噴霧器噴頭注塑模注射模設計【含CAD圖紙、說明書】,含CAD圖紙、說明書,噴霧器,噴頭,注塑,注射,設計,cad,圖紙,說明書,仿單 31 噴霧器噴頭斜抽芯注射模設計 摘 要：本次畢業(yè)設計的題目是噴霧器噴頭注塑模具設計。首先對所要設計的產(chǎn)品進行工藝的分析與計算，該塑件采用PVC為材料，然后在分析計算的基礎上確定成型工藝方案，為一模4腔，推桿推出，點澆口，單分型面，澆口套內(nèi)的主流道采用圓錐形，選用的模架為標準模架的A1型，導柱導套的安裝用Z1的安裝方式，再在此基礎上進入模具總裝配圖的結(jié)構(gòu)設計以及尺寸的確定。在此基礎上對注塑模具的主要零部件尤其是成型零部件的尺寸進行設計與計算，期間要參考塑料成型相關(guān)的資料和翻閱各種塑料模具設計手冊，并通過計算以確定模具的具體結(jié)構(gòu)及尺寸以及成型零件的相關(guān)尺寸，通過不斷的計算與修改，并在指導老師的悉心關(guān)懷和耐心指導下進行不間斷的反復修改，最終獨立完成這次畢業(yè)設計。在設計的過程中，主要成型零件采用鑲拼結(jié)構(gòu)，利于加工。 關(guān)鍵字：注塑模;澆注系統(tǒng);側(cè)澆口; Design Of Spray Nozzle Inclined Core-Pulling Injection Mould Abstract: The graduation project is the subject of spray nozzle injection mold design.First, the products are analysed and calculated as to the process of the design, with the products use PVC plastic parts as its material, and then the production process of a 4 cavity mold, putting launch point gate, single typeface, comprising the main gate with conical channel, selected as the standard mold of the A1-type mold, guide pins and bushings and installation methods with the Z1 installation is established, on the basis of the scientific calculation and analysis. On this basis, the structural design of the total assembly drawingand size is determined. Then, the main components of the injection mold molded parts, especially the size of the design should be calculated, during which processes, the relevant information and reading of all kinds of plastic mold design manual should be obtained, and the specific structure of the mold and size should be calculated and revised continually before determined. With the careful and patient guidance of instructor, as well as constant revise, ultimately an complete graduation project should be done independently. In the design process, the main use of mosaic structure of the molded part benefits processing. Key word: injection mold; gating system;side gate ; 1 前言 本次畢業(yè)設計是對我大學四年所學的無論是基礎知識還是專業(yè)知識都是一次全面的檢查和考核，同時也是培養(yǎng)我解決具體問題的一種能力和一次深入再學習的過程。通過畢業(yè)設計，能使我綜合應用所學的各種理論知識和技能，進行全面、系統(tǒng)、嚴格的技術(shù)及基本能力的練習。 模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。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。 在現(xiàn)代制造業(yè)中對模具的基本要求是：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共有制制品。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。 模具影響著制品的質(zhì)量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進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、機械性能、電性能、內(nèi)應力大小、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，應盡量減少開模、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構(gòu)，在全自動生產(chǎn)時還要保證制品能自動從模具中脫落。另外模具對制品的成本也有影響。當批量不大時，模具的費用在指尖上的成本所占的比例將會很大，這時應盡可能的采用結(jié)構(gòu)合理而簡單的模具，以降低成本。 現(xiàn)代生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設備、先進的模具是必不可少的三項重要因素，尤其是模具對實現(xiàn)材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設計起著重要的作用。高效的全自動設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，對模具業(yè)提出了越來越高的要求。因此促進模具的不斷向前發(fā)展。 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。從模具設計和制造角度來看，模具的發(fā)展趨勢可分為加深理論研究、高效率、自動化、大型、超小型及高精度、革新模具制造工藝、標準化等。 2 塑件工藝性分析 塑件圖： 圖1 塑件圖 Fig.1 Plastic Fig.ure 圖2產(chǎn)品圖—噴頭 Fig. 2 Product Fig.ure-Bather 材料：PVC 成型設備：XS-ZY-1000臥式注塑機，未注公差按IT14執(zhí)行。 2.1 塑件原材料的分析 （1） 基本性能：PVC熱安定性不良，成型溫度與分解溫度接近，流動性不佳，外觀容易形成不良缺陷，PVC料耐熱性不佳，最易燒焦、產(chǎn)生酸性氣體進而腐蝕模具，加工時可加塑化劑增加其流動性，一般須加添加劑使用，其強度、電器絕緣性、耐藥品性佳。 PVC特性： 密度:1.38克/立方厘米 成型收縮率:0..15-0.25% 成型溫度：160-190℃ （2）主要用途：聚氯乙烯的最大特點是阻燃，因此被廣泛用于防火應用。但是聚氯乙烯在燃燒過程中會釋放出氯化氫和其他有毒氣體,例如二惡英。它穩(wěn)定;不易被酸、堿腐蝕;對熱比較耐受。正是由于其防火耐熱作用,聚氯乙烯被廣泛用于電線外皮和光纖外皮。此外也常被制成手套、某些食物的保鮮紙。聚氯乙稀具有原料豐富（石油、石灰石、焦炭、食鹽和天然氣）、制造工藝成熟、價格低廉、用途廣泛等突出特點，現(xiàn)已成為世界上僅次于聚乙烯樹脂的第二大通用樹脂，占世界合成樹脂總消費量的29%。聚氯乙烯容易加工，可通過模壓、層合、注塑、擠塑、壓延、吹塑中空等方式進行加工。聚氯乙烯主要用于生產(chǎn)人造革、薄膜、電線護套等塑料軟制品，也可生產(chǎn)板材、門窗、管道和閥門等塑料硬制品。 （3）成型特點： 1.無定形料,吸濕小,流動性差.為了提高流動性,防止發(fā)生氣泡,塑料可預先干燥.模具澆注系統(tǒng)宜粗短,澆口截面宜大,不得有死角.模具須冷卻,表面鍍鉻. 2.由于其腐蝕性和流動性特點，最好采用專用設備和模具。所有產(chǎn)品須根據(jù)需要加入不同種類和數(shù)量的助劑。 3.極易分解,在200度溫度下與鋼.銅接觸更易分解,分解時逸出腐蝕.刺激性氣體.成型溫度范圍小. 4.采用螺桿式注射機噴嘴時,孔徑宜大,以防死角滯料.好不帶鑲件,如有鑲件應預熱。 2.2 塑件結(jié)構(gòu)和尺寸精度、表面質(zhì)量分析 （1） 結(jié)構(gòu)分析。此產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相對簡單，側(cè)壁帶圓孔6個，中心部分為帶臺階狀通孔。側(cè)壁孔與水平面呈45度斜角度。需要設置側(cè)抽芯?？傮w上屬于中等難度的側(cè)抽芯。 （2） 尺寸精度分析。取精度等級為IT14分析可得，該零件的尺寸精度比較低，對應的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以保證。 （3） 表面質(zhì)量分析。 該塑件要求外觀無明顯缺陷，表面粗糙度為，塑件無毛刺，內(nèi)部無粗糙度要求，容易實現(xiàn)。 綜上分析可以看出，注射時在工藝參數(shù)控制得較好的情況下，零件的成型要求可以的到保證。 2.3 計算塑件的體積和質(zhì)量 計算塑件的質(zhì)量是為了選用注射機及確定型腔數(shù)。經(jīng)計算該塑件的體積為V=83689.14，根據(jù)設計手冊，可查得PVC密度為1.38。故塑件的質(zhì)量為： （1） 注射機XS-ZY-1000的注射量為，而每次的注射量不超過最大注射量的80% 即1000 ×80%=800 （2） 根據(jù)設計任務書的要求，一模一穴。只要保證注射機XS-ZY-1000的注射量大于塑件體積和凝料體積之和就可以了。 經(jīng)過計算凝料體積為V=10836.32 （3） 注塑機的注射量=800>115.5+10.5=126 所以注塑機注塑量選擇OK. 3 確定成型方案及模具類型 3.1 確定模具類型 1、確定模具的基本類型 注射模具的分類方式很多，此處是介紹的按注射模具的整體結(jié)構(gòu)分類所分的典型結(jié)構(gòu)如下： 單分型面注射模、雙分型面注射模、帶有活動成型零件的模、側(cè)向分型抽芯注射模、定模帶有推出機構(gòu)的注射模、自動卸螺紋的注射模、熱流道注射模。 1. 模架的選擇 根據(jù)對塑件的綜合分析，確定該模具是雙分型面的模具，由GB/T12556.1-12556.2-1990《塑料注射模中小型模架》可選擇A3型模架，其基本結(jié)構(gòu)如下： 圖3 A3型模架 Fig.3 Die plane of A3-type 圖4 推桿推出機構(gòu) Fig.4 Throwout lever ejecting mechanism A3型模具定模采用2塊模板，動模采用一塊板，設置推桿推出機構(gòu)。適用于直接點澆口注射成形模具。 由分型面分型面的選擇而選擇模具的導柱導套的安裝方式，經(jīng)過考慮分析，導柱導套選擇正裝的結(jié)構(gòu)： 圖5 導柱導套結(jié)構(gòu) Fig. 5 Report of the structure of the report 根據(jù)所選擇的模架的基本型可以選出對應的模板的厚度以及模具的外輪廓尺寸，經(jīng)過計算可以知道該模具是一模4腔的模具而量型腔之間的距離在20-30mm之間，把型腔排列成一模一腔可側(cè)得長為200mm，寬為200mm，模架的長L=200+復位桿的直徑+螺釘?shù)闹睆?型腔壁厚320mm，模架的寬W=200+復位桿的直徑+型腔壁厚360mm 所以就取BL=400400的模架，塑件的厚度為42mm，該模具型腔結(jié)構(gòu)復雜所以動模也有型芯，型芯的固定是固定總高度的，B板的厚度取110，滿足強度要求，A板為80mm，B板為120mm，C板為120mm（C的選擇應考慮推出機構(gòu)的推出距離是否滿足推出的高度） 綜上所述所選擇的模架的型號為：LKM FCI-4040-A80-B120-C120 GB/T 12556。 3.2 確定模具類型的主要結(jié)構(gòu) 3.2.1分型面得選擇 模具設計中分型面得選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)，設計時應該改按照以下原則進行分型面的選擇： （1）分型面應選在塑件外形最大輪廓處。避免模具結(jié)構(gòu)復雜。 1. 分型面應便于塑件的脫模。 2. 分型面得選擇應有利于側(cè)向分型和抽芯。 3. 分型面得選擇應保證塑件的質(zhì)量。 4. 分型面得選擇應應有利于防止益料。 5. 分型面的選擇應該有利于排氣。 6. 分型面的選擇應盡量使成型零件易于加工。 選擇分型面時，應盡量減小由于脫模斜度造成塑件的大小端尺寸的差距。 圖6 分型面的選擇 Fig.6 The choice of the parting surface 綜上所述：考慮多方面的因素，此處分型面就選擇在如圖所示的位置較為合適。 該零件的高度為42mm，且垂直于軸線的截面形狀比較簡單和規(guī)范，若選擇如上圖的分型方式既可以降低模具的復雜程度，減少模具的加工難度，又便于成型后的脫模。 故選用如上圖的分型面，因此該模具屬于多層臺階分型面的注射模。 3.2.2 型腔的排列方式的確定 由于本次設計只設計只有一模一穴，所以只有一種方式。 3.2.3 澆注系統(tǒng)的設計 1 主流道的設計 主流道的軸線一般位于模具的中心線上，與注射機噴嘴的軸線重合，型腔也以此軸線為中心對稱布置。主流道的截面一般為等截面柱形，截面可為圓形、半圓形、橢圓形和梯形，以橢圓形應用最廣。主流道設計要點如下： 1） 為便于凝料從主流道中拔出，主流道設計成圓錐形。主流道錐角對流動性差的塑料可取，內(nèi)壁表面粗糙度Ra小于0.8um。 2） 主流道與分流道結(jié)合處采用圓角過渡。其半徑為1~3mm，以減小料流轉(zhuǎn)向過渡的阻力。 3） 在保證塑件成型良好的前提下，主流道的長度L應盡量短。為了減少廢料及熔體壓力損失，一般主流道長度L不超過60mm應視模板的厚度，水道的開設等具體情況而定。 4） 設置主流道襯套。由于主流道要與高溫塑料和噴嘴反復接觸和碰撞，容易損壞，所以一般不把主流道開展模板上，而是將它單獨設置在一個主流道襯套中，這樣便于凝料從主流道中取出，損壞后易修復。 圖7 主流道 Fig.7 Mainstream 主流道尺寸的有關(guān)計算： 根據(jù)設計手冊查得XS-ZY-1000型注射機噴嘴的有關(guān)尺寸。噴嘴前端孔徑為；噴嘴前端球面半徑。 根據(jù)模具主流道與噴嘴及，取主流道球面半徑SR=20mm,小端直徑d=7.5mm。 為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設計成圓錐形其斜度為，經(jīng)換算得主流道大端直徑D=13.45mm，為了使熔料順利進入分流道，可在主流道出料端設計半徑為的圓弧過渡。 2 分流道的設計 對分流道的要求包括：塑料熔體在流動中熱量和壓力損失最小，同時使流道中的塑料最少，即從流動性、傳熱性等因素考慮，分流道的比表面積（分流道表面積與體積之比）應盡可能小，塑料熔體能在相同的溫度、壓力條件下，從各個澆口同時進入并充滿型腔。 1） 分流道截面形狀及尺寸 分流道的形狀尺寸取決于塑件的體積、壁厚、形狀，以及所加工塑料的種類，注射速率分流道長度等。分流道截面積過小，降低單位時間內(nèi)輸送的塑料量，并使填充時間延長，塑料常出現(xiàn)缺料、波紋等缺陷。分流道截面尺寸過大，不僅積存空氣增多，塑件容易產(chǎn)生氣泡 ，而且增大塑料耗量，延長冷卻時間。此副模具選用分流道形狀尺寸如下： 優(yōu)點：比表面積最小，因此阻力小，壓力損失小，冷卻速度最慢，流道中心冷凝慢有利于保壓，廢料少。 缺點：同時在兩半模上加工圓形凹槽，難度大，費用高。 圓形截面分流道的直徑d一般在2~12mm內(nèi)變動。實驗證明，對多數(shù)塑料來說，分流道直徑在6mm以上時，直徑對熔體流動性影響較大，但直徑在8mm以上時， 即使再增大直徑，對熔體流動性影響不大。分流道長度一般在8~30mm之間。根據(jù)型腔的布置來延長或縮短，最小不能小于8mm。否則會給塑件修磨合分割帶來困難。 圖8 分流道直徑 Fig.8 Separation of the diameter ；塑件最大壁厚 ABS分流道的直徑推薦值2——10mm。 本次設計為了快速填充，所以采用分流道直徑采用8mm 。 2) 分流道的布置形式 分流道的布置形式主要取決于型腔的布局，其遵循的原則是，排列緊湊以縮小模板尺寸，減小流程，鎖模力力求平衡。分流道又分為平衡和非平衡兩種形式，此處采用的是平衡式 布置形式如下： 圖9 分流道的布置形式 Fig. 9 Separation of the form 3) 分流道設計要點 （1）分流道的斷面和長度設計，應在保證順利充模的前提下，盡量取小，尤其對小型塑件更為重要。 (2) 分流道的表面不必很光滑，表面粗糙度一般為1.6um即可，這樣可以使熔融塑料的冷卻皮層固定，有利于保溫。 (3) 當分流道較長時在分流道末端應開設冷料穴以容納冷料，保證塑件質(zhì)量。 (4) 分流道與澆口的連接處要以斜面或圓弧過渡，有利于熔融塑料的流動及填充。否則會引起反壓力消耗動能。 3 澆口的設計 澆口是連接主流道和型腔的橋梁，它具有兩個功能：第一，對熔融塑料進入型腔起控制作用；第二，當注射壓力撤消后，澆口固化，封鎖型腔，使型腔中尚未冷卻固化的塑料不會倒流。 澆口是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，它對塑件的質(zhì)量影響很大，一般情況下多采用長度很短（0.5~2mm）而截面又很窄的小澆口，主要作用有以下幾點：可使經(jīng)過分流道之后壓力和溫度都已有所下降的塑料熔體，產(chǎn)生加速度和較大的剪切熱，降低黏度，提高充模能力，小澆口容易冷卻固化（俗稱澆口凍結(jié)），縮短模具周期，防止保壓不足而引起的熔體倒流現(xiàn)象，還便于控制補縮時間，降低塑件的內(nèi)應力；便于塑件與塑料的分離，，而澆口痕跡小，表面質(zhì)量好。 1) 澆口的斷面形狀尺寸 澆口的斷面形狀常用圓形和矩形，澆口的尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗確定并取其下限然后再試模過程中，根據(jù)需要將澆口尺寸加以修正。 (1) 澆口截面的厚度h。通常h可取塑件澆口處厚壁的（或0.5~2mm）。 (2) 澆口的截面寬度b。矩形截面的澆口，對于中小型塑件通常取b=（5~10）h，對于大型塑件取b>10h。 (3) 澆口長度L。澆口的長度L盡量短，對減小塑料熔體流動阻力和增大流速均有利，通常取L=0.5~2mm。 2) 澆口的形式及特點 經(jīng)過綜合考慮和分析選擇側(cè)澆口 特點：可根據(jù)塑件的形狀、特點靈活的選擇塑件的某個邊緣進料，一般開設在分型面上，它能方便的調(diào)整熔體充模時的剪切速率和澆口封閉時間。澆口的加工和去除較方便。但側(cè)澆口注射壓力損失大，熔料流速較高，保壓補縮作用小，成型殼類件時排氣困難，因而易形成熔接痕、缺料、縮孔等。 應用：側(cè)澆口能成型各種材料、各種形狀的塑件，應用非常廣泛。澆口的寬 ；澆口的深 ；澆口的。該副模具取b=2mm，h=1mm，L=1.5mm 3) 澆口位置的選擇 進料位置的確定應遵循以下幾個原則： (1) 澆口的尺寸及位置的選擇應避免料流產(chǎn)生噴射和蠕動 (2) 澆口應開設在塑件斷面較厚的部位，有利于熔體流動和補料。 (3) 澆口位置的選擇應使塑料流程最短，料流變向最少。 (4) 澆口位置的選擇應有利于型腔內(nèi)氣體的排出。 (5) 澆口位置的選擇應減少或避免塑件的熔接痕，增加熔接牢靠度。 (6) 澆口位置的選擇就防止料流將型芯或嵌件擠壓變形。 根據(jù)塑件外觀質(zhì)量的要求以及型腔的安放方式，進料位置設計在分型面上。 如圖所示： 圖10 澆口位置的選擇 Fig. 10 The choice of gate location 4 冷料穴和拉料桿的設計 冷料穴的作用是收集每次注射成型時，流道熔體前端的冷料筒頭，避免這些冷料進入 型腔影響塑件的質(zhì)量或者堵塞澆口。臥式或立式注射機用注射模的冷料穴，一般都設在主流道的末端，且開主流道對面的動模上，直徑稍大于主流道大端的直徑，便于冷料的進入，冷料穴的形式不僅與主流道的拉料桿有關(guān)，而且與主流道中的凝料的脫模有關(guān)系。常見的冷料穴及拉料形式有鉤形（Z形）拉料桿、錐形或溝槽拉料穴、球形頭拉料穴、分流錐形拉料穴、無推桿的拉料穴、Z形拉料穴，拉料桿的頭部為Z形，深入冷料穴中，開模時鉤住主流道凝料并將其從主流道中拉出，拉料桿固定端裝在推桿固定板上，故塑件推出時，凝料也被推出，稍作側(cè)移，塑件連同澆注系統(tǒng)凝料一起取下。這種是一種常見形式，缺點是凝料推出后不能自動脫模。本產(chǎn)品成型時，采用注塑機自帶的繼續(xù)手臂取拿產(chǎn)品。 3.2.4 排氣系統(tǒng)的設計 排氣系統(tǒng)的作用是將澆注系統(tǒng)、型腔內(nèi)大的空氣以及塑料熔體分解產(chǎn)生的氣體及時排出模外。如果排氣不良，會在塑件上形成氣泡、銀紋、接痕等缺陷，使表面輪廊不清楚，甚至充不滿型腔。還會因氣體被壓縮產(chǎn)生高溫，使塑件產(chǎn)生焦痕現(xiàn)象。 本套模具采用兩種排氣方式和用排氣方式： 1 分型面上開設排氣槽排氣 這是注射模具排氣的主要形式。通常在分型面型腔一側(cè)開設排氣槽，這里把排氣槽開設在定模型腔固定板一側(cè)，在考慮不產(chǎn)生飛邊的情況下，排氣槽的寬度取5mm，排氣槽的深度則由查表可得ABS塑料的排氣槽的深度為0.03mm，而排氣槽的位置則開放在靠近鉗件的、塑件制品最后充滿的部位以防止熔接痕的產(chǎn)生。排氣槽的形式如下圖： 圖11 分型面上的排氣槽 Fig.11 The tank of the parting surface 2 配合間隙加工排氣槽 對于中小型模具，處了利用分型面及配合間隙自然排氣槽排氣外，還可以將型腔最后充滿的地方做成組合式結(jié)構(gòu)，在過盈配合面上加工出排氣槽，寬度一般為mm，深度為，具體結(jié)構(gòu)如下： 圖12 過盈配合處的排氣槽 Fig.12 The tank of the interference fits 4 脫模機構(gòu)的設計 塑料成型后，使制件及澆注系統(tǒng)凝料從凸模或凹模上脫出的機構(gòu)稱為推出機構(gòu)，也稱脫模機構(gòu)。它由一系列推出元件等組成，可具有不同的推出動作。大部分推出機構(gòu)的動作是提高裝在注射機合模機上的頂桿或液壓缸來完成的。推出機構(gòu)的設計直接影響制件的質(zhì)量，是塑料模設計的重要環(huán)節(jié)之一。 根據(jù)塑件的形狀和成型特點及模具的結(jié)構(gòu)，選擇推桿推出機構(gòu)。 1 脫模機構(gòu)的設計原則 （1）結(jié)構(gòu)可靠，機械運動靈活、準確，并有足夠的剛度和強度。 （2）保證塑件不變形、不損壞。 （3）保證塑件外觀良好。 （4）盡量使塑件留在動模一側(cè)，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作。 2 按模具中的推出零件分類 分為推桿式脫模、推管式脫模、推板式脫模等，該塑件底部有加強筋，又非圓筒件，所以采用應用比較廣泛的推桿式脫模機構(gòu)。 3 脫模力的計算 注射成型后，塑件在模具內(nèi)冷卻定型，由于體積的收縮，對型芯產(chǎn)生抱緊力，塑件要從模腔中脫出，就必須克服因抱緊力而產(chǎn)生的摩擦阻力。對于不帶通孔的殼體類塑件，脫模時還需要克服大氣壓力，一般而論，塑料制件剛開始脫模時，所需克服的阻力最大，即所需的脫模力最大，脫模力可按公式估算。根據(jù)力的平衡原理，列出平衡方程式 則 （4） --- 塑件對型芯的包緊力； --- 脫模時型芯所受的摩擦阻力； --- 脫模力； --- 型芯的脫模斜度。 又 （5） 于是 （6） 而包緊力為包容型芯的面積與單位面積上包緊力之積，即：。 由此可得 （7） u--- 塑料對鋼的摩擦因素，為0.1-0.3； A--- 塑件包容型芯的面積； P--- 塑件對型芯的單位面積上的包緊力，一般情況下模外冷卻的塑件取p=Pa；模內(nèi)冷卻的塑件取p=。 P=10Mpa A=45.68: =N （8） N （9） 5 推出機構(gòu)的設計 由于設置推桿位置的自由度很大，所以推桿推出機構(gòu)應用最為廣泛。 1 推出機構(gòu)的設計原則： （1）保證制件不因頂出而變形損壞及影響外觀。這是推出機構(gòu)最基本的要求。 （2）推出機構(gòu)應盡量設置在動模一側(cè)。 （3）機構(gòu)簡單、動作可靠。 （4）合模時正確復位。 （5）位置盡量設在塑件內(nèi)側(cè)，保證塑件外觀良好。 （6）盡量選在垂直壁厚的下方，可以獲得較大的頂出力。 2 推桿位置的設置： （1）推桿應設在脫模大的地方。一般型芯的周圍對型芯的包緊力很大，所以可以在型芯的外側(cè)塑件的端面上設置推桿。 （2）推桿應均勻布置。當塑件各處脫模阻力相同時，應均勻布置推桿，保證塑件被推出是受力均勻，推出平穩(wěn)不變形。 （3）推桿應設在塑件強度剛度較大的處，推桿不應設在塑件薄壁處，以免塑件變形損壞。 3 推桿的長度及直徑 圓形推桿的直徑可由歐拉公式化簡得： （10） 式中 d--推桿的直徑（mm） L--推桿的長度（mm） --塑件的脫模力（N） E--推桿材料的彈性模量（Mpa） n--推桿數(shù)量 k--安全系數(shù) k取1.5 帶入數(shù)據(jù)計算; （11） 推桿直徑的強度校核： --推桿材料的許用壓力（Mpa） 帶入數(shù)據(jù)計算得 d=5mm滿足要求。 4 推桿的固定方式 推桿直徑d與模板上的推桿孔的配合一般采用的間隙配合實際的間隙配合應該小于他的溢邊值，查資料可得ABS的溢邊值0.04mm，推桿有很多種固定方式，我們選擇如下的方式固定： 圖13 推桿的固定方式 Fig.13 Throwout lever's fixed way 推桿固定端與推桿固定板配合時，通常采用單邊0.5mm的間隙，這樣既可以降低加工要求，又能在多推桿的情況下，不因由于各板上的推桿孔加工誤差引起的軸線不一致而發(fā)生卡死現(xiàn)象。推桿材料采用T8、T10碳素工具鋼，熱處理要求硬度HRC50，工作端配合部分的表面粗糙度Ra0.8um。 5.1 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)設計 （12） 式中： Q－抽拔力（N） A－型芯被塑件包緊的斷面形狀周長（mm） h-型芯成形深度（mm） q-由于塑件收縮形成的單位正壓力，一般取8～12Mpa －摩擦系數(shù)，取0.1～0.2 －脫模斜度（） （由《實用模具設計與制造手冊》查的為,初取） 代入，得 （13） 抽芯距：長斜導柱S＝6.2＋5＝11.2mm （14） 斜導柱尺寸計算： 由于抽芯方向與模具安裝平面平行 （15） 式中： S－抽芯距（mm） －斜導柱工作部分長度（mm） -斜導柱安裝角度，一般取，不大于，初取 H－抽芯距為S時所需開模行程（mm） 代入，得： （16） 斜導柱的直徑計算: （17） 所受正壓力N： （18） 直徑d: （19） 取d=20mm 式中： Q－抽拔力 －許用抗彎強度 （由于斜導柱選用材料為T8A，所以＝137Mpa） 長度計算： （20） 取L=70mm 6 冷卻裝置的設計 模具的溫度是指模具型腔和型芯的表面溫度。模具溫度是否合適、均一與穩(wěn)定，對塑料熔體的充模流動，固化定型，生產(chǎn)效率及塑料制作的形狀、外觀和尺寸精度都有重要的影響，模具中設置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的是要通過控制模具溫度，使注射成型塑料制件有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)效率。 注射入模具的型腔的熔融熱塑性塑料，必須模具內(nèi)冷卻固化才能成為塑件，所以模具溫度必須低于注射入模具型腔的熔融塑料樹脂的溫度，即達到（玻璃化溫度）以下的溫度范圍。為了提高成型效率，一般通過縮短冷卻時間的方法來縮短成型周期，由于樹脂本身的性能不同，所以不同的塑料要求不同的模具溫度。當模具溫度要求在80以上時需對模具進行加熱。ABS的成型溫度是200-270，模具溫度40-80。所以不需要加熱裝置。 冷卻系統(tǒng)的設計原則 1.冷卻水孔應盡量多、孔經(jīng)應盡量大 。 2.冷卻水道離模具型腔表面的距離應盡量相等。當塑件壁厚均勻時，冷卻水道到型腔表面最好距離相當，但當塑件壁厚不均勻時，厚處冷卻水道到型腔表面的距離則應近一些，間距也可適當小些，一般水道孔邊至型腔表面距離為12～15 mm。 3.冷卻水道的出入口溫差應盡量小。為了縮小出入口冷卻水的溫差，應根據(jù)型腔形狀的不同進行水道的排布。 4.冷卻水道的布置應避開塑件易產(chǎn)生熔接痕的部位。塑件易產(chǎn)生熔接痕的地方，本身的溫度就比較低，如果在該處再設置冷卻水道，就會更加促使熔接痕的產(chǎn)生。 5.冷卻水道的大小應便于加工和清理。一般冷卻水道的孔徑為8-10mm。 6.冷卻水道應沿著塑料收縮方向設置。 2 常見冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 1）水孔的直徑，直徑取6mm 和8mm。 2）水孔的位置 3）水道的布置形式 一般有串聯(lián)式和并聯(lián)式，串聯(lián)水道的優(yōu)點是水道中間若有堵塞能及時發(fā)現(xiàn)；缺點為流程長，溫度不易均勻，流動阻力大。并聯(lián)水道的優(yōu)點是分幾路通水，流道阻力小，溫度均勻。 缺點是中間有堵塞不易發(fā)現(xiàn)，管接頭多。 串聯(lián)和并聯(lián)應用于具體情況而定，其缺點可以克服；如阻力大可以增大管徑，防止堵塞可以加大管徑，或分路供水。 冷卻水道的布置形式的選擇： 由于該模具是一模一腔，冷卻水道圍著型芯四周循環(huán)，可以達到冷卻型腔的作用，所以此模具的冷卻系統(tǒng)選擇內(nèi)循環(huán)式。這種布置形式在型腔外周鉆直通水道，然后用堵頭堵住不需要處構(gòu)成內(nèi)循環(huán)，并可以多層。 圖14 內(nèi)循環(huán)式冷卻系統(tǒng) Fig.14 Internal recycling type cooling system 7 成型零件的設計 7.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設計 凹模是成型塑件外表面的凹裝零件，它的結(jié)構(gòu)取決于塑件的成型需要和加工與裝配的工藝要求，通?？煞譃檎w式和組合式兩大類。 （1）整體式凹模 整體式凹模是有一整塊鋼材直接加工而成的，這種凹模結(jié)構(gòu)簡單，牢固可靠，不易變形，成型的零件質(zhì)量好，但是當塑件結(jié)構(gòu)復雜時，其凹模的加工工藝性較差。因此，在先進的型腔加工機床尚未普及之前，整體式凹模適用形狀簡單的小型塑件成型。 （2）組合式凸模 組合式凸模由兩以上的零件組合而成，。這種凹模改善了加工性，減少了熱處理變形，節(jié)約了制作模具的貴重鋼材，但結(jié)構(gòu)復雜，裝配調(diào)整比較麻煩，塑件表面可能留有鑲拼痕跡， 組合后的型腔牢固性差。因此，這種凸模主要用于形狀復雜塑件的成型。 綜上所述，本次模具設計采用整體式凹模和組合式凸模。 圖15 組圖結(jié)構(gòu) Fig.15 Collage structure 7.2 成型零件的工作尺寸計算 型芯和型腔的徑向尺寸 成型零件的工作尺寸｛ 型芯和型腔的深度尺寸 中心距尺寸 1 影響塑件尺寸精度的因素 塑件的尺寸和精度主要取決于成型零件的尺寸和精度，而成型零件的尺寸和公差必須與塑件的尺寸和精度及塑料的收縮率為依據(jù)。 1）成型零件的制造誤差。 中小型塑模：模具制造公差占塑件總公差的：。 2）成型零件的磨損 中小型塑模：。 （1）成型零件磨損的原因 塑件脫模時的摩擦（型腔變大、型芯變小、中心距尺寸不變）。 料流的沖刷。 腐蝕性氣體的銹蝕。 模具的打磨拋光。 （2）成型零件磨損的取值 磨損量的大小取決于塑料品種、模具材料及熱處理。 小批量生產(chǎn)時，取小值，甚至可以不考慮。 玻璃纖維塑料磨損量大，應取大值。 模具材料耐磨，表面強化好，應取小值。 垂直于脫模方向的模具表面不考率磨損。 平行于脫模方向的模具表面要考慮磨損。 小型塑件的模具磨損對塑件影響較大。 3）塑件成型收縮誤差 （1）成型收縮率: 實際收縮率： （21） 計算收縮率： （22） 模具成型零件尺寸計算（等式右邊的乘積項為收縮量） （2）影響塑件收縮的原因 塑料品種 塑件特點 模具結(jié)構(gòu) 成型方法及工藝條件（料筒溫度、注射壓力、注射速度、模具溫度）。 4）模具的安裝配合誤差。 模具活動成型零件和配合間隙的變化會引起塑件尺寸變化。 5）水平飛邊的波動 注射模具的飛邊很小可以忽略。 6）塑件可能產(chǎn)生的最大誤差 塑件可能產(chǎn)生的最大誤差為各種誤差的總和。 =++++ (23) 塑件成型的尺寸總偏差不能超過塑件圖紙中規(guī)定的公差。 2 成型零部件工作尺寸計算 關(guān)于成型零部件工作尺寸的計算方法如下所示。 平均值法：比較粗糙，計算簡便，適用于一般精度的中小型塑件。 公差帶法（極限值法）：比較精確適用于制品的尺寸精度要求較高或制品尺寸較大時。 這里選擇平均值法。 在計算之前，對塑件尺寸和成型零部件尺寸偏差需統(tǒng)一按“入體”原則標注： 軸類采用基軸制，標負偏差。 孔類尺寸采用基孔制，標正偏差。 中心距尺寸公差對稱分布，標正負。 平均值法：是按塑件收縮率，成型零件制造公差，磨損量均為平均值時，制品獲得平均尺寸來計算的。 其核心公式為：，每一項取平均（用下標cp表示）則為，公差等級按照IT14級精度計算。下面的計算式中前的系數(shù)x取之間，中小型塑件取， 大尺寸取。 型腔、型芯徑向尺寸的確定： 按照脫模斜度包括在塑件公差范圍內(nèi)計算 型腔尺寸： (24) (25) (26) 型芯尺寸： (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) 型腔深度與型芯高度尺寸： 下面的計算式中前的系數(shù)x取之間，中小型塑件取， 大尺寸取。 型腔深度高度尺寸 (34) (35) 型芯高度尺寸 (36) (37) (38) 8 塑料模材料及選用 模具成型零件對材料及對塑料模成型零件的材料有以下基本要求： 1. 具有足夠的強度、剛度、耐疲勞性、和足夠的硬度、耐磨性。對于成型含有硬質(zhì)填料的增強塑料應具有更高的耐磨性。 2. 具有一定的耐熱性和小的熱膨脹系數(shù)。 3. 熱處理變形和開裂傾向小，在使用過程中尺寸穩(wěn)定性好，對高精度的塑料制品，模具尺寸值允許微小的變化。 4. 具有優(yōu)良的切削加工性能以及表面裝飾紋加工性。 5. 耐腐蝕性好，尤其在模具成型中會產(chǎn)生腐蝕性氣體的塑料，對模具的耐蝕性要求較高。 6. 拋光性能要好，塑件要求有良好的光澤和表面狀態(tài)，模具必須很好的鍍鉻拋光 7. 選用鋼材不應粗糙的雜質(zhì)和氣孔。 塑料模材料: 塑料模具用鋼的選擇可根據(jù)其制造方法的不同，按塑料制品的質(zhì)量要求的不同，按塑料制品的批量的大小以及按塑料模具的失效方式的不同等方式選擇。 塑料模具材料的選用方法 （1）按模具的制造方法選擇 1. 按制品質(zhì)量要求選材 2. 按塑料制品批量選擇 3. 按塑料模具的失效方式選擇 4. 按腐蝕條件選擇 成型ABS塑料時，在一定溫度下，ABS塑料會分解產(chǎn)生具有腐蝕性的氣體而塑料模產(chǎn)生腐蝕。 所以選擇材料的時候要選擇耐腐蝕的，尤其是型腔和型芯，他們是與塑件直接接觸的，更要具有耐腐蝕的材料。 1. 按硬度選擇模具材料 綜上所述：型芯和型腔的材料選用德國的的耐腐蝕材料S136（鋼材特性：高純度，高鏡面度，拋光性能好，抗銹防酸能力極佳，熱處理變形少，通過適當?shù)臒崽幚砉に嚕捕瓤蛇_至50-52HRC并可提高拋光性，耐磨性或耐腐蝕性。一般用途：鏡面模及防酸性高，可保證冷卻管道不受銹蝕，適合PVC聚氯乙烯、PA尼龍、POM聚甲醛、PC聚碳酸酯、ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物塑料及添加阻燃劑之塑料，食品工業(yè)機械構(gòu)件）。動、定模板，支撐板，墊塊選用45號鋼。澆口套選用 45號鋼，導柱、導套、拉料桿、推桿選用T8A，推桿固定板，推板選用45號鋼。型腔板、型芯板也選用45號鋼。 9 注塑模在注射機上調(diào)試及試模 9.1 注射機有關(guān)參數(shù)的校核 模具閉合高度的確定和校核 1模具閉合高度的確定 根據(jù)標準模架各模板尺寸及模具設計的其他零件尺寸： 定模板 ，支撐板，型腔固定板 ，型芯固定板 ，墊塊，動模板 模具的閉合高度： (39) 2 模具安裝部分的校核 該模具的外形尺寸為，XS-ZY-1000型注射機模板的最大安裝尺寸為900mmX1000mm,固能滿足模具安裝要求。 XS-ZY-1000注射機所允許模具的最小厚度為300mm，最大厚度為700mm,即模具滿足安裝要求。 3 模具開模行程校核 經(jīng)查資料注射機XS-ZY-1000的最大開模行程S為700mm滿足下式計算所需的條件要求： 注射及的開模行程足夠。 經(jīng)驗證XS-ZY-1000型在注射機能滿足使用要求。 10 總結(jié) 通過這次為期兩個月的畢業(yè)設計，我深深地認識到了知識的匱乏與思考問題的不全面。 在設計過程中難免會暴露出了很多的問題，但結(jié)合我在認識實習和生產(chǎn)實習中所獲的實踐經(jīng)驗及老師的指導下，我克服了很多困難，最終如期完成了畢業(yè)設計。通過這次畢業(yè)設計，我對以前所學過的專業(yè)知識有了更進一步的認識，同時，學習到了對問題的一些思考方法和對做一個設計的基本思路，拿到塑料零件我們首先就要對塑件進行工藝分析，再在此基礎上選擇模具的標準模架，然后確定模具的基本結(jié)構(gòu)，最后校核注塑機的相關(guān)參數(shù)，在整個設計過程中掌握到了一定的學習方法。此次畢業(yè)設計讓我學會了獨立與創(chuàng)新，為我們以后的人生開啟了一盞明燈同時在設計中，也讓我們認識到了團隊合作的重要性，一個人的能力是有限的，只有充分的發(fā)揮每個人的聰明才智，大家齊心協(xié)力才能把一件事做的更好。 這次畢業(yè)設計使我接受了一個機械設計專業(yè)的畢業(yè)生應該有的鍛煉和考查。 感謝各位老師給我的這次鍛煉機會，我是認認真真的做完這次畢業(yè)設計的，但是由于水平有限，錯誤和不足之處再難免，懇請各位導師、各位教授批評指正，不勝感激。 參考文獻 [1] 申開智主編.塑料成型模具[J].北京：中國輕工業(yè)出版社，2002. 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