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本篇文章給大家談談深腔氣頂塑膠模具設計,以及對應的知識點,希望對各位有所幫助。
新手學模具...該看點什么書...工藝?制圖?材料特性?模具分多少種?
模具是生產各種工業(yè)產品的重要工藝裝備,隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展,以及塑料制品在航空、航天、電子、機械、船舶和汽車等工業(yè)部門的推廣應用,產品對模具的要求也越來越高,傳統(tǒng)的模具設計方法已無法適應當今的要求. 與傳統(tǒng)的模具設計相比,計算機輔助工程(CAE)技術無論是在提高生產率、保證產品質量方面,還是在降低成本、減輕勞動強度方面,都具有極大的優(yōu)越性。美國MOLDFLOW上市公司是專業(yè)從事注塑成型CAE軟件和咨詢公司,自1976年發(fā)行了世界上第一套流動分析軟件以來,一直主導塑料成型CAE軟件市場。MOLDFLOW一直致力于幫助注塑廠商提高其產品設計和生產質量,MOLDFLOW的技術和服務提高了注塑產品的質量,縮短了開發(fā)周期,也降低了生產成本,MOLDFLOW已成為世界注塑CAE的技術領袖。利用CAE技術,可以在模具加工前,在計算機上對整個注塑成型過程進行模擬分析,準確預測熔體的填充、保壓和冷卻情況,以及制品中的應力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況,以便設計者能盡早發(fā)現(xiàn)問題并及時進行修改,而不是等到試模后再返修模具。這不僅是對傳統(tǒng)模具設計方 法的一次突破,而且在減少甚至避免模具返修報廢、提高制品質量和降低成本等方面,都有著重大的技術、經濟意義。塑料模具的設計不但要采用CAD技術,而且還要采用CAE技術,這是發(fā)展的必然趨勢。 21世紀,塑料工業(yè)以以前所未有的速度高速發(fā)展。塑料,在各個領域、各個行業(yè)乃至國民經濟中已擁有舉足輕重的不可替代的地位。模具是工業(yè)生產的重要工藝裝備。由于用模具加工成形零部件,具有生產高效、質量好、節(jié)約原材料和能源、成本低等一系列優(yōu)點,已成為當代工業(yè)生產的重要手段和工藝發(fā)展方向。模具制造是一個生產周期要求緊迫,技術手段要求較高的復雜生產過程??傊?,模具具有結構復雜、型面復雜、精度要求高、使用的材料硬度高、制造周期短等特點。應用數(shù)控加工進行模具的制造可以大幅提高加工精度,減少人工操作,提高加工效率,縮短模具制造周期。同時,模具的數(shù)控加工具有一定典型性,并比普通產品的數(shù)控加工有更高的要求。在模具的加工中,各種數(shù)控加工均有用到,應用最多的是數(shù)控銑及加工中心,數(shù)控線切割加工與數(shù)控電火花加工在模具數(shù)控加工中的應用也非常普遍,線切割主要應用在各種直壁的模具加工,如沖壓加工中的凹凸模,注塑模中的鑲塊、滑塊,電火花加 工用的電極等。對于硬度很高的模具零件,采用機加工辦法無法加工,大多采用電火花加工,另外對于模具型腔的尖角、深腔部位、窄槽等也使用電火花加工。而數(shù)控車床主要用于加工模具桿類標準件,以及回轉體的模具型腔或型芯,如瓶體、盆類的注塑模具,軸類、盤類零件的鍛模。在模具加工中,數(shù)控鉆床的應用也可以起到提高加工精度和縮短加工周期的作用。模具應用廣泛,現(xiàn)代制造業(yè)中的產品構件成形加工,幾乎都需要使用模具來完成。因此,凡制造業(yè)發(fā)達的國家,模具市場均極為廣闊;凡模具發(fā)達國家,制造業(yè)也必定很發(fā)達和繁榮,也必定擁有國內、國外兩個市場。所以,模具產業(yè)是國家高新技術產業(yè)的重要組成部分,是重要的、寶貴的技術資源。優(yōu)化模具系統(tǒng)結構設計和型件的CAD/CAE/CAM,并使之趨于智能化,提高型件成形加工工藝和模具標準化水平,提高模具制造精度與質量,降低型件表面研磨、拋光作業(yè)量和制造周期;研究、應用針對各種類模具型件所采用的高性能、易切削的專用材料,以提高模具使用性能;為適應市場多樣化和新產品試制,應用快速原型制造技術和快速制模技術,以快速制造成型沖模、塑料注射?;驂鸿T模等,應當是未來5~20年的模具生產技術的發(fā)展趨勢。 一 塑件的工藝分析 1.1 塑件的成形工藝性分析塑件名稱:產品材料:ABS(抗沖) 塑件質量: 1.3g 塑件要求:MT8級 零件圖塑件材料特性 ABS是在聚苯乙烯分子中 導入了丙烯腈 、丁二烯等異種單體后成為的改性共聚物,也可稱為改性聚苯乙烯,具有比聚苯乙烯更好的使用和工藝性能。ABS是一種常用的具有良好的綜合力學性能的工程材料。ABS塑料為無定形料,一般不透明。ABS無毒、無味,成形塑件的表面具有較好的光澤。ABS具有良好的機械強度,特別是抗沖擊強度。ABS還具有一定的耐磨性、耐旱性、耐油性、耐水性、化學穩(wěn)定性和電性能。ABS的缺點是耐熱性不高,并且耐氣候性較差,在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。 塑件材料成形性能 ABS易吸水,使成形塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。為此,成型加工前應進行干燥處理;在正常的成型條件下,壁厚、熔料溫度對收縮率影響極??;要求塑件精度較高時,模具溫度可控制在50—60oc ,要求塑件光澤和耐熱,應控制在60-80oc;ABS 比熱容低,塑化效率高,凝固也快,故成形周期短,ABS的表觀黏度對剪切速率的依賴性很強,因此模具設計中大都采用點澆口形式。 1.2 塑件的成形工藝參數(shù)確定查有關手冊得到ABS(抗沖)塑件的成形工藝參數(shù):密度 1.01—1.04g/cm3 收縮率 0.3%—0.8% 預熱溫度 80oc—85oc,預熱時間2—3h 料筒溫度 后段150oc—170oc 中段165oc—180oc 前段180oc—200oc 噴嘴溫度 170oc—180oc 模具溫度 50oc—80oc 注射壓力 60—100MPa 成型時間 注射時間20—90s 保壓時間0—5s 冷卻時間20—150s 二 注射模的結構設計注射模的結構設計主要包括:分型面的選擇、模具行腔數(shù)目的確定及型腔的排列、澆注系統(tǒng)設計、型心、型腔結構的設計、推件 方式、側抽心機構設計、模具零件設計等內容。模具的基本結構 塑件采用注射成型法生產。為保證塑件表面質量,使用點澆口成型,因此模具應為雙分型面注射模(三開式)。 我們采用標準模架:100L/A2 型腔布置型腔分為單型腔和多型腔,多型腔又有平衡式排布、非平衡式排布兩種。在這里我們選擇但型腔,因塑件體積質量較小,形狀相對比較復雜,生產批量不大的特點,綜合考慮,所以采用一模一腔注射模具。考慮到塑件的兩側均有內凹圓孔,須側向抽心,采用一模一腔,這樣模具尺寸較小,制造加工方便,節(jié)省材料。確定分型面影響選取分型面的因素很多,比如分型面應選在塑件的最大輪廓處;分型面的選取應有利于塑件的留模方式,便于塑件的順利脫出 塑件分型面的選擇應保證塑件的質量要求,本實例中塑件的分型面有兩種選擇。方案1 如圖所示 此方案的分型面在工件的對稱中心處,因塑件表面質量要求較高,影響其表面質量,側抽心行程相對大,不容易達到側抽心的目的。此方案不可行。 方案2 如圖所示 此分型面在底部,對塑件的外觀影響不 大,側抽心行程不大,比較容易達到側抽目 的,此方案可行。關于塑件的分型面我們還有多種方案,由于那些方案不是很理想,為了節(jié)省時間,我們不作介紹了。 (4) 澆注系統(tǒng)的設計原則:澆口位置應盡量選擇在分型面上,以便于模具加工及使用時澆口的清理;澆口位置距型腔各個部位的距離應盡量一致,并使其流程為最短;澆口的位置應保證塑料流入型腔時,對著型腔中寬敞、壁厚位置,以便于塑料的流入;避免塑料在流入型腔時直沖型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能盡快的流入到型腔各部位,并避免型芯或嵌件變形;盡量避免使制件產生熔接痕,或使其熔接痕產生在之間不重要的位置;澆口位置及其塑料流入方向,應使塑料在流入型腔時,能沿著型腔平行方向均勻的流入,并有利于型腔內氣體的排出; 1.主流道設計。根據(jù)手冊查得XS-ZS-22型注射機噴嘴的有關尺寸。噴嘴球半徑:R0=12mm 噴嘴口直徑:d0=∮2mm 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關系:R=R0+(1~2)mm,d=d0+1.5mm 取主流道球面半徑:R=14mm 取主流道小端直徑:d=3.5mm 為了便于將凝料從主流道中拔出,將主流道設計成圓錐形,其錐度為10~30。經換算得主流道大端直徑D=6mm。 (2)澆口套設計見下圖: 主流道澆口套的設計,主流澆口套取T8A,熱處理淬火硬取55HRC。澆口套及其固定形式如圖所示 澆口套預定模固定板的連接形式為螺釘連接。配合為h7/m6。 (5) 推件方式的選擇 根據(jù)塑件的形狀特點, 模具型腔在定模部分,型心在動模部分。其推出機構可采用推桿推出機構、推件板推出機構。由于分型面有臺階,為了便于加工,降低模具成本,我們采用推桿推出機構,推桿推出機構結構簡單,推出平穩(wěn)可靠,雖然推出時會在塑件上留下頂出痕跡,但塑件底部裝配后使用時 不影響外觀,設立三個推桿平衡布置,既達到了推出塑件的目的,又降低了加工成本。注:推桿推出塑件,推桿的前端應比型腔或型心平面高出0.1-0.2mm (6) 側抽心機構的設計 改塑件上有內凹結構,并且兩邊對稱,它垂直于脫模方向,阻礙成型后塑件從模具中脫出。因此,我們在這里給它設計側向抽心,把塑件兩端的內凹結構做成活動的滑塊形式的側型心,即側抽心。我們選用滑塊導滑的斜滑塊分型抽心機構。(7) 模具排氣槽的設計當塑料熔體充填型腔時,必須順序地排出型腔及澆注系統(tǒng)內的空氣及塑料受熱而產生的氣體。如果氣體不能被順利排出,塑料會由于填充不足而出現(xiàn)氣泡、接縫或表面輪廓不清等缺陷,甚至氣體受壓而產生高溫,使塑料焦化。特別是對大型塑件、容器類和精密塑件,排氣槽將對它們的品質帶來很大的影響,對于在高速成行中排氣槽的作用更為重要。我們的塑件并不是很大,而且不屬于深型腔類零件,因此本方案設計在分型面之間、推桿預模板之間及活動型芯與模板之間的配合間隙進行排氣,間隙值取0.04㎜。 (8) 冷卻系統(tǒng)的確定 冷卻水回路布置的基本原則: a) 冷卻水道應盡量多,b) 截面尺寸應盡量大; c) 冷卻水道離模具型腔表面的距離應適當; d) 適當布置水道的出入口; e) 冷卻水道應暢通無阻; f) 冷卻水道的布置應避開塑件易產生熔接痕的部位; 由以上原則我們可以確定冷卻水道的布置情況,以及冷卻水道的截面積。三 工藝計算 1、注射壓力的確定由塑料的要求可知:此塑料的材料為ABS,ABS的表觀黏度和剪切速率的依賴性很強,因此模具設計中大都采用點澆口形式。由《塑料模具設計與制造》表1-3可查得:ABS塑料的注射壓力為70—90MPa 2、鎖模力的確定由于熔體塑料是在高溫上充滿型腔,一定會對注射機的軸向產生很大的后推力,因此需要對模具加有一定的鎖模力,否則就會產生溢料、飛邊、塑件形狀發(fā)生改變等缺陷,造成不應有的損失。型腔內的塑料容體的壓力可由:P=KPO計算,K為壓力損耗系數(shù),一般可取:0.2—0.4。 所以:P=(0.2—0.4)(70—90)=14—36Mpa 取P為35Mpa,A為分形面上的投影面積。則FO 遠遠大于Pa=35118.256=4138.96N 3、注射量的確定 經測量計算塑件的體積為1.29cm3 模具設計時,必須使得塑件在一個注射成型周期所需塑料容體的容量或質量在注射機額定容量的80%以內,并且由表可查得ABS塑料的密度為1.01—1.04g/cm3所以估算質量為m=v=1.011.29=1.3g 保證塑件良好質量前提的條件下,主流道L應盡量短,否則將多 流道凝料,并且壓力損失會顯著提高,通常主流道凝料長度由模板厚度確定,一般應L≤60mm,可取L=50mm。估算凝料的容積: V凝=1/3∏(sin1/2 L2)L=0.333.140.008750=1.13cm3 M凝=1130*1.01=1.1g 所以: V=1.29+1.13cm3=2.42cm3=2420mm3 m=2420/0.8=3025mm3 mg=m/0.8=3.9g 所以可初步確定注塑機額定注射量為3025mm3 額定注射量質量為3.9g 四、選擇注射設備 注射機規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件制品的大小及生產批量以及現(xiàn)有的設備特點來確定。 1、 根據(jù)注射機額定注射量為3.9g,可由《塑料模具設計與制造》中表2-8選擇確定注射機型號為:XS-ZS-22 2、校核注射壓力注射機的注射壓力為75、115Mpa,我們所選的塑料的注射壓力在70-90Mpa之間, 70-90 Mpa 75-115 Mpa得結論:可行。 3、校核注射機的鎖模力 由以上計算可知:注射機的鎖模力為:250000N>4138.96N符合要求,因此可選用XS-ZS-22 五、模具設計計算 1、模具成型零件的尺寸計算及確定成型零件:直接與塑料接觸,并決定塑件形狀和尺寸精度的零件,也即構成型腔的零件。型芯、凹模,它們是模具的主要零件。 模腔尺寸的計算: (1)、型腔的徑向尺寸確定:按平均值計算,塑件的平均收縮率S為0.6% 7級精度 模具最大磨損量取塑件公差的1/6;模具的制造公差£z=△/3取x=0.75。 LM1 5.98O+0.48 →6.26O-0.48 (LM1)o+£z=〔(1+s)Ls1-X△〕o+£z =〔(1+0.006)0.26-0.750.48〕0+0.18 =5.930+0.16 ②LM2 48O+0.48 →5.28O-0.48 (LM2)o+£z=〔(1+S) 5.28-0.750.48〕o+£z =4.950+0.16 ③LM3 5.15O+0.48 →5.63O-0.48 (LM3)o+£z=〔(1+S) 5.63-0.750.48〕o+£z =5.300+0.16 ④LM4 1O+0.48 →1.38O-0.38 (LM4)o+£z=〔(1+S) 1.38-0.750.38〕o+£z =1.100+0.12 ⑤LM5 18.89O+0.88→19.77O-0.88 (LM5)o+£z=〔(1+S) 19.77-0.750.88〕o+£z =19.230+0.29 ⑥LM6 0.96O+0.38→1.34O-0.38 (LM6)o+£z=〔(1+S) 1.34-0.750.38〕o+£z =1.060+0.12 ⑦LM7 ∮2O+0.38 →∮2.38O-0.38 (LM7)o+£z=〔(1+S) 2.38-0.750.38〕o+£z =2.100+0.12 ⑧LM8 ∮6.1O+0.58 →∮6.68O-0.38 (LM7)o+£z=〔(1+S) 6.68-0.750.38〕o+£z =6.290+0.19 ⑨LM9 ∮0.77→1.05 (LM9) =〔(1+S)*1.05-0.75*0.38〕 =0.86 o+0.13 ⑩LM10 10.5 →11.18 (LM10) =〔(1+S)*11.18-0.75*0.68〕 =10.74 (2)、型芯高度尺寸 ① H 4.7 →5.18 HM1 =〔(1+S)*5.18-0.75*0.48] =[(1+0.006)*4.7+0.5*0.48] =4.97 ② H 8.9 →9.48 HM2 =〔(1+S)*9.48-0.75*0.58〕 =[(1+0.006)*8.9+0.5*0.58] = 9.25 (3)、型芯的徑向尺寸: ① LM1=5.98 →5.98 LM1 =[(1+s)*Ls+x△] =[(1+0.006)*5.98+0.75*0.48] = 6.37 ② LM2=2.12 →2.12 LM2 =[(1+s)*Ls+X△] =[(1+0.006)*2.12+0.75*0.38] =2.42 (4)、型腔的深度尺寸 ① H m1 0.77 →1.15 Hm1 =〔(1+s)Hs1-x 〕 =〔(1+0.006)*1.15-0.5*0.38〕 =0.97 Hm2 10.5 →11.18 Hm1 =〔(1+s)Hs2-x 〕 =〔(1+0.006)*11.18-0.5*0.68〕 =10.9 (5)斜導柱側抽芯機構的設計與計算 ①: 抽芯距(S) S=S1+(2→3)㎜ = +(2→3)㎜ = +(2→3)㎜ =2.93+2.5㎜ =5.43㎜ ②: 抽芯力 (Fc) Fc=chp( cos -sin ) =[2*3.14*(3.1+1)∕2*10 ]*3.5*10 *1*10 *(0.15*cos30 -sin30 ) =60.38N ③: 斜導柱傾斜角( )斜導柱傾角是側抽心機構的主要技術數(shù)據(jù)之一,它與塑件成型后能否順利取出以及推出力、推出距離有直接關系。本模具為安全起見,選擇 =22 30 錐臺斜角 ( ) =25 與抽芯距對應的開模距 H=s*cot =5.43*cot 22.5 =2.414㎜脫模力(Ft) Ft=Fc=63.08N 彎曲力(Fw)Fw=Ft∕cos =63.08∕cos22.5 =68.57N 開模力 (Fk) Fk=Ft*tan =63.08*tan22.5 =26.13N ④: 斜導柱工作長度計算 (L) L=S*(cos ∕sin ) =5.43*cos22.5 ∕sin22.5 =29.5㎜ 六 模具有關參數(shù)校核(1)模具閉合高度的確定和校核 1.模具閉合高度的確定。根據(jù)標準模架各模板尺寸及模具設計 的其他尺寸:定模座板H定=16mm 2.定模板H=18mm 動模板H.=23mm 支撐板H支=15mm 墊塊?H墊=40mm 動模座板H動=16mm 模具閉合高度: H閉=H定 + H + H.+ H支 + H墊 + H動 =16+18+23+15+40+16 =128mm 模具安裝部分的校核 該模具的外形尺寸為160mm100mm,XS-ZS-22型注射機模板最大安裝尺寸為250350,故能滿足模具安裝要求。 由于XS-ZS-22型注射機所允許模具的最小厚度為60mm,最大厚度為180mm,故滿足模具安裝要求。模具開模行程校核 由于塑件小,抽心距小,故滿足要求。(本注射機最大開合模行程為160mm)七 模具材料的選擇及熱處理的確定塑料注射模具結構比較復雜,組成一套模具具有各種各樣的零件,各個零件在模具中所處的位置、作用不同,對材料的性能要求就有所不同。所以選擇優(yōu)質、合理的材料,是生產高質量模具的保證。塑料模具用材料的要求有:要有良好的機械加工性能;具有足夠的表面硬度和耐磨性;具有足夠的強度和韌性;具有良好的拋光性;具有 良好的熱處理性;具有良好的熱處理性;具有良好的耐腐蝕性和表面加工性等特點。在這里我們查手冊得下表: 模具零件 使用要求 模具材料 熱處理 說明 成形零布件 強度高、耐磨性好熱處理變形小、有時還要求耐腐蝕 5GrMnMo、5GrNiMo、 3GrW8V 淬火、中溫回火 ≥46HRC 用于成型溫度高、成型壓力大的模具 T8、T8A T10 T10A T12 淬火 低溫回火 ≥55HRC 用于制品形狀簡單,尺寸不大的模具 38GrMoAlA 調制 氮化 ≥55HRC 用于耐磨性要求高并能防止熱咬合的活動成型零件 45、50、55、40Gr、42GrMo 調制、表面淬火 ≥55HRC 用于制品批量生產的熱塑性塑料成型模具 10、15、20、12GrNi2 滲碳、淬火 ≥55HRC 容易切削加工或采用塑性加工方法制作小型模具 鈹銅 導熱性優(yōu)良、耐磨性好、可鑄造成形 鋅基合金、鋁合金 用于制品試制或中小批量生產中的成形零件 球墨鑄鐵 正火或退火 正火≥200HBS 用于大型模具 主流道襯套 耐磨性好、有時要求耐腐蝕 40、50、55 表面淬火 ≥55HRC 推桿、拉料桿等 一定的強度和耐磨性 T8A T8 T10 淬火、低溫回火 ≥55HRC 導柱、導套 表面耐磨、有韌性、抗彎曲不易折斷 20、20Mn2B 滲碳、淬火 ≥55HRC T8AT10A 表面淬火 ≥55HRC 45 調制、表面淬火、低溫回火 ≥55HRC 黃銅H62青銅合金 用于導套 成形零部件 強度高、耐磨性好、熱處理變形小 9Mn2V 淬火低溫回火 ≥55HRC 用于制品生產批量大,強度、耐磨性要求高的模具 Gr12MoV 淬火中溫回火 ≥55HRC 同上,但熱處理變形小、拋光性好 各種模板、推板、固定板、模座等 一定的強度和剛度 45、50、40Gr 調制 ≥200 HBS 結構鋼Q235 球墨鑄鐵 用于大型模具 HT200 僅用于模座 八 注射模主要零件的加工要求及工藝編制 8.1注射模主要零件的加工要求 8.1.1毛坯鍛造技術要求 為了節(jié)省原材料和加工工時,提高生產效率,模具毛坯采用自由鍛造的方式,同時,通過鍛造使材料組織細密,碳化物分布和流線分布合理,從而改善熱處理性能,提高模具使用壽命。另外,為了保證鍛造的硬度,消除鍛造應力,軟化鍛件,以便于以后的機械加工,坯料還應該在鍛件成型后,進行調制(淬火+高溫回火)處理。 8.1.2平面加工平面加工就是對模具中的各個零件的端面和側面的加工。加工過程分為粗加工、半精加工、精加工。由于此模具屬于小型的模具,所以,粗加工可采用刨或銑削加工,左后可利用精銑或精磨進行精加工。 8.1.3型腔的加工型腔的加工方法根據(jù)加工條件和工藝方法可分為三種:通用機床加工型腔(車、銑、刨、磨、鉆)。專用機床加工(仿形銑、CNC機床、加工中心等)。此塑料件對其表面質量要求較高,但零件的型腔不是很復雜,通用機床以及數(shù)控機床可以加工出其型腔??紤]以上情況,此模具型腔 可以數(shù)控銑為主要加工方法,采用Cimatron E進行編程后處理。 8.1.4 模具零件加工技術要求 零 件 名 稱 加 工 零 件 條 件 要 求 動定模板 厚度 平行度 300:0.002以內 基準面 垂直度 300:0.02以內 導柱孔 孔徑公差 H7 導柱孔 孔距公差 0.02mm 垂直度 100:0.02以內 導柱 壓入部分直徑 精磨 K6 滑動部分直徑 精磨 F7 直線度 無彎曲變形 100:0.02以內 硬度 淬火、回火 55HRC以上 導套 外徑 磨削加工 K6 內徑 磨削加工 H7 內外徑關系 同軸度 0.01mm 硬度 淬火、回火 55HRC以上 塑料注射模具制造過程的基本要求(1)要保證模具質量(2)要保證模具的使用壽命(3)要保證模具的制造周期(4)要保證模具成本低廉(5)要不斷提高加工工藝水平(6)要保證良好的勞動條件 模具的制造工藝過程要保證操作工人有良好的勞動條件,防止粉塵、躁音、有害氣體等污染源產生。 8.2 塑料注射模具工藝編制(1)模具圖樣設計了解所要生產的制件、了解所生產制品的批量、了解生產塑料制件所有設備。 下面各主要零件的加工,我們使用Cimation E來完成。型腔的加工工藝過程序號 工序名稱 工序內容 0 備料 棒料 1 鍛造 14*32*14 2 熱處理 退火 3 銑 銑臺階及平面 4 銑 腔體 5 拋光 平面 說明: 此件在加工時,應先加工兩側的圓孔,然后再進行型腔腔體的加工,否則剛剛加工好的平面就會被夾具夾傷,在分型面處留下痕跡,對將來模具的壽命和塑件的質量有著一定的不良影響,所以我們應在熱處理之后進行圓孔加工,然后重新裝夾工件進行銑削。 型心的加工工藝過程 序號 工序 內容 0 煅 緞制成14*32*10 1 熱處理 退火 2 銑 整個型心 3 熱處理 淬火、回火 4 化學熱處理 鍍鉻拋光 零件圖 序號 工序名稱 工序簡要說明 1 下料鍛造 10110120 2 調制 HRC26~29 3 刨 10010019/11 4 磨 10010018/10.5 5 精銑基準面 10010020 6 銑槽 1610010 7 銑槽 32.222013.57 8 鉆、銑孔 5、 8、 12 2、定模座板零件圖如下圖: 零件名稱 定模座板 編號 003 件數(shù) 1 零件圖 序號 工序名稱 工序簡要說明 1 下料鍛造 16110117 2 調制 HRC26~29 3 精銑基準面 16010016 4 配鉆所有孔 20 14 8 12 工件 名稱 數(shù) 量 材料 名稱 定模座板 1 45 序號 工序名稱 工藝簡要說明 1 下料 2 銑 3 磨 4 精銑基準面 5 配鉆所有孔 工件 名稱 數(shù) 量 材料 名稱 墊塊 2 45 序號 工序名稱 工藝簡要說明 1 下料 2 銑 3 精銑基準面 4 配鉆所有孔 工件 名稱 數(shù) 量 材料 名稱 動模座板 1 45 序號 工序名稱 工藝簡要說明 1 下料 2 銑 3 精銑基準面 4 配鉆所有孔 工件 名稱 數(shù) 量 材料 名稱 支撐板 1 45 序號 工序名稱 工藝簡要說明 1 下料 2 淬火 3 銑 4 精銑基準面 5 銑型腔 半邊留0.03mm拋光量,銑分流道 6 型腔拋光 型腔 7 配鉆所有孔 九 模具的總裝 9.1 模具的技術要求為了保證模具的制件質量就必須到達一定的制造技術要求,GT/T4170規(guī)定了塑料注射模具零件技術條件,HB2198規(guī)定了塑料、橡膠模具技術條件。標準規(guī)定了塑料模具的零件加工和裝配的技術要求,以及模具的材料、驗收、包裝、運輸、保管的基本規(guī)定。 模架裝配精度要求 模具組裝后的精度 澆口板上平面對地板下平面的平行度 300:0.05 導柱導套軸線對模板的垂直度 100:0.02 固定結合面間隙 不要有 分型面閉和時的貼和間隙 0.03mm 致謝本論文是在龐繼偉老師、尚新娟老師、的悉心指導下完成的。龐老師對模具設計方面有著淵博的知識,在龐老師孜孜不倦的指導下使我們在整個設計過程中學到了許多在課本上無法學到的知識。龐老師對模具設計軟件的了解更是我們學習的榜樣。我們不僅學會對模具進行造型,還學會了CimatronE6和 Pro/e 對模具進行設計分模、數(shù)控加工等。而尚老師則在數(shù)控編程方面有著很深的研究教會了我們好多的知識。 老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度,淵博的知識,敏銳的洞察力,和孜孜不倦的教導使我們受益匪淺。有了這幾位老師的細心幫助,我少出很多的錯誤,少走很多的彎路。并且在這段期間我和老師們多了很多的接觸,使我們建立了十分友好的師生情義。這使我感到我們既是師生關系,又是知心的朋友。老師們不僅在學業(yè)上給了我?guī)椭?,還在生活上給與我鼓勵,在此論文完成之際,我謹向辛苦教導我的老師表示崇高的敬意和衷心的感謝。最后,向所有曾在學習、生活和工作等各方面給與我關心、支持、和幫助的輔導員、老師、同學和朋友表示我衷心的感謝! 主要參考書目《塑料模具設計與制造》 高等教育出版社 2004 齊衛(wèi)東 主編 《塑料成型工藝與模具設計》 機械工業(yè)出版社 2001屈華昌 主編《型腔模具設計與制造》 化學工業(yè)出版社 2003章飛主編《模具設計指導》 機械工業(yè)出版社 2003史鐵梁 主編 《塑料模具技術手冊》機械工業(yè)出版社(《塑料模具技術手冊》編委會編) 《塑料模具設計》 中國科學技術出版社 (馬金駿 編著) 《塑料注射模具設計實用手冊》 航空工業(yè)出版社 (宋玉恒 主編) 《數(shù)字化模具制造技術》 化學工業(yè)出版社 (許鶴峰 閆光榮 編著) 《塑料模具手冊》 機械工業(yè)出版社 (《塑料模具設計手冊》 編寫組) (廠名) 注射成型工藝卡片 資料編號 007 車間 共1 頁 第 1頁 零件名稱 材料牌號 ABS 設備型號 裝配圖片 材料定額 每模件數(shù) 一件 零件圖號 單位質量 g 共裝號 材料干燥 料桶溫度 模具溫度 時間 壓力 后處理 溫度 時間定額 時間 檢驗 編制 校對 審
模具設計的流程是怎么樣的?
模具設計流程:
1、接受任務書:
一般有以下三種情況:
A:客戶給定審定的塑件圖樣及其技術要求(二維電子圖檔,如AUTOCAD,WORD等)。此時需要構建三維模型(產品設計工作內容),然后出二維工程圖。
B:客戶給定審定的塑件圖樣及其技術要求(三維電子圖檔,如PROE,UG,SOLIDWORKS等)。只要出二維工程圖。(為常用情況)
C:客戶給定塑件樣品,手板,實物。此時要求測繪塑件抄數(shù)處理,然后構建三維模型,再出二維工程圖。
2、收集,分析和消化原始資料:
A:分析塑件
a:明確塑件的設計要求,通過圖樣了解該塑件所用材料,設計要求,對復雜形狀和精度要求高的塑件的使用場合,裝配及外觀要求等。
b:分析塑件的成型工藝的可能性和經濟性
c:明確塑件的生產批量(生產周期,生產效率)一般客戶訂單內有注明。
d:計算塑件的體積和重量。
以上的分析主要是為了選用注射設備,提高設備利用率,確定模具型腔數(shù)及模具加料腔尺寸。
B:分析塑料的成型工藝:
成型方法,成型設備,材料型號,模具類別等。
3、掌握廠家實際生產情況:
A:廠家操作工人的技術水平
B:廠家現(xiàn)有設備技術
C:成型設備的技術規(guī)范
D:廠家所常用廠商模具材料及配件的訂購和加工處理方法(最好在本廠加工)
4、確定模具結構:
一般理想的模具結構:
A:工藝技術要求:幾何形狀,尺寸公差,表面粗糙度等符合國際化標準。
B:生產經濟要求:成本低,生產率高,模具使用壽命長,加工制造容易。
C:產品質量要求:達到客戶圖樣所有要求。
資料拓展:
1、對所設計模具之產品進行可行性分析,以電腦機箱為例,首先將各組件產品圖紙利用設計軟件進行組立分析,另一方面可以熟悉各組件在整個機箱中的重要性,以確定重點尺寸。
2、對產品進行分析采用什么樣的模具結構,并對產品進行排工序,確定各工序沖工內容,并利用設計軟件進行產品展開,在產品展開時一般從后續(xù)工程向前展開。
3、備料,依產品展開圖進行備料,在圖紙中確定模板尺寸,包括各固定板、卸料板、凸凹模、鑲件等,注意直接在產品展開圖中進行備料,這樣對畫模具圖是有很大好處的。
4.在備料完成后即可全面進入模具圖的繪制,在備料圖紙中再制一份出來,進行各組件的繪制,如加入螺絲孔,導柱孔,定位孔等孔位,并且在沖孔模中各種孔需線切割的穿絲孔,在成型模中,上下模的成型間隙,一定不能忘記,所以這些工作完成后一個產品的模具圖差不多已完成了80%。
另外在繪制模具圖的過程中需注意:各工序,指制作,如鉗工劃線,線切割等到不同的加工工序都有完整制作好圖層,這樣對線切割及圖紙管理有很大的好處,如顏色的區(qū)分等,尺寸的標注也是一個非常重要的工作,同時也是一件最麻煩的工作,因為太浪費時間了。
5.在以上圖紙完成之后,其實還不能發(fā)行圖紙,還需對模具圖紙進行校對,將所有配件組立,對每一塊不同的模具板制作不同的圖層,并以同一基準如導柱孔等到進行模具組立分析,并將各工序產品展開圖套入組立圖中,確保各模板孔位一致以及折彎位置的上下模間隙配合是否正確。
資料來源:百度百科模具設計
塑膠模具設計中的問題
塑膠模具設計中的問題:
一.檢查膠位是否均勻,如不均勻則會引起縮水并影響外觀。
二.確定分型面與拔模角??
1.分型面選擇在開模方向上投影的最大值,客戶允許的情況下,盡量簡單化??
2.碰穿位:盡量選碰后模,如要碰前模,易走披鋒,影響外觀,利用平面接觸。??
3.枕位:枕5—8毫米,再與大分型面接平,膠位部分拔3度,后面拔3度或避空。??
4.插穿位:利用側邊工作,拔3度,一般做鑲件。
三.拔模原則:??
1:減膠方向拔模。
2:軸類最大端為產品尺寸,孔類最小端為產品尺寸。
四.?2D一定要注意鏡像且放縮水,如忘記這步,絕大部分模具報廢。
五.縮水:縮水率小產品(5‰以下)可按經驗放縮水,縮水率大產品,例如一個可放18‰也可放20‰更甚至于可放22‰產品,一定要先征求負責人意見再放,以免跟配套產品尺寸不吻合。??
六.唧嘴偏心KO應與同軸?
七.行位要點:??
1.一般用斜導柱作動力,比較小的抽芯距用T形槽,大于30mm用油缸抽芯。??
2.?斜導柱的角度比鏟機角度小2—3度。??
3.后模行位伸入前模超過總高度一半,可省掉鏟機,利用前模加工面作壓面。??
4.行位寬度大于100mm,盡量用2根斜導柱,大于150mm的中間加導向槽。??
5.行位定位:盡量不用波仔彈珠(力不夠大),用螺絲定位。??
6.行位在TOP位處,一定要放彈簧,否則行位開完模因重力作用,無法歸位而導致撞壞。??
7.開模方向投影,如行位底下有斜頂或頂針的,要設置先復位機構,否則有可能行位與斜頂或頂針會產生干涉。8.行位跟行走,走啤把,包膠位,直身出。??
9.行位行程應大于扣位2至3mm,油缸行程應大于扣位10mm。??
10.為了增加鏟機牢固性,盡量做反鏟。?
八.斜頂設計要點??
1.斜頂一般做3—8,不超過15。??
2.頂出行程一般大于扣位0.5—1mm.??
3.頂出方向:膠位應平或向上,否則做延遲斜頂。??
4.斜頂寬度比較小時,頂針板增加一座架,使斜頂高度減短,以確保強度。
還需要注意的是:
塑膠模具排氣如何開排氣,應注意什么?
塑膠模具排氣應注意
1. 注模壓力不要過大
2. 塑料溫度不要過高
3. 注射速度不要過快
4. 注射活塞不要退回太早
5. 塑件的重量要接近設備的額定值
開排氣,
注塑模具開設排氣的作用是為了避免在注射時由于腔內氣壓過大而導致聊無法填充滿型腔,使得產品質量不合格,一般是在分型面上流出足夠的間隙,但這個間隙要小于所注射塑料的溢料值。沖模中要開排氣的是深拉深,為了便制件從凸模上退出需要在凸模上順著拉深方向打個通孔,出件時由此孔進氣。
在注射模試模生產中常會出現(xiàn)填充不足。壓縮空氣灼傷、制品內部很高的內應力、表面流線和熔合線等現(xiàn)象。對于這些現(xiàn)象除了應首先調整注塑工藝外,還要考慮模具澆口是否合理。當注塑工藝和澆口這兩個問題都排除以后;那么模具的排氣就是主要的問題了,解決這一問題的主要手段是開設排氣槽。
1排氣槽的作用與設計
1.1排氣槽的作用
排氣槽的作用主要有兩點。一是在注射熔融物料時,排除模腔內的空氣;二是排除物料在加熱過程中產生的各種氣體。越是薄壁制品,越是遠離澆口的部位,排氣槽的開設就顯得尤為重要。另外對于小型件或精密零件也要重視排氣槽的開設,因為它除了能避免制品表面灼傷和注射量不足外,還可以消除制品的各種缺陷,減少模具污染等。那么,模腔的排氣怎樣才算充分呢?一般來說,若以最高的注射速率注射熔料,在制品上卻未留下焦斑,就可以認為模腔內的排氣是充分的。
1.2排氣方式
模腔排氣的方法很多,但每一種方法均須保證:排氣槽在排氣的同時,其尺寸設計應能防止物料溢進槽內;其次還要防止堵塞。因此從模腔內表面向模腔體外緣方向測量,長6~12mm以上的排氣槽部分,槽高度要放大約0.25—0.4mm。另外,排氣槽數(shù)量太多是有害的。因為如果作用在模腔分型面未開排氣槽部分的鎖模壓力很大,容易引起模腔材料冷流或裂開,這是很危險的。除了在分型面上對模腔排氣外,還可以通過在澆注系統(tǒng)的料流末端位置設排氣槽,以及沿頂出桿四周留出間隙的方式達到排氣的目的。因為排氣槽開的深度、寬度以及位置的選擇;如果不適當,產生的飛邊毛刺,將影響制品的美觀和精度。因此上述間隙的大小以防止頂出桿四周出現(xiàn)飛邊為限。這里應特別注意的是:齒輪這樣的制件在排氣時,可能連最微小的飛邊也是不希望有的。這一類制件最好采用以下方式排氣:①徹底清除流道內氣體;②用粒度為200#的碳化硅磨料對分型面配合表面進行噴丸處理。另外,在澆注系統(tǒng)料流末端開設排氣槽主要是指分流道末端位置的排氣槽,其寬度應等于分流道的寬度,高度視材料而異。
1.3 設計方法
根據(jù)多年注射模設計和產品試模的經驗;本文簡單介紹幾種排氣槽的設計,如圖1所示。對于復雜幾何形狀的產品模具,排氣槽的開設;最好在幾次試模后再去斷定。而模具結構設計中的整體結構形式,其最大缺點就是排氣不良。對整體模腔模芯有以下幾種排氣方法:①利用型腔的槽或嵌件被人部位;②利用側面的嵌件接縫;③局部制成螺旋形狀②在縱向位置上裝上帶槽的板條心開工藝孔;⑤當排氣極困難時采用鑲拼結構等、如果有些模具的※角不易開排氣槽,首先應在不影響產品外觀及精度的情況下適當把模具改為鑲拼加工,這樣不僅有利于加工排氣清有時還可以改善原有的加工難度和便于維修。
1.4熱固性塑料成型時的排氣槽設計
熱固性材料的排氣比熱塑性材料更為重要。首先在澆口前面的分流道都應排氣。排氣槽寬度應等于分流道寬度,高度為0.12mm。模腔的四周都應排氣,各排氣槽應相隔25mm,寬度為6.5mm,高度為0.075~0.16mm,視物料流動世而定。較軟的材料應取較低的值。頂出桿應盡量放大,而且在大多數(shù)場合,頂出桿圓柱面上應磨出3~4個高0.05mm的平面,磨痕方向應沿頂出桿長度方向。磨削應用粒度較細的砂輪進行。頂出桿端面應當磨出0.12mm的倒角,這樣若有飛邊形成時,就會粘附在制件上。
結論
適當?shù)亻_設排氣槽;可以大大降低注射壓力、注射時間。保壓時間以及鎖模壓力,使塑件成型由困難變?yōu)槿菀?,從而提高生產效率,降低生產成本,降低機器的能量消耗。
塑膠模具有哪些結構組成
塑膠模具由動模和定模兩部分組成,動模安裝在注射成型機的移動模板上,定模安裝在注射成型機的固定模板上。在注射成型時動模與定模閉合構成澆注系統(tǒng)和型腔,開模時動模和定模分離以便取出塑料制品。
塑膠模具的結構雖然由于塑膠品種和性能、塑膠制品的形狀和結構以及注射機的類型等不同而可能千變萬化,但是基本結構是一致的。
一、塑膠模具結構按功能分
主要由:澆注系統(tǒng)、調溫系統(tǒng)、成型零件系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、導向系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)等組成。其中澆注系統(tǒng)和成型零件是與塑料直接接觸部分,并隨塑料和制品而變化,是塑模中最復雜,變化最大,要求加工光潔度和精度最高的部分。
1.澆注系統(tǒng):是指塑料從射嘴進入型腔前的流道部分,包括主流道、冷料穴、分流道和澆口等。
2.成型零件系統(tǒng):是指構成制品形狀的各種零件組合,包括動模、定模和型腔(凹模)、型芯(凸模)、成型桿等組成。型芯形成制品的內表面,型腔(凹模)形成制品的外表面形狀。合模后型芯和型腔便構成了模具的型腔。按工藝和制造要求,有時型芯和凹模由若干拼塊組合而成,有時做成整體,僅在易損壞、難加工的部位采用鑲件。
3.調溫系統(tǒng):為了滿足注射工藝對模具溫度的要求,需要有調溫系統(tǒng)對模具的溫度進行調節(jié)。對于熱塑性塑料用注塑模,主要是設計冷卻系統(tǒng)使模具冷卻(也可對模具進行加熱)。模具冷卻的常用辦法是在模具內開設冷卻水通道,利用循環(huán)流動的冷卻水帶走模具的熱量;模具的加熱除可利用冷卻水通熱水或熱油外,還可在模具內部和周圍安裝電加熱元件。
4.排氣系統(tǒng):是為了將注射成型過程中型腔內的空氣及塑膠融化所產生的氣體排除到模具外而設立,排氣不暢時制品表面會形成氣痕(氣紋)、燒焦等不良;塑膠模具的排氣系統(tǒng)通常是在模具中開設的一種槽形出氣口,用以排出原有型腔空氣的及熔料帶入的氣體。
熔料注入型腔時,原存于型腔內的空氣以及由熔體帶入的氣體必須在料流的盡頭通過排氣口向模外排出,否則將會使制品帶有氣孔、接不良、充模不滿,甚至積存空氣因受壓縮產生高溫而將制品燒傷。一般情況下,排氣孔既可設在型腔內熔料流動的盡頭,也可設在塑模的分型面上。
后者是在凹模一側開設深0.03-0.2mm,寬1.5-6mm的淺槽。注射中,排氣孔不會有很多熔料滲出,因為熔料會在該處冷卻固化將通道堵死。排氣口的開設位置切勿對著操作人員,以防熔料意外噴出傷人。此外,也可利用頂出桿與頂出孔的配合間隙,頂塊和脫模板與型芯的配合間隙等來排氣。
5.導向系統(tǒng):是為了確保動模和定模在合模時能準確對中而設立,在模具中必須設置導向部件。在注塑模中通常采用四組導柱與導套來組成導向部件,有時還需在動模和定模上分別設置互相吻合的內、外錐面來輔助定位。
6.頂出系統(tǒng):一般包括:頂針、前后頂針板、頂針導桿、頂針復位彈簧、頂針板鎖緊螺絲等幾部分組成。當產品在模具內成型冷卻后,模具前后模分離打開,由推出機構--頂針在注塑機的頂桿推動下將塑料制品及其在流道內的凝料推出或拉出模具開腔和流道位置,以便進行下一個注塑成型工作循環(huán)。
二、塑膠模具按結構分一般由模架、模仁、輔助零件、輔助系統(tǒng)、輔助設置、死角處理機構等幾個部分組成。
1、模架:一般都不需要我們設計,可以直接從標準模架制造廠商那里訂購,大大節(jié)約的設計模具所需時間,所以稱它為塑膠模具標準模架。它構成了塑膠模具最基本的框架部分。
2、模仁:模仁部分是塑膠模具的核心部分,它是模具里面最重要的組成部分。塑膠產品的成形部分就在模仁里面,大部分時間的加工也花費在模仁上。不過,相對有些比較簡單的模具,它沒有模仁部分,產品直接在模板上面成形。早期的塑膠模具大都如此,相對比較落后。
3、輔助零件:塑膠模具常用輔助零件有定位環(huán)、注口襯套、頂針、抓料銷、支撐柱、頂出板導柱導套、垃圾釘?shù)鹊鹊?,它們有一部分是標準件,可以直接在訂購模架時一起訂購,也有一部分需要自己設計。
4、輔助系統(tǒng):塑膠模具的輔助系統(tǒng)有以下四個:澆注系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)。有時,因為所運用的塑膠材料需加熱的溫度很高,所以,有的模具還會存在一個加熱系統(tǒng)。
5、附助設置:塑膠模具的附助設置有吊環(huán)孔、KO孔(頂棍孔)等等。
6、死角處理結構:當塑膠產品有死角的時候,模具還會有一個或多個處理死角的結構。如滑塊、斜頂、油壓缸等等。在國內大部分書上介紹這種處理死角的機構稱之為“抽蕊機構”。
其實,塑膠模具并不難,不管塑膠產品怎樣變化,對于來成形此塑膠產品的模具而言,它的結構無非就是上述的幾個方面。而模具之間的差別就在于模具是大還是???
各個附助零件、附助設置、附助系統(tǒng)的位置或者方式不一樣。處理死角的方法、結構、大小等有所變化而已。當然,要使設計出來的模具加工簡單、裝配方便、壽命長、價格適中、成形產品不錯,設計經驗特別重要。好的經驗,可以處理設計、加工當中出現(xiàn)的問題,對待設變也比較有把握。
三、注射機的結構組成:
一臺通用型注射機主要包括注射裝置、合模裝置、液壓傳動系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)。注射裝置主要作用是將塑料均勻地塑化,并以足夠的壓力和速度將一定量的熔料注入到模具的型腔中。注射裝置主要由(螺桿、料筒和噴嘴組成的)塑化部件以及料斗、傳動裝置、計量裝置、注射和移動油缸等組成。
合模裝置:其作用是實現(xiàn)模具的啟閉,在注射時保證成型模具可靠地合緊,以及脫出制品,合模裝置主要由前后固定模板、移動模板、連接前后模板用的拉桿、合模油缸、連桿機構、調模裝置以及制品頂出裝置等組成。
液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng):其作用是保證注射機按工藝過程預定的要求(壓力、速度、溫度、時間)和動作順序準確有效的工作。注射機的液壓系統(tǒng)主要由各種液壓元件和回路及其它附屬設備組成,電氣控制系統(tǒng)則主要由各種電器和儀表組成,液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)有機地組織在一起,對注射機提供動力和實現(xiàn)控制。
塑膠模具設計結構問題,求解!
這個真的可以,還很簡單,有兩種方案,
一種情況是,斜頂前面是靠破的,可以在頂桿圖臺后面與耐磨板之間加彈簧,使斜頂隨時處在頂出狀態(tài),關模時,靠斜頂頂面的靠破面壓回,開模時彈簧將斜頂頂出。
另一中情況是斜頂頂面不是靠破的,彈簧位置就在頂桿凸臺和滑塊座之間,使斜頂隨時處在推回狀態(tài),然后在鏟機(滑塊束快)對應斜頂頂桿位置,做垂直的一個斜面加直身位,當關模時,此處斜面先接觸到斜頂頂桿使斜頂進入到成型時的位置,然后頂桿的球面就進入束塊的直身位,此時斜頂就不會再前進,然后束塊斜面與滑塊斜面接觸,使之到達位置。成型完成后開模。束塊斜面松開,滑塊后退,但是斜頂頂桿球面仍在直身位初處,斜頂不退,達到相對頂出的效果脫離產品,最后束塊離開后斜頂頂桿回到后退狀態(tài)。動作完成。
第二種描述比較不太清楚,附簡圖。全手打,請及時采納~
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