì)產(chǎn)生溢邊，阻礙表面質(zhì)量且飛邊不易清阻;按b圖所示的分型面分型，由于塑件整體不在一個(gè)模板中成型，合模時(shí)會(huì)使塑件產(chǎn)生軸向誤差；而按c圖所示的分型面分型，那么塑件整體由一個(gè)模板成型，排除合模誤差，使塑件產(chǎn)生同軸度誤差的可能降低。因此，決定采納c圖所示的分型面分型。另外，為了提高自動(dòng)化程序和生產(chǎn)，保證塑件表面質(zhì)量，決定使用點(diǎn)澆口，而模具采納三板模結(jié)構(gòu)。即兩個(gè)分型面，一個(gè)分型面用于成型塑件，另一個(gè)分型面用于掏出澆注系統(tǒng)凝料。1）主流道的設(shè)計(jì)由表2-3可知，SZ-100/60型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸：噴嘴孔直徑d0=4mm；噴嘴前端球半徑R0=10mm。依照主流道與噴嘴的關(guān)系取得：主流道入口球半徑R=R0+（1?2）mm，取R=12mm；主流道入口孔直徑d=d0+（0.5?1）mm，取d=5mm。為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其斜度取4。；同時(shí)為了使熔料順利進(jìn)入分流道，在主流道出料端設(shè)計(jì)r=5mm的圓弧過渡。主流道稱套采納可拆卸改換的澆口套，澆口套的形狀及尺寸設(shè)計(jì)采納推薦尺寸的經(jīng)常使用澆口套；為了能與注射機(jī)的定位圈相配合，采納外加定位環(huán)的方式，如此不僅減小了澆口套的整體尺寸，還幸免了澆口套在利用中的磨損。2）分流道設(shè)計(jì)該塑件的體積比較小，形狀比較簡(jiǎn)單，壁厚均勻，且塑料的流動(dòng)性好，所以采納單點(diǎn)進(jìn)料的方式。為便于加工，采納最為經(jīng)常使用的截面形狀為U形的分流道。查分流道橫截面及其尺寸的有關(guān)資料，去U形分流道截面半徑R=3mm，h=5mm，a=10。分流道截面形狀及尺寸入圖3-1所示3）點(diǎn)澆口設(shè)計(jì)由于該塑件外觀質(zhì)量要求較高，因此澆口的位置和大小應(yīng)以不阻礙外觀質(zhì)量的前提。同時(shí)，也應(yīng)該盡可能使模具結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。依照對(duì)該塑件結(jié)構(gòu)的分析，并結(jié)合以確信的分型面位置，選擇如圖3-2所示的點(diǎn)澆口進(jìn)料方式。依照塑件外觀質(zhì)量的要求及型腔的安放方式，進(jìn)料位置設(shè)計(jì)在塑件頂部。點(diǎn)澆口的直徑尺寸能夠依照不同的塑料按塑件平均壁厚查相關(guān)表確信。3-24）冷料穴設(shè)計(jì)ABS塑料有質(zhì)軟高彈的特點(diǎn)要求采納帶球頭形拉料桿的冷料穴，定模板的分流道止境鉆小斜孔，一次分型時(shí)斜孔內(nèi)凝料使點(diǎn)澆口與塑件分離，同時(shí)球形拉料桿將主流道的凝料拔出；而二次分型時(shí)凝料被定模板刮掉落下來，實(shí)現(xiàn)澆注系統(tǒng)與蘇軍的自動(dòng)分離與脫出，自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度小。4模具設(shè)計(jì)的方案論證由于塑件的外觀是圓形，各個(gè)方向尺寸一致，且塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要側(cè)向分型，因此型腔的排列方式只有一種，即左右對(duì)稱散布在模板雙側(cè)，如圖4-1所示。4-11）模具的型腔采納整體式整體式型腔是直接加工在型腔板上的，有較高的強(qiáng)度和剛度，利用中不易發(fā)生變形。由于該塑件的尺寸較小，最大的尺寸也只有①36mm，且形狀簡(jiǎn)單，型腔加工容易實(shí)現(xiàn)，故能夠采納整體式結(jié)構(gòu)。2）模具的型芯采納組合式組合式型芯可節(jié)省珍貴模具鋼材料，便于機(jī)械加工和熱處置，維修改換方便，同時(shí)也有利于型芯冷卻和排氣?？紤]到型芯加工制造方便和降低模具的制造本錢，故采納組合式型芯。依照塑件的形狀特點(diǎn)，確信模具型腔在定模部份，模具型芯在動(dòng)模部份，塑件成型開模后，模具型芯與塑件一路留在動(dòng)模一側(cè)。

由于該模具為一模四腔，若是用推桿推出或是推管推出機(jī)構(gòu)的話，會(huì)使模具的結(jié)構(gòu)變大、變復(fù)雜，而且一模四腔在脫模時(shí)需要專門大的脫模力，因此采納推板推出機(jī)構(gòu)。既能知足脫模力的要求，也能使模具的結(jié)構(gòu)變的簡(jiǎn)單，且能降低模具的本錢。為了幸免推件孔的內(nèi)表面與型芯成型面相摩擦，造成型芯過早的磨損而報(bào)廢，故將推件板的內(nèi)孔與型芯成型面以下的配合段做成單邊斜度為5~10。的錐面，該錐面不僅有效幸免了擦傷，且能準(zhǔn)確信為推件板，幸免了該出的飛邊溢料。該塑件精度要求不算高，塑件形狀、型腔散布對(duì)成，無明顯單邊注射側(cè)壓力，可采納最為常見的導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。在動(dòng)模板、推件板、定模板間利用四對(duì)導(dǎo)柱，導(dǎo)柱的長度要確保推件板推出塑件后不脫落。在定模座板與定模板間采納四對(duì)限距拉桿，不僅起到限制第一次分型距的作用（所限距離要確保能掏出凝料），同時(shí)還起到導(dǎo)向定位定模座板的作用。該塑件采納中批量生產(chǎn)，且ABS為非結(jié)晶型塑，料流動(dòng)性一樣，成型時(shí)需要充分、均勻冷卻，應(yīng)盡可能縮短成型周期，提高生產(chǎn)率。因此，該模具的凹模冷卻是在定模板上開出冷卻水道，采納冷卻水進(jìn)行循環(huán)冷卻型腔；而型芯的冷卻那么采納內(nèi)部加裝銅管噴流冷卻的方式，其進(jìn)出水孔開在支承板上，成型模具溫度操縱在60~80°C冷卻水道的設(shè)計(jì)如圖4-2所示。a型芯噴流式冷卻回路b定模板上循環(huán)冷卻回路a型芯噴流式冷卻回路b定模板上循環(huán)冷卻回路5要緊零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算該塑件的材料是一種收縮范圍較大的塑料，因此成型零件的尺寸均按平均值法計(jì)算。前面已經(jīng)查得ABS的收縮率為（0.3?0.8）%，故其平均收縮率為Scp依照塑件尺寸公差的要求，模具的制造公差取8z=A/3o成型零件尺寸的計(jì)算見表5-1.5-1成型零件尺寸的計(jì)算尺寸類別塑件尺寸計(jì)算公式型芯或型腔工作尺寸徑向尺寸型腔①36Lm=(Ls+LsScp-3A/4)【+8z/0】①35.78【+0.19/0】型芯①26lm=(ls+lsScp+3A/4)【0/-8z】①26.50【0/-0.16】軸向尺寸型腔22Hm=(Hs+HsScp-2A/3)【+8z/0】21.84【+0.14/0】型芯17hm=(hs+hsScp-2A/3)【0/-8z】17.35【0/-0.13】采納體會(huì)數(shù)據(jù)法，直接查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)中有關(guān)表格，得該型腔的推薦壁厚為20mm該模具型腔直徑為①36mm，依照確信的型腔壁厚尺寸20mm，綜合以上數(shù)據(jù)，確信型腔模板的整體尺寸BXLXH為：200*200*40。本塑件采納點(diǎn)澆口注射成型，依照模具結(jié)構(gòu)形式、型腔數(shù)量、塑件尺寸、冷卻水道的散布等因素，查有關(guān)資料，選擇A4-200200-23-Z1型標(biāo)準(zhǔn)模架。6注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核組成模具閉合高度的模板及其他零件的尺寸有：定模座板為H1=25mm型腔板為H2=40mm推件板為H3=20mm型芯固定板為H4=32mm支承板為H5=32mm墊板為H6=63mm動(dòng)模座板為H7=25mm該模具閉合高度為：H1+H2+H3+H4+H5+H6+H7=237mm由于SZ100/60型注射機(jī)所許諾的磨具最小厚度Hmin=170mm；模具最大厚度Hmax=300mm，而計(jì)算得模具閉合高度H=237mm，因此模具閉合高度知足HminWHWHmax的安裝條件。該模具的外形最大部份尺寸為250mm*200mm，SZ100/60型注射機(jī)模板最大安裝尺寸為320mm*320mm,故能知足模具安裝的要求。開模行程也叫做合模行程，指模具開合模進(jìn)程中動(dòng)模座板的移動(dòng)距離，用符號(hào)S表示。SZ100/60型注射機(jī)的最大開模行程Smax=300mm。為了使塑件成型后能夠順利脫模，并結(jié)合該模具的雙分型面特點(diǎn)，確信該模具的表率行程S應(yīng)知足Smax〉H1+H2+a+(5?10)二(17+5)+(22+5)+(18+35)+7=99mm式中H1塑件所用的脫模距離，mm；H2塑件高度，mma——掏出澆注系統(tǒng)凝料所必需的長度，mm因Smax=300mm〉99mm，故該注射機(jī)的開模行程知足要求。在一個(gè)注射成型周期內(nèi)，注射模具內(nèi)所需的塑料熔體總?cè)萘浚╒總）與模具澆注系統(tǒng)的容積和型腔容積有關(guān)，其值計(jì)算如下：1）：?jiǎn)蝹€(gè)塑件的體積V產(chǎn)332）：該型腔為4個(gè)：V產(chǎn)4*Vj33）：澆注系統(tǒng)體積是總型腔體積20%:V2=34）：總注射量V總二V1+V2=64.13136cm3^64cm3V總=0.8VV=V總/0.8=80cm3SZ100/60型注射機(jī)的額定注射量為V額=100cm3,因V額〉V,因此，該注射機(jī)的注射量知足模具要求。7模具的工作進(jìn)程該模具在開模時(shí)，隨著動(dòng)模9的后移，動(dòng)模板與定模板13開始沿著A分型面產(chǎn)生第一次分型，由于斜窩內(nèi)凝料的限制作用而使?jié)部谂c塑件自動(dòng)切斷，并由拉料桿12拉出主流道襯套17和斜窩內(nèi)的凝料；動(dòng)模繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，在定距拉桿15的作用下，動(dòng)、定模開始沿B分型面產(chǎn)生第二次分型，使?jié)沧⑾到y(tǒng)凝料由拉桿上脫出；塑件停留在動(dòng)模一側(cè)隨動(dòng)模一路運(yùn)動(dòng)，動(dòng)模繼續(xù)運(yùn)動(dòng)必然距離后，在注射機(jī)的頂桿的作用下，帶動(dòng)推板11推出機(jī)構(gòu)把塑件從型芯21上推出；掏出塑件與澆注系統(tǒng)凝料；開模動(dòng)作完成。8畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié)大學(xué)三年的?？茖W(xué)習(xí)即將終止，畢業(yè)設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所把握的技術(shù)的綜合運(yùn)用和查驗(yàn)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速進(jìn)展，采納模具的生產(chǎn)技術(shù)取得愈來愈普遍的應(yīng)用。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地把握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識(shí)，對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的明白得，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。關(guān)于模具設(shè)計(jì)那個(gè)實(shí)踐性超級(jí)強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，咱們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)，我關(guān)于模具專門是塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的熟悉，豐碩了各類模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作進(jìn)程方面的知識(shí)，而關(guān)于模具的制造工藝更是實(shí)現(xiàn)了零的沖破。在指導(dǎo)教師的協(xié)助下，同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體，明確了模具的一樣工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關(guān)手冊(cè)和書籍，設(shè)計(jì)中，我充分利用和查閱各類資料，并與同窗進(jìn)行充分討論，盡了最大盡力弄好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的進(jìn)程中，碰到了必然的困難，但有指導(dǎo)教師的悉心指導(dǎo)和自己的盡力，最終完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏體會(huì)，設(shè)計(jì)中不妥的地方在所不免，肯請(qǐng)列位教師指正。致謝在這次畢業(yè)進(jìn)程中，有很多同窗和教師給予我極大的幫忙和關(guān)切!我要感激以下同窗：郭恒陳華雍文龍?chǎng)某擅麝懛迦A呂明波等，正由予他們不斷的給我提供一些硬件與軟件幫忙，才使得我在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候可不能感覺那么的累，才使得我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠及時(shí)順利的完成。我要專門感激的人確實(shí)是我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師王洪磊王教師、吳建峰吳教師、黎彥黎教師、祝海燕祝教師、付華付教師等，在綜合設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)程中，在我每次碰到困難的時(shí)候，王教師都會(huì)耐心的認(rèn)真的講解