汽车后视镜毕业设计论文(含外文翻译)
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汽车后视镜毕业设计论文(含外文翻译)
工学学士学位论文
汽车后视镜注塑模具设计
2009年6月
工学学士学位论文
汽车后视镜注塑模具设计
本科生:
导师:
申请学位级别:工学学士
工程领域:机械工程
所在单位:机械工程学院
答辩日期:2009年6月
授予学位单位:
Dissertation for the Bachelor Degree of Engineering
Plastic Injection Mould Design of a Rearview Mirror of an Automobile
Candidate:
Supervisor:
Academic Degree Applied for:Bachelor of Engineering
Professional Field:Mechanical Engineering Date of Oral Examination:March,2009
University:
汽车后视镜注塑模具设计
摘要
模具是工业生产中的重要工艺装备,是国民经济各部门发展的重要基础之一。
由于我国塑料工业的快速发展,特别是工程塑料的高速发展。
今后我国塑料模具的发展速度仍将继续高于模具工业的整体发展速度。
随着CAD/CAE/CAM软件智能化的高速发展,塑料制件及模具的3D设计与成型过程中的CAE分析,将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。
本次设计的课题是“汽车后视镜的注塑模具设计”。
通过对其的工艺性分析,了解其生产技术要求,结合生产的实际环境和制造工艺性等,对其进行了注塑模具设计。
包括注塑成型工艺过程、分模面的设计、型腔设计、型芯设计、具体结构设计、零件工艺性分析、标准件的选用。
详细介绍了分型面、型腔布置、浇注系统、排气系统、加热、冷却系统、顶出机构、脱模机构以及主要零部件的设计过程。
在设计中采用了新的设计思想和新的设计流程,即在整个设计周期内使用使用相同的三维实体模型,以及使用一个基于知识库的三维辅助设计系统,从而降低了成本,缩短生产了周期,提高了生产效率。
关键词:塑料模具;注射成型;模具结构; 模具分析; CAD/CAM/CAE
Plastic Injection Mould Design of a Rearview Mirror of an Automobile
Abstract
The time,The mould is an important technical equipment in the industrial producing and an important basis in kinds of department’s developing in nation’s economy. Because of the rapid development of China’s plastic industry , especially in the aspect of engineering plastic. The plastic mould will develop more rapid than the whole mould industry in our country in the future. With the CAD/CAE/CAM software’s fast developing in intelligence, the plastic work pieces, the mould’s 3D design and its shaping process’ computer aided engineering will play an important role in our country’s plastic mould industry more and more. The subject of this design is “The Plastic Injection Mould Design of a Rearview Mirror of an Automobile”. Analysis the manufacturing-ability for the rearview mirror, realizing its technical specifications and coal the practicality cases of production and manufacture-ability will be done to design the injection plastics mould. The plastic injection mould design includes the injection molding technological process, the parting surface design, the cavity design, the core design, the particular structural design, the parts craft analysis and the choice for standard components,etc. It is detailed in introducing the dividing plane, cavity disposing, the gating system, the gas withdrawal system, the heating or cooling system, the pack out or divorce mechanism,and the design process for the mostly parts. The new design concepts and new design methods are adopted in the design process. Lower costs, shorten production cycles and increased productive efficiency, as using three-dimensional CAD solid model and a 3D CAD knowledge-based assisted injection mould design system for all phases of the product-mould development life cycle.
Keywords:plastic mould; injecting shape; mould structure; mould analyzing;
CAD/CAE/CAM
目录
摘要 (I)
Abstract................................................................................................................. I I
第1章绪论 (1)
1.1 目的 (1)
1.1.1 产品设计和重建模型 (1)
1.1.2 模具设计 (1)
1.1.3 模具制造 (1)
1.1.4 试具修模 (1)
1.1.5 制品分析的设计要求 (2)
1.1.6 计算制品的体积和质量 (2)
1.1.7明确塑料的特性 (3)
1.2 要求 (3)
1.3 设计思想和方法概述 (3)
1.4 设计软件选用 (4)
第2章型腔总体布置与分型面的选择 (5)
2.1 型腔总体布置 (5)
2.2分型面的选择 (5)
第3章注塑机的选用 (6)
3.1 浇注系统设计 (6)
3.2 浇口的设计 (7)
3.2.1 浇口位置的确定 (7)
3.2.2 浇口形式和数量的确定 (7)
3.2.3 浇口尺寸的确定 (7)
3.2.4 浇口零件 (8)
第4章成型零部件的设计 (9)
4.1 成型零部件的结构设计 (9)
4.1.1 凹模(型腔板) (9)
4.1.2 凸模(型芯板) (9)
4.2 成型零部件的工作尺寸计算 (10)
4.2.1 制品尺寸精度的影响因素 (10)
4.2.2成型零部件的尺寸计算 (10)
4.3 成型零件材料的选用及热处理方法 (13)
第5章侧向分型与抽芯机构设计 (15)
5.1 运动分析 (15)
5.2 抽芯机构主要参数的确定 (16)
第6章成型型腔壁厚和底板厚度的计算 (19)
6.1成型型腔壁厚的计算 (19)
6.2 型腔底板厚度计算 (20)
6.3 导向机构设计 (20)
6.4 导柱 (20)
6.5 导向孔 (20)
6.6 导柱的数量和布置 (21)
第7章脱模机构设计 (22)
7.1 脱模机构的设计原则 (22)
7.2 脱模力的计算 (22)
7.3 推出零件尺寸的确定 (23)
7.3.1 推杆直径的确定 (23)
7.3.2 推板厚度的计算 (24)
第8章模流分析 (25)
8.1 冷却系统的设计原则 (25)
8.2 模具温度对制品质量和生产效率的影响 (25)
8.3 冷却系统的分析计算 (26)
8.3.1 产量计算 (26)
8.3.2 冷却管道直径和管道空数 (26)
8.3.3 实际冷却系统布置 (28)
8.3.4 冷却管道接头设计 (28)
8.4 排气结构的设计 (29)
8.4.1 注塑机与注塑模具的关系 (29)
8.4.2 注射量的校核 (30)
8.4.3 注射压力的校核 (30)
8.5 锁模力的校核 (30)
8.6 模具安装部分的尺寸的校核 (31)
8.7 注塑工艺控制 (32)
8.7.1 填充控制 (32)
8.7.2 保压过程控制 (33)
8.7.3 保压切换控制 (34)
结论 (36)
致谢 (37)
参考文献 (38)
附录1 中文译文 (39)
附录2 英文原文 (45)
第1章绪论
1.1 目的
通过本次毕业设计掌握塑料、塑料制品、塑料成型工艺和塑料成型模具的基础知识、基础理论和基本的设计方法;能够使用CAD技术正确设计中等复杂程度的塑料模具;能够使用CAE技术对塑料成型过程中出现的常见缺陷进行正确的分析判断并能解决之,从而使最终的设计符合实际生产的相关技术要求。
为将来的进一步发展和创业打下较为牢固的基础。
1.1.1 产品设计和重建模型
模具设计人员根据用户提供的资料(一般包括3种类型的资料。
第一种是产品样件、第二种是图纸、第三种既有样品又有图纸,但需要修改样件模型),重新构筑新产品模型,设计详细的产品图纸,计算加工材料的收缩率,为模具设计做准备。
1.1.2 模具设计
根据上面做好的产品设计准备来确定注塑机型号,型腔数量和型腔排列、分型面、抽芯机构等,同时需要设计浇注系统、冷却系统、顶出系统、排气系统等。
最终还要确定模架等标准件,选用模具材料,绘制模具装配图和主要零部件图纸。
1.1.3 模具制造
在模具装配图及零部件图纸设计完成之后,经过一系列加工、制造和装配过程,完成模具的制造。
1.1.4 试具修模
在模具制造装配完成之后,就要在事先选定的注塑机上进行试模,如果试模顺利,就对产品尺寸形状进行效验,检查其与设计意图的匹配程度。
如果在试模中发现,模具本身存在问题,那么模具就要送回模具车间进行修模处理,直到试模成功,打出合格的产品。
因此,修模、试模是一个十分繁琐、复杂的过程。
在许多情况下,还要涉及到设计方案的修改,从而对模具进行较大程度的改变,造成反复的修模、试模。
我们应该注意到,反复的修模、试模会造成模具内部品质的变化(如出现内应力)导致整副模具的性能降低,从而最终的注塑品质不能达标,这时就存在着模具全部报废的可能。
为了避免出现上述的弊端,在设计过程中采用了以下的设计流程,如图1-1所示。
即在模具的整个设计制造生命周期内(包含了从产品设计到模具设计制造整个过程)使用统一的三维实体模型和知识数据库系统。
可以用以下的的图表加以表达这一思想,如图1-2所示。
图1-1 传统的设计方法[2]
图1-2 模具设计网络图[2]
1.1.5 制品分析的设计要求
本制品为某品牌汽车上的后视镜,选用的塑料为ABS ,整个制品的壁厚较厚,最厚处达到了6mm ,图纸要求零件必须光滑、平整,不得有缩孔、酥松等缺陷,不得有翘曲及变形。
1.1.6 计算制品的体积和质量
本制品的材料为ABS 。
三维造型如图1-3所示:
图1-3 制品模型
经设计软件提供的测量数据可以得:
制品体积为3234.227cm V =,ABS 材料密度为31.07g/cm ρ=,故其质量为234.227 1.070.251Kg m =⨯=。
1.1.7明确塑料的特性
1)基本特性
查文献[4]P273表2-28可知ABS塑料呈浅象牙色,树脂外形为粒状或珠状,是一种具有良好综合性能的工程塑料,它具有聚苯乙烯(PS)的良好成型工艺、聚丁二烯的韧度、聚丙烯腈的化学稳定性和硬度,其抗拉强度可达35~50Mpa,而且耐磨性很好,摩擦系数很低,但没有自润滑作用。
ABS的耐热、耐低温性能是它的另一优点。
一般ABS的使用温度为-40ºC~100ºC。
在-40ºC下仍表现较好的韧性。
ABS 的分子结构和微观结构复杂,使它不易结晶而呈无定形状,因而具有低的熔体黏度、低的收缩率和良好的成型性。
ABS的一些参数如下:
密度ρ=1.05g/cm3,熔化温度210ºC,分解温度250ºC以上,弹性模量E=1.4×103Mpa,成型收缩率ε=0.5-0.8%,泊松比μ=0.35。
2)成型特性[5]
不同品级的原料塑化温度略有差异,机筒温度可控制在160~220ºC范围内,喷嘴温度在170~180ºC内。
注塑压力在60~120Mpa,壁厚、浇口截面较大时,注塑压力可略低一些;而壁薄、流道较长时,注塑压力可提高至130~150Mpa。
注塑熔体流速以缓慢一些为好,这对保证制品表观质量,改善制品强度有利。
模具温度在60~70ºC。
较高的冷却温度,制品外表光泽,内应力小,但收缩率较大。
由于流道截面较大,制品固化时间有些延长,为了缩短成型周期,一般制品的模具温度应低一些。
制品的收缩率不大,但内应力较高。
必要时应进行热处里,在70ºC左右的热风循环中处理2~3h,缓慢冷却至室温,以消除制品的内应力。
1.2 要求
本次毕业设计中要理论联系实际。
在学习好相关的基础理论知识和基本设计方法的同时,还必须具备实际动手的能力即上机操作,要求熟练使用CATIA和Moldflow等软件。
1.3 设计思想和方法概述
摘自文献[1]现代的注塑模设计制造主要依靠CAD/CAM系统,CAD/CAM系统已经成为了一个有机整体。
整套系统与企业的人才、技术相结合,最终将决定企业的生产效率和产品的质量,其中的技术因素主要是企业在模具方面多年的积累的知识、经验和技巧,传统的的模具设计与制造大致分为以下几个步骤如图1-4所示:
图1-4 传统的设计方法[1]
1.4 设计软件选用
为了达到上述的设计思想,就需要一种设计软件将产品用户、产品设计者、模具设计者、模具工程分析者、模架和标准件提供商等联系起来。
大家在统一的软件平台上完成CAD/CAE/CAM。
选用一种合适的设计软件成为了革新旧的设计流程,采用新的设计方法的关键。
在本次设计中采用了CATIA(法国Dassault宇航公司开发)。
相比其他软件,具有以下优点[3]:强大的曲线、曲面功能,能够满足现在极为苛刻的产品曲面造型。
并行工程设计环境。
CATIA提供了多模型连接的工作环境和混合建模方式,真正实现了并行工程设计。
由于各模型之间的尺寸相互连接性,使得上游的设计结果可作为下游设计的参考,同时上游对设计的修改能直接对下游进行刷新,从而大大缩短了设计周期。
其数据格式已成为了机械设计领域的事实标准,被大多数的设计软件所承认兼容,从而避免了格式转换所带来的一系列问题。
第2章型腔总体布置与分型面的选择
2.1 型腔总体布置
(1)型腔数目的确定
由于制品体积较大,壁厚较厚,所以使用一模一腔的结构。
(2)分型面的设计
分型面:模具上用于取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。
一副模具可以有一个或一个以上的分型面,常见单分型面模具只有一个与开模运动方向垂直的分型面。
由于本模具采用针点浇口,所以还需增设一个取出浇注系统凝料的辅助分型面。
2.2分型面的选择
分型面选择是否合理对于塑件质量,模具制造与使用性能均有很大影响,它决定了模具的结构形式,是模具设计工作中的重要环节。
模具设计时应根据制品的结构形状,尺寸精度,浇注系统形式,推出形式,排气方式及制造工艺等各种因素,全面考虑,合理选择。
一般应考虑以下几个原则:
1)分型面选择应便于塑件脱模和简化模具结构,尽可能使塑件开模时留在动模。
2)分型面尽可能选择在不影响外观的部位,并使其产生的溢料边易于消除或修整。
3)分型面的选择应保证塑件尺寸精度。
4)分型面选择应有利于排气。
5)分型面选择应便于模具零件的加工。
6)分型面选择应考虑注塑机的技术规格。
参照以上原则,并考虑到分型面应安排在制品最大截面处,所以分型面的选择示意如图2-1所示:
图2-1 分型面示意图
第3章注塑机的选用
注塑机的选用要根据制品的材料,制品和浇注系统的总质量以及模具大致结构来选择合适的注塑机。
制品材料为ABS,宜用螺杆式注塑机。
其主要结构[6]如图3-1所示:
图3-1 螺杆式注塑机结构示意图
主要包括了射出系统(injection system)、模具系统(mold system)、油压系统(hydraulic system)、控制系统(control system)和锁模系统(clamping system)等五个单元。
制品的质量[6]为0.251Kg=251g,加上浇注系统的质量,共约300g。
3.1 浇注系统设计
浇注系统是指注塑模具中从主流道的始端到型腔之间的熔体进料通道,浇注系统的作用是将熔融状态的塑料填充到模具型腔内,并在填充及凝固过程中将注射压力传递到塑件各部位,而得到要求的塑件。
浇注系统一般由浇口,浇道,进料口,冷料穴四部分组成。
浇注系统的确定原则如下:
1)塑料成型特性。
设计浇注系统应适应所用塑料的成型特性的要求,以保证塑件质量。
2)塑件大小及形状。
根据塑件大小,形状壁厚,技术要求等因素。
结合选择分型面同时考虑设置浇注系统的形式,进料口数量及位置,保证正常成型,还应注意防止流料直接冲出嵌件及细弱型心或型芯受力不匀以及应充分估计可能应产生的质量弊病和部位等问题,从而采取相应的措施或留有休整的余地。
3)模具成型塑件的型腔数。
设置浇注系统还应考虑到模具是一模一腔或一模多腔,浇注系统需按型腔布局设计。
4)塑件外观。
设置浇注系统时应考虑到去除休整进料口方便,同时不影响塑件的外表美观。
5)注射机安装模板的大小。
在塑件投影面积比较大时,设置浇注系统是应考虑到注射机模板大小是否允许,并应防止模具偏单边开设进料口,造成注射时受力不匀。
6)成形效率。
在大量生产时设置浇注系统还应考虑到在保证成形质量的前提下尽量缩短流程,减少断面积以缩短填充及冷却时间,缩短成形周期,同时减少浇注系统损耗的塑料。
7)冷料。
在注射间隔时间内,喷嘴端部的冷料必须去除,防止注入型腔影响塑件质量,所以设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施。
3.2 浇口的设计
3.2.1 浇口位置的确定
考虑到脱模和制造的方便将浇口安排在制品的上表面。
同时由模流分析数据(模流软件Moldflow的具体使用及参数设置可见文献[1]、文献[6]和文献[8],这里不再详细说明使用方法和参数设置过程)表明将浇口安排在制品的上表面也是最为合理的。
浇口最佳位置示意如图3-2中颜色最深的地方为浇口放置最为合理的域。
图3-2 浇口最佳位置示意图
3.2.2 浇口形式和数量的确定
由于制品要求表面光滑,不得有明显缺陷、酥松。
从减小内应力和翘曲变形的角度出发,应采用多个点浇口。
但是采用多个点浇口后一方面出现熔接痕,影响制品表面质量;另一方面在出现熔接痕的地方制品的强度会降低,影响使用性能。
综合考虑,使用单一点浇口。
3.2.3 浇口尺寸的确定
查文献[9]P135、文献[10]P13,点浇口直径通常为0.5~1.8mm,浇口长度l通常为0.5~2.0mm,为了防止在切除浇口时损坏制品表面,通常采用如图所示的结构,其中R1是为了有利于熔体流动而设置的圆弧半径,R1约为 1.5~3.0mm,H约为0.7~3.0mm。
按经验,d选定为10mm,R1选定为2.0mm,H选定为1.5mm。
如图3-3所示
图3-3 浇口示意图
3.2.4 浇口零件
为了简化模具的制造,在本副模具中采用了浇口套与定位圈整体式[10]的形式,采用了两个M8的螺钉与定模支撑板相连接。
浇口套如图3-4所示:
图3-4 浇口套效果图
第4章成型零部件的设计
4.1 成型零部件的结构设计
成型零部件结构设计主要应在保证制品质量要求的前提下,从便于加工、装配、使用、维修等角度加以考虑。
4.1.1 凹模(型腔板)
凹模是成型制品上表面的零部件,按其结构可分为整体式和组合式两大类。
整体式凹模由一整块金属加工而成。
特点是结构简单、牢固、不易变形,制品无拼缝痕迹,适用于形状较简单的制品。
组合式当制品外形较复杂时,采用整体式凹模加工工艺差,若采用组合式凹模可改善加工工艺性,减少热处理变形,节省优质钢材。
考虑到制品表面较高的要求和刚性、强度的要求,这里凹模采用整体式。
如图4-1所示:
如图4-1 模一侧示意图
4.1.2 凸模(型芯板)
凸模与凹模一样也分为整体式和组合式。
考虑到制造加工、维护的方便和节省优质钢材,凸模采用组合式。
如图4-2所示:
图4-2 动模一侧示意图
4.2 成型零部件的工作尺寸计算
所谓成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接决定制品形状的有关尺寸,主要包括型腔和型芯的径向尺寸(含长,宽尺寸)与高度尺寸,以及中心具尺寸等。
为了保证制品质量,模具设计时必须根据塑件的尺寸与精度等级确定相应的成型零部件工作尺寸与精度。
(本节的计算公式均摘自文献[9],公式的编号与文献[9]保持一致)
4.2.1 制品尺寸精度的影响因素
塑件尺寸的影响因素很多,也很复杂,但主要的有以下几个因素。
1)成型零部件的制造误差。
成型零部件的制造误差包括成型零部件的加工误差和安装,配合误差两个方面,设计时一般应将成型零件的制造公差控制在塑件相应公差的1/3左右,通常取IT6~9级。
2)成型零部件的磨损。
造成成型零部件磨损的主要原因是塑料熔体在型腔中的流动以及脱模时塑件与型腔的摩擦,而以后者造成的磨损为主。
设计时应根据制品材料、成型零部件材料、热处理及型腔表面状态和模具要求的使用期限来确定最磨损量,对中、小型塑件来说,最大磨损量一般取1/6塑件公差,大型塑件则取小于1/6塑件公差。
3)塑料的成型收缩生产中由于设计时选取的计算收缩率与实际收缩率的差异。
以及由于塑件成型时工艺条件的波动,材料批号的变化而造成的塑件收缩率的波动。
4.2.2成型零部件的尺寸计算
成型零部件的工作尺寸计算有平均值法和公差带法,在这里选用平均值法。
在描述计算方法前,对塑件尺寸和成型零部件的尺寸偏差统一规定按“入体”原则标注,即对包容面(型腔和塑件内表面)尺寸采用单向正偏差标注,基本尺寸为最小。
设Δ为塑件公差,δZ 为成型零件制造公差,则塑件内径为0s l +∆,型腔尺寸为
z m 0L δ+。
而对被包容面(型芯和塑件外表面)尺寸采用单向负偏差标注,基本尺寸为
最大,如型芯尺寸为z
0m l δ-,塑件外形尺寸为0s L -∆。
而对于中心距尺寸则采用双向对称偏差标注。
(1)型腔与型芯径向尺寸
型腔设塑料平均收缩率为cp S ;塑件外形基本尺寸为S L ,其公差为Δ,塑件平均尺寸为S 2
L ∆-;型腔基本尺寸为m L ,其制造公差为z δ,则型腔平均尺寸为m 2z L δ+。
考虑平均收缩率及型腔磨损为最大值的一半2c δ⎛⎫ ⎪⎝⎭
,则有 m S cp S 2222c z L L S L δδ∆∆⎛⎫⎛⎫++--=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝
⎭ 整理并忽略二阶无穷小量cp 2
S ∆,可得到型腔的基本尺寸 ()()m S cp 112Z C L L S δδ=+-
∆++ Z δ和C δ是影响塑件尺寸偏差的主要因素,应根据塑件公差来确定,成型零
件制造公差Z δ一般取11~36⎛⎫∆ ⎪⎝⎭
;磨损量C δ一般取小于16∆,故上式写为 m S S cp +L L L S x =-∆
根据文献[9]P155标注制造公差后得
m S S cp 0+z
L L L S x δ+⎡⎤=-∆⎣⎦
式中,x 为修正系数。
根据文献[9]P155对于中、小件塑件,/3Z δ=∆,/6C δ=∆,则得
m S S cp 0
3+4z L L L S δ+⎡⎤=-∆⎢⎥⎣⎦ (4-1)
对于大尺寸和精度较低的塑件,/3Z δ<∆,/6C δ<∆,于是上式中Δ前面的系数x 将减小,一般该系数在31~24
之间变化,可视具体情况而定。
②型芯径向尺寸设塑件内形尺寸为s l ,其公差值为Δ,则其平均尺寸为2s l ∆+
;型芯基本尺寸为m l ,制造公差为Z δ,其平均尺寸为2z m l δ-。
同上面推导型腔径向尺
寸类似,根据文献[9]P155可得
0m S S cp +z l l l S x δ-⎡⎤=+∆⎣⎦ (4-2) 式中,系数13~24
x =。
对中小型塑件可得(4-3) 0
m S S cp 3+4z l l l S δ-⎡⎤=+∆⎢⎥⎣⎦ (2)型芯深度与型芯高度尺寸
按上述公差带标注原则,塑件高度尺寸为0s H -∆,型腔深度为0m H δ+。
型腔底面和
型芯端面均与塑件脱模方向垂直,磨损很小,因此计算时磨损量c δ不予考虑,则有
m S cp S 222
Z H H S H δ∆∆⎛⎫+--=- ⎪⎝⎭ 略去cp 2
S ∆,得 m S S cp 22Z
H H H S δ∆⎛⎫=+-+ ⎪⎝⎭
根据文献[9]P156公差标注后得 m S S cp 0Z
H H H S x δ+'⎡⎤=+-∆⎣⎦ (4-4) 对于中、小型塑件,13
z δ=∆,根据文献[9]P156故得 m S S cp 023Z H H H S δ+⎡⎤=+-∆⎢⎥⎣
⎦ 对于大型塑件x '可取较小值,公式中x ',可在12~23
范围选取。
根据文献[9]P156同理可得型芯高度尺寸计算公式 0m S S cp z h h h S x δ-'⎡⎤=++∆⎣⎦
根据文献[9]P156对于中、小型塑件则为
m S S cp 23z h h h S δ-⎡⎤=++∆⎢⎥⎣⎦ (3)中心距尺寸
影响模具中心距误差的因素有制造误差Z δ,对于活动型芯尚有与其配合孔的配合间隙j δ,由于塑件的中心距和模具上的中心距均以双向公差表示,如图所示,塑件上的中心距为12S C ±∆,模具成型零件的中心距为12
m Z C δ±,其平均值为其基本尺寸,同时由于型芯与成型孔的磨损可认为是沿圆周均匀磨损,不会影响中心距,因此计算时仅考虑塑料收缩,而不考虑磨损余量,于是得
m s s cp C C C S =+
根据文献[9]P157标注制造偏差后则得
2z m s s cp C C C S δ
⎡⎤=+±⎣⎦ (4-5) 模具中心距制造公差z δ应根据塑件孔中心距尺寸精度要求、加工方法和加工设
备等确定,可参考下表或按塑件公差的1/4选取,若采用坐标镗床加工,一般小于0.015~0.02mm ±。
如表4-3所示孔间距的制造偏差/mm [9]:
表4-3孔间距的制造偏差
/mm
孔间距
制造偏差 <80
0.01± 80~200
0.02± 220~360 0.03±
必须指出,对带有嵌件或孔的塑件,在成型时由于嵌件和型芯等影响了自由收缩,故其收缩率较实体塑件为小。
计算带有嵌件的收缩值时,上述各式中的收缩值项的塑件尺寸应扣除嵌件部分尺寸。
cp S 可根据实测数据或选用类似塑件的实测数据。
如果把握不大,在模具设计和制造时,应留有一定的修模余量。
由于平均收缩率比较容易查得,此计算方法又比较简便,故常被采用。
但对与精度较高的塑件将造成较大的误差,这时可采用公差带法。
在本制品的成型零部件的工作尺寸计算中,型腔和型芯部分的尺寸计算采用平均值法。
对于其中各种孔的中心距尺寸,考虑到:制品为一般精度;为了计算简便,所以采用了查表法。
具体的各个尺寸及偏差,请详见型腔和型芯的零件图。
以上各个数据只是根据理论方法计算得出,由于本制品包含有较多的曲线和曲面,根据零件图纸上的尺寸和偏差制造出的型腔和型芯,并不能做为最终结果,必须根据试模的情况予以修正。
4.3 成型零件材料的选用及热处理方法
选用原则:对于模具型腔复杂、精度要求高和寿命要求长的塑料模具,为防止型腔切削加工成形后因淬火处理引起过大的型腔变形,保证模具的精度和使用性能,应该选用预硬型塑料模具钢。
此种塑料模具钢在供应状态下已经完全预硬处理,或在切削加工之前进行预硬调质处理,切削加工成形后,不需要再进行旨在保证力学性能的最终热处理而直接使用,可以避免因热处理应力造成的模具变形和开裂,如40Cr 、3Cr5MoSiV1、3Cr2Mo 、5CrNiMnMoSCa 、8Cr2MnWMoVS 钢等。
(摘自文献[11])。