机械仪表]可扣盒盖成型工艺及模具设计

机械仪表]可扣盒盖成型工艺及模具设计内容摘要：

模力选择注射机 塑料制品在分型面上的投影面积为 21 mm。 流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积 2210 .2 1 7 8 4 8 0 .2 3 5 6 9 .6A A m m   ； 212= A + A = 21 41 m m总 查阅参考文献 [3]计算 锁模力 如下 ： 2= A 2 1 4 1 7 .6 3 0 6 4 2 .5 ( )F p m m M P a KN   锁 总 结合上面两项的计算，查参考文献 [4]中的表 84，初步确定 注射 机为 XSZY300型注射机，其技术规范及特性在表 24中列出。 表 24 注射机 SZY300 计算规范及特性 特性 内容 特性 内容 结构类型 卧式 最大模具厚度 /H mm 280 螺杆直径 60 最小模具厚度 1/H mm 130 理论注射容量 3/cm 320 模板最大距离 0/L mm 620 注射压力 /MPa 125 模板行程 1/L mm 340 锁模力 /kN 1500 喷嘴圆弧半径 /Rmm 12 喷嘴移动距离 /mm 喷嘴允许伸出定模板装模面 25 喷嘴孔径 /d mm 4 推出形式 中心及上、下两侧设 有推杆，机械推出 其他 最大注射量校核 为了保证正常的注射成型，塑料制品连同流道内的凝料及毛边在内的重量一般不应超过注射 机额定最大注射量的 80%。 为了保证塑件质量，充分发挥设备的能力，选择范围通常在 50～ 80%之间。 实际注射量为： V 实 = 远小于 注射 机的理论注射容量 320cm3。 可见注射量满足要求。 浙江工业大学毕业设计（论文） 8 注射压力的校核 注射 压力的校核是检验注射机的最大注射压力能否满足制品成型的需要。 只有在 注射 机额定的注射压力范围内才能调整出某一制品所需的注射压力，因此 注射 机的最大注射压力要大于成型制品所要求的注射压力。 即： maxPP 式中 ： Pmax为注射机的最大注射压力，该注射机的 Pmax为 125MPa； P为塑件成型时所需要的注射压力 ,一般取 P=80~140MPa。 制品成型时所需的注射压力一般很难确定，它与塑料品种、注射机类型、喷嘴形式、制品形状的复杂程度以及浇注系统等因素有关。 在确定制品成型所需 的注射压力时可利用类比法或参考各种塑料的注射成型工艺参数等，一般制品的成型注射压力在 70~150MPa的范围内 ，考虑本塑件平均厚度为 ，所以注射压力可 P取为 100Mpa,由此 可见螺杆注射压力满足要求。 锁模力的校核 当高压的塑料熔体充满型腔时，会产生一个沿注射机轴向方向的很大推力，其大小等于制品与浇注系统在分型面上的垂直投影面积之和乘以型腔内塑料熔体的平均压力。 该推力应小于注射机的额定锁模力 F合 ，否则在注射成型时会因锁模不紧而发生溢边跑料现象。 在确定了型腔压力和分型面面积之后，可以按参 考文献 [3]中的下式校核 注射 机的额定锁模力： 2= A 2 1 4 1 7 .6 3 0 6 4 2 .5 ( )F p m m M P a KN   锁 总 〈 1500KN（ ） 锁模力满足要求。 安装部分的尺寸校核 喷嘴尺寸校核 为了使 注射 模能够顺利地安装在注射机上并生产出合格的产品， 在设计模具时必须校核注射机上与模具安装有关的尺寸 ，因为不同型号和规格的注射机， 其安装模具部分的形状和尺寸各不相同。 一般情况下设计模具时应校核的部分包括喷嘴尺寸、定位圈尺寸、最大模厚、最小模厚、模板上的螺孔尺寸等 ， 这里先 对喷嘴尺寸进行校核，其他的校核需要在模具结构设计进行完以后进行校核 [14]。 注射机喷嘴前端的球面半径 r 和孔径 d 与模具浇口套始端的球面半径 R 及小孔径 D 应吻合 ,以避免高压塑料熔体从缝隙处溢出。 它们一般应满足下列关系 : 浙江工业大学毕业设计（论文） 9 (1 ~ 2)R r mm (0. 5 ~ 1)D d mm 如果 Rr,主流道 头部 的塑料凝料将无法脱出 ， 所以，注射机喷嘴尺寸是标准，模具的制造以它为准则。 本 模具 r=12mm (见表 24),取 R=14mm，符合要求， 实际取 R=。 本 模具 d=3mm (见表 24)， 取 D=， 符合要求。 如下图 23 所示： rdDR 图 23 喷嘴与浇口套关系 定位圈尺寸 为了 使 模具主浇道 的 中心线与注射机喷嘴中心线相重合 ,模具定模板上凸出的定位圈应与注射机固定模板上的定位孔呈较松动的间隙配合。 最大、最小模厚 在模具设计 时应使模具的总厚度位于注射机可安装模具的最大模厚与最小模厚之间， 所以 模具厚度必须满足下式： minH  mH  maxH 式中 ： mH —— 所设计的模具厚度； minH —— 注射 机所允许的最小模具厚度 130mm ； maxH —— 注射 机所允许的最大 模具厚度 280mm。 初定 模具 2 6 2 6 2 6 4 6 6 6 2 6 2 1 6mH m m      ， 在 范围 内 符合要求。 浙江工业大学毕业设计（论文） 10 开模行程校核 注射机的开模行程是有限制的，制品从模具中取出时所需的开模距离必须小于 注射 机的最大开模距离，否则制品无法从模具中取出。 因为本模具具有侧抽芯机构，分开模具不只是为了取出塑件，还要满足完成侧向抽芯距离所需要的开模距离的要求，因此要根据模具的实际情况进行考虑。 当 cH ﹤ 12HH 时 ，开模行程按下式校核， 12 ( 5 10)s H H m m    式中 ： s—— 注射机最大开模行程 (mm),取 340s mm ； 1H —— 塑件推出行程 (mm)，取 1 22H mm ； 2H —— 包括浇注系统高度在内的塑件高度，塑件高度为 27mm ， 浇道凝料的高度为 80mm ,所以 2 107H mm ； cH —— 所需的开模行程 26cH mm。 故开模行程 12 5 ~ 10 135cH H H m m   ﹤ 340s mm ，所以满足要求。 浙江工业大学毕业设计（论文） 11 第三章 注射 模具结构设计 型腔的确定 为了使模具与注射机相匹配以提高生产率和经济性，并保证 塑件精度，模具设计前应确定合理的型腔数目。 由于本模具所要达到的生产批量，结合本塑件结构也较复杂，因此综合考虑本模具采用一模一腔比较合理。 制品成型位置及分型面的选择 模具上用以取出制品及浇注系统凝料的可分离的接触表面称为分型面。 在制品设计时，必须要考虑成型时分型面的形状和位置。 否则无法用模具成型。 在设计模具时首先需要确定分型面的位置，然后才能选择模具的结构。 分型面的设计是否合理，对制品质量、工艺操作的难易程度和模具的设计制造都有很大的影响。 因此，模具设计时应根据制品的结构形状、尺寸精度、浇注系统形式 、推出方式、排气方式及制造工艺等多种因素，全面考虑，合理选择。 在选择分型面时一般应遵循以下原则： 1) 分型面必须开设在制品截面轮廓最大的部位才能使制品顺利地脱模。 2) 分型面最好不选择在影响外观的部位，并使其产品的溢料边易于消除和修整。 3) 分型面尽量选在能使制品留在动模内的地方。 4) 在选择分型时，最好把要求同轴的部分放在分型面同一侧。 5) 选择分型面时应将抽芯或者分型距离长的一边放在动模、定模的方向上。 6) 当分型面作为排气面，应将分型面设计在料流的末端，以利于排气。 7) 分型面不能与开模方向平行。 8) 分型面应该避免使模具上产生尖角 等强度薄弱的位置 [15]。 再次根据分析产品的结构，分型设计如图 31 所示 ] 浙江工业大学毕业设计（论文） 12 图 31 塑件的分型面位置 浇注系统设计 注射模的浇注系统是塑料熔体从注射机的喷嘴进入模具开始到型腔为止所流经的通道。 它的作用是将熔体平稳地引入模具型腔，并在填充和固化定型过程中，将型腔内气体顺利排出，且将压力传递到型腔的各个部位，以获得组织致密，外形清晰，表面光洁和尺寸稳定的塑件 [16]。 因此，浇注系统设计的正确与否直接关系到注射成型的效率和塑件质量。 浇注系统是由主流道、分流道、浇口、冷料穴等组成。 在设计模具 浇注系统时，首先考虑使得塑料熔体迅速填充型腔，减少压力与热量损失。 其次，应从经济上考虑，尽量减少由于流道产生的废料比例。 最后，应修除制品上的浇口痕迹。 对浇注系统进行总体设计时，一般应遵守如下基本原则： 1) 了解塑料的成型性能和塑料熔体的流动特性。 2) 采用尽量短的流程，以减小热量与压力损失。 3) 浇注系统设计应有利于良好的排气。 4) 防止型芯变形和嵌件位移。 5) 便于修整浇口以保证塑件外观质量。 6) 浇注系统应结合型腔布局同时考虑。 7) 流动距离比和流动面积比的校核。 8) 尽可能使塑件不进行或少进行后加工，成型周期短，效率高。 9) 大多数热塑 性塑料熔体的假塑性行为，应予以充分考虑。 浙江工业大学毕业设计（论文） 13 主流道设计 主流 道即从注射机喷嘴开始到分流道为止的熔融塑料的流动通道。 它与注射机的喷嘴在同一轴线上。 目前最为普遍的主流道结构，是以浇口套形式镶入模板中，这种主流道适用于所有注射模具。 为防止浇口套被 注射 机喷嘴撞伤，应采取淬火处理使其具有一定硬度。 主流道设计时，主要垂直于分型面，为了使塑料凝料从主流道中顺利拔出，需将主流道设计成圆锥形，具有 20~60的锥角，内壁表面粗糙度 Ra〈 ，小端直径通常为 4~8mm。 注意小径直径应大于注射机喷嘴直径约 1mm，否则主流道中的凝料将无法拔出。 分析塑件的结构本次设计采用直接浇口。 主流道设计时，其设计要点如下： 1) 为了方 便凝料从流道内取出 ，锥角取 2 ， 内壁表面粗糙度取 。 2) 为防止主流道与喷嘴处溢料，主流道与喷嘴接触处紧密对接，主流道对接处制成球 形凹坑，其球面半径 1 (1 ~ 2)R r mm ；主流道的进口直径应根据注射机的喷嘴孔直径确定，一般 1 ( ~ 1)D d mm。 由 表 24 可知浇口套始端球面半径 12r mm ,喷嘴直径为3d mm。 所以主流道： 球面半径： 1 (12 2) 14R m m m m  。 进口直径： 1 ( 3 ) m m m m  。 主流道衬套的具体结构如图 32 所示： d5R 128h图 32 主流道衬套图 3) 在保证塑料良好成型的前提下，主流道长度 L应尽量短，否则将增多流道凝料， 且 增加压力损失，使塑料降温过多而影响注射成型。 通常主流道长度由模板厚度而定，由标准浙江工业大学毕业设计（论文） 14 模架结合该模具的结构取 46L mm。 4) 为了使主流道与喷嘴和料筒对中，将定位环与主流道设计成组合结构，定位环与注 射机定模固定板定位孔相配合，配合精度为 H9/h8， 浇口套与定模板的配合可采用 H7/m6。 冷料穴的设计 冷料穴的作用：贮存 两次注射间隔产生的冷料及熔体流动的前锋冷料，防止熔体冷料进入型腔。 设计要求：冷料穴底部成曲折的钩形或下陷的凹槽，使冷料穴兼有分模 时将主流道凝料从主流道衬套中拉出并滞留在动模一侧的作用。 浇口的位置、数量的确定 浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道，是浇注系统的关键部分，起着调节控制料流速度、补料时间以及防止倒流等作用。 浇口的类型很多，一般常见的有 直接浇口、 侧浇口、 扇形浇口、薄膜浇口、点浇口、潜伏浇口 等多种 类型 ，根据其特性不同在不同场合使用。 根据经验，浇口的截面形状常为矩形或者圆形，浇口的长约 1~。 在浇口设计时，往往先取较小的尺寸值，方便在试模时逐步加以修正。 浇口位置的选择将影响塑料件的填充行为 、 制品的最终尺 寸（公差）、收缩行为、翘曲和机械性能水平、表面质量（外观）。 浇口的设计需要遵循以下基本设计原则： 1) 浇口应设置在能使型腔各个角落同时充满的位置。 2) 浇口应设置在制品壁厚较厚的部位，使熔体从厚截面流入薄截面，以利补料。 3) 浇口的位置应选择在有利于排除型腔中气体的部位。 4) 浇口的位置应选择在能避免制品表面产生熔合纹的部位。 5) 浇口的设置应避免产生喷射的现象。 6) 浇口应设置在不影响制品外观的部位。 7) 不要在制品中承受弯曲载荷或冲击载荷的部位设置浇口。 通过分析，本次模具的浇口设计为 点 浇口 ，点浇口的优点是浇口位置能灵活地的确定 ，浇口附近变形小，多型腔时采用点浇口容。