毕业论文塑料模具本科毕业设计论文毕业论文塑料模具本科毕业设计论文第 1 页 一. 拟定模具结构形式 A. 确定型腔数量及排列方式 型腔的数量是由厂方给定为“一出四”即一模四腔他们已考虑了本产品的生产批量大批量生产和自己的注射机型号。因此我们设计的模具为多型腔的模具。 考虑到模具成型零件和抽芯结构以及出模方式的设计模具的型腔排列方式如下图所示 图 (1) B. 模具结构形式的确定 由于塑件外观质量要求高尺寸精度要求一般且装配精度要求高因此我们设计的模具采用多型腔多分型面。根据本塑件电动机绝缘胶架的结构模具将会采用三个分模面三个分型面。 www.docin.com 第 2 页 二. 注射机型号的确定 一般工厂的塑胶部都拥有从小到大各种型号的注射机。中等型号的占大部分小型和大型的只占一小部分。所以我们不必过多的考虑注射机型号。具体到这套模具厂方提供的注射机型号和规格以及各参数如下 注射量95g 锁模力120T 模板大小400550 开模距离 推出形式 推出位置 推出行程 三. 分型面位置的确定 如何确定分型面需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响因此在选择分型面时应综合分析比较从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则 1) 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。 2) 便于塑件顺利脱模尽量使塑件开模时留在动模一边。 3) 保证塑件的精度要求。 4) 满足塑件的外观质量要求。 5) 便于模具加工制造。 6) 对成型面积的影响。 7) 对排气效果的影响。 8) 对侧向抽芯的影响。 其中最重要的是第 5和第 2、第 8点。为了便于模具加工制造应尽是选择平直分型面工易于加工的分型面。如下图所示采用AA 这样一个平直的分型面前模即定模做成平的就行了胶位全部做在后模即动模大简化了前模的加工。AA 分型面也是整个模具的主分模面。下图中虚线所示的 BB 和 CC 分型面是行位即滑块的分型面。这样选择行位分型面有利于线切割行位以及后模仁和后模镶件这些成型零件。分型面的选择应尽可能使塑件在开模后留在后模一边这样有助于后模设置的推出机构动作在下图中从 AA 分型了 BB处的行位向左移开CC 处的行位向右移开后由于塑件收缩会包在后模仁和后模镶件上依靠注射机的顶出装置和模具的推出机构推出塑件。www.docin.com 第 3 BCBC 图 (2) 四. 浇注系统形式和浇口的设计 A. 主流道设计 1. 主流道尺寸 主流道是一端与注射机喷嘴相接触另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。主流道小端尺寸为 3.54mm。 2. 主流道衬套的形式 主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触属易损件对材料要求较严因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式 www.docin.com 第 4 页 俗称浇口套这边称唧咀以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。唧咀都是标准件只需去买就行了。常用唧咀分为有托唧咀和无托唧咀两种下图为前者有托唧咀用于配装定位圈。唧咀的规格有 121620 等几种。由于注射机的喷嘴半径为 20所以唧咀的为 R21。 图 (3) 3. 主流道衬套的固定 因为采用的有托唧咀所以用定位圈配合固定在模具的面板上。www.docin.com 第 5 页 定位圈也是标准件外径为 120mm内径 35mm。具体固定形式如下图所示 图 (4) B. 分流道设计 在多型腔或单型腔多浇口塑件尺寸大时应设置分流道分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态并在流动过程中压力损失尽可能小能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。 1. 主分流道的形状及尺寸 主分流道是图6中水口板下水平的流道。 为了便于加工及凝料脱模分流道大多设置在分型面上分流道截面形状一般为圆形梯形 U 形半圆形及矩形等工程设计中常采用梯形截面加工工艺性好且塑料熔体的热量散失流动阻力均不大一般采用下面的经验公式可确定其截面尺寸 42654.0LmB 式 1 BH32 式 2 式中 B梯形大底边的宽度mm m塑件的重量g www.docin.com 第 6 页 L分流道的长度mm H梯形的高度mm 梯形的侧面斜角 a 常取 50150在应用式式 1时应注意它的适用范围即塑件厚度在 3.2mm 以下重量小于 200g且计算结果在3.29.5mm 范围内才合理。 本电动机绝缘胶架的体积为 3221.7324mm3质量大约 4g分流道的长度预计设计成 140mm 长且有 4 个型腔所以 3.714042654.044B 取 B 为 8mm 5832H 取 H 为 5mm 梯形小底边宽度取 6mm其侧边与垂直于分型面的方向约成 100。另外由于使用了水口板即我们所说的定模板和中间板之间再加的一块板分流道必须实际加工时实常用两种截面尺寸的梯形流道一种大型号一各小型号。如下图所示 图 (5) 2. 主分流道长度 分流道要尽可能短且少弯折便于注射成型过程中最经济地使用原料和注射机的能耗减少压力损失和热量损失。将分流道设计成直的总长 140mm。 www.docin.com 第 7 页 3. 副分流道的设计 副分流道即图6中的主分流道以下的两个土字形的流道 副分流道中竖直方向上有锥度的流道的锥度为单边 20其最底部直径为 6mm水平方向上下两层流道的直径为 4mm这些都是根据经验取值其总长度为 38.15mm。 4. 分流道的表面粗糙度 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想因面分流道的内表面粗糙度 Ra 并不要求很低一般取 1.6m 左右既可这样表面稍不光滑有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。 实际加工时用铣床铣出流道后少为省一下模省掉加工纹理就行了。省模制造模具的一道很重要的工序一般配备了专业的省模女工即用打磨机沙纸油石等打磨工具将模具型腔表面磨光磨亮降低型腔表面粗糙度。 5. 分流道的布置形式 分流道在分型面上的布置与前面所述型腔排列密切相关有多种不同的布置形式但应遵循两方面原则即一方面排列紧凑、缩小模具板面尺寸另一方面流程尽量短、锁模力力求平衡。 本模具的流道布置形式采用平衡式如下图 www.docin.com 第 8 页 图 (6) C. 浇口的设计 浇口亦称进料口是连接分流道与型腔的通道除直接浇口外它是浇注系统中截面最小的部分但却是浇注系统的关键部分浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。 1. 浇口的选用 浇口可分为限制性和非限制性浇口两种。我们将采用限制性浇口。限制性浇口一方面通过截面积的突然变化使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度提高剪切速率使其成为理想的流动状态迅速面均衡地充满型腔另一方面改善塑料熔体进入型腔时的流动特性调节浇口尺寸可使多型腔同时充满可控制填充时间、冷却时间及塑件表面质量同时还起着封闭型腔防止塑料熔体倒流并便于浇口凝料与塑件分离的作用。 从图(6)中可看出我们采用的是侧浇口。侧浇口又称边缘浇口www.docin.com 第 9 页 国外称之为标准浇口。侧浇口一般开设在分型面上的侧面充模其截面形状多为矩形狭缝调整其截面的厚度和宽度可以调节熔体充模时的剪切速率及浇口封闭时间。这灯浇口加工容易修整方便并且可以根据塑件的形状特征灵活地选择进料位置因此它是广泛使用的一种浇口形式普遍使用于中小型塑件的多型腔模具且对各种塑料的成型适应性均较强但有浇口痕迹存在会形成熔接痕、缩孔、气孔等塑件缺陷且注射压力损失大对深型腔塑件排气不便。 具体到这套模具其浇口形式及尺寸如图7所示。浇口各部分尺寸都是取的经验值。实际加工中是先用圆形铣刀铣出直径为4的分流道再将材料进行热处理然后做一个铜公电极去放电用电火花打出这个浇口来的。 图 (7) www.docin.com 第 10 页 2. 浇口位置的选择 模具设计时浇口的位置及尺寸要求比较严格初步试模后还需进一步修改浇口尺寸无论采用何种浇口其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表一定要认真考虑浇口位置的选择通常要考虑以下几项原则 1) 尽量缩短流动距离。 2) 浇口应开设在塑件壁厚最大处。 3) 必须尽量减少熔接痕。 4) 应有利于型腔中气体排出。 5) 考虑分子定向影响。 6) 避免产生喷射和蠕动。 7) 浇口处避免弯曲和受冲击载荷。 8) 注意对外观质量的影响。 根据本塑件的特征综合考虑以上几项原则每个型腔设计两个进浇点如图8和图9所示进浇点 1 的分流道开在行位上进浇点 2 的分流道开在后模模仁上。 www.docin.com 第 11 页 图 (8) 图 (9) D. 浇注系统的平衡 对于中小型塑件的注射模具己广泛使用一模多腔的形式设计应尽量保证所有的型腔同时得到均一的充填和成型。一般在塑件形状及模具结 www.docin.com 第 12 页 构允许的情况下应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相同型腔布局为平衡式的形式否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致这就是浇注系统的平衡。显然我们设计的模具是平衡式的即从主流道到各个型腔的分流道的长度相等形状及截面尺寸都相同。 E. 冷料穴的设计 在完成一次注射循环的间隔考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一小段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度从喷嘴端部到注射机料筒以内约 1025mm 的深度有个温度逐渐升常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳如果这里温度相对较低的冷料进入型腔便会产生次品。为克服这一现象的影响用一个井穴将主流道延长以接收冷料防止冷料进入浇注系统的流道和型腔把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴。 冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上也即塑料流动的转向处其标称直径与主流道大端直径相同或略大一些深度约为直径的 11.5 倍最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积冷料穴有六种形式常用的是端部为 Z 字形和拉料杆的形式具体要根据塑料性能合理选用。本模具中的冷料穴的具体位置和形状如图6中所示。实际上只要将分流道顺向延长一段距离就行了。 五. 成型零件的设计与加工工艺 模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时直接与塑料接触塑料熔体的高压、料流的冲刷脱模时与塑件间还发生摩擦。因此成型零件要求有正确的几何形状较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度此外成型零件还要求结构合理有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。设计成型零件时应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求确定型腔的总体结构选择分型面和浇口位置确定脱模方式、排气部位等然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计计算成型零件的工作尺寸对关键的成型零件进行强度和刚度校核。www.docin.com 第 13 页 A. 成型零件的结构