【正文】 塑料板凳注塑模具設(shè)計(jì) 摘 要 這是一篇關(guān)于塑料板凳的注塑模具設(shè)計(jì)的說(shuō)明書(shū) ,同時(shí)這篇說(shuō)明書(shū)也具有注塑模具設(shè)計(jì)的一般共性問(wèn)題和方法。一個(gè)注塑模具的設(shè)計(jì)過(guò)程通常要包含產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、加工制造這三個(gè)階段。本篇設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)從大體上來(lái)說(shuō)只包含塑料板凳的產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)。板凳是用來(lái)承受載荷的 ,那么它必須具有一定的強(qiáng)度 ,塑料板凳要滿(mǎn)足這一基本要求必須進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與力分析。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行的是對(duì)塑件的尖角、棱、加強(qiáng)筋、壁厚等的設(shè)計(jì) 。而力分析主要運(yùn)用靜力計(jì)算和 ANSYS 軟件的靜力分析進(jìn)行的。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以幫助進(jìn)行優(yōu)化 ,從而節(jié)省材料 ,而力分析是在已有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上看是否能夠承受一定的載荷 ,由此合格的塑料板凳的產(chǎn)品造型可設(shè)計(jì)出。造型設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)的的前步 ,有了三維造型就可以在 PROE 中的 mfg 模塊的模具型腔子模塊中進(jìn)行三維造型的布局、創(chuàng)建工件、創(chuàng)建分型面、分割工件、創(chuàng)建成型零件、生成型腔型芯、加裝模架等一系列的步驟 ,并且最終生成二維圖紙。其中加裝模架可以進(jìn)行手工造型加裝和運(yùn)用 標(biāo)準(zhǔn)模架庫(kù)進(jìn)行加裝。手工加裝靈活度大 ,但不方便且耗時(shí) 。運(yùn)用 進(jìn)行加裝很方便 ,數(shù)十秒內(nèi)便可加裝完畢 ,但為了能熟練掌握模具結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì) ,我采用了手工加裝的方法。 關(guān)鍵詞 : 注塑模具塑料板凳分型面 ANSYS 型腔型芯 模架 Abstract: This paper is a bench on the plastic injection mold design specifications, while this paper also has a general mon injection mold design issues and approaches. An injection mold design process usually includes three stages: product design, mold design, manufacturing. This paper only contains plastic bench design and mold design. Bench is used to bear the load, then it must have some strength, plastic bench to meet the basic requirements for the design and structure must be analyzed. Structural design is the sharp corners, edge, rib, thickness design of the plastic product。 mechanics analysis, by using static analysis and static analysis software ANSYS conducted. Optimized structure design can help to save material, and mechanics analysis is the basis of the existing structure to inspect it can bear the load, thus qualified plastic bench of product modeling can design. Product design is the first step of mold design, with threedimensional modeling on the mfg in PROE mold cavity module submodule in threedimensional modeling of the layout, create jobs, create subsurface, cutting jobs, create molded parts, generating cavity core, mold, etc. to install a series of steps, and eventually produce two dimensional drawings. Which can be manually installed mold molding installation and use of standard mold base library installation. Manual installation flexibility, yet it is not convenient and timeconsuming。 use for easy installation, retrofitting can be pleted within tens of seconds, but in order to master the mold structure and design, I used the manual plus installation method. Key words: Injection mold Plastic bench SubsurfaceANSYS Mold coreMold cavity Mold structure 目 錄 概 論 5 1 塑料板凳的產(chǎn)品設(shè)計(jì) 8 注塑模具設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)要過(guò)程 8 塑件分析 8 注塑機(jī)的選用 9 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算 9 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 排氣方式設(shè)計(jì) 9 模具總體尺寸的確定 9 注塑機(jī)參數(shù)的校核 9 模具總裝配圖和零件工作圖 10 全面審核投產(chǎn)制造 10 注塑件設(shè)計(jì) 10 塑件的設(shè)計(jì)原則 10 塑件的工藝性分析 12 塑件表面質(zhì)量分析 17 塑料板凳的 ansys 受力分析 18 材料參數(shù)查詢(xún) 18 用 ansys 進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力分析的過(guò)程 19 塑料板凳的 ANSYS 具體分析步驟 20 分析結(jié)論 25 2 注塑模具成型零件設(shè)計(jì) 25 成型零件工作尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 26 尺寸的影響因素及平均收縮率 26 型腔和型芯工作尺寸的計(jì)算 27 型腔的壁厚設(shè)計(jì) 29 模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算 30 矩形型腔結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 31 分型面的設(shè)計(jì) 34 分型面的選擇原則 34 分型面的形式 35 型腔總體布置與分型面選擇 36 三板模分型、復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 37 三板模的開(kāi)模順序 38 彈簧 38 復(fù)位桿復(fù)位 39 3 注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 39 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 40 保證產(chǎn)品外觀(guān)質(zhì)量 40 保證制品上的內(nèi)部質(zhì)量 40 流道設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng) 40 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 41 主流道設(shè)計(jì) 41 主流道設(shè)計(jì)原則 42 澆口襯套的設(shè)計(jì) 42 分流道的設(shè)計(jì) 43 分流道的截面形狀 44 分流道的尺寸 45 澆口設(shè)計(jì) 45 澆口種類(lèi) 45 非限制澆口特點(diǎn) 46 限制澆口特點(diǎn) 46 澆口位置的選擇 48 成型周期 50 注射時(shí)間 50 閉模冷卻時(shí)間 51 取出塑件的時(shí)間 51 4 注塑模具的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 51 冷卻與效率 52 所需冷卻時(shí)間的計(jì)算 53 冷卻水道的設(shè)計(jì) 55 冷卻水道傳熱面積計(jì)算 56 冷卻時(shí)所需冷卻介質(zhì)的體積流量 56 冷卻水道傳熱面積的計(jì)算 57 冷卻水道數(shù)目的計(jì)算 58 5 模架設(shè)計(jì) 59 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 59 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 59 脫模阻力的計(jì)算 60 推桿的設(shè) 計(jì) 61 推桿的形式 61 推桿的位置 62 推桿的固定及配合 62 推桿尺寸的計(jì)算 63 支承零件的設(shè)計(jì) 64 動(dòng)模座板和定模座板 64 動(dòng)模板、定模板 64 支承板 65 墊快 65 注塑模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 65 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 66 導(dǎo)向孔 66 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 67 排氣方式 68 排氣槽設(shè)計(jì)要點(diǎn) 68 6 注塑機(jī)參數(shù)選擇 69 鎖模力的校核 70 安裝尺寸的校核 71 注射量的校核 71 模具厚度 72 開(kāi)模行程的校核 73 致 謝 74 參考文獻(xiàn) 74 概 論 注塑模的特點(diǎn) :熱塑性塑料原材料的特性所決定的 ,最主要的有兩點(diǎn) :一是注射時(shí)塑料熔體的充模流動(dòng)特性 ,二是模腔內(nèi)塑料冷卻固化時(shí)的收縮行為 ,這兩點(diǎn)決定了注塑模的特殊性和設(shè)計(jì)難度。由于塑料熔體屬于粘彈體 ,熔體流動(dòng)過(guò)程粘度隨剪切應(yīng)力、剪切速率而變化 ,流動(dòng)過(guò)程中大分子沿流動(dòng)方向產(chǎn)生定向 。模腔充滿(mǎn)后 熔體被部分壓縮 。冷卻固化過(guò)程中塑料的收縮非常復(fù)雜 ,模腔內(nèi)各部位、各方向塑料收縮率不同 ,不同種類(lèi)、牌號(hào)的塑料收縮率有很大差異 ,同一牌號(hào)的樹(shù)脂或塑料在加工時(shí)配方不同其充模流動(dòng)特性及收縮率也不同?；谏鲜鎏攸c(diǎn) ,設(shè)計(jì)注塑模時(shí)首先要充分了解所加工的塑料原材料的特性 ,使設(shè)計(jì)的模具合理適用 ,并可在設(shè)計(jì)中有效利用塑料特性 ,如點(diǎn)澆口模具用于塑料絞鏈制品。 注塑模具設(shè)計(jì)的基本要求與注意事項(xiàng) :合理地選擇模具結(jié)構(gòu) :根據(jù)塑件的圖紙及技術(shù)要求 ,研究和選擇適當(dāng)?shù)某尚头椒ㄅc設(shè)備 ,結(jié)合工廠(chǎng)的機(jī)械加工能力 ,提出模具結(jié)構(gòu)方案 ,充分征求有關(guān) 方面的意見(jiàn) ,進(jìn)行分析討論 ,以使設(shè)計(jì)出的模具結(jié)構(gòu)合理 ,質(zhì)量可靠中 ,操作方便。必要時(shí)可根據(jù)模具設(shè)計(jì)和加工的需要 ,提出修改塑件圖紙的要求 ,但需征得用戶(hù)同意后方可實(shí)施。 正確地確定模具成型零件的尺寸 :成型零件是確定制件形狀、尺寸和表面質(zhì)量的直接因素 ,關(guān)系甚大 ,需特別注意。計(jì)算成型零件尺寸時(shí) ,一般可采用平均收縮率法。對(duì)精度較高并需控制修模余量的制件 ,可按公差帶法計(jì)算 ,對(duì)于大型精密制件 ,最好能用類(lèi)線(xiàn)法 ,實(shí)測(cè)塑件幾何形狀在不同方向上的收縮率進(jìn)行計(jì)算 ,以彌補(bǔ)理上難以考慮的某些因素的影響。 設(shè)計(jì)的模具應(yīng)當(dāng)制造方便 :設(shè)計(jì)模具時(shí) ,盡量做到使設(shè)計(jì)的模具制造容易 ,等價(jià)便宜。特別那些比較復(fù)雜的成型零件 ,必須考慮是采用一般的機(jī)械加工方法加工還是采用特殊的加工方法加工。若采用特殊的加工方法 ,那么加工之后怎樣進(jìn)行組裝 ,類(lèi)似問(wèn)題在設(shè)計(jì)模具時(shí)均應(yīng)考慮和解決 ,同時(shí)還應(yīng)考慮到試模以后的修模 ,要留有足夠的修模余量。 充分考慮塑件設(shè)計(jì)特色 ,盡量減少后加工 :盡量用模具成型出符合塑件設(shè)計(jì)特點(diǎn)的制件 ,包括孔、槽、凸、凹等部分 ,減少澆口、溢邊的尺寸 ,避免不必要的后加工。但應(yīng)將模具設(shè)計(jì)與制造的可行性與經(jīng)濟(jì)性綜合考慮 ,防止片面性。 設(shè)計(jì)的模具 應(yīng)當(dāng)效率高、安全可靠中 :這一要求涉及到模具設(shè)計(jì)的許多方面 ,如澆口系統(tǒng)需充模塊、閉模塊 ,溫調(diào)系統(tǒng)效果好 ,脫模機(jī)構(gòu)靈活可靠 ,自動(dòng)化程度高等。 模具零件應(yīng)耐磨耐用 :模具零件的耐用度影響整個(gè)模具的使用壽命。因此在設(shè)計(jì)這類(lèi)零件時(shí)不但應(yīng)對(duì)其材料、加工方法、熱處理等提出必要的要求。像推桿一類(lèi)的銷(xiāo)柱件還容易卡住、彎曲、折斷 ,因此而造成的故障占模具故障的大部分。為此還應(yīng)考慮如何方便地調(diào)整與更換 ,但需注意零件壽命與模具相適應(yīng)。 由上述可知 ,一個(gè)注射模具的設(shè)計(jì)包含的內(nèi)容很多 ,與其設(shè)計(jì)相關(guān)的內(nèi)容也很多 ,比如模具設(shè)計(jì)前的 塑件設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)后的加工制造、試模、修配等任務(wù) ,這些都是與模具設(shè)計(jì)系系相關(guān)的。 圖 1 為本塑料板凳模具設(shè)計(jì)的三維造型圖 : 圖 2 為模具爆炸視圖 : 圖 1 三維模具裝配圖 ? 圖 2 模具爆炸視圖 1 塑料板凳的產(chǎn)品設(shè)計(jì) 注塑模具設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)要過(guò)程 塑件分析 1 明確塑件設(shè)計(jì)要求 仔細(xì)閱讀塑件制品零件圖 ,從制品的塑料品種、塑件形狀、尺寸精度、表面粗糙度等各方面考慮注塑成型工藝的可行行和經(jīng)濟(jì)性 ,必要時(shí) ,要與產(chǎn)品設(shè)計(jì)者探討塑件的材料種類(lèi)與結(jié)構(gòu) 修改的可能性。 明確塑件的生產(chǎn)批量 小批量生產(chǎn)時(shí) ,為降低成本 ,模具盡可能簡(jiǎn)單 。在大批量生產(chǎn)時(shí) ,應(yīng)在保證塑件質(zhì)量前提下 ,盡量采用一模多腔或高速自動(dòng)化生產(chǎn) ,以縮短生產(chǎn)周期 ,提高生產(chǎn)效率 ,因此對(duì)模具的推出機(jī)構(gòu) ,塑件和流道凝料的自動(dòng)脫模機(jī)構(gòu)提出了嚴(yán)格要求。 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量是為了選用注塑機(jī) ,提高設(shè)備利用率 ,確定模具型腔數(shù)。 注塑機(jī)的選用 根據(jù)塑件的體積或重量大致確定模具的結(jié)構(gòu) ,初步確定注塑機(jī)型號(hào) ,了解所使用的注塑機(jī)與設(shè)計(jì)模具有關(guān)的技術(shù) 參數(shù) ,如 :注塑機(jī)定位圈的直徑 噴嘴前端孔徑及球面半徑、注塑機(jī)最大注塑量、鎖模力、固定模板和移動(dòng)模板面積大小及安裝螺孔位置、注塑機(jī)拉桿的間距、閉合厚度、開(kāi)模行程、頂出行程等。、 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算 凹、凸模零件工作