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文檔簡(jiǎn)介
1、<p><b> 前 言</b></p><p> 塑料是以高分子合成樹脂為基本原料,加入一定量的添加劑而成,在一定的溫度壓力F塑制成具有一定結(jié)構(gòu)形狀,能在常溫下保持其形狀不變的材料。</p><p> 一. 塑料工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位。</p><p> 塑料工業(yè)是世界上增長(zhǎng)最快的工業(yè)之一,自從1909年實(shí)現(xiàn)以純</
2、p><p> 粹化學(xué)合成方法生產(chǎn)塑料算起,塑料工業(yè)以有九十余年的歷史。1927</p><p> 年聚氯乙烯塑料問(wèn)世以來(lái),隨著高分子化學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種性能的</p><p> 塑料,特別是聚酰胺,聚甲醛,ABS,聚碳酸脂,聚砜,聚苯醚與氟</p><p> 塑料等工程塑料發(fā)展迅速,其速度超過(guò)了聚乙烯,聚丙烯,聚氯乙烯</p>
3、<p> 與聚苯乙烯等四種通用塑料,是塑料在工業(yè)產(chǎn)品與生活用品方面獲得</p><p> 廣泛的應(yīng)用,以塑料代替金屬的實(shí)例,比比皆是。</p><p> 二. 塑料模具設(shè)計(jì)與制造在塑料工業(yè)中的地位。</p><p> 塑料模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的發(fā)展與塑料工業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)由于塑料的制造是一項(xiàng)綜合性技術(shù),圍繞塑件成型生產(chǎn)將用到有關(guān)成型物料,成型設(shè)備
4、,成型工藝,成型模具及模具制造等方面知識(shí),所以這些知識(shí)變構(gòu)成了塑件成型生產(chǎn)的完整系統(tǒng),它大致可包括產(chǎn)品計(jì),塑件的選擇,塑件的成型,模具設(shè)計(jì)與制造四個(gè)主要環(huán)節(jié),在上述四個(gè)環(huán)節(jié)中,模具設(shè)計(jì)與制造是實(shí)現(xiàn)最終目標(biāo)——塑件使用的重要手段之一。</p><p> 三.塑料模成型及模具加工技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向。</p><p> 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)塑件的廣泛需求,塑料模塑成型技術(shù)正在向高精
5、度,高效率與長(zhǎng)壽命的方向邁進(jìn)。由于它是一向綜合性技術(shù),所以它的發(fā)展必然涉及許多領(lǐng)域的共同配合。</p><p> 1. 塑料成型技術(shù)的發(fā)展</p><p> 1) 塑料成型理論的進(jìn)展,有關(guān)擠出成型的流度理論和數(shù)學(xué)模型已經(jīng)基本上建立,并且在實(shí)際生產(chǎn)中得到應(yīng)用,有關(guān)注射成型的流變理論尚在進(jìn)行探討,注射成型的塑料溶體在一維和二維簡(jiǎn)單模腔中的充模流動(dòng)理論和數(shù)學(xué)模型已經(jīng)有所解決,今后的工作是
6、如何將理論與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合,進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)塑料溶體在三維模腔中流動(dòng)行為的研究。</p><p> 2) 塑料成型方法的革新,如無(wú)流到凝料的注射成型,熱固性塑料注射成型,低發(fā)泡注射成型,排氣注射成型等。</p><p> 3) 塑件的料密化,微型化和超大型化。</p><p> 2. 模具加工技術(shù)的發(fā)展</p><p> 目前開發(fā)模
7、具新材料,塑料模具鋼的發(fā)展有兩大趨向,(1) 從碳素工具鋼一低合金工具鋼一高合金工具鋼發(fā)展。(2)從高級(jí)材料(一般熱處理)一低級(jí)材料(表面硬化處理)發(fā)展。其次研制新設(shè)備,主要研制高效,精密自動(dòng)化的的模具加工設(shè)備,從手工機(jī)械操作向計(jì)算機(jī)數(shù)控操作方向發(fā)展。最后,是應(yīng)用了新技術(shù)。當(dāng)今,最突出的新技術(shù)莫過(guò)于模具設(shè)計(jì)與制造的CAD/C觸WCAE技術(shù)的模具表面強(qiáng)化處理技術(shù)和實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化,模具的標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)于提高模具的質(zhì)量,縮短制模周期,提高生產(chǎn)效率
8、,降低制造成本是十分重要的。</p><p> 一 .塑件的工藝分析</p><p> 1.1 塑件工藝性分析:</p><p><b> 產(chǎn)品名稱:座注塑模</b></p><p><b> 產(chǎn)品材料:ppo</b></p><p> 產(chǎn)品數(shù)量:大批量生產(chǎn)<
9、/p><p> 塑料尺寸:如圖1.1所示</p><p><b> 圖 1.1</b></p><p> 塑料要求:塑料外側(cè)表面光滑,下端外沿不允許有澆口痕跡。塑料允許最大脫模斜度45°,塑件上不能出現(xiàn)缺料、溢料、飛邊、凹陷、氣孔、熔接痕、翹曲收縮,尺寸不穩(wěn)定現(xiàn)象。</p><p> 制件為結(jié)構(gòu)復(fù)雜,
10、精度高的小型零件。</p><p> 1.1.1 PPO塑料塑料材料特性:</p><p> 比重:1.07克/立方厘米 成型收縮率:0.3-0.8% 成型溫度:260-290℃ 干燥條件:130℃ 4小時(shí)。為白色顆粒。綜合性能良好,可在120度蒸汽中使用,電絕緣性好,吸水小,但有應(yīng)力開裂傾向。改性聚苯醚可消除應(yīng)力開裂。有突出的電絕緣性和耐水性優(yōu)異,尺寸穩(wěn)定性好。其介電性能居塑料的首位
11、。 MPPO為PPO與HIPS共混制得的改性材料,目前市面上的材料均為此種材料。 有較高的耐熱性,玻璃化溫度211度,熔點(diǎn)268度,加熱至330度有分解傾向,PPO的含量越高其耐熱性越好,熱變形溫度可達(dá)190度。 阻燃性良好,具有自息性,與HIPS混合后具有中等可燃性。質(zhì)輕,無(wú)毒可用于食品和藥物行業(yè)。耐旋光性差,長(zhǎng)時(shí)間在陽(yáng)光下使用會(huì)變色。 可以與ABS,HDPE,PPS,PA,HIPS、玻璃纖維等進(jìn)行共混改性處理。
12、0; </p><p> 1.1.2. PPO塑料成型性能: </p><p> 非結(jié)晶料,吸濕小。流動(dòng)性差,為類似牛頓流體,粘度對(duì)溫度比較敏感,制品厚度一般在0.8毫米以上。極易分解,分解時(shí)產(chǎn)生腐蝕氣體。宜嚴(yán)格控制成型溫度,模具應(yīng)加熱,澆注系統(tǒng)對(duì)料流阻力應(yīng)小。</p><p>
13、 聚苯醚的吸水率很低0.06%左右,但微量的水分會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品表面出現(xiàn)銀絲等不光滑現(xiàn)象,最好是作干燥處理,溫度不可高出150度,否則顏色會(huì)變化。聚苯醚的成型溫度為280-330度,改性聚苯醚的成型溫度為260-285度。</p><p> 1.1.3 PPO塑料用途:</p><p> 適于制作耐熱件、絕緣件、減磨耐磨件、傳動(dòng)件、醫(yī)療及電子零件。 可作較高溫度下使用的齒輪、風(fēng)葉、閥等零件
14、,可代替不銹鋼使用??芍谱髀萁z、緊固件及連接件。電機(jī)、轉(zhuǎn)子、機(jī)殼、變壓器的電器零件。</p><p> 1.2.塑件的成形工藝參數(shù)確定</p><p> 查有關(guān)手冊(cè)得到ppo塑料的成形工藝參數(shù)如下:</p><p> 密度: 1.07g</p><p><b> 注射機(jī)類型:螺桿式</b></p>
15、;<p> 預(yù)熱和干燥: 溫度 120~140℃</p><p><b> 時(shí)間 2~4h</b></p><p><b> 噴嘴形式:直通式</b></p><p> 噴嘴溫度: 250~280℃</p><p> 料筒溫度:后段 260℃~280℃</p>
16、;<p> 中段 260℃~290℃</p><p> 前段 230℃~240℃</p><p> 模具溫度: 110℃~150℃</p><p> 注射壓力: 100~140Mpa</p><p> 成型時(shí)間: 注射 1~5 s</p><p> 保壓 20~40s</p&g
17、t;<p> 冷卻 30~60 s</p><p> 總周期 50~100s</p><p> 螺桿轉(zhuǎn)速: 20~30n/cr.Min</p><p> 后處理 : 方法 熱風(fēng)烘箱</p><p> 溫度 140~150℃</p><p> 時(shí)間 1~2h </p&
18、gt;<p> 二.塑件成形型工藝分析及方案 </p><p> 2.1. 模具的基本結(jié)構(gòu)</p><p> 2.1.2 確定型腔數(shù)目</p><p> 單型腔模具其優(yōu)點(diǎn)是塑件精度高,工藝參數(shù)易于控制;模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單;模具制造成本低,周期短,但塑件成型的生產(chǎn)率低,塑料成本高。其適用于塑件較大,精度要求較高或者小批量生產(chǎn)及試生產(chǎn)。</p&g
19、t;<p> 多型腔模具其塑料成型的生產(chǎn)效率高,塑件的成本底,但塑料的精度低,工業(yè)參數(shù)難以控制;模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜,模具制造成本高、周期長(zhǎng)。其適用大批量、長(zhǎng)期生產(chǎn)的小型塑件。</p><p> 塑件的形狀比較復(fù)雜,質(zhì)量比較小,生產(chǎn)批量比較大,且精度要求較高,所以應(yīng)該采用多型腔注射模具??紤]到塑件的表面質(zhì)量,需要側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu),先抽內(nèi)側(cè)型芯,所以模具采用一模四腔,平衡布置。這樣模具的尺寸比較小,制造加工也
20、比較方便,生產(chǎn)效率提高,塑件的成本也比較低。其型腔分布如下圖:</p><p> 2.1.2 分型面的確定:</p><p> 分型面選擇在塑件的軸線上這種選擇會(huì)使表面留下脫模痕跡,且宜使塑件發(fā)生分裂影響塑件的表面質(zhì)量。</p><p> 次分型面選擇在塑件的上下端面處。由于此塑件的特殊性情況分型面選擇為梯形壯,由于塑件被上下分型面圍住不會(huì)影響塑件的表面質(zhì)量,
21、也不影響塑件的脫模,僅在側(cè)向抽芯留有分型面痕跡。同時(shí)不影響側(cè)向機(jī)構(gòu),且塑件脫落方便。</p><p> 2.1.3 澆注系統(tǒng)的選擇</p><p><b> 1)主澆道設(shè)計(jì):</b></p><p> 澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機(jī)噴嘴到型腔之間的進(jìn)料通道。包括主流道、分流道,澆口和冷料穴。</p><p> 為了讓
22、主流道澆口凝料能從澆口套順利拔出,主流道設(shè)計(jì)圓為錐形,錐角為6°,其小端直徑d比注射機(jī)噴嘴直徑大0.5~1mm,由于小端前面是球面,其深度內(nèi)3~5㎜.注射機(jī)噴嘴的球面在該位置與模具接觸并且貼合.因此要求主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大1~2㎜,其計(jì)算公式為:</p><p> dmin=R+(0.5~1),R2=R1+(1~2)mm</p><p> dmin為小端最小允許值,
23、R為小端球面半徑值,R1為噴嘴球面半徑,R2為主流道球面半徑。</p><p><b> 2)澆口設(shè)計(jì):</b></p><p> 澆口是連接分流道與型腔的熔體通道,澆口又有限制性澆口和非限制性澆口,其中,限制性澆口是整個(gè)澆徑系統(tǒng)中截面尺寸最小的部位。通過(guò)截面積的突然變化,提高注射壓力和剪切速率,降低黏度,可較早固化,防止型腔熔體倒流,有利于分模。針對(duì)本產(chǎn)品而言,
24、采作側(cè)澆口這種澆口的優(yōu)點(diǎn)是:減少了澆注系統(tǒng)塑料的消耗量,同時(shí)去除澆口容易,不留明顯痕跡。</p><p> 側(cè)澆口的尺寸:側(cè)澆口的尺寸計(jì)算公式如下</p><p> B=(0.6~0.9)/30×A T=(0.6~0.9)£</p><p> 式中 B——側(cè)澆口的寬度,mm</p><p> A——塑件的外側(cè)表面積,m
25、m</p><p> T——側(cè)澆口的厚度,mm</p><p> £——澆口處塑件的壁厚,mm。</p><p> 側(cè)向澆口,對(duì)于中小型件,一般深度t=0.5~2.0mm(或取塑件壁厚的1/3~2/3),寬度b=1.5~5.0mm,澆口的長(zhǎng)度l=0.7~2.0mm</p><p> 2.1.4 模具排氣槽設(shè)計(jì)</p>&
26、lt;p> 當(dāng)塑料熔體充填型腔時(shí),必須有順序的排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱分解而產(chǎn)生的氣體;若不及時(shí)的排出氣體塑件會(huì)因填充不足而出現(xiàn)氣泡或表面輪廓不清。一般模具采用間隙配合進(jìn)行排氣,也可以在分型面上開設(shè)排氣槽進(jìn)行排氣。根據(jù)實(shí)際情況并考慮成本,故本模具采用間隙排氣較為合適。</p><p> 2.1.5推出方式的確定</p><p> 推出機(jī)構(gòu)按動(dòng)力來(lái)源分為以下幾種形式:
27、</p><p> 手動(dòng)推出機(jī)構(gòu),機(jī)動(dòng)推出機(jī)構(gòu);液壓和氣動(dòng)推出機(jī)分析:</p><p> <1>手動(dòng)推出機(jī)構(gòu)指當(dāng)模具分開后,用人工操縱脫模機(jī)構(gòu)使塑件脫出,它可分為模內(nèi)手工推出和模外手工推出兩種。這類結(jié)構(gòu)多用于形狀復(fù)雜不能設(shè)置推出機(jī)構(gòu)的模具或塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、產(chǎn)量小的情況。<2>機(jī)動(dòng)推出機(jī)構(gòu)依靠注射機(jī)的開模動(dòng)作驅(qū)動(dòng)模具上的推出機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)塑件自動(dòng)脫模。這類模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜,
28、多用于生產(chǎn)批量大的情況。<3>液壓和氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu)一般是指在注射機(jī)或模具上設(shè)有專用液壓或氣動(dòng)裝置,將塑件通過(guò)模具上的推出機(jī)構(gòu)推出模外或?qū)⑺芗党瞿M?。?jīng)分析結(jié)合該塑件成型要求及現(xiàn)有設(shè)備選擇其推出機(jī)構(gòu)為機(jī)動(dòng)推出機(jī)構(gòu)。</p><p> 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求:對(duì)推出機(jī)構(gòu)的要求要隨塑件形狀,結(jié)構(gòu)的不同而變化①塑件留在動(dòng)模②塑件在推出過(guò)程中不變形,不損壞③不損壞塑件的外觀質(zhì)量④分摸時(shí)應(yīng)使推出機(jī)構(gòu)正確復(fù)位⑤推出機(jī)構(gòu)
29、動(dòng)作可靠⑥另外,要求推出機(jī)構(gòu)自身要有足夠的強(qiáng)度和剛度。</p><p> 由于塑件形狀為圓形,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,尺寸較小且壁厚較薄,使用推桿推出自由度較大,推出面積一般比較小,容易達(dá)到推桿與模板或型芯上推桿孔的配合,且運(yùn)動(dòng)阻力小,損壞后也便于更換,推件板推出頂力均勻,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),但推出力大,容易使塑件變形,損壞塑件,故采用推桿推出。</p><p> 2.1.6模具的結(jié)構(gòu)形式</p>
30、<p> 側(cè)澆口一般設(shè)在分型面上,塑料熔體從內(nèi)側(cè)或外側(cè)充填模具型腔,其澆口面積多為矩形(扁槽),是限制性澆口。由于側(cè)澆口截面小,減少了澆注系統(tǒng)塑料的消耗量,同時(shí)去除澆口容易,不留明顯痕跡,因此該模具的結(jié)構(gòu)形式為雙分型面注塑模。 </p><p> 2.1.7 確定溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu):</p><p> 模具的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要由塑料種類、模具的大小、塑件的物理化學(xué)性能、外觀
31、和尺寸精度都對(duì)模具的調(diào)節(jié)有影響。在設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)后有時(shí)會(huì)給注塑生產(chǎn)帶來(lái)一些問(wèn)題,例如,采用冷水調(diào)節(jié)模具溫度時(shí),大氣中水分凝結(jié)在模具型腔的表面,影響塑件表面質(zhì)量,而采用加熱措施后,模內(nèi)一些間隙配合的零件可能由于膨脹而使間隙減小或消失,從而造成卡死或無(wú)法工作。在本模具上由于骨架大端面積較大必須設(shè)置冷卻系統(tǒng)。</p><p> 2.1.8 成型設(shè)備的選用</p><p> 由于該模具所用注
32、射機(jī)最大注射量Gmax=cpG=0.93×1.054×97=95.08,故由表2—8中選用xs-z-60型號(hào)式注塑機(jī),其有關(guān)參數(shù)如下:</p><p> 額定注射量/cm³ 60</p><p> 螺桿直徑/mm 30</p><p> 注射壓力/ MPa 122</p>&
33、lt;p> 注射行程/mm 170</p><p> 注射方式 柱塞式</p><p> 鎖模力/ KN 500</p><p> 最大成型面積/ cm³ 130</p><p> 最大開合模行程/mm 180</p><p
34、> 模具最大厚度/mm 200</p><p> 模具最小厚度/mm 70</p><p> 噴嘴圓弧半徑/ mm 12</p><p> 噴嘴孔直徑 /mm 4</p><p> 動(dòng)定模固定板尺寸/mm×mm 330×440</p><
35、p> 拉桿空間/ mm×mm 190×300</p><p> 合模方式 液壓—機(jī)械</p><p> 液壓泵 流量/(L/ min) 70 </p><p> 壓力/(MPa) 6.5</p><p> 機(jī)器外形尺寸/
36、 mm×mm×mm 3160×850×1550</p><p> 注:Gmax——為可注塑的最大注塑量</p><p> C—料筒溫度下塑料的體積膨脹的校正系數(shù),對(duì)于結(jié)晶形的塑料,c≈0.85;對(duì)于非結(jié)晶形的塑料,c≈0.93;</p><p> P—所用塑料在常溫下的密度;</p><
37、p> G-注射機(jī)的公稱注射容量。</p><p> 注塑壓力的校核:注射機(jī)的公稱注射壓力要大于成型的壓力,即</p><p><b> P1≥P2</b></p><p> 式中 P1—注射機(jī)的最大注射壓力;</p><p> P2—塑件成形所需的實(shí)際注射壓力。</p><p>
38、; 1)塑料的流動(dòng)性好,形狀簡(jiǎn)單,壁厚較大,P2<70Mpa;</p><p> 2)黏度較低,形狀精度要求一般,P2=70~100 Mpa;</p><p> 3)中高黏度的塑料,P2=100~140 Mpa;</p><p> 4)塑件黏度較高,壁薄或不均勻,流程長(zhǎng),精度要求較高,P2=140~180 Mpa;</p><p>
39、 5)高精度塑件,P2=230~250 Mpa;</p><p><b> a. 噴嘴尺寸</b></p><p> 注塑機(jī)的噴嘴頭部的球面半徑R1應(yīng)與模具主流道始端的球面半徑R2吻合,以免高壓熔體從狹縫處溢出。R2一般應(yīng)比R1大1~2 mm,否則主流道內(nèi)塑料凝料無(wú)法脫出。</p><p> b. 最大、最小模厚</p>&
40、lt;p> 在模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使模具的總厚度位于注射機(jī)安裝模具的最大厚度和最小厚度的之間。同時(shí)應(yīng)該校核模具的外形尺寸,使得模具能從注射機(jī)拉桿之間裝入。</p><p> c. 開模行程和頂出機(jī)構(gòu)的校核</p><p> 注射機(jī)的開模行程是有限制的,塑件從模具中取出是所需的開模距離必須小于注射機(jī)的最大開模距離,否則塑件無(wú)法從模具中去取出。開模距離一般可分為兩種情況:一是當(dāng)注塑機(jī)采用液
41、壓機(jī)聯(lián)合作用的鎖模機(jī)構(gòu)時(shí),最大開模行程由連桿機(jī)構(gòu)的最大行程決定,并不是模具的厚度影響,即注射機(jī)的開模行程與模具的厚度無(wú)關(guān);二是當(dāng)注射機(jī)采用液壓機(jī)械聯(lián)合作用的瑣模機(jī)構(gòu)時(shí),最大開模行程由連桿機(jī)構(gòu)的最大行程決定,并受模具的厚度影響,即注射機(jī)的開模行程與模具的厚度有關(guān)。</p><p><b> d.鎖模力的校核</b></p><p> 由于高壓塑料熔體充滿型腔時(shí),會(huì)產(chǎn)
42、生一個(gè)沿注射機(jī)軸向的很大的推力,這個(gè)力應(yīng)小于注射機(jī)的公稱鎖模力,否則將產(chǎn)生溢料現(xiàn)象,即:</p><p><b> F鎖≥PA分</b></p><p> 式中 F鎖—注射機(jī)公稱鎖模力;</p><p> P—注射時(shí)型腔的壓力,它與塑料品種和塑件有關(guān);</p><p> A分—塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影
43、面積之和。</p><p><b> 三.模架的選擇</b></p><p> 2.1模架結(jié)構(gòu)的選擇</p><p> 冷卻回路的設(shè)計(jì)應(yīng)做到回路系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)的介質(zhì)能充分吸收成型塑件所傳導(dǎo)的熱量,使模具成形表面的溫度穩(wěn)定地保持在所需的溫度范圍內(nèi),并且要做到使冷卻介質(zhì)在回路系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)暢通,無(wú)滯留部位。</p><p>
44、 模架的結(jié)構(gòu)如圖2.6所示</p><p> 圖 2.6 模架結(jié)構(gòu)</p><p> 2.1.1模架安裝尺寸校核</p><p> 模具外形尺寸長(zhǎng)為長(zhǎng)390,寬265,高290mm,小于注塑機(jī)拉桿間距和最大模具厚度,可以方便的安裝在住宿機(jī)上。 </p><p> 2.1.2結(jié)構(gòu)零部件</p><p>
45、按機(jī)構(gòu)組成單分型面注射模,可由成型零部件,澆注系統(tǒng),導(dǎo)向機(jī)構(gòu),推出機(jī)構(gòu),溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng),冷卻系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)零部件組成。 該模具的結(jié)構(gòu)為雙分型面注射模,它的一般工作過(guò)程為:模具閉合一模具鎖緊一注射一保壓一補(bǔ)塑一冷卻一開模一推出塑件。</p><p> 制品冷卻定型后開模,制品和流道凝料均被留在動(dòng)模。經(jīng)推出機(jī)構(gòu)復(fù)位。推出機(jī)構(gòu)上設(shè)置了導(dǎo)向裝置44、45,保證了細(xì)推桿的平穩(wěn)運(yùn)行,延長(zhǎng)了它們的使用壽命。</p>
46、;<p><b> (1)型腔結(jié)構(gòu)</b></p><p> 如模具裝配圖,型腔由定摸板和滑塊,定模鑲件三部分組成。定模板與滑塊構(gòu)成塑件的側(cè)壁,且定模鑲件成型塑件底部,側(cè)澆口開在定模鑲件上,這樣使加工方便有利于型腔的拋光。定模鑲件可以更換,從而提高了模具壽命。</p><p><b> (2)型芯結(jié)構(gòu)</b></p>
47、;<p> 如裝配圖所示,型芯支承(板上的螺釘固定。型芯與推件板采用梯形面配合,以保證配合緊密,防止塑件產(chǎn)生飛邊。另外,梯形面配合可以減少推件板推件運(yùn)動(dòng)時(shí)與型芯之間的磨損,且型芯開設(shè)的有冷卻孔,以次來(lái)強(qiáng)制型芯冷卻。</p><p> 斜導(dǎo)柱安裝在定模,滑塊安裝在動(dòng)模的結(jié)構(gòu),是斜導(dǎo)柱側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)的模具中應(yīng)用最廣泛的形式,它即可用于結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的注射模也可用于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的雙分型面注射模,模具設(shè)
48、計(jì)人員在接到設(shè)計(jì)具有側(cè)抽芯塑件的模具任務(wù)時(shí),首先應(yīng)考率這種形式,這種形式在設(shè)計(jì)時(shí)必須注意,側(cè)抽芯滑塊與推桿在復(fù)合模復(fù)位過(guò)程中不能產(chǎn)生“干涉”現(xiàn)象,所謂“干涉”現(xiàn)象是指滑塊的復(fù)位先于推桿的復(fù)位使活動(dòng)側(cè)抽芯與推桿相碰撞,選成活動(dòng)側(cè)型心或推桿損壞的緣故,在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下,應(yīng)盡量避免在型芯的投影范圍內(nèi)設(shè)置推桿,如果受到模具結(jié)構(gòu)的限制而側(cè)型芯的投影一定要設(shè)置推桿,首先考慮能否使推桿在推出一定距離后仍低于側(cè)抽芯的最低面,當(dāng)這一條件不能滿足時(shí),
49、就必須分析產(chǎn)生干涉的臨界條件和采取措施使推出機(jī)構(gòu)先復(fù)位然后才允許型芯滑塊復(fù)位,這樣才能避免干涉。⑶型芯的 技術(shù)要求及固定的方法。</p><p><b> 型芯的材料</b></p><p> 常用T8,T7A,T10,T10A,Cr12。</p><p><b> 型芯的表面粗糙度</b></p>&
50、lt;p> 成型部分應(yīng)達(dá)Ra=0.1~0.025;配合部分應(yīng)達(dá)Ra=0.8;其余部分應(yīng)達(dá)Ra=6.3~1.6</p><p><b> 熱處理硬度</b></p><p> 熱處理硬度應(yīng)達(dá)45~50HRC</p><p><b> 表面處理</b></p><p> 成型部分鍍鍩,鍍
51、鍩層深度為0.015~0.020mm。鍍鍩后應(yīng)拋光處理。</p><p> 2.1.3支承零部件</p><p> 注射模中的 各種固定板,支承板(墊塊)以及模座(動(dòng)定模底板)等均稱支承零部件。</p><p><b> ?、殴潭ò?lt;/b></p><p> 固定板在模具中起著固定成型零部件,合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)及推出脫模
52、機(jī)構(gòu)等各種功能結(jié)構(gòu)的作用,固定板在模具中的工作條件與結(jié)構(gòu)形式和注射成型工藝條件有關(guān),必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。</p><p> 固定板的強(qiáng)度和剛度主要取決于固定板的厚度和材料,當(dāng)固定板要求比較嚴(yán)格和對(duì)模具壽命要求長(zhǎng)時(shí),固定板要求采用合金結(jié)構(gòu)鋼制造,反之則碳素結(jié)構(gòu)鋼即可。固定板材料為鋼。</p><p><b> (2)支承板和墊塊</b></p>&
53、lt;p> 支承板也叫墊板,對(duì)固定板上模具各零件起支承作用,墊塊墊靠在支承板與模座之間,形成推出脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)空間,變更支承板和墊塊的厚度可改變模具的封閉高度。</p><p> 支承板與固定板相聯(lián),聯(lián)按時(shí),常采用定位銷與螺拴緊回,有時(shí)也可用定位銷定位端部鉚接緊固。</p><p> 支承板具有一定的強(qiáng)度和剛度,以防止發(fā)生變形引起支承和固定在支承板上的成型零件之間產(chǎn)生錯(cuò)位和偏移
54、,以致成型零件發(fā)生溢料或制品超差。</p><p> 該支承板的材料為45鋼,熱處理時(shí)的硬度大于等于200HBS支承板見零件圖所示。</p><p><b> (3)模座</b></p><p> 與注射機(jī)相關(guān)的模具底板成為模座,模座是整個(gè)注射中支承所有零部件的底板,在注射成型過(guò)程中傳遞合模力并承受成型力,應(yīng)具有走夠的強(qiáng)度合剛度,即應(yīng)具有
55、一定的厚度,小型模具厚度不低于13mm,大型模具厚度可達(dá)75mm以上。</p><p> 模座材料采用合金結(jié)構(gòu)鋼或碳素結(jié)構(gòu)鋼,調(diào)質(zhì)處理后大于等于200HBS,對(duì)于一些批量小的制品合膜力或成犁力太大時(shí)也可選鑄鐵。</p><p> 四.模具的結(jié)構(gòu)及其尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p> 4.1 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p> 4.1.1
56、 型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p> 本套模具的型腔是由凹?;瑝K7,型腔板9、定模板上的型芯25共三部分構(gòu)成。型腔板9和左右兩個(gè)斜滑塊構(gòu)成了骨架的側(cè)面,凹?;瑝K7和型芯25構(gòu)成帶輪的頂面和內(nèi)表面。凹模塊7,型腔板9和型芯25構(gòu)成了帶輪底面。澆口開在骨架的中心處,澆口形狀為扁平澆口,目的是便于脫模且不留痕跡。加工方便,加工精度高有利于型腔的拋光,左右滑塊可以更換,提高模具的使用壽命,節(jié)約成本。</p>
57、<p> 4.1.2 型心結(jié)構(gòu)配合額</p><p> 型芯6是由固定板上的型芯孔固定,型芯6與固定板15和支撐板16的配合為過(guò)盈配合,以保證配合的緊密,防止塑件產(chǎn)生飛邊。另過(guò)盈配合可以保證型芯與動(dòng)模板的相對(duì)位置的固定。</p><p> 4.1.3 模具的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)</p><p> 為了保證模具的閉合精度,模具的定模部分和動(dòng)模部分之間采用導(dǎo)柱
58、和導(dǎo)套導(dǎo)向定位,推件板上裝有導(dǎo)套,推出推件時(shí),導(dǎo)套在導(dǎo)柱上運(yùn)動(dòng),保證了推件板的運(yùn)動(dòng)精度。定模板上裝有導(dǎo)柱,為側(cè)澆口和定模板及拉料桿的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。</p><p> 型腔在成型過(guò)程中受到塑料熔體的高壓作用和高速的沖擊作用,應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度和剛度。實(shí)踐證明大尺寸型腔剛度不足是主要矛盾,故型腔的不足是剛度不夠,型腔應(yīng)以滿足剛度條件為準(zhǔn):δmax≤[δ];而對(duì)于小尺寸的型腔,強(qiáng)度不足是是主要矛盾,型腔應(yīng)以Бmax≤[Б
59、]。在工廠實(shí)際生產(chǎn)中也常用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或有關(guān)表格進(jìn)行簡(jiǎn)化對(duì)凹模側(cè)壁和底板厚度的設(shè)計(jì)。由《塑料模具設(shè)計(jì)與制造》中表3—22中可以查出圓形型腔的內(nèi)壁直徑為2r,在80~90mm范圍內(nèi)。組合式型腔的內(nèi)壁厚為13mm,模具的壁厚為35mm,根據(jù)實(shí)際尺寸檢測(cè) t>13就可以滿足強(qiáng)度,故本模具的強(qiáng)度足夠,可以進(jìn)行下一步的設(shè)計(jì)。</p><p> 4.2模具成形尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p> 模具
60、成形零件的制造精度是影響塑件尺寸精度的重要原因之一,模具成形零件的制造精度愈低,塑件精度尺寸愈低。一般成形零件工作尺寸制造公差值§z取塑件公差值△的1/3~1/4或?。郏裕荨桑裕讣?jí)作為制造公差,組合式型腔或型芯的制造公差應(yīng)根據(jù)尺寸鏈來(lái)確定。</p><p> 模具在使用的過(guò)程中,由于磨損而造成模具的成形零件尺寸的變化.在計(jì)算成形零件的工作尺寸時(shí),對(duì)于批量小的塑件,且模具表面耐磨性好的(如高硬度模具材
61、料,模具表面進(jìn)行過(guò)鍍鉻或滲氮處理的),其磨損量應(yīng)取小值;對(duì)于玻璃纖維做原料的塑件,其磨損量應(yīng)取大值;對(duì)于與脫模方向垂直的成形零件的表面,磨損量應(yīng)取小值,甚至可以不考慮磨損量;而與脫模方向平行的成形零件的表面,應(yīng)考慮磨損;對(duì)于中,小型塑件,模具的成形零件最大磨損量可取塑件公差的1/6,而大型塑件,模具的成形零件最大磨損量應(yīng)取塑件公差的1/6以下。</p><p> 在一般情況下,塑料收縮率波動(dòng),成形零件的制造公差
62、和成形零件的磨損是影響塑件尺寸和精度的主要原因。對(duì)于大型塑件,其塑料收縮率對(duì)塑件的尺寸公差影響最大,應(yīng)穩(wěn)定成形工藝條件,并選擇波動(dòng)較小的塑料來(lái)減小塑件的成形誤差;對(duì)于中,小型塑件,成形零件的制造公差及磨損對(duì)塑件的尺寸公差影響最大,應(yīng)提高模具精度等級(jí)和減小磨損來(lái)減小塑件的成形誤差。實(shí)際收縮率與計(jì)算收縮率會(huì)存在有差異,按照一般的要求,塑料收縮率波動(dòng)所引起的誤差應(yīng)小于塑件公差的1/3。</p><p> 取ppo塑料
63、的平均成形收縮率為S=(S1+S2)/2=0.7%。塑件未標(biāo)注公差按照表1-12中IT4級(jí)精度公差值選取,塑件尺寸如圖3.1所示。 </p><p> 圖 3.1 塑件尺寸</p><p> 注: S——塑料的平均收縮率;</p><p> S1——塑料的最小收縮率;</p><p> S2—
64、—塑料的最大收縮率。</p><p> 4.2 .1 型腔徑向尺寸:</p><p> 對(duì)于中小型塑件模具最大磨損取塑件公差的1/6;模具制造公差〥z=△/3;取X=0.75。</p><p> 僅考慮塑件收縮時(shí)模具成形零件工作尺寸計(jì)算Lm=Ls(1+S)</p><p> 式中,Lm—模具成形零件在常溫下的實(shí)際尺寸,</p&g
65、t;<p> Ls—塑件要常溫下的實(shí)際尺寸,</p><p> S—為塑件的計(jì)算收縮率。</p><p> 計(jì)算公式:(LM1)+〥0=[(1+S均)Ls1-X△]+〥0</p><p> 式中:S均—塑件的平均收縮率</p><p> Ls—塑件的外形最大尺寸</p><p> X—系數(shù),尺
66、寸大精度底的塑件X=0.5,尺寸小精度高的塑件X=0.75</p><p><b> △—塑件尺寸的公差</b></p><p><b> 故如圖2.7所示:</b></p><p> Φ20±0.05→Φ20-0.05</p><p> (LM1)+〥0=[(1+ S均)Ls1-
67、X△]+〥0</p><p> =[(1+0.6%)×20.0520.17-0.75×0.05]+0.016</p><p> =20.136+0.016</p><p> 4.2.2型腔深度尺寸的計(jì)算</p><p> 模具的最大磨損量取塑件公差的1/6;模具制造公差〥z=△/3取X=0.5。</p>
68、<p> 計(jì)算公式: (HM)=[(1+S均)Hs-x△] +〥0</p><p> 式中 HS——塑件的高度最大尺寸;X的取值范圍在1/2~1/3之間,當(dāng)尺寸大,精度要求低的塑件取小的值,反之,取大值。其余各符號(hào)的意義同上。</p><p> 7.5-0.10→7.5-0.1</p><p> (HM2) +〥0=[(1+ S均)Hs2-X△
69、] +〥0</p><p> =[(1+0.6%)×7.5-0.5×0.1] +0.03</p><p> =7.4950-0.03</p><p> 4.2.3 型芯徑向尺寸</p><p> 模具最大磨損量取塑件公差的1/6; 模具制造公差〥z=△/3;取X=0.75.</p><p>
70、; 計(jì)算公式: (lM)0-〥Z =[(1+S均)ls+x△] 0-〥Z </p><p> 8.5+0.10 →8.5+0.1 </p><p> (ls1)0-〥z=[(1+S)ls1+X△]0-〥Z</p><p> =[(1+0.6%)×8.5+0.75×0.1]0-0.033</p><p>
71、 =8.630-0.033</p><p> 4.2.4型芯高度尺寸</p><p> 模具最大磨損量取塑件公差的1/6; 模具制造公差〥z=△/3;取X=0.5。</p><p> 計(jì)算公式: (hM)0-〥Z =[(1+S均)hs+(1/3~1/2)x△] 0-〥Z</p><p> 式中 hM——塑件的內(nèi)行深度的最小尺寸
72、,其余各符號(hào)的意義同上</p><p> 7.5+0.1 →7.5+0.1</p><p> (hm2) 0-〥z=[(1+ S均)hs2+ X△] 0-〥Z</p><p> =[(1+0.6%)×7.5+0.5×0.1]0-0.033</p><p> =7.60-0.033</p><p
73、> 4.3 模具的加熱、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p> 塑件是在模具內(nèi)成形和冷卻固化的而其的成形溫度和玻璃化的溫度不同,所以模具必須有溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)既關(guān)系到塑件的質(zhì)量又關(guān)系到生產(chǎn)的效率,當(dāng)注塑成形工藝要求模具溫度在80°c以上時(shí),模具中必須設(shè)置加</p><p> 熱裝置。根據(jù)實(shí)際情況本套模具的材料為ppo,其要求模具溫度小于80°c故不需要設(shè)
74、置加熱系統(tǒng),只需要對(duì)模具進(jìn)行冷卻即可。冷卻分為部分,一部分是型腔的冷卻,另一部分是型芯的冷卻。對(duì)于型腔的冷卻采用左右兩個(gè)冷卻回路,左右凹槽上各有一條Φ5mm的冷卻水道。型腔的冷卻如圖在型芯內(nèi)部開有Φ8mm的冷卻水孔,中間用隔水板隔開,冷卻水由支承板4上的Φ10mm的冷卻水孔進(jìn)入,沿著隔水板流入另一側(cè)上升到型芯的上部翻過(guò)隔水板流入另一側(cè)再流回支承板上的冷卻水孔最后由支承板上的冷卻水孔流出模具。</p><p>
75、. 五.安裝與調(diào)試</p><p> 5.1模具的安裝試模</p><p> 試模是模具中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),試模中的修改、補(bǔ)充和和調(diào)整是對(duì)于模具設(shè)計(jì)的補(bǔ)充。 根據(jù)圖紙的要求首先應(yīng)從以下方面裝配:</p><p> 1)動(dòng)模部分:(1)裝配型芯固定板,動(dòng)模墊板,支承板和動(dòng)模固定板。裝配前,型芯導(dǎo)柱,拉料桿已壓入型芯固定板和動(dòng)模墊板,并已檢驗(yàn)合格。裝配時(shí),將型
76、芯固定板,動(dòng)模墊板支承板和動(dòng)模座板按其工作位置合攏,找正并用螺釘擰緊定位。(2)裝配推件板,裝配前應(yīng)對(duì)推件板的型孔進(jìn)行修光,并與型芯做配合檢查,并將推件板套裝在導(dǎo)柱和型芯上,以推件板平面為基準(zhǔn)測(cè)量型芯高度尺寸。(3)裝配推出機(jī)構(gòu),將推桿套在推件固定板上推桿孔內(nèi)并穿入型芯固定板的推件孔內(nèi),再套裝在推件導(dǎo)柱上,使推板和推件固定板重合,在推件固定板螺孔內(nèi)涂紅粉,將螺釘孔位復(fù)印到推板上,然后取下推件固定板,在推桿上鉆孔并攻絲后,重新合攏擰緊螺釘
77、固定。裝配后進(jìn)行滑動(dòng)配合檢查,經(jīng)調(diào)整使其滑動(dòng)靈活無(wú)卡阻現(xiàn)象。最后將推件板卸下,將板放到最大板限位置。</p><p> 2) 裝配定模部分:</p><p> 總裝前澆口套導(dǎo)套均已組裝結(jié)束并檢驗(yàn)合格。裝配時(shí)將定模板套裝在導(dǎo)柱上并己裝澆口套的定模座板合攏,找正位置用平行夾頭夾緊,從定模板上螺釘孔定位,對(duì)定模板鉆錐套,然后拆開,在定模板上鉆孔攻絲后重新合攏,用螺釘擰緊固定最后鉆鉸定位
78、鉆孔并打入定位銷。經(jīng)以上總裝后,應(yīng)檢查定模板和澆口套的錐孔是否對(duì)正,如果接縫處有錯(cuò)位,需進(jìn)行鉸銷修整,使其光滑一致。</p><p> 5.2 試模前的準(zhǔn)備</p><p> 試模前要對(duì)模具及試模用的設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)。模具的閉合高度,安裝與注射機(jī)各個(gè)配合尺寸、推出形式、開模距、模具工作要求等要符合所選設(shè)備的技術(shù)條件。檢查模具各滑動(dòng)零件配合間隙適當(dāng),無(wú)卡住及緊澀現(xiàn)象?;顒?dòng)要靈活、可靠,起止位
79、置的定位要正確。各鑲嵌件、緊固件要牢固,無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象。各種水管接頭、閥門、附件、備件要齊全。對(duì)于試模設(shè)備也要進(jìn)行全面檢查,即對(duì)設(shè)備的油路、水路、電路、機(jī)械運(yùn)動(dòng)部位、各操縱件和顯示信號(hào)要檢查、調(diào)整,使之處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。</p><p> 5.3 模具的安裝及調(diào)試</p><p> 模具的安裝是指將模具從制造地點(diǎn)運(yùn)至注射機(jī)所在地,并安裝在指定注射機(jī)的全過(guò)程。</p><
80、p> 模具安裝在注射機(jī)上要注意以下幾方面:</p><p> 1)模具的安裝方位要滿足設(shè)計(jì)圖樣的要求。</p><p> 2)模具中有側(cè)向滑動(dòng)結(jié)構(gòu)時(shí),盡量使其運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樗椒较颉?lt;/p><p> 3)當(dāng)模具長(zhǎng)度與寬度尺寸相差較大時(shí),應(yīng)盡可能使較長(zhǎng)的邊與水平方向平行。</p><p> 4)模具帶有液壓油路接頭,氣路接頭,熱流
81、道元件接線板時(shí),盡可能放在非操作一側(cè),以免操作不方便。</p><p> 模具在注射機(jī)上的固定多采用螺釘,壓板的形式,如圖4.1所示。一般每側(cè)4~8塊壓板,對(duì)稱布置。</p><p> 圖4.1 模具的固定</p><p> 1—壓板; 2—螺釘; 3—模具; 4—注射機(jī)模面</p><p> 模具安裝于注射機(jī)上之后,要進(jìn)行空循
82、環(huán)調(diào)整。其目的在于檢驗(yàn)?zāi)>呱细鬟\(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是否可靠、靈活,定位裝置是否能夠有效作用。要注意以下方面:</p><p> 1)合模后分型面不得有間隙,要有足夠的合模力。、</p><p> 2)活動(dòng)型芯、推出及導(dǎo)向部位運(yùn)動(dòng)及滑動(dòng)要平穩(wěn)、無(wú)干涉現(xiàn)象,定位要正確可靠。</p><p> 3)開模時(shí),推出要平穩(wěn),保證將塑件及澆注系統(tǒng)凝料推出模具。</p>&
83、lt;p> 4)冷卻水要暢通,不漏水,閥門控制正常。</p><p><b> 5..4 試模</b></p><p> 模具安裝調(diào)試后既可以進(jìn)行試模</p><p><b> 加入原料</b></p><p> 原料的品種、規(guī)格、牌號(hào)應(yīng)符合產(chǎn)品圖樣中的要求,成形性能應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
84、的規(guī)定。原料一般要預(yù)先進(jìn)行干燥。</p><p><b> 調(diào)整設(shè)備</b></p><p> 按照工藝條件要求調(diào)整注射壓力、注射速度、注射量、成形時(shí)間、成形溫度等工藝參數(shù)。</p><p><b> 試模</b></p><p> 將模具安裝在注射機(jī)上,選用合格的原料,根據(jù)推薦的工藝參數(shù)調(diào)
85、整好注射機(jī),采用手動(dòng)操作。開始注射時(shí),首先采用低壓、低溫和較長(zhǎng)的時(shí)間條件下成形。如果型腔未充滿,則增加注射時(shí)的壓力。在提高壓力無(wú)效時(shí),可以適當(dāng)提高溫度條件。試模注射器出樣件。試模過(guò)程中容易產(chǎn)生的缺陷及原因可參考表10-9。</p><p> 試模過(guò)程中,應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)記錄,將結(jié)果填入試模記錄卡,并保留試模的樣件。</p><p><b> 5.5.檢驗(yàn)</b><
86、/p><p> 通過(guò)試模可以檢驗(yàn)出模具結(jié)構(gòu)是否合理;所提供的樣件是否符合用戶的要求;模具能否完成批量生產(chǎn)。針對(duì)試模中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題,對(duì)模具進(jìn)行修改、調(diào)整、再試模,使模具和生產(chǎn)出的樣件滿足客戶的要求,試模合格的模具,應(yīng)清理干凈,涂防銹油入庫(kù)保存。</p><p><b> 參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p> 1. 齊衛(wèi)東. 塑料模具設(shè)計(jì)與制造
87、. 北京:高等教育出版社,2004</p><p> 2. 閻亞林. 塑料模具圖冊(cè) 北京:高等教育出版社,2004</p><p> 3. 甑瑞麟. 模具制造實(shí)訓(xùn)教程 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社,2006 </p><p> 4. 屈華昌. 塑料成形工藝與模具設(shè)計(jì) 北京: 高等教育出版社,2001</p><p> 5
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