3511 塑料后蓋成型工藝與模具設(shè)計,塑料,成型,工藝,模具設(shè)計 河南機電高等專科學(xué)校學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）中期檢查表學(xué)生姓名 李建輝 學(xué) 號 061304201 指導(dǎo)教師 于智宏課題名稱 塑料后蓋難易程度 偏難 適中 偏易選題情況工作量 較大 合理 較小任務(wù)書 有 無開題報告 有 無符合規(guī)范化 的要求外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 中 差學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況 好 一般 差工作進度 快 按計劃進行 慢中期工作匯報及解答問題情況優(yōu) 良 中 差中期成績評定：所在專業(yè)意見：負責人： 年 月 日 塑料后蓋的設(shè)計 【摘要】系統(tǒng)介紹了塑件的成形工藝及模具成型結(jié)構(gòu)對塑件質(zhì)量的影響分析，澆注系統(tǒng)的設(shè)計，模具成型部分和總裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計。介紹了塑料后蓋注塑模具設(shè)計時要注意的要點，并較多的考慮了模具結(jié)構(gòu)的調(diào)整性、易更換性及模具成本。從控制制件尺寸精度出發(fā)，對蓋板注塑模的各主要尺寸進行了理論計算，以確定各工作零件的尺寸，從模具設(shè)計到零部件的加工工藝以及裝配工藝等進行詳細的闡述，并應(yīng)用 CAD 進行各重要零件的設(shè)計。【關(guān)鍵詞】工藝分析；塑件成型；澆注系統(tǒng)；模具結(jié)構(gòu)。Plastic rear cover design Abstract ：The molding process of plastic parts, the effect analysis to plastic parts quality caused by molding structure, as well as the casting system design, partial and general design of mold moulding introduced respectively. The critical points of mold for plastic rear cover design are introduced, and the adjustable character of molding structure、exchange character as well as the molding costs are all considered farther. Starting from controlling dimensional accuracy, the carry the cover to the main dimensions of injection molding are carried out so as to determine the size of different parts, the molding design and the process of parts as well as assembling process and etc of injection molding are stated in details.Key words: process analysis; plastic parts moulding; casting system; molding structure. 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書系 部： 材 料 工 程 系 專 業(yè)： 模具設(shè)計與制造 學(xué) 生 姓 名 : 李建輝 學(xué) 號: 061304201 設(shè)計題目： 塑料后蓋成型工藝與模具設(shè)計 起 迄 日 期: 2009 年 3 月 11 日~ 5 月 15 日 指 導(dǎo) 教 師: 于 智 宏 2009 年 3 月 11 日畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務(wù) 書1．本畢業(yè)設(shè)計課題來源及應(yīng)達到的目的：本設(shè)計的課題來自我選的一個塑料后蓋，通過對本制件的模具設(shè)計，應(yīng)該熟悉注塑模設(shè)計的一般流程，要對注塑模模具結(jié)構(gòu)有一定的了解。同時要熟練應(yīng)用有關(guān)軟件繪制零件的零件圖。2．本畢業(yè)設(shè)計課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：題目：塑料后蓋 原始資料情況：（1）材料：ABS（2）生產(chǎn)批量：大批量（3）質(zhì)量要求：本塑件對外觀沒有太高的要求設(shè)計要求：（1）了解國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展現(xiàn)狀；（2）后蓋注塑模設(shè)計，并編寫設(shè)計說明書一份；（3）繪制模具總裝圖一張，并畫出非標準零件的零件圖；（4）編制主要零件加工工藝過程卡.所在專業(yè)審查意見：負責人： 年 月 日系部意見：系領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 /論 文參考文獻(三號宋體加黑，段前、后各 1 行)參考文獻[1] 馮炳堯 ,韓泰榮,蔣文森主編.模具設(shè)計與制造簡明手冊[ M].上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社. 1999[2] 楊占堯主編.塑料注射模結(jié)構(gòu)與設(shè)計[ M].北京：清華大學(xué)出版社 2004.9[3] 陳錫棟,周小玉主編.實用模具簡明手冊[ M].北京：機械工業(yè)出版社 2001[4] 劉昌祺主編.塑料模具設(shè)計[ M].北京：機械工業(yè)出版社. 1998[5] 塑料模設(shè)計手冊編寫組.塑料模設(shè)計手冊[ M].北京：機械工業(yè)出版社. 1994[6] 楊占堯等主編.注塑模具典型結(jié)構(gòu)圖例[ M].北京：化工工業(yè)出版社. 2005[7] 付宏生、劉京華編著.注射制品與注射模具設(shè)計[ M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社. 2003.1[8] 中國機械工業(yè)教育協(xié)會組編.塑料模設(shè)計與制造 [M].北京：機械工業(yè)出版社. 1999[9] 北京意大利技術(shù)開發(fā)有限責任公司編.塑料模具設(shè)計與制造過程仿真 [M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社. 2007河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書11 緒 論目前，我國塑料技術(shù)與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當?shù)穆浜?，主要原因是我國在塑料模基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標準化、模具設(shè)計、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達的國家尚有相當大的差距，導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1.1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀我國模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計，2003 年我國模具生產(chǎn)廠點約有 2 萬多家，從業(yè)人員約 50 多萬人，2004 年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務(wù)飽滿，2004 年模具產(chǎn)值 530 億元。進口模具 18.13 億 美元，出口模具4.91 億美元，分別比 2003 年增長 18%、32.4%和 45.9%。進出口之比 2004 年為3.69:1，進出口相抵后的進凈口達 13.2 億美元，為凈進口量較大的國家。在 2 萬多家，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有 20 多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)。 近年來， 模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長壽命中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；"三資" 及私營企業(yè)發(fā)展迅速；國企股份制改造步伐加快等。生產(chǎn)廠點中雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠遠不能適應(yīng)國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足:第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進行之中，但總體來看，體制和機制尚不適應(yīng)市場經(jīng)濟，再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。 第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟效益欠佳.我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1 萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多是 15～20 萬美元，有的高達 25～30 萬美元，與之相對的是我國相當一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書2進的加工設(shè)備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM 應(yīng)用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。第四，專業(yè)化、標準化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細，商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占 45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國際水平相比要落后許多。模具標準化水平低，標準件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。1.1.2　國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面: 1） 模具日趨大型化； 2）在模具設(shè)計制造中廣泛應(yīng)用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)； 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)； 4）在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)； 5）提高模具標準化水平和模具標準件的使用率； 6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù)； 7）模具的精度將越來越高； 8）模具研磨拋光將自動化、智能化； 9）研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程； 10）開發(fā)新的成形工藝和模具。1.2　國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書3模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場年交易總額為 600～650 億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。 國外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的比例占到 50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是" 大而專 "、"大而精"。2004 年中國模協(xié)在德國訪問時，從德國工、模具行業(yè)組織-- 德國機械制造商聯(lián)合會（VDMA）工模具協(xié)會了解到，德國有模具企業(yè)約 5000 家。2003 年德國模具產(chǎn)值達 48 億歐元。其中（ VDMA）會員模具企業(yè)有 90家，這 90 家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的 90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時代的進步和技術(shù)的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具工藝設(shè)計、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多 15～20 萬美元，有的達到 25～30 萬美元。國外先進國家模具標準件使用覆蓋率達 70%以上，而我國才達到 45％．1.3　后蓋模具設(shè)計與制造方面1.3.1 后蓋模具設(shè)計的設(shè)計思路傳統(tǒng)的注塑模設(shè)計流程如圖 5 所示[10]。圖 5 傳統(tǒng)注塑模具設(shè)計流程圖河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書4在進行設(shè)計之前，設(shè)計者應(yīng)該明確自己要設(shè)計的事項，要以設(shè)計任務(wù)書為依據(jù)設(shè)計模具。根據(jù)設(shè)計書的內(nèi)容，設(shè)計者應(yīng)熟悉塑件的幾何形狀、明確使用要求。然后對塑件進行成型工藝性的檢查，以確認塑件各個細節(jié)是否符合注塑成型的工藝條件，這可以利用一些塑料 CAE 分析軟件輔助分析。在對工藝性分析之后，利用 CAD 軟件進行塑件的型芯型腔造型，確定其收縮率和分型面。將塑件的型芯型腔設(shè)計完畢之后，根據(jù)塑件的參數(shù)，選取合適的模架。接下來的工作就是對模具的澆道系統(tǒng)、冷卻或加熱系統(tǒng)、模具其他構(gòu)件的設(shè)計，根據(jù)前面的設(shè)計，選擇合理的注射機，最后繪制模具的設(shè)計圖。隨著 CAD/CAM 技術(shù)在模具領(lǐng)域的發(fā)展，傳統(tǒng)的模具設(shè)計正在發(fā)生著重大變化，每個公司也有自己實際的一套操作手冊。但總的來說，設(shè)計的基本過程和內(nèi)容，均與傳統(tǒng)的設(shè)計基本相同。1.3.2 后蓋模具設(shè)計的進度1.了解目前國內(nèi)塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時間 5 天；2.確定加工方案，所用時間 5 天；3.模具的設(shè)計，所用時間 30 天；2 后蓋注塑工藝性分析設(shè)計要求材料：ABS板厚：t=1㎜塑件名稱：塑料后蓋河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書5圖一 零件圖設(shè)計要求：1. 任務(wù)書 2. 說明書3. 目錄 4. 參考文獻5. 裝配圖（1.2 號）及零件圖2.1 塑件的工藝性分析1．塑件的原材料分析。ABS，化學(xué)名稱是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，英文名稱是 Acrylonitrile Butadiene Styrene。ABS 樹脂是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物，它將 PS、SAN、BS 的各種性能有機地統(tǒng)一起來，兼具韌、硬、剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能。ABS 是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A 代表丙烯腈，B 代表丁二烯，S 代表苯乙烯。 ABS 塑料的密度是 1.04～1.06 g/ 。ABS 的成型時收縮率為 0.3～0.8%。成型時，3cm溫度為 200～240℃。ABS 塑料需要在料斗中的進行預(yù)熱干燥，干燥的工藝條件為在80～90℃條件下干燥 2 個小時。ABS 的使用溫度不高，一般不超過 80℃。河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書6ABS 工程塑料一般是不透明的，外觀呈淺象牙色、無毒、無味，兼有韌、硬、剛的特性。ABS 塑料燃燒緩慢，火焰呈黃色，且有黑煙。燃燒后塑料會軟化、燒焦，發(fā)出特殊的肉桂氣味，但且沒有熔融滴落的現(xiàn)象。 ABS 工程塑料具有突出的力學(xué)性能和優(yōu)良的綜合性能，有極好的沖擊強度、電性能、耐磨性、抗化學(xué)藥品性、染色性，尺寸穩(wěn)定性好，成型加工和機械加工較好。由于其突出的性能，ABS 塑料被廣泛用于制造電器外殼、手機、電話機殼、容器等，也用于生產(chǎn)板料、管料等產(chǎn)品[3]。在設(shè)計時應(yīng)注意 ABS 塑料的一些相關(guān)問題。要求模具分型面、配合面的精度要高，以免溢料。塑料 ABS 的一些注塑工藝參數(shù)見表 1。表 1 ABS 注塑工藝參數(shù)因此此塑件的成型溫度分別為：注射機類型 螺桿式 保壓力（MPa） 30～70螺桿轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）20～60 注射時間（s） 3～5噴嘴形式 直通式 保壓時間（s） 15～30噴嘴溫度（ ）C?180～260 冷卻時間（s） 10～30模具溫度（ ）?40～85 成型周期（s） 30～70注射壓力（MPa） 60～100河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書7融化溫度設(shè)為 245 度，模具的溫度設(shè)為 60 度，模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導(dǎo)致光潔度較低。2．2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析（1）結(jié)構(gòu)分析，該零件總體結(jié)構(gòu)為矩形，且一邊有兩個對稱的小凸臺，因此模具屬于簡中等難度模具。（2）尺寸精度分析，該零件沒有標注尺寸公差，屬于自由公差，且壁厚比較均勻，易于成型，所以模具制作精度要求不是特別高，易于加工制作。（3）表面質(zhì)量分析，該零件的表面要求除了要求沒有缺陷，毛刺，無其他特殊要求，不比較容易實現(xiàn)。2.2.1 計算塑件的體積質(zhì)量計算塑件的質(zhì)量是為了選注塑機。計算塑件的體積：67×30×1+3×8×0.5+4×4×1=2048mm =2.048cm33計算塑件的質(zhì)量：根據(jù)手冊查找得 ABS 密度為 1.05g/cm所以塑件質(zhì)量為 M=Vp=2.1504g塑件的體積不大，因此采用一模四件，根據(jù)塑件的外形尺寸初選注塑機為 S/30-250。 2.3 塑件注塑工藝參數(shù)的確定查找相關(guān)文獻與資料得：注塑溫度：包括料筒溫度與噴嘴溫度料筒溫度：后段溫度選用 160。c中段溫度選用 170。C前段溫度選用 190。C噴嘴溫度：選用 180。C注塑壓力：選用 132Mpa注塑時間：選用 7s河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書8保壓：選用 30—70Mpa保壓時間：選用 3s冷卻時間：選用 50s3 注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計包括：分型面選擇，模具型腔數(shù)目的確定排列方式，澆口設(shè)計，模具工作零件結(jié)構(gòu)設(shè)計等。3.1 分型面選擇模具設(shè)計中分型面的選擇是很重要的，它決定了模具的結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。此塑件的分型面選擇如下圖 AA3.2 確定型腔排列方式本塑件在注塑時采用一模四件，即需要四個型腔，綜合考慮澆鑄系統(tǒng)，模具復(fù)雜河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書9程度，選擇如下；3.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計3.3.1 主流道的設(shè)計根據(jù)設(shè)計手冊查得 S—30/250 型注塑機的有關(guān)尺寸為：噴嘴前端孔徑為 4㎜；噴嘴前端球面半徑為 10㎜；根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系的：主流道球面半徑 R=11㎜主流道最小端直徑 r=4㎜為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計成圓錐形，其斜度為 1-3 度，經(jīng)換算的主流道大端直徑為 8㎜，為了使溶料順利進入分流道，可以將分流道出料端設(shè)計為 R=4 的半圓。3.3.2 分流道設(shè)計本塑件的形狀不算太復(fù)雜，溶料填充比較容易，為了便于加工，設(shè)計為 R=2㎜半圓做分流道。3.3.3 澆口設(shè)計根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式，選側(cè)澆口為好。其形狀選用圓弧形,試模時修正。河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書10主流道及澆口和襯套定位環(huán)形狀如圖所示：3.4 抽芯機構(gòu)的設(shè)計本例的塑件側(cè)壁個有兩個小凸臺，他們均垂直于脫模方向，阻礙了成型后塑件從模具脫出。因此成型小凸臺的零件必須有側(cè)抽芯機構(gòu)。本模具采用斜滑塊抽芯。根據(jù)此模具的具體形狀，我把斜滑塊作成燕尾形狀安裝于動模板板上，其形狀如下： 59680.A3.5 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計3.5.1 型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計本模具采用一模四腔結(jié)構(gòu)形式，考慮加工難度及材料利用率，凹模用整體式凹模，分流道與澆口設(shè)計在下凹模板上。3.5.2 上凹模型腔塑件帽型突起部分為長方型，型腔尺寸為：長為 60㎜，型腔為：D=DMAX+DMAX×SMIN%-TZ=59.440 0-0.25㎜ ；河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書11塑件寬為 30㎜，型腔為：D=DMAX+DMAX×SMIN%-TZ=29.930 0-0.16㎜；高為 5，型腔深為：D=DMAX+DMAX×SMIN%-TZ=4.950 0-0.14㎜；3.5.3 下凹模型腔塑件長為 60㎜，型腔尺寸為；D=DMAX+DMAX×SMIN%-TZ=59.9900-0.25㎜㎜；塑件寬 30㎜，型腔尺寸為：D=DMAX+DMAX×SMIN%-TZ=29.9200-0.22㎜塑件高為 1㎜，型腔尺寸為；D=DMAX+DMAX×SMIN%-TZ=0.9400-0.10㎜各個圓角還按原來尺寸。3.5.4 主型芯尺寸凸模也大致為長方形：長為：dm=dmin+dminsmin%+Tz=25.6寬為：dm=dmin+dminsmin%+Tz=11.04各個圓角還按原來尺寸。3.6 成型零件壁厚設(shè)計 3.6.1 上凹模型腔壁厚的設(shè)計上凹模采用整體式設(shè)計，根據(jù)方形形型腔壁厚計算的經(jīng)驗數(shù)據(jù)法，單側(cè)型腔側(cè)壁厚度 tc 的計算公式為：tc=0.20 L+17=22.1㎜, 考慮到上下模要對齊，其值取為40㎜，型腔與型腔之間的壁厚為 =11.05㎜，考慮到側(cè)型芯以及干涉的問題，其值取2t為 50㎜。其底厚為 th=0.12b=1.32㎜，具體值根據(jù)選才確定。結(jié)合全部取 150*95 的材料。其形狀如下： 310AA541423.29081.64×?1 4?63.6.2 下模型腔壁厚的設(shè)計河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書13下凹模采用整體式設(shè)計，根據(jù)矩形型腔壁厚計算經(jīng)驗公式得：tc=0.20L+17=24.6㎜，因為上下模要對齊，所以具體壁厚根據(jù)上模設(shè)計，與其對齊，要大于 24.6㎜，其底厚也是根據(jù)選材確定。結(jié)合全部取 150*90*20 材料，其形狀如下所示： 9830581°501.63.23.7 模具加熱與冷卻水道設(shè)計本塑件在注塑時不要求太高的模溫，因而在模具上可不設(shè)計加熱系統(tǒng)，是否需要冷卻系統(tǒng)可做如下計算；設(shè)定模具平均工作溫度為 40 度，用 20 度的水進行冷卻，出口溫度為 30 度，產(chǎn)量為 0.26㎏/h。求塑件在硬化時每小時釋放的熱量 Q，查相關(guān)文獻的 ABS 的單位熱流量為 Q1 為56×104J/㎏，因此 Q=WQ1=14.56×104 J/㎏，求冷卻水的體積流量 V， V= =0.61×10-4m3/mintPW?由上述計算可知，因為模具每分鐘所需要的冷卻水體積流量很小，所以冷卻系統(tǒng)可以簡單設(shè)計。在上凹模上平均設(shè)計 4 個 φ4 的水道即可。見裝配圖。河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書144 模具整體設(shè)計4.1 模架的選擇本模架選用的是非標模架，其組合尺寸如下：定模板為：350×200×44㎜推件板為：310×200×53㎜墊板高：134㎜動模座板為：：350×200×35㎜其形狀以及各個零件之間的形狀尺寸與定位尺寸如下圖所示： 203105272314831454.2 模具閉合高度的確定河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書15在支撐與固定零件的設(shè)計中，根據(jù)零件的情況選用標準模架，可得以下各個尺寸：定模板厚 H1=44㎜，型腔板板厚 H2=53㎜，推件板板厚 H3=51㎜。型芯固定板厚H4=44mm,支撐板厚 H5=41mm,動模座板厚 H6=35mm根據(jù)推出行程和推出機構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸確定墊板高為 H7=134㎜。因而模具閉合高度為；H= H1+H2+H3+H4+H5+H6=44+53+51+44+41+134=408㎜4.3 冷料井的設(shè)計冷料井位于主流道出口一端，處于主分型面的動模一側(cè)，是主流道的自然延伸，開模時，可以將主流道凝料拉向動模一側(cè)，以便脫模。頂出行程又可以將凝料頂出模 外，另外，冷料井要與拉料桿相互配合使用，在這采用 Z 型拉料桿。4.4 復(fù)位桿本模具采用斜劃塊復(fù)位，上模下行時會壓著斜劃塊自行復(fù)位，因此不需要復(fù)位桿。4.5 注塑機有關(guān)參數(shù)校核本模具外形尺寸為 350㎜×200㎜×408㎜。S—30/250 型注塑機的最大安裝尺寸為360㎜×450㎜，故能滿足要求。由上所述計算模具閉合高度為 408㎜S—30/250 型注塑機允許最小厚度為 250㎜，最大為 450㎜，滿足要求。由資料得 S—30/250 型注塑機的最大開模行程為 150㎜，滿足了塑件頂出要求。S≥H1+H2+5=102㎜經(jīng)驗證 S—30/250 型注塑機滿足使用要求。河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書164.5.1 模具閉合高度校核250mm<408mm<430mm其中 408mm 為模具的閉合高度4.5.2 模具開模時校核360mm<408mm+40mm<450mm其中 40mm 為模具的開模距。經(jīng)校核 S-30/250 型注塑機滿足使用要求。4.5.3 鎖模力的校核查表得到 S-30/250 型注塑機的最大鎖模力為 250KN，而本模具的成型壓力小于30Mpa，經(jīng)過公式換算可得到注塑機鎖模力完全能夠滿足模具成型的要求，故采用 S-30/250 注塑機。 4.5.4 定位環(huán)與孔的校核查表得到 S—30/250 型注塑機可安裝的模具定位環(huán)為 φ65，可得模具在設(shè)計中選用的定位環(huán)尺寸為 φ40。可知完全符合模具與注塑機的安裝要求經(jīng)校核 S—30/250 型注塑機能滿足使用要求故可以采用。4.5.5 注塑機頂桿校核查表得到 S—30/250 型注塑機的頂桿為 φ25mm,而本模具的頂桿孔為 φ30mm,可知φ25mm<φ30mm經(jīng)校核 S—30/250 型注塑機能滿足使用要求故可以采用 4.6 繪制模具總裝圖和非標零件工作圖河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書1723415167A-14321098765181920121234 401.定模座 2.螺釘 3.定位環(huán) 4.澆口套襯套 5.型腔板 6.導(dǎo)套 7.導(dǎo)柱 8.推件板 9.型芯固定板 10.主型芯 11.支撐板 12.墊板 13.推桿固定板14.推板 15.支撐釘 16.推板導(dǎo)柱 17.推板導(dǎo)套 18.動模板 19.拉料干20.銷抽 21.斜導(dǎo)柱 22.螺釘 23.斜滑塊4.7 本模具的工作原理合模注射，完畢后開模。8 動模板和 9 型芯固定板貼合后退，分型面分開，制件和凝料從澆道拉出繼續(xù)后退 19 拉桿拉 8 板，使 8 和 9 分開，8 板停止，9 板帶動 10主芯心后退，從而給側(cè)型芯讓位，20 和 21 開始作用使側(cè)型芯水平移動完成側(cè)抽取下制件。合模時，動模板前進，斜滑塊靠斜導(dǎo)柱的傾斜前進來完成復(fù)位。 河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書185 注塑模具的安裝和調(diào)試要求5.1 模具安裝(1)清理模板平面定位孔及模具安裝面上的污物，毛刺。(2)因本模具的外型尺寸不大，故采用整體安裝法。先在機器下面兩根導(dǎo)軌上墊好木板，模具從側(cè)面進入機架間，定模入定位孔，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)保證開閉模具時平衡，靈活，無卡住現(xiàn)象，然后固定動模。(3)調(diào)節(jié)鎖模機構(gòu)，保證有足夠的開模距及鎖模力，使模具閉合適當。(4)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構(gòu)運動情況，動作是否平衡，靈活，協(xié)調(diào)。(5)模具裝好后，等料筒及噴嘴溫度上升到距預(yù)定溫度 20--30℃，即可校正噴嘴與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，校正后擰緊注射座定位螺釘，緊固定位。(6)開空車運轉(zhuǎn)，觀察模具各部分運行是否正常，然后才可注射試模。5.2 試模通過試模塑件上常會出現(xiàn)各種弊病，為此必須進行原因分析，排除故障。造成次廢品的原因很多，有時是單一的，但經(jīng)常是多個方面綜合的原因。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)成型條件，修整模具等方法加以解決。首先，在初次試模中我們最常遇到的問題是根本得不到完整的樣件。常因塑件被粘附于模腔內(nèi)，或型芯上，甚至因流道粘著制品被損壞。這是試模首先應(yīng)當解決的問題。5.2.1 粘著模腔制品粘著在模腔上，是指塑件在模具開啟后，與設(shè)計意圖相反，離開型芯一側(cè)，滯留于模腔內(nèi)，致使脫模機構(gòu)失效，制品無法取出的一種反?，F(xiàn)象。其主要原因是：（1） 注射壓力過高，或者注射保壓壓力過高。河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書19（2） 注射保壓和注射高壓時間過長，造成過量充模。（3） 冷卻時間過短，物料未能固化。（4） 模芯溫度高于模腔溫度，造成反向收縮。（5） 型腔內(nèi)壁殘留凹槽，或分型面邊緣受過損傷性沖擊，增加了脫模阻力。5.2.2 粘著模芯（1） 注射壓力和保壓壓力過高或時間過長而造成過量充模，尤其成型芯上有加強筋槽的制品，情況更為明顯。（2） 冷卻時間過長，制件在模芯上收縮量過大。（3） 模腔溫度過高，使制件在設(shè)定溫度內(nèi)不能充分固化。（4） 機筒與噴嘴溫度過高，不利于在設(shè)定時間內(nèi)完成固化。（5） 可能存在不利于脫模方向的凹槽或拋光痕跡需要改進。5.2.3 粘著主流道（1） 閉模時間太短，使主流道物料來不及充分收縮。（2） 料道徑向尺寸相對制品壁厚過大，冷卻時間內(nèi)無法完成料道物料的固化。（3） 主流道襯套區(qū)域溫度過高，無冷卻控制，不允許物料充分收縮。（4） 主流道襯套內(nèi)孔尺寸不當，未達到比噴嘴孔大0.5～1 ㎜。（5） 主流道拉料桿不能正常工作。一旦發(fā)生上述情況，首先要設(shè)法將制品取出模腔（芯），不惜破壞制件，保護模具成型部位不受損傷。仔細查找不合理粘模發(fā)生的原因，一方面要對注射工藝進行合理調(diào)整；另一方面要對模具成型部位進行現(xiàn)場修正，直到認為達到要求，方可進行二次注射。 5.2.4 成型缺陷當注射成型得到了近乎完整的制件時，制件本身必然存在各種各樣的缺陷，這種缺陷的形成原因是錯綜復(fù)雜的，一般很難一目了然，要綜合分析，找出其主要原因來著手修正，逐個排出，逐步改進，方可得到理想的樣件。下面就對度模中常見的成型制品主要缺陷及其改進的措施進行分析。5.2.4.1 注射填充不足 所謂填充不足是指在足夠大的壓力、足夠多的料量條件下注射不滿型腔而得不到完整的制件。這種現(xiàn)象極為常見。其主要原因有：（1） 熔料流動阻力過大這主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形狀、尺寸不利于熔河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書20料流動。盡量采用整圓形、梯形等相似的形狀，避免采用半圓形、球缺形料道。熔料前鋒冷凝所致。塑料流動性能不佳。制品壁厚過薄。（2） 型腔排氣不良這是極易被忽視的現(xiàn)象，但以是一個十分重要的問題。模具加工精度超高，排氣顯得越為重要。尤其在模腔的轉(zhuǎn)角處、深凹處等，必須合理地安排頂桿、鑲塊，利用縫隙充分排氣，否則不僅充模困難，而且易產(chǎn)生燒焦現(xiàn)象。（3） 鎖模力不足因注射時動模稍后退，制品產(chǎn)生飛邊，壁厚加大，使制件料量增加而引起的缺料。應(yīng)調(diào)大鎖模力，保證正常制件料量。5.2.4.2 溢邊（毛刺、飛邊、批鋒） 與第一項相反，物料不僅充滿型腔，而且出現(xiàn)毛刺，尤其是在分型面處毛刺更大，甚至在型腔鑲塊縫隙處也有毛刺存在，其主要原因有：（1） 注射過量（2） 鎖模力不足（3） 流動性過好（4） 模具局部配合不佳（5） 模板翹曲變形5.2.4.3 制件尺寸不準確 初次試模時，經(jīng)常出現(xiàn)制件尺寸與設(shè)計要求尺寸相差較大。這時不要輕易修改型腔，應(yīng)行從注射工藝上找原因。（1） 尺寸變大 注射壓力過高，保壓時間過長，此條件下產(chǎn)生了過量充模，收縮率趨向小值，使制件的實際尺寸偏大；模溫較低，事實上使熔料在較低溫度的情況下成型，收縮率趨于小值。這時要繼續(xù)注射，提高模具溫度、降低注射壓力，縮短保壓時間，制件尺寸可得到改善。（2） 尺寸變小 注射壓力偏低、保壓時間不足，制在冷卻后收縮率偏大，使制件尺寸變?。荒剡^高，制件從模腔取出時，體積收縮量大，尺寸偏小。此時調(diào)整工藝條件即可。通過調(diào)整工藝條件，通常只能在極小范圍內(nèi)使尺寸京華，可以改變制件相互配合的松緊程度，但難以改變公稱尺寸。5.2.5調(diào)整措施河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書21調(diào)整時應(yīng)注意調(diào)節(jié)進料速度，增加排氣孔，正確設(shè)計澆注系統(tǒng)。注意控型周期。6 結(jié)束語塑料后蓋屬于中等難度的塑料件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據(jù)計算確定本塑件的體積，然后相應(yīng)選取注塑機。本設(shè)計主要是側(cè)抽芯的設(shè)計，需要計算側(cè)型河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書22心的干涉問題及抽芯距，還有抽芯方式等，并且還需要確定模具的總體尺寸和模具零件的結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)上面的設(shè)計繪出模具的總裝圖。由于在零件制造前進行了預(yù)測，分析了制件在生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的缺陷，采取了相應(yīng)的工藝措施。因此，模具在生產(chǎn)零件的時候才可以減少廢品的產(chǎn)生。塑料后蓋注塑模具的設(shè)計，是理論知識與實踐有機的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對理論知識做了更深切貼實的闡述。也使我認識到，要想做為一名合理的模具設(shè)計人員，必須要有扎實的專業(yè)基礎(chǔ)，并不斷學(xué)習(xí)新知識新技術(shù)，樹立終身學(xué)習(xí)的觀念，把理論知識應(yīng)用到實踐中去，并堅持科學(xué)、嚴謹、求實的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術(shù)，為國民經(jīng)濟的騰飛做出應(yīng)有的貢獻。 致謝首先感謝本人的導(dǎo)師原紅玲老師，她對我的仔細審閱了本文的全部內(nèi)容并對我的畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議。兩位老師淵博的知識，誠懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設(shè)計的過程中，特別是遇到困難時，她們給了我鼓勵和幫助，在這里我向他表示真誠的感謝！河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書23感謝母?！幽蠙C電高等專科學(xué)校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實踐環(huán)境，使我學(xué)到了許多新的知識，掌握了一定的操作技能。感謝和我在一起進行課題研究的同窗任建林同學(xué)，和他在一起討論、研究使我受益非淺。最后，我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)、生活中認識了很多可敬的老師和可親的同學(xué)，并感激師友的教誨和幫助！參考文獻[1] 馮炳堯 ,韓泰榮,蔣文森主編.模具設(shè)計與制造簡明手冊[ M].上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社. 1999[2] 楊占堯主編.塑料注射模結(jié)構(gòu)與設(shè)計[ M].北京：清華大學(xué)出版社 2004.9[3] 陳錫棟,周小玉主編.實用模具簡明手 冊[ M].北京：機械工業(yè)出版社 2001河 南 機 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書24[4] 劉昌祺主編.塑料模具設(shè)計[ M].北京：機械工業(yè)出版社. 1998[5] 塑料模設(shè)計手冊編寫組.塑料模設(shè)計手冊[ M].北京：機械工業(yè)出版社. 1994[6] 楊占堯等主編.注塑模具典型結(jié)構(gòu)圖例[ M].北京：化工工業(yè)出版社. 2005[7] 付宏生、劉京華編著.注射制品與注射模具設(shè)計[ M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社. 2003.1[8] 中國機械工業(yè)教育協(xié)會組編.塑料模設(shè)計與制造 [M].北京：機械工業(yè)出版社. 1999[9] 北京意大利技術(shù)開發(fā)有限責任公司編.塑料模具設(shè)計與制造過程仿真[ M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社. 2007