瓶蓋注塑模設(shè)計33,瓶蓋,注塑,設(shè)計,33 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 緒論 大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計是其中最后一個實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對以前所學(xué)的知識及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。 隨著工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的品種和數(shù)量不斷增加。換型不斷加快。使模具的需要補(bǔ)斷增加。而對模具的質(zhì)量要求越來越高。模具技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)中的作用越來越顯得更為重要。 模具是制造業(yè)的重要工藝基礎(chǔ)，在我國，模具制造屬于專用設(shè)備制造業(yè)。中國雖然很早就開始制造模具和使用模具，但長期未形成產(chǎn)業(yè)。直到20世紀(jì)80年代后期，中國模具工業(yè)才駛?cè)氚l(fā)展的快車道。近年，不僅國有模具企業(yè)有了很大發(fā)展，三資企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)（個體）模具企業(yè)的發(fā)展也相當(dāng)迅速。雖然中國模具工業(yè)發(fā)展迅速，但與需求相比，顯然供不應(yīng)求，其主要缺口集中于精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具領(lǐng)域。由于在模具精度、壽命、制造周期及生產(chǎn)能力等方面，中國與國際平均水平和發(fā)達(dá)國家仍有較大差距，因此，每年需要大量進(jìn)口模具。中國模具產(chǎn)業(yè)除了要繼續(xù)提高生產(chǎn)能力，今后更要著重于行業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的調(diào)整和技術(shù)發(fā)展水平的提高。結(jié)構(gòu)調(diào)整方面，主要是企業(yè)結(jié)構(gòu)向?qū)I(yè)化調(diào)整，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向著中高檔模具發(fā)展，向進(jìn)出口結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，中高檔汽車覆蓋件模具成形分析及結(jié)構(gòu)改進(jìn)、多功能復(fù)合模具和復(fù)合加工及激光技術(shù)在模具設(shè)計制造上的應(yīng)用、高速切削、超精加工及拋光技術(shù)、信息化方向發(fā)展。近年，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加大，主要表現(xiàn)在，大型、精密、復(fù)雜、長壽命、中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度高于一般模具產(chǎn)品；塑料模和壓鑄模比例增大；專業(yè)模具廠數(shù)量及其生產(chǎn)能力增加；“三資”及私營企業(yè)發(fā)展迅速；股份制改造步伐加快等。從地區(qū)分布來看，以珠江三角洲和長江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)最為集中的省份是廣東和浙江，江蘇、上海、安徽和山東等地近幾年也有較大發(fā)展。 在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識，對機(jī)械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對于模具設(shè)計這個實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、洛陽中國一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對于模具特別是塑料模具的設(shè)計步驟有了一個全新的認(rèn)識，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動作過程方面的知識，而對于模具的制造工藝更是實(shí)現(xiàn)了零的突破。在指導(dǎo)老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時在現(xiàn)場查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關(guān)手冊和書籍，設(shè)計中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計。在設(shè)計的過程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計中不妥之處在所難免，肯請各位老師指正。 設(shè)計者：孫小濤 2006年5月8號 第1章 模塑工藝規(guī)程的編制 該塑件為日常生活中所經(jīng)常用到的瓶蓋，其零件圖如圖1所示，本塑件的材料采用聚苯乙烯（PS），生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。 技術(shù)要求：1 零件表面不得有毛刺，內(nèi)部不得有雜質(zhì)。 2 未注圓角半徑為R0.5 3 材料：聚苯乙烯（PS） 圖1 1.1塑件的工藝性分析 1.1.1塑件的原材料分析 塑件的材料采用聚苯乙烯（PS）屬熱塑性塑料。從使用性能上看，該塑料具有力學(xué)性能好、耐水、耐熱性強(qiáng)，其介電性能與溫度和頻率無關(guān)，是理想的絕緣材料；從成型性能上看，該塑料吸水性小，熔料的流動性較好，成型容易，成型前一般不進(jìn)行干燥，制品成型后收縮率較小。另外，聚苯乙烯（PS）是一種無色透明，質(zhì)堅(jiān)，性脆，似玻璃狀的非晶體塑料，由于聚苯乙烯（PS）的透明度較高，任何外來的雜質(zhì)都會影響其透明度，應(yīng)注意防止。由于聚苯乙烯（PS）塑料通常是處于玻璃態(tài)使用，當(dāng)受外力作用時，分子鏈難于運(yùn)動，來不及將應(yīng)力迅速轉(zhuǎn)移而集中于薄弱點(diǎn)上發(fā)生斷裂，所以制品設(shè)計時要尤其嚴(yán)防尖角缺口，厚薄相差過大等，以減小應(yīng)力開裂。由于該塑料的流動性好，應(yīng)防止飛邊，宜用高料溫，高模溫低注塑壓力，延長注射時間有利于降低內(nèi)應(yīng)力，防止縮孔，變形。 1.1.2塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 1.2.1.1結(jié)構(gòu)分析 從零件圖上分析，該零件總體形狀為圓形，直徑為30mm的圓形瓶蓋，內(nèi)螺紋為間斷型的半圓型螺紋，螺牙高度為1mm，螺距為1.75mm, 聚苯乙烯（PS）塑料壁厚選用范圍為0.75mm~4mm，這里選用1mm。由于制品內(nèi)螺紋為間斷型，故采用斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)使制品脫模，模具結(jié)構(gòu)簡單 。 1.2.2.2尺寸精度分析 由制件可知，此制件為未注公差尺寸，選用公差等級為MT5級（GB/T14486—1993）。該制件的重要尺寸7mm，50 mm，28 mm，12 mm等尺寸等級為MT5級，由以上的分析可知，該零件的尺寸精度中等，對應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以得到保證。 從塑件的壁厚來看，壁厚較均勻，有利于制件的成型。 1.2.2.3表面質(zhì)量分析 該零件的表面除要求沒有缺陷、毛刺，內(nèi)部不得有雜質(zhì)外，沒有特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易實(shí)現(xiàn)。 綜上分析可以看出，注塑時在工藝參數(shù)控制得較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。 1.2 計算塑件的體積和重量 計算塑件的重量是為了選用注塑機(jī)及確定模具型腔數(shù)。 計算塑件的體積：=1702mm3 過程：V=大圓柱的體積-小圓柱的體積（空）+螺紋的體積 大圓柱的體積=π × D ×h =3.14×225×7=7065mm3 小圓柱的體積（空）=π × d ×h =3.14×196×6=5539 mm3 螺紋的體積=3.14×1×3.14×28=276 mm3 V=大圓柱的體積-小圓柱的體積（空）+螺紋的體積 V =π × D ×h-π × d ×h =(7065—5539+276) mm3 =1802 mm3 計算塑件的重量：根據(jù)設(shè)計手冊可查得聚苯乙烯（PS）的密度為=1.05kg／dm3 故塑件的重量為： = 1802×1.05×10-3 = 1.892g 采用一模四件的模具結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸、注塑時所需壓力和工廠現(xiàn)有設(shè)備等情況，初步選用注塑機(jī)為 XS-Z-60型。 XS-Z-60型注塑機(jī)的參數(shù)： 公稱注射量：60； 螺桿（柱塞）直徑:38mm; 注射壓力：1220kg/； 注塑行程：170mm; 注射方式：柱塞式； 合模力:50噸； 最大成型面積：130; 模板最大行程：180mm; 模具最大厚度：200mm; 模具最小厚度：70mm; 1.3 塑件注塑工藝參數(shù)的確定 查找附錄H和參考工廠實(shí)際應(yīng)用的情況，增強(qiáng)聚丙稀的成型工藝參數(shù)可作如下選擇。試模時，可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)調(diào)整。 注塑溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度。 料筒溫度：后段溫度選用150℃ 中段溫度t 前段溫度選用180℃； 注塑壓力：選用 100MPa（相當(dāng)于注塑機(jī)表壓 35kgf）； 注塑時間：選用 30s； 保 壓：選用 72MPa（相當(dāng)于注塑機(jī)表壓 25kgf）； 保壓時間：選用 10s； 冷卻時間：選用 30s。 第2章 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括：分型面選擇、模具型腔數(shù)目的確定及型腔的排列方式和冷卻水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、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計等內(nèi)容。 2.1分型面選擇 制品在模具中的位置，直接影響到模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，模具分型面的確定，澆口的設(shè)置，制品尺寸精度和質(zhì)量等。因此，開始制定模具方案時，首先必須正確考慮制品在其中的位置；然后再考慮具體的生產(chǎn)條件（包括模具制造的），生產(chǎn)的批量所需的機(jī)械化和自動化程度等其他設(shè)計問題。 制品在模具中的位置設(shè)計時應(yīng)遵循以下基本要求：制品或制品組件(含嵌件)的正視圖，應(yīng)相對于注塑機(jī)的軸線對稱分布，以便于成型；制品的方位應(yīng)便于脫模，注塑模塑時，開模后制品應(yīng)留在動模部分，這樣便于利用成型設(shè)備脫模；當(dāng)用模具的互相垂直的活動成型零件成型孔、槽、凸臺時，制品的位置應(yīng)著眼于使成型零件的水平位移最簡便，使抽芯操作方便；如果制品的安置有兩個方案，兩者的分型面不相同又互相垂直，那么應(yīng)該選擇其中能使制品在成型設(shè)備工作臺安裝平面上的投影面積為最小的方案；長度較長的管類制品，如果將它的長軸安置在模具開模方向，而不能開模和取出制品的；或是管接頭類制品，要求兩個平面開模的，應(yīng)將制品的長軸安置在與模具開模相垂直的方向。這樣布置可顯著減小模具厚度，便于開模和取出制品。但此時需采用抽芯距較大的抽芯機(jī)構(gòu)(如杠桿的、液壓的、氣動的等)；如果是自動旋出螺紋制品或螺紋型芯的模具，對制品的安置有專門要求;最后制品位置的選定，應(yīng)結(jié)合澆注系統(tǒng)的澆口部位、冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)的布置，以及制品的商品外觀要求等綜合考慮。 選擇分型面的原則是：脫出塑件方便、模具結(jié)構(gòu)簡單、型腔排氣順利、確保塑件質(zhì)量,無損塑件外觀、設(shè)備利用合理。 所以，模具設(shè)計中，分型面的選擇很關(guān)鍵，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。 根據(jù)以上規(guī)則，由于該塑件為瓶蓋，表面質(zhì)量無特殊要求，在擰瓶蓋的過程中，人的手指經(jīng)常接觸上端面，因此上端面最好自然形成圓角?？梢员３直诤窬鶆蛞恢?，增加了塑件的美感。此外，該零件高度為10mm，且垂直于軸線的截面形狀比較簡單和規(guī)范，若選擇如圖2所示水平分型方式既可降低模具的復(fù)雜程度，減少模具加工難度又便于成型后出件。故選用如圖2所示的分型方式較為合理。這樣有利于成型后，塑件的脫模。還有利于注塑時塑料產(chǎn)生氣體的排放。 2.2 確定型腔的排列方式 本塑件在注塑時采用一模兩四件，即模具需要四個型腔。綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素擬采取如圖3所示的型腔排列方式。 采用3所示的型腔排列方式的最大優(yōu)點(diǎn)就是流動支路平衡，這種情況是指相對于主流道按一定布局分布的各個型腔，從主流道到達(dá)各個型腔的分流道、澆口，其長度、斷面形狀和尺寸都完全相同、即到達(dá)各型腔的流動支路是完全相同的。只要對各個流動支路加工的誤差很小，就能保證各個型腔同時充模，壓力相同。 2.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計 2.3.1主流道設(shè)計 根據(jù)設(shè)計手冊查得XS-Z-60型注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸： 噴嘴前端孔徑：0=φ4mm； 噴嘴前端球面半徑：0 = 12mm； 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系 R = RO +（1～2）mm D = d0 +（0.5～1）mm 取主流道球面半徑R = 13mm； 取主流道的小端直徑d =φ4.5mm。 主流道襯套的選擇如圖4所示設(shè)計 主流道襯套時應(yīng)注意以下事項(xiàng)：對于小型注塑模，可將主流道襯套與定位環(huán)設(shè)計成一個整體，但在多數(shù)情況下均分開設(shè)計;主流道襯套應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)鋼材（如T8A等），熱處理后硬度為53～57HRC;襯套的長度應(yīng)與定模配合部分的厚度一致，主流道出口處的端面不得突出在分型面上，否則不僅會造成溢料，而且還會壓壞模具;襯套與定模之間的配合采用H7/m6。 圖4 主流道襯套 2.3.2分流道設(shè)計 由于分流道可將高溫高壓的塑料熔體流向從主流道轉(zhuǎn)換到模腔，所以，設(shè)計時不僅要求熔體通過分流道時的溫度下降和壓力損失都應(yīng)盡可能小，而且還要求分流道能平穩(wěn)均衡地將熔體分配到各個模腔。從這些要求出發(fā)，分流道應(yīng)設(shè)計得短而粗，但過短過粗時又會增加塑料消耗量，并使冷卻時間延長，另外還會使模腔布置發(fā)生困難。因此，恰當(dāng)合理的分流道形狀和尺寸應(yīng)根據(jù)制品的體積、壁厚、形狀復(fù)雜程度、模腔的數(shù)量以及所用塑料的性能等因素綜合考慮。分流道的形狀及尺寸，應(yīng)根據(jù)塑件的體積、壁厚、形狀的復(fù)雜程度、注塑速率、分流道長度等因素來確定。本塑件的形狀不算太復(fù)雜，熔料填充型腔比較容易。根據(jù)型腔的排列方式可知分流道的長度較短，為了便于加工起見，選用截面形狀為半圓形分流道，長度為40mm,查表得D=4mm。二級分流道D1=3mm,長度為17mm,點(diǎn)澆口的直徑為d=0.5mm。 2.3.3 澆口的設(shè)計 根據(jù)本塑件的成型要求及型腔的排列方式，選用點(diǎn)澆口較為理想。點(diǎn)澆口又叫針狀澆口：是一種較小的小澆口，通常用于流動性大的塑料。如聚苯乙烯等。澆口的長度很短，不超過其直徑，所以脫模后塑件上的澆口殘痕不明顯，不需要再修正澆口痕跡。這種澆口被廣泛采用，但采用這種澆口時，常常要在模具上增加一分型面，以便澆口凝料脫模。 設(shè)計時考慮選擇從瓶蓋上端進(jìn)料，料由上往下流，該塑件為瓶蓋，點(diǎn)澆口是一種很小的澆口，長用于流動性很好的塑料，如聚苯乙烯（PS）。澆口的長度很短，不超過其直徑，所以脫模后塑件上的澆口殘痕不明顯，不需要再修正澆口痕跡。這種澆口被廣泛采用，但采用這種澆口時，常常要在模具上增加一分型面，以便澆口凝料脫模。如圖5。初選點(diǎn)澆口(l×b)為（0.5×0.5）,試模時修正 圖5 2.4 導(dǎo)柱和導(dǎo)套的選擇 2.4.1 導(dǎo)柱的選擇 導(dǎo)柱的選擇直形導(dǎo)柱和階梯形導(dǎo)柱的前端都設(shè)計為錐形，便于導(dǎo)向。兩種導(dǎo)柱都可以在工作部分帶有貯油槽。帶貯油槽的導(dǎo)柱可以貯存潤滑油，延長潤滑時間。直形導(dǎo)柱用于塑件生產(chǎn)批量不大的模具，可以不用導(dǎo)套。階梯形導(dǎo)柱用于塑件大批量生產(chǎn)的模具，或?qū)蚓纫蟾?，必須采用?dǎo)套的模具，裝在模具另一側(cè)的導(dǎo)套安裝孔可以和導(dǎo)柱安裝孔采用同一尺寸，一次加工而成，保證了嚴(yán)格的同軸，本模具采用有肩導(dǎo)柱I型 圖6有肩導(dǎo)柱 導(dǎo)柱直徑尺寸隨模具分型面處模板外形尺寸而定，模板尺寸愈大，導(dǎo)柱間的中心距應(yīng)愈大，所選導(dǎo)柱直徑也應(yīng)愈大。除了導(dǎo)柱長度按模具具體結(jié)構(gòu)確定外，導(dǎo)柱其余尺寸隨導(dǎo)柱直徑而定。本模具的中心距為200mm,本模具選用I型，直徑為16mm。 選用d=16mm,L=71mm,L1=25mm有肩導(dǎo)柱. 2.4.2 導(dǎo)套的選擇 如圖7導(dǎo)向孔可帶導(dǎo)套，也可不帶導(dǎo)套，帶導(dǎo)套的導(dǎo)向孔用于生產(chǎn)批量大或?qū)蚓雀叩哪＞?。無論帶導(dǎo)套或不帶導(dǎo)套的導(dǎo)向空，都不應(yīng)該設(shè)計盲孔，盲孔會增加模具閉合時的阻力，并使模具不能緊密閉合。帶導(dǎo)套的模具應(yīng)采用階梯形導(dǎo)柱。 帶肩導(dǎo)套安裝需要墊板，裝入模板后復(fù)以墊板即可，帶肩型導(dǎo)套安裝沉孔視導(dǎo)套直徑可取為D+(1～2)。 導(dǎo)套長度取決于含導(dǎo)套的模板厚度，其余尺寸隨導(dǎo)套導(dǎo)向孔直徑而定。 本模具選用 d=16mm,L=20mm和d=16mm,L=22mm帶肩導(dǎo)套 圖7帶肩導(dǎo)套 2.5 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計 本塑件的的螺紋為間斷型的半圓型內(nèi)螺紋，相當(dāng)于小凸臺。它們均垂直于脫模方向，阻礙成型后塑件從模具脫出。因此成型間斷型的半圓型內(nèi)螺紋必須做成活動的型芯，即須設(shè)置抽芯機(jī)構(gòu)。 本模具采用斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)。 2.5.1確定抽芯距 抽芯距一般應(yīng)大于成型孔（或凸臺）的深度，本塑件內(nèi)螺紋高度均為1mm 另加 3～5mm的抽芯安全系數(shù)，可取抽芯距S抽 = 4mm 2.5.2確定斜滑塊傾角 斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)適用于成型面積較大，側(cè)孔或側(cè)凹較淺的塑件，所需抽拔距也較小。這種抽芯機(jī)構(gòu)的抽芯動作和塑件的頂出同時進(jìn)行，而且斜滑塊的剛性較大，傾斜角可比斜導(dǎo)柱的傾斜角大，通常不超過30°，斜滑塊的頂出高度一般不超過導(dǎo)滑長度的為2/3，以免影響使用的可靠性。這種抽芯機(jī)構(gòu)的斜滑塊也就是型芯，一般都由兩塊拼合，但根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)，也可以由許多塊組合而成。 這里斜滑塊的傾斜角20° 2.5.3 確定斜滑塊的尺寸 斜滑塊的長度根據(jù)抽芯距、固定端模板的厚度及斜角大小確定， 初步選 L=17mm, 2.5.4 斜滑塊與型芯座的設(shè)計 2.5.4.1滑塊與型芯座的連接方式設(shè)計 本例中側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)主要是用于成型零件的間斷型的半圓型內(nèi)螺紋，側(cè)向孔和側(cè)向凸的尺寸較小，考慮到型芯強(qiáng)度和裝配問題，采用燕尾槽結(jié)構(gòu)。 2.5.4.2 滑塊的導(dǎo)滑方式 本例中為使模具結(jié)構(gòu)緊湊，降低模具裝配復(fù)雜程度，為提高滑塊的導(dǎo)向精度，裝配時可對導(dǎo)向槽或滑塊采用配磨、配研的裝配方法。 2.5.4.3 滑塊的導(dǎo)滑長度和定位裝置設(shè)計 本例中由于側(cè)抽芯距較短，故導(dǎo)滑長度只要符合滑塊在開模時的定位要求即可 2.6 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 對于小型模具可利用分型面排氣，本模具的分型面位于塑料溶體流動的末端，易于排氣。 2.7成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 2.7.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 本例中模具采用一模四件的結(jié)構(gòu)形式，考慮加工的難易程度和材料的價值利用等因素，凹模擬采用鑲嵌式結(jié)構(gòu),它適合于小型塑件的多腔模具，將多個一致性好的整體凹模，嵌入到凹模固定板中。整體嵌入式凹模結(jié)構(gòu)能節(jié)約優(yōu)質(zhì)模具鋼，嵌入模板后有足夠的強(qiáng)度和剛度，使用可靠且置換方便. 根據(jù)本例分流道與澆口的設(shè)計要求，分流道和點(diǎn)澆口開在凹模上，如圖8所示。 2.7.2 滑塊的設(shè)計 滑塊相當(dāng)于成型內(nèi)螺紋的型芯，結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖9所示 2.7.3型芯座的設(shè)計 型芯座上設(shè)有燕尾槽，結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖10所示。 材料：Crwmn 熱處理：淬硬50HRC 數(shù)量；4個 圖8型腔 材料：Crwmn 熱處理：淬硬50HRC 數(shù)量；8個 圖9 滑塊 圖10 型芯座 第3章 模具設(shè)計的有關(guān)計算 本例中成型零件工作尺寸計算時均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來進(jìn)行計算。 查表得聚苯乙烯（PS）的收縮率為Q=0.5%--0.6%，故平均收縮率為Qcp=(0.5+0.6)%/2=0.55%,考慮到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差取z=△/3. 3.1型腔和型芯工作尺寸計算 型腔、 型芯工作尺寸計算見表1。 表1 型腔、 型芯工作尺寸計算 3.2 凹模型腔尺寸的計算 3.2.1凹模型腔側(cè)壁計算與底板厚度計算 成型零件的工作尺寸，要保證所成型塑料制品的尺寸。而影響塑料制品尺寸和公差的因素相當(dāng)復(fù)雜，如模具的制造誤差及模具的磨損；塑料成型收縮率的偏差及波動；溢料飛邊厚度及其波動；模具在成型設(shè)備上的安裝調(diào)整誤差、成型方法及成型工藝的影響等。成型零件的工作尺寸計算，要考慮塑料制品的尺寸公差，所成型塑料的收縮率、溢料飛邊厚度、塑料制品脫模、模具制造的加工條件及可達(dá)到的水平等因素 3.2.1.1凹模型腔側(cè)壁計算。根據(jù)凹模型腔為圓形型腔側(cè)壁計算 Tc=r() 式中r---型腔內(nèi)半徑； p---型腔內(nèi)塑料熔體的壓力; σ---模具材料的許用應(yīng)力，一般模具鋼取200MPa。 代入公式計算得 Tc=15()=15mm 3.2.1.2根據(jù)整體式底板厚度的強(qiáng)度公式可得到底板厚度H(mm) H= r---型腔內(nèi)半徑 p---型腔內(nèi)塑料熔體的壓力;壓力取定值50MPa σ---模具材料的許用應(yīng)力，一般模具鋼取200MPa。 代入公式計算得 H==6.5mm 考慮到模具的整體結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)，取H=25mm。 鑲嵌式整體凹模的結(jié)構(gòu)如圖7。 第4章 模具加熱與冷卻系統(tǒng)的計算 本塑件在注塑成型時不要求喲太高的模溫，因而在模具上可不設(shè)加熱系統(tǒng)。是否需要冷卻系統(tǒng)可作如下設(shè)計計算： 設(shè)定模具平均工作溫度為40℃,用20℃常溫水作為模具冷卻介質(zhì)，其出口溫度為30℃,產(chǎn)量為（初算每1.5分鐘1套）0.302㎏/h。 4.1求塑件在硬化時每小時釋放的熱量Q3. 查有關(guān)文獻(xiàn)得聚苯乙烯（PS）的單位熱流量為27×10J/㎏。 Q3=WQ2=0.302×27×10 J/㎏ =8.154×10 J/㎏ 4.2求冷卻水的體積流量V V= V= =0.32×10m/min 由體積流量V查表可知所需的冷卻水管直徑非常的小。 由上述計算可知，因?yàn)槟＞呙糠昼娝璧睦鋮s水體積流量很小，故可不設(shè)冷卻系統(tǒng)，依靠空冷的方式冷卻模具即可。 第5章 模具閉合高度的確定 在支承與固定的零件的設(shè)計中，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定：定模座板：H1=25m;凹模型腔板H2=22m;動模板H3=20mm;支承板H4=20m;動模座板；H6=25mm。 根據(jù)推出行程和推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的尺寸確定墊塊：墊板的高度H5=40mm; 因而模具的閉合高度： H= H1+ H2+ H3+H4+H5+ H6 =25+22+20+20+50+25 =162mm 第6章 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 本模具的外形尺寸為220mm×155mm×160mm。XS-Z-60型注塑機(jī)模板最大安裝尺寸為350mm×280mm，故能滿足模具的安裝要求。 由上述計算模具的閉合高度H=160mm，XS-Z-60型注塑機(jī)所允許模具的最小厚度H min=70mm，最大厚度H max=200mm，即模具滿足 H min ≤H ≤ H max 的安裝條件。 經(jīng)查資料XS-Z-60型注塑機(jī)的最大開模行程S =180mm， 對于雙分型面模具注塑模 S≥H1+H2+a+5—10 S≥49mm 式中：H1—制品所用的脫模距離；H1=7mm H2—制品高度；H2=7mm α—取出澆注系統(tǒng)凝料必需的長度。a=25mm 此外，由于斜滑塊內(nèi)抽芯距較短，不會過大增加開模距離，注塑機(jī)的開模行程足夠。 經(jīng)驗(yàn)證，XS-Z-60型注塑機(jī)能滿足使用要求，故可采用。 第7章 繪制模具的總裝圖和非標(biāo)零件工作圖 7.1 本模具的總裝圖和零件圖見附圖 7.2本模具的工作原理 模具工作原理:模具安裝在注塑機(jī)上，定模部分固定在注塑機(jī)的定模板上，動模部分固定在注塑機(jī)的動模板上。合模后，注塑機(jī)通過噴嘴將熔料經(jīng)流道注入型腔，經(jīng)保壓，冷卻后塑件成型。開模時,動模后退，由于彈簧4 的作用首先使模具在I-I分型面分型，由于分流道的兩端設(shè)有斜向拉料穴，因此點(diǎn)澆口被拉斷，流道凝料保留在定模座板上，當(dāng)型腔板接觸定距拉桿 5的尾部時，型腔板停止運(yùn)動。動模繼續(xù)后退，在II-II分型面開始分型，由于滑塊上有螺紋，制件留在滑塊上后退，當(dāng)II--II分型面打開到15mm時，動模運(yùn)動停止，在注塑機(jī)頂出裝置作用下，斜滑塊22 在連接推桿18 的作用下沿著型心座21上的燕尾槽上升并向內(nèi)移動與制品螺紋結(jié)構(gòu)脫離，制品可脫出。合模時,隨著分型面的閉合,滑塊復(fù)位至型腔,同時復(fù)位桿也對中間板進(jìn)行復(fù)位。 第8章 注塑模具的安裝和試模 8.1 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(jī)器下面兩根導(dǎo)軌上墊好木板，模具從側(cè)面進(jìn)入機(jī)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(jī)構(gòu)，保證有足夠的開模距及鎖模力，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(jī)構(gòu)運(yùn)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(yùn)轉(zhuǎn)，觀察模具各部分運(yùn)行是否正常，然后才可注射試模。 8.2試模 通過試模塑件上常會出現(xiàn)各種弊病，為此必須進(jìn)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(dāng)解決的問題。 8.2.1 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(jī)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。 （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。 8.2.2 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(qiáng)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(jī)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(jìn)。 8.2.3 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(dāng)，未達(dá)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(hù)模具成型部位不受損傷。仔細(xì)查找不合理粘模發(fā)生的原因，一方面要對注射工藝進(jìn)行合理調(diào)整；另一方面要對模具成型部位進(jìn)行現(xiàn)場修正，直到認(rèn)為達(dá)到要求，方可進(jìn)行二次注射。 8.2.4 成型缺陷 當(dāng)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(jìn)，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(jìn)的措施進(jìn)行分析。 8.2.4.1 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。 8.2.4.2 溢邊（毛刺、飛邊、批鋒） 與第一項(xiàng)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 8.2.4.3 制件尺寸不準(zhǔn)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(shí)際尺寸偏大；模溫較低，事實(shí)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??；模溫過高，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。 8.2.5調(diào)整措施 調(diào)整時應(yīng)注意調(diào)節(jié)進(jìn)料速度8，正確設(shè)計澆注系統(tǒng)。注意控制成型周期。 結(jié)論 歷經(jīng)近三個月的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束，敬請各位老師對我的設(shè)計過程作最后檢查。在這次畢業(yè)設(shè)計中通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請教各位老師有關(guān)模具方面的問題，并且和同學(xué)的探討，模具設(shè)計在實(shí)際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時間里，對模具有了更深入的認(rèn)識。使我對塑料模具設(shè)計的各種成型方法，成型零件的設(shè)計，成型零件的加工工藝（如線切割、電火花加工、CNC數(shù)控加工），主要工藝參數(shù)的計算，產(chǎn)品缺陷及其解決辦法，模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計及零部件的設(shè)計等都有了進(jìn)一步的理解和掌握。模具在當(dāng)今社會生活中運(yùn)用得非常廣泛，掌握模具的設(shè)計方法對我們以后的工作和發(fā)展有著十分重要的意義。 從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個人學(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過程，我對模具的認(rèn)識過程亦是如此。經(jīng)過近三個月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計一定能為三年的大學(xué)生涯劃上一個圓滿的句號，為將來的事業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 在這次設(shè)計過程中得到了老師以及許多同學(xué)的幫助，特別是翟德梅和楊占堯教授的悉心指導(dǎo)，使我受益匪淺。在此，對關(guān)心和指導(dǎo)過我各位老師和幫助過我的同學(xué)表示衷心的感謝! 致謝 時光如電，歲月如梭，三年的大學(xué)生活一晃而過，而我也即將離開可敬的老師和熟悉的同學(xué)踏入不是很熟悉的社會中去。在這畢業(yè)之際，作為一名工科類學(xué)校的學(xué)生，做畢業(yè)設(shè)計是一件必不可少的事情。 畢業(yè)設(shè)計是一項(xiàng)非常繁雜的工作，它涉及的知識非常廣泛，很多都是書上沒有的東西，這就要靠自己去圖書館查找自己所需要的資料；還有很多設(shè)計計算，這些都要靠自己運(yùn)用自己的思維能力去解決，可以說，沒有一定的毅力和耐心是很難完成這樣復(fù)雜的工作。 在學(xué)校中，我們主要學(xué)的是理論性的知識，而實(shí)踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設(shè)計可是把我們以前學(xué)的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，使我們在溫習(xí)舊知識的同時也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 由于資質(zhì)有限，很多知識掌握的不是很牢固，因此在設(shè)計中難免要遇到很多難題，由于有了課程設(shè)計的經(jīng)驗(yàn)及老師的不時指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下，克服了一個又一個的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計日趨完善。畢業(yè)設(shè)計雖然很辛苦，但是在設(shè)計中不斷思考問題，研究問題，咨詢問題，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時也汲取了更完整的專業(yè)知識，鍛煉了自己獨(dú)立設(shè)計的能力，使我受益匪淺，我相信這些經(jīng)驗(yàn)對我以后的工作一定大有益處。 最后，再次感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師于智宏老師在這一段時間給予無私的幫助和指導(dǎo)，并向他們致意深深的敬意，以后到社會上我一定努力工作，不辜負(fù)他們給予我的知識和對我們寄予的厚望！ 參考文獻(xiàn) 1. 中國模具設(shè)計大典. 2.. 楊占堯主編. 塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計. 清華大學(xué)出版社. 3. 王孝陪主編. 塑料成型工藝及模具簡明手冊. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2000 4. 模具制造手冊編寫組. 模具制造手冊. 機(jī)械工業(yè)出版社. 1996 5. 馮炳堯，韓泰榮，蔣文生主編. 模具設(shè)計與制造簡明手冊. 上?？? 學(xué)技術(shù)出版社，1998 6. 賈潤禮，程志遠(yuǎn)主編. 實(shí)用注塑模設(shè)計手冊. 中國輕工業(yè)出版社. 2000 7. 唐志玉主編. 模具設(shè)計師指南. 國防工業(yè)出版社. 1999 8. 屈華昌主編. 塑料成型工藝與模具設(shè)計. 機(jī)械工業(yè)出版社. 1995 9. 黃毅宏主編. 模具制造工藝. 機(jī)械工業(yè)出版社. 1999 10. 彭建聲主編. 簡明模具工實(shí)用技術(shù)手冊. 機(jī)械工業(yè)出版社. 1993 第 27 頁 共 27 頁