塑料模畢業(yè)設(shè)計論文
擬定模具結(jié)構(gòu)形式 1 確定型腔數(shù)量及排列方式 型腔的數(shù)量是由廠方給定，為“一出四”即一模四腔，他們已考慮了本產(chǎn)品的生產(chǎn)批 量（大批量生產(chǎn)）和自己的注射機型號。因此我們設(shè)計的模具為多型腔的模具。 考慮到模具成型零件和抽芯結(jié)構(gòu)以及出模方式的設(shè)計，模具的型腔排列方式如下圖 所示： [pic] 1) 　 2 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 由于塑件外觀質(zhì)量要求高，尺寸精度要求一般，且裝配精度要求高，因此我們設(shè)計 的模具采用多型腔多分型面。根據(jù)本塑件電動機絕緣膠架的結(jié)構(gòu)，模具將會采用三個分 模面，三個分型面。 注射機型號的確定 一般工廠的塑膠部都擁有從小到大各種型號的注射機。中等型號的占大部分，小型 和大型的只占一小部分。所以我們不必過多的考慮注射機型號。具體到這套模具，廠方 提供的注射機型號和規(guī)格以及各參數(shù)如下： 注射量：95g 鎖模力：120T 模板大?。?00×550 開模距離： 推出形式： 推出位置： 推出行程： 分型面位置的確定 如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型 位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的 制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析比較，從幾 種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下幾項原則： 1) 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。 2) 便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊。 3) 保證塑件的精度要求。 4) 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。 5) 便于模具加工制造。 6) 對成型面積的影響。 7) 對排氣效果的影響。 8) 對側(cè)向抽芯的影響。 其中最重要的是第5）和第2）、第8）點。為了便于模具加工制造，應(yīng)盡是選擇平直 分型面工易于加工的分型面。如下圖所示，采用A－A這樣一個平直的分型面，前模（即 定模）做成平的就行了，膠位全部做在后模（即動模），大簡化了前模的加工。A－A分 型面也是整個模具的主分模面。下圖中虛線所示的B－B和C－C分型面是行位（即滑塊） 的分型面。這樣選擇行位分型面，有利于線切割行位以及后模仁和后模鑲件這些成型零 件。分型面的選擇應(yīng)盡可能使塑件在開模后留在后模一邊，這樣有助于后模設(shè)置的推出 機構(gòu)動作，在下圖中，從A－A分型，了B－B處的行位向左移開，C－C處的行位向右移開 后，由于塑件收縮會包在后模仁和后模鑲件上，依靠注射機的頂出裝置和模具的推出機 構(gòu)推出塑件。 [pic] 2) 　 澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計 1 主流道設(shè)計 1 主流道尺寸 主流道是一端與注射機噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流 動通道。主流道小端尺寸為3.5～4mm。 2 主流道襯套的形式 主流道小端入口處與注射機噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對材料要求較嚴，因而 模具主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套形式（俗稱澆口套，這邊稱唧咀） ，以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進行加工和熱處理。唧咀都是標準件，只需去買就行 了。常用唧咀分為有托唧咀和無托唧咀兩種下圖為前者，有托唧咀用于配裝定位圈。 唧咀的規(guī)格有Φ12，Φ16，Φ20等幾種。由于注射機的噴嘴半徑為20，所以唧咀的為R21 。 [pic] 3) 　 3 主流道襯套的固定 因為采用的有托唧咀，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是標 準件，外徑為Φ120mm，內(nèi)徑Φ35mm。具體固定形式如下圖所示： [pic] 4) 　 2 分流道設(shè)計 在多型腔或單型腔多澆口（塑件尺寸大）時應(yīng)設(shè)置分流道，分流道是指主流道末端 與澆口之間這一段塑料熔體的流動通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入 型腔前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段。因此分流道設(shè)計應(yīng)滿 足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài)，并在流動過程中壓力損失盡可能小，能將塑 料熔體均衡地分配到各個型腔。 1 主分流道的形狀及尺寸 主分流道是圖（6）中水口板下水平的流道。 為了便于加工及凝料脫模，分流道大多設(shè)置在分型面上，分流道截面形狀一般 為圓形梯形U形半圓形及矩形等，工程設(shè)計中常采用梯形截面加工工藝性好，且塑料熔 體的熱量散失流動阻力均不大，一般采用下面的經(jīng)驗公式可確定其截面尺寸： [pic] （式1） [pic] （式2） 式中 B―梯形大底邊的寬度（mm） m―塑件的重量（g） L―分流道的長度（mm） H―梯形的高度（mm） 梯形的側(cè)面斜角a常取50－150，在應(yīng)用式（式1）時應(yīng)注意它的適用范圍，即塑 件厚度在3.2mm以下，重量小于200g，且計算結(jié)果在3.2－9.5mm范圍內(nèi)才合理。 本電動機絕緣膠架的體積為3221.7324mm3，質(zhì)量大約4g，分流道的長度預(yù)計設(shè) 計成140mm長，且有4個型腔，所以： [pic] 取B為8mm [pic] 取H為5mm 梯形小底邊寬度取6mm，其側(cè)邊與垂直于分型面的方向約成100。另外由于使用 了水口板（即我們所說的定模板和中間板之間再加的一塊板），分流道必須做成梯形 截面，便于分流道和主流道凝料脫模。 實際加工時實，常用兩種截面尺寸的梯形流道，一種大型號，一各小型號。如 下圖所示： [pic] 5) 　 2 主分流道長度 www.3722.cn 中國最大的資料庫下載 分流道要盡可能短，且少彎折，便于注射成型過程中最經(jīng)濟地使用原料和注射 機的能耗，減少壓力損失和熱量損失。將分流道設(shè)計成直的，總長140mm。 3 副分流道的設(shè)計 副分流道即圖（6）中的主分流道以下的兩個土字形的流道 副分流道中豎直方向上有錐度的流道的錐度為單邊20，其最底部直徑為φ6mm， 水平方向上下兩層流道的直徑為φ4mm，這些都是根據(jù)經(jīng)驗取值，其總長度為38.15mm。 4 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 動狀態(tài)較為理想，因面分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6μm左右既可 ，這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體 之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動時具有適宜的剪切速率和剪切熱。 實際加工時，用銑床銑出流道后，少為省一下模，省掉加工紋理就行了。（省 模：制造模具的一道很重要的工序，一般配備了專業(yè)的省模女工，即用打磨機，沙紙 ，油石等打磨工具將模具型腔表面磨光，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與前面所述型腔排列密切相關(guān)，有多種不同的布置形 式，但應(yīng)遵循兩方面原則：即一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡 量短、鎖模力力求平衡。 本模具的流道布置形式采用平衡式，如下圖： [pic] 6) 　 3 澆口的設(shè)計 澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的通道，除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截 面最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對塑件性能和質(zhì) 量的影響很大。 1 澆口的選用 澆口可分為限制性和非限制性澆口兩種。我們將采用限制性澆口。限制性澆口 一方面通過截面積的突然變化，使分流道輸送來的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高 剪切速率，使其成為理想的流動狀態(tài)，迅速面均衡地充滿型腔，另一方面改善塑料熔 體進入型腔時的流動特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時充滿，可控制填充時間、 冷卻時間及塑件表面質(zhì)量，同時還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料 與塑件分離的作用。 從圖(6)中可看出，我們采用的是側(cè)澆口。側(cè)澆口又稱邊緣澆口，國外稱之為標 準澆口。側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上，塑料熔體于型腔的側(cè)面充模，其截面形狀多為 矩形狹縫，調(diào)整其截面的厚度和寬度可以調(diào)節(jié)熔體充模時的剪切速率及澆口封閉時間 。這燈澆口加工容易，修整方便，并且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活地選擇進料位置 ，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，且對各 種塑料的成型適應(yīng)性均較強；但有澆口痕跡存在，會形成熔接痕、縮孔、氣孔等塑件 缺陷，且注射壓力損失大，對深型腔塑件排氣不便。 具體到這套模具，其澆口形式及尺寸如圖（7）所示。澆口各部分尺寸都是取的 經(jīng)驗值。實際加工中，是先用圓形銑刀銑出直徑為Φ4的分流道，再將材料進行熱處理 ，然后做一個銅公（電極）去放電，用電火花打出這個澆口來的。 [pic] 7) 　 2 澆口位置的選擇 模具設(shè)計時，澆口的位置及尺寸要求比較嚴格，初步試模后還需進一步修改澆 口尺寸，無論采用何種澆口，其開設(shè)位置對塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理 選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)。 總之要使塑件具有良好的性能與外表，一定要認真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮 以下幾項原則： 1) 盡量縮短流動距離。 2) 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處。 3) 必須盡量減少熔接痕。 4) 應(yīng)有利于型腔中氣體排出。 5) 考慮分子定向影響。 6) 避免產(chǎn)生噴射和蠕動。 7) 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。 8) 注意對外觀質(zhì)量的影響。 根據(jù)本塑件的特征，綜合考慮以上幾項原則，每個型腔設(shè)計兩個進澆點如圖（ 8）和圖（9）所示，進澆點1的分流道開在行位上，進澆點2的分流道開在后模模仁上 。 [pic] 8) 　 [pic] 9) 　 4 澆注系統(tǒng)的平衡 對于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式，設(shè)計應(yīng)盡量保證所有的型 腔同時得到均一的充填和成型。一般在塑件形狀及模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，應(yīng)將從主流 道到各個型腔的分流道設(shè)計成長度相等、形狀及截面尺寸相同（型腔布局為平衡式）的 形式，否則就需要通過調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達到一致，這就是 澆注系統(tǒng)的平衡。顯然，我們設(shè)計的模具是平衡式的，即從主流道到各個型腔的分流道 的長度相等，形狀及截面尺寸都相同。 5 冷料穴的設(shè)計 在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機噴嘴和主流道入口這一小段熔體因輻射 散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機料筒以內(nèi)約10－25mm的深度 有個溫度逐漸升高的區(qū)域，這時才達到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內(nèi)的塑料的 流動性能及成型性能不佳，如果這里溫度相對較低的冷料進入型腔，便會產(chǎn)生次品。為 克服這一現(xiàn)象的影響，用一個井穴將主流道延長以接收冷料，防止冷料進入澆注系統(tǒng)的 流道和型腔，把這一用來容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料穴。 冷料穴一般開設(shè)在主流道對面的動模板上（也即塑料流動的轉(zhuǎn)向處），其標稱直徑 與主流道大端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的1－1.5倍，最終要保證冷料的體積 小于冷料穴的體積，冷料穴有六種形式，常用的是端部為Z字形和拉料桿的形式，具體要 根據(jù)塑料性能合理選用。本模具中的冷料穴的具體位置和形狀如圖（6）中所示。實際上 只要將分流道順向延長一段距離就行了。 成型零件的設(shè)計與加工工藝 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成 型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷， 脫模時與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度 和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強度、剛度及較好的 耐磨性能。 設(shè)計成型零件時，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié) 構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、 熱處理、裝配等要求進行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算成型零件的工作尺寸，對關(guān)鍵的成型 零件進行強度和剛度校核。 1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 本套模具的成型零件包括前模仁，后模仁，兩個行位，四個鑲件。 由前面分析分型面的確定可知，成型零件總體上可分為前模仁＜平的，即圖（2）中 A－A分型面以上的部分＞，左邊一個行位＜圖（2）中B－B分型面以左的部分＞，右邊一 個行位＜圖（2）中C－C分型面以右的部分＞，后模仁＜圖（2）中B－B分型面和C－C分 型面以下的部分＞這三大部分，另外在后模仁上必須鑲四個鑲件上來碰穿前模仁，以形 成電動機絕緣膠架中間部位的長方形的孔。 1 前模仁的設(shè)計 前模仁總體上就是一長方體，底面是平的，其面積至少要能蓋住四個型腔，由 于有四個型腔，模仁受的壓力較大，據(jù)經(jīng)驗厚度需設(shè)計厚點，另外還要考慮到固定前 模仁的螺絲孔的位置、運水（冷卻水道）的布置、兩個分流道孔、斜導(dǎo)柱從前模仁穿 過的斜孔以及前模仁固定到前?？蛑械墓潭ㄐ问降?。設(shè)計前模仁的寬160mm，厚25mm， 長260mm。 最終設(shè)計結(jié)構(gòu)如下圖，上面對稱有兩條運水，因此在前?？蛏香@對應(yīng)兩條運水 的四個孔，也就是說，長型的水咀穿過這四個孔，再通過螺紋牙，鎖緊到前模仁上的 。 [pic] 10) 　 2 行位1的設(shè)計 行位1，即圖（2）中B－B分型面左邊部分的成型零件。 其成型的關(guān)鍵部位的形狀如下圖虛線路徑所示，即為行...
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