4.2 首饰盒注射模具设计与制造
如图4-2、4-3所示首饰盒塑料件工程图,图4-4为三维结构。塑件材料为ABS,未注壁厚均为1.5mm,颜色为灰色或瓷白,大批量生产。要求塑件不允许有飞边、毛刺、缩孔、气泡、裂纹与划伤等缺陷。试设计并制造注射模具。
图4-2 合盖塑件 图4-3 盒体塑件
4.2.1 首饰盒塑件原材料与结构工艺性分析 1.首饰盒原材料性能与使用要求
该塑件所用塑料为ABS,是家用电器及汽车行业常用的一种热塑性工程塑料,具有优良的综合性能。
模具设计方面注意事项:需采用较高的料温与模温;注意选择浇口位置,避免浇口与熔接痕位于塑料件显眼处;塑料件顶出时表面易顶白或拉白,因此应合理设计顶出机构;溢边值为0.04mm。
2. 注塑成型工艺条件
1) ABS具有吸湿性,吸水率少高,若存放严密, 图4-4 首饰盒塑件三维结构 可不干燥。通常工厂生产前都有干燥。干燥温度T=80-85°C,干燥时间2-4小时。成型收缩率在0.3%~0.8%之间,通常取平均收缩率0.5%。
2)注塑工艺条件
① 熔化温度 170-200℃,建议温度185℃;② 模具温度 50-80℃ (模具温度将影响
塑件表面粗糙度,温度较低则导致塑件表面质量差);③ 注射压力取50-100MPa;④ 注射速度宜中高速度。
(3)注意点 对于电镀产品,表面质量要好,不允许有顶出痕迹。壁厚不能太薄,厚壁有利于电镀。
3. 首饰盒结构工艺性分析 1)塑件尺寸精度分析
该塑件属于日用品,零件较小,外形不复杂,精度要求不高,配合部位精度为MT4,其他尺寸精度为MT6。注射成型尺寸精度容易保证。
2)塑件表面质量分析
该塑件要求外形美观,表面粗糙度0.1μm,要求较高。另外求塑件不允许有飞边、毛刺、缩孔、气泡裂纹与划伤等缺陷。壁厚为1.5mm,容易注射成型,ABS成型性能较好,塑件外观质量容易保证。
3)塑件结构工艺性分析
由塑件图纸可知,零件为盒形体,结构简单,尺寸精度一般,壁厚均匀且符合最小厚度要求,采用注射成型工艺方案最佳。
4.2.2 注射成型设备选择与成型工艺编制 1. 模具型腔的选择
该塑件尺寸较小,复杂程度一般,但表面质量要求较高,两个塑件外形相似,质量接近,采用一模两腔的模具结构较合理,即一次生产可注射盒体和盒盖两个塑料件。
2. 塑件体积和质量计算
由三维软件可计算塑件体积为:V=V1+V2= cm 流道体积V′= cm
查ABS塑料密度ρ=1.04g/cm,塑件质量m=(V+ V′)ρ=( + )×1.04= g 3. 注射机初步选择
根据塑件外形尺寸,估算模架尺寸。ABS塑料适合螺杆式注射机,查塑料注射成型工艺参数表,注射压力在P=50~100Mpa之间。
注射机锁模力:F机 ≥P模 ·A面 浇注系统和塑件在分型面上的投影面积
A面≈π(D1/2)+π(D1/2)+π(D3/2)+6×35=3.14×(24.9+29.5+3)+210 =4707.7+210=4917.7mm=4.92×10m
查本书表7-21,得模具内型腔压强P模=30×10Pa F机 ≥P模 ·A面=20×10×4.92×10=98400N=98.4KN
查本书表8-12,XS-Z-60注射机锁模力和注射量均能保证。初选螺杆式注射机型号XS-Z-60。
3. 编制注射成型工艺
6
-3
6
2
-32
2
2
2
2
2
2
3
3
3
1)注射成型工艺参数的确定 查本书表7-18、表7-22,把相关内容填入下表。
2)填写注射成型工艺卡,如表4-15所示。 4.2.3 首饰盒注射模具结构设计 1.分型面选择
该塑件结构较简单,分型面选在外形最大轮廓处,如图4-5所示。
(a)盒体分型面选择
(b)盒盖分型面选择 图4-5 首饰盒塑件分型面确定
2.浇注系统设计
塑件尺寸较小,型腔排列为一模两件,能采用的浇口形式有点浇口、侧浇口、潜伏式浇口。点浇口使盒盖塑件表面留有浇口痕迹,外观质量达不到要求,不能采用。而侧浇口与潜伏式浇口的痕迹都在塑件背面不明显处,不影响外观质量,均可采用。本套模具采用侧浇口。由塑件结构可知,分流道和浇口若选在塑件中心位置,模具两个型腔此处均有镶件,注射时高压熔融塑料直接冲击镶件,将会使镶件变形甚至弯曲断裂。因此应采用圆弧形分流道以避开模具镶件,如图4-6所示。 为确保塑件留在动模,防止主流道留在定模,主流道底部设计Z型拉料装置。主流道、分流道、浇口与
冷料穴结构尺寸如图4-7所示。
图4-6分流道形式与浇口位置
3.确定型腔、型芯镶件 1)动模型芯结构确定
由于动模型芯结构较复杂,镶拼零件较多,通常模具设计从动模型芯开始。为便于动模型芯加工和抛光及节约贵重模具钢材,动模型芯采用组合式镶拼结构,如图4-8所示。
2)定模型腔结构确定
为方便定模型腔数铣加工、配研和抛光,也采用组
合镶拼式结构,在模板上开框镶入,如图4-6所示。
型腔、型芯尺寸传统计算方法见教材“注射模成型零件尺寸确定”,在3D设计中只需输入收缩率与脱模斜度,绘图软件会自动计算模具工作零件的相关尺寸。
3)型腔排位
型腔排位如图4-9所示。 4)定模镶件尺寸确定
取模腔到镶件边缘距离20mm, 图4-7 浇注系统结构与尺寸 则镶件宽度:B1=75+2×25=125mm,圆整为130mm。 镶件长度:L1=2×(74+25)+2×25=248mm,圆整为250mm。
模腔最深处h=12.9mm,取定模镶件厚度H1=15+12.9=27.9mm,圆整为30mm。
查5-7表选取定模板厚度A=35mm。 图4-8 动模镶拼结构 5)动模镶件尺寸确定
动模镶件可直接把凸模加工好后镶入动模板内。动模镶件最高凸起11.4mm,取动模板
厚度B=25mm。
图4-9 型腔排位
4. 确定模架型号与规格 1)动、定模板尺寸选择
定模板尺寸:长×宽×高=(250+2×25)×(130+2×25)×(30+20)
=300mm×180mm×50mm
动模板长宽尺寸和定模板取一致,厚度取25mm,即300mm×180mm×25mm 2)模架选择
由浇注系统和动模型芯镶拼结构,查本书表5-4,选择直浇口A型基本模架。 由动、定模板尺寸,查本书表5-7,选用1830模架较合适,即:宽×长=180mm×300mm。 查本书表5-7,支承板厚度取35mm。 5. 侧向抽芯机构设计
两个塑件都存在侧凸搭扣结构,尺寸为8mm×0.8mm,4mm×l.2mm。两处侧抽芯位置较小,采用其他抽芯结构较难实现,模具结构也复杂。因此采用斜顶杆侧抽芯结构比较合适。侧凸较小,抽芯距取4mm,塑件推出高度15mm已完全脱离动模型芯,取推出距离为25mm,用作图法求得斜推杆倾斜角度为10.1°,圆整为10°,如图4-10所示。为使斜推杆在推出时稳定可靠,设计斜推杆导向底座,
如图4-11所示。 图4-10 斜顶杆角度
用同样方法设计另一处斜推杆。 6.脱模机构设计
该盒形塑件深度较低,加强筋较少,脱模斜度足够。因此本套模具主要采用推杆推出,在有搭扣和加强筋处设计有两条斜推杆。
在φ2铰链处采用活动型芯,该处塑件没有封闭,只有两面贴紧活动型芯,包紧力很小,因此塑件被推出后采用手工脱模,结构如图4-12所示。推出形式与推杆平面位置如图4-13所示。
7.冷却系统设计
1)定模型腔镶件采用直通式水流冷却,如图4-16所示。
2)动模主要是型芯温升高,应加强冷却。对于两个型芯采用冷却效果好的水井隔片式冷却,如图4-17 和4-18 所示。
8.排气系统设计
本套模具可利用分型面、推杆、斜顶杆、
活动型芯等零件之间的间隙进行排气。
图4-11斜顶杆设计 图4-12活动型芯结构
9.模具整体结构设计与绘图步骤
由上面计算与分析,可进行模具整体结构设计,过程如下: 1)打开AutoCAD,建立新图名,将该制品图形插入;
2)建立新图层:其中包括尺寸线图层、冷却水图层、推杆图层、型腔和型芯图层、中心线图层、虚线图层;
3)将图纸缩放到1:1,塑件尺寸加收缩率;
4)将塑件图镜射成型腔、型芯图,并更换成型腔、型芯图层; 5)绘制并完善各零件; 6)标注总体、配合和主要零件外形尺寸;
7)调入图框,填写标题栏和明细表,详细说明技术要求; 8)清理图块,减小占用计算机空间。
如图4-14所示为模具立体结构,图4-15为模具平面结构。 模具装配标题栏与明细表参见表4-16。
图4-13 推出形式与推杆平面位置
图4-14模具装配立体图
图4-15模具装配图
10. 注射机校核
本模具的外形尺寸为300mm×2300mm×240mm。查本书表8-12,XS-Z-60型注射机模板最大安装尺寸为190mm×300mm,模具最大安装厚度200mm,最小厚度70mm。
本套模具的闭合高度H=240mm,因此,厚度不能满足模具的安装要求,长宽尺寸也没有安装余量,初选注射机不合用。
查本书表8-12,选用XS-Z-125型注射机的最大开模行程S=300mm,最大模具厚度300mm,长宽最大安装尺寸260×300,满足要求。
两板模开模行程计算:S min≥H 1+H2+A+C+(5~10)=15+70+10=95mm,满足开模要求。
因此,XS-ZY-125型注射机能够满足使用要求。 4.2.4 首饰盒注射模具主要零件设计与制造
由装配图拆画模具零件图,如图4-16~图4-20所示。根据模具零件图内容编制机械加工工艺规程,如表4-17~表4-21所示。
技术要求
1. 外形加工完成后装入定模板内,配作φ14浇口套孔,装入浇口套;2.数铣型腔、分流道。
图4-16 定模型腔镶件
表4-16 首饰盒注射模标题栏、明细表(工厂生产常用格式)
表4-17 定模型腔镶件机械加工工艺规程卡
技术要求
1.组合镶拼型芯1、2、3分别线切割成型,未注脱模斜度均为0.5°; 2. 数控铣R1.5mm,R6.5mm,成型面锥度0.5°;
3.抛光型芯成型面至Ra=0.04μm; 4.镶件配作φ4mm销钉,装配后整体装入动模板内。
图4-17 动模型芯Ⅰ
表4-18动模型芯Ⅰ机械加工工艺规程卡
技术要求
1.型芯外形线切割加工; 2.型芯装入动模板后数控铣R7.5mm,线切割斜顶杆孔;
3.电火花加工筋位。
图4-18 动模型芯Ⅲ
技术要求 技术要求 全部线切割成型 全部线切割成型 图4-19 外侧斜顶杆 图4-20 内侧斜顶杆
技术要求
线切割成型,抛光成型面。
图4-21 活动型芯
表4-22 活动型芯机械加工工艺规程卡
图4-22动模板
图4-23 支承板
图4-24 导向座
图4-25 推杆固定板
4.2.5 首饰盒注射模具装配与试模
模具零件加工完毕经检验合格,对照明细表核对数量,完成零件需要倒角、去棱的工作,清洗零件,领取标准件。准备装配工具,为模具总装做好准备。
1. 定模装配与配做加工
把定模小型芯4装入定模型腔镶件5中,装配到位后修平底面。把装配好的定模型腔镶件5装入定模板7中,在分型面处镶件应高出0.2mm,收紧4颗M8螺钉。
按基准面把定模板和定模座板装配在一起,保证基准面平齐,收紧6颗M12螺钉。配钻φ13.8mm孔,用φ14铰刀铰孔,保证公差要求。镗浇口套大端沉孔φ31×10,装入浇口套。定位圈与定模座板配作2×M8螺纹孔,攻丝后装上定位圈,收紧螺钉,确保定位圈能压紧浇口套。
编程后在数控铣床上加工分流道和浇口。 2.动模装配与配做加工
把动模型芯Ⅰ三个零件组装后装入动模板对应固定孔中,然后装入动模型芯Ⅱ,修平底面。把动模型芯Ⅲ装入动模板对应固定孔中。装配时确保垂直装入,底面与动模板平齐。
按基准面把支承板和定模板对齐,收紧动模型芯Ⅰ和型芯Ⅲ螺钉。 编程后数控铣动模型芯Ⅰ和动模型芯Ⅲ。用φ2中心钻定位各顶杆孔位置。 线切割编程后,切割两处斜推杆孔(用大锥度线切割机床),活动型芯孔。
按基准装入推杆固定板、复位杆、推板、垫块、定模座板,收紧6颗M12螺钉。钻铰各顶杆孔,在支承板和推杆固定板上配作顶杆孔。
拆除支承板,单边扩大斜推杆过孔4mm,推杆过孔扩大1mm。
线切割加工推杆固定板上两处导向座矩形孔,一处活动型芯孔。顶杆孔扩大1mm。 粗加工复位杆和推杆长度,留精修量0.2mm,装入动模后把复位杆与分型面修平,推杆与动模型芯修平(可采用电火花机床修正)。
3.动定模成型零件粗抛光
动、定模成型零件粗抛光,去除刀纹和加工痕迹。 4.动、定模配研(飞模)
动、定模分别加工、装配和配作完成后,合模配研碰穿面、擦穿面。通常适用红丹粉和机油混合成糊状物,涂在模具主分型面一侧及需要碰穿的突出零件表面上,涂抹要均匀,薄薄一层即可,不能过厚或堆积。动、定模安装在研合计上合模,通常碰穿的型芯都留有0.2mm配研修整量。然后打开模具,检查主分型面另一侧及碰穿部位另一侧是否沾有红丹,若模具碰穿部位沾有红丹,而分型面一侧没有,说明碰穿型芯过高,否则型芯过低(不允许),修整型芯,再合模、开模,检查碰穿面,直到分型面和碰穿面都完全贴合为止,完成配研。
小型塑料模具可人工开、合模配研,而大中型塑料模具比较重,需在研合机上进行配研。
装配完成后的真实模具如图4-26所示。 4.首次试模
在模具制造基本完成后(镜面或有要求 图4-26 装配完成后的真实模具 的表面还没有精抛光),必先上机试模。其目的是提早发现模具设计及制造中的问题,以便及时对模具加以改进和修正,同时通过试模,初步提供塑件的成型条件。
试模前安装模具全部附件,如冷却水嘴、抽芯机构、热流道模具的加热与温控装置。首次试模后,检查塑件壁厚是否均匀、碰穿面、擦穿面、有无飞边、脱模情况、有无困气,注塑工艺参数有无异常等情况,详细内容参见“4.5模具试模与维修”。
模具设计人员应对塑件成型性能、成型工艺、成型设备、模具安装等技术应有足够的了解,并亲临现场参加试模验证,对出现的问题拟订正确的修模方案,以节约工时,减少试模次数。
模具安装在注塑机上后的动模顶出状态如图4-27所示,注塑完成后开模状态如图4-28所示,试模后的塑料件如图4-29所示。
图4-27首饰盒模具动模顶出状态 图4-28首饰盒模具注塑成型后开模状态
5.模具精抛光 首次试模后出现的问题解决后,进行二次、三次试模,直到塑件形状和尺寸完全复合图纸要求,而塑件件表面质量暂时还达不到要求。接下来就是模具成型零件精抛光,抛光完成后再进行试模,最后塑件完全达到图纸要求,制造与试模完毕。模具成型零件
喷涂防锈剂,打标记入库或交付客户。 图4-29首饰盒试模后塑料件
4.2 首饰盒注射模具设计与制造
如图4-2、4-3所示首饰盒塑料件工程图,图4-4为三维结构。塑件材料为ABS,未注壁厚均为1.5mm,颜色为灰色或瓷白,大批量生产。要求塑件不允许有飞边、毛刺、缩孔、气泡、裂纹与划伤等缺陷。试设计并制造注射模具。
图4-2 合盖塑件 图4-3 盒体塑件
4.2.1 首饰盒塑件原材料与结构工艺性分析 1.首饰盒原材料性能与使用要求
该塑件所用塑料为ABS,是家用电器及汽车行业常用的一种热塑性工程塑料,具有优良的综合性能。
模具设计方面注意事项:需采用较高的料温与模温;注意选择浇口位置,避免浇口与熔接痕位于塑料件显眼处;塑料件顶出时表面易顶白或拉白,因此应合理设计顶出机构;溢边值为0.04mm。
2. 注塑成型工艺条件
1) ABS具有吸湿性,吸水率少高,若存放严密, 图4-4 首饰盒塑件三维结构 可不干燥。通常工厂生产前都有干燥。干燥温度T=80-85°C,干燥时间2-4小时。成型收缩率在0.3%~0.8%之间,通常取平均收缩率0.5%。
2)注塑工艺条件
① 熔化温度 170-200℃,建议温度185℃;② 模具温度 50-80℃ (模具温度将影响
塑件表面粗糙度,温度较低则导致塑件表面质量差);③ 注射压力取50-100MPa;④ 注射速度宜中高速度。
(3)注意点 对于电镀产品,表面质量要好,不允许有顶出痕迹。壁厚不能太薄,厚壁有利于电镀。
3. 首饰盒结构工艺性分析 1)塑件尺寸精度分析
该塑件属于日用品,零件较小,外形不复杂,精度要求不高,配合部位精度为MT4,其他尺寸精度为MT6。注射成型尺寸精度容易保证。
2)塑件表面质量分析
该塑件要求外形美观,表面粗糙度0.1μm,要求较高。另外求塑件不允许有飞边、毛刺、缩孔、气泡裂纹与划伤等缺陷。壁厚为1.5mm,容易注射成型,ABS成型性能较好,塑件外观质量容易保证。
3)塑件结构工艺性分析
由塑件图纸可知,零件为盒形体,结构简单,尺寸精度一般,壁厚均匀且符合最小厚度要求,采用注射成型工艺方案最佳。
4.2.2 注射成型设备选择与成型工艺编制 1. 模具型腔的选择
该塑件尺寸较小,复杂程度一般,但表面质量要求较高,两个塑件外形相似,质量接近,采用一模两腔的模具结构较合理,即一次生产可注射盒体和盒盖两个塑料件。
2. 塑件体积和质量计算
由三维软件可计算塑件体积为:V=V1+V2= cm 流道体积V′= cm
查ABS塑料密度ρ=1.04g/cm,塑件质量m=(V+ V′)ρ=( + )×1.04= g 3. 注射机初步选择
根据塑件外形尺寸,估算模架尺寸。ABS塑料适合螺杆式注射机,查塑料注射成型工艺参数表,注射压力在P=50~100Mpa之间。
注射机锁模力:F机 ≥P模 ·A面 浇注系统和塑件在分型面上的投影面积
A面≈π(D1/2)+π(D1/2)+π(D3/2)+6×35=3.14×(24.9+29.5+3)+210 =4707.7+210=4917.7mm=4.92×10m
查本书表7-21,得模具内型腔压强P模=30×10Pa F机 ≥P模 ·A面=20×10×4.92×10=98400N=98.4KN
查本书表8-12,XS-Z-60注射机锁模力和注射量均能保证。初选螺杆式注射机型号XS-Z-60。
3. 编制注射成型工艺
6
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2
2
2
2
2
3
3
3
1)注射成型工艺参数的确定 查本书表7-18、表7-22,把相关内容填入下表。
2)填写注射成型工艺卡,如表4-15所示。 4.2.3 首饰盒注射模具结构设计 1.分型面选择
该塑件结构较简单,分型面选在外形最大轮廓处,如图4-5所示。
(a)盒体分型面选择
(b)盒盖分型面选择 图4-5 首饰盒塑件分型面确定
2.浇注系统设计
塑件尺寸较小,型腔排列为一模两件,能采用的浇口形式有点浇口、侧浇口、潜伏式浇口。点浇口使盒盖塑件表面留有浇口痕迹,外观质量达不到要求,不能采用。而侧浇口与潜伏式浇口的痕迹都在塑件背面不明显处,不影响外观质量,均可采用。本套模具采用侧浇口。由塑件结构可知,分流道和浇口若选在塑件中心位置,模具两个型腔此处均有镶件,注射时高压熔融塑料直接冲击镶件,将会使镶件变形甚至弯曲断裂。因此应采用圆弧形分流道以避开模具镶件,如图4-6所示。 为确保塑件留在动模,防止主流道留在定模,主流道底部设计Z型拉料装置。主流道、分流道、浇口与
冷料穴结构尺寸如图4-7所示。
图4-6分流道形式与浇口位置
3.确定型腔、型芯镶件 1)动模型芯结构确定
由于动模型芯结构较复杂,镶拼零件较多,通常模具设计从动模型芯开始。为便于动模型芯加工和抛光及节约贵重模具钢材,动模型芯采用组合式镶拼结构,如图4-8所示。
2)定模型腔结构确定
为方便定模型腔数铣加工、配研和抛光,也采用组
合镶拼式结构,在模板上开框镶入,如图4-6所示。
型腔、型芯尺寸传统计算方法见教材“注射模成型零件尺寸确定”,在3D设计中只需输入收缩率与脱模斜度,绘图软件会自动计算模具工作零件的相关尺寸。
3)型腔排位
型腔排位如图4-9所示。 4)定模镶件尺寸确定
取模腔到镶件边缘距离20mm, 图4-7 浇注系统结构与尺寸 则镶件宽度:B1=75+2×25=125mm,圆整为130mm。 镶件长度:L1=2×(74+25)+2×25=248mm,圆整为250mm。
模腔最深处h=12.9mm,取定模镶件厚度H1=15+12.9=27.9mm,圆整为30mm。
查5-7表选取定模板厚度A=35mm。 图4-8 动模镶拼结构 5)动模镶件尺寸确定
动模镶件可直接把凸模加工好后镶入动模板内。动模镶件最高凸起11.4mm,取动模板
厚度B=25mm。
图4-9 型腔排位
4. 确定模架型号与规格 1)动、定模板尺寸选择
定模板尺寸:长×宽×高=(250+2×25)×(130+2×25)×(30+20)
=300mm×180mm×50mm
动模板长宽尺寸和定模板取一致,厚度取25mm,即300mm×180mm×25mm 2)模架选择
由浇注系统和动模型芯镶拼结构,查本书表5-4,选择直浇口A型基本模架。 由动、定模板尺寸,查本书表5-7,选用1830模架较合适,即:宽×长=180mm×300mm。 查本书表5-7,支承板厚度取35mm。 5. 侧向抽芯机构设计
两个塑件都存在侧凸搭扣结构,尺寸为8mm×0.8mm,4mm×l.2mm。两处侧抽芯位置较小,采用其他抽芯结构较难实现,模具结构也复杂。因此采用斜顶杆侧抽芯结构比较合适。侧凸较小,抽芯距取4mm,塑件推出高度15mm已完全脱离动模型芯,取推出距离为25mm,用作图法求得斜推杆倾斜角度为10.1°,圆整为10°,如图4-10所示。为使斜推杆在推出时稳定可靠,设计斜推杆导向底座,
如图4-11所示。 图4-10 斜顶杆角度
用同样方法设计另一处斜推杆。 6.脱模机构设计
该盒形塑件深度较低,加强筋较少,脱模斜度足够。因此本套模具主要采用推杆推出,在有搭扣和加强筋处设计有两条斜推杆。
在φ2铰链处采用活动型芯,该处塑件没有封闭,只有两面贴紧活动型芯,包紧力很小,因此塑件被推出后采用手工脱模,结构如图4-12所示。推出形式与推杆平面位置如图4-13所示。
7.冷却系统设计
1)定模型腔镶件采用直通式水流冷却,如图4-16所示。
2)动模主要是型芯温升高,应加强冷却。对于两个型芯采用冷却效果好的水井隔片式冷却,如图4-17 和4-18 所示。
8.排气系统设计
本套模具可利用分型面、推杆、斜顶杆、
活动型芯等零件之间的间隙进行排气。
图4-11斜顶杆设计 图4-12活动型芯结构
9.模具整体结构设计与绘图步骤
由上面计算与分析,可进行模具整体结构设计,过程如下: 1)打开AutoCAD,建立新图名,将该制品图形插入;
2)建立新图层:其中包括尺寸线图层、冷却水图层、推杆图层、型腔和型芯图层、中心线图层、虚线图层;
3)将图纸缩放到1:1,塑件尺寸加收缩率;
4)将塑件图镜射成型腔、型芯图,并更换成型腔、型芯图层; 5)绘制并完善各零件; 6)标注总体、配合和主要零件外形尺寸;
7)调入图框,填写标题栏和明细表,详细说明技术要求; 8)清理图块,减小占用计算机空间。
如图4-14所示为模具立体结构,图4-15为模具平面结构。 模具装配标题栏与明细表参见表4-16。
图4-13 推出形式与推杆平面位置
图4-14模具装配立体图
图4-15模具装配图
10. 注射机校核
本模具的外形尺寸为300mm×2300mm×240mm。查本书表8-12,XS-Z-60型注射机模板最大安装尺寸为190mm×300mm,模具最大安装厚度200mm,最小厚度70mm。
本套模具的闭合高度H=240mm,因此,厚度不能满足模具的安装要求,长宽尺寸也没有安装余量,初选注射机不合用。
查本书表8-12,选用XS-Z-125型注射机的最大开模行程S=300mm,最大模具厚度300mm,长宽最大安装尺寸260×300,满足要求。
两板模开模行程计算:S min≥H 1+H2+A+C+(5~10)=15+70+10=95mm,满足开模要求。
因此,XS-ZY-125型注射机能够满足使用要求。 4.2.4 首饰盒注射模具主要零件设计与制造
由装配图拆画模具零件图,如图4-16~图4-20所示。根据模具零件图内容编制机械加工工艺规程,如表4-17~表4-21所示。
技术要求
1. 外形加工完成后装入定模板内,配作φ14浇口套孔,装入浇口套;2.数铣型腔、分流道。
图4-16 定模型腔镶件
表4-16 首饰盒注射模标题栏、明细表(工厂生产常用格式)
表4-17 定模型腔镶件机械加工工艺规程卡
技术要求
1.组合镶拼型芯1、2、3分别线切割成型,未注脱模斜度均为0.5°; 2. 数控铣R1.5mm,R6.5mm,成型面锥度0.5°;
3.抛光型芯成型面至Ra=0.04μm; 4.镶件配作φ4mm销钉,装配后整体装入动模板内。
图4-17 动模型芯Ⅰ
表4-18动模型芯Ⅰ机械加工工艺规程卡
技术要求
1.型芯外形线切割加工; 2.型芯装入动模板后数控铣R7.5mm,线切割斜顶杆孔;
3.电火花加工筋位。
图4-18 动模型芯Ⅲ
技术要求 技术要求 全部线切割成型 全部线切割成型 图4-19 外侧斜顶杆 图4-20 内侧斜顶杆
技术要求
线切割成型,抛光成型面。
图4-21 活动型芯
表4-22 活动型芯机械加工工艺规程卡
图4-22动模板
图4-23 支承板
图4-24 导向座
图4-25 推杆固定板
4.2.5 首饰盒注射模具装配与试模
模具零件加工完毕经检验合格,对照明细表核对数量,完成零件需要倒角、去棱的工作,清洗零件,领取标准件。准备装配工具,为模具总装做好准备。
1. 定模装配与配做加工
把定模小型芯4装入定模型腔镶件5中,装配到位后修平底面。把装配好的定模型腔镶件5装入定模板7中,在分型面处镶件应高出0.2mm,收紧4颗M8螺钉。
按基准面把定模板和定模座板装配在一起,保证基准面平齐,收紧6颗M12螺钉。配钻φ13.8mm孔,用φ14铰刀铰孔,保证公差要求。镗浇口套大端沉孔φ31×10,装入浇口套。定位圈与定模座板配作2×M8螺纹孔,攻丝后装上定位圈,收紧螺钉,确保定位圈能压紧浇口套。
编程后在数控铣床上加工分流道和浇口。 2.动模装配与配做加工
把动模型芯Ⅰ三个零件组装后装入动模板对应固定孔中,然后装入动模型芯Ⅱ,修平底面。把动模型芯Ⅲ装入动模板对应固定孔中。装配时确保垂直装入,底面与动模板平齐。
按基准面把支承板和定模板对齐,收紧动模型芯Ⅰ和型芯Ⅲ螺钉。 编程后数控铣动模型芯Ⅰ和动模型芯Ⅲ。用φ2中心钻定位各顶杆孔位置。 线切割编程后,切割两处斜推杆孔(用大锥度线切割机床),活动型芯孔。
按基准装入推杆固定板、复位杆、推板、垫块、定模座板,收紧6颗M12螺钉。钻铰各顶杆孔,在支承板和推杆固定板上配作顶杆孔。
拆除支承板,单边扩大斜推杆过孔4mm,推杆过孔扩大1mm。
线切割加工推杆固定板上两处导向座矩形孔,一处活动型芯孔。顶杆孔扩大1mm。 粗加工复位杆和推杆长度,留精修量0.2mm,装入动模后把复位杆与分型面修平,推杆与动模型芯修平(可采用电火花机床修正)。
3.动定模成型零件粗抛光
动、定模成型零件粗抛光,去除刀纹和加工痕迹。 4.动、定模配研(飞模)
动、定模分别加工、装配和配作完成后,合模配研碰穿面、擦穿面。通常适用红丹粉和机油混合成糊状物,涂在模具主分型面一侧及需要碰穿的突出零件表面上,涂抹要均匀,薄薄一层即可,不能过厚或堆积。动、定模安装在研合计上合模,通常碰穿的型芯都留有0.2mm配研修整量。然后打开模具,检查主分型面另一侧及碰穿部位另一侧是否沾有红丹,若模具碰穿部位沾有红丹,而分型面一侧没有,说明碰穿型芯过高,否则型芯过低(不允许),修整型芯,再合模、开模,检查碰穿面,直到分型面和碰穿面都完全贴合为止,完成配研。
小型塑料模具可人工开、合模配研,而大中型塑料模具比较重,需在研合机上进行配研。
装配完成后的真实模具如图4-26所示。 4.首次试模
在模具制造基本完成后(镜面或有要求 图4-26 装配完成后的真实模具 的表面还没有精抛光),必先上机试模。其目的是提早发现模具设计及制造中的问题,以便及时对模具加以改进和修正,同时通过试模,初步提供塑件的成型条件。
试模前安装模具全部附件,如冷却水嘴、抽芯机构、热流道模具的加热与温控装置。首次试模后,检查塑件壁厚是否均匀、碰穿面、擦穿面、有无飞边、脱模情况、有无困气,注塑工艺参数有无异常等情况,详细内容参见“4.5模具试模与维修”。
模具设计人员应对塑件成型性能、成型工艺、成型设备、模具安装等技术应有足够的了解,并亲临现场参加试模验证,对出现的问题拟订正确的修模方案,以节约工时,减少试模次数。
模具安装在注塑机上后的动模顶出状态如图4-27所示,注塑完成后开模状态如图4-28所示,试模后的塑料件如图4-29所示。
图4-27首饰盒模具动模顶出状态 图4-28首饰盒模具注塑成型后开模状态
5.模具精抛光 首次试模后出现的问题解决后,进行二次、三次试模,直到塑件形状和尺寸完全复合图纸要求,而塑件件表面质量暂时还达不到要求。接下来就是模具成型零件精抛光,抛光完成后再进行试模,最后塑件完全达到图纸要求,制造与试模完毕。模具成型零件
喷涂防锈剂,打标记入库或交付客户。 图4-29首饰盒试模后塑料件