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目 錄 第一章 塑件的性能分析 3 1 1 塑件的材料與模具分析 3 1 1 1 塑件制品 3 1 1 2 塑件材料 3 1 2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度分析 4 1 21 塑件的結(jié)構(gòu)分析 4 1 22 塑件的結(jié)構(gòu)分析 4 1 3 注塑機(jī)的選擇 5 1 3 1 注塑機(jī)的注塑量 5 1 3 2 注塑機(jī)的注射壓力 6 1 3 3 注塑機(jī)的鎖模力 7 1 4 塑件的注塑成型工藝條件的確定 7 第二章 型腔數(shù)的確定及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9 2 1 分型面與型腔結(jié)構(gòu)的確定 9 2 1 1 分型面的確定 9 2 1 2 排氣的設(shè)計(jì) 9 2 2 型腔數(shù)目的確定 10 2 3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10 2 3 1 主流道設(shè)計(jì) 11 2 3 2 澆注系統(tǒng)的冷料穴與拉桿設(shè)計(jì) 12 2 3 3 澆口的設(shè)計(jì) 12 第三章 成型零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 14 3 1 定模型腔板的設(shè)計(jì) 14 3 2 型芯固定板的設(shè)計(jì) 14 3 3 推板的設(shè)計(jì) 15 3 4 型芯的設(shè)計(jì) 15 3 4 型芯的設(shè)計(jì) 15 4 1 脫模結(jié)構(gòu)分析 16 4 1 1 脫模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 16 4 1 2 脫模結(jié)構(gòu)的分類 16 4 1 3 脫模結(jié)構(gòu)的形式 17 4 1 4 推桿的固定 17 4 2 復(fù)位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18 第五章 模具成型溫度調(diào)節(jié)與控制 18 5 1 模溫對制品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的影響 19 5 2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 19 第六章 校核注塑機(jī) 21 6 1 鎖模力 模具厚度的校核 21 6 2 工藝參數(shù)的校核 21 6 2 1 注射量的校核 按體積 21 6 2 2 最大注射壓力的校核 21 6 3 開模行程的校核 21 第七章 繪制裝配圖 23 第八章 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié) 24 參考文獻(xiàn) 25 致 謝 26 第一章 塑件的性能分析 1 1 塑件的材料 與模具分析 1 1 1 塑件制品 塑料制品就是塑料用各種不同的模具和各種不同的成型工藝制造出來的 具有一定形狀 一定 使用功能和一定使用價值的產(chǎn)品 至 2002 年 全球所生產(chǎn)的塑料制品超過 1 65 億噸之多 塑料已經(jīng)成為在鋼鐵 木材 水泥之 后的第四大工業(yè)基礎(chǔ)材料 塑料及制品具有下列優(yōu)點(diǎn) 1 質(zhì)輕 最輕的泡沫塑料 其相對密度在 0 01 0 05 g cm3 之間 普通塑料的相對密度 一般在 0 9 2 3 g cm3 之間 在諸如飛機(jī) 火箭之類的要求減輕重量的制品中 塑料起到特殊 重要的作用 2 有優(yōu)良的電絕緣性能 3 有良好的耐腐蝕性能 4 減震消音作用強(qiáng) 5 隔熱保暖性能好 6 力學(xué)強(qiáng)度范圍寬 根據(jù)使用要求可柔 可韌 可剛 7 優(yōu)異的透光性和防護(hù)性 常用作玻璃替代品 塑料的缺點(diǎn)如下 1 耐熱性差 高溫下強(qiáng)度迅速下降 2 有的塑料燃燒時 釋放出刺激性 腐蝕性等有害氣體 3 導(dǎo)熱性差 膨脹系數(shù)大 高溫下易變形 4 在日光 大氣 高溫作用下產(chǎn)生老化 5 有的塑料制品 機(jī)械強(qiáng)度較低 1 1 2 塑件材料 設(shè)計(jì)任務(wù)為圖 1 1 所示塑料制件 此塑件名為打印機(jī)底座 根據(jù)它的使用性能和表面質(zhì)量 以聚丙烯 PP 為原材料 此材料無色 無味 無毒 比聚乙烯更透明更輕 密度為 0 90 0 91 g cm 3 不吸水 光澤好 易著色 有特別高的抗疲勞抗彎曲強(qiáng)度 可經(jīng)受 7 107次彎折而不損壞斷裂 適于作鉸鏈 可在 100 左右使用但低溫度變脆 不耐磨易老化 有優(yōu)良的耐腐性和高頻絕緣性 不受溫度影響 適于作機(jī)械零件 耐腐和絕緣零件 1 2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度分析 制品的整體外形尺寸與塑料的流動性有關(guān) 在注射成型與傳遞成型中 當(dāng)塑料流 動性能差時以及制品壁厚較薄時 其整體外形尺寸不能設(shè)計(jì)過大 此外 整體外形尺 寸成型設(shè)備的制約 1 21 塑件的結(jié)構(gòu)分析 該塑件的尺寸尺寸均無公差要求 一般可采用 7 級精度 因此該零件的尺寸精度 屬于低精度等級 對應(yīng)模具相關(guān)零件尺寸的加工可保證 1 22 塑件的結(jié)構(gòu)分析 塑料制品的表面粗糙度主要取決于成型模具型腔表面的粗糙度 另外 塑料品種 成型工藝以及模具型腔表面的磨損和腐蝕對制件的表面粗糙度也有一定的影響 一般 情況下 模具型腔表面的粗糙度也有一定的影響 因此 一般情況下 模具型腔表面 的粗糙度要比所成型制件的表面粗糙度低 1 2 級 該零件的表面要求無凹坑等缺陷外 表面無其它特別的要求 故比較容易實(shí)現(xiàn) 綜上分析可以看出 注射時在工藝參數(shù)控制得較好的情況下 零件的成型要求可 以得到保證 1 3 注塑機(jī)的選擇 計(jì)算塑件與流道的體積來選擇注射機(jī)的型號及確定模具型腔數(shù) 計(jì)算得塑件的體積 V 44 20cm 3 計(jì)算塑件的質(zhì)量公式為 W V 根據(jù)設(shè)計(jì)手冊查得聚丙烯 PP 的密度為 0 90 0 91 g cm3 平均刻度為 0 905 g cm3 故塑件的重量為 W V 44 20 0 905 40 001g 模具投影的最大長度應(yīng)小于注射機(jī)模板長度 模具的最大寬度應(yīng)小于模板拉料桿 外圓之間的間距 模具的閉合高度應(yīng)大于注射機(jī)兩模板間的最小間距 而模具開模推出制品取件時 的最大開模距應(yīng)小于注射機(jī)兩模板間的最大開距 根據(jù)注射所需的壓力和塑件的重量以及其它情況 可初步選用的注射機(jī)為 SZ 100 600 型注塑成型機(jī) 該注塑機(jī)的各參數(shù)如表 1 1 所示 表 1 1 注塑機(jī)的各參數(shù) 理論注射量 cm 3 100 移模行程 mm 260 螺桿直徑 mm 35 最大模具厚度 mm 3400 注射壓力 Mpa 150 最小模具厚度 mm 10 鎖模力 KN 600 噴嘴球半徑 mm 12 拉桿內(nèi)間距 mm 440 340 噴嘴口孔直徑 mm 4 模具定位孔真徑 mm 1 結(jié)構(gòu)類型 立 1 3 1 注塑機(jī)的注塑量 該塑料制件單件重 ms 40g 選擇與模具和制品相適應(yīng)的注射量能滿足成型要求的注射機(jī) 可以通過兩種計(jì)算 方式確定 聚丙烯 PP 的密度為 0 90 0 91g cm3 壓縮比 K 壓為 1 92 1 96 塑件的體積為 44 20cm3 粗略計(jì)算澆注系統(tǒng)重量 m 澆 5g 總體積 V 塑件 49 72cm 3 總重量 M 49 72 0 905 45g 1 直接按注射機(jī)的最大注射質(zhì) 重 量 g 計(jì)算即 KM 機(jī) max Ms n m1 0 8 90 40 1 5 72 45 式中 M 機(jī) max 注射機(jī)最大注射質(zhì)量 g K 利用系數(shù) 0 8 Ms 每件塑件制品的質(zhì)量 g n 每模型腔數(shù) m1 澆口凝料總質(zhì)量 g 2 如果注射機(jī)最大注射量的參數(shù)是按容積 cm3 標(biāo)注的 則將容積換算為質(zhì)量 后 再按上式計(jì)算確定 M 機(jī) max V c V 0 85 0 905 100 77g 式中 V 注射機(jī)最大注射容積 cm 3 在料筒溫度和壓力下 熔融塑料的密度 c 其中 為塑料常溫下的密度 g cm 3 c 為料筒溫度下 塑料體積膨脹的校正系數(shù) 結(jié)晶型塑料 c 0 85 非結(jié)晶形塑料 c 0 93 在計(jì)算塑料的體積時 與壓縮比有關(guān) 故塑料體積 V 塑 K 壓 V 1 94 44 20cm 3 86cm 3 式中 K 壓 為壓縮比系數(shù) 聚丙烯塑料的密度和壓縮比系數(shù) 和 K 壓 如表 1 2 所示 表 1 2 聚丙烯的密度與壓縮比 塑料名稱 密度 g cm3 壓縮比 K 壓 聚丙烯 0 90 0 91 1 92 1 9 1 3 2 注塑機(jī)的注射壓力 注射機(jī)的注射壓力必須大于制品成型所需要壓力 即不但夠用還應(yīng)有余才保險 P 機(jī) max P s 式中 P 機(jī) max 注射機(jī)最大注射壓力 MPa Ps 制品成型所需要成型壓力 MPa 查手冊得知聚丙烯 PP 成型時的壓力 Ps 70 100MPa 注射機(jī)的注射壓力為 P 機(jī) max 150MPa 1 3 3 注塑機(jī)的鎖模力 注射機(jī)的鎖模力必須大于或稍大于塑料充滿型腔時注射壓力模內(nèi)產(chǎn)生的張力 即 F 機(jī) P 模 A 面 F 機(jī) P 模 A 面 K 式中 F 機(jī) SZ 100 60 型注塑成型機(jī)的鎖模力 600kN K 壓力損耗系數(shù) 1 3 2 3 P 模 模具型腔中熔體的平均壓力 見表 1 3 A 面 粗備計(jì)算為 11456 56mm 表 1 3 內(nèi)模的平均壓力 制品特點(diǎn) 模內(nèi)平均壓力 P 模 MPa 舉例 容易成型制品 24 5 PE PP PS 等壁厚均勻的 日用品 容器類制品 一般制品 29 3 在模溫較高下 成型薄壁容 器類制品 中等粘度塑料和有精度要 求的制品 34 3 ABS PMMA 等有精度要 求的工程結(jié)構(gòu) 如殼體 加工高粘度塑料 高精度 充模難的制品 39 2 用于機(jī)器零件上高精度的齒 輪或凸輪等 本制件屬于容易成型制品 而且所用的塑料是聚丙烯 PP 因此模內(nèi)的平均壓力選 擇 24 5 MPa 1 4 塑件的注塑成型工藝條件的確定 根據(jù)情況 聚丙烯 PP 的成型工藝條件 見表 1 4 在試模時可根據(jù)實(shí)際情況作適 當(dāng)?shù)恼{(diào)整 表 1 4 聚丙烯的成型條件 密度 g cm 3 0 90 0 91 計(jì)算收縮率 1 0 2 5 預(yù)熱 溫度 時間 h 80 100 1 2 料筒溫度 后段 160 180 中段 前段 180 200 200 220 噴嘴溫度 模具溫度 80 90 成型時間 s 注射時間 高壓時間 冷卻時間 總周期 20 60 0 3 20 90 50 160 螺桿轉(zhuǎn)速 r min 48 注射壓力 MPa 70 100 適用注射機(jī)類型 螺桿式 第二章 型腔數(shù)的確定及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2 1 分型面與型腔結(jié)構(gòu)的確定 2 1 1 分型面的確定 分型面對制品表面質(zhì)量 尺寸精度和形位精度 脫模 型腔型芯結(jié)構(gòu)和排氣以及 進(jìn)料澆口和模具制造都有著直接影響 因此在選擇和確定分型面時 應(yīng)全面分析 比 較和考慮 選定較為有利的方案 分型面確定的要點(diǎn)如下 應(yīng)選在制品的最大外尺寸之處 否則 制品無法脫模 同時還應(yīng)選在能使制 品留在動模之處 有利于脫模 不能影響制品外觀 尤其是對表面質(zhì)量有要求的制品 便于澆口進(jìn)料 利于成型 易于排氣 利于型腔加工 從而使制品的精度易于得到保證 有助于避免側(cè)抽芯或便于側(cè)抽芯 利于型腔或型芯結(jié)構(gòu)的裝卸和保證其強(qiáng)度 利于嵌件的安裝以及活動鑲件和彈性活動螺紋型芯的安裝 分型面的選擇應(yīng)滿足動模分離后 塑件盡可能留在動模部分 否則會增加脫模的 因難 根據(jù)其特點(diǎn)及表面質(zhì)量要求 采用塑件的最大平面作為分型面 如圖 2 1 所示 2 1 2 排氣的設(shè)計(jì) 模具合模后 在模內(nèi)的所有空間如澆道內(nèi) 型腔內(nèi)以及各零件組合的空隙內(nèi)都?xì)埓?有空氣 另外 塑料熔融體射入型腔后也會產(chǎn)生一些分解出來的氣體 這些空氣和氣 體如不能在塑料熔體進(jìn)入澆注系統(tǒng)的同時順利排出模外 將會產(chǎn)生下述種種危害 對射入流道的熔塑料產(chǎn)生阻力 降低了流動速度 使成型困難 甚至難以充 滿型腔 造成凹陷或缺料 產(chǎn)生廢品 在制品上形成空洞 氣泡 接痕 云紋等缺陷 降低制品質(zhì)量 嚴(yán)重時制品表面 變色 焦損 降低連續(xù)注射的速率 影響生間效率 為此 必須在模具內(nèi)設(shè)置排氣槽排氣 但是本模具型成型簡單 無需刻意開排氣槽利用分型面間隙排氣便可 分型面一 般在 0 01 0 02 mm 之間 分型面的間隙值一般不應(yīng)超過所成型型料的溢邊值 2 2 型腔數(shù)目 的確定 型腔數(shù)量的確定是由以下幾方面考慮的 1 長期大批量生產(chǎn)適于采用多型腔結(jié)構(gòu) 2 制品較小時適于采用多型腔結(jié)構(gòu) 3 供貨日期集中 量大 適于采用多型結(jié)構(gòu) 4 制品批量小 不集中 宜用單腔結(jié)構(gòu) 5 制品復(fù)雜或精度高 多腔一致性差 制造困難 故適宜單腔結(jié)構(gòu) 此塑件對表面要求光滑和內(nèi)部質(zhì)量精度要求高 但制件的體積較小 除小許精度 高但可以采用批量生產(chǎn)提高生產(chǎn)效率 塑件選用則澆口形式澆注一次則可成型 綜合 以上幾點(diǎn) 此塑件的型腔數(shù)量 為 一出二 即一模兩腔 考慮到零件的大小和成型零件的內(nèi)腔精度高 表面質(zhì)量光滑好 模具的型腔排列 方式如圖 2 2 型腔排列所示 2 3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是用以將熔融狀態(tài)的塑料粘流體經(jīng)注射機(jī)噴嘴在高溫 高壓和高速狀態(tài) 下 通過流到進(jìn)入型腔 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時應(yīng)注意以下幾方面 1 澆注系統(tǒng)力求距型腔距離近 一致 并首先進(jìn)入制品的厚壁部分 不易直沖 型芯 尤其是細(xì)小型芯 鑲嵌件 應(yīng)避免產(chǎn)生熔接痕 利于排氣 2 其位置力求在分型面上 便于加工并易于快速 均勻 平穩(wěn)地充滿型腔 主 流道入口應(yīng)在模具中心位置 3 有利于制品的外觀 并易于清除 當(dāng)產(chǎn)生矛盾無法處理時 可協(xié)商修改制品 結(jié)構(gòu) 4 對于大型制品和功能性制品 力求用模擬軟件分析填充過程 以保證制品的 內(nèi)在品質(zhì)和尺寸精度的要求 5 大批量制品 澆注系統(tǒng)應(yīng)自動脫落并自動與制品分離 以利實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn) 6 還應(yīng)考慮到制品的后續(xù)工序 利于后工序的加工 裝配 工序間運(yùn)送和管理 必要時設(shè)輔助流道 將制品聯(lián)為一體 澆注系統(tǒng)由主流道 分流道 進(jìn)料澆口和冷料穴組成的 2 3 1 主流道設(shè)計(jì) 主流道是連接注射噴嘴與分流道的塑料熔體通道 如圖 2 3 所示 主流道小端直徑 注射機(jī)噴嘴孔徑 1 mm 主流道長度 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)確定 越短越好 主流道錐度 一般為 2 4 粘度大的可選 3 6 但應(yīng)力求與鉸刀的斜度一 致 圖 2 3 主流道參數(shù) 主流道錐度 一般為 2 4 粘度大的可選 3 6 但應(yīng)力求與鉸刀的斜度一 致 在選用標(biāo)準(zhǔn)澆口套時 主流道已一同選定 澆口套設(shè)計(jì) 為標(biāo)準(zhǔn)可選購 澆口套常用鋼材是 T8A T10A 熱處理要求 55 HRC 澆口套形式與尺寸參數(shù)如圖 2 4 所示 圖 2 4 澆澆口套形式與尺寸 2 3 2 澆注系統(tǒng)的冷料穴與拉桿設(shè)計(jì) 冷料穴有主流道冷料穴和分流道冷料穴 其位置在主流道和分流道的末端 其作 用是儲存注射熔料中最前的已產(chǎn)生溫度降的冷料部分 防止其進(jìn)入型 造成制品的缺 陷 但是該模具的設(shè)計(jì)只有一條流道就是主流道 通過主流道直接將熔料注入型腔 因此沒有冷料穴 制件成型后 開始脫模將制件用推板推出 然后用切割機(jī)將制件多余熔料切除 因此不需設(shè)計(jì)拉料桿 2 3 3 澆口的設(shè)計(jì) 澆口亦稱進(jìn)料口 是連接分流道與型腔的通道 除直接澆口外 它是澆注系統(tǒng)中 截面最小的部分 但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分 澆口的位置 形狀及尺寸對塑件性能 和質(zhì)量的影響很大 澆口的截面形狀和尺寸的確定要根據(jù)制品的尺寸大小 壁的后薄 尺寸大的 壁 厚的 澆口尺寸要適當(dāng)放大些 反之則應(yīng)取小尺寸 塑料的品種 流動性好的 尺寸 取值應(yīng)偏小 反之應(yīng)取大值尺寸 以及制品的結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的澆口形式而定 根據(jù)對電 器元件外觀特征以及質(zhì)量精度的分析 其澆口采用點(diǎn)澆口 因其澆口在塑件內(nèi)部不影 響其外觀質(zhì)量 澆口尺寸與位置如圖 2 5 所示 圖 2 5 澆口位置示意圖 1 澆口的選用 澆口可分為限制性和非限制性澆口兩種 我們將采用限制性澆口 限制性澆口一 方面通過截面積的突然變化 使分流道輸送來的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度 提高剪 切速率 使其成為理想的流動狀態(tài) 迅速面均衡地充滿型腔 另一方面改善塑料熔體 進(jìn)入型腔時的流動特性 調(diào)節(jié)澆口尺寸 可控制填充時間 冷卻時間及塑件表面質(zhì)量 同時還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流 并便于澆口凝料與塑件分離的作用 具體到這套模具 其澆口形式及尺寸如上圖 2 5 所示 澆口各部分尺寸都是取的 經(jīng)驗(yàn)值 實(shí)際加工中 是先用圓形銑刀銑出流道 再將材料進(jìn)行熱處理 然后做一個 銅公 電極 去放電 用電火花打出這個澆口來的 2 澆口位置的選擇 模具設(shè)計(jì)時 澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格 初步試模后還需進(jìn)一步修改澆口 尺寸 無論采用何種澆口 其開設(shè)位置對塑件成型性能及質(zhì)量影響很大 因此合理選 擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié) 同時澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu) 總 之要使塑件具有良好的性能與外表 一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇 通常要考慮以 下幾項(xiàng)原則 1 澆口應(yīng)設(shè)計(jì)在制品塑壁最厚之處 并力求澆口至型腔各部分距離盡可能接近并 利于補(bǔ)縮 2 避免在澆口處產(chǎn)生噴射 在成型中產(chǎn)生蛇流 3 應(yīng)設(shè)計(jì)在制品成型時的主要受力之處 因?yàn)榇颂幨撬芰先垠w流動方向上所承受 的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力的最大之處 特別是帶填料的增強(qiáng)塑料 更為明顯 4 應(yīng)考慮并顧及到制品的尺寸和精度要求 因?yàn)樗芰狭鲃臃较蚝痛怪庇诹鲃臃较?的收縮率不相同 所以應(yīng)考慮到收縮的方向性和可能引起的變形 根據(jù)本塑件的特征 綜合考慮以上幾項(xiàng)原則 塑件的澆口設(shè)計(jì)在如上圖 2 5 所示 澆口位于塑件端面的正中心位置 第三章 成型零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件 包括凹模 型芯 鑲塊 成型桿和成型環(huán)等 成型零件工作時 直接與塑料接觸 塑料熔體的高壓 料流的沖 刷 脫模時與塑件間還發(fā)生摩擦 因此成型零件要求有正確的幾何形狀 較高的尺寸 精度和較低的表面粗糙度 成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理 有較高的強(qiáng)度 剛度及較好的 耐磨性能 設(shè)計(jì)成型零件時 應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求 確定型腔的總體 結(jié)構(gòu) 選擇分型面和澆口位置 確定脫模方式 排氣部位等 然后根據(jù)成型零件的加 工 熱處理 裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 計(jì)算成型零件的工作尺寸 對關(guān)鍵 的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核 本套模具的成型零件包括定模板 動模板 推板 動模型芯等 本設(shè)計(jì)中零件工作尺寸的計(jì)算均采用平均尺寸 平均收縮率 平均制造公差和平 均磨損量來進(jìn)行計(jì)算 已給出聚丙烯 PP 的成型收縮率為 1 50 3 1 定模型腔板的設(shè)計(jì) 定模板總體上就是一個長方體 底面是平的 其面積至少要能蓋住塑件的最大 外形面積 由于塑件在成型時模板受到的壓力較大 據(jù)經(jīng)驗(yàn)厚度需設(shè)計(jì)厚度 另外還 要考慮到導(dǎo)柱和導(dǎo)套的位置 冷卻水道的布置以及主流道的布置等 設(shè)計(jì)定模板的寬 為 250mm 厚為 60mm 長為 300mm 最終設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如下圖 3 1 所示 3 2 型芯固定板的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)型芯固定板的寬為 250mm 厚為 60mm 長為 300mm 型芯固定板偏上部也設(shè)有 兩條冷卻水道 有四個推桿孔 四個固定螺栓孔 和四個大導(dǎo)柱孔 四個固定型芯的 內(nèi)六角螺釘孔 還有一個深 4mm 的型芯固定槽 如圖 3 2 所示 3 3 推板的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)推板的寬為 250mm 厚為 25mm 長為 300mm 推板有四個推板導(dǎo)套 四個緊定釘 和一個型腔口 緊定釘?shù)淖饔檬欠乐雇瓢逋瞥龊头祷貢r推板導(dǎo)套跟著推桿導(dǎo)柱上下移 動或者偏移 僻免模具受損 如圖 3 3 所示 3 4 型芯的設(shè)計(jì) 型芯的下部有四個內(nèi)六角螺釘孔 作用是用來與型芯固定板固定起來 以免發(fā)生錯位 移動 如圖 3 4 所示 圖 3 1 定模型腔板示意圖 3 4 型芯的設(shè)計(jì) 根據(jù)以上分析 計(jì)算以及型腔尺寸及位置尺寸可確定模架的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格 初 選標(biāo)準(zhǔn)模架 依據(jù) 塑料注射模中小型模架及技術(shù)條件 根據(jù)模板的參數(shù)確定導(dǎo)柱 導(dǎo)套 墊塊等的有關(guān)尺寸 模架的基本參數(shù) A1 160160 27 Z2 GB T 12556 1 1990 上固定板 T 25mm 定模板厚度 A 60mm 推料板板厚度 S 25mm 動模板厚度 B 60mm 支架 C 68mm 下固定板 L 25mm 模具厚度 H 模 T A S B C L 263mm 模具外形尺寸 300mm 300mm 263mm 第四章 脫模結(jié)構(gòu)與復(fù)位 4 1 脫模結(jié)構(gòu)分析 4 1 1 脫模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 為避免制品在脫模時變形甚至損壞 為此目的 必須 推出制品時的著力點(diǎn)應(yīng)力求靠近型芯以減小力臂的長度 同時其著力點(diǎn)也應(yīng) 力求在制品剛度和強(qiáng)度的最大部位之處 著力面積亦應(yīng)盡可能大些以減小應(yīng)力的集中 著力點(diǎn)應(yīng)力求對稱 均衡 以確保推出平衡 推出位置應(yīng)力求設(shè)在制品內(nèi)表面 并且不影響裝配之處 或?qū)ν庥^質(zhì)量影響 不大的部位 尤其是選用推桿推出的結(jié)構(gòu)時 更當(dāng)注意 結(jié)構(gòu)合理 脫?？煽?運(yùn)動靈活 制造簡便 裝卸更換和維修方便 選材合理 熱處理得當(dāng) 經(jīng)久耐用 好用 正確分析并計(jì)算制品包緊力的大小 部位和阻力中心 以選擇適宜的脫模結(jié) 構(gòu) 并使排出力的重心盡可能與脫模阻力中心重合 4 1 2 脫模結(jié)構(gòu)的分類 按脫模的結(jié)構(gòu)特征分 脫模結(jié)構(gòu)分為五種即 簡單的脫模結(jié)構(gòu) 兩次推出的脫模結(jié)構(gòu) 雙模脫結(jié)構(gòu) 即動 定模皆有簡單脫模零件的結(jié)構(gòu) 順序脫模結(jié)構(gòu)即制品結(jié)構(gòu)復(fù)雜 有幾個分型面必須按一定的順序分型才能使 制品順利脫模的結(jié)構(gòu) 螺紋制品的模內(nèi)旋轉(zhuǎn)脫模結(jié)構(gòu) 4 1 3 脫模結(jié)構(gòu)的形式 此模具采用的是簡單的脫模結(jié)構(gòu) 也就是用推桿推出結(jié)構(gòu) 此套模具采用四根推桿推動推板 用來推動制件的最大輪廓面 這樣是為了使制 件推出的平衡和使制件受力對稱 均勻 使制件在推出時不致于變形 模具中的推桿為標(biāo)準(zhǔn)件 國家統(tǒng)一制定了國標(biāo) 由專業(yè)生產(chǎn)廠制造供應(yīng) 我們通 常使得是標(biāo)準(zhǔn)型推桿 其截面積相等 圓形 加工方便 GB4169 1 84 推桿的固定方 法有很多種 我們通常采用的是壓板式 此方法加工方便 由于厚壁制品脫模力受到材料壁厚中性層冷卻收縮的影響 可用彈性力學(xué)的有關(guān) 厚壁圓筒的理論進(jìn)行分析計(jì)公式如下 Qc 1 25kfcaE Tf Tj Ac dk 2t 2 dk2 dk 2t 2 dk2 式中 對于圓筒制品中 k 脫模斜度系數(shù) k fcCos Sin f c 1 fcSin Cos 0 92 f c 脫模系數(shù) 即在脫模溫度下制品與型芯表面之間的靜摩擦系數(shù) 它受高分子 熔體經(jīng)高壓在鋼表面固化中粘附的影響 0 50 塑料的線膨脹系數(shù) 1 查表得 6 10 5 塑料的泊松比 0 40 E 在脫模溫度下塑料的抗拉彈性模量 MP a 3 16 10 3 T f 軟化溫度 100 T 脫模頂出時制品的溫度 60 A c 制品包緊在型芯上的有效面積 mm 2 1068 69 t 制品的厚度 mm 2 95 將以上各數(shù)據(jù)代入公式得 Qc 1057 45N 4 1 4 推桿的固定 推桿的固定位置如圖 4 1 所示 圖 4 1 推桿固定示意圖 4 2 復(fù)位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 復(fù)位就是將推出制品使之脫模的零部件回復(fù)到合模注射時的正確位置的全過程 復(fù)位結(jié)構(gòu)有以下幾種 有復(fù)位桿復(fù)位 有推桿兼作復(fù)位桿復(fù)位 有的利用推板復(fù) 位和用彈簧復(fù)位 這些復(fù)位結(jié)構(gòu)都是模具設(shè)計(jì)制造中和實(shí)際產(chǎn)生中應(yīng)用最廣泛也是最 普遍最常用的結(jié)構(gòu) 電器元件這套模具同樣遵循了常規(guī)設(shè)計(jì)的方法 采用的是復(fù)位桿 復(fù)位 復(fù)位桿是將已完成推出制品和澆口凝料的推桿 拉料桿 連同推桿固定板和推 板一起 一同推回原來的合模位置 以便下一循環(huán)的再次推出 由于此塑件沒有側(cè)向分型抽芯結(jié)構(gòu) 且沒有斜銷和滑塊 也沒有其他活動鑲件 因 此該模具選用有復(fù)位桿復(fù)位 第五章 模具成型溫度調(diào)節(jié)與控制 由于模塑成型制品的材料不同 對模具成型時的模溫要求也各不相同 大多數(shù)常 用熱塑性塑料注射成型時 均要求模具溫度在 40 6 0 之間 而少數(shù)熱固性塑料成 型時 則要求模溫為 110 1 50 個別塑料要求達(dá)到 230 26 0 的高溫 而熱固 性塑料制品的材料 多為低溫態(tài)進(jìn)入模具 其料溫一般均在 100 之內(nèi) 但是進(jìn)入型腔 后則要求迅速達(dá)到 180 2 00 的高溫 以求快速交聯(lián)固化 定性出模 因此為使制 品材料在成型時獲得最佳的模具溫度 有些模具要降溫 而有些模具要升溫 故此 對制品成型時的模溫必須進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)和控制 這是保證制品質(zhì)量和提高生產(chǎn)率的 重要環(huán)節(jié) 5 1 模溫對制品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的影響 1 保持制品熔料料溫的穩(wěn)定 均稀 模溫的均衡穩(wěn)定得到有效的保證 就可以 減小制品的成型收縮率并保持相對穩(wěn)定 從而提高制品的尺寸精度和精度的穩(wěn)定性 2 溫度穩(wěn)定收縮穩(wěn)定 制品變形就小 尤其是形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制品 壁厚不 均的制品更是明顯 3 改善了塑料的成型性能 塑料優(yōu)良的成型特性只有在成型溫度和成型壓力都 在額定范圍內(nèi)才能顯示出來 溫度過高過低都會影響塑料的成型質(zhì)量 比如溫度過低 塑料流動性差 會影響充填 造成缺陷甚至廢品 更不用說精度了 溫度過低還容易 產(chǎn)和明顯的熔接痕 并使內(nèi)應(yīng)力加大 4 可改善制品的外觀質(zhì)量 避免產(chǎn)生云絲 無光澤 粘模等缺陷 5 保持所需要模溫 交并使之穩(wěn)定 可縮短成型時間 從而縮短了成型周期 提高了制品的生產(chǎn)率 該制品的原材料是聚丙烯 PP 查設(shè)計(jì)手冊得到聚丙烯 PP 的成型溫度在 160 260 度之間 模具溫度在 40 60 度之間 有效地控制模溫 使收縮穩(wěn)定 制品變形就小了 5 2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 冷卻系統(tǒng)包括 動 定模的冷卻水通道 密封圈和進(jìn)水口 水口的管接頭 其主要作 用是調(diào)節(jié)模具溫度 保證成型質(zhì)量 提高制品固化速度 提高效率 管接頭采用的是 細(xì)牙螺紋 水孔直徑是管螺紋的低徑即攻絲前的預(yù)孔直徑 由于此模具的采用的是鑲 嵌示型芯 所以為了避免漏水 在型芯和動 定模板安裝密封圈 熔融塑料由注塑機(jī)噴嘴射出 進(jìn)入模具時的溫度 ABS 是 170 180 熔料一旦 進(jìn)入并充滿型腔后 則要求盡可能迅速地冷卻固化 以便保壓定型后出模 ABS 在型腔 中冷卻固化的最佳溫度為 40 60 因此 要使模具保持塑料冷卻固化所需的最 佳溫度 必須對高溫塑料帶入模具的溫度進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)和控制 常用且又簡便的方 法就是利用冷卻介質(zhì)水對模具進(jìn)行循環(huán)冷卻 將模具中多余的熱量帶出模外 以保持 制品冷卻所需的最佳模溫 由于制品平均壁厚為 1mm 制品尺寸又較小 確定水孔直徑為 6mm 由于冷卻水道的位置 結(jié)構(gòu)形式 孔徑 表面狀態(tài) 水的流速 模具材料等很 多因素都會影響模具的熱量向冷卻水傳遞 精確計(jì)算比較困難 實(shí)際生產(chǎn)中 通常都是根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)確定冷卻水路 通過調(diào)節(jié)水溫 水速來滿足要求 由 于動模 定模均為鑲拼式 受結(jié)構(gòu)限制 冷卻水布置如圖 5 1 所示 A 圖 5 1 水道位置示意圖 第六章 校核注塑機(jī) 6 1 鎖模力 模具厚度的校核 由于在初選注射機(jī)和選用標(biāo)準(zhǔn)模架時是根據(jù)以上四個技術(shù)參數(shù)及計(jì)算壁厚等因素 選用的 所以鎖模力 模具厚度不必進(jìn)行校核 已符合所選注射機(jī)要求 6 2 工藝參數(shù)的校核 6 2 1 注射量的校核 按體積 Vmax V 式中 Vmax 模具型腔流道的最大容積 cm 3 V 指定型號與規(guī)格注射機(jī)的注射量容積 cm 3 注射系數(shù)取 0 75 0 85 無定形料可取 0 85 結(jié)晶形可取 0 75 將以上各數(shù)代入 式得 V max V 0 85 100 85cm3 倘若實(shí)際注射量過小 注射機(jī)的塑化能力得不到發(fā)揮 塑料在料筒中停留的時間 會過長 所以最小注射量容積 Vmin 0 25V Vmin 0 25V 0 25 100 25cm 3 實(shí)際注射量 V V0 0 6V0 49 72 0 6 49 72 79 552cm 3 即 Vmin V V max 所以符合要求 6 2 2 最大注射壓力的校核 Pmax KPs 式中 Pmax 注射機(jī)的額定注射壓力 MPa 取 150 MPa Ps 成型時所需的注射壓力 MPa 取 100 MPa K 安全系數(shù) 常取 K 1 25 1 4 取 1 3 則 K 1 3 100 130 MPa P max150 MPa 所以符合要求 6 3 開模行程的校核 注射機(jī)最大開模行程 S S H 1 H2 5 10 式中 H 1 塑料制品高度 mm H2 澆注系統(tǒng)高度 mm 取出澆道凝料所需距離 取出制件和澆注系統(tǒng)所需的開模行程應(yīng)為 H1 H2 5 10 37mm 50mm 8mm 66mm 即注射機(jī)開模行程 S 260mm 大于取制件和澆注系統(tǒng)所需的開模行程 66mm 故注 射機(jī)的開模行程滿足要求 6 4 模具在注塑機(jī)上的安裝 從標(biāo)準(zhǔn)模架外形尺寸看小于注射機(jī)拉桿空間 并采用壓板固定模具 所以所選注 塑機(jī)安裝空間滿足要求 第七章 繪制裝配圖 標(biāo) 記 處 數(shù) 分 區(qū) 更 改 文 件 號 簽 名 年 月 日設(shè) 計(jì)審 核 工 藝 標(biāo) 準(zhǔn) 化 批 準(zhǔn) 階 段 標(biāo) 記 重 量 比 例共 張 第 張1 A A A B B B 序 號 代 號 名 稱 數(shù) 量 材 料 重 量單 件 總 計(jì) 備 注1GB T70 1 98 內(nèi) 六 角 螺 釘 M8 40 445 2 28 90 支 撐 柱 445 3CI2527 模 架 1 4GB T70 1 98 內(nèi) 六 角 螺 釘 M16 40 4Q235A5GB T70 1 98 內(nèi) 六 角 螺 釘 M12 30 8Q235A6GB T70 1 98 內(nèi) 六 角 螺 釘 M6 20 4Q235A7 20 20 限 位 柱 445 8270 250 70 后 模 仁 固 定 板 145 9 7 135 斜 導(dǎo) 柱 1645 10185 160 60 后 模 仁 145 1185 160 50 前 模 仁 145 12 40 10 唧 咀 145 13 10 15 定 位 環(huán) 145 1460 30 15 壓 條 245 1234 56 78 9 10 1 12 13 14 B 12345 67 89 10 1 12 13 序 號 代 號 名 稱 數(shù) 量 材 料 重 量單 件 總 計(jì) 備 注1GB T70 1 98 內(nèi) 六 角 螺 釘 M8 40 445 2 28 90 支 撐 柱 445 3CI257 模 架 14GB T70 1 98 內(nèi) 六 角 螺 釘 M16 40 4Q235A 5GB T70 1 98 內(nèi) 六 角 螺 釘 M12 30 8Q235A6GB T70 1 98 內(nèi) 六 角 螺 釘 M6 20 4Q235A7 20 20 限 位 柱 445 8270 250 70 后 模 仁 固 定 板 145 9 7 135 斜 導(dǎo) 柱 1645 10185 160 60 后 模 仁 145 1185 160 50 前 模 仁 145 12 40 10 唧 咀 145 13 10 15 定 位 環(huán) 145 第八章 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié) 作為一名全日制在校大學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì) 是對自己能力的一個嚴(yán)格考驗(yàn) 針對通 過此次設(shè)計(jì) 使我對模具的設(shè)計(jì)有了較深的認(rèn)識 同時 在設(shè)計(jì)過程中 通過查閱大 量資料 手冊 標(biāo)準(zhǔn) 期刊等 跟同學(xué)進(jìn)行了多次交流 在老師的指導(dǎo)下 使我少走 了很多彎路 但是由于自己能力有限 還是有很多不足的地方 不過我相信我可以在 以后的工作實(shí)踐中認(rèn)真積累經(jīng)驗(yàn) 以便更好的服務(wù)與模具這個行業(yè) 在設(shè)計(jì)過程中 運(yùn)用了 Word CAD 等軟件進(jìn)行編輯排版和畫圖 分析 學(xué)到了很多新的知識 拓寬了 視野 豐富了知識 為將來獨(dú)立完成模具設(shè)計(jì)積累了一定的經(jīng)驗(yàn) 但是也碰到了很多 問題 例如由于資料有限 無法更好的進(jìn)行模具標(biāo)準(zhǔn)零件的選用 由于時間倉促和自己能力有限 設(shè)計(jì)任務(wù)書和裝配圖中仍有很多不足 望老師諒 解 本人會在以后的工作實(shí)踐中更好的提高自己的能力 參考文獻(xiàn) 1 塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 伍先明 王群 等 主編 2 機(jī)械制圖 郭紀(jì)林等主編 大連理工大學(xué)出版社 2005 08 3 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 齊曉杰 主編 4 塑料模具設(shè)計(jì)手冊 機(jī)械工業(yè)出版社出版 5 塑料成型工藝及模具簡明手冊 王孝培 主編 6 奚永生 鮑明飛 劉曉明 大型注塑模具設(shè)計(jì) 北京 中國輕工業(yè)出版社 1996 7 鄒繼強(qiáng) 塑料制品及其成型模具設(shè)計(jì) 北京 清華大學(xué)出版社 2005 8 宋滿倉 黃銀國 趙丹陽 注塑模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)戰(zhàn) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2003 9 付宏生 劉京華 注塑制品與注塑模具設(shè)計(jì) 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2003 10 陸寧 實(shí)用注塑模具設(shè)計(jì) 北京 中國輕工業(yè)出版社 1997 11 模具材料及表面熱處理 吳兆祥 主編 12 互換性與技術(shù)測量 韓進(jìn)宏主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2004 07 13 Pro E 精品教程 甘登岱主編 航空工業(yè)出版社 2008 03 致 謝 經(jīng)過幾個月的忙碌 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲 作為一個大學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì) 由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏 難免有許多考慮不周全的地方 如果沒有指導(dǎo)老師的督促指導(dǎo) 以 及一起努力的同學(xué)們的支持 想要完成這個設(shè)計(jì)是非常困難的 在這里首先要感謝在我求學(xué)的艱難旅途上教導(dǎo)過我的所有老師 他們?yōu)槲业臋C(jī)械 專業(yè)理論打下了基礎(chǔ) 特別要感謝一直孜孜不倦指導(dǎo)我老師 老師平日里工作事務(wù)繁 忙 但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個階段 從查閱資料 設(shè)計(jì)草案的確定和修改 中期檢查 后期詳細(xì)設(shè)計(jì) 裝配草圖等整個過程中都給予了悉心的指導(dǎo) 我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣 但是老師仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯誤 除了敬佩老師的專業(yè)水平外 老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn) 和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣 并將極大的影響我今后的學(xué)習(xí)與工作 同時還要感謝所有的同學(xué)們 正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?此次畢業(yè)設(shè)計(jì)方 才順利完成 最后感謝母校 給我們這些本應(yīng)已經(jīng)步入社會 充滿求知欲望的學(xué)子們 一次繼 續(xù)學(xué)習(xí)的機(jī)會 總之 此次畢業(yè)設(shè)計(jì) 使我收獲甚多 為我的大學(xué)夢劃上了一個完美的句號 也 為將來的人生之路奠定了基石 在進(jìn)入社會之后 我將銘記此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的教誨 鼓 舞與受到的幫助 以一顆謙卑 熱情而又執(zhí)著的心來對待我的事業(yè)和我的朋友 始終 以樸實(shí)的性格 實(shí)干的作風(fēng) 豁達(dá)的態(tài)度 樂觀的精神去誠誠懇懇地工作 踏踏實(shí)實(shí) 地走好人生路