成績課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目： 透明塑料試管模具設(shè)計(jì) 題目類別： 模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師： 專業(yè)班級(jí)： 姓 名： 日 期： 2014年6月18日 20132014學(xué)年第2學(xué)期 機(jī)電工程系 制 目錄緒論1第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書21.1課程設(shè)計(jì)目的21.2課程設(shè)計(jì)任務(wù)書2第二章 塑件成型工藝性分析32.1塑料工藝分析32.2塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度、表面質(zhì)量分析32.1.1結(jié)構(gòu)分析32.1.2尺寸精度分析32.1.3最小壁厚的確定32.1.4圓角分析32.1.5脫模斜度42.1.6生產(chǎn)實(shí)際考慮4第三章 成型設(shè)備的選擇及校核53.1注塑機(jī)的初選53.1.1塑件的體積計(jì)算53.1.2計(jì)算塑件的質(zhì)量53.1.3注塑機(jī)的初選擇5第四章 分型面的選擇54.1分型面54.2分型面的設(shè)計(jì)原則5第五章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)65.1分流道設(shè)計(jì)85.1.1 分流道截面形狀與尺寸85.1.2冷料穴設(shè)計(jì)85.1.3 分流道的表面粗糙度95.2澆口設(shè)計(jì)95.2.1 澆口類型的選用95.2.2 澆口位置的選擇105.2.3 澆口尺寸計(jì)算115.3排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)11第六章 模具的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)126.1模架的選擇：126.1.1模架的概述126.1.2模架設(shè)計(jì)的原則126.1.3模架的尺寸確定126.1.4確定模架高度尺寸136.2成型零件的設(shè)計(jì)146.2.1成型零件的結(jié)構(gòu)分析146.3型腔壁厚、支撐板厚度的確定156.4模具型腔的排列166.5推出機(jī)構(gòu)176.5.1推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則176.5.2推出機(jī)構(gòu)的選擇176.5.3 推出部分186.6脫模力的計(jì)算186.7合模定位和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)196.8導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)196.9導(dǎo)柱設(shè)計(jì)19第七章 模具校核227.1注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核和最終選擇227.1.1注射機(jī)有關(guān)參數(shù)227.1.2模具安裝部分的校核227.1.3注塑機(jī)的參數(shù)校核227.1.4鎖模力的校核237.2模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸的校核237.2.1模具閉合高度的校核237.2.2模具開模行程校核237.2.3噴嘴尺寸247.2.4定位圈尺寸247.2.5模具厚度24第八章 模具特點(diǎn)和工作原理258.1模具的特點(diǎn)258.2模具的工作過程258.3模具視圖25第九章 設(shè)計(jì)小結(jié)27參考文獻(xiàn)28緒論本課程設(shè)計(jì)說明書主要講述對(duì)透明塑料試管進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的過程。通過對(duì)塑件的工藝分析，設(shè)計(jì)出塑料模具。本說明書還詳細(xì)敘述了模具結(jié)構(gòu)方案，包括確定分型面、成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、斜頂內(nèi)抽芯機(jī)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)等等的設(shè)計(jì)過程。還有重要零件的工藝參數(shù)的選擇與計(jì)算。校核注射模與注射機(jī)的關(guān)系等。本設(shè)計(jì)主要是通過使用UG8.0與AutoCAD完成裝配圖、零件圖。此次課程設(shè)計(jì)綜合了所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，從而進(jìn)一步鞏固了模具設(shè)計(jì)方面的相關(guān)知識(shí)，并積累了相關(guān)的設(shè)計(jì)意念與經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞：透明塑料試管；注塑模；側(cè)澆口This course focuses on design specification of transparent plastic tubes and mold design process. Through the analysis of the technology of plastic parts, the design of plastic mold. First, this manual introduces the mold design and classification, and then to the product material performance are introduced, and the preliminary selection injection machine. This manual is also described in detail the mould structure scheme, including the structure of the parting surface, molding parts design, inclined top inside core-pulling mechanism, demoulding mechanism, clamping guide mechanism and cooling system design process, and so on. There are important parts of the selection of process parameters and calculated. Check the relationship between the injection mould and injection machine, etc. This design is mainly through the use of UG8.0 complete assembly drawing and part drawing with AutoCAD. The course design of comprehensive learning professional knowledge, thus to further consolidate the mold design knowledge, and the relevant design idea and experienceKeywords: transparent plastic tube；injection mold；side gate第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1課程設(shè)計(jì)目的本課程設(shè)的目的是使我們?cè)趯W(xué)完塑料模具設(shè)計(jì)課程之后，鞏固和加深對(duì)塑料模有關(guān)理論的認(rèn)識(shí)，提高設(shè)計(jì)計(jì)算、制圖和查閱參考資料的能力。使得我們能正確運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，初步掌握制定注塑工藝規(guī)程及進(jìn)行注塑模具設(shè)計(jì)的原則和方法。在課程設(shè)計(jì)中應(yīng)本著技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理的原則設(shè)計(jì)。1.2課程設(shè)計(jì)任務(wù)書塑料制品名稱：透明塑料試管（如下圖1-1）；圖1-1 透明塑料試管成型方法與設(shè)備：在適當(dāng)?shù)乃芰献⑸錂C(jī)上注射成型；塑料原料：聚苯乙烯（Ps）；收縮率：0.30.6%；大批量生產(chǎn)，要求一模四腔。第二章 塑件成型工藝性分析2.1塑料工藝分析通用級(jí)聚苯乙烯是一種熱塑性樹脂,為無色、無臭、無味而有光澤的、透明的珠狀或粒狀的固體。密度1.041.09,透明度88%92%,折射率1.591.60。在應(yīng)力作用下,產(chǎn)生雙折射,即所謂應(yīng)力-光學(xué)效應(yīng)。產(chǎn)品的熔融溫度150180,熱分解溫度300,熱變形溫度70100,長期使用溫度為6080。在較熱變形溫度低56下,經(jīng)退火處理后,可消除應(yīng)力,使熱變形溫度有所提高。若在生產(chǎn)過程中加入少許-甲基苯乙烯,可提高通用聚苯乙烯的耐熱等級(jí)。 2.2塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度、表面質(zhì)量分析2.1.1結(jié)構(gòu)分析從零件圖上分析，該零件總體形狀為圓形，壁厚均為0.75mm，此制件低部有一個(gè)外圓為8.5mm、內(nèi)圓直徑為7mm、高度為1mm的凸臺(tái)，制件總高度為12mm，制件頂部為圓弧過度，總體結(jié)構(gòu)比較簡單。2.1.2尺寸精度分析表1-1模塑材料收縮特性值和選用的公差等級(jí)收縮特性值%公差等級(jí)標(biāo)注公差尺寸未注明公差尺寸高精度一般精度01MT2MT3MT512MT3MT4MT623MT4MT5MT73MT5MT6MT7制件未注公差等級(jí)其材料收縮率在0.3-0.6之間所以選擇公差等級(jí)為MT5，屬于中等尺寸精度，對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以保證，該零件重要尺寸如：2.1.3最小壁厚的確定從塑件的壁厚上來看，壁厚均勻且尺寸為0.75mm，經(jīng)查實(shí)用模具設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)書 表37 查得最小壁厚為0.75mm故符合要求有利于成型。2.1.4圓角分析在塑件的表面相交處或轉(zhuǎn)角處都應(yīng)該設(shè)計(jì)圓角過渡，以改善熔體的充模形狀，避免模具與塑件在加工與實(shí)用過程中的應(yīng)力集中。要從分型面位置、型芯、型腔結(jié)構(gòu)來分析過渡圓角的設(shè)置。根據(jù)本塑件的壁厚，采用圓角半徑R0.5mm。2.1.5脫模斜度為便于塑件從模腔中取出，塑件的內(nèi)外壁需要足夠的脫模斜度。外形尺寸以大端為基準(zhǔn)，根據(jù)PP的性能和模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊(cè)（第二版）P357表2-19：型芯脫模斜度為：1，型腔脫模斜度為1.2。2.1.6生產(chǎn)實(shí)際考慮該塑件的生產(chǎn)類型應(yīng)該是大批量生產(chǎn)，因此在設(shè)計(jì)模具時(shí)，要提要塑件的生產(chǎn)效率，傾向于采用多型腔、高壽命、自動(dòng)脫模的模具，以降低生產(chǎn)成本。第三章 成型設(shè)備的選擇及校核3.1注塑機(jī)的初選3.1.1塑件的體積計(jì)算利用UG軟件進(jìn)行三維實(shí)體建模，并可直接通過軟件進(jìn)行分析，查詢到塑件的體積為： 3.1.2計(jì)算塑件的質(zhì)量根據(jù)“中國模具設(shè)計(jì)大典”3查得：=1.021.16g/cm3，根據(jù)塑件形狀及尺寸，采用四模一腔的模具結(jié)構(gòu),塑件和澆注系統(tǒng)的質(zhì)量:3.1.3注塑機(jī)的初選擇查手冊(cè)1，PS的注射壓力27118MPA，塑件較簡單，取P=90Mpa(1)塑件投影面積計(jì)算(2)型腔壓力計(jì)算(3)鎖模力計(jì)算： =35.3548860=22100（N）根據(jù)計(jì)算，查表(233)1初選螺桿式注射機(jī)：XS-ZY-60或XS-ZY-125。第四章 分型面的選擇4.1分型面分型面是指成型時(shí)必須接觸封閉分開時(shí)能夠取出塑料件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面。分型面的形式與塑件的幾何形狀、脫模方法、模具類型及排氣條件和澆口形式有關(guān)。制品成型的分型面不僅影響到制品的脫模困難程度及美觀程度，還影響成型零件加工工藝性，另外合適的分型面位置還有利于模具加工、排氣、脫模、提高塑件的表面質(zhì)量及方便工藝操作等。4.2分型面的設(shè)計(jì)原則：1. 分型面的位置應(yīng)該開設(shè)在塑件截面尺寸最大的部位，便于脫模和加工型腔；2. 分型面應(yīng)該使模具分割成便于加工的部分，以減少機(jī)械加工的困難。以使得模具零件易于加工；3. 分型面的選擇應(yīng)有利于保障塑件尺寸精度要求；4. 分型面應(yīng)盡可能選擇在不影響塑件外觀的部分，而且在分型面處所產(chǎn)生的飛邊應(yīng)容易休整加工，從而有利于保證塑件的外觀質(zhì)量；5. 應(yīng)滿足塑件的使用要求，即從使用的角度避免脫模斜度、推桿及澆口痕跡等工藝缺陷影響塑件功能；6. 為便于塑件脫模，應(yīng)盡可能使塑件在開模時(shí)留在下?；騽?dòng)模部分，易于設(shè)置和制造簡便易行的脫模機(jī)構(gòu)。若塑件有側(cè)孔時(shí)，應(yīng)極可能的將側(cè)型芯設(shè)在動(dòng)模部分，避免定模抽芯；7. 考慮鎖模力，分型面的選擇應(yīng)盡可能減少塑件在分型面上的投影面積；8. 盡量方便澆注系統(tǒng)的布置；9. 考慮側(cè)向抽拔距，一般機(jī)械分型面抽芯機(jī)構(gòu)的側(cè)向抽拔距都較小，因此選擇的分型面應(yīng)使抽拔距離盡量短；10. 為了有利于氣體的排出，分型面應(yīng)盡可能與料流的末端重合；11. 考慮注塑機(jī)的技術(shù)規(guī)格，使模板間距大小合適；12. 選擇分型面時(shí)根據(jù)塑件的使用要求和所用塑料，要考慮飛邊在塑件上的部位；13. 選擇分型面時(shí)，應(yīng)考慮減小由于脫模斜度造成的塑件大小端尺寸差異；14. 總而言之，分型面形狀應(yīng)盡可能的簡單，以便于模具的制造和塑件的脫模。綜合考慮以上的設(shè)計(jì)原則，結(jié)合該塑件的特性，其分型面的選擇如圖4-1：圖4-1 分型面的選擇 第五章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5.1主流道設(shè)計(jì)我的設(shè)計(jì)采用直澆口式主流道，如圖5-1所示：圖5-1澆口套主流道入口直徑d應(yīng)大于注射機(jī)噴嘴直徑1mm左右。這樣便于兩者能同軸對(duì)準(zhǔn)，也使得主流道凝料能順利脫出。所以：d =4+1=5mm主流道入口的凹坑球面半徑R，應(yīng)該大于注射機(jī)噴嘴球頭半徑約23mm。反之，兩者不能很好貼和，會(huì)讓塑料熔體反噴，出現(xiàn)溢邊致使脫模困難。故：R=12+（23）=（1415）mm取R=15mm錐孔壁粗糙度Ra0.8m，取Ra0.63m。主流道的錐角=24。過大的錐角會(huì)產(chǎn)生湍流或渦流，卷入空氣。過小錐角使凝料脫模困難，還會(huì)使充模時(shí)流動(dòng)阻力大，比表面增大，熱量損耗大,這里取2。其中， D可用經(jīng)驗(yàn)公式求出： D=其中， V-流經(jīng)主流道的熔體體積（c）； K-因熔體材料而異的常數(shù)，(查表的PS材料K取2.5)； 所以，D=8mm；主流道的長度是L，一般按模板厚度確定。但為了減小充模時(shí)壓力降和減少物料損耗，以短為好。小模具控制在60mm之內(nèi)。初步確定：L=45mm。5.1分流道設(shè)計(jì)在多型腔或單型腔多澆口（塑件尺寸大）時(shí)應(yīng)設(shè)置分流道，分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動(dòng)通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段。因此分流道設(shè)計(jì)應(yīng)滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài)，并在流動(dòng)過程中壓力損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔。5.1.1 分流道截面形狀與尺寸分流道的截面形狀有圓形、半圓形、矩形、梯形、V形等多種。其中圓形截面最理想，使用越來越多。本次設(shè)計(jì)采用單面圓形截面，形狀如圖18所示。參考實(shí)用模具設(shè)計(jì)簡明手冊(cè),對(duì)于熔體粘度較小，壁厚小于3mm,質(zhì)量在200g以下的塑件，其分流道直徑按下式計(jì)算： D=6mm式中 W流經(jīng)分流道的塑料質(zhì)量（g）； L分流道的長度（mm）； L=250mm；查表318得知：ps分流道截面直徑經(jīng)驗(yàn)值為3.29.5mm，再根據(jù)塑件尺寸，選定分流道的尺寸如圖4-2所示：圖4-2分流道截面形狀5.1.2冷料穴設(shè)計(jì)冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)中料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”注入型腔而影響成形塑件的質(zhì)量；還可以在冷料穴設(shè)置拉料桿，開模時(shí)，將主流道凝料從定模澆口套中拉出，最后推出機(jī)構(gòu)將塑件和澆注系統(tǒng)凝料一起推出模外。冷料穴的形式有一下兩種。(1)底部帶有推桿的冷料穴，開模時(shí)起拉凝料作用，推出時(shí)將凝料自動(dòng)推出。分為Z形拉料桿的冷料穴，倒錐形冷料穴，圓環(huán)冷料穴；(2)底部帶有拉料桿的冷卻穴，只在開模時(shí)起拉凝作用。分為球頭圓形，菌頭形，圓錐形。本次設(shè)計(jì)我選擇倒錐形冷料穴。如圖4-3所示：圖4-3 主流道冷料穴5.1.3 分流道的表面粗糙度由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動(dòng)狀態(tài)較為理想，因而分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra一般取1.6m 左右既可，這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動(dòng)時(shí)具有適宜的剪切速率和剪切熱。實(shí)際加工時(shí)，用銑床銑出流道后，稍微省一下模，省掉加工紋理就行了。5.2澆口設(shè)計(jì)澆口是塑料熔體進(jìn)入型腔的閥門，對(duì)塑件質(zhì)量具有決定性的影響。因而澆口類型與尺寸、澆口位置與數(shù)量便成為澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵。5.2.1 澆口類型的選用澆口有多種類型，如直澆口、側(cè)澆口、點(diǎn)澆口、重疊式澆口、扇形澆口、平縫澆口、潛伏式澆口等。側(cè)澆口適合于大面積薄壁塑件。本設(shè)計(jì)我選擇側(cè)澆口。它的截面形狀如圖4-4所示：圖4-4澆口截面形狀5.2.2 澆口位置的選擇模具設(shè)計(jì)時(shí)，澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，初步試模后還需進(jìn)一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設(shè)位置對(duì)塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)。總之要使塑件具有良好的性能與外表，一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項(xiàng)原則：1、盡量縮短流動(dòng)距離；2、澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處；3、必須盡量減少熔接痕；4、應(yīng)有利于型腔中氣體排出；5、考慮分子定向影響；6、避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)；7、澆口處避免彎曲和受沖擊載荷；8、注意對(duì)外觀質(zhì)量的影響；綜合我的塑件，是比較容易流動(dòng)的PS，而且零件外表面要求較高；我設(shè)計(jì)的澆口位置在試管側(cè)面分型面上，如圖4-5所示：圖4-5分流道的布置5.2.3 澆口尺寸計(jì)算一級(jí)分流道：D=6mm L=250mm二級(jí)分流道：D=4mm L=30mm側(cè)澆口：厚度h=1mm 寬度b=0.5mm 長度l=1mm澆口體積：V=7065+3014.4+1518.975+452.389=12050.764。5.3排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)應(yīng)保證排氣順暢、有序，其設(shè)計(jì)主要靠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過試模與修模再加以完善。從某種角度而言，注塑模具也是一種置換裝置。即塑料熔體注入模腔的同時(shí)，必須置換出型腔內(nèi)的空氣和從物料中溢出的揮發(fā)性氣體。排氣系統(tǒng)是注塑模具設(shè)計(jì)的重要組成部分。排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法如下：1、利用分型面排氣是最簡單的方法，排氣效果與分型面的接觸精度有關(guān)；2、利用頂桿與孔的間隙排氣，必要時(shí)可對(duì)頂桿作些排氣的結(jié)構(gòu)措施； 3、利用球狀合金顆粒燒結(jié)塊滲導(dǎo)排氣，燒結(jié)塊應(yīng)有足夠的承壓能力，設(shè)置在塑件隱蔽處，并需要開設(shè)排氣通道；4、在熔合縫位置開設(shè)冷料井，在儲(chǔ)存冷料前也滯留了不少氣體；5、可靠有效的方法是在分型面上開設(shè)專用的排氣槽，尤其上大型注塑模具必須如此；6、對(duì)于大型的模具，也可以利用鑲拼的成型零件的縫隙排氣。第六章 模具的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)6.1模架的選擇：6.1.1模架的概述模架也稱模體，是注射模的骨架和基體，模具的每一部分都寄生其中，也是型腔未加工的組合體。模架的主要零件如圖，可知，除凹模和型芯取決于塑件外，模架的其余部分都極其相似。使得模架的標(biāo)準(zhǔn)化成為可能由結(jié)構(gòu)、形式和尺寸都標(biāo)準(zhǔn)化、系列化并具有一定互換性的零件成套組合而成的。模架，在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了主要零件的形狀與材料。以標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)組裝各種各樣功能零件的模具標(biāo)準(zhǔn)件，近年來已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。6.1.2模架設(shè)計(jì)的原則1、選擇模架時(shí)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)模胚；2、模架的規(guī)格是根據(jù)模仁的大小和有無滑塊,斜銷等結(jié)構(gòu)以及進(jìn)膠樣式等綜合因素來確定的；3、模胚尺寸長度600mm時(shí)，一般在模胚中加一導(dǎo)柱。6.1.3模架的尺寸確定1、確定模架寬度尺寸模具的大小主要取決于塑料制品的大小和結(jié)構(gòu)，對(duì)于模具而言，在保證足夠強(qiáng)度的前提下，結(jié)構(gòu)越緊湊越好。根據(jù)產(chǎn)品的外形尺寸（平面投影面積與高度），以及產(chǎn)品本身結(jié)構(gòu)（側(cè)向分型滑塊等結(jié)構(gòu)）可以確定鑲件的外形尺寸，確定好鑲件的大小后，可大致確定模架的大小了。2、確定模架長度和寬度方向尺寸圖6-1 模架長度寬度尺寸如圖所示產(chǎn)品的型腔分布圖，根據(jù)零件的大小確定模架L的長度值：L=133222+2AL=388mmA表示鑲邊到模架邊緣的距離經(jīng)驗(yàn)值一般取50mm。同理W=532222BB表示型腔長邊到模架長邊的距離一般取值45mm。B=218mm綜上模架的長為388mm，寬度為218mm。6.1.4確定模架高度尺寸圖6-2 模架高度尺寸確定模架高度尺寸主要指A板、B板和方鐵高度，其他模板之間的厚度都是標(biāo)準(zhǔn)件。A板高度：有面板的模架一般等于A板開框深度2030mm；無面板系列模架一般等于開框深度加3040mm,在此處取A板的高度為50mm；B板高度：一般等于B板開框深度加加3040mm；如果公模仁開通框，需要添加托板，托板高度尺寸已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化；C板高度：方鐵高度需要計(jì)算零件頂出行程才能得出，必須能保證順利頂出制品。一般等于零件頂出行程加1015mm的預(yù)留間隙，不可以當(dāng)頂針板頂?shù)酵邪鍟r(shí)才能頂出制品，因此制品較高時(shí)，應(yīng)加高方鐵?？紤]到開模的需要設(shè)計(jì)C板的高度為80mm。綜上：選擇細(xì)水口GCH2540A50B50C80模架。GCH：模具類型2540：寬度為250mm，長度為400mm。 A50：A板（定模板）厚50mm； B50：B板（動(dòng)模板）厚50mm； C80：C板高80mm。圖6-3導(dǎo)入的標(biāo)準(zhǔn)模架6.2成型零件的設(shè)計(jì)6.2.1成型零件的結(jié)構(gòu)分析 (1) 凹模的工作尺寸計(jì)算凹模是成型塑件外形的模具零件，其工作尺寸屬包容尺寸，在使用過程總凹模的磨損會(huì)使包容尺寸逐漸增大。所以，為了使模具磨損后留有修模的余地并滿足裝配的需要，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，包容尺寸盡量取下限尺寸，尺寸公差去上偏差。凹模的徑向尺寸計(jì)算公式： =71.5(1+0.3)-(3/4)0.430.086=92.6275=式中 塑件外形徑向公稱尺寸； k塑料的平均收縮率； 塑件的尺寸公差； 模具制造公差，取塑件相應(yīng)尺寸公差的1/31/6。凹模的深度尺寸計(jì)算公式： =12(1+0.3)-(2/3)0.430.086=15.3190.086式中塑件高度方向的公稱尺寸。(2) 凸模的工作尺寸計(jì)算凸模是成形塑件內(nèi)形的模具零件，其工作尺寸屬被包容尺寸，在使用過程中凸模的磨損會(huì)使被包容尺寸逐漸減小。所以，為了使模具磨損后留有修模的余地并滿足裝配的需要，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，被包容尺寸盡量取上限尺寸，尺寸公差去下偏差。凸模的徑向尺寸計(jì)算公式： =83(1+0.3)+(3/4)(-0.43)=式中塑件內(nèi)型徑向公稱尺寸。凸模的高度尺寸計(jì)算公式： =10(1+0.3)+(2/3)(-0.43)=式中塑件深度方向的公稱尺寸。(3) 模具中的位置尺寸計(jì)算公式：式中塑件位置尺寸。6.3型腔壁厚、支撐板厚度的確定型腔壁厚、支撐板厚度的確定從理論上將是通過力學(xué)的剛度及強(qiáng)度公式進(jìn)行計(jì)算的。剛度不足將產(chǎn)生的彈性變形并產(chǎn)生溢料間隙；強(qiáng)度不足會(huì)導(dǎo)致型腔產(chǎn)生塑性變形甚至破裂。由于注塑成形受溫度、壓力、塑料特性及塑件復(fù)雜程度等因素的影響，所以理論計(jì)算并不能完全真實(shí)的反映結(jié)果。通常在模具設(shè)計(jì)中，型腔壁厚及支承板厚不通過計(jì)算確定，而是憑經(jīng)驗(yàn)確定。表6-1，表6-2列舉了一些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)供設(shè)計(jì)時(shí)參考。表6-1 型腔側(cè)壁厚度S的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)型腔壓力/MPa型腔側(cè)壁厚度S/mm<29(壓塑)0.14L+12<49(壓塑)0.16L+15<49(注塑)0.20L+17注：型腔為整體式，L>100mm時(shí)，表中值需乘以0.850.9。表6-2 支承板厚度h的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)b/mmbL/mmb1.5Lb2L/mm<102(0.120.13)b(0.100.11)b0.08b>102300(0.130.15)b(0.1112)b(0.080.09)b>300500(0.150.17)b(0.120.13)b(0.090.10)b注：當(dāng)型腔壓力p<29MPa,L1.5b時(shí)，取表中數(shù)值乘以1.251.35；當(dāng)29MPap49MPa，L1.5b時(shí)，取表中數(shù)值乘以1.51.6.故，型腔側(cè)壁壁厚S為22mm。6.4模具型腔的排列(1) 型腔布置和交口開設(shè)部位力求對(duì)稱，防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。如圖2-1所示，圖6-4b比6-4a合理；圖6-4 流道布置力求對(duì)稱(2) 型腔排列要盡可能的減少模具外形尺寸。如圖5-2所示，圖6-5b的布置比圖6-5a合理；圖6-5 型腔布置力求緊湊(3) 澆注系統(tǒng)流道應(yīng)盡可能短，斷面尺寸適當(dāng)（太小則壓力及熱量損失大，太大則塑料耗費(fèi)大），盡量減少彎折，表面粗糙度值要低，以使熱量及壓力損失盡可能??；(4) 對(duì)于多型腔，應(yīng)盡可能使塑料熔體在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)步各個(gè)型腔的深處及角落，即分流道盡可能采用平衡布置。6.5推出機(jī)構(gòu)6.5.1推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則：1. 盡量設(shè)計(jì)在動(dòng)模一側(cè)；2. 保證塑件在推出過程中不發(fā)生變形和損壞；3. 保證良好的塑件外觀；4. 推出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)丶結(jié)構(gòu)可靠。6.5.2推出機(jī)構(gòu)的選擇根據(jù)生產(chǎn)零件的特征和推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則，本次設(shè)計(jì)我選用推桿推出機(jī)構(gòu)，推出機(jī)構(gòu)分為推出部件、推出導(dǎo)向部件、復(fù)位部件，如圖6-6。圖6-6 推出機(jī)構(gòu)6.5.3 推出部分推出部件分為推桿丶拉料桿丶復(fù)位桿丶推桿固定板丶推桿墊板丶限位釘。1. 推桿截面形狀選擇圓形，如圖6-7所示：圖6-7 推桿截面圖2. 推桿固定形式，如圖6-8圖6-8 推桿固定形式6.6脫模力的計(jì)算脫模力是將制品從包緊的型芯上脫出所需克服的阻力。計(jì)算脫模力時(shí)因考慮一下幾點(diǎn)：1由收縮包緊力造成的制品與型芯的摩擦阻力，該值應(yīng)由實(shí)驗(yàn)確定；2由大氣壓力造成的阻力；3由塑件的粘附力造成的脫模阻力；4推出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)摩擦阻力；一般而言，塑件在開始脫模時(shí)，所需克服的阻力最大，即所需的脫模力最大。計(jì)算脫模力為：=304.715N。式中-塑料收縮產(chǎn)生的對(duì)型芯的包緊力造成的抽芯阻力（N） -真空負(fù)壓造成的抽芯阻力（N)其中=235.2N式中u-塑料與鋼的摩擦系數(shù)，PS取0.20.3；P-塑件對(duì)型芯單位面積上的包緊力，一般情況下，塑料制品在模內(nèi)冷卻取19.6MPa；A-型芯被塑件包緊面積（）；-脫模斜度，=；=69.515；式中-垂直于抽芯方向的投影面積（）。6.7合模定位和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)，因模架本身帶有導(dǎo)向裝置，一般情況下，設(shè)計(jì)人員只要按模架規(guī)格選用即可。若需采用精密導(dǎo)向定位裝置，則須由設(shè)計(jì)人員根據(jù)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。6.8導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)(1)導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后變形；(2)該模具采用4根導(dǎo)柱，其布置為等直徑導(dǎo)柱對(duì)稱布置；(3)該模具導(dǎo)柱安裝在定模座板上，導(dǎo)套有三個(gè)，分別安裝在流道推板、定模板和動(dòng)模板；(4)為了保證分型面很好接觸，導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)制有承屑槽，即可削去一個(gè)面或在導(dǎo)套的孔口倒角，該模具采用后者；(5)在合模時(shí)，應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免凸模先進(jìn)入型腔，導(dǎo)致模具損壞；(6)動(dòng)定模板采用合并加工時(shí)，可確保同軸度要求。6.9導(dǎo)柱設(shè)計(jì)導(dǎo)柱：是用于模具中與組件組合使用確保模具以精準(zhǔn)的定位進(jìn)行活動(dòng)引導(dǎo)模具行程的導(dǎo)向元件。按照使用場所不一樣，分為：汽車模具用導(dǎo)柱，獨(dú)立導(dǎo)柱，模架用導(dǎo)柱，卸料板用導(dǎo)柱。按照導(dǎo)向方向不一樣，分為：滑動(dòng)導(dǎo)柱（代號(hào)SGP），滾動(dòng)導(dǎo)柱（代號(hào)SRP）。按照安裝方式不一樣，分為：裝卸型導(dǎo)柱和壓入型導(dǎo)柱。如圖6-9圖6-9導(dǎo)柱導(dǎo)套三維模型(1)導(dǎo)柱在選定的標(biāo)準(zhǔn)模架里已被選擇該模具采用帶頭導(dǎo)柱，不加油如圖6-10所示：圖6-10 導(dǎo)柱設(shè)計(jì)尺寸(2)導(dǎo)柱的長度必須比凸模斷面高度高出6mm8mm；(3)為使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱的端部常做成圓錐形或球形的先到部分；(4)導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定，應(yīng)保證具有足夠的抗彎強(qiáng)度。導(dǎo)套的設(shè)計(jì)：導(dǎo)套與安裝在另一半模上的導(dǎo)柱相配合，用以確定動(dòng)、定模的相對(duì)位置，保證模具運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向精度的圓套形零件。導(dǎo)套常用的結(jié)構(gòu)形式有兩種：直導(dǎo)套帶頭導(dǎo)套。(1)結(jié)構(gòu)形式：本模具采用帶頭導(dǎo)套，如圖6-11所示；圖6-11 導(dǎo)套設(shè)計(jì)尺寸(2)導(dǎo)套的端面應(yīng)倒圓角，導(dǎo)柱孔最好做成通孔，利于排除孔內(nèi)剩余空氣。第7章 模具校核7.1注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核和最終選擇7.1.1注射機(jī)有關(guān)參數(shù) XS-ZY-125型注射機(jī)的主要參數(shù)標(biāo)稱注射量125cm3，定位孔直徑，55mm最大開模行程S=300mm，噴嘴球頭直徑12mm，最大裝模高度Hmax=300mm噴嘴孔直徑，4mm，最小裝模高度Hmin=200mm，中心頂桿直徑42，模板最大安裝尺寸428458mm，注射行程170mm。7.1.2模具安裝部分的校核 該模具的外形尺寸為250mm400mm ，XS-ZY-125型注射機(jī)模板最大安裝尺寸為428mm458mm，故能滿足模具安裝要求。7.1.3注塑機(jī)的參數(shù)校核最大注射量的校核計(jì)算校核式：其中：（0.80.85)V公=0.8125=100 cm3可見滿足校核式，即所設(shè)計(jì)模具注射量滿足XS-ZY-125 最大注射量要求。注射機(jī)壓力的校核注射機(jī)的最大注射壓力，Mpa或N/ cm3成型塑件所需的注射壓力，Mpa或N/ cm3一般PS取 100120Mpa， XS-ZY-125注射機(jī)的最大注射壓力P機(jī)=150Mpa，可見XS-ZY-125注射機(jī)滿足pS注射壓力的要求。 綜合驗(yàn)證，XS-ZY-125型注射機(jī)完全能滿足此模具的注射要求。7.1.4鎖模力的校核當(dāng)高壓塑料熔體充滿模具型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生使模具分型面張開的的力，這個(gè)力的大小等于塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和乘以型腔的壓力。它應(yīng)該小于注塑機(jī)的額定鎖模力,才能保證在注射時(shí)不發(fā)生溢料現(xiàn)象，即；查表知XS-ZY-125的額定鎖模力；因?yàn)椋枣i模力設(shè)計(jì)合理。式中， 熔融塑料在分型面上的張開力，N； P塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力，MPa，其大小一般是注塑壓力的80； n型腔的數(shù)量； A單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積，; 澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積，； 注射機(jī)的額定鎖模力，N。7.2模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸的校核7.2.1模具閉合高度的校核安裝模具的高度應(yīng)滿足： HminHHmax，設(shè)計(jì)模具高度為H總=240mm由于XS-ZY-60型注射機(jī)所允許模具的最小厚度為Hmin=180mm，最大厚度為Hmax=200mm,所以，模具閉合高度不能滿足安裝要求。改選XS-ZY-125型，最大裝模厚度Hmax=300mm，最小裝模厚度Hmin=200mm。H總=250mm介于二者之間，滿足模具厚度安裝要求。7.2.2模具開模行程校核模具開模行程應(yīng)滿足：Sm<Sz其中：Sz為最大開模行程，查注射機(jī)XS-ZY-125型Sz=300mm， Sm為模具的開模行程；Sm=塑件的高度+澆注系統(tǒng)的高度+頂件的頂出高度+（5-10）mm =12+50+20+8=90mm?？梢奡m<Sz ，XS-ZY-125滿足其開模行程。7.2.3噴嘴尺寸在設(shè)計(jì)模具時(shí)，主流道始端的內(nèi)球面半徑必須比注射機(jī)噴嘴頭部球面半徑略大一些，主流道的小端直徑要比噴嘴直徑略大一些。7.2.4定位圈尺寸為保證模具主流道中心線與注射機(jī)噴嘴中心線相重合，模具定位圈的外徑尺寸必須與注射機(jī)的定位孔尺寸相匹配。通常模具定位圈外徑與注射機(jī)定位孔采用間隙配合，定位圈的高度尺寸略小于注射機(jī)固定模板上定位孔的深度。7.2.5模具厚度應(yīng)使模具的閉合厚度位于注塑機(jī)可安裝模具的最大厚度與最小厚度之間，即所設(shè)計(jì)模具厚度為，查表知XS-ZY-125的最大模具厚度，最小模具厚度。因?yàn)?40mm在205mm到295mm之間，所以模具厚度設(shè)計(jì)合理。式中，注塑機(jī)允許的最小模具厚度，mm； 模具的閉合厚度，mm； 注塑機(jī)允許的最大模具厚度，mm。第八章 模具特點(diǎn)和工作原理8.1模具的特點(diǎn)該模具是兩板模，設(shè)計(jì)了1個(gè)水平分型面。該模具一模2件，自動(dòng)脫件，節(jié)省了成本，降低了制造周期，提高了生產(chǎn)效率。8.2模具的工作過程模具裝配試模完畢后，模具進(jìn)入正式工作狀態(tài)，其基本工作過程如下：(1)對(duì)塑料PP進(jìn)行烘干，并裝入料斗；(2)清理模具型芯、型腔，并噴上脫模劑，進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱；(3)合模、鎖緊模具；(4)對(duì)塑料進(jìn)行預(yù)塑化，注射裝置準(zhǔn)備注射；(5)注射過程包括充模、保壓、倒流、澆口凍結(jié)后的冷卻和脫模；(6)脫模過程。注射機(jī)液壓系統(tǒng)推推板，推板帶動(dòng)頂桿將塑件頂出；(7)塑件的后處理。切掉塑件上的澆注系統(tǒng)余料，對(duì)塑件進(jìn)行調(diào)濕處理。8.3模具視圖圖8-1模具俯視圖圖8-2 模具主視圖圖8-3 模具左視圖第九章 設(shè)計(jì)小結(jié)課程設(shè)計(jì)是對(duì)我們知識(shí)運(yùn)用能力的一次全面的考核，也是對(duì)我們進(jìn)行科學(xué)研究基本功的訓(xùn)練，培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立地分析問題和解決問題的能力，為以后撰寫專業(yè)學(xué)術(shù)論文和工作打下良好的基礎(chǔ)。在此感謝我們的指導(dǎo)老師廖秋慧和曹陽根，感謝老師給我的幫助。在設(shè)計(jì)過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，是自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。通過對(duì)軸套固定銷注塑模具的設(shè)計(jì)，對(duì)常用塑料在成型過程中對(duì)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(duì)獨(dú)立設(shè)計(jì)模具具有了一次新的鍛煉。在設(shè)計(jì)過程充分利用了各種可以利用的方式，參考各類書籍，同時(shí)在反復(fù)的思考中不斷深化對(duì)各種理論知識(shí)的理解，在設(shè)計(jì)的后一階段充分利用AUTOCAD軟件就是一例，新的工具的利用，大在提高了工作效率。模具CAD技術(shù)是模具傳統(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。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)。這次設(shè)計(jì)大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)還有很多不足，但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。參考文獻(xiàn)1 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