塑料模具成型第六章 合模导向机构
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毕业设计(论文)任务书指导教师签字:教研室主任签字:学生姓名高雪慧专业班级模具设计与制造z070220班指导教师范敏课题类型工程设计题目塑料端盖注塑模具设计主要研究目标(或研究内容)1、应达到的目标:(1)完整设计一套能够生产塑件的塑料注射模具;(2)设计的模具结构合理,参数选择正确,基本符合实际生产需要;(3)绘图符合国家标准、结构表达完整,尺寸标注正确;(4)设计说明书内容完整、符合规定的格式要求。
2、主要技术要求:(1)塑件材料选用市场能买到的常用塑料(如工程塑料ABS或聚氯乙烯PVC等);(2)生产类型为大批量生产,年产量为30万件;课题要求、主要任务及数量(指图纸规格、张数,说明书页数、论文字数等)(1)分析塑料件的结构特征,绘出塑件零件图,确定塑件的质量和体积;(2)根据塑件的生产要求选定注射工艺参数,制定注射工艺规程;(3)选择能满足生产需要的注射机;(4)确定塑料注射模具的设计方案,绘出装配草图,确定每个零件的形状、尺寸、公差、材料、热处理方式和技术条件等;(5)绘制注射模具的装配图和全部零件的零件图,写出3万字左右的设计说明书.。
进度计划(1)1~3周,选择塑料件,查阅相关资料,学习塑料模具的设计方法。
(2)4~7周,根据任务书要求,对塑件进行分析,确定模具的设计方案,按步骤进行设计计算,确定工艺参数,画出模具的装配结构草图,并确定草图中各零件的结构、尺寸、材料、公差和技术要求。
(3)8~10周,书写设计说明书,用CAD画出模具装配图和所有零件的零件图,绘出主要零件的立体模型图,交指导教师审查。
(4)11~12周,按指导教师的要求对设计说明书和图的电子稿进行修改,修改后交主要参考文献(1)于保敏塑料成型工艺与模具设计 .北京:清华大学出版社2009 (2)王鹏驹塑料模具设计及制造 .北京:机械工业出版社,2005 (3)杨占尧塑料模具典型结构设计实例 .北京:华工工业出版社,2008 (4)冯爱新 .塑料模具工程师手册上海:科学技术出版社,1998指导教师签字:教研室主任签字:年月日毕业设计零件图端盖塑料模具设计摘要本课题主要是针对端盖的模具设计,通过对塑件进行工艺的分析和比较,最终设计出一副注塑模。
合模导向和定位机构的设计导向定位机构有导柱导向和锥面定位两种类型。
导柱导向机构用于保证动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向,锥面定位机构用于动、定模之间的精密对中定位。
导柱导向最常见的是在模具型腔周围设置2 ? 4 对互相配合的导柱和导套(导向孔), 导柱设在动模或定模边均可,但一般设置在主型芯周围,在不妨碍脱模取件的条件下,导柱通常设置在型芯高出分型面较多的一侧,如图4 一74 所示。
1 .导向和定位机构的作用导向机构主要作用是导向、定位和承受注射时侧压力。
( l )导向作用。
合模时,导向零件首先接触,引导动定模或上下模准确闭合,避免型芯先进入型腔造成成型零件的损坏。
( 2 )定位作用。
合模时,维持动、定模之间一定的方位、避免错位;模具闭合后,保证动、定模位置正确,保证型腔的形状和尺寸精度。
( 3 )承载作用。
塑料熔体在注人型腔过程中可能产生单向侧压力,或由于注射机精度的限制,使导柱承受了一定的侧压力。
若侧压力很大,不能单靠导柱来承担,则需增设锥面定位机构。
2 .导柱导向机构导柱导向机构通常由导柱与导套(或导向孔)的间隙配合组成。
l )导柱的设计导柱的典型结构如图4 一75 所示。
导柱沿长度方向分为固定段和导向段.两段名义尺寸相同,只是公差不同的是带头导柱,也称为直导柱,如图4 一75 ( a )所示;两段名义尺寸和公差都不同的为有肩导柱.也称为台阶式导柱,如图4 一75 ( b )、(c )所示,图4 一75 ( b )所示为I 型有肩导柱,图4 一75 ( c )所示为11 型有肩导柱.n 型有肩导柱还可起到模板间的定位作用,在导柱凸肩的另一侧有一段圆柱形定位段,可与另一模板配合。
导柱的导向部分可以根据需要加工出油槽,如图4 一75 (。
)所示,以便润滑和集尘,提高使用寿命。
小型模具和生产批量小的模具多采用带头导柱,小批量生产也可不设置导套,导柱直接与模板中的导向孔配合,生产批量大时,应设置导套。
第六章合模导向机构第一节概述第二节导柱导向机构第三节锥面定位机构第一节概述注塑模具的型腔由动模和定模共同构成,为保持塑件形状尺寸的一致性,必须保证动定模能顺利开合且每次开合模后型腔形状和尺寸能准确重现。
为此,注射模具上通常设置具有一定精度的、引导动模和定模按设定方向平稳开合并使之相互定位的机构。
这类机构称为合模导向定位机构。
1、定位作用为避免模具装配时方位搞错而损坏模具,并且在模具闭合后使型腔保持正确的形状,不至于因位置的偏移而引起塑件壁厚不均。
2、导向作用动定模合模时,首先导向机构接触,引导动定模正确闭合,避免凸模或型芯先进入型腔,以保证不损坏成型零件。
3、承受一定的侧压力塑料注入型腔过程中,会产生单向侧压力,或由于注射机精度的限制,使导柱在工作中承受一定的侧压力。
当侧压力很大时,不能单靠导柱来承担,需要增设锥面定位装置一. 合模导向定位机构的功能作用二.导向定位机构类型及应用注射模常用合模导向定位机构主要有以下几种类型:①导柱导向定位机构:具有良好的导向作用、一定的定位精度和承载能力,磨损后容易更换修复,是最常用的合模导向定位方式。
但靠导向零件间动配合定位,定位精度有限。
承载能力受导柱抗弯强度限制。
②锥面定位机构:斜面无间隙定位,定位精度高。
常与导柱导向机构并用,以提高模具定位精度。
主要用于动模、定模之间需要精确定位的场合。
例如,注射成形要求壁厚均匀的薄壁制品的模具;塑件同轴度要求高,而且其型腔分别设在动模和定模上的模具等。
斜面无间隙定位,还同时具有增强模具刚度的效果,承载能力较强。
但无导向作用,单独使用仅限于无须导向的浅腔模。
③平面定位机构:高精度间隙配合定位,定位精度高。
定位件置于模外,可节省模板空间,便于冷却水孔、推杆孔等其它结构在模板上的布置。
其它特点及用途与锥面定位机构基本相同。
第二节导柱导向机构设计导柱导向定位机构由分属于动、定模的导柱和导套(或导向孔)配合而成。
(参见图3-6-4)。
导柱导向机构设计主要解决以下问题:1.导向零件(导柱,导套)的设计2.导向零件间配合关系的确定3.导向零件在模板上的安装方式的确定4.导向零件在模板上的布置分述如下:一. 导向零件的设计1、导向零件结构类型及应用模具导向机构由导柱、导套配套构成。
导向零件基本结构如下图所示:导柱:由便于插入导向孔的纫入端、与导向孔配合的导向段、与模板上导柱安装孔配合的固定段以及导柱轴向定位的轴肩等特征结构构成。
导套:由与导柱导向段配合的导向孔、与模板上导套安装孔配合的固定段、以及导套轴向定位的轴肩等结构特征构成。
常用的导向零件已标准化,标准导柱、导套各有两种结构类型:带头导柱(GB/T 4169.4-2006)固定段与导向段名义尺寸相同,导柱安装孔可与导向孔配镗,以保证同心度。
主要用于在模板上直接加工导向孔的小型模具。
带肩导柱(GB/T 4169.5-2006)固定段直径D1大于与导向段直径D,而与配用导套的固定段直径相同,导柱安装孔可与导套安装孔配镗。
主要用于导柱、导套配用的大、中型模具和要求寿命较长的小型模具。
直导套(GB/T 4169.2-2006)没有轴向定位用轴肩。
主要用于不便使用轴肩压板式固定导套的特薄、特厚模板,以及单层浮动模板(多分型面模具中间板)的导向。
带头导套(GB/T 4169.3-2006)主要用于可用轴肩压板式固定导套的模板的导向。
除上述各种标准导向零件外,有时基于对模具结构、使用要求及制模费用等方面的考虑,某些模具导向机构仍需使用非标导向零件。
非标导柱2、导向零件选型设计国家标准对注射模导向零件的结构、尺寸、材质、技术要求等给予了详细规定(参见《塑料注射模零件》GB/T 4169-2006系列标准、《塑料注射模零件技术条件》GB/T 4170-2006)直导套:GB/T 4169.2-2006带头导套:GB/T 4169.3-2006带头导柱:GB/T 4169.4-2006带肩导柱:GB/T 4169.5-2006设计模具导向机构时,尽可能采用标准件。
此时,无需专门设计导向零件,根据需要选用或按标准加工即可。
必须采用非标导向零件时,也应参照相关标准设计加工。
注意:上述新标准已于2007年4月1日实施教材中表3-6-1~ 表3-6-4 引用的老标准GB4169.2~5-84已被新标准取代。
模具导向机构导向零件选型设计方法如下:1)确定导柱直径根据模具大小在标准的直径系列中选取。
经验表明:一般模具导柱标称直径(导向段直径d )约占模板宽度B的6%~ 10%,即d=(0.06~0.1)B大模具取小值,小模具取大值。
根据计算结果,在标准规定的直径系列中选取略大于计算直径的标准直径作为导柱的设计直径。
当模具结构对导柱承载能力要求较高时,应按选定的导柱直径对其抗弯强度进行校核。
2)确定导柱长度根据模板厚度和型芯高度,在选定导柱直径对应的标准长度系列中选取。
一般要求导柱有效长度比型芯高度长6~8mm,以保证可靠导向。
3)确定导套直径根据导柱直径d,选取标称直径(导向孔直径)相同的导套。
4)确定导套长度在选定导套直径对应的标准长度系列中选取,取值应略小于模板厚度,导向孔长度L取0.5~1.5d。
二. 导向机构的装配1、导向零件组合方式及特点根据模具结构及要求不同,导柱导向机构的组合方式有多种,图3-6-8。
二. 导柱导向机构在模具上的布置1、轴向布置合模导向用导柱导向机构,一般将导柱安装在动模上,导套安装在定模上,必要时也可以反向安装。
推板导向用导柱导向机构,一般都将导柱安装在模板上,导套安装在推板上。
2、径向布置根据模具形状和大小,一般模具要用二至四根导柱,大型模具甚至更多。
径向布置即导向机构在模板上的分布。
对于组装后不经常拆分的固定式模具,为便于设计加工,多采用等径导柱就模板中心对称布置。
并在模板上打方位标记,以免组装时搞错方位。
常见导柱有2根—4根,其布置原则是:必须保证动定模只能按一个方向合模,不要在装配时或合模时,因为方位搞错使模具损坏。
对于经常拆分的移动式小型模具(移动式压模),除非型腔结构及布置也完全对称,一般导柱最好不要对称布置,以免组装及操作时搞错方位损坏模具。
设计时多采用等径不对称(b、c)或对称不等径(a、d)的导柱径向布置,象电子设备上的插接件那样,使它只能按一个方向合模。
最近我国颁布实施了《塑料注射模模架》GB/T 12555-2006(代替《塑料注射模中小型模架》GB/T 12556.2-1990和《塑料注射模大型模架》GB/T 12555.2-1990两项国家标准)标准模架中根据模架规格(模板尺寸)组配了导向机构。
设计模具时,可根据模具功能要求,参照上述导向零件及其组装方式特点,选用合适的标准模架,导向机构即可同时确定。
第三节锥面定位机构设计如前所述,导柱导向定位机构虽有一定的定位作用,但因其主要功能是导向。
要求导柱与导套或模板上的导向孔之间用间隙配合,配合面长,配合过紧运动不灵活,所以定位精度较低。
不能满足动模、定模之间精确定位的要求。
因此,对于注射成形要求壁厚均匀的薄壁制品的模具;塑件同轴度要求高,而且其型腔分别设在动模和定模上的模具等,要求动模、定模之间需要精确定位的场合,必须增设定位机构。
塑料注射模动定模精确定位可采用锥面定位或平面定位机构。
锥面定位机构靠锥面配合的自动定心作用准确定位,可实现模具动定模零间隙、高精度定位。
是最常用的定位机构,常与导柱导向机构并用构成“导柱导向—锥面定位”的导向定位机构。
具体结构形式有圆形定位元件锥面定位和模板锥台锥面定位两种。
平面定位机构则是在模板四周加装矩形定位元件定位。
一. 圆形定位元件锥面定位圆形定位元件定位是在有定位要求的分型面两侧模板上分别镶装锥台和锥孔定位件进行定位。
圆形定位元件由两件(锥台、锥孔)组成,分别装固在动定模上配对使用。
每个分型面使用数量视需要确定。
特点:小巧灵活,对模具结构影响小,易于更换。
但需仔细调整压配深度,保证分型面和定位件锥面同时接触,否则会导致合模不严或定位不准。
二.模板锥台锥面定位模板锥台锥面定位就是在分型面两侧的动定模模板上加工成相互扣合的圆锥(图3-6-11)或矩形锥台(图3-6-12)配合副,单边角度5~20°,配合高度15mm以上。
特点:这种方式结构简单,定位可靠,但磨损后难以修复,所以加工及热处理要求高。
压配深度不易调整。
改良设计:为便于磨损后的修复,通常把配合副一侧的锥面或斜面结构设计成可拆卸的硬度稍低的摩擦块,镶配到模板上与另一侧的锥面或斜面构成摩擦副,实现锥面定位,图3-6-13b、c 。
摩擦副磨损后,可更换单独加工和热处理的摩擦块进行修复。
还可通过改变摩擦块厚度调整压配深度。
有两种形式:1、一种是两锥面之间有间隙,将淬火零件装于模具上,使之和锥面配合,以制止偏移。
2、另一种形式是两锥面配合,这时两锥面都要淬火处理,角度15度—20度,高为15mm以上.对于矩形型腔,可以采用锥面定位,在型腔四周利用几条凸起来的斜边定位。