3D盒蓋注塑模設計【說明書+CAD+PROE+仿真】,說明書+CAD+PROE+仿真,3D盒蓋注塑模設計【說明書+CAD+PROE+仿真】,盒蓋,注塑,設計,說明書,仿單,cad,proe,仿真 盒蓋注塑模設計 1緒論 1.本課題的意義、目的及應達到的要求 本設計主要意義是在我們學習完模具設計與制造的所有專業(yè)課之后，總結條理以前我們所學的知識，使之成為一個系統(tǒng)的理論體系，以便于我們在以后的工作中使用。同時也讓我們對模具的設計與制造有了初步的了解，掌握了查閱資料和使用工具書以及手冊的能力?！?】 本設計的目的是在學生畢業(yè)前夕，將通過畢業(yè)實習和畢業(yè)設計的實踐性環(huán)節(jié)，對醫(yī)學知識進行全面的總結和應用，提高綜合能力的培訓以及擴大模具領域的新知識。具體的要求是： 1． 系統(tǒng)總結，鞏固過去所學的基礎課和專業(yè)課知識。 2． 運用所學的知識解決模具技術領域內的實際工程問題，以此進行綜合知識的訓練。 3． 通過某項具體工程設計和實驗研究，達到多種綜合能力的培養(yǎng)，掌握設計和科研的基本過程和基本方法。 4． 提高和運用與工程技術有關的人文科學，價值工程和技術經(jīng)濟的綜合知識。 2 本課題的國內外現(xiàn)狀 2.1我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀  我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5Kg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，精密塑料模具方面，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。注塑模型腔制造精度可達0.02mm～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，模具質量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達10～30萬次，淬火鋼模達50～1000萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距， （1）成型工藝方面：多材質塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結構和抽芯脫模機構的創(chuàng)新方面也取得較大進展。氣體輔助注射成型技術的使用更趨成熟，電視機外殼以及一些厚壁零件的模具上運用氣輔技術，一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件，取得較好的效果。但總體上熱流道的采用率達不 到10%，與國外的50%～80%相比，差距較大。 （2）在制造技術方面：CAD/CAM/CAE技術的應用水平上了一個新臺階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進了相當數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，美國EDS的UGⅡ、美國Parametric Technology公司的Pro/Engineer、美國CV公司的CADS5、以及一些塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進，雖花費了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術對成型過程，如對充模和冷卻等進行計算機模擬，取得了一定的技術經(jīng)濟效益，促進和推動了我國模具CAD/CAM技術的發(fā)展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等，這些軟件具有適應國內模具的具體情況、能在微機上應用且價格低等特點，為進一步普及模具CAD/CAM技術創(chuàng)造了良好條件。 （3）模具材料方面：近年來，國內已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等，對模具的質量和使用壽命有著直接的重 大影響，但總體使用量仍較少。塑料模具標準模架、標準推桿和彈簧等越來越廣泛得到應用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標準化程度的商品化程度一般在30%以下，和國外先進工業(yè)國家已達到70%～80%相比，仍有差距。 2.2我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展趨勢 2..2.1我國塑料模具工業(yè)今后的主要發(fā)展趨勢 據(jù)有關方面預測，模具市場的總體趨勢是平穩(wěn)向上的，在未來的模具市場中，塑料模具發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時，由于近年來進口模具中，精密、大型、復雜、長壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。建筑業(yè)的快速發(fā)展，使各種異型材擠出模具、PVC塑料管材接頭模具成為模具市場新的經(jīng)濟增長點，高速公路的迅速發(fā)展，對汽車輪胎也提出了更高要求，因此子午線橡膠輪胎模具，特別是活絡模的發(fā)展也將高于總平均水平；以塑代木，以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大；家用電器行業(yè)在“十五”期間將有較大發(fā)展，特別是電冰箱、空調器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大；而電子及通訊產(chǎn)品方面，除了彩電等音像產(chǎn)品外，筆記本電腦和網(wǎng)絡機頂盒將有較大發(fā)展，這些都是塑料模具市場的增長點。 2.2.2我國塑料模具工業(yè)和今后的主要發(fā)展方向  （1）提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。 （2）.在塑料模設計制造中全面推廣應用CAD/CAM/CAE技術。CAD/CAM技術已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術，近年來模具CAD/CAM技術的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進一步普及創(chuàng)造良好的條件；基于網(wǎng)絡的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結構初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無法滿足實際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設計與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。 （3）推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型技術和高壓注射成型技術。采用熱流道技術的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應用這項技術是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標準，積極生產(chǎn)價廉高質量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且常用于較復雜的大型制品，模具設計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究開發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要。 （4）.開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟模具。以適應多品種、少批量的生產(chǎn)方式。 （5）提高塑料模標準化水平和標準件的使用率。我國模具標準件水平和模具標準化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質量和降低模具制造成本，模具標準件的應用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標準，并嚴格按標準生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高商品化程度、提高標準件質量、降低成本；再次是要進一步增加標準件的規(guī)格品種。 （6）.應用優(yōu)質材料和先進的表面處理技術對于提高模具壽命和質量顯得十分必要。 （7）研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程。采用三坐標測量儀或三坐標掃描儀實現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關鍵技術之一。研究和應用多樣、調整、廉價的檢測設備是實現(xiàn)逆向工程的必要前提。 3國外塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀 　?。?）模具生產(chǎn)效率高，工期短，人均產(chǎn)值高。各企業(yè)共同之處是廠房設備密集，顯得十分擁擠，即使在這樣的條件下，車間管理還是有條不紊，生產(chǎn)效率高。一般模具企業(yè)，人均年產(chǎn)值為5～14萬美元。 　?。?）專業(yè)分工細，技術精益求精，客戶相對穩(wěn)定。模具企業(yè)專業(yè)分工較細，生產(chǎn)協(xié)作緊密。每家企業(yè)只生產(chǎn)某一類模具，各家都有自己的拳頭產(chǎn)品，這利于在技術上精益求精，以利在激烈的競爭中生存發(fā)展。模具廠所需的模具標準件都是外購的，有些零件加工業(yè)是由其他廠協(xié)作。 　?。?）模具企業(yè)帶件生產(chǎn)比較普遍，有利于企業(yè)發(fā)展。模具作為單件或極小批量產(chǎn)品，技術密集和精密加工設備密集，與模具成型制品的大批量生產(chǎn)相比，投入大，產(chǎn)出低，因而制約了模具企業(yè)大發(fā)展。他們注重模具與制品一體化，模具與制品相輔相成，互相促進，有利于模具企業(yè)的發(fā)展。　　 （4）緊跟主產(chǎn)品需求開發(fā)模具，重視開拓海外市場。模具工業(yè)發(fā)展較快，緊跟主產(chǎn)品需求開發(fā)制造模具是一個重要因素。近幾年3C電子產(chǎn)品和汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，帶動了模具工業(yè)的發(fā)展。目前模具產(chǎn)值的76%源自3C產(chǎn)品和汽車、摩托車提供的產(chǎn)品。模具行業(yè)以很強的市場敏感性，以最短的生產(chǎn)周期滿足了這些行業(yè)的需求。大陸的許多3C產(chǎn)品和汽車模具就來自美國，日本和西歐，以及臺灣?！　? （5）CAD/CAE/CAM和高速切削加工技術應用廣泛。他們的模具生產(chǎn)效率較高，市場快速反應能力強，CAD/CAE/CAM技術和高速切削技術的普及應用，無疑是一個重要因素。 4．本設計所要解決的問題 在我們設計的盒蓋塑料模具的設計與制造過程中， 根據(jù)所學的知識和我們在畢業(yè)實習中所積累的經(jīng)驗，所采用方案如下。該塑件是帶雙面?zhèn)劝嫉暮猩w塑料模具，中等批量生產(chǎn)，塑件的材料采用常用的原料ABS，屬于常用的工程材料。盒蓋設計難點在于側向分型機構,塑件的內凸臺可以在模塑時可直接成型，生產(chǎn)盒蓋塑料件的側凹采用側向抽芯成型。為保證側凹外觀美好，側向抽芯機構與推出機構嚴格不能出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。（主要是我們的產(chǎn)品的壁厚小于3mm，為了防止在塑料制件在脫模制件的螺紋處出現(xiàn)質量缺陷）。 1 工藝性分析 1.1：塑料的原材料分析 【1】 ABS塑料主要技術指標：密度1.02-1.16g/cm2,質量體積0.86-0.98cm2/g,熔點130-160，計算收縮率0.4-0.7%，屈服強度50Mpa，抗拉強度38Mpa. （1）吸濕性強。ABS具有吸濕性或黏附水分傾向，在成型過程中比較容易發(fā)生水降解，成型后塑件上易出現(xiàn)氣泡，銀絲與斑紋等缺陷。成型前須充分干燥要求其含水量小于1％，對于表面光澤要求較高的制品，需長時間干燥。 （2）流動性較中等（溢邊值為0.04mm左右）易于充模，粘度對剪切速率較敏感，同時還與注射溫度和注射壓力有關，其中注射壓力影響較為顯著，因此提高流動性要從提高注射壓力入手。 （3）成型難度大，須采用較高的料溫和模溫。對于耐熱抗沖擊性和中抗沖擊性制件，應在允許的范圍內料溫取較大值。 （4）料溫對物性影響較大，料溫過高易分解（分解溫度為250左右）對精度較高塑件，模溫宜取50-60℃，要求光澤及耐熱型料，宜取60-80℃。 （5）注射壓力應比聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注塑機時，料溫為180-230℃，注射壓力為100-140MPa；用螺桿式注塑機時，料溫為160～220℃，注射壓力可取70～100MPa。 （6）模具設計時要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進料口的位置、形式，應合理并能防止熔接痕的產(chǎn)生，推出力過大或機械加工時塑件表面呈現(xiàn)“白色”痕跡（但在熱水中加熱可消失），脫模斜度宜取2以上。同時要考慮模具制造的經(jīng)濟性和加工的合理性。 1.2：塑件的結構和尺寸精度等級及表面質量分析 （1）結構分析：從零件圖上分析，該零件總體形狀為長方形，在寬度方向上有一個高度為6mm,邊長為15mm倒圓角的三角形，和一個直徑為11，高度為2的凸臺，另一邊有許多支撐筋。形狀結構對制件脫模要求較高，尺寸較大，產(chǎn)品質量及表面精度要求都較高，因此，模具結構設計時較為復雜，頂桿較多。 （2）尺寸精度分析：該制品重要尺寸，如：8，側凹深度1mm等尺寸精度等級為MT3級（GB/T 14486——1993）次重要尺寸34,12, , 等尺寸精度等級為MT5級（GB/T 14486——1993），塑件精度中等，對應的模具相關零件的尺寸容易保證。 （3）制品的表面質量:塑料制件的精度等級較低，所要獲得的制件對制品的表面質量要求較高，外表面光亮，色澤一致，不允許有劃傷，毛刺，收縮痕跡等，對模具制造工藝和注塑工藝有一定的要求。 （4）從塑料的壁厚上來看，壁厚為2，比較均勻，容易成型 （5）制件的尺寸精度主要取決于塑料收縮率的波動和模具制造誤差，此處塑料件未注公差，由于該制件的原材料為ABS，而ABS的制件公差等級較低為MT5級，該塑件的精度等級較低。受模具活動部分的影響，取公差值和附加值之和，MT2級取0.05，MT3-5級取0.1。【2】 1.3：計算塑料制件的體積和質量 計算塑件的體積和質量是為了選用注塑機及確定模具型腔數(shù)量。 計算塑料制件的體積： V=20 （在這里為大致計算，其在選取注塑機時適當放縮。） 查《模具設計與制造簡明手冊》知ABS耐熱型塑料密度為ρ=1.02～1.16g/cm3 ,在這里取ρ=1.10 g/cm3 。 【3】 由密度可得出單個制件的質量： Q=ρV=1.10×20+10 =30g 采用一模兩件的模具結構，考慮其外行尺寸，注塑時所需壓力和工廠現(xiàn)有設備情況等，初步選用注塑機為XS-ZY-125型。 1.4：ABS塑料注射成型的工藝參數(shù)。（注塑工藝卡） 查《實用注塑模設計手冊》和參考工廠實際應用情況，ABS塑料的成型工藝參數(shù)可作如下選擇：（試模時，可根據(jù)實際情況作適當調整） 注射溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度 料筒溫度：后段溫度t1選用180℃ 中段溫度t2選用200℃ 前段溫度t3選用230℃ 噴嘴溫度：選用230℃ 模具溫度：50-80℃ 螺桿轉速：30r/min 注塑壓力：選用60-100Mpa 注塑時間：選用20-90s 保壓壓力：選用100Mpa 高壓時間：選用0-5s 冷卻時間：選用30 s 總 周 期: 50-200 s 后處理方法：紅外線燈，烘箱 溫 度：70℃ 時 間：2-4h 備 注：通用級 5：塑料成型設備的選取【2】 根據(jù)計算及原材料的注射成型參數(shù)初選注塑機為XS-ZY-125查《實用注塑模設計手冊》知： 螺桿直徑： Ф125mm 注射容量： 125克 注射壓力： 121Mpa 鎖 模 力： 630kN 裝模高度： 150-300mm 開模行程: 500mm 噴 嘴 球 半 徑： 15mm 孔 半 徑： Ф4mm 定位圈直徑： Ф150mm 中心頂出 孔 徑： Ф20mm 2 注塑模具結構的設計 2.1 模腔數(shù)量的確定 塑件的生產(chǎn)屬大批量生產(chǎn)，宜采用多型腔注塑模具，其型腔個數(shù)與注塑機的塑化能力，最大注射量以及合模力等參數(shù)有關，此外還受制件精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟性等因素影響，有上述參數(shù)和因素可按下列方法確定模腔數(shù)量； 2.1.1 按注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)量N1 N1=×－ 其中： F 注塑機的鎖模力 N PC 型腔內的平均壓力mpa A 每個制件在分型面上的面積（） B 流道和澆道在分型面上的投影面積（） B 在模具設計前為未知量，根據(jù)多型腔模具的流動分析B為（0.2～0.5），常取B=0.35，熔體內的平均壓力取決于注射壓力，一般為25～40mpa實際所需鎖模力應小于選定注塑機的名義鎖模力，為保險起見常用0.8F則 N1 =4500×0.6/26620×30=2（個） 2.1.2 注射機注塑量確定型腔數(shù)目N2 N2=（G－C）/V 其中： G 注射機的公稱注塑量（） V 單個制件體積 （） C 流道和澆口的總體積（） 生產(chǎn)中每次實際注塑量應為公稱注塑量的0.75～0.45倍，取0.6倍計算，同時流道和澆道的體積為未知量，據(jù)統(tǒng)計每個制品所需澆注系統(tǒng)是體積的0.2～1倍，現(xiàn)取C=0.6則 N2===1000×0.375 =375（個） 從以上討論可以看到模具的型腔個數(shù)必須取N1，N2中的較小值，在這里可以選取的個數(shù)是1,2,3個，考慮的制件的取出和模具的開模等情況，以及模具的主流道長度最好小于60mm，以防止因為注塑壓力的降低而帶來的制件充型不足等缺陷。我們所設計的盒蓋注塑模具采用一模一腔的方案，即 N=1 【5】 2.2 分型面的選擇以及型腔的排列方式的確定 【6】 分型面的選擇； 模具設計的過程中分型面的選擇很關鍵，它決定了模具的結構，應根據(jù)分型面選擇的原則來確定模具的分型面: （1）塑件脫出方便：盡量使塑件滯留在動模一側，模具的脫模機構在動模一側，一般將主型芯裝在動模一側，使塑件的包緊在主型芯上，型腔可以設在定模一側?！?】 （2）模具結構簡單，使模具容易切削加工，從簡化模具加工來考慮，對要求抽芯的塑件，應盡量避免在定模部分抽芯。 （3）型腔順利排氣：型腔氣體的排除，除了利用頂出元件的配合間隙外，主要靠分型面。 （4）確保塑件質量：其它必須無損塑件外觀，設備利用合理以及塑件成型要來選擇分型面。 該塑件為盒蓋，表面質量要求表面光亮，色澤一致，不允許有劃傷，毛刺，收縮痕等。為保證塑件外表面質量，使塑件外表面全部置于凹模型腔。由于塑件壁厚較?。ū诤褡钚√幮∮?mm），為防止卸塑件時塑件被損壞，采用開模方向分型。故分型面選擇如下圖所示： 圖一 分型面選擇 采用開模方向分型，既可以降低模具的復雜程度，減少模具加工難度，又便于成型后頂出塑件。 2.3 澆注系統(tǒng)的設計 2.3.1 主流道設計； 根據(jù)SZ-250/1250型注塑機噴嘴的有關尺寸 【6】 噴嘴前端孔徑： d0=Ф7.5mm 噴嘴前端球面半徑： R0=18mm 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關系： R=R0+（1～2）mm D=d0+(0.5～1)mm 取主流道的球面半徑R=21mm 取主流道的小端直徑d=Ф4mm 為了方便將凝料從主流道中拔出，將主流道設計為圓錐形式其斜度取1～3度經(jīng)換算得主流道大端直徑D=16mm，為了使料能順利的進入分流道，可在主流道的出料端設計半徑r=5mm的圓弧過渡。 2.3.2 主流道襯套的選取?！?】 為了提高模具的壽命在模具與注塑機頻繁接觸的地方設計為可更換的主流道襯套形式，在這里我們設計的模具較小，可以將主流道襯套與定位環(huán)設計為一個整體。選取材料為T10A，熱處理以后的硬度為53～58HRC，主流道襯套和定模的配合形式為H7/m6的過渡配合。襯套的長度應與定模配合部分厚度一致主流到出口處的端面部的突出在分型面上，否則不僅會造成溢料還會壓壞模具。 2.3.3 分流道設計 分流道的形式和尺寸應根據(jù)塑件的體積，壁厚和形狀的復雜程度來確定分流道的長度的。由于塑件的形狀比較簡單，ABS的流動性好，沖型能力比較好，因此可采取半圓形分流道，便于加工。根據(jù)主流道大端直徑D=Ф16mm，則半圓形可選用半徑為R=6mm的截面。 2.3.4 澆口設計 根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式，選用側澆口較為理想，不影響塑件外觀，設計時考慮選擇從塑件壁厚為3mm處進料，料由厚處往薄處流，而且采用鑲拼結構，有利于填充，排氣，側澆口的規(guī)格為(b*l*h)3mm*1mm*2mm,試模時修正。 2.3.5 排氣結構的設計 在注塑模具的設計過程中，必須考慮排氣結構的設計，否則，熔融的塑料流體進入模具型腔內，氣體如不能及時排出會使制件的內部有氣泡，甚至會產(chǎn)生很高的溫度使塑料燒焦，從而出現(xiàn)廢品。 排氣方式有兩種：開排氣槽排氣，利用和模間隙排氣。 由于堵蓋注塑模具是有鑲拼式凹模，且分型面較大，可直接利用分型面和鑲拼間隙進行排氣，而不需在模具上開設排氣槽。（ABS塑料的最小不溢料間隙為0.04mm，間隙較小，再加上ABS的流動性較好，也不宜開排氣槽。） 2.4推出機構設計 塑件為盒蓋類零件另加有雙面?zhèn)劝迹瑸槟茏屗芗椒€(wěn)推出制件，采用推件板推出 圖2.4.1 如圖2-4-1所示模具開模后,塑件包緊動模型心的力并不大,適當考慮脫模斜度,采用頂板并不會將塑件頂變形,且模具結構簡單. 2.4 模具側向分型機構 材料：T10A 熱處理：HRC53-58 注： 1．滑動部分可按需要設計油槽 圖三：斜導柱 注射模中和模導向機構主要用來確保動模和定模兩部分以及其他零件的準確閉合，實現(xiàn)脫模機構的同時進行，避免各零件發(fā)生碰撞和干涉，對中小型模 具導向機構多采用導柱導套結構，而需要側向抽芯的機構常采用斜導柱（需要抽拔距較小的模具采用）或彎銷（需要抽拔距較大的模具采用）。 堵蓋注塑模的抽拔距較小，可采用斜導柱就能滿足側向分型的需要，斜導柱如上圖所示。 2.5 抽芯距的確定 本塑件的側向抽芯部分垂直于脫模方向，阻礙成型后塑件從模具中取出，因此成型側凹的型芯可做成鑲嵌件，本模具采用斜導柱抽芯機構。 （1） 確定抽芯距 抽芯距一般大于側凹深度本副模具設計中必須高于制件最小高度的一半 H1===8mm 另加3～5mm的抽芯安全系數(shù)，可取抽芯距為12mm （2）確定斜銷的傾角 斜導柱的傾角a是斜銷機構的主要技術參數(shù)，它與抽拔距和抽芯距有直接關系，一般取15°～25°本副模具取a=20° （3）確定斜銷的尺寸 斜導柱的直徑取決于抽拔力以及傾角可按設計資料有關公式進行計算，本例可采用經(jīng)驗估值，取斜導柱的直徑d=Ф35mm 【3】 （4）斜導柱的長度 可根據(jù)抽拔距，固定端模板的厚度，斜銷直徑及斜角大小確定： L=L1+L2+L3+L4+L5 =×tana+ + ++（10～15） =200 ?。? L=220mm （5）滑塊和導滑槽設計 由于側凹的尺寸較小型芯滑塊可采用整體式加工增加強度，導滑槽的導滑長度和定位裝置的設計可采用經(jīng)驗法，側向抽芯的抽拔距較小，也無須滑塊的定位裝置。 3 模具工作零件的設計 3.1 凹模的設計 本副模具采用整體式凹模結構，制件分兩列串放于模具型腔里。采用鑲拼式凹模型腔，可以減少凹模加工難度，同時也利于塑件排氣。如圖所示： 圖3.1.1凹模板A 加工可以直接用銑刀銑出，也可以用成型電極。為了節(jié)約成本。在這里我選用銑刀銑。 3.2注塑模具的工作尺寸（包括型腔和型芯的尺寸） 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率來計算。 查教材表1-3塑料ABS的成型收縮率為S=0.3～0.8％，故平均我們取為Scp=0.5％。考慮到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差取Б=Δ/3。 3.2.1 凹模工作尺寸的計算 表一：凹模工作尺寸表 塑件尺寸 計算公式 型腔工作尺寸 R2 LR=(LRs+LRsScp％－3/4Δ)+Б R1.95+ R8 R7.95+ R2002 R2001.95 22.50.2 Lm=(Ls+LsScp％－3/4Δ)+Б 22.72- 10.5+ 10.54- 13.5+ 13.54- 484 483.95+ 35.27- 35+ 75.5+ 75.54- 3.3 型芯結構的確定： 3.3.1型芯的設計 可根據(jù)模具的各部分結構確定型芯的尺寸和結構。如下圖所示（型芯的具體尺寸見型芯圖） 成型Ф11孔的型芯（具體尺寸見附圖） 圖3.3.1 型芯的結構圖 注（1） 材 料 T10A （2） 技術要求 熱處理后材料的硬度達到50～56HRC 要求有一定的耐磨性和耐腐蝕性 成型零部件的制造誤差： 成型零部件的制造誤差包括成型零部件的加工誤差和安裝誤差，配合誤差等幾個方面。設計時一般應將成型零部件的制造公差控制在塑件的1/3左右，通常取IT6—9級，綜合考慮取IT8級。 3.3.2型腔的設計 為了保證制件質量，制件容易脫模，采用組合式型腔結構。 可根據(jù)模具的各部分結構確定型腔的尺寸和結構。 4 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的設計 塑料在生產(chǎn)過程中由于需要對熔融的塑料流體進行冷卻，塑料制件不能有太高的溫度（防止出模后制件發(fā)生翹曲，變形）冷卻系統(tǒng)設計可按下式進行計算： 設該模具平均工作溫度為60°，用20°的常溫水作為模具的冷卻介質，其出口溫度為30°，產(chǎn)量為（3分鐘2模）3960g/h。 4.1 求塑件在硬化時每小時釋放的熱量為Q3， 查有關文獻得ABS的單位熱流量為Q2=314.3～398.1J/g ,取Q2=350J/g： Q3=WQ2=3960g/h×350J/h=1386000J 4.2 求冷卻水的體積流量V V=WQ1/Pc1(T1－T2) =1386000/60×1/1000×4.2×（30－20） =970.2 =0.97× 由體積流量查表可知，所需的冷卻水管直徑非常小，假如塑件表面要求不高可不用設計冷卻水管，但本塑件表面質量要求很高，所以為保證塑件質量采用冷卻水管冷卻系統(tǒng)。 溫度調節(jié)對塑件的質量影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 變形 尺寸精度 力學性能 表面質量在選擇模具溫度時，應根據(jù)使用情況著重滿足制件的質量要求。 在注射模具中溶體從200 C,左右降低到60C左右，所釋放的能量5％以輻射，對流的方式散發(fā)到大氣中，其余95％由冷卻介質帶走，因此注射模的冷卻時間只要取決與冷卻系統(tǒng)的冷卻效果。模具的冷卻時間約占整個循環(huán)周期的2/3?？s短循環(huán)周期的冷卻時間是提高是提高生產(chǎn)效率的關鍵。 4.3 確定模具的冷卻系統(tǒng) 由上述計算可知，因為模具每分鐘所需的冷卻水量很小，故在這里我們可以初選水管直徑為Ф8mm的孔，水冷即可。經(jīng)試模以后根據(jù)塑料制件的質量問題然后修正冷卻系統(tǒng)的水管直徑，小的話可以通過機械加工增加孔的直徑。 5 模具閉和高度的確定 在支撐板與固定零件的設計中根據(jù)經(jīng)驗確定：定模板厚度H1=30mm，動模固定板40mm，墊塊厚度為H2=80mm，動模板厚度 H3=30mm(考慮模具的抽芯距)如下圖所示： 圖八 模具裝配草圖 注塑機有關參數(shù)的校核 本模具的外形尺寸為200mm×300mm×300mm,XS-ZY-125型。 由于上述計算的模具閉合高度為236mm，XS-ZY-125型注塑機的最小模具厚度為300mm，最大模具厚度為700mm 1：模具合模時校核： 300mm<260mm<700mm 2：模具開模時校核： 300mm<440mm＋38mm<700mm 其中：38mm為模具的抽拔距 經(jīng)校核XS-ZY-1000型注塑機能滿足使用要求故可以采用。 7 模具的裝配 7.1：裝配主要要求如下 （1）模具上下平面的平行度偏差不大于0.05mm 分模處要求密合。 （2）推件時推桿與卸料板要保持同步。 （3）上、下模型芯必須緊密接觸。 （4）保證模具的上模板上平面和下模板下平面的平行度。 （5）導柱軸心線和下模板下平面的垂直度。 （6）導套軸心線和上模板上平面的垂直度。 【7】 7.2模具裝配時以分型面密合作為該模具的裝配基準，裝配順序如下 （1） 裝配前檢查主要工作零部件及其它零件尺寸是否符合圖紙要求。 （2） 鏜導柱、導套孔。將定模板、動模板、型芯固定板疊合在一起，使分模面緊密接觸并加緊，鏜導柱、導套孔，在孔內壓入工藝定位銷后，加工側面的垂直基準。 加工定模。用定模側面的垂直基準確定定模上型芯中心的實際位置，并以次作為加工基準，用數(shù)控銑床分別銑型芯定位孔和三角形定位孔。 （3） 壓入導柱、導套。將定模板、動模板、支撐板上分別壓入導柱、導套，使其導向可靠，滑動靈活。 （4） 裝配型芯。在定模和型芯固定板孔內壓入型芯，用鏍孔復印法和壓銷釘套法使型芯緊固在支撐板上，將其一起磨平。 （5） 通過型芯鉆支撐板上的推桿孔。 （6） 通過支撐板鉆推桿固定板上的孔。 （7） 在推桿固定板和支撐板和支撐板上加工限位螺釘和復位桿孔。 （8） 組裝墊塊和支撐板。 （9） 加工定模座板。加工螺孔、銷釘孔和導柱孔，并將澆口套、導柱套壓入定模座板。 （10） 定模部分的裝配。用平行夾頭把它們加緊（澆口套的澆道孔與鑲塊上的澆道口對中，在上面鉆固定在注塑機上的孔，使其與注塑機相配合。 （11） 裝配動模部分。修正推桿和復位桿的長度。 （12） 完成裝配后進行試模，并校驗入庫 【7】 7 7.3 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。先在機器下面兩根導軌上墊好木板，模具從側面進入機架間，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) 調節(jié)鎖模機構，保證有足夠的開模距及鎖模力，使模具閉合適當。 (4) 慢速開啟模板直至模板停止后退為止，調節(jié)頂出裝置，保證頂出距離。開閉模具觀察頂出機構運動情況，動作是否平衡，靈活，協(xié)調。 (5) 模具裝好后，等料筒及噴嘴溫度上升到距預定溫度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) 開空車運轉，觀察模具各部分運行是否正常，然后才可注射試模。 7.4試模 通過試模塑件上常會出現(xiàn)各種弊病，為此必須進行原因分析，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，成型設備，模具結構及制造精度，塑件結構及形狀等因素逐個分析找出其中主要矛盾，然后再采取調節(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，或型芯上，甚至因流道粘著制品被損壞。這是試模首先應當解決的問題。 8.試模過程中出現(xiàn)的問題【7】 8.1 粘著模腔 制品粘著在模腔上，是指塑件在模具開啟后，與設計意圖相反，離開型芯一側，滯留于模腔內，致使脫模機構失效，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 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，使制件在設定溫度內不能充分固化。 （4） 機筒與噴嘴溫度過高，不利于在設定時間內完成固化。 （5） 可能存在不利于脫模方向的凹槽或拋光痕跡需要改進。 8.3 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） 主流道襯套內孔尺寸不當，未達到比噴嘴孔大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，首先要設法將制品取出模腔（芯），不惜破壞制件，保護模具成型部位不受損傷。仔細查找不合理粘模發(fā)生的原因，一方面要對注射工藝進行合理調整；另一方面要對模具成型部位進行現(xiàn)場修正，直到認為達到要求，方可進行二次注射。 8.4 成型缺陷 當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，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的措施進行分析。 8.4.1 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。應調大鎖模力，保證正常制件料量。 8.4.2 溢邊（毛刺、飛邊、批鋒） 與第一項相反，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 8.4.3 制件尺寸不準確 初次試模時，經(jīng)常出現(xiàn)制件尺寸與設計要求尺寸相差較大。這時不要輕易修改型腔，應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，使制件的實際尺寸偏大；模溫較低，事實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。此時調整工藝條件即可。 通過調整工藝條件，通常只能在極小范圍內使尺寸京華，可以改變制件相互配合的松緊程度，但難以改變公稱尺寸。 調整時應注意調節(jié)進料速度，增加排氣孔，正確設計澆注系統(tǒng)。注意控型周期。 8.5其他問題和解決方法 缺陷名稱 注塑機或成型條件問題 模具或材料（塑料原料）問題 解決辦法 填充不滿 1.注塑機的注塑力不夠 2.加料量不夠 3.注塑壓力太低 4.注塑速度太慢 1.澆口平衡不好 2.模具溫度太低 3.排氣不良 4.塑料原料的流動性不好 提高注射壓力和速度；增加澆口尺寸和加料量提高模具和料筒溫度 溢邊 1.注塑壓力太大 2.鎖模壓力不夠 3.加料量太大 4.料溫過高 1.模具配合面不嚴 2.成型期間塑料原料粘性太低 降低模具溫度和料筒溫度；減少保壓時間和澆口尺寸；增大鎖模力 熔接線 1.料溫太低 2.注射壓力過低 3.注塑速度過慢 4.注塑機噴嘴溫度低 1.模具溫度較低 2.澆口的數(shù)目與位置不對 3.塑料原料干燥不夠 4.塑料原料流動性差 提高注射速度；增加模具溫度和料筒溫度 龜裂 1.注射壓力過高 2.料溫太低導致流動不好 3.保壓壓力過高 1.模具溫度過低 2.型腔設計不良 3.塑料原料粘性不良 4.塑料原料退火不良 降低注射壓力和保壓壓力；提高模具溫度；改良型強設計 表面氣泡 1. 固化時間長，容體溫度高 2. 模溫高或加熱不均 1.澆口過小 縮短固化時間，降低容體溫度，調節(jié)模具溫度，修整澆口和加熱器 光澤差 1. 物料中揮發(fā)組分多 2. 脫模劑用量大 3. 加熱條件不適當 1. 模腔表面不光滑 2. 模具表面有水分，油污 更換物料或改進預熱條件減少脫模劑用量改進加熱條件研磨或拋光模腔 流痕 1. 物料溫度低 2. 成型壓力過高 3. 模具溫度過高 1.流道或澆口截面過小 提高料溫，降低成型壓力和模具溫度，修整澆注系統(tǒng) 表面褶皺 1. 物料過熱或加熱不均勻 2. 工藝條件不當 3. 充模速度過快 1.澆口不合適 降低料溫，調加料腔和模具溫度，使之保持均勻，簡慢充模速度，修整澆口 總 結 經(jīng)過近段的努力，在老師和同學們的指導和幫助下，我順利地完成了這次的畢業(yè)設計任務。經(jīng)過這次的設計任務，使我對模具設計，特別是模具的設計過程有了進一步地了解；對模具的基本結構、組裝、調試、加工制造等方面有了深刻理解。在設計的過程中，通過對制件的分析和對模具的設計的研究時，能夠較好地將課本上的理論知識應用與設計當中，并且能夠從整體，宏觀上去研究、分析、考慮設計問題。同時，在這次的設計過程中，還很大地程度上鍛煉了自己的動手能力，如：親自去收集和查找有關資料，并從中又學會了一門新的課程《如何查找資料和文獻》；其次，通過搜尋大量的資料，還大大地鍛煉了自己的畫圖、看圖、排版等方面的能力。最重要的是，經(jīng)過這次畢業(yè)設計，使我真正地感受到了集體的力量和學習方法。在設計過程中，難免會遇到技術或其他方面的難題，但是通過老師的指導和與同學們的交流和虛心地請教都得到了解決，使我最終順利地完成設計。 由于本人的水平有限，經(jīng)驗不足，在設計當中如有不妥之處，還懇請各位老師指導更正。 致謝 經(jīng)過一段時間的緊張工作，今日終于順利完成畢業(yè)設計。在這里，我要忠心地感謝一些在我的設計工作中給予我很大的幫助。 首先：我要感謝我的指導老師尚老師，特別感謝尚老師在百忙之中還抽出時間幫我看圖紙、改圖紙以及在設計期間對我的指導和幫助。 其次：我要感謝的是我的同學們，在設計過程中遇到技術問題，通過與他們的商討和幫助，查閱資料，一一攻破難關，助我順利地完成設計。 最后：我還要深深地感謝在學校里的老師們，在進行畢業(yè)設計期間，他們給予我以模具制造與設計方面上的經(jīng)驗指導。 參考文獻： 【1】楊占堯 教學實踐環(huán)節(jié)指導書 新鄉(xiāng) 河南機電高等?？茖W校 2004.5 【2】瞿金平 塑料工業(yè)手冊 北京 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