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1、. . 目錄 設(shè)計任務(wù)書……………………………………………………………………29 摘要……………………………………………………………………………30 Abstract………………………………………………………………………31 第一章 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析……………………………………………32 1. 1 塑件原材料的成型性分析……………………………………………32 1. 1. 1 基本特性……………………………………………………………32 1. 1. 2 主

2、要用途……………………………………………………………32 1. 1. 3 成型特性……………………………………………………………33 1. 2 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析…………………………………………………33 1. 2. 1 塑件的表面質(zhì)量分析………………………………………………33 1. 2. 2 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析……………………………………………33 第二章分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計……………………………………………37 2. 1 分型面的選擇……………………………………………………………37 2. 2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計……………………………………………………………37 2.

3、3 加熱道的設(shè)計………………………………………………………………38 2. 3. 1加熱道的設(shè)計……………………………………………………………38 2. 3. 2 澆口的設(shè)計………………………………………………………………39 2. 4 熱流道板的設(shè)計……………………………………………………………40 2. 4. 1 熱流道板加熱功率的計算………………………………………………41 第三章 模具設(shè)計方案的論證……………………………………………………42 3. 1 型腔的布置………………………………………………………………42 3. 2 成型零件的結(jié)構(gòu)確定……………………………………

4、………………42 3. 2. 1 凹?！残颓弧车脑O(shè)計……………………………………………………42 3. 2. 2 凸模〔型芯〕的設(shè)計……………………………………………………42 3. 3 導向定位機構(gòu)的設(shè)計……………………………………………………42 3. 4 推出機構(gòu)設(shè)計…………………………………………………………………43 3. 5 冷卻系統(tǒng)………………………………………………………………………44 3. 6 模具的加熱系統(tǒng)………………………………………………………………44 第四章主要部件的設(shè)計計算………………………………………………………45 4. 1 成型零件的成型計

5、算…………………………………………………………45 4. 1. 1 型腔的計算……………………………………………………………45 4. 1. 2型芯高度尺寸的計算……………………………………………………45 4. 2 模具型腔壁厚的計算…………………………………………………………46 4. 2. 1 型腔側(cè)壁厚度S的計算………………………………………………46 4. 2. 2 型腔底板厚度T的計算………………………………………………47 4. 3 支承零部件的設(shè)計…………………………………………………………48 4. 4 推出機構(gòu)的設(shè)計…………………………………………………………

6、49 4. 5 模具合模導向機構(gòu)的選用………………………………………………50 4. 5. 1 導柱導向機構(gòu)的設(shè)計……………………………………………………50 4. 5. 2 導向孔的設(shè)計…………………………………………………………51 第五章成型設(shè)備的校核計算……………………………………………………52 5. 1 型腔數(shù)目的確定和校核……………………………………………………52 5. 2 最大注射量的校核………………………………………………………52 5. 3 鎖模力的校核……………………………………………………………53 5. 4 模具與注射機安裝部分相關(guān)尺寸的校核…………

7、……………………53 5. 4. 1 噴嘴尺寸……………………………………………………………54 5. 4. 2 定位圈尺寸…………………………………………………………54 5. 4. 3 最小 最大模厚………………………………………………………55 5. 4. 4 安裝螺孔尺寸………………………………………………………55 5. 5 開模行程的校核…………………………………………………………55 5. 6 推出裝置的校核…………………………………………………………56 第六章工藝卡的制定…………………………………………………………56 第七章熱流道……………………………………

8、……………………………58 7. 1 熱流道的發(fā)展過程………………………………………………………58 7. 2 現(xiàn)代熱流道的基本形式…………………………………………………58 總結(jié)………………………………………………………………………………60 致………………………………………………………………………………61 參考資料…………………………………………………………………………62 外文原文和外文翻譯……………………………………………………………63 材料科學與工程系屆模

9、具專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計〔論文〕任務(wù)書 畢業(yè)設(shè)計〔論文〕題目 : 托盤 注塑成形工藝與模具設(shè)計 設(shè)計者: 班級:學號: 指導老師: 材料: PP 批量: 大批量 二維塑件圖 三維塑件圖 摘要 針對制品結(jié)構(gòu)面積大而淺和生產(chǎn)批量大的特點,模具采用了兩層型腔成型,從而使制品生產(chǎn)效率提高近一倍,生產(chǎn)成本顯著下降。該模具的設(shè)計特點是：為了滿足薄壁大型件的成型要求,采用了熱流道澆注系統(tǒng),并采用注射料筒與開和模方向垂直的角式注塑機成型,解決了用臥式機

10、時設(shè)置澆注系統(tǒng)的難題、對兩層型腔?？刂埔恢?、用安裝在模外的一對齒輪齒條傳動機構(gòu)來實現(xiàn)兩層型腔開、合模動作同步、利用彈簧的推力使兩層型腔推出機構(gòu)同時推出制品,從而保證制品成型時的均勻性。 關(guān)鍵詞：模具； 兩層型腔； 注塑 Abstract Area products for large and shallow structure and the characteristics of the production volume,use two layers of mold cavity m

11、olding, thereby enabling more efficient production and products nearly doubled, production costs dropped significantly. The mold design features: In order to meet large-scale thin-wall molding see the request by the pouring hot runner systems, and injecting Liaodong and die with a vertical angle of

12、the direction of injection molding machines, resolved to set up horizontal plane Gating system problems, the two cavity mode control consistent with the installation of the module in a drive gear and rack body cavity to achieve a two-tier, a move synchronous mode, the thrust of the spring introduced

13、 a two-tier cavity agencies launched products, thus ensuring that the products forming uniformity. Keywords:mold；two layers of mold cavity molding；horizontal 第一章 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 熟讀塑件的圖樣在頭腦中建立清晰的塑件三維形狀,復(fù)雜的塑件可通過計算機三維建立模型或橡皮泥制作模型等手段幫助理解其幾何形狀,該塑件的三維圖如1.1所示：

14、 圖1.1 托盤 1.1塑件的原材料的成型特性分析 1.1.1基本特性 聚丙烯〔PP〕無味,無色,無毒,外觀似聚乙烯,但比PP更透明,更輕,密度僅為0.90~0.91/,它不吸水,光澤好,易著色,PP的屈服強度,抗壓強度及彈性比聚乙烯好,定向拉伸后的PP可制作鉸鏈,其具有特別高的抗彎曲疲勞強度,如用PP注射成型的一體鉸鏈,經(jīng)過次開閉彎折進行未產(chǎn)生損害和斷裂現(xiàn)象,PP的熔點為164~170℃,其耐熱性好,能在100以上的溫度下進行消毒滅菌。PP耐低溫的使用溫度可達-15,在低于-35時會脆裂,PP的高頻絕緣性能好。而且由于其不吸水絕緣性能不受溫度的影響。PP

15、在氧、熱、光的作用下極易解聚,老化,所以必須加入防老化劑。 1.1.2主要用途 PP可用于制作各種機械零件；可做水蒸汽各種酸堿等的輸送管道,化工容器和其他設(shè)備的襯里表面圖層；可制造蓋和本體合一的箱蓋,各種絕緣零件。并用于醫(yī)學工業(yè)中。 1.1.3成型特性 1.結(jié)晶性料。吸溫性小,可能發(fā)生熔融破裂,長期與熱金屬接觸易發(fā)生分解； 2.流動性極好,溢邊值0.03mm左右； 3.冷卻速度快,澆注系統(tǒng)及冷取系統(tǒng)應(yīng)散熱緩慢； 4.成型收縮圍大,收縮率大,易發(fā)生縮孔,凹痕,變形,方向性強； 5.注意控制成型溫度,料溫方向性明顯,在其低溫高壓時,更明顯,模具低于50以下時,塑件不光澤,易產(chǎn)生熔接

16、不良。流痕,90以上時易發(fā)生翹曲,變形； 6.塑件應(yīng)壁后均勻,避免取口,尖角,以避免應(yīng)力集中。 1.2塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 1.2.1塑件的表面質(zhì)量分析 該塑件要求外觀光潔,色彩艷不允許有成型斑點和熔接痕, 1.2.2塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 1.從圖紙上看,該塑件外行為四方殼罩,圓角過度。且無尖角存在,壁厚均勻,且符合最小壁厚要求。 2.塑件型腔較大； 3.為使塑件順利脫模,可在塑件部及加強肋處增設(shè)~的拔模斜度； 4.塑件的生產(chǎn)批量： 該塑件的生產(chǎn)類型對注射模具結(jié)構(gòu),注射模具材料使用均有重要的影響,在大批量生產(chǎn)中,由于注射模具價格在整個生產(chǎn)費用中所占的比例較小,提高生產(chǎn)率和注

17、射模具壽命問題比較突出。所以可以考慮使用自動化程度較高,結(jié)構(gòu)簡單,制造容易的注射模具,以降低注射模具的成本。該塑件產(chǎn)量達10萬件,生產(chǎn)類型屬于中批量生產(chǎn),可以適合考慮采用一模多腔,快速脫模,以及成型周期不宜過長的模具,同時,模具造價要適當控制。 5.初選注塑機 〔1〕計算塑件的體積或質(zhì)量： 通過三維造型可獲得矩形上殼罩的體積 PP的密度為 所以,塑件的質(zhì)量 〔2〕根據(jù)塑件本身的幾何形狀及生產(chǎn)批量確定型腔數(shù)目。 由于塑件尺寸有一般精度要求,外表面和表面有高光潔要求,不易采用太多型腔數(shù)目,所以考慮采用一模兩腔,型腔平衡分布在型腔板兩側(cè),以方便澆口排列和模具平衡。 〔3〕確定注射成型

18、的工藝參數(shù) 根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特點和PP的成型性能,查有關(guān)資料初步確定塑件的注射成型工藝參數(shù)： 表1.1塑件的注射成型工藝參數(shù) 塑料 項目 PP 注射機類型 螺桿式 密度 0.9~0.91 計算收縮率% 1.0~2.5 預(yù)熱 溫度 80~100 時間/h 1~2 噴嘴 形式 直通式 溫度 170~190 料筒溫度 前段 180~200 料筒溫度 中段 200~220 后段 160~170 模具溫度 40~80 注射壓力 70~120 保壓壓力 50~60 注射時間 0~5 保壓時間 20~60 冷卻時間

19、 15~50 成型時間 100~120 〔4〕確定模具溫度及冷卻方式 PP為結(jié)晶性塑料,吸溫性小,可能發(fā)生熔融破裂,長期與熱金屬接觸易發(fā)生分解,流動性極好,溢邊值為0.03mm左右,因此,冷卻速度快,澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)散熱緩慢。因此,在保證順利脫模的前提下,提高冷卻時間,從而提高生產(chǎn)率。所以,模具溫度控制在40~80。 〔5〕確定成型設(shè)備 由于塑件采用注射成型加工,使用一模兩腔分布,因此可計算出一次注射成型過程中所用塑料量為 根據(jù)以上一次注射量的分析以及考慮到塑料品種,塑件結(jié)構(gòu),生產(chǎn)批量,以及注射工藝參數(shù),注射模具尺寸大小等因素,參考設(shè)計手冊。初選XS-Z-30型注塑機

20、,其具體參數(shù)如下表： 表1.2XS-Z-30型注塑機的參數(shù) 型號 項目 XS-Z-30 額定注射量/ 30 螺桿〔柱塞〕直徑/mm 28 注射壓力/MP 119 注射行程/mm 130 注射方式 柱塞式 鎖模力/KN 250 最大成型面積/ 90 最大開合模行程/mm 160 模具最大厚度/mm 60 模具最小厚度/mm 12 噴嘴圓弧半徑/mm 2 噴嘴孔直徑/mm 8 頂出形式 四側(cè)設(shè)有頂桿,機械頂出 動定模固定板尺寸/mm 250*280 拉桿空間 235 合模方式 液壓—機械 液泵 流量/ 5

21、0 壓力/MP 6.5 電動機功率/KW 5.5 螺桿驅(qū)動/KN ----- 加熱功率/KW 2.7 機器外行尺寸/mm 23400*850*1460 〔6〕制定塑件注射成型工藝卡 綜上分析,填寫塑件注射成型工藝卡,如下表： 表1.3塑件注射成型工藝卡 材料牌號：PP 塑件名稱：托盤 設(shè)備型號：XS-Z-30 單件質(zhì)量/g 每模件數(shù)：2件 材料干燥 溫度 80~100 時間 1~2h 料筒溫度 后段 160~170 中段 200~220 前段 180~200 噴嘴 170~190 模具溫度 40~80 時間

22、注射 0~5 保壓 20~60 冷卻 15~50 壓力 注射壓力 70~120 保壓壓力 50~60 第二章 分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計 2.1分型面的選擇 不論塑件的結(jié)構(gòu)如何,可以采用何種設(shè)計方法,都必須首先確定分型面,因為模具結(jié)構(gòu)很大程度上取決與分型面的選擇。為保證塑件能順利分型,主分型面應(yīng)首先考慮選擇在塑件外行的最大輪廓處,因此,分型面設(shè)計在如圖2.1所示的位置：在A-A與B-B面分型 圖2.1分型面的選擇 2.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計 澆注系統(tǒng)由主流道,分流道,澆口,冷料穴四個部分組成

23、。考慮到塑件的外觀要求較高,外表面不允許有成型斑點和熔接痕,以及一模兩腔的布置等因素。澆口采用方便加工修整,凝料去除容易,且不會在塑件壁和外壁流下痕跡的側(cè)澆口,模具采用雙分型面結(jié)構(gòu)的模板,模具制造成本比較容易控制在合理的圍 ,如圖2.2所示： 圖2.2澆口套 2.3加熱流道的設(shè)計 加熱流道是指在流道的附近設(shè)置加熱器,利用加熱的方法使注射機噴嘴到澆口之間,澆注系統(tǒng)處于高溫狀態(tài),讓澆注系統(tǒng)的塑料在成型生產(chǎn)過程中一直處于熔融狀態(tài),保證注射成型的正常進行。加熱流道注射模不象絕熱流道那樣在使用前或使用后必須清除分流道中

24、的凝料,開車前只需要把澆注系統(tǒng)加熱到規(guī)定的溫度。分流道中的凝料就會熔融,注射工作就開始了。 加熱流道澆注系統(tǒng)的形式很多,一般采用單型腔加熱流道和多型腔加熱流道。 由于模具設(shè)計成一模兩腔,所以采用多型腔加熱流道。 2.3.1熱流道的設(shè)計 由于 式中,查相關(guān)表得： T=220+273=493 ----注射壓力80MP ----253MP 塑件連同澆道的質(zhì)量為11g W=0.992 =0.029 t=5 Q=4.62 1.主流道直徑 式中：——主流道的直徑,mm ____主流道的速率〔〕 =1.67mm 2.分流道直徑 式中：——分流道的直

25、徑,mm ____分流道的速率〔〕 =4.6mm 2.3.2澆口的設(shè)計 1.直接澆口直徑 式中：——直接澆口的直徑,mm ____澆口的速率〔〕 =1mm 2. 點澆口直徑 式中：——直接澆口的直徑,mm ____澆口的速率〔〕 =0.78mm 流速是指在澆注系統(tǒng)中的熔體流速,此時熔體處在高溫及高壓之下。其比熱容較固體時為高。而且依靠熔體的溫度,澆道的靜壓力和塑料品種而異。次值可用斯賓塞方程計算,即： 因此, 〔 式中： ----熔體在澆道中所受的外部壓力 ----熔體在澆道中所生的壓力 ----熔體在該狀態(tài)下的容積 ----熔體在-273

26、度下的比容 ----修正的氣體常數(shù) -----絕對溫度〔+273〕 查表2.1狀態(tài)方程中的參數(shù) 塑料種類 熔體溫度 PP 220 25.3 0.992 0.229 2.4熱流道板的設(shè)計 熱澆道板的澆道為分流道,外加熱式分澆道可按下式計算： mm 式中： -----加熱器的外徑 ------熱澆道板分澆道孔徑 =2.5mm 如圖2.3熱流板 2.4.1熱澆道板加熱功率的計算 所謂加熱功率是指把加熱澆板升溫,從室溫〔以20度計〕升高到指定溫度〔一般為200~220度〕所需的熱功,升溫時間是個重要因素,習慣以1h為基準。 一般計算式為

27、： 式中：p----加熱功率 t-----熱流道板所需升高的溫度〔熱澆道極限溫度減去室溫〕 -----熱澆道板的重量〔包括緊固螺釘在〕 T------升溫時間 -----熱效率〔從實際統(tǒng)計約為0.2~0.3,寧可取低值〕。 假設(shè)熱損失為零時,升溫時間為0.5h ,熱效率為0.2,則可以用下式簡化計算： P=1.34t=6.5w 第三章模具設(shè)計方案的論證 3.1型腔的布置 對于一模多件的模具型腔布置,在保證澆注系統(tǒng)分流道的流程短,模具結(jié)構(gòu)緊湊,模具能正常工作的前提下,盡可能使模具型腔對稱。均衡取件方便,該塑件的模具采用一模兩腔,型腔平衡布置在型腔板兩側(cè)。 3.2

28、成型零件的結(jié)構(gòu)確定 成型零件直接與高溫高壓的塑件接觸,它的質(zhì)量直接影響了制件的質(zhì)量,該塑件的材料為PP塑料。對表面粗糙度和精度要求較高。因此,要求成型零件有足夠的強度和剛度,硬度和耐磨性。應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)模具鋼制作,還應(yīng)進行熱處理以使其具備50~55HRC的硬度。 3.2.1凹?！残颓弧车脑O(shè)計 采用整體嵌入式凹模,放在定模兩側(cè),主要從節(jié)省優(yōu)質(zhì)模具鋼材料,方便熱處理,方便日后的更換維修等方面考慮的。 3.2.2凸?！残托尽车脑O(shè)計 采用整體式凸模結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)牢固。 3.3導向定位機構(gòu)設(shè)計 由于塑件對稱且無單向側(cè)壓力,所以采用直接導柱導向,便可滿足合模導向及閉模后的定位。如圖3.1,3.2所

29、示： 注意：導柱要比主型芯高出至少6~8mm。 圖3.1推板導柱 圖3.2推板導套 3.4推出機構(gòu)設(shè)計 根據(jù)托盤的形狀特點,其推出機構(gòu)采用推件板和推桿推出,在彈簧彈力的作用下,將塑件從型芯板上推落,通過脫模螺栓對模板分型距離進行限定,同時又起復(fù)位桿的作用。其中推件板推出結(jié)構(gòu)可靠,頂出力均勻,不影響塑件的外觀質(zhì)量。但制造困難,成本高,推桿推出機構(gòu)簡單,推出平衡可靠,雖然推出時會在塑件部型腔上留下頂出痕跡,但不影響塑件外觀。所以采用推板和推桿雙重推出塑件。 3.5冷卻系統(tǒng) 注射模具的

30、溫度變化是時間的函數(shù),顯然,不僅在模具各局部溫度有明顯的不同,而且也在一定的周期變化。 為了獲得良好的塑件質(zhì)量,應(yīng)該使模具在工作中維持適當而且均一的溫度,然而由于種種客觀條件所限制,如型腔的幾何形狀,模具的總體積以注射機周圍環(huán)境的變化,要使模具整整穩(wěn)定在一溫度上,并非易事。主要依靠模具測溫計的反饋和隨機的調(diào)節(jié)。 3.6模具的加熱系統(tǒng) 當注射成型工藝要求模具溫度在80度以上時,當對大型模具進行預(yù)熱時,或者采用熱流道的模具時模具中必須設(shè)置加熱裝置。模具的加熱方法有好幾種。對大型模具的預(yù)熱除了可采用電加熱方法外,還可在冷卻水道人熱水、熱油、蒸汽等介質(zhì)進行預(yù)熱。對于模溫要求高于80度的注射?；驘?/p>

31、流道注射模,一般采用電加熱的方法。電加熱又可分為電阻絲加熱和電熱棒加熱,目前,大部分采用電熱棒加熱的方法,電熱棒有多種成品規(guī)格可供選擇。在設(shè)計模具時,要先計算加熱所需的電功率,加工好安裝電熱棒的孔,然后將購置的電熱棒插入其中接通電源即可加熱。 電加熱裝置加熱模具的總功率可采用下式計算： =11kw 式中：P-----加熱模具所需的總功率,KW m-----模具的質(zhì)量,Kg -----模具材料的定壓比熱容,KJ/〔Kg.K〕 ------模具的初始溫度 -------模具要求加熱后的溫度 ---------加熱元件的效率,取0.3~0.5 t---------

32、加熱時間,h 第四章主要部件的設(shè)計計算 4.1成型零件的成型尺寸 該塑件的成型零件尺寸按平均值計算,查有關(guān)手冊得PP的收縮率為0.4%~0.5%,故平均收縮率,根據(jù)塑件尺寸公差要求。模具制造公差取,成型零件的尺寸計算如下： 4.1.1型腔的計算 在計算型腔深度時,由于型腔的底面的磨損很小,所以不考慮磨損量,由此可以推出： 型腔深度公式： 式中： -----模具成型零件的制造誤差 ------平均收縮率 -----塑件在常溫時的型腔實際深度 X-------修正系數(shù) X=2/3 ------塑件的規(guī)定公差值 = 4.1.2型芯高度尺寸的計算 在計算型芯高度尺

33、寸時,由于型芯的端面的磨損很小,所以不考慮磨損量,由此可以推出： 型芯高度尺寸的計算公式： 式中： -----模具成型零件的制造誤差 ------平均收縮率 -----塑件在常溫時的型芯實際高度 X-------修正系數(shù) X=2/3 ------塑件的規(guī)定公差值 = 4.2 模具型腔壁厚的確定 塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓作用,應(yīng)有足夠的強度和剛度。模具的凹模采用整體嵌入式,因此可用整體式矩形型腔壁厚計算公式來確定型腔側(cè)壁厚度S和型腔底板厚度T,如圖4.1所示： 圖4.1模具壁厚 圖中根據(jù)塑件的尺寸

34、：有 l----型腔短邊長度 b----矩形型腔短邊長度 h-----型腔深度 4.2.1型腔側(cè)壁厚度S的計算 1.按剛度條件計算： 變形量為： 應(yīng)使 按剛度條件計算側(cè)壁厚度： 式中： C-----由h/l決定的系數(shù),查表得c=0.93 P------型腔最大熔體壓力,可取注射機成型壓力的25%~50%,取p=40MP。 H-----型腔的深度 E-----模具鋼的彈性模量,一般中碳鋼E=2.1MP,預(yù)硬化塑料模具鋼E=MP。 -----模具剛度計算許用變形量,查相關(guān)表得 =53.26 所以,16.67 2.按強度條件計算： 按強度條件計算側(cè)壁厚度

35、： 式中： P------型腔最大熔體壓力,可取注射機成型壓力的25%~50%,取p=40MP。 H-----型腔的深度 W-----抗彎截面系數(shù),由h/l決定,查相關(guān)表得W=0.108 -----矩形型腔的邊長比：=b/l=23.7/40.2=0.3834 -----模具剛度計算許用變形量,一般中碳鋼=160MP,預(yù)硬化塑料模具鋼=300MP 所以,27.36 4.2.2型腔底板厚度T的計算 1.按剛度條件計算： 按剛度條件計算公式如下： 式中： -----由型腔邊長比l/b決定的系數(shù),查表得 =0.0188 P------型腔最大熔體壓力,可取注射機成

36、型壓力的25%~50%,取p=40MP。 b-----矩形型腔的邊長長度b=23.7mm E-----模具鋼的彈性模量,一般中碳鋼E=2.1MP,預(yù)硬化塑料模具鋼E=MP。 -----模具剛度計算許用變形量,查相關(guān)表得 =0.05 所以,42.36 2.按強度條件計算： 按強度條件計算公式如下： 式中： P------型腔最大熔體壓力,可取注射機成型壓力的25%~50%,取p=40MP。 b-----矩形型腔的邊長長度b=23.7mm； -----由墊板之間的距離和矩形型腔的短邊長比：=l/b決定的系數(shù),查相關(guān)表得=0.3834 -----模具剛度計算許用變形量

37、,一般中碳鋼=160MP,預(yù)硬化塑料模具鋼=300MP 所以,25.37 根據(jù)以上剛度,強度的計算,得出型腔的壁厚要求為：型腔側(cè)壁厚度S31.28 和型腔底板厚度T42.36 4.3支承零部件的設(shè)計 墊塊的設(shè)計,用于支承動模成型部分并形成推出機構(gòu)運動空間的零件,如果和動模座板設(shè)計為一體,也稱模腳或支架。墊塊的標準尺寸見《模具設(shè)計與制造簡明手冊》表2-40查得。如圖4.2所示： 圖4.2墊塊 4.4推出機構(gòu)的設(shè)計 采用推桿和推件板推出機構(gòu),由于該塑件的脫模力不是太大,推桿的布置空間足夠,所以無須用繁瑣的計算方法來確定推桿的

38、尺寸,可以選取d=8mm,的圓柱推桿〔GB/T4169.1-1984〕。如圖4.3所示： 注意：保證推出距離稍微大于型芯的突出長度2~3mm。 圖4-3推桿 . 4.5模具合模導向機構(gòu)的選用 導向機構(gòu)的作用有以下幾點：1〕定位作用 2〕導向作用 3> 承受一定的側(cè)向壓力。 4.5.1導柱導向機構(gòu)的設(shè)計 在型芯高出分型芯面較多的一側(cè)。 標準模架的導柱設(shè)置在動模一側(cè),在不妨礙脫模的情況下,導柱通常設(shè)置導柱結(jié)構(gòu)形式：參考＜＜塑料成型工藝與模具設(shè)計＞＞圖,選用如圖4.4所示結(jié)構(gòu)的導柱：

39、 圖4.4導柱 其與導套配合部分的直徑為20 mm。長度比凸模端面的高高出8-12 mm,以免出現(xiàn)導柱未導正方向而型芯就進入型腔的情況。導柱前端應(yīng)做成錐臺,導柱應(yīng)具有硬而來磨的表面和堅韌而不易折斷的芯,因此多用20鋼或者T10、T8鋼,硬度為50~55 HRC,導柱固定部分的表面粗糙度為0.8 mm,所需導柱的數(shù)量為兩個,均衡地布置在兩側(cè)。其配合精度：固定端與模板間采用H7/m6或H7/k6的過渡配合,導向部分采用H7/f7的間隙配合。 5.5.2導向孔的設(shè)計 導向孔的結(jié)構(gòu)形式,導向孔分為無導套和有導套兩種。為了減少導柱的磨損,采用有導套

40、結(jié)構(gòu)形式,導套的結(jié)構(gòu)和一些要求：為了使導柱順利進入導套,導套的前端應(yīng)倒 圓角。導向孔最好做成通孔,以利于排出孔的空氣。與模板間采用H7/r6的過溢 配合,用臺肩固定, 其結(jié)構(gòu)如圖4.5所示： 圖4.5 導套 第五章成型設(shè)備的校核計算 5.1型腔數(shù)目的確定和校核 對于多型腔注射模,其型腔數(shù)量與注射機的塑化速率,最大注射量及鎖模力等參數(shù)有關(guān),此外,還受塑件的精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟性等因素影響。 按注射機的額定鎖模力進行校核 式中： ----注射機的額定鎖模力,取=250N A------單個塑件在模具分型面上的投影面積 ----澆注

41、系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積 p-----塑件熔體對型腔的成型壓力,其大小一般是注射壓力的80%,取p=80MP n-----型腔數(shù)目 計算得：82.88〈=250、 所以,型腔數(shù)目的確定和校核滿足使用要求。 5.2最大注射量的校核 最大注射量是指注射機一次注射塑料的最大容量,設(shè)計模具時,應(yīng)保證成型塑件所需的總注射量小于所選注射機的最大注射量。即： 式中： K-----注射機最大注射量的利用系數(shù),一般取0.8 ----澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量 n------型腔數(shù)目 ----注射機允許的最大注射量 計算得：10.618〈=24 所以,最大注射量的校核滿足使用要

42、求。 5.3鎖模力的校核 鎖模力是指注射機的合模機構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊力,注射機鎖模力的校核關(guān)系公式為： F kpA 式中： k------壓力損耗系數(shù),一般取1.1~1.2 p------型腔熔體的壓力,本塑件p=80MP A------塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和, 計算得 kpA=92.14而F=250KN 所以,鎖模力的校核滿足使用要求。 5.4模具與注射機安裝部分相關(guān)尺寸的校核 為了使注射模具能順利地安裝在注射機上并生產(chǎn)出合格的塑件,在設(shè)計模具時必須校核注射機與模具安裝有關(guān)的尺寸。一般情況下設(shè)計模具時應(yīng)該校核的部分包括噴嘴尺寸,定位圈尺寸,模具

43、的最大和最小厚度及模板上的安裝螺孔尺寸等。 5.4.1噴嘴尺寸 設(shè)計模具時,主流道始端的球面必須比注射機噴嘴頭部球面半徑稍大一些,如圖5.1所示： 圖5.1〔噴嘴〕 即：R比r大1~2mm,主流道小端直徑要比噴嘴直徑略大,即D比d大0.5~1mm,以防止主流道口部積存凝料而影響脫模,該模具為角式注射機,即噴嘴多為平面,模具的相應(yīng)接觸處也是平面。 5.4.2定位圈尺寸 為了使模具主流道的中心線與注射機噴嘴中心線重合,模具定模板上凸出的定位圈應(yīng)與注射機固定模板上的定位孔呈松動的間隙配合。如圖5.2所示。

44、 圖5.2定位圈 5.4.3最小,最大模厚 在模具設(shè)計時,應(yīng)使模具總厚度位于注射機可安裝模具的最大模厚與最小模厚之間,同時,應(yīng)該校核模具的外行尺寸,使得模具能從注射機的拉桿之間裝入。 5.4.4安裝螺孔尺寸 模具在注射機上的安裝方法有兩種 ：一種是用螺釘直接固定,另一種是用螺釘,壓板固定,當用螺釘直接固定時,模具固定板與注射機模板上的螺孔應(yīng)完全吻合,而用壓板固定時,只要在模具固定板需安放壓板的外側(cè)附近有螺孔就能緊固,因此壓板固定則較為安全。 5.5開模行程的校核 注射機的開模行程是有限制的,塑件從模具取出時所需的開模距離

45、必須小于注射機的最大開模距離,否則塑件無法從模具中取出。 當注射機采用液壓和機械聯(lián)合作用的鎖模機構(gòu)時,最大開模程度由連桿機構(gòu)的最大行程所決定,并不受模具厚度的影響。 為了保證開模后既能取出塑件又能取出流道的凝料,對于雙分型面注射模具,需要在開模距離中增加定模板與中間板之間的分開距離a,a的大小應(yīng)保證可以方便地取出流道的凝料。此時： 式中： S-----注射機最大開模行程mm ------推出距離〔脫模距離〕mm ------包括澆注系統(tǒng)在的塑件高度mm a--------定模板與中間板之間的分開距離,mm 5.6推出裝置的校核 各種型號注射機推出機構(gòu)的設(shè)置情況及推出距離等

46、各不相同,設(shè)計模具時,必須了解注射機推出桿的直徑,推出形式〔是中心推桿還是兩側(cè)雙桿推出〕最大推出距離及雙推中心桿距離,以保證模具推出機構(gòu)與注射機的推出機構(gòu)相適應(yīng)。 XS-Z-30型柱塞式注射機的推出形式為四側(cè)設(shè)有頂桿,機械頂出由于 通過以上分析證明,XS-Z-30型柱塞式注射機能滿足要求,故可以采用,根據(jù)校核結(jié)論,將XS-Z-30型柱塞式注射機填入塑件的成型工藝卡中。 第六章 工藝卡的制定 凸模加工工藝過程 材料：T10A 硬度：58~60 HRC 序號 工序名稱 工序容 1 備料 外形余0.6 2 銑 臺階余量為0.6 3 鉗 劃線8-Φ8.000做穿線

47、孔Φ4,其余孔至圖 4 檢 5 熱 真空淬火HRC58〔加深冷處理〕 6 磨 底面余0.1；臺階余0.1； 7 熱 回火 8 磨 磨底面至尺寸 倒角 9 檢 10 線 8-Φ8.000余0.15,保證步距,垂直度≤0.01 11 檢 12 標磨 8-Φ8.000至圖,保證步距,垂直度≤0.005 13 檢 14 磨 外形拋光 15 檢 凹模加工工藝過程 材料：T10A 硬度：60~62HRC 序號 工序名稱 工序容 1 備料 外形余0.6 2 銑 臺階余量為0.6 3

48、鉗 8-Φ8.000做穿線孔Φ4,其余孔至圖 4 檢 5 熱 真空淬火HRC58〔加深冷處理〕 6 磨 底面余0.1；臺階余0.1； 7 熱 回火 8 磨 磨底面至尺寸 倒角 9 檢 10 線 8-Φ8.000余0.15,保證步距,垂直度≤0.01 11 檢 12 標磨 8-Φ8.000至圖,保證步距,垂直度≤0.005 13 檢 14 磨 外形拋光 15 檢 第七章 熱流道 7.1熱流道的發(fā)展過程 自從1927年發(fā)明了熱塑性塑料的注射成型法以來,對于一模多腔的澆注系統(tǒng)一直使用分枝澆道的方法

49、把熔體送入模腔。這種方法主要的缺點是澆注系統(tǒng)的壓力損耗大,因而使型腔的壓力低,塑件的密度不均勻。另一個缺點是澆注系統(tǒng)的冷凝料占有相當大的重量,這一部分的冷凝料其物理性能已降低,不堪回用。而且由于澆道的冷卻時間遠長于塑件的冷卻時間,使注射機的生產(chǎn)效率降低。 本世紀1946年開始創(chuàng)用了熱澆道注射成型法,使注射成型能達到無澆道冷料,能自動化,質(zhì)量穩(wěn)定,生產(chǎn)效率高。至80年代,幾乎所有的塑料品種都能采用熱澆道技術(shù)成型。這就大降低了成行成本,而且也提高了塑件的質(zhì)量。 最初的熱澆道是一種把噴嘴延長以縮短主澆道的形式。其后又利用冷凝料的塑料表層有隔熱作用的原理,發(fā)展成為絕熱澆道,絕熱噴嘴和井式噴嘴等形式

50、。這些形式都尚存在一定的缺點。同時對于某種易流的塑料還不能適用。 后來由于微電子技術(shù)的進步,以及模具控溫機的開發(fā),給熱澆道的控溫和模具的冷卻以隨心所欲的控制,使熱澆道有了很大的發(fā)展。 7.2現(xiàn)代熱澆道的基本形式 70年代以來,熱澆道基本有以下幾種形式： <1>用于中型塑件的直接澆口的熱澆口。分為外熱式和熱式； <2>用于大型塑件的熱澆道板連接二次直接澆口的形式； <3>用于多型腔的熱澆板連接熱澆口的形式。 現(xiàn)代熱澆道的優(yōu)點： <1>由于澆道的熔體溫度能基本保持與注射機噴嘴的溫度大致相同或相近,澆道熔體的粘度保持與噴出時大略相同,因而澆道的壓力損耗小。在 使用與一般注射時相同的注

51、射壓力時,型腔的壓力較一般注射為高。熔體的流動性好,密度容易均勻。因此變形程度大為減少； <2>模具的冷卻時間僅為塑件的冷卻時間,比一般注射的冷卻時間為短。因而提高了生產(chǎn)率,同時也能充分發(fā)揮注射機的塑化能力,增大了生產(chǎn)率； <3>無凝料冷凝料,物料的有效利用率高； <4>熱澆道均為自動切斷澆口,可以提高自動化程度,可能做到無人管理； <5>熱澆道元件及組件均為標準件,可以購買應(yīng)用,減少模具加工時間； 現(xiàn)代熱澆道尚存在的不足之處： <1>由于在模具的定模上裝有加熱的熱澆道板,使模具閉合高度加大,需要選用較大的注射機； <2>模具的定模板與熱澆道版距離較近,由輻射熱和傳導熱影響模具定

52、模側(cè)的溫度。因此在設(shè)計冷卻系統(tǒng)時應(yīng)考慮這一因素； <3>熱澆道板受熱后膨脹,使?jié)部谖恢冒l(fā)生偏移。偏移嚴重時影響澆口的進料； <4>由于熱澆道板的膨脹,使模具結(jié)夠產(chǎn)生熱應(yīng)力,在強度設(shè)計上應(yīng)考慮。 總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計是我們在大學學習過程中至關(guān)重要的實踐環(huán)節(jié),是對所學知識的鞏固和更新,是對大學所學的知識的大比武。在本次畢業(yè)設(shè)計中,我運用大學期間所學的機械制圖、機械設(shè)計、公差與技術(shù)測量等專業(yè)課方面的知識以及計算機軟件方面的系列知識,嚴謹認真地完成了畢業(yè)課題的設(shè)計。 在這四個多月的畢業(yè)設(shè)計時間里,我對以前所學的知識有了更為深刻、全面的理解和掌握,并在分析問題、解決問題的方法

53、與技巧上有了長足的進步。本次畢業(yè)設(shè)計綜合了三年所學的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識,經(jīng)過這次實戰(zhàn)的訓練,不僅進一步鞏固了所學過的科學理論,提高了自身的科研能力；同時,發(fā)現(xiàn)了自己大學期間在學習過程中存在的問題和不足,也對如何進行綜合性的大規(guī)模設(shè)計有了更為清醒的認識,達到了綜合運用理論知識來進行科研實踐的教學目的。頭腦中要有大"機械"的概念。我學的專業(yè)是模具設(shè)計與制造,作為自己的的確,通過自己的努力,在老師的指導下,我即將走向工作崗位,可能在未來的工作中會遇到各種各樣的專業(yè)問題,我想我不會退縮。只要自己認真的思考,積極的探索一定能找到完美的答案。不斷實踐,逐漸使專業(yè)知識融會貫通。在畢業(yè)設(shè)計過程中,通過實踐,加

54、深了對塑料模具的理解同時也感到運用知識的捉襟見肘。今后我會有意識的鍛煉自己,豐富自己的見識。集體的力量是偉大的。在運用Pro/E軟件的過程中,經(jīng)常會在繁雜的命令面前不知所措。這是在通過德學老師和同學、室友的幫助下,順利通過難關(guān)。在對模具的設(shè)計中,常常會因一點微小的問題而爭的面紅耳赤,一定要討論出因為所以,這樣進一步加深對知識的理解和運用。 以上是我在完成畢業(yè)設(shè)計之外的寶貴財富,在以后的工作學習中我會繼續(xù)實踐,在專業(yè)知識上不斷探索。 本次畢業(yè)設(shè)計的順利完成,離不開袁子洲和德學老師的悉心指導和熱情幫助,以及同學們的指點,在此向你們表示衷心的感！同時,由于是初步嘗試進行綜合性的設(shè)計,毫無經(jīng)驗可談

55、,設(shè)計中存在的不足之處,敬請各位老師指正。 。 致 緊而忙碌的畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲,經(jīng)過輔導老師的精心指導和同組同學的熱心幫助,使得各項任務(wù)順利的完成,再此,首先對老師的循循教誨表示衷心的感。感老師對我的論文及圖不厭其煩的細心指點；感袁老師對各位同學的精心指導和耐心的講解。當我迷茫于眾多的資料時,您為我提綱挈領(lǐng),梳理脈絡(luò),使我確立了文本的框架。論文寫作中,每周都得到您的親自指點。從框架的完善,到容的擴充；從行文的用語,到格式的規(guī),您都嚴格的要求,力求完美。 在各位老師辛勤、耐心的輔導和幫助下,使我圓滿的完成了這次設(shè)計。在 設(shè)計中,老師們不但幫助我們解決理論上的難點,而

56、且還教給我們一個設(shè)計的方法和良好的工作習慣,這對我們今后的工作很有益處；特別是袁子洲老師的幫助。同時,在這次設(shè)計中,我也得到同學們的誠摯和熱心的幫助。在這里,我對各位老師、同學們表示最忠心的感。學海無崖,我將沿著老師給我們指明的道路,和同學們一起去跋涉……,以此作為回報。 最后,我忠心的感袁子洲老師不倦的教誨和同學們的熱心幫助。祝老師們工作順利,身體健康。祝同學們前途似錦！ 參考文獻 [1]屈華昌,《塑料成型工藝與模具設(shè)計》.第2版.高等教育,2006 .7 [2] 馬久榮,《塑料模設(shè)計手冊》第二版 ,機械工業(yè)出1994〔4〕：339~357 [3] 閻亞林《塑料模具圖冊》,高等教育 [4] 炳堯,泰榮《模具設(shè)計與制造簡明手冊》：科學技術(shù),1996 1--200 [5] 薛彥成《公差配合與技術(shù)測量》第2版,,機械工業(yè)出 1999 35 / 35