毕业设计(论文)-吊扇开关盖壳注塑模具设计【含全套CAD设计图纸】

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1 绪论

1.1 模具的影响力

模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。

对模具的全面要求是:能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面都满足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度,要求高效率、自动化操作简便,从模具制造的角度,要求结构合理、制造容易、成本低廉。

模具影响着制品的质量。首先,模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次,在加工过程中,模具结构对操作难以程度影响很大。在大批量生产塑料制品时,应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动,为此,常采用自动开合模自动顶出机构,在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落。另外模具对制品的成本也有影响。当批量不大时,模具的费用在制件上的成本所占的比例将会很大,这时应尽可能的采用结构合理而简单的模具,以降低成本。

现代生产中,合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少是三项重要因素,尤其是模具对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用。高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用,产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提的。由于制件品种和产量需求很大,对模具也提出了越来越高的要求。 1.2 注射模介绍

注塑模亦称注射模。它是热塑性塑料成型加工中常用的一种模具。注塑模由动模和定模两部分组成。成型零件是构成模具型腔部分的零件,包括内模镶件、型芯和侧抽芯等。排气系统是熔体填充时将型腔内空气排出模具以及开模时让空气及时进入型腔,避免产生真空的结构。结构件包括模架﹙坯﹚板、支承柱、限位件等。侧向抽芯机构包括:斜导柱、滑块、斜滑块、斜推杆、弯销、

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T形扣、液压缸及弹簧等零件。当塑件的侧向有凸凹孔等结构时,在塑料被推出之前,必须先抽拔侧向的型芯﹙或镶件﹚,才能使塑件顺利脱模。浇注系统是模具中熔体进入型腔之前的一条过渡通道,其作用是将熔融的塑料由注射机射嘴引向闭合的模腔。温度调节系统包括冷却和加热,大多数情况下都要冷却。脱模系统是实现塑件安全无损坏地脱模的机构。合理的模具结构是提高塑料注射模寿命的基础。不同结构形式的注射模型腔和型芯,其强度、刚度以及易损坏部分的修理、更换方便与否是不同的。要科学地设计出结构合理的注射模,首先要求塑料件的设计要合理。在满足使用要求的前提下,塑料件的技术要求及其结构必须符合模具制造的工艺性和可行性。通常一个成型周期从几秒钟到几分钟不等,时间的长短取决于塑件的大小、形状和厚度、模具的结构、注射机的类型及塑料的品种和成型工艺条件等因素。

目前,注射成型工艺发展很快,除了热塑性塑料注射成型以外,一些热固性塑料也可以成功地用于注射成型,且具有效率高,产品质量稳定的优点;低发泡塑料注射成型提供了缓冲、隔音、隔热等优良性能的塑料制件;双色和多色注射成型提供了多种颜色、美观实用的塑料商品。 1.3 设计目的

塑料件在各行各业及日常生活中使用越来越多,塑料模具的设计制造的社会需求日益增长,要求也越来越高,同时社会对具有三维CAD设计能力的人才需求也日益增长。短接头形状不太复杂,通过此注射模设计,进行模具设计、工艺设计的基本技能训练与培养,让我基本掌握利用三维CAD软件进行工程设计的方法,应用所学知识进行工程设计的能力,适应社会需求。

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2 塑件的结构工艺性分析

2.1 塑件图

图2-1 塑件零件图

产品名称:吊扇开关盖壳 产品材料:ABS 产品数量:大批

技术要求:未注公差IT14 2.2 塑件的工艺分析 2.2.1 塑件的尺寸精度分析

材料为ABS,密度为1.05g/cm3,收缩率0.4%-0.7%取0.5%。ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性,丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性;丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性;苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。 2.2.2 塑件表面质量分析

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塑件的表面要求越高,表面粗糙度越低。表面质量主要是取决于模具型腔表面粗糙度,经过以上分析可以看出,注射时在工艺参数控制得较好的情况下,零件的成型要求可以得到保证。该塑件外部需要的表面粗糙度比内部要高许多,为Ra0.8?m,内部为1.6?m。 2.2.3 脱模斜度分析

该塑件采用的塑料是ABS,而ABS的成型收缩率较小﹙0.4%-0.7%﹚,而且塑件不太复杂,所以应取较合适的脱模斜度。为保证壁厚的均匀一致,因此取塑料件的内外表面的脱模斜度一致,这里脱模斜度取0.5o。 2.2.4 计算塑件的体积和质量

计算塑件的体积和质量是为了选取合适的注塑机,提高设备利用率,确定模具型腔数。经计算塑件体积为56.95cm3﹙ABS的密度ρ=1.05g/cm3﹚。

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3 塑件的成型特性分析及成型工艺

3.1 ABS的结构性能与主要用途

ABS是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体的共聚物,价格便宜,原料易得,是目前产量最大、应用最广的工程塑料之一。ABS无毒、无味,为呈微黄色或白色不透明粒料,成形的塑件有较好的光泽,密度为1.02-1.05g/cm3。 ABS是由于三种组分组成的,故它有三种组分的综合力学性能,而每一组分又在其中起着固有的作用。丙烯腈使ABS具有良好的表面硬度、耐热性及耐化学腐蚀性,丁二烯使ABS 坚韧,苯乙烯使它有优良的成形加工性和着色性能。 ABS的热变形温度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、尼龙等都高,尺寸稳定性较好,具有一定的化学稳定性和良好的介电性能,经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高连续工作温度为45℃左右,热变形温度约为65℃左右。不透明,耐气候性差,在紫外线作用下易变硬发脆。根据ABS中三种组分之间的比例不同,其性能也略有差异,从而适应各种不同的应用。

ABS在机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机外壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳、蓄电池槽、冷藏库和冰箱衬里等,汽车工业上用制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节导管、加热器等,还可用夹层板制作小轿车车身,还可用来制作水表壳、纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器、农药喷雾器及家具等。

ABS易吸水,使成形塑件表面出现斑痕、云纹等缺陷。成型范围及收缩率大、极易缩孔、凹痕、变形、方向性强;流动性极好,易于成型;热容量大,注射成型模具必须设计能充分进行冷却回路,注意控制成型温度。料温低时方向性明显,尤其是低温、高压时更明显。聚丙烯形成的适宜模温为80℃左右,不可低于50℃,否则会造成成型塑件表面光泽差或产生熔接痕等缺陷。温度过高会产生翘曲和变形。

无定型塑料。其品种很多,各品种的机电性能及成型特性也各有差异,应按品种稳定成型方法及成型条件。

吸湿性好。水的质量分数应小于0.3%,必须充分干燥,要求表面光择地塑件应要求长时间预热干燥。

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如缺料、发脆、分解、翘曲等均与浇口设计直接相关。

﹙4﹚冷料穴:一般设置在分型面的尽端或在流道的尽端。其作用是集存冷料,以防冷料堵塞流道或进入型腔造成制件上的冷疤或冷斑。冷料产生的原因是喷嘴最前端熔融料温度较低。

注射模具浇注系统的作用,是使来自注射喷嘴的熔融物料迅速充满全部型腔,并在充模过程中将压力传递到型腔的各个部位以使制件均匀成型。 5.4.3 主流道设计

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3.5~4mm,一段主流道的设计,主流道圆锥角α=2o~6o,内壁粗糙度Ra0.63μm,主流道的大端呈圆角,半径r=1~3mm,以减小料流转向过渡时的阻力。主流道衬套与定模板采用H7/m6过渡配合,与定位圈的配合采用H9/f9间隙配合。主流道衬套一般选用T8、T10制造,热处理强度为52~56HRC。主流道衬套的形式,主流道小端入口处与流向机喷嘴反复接触,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,以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。衬套都是标准件,只需去买就行了。衬套小端直径的规格有φ12, φ16、φ20等几种。 主要参数设计:

﹙1﹚塑件材料为ABS,流动性好,故选择主流道圆锥角为α=2o~6o。 ﹙2﹚主流道大端呈圆角,半径r=1~3mm。

﹙3﹚由塑件材料为ABS,塑件质量为M=56.95?1.05=59.74g,选择主流道直径为d=3mm,D=6mm。

﹙4﹚浇口套与注射机喷嘴由的接触球面要求吻合,由于注射机喷嘴球面半径SR是定值,由所选取的注射机决定,根据所选注射机,SR=20mm,一般取SR+0.5,为SR=20.5mm。断面凹球面深度L2=3mm,球面与主流道孔应以清角度连接,不应有倒拔痕迹,以保证主流道凝料顺利脱落。

﹙5﹚定位环是模体与注射机的定位装置,保证浇口套与注射机喷嘴对中定位,定位环的外径应与注射机的定位孔间隙配合,定位圈厚度取15mm。

根据参数设计,如图5-4浇口套结构简图。

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图5-4 浇口套结构简图

5.4.4 分流道设计

分流道是主流道与浇口之间的通道,一般开在分型面上,起分流和转向的作用。分流道截面的形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和U形等,圆形和正方形截面流道的比面积最小﹙流道表面积于体积之比值称为比表面积﹚,塑料熔体的温度下降小,阻力小,流道的效率最高。但加工困难,而且正方形截面不易脱模,所以在实际生产中较常用的截面形状为梯形、半圆形及U形,如图5-5。

图5-5 分流道截面图

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分流道设计要点:

﹙1﹚在保证足够的注塑压力使塑料熔体能顺利的充满型腔的前提下,分流道截面积与长度尽量取小值,分流道转折处应以圆弧过度。

﹙2﹚分流道较长时,在分流道的末端应开设冷料穴。对于此模来说在分流道上不须开设冷料穴。

﹙3﹚分流道的位置可单独开设在定模板上或动模板上,也可以同时开设在动,定模板上,合模后形成分流道截面形状。

﹙4﹚分流道与浇口连接处应加工成斜面,并用圆弧过度。

分流道的长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口位置,从在输送熔料时减少压力损失,热量损失和减少浇道凝料的要求出发,应力求缩短。 分流道的断面尺寸应根据塑件的成形的体积,塑件的壁厚,塑件的形状和所用塑料的工艺性能,注射速率和分流道长度等因素来确定。

根据选择原则设计分流道,分流道连接主流道,在设计中应该根据型腔分布合理的将浇口与主浇道连接,同时需要根据塑料的材质,设计到满足的材料流通性和尽快的充塑。

由于本次设计为一模两件,根据型腔的简单等距分布,分流道可以使用直流道使塑件注入型腔的距离相等。如图5-6。

图5-6 分流道示意图

由表5-1,因ABS的推荐断面直径为4.5~9.5,部分塑件常用断面尺寸推荐范围。分流道要减小压力损失,希望流道的截面积大,表面积小,以减小传热损失,同时因考虑加工的方便性。分流道应考虑出料的流畅性和制造方便,熔融料的热量损失小,流动阻力小,比表面和小等问题,由于采用的是潜伏式二级分流道对热损失及流动提出了较高的要求,采用圆形的分流道,为了保证

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外形无浇口痕,浇口前后两端形成较大的压力差,增加流速,得到外形清晰的制件,提高熔体冷凝速度,保证熔融的塑料不回流,同时可隔断注射压力对型腔内塑料的后续作用,冷却后快速切除。同时它的效果与S浇注系统有同样的效果,有利于补塑。

表5-1 断面直径推荐值

塑件名称或代号 分流道直径 塑件名称或代号 分流道直径 ABS、AS 4.8-9.5 PP 4.8-9.5 POM 3.2-9.5 PE 1.6-9.5 PC 4.8-9.5 PPO 6.4-9.5 PA 1.6-9.5 PS 3.2-9.5 5.4.5 浇口设计

浇口又称进料口,是连接分流道与型腔之间的一段细短流道﹙除直接浇口外﹚,它是浇注系统的关键部分。其主要作用是:

型腔充满后,熔体在浇口处首先凝结,防止其倒流。

易于在浇口切除浇注系统的凝料。浇口截面积约为分流道截面积的0.03~0.09,浇口的长度约为0.5mm~2mm,浇口具体尺寸一般根据经验确定,取其下限值,然后在试模是逐步纠正。

当塑料熔体通过浇口时,剪切速率增高,同时熔体的内磨檫加剧,使料流的温度升高,粘度降低,提高了流动性能,有利于充型。但浇口尺寸过小会使压力损失增大,凝料加快,补缩困难,甚至形成喷射现象,影响塑件质量。浇口位置的选择:

﹙1﹚浇口位置应使填充型腔的流程最短。这样的结构使压力损失最小,易

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保证料流充满整个型腔,同时流动比的允许值随塑料熔体的性质,温度,注塑压力等的不同而变化,所以我们在考虑塑件的质量都要注意到这些适当值。

﹙2﹚浇口设置应有利于排气和补塑。

﹙3﹚浇口位置的选择要避免塑件变形。采侧浇口在进料时顶部形成闭气腔,在塑件顶部常留下明显的熔接痕,而采用点浇口,有利于排气,整件质量较好,但是塑件壁厚相差较大,浇口开在薄壁处不合理;而设在厚壁处,有利于补缩,可避免缩孔、凹痕产生。

﹙4﹚浇口位置的设置应减少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型时前端较冷的料流在型腔中的对接部位,它的存在会降低塑件的强度,所以设置浇口时应考虑料流的方向,浇口数量多,产生熔接痕的机会很多。流程不长时应尽量采用一个浇口,以减少熔接痕的数量。对于大多数框形塑件,浇口位置使料流的流程过长,熔接处料温过低,熔接痕处强度低,会形成明显的接缝,如果浇口位置使料流的流程短,熔接处强度高。为了提高熔接痕处强度,可在熔接处增设溢溜槽,是冷料进入溢溜槽。筒形塑件采用环行浇口无熔接痕,而轮辐式浇口会使熔接痕产生。

﹙5﹚浇口位置应避免侧面冲击细长型心或镶件。

根据本次设计中塑件的特点,因点口在脱开时不会伤塑件的内表面在这里是可以达到的,考虑到侧浇口简单直接,避免模具过于复杂化,所以选取用侧浇口。

塑件的外观要求及型腔分布情况,选用如图5-7的侧浇口形式。从塑件的底侧中部进料,去除凝料时不会在塑件的外壁留下浇口痕迹,不影响塑件的外观。

图5-7 侧浇口形式

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根据选用侧浇口,本次设计计算侧浇口深度和宽度经验计算经验公式得h=1.8mm,w=0.79mm。

图5-8 侧浇口简图

5.4.6 冷料穴的设计

冷料穴又称冷料井,是在塑料注射成型模具中用来储存注射间隔期间产生的冷料头,防止冷料进入型腔而影响塑件质量,并使熔料能顺利地充满型腔的一个结构。冷料井通常设置在主流道末端,当分流道长度较长时,在末端也应开设冷料井。﹙冷料井是为贴存料流中的前锋冷料而设置在主流道或分流道末端的冷料穴﹚ 此次设计采用卧式注射机,冷料穴设计在主浇道的末端。且开在主浇道对面的动模板上,直径稍大于主浇道大端直径,便于冷料的进入。冷料穴的形式不仅与主浇道的拉料杆有关还与主浇道中的凝料脱模形式有关。

在冷料穴的设计中,对于制件并不是所有的多型腔注射模在分型面都要设计冷料穴,对于塑料性能和成型工艺控制较好,或塑件要求不高时,可不必设置冷料穴。本次设计中使用Z拉料杆,冷料穴置于主浇道与拉料杆产生的接触处,Z型拉料杆牙角为60°,冷料穴的设计根据拉料杆的结构形状设计深度为11mm。故冷料穴设计如图5-8。

图5-9 冷料穴简图

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6冷却系统及排气系统设计

6.1冷却系统的设计

冷料井位于主流道正对面的动模板上,或处于分流道末端,其作用是接受料流前锋的“冷料”,防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量,开模时又能将主流道的凝料拉出。冷料井的直径宜大于大端直径,长度约为主流道大端直径。基于本次设计的模具,可采用底部带有拉料杆的冷料井,这类冷料井的底部由一个拉料杆构成。拉料杆装于型芯固定板上,因此它不能随脱模机构运动。利用球头形的拉料杆配合冷料井。

为使冷却水处于湍流状态,查资料取D=6mm。

结合模具的结构取两条冷却管道会造成模具温度会分布不均,故这里取4条。

根据对模具所需冷却要求和塑件的厚度、材料、质量等。由于塑件的厚度为3mm,选用材料为ABS,故加热温度需要适宜的冷却结构。选用冷却水道,通常分布于塑件成型较为接近处,因此在合理模具结构中,我将冷却水道设计与型腔固定板中,能有效达到冷却效果并且模具结构不会遭到破坏。冷却水道如图6-1。

图6-1 冷却水道简图

6.2 排气系统的排气方式确定

模具内除了型腔和浇注系统中原有的空气塑料受热或凝固产生的低分子挥

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发气体,这些气体若不能顺利排出,则可能因充填时气体被压缩而产生高温,引起塑料局部炭化烧焦,或使塑料产生气泡,或使塑料熔接不良而引起缺陷。 通常,选择排气槽的开设位置时,应遵循以下原则: ﹙1﹚排气口不能正对操作者,以防熔料喷发而发生工伤事故; ﹙2﹚最好开设在分型面上,如果产生飞边易随塑件脱出; ﹙3﹚最好设在凹模上,以便于模具加工和清模方便;

﹙4﹚开设在塑料熔体最后才能填充的模腔部位,如流道或冷料穴的终端; ﹙5﹚开设在靠近嵌件和制件壁最薄处,因为这样的部位最容易形成熔接痕; ﹙6﹚若型腔最后充满部位不在分型而上,其附近又无可供排气的推杆或活动的型心时,可在型腔相应部位镶嵌烧结的多孔金属块,以供排气;

﹙7﹚高速注射薄壁型制件时,排气槽设在浇口附近,课使气体连续派出。 若制作具有高深的型腔,那么在脱模时需要对模具设置引气系统,那是因为制作表面与型心表面之间在脱模过程中形成真空,难于脱模,制件容易变形或损坏。热固性塑料制件在型腔内的收缩小,特别是不采用镶拼结构的深型腔,使制件附粘在型腔的情况比热塑性制件更甚,因此,必须引入排气系统。

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7 成型零件的设计

7.1 成型零件的结构设计

模具中成型零件决定塑件的几何形状和尺寸,成型零件包括型芯、型腔、镶块、成形杆和成形环等。在进行成型零件的结构设计时,首先应根据塑件的性能和塑件的形状、尺寸以及其他的使用要求。然后根据其塑件的形状、尺寸和成型零件的加工及装配工艺要求进行成型零件的结构设计和尺寸计算。 ﹙1﹚型腔

型腔也称作凹模,是成型塑件外表面的主要零件﹙包括零件的内腔和实体两部分﹚。它的结构取决于塑件的成型需要和加工与装配的工艺要求,通常可分为整体式和组合式两大类。本模具根据塑件的外形结构选择整体式凹模,该结构形式的型腔强度高且牢固,成型的塑件无拼缝痕迹。 ﹙2﹚型芯

型芯是注射模中成型塑件内表面的零件,它又称主型芯,是成形塑件中较大的、主要内形的零件。型芯有整体式和组合式两大类。该塑件采用整体式型芯。

①整体式型芯

整体式型芯将型芯与动模板做成一体,使其结构牢固,成型的塑件质量较好。但由于机械加工不便,钢材消耗量大。故此型芯主要用于形状简单的小型芯模具。

②组合式型芯

组合式型芯又分为整体装配式和镶件组合式。

整体装配式型芯:它将凸模或型芯加工后与动模进行装配而成。 镶件组合式型芯:对于形状复杂的大型型芯,为了便于机械加工,可采用镶件组合式。

7.2 成型零件尺寸设计

成型零件中与塑料熔体接触并决定制品几何形状的尺寸称之为工作尺寸。塑料制品的几何尺寸分别称之为凹模尺寸、型芯尺寸和中心距尺寸。 7.2.1 影响塑件尺寸误差的因素

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仅考虑塑件收缩率时模具成形零件工作尺寸计算: 计算模具成形零件最基本的公式为

Lm?Ls?1?S? ﹙7-1﹚

式中: Lm-模具成形零件在常温下的实际尺寸(mm); LS-塑件在常温下的实际尺寸(mm); S-塑件的计算收缩率。

由于LS=56.95,S=0.055代入﹙7-1﹚得: Lm=56.95×1.055=60.08

多数情况下,塑件的收缩率是一个波动值,常用平均收缩率来代替塑料的收缩率,塑料的平均收缩率为:

SCP??Smax?Smin?/2?100% ﹙7-2﹚

式中: Scp-塑件的平均收缩率; Smax-塑件的最大收缩率; Smin-塑件的最小收缩率。

由于Smax=0.7,Smin=0.4代入﹙7-2﹚得:

Scp=﹙0.7-0.4﹚/2×100%=15%

实际收缩率与计算收缩率会有差异,按照一般的要求,塑件收缩率波动所引起的误差应小于塑件公差的13。

﹙2﹚模具成形零件的制造误差

模具成形零件的制造精度是影响塑件尺寸精度的重要因素之一。模具成形零件的制造精度愈低,塑件尺寸精度也愈低。一般成形零件工作尺寸制造公差值?z取塑件公差值?的13~14或取IT7~IT8级作为零件制造公差,组合式型腔或型芯的制造公差应根据尺寸链来确定。 7.2.2 成形零件工作尺寸的计算方法

所谓工作尺寸是零件上直接用以成形塑件部分尺寸,主要有型腔和型芯的径向尺寸﹙包括矩形和异形型芯的长和宽﹚、型腔深度和型芯高度和尺寸,中心距等。

成型零件工作尺寸的计算方法有以下两种:一种是按平均缩率、平均制造

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复位杆:GB4169.1-84。 8.3.3 拉料杆的设计

拉料杆的作用是模具开模时,主流道凝料在拉料杆的作用下,从定模浇口套中被拉出,随后推出机构将塑件和凝料一起推出模外。Z字形的拉料杆是最常用的一种形式,工作时依靠Z字形钩将主流道凝料拉出浇口套;

对于拉料杆设计为长155mm,表面粗糙度为0.8?m,同轴度为0.2mm等这些保证了将塑件成功拉出浇口套,如图8-3。

图8-3 拉料杆结构简图

8.3.4 限位钉的设计

为使顶出机构的推杆在复位杆复位后能有一个正确的距离,采用了限位钉主要起支承和调整的作用。采用45号钢,调质处理:43~48HRC。 8.4 合模导向装置的设计

采用导柱和导套构成导向机构,主要作用:定位作用,模具闭合后保证上下模位置正确,保证型腔的形状和尺寸准确;导向作用,合模时,首先是导向零件接触,引导上下模准确闭合,避免型芯先进入型腔造成成型零件损坏;承受一定的侧压力,塑料熔体在充型过程中可能产生单向侧压力,使导柱承受一定的侧向压力,以保证模具的正常工作。

导套设计中选用带肩导套Ⅰ型。

导柱应合理地均匀分布在模具分型面的四周,导柱中心至模具边缘有足够的距离,以保证模具强度﹙导柱中心至模具边缘通常为直径的1~1.5倍,所

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选用导柱直径为15mm,距模具边缘距离为长30mm,宽40mm,符合要求﹚;导柱应具有硬而耐磨的表面,坚韧而不易折断的内芯,因此多采用20钢经渗碳淬火处理或T8、T10经淬火处理,硬度为HRC50~55。导柱固定部分表面粗糙度为0.8。导向部分表面粗糙度为0.8~0.4。导柱固定端与模板之间一般采用H7/m6或者H7/k6的过渡配合,导向部分采用H7/f7或者H7/f8的间隙配合。

导套应配合导柱进行选择,导套用于导柱相同的材料或者铜合金得耐磨材料,其硬度一般应低于导柱硬度,减轻磨损,防止导柱、导套拉毛。导柱固定部分与导向部分采用Ra=0.8m,导套采用H7/h6或者H7/k6配合入模板。如图8-4。

图8-4 导柱与导套配合

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9 注射机与模具各参数的校核

9.1 注射压力的校核

该项工作是校核所选注射机的公称压力P0能否满足塑件成型时所需要的注射压力P0,塑件成型时所需要的压力一般由塑料的流动性\\塑件的结构和壁厚以及浇注系统类型等因素决定,其值一般为70~150MPa。ABS所需的注射压力P0如表9-1所示。

表9-1 ABS所需的注射压力P0

注射条件 塑料 厚壁件 中等厚壁件 难流动的薄壁窄浇口件 ABS 80~100 100~130 130~150 因为P公≥p0,所以满足条件。 9.2 注射量校核

nm+m1≤Kmp ﹙9-1﹚ 2×92.5624+100 ≤0.7×500﹙满足﹚ 式中: n-型腔数目

mp-注射机允许的最大注射量﹙g或cm3﹚; m-单个塑件的质量或体积﹙g或cm3﹚;

m1-浇注系统凝料及飞边质量或体积﹙g或cm3﹚; k-注射机最大注射量利用系数,一般K=0.7

由于n=2,m=92.562,m1=100,K=0.7,mp=500代入﹙9-1﹚得: 2×92.5624+100≤0.7×500﹙满足﹚ 如上所述:满足要求。 9.3 锁模力的校核

锁模力是指注射机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力。注射机锁模力的校核关系为:

F≥kpA ﹙9-2﹚

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式中: F-注射机锁模力;

k-压力损耗系数,一般取1.1~1.2,取1.1; P-型腔内熔体的压力,本塑件P=30Mpa;

A-塑件及浇注系统在分型面上的投影面积之和,本模具A=1.4×10-2 由于A=12,k=1.1,P=30代入﹙9-2﹚得:

kpA=1.1×30×106×1.4×10-2=462000N=462KN

模具的外形尺寸应小于注射机的拉杆距离,否则无法安装。同时,模具的座板尺寸不能超过注射机的模板尺寸。查模具设计手册得125注射机的拉杆空间为290mm?368mm,动、定模固定板尺寸为532mm?634mmmm,本模具的外形尺寸为230mm×200mm×276mm,通过比较可知满足要求。

模具厚度﹙闭合高度﹚

模具闭合高度必须满足以下公式:

Hmin?H?Hmax ﹙9-3﹚

式中: Hmin-注射机允许的最大模厚(mm); Hmax-注射机允许的最小模厚(mm); 由于Hmin=180,Hmax=300代入﹙9-3﹚得: 180

本设计中模具厚度为276mm,满足要求。 9.5 开模行程的校核

表9-2 开模行程和顶出机构的校核

模具类型 单分型面注射模 双分型面注射模 用斜导柱侧向抽芯或分型注射模 注射机类型 注射机最大开模行程与模具厚度无关 注射机最大开模行程与模具厚度有关 模具为单分型面且注射机最大开模行程与模具厚度无关 公式 S≥H1+H2+﹙5~10﹚mm S≥Hm+H1+H2+(5~10)mm Hc>H1+H2S≥Hc+(510)Hc<H1+H2S≥H1+H2+(5~10) 模具开模行程的校核公式为:

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H1+H2+a+(5-10)≤S ﹙9-4﹚

式中: S-注射机的最大开模行程﹙mm﹚; H1-塑件脱模所需的推出距离﹙mm﹚;

H2-塑模板之间的最大开距S件高度﹙不包括浇注系统高﹚﹙mm﹚; a-取出浇注系统凝料所需的定模座板与中间板之间的距离(mm); 由于H1=55,H1=60,a=60代入﹙9-4﹚得: 55+60+60+6=181mm≤340mm H1+H2+a+(5-10)≤S (满足要求)

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结 论

通过对吊扇开关盖壳塑料模具的设计,对常用塑料在成型过程中对模具的工艺要求有了更深一层的理解,掌握了塑料成型模具的结构特点及设计计算方法,对独立设计模具具有了一次新的锻炼。

在设计过程充分利用了各种可以利用的方式,同时在反复的思考中不断深化对各种理论知识的理解,在设计的后一阶段充分利用CAD软就是一例,新的工具的利用,大在提高了工作效率。

以计算机为手段,专用模具分析设计软件为工具设计模具。软件可直接调用数据库中模架尺寸,金属材料数据库及加工参数,通过几何造型及图形变换可得到模板及模腔与型芯形状尺寸迅速完成模具设计。

模具CAD技术是模具传统设计方式的革命,大大提高了设计效率,尤其是系列化或类似注射模具设计效率更为提高。

总之,通过毕业设计的又一次锻炼完全清楚了充分利用CAD技术进行设计,在模具符合使要求的前提下尽量降低成本。同时在实际中不断的积累经验,以设计出价廉物美的模具。

这次设计能顺利完成,还得感谢刘老师的精心指导。但错误之处在所难免,望批评指正。

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参考文献

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[6] 叶伟昌.机械工程及自动化简明设计手册.北京:机械工业出版社.2001 [7] 陈于萍.互换性与测量技术基础.北京:机械工业出版社.2005 [8] 杨安.塑料成型工艺与模具设计[M].北京:理工大学出版社.2007 [9] 李舒燕.林承全,模具制造工艺[M].湖北:科学技术出版社.2008 [10] 陈剑鹤.模具设计基础[M].北京:机械工业出版社.2008

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致 谢

经过三个多月毕业设计忙碌之后,设计最终完成,心理有一种说不出的轻松,设计过程中遇到许多的问题,在众多师友的帮助下予以解决。首先要感谢曾欣老师对我的精心指导和督促,并为我提出宝贵的意见和建议;同时还要感谢我的父母及大学期间我所有的任课老师们,谢谢您们授予给我知识。只有您们我才能有机会参加这次毕业设计,并顺利地参加这次答辩。

同时也要感谢我的同学们,谢谢您们教我掌握了Word的编辑功能;谢谢您们给我营造良好的学习环境,让我在做毕业设计的过程中能全心投入其中,使我的AutoCAD操作有了更进一步的掌握。另外,也要感谢这次参加答辩的老师们,谢谢您们舍弃自己宝贵的时间来参加这次答辩从中,我学会了如何去思考问题、解决问题,对新思想、新理论的涉取,对待工作严谨的态度,真的是受益匪浅。

在此,向所有关心和帮助过我的领导、老师、同学和朋友表示由衷的谢意!

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