II眼鏡盒注塑模具的相關(guān)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u14994眼鏡盒注塑模具的相關(guān)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)案例 1312061.1冷卻系統(tǒng)概述和設(shè)計(jì) 165911.2冷卻系統(tǒng)計(jì)算 2301841.2.1計(jì)算塑件每小時(shí)注射量 2283481.2.2計(jì)算范圍時(shí)間內(nèi)的釋放熱量 2232971.2.3水的體積流量 2219861.2.4求冷卻水道直徑φ 367531.3脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 443351.3.1推板的設(shè)計(jì) 4304221.3.2脫模力的計(jì)算 4264581.4復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 5292711.5導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 6128471.6抽芯機(jī)構(gòu)的概述 61.1冷卻系統(tǒng)概述和設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)是重要的一個(gè)組成部分，當(dāng)熔融狀態(tài)下的塑料進(jìn)入型芯和型腔里面填充滿了以后，溫度很高，很久都不會(huì)退溫。而且一般注塑模具生產(chǎn)需要人員或機(jī)械手臂開模了以后去從模具里面取出產(chǎn)品，如果溫度過高的話容易發(fā)生安全事故，產(chǎn)量也提升不起來。因此就需要設(shè)計(jì)專門冷卻產(chǎn)品的一個(gè)結(jié)構(gòu)，用來提高生產(chǎn)效率和安全考慮。設(shè)計(jì)冷卻水道只需要圍繞產(chǎn)品均勻冷卻，其次就是注意頂針以及鑲件和其他結(jié)構(gòu)不可干涉，距離其他結(jié)構(gòu)不可太近。然后再選用專門的堵頭堵住防止漏水即可【15】。1.2冷卻系統(tǒng)計(jì)算1.2.1計(jì)算塑件每小時(shí)注射量設(shè)定一個(gè)注射周期內(nèi)的注射周期為2QUOTE~~5s，冷卻周期為25s，保壓時(shí)間為15s，模具打開去除塑件的時(shí)間為5s，得到一個(gè)注射周期的整體最長時(shí)間為50s。一個(gè)小時(shí)內(nèi)的注塑成型次數(shù)為：n=由此計(jì)算每個(gè)小時(shí)內(nèi)，模具總的注射質(zhì)量W，根據(jù)以下公式校核：W=M×nQUOTEW——單位時(shí)間內(nèi)模具成型總的質(zhì)量，kg/HW——單位時(shí)間內(nèi)模具成型總的質(zhì)量，kg/HM——一次注塑成型的塑件質(zhì)量（根據(jù)ρv），kg；QUOTEn——每小時(shí)的注射次數(shù)n——每小時(shí)的注射次數(shù)；W=15.13×0.9×72=0.980424Kg/H1.2.2計(jì)算范圍時(shí)間內(nèi)的釋放熱量根據(jù)如下公式計(jì)算QUOTEQ=WQ1Q=WQ1Q——單位時(shí)間內(nèi)的釋放熱量，KJ/H；QUOTEW——單位時(shí)間內(nèi)模具成型總的質(zhì)量，0.980424kg/HW——單位時(shí)間內(nèi)模具成型總的質(zhì)量，0.980424kg/HQUOTEQ1——塑件在固化時(shí)候釋放出的熱量，取350kj/kgQ=0.980424×350=343kJ1.2.3水的體積流量按照注塑車間室溫條件下，采用水冷方式作業(yè)降低模溫，模具進(jìn)水口溫度約20QUOTE°?°?，經(jīng)過模具一個(gè)循環(huán)周期后出出水口溫度約為25QUOTE°?°?，水流速度為湍流狀態(tài)，進(jìn)出水口溫度誤差為5℃左右【13】。在一個(gè)單位時(shí)間內(nèi)，熔融狀態(tài)下凝料固化成型時(shí)產(chǎn)生的熱量等于冷卻系統(tǒng)水管帶走熱量，校核公式如下。QUOTEqv=Qρc1（qQ——單位時(shí)間內(nèi)的釋放熱量，343KJ/H；QUOTEρ——冷卻水的密度，取1×103kg/mQUOTEc1——冷卻水的比熱容，取4.187kJ/（kg?°?QUOTEq1——冷卻水的出水口溫度，取25°?qQUOTEq2——冷卻水的進(jìn)水口溫度，取20°?qq1.2.4求冷卻水道直徑φ冷卻水道設(shè)計(jì)一般根據(jù)塑件大小、布局、高度等等因素來決定的，水道直徑常用一般有6、8、10、12mm等等，設(shè)計(jì)水道就是為了冷卻塑件而言的，因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)塑件結(jié)構(gòu)一般，根據(jù)水的體積流量，再通過分析塑件和查閱相關(guān)資料和手冊，選用直徑選擇冷卻水管道的直徑為8mm，滿足要求。本次設(shè)計(jì)水道設(shè)計(jì)充分冷卻產(chǎn)品【16】，具體冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖1.1所示。圖1.1冷卻系統(tǒng)1.3脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)當(dāng)注塑機(jī)注射熔融狀態(tài)下的膠料注射到模具內(nèi)部以后，通過一系列反應(yīng)冷卻后就得到了產(chǎn)品，塑件有著熱漲冷縮的特點(diǎn)，通過冷卻讓塑件留在型芯上面，塑件包裹在型芯上面，留在后模。然后通過頂桿頂出塑件，通過設(shè)計(jì)的勾料針勾住，主流道或者分流道廢料一起連接產(chǎn)品，方便一次性取出，節(jié)約時(shí)間【17】。本次采用標(biāo)準(zhǔn)模架，最主要的設(shè)計(jì)就針對于模具的成型部件，一般情況下是頂針或者推板或者斜頂?shù)鹊葯C(jī)構(gòu)，都是通過底針板壓緊到面針板上面實(shí)現(xiàn)一個(gè)定位和固定作用的。彈簧起到一個(gè)彈開復(fù)位作用，復(fù)位桿起到一個(gè)復(fù)位、定位作用，整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成了一個(gè)脫模系統(tǒng)。設(shè)計(jì)一般需要精簡而又保證模具質(zhì)量，又要優(yōu)化好這個(gè)機(jī)構(gòu)，保證和節(jié)省后續(xù)的銑削加工，設(shè)計(jì)頂桿盡量頂出產(chǎn)品相對平的位置，方便加工，斜面設(shè)置頂針不能避免的情況需要設(shè)計(jì)防滑紋，防滑和美觀作用【12】。1.3.1推板的設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)推件板布局和結(jié)構(gòu)如圖1.2所示。圖1.2頂出系統(tǒng)示意圖1.3.2脫模力的計(jì)算脫模力根據(jù)如下公式校核：QUOTEF=AP（u×cosα-sinα）F=AP（u×cosα-sinαQUOTEF——抽芯力，NF——抽芯力，NQUOTEA——塑件型芯的側(cè)面積，取1201.36mm2A——QUOTEP——塑件對型芯的包緊力，一般取值為8-12Mpa本次計(jì)算取10MpaP——QUOTEu——塑件對鋼材的摩擦系數(shù)，一般取值0.1-0.3，本次設(shè)計(jì)取值0.2u——QUOTEα——塑件的脫模斜度，取值1°α——塑件的脫模斜度，取值1°F=1201.36×10推桿強(qiáng)度校核QUOTEσc=4Fnπd＜σσσ——推桿材料的許用應(yīng)力，120Mpa；F——脫模力，為2402.72N;n——推桿數(shù)目，為16N;d——推桿直徑，為4mm;σ經(jīng)過校核，推桿滿足小于材料的應(yīng)用應(yīng)力極限120Mpa值要求。1.4復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)位也是模具設(shè)計(jì)當(dāng)中非常重要的一個(gè)結(jié)構(gòu)，復(fù)位機(jī)構(gòu)有由復(fù)位桿和彈簧組成，復(fù)位桿需要保證超高的強(qiáng)度和剛度，采用SKD61來當(dāng)材料制作，才可以滿足實(shí)際的要求，而彈簧通過注塑機(jī)頂棍外力壓縮，頂棍退回后彈簧復(fù)位，彈簧采用標(biāo)準(zhǔn)件即可，根據(jù)頂出行程而言，一般彈簧長度為面針板端面到動(dòng)模板底面30-50mm之間，中小型模具通常為30mm就滿足條件【18】，復(fù)位機(jī)構(gòu)如圖1.3所示。圖1.3復(fù)位機(jī)構(gòu)1.5導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)模具導(dǎo)向機(jī)構(gòu)也非常的重要，模具開合模導(dǎo)向就是它們的作用，也關(guān)系到整套模具運(yùn)行的流暢性，導(dǎo)向一般由導(dǎo)柱和導(dǎo)套組成，配合導(dǎo)向。兩板模和三板模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)略微不同：首先，兩板模導(dǎo)柱類似一根圓柱體，下端杯頭固定在動(dòng)模板上面，上端就負(fù)責(zé)導(dǎo)向下端負(fù)責(zé)保證強(qiáng)度，上端圓柱面有一些圓槽用來存放黃油保證潤滑的作用。而三板模則是導(dǎo)柱從頂板向下到墊塊里面，導(dǎo)套則是在脫料板、定模板和動(dòng)模板里面固定。導(dǎo)柱導(dǎo)柱和導(dǎo)柱配合需要一定的配合公差，不會(huì)卡住，保證左右運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)柱和導(dǎo)套因?yàn)樾枰\(yùn)動(dòng)和需要耐熱、耐摩擦等等因素，所以都采用SKD61材料，滿足實(shí)際條件【19】。具體結(jié)構(gòu)和配合如圖1.4所示。圖1.4導(dǎo)向機(jī)構(gòu)1.6抽芯機(jī)構(gòu)的概述一般不能讓產(chǎn)品直接頂出的、塑件本身有一些卡口的，塑件側(cè)面、內(nèi)壁等地方的塑件。因?yàn)檫x用的注塑機(jī)為臥式，因此運(yùn)動(dòng)一般為左右運(yùn)動(dòng)方式帶動(dòng)模具頂出產(chǎn)品，當(dāng)產(chǎn)品這是不能直接脫模的時(shí)候就需要設(shè)計(jì)這個(gè)系統(tǒng)了完成這個(gè)動(dòng)作的系統(tǒng)就是抽芯系統(tǒng)【20】。抽芯系統(tǒng)分為三大類型：1.機(jī)械式的抽芯系統(tǒng)：根據(jù)模具的開合模運(yùn)動(dòng)而脫模，舉例的話就好比滑塊機(jī)構(gòu)，滑塊上端鎖緊塊和斜導(dǎo)柱和定模板固定配合，然后滑塊座在動(dòng)模板開槽和動(dòng)模板配合，模具開模、合模完成抽芯，非常的省事和便捷，也方便模具本身的加工和后續(xù)的維修。這個(gè)質(zhì)量可靠，運(yùn)用廣，并且生產(chǎn)便捷和快。2.人工脫模：這個(gè)模具結(jié)構(gòu)一般比較老舊，很多年以前的設(shè)計(jì)方法，還有就是對于產(chǎn)品外觀、質(zhì)量等等要求不高的產(chǎn)品。這類模具一般是采用人工完成抽芯，非常的落后，相對于其他的沒有性價(jià)比，而且人員操作也偏累。因?yàn)槟＞咴靸r(jià)便宜，很多地方不嚴(yán)謹(jǐn)，整體質(zhì)量不穩(wěn)定，制造時(shí)間很短就可投入生產(chǎn),這類模具運(yùn)用較少。3.液壓脫模:這類模具運(yùn)用較廣，當(dāng)一個(gè)產(chǎn)品卡口在側(cè)壁有著需要很長的抽芯才可脫模時(shí)，一般的抽芯機(jī)構(gòu)滿足不了時(shí)，采用這一種機(jī)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)難度也相對大一點(diǎn)，成本制造業(yè)高一些、復(fù)雜一些，但是這種質(zhì)量穩(wěn)定，保證產(chǎn)品的質(zhì)量性，一般能用機(jī)械的就不用液壓，具體情況具體考慮【21】。1.1.1斜導(dǎo)柱滑塊抽芯機(jī)構(gòu)的計(jì)算計(jì)算塑件的滑塊抽芯距離：QUOTES=L+KS=L+K（公式6-5）S——塑件滑塊抽芯所需的距離，mm；L——塑件滑塊需要抽芯的倒扣距離，17mm；K——抽芯需要的安全距離，取5mm；S=17+5=22mm滑塊抽芯力根據(jù)如下公式校核QUOTEF=AP（u×cosα-sinα）F=AP（u×cosα-sinαQUOTEF——抽芯力，NF——抽芯力，NQUOTEA——塑件包裹型芯滑塊的側(cè)面積，取2450.22mm2A——QUOTEP——塑件對滑塊單位的包緊力，一般取值為8-12Mpa本次計(jì)算取10MpaP——QUOTEu—