光驱Cover的模具设计Word文档下载推荐.docx

1、九、 侧向分型与抽芯机构设计29一十、 模具零件的材料及热处理处理33一十一、 温度调节系统34一十二、 模具的装配36一十三、 试模37一十四、 修模38一十五、 参考文献38一 塑件分析1 塑件图此制品是电脑光驱上的一个 Cover，现实生活中经常用到，是一个非常实际的产品。且生产纲领为：10万件，所以我们采用注射模具注射成型！2 材料分析1） 产品的材料为：ABS即丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物。查资料，ABS塑料物理力学主要性能参数：相对密度：1.05 1.07g/cm3.导热系数：13.831.2（10-2w/（m*k）线胀系数：5.88.6（10-5xl/k）吸水系数：0.200.45（

2、24h）/%成型收缩率：0.40.7%摩擦系数：0.5硬度（烙氏）：108115泊桑比：0.350.36拉伸强度：43.555.2mpa断裂伸长率：520%冲击强度：106.8213.5热变形温度：85106摄氏度连续最高温度：65摄氏度2） 由资料查得ABS的成型特性为：a） 非结晶形塑料，吸水性强，要充分干燥b） 流动性中等，溢边值为：0.05mmc） 用高料温，高模温注射压力亦较高d） 模具浇注系统对料流阻力要小，应感注意选择浇口的位置和形式3） 应对措施a） ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理。b） 严格控制型腔型心等成型零部件的加工、装配精度。c） 使用相对的螺杆式注射机，在条件

3、需要的情况下给模具预热。d） 查资料，模具使用侧浇口，主流道为圆形，分流道为梯形，以减小摩擦阻力，设计合适的浇口位置。4） 查资料：ABS的脱模斜度的推荐值及其他参数。a.型腔脱模斜度：40分1度20分型心脱模斜度：35分1度b.选用模具制造精度等级为：3、4、5二 分型面的设计1.分形面的形式：曲面分型；2分型面的选择：a ）.分型面应设计在塑件外形最大轮廓处，b）分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模；c）应保证让塑件的精度要求；d）应满足塑件外观质量要求；e）便于模具的加工制造；f）分型面的选择应有利于排气。根据制品的实际情况，分型面选在制品外型轮廓最大处为模具的分型面。3.为了便于顺利脱模

4、，根据制品自身结构特点，将制品留在动模上；4由于塑料制品为ABS，粘度中等，综合生产纲领，确定用Cr12材料为型心、型腔及其他成型零部件材料。三 注射机的选择1注射量的计算：初选注射机a制品截面的面积为：S=0.52.36+1.92.36+0.644.25+0.54.25+3.250.16+1.52.8+1.450.3+0.221.69+0.281.69+31.92+3/23.140.32+1/40.52+1.41.7+0.440.9+1.33.25+2.950.3+1.54.92+10.3+0.30.5+10.8+112.57+13.6+0.720.32+31.92+1/20.152=62.

5、257675mm2b.制品长度为L=148.2mm所以制品的底板的体积估计为V=SL=62.257675148.2=9226.59mm3c.制品四只角的估计体积为V1=4（0.512.5+10.49+1/221）8.5=263.16mm3d.所以制品的大体体积为V=V1+V2=9226.59+263.16=9889.75mm3=9.9cm3初选注射机的型号为：XSZY125型号的螺杆式注射机！2注射机的有关工艺参数校核a）. 型腔数量的确定和校核由于制品为小尺寸的塑件，为了不浪费材料为提高效率，选用一模二腔。b）.最大注射量的校核 nm+m1=kmpn型腔的数量为2；m单个塑件的质量或体积，g

6、/cm3m1浇注系统所需塑件质量或体积g/cm3k注射机最大注射量的利用系数，一般为0.8；mp注射机允许的最大注射量g/cm3;系统凝料设为0.4cm3，则m1=0.4左边=29.9+0.4=20.2右边=0.8125=100 不等式成立！注射量的标准符合要求！ c）.锁模力的校核F=p（nA+A1）FpF熔融塑件在分型面上的涨开力；Fp注射机 的额定锁模力；A单个塑件在模具分型面上的投影面；P成型压力MPa，大小一般为注射压力的80%；由于制品为ABS材料，左边=125（282+282）=100480N=100.48KN右边=900不等式成立！锁模力符合要求！d）.注射压力校核五）浇注系统

7、的平衡1、分流道的平衡本设计是一模两腔，浇口形状相同，分流道的平衡，能保证熔体均地同时充满所有型腔，且在保压期间各型腔的补料条件也相同，由于本设计中型腔对称分布，属自然平衡的浇注系统。2、浇口的平衡由于本设计中制品一般，但分流道比较细长及流道中熔体的流动阻力和温度的降低都不可忽略时，温度和压力的降低都会使远离主流道较远的型腔难以充满，此时要计算各浇口的BGV值，看是否相等，由于本设计中的两型腔对称分布，各因素都相同，所以它们的BGV值肯定相等，为了使两型腔能基本上同时充满，浇口大小应一致，以达到平衡七 推出机构设计各种型号注射机的推出装置和最大推出距离不尽相同。设计时，应使模具的推出机构与注射

8、机相适应。通常是根据开合模系统推出装置的推出形式。推杆直径、推杆间距和推出距离等，校核模具内的推杆位置是否合理，推杆推出距离能否达到使塑件脱模的要求。推出机构的设计要求：（1），设计推出机构时应尽量使塑件留在动模一侧。由于推出机构的动作是通过注射机的动模一侧的顶杆或液压缸来驱动的，所以在一般情况下，模具的推出机构设在动模一侧。（2）塑件在推出过程中不发生变形和损坏。为了使塑件在推出过程中不发生变形和损坏，设计模具时应仔细进行塑件对模具包紧力和粘附力的分析与计算，合理地选择推出机构的方式，推出的位置，推出零件的数目和推出面积等。（3）不损坏塑件的外观质量。对于外观质量要求较高的塑件，塑件的外部表

9、面尽量不选作为推出位置。即推出位置尽量设在塑件内部。对于塑件内部表面均不允许存在推出痕迹时，应改变推出机构的形式或设置专为推出使用的工艺凸台，在推出后再将工艺凸台与塑件分离。（4）合模时，应使推出机构正确复位。设计推出机构时，应考虑合模时推出机构的复位，在斜导柱和导柱侧向抽芯以及其他特殊的情况下，还应该考虑推出机构的优先复位问题。（5）推出机构应动作可靠，推出机构与复位的过程中，结构应尽量简单，动作可靠，灵活，制造容易。A）推出力的计算塑件注射成型后，塑件在模具内冷却定型。由于体积收缩对型芯产生包紧力，当其从模具中推出时候就必须克服包紧力而产生的摩擦力。Fm=2E tcos（f-tg）/（L+

10、）k+10BE-塑料的拉伸模量-塑料的成型平均收缩率t-塑件的平均壁厚L-塑料包容型芯的长度-塑料的松比-脱模斜度f-塑料与钢材之间的摩擦系数Fm=21.951030.51.618cos（0.25- tg）/（1+0.35）K1K1=1+ fsin40cos40=1.0035Fm=31103NF总=nFm=431103N=124B）推杆形状的设计及其固定形式推杆推出机构的推出机构中最简单、最常见的形式。根据制品尺寸和脱模力推杆直径d=5mm，个数为4根！教材规定塑料成型工艺与模具设计第177页：推杆固定板孔应为dH=6mm。推杆抬肩部分直径为d+5=10mm，推杆固定板上的台阶孔为：d+6=1

11、1mmL根据模具实际要求得： L=136.6mm推杆的材料用T8A，热处理要求硬度为5054HRC，工作配合部分的粗造度Ra为0.8mm。固定形式：C）推杆位置的选择推杆的位置应选在脱模阻力最大、平整又可靠的地方，本模具的推杆放在制品四个角的下面！D）复位机构其主要帮助推杆的复位和侧型腔复位。在推板上加复位杆，起固定形式如同推杆的固定，在复位赶位置的选择方面，我选在模具的两制品内侧模板的空白处！推杆的大小为14 136.6 mm.八 导向机构的设计导向、定位构是保证动模与定模合模时正确定位和导向的重要零件，主要有合模导向装置和锥面定位两种形式，本设计中采用导柱导向，主要零件：导柱、导套。一、导

12、向、定位机构的作用定位作用、导向作用、承载作用，保持运动平稳作用。二、导向、定位机构的总体设计导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套后发生变形。根据模具的形状和大小，一副模具一般需要24个导柱。由于本设计中属于小型模具，可以只用四个径相同且对称分布的导柱。三、导柱的结构与设计导柱的结构形式随模具结构大小及塑件生产批量的不同而不同，主要有以下几种形式：台阶式导柱、铆合式导柱、合模销。本设计中，由于模具不大，批量也不大，可以直接采用台阶式导柱，如下图所示： 导柱的长度必须比凸模端面的高度高出68mm，以免在导柱未导

13、正方向之前凸模行进入型腔，相碰而损坏。此外，导柱长于凸模端面，分模后可按任何有利于操作的位置放在工作台上，而不至于擦伤凸模成型表面，导柱的端部做成锥形，目的是使导柱能顺利地进入导套。导柱的尾部埋在模板内，固定部分按H7/m6过渡配合，滑动部分按H8/f6间隙配合，表面粗糙度可为Ra0.4m。导柱应具有坚硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯，因此多采用低碳钢（如20LoMn2B）经渗碳淬火处理，碳素工具钢（T8A、T10A）经淬火处理，硬度为55HRC以上，或45钢经调质，表面淬火、低温回火，硬度55HRC。本设计中，导柱的材料选择为T8A，硬度在55HRC以上。四、导套的结构与设计注射模常用的

14、标准导套有直导套和带头导套两大类。由于本设计是小型模具，可采用直导套的固定方式，其结构简单，制造方便。为使导柱顺利进入导套，导套的前端应倒圆角。导向孔最的作成通孔，以利于排出孔内的气体。导套的材料一般与导柱相同，采用T8A。直导套用H7/r6过盈配合镶入模板，导套的固定部分的粗糙度为Ra=0.4m，导向部分粗糙度为Ra=0.80.4m。直导套的形式如图所示：五）导柱和导套的配用具体的配合图形如下图所示六）模架的选择由于本设计中采用推料板进行卸料，且有顶杆顶出机构，有斜导柱，侧抽芯，所以选择P4型模架，基本框架如下图所示：其中经计算A=40，所以查表选择B=50、C=80,总的闭合高度为H=A+

15、B+C+80=250,在200和300之间，符合要求：查模具标准应用手册第404页九 侧向分型与抽芯机构设计当塑件具有开模方向不同的内侧孔，外侧孔或侧凹时，除极少数情况可以强制脱胎换骨模外，一般都必须将成型侧孔或侧凹的零件做成可动的结构，在塑件脱模前，先将其抽出，然后再从型腔中和型芯上脱模完成侧向活动型芯抽芯和复位机构就叫侧向抽芯机构。这类模具脱出塑件的运动有两种情况：一是开模时优先完成侧向分型或抽芯，然后推出塑件；二是侧向抽芯分型与塑件的推出同步进行。侧向分型与抽芯机构按其动力夹源可分为手动、机动、气动或液压三类。由于本设计中脱模力较小，可以直接采用机动侧向分型抽芯，这样操作方便，生产效率也

16、能够提高，便于实现自动化生产。机动的主要开有：斜导柱分型抽芯、弯销分型抽芯、斜滑块分型抽芯等不同的形式，本设计中采用斜导柱侧向分型抽芯机构。一）机动式侧面分型抽芯机构本设计中选用斜导柱分型抽芯机构，它结构简单，制造方便，安全可靠。斜导柱的抽芯有三种基本形式，抽芯方向与开模方向垂直。抽芯方向偏向动模角，抽芯方向偏向定模角，由于本设计中制品很小，脱模力很小，所以可以直接选用垂直方向。二）斜导柱侧向分型抽芯机构的设计斜导柱侧向分型抽芯机构主要由斜导柱、滑块、压紧块和定位置等零部件组成，此外还有一些与合模动作有关的复位装置和定距拉紧装置等。1、斜导柱的设计（1）斜导柱的长度及开模行程的计算1）斜导柱的

17、倾斜角：斜导柱侧向分型与抽芯机构中斜导柱与开模方向的夹角称为斜导柱的倾斜角。由于脱模力Ft=0.4431KN。查表得：斜导柱的倾角为=15,最大弯曲力为Fw=1.00 KN。又Hw是侧型芯滑块受到脱模力的作用线与斜导柱中心线交点到斜导柱固定板的距离，它并等于滑块高度的一半。2、 斜导柱受力分析与直径计算 Fx=0 F1+F1sin+F2-Tcos=0 Fy=0 Fsin+F1cos-Fk=0塑件对钢摩擦系数=0.10.3，取=0.2 脱模斜度1=30则 F1=F F2=Fk F=Ft/（ sin+cos） （tg+）/（1-2tg-2） Ft=Ap（cos1- sin1） 式中：A塑件包络型芯

18、的面积 P塑件对型芯单位面积上的包紧力， 取P=3107帕 A=8.512.5+25 =106.25+10 =116.25（mm2） Ft= Ap（cos1- sin1） =116.253107（0.2cos0.5-sin0.5） =348.750.19 =66.26103（N） F=66.26103/（ sin15+0.2cos15） （tg15+0.2）/（1-20.2tg15-0.22） =5.1103 （N） Hw=4.5mmF=Fw=Ft/cos=Fc/cos斜导柱所受弯矩 M=wW式中：w 斜导柱所用材料的许用弯曲应力 W抗弯截面系数，一般碳钢可取3108帕 W=d3/320.1d

19、3d=FwLw/（0.1w）1/3 =10FtLw/w cos 1/3 =10FcHw/w （cos）2 1/3=1066.261054.5/3108（cos20）2=9（mm） 取d=10mm在模具的外侧是用锲紧块来保证斜滑块的合模时的位置精度，但在模具的内侧抽芯时没有锲紧装置块来锲紧斜滑块！所以我采用了斜导柱锲紧斜滑块，由于制品的斜滑块侧向涨模力很小，所以用斜导柱锲紧足可以保证锲紧，以保证制品精度！3）斜导柱长度的计算在侧型芯滑块抽芯方向与开合模方向垂直时，斜导柱的工作长度L与抽芯距S及倾斜角有关。LZ=L1+L2+L3+L4+L5=d2/2tga+b/cosa+d/2tga+S/sina

20、 +（510）mm=4.55+22.55+3.64+40.9+（510）mm=70mm三）斜滑块的设计侧滑块是斜导柱侧向分型与抽芯机构中一个重要的零部件，一般情况下，它与侧向型芯（或侧面成型块）组合成侧滑块型芯，称为组合式侧滑块，由于本设计中，侧型芯较容易加工，所以可以设计为整体式侧滑块。塑件的尺寸精度和侧滑块移动的可靠性都要靠其运动的精度来保证。斜滑块的精度要求较高，且本设计中斜滑块是整体式的，所以可采用数控铣床，甚至加工中心来进行。斜滑块（斜型芯）是模具的重要成型零件，常用T8、T10、T45钢，CrWMn等材料来制造，热处理硬度要求HRC50，对于45钢，则要求HRC40。本设计中制品要

21、求不高，为减少成本，提高经济性，可采用45钢，HRC40。四）楔紧块的设计由于在注射成型过程中，侧向分型在成型压力的作用下会使侧滑块向外位移，铡向力会通过测滑块传给斜导柱，使斜导柱变形，如果斜导柱与侧滑块上的斜导孔采用较大的间隙配合，侧滑块的外移会降低塑件侧向凹凸处的尺寸精度，所以必须采用楔紧块。 射成型的过程中,侧向成型零件在成型压力的作用下会使侧滑块向外位移,如果没有楔紧块楔紧,侧向力回通过侧滑块传给斜导柱,使斜导柱发生变形.如果斜导柱与侧滑块上的斜导孔采用较大的间隙（0.40.5mm）配合,侧滑块的外移会极大降低塑件侧向凹凸处的尺寸精度,因此,在斜导柱侧向抽芯机构设计时,必须考虑侧滑块的

22、锁紧. 楔紧块的结构形式如图下图所示由于本设计中，侧滑块的抽芯方向垂直于合模方向=+（23）即=18十 模具零件的材料及热处理零件名称 材料牌号 热处理方法 硬度型腔、型芯 Cr12 淬火 HRC5458垫板（支承板） 45钢 淬火 HRC4348动模板 45 调质 HB230270定模板 45 调质 HB230270动定模座板 45 调质 HB230270固定板 45 调质 HB230270顶板 T10A、T8A 淬火 HRC5458浇口套 T10A、T8A 淬火 HRC5055导柱 20 渗碳淬火 HRC5055导套 T10A、T8A 淬火 HRC5055斜导柱 T10A、T8A 淬火 H

23、RC5458锁紧块 T10A、T8A 淬火 HRC5458顶杆 T10A、T8A 淬火 HRC5458复位杆 T10A、45 淬火 HRC5458垫块 Q235、45 锻压退火或调质 HB123235喷嘴 45、A3十一 温度调节系统模具温度是指模具型腔和型芯的表面温度。模具温度是否适合，均匀与稳定，对塑料熔体的充模流动，固化定型，生产效率以及塑料的外形和精度尺寸都有重要影响。模具中设置模具温度调节系统的目的就是要通过控制模具的温度，使注射成型塑件有良好的产品质量和较高的生产效率。A）冷却系统的设计冷却回路的设计应该做到回路系统内流动的介质能充分吸收成型塑料所传导的热量，使模具成型表面的温度稳

24、定地保持在所需要的温度范围内，并且要做到使冷却介质在回路系统内流动顺畅。1）冷却回路尺寸的确定：A=Mq/3600a（m+w）A冷却回路总面积；M单位时间内注入模具中树脂的质量C单位质量树脂在模具内释放的热量q-冷却水的表面传导系数m模具成型表面的温度w冷却水的平均温度2）冷却回路总长的确定：L=100A/dL冷却回路总长度A冷却回路总面积d冷却水孔直径确定冷却水孔的直径时应该注意，无论多大的模具，水孔的直径不能大于14毫米，否则冷却水难以成为最佳状态，以至降低热交换效率。一般水孔的直径可以根据壁厚来确定。平均壁厚为2毫米时水孔直径可取810毫米。本模具设计中冷却水道直径为d=8mm3）冷却水

25、体积流量计算塑料树脂传给模具的热量与自然对流量到空气中的模具热量，辐射散发到空气中的模具热量以及模具传给注射机热量的差值，即为冷却水扩散的模具热量。假如塑料树脂在模内释放的热量全部由冷却水传导的话，即忽略其他传热因素，那么模具所需要的冷却水体积流量则可用下式计算。Qv=Mq/60c（1-2）Qv-冷却水体积流量M-单位时间内注射入模具的树脂质量q-单位时间内树脂在模具内释放的热量c-冷却水的比热容-冷却水的密度1-冷却水出口处温度2-冷却水入口处温度4）冷却水管的分布设置冷却效果良好的冷却回路的模具是缩短成型周期，提高生产效率最有效的方法。如果不能实现均一的快速冷却，则会使塑件内部产生应力而变

26、形或开裂，所以应根据塑件的形状，壁厚以及塑料的品种，设计与制造出能实现均一，高效的冷却回路。冷却回路设置的基本原则：（1） 冷却水道应尽量多，截面应尽量大（2） 冷却水道离模具型腔表面的距离一般为1015毫米（3） 水道入口的布置 浇口处加强冷却和入口温差尽量小（4） 冷却水道应沿着塑料收缩的方向（5） 冷却水道的布置应避开容易产生熔接痕的部位B）加热系统的设计由于本模具属于中小型模具，所以不需要设置加热装置。本模具采用四个直径为8mm个冷却水道！十二 模具的装配1） 精修定模（1）定模经过锻、刨后，磨削4面。下，上平面留修模余量；（2）划线加工型腔。用铣床铣型腔或用电火花加工型腔。深度按要求尺寸增加0.