排种器外壳模具设计说明书

黑龙江八一农垦大学毕业论文 设计 I 基于 UG 的排种器 外壳注塑模具设计 摘要 模具制造技术迅速发展 已成为现代制造技术的重要组成部分 如模具的 CAD CAM 技术 模具的激光快速成型技术 模具的精密成形技术 模具的超精密 加工技术 本设计介绍了塑料注射模具的设计与制造方法 该注射模采用了 1 模 2 腔的结构 关键词 关键词 塑料 注射模具 设计 黑龙江八一农垦大学毕业论文 设计 II Based on UG seeding mechanism outer covering injection molding mold design Abstract The die making technology rapidly expand has become the modern technique of manufacture the important component If mold s CAD CAM technology mold s laser fast formation technology mold s precise form technology mold s ultra precision sizing technology This design introduced the plastic injects mold s design and the manufacture method This injection mold has used 1 mold 2 cavity structures Key word Plastic injection mold design 黑龙江八一农垦大学毕业论文 设计 III 目目 录录 摘摘 要要 I I ABSTRACTABSTRACT IIII 1 1 绪论绪论 1 1 1 1 国内外发展状况 1 1 1 1 模具工业的概况 1 1 1 2 我国塑料模具工业和技术现状及地区分布 3 1 1 3 我国塑料模具工业和技术今后的主要发展方向 6 1 1 4 注塑模具 CAD 发展概况及趋势 6 1 2 研究内容 8 2 2 塑件的工艺分析塑件的工艺分析 9 9 2 1 分析塑件使用材料的种类及工艺特征 9 2 2 分析塑件的结构工艺性 11 2 3 工艺性分析 11 3 3 初步确定型腔数目初步确定型腔数目 1212 3 1 初步确定型腔数目 12 4 4 注射机的选择注射机的选择 1212 4 1 塑件体积的计算 12 4 2 计算塑件的质量 12 4 3 按注射机的最大注射量确定型腔数目 13 4 4 计算浇注系统的体积 其初步设定方案如下 14 4 5 注塑机的选择 14 5 5 浇注系统的设计浇注系统的设计 1515 5 1 主流道的设计 15 5 2 分流道的设计 16 5 3 分型面的选择设计原则 16 5 3 1 分型面的形式 17 5 3 2 分型面的设计原则 17 5 4 浇口的设计 17 5 5 冷料穴的设计 17 6 6 确定主要零件结构尺寸选模架 成型零部件的设计确定主要零件结构尺寸选模架 成型零部件的设计 1919 6 1 型腔 型芯工作尺寸计算 19 6 2 模架的选择 20 黑龙江八一农垦大学毕业论文 设计 IV 7 7 导向机构的设计导向机构的设计 2222 7 1 导柱的设计 22 7 1 1 长度 22 7 1 2 形状 22 7 1 3 材料 22 7 2 导套的结构设计 22 7 2 1 材料 22 7 2 2 形状 22 7 3 推出机构的设计 22 7 3 1 推件力的计算 23 7 3 2 推杆的设计 23 8 8 冷却系统的设计冷却系统的设计 2525 8 1 确定冷却水道直径 25 9 9 模具排气方式的设计模具排气方式的设计 2626 1010 校核校核 2727 10 1 模具厚度 H 与注射机闭和高度 27 结束语结束语 2828 参考文献参考文献 2929 致致谢谢 3030 黑龙江八一农垦大学毕业论文 设计 1 1 绪论 1 1 国内外发展状况 1 1 1 模具工业的概况 模具是制造业的一种基本工艺装备 它的作用是控制和限制材料 固态或液态 的流动 使之形成所需要的形体 用模具制造零件以其效率高 产品质量好 材 料消耗低 生产成本低而广泛应用于制造业中 模具工业是国民经济的基础工业 是国际上公认的关键工业 模具生产技术水 平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志 它在很大程度上决定着 产品的质量 效益和新产品的开发能力 振兴和发展我国的模具工业 正日益受 到人们的关注 早在 1989 年 3 月中国政府颁布的 关于当前产业政策要点的决定 中 将模具列为机械工业技术改造序列的第一位 模具工业既是高新技术产业的一个组成部分 又是高新技术产业化的重要领域 模具在机械 电子 轻工 汽车 纺织 航空 航天等工业领域里 日益成为使 用最广泛的主要工艺装备 它承担了这些工业领域中 60 90 的产品的零件 组件和部件的生产加工 模具制造的重要性主要体现在市场的需求上 仅以汽车 摩托车行业的模具市 场为例 汽车 摩托车行业是模具最大的市场 在工业发达的国家 这一市场占 整个模具市场一半左右 汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一 汽车工业 重点是发展零部件 经济型轿车和重型汽车 汽车模具作为发展重点 已在汽车 工业产业政策中得到了明确 汽车基本车型不断增加 2005 年将达到 170 种 一 个型号的汽车所需模具达几千副 价值上亿元 为了适应市场的需求 汽车将不 断换型 汽车换型时约有 80 的模具需要更换 中国摩托车产量位居世界第一 据统计 中国摩托车共有 14 种排量 80 多个车型 1000 多个型号 单辆摩托车约 有零件 2000 种 共计 5000 多个 其中一半以上需要模具生产 一个型号的摩托 车生产需 1000 副模具 总价值为 1000 多万元 其他行业 如电子及通讯 家电 建筑等 也存在巨大的模具市场 葡萄牙模具工业发展历史 1943 年 位于葡马立尼亚 格兰特市 Marinha Grande 一家小型玻璃模具厂股东阿尼巴尔 An balH Abrantes 萌发了生产注 塑模具的构想 由于未能获得其他股东的支持 阿尼巴尔不得不出售自己拥有的 公司股份以筹集资金 并开始专注于注塑模具的研发和制造 2 年后 他成功地 制造了第一只注塑模具 此后 在马立尼亚 格兰特市和奥利维拉 德 阿泽麦伊斯 市 oliveiradeAzem is 葡萄牙另一传统玻璃工业区 逐步出现其它注塑模具企 业 随着国外先进技术的引进 葡模具工艺水平不断提高 并于 1955 年首次实现 模具出口 产品销往英国 至 1980 年 葡模具产品已远销 50 多个国家 当时仅 马立尼亚 格兰特市市就有 54 家模具企业 从业人数达 2000 人 二 葡萄牙模 具企业发展现状目前葡模具业共有企业 300 家 以中小企业为主 大部分集中在 马立尼亚 格兰特和奥利维拉 德 阿泽麦伊斯两市 总从业人口 7500 人 其中马 黑龙江八一农垦大学毕业论文 设计 2 立尼亚 格兰特市有模具企业 190 家 占全国模具企业的 63 从业人员 5000 人 奥利维拉 德 阿泽麦伊斯市有模具企业 86 家 占全国模具企业的 29 从业人 数 1600 人 经过半个多世纪的发展 葡萄牙模具企业总结和积累了大量技术经验 葡模具界普遍认为 模具工业整体水平的提高主要依赖于技术发展 合理生产和 质量控制计划 不断更新设备和加强专业技术投资等因素 目前 葡模具企业本 着工艺竞争和整体质量至上的经营理念 率先大量使用高精度数控设备 并在模 具设计过程中普遍使用 CAD CAM CAE 系统 葡模具企业利润直接再投资平均比例 高达 18 在包括美国 英国 韩国 日本和法国在内的国际模具工业及专用工 具协会 ISTMA 成员国中居于首位 凭借先进的信息技术支持 葡模具界内部已 实现了模具项目设计及生产数据快速交换 并进一步加强了客户同生产企业间的 交流与沟通 随着技术的发展与日臻完善 葡模具企业专业化程度不断提高 不 少企业已逐步向模胚 抛光 大型模具或高精度模具等特定专业领域发展 模具工业是制造业中的一项基础产业 是技术成果转化的基础 同时本身又 是高新技术产业的重要领域 在欧美等工业发达国家被称为 点铁成金 的 磁 力工业 美国工业界认为 模具工业是美国工业的基石 德国则认为是所有 工业中的 关键工业 日本模具协会也认为 模具是促进社会繁荣富裕的动力 同时也是 整个工业发展的秘密 是 进入富裕社会的原动力 日本模具 产业年产值达到 13000 亿日元 远远超过日本机床总产值 9000 亿日元 如今 世 界模具工业的发展甚至己超过了新兴的电子工业 在模具工业的总产值中 冲压 模具约占 50 塑料模具约占 33 压铸模具约占 6 其它各类模具约占 11 1 目前在国民经济的各个部门中都广泛地使用着各式各样的塑料制品 特别是 在办公设备 照相机 汽车 仪器仪表 机械制造 交通 电信 轻工 建筑业 产品 日用品以及家用电器行业中的电视机 收录机 洗衣机 电冰箱和手表的 壳体等零件 都已经向塑料化方向发展 近几年来由于工程塑料制件的强度和精 度等得到很大的提高 因而各种工程塑料零件的使用范围正在不断扩大 预计今 后随着微型电子计算机的普及和汽车的微型化 塑料制件的使用范围将会越来越 大 塑料工业的生产量也将迅速增长 塑料的应用将覆盖国民经济所有部门 尤 其在国防和尖端科学技术领域中占有越来越重要的地位 目前 世界的塑料产量 已超过有色金属产量的总和 3 塑料模具就是利用特定形状去成型具有一定形状和尺寸的塑料制品的工艺基 础装备 用塑料模具生产的主要优点是制造简便 材料利用高 生产率高 产品 的尺寸规格一致 特别是对大批量生产的机电产品 更能获得价廉物美的经济效 果 塑料模具的现代设计与制造和现代塑料工业的发展有极密切的关系 随着塑 料工业的飞速发展 塑料模具工业也随之迅速发展 在我国 随着国民经济的高速发展 模具工业的发展也十分迅速 1999 年中 国大陆制造工业对模具的总市场需求量约为 330 亿元 今后几年仍将以每年 10 以上的速度增长 对于大型 精密 复杂 长寿命模具需求的增长将远超过每年 10 的增幅 汽车 摩托车行业的模具需求将占国内模具市场的一半左右 1999 黑龙江八一农垦大学毕业论文 设计 3 年 国内汽车年产量为 183 万辆 保有量为 1500 万辆 预计到 2005 年汽车年产 量将达 600 万辆 仅汽车行业就将需要各种塑料件 36 万吨 而目前的生产能力仅 为 20 多万吨 因此发展空间十分广阔 家用电器 如彩电 冰箱 洗衣机 空调 等 在国内的市场很大 目前 我国的彩电的年产量己超过 3200 万台 电冰箱 洗衣机和空调的年产量均超过了 100 万台 家用电器行业的飞速发展使之对模具 的需求量极大 到 2010 年 在建筑与建材行业方面 塑料门窗的普及率为 30 塑料管的普及率将达到 50 这些都会大大增加对模具的需求量 其它发展较快 的行业 如电子 通讯和建筑材料等行业对模具的需求 都将对中国模具工业和 技术的发展产生巨大的推动作用 1 1 1 2 我国塑料模具工业和技术现状及地区分布 在中国 人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位 认识到模具 技术水平的高低 已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志 并在很大程 度上决定着产品质量 效益和新产品的开发能力 我国塑料模工业从起步到现在 历经半个多世纪 有了很大发展 模具水平有了较大提高 在大型模具方面已能 生产 l8 英寸大屏幕彩电塑壳注射模具 6 5kg 大容量洗衣机全套塑料模具以及 汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具 精密塑料模具方面 已能生产照相机塑料 件模具 多型腔小模数齿轮模具及塑封模具 如天津荣天和机电有限公司和烟台 北极星 I K 模具有限公司制造的多腔 VCD 和 DVD 齿轮模具 所生产的这类齿轮塑 件的尺寸精度 同轴度 跳动等要求都达到了国外同类产品的水平 而且还采用 最新的齿轮设计软件 纠正了由于成型收缩造成的齿形误差 达到了标准渐开线 齿形要求 还能生产厚度仅为 0 08mm 的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑 料门窗挤出模等等 注塑模型腔制造精度可达 0 02 0 05mm 表面粗糙度 Ra0 2 u m 模具质量 寿命明显提高了 非淬火钢模寿命可达 10 30 万次 淬火钢模 达 50 100 万次 交货期较以前缩短 但和国外相比仍有较大差距 成型工艺方面 多材质塑料成型模 高效多色注射模 镶件互换结构和抽芯 脱模机构的创新设计方面也取得较大进展 气体辅助注射成型技术的使用更趋成 熟 如青岛海信模具有限公司 天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在 29 34 英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术 一些厂家还使用了 C MOLD 气辅软件 取得较好的效果 如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成 型设备及技术 热流道模具开始推广 有的厂采用率达 20 以上 一般采用内热 式或外热式热流道装置 少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道 模具 但总体上热流道的采用率不到 10 与国外的 50 80 相比 差距较大 在制造技术方面 CAD CAM CAE 技术的应用水平上了一个新台阶 以生产家 用电器的企业为代表 陆续引进了相当数量的 CAD CAM 系统 如美国 EDS 的 UG II 美国 Parametric Technology 公司的 Pro Engineer 美国 CV 公司的 CADS5 英国 Deltacam 公司的 DOCT5 日本 HZS 公司的 CRADE 以色列公司的 Cimatron 美国 AC Tech 公司的 C Mold 及澳大利亚 Moldflow 公司的 MPA 塑模分析软件等等 黑龙江八一农垦大学毕业论文 设计 4 这些系统和软件的引进 虽花费了大量资金 但在我国模具行业中 实现了 CAD CAM 的集成 并能支持 CAE 技术对成型过程 如充模和冷却等进行计算机模 拟 取得了一定的技术经济效益 促进和推动了我国模具 CAD CAM 技术的发展 近年来 我国自主开发的塑料模 CAD CAM 系统有了很大发展 主要有北航华正软 件工程研究所开发的 CAXA 系统 华中科技大学开发的注塑模 HSC5 0 系统及 CAE 软件等 这些软件具有适应国内模具的具体情况 能在微机上应用且价格较低等 特点为进一步普及模具 CAD CAM 技术创造了良好条件 1 近年来 国内己较广泛地采用一些新的塑料模具钢 如 P20 3Cr2Mo PMS SM I SM II 等 对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响 但总体 使用量仍较少 塑料模标准模架 标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用 并 且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件 但目前我国模具标准化程度和商 品化程度一般在 30 以下 和国外先进工业国家已达到 70 80 相比 仍有很大差 距 3 技术比较见表 1 表 1 国内外塑料模具技术比较表 项目国内国外 注塑模型腔精度 0 005 0 01mm0 02 0 05mm 型腔表面粗糙度 Ra0 01 0 05 umRa0 20 um 非淬火钢模具寿命10 60 万次10 30 万次 淬火钢模具寿命160 300 万次50 100 万次 热流道模具使用率80 以上总体不足 10 标准化程度 70 80 小于 30 中型塑料模生产周期一个月左右2 4 个月 目前 全世界模具的年产值约为 650 亿美元 我国模具工业的产值在国际上 排名位居第三位 仅次于日本和美国 虽然近几年来 我国模具工业的技术水平 己取得了很大的进步 但总体上与工业发达的国家相比仍有较大的差距 2 我国模具工业起步晚 底子薄 与工业发达国家相比有很大的差距 但在国 家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下 我国模具工业发 展迅速 据统计 我国现有模具生产厂近 2 万家 从业人员约 50 万人 九五 期间的年增长率为 13 2000 年总产值为 270 亿元 占世界总量的 5 但从总体 上看 自产自用占主导地位 商品化模具仅为 1 3 左右 国内模具生产仍供不应 求 特别是精密 大型 复杂 长寿命模具 仍主要依赖进口 目前 就整个模 具市场来看 进口模具约占市场总量的 20 左右 其中 中高档模具进口比例达 40 以上 因此 近年来我国模具发展的重点放在精密 大型 复杂 长寿命模具 上 并取得了可喜的成绩 模具进口逐渐下降 模具技术和水平也有长足的进步 黑龙江八一农垦大学毕业论文 设计 5 近年来 模具行业结构调整和体制改革步伐加快 主要表现为 大型精密 复杂 长寿命等中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品 塑料模和压铸模 比例增大 专业模具厂数量增加较快 其能力提高显著 三资 及私营企业发 展迅速 尤其是 三资 企业目前已成为行业的主力军 股份制改造步伐加快 等等 从地区分布来说 以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展 快于中西部地区 南方的发展快于北方 目前发展最快 模具生产最为集中的省 份是广东和浙江 这 2 个省的模具产值已占全国总量的六成以上 江苏 上海 山东 安徽等地目前发展态势也很好 我国模具年生产总量虽然已位居世界第三 但设计制造水平在总体上要比工业发达国家落后许多 其差距主要表现在下列六 方面 1 国内自配率不足 80 中低档模具供过于求 中高档模具自配率不足 60 2 企业组织结构 产品结构 技术结构和进出口结构都不够合理 3 模具产品水平和生产工艺水平总体上比国际先进水平低许多 而模具生产 周期却要比国际先进水平长许多 4 开发能力弱 经济效益欠佳 我国模具企业技术人员比例较低 水平也较 低 不重视产品开发 在市场中常处于被动地位 5 模具标准化水平和模具标准件使用覆盖率低 6 与国际先进水平相比 模具企业的管理落后更甚于技术落后 1 纵观发达国家对模具工业的认识与重视 我们感受到制造理念陈旧则是我国 模具工业发展滞后的直接原因 模具技术水平的高低 决定着产品的质量 效益 和新产品开发能力 它已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志 因此 模具是国家重点鼓励与支持发展的技术和产品 现代模具是多学科知识集聚的高 新技术产业的一部分 是国民经济的装备产业 其技术 资金与劳动相对密集 提高模具标准化水平和模具标准件的使用率 模具标准件是模具基础 其大量应 用可缩短模具设计制造周期 同时也显著提高模具的制造精度和使用性能 大大 地提高模具质量 早在 1989 年 在国务院颁布的 关于当前产业政策要点的决定 中 模具被 列为机械工业技术改造序列的首位 1997 年以来 又相继把模具及其加工技术和 设备列入 当前国家重点鼓励发展的产业 产品和技术目录 和 鼓励外商投资 产业目录 经国务院批准 从 1997 年开始对部分模具企业实行了增值税返还 70 的 优惠政策 所有这些国家对模具工业采取的优惠政策也将对其发展提供有力支持 1 在科技发展中 人是第一因素 因此我们要特别注重对知识的更新与学习 实现产 学 研相结合 培养更多的模具人才 搞好技术创新 提高模具设计制 造水平 在制造中积极采用多媒体与虚拟现实技术 逐步走向网络化 智能化环 境 实现模具企业的敏捷制造 动态联盟与系统集成 我国模具工业一个完全信 息化的 充满着朝气和希望而又实实在在的新时代即将到来 黑龙江八一农垦大学毕业论文 设计 6 1 1 3 我国塑料模具工业和技术今后的主要发展方向 在信息社会和经济全球化不断发展的进程中 模具行业发展趋势主要是模具 产品向着更大型 更精密 更复杂及更经济快速方面发展 技术含量不断提高 模具生产向着信息化 数字化 无图化 精细化 自动化方面发展 模具企业向 着技术集成化 设备精良化 产品品牌化 管理信息化 经营国际化方向发展 模具技术的发展趋势主要是 CAD CAM CAE 的广泛应用及其软件的不断 先进和 CAD CAM CAE 技术的进一步集成化 一体化 智能化 PDM 产品数据 管理 CAPP 计算机辅助工艺设计管理 KBE 基于知识工程 ERP 企业资源管 理 MIS 模具制造管理信息系统 及 Internet 平台等信息网络技术的不断发展和 应用 高速 高精加工技术的发展与应用 超精加工 复合加工 先进表面 加工和处理技术的发展与应用 快速成型与快速制模 RP RT 技术的发展与应 用 热流道技术 精密测量及高速扫描技术 逆向工程及并行工程的发展与应 用 模具标准化及模具标准件的发展及进一步推广应用 优质模具材料的研 制及正确选用 模具自动加工系统的研制与应用 虚拟技术和纳米技术等的 逐步应用 1 1 1 4 注塑模具 CAD 发展概况及趋势 计算机辅助设计 Computer Aided Design CAD 是当代计算机应用的一 个重要领域 随着计算机硬件和软件技术水平的迅速提高 CAD 技术及其应用一 直处于日新月异的发展浪潮中 作为 CAD 技术应用的一个十分重要的方面 塑料 模具计算机辅助设计 模拟分析与制造 即模具 CAD CAE 和 CAM 也一直是国内外 普遍关注的热点 三十多年来 国外注射模 CAD 技术发展相当迅速 70 年代己开始应用计算机 对熔融塑料在圆盘形 管形和长方形型腔内的流动情况进行分析 80 年代初 人 们成功地采用有限元法分析三维型腔内塑料熔体的流动过程 使设计人员可以依 据理论分析并结合自身的经验 在模具制造前对设计方案进行评价和修改 以减 少试模时间 提高模具质量 近十年来 注射模 CAD 技术在不断进行理论和实验 研究的同时 十分注意向实用化阶段发展 一些高水平的商品软件逐步推出 并 在推广和实际使用中不断改进 提高和完善 比较有代表性的软件系统有 澳大利亚 Moldflow PTY 公司的 Moldflow 系统该系统具有很强的注射模分析 模拟功能 包括绘制型腔图形的线框造型软件 SHOD 有限元网格生成软件 FMESH 流动分析软件 FLOW 冷却分析软件 COOLING 流动 冷却分析结果和模架 应力场分布的可视化显示软件 FRES 以及翘曲分析模拟软件 美国 CRATEK 公司的注射模 CAD CAM CAE 系统该系统包括三维几何形状描述软 件 OPTIMOLD III 二维注射流动分析软件 SIMUFLOW 三维有限元流动分析软件 SLMUFLOW 3D 冷却分析软件 SIMUCOOL 标准模架 美国 DME 标准 选择软件 OPTIMOLD 等部分 黑龙江八一农垦大学毕业论文 设计 7 美国和意大利的 Plasticsk 注射机最大注射量 cm 或 g p m 浇注系统凝料量 cm 或 g 1 m 单个塑件体积或质量 cm 或 g m 根据塑件的结构及尺寸精度要求 该塑件在注射时采用 1 模 2 腔 黑龙江八一农垦大学毕业论文 设计 13 4 4 计算浇注系统的体积 其初步设定方案如下 4 4 图 浇注系统示意图 根据三维模型 利用三维软件直接可查询到浇注系统的体积 V2 13 4cm 3 4 5 注塑机的选择 查表文献得选用 CJ380M3 型号注射机 其参数如下 黑龙江八一农垦大学毕业论文 设计 14 5 浇注系统的设计 浇注系统的设计原则 浇口位置应尽量选择在分型面上 以便于模具加工及 使用时浇口的清理 浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致 并使其流程为 最短 浇口的位置应保证塑料流入型腔时 对着型腔中宽敞 壁厚位置 以便于 塑料的流入 避免塑料在流入型腔时直冲型腔壁 型芯或嵌件 使塑料能尽快的流入 到型腔各部位 并避免型芯或嵌件变形 尽量避免使制件产生熔接痕 或使其熔接痕 产生在之间不重要的位置 浇口位置及其塑料流入方向 应使塑料在流入型腔时 能 沿着型腔平行方向均匀的流入 并有利于型腔内气体的排出 5 1 主流道的设计 主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具处到分流道为止 塑料熔体 流动 通道根据选用的 CJ380M3 型号注射机的相关尺寸得 喷嘴前端孔径 d0 4 0mm 喷嘴前端球面半径 R0 20mm 根据模具主流道与喷嘴的关系 0 0 12 0 51 RRmm ddmm 取主流道球面半径 R 21mm 取主流道小端直径 d 4 5mm 黑龙江八一农垦大学毕业论文 设计 15 为了便于将凝料从主流道中取出 将主流道设计成圆锥形 起斜度为 2 6 此处选用 3 5 经换算得主流道大端直径为 10 91MM 图 5 1 主流道示意图 5 2 分流道的设计 分流道是主流道与浇口之间的通道 一般开设在分型面上 起分流和转向作 用 分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置 分流道的设计应尽可 能短 以减少压力损失 热量损失和流道凝料 常用分流道断面尺寸推荐如表 1 所示 表 1 流道断面尺寸推荐值 塑料名称分流道断面直径 mm塑料名称分流道断面直径 mm ABS AS 聚乙烯 尼龙类 聚甲醛 丙烯酸 抗冲击丙烯酸 醋酸纤维素 聚丙烯 异质同晶体 4 8 9 5 1 6 9 5 1 6 9 5 3 5 10 8 10 8 12 5 5 10 5 10 8 10 聚苯乙烯 软聚氯乙烯 硬聚氯乙烯 聚氨酯 热塑性聚酯 聚苯醚 聚砜 离子聚合物 聚苯硫醚 3 5 10 3 5 10 6 5 16 6 5 8 0 3 5 8 0 6 5 10 6 5 10 2 4 10 6 5 13 分流道的断面形状有圆形 矩形 梯形 U 形和六角形 要减少流道内的压 力损失 希望流道的截面积大 表面积小 以减小传热损失 因此 可以用流道 的截面积与周长的比值来表示流道的效率 其中圆形和正方形的效率最高 但正 黑龙江八一农垦大学毕业论文 设计 16 方形的流道凝料脱模困难 所以一般是制成梯形流道 在该模具上取圆形断面形 状 直径为 14mm 分流道选用圆形截面 直径 D 14mm 流道表面粗糙度 1 6 a Rm 图 5 2 分流道示意图 5 3 分型面的选择设计原则 分型面是决定模具结构形式的重要因素 它与模具的整体结构和模具的制造 艺有密切关系 并且直接影响着塑料熔体的流动特性及塑料的脱模 5 3 1 分型面的形式 该塑件的模具只有一个分型面 垂直分型 5 3 2 分型面的设计原则 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置 浇注系统的设计 塑件的结构工 艺性及精度 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 选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则 分型面应选在塑件外形最大轮廓处 确定有利的留模方式 便于塑件顺利脱模 保证塑件的精度 满足塑件的外观质量要求 便于模具制造加工 注意对在型面积的影响 对排气效果 对侧抽芯的影响 在实际设计中 不可能全部满足上述原则 一般应抓住主要矛盾 在此前提 下确定合理的分型面 其分型面如图 5 3 黑龙江八一农垦大学毕业论文 设计 17 图 5 3 分型面示意图 5 4 浇口的设计 根据浇口的位置选择要求 尽量缩短流动距离 避免熔体破裂现象引起塑件 的缺陷 浇口应开设在塑件壁厚处等要求 采用潜伏浇口可以保持产品外观精度 5 5 冷料穴的设计 冷料穴是浇注系统的结构组成之一 冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中料 流的前锋冷料 以免这些冷料注入型腔 这些冷料既影响熔体充填的速度 有影 响成型塑件的质量 另外还便于在该处设置主流道拉料杆的功能 注射结束模具 分型时 在拉料杆的作用下 主流道凝料从定模浇口套中被拉出 最后推出机构 开始工作 将塑件和浇注系统凝料一起推出模外 其设计如下图 图 5 5 冷料穴示意图 黑龙江八一农垦大学毕业论文 设计 18 6 确定主要零件结构尺寸选模架 成型零部件的设计 6 1 型腔 型芯工作尺寸计算 ABS 塑料的收缩率是 0 4 0 7 平均收缩率 0 4 0 7 2 0 55 Q平 型腔内径 60 33mm 3 4 DDDQ 平模 型腔深度 20 11mm 2 3 HHQ 平模 H 型芯外径 237 3mm 3 4 ddQ 平模 d 型芯深度 80 44mm 2 3 hhQ 平模 h 型腔径向尺寸 mm D 模 塑件外形基本尺寸 mm D 塑件平均收缩率 Q平 塑件公差 黑龙江八一农垦大学毕业论文 设计 19 成形零件制造公差 一般取 1 4 1 6 塑件内形基本尺寸 mm d 型芯径向尺寸 mm d模 型腔深度 mm H模 塑件高度 mm H 型芯高度 mm h模 塑件孔深基本尺寸 mm h 型腔 钢材选用 P20 使用数控精雕及电火花加工成型 型芯 钢材选用 P20 使用数控精雕及电火花加工成型 黑龙江八一农垦大学毕业论文 设计 20 6 2 模架的选择 注塑模模架国家标准有两个 即 GB T12556 1990 塑料注射模中小型模 架及其技术条件 和 GB T12555 1990 塑料注射模大型模架 由于塑料模具 的蓬勃发展 现在在全国的部分地区形成了自己的标准 该设计采用龙记标准模 架 型号为 AI5570A80B150 图 6 2 模架模型图 1 定模盖板 650 700 厚 35mm 2 定模型腔 550 700 厚 80mm 黑龙江八一农垦大学毕业论文 设计 21 3 动模型芯 550 700 厚 150mm 4 动模垫板 550 700 厚 70mm 5 垫铁 100 700 厚 120mm 6 推杆固定板 340 700 厚 25mm 7 推板 340 700 厚 30mm 8 动模座板 650 700 厚 35mm 7 导向机构的设计 导向机构的作用 1 定位作用 2 导向作用 3 承受一定的侧向压力 7 1 导柱的设计 7 1 1 长度 导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出 8 12 cm 以免出现导柱末导 正方向而型芯先进入型腔的情况 7 1 2 形状 导柱前端应做成锥台形 以使导柱能顺利地进入导向孔 7 1 3 材料 导柱应具有硬而耐磨的表面和坚韧而不易折断的内芯 因此多采用 20 钢 经 表面渗碳淬火处理 硬度为 50 55HRC 黑龙江八一农垦大学毕业论文 设计 22 7 2 导套的结构设计 7 2 1 材料 用与导柱相同的材料制造导套 其硬度应略低与导柱硬度 这样可以减轻磨 擦 7 2 2 形状 为使导柱顺利进入导套 导套的前端应倒圆角 导向孔作成通孔 以利于排 出孔内的空气 7 3 推出机构的设计 根据塑件的形状特点 模具型腔在定模部分 型芯在动模部分 其推出机构 可采用推杆推出机构 推件板推出机构 为了便于加工 降低模具成本 我们采 用推杆推出机构 推杆推出机构结构简单 推出平稳可靠 虽然推出时会在塑件 上留下顶出痕迹 但塑件底部装配后使用时 不影响外观 设立四个推杆平衡布置 既达到了推出塑件的目的 又降低了加工成本 推杆推出塑件 推杆的前端应比 型腔或型芯平面高出 0 1 0 2mm 本设计采用推杆推出 推杆截面为圆形 推杆推出动作灵活可靠 推杆损坏 后也便于更换 结合制品的结构特点 模具型腔的结构采用了整体式型腔板 这 种结构工作过程中精度高 并且在此模具中容易加工得到 在推出机构中采用厂 组合式推杆 如图中 这种结构主要是防止推杆在于作过程中受到弯曲力或侧向 压力而折断 因为产品较小 另外折断后也易于更换 这里采用设计推杆 全部 固定在顶杆固定板 推杆的位置选择在脱模阻力最大的地方 塑件各处的脱模阻力相同时需均匀 布置 以保证塑件推出时受力均匀 塑件推出平稳和不变形 根据推杆本身的刚 度和强度要求 推杆装入模具后 起端面还应与型腔底面平齐或高出型腔 0 05 0 1cm 7 3 1 推件力的计算 对于一般塑件和通孔壳形塑件 按下式计算 并确定其脱模力 Q 8 1 cossinQLhp f 式中 型芯或凸模被包紧部分的断面周长 cm L 被包紧部分的深度 cm h 由塑件收缩率产生的单位面积上的正压力 一般取p 7 8 11 8MPa 黑龙江八一农垦大学毕业论文 设计 23 磨擦系数 一般取 0 1 1 2 f 脱模斜度 L 745 5MM H 80 44MM Q 745 5MM 80 44MM 10MPA 0 1 COS0 5 SIN0 5 2 11993 604 N 7 3 2 推杆的设计 推杆的强度计算 查 塑料模设计手册之二 由式 5 97 得 d 8 2 Q En 3 22 l64 4 1 d 圆形推杆直径 cm 推杆长度系数 0 7 l 推杆长度 cm n 推杆数量 E 推杆材料的弹性模量 N 钢的弹性模量 E 2 1 107N 2 cm 2 cm Q 总脱模力 取 D 12MM 推杆压力校核 查 塑料模设计手册 式 5 98 8 3 s dn Q 2 4 取 320N mm s 推杆应力合格 硬度 HRC50 65 s 黑龙江八一农垦大学毕业论文 设计 24 8 冷却系统的设计 塑料注射模具冷却系统设计不但对制品精度 变形 耐应力开裂性 表面质 量等影响较大 更为重要的是 由于在注射成型过程中 冷却时间占成型周期的 80 左右 所以塑料注射模具冷却系统设计的优劣对塑料制品的生产效率起着至关 重要的作用 因此 设计合理的冷却系统 对模具温度进行有效调节是十分必要 的 浇注系统中的分流道布置采用平衡式布置 冷却系统的设计对于成型小型件 的 1 模多腔模具来说是十分重要的 如果冷却不好或冷却不均匀 必然导致收缩 不