3 模具结构形式的确定及浇注系统的设计
模具总体设计的任务是模具结构形式及注射机的初步确定,浇注系统的形式和浇口位置的选择,成型零件的设计,脱模推出机构的设计,侧向分型和抽芯机构的设计,合模导向机构的设计,以及温度调节系统的设计,为各个部分的零件设计,装配图设计做准备。本章主要讨论模具结构形式及注射机的确定,浇注系统的设计。
3.1 型腔数量以及排列方式的确定
通过对塑件结构的改进,又因选择ABS工程塑料为原料,客户对产品的型腔数目没有特别要求,考虑到该产品的生产批量不大,产品尺寸大,产品体积质量较大,要求注射量多,而且该塑件最后还有侧向分型,活动型芯。综合脱模方式,加工成本等因素考虑,最终选择一模一腔的模具形式。 3.2 分型面位置的确定
由于该塑件具有凸起,需要侧向抽芯,而封闭型腔需要活动型芯,因此,分型面的选择比较复杂。
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,尽量使塑件开模时留在动模一边。 3) 保证塑件的精度要求。 4) 满足塑件的外观质量要求。 5) 便于模具加工制造。 6) 对成型面积的影响。 7) 对排气效果的影响。 8) 对侧向抽芯的影响。
4 成型零件的结构设计
成型零部件是指构成模具型腔的零件,通常有型腔、型芯、各种成型杆和成型环。对于该模具成型零件主要有定模模仁、瓣合模、动模型芯等。 4.1 成型零件工作尺寸的计算
所谓工作尺寸是指成型零件上直接用以成型塑件部位的尺寸。工作尺寸的计算受塑件尺寸精度的制约,影响塑件尺寸精度的因素很多,而且十分复杂,其中收缩率和模具精度对塑件尺寸影响最大,因此塑件尺寸难以达到较高的精度。
为了计算简便,规定凡是孔类尺寸均以最小尺寸作为公称尺寸,即公差为正;凡是轴类尺寸均以其最大尺寸作为公称尺寸,公差为负。计算公式[8]有:
①.型腔径向尺寸:?LM?00??Z????1???LS??0.5~0.75????00??Z
②.型芯径向尺寸:?lM???????1???lS??0.5~0.75??????
ZZ③.型腔深度尺寸:?HM?00??Z????1???HS??0.5~0.65????00??Z
④.型芯高度尺寸:?hM???????1???hS??0.5~0.65??????
ZZε——塑料的平均收缩率,该处取0.005。 x ——取值范围为0.5~0.75,该处取0.6。
Δ——该塑件的公差。对于该塑件酌情取五级到六级公差。
δ——模具成型零件的制造公差(其他因素忽略,当尺寸小于50mm时,δ=?,当塑件尺寸大于50mm时,δ=?。
45114.1.1 定模模仁部分
定模部分主要有三个成型尺寸,都为未注公差,选择一般精度。
Ds1??160?1.4Hs1?46.50?1.200ds2??326?1.2 hs2?25?0.24所以模具尺寸为: 由?LM?0??Z0????1???LS??0.5~0.75????0??Z+0.28 得DM1= ?159.960
由?HM?0??Z????1???HS??0.5~0.65????0??Z?0.3得HM1=46.00
0由?lM???????1???lS??0.5~0.75?????? 得dM1=?328.35-0.24
ZZ000由?hM????? 得h= 1??h?0.5~0.65?25.27?M1????-0.06S????ZZ00由于采用的是模仁结构,设计大大的简化,根据上面的尺寸,模架考虑,模具本身强度以及刚度,定模模仁的结构示意图如下,详细图见图0000-03。
图4.1 定模模仁示意图
5 模架的确定和标准件的选择
根据前面的分析、计算,可以选定标准模架。考虑到该塑件没有什么特别的结构形式和脱模要求,而现在社会上有专业的模架生产厂商,该成型零件选用模架生产厂家的标准模架,这样可以大大缩短模具制造周期,提高经济效益。
模架尺寸确定以后,对模具的有关零件要进行必要的刚度和强度计算,以校核所选择模架是否适当,尤其对于大型模具。
下面根据零件的结构可以选择模架。
对于该塑件,利于AUTOCAD中的模具设计插件,我们选用龙记(KLM)标准模架,模胚类型为大水口,模胚型号为AI型,模胚规格为6565,A板厚度为70mm,B板厚度为70,C板厚度为150mm,AB板间距为0,导柱位置为动模,模胚总重量为1318.2Kg,模胚最大尺寸为750×650×590,内模胚最大尺寸为410×530。
模具上所有的螺钉尽量采用内六角螺钉,模具外表面尽量不要有突出部分,模具内表面应光洁,加涂防锈油,两模板之间应有分模间隙,即在转配、调试、维修过程中,可以方便地分开两块模板。 5.1 定模座板(750mm×650mm、厚35mm)
定模座板是模具与注射机连接固定的板,材料为45钢。
通过六个M20的内六角圆柱螺钉与定模板固定相连,定位圈通过四个M8的内六角圆柱螺钉与其连接,定模板与浇口套为H8/f8配合。 5.2 定模板(650mm×650mm、厚70mm)
用于固定定模型芯,导套。固定板应有一定的厚度,并且有足够强度,一般选用45钢或者Q235A制成,最好调质230HB-270HB。本模具选用45钢,调质为230HB-270HB。
其上的导套孔与导套一端采用H7/k6配合,另一端采用H7/e7配合;定模板与浇口套采用H8/m6配合;定模板与定模型芯采用H7/m6配合。 5.3 支承板(650mm×650mm、厚90mm)
支撑板应有较高的平行度和硬度,该套模具的动模型芯放置在支承板上,所以,支承板材料选择为45钢,调质230HB-270HB。
推杆孔与塑件推杆采用间隙配合。
5.4 垫块(120mm×650mm,厚为150mm)
1)主要作用
在动模板与支承板之间形成推出机构的动作空间,或是调节模具的总厚度,以适应注射机模具安装厚度的要求。
2)可以是平行垫块或者拐角垫块,该模具采用平行垫块。 3)垫块材料
垫块材料为Q235A,也可以采用HT200、球墨铸铁等,该模具采用Q235A,制造。
4)垫块高度h校核
h=h1+h2+h3+s+δ=5+30+25+50+6=111mm,符合要求。 h1——顶出板限位钉的厚度,该模具限位钉的厚度为5mm。 h2——推板厚度,为30mm。 h3——推杆固定板厚度,为25mm。 s——推出行程,为50mm。
δ——推出行程富余量,一般为3mm——6mm,取6mm。 5.5 动模座板(650mm×650mm、厚70mm)
材料为45钢,其上的注射机顶杆孔为直径30mm,其上的推板导柱孔与导柱采用H7/m6配合。 5.6 模套
瓣合模通过矩形导滑槽在模套中滑行,以完成侧向分型和合模复位。材料为45钢。该模具的模套采用的是与动模做成整体式,其上的导柱孔与导柱为H7/k6配合,有利于合模时压紧,模套厚度应稍小于瓣合模厚度,(28.5mm),取28mm。 5.7 推板(650mm×400mm,厚度30mm)
材料为45钢。其上的推板导套孔与推板导套采用H7/k6配合。用4个M12内六角圆柱螺钉与推杆固定板固定。
5.8 推杆固定板(650mm×400mm,厚度25mm)
材料为45钢。其上的推板导套孔与推板导套采用H7/f9配合。