rhi末端防护罩注塑模具设计毕业设计(编辑修改稿)

rhi末端防护罩注塑模具设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

M 浇 ——浇注系统及飞边的质量或体积； Mmax——注射机的最大注射量； K ——注射机注射量的理论利用系数，一般取 ； n1——型腔数。 1n ≤imaxM MKM 浇 =  ≈ (34) 因此满足一模两腔的要求， 其布置如图 32 所示： 70 图 32 型腔布置 分型面的确定 分型面的选择原则 分开模具取出塑件的面，通称为分型面。 注塑模有一个分型面和多个分型面的模具。 分型面的位置有垂直于开模方向、平行于开模方向以及倾斜于开模 10 方向几种。 分型面的形状有平面和曲面等。 分型面设计得是否得当，对制件质量、操作难易、模具结构复杂性有很大影响，主要应考虑以下几点 [2]。 1)塑件在型腔中放置方位的确定； 2)分型面形状的确定； 3)分型面位置的选择。 分型面的选择应遵循以下基本原则： ① 分型面应选择在制件的最大截面处； ② 尽可能使制件在动模一侧； ③ 利于保证制件的质量； ④ 利于保证塑件的尺寸精度； ⑤ 利于排气； ⑥ 利于简化模具结构。 分型面的确定 塑件分型面的选择应保证塑件的质量要求，如图 33 所示。 图 33b 的分型面选择在轴线上，这种选择会使塑件表面留下分型面痕迹，影响塑件表面质量，同时这种分型面也使侧向抽芯困难；图 33a 的分型面选择在下端面，这样的选择使塑件的外表面可以在整体凹模型腔内成型，塑件大部分外表面光滑，仅在侧向抽芯处留有分型面痕迹。 同时，侧向抽芯容易，而且塑件脱模方便。 因此，塑件选择如图 33a 所示的分型面。 A AAA(a) (b) 图 33 分型面选择 浇注系统的设计 浇注系统设计是注塑模具设计的一个重要环节，它直接影响注射成型的效率和质量。 设计时一般遵守以下原则 [3]。 11 (1)必须了解塑料的工艺特性。 设计者应深入了解塑料的工艺性。 分析浇注系统在充模、保压补缩和倒流各阶段中型腔内塑料的温度、压力变化情况，以便设计出适合塑料工艺特性的理想浇注系统，保证塑件的质量。 (2)排气良好。 浇注系统应顺利的引导熔体充满型腔，料流快而不紊乱，并能把型腔内的气体顺利排出。 (3)塑料耗量要少。 在满足各型腔充满的前提下 ,浇 注系统容积尽量小 ,以减少塑料的耗量。 (4)热量及压力损失要小。 为此浇注系统流程应尽量短 ,断面尺寸尽可能大 ,尽量减少弯析 ,表面粗糙度要低。 主流道的设计 主流道是熔融塑料由注射机喷嘴喷出时最先经过的部位，与注射机喷嘴同轴，因之与熔融塑料，注射击机喷嘴反复接触、碰撞，一般不直接开设在定模上，为了制造方便，都制成可拆卸的浇口套，用螺钉或配合形式固定在定模板上。 (1)主流道尺寸 为了让主流道凝料能从浇口套中顺利拔出，主流道设计成圆锥形，其锥角 为 2176。 ~6176。 ，小端直径 d 比注射机喷嘴直径大 ~1mm。 由于小端的前面是球面，其深度为 3~5mm，注射机喷嘴的球面在该位置与模具接触并且贴合，因此要求主流道球面半径比喷嘴球面半径大 1~2mm。 流道的表面粗糙度值 Ra 为 [4]。 根据注射机型号为 G54S200/400 型号注射机，该型号注射机喷嘴的相关参数可见表 31 所示。 其尺寸为喷嘴半径 0R =18mm，喷嘴直径 0d =4mm。 根据主流道与喷嘴的关系； R= 0R +(1~2)mm， d= 0d +(~1)。 取主流道球面半径； R=20mm。 取主流道的小端直径； d=。 为便于凝料取出，主流道采用 α=6176。 的圆锥孔，上部与注射机喷嘴相配合。 (2)主流道浇口套 主流道浇口套一般采用碳素工具钢如 T8A、 T10A 等材料制造，热处理淬火硬度为 53～ 57HRC[3]。 主流道浇口套及其固定形式如图 34 所示。 浇口套与定位圈可以设计成整体形式，用螺钉固定于定模座板上，一般只用于小型注射模；浇口套与定位圈也可以设计成两个零件的形式，以台阶的方式固定在定模座板上。 12 浇口套与模板间的配合采用 7/ 6Hm的过渡配合，浇口套与定位圈采用9/ 9Hf的配合。 定位圈在模具安装调试时应插入注射机定模板的定位孔内，用于模具与注射机的安装定位。 定位圈外径比注射机定模板上的定位孔径小。 R20Φ 6176。 图 34 主流道浇口套 浇口设计 (1)浇口形式的选择 由于塑件外观质量要求较高，浇口的位置和大小应以不影响塑件的外观质量为前提。 同时，也应尽量使模具机构简单。 根据已确定分型面的位置可选择点浇口的形式。 点浇口又称针点浇口，是一种截面尺寸很小的浇口，因此又称小浇口。 点浇口由于截面尺寸小具有许多明显的优点：由于浇口尺寸小，熔料流经浇口的速度明显增加，这使得熔料受到的剪切速率提高，熔体表观黏度下降。 同时，由于高速摩擦生热，熔体温度升高，黏度下降，这使熔体的流动性提高，有利于型腔的充填。 便于控制浇口 凝固时间，即保证补料，又防止倒流，保证了产品质量，缩短了成型周期，提高了生产效率。 点浇口浇注系统脱模时，浇口与制品自动分开，这便于实现塑料件生产过程的自动化。 浇口痕迹小，容易修整，制品的外观质量好。 13 但是，点浇口也有一些不足之处，如对注射压力要求高，模具结构复杂，不适合高粘度和对剪切速率不敏感的塑料熔体等。 (2)进料位置的确定。 根据塑件外观质量的要求以及型腔的安放方式，进料的位置设计在塑件的球头顶部。 (3)浇口尺寸的确定。 查表 32 可知点浇口尺寸的要求 ， 依次设计点浇口直径为 ，点浇口长度设计为 1mm，头部半径 2mm，锥角 6176。 表 32 点浇口直径直径尺寸 分流道设计 分流道是指将从主流道来的塑料沿分型面引入各个型腔的那一段流道，因此它开设在分型面上。 (1)分流道的形状和尺寸 分流道的断面可以呈圆形、六边形、半圆形、梯形、矩形、 U 字型等，如图 35 所示。 其中圆形、六边形，需在动模和定模两边同时开槽组合而成；其余断面可以单开在定模一边或动模一边。 图 35 分流道截面的形状 塑料 /壁厚 ～ 3 3 PS、 PE ～ ～ ～ PP ～ ～ ～ HIPS、 ABS、 PMMA ～ ～ ～ PC、 POM、 PPO ～ ～ ～ PA ～ ～ ～ 14 如图 35，梯形的侧面倾角常取 5 ~10 ，底部以圆角相连。 按照经验，根据成型条件不同，梯形小边长也可在 5～ 10mm 内选取。 本设计采用半圆截面流道，其半径 R 为。 (2)分流道的长度 根据型腔在分型面上的排布情况，分流道可分为一次分流道、两次分流道甚至三次分流道。 分流道的长度要尽可能短，且弯折少，以便减少压力损失和热量损失，节约塑料的原材料和能耗。 分流道的长度根据型腔的多少和型腔的大小而定。 本设计分流道长度取决于浇口的位置，末端延伸部分其冷料穴作用。 (3)分流道的表面粗糙度 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有内部的熔体流动状态比较理想，因此分流道表面粗糙度数值不能太小，一般 Ra 值为 左右，这可增加对外层塑料熔体的流动阻力，使外层塑料冷却，皮层固定，形成绝热层。 (4)分流道的布置 分流道常用的布置形式有平衡式和非平衡式两种，这与多型腔的平衡式与非平衡式的布置是一致的。 该模具的分流道布置为平衡式布置。 所以，塑件采用点浇口成型。 点浇口直径为 ，点浇口长度为 1mm，头部球 R 为 2mm，锥角  为 6176。 分流道采用半圆截面流道，其半径为。 主流道为圆锥形，下部直径为 Φ8mm。 排气引气系统的设计 由于该塑件整体较薄，体积较小，排气量较小，采用点浇口模具结构，属于中小型模具，可以利用分型面及配合间隙自然排气。 塑件侧壁有一 Φ10的孔，需呀用侧向抽芯机构。 因此可以利用分型面的配合间隙、侧向型芯与模板的配合间隙进行排气，其配合不能超过 ， 一般取 ～。 该塑件属于薄壳类塑件，塑件侧壁有 Φ10 的侧孔，在开模及脱模过程中不会形成真空负压的现象，因此不需要设计引气系统。 成型零部件的设计与计算 成型零部件的设计要点 构成模具型腔的零件统称为成型零件，它主要包括凹 模、凸模、型芯、镶块、各种成型杆和成型环。 由于型腔直接与高温高压的塑料相接触，它的质量 15 直接关系到制件质量，因此要求它有足够的强度、刚度、硬度、耐磨性，以承受塑料的挤压力和料流的摩擦力，有足够的精度和适当的表面粗糙度 (一般 Ra在 )，以保证塑料制品表面的光亮美观、容易脱模 [5]。 成型零部件的结构设计 型腔的设计 型腔零件是成型塑件外表面的主要零件。 按结构不同可分为：整体式型腔结构、组合式型腔结构。 组合式型腔结构是指型腔是由两个以上的零部件组合而成。 按组合方式不同，组合式型腔结构可分为整体嵌入式、局部镶嵌式、侧壁镶嵌式和四壁拼合式等形式。 本设计型腔由定模板和侧滑块两部分组成，属于整体式结构，定模板和侧滑块构成塑件的侧壁，其余均在定模板上成型。 型芯的设计 成型塑件内表面的零件称为型芯，主要分为主型芯、小型芯等。 对于简单的容器，如壳、罩、盖之类的塑件，成型其主要部分内表面的零件称为主型芯，而将成型其他小孔的型芯称为小型芯或成型杆。 主型芯按结构可分为整体式和组合式两种形式。 整体式主型芯，其结构牢固，但不便于加工，消耗较多的模具钢，主要用于工艺实验或小型模具上的简单型芯。 组合式主型芯结构，是将型芯单独加工后再嵌入模板中 [5]。 采用组合式主型芯结构的注意点： (1)当小型芯靠主型芯太近时，在热处理时薄壁部位易开裂，应将大的型芯制成整体式，再嵌入小型心。 (2)在设计型芯结构时，应注意塑料的飞边不能影响脱模取件。 小型芯是用来成型塑件上的小孔或槽。 小型芯单独制造后，再嵌入模板中。 其连接方式有以下两种： 1)最简单的是用静配合直接从模板上面 压入。 这种结构当配合不紧密时有可能被拔出来，如在型芯的下部铆接，则可克服上述缺点。 2)最常用的是轴肩和垫板连接。 对于细而长的型芯，为了便于制造和固定，常将型芯下段加粗或将小型芯做的较短。 本模具成型一个制件需要一个主型芯和一个侧型芯，属于中等复杂程度。 主型芯是一个整体式型芯，由动模板上的孔固定，型芯与推件板采用锥面配合以保证配合紧密，防止塑件产生飞边。 其结构如图 36 所示。 侧型芯其结构如图 37 所示。 16 图 36 主型芯 图 37 侧型芯 侧向抽芯机构及锁紧机构的设计 塑件的侧面有 Φ10mm 的圆孔，因此模具应有侧向抽芯机构，由于抽出距离较短，抽出力较小，所以采用斜导柱、滑块抽芯机构。 斜导柱装在定模扳上，滑块装在推件板上 [5]。 左右滑块对应分布 2 个型腔，因此滑块宽度相对较小，滑块采用单斜导柱进行驱动。 合模后采用嵌入式楔紧块进行锁紧，开模后采用弹簧拉杆进行定位，这样简化了模具结构。 但在模具安装时，左右滑块应水平安装，以保证定位可靠。 如图 38 所示。 1 抽芯零件尺寸的确定 (1) 抽芯距 侧向抽芯距一般比塑件上的侧孔深度达 2～ 3mm，有时候在结构需要允许的情况下，侧向抽芯距里比塑件上的侧孔深度大 5～ 8mm 也可。 但是不能大太多，以免浪费材料和削弱结构强度和刚度。 本设计塑件壁厚为 ，故侧向抽芯距取 5～ 8mm 均可。 此处选 8mm。 17 图 38 滑块导向机构 (2) 脱模力的计算 由于防护罩侧孔壁厚度较薄，尺寸小，可以得知其拔力很小。 斜导柱强度足够，无需计算 (3) 斜导柱倾斜角 斜导柱倾斜角选择要综合考虑抽芯距和斜导柱的直径，但是一般范围为12～ 15176。 本设计选取 15176。 (4) 斜导柱 直径 因为侧向抽芯面积不大，所以抽芯力不大。 因此斜导柱选择不需要进行计算。 但是考虑到滑块较高，所以选择直径为 15mm的斜导柱 [5]。 (5) 斜导柱长度 斜导柱的长度见图 39 其工作长度与抽芯距离有关 [4]。 斜导柱的总长度与抽芯距、斜导柱的直径和倾斜角以及斜导柱固定板的厚度等有关。 斜导柱的总长度为 ）（ 10522 254321 ~s i n αSt a n αdc o s αht a n αdLLLLLL z  (35) 式中 zL ——斜导柱总长度， (mm)； 2d ——斜导大端直径， (mm)； h ——斜导柱固定板厚度， (mm)； d——斜导柱工作部分直径， (mm)； S——抽芯距， (mm)； α——斜导柱倾斜角。 4L 的计算： 4L =S/sinα=8/sin15176。 =31mm。 (36) 18 321 LLL  的确定： 321 LLL  主要由模板厚度、侧向抽芯形式和斜导柱规格决定的。 斜导柱直接安装在模板上，所以斜导柱安装部分需要 60mm。 综合以上计算，斜导柱总长 zL 要 95mm 左右， (斜导柱球头长度 5L 取 4mm)。 （ 6） 滑块尺寸 滑块的高度主要由制品决定，所以取滑块高度。