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正文內(nèi)容

塑料模具設(shè)計(jì)論文(參考版)

2024-09-06 12:55本頁面
  

【正文】 其余模具中的參數(shù)都是根據(jù)注塑機(jī)相關(guān)尺寸設(shè)計(jì)的,故不必再校核。 S —— 注塑機(jī)最大開模行程( mm),為 300mm。 300285200 ?? ,所以模具的厚度符合要求。平均壁厚為 2mm 時(shí),水孔直徑可取 8~ 10mm;平均壁厚為 2~ 4mm時(shí),水孔直徑可取 10~ 12mm;平均壁厚為 4~ 6mm 時(shí),水孔直徑可取 12~ 14mm。 確定冷卻水孔的直徑時(shí)應(yīng)注意,無論多大的模具,水孔的直徑不能大于 14mm,塑料模具設(shè)計(jì)論文 37 否則冷 卻水難以稱為湍流狀態(tài),以至降低熱交換效率。 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 注射模溫度調(diào)節(jié)是采用加熱或冷卻方式來實(shí)現(xiàn)的,確保模具溫度在成形要求的范圍之內(nèi)。定位作用是指模具裝配或閉合過程中,避免模具動(dòng)、定模的錯(cuò)位,模具閉合后保證型腔形狀和尺寸的精度;導(dǎo)向作用是指動(dòng)、定模合模時(shí),首先導(dǎo)向零件相互接觸,引導(dǎo)動(dòng)定模正確閉合,避免成型零件先接觸而可能造成成型零件的損壞;承受一定的側(cè)向壓力是指塑料熔體在注入型腔過程中可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力, 或由于注射機(jī)精度的限制,會(huì)使導(dǎo)柱在工作中不可避免收到一定的側(cè)向壓力。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式。模座的材料多用碳素結(jié)構(gòu)鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼,經(jīng)調(diào)質(zhì)達(dá) 230~ 270HBS。另外,在模座上開設(shè)的安裝結(jié)構(gòu)(如螺栓孔、壓板臺(tái)階等)也必須與注射機(jī)動(dòng)定固定模板上的安裝螺孔的大小和位置相適應(yīng)。其尺寸根據(jù)實(shí)際情況而塑料模具設(shè)計(jì)論文 36 定,在模具組裝時(shí),應(yīng)注意所有墊塊高度須一致,否則由于負(fù)荷不均勻會(huì)造成相關(guān)模板的損壞,墊塊與動(dòng)模墊板和動(dòng)模座之間一般用螺栓連接,要求高時(shí)可用銷釘定位。另外,也起到調(diào)節(jié)模具總厚度,以適應(yīng)注射機(jī)的模具安裝厚度要求的作用。 圖 35 支承板 (三)支承件 常見的支承件有墊塊和支承柱。一般用 45 鋼制成,經(jīng)熱處理 235HBS,或結(jié)構(gòu)鋼 Q235~ Q275,其厚度在計(jì)算成型零件尺寸的時(shí)候已經(jīng)計(jì)算過,取 20mm,外形尺寸和動(dòng)模板一樣大,為 180mm 250mm。定模板上安裝的工作零件主要是凹模型腔,凹模型腔是承受注射壓力的主要載體,因此動(dòng)模板厚度較定模板要厚,取 30mm,由于標(biāo)準(zhǔn)中沒有 30mm 厚度的模板,所以選用 32mm厚度的模板,加工時(shí)將其厚度銑到 30mm,其外形尺寸為 180mm 250mm。為了保證固定件的穩(wěn)定性,固定板應(yīng)具有一定的厚度和足夠的剛強(qiáng)度,一塑料模具設(shè)計(jì)論文 35 般采用碳素結(jié)構(gòu)鋼制成,當(dāng)對(duì)工作條件要求較嚴(yán)格或?qū)δ>邏勖筝^長時(shí),可采用合金結(jié)構(gòu)鋼制造。支承零部件主要包括固定板(動(dòng)模板、定模板)、墊板、支承件及模座等。因此本設(shè)計(jì)中不選用標(biāo)準(zhǔn)的模架結(jié)構(gòu),而是選用標(biāo)準(zhǔn)模架中的相關(guān)模板后,組裝后使用,其結(jié)構(gòu)如圖 32 所示: 圖 32 本次設(shè)計(jì)選用的模架 此模架不是標(biāo)準(zhǔn)模架,但是其各塊模板的尺寸均選用標(biāo)準(zhǔn)尺寸,參照 GB/T — 1990 標(biāo)準(zhǔn),模架外形尺寸( B L)為 180mm 250mm。 本次設(shè)計(jì)中,由于塑件中有螺紋結(jié)構(gòu),則模具結(jié)構(gòu)中的推件運(yùn)動(dòng)板件間的開合自如程度,另外還有整套模架的外觀,如表面粗糙度、倒角等。 1)基本型組合 它是以直接澆口(包括潛伏式澆口)為主,其代號(hào)分別為 AA A A4型四種,如下所示: 最常見的注射模架圖: 1定模座板 2定模板 3導(dǎo)柱及導(dǎo)套 4動(dòng)模板 5支承板板 6墊塊 7推桿固定板 8推板 9動(dòng)模座板 塑料模具設(shè)計(jì)論文 34 2)派生型組合 它是在基本型的基礎(chǔ)上派生而來,以點(diǎn)澆口和多分型面為主的結(jié)構(gòu)形式,其代號(hào)為 P,分別為 P1型到 P9 型。前者按結(jié)構(gòu)特征分為基本型(四種)和派生型(九種),適用的模板尺寸為 B(寬) L(長)≤ 560 900;后者也分為基本型(兩種)和派生型(四種),適用的模板尺寸為 B(寬) L(長)為( 630 630)~( 1250 2020)。模架中 其他部分可根據(jù)需要進(jìn)行補(bǔ)充,如精定位裝置、支承柱等。標(biāo)準(zhǔn)模架一般由定模座板、定模固定板、動(dòng)模固定板、動(dòng)模墊板、墊塊、動(dòng)模座板、頂出固定板、頂出墊板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套及復(fù)位桿等組成。 mm,所以: ? ?3 ?T? =3 ? = 由于軸與齒輪連接處有鍵槽,考慮到鍵 槽對(duì)軸的削弱,將 d值加大 5%,故 d= ? 6mm 所以整個(gè)脫螺紋旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中的軸類零件直徑只要大于 6mm,即可滿足強(qiáng)度要求。 mm; TW 為抗扭截面系數(shù), 3mm ,塑料模具設(shè)計(jì)論文 33 對(duì)于圓截面軸 TW = 33 ?? ; ??? 為許用扭切應(yīng)力, MPa,軸的材料為 45 鋼,查表45 鋼的許用扭切應(yīng)力為 30~ 40MPa,取 30MPa。 (六) 軸的相關(guān)尺寸設(shè)計(jì) 軸的強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)根據(jù)軸的承載情況,采用相應(yīng)的計(jì)算方法。 齒條長度的確定:在螺紋型芯和螺紋拉料桿旋轉(zhuǎn)之前, A 模部分的型芯應(yīng)該先從型腔中脫出,然后螺紋型芯和螺紋拉料桿旋轉(zhuǎn)將塑件從模具型腔中脫出,其長度等于塑件及主流道凝料的長度,長度為 54mm。 齒條齒數(shù)的確定:由以上計(jì)算可知,脫螺紋機(jī)構(gòu)總的傳動(dòng)比 i=i1 i2 =2 3=6,而螺紋型芯和螺紋拉料桿的螺紋工作高度為 6mm,螺紋的有效長度為 圈,因此要想塑件能脫螺紋,則螺紋型芯和螺紋拉料桿至少要旋轉(zhuǎn) 圈,為了保證塑件順利脫出,取 3 圈,則齒輪齒條傳動(dòng)中的齒 輪要旋轉(zhuǎn) 3/6 圈,即 圈。) 小齒輪分度圓直徑: d1 =mz1 = 20=30mm 齒寬 :b=? d d1 = 30=15mm,取 b1 = 20mm, b2 =24mm。 模數(shù) m? ? ?3 aa211d2FSF YYZKT ??? = 3 2 1 6 0)20( 4 ?? ???? = 將 m 放大 20% m= =,考慮到齒輪齒條的使用壽命,及模數(shù)與齒條長度的關(guān)系,取 m=。 mm 塑料模具設(shè)計(jì)論文 32 則齒條所需的力為 F= T1 s= 30mm=7353 N,即脫模力。取載荷系數(shù) K=,齒寬系數(shù) d? =~ ,取 。 齒頂角: tan a? =eahR = =, a? =? 齒根角: tan f? =efhR = =, f? =? 分度圓齒厚 s=m? /2= ? = 齒寬 b=( ~ ) Re =( ~ ) = ~ mm,取 20mm ( 2)驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度 Ft =11dm2T =111bsind 2 ??T = ??? ? 4 3 4 in2040 = H? =ZE ZH ? ? UURKF 21t ??? ? = ? ?3 2 ?????? ? = Mpa? ?1H? =400MPa,安全。則齒輪相關(guān)參數(shù)如下: 齒頂高 ha =h*a m=1 2mm=2mm 齒根高 hf =( h*a +c* ) m=( 1+) 2mm= 錐距 Re = 2m 2221 ZZ ? = 2 60202 22 ?? = 分度圓齒厚: s=m? /2=2 ? /2= 分度圓錐角: tan 1? =21zz =6020 =31 , 1? =176。小齒輪上的轉(zhuǎn)矩: T1 ? 2 Mmin1 + Mmin2 = 2+= 直角圓錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算如下: ( 1) 選擇材料及確定許用應(yīng)力 小齒輪用 45 鋼調(diào)質(zhì),齒面硬度 210~ 240HBS, lmi1H? =600MPa, 1FE? =450MPa 大齒輪用 45 鋼調(diào)質(zhì),齒面硬度 210~ 240HBS, lmi2H? =580MPa, 2FE? =420MPa 查表: HS =, F? =2( 高可靠度,失效概率 ? 1/10000) ? ?1H? =HHlmi1S? = =400MPa ? ?2H? = = ? ?1F? = FFES1? = 2450 =225MPa ? ?2F? = 2420 =210MPa (2)按輪齒彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)齒輪按 9級(jí)精度制造。的直齒錐齒輪傳動(dòng)主要幾何參數(shù)(如圖28 所示)如下: 傳動(dòng)比:211212 t a nc o t ?? ???? ddzzu ,齒頂高: ha =h*a m,齒根高: hf =( h*a +c* )m,錐距: Re = 2m 2221 ZZ ? ,齒頂角: tan a? =eahR ,齒根角: tanf? =efhR ,分度圓齒塑料模具設(shè)計(jì)論文 29 厚: s=m? /2,齒寬: b=( ~ ) Re 圖 28 圓錐齒輪的主要參數(shù) 圖 29 圓錐齒輪傳動(dòng) 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算,直齒錐齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度可近似地按齒寬中點(diǎn)處的當(dāng)量圓柱齒輪進(jìn)行計(jì)算。 直齒錐齒輪傳動(dòng)是以大端參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值,強(qiáng)度計(jì)算時(shí),是以錐齒輪齒寬中點(diǎn)處的當(dāng)量齒輪作為計(jì)算時(shí)的依據(jù)。工作中振動(dòng)和噪聲較大,故圓周速度不宜過高。 目前,應(yīng)用最多的仍為直齒錐齒輪傳動(dòng),這主要是因?yàn)槠湓O(shè)計(jì)、制造都比較簡(jiǎn)單。其中斜齒錐齒輪傳動(dòng)應(yīng)用較少。 ,即兩軸垂直相交傳動(dòng)形式。 (四) 直角錐齒輪的設(shè)計(jì) 錐齒輪用于相交軸之間的傳動(dòng)。 塑料模具設(shè)計(jì)論文 28 模數(shù) m? ? ?3 aa211d2FSF YYZKT ??? = 3 2 160)20( ?? ???? = 將 m 放大 20%, m= =,取 m=1mm,則 中心距 : a = 2 )4020(1 ?? =30mm,由于模具結(jié)構(gòu)中的冷料穴空間較大,導(dǎo)致模板上孔之間的壁厚太薄,不能保證其強(qiáng)度,因此考慮到模具模板孔之間壁的強(qiáng)度,取 m=2mm。小齒輪上的轉(zhuǎn)矩: T1 ? 2 Mmin1 + Mmin2 = 2+= 圖 27 圓柱齒輪傳動(dòng) 圓柱齒輪的設(shè)計(jì)如下: ( 1)選擇材料及確定許用應(yīng)力 小齒輪用 45 鋼正火,齒面硬度 170~ 210HBS, lmi1H? =400MPa, 1FE? =340MPa 大齒輪用 45 鋼正火,齒面硬度 170~ 210HBS, lmi2H? =380MPa, 2FE? =320MPa 查表: HS =, FS =2(高可靠度,失效概率 ? 1/10000) ? ?1H? =HHlmi1S? = = MPa ? ?2H? = = MPa ? ?1F? = FFES1? = 2340 =170 MPa ? ?2F? = 2320 = 160 MPa (2)按輪齒彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)齒輪按 9級(jí)精度制造。 計(jì)入齒根應(yīng)力校正系數(shù) Ysa 后,強(qiáng)度條件式為: ][ FsaFatF ?? ?? bm YYKF 引入齒寬系數(shù)后,可得設(shè)計(jì)公式: 3 ][2FsaFa21d1 ?? YYZKTm ?? 齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算說明:彎曲強(qiáng)度計(jì)算中,因大、小齒輪的 [ F? ] 、 YFa 、 YSa值不同,故按此強(qiáng)度準(zhǔn)則設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)時(shí),公式中應(yīng)代 ? ?Sa1Fa11FYY? 和 ? ?Fa2Fa22FYY? 中較小者。 mm 脫螺紋機(jī)構(gòu)零件(齒輪及軸)的設(shè)計(jì) 螺紋成型的方法是采用螺紋型芯成型,之后將塑件旋下,該方法在模具結(jié)構(gòu)上需配有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置 , 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置采用齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 。則采用的公式為: Mmin = ???? ?cos fr4 2cpS LES 式中: E=, r= 2/dm =, L? d? 2= 8 2=,? =arctanmdn?P = arctan 41?? =? , ? =h/cos? =? =6/cos30? = ,? =? ? ? ? ???? 2222 rR/rR =? ? ? ? . 3 54/3 . 3 54 2222 ??? =, f=, S=4mm ,? 查表取 , Scp =%。 所以 Mmin1 = ???? ?cos fr4 2cpS LES = 9 2 s 3 . 1 26 9 0 2 ??? ??????? = N ① 塑件型芯的扭矩 螺紋部位的壁厚 t 與螺紋中徑 dm 之比mdt ? ? ? 2/1422? =,所以屬于厚壁螺紋塑件。 mm)的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式如下: Mmin = ??? ?cos ftr4 cpS LES 塑料模具設(shè)計(jì)論文 25 ②對(duì)于厚壁螺紋塑件的旋轉(zhuǎn) 脫模,其所需最小扭矩 ( N對(duì)于旋轉(zhuǎn)脫螺紋機(jī)構(gòu),則應(yīng)計(jì)算其旋轉(zhuǎn)脫螺紋所需的扭矩,方法如下: 根據(jù)塑件上螺紋對(duì)應(yīng)部分的幾何尺寸,分為薄壁螺紋塑件與厚壁螺紋塑件;當(dāng)螺紋部位的壁厚 t 與螺紋中徑 dm 之比 ? 時(shí),稱為薄壁螺紋塑件,反之稱為厚壁螺紋塑件。但在計(jì)算和確定脫模力時(shí),一般只考慮主要因素,進(jìn)行近似計(jì)算,并使確定的脫模力大于上述諸因素所形成的阻力。 圖 26 脫模機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 脫模力(旋轉(zhuǎn)扭矩)的計(jì)算 塑件在冷卻時(shí),將包緊型芯,產(chǎn)生包緊力:包緊力的大小,與塑件的收縮率、塑件的壁厚和形狀及大小所形成的塑件剛度,塑件對(duì)型芯和型腔表面的粗糙度及加工紋向等因素所形成的摩擦阻力、塑件材料及其對(duì)型芯及型腔的粘附力、以及注射壓力、開模時(shí)間
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