塑料油管注塑模具設(shè)計(jì)

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隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，塑料在各類產(chǎn)品中的應(yīng)用越來(lái)越多，其涉及領(lǐng)域已從產(chǎn)品的外殼制造延伸到產(chǎn)品的內(nèi)部零件，并成為制造某些元器件的重要原料之一。塑料元件多為配合件，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，精度要求較高，因此設(shè)計(jì)難度較大。筆者使用模具CAD設(shè)計(jì)技術(shù)，對(duì)塑料油管注塑模具進(jìn)行了設(shè)計(jì)?！　?注射成型工藝分析油管接頭塑料制件如所示，該制件用于車輛輸油管接頭處，起連接和轉(zhuǎn)向作用。要求表面光滑、平整、尺寸精度高，不得有扭曲、飛邊、銀絲、氣泡等缺陷。所用材料為聚甲醛（PM），POM不僅具有較高的力學(xué)強(qiáng)度，還具有耐疲勞性、耐油性和耐過(guò)氧化物的能力。采用一模兩腔的方式，距離為90mm.在設(shè)計(jì)模具之前采用Moldflow對(duì)制件的成型工藝進(jìn)行了分析。得出油管接頭的主要注射成型工藝參數(shù)如下：大鎖模力686MPa；最大注射速率500cm3/s；主要成型工藝參數(shù)：環(huán)境溫度25°C；熔體溫度200°C；模具溫度90°C；注塑壓力8.0MPa；充填時(shí)間13s；保壓時(shí)間26.85s；保壓壓力8.0MPa；冷卻參數(shù)：冷卻回路管道直徑8mm；冷卻劑溫度25C；冷凝時(shí)間26. 2注塑機(jī)的選擇與校核注塑機(jī)的選擇注射容量是選擇注塑機(jī)的重要依據(jù)。注塑機(jī)容量以體積表示時(shí)，制件的體積（V件，含澆注系統(tǒng)的體積）應(yīng)小于注塑機(jī)的注射容量（V注），其校核關(guān)系式為：V件矣0.8 V注。　　Moldflow分析結(jié)果顯示，制件的體積約為33cm3，由于是一模兩件，所以總體積V總=33x2=66（cm3）。再加上澆注系統(tǒng)的容量，總體積約為80cm3.粗選注塑機(jī)型號(hào)為XS-ZY-125，其主參數(shù)如下：額定注射量125 cm3；注塑壓力119MPa；鎖模力90MPa；最大注射面積320cm2；模具最大厚度300mm，最小厚度200mm；模板行程300mm；螺桿直徑42mm；噴嘴球半徑12 mm、孔直徑4 mm；定位孔直徑100注塑機(jī)校核模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須使得在一個(gè)注射成型周期內(nèi)所需的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機(jī)額定注射量的80%以內(nèi)。在本設(shè)計(jì)中，主流道為圓錐形，容積約為17cm3，分流道為半圓形，容積約為10cm3，由Moldflow分析可得工件的體積約為66cm3，故總體積約為93cm3，滿足V總矣0. 8V注，即選擇XS -ZY-125型注塑機(jī)是符合注射容量要求的?！　∽⑺軌毫Φ男：耸侵感：俗⑺軝C(jī)的最大注塑壓力要大于成型該制品所需要的注塑壓力。本次設(shè)計(jì)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（10947124）、西安科技大學(xué)培育基金的最大注塑壓力為108MPam，而所選注塑機(jī)的注塑壓力為119MPa，滿足注塑壓力要求?！　「邏核芰先垠w充入模型腔時(shí)，在注塑機(jī)軸向上產(chǎn)生推力應(yīng)小于注塑機(jī)額定的鎖模力。否則在注射成型時(shí)會(huì)因鎖模不緊而發(fā)生溢邊跑料現(xiàn)象。根據(jù)Moldflow得出的鎖模力為68. 6MPa，而該注塑機(jī)的額定鎖模力為90.0MPa，符合要求?！　S-ZY-125型注塑機(jī)具有液壓-機(jī)械式合模機(jī)構(gòu)，其最大開模行程是由肘桿機(jī)構(gòu)的最大行程決定的，而不受模具厚度的影響，當(dāng)模具厚度變化時(shí)可由其調(diào)模裝置調(diào)整。校核時(shí)只需滿足注塑機(jī)最大開模行程大于模具所需的開模距離即可?！　「鶕?jù)零部件的設(shè)計(jì)尺寸、標(biāo)準(zhǔn)模架的選用方法3澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1流道設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如所示。主流道內(nèi)表面粗糙度約為0.63m，a=4°。澆口套選用優(yōu)質(zhì)鋼T8A，其硬度低于注塑機(jī)噴嘴的硬度。取噴嘴球半徑13mm，孔直徑5mm，凹球面深度L2 =4mm，定位孔直徑D =100mm，與注塑機(jī)定位孔的配合間隙為0. =9mm.分流道是主流道與澆口的中間連接部分，起分流和轉(zhuǎn)換方向的作用。其布局如所示，截面直徑為8mm，內(nèi)表面粗糙度為1.6Am.3.2澆口與冷料穴設(shè)計(jì)側(cè)澆口形式具有冷卻時(shí)間短、易于去除澆注系統(tǒng)的凝料、可靈活選擇澆口位置等優(yōu)點(diǎn)。而主要缺陷在于注塑壓力損失較大，容易造成熔接痕、縮孔、氣泡等。但本次設(shè)計(jì)的塑料制件是輸油管接頭，它對(duì)外觀的要求不是很高，所以選擇矩形側(cè)澆口，它具有易去除凝料的特點(diǎn)，還可以省去拉料桿的設(shè)計(jì)。冷料穴采用半圓形式，冷料穴的直徑需大于主流道的大端直徑，所以設(shè)計(jì)直徑為14mm. 4成型零部件設(shè)計(jì)4.1分型面的選擇成型零件是注射模具的核心部位。設(shè)計(jì)中，分型面的選擇遵循了保證制件質(zhì)量、便于制品脫模和簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)的總原則，并考慮了蔣繼宏0提出的基本原則，選擇從中間分型，如所示?！　C(jī)，該注塑機(jī)要求模具的厚度為200標(biāo)準(zhǔn)模架的尺寸及塑料制件的大小，選擇定模板厚為40mm，動(dòng)模板厚為50mm，塾塊厚為63mm，定模座板和動(dòng)模座板均為25mm，模具的總厚度為203mm，符合注塑機(jī)的合模要求。該模具的整體結(jié)構(gòu)如所示。　　1一彈簧；2―前頂板；3―后頂板；4一型芯；5―動(dòng)模座板；6―塾塊；7―動(dòng)模板；8―冷卻水通道；9一定模座板；10―下嵌塊；11一型銷；12―上嵌塊；13―斜導(dǎo)柱；14一斜滑塊；15―楔緊塊；16―定模板模具總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖POM的收縮率為2.0%~2.5%，根據(jù)平均值法，其收縮率為2. 25%，制造公差取IT9級(jí)，該塑料件為小型塑料件，精度要求達(dá)到中等即可，所以公差取MT4級(jí)。塑料件尺標(biāo)注如所示。　　塑料件尺寸標(biāo)注4.3模具成型零件強(qiáng)度校核本制件的生產(chǎn)模具屬小型模具，對(duì)于中小型模具強(qiáng)度，只需模板的有效使用面積不大于其長(zhǎng)度和寬度的60%.而本次設(shè)計(jì)的模板尺寸為：上模板290=72500（mm2），其有效使用面積通過(guò)Unigraphics測(cè)得約為24000mm2，小于模板面積的60%，所以該設(shè)計(jì)的模具是符合強(qiáng)度要求的。該模具的型腔為組合式矩形型腔，其底板厚度⑴采用式（1）計(jì)算：經(jīng)驗(yàn)值取37MPa左右；7―模具強(qiáng)度計(jì)算的許用應(yīng)力，取300 B底板總厚度，為63 L――支腳間距，為200代入數(shù)據(jù)可得t約為54mm，而該模具中的底板厚為63mm，符合要求?！　?.4其它機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)選用斜導(dǎo)滑塊，用銷釘將其與側(cè)型芯固定。在動(dòng)模上設(shè)計(jì)T形導(dǎo)滑槽，設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱時(shí)選擇截面為圓形的斜銷，抽芯距40mm，斜銷角度20°，斜銷直徑14mm，斜銷長(zhǎng)度183mm.采用導(dǎo)柱導(dǎo)向，采用四個(gè)導(dǎo)柱和導(dǎo)套，導(dǎo)柱直徑16設(shè)計(jì)中選用推管推出制件，由于該制件型芯為小型芯，所以采用配合37，。零件為對(duì)稱形狀，且為小型制件，根據(jù)模擬結(jié)果，選擇4條冷卻水回路就可以達(dá)到冷卻效果57，0. 5模具材料的選用成型零件材料選用的要求：機(jī)械加工性能良好、拋光性能優(yōu)良、耐磨性和抗疲勞性能良好、具有耐腐蝕性能。本次設(shè)計(jì)中，動(dòng)、定模板都選用45鋼，并進(jìn)行淬火處理，硬度達(dá)到HB230 ~270，動(dòng)、定模座板和墊塊選用Q235A，彈簧選用65Mn，推桿選用40Cr，定模座板和動(dòng)模座板選用Q235A，其它零件選6結(jié)語(yǔ)塑料油管注塑模具的設(shè)計(jì)采用一模兩腔，經(jīng)生產(chǎn)驗(yàn)證，該模具排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)效果好，口模及芯棒設(shè)計(jì)符合要求，成型的塑料件質(zhì)量較好，表面輪廓清楚、光滑。在生產(chǎn)過(guò)程中，模具運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，可靠性高，適宜大批量生產(chǎn)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。