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河南機電高等?？茖W校 學生畢業(yè)設(shè)計中期檢查表 學生姓名 劉云昌 學 號 111304229 指導教師 韓艷艷 課題名稱 接 線 柱 注 塑 成 型 工 藝 與 模 具 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 河南機電高等專科學校 畢業(yè)設(shè)計任務書 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計與制造 學 生 姓 名 劉云昌 學 號 111304229 設(shè) 計 題 目 接線柱注塑成型工藝及模具設(shè)計 起迄日期 2013 年 11月 2 日 2014 年 4月 13日 指導教師 韓艷艷 2013 年 11 月 2 日 重要提示 各類電子文檔標準格式中的說明 用藍色或紅色字體表示 在參 閱后請自行刪除 包括本提示 黑色字體的內(nèi)容全部保留 I 畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務 書 1 本畢業(yè)設(shè)計課題來源及應達到的目的 通過該題目的畢業(yè)設(shè)計 將使學生達到理論知識與模具設(shè)計和制造的實踐相結(jié)合 提高學生對所學專業(yè)知識的掌握和綜合和應用能力 培養(yǎng)學生綜合分析和解決實際問題 的能力 強調(diào)專業(yè)知識的綜合應用 2 本畢業(yè)設(shè)計課題任務的內(nèi)容和要求 包括原始數(shù)據(jù) 技術(shù)要求 工作要 求等 材料為 ABS 料厚 1mm 屬于大批量生產(chǎn) 形狀與尺寸如上圖 工作要求 1 模具設(shè)計 編寫設(shè)計說明書一份 2 繪制模具裝配圖以及全套的模具零件圖 3 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 年 月 日 II 塑料件及材料的工藝分析 河南機電高等?？茖W校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 畢業(yè)設(shè)計題目 接線柱注塑成型工藝與模具設(shè)計 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計與制造 班 級 模具 112 班 學生姓名 劉云昌 學 號 111304229 指導教師 韓艷艷 2014 年 4 月 22 日 內(nèi)容摘要 本次設(shè)計的是塑料接線柱塑料模具 體現(xiàn)了典型塑料模的設(shè)計要求 內(nèi)容 及方向 有一定的設(shè)計意義 通過對該模具的設(shè)計 加強了設(shè)計者對塑料模設(shè) 計基礎(chǔ)知識的理解和運用 為設(shè)計更復雜的塑料模具做好了鋪墊 本設(shè)計運用塑料模具工藝及模具設(shè)計的基礎(chǔ)知識 首先分析了產(chǎn)品的性能 要求 并選定合適的材料 然后進行了型腔分布設(shè)計以及三維立體建模 以選 取合適的分型面 最后分析了產(chǎn)品的特征 便于確定模具的設(shè)計參數(shù) 設(shè)計要 點及卸件裝置 本設(shè)計采用了一模八腔的結(jié)構(gòu) 成型原理如下 首先將松散的粒狀或粉末 狀成型物料從注塑機的料斗送入高溫的機筒內(nèi)加熱 熔融 塑化 使之成為黏 流溶體 然后再柱塞或螺桿的高壓推動下 以很大的流速通過機筒前端的噴射 嘴注射進入溫度較低的閉合模具中 經(jīng)過一段時間的保壓冷卻定型時間后 即 可取出注射成型的塑膠接線柱 成型過程如下 動定模板合模后 由注塑機注射將已加熱到熔融狀態(tài)的材料 注射入型腔 經(jīng)過主流道分流道 充滿型腔后 經(jīng)過一定的冷卻保壓后 動定 模板分離 側(cè)抽芯機構(gòu)工作 抽芯完成后 壓力機推動推板用頂桿推出制件 手動取出即可 關(guān)鍵字 塑料模 材料 一模八腔 側(cè)抽芯 成型原理 成型過程 English abstract This design is about plastic binding post mold it presents the typical plastic mold design requirements there is a great significant in the concent and the directions by designing the mold it strengths the comprehension and using about the basic knowledge of designers This is a good bedding to design the more complex plastic mold The design uses basic knowledge of plastic mold art and mold designing At first we analyze the products performance and select the proper material and then design the mold cavity and it s distribution three dimension molding to choose the proper mold joint At last analyze the character of the product In order to identify the design data is the key point of the design and the equipment of the products The design use the construction of exactly eight cavity these are the principle first we send the inattentive particulate matter and powder matter to the high heat machine hopper to heat melt and make them into dissolve matter and then under the high pressure of plunger and screw they go in a quick speed through the melting jet in the head of the machine shotting the lower closed model After the pressure of dynamic fixed clamping becomes cold We can withdraw the fashioned binding post Following are the processes the shot machine send the materials to the melting stoves Passing by the primary and the secondary roads Filling with the mold and after the cold pressure they separated The side core pulling began to work When it comes to an end the pressure machine push the knockout plate and then withdraw it with your hand The keyword plastic mold material Exactly eight cavity Side core pulling Forming principle Molding process 零件號 零件名稱 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 01 04 型芯板 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 01 下料 鋸床 虎鉗 鋸 直尺 02 鍛造 鍛床 空氣錘 游標卡 尺 03 熱處理 加熱爐 04 刨六面 刨床 虎鉗 刨刀 游標卡 尺 05 銑六面 銑床 虎鉗 銑刀 游標卡 尺 06 磨基準面 磨床 磁力夾 具 砂輪 游標卡 尺 07 鉗工畫線 虎鉗 鉆刀 鉸刀 攻絲刀 游標卡 尺 08 鉆孔 擴孔 鉸孔 鉆床 虎鉗 鉆刀鉸刀 游標卡 尺 09 攻螺紋 10 銑流道及型腔 銑床 虎鉗 銑刀 游標卡 尺 11 熱處理 加熱爐 12 鉗工 13 檢查 編制 劉云昌 校對 審核 批準 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 0 1 塑料件材料的工藝性分析 1 1 設(shè)計任務的原始依據(jù) 本次畢業(yè)設(shè)計的任務是我根據(jù)系部對畢業(yè)設(shè)計的要求 自己選擇的一個塑料件 作為我的畢業(yè)設(shè)計題目 我選擇的是塑料接線柱 因此我的畢業(yè)設(shè)計題目是 塑料 接線柱模具設(shè)計 該塑件的材料為 ABS 塑件的使用精度為一般精度要求 表面要求光潔平整 無飛邊毛刺及明顯的熔接痕和其它斑痕 塑件的強度和剛度要滿足裝配及其他方面 的使用要求 該塑件的生產(chǎn)批量為大批生產(chǎn) 生產(chǎn)條件為多臺臥式中小型注機 我所設(shè)計塑料件的形狀和尺寸如圖 1 1 所示 圖 1 1 接線柱三視圖 塑料接線柱模具設(shè)計 1 1 2 塑件的工藝性分析 1 2 1 塑件的形狀分析 塑件尺寸較大 形狀較簡單 且壁厚在 0 5mm 1mm 范圍內(nèi) 壁厚適中 較利 于注射成型 因塑件尺寸較小 精度要求又不高 為一般精度等級 為降低成型費 用 可采用一模多腔 并不需對塑件進行后加工 為滿足塑件表面光潔平整 沒有各種斑痕的要求及為了提高成型效率 采用一 模 8 腔設(shè)置 1 2 2 塑件材料的工藝性分析 ABS 材料的應用范圍 注塑工藝條件及化學物理性質(zhì)途簡述如下 典型應用范圍 汽車 儀表板 工具艙門 車輪蓋 反光鏡盒等 電冰箱 大強度工 頭發(fā)烘干機 攪拌器 食品加工機 割草機等 電話機殼體 打字機鍵盤 娛樂用車輛如高爾夫球手推車以及噴氣式雪撬車等 化學和物理特性 ABS 是由丙烯腈 丁二烯和苯乙烯三種化學單體合成 每種單體都具有不同特 性 丙烯腈有高強度 熱穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性 丁二烯具有堅韌性 抗沖擊特性 苯乙烯具有易加工 高光潔度及高強度 從形態(tài)上看 ABS 是非結(jié)晶性材料 三中 單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三元共聚物 一個是苯乙烯 丙烯腈的連續(xù)相 另一個 是聚丁二烯橡膠分散相 ABS 的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子 結(jié)構(gòu) 這就可以在產(chǎn)品設(shè)計上具有很大的靈活性 并且由此產(chǎn)生了市場上百種不同 品質(zhì)的 ABS 材料 這些不同品質(zhì)的材料提供了不同的特性 例如從中等到高等的抗 沖擊性 從低到高的光潔度和高溫扭曲特性等 ABS 外觀成粒狀或粉狀 呈淺象牙色 不透明但成型的塑料件有較好的光澤 它無毒 無味 易燃燒 無自熄性 密度為 1 08 1 2g cm3 ABS 具有較高的抗沖 擊強度 且在較低溫度下也不迅速下降 具有良好的機械性能和一定的耐磨性 耐油 性 耐水性 化學穩(wěn)定性和電氣性能 ABS 具有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性 易成型 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 2 加工 且易著色 ABS 幾乎不受酸 堿 鹽及水和無機化合物的影響 溶于酮 醛 酯 氯代烴中 不溶于大部分醇類及烴類溶劑 但與烴長期接觸會軟化膨脹 ABS 塑料表面受冰醋酸 植物油等化學藥品的侵蝕 會引起應力開裂 此外 ABS 的熱 穩(wěn)定性差 熱變形溫度為 93 脆化溫度為 27 使用溫度范圍為 40 100 而 且 ABS 的耐候性也差 紫外線作用下容易氧化降解 從而會導致制件變硬變脆 1 2 3 成型工藝參數(shù)的確定 ABS 選用螺桿式注射機為好 成型工藝參數(shù)為 噴嘴溫度 180 190 前段 200 210 料筒溫度 中段 210 230 后段 180 200 模具溫度 50 70 注射壓力 MPa 70 90MPa 保壓壓力 MPa 50 70MPa 注射時間 S 3 5S 保壓時間 S 15 30S 冷卻時間 S 15 30S 1 3 型腔數(shù)目的確定 1 3 1 型腔數(shù)目的確定 根據(jù)塑件的生產(chǎn)批量及尺寸精度要求 本模具采用一模 8 腔 對稱分布 1 3 2 塑件重量的計算 由于產(chǎn)品的形狀限制體積無法計算 故直接稱量制品單件塑件重量為 ms 7g 塑料接線柱模具設(shè)計 3 2 澆注系統(tǒng)設(shè)計 澆注系統(tǒng)的作用是 將來自注塑機噴嘴的熔融塑料輸送到各型腔中 澆注系統(tǒng) 的形狀和尺寸將對熔融塑料的充填產(chǎn)生很大的影響 澆注系統(tǒng)設(shè)計得好 熔融塑料 就能順利地充滿型腔 澆注系統(tǒng)設(shè)計不合理 則會出現(xiàn)型腔充填不滿或塑件外觀質(zhì) 量差 尺寸精度低等缺陷 澆注系統(tǒng)一般都由四部分組成 主流道 分流道 澆口 冷料穴 2 1 型腔位置的排布 由于塑件較大所以采用一模八腔的結(jié)構(gòu)形式 遵循澆注系統(tǒng)的設(shè)計應盡量采用 從主流道到各個型腔分流道的形狀及尺寸相同的設(shè)計的原則 以及模具壓力平衡 所以平衡布置 采用對稱放置如圖 2 1 所示 圖 2 1 型腔的布置 2 2 確定分型面位置 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 4 該塑件的結(jié)構(gòu)如 圖 1 1 所示 根據(jù)其 塑件特點及表面質(zhì)量 要求 綜合考慮采用 水平分型面 如圖 2 2 所示 圖 2 2 分型面的選擇 2 3 主流道設(shè)計 主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具澆口套接觸處開始到分流道為止的 塑料熔體的流動通道 是熔體最先流進模具的部分 它的形狀與尺寸對塑料熔體的 流動速度和充模時間有較大的影響 為了方便損壞時更換和維修 主流道通常單獨開設(shè)在主流道襯套上 為了防止 熔體反壓力對襯套的反作用力并使其退出 由于定位圈緊壓于它 所以不會退出 其結(jié)構(gòu)如圖 2 3 所示 主流道垂直于分型面 通常設(shè)計于模具的澆口套中 為了讓主流道凝料能順利 的從澆口套中拔出 主流道設(shè)計成圓錐形 錐角 2 6 為了讓熔融的塑料從噴 塑料接線柱模具設(shè)計 5 嘴完全進入主流道而不溢出 應使主流道與注射機的噴嘴緊密對接 小端直徑比注 射機噴嘴直徑大 0 5 1mm 小端的前面是球面 其深度為 3 5mm 注射機的球面在 此與澆口套接觸并且貼合 澆口套前端球面半徑比噴嘴球面半徑大 1 2mm 為了減 少料流轉(zhuǎn)向過渡時的阻力 主流道大端處采用圓角過渡 其半徑這里取 3mm 在保 證制品成型的條件下 主流道的長度應盡可能的短 以減少壓力損失及費料 一般 取小于或等于 60mm 流道的表面粗糙度 Ra 0 8um 材料 碳素工具鋼 如 T8A T10A 熱處理淬火硬度 53 57HRC 根據(jù)所選擇的注塑機型號 SZ 125 630 得出 注射機噴嘴圓弧半徑 15mm 噴嘴孔 直徑 4mm 所以 主流道小端直徑 d 為 5mm 深度取 3mm 錐角取 3 主流道前端球面半 徑 r 為 15 5mm 配合形式 流口套與定模座板采用過渡配合 H7 m6 所以定模座板尺寸為 流口套的尺寸為 配合長度為 68 0 21 7 H 0 218 6 m 圖 2 3 主流道襯套 2 4 分流道設(shè)計 在多型腔或單型腔多澆口 塑件尺寸大 時應設(shè)置分流道 分流道是指主流道 末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動通道 它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主 流道流入型腔前 通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段 因此分 流道設(shè)計應滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài) 并在流動過程中壓力損失 盡可能小 能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 6 1 分流道的截面形狀及尺寸 分流道開設(shè)在動定模分型面的四周 其截面盡量使其比表面積 流道表面積與其 體積之比 小 使溫度較高的塑料熔體和溫度相對較低的模具之間提供較小的接觸面 積 以減少熱量損失 分流道的形狀尺寸主要取決于制品的大小 模具結(jié)構(gòu)以及所加工塑料的種類 一般來講 隨著制品尺寸及壁厚的增加 由于熔體在大截面流道內(nèi)比在小流道內(nèi)流 動時產(chǎn)生的阻力小 因此大截面流道更能促進模具的填充過程 若分流道長 則流 程長 塑件的粘度應更小一些 常用的分流道截面形式有圓形 梯形 U 形 半圓形及矩形等幾種形式 圓形 截面 表面積 體積比最小 冷卻速度最低 熱量及摩擦損失小 進料流道中心冷凝 慢 有利于保壓 但要求同時在兩半模上加工圓形凹槽 加工難度大 拋物線截面 與之相比 熱損失大 冷凝料多 由于截面近似于圓弧 所以繼承了圓形截面的大 部分優(yōu)點 且在單邊加工時比較容易 梯形截面有時可用來代替拋物線截面 但熱 損失和冷凝料更多 半圓形截面分流道需要用球頭銑刀加工 其比表面積比梯形 U 形截面略大 矩形截面比表面積較大 且流動阻力也大 在設(shè)計中一般不使用 綜合考慮各種因素 確定本設(shè)計采用圓形截面 2 分流道在分型面上的布置形式 分流道常用的布置形式有平衡式和非平衡式兩種 排布一般遵循以下兩個原則 一是排列盡量緊湊 縮小模板尺寸 二是盡量使流程短 對稱布置 是脹模力的 中心與注塑機鎖模力的中心相一致 因此 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)分流道在分型面上的布置形式要選用好 3 分流道的表面粗糙度 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻 只有內(nèi)部塑料熔體的流動狀態(tài) 較為理想 因面分流道的內(nèi)表面粗糙度 Ra 不宜太小 以防將冷料帶入型腔 一般取 1 6 m 左右即可 這樣表面稍不光滑 可增大外層塑料熔體的流動阻力 有助于塑 料熔體的外層冷卻皮層固定 減小流速 從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速 度差 以保證熔體流動時具有適宜的剪切速率和剪切熱 此外 為了有利于塑料的 塑料接線柱模具設(shè)計 7 流動和填充 防止產(chǎn)生反壓力 消耗動能 分流道與澆口的連接處既在澆口進料口 端倒圓過渡 2 5 澆口設(shè)計 澆口是模具澆注流道的最后一部分 它一端與澆注流道中的其他流道相連接 熔融材料就是從這端流入澆口的 它的另外一端直接與模具型腔相連接 這一端非 常重要 如果與模具的型腔接觸面積過大 將直接導致生成的零件與設(shè)計的零件條 件不相符 但是如果與模具型腔接觸太小 可能導致熔融材料無法及時補充進入模 具型腔 前面的已經(jīng)冷卻凝固 而后面的熔融材料還沒有補充進來 造成產(chǎn)品充填 不足 導致零件產(chǎn)品出現(xiàn)缺陷 澆口的位置 澆口的位置選擇是非常重要的 最好能夠保證材料能夠同時均勻的填滿整個模 具型腔 澆口與模具型腔的接觸位置也需要注意 最好是平面接觸 初步試模后還 需進一步修改澆口尺寸 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) 根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)的特點 表面不能有交口痕跡 一 般 情 況 下 澆 口 的 開 始 尺 寸 做 得 小 一 點 通 過 試 模 逐 步 修 整 到 合 適 尺 寸 根 據(jù) 經(jīng) 驗 潛 伏 澆 口 的 主 流 道 a 6 8 本 次 設(shè) 計 的 a取 6 模 具 的 澆 口 寬 b取 4mm l通 常 在 0 5 2mm之 間 本 次 設(shè) 計 l取 1 5mm 分 流 道 直 徑 取 8mm 河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書 8 3 成型零部件設(shè)計 3 1 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 成型零部件是決定塑件幾何形狀和尺寸的零件 它是模具的主要部分 主要包 括凹模 凸模及鑲件 成型桿和成型環(huán)等 由于塑料成型的特殊性 塑料成型零件 的設(shè)計冷沖模有所不同 3 1 1 型 芯 和 型 腔 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 由于模具屬于中小型模具 所以采用組合式凹 凸模結(jié)構(gòu) 組合式凹 凸模結(jié) 構(gòu)是指由兩個或兩個以上的零件組合而成的凹?；蛲鼓?因為凹模即型腔周邊形狀 比較復雜 為了便于加工 生產(chǎn)中常采用這種方式 其中型腔和定模板之間采用 H7 m6 配合 凸模設(shè)計參照凹模設(shè)計方案 采用 H7 m6 過渡配合壓入模板中 這種 結(jié)構(gòu)加工效率高 裝拆方便 容易保證形狀和尺寸精度 詳細見裝配圖紙 3 1 2 注射模強度要求 注射模在工作的時候要承受各種作用力 所以要求注射模各零件必須有足夠的 強度和剛度 因此 設(shè)計時必須對注射模的主要零件以必要的強度和剛度計算 并 對其結(jié)構(gòu)進行合理的設(shè)計 注射模的型腔在成型壓力作用下容易發(fā)生變形 其變形量必須在允許范圍之內(nèi) 如果變形量過大 則將會導致型腔的擴大而易出毛邊 并使塑件尺寸增大 甚至造 成型腔破裂 另外 當塑件成型后成型壓力消失 型腔又會應彈性恢復而收縮 若 收縮量大于塑料的收縮率時 則又會使型腔緊緊包住塑件而造成開模困難 或因此 使塑件殘留在定模上而使脫模困難 甚至損壞塑件或塑件質(zhì)量下降 注射模的強度要求 對于小型注射?？蓱{經(jīng)驗預估確定尺寸 大型注射模的型 腔等主要零件則應采取理論計算進行設(shè)計為宜 本設(shè)計采用為小型注塑模 型腔采 塑料接線柱模具設(shè)計 9 用組合式 側(cè)壁厚度 65 通過經(jīng)驗完全可以保證型腔的強度 3 2 模具側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的分析與確定 3 2 1 側(cè)向抽芯機構(gòu)的分類與組成 在零件的側(cè)面與主分型面的的運動方向有干涉的時候 就要用到側(cè)向分型與抽 芯機構(gòu) 該類機構(gòu)有很多的組成種類 比如說采用機動的 液壓的 手動的等等 其中機動的用的比較廣泛 主要特點是不需要設(shè)置專門的設(shè)備 是利用模具本身分 型時產(chǎn)生的力 成本低 生產(chǎn)效率高 而液壓的需要設(shè)置專門的設(shè)備 增加了成本 但因其動作可靠 調(diào)節(jié)靈活 故用的也比較廣泛 而手動的主要是增加了工人的勞 動強度 且效率較低 但在某些特殊的場合還是用的比較廣泛的 經(jīng)過綜合考慮 本次設(shè)計根據(jù)該塑件抽芯距較短 抽芯力小的特點所以采用斜 導柱滑塊側(cè)向分型與抽芯機構(gòu) 利用斜導柱與側(cè)滑塊的運動來實現(xiàn) 斜導柱在定模和側(cè)滑塊安裝在動模 見圖 3 1 圖 3 1斜 導 柱 和 側(cè) 滑 塊 安 裝 在 動 模 3 2 2 抽芯力與抽芯距的確定 本次設(shè)計中出現(xiàn)側(cè)抽芯的部分見圖 3 2 其抽芯力計算公式如下 河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書 10 圖 3 2 側(cè) 抽 芯 位 置 其抽芯力計算公式如下 cosin0 54682754 1520 cos 5in0 317tFApuN 1 5x10 x4 x 1200 x 0 2 0 999 0 009 14 36KN 根據(jù)塑件的側(cè)抽芯特點 確定本次設(shè)計的抽芯距為 S 7mm 3 2 3 斜導柱的設(shè)計 斜導柱的基本形式和具體尺寸如圖 3 3 所示 圖 3 3 斜導柱 3 2 4 側(cè)滑塊的設(shè)計 1 側(cè)滑塊的設(shè)計 本次設(shè)計的側(cè)滑塊的 T 形槽設(shè)置在底部 并且側(cè)型芯與滑塊設(shè)計為一體式見圖 3 4 塑料接線柱模具設(shè)計 11 圖 3 4 側(cè) 滑 塊 的 基 本 形 式 2 導滑槽的設(shè)計 本次設(shè)計的導滑槽見圖 3 5 圖 3 5 導 滑 槽 的 結(jié) 構(gòu) 形 式 采用組合形式 采用壓板固定在動模板上組合成一個導滑槽 滑塊下面添加一 個耐磨的滑板 以提高模具壽命降低加工難度 用限位螺釘配合彈簧來對滑塊進行 限位 3 3 成型零部件尺寸的計算 成型零件工作尺寸是指直接用來構(gòu)成塑件型面的尺寸 主要有凹模和型芯的徑 向尺寸 包括矩形和異型零件的長和寬 深度 高度 尺寸和中心距尺寸等 塑料制品在成型過程中影響其尺寸精度的主要因素有以下幾個方面 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 12 1 型腔 型芯等成型零件在制造時的尺寸精度 2 型芯和型腔采用整體嵌入式結(jié)構(gòu) 起制造和組裝誤差會影響到創(chuàng)造產(chǎn)品的 尺寸精度 3 塑料收縮率波動值 對于工藝條件 一般講 注塑壓力提高 收縮率減小 溫度升高 收縮率增加 保壓時間延長 收縮率也減小 脫模速度加快 收縮率增 大 制品結(jié)構(gòu)對收縮率的影響有 有嵌件比沒有嵌件 薄壁比厚壁 形狀復雜比形 狀簡單的 其收縮率都有一定程度的減小 而徑向尺寸的收縮率比厚度方向尺寸要 大 當然塑料本身由于牌號不一 批號 廠家不同 即使同一類塑料 其收縮率也 往往波動不一 引起制品精度的降低 4 型腔成型零件長期在工作過程中的磨損 塑料在型腔中流動或制品脫模時 與型腔壁摩擦都會造成成型零件的磨損 一般估計與制品脫模方向平行的壁面磨損 較大 與制品脫模方向垂直的壁面則磨損較小 當然塑料本身的性質(zhì)關(guān)系也很重大 已知綠色 ABS 塑料的收縮率是 0 4 0 6 則綠色 ABS 塑料的平均收縮率為 Sp 0 4 0 5 2 0 5 按照下列公式計算型腔 型芯工作部位尺寸 型腔徑向尺寸 L z m0 1 Sp L S x z 0 型腔深度尺寸 H z m0 1 Sp H S x z 0 型芯徑向尺寸 l 0 m z 1 Sp l S x z 0 型芯高度尺寸 h 0 m z 1 Sp h S x z 0 式中 LS 塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸 mm lS 塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸 mm HS 塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸 mm hS 塑件內(nèi)型深度基本尺寸的最小尺寸 mm x 修正系數(shù) 取 0 5 0 75 塑件公差 mm 模具制造公差 取 1 3 1 4 塑料接線柱模具設(shè)計 13 通常 制品中 1mm 和小于 1mm 并帶有大于 0 05mm 公差的部位以及 2mm 和小于 2mm 并帶有大于 0 1mm 公差的部位不需要進行收縮率計算 塑模型芯及型腔的成型尺寸是根據(jù)塑件形狀及其尺寸來確定的 因此 塑模型 芯及型腔的成型尺寸主要與塑件形狀 尺寸公差 塑料的收縮率及收縮誤差 塑模 磨損量及模具制造公差等因素有關(guān) 3 3 1 型芯尺寸計算 1 定模小型芯尺寸的計算 見圖 3 7 圖 3 7 下 型 芯 零 件 圖 徑向尺寸的計算 mdSdzzm 03 03 1 0101 582 75 2 5 1 5 zsz 067 03 2 0202 94 4 7 模具徑向成型尺寸 mmlLRD rd 塑料的平均收縮率 S 塑件徑向的基本尺寸 sssl r 塑件的公差 模具的制造公差 一般取塑件公差 的 z 13 高度尺寸的計算 mhShzszm 067 03 2 0101 1 75 29 5 75 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 14 模具高度成型尺寸 mHh 塑件高度尺寸 s 2 動模型芯尺寸的計算 見圖 3 8 圖 3 8 上 型 芯 零 件 圖 徑向尺寸的計算 mdSdzszm 067 03 2 0101 9 75 26 05 1 75 67 03 2 22 1 3 高度尺寸的計算 hShzszm 067 03 2 0101 4 75 41 5 1 75 塑料接線柱模具設(shè)計 15 直 徑 尺 寸 計 算 mDSzzm 067 3 2 00101 18 475 6 1 75 3 4 導向機構(gòu)設(shè)計 由于本次設(shè)計中所采用的是 C1 型標準模架 導柱和導套參考國家標準為 GB4169 4 1984 導柱 和 GB4169 3 1984 導套 見圖 3 10 圖 3 10 導 柱 示 意 圖 此導柱和導套需要自己加工 導柱和導套采用 H7 f6 的配合 導柱和模板之間 采用 H7 n6 的配合 導套和模板之間采用 H7 m6 的配合 河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書 16 4 推出機構(gòu)和復位機構(gòu)的設(shè)計 4 1 推出機構(gòu)的設(shè)計 注射模具的推出系統(tǒng) 即推出機構(gòu) 當熔融塑料在模具型腔當中固化后 要由 特定的方式切實可靠的將其從模具的一側(cè)將其推頂出來 在這個過程當中 不能使 制品發(fā)生變形 而達不到成型要求 白化 以及卡滯現(xiàn)象 除此之外 該裝置還必 須保證在模具閉合時 不會與模具其它零部件產(chǎn)生干涉地回到初始頂出位置 以便 進行重復不斷的成型加工 推出機構(gòu)的設(shè)計原則 設(shè)計推出機構(gòu)時應盡量時塑件留于定模一側(cè) 塑件在推出過程中不發(fā)生變形和破壞 不損壞塑件的外觀質(zhì)量 合模時應時推出機構(gòu)正確復位 推出機構(gòu)應動作可靠 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)特點我們設(shè)置了一次推出機構(gòu) 一次推出機構(gòu)又稱簡單推出機 構(gòu) 它是指開模后在動模一側(cè)用一次推出動作完成塑件的推出 一次推出機構(gòu)包括 推桿推出機構(gòu) 推管推出機構(gòu) 推件板推出機構(gòu) 活動鑲塊或凹模推出機構(gòu)和多元 推出機構(gòu)等 這類推出機構(gòu)最長見 應用最廣泛 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)特點 在這里我 選擇了最簡單的推桿推出機 構(gòu) 塑料制品的脫模裝置如 圖 4 1 所示 塑料接線柱模具設(shè)計 17 圖 4 1 推 出 機 構(gòu) 4 2 推桿及復位設(shè)計 4 2 1 推出行程 推出行程一般規(guī)定使頂出的制品脫離模具 5 10mm 在成型一些形狀簡單或桶 形制件時 也可以取其深度的 2 3 本模具的推出距離為 30mm 4 2 2 推桿的形狀 尺寸與固定形式 推桿是標準件 在市場上可以直接買到 在設(shè)計時應考慮到要由足夠的剛性 以承受推出力 否則就可能在推出時變形 由于由許多推桿端部不是平的 所以這些推桿的端部就要進行線切割加工 使 形狀與塑件的外形相貼 如圖 4 2 所示 圖 4 2 推 桿 的 固 定 形 式 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 18 推桿工作部分與模板或型芯上推桿孔的配合常采用 H8 f7 H8 f8 的間隙配合 視推桿直徑的大小與不同的塑料品種而定 4 2 3 推桿位置的選擇 推桿的位置應該選擇在脫模阻力最大的地方 推桿位置選擇是應注意 當塑件 各處的脫模阻力相同時需均勻布置 以保證塑件推出時受力均勻 塑件推出平穩(wěn)和 不變形 推桿位置選擇還應注意塑件本身的強度和剛度 尤其是薄壁塑件 應盡可 能地選擇在壁厚和凸緣等處 否則很容易是塑件變形甚至破壞 在必要時 可以通 過增大推桿的面積 降低塑件單位面積上所受的推出力 對于這個塑件 由于四周和對型芯的包緊力不大 脫模阻力較小 所以在四周 附近設(shè)置推桿 如圖 4 3 所示 共設(shè)置了 32 根推桿 圖 4 3 推桿的布置 塑料接線柱模具設(shè)計 19 4 2 4 推出機構(gòu)的導向與復位 推出機構(gòu)在注射模工作時 每開合模一次 就往復運動一次 除了推桿和復位 桿與模板的滑動配合以外 其余部分均處于浮動狀態(tài) 推桿固定板與推桿的重量不 應作用在推桿上 而應該由導向零件來支承 另外 考慮到推出機構(gòu)往復運動的靈 活和平穩(wěn) 必須設(shè)計推出機構(gòu)的導向裝置 推出機構(gòu)在開模推出塑件后 為下一次 的注射成型 還必須使推出機構(gòu)復位 在本次設(shè)計的模具中 推出機構(gòu)的先復位采用復位桿上添加強力彈簧來實現(xiàn) 推出機構(gòu)的導向采用在動模座板上固定兩個導柱來實現(xiàn) 復位桿的大小為是 20 的 長度是 150mm 由于模具較大在此又添加了限位柱以及垃圾釘?shù)?推出機構(gòu)的導向和復位機構(gòu)如圖 4 4 所示 河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書 20 圖4 4推出機構(gòu)的導向和復位 5 支承與連接零件的設(shè)計與選擇 注射模中的各種固定板 支承板 支承塊以及模座等都稱為支承零部件 將它 們與合模導向機構(gòu)和推料脫模機構(gòu)等組裝 便可組成注射模架 模架的作用是用來 安裝和固定注射模中的各種功能機構(gòu) 設(shè)計時各種支承零件必須具有足夠的強度和 剛度 5 1 固定板 固定板在模具中起著固定成型零部件 合模導向機構(gòu)及推出脫模機構(gòu)等各種結(jié) 構(gòu)功能的作用 如動 定模固定板 推件板 推出固定板等 固定板在模具中的工 作條件與結(jié)構(gòu)形式和注射成型工藝條件有關(guān) 動 定模固定板 采用 45 鋼 推出固 定板采用 235 鋼 5 2 支承板和墊塊 支承板也叫墊板 對固定板上模具的各零件起著支承作用 墊板墊靠在支承板 和模座之間 形成推出脫模機構(gòu)的運動空間 變更支承板和墊塊的厚度 可改變模 具的封閉高度 以保證閉合高度和開模行程與注射機規(guī)格的匹配 支承板應具有一 定的強度和剛度 以免發(fā)生變形 引起注射成型時發(fā)生溢料或制品偏差 墊塊 模座與支承板間可采用六角螺釘固定 支承板和墊塊的材料分別采用 45 鋼和 235 鋼 5 3 模座 與注射機相聯(lián)的模具底板稱為模座 模座是整個注射模中支承所有零部件的底 板 在注射成型過程中傳遞合模力并承受成型力 應具有足夠的強度和剛度 即應 具有足夠的厚度 不能低于 13 本套模具的模座厚度為 25 達到了使用要求 塑料接線柱模具設(shè)計 21 模座材料采用 235 鋼 6 冷卻系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的設(shè)計 6 1 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 一本次設(shè)計的模具型腔是采用的鑲塊的形式 且因為之間比較小冷卻很快 此 次設(shè)計并沒有加入冷卻水道 6 2 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 如果型腔內(nèi)因各種原因而產(chǎn)生的氣體不能及時被排出 將會在塑件上形成氣泡 接縫 表面輪廓不清晰及缺料等缺陷 此外氣體受壓 體積縮小而產(chǎn)生高溫會導致 塑件局部碳化或燒焦 同時積存的氣體還會產(chǎn)生反壓力而降低充模速度 因此型腔 設(shè)計時必須考慮排氣方式 由于制品尺寸較小 利用分型面和推桿配合間隙排 根據(jù)以上各部分內(nèi)容的分析結(jié)果 按機械制圖的要求繪制出模具裝配圖 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 22 7 選擇注射機和標準模架 7 1 初選注射機 該塑料制件單件重 ms 25g 澆注系統(tǒng)重量的計算可根據(jù)圖 3 3 澆注系統(tǒng)尺寸先 計算 澆注系統(tǒng)的體積 VJ 10cm 查手冊知高密度聚乙烯的密度為 1 05g cm 因此粗略計算澆注系統(tǒng)重量為 m j V J 10 1 05g 10 5g 11g 所以塑件及澆注系統(tǒng)的總重量 M 總 為 M ms 2 mj 25X2 11 61 g 因為 注射機的注射量要滿足 M 機 M 總 0 80 的關(guān)系 式中 M 機 注射機的額定注射量 g M 總 塑件與澆注系統(tǒng)凝料的重量之和 g 所以 M 機 M 總 0 80 61 0 8 76 25g 因此 可以初選 XS ZY 125A 的注射機 查手冊知 XS ZY 125A 注射機的有關(guān)參數(shù)如下 額定注射量 220cm 3 注射壓力 150Mpa 鎖模力 1800 kN 最大開合模行程 S 325mm 模具最大厚度 350 mm 模具最小厚度 220 mm 塑料接線柱模具設(shè)計 23 噴嘴圓弧半徑 12 mm 噴嘴孔直徑 4 mm 動 定模板尺寸 420 mm 450 mm 拉桿空間 360 mm 420 mm 7 2 選擇標準模架 為了方便加工和熱處理 其型腔采用整體式 如圖 7 1 所示 從圖 7 1 可以看出 型腔為鑲嵌式計算 由于型腔壁厚計算比較麻煩 故可參 考經(jīng)驗推薦數(shù)據(jù) 查手冊或由經(jīng)驗確定型腔壁厚 S 32mm 根據(jù)以上分析 計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 查標準模架手冊選用 lkm side gate CI3040 模架 7 3 注射機的校核 7 3 1 注射壓力的校核 p 注 p 成型 查手冊知 ABS 塑料成型時的壓力 p 成型 120 140Mpa 小于 XS ZY 125A 注射機 150Mpa 的注射壓力 因此 注射壓力滿足 7 3 2 鎖模力校核 注射機的鎖模力 P 鎖模力 應大于或等于塑料成型時型腔壓力與澆注系統(tǒng) 和塑件在分型面上的投影面積和 即 P 鎖模力 PF 式中 p 塑料成型時型腔壓力 ABS 塑料的型腔壓力 p 70Mpa F 澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積和 mm 各型腔及澆注系統(tǒng)及各型腔在分型面上的投影面積 尺寸參照圖 3 3 F 130X80X2 40X8 3 14X8X2 mm PF 70 22210 24N 1550KN P 鎖模力 1800KN 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 24 因此 XS ZY 125A 注射機的鎖模力滿足要求 7 3 3 模具在注射機上安裝尺寸的校核 從標準模架外形尺寸 300 mm 400 mm 看 小于注射機拉桿空間 360 mm 420 mm 且模具的厚度為 301mm 也小于注射機的最大安裝模具厚度 350mm 和大于注射 機的最小安裝厚度 220mm 的要求 因此所選 XS ZY 125A 注射機安裝空間和模厚均滿 足要求 7 3 4 開模行程的校核 注射機最大開模行程 S S 2h 件 h 澆 5 10 式中 h 件 塑料制品高度 mm h 澆 澆注系統(tǒng)高度 mm 如圖 3 3 所示 取制件和澆注系統(tǒng)所需的開模行程應為 2 h 件 5 10 2 25 5 10 mm 55 65mm 取 70mm 即注射機開模行程 S 325mm 大于取制件和澆注系統(tǒng)所需的開模行程 70mm 故注 射機的開模行程滿足 塑料接線柱模具設(shè)計 25 8 模具總裝圖 經(jīng) 過 二 個 多 月 的 認 真 分 析 與 計 算 我 順 利 的 完 成 了 預 期 的 設(shè) 計 目 標 測 繪 了 產(chǎn) 品 的 二 維 工 程 圖 并 繪 制 了 二 維 模 具 裝 配 圖 三 維 裝 配 圖 及 主 要 成 型 零 部 件 圖 同 時 對 主 要 零 部 件 模 仁 進 行 了 加 工 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 26 圖 9 1 模 具 二 維 裝 配 圖 1 定 位 圈 2 定 模 模 座 板 3 型 芯 1 4 定 模 板 5 型 芯 2 6 動 模 板 7 內(nèi) 導 柱 8 支 架 9 螺 釘 10 支 撐 板 11 墊 塊 12 動 模 座 板 13 推 板 14 推 桿 固 定 板 15 頂 桿 16 拉 料 桿 17 復 位 桿 18 側(cè) 抽 芯 滑 塊 19 斜 導 柱 20 緊 固 銷 釘 21 澆 口 套 22 緊 固 螺 釘 模 具 的 工 作 原 理 和 工 作 過 程 如 下 開模時 動模部分向后移動 分型面分開 在型芯包裹力的作用下塑件被拉出 同時將澆注系統(tǒng)從主流道中拉出 隨著動模繼續(xù)向后移動 在斜導主的作用下使側(cè) 滑塊分型 使側(cè)型芯完成抽芯 然后動模部分繼續(xù)向后移動 注射機的頂桿作用 于推板 通過上面的推桿將塑件從下型芯頂出 至此 整個開模過程完成 合模時 先是推桿的先復位 動模部分向前移動 分型面開始合攏 同時在斜 道主機構(gòu)作用下使側(cè)滑塊復位 楔緊塊將側(cè)滑快楔緊 至此 整個合模過程完成 為下一次注射做好準備 塑料接線柱模具設(shè)計 27 致謝 經(jīng)過這么幾個月的實習生活 我對模具這個專業(yè)有了更多的認識 同時也對我 這次做畢業(yè)設(shè)計有很大幫助 去年十二月剛剛接到需要設(shè)計得制件后 其實也是似 懂非懂 回來后想了很多辦法去完善設(shè)計 從型腔排版 到澆口流道的分布 到側(cè) 向抽芯的設(shè)計 最終確定了一個方案 我知道我的設(shè)計還有很大的缺陷與不足 有 很多也是我沒注意到的地方 但這次設(shè)計將會是我最寶貴的經(jīng)驗 在以后的工作中 我一定會吸經(jīng)驗 我要感謝各位老師對我們的認真教導 交給我們專業(yè)知識 是你 們帶我們進入模具的殿堂 同時也要感謝在設(shè)計期間對我?guī)椭薮蟮耐瑢W 給我提 出的寶貴意見 感謝這片設(shè)計中涉及到的各位學者 我引用了數(shù)位學者的研究文獻 如果沒有 各位學者的研究成果的幫助和啟發(fā) 我將很難完成本篇論文的寫作 由于我的水平有限 所寫設(shè)計難免有不足之處 懇請各位老師和學友予以批評 和指正 河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書 28 參考文獻 1 楊占堯 塑料注射模結(jié)構(gòu)與設(shè)計 高等教育出版社 2008 7 2 孫玲 塑料成型工藝與模具設(shè)計 清華大學出版社 2008 2 1 3 王曉江 模具設(shè)計與制造專業(yè)英語 機械工業(yè)出版社 2008 7 4 劉建超 張寶忠主編 塑料模具設(shè)計與制造 北京高等出版社 2004 6 5 太空模具網(wǎng) 未來十年的模具發(fā)展趨勢 2005 11 24 6 中國標準出版社 全國彈簧標準化技術(shù)委員會編 中國機械工業(yè)標準匯編彈簧卷 北京 1999 6