3.2.4开模行程的校核[3]
模具开模行程的校核公式为:
H1+H2+a+(5-10)≤S
式中:
S-注射机的最大开模行程(mm)
H1-塑件脱模所需的推出距离(mm)
H2-塑模板之间的最大开距S件高度﹙不包括浇注系统高﹚(mm)
a-取出浇注系统凝料所需的定模座板与中间板之间的距离﹙mm﹚
根据塑件的尺寸取H1=60mm,H1=90mm,a=60mm
代入数据:
H1+H2+a+(5-10)=60+90+60+6=216mm≤340mm
即:
H1+H2+a+(5-10)≤S(满足要求)
3.2.5型腔数目的确定[3]
考虑到技术、经济、质量、设备、批量等多方面的因素,按注射机的额定锁模力确定型腔数目n,有
npA≤Fp_PA1
式中Fp-注射机的额定锁模力(N)
A-单个塑件在分型面上的投影面积(mm2)
A1-浇注系统在分型面上的投影面积(mm2)
P-塑件熔体对型腔的成型压力(MPa),其大小一般是注射压力的80%.
代入数字得n×67.816×20096≤1500000-67.816×38.465
即n≤12
本套模具采用一模一腔,即n=1(满足要求)
第4章分型面选择及浇注系统的设计
4.1分型面的选择
根据分型面应设在最大水平截面的原则,该塑件的分型面应该选在香炉的口部,即香炉的口部顶端水平面,如图2中的B-B。
由于采用点浇口,要取出浇注系统凝料,所以又设一分型面,如图2中的A-A。
图2分型面
4.2浇注系统的设计[3]
因为香炉的外表面不可以留下浇口的痕迹,所以之可以在香炉的底部浇注,且采用圆锥浇道点浇口。
4.2.1主流道的设计[3]
SZY-300型注射机喷嘴有关尺寸:
喷嘴孔直径:
d1=2mm喷嘴圆弧球半径:
R1=12mm.
为了便于凝料从主流道中拔出,主流道设计成圆锥形,由于PE熔体黏性稳定,主流道锥角取α=3°-6°,内壁表面粗糙度Ra小于0.8um.设计主流道截面直径时,应注意喷嘴轴线和主流道轴线对中,为了补偿对中误差并解决凝料的脱模问题,主流道进口端直径应比喷嘴直径大0.5-1mm,主流道进口端与喷嘴头部接触的形式:
一种是平面,另一种是弧面,由于平面连接密封时需要有很高的压力,实际中很少采用,一帮情况下是采用弧面(球面)接触定位,通常主流道进口端凹下球面半径R2比喷嘴球面半径R1大1-2mm,凹下深度3-5mm。
通常主流道进口端直径应根据注射机喷嘴孔径确定,取D1=5mm,D2=7.5mm主流道与分流道结合处采用圆角过渡,其半径R为1-3mm,以减少料流转向过渡时的阻力,在保证塑件成型良好的前提下,主流道的长度L应尽量短,为了减少废料及熔体压力损失,一般主流道长L不超过60mm。
常用的主流道衬套有A,B两种。
B型是为了防止衬套在熔体反压力作用下推出定模,使用时用固定在定模板上的定位圈压住衬套大端台阶,再用2-4个M6-M8的螺钉将定位环紧固在定模座板上,主流道衬套选用T8类优质钢材,热处理后硬度为53-57HRC,衬套长度与定模版配合部分的厚度一致,但主流道出口处的端面,不得凸出于分型面,衬套与定模板之间的配合采用H7/m6。
主流道及主流道衬套的形状尺寸如图3。
图3浇注系统
4.2.2浇口的设计[3]
一般情况下多采用长度较短(0.5-2mm)而截面又很狭窄的小浇口。
浇口截面的厚度通常可取塑件浇口处壁厚的1/3-2/3(或0.5-2mm)。
浇口的截面宽度b,矩形截面的浇口对于中小型塑件通常取b=(5-10)h,对于大型塑件取b>10h。
浇口长l=(0.5-2)mm。
第5章导向机构的设计
5.1动定模之间的导向机构设计[2]
香炉模具必须要保证其位置精度高,只有这样才可以生产出壁厚均匀的香炉。
所以要采用4根导柱导向。
由于该模具采用两次分模,所以要在导柱上设置限位孔。
同时导套的相应位置也应设置小孔。
具体模具结构如图4所示。
图4动定模之间的导向机构
5.2推出机构的导向机构设计[2]
为了确保香炉底部的壁厚均匀,使顶杆的顶出过程平稳,顶杆不至于弯曲或卡死,应用导向机构,具体形式如图5所示。
这种导向机构是采用两根导柱的,安装在中心线上,并对动定模其支承作用。
第6章冷却和排气系统的设计
6.1冷却系统的设计[3]
香炉是一种较大的中小型塑料制件。
该制件的壁厚较小,并且分布均匀,对该塑件的冷却造成了不便。
仅仅通过定模板上的冷却水管,不能使制件均匀冷却,
并且冷却速度较慢。
可以在动模板上的型芯中做香炉的内部冷却系统,来改善其冷却系统的不足。
图5推出机构的导向机构
为了使模具冷却更快,且制件的不同部位冷却速度相等,必须采用较为复杂的冷却系统。
该冷却系统可以分成两部分。
一部分是凹模型腔板上的冷却系统。
该部分是环绕凹模型腔一周的一个正方形的教浇道,具体如图6所示。
另一部分是动模板和型芯上的冷却系统,是由动模板的两条与分型面平行的水道、与上述平面上的水道垂直相交的两条短水道和型芯上的环形凹槽以及橡胶垫片等组成。
水道的直径都是10mm,水道的外端口上都有螺纹,螺纹大径为12mm,螺纹深30mm,并且安装有水嘴、水管和水塞。
水嘴规格为M12。
6.2排气系统的设计[3]
型腔内气体的来源,除了型腔内原有的气体外还有因塑料受热或凝固而产生的低分子挥发气体,塑件熔体向注射模型腔填充过程中,尤其是高速注射成型和和热固性塑料注射成型时,必须把这些气体顺序推出,排气槽一般设在型腔最后被充满的地方。
由于塑件的布局和设计是型腔由动、定模两部分组成,且采用点浇口,则排气槽开设在分型面上,由于分型面上因排气槽而产生的飞边,易随塑件脱出,而且还方便设计与加工,降低了设计与加工要求(此排气槽深度为0.03mm)。
图6冷却系统
第7章成型零件的设计
7.1型芯和型腔的结构和固定方式[3]
型芯采用镶块式结构,其优点为:
1有利于温度控制,冷却充分;
2零件更换方便;
③缩短模具制造周期。
型腔和型芯固定方式:
采用台肩固定,其优点为:
①加工方便;
②减少安装过程中出现的偏差
7.2成型零件工作尺寸计算[3][2]
因为PE得收缩率为0.91%-0.96%,所以平均收缩率为:
Scp=(0.91-0.96)∕2=0.935%=0.00935
根据塑件尺寸公差的要求:
模具的制造公差去δz=Δ∕3
成型零件尺寸的计算如表7所示
表7成型零件尺寸的计算
塑件尺寸
计算公式
型芯或型腔的工作尺寸
径
向
尺
寸
型腔径向尺寸
LM=
φ159.545
LM=
φ80.89
LM=
φ65.68
型芯径向尺寸
M=
φ142.58
轴向尺寸
型腔轴向尺寸
HM=
84.46
HM=
14.81
HM=
22.57
型芯轴向尺寸
M=
φ59.57
7.3模具型腔壁厚的确定[2]
采用经验数据法,查阅设计手册中的相关数据,得该型腔的推荐壁厚为60mm。
7.4标准模架的确定[2]
本塑件采用点浇口注射成型,根据模具结构形式,型腔数目,塑件尺寸等因素。
查资料知基本型模架组合尺寸选择标准模架的型号为C型3540---20Χ25Χ50GB/T12555-2006.
7.5模具闭合高度的确定[2]
组成模具闭合高度的模板及其他零件的尺寸有关:
定模座板:
H4=35mm
型腔板A=100mm
型芯固定板B=63mm
垫块C=125mm
动模座板H1=30mm
则该模具闭合高度为:
H=H4+A+B++C+H1=35+100+63+125+30=353mm
7.6模具闭合高度的校核[2]
由于SZY-300型塑料注射机所允许的模具最小厚度为285mm模具最大厚度为355mm,因计算得模具闭合高度为305mm,所以模具闭合高度满足Hmin≤H≤Hmax的安装要求。
7.7模具安装部分的校核[2]
该模具的外形最大部分尺寸为450mmΧ500mm,SZY-300型塑料注射机模具最大安装尺寸为625mmХ520mm,故能满足模具安装的要求。
第8章模具工作过程[2]
由于香炉注射模是采用两次分模的塑料模具,所以该模具的动作原理较为复杂。
当模具被注射后,制件得到冷却一段时间后,动模板和凹模型腔板2都在动模板23的带动下,开始离开定模板1,此时制件与浇口断开;当凹模型腔板2上限程螺钉12阻挡住限位板13的继续运动时,这时凹模型腔板2与定模板1之间存在最大间距,可以取出浇注系统凝料。
由于凹模型腔板2是由导柱9上的凹槽与弹簧11顶压的滚珠10配合,实现其与动模板的同步运动;因导柱9受到的牵引力远远大于弹簧11通过滚珠10带给它的阻力,滚珠10将会被挤出导柱9上的凹槽,从而凹模型腔板2将静止下来,然而,动模板15将继续向下运动,这时模具型腔里的塑料制件将同动模一起运动。
这就是该塑料模具注射过程中的开模过程。
当动模板行走完行程时,由注射机的顶出机构推动模具的顶出板22,带出顶杆26和頂料片3,使制件脱离动模板和型芯14.当顶出达到最大值时,就可以取出制件。
这便是该塑料模具注射过程中的脱模过程。
接下来,顶杆26、頂料片3等部件的复位,动模底板23带动动模板开始向定模运动,先和凹模型腔板2吻合,继续前进将会使凹模型腔板2和动模板1相吻合。
这便是该塑料模具注射过程中的合模。
合模之后,注射机将会注射塑料,进行下一个注射过程。
(如图8所示)
图8香炉注射模具结构
1-定模座板2-型腔板3-弹簧4-顶料片5定位圈6-内六角螺钉7-浇口套8-导套9-导柱10-限位钉11-定距拉12-型芯13-型芯固定板14-内六角螺钉15-垫块16-复位杆17-顶杆固定板18-顶出版19-导套20-导柱21-顶杆22-内六角螺钉
23-内六角螺钉24-圆柱销25-内六角螺钉26-圆柱销27动模座板
结束语
时至今日,几个礼拜的毕业设计终于可以画上一个句号了,但是现在回想起来做毕业设计的整个过程,颇有心得,其中有苦也有甜,不过乐趣尽在其中呀!
没有接受任务以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的单纯总结,但是通过这次做毕业设计发现自己的看法有点太片面、太偏激了。
毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验,而且也是对自己能力的一种提高。
下面我对整个毕业设计的过程做一下简单的总结。
第一,接到任务以后进行选题。
选题是毕业设计的开端,选择恰当的、感兴趣的题目,这对于整个毕业设计是否能够顺利进行关系极大。
好比走路,这开始的第一步是具有决定意义的,第一步迈向何方,需要慎重考虑。
否则,就可能走许多弯路、费许多周折,甚至南辕北辙,难以到达目的地。
因此,选题时一定要考虑好了。
第二,题目确定后就是找资料了。
查资料是做毕业设计的前期准备工作,好的开端就相当于成功了一半,到图书馆、书店、资料室去虽说是比较原始的方式,但也有可取之处的。
总之,不管通过哪种方式查的资料都是有利用价值的,要一一记录下来以备后用。
第三,通过上面的过程,已经积累了不少资料,对所选的题目也大概有了一些了解,这一步就是在这样一个基础上,综合已有的资料来更透彻的分析题目。
第四,有了研究方向,就应该动手实现了。
其实以前的三步都是为这一步作的铺垫。
一步步地做下去之后,你会发现要做出来并不难,只不过每每做一会儿会发现一处错误要修改,就这样在不断的修改,再修改。
总之,由于本次是初次设计及设计手册等质料不完全具备等原因,以致在部分机构的设计上有一定的难度,但对整个注射模设计有了一定的基础,在此基础上希望能在以后的设计当中水平有所提高。
参考文献
1.《塑料成型工艺与模具设计》主编:
张秀玲黄红军中南大学出版社,2008.
2.《塑料成型工艺与模具设计学习指导》主编孙玲北京理工大学,2004.
3.邱葭菲主编.《模具材料及表面处理》.湖南大学出版社,2000.
4.姚云英主编.《公差配合与技术测量基础》.北京:
机械工业出版社,2000.
5.金大鹰主编.《机械制图》.北京:
机械工业出版社,2004.
6.催忠圻主编.《金属学与热处理》.北京:
机械工业出版社,2000
7.谭海林陈勇主编.《模具制造工艺学》.长沙:
中南大学出版社,2006
8.廖念钊莫雨松等主编.《互换性与技术测量》.北京:
中国计量出版社,2000
9.张定华主编.《工程力学》.北京:
高等教育出版社,2000
10.梁耀能主编.《工程材料及加工工程》.北京:
机械工业出版社,2001