端蓋零件注塑模具設(shè)計(jì)（一模兩腔）-長(zhǎng)95

PAGE2目錄塑件工藝分析、確定方案、設(shè)備校核……3塑件工藝分析、填寫工藝卡……………………3塑件的工藝分析3工藝卡片……………………...4確定模具結(jié)構(gòu)方案………………4分型面………………………...4型腔數(shù)目的確定……………...4選擇設(shè)備，進(jìn)行校核……………4選擇注射機(jī)…………………...4設(shè)備校核……………………...4澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)……………6主流道的設(shè)計(jì)與定位圈的設(shè)計(jì)…………………6分流道的設(shè)計(jì)……………………6澆口的設(shè)計(jì)………………………6冷料穴及拉料桿的設(shè)計(jì)…………63成型零部件的設(shè)計(jì)及校核…………………73.1凸模的設(shè)計(jì)及校核………………73.2凹模的設(shè)計(jì)及校核………………74導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)…………………...94.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)…………..94.2導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)……………………..94.3導(dǎo)套的設(shè)計(jì)……………………..95推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及計(jì)算…………...105.1推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………..105.2推出機(jī)構(gòu)的計(jì)算………………..116溫控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)…………………...126.1方案的確定……………………..126.2關(guān)于溫控系統(tǒng)的計(jì)算…………..137結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)……………………...147.1模架的選擇……………………..147.2定模板的設(shè)計(jì)…………………..147.3卸料板的設(shè)計(jì)…………………..147.4動(dòng)模固定板的設(shè)計(jì)……………..147.5支承板的設(shè)計(jì)…………………..147.6墊塊的設(shè)計(jì)……………………..147.7推桿的設(shè)計(jì)……………………..147.8推板的設(shè)計(jì)……………………..147.9推桿固定板的設(shè)計(jì)……………..14參考文獻(xiàn)……………….15附錄A工藝卡片……………………..161塑件工藝性分析、確定方案、設(shè)備校核1.1塑件工藝分析、填寫工藝卡片1.1.1塑件的工藝性分析該塑件為基座，如圖1所示，塑件壁厚屬薄壁塑件，生產(chǎn)批量大，材料為聚乙烯圖1端蓋零件圖PE成型性好，機(jī)械加工性好，耐沖擊，力學(xué)性能和熱性能均好，耐寒、濕、藥性較好，價(jià)格便宜。結(jié)晶料,吸濕小,不須充分干燥,流動(dòng)性極好流動(dòng)性對(duì)壓力敏感,成型時(shí)宜用高壓注射,料溫均勻,填充速度快,保壓充分。注意選擇澆口位置,防止產(chǎn)生縮孔和變形。收縮范圍和收縮值大,方向性明顯,易變形翹曲.冷卻速度宜慢,模具設(shè)冷料穴,并有冷卻系統(tǒng)加工成型修飾容易，加熱時(shí)間不宜過長(zhǎng),否則會(huì)發(fā)生分解。密度0.91—0.96g/cm3。收縮率1—2.5%，結(jié)晶料,吸濕小,不須充分干燥,流動(dòng)性極好，流動(dòng)性對(duì)壓力敏感。，注射壓力70—100Mpa，注射時(shí)間3—5s，模具溫度50—70℃，軟化或熔融范圍130—150℃，保壓力50—70Mpa，保壓時(shí)間15—30s，冷卻時(shí)間15—30s，注射溫度330—370℃，模腔表壁溫度110—150℃，噴嘴溫度220—240℃。1.1.2填寫工藝卡片見附錄A1.2確定模具結(jié)構(gòu)方案1.2.1分型面依據(jù)對(duì)塑件結(jié)構(gòu)的分析，采用矩形澆口，因此采用單型面。1.2.2型腔數(shù)目的確定估算塑件的體積約為：33544.66mm3則塑件的質(zhì)量為31.9g。初步選擇為一模兩腔初步計(jì)算澆注系統(tǒng)的凝料體積，按塑件體積的0.6倍計(jì)算：該模具一次注射所需塑料為：體積：質(zhì)量：1.3選擇設(shè)備，進(jìn)行校核1.3.1選擇注射機(jī)根據(jù)塑件體積和注射機(jī)的最大注射量（額定注射量G），可選用注射機(jī)型號(hào)為：XS-Z-125注射機(jī)主要參數(shù)見如下注射容量/cm3125鎖模力/kN900柱塞直徑/mm42注射行程/㎜300注射壓力/Mpa119最大成型面積㎝2320噴嘴孔直徑/mm4最大模厚/mm300噴嘴球半徑/mm12最小模厚/mm200合模方式增壓式定位孔直徑/mm100表1.1注射機(jī)主要參數(shù)〔3〕1.3.2設(shè)備校核(1).注射量的校核依據(jù)模具設(shè)計(jì)時(shí)必須使得在一個(gè)注射成型周期內(nèi)所需注射的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機(jī)額定注射量的80%以內(nèi)：〔1〕（1.1）其中Vn—單個(gè)塑件的容積Vg—注射機(jī)額定注射量Vj—澆注系統(tǒng)的容積代入數(shù)值：0.8×125=100cm3>87.214cm3所以滿足要求(2)．鎖模力的校核查表得=20MPa依據(jù)T推=A×P平均≦A×k×P，取壓力損耗系數(shù)K=0.3P=200Mpa，將數(shù)據(jù)代入得：20<0.3×200=60，鎖模力滿足要求。(3).注射壓力的校核注射機(jī)的額定注射壓力即為該機(jī)器的最大壓力Pmax=119Mpa，應(yīng)該大于注射成型時(shí)所需調(diào)用的注射壓力P，即：P≧P實(shí)際生產(chǎn)中，該塑件成型時(shí)所需注射壓力為70-100MPa,所以符合要求。(4).安裝尺寸的校核1）主流道的小端直徑D大于注射機(jī)噴嘴d，通常為D=d+(0.5--1)mm對(duì)于該模具d=4mm,取D=5mm，符合要求。2)主流道入口的凹球面半徑R應(yīng)大于注射機(jī)噴嘴球半徑R，通常為R=R+(1—2)mm對(duì)于該注射機(jī)R=12mm，取R=13mm,符合要求。(5).開模行程和推出機(jī)構(gòu)的校核1）開模行程的校核H>H+H+(5--10)H—注射機(jī)的開模行程為300mm,H—頂出距離10mm，H—塑件的高度13mm,滿足要求。2）頂出機(jī)構(gòu)的校核注射機(jī)為臥室注射機(jī)，為兩側(cè)頂出，頂出行程大于所選的頂出距離，滿足要求。2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.1主流道的設(shè)計(jì)⑴主流道為圓錐形，其錐角α=2°~4°，此處取3°以便于凝料從主流道中取出，內(nèi)壁表面粗糙度為Ra=0.63um.⑵為防止主流道與噴嘴處溢料，主流道對(duì)接處緊密對(duì)接，主流道對(duì)接處應(yīng)制成半球形凹坑，其半徑R=12+1=13mm,其小端直徑d=4+1=5mm,凹坑深取h=4mm.。⑶為減小料流轉(zhuǎn)向過度時(shí)阻力，主流道大端呈圓角過渡，其圓角半徑r=3mm。⑷為保證塑件良好成型，避免增多流道凝料和增加壓力損失，保證成型取L≤60mm，此處取30mm。2.2分流道的設(shè)計(jì)由于分型面為平面，因此采用圓形截面流道，查表[1]知PE分流道直徑在4．8--9．5㎜，取當(dāng)量直徑為8mm。分流道表面不要求太光潔，表面粗糙度取Ra=2um.。這樣可增加對(duì)外層塑料熔體流動(dòng)阻力，使外層塑料冷卻皮層凝固，形成決熱層，有利于保溫，但表壁不得凹凸不平，以免對(duì)分形和脫模不利。分流道與澆口的連接處加工成斜面并用圓弧過渡，這樣有利于塑料熔體的流動(dòng)及填充。2.3澆口的設(shè)計(jì)矩形側(cè)澆口廣泛應(yīng)用于中小型塑件的多型腔注射模，其優(yōu)點(diǎn)是截面形狀簡(jiǎn)單、易于加工、便于試模后修正，缺點(diǎn)是在塑件的外表面留有澆口的痕跡。矩形側(cè)澆口一般開設(shè)在模具的分型面上，從塑件的邊緣進(jìn)料，側(cè)澆口的厚度決定著澆口的固化時(shí)間。由確定經(jīng)驗(yàn)公式得：H=ntB=式中t—塑件壁厚，mmN—系數(shù)，與塑料品種有關(guān)，取0.5A—塑件的外表面面積綜合考慮后選定：h=1.5mm，b=5mm,L=2.5mm。3成型零部件的設(shè)計(jì)及校核3.1型腔各尺寸的計(jì)算(1)、型腔的徑向尺寸1)、由尺寸，知道極限偏差，制造公差。==2)、由尺寸，知道極限偏差。=3)、由尺寸，知道極限偏差。=(2)、型腔的高度尺寸1)、由尺寸，知道極限偏差。=2)、由尺寸，知道極限偏差=3.2、螺紋型芯各尺寸的計(jì)算(1)、型芯的徑向尺寸1)、螺紋型芯M80粗牙螺紋由相關(guān)手冊(cè)查得d=76.75mm，d=78.05mm，d=80mm，螺距P=3mm，中徑公差=0.49mm，制造公差=0.10mm，=0.10mm，=0.09mm。則：螺紋型芯中徑螺紋型芯小徑螺紋型芯大徑由于塑件螺紋長(zhǎng)度很短，故不考慮螺距收縮，螺紋型芯距直接取塑件螺距，制造公差取，則螺紋型芯距為。2)、由尺寸，=(2)、型芯的高度尺寸 由尺寸=4導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)4.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)(1)、導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后變形。(2)、模具采用4根導(dǎo)柱，其布置為等直徑導(dǎo)柱對(duì)稱布置。(3)、模具導(dǎo)柱安裝在推件板和模套上，導(dǎo)套安裝在中間板上。(4)、在合模時(shí)，應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免凸模進(jìn)入型腔，導(dǎo)致模具損壞。(5)、動(dòng)模板采用合并加工時(shí)，可確保同軸度要求。4.2導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)(1)．該模具采用帶頭導(dǎo)柱，不加油槽。(2)．導(dǎo)柱長(zhǎng)度必須比凸模端面高出6—8㎜。(3)．使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱端部應(yīng)做成圓錐形或球形的先導(dǎo)部分。(4)．導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定，應(yīng)保證有足夠的抗彎強(qiáng)度。(5)．導(dǎo)柱的安裝形式，導(dǎo)柱固定部分與模板按H7/k6配合，導(dǎo)柱滑動(dòng)部分按H7/f7的間隙配合[3].(6).導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為Ra=0．4um.(7).導(dǎo)柱應(yīng)具有堅(jiān)硬而耐磨的表面，堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此，采用碳素工具鋼T10A,經(jīng)淬火處理，硬度為50HRC.4.3導(dǎo)套的設(shè)計(jì)導(dǎo)套與安裝在另一半模上的導(dǎo)柱相配合，用以確定動(dòng)，定模的相對(duì)位置，保證模具運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向精度的圓套形零件。(1).套的端面應(yīng)倒圓角，導(dǎo)柱孔最好作成通孔，利于排出孔內(nèi)剩余空氣。(2).導(dǎo)套孔的滑動(dòng)部分按H8/f7的間隙配合，表面粗糙度為0．4um,導(dǎo)套外徑與模板一端采用H7/f7配合，另一端采用H7/e7配合鑲?cè)肽０濉?3).材料可采用淬火鋼或銅等耐磨材料制造，該模具采用T8A5推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及計(jì)算5.1推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)因聚乙烯的彈性好，并且改塑件精度要求不高，所以可以采用推件板將塑件從螺紋型芯上強(qiáng)制脫下。(1).采用推板推出,總共使用4根推桿。(2).桿應(yīng)設(shè)在脫模阻力大的地方。(3).推桿應(yīng)均勻布置。(4).推桿應(yīng)設(shè)在塑件強(qiáng)度，剛度較大的地方。(5).推桿形式為A型.(6).推桿直徑直徑與模板上的推桿孔采用H8/f8間隙配合。(7).通常推桿裝入模具后，其端面與型腔底面平齊或高出型腔底面0.05—0.10㎜。(8).推桿與推桿固定板通常采用單邊0．5㎜的間隙，這樣可降低加工要求。(9).推桿材料采用T8碳素工具鋼，熱處理要求硬度50HRC,配合部分的表面粗糙度Ra=0．8um.(10).本機(jī)構(gòu)采用的是推板脫模。5.2脫模力的計(jì)算制件為厚壁之間且為圓形斷面其中K2——無量綱系數(shù)，其值隨f與φ而異;E——塑料的彈性模量;S——塑料的平均成型收縮率;L——制件對(duì)型芯的包容長(zhǎng)度為;f——制件與型芯之間的摩擦因數(shù);φ——模具型芯的脫模斜度;u——塑料的泊松比;A——盲孔制品型芯在垂直與脫模方向上的投影面積查表得：f=0.23,u=0.38,E=900MPa,k=1.0035,L=10mm,S=1.75%,A=0=2×3.14×45×900×1.75%×10×(0.23-tan1)/(1+0.38+4.546)×1.0035=1602KN5.3確定推桿直徑根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式，可得推桿的直徑d（mm）的公式：d=K式中d—推桿的最小直徑，mmK—安全系數(shù)，可取K=1.5；L—推桿的長(zhǎng)度，mm；F—脫模力，N；n—推桿數(shù)目；E—推桿材料的彈性模量，MPa。帶入數(shù)據(jù)得d要大于7mm。經(jīng)過強(qiáng)度校核符合要求。5.4確定推板的厚度根據(jù)強(qiáng)度計(jì)算，則推件板的厚度t公式為：t=式中K--系數(shù)，隨R/r值而異；--推件板材料的需用應(yīng)力，MPa；F—脫模力，N。帶入數(shù)據(jù)得t要大于5mm。6溫控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)6.1方案的確定6.1.1冷卻介質(zhì)的選用冷卻介質(zhì)有冷卻水和壓縮空氣，因?yàn)樗臒崛萘看?，傳熱系?shù)大，成本低，所以本設(shè)計(jì)用水冷卻，即在模具型腔周圍或內(nèi)部開設(shè)冷卻水道。因?yàn)槌尚凸に囈竽囟疾惶?，所以采用常溫水?duì)模具進(jìn)行冷卻。6.1.2求塑件在固化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量Q=750（kJ/kg）查表得PE的單位熱流量Q故Q=WQ1=0.126×750×60=5670kJ/h式中W—單位時(shí)間（每分鐘）內(nèi)注入模具中的塑料質(zhì)量（kJ/h），該模具每分鐘注射30次，所以W=0.126kg/min.6.1.3求冷卻水的體積流量式中ρ—冷卻水的密度，為1×103㎏/m3C1—冷卻水的比熱容，為4．187KJ/(㎏.℃);1—冷卻水出口溫度，取25℃；2—冷卻水入口溫度，取20℃。6.1.4求冷卻管道直徑d表[3]知，為使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取d=8mm6.1.5求冷卻水在管道內(nèi)的流速6.1.6求冷卻管道孔壁與冷卻水之間的傳熱膜系數(shù)h查表取f=6.48(水溫為25℃時(shí))kJ/(mhC)6.1.7求冷卻管道總傳熱面積AA=4.8×10m式中⊿θ—模具溫度與冷卻水溫度之間的平均溫度（℃）模具溫度取70℃。6.1.8求模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻管道的孔數(shù)n(孔)由于塑件體積較小，壁又薄，且成型工藝要求模溫不太高，所以本設(shè)計(jì)不設(shè)置冷卻裝置。7結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)7.1模架的選擇由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸確定模架的尺寸，所以選用標(biāo)準(zhǔn)模架，根據(jù)GB/T12556.1~12556.2-1990《塑料注射模中小型模架》，B×L=160×315。7.2定模板的設(shè)計(jì)B×L×H=160mm×315mm×25mm卸料板的設(shè)計(jì)B×L×H=160mm×315mm×16mm，通過推桿使力，推動(dòng)卸料板