1、共 36 页 第 1 页刷座注射模具的设计1 绪 论毕业设计是为模具设计与制造专业学生在学完全部课程后，大学毕业之前所设置的一个重要的实践性环节。其目的有：1、综合运用本专业所学课程 的理论和生产实习知识，进行一次塑料模具设计工作的实际训练，从而培养和提高学生自己的独立工作能力。2、巩固“塑料模具设计与制造”等课程所学的内容，掌握模具设计的方法和步骤。3、掌握塑料模具设计与基本技能，如模具相关尺寸计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范等。注塑模的现状：目前，我国的模具技术有了很大发展，模具的精密度，复杂程度和寿命都有很大提高。模具的标准化程度也有一定提高。但是，由于我国的模具行业起步较
2、晚，与国外相比，仍存在不小的差距，主要体现在：产需矛盾：随着工业发展水平的不断提高，工业产品更新速度的加快，对模具的需求越来越磊。无论是数量还是质量都无法满足国内市场的需要，只达到 70%左右。造成矛盾突出的原因是模具企业的专业化，标准化程度低，生产周期长。另外，设计和制造工艺水平还不能完全适应发展的需要。企业结构不合理：我国很多模具生产能力集中在各主机厂的模具分厂或车间内，模具的商品化程度低，面国外面 70%心上都是专业模具厂，且走的是“小而精”的道路，因此生产效率和经济效益俱佳。产品水平：衡量模具的产品水平，主要有模具加工的制造精度和表面粗糙度，加工模具的复杂程度，以及模具的制造周期和使用
3、寿命。而这几项指标与国外相比的差距都十分明显。此外，模具工业的整体装备水平也存在相对落后，利用率低的现象。高素质的模具技术人才缺乏，产品的综合开发能力还急需加强。近年来，外企进入中国加剧了竞争，也出现一些价格方面的恶性竞争。为了避免顺为暂的利益而损失 长远利益和整体的发展，未来一年中，待业协会 也将加强团结模具企业间的组织和协调，制定合理的价格水平。同时，研究国际模具价格水平，以对行业进行指导和信息沟通。共 36 页 第 2 页塑料模具行业发展趋势：改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业企业的所有制成份也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体，合
4、资，独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙，美的，康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量，成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现已成为衡量一切的标准。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国空相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/CAM 技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够
5、广泛等等，致使相当一部分大型，精密，复杂和长寿命模具依赖进口。未来塑料模具制造技术发展趋势 ：模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短” ， “精度高” ， “质量好” ，“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项：1 全面推广 CAD/CAM/CAE 技术模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及 CAD/CAM/CAE 技术的条件已基本成熟，各企业将加大 CAD/CAM 技术培训和技术服务的力度；进一步扩大 CAE 技术的应用范围。计算机和网络的发展正使 CAD/CAM/CAE 技术跨地区，跨企业，跨院所地在整个行业中推广成为可能，
6、实现技术资源的重新整合，使用权虚拟制造成为可能。2 提高模具标准化程度我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到 30%左右。国外发百叶窗国家一役为 80%左右。3 具研磨抛光将自动化，智能化模具表面的质量对模具使用寿命，制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化，智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，心提高模具质量是重要的发展声势为。本课程要求每个学生独立完成零件的工艺设计，模具结构设计与计算，典型零件制造工艺规程制定等工作，并画出一套模具总装配图及零件图，写出设计说明书一份，毕业设计完成后要进行答辩共 36 页 第 3 页2 工艺性分析2.1 塑件的原材料分
7、析PVC 塑料，化学名称：聚氯乙烯 英文名称:Poly(VINyl Chloride) 比重:1.38 克/立方厘米 成型收缩率:0.6-1.5% 成型温度：160-190 特点：力学性能,电性能优良,耐酸碱力极强,化学稳定性好,但软化点低. 适于制作薄板,电线电缆绝缘层,密封件等. 成型特性： 1.无定形料,吸湿小,流动性差.为了提高流动性,防止发生气泡,塑料可预先干燥.模具浇注系统宜粗短,浇口截面宜大,不得有死角.模具须冷却,表面镀铬. 2.由于其腐蚀性和流动性特点，最好采用专用设备和模具。所有产品须根据需要加入不同种类和数量的助剂。 3.极易分解,在 200 度温度下与钢.铜接触更易分解
8、,分解时逸出腐蚀.刺激性气体.成型温度范围小. 4.采用螺杆式注射机喷嘴时,孔径宜大,以防死角滞料.好不带镶件,如有镶件应预热. 制品材料为聚氯乙烯，是一种无毒、外观为白色的粉末，由于它对光热稳定性较差，只由加入多种助剂后，才能使它具有实用价值，它的制品一般多为组合的塑料。从使用性能上看，聚氯乙烯机械强度取决于分子量的大小及各种助剂的含量，分子量越大，机械强度越高，助剂含量越大，则强度越低，聚氯乙烯的吸水性很小（50%）透气性也很低，硬度和钢性比聚氯乙烯好，耐磨性超过硫化橡胶，聚氯乙烯具有良好的电绝缘性，且具有非常良好的化学稳定性，能耐浓酸，很适于做防腐材料，聚氯乙烯在光作用下会导致降解，但只
9、要添加适当的光稳定剂，聚氯乙烯的耐老化性大大提高，可几十年保持稳定，从成型工艺上看，如果塑料坯料中含有水分，则制品表面，就会缺乏光泽，并产生银纹，从而降低制品的力学及电性能，聚氯乙烯属于热敏性塑料，加工温度与材料分解温度很接近，受温度影响，极易产生氯化氢气体，导致树脂变色，所以必须严格控制料管温度，并共 36 页 第 4 页尽可能采用的较低的成型温度。料管温度的选用：后段料管为 160170中段料管为 160165前段料管为 140150喷嘴处温度 150190 标准 180 模具温度 4070 2.2 制品的工艺性分析由制品图可知，制品最大外径为60制品高度为 116，总体尺寸较大，成型较为
10、困难，制品最大壁厚为 45，最小壁厚为 1，满足注射成型时壁厚的范围要求制品的尺寸精度为600.15，320.1，300.05 380.05其精度为 7 级精度，为一般精度级别，由于制品成型较为复杂，而且成型尺寸较为大，可采用一模两腔。制品为不规则旋转体，成型脱模都比较困难，制品图上脱模斜度但为便于脱模凹模设计时取脱模斜度为 1，凸模为 30，制品上各处的轮廓过渡处和壁厚过渡处均用圆角连接，凹槽采用组合凹槽，有侧抽芯结构，故综合可知，该制品工艺复杂，在成型时，应严格控制工艺条件。由于聚氯乙烯塑料有容易热分解，和流动性差的弱点，模具中的流道和浇口，应尽可能粗、短、厚。模腔表面镀以硬铬或氮化处理，
11、以防止受腐蚀。1严格控制加工温度，模具温度高，制品透明度好，并可减少熔接不良，尤其是可降低制品中的内应力，且容易成型。2严格控制模具塑料中的水分，含水率必须低于 0.03，由于干燥不充分会产生银纹，干燥条件：干燥温度为 95-100 。时间 6 小时， （鼓风电烘箱） ，料层厚度不宜超过 30，以防连结成块，若料层厚超过 30 则在干燥过程中应不断地翻料，防止粘连，又提高干燥效果，料斗应预热保温，避免已干燥的模塑料重新吸潮。3聚氯乙烯流动性差，宜高压成型，一般在 90mpa 左右，采用低温高压注射，背压 0.51.5mpa。2.3 发展概述聚氯乙烯是当今世界上产量最大，应用最广的热塑性塑料之一
12、。在我国是发共 36 页 第 5 页展较早、产量最大、用途也最广的一种。由于它是具有良好的耐化学腐蚀性能，在常温下对一般浓度的酸碱均较稳定，同时由于其材料来源丰富，成本低廉，国内生产单位较多，而且有一定的机械强度，加工成型方便，焊接性能良好等，因此在水处理中采用得比较广泛。聚氯乙烯塑料本身无色透明，加入增塑剂、稳定剂、着色剂等辅助材料后可制成各种不同用途的制品。聚氯乙烯塑料分为硬聚氯乙烯和软聚氯乙烯两种。硬聚氯乙烯除强氧化性酸(如浓硝酸、发烟硫酸)和芳香族及含氟的碳氢化合物和有机溶剂外，对其它一般酸、碱介质，都具有较高的化学稳定性，它在各种腐蚀性介质中的化学稳定性见表 030412。 表 03
13、 一0412 硬聚氯乙烯的化学稳定性硬聚氯乙烯耐热性不好,耐低温也差,使用温度为-1050抗冲击性能不好,使用压力为 0.25MPa 以下，所有这些都限制了硬聚氯乙烯在水处理中的应用。刷座注朔的工艺条件注射机 螺杆式 注射温度 200-226机筒温度 后段 160-170中段 165-180前段 150-170注射时间 2-5S 保压时间 15-40S模具温度 30-60 注射压力 80-130MPa冷却时间 15-40S 成型周期 40-90S收缩率 0.0060.015后处理方法:热风循环箱式红外灯烘箱.温度 60时间 4h.共 36 页 第 6 页3 确定模具结构制品精度等级为一般精度等
14、级,由于形状复杂,尺寸较大,最多采用一模两腔,根据制品形状结构,采用推板推杆脱模.帅制品精度和尺寸选择.上模座 31550025 定模板 20031525凹模板 200315100 凹模固定板 20031532垫块 3216080 下模座 31540040推板 11820012.5制品刷座根据其使用环境,要求不高,可以有浇口痕,故采用梯形浇口,开模时不能自动拉断,需用手动拉断,不需修整,采用梯形浇口,可以使塑件熔体的表现粘度以及通过剪切热,提高料温等.对于 PVC 这种流动性差,注射工艺条件要求较严格的塑料来说,梯形浇口优于其它形式的浇口.本模具为一模两腔,采用梯形浇口,双分型面,合模导向采用
15、导柱,导套.浇注系统与梯形浇口,流道平衡分布,以方便设计与加工.脱模方法:推板推杆.模具排气方式:分型面推杆间隙排气.温度调节系统:采用冷却水环浇调节模温.模具安装尺寸 315500模具结构示意图：共 36 页 第 7 页3.1 模腔数量的确定与校核一. N=2 个,单个制品的体积 M1=22 cm3浇注系统和飞边所需的的塑料体积 M2=24 cm3按注射机的最大注射量校核模腔数量 NN=021km式中: K注射机量子注射量的利用系数取 0.8M0注射机允许的最大注射量(cm 3)M1单个制品的体积(cm 3)M2浇注系统和飞边所属的塑料体积(cm 3)代入数据:N= 0.812-.452N故
16、满足.3.2 按注射机的额定合模力校核模腔数量共 36 页 第 8 页N= 12FPAjNpls式中: F1注射机的额定合模力(N)Pl单位投影面积需要的合模力(MPa),可近似取塑料熔体对模腔的平均压力表 417,取 PL=20 MPaAj浇注系统和飞边在模具水平分型面上的投影面积(mm 2)Aj=5 cm2As单个制品在模具水平分型面上的投影面积(mm 2),Aj=17 cm2代入数据:39015017.3i NN故满足.3.3 模具厚度的校核实际模具厚度 mH与注射机允许安装的最大模具厚度 maxH及最小厚度之间必须满足下列条件:即.minminmax已知: =294,已选注射机 XSZ
17、Y125 型注射机. =300, min=200.maxminmax200294300故满足模厚要求.3.4 开模行程校核模具为双分型面注射模,故需满足下式:12max(50)mSH式中: 注射机的最大开模距离制品所用的脱模距离1制品高度2共 36 页 第 9 页代入数据:右边= =88+43.8+10=142 mm maxS=300 mm12(50)mH故满足.3.5 制品在水平分型面上的投影面积与合模力的校核制品投影面积 A=34 cm2注射机最大成型面积 =300 cm2 1AA 1故满足.3.合模力的校核.为可靠闭合模腔,不使成型过程中出现溢料现象,需满足:0.89l iF式中: 工艺
18、合模力li注射机额定合模力又因 l=A .其中,A 为制品(包括浇注系统和飞边)在模具分型面上的投影面mP积.A=39 cm2 : 为平均模腔压力.由表 417 已知 m=20MPa,已知 A=34cm2lF=3420=680KN=(0.80.9) 900=720810KN0.89i:l(0.80.9) iF故满足. 3.6 注射压力校核对于初步选择确定的模具结构,还应对其流动比所需的注射压力进行校核,以保证不超过注射机允许使用的最大注射压力.流动比的计算:共 36 页 第 10 页1inilVt式中: V流动比模具中各段料流通道以及各段模腔的压力.il模具中各段料流通道以及各段模腔截面高度i
19、t代入数据: 256121.8MPa40.5V流动比很小,所需注射压力小于注射机允许使用的最大注射压力.3.7 推顶装置校核XSZY125 注射机采用顶杆机械顶出,故可在模具的动模开设中心孔,使模具的顶出系统与注射机的相连,顶出制品及浇注系统凝料.3.8 模具在注射机上的安装固定尺寸校核模具定模座外形尺寸:315500 mm模具动模座外形尺寸:200315 mm又根据 XS-Z-125 注射机动定模固定板上安装孔的布置可知,采用螺栓固定模具的方法比较合适,如下图所示形式:共 36 页 第 11 页4 注射机的选择及校核共 36 页 第 12 页单个制品体积 V1+浇注系统体积 V2V1+V2=
20、23911 mm3 注射量为 21511+240024 cm 3握以上 根据可选择 xs-zy-125 型注射机其性能参数为 146cm 螺杆直径 42mm额定注射量 120MPa 注射行程 210mm注射时间 2.9s 注射方法螺杆式合摸力 900KN 最大成型面积 320最大开模行程 375mm 模具最大厚度 200mm注射机的性能参数校核5 模具零部件设计共 36 页 第 13 页5.1 浇注系统设计浇注系统由主流道,浇口和冷料穴四部分组成,其作用是将熔体从喷嘴处平稳地引进模腔,并在熔体充模和固化定型过程中,将注射压力和保压力充分传递到模腔的各个部位,以获得组织致密,外形清晰,表面光洁和
21、尺寸精确的塑料制品.本模具为一模两腔的多腔模,为达到成型料流平衡,采用如下图所示的平衡布排,通往各个模腔的料流通道的截面形状,截面尺寸及其长度皆对应相对相等. 图示图形布排:两腔相对,水平布置使型腔排列紧凑,并减少模具外形尺寸.从制品表现质量和操作时自动化方向考虑,以及根据制品材料自身性能,拟采用侧浇口,侧浇口去除浇口后留痕迹小,不影响塑件外观,且开模时,可将冷料拉出,有利于模具设计的简化.采用侧浇口,只需采用二板式模,一次分型,分流道在主流道末端开设冷料井,以避免冷料进入模腔,影响制品成型质量或防止冷料堵塞浇口造成制品缺料.综上所述,浇注系统示意图如下:(1).主流道 (2).冷料井 (3)
22、.分流道5.1.1 主流道设计共 36 页 第 14 页主流道貌岸然进口端直径一般都要比喷嘴口径大 0.51 mm,本模具采用XSZY125 卧式注射机,其喷嘴出口直径为 4,故主流道进口端直径=4+(0.51) mm=4.55 mm,取 1D=4.5 mm,为便于取出主流道凝料,主流道貌1D岸然应呈圆锥形,锥角 =4.主流道出口端应有圆角,圆角半径 R 取 3 mm;主流道表壁的表面粗糙度小于 m;0.6a主流道长度根据定模座及定模的厚度,取 60 mm;zL主流道进口端与喷嘴头部接触处应做成凹下的球面,以便与喷嘴头部的球面半径匹配,以免造成漏料,给脱卸主泫道凝料造成困难,通常主流道进口端凹
23、下约 35mm 对于 XSZY125 注射机, =12mm, =14mm,凹下深度为 3mm.1R2综上所述,主流道如下图所示:主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式（俗称浇口套，这边称唧咀） ，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理.将主流道开在浇口套中,再嵌入定模座内,不仅对主流道貌岸然的加工和热处理以及衬套本身的选材等带来很大的方便,而且在主流道损坏后也便于修磨或更换.浇口套材料:T8A共 36 页 第 15 页热处理后硬度为 5357HRC与定模座之间的配合采用 H7/m6浇口套的结构示意图：为使主流道与
24、喷嘴和机筒对中,另加设定位环,其材料为 T8A,热处理后硬度为5357HRC 与注射机定模固定板之间采用 / 的间隙配合.其图样如下图: 1Hh共 36 页 第 16 页5.1.2 分流道的设计分流道是将高温高压的塑料熔体流向,从主流道转换到模腔,因此设计时要求熔体通过分流道时的温度下降和压力损失都应尽可能小,而且,还要求平稳,均衡地将熔体分配到各个模腔故分流道应设计行短而粗. 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度 Ra 并不要求很低，一般取 1.6m 左右既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中
25、心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。实际加工时，用铣床铣出流道后，少为省一下模，省掉加工纹理就行了。（省模：制造模具的一道很重要的工序，一般配备了专业的省模女工，即用打磨机，沙纸，油石等打磨工具将模具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙度。）由于 PVC 流动性差,故分流道直径应取较大值,而且,宜采用较高的注射压力和注射温度.故采用热量损失小且加工性能较好的梯形分流道.根据制品外形尺寸及模腔的布排,分流道长度 ,取 fl=15mm,且分流道貌岸然f为平衡布排,另外分流道表壁的表面粗糙度取 =25m,以免过大将冷料带入模aR腔.分流道截面尺寸的计算:根据
26、制品体积及表 310 可得体积流率=301= ,分流道中体积流率 =30/2= ,取 .30cmSR15cmS2150RP分流道在分型面上的布置与前面所述型腔排列密切相关，有多种不同的布置形式，但应遵循两方面原则：即一方面排列紧凑、缩小模具板面尺寸；另一方面流程尽量短、锁模力力求平衡。本模具的流道布置形式采用平衡式，如下图：共 36 页 第 17 页5.1.3 冷料穴的设计为防止冷料进入模腔,影响制品质量,或防止冷料堵塞浇口,造成制品缺料,在主流道貌岸然末端开设冷料穴.冷料穴的直径取与主流道的出口端直径相同 D=6 mm,深度 h=5 mm5.1.4 锁模力的校核设 PVC 的加工温度 T=2
27、20,则由表 1-20 查找非牛顿指数,由表 1-28 查找粘度系数 K K=21) 由前述所选定的 XSZY125 型卧式注射机装置的结构特性可知 SR=3.8 cm, NR=0.12 cm,L=17 cm 再结合 PRC 容体流动性数据 n=0.2, =70.61K,代入方程:410132()4()nnl nssKPER式中: PE螺杆头与喷嘴入口区间, 熔体发生剪切流动所引起的压力降(MPa)n塑料熔体非牛顿指数熔体剪切粘度系数k熔体体积流量( cm3/s),根据已知 =30 cm3/s共 36 页 第 18 页L熔体流道长度(cm)SR注射机螺杆半径(cm)N注射机喷嘴内半径(cm)代
28、入数据: 4(0.2)30.230.2627.13518)cm/s8=1.40()nPEMa又 NR=0.12cm, =2.0cmnL熔体流经注射机喷嘴时,特性数据 N=0.20, k= ,压降由下式可得: 47.01(31)24()nnLPER式中: PE-熔体流经注射机喷嘴时产生的压降(MPa)其余参数含义同上式代入数据: 0.20.2(3.1)54()PE=17.06MPa故 MPa12.47069.4pENP式中: 熔体流经注射机喷嘴的压力降(MPa)p2).由前所碠得浇注系统组成,分别示出熔体流经主流道,分流道所引起的压力降.熔体流经主流道的压力降.由前所述计算可知: =0.275c
29、m, =0.225cm,L=2.6cm,又因 90转向的两1R2分支,所以 =5 = =2.5cm,熔体特性数据 n=0.2,sled0.54()= ,代入方程:K47.0共 36 页 第 19 页3321122()()43nn nnssklPR 式中: 熔体流经主流道及其分支与转向所产生的压降(MPa)s主流道小端直径1R主流道大端直径2L熔体流道长度(即主流道长度)主流道分支及改向的当量长度sl代入数据： 0.2 30.230.2.71(2.65)() .75430sP =4.14 Pa=4.14MPa6.熔体流经分流道的压降由前述计算可知 =3.5cm, =0.6cm, =0.225cm
30、, =0.204cm 熔体特1L21R2性数据 n=0.2, =7.06 ,由方程:K40=4(21)3nK式中: 熔体剪切粘度系数当量值.K代入数据 =7.06 =7.43 .4100.2(2.1)341再由分流道截面 K8 知 h=0.5cm.又由分流道截面面积 F=0.24 2 /4 得cmd=0.55cm.2de=1.1cm=LR w=0.460d由方程式: 332112 12()()6(42 nnnnRRnKlRKLPwh式中: 熔体流经第一分流道及扆向和流经第二分流道的压降(MPa)分流道中的熔体流率1L第二分流道长度2l共 36 页 第 20 页分流道分支及改向的当量长度RLW分
31、流道截面的宽度h分流道截面矩形的高度其余参数含义同前.代入数据: 0.2 30.230.20.24. .20.1 0.2()761(.45)673(42()5 8535.)RP=6.7MPa将以上算得的值相加,得=4.14+6.7=10.84MPaqP式中: q塑料熔体流经浇注系统的压力降5.1.5 求型腔压力()cpqPP=120-(29.46+10.84)=79.7MPa上式中: 型腔压力cP注射设定压力5.1.6 校核锁模力由式:胀模力投影面积 c得 T=41.657970=639KN900KN 胀模力小于注射机最大合模力,故注射机符合要求.4.2 成型零部件的设计模具中决定塑件几何形状
32、和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、共 36 页 第 21 页料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。5.2.1 成型零部件的结构设计本模具
33、为一模两腔,为便于取模,节省材料,降低成本方面考虑,凸模采用整体嵌入式和齿条抽芯机构,因考虑到制品的实际情况,凹模采用组合式凹模,用支承板,螺钉固定,工件上凸模与定模板之间采用 H7/js6 的配合形式,凹模与定模板之间采用 H9/f9 的配合形式.5.2.2 成型零部件工作尺寸计算本模具成型零部件包括凹模,凸模两部分,由前可知,制品的精度等级要求为一般精度,故采用公差带法计算型芯型腔的工作尺寸.5.2.2.1 模腔工作尺寸的计算制品成型时,分型面取在高 8 的台阶处,故可知模腔的尺寸有:径向尺寸:60mm, 48mm, 42.8mm.轴向尺寸:15mm,7mm13mm.台阶以下部分,模腔尺寸
34、有:径向尺寸: 32mm,轴向尺寸:50mm27mm60mm.径向尺寸计算: = 60mm 求1Ls1Lm60mm 为自由尺寸,按 10 级精度级别查得制品公差=1.2mm 其制造偏差 和磨损量 分别按制品公差的 1/3 和 1/6 取值,根据预定1zc收缩率 0.0060.015.初算结果为( z=0.4, c=0.2)式 1Lm=(1+ ) - 1axSsL式中: 基本尺寸s原始尺寸共 36 页 第 22 页1制品在尺寸内的公差maxS该种塑料制品的最大成型收缩率代入数据: 1L=(1+0.015)60-1.2=59.7mm用公式( + z+ c)-L sL验算以上计算结果.mminS式中
35、: 成型零部件的制造公差z成型零部件的磨损量c该种塑料制品的最小成型收缩率minS因为: =(59.7+0.4+0.2)-600.6zF=59.94 1L故有 1= 0.459.凹模深度=8mm,查表 5-5,得=0.82,故 z=0.27, c=0.14sH初算:由式mmmin(1)(10.6)80.27.8mszS验算:由式 =7.8-80.015+0.82=8.5mm8mmaxssHN故有 =m0.278.径向尺寸计算 1LS=42.8 求 1Lm32mm 为自由尺寸,7 级精度;查得制品公差 =0.86mm1其制造偏差 z和磨损量 c分别按制品公差的 1/3 和 1/6 取值,根据预定
36、收缩率0.0060.015 初算结果为 z=0.29, c=0.14共 36 页 第 23 页1max11()LSLs式中: 1m基本尺寸S原始尺寸制品在尺寸内的公差1该种塑料制品的最大成型收缩率maxS代入数据: 1L=(1+0.015)42.8-0.86=42.3mm用公式,(lm+ z+ c)-ls minls 验算以上计算结果式中 z成型零件制造公差c成型零部件磨损量minS该种塑料制品的最小成型收缩率代入数据: (42.15+0.29+0.14)-42.80.006=42.3mm1L= mm0.2943.凹模深度sH=7mm.查表 5-5,得 1=0.67mm,故 z=0.22mm,
37、 c=0.11mm态复萌 初算:由式 min()mszHSH=(1+0.006)7-0.22=6.82mm验算:由式 maxms s左边=6.82-70.015+0.67=7.39mm共 36 页 第 24 页故有 mH= 0.268=6.82+8=14.82 mm.拼合凹模模腔尺寸计算.径向尺寸 32 mm 轴向尺寸 60 mm,50 mm,27 mm,26 mm径向尺寸计算:= 32 mm,求1Ls1Lm32 mm 为自由尺寸,按 10 级精度,查得制品公差1=0.86mm 其制造偏差 z各磨损量 c分别按制品公差的 1/3 和 1/6 取值,根据预定收缩率 0.0060.015mm,初算
38、结果为: z=0.25mm, c=0.13mm1max11()LmSLs式中: 基本尺寸1Ls原始尺寸1制品在尺寸内的公差maxS该种塑料制品的最大成型收缩率代入数据: 1L=(1+0.015)32-0.76=31.72mm用公式 验算以上计算结果.minmzcLss式中: z成型零部件制造公差c成型零部件磨损量minS该各塑料制品的最小成型收缩率代入数据: 左边=(31.7+0.25+0.13)-320.006共 36 页 第 25 页=32.1-0.109=31.9mm 1Ls故有 1Lm= 0.2539凹模深度=26+60=86mm,查表 5-5,得 1=2.87mm,故, z=0.96
39、mm, c=0.48mmsH初算:由式 min()mszSH=(1+0.006)86-0.96=85.56mm验算:由式 maxss左边=85.56-1.29+2.87=87.14mm故有 mH= 0.5685.2.2.2 型芯工作尺寸计算需计算的尺寸有:径向 3mm, 38mm, 30mm轴向尺寸有:15+17.32=32.32mm,60mm,5mm 径向尺寸计算:1sL=3mm 1=0.13mm z= 0.043 mm c=0.022mm2s= 38mm 1=0.92mm z= 0.31mm c=0.15mm3sL= 30mm 1=0.82mm z= 0.27mm c=0.14mm由式:
40、1 maxmzcssLL左边= 1 axzcsL=3.15-0.043-0.022-30.015=3.04mm共 36 页 第 26 页左边= 1maxmzcsLL=39.15-0.31-0.15-380.015=38.12mm左边= 1maxmzcsLL=31-0.27-0.14-300.015=30.14mm故有: 1L= mm, 2mL= mm, 3mL= mm0.4350.13950.271 型芯高度1sh=26mm 1=1.9, z=0.63. c=0.32=60mm 1=4.32, z=1.44. c=0.722s由式: maxssHH验算得:左边 1=27.02-260.006-
41、1.9=24.96左边 2=62.34-600.006-4.32=57.66故有 1m= 0.6327, 2m=0.84.3齿轮型芯结构的设计:由于在模具中塑件对型芯的包紧力较小,只需采用一般的齿轮结构即可,因此齿轮结构不需要校核,选用 Z=17, m=2.分度圆直径:d=34 齿顶圆直径: =382d齿根圆直径:d=29 齿顶高: =2ah齿根高: 齿高:2.5fh4.5齿距: 68p齿轮抽芯辅助机构的设计如下图所示: 共 36 页 第 27 页共 36 页 第 28 页6 成型零部件材料的选择制品刷座精度等级为一般精度,变形小,生产批量为大批在量,根据制品的材料为 PVC 及自身性能,成型
42、零部件选用 PMS.PMS 是镜面塑料模具钢,是一种新型的析出硬化型塑料钢,热处理后,为贝氏体和马氏体混合组织,具有良好的冷热加工性能和综合力学性能.热处理工艺简便,变形小,淬透性高,适宜进行表面强化处理,在经固溶处理和时效处理后,其硬度为4042HRC.型腔壁厚的计算型腔采用组合式,材料为 PMS,由公式得:刚度计算:12/( )ErpSr强度计算: 12()Srp代入数据: 按刚度计算: 15 22.10.40.2538.5730( )1S =11.4mm按强度计算:12264.530()1.8.7S=5.45mm按刚度计算:15 22.10.4.7521.48.57.4( )S =5.6
43、7mm共 36 页 第 29 页按强度计算:121264.521.4()87S=3.89mm按按强度计算:15 22.10.4.5608.76( )12S =2.31mm按强度计算: 121264.560()87S=10.91mm由计算结果结合实际经验数据以及模具自身制造工况,取型腔壁厚 S=12mm 凸凹模图样见附图,加工工艺卡片.共 36 页 第 30 页6 分型面的选择与设计如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比
44、较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：1) 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。2) 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。3) 保证塑件的精度要求。4) 满足塑件的外观质量要求。5) 便于模具加工制造。6) 对成型面积的影响。7) 对排气效果的影响。8) 对侧向抽芯的影响。其中最重要的是第 5）和第 2） 、第 8）点。为了便于模具加工制造，应尽是选择平直分型面工易于加工的分型面。本模具采用一模两腔的平衡布排,由于采用窄浇口和组合凹模需用顶出机构脱出制品及浇注系统凝料,水平分型是为脱出凝料及定模板内部分,侧分型是为顶出制品.采用侧分型有以下几点好处,1 选择在最大外圆处可以方便凸凹模的加工.2 如果开设在凸台上方,则凹模加工复杂度提高,提高了模具成本.为了确保分型的次续及正确性,如下图所示加斜导柱,确保第一次分型与侧分型同时进行.排气结构设计本模具为中小型模具,由于其采用组合型芯和拼合凹模,可通过拼合间隙来排气,不需另加排气装置.
