1 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 設(shè)計(jì)題目 塑料殼體模具 機(jī)械工程 系 模具設(shè)計(jì)與制造 專業(yè) 班級(jí) 設(shè)計(jì)人 指導(dǎo)老師 完成日期 2 目 錄 一 2 二 2 三 2 四 3 五 3 五 5 七 12 八 16 九 19 十 21 3 塑料殼體模具設(shè)計(jì) 一 該塑料 件是一殼體 ,塑件壁屬厚壁塑件 ,生產(chǎn)批量大 ,材料選 慮到主流道應(yīng)盡可能短 ,一般小于 60長(zhǎng)則會(huì)影響熔體的順利充型 ,因此采用下例數(shù)據(jù) : 材料 A B C D E F G H I J 60 80 25 4 3 45 20 74 12 35 二 根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形式分型面應(yīng)選在 I 上如下圖 : 三 批量大 ,可以采用一模多腔 ,考慮到模具的制造費(fèi)用和設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用 ,定為一模四腔。 4 四 從上面的分析中可知本模具采用一模四腔 ,雙列直排 ,推件板推出 ,流道采用平衡式 ,澆口采用側(cè)澆口 ,動(dòng)模部分需要一塊型芯 ,固定板 ,支撐板 . 五 建模分析 ,塑件 為 v1=, =1=道凝料的質(zhì)量 m=需的鎖模力 . 流道凝料 (包括澆口 )在分型面上的投影面積 2 可用 進(jìn)行估算 ,所以 A=2= n=4 5920中 0 60=4800表 2 P 型 =255 P 型 =25920 25=648000N 根據(jù)每一生產(chǎn)周期的注射量和鎖模力的計(jì)算值可選用 250 理論注射量 / 鎖模力 / 250_ 螺桿直徑 /45_ 拉桿內(nèi)間距 /415 注射壓力 / 60_ 移模行程 /射速率 /g/ 最大模厚 /化能力 / 最小模厚 /桿轉(zhuǎn)速 /10200_ 定位孔直徑 /嘴半徑 / 鎖模方式 /雙曲肘 n (600(30/3600)(600*30/*4 型腔數(shù)校核合格 . 式中 ,K 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)一般取 0.8 s) t 成型周期取 30s 1)注射壓力的校核 k 150=195 一般取 K =6 30等壁厚件 2)鎖模力校核 F =648=1250 0 鎖模力安全系數(shù) ,一般取 其他安裝尺寸的校核要待模架的選定 ,結(jié)構(gòu)尺寸確定后才可進(jìn)行 . 六 . 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1. 主流道設(shè)計(jì) 1)主流道尺寸設(shè)計(jì) 根據(jù)所選注射機(jī) ,則主流道小端尺寸為 d=注射機(jī)噴嘴尺寸 +(1) = 2) 主流道球面半徑為 嘴球面半徑 +(1 2)=15+(1 2)=16) 球面配合高度 h=35 h=3) 主流道長(zhǎng)度 ,盡量小于 60,由標(biāo)準(zhǔn)模架結(jié)合 該模具的結(jié)構(gòu) ,取L=25+20=45) 主流道大端直徑 D=d+2錐角 為 1 ,取 = 2 )取 D=6) 澆口套總長(zhǎng) 5+20+h+2=50 2. 主流道襯套的形式 主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸屬易損件 ,對(duì)材料要求嚴(yán)格 ,因而模具主流道部分常設(shè)計(jì)可拆卸更換的主流道襯套形式即澆 7 口套 ,以便常用碳素工具鋼如 10A 等 ,由于該模具主流道較長(zhǎng) ,定位圈和襯套設(shè)計(jì)成分體式較宜 ,其定位圈結(jié)構(gòu)尺寸如下圖 主流道襯套的固定形式如圖 8 的設(shè)計(jì) 1)主流道冷料穴的設(shè)計(jì) 開模時(shí)應(yīng)將主流道中的凝料拉出 ,所以冷料穴直徑稍大于主流道大端直徑 形頭冷料穴 ,很容易將主流道凝料拉離定模 ,如圖所示 1；定模座板 2；冷料穴 3；動(dòng)模板 4；推桿 主流道凝料體積 Q 主 = h/12(d+40/12(=809流道剪切速率校核 由經(jīng)驗(yàn)公式 v=R qv=q 主 +q 分 +q 塑件 = n=（ /2=主流道剪切速率偏小主要是 注射量小，噴嘴尺寸偏大，使主流道尺寸偏大所致 。 9 5 分流道設(shè)計(jì) 分流道布置形式 分流道布置有多種形式，但是需要循兩方面原則：一方面排列緊湊，縮小模具版面尺寸；另一方面流程盡量短，鎖模力力求平衡。應(yīng)采用平衡式分流道。 如圖： 分流道長(zhǎng)度 第一級(jí)分流道 0二級(jí)分流道 5分流道的形式 為了便于加工及凝料脫模，分流道大多設(shè)置在分型面上。工程設(shè)計(jì)中 常用梯形截面，加工工藝性好， 且塑料熔體的熱量散失 0 力均不大，一般采用下面的經(jīng)驗(yàn)公式可確定其截面尺寸，即 B=中， 度 g），為 據(jù)塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)表 4 B=4 H=2/3B=取 H=3從理論上 3 分流道可以 面小 1/10,但為了刀具的統(tǒng)一和加工方便 ,在分型面上的分流道采用一樣的截面 . 分流道的表面粗糙度 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體 的流動(dòng)狀態(tài)較理 想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度 不要求很低，一般取 樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動(dòng)阻力，避免熔體表面滑移，使中心層具有較 高 的 剪切速率。此處 凝料體積 分流道長(zhǎng)度 L=（ 50+8 2+1 2） 2=136流道截面積 A=（ 3+4） /2 3=料體積 q 分 =136 428分流道剪切速率校核 采用經(jīng)驗(yàn)公式 r =R 3=6801 式中 q=1/t=4 澆口的設(shè)計(jì) 11 澆口截面積通常為 分流道截面積的 ，澆口截面積形狀多為矩形和圓形兩種，澆口長(zhǎng)度為 2口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限值，然后在試模時(shí)逐漸修正。 澆口類型及位置確定 該模具是中小型塑件的多型腔模具，設(shè)置側(cè)澆口比較合適。側(cè)澆口開設(shè)在垂直分型面上，從型腔（塑件）外側(cè)面進(jìn)料， 側(cè)澆口是典型的矩形截面澆口，能很方便的調(diào)整充模時(shí)的剪切速率和澆口封閉時(shí)間，因而又被稱為標(biāo)準(zhǔn)澆口。這類澆口加工容 易，修正方便，并且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活地選擇進(jìn)料位置，因此它是廣泛使用的一種澆口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具。 澆口結(jié)構(gòu)尺寸的經(jīng)驗(yàn)公式 側(cè)澆口深度和 寬度經(jīng)驗(yàn)計(jì)算： 經(jīng)驗(yàn)公式為 h= w=中， h 為 3 表得 n= 澆注系統(tǒng)的平衡 對(duì)于該模具，從主流道到各個(gè)型腔的分流道的長(zhǎng)度相等， 形狀及截面尺寸對(duì)應(yīng)相同，各個(gè)澆口也相同，澆注是平衡的。 12 8 澆注系統(tǒng)凝料體積計(jì)算 主流道與主流道冷料井凝料體積 V 主 =v 錐 v 冷 =h/12（ d+/4（ = 普通澆注系統(tǒng)截面尺的計(jì)算與校核 確定 適當(dāng)?shù)募羟兴俾?r 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)澆注系統(tǒng)各段的 r 取以下值，所成型塑件質(zhì)量較好。 主流道 1025 103 分流道 R=5 102 點(diǎn)澆口 05 其他澆口 1035 104 確定體積流率 q 1） . 主流道體積流率 塑件小，即使是一模四腔的模具結(jié)構(gòu)，所需注射塑料熔體的體積也還是比較小的，而主流道尺寸并不小，因此主流道體積流率并不大，取 103 103 s 2） . 澆口體積流率 （矩形）澆口用適當(dāng)?shù)募羟兴俾?104 13 =104/6=38s . 注射時(shí)間（充模時(shí)間）的計(jì)算 1） ts=vs/中 s； 需塑料熔體的體積， ） . 單個(gè)型腔充模時(shí)間 G/8=） . 注射時(shí)間 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 5求得注射時(shí)間 t=+2= 校核各處剪切速率 1） 103） 由經(jīng)驗(yàn)公式 =103 塑料模具型腔在成型過(guò)程中受到塑料熔體的高壓作用應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，如果型腔側(cè)壁和底版厚度過(guò)小，可能因強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞，也可能因剛度不足而產(chǎn)生撓曲變形，導(dǎo)致溢 14 料飛邊，降低塑件尺寸精度并影響順利脫模。 為了便于加工設(shè)置一個(gè)定模型芯，它的配合可以采用過(guò)盈配合。 零件是大批量生產(chǎn)，成型零件所選用鋼材耐磨性和抗疲勞性能應(yīng)該良好，機(jī)械加工性能和拋光性能也應(yīng)該良好，因此構(gòu)成型腔的嵌入式凹模鋼材選用 塑件尺寸公差按 78 標(biāo)準(zhǔn)中的 6 級(jí)精度選取 1） (1+s)+ 20=(1+s)(1+s)x + 20=中， S 塑件平均收縮率 S=（ = 修正系數(shù)（取 塑件公 差值（查塑件公差表取 2 制造公差，（取 /5） 參考塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè) 腔深度尺寸 （ 1+s） 0+ = 式中， h 塑件厚度最大尺寸（取 25） x 修正系數(shù)（取 15 塑件公差值（取 考塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè) 芯高度尺寸 （ 1+s） H+0=中， h 塑件厚度最小尺寸（取 3） X 修正系數(shù)（取 塑件公差值（查塑件公差表 取 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 模架尺寸確定后，對(duì)模具有關(guān)零件要進(jìn)行必要的強(qiáng)度或剛度的計(jì)算，以校核所選模架是否適當(dāng)，尤其對(duì)大型模具。 由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，選用模架尺寸為 250315標(biāo)準(zhǔn)模架，可符合要求。 模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘，模具外表盡量不要有突出部分，模具外表面應(yīng)光潔，加涂防銹油。兩模板之間應(yīng)用分模間隙，即在裝配，調(diào)試，維修過(guò)程中，可以方便地分開兩塊模板。 1 定模座板（ 315315 25料為 45 鋼 . 通過(guò) 4 個(gè) 內(nèi)角圓柱螺釘與定模板連接定位圈通過(guò) 4 個(gè) 模座板與澆口套為 H8/合。 模固定板）（ 250315 20定板應(yīng)有一定的厚度，并有足夠的強(qiáng)度，一般用 45 鋼或 成，最好用調(diào)質(zhì) 230270 其上的導(dǎo)套孔與導(dǎo)套一端采用 H7/合，另一端采用 H7/16 定模板與澆口套采用 H8/合，定模板與圓筒型芯為 H7/合。 180 250 支撐板應(yīng)具備較高的平行度和硬度。 40315 50 1）主要作用 在動(dòng)模座板與支撐板之間形成推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應(yīng)注射機(jī)的模具安裝厚度要求。 2.）結(jié)構(gòu)形式 可以是平行墊塊或拐角墊塊，該模具采用平行墊塊。 3.）墊塊材料 墊塊材料為 可用 墨鑄鐵等，該模具墊塊采用 造。 4.）墊塊的高度 h 校核 . H=h1+h2+h3+s+ =0+16+8+0中， 推板厚度，為 16mm 推桿固定 板厚度，為 推出行程， 為 18 推出行程富余量，一般為 26 .）動(dòng)模座板（ 315315 25 材料為 45 鋼，注射機(jī)頂桿孔為 上的推板導(dǎo)柱孔與導(dǎo)柱采用 H7/合。 6.）推板（ 118315 16 17 材料為 45 鋼，其上的推板導(dǎo)套孔和推導(dǎo)套采用 H7/合，用 4個(gè)， 內(nèi)六角圓柱螺釘與推桿固定板固定。 7.）推桿固定板（ 118315 材料為 45 鋼，其上的推 板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)套采用 H7/合。 八 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分。 2. ）該模具采用 4 根導(dǎo)柱，其分布為等直徑導(dǎo)柱不對(duì)稱裝置 3. ）該模具導(dǎo)柱安裝在支撐板和模套上，導(dǎo)套安裝在定模固定板上。 4. ）為了保證分型面很好的接觸，采用在導(dǎo)套的孔口倒角。 5. ）在合模時(shí)，應(yīng)保證到向零件首先接觸。 6. ）動(dòng)定模板采用合并加工時(shí)，可確保同軸度要求。 該模具采用帶頭導(dǎo)柱 ,不加油槽 ,如下圖示 導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須比凸模端面高度高出 ,681.) 為使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔 ,導(dǎo)柱的端部常做成錐形或球形的先導(dǎo)部分 . 18 2.) 導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來(lái)確定 ,應(yīng)保證具有足夠的抗彎強(qiáng)度 ,該導(dǎo)柱直徑由標(biāo)準(zhǔn)模架可知為 3.) 導(dǎo)柱的安裝形式 ,導(dǎo)柱固定部分與模架按 H7/合 ,導(dǎo)柱的滑動(dòng)部分按 H7/ 間隙配合 . 4.) 導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為 .) 導(dǎo)柱應(yīng)具有堅(jiān)硬耐磨的表面 ,堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯 淬火處理 ,硬度為50上或 45 鋼經(jīng) 調(diào)質(zhì)表面淬火 ,低溫回火 ,硬度為 50上 . 導(dǎo)套與安裝在另一半模上的導(dǎo)柱相配合 ,用一確定運(yùn)動(dòng)定模的相對(duì)位置 ,保證模具運(yùn)動(dòng)導(dǎo)柱相配合 ,用以確定運(yùn)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 直導(dǎo)套 (頭導(dǎo)套 (1984). 1.) 結(jié)構(gòu)形式 ,采用帶頭導(dǎo)套 (型 )如圖所示 19 2.) 導(dǎo)套的端面應(yīng)倒角 ,導(dǎo)柱孔最好做成面孔 ,利于排出孔內(nèi)剩余空氣 . 3.) 導(dǎo)套孔的滑動(dòng) 部分按 H8/ H7/間隙配合 ,7/合 ;另一端采用 H7/入模板 . 4.) 導(dǎo)套材料可用 ,淬火鋼或青銅合金等耐磨材料制造該模具中采用推板導(dǎo)柱除了起導(dǎo)向作用外 ,還支撐著支撐板 ,從而改善了支撐板的受力情況 ,大大提高了支撐板的剛性 ,該模具設(shè)置了 4 套推板導(dǎo)柱與導(dǎo)套 ,它們之間采用 H8/合其形狀與尺寸配合如圖所示 20 九 注射成型每一循環(huán) 中 ,塑件必須準(zhǔn)確無(wú)誤地從模具的凹模中型芯上脫出 ,完成脫出塑件的裝置稱為脫模機(jī)構(gòu)也常推出機(jī)構(gòu) 1. 塑件推出的基本方式 1.) 推桿推出 推桿推出是一種基本的 ,也是一種常用的塑件推出方式常用的推桿形式有圓形 ,矩形 ,階梯形 . 2.) 推件板推出 對(duì)于輪廓封閉且周長(zhǎng)較長(zhǎng)的塑件 ,采用推件推出結(jié)構(gòu) 3.) 氣壓推出 對(duì)于大型深型塑件 ,經(jīng)常采用或 助氣壓推出方式本模具 ,考慮到塑件輪廓封閉且周長(zhǎng)較長(zhǎng)故采用推板推出 . 脫模力的計(jì)算 脫模力是指將塑件從型芯上脫出時(shí)所需克服的阻力它是設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)上午重要依據(jù)之一 . 21 F 阻 =f(F 正 = 式中 , F 阻 摩擦阻力（ N） f 摩擦系數(shù) ,一般取 f=(取 f=F 正 塑件收縮對(duì)型芯產(chǎn)生的正壓力即包緊力（ N） F 脫 脫模 脫模斜率，一般為 1 2（取 =1） 根據(jù)受力圖可列平衡方程式 F 脫 + F 正 F 阻 . 由于，一般很小，式中（ F 脫 = F 正 F 正 (f. 正 = 中 ,P 塑件對(duì)型芯產(chǎn)生的單位正壓力（包緊力），一般為 P=8 12件取小值，厚件取大值，（ P=10 A 塑件包緊型芯側(cè)面積（ A F 脫 =2262822 F 正 = 628 6280N F 脫 = F 正 (f. =16280 256N 由于塑件有孔不需要計(jì)算 ,真空吸引阻力 F 總脫 =n(F 脫 +F 阻 )=4 3024N 推桿的尺寸計(jì)算 ,圓形推桿的直徑可由歐拉公式簡(jiǎn)化得 ,d=k(* 式中 , d 推桿直徑（ L 推桿長(zhǎng)度（ F 脫 塑件的脫模力（ N） E 推桿材料的彈性模量（ n 推桿數(shù)量 k 安全系數(shù)，取 k=桿直徑確定后，還應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校核 d （脫 30244/4 = 1. 加熱系統(tǒng) 由于該套模具的模溫要求在 80以下， 又是中小型模具，所以無(wú)需設(shè)置加熱裝置。 2. 冷卻系統(tǒng) 一般注射到模具內(nèi)的塑料溫度為 200左右，塑件固化后，從模具型腔中取出時(shí)其溫度在 60以下。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，使熔融塑料的熱量盡快地傳給模具， 23 以使塑料可靠冷卻定型并迅速脫模。 因?yàn)?度低流動(dòng)性好，因?yàn)槌尚凸に囈竽囟疾惶?