家用插線板底座注塑模具設(shè)計(jì)【電源插線板底座模具設(shè)計(jì)】【接線板】【排插】【插座】【一模一腔】【側(cè)抽芯】,電源插線板底座模具設(shè)計(jì),接線板,排插,插座,一模一腔,側(cè)抽芯,家用插線板底座注塑模具設(shè)計(jì)【電源插線板底座模具設(shè)計(jì)】【接線板】【排插】【插座】【一模一腔】【側(cè)抽芯】,家用,線板,底座,注塑,模具設(shè)計(jì),電源 XXXXX 學(xué) 校 XXXX系XXXX屆 設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目 家用插線板注射模 模 具 專業(yè) XXXX 班級 姓名 xxxx 指導(dǎo)老師 xxx 職稱 XXXX XXXX 年 XX 月 目 錄 引言……………………………………………………………………1 設(shè)計(jì)指導(dǎo)書……………………………………………………………2 設(shè)計(jì)說明書……………………………………………………………4 一、設(shè)計(jì)課題………………………………………………4 二、塑件及材料分析……………………………………………4 三、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………6 1、分型面……………………………………………………6 2、型腔布局…………………………………………………7 3、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)……………………………………………7 4、排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)……………………………………………8 5、成型零件設(shè)計(jì)……………………………………………9 6、脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………16 7、模溫調(diào)節(jié)與冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)………………………………20 8、其它設(shè)計(jì)…………………………………………………23 9、側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)…………………………………………………26 10、裝配圖…………………………………………………28 三、設(shè)計(jì)小結(jié)………………………………………………………30 參考資料……………………………………………………………31 引 言 本說明書為我機(jī)械系XXXX屆模具設(shè)計(jì)也制造專業(yè)畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書，意在對我專業(yè)的學(xué)生在大學(xué)期間所學(xué)專業(yè)知識的綜合考察、評估。要在有限的時間內(nèi)單獨(dú)完成設(shè)計(jì)。也是在走上工作崗位前的一次考察。 本設(shè)計(jì)說明書是本人完全根據(jù)《塑料模具技術(shù)手冊》的要求形式及相關(guān)的工藝編寫的。說明書的內(nèi)容包括：畢業(yè)設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)課題，設(shè)計(jì)過程，設(shè)計(jì)體會及參考文獻(xiàn)等。 編寫說明書時，力求符合設(shè)計(jì)步驟，詳細(xì)說明了塑料注射模具設(shè)計(jì)的方法，以及各種參數(shù)的具體計(jì)算方法，如塑件的成型工藝，型腔及型芯的計(jì)算，塑料脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，調(diào)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等。 由于本人才疏學(xué)淺，知識根底不牢，缺少經(jīng)驗(yàn)，在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算和編寫設(shè)計(jì)說明書的全工程中，得到張蓉老師以及其他機(jī)械、模具基礎(chǔ)課的老師的細(xì)心指導(dǎo)，同時也得到同學(xué)的熱情幫助和指點(diǎn)，在此謹(jǐn)以致謝。 敬請各位老師和同學(xué)批評指正，以促我在以后的工作中減少類似的錯誤，做出成績，以報恩師的淳淳教誨和母校的培養(yǎng)。 設(shè)計(jì)者：XXXX XXXX年XX月XX日 設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 1. 設(shè)計(jì)前應(yīng)明確的事項(xiàng) （1） 明確制品的幾何形狀及使用要求。對于形狀復(fù)雜的制品，有時除看懂其圖樣外，還需參考產(chǎn)品模型或樣品，考慮塑料的種類及制品的成型收縮率、透明度、尺寸公差、表面粗糙度、允許變形范圍等范圍，即充分了解制品的使用要求，因?yàn)檫@不僅是模具設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，而且還是減少模具設(shè)計(jì)者與產(chǎn)品設(shè)計(jì)者已意見分歧的手段。 （2） 估算制品的體積和重量及確定成型總體方案。計(jì)算制品重量的目的在于選擇設(shè)備和確定成型總體方案。成型總體方案包括確定模具的機(jī)構(gòu)形式，型腔數(shù)目，制品成型的自動化程度，采用流道的形式（冷流道或熱流道），制品的側(cè)向型孔是同時成型還是后序加工，側(cè)凹的脫模方式等。 （3） 明確注射成型機(jī)的型號和規(guī)則。只有確定采用什么型號和規(guī)則的注射成型機(jī)，在模具設(shè)計(jì)時才能對模具上與注射機(jī)有關(guān)的結(jié)構(gòu)和尺寸的數(shù)據(jù)進(jìn)行校核。 （4） 檢查制品的工藝性。對制品進(jìn)行成型前的工藝性檢查，以確認(rèn)制品的各個細(xì)小部分是否均符合注射成型的工藝性條件。 2. 基本程序 模具及其操作必須滿足各種要求，其模具設(shè)計(jì)的最佳方法是綜合考慮，系統(tǒng)制定設(shè)計(jì)方案，模具設(shè)計(jì)流程圖表示了各條件間的相互關(guān)系，以及必須滿足主功能的邊界條件和附加條件的關(guān)系。 3. 注射模設(shè)計(jì)審核要點(diǎn) （1） 基本結(jié)構(gòu)審核 1） 模具的結(jié)構(gòu)和基本參數(shù)是否與注射機(jī)規(guī)格匹配。 2） 模具是否具有合模道向機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理。 3） 分型面選擇是否合理，有無產(chǎn)生飛邊的可能，制品能否滯留在設(shè)有推出脫模機(jī)構(gòu)的動模（或定模）一側(cè)。 4） 模腔的布置與澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理。澆口是否與塑料原料相適應(yīng)，澆口位置是否恰當(dāng)，澆口與流道的幾何形狀及尺寸是否合適，流動比數(shù)值是否合理。 5） 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理。 6） 推出脫模機(jī)構(gòu)與側(cè)向分型或抽芯機(jī)構(gòu)是否合理、安全和可靠。它們之間或它們與其它模具零部件之間有無干涉或碰撞的可能，脫模板（推板）是否會與凸模咬合。 7） 是否需要排氣結(jié)構(gòu)，如果需要，其設(shè)置情況是否合理。 8） 是否需要溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，如果需要，其熱源和冷卻方式是否合理。溫控元件隨是否足夠，精度等級如何，壽命長短如何，加熱和冷卻介質(zhì)的循環(huán)回路是否合理。 9） 支承零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理。 10） 外形尺寸能否保證安裝，緊固方式選擇是否合理可靠，安裝用的螺栓孔是否與注射動、定模固定板上的螺孔位置一致，壓板槽附近的固定板上是否有緊固用的螺孔。 （2） 設(shè)計(jì)圖樣審核要點(diǎn) 1） 裝配圖。零部件的裝配關(guān)系是否明確，配合代號標(biāo)注得是否恰當(dāng)合理，零件標(biāo)注是否齊全，與明細(xì)表中的序號是否對應(yīng)，有關(guān)的必要說明是否具有明確的標(biāo)記，整個模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度如何。 2） 零件圖。零件號、名稱、加工數(shù)量是否有確切的標(biāo)注，尺寸公差和形位公差標(biāo)注是否合理齊合。成型零件容易磨損是部位是否預(yù)留了修磨量。哪些零件具有超高精度要求，這種要求是否合理。各個零件的材料選擇是否恰當(dāng)，熱處理要求和表面粗糙度要求是否合理。 3） 制圖方法。 制圖方法是否正確，是否合乎有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)（包括工廠企業(yè)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)）。圖面表達(dá)的幾何圖形與技術(shù)內(nèi)容是否容易理解。 （3） 模具設(shè)計(jì)質(zhì)量審核要點(diǎn) 1） 設(shè)計(jì)模具時，是否正確地考慮了塑料原材料的工藝特性、成型性能，以及注射機(jī)類型可對成型質(zhì)量產(chǎn)生的影響。對成型過程中可能產(chǎn)生的缺陷是否在模具設(shè)計(jì)時采取了相應(yīng)的預(yù)防措施。 2） 是否考慮了制品對模具導(dǎo)向精度的要求，導(dǎo)向結(jié)果設(shè)計(jì)得是否合理。 3） 成型零部件的工作尺寸計(jì)算是否合理，能否保證制品的精度，其本身是否具有足夠的強(qiáng)度和剛度。 4） 支撐部件能否保證模具具有足夠的整體強(qiáng)度和剛度。 5） 設(shè)計(jì)模具時是否考慮了試模和修模要求。 （4）裝拆及搬運(yùn)條件審核要點(diǎn)有無便于裝拆時用的橇槽、裝拆孔和牽引螺釘，對其是否作出了標(biāo)記。有無供搬運(yùn)用的吊環(huán)或起重螺栓孔，對其是否也作出了標(biāo)記。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 目錄 一、設(shè)計(jì)課題：家用插線板注射模 二、塑件分析 1． 塑件3D圖 ①．件選用聚丙烯（ABS），聚丙烯有以下優(yōu)點(diǎn)： A． 聚丙烯有極低的密度，是大品種塑料中最輕的一種； B． 優(yōu)良的耐化學(xué)藥品性和耐疲勞性，在室溫下溶劑不能溶劑ABS，另外耐熱性較高，對80%硫酸可耐100℃；若無外力作用，制品150℃也不會變形； C． 耐高頻電絕緣性好，在潮濕的環(huán)境中也具有良好的電絕緣性； D． 優(yōu)良的力學(xué)性能，包括拉伸強(qiáng)度，壓縮強(qiáng)度，突出的剛性和耐彎曲疲勞性能； 但是聚丙烯的耐沖擊性差，尤其是低溫沖擊性差，對缺口十分敏感。 總上所述，本塑件用做家用插線板，應(yīng)使用具有耐化學(xué)藥品性和耐疲勞性的的材料，由于本塑件是家用插線板，會經(jīng)常抽拔，故材料的力學(xué)性能要優(yōu)良，所以的材料選用聚丙烯（ABS）。由于聚丙烯的耐沖擊性差，故塑件外形設(shè)計(jì)為橢圓形以防止缺口的形成。 由于本塑件是家用插線板，所以制造精度要高一些，查閱有關(guān)手冊，本塑件取IT4級。 ②．聚丙烯（ABS）的物理及力學(xué)性能： 密度/( g/cm) 1.05 斷裂伸長率/% 200∽700 熔點(diǎn)/℃ 165∽170 彎曲強(qiáng)度/MPa 49∽58．8 脆折點(diǎn)/℃ <-10 彈性模量/MPa 980∽9800 拉伸強(qiáng)度/MPa 29．4 缺口沖擊模量 5∽10 ③．塑件的體積,質(zhì)量及正投影面積 A．體積：塑件餓體積由整體平面組成，塑件厚度t=1.5-3mm。 塑件體積（3D測量）： 塑件的總體積為： V = 19587 mm≈ 19.6 cm B．塑件的質(zhì)量 M = Vρ= 19.6 x 1.05 = 28.6 g C．塑件的正投影面積：3D測量 S = 6533mm≈ 6.53cm 2．塑件的成型方法 本塑件采用材料聚丙烯（ABS），屬于熱塑性塑料，指定采用注射成型，故本塑件采用注射成型。 3.塑件成型的工藝參數(shù) 由塑件材料聚丙烯（ABS）查表取工藝參數(shù)： 料筒溫度/℃： 后段160∽180 中段180∽200 前段200∽220 模具的溫度℃： 80∽90 注射壓力MPa： 70∽100 注射時間t/s： 20∽60 保壓時間t/s： 0∽3 冷卻時間t/s： 20∽90 總生產(chǎn)時間t/s： 50∽160 4．根據(jù)塑件的的計(jì)算重量或體積，選擇注射機(jī)的型號規(guī)格，確定型腔數(shù)。 A．注射機(jī)額定注射量m，由于沒有限定設(shè)備，所以每次注射量不超過最大注射量的80%，即： n = （0.8 m - m）/ m 式中 n — 型腔數(shù) ； m— 澆注系統(tǒng)重量（g）； m — 塑件重量（g）； m —— 注射機(jī)額定注射量（g）。 估算澆注系統(tǒng)體積V，根據(jù)澆注系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)方案（下圖所示）進(jìn)行3D測量。 V= 2317 mm≈ 2.3 cm 則澆注系統(tǒng)的塑料重量m= Vρ = 2.3 x 1305 ≈ 2.4g 設(shè)n=1 ，則得 m =（ m+ m）/ 0.8 = （28.6x1+2.3）÷ 0.8 ≈ 38.6g 從計(jì)算結(jié)構(gòu)，并根據(jù)塑料注射機(jī)技術(shù)規(guī)格，結(jié)合初步估算模具尺寸，選用HTF80型注射機(jī)。 型號 單位 80×B 參數(shù) 螺桿直徑 mm 36 理論注射容量 cm3 124 注射重量PS g 113 注射壓力 Mpa 183 注射行程 mm 122 螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 0~220 料筒加熱功率 KW 5.7 鎖模力 KN 800 拉桿內(nèi)間距(水平×垂直) mm 365×365 允許最大模具厚度 mm 360 允許最小模具厚度 mm 150 移模行程 mm 310 移模開距(最大) mm 670 液壓頂出行程 mm 100 液壓頂出力 KN 33 液壓頂出桿數(shù)量 PC 5 油泵電動機(jī)功率 KW 11 油箱容積 l 200 機(jī)器尺寸(長×寬×高) m 4.3×1.25×1.8 機(jī)器重量 t 3.22 最小模具尺寸(長×寬) mm 240×240 B．根據(jù)塑件精度，由于該塑件為家用插線板底座，要求精度高，另外該塑件形狀復(fù)雜，尺寸較大，故采用單型腔 n=1。 綜上所述，本塑件的模具設(shè)計(jì)為一模一腔。 三．模具結(jié)構(gòu) 模具的結(jié)構(gòu)應(yīng)能發(fā)揮成型設(shè)備的能力，最大限度地滿足塑件的工藝技術(shù)要求和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性要求，本塑件的模具結(jié)構(gòu)從以下幾個方面分析。 1． 模具的分型面 分型面的選擇原則： A． 便于塑件脫模，在開模時盡量使塑件留在動模內(nèi)，應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽芯，應(yīng)合理安排塑在型腔中的方位； B． 考慮好保證塑件的外觀不遭損壞； C． 盡力保證塑件尺寸的精度要求（如同心度等）； D． 有利于排氣； E． 盡量使模具加工方便。 根據(jù)以上分型面的選擇原則，本塑件模具的分型面選擇如下圖所示例： 草圖： 2． 型腔布置 本塑件由于采用一模一，采用分流道。從塑件圖可以看到該塑件為中心對稱橢圓蓋，為了塑料澆注均勻、平衡，所以澆口的位置取在與塑件對稱中心軸線重合位置。（如下圖所示） 3． 澆注系統(tǒng) 澆注系統(tǒng)對注射成型周期和塑件質(zhì)量都有直接影響，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則： A． 在型腔布局方面給盡可能采用平衡式布置，以便平衡分流道；型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對稱，防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象；型腔排列要盡可能緊湊，以減小模具外形尺寸； B． 熱量及壓力損失要小，因此澆注系統(tǒng)流程應(yīng)盡量短，斷面尺寸盡可能大，盡量減少彎折，表面粗糙度要低； C． 確保均衡進(jìn)料，即分流道盡可能采用平衡式布置； D． 在滿足型腔充滿的前提下，塑料損耗要少； E． 消除冷料，防止“冷料”進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量； F． 避免塑件出現(xiàn)缺陷，避免熔體出現(xiàn)充填不足或塑件出現(xiàn)氣孔、縮孔、殘余應(yīng)力、翹曲變形或尺寸偏差過大以及塑料流將嵌件沖壓位移或變形等各種成型不良現(xiàn)象； G． 塑件外觀質(zhì)量要好，做到去處修整澆口方便，澆口痕跡無損塑件的美觀和使用； H． 盡可能使塑件不進(jìn)行或少進(jìn)行后加工，成型周期短，效率高； I． 大多數(shù)熱塑性塑料熔體的假塑性行為特性，應(yīng)予充分利用。 ①0． 澆口的樣式及尺寸 本模具采用一模一模成型，由前頁所述，采用側(cè)澆口，塑料熔體直接流入型腔，這樣壓力損失小，進(jìn)料速度快，成型容易；另外，傳遞壓力好，保壓補(bǔ)縮作用強(qiáng)，簡化模具結(jié)構(gòu)，制造方便。 查HTF80型注射機(jī)參數(shù)表，得：噴嘴口直徑 ф = 3.5mm； 塑件厚度 t = 1.5mm； 由經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)公式得： 澆口小端面直徑 d = ф + （0.5∽1.0） = 3.5 + 0.5 = 4mm a = 2°∽ 6°， r = 1 ∽ 3 ， D=6mm ， L < 60; 澆口設(shè)計(jì)樣式圖如下圖所示： ②．澆口套 澆口套一般為標(biāo)準(zhǔn)件，使用澆口套模具有利于安裝，更換方便，澆口套不用自己拋光，減少加工工序。 本設(shè)計(jì)中，采用標(biāo)準(zhǔn)澆口襯套和定位環(huán)，如下3D圖。 澆口套與定位環(huán)設(shè)計(jì) 4．溢流及排氣系統(tǒng) ① 溢流 模具設(shè)計(jì)時應(yīng)注意防止設(shè)計(jì)缺陷而造成在塑件加工時有溢流現(xiàn)象的產(chǎn)生。 這是就要注意模具的表面精度是否合理，密封是否嚴(yán)密等。 ② 排氣 在注射成型過程中，模具內(nèi)除了型腔和澆注系統(tǒng)中原有的空氣外，還有塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，這些氣體若不能順利排出，則可能因填充時氣體被壓縮而產(chǎn)生高溫，引起塑件局部炭化燒焦，或使塑件產(chǎn)生氣泡，或使塑料溶接不良而引起缺陷。 注射模的排氣方式，大多數(shù)情況下是利用模具分型面或配合間隙自然排氣。只有在特殊情況下采用開始排氣槽的排氣方式。 由本塑件的尺寸可以看出，塑件的厚度只有1.5mm，屬于薄壁件，，限度塑件厚度來說，屬于小面積的的塑件，所以注射過程中，利用分型面自然排氣就可以達(dá)到排氣的效果，所以本設(shè)計(jì)不設(shè)計(jì)排氣結(jié)構(gòu)。 5. 成型零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 塑料在成型加工過程中， 用來填充塑料熔體以成型制品的空間稱為型腔。而構(gòu)成這個型腔的零件叫做成型零件。結(jié)合本設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)，成型零件包括凹模、凸模、型腔內(nèi)外鑲件、近似半圓的橢圓型芯。 ①.凸、凹模設(shè)計(jì)、尺寸計(jì)算及型腔的剛度強(qiáng)度校核 由于本塑件外形帶有橢圓形腔有突出圓環(huán)，以及形狀復(fù)雜的把手，所以該模具的凹模設(shè)計(jì)為鑲嵌式凹模，這樣凹模便于加工成型，局部損壞容易更換。 A． 型腔壁厚和底版厚度的計(jì)算 在注射成型過程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力，因此模具型腔應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度和剛度。 型腔內(nèi)鑲件側(cè)壁厚度s 按剛度條件計(jì)算得： s ≥ r [（0.75rp+[δ]E）/ ([δ]E-1.25rp)]1/2 -1] = 40 x { [(0.75x40x30 + 2.1x10x0.03)÷(2.1x10x0.03 – 1.25x40x30)]1/2 - 1 } = 8.99 按強(qiáng)度條件計(jì)算: s ≥ r {[[σ]/( [σ]-2p)]1/2 -1} = 40 x {[2500÷(2500-2x30)]1/2 - 1} = 0.49 由于型腔內(nèi)鑲件其四周還有外鑲件過盈配合,綜合剛度和強(qiáng)度的校核結(jié)果, 型腔內(nèi)鑲件側(cè)壁厚度取 s = 16mm.，由以上計(jì)算的結(jié)果，當(dāng)s=15時為型腔內(nèi)鑲件橢圓頂部的壁厚，那么型腔板的厚度為型腔深度16mm與壁厚15mm之和，為h = 35mm。 B． 動模型腔側(cè)壁厚度強(qiáng)度校核 按照注射成型模具型腔側(cè)壁厚度經(jīng)驗(yàn)公式 s = 0.2L + 0.17 = 204x0.2+0.17 = 40.97mm 側(cè)壁厚度S長、S 短按剛度條件校核分別得： S長 = S 短 ≥ 1.15[ph/(E[δ])] = 1.15[30x1.5÷(2.1x10x0.03)] = 0.433mm 按強(qiáng)度條件計(jì)算: S長 ≥ r{[[σ]/( [σ]-2p)] -1} = 102x{[2500÷(2500-2x30)] -1} = 1.246mm S 短 ≥ r{[[σ]/( [σ]-2p)] -1} = 65x{[2500÷(2500-2x30)] -1} = 0.794mm 根據(jù)厚度尺寸和校核結(jié)構(gòu)，側(cè)壁厚度s =30.97mm 合適，故本模具型腔側(cè)壁厚度 s =35mm，另外動模型芯鑲件同樣計(jì)算，厚度S也取 S =30 mm. 注： E—模具材料的彈性模量（MPa），碳鋼為2.1x x10； p—型腔壓力，一般取25∽40MPa，本設(shè)計(jì)計(jì)算中統(tǒng)一取 p = 30 MPa； [δ]—剛度條件，即允許變形量（mm），查表[δ]=0.025∽0.04，本設(shè)計(jì)計(jì)算中統(tǒng)一取值 [δ] = 0.03； [σ]—模具材料的許用壓力（MPa），一般合金模具鋼許用壓力為2100∽2800MPa，本設(shè)計(jì)計(jì)算中統(tǒng)一取值 [σ] = 2500MPa； r—型腔半徑尺寸，由于本模具型腔為矩形，半徑取的是約值，或長、短軸分別計(jì)算； ②．凸、凹模尺寸計(jì)算 A．型腔內(nèi)鑲件尺寸計(jì)算： 由于沒有說明塑件公差等級，查有關(guān)手冊查到該塑件的公差等級為IT4級，按照該精度查到長軸尺寸117、短軸尺寸60、和深度尺寸8的公差分別為0.01mm、0.008mm、0.007mm，所以三個尺寸分別標(biāo)為1170 -0.01mm、600 -0.008mm、80 -0.007 . 長、短軸徑向尺寸和深度計(jì)算，x = 3/4、x=2/3 L = （Ls+LsScp-xΔ）+δz 0 = （117+117x0.02-3/4x0.01）+（1/4x0.01） 0 mm = 117.585+0.0025 0mm L = （Ls+LsScp-xΔ）+δz 0 = （60+60x0.02-3/4x0.008）+（1/4x0.008） 0 mm =60.3+0.002 0 mm H = （Hs+HsScp-xΔ）+δz 0 = （8+8x0.02-3/4x0.007）+（1/3x0.007） 0mm = 8.04+0.00233 0mm 型腔3D圖如下： B．型腔板成型部位尺寸計(jì)算： 按照精度IT4級查到長軸尺寸180mm、短軸尺寸120mm、和深度尺寸30的公差分別為0.014mm、0.01mm、0.005mm，所以三個尺寸分別標(biāo)為1800 -0.014mm、1200 -0.01mm、300 -0.005mm. 長、短軸徑向尺寸和深度計(jì)算，x = 3/4、x=2/3 L = （Ls+LsScp-xΔ）+δz 0 = （180+12x0.02-3/4x0.014）+（1/4x0.014） 0 mm = 180+0.0035 0mm L = （Ls+LsScp-xΔ）+δz 0 = （120+12x0.02-3/4x0.01）+（1/4x0.01） 0mm =120+0.0025 0mm H = （Hs+HsScp-xΔ）+δz 0 = （30+30x0.02-3/4x0.005）+（1/3x0.005） 0mm =30+0.00167 0 mm ③ 動模板厚度 按照注射成型模具動模板厚度經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 h =型芯+（30~50） = 80 mm 故：動模板厚度h = 80 mm. ④ 型芯的尺寸 動模板厚 S = 80mm，，已經(jīng)外形尺寸可以得到矩形型芯的尺寸： 按照精度IT4級查到塑件長、寬尺寸180mm、120mm、和深度尺寸11.91的公差均為0.005mm，所以三個尺寸分別標(biāo)為180+0.005 0 mm、120+0.005 0 mm、11.91+0.005 0 mm. 長、寬徑向尺寸和深度計(jì)算，x = 3/4、x=2/3 L = （L+ LScp+xΔ） 0 +δz = （180+180x0.02+0.75x0.005） 0 -（1/4x0.005）mm =180 0 -0.00125mm L = （L+ LScp+xΔ） 0 +δz = （120+120x0.02+0.75x0.005） 0 -（1/4x0.005）mm =120 0 -0.00125mm H = （H+ HScp+xΔ） 0 +δz = （11.91+11.91x0.02+0.67x0.005） 0 -（1/3x0.005）mm = 11.96 0 -0.00167 mm 6． 脫模方式及其脫出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則： A． 結(jié)構(gòu)可靠：機(jī)械的運(yùn)動準(zhǔn)確、可靠、靈活，并有足夠的剛度和強(qiáng)度。 B． 保證塑件不變形、不損壞。 C． 保證塑件外觀良好。 D． 盡量使塑件留在動模一邊，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作。 ①． 脫模力的計(jì)算 脫模力是指塑件從型芯上脫出時所需克服的阻力。 本模具設(shè)計(jì)為兩次脫模，第一次是將芯軸頂離動模板，使半球型芯有回轉(zhuǎn)余地，第二次是頂桿前移而拉桿不動，拉桿相對芯軸產(chǎn)生一個力矩，實(shí)現(xiàn)半球型芯的回轉(zhuǎn)脫模，有限位支柱限制副頂板移動，這個過程芯軸相對頂桿為浮動，所以將拉桿設(shè)計(jì)成擺動形式。 A． 第一次頂出脫模力的計(jì)算 塑件包緊型芯的側(cè)面積A （mm）： A = hC = 1.5 x Л[1.5（a+b）-srp（ab）] = 1.5 x 3.14x[1.5x（204+130）-srp（204x130）] = 1592.688 mm ≈1600 mm F = p·A = 8 x 1600 = 12800 N F = F（f·cosa-sina）= 12800 x （0.5x1 – 0）= 6400 N F = 0.1A = 0.1 x 1600 = 160 N 總脫模力F的結(jié)果為： F = F + F = 6400 + 160 = 6560 N ≈ 7000 N 頂桿的尺寸、校核 A．頂桿的位移尺寸 設(shè)計(jì)型芯在合模沒有頂出時在動模板以下，頂桿頂出后在動模板以上15mm. 根據(jù)型芯的位移距離，可以得到頂桿位移的第一個階段的距離為 L = 15mm. 當(dāng)頂桿第一階段頂出完成后，產(chǎn)品頂出。 頂桿總長度 L = 125mm 頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖所示 ③.拉桿的尺寸和結(jié)構(gòu) 由于本模具的脫模過程中，第一次脫模時，用拉桿將芯軸頂離動模板，使型芯有回轉(zhuǎn)余地，這是完成第二次脫模時，頂桿前移而拉桿就不動，拉桿相對芯軸產(chǎn)生一個力矩，實(shí)現(xiàn)平面型芯的回轉(zhuǎn)脫模，當(dāng)拉桿頂芯軸的時候，即同頂桿的頂出量相同，也是15mm后，由限位支柱限制副頂板移動，這個過程中，芯軸相對頂桿為浮動，所以就將拉桿設(shè)計(jì)為擺動形式。 A．根據(jù)上述的拉桿工作原理和過程，計(jì)算了拉桿的外形尺寸： 假設(shè)拉桿為平面，先求其直徑，已知設(shè)計(jì)的拉桿數(shù)目為2根。 根據(jù)公式和拉桿數(shù)目得 d = sprt[2F/（Л[σ]）] = sprt[2x42000÷（3.14x2500）] = 6.68 參考假設(shè)值d = 6.68的結(jié)果，為了型芯在脫模過程中，旋轉(zhuǎn)時能夠平穩(wěn)，采用圓頭推桿 B．由于拉桿的結(jié)構(gòu)為擺動形式，所以拉桿就有銷軸連接的兩部分組成，連接部分設(shè)計(jì)為齒形連接。由于拉桿和頂桿結(jié)構(gòu)相似，有頂桿的尺寸計(jì)算結(jié)構(gòu)結(jié)合拉桿本身在模具結(jié)構(gòu)中的位置，拉桿和拉桿座的總長度為141.5mm。 ④．彈簧的確定 限位螺釘和彈簧的作用是當(dāng)成型部位的矩形型芯滑動的時候限制和先行復(fù)位。 彈簧參數(shù)的確定 由型芯復(fù)位時所需的里僅為矩形型芯和行腔板、托板之間的摩擦阻力所以所需力很小，彈簧受力大小可以忽略，彈簧的參數(shù)適當(dāng)即可，設(shè)計(jì)彈簧數(shù)為n=3。選取彈簧的規(guī)格為： d = 1mm，D=30mm，t = 3mm，極限工作負(fù)荷Fj=55.2mm，彈簧高h(yuǎn)=60mm。 彈簧尺寸簡圖如下： 7．冷卻系統(tǒng) 塑料在成型過程中，模具溫度會直接影響塑料的充模、定型、成型周期和塑件質(zhì)量。所以模具上需要設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以達(dá)到理想的溫度要求，溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)又可分為冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)兩類。 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則： A．盡量保證塑料收縮均勻，維持模具的熱平衡； B．冷月水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越均勻； C．進(jìn)可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等； D．澆口處加強(qiáng)冷卻； E．應(yīng)降低進(jìn)水與出水的溫差，使進(jìn)水與出水的溫差不大于5℃； F．合理選擇冷卻水道形式和確定冷卻水管接頭位置； G．冷卻誰管道盡量避免與模具上其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉現(xiàn)象，冷水管道進(jìn)出接頭應(yīng)埋入模板內(nèi)。 查表得到材料聚丙烯（PP）的成型溫度Ts、模具溫度Tm和脫模溫度Te的參數(shù)分別為：Ts = 160∽260℃ 、Tm = 40∽60℃、Te = 60∽100℃. 冷卻介質(zhì)有冷卻水和壓縮空氣，由于水的熱容量大，傳熱系數(shù)大，成本低，所以本模具也設(shè)計(jì)使用冷卻水達(dá)到冷卻目的。 （1）.冷卻系統(tǒng) ①．計(jì)算單位時間內(nèi)從型腔散發(fā)的總熱量 A．每次需要的注射量（Kg） G = nG + G = 1 x 0.036 + 0.001 = 0.037Kg B．確定生產(chǎn)周期（s） 查塑料成型參數(shù)表得：生產(chǎn)周期 t = 50 ∽ 160 s ； 本設(shè)計(jì)去生產(chǎn)周期 t = 120s. C．聚丙烯單位熱流量Qs （KJ/Kg） 查塑料性質(zhì)參數(shù)表得：熱流量Qs = 586 KJ/Kg. D．每小時需要注射的次數(shù)（N/次） N = 3600/t = 3600 ÷ 120 = 30次 E．每小時的注射量 （Kg/h） W = N·G = 30 x 0.037 = 1.11 Kg/h 求從型腔內(nèi)發(fā)出的總熱量 （KJ/h） Q = N·G·Qs = 30 x 0.037 x 586 = 650.46 KJ/h ②．求模具表面空氣對流所散去的熱量Q . A．自然對流時的傳熱系數(shù)a，單位為 W/（m·K） 當(dāng)0℃ < Tav < 300℃ 時，計(jì)算系數(shù)ξ，按如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： ξ= 1.163[0.25 + 360/（Tav+300）] = 1.163 x [0.25 + 360÷（90+300）] = 1.364； ∴ a =ξ（Tav – Tr）1/3 = 1.364 x （90 – 25）1/3 = 5.484 W/（m·K） 式中Tav 、Tr分別為模具平均溫度和室溫，查表分別取Tav=90℃和Tr=25℃. B．能夠發(fā)生對流的模具表面積，單位為m. 模具整體長、寬、高約300mm、200mm、300mm，加上凸、凹面等，所以模具四周與空氣接觸的側(cè)表面積 Amc ≈ 0.55 m. 分型面的面積 Amf ≈ 0.06m 型腔的表面積 Am = 1.5L + 4Лr+ 4ab/4 -Лr= 1.5x507.23 + 4x3.14x40= 27434.23mm ≈ 0.0274m.其中L為橢圓周長L≈Л[1.5（a+b）-sprt（ab）]，r為橢圓半球近似球形的半徑，a、b分別為橢圓的長軸和短軸。 開模率 ν=[t-（t+t）]/t = [120 - （25+25）] ÷120 = 0.583；其中t為注射成型周期，即總生產(chǎn)周期t=120s，t、t分別為注射時間和冷卻時間，查塑料注射成型參數(shù)表，t=20∽60s，t=20∽90s，設(shè)計(jì)模具的注射時間和冷卻時間均為25s； ∴ A = Amc + （Amf + Am）ν = 0.55 + （0.06 + 0.0274）x 0.583 ≈ 0.626 m. 綜合A.B兩點(diǎn)計(jì)算結(jié)果得： Q = 3.6aA（Tav – Tr） = 3.6 x 5.484 x 0.626 x （90 – 25）= 802.035 KJ/h ③．綜合①、②的計(jì)算結(jié)果比較,設(shè)計(jì)環(huán)繞式冷卻水路。 8．合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 為了保證注射模準(zhǔn)確合模和開模，在注射模中必須設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用是導(dǎo)向、定位以及承受一定的側(cè)向壓力。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的形式主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面導(dǎo)向。 由于本模具生產(chǎn)的塑件為瓶蓋，精度要求高，所以設(shè)計(jì)導(dǎo)柱成導(dǎo)套配合，可以達(dá)到精度高，生產(chǎn)批量大的目的，同時設(shè)計(jì)導(dǎo)柱和導(dǎo)套要符合以下幾點(diǎn)： A．導(dǎo)柱應(yīng)合理地均布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具強(qiáng)度； B．導(dǎo)柱的長度應(yīng)比型芯（凸模）端面的高度高出6∽8mm，以免型芯進(jìn)入凹模時與凹模相碰而損壞； C．導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨度和強(qiáng)度，常用20#低碳鋼經(jīng)滲碳0.5∽0.8mm，淬火48∽55HRC，也可以采用T8A或T10碳素工具鋼，經(jīng)淬火處理； D．為了使導(dǎo)柱能順利進(jìn)入導(dǎo)套、導(dǎo)柱端面應(yīng)做成錐形或半球形，導(dǎo)套的前端也應(yīng)倒角； E．導(dǎo)柱設(shè)在動模一側(cè)可以保護(hù)型芯不受損傷，而設(shè)在定模一側(cè)則便于順利脫模取出塑件，因此可根據(jù)需要而決定裝配方式； F．除了動模、定模之間設(shè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套外，一般還在動模座板與推板之間設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套，以保證推出機(jī)構(gòu)的正常正常運(yùn)動； G．導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具的大小而決定，可參考標(biāo)準(zhǔn)模架數(shù)據(jù)選取。 ①．導(dǎo)柱 參照經(jīng)驗(yàn)，本模具屬于中小型模具，其導(dǎo)柱直徑越為模板兩直角邊之和的1/20∽1/35。本模具兩直角邊之和約為S≈（300+200）=500，按照1/25的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算得導(dǎo)柱的直徑為ф20，根據(jù)國標(biāo)和參考標(biāo)準(zhǔn)模架，導(dǎo)柱的直徑確定為ф20. 導(dǎo)柱的形式為有肩導(dǎo)柱，開設(shè)油槽，內(nèi)存潤滑油，既可以與另一模板配合起定位作用，有定位銷效果，還可以減小導(dǎo)柱導(dǎo)向的摩擦。 導(dǎo)柱還支撐模板的重量，所以ф20導(dǎo)柱直徑按下式校核： d = [64ωL/（3EЛδ）]1/4 = [64x1000x130÷（3x2.1x10x1）]1/4 = 21.73mm 校核ф20導(dǎo)柱直徑不合格，根據(jù)國標(biāo)和參考標(biāo)準(zhǔn)模架，導(dǎo)柱的直徑更改后確定為ф22. 導(dǎo)柱簡圖如下： ②．導(dǎo)套 參考導(dǎo)套的形式及特點(diǎn)，本模具設(shè)計(jì)采用帶頭導(dǎo)套，到頭導(dǎo)套的尾部可以與另一模板配合起定位作用，可以省去定位銷的效果；帶頭導(dǎo)柱軸向固定容易，可以防止拔出而不用另設(shè)防拔出機(jī)構(gòu)。 導(dǎo)套壁厚通常在3∽10mm，視內(nèi)孔大小而定，大者取大值。根據(jù)ф22導(dǎo)柱的孔來看，導(dǎo)套壁厚取d=5mm. 導(dǎo)套簡圖如下： ③．導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合及布置 A．導(dǎo)柱工作部分長度比型芯端面高度高出7mm； B．導(dǎo)柱工作部分的配合精度采用H/f；導(dǎo)柱固定部分配合精度采取H/k；導(dǎo)套外徑的配合精度采取H/k；配合長度通常采取培植直徑的1.5∽2倍，既35mm，其余部分可以擴(kuò)充孔，以減小摩擦，并降低加工難度； C．導(dǎo)柱與導(dǎo)套的材料選用T10碳素工具鋼，淬火處理硬度到達(dá)HRC48∽55；導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為Ra0.4，固定部分Ra0.8；導(dǎo)套內(nèi)外圓柱面表面粗糙度去Ra0.8。 D．導(dǎo)柱頭部制成圓頭形；導(dǎo)套的前端倒角，倒角半徑為2mm； E．本模具的橢圓型芯最容易受損，從保護(hù)型芯不受損壞來設(shè)計(jì)，導(dǎo)柱設(shè)在動模一邊； F．導(dǎo)柱不應(yīng)設(shè)在矩形模具四角的危險斷面上，通常導(dǎo)柱中心至模具外緣至少有一個導(dǎo)柱直徑的厚度，或設(shè)在長邊離中心線的1/3處最為安全，綜合考慮本模具尺寸導(dǎo)柱設(shè)在模具邊緣，導(dǎo)柱采用等直徑不對稱的布置方式。 導(dǎo)柱布置圖如下所示： 9.側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu) 一般指的模具的行位機(jī)構(gòu)，即凡是能夠獲得側(cè)向抽芯或側(cè)向分型以及復(fù)位動作來拖出產(chǎn)品倒扣，低陷等位置的機(jī)構(gòu)。 下圖列出模具的常用行位結(jié)構(gòu)。 從作用位置分為下模行位、上模行位、斜行位（斜頂） 從動力來分，為機(jī)動側(cè)向行位機(jī)構(gòu)和液壓（氣壓）側(cè)向行位機(jī)構(gòu) （1）. 滑塊的設(shè)計(jì) 滑塊設(shè)計(jì)的要點(diǎn)在于滑塊與側(cè)向型芯連接以及注射成型時制品尺寸的準(zhǔn)確性和移動的可靠性，滑塊分為整體式和組合式兩種?；瑝K材料常用45鋼或T8、T10等制造，要求硬度在HRC40以上。 （2）. 導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì) 導(dǎo)滑槽與滑塊導(dǎo)滑部分采用間隙配合，一般采用H8/f8?；瑝K的滑動配合長度通常要大于滑塊寬度的1.5倍，而保留在導(dǎo)滑槽內(nèi)的長度不應(yīng)小于導(dǎo)滑配合長度的2/3，導(dǎo)滑槽材料通常用45鋼制造，調(diào)質(zhì)至HRC 28～HRC32， （3）. 滑塊定位裝置設(shè)計(jì) 由于我們采用的是后模行位的形式，根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況，采用行位壓板的方式，主要作用為固定與導(dǎo)向作用。 （4）. 楔緊塊設(shè)計(jì) 楔緊角β應(yīng)比斜導(dǎo)柱的傾斜角α大2°～3°。 （5）. 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式 斜導(dǎo)柱和滑塊在模具上因安裝位置不同，組成了抽芯機(jī)構(gòu)的不同結(jié)構(gòu)形式。 1）斜導(dǎo)柱在定模上、滑塊在動模上的結(jié)構(gòu) A、設(shè)計(jì)時必須注意，滑塊與推桿在合模復(fù)位過程中不能發(fā)生“干涉”現(xiàn)象。所謂干涉現(xiàn)象是指滑塊的復(fù)位先于推桿的復(fù)位致使活動側(cè)向型芯與推桿相碰撞，造成活動側(cè)向型芯或推桿損壞。 B、如果發(fā)生干涉，常用的先復(fù)位附加裝置有彈簧先復(fù)位、楔形滑塊先復(fù)位、擺桿先復(fù)位等多種形式。 2）斜導(dǎo)柱在動模上、滑塊在定模上的結(jié)構(gòu) 3）斜導(dǎo)柱和滑塊同在定模上 4）斜導(dǎo)柱和滑塊同在動模上 9.1.1側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 彈簧側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)是抽芯動作以彈簧的彈力作為抽拔力的側(cè)抽芯機(jī)構(gòu), 在小型模具中有應(yīng)用價值, 它的特點(diǎn)是制造成本低, 周期短, 既能滿足抽芯要求又不占據(jù)模具空間, 簡便易操作. 抽芯距S 型芯從成型位置到不妨礙塑件的脫模推出位置所移動的距離叫理論抽芯距，用S′表示。為了安全起見，實(shí)際抽芯距離S通常比理論抽芯距離S′大于1～3mm，即 S = S′+（1～3）mm 本次設(shè)計(jì)中S′=4mm，所以S 取8mm符合要求。 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 10、模具裝配圖 ①． ②．工作原理 A．為家用插座板底座，制品把手的下空部位近似于半圓形，整個脫模過程采取了頂針頂出。 B．模具開啟后注塑機(jī)頂桿直接作用到底針板上，帶動頂針頂出產(chǎn)品 C．注塑機(jī)頂桿后退，彈簧和復(fù)位桿同時作用，頂針回位，合模準(zhǔn)備下一次注塑過程。 三．設(shè)計(jì)結(jié)語 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在塑料模的設(shè)計(jì)上，水平有了一點(diǎn)點(diǎn)的增高，彌補(bǔ)了很多所學(xué)知識的漏洞，能夠更細(xì)致、更深入的分析塑件，更清楚、更形象的理解模具結(jié)構(gòu)；在設(shè)計(jì)的過程中，查閱了一些相關(guān)的資料，開闊了視野，有了很多新的認(rèn)識，更加熟練的運(yùn)用工具、資料來輔助自己的設(shè)計(jì)；同時也得到了同學(xué)的幫助和張蓉老師的細(xì)心指導(dǎo)，才能勉強(qiáng)完成設(shè)計(jì)，說明了我的所學(xué)還少之甚少，淺之甚淺，以后還要多向前輩、高手們?nèi)ヌ撔恼埥獭? 參考文獻(xiàn) [1] 齊衛(wèi)東.簡明塑料模具設(shè)計(jì)手冊[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,2008. [2] 彭建聲.簡明模具工實(shí)用技術(shù)手冊[M].機(jī)械工業(yè)出版社,1993. [3] 唐志玉.模具設(shè)計(jì)師指南[M].國防工業(yè)出版社,1999. [4] 《塑料模設(shè)計(jì)手冊》編寫組.塑料模設(shè)計(jì)手冊[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994. [5] 賈潤禮,程志遠(yuǎn).實(shí)用注塑模設(shè)計(jì)手冊[M].中國輕工業(yè)出版社,2000. [6] 廖念釗.互換性與技術(shù)測量[M].中國計(jì)量出版社,1991. [7] 黃毅宏.模具制造工藝[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999. [8] 模具制造手冊編寫組.模具制造手冊[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1996. [9] lietal. Zhenjiang Univ SicA[J] .2007,8(7):1077-1083. [10] 趙如福.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊[M].上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1990. [11] 徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1991. [12] 馬長福.實(shí)用模具技術(shù)手冊[M].上海:上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,1998. [13] 章飛.陳國平.型腔模具與制造[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004. [14] 黃毅宏.李明輝.模具制造工藝[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1996. [15] 屈華昌.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)[N].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1995. [16] 白桂恒.注塑模具流道及脫模系統(tǒng)知識庫與推理機(jī)的研究[D].山東:山東大學(xué)，2006 [17] D. F. HEANEY, P. SURI, R. M. GERMAN. Defect-free sintering of two material powderinjection molded components[C]. Kluwer Academic Publishers,2003. [18] Uffe Arlo Theilade , Hans Norgaard Hansen .Surface microstructure replication in injection molding[M].2007. 32