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河 南 工 學 院 學生畢業(yè)設(shè)計 論文 中期檢查表 學生姓名 范伯男 學 號 141304403 指導(dǎo)教師 翟德梅 課題名稱 彎板注射工藝成型設(shè)計 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 學習態(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 河 南 工 學 院 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 生 姓 名 范伯男 學 號 141304403 論 文 題 目 彎板注射成形工藝及模具設(shè)計 起 迄 日 期 2017 年 2 月 13 日 4 月 27 日 指 導(dǎo) 教 師 翟德梅 2017 年 2 月 13 日 畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務(wù) 書 1 本畢業(yè)論文課題來源及應(yīng)達到的目的 該課題來源于生產(chǎn)實際 在完成該課題之后 應(yīng)對注塑工藝生產(chǎn)較為熟悉 能熟練掌 握相關(guān)設(shè)計手冊的使用 能獨立完成一套模具的設(shè)計及模具工作零件加工工藝的編制 能夠運用模具設(shè)計軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制 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 1 了解目前國內(nèi)外塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀 2 塑件的結(jié)構(gòu)工藝分析 3 折頁盒注塑模設(shè)計 并編寫設(shè)計說明書一份 4 繪制模具總裝圖一張 并畫出非標準零件的零件圖 5 編寫主要零件的機械加工工藝過程卡 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 零件號 零 件 名 稱 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 型腔 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具工序號 工 序 名 稱 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 工 時 1 下料 455 275 75 鋼鋸 卡鉗 鋸條 鋼直尺 2 退火至 180 200HBS 鋼直尺 3 數(shù)控銑床 銑至零件具體要求尺 寸 數(shù)控銑 床 卡盤 車刀 千分尺 4 磨 磨砂 專用夾 具 千分表 直角尺 5 淬火至 60HRC 手鉗 V 形鐵 虎鉗 6 磨 7 檢驗 編制 范伯男 校對 審核 翟德梅 批準 零件號 零 件 名 稱 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 動模型芯 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具工序號 工 序 名 稱 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 工 時 1 下料 200 160 100 鋼鋸 卡鉗 鋸條 鋼直尺 2 退火至 180 200HBS 鋼直尺 3 數(shù)控銑床 銑至零件具體要求尺 寸 數(shù)控銑 床 卡盤 車刀 千分尺 4 磨 磨砂 專用夾 具 千分表 直角尺 5 淬火至 60HRC 手鉗 V 形鐵 虎鉗 6 磨 7 檢驗 編制 范伯男 校對 審核 翟德梅 批準 摘 要 我們以社會實際產(chǎn)品為課題 設(shè)計一套能夠生產(chǎn)所給塑件 結(jié)構(gòu)合理 能 保證制品的精度 表面質(zhì)量的塑料模具 能熟練使用 UG CAD 繪圖 使我們在 塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計 塑料成型工藝分析 塑料模具數(shù)字化設(shè)計 塑料模具零件的選 材 熱處理 塑料模具零件的制造 以及資料檢索 英文翻譯等方面獲得綜合 訓(xùn)練 為縮短工作適應(yīng)期奠定堅實的基礎(chǔ)本設(shè)計的重點內(nèi)容有以下幾點 1 要明確塑件設(shè)計要求 仔細閱讀塑件制品零件圖 從制品的塑料品種 塑件形 狀 尺寸精度 表面粗糙度等各方面考慮注塑成型工藝的可行性和經(jīng)濟性 必 要時 要與產(chǎn)品設(shè)計者探討塑件的材料種類與結(jié)構(gòu)修改的可能性 2 運用 UG 及 CAD 軟件完成模具設(shè)計 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 滿足塑件的 外觀質(zhì)量要求 3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 塑件成型位置及分型面選擇 模具型腔數(shù) 的確定 型腔的排列和流道布局以及澆口位置設(shè)置 模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 頂出機構(gòu)設(shè)計 排氣方式設(shè)計 4 模具總體尺寸的確定和選購模架 模架已 逐漸標準化 選定模架 在以上模具零部件設(shè)計基礎(chǔ)上初步繪出模具的完整結(jié) 構(gòu)圖 5 模具結(jié)構(gòu)總裝圖和零件工作圖的繪制 模具總圖繪制必須符合機械 制圖國家標準 模具總裝圖應(yīng)該包括必要尺寸 如模具閉合尺寸 外形尺寸 特征尺寸 裝配尺寸 極限尺寸及技術(shù)條件 編寫零件明細表等 關(guān)鍵詞 ABS 彎板 注射模具 推板機構(gòu) 薄壁塑件 模具設(shè)計 Plastic bending plate injection molding process and mold design Abstract We take the actual product of society as the subject design a set of production for plastic parts reasonable structure can guarantee the precision plastic mold the surface quality of the products able to skillfully use PROE CAD CAM mapping CAE analysis software We make the plastic parts in the structure design plastic molding process analysis plastic mold plastic mold parts of the digital design and material selection heat treatment plastic mold manufacturing comprehensive training and information retrieval English translation and so on in order to shorten the work period to lay a solid foundation for the design of the main content is as follows 1 to clear plastic parts design requirements read the product parts products from plastic plastic parts shape size precision considering the feasibility and economy of the injection molding process of all aspects of the surface roughness when necessary to explore the possibility of modifying the material type and structure of plastic parts and products the designer 2 using UG and CAD software to complete the mold design parting surface should be in shape to meet the requirements of maximum contour the appearance quality of plastic parts 3 die structure design molding position and parting surface selection determine the mold cavity number cavity arrangement and runner layout and gate location design structure design of die parts ejection mechanism design exhaust system design 4 to determine the overall size of the mold and the selection of mold mold has been gradually standardized the selected frame complete structure design based on the above preliminary draw mold parts mold 5 drawing die assembly drawing and parts drawing drawing die drawing must comply with the national standard of mechanical drawing mold assembly drawings should include the necessary dimensions such as the closed mold size shape size feature size assembly size limit the size and technical conditions preparation of parts list etc Key words ABS warp injection mold push plate mechanism thin wall plastic parts mold design 河 南 工 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 評 語 學生姓名 范 伯 男 班級 模具 144 學號 141304403 題 目 彎板注射成形工藝及模具設(shè)計 綜合成績 指導(dǎo)者評語 1 范伯男同學工作態(tài)度認真 基本能按時完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù) 2 該同學查閱了國內(nèi)有關(guān)沖壓 塑料 模具設(shè)計與制造方面的相關(guān)資料 制訂出了較合理的沖壓成形 塑料成型 工藝及模具結(jié)構(gòu) 3 該同學設(shè)計說明書內(nèi)容基本完整 計算基本正確 格式基本規(guī)范 4 該同學裝配圖 零件圖設(shè)計較合理 圖紙表達基本準確 5 建議該同學成績評定 中等 6 可以提交答辯 指導(dǎo)者 簽字 年 月 日 畢 業(yè) 設(shè) 計 評 語 評閱者評語 1 范伯男同學的設(shè)計任務(wù)來自生產(chǎn)實際 工作量大小適中 設(shè)計思路基本 清晰 基本能夠獨立完成設(shè)計任務(wù) 模具結(jié)構(gòu)合理 裝配圖和零件圖表達存在一 些細節(jié)問題 設(shè)計說明書內(nèi)容基本完整 格式基本規(guī)范 2 建議成績評定 中等 3 可以提交答辯 評閱者 簽字 年 月 日 答辯委員會 小組 評語 答辯委員會 小組 負責人 簽字 年 月 日 河 南 工 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 評 語 學生姓名 范 伯 男 班級 模具 144 學號 141304403 題 目 彎板注射成形工藝及模具設(shè)計 綜合成績 指導(dǎo)者評語 1 范伯男同學工作態(tài)度基本認真 基本能完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù) 2 該同學查閱了國內(nèi)有關(guān)沖壓 塑料 模具設(shè)計與制造方面的相關(guān)文獻資 料 制訂出了基本合理的沖壓成形 塑料成型 工藝及模具結(jié)構(gòu) 3 該同學設(shè)計說明書內(nèi)容基本完整 計算基本正確 格式基本規(guī)范 4 該同學裝配圖 零件圖設(shè)計基本合理 圖紙表達基本準確 5 建議該同學成績評定 及格 6 可以提交答辯 指導(dǎo)者 簽字 年 月 日 畢 業(yè) 設(shè) 計 評 語 評閱者評語 1 范伯男同學的設(shè)計任務(wù)來自生產(chǎn)實際 工作量大小適中 基本能夠完成 本任務(wù)的設(shè)計 模具結(jié)構(gòu)基本合理 裝配圖和零件圖表達存在一些細節(jié)問題 設(shè) 計說明書內(nèi)容基本完整 格式基本規(guī)范 2 建議成績評定 及格 3 可以提交答辯 評閱者 簽字 年 月 日 答辯委員會 小組 評語 答辯委員會 小組 負責人 簽字 年 月 日 目 錄 1 緒論 1 1 1 模具工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀 1 1 2 模具工業(yè)技術(shù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀 1 1 3 模具的發(fā)展趨勢 2 1 3 1 模具 CAD CAE CAM 正向集成化 三維化 智能化和網(wǎng)絡(luò) 化方向發(fā)展 2 1 3 2 模具檢測 加工設(shè)備向精密 高效和多功能方向發(fā)展 2 1 4 快速經(jīng)濟制模技術(shù) 3 1 5 模具材料及表面處理技術(shù)發(fā)展迅速 3 2 塑料彎板注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造 4 2 1 明確設(shè)計任務(wù)和準備必要的技術(shù)條件 4 2 2 分析研究原材料的工藝特性和成型性能 4 2 2 1 基本特性 4 3 塑件的工藝性分析 6 3 1 塑料型號及其性能 6 3 2 成型特點 7 3 3 模具工藝規(guī)程的編制 7 4 模具的結(jié)構(gòu)形式 9 4 1 分型面位置的確定 9 4 2 型腔數(shù)量和排列方式確定 9 5 注射機型號的確定 12 5 1 注射量的計算 12 5 2 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 12 5 3 選擇注射機 12 5 4 注射機的相關(guān)參數(shù)的校核 13 5 4 1 注射壓力校核 13 6 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 14 6 1 主流道的設(shè)計 14 6 2 分流道的設(shè)計 15 6 3 澆口的設(shè)計 15 6 4 側(cè)澆口尺寸的確定 15 7 冷料穴的設(shè)計 17 7 1 成型零件鋼材的選用 17 8 排氣孔道的設(shè)計 18 9 分型面的選擇設(shè)計 19 10 模架的選擇與設(shè)計 20 10 1 特點和用途 20 10 2 模架的確定 20 10 3 各模板尺寸的確定 21 10 4 模架各尺寸的校核 21 11 頂出脫模機構(gòu)設(shè)計 22 11 1 推出脫模機構(gòu)的選取用原則 22 11 2 脫模機構(gòu)工作原理 22 11 3 推板的設(shè)計 22 12 溫調(diào)系統(tǒng)設(shè)計 23 12 1 模具加熱與冷卻系統(tǒng)對塑件質(zhì)量的影響 23 12 2 冷卻介質(zhì) 23 12 3 凹模嵌件和型芯冷卻水道的設(shè)置 23 14 繪制模具的總裝圖 25 裝配調(diào)試的工藝要求及注意問題 25 結(jié)束語 26 致謝 28 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 畢業(yè)設(shè)計題目 塑料彎板注射成形工藝及模具設(shè)計 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計與制造 班 級 模具 144 學生姓名 范伯男 學 號 141304403 指導(dǎo)教師 翟德梅 2017 年 4 月 20 日 摘 要 我們以社會實際產(chǎn)品為課題 設(shè)計一套能夠生產(chǎn)所給塑件 結(jié)構(gòu)合理 能保證制品的精 度 表面質(zhì)量的塑料模具 能熟練使用 UG CAD 繪圖 使我們在塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計 塑料成型工 藝分析 塑料模具數(shù)字化設(shè)計 塑料模具零件的選材 熱處理 塑料模具零件的制造 以及 資料檢索 英文翻譯等方面獲得綜合訓(xùn)練 為縮短工作適應(yīng)期奠定堅實的基礎(chǔ)本設(shè)計的重點 內(nèi)容有以下幾點 1 要明確塑件設(shè)計要求 仔細閱讀塑件制品零件圖 從制品的塑料品種 塑件形狀 尺寸精度 表面粗糙度等各方面考慮注塑成型工藝的可行性和經(jīng)濟性 必要時 要與產(chǎn)品設(shè)計者探討塑件的材料種類與結(jié)構(gòu)修改的可能性 2 運用 UG 及 CAD 軟件完成模 具設(shè)計 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求 3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 塑件成型位置及分型面選擇 模具型腔數(shù)的確定 型腔的排列和流道布局以及澆口位置設(shè)置 模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 頂出機構(gòu)設(shè)計 排氣方式設(shè)計 4 模具總體尺寸的確定和選購 模架 模架已逐漸標準化 選定模架 在以上模具零部件設(shè)計基礎(chǔ)上初步繪出模具的完整結(jié) 構(gòu)圖 5 模具結(jié)構(gòu)總裝圖和零件工作圖的繪制 模具總圖繪制必須符合機械制圖國家標準 模具總裝圖應(yīng)該包括必要尺寸 如模具閉合尺寸 外形尺寸 特征尺寸 裝配尺寸 極限尺 寸及技術(shù)條件 編寫零件明細表等 關(guān)鍵詞 ABS 彎板 注射模具 推板機構(gòu) 薄壁塑件 模具設(shè)計 Plastic bending plate injection molding process and mold design Abstract We take the actual product of society as the subject design a set of production for plastic parts reasonable structure can guarantee the precision plastic mold the surface quality of the products able to skillfully use PROE CAD CAM mapping CAE analysis software We make the plastic parts in the structure design plastic molding process analysis plastic mold plastic mold parts of the digital design and material selection heat treatment plastic mold manufacturing comprehensive training and information retrieval English translation and so on in order to shorten the work period to lay a solid foundation for the design of the main content is as follows 1 to clear plastic parts design requirements read the product parts products from plastic plastic parts shape size precision considering the feasibility and economy of the injection molding process of all aspects of the surface roughness when necessary to explore the possibility of modifying the material type and structure of plastic parts and products the designer 2 using UG and CAD software to complete the mold design parting surface should be in shape to meet the requirements of maximum contour the appearance quality of plastic parts 3 die structure design molding position and parting surface selection determine the mold cavity number cavity arrangement and runner layout and gate location design structure design of die parts ejection mechanism design exhaust system design 4 to determine the overall size of the mold and the selection of mold mold has been gradually standardized the selected frame complete structure design based on the above preliminary draw mold parts mold 5 drawing die assembly drawing and parts drawing drawing die drawing must comply with the national standard of mechanical drawing mold assembly drawings should include the necessary dimensions such as the closed mold size shape size feature size assembly size limit the size and technical conditions preparation of parts list etc Key words ABS warp injection mold push plate mechanism thin wall plastic parts mold design 目 錄 1 緒論 1 1 1 模具工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀 1 1 2 模具工業(yè)技術(shù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀 1 1 3 模具的發(fā)展趨勢 2 1 3 1 模具 CAD CAE CAM 正向集成化 三維化 智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 2 1 3 2 模具檢測 加工設(shè)備向精密 高效和多功能方向發(fā)展 2 1 4 快速經(jīng)濟制模技術(shù) 3 1 5 模具材料及表面處理技術(shù)發(fā)展迅速 3 2 塑料彎板注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造 4 2 1 明確設(shè)計任務(wù)和準備必要的技術(shù)條件 4 2 2 分析研究原材料的工藝特性和成型性能 4 2 2 1 基本特性 4 3 塑件的工藝性分析 6 3 1 塑料型號及其性能 6 3 2 成型特點 7 3 3 模具工藝規(guī)程的編制 7 4 模具的結(jié)構(gòu)形式 9 4 1 分型面位置的確定 9 4 2 型腔數(shù)量和排列方式確定 9 5 注射機型號的確定 12 5 1 注射量的計算 12 5 2 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 12 5 3 選擇注射機 12 5 4 注射機的相關(guān)參數(shù)的校核 13 5 4 1 注射壓力校核 13 6 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 14 6 1 主流道的設(shè)計 14 6 2 分流道的設(shè)計 15 6 3 澆口的設(shè)計 15 6 4 側(cè)澆口尺寸的確定 15 7 冷料穴的設(shè)計 17 7 1 成型零件鋼材的選用 17 8 排氣孔道的設(shè)計 18 9 分型面的選擇設(shè)計 19 10 模架的選擇與設(shè)計 20 10 1 特點和用途 20 10 2 模架的確定 20 10 3 各模板尺寸的確定 21 10 4 模架各尺寸的校核 21 11 頂出脫模機構(gòu)設(shè)計 22 11 1 推出脫模機構(gòu)的選取用原則 22 11 2 脫模機構(gòu)工作原理 22 11 3 推板的設(shè)計 22 12 溫調(diào)系統(tǒng)設(shè)計 23 12 1 模具加熱與冷卻系統(tǒng)對塑件質(zhì)量的影響 23 12 2 冷卻介質(zhì) 23 12 3 凹模嵌件和型芯冷卻水道的設(shè)置 23 14 繪制模具的總裝圖 25 裝配調(diào)試的工藝要求及注意問題 25 結(jié)束語 26 致謝 28 河南工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 1 1 緒論 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 在電子 汽車 電機 電器 儀器 儀表 家電和通信等產(chǎn)品中 60 80 的零部件都要依靠模具成形 用模具生產(chǎn)制 件所具備的高精度 高復(fù)雜程度 高一致性 高生產(chǎn)率和低消耗 是其他加工制造方法所不 能比擬的 模具又是 效益放大器 用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值 往往是模具自身價值的 幾十倍 上百倍 目前全世界模具年產(chǎn)值約為 600 億美元 日 美等工業(yè)發(fā)達國家的模具工 業(yè)產(chǎn)值已超過機床工業(yè) 從 1997 年開始 我國模具工業(yè)產(chǎn)值也超過了機床工業(yè)值 1 1 模具工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀 按照中國模具工業(yè)協(xié)會的劃分 我國模具基本分為 10 大類 其中 沖壓模和塑料成型模 兩大類占主要部分 按產(chǎn)值計算 目前我國沖壓模占 50 左右 塑料成形模約占 20 拉絲 模 工具 約占 10 而世界上發(fā)達工業(yè)國家和地區(qū)的塑料成形模比例一般占全部模具產(chǎn)值 的 40 以上 我國的塑料成形模具設(shè)計 制作技術(shù)起步較晚 整體水平還較低 目前單型腔 簡單型 腔的模具達 70 以上 仍占主導(dǎo)地位 一模多腔精密復(fù)雜的塑料注射模 多色塑料注射模已 經(jīng)能初步設(shè)計和制造 模具平均壽命約為 80 萬次左右 主要差距是模具零件變形大 溢邊毛 刺大 表面質(zhì)量差 模具型腔沖蝕和腐蝕嚴重 模具排氣不暢和型腔易損等 注射模精度已 達到 5um 以下 最高壽命已突破 2000 萬次 型腔數(shù)量已超過 100 腔 達到了 80 年代中期至 90 年代初期的國際先進水平 1 2 模具工業(yè)技術(shù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀 我國模具工業(yè)目前技術(shù)水平參差不齊 懸殊較大 從總體上來講 與發(fā)達工業(yè)國家及港 臺地區(qū)先進水平相比 還有較大的差距 在采用 CAD CAM 等技術(shù)設(shè)計與制造模具方面 無 論是應(yīng)用的廣泛性 還是技術(shù)水平上都存在很大的差距 在應(yīng)用 CAD 技術(shù)設(shè)計模具方面 僅有約 10 的模具在設(shè)計中采用了 CAD 距拋開繪圖板還有漫長的一段路要走 在應(yīng)用 CAM 技術(shù)制造模具方面 一是缺乏先進適用的制造裝備 二是現(xiàn)有的工藝設(shè)備或因計算機制 式不同 或因字節(jié)差異 運算速度差異 抗電磁干擾能力差異等 聯(lián)網(wǎng)率較低 只有 5 左右 的模具制造設(shè)備近年來才開展這項工作 河南工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 2 1 3 模具的發(fā)展趨勢 1 3 1 模具 CAD CAE CAM 正向集成化 三維化 智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 模具軟件功能集成化模具軟件功能的集成化要求軟件的功能模塊比較齊全 同時各功能 模塊采用同一數(shù)據(jù)模型 以實現(xiàn)信息的綜合管理與共享 從而支持模具設(shè)計 制造 裝配 檢驗 測試及生產(chǎn)管理的全過程 達到實現(xiàn)最佳效益的目的 集成化程度較高的軟件包括 Pro ENGINEER UG 和 CATIA 等 模具設(shè)計 分析及制造的三維化傳統(tǒng)的二維模具結(jié)構(gòu)設(shè)計已越來越不適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)和 集成化技術(shù)要求 模具設(shè)計 分析 制造的三維化 無紙化要求新一代模具軟件以立體的 直觀的感覺來設(shè)計模具 所采用的三維數(shù)字化模型能方便地用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的 CAE 分析 模具 可制造性評價和數(shù)控加工 成形過程模擬及信息的管理與共享 如 Pro ENGINEER UG 和 CATIA 等軟件具備參數(shù)化 基于特征 全相關(guān)等特點 從而使模具并行工程成為可能 國內(nèi) 有華中理工大學研制的同類軟件 HSC3D4 5F 及鄭州工業(yè)大學的 Z mold 軟件 1 3 2 模具檢測 加工設(shè)備向精密 高效和多功能方向發(fā)展 模具檢測設(shè)備的日益精密 高效精密 復(fù)雜 大型模具的發(fā)展 對檢測設(shè)備的要求越來 越高 現(xiàn)在精密模具的精度已達 2 3 m 目前國內(nèi)廠家使用較多的有意大利 美國 日本等 國的高精度三坐標測量機 并具有數(shù)字化掃描功能 如東風汽車模具廠不僅擁有意大利產(chǎn) 3250mm 3250mm 三坐標測量機 還擁有數(shù)碼攝影光學掃描儀 率先在國內(nèi)采用數(shù)碼攝影 光學掃描作為空間三維信息的獲得手段 從而實現(xiàn)了從測量實物 建立數(shù)學模型 輸出工程 圖紙 模具制造全過程 成功實現(xiàn)了逆向工程技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用 數(shù)控電火花加工機床 日本沙迪克公司采用直線電機伺服驅(qū)動的 AQ325L AQ550LLS WEDM 具有驅(qū)動反應(yīng)快 傳動及定位精度高 熱變形小等優(yōu)點 瑞士夏米爾公司的 NCEDM 具有 P E3 自適應(yīng)控制 PCE 能量控制及自動編程專家系統(tǒng) 高速銑削機床 HSM 銑削加工是型腔模具加工的重要手段 而高速銑削具有工件溫升低 切削力小 加工平 穩(wěn) 加工質(zhì)量好 加工效率高 為普通銑削加工的 5 10 倍 及可加工硬材料 60HRC 等諸多 優(yōu)點 因而在模具加工中日益受到重視 河南工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 3 1 4 快速經(jīng)濟制模技術(shù) 縮短產(chǎn)品開發(fā)周期是贏得市場競爭的有效手段之一 與傳統(tǒng)模具加工技術(shù)相比 快速經(jīng) 濟制模技術(shù)具有制模周期短 成本較低的特點 精度和壽命又能滿足生產(chǎn)需求 是綜合經(jīng)濟 效益比較顯著的模具制造技術(shù) 具體主要有以下一些技術(shù) 快速原型制造技術(shù) RPM 它包括激光立體光刻技術(shù) SLA 疊層輪廓制造技術(shù) LOM 激光粉末選區(qū)燒結(jié)成形技術(shù) SLS 熔融沉積成形技術(shù) FDM 和三維印刷成形技術(shù) 3D P 等 表面成形制模技術(shù) 它是指利用噴涂 電鑄和化學腐蝕等新的工藝方法形成型腔表面及 精細花紋的一種工藝技術(shù) 澆鑄成形制模技術(shù) 主要有鉍錫合金制模技術(shù) 鋅基合金制模技術(shù) 樹脂復(fù)合成形模具 技術(shù)及硅橡膠制模技術(shù)等 冷擠壓及超塑成形制模技術(shù) 其他方面技術(shù) 如采用氮氣彈簧壓邊 卸料 快速換模技術(shù) 沖壓單元組合技術(shù) 刃口 堆焊技術(shù)及實型鑄造沖模刃口鑲塊技術(shù)等 1 5 模具材料及表面處理技術(shù)發(fā)展迅速 模具工業(yè)要上水平 材料應(yīng)用是關(guān)鍵 因選材和用材不當 致使模具過早失效 大約占 失效模具的 45 以上 在模具材料方面 常用冷作模具鋼有 CrWMn Cr12 Cr12MoV 和 W6Mo5Cr4V2 火焰淬火鋼 如日本的 AUX2 SX105V 7CrSiMnMoV 等 常用新型熱作模 具鋼有美國 H13 瑞典 QRO80M QRO90SUPREME 等 常用塑料模具用鋼有預(yù)硬鋼 如美 國 P20 時效硬化型鋼 如美國 P21 日本 NAK55 等 熱處理硬化型鋼 如美國 D2 日本 PD613 PD555 瑞典一勝白 136 等 粉末模具鋼 如日本 KAD18 和 KAS440 等 覆蓋件拉 延模常用 HT300 QT60 2 Mo Cr Mo V 鑄鐵等 大型模架用 HT250 多工位精密沖模常 采用鋼結(jié)硬質(zhì)合金及硬質(zhì)合金 YG20 等 在模具表面處理方面 其主要趨勢是 由滲入單一 元素向多元素共滲 復(fù)合滲 如 TD 法 發(fā)展 由一般擴散向 CVD PVD PCVD 離子滲入 離子注入等方向發(fā)展 河南工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 4 2 塑料彎板注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造 原始資料 零件名稱 彎板 材料 ABS 生產(chǎn)批量 大批量 2 1 明確設(shè)計任務(wù)和準備必要的技術(shù)條件 注射模設(shè)計工作必須從模具設(shè)計任務(wù)書作為依據(jù) 由設(shè)計任務(wù)書了解塑料制品的技術(shù)圖 樣 生產(chǎn)綱領(lǐng) 使用要求 注射成型工藝規(guī)程以及對模具質(zhì)量的要求和完成時間等內(nèi)容 明 確設(shè)計任務(wù)之后 通過必要的技術(shù)資料進行初步設(shè)計 2 2 分析研究原材料的工藝特性和成型性能 2 2 1 基本特性 ABS 是 Acrylonitrile Butadiene Styrene 的首字母縮寫 是一種強度高 韌性好 易于加 工成型的熱塑型高分子材料 因為其強度高 耐腐蝕 耐高溫 所以常被用于制造儀器的塑 料外殼 ABS 樹脂是微黃色固體 有一定的韌性 密度約為 1 04 1 06 g cm3 它抗酸 堿 河南工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 5 鹽的腐蝕能力比較強 也可在一定程度上耐受有機溶劑溶解 ABS 樹脂可以在 25 60 的 環(huán)境下表現(xiàn)正常 而且有很好的成型性 加工出的產(chǎn)品表面光潔 易于染色和電鍍 因此它 可以被用于家電外殼 玩具等日常用品 常見的樂高積木就是 ABS 制品 ABS 樹脂可與多 種樹脂配混成共混物 如 PC ABS ABS PVC PA ABS PBT ABS 等 產(chǎn)生新性能和 新的應(yīng)用領(lǐng)域 如 將 ABS 樹脂和 PMMA 混合 可制造出透明 ABS 樹脂 ABS 管材的特 點 1 工作壓力高 在常溫 2OC 情況下壓力為 1 OMpa 2 抗沖擊性好 在遭受突然襲擊時僅產(chǎn)生韌性變形 3 本產(chǎn)品化學性能穩(wěn)定 無毒 無味 完全符合制藥 食品等行業(yè)的衛(wèi)生安全要求 4 流體阻力小 其內(nèi)壁光滑 轉(zhuǎn)彎處呈圓弧形 因而流動磨擦力小 大大減少了系統(tǒng)流體阻 力和泵的馬力 5 使用溫度范圍大 其使用的溫度范圍為 2O 70 6 使用壽命長 本產(chǎn)品在室內(nèi)一般可用 50 年之久 如埋在地下或水中壽命會更長 且無明顯 腐蝕 7 安裝簡便密封性好 本產(chǎn)品安裝采用承插式連接溶劑粘接密封 施工簡便 固化速度快 粘 合強度高 避免了一般管道存在的跑 冒 滴 漏的現(xiàn)象 8 重量輕 節(jié)省投資 ABS 的重量是鋼鐵的 1 7 因而減輕了結(jié)構(gòu)重量 減輕了工人勞動強度 并降低了原材料的消耗 可大大節(jié)省工程投資 河南工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 6 3 塑件的工藝性分析 3 1 塑料型號及其性能 經(jīng)過我們查了 模具實用技術(shù)設(shè)計綜合手冊 可以知道 一般外殼零件 比如手機殼 塑料扣盒殼體塑件選用 ABS 樹脂材料是相對比較好 性價比相對比較高的 ABS 樹脂其實 就是由三種單體共聚合成的 這三種單體分別是丙烯腈 聚丁二烯和苯乙烯 當然這三種單 體都有屬于他們自己的特性 丙烯腈能讓之表面平滑和充滿光澤并能讓之具有較高的硬度 除了硬度之外 韌性那也是非常重要的一項特性 聚定烯提供就是這樣具有韌性的特性 剩 下的苯乙烯的特性就是讓加工性變得良好 這些優(yōu)良的特性使得 ABS 的應(yīng)用范圍很廣 性價 比很高 很多廠家都喜歡采用 ABS 材料 因為它是最經(jīng)濟的材料 綜上所述 所以選用 ABS 塑料 我們需要注意的是 在注塑成型的時候 要進行預(yù)備性干燥 鑒于聚丁二烯的效能 在 塑料熔融時 很容易就會產(chǎn)生氣體 造成的不良后果有燒痕或者銀線等 ABS 主要技術(shù)指標如下表 表 1 ABS 主要技術(shù)指標 密度 g cm 1 02 1 16 抗拉屈服強度 Mpa 50 比容 cm g 0 86 0 98 拉伸彈性模量 Mpa 1 8x103 吸水率 24h 0 2 0 4 無缺口 261 收縮率 0 4 0 7 沖擊韌性 N dm cm 缺口 11 熔點 130 16 0 彎曲強度 Mpa 80 0 4 5Mpa 90 108 硬度 HB 9 7熱 變形溫 度 1 8 0Mpa 83 103 體積電阻率 6 9 1016 河南工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 7 3 2 成型特點 流動性和成型優(yōu)良 成品率高 但易出現(xiàn)裂紋 成型塑件的脫模斜度不宜過小 但頂出 要均勻 由于熱膨脹系數(shù)高 塑件中不宜有嵌件 否則會因兩者的熱膨脹系數(shù)相差太大而導(dǎo) 致開裂 塑件壁厚應(yīng)均勻 宜用高料溫 高模溫 低注射壓力成型并延長注射時間 以防止 縮孔及變形降低內(nèi)應(yīng)力 但料溫過高 容易出現(xiàn)銀絲 因流動性好 模具設(shè)計中大多采用點 澆口形式 3 3 模具工藝規(guī)程的編制 以下是根據(jù)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書題目所提供的原始數(shù)據(jù)即一個塑件的模型要求 來綜合介紹 塑件的注射成型工藝的選擇 成型模具的設(shè)計程序 模具主要零部件的加工工藝規(guī)程的編制 及模具裝配與試模的工藝方法等內(nèi)容 該塑件是一個塑料彎板 其零件如圖所示 本塑件的材料采用 ABS 生產(chǎn)類型為大批量 生產(chǎn) 塑料彎板零件圖 河南工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 8 3 4 ABS 的注射成型過程及工藝參數(shù) 注射成型過程 1 成型前的準備 對 ABS 的色澤 粒度和均勻度等進行檢驗 由于 ABS 吸水性較大 成型 前應(yīng)進行充分的干燥 2 注射過程 塑件在注射機料和筒內(nèi)經(jīng)過加熱 塑化達到流動狀態(tài)后 由模具的澆注系統(tǒng)進 入模具型腔成型 其過程可分為充模 壓實 保壓 倒流和冷卻五個階段 3 塑件的后處理的介質(zhì)為空氣和水 處理溫度為 60 75C 理時間為 16 20s 4 注射工藝參數(shù) 注射機 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)數(shù)為 30r min 料筒溫度 C 后段 150 170 中段 160 180 河南工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 9 4 模具的結(jié)構(gòu)形式 4 1 分型面位置的確定 通過對塑件結(jié)構(gòu)形式的分析 分型面應(yīng)選在端蓋截面積最大且利于開模取出塑件的底平 面上 4 2 型腔數(shù)量和排列方式確定 1 型腔數(shù)量的確定 該塑件采用精度一般在 2 3 級之間 且為大批量生產(chǎn) 可采取一模多腔的結(jié)構(gòu)形式 同時 考慮到塑件尺寸 模具結(jié)構(gòu)尺寸的大小關(guān)系 以及制造費用和各種成本費等因素 初 步定為一模兩腔結(jié)構(gòu)形式 2 成型排列形式的確定 多型腔模具盡可采用平衡式排列布置 且要力求緊湊 并與澆口開設(shè)的部位對稱 由于 該設(shè)計選擇的是一模兩腔 故采用直線對稱排列 3 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 從上面的分析可知 本模具設(shè)計為一模兩腔 對稱直線排列 根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形狀 推出 機構(gòu)擬采用脫模板推出形式 澆注系統(tǒng)設(shè)計時 流道采用對稱平衡式 澆口采用側(cè)澆口 且 開設(shè)在分型面上 因此 定模部分不需要單獨開設(shè)分型面取出凝料 動模部分需要添加型芯 固定板 支撐板和脫模板 由上綜合分析可確定選用帶脫模板的單分型面注射模 河南工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 10 型腔 型芯 河南工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 11 注塑成型模具型腔壁厚的制定應(yīng)該符合操作方便簡單 結(jié)構(gòu)質(zhì)輕精巧和剛度好 強度大 等條件 在塑料的填充過程中 由于會受到熔體的高溫高壓影響 型腔應(yīng)該具有滿足設(shè)計條 件的剛度和強度 如若不然制品或許會由于剛度不足從而形變損傷 也有一定幾率會由于彎 曲形變導(dǎo)致飛邊和溢料 由此制品的尺寸精確度大大下降 同時導(dǎo)致制品脫模不能順利進行 計算剛度通常需要對以下情況進行分析評估 1 由于部分位置的尺寸會受到較高精度的限制 所以需要保證制品符合精度要求以及尺寸要 求 2 確保型腔不會出現(xiàn)溢料現(xiàn)象 本設(shè)計采用的塑料材料為 ABS 保證該材料不溢料的最大間 隙為 0 05mm 3 控制制品冷卻固化時的收縮量大于型腔允許的彈性形變量 以確保制品能夠順暢地脫模 河南工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 12 5 注射機型號的確定 根據(jù)分析塑件制品它的大小還有生產(chǎn)量的多少 需預(yù)選注射機 在預(yù)選中 應(yīng)以塑件制 品實際需要的注射量來預(yù)選注射機型號 預(yù)選完后 還得對注射機的其他參數(shù)分別進行校核 以確保是否符合生產(chǎn)需要 一般需要校核的參數(shù)為 公稱鎖模力 模板行程 公稱注射壓力 和模具安裝部門的尺寸 5 1 注射量的計算 經(jīng)計算得 塑件體積 塑 V 62 383cm 塑件質(zhì)量 塑 m 62 38 1 02g 63 79g 5 2 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計之前是不能確定準確的數(shù)值 但是可以根據(jù)經(jīng)驗按照塑件體積的 0 2 1 倍來估算 由本次采用流道簡單并且較短 因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的 0 2 倍 來估算 故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積為 總 V 塑 V 1 0 2 2 149 713cm 5 3 選擇注射機 根據(jù)第二步計算得出一次注入模具型腔的塑料總質(zhì)量 總 V 121 5843cm 并結(jié)合式 0 8 V 總公 V 有 14 1878 0 71 1498 0 3cmV 總 3cm 根據(jù)以上計算 初步選定公稱注射量為 1603cm 注射機型號為 SZ 160 100 臥式注射機 其主要技術(shù)參數(shù)見下表 河南工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 13 5 4 注射機的相關(guān)參數(shù)的校核 5 4 1 注射壓力校核 查表知 ABS 所需注射壓力為 80 110MPa 這里取 0p 100MPa 該注射機的公稱注射壓 力公 p 150MPa 注射壓力安全系數(shù) 1k 1 25 1 4 這里取 1k 1 3 則 01pk 1 3 100 130 所以 注射機注射壓力合格 河南工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 14 6 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 澆注系統(tǒng)指模具中從注射機噴嘴起到型腔入口為止的塑料由塑料熔體的流動通道 普通 澆注系統(tǒng)包括流道 由主流道 分流道和冷料穴組成 和澆口 6 1 主流道的設(shè)計 主流道通常位于模具中心塑熔體的入口處 它將注射機噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分流道或 型腔中 主流道的形狀為圓錐形 以便熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出 主流道 的尺寸直接影響到熔體的流動速度和充模時間 另外 由于其與高溫塑料熔體及注射機噴嘴 反復(fù)接觸 因此設(shè)計中常設(shè)計成可拆卸更換的澆口套 主流道的尺寸 主流道長度 小型模具 主L應(yīng)盡量小于 60mm 本次設(shè)計中取 38mm 主流道小端直徑 d 注射機噴嘴直徑 0 5 1 mm 5 0 5 mm 5 5mm 主流道大端直徑 d d 2 主 tan mm 7mm 式中 4 主流道球面半徑 S 0R 注射機噴嘴球頭半徑 1 2 mm 9 1 2 mm 取 S 0 11mm 球面配合高度 h 6mm 主流道襯套為標準件可選購 主流道小端入口處與注射機噴嘴反復(fù)接觸 易磨損 對材 料的要求嚴格 因而盡管小型注射?？梢詫⒅髁鞯罎部谔着c定位圈設(shè)計成一個整體 但考慮 上述因素通常仍然將其分開來設(shè)計 以便于拆卸更換 同時也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進行單獨加 工和熱處理 設(shè)計中常采用碳素工具鋼 T8A 或 T10A 熱處理淬火表面硬度為 50 55HRC 河南工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 15 主流道截面圖 6 2 分流道的設(shè)計 1 分流道的布置形式 在設(shè)計時應(yīng)考慮盡量減少在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低 同時還要考 慮減小分流道的容積和壓力平衡 因此采用平衡式分流道 2 分流道的長度 由于流道設(shè)計簡單 根據(jù)兩個型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計 分流道較短 故設(shè)計時可適當選小一些 單邊分流道長度分 L 取 35mm 3 分流道截面形狀 為了便于加工和凝料的脫模 本次設(shè)計采用梯形截面 其加工工藝性好 且塑料熔體的 熱量散失 流動阻力均不大 6 3 澆口的設(shè)計 該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷 表面質(zhì)量要求較高 采用一模兩腔注射 為便于 調(diào)整充模時的剪切速率和封閉時間 因此采用側(cè)澆口 其截面形狀簡單 易于加工 便于試 模后修正 且開設(shè)在分型面上 從型腔的邊緣進料 塑件輪轂和外周有 4 條肋板相連 而澆 口正對其中一塊肋板 有利于向輪轂和頂部填充 6 4 側(cè)澆口尺寸的確定 計算側(cè)澆口的深度 根據(jù)表 可得側(cè)澆口的深度 h 計算公式為 h nt 0 7 3mm 2 1mm 式中 t 是塑件壁厚 這里 t 3mm n 是塑料成型系數(shù) 對于 ABS 其成型系數(shù) n 0 7 預(yù)選注 射機 在工廠進行設(shè)計時 澆口深度常常選取小值 以便在今后試模時發(fā)現(xiàn)問題進行修模處理 并根據(jù)表 4 9 中推薦的 ABS 側(cè)澆口的厚度為 1 2 1 4mm 故此處澆口深度取 1 3mm 河南工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 16 7 冷料穴的設(shè)計 冷料穴是用來儲藏注射間隔期間產(chǎn)生的冷料頭的 防止冷料進入型腔而影響塑件質(zhì)量 并使熔料能順利地充滿型腔 冷料穴一般設(shè)置在主流道的末端 直徑稍大于主流道大端直徑 本設(shè)計采用帶勾料形頭 圓形頭 拉料桿的冷料穴 直徑取 6mm 開模時 拉料桿通過鉤頭 拉住冷料穴內(nèi)冷料 將主流道的冷凝料從定模中拉出 然后用推板推出注射件 冷料穴位于主流道正對面的動模板上 其作用主要是收集熔體前鋒的冷料 防止冷料進 入模具型腔而影響制品的表面質(zhì)量 本設(shè)計僅有主流道冷料穴 由于該塑件表面要求沒有印 痕 采用脫模板推出塑件 故采用與球頭形拉料桿匹配的冷料穴 開模時 利用凝料對球頭 的包緊力使凝料從主流道襯套中脫出 1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 凹模成型制品的外表面的成型零件 按凹模結(jié)構(gòu)的不同可將其分為整體式 整體嵌入式 組合式和鑲拼式四種 根據(jù)對塑件的結(jié)構(gòu)分析 本設(shè)計中采用整體嵌入式凹模 2 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 型芯 凸模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件 通?？梢苑譃檎w式和組合式兩種類型 通過對塑 件的結(jié)構(gòu)分析可知 該塑件的型芯有兩個 一個是成型零件的內(nèi)表面的大型芯 因塑件包緊 力較大 所以設(shè)在動模部分 另一個是成型零件中心軸孔內(nèi)表面的小型芯 設(shè)計時將其放定 模部分 同時有利于分散脫模力和簡化模具結(jié)構(gòu) 將這幾個部分裝配起來 7 1 成型零件鋼材的選用 根據(jù)對成型塑件的綜合分析 該塑件的成型零件要有足夠的鋼度 強度 耐磨性及良 好的抗疲勞性能 同時考慮它的機械加工性能和拋光性能 又因為該塑件為大批量生產(chǎn) 所 以構(gòu)成型腔的嵌入式凹模鋼材選用 P20 美國牌號 對于成型塑件外圓筒的大型芯來說 由于脫模時與塑件的磨損嚴重 因此鋼材選用高合金工具鋼 Cr12MoV 而對于成型內(nèi)部圓筒 的型芯而言 型芯較小 但塑件中心輪轂包住型芯 型芯需要散發(fā)的熱量比較多 磨損也比 較嚴重 因此也采用 Cr12MoV 型芯中心通冷卻水冷卻 河南工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 17 8 排氣孔道的設(shè)計 從某種意義上說 注射模也是一種置換裝置 即塑體進入模腔的同時 置出模腔內(nèi)的 氣體 這些氣體如果不能排出模腔 將會影響制品成型以及脫模后的質(zhì)量 因此 在設(shè)計模 具時 必須考慮排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計問題 排氣方式有兩種 排氣槽排氣 間隙排氣 塑件采用的是中小型模具 可直接利用分型面 斜滑塊活動余量 頂桿間隙 頂桿間隙 拼鑲件縫隙進行排氣 而不需要另設(shè)排氣榜 間隙大小以不產(chǎn)生溢料現(xiàn)象為宜 通常在 0 02 0 05mm 選擇 河南工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 18 9 分型面的選擇設(shè)計 模具設(shè)計中 分型面選擇很關(guān)鍵 它決定了模具的結(jié)構(gòu) 應(yīng)該根據(jù)分型面選擇原則 和塑料的選擇要求選擇分型面 模具取出塑件回澆注系統(tǒng)凝料的面 稱為分型面 分型面的 選擇受塑件的形狀 壁厚 外觀 尺寸精度及模腔數(shù)量排槽和澆口位置等許多因素的影響 根據(jù)下述分型面選擇原則確定分型面位置 1 符合塑件脫模 分型面的位置應(yīng)設(shè)在塑件斷面尺寸最大的部位 2 分型面數(shù)目應(yīng)盡量少 形狀應(yīng)盡量簡單 3 有利于塑件脫模 選擇分型面應(yīng)盡可能使開模后塑件留在動模一側(cè) 4 考慮側(cè)向抽拔距選擇分型面時應(yīng)盡可能使開模后塑件留在動模一側(cè) 5 有利于排氣 6 模具零件易于加工 選擇分型面時 應(yīng)將模具分割成便于加工的零件 概括起來說選擇分型面的原則是 塑件脫出方便 模具結(jié)構(gòu)簡單 腔排氣順利 確保塑 件質(zhì)量 無損塑件外觀 設(shè)備利用合理 河南工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 19 10 模架的選擇與設(shè)計 塑件形狀結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜 采用一模一腔大批量生產(chǎn) 定動模部分均采用嵌入式 塑件內(nèi) 部四側(cè)均有一內(nèi)凹 該模具采用斜桿導(dǎo)滑的斜滑塊抽芯機構(gòu) 模具整體上為二次分型抽芯機 構(gòu) 由于塑件尺寸較小 且結(jié)構(gòu)復(fù)雜 故采用二級脫模結(jié)構(gòu) 模架型模架的按結(jié)構(gòu)特征可分 為基本型和派生型 基本型有四種 即 A1 A A3 和 A4 派生型有九種 即 P1 P2 P3 P4 P5 P6P7 P8 P9 10 1 特點和用途 P1 P4 型由基本型 A1 A4 對應(yīng)派生而生 其不同在于取掉了定模板上的固定螺釘 使 定模部分增加了一個分型面而成為三板式模具 多用于需要點澆口場合 其它特點及用途同 A1 A4 由前面分析 選用模架如下 部分尺寸參照標準模架 P1 或 P3 型 教材 P125 動模板 B L 250 280 定模板 B L 250 290 10 2 模架的確定 由前面型腔的由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸 再結(jié)合標準模架 可選用標準模 架 400 x600 模架結(jié)構(gòu)為直澆口形式 D 型 GB T12555 2006 其模架與國內(nèi)模架制造商龍 記的形式一樣的 對于龍記型號是 DI 4060 A100B60C120 模架為直澆口組合形式模架 如下 圖 D 型模架 河南工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 20 10 3 各模板尺寸的確定 動模固定板長寬尺寸 400X600 定模固定板是主要是凹模型腔固定板 厚度則按要求取 100mm 動模型芯板尺寸 400X600 動模型芯板是凸模型芯推動板 按模架標準板厚取 35mm 動模固定板尺寸 400X600 動模固定板是鎖緊型芯和支撐動模 按模架標準結(jié)合型芯板厚 最后取 60mm 支撐板板尺寸 600X68 支撐板內(nèi)包含了推出行程和推桿組板 按標準取板厚 120mm 經(jīng)上述尺寸計算及鎖模 模架尺寸最大外形尺寸 長 寬 高 450mm 600mm 390mm 10 4 模架各尺寸的校核 根據(jù)所選注射機來校核模具設(shè)計的尺寸 模架平面尺寸 400 x600 500 x440 拉桿間距 因為按照時根據(jù)模架寬度方向吊下其鎖模 臺尺寸位置足夠 校核合格 模架高度尺寸 385mm 300mm 385mm 700mm 模架的最大厚度和最小厚度 校 核合格 模架的開模行程 S H H H H3mm 115 50 30 40 mm 195 205mm12 195 205mm 500mm 開模行程 5 1 H 澆注系統(tǒng)高度1 H 推桿推出高度2 H3 余量 30 40 校核合格 河南工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 21 11 頂出脫模機構(gòu)設(shè)計 推出脫模機構(gòu)是注射模的重要功能結(jié)構(gòu)之一 它由一系列推出零件和輔助零件組成 可 以具有不同的推出動作 其作用是將冷卻固化后的成型制品從模具中取出 最理想的情況是 模具開啟后 制品由自身重力作用而從型腔或型芯上自動脫落 11 1 推出脫模機構(gòu)的選取用原則 注射成型每項一個循環(huán)中 塑件必須準確無誤地從模具的型腔或型芯上脫模 頂出脫模 機構(gòu)時 必須根據(jù)制品的形狀 復(fù)雜程度和注射機推出結(jié)構(gòu)形式 采用各種不同類型的推出 脫模機構(gòu) 其選取用原則如下 使制品脫模后不致變形 推力面盡可能大 并靠近型芯 制品在推出時不能造成碎裂 推力應(yīng)設(shè)在制品能承受較大力的地方 如肋部 凸緣 殼 體壁等處 盡量不損傷制品的外觀 推出機構(gòu)應(yīng)動作可靠 運動靈活 制造方便 配換容易 11 2 脫模機構(gòu)工作原理 注射機推桿 即動力裝置 與推板連接 在脫模時 注射機推桿推動推板向外運動 由 于推板和推桿固定板是固定在一起的 此時固定在推桿固定板上的兩個斜推桿機構(gòu)同時向模 具中心線 17 度的方向運動 在這個過程中工件的內(nèi)扣因為斜推桿機構(gòu)的運動會脫離凹槽 從 而實現(xiàn)對塑件頂出 頂桿固定在底板上只起鑲針的作用而沒有頂出塑件的作用 11 3 推板的設(shè)計 推件板頂出的特點是頂出力均勻 力量大 運動平穩(wěn) 推件板頂出結(jié)構(gòu)主要用于薄壁容 器 扣盒以及不允許在塑件表面留有頂出痕跡的情況 設(shè)計推行件板時遵循原則 1 推件板在頂出過程中必須處于被導(dǎo)向狀態(tài) 通常靠導(dǎo)柱導(dǎo)向 導(dǎo)柱長度應(yīng)大于推件 板的頂出距離 2 為了減小推件板與型芯的摩擦 在推件板與型芯羊留有 0 25mm 間隙 或者在二者 之間采用錐面配合 這樣可防止推件板偏心溢料 推件板與型芯應(yīng)呈 的錐面配合 以 10 3 減少運動摩擦 并起輔助定位作用防止推件板偏心而溢料 推件板與型芯間的配合間隙以不 產(chǎn)生塑料溢料為準 河南工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 22 12 溫調(diào)系統(tǒng)設(shè)計 12 1 模具加熱與冷卻系統(tǒng)對塑件質(zhì)量的影響 塑料注射模溫度調(diào)節(jié)能力 不僅影響到塑件質(zhì)量 而且也決定著生產(chǎn)效率 實際上模 具設(shè)計恰當與否 直接關(guān)系到生產(chǎn)成本與經(jīng)濟效益 注射模的溫調(diào)系統(tǒng)必須具有冷卻或加熱 的功能 必需時還二者兼有 注射模的溫度對塑料熔體的充模流動 固化定型 生產(chǎn)效率及 塑件的形狀和尺寸精度都有重要的影響 注射模中設(shè)置溫調(diào)系統(tǒng)的目的 就是要通過控制模 具溫度 使注射成型具有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)率 對模具進行冷卻還是加熱與塑料 品種 塑料的形狀與尺寸 生產(chǎn)效率與成型工藝對模具的要求有關(guān) 對于粘度低 流動性好的塑料 如聚乙烯 聚丙烯等 因為成型溫度工藝要求模溫 都不太高 所以常用常溫水對模具進行冷卻 有時為了進一步縮短在模內(nèi)的冷卻時間 亦可 用冷水控制模溫 對于小型薄壁塑件 且成型工藝要求模具太高時 可以不設(shè)置冷卻裝置而依靠自然冷卻 設(shè)置溫調(diào)裝置后 有時會給注射生產(chǎn)帶來一些問題 例如 采用冷水調(diào)節(jié)裝置模具時 在大 氣中水份易凝聚在模型表壁 影響塑件表面質(zhì)量 而采用加熱措施后 模內(nèi)一些間隙配合的 零件可能由于膨脹而使間隙減小或消失 從而造成卡死或無法工作 設(shè)計時應(yīng)予以注意 12 2 冷卻介質(zhì) ABS 屬中等黏度材料 其成型溫度及模具溫度分別為 200 和 50 80 所以 模具 溫度初步選定為 50 用常溫水對模具進行冷卻 12 3 凹模嵌件和型芯冷卻水道的設(shè)置 型芯的冷卻系統(tǒng)的計算與凹模的冷卻系統(tǒng)的計算方法基本上是一樣的 因此不再重復(fù) 尤其需要指出的是大型和小型芯的冷卻方式 由于塑件上有四條肋板 大型芯設(shè)計時要在型 芯上開四條溝槽 同時考慮推桿要通過大型芯推出塑件的輪轂部分 因此給冷卻系統(tǒng)帶來了 難度 設(shè)計時在大型芯的下部采用隔片式冷卻水道 凹模嵌件擬采用兩條冷卻水道進行冷卻 注射模的導(dǎo)向機構(gòu)用于動 定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機構(gòu)的運動導(dǎo)向 按作用分為 模外定位和模內(nèi)定位 模外定位是通過定位圈使模具的澆口套能與注射機噴嘴精確定位 而 模內(nèi)定位機構(gòu)則通過導(dǎo)柱導(dǎo)套進行合模定位 錐面定位則用于動 定模之間的精密定位 本 模具所成型的塑件比較簡單 模具定位精度要求不是很高 因此可采用模架本身所帶的定位 結(jié)構(gòu) 河南工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 23 14 繪制模具的總裝圖 裝配調(diào)試的工藝要求及注意問題 試模前 應(yīng)對零件的裝配過程再次檢查一遍 以防安裝模具過程中造成傷人 同時必須 對設(shè)備的油路 水路進行檢查 并按規(guī)定作好開機前的準備 原料應(yīng)該合格開始試模則上選 擇在低壓 低溫和較長的時間條件下成型 然后按壓力時間溫度這樣的先后順序變動 注射 成型時 可選用高速和低速兩種工藝 一般在制件壁厚面大時采用高速注射成型 對料度和 熱穩(wěn)定性差的塑料 采用較慢的螺桿轉(zhuǎn)速和略低度的背壓加料和預(yù)塑 而粘度較低和熱穩(wěn)定 性好的塑料 可采用較快的螺桿轉(zhuǎn)速和略高的背壓 試模后 將模具清理干凈 涂上防銹漆 然后分別入庫和返修 河南工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 24 結(jié)束語 畢業(yè)設(shè)計作為三年大學學習中極為重要的一部分 是衡量一個學生專業(yè)課水平的重要標 志 畢業(yè)設(shè)計是我們所學課程的一次系統(tǒng)而深入的綜合性的總復(fù)習 是一次理論聯(lián)系實踐的 訓(xùn)練 也是我們步入工作前的一次檢驗 就我個人而言 通過這次畢業(yè)設(shè)計 使我學習到了許多知識 對模具的設(shè)計與制造有了 極為深刻的認識 是一次由理論向?qū)嵺`的飛躍 回顧一個多月的設(shè)計生活 讓我感慨頗深 主要體會有以下幾點 1 扎實的基礎(chǔ)課 專業(yè)課是模具設(shè)計的基礎(chǔ) 由于以前所學的課程難免有些理解不深 遺忘等 而本次設(shè)計又或多或少的用到了這些 知識 從而迫使我認真扎實的學習了以前的課程 并加深了對這些課程的理解 真正有一種 溫故而知新的感覺 如機械制圖中的各種線型的特點應(yīng)用 材料力學中的應(yīng)力校核 熱處理 中各種材料與熱處理性能 公差配合與測量技術(shù)中公差的正確選用 模具的加工與制造技術(shù) 塑料模具的設(shè)計與制造步驟 模具材料的正確選用等 2 理論與實踐相結(jié)合的重要性 以前的學習中 基本上是純理論的學習 雖然有金工實習 畢業(yè)實習等實踐的體味 但 卻停留在表面上 沒有進行過真正的設(shè)計 從而使理論與實踐嚴重脫節(jié) 而現(xiàn)在我們是在經(jīng) 歷了金工實習 畢業(yè)實習后的一次真正的練兵 我認真回顧了以前所見所學的塑料模知識 在腦海里反復(fù)了思考了塑料模的步驟 然后開始到圖書館查資料作設(shè)計 在作設(shè)計的過程中 我才真正感覺到眼高手低的含義 同時也 窺一斑而知全豹 自己的學習中的不足和薄弱 環(huán)節(jié)暴露無遺 但是在老師們的幫助下以及自己的努力下 我終于克服了重重困難 使設(shè)計 得以順利的進行 通過向老師們請教 我了解到設(shè)計要面向企業(yè) 面向市場的原則 畢業(yè)設(shè) 計正是對實踐能力的一次強有力的訓(xùn)練 是我們獨立工作的前湊 將對我們以后的工作產(chǎn)生 深遠的影響 3 對模具設(shè)計中的安全性 經(jīng)濟性加深了認識 在設(shè)計工作中 要不斷對安全性進行分析 從操作者的角度進行設(shè)計 在設(shè)計中 需要 考慮到模具的成本問題 經(jīng)濟效益是工業(yè)生產(chǎn)的前提 成本的高直接決定了產(chǎn)品的競爭力 故在設(shè)計中盡可能的選用標準件 河南工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 25 4 電腦成為設(shè)計中重要的輔助工具 由于工件形狀復(fù)雜 在設(shè)計中計算塑件的體積出現(xiàn)了很大的難度 后經(jīng)蘇老師指點迷津 通 過 Pro E 繪圖和計算才得以解決 另外在繪零件和裝配圖時采用電腦也更方便快捷 采用電 腦處理 精度高 方便快捷 在本次設(shè)計時 要求機械繪圖 電子文檔文本 從而對 AUTOCAD 的學習有了很大的進展 對 WORD WPP 等各種文字處理工具有了更為熟練的操作 而模具 CAD 技術(shù)已成為該行業(yè)的發(fā)展趨勢 電腦終將成為設(shè)計的必備工具 這對提高學生的 綜合素質(zhì)著極為重要的現(xiàn)在意義 5 設(shè)計態(tài)度直接決定著設(shè)計質(zhì)量 畢業(yè)設(shè)計一般時間都足夠 但足夠的時間不一定都能設(shè)計出優(yōu)秀的模具 這就除了能力 水平的問題外 極為重要的一點便是態(tài)度問題 作為學生必須要態(tài)度謙虛 工作認真 勤學 好問 實事求是 才能正確對待設(shè)計 才有可能取得設(shè)計的圓滿成功 總之 通過畢業(yè)設(shè)計使我對模具的設(shè)計與制造有了更深的認識 得到了許多有益的啟示 這對畢業(yè)后的過渡轉(zhuǎn)變有極重要的影響 在以后的工作中 我將繼續(xù)保持謙虛謹慎的工作作 風 揚長避短 多與人交流 提高自己的個人素質(zhì)和技能 積累經(jīng)驗 誠實守信 爭取在事 業(yè)上更上一層樓 芝麻開花 節(jié)節(jié)高 河南工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 26 致謝 在本次設(shè)計中 我得到了各位老師們的認真指導(dǎo) 同時 也得了各位老師的關(guān)心 幫助 與支持 他們都給了我許多極有價值的建議與指正 在此我向辛勤工作 認真負責 嚴格要 求的各位指導(dǎo)老師表示衷心的感謝 由于本人設(shè)計水平能力有限 設(shè)計中錯誤 漏洞和欠妥 之處在所難免 在此懇請老師們提出批評 指正 謝謝 通過這次畢業(yè)設(shè)計 使我對所學的注射模知識有了更進一步的鞏固 同時也加強了學習 的效果 培養(yǎng)了我們獨立自主地去閱讀資料 完全自主地完成設(shè)計 也為將來的工作做好了 準備 當然這些成果的取得與每天與我們朝夕相處的老師們的教誨和同學們的幫助密不可分 我們的老師們對工作兢兢業(yè)業(yè) 對學生更是嚴格要求 一絲不茍 老師們的敬業(yè)精神更是首 屈一指 即使在課程安排很滿的情況下也不辭辛苦地為同學們解答疑難 有些問題暫時解決 不了 下去解決后又不厭其煩為我們講解 我心里萬分感激 在此我對老師們的教誨和同學 們的幫助表示最衷心的感謝 尤其對我們的董老師表示最誠摯的問候 并道一聲 老師您 辛苦了 河南工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 27 參考文獻 1 楊占堯主編 塑料注射模結(jié)構(gòu)與設(shè)計 北京 清華大學出版社 2004 9 2 王孝培主編 塑料成型工藝及模具簡明手冊 北京 機械工業(yè)出版社 2000 6 3 黃虹主編 塑料成型加工與模具 北京 化學工業(yè)出版社 2002 4 唐志玉主編 塑料模具設(shè)計師指南 北京 國防工業(yè)出版社 1999 6 5 屈華昌主編 塑料成型工藝及模具設(shè)計 北京 機械工業(yè)出版社 2000 4 6 塑料模具技術(shù)手冊 編委會編 塑料模具技術(shù)手冊 輕工業(yè)模具手冊之一北京 機械工業(yè)出版社 1997 6 7 李秦蕊主編 塑料模具設(shè)計 陜西西安 西北工業(yè)大學出版社 1995 9 8 四川大學 北京化工大學 天津輕工業(yè)學院合編 塑料成型模具 北京 中國輕工 業(yè)出版社 2000 10 9 賈潤禮 程志遠主編 實用注射模設(shè)計手冊 北京 中國輕工業(yè)出版社 2000 4 10 張中元 張益華 李靖誼等編著 塑料注射模具設(shè)計 入門到精通北京 航空 工業(yè)出版社 1991 1 11 塑料模設(shè)計手冊 編寫組 編著 塑料模設(shè)計手冊 模具設(shè)計手冊之二北京 機械工業(yè)出版社 1994 12 中國標準出版社第三編輯室編 塑料模具標準匯編 北京 中國標準出版社 1997 1 13 付宏生 劉京華編著 注射制品與注射模具設(shè)計 北京 化學工業(yè)出版社 2003 6 14 中國機械工業(yè)教育協(xié)會 組編 塑料模設(shè)計與制造 北京 機械工業(yè)出版社 1999