中原工学院信息商务学院毕业论文(设计)
图3-8导柱示意图
导套的设计
1)结构形式:采用带头导套,导套的固定孔与导柱的固定孔可以同时钻,再分别扩孔,以保证其配合精度;
2)导套的端面应倒圆角,导柱孔最好做成通孔,利于排出孔内剩余空气; 3)导套孔的滑动部分按H7/f6的间隙配合,表面粗糙度为Ra0.4μm。导套外径按H7/m6或H7/k6配合镶入模板;
4)导套材料可用淬火钢或铜(青铜合金)等耐磨材料制造,但其硬度应低于导柱的硬度,这样可以改善摩擦,以防止导柱或导套拉毛。
图3-9导套示意图
设计导柱、导套时还应注意:
1)导柱应合理地均布在模具分型面的四周,导柱中心至模具外缘应有足够的距离,以保证模具的强度;
2)导柱的长度应比型芯端面的高度高出6~8mm,以免型芯进入凹模时与凹模相碰而损坏;
3) 导柱和导套应有足够的强度和耐磨度,常采用20#低碳钢经渗碳0.5~0.8
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㎜,淬火48~55HRC,也可采用T8A碳素工具钢,经淬火处理;
4)为了使导柱能顺利地进入导套,导柱端部应做成锥形或半球形,导套的前端也应倒角;
5)导柱设在动模一侧可以保护型芯不受损伤,而设在定模一侧则便于顺利脱模取出塑件,因此,
根据需要而决定装配方式。
3.5 脱模推出机构的设计
推出机构主要由推出零件、推出零件固定板和推板、推出机构的导向与复位部件等组成。推出机构中,凡直接与塑件相接触、并将塑件推出型腔的零件称为推出零件。常用的推出零件有推杆、推管、推件板、成型推杆等。
3.5.1 推出机构的组成
推出机构主要由推出零件、推出零件固定板和推板、推出机构的导向与复位部件等组成。推出机构中,凡直接与塑件相接触、并将塑件推出型腔的零件称为推出零件。常用的推出零件有推杆、推管、推件板、成型推杆等。
3.5.2 推出机构的分类
推出机构可按其推出动作的动力来源分为手动推出机构、机动推出机构、液压和气动推出机构。手动推出机构是模具开模后,由人工操纵的推出机构塑件,一般多用于塑件滞留在定模一侧的情况;机动推出机构利用注射机开模动作驱动模具上的推出机构,实现塑件的自动脱模;液压和气动推出机构是依靠设置在注射机上的专用液压和气动装置,将塑件推出或从模具中吹出。推出机构还可以根据推出零件的类别分类,可分为推杆推出机构、推管推出机构、推件板推出机构、成型推杆(块)推出机构、多无综合推出机构等。另外,也可根据模具的结构来分类。
3.5.3 推出机构的设计原则
1)推出机构应昼调协在动模一侧
由于推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆来驱动的,所以一
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般情况下,推出机构设在动模一侧。正因如此,在分型面设计时应尽量注意,开模后使塑件能留在动模一侧。
2)保证塑件不因推出而变形损坏
为了保证塑件在推出过程中不变形、不损坏,设计时应仔细分析塑件对模具的包紧力和粘附力的大小,合理的选择推出方式及推出位置,从而使塑件受力均匀、不变形、不损坏。
3)机构简单动作可靠
推出机构应使推出动作可靠、灵活,制造方便,机构本身要有足够的强度、刚度和硬度,以承受推出过程中的各种力的作用,确保塑件顺利地脱模。
4)良好的塑件外观
推出塑件的位置应尽量设置在塑件内部,以免推出痕迹影响塑件的外观质量。 5)合模时的正确复位
设计推出机构时,还必须考虑合模时机构的正确复位,并保证不与其他模具零件相干涉。
综上所述,本套模具的推出机构形式采用推杆推出,推杆的位置参考原塑件留下的推杆位置,根据以上原则,本设计的推杆位置如图3-10所示:
图3-10顶杆位置示意图
推杆的数量为每个型腔4根,总共8根。推杆的直径为Φ2,其与推杆孔之间
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采用H7/f6间隙配合,推杆与推杆固定板采用单边0.5mm的间隙,这样可以降低加工要求,又能在多推杆的情况下,不因各板上的推杆孔加工误差引起的轴线不一致而发生卡死现象。推杆的材料采用T8碳素工具钢,热处理要求硬度54HRC~58HRC,工作端配合部分懂得表面粗糙度为Ra=0.8?m。
图3-11推杆示意图
3.5.4 脱模力的计算
脱模力是从动模一侧的主型芯上脱出塑件所需施加的外力,需克服塑件对型芯包紧力、真空吸力、粘附力和脱模机构本身的运动阻力。本设计主要计算由型芯包紧力形成的脱模阻力。
当开始脱模时,模具所受的阻力最大,推杆刚度及强度应按此时计算,亦即无视脱模斜度(a=0)
由于制品是薄壁矩形件
Q=8t·E·S·l·f/(1-m)(1+f) (kN) 式中,Q—脱模最大阻力(kN) t—塑件的平均壁厚(cm) E—塑料的弹性模量(N/cm) S—塑料毛坯成型收缩率(mm/mm) l—包容凸模长度(cm) f—塑料与钢之间的摩擦系数 m—泊松比,一般取0.38~0.49
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查表得,S=0.005,E=1.8×10N/cm 已知,t?0.12cm,l=4.5cm,f=0.28
Q=8×0.12×1.8×10×0.005×4.0×0.28/(1-0.43)(1+0.28)=1.32kN F阻?f?F正?f?P?A?0.5?10?106?1240.837?10?6?7445.02N
552F阻---摩擦阻力(N)
f---摩擦系数,一般取0.15~1.0,本设计取0.5 F正---因塑件收缩对型芯产生的正压力(N)
P---塑件对型芯产生的单位正压力,一般取8~12MPa,本设计取10MPa A---塑件包紧型芯的侧面积(㎜^2)
3.6 模具温度调节系统的设计
塑料在成型过程中,模具温度会直接影响到塑料的充模、定向、成型周期和塑件质量。
模具温度过高,成型收缩大,脱模后塑件变形率大,而且还容易造成溢料和黏模;
模具温度过低,则熔体流动性差,塑件轮廓不清晰,表面会产生明显的银丝或流纹等缺陷;
当模具温度不均匀时,型芯和型腔温度差过大,塑件收缩不均匀,导致塑件翘曲变形,会影响塑件的形状和尺寸精度。
一般注射模具内的塑料熔体温度为200℃左右,而塑件从模具型腔中取出时其温度在60℃以下。所以热塑性塑料在注射成型后,必须对模具进行有效的冷却,以便使塑件可靠冷却定型并迅速脱模,提高塑件定型质量和生产效率。对于熔融黏度低、流动性较好的塑料,如聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚苯乙烯、聚氯乙烯、有机玻璃等,当塑件是小型薄壁时,则模具可利用自然冷却而不设冷却系统。
3.6.1 温度调节系统的作用
1)缩短成型周期提高生产效率;据统计,模具的冷却时间约占整个注射循环周期的2/3,因此,缩短成型周期中的冷却时间是提高生产效率的关键。
2)改善成型性能模具必须保持合适的温度,使塑料熔体具有良好的流动性,以改善成型性能。
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