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正文內(nèi)容

畢業(yè)設(shè)計(jì)-直角彎頭注塑模具設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2025-01-08 18:18 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 面的選擇應(yīng)滿足塑件的外觀質(zhì)量要求; 分 型面的選擇要便于模具的加工制造; 分型面的選擇應(yīng)有利于排氣 。 根據(jù)分型面的設(shè)計(jì)原則 ,分型面選在塑件最大輪廓處。 如圖 31 所示: 圖 31 分型面的選擇 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷 料 穴 組成。在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)之前必須確定塑件成型位置,一模 一 腔 的 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注塑模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要的環(huán)節(jié),它對(duì)注塑成型周期和塑件質(zhì)量(如外觀,物理性能,尺寸洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 12 精度)都有直接的影響,設(shè)計(jì)時(shí)必須按如下原則: 型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對(duì)稱,防止模具承受偏載而造成溢料現(xiàn)象。 型腔和澆口的排列要 盡可能地減少模具外形尺寸。 系統(tǒng)流道應(yīng)盡可能短,斷面尺寸適當(dāng)(太小則壓力及熱量損失大,太大則塑料耗費(fèi)大):盡量減少?gòu)澱郏砻娲植诙纫?,以使熱量及壓力損失盡可能小。 對(duì)多型腔應(yīng)盡可能使塑料熔體在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)入各個(gè)型腔的深處及角落,及分流道盡可能平衡布置。 滿足型腔充滿的前提下,澆注系統(tǒng)容積盡量小,以減少塑料的耗量。 澆口位置要適當(dāng),盡量避免沖擊嵌件和細(xì)小型芯 ,防止型芯變形 , 澆口的殘痕不應(yīng)影響塑件的外觀 。 主流道設(shè)計(jì) 主流道是塑料熔體進(jìn)入模具型腔是最先經(jīng)過(guò)的部位,它將注塑機(jī)噴嘴注出的塑料熔體導(dǎo)入 分流道或型腔,其形狀為圓錐形,便于熔體順利的向前流動(dòng),開模時(shí)主流道凝料又能順利拉出來(lái),主流道的尺寸直接影響到塑料熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間,由于主流道要與高溫塑料和注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸和碰撞,通常不直接開在定模上,而是將它單獨(dú)設(shè)計(jì)成主流道套鑲?cè)攵0鍍?nèi)。主流道套通常又高碳工具鋼制造并熱處理淬硬。塑件外表面不許有澆口痕,又考慮取料順利,對(duì)塑件與澆注系統(tǒng)聯(lián)接處能自動(dòng)減斷。采用帶直流道與側(cè)澆口,將主流道設(shè)計(jì)成錐形 。 根據(jù) (《塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》) 查的 XSZY125 型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸: 噴嘴前端孔徑: d0=4mm 噴嘴前端球面半徑: R0=12mm 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系 : 主流道小端直徑比噴嘴孔直徑大 主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大 12mm 取主流道小端直徑: d0=4mm 取主流道球面半徑: R0=13mm 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 13 小端前面球面深度一般為 35mm,本設(shè)計(jì)中取 5mm. 為便于將凝料從主流道中拔出,主流道設(shè)計(jì)成圓錐形,斜度為 2176。 6176。,本設(shè)計(jì)中取 3176。,經(jīng)計(jì)算得主流道大端直徑為 d0=8mm 。 如圖 32 所示: 圖 32 主流道的尺寸關(guān)系 分流道設(shè)計(jì) 分流道是主流道與澆口之間的通道,一般開 在分型面上,起分流和轉(zhuǎn)向的作用。分流道截面的形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和 U 形等,圓形和正方形截面流道的比面積最?。鞯辣砻娣e于體積之比值稱為比表面積),塑料熔體的溫度下降小,阻力小,流道的效率最高。但加工困難,而且正方形截面不易脫模,所以在實(shí)際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及 U 形。 分流道設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1) 在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體能順利的充滿型腔的前提下,分流道截面積與長(zhǎng)度盡量取小值,分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過(guò)度。 2) 分流道較長(zhǎng)時(shí), 在分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料井。對(duì)于此模來(lái)說(shuō)在分流道上不須 開設(shè)冷料 穴 。 3) 分流道的位置可單獨(dú)開設(shè)在定模板上或動(dòng)模板上,也可以同時(shí)開設(shè)洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 14 在動(dòng),定模板上,合模后形成分流道截面形狀。 4) 分流道與澆口連接處應(yīng)加工成斜面,并用圓弧過(guò)度。 分流道的長(zhǎng)度 分流道的長(zhǎng)度取決于模具型腔的總體布置方案和澆口位置,從在輸送熔料時(shí)減少壓力損失,熱量損失和減少澆道凝料的要求出發(fā),應(yīng)力求縮短。 分流道的斷面 分流道的斷面尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的成形的體積,塑件的壁厚,塑件的形狀和所用塑料的工藝性能,注射速率和分流道長(zhǎng)度等因素來(lái)確定。 因 HPVC 的推薦斷面直徑為 ~ ,部分塑件常 用斷面尺寸推薦范圍。分流道要減小壓力損失,希望流道的截面積大,表面積小,以減小傳熱損失,同時(shí)因考慮加工的方便性。分流道應(yīng)考慮出料的流暢性和 制造方便,熔融料的熱量損失小,流動(dòng)阻力小,比表面和小等問(wèn)題, 如 采用 的是潛伏式二級(jí)分流道對(duì)熱損失及流動(dòng)提出了較高的要求,采用圓形的 分 流道,為了保證外形無(wú)澆口痕,澆口前后兩端形成較大的壓力差,增加流速,得到外形清晰的制件,提高熔體冷凝速度,保證熔融的塑料不回流,同時(shí)可隔斷注射壓力對(duì)型腔內(nèi)塑料的后續(xù)作用,冷卻后快速切除。同時(shí)它的效果與 S 澆注系統(tǒng)有同樣的效果,有利于補(bǔ)塑。 分 流道的布局 在多型腔模具中分流道的布置中有平衡和非平衡兩種,根據(jù)本模具的要求我們選取平衡式,也就是指分流道到各型腔澆口的長(zhǎng)度,斷面形狀,尺寸都相同的布置形式。它要求各對(duì)應(yīng)部位的尺寸相等。這種布置可實(shí)現(xiàn)均衡送料和同時(shí)充滿型腔的目的,是成型的塑件力學(xué)性能基本一致。而且在此模具中不會(huì)造成份流道過(guò)長(zhǎng)的缺點(diǎn)。 在一模 一 腔式的模具結(jié)構(gòu)中, 此塑件 采用的的澆口形式是側(cè)澆口。 分流道為半圓形截面的 R=4mm。 澆口的設(shè)計(jì) 澆口的設(shè)計(jì) 澆口又稱進(jìn)料口, 是連接分流道與 型腔的熔體通道。澆口的設(shè)計(jì)與位置選擇恰當(dāng)與否,直接關(guān)系到塑件能否完好、高質(zhì)量地注射成型。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 15 澆口是澆注系統(tǒng)中截面積最小的部分,但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分,它起著調(diào)節(jié)控制料流速度,補(bǔ)料時(shí)間及防止倒流等作用。澆口的形狀,尺寸和進(jìn)料位置等對(duì)塑件成型質(zhì)量影響很大,塑件上的一些質(zhì)量缺陷,如縮孔,缺料,白斑拼接縫,翹曲等往往是由于澆口設(shè)計(jì)不合理而產(chǎn)生的,因此澆口的設(shè)計(jì)與位置的選擇恰當(dāng)與否,直接關(guān)系到塑件能都完好,高質(zhì)量的注射成型。 澆口的主要作用是: 1) 型腔充滿后,熔體在澆口出首先凝結(jié),防止其倒流 2) 易于切除澆口凝 料 3) 對(duì)于多型腔的模具,用以平衡進(jìn)料 澆口可分成限制性澆口和非限制性口兩大類。按澆口的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn),常用的澆口可分成以下形式。 (1)直接澆口 (2)中心澆口 (3) 側(cè)澆口 (4) 環(huán)形澆口 (5)輪輻式澆口 (6)爪形澆口 (7)點(diǎn)澆口 綜合考慮本設(shè)計(jì)中采用側(cè)澆口,開在分型面上, 分流道、澆口與塑件在分型面同一側(cè)的形式。 塑料熔體從外側(cè)充滿型腔。截面形狀多為矩形(扁槽)。 側(cè)澆口尺寸計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式如下: ? ?30 Ab ?? (33) ? ?? ??t 式中 b— 側(cè)澆口的寬度, mm A— 塑件外側(cè)表面積, mm2 t— 側(cè)澆口的厚度, mm σ — 澆口處塑件的壁厚, mm 側(cè)向進(jìn)料的側(cè)澆口,對(duì)于小型塑件,一般厚度 t=(或取塑件壁厚的 1/32/3),寬度 b=,澆口的長(zhǎng)度 L=。 取側(cè)澆口寬度 b=2mm。 澆口處塑件壁厚為 2mm,計(jì)算得側(cè)澆口的厚度? ?? ??t =,綜合考慮,取經(jīng)驗(yàn)值 1mm,澆口長(zhǎng)度取經(jīng)驗(yàn)值L=1mm。 如圖 33 所示: 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 16 圖 33 側(cè)澆口的形式 澆口的位置 澆口位置的選擇對(duì)塑件質(zhì)量的影響極大,選擇澆口是應(yīng)遵循以下原則: 1) 盡量縮短流動(dòng)距離 2) 避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷 3) 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚處 4) 考慮分子定向的影響 5) 減少熔接痕提高熔接強(qiáng)度 6) 有利于型腔的排氣 7) 考慮塑件受力情況 8) 防止型芯或嵌件擠壓位移或變形 此外在選擇澆口位置和形式時(shí),還應(yīng)考慮到澆口容易切除,痕跡不明顯,不影響塑件外觀質(zhì)量,流動(dòng)凝料少等因素。 為了使?jié)沧⑾到y(tǒng)保持平 衡。澆口的位置 如下圖 34 所示: 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 17 圖 34 澆口的位置 冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料 穴是澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)之一。冷料穴的作用是容納澆注 系統(tǒng)流道中料流前鋒的冷料,以免這些 冷料注入型腔。這些冷料既影響熔體的充填速度,又影響成型塑件的質(zhì)量。主流道末端的冷料穴除了上述作用外,還有便于在該處設(shè)置主流道拉料桿的功能。注射結(jié)束模具分型時(shí),在拉料桿的作用下,主流凝料從定模澆口套中被拉出,最后推出結(jié)構(gòu)開始工作,將塑件和澆注系統(tǒng)一起推出模外。這里需要指出的是,點(diǎn)澆口形式澆注系統(tǒng)的三板式模具,在主流道末端是不允許設(shè)置拉料桿的 ,否則模具將無(wú)法工作。主流道拉料桿有兩種基本形式。一種是推桿形式的拉料桿,其固定在推桿固定板上, Z 字形拉料桿是最常用的一種形式。工作時(shí)依靠 Z 字形鉤將主流道拉出澆口套,推出由于鉤子的方向性而不能自動(dòng)脫落,需要人工取出。主流道冷料穴與拉料桿的形式如圖 35 所示; 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 18 圖 35 冷料穴和拉料桿的形式 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 當(dāng)塑件熔體充填型腔時(shí),必須將澆注系統(tǒng)和型腔內(nèi)的空氣以及塑料在成型過(guò)程中產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體順利的排出模外。如果型腔內(nèi)因各種原因產(chǎn)生的氣體不能被排除干凈,塑件上就會(huì)形成 氣泡、產(chǎn)生熔接不牢、表面輪廓不清及充填不滿等成型缺陷,另外氣體的存在還會(huì)產(chǎn)生反壓力而降低沖模速度,因此設(shè)計(jì)模具時(shí)必須考慮型腔的排氣問(wèn)題。對(duì)于由于排氣不暢而造成型腔局部充填困難時(shí),除了排氣系統(tǒng)外,還可以考慮開設(shè)溢流槽,用于容納冷料的同時(shí)也容納一部分氣體。 排氣槽的開設(shè)是為了把型腔的氣體在注射過(guò)程中順利排出,而又不影響制品成型及制品質(zhì)量(如制品形成氣孔、接縫、燒焦等)。排氣間隙要使制品不產(chǎn)生飛邊、溢料。 排氣的方 式有分型面排氣、間隙排氣、強(qiáng)制排氣、粉末燒結(jié)金屬排氣、設(shè)置冷料穴排氣。常用的有在分型面上開設(shè)排氣槽排 氣、利用間隙排氣、設(shè)置冷料穴 排氣。 在分型面上開設(shè)排氣槽排氣 ; 利用配合間隙排氣 ; 設(shè)置冷料穴 排氣 。 考慮 到 該塑件的尺寸,屬于中小型簡(jiǎn)單型腔模具,故可以采用推出機(jī)構(gòu)與模板之間的配合間隙進(jìn)行排氣,間隙值小于 HPVC 塑料的溢流值 ,取經(jīng)驗(yàn)值 。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 19 第 4 章 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì) 模架的確定 中小型注射模架國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有四種基本型結(jié)構(gòu)。因?yàn)椴捎谜w式型腔和組合式型芯,并且分型為單分型面結(jié)構(gòu), 則 采用一塊模板,定模采用兩塊模板。 模架的長(zhǎng)、寬取決于型腔、型芯、導(dǎo)柱及推出機(jī)構(gòu)的位置,以各零件 不干涉為原則。確定模架的長(zhǎng)度和寬度,應(yīng)以設(shè)計(jì)動(dòng)模為基準(zhǔn)。 此次設(shè)計(jì)中選擇的模架尺寸為 B L=210 243mm. 各模板的尺寸 定模板的尺寸確定 由于定模板上裝有導(dǎo)柱、斜導(dǎo)柱、楔緊塊等零件,綜合設(shè)計(jì)出定模板的尺寸為 210 190mm,厚度為 65mm 。 如圖 41 所示; 圖 41 定模板 動(dòng)模板的尺寸確定 動(dòng)模的尺寸為 190 190mm,厚度為 78mm。具體尺寸關(guān)系如圖 42 所示 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 20 圖 42 動(dòng)模板尺寸 動(dòng)模座塊的尺寸確定 動(dòng)模座塊的尺寸為 150 100 55mm,具體尺寸如圖 43 所示; 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 21 圖 43 動(dòng)模座塊尺寸 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 導(dǎo)向合模機(jī)構(gòu)對(duì)于塑料模具是必不可少的部分,因?yàn)槟>咴陂]合時(shí)要求有一定的方向和位置,所以必須設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu),導(dǎo)柱安裝在動(dòng)模一邊或定模一邊均可,通常導(dǎo)柱設(shè)在主型腔周圍。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要作用有:定位、導(dǎo)向和承受一定側(cè)壓力。 定位作用:為避免裝配時(shí)方位搞錯(cuò)而損壞模具,并且在模具閉合后使型腔保持正確形狀,不至因?yàn)槲恢玫钠贫鹚芗诤癫痪?。塑件在注入型腔過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生單向側(cè)壓力,或由于注射機(jī)的精度限制,使導(dǎo)柱工作中承受一不定的導(dǎo)向作用 。 動(dòng) 、 定模合模時(shí),首先導(dǎo)向機(jī)構(gòu)接觸,引導(dǎo)動(dòng) 、 定模正確閉合,避免凸模或型芯先進(jìn)入型腔,產(chǎn)生干涉而壞零件。由于注塑壓力的各向性就會(huì)對(duì)導(dǎo)柱進(jìn)行徑向的剪力,導(dǎo)致導(dǎo)柱容易折斷。對(duì)型芯和型腔改進(jìn)后,其的配合可以進(jìn)行定位。導(dǎo)柱、導(dǎo)套零件如下: 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 22 圖 44 導(dǎo)柱 圖 45 導(dǎo)套 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求 1) 設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)盡量使塑件留于動(dòng)模一側(cè) 由于推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作是通過(guò)注射劑的動(dòng)作是通過(guò)注射機(jī)的動(dòng)模一側(cè)的頂桿或液壓缸來(lái)驅(qū)動(dòng),所以,在一般情況下,模具的推出機(jī)構(gòu)設(shè)在動(dòng)模一側(cè)。正是由于 這種原因,在洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 23 考慮塑件在模具中的位置和分型面的選擇時(shí),應(yīng)盡量能使模具分型后塑件留在動(dòng)模一側(cè),這就要求動(dòng)模部分所設(shè)置的型芯被塑件包絡(luò)的側(cè)面積之和要比定模部分多。 2) 塑件在推出過(guò)程中不發(fā)生變形和損壞 為了使塑件在推出過(guò)程中不發(fā)生變形和損壞,設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)仔細(xì)進(jìn)行塑件對(duì)模具包緊力合粘附力大小的分析與計(jì)算,合理地選擇推出的方式、推出的位置、推出零件的數(shù)量和推出面積。 3) 不損害塑件的外觀質(zhì)量 對(duì)于外觀質(zhì)量要求較高的塑件,塑件的外部表面精良不選作推出位置,即推出塑件的位置盡量設(shè)在塑件內(nèi)部。對(duì)于塑
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