【正文】 部件應盡量采用標準件。 鎖模力的校核 。 拉料桿的形式選擇 。 模具結(jié)構(gòu)設計 塑件成型分型面選擇 。 注塑機的選用 根據(jù)塑件的體積或重量大致確定模具的結(jié)構(gòu) ,初步確定注塑機型號 ,了解所使用的注塑機與設計模具有關的技術 參數(shù) ,如 :注塑機定位圈的直徑 噴嘴前端孔徑及球面半徑、注塑機最大注塑量、鎖模力、固定模板和移動模板面積大小及安裝螺孔位置、注塑機拉桿的間距、閉合厚度、開模行程、頂出行程等。 圖 1 為本塑料板凳模具設計的三維造型圖 : 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)品設計 注塑模具設計的簡要過程 塑件分析 1 明確塑件設計要求 仔細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)濟性 ,必要時 ,要與產(chǎn)品設計者探討塑件的材料種類與結(jié)構(gòu) 修改的可能性。因此在設計這類零件時不但應對其材料、加工方法、熱處理等提出必要的要求。 充分考慮塑件設計特色 ,盡量減少后加工 :盡量用模具成型出符合塑件設計特點的制件 ,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。對精度較高并需控制修模余量的制件 ,可按公差帶法計算 ,對于大型精密制件 ,最好能用類線法 ,實測塑件幾何形狀在不同方向上的收縮率進行計算 ,以彌補理上難以考慮的某些因素的影響。 注塑模具設計的基本要求與注意事項 :合理地選擇模具結(jié)構(gòu) :根據(jù)塑件的圖紙及技術要求 ,研究和選擇適當?shù)某尚头椒ㄅc設備 ,結(jié)合工廠的機械加工能力 ,提出模具結(jié)構(gòu)方案 ,充分征求有關 方面的意見 ,進行分析討論 ,以使設計出的模具結(jié)構(gòu)合理 ,質(zhì)量可靠中 ,操作方便。由于塑料熔體屬于粘彈體 ,熔體流動過程粘度隨剪切應力、剪切速率而變化 ,流動過程中大分子沿流動方向產(chǎn)生定向 。運用 進行加裝很方便 ,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)及其設計 ,我采用了手工加裝的方法。結(jié)構(gòu)設計可以幫助進行優(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)品造型可設計出。本篇設計說明書從大體上來說只包含塑料板凳的產(chǎn)品造型設計和模具設計。一個注塑模具的設計過程通常要包含產(chǎn)品造型設計、模具設計、加工制造這三個階段。而力分析主要運用靜力計算和 ANSYS 軟件的靜力分析進行的。手工加裝靈活度大 ,但不方便且耗時 。 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)品設計 8 注塑模具設計的簡要過程 8 塑件分析 8 注塑機的選用 9 模具設計的有關計算 9 模具結(jié)構(gòu)設計 9 排氣方式設計 9 模具總體尺寸的確定 9 注塑機參數(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 注塑件設計 10 塑件的設計原則 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 18 用 ansys 進行結(jié)構(gòu)靜力分析的過程 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計 25 成型零件工作尺寸的設計計算 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算 27 型腔的壁厚設計 29 模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計算 30 矩形型腔結(jié)構(gòu)尺寸計算 31 分型面的設計 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、復位機構(gòu)設計 37 三板模的開模順序 38 彈簧 38 復位桿復位 39 3 注射模具澆注系統(tǒng)設計 39 澆注系統(tǒng)的設計原則 40 保證產(chǎn)品外觀質(zhì)量 40 保證制品上的內(nèi)部質(zhì)量 40 流道設計的注意事項 40 澆注系統(tǒng)設計 41 主流道設計 41 主流道設計原則 42 澆口襯套的設計 42 分流道的設計 43 分流道的截面形狀 44 分流道的尺寸 45 澆口設計 45 澆口種類 45 非限制澆口特點 46 限制澆口特點 46 澆口位置的選擇 48 成型周期 50 注射時間 50 閉模冷卻時間 51 取出塑件的時間 51 4 注塑模具的冷卻系統(tǒng)設計 51 冷卻與效率 52 所需冷卻時間的計算 53 冷卻水道的設計 55 冷卻水道傳熱面積計算 56 冷卻時所需冷卻介質(zhì)的體積流量 56 冷卻水道傳熱面積的計算 57 冷卻水道數(shù)目的計算 58 5 模架設計 59 脫模機構(gòu)的設計 59 脫模機構(gòu)的設計原則 59 脫模阻力的計算 60 推桿的設 計 61 推桿的形式 61 推桿的位置 62 推桿的固定及配合 62 推桿尺寸的計算 63 支承零件的設計 64 動模座板和定模座板 64 動模板、定模板 64 支承板 65 墊快 65 注塑模的導向機構(gòu)設計 65 導柱導向機構(gòu) 66 導向孔 66 排氣結(jié)構(gòu)設計 67 排氣方式 68 排氣槽設計要點 68 6 注塑機參數(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 開模行程的校核 73 致 謝 74 參考文獻 74 概 論 注塑模的特點 :熱塑性塑料原材料的特性所決定的 ,最主要的有兩點 :一是注射時塑料熔體的充模流動特性 ,二是模腔內(nèi)塑料冷卻固化時的收縮行為 ,這兩點決定了注塑模的特殊性和設計難度?；谏鲜鎏攸c ,設計注塑模時首先要充分了解所加工的塑料原材料的特性 ,使設計的模具合理適用 ,并可在設計中有效利用塑料特性 ,如點澆口模具用于塑料絞鏈制品。計算成型零件尺寸時 ,一般可采用平均收縮率法。若采用特殊的加工方法 ,那么加工之后怎樣進行組裝 ,類似問題在設計模具時均應考慮和解決 ,同時還應考慮到試模以后的修模 ,要留有足夠的修模余量。 模具零件應耐磨耐用 :模具零件的耐用度影響整個模具的使用壽命。 由上述可知 ,一個注射模具的設計包含的內(nèi)容很多 ,與其設計相關的內(nèi)容也很多 ,比如模具設計前的 塑件設計、模具設計后的加工制造、試模、修配等任務 ,這些都是與模具設計系系相關的。 計算塑件的體積和質(zhì)量 計算塑件的體積和質(zhì)量是為了選用注塑機 ,提高設備利用率 ,確定模具型腔數(shù)。 模具冷卻系統(tǒng)的確定。 頂出機 構(gòu)與抽芯機構(gòu)的設計 。 注塑壓力的校核 。 模具總裝圖應包括必要尺寸 ,如模具閉合尺寸、外形尺寸、特征尺寸 (與注塑機配合的定位環(huán)尺寸 ),裝配尺寸、極限尺寸 (活動零件移動起止點 )及技術條件 ,編寫零件明細表等。這樣可使成型工藝穩(wěn)定 ,保證塑件質(zhì)量 ,又可使生產(chǎn)成本降低。 設計塑件時應考慮其模具總體結(jié)構(gòu)合理 ,模具形腔易于加工制造 ,模具抽芯和推出機構(gòu)簡單。一般在室內(nèi)使用 ,因此對光照等環(huán)境的腐蝕老化要求不高 ,那么在選材方面要求也不是太高。 因現(xiàn)在地板多為木質(zhì)地板 ,所以在塑料板凳與地板面接觸的部位必須要具有防刮擦措施。 塑件的工藝性分析 聚乙烯是目前產(chǎn)量最大、應用最廣的塑料品種之一。聚乙烯有一定睥力學強度 ,比其它的塑料相比差一點 ,但他價格比較便宜。塑料板凳的原材料高密度聚乙烯(HDPE) 高密度聚乙烯是聚乙烯在中壓或者低壓狀態(tài)下生成的 ,其密度,結(jié)晶度較高的 (80%90%),熔點 132135℃ ,塑件使用溫度在 110℃以下 ,脆化溫度在 70℃以下。注射成型的塑件尺寸要受到注射機注射量、鎖模力和模板尺寸的限制壓縮和壓注成型的塑件尺寸受到壓力機最大壓力和壓力機工作臺面最大尺寸的限制。和金屬件一樣 ,塑件也有公關要求 ,目前國內(nèi)主要依據(jù)原第四機械工業(yè)部制定的塑件尺寸公差標準(SJ 1372?1978)。查塑件尺寸公差表 (SJ 1372?1978)可知公差數(shù)值為 。另一方面塑料熔體充型時流動阻力大 ,會出現(xiàn)缺料現(xiàn)象。 塑件壁厚一般為 1?4mm,對于本塑料板凳的設計 ,因其要承受一定的壓載荷并且尺寸 200*200*150 為長寬高之積 ,在此因本設計結(jié)構(gòu)相對簡單 (如少了一些加強筋 ),所以壁厚選擇較大值 3mm。 ?? HDPE 材料的許用拉壓應力 , 。為了便于脫模 ,防止塑件表面在脫模時劃傷、擦毛等 ,在設計時塑件表面沿脫模方向應具有合理的脫模斜度α ,如 圖示 : 拔模示意圖 本設計塑件的脫模斜度 度 ,如圖 本設計的拔模斜度 塑件脫模斜度的大小 ,與塑料的性質(zhì)、收縮率、摩擦因素、塑件壁厚和幾何形狀有關。壁厚增加、內(nèi)孔包緊型芯的力大 ,脫模斜度也應取大些。 c 壁的圓角 塑件上 ,除了使用要求采用尖角之外 ,其余壁的轉(zhuǎn)角、壁厚過渡處 ,均應盡可能 采用圓角過渡 ,以減少應力集中 ,否則會在受力、沖擊、振動時發(fā)生破裂 ,甚至在脫模過程由于成型內(nèi)應力就會出現(xiàn)開裂 ,特別是塑件的內(nèi)角處 ,都應設置合理的圓角。一般情況下 R/t 至少大于 ,R 為內(nèi)圓角半徑 ,t為壁厚。加強筋的厚度和塑件壁厚相差不應太大 ,對于本塑料板凳的設計壁厚為 3 mm 則取筋板厚度為 3mm。 (a) 塑件表面粗糙度 塑料原材料的質(zhì)量、工人操作技術水平以及形腔的表面粗糙度等因素 ,均對塑件的表面粗糙度有影響 ,其中形腔表壁的表面粗糙度影響最大。模具在使用過程中 ,由于形腔磨損而使表面粗糙度不斷加大 ,所以應隨時給予拋光復原。當然在這個過程中地面對板凳的四個腿有支承反力的作用 ,這樣塑料板凳就牌受壓狀態(tài)。塑料板凳簡易模型的整個壁厚均勻 ,都是 3mm。 ANSYS 受力分析的幾何模型 用 ansys 進行結(jié)構(gòu)靜力分析的過程 有限元方法的最廣泛應用就是結(jié)構(gòu)分析 ,在這里的結(jié)構(gòu)不公包含象橋梁、建筑物等建筑工程結(jié)構(gòu) ,而且也包括象活塞、機械零件和工具等機械零部件一樣的船、航空和機械結(jié)構(gòu) ,由上述概述可知 ,塑料板凳也是一種結(jié)構(gòu)零件 ,只不過材料不同而已。后處理、檢查結(jié)果等這三個大步驟。 對于結(jié)構(gòu)靜力分析 ,ANSYS 提供的分析類型和分析選項有很多種每一種都對應著各自的分析 類型。在分析過程中 ,能夠施加載荷 ,也能夠?qū)d荷進行刪除、運算和列表等操作。 在結(jié)構(gòu)分析完之后 ,用戶能夠進入通用后處理 (General Postprocessor ? POST1)和時間歷程后處理器 (timehistory ? POST26)中瀏覽分析結(jié)果。 在后處理中 ,用戶能夠采用下列方式來瀏覽結(jié)果 :結(jié)構(gòu)變形顯示、集中力的處理、用于梁和管線的單元結(jié)果處理、誤差估計、彩色云圖顯示、圖形顯示、等值線顯示、矢量圖顯示、列表顯示以及按路徑顯示結(jié)果等。 進行網(wǎng)格化分 ,創(chuàng)建有限元模型。單擊 OK,完成材料屬性的設置。在有限元模型上面施加面載荷 ,如圖 示。 材料特性設置 頂面加載 求解云圖結(jié)果 由圖示可心清楚地看到應力的分布情況 ,主要是在棱角和截面有突變的地方應力大 ,在過度比較平緩或表面比較光滑的地方應力較小。緊接著由圓孔向外擴展的一小部分區(qū)載 ,下圖 可示 : 圖 可示紅色區(qū)域向外一點的棕色區(qū)域為應力第二大區(qū)域 ,所占面積也比較小此處應力值為 。 圓孔應力分布圖 分析結(jié)論 整個材料的拉伸強度為 27mpa,但有的資料上顯示為30mpa,由于在整個簡易模型上進行的受力分析顯示 ,其上應力造過 30mpa 的區(qū)域很少 ,所以 HDPE 高密度聚乙烯基本滿足其強度條件 ,可以采用。成型零部件直接與塑料接觸 ,成型塑件的某些部分 ,承受著塑料熔體 壓力 ,決定著塑件形狀與精度 ,因此成型零部件的