蛋糕切刀注塑模具設(shè)計【一模二腔優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計含proe三維20張CAD圖紙+帶外文翻譯】-zsmj09

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頂桿和復(fù)位桿.dwg

蛋糕切刀注塑模具設(shè)計【一模二腔含20張CAD圖紙及proe三維】

摘  要

塑料制品具有原料來源豐富,價格低廉,性能優(yōu)良等特點。它在電腦、手機、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊產(chǎn)品制造中具有不可替代的作用，應(yīng)用極其廣泛。注射成 形是成形熱塑件的主要方法，因此應(yīng)用范圍很廣。

本次的畢業(yè)設(shè)計是蛋糕切刀的注塑模的設(shè)計。蛋糕切刀具有重量輕、易清潔、耐腐蝕老化、強度高、有一定韌性 ，制作方便、價格低廉、美觀等特點。

  依據(jù)產(chǎn)品的數(shù)量和塑料的工藝性能確定塑件采用注射成形法生產(chǎn)。該產(chǎn)品設(shè)計為大批量生產(chǎn)，故設(shè)計的模具要有較高的注塑效率，澆注系統(tǒng)要能夠自動脫模，此外為保證塑件表面質(zhì)量采用側(cè)澆口，因此選用單分型面注射模，側(cè)澆口自動脫模結(jié)構(gòu)。模具的型腔采用一模兩腔平衡布置，澆注系統(tǒng)采用側(cè)澆口成形，推出形式為四推桿推出機構(gòu)完成塑件的推出。由于塑件的工藝性能要求注塑模中有冷卻系統(tǒng)，因此在模具設(shè)計中也進行了設(shè)計。本次的設(shè)計中不僅參考了大量紙質(zhì)文獻，而且在互聯(lián)網(wǎng)上查閱資料，設(shè)計過程比較完整。EMX可以使設(shè)計師直接調(diào)用公司的模架，節(jié)省模具設(shè)計開發(fā)周期，節(jié)約成本，減少工作量。故本次設(shè)計基于EMX插件完成，即順應(yīng)了時代發(fā)展的要求你，又大大減少了設(shè)計時間。

關(guān)鍵詞： 單分型面注射模具  蛋糕切刀 EMX

ABSTRACT

  Plastic products with rich sources of raw materials, low prices, excellent performance and so on. It is in the computer, mobile phone, automobile, electrical, electrical, instrumentation, home appliances and communications products manufacturing has an irreplaceable role, the application is extremely extensive. Injection molding is the main method of forming thermoplastic parts, so the application range is very wide.

  According to the number of products and the performance of plastic to determine the use of plastic injection molding method. The product is designed for mass production, so the design of the mold to have a higher injection efficiency, gating system to be able to automatically stripping, in addition to ensure that the plastic surface quality side gate, so use single-point injection mold, side Gate automatic stripping structure. The cavity of the mold is arranged in a mold and two chambers, and the pouring system adopts the side gate forming, and the form of the four push rods is introduced to complete the introduction of plastic parts. As the plastic parts of the process performance requirements of the injection mold has a cooling system, so the mold design is also designed. This design not only refers to a large number of paper documents, but also access to information on the Internet, the design process is relatively complete.

  EMX can make the designer directly call the company's mold, saving mold design and development cycle, cost savings, reduce the workload. So this design is based on EMX plug-in completed, that is, conform to the requirements of the development of the times, but also greatly reduces the design time.

Key words:  Single part injection mold  Cake cutter  EMX

目  錄

第一章  緒 論……………………………………………………………1

1.1 塑料模的功能 ………………………………………………………1

1.2 塑料模的發(fā)展?fàn)顩r …………………………………………………1

1.3 本設(shè)計的意義和目的 ………………………………………………2

第二章  塑件成型工藝性分析 …………………………………………4

2.1 塑件及材料的分析 …………………………………………………4

2.2 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式 ………………………………………………6  

2.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 ……………………………………………………9

2.4 章節(jié)小結(jié)……………………………………………………………13

第三章  成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算  ………………………………14

3.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè) …………………………………………………14

3.2 成型零件鋼材的選用  ……………………………………………14

3.3成型零件工作尺寸的計算 …………………………………………16

3.4模架的確定 …………………………………………………………17

3.5排氣槽的設(shè)計 ………………………………………………………18

3.6 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計 ……………………………………………19

3.7 導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計 …………………………………………19

3.8 章節(jié)小結(jié)  …………………………………………………………19

第四章  整體設(shè)計   …………………………………………………21

4.1模具總裝圖 …………………………………………………………21

4.2模具的工作原理 ……………………………………………………22

4.3模具的安裝試模 ……………………………………………………22

設(shè)計小結(jié)  ………………………………………………………………24

謝辭………………………………………………………………………25

參考文獻  ………………………………………………………………26

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摘 要 塑料制品具有原料來源豐富 ,價格低廉 ,性能優(yōu)良等特點。它在電腦、手機、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊產(chǎn)品制造中具有不可替代的作用，應(yīng)用極其廣泛。注射成 形是成形熱塑件的主要方法，因此應(yīng)用范圍很廣。 本次的畢業(yè)設(shè)計是 蛋糕切刀 的注塑模的設(shè)計 。蛋糕切刀 具有重量輕、易清潔、耐腐蝕老化、強度高 、 有一定韌性 ，制作方便、價格低廉、美觀等特點。 依據(jù)產(chǎn)品的數(shù)量和塑料的工藝性能確定塑件采用注射成形法生產(chǎn)。該產(chǎn)品設(shè)計為大批量生產(chǎn)，故設(shè)計的模具要有較高的注塑效率，澆注系統(tǒng)要能夠自動脫模，此外為保證塑件表面質(zhì)量采用側(cè)澆口， 因此選用單分型面注射模，側(cè)澆口自動脫模結(jié)構(gòu)。模具的型腔采用一模兩 腔平衡布置，澆注系統(tǒng)采用側(cè)澆口成形，推出形式為四推桿推出機構(gòu)完成塑件的推出。由于塑件的工藝性能要求注塑模中有冷卻系統(tǒng)，因此在模具設(shè)計中也進行了設(shè)計。本次的設(shè)計中不僅參考了大量紙質(zhì)文獻，而且在互聯(lián)網(wǎng)上查閱資料，設(shè)計過程比較完整。 省模具 設(shè)計開發(fā)周期，節(jié)約成本，減少工作量。 故本次設(shè)計基于 順應(yīng)了時代發(fā)展的要求你，又大大減少了設(shè)計時間。 關(guān)鍵詞 ： 單分型面注射模具 蛋糕切刀 of so It is in an is is of so is to of of to of is so of to a to be to in to so of is in a of is to of As of of a so is to a of to on is s So is MX to of of 目 錄 第一章 緒 論 ?????????????? ???? ????? 1 料模的功能 ??????????????? ?????? 1 料模的發(fā)展?fàn)顩r ???????????????? ??? 1 設(shè)計的意義和目的 ???????????????? ?? 2 第二章 塑件成型工藝性分析 ???????????? ???? 4 件及材料的分析 ?????????????? ????? 4 定模具的結(jié)構(gòu)形式 ?????????????? ???? 6 注系統(tǒng)的設(shè)計 ? ???????????????? ??? 9 節(jié)小結(jié) ???????????????????? ??? 13 第三章 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算 ?? ????? ????? 14 ?? ?? ? ???? ? ??????? ?? 14 型零件鋼材的選用 ??????????????? ?? 14 ? ??????????? ?? ?? 16 ??????????????????? ??? 17 ????????????????? ???? 18 模推出機構(gòu)的設(shè)計 ????????????????? 19 向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計 ???????????? ???? 19 節(jié)小結(jié) ????????????????? ?? ?? ? 19 第四章 整體設(shè)計 ????????? ?????????? 21 ????????????? ?? ????? ?? 21 ???????????????? ???? 22 ???????????????? ???? 22 設(shè)計小結(jié) ??????????????????? ????? 24 謝辭 ???????????????????????? ??? 25 參考文獻 ????????????????????? ??? 26 1 第一章 緒論 料模具的功能 及模具業(yè)的地位 塑料 模具是實現(xiàn)塑料成型生產(chǎn)的專用生產(chǎn)工具和主要工藝設(shè)備。利用塑料模具可以成型各種形狀和尺寸的塑料制件，如日常生活中常見的塑料茶具、塑料餐具及家用電器中的各種塑料外殼。 模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中 ??1 。 模具是一種重要的國工工藝裝備，是國民經(jīng)濟各工業(yè)部門發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一。模具是壓力加工或其它成形加工工藝中，使材料變形制成產(chǎn)品的一種重要工藝裝備，應(yīng)用廣泛。它在鍛造、塑料加工、壓鑄等行業(yè)中起著重要作用。模鍛件、沖壓件、擠壓和拉拔件等，都是使金屬材料在模具中發(fā)生塑性變形而獲得的；壓鑄零件、粉末冶金零件也在模具中充填加工成形的；而塑料、陶瓷、玻璃制品等非金屬材料的成形加工也多是依靠模具。少無切削加工是機械制造業(yè)發(fā)展的一個方向，而模具是利用壓力加工實現(xiàn)無切削工藝的關(guān)鍵。模具成形有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗和低成本等特點，因 此得到了廣泛應(yīng)用。據(jù)初步統(tǒng)計：依靠模具加工的產(chǎn)品和零件，電行業(yè)占 80%，機電行業(yè)占 70%以上。輕工、軍工、冶金及建材等行業(yè)大部分產(chǎn)品和生產(chǎn)都離不開模??2具 。 國塑料模的發(fā)展及現(xiàn)狀 近年來我國的模具技術(shù)有了很大的發(fā)展，在大型模具方面，已能生產(chǎn)大屏彩電注塑模具、大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具。機密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。 在成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成行模、高效多色注塑模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機構(gòu)的創(chuàng)新業(yè)取得了較大進展。氣體輔助注射成形技術(shù)的使用更趨成熟。熱流道模具開始推廣，有些單位還采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道模具 。 近年來 ,隨著塑料工業(yè)突飛猛進地向前發(fā)展 ,模具設(shè)計和制造工業(yè)也發(fā)生了根本的變化 動化、大型、超小型、高精度、高 壽2 命的模具在整個模具產(chǎn)量中所占的比例越來越大。據(jù)統(tǒng)計 ,汽車、拖拉機、電機電器、儀器儀表、自行車、電冰箱、電風(fēng)扇等，分別有 60%、85%和 92%以上的零件用模具進行成型加工。模具生產(chǎn)的費用將占產(chǎn)品成本的 10%逐步提高。因此日本稱模具是進入“富裕社會的原動力” 德國稱為“金屬加工中的帝王”工業(yè)發(fā)達國家的模具工業(yè)已成為獨立的行業(yè)，把模具技術(shù)水平作為國家機械制造工藝水平的重要標(biāo)志之一。而國內(nèi)塑料塑件在人們的日常生活中及現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中占有很重要的地位。采用模具成型的工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝，可以提高生 產(chǎn)效率，保證零件質(zhì)量，節(jié)約材料，降低生產(chǎn)成本，從而取得很高的生產(chǎn)效率。因此，在機電、儀表、化工、汽車和航天航空等領(lǐng)域，塑料已成為金屬的良好代用材料并得到了廣泛的應(yīng)用，出現(xiàn)了金屬材料塑料化的趨勢。作為最有效的塑料成型方法之一的注射成型技術(shù)具有可以一次成型各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜和尺寸精密的塑件。成型周期短、生產(chǎn)率高、大批生產(chǎn)時成本低廉、易于實現(xiàn)自動化或自動化生產(chǎn)等優(yōu)點，因此，世界塑料成型模具產(chǎn)量中約半數(shù)以上是注射模具 ??2 。 近幾年來，在我國其發(fā)展速度之快、需求量之大是前所 未有的，但總體上與工業(yè)發(fā)達的國家相比仍有較大的差距。目前，我國模具工業(yè)的當(dāng)務(wù)之急是加快技術(shù)進步，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，增加高檔模具的比重，質(zhì)中求效益，提高模具的國產(chǎn)化程度，減少對進口模具的依賴。未來國內(nèi)外塑性模具的制造技術(shù)和成型技術(shù)有如下發(fā)展趨勢： 1)在模具設(shè)計制造中廣泛應(yīng)用 術(shù)； 2)高速銑削加工將得到更廣泛地應(yīng)用； 3)在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、注射成型和高壓注射成型技術(shù)； 4)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率； 5)研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程； 6)虛擬技術(shù)將得到發(fā)展； 7)模具自動加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展。廣泛應(yīng)用 步走向集成化的方向發(fā)展。 設(shè)計的依據(jù)和意義 隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的迅速發(fā)展、計算機技術(shù)的應(yīng)用， 模具已經(jīng)成為生產(chǎn)領(lǐng)域中 的重要工藝裝備。特別是在塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，塑料模具的應(yīng)用及其廣泛，在各類模具中的地位也越來越突出，成為各類模具設(shè)計、制造與研究中最具有代表意義的模具之一。而注塑模具已經(jīng)成為制造塑料制造品的主要手段之一，且發(fā)展成為最有前景的模具之一。注射成型是當(dāng)今市場上最常用、最具前景的塑料成型方法之3 一，因此 注塑模具作為塑料模的一種，就具有很大的市場需求量。所以我選蛋糕切刀 注塑模具設(shè)計作為我畢業(yè)設(shè)計的課題。 本課題應(yīng)用性強，涉及的知識面與知識點較多，如注塑成型、模具設(shè)計、三維造型、運動仿真以及二維三維軟件的應(yīng)用。 通過本課題的設(shè)計， 培養(yǎng)和鍛煉了我以下基本能力： （ 1）塑料件制品涉及及成型工藝的選擇（ 2）一般塑料件制品成型模具的設(shè)計能力（ 3）掌握模具設(shè)計常用的商業(yè)軟件（ 同實際設(shè)計的結(jié)合的能力 (4)掌握了模具行業(yè)中常用輔助軟件 5）使自己在文檔組織與檢索方面的能力得到提高（ 6）掌握 寫論文的一般步驟及格式方法，同時提高自己的學(xué)習(xí)、思考、解決問題的能力，因為注塑模具對我來說是一個新的領(lǐng)域。 4 第二章 塑件成型工藝性分析 件及材料的分析 糕切刀的成型工藝性分析 如圖為 蛋糕切刀的塑件圖，單位 2塑件圖 (1)產(chǎn)品名稱 :水果刀刀殼 (2)產(chǎn)品材料： 聚乙烯（ 塑件材料特性：聚乙烯塑料是塑料工業(yè)中產(chǎn)量最大品種。按聚合時采用的壓力不同可分高壓、中壓和低壓三種。低壓聚乙烯的分子鏈上支鏈較少，相對分子質(zhì)量、結(jié)晶度和密度較高，所以低壓聚乙烯比較硬，耐磨、耐蝕、耐熱及絕緣性較好。高壓聚乙烯分子帶有許多支鏈，因而相對分子質(zhì)量較低，且具有較好的有軟性、耐沖擊性及透明性 (3)塑件材料成形性能：聚乙烯成型時，在流動方向與垂直方向的收縮差異較大。注射方向的收縮大于垂直方向的收縮率，易產(chǎn)生變形，聚乙烯收縮率的絕對值較大成型收縮率 也較大，易產(chǎn)生縮孔，冷卻速度慢，必須充分冷卻， 且冷卻速度要均勻 ;質(zhì)軟易脫模，塑件有淺的側(cè)凹時可強行脫模。 (4)產(chǎn)品數(shù)量：大批量生產(chǎn) (5)塑件尺寸：如圖 2 (6)塑件顏色：土黃、米白、乳白等各種顏色，可根據(jù)需要任意選擇 (7)塑件材料物理性能 (查文獻 [1]可得 )： 1)密度 : 30 ~ 0 g 縮率 : 5 3)熱變形溫度： 83℃ 103℃ 4)熔點： 92℃ 5)屈服強度： 37)抗彎強度 ： 67)彎曲彈性模量： )抗壓強度 ： 568)塑件質(zhì)量：該產(chǎn)品材料為 上得知其密度30 ~ 0 g 平均收縮 通過 的分析功能，得到蛋糕切刀的大致和質(zhì)量。 體積 V=13200 3質(zhì)量 m= = (9)塑件分析 ： 塑件外側(cè)表面光滑，下端外沿不允許有澆口痕跡。 塑件厚度為 2形尺寸不大 ，塑料熔體流程不是太長，適合于注射成型。參考教材表 2°。 E 成型工藝參數(shù) 查文獻 ??3 表 3 （ 1）預(yù)熱溫度： 80℃ 85℃ （ 2）預(yù)熱時間： 2h （ 3） 溫度 ： 1）后段： 230℃ 250℃ 2） 中段 ： 240℃ 260℃ 3） 前段 ： 230℃ 240℃ 4）噴嘴溫度： 220℃ 230℃ 5） 模具溫度 ： 80℃ 100℃ （ 4） 注射壓力： 8020 5）成型時間： 1）注射時間： 0 5s 2) 保壓時間： 20 80s 3）冷卻時間： 20 50s 4) 成型周期： 50 140s (6) 塑化形式：螺桿式 （ 7）噴嘴形式：直通式 于 計時應(yīng)該考慮的問題 (1)結(jié)晶性料，吸濕性小，可能發(fā)生熔體破裂，長期與熱金屬接觸易發(fā)生分解。 6 (2)成型收縮范圍大，收縮率大，易發(fā)生縮孔、凹痕、變形、取向性強。 (3) 塑件應(yīng)壁厚均勻，避免缺口、尖角，以防止應(yīng)力集中。 (4) 注意控制成型溫度，料溫低取向性明顯，尤其低溫高壓時更明顯，模具溫度低于 50° 產(chǎn)生熔接痕，流痕；90° 形 。 定模具的結(jié)構(gòu)形式 型面位置的確定 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計、塑件結(jié)構(gòu)工藝性及尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排氣等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析比較以選出較為合理的方案。通過對塑件結(jié)構(gòu)形式的分析，分型面應(yīng)選在有利于開模取出塑件的底平面上，其位置如圖 2 圖 2腔數(shù)量和排列方式的確定 由于 塑件形狀比較簡單，質(zhì)量較小，且需求大批量生產(chǎn)，考慮到塑件的長寬比，所以模具選用一模兩 腔平衡布置，采用單分型面注塑7 模。澆口形式采用側(cè)澆口進料，這樣模具尺寸較小，制造 方便，利于充滿型腔，塑件質(zhì)量高，生產(chǎn)效率高，成本低，型腔排列如 圖 2 圖 2從上面的分析可知，本模具設(shè)計為一模兩腔，非完全對稱直線排布，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形狀，推出機構(gòu)擬采用脫模版 推出的形式。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。由上分析可選用帶脫模板的單分型面注射模。 射機型號的確定 （ 1） 注射機的選擇 澆注系統(tǒng) 的凝料在設(shè)計之前是不能確定準(zhǔn)確的數(shù)值 ， 但是可以根據(jù)經(jīng)驗按照塑件體積的 倍來估算 。 由于本次采用的流道簡單并且較短 ， 因此澆注系統(tǒng)的凝料按照體積的 一次注入模具型腔的塑料熔體的總體積 (即澆注系統(tǒng)的凝料和 2個塑件體積之和 )為 33= 1 0 . 2 = = 3 1 . 7V V c m? ? ? ?總 塑（ ） 2 1 3 2 0 0 （ 1+ 317000合 文獻 ??3 中式 （ 4有： 3/ 0 . 8 3 1 . 7 / 0 . 8 3 9 . 6 2 5V c m??總。根據(jù)以上 對凝料體積 的 初步 計算 ， 初步選定公稱注射量為 163 3 型號為 其主要參數(shù)見下表 表 2理論注射容量 /2163 頂出 行程 /20 螺桿柱塞直徑 /5 注射方式 螺桿式 注射壓力 /83 開模行程 /30 注射 速率 / 1 130 回縮力 /5 鎖模結(jié)構(gòu) 曲肘 模板最大厚度 /0 射出重量 /g 89 頂出力 /0 鎖模力 /500 頂出行程 /20 拉桿內(nèi)間距 /60? 460 模板最小厚度 /60 （ 2） 注射機相關(guān)參數(shù)的校核 1）注射壓力校核。查文獻 ??3 式 40 100里取0 90 P?,注射機注射壓力為 83注射機安全系數(shù)1 1 1 ， 這里取1k=則 ： 10 0 =1 1 7 p?公＜， 所以注射機注射壓力合格 。 2）鎖模力校核 ① 塑件在分型面上的投影面積 則 由 塑=， 取整為 6549 2 ② 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 即流道凝料 （包括澆口）在分型面上的投影面積 可以按照多型腔模的統(tǒng)計分析來確定 。 倍。 由于本次設(shè)計的流道簡單，分流道相對較短，因此流道凝料投影面積可以適當(dāng)取小一些。這里取 = ③ 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積 則 2= ( = 2 1 . 2 = 2 1 . 2 6 5 4 9 = 1 5 7 1 7 . 6A n A A A m m? ? ? ?總 塑 塑澆 ） ④ 模具型腔內(nèi)的脹型力 ， 則 = = 1 5 7 1 7 . 6 3 5 5 5 0 1 1 6 5 5 0 . 1 1 6F A p N N K N? ? ?脹 總 模 式中 ， 是 型 腔 的 平 均 計 算 壓 力 值 。是模具型腔 內(nèi)的壓力你，通常取注射壓力的 20% 40%， 大致范圍為 20 40由于本設(shè)計對塑件精度要求不高 ， 可取 5 由 文獻 ??3 表 2500模力安全系數(shù)為221 . 1 1 . 2 , k 1 . 2k ??這 里 取， 則 9 2 = =所以 ， 注射機鎖模力合格 。 對于其他安裝尺寸的校核要等到模架選定 ， 結(jié)構(gòu)尺寸確定后方可進行 。 注系統(tǒng)的設(shè)計 流道的設(shè)計 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，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。 (1)主流道尺寸 1）主流道的長度：本設(shè)計中初取 L=50行設(shè)計。 2）主流道小端直徑： d=噴嘴尺寸＋（ 1） （ 4＋ 0.5） 3）主流道大端直徑： d′ =d＋ 2 L 2)?（ ≈ 8中 ? =4° 。 4）主流道球面體積： 射機噴嘴球頭半徑＋（ 1～ 2） 12＋ 2） =14 5）球面的配合高度： h=3 (2)主流道的凝料體積 2 2 2 23 . 1 4= = 5 0 4 . 5 2 . 2 5 4 2 . 2 533V L R r R r? ? ? ? ? ? ? ?主 主 主 主 主 主（ ） （ ）331 1 5 0 m m = 11 . 5 (3)主流道當(dāng)量半徑 2 =4) 主流道澆口套的形式 主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)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)計中常采用碳素鋼（ 熱處理淬火表面硬度為 50～ 55圖 2示。 10 圖 2流道澆口套結(jié)構(gòu)形式 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，把塑料熔體均衡地分配到各個型腔，因此采用非平衡式分流道。 （ 2）分流道長度 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(dāng)選小一些。單邊分流道長度 L 取 28圖 2示。 （ 3）分流道的當(dāng)量直徑 因為該塑件的質(zhì)量 m =200g，根據(jù) 文獻 ??3 式 （ 4分流道的當(dāng)量直徑為 44= 0 . 2 6 5 4 = 0 . 2 6 5 4 1 2 . 1 4 4 3 5D m L ??分 塑 分 =際設(shè)計 參照表 4 取整為 5 （ 4）分流道截面形狀 常用的分流道截面形狀有圓形、梯形、 U 形、六角形等，為了便于加工和凝料的脫模，分流道大多設(shè)計在分型面上。本設(shè)計采用圓形截面，其效率最高，即具有最小的壓力降和熱損失。 11 （ 5）分流道截面尺寸 2 2 25= 1 9 . 6 2 544DA m m? ? ???分分（ 6）凝料體積 1）分流道長度 = 2 8 2 = 5 6L m m?分2） 凝料體積 = = 5 6V L A ?分 分 099 （ 7）校核剪切速率 1）確定注射時間：查 文獻 ??3 表 4取 t= 2）計算分流道體積流量： 1 . 1 1 3 . 2 8???分 分分= 3）由 文獻 ??3 式 4得剪切速率 333 . 3 3 . 3 7 . 9==3 . 1 4 2 . 5??分分 分=110s?? 該分流道的剪切速率處于 澆口主流道與分流道的最佳剪切速率25 10? 315 10 s?? 之間 ， 所以，分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。 （ 8）分流道的表面粗糙度和脫模斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般 取 2 5 2 .5 m? 即 可,此處取 m? 。 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，采用一模八腔注射，為便于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。 （ 1）側(cè)澆口尺寸的確定 1）計算側(cè)澆口的深度。根據(jù) 文獻 ??3 表 4得側(cè)澆口的深度 h 計算公式為 0 . 7 2 1 . 4h n t m m? ? ? ? 式中 ， t 是塑件壁厚 ， 這里 t=2， 對于 其成型系數(shù) n= 在工廠進行設(shè)計時，澆口深度常常先取小值，以便在今后試模時發(fā)現(xiàn)問題進行修模處理，故此處澆口深度 h 取 2 2）計算測澆口的寬度。根據(jù)表 4得側(cè)澆口的寬度 B 的計算公式為 0 . 7 7 4 2 3 2 . 0 1 c 3 0? ? ? 12 式中 ， n 是成型系數(shù) ， 對于 =A 是凹模的內(nèi)表面積，通過 模得到。 3）計算側(cè)澆口的長度。根據(jù)表 4得側(cè)澆口的長度 里取 （ 2）側(cè)澆口剪切速率的校核 1）計算澆口的當(dāng)量半徑。由于面積相等可得 ，由此矩形澆口 的當(dāng)量半徑 12=) （= 2）校核澆口的剪切速率 ①確定注射時間：查表 4取 t= 計算澆口的體積流量 ： 333 9 . 6 2 5= 8 . 2 5 c m / s 8 2 5 0 /1 . 6Vq m m ? ?塑澆 ③計算澆口的剪切速率：由式（ 4得：33.3=澆 ， 則 333 . 3 8 2 5 0= = 2 3 6 6 0 m 1 4 0 . 7 1 5 6?? ?澆 該矩形側(cè)澆口的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率 5000150000s? 之間 ， 所以 ， 澆口的剪切速率合格 。 核主流道的剪切速率 （ 1）計算主流道的體積流量 1 5 0 0 6 1 2 . 5 2 1 3 2 0 01 . 6v v n vq t?? ? ? ???主 分 塑主=（ 2）計算主流道的剪切速率 333 . 3 3 . 3 1 7 8 2 0 . 3=3 . 1 4 3 . 1 2 5???主主=s? 主流道內(nèi)熔體的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率1500 5000s? 之間，所以，主流道的剪切速率校核合格 。 料穴的設(shè)計及計算 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13 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 節(jié)小結(jié) 本章主要對 塑件及 其材料進行了簡單 分析， 初步 選擇注射機型號 ，并且簡單設(shè)計了澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式。 14 第三章 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算 型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 凹模是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)計采用整體嵌入式凹模。如圖 3示。 圖 3模 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，選用整體式凸模 ,且無需設(shè)計型芯塊。 型零件鋼材的選用 根據(jù)對成型塑件的綜合分析，該塑件的成型塑件要有足夠的剛度、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。又因為該塑件是大批量生產(chǎn)，所以構(gòu)成腔的嵌入式凹模鋼材選用 型零件工作尺寸的計算 15 表 3差數(shù)值表 [根椐塑件的要求，由以上兩表可查得：該塑件可按精度等級為 4 級精度選取。 此產(chǎn)品采用 4 級精度，屬于一般精度制品。因此，凸凹模徑向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造與作用修正系數(shù) x 取值可在 范圍之間，凸凹模各處工作尺寸的制造公差，因一般機械加工的型腔和型芯的制造公差可達到 ，綜合參考， 查 文獻 ??3 表 4 ? ?(1 ) P l ?? ?? ? ? ? 凹模徑向尺寸 （ 塑件徑向基本尺寸 塑料的平均收縮率 ? ： 塑件公差值 z?： 凹模制造公差 （ 1）凹模徑向尺寸的計算 由 文獻 ??3 表 1 均收縮率 查 文獻 ??3 表 4 ?=? 是塑件上相應(yīng)尺寸的公差，z?是塑件上相應(yīng)尺寸制造公差 ，對于中小型塑件取z?=14? ? ? 0 . 8 5 0 . 2 83 00(1 0 . 0 1 7 5 ) 1 9 0 0 . 6 0 . 8 5 1 9 1 . 4 1 5 ? ? ? ? ? 6 ? ? 0 . 4 4 0 . 1 53 00(1 0 . 1 7 5 ) 2 5 0 . 6 0 . 4 4 2 5 . 1 5 6L m m? ? ? ? ? ? （ 2）凹模深度尺寸的 計算 ? ? ? ? 0 . 0 5 0 . 0 5000( 1 ) 2 ( 1 0 . 0 1 7 5 ) 0 . 6 0 . 1 6 1 . 9 4 P H ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 是系數(shù)，查表 4知一般在 間 ， 此處取 架的確定 本次設(shè)計采用 照 準(zhǔn)對模具配件進行設(shè)計 。 準(zhǔn)是世界三大模具配件生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)之一，以其互配性強，設(shè)計簡潔，容易安裝，可換性好，操作可靠，性能穩(wěn)定，兼容各國家工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等優(yōu)點屹立于世界各模具標(biāo)準(zhǔn)，與美國的 準(zhǔn)、日本的 準(zhǔn)齊名是世界覆蓋范圍最廣的模具配件生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。 根據(jù)型腔的大小 和導(dǎo)柱、導(dǎo)套的布置 確定模架的基本尺寸為 346 346? ，模架結(jié)構(gòu)如下圖 3 3 各模板尺寸的確定 1） 板，凹模 嵌 板深度為 21慮到要在模板上開設(shè)冷水道， 6 2） 照模架標(biāo)準(zhǔn)取 46 3） 塊）尺寸。墊塊 =推出行程 +推板厚度 +推桿固定板厚度 +（ 5 10） 5+17+24+(5 10） 1 76照標(biāo)準(zhǔn)件 初步選定 76 架各尺寸的校核 17 根據(jù)所選注射機來校核模具設(shè)計的尺寸。 1）模具最大平面尺寸 346396460460桿間距），校核合格。 2）模具高度尺寸 26780267450具的最大厚度和最小厚度），校核合格。 3）模具的開模行程 S=12(5 10)0+2+(5 10)833＜ 430射機開模行程），校核合格。 氣槽的設(shè)計 該塑件由于采用側(cè)澆口進料，熔體經(jīng)塑件下方的臺階及中間的肋板充滿型腔，其間隙配合可作為氣體排出的方式，不會在頂部產(chǎn)生憋氣的現(xiàn)象。同時，底面的氣體會沿著分型面和型芯與脫模板之間的間隙向外排出。 模推出機構(gòu)的設(shè)計 出方式的確定 本塑件底面采用 推桿 推出方式。 推桿脫模機構(gòu)是最簡單、最常用的一種形式，具有制造簡單、更換方便、推出效果好等特點。推出機構(gòu)的復(fù)位采用復(fù)位桿復(fù)位，為避免長期對定模扳的撞擊，復(fù)位桿斷面低于定模板平面 模力的計算 開始脫模時所需的脫模力最大，其后推出的作用僅僅是為了克服推出機構(gòu)移動的摩擦力，所以計算摩擦力的時候，一般只計算剛開始脫模時的初始脫模力。由于脫模力的大小與塑件壁厚、與垂直于脫模方向塑件的投影面積、型芯長度、塑料袋收縮率、涂抹斜度有關(guān)，同時也塑料盒型芯材料之間的摩擦系數(shù)有關(guān)。另外 ，還與型芯數(shù)目有關(guān)。實際上，影響脫模力的因素很多，在計算公式中完全反應(yīng)，所以只對脫模力做了大概的分析和計算。其計算式如下： ( c o s s i n ) p ? ? ??? 式中 ， 7423m 2m ； 內(nèi)冷卻的塑件，一般 71 0 1 0??里取 10? ° ? 查 文獻 ??4 表 4 入式中計算得出4472N 核推出機構(gòu)作用在塑件上的單位壓應(yīng)力 18 （ 1）推出面積 549m 2m （ 2）推出應(yīng)力 1 . 2 1 . 2 1 4 4 7 2= 2 . 6 56549F M P ??? 卻系統(tǒng)的設(shè)計 卻系統(tǒng)的計算很麻煩， 由于能力有限， 在此只進行簡單的計算。設(shè)計時忽略模具因空氣對流、輻射以及與注射機接觸所散發(fā)的熱量，按單位時間內(nèi)塑料熔體凝固時所放出的熱量應(yīng)等于冷卻水所帶走的熱量。 卻介質(zhì) 查表 4 其成型溫度及模具溫度分別為 150℃ 250℃ 和 50℃～ 70℃。所以，模具溫度初步選定 60℃，用常溫水對模具進行冷卻。 卻系統(tǒng)的簡單計算 （ 1）單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體總質(zhì)量 1） 塑料制品的體積 n V =V V V? ? ?主 分 塑 （ × 2)塑料制品的質(zhì)量 0 . 9 2 2 8 . 5 2 2 6 . 2 4m V g?? ? ? ?=） 塑件壁厚為 2表 4參考選用注射機 取注射時間 據(jù)塑件的取出難易程度設(shè) 脫模時間 s，則塑件 注射周期 t t t t? ? ?注 脫冷=（ ） s=此得每小時注射次數(shù)： N=（ 3600/=161次。 4） 單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量 ： 1 6 1 0 . 0 2 6 2 / 4 . 2 1 8 2 /W N m k g h k g h? ? ? ? 。 (2) 確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時所放出的熱量查表 4范圍在 （ 690 810） KJ/故可取50KJ/ (3)計算冷卻水的體積流量 這里假定塑料凝熔體凝固和冷卻過程中放出的熱量全部被冷卻水帶走， 設(shè)冷卻水道入口的水溫為2?=22℃ ， 出水口的水溫為1?=25℃ ， 取水的密度 ? =10003m ， 水的比熱容 4 . 1 8 7 / (c k J k g? ℃ ）。 則根據(jù)公式可得 ： 124 . 2 1 8 2 7 5 06 0 ( ) 6 0 1 0 0 0 4 . 1 8 7 ( 2 5 2 2 )c? ? ? ??? ? ? ? ? ? = 30 4 2 / m 19 （ 4）確定冷卻水路的直徑 d。當(dāng) 30 4 2qv m? / 查表 4了使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取模具冷卻水孔的直徑 d= （ 5）冷卻水在管內(nèi)的流速 224 4 0 . 0 0 4 26 0 6 2 3 . 1 4 0 . 0 0 8qv d? ? ???? ? ? =s （ 6） 求冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù) h。查表 4f=,則有： 0 . 8 0 . 8 20 . 2 0 . 24 . 1 8 7 ( ) 4 . 1 8 7 6 . 7 ( 1 0 0 0 1 . 3 9 3 ) / ( 0 0 8fh k J ? ? ? ?? ? ?℃ ） 422 . 4 1 0 /k J c m h? （ ℃ ） （ 7）計算冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積 A 2244 . 2 1 8 2 7 5 0 0 . 0 0 3 62 2 2 52 . 4 1 0 6 02m ?? ? ??? ??? ? ?????其中 ?? 是模具平均溫度與冷卻水平均溫度之間的差值 （ 8） 計算模具所需冷卻水管的總長度 L 0 . 0 0 3 6 0 . 1 4 3 3 1 4 3 . 33 . 1 4 0 . 0 0 8AL m m ? ? ?? （ 9）冷卻水路的根數(shù) ? 。 設(shè)每條水路的長度為 300l ， 則冷卻水路的根數(shù) 為 1 4 3 . 3 0 . 4 8300? ? ? 根 單從計算結(jié)果來看 ，一條冷水道夠用。為了提高生產(chǎn)效率，凹模和型芯都應(yīng)得到充分的冷卻，應(yīng)根據(jù)實際情況加以修改。 向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計 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 。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) 。 節(jié)小結(jié) 本章主要進行成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算， 參照 步擬定了模架的結(jié)構(gòu)形式，確定了模架各模板的尺寸，還簡單設(shè)計了排氣系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，擬定了退出機構(gòu)的形式。 20 第四章 整體設(shè)計 具總裝圖 圖 4圖 421 具的工作原理 合模 時，在導(dǎo)柱和導(dǎo)套的導(dǎo)向定位下，動模和定模閉合。型腔是設(shè)在定模板上的凹模 ，并由注射機合模系統(tǒng)提供的鎖模力 使定模板和動模板 鎖緊。然后注射機開始注射，塑料熔體經(jīng)定模上的澆注系統(tǒng)進入型腔，待熔體充滿型腔并經(jīng)過保壓、補縮和冷卻定模 一定時間 后開模。開模時，注射 機合模系統(tǒng)帶動動模板后退，模具從動模和定模分型面分開，塑件留在凹 模 由于重力作用而掉落 ，同時拉料桿將澆注系統(tǒng)的主流道凝料從澆 口套中拉出。當(dāng)動 摸移動一定距離后，注射機的頂桿接觸推板，推出機構(gòu)開始動作，使推桿 將 落在定模板上的 塑件推出，塑件從 模具中落下，至此完成一次注射過程。合模時，推出機構(gòu)靠復(fù)位桿復(fù)位并準(zhǔn)備下一次注射。 具的安裝試模 具的安裝 試模前要對模具及試模用的設(shè)進行檢驗。模具的閉合高度，安裝與注射機的各個配合 零件配合間隙適當(dāng)，無卡住 現(xiàn)象?；顒右`活、可靠，起止位置的定位要準(zhǔn)確。各鑲嵌件、緊固件要牢固，無松動現(xiàn)象。各種水管接頭、閥門、附件、備件要齊全。對于試模設(shè)備也要進行全面檢查，即對設(shè)備的油路、水路、電路、機械運動部位、各操縱件和顯示信號要檢查、調(diào)整，使之處于正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)。 模具安裝時要注意以下幾個問題 ： 1) 模具的安裝方位要滿足設(shè)計圖樣的要求。 2) 模具中有側(cè)向滑動機構(gòu)時，盡量使其運動方向為水平方向。 3) 當(dāng)模具長度與寬度尺寸相差較大時，應(yīng)盡可能使較長的邊與水平方向平行。 4) 模具帶有液壓油路接頭、氣路接頭、熱流道 元件接線板時，盡可能放置在非操作一側(cè)，以免操作不方便。 模 將模具安裝在注射機上，選用合格的原料，根據(jù)推薦的工藝參數(shù)調(diào)整好注射機，采用手動操作。開始注射時，首先采用低壓，低溫和較長的時間條件下成形。如果型腔未充滿，則增加注射時的壓力。在提高壓力無效的時，可以適當(dāng)提高溫度條件。試模注射出樣件。試模過程中，應(yīng)進行詳細(xì)記錄，將結(jié)果填入試模記錄卡，并保留試模的樣件。 22 在模具加工 完成以后，進行試模實驗，看成型的制品質(zhì)量如何，及時找出造成塑件缺陷的原因并針對不同情況進行合理的修復(fù)。 針對試模中出現(xiàn)的各種問題 ， 對模具進行修改 、 調(diào)整 、 再試模 ，使模具和生產(chǎn)的塑件達到預(yù)期要求 。 23 設(shè)計小結(jié) 注塑模具的設(shè)計，使我獲益良多，首先，通過查閱注塑模具設(shè)計相關(guān)資料，基本掌握了模具設(shè)計的原理和基本過程，對注塑模具各個組成部分有了一定的感性認(rèn)識。其次，增強了我獨立思考問題、解決問題的能力，因為所有資料都要去自學(xué)，從中發(fā)現(xiàn)問題，然后再去想辦法解決問題。這對即將踏入社會的我有很大的幫助。 最后，認(rèn)真學(xué)習(xí)了 有了新的認(rèn)識和提高。因為不熟練，畫裝配圖和建模時總是出現(xiàn)各種問題 ， 除了尋求指導(dǎo)教師和同學(xué)的幫助之外， 又去學(xué)習(xí)了模具設(shè)計的兩個工具： 河云 畫出的圖更標(biāo)準(zhǔn)、美觀。 通過這次設(shè)計，我對注塑模具有了更專業(yè)的零件，對模具行業(yè)有了更深的認(rèn)識， 知道了目前模具行業(yè)中 具的重要性， 明白了遇到問題自己無法獨立解決時，要學(xué)會尋求他人的幫助。 24 謝 辭 首先，非常感謝指導(dǎo)教師朱建寧老師的悉心教導(dǎo) 。在每個星期的答疑會中，老師除了耐心輔導(dǎo)我設(shè)計中遇到的困難，還總能幫我找出設(shè)計過程中自己沒注意到的問題，使自己避免了在后續(xù)設(shè)計過程中不會因積累的問題太多而無法按時完成設(shè)計任務(wù)。 其次 ，還要感謝我的室友們 。 在我 能隨叫隨到，并解決我遇到的問題。因為總是跟他們一起學(xué)習(xí)、討論，無形中讓自己學(xué)到了加快建?；虍媹D的方法，并及時改正了設(shè)計 中可能忽視掉的小問題。 最后 ， 感謝同組的同學(xué)們 。因為大家的設(shè)計任務(wù)和要求大體相同，所以遇到的問題有很多是相同，通過大家一起討論，能及時解決 出現(xiàn)的問題。 感謝 大學(xué)四年來教授我的老師們和同學(xué)們，讓我有了一定的基礎(chǔ)才能順利完成這次設(shè)計。 25 參考文獻 ??1 邱建新 , 李發(fā)根 , 李國祿 . 模具工業(yè)發(fā)展趨勢綜述 [J]. 智能制造 , 2003(11):3??2 汪克飛 , 杜濟美 . 我國緊固件行業(yè)模具生產(chǎn)現(xiàn)狀 [J]. 模具技術(shù) , 1992(5):104??3 葉久新 , 王群 . 塑料成型工藝及模具設(shè)計 [M]. 機械工業(yè)出版社 , 2008. ??4 齊衛(wèi)東 . 塑料模具設(shè)計與制造 [M]. 北京 :北京理工大學(xué)出版社， 2007 ??5 譚雪松，林曉新，溫麗 . 新編塑料模具設(shè)計手冊 [M]. 北京 :人民郵電出版社， 2007. ??6 賀平 . 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