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手機(jī)外殼塑料模具設(shè)計(jì)與制造(參考版)

2024-09-02 13:18本頁面
  

【正文】 鄭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 37 d—— 冷。 六、冷卻管道的總傳熱面積 冷卻管道的傳熱面積計(jì)算公式: 160. ..WQhA ??? 式中: h—— 冷卻管 道孔壁與冷卻介質(zhì)之間的傳熱膜系數(shù); ?? —— 模具與冷卻介質(zhì)之間的平均溫差 。 1? —— 冷卻介質(zhì)的出口溫度, 25℃ 鄭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 35 2? —— 冷卻介質(zhì)的入口溫度, 20℃ 所以,要求的冷卻水的體積流量為: ? ?? ?112381 0 0 0 4 . 1 8 7 2 5 2 0331 .5 8 1 0 / m inWQv cqm? ? ??? ? ?????? 三、求冷卻管道的直徑 表 冷卻水的穩(wěn)定湍流速度與流量 冷卻水道直徑 (mm) 最低流速(m/s) 流量3/minm 8 35 10?? 12 10?? 由上一步的計(jì)算結(jié)果 知道冷卻水的體積流量為 331 .5 8 1 0 / m invqm??? ,查上表知要想使冷卻水處于湍流狀態(tài),則冷卻管道直徑取 8mm。 圖 溫控回路沿型芯表面排列的隔板式冷卻回路 鄭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 34 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法有很多種,但對(duì)于注射模而言,由于是斷續(xù)工作的,而且受人為影響因素較多,所以不需要很精確的計(jì)算。 止水栓結(jié)構(gòu)圖 2.“O” 型環(huán) 鄭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 33 選用 “O” 型環(huán)時(shí)要比水孔直徑大一個(gè)規(guī)格。手機(jī)塑件壁多為很薄﹐水孔直徑多取 8mm,當(dāng)成品很小時(shí)也可取 6mm。 平均肉厚為 2~4mm 時(shí) , 水孔的直徑取 10~12mm。一般水孔的直徑可根據(jù)制品的平均肉厚來確定。在考慮冷卻介質(zhì)時(shí)﹐要確保成型廠有能力提供足夠多的冷卻液體積﹐在足夠的壓力下達(dá)到所需的流速﹐并在一個(gè)溫度和 所需的速率下釋放熱。冷卻液紊亂時(shí)混合作用的影響﹐從水管外壁到冷卻液的熱傳導(dǎo)比層流有效得多。水孔不宜排布于螺釘正上方 水孔距頂針孔﹐入子孔﹐螺孔等不宜太近﹐不小于 3mm 一般不在塑件熔接的地方設(shè)置水路﹐免影響制品強(qiáng)度盡量避免從成型面及側(cè)壁打水孔水孔不可與任何對(duì)象干涉澆口﹐熱流道附近應(yīng)加強(qiáng)冷卻﹐通??墒估鋮s水先通過澆口附近水路不宜過長﹐保證進(jìn)出冷卻水溫一般 5度以內(nèi)﹐精密件 3度內(nèi) 制品較厚的部位應(yīng)特別加強(qiáng)冷卻手機(jī)塑模常用水路排布形式手機(jī)塑件都要求很高質(zhì)量﹐雖然成品小﹐都要排布模仁循環(huán)水路以良好控制模溫﹐提高成品質(zhì)量。在考慮冷卻介質(zhì)時(shí)﹐要確保成型廠有能力提供足夠多的冷卻液體積﹐在足夠的壓力下達(dá)到所需的流速﹐并在一個(gè)溫度和所需的速率下釋放熱。冷卻液紊亂時(shí)混合作用的影響﹐從水管外壁到冷卻液的熱傳導(dǎo)比層流有效得多。因此﹐最優(yōu)化的水管放置應(yīng)是均勻冷卻與快速冷卻的折中。模具材料的性質(zhì)﹐包括熱傳導(dǎo)率、冷卻水管和塑料表面的距離﹐和塑料熔體與冷卻水管內(nèi) 部溫度之差﹐也影響冷卻系統(tǒng)行為。它會(huì)受到材料性質(zhì)、熔體溫度和模具表面溫度的差異以及冷卻中的塑料和模具材料之間接觸好壞的影響??s短冷卻時(shí)間就是提高成型效率。主要表現(xiàn)在﹕表面光潔度﹔殘余應(yīng)力﹔結(jié)晶度﹔熱彎曲。水路排布的好壞直接影響到產(chǎn)品的成型質(zhì)量和生產(chǎn)周期 (成本 )。 。它們工作的目地不僅僅是為使模具得到冷卻﹐而且是要把在成型過程中﹐由于熔融塑料帶給模具的高溫不斷地散發(fā)掉﹐使模具保持一恒定的溫度﹐以 便控制型腔塑料的冷卻速度﹐從而提高制品的注塑性能和生產(chǎn)效率。同時(shí)﹐制品應(yīng)保證最好的尺寸穩(wěn)定性﹐最小的變形量﹐最高的強(qiáng)度和韌性﹐最完美的外觀﹐如何控制模具溫度﹐使型腔和型芯保持在與被成型制質(zhì)量量相適應(yīng)的規(guī)定的溫度范圍之內(nèi)﹐最大限度地消除縶應(yīng)力﹐改善塑料的物理性能﹐得到高質(zhì)量的制品﹐是模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的另一個(gè)重要環(huán)節(jié)。導(dǎo)柱布置圖如下下圖所示: 圖 導(dǎo)柱布置圖 第 7 章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 熱塑性塑料和部分熱固性塑料注塑成型的過程﹐是將溫度較高的熔塑料﹐通過高壓注射進(jìn)入溫度較低的模具中﹐經(jīng)過冷卻固化﹐從而得到所需要的制品。 導(dǎo)柱的數(shù)量和布置 鄭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 29 注射模的導(dǎo)柱一般取 2~4 根,其數(shù)量和布置形式根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)形式和尺寸來確定。 導(dǎo)套孔的滑動(dòng)部分按 H8/f8 間隙配合,導(dǎo)套外徑按 H7/m6 過渡配合 導(dǎo)套的安裝固定方式,利用軸肩或螺釘固定 縱上分析,導(dǎo)套是安裝在另一半模具上的導(dǎo)柱相配合,用以保證動(dòng)模與定模的相對(duì)位置,保證模具開合模運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向精度的圓套形零件。若受模具結(jié)構(gòu)限制,導(dǎo) 向孔必須做成盲孔時(shí),則應(yīng)在盲孔側(cè)壁增設(shè)透氣孔式透氣槽 為使導(dǎo)柱比較順利地進(jìn)入導(dǎo)索,在導(dǎo)套前端就應(yīng)倒有圓角。 為了保證導(dǎo)向精度和檢修方便,導(dǎo)向孔一般采用鑲?cè)雽?dǎo)套的形式。 。 。 6~8mm,以免在導(dǎo)柱未導(dǎo)正時(shí)凸模先進(jìn)入型腔與其碰撞而損壞。 :對(duì)于大、中型模具的脫模機(jī)構(gòu),有保持機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)靈活平穩(wěn)的作用。 :合模時(shí)引導(dǎo)動(dòng)模按序閉合,防止損壞型芯,并承受一定的側(cè)向力。任何一副模具在定、動(dòng)模之間都設(shè)置有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 本設(shè)計(jì)采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu),導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是利用導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔之間的配合來保證模具的對(duì)合精度。查表 7—13,選用型號(hào)的圓形頂桿 16 根;選用不著型號(hào)的圓形頂桿 4 根 。 鄭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 27 圖 頂出桿示意圖 圖 拉料桿 對(duì)于流道的固化塑料也設(shè)置拉料桿和頂出桿,如圖 11所示。 經(jīng)過查表我們選擇的推桿的具體尺寸如下圖:(具體尺寸如 圖) 圖 推桿示意圖 ( 2)確定頂出方式及頂桿位置 根據(jù)制品結(jié)構(gòu)特點(diǎn),確定在制品的的上下兩段設(shè)置兩根推桿。 推桿的應(yīng)力校核 ? = sdn Q ?? ?24 ( N/ 2cm ), 式中 ? -推桿應(yīng)力( N/ 2cm ), s? -推桿剛度的屈服極限強(qiáng)度( N/ 2cm ), 一般合金鋼 s? =32020 N/ 2cm 合金結(jié)構(gòu)鋼 s? =42020 N/ 2cm 由此可得 ? = 24dnQ? = ??? ≤ s? 故推桿合格。即 總Q =12 Q =12 =78N 鄭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 25 手機(jī)外殼的邊緣包緊面 手機(jī)的外部邊緣圖形如下,總體來說,其可以簡單的看 做是一個(gè)矩形,起尺寸如下:壁厚 t= ㎝, l= ㎝,長 a= ㎝,寬 b=5 ㎝,起相似半徑可以由公式計(jì)算: r= ?ba? 由于 t20r 故此件是薄壁件, 4Q = )1()1(8 fm flsEt ??? ???? = 0 .71 .3 0 .30 .5.0 0 6010 20 .0 68 5 ?? =94N 式中 4Q -脫模力( N) t-塑件平均壁厚(㎝) E-塑料彈性模量( N/ 2cm ) S-塑料平均成形收縮率(㎜ /㎜) L-包容凸模的長度(㎝); f-塑料與剛的摩擦系數(shù) m-塑料的泊松比; 由以上計(jì)算可以知道,該凸模件的總體脫模力為 總Q = 1Q + 2Q + 總Q + 4Q =+9+78+94= 推桿的強(qiáng)度計(jì)算: 圓形推桿直徑 d d= 41322 )64( QEn l ??? ???? (㎝) =( 16 3? 2 )(㎝) = (㎝) 式中 d-圓形錐桿的直徑(㎝) ? -推桿的長度系數(shù) ? 鄭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 26 l-推桿長度(㎝),根據(jù)計(jì)算推桿的長度為 95 ㎜: n-推桿數(shù)量;由設(shè)計(jì)需要,選用 4跟推桿。 1Q = )1()1(8 fm flsEt ??? ???? = 0 .71 .3 0 .30 .0 61 .0 0 610 20 .0 68 5 ?? 式中 1Q -脫模力( N) t-塑件平均壁厚(㎝) E-塑料彈性模量( N/ 2cm ) S-塑料平均成形收縮率(㎜ /㎜) L-包容凸模的長度(㎝); f-塑料與剛的摩擦系數(shù) m-塑料的泊松比; 中部的橢圓孔 根據(jù)該橢圓孔的形狀和特征,可將其近似的看做一圓形,壁厚 T= ㎝,L= ㎝, r= ㎝ 由以上數(shù)據(jù)很明顯可以看出, t20r , 故此件計(jì)算時(shí)應(yīng)該按照厚壁件 的計(jì)算公式考慮。 當(dāng)脫模斜度 5 度時(shí),可以計(jì)入脫模斜度的影響。當(dāng)脫模斜度不大時(shí)(一般是指 5 度)初始脫模力最大,一經(jīng)推動(dòng),脫模力即迅速減小。脫模機(jī)構(gòu)的符合就是包緊力對(duì)脫模方向上形成的阻力。 第 6 章 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則:使塑件脫模時(shí)不發(fā)生變形(略有彈性變形在一般情況下是允許的,但不能形成永久變形);推力分布依脫模力的大小要合理安排;推桿的受力不可太大,一面造成塑件的被推部分產(chǎn)生隙裂;推桿的強(qiáng)度及剛性應(yīng)足夠,在推出動(dòng)作時(shí)不產(chǎn)生彈性變形;推桿位置痕跡須不影響塑件外觀;脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)應(yīng)保證靈活、可靠、不發(fā)生誤動(dòng)作。 (P2/P1)為注射塑料的密度( g/cm3)與聚苯乙 烯密度之比 。 ( 81) 式中 注塑機(jī)公稱注射量, cm3 每模的塑料體積量, cm3;是所有型腔的塑料加上澆注系統(tǒng)塑料的體積總和。查(〈模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)〉一書中)表 7 76選用: 鄭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 21 1A 31531510 GB/T — 1990 結(jié)構(gòu)圖如右: 圖 模架示意圖 定模板厚度: A=32mm 動(dòng)模板厚度: B=40mm 墊塊厚度: C=80mm 模具厚度: H=50+A+B+C=( 50+32+40+80) mm=202mm 模具外型尺寸: 400 ㎜ 400 ㎜ 202 ㎜ 校核注射機(jī) 1)注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度的校核 由于在初選注射機(jī)和選用標(biāo)準(zhǔn)模板的架時(shí)是根據(jù)以上四個(gè)技術(shù)參數(shù)及計(jì)算壁厚等因素選用的,所以注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度等不需要校核,已符合注射機(jī)的要求。 各型腔及澆注系統(tǒng)及個(gè)型腔在分分型面上的投影面積: F=( 2) 根據(jù)以上分析,計(jì)算、查表《模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》一書中的表 624 初選注射機(jī)型號(hào)為: XSZ30。 初選注射機(jī) 注射量的確定:經(jīng)計(jì)算,(引第 2 章,手機(jī)外殼注塑體積計(jì)算)該塑料制件的單件質(zhì)量為: gms ? 澆注系統(tǒng)的重量可根據(jù)圖 澆注系統(tǒng)尺寸先計(jì)算澆注系統(tǒng)的體積; ?v 3cm 粗略估計(jì)澆注系統(tǒng)質(zhì)量: ggvm jj ????? ? 總體積為: 33 cmcmv ???? )(塑 總重量為: ggM ??? 滿足注射量: ? 式中: 機(jī)v — 額定注射量 塑v — 塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積 由上可得: 塑v = cm == 3cm 或 )(塑機(jī) ?? ??MM 鄭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 20
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