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1、目录需要图纸的请加:229826208目录I前言1摘要2Abstract3第1章 零件的工艺分析41.1 材料的选择41.1.1主要用途51.1.2成型特点51.1.3 ABS注射参数61.2 产品工艺性与结构分析61.21 尺寸的精度61.2.2壁厚71.2.3圆角81.2.4孔的设计8第2章 模具结构设计92.1型腔数量以及排列方式92.2 初选注射机102.2.1 塑件锁模力校核102.2.3 模具安装尺寸校核122.2.4 开模行程的校核122.3 分型面的设计132.4 浇注系统与排溢系统的设计142.4.1 主流道142.4.2 分流道设计162.4.3 浇口的设计162.4.4
2、冷料井的设计162.4.5排溢系统设计172.5 成型零件的设计与计算172.5.1模具材料的选择182.5.2 凹模的设计182.5.3 型心尺寸的计算192.5.3中心距离的尺寸计算202.5.4 模具型腔侧壁和底版厚度的计算212.5.5矩形型腔的结构尺寸计算212.5.5底板厚度计算.212.5.5 动模垫板厚度的确定222.6 推出机构的设计222.6.1 脱模力的计算232.6.2导向机构的作用232.6.3导套和导柱242.7 温度调节系统设计252.7.1冷却系统的计算252.7.2冷却系统的设计准则252.8 注射机参数的较核26第3章 绘制装配图和零件图27总结28致 谢2
3、9参考文献30前言毕业设计是在修完所有课程之后,我们走向社会之前的一次综合性设计。在此次设计中,主要用到所学的注射模设计,以及机械设计等方面的知识。着重说明了一副注射模的一般流程,即注射成型的分析、注射机的选择及相关参数校核、模具的结构设计、注射模具设计的有关计算、模具总体尺寸的确定与结构草图的绘制、模具结构总装图和零件工作图的绘制、全面审核投产制造等。其中模具结构的设计既是重点又是难点,主要包括成型位置的及分型面的选择,模具型腔数的确定及型腔的排列和流道布局和浇口位置的选择,模具工作零件的结构设计,侧面分型及抽芯机构的设计,推出机构的设计,拉料杆的形式选择,排气方式设计等。通过本次毕业设计,
4、使我更加了解模具设计的含义,以及懂得如何查阅相关资料和怎样解决在实际工作中遇到的实际问题,这为我们以后从事模具职业打下了良好的基础。 本次毕业设计也得到了广大老师和同学的帮助,在此一一表示感谢!由于实践经验的缺乏,且水平有限,时间仓促。设计过程中难免有错误和欠妥之处,恳请各位老师和同学批评指正。 在编写说明书过程中,我参考了塑料模成型工艺与模具设计、实用注塑模设计手册和模具制造工艺等有关教材。引用了有关手册的公式及图表。但由于本人水平的有限,本说明书存在一些缺点和错误,希望老师多加指正,以达到本次设计的目的。 摘要鼠标上盖是流线形结构,使用二维绘图难以描述,本课题采用UG软件对鼠标上盖制品及模
5、具进行了三维造型,采用UG的数值模拟技术和经验设计计算相结合的方法优化设计,同时仿真了塑料熔体在型腔内的充模流动以及冷却分析过程,预测了缺陷产生的临界条件,优化了工艺方案及工艺参数,降低了缺陷出现的可能性。利用参数化实体造型的方法,为更加高速、快捷的造型、生产提供了一种切实可行的办法。生成的模型数据可以直接导入数控机床进行三维加工。关键词:;注塑模具;鼠标上盖。AbstractThe top cover of mouse is streamline. So it is difficult to describe by two-dimensional drawing. The product a
6、nd mold of the top cover of mouse were 3D designed by software. An optimized design was made by numerical simulation techniques of UG and experience. The plastic melt flow and cooling process were simulated for forecasting critical conditions of errors. Technical parameters and processes have been o
7、ptimized. The possibility of errors was reduced. Solid parameters are used which provide a practical approach for more rapid and efficient forms .The model data can be used directly for numerically controlled machine tools with 3D processing.Key Words: Injection mold; The top cover of mouse第1章 零件的工艺
8、分析1.1 材料的选择本产品为鼠标的外壳上盖,首先从它的使用性能上分析必须具备有一定的综合机械性能包括良好的机械强度,和一定的耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电器性能。能满足以上性能的塑料材料有多种,但从材料的来源以及材料的成本考虑,ABS更适合些。ABS是目前世界上应用最广泛的材料,它的来源广,成本低,符合塑料成型的经济性。因此,在选用材料时,考虑采用ABS,并且作为鼠标的一个外壳上盖ABS能满足它的使用性能合成型特性。(如图1.1) 图1.1料件有较好的光泽。密度为1.021.05g/cm3,ABS(抗冲)收缩率为0.30.8,ABS(耐热)收缩率为0.30.8。ABS具有及好的抗冲击
9、强度,且在低温下也不迅速降解。有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎无影响,在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液,不溶于大部分醇类及烃类溶剂,但与烃长期接触会软化溶胀。ABS塑料表面受冰酸醋、植物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性,易于成型加工。经过调色可配成任何颜色。其缺点是赖热性不高,连续工作温度为70C左右,热变形温度约为93C左右。耐气候性差,在紫外线作用下易变硬发脆。根据ABS中三种组分之间的比例不同,其性能也略有差异,从而适应各种不同的应用。根据应用不同可分为超高冲击型、高冲击
10、型、中冲击型、低冲击型和耐热型等。1.1.1主要用途ABS在机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳等。汽车工业上用ABS制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节管、加热器等,还有用ABS夹层板制小轿车车身。ABS还可以用来制作纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具、电子琴及收录机壳体、农药喷雾器及家具等。1.1.2成型特点ABS在升温是粘度增高,所以成型压力较高,塑料上的脱模斜度宜稍大;ABS易吸水,成型加工前应进行干燥处理;易产生熔接痕,模具设计时应尽量减小浇注系统对料流的阻力;在正常的成型条件下,壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。要求塑件精度高时,模具温度
11、可控制在5060C,要求塑件光泽和耐热时,应控制在6080C。1.1.3 ABS注射参数注射类型:螺杆式螺杆转速:3060r/min喷嘴类型:形式直通式;温度180190C料筒温度:前段200210C;中段210230C;后段180200C模具温度:5070C注射压力:7090 MPa保压力:5070 MPa注射时间:35 S保压时间:1530 S冷却时间:1530 S成型时间:4070 S1.2 产品工艺性与结构分析1.21 尺寸的精度影响尺寸精度的因素很多。首先是模具的制造精度和模具的磨损程度,其次是塑料收缩率的波动及成型时工艺条件的变化、塑件成型后时效变化和模具结构形状等。因塑件的尺寸精
12、度往往不高,应在保证使用要求的前提下尽可能选用低精度等级。塑件公差数值根据SJ1372-78塑料制件公差数值标准确定。精度等级选用根据SJ1372-78选择,本零件配合要求不高,精度等级选择一般精度,为级精度,无公差值者,按级精度取值,如表所示。表塑件尺寸公差()基本尺寸精度等级基本尺寸精度等级0.120.4865800.381.6360.140.56801000.441.86100.160.611001200.502.010140.180.721201400.562.214180.200.801401600.622.418240.220.881601800.682.7 塑件冷却时收缩会使它紧
13、紧包紧型芯或型腔中的凸起部分,因此,为了便于从塑件中抽出型芯或从型腔中脱出塑件,防止脱模时拉伤塑件,在设计时必须塑件内外表面沿脱模方向留有足够的斜度。脱模斜度取决于塑件的形状、壁厚及塑料的收缩率。在不影响塑件的使用前提下,脱模斜度可以取大一些。在开模后塑件留在型腔内,查表可知ABS的脱模斜度为:型腔:40120;型芯:351。如果开模后塑件留在型腔内时,塑件内表面的脱模斜度应大于塑件外表面的脱模斜度,即以上值反之。在本次设计的塑件中,设ABS的脱模斜度为:型腔:1,型芯:50。一般情况下,脱模斜度不包括在塑件的公差范围内。1.2.2壁厚塑件的壁厚对塑件的质量有很大的影响,壁厚过小成型时流动阻力
14、大,大型塑件就难以充满型腔。塑件壁厚的最小尺寸应满足一下几方面要求:具有足够的强度和刚度;脱模时能够受推出机构的推出力而不变形;能够受装配时的紧固力。查热塑性塑件最小壁厚及推荐壁厚可知, ABS制件最小壁厚为0.8,中型塑件推荐壁厚为1。同一塑件的壁厚应尽可能一致,否则会因冷却或固化速度不同产生附加内应力,使塑件产生翘曲、缩孔、裂纹甚至开裂。塑件局部过厚会出现凹痕,内部会产生气泡。在要求必需有不同壁厚时,不同壁厚的比例不应超过,且应采用适当的修饰半径以减缓厚薄过渡部分的突然变化。综上,根据塑件的使用性能要求,本塑件的壁厚取值本塑件的壁厚为1.5。1.2.3圆角塑件除了有使用要求的部位要采用尖角
15、外,其它转角处都应用圆角过渡,这样才不会因在转角处应力集中,在受力或冲击震动时发生破裂,甚至在脱模过程中由于成型内应力而开裂,特别是在塑件的内角处。通常,内壁圆角半径应是壁厚额一半,而外壁圆角半径为壁厚的1.5倍,一般圆角不小于0.5。1.2.4孔的设计由于需要,本塑件有设置圆柱孔和其他形式的通孔,其结构参数见零件图。由于这些孔结构不是很复杂,可以用机械加工或电火化加工即可。 第2章 模具结构设计注射模具的典型结构有单分型注射模、双分型注射模、斜导柱侧向分型与抽芯注射模、斜滑块侧向抽芯注射模、带有活动镶件的注射模、定模带有推出装置的注射模等等。跟据塑件的结构特征和使用要求,本模具采用单分型面结
16、构,分形面是用于脱模。 2.1型腔数量以及排列方式 本塑料制件为鼠标的外壳,生产的批量较大,为了提高生产效率,但又要保证产品的一致性,故不宜采用一模多腔的形式:每增加一个型腔,由于型腔的制造误差和成型工艺误差的影响,塑件的尺寸精度要降低约4%8%,因此多型腔模具(n4)一般不能生产高精度的塑件。因此,本模具可采用一模两腔的形式,其布局示意图如下(如图2.1): 图2.12.2 初选注射机注塑模具是安装在注射机上使用的。在设计模具时,除了应掌握注射成型工艺过程外,还应对所选用的注射机的有关技术参数有全面的了解,以保证设计的模具与使用的注射机相适应。注射机是生产热塑性塑料制件的主要设备,按其外形注
17、射机可分为立式、卧式和角式三种,应用较多的是卧式注射机。2.2.1 塑件锁模力校核在确定型腔的数量后确定注射机的类型,参考教材塑料成型工艺与模具设计式4-3:按注射机的额定锁模力确定型腔数目 nF-PA2/PA1式中 F注射机的额定锁模力(N); A1单个塑件在模具分型面上的投影面积(2);A2浇注系统在模具分型面上的投影面积(2);P塑料容体对型腔的成型压力(MPa),其大小一般是注射压力大小见本说明书表二。 由上面的公式得 FPA2+PA1n p值查本说明书表二(注射压力在60100之间),取中间值p=80 Mpa,A1=98282,A2=1122,故F801308098282 =8960
18、1572480 =1582880(N)合1582.88 KN。 本模具所需要的锁模力1581.44 KN,符合条件的注射机有多种,在此是初步选用XS-ZY-250注射机。下面是XS-ZY-250注射机的技术规格:表三螺杆直径注射容量 注射压力锁模力 502502130MPa1800KN最大注射面积最大模具厚度最小模具厚度中心孔径5002350250150模板行程喷嘴球半径喷嘴孔直径定位孔直径350184 1250+0.06注塑加工时所需注塑压力与塑料品种,塑件形状和尺寸,注塑机类型、喷嘴及模具流道的阻力等因素有关。选择的注塑机的注塑压力必需大于成型制品所需的注塑压力。2.2.2 注射压力的校核
19、由ABS注射参数可知,注射压力为7090 MPa,注射机额定注射压力为119MPa。符合要求。2.2.3 模具安装尺寸校核喷嘴尺寸,模机外形尺寸及模具厚度均应在注塑机所要求的技术规格范围内.模具主浇道中心线与料筒、喷嘴的中心线相一致,喷嘴头的凸球面比较、半径Rn与主浇道始端凹球面半径Rp、喷嘴的孔径dn与主浇道衬套的孔径dp之间,分别保持如下关系: RpRn, dpdn则 16mm12mm 3mm2mm 所以合适。2.2.4 开模行程的校核开模S max S= HM+H1+H2+(510)S max-注射机的最大开模行程(mm)S-模具所需开模距离(mm)H1-塑件脱模距离(mm)H2-包括浇
20、注流道凝料在内的塑件高度(mm)HM-模厚模具安装在注射机上必须使模具的中心线与料筒、喷嘴的中心线重合。因此,定位圈的中心线要和喷嘴的中心线重合,本设计也能满足要求(详见浇注系统设计)。模具厚度 本模具闭合高度H355.5,注射机允许的闭合高度为Hmax370,Hmin355.5 ,显然,满足要求。 2.3 分型面的设计 分型面是决定模具结构形式的重要应素,它与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切的关系,并且直接影响到塑料熔体的流动充填特性及塑件的脱模,因此,分型面的选择是注塑模具设计中的一个关键。 选择分型面时一般应尊循以下几项基本原则:1. 分型面应选在塑件外形最大轮廓处;2. 确定有利的
21、留模方式,便于塑件顺利脱模;3. 保证塑件的精度要求;4. 满足塑件外观质量的要求;5. 便于模具的加工与制造;6. 对成型面积的影响;7. 排气的效果的考虑;8. 对侧向抽芯的影响。 根据分型面选择的原则,通过综合分析比较,确定以下的两个方案:单分型面和双分型面。 方案一:双分型面 选用双分型面形式的优点:模具进料均匀、平稳。 选用双分型面形式的缺点:增加模具的结构复杂性,增加模具的厚度,而且在制品的外表面易留下点浇口的痕迹。不符合模具的加工经济性。 方案二:选用单分型面结构的示意图如下: 选用单分型面的优点:使模具的结构简单化,减小模具的厚度,也节省了模具材料,且在脱模后塑料制件的外表面无
22、浇口的痕迹。进料的距离也大大的缩短了。 从以上的两个方案进行比较,采用方案二(单分型面)比采用方案一(双分型面)更符合要求,方案二符合了模具的加工经济性,因此,本模具宜采用单分型面的形式。 2.4 浇注系统与排溢系统的设计 浇注系统的设计是注射模具设计的一个重要完节,它对获得优良性能和理想性能的塑料制件以及最佳的成型效率有直接应响,是模具设计者重视的技术问题。 对浇注系统进行总体设计时,一般应遵循如下基本原则:1. 采用尽量短的流程,以减少热量与压力损失;2. 浇注系统设计应有利于良好的排气;3. 便于修整浇口以保证塑件外观质量;4. 浇注系统应结合型腔布局同时考虑。从给出的塑料制件看,既要保
23、证塑件的外观要求,又要考虑浇注系统设计的几项原则。2.4.1 主流道复接触和碰撞,所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道衬套,以便选用优质钢材单独加工和热处理。 主流道的设计参考教材塑料成型工艺与模具设计P114表5-2主流的部分尺寸:符号名称尺寸d主流道小直径注射喷嘴直径+(0.51)SR主流道球面半径喷嘴球面半径+(12)h球面配合高度35a主流道锥角26L主流道长度尽量60D主流道大端直径d+2Ltga/2查模具设计与制造简明手册P386表2-40常用热塑性塑料注射机型号和主要技术规格XS-ZY-250:喷嘴球半径=18;主流道小端直径=4。则主流道小端直径d=4+1=5; 球面配合高度h
24、取4; 主流道锥角取40;主流道球面直径SR=18+3=21; L和D还待定。 2.4.2 分流道设计 分流道的设计应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态,使塑料熔体尽快地流经分流道充满型腔,并且流动过程中压力损失尽可能小,能使塑料熔体均衡地分配到各个型腔。 在设计时考虑到以上的原则有两种设计形式:圆形截面分流道和梯形截面分流道。下面是这两种形式的比较:圆形截面分流道:在相同截面积的情况下,其比面积最小,它的流动性和传热性都好。梯形截面分流道:在相同截面积的情况下,其比面积大,塑料熔体热量散失及流动阻力均不大。 比较以上的两种形式,再考虑加工的经济性,采用圆形截面分流道更符合设计的要求,故
25、本模具的分流道设计形式采用了圆形截面分流道的形式。 2.4.3 浇口的设计 浇口是浇注系统中截面积最小的部分,但却是浇注系统的关键部分,为了生产出来的产品美观,外表面光滑。故设计采用潜伏式浇口。2.4.4 冷料井的设计冷料井又称冷料穴,它是为贮存两次注塑间隔产生的冷料头。防止冷料头进入型腔造成制品熔接不牢,影响制品质量,甚至堵住浇口,而造成成型不良。冷料井常主流道末端。冷料井的直径稍大于主流道大端直径,长度一般取主流道直径的1.52倍。冷料井与拉料杆头部结构紧密相连。这里采用最常用的Z形头拉料杆冷料井。2.4.5排溢系统设计当塑料熔体填充型腔时,必须顺序排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热或凝
26、固产生的低分子挥发气体。如果型腔内因各种原因产生的气体不能被排除干净,一方面将会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及填料等缺陷,另一方面气体受压,体积缩小而产生高温会导致塑件局部碳化或烧焦,同时积存气体还会产生反向压力而降低充模速度。因此设计时必须考虑排气问题。注射模成型时排气通常以如下四种方式进行:1. 利用配合间隙排气;2. 在分型面上开设排气槽排气;3. 利用排气塞排气;4. 强制排气。根据塑件的结构特点和型芯型腔以及模具的结构,本副模具因为型芯是采用镶拼结构,固采用利用间隙配合排气,同时,钳工在加工时,适当在分型面上开设很小的排气槽(ABS排气槽深度为0.03)。2.5 成型零件的设
27、计与计算 成型零件决定塑件的几何行状和尺寸。成型零件工作时,直接与塑料接触,承受塑料熔体的高压、料流的冲刷,脱模时与塑料间还发生摩擦。因此,成型零件要求有正确几何形状,较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度,此外,成型零件还要求结构合理,有较高强度、刚度及较好的耐磨性能。 模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件即成型零件设计,包括凹模、型芯、镶块、凸模等。设计成型零件时,应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求,确定型腔的总体结构,选择分型面和浇口位置,确定脱模方式、排气部位等,然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计,计算成型零件的工作尺寸,对关键零件进行强度和刚度校核。2.5.1
28、模具材料的选择根据模具的生产条件和模具的工作条件需要,结合模具材料的基本性能和相关的因素,来选择适合模具需要的,经济上合理、技术上先进的模具材料。对于一种模具,如果单纯从材料的基本性能考虑,可能几种模具材料都能符合要求,然而必需综合考虑模具的使用寿命、模具制造工艺过程的难易程度、模具制造费用以及分摊到制造的每一个工件上的模具费用等多种因素,进行综合分析评价,才能得出符合的结论。模具材料的冶金质量及其它考虑因素 冶金质量也对模具材料的性能有很大的影响,只有优秀的冶金质量,才能充分发挥模具材料的各种性能。常考虑的冶金质量指标有:冶炼质量,锻造轧制工艺,热处理和精加工,导热性,精料和制品化等。其它还
29、要考虑选用的模具材料的价格和通用性。总之,选用高质量、高性能、高精度的模具材料的精料和制品,高效率、高速度低成本地生产高质量的模具,已经成为当前工业发达国家模具制造的主要发展趋势,我国也正在向这一方向发展。 以下成型零件材料就根据以上原则选择。2.5.2 凹模的设计为了提高零件的加工效率,装拆方便,保证两个型腔形状,尺寸一致,采用整体式凹模结构。在凹模与定模板间的配合用。影响成型零件的尺寸因素有:1.塑件的收缩率,其值为s=(Smax-Smin )Ls;式中 s塑料收缩率波动所引起的塑件尺寸误差; Smax塑料的最大收缩率; Smin塑料的最小收缩率; Ls 塑件的基本尺寸。2.模具成型零件的
30、制造误差;参考塑料成型工艺与模具设计P所列出的经验值,成型零件的制造公差约占塑件总公差的-,或取IT7-IT8级作为模具制造公差。模具成型零件制造公差用z表示。收缩率的波动引起塑件尺寸误差随塑件的尺寸增大而增大。在计算成型零件时,所用到的收缩率均用平均收缩率来表示= 100%式中 塑件的平均收缩率; Smax塑料的最大收缩率; Smin塑料的最小收缩率。计算公式参考教材P151式(5-18): (LM)z =(1+ )LS(0.50.75)z式中 表示塑料的平均收缩率;(=0.55%) LS表示塑件的基本尺寸; 表示塑件尺寸的公差;Z取/3。当制件的尺寸较大、精度级别较底时式中取0.75,当精
31、度级别较高时式中取0.5。本塑件为鼠标的外壳其精度要求较高,故在本设计中取0.75。 2.5.3 型心尺寸的计算型心尺寸的计算公式参考教材P151式5-19:(LM)z =(1+ )LS+0.75z式中 表示塑料的平均收缩率;(=0.55%) LS表示塑件的基本尺寸; 表示塑件尺寸的公差;Z取/3。当制件的尺寸较大、精度级别较底时式中取0.75,当精度级别较高时式中取0.5。本塑件为鼠标的外壳其精度要求较高,故在本设计中取0.75。型芯高度尺寸的计算运用平均收缩率法: (hm)z =(1+Scp)LS+1/3zH型芯高度尺寸(mm)z型芯高度制造公差(mm) (hm)=(1+0.55%)14+
32、0.16/3 =14.0972.5.3中心距离的尺寸计算中心距离尺寸的计算公式参考教材P151式5-22:(CM)Z/2=(1+) CSZ/2式中 表示塑料的平均收缩率;(=0.55%) CS表示塑件的基本尺寸; 表示塑件尺寸的公差;Z取/3。2.5.4 模具型腔侧壁和底版厚度的计算塑料模具型腔在成型过程中受到熔体的高压作用,应具有足够的强度和刚度,如果型腔侧壁和底版厚度过小,可能因硬度不够而产生塑性变形甚至破坏;也可能因刚度不足产生翘曲变形导致溢料和出现飞边,降低塑件尺寸精度和顺利脱模。因此,应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚。2.5.5矩形型腔的结构尺寸计算在本模具设计中采用了整体矩形型腔
33、。整体式矩形型腔,这种结构与组合式型腔相比刚度较大。由于底板与侧壁为一体,所以在型腔底面不会出现溢料间隙,因此在计算型腔壁厚时变形量的控制主要是为保证塑件尺寸精度和顺利脱模。矩形板的最大变形量发生在自由边的中点上。壁厚的计算公式参考模具设计与制造手册表2-158凹模侧壁和底板厚度的计算。S=式中 C常数,其值由型腔的高度与型腔的长度之比确定 查教材表5-17矩形型腔壁厚推荐尺寸,取45 mm。所以本模具型腔的壁厚值为45 mm。2.5.5底板厚度计算.由于熔体压力,板的中心将产生最大变形量。按刚度条件,型腔厚度为h=式中 C,常数,其值由型腔的高度与型腔的长度之比确定。因型腔的高度与型腔的长度
34、之比=14/119.52=0.117135,查手册得C=1.4;P型腔压力,一般取2545MPa,在此取40 MPa;a型腔的深度。其值为10.;E弹性模量。钢的取2.1105;允许变形量,查教材表5-12ABS为0.05,在此取0.01。 h=32.17 mm查手册的推荐值在此取35 mm。2.5.5 动模垫板厚度的确定查模具设计与制造手册动模垫板厚度的推荐值,塑件在分型面上的投影面积为(119.5264)2=15298.56合152.98,在100200的范围内,则垫板的厚度为3050,在此取50mm。2.6 推出机构的设计推出机构的设计主要考虑以下几项的原则:1. 推出机构应尽量设计在动
35、模的一侧;2. 保证塑件不因推出而变形损坏;3. 机构简单动作可靠;4. 保证良好的塑件外观;5. 合模时的真确复位。在本模具的设计过程中采用推杆的形式对塑件进行脱模,其具体的布置情况考虑平衡受力的原则。 2.6.1 脱模力的计算注射成型以后,塑件在模具中冷却定型,由于体积收缩,对型腔产生包紧力,塑件必须克服磨擦阻力才能从模腔中脱出。按力的平衡原理,列出平衡方程式: Ft=AP(cos-sin)在式中塑料对钢的摩擦系数,约为0.10.3; A塑件对型芯的包容面积; P塑件对型芯的单位面积上的包紧力,模内冷却一般取(0.81.2)107;在此取中间值1.0107。 Ft脱模力; 型芯的脱模斜度,
36、在本模具中为40。先计算A值:A=(1064.98+119.5210)4=7380 Ft=Ap(cos-sin)=7380(0.2cos40-sin40)=7.3106KN。2.6.2导向机构的作用 1、定位作用 模具闭合后,保证动定模或上下模位置正确,保证型腔的形状和尺寸精确;导向机构在模具装配过程中也起了定位作用,便于装配和调整。 2、导向作用 合模时,首先是导向零件接触,引导动定模或上下模准确闭合,避免型芯先进入型腔造成成型零件损坏。 3、承受一定的侧压力 塑料熔体在充型过程中可能产生单向侧压力,或者由于成型设备精度低的影响,使导柱承受了一定的侧压力,以保证模具的正常工作。若侧压力很大时
37、,不能单靠导柱来承担,需增设锥面定位机构。导柱导向机构的主要零件是导柱和导套,导柱和导套均采用标准件。导柱设置在动模一侧,导柱固定端与模板之间采用H7/m6的过渡配合:导柱的导向部分采用H7/f7的间隙配合,而导套用H7/r6的配合镶入模板。2.6.3导套和导柱(一)导柱 1、导柱的结构形式 导柱采用1表2-111标准形式,这种形式结构简单,加工方便,用于简单模具。2、导柱结构和技术要求 (1) 长度 导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出812mm,以避免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔。(2) 形状 导柱前端应做成锥台形或半球形,以使导柱顺利进入导向孔。(3) 材料 导柱应具有硬而耐磨
38、的表面,坚韧而不易折断的内芯,因此多采用Y8、T10钢经淬火处理,硬度为HRC5055。导柱固定部分表面粗糙度Ra为0.8m,导向部分表面粗糙度Ra为0.80.4m。(4) 配合精度 导柱固定端与模板之间一般采用H7/m6或H7/k6的过渡配合;导柱的导向部分通常采用H7/F7或H8/f7的间隙配合。(二)导套1、导套的结构形式 本模具的结构形式采用1表2-114形式,这种形式结构较简单,便于加工。2、导套的结构和技术要求(1) 形状 为了使导柱顺利地进入导套,在导套的前端应倒圆角,导柱孔最好作成通孔,以利于排出孔内空气及残渣废料。如模板较厚,导柱孔必须作成盲孔时,可在盲孔的侧面打一小孔排气。
39、(2) 材料 导套与导柱用相同的材料或同合金等耐磨材料制造,其硬度应低于导柱硬度,以减轻磨损,防止导柱或导套拉毛。导套固定部分和导滑部分的表面粗糙度一般为Ra0.8m。(3) 固定形式及配合精度 导套用环形槽代替缺口,固定在定模板上。用H7/f7或H7/k6配合镶入模板。2.7 温度调节系统设计注射模的温度对塑料熔体的充模流动、固化定型、生产效率及塑件的形状和尺寸精度都有重要的影响。注射模中设置温度调节系统的目的,就是要通过控制模具温度,使注射成型具有良好的产品质量和较高的生产率。根据ABS塑料的成型工艺,本模具只要设置冷却系统即可。2.7.1冷却系统的计算冷却系统的计算包括热传导面积的计算、
40、温控介质通道的尺寸和介质用量的确定以及通道回路的排布等,这些工作是注射模设计中的一个难点。这里略,其参数根据资料推荐值选则。2.7.2冷却系统的设计准则为了提高冷却效率和争取型腔表面温度的均匀和稳定,在系统的综合设计中应遵守生产中的约定原则。在管道回路布置时,还需要进一步考虑型腔的形状和尺寸,并使加工方便和密封效果好。冷却水道的设计原则如下:1. 冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大;2. 冷却水道至型腔表面距离应尽量相等个;3. 浇口处加强冷却;4. 冷却水道出、入口温差应尽量小;5. 冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置。还有冷却水道应尽量避免接近塑件的熔接部位,以免产生熔接痕,降低塑件的强度;
41、冷却水道应易于清理,一般水道孔径为10(不小于8)。根据中间板的厚度和型腔尺寸,参考设计手册推荐值,在中间板中开设5条直通式冷却水道,直径为10,具体布局参间零件图。冷却水道和外界的连接采用标准件水嘴连接。2.8 注射机参数的较核由于选用XS-ZY-250注射机,其装模高度在250-370之间而本模具的总高度是355.5,在装模的范围之内。塑件在分型面上的投影面积为(11282)2=18638合186.38,而XS-ZY-250注射机的最大注射面积是500 cm2,也在合格的范围内。所以在前面的初选用XS-ZY-250注射机是符合本模具的要求的。第3章 绘制装配图和零件图装配图是机械设计中设计
42、意图的反映,是机械设计、制造的重要技术依据。在部件和零件设计和制造及装配时,都需要装配图。本模具装配图表达了模具的工作原理、零件的安装配合关系和各零件的主要结构形状以及装配、检验和安装时所需要的尺寸和技术要求。零件图是设计部门提交给生产部门的重要技术文件,它更具体的反映了设计者的意图,表达了机械或部件对零件的要求(包括对零件的结构要求和制造工艺的可能性、合理性要求等),是制造和检验零件的依据。本套模具图纸中详细标注了零件的各个尺寸和公差,位置公差和粗糙度等。在设计中绘图主要用计算机绘图,使用的软件主要有:UG、Auto CAD2007等。在绘制塑件图、装配图和零件图时,由于自己的水平有限,出了
43、很多的错误和标注不合理的地方,经过多次改正,不断提高图纸质量。总结鼠标上盖是薄壳塑件且出于该产品产品外形美观,手感好的使用要求,零件的外形全部设计为为曲面,本研究采用UG三维建模软件软件进行特征分解,该软件基于特征以及参数化的特点使其具有强大的功能,能够解决这种特殊问题。为获得高质量的产品,采用数值模拟与经验设计相结合的方法对鼠标上盖成型规律进行了探讨和研究,使整个模具的设计制造周期缩短,优化了模具的结构和工艺参数,大大减少了试模的次数,提高工作效率。利用UG软件,方便的观测到零件的凝固、充模等过程,寻找出塑件可能出现的成型缺陷,从而在模具的工艺参数、塑件的尺寸形状性能特点之间获得最佳的匹配。 致 谢参考文献【1】塑料成型工艺与模具设计.屈华昌主编塑料成型工艺与模具设计.北京:机械工业出版社,1996.4【2】冯炳尧韩泰荣蒋文森 编 丁战生审. 模具设计与制造简明手册 .上海:上海科学技术出版社,1998.7【3】唐志玉主编. 塑料模具设计师指南.北京:国防工业出版社,1999.6【4】冯炳尧 韩泰荣 蒋文森主编. 模具设计与制造简明手册第二版.上海:上海科学技术出版社,1994