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摘 要
模具設(shè)計是工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝，是我國經(jīng)濟發(fā)展體系里的重要因素，好的模具能節(jié)省材料節(jié)省人力，節(jié)省時間，因此受到廣泛的關(guān)注。注塑模是模具設(shè)計里的一種重要成型工藝，它主要用于熱變形塑料的成形，也可以成形熱固性塑料。它的生產(chǎn)效率極高，并且非常容易實現(xiàn)自動化，最重要的是生產(chǎn)出來的塑件質(zhì)量都很好。注塑模形式多樣，內(nèi)容多樣，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對于它的發(fā)展也不會就此止步。
本次畢業(yè)設(shè)計的主要任務(wù)是對外螺紋液壓管接頭四通管模具的設(shè)計，也就是設(shè)計一副注塑模具來生產(chǎn)外螺紋液壓管接頭四通管的塑件產(chǎn)品，以實現(xiàn)自動化提高產(chǎn)量。主要內(nèi)容包括緒論、塑件的結(jié)構(gòu)及成型工藝分析、材料的選擇及成型工藝、注射機的選擇及校核、模具的工作及結(jié)構(gòu)原理、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、成型零部件的設(shè)計、側(cè)向分型機構(gòu)的設(shè)計、合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計、排氣系統(tǒng)的設(shè)計、頂出機構(gòu)的設(shè)計、支撐零部件的設(shè)計等。在設(shè)計過程種運用到了Proe3.0軟件對塑件進行三維造型，通過使用AutoCAD來設(shè)計整套模具，并運用CAXA/CAD對其裝配圖與零件圖等進行表述，設(shè)計過程中也借鑒到很多學(xué)者的著作，設(shè)計相對充實。
本文是探究四通管的注塑模具設(shè)計，詳細描述了整套模具的設(shè)計過程。通過對整個模具設(shè)計的過程，進一步加深對注塑成型工藝的了解，同時也鞏固了對成型工藝的類型、結(jié)構(gòu)、工作原理等的理論知識，以及在實踐中總結(jié)并掌握模具設(shè)計的關(guān)鍵要點和設(shè)計方法。
關(guān)鍵詞： 外螺紋四通管；注塑模具；注射機；側(cè)型芯滑塊；
Abstract
This graduation design is the main task of the inclined tee mould design, namely a pair of injection mold is designed to produce the plastic parts of inclined tee products, in order to realize the automation to increase production. The main contents include design options and checking , mold and structural work principle , the introduction of gating system , structure and plastic parts molding process analysis , choice of materials and molding process , injection machine , designed molded parts , lateral sub- design mechanism design guide clamping mechanism , temperature control system design, the design of the exhaust system , the ejection mechanism designed to support the design of parts .
This article is to explore the plastic injection mold design four line , a detailed description of the entire mold design process.Through the entire mold design process , and further deepen their understanding of the injection molding process , but also to consolidate the process of forming the type, structure and operating principles of the theory of knowledge, as well as summary and master mold design practice and design a key point methods.
Key words: oblique tee; Injection mould; Injection machine; Core side slide block;
目 錄
引言 1
2 塑件成型工藝的可行性分析 3
2.1 塑件分析 3
2.2 塑件的原材料分析 3
2.2.1主要技術(shù)指標 4
2.2.2 ABS的注射工藝參數(shù) 4
2.3 塑件的成型工藝分析 4
2.3.1精度等級 4
2.3.2脫模斜度 5
2.3.3塑件壁厚 5
3 注射成型機的選擇與成型腔數(shù)的確定 5
3.1 注射成型機的選擇 5
3.1.1估算零件體積和投影面積 5
3.1.2注射量的計算 6
3.1.3鎖模力 6
3.1.4選擇注射機及注射機的主要參數(shù) 6
3.2 注塑機的校核 6
3.2.1最大注塑量校核 6
3.2.2注射壓力的校核 7
3.2.3鎖模力校核 7
3.3 成型腔數(shù)的確定 7
4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 8
4.1 澆注系統(tǒng)的作用 8
4.2 澆注系統(tǒng)的組成 8
4.3 主流道設(shè)計 8
4.3.1 主流道設(shè)計要點 8
4.3.2澆口套的尺寸設(shè)計要求 9
4.4 澆口設(shè)計 10
4.6 主流道剪切速率校核 11
4.6.1估算主流道凝料體積 11
4.6.2主流道剪切速率校核 11
5 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 12
5.1 分型面的設(shè)計 12
5.1.1分型面的分類 12
5.1.2分型面的選擇原則 12
5.1.3分型面的確定 12
5.2 型腔的分布 13
5.3 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 13
5.4 模具型零成件的工作尺寸計算 14
5.4.1塑件的收縮率波動誤差ds 14
5.4.3模具成型零件的磨損dc 15
5.4.4模具安裝配合誤差dj 15
5.5 型腔和型芯徑向尺寸的計算 16
5.5.1型腔徑向尺寸的計算 16
5.5.2型芯徑向尺寸的計算 16
5.5.3型腔深度和型芯高度尺寸的計算 16
6 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 17
6.1 排氣不良的危害 17
6.2排氣系統(tǒng)的設(shè)計方法 17
7 導(dǎo)向與脫模機構(gòu)的設(shè)計 18
7.1導(dǎo)向機構(gòu)的作用和設(shè)計原則 18
7.1.1導(dǎo)向機構(gòu)的作用 18
7.1.2導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計原則 18
7.2導(dǎo)柱、導(dǎo)套的設(shè)計 18
7.2.1導(dǎo)柱的設(shè)計 18
7.2.2導(dǎo)套的設(shè)計 19
7.2.3導(dǎo)向孔的總體布局 19
7.3 推出機構(gòu)設(shè)計 19
7.4 脫模力的計算 20
7.5 推桿的設(shè)計 21
7.5.1推桿長度及強度計算 21
7.5.2推桿的形狀及固定形式 22
7.2.3推桿位置的選擇 23
8側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的設(shè)計 24
8.1 抽芯機構(gòu)設(shè)計原則 24
8.2 抽芯機構(gòu)的確定 24
8.3 抽芯距S 24
8.4 滑塊的設(shè)計 24
8.5 導(dǎo)滑槽的設(shè)計 25
8.6 鎖緊塊 25
8.7 鎖緊塊的結(jié)構(gòu)形式 26
9冷卻系統(tǒng)設(shè)計 26
9.1 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則 26
9.2 溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響 27
9.3 對溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 27
9.4 冷卻裝置的設(shè)計要點 27
9.5 冷卻系統(tǒng)設(shè)計計算 27
9.5.1冷卻水的體積流量 27
9.5.2冷卻水管直徑 28
9.5.3冷卻水道的結(jié)構(gòu) 28
10 其它結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計 29
10.1 模具安裝尺寸校核 29
10.2 開模行程的效核 29
11小結(jié) 30
參考文獻 31
致 謝 32
引言
注塑成型是一項越來越成熟的加工技術(shù)，它目前是在塑性成型的各個領(lǐng)域加工中最常見也最常用的加工方法，其中注塑模具已經(jīng)被廣泛的采用，在很多方面的應(yīng)用都得到相當(dāng)高的重視[12]。我國模具研究單位因此也投入了很大的科研精力，目的在于使注塑模具的發(fā)展得到最大的提高。它的生產(chǎn)零件的質(zhì)量、模具的結(jié)構(gòu)、溫度調(diào)控系統(tǒng)、制造精度、生產(chǎn)周期以及生產(chǎn)效率的高低，直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量和成本。當(dāng)今社會，我們追求的正是質(zhì)量與成本，統(tǒng)稱為性價比，模具的應(yīng)用正是性價比的最高體現(xiàn)，有的時候我們用一個模具可以同時制造出很多個質(zhì)量精良，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高精度塑件，這在以前來說幾乎是不可能實現(xiàn)的[2]。注塑成型現(xiàn)已被廣泛的應(yīng)用于機械、計算機、高科技材料、電子、航空、航天、軍工、學(xué)習(xí)用品、交通、汽車、建材、醫(yī)療器械、生物、能源和日用品等領(lǐng)域[1]。雖然在很多人看來一個小小的模具制造工藝能有多大的影響對于一個國家的發(fā)展，我覺得這種想法是錯誤的，因為從小方面來說這一門技術(shù)的成熟意味著對塑件成型的深入研究取得了長足進步，也就是說我們生產(chǎn)塑件就會更加便捷也會更加快速，這對于塑料工業(yè)來說是一個很大的貢獻，因此不容小視；大方面來說正是這種對于先進技術(shù)的渴望推動我們整個民族在進步，我們知道我們在清政府以后閉關(guān)鎖國導(dǎo)致在科技方面落后西方一大截，但我們中華民族從來沒有服輸過，一直都是在迎頭趕上，只為了爭這一口氣，而注塑模的研究進步正是對我們的一種肯定，因此我們應(yīng)當(dāng)不遺余力的繼續(xù)在這條路上走下去。我國近年來一直致力于模具的研究，現(xiàn)在也已經(jīng)逐步跟上了歐美先進的步伐。在一些發(fā)達國家，模具產(chǎn)業(yè)早已形成產(chǎn)業(yè)鏈，成為這些國家的基礎(chǔ)經(jīng)濟工業(yè)之一。很多國家在發(fā)展高科技產(chǎn)業(yè)的同時也兼顧發(fā)展輕工業(yè)，在美國，模具工業(yè)被成為“美國工業(yè)的基石”，在日本被稱為“促進社會富裕的動力、源泉”[3]。因此在輕工業(yè)行業(yè)有這么一句話：工業(yè)要發(fā)展，模具要先行。沒有高水平的模具制造工藝就沒有質(zhì)量非常優(yōu)良的科技產(chǎn)品?，F(xiàn)在，模具工業(yè)水平是衡量一個國家制造工業(yè)制造水平高低的重要標志。可以這么大膽的預(yù)測，模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位將與日俱增，并且扮演越來越重要的角色。因此我們必須毫無疑慮的發(fā)展模具工業(yè)，對于我們國家的生產(chǎn)力的進步有很大的推動作用。
模具按用途可以分為注塑模具、壓鑄模具、拉拔模具、塑料模具、橡膠模具、陶瓷模具和鍛壓模具等[2]。注塑模成型是通過一系列流程得到所需的各種產(chǎn)品或工件，而這樣生產(chǎn)出來的一個設(shè)計合理的塑件往往能夠代替幾個傳統(tǒng)金屬構(gòu)件，甚至能起到金屬制品所不能替代的作用。利用塑性材料特有的特性，一次加工成型往往可以得到非常復(fù)雜的形狀，在速度非常快的同時還能一次得到很多數(shù)量的塑件，它所帶來的實際應(yīng)用效果非傳統(tǒng)構(gòu)件所能相比。從模具行業(yè)的發(fā)展趨勢來看，復(fù)雜化、精密化、大型化是其發(fā)展主旋律。采用模具成型工藝，運用高新技術(shù)控制對所需的零件進行加工生產(chǎn)，不僅可以提高生產(chǎn)時效，保質(zhì)保量。而且還能減少生產(chǎn)線對材料的過度依賴，減少生產(chǎn)時間，壓縮了生產(chǎn)成本，更好的獲取經(jīng)濟效益。面對激烈的市場競爭，我國如果想要成為制造業(yè)的領(lǐng)頭羊，那么就必須要大力發(fā)展模具生產(chǎn)，增強對大型、復(fù)雜、精密的模具的自主開發(fā)能力，從而提高競爭力。
注射成型在現(xiàn)代成型界重要程度日益增長，是一種越來越受重視的塑料成型方式，成型周期非常短，自動化程度非常高，甚至可以實現(xiàn)全自動生產(chǎn)，而且他所能制造的塑料總類非常多，基本上，除了氟塑料，其他的塑料全都能用注射成型來完成。這也正是注塑模的優(yōu)點以及優(yōu)勢所在，但是他也是有缺點的，比如造價比較昂貴，不適合小批量生產(chǎn)等。但是瑕不掩瑜，注射成型應(yīng)當(dāng)算是當(dāng)代最受矚目應(yīng)用最廣的一種塑料成型方式。
這也正是為什么此次設(shè)計我們要著力于注塑模的設(shè)計的原因，而此次設(shè)計的重難點在于：學(xué)會查閱專業(yè)書刊并學(xué)為所用;利用畫圖軟件進行細致的作圖;理論知識要能運用到解決實際的問題;畢業(yè)論文的撰寫;嚴謹?shù)淖黠L(fēng)端正的態(tài)度。
2 塑件成型工藝的可行性分析
2.1 塑件分析
圖2.1塑件三維圖
結(jié)合生活實際，以及考慮到價格材料等各方面因素，選用ABS作為此次設(shè)計的材料，關(guān)于材料的介紹在后面的章節(jié)會有介紹；而在澆口方面，由于塑件結(jié)構(gòu)較對稱且非常均勻分布，因此我們選擇直接澆口，采用后續(xù)處理的方法對其進行加工制造；對于結(jié)構(gòu)的設(shè)計，我們選用上下凹模，四面?zhèn)瘸樾?，滑塊的型芯充當(dāng)成型的作用；綜合考慮經(jīng)濟效益以及制件的生產(chǎn)質(zhì)量我們采取一模一腔的方式；推出方式為一次推出；三維圖2.1如上所示。
2.2 塑件的原材料分析
關(guān)于本次設(shè)計的原材料ABS，英文名稱:acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer，具有以下特性：
（1）具有較高的耐熱性。連續(xù)使用時的溫度可達到110～120℃；
（2）擁有良好的力學(xué)性能，成型加工性能良好；
（3）流動性良好，溢邊值在0.003mm左右；
（4）質(zhì)地純凈，無毒性，透明性好，吸濕性小，電絕緣性能好；
（5）冷卻速度較快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)該緩慢散熱；
（6）著色性不好，模具處于50℃以下色澤不均，易產(chǎn)生流痕和熔接不良；
（7）因收縮率較大，易發(fā)生縮孔、變形、凹痕等缺陷，方向性強；
（8）塑件壁厚應(yīng)均勻，盡量避免因缺口和尖角造成的應(yīng)力集中。