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足球外围第一讲注塑模具设计实例

更新时间:2020-07-28 20:17
 

  第一讲注塑模具设计实例_设计/艺术_人文社科_专业资料。零件名称:灯座 设计要求 生产批量:大批量 未注公差取MT5级精度 要求设计灯座模具 塑料模设计及制造实例 塑料模设计及制造实例 设计步骤及内容 一、塑件的工艺性分析 1.塑件的原材料分析 2

  零件名称:灯座 设计要求 生产批量:大批量 未注公差取MT5级精度 要求设计灯座模具 塑料模设计及制造实例 塑料模设计及制造实例 设计步骤及内容 一、塑件的工艺性分析 1.塑件的原材料分析 2.塑件的尺寸精度分析 3.塑件表面质量分析 5.型芯型腔结构设计 6.推件方式的选择 7.侧抽芯机构设计 8.标准模架的选择 4.塑件的结构工艺性分析 二、确定成型设备选择与模塑工艺规程编制 1.塑件三维建模确定塑件的体积和重量 2.确定成型工艺参数 三、注塑工艺分析及注射模的结构设计 ⒈塑件浇口位置选择 2.分型面的选择 3.型腔数目的确定及型腔的排列 4.浇注系统的设计 塑料模设计及制造实例 设计步骤及内容 一、塑件的工艺性分析 二、确定成型设备选择与模塑工艺规程 编制 三、注塑工艺分析及注射模的结构设计 四、注射模设计的有关尺寸计算 六、热平衡计算 七、注射模主要零件加工工艺规程的编制 八、全面审核、投产制造 九、试模及修模 十、整理资料进行归档 1.成型零件尺寸计算 2.成型零件力学计算 3确定抽芯机构零件尺寸计算 4.注射模具零件设计 五、注射机有关参数的校核 1.模具闭合高度的确定和校核 2.模具开模行程校核 塑料模设计及制造实例 一、塑件的工艺性分析 1.塑件的原材料分析 塑料 品种 聚碳 酸酯 PC 结构特点 线型结构 非结晶型 材料,透 明。 使用温度 化学稳 性能特点 定性 小于130℃, 有一定 透光率较高, 耐寒性好, 的化学 介电性能好, 脆化温度 稳定性, 吸水性小,但水 -100℃。 不耐碱、 敏性强(含水量 酮、酯 不得超过0。2%) 等。 ,且吸水后会降 解。 力学性能很好, 抗冲击抗蠕变性 能突出,但耐磨 性较差。 成型特点 熔融温度高(超过 3300C才严重分 解),但熔体粘度 大; 流动性差(溢边值 为0.06mm); 流动性对温度变化 敏感,冷却速度快 ; 成型收缩率小; 易产生应力集中。 塑料模设计及制造实例 一、塑件的工艺性分析 1.塑件的原材料分析 结论 1.熔融温度高且熔体粘度大,对于大于200g的塑件应用螺杆式 注射机成型,喷嘴宜用敞开式延伸喷嘴,并加热,严格控制模 具温度,一般在70~1200为宜,模具应用耐磨钢,并淬火; 2.水敏性强,加工前必须干燥处理,否则会出现银丝、气泡及 强度显著下降现象; 3.易产生应力集中,严格控制成型条件,塑件成型后需退火处 理,消除内应力;塑件壁不宜厚,避免有尖角、缺口和金属嵌 件造成应力集中,脱模斜度宜取20。 §4.12塑料模设计及制造实例 一、塑件的工艺性分析 2.塑件的尺寸精度分析 所有尺寸均为自由尺寸,可按MT5查取公差,其主要尺寸公差标注如下(单位mm): 塑件外形尺寸:?690-0.86 、?700-0.86 ﹑?1270-1.28﹑?1290-1.28、?1700-1.6 、R500.24﹑?1370-1.28﹑30-0.2、80-0.28﹑1330-1.28; 内形尺寸:?630+0.74、?640+0.74、?1140+01.14、?1210+1.28、R20+0.2、600+0.74、320+0.56、 300+0.50、80+0.28;?1230+1..28、?1310+1..28、?1640+1.6、 孔尺寸:?100+0。32﹑?120+0。32、?1370+1.28﹑?1640+1.6﹑?4.50+0.24﹑?2.0+0.2、?50+0.24; 孔心距尺寸:34±0.28﹑?96±0.50﹑?150±0.27。 塑料模设计及制造实例 一、塑件的工艺性分析 3.塑件表面质量分析 该塑件要求外形美观,色泽鲜艳,外表面没有斑点及熔接 痕,粗糙度可取Ra0.4μm。而塑件内部没有较高的表面粗 糙度要求。 4.塑件的结构工艺性分析 ⑴从图纸上分析,该塑件的外形为回转体,壁厚均匀,且 符合最小壁厚要求。 ⑵塑件型腔较大,有尺寸不等的孔,如Ф12、4-Ф10、4Ф4.5、4-Ф5它们均符合最小孔径要求。 ⑶在塑件内壁有4个高2.2,长11的内凸台。因此,塑件不 易取出。需要考虑侧抽装置。 结论:综上所述,该塑件可采用注射成型加工。 塑料模设计及制造实例 二、确定成型设备选择与模塑工艺规程编制 1.塑件三维建模、确定塑件的体积和重量 塑料模设计及制造实例 二、确定成型设备选择与模塑工艺规程编制 1.塑件三维建模、确定塑件的体积和重量 ⑴塑件体积:V=208675.30mm3 ⑵塑件重量:根据有关手册查得 ρ=1.2Kg·dm3 塑件重量为:W=ρV =250.20g 塑料模设计及制造实例 二、确定成型设备选择与模塑工艺规程编制 1.塑件三维建模确定塑件的体积和重量 根据塑件形状及尺寸采用一模一件的模具结构,考虑外形尺寸及注射时所 需的压力情况,参考模具设计手册初选螺杆式注射机:XS—ZY—250。 注塑装置参数、整机性能参数 ①注塑机的最大注塑量: ②最大注塑压力: ③最大锁模力: ④最大成型面积: 合模部件参数 模具最大、最小厚度; 最大开模行程; 模板安装模具的位置和尺寸; 注塑机喷嘴孔直径和喷嘴球头半径值。 塑料模设计及制造实例 二、确定成型设备选择与模塑工艺规程编制 2.确定成型工艺参数 ⑴塑件模塑成型工艺参数的确定 查附表得出工艺参数见下表,试模时可根据实际情况作适当 调整。 聚碳酸脂 预热和干燥 料筒温度t/0C 喷嘴温度t/0C 模具温度t/0C 注射压力 p/Ma 温度t/0C110~120 时间τ/h8~12 后段 210~240 中段 230~280 前段 240~285 240~250 70(90)~120 80~130 ⑵填写模塑成型工艺卡 成型时间 注射时间 20~90 保压时间 0~5 冷却时间 20~90 总周期 40~190 螺杆转速n/(r·min-1) 28 后处理 方法 红外线 塑料模设计及制造实例 三、注射模的结构设计 ⒈塑件浇口位置选择 ⑴应有利于充模流动、排气和补料 ⑵减小制品翘曲变形 ⑶浇口位置与分子取向关系 ⑷注塑成型时的喷射现象与浇口位置和尺寸的关系 ⑸减少熔接痕,增加熔接牢度 (6)浇口位置应防止料流将型芯或镶件技歪变形 图a小端为分型面 图b大端为分型面 塑料模设计及制造实例 三、注射模的结分构类:设直计接浇口⒈(塑又称件主浇流口道型位浇置口选,中择心浇口);小浇 口(限制性浇口) 形状和尺寸:圆形截面浇口:常见有针点浇口、潜伏式浇 口、主流道形浇口; 矩形截面浇口:有侧浇口、轮辐式浇口; 狭缝式浇口:有扇形浇口、薄膜式浇口等。 图a小端为分型面 图b大端为分型面 塑料模设计及制造实例 三、注射模的结构设计 2.分型面的选择 (1)、应选在塑件外形最大轮廓处 (2). 有利于塑件顺利脱模 (3). 保证塑件的尺寸精度和表面质量 (4). 有利于模具的加工、模具结构简化 (5). 有利于排气 (6).减少分型面数量、避免侧向分型和侧向抽芯 塑料模设计及制造实例 三、注射模的结构设计 2.分型面的选择 在选择分型面时,根据分型面的选择原则,考虑不影响 塑件的外观质量以及成型后能顺利取出塑件,有两种分型面 的选择方案。 图a小端为分型面 图b大端为分型面 采用这种方案,侧面抽芯机构设在动模部分,模具结构也较 为简单。所以,选塑件大端底平面作为分型面较为合适。 塑料模设计及制造实例 三、注射模的结构设计 3.型腔数目的确定及型腔的排列 由于该塑件采用的是一模一件成型,所以,型腔布 置在模具的中间。这样也有利于浇注系统的排列和模具 的平衡。 4.浇注系统方案设计 ⑴主流道设计 根据手册查得xs-zy-250型注射机喷嘴的 有关尺寸: 喷嘴球面半径R0=18mm 喷嘴孔直径:d0=φ4mm 根据模具主流与喷嘴的关系: R=R0+(1~2)mm d=d0+0.5 mm 塑料模设计及制造实例 三、注射模的结构设计 4.浇注系统方案设计 ⑵分流道的设计 设计原则:型腔布置和分流道的布置应同时加以考虑; ①尽量保证各型腔同时充满并均衡地补料,以保证各塑件的性能、尺寸尽可能 一致。 ②各型腔之间有足够空间排冷却水道,螺钉等,有足够截面积承受注塑压力。 ③尽量缩短流道长度、降低浇注系统在料重量。 ④型腔和浇注系统投影面积的重心,注塑机锁模力的中心,一般在模板的中心 上。 塑料模设计及制造实例 三、注射模的结构设计 4.浇注系统方案设计 ⑵分流道的设计 该塑件的体积比较大,但形状不算太复杂,且壁厚均匀,可考虑采用多 点进料方式,缩短分流道长度,有利于塑件的成型和外观质量的保证。 本例从便于加工的方面考虑,采用截面形状为半圆形的分流道。查 有关手册得流道半径R=5mm。 塑料模设计及制造实例 三、注射模的结构设计 4.浇注系统方案设计 ⑶浇口设计 ⒈)浇口位置选择 ①应有利于充模流动、排气和补料 ②减小制品翘曲变形 ③浇口位置与分子取向关系 ④注塑成型时的喷射现象与浇口位置和尺寸的关系 ⑤减少熔接痕,增加熔接牢度: ⑥浇口位置应防止料流将型芯或镶件技歪变形 潜伏式浇口A 塑料模设计及制造实例 三、注射模的结构设计 4.浇注系统方案设计 ⑶浇口设计 2)浇口形式的选择 分类:直接浇口(又称主流道型浇口,中心浇口); 小浇口(限制性浇口) 圆形截面浇口(针点浇口、潜伏式浇口、主流道形浇口); 矩形截面浇口:有侧浇口、轮辐式浇口; 潜伏式浇口A 狭缝式浇口:有扇形浇口、薄膜式浇口等。 该塑件外观质量要求较高,浇口位置、大小应以不影响塑件的 外观质量为前提。尽量使模具结构更简单。 潜伏式浇口A:浇口位置在塑件内表面,不影响其外观质量。 该浇口形式增加了模具结构的复杂程度。 塑料模设计及制造实例 三、注射模的结构设计 4.浇注系统方案设计 潜伏式浇口A:注塑质量分析 塑料模设计及制造实例 三、注射模的结构设计 4.浇注系统方案设计 潜伏式浇口B:轮幅浇口的一种变异形式。 采用几股料进入型腔,缩短流程,去除浇口时较方便, 但有浇口痕迹。 模具结构较潜伏式浇口的模具结构简单。 点浇口C:采用这种浇口,可获得外观清晰,表面 光泽的塑件。 模具需要设计成双分型面,以便脱出浇注系统凝 料,增加了模具结构的复杂程度,但能保证塑件成 型要求。 综合对塑料成型性能和浇口的分析比较,确定成型该塑 件的模具采用:潜伏式浇口C点浇口形式。 潜伏式浇口B 点浇口C 塑料模设计及制造实例 三、注射模的结构设计 4.浇注系统方案设计 点浇口C 点浇口C:采用这种浇口,可获得外观清晰,表面光泽的塑件。 模具需要设计成双分型面,以便脱出浇注系统凝料,增加了模 具结构的复杂程度,但能保证塑件成型要求。 综合对塑料成型性能和浇口的分析比较,确定成型该塑 件的模具采用:点浇口形式C。 塑料模设计及制造实例 三、注射模的结构设计 4.浇注系统方案设计 浇口直径:经验值0.4~2mm;经验公式 d kc4 A (A--型腔的表面积;C—壁厚系数,)视物料性质和制件重量而定。 点浇口圆柱孔长度: 0.5~1.2㎜。 剪切速率控制在 ? 4qv R3 ≥ 105s-1 塑料模设计及制造实例 三、注射模的结构设计 5.浇注系统尺寸设计 流道尺寸理论计算目的:计算流道最小尺寸;保证熔体有适当的流动速 率和恰当的压力损失。 计算原理 整个计算是对初步设计的挠注系统进行反复校核的过程。遵循的原则 和方法。 ①适当的剪切速率: 经验值:主流道 5 103s-1 分流道 5 102s-1 点浇道 5 105s-1 ,其它浇口 5 103 __5 104 s-1 ②流通截面当量计算 主流道:圆锥形,用长度中间的圆截面直径近似计算。 圆形截面 ? 4qv R3 104 s-1 矩形截面 ? 6qv w h2 104 s-1 梯形、半圆形等分流道的当量半径为 R n 3 2A2 L 式中 R n— 假想的圆形流道的当量半径,cm A——实际流道的截面面积,cm2 L——实际流道截面的周边长度,cm 流率计算 qv V t 注射充模时间 t 计算:t=tl/3+t22/3 主流道的充模时间 tl::由模具型腔体积 Vl,计算得到; 经浇口的充模时间 t2:由塑料件型腔体积 V2,计算得到, ③恰当的压力降 整个浇注系统恰当的压力降 浇注系统压力降=注射压力-注射装置中的压损-成型压力 (25~45Mpa) ④压降计算 工程计算法 将各截面视为当量半径 Rn 的圆形通道,由 w R P 2L 联立可解得 p ;式中 K 、 ? 、n 查表可得。 ? K n 塑料模设计及制造实例 三、注射模的结构设计 5.浇注系统尺寸设计 型芯型腔可采用整体式或组合式结构。 由于该塑件尺寸较大,最大达?170mm,且形状复杂,有锥面 过渡。若采用整体式型腔,加工和热处理都较困难。 所以,型腔采用拼块组合式,型腔的底部大面积镶拼结构。 考虑模具温度调节,型芯采用整体式结构。 塑料模设计及制造实例 三、注射模的结构设计 6.推件方式的选择 模具型腔在动模部分,开模后,塑件留在动模部分。 推出机构可采用推板推出或推杆推出。 推板推出结构可靠,顶出力均匀,不影响塑件的外观质量,但塑件上 有圆弧过渡,推板制造困难; 推杆推出结构简单,推出平稳可靠,虽然推出时会在塑件上留下顶出 痕迹,但塑件顶部装配后使用时并不影响外观。 从以上分析得出:该塑件采用推杆推出机构。 塑料模设计及制造实例 三、注射模的结构设计 6.推件方式的选择 利用拉料杆和凝料推板脱出浇注系统拧凝料: 利用斜孔拉断浇口脱出浇注系统凝料 塑料模设计及制造实例 三、注射模的结构设计 7.侧抽芯机构设计 塑料模设计及制造实例 三、注射模的结构设计 7.侧抽芯机构设计 设计内容 抽拔力计算 斜滑快运动分析 斜滑快结构设计 推杆强度、刚度计算、压杆失稳计算 塑料模设计及制造实例 三、注射模的结构设计 8.标准模架的选择 本塑件采用点浇口注射成型,根据其结构形式,选择A4型模架。 绘制模具总装图如下: 塑料模设计及制造实例 四、注射模设计的有关尺寸计算 1.成型零件尺寸计算 查有关手册得PC的收缩率为Q=0.5%~0.7%,故平 均收缩率为:Scp=(0.5+0.7)%/2=0.6%=0.006,根 据塑件尺寸公差要求,模具的制造公差取Z=Δ/3。 已知条件:平均收缩率SCP =0.006mm;模具的制造公差取Z=Δ/3。 类 零件 模具 塑件尺寸 计算公式 型腔或型芯 别 图号 零件 工作尺寸 名称 型 件25 腔 导滑 的板 计 (型 算 腔1) 小端 对应 的型 腔 内凸 对应 的型 芯 ?690-0.86 ?700-0.86 ?1140+1.14 ?1210+1..28 Lm=(Ls+LsScp%-3/4Δ)0+?Z ?68.770+0.22 ?69.780+0.22 lm=(ls+lsScp%+3/4Δ)0-?Z ?115.540-0.29 ?122.680-0.32 塑料模设计及制造实例 四、注射模设计的有关尺寸计算 2.确定抽芯机构零件尺寸计算 抽芯距的计算 S抽=h+(2~3) =(121-114)/2+2.5 =6mm 滑块倾角的确定 本例抽芯距较小,选择α=10°。 塑料模设计及制造实例 四、注射模设计的有关尺寸计算 2.确定抽芯机构零件尺寸计算 确定斜滑块尺寸 斜滑块在件25导滑板中导滑, 导滑板的高度设计为85mm, 斜滑块在件25导滑板中能导滑 的行程40mm(考虑限位螺 钉的安装尺寸和推出行程)。 S实际=tga×40= tg10×48=0.176×40=7.04 mm S抽 满足抽芯距要求。 塑料模设计及制造实例 四、注射模设计的有关尺寸计算 3.注射模具零件设计 绘制非标准零件的零件图。 塑料模设计及制造实例 五、注射机有关参数的校核 1、模具安装部分的校核 (1).喷嘴尺寸 (2).定位孔尺寸 h:小型模具取8~10)mm 大型模具取(10~15)mm 塑料模设计及制造实例 五、注射机有关参数的校核 (3).拉杆间距、安装螺孔尺寸 模具的外形尺寸应小于注射机的拉杆间距,以保证模具能安装 到注射机工作台面上。 模具重量较轻用压板固定 模具重量较重的用螺钉固定 塑料模设计及制造实例 五、注射机有关参数的校核 (3).拉杆间距、安装螺孔尺寸 模具的外形尺寸应小于注射机的拉杆间距,以保证模具能安装 到注射机工作台面上。 该模具的外形尺寸为365mm×315mm ,XS-ZY-250型注射机 模板最大安装尺寸为598×520,故能满足模具安装要求。 。 塑料模设计及制造实例 五、注射机有关参数的校核 2.模具闭合高度的确定和校核 ⑴模具闭合高度的确定 根据标准模架各模板尺寸及模具设计的其他零件尺寸: 定模座板H定=45mm,压板H压=25mm, 型芯固定板H固=25mm,型腔板H型=93mm, 凹模镶块H凹=65mm,垫板H垫=35mm,模脚H模=85mm 模具闭合高度: H闭=H足+H动+H导+H型+H固+H流+H定 =85mm+35mm+65mm+93mm+25mm+25mm+45mm =373mm 塑料模设计及制造实例 五、注射机有关参数的校核 2.模具开模行程校核 模具闭合厚度:模具总厚度应在最大厚度与最小厚度之间 Hmax≥Hm≥Hmin 模具闭合高度: H闭=373mm ⑵注射机校核 XS-ZY-250型注射机所允许模具的最 小厚度为Hmin=165mm,最大厚度 Hmax=350mm即模具不满足 Hmin≤H≤Hmax的安装条件 塑料模设计及制造实例 五、注射机有关参数的校核 2.模具开模行程校核 ⑵注射机校核 经查资料型注射机XS-ZY-500的最大开 模行程s=500mm,满足下式计算所需的出件 要求: s=H1+H2+a+(5~10)mm =40+133+95+7 =275mm 侧分型抽芯距较短,不会过大增加开模 式距离,注射机的开模行程足够。 经验证XS-ZY-500型注射机能满 足使用要求,故可以采用。 塑料模设计及制造实例 六、热平衡计算 冷却回路的尺寸确定 ⒈热平衡计算 ⑴单位时间,模具内熔体熔体固化放出的 热量 ⑵模具散热量 1) 制品所需冷却时间计算 2)对流散发走的热量 3)由辐射散发的热量 4)向注塑机工作台面所传热量 ⑶热平衡条件 ⒉冷却回路的尺寸确定 ⑴冷却水用量计算 ⑵冷却面积计算 ⑶冷却水体积流量计算及 冷却水管径确定 ⑷紊流计算 ⑸冷却回路长度计算 ⑹冷却回路压降计算 塑料模设计及制造实例 七、注射模主要零件加工工艺规程的编制 1.型腔板的加工工艺过程 序 工序 号 名称 工序内容 1 锻造 295mm×295mm×98 mm 2 热处理 退火 3刨 刨六面至尺寸291mm×291mm×94mm、对角尺 4 平磨 磨六面至尺寸290mm×290mm×93mm保证上下平面与四平面互相垂直,垂 直度为0.01mm/10mm、对角尺 5钳 以上下平面及一对相互垂直的侧基面为基准划各孔中心线车 车型腔孔,并按图纸要求加工出 φ169.82mm,φ136.86mm,φ128.8mm,φ126.8mm的孔。 7钻 ①钻绞2-Φ9孔,并锪两沉头孔2-Φ15, 并留出0.5mm的精加工余量。 ②用深孔钻钻Φ14的孔,冷却水孔到要求。 8钳 ①与件2,19,21,25配作,钻绞4-φ30的孔,锪4-φ36的沉头孔到要 求,并留出0.5mm的精加工余量。 ②与件2,3,19,21,25配合钻绞4-φ16.8的孔到要求 ③与件25,26,14配合钻铰4-φ14的孔,同时按图上要求加工出4- φ15,留出0.5mm的精加工余量。 ④配钻8-M12螺纹底孔,并攻丝到要求。 ⑤按拉块位置钻2-M10螺纹底孔,并攻丝到要求。 9磨 磨4-φ14,2-Φ9,φ169.82mm,φ136.86mm,φ128.8mm,φ126.8,2- Φ15各孔到要求。 10 去毛刺 研型腔Ra0.1并镀铬抛光。 塑料模设计程序 八、全面审核后投产制造 全面审核时应特别注意: 成型零件的结构工艺性及与其它零件的配 合关系 各运动部件动作的协调性与稳定性 塑料模设计程序 九、试模及修模 模具加工完成以后,要进行试模试验,看成型的制件质量如何。 发现缺陷以后,要根据实际情况进行排除错误性的修模。 十、整理资料进行归档 在设计期间所产生的技术资料,例如任务 书、制件图、技术说明书、模具总装图、模具 零件图、模具设计说明书、检验记录表、试模 修模记录等,按规定加以系统整理、装订、编 号进行归档。

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