五孔插座上壳的模具设计课程设计论文Word格式文档下载.docx
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3、壁厚和熔料温度对收缩率影响极小。
4、成型周期短。
5、易产生熔接痕,应尽量减少浇注系统对料流的阻力。
(三)塑件的结构工艺性分析
1、塑件的尺寸精度分析和成型零部件计算
该塑件尺寸均为未标注公差的自由尺寸,按MT5查取公差
如表1—2所示:
表1—2成型零部件尺寸计算
类别
模具零件名称
塑件尺寸
计算公式
工作尺寸
型腔计算
型腔长
960-1
L+δm=[(1+SCP)LS-0.75Δ]+δ0
95.778+0.330
宽
860-1
85.723+0.330
高
150-0.58
(Hm)+δ0=[(1+SCP)HS-0.5Δ]+δ0
14.792+0.190
定模镶件
8+0.280
L0-δ=[(1+SCP)LS+0.75Δ]0-δ
8.2540-0.09
1.5+0.20
1.65800.07
6.5+0.280
6.7460-0.09
型芯计算
大型芯
92+10
lm=[(1+SCP)lS-0.75Δ]0-δ
93.2560-0.33
82+10
83.2010-0.33
13+0.580
13.5070-0.19
动模小型腔截面尺寸
100-0.28
9.845+0.090
3.50-0.24
3.339+0.080
8.50-0.28
8.337+0.090
2、塑件的表面质量分析
对该塑件表面没有特殊要求。
一般情况下外表面要求光洁,表面粗糙度可以取0.8um,没有要求的塑件内表面粗糙度Ra可取3.2um
3、塑件的生产批量
塑件的生产类型对注射模具结构均有重要影响。
在大批量生产中,由于注射模具价格在整个生产费用中所占比例较小,提高生产率和模具寿命问题比较突出,所以考虑使用自动化程度较高、精度寿命高的模具。
该塑件是大批量生产,因此在模具设计中要提高塑件的生产率,倾向于采用多型腔、高寿命、成型周期短、自动快速脱模模具,同时模具造价要适当控制。
(四)初选注射机
1、计算塑件体积
通过三维造型可获得圆形壳罩的体积V=25340.9846mm3,ABS的密度取ρ=1.03g/cm3,所得塑件质量m=26.1g。
2、确定型腔数目
由于该塑件内部侧面有侧凸,加上塑件尺寸有一般精度要求,外表面有高光洁要求,不宜采用太多型腔数目,所以采用一模两腔,型腔平衡布置在型腔板两侧,以方便侧抽实现﹑浇口排列和模具的平衡。
3、确定注射成型的工艺参数
根据塑件结构和ABS的成型性能,查阅有关的资料初步确定塑件的注射成型工艺参数,如表1—3所示:
表1—3注射成型工艺参数
工艺参数
内容
预热和干燥
温度80~90/℃
成型时间/s
注射时间
3~5
时间2h
保压时间
15~30
料筒温度/℃
后段
180~200
冷却时间
中段
210~230
总周期
40~70
前段
200~210
螺杆转速/(r/min)
30~60
喷嘴温度/℃
180~190
后处理
方法
红外线灯烘箱
模具温度/℃
60~80
温度/℃
70
注射压力/MPa
70~90
时间/h
2~4
4、确定模具温度及冷却方式
ABS为非结晶型塑料,流动性中等,壁厚一般,因此在保证顺利脱模的情况下尽量缩短冷却时间,提高生产效率。
所以考虑采用适当的冷却水循环,成型模具温度控制在60~80℃。
5、初步确定成型设备
塑件采用注射成型加工,使用一模两腔分布,可计算出一次的塑料注射量:
W=2m+m废=57.42g。
根据一次注射量的分析以及考虑塑料品种,塑件结构,生产批量以及注射工艺参数,注射模具尺寸大小等因素,参考设计手册初选SYZ-300参数如表1—4:
表1—4注塑机使用参数
序号
主要技术参数项目
参数值
1
最大注射量/cm3
320
2
125
3
锁模力/kN
1400
4
动定模板安装尺寸/mm
520*620
5
最大模具厚度/mm
355
6
最小模具厚度/mm
130
7
最大开模行程/mm
340
8
喷嘴前端球面半径/mm
12
9
喷嘴孔直径/mm
10
定位圈直径/mm
三、分型面及浇注系统的设计
(一)分型面的确定
为保证塑料件顺利分型,主分型面应首先考虑在塑件的最大轮廓处。
开模后,塑件应留在动模上,便于顶出,综合考虑塑件的精度﹑表面质量﹑排气和模具的加工制造等。
选择如图1—5分型面:
图1—5分型面
(二)浇注系统的设计
浇注系统由主流道﹑分流道﹑分流道﹑冷料穴四个部分组成。
考虑塑件的外观要求较高,外表面不允许有成型斑点和熔接痕,以及一模两腔的布置﹑ABS对剪切速率较为敏感的原因,浇口采用方便加工修整﹑凝料去除容易且不会在塑件外壁留下熔接痕的侧浇口,模具采用单分型面的两板模,模具成本易控制在合理的范围内,浇注系统设计如下图1—6:
图1—6浇注系统设计
1、主流道和定位圈设计
由于主流道与注射机的高温喷嘴反复接触碰撞。
故应设计成独立可更换拆卸的浇口套,查资料得SYZ-300型注射机喷嘴的有关尺寸:
SR0=12mm,喷嘴孔直径d0=4mm,定位孔直径为φ125mm,为保证模具主流道与喷嘴的紧密接触,避免溢料,主流道与喷嘴的关系为:
SR=SR0+(1~2),d=d0+0.5,因此主流道球面半径SR=14mm,定位圈直径125mm,主流道小端口直径d=4.5mm
2、分流道的设计
采用U型断面分流道,在一块模板上,切削加工较容易实现,且比面积不大。
查有关资料ABS的分流道推荐直径为φ4.8~9.5mm,取Φ8mm,分流道设计如图1—7所示:
图1—7分流道设计
3、浇口的设计
根据塑件的外观要求及型腔的分布情况选用如图1—8所示的测浇口。
从塑件的底侧中部进料,去除凝料时不会在塑件的外壁留下浇口痕迹。
L1=(0.6~0.9)+b/2取L1=2.5mm;
L=2~3mm取L=2mm;
浇口深度t=0.5~2.0mm取t=1.0mm;
浇口宽度b=(0.6+0.9)
mm取b=1.5mm
图1—8浇口设计
4、冷料穴的设计
采用Z型头拉料杆的冷料穴,如图1—9所示,将其设置在主流道的末端,既起到冷料穴的作用,又兼起开模分型时将凝料从主流道中拉出留在动模一侧。
图1—9冷料穴的设计
四、模具设计方案
(一)型腔设置
在保证浇注系统分流道的流程短,模具结构紧凑,正常工作的前提下,尽可能使模具型腔对称,均衡,取件方便。
本塑件采用一模两腔,型腔平衡布置在五孔插座型腔板中心。
(二).成型零件的结构确定
成型零件直接与高温高压的塑料接触,它的质量直接影响塑件的质量。
本塑件材料为ABS,对表面粗糙度和精度要求较高,因此要求成型有足够的强度,刚度,硬度和耐磨性,应选用优质模具钢制作,还应进行热处理,以使其具备50~55HRC的硬度。
1、凹模设计
采用整体嵌入式凹模,放在定模板一侧,主要从节省材料,方便热处理,便于日后更换维修等方面考虑。
在设计凹模仁时除了考虑壁厚的刚度和强度外,还要留有足够的冷却水道位置,并在四角设计虎口,起到锁模作用,凹模设计如图1—10:
图1—10凹模设计
2、凸模设计
凸模和凹模一样也采用组合式的结构如图1—11所示:
图1—11凸模设计
(三)导向定位机构设计
由于塑件基本对称,且无单向侧压力,所以采用直导柱即可满足要求。
为防止导柱未导向前型芯进入型腔,易造成成型部位的损坏,所以导柱要比主型芯高出6~8㎜如图1—12所示:
图1—12导柱导套
(四)推出机构设计
推出机构一般由推出、复位、导向三大部件组成,推出机构按其推出机构的动力来源可分为手动推出机构、机动推出机构和液压推出机构与气动推出机构等。
机动推出机构是依靠机注塑机的开模动作驱动模具上的推出机构。
根据本塑件上壳罩的的形状特点,为降低成本选用制造简单的机动普通杆推出,虽然推出时会在塑件内表面留下顶出痕迹,但不影响塑件外观。
如图1—13所示:
图1—13普通推杆
(五)冷却系统设计
采用冷却水冷却,凹模冷却水道采用同型芯一样的环绕型冷却水回路,型芯在开设水道时应避开斜顶、顶杆等。
图1—13冷却水道三维示意图
五、主要零部件的设计计算
(一)模具型腔壁厚的确定
塑料模具型腔在成型过程中受到熔体的高压作用,应有足够的强度和刚度,本模具的凹模采用的是整体嵌入式,因此可用整体式矩形型腔壁厚计算公式来确定型腔侧壁厚度S和型腔底板厚度T如图1—14所示:
图1—14型腔示意图
L—型腔长度,取值为96mm;
b型腔宽度,取值为80mm;
h型腔深度,取值为40mm;
T型腔底板厚度,mm;
S型腔底板厚度,mm;
B模板宽度,mm
1、型腔侧壁厚度S的计算
(1)、按刚度条件计算
式中:
C—由h/l决定的系数,查表9-22得c=1.5;
p—型腔内最大熔体压力,可取注射成型压力的25%~50%,p取30Ma;
h—型腔深度,h=15;
[δ]—模具刚度计算许用变形量,查《机械零件设计手册》计算得[δ]=29.65;
E—模具钢的弹性模量,E=2.2*105
(2)按强度条件计算
p—型腔内最大熔体压力,p取30Ma;
W—抗弯截面系数,由h/l决定,查教材《塑料成型工艺与模具设计》表4-6得W=0.108
α—型腔的边长比,a=b/l=0.9;
—模具强度计算许用应力,预硬化塑料模具钢取
=300Ma
2、型腔底板厚度T的计算
—由型腔边长比l/b的系数,查表9-23得
=0.024
p—型腔内最大熔体压力,p取30Ma;
b—型腔宽度,取b=80
—模具刚度计算许用变形量,查《机械零件设计手册》计算得[δ]=32.3