畢業(yè)設(shè)計(jì)--塑料襯套的注射模具設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)為塑料襯套的注射模具設(shè)計(jì)，塑件材料為聚甲醛，本文從模具的結(jié)構(gòu)形式、澆注系統(tǒng)、成型零件的計(jì)算、排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及模具的裝配做了詳細(xì)的說明。由于產(chǎn)品精度要求不高，故采用一模四腔，因?yàn)楫a(chǎn)品為薄壁零件，所以采用推件板推出。并對模具裝配及試模中出現(xiàn)的問題做了解釋說明。</p><p>　　關(guān)鍵詞：塑料襯套、

2、聚甲醛、注射模具</p><p><b>　　Abstract </b></p><p>　　The design for the hub of plastic injection mold design, materials for plastic parts POM, the paper from the mold of the structure, pourin

3、g system, forming parts, exhaust system and the design of the mold assembly done a detailed explanation. As Yaoqiubugao precision products, the use of a four-chamber mode, because products for the thin-walled parts, piec

4、es of board launched a push. And mold assembly and test module to the problems in the</p><p>　　explanatory note. </p><p>　　Key words: plastic sleeve, POM, injection mold.</p><p><

5、;b>　　目 錄</b></p><p>　　緒論……………………………………………………………………3</p><p>　　第1章:擬訂模具的結(jié)構(gòu)形式………………………………………5</p><p>　　1:塑件成型工藝性分析………………………………………………5</p><p>　　2:分型面位置的確定…………

6、………………………………………6</p><p>　　3:確定型腔數(shù)量和排列方式…………………………………………7</p><p>　　4:模具結(jié)構(gòu)形式的確定………………………………………………8</p><p>　　5:注射機(jī)型號的選定…………………………………………………8</p><p>　　第2章： 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)…………………………

7、……………11</p><p>　　1.主流道設(shè)計(jì)…………………………………………………………11</p><p>　　2. 分流道設(shè)計(jì)………………………………………………………12</p><p>　　3.澆口的設(shè)計(jì)………………………………………………………13</p><p>　　4.冷料穴的設(shè)計(jì)………………………………………………………

8、14</p><p>　　第3章：成型零件的設(shè)計(jì)…………………………………………15</p><p>　　1.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………15</p><p>　　2.成型零件鋼材的選用………………………………………………16</p><p>　　3.成型零件工作尺寸的計(jì)算…………………………………………16<

9、/p><p>　　第4章:模架的確定…………………………………………………18</p><p>　　1.模架的選取…………………………………………………………18</p><p>　　2.排氣槽的設(shè)計(jì)………………………………………………………19</p><p>　　3.脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………………………………………20</p>

10、;<p>　　4.溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)………………………………………………20</p><p>　　第5章:模具裝配……………………………………………………21</p><p>　　1.模具的裝配順序……………………………………………………21</p><p>　　2.試?！?2</p>&l

11、t;p>　　設(shè)計(jì)總結(jié)………………………………………………………………23</p><p>　　參考資料……………………………………………………………24</p><p><b>　　緒 論</b></p><p>　?。ㄒ唬?模具在加工工業(yè)中的地位</p><p>　　模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺

12、寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等各種模具。</p><p>　　對模具的全面要求是：能生產(chǎn)出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動化操作簡便；從模具制造的角度，要求結(jié)構(gòu)合理、制造容易、成本低廉。</p><p>　　模具影響著制品的質(zhì)

13、量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進(jìn)澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機(jī)械性能、電性能、內(nèi)應(yīng)力大小、各向同性性、外觀質(zhì)量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在加工過程中，模具結(jié)構(gòu)對操作難以程度影響很大。在大批量生產(chǎn)塑料制品時(shí)，應(yīng)盡量減少開模、合模的過程和取制件過程中的手工勞動，為此，常采用自動開合模自動頂出機(jī)構(gòu)，在全自動生產(chǎn)時(shí)還要保證制品能自動從模具

14、中脫落。另外模具對制品的成本也有影響。當(dāng)批量不大時(shí)，模具的費(fèi)用在制件上的成本所占的比例將會很大，這時(shí)應(yīng)盡可能的采用結(jié)構(gòu)合理而簡單的模具，以降低成本。</p><p>　　現(xiàn)代生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少是三項(xiàng)重要因素，尤其是模具對實(shí)現(xiàn)材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設(shè)計(jì)起著重要的作用。高效的全自動設(shè)備也只有裝上能自動化生產(chǎn)的模具才有可能發(fā)揮其作用，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具的

15、制造和更新為前提的。由于制件品種和產(chǎn)量需求很大，對模具也提出了越來越高的要求。因此促進(jìn)模具的不斷向前發(fā)展</p><p>　　(二) 模具的發(fā)展趨勢</p><p>　　近年來，模具增長十分迅速，高效率、自動化、大型、微型、精密、高壽命的模具在整個模具產(chǎn)量中所占的比重越來越大。從模具設(shè)計(jì)和制造角度來看，模具的發(fā)展趨勢可分為以下幾個方面：</p><p><b

16、>　　加深理論研究</b></p><p>　　在模具設(shè)計(jì)中，對工藝原理的研究越來越深入，模具設(shè)計(jì)已經(jīng)有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段逐漸向理論技術(shù)設(shè)計(jì)各方面發(fā)展，使得產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量都得到很大的提高。</p><p><b>　　高效率、自動化</b></p><p>　　大量采用各種高效率、自動化的模具結(jié)構(gòu)。高速自動化的成型機(jī)械配合以先進(jìn)的

17、模具，對提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，降低成本起了很大的作用。</p><p>　　大型、超小型及高精度</p><p>　　由于產(chǎn)品應(yīng)用的擴(kuò)大，于是出現(xiàn)了各種大型、精密和高壽命的成型模具，為了滿足這些要求，研制了各種高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性能且易加工、熱處理變形小、導(dǎo)熱性優(yōu)異的制模材料。</p><p><b>　　革新模具制造工藝</b><

18、;/p><p>　　在模具制造工藝上，為縮短模具的制造周期，減少鉗工的工作量，在模具加工工藝上作了很大的改進(jìn)，特別是異形型腔的加工，采用了各種先進(jìn)的機(jī)床，這不僅大大提高了機(jī)械加工的比重，而且提高了加工精度。</p><p><b>　　標(biāo)準(zhǔn)化</b></p><p>　　開展標(biāo)準(zhǔn)化工作，不僅大大提高了生產(chǎn)模具的效率，而且改善了質(zhì)量，降低了成本。(

19、三） 設(shè)計(jì)在學(xué)習(xí)模具制造中的作用</p><p>　　通過對模具專業(yè)的學(xué)習(xí)，掌握了常用材料在各種成型過程中對模具的工藝要求，各種模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算的方法，以達(dá)到能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般機(jī)械加工的知識，金屬材料的選擇和熱處理，了解模具結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠?qū)σ陨细鞣矫娴囊蠹右造`活運(yùn)用，綜合檢驗(yàn)大學(xué)期間

20、所學(xué)的知識。</p><p>　　第1章: 擬訂模具的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　1:塑件成型工藝性分析</p><p>　　該塑件是一塑料瓶襯套,如圖1-2所示,塑料壁厚屬于薄壁塑件,生產(chǎn)批量很大,材料為聚甲醛。</p><p>　　聚甲醛注射成型過程及工藝參數(shù)</p><p>　　注射成型機(jī)類型

21、 螺桿式</p><p>　　密度 1.41~1.43</p><p>　　計(jì)算收縮率 1.2~3.0</p><p>　　預(yù)熱溫度 80~100</p><p>　　預(yù)熱時(shí)間 8~12</p>

22、<p>　　前段 160~170</p><p>　　6）料筒溫度 中段 170~180</p><p>　　后段 180~190</p><p>　　噴嘴溫度 170~180</p><p>　　模具溫度

23、90~120</p><p>　　注射壓力 80~130</p><p>　　注射時(shí)間 20~90</p><p>　　成型時(shí)間 高壓時(shí)間 0~5</p><p>　　冷卻時(shí)間 20~60</p><p>　　總周期 50~160<

24、;/p><p>　　螺桿轉(zhuǎn)速 28</p><p>　　后處理 紅外線燈，鼓風(fēng)烘箱，140~145， </p><p><b>　　4h.</b></p><p>　　說明 均聚類料成型條件與共聚相似</p>

25、<p><b>　　聚甲醛的成型特性：</b></p><p>　　結(jié)晶性料熔融范圍很窄，熔融或凝固速度快，結(jié)晶化速度快，料溫稍低于熔融溫度既發(fā)生結(jié)晶化，流動性下降。</p><p>　　熱敏性強(qiáng)易分解（但比聚氯乙烯稍弱，共聚比均稍弱）分解溫度為240度，但200度中直溜30min以上既發(fā)生分解，分解時(shí)產(chǎn)生有刺激性，腐蝕性氣體。</p>&

26、lt;p>　　流動性中等，溢邊值為0.04mm左右，流動性對溫度變化不敏感，但對注射壓力變化敏感</p><p>　　結(jié)晶度高，結(jié)晶化時(shí)體積變化大，成型收縮范圍大，收縮率大。</p><p>　　吸濕性低，水分對成型影響小，一般可不干燥處理，但為了防止樹脂表面附粘水分，不利成型，加工前可進(jìn)行干燥并起預(yù)熱效果，特別對大面積薄壁塑件，改善塑件表面光澤有較好效果，干燥條件一般用烘箱加熱，溫

27、度為90~100度，時(shí)間為4小時(shí)，料層厚度30mm.</p><p>　　摩擦系數(shù)低，彈性高，淺側(cè)凹槽可強(qiáng)迫脫模，塑件表面可帶有皺紋花樣，但易產(chǎn)生表面缺陷，如毛斑，折皺，縮孔，凹痕等弊病。</p><p>　　宜用螺桿式注射機(jī)成型，余料不宜過長和滯留太長，一般塑件克量（包括主流道，分流道）不應(yīng)超過注射機(jī)注射克量的75%，或取注射容量之值為1：6~1：10，料筒噴嘴等務(wù)必防止有死角，間隙而滯

28、料，預(yù)塑時(shí)螺桿轉(zhuǎn)速宜取低，并宜用單線，全螺紋，等距，壓縮突變形螺桿。</p><p>　　噴嘴孔徑應(yīng)取大，并采用直通式噴嘴，為防止流涎現(xiàn)象噴嘴孔可呈喇叭形，并設(shè)置單獨(dú)控制加熱裝置，以適當(dāng)?shù)乜刂茋娮鞙囟取?lt;/p><p>　　模具澆注系統(tǒng)對料流阻力要小，進(jìn)料口宜取厚，要盡量避免死角積料，模具應(yīng)加熱，模溫高應(yīng)防止滑動配合部件卡住，模具應(yīng)選用耐磨，耐腐蝕材料，并淬硬，鍍鉻，要注意排氣。</

29、p><p>　　必須嚴(yán)格控制成型條件，嵌件應(yīng)預(yù)熱（一般100~150度），余料一般貯存5~10個塑件重量的物料即可，料溫取稍高于熔點(diǎn)（一般170~190度）即可，不宜輕易提高溫度，模溫對塑件質(zhì)量影響較大，提高模溫可改善表面凹痕，有助于融料流動，塑件內(nèi)外均勻冷卻，防止缺料，縮孔，皺折，模溫對結(jié)晶度及收縮也有很大影響，必須正確控制，一般取75~120度，壁厚大于4mm的取90~120度，小于4mm的取75~90度，宜用高

30、壓，高速注射，塑件可在較高溫度時(shí)脫模，冷卻時(shí)間可短，但為防止收縮變形，應(yīng)力不勻，脫模后宜將塑件放在90度左右的熱水中緩冷或用整形夾具冷卻。</p><p>　　在料溫偏高，噴嘴溫度偏低，高壓對空注射時(shí)易發(fā)生爆炸性傷人事故，分解時(shí)有刺激性氣體，料性易燃應(yīng)遠(yuǎn)離明火。 </p><p>　　圖1-1 塑件 </p>

31、;<p>　　2:分型面位置的確定</p><p>　　根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形式，分型面選在產(chǎn)品的底部的平面，如圖1-2所示。</p><p><b>　　分型面的選擇原則</b></p><p>　　有利于保證塑件的外觀質(zhì)量。</p><p>　　分型面應(yīng)選擇在塑件的最大截面處。</p><p

32、>　　盡可能使塑件留在動模一側(cè)。</p><p>　　有利于保證塑件的尺寸精度。</p><p>　　盡可能滿足塑件的使用要求。</p><p>　　盡量減少塑件在合模方向上的投影面積。</p><p>　　長型芯應(yīng)置于開模方向。</p><p><b>　　有利于排氣。</b></p

33、><p>　　圖1-2 分型面及型腔排列</p><p>　　3:確定型腔數(shù)量和排列方式</p><p><b>　　1）型腔數(shù)量的確定</b></p><p>　　該塑件精度要求不高，有的大批量生產(chǎn)，可以采用一模多腔的形式?？紤]到模具制造費(fèi)用，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低一些，初步定為一模四腔的模具形式。</p><

34、;p>　　2）型腔排列形式的確定</p><p>　　由于本塑件是屬于薄壁塑件，所以設(shè)計(jì)為推件板推出的的方法，型腔的排列方式采用雙列直排，如圖1-2所示。</p><p>　　4:模具結(jié)構(gòu)形式的確定</p><p>　　從上面的分析中可知，本模具擬采用一模四腔，雙列直排，推件板推出，流道采用平衡式，澆口采用潛伏式或者側(cè)澆口，定模不需要設(shè)置分型面，動模部分需要一

35、塊型芯固定板和支承板，因此基本上可以確定模具結(jié)構(gòu)形式為A形帶推件板的單分型面的注射模。</p><p>　　5:注射機(jī)型號的選定</p><p>　　1)估算塑件體積和質(zhì)量：</p><p>　　該產(chǎn)品材料為聚碳酸酯（PC），查書本得知其密度為1.41~1.43g/cm3，收縮率為1.2~3.0，計(jì)算其平均密度為1.42g/cm3，平均收縮率為2.﹪。</p&

36、gt;<p>　　使用PRO/E軟件畫出三維實(shí)體圖，軟件能自動計(jì)算出所畫圖形澆道凝料和塑件的體積。</p><p>　　另預(yù)置澆道凝料為4cm3因此估算1個塑件體積為12.24cm3</p><p>　　由于模具是一模四腔總體積為52.96cm3</p><p>　　計(jì)算出產(chǎn)品的質(zhì)量為75.175g</p><p><b&

37、gt;　　2)選擇注射機(jī)</b></p><p>　　根據(jù)塑料制品的體積或質(zhì)量，查書可選定注塑機(jī)型號為XS-ZY-125.</p><p><b>　　注塑機(jī)的參數(shù)如下：</b></p><p>　　螺桿直徑: 42mm</p><p>　　注塑機(jī)最大注塑量：125cm3 </p><p&

38、gt;　　注塑壓力：120/Mpa </p><p>　　最大成型面積：320 cm2</p><p>　　最大開合模行程：300mm </p><p><b>　　鎖模力：900KN</b></p><p>　　注射行程：115mm </p>

39、<p>　　最小模厚：200mm</p><p>　　最大模厚：300mm </p><p>　　噴嘴圓弧半徑：SR12</p><p><b>　　噴嘴孔直徑:4mm</b></p><p>　　電機(jī)功率： 11kw</p><p>　　加熱功

40、率： 5 kw</p><p>　　(1)型腔數(shù)目的校核</p><p>　　由注射機(jī)最大注射量確定型腔數(shù)目</p><p>　　式中K為注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù).一般取0.8</p><p>　　G為注射機(jī)允許的最大注射量</p><p>　　m2為澆注系統(tǒng)凝料所需塑料質(zhì)量或體積 </p><

41、;p>　　m1為單個塑件的數(shù)量或體積</p><p>　　所以上面所取的四個型腔是符合要求的。</p><p>　?。?）最大注射壓力的校核</p><p>　　聚甲醛，所需注射為80~130MPa，而所選注射機(jī)壓力為120MPa，所以注射壓力符合要求。</p><p>　　(3)最大注塑量的校核</p><p>

42、;　　注塑機(jī)的最大注塑量應(yīng)大于制品的質(zhì)量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機(jī)的實(shí)際注塑量最好是注塑機(jī)的最大注塑量的80%。所以選用的注塑機(jī)最大注塑量應(yīng)滿足：</p><p>　　0.8 V機(jī) ≥ V塑＋V澆</p><p>　　式中 V機(jī) ————注塑機(jī)的最大注塑量，125cm3 </p><p>　　V塑————塑件的體積，該產(chǎn)品V塑＝48.9

43、2cm3</p><p>　　V澆————澆注系統(tǒng)體積，該產(chǎn)品V澆＝4cm3</p><p>　　故 V機(jī)≥（48.92+4）cm3</p><p><b>　　鎖模力校核</b></p><p><b>　　F鎖﹥pA</b></p><p>　　式中

44、p————熔融型料在型腔內(nèi)的壓力，該產(chǎn)品 </p><p>　　A————塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面之和，經(jīng)計(jì)算A=314 mm2</p><p>　　F鎖————注塑機(jī)的額定鎖模力。</p><p>　　故 F鎖＞pA=200Mpa×314 mm2</p><p>　　選定的注塑機(jī)的壓力為900K

45、N，滿足要求。</p><p><b>　　開模行程校核</b></p><p>　　注塑機(jī)的最大行程與模具厚度有關(guān)（如全液壓合模機(jī)構(gòu)的注塑機(jī)），故注塑機(jī)的開模行程應(yīng)滿足下式：</p><p>　　S機(jī)————注塑機(jī)最大開模行程，115mm;</p><p>　　H1———頂出距離，35mm；</p>&l

46、t;p>　　H2————包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，25mm;</p><p>　　S機(jī)－(H模－Hmin)＞H1＋H2＋(5～10)</p><p>　　因?yàn)楸灸＞叩臐沧⑾到y(tǒng)和塑件的特殊關(guān)系，澆注系統(tǒng)和塑件的高度就已經(jīng)包括了頂出距離。</p><p><b>　　故：</b></p><p>　　115－(220

47、－200)＞60＋(5～10)</p><p><b>　　滿足條件 </b></p><p>　　第2章： 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1. 主流道設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1）主流道尺寸</b></p><p>　　根

48、據(jù)所選注射機(jī)，則主流道小端尺寸為</p><p>　　d=注射機(jī)噴嘴尺寸+（0.5~1)=4+0.5=4.5mm</p><p><b>　　主流道球面半徑為</b></p><p>　　SR=噴嘴球面半徑+（1 ~ 2)=12+2=14mm</p><p><b>　　2)主流道襯套形式</b>&

49、lt;/p><p>　　本設(shè)計(jì)雖然是小模具，但是為了便于加工和縮短主流道長度，襯套和定位環(huán)還是設(shè)計(jì)成分體式，主流道長度約40mm，約等于定模板的厚度（見圖2-1）。襯套如圖2-1所示，材料采用T01A鋼，熱處理淬火后表面硬度為53HRC~57HRC。</p><p>　　圖 2-1主流道襯套 </p><p><b>　　3）主流道凝料體積</b>

50、</p><p>　　q=0.25πdn2L=0.25*3.14*[0.5*(4.5+6.3)]2*40=0.92cm3</p><p><b>　　分流道設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1）分流道布置形式</b></p><p>　　分流道應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑

51、料熔體盡快的經(jīng)分流道均衡的分配到各個型腔，因此，采用平衡式分流道，如圖2-2所示。</p><p><b>　　2）分流道長度</b></p><p>　　第一級分流道 L'=25mm</p><p>　　第二級分流道 L"=20mm</p><p>　　3) 分流道的形狀、截面尺寸以及凝料體積

52、</p><p>　　（1）形狀及截面尺寸。為了便于機(jī)械加工及凝料脫模，本設(shè)計(jì)的分流道設(shè)置在分型面上靜模一側(cè)，截面形狀采用加工工藝性比較好的梯形截面。梯形截面對塑料熔體及流動阻力均不大，一般采用下面經(jīng)驗(yàn)公式來確定截面尺寸，即</p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]取B=4mm</p><p>　　H=2/3B=2/3*4=2.67mm取為3mm</p>

53、<p>　　分流道L'截面形狀如圖2-3所示。</p><p>　　圖2-3 分流道截面形狀</p><p>　　圖2-2 分流道布置</p><p>　　從理論上L"、L'''分流道可比L'截面小10%，但為了刀具的統(tǒng)一和加工方便，在分型面上的分流道采用一樣的截面。</p><p&g

54、t;<b>　?。?）凝料體積</b></p><p>　　分流道長度 L=130mm</p><p><b>　　分流道截面積 </b></p><p>　　凝料體積 q=130*10.5=1365cm3</p><p>　　5)分流道的表面粗糙度</p><p&g

55、t;　　分流道的表面粗糙度Ra并不要求很低,一般取0.8μm~1.6μm,即可，在此取1.6μm，如圖2-4所示。</p><p><b>　　3.澆口的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)外部特征，外觀表面質(zhì)量要求一般，因此采用側(cè)澆口，這類澆口可以根據(jù)塑件的形狀特征選擇其位置,加工和修整方便，因此，它是應(yīng)用比較廣泛的一種澆口，普遍用于中小型塑件的多型腔模具，且對各

56、種塑件的成型性均比較強(qiáng)。由于澆口截面小，減少了澆注系統(tǒng)塑料的消耗量，同時(shí)去除澆口比較容易，且不留明顯痕跡。</p><p>　　1）側(cè)澆口尺寸的確定</p><p><b>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式得 </b></p><p>　　H=2.0mm;b=2.6mm</p><p><b>　　澆口剪切速率的校核<

57、/b></p><p>　　,得設(shè)計(jì)澆口尺寸符合要求.</p><p><b>　　4. 冷料穴的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1）主流道冷料穴</b></p><p>　　如圖4-1所示，采用半球形，并采用球形頭拉料桿，該桿固定在動模固定板上，開模時(shí)利用凝料對球頭的包緊力使主流道

58、凝料從主流道襯套中脫出。</p><p><b>　　圖4-1 冷料穴</b></p><p><b>　　2）分流道冷料穴</b></p><p>　　在分流道端部加長5mm（約1.5d）作分流道冷料穴。</p><p>　　第3章：成型零件的設(shè)計(jì)</p><p>　　模具

59、中確定塑件幾何形狀和尺寸精度的零件稱為成型零件。在本設(shè)計(jì)中成型零件就是成型塑件外表面的凹模，成型內(nèi)表面凸模。</p><p>　　1. 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1）凹模（型腔）</b></p><p>　　型腔是整體式的，由數(shù)控加工出型腔形狀，在把型腔精光。</p><p><b>　　

60、2）型芯</b></p><p>　　型芯是一個帶兩個凸臺的型芯，需要固定在型芯固定板上</p><p><b>　　圖4-2型芯</b></p><p>　　2. 成型零件鋼材的選用</p><p>　　該塑件是大批量生產(chǎn)，成型零件所選用鋼材耐磨性和抗疲勞性能應(yīng)該良好，機(jī)械加工性能和拋光性能也應(yīng)良好，因此

61、靜模板可選用55鋼調(diào)質(zhì)。型芯也可采用同種鋼材。</p><p>　　所謂工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸。（包括矩形和異形型芯的長和寬），型腔深度和型芯高度和尺寸。該塑件工作尺寸計(jì)算時(shí)均采用平均法計(jì)算。查表得 聚甲醛的收縮率為Sq=1.2%-3.0%，故平均收縮率為Scp=（1.2+3.0）%/2=2.1%，考慮到工廠模具制造的條件，模具制造公差取δ=△/3。</p>

62、;<p>　　3. 成型零件工作尺寸的計(jì)算</p><p>　　(1) 型腔尺寸計(jì)算</p><p>　?。↙M）0+δ=[（1+S）Ls-(0.5～0.75)△] 0+δ=[1.008×Ls-0.75△] 0+δ</p><p>　　其中LM為型腔的基本尺寸公差值為正偏差，Ls塑件的基本尺寸。塑件公差△為負(fù)偏差，S為塑料的平均收縮率，δz

63、為模具成型零件的制造公差取1/4～1/6△，模具型腔按九級精度制造，根據(jù)型腔的尺寸，代入數(shù)據(jù)得：</p><p>　　Ls=50mm. 經(jīng)計(jì)算得：LM=50.63mm；</p><p>　　Ls=23mm. 經(jīng)計(jì)算得：LM=23.318mm；</p><p>　　(2)型芯的徑向尺寸計(jì)算</p><p>　　LM=[（

64、1+S）Ls+3/4△]</p><p>　　Ls=45mm. 經(jīng)計(jì)算得：LM=46.365mm；</p><p>　　Ls=30mm. 經(jīng)計(jì)算得：LM=31.05mm；</p><p>　　Ls=9mm. 經(jīng)計(jì)算得：LM=11.13mm；</p><p>　　Ls=20.5mm.

65、 經(jīng)計(jì)算得：LM=21.2605mm；</p><p>　　(3)成型零件強(qiáng)度及支撐</p><p><b>　　型腔側(cè)壁厚度</b></p><p>　　P為型腔壓力(取30MPa)</p><p><b>　　E為材料彈性模量</b></p><p>　　δp 根據(jù)

66、注射塑料品種,模具剛度計(jì)算許用變形量.</p><p>　　δp=25i=26.21mm</p><p><b>　　式中 </b></p><p><b>　　W為型腔半徑</b></p><p>　　型腔為均勻排列,所以型腔之間受力大小相當(dāng),方向相反,在和模狀態(tài)下不會產(chǎn)生變形,因此兩型腔之間壁厚

67、只要滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的條件就可以了,型腔與模板周邊的距離由模板外形尺寸來確定,因模板平面尺寸比型腔布置的尺寸要大的多(312-150/2=81>12.54),所以完全滿足強(qiáng)度和剛度的要求。</p><p><b>　　支承板厚度</b></p><p>　　支承板厚度和所選模架兩墊塊之間的跨度有關(guān)，根據(jù)前面的型腔布置，模架應(yīng)選在180×312這個大類范圍之

68、內(nèi)，墊塊之間的跨度約為120mm，根據(jù)型腔布置及型芯對支承板的壓力，就可以計(jì)算出支承板的厚度</p><p>　　式中 δp為支承板剛度計(jì)算許用變量</p><p>　　L為兩墊塊之間的跨度</p><p><b>　　L1為支承板長度</b></p><p>　　為4個型腔投影到支承板上的面積</p>&

69、lt;p>　　單件型芯所受壓力的面積為</p><p><b>　　4個型芯的面積為</b></p><p>　　此支承板厚度計(jì)算尺寸為32.1mm，所以支承板厚度可近似為32mm。</p><p><b>　　第4章:模架的確定</b></p><p><b>　　1.模架的選取&

70、lt;/b></p><p>　　根據(jù)型腔的布局可以看出，型腔的分布尺寸110×150,又根據(jù)型腔側(cè)壁最小厚度為12.54mm,在考慮到導(dǎo)柱,導(dǎo)套及連接螺釘布置應(yīng)占的位置和采用推件板推出等各方面的問題,確定選用模架序號為4號(180×L=180×315),模架結(jié)構(gòu)形式為A4的形式,如圖4-3所示。</p><p>　　圖4-3 A4標(biāo)準(zhǔn)模架

71、 .</p><p>　　1).各模板尺寸的確定</p><p><b>　　1.A板尺寸</b></p><p>　　A板是定模型腔板，塑件高度23，在模板上還要開設(shè)冷卻水道，冷卻水道離型腔應(yīng)有一頂距離，因此A板厚度取40mm。</p><p><b>　　2.B板尺寸</b></p>

72、<p>　　B板是型芯固定板，型芯的成型部分直徑為Ф45，因此B板厚度取25mm。</p><p><b>　　3.C墊塊尺寸</b></p><p>　　墊塊=推出行程+推板+推桿固定板厚度+（5~10）=63</p><p>　　上述尺寸確定以后，就可以確定模架序號為</p><p>　　從選定模架可知

73、，模架外形尺寸：寬×長×高=180×315×220</p><p><b>　　2.排氣槽的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　塑件成型型腔體積比較小,且深度不深,采用的是側(cè)澆口,所以可以在靜模型腔板上開設(shè)一定數(shù)量的排氣槽,這樣氣體就可以通過排氣槽順利的排出,不會造成憋氣現(xiàn)象。且也可以利用模板及配合的間隙排氣。</p>

74、<p>　　3.脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　推件板推出過程中，為了減少推件板與型芯的磨擦，采用如圖6-1所示結(jié)構(gòu)，推件板與型芯間留0.2mm-0.25mm的間隙，本設(shè)計(jì)中取0.2mm,并用錐面配合，以防止推件板因偏心而板溢料。如圖6-1。</p><p>　　圖6-1 推件板與型芯錐面的配合形式</p><p>　　4.溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)&

75、lt;/p><p>　　冷卻系統(tǒng)的計(jì)算很麻煩,在單位時(shí)間內(nèi)塑料熔體凝固時(shí)所放出的熱量應(yīng)等于冷卻水帶走的熱量，模具溫度設(shè)為40度。由經(jīng)驗(yàn)可以估計(jì)出冷卻水的孔數(shù)。因塑件小，單位時(shí)間注射量小，所需冷卻水道也比較小，但一條冷卻水道對模具來說是不可取的（冷卻不均勻）。</p><p>　　根據(jù)注塑廠的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)該開設(shè)一條往返水道，水道流量大小可以根據(jù)注射時(shí)具體工藝情況進(jìn)行調(diào)整。</p>

76、<p><b>　　第5章: 模具裝配</b></p><p>　　裝配模具是模具制造過程中的最后階段，裝配精度直接影響到模具的質(zhì)量、壽命和各部分的功能。模具裝配過程是按照模具技術(shù)要求和相互間的關(guān)系，將合格的零件連接固定為組件、部件直至裝配為合格的模具。</p><p>　　在模具裝配過程中，對模具的裝配精度應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)，模具的裝配精度包括相關(guān)零件的

77、位置精度，相關(guān)的運(yùn)動精度，配合精度及接觸只有當(dāng)各精度要求得到保證，才能使模具的整體要求得到保證。</p><p>　　塑料模的裝配基準(zhǔn)分為兩種情況，一是以塑料模中和主要零件臺定模，動模的型腔，型芯為裝配基準(zhǔn)。這種情況，定模各動模的導(dǎo)柱和導(dǎo)套孔先不加工，先將型腔和型芯鑲塊加工好，然后裝入定模和動模內(nèi)，將型腔和型芯之間墊片法或工藝定位器法保證壁厚，動模和定模合模后用平行夾板夾緊，鏜投影導(dǎo)柱和導(dǎo)套孔，最后安裝動模和定模

78、上的其它零件，另一種是已有導(dǎo)柱導(dǎo)套塑料模架的。</p><p>　　澆口套與定模部分裝配后，必須與分模面有一定的間隙，其間隙為0.05——0.15毫米，因?yàn)樵撎幨車娮靿毫Φ挠绊?，在注射時(shí)會發(fā)生變形，有時(shí)在試模中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)在分模面上澆口套周圍出現(xiàn)塑料飛邊，就是由于沒有間隙的原因。為了有效的防止飛邊，可以接近塑件的有相對位移的面上銼一個三角形的槽，由于空氣的壓力的緣故可以更好的防止飛邊。</p><

79、p>　　1. 模具的裝配順序</p><p><b>　　1）確定裝配基準(zhǔn)；</b></p><p>　　2）裝配前要對零件進(jìn)行測量，合格零件必須去磁并將零件擦拭干凈；</p><p>　　3）調(diào)整各零件組合后的累積尺寸誤差，如各模板的平行度要校驗(yàn)修磨，以保證模板組裝密合，分型面吻合面積不得小于80%，間隙不得小于溢料最小值，防止產(chǎn)生飛邊

80、。</p><p>　　4）在裝配過程中盡量保持原加工尺寸的基準(zhǔn)面，以便總裝合模調(diào)整時(shí)檢查；</p><p>　　5）組裝導(dǎo)向系統(tǒng)并保證開模合模動作靈活，無松動和卡滯現(xiàn)象；</p><p>　　6）組裝冷卻和加熱系統(tǒng)，保證管路暢通，不漏水，不漏電，門動作靈活緊固所連接螺釘，裝配定位銷。裝配液壓系統(tǒng)時(shí)允許使用密封填料或密封膠，但應(yīng)防止進(jìn)入系統(tǒng)中；</p>

81、<p>　　7）試模：試模合格后打上模具標(biāo)記，包括模具編號、合模標(biāo)記及組裝基面。</p><p><b>　　8）模具的維護(hù)</b></p><p>　　模具在使用時(shí),那么優(yōu)化設(shè)計(jì)的零件在這里就起到了很大的作用，只須更換個別已損壞的零件，不會導(dǎo)致用過程中，會出現(xiàn)正常的磨損或不正常的磨損。不正常的損壞絕大多數(shù)是由于操作不當(dāng)所致模具的徹底報(bào)廢。</p&g

82、t;<p>　　最后檢查各種配件、附件待零件，保證模具裝備齊全，另外在裝配過程中應(yīng)嚴(yán)防零件在裝配過程中磕、碰、劃傷和銹蝕。裝配滾動軸承允許采用機(jī)油進(jìn)行熱裝，水的溫度不得超過1000C。</p><p><b>　　2. 試模</b></p><p><b>　　1) 模具安裝</b></p><p>　　①

83、清理模板平面定位孔及模具安裝面上的污物、毛刺。</p><p>　　② 因模具外形尺寸不大，故采用整體安裝法。先在機(jī)器下面兩根導(dǎo)軌上墊好板，模具從側(cè)面進(jìn)入機(jī)架間，定模如定位孔，并放正，慢速閉合模板，壓緊模具，然后用壓板或螺釘壓緊定模，并初步固定動模，然后慢速開閉模具，找正動模，應(yīng)保證開閉模具時(shí)平穩(wěn)、靈活，無卡住現(xiàn)象，然后固定動模。</p><p>　?、?調(diào)節(jié)鎖模機(jī)構(gòu)，保證有足夠開模距及鎖

84、模力，使模具閉合適當(dāng)。</p><p>　?、?慢速開啟模板直至模板停止后退為止，調(diào)節(jié)頂出裝置，保證頂出距離。開閉模具觀察頂出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動情況，動作是否平衡、靈活、協(xié)調(diào)。</p><p>　?、?模具裝好后，待料筒及噴嘴溫度上升到距離預(yù)定溫度20~300C，即可校正噴嘴澆口套的相對位置及弧面接觸情況，可用一紙片放在噴嘴與澆口套之間，觀察兩者接觸印痕，檢查吻合情況，須使松緊合適，校正后擰緊注射

85、座定位螺釘，緊固定位。</p><p>　?、?開空車運(yùn)轉(zhuǎn)，觀察模具各部分運(yùn)行是否正常然后才可注射試模。</p><p><b>　　2) 試模</b></p><p>　　試模時(shí)，塑件上?？赡軙霈F(xiàn)各種弊病，為此必須進(jìn)行原因分析、排除故障。造成次、廢品的原因很多，有時(shí)是單一的，但經(jīng)常是多方面綜合的原因。需按成型條件、成型設(shè)備、模具結(jié)構(gòu)及制造精

86、度、塑件結(jié)構(gòu)及形狀等因素逐個分析找出其中主要矛盾，然后再采取調(diào)節(jié)成型工藝參數(shù)、修整模具等方法加以解決。</p><p><b>　　3) 開模過程分析</b></p><p>　　注塑機(jī)推動推板使動定模分開，在導(dǎo)柱導(dǎo)向的情況下，動定模順利分型，同時(shí)拉料桿拉斷澆口，使塑件在推板的作用下順利脫出。閉合時(shí)，同樣在導(dǎo)柱和導(dǎo)套的導(dǎo)向作用下通過復(fù)位桿使模具順利合模。</p&

87、gt;<p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　通過對此次塑料成型模具的設(shè)計(jì)，對常用塑料在成型過程中對模具的工藝要求有了更深一層的理解，掌握了塑料成型模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算方法，對獨(dú)立設(shè)計(jì)模具具有了一次新的鍛煉。</p><p>　　在模具制造的加工工藝，來編寫加工工藝卡片。</p><p>　　在設(shè)計(jì)過程充分利用

88、了各種可以利用的方式，同時(shí)在反復(fù)的思考中不斷深化對各種理論知識的理解，在設(shè)計(jì)的后一階段充分利用CAD軟就是一例，新的工具的利用，大在提高了工作效率。</p><p>　　以計(jì)算機(jī)為手段，專用模具分析設(shè)計(jì)軟件為工具設(shè)計(jì)模具。軟件可直接調(diào)用數(shù)據(jù)庫中模架尺寸，金屬材料數(shù)據(jù)庫及加工參數(shù)，通過幾何造型及圖形變換可得到模板及模腔與型芯形狀尺寸迅速完成模具設(shè)計(jì)。</p><p>　　模具CAD技術(shù)是模具

89、傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式的革命，大大提高了設(shè)計(jì)效率，尤其是系列化或類似注射模具設(shè)計(jì)效率更為提高。</p><p>　　總之，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)的又一次鍛煉完全清楚：充分利用CAD技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在模具符合使要求的前提下盡量降低成本。同時(shí)在實(shí)際中不斷的積累經(jīng)驗(yàn)，以設(shè)計(jì)出價(jià)廉物美的模具。</p><p>　　這次設(shè)計(jì)能順利完成，還得感謝老師的精心指導(dǎo)。但錯誤之處在所難免，望批評指正。非常感激！</p>

90、<p><b>　　參考資料</b></p><p>　　[1] 許發(fā)樾 主編 實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊 機(jī)械工業(yè)出版社。</p><p>　　[2] 許發(fā)樾 主編 模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊 機(jī)械工業(yè)出版社。</p><p>　　[3] 李紹林 馬長福 實(shí)用模具技術(shù)手冊

91、 上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社</p><p>　　[4] 黃銳 塑料工程手冊 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　[5] 屈華昌 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 高等教育出版社 </p><p>　　[6] 鄒繼強(qiáng) 主編 塑料制品及成型模具設(shè)計(jì) 清華大學(xué)出