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彩色打印机顶盖的模具设计(有cad图源等)(可编辑)彩色打印机顶盖的模具设计(有cad图源等)(可编辑) 彩色打印机顶盖的模具设计(有cad图源等) 本科毕业设计论文 题目:彩色打印机顶盖的模具设计 7>2013年05月 毕业设计(论文)任务书 系别 机电信息系专业 机械设计制造及其自动化 班级 B090206姓名姚亮 学号 B09020630 1.毕业设计论文题目: 彩色打印机顶盖注塑模具2.题目背景和意义: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...

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彩色打印机顶盖的模具设计(有cad图源等)(可编辑) 彩色打印机顶盖的模具设计(有cad图源等) 本科毕业设计 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 题目:彩色打印机顶盖的模具设计 7>2013年05月 毕业设计(论文)任务书 系别 机电信息系专业 机械设计制造及其自动化 班级 B090206姓名姚亮 学号 B09020630 1.毕业设计论文题目: 彩色打印机顶盖注塑模具2.题目背景和意义: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。目前世界模具市场供不应求,模具的主要出口国是美国,日本,法国,瑞士等国家。中国模具出口数量极少,但中国模具钳工技术水平高,劳动成本低,只要配备一些先进的数控制模设备,提高模具加工质量,缩短生产周期,沟通外贸渠道,模具出口将会有很大发展。研究和发展模具技术,提高模具技术水平,对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。 3.设计论文的主要内容(理工科含技术指标):1塑件分析 2初步拟订结构 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 3选择设备、校核有关工艺参数 4方案论证、结构设计、强度计算 5绘制模具装配图及零件图 6应用Pro/E做出制件图并进行分析。 4.设计的基本要求及进度安排(含起始时间、设计地点):1基本要求:1绘图要求用AutoCAD和Pro/E软件A测绘塑料零件图二维及三维图模具动模、定模、镶块等主要零件图及模具总装配图二维2编写说明书具体内容如下:编写格式和装订要求按教务处统一规定a.分析塑料件的材料、形状、结构对注塑成型的影响b.分析所采用模具结构方案,着重分析难点斜导柱、哈佛模、点浇口等c.分析所有分型面、选出最佳分型面并叙述该模具的开、合模动作过程d.确定哪些面有脱模斜度、确定各种配合的形式并说明理由e.分析浇口位置、浇口形式及所采用的理由并说明所有推顶装置设置的位置及其理由f.对该设计方案各部分应作环保、经济技术分析g.对所选注射机进行校核3计算下列尺寸:a.有关成型零 件工作尺寸的计算 、斜导柱长度及抽拔力的计算b.成型型腔壁厚、动模垫板厚度校核计算及冷却水道面积计算 4外文资料翻译1000-2000字符5生产批量:20万件2进度安排:1查阅资料及翻译[3周,2012年12月25日前]2零件分析并绘图[3周,2013年1月15日前]3方案选择与确定[3周,2013年3月10日前]4绘制零件图与装配图二维和三维 [3周,2013年4月1日]5编写论文[2周,2013年4月15日前]6打印并交主审教师审阅[1周,2013年4月25日前]。 5.毕业设计(论文)的工作量要求:? 实验(时数)*或实习(天数): 2周 ? 图纸(幅面和张数)*:折合0号图纸3张 ?参考文献篇数: 中文15篇,英文3篇 此仅为文档售价,若需要cad图等其他文件,请加Q:1985639755 彩色打印机顶盖注塑模具 摘要 本论文主要是彩色打印机顶盖注塑模具,注射材料是ABS,首先对塑件的结构形状进行了分析和测量,并绘制出二维和三维图。然后进行模具设计,包括对塑件的材料和工艺参数分析和计算,模具工作部分设计和模具结构设计,其中重点介绍了复杂薄壳塑件的分型面的选择,点浇口浇注系统,斜导柱斜滑块抽芯机构,斜顶侧抽芯机构,顶杆顶出机构和冷却系统。通过整个设计过程 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺。并对计算数据进行分析,在分析数据的基础上再对模具设计进行优化和改进。 关键词:塑料模具;抽芯机构;顶出机构;模具设计 Color PrinterTop Cover Injection Mold Abstract This paper mainly color printer top cover injection mold, injection material is ABS, first on the shape of plastic parts was measured and analyzed, and draw 2D and 3D graphs. Then carries on the mold design of plastic parts, including the parameters of materials and technics of analysis and calculation of working parts of die and mold design, structure design, which focuses on the complex shell plastic parts the selection of the parting line, gate runner system, inclined guide pillar inclined slide block core pulling mechanism, inclined top side core-pulling mechanism, the top rod ejection mechanism and cooling system. Through the entire design process that the mold can achieve the required pieces of plastic processing technology. And the calculated data were analysed, on the foundation of the analysis data of die design for optimization and improvement. Key Words:plastic mold; core pulling mechanism; ejection mechanism; mold design主要符号表 M机 注射机最大注射量(g/h或cm3/h) K塑料注射成型机最大注射量的利用系数 mi 一个塑件的质量g m浇 模具浇注系统中凝料的质量g F0 注射机的公称锁模力N P′单位投影面积所需的锁模力MPa A浇 浇注系统及飞边在分型面上的投影面积cm2 Ai一个塑件在分型面上的投影面积(cm2) Q 抽拔力(N) μ 塑料对钢的摩擦系数 p0单位面积的包紧力(kg/cm2) h 支承板厚度(mm) p 成型压力(Mpa) E 弹性系数(Mpa) V 冷却介质的体积流量(m/min) W 单位时间内注入模具中的塑料重量(kg/min) Q 塑件在凝固时所放出的热量(J/kg) ρ 冷却介质的密度(?/mm) c 冷却介质的比热容[J/(??C)] t 冷却介质的出口温度(?) 目录 1绪论 11.1前言 11.2国内外相关研究 1 1.2.1国内模具发展趋势 1 1.2.2国外模具发展趋势 2 2塑件分析 3 2.1塑件的工艺性 3 2.1.1塑件的原材料 3 2.1.2塑件的结构、尺寸精 度以及表面质量分析 3 2.2塑件的体积和质量 4 2.3注塑机的选择及校核 5 2.4塑件注射工艺参数的确定 6 3注射模具的结构设计 7 3.1分型面选择 73.2确定型腔数 8 3.3成型零件的结构设计和选材 8 3.3.1成型零件工作尺寸计算 93.4模架的选择及校核 113.5浇注系统设计 12 3.5.1浇注系统的组成 12 3.5.2浇注系统设计的原则 13 3.5.3主流道设计 14 3.6抽芯机构设计 16 3.6.1确定抽芯距 16 3.6.2确定斜导柱倾角 17 3.6.3抽拔力的估算 17 3.6.4确定斜导柱尺寸 18 3.6.5滑块与导滑槽设计 19 3.6.6锁紧和限位机构设计 19 3.6.7斜顶侧向抽芯机构 20 3.6.8确定斜顶倾角 203.7合模导向机构设计 21 3.7.1动定模导柱 21 3.7.2导套 22 3.7.3流道推板导柱 23 3.7.4流道推板导套 243.8推出机构设计 24 3.8.1推杆推出机构 24 3.8.2脱模力的计算 27 4模具冷却系统的设计计算 29 5模具总装配图 30 6模具的安装与试模 34 6.1安装 34 6.2试模 34 7总结 35 参考文献 36 致 谢 37 毕业设计(论文)知识产权声明 38 毕业设计(论文)独创性声明 39 1 绪论 1.1前言 模具工业是国民经济的基础工业,被称为“工业之母”。21 世纪模具制造 行业的基本特征是高度集成化智能化、柔性化、和网络化,追求的目标是提高产品质量及生产效率,缩短设计及制造周期,降低生产成本,最大限度地提高模具制造业的应变能力,满足用户需求。近年来我国的模具事业也在不断地飞速向前发展[1]。 模具制造是国家经济建设中的一项重要产业,振兴和发展我国的模具工业,日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”也已经成为广大业内人士的共识。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中,60%~80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗,是其它加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”,用模具生产的最终产品的价值,往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。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。 1.2国内外相关研究 1.2.1国内模具发展趋势 注塑模具在量和质方面都有较快的发展,我国最大的注塑模具单套重量己超过50吨,最精密的注塑模具精度己达到2微米。制件精度很高的小模数齿轮模具及达到高光学要求的车灯模具等也已能生产,多腔塑料模具已能生产一模7800腔的塑封模,高速模具方面已能生产挤出速度达6m/min以上的高速塑料异型材挤出模具及主型材双腔共挤、双色共挤、软硬共挤、后共挤、再生料共挤出和低发泡钢塑共挤等各种模具。在CAD/CAM技术得到普及的同时, CAE技术应用越来越广,以 CAD/CAM/CAE一体化得到发展,模具新结构、新品种、新工艺、新材料的创新成果不断涌现,特别是汽车、家电等工业快速发展,使得注塑模的发展 迅猛。在生产手段上,模具企业设备数控化率已有较大提高,CAD/CAE/CAM技术的应用面已大为扩展,高速加工及RP/RT等先进技术的采用已越来越多,模具 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 件使用覆盖率及模具商品化率都有较大幅度的提高,热流道模具的比例也有较大提高。另外,三资企业的蓬勃发展进一步促进了塑料模具设计制造水平及企业管理水平的提高,有些企业已实现信息化管理和全数字化无图制造。 1.2.2国外模具发展趋势 在模具设计技术方面,工业发达国家在模具设计上已经大量使用计算机辅助设计软件进行模具的结构设计,并普及了计算机绘图。在注塑模具设计中,已开始普及应用计算机辅助 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 分析软件,对塑料的流动,填充,冷却情况及模具的浇口配置,浇道大小,冷却加热系统和模具的刚度,强度等进行科学的分析和计算,从而保证注塑制品的质量与合理的生产节拍。国外的注塑模具中,多型腔,多层,大型精密模具已占50,不仅提高了生产效率,而且节省了大量塑料原料。 在模具加工技术方面,国外已大量使用数控机床,应用计算机辅助加工软件和数控编程技术对模具,特别是对具有复杂型腔三维曲面的模具进行加工,使模具的质量和附加值大为提高。模具的加工周期减少6以上,成本降低3以上,生产效率提高60以上为了提高加工效率及满足各种复杂曲面加工的要求,国外已开发出四轴和五轴的数控自动编程软件并且进了实用阶段。模具标准化程度日益提高,模具标准模架及模具标准件的应用日益普及,已实现商品化。模具结构更多地采用新技术,如注塑模具的热流道技术等。针对不同制品的要求,开发出适用于各种不同模具的专用模具钢,并实现商品化。根据模具生产的特点,模具企业向小而专的方向发展[2]。 2 塑件分析 2.1塑件的工艺性 2.1.1塑件的原材料a. 材料名称:塑件的材料为ABS,化学名称 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料,英文名称Acrylonitrile Butadiene Styrene plastic[2]。b. ABS使用性能:综合性能好,冲击强度和力学性能强度较高,尺寸稳定,耐化学性,电气性良好,易于成型和机械加工,其表面可镀铬,是合适制作一般机械零件、减摩零件、传动零件和结构件。c. 成型性能:1无定型塑料,其品种较多,各品种的机电性能及成型特性各有差异,应该品种来确定成型方法和成型条件。2 吸湿 性强,含水量应小于0.3%,必须充分干燥,要求表面光泽的塑应长时间干燥。3 流动性中等,溢边值为0.03%左右。4 模具设计要注意浇注系统,选择好进料口的位置和形式。d. 主要用途:ABS树脂的最大应用领域是汽车、电子电器和建材。汽车领域的使用包括汽车仪表板、车身外板、内装饰板、方向盘、隔音板、门锁、保险杠、通风管等很多部件。在电器方面则广泛应用于电冰箱、电视机、洗衣机、空调器、计算机、复印机等电子电器中。建材方面,ABS管材、ABS卫生洁具、ABS装饰板广泛应用于建材工业。此外ABS还广泛的应用于包装、家具、体育和娱乐用品、机械和仪表工业中。e. 材料收缩率:ABS成型收缩率为0.3%~0.8%,在设计过程中取0.5%。 2.1.2塑件的结构、尺寸精度以及表面质量分析a .结构分析:塑件整体呈薄壳型,整体长372mm、宽266mm、高57mm,壁厚度为2.2mm, 如图2.1和2.2。塑件有凸台,槽和孔,因此需要设计侧向抽芯机构、下方还有弹簧扣,需要设计斜顶侧抽芯机构。b. 精度分析:查塑料模具设计手册,ABS高精度选取2级,一般精度为3级,低精度为5级。该塑件精度要求不高,所以选取一般精度MT3,对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证。从塑件的壁厚上来看,壁厚大约为2.2?,最小处大约为1.2?的筋板,壁厚偏差为1?,相关零件尺寸可以保证。c. 表面质量分析:上表面粗糙度为Ra0.8μm,其它表面为Ra1.6μm。 图2.1 塑件三维图图2.21 塑件二维图 2.2塑件的体积和质量a. 注射量的计算通过三维软件建模设计分析计算的, 塑料的体积:V塑301.55cm3,塑件的质量:m塑ρV塑,m307.58g。b. 浇注系统凝料体积的初步估计浇注系统的凝料在设计前是不能确定准确的数值的,但可以根据经验按照塑件体积的0.2~1来计算。由于本次采用简单单点进浇,流道简单并且较短,因此浇注系统的凝料按塑件的体积的0.2进行估算,估计一次注入模具型腔塑料的总体积(即浇注系统的凝料+塑件体积之和): V总V塑(1+0.2)361.86cm3 2.3注塑机的选择及校核 根据第二步计算得出一次注入模具型腔的塑料总体积V总361.86cm3,要与注射机理论注射量的0.8相匹配,才能满足实际注塑的需要。注塑机的理论注射量为:V注塑机V/0.8361.86/0.8452.32cm3。初步选用注射机理论注射容量为655m3,注塑机型号为HTN320卧式注射机,其中参数见卢亚萍的《塑料成型工艺与模具设计》表2.1[3]。a. 注射压力相关参数的校核 注射压力校核。ABS所需的注射压力为80~100MPa,这里取p100MPa,该注射机的公称注射量压力p公186MPa,注射压力安全系数k1.25~.4,这里k1.4,则kp1.4x100140p公,所以注射机注塑压力合格。理论注射容量/cm3 655 移模行程/mm 660 螺杆柱塞直径/mm 65 最大模具厚度/mm 720 注射压力/Mpa 186 最小模具厚度/mm 250 注射速度/g/s 337 锁模形式 双曲肘 塑化能力/g/s 90 模具定位孔直径/mm 160 螺杆转速/r/min 190 喷嘴球半径/mm 15 锁模力/kN 3200 喷嘴口孔径/mm 3 拉杆内间距/mmxmm 670x670 表2.1 注塑机主要技术参数b. 锁模力校核 塑件在分型面上的投影面积A,通过3D软件计算出其值为A93349.9mm2,浇注系统在分型面上的投影面积,因为该塑料为单点点浇口,投影面积不是很大,且投影面积又和塑件投影面积重合,所以不计。A总93349.9mm2。模具型腔内的膨胀力F胀A总Xp腔93349X282613.77kN。查的公称锁模力F锁3200KN锁模力的安全系数k1.2,kF胀1.2X261331363200kN,所以注塑机锁模力合格。 2.4塑件注射工艺参数的确定a. 注塑成型过程1 成型前准备。对ABS的色泽,粒度和均匀等进行检验,由于ABS吸水性较大,成型前应该进行充分干燥。2 注塑过程。塑件在注塑机的料筒内经过加热、塑化达到流动状态后,由模具的浇注系统进入模具型腔成型,其过程可分为充模、保压、补缩和冷却四个阶段。塑件的后处理。处理的介质为空气和水,处理温度为60~75?,处理时间为16~20s。 塑料注射工艺参数见卢亚萍的《塑料成型工艺与模具设计》表2.2: 表2.2 塑料注射工艺参数 ABS成型工艺 注射成型机类型 预热温度 模具温度 注射压力 螺杆转速 喷嘴温度 料筒温度 成型时间 螺杆式 60~75? 50~80? 60~100MPa 30r/min 170~180? 后段150~170?,中段165~180?,前段180~200?。 注射时间1.6s,冷却时间20.4s,辅助时间8s。 3 注射模具的结构设计 3.1分型面选择 分型面有平直分型面、倾斜分型面、阶梯分型面、曲面分型面、瓣合分型面和立体分型面等几种形式。分型面对制品表面质量,尺寸精度和行位精度、脱模,型腔型芯结构和排气以及进料浇口和模具制造都有直接影响。因此在选择和确定分型面时,应全面分析、比较和考虑,选定较为有利的方案。 分型面确定的要素为,尽量使塑件留在动模,应选在塑件尺寸较大处,不能影响塑件外观,利于进料成型易于排气,利于型腔加工保证精度,避免或便于侧抽芯。塑件为薄壁壳类零件,各边均为圆角,由以上原则,选取分型面。如下图3.11、3.12所示: 图 3.11 二维分型面 图 3.12 三维分型面 图3.13 型腔型芯三维图 3.2确定型腔数 一模多腔一边选择腔数是根据注塑机的参数来确定的,但是由于本塑件尺寸大,机构复杂,在四个地方都有侧抽芯都有侧抽芯机构,一个地方有斜顶侧抽芯,所以选择一摸一腔的方式进行模具设计比较合理。 3.3成型零件的结构设计和选材a. 成型零件的大部分表面直接与塑料接触,其形状往往比较复杂,精度与表面粗糙度要求也较高,因此在设计时除考虑塑件成型外,还要求便于加工制造与维修。 经过对塑件的结构分析,实际用途分析。塑件上表面粗糙度为Ra1.6μm,其余表面Ra3.2μm比较合适。因此一般精度等级满足成型要求。在一般情况下,模具制造公差、磨损和成型收缩波动是影响塑件公差的主要因素,因而在计算工作零件时根据以上因素计算。b. 凹模是成型塑件外表面的成型零件。按凹模结构的不同可将其分成为整体 式、整体嵌入式、组合式和镶拼式四种,本设计采用整体嵌入式凹模.从节约材料和见效模具尺寸出发,模仁的值取的越小越好,但实际中因为要考虑冷却因素,又因为经过凹模的冷却系统比经过凹模外部的冷却系统效率高,所以为了给冷却系统留有足够的空间,该设计凹模的大小为442x330x82mm。c. 凸模是成型塑件内表面的成型零件,通常可以分为整体式和组合式两种类型。通常对塑件的结构分析,本设计中采用整体嵌入式凸模。对于一些柱体、加强筋等排气不良以及不容易加工到位的地方安装镶件,这样既方便加工又可以改变排气,该设计凸模的大小为442x330x68mm[4]。 3.3.1成型零件工作尺寸计算 成型零件的工作尺寸是用以直接成型塑件部分的尺寸,主要有型腔和型 芯的径向尺寸、型腔和型芯的深度尺寸和中心距尺寸。 查表(塑料模设计及制造附录C)得ABS的收缩率为S=0.3~0.8%,故平均收缩率S=(0.3+0.8)%/2=0.55%。对中小型塑料模具,模具制造公差取δz=?/3(塑料模具设计)。a. 凹模的径向尺寸计算 凹模其工作尺寸属包容尺寸,在使用过程中凹模的磨损会使包容尺寸逐渐的增大。所以,为了使得模具的磨损留有修模的余地以及装配的需要,在设计模具时,包容尺寸尽量取下限尺寸,尺寸公差取上偏差。计算公式如下: 凹模的径向尺寸计算公式: =[L塑(1+S)-(3/4)?](3.1) 式中:L塑??塑件外形公称尺寸; Scp??塑料的平均收缩率; ???塑件的尺寸公差; δz??模具制造公差,取塑件相应尺寸公差的1/3。 凹模径向尺寸: 372?0.38 =[L塑(1+S)-(3/4)?] =[372×(1+0.004)-3/4×0.38] =371.735 266?0.40 =[L塑(1+S)-(3/4)?] =[266×(1+0.004)-3/4×0.40] =265.728 凹模的深度尺寸计算公式: (3.8) H=[H(1+S)-2/3 ?] 式中:H??塑件高度方向的公称尺寸 凹模深度尺寸计算: 57?0.56 H=[H(1+S)-2/3 ?] =[26×1+0.004-2/3×0.56]=56.731b. 凸 模径向尺寸的计算: 365?0.38 d=[d(1+S)+3/4 ?] (3.9) =[365×1+0.004+3/4×0.38]=364.297 260?0.36d=[d(1+S)+3/4 ?] =[260×1+0.004+3/4×0.36] =259.274 凹模深度尺寸计算: 54?0.56 H=[H(1+S)-2/3 ?] =[26×1+0.004-2/3×0.56] =55.731c. 凸模型芯直径的计算: 10?0.38 d=[d(1+S)+3/4 ?](3.9)=[3×1+0.004+3/4×0.38] =10.297 6?0.36 d=[d(1+S)+3/4 ?] =[1×1+0.004+3/4×0.36] =6.274 其它尺寸无精度要求。成型件的材料选用45钢,型芯固定部分按H7/m6加工 制造。 图3.14三维型芯型腔图 3.4模架的选择及校核a. 根据整体嵌入式凹凸模仁的外形尺寸塑件进行浇注的方式的点浇,有考 虑到导柱导套的布置等,可以确定选用细水口DCI-5060型模架结构比较好。b. 定模板尺寸塑件高度为57mm,定模板要开框装入整体嵌入式凹模仁,加上整体嵌入式凹模仁上还要开设冷却水道,嵌入式凹模仁深度为82mm,还有定模板上需要留出足够的引出水路,且还要足够的强度,故定模板厚度取120mm。c. 动模板尺寸,具体选择方法和定模板相似,由于动模板下面有模脚中间为推板,特别是注射时,要承受很大注射压力,所以相比较定模板而言尺寸应该相对厚点,故动模板厚度取140mm。d. 脚模尺寸,脚模高度顶出行程+推板厚度+推杆固定板厚+5mm80+25+30+5 140mm,所以初定模脚150mm。e. 经过上述尺寸计算,模架尺寸已经确定为DCI-5060模架,其外形尺寸为宽x长x高550x650x535.如下图所示: f. 模架个尺寸校核根据所选注塑机来校核模具设计的尺寸,模具平面尺寸:650x650670x670拉杆间距,校验合格。模具高度尺寸:250535720模具最大厚 度和模具最小厚度,校验合格。 模具开模行程:130(凝料长度)+100(凝料取出安全距离)+200mm(塑件推出安全距离)430mm 660mm,校验合格[5]。 3.5浇注系统设计 浇注系统的作用是将塑料熔体顺利地充满型腔的各个部位,并在充填保压过程中,将注射压力传递到型腔的各个部位,以获得外形清晰、内在质量优良的塑料制品。 3.5.1浇注系统的组成 浇注系统随注塑机的种类的不同略有区别,但基本组成却是四部分:主流道、分流道、浇口和冷料井。1 主流道:是连接注塑机的喷嘴与分流道的一段通道,通常和注塑机的喷嘴在同一轴线上,截面为圆形,并带有一定锥度,熔料在主流道中并不改变方向。2 分流道:是指从主流道至浇口之间的通道,一般开在分型面上。3 浇口:是指从分流道末端到模具型腔为止的一段细短通道,是浇注系统中截面最小且最短的部分。4 冷料井:它一般位于主流道对面的动模上,或处于分流道的末端。 3.5.2浇注系统设计的原则1 必须保证熔料充模过程快而不紊乱,并创造良好的排气条件。2 满足所用塑料的成型特性,根据各种塑料的不同特性来设计浇注系统。3 为使熔体流动阻力减小,应尽量避免熔料正面冲击小直径型芯和脆弱的金属嵌件。4 一模多腔时,应使各模腔的容积不至相差太多,否则难以保证制品质量。5 要考虑去除、修整进料口是否方便,同时要不影响制口的外表美观。6 概括制品的大小、形状、壁厚、技术要求等因素,综合所选分型面,同时考虑浇注系统的形式,进料口数量等。7 选择进料口的位置与形状时,应结合塑件的形状和技术要求进行确定。8 地大量生产时,要在保证质量的前提下,尽量缩短流程,缩短 成型周期。 9 喷嘴端部的冷料不能进入型腔,在浇注系统中应考虑有储存此冷料的位置。 图 3.15 浇道 图3.16 浇口 3.5.3主流道设计 主流道为直接与注射机的喷嘴连接的部分,是熔体进入模具最先接触的物体。是熔体进入模具最先接触的物体。主流道成型过程中,其入口与注射机喷 嘴通过一定温度、压力的塑料熔体并进行冷却和反复接触,模具在该部分易损坏对材料的要求较高,因而模具的主流道部分常设计可拆更换的主流道衬套,以便更有效地选择优质刚才单独进行加工和热处理,一般采用碳素工具钢T8A、T10A等,热处理要求淬火53~57HRC[6]。主流道衬套设置在模具的对称中心位置上,并尽可能保证与相连接的注射机喷嘴为同一轴心线。查表得HTN320卧式注射机型注射机喷嘴有关尺寸: 喷嘴孔径:d03mm; 喷嘴球半径:r015mm; 根据主流道和注射机喷嘴的关系: d d0 +1mm (3.2) Rr0+1~2mm取主流道球面半径R=16?; 取主流道的小端直径d=4mm。 为了将冷凝料从主流道中拉出,主流道圆锥形其斜度为2?~6?,在本设计中取斜度为4?。经计算得主流道大端直径D=Φ7?。本设计采用点浇口,ABS的理论参考值为1~1.4mm,对塑件进行浇口取Φ1mm。 3.17 定位环主视图 图 3.18 定位环俯视图图3.19 定位环三维图 3.6抽芯机构设计 图3.20 侧抽芯 当塑件上有内外侧孔或内、外侧凹时,塑件不能直接从模具中脱出。此时需将成型塑件侧孔或侧凹等的模具零件做成活动的,这种零件称为侧型芯。在塑件脱模前先将侧型芯从塑件上抽出,然后再从模具中推出塑件。完成侧抽芯抽出和复位的机构称为侧向分型与抽芯机构,该结构是利用斜导柱、 斜滑块等零件把开模力传递给侧型芯、侧向成型块,使之产生侧向运动完成抽芯与分型动作。这类机构结构紧凑、简单,动作安全可靠、加工方便[7]。 本塑件三个方向都有孔或凹槽,并且垂直于脱模方向,阻碍塑件从模具中脱出,因此在成型时须设置侧向抽芯机构。 图3.21 侧抽芯三维图 3.6.1确定抽芯距 将型芯从成型位置抽至不妨碍塑件脱模的位置,型芯或滑块所移动的距离称为抽芯距。一般来说,抽芯距等于侧凹深度加2mm~3mm的安全系数。对本塑 件而言,孔或凹槽需在三个方向同时抽芯且有四种尺寸抽芯。抽芯距分别为5mm,5mm,5mm,5mm。 图3.22 抽芯距3.6.2确定斜导柱倾角 图3.23 斜导柱设计 倾斜角的大小关系到斜导柱所承受的弯曲力和实际抽拔力,也关系到斜导柱的长度、抽芯距和开模行程。倾角增大,开模行程及斜导柱有效工作长度均可减小,有利减小模具的尺寸,但斜导柱所受的弯曲力和开模阻力均增大,斜导柱受力情况变差[8]。综合考虑取斜导柱倾角α18。 3.6.3抽拔力的估算 3.3 式中F??抽拔力; μ??塑料对钢的摩擦系数,取0.20; p?塑件对侧星心的收缩应力,其值一般取8~12MPa a??侧型芯的脱膜斜度或倾斜角; 则: 3.6.4确定斜导柱尺寸a. 斜导柱直径和长度的确定 斜导柱的倾斜角a18?,斜导柱采用如下图1所示:其工作台端是锥台型结构,锥台斜角a18?,斜导柱与其固定末班之间采用过渡配合H7/m6,斜导柱与滑块上斜导孔采用间隙配合H11/b11。与其抽芯距S对应的开模距HS/tana5/tan1815.38mm。由斜导柱倾斜角a18?和抽芯力F1Ft86N查的表9-1最大弯矩Fw1KN按最大弯曲力和斜导柱角查卢亚萍的《塑料成型工艺与模具》表9-2的斜导柱直径d10mm。斜导柱的长度: L1S/sina+H定/cosa5/sin18?+40/cos18?58.24mm。 式中,L-斜导柱长度, H定-斜导柱固定板长度, S-抽芯距。 由斜导柱倾斜角a18?和抽芯力F2Ft3378N查的表9-1最大弯矩Fw4KN 按最大弯曲力和斜导柱角查表9-2的斜导柱直径d18mm。斜导柱的长度:L2S/sina+H定/cosa5/sin18?+40/cos18?58.24mm.由斜导柱倾斜角a18?和抽芯力F2Ft56.5N查卢亚萍的《塑料成型工艺与模具》的表9-1最大弯矩Fw1KN按最大弯曲力和斜导柱角查卢亚萍的《塑料成型工艺与模具》表9-2的斜导柱直径d10mm。 斜导柱的长度: L3L4S/sina+H定/cosa5/sin18?+40/cos18?58.24mm. 图 3.24 二维斜导柱 3.6.5滑块与导滑槽设计 滑块在斜销分型抽芯机构中是运动零件,在工作时是由斜销将它驱动并沿着导滑槽运动,实现对侧型芯等的抽出和复位。 该零件的侧向抽芯机构用于成型零件的外扣侧凹,由于侧凹的尺寸较小,考虑到型芯强度和装配问题,采用整体式结构[9]。为使模具结构紧凑,降低模具装配复杂程度,拟采用整体式滑块和组合式导滑槽形式,该塑件侧抽芯距较短,故导滑长度只要符合滑块在开模时的定位要求即可。结构如图3.25所示: 图3.25 滑块的导滑结构 3.6.6锁紧和限位机构设计 锁紧零件是为了防止注射时运动零件受到侧向压力而产生位移所设置的零件,本设计中采用锁紧块与模板整体式,锁紧角β20?。限位零件使运动了零件在侧向抽芯结束后停留在所要求的位置上,以保证合模时传动零件能顺利使其复位。结构如图3.26所示。 图3.26 锁紧块和限位块结构 3.6.7斜顶侧向抽芯机构 当塑件内部上有倒钩或凹凸结构时,尤其内部空间较小时,可以采用斜顶的形式实现脱膜,此时斜顶的长度一直从塑件的凹凸部位延伸到动模的推板上,比较长,横截面一般为矩形,也称斜销。其原理是将斜向顶出运动分解为侧向抽芯运动和向上推出运动。斜顶是通过滑块座或其他方式安 装在推件板上,开模打开动、定模后,推件板推动滑块座带动斜顶向前运动,因为斜顶和模具的顶出方向有一定夹角,所以斜顶的斜向运动可以分解为两个方向运动[10]。其中产生一个相对垂直于开模方向的运动,顶出一定的行程后,成型凹凸结构的斜顶头部就会脱离塑件,从而实现脱膜。 3.6.8确定斜顶倾角 斜顶头部结构如下图所示,斜顶抽芯距为S,SS1+2~3,斜顶倾斜角为a。tanaS/h,h为顶出距离,斜顶的倾斜角一般为3?~15?,常选5?~10?,斜度横截面A-A的宽度x厚度,最小8x8,常用10x10~15x15。多以我选择倾斜角a7?。由于斜顶要在塑件内部滑动,所以在斜顶上端面应比型芯端面低0.05~0.1mm,这样移动时避免干涉,互动顺利。同时保证的侧向平移范围不能碰到凸起的塑件结构。设计斜顶时前端应做一段直身位以防止斜顶下陷,起到限位作用,直身长度为5~10mm,也可以在斜顶顶部斜面偏置2mm做一台阶面为定位作用。斜顶材料要求其表面硬度高,内部又有一定的韧性,一般采用H13,材料的淬透性和耐磨性很好,淬火至40~45HRC,氮化至HV1000。 小斜顶在推件板上,一般采用销钉导滑片结构。大斜顶一般采用导滑块结构。 图3.27 顶杆头部 图3.28 滑块座 图3.29 导向块 3.7合模导向机构设计 模具操作过程中,需要运动的所有模板,必须得到正确的导向。导向机构就是保证动、定模合模时正确定位和导向的。导柱导向机构的主要零件是导柱和导套。 3.7.1动定模导柱 导柱是用于模具中与组件组合使用确保模具以精准的 定位进行活动引导模具行程的导向元件。a. 动定模导柱的结构形式 采用导柱结构形式如图3.30所示 图3.30 导柱结构形式b. 导柱结构和技术要求 长度L207mm,d40mm,D45mm,s10mm。材料为T8A经淬火处理,硬度为50~55HRC。 c. 数量及布置 导柱设在定模一侧,四根导柱均匀对称分布在分型面四周,距模具边缘大12mm。如图3.20所示。 图3.31 导柱的布置形式 d. 配合精度 导柱固定端与模板之间采用H7/m6的过渡配合;导柱的导向部分采用H7/f7的间隙配合。 3.7.2导套a. 导套的结构形式 本模具采用导套结构形式如图3.32所示 图3.32 导套结构形式 b. 导套结构和技术要求 长度L119mm,d40mm,D145mm,s10mm,d241mm。材料为T8A经淬火处理,硬度低于导柱硬度以防止导柱或导套拉毛。 c. 固定形式及配合精度 导套用压进模板以H7/m6配合镶入模板。 3.7.3流道推板导柱a. 采用流道板导柱结构形式如图3.33所示 图3.33 导柱b. 导柱结构和技术要求 长度L437.5mm,L119.5mm,L218mm,L350.5mm,L518mm,D124mm,D248mm,D340mm,材料为T8A经淬火处理,硬度为50~55HRC。 3.7.4流道推板导套a. 流道板导套的结构形式 本模具采用导套结构形式如图3.34所示图3.34 导套b. 流道板导套结构和技术要求 长度L39mm,d40mm,D45mm,L115.5mm,L28mm。材料为T8A经淬火处理,硬度低于导柱硬度以防止导柱或导套拉毛[11]。 c. 固定形式及配合精度 导套用压进模板以H7/m6配合镶入模板。 3.8推出机构设计 3.8.1推杆推出机构 推杆亦可叫顶针、镶针、中针、托针等。模具推杆的种类有:扁推杆、圆推杆、托针、标准推杆、非标准推杆等。 推出机构主要由推出零件、推出零件固定板和推板、脱模机构的导向与复位部件等组成。由于圆形推杆有配合精度高,减少运动阻力,防止卡死等优点,在本设计中采用推杆脱模机构。 a. 推杆位置的布置 推杆均匀布置,设在脱模力最大的位置。如图3.35所示 图3.35 推杆位置的布置 三维装配图3.36如下 图3.36 三维推杆示意图 推杆的直径及长度 因为本模具推杆长且细所以模具中使用的推杆为圆柱形推杆。结构如下图3.37所示: 图3.37 推杆 本模具中d5mm ,D10mm ,S2mm ,L287 mm,推杆的端面高于型腔平面0.05mm。 c. 推杆的固定方式 推杆直径d与模板上的推杆孔采用H8/f7的间隙配合,实际配合间隙小于塑料的溢边值。推杆固定端与推杆固定板配合采用单边0.5mm的间隙。固定方式如图3.38所示[12]。 图3.38 推杆的固定形式 推杆的材料选T8碳素工具钢,热处理硬度50~55HRC。d. 推杆的复位设计 推出机构的复位零件为复位杆,数量为4根。结构形式如图3.39所示。 图3.39复位杆组合形式 d30mm,D35mm,H8mm,L250mm。模板与复位杆配合的孔的极限偏差取H7。 3.8.2脱模力的计算 经过注射机的高压注射塑料在模具内冷却定型,此时塑料收缩将型芯包紧,这一包紧力是开模后塑件脱出时所必须克服的,此外还有不通孔带来的大气压力,塑料及型芯的粘附力,摩擦力及机构本身运动时所产生的摩擦阻力。开始脱模时的瞬时阻力最大,称为初始脱模力。脱模力的计算一般总是计算初始脱模力。 塑件的脱模力计算公式如下所示[13]。3.12 式7.1中 F?脱模力,N; a?脱模斜度(0.75?); P?单位面积塑件对型芯的正力,Pa,一般取P(8~12)MPa; A?塑件包紧型芯的侧面积,m2 f?塑件与模体刚才的摩擦系数,一般去 0.1~0.3; A24416mm2 F10×24416 ×0.2×cos0.75-sin0.75 145631N。 4 模具冷却系统的设计计算 图4.0 三维水道图 塑料成型工艺过程中,模具温度会直接影响到塑料的充模、塑件的定型、注塑周期以及塑件的质量。 模具温度过低,塑料熔体流动性差,塑料成型性能差,塑料轮廓不清晰,表面产生明显的银丝、云纹,甚至充不满型腔或形成熔接痕,塑件表面不光泽,缺陷多,机械强度降低。模具温度过高,成型收缩率大,脱模和脱模后塑件变形大,并且易造成溢料和粘模[14]。模具温度不均匀,型芯和型腔温度差过大,塑件收缩不均匀,导致塑件翘曲变形,影响塑件的形状及尺寸精度。因此,为保证塑件质量,模温必须适当、稳定、均匀[15]。据统计,对于注射模具,注射时间约占成型周期的 5%,冷却时间约占80%,推出时间约占15%。由此可见,注塑周期主要取决于冷却定型时间,而缩短冷却时间,可通过调节塑料和模具的温差。因而在保证塑件质量和成型工艺顺利进行的前提下,通过降低模具温度来缩短冷却时间,是提高生产效率的关键。 是否需要冷却系统做如下的设计计算。 设定模具平均工作温度为60?,用常温20?的水作为模具冷却介质,其出口温度为30?,产量为对ABS成型总周期为30s粗算每1 min 2套3.684kg/h。 a. 求塑件在硬化时每小时释放的热量Q 查表得ABS的单位时间放出的热量为400×10J/kg Q=C1 XMg =400×3.684J/kg= 1473.6kJ/kgb. 求冷却水的体积流量V 由式 V= (4.2) 式中V??冷却介质的体积流量(m/min); W ??单位时间内注入模具中的塑料重量(kg/min); Q??塑件在凝固时所放出的热量(J/kg); ρ??冷却介质的密度(?/mm); C ??冷却介质的比热容[J/(??C)]; tout??冷却介质的出口温度(?); 代入数据V= =5.8×10-6cm/min 查塑料模设计及制造可知所需的冷却水管直径非常小。查《注塑模具手册》取水孔直径为10mm。 5 模具总装配图图5.1 三维模具装配图 图5.2 三维模具装配图 图5.3 模具装配图 图5.4 二维模具主视图 开模时,模具首先从分型面分型,定模打开,斜导柱抽芯机构受到开模力 施 图5.5 二维模具右视图 图5.6 二维模具俯视图 加的力带动滑块向模具两侧移动,完成抽芯动作。先从第一分型面,定模座板和脱料板哪里由于弹簧作用分开,同时浇注系统的冷凝料由拉料杆从流道中拉出,留在动模一侧;开模后塑件随浇注的凝料在推杆的作用下推出。滑块随后被动模板上固定的挡块所限位。模板上的限位螺钉卡在三角槽里,再次合模时斜导柱带动滑块返回,限位螺钉从三角槽里移出,锁紧块给滑块侧向力使滑块位置固定模具闭合。此后进入下阶段成型动作。 6 模具的安装与试模 6.1安装 首先,清理模板平面定位孔及模具安装面上的污物、毛刺。 由于本模具外形尺寸不大,采用整体安装法。先在机器下面两根导轨上垫好木板,模具从侧面进入机架间,并放正,慢速闭合模板,压紧模具,然后用压板压紧定模,并初步固定动模,然后慢速开闭模具,找正动模,应保证开闭模具时平衡、灵活、无卡住现象,然后固定动模。 然后调节锁模机构,保证有足够开模行程及锁模力。 再缓慢开启模直至模板停止后退为止,调节顶出装置,保证顶出距离。开闭模具观察顶出机构动作是否平衡、灵活、协调。 模具装好后,等料筒及喷嘴温度上升到距预定温度20~30?,即可校正喷嘴与浇口套的相对位置及弧面接触情况,可
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