杯蓋模具設計說明書

2022-08-28 22:36:05 字數 4503 閱讀 6852

1. 塑料成型工藝性分析

本產品採用ps原料,ps是無色透明並有光澤的非結晶型的線形結構的高聚物,密度為.ps有優良的電效能和一定的化學穩定性。聚苯乙烯耐熱性低,熱變形溫度一般在所以只能在不高的溫度下使用,ps質地硬而脆,有高的熱膨脹係數,塑件易產生內應力易開裂。

ps成型效能優良具有⑴吸水性好⑵收縮性好⑶比熱容小⑷熱膨脹係數高。塑件壁厚屬薄壁塑件,生產批量很大,採用注射成型。杯蓋如圖1所示圖1

2. 分型面的分析與確定

根據要求該模具採用雙分型面,經過兩次分型,由塑件的結構形式,塑件的分型面選在杯蓋的外表面,如圖2:

圖23. 確定型腔數量和排列方式

根據設計要求,模具採用一模兩腔,採用水平排列。型腔布局如圖3:

圖34. 注射機型號的選定

4.1 注射量的計算

通過計算可得,塑件的體積v塑件的質量流道凝料的質量還是個未知數,可按塑件質量0.6倍計算,從上述分析中確定為一模兩腔,所以注射量為

4.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所要鎖模力計算

流道凝料(包括澆口)在分型面上的投影面積,在模具設計前是個未知數。型多型腔模腔模的統計分析,是每個塑件在分型面的投影面積的倍,可用來進行估算,則:

其中p為型腔中的壓力取,(因為是壁薄零件,澆口為點澆口,壓力取大一些,見表),常用塑料注射成型時所選用的型腔壓力值見表:

表4.3 選擇注塑機

根據每一生產週期的注射量和鎖模力的計算值,可選用臥式注射機(上海第一塑料機械廠)見表:

表4.4注塑機有關引數的校核

4.4.1由注射劑料筒塑化速率校核模具的型腔數.

型腔數校核合格

式中注射劑最大注射量的利用係數一般為

注射機的額定塑化量

成型週期取

4.4.2注射壓力的校核

,而注射壓力校核合格

式中注射壓力安全係數,一般取

塑件成型時所需的注射力,生產實踐中其值一般為

4.4.3鎖模力校核

而,則鎖模力校核合格

式中鎖模安全係數一般取

型腔的平均壓力,選用件表

表常用塑料注射成型時型腔平均壓力

5.澆注系統的設計

5.1主流道設計

5.1.1主流道尺寸

根據所選注射機,則主流道小端尺寸為:

主流道球面半徑為:

5.1.2主流道襯套形式

本設計是小模具,為了便於加工和縮短主流道長度,襯套和定位圈設計成分體式,主流道長度取35,錐度為,襯套如圖,材料用鋼。熱處理淬火後,表面硬度為

圖5.1.3主流道凝料體積

5.1.4有經驗公式得

5.2分流道的設計

第一級分流道

第二級分流道

1) 分流道應滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態,使塑料熔體盡快地經分流道均勻的分配到個個型腔。因此第一級分流道採用半圓形截面。

2) 分流道的形狀,截面尺寸及凝料體積。

第一級分流道形狀及截面尺寸,為了便於機械加工及凝料脫模。本設計的分流道設定在第一分型麵定模板上,截面形狀採用加工工藝性良好的半圓形截面,半圓形截面對塑料熔體及流動阻力均不大,對於壁厚小於質量在以下的塑件可用下述經驗公式確定分流道直徑

式中d——分流道的直徑

w——塑件的質量

l——分流道長度

第二級分流道,根據設計要求分流道設計呈錐形,開設在中間板上,其中分流長度為10mm,大端直徑為4mm,錐度為,截面形狀如圖5:

圖55.3澆口的設計

5.3.1根據塑件特徵看塑件屬於壁薄零件,需要快速注射成型,為了便於使澆注凝料與塑件自動脫落,因此採用點澆口,一般點澆口直徑,綜合考慮取澆口尺寸為1mm。

根據proe軟體塑料澆注分析如圖6,澆口位置選在杯蓋頂部中心。

圖6澆口截面形狀如下圖7:

圖75.3.2澆口剪下速率的校核

由點澆口經驗公式得:

剪下速率的校核合格

5.4冷料穴的設計

5.4.1主流道冷卻穴,採用半球形,位於主流道末端,中間析上,中間於分流道相同

5.4.2分流道冷卻穴,在第一級分流道末端加長5mm,做分流道冷卻穴

5.5成型零件設計

5.5.1凹模結構,由於製作形狀分析確定,凹模採用整體式,凹模直接在選購的模架上開控型腔。如圖8

圖8為了便於模具安裝,增加模具的精度,減小切削加工量凸模採用整體式凸模,凸模具體結構形式如圖9。

圖95.5.2凸凹模的工作尺寸計算

通常,凸凹模的工作尺寸根據塑料的收縮率,凸凹模零件的製造公差和磨損量由三個因素確定1.凹模的工作尺寸:凹模上成型塑件外形的模具零件。

其工作尺寸包括屬包容尺寸,在使用過程中凹模的磨損會使包容尺寸逐漸的增大,因此為了模具的磨損留有修模的餘地,以及裝配的需要,在設計模具時,包容尺寸盡量取下限尺寸,尺寸公差取上偏差

5.5.3凹模材料的選用。

杯蓋使大批量生產成型零部件所選用鋼材耐磨性和抗疲勞效能應該良好,機械加工效能和拋光效能葉應該良好。根據《塑料模具技術手冊》表24-8成型零部件選材舉例,選用crwmn,53-56hr。

6.型腔尺寸的計算

型腔尺寸按平均值法計算,根據有關手冊查得ps的收縮率為,故平均收縮率s=(0.5+0.6)%/2=0.55%=0.0055。根據塑件公差要求(見表4),

表4表5

模具製造公差取,尺寸計算見表5:

7.凸模工作尺寸的計算

影響塑件尺寸精度的因素很多,在計算是要考慮塑料材料,塑件結構和成型工藝過程,模具結構模具裝配和製造,模具使用中的磨損等因素。其中塑料材料方面的因素主要是指收縮率的影響。

凸模是成型塑件的內部形狀,其尺寸屬於被包容尺寸,在使用過程中凸模的磨損會使被包容尺寸逐漸減小,因此,為了使得模具的磨損留有修模的餘地以及裝配的需要在設計模具時被包容尺寸盡量取上限尺寸,尺寸公差取下偏差。型芯尺寸計算見表6

表68.導向機構的設計

根據模具的大小和形狀,可確定該模具使用4個導柱,其布置為等直徑、不對稱布置,應該採用帶頭直導柱,如下圖所示,帶頭導柱是常用結構分兩段,近頭段為在模板中的安裝段,標準採用h7/m6配合,遠頭段為滑動段,其與導套的配合為h7/f6、更多詳細資料參見gb/t4169.4-2006規定的標準帶頭導柱,如圖10所示:

圖109.導套的設計

直導套主要使用於厚模板中,可縮短模板的鏜孔深度,在浮動模板中使用較多,導套內孔的直徑系列與導柱直徑相同,由gb/t4169.2-2006確定直導套的設計圖。

根據要求導套安裝在型腔板上,導套安裝時模板上與之配合的孔徑公差按h7確定。導套長度取決於含導套的模板厚度,因此l取30mm,直徑d取16mm,則。設計圖如下圖11所示:

圖1110.推出機構的設計

根據模具設計要求,採用頂桿推出機構,頂桿同時也做型芯使用,頂桿的長度由將塑件頂出型芯的高度確定。頂桿的尺寸規格見(gb/t4169.1—2006)頂桿設計圖12如下:

、、、、、。

圖1211.排氣系統的設計

該模具是小型模具,排氣量不大,但分型面較大,型芯之間存在間隙,可直接利用間隙排氣,因此本設計不單獨開設排氣槽。

12.溫度調節系統

塑料在成型過程中,模具溫度會直接影響到塑料的充模、定型、成型週期和塑件質量。所以,我們在模具上需要設定溫度調節系統以達到理想的溫度要求。

一般注射模內的塑料熔體溫度為左右,而塑件從模具型腔中取出時其溫度在以下。所以熱塑性塑料在注射成型後,必須對模具進行有效的冷卻,以便使塑件可靠冷卻定型並迅速脫模,提高塑件定型質量和生產效率。在注射過程中,塑件的冷卻時間,通常是指塑料熔體從充滿模具型腔起到可以開模取出塑件時止的這一段時間。

這一時間標準常以製品已充分固化定型而且具有一定的強度和剛度為準,這段冷卻時間一般約佔整個注射生產週期的。因為我們所需要的塑件比較薄,故用此公式:

式中, -熱塑性擴散係數;

-製品厚度;

現在我們根據已知條件知道,而塑件的厚度為;

故根據塑料製品形狀及其所需的冷卻效果,冷卻迴路可分為直通式、圓周式、多級式、螺旋線式、噴射式、隔板式等,同時還可以互相配合,構成各種冷卻迴路。其基本形式有六種,我們這裡選用的是簡單流道式。由塑料成型工藝及模具設計查詢可得,的單位質量成型時放出的熱量為。

放出熱量為其中,的熱量被凹模帶走,由型芯帶去。

模具冷卻在型腔、型芯的合理部位,設定通水冷卻水路,並通過調節冷卻水流量及流速來控制溫度,冷卻水採用室溫冷水,水孔邊離型腔的距離一般保持,距離太近則冷卻不易均勻,太遠則效率較低,水孔直徑一般在以上,水孔管路應暢通無阻,水孔通過鑲塊密封嚴實,冷卻水路採用直通迴圈式,簡圖如下圖13:

圖1313.模架的確定

根據型腔的布局來看,型腔分布尺寸為,又根據型腔側壁可知,最小厚度為,再考慮到,導柱、導套及螺釘布置應佔的位置和採用2次分型的問題,確定選用模架結構為形式()。

各模板尺寸的確定:

1) 定模座上安裝有澆口套,根據澆口套的尺寸,定模座的厚度為;

2) 型腔板,根據型腔高度和分流道澆口的尺寸位置,型腔板的厚度為;

3) 型芯板,根據型芯高度,因此b板厚度取;

4) 動模支承板,取;

5) 推闆固定板取,推闆支撐板取,推出行程根據塑件高度,取;

6) 根據推出機構的厚度可得墊塊的厚度為。

根據選定模架可知,模架外形尺寸為:,模具高度為,模具開模行程=(小於注射機的開模行程,模具上各標準件的尺寸位置,根據基本模架組合尺寸(gb/t12555-2006)。

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