《喷雾咀》注塑模具设计

共20页第１页摘要首先阐述模具的发展状况,模具涉及到的相关产业.接着介绍模具的基本结构,可以对模具的组成有一定的新认识.并对注塑模具设计的原则和过程做了详细的阐述,而且结合具体的产品进行了演练注塑模具的设计过程与思想关键词：模具结构，模具设计原则，模具设计过程共20页第２页目录引言……………………………………………………………………第一章注塑模具………………………………………………………………1.1塑料的基本概念………………………………………………………………1.2塑料的成型过程………………………………………………………………1.3注塑模具基本结构……………………………………………………………1.4浇口形式……………………………………………………………………1.5排气系统………………………………………………………………………1.6注射成型件的设计……………………………………………………………1.7注塑模具设计的一般原则……………………………………………………第二章注塑模具设计过程实例………………………………………………2.1产品图消化…………………………………………………………………2.2产品型腔布置设计…………………………………………………………2.3确定分型面………………………………………………………………………2.4选择产品的材料…………………………………………………………………2.5确定型腔的形式…………………………………………………………………2.6模架选用………………………………………………………………………2.7确定浇口形式……………………………………………………………………2.8冷却系统的确定依据……………………………………………………………2.9注射机的类型与参数确定………………………………………………………2.10注射模设计质量………………………………………………………………第三章绘制模具图与校图……………………………………………………3.1绘图要求…………………………………………………………………………3.2绘制零件图………………………………………………………………………3.3绘制全部模具图………………………………………………………………3.4最后校对设计图样………………………………………………………………3.5整理资料进行归档………………………………………………………………参考文献………………………………………………………………………………致谢……………………………………………………………………………………结束语……………………………………………………………………………………344566910111212141515161616171717171718191920212121共20页第３页引言现代模具设计制造中已全面推广CAD/CAM/CAE技术。实践证明模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向，随着微机软件的发展、进步和全面普及，CAD/CAM/CAE技术条件的基本成熟，技术培训工作也日趋简化。国产模具软件的开发和应用，加大技术培训和技术服务的力度，扩大了CAE技术的应用范围。用于模具设计制造的计算机软件,将向智能化、集成化方向发展。随着计算机技术、激光成形技术和新材料技术的发展,RPM技术直接或间接用于模具制造。它通过立体光固化（SLA)、叠层实体制(LOM)、激光选区烧结(SLS)、三维打印（3D-P)、熔融沉积成形(FDM)等不同方法得到制件原型。然后通过一些传统的快速制模方法,获得长寿命的金属模具或非金属的低寿命模具。如塑料注射模具、压注模具、精密铸造模具等有技术先进、成本较低、设计制造周期短、精度适中等特点,从模具的概念设计到制造完成,仅为传统加工方法所需时间的1/3和成本的1/4左右。热流道技术的推广，使采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量,并能大幅度节省制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。模具标准化程度不断提高,目前我国模具标准件使用覆盖率已达到50%左右。模具的深加工、精加工正向自动化、智能化方向发展；使模具的加工精度等级和表面粗糙度的要求提高1～2个等级。塑料成型件的应用已经十分广泛已逐步代替传统的金属和非金属材料制品,发展注塑模具大有可为。共20页第４页第一章塑料模具“塑料模具”又可分为1注射模具2压缩模具.3压注模具4挤出模具5吹塑模具等等本论文是通过对生产汽车配套件中的一个小件，如图—1；产品名称：喷雾咀；产品材料：ABS；该产品属非标件，量大，零件成型对尺寸精度等级比较高，来论述自己参与设计产品改造的感受。图—11.1塑料的基本概念注塑是注射塑料的简称，对于设计注塑模具而言，首先要对注塑模具设计的材料有一定的了解。塑料是高分子材料的一种，以高分子合成树脂为主要成分，在一定温度和压力下具有塑性和流动性，可被塑制成一定形状，且在一定条件下保持形状不变的材料。塑料有400多个品种，其中常用材料有40余种，主要分为热固性塑料与热塑性塑料，一般工程上使用的塑料主要有尼龙、聚磷酸脂、聚甲醛和ABS等，其力学性能高，可代替金属作为工程材料。不同的塑料，其成型温度、成型压力，设计是选择的脱模斜度和壁厚等皆有所不同，例如对于热塑性塑料而言，增加壁厚，冷却时间和成型时间都会延长，使成本增加，而且还容易产生缩空、翘曲和凹陷等缺陷。1.2塑料的成型过程塑料成型是热塑性塑料成型的一种主要加工方法，可以分为合模、加料、加热、塑化、挤压、注射、保压、冷却、固化、定型、螺杆嵌塑和脱模顶出，概括为材料的塑化、流动和冷却过程。塑料的成型是通过注射成型机来实现的，按其用途分为热塑性塑料注射成型机和热固性塑料注射成型机，注射成型模具的基本结构包括浇注系统、成型零件和结构零件3部分，其中浇注系统是将塑料同注射机喷嘴引向型腔的通道称浇注系统，它由主流道、分流道、内浇口和冷料穴等结构组成；成型零件是直接构成塑料件形状及尺寸的各种零件，它由型芯（成型塑件内部形状）型腔（成型塑料外部形状）、成型杆和镶块等构成；结构零件构成零件结构的各种零件，在模具中起安装、导向、机构动作以及高温等作用，它有导向零件、装配零件和冷却加热共20页第５页系统等组成。1.3注塑模具基本结构通常典型注塑模具的组件包括以下几部分：(1)成型部件是指动,定模部分有关组成型腔的零件的塑料从注射机喷嘴进入模具型腔所经的通道,他包刮主流道,分流道,浇及冷料穴(3)导向部件在注塑模中,用导向部件对模具的动模导向与定位,以使模具合时能准确对合(4)推出机构是指模具分型件型腔中推出的装置(5)调温系统为了满足注射工艺对模具温度的要求,需要有调温系统对模具的温度进行调节.一般热塑性塑料的注射模具大部分设有冷却系统(7)支承零部件用来安装固定或者支承成型零部件及前各部件机构的零部件(8)侧向分型与抽芯机构当塑件有侧向的凹凸形状的孔和台时,须先把侧向的凹凸形状的瓣合模块或侧向的型芯从塑件上脱开共20页第６页图：1-2注塑模示意1.4浇口形式浇口是一个连接流道（浇道）及模穴的孔或信道，它必须小到能让流道与塑物很容易的分离却又须大到能够避免塑流过早凝结造成填充不足。一般设计浇口之大小，是由小渐大直到能够填充完全，但最小的浇口其直径不得小于0.03英吋且不得超过流道或浇道之直径。通常浇口大小为塑件壁厚的一半。1.4-1浇口的位置浇口之位置与最终产品之性质关系甚巨如以下所列：1.外观：残留之浇口痕通常不可避免，所以尽量让其位于较不明显之处。2.应力：切勿将浇口设于近高应力区，因为浇口本身之附近会产生残留应力且浇口造成之粗糙表面容易导致应力集中。3.压力：将浇口设于塑物之较厚部位以保证充填完美并能避免凹陷及包气的产生。4.分子方向性(orientation)：高度的轴分子方向性会造成塑物只具单方向之强度。所以调整浇口之位置，让塑流进入模穴后能辐射似的流动。5.缝合线：通常将浇口位于能使流动到模穴各部位之长度一定如图1-3所示。图(b)则为侧浇口所造成之缝合线。而图(a)由于有插入物之关系，缝合线更为严重，解决方法为将浇口设近于插入物处，使之产生较大之涡流以减轻缝合线6.充填共20页第７页(filling)：将浇口设于壁之对端，重迭式进料以增加涡流来消除流痕及浇口附近之毛边如图2-33所示。图：1-3选择浇口位置图：1-4浇口位置流动示意总之，浇口最理想之位置是能使熔融塑料均匀的进入模穴且把模穴的各个部位同时填满。1.4-2浇口之种类选择最好之浇口类型，其重要性犹如浇口之位置与大小。图1-3为各种不同之浇口图。a)浇道浇口(spruegate)：此为经由浇道衬套或直接制造于模穴中之锥形孔。通常用于单模穴模具或是须要对称性流动之模具，其优点为材料之受剪应力及压力损失较低，材料温度较均匀；缺点则为须要后加工以消除明显之断痕。b)(b)边缘浇口(sideoredgegate)：此种浇口适用于双层板之多模穴模具及较厚部位的塑物。其优点为浇口之横断面较简单，易于加工，浇口之尺寸较精确且易于修改；缺点则为浇口冷却去掉后，痕迹仍然明显。c)(c)点状浇口(pingate)：此种浇口通常用来取代边缘浇口以减少后加工之处理。常应用于三板式、模底注料模具，就是在凹模板后再设有一块板以装置流道系统，点状浇口再直接地或通过分浇口以把模穴和流道连接在一起。其限制为它只适用于较薄之塑件。(d)边缘点状浇口：犹如点状浇口，它只适用于较薄之塑件。其优点为将浇道与成形件分开，有较不明显之断痕，缺点则为较大之压力损失，经由局部过热有损成形材料之性质。共20页第８页(e)耳式浇口(tabgate)：在模穴之一侧设置耳槽，然后在耳槽上设一个普通的矩形边缘浇口。由于熔料进入模穴前必须先拐90°的弯，防止了直接进料所产生之喷射，因此塑料能平稳均匀的填满模穴。(f)膜状浇口(diaphragmgate)：用于单模穴模具且塑物为环形具较小内部直径的。其优点为较少之残留应力，缺点则为须要之射出材料较多，后加工较为困难。(g)内环形浇口(internalringgate)：犹如膜状浇口般适用于制造环形物之单模穴模具，但塑物是具较大内部直径的。(h)外环形浇口(externalringgate)：用于多模穴模具之环形物制造。(i)潜伏式浇口(submarinegate)：它是一种圆形或椭圆形浇口，潜伏在分模面之下向模穴供料，其优点为：＊模穴设在一块模皮里，不存在配合之问题且可得较精确之尺寸。＠不受浇口冷却封闭时间的影响而能直接控制充满模穴的时间。＃在顶出时，浇口尾料和塑件可被自动切断。图：1-51.5排气系统共20页第９页当模具充满塑料后，所有之内部空气必须排掉，否则模穴内被压缩之空气会产生热而将塑品烧焦。排气可位于分模线上任何一处，特别是在模穴内最后填满的地方，如图1-6所。图：1-6排气位置对于未显现的肋及浮凸物，排气可在顶出轴方向上磨一小平块而设立。排气装置是由浅、小而渐大，但如果太大会造成塑物在排气口有毛边现象。对于热塑性塑料，射出成型之排气装置其尺寸规格通常如图1-7所示。共20页第１０页图：1-71.6注射成型件的设计注射成型件的设计包括分型面的选取、脱模的方向、浇口位置的选择和是非影响外观、排气等，主要有以下几个注意的事项：（1）分型面位置及精加工精度是否满足需要，会不会以生溢料，开模后是否能保证塑料制件留在有顶出装置的模具一边。如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：1)分型面应选在塑件外形最大轮廓处。2)便于塑件顺利脱模，3)尽量使塑件开模时留在动模一边。4)保证塑件的精度要求。5)满足塑件的外观质量要求。共20页第１１页6)便于模具加工制造。7)对成型面积的影响。8)对排气效果的影响。9)对侧向抽芯的影