塑料油管注塑模具設計

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隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，塑料在各類產品中的應用越來越多，其涉及領域已從產品的外殼制造延伸到產品的內部零件，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，結構比較復雜，精度要求較高，因此設計難度較大。筆者使用模具CAD設計技術，對塑料油管注塑模具進行了設計。　　1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強度，還具有耐疲勞性、耐油性和耐過氧化物的能力。采用一模兩腔的方式，距離為90mm.在設計模具之前采用Moldflow對制件的成型工藝進行了分析。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；充填時間13s；保壓時間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；冷凝時間26. 2注塑機的選擇與校核注塑機的選擇注射容量是選擇注塑機的重要依據(jù)。注塑機容量以體積表示時，制件的體積（V件，含澆注系統(tǒng)的體積）應小于注塑機的注射容量（V注），其校核關系式為：V件矣0.8 V注?！　oldflow分析結果顯示，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.粗選注塑機型號為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注塑機校核模具設計時，必須使得在一個注射成型周期內所需的塑料熔體的容量或質量在注射機額定注射量的80%以內。在本設計中，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型注塑機是符合注射容量要求的?！　∽⑺軌毫Φ男：耸侵感：俗⑺軝C的最大注塑壓力要大于成型該制品所需要的注塑壓力。本次設計國家自然科學基金項目（10947124）、西安科技大學培育基金的最大注塑壓力為108MPam，而所選注塑機的注塑壓力為119MPa，滿足注塑壓力要求?！　「邏核芰先垠w充入模型腔時，在注塑機軸向上產生推力應小于注塑機額定的鎖模力。否則在注射成型時會因鎖模不緊而發(fā)生溢邊跑料現(xiàn)象。根據(jù)Moldflow得出的鎖模力為68. 6MPa，而該注塑機的額定鎖模力為90.0MPa，符合要求。　　XS-ZY-125型注塑機具有液壓-機械式合模機構，其最大開模行程是由肘桿機構的最大行程決定的，而不受模具厚度的影響，當模具厚度變化時可由其調模裝置調整。校核時只需滿足注塑機最大開模行程大于模具所需的開模距離即可?！　「鶕?jù)零部件的設計尺寸、標準模架的選用方法3澆注系統(tǒng)設計3.1流道設計澆注系統(tǒng)結構如所示。主流道內表面粗糙度約為0.63m，a=4°。澆口套選用優(yōu)質鋼T8A，其硬度低于注塑機噴嘴的硬度。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，起分流和轉換方向的作用。其布局如所示，截面直徑為8mm，內表面粗糙度為1.6Am.3.2澆口與冷料穴設計側澆口形式具有冷卻時間短、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。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。但本次設計的塑料制件是輸油管接頭，它對外觀的要求不是很高，所以選擇矩形側澆口，它具有易去除凝料的特點，還可以省去拉料桿的設計。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，所以設計直徑為14mm. 4成型零部件設計4.1分型面的選擇成型零件是注射模具的核心部位。設計中，分型面的選擇遵循了保證制件質量、便于制品脫模和簡化模具結構的總原則，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，該注塑機要求模具的厚度為200標準模架的尺寸及塑料制件的大小，選擇定模板厚為40mm，動模板厚為50mm，塾塊厚為63mm，定模座板和動模座板均為25mm，模具的總厚度為203mm，符合注塑機的合模要求。該模具的整體結構如所示?！　?一彈簧；2―前頂板；3―后頂板；4一型芯；5―動模座板；6―塾塊；7―動模板；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―斜導柱；14一斜滑塊；15―楔緊塊；16―定模板模具總體結構簡圖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，該塑料件為小型塑料件，精度要求達到中等即可，所以公差取MT4級。塑料件尺標注如所示?！　∷芰霞叽鐦俗?.3模具成型零件強度校核本制件的生產模具屬小型模具，對于中小型模具強度，只需模板的有效使用面積不大于其長度和寬度的60%.而本次設計的模板尺寸為：上模板290=72500（mm2），其有效使用面積通過Unigraphics測得約為24000mm2，小于模板面積的60%，所以該設計的模具是符合強度要求的。該模具的型腔為組合式矩形型腔，其底板厚度⑴采用式（1）計算：經驗值取37MPa左右；7―模具強度計算的許用應力，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。　　4.4其它機構設計選用斜導滑塊，用銷釘將其與側型芯固定。在動模上設計T形導滑槽，設計斜導柱時選擇截面為圓形的斜銷，抽芯距40mm，斜銷角度20°，斜銷直徑14mm，斜銷長度183mm.采用導柱導向，采用四個導柱和導套，導柱直徑16設計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，。零件為對稱形狀，且為小型制件，根據(jù)模擬結果，選擇4條冷卻水回路就可以達到冷卻效果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。本次設計中，動、定模板都選用45鋼，并進行淬火處理，硬度達到HB230 ~270，動、定模座板和墊塊選用Q235A，彈簧選用65Mn，推桿選用40Cr，定模座板和動模座板選用Q235A，其它零件選6結語塑料油管注塑模具的設計采用一模兩腔，經生產驗證，該模具排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)效果好，口模及芯棒設計符合要求，成型的塑料件質量較好，表面輪廓清楚、光滑。在生產過程中，模具運動平穩(wěn)，可靠性高，適宜大批量生產，具有良好的經濟效益。