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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 1 已知條件 電風(fēng)扇罩零件圖 1 材料 PP 2 生產(chǎn)批量 46 萬(wàn)件 年 2 設(shè)計(jì)要求 1 按要求寫出開題報(bào)告 6 畫出電風(fēng)扇罩產(chǎn)品 2D 圖和 3D 圖 2 結(jié)合設(shè)計(jì)課題到工廠進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí) 3 收集國(guó)內(nèi)外有關(guān)情報(bào)資料 查閱有關(guān)文獻(xiàn)資料 15 篇以上 4 檢索與閱讀與設(shè)計(jì)題目相關(guān)的外文資料 并書面翻譯 3 篇 并不少于 1 0 萬(wàn)字 的外文資料 5 在分析 計(jì)算 選擇和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上編寫出不少于 2 萬(wàn)字的設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書 含文獻(xiàn)綜述 7 設(shè)計(jì)出電風(fēng)扇罩注塑模的裝配圖和主要零件圖 8 用 Pro E 分模 并進(jìn)行開模動(dòng)作模擬仿真 9 繪制工程圖折合 A0 號(hào)幅面的圖紙不少于 3 張 10 制訂一個(gè)主要零件的加工工藝 生成模具型腔的刀具路徑并進(jìn)行模擬仿真 11 準(zhǔn)備和參加畢業(yè)答辯 3 工作進(jìn)度 1 查閱設(shè)計(jì)資料 寫出開題報(bào)告 1 周 2 結(jié)合設(shè)計(jì)課題進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí) 調(diào)研 并寫出 6000 8000 字的文獻(xiàn)綜述 1 周 3 外文翻譯 0 5 周 4 繪制產(chǎn)品零件圖 2D 圖 和模具結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 1 周 5 草圖設(shè)計(jì) 1 周 6 工作圖設(shè)計(jì) 含裝配圖和零件圖 5 周 7 模具分模及開模動(dòng)作仿真 2 周 8 制訂模具加工工藝 生成模具型腔的刀具路徑并進(jìn)行模擬仿真 1 5 周 9 整理設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書 1 5 周 10 修改設(shè)計(jì) 0 5 周 11 準(zhǔn)備和參加畢業(yè)答辯 0 5 周 4 主要參考資料 1 上海模具技術(shù)協(xié)會(huì)著 塑料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)大全 M 杭州 浙江科學(xué)技術(shù)出版社 1990 2 王孝培主編 塑料成型工藝及模具簡(jiǎn)明手冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2000 3 黨根茂主編 模具設(shè)計(jì)與制造 M 西安 西安電子科技大學(xué)出版社 1997 4 陳萬(wàn)林等主編 實(shí)用塑料注射模具設(shè)計(jì)與制造 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2002 5 賈潤(rùn)禮等主編 實(shí)用注塑模設(shè)計(jì)手冊(cè) M 北京 中國(guó)輕工業(yè)出版社 2002 6 德 E 林納主編 注射成型模具設(shè)計(jì) 108 例 M 北京 輕工業(yè)出版社 2001 7 徐佩弦編著 塑料制品與模具設(shè)計(jì) M 北京 中國(guó)輕工業(yè)出版社 2001 年 8 詹友剛編著 Pro ENGINEER 中文野火版 2 0 基礎(chǔ)教程 M 北京 清華大學(xué) 出版社 2005 3 9 曹巖主編 Pro ENGINEER wildfire 產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)例精解 M 北京 機(jī)械工業(yè) 出版社 2005 9 10 佟河亭主編 Pro ENGINEER wildfire 中文版習(xí)題精解 M 北京 人民郵電 出版社 2006 4 11 張祥杰 Pro ENGINEER wildfire 模具設(shè)計(jì) M 北京 中國(guó)鐵道出版社 2002 12 黃曉燕 模具 CAD CAM 實(shí)用教程 Pro ENGINEER 軟件 M 北京 清華大學(xué) 出版社 2004 年 13 二代龍震工作室主編 Pro MOLDESIGN Wildfire 2 0 模具設(shè)計(jì) 北京 電子工 業(yè)出版社 2005 2 14 何滿才主編 模具設(shè)計(jì) Pro ENGINEER Wildfire 中文版實(shí)例詳解 北京 人 民郵電出版社 2005 1 15 關(guān)興舉主編 Pro ENGINEER 塑料模具設(shè)計(jì) 北京 人民郵電出版社 2006 2 16 余強(qiáng)主編 Pro E 模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程 北京 清華大學(xué)出版社 2005 9 17 林清安主編 Pro ENGINEER Wildfire 2 0 模具設(shè)計(jì) 北京 電子工業(yè)出版 社 2005 4 18 周峻辰主編 Pro ENGINEER 中文野火版塑料模具設(shè)計(jì)專家實(shí)例精講 M 北 京 中國(guó)青年出版社 2006 12 P190 19 孫中柏主編 Mastercam9 1 模具設(shè)計(jì)與加工范例 M 北京 清華大學(xué)出版 社 2006 3 20 洪慎章主編 注塑加工速查手冊(cè) 北京 機(jī)械加工出版社 2009 9 21 楊占堯 注射模具典型結(jié)構(gòu)圖例 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2005 5 22 葉久新 王群 塑料成型及模具設(shè)計(jì) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2007 11 2010 8 重印 23 黃鎮(zhèn)昌 互換性與測(cè)量技術(shù) 廣州 華南理工大學(xué)出版社 2009 8 2010 1 重 印 24 汪萬(wàn)清主編 機(jī)械加工工藝基礎(chǔ) 重慶 重慶大學(xué)出版社 1994 25 李云程主編 模具制造工藝學(xué) 北京 機(jī)械加工出版社 1992 26 孔德音主編 模具制造學(xué) 北京 機(jī)械加工出版社 1996 27 劉繼林主編 機(jī)械加工工藝基礎(chǔ) 長(zhǎng)沙 湖南科學(xué)技術(shù)出版社 1995 指導(dǎo)教師 接受論文任務(wù)開始執(zhí)行日期 2012 年 3 月 12 日 學(xué)生簽名 摘要 I 摘要 通過(guò)對(duì)電風(fēng)扇罩進(jìn)行成型工藝分析 選擇了成型工藝參數(shù) 確定了分型面的位置 設(shè)計(jì)了一模一腔的注射模具 重點(diǎn)介紹了注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作過(guò)程 主要包括以 輪輻式為澆口的澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 型芯和型腔立體式冷卻水道的分別設(shè)計(jì) 側(cè)向分型與 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 順序脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 以及成型零件的設(shè)計(jì) 同時(shí)制訂模具加工工 藝 通過(guò)用 CAM 軟件生成模具型腔的刀具路徑并進(jìn)行加工模擬仿真 實(shí)踐證明該模具 結(jié)構(gòu)合理 動(dòng)作可靠 塑件質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求 關(guān)鍵詞 注塑成型 輪輻式澆口 立體冷卻水道 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 模擬仿真 Abstract II Abstract Based on the the analysis of the cover of fanner forming process the molding process parameters was selected and the parting surface location was determined and one mold one cavity was designed It introduces the priority in the injection mold structure and mold design process which including the design of the spoke tape gating system and the different design of stereo type cooling waterway of the core and cavity and the side parting and core pulling mechanism design and sequential demoulding mechanism design also the into parts design of the mold At the same time the mold processing technology was developed The mold cavity tool path as well as the processing simulation was built by the CAM software The practical production proves that the mould structure is reasonable action is reliable and the quality of plastic parts meet design requirements Key words injection molding spoke type gate stereo cooling waterway side core pulling mechanism simulation 目錄 目錄 摘要 I Abstract II 第 1 章 塑件成型工藝性分析 1 1 1 塑件結(jié)構(gòu)工藝性的分析 1 1 1 1 塑件尺寸精度分析 1 1 1 2 塑件的表面質(zhì)量 2 1 1 3 脫模斜度 2 1 1 4 加強(qiáng)筋 2 1 1 5 側(cè)沉孔 2 1 2 塑件材料的使用性能 2 1 3 塑件材料的工藝性能 2 1 4 PP 的成型工藝參數(shù) 2 第 2 章 塑料成型工藝與設(shè)備的確定 4 2 1 初步選擇注射成型設(shè)備 4 2 1 1 依據(jù)最大注射量初選設(shè)備 4 2 1 2 注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)的校核 5 2 2 塑件成型工藝參數(shù)的確定 6 第 3 章 分型面與澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 7 3 1 分型面的設(shè)計(jì) 7 3 1 1 分型面位置的確定 7 3 1 2 型腔數(shù)目與分布 7 3 2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8 3 2 1 主流道設(shè)計(jì) 8 3 2 2 分流道設(shè)計(jì) 9 3 2 3 澆口設(shè)計(jì) 10 3 2 4 校核主流道的剪切速率 10 3 2 5 冷料穴的設(shè)計(jì) 11 3 2 6 排氣的設(shè)計(jì) 11 第 4 章 成型零件的設(shè)計(jì) 12 4 1 成型零件設(shè)計(jì) 12 4 1 1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 4 1 2 成型零件鋼材的選用 12 4 2 成型零件工作尺寸的計(jì)算 13 4 2 1 凹模徑向尺寸的確定 13 4 2 2 凸模徑向尺寸的確定 13 4 2 3 凹模深度尺寸的確定 14 4 2 4 凸模高度尺寸的確定 14 4 2 5 凹模側(cè)壁厚度的確定 14 目錄 4 2 6 動(dòng)模墊板厚度的確定 15 第 5 章 脫模機(jī)構(gòu)及側(cè)抽機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 16 5 1 推出方式和脫模順序的確定 16 5 2 脫模力的確定 17 5 2 1 脫模力的計(jì)算 17 5 2 2 校核推出機(jī)構(gòu)作用在塑件上的單位壓力 17 5 3 脫模板厚度的計(jì)算 17 5 4 側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 18 5 4 1 抽芯距的計(jì)算 18 5 4 2 抽芯力和斜導(dǎo)柱直徑的計(jì)算 18 5 4 3 滑塊的設(shè)計(jì) 19 5 5 模具工作過(guò)程 20 第 6 章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 21 6 1 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的相關(guān)計(jì)算 21 6 1 1 冷卻介質(zhì) 21 6 1 2 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 21 6 2 冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 22 6 2 1 型腔冷卻水道結(jié)構(gòu) 22 6 2 2 型芯冷卻水道結(jié)構(gòu) 22 第 7 章 模架及導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 23 7 1 各模板尺寸的確定 23 7 2 模架各尺寸的校核 23 7 3 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 23 第 8 章 成型零件的加工 24 8 1 非標(biāo)準(zhǔn)成型零件加工工藝規(guī)劃 24 8 2 成型零件數(shù)控加工工藝單 27 8 3 成型零件加工仿真圖 28 設(shè)計(jì)總結(jié) 30 參考文獻(xiàn) 31 附件一 外文翻譯 32 附件二 計(jì)算機(jī)編程程序 37 第 1 章 塑件材料的分析與塑件結(jié)構(gòu)工藝性的確定 1 第 1 章 塑件成型工藝性分析 1 1 塑件結(jié)構(gòu)工藝性的分析 電風(fēng)扇罩制件材料為 PP 其尺寸和三維造型如圖 1 1 該制件主要是以筒形為主 在上部的側(cè)面位置處有沉孔 為了注出此沉孔 需要采用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì)時(shí)側(cè)向 抽芯是重點(diǎn)考慮的部分 此外在上部的位置處還有四處加強(qiáng)筋 在設(shè)計(jì)模具是要特別 注意該處 必要時(shí)可將結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步的改進(jìn) 該制件的結(jié)構(gòu)要求并不是很高 在設(shè)計(jì) 模具時(shí)候要考慮一些即經(jīng)濟(jì) 又實(shí)用的方法改進(jìn)模具的結(jié)構(gòu) 以期達(dá)到最佳的設(shè)計(jì)效 果 有助于實(shí)際的生產(chǎn) 圖 1 1 電風(fēng)扇罩尺寸和三維圖 1 1 1 塑件尺寸精度分析 根據(jù)題目要求可知 該塑件尺寸精度無(wú)特殊要求 所有尺寸均為自由尺寸 因影 響塑料制品的尺寸精度的主要因素是材料的收縮和模具的制造誤差 查得 PP 的收縮率 為 1 0 2 5 分析時(shí)都采用 S 1 75 由于對(duì)于制品的精度無(wú)特殊要求 根據(jù) GB T14486 1993 規(guī)定 參照下表 1 1 的收縮特性和選用的公差等級(jí) 可得到制件的公 差等級(jí)為 MT6 表 1 1 收縮特性和選用的公差等級(jí) 公差等級(jí) 標(biāo)準(zhǔn)公差尺寸 收縮率特性 值 S 高精度 一般精度 未標(biāo)準(zhǔn)公差尺寸 0 1 1 2 2 3 3 MT2 MT3 MT4 MT5 MT3 MT4 MT5 MT6 MT5 MT6 MT7 MT7 第 1 章 塑件材料的分析與塑件結(jié)構(gòu)工藝性的確定 2 1 1 2 塑件的表面質(zhì)量 塑件外表面要求粗糙度較低 表面光滑 內(nèi)表面要求更低點(diǎn) 而 PP 在不同加工方 法所能達(dá)到的表面的粗糙讀值為 0 1 1 6 m 因?yàn)閷?duì)表明粗糙度無(wú)特殊要求 為了方 便實(shí)際的加工 制造加工過(guò)程中可選擇 Ra 0 8 m 1 1 3 脫模斜度 因該塑件沒(méi)有設(shè)定脫模斜度 又該制件本身具有具有斜度 適合脫模 固塑件成型 部分的脫模不需脫模斜度 而其他輔助脫模的脫模斜度設(shè)定為 0 5 1 1 4 加強(qiáng)筋 該塑件高度較大 在頂部需要加強(qiáng)筋加強(qiáng)中間孔壁的強(qiáng)度 故設(shè)計(jì)有 4 條加強(qiáng)筋 1 1 5 側(cè)沉孔 該塑件有一個(gè)直徑為 3 4mm 和 6 7mm 的沉孔 需要使用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)來(lái)成型 通過(guò)以上分析可知 該制件結(jié)構(gòu)屬于中等程度 結(jié)構(gòu)工藝性合理 制件尺寸 精度一般 對(duì)應(yīng)的模具零件的尺寸加工容易保證 1 2 塑件材料的使用性能 聚丙烯 PP 為半結(jié)晶性樹脂 具有無(wú)毒 無(wú)味 密度小 是最輕的塑料 等特點(diǎn) 強(qiáng)度 剛度 硬度耐熱性均優(yōu)于 LDPE 低壓聚乙烯 可在 100 度左右使用 具有良好 的電性能和高頻絕緣性不受濕度影響 但低溫時(shí)變脆 不耐磨 光氧作用下易降解老 化 適于制作一般機(jī)械零件 耐腐蝕零件和絕緣零件 如電器絕緣材料 電氣制品的被 覆 機(jī)器包裝用薄皮 常見的酸 堿有機(jī)溶劑對(duì)它幾乎不起作用 可用于如容器 食 具等日常用具和其他如膠卷 水管等各種成型品 1 3 塑件材料的工藝性能 1 結(jié)晶料 濕性小 易發(fā)生融體破裂 長(zhǎng)期與熱金屬接觸易分解 2 流動(dòng)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(shí)容易取向 模具溫度低于 50 度時(shí) 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 4 PP 的成型工藝參數(shù) 1 注射成型過(guò)程 第 1 章 塑件材料的分析與塑件結(jié)構(gòu)工藝性的確定 3 1 成型前的準(zhǔn)備 對(duì) PP 的色澤 粒度和均勻度等進(jìn)行檢驗(yàn) 并進(jìn)行預(yù)熱 2 注射過(guò)程 塑件在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過(guò)加熱 塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后 由模具的主 系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型 其過(guò)程可分為充模 壓實(shí) 保壓 倒流和冷卻五個(gè)階段 2 PP 的注射工藝參數(shù)如表 1 2 所示 表 1 2 PP 注射工藝參數(shù) 溫度 C 80 100 壓力 MPa70 120干燥 處理 時(shí)間 h 3 4 注射 時(shí)間 s1 5 后部 160 180 壓力 50 60 中部 180 200 保壓 時(shí)間 20 50 料筒 溫度 前部 200 230 降溫固化時(shí)間 s15 30 注射機(jī)類型 螺桿式 成型周期 40 90 溫度 C 180 190 轉(zhuǎn)速 r min 1 30 60 噴嘴 結(jié)構(gòu) 直通式 螺桿 結(jié)構(gòu)形式 突變型 模具溫度 40 80 第 2 章 塑料成型工藝與設(shè)備的確定 4 第 2 章 塑料成型工藝與設(shè)備的確定 2 1 初步選擇注射成型設(shè)備 2 1 1 依據(jù)最大注射量初選設(shè)備 1 計(jì)算單個(gè)塑件的體積 通過(guò)根據(jù)制件的三維造型 利用三維軟件 Pro E 分析計(jì) 算得 塑件體積 3c15 2mV 塑 塑件質(zhì)量 g94 0 塑 式中取 PP 材料的密度 3 90 g 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(jì)之前是不能確定準(zhǔn)確的數(shù)值 但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按塑件體 積的 0 2 1 倍來(lái)估算 由于本次采用的流道較短 因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的 0 5 倍來(lái)估算 故以此注入模具腔塑料熔體的總同一級(jí) 即澆注系統(tǒng)的凝料和塑件體積 之和 為 3c2 1685 125 0mV 塑總 3 選擇注射機(jī) 根據(jù)第二步計(jì)算得出以此注入模具型腔的塑料總質(zhì)量 結(jié)合公式3c2 168mV 總 根據(jù)以上的計(jì)算 初步選定公稱注射量為3c9 08 368 總公 250 注射機(jī)型號(hào)為 XS ZY 250 的注射機(jī) 其主要參數(shù)見表 2 1 3cm 表 2 1 XS ZY 250 主要技術(shù)參數(shù) 標(biāo)稱注射容量 3c250 模板最大厚度 350 螺桿直徑 mm 50 模板最小厚度 m200 注射壓力 MPa130 模板尺寸 598 520 注射行程 m160 拉桿空間 Mm 448 370 注射速率 g s 110 鎖模形式 增壓式 注射時(shí)間 s 2 球半徑 18 注射方式 螺桿式 噴嘴 孔直徑 m4 螺桿轉(zhuǎn)速 r min 25 31 39 58 32 89 推出形式兩側(cè)退出時(shí) 中心距 中心及兩側(cè)推出 鎖模力 kN1800 電動(dòng)機(jī)功率 kW 18 5 最大成型面積 2cm500 機(jī)器外形尺寸 m 4 7 1 0 1 815 模板最大行程 500 第 2 章 塑料成型工藝與設(shè)備的確定 5 2 1 2 注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)的校核 1 注射壓力校核 由表 1 1 知 PP 所需注射壓力一般為 70 120 這里取 該注射MPaMPap10 機(jī)的公稱壓力 注射壓力安全系數(shù) 這里取 則 MPap130 公 4 25 1 k25 k 3012525 01 公pk 所以 注射機(jī)注射壓力合格 2 鎖模力校核 塑件在分型面上得投影面積 則塑A 2285 1754m 塑 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 即流道凝料 包括澆口 在分型面上得投澆 影面積 數(shù)值 是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積 的 0 2 0 5 倍 由于本次澆A澆 塑A 采用的流道較短 因此這里取 塑澆 A3 0 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總得投影面積 則總 1 3 x 12271 85 15953 40 塑塑塑澆塑總 1 3m 模具型腔內(nèi)的脹型力 則脹F kNpAF 81 3939802540 159 模總脹 式中 是型腔的平均計(jì)算壓力值 是模具型腔內(nèi)的壓力 通常取注射壓力的模P模P 20 40 大致范圍 25 40 對(duì)于容易成型的塑料制品應(yīng)取較小值 本塑件 Ma 采用 PP 根據(jù)表 2 2 故 取 25 模 根據(jù)表 2 1 可得該注射機(jī)的公稱鎖模力 鎖模力安全系數(shù)為kF1250 鎖 這里取 則2 1 2 k2 1 k 所以 注射機(jī)鎖模力合格 鎖脹脹 F 7 4839 對(duì)于其他安裝尺寸的校核要等到模架選定 結(jié)構(gòu)尺寸確定后方可進(jìn)行 表 2 2 常用塑料注射時(shí)型腔的平均壓力 塑件特點(diǎn) 舉 例 型腔平均壓力 MPa 容易成型塑件 PE PP PS 等薄厚均勻的日用 品 容器類 25 一般塑件 在模溫較高下 成型壁薄容器類 30 中等粘度塑料及有精度 要求的塑件 ABS POM 等有精度要求的零 件 如殼體等 35 高粘度塑料及高精度 難充型塑料 高精度的機(jī)械零件 如齒輪 凸 輪等 40 第 2 章 塑料成型工藝與設(shè)備的確定 6 2 2 塑件成型工藝參數(shù)的確定 電風(fēng)扇罩塑件注射成型采用的是 XS ZY 250 臥式注射機(jī) 螺桿轉(zhuǎn)速為 40 r min 電 風(fēng)扇罩注射成型工藝參數(shù)如表 2 3 所示 表 2 3 電風(fēng)扇罩塑件注射成型工藝卡片 廠名 資料編號(hào) 車間 料注射成型工藝卡片 共 1 頁(yè) 第一頁(yè) 零件名稱 電風(fēng)扇罩 材料牌號(hào) PP 設(shè)備型號(hào) XS ZY 250 裝配圖號(hào) EFC 01 材料定額 g 每模制件數(shù) 1 件 零件圖號(hào) EFC 10 單件質(zhì)量 g 94 10工裝號(hào) 設(shè)備 真空干燥機(jī) 溫度 80材料干燥 時(shí)間 h 2 料筒后段 160 220 料筒中段 180 200 料筒前段 160 180 料筒溫度 噴嘴 220 310 模具溫度 20 60 注射 2 保壓 15時(shí)間 s 冷卻 20 注射壓力 70 100 壓力 MPa 背壓 10 15 溫度 輔助 后處理 時(shí)間 min 時(shí)間定額 min 單件 10 處理 編制 校 對(duì) 審 核 第 3 章 分型面與澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 7 第 3 章 分型面與澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3 1 分型面的設(shè)計(jì) 3 1 1 分型面位置的確定 從模具結(jié)構(gòu)及成形工藝的角度出發(fā) 綜合 PP 原材料的工藝特性選擇了分型面的位 置如圖 3 1 所示 其中 分型面在型腔與定模墊板之間 是為側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)而設(shè)計(jì) 則在型芯與型腔之間 是為塑件的推出而設(shè)計(jì) 圖 3 1 分型面的位置 3 1 2 型腔數(shù)目與分布 1 按注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目 設(shè)注射機(jī)的最大注射量為 G g 單個(gè)制品的質(zhì)量為 W1 g 澆注系統(tǒng)的質(zhì)量為 W2 則型腔數(shù)目 n 為 28 115 2 08 8 012 W 由于塑件采用一般精度 同時(shí)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(fèi)用和各種成本費(fèi)等因素 故采用一模一腔的結(jié)構(gòu)形式 2 型腔排列形式確定 多型腔模具盡可能采用平衡式排列布置 且力求緊湊 并與澆口開設(shè)的部位對(duì)稱 而設(shè)計(jì)選擇的是一模一腔 故使用鑲嵌式型腔 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(jì)為一模一腔 根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形狀 推出機(jī)構(gòu)擬采 用脫模板推出的推出形式 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí) 采用輪輻式澆口 從塑件內(nèi)側(cè)面上注射 因此 定模部分不需要單獨(dú)開設(shè)分型面取出凝料 動(dòng)模部分需添加型芯固定板 動(dòng)模 墊板和脫模板 由上述綜合分析可確定選用帶脫模板的注射模 第 3 章 分型面與澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8 3 2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3 2 1 主流道設(shè)計(jì) 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處 它將注射機(jī)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(dòng)和開模時(shí)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(dòng)速度和充模時(shí)間 另外 由于其與高溫 塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸 因此設(shè)計(jì)中成可拆卸更換的澆口套 澆口套與定模 座板的配合一般按照 H7 k6 過(guò)渡配合 其一般采用 T8A 或 T10A 材料 熱處理硬度為 50 55HRC 可直接從市場(chǎng)上購(gòu)買 1 主流道尺寸 1 主流道的長(zhǎng)度 小型模具 應(yīng)盡量小于 60mm 先取 30mm 進(jìn)行設(shè)計(jì) 主L 2 主流道小端直徑 d 注射機(jī)噴嘴尺寸 0 5 1 mm 4 1 mm 5mm 3 主流道大端直徑 d d 2 tan 8mm 式中 3 主 4 主流道球面半徑 注射機(jī)噴嘴球頭尺寸 1 2 mm 18 1 mm 19mm0SR 5 球面的配合高度 一般為為 3 5mm 故取 h 3mm 2 主流道的凝料體積 3322 01 5 4 014 3 cmrLV 主主主主主主 3 主流道當(dāng)量半徑 mR5 3 4主 4 主流道澆口套的形式 主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件可選購(gòu) 主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸 易磨損 對(duì)材料的要求較嚴(yán)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(jì)成一個(gè) 整體 但考慮上述因素通常仍然將其分開來(lái)設(shè)計(jì) 以便于拆卸更換 同時(shí)也便于選用 優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理 設(shè)計(jì)中澆口套常采用碳素工具鋼 T8A 或 T10A 熱 處理淬火表面硬度為 50 55 其結(jié)構(gòu)形式如圖 3 2 所示 HRC 圖 3 2 澆口套的結(jié)構(gòu)形式 第 3 章 分型面與澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9 3 2 2 分流道設(shè)計(jì) 1 分流道的布置形式 考慮到流道內(nèi)壓力損失和熔體溫度降低等情況 還要注意減小分流道的容積和壓 力平衡 因此采用輻射式分流道 其布置形式如圖 3 3 所示 2 分流道的長(zhǎng)度 由于流道設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單 根據(jù)型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 分流道較短 故設(shè)計(jì)時(shí)可適當(dāng)選小一 些 單邊分流道長(zhǎng)度 L 分取 11mm 3 分流道的當(dāng)量直徑 該塑件的質(zhì)量 86mm 用剛度計(jì)算公式 r 86mm 用強(qiáng)度計(jì)算公式 顯然應(yīng)采用 強(qiáng)度計(jì)算公式則將以上數(shù)據(jù)代入公式得 按強(qiáng)度要求計(jì)算型腔壁厚 mS89 2 則凹模側(cè)壁厚度取 6 凹模側(cè)壁是采用嵌件 為結(jié)構(gòu)緊湊 這里凹模嵌件單邊厚選 17 5mm 由于型腔采 用單個(gè)布置 故型腔壁厚滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 而型腔與模具周邊的距離由模板的外形尺寸 來(lái)確定 根據(jù)估算模板平面尺寸選用 315 315 它比型腔布置的尺寸大得多 所以完全滿足強(qiáng)度和剛度要求 4 2 6 動(dòng)模墊板厚度的確定 動(dòng)模墊板厚度和所選模架的兩個(gè)墊塊之間的跨度有關(guān) 根據(jù)前面的型腔布置 模 架應(yīng)選 315 315 這個(gè)范圍之內(nèi) 而實(shí)際生產(chǎn)的規(guī)格模架中最接近的尺寸為m 300 300 墊塊之間的跨度大約為 300 50 50 200 所以 根據(jù)型mm 腔布置及型芯對(duì)動(dòng)模墊板的壓力 可得動(dòng)模墊板的厚度 ELpATP 93 6503 10 286574054 54 0 1531 式中 是動(dòng)模墊板剛度計(jì)算需用變形量 miP 2 23 25 11 是兩個(gè)墊塊之間的距離 約 200 是動(dòng)模墊板的長(zhǎng)度 取 300mm A 是型Lm1L 芯投影到動(dòng)模墊板上的面積 型芯所受壓力的面積為 2221 865 07441 3DA 對(duì)于此動(dòng)模墊板計(jì)算尺寸相對(duì)于小型模具來(lái)說(shuō)還可以再小些 可以增加 1 根支撐 柱來(lái)進(jìn)行支撐 故可以近似得到動(dòng)模墊板厚度 mTnT16 259 0213 434 因此動(dòng)模墊板可按照標(biāo)準(zhǔn)厚度取 32 m 第 5 章 推出機(jī)構(gòu)及側(cè)抽機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 16 第 5 章 脫模機(jī)構(gòu)及側(cè)抽機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 塑件在從模具上取下以前 還有一個(gè)從模具的成型零件上脫出的過(guò)程 使塑件從成 型零件上脫出的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu) 它包括以下幾個(gè)部分 脫模力的計(jì)算 推出機(jī)構(gòu) 復(fù)位機(jī)構(gòu)等的機(jī)構(gòu)形式 安裝定位 尺寸配合以及某些機(jī)構(gòu)所需的強(qiáng)度 剛度或穩(wěn)性 校核 在設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)時(shí) 應(yīng)遵守以下幾個(gè)原則 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè) 保證塑件不因推出而變形損壞 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單動(dòng)作可靠 良好的塑件外殼 合模時(shí)的正 確定位 5 1 推出方式和脫模順序的確定 由于塑料件收縮時(shí)包緊型芯 且塑件外形為筒形 故本塑件采用脫模板推出的方 式 脫模板推出面積大 塑件不易變形 表面無(wú)推出痕跡 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 模具無(wú)需設(shè)置 復(fù)位桿 脫模板推出時(shí)為了減小脫模板與型芯的摩擦 設(shè)計(jì)中在用脫模板與型芯之間 留 0 2 的間隙 并采用錐面配合 可以防脫模板因偏心而產(chǎn)生溢料 同時(shí)避免了脫m 模板與型芯產(chǎn)生摩擦 錐面的斜度約取 5 10 圖 5 1 拉勾壓板式順序脫模機(jī)構(gòu) 因?yàn)橛谢瑝K安裝在定模板上 所以設(shè)計(jì)時(shí)需有順序脫模機(jī)構(gòu) 這是此模具設(shè)計(jì)的 關(guān)鍵點(diǎn) 第一次開模將側(cè)抽芯抽離塑件 第二次開模則由脫模板將塑件從凸模鑲件上 脫下 本設(shè)計(jì)中選用了壓板拉鉤式順序脫模機(jī)構(gòu) 其組成有限位螺釘 28 彈簧 29 壓 板 30 拉鉤 31 等 壓板用螺釘固定在定模墊板上 而拉鉤的頭部 無(wú)鉤的一端 有彈 簧與定模扳連接 中間則有轉(zhuǎn)軸固定使其能轉(zhuǎn)動(dòng) 其示意圖如圖 5 1 所示 第 5 章 推出機(jī)構(gòu)及側(cè)抽機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 17 開模后 塑件會(huì)包緊型芯 留在動(dòng)模一側(cè) 由于拉鉤 31 的連接作用 首先由 間分型面分開 斜導(dǎo)柱帶動(dòng)斜滑塊 而斜滑塊又連接著側(cè)抽芯 故側(cè)抽芯先脫離了 塑件 至彈簧鋼球終止滑塊的滑動(dòng)為止 接著是壓板 30 迫使拉鉤 31 轉(zhuǎn)動(dòng) 并與動(dòng)模 墊板 14 脫鉤 同時(shí)限位螺釘 28 起作用 于是模具從 分型面分開 最后推板帶動(dòng) 由推桿連接的脫模板推出塑件 從而完成整個(gè)脫模過(guò)程 5 2 脫模力的確定 5 2 1 脫模力的計(jì)算 因?yàn)閳A形塑件的內(nèi)孔半徑與壁厚之比 109238 tr 所以 此塑件視為薄壁圓筒塑件 故脫模力為 AKftESLF 1 01tancos22 09 3 01tan5 cos5754 3 N69 式中 是塑料的彈性模量 是塑料成型的平均收縮率 是塑EMPaS t 件的壁厚 是被包型芯的長(zhǎng)度 是塑料的泊松比 是脫模斜度mLm 是塑料與鋼材之間的摩擦因數(shù) 是型芯的平均半徑 是塑件在開模方向f rA 垂直的平面上得投影面積 mm2 當(dāng)塑件底部有通孔時(shí) A 項(xiàng)為 0 查表可得 1350 1 75 115mm 0 32 1 0 5 38mm 0 是由ES fr2K 和 決定的無(wú)因次數(shù) f 9 1cos1sin5 01cosin12 fK 5 2 2 校核推出機(jī)構(gòu)作用在塑件上的單位壓力 1 推出面積 3222 c4 9 4 34 mdDA 2 推出應(yīng)力 抗壓強(qiáng)度 MPaF89 1 7 所以校核合格 5 3 脫模板厚度的計(jì)算 為了使制件在推出時(shí)不發(fā)生表形 采用脫模板推出的結(jié)構(gòu)形式 脫模板在塑料件 的整個(gè)周邊端面上進(jìn)行推出 作用面積大 推出力大而且均勻 動(dòng)作平穩(wěn)順暢 推出 過(guò)程保證了塑件的質(zhì)量 第 5 章 推出機(jī)構(gòu)及側(cè)抽機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 18 按剛度要求計(jì)算脫模板厚度 按強(qiáng)度要求計(jì)算脫模板厚度 3121 ERFkH脫 21 脫FkH 式中 H 是脫模板厚度 mm F 脫 是脫模力 N R 是推桿軸線到脫模板中心距 離 mm k1 與 k2 是與 R r 相關(guān)的系數(shù) 按表 4 26 選取 其中 r 為脫模板環(huán)形內(nèi)孔 或型芯 半徑 E 是鋼材彈性模量 MPa 是脫模板中心允許的最大變形量 mm 0 一般取塑件在推出方向上的公差的 1 10 1 5 是鋼材的需用應(yīng)力 MPa 經(jīng)查得 R r 2 k2 0 753 160MPa 而脫模力由前計(jì)算可得 F 22995 56N 采用強(qiáng)度計(jì)算可得 H 10 40mm 設(shè)計(jì)過(guò)程中取脫模板的厚度 t 16mm 5 4 側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 因在注塑件上部有一個(gè)沉孔 在模具上成型該沉孔的零件就必須制作成可以側(cè)向 移動(dòng)的 為了使模具在脫模具過(guò)程中能夠順利的脫模 因此必須采用側(cè)向分型與抽芯 機(jī)構(gòu) 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)根據(jù)動(dòng)力來(lái)源的不同 有機(jī)動(dòng) 液壓或氣動(dòng)以及手動(dòng)等三大 類 本塑件采用機(jī)動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu) 它是利用注射機(jī)開模力作為動(dòng)力 通過(guò)有關(guān) 傳動(dòng)零件使力作用于側(cè)向成型零件而將模具側(cè)向分型或把側(cè)向型芯從塑料制件中抽出 合模時(shí)又靠它使側(cè)向成型零件復(fù)位 根據(jù)傳動(dòng)零件的不同 這類機(jī)構(gòu)可分為斜導(dǎo)柱 彎銷 斜導(dǎo)槽 斜滑塊和齒輪齒條等許多不同類型的側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu) 本次設(shè)計(jì) 選用斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu) 該種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 制造方便 安全可靠 勞動(dòng)強(qiáng)度小 生產(chǎn)效率高 借助機(jī)床開模 行程來(lái)完成抽芯動(dòng)作 廣泛用于延時(shí)抽芯或接近分型面抽芯力不大的型芯 斜導(dǎo)柱的 使用材料為 T8A 由于斜導(dǎo)柱經(jīng)常和滑塊摩擦 所以 其熱處理硬度要求為 55 58HRC 表面粗糙度值低于 Ra0 4 m 斜導(dǎo)柱與其固定板之間采用過(guò)渡配合形式 H7 k6 5 4 1 抽芯距的計(jì)算 側(cè)抽芯的傾斜角 20 一般 的選取范圍為 15 22 20 或 22 選用最 多 抽芯距 S h 2 3 mm 11 2 5 13 5mm h 為塑件側(cè)孔深度或凸臺(tái)高度 有效長(zhǎng)度 L4 s sin 39 5mm 取 40mm 開模距 H s tan 37 1mm 取 38mm 實(shí)際的模具中工作長(zhǎng)度 L 取 48mm 第 5 章 推出機(jī)構(gòu)及側(cè)抽機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 19 5 4 2 抽芯力和斜導(dǎo)柱直徑的計(jì)算 抽芯力是將側(cè)型芯從制品中抽出所需的力 剛開始抽芯所克服的阻力稱為初始抽 芯力 繼續(xù)將全部側(cè)芯抽出所需的力稱為相續(xù)抽芯力 相續(xù)抽芯力通常小于初始抽芯 力 故設(shè)計(jì)時(shí)以初始抽芯力為準(zhǔn) 影響初始抽芯力的主要因素有 a 成型芯表面積愈大 包緊力愈大 因而抽芯力就愈大 方形成型芯比圓形成型 芯抽芯力大 當(dāng)制品一面有兩個(gè)以上的孔時(shí) 抽芯力更大 成型芯距離愈大 收縮愈 大 抽芯力也就愈大了 b 制品壁愈厚 收縮就愈大 抽芯力也愈大 c 制品塑料的收縮率大 成型芯摩擦系數(shù)大 抽芯力就大 d 成型芯表面粗糙度低脫模斜度大 抽芯力就小 反之抽芯力就大 e 注射力小保壓壓力小 冷卻時(shí)間短 則抽芯力小 反之 抽芯力就大 抽芯力可用如下簡(jiǎn)化公式進(jìn)行計(jì)算 sinco hpFc 式中 c 側(cè)抽芯成型部分的截面平均周長(zhǎng) m h 側(cè)抽芯成型部分的高度 m p 塑料件對(duì)側(cè)抽芯的收縮應(yīng)力 包緊力 一般模內(nèi)冷卻的塑件 p 0 8 1 2 10 7Pa 模外為 2 4 3 9 10 7Pa 塑料在熱狀態(tài)對(duì)鋼的摩擦因數(shù) 一般 0 15 0 2 斜導(dǎo)柱的斜度 經(jīng)查表及計(jì)算可得 c 0 022m h 0 0135m p 3 10 7Pa 0 18 20 計(jì)算得抽芯力 Fc 1541N 斜導(dǎo)柱彎曲力 1640N cos CFN 對(duì)于圓形橫截面的斜導(dǎo)柱 其直徑 d mm 為 mNLd16 034 由以上計(jì)算可知 斜導(dǎo)柱的工作結(jié)構(gòu)及相關(guān)尺寸由圖 5 1 所示 圖 5 1 斜導(dǎo)柱的工作結(jié)構(gòu)圖 5 2 斜滑塊的剖面尺寸圖 第 5 章 推出機(jī)構(gòu)及側(cè)抽機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 20 5 4 3 滑塊的設(shè)計(jì) 1 活動(dòng)型芯與滑塊的連接方式 制件中的沉孔可用側(cè)型芯成型 而側(cè)型芯經(jīng)過(guò)型腔 與滑塊通過(guò)銷釘連接 其連接 方式如圖 5 1 所示 滑塊的剖面結(jié)構(gòu)和尺寸則如圖 5 2 所示 2 滑塊的導(dǎo)滑形式 為了使滑塊在導(dǎo)滑槽中的活動(dòng)順利平穩(wěn) 不發(fā)生卡滯 跳動(dòng)等現(xiàn)象 選擇了如圖 5 3 所示的導(dǎo)滑形式 圖 5 3 滑塊導(dǎo)滑形式圖 5 4 滑塊的彈簧鋼球式定位裝置 3 滑塊的導(dǎo)滑長(zhǎng)度 由于滑塊的導(dǎo)滑槽即是整個(gè)滑塊的長(zhǎng)度 所以其導(dǎo)滑長(zhǎng)度 L 遠(yuǎn)大于其寬度 B 的 1 5 倍 滑塊完成抽芯動(dòng)作后必定會(huì)繼續(xù)留在導(dǎo)滑槽內(nèi) 并保證了在導(dǎo)滑槽內(nèi)的長(zhǎng)度 l 不 小于滑塊的全長(zhǎng)的 2 3 圖 5 1 中虛線所示為導(dǎo)滑槽長(zhǎng)度 4 滑塊的定位裝置 為了保證在合模時(shí)斜導(dǎo)柱的伸出端可靠地進(jìn)入滑塊的斜孔 滑塊在抽芯后的終止 位置必須定位 即必須停留在固定位置 本設(shè)計(jì)中選擇彈簧鋼球式定位裝置來(lái)定位滑 塊 其加工簡(jiǎn)單 安裝方便 占位小 適用于中小型滑塊 此處滑塊上使用 2 個(gè)彈簧 鋼球均衡排位來(lái)定位 使滑塊受力平均 其裝置結(jié)構(gòu)如圖 5 4 所示 5 5 模具工作過(guò)程 模具工作過(guò)程為 模具閉合 熔融塑料由噴嘴注射入型腔 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的保壓和 冷卻定型后開模 開模時(shí)壓板拉鉤式順序脫模機(jī)構(gòu)作用下 先從 分型面 分型面 位置如圖 5 5 所示 處打開 滑塊在斜導(dǎo)柱的作用下與側(cè)抽芯一起完成抽芯 繼續(xù)開 模至壓板迫使拉鉤轉(zhuǎn)動(dòng) 拉鉤脫離動(dòng)模墊板 至限位螺釘起作用 這時(shí)再?gòu)?分型 面處分開 主流道凝料從澆口套中脫離 隨塑件留在動(dòng)模一側(cè)的型芯上 繼續(xù)開模到 一定距離 注塑機(jī)推板前進(jìn) 帶動(dòng)推桿推動(dòng)脫模板使塑件脫離型芯 實(shí)現(xiàn)塑件頂出 合模時(shí) 動(dòng)模側(cè)前進(jìn) 脫模板與定模板相遇后 模具脫模機(jī)構(gòu)和側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)復(fù)位 完成一個(gè)注射成型周期 第 5 章 推出機(jī)構(gòu)及側(cè)抽機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 21 圖 5 5 分型面位置示意圖 第 6 章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 22 第 6 章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 6 1 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的相關(guān)計(jì)算 6 1 1 冷卻介質(zhì) 查表可知 PP 成型溫度及模具溫度分別為 160 260 和 40 60 所以 模具C 溫度初步選定為 50 用常溫水對(duì)模具進(jìn)行冷卻 C 6 1 2 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 1 單位時(shí)間內(nèi)注入模具中得塑料熔體的總質(zhì)量 W 1 塑料制品的體積 392 1028 916 0 1cmnVV 塑分主 2 塑料制品的質(zhì)量 kgm 83 9 2 0 3 因?yàn)樽⑸鋾r(shí)間 由表 4 34 冷卻時(shí)間 脫模時(shí)間st注 st3冷 則注射周期 由此得每小時(shí)注射st8 脫 tt 820 脫冷注 次數(shù) 次13 6N 4 單位時(shí)間內(nèi)注入模具中得塑料熔體的總質(zhì)量 hkgmW 8 09 2 確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時(shí)所放出的熱量 查表 4 35 直接可知 PP 的單位SQ 熱流量的 kgJQS 59 3 冷卻水的體積流量 設(shè)冷卻水道入水口的水溫為 出水口的水溫qVC 2 為 取水的密度 水的比熱容 則根據(jù)公C 21 3 10mkg kgJc 187 4 式可得 min 03 925187 469060 321c WqVs 冷卻水路的直徑 由于 查表 4 32 可知 根據(jù)塑件的壁厚 din 30qV 應(yīng)取模具冷卻水孔的直徑 m 5 冷卻水在管內(nèi)的流速 v smd qVv 94 10 14 360960422 冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù) 因?yàn)槠骄疁貫?23 5 hC 所以 查表 4 31 可得 則有 7 f 2 0 8 02 08 194617 4 dvfh ChmkJ 23 5 8 第 6 章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 23 7 冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積 A 23 094 25501 289 mhWQAs 8 模具所需冷卻水管得總長(zhǎng)度 L mdL 94 4 309 9 冷卻水道的根數(shù) 設(shè)每條水道的長(zhǎng)度為 則冷卻水道的根數(shù)為xl150 根1 20 lx 有上述計(jì)算可以看出 兩條冷卻水道對(duì)于模具來(lái)說(shuō)顯然不合適 因此為了提高生 產(chǎn)效率 凹模和型芯都應(yīng)得到充分的冷卻 6 2 冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 6 2 1 型腔冷卻水道結(jié)構(gòu) 型腔的冷卻由型腔鑲件上的三條 10mm 環(huán)形立體冷卻水道完成 其結(jié)構(gòu)和水道路 線如圖 5 1 圖 6 1 型腔冷卻水道結(jié)構(gòu)和路線圖 6 2 2 型芯冷卻水道結(jié)構(gòu) 型芯的冷卻由型芯鑲件 02 上的立體環(huán)形冷卻水道完成 其結(jié)構(gòu)和水道路線如圖 5 2 型芯與支 撐板之間用密封圈密封 圖 6 2 型芯冷卻水道結(jié)構(gòu)和路線 第 7 章 模架及導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 24 第 7 章 模架及導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)和尺寸的要求 模具型腔布局 凹模壁厚 導(dǎo)柱 導(dǎo)套的布置等 查 塑料注塑模具的標(biāo)準(zhǔn)模架手冊(cè) 可選擇 A4 型標(biāo)準(zhǔn)模架 315 315 m 7 1 各模板尺寸的確定 1 A 板尺寸 A 板式定模型腔板 塑件高度為 115 由塑件的模板設(shè)計(jì)可知 A 板厚度取 115 m 2 B 板尺寸 B 板是型芯固定板 按模架標(biāo)準(zhǔn) 厚度取 25 m 3 C 板 墊塊 尺寸 墊塊 推出行程 推板厚度 推桿固定板厚度 5 10 21 20 16 5 10 62 67 由模架標(biāo)準(zhǔn)選擇 C 為 80 m 經(jīng)上述尺寸的計(jì)算 模架尺寸確定為 315 315 W L 模架形式為 A4 型的標(biāo)準(zhǔn)模架 其外形尺寸 寬 長(zhǎng) 高 315 315 344mm 由此選擇實(shí)際生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)模架尺寸為 300 300 344mm W1 L H 7 2 模架各尺寸的校核 1 模具平面尺寸 315 315 448 370 拉桿間距 校核合格 m m 2 模具高度尺寸 344 200 344 350 模具的最大厚度和最小厚 度 校核合格 3 模具的開模行程 500 mHS 205 105 410 5321 開模行程 校核合格 m 7 3 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要功能是保證其動(dòng)模部分和定模部分在模具工作時(shí) 能夠進(jìn)行正確的 導(dǎo)向與定位 有時(shí)在頂出機(jī)構(gòu)中設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 為了使模具的頂出機(jī)構(gòu)平穩(wěn)的工作 在該模具的設(shè)計(jì)時(shí)主要采用導(dǎo)柱和導(dǎo)套的結(jié)構(gòu) 導(dǎo)柱布置在模具的四周 并且采 用對(duì)稱等徑布置 導(dǎo)柱和導(dǎo)套采用 T8 碳素工具鋼 淬火處理 配合面的 Ra 值要求為 0 4 m 而固定部分的 Ra 值要求為 0 8 m 導(dǎo)柱滑動(dòng)部分的配合精度按 H7 g6 間隙 配合 導(dǎo)柱固定部分的配合精度按 H7 k6 過(guò)渡配合 導(dǎo)套外徑的配合精度按 H7 k6 過(guò)渡配合 由于模具所成型的塑件比較簡(jiǎn)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) 第 8 章 成型零件的加工 25 第 8 章 成型零件的加工 成型零件分為標(biāo)準(zhǔn)成型零件和非標(biāo)準(zhǔn)成型零件 在實(shí)際加工中必須對(duì)成型零件進(jìn) 行加工工藝規(guī)劃 本設(shè)計(jì)還對(duì)部分非標(biāo)準(zhǔn)成型零件進(jìn)行加工模擬仿真 所使用的軟件 為美國(guó) CNC Software INC 所研究開發(fā)的 CAD CAM 系統(tǒng)的 Mastercam 軟件 此是最經(jīng)濟(jì) 有效的全方位軟件系統(tǒng)之一 被包括美國(guó)在內(nèi)的各工業(yè)大國(guó)皆一致采用 作為設(shè)計(jì) 加工制造的標(biāo)準(zhǔn) 8 1 非標(biāo)準(zhǔn)成型零件加工工藝規(guī)劃 在非標(biāo)準(zhǔn)成型零件的加工主要是三個(gè)成型零件和一個(gè)用于設(shè)置水道的型芯鑲件 具體加工工藝規(guī)劃在表 8 1 到表 8 4 型芯鑲件 01 為型芯成型塑件內(nèi)部的部分 其外形尺寸如表 4 3 凸模徑向尺寸表 表 4 5 凸模高度尺寸表 所示 加工工藝規(guī)劃則如表 8 1 所示 表 8 1 型芯鑲件 01 的加工工藝卡 產(chǎn)品型號(hào) 機(jī)電工程學(xué)院 型芯鑲件 01 機(jī) 械 加 工 工 藝 過(guò) 程 名稱 型號(hào)及規(guī)格 毛坯種 類 毛坯尺寸 mm 毛重 kg材 料 3Cr2Mo 圓鋼 132 164 凈重 kg 工藝裝備名稱與編號(hào)序 號(hào) 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 設(shè)備 夾具 量具 刃具 輔具 1 粗車 粗車外腔和內(nèi)部的 70 105 mm 留 1mm 的加工余量 車床 三爪卡盤 游標(biāo) 卡尺 車刀 2 半精車 半精車外腔和內(nèi)部的 70 105 mm 留 0 3mm 的加工余量 車床 專用夾具 游標(biāo) 卡尺 車刀 3 銑 銑出上部的各個(gè)槽和底部的密封圈所使 用的槽 銑刀 4 熱處理 表面滲碳淬火 5 磨削 磨削外腔 專用夾具 游標(biāo) 卡尺 6 精車 精車內(nèi)部的 70 105 mm 車床 游標(biāo) 卡尺 車刀 7 鉗 去毛刺 第 8 章 成型零件的加工 26 型芯鑲件 02 是為用于冷卻型芯而設(shè)計(jì)的便于加工水道的部分 其外形尺寸為 70 105 水道路線如圖 6 2 型芯冷卻水道結(jié)構(gòu)和路線 所示 加工工藝規(guī)劃則如 表 8 2 所示 表 8 2 型芯鑲件 02 的加工工藝卡 產(chǎn)品型號(hào) 機(jī)電工程學(xué)院 型芯鑲件 02 機(jī) 械 加 工 工 藝 過(guò) 程 名稱 型號(hào)及規(guī)格 毛坯種類 毛坯尺寸 mm 毛重 kg材 料 45 圓鋼 72 108 凈重 kg 工藝裝備名稱與編號(hào)序 號(hào) 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 設(shè)備 夾具 量具 刃具 輔具 1 粗車 粗車外徑至 71 mm 車床 三爪卡盤 游標(biāo) 卡尺 外圓 車刀 2 半精車 半精車外徑至 70 3 mm 車床 三爪卡盤 游標(biāo) 卡尺 外圓 車刀 3 精車 精車外徑至 70 mm 車床 三爪卡盤 外徑 千分 尺 外圓 車刀 4 車 車環(huán)形槽 10 mm 車床 三爪卡盤 游標(biāo) 卡尺 切槽 刀 5 銑 銑出頂端的環(huán)形槽和沿軸向的 10 的螺 旋槽 專用銑夾 具 游標(biāo) 卡尺 8 立 銑刀 6 鉆 鉆各個(gè) 10 mm 孔 專用夾具 7 鉗 去毛刺 側(cè)型芯是為塑件側(cè)面沉孔而設(shè)計(jì) 因塑件沉孔與中心孔是曲面連接 故設(shè)計(jì)和加 工規(guī)劃時(shí)要特別注意側(cè)型芯小端側(cè)面的曲面 其加工工藝規(guī)劃則如表 8 3 所示 凹模鑲件為型芯成型塑件內(nèi)部的部分 其外形尺寸如表 4 2 凹模徑向尺寸表 表 4 4 凹模深度尺寸表 所示 加工工藝規(guī)劃則如表 8 4 所示 第 8 章 成型零件的加工 27 表 8 3 側(cè)型芯件的加工工藝卡 產(chǎn)品型號(hào) 機(jī)電工程學(xué)院 側(cè)型芯 機(jī) 械 加 工 工 藝 過(guò) 程 名稱 型號(hào)及規(guī)格 毛坯種類 毛坯尺寸 mm 毛重 kg材 料 3Cr2Mo 圓鋼 8 84 凈重 kg 工藝裝備名稱與編號(hào)序 號(hào) 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 設(shè)備 夾具 量具 刃具 輔具 1 粗車 粗車外徑和長(zhǎng)度至 7 78 mm 和 4 3 5 mm 車床 三爪卡 盤 千分尺 游標(biāo)卡尺 外圓車 刀 3 鉆 鉆 4 mm 孔 專用夾 具 4 熱處理 表面滲碳淬火 5 精車 精車外徑和長(zhǎng)度至 6 7 77 mm 和 3 4 3 5 mm 車床 三爪卡 盤 千分尺 游標(biāo)卡尺 外圓車 刀 6 銑 沿軸向銑出外徑 3 4 mm 端的側(cè)面 長(zhǎng)至 3 mm 加工出曲面 銑床 專用銑 夾具 千分尺 游標(biāo)卡尺 22 立銑刀 7 鉗 去毛刺 表 8 4 凹模的加工工藝卡 產(chǎn)品型號(hào) 機(jī)電工程學(xué)院 型芯 機(jī) 械 加 工 工 藝 過(guò) 程 名稱 型號(hào)及規(guī) 格 毛坯種 類 毛坯尺寸 mm 毛重 kg材 料 3Cr2Mo 半成品 160 160 116 凈重 kg 工藝裝備名稱與編號(hào)序 號(hào) 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 設(shè)備 夾具 量具 刃具 輔具 1 粗銑 粗銑型腔 留 0 5mm 的加工余量 加工中心 平口鉗 銑刀 2 精銑 精銑型腔 留 0 1mm 的加工余量 加工中心 平口鉗 銑刀 3 熱處理 型腔滲碳淬火 4 精加工 型腔的電火花成型加工 3 鉆孔 水路 孔系的加工 注意其位置精度 要求 加工中心 平口鉗 鉆頭和 鉸刀 4 鉗 去毛刺 第 8 章 成型零件的加工 28 8 2 成型零件數(shù)控加工工藝單 型腔數(shù)控加工程序單如表 8 5 加工程序單參見附錄 2 表 8 5 型腔加工程序單 數(shù)控加工程序單 模具編號(hào) 工件名稱 姓名 學(xué)號(hào) 編程日期 文件檔名 電風(fēng)扇罩 李堅(jiān)強(qiáng) 08024180117 2012 05 29 EFC 序號(hào) 程序名 加工方式 刀具 切削深度 理論加工進(jìn)給 r min 時(shí)間 備注 1 EFC 01 鉆孔 12mm 鉆頭 Z 116mm 500 42s 鉆孔 2 EFC 02 一般挖槽 12mm 平刀 Z 116mm 500 49min34s 開粗 3 EFC 04 等高外形 8mm 平刀 Z 97 11mm 500 355min26s 精加工 4 EFC 05 等高外形 8mm 平刀 Z 116mm 500 11min31s 精加工 5 EFC 03 開放式輪 廓 挖槽 8mm 平刀 Z 97 11mm 500 6min3s 精加工 裝夾示意圖 1 工件用虎鉗裝夾 擺放方式如圖 2 工件頂面高于鉗口至少 50mm 3 X Y 分中 Z 以工件頂面為原點(diǎn) 第 8 章 成型零件的加工 29 8 3 成型零件加工仿真圖 型腔加工仿真路線圖和實(shí)體加工圖如圖 8 1 至圖 8 8 圖 8 1 型腔總加工路線圖 圖 8 2 鉆孔仿真加工圖 圖 8 3 一般挖槽仿真加工路線圖 圖 8 4 一般挖槽仿真加工圖 圖 8 5 等高外形仿真加工路線圖 圖 8 6 等高外形仿真加工圖 第 8 章 成型零件的加工 30 圖 8 7 等高外形仿真加工路線圖 圖 8 8 等高外形仿真加工圖 設(shè)計(jì)總結(jié) 31 設(shè)計(jì)總結(jié) 本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)電風(fēng)扇罩塑料進(jìn)行注射成型模具設(shè)計(jì) 在注塑模具的設(shè)計(jì) 計(jì)算方面 首先分析了塑件的形狀尺寸特點(diǎn) 然后確定工藝 方案 注射機(jī)型號(hào)的選擇 分型面 澆注系統(tǒng) 凹模 凸模 導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 推出部分 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)和冷卻部分的設(shè)計(jì) 根據(jù)確定的分型面模具 選擇標(biāo)準(zhǔn)模架 最 后繪制模具的總裝配圖和所需的凹模 凸模零件圖 在繪圖過(guò)程中 主要是運(yùn)用 AutoCAD 軟件繪制 2D 圖 通過(guò) Pro E 軟件建立塑件 3D 模型 并進(jìn)行開模動(dòng)作模擬仿真 制訂模具加工工藝 通過(guò) CAM 軟件生成模具型腔的刀 具路徑并進(jìn)行加工模擬仿真 這為更進(jìn)一步地熟練掌握專業(yè)的繪圖分析技巧 提供了 有利的環(huán)境 在這次塑料注射模的畢業(yè)設(shè)計(jì)中 不僅鞏固了之前所學(xué)的知識(shí) 還加深了對(duì)模具 設(shè)計(jì)的理解和對(duì)相關(guān)軟件的應(yīng)用 這是對(duì)過(guò)去所學(xué)知識(shí)的一次綜合運(yùn)用 也是對(duì)過(guò)去 所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行了一次系統(tǒng)的復(fù)習(xí)與應(yīng)用 使我更加熟練掌握了模具設(shè)計(jì)的基本方法 與步驟 讓我明白厚厚的書會(huì)越讀越薄 是因?yàn)闀系膬?nèi)容裝進(jìn)了腦子里 而讀薄了 的書會(huì)越讀越厚 是因?yàn)闀系幕A(chǔ)知識(shí)結(jié)合了實(shí)際應(yīng)用 豐富了所學(xué)內(nèi)容 一個(gè)良好的設(shè)計(jì)思路往往可以省掉一大半的時(shí)間 通過(guò)此次設(shè)計(jì) 我學(xué)到了在行 動(dòng)前須整理好思路 而合理良好的思路往往能事半功倍 如在一開始就先理清冷卻系 統(tǒng)中的水道的走法 側(cè)抽機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和可能會(huì)出現(xiàn)的干涉問(wèn)題 從而能在設(shè)計(jì)計(jì) 算時(shí)就能及時(shí)避免 節(jié)省了后面需要回來(lái)修改的時(shí)間 通過(guò)本次的畢業(yè)設(shè)計(jì) 我會(huì)在以后的工作中將理論與實(shí)際的內(nèi)容相結(jié)合 在工作 中不斷完善自己 使自己在各個(gè)方面都有所提高 同時(shí) 非常感謝指導(dǎo)老師陶筱梅副 教授的悉心指導(dǎo) 在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中 老師關(guān)心我的設(shè)計(jì)情況 督促我按時(shí)完成 設(shè)計(jì)進(jìn)度 使我能順利的完成該畢業(yè)設(shè)計(jì) 在此 我真誠(chéng)地向老師說(shuō)聲 陶老師 謝謝您 設(shè)計(jì)總結(jié) 32 參考文獻(xiàn) 1 上海模具技術(shù)協(xié)會(huì)著 塑料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)大全 M 杭州 浙江科學(xué)技術(shù)出版社 2006 2 王孝培主編 塑料成型工藝及模具簡(jiǎn)明手冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2000 3 黨根茂主編 模具設(shè)計(jì)與制造 M 西安 西安電子科技大學(xué)出版社 1997 4 陳萬(wàn)林等主編 實(shí)用塑料注射模具設(shè)計(jì)與制造 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2002 5 賈潤(rùn)禮等主編 實(shí)用注塑模設(shè)計(jì)手冊(cè) M 北京 中國(guó)輕工業(yè)出版社 2002 6 德 E 林納主編 注射成型模具設(shè)計(jì) 108 例 M 北京 輕工業(yè)出版社 2001 7 徐佩弦編著 塑料制品與模具設(shè)計(jì) M 北京 中國(guó)輕工業(yè)出版社 2001 年 8 詹友剛編著 Pro ENGINEER 中文野火版 2 0 基礎(chǔ)教程 M 北京 清華大學(xué)出版社 2005 3 9 曹巖主編 Pro ENGINEER wildfire 產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)例精解 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2005 9 10 佟河亭主編 Pro ENGINEER wildfire 中文版習(xí)題精解 M 北京 人民郵電出版社 2006 4 11 張祥杰 Pro ENGINEER wildfire 模具設(shè)計(jì) M 北京 中國(guó)鐵道出版社 2002 12 黃曉燕 模具 CAD CAM 實(shí)用教程 Pro ENGINEER 軟件 M