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兩板式塑料注塑模的澆口，分流道和主流道的優(yōu)化 摘要：本文介紹了兩板式塑料注塑模的澆口，分流道和主流道的優(yōu)化尺寸大小。電子收款機（ECR）的塑料制品被用于這項研究中，其中有三個電子元器件鑄塑料制品包括登記套管頂部，底部套管和紙架。本文的主要目的是找出澆口，主流道和分流道的最佳尺寸和最佳布局，找出導(dǎo)致澆口，主流道和分流道尺寸不合適的原因。這項研究中使用了三種類型的軟件，如CAD工具軟件UG被用來設(shè)計3D建模，犀牛軟件作為標桿處理工具被用來設(shè)計澆口、分流道、主流道和Moldex軟件作為仿真工具被用來分析塑性流動。因此，修正了型腔進給系統(tǒng)的位置和尺寸大小，以消除短桿，過充和兩板系列注塑模具焊縫問題。 關(guān)鍵詞：計算機建模；仿真流動；優(yōu)化 1．簡介 通常的注塑過程包括三個階段：注射,合模和冷卻階段。本文介紹了隨著計算機日益廣泛的應(yīng)用在設(shè)計工程，仿真軟件在模具制造行業(yè)的重大影響,而大量的商用軟件市場也增加了[1]。ECR塑料產(chǎn)品采用相同的材質(zhì)和色彩,然而各部分尺寸大小不同。每個部分都有它自己的模具，但這個研究,所有的部分都用了這種系列的模具。設(shè)計模具的困難階段是決定這種系列注射模具的澆口、分流道、主流道的布局、位置、大小與水孔的位置[2],[6],[7]。為了探討了流動行為，Moldex軟件仿真軟件用于分析塑性流動。 2．方法 本研究首先從設(shè)計產(chǎn)品三維造型的ECR使用UG軟件，然后在文件被轉(zhuǎn)移到犀牛軟件后處理。在犀牛軟件的進給系統(tǒng)如澆口，分流道，主流道，水口和模具設(shè)計進行了設(shè)計。最后，Moldex軟件從犀牛軟件中使用進口文件。塑料原料，工藝條件決定前要進行注射，合模，冷卻和熱曲線分析。如果結(jié)果不符合，必須修改后再進行，如圖1所示。 1． 圖1 方法分析 3．設(shè)計 –雙板模具 所有的ECR的文件包括頂級套管，套管和底紙架，他們分別一步一步出自UG軟件犀牛軟件。該文件被保存在DXF擴展文件，它可以通過犀牛軟件來讀取。起初，頂套管中打開文件，它是犀牛軟件 從實體模型轉(zhuǎn)換成網(wǎng)狀模型，如圖2（a）。此外，圖2（b）顯示了從UG進口的早期階段底部外殼文件軟件犀牛軟件。外殼的底部表面細網(wǎng)的實現(xiàn)后取得了細化網(wǎng)格。腔表面后仍然存在，在核心方已被刪除從移開的網(wǎng)格。同樣的方法用于紙架，如圖2（c）所示。 圖2 ECR的網(wǎng)建模 3.1矩形邊緣澆口 矩形邊緣澆口需要確定的尺寸是深度和寬度。該部件深度計算公式為h =nt，其中h是門深入（毫米），t為墻截面厚度（毫米），n為材料常數(shù)[3]。從這個公式可以得出的澆口套管深度為1.2毫米和紙架深度為1.8毫米。邊緣澆口的寬度從公式1 [4] 推導(dǎo)。 W= n x A ? / 30 (1) 其中，W為澆口寬度（毫米），Ａ是表面面積腔（平方毫米），n為材料常數(shù)。通過計算得出澆口套管的表面面積８４６４８平方毫米，寬度為5.8毫米。進一步計算，底部寬度為5.9毫米套管和紙架寬度為1.27毫米。 3.2循環(huán)分流道 分流道直徑計算方式為：部分質(zhì)量乘以密度和部分模具中心距，公式為2 [4]。 　　　　　　　　 D = W ? x L ? / 30 (2) 其中，D是分流道直徑，W是部分質(zhì)量，L是部分模具中心距。頂套管的體積從犀牛軟件得出的是７８２０２立方毫米，重量0.08千克所以主流道直徑為6.5毫米。進一步計算，套管底部直徑為6.7毫米，紙架為1.5毫米。 3.3主流道 主流道尺寸是由型腔板的厚度和從給定角度一直徑7毫米來決定的。初始冷料井為7毫米，基本冷料井是10毫米。圖3顯示了頂部套管，套管位置及底部紙架一起進料系統(tǒng)。 圖3 兩板模的布局 4．填充分析- 雙板模具 從填充分析結(jié)果顯示，總填充的時間是１.０４１秒。在這階段上，100％有兩種結(jié)果：頂套管短桿和塑料不能流到紙架，如圖4所示。 圖４　填充過程 頂部外殼進行了重新設(shè)計，因為前面結(jié)合處流位于側(cè)邊，而導(dǎo)致熔合線在該地區(qū)的擴大，如圖5所示。熔合線是一個流動的結(jié)果，容易分解成兩個單獨的部分。當(dāng)兩方面滿足，他們試圖重新熔合到一起，從而導(dǎo)致形成一個單一的一條線，這很容易斷裂[5]。 圖5 頂部套管的熔合線 4.1雙板模具改造 由于過充，修改澆口尺寸，將底部外殼減少25％，由從5.9毫米降為4.3毫米。分流道由6.7毫米降至至5毫米。紙架的位置由距模具中心50毫米到25毫米，將分流道尺寸提高25％。一些凹槽加在頂部套殼表面，以確保塑料流向頂部套管中心如圖6所示。 圖6 雙板模的修正 4.2修改過的填充過程 從填充改性后分析結(jié)果表明，塑料熔體三成分互相平衡。注射前的總時間為7.804x10-1秒。熔合線已消除了頂部套管中心旁體，結(jié)果是與塑料熔體流向拐角處相交，如圖7所示。 圖7修正后的填充過程 5．討論 該分流道的紙架的大小增加，來轉(zhuǎn)移和消除不填充的現(xiàn)象。澆口與底部外殼分流道分別降低因為過充。頂部套管的上表面加入一些凹槽消除熔合線。結(jié)果是消除了頂部套管中心旁體的熔合線。從結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，由于是短桿的問題，二板模紙架的澆口和分流道大小增加了25％，由于過充問題，底殼的澆口和分流道尺寸減小了25％。 6．結(jié)論 這項研究是在分析兩板模中塑料材料的流動是成功的。做這些修正改進了型腔的布局和進給系統(tǒng)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。此外，塑料制品上的短桿缺陷，過充和熔合線的消除在的在實際模具中是編造的。 參考文獻 1 S.S.S. Imehezri。，S.M. Sapuan爾蘇萊曼，材料和設(shè)計雜志，26卷，第157 -166，2005。 2 L.T. Manzione，計算機輔助工程應(yīng)用在注塑成型，漢瑟，新 紐約，1987年。 3 R.G.W.Pye，注塑成型設(shè)計，朗文科學(xué)技術(shù)，紐約，1989年。 4 G.Monges和P.Mohren，如何進行注塑模具，漢瑟出版社，紐約，1993年。 5 M.B. Douglas，注塑成型，制造工藝基礎(chǔ)。學(xué)會制造工程師，密歇根州，1996年。 6 C.T. Wong, S. Sulaiman , N. Ismail,A.M.S. Hamouda，第二世界工程法律程序國會，Sarawak，馬來西亞。P193-198，2002。 7 M.Khairol，碩士論文，馬來西亞博特拉大學(xué)，2001。 畢業(yè)設(shè)計 材 料 系 、 部： 機械工程系 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 專 業(yè)： 班 級： 學(xué) 號： 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告 題　目 雙蓋注塑模具設(shè)計 學(xué)生姓名 班級學(xué)號 專業(yè) 材料成型與控制工程 一、 課題的目的和意義 注塑成型作為一種重要的成型加工方法，在機械、電子、航天、航空、醫(yī)療、生物以及日用品等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，不僅生產(chǎn)效率高、能源消耗低，而且生產(chǎn)的制品精度高、復(fù)雜度高、一致性高。注塑成型模具是實現(xiàn)注塑生產(chǎn)的基礎(chǔ)裝備，其設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)劣、設(shè)計效率的高低，在很大程度上影響著所成型的塑料制品的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及對市場的響應(yīng)時間。 模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家生產(chǎn)技術(shù)水平高低的重要標志，因為模具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。 注射成型是熱塑性制品的一種主要成型方法，注射成型模具占整個塑料模具的90%左右。注射成型可成型各種形狀的塑料制品，它的特點是成型周期短，能一次性成型外形復(fù)雜、尺寸精密、帶有嵌件的塑料制品，且生產(chǎn)效率高，易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，所以廣泛用于塑料制品的生產(chǎn)中。但是，注塑成型的設(shè)備及模具制造費用較高，不適合單件及批量較小的塑料制品生產(chǎn)。 本次畢業(yè)設(shè)計，指導(dǎo)老師給我安排的課題是雙蓋注塑模具設(shè)計。通過對塑件的分析，我們選擇零件材料為化學(xué)性能穩(wěn)定的聚丙烯。零件的注射過程包括加料、塑化、注射、保壓、冷去和脫模幾個步驟。通過指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)，再結(jié)合所學(xué)的專業(yè)知識和查閱有關(guān)資料，初步掌握了相關(guān)畢業(yè)設(shè)計的基本方法。 二、文獻綜述 1、我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。?成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機構(gòu)的創(chuàng)新方面也取得較大進展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在29～34英寸電視機外殼以及一些厚壁零件的模具上運用氣輔技術(shù)，一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件，取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達20%以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達不到10%，與國外的50%～80%相比，差距較大。在制造技術(shù)方面，CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個新臺階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，如美國EDS的UGⅡ、美國Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美國CV公司的CADS5、英國Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亞Moldflow公司的MPA塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進，雖花費了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術(shù)對成型過程，如充模和冷卻等進行計算機模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟效益，促進和推動了我國模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國內(nèi)模具的具體情況、能在微機上應(yīng)用且價格低等特點，為進一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。 2、我國塑料模具工業(yè)和今后的主要發(fā)展方向 ?1.提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。 ???? 2.在塑料模設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術(shù)，近年來模具CAD/CAM技術(shù)的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進一步普及創(chuàng)造良好的條件；基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無法滿足實際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設(shè)計與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。 ???? 3.推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項技術(shù)是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標準，積極生產(chǎn)價廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究開發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要。 ???? 4.開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。 ???? 5.提高塑料模標準化水平和標準件的使用率。我國模具標準件水平和模具標準化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標準件的應(yīng)用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標準，并嚴格按標準生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高商品化程度、提高標準件質(zhì)量、降低成本；再次是要進一步增加標準件的規(guī)格品種。 ???? 6.應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。 ???? 7.研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標測量儀或三坐標掃描儀實現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價的檢測設(shè)備是實現(xiàn)逆向工程的必要前提。 三、設(shè)計任務(wù)書 1、課題名稱 雙蓋注塑模具設(shè)計 此零件的材料用聚丙烯，可大批量生產(chǎn)。 2、設(shè)計內(nèi)容與步驟 1.塑件的分析。根據(jù)塑件的性能選擇原材料 2.注射機的選擇和校核。根據(jù)塑件的實際體積選擇注射機的型號，并進行校核。 3.選擇分型面。塑件的分型面與塑件幾何形狀、脫模方法、模具類型及排氣條件、澆口形 式有關(guān)。依據(jù)分型面選擇原則選擇分型面。 4．確定型腔數(shù)目和排樣方式。在保證塑件質(zhì)量，提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟性，來確定型腔的數(shù)目及其排布 5.澆注系統(tǒng)的設(shè)計。澆注系統(tǒng)的設(shè)計包括主流道的設(shè)計，冷料穴的設(shè)計，分流道的設(shè)計和澆口的設(shè)計。 6.成型零件的工作尺寸計算。根據(jù)零件圖設(shè)計凹凸模結(jié)構(gòu)，在計算個工作部分尺寸。 7.導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計。保證注射模準確合模和開模設(shè)置導(dǎo)柱機構(gòu)，導(dǎo)向機構(gòu)的作用是導(dǎo)向、定位以及承受一定的側(cè)向壓力。 8.模架的確定。通過計算確定模架的尺寸，在確定各模板的尺寸。 9.脫模機構(gòu)的設(shè)計。在注射成型的每一循環(huán)中，都必須使塑件從模具型腔中或型芯上脫出。選擇合理的脫模機構(gòu)。 10.溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計。設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)使模具達到理想的溫度要求。 11. 撰寫設(shè)計說明書。 12. 所有設(shè)計文檔、資料的整理、收尾、答辯。 3、繪圖任務(wù) （1） 模具總裝配圖 （2） 模具零件圖 （3） 模具總成三維圖（可選） （4） 模具主要零件三維圖（可選） 四、設(shè)計過程進度計劃 （1）第五周：完成以下航設(shè)計內(nèi)容中的“1-2” （2）第六周：完成以上設(shè)計內(nèi)容的“3-5” （3）第七、八周：完成以上設(shè)計內(nèi)容的“6-7” （4）第九、十周：完成以上設(shè)計內(nèi)容的“8-9” （5）第十一、十二周：完成以上設(shè)計內(nèi)容中的“10” （6）第十三、十四周：完成以上設(shè)計內(nèi)容中的“11” （7）第十五周：完成以上設(shè)計內(nèi)容中的“12” 指導(dǎo) 教師 批閱 意見 指導(dǎo)教師(簽名)： 年 月 日 湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)工作中期檢查表 題目 雙蓋注塑模具設(shè)計 學(xué)生姓名 張衡 班級學(xué)號 212070443 專業(yè) 材料成型與控制工程 指 導(dǎo) 教 師 填 寫 學(xué)生開題情況 學(xué)生調(diào)研及查閱文獻情況 畢業(yè)設(shè)計（論文）原計劃有無調(diào)整 學(xué)生是否按計劃執(zhí)行工作進度 學(xué)生是否能獨立完成工作任務(wù) 學(xué)生的英文翻譯情況 學(xué)生每周接受指導(dǎo)的次數(shù)及時間 畢業(yè)設(shè)計（論文）過程檢查記錄情況 學(xué)生的工作態(tài)度在相應(yīng)選項劃“√” □認真 □一般 □較差 尚存在的問題及采取的措施： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 系部意見： 負責(zé)人簽字： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱評語表 題　　目 雙蓋注塑模具設(shè)計 學(xué)生姓名 班級學(xué)號 專業(yè) 材料成型與控制工程 評閱 教師姓名 職稱 工作單位 評分內(nèi)容 具 體 要 求 總分 評分 開題情況 調(diào)研論證 能獨立查閱文獻資料及從事其他形式的調(diào)研，能較好地理解課題任務(wù)并提出實施方案，有分析整理各類信息并從中獲取新知識的能力。 10 外文翻譯 摘要及外文資料翻譯準確，文字流暢，符合規(guī)定內(nèi)容及字數(shù)要求。 10 設(shè)計質(zhì)量 論證、分析、設(shè)計、計算、結(jié)構(gòu)、建模、實驗正確合理。 35 創(chuàng)新 工作中有創(chuàng)新意識，有重大改進或獨特見解，有一定實用價值。 10 撰寫質(zhì)量 結(jié)構(gòu)嚴謹，文字通順，用語符合技術(shù)規(guī)范，圖表清楚，書寫格式規(guī)范，符合規(guī)定字數(shù)要求。 15 綜合能力 能綜合運用所學(xué)知識和技能發(fā)現(xiàn)與解決實際問題。 20 總評分 評閱教師 評閱意見 評閱成績 總評分ⅹ20% 評閱教師簽名 日期 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯資格審查表 題 目 雙蓋注塑模具設(shè)計 學(xué)生姓名 學(xué)??? 號 專 業(yè) 材料成型與控制工程 指導(dǎo)教師 內(nèi)容綜述： 一、主要研究內(nèi)容 由于該塑件是聚丙烯，結(jié)構(gòu)比較簡單，外觀尺寸不大，要求大批量生產(chǎn)。通過查閱資料對聚丙烯進行分析，采用澆口形式為側(cè)澆口。經(jīng)過以上分析在既保證最佳的經(jīng)濟性，同時技術(shù)上又要保證產(chǎn)品的質(zhì)量的前提下，本人決定采用一模四腔的最佳形式，具有最佳的經(jīng)濟性。 二、設(shè)計的內(nèi)容和步驟如下： 1.塑件的分析。根據(jù)塑件的性能選擇原材料 2.注射機的選擇和校核。根據(jù)塑件的實際體積選擇注射機的型號，并進行校核。 3.選擇分型面。塑件的分型面與塑件幾何形狀、脫模方法、模具類型及排氣條件、澆口形式有關(guān)。依據(jù)分型面選擇原則選擇分型面。 4．確定型腔數(shù)目和排樣方式。在保證塑件質(zhì)量，提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟性，來確定型腔的數(shù)目及其排布 5.澆注系統(tǒng)的設(shè)計。澆注系統(tǒng)的設(shè)計包括主流道的設(shè)計，冷料穴的設(shè)計，分流道的設(shè)計和澆口的設(shè)計。 6.成型零件的工作尺寸計算。根據(jù)零件圖設(shè)計凹凸模結(jié)構(gòu)，在計算個工作部分尺寸。 7.導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計。保證注射模準確合模和開模設(shè)置導(dǎo)柱機構(gòu)，導(dǎo)向機構(gòu)的作用是導(dǎo)向、定位以及承受一定的側(cè)向壓力。 8.模架的確定。通過計算確定模架的尺寸，在確定各模板的尺寸。 9.脫模機構(gòu)的設(shè)計。在注射成型的每一循環(huán)中，都必須使塑件從模具型腔中或型芯上脫出。選擇合理的脫模機構(gòu)。 10.溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計。設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)使模具達到理想的溫度要求。 11.設(shè)計總結(jié)。 綜合各方面因素，本人自認為，整個畢業(yè)設(shè)計的工作已經(jīng)接近完成，也基本實現(xiàn)了其所要求具備的功能。因此，我鄭重地向各位老師提出答辯申請，懇請各位老師批評指正，并予以批準！ ?? ?? ?申請人簽名：張衡 日期：2011年6月8日 資? 格? 審? 查? 項? 目 是 否 01 工作量是否達到所規(guī)定要求 ? ? 02 文檔資料是否齊全（任務(wù)書、開題報告、外文資料翻譯、定稿論文及其相關(guān)附件資料等） ? ? 03 是否完成任務(wù)書規(guī)定的任務(wù) ? ? 04 完成的成果是否達到驗收要求 ? ? 05 是否剽竊他人成果或者直接照抄他人設(shè)計（論文） 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯資格審查小組意見： 符合答辯資格，同意答辯 □????? 不符合答辯資格，不同意答辯□ 審查小組成員簽名： ? ??? 年??? 月??? 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯及最終成績評定表 系： 機械工程系 專業(yè)：材料成型與控制工程 學(xué)生姓名 學(xué)號 班級 答辯 日期 課題名稱 雙蓋注塑模具設(shè)計 指導(dǎo) 教師 成 績 評 定 分值 評 定 小計 教師1 教師2 教師3 教師4 教師5 課題介紹 思路清晰，語言表達準確，概念清楚，論點正確，實驗方法科學(xué)，分析歸納合理，結(jié)論嚴謹，設(shè)計（論文）有應(yīng)用價值。 30 答辯 表現(xiàn) 思維敏捷,回答問題有理論根據(jù)，基本概念清楚，主要問題回答準確大、深入,知識面寬。 必 答 題 40 自 由 提 問 30 合 計 100 答 辯 評 分 分值： 答辯小組長簽名： 答辯成績a： ×40％＝ 指導(dǎo)教師評分 分值： 指導(dǎo)教師評定成績b： ×40％＝ 評閱教師評分 分值： 評閱教師評定成績c： ×20％＝ 最終評定成績： 分數(shù)： 等級： 答辯委員會主任簽名： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)教師評閱表 系： 機械工程系 專業(yè)： 材料成型與控制工程 學(xué)生姓名 學(xué) 號 班 級 專 業(yè) 材料成型與控制工程 指導(dǎo)教師姓名 課題名稱 雙蓋注塑模具設(shè)計 評語：（包括以下方面，①學(xué)習(xí)態(tài)度、工作量完成情況、材料的完整性和規(guī)范性；②檢索和利用文獻能力、計算機應(yīng)用能力；③學(xué)術(shù)水平或設(shè)計水平、綜合運用知識能力和創(chuàng)新能力；） 是否同意參加答辯： 是□ 否□ 指導(dǎo)教師評定成績 分值： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)書 系：機械工程系 專業(yè)：材料成型與控制工程 指導(dǎo)教師 學(xué)生姓名 課題名稱 雙蓋注塑模具設(shè)計 內(nèi)容及任務(wù) 根據(jù)所給定的沖壓零件產(chǎn)品（如左圖所示），設(shè)計出注塑模具。主要內(nèi)容如下： 1、繪制產(chǎn)品零件圖。 2、繪制模具裝配圖。 3、繪制整套模具零件圖，標準件除外。 4、編寫設(shè)計說明書。 5、自選一個重要模具零件編制加工工藝路線，進行相關(guān)的計算，并編制加工工藝卡和工序卡。 擬達到的要求或技術(shù)指標 按照“湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）工作管理規(guī)定”，本課題設(shè)計要求及技術(shù)指標如下： （一）模具 1、保證規(guī)定的生產(chǎn)率和高質(zhì)量產(chǎn)品的同時，力求成本低、壽命長。 2、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，工藝性好，具有一定的創(chuàng)新性。 3、操作安全、方便，易于維修，便于管理。 4、在保證模具強度前提下，注意外形美觀，各部分比例協(xié)調(diào)。 （二）設(shè)計圖紙 1、模具繪圖布局合理，視圖完整、清晰，各項內(nèi)容符合標準要求。 2、設(shè)計圖紙應(yīng)符合學(xué)校的要求，不少于3張零號圖紙的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖、裝配圖和零件圖，其中應(yīng)包含一張以上用計算機繪制的具有中等難度的1號圖紙，同時至少有折合1號圖幅以上的圖紙用手工繪制。 （三）設(shè)計說明書 1、資料數(shù)據(jù)充分，并標明數(shù)據(jù)出處。 2、計算過程詳細、完全。 3、公式的字母含義應(yīng)標明，有時還應(yīng)標注公式的出處。 4、內(nèi)容條理清楚，按步驟書寫。 5、說明書按照學(xué)校的有關(guān)規(guī)定，編寫不少于12000字的設(shè)計說明書，同時上交電子文檔。 （四）其他要求 1、查閱到10篇以上與題目相關(guān)的文獻 2、翻譯一篇本專業(yè)外文文獻（10000個以上印刷符號），并附譯文。 進度安排 起止日期 工作內(nèi)容 備注 2011年 3月21日~ 3月28日 3月29日~4月10日 4月11日~4月30日 5月4日~5月8日 5月9日~5月12日 5月15日~5月30日 6月1日~6月10日 完成畢業(yè)設(shè)計的選題和開題報告； 進行畢業(yè)實習(xí)及調(diào)研； 進行工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計； 繪制裝配圖和零件圖； 對整個設(shè)計進行合理性檢查； 撰寫設(shè)計說明書及畢業(yè)答辯的準備； 畢業(yè)設(shè)計答辯。 主要參考資料 1、《塑料模具設(shè)計指導(dǎo)》伍先明、張蓉、楊軍、周志冰編著，國防工業(yè)出版社 2、《塑料模具設(shè)計》卜建新主編，中國輕工業(yè)出版社 3、《塑料模具設(shè)計》申樹義、高濟編，機械工業(yè)出版社 4、《塑料模具設(shè)計手冊》《塑料模具技術(shù)手冊》編委會，機械工業(yè)出版社 5、《塑料成型工藝及模具設(shè)計》葉久新、王群主編，機械工業(yè)出版社 6、《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》陳于萍、周兆元主編，機械工業(yè)出版社 7、《機械制圖》劉朝儒、彭福萌、高政一主編，高等教育出版社 教研室 意見 年 月 日 系主管領(lǐng)導(dǎo)意見 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計說明書 雙蓋注塑模具設(shè)計 系 、 部： 機械工程系 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 專 業(yè)： 班 級： 完成時間：  摘 要 本課題主要是針對塑料蓋的模具設(shè)計,通過對塑件進行工藝的分析和比較,最終設(shè)計出一副注塑模。該課題從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性，具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑機的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核都有詳細的設(shè)計，同時并簡單的編制了模具的加工工藝。通過整個設(shè)計過程表明該模具能夠達到此塑件所要求的加工工藝。根據(jù)題目設(shè)計的主要任務(wù)是塑料蓋注塑模具的設(shè)計。也就是設(shè)計一副注塑模具來生產(chǎn)盒蓋塑件產(chǎn)品，以實現(xiàn)自動化提高產(chǎn)量。 關(guān)鍵詞：塑料蓋；注塑模；模具結(jié)構(gòu)；澆注系統(tǒng)；注塑機 ABSTRACT This topic mainly aimed at the mold design of plastic lid. Through the analysis and comparison of the plastic product , the plastic injection mold was designed. This topic came from the technology capability of product, the structure of the mold embarks, the gating system, the injection molding system and the related parameter examination, the mold took shape the partial structures, the against system, the cooling system ,the injection molding machine all had the detailed design, at the same time , the processing craft of the mold were simply established. Through the entire process of the design indicated this mold can achieve the processing craft which the plastic lid requested. Key words：plastic lid；plastic injection mold；the structure of the mold embarks;gating systerm; injection molding machine 目 錄 前言 1 1 塑件成型的工藝性分析 4 1.1塑件的分析 4 1.2 PP的性能分析 4 1.3聚丙烯的成型工藝 4 2 注射機的型號和規(guī)格選擇及校核 6 2.1 注射機的選用 6 2.2 注射壓力的校核 7 2.3 鎖模力的校核 7 3 分型面的選擇 8 3.1 分型面的形式 8 3.2 分型面的選擇原則 8 3.3 水平分型面的選擇 8 4 型腔數(shù)目的決定及排布 9 4.1 型腔數(shù)目的確定： 9 4.2 多型腔的排列： 9 4.3 模具結(jié)構(gòu)的初步確定 9 5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 10 5.1主流道設(shè)計： 10 5.2分流道的設(shè)計 11 5.3澆口的設(shè)計： 13 5.4 校核主流道的剪切速率 13 5.5冷料穴的設(shè)計 13 6 成型零件的工作尺寸計算 14 6.1 凹模的結(jié)構(gòu)形式 14 6.2 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 14 6.3 成型零件的工作尺寸計算 15 6.3.1 凹模徑向尺寸計算 15 6.3.2 凹模深度尺寸的計算 16 6.3.3 型芯徑向尺寸計算 16 6.3.4 型芯高度尺寸的計算 17 6.3.5型腔的壁厚和底板厚度的計算 17 7 模架的確定 18 7.1各模板尺寸的確定 18 8 導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 19 9 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計 20 9.1 脫模力的計算 20 9.2 推出方式的確定 20 9.3 脫模機構(gòu)的設(shè)計原則 20 10 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 21 10.1 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 21 10.2 冷卻時間的確定 21 10.3 冷卻系統(tǒng)設(shè)計原則 21 10.4 冷卻系統(tǒng)的計算 22 11模具安裝 23 設(shè)計總結(jié) 24 參考文獻 25 致 謝 26 前言 模具被稱為工業(yè)產(chǎn)品之母。所以工業(yè)的高速發(fā)展也離不開模具工業(yè)的不斷進步。中國模具巿場規(guī)模巨大，隨著國內(nèi)模具工業(yè)高速發(fā)展，技術(shù)也獲得了較大的飛躍，但是，仍然面對高檔模具以進口為主的尷尬局面。提升技術(shù)實力，乃是中國模具工業(yè)發(fā)展的前途所在。隨著沖壓金屬制品在機械、電子、交通、國防、建筑、農(nóng)業(yè)等各行業(yè)的廣泛應(yīng)用，對冷沖壓模具的需求日益增加，沖壓模在國民經(jīng)濟中的重要性也日益突出。模具作為一種高附加值和技術(shù)密集型產(chǎn)品，其技術(shù)水平的高低已經(jīng)成為一個國家制造業(yè)水平的重要標志之一。因此我選擇了模具設(shè)計的課題，即設(shè)計一副能夠生產(chǎn)所給空氣濾清器殼的模具，并且結(jié)構(gòu)合理、能保證制品的精度、表面質(zhì)量。在設(shè)計中能熟練使用PRO/E?、AUTOCAD?等機械、模具相關(guān)繪圖軟件。 1、 國內(nèi)方面發(fā)展情況 模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志，因為模具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。中國經(jīng)濟的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求，也為其發(fā)展提供了巨大的動力。近10年來，中國模具工業(yè)一直以每年15%左右的增長速度快速發(fā)展。但與發(fā)達國家相比，中國模具工業(yè)無論在技術(shù)上，還是在管理上，都存在較大差距。特別在大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具技術(shù)上，差距尤為明顯。中國每年需要大量進口此類模具，在模具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上，中低檔模具相對過剩，市場競爭加劇價格偏低，降低了許多模具企業(yè)的效益。而中高檔模具能力不足，模具的開發(fā)能力較弱，技術(shù)人才嚴重不足，科研開發(fā)和技術(shù)攻關(guān)投入少等一系列問題，嚴重制約了中國模具行業(yè)的發(fā)展。 由于近年市場需求的強大拉動，中國模具工業(yè)高速發(fā)展，市場廣闊，產(chǎn)銷兩旺。2003年我國模具產(chǎn)值達到450億元人民幣以上，約折合50多億美元，按模具總量排名，中國緊隨日本、美國其后，位居世界第三。中國模具已涵蓋了各種用于金屬和非金屬成形的特殊裝備，被分為10大類、46小類。1996年至2002年間，中國模具制造業(yè)的產(chǎn)值年平均增長14%左右，2003年增長25%左右，廣東、江蘇、浙江、山東等模具發(fā)達地區(qū)的增長在25%以上。近兩年，我國的模具技術(shù)有了很大的提高，生產(chǎn)的模具有些已接近或達到國際水平。2003年模具出口3.368億美元，比上年增長在33.5%，形勢喜人。 總的來看，我國技術(shù)含量低的模具已供過于求，市場利潤空間狹小，而技術(shù)含量較高的中、高檔模具還遠不能適應(yīng)國民經(jīng)濟發(fā)展的需要，精密、復(fù)雜的沖壓模具和塑料模具、轎車覆蓋件模具、電子接插件等電子產(chǎn)品模具等高檔模具仍有很大一部分依靠進口。 近五年來，我國平均每年進口模具約11.2億美元，2003年就進口了近13.7億美元的模具，這還未包括隨設(shè)備和生產(chǎn)線作為附件帶進來的模具。中國現(xiàn)有模具企業(yè)超過2萬家，從業(yè)人數(shù)50多萬人。中國的模具生產(chǎn)目前主要集中在華南和華東，大約占了全國模具制造業(yè)產(chǎn)值和銷售額的三分之二，每年平均增長在20%左右。 2、國外方面發(fā)展情況 我國模具生產(chǎn)廠中多數(shù)是自產(chǎn)自配的工模具車間（分廠），自產(chǎn)自配比例高達60%左右，而國外模具超過70%屬商品模具。專業(yè)模具廠大多是“大而全”、“小而全”的組織形式，而國外大多是“小而?！?、“小而精”。國內(nèi)大型、精密、復(fù)雜、長壽命的模具占總量比例不足30%，而國外在50%以上。2004年，模具進出口之比為3.7﹕1，進出口相抵后的凈進口額達13.2億美元，為世界模具凈進口量最大的國家。 3、未來塑料模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢 ?（1）提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。 （2）在塑料模設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術(shù)，近年來模具CAD/CAM技術(shù)的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進一步普及創(chuàng)造良好的條件；基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無法滿足實際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設(shè)計與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。 （3）推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項技術(shù)是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標準，積極生產(chǎn)價廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究開發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要。???? （4） 開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。? （5） 提高塑料模標準化水平和標準件的使用率。我國模具標準件水平和模具標準化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標準件的應(yīng)用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標準，并嚴格按標準生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高商品化程度、提高標準件質(zhì)量、降低成本；再次是要進一步增加標準件的規(guī)格品種。 （6）應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。 (7)研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標測量儀或三坐標掃描儀實現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價的檢測設(shè)備是實現(xiàn)逆向工程的必要前提。 1 塑件成型的工藝性分析 本產(chǎn)品主要用于小玩具，它要求質(zhì)量輕、成本低廉、能大規(guī)模的生產(chǎn)、無毒，下列為其圖樣 圖1 零件圖 1.1塑件的分析 本塑件結(jié)構(gòu)比較簡單，生產(chǎn)批量為大批量，根據(jù)性能要求，這里選擇塑件材料為PP,塑件的公差按模具設(shè)計要求進行轉(zhuǎn)換。 1.2 PP的性能分析 1.結(jié)晶料，濕性小，易發(fā)生融體破裂，長期與熱金屬接觸易分解。 2.流動性好，但收縮范圍及收縮值大，易發(fā)生縮孔.凹痕，變形。 3.冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)緩慢散熱，并注意控制成型溫度，料溫低溫高壓時容易取向，模具溫度低于50度時，塑件不光滑，易產(chǎn)生熔接不良，流痕，90度以上易發(fā)生翹曲變形。 4.塑料壁厚須均勻，避免缺膠，尖角，以防應(yīng)力集中。 1.3聚丙烯的成型工藝 注塑機選用：對注塑機的選用沒有特殊要求。由于PP具有高結(jié)晶性。需采用注射壓力較高及可多段控制的電腦注塑機。鎖模力一般按3800t/m2來確定，注射量20%-85%即可。 干燥處理：如果儲存適當(dāng)則不需要干燥處理。 熔化溫度：PP的熔點為160-175℃，分解溫度為350℃，但在注射加工時溫度設(shè)定不能超過275℃。熔融段溫度最好在240℃。 模具溫度：模具溫度50-90℃，對于尺寸要求較高的用高模溫。型芯溫度比型腔溫度低5℃以上。 注射壓力：采用較高注射壓力（1500-1800bar）和保壓壓力（約為注射壓力的80%）。大概在全行程的95%時轉(zhuǎn)保壓，用較長的保壓時間。 注射速度：為減少內(nèi)應(yīng)力及變形，應(yīng)選擇高速注射，但有些等級的PP和模具不適用（出現(xiàn)氣泡、氣紋）。如刻有花紋的表面出現(xiàn)由澆口擴散的明暗相間條紋，則要用低速注射和較高模溫。 流道和澆口：流道直徑4-7mm，針形澆口長度1-1.5mm，直徑可小至0.7mm。邊形澆口長度越短越好，約為0.7mm，深度為壁厚的一半，寬度為壁厚的兩倍，并隨模腔內(nèi)的熔流長度逐肯增加。模具必須有良好的排氣性，模具排氣孔深度為0.025mm-0.038mm，厚1.5mm，要避免收縮痕，就要用大而圓的注口及圓形流道，加強筋的厚度要?。ɡ缡潜诤竦?0-60%）。均聚PP制造的產(chǎn)品，厚度不能超過3mm，否則會有氣泡（厚壁制品只能用共聚PP）。 熔膠背壓：可用5bar熔膠背壓，色粉料的背壓可適當(dāng)調(diào)高。 制品的后處理：為防止后結(jié)晶產(chǎn)生的收縮變形，制品一般需經(jīng)熱水浸泡處理。 2 注射機的型號和規(guī)格選擇及校核 注射模是安裝在注射機上的，因此在設(shè)計注射模具時應(yīng)該對注射機有關(guān)技術(shù)規(guī)范進行必要的了解，以便設(shè)計出符合要求的模具，同時選定合適的注射機型號。 從模具設(shè)計角度考慮，需要了解注射機的主要技術(shù)規(guī)范。在設(shè)計模具時，最好查閱注射機生產(chǎn)廠家提供的有關(guān)“注射機使用說明書”上標明的技術(shù)規(guī)范，。因為即使同一規(guī)格的注射機，生產(chǎn)廠家不同，其技術(shù)規(guī)格也略有差異。 2.1 注射機的選用 選用注射機時，通常是以某塑件（或模具）實際需要的注射量初選某一公稱注射量的注射機型號，然后依次對該機型的公稱注射壓力、公稱鎖模力、模板行程以及模具安裝部分的尺寸一一進行校核。 經(jīng)過初步計算 塑件體積：V塑=9.9㎝3 由于澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計之前不能確定準確的數(shù)值，但是可以依據(jù)經(jīng)驗按照塑件體積的0.2倍—1倍來估算。由于本次設(shè)計采用的流到簡單并且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的0.3倍來估算，故一次注入模具型腔的塑料熔體的總體積為 V總=1.3n V塑=1.3×4×9.9=51.48㎝3……………………………………（1） 根據(jù)一次注入模具型腔的塑料總體積，由V公= V總÷0.8=51.48÷0.8=64.35㎝3根據(jù)以上計算，初步選擇公稱注塑量為125㎝3，注塑機選擇為XS-ZY-125型號的注射成型機，其主要技術(shù)參數(shù)如表1 表1 XS-ZY-125型號的注射成型機技術(shù)參數(shù) 項目 技術(shù)參數(shù) 項目 技術(shù)參數(shù) 螺桿直徑/mm 42 拉桿間距/mm 260Х360 理論容量（cm3） 125 最大模具厚度/mm 300 塑化能力（g/s） 16.8 最小模具厚度/mm 200 額定注射壓力/Mpa 150 頂桿根數(shù) 1 鎖模力/KN 900 定位孔直徑/mm 125 開模行程/mm 300 噴嘴球半徑SR/mm 12 螺桿轉(zhuǎn)速(r/min) 0～200 噴嘴孔直徑/mm 4 2.2 注射壓力的校核 該項工作是效核所選注射機的公稱壓力P能否滿足塑件所成型時需要的注射壓力P0，其值一般為70～100MPa， 這里取P0=100MPa，公稱注塑壓力P=150MPa,注射壓力安全系數(shù)k1=1.25-1.4,這里取k1=1.3 k1 P0=1.3×100=130MPa<公稱注塑壓力P，所以，注射機注射壓力合格。 2.3 鎖模力的校核 鎖模力是指注射機的鎖模機構(gòu)對模具所施加的最大夾緊力，當(dāng)高壓的塑料熔體充填模腔時，會沿鎖模方向產(chǎn)生一個很大的脹型力。為此，注射機的額定鎖模力必須大于該脹型力，即：F鎖 > K× F脹 F脹= A 分 × P型…………………………………（2） F鎖—注射機的額定鎖模力（N）； P分—模具型腔內(nèi)塑料熔體平均壓力（MPa）；一般為注射壓力的0.3～0.65倍，通常取20～40MPa。我們這里選P型=30MPa。 K為鎖模力安全系數(shù)。 A分—塑料和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和（mm2） 取A澆=0.2A塑 A分=n(A澆+A塑)=4×1.2×A塑=11424 mm2，由公式（2）得 F脹= 11424×30=342.72KN F鎖=900KN，鎖模力安全系數(shù)k為1.1-1.2，這里取1.2，則1.2×F脹=411.26410,所以可將該主型芯視為薄壁塑件。根據(jù)參考資料脫模力計算公式為： F=10faE(Tf-Tj)th ……………………………（10） 式中f為脫模系數(shù)取0.5，a為塑料的線膨脹系數(shù)值為9.8×10-5/℃，E為脫模溫度下塑料的抗拉彈性模量取1.5×103MPa，Tf為塑料的軟化溫度取110℃,Tj脫模時塑件溫度取60℃，h為型芯脫模方向高度為17mm,由公式(10)得 F1=630N (2) 2×R14小型芯脫模力，因為R/t=14>10,同理由公式（10）得 F2=1260N (3) 總脫模力F=F1+F2=1890N 9.2 推出方式的確定 （1）采用推桿推出 設(shè)6mm的圓推桿4根，推出面積A桿=(d2π/4)×4=113mm2。推桿推出應(yīng)力為F/A桿=16.7MPa，查表得許用應(yīng)力為12 MPa，應(yīng)力偏大，不用推桿推出。 （2）采用推件板推出 推件板推出面積A板=68×34-66×32=20mm2 推件板推出應(yīng)力為1890/200=9.45 MPa <12 MPa 合格 所以采用推件板推出，由于采用側(cè)澆口，充模時容易形成封閉式氣囊，因此在每個型芯上設(shè)置1根直徑為6mm的推桿，以供排氣，另外推出更加平穩(wěn)。 9.3 脫模機構(gòu)的設(shè)計原則 設(shè)計脫模機構(gòu)時，應(yīng)遵循以下原則： （1）結(jié)構(gòu)可靠：機械的運動準確、可靠、靈活，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邊，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作。 10 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 10.1 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 塑料在成型過程中，模具溫度會直接影響到塑料的充模、定型、成型周期和塑件質(zhì)量。所以，我們在模具上需要設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以到達理想的溫度要求。 一般注射模內(nèi)的塑料熔體溫度為200℃左右，而塑件從模具型腔中取出時其溫度在60℃以下。所以熱塑性塑料在注射成型后，必須對模具進行有效的冷卻，以便使塑件可靠冷卻定型并迅速脫模，提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。對于熔融黏度低、流動性比較好的塑料，如聚丙烯、有機玻璃等等，當(dāng)塑件是小型薄壁時，如我們的塑件，則模具可簡單進行冷卻或者可利用自然冷卻不設(shè)冷卻系統(tǒng)；當(dāng)塑件是大型的制品時，則需要對模具進行人工冷卻。 10.2 冷卻時間的確定 在注射過程中，塑件的冷卻時間，通常是指塑料熔體從充滿模具型腔起到可以開模取出塑件時止的這一段時間。這一時間標準常以制品已充分固化定型而且具有一定的強度和剛度為準，這段冷卻時間一般約占整個注射生產(chǎn)周期的80%。因為我們所需要的塑件比較薄，固用此公式： ……………………………（11） 式中，a — 塑料熱擴散系數(shù) （m2/s）； S — 制品壁厚 （mm）； 現(xiàn)我們根據(jù)已知條件知道PP的TS=260℃，TM=60℃，TE=100℃，而塑件的厚度為1mm，由公式（11）得 t =4.5 S 10.3 冷卻系統(tǒng)設(shè)計原則 ①、盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡 ②、冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越均勻。 ③、盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等。 ④、澆口處加強冷卻。 ⑤、應(yīng)降低進水與出水的溫差。 ⑥、合理選擇冷卻水道的形式。 ⑦、合理確定冷卻水管接頭位置。 ⑧、冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其他機構(gòu)發(fā)生干涉現(xiàn)象。 ⑨、冷卻水管進出接頭應(yīng)埋入模板內(nèi)，以免模具在搬運過程中造成損壞。 10.4 冷卻系統(tǒng)的計算 注射周期=t注+t冷+t脫=1.6+4.5+7.5=13.6S，每小時注射次數(shù)N=264次。 設(shè)PP塑料的密度ρ=0.92 (g/cm3)，且流量為125，Qs=590(KJ/KG)。 現(xiàn)有公式可得：Q = N · G · Qs ……………………………………（12） 式中，Qs — 塑料熔體的單位熱流量 N — 每小時的注射次數(shù) G — 制品包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的質(zhì)量（Kg） G = nG件= 4 × 0.92 ×9.9 0 = 36 （g） 由公式（12）得Q = 5607（KJ） 設(shè)冷卻水道入水口的水溫為22℃,出水口的溫度為26℃，算出冷卻水的體積流量為5.58×10-3m3/min。根據(jù)參考資料冷卻水的流量為湍流狀態(tài)，最低流速為1.66m/s.取冷卻水道的直徑為8mm。成型零件的冷卻水道開設(shè)如圖13所示。 圖13 成型零件冷卻水道形式 11模具安裝 （1）、清理模板平面定位孔及模具安裝表面上的污物、毛刺； （2）、因模具的外形尺寸不大，故采用整體安裝法。先在機器下面的兩根導(dǎo)軌上墊好板，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)保證開閉模具時平穩(wěn)，靈活，無卡住現(xiàn)象，然后固定動模； （3）、調(diào)節(jié)鎖模機構(gòu)，保證有足夠開模距及鎖模力，使模具閉合適當(dāng)； （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)的運動情況，動作是否平衡、靈活、協(xié)調(diào)。 設(shè)計總結(jié) 塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上最快的工業(yè)門類之一，對于我國而言，它在整個國民經(jīng)濟的各個部門中發(fā)揮了越來越大的作用。我們大學(xué)生對于塑料工業(yè)的認識還是很膚淺的，但是通過這次塑料模具課程設(shè)計，讓我們更多的了解有關(guān)塑料模具設(shè)計的基本知識，初步掌握了一些關(guān)于塑料模具設(shè)計的步驟和方法，對塑料模有了一個更新的認識。這對我們在今后的生產(chǎn)實踐工作中無疑是個很好的幫助，也間接性的為今后的工作經(jīng)驗有了一定的積累。 塑料制品成型及模具的設(shè)計還是個很專業(yè)性、實踐性很強的技術(shù)，而它的主要內(nèi)容都是在今后的生產(chǎn)實踐中逐步積累和豐富起來的。因此，我們要學(xué)好這項技術(shù)光靠書本上的點點知識還是不夠的，我們更多的還應(yīng)該將理論與實際結(jié)合起來，這還需要我們到工廠里去實踐。 參考文獻 1、《塑料模具設(shè)計指導(dǎo)》伍先明、張蓉、楊軍、周志冰編著，國防工業(yè)出版社 2、《塑料模具設(shè)計》卜建新主編，中國輕工業(yè)出版社 3、《塑料模具設(shè)計》申樹義、高濟編，機械工業(yè)出版社 4、《塑料模具設(shè)計手冊》《塑料模具技術(shù)手冊》編委會，機械工業(yè)出版社 5、《塑料成型工藝及模具設(shè)計》葉久新、王群主編，機械工業(yè)出版社 6、《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》陳于萍、周兆元主編，機械工業(yè)出版社 7、《機械制圖》劉朝儒、彭福萌、高政一主編，高等教育出版社 致 謝 經(jīng)過幾個月的努力，在指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下，我順利的完成了畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計是對我們綜合運用知識能力的一次考核，也是為我們走進社會打下良好基礎(chǔ)的最后一次鍛煉。 本次設(shè)計能夠順利完成，首先要感謝我的指導(dǎo)老師董勇老師，董勇老師對我們的設(shè)計經(jīng)常提出的關(guān)鍵性的建議和進行修改，還給我們提供了大量的參考資料。給予了我很大的幫助，解決了許多設(shè)計中的困難，最終順利的完成了本次設(shè)計。其次我還有要感謝我的老師們和同學(xué)。老師傳授了我許多專業(yè)知識，還讓我學(xué)會了許多的道理。不管是在學(xué)習(xí)還是在生活中，班上的同學(xué)給予我很大的幫助，四年的大學(xué)生活，四年的同學(xué)友情，我的的學(xué)習(xí)和和生活才會如此快樂。最后還要感謝我的家人，正是他們在我背后默默的付出，才有我在這的學(xué)習(xí)和生活。即將畢業(yè)的我，對大家唯有說句謝謝。 27