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購買設計文檔后加 費領取圖紙 畢 業(yè)設 計說明書 襯墊注射模設計 系 、 部： 學生姓名： 指導教師： 職稱 專 業(yè)： 班 級： 完成時間： I 前 言 畢業(yè)設計是對大學四年所學知識與能力的綜合應用 和檢測，是每一個合格的大學生的必經(jīng)過程，也是一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。本次畢業(yè)設計，不僅培養(yǎng)了我們正確的設計思想；也同時讓我們掌握了工程設計的一般程序和方法，以及鍛煉了我們綜合運用知識的能力。在本次設計過程中，我們大量閱讀了各種技術資料及手冊，不僅認真探討了工藝規(guī)程及專用夾具設計領域內(nèi)的各種問題，而且對塑料零件的性能有所了解。因此，本次設計不僅加深了自己對專業(yè)所學知識的的理解和認識，而且也對自己知識面進行了拓寬。此外，本次設計在繪圖過程中，使用了 圖軟件，這些都不同程度地使我們學到了更多的知識 ，進一步提高了我們繪圖的能力。 在本次畢業(yè)設計中，我得到易教授的指導，并在設計中及時的給我解答疑難，讓我在本次畢業(yè)設計中得到了自己能力的長進和知識上的一次飛躍，這對我的將來都會有深遠的影響。并且，在設計過程中還有其他老師和同組同學的熱忱幫助，在此表示感謝！ 由于本人知識有限，實踐經(jīng)驗不足，因此我的設計還存在著很多的不足之處，敬請各位老師指正，本人將不勝感激！ 要 隨著中國工業(yè)不斷地發(fā)展，模具行業(yè)也顯得越來越重要，塑料模所占的比例也越來越大。本設計進 行了襯墊的注塑模設計，對零件結(jié)構(gòu)進行了工藝分析。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)批量以及零件精度，選取一模一腔的標準模架，采用單分型面，采用的澆注系統(tǒng)是從塑件的中央環(huán)形處向兩側(cè)澆注，主流道從模具中央直下，分流道在動模型芯上。選擇了注射機，計算了成型零部件的尺寸。根據(jù)零件所采用的材料成型特點，采用冷卻水管對模具進行降溫。由于零件的尺寸比較小，利用模具 頂出桿與頂出孔的配合間隙，頂塊和脫模板與型芯的配合間隙等來排氣。采用側(cè)澆口。利用直導柱導向，推桿頂料。由于抽芯距離較短，為了使模具結(jié)構(gòu)簡單，采用斜導柱側(cè)抽芯方式，并對模具的材 料進行了選擇。如此設計出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運用可靠。最后對模具結(jié)構(gòu)與注射機的匹配進行了校核。 關鍵詞 ： 分型面；模具結(jié)構(gòu)；工藝參數(shù)；澆注系統(tǒng)；注射機 s to is of is of of to of a of a he is of to on of in As of a of of to of of As in to ie of of a be to 錄 摘要 概論 ............................................................. 1 課題背景及意義 ............................................. 1 本課題及相關領域的國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展 ......................... 1 國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 ............................. 1 國塑料模具工業(yè)和技術今后的主要發(fā)展方向 ............... 1 外的注塑模的發(fā)展情況 ................................. 2 塑模設計的有關介紹 ......................................... 3 塑?；窘M成 ......................................... 3 射模的設計程序 ....................................... 6 2 塑件的分析 ....................................................... 7 成型特點： ................................................. 7 綜合性能： ................................................. 7 注射工藝參數(shù)： ........................................ 8 3 型腔數(shù)目的決定及排布 ............................................ 10 4 分型面的選擇 .................................................... 11 5 選取模架及確定模架總體尺寸與結(jié)構(gòu)形式 ............................ 12 6 澆注系統(tǒng)的初步估計 .............................................. 13 7 注射機的型號和規(guī)格 .............................................. 14 8 成型零部件的工作尺寸計算 ........................................ 15 9 導柱導向機構(gòu)的設計 .............................................. 18 10 側(cè)向抽芯機構(gòu)的設計 ............................................. 19 11 推出機構(gòu)的設計 ................................................. 20 12 溫控系統(tǒng) 設計 ................................................... 23 13 模具的結(jié)構(gòu)分析及動作原理 ....................................... 25 14 注射機參數(shù)的較核及模具總體結(jié)構(gòu)的修正 ........................... 26 設計總結(jié) ........................................................... 27 V 感 謝 ............................................................. 28 參考文獻 ........................................................... 29 英文文獻 1 1 概論 課題背景及意義 此次設計的課題為襯墊注塑模具設計。所用的材料是丙烯腈 苯乙烯共聚物，它是一種熱塑性塑料，其主要特點是： 以成型壓力較高，塑料上的脫模斜度宜稍大；容易產(chǎn)生熔接痕，模具設計時應盡量減少澆注對料流的應力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。要求塑件精度高時，模具溫度可以控制在 50～ 60℃。該課題的主要設計意義在于掌握注塑模設計的大體思路，懂得如何著手分析和考慮問題，能自己獨立的設計出一套完整的模子，且能將它應用于實際生產(chǎn)。 本課題及相關領域的國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展 國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 80 年代以來，在國 家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持和引導下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為 13%， 1999年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為 245億，至 2000 年我國模具總產(chǎn)值預計為 260中塑料模約占 30%左右。在未來的模具市場中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。 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、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。如天津津榮天和機電有限公司和煙臺北極星 具有限公司制造的多腔生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動等要求都達到了國外同類產(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設計軟件，糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差，達到了標準漸開線齒形要求。 國塑料模具工業(yè)和技術今后的主要發(fā)展方向 ⑴ 、提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計制造水平及比例。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⑵ 、在塑料模設計制造中全面推廣應用 術已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術，近年來模具 其進一步普及創(chuàng)造了良好的條件；基于網(wǎng)絡的 體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型 系統(tǒng)無法滿足實際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題； 料制件及模具的 3 ⑶ 、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(zhì)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(zhì)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(zhì)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，而且其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)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具也非常重要。 ⑷ 、開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟模具。以適應多品種、少批量的生產(chǎn)方式。 ⑸ 、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(zhì)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(zhì)量、降低成本；再次是要進一步增加標準件規(guī)格品種。 ⑹ 、應用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。 ⑺ 、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 究和應用多樣 、調(diào)整、廉價的檢測設備是實現(xiàn)逆向工程的必要前提。 外的注塑模的發(fā)展情況 隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展，新的技術革命不斷取得新的進展和突破，技術的飛躍發(fā)展已經(jīng)成為動世界經(jīng)濟增長的重要因素。市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，促使工業(yè)產(chǎn)品越來越向多品種、小批量、高質(zhì)量、低成本的方向發(fā)展，為了保持和加強產(chǎn)品在市場上的競爭力，產(chǎn)品的開發(fā)周期、生產(chǎn)周期越來越短，于是對制造各種產(chǎn)品的關鍵工藝裝備 — 模具的要求越來越苛刻 一方面企業(yè)為追求規(guī)模效益，使得模具向著高速、精密、長壽命方向發(fā)展；另一方面企業(yè)為了滿足多品種、小批量、產(chǎn)品 更新?lián)Q代快、贏得市場的需要，要求模具向著制造周期短、成本低的快速經(jīng)濟的方向發(fā)展。計算機、激光、電子、 3 新材料、新技術的發(fā)展，使得快速經(jīng)濟制模技術如虎添翼，應用范圍不斷擴大，類型不斷增多，創(chuàng)造的經(jīng)濟效益和社會效益越來越顯著。 塑模設計的有關介紹 塑?；窘M成 注塑模具由動模和定模兩部分組成，動模安裝在注射成型機的移動模板上，定模安裝在注射成型機的固定模板上。在注射成型時動模與定模閉合構(gòu)成澆注系統(tǒng)和型腔，開模時動模和定模分離以便取出塑料制品。 模具的結(jié)構(gòu)雖然由于塑料品種和性能、塑料制品的形狀和 結(jié)構(gòu)以及注射機的類型等不同而可能千變?nèi)f化，但是基本結(jié)構(gòu)是一致的。模具主要由澆注系統(tǒng)、調(diào)溫系統(tǒng)、成型零件和結(jié)構(gòu)零件組成。其中澆注系統(tǒng)和成型零件是與塑料直接接觸部分，并隨塑料和制品而變化，是塑模中最復雜，變化最大，要求加工光潔度和精度最高的部分。 澆注系統(tǒng)是指塑料從射嘴進入型腔前的流道部分，包括主流道、冷料穴、分流道和澆口等。成型零件是指構(gòu)成制品形狀的各種零件，包括動模、定模和型腔、型芯、成型桿以及排氣口等。 ㈠澆注系統(tǒng) 澆注系統(tǒng)又稱流道系統(tǒng)，它是將塑料熔體由注射機噴嘴引向型腔的一組進料通道，通常由主流道、分流 道、澆口和冷料穴組成。它直接關系到塑料制品的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。 它是模具中連接注射機射嘴至分流道或型腔的一段通道。主流道頂部呈凹形以便與噴嘴銜接。主流道進口直徑應略大于噴嘴直徑 (0． 8避免溢料，并防止兩者因銜接不準而發(fā)生的堵截。進口直徑根據(jù)制品大小而定，一般為 4～ 8流道直徑應向內(nèi)擴大呈 3°到 5°的角度，以便流道贅物的脫模。 它是設在主流道末端的一個空穴，用以捕集射嘴端部兩次注射之間所產(chǎn)生的冷料，從而防止分流道或澆口的堵塞。如果冷料一旦混入型腔，則所制制品中就容易 產(chǎn)生內(nèi)應力。冷料穴的直徑約 8～ 度為 6了便于脫模，其底部常由脫模桿承擔。脫模桿的頂部宜設計成曲折鉤形或設下陷溝槽，以便脫模時能順利拉出主流道贅物。 它是多槽模中連接主流道和各個型腔的通道。為使熔料以等速度充滿各型腔，分流道在塑模上的排列應成對稱和等距離分布。分流道截面的形狀和尺寸對塑料熔體的流動、制品脫模和模具制造的難易都有影響。如果按相等料量的流動 4 來說，則以圓形截面的流道阻力最小。但因圓柱形流道的比表面小，對分流道贅物的 冷卻不利，而且這種分流道必須開設在兩半模上，既費工又易對準。因此，經(jīng)常采用的是梯形或半圓形截面的分流道，且開設在帶有脫模桿的一半模具上。流道表面必須拋光以減少流動阻力提供較快的充模速度。流道的尺寸決定于塑料品種，制品的尺寸和厚度。對大多數(shù)熱塑性塑料來說，分流道截面寬度均不超過8m，特大的可達 10～ 12m，特小的 2～ 3m。在滿足需要的前提下應盡量減小截面積，以免增加分流道贅物和延長冷卻時間。 它是接通主流道 (或分流道 )與型腔的通道。通道的截面積可以與主流道 (或分流道 )相等，但通常都是縮小的。所以它是 整個流道系統(tǒng)中截面積最小的部分。澆口的形狀和尺寸對制品質(zhì)量影響很大。 澆口的作用是： A、控制料流速度： B、在注射中可因存于這部分的熔料早凝而防止倒流： C、使通過的熔料受到較強的剪切而升高溫度，從而降低表觀粘度以提高流動性： D、便于制品與流道系統(tǒng)分離。澆口形狀、尺寸和位置的設計取決于塑料的性質(zhì)、制品的大小和結(jié)構(gòu)。一般澆口的截面形狀為矩形或圓形，截面積宜小而長度宜短，這不僅基于上述作用，還因為小澆口變大較容易，而大澆口縮小則很困難。澆口位置一般應選在制品最厚而又不影響外觀的地方。澆口尺寸的設計應考慮到塑 料熔體的性質(zhì)。 型腔它是模具中成型塑料制品的空間。用作構(gòu)成型腔的組件統(tǒng)稱為成型零件。各個成型零件常有專用名稱。構(gòu)成制品外形的成型零件稱為凹模 (又稱陰模 )，構(gòu)成制品內(nèi)部形狀的成型零件 (如孔、槽等 )的稱為型芯或凸模 (又稱陽模 )。置 以及脫模方式。最后則按控制品尺寸進行各零件的設計及確定各零件之間的組合方式。塑料熔體進入型腔時具有很高的壓力，故成型零件要進行合理地選材及強度和剛度的校核。為保證塑料制品表面的光潔美觀和容 易脫模，凡與塑料接觸的表面，其粗糙度 計成型零件時首先要根據(jù)塑料的性能、制品的幾何形狀、尺寸公差和使用要求來確定型腔的總體結(jié)構(gòu)。其次是根據(jù)確定的結(jié)構(gòu)選擇分型面、澆口和排氣孔的位 ㈡調(diào)溫系統(tǒng) 為了滿足注射工藝對模具溫度的要求，需要有調(diào)溫系統(tǒng)對模具的溫度進行調(diào)節(jié)。對于熱塑性塑料用注塑模，主要是設計冷卻系統(tǒng)使模具冷卻。模具冷卻的常用辦法是在模具內(nèi)開設冷卻水通道，利用循環(huán)流動的冷卻水帶走模具的熱量；模 5 具的加熱除可利用冷卻水通道熱水或蒸汽外，還可在模具內(nèi)部和周圍安裝電加熱元件。 ㈢成型部件 成型部 件由型芯和凹模組成。型芯形成制品的內(nèi)表面，凹模形成制品的外表面形狀。合模后型芯和型腔便構(gòu)成了模具的型腔。按工藝和制造要求，有時型芯和凹模由若干拼塊組合而成，有時做成整體，僅在易損壞、難加工的部位采用鑲件。 排氣口它是在模具中開設的一種槽形出氣口，用以排出原有的及熔料帶入的氣體。熔料注入型腔時，原存于型腔內(nèi)的空氣以及由熔體帶入的氣體必須在料流的盡頭通過排氣口向模外排出，否則將會使制品帶有氣孔、接觸不良、充模不滿，甚至積存空氣因受壓縮產(chǎn)生高溫而將制品燒傷。一般情況下，排氣孔既可設在型腔內(nèi)熔料流動的盡頭，也可設在 塑模的分型面上。 6淺槽。注射中，排氣孔不會有很多熔料滲出，因為熔料會在該處冷卻固化將通道堵死。排氣口的開設位置切勿對著操作人員，以防熔料意外噴出傷人。此外，亦可利用頂出桿與頂出孔的配合間隙，頂塊和脫模板與型芯的配合間隙等來排氣。 ㈣結(jié)構(gòu)零件 它是指構(gòu)成模具結(jié)構(gòu)的各種零件，包括：導向、脫模、抽芯以及分型的各種零件。如前后夾板、前后扣模板、承壓板、承壓柱、導向柱、脫模板、脫模桿及回程桿等。 為了確保動模和定模在合模時能準確對中，在模具中 必須設置導向部件。在注塑模中通常采用四組導柱與導套來組成導向不見，有時還需在動模和定模上分別設置互相吻合的內(nèi)、外錐面來輔助定位。 在開模過程中，需要有推出機構(gòu)將塑料制品及其在流道內(nèi)的凝料推出或拉出。推出固定板和推板用以夾持推桿。在推桿中一般還固定有復位桿，復位桿在動、定模合模時使推板復位。 有些帶有側(cè)凹或側(cè)孔地塑料制品，在被推出以前必須先進行側(cè)向分型，抽出側(cè)向型芯后方能順利脫模，此時需要在模具中設置側(cè)抽芯機構(gòu)。 為了減少繁重的模具設計和制造工作量，注塑模大多采用了 標準模架。 6 射模的設計程序 A. 研究分析產(chǎn)品零件圖紙，掌握塑件的用途、使用和外觀要求、裝配精度及確定所允許的澆口及飛邊位置，并要了解塑料品種及其成形的工藝性。 B. 選擇注射機規(guī)格、型號。 C. 按塑件生產(chǎn)批量、注射機的規(guī)格和塑件大小，確定出一?？沙鰩讉€塑件及位置布置方案。 D. 確定模具結(jié)構(gòu)方案。在確定時，可構(gòu)思幾種模具結(jié)構(gòu)形式，進行分析比較，最后確定一種容易制造、便于操作、確保成型塑件質(zhì)量的模具結(jié)構(gòu)。 E. 核定以下幾個注射工藝參數(shù)。 i. 根據(jù)塑件大小以及所確定的一模多件狀況，核 定注射機的容量是否合適。 計算型腔壓力，核定注射機鎖模力。 選擇與注射機工作臺面相適應的標準模架規(guī)格，核定模架是否能容納所定的一模多腔的塑件數(shù)量，并考慮模架的安裝及固定方法。 經(jīng)上述計算和核定后，若不合適，應給以重新確定模具結(jié)構(gòu)方案。 v. 選擇推件機構(gòu)，推出機構(gòu)一定要設計得合理，不能使塑件變形，并要核對注射機的開模距能否取出塑件及推出方式。 在注射機上的定位方法，包括定位直徑，噴嘴孔直徑及噴嘴定位直徑等。 F. 繪制模具總裝配圖。 i. 畫出模具中心線及模具主視及側(cè) 視圖外形線。確定支模與定模的分型面，確保塑件留在動模一側(cè)。 畫出塑件位置及動模、定模型芯、流道和澆口位置。 在動模投影面上出塑像件位置、動模芯、流道、冷卻水道、布置導向孔、復位桿孔、推桿孔及固定螺釘和銷釘孔位置，并在主視圖上表示各零件的零的裝配關系，必要時要加剖面剖視圖。有抽芯機構(gòu)時，要同時出。 填寫標題欄及技術要求。 G. 對模具各部位進行必要的強度及剛度計算和核對，不行時，應給以修訂或加強。 H. 畫出各零件圖，如成型零件的成形尺寸要進行必要的計算，并標出公差，表面質(zhì)量 及技術要求。 I. 校對 \審核并進行必要的個性。 J. 完成設計、制圖、校對或?qū)徍撕炞趾?，可進行描圖復印。 7 2 塑件的分析 該塑件選用塑料為 烯腈 苯乙烯共聚物 英文名： 本特性： 無毒無味，呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤，密度在 其收縮率為 濕性很強，成型前需要充分干燥，要求含水量小于 流動性一般， 溢料間隙約在 極好的抗沖擊強棄，且有低溫下也不迅速下降。有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、化學穩(wěn)定性和電氣性能。 成型特點： 以成型壓力較高，塑料上的脫模斜度宜稍大；容易產(chǎn)生熔接痕，模具設計時應盡量減少澆注對料流的應力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。要求塑件精度高時，模具溫度可以控制在50∽ 60℃。 綜合性能： 比重： g/ 比容： g/熔點： 130～ 160℃。 壓縮比： 熱 變 形 溫 度 ： 0 ～ 82 ℃ 抗拉屈服強度 : 22～ 39 伸彈性模量： 曲強度： 25～ 40曲彈性模量： 縮強度： 225 勞強度： 11 107 周） 脆化溫度： 8 注射工藝參數(shù)： 注射機類型： 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速： 30～ 60（ r/ 噴嘴形式： 直通式 噴嘴溫度： 180～ 190℃ 料筒溫度： 前段 200～ 210℃ 中段 210～ 230℃ 后段 180～ 200℃ 模具溫度： 50～ 70℃ 注射壓力： 0～ 90壓力： 50～ 70射時間： 3～ 5s 保壓時間： 15～ 30s 冷卻時間： 15～ 30s 成型周期： 40～ 70s 塑件圖如頁所示： 圖 1 塑件圖 9 圖 2 塑件圖 塑件的工作條件對精度要求一般，根據(jù) 等級（查閱《塑料成型工藝與模具設計》 經(jīng)計算的塑件的面積為：21 塑得塑件的體積為 塑塑 件的質(zhì)量為 ???塑塑塑 ?W………………………………… (1) 10 3 型腔數(shù)目的決定及排布 已知的體積 V 塑或質(zhì)量 因為此產(chǎn)品屬中批量生產(chǎn)的中型塑件，但制件尺寸、精度、表面粗糙度一般，綜合考慮生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本及產(chǎn)品質(zhì)量等各種因素，以及注射機的型號選擇，初步確定采用一模一腔排布 ,塑件的外形尺寸和機械加工的因素，確定采用側(cè)澆口，根椐塑件的材料及尺寸，澆口直徑可選 布圖如下圖示： 圖 3 型腔數(shù)目 及排布圖 11 4 分型面的選擇 塑件冷卻時會因為收縮作用而包覆在凸模上，故從塑件脫模件精度要求和角度考慮，應有利于塑件滯留在動模一側(cè)，以便于脫模，而且不影響塑件的質(zhì)量和外觀形狀，以及尺寸精度。 分型如下圖 圖 4 分型面圖 12 5 選取模架及確定模架總體尺寸與結(jié)構(gòu)形式 根據(jù)塑件整體尺寸和型腔數(shù)目及考慮兩側(cè)抽芯機構(gòu)所需的空間，選取標準模架。 其總體尺寸與結(jié)構(gòu)形式如下圖： 圖 5 模架 13 6 澆注系統(tǒng)的初步估計 澆注系統(tǒng)一般由主 流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。 澆注系統(tǒng)的設計應保證塑件熔體的流動平穩(wěn)、流程應盡量短、防止型芯變形、整修應方便、防止制品變形和翹曲、應與塑件材料品種相適用、冷料穴設計合理、盡量減少塑料的消耗。 根據(jù)塑件的形狀采用推桿推出。由于采用側(cè)澆口，從塑件的中央環(huán)形處向兩側(cè)澆注，單分型面，分流道采用半圓形截面，分流道開設在動模型芯上，主流道從模具中心直下，在定模座板與定模型芯中采用主流道襯套，設置拉料桿和倒錐形冷料穴。 圖 6 澆注系統(tǒng)圖 根據(jù)塑件的外形尺寸和質(zhì)量等決定影響因素，初步取值如下： d=4 D=5 R=15 h= 1=5 l=18 L=44 a=2。 初步估算澆注系統(tǒng)的體積： V 澆 =2 其質(zhì)量約為： W 澆 =V 澆 × r 塑 ≈ 2g。 S=(n× W 塑 + W 澆 ) /……………………………………………… (2) =(1× )/42g V 總 = V 澆 +V 塑 =2+………………………………… (3) 14 7 注射機的型號 和規(guī)格 結(jié)合所選標準模架的總體尺寸為 320× 300× 225澆注系統(tǒng)與塑件所需的總注射量為 擇用注射機型號為： 注射機的技術規(guī)格如下 : 型號： 定注射量 ( 125 螺桿直徑 ( 42 注射壓力 ( 120 注射行程（ 115 注射時間（ s）： 桿轉(zhuǎn)速（ r/ 29 注射方式： 螺桿式 合模力 900 最大成型面積（ 320 最大開（合）模行程（ 300 模具最大厚度（ 300 模具最小厚度（ 200 拉桿空間（ 260× 290 動、定模固定板尺寸（ 428× 458 合模方式： 液壓 電動機功率（ 1 螺桿驅(qū)動功率（ 4 加熱功率（ 5 機器外形尺寸（ 3340× 750× 1550 15 8 成型零部件的工作尺寸計算 1、產(chǎn)生偏差的原因： ①塑料的成型收縮 成型收縮引起制品產(chǎn)生尺寸偏差的原因有：預定收縮率（設計算成型零部件工作尺寸所用的收縮率）與制品實際收縮率之間的誤差；成型過程中，收縮率可能在其最大值和最小值之間發(fā)生的波動。 σ s=(333制品尺寸 σ s —— 成型收縮率波動引起的制品的尺寸偏差。 分別是制品的最大收縮率和最小收縮率。 ②成型零部件的制造偏差 工作尺寸的制造偏差包括加工偏差和裝配偏差。 ③．成型零部件的磨損 ２、本產(chǎn)品為 于中批量生產(chǎn)的中型塑件，預定的收縮率的最大值和最小值分別取 平均收縮率 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) 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 合參考，相關計算具體如下： 圖 7 型腔 定模型芯圖 A 中： 0_01 ][()(zz sm ? ??????……………………………………………… (4) = [ (1+× 36+ ?_01 ][()( ?? ?? ????? ……………………………………… (5) 16 = [(1+× 23+ ?模型芯圖 B 中： 0_03 ][()(zz sm ? ?? ?????…………………………………………… (6) = [ (1+× 36+ ?腔圖 0_03 ][()( zz sm ? ?? ?????…………………………………………… (7) =[ (1+× 114- = _04 ][()( zz sm ? ?? ?????…………………………………………… (8) = [(1+× 108+ ?_03 ][()( ?? ?? ????? …………………………………… (9) =[ (1+× =0_03 ][()( ?? ?? ????? …………………………………… (10) =[ (1+× =型腔圖 0_05 ][()(zz sm ? ??????………………………………………… (11) =[ (1+× 8- 0_06 ][()( zz sn ? ??????…………………………………………… (12) =[ (1+× 44- 度分析 注射模在其工作過程中需要承受多種外力，如注射壓力、保壓力、合模力和脫模力等。如果外力過大，注射模及其成型零部件將會產(chǎn)生塑性變形或斷裂破壞，或產(chǎn)生較大的彈性彎曲形變，引起成型零 部件在他們的對接面或粘合面處出現(xiàn)較大的間隙，由此而引發(fā)溢料及飛邊現(xiàn)象，從而導致整個模具失效或無法達到技術質(zhì)量要求。因此，在模具設計時，成型零件的強度和剛度計算和校核是必不可少的。 17 一般來說，凹模型腔的惻壁厚度和底部厚度可以利用強度計算決定，并且凹模和型心通常都是由制品內(nèi)形成或制品上的孔決定，設計時應該對他們進行強度校核，但是，由于在設計時采用的是凸肩式矩形型腔鑲嵌在動模板中，動模板有足夠的厚度和強度保護型腔，據(jù)經(jīng)驗可知，此模具的型腔在澆注成型時是不可能被破壞的，故無需對型腔進行側(cè)壁和底板厚度的計算與較核。此 型腔側(cè)壁厚取經(jīng)驗值即可。 18 9 導柱導向機構(gòu)的設計 導柱導向機構(gòu)是保證動定模或上下模合模時，正確定位和導向的零件。 導柱導向機構(gòu)的作用： 定位件作用：模具閉合后，保證動定?；蛏舷履Ｎ恢谜_，保證型腔的形狀和尺寸精確，在模具的裝配過程中也起定位作用，便于裝配和調(diào)整。 導向作用：合模時，首先是導向零件接觸，引導動定?；蛏舷履蚀_閉合，避免型芯先進入型腔造成成型零件損壞。 承受一定的側(cè)向壓力。 導柱導套的選擇： 導柱導套結(jié)構(gòu)形式及尺寸如下圖： 圖 8 其材料采 用 20 鋼淬火處理，硬度為 50～ 55 柱、導套固定部分表面粗糙度 向部分表面粗糙度 體尺寸如上圖所示。定端與模板間用 H7/ H7/過渡配合 ,導向部分通常采用 H7/ H8/ 布局形式如又圖所示： 圖 9 19 10 側(cè)向抽芯機構(gòu)的設計 根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)的要求，兩側(cè)有各有一個孔，所以在模具兩側(cè)均設有側(cè)向抽芯機構(gòu)，側(cè)向抽芯的兩根斜導柱在動模板上呈左右對稱分布。 導柱斜導柱結(jié)構(gòu)圖 ： 圖 10 斜導柱結(jié)構(gòu)圖 1．確定抽芯距離：塑件孔壁厚為 3以 S=3+（ 2～ 3） 取 5．由于塑件壁厚較小抽芯滑塊移動距離小，所以設計斜導柱設計為 15°長度得保證滑快不脫離導柱，也不能高于動模板，影響注射機安裝 3．長度設計：由公式計算的 L=2+4+L5=*h/d/2*s/～ 10．滑塊和導槽的設計；有模具的結(jié)構(gòu)圖可以看出滑塊和側(cè)型芯是分開做的，并且通過銷釘連接成組合式 這樣，側(cè)抽芯可有車床加工圓形，制造精度高?；瑝K和導槽采用組合式。由于抽芯距離較短 所以長度只要符合滑塊在開模的定位即可。 20 11 推出機構(gòu)的設計 推出機構(gòu)由推出零件、推出零件固定板和推板、推出機構(gòu)的導向與復位部件組成。即推件板、推件板緊固螺釘、推板固定板、推桿墊板、頂板導柱、頂板導套以及推板緊固螺釘。 推出機構(gòu)應盡量設在動模一側(cè)； 保證塑件不因推出而變形損壞； 機構(gòu)簡單動作可靠； 合模時的正確復位。 根據(jù)力平衡原理，列出平衡方程式： ∑ …………………………………………………( 13) 塑件對型芯的包緊力； F 脫模時型芯所受的摩擦力； 脫模力； α 型芯的脫模斜度。 又： F=于是 b(μ ………………… (14) 而包緊力為包容型芯的面積與單位面積上包緊力之積，即： p 由此可得： p(μ 式中： μ 為塑料對鋼的摩擦系數(shù)，約為 一般情況下，模外冷卻的塑 件 107內(nèi)冷卻的塑件 107 所以 :經(jīng)計算， A=μ取 p 取 1× 107α =45′。 101× 107() = 因此，脫模力的大小隨塑件包容型芯的面積增加而增大，隨脫模斜度的增加而減小。由于影響脫模力大小的因素很多，如推出機構(gòu)本身運動時的摩擦阻力、 21 塑料與鋼 材間的粘附力、大氣壓力及成型工藝條件的波動等等，因此要考慮到所有因素的影響較困難，而且也只能是個近似值。 用推桿推出機構(gòu)中，為了減少推桿與型腔的摩擦，在推桿與型腔間留 用錐面配合，防止推件因偏心而溢料。 推桿的布置及結(jié)構(gòu)形式如下圖所示： 圖 11 推桿 復位零件： 因為推桿頂面直接成型塑件表面，要求完好無損，為避免其頂面受損，故合模時需采用復位桿先與定模板接觸進行復位。 其布置形式如下圖所示： 圖 12 復位桿 排氣系統(tǒng)： 當塑料熔體填充型腔時 ,必須順序排出型腔及澆注系 統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內(nèi)因各種原因而產(chǎn)生的氣體不被排除干凈 ,一方面將會在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等成型缺陷，另一方面氣體受壓，體積縮小而產(chǎn)生高溫會導致塑件局部碳化或燒焦（褐色斑紋），同時積存的氣體還會產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度，因此設計型腔時必須考慮排氣問題。有時在注射成型過程中，為保證型腔充填量的均勻合適及增加塑 22 料熔體匯合處的熔接強度，還需在塑料最后充填到的型腔部位開設溢流槽以容納余料，也可容納一定量的氣體。 通常中小型模具的簡單型腔，可利用推桿、活動 型芯以及雙支點的固定型芯端部與模板的配合間隙進行排氣，其間隙為 23 12 溫控系統(tǒng)設計 基本原則：熔體熱量 95%由冷卻介質(zhì)（水）帶走，冷卻時間占成型周期的 2/3。 注射模冷卻系統(tǒng)設計原則： 面尺寸應盡量大 型腔表面的溫度與冷卻水道的數(shù)量、截面尺寸及冷卻水的溫度有關。 2．冷卻水道至型腔表面距離應盡量相等 當塑件壁厚均勻時，冷卻水道到型腔表面最好距離相等，但是當塑件不均勻時，厚的地方冷 卻水道到型腔表面的距離應近一些，間距也可適當小一些。一般水道孔邊至型腔表面的距離應大于 10用 12～ 153．澆口處加強冷卻 塑料熔體充填型腔時，澆口附近溫度最高，距澆口越遠溫度就越低，因此澆口附近應加強冷卻，通常將冷卻水道的入口處設置在澆口附近，使?jié)部诟浇哪＞咴谳^低溫度下冷卻，而遠離澆口部分的模具在經(jīng)過一定程度熱交換后的溫水作用下冷卻。 4．冷卻水道出、入口溫差應盡量小 如果冷卻水道較長，則冷卻水出、入口的溫差就比 較大，易使模溫不均勻，所以在設計時應引起注意。 冷卻水道的總長度的計算可公式： w/π 冷卻水道總長度 熱傳導面積 冷卻水道直徑 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)要求，冷卻水道長度 5．冷卻水道應沿著塑料收縮的方向設置 聚乙烯的收縮率大，水道應盡量沿著收縮方向設置。 6．冷卻水道不應穿過鑲塊或其接縫部位 ,以防漏水 7．進出口水管接頭的位置應盡可能設在模具的同一側(cè) ,通常應設在注塑機的背面 冷卻水道的設計必須盡量避免接近塑件的熔接部位，以免產(chǎn)生熔接痕，降低塑件強 度；冷卻水道要易于加工清理一般水道孔徑為 10小于 8據(jù)此套模具結(jié)構(gòu)，采用孔徑為 8 按照以上原則，此模具的冷卻水道只能開設在定模板上，呈左右對稱分布，冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設計如圖： 24 圖 13 冷卻系統(tǒng) 25 13 模具的結(jié)構(gòu)分析及動作原理 有澆注系統(tǒng)，熔體通過澆注系統(tǒng)充滿型腔。 具已經(jīng)閉合，在注塑過程當中需根據(jù)塑 料特性，在模具中設冷卻系統(tǒng)。 腔設在動模，型芯分定模型芯和動模型芯兩個，塑件兩側(cè)孔均設有滑塊側(cè)抽芯機構(gòu)，其主流道設在定模一側(cè)，從模具中央直下到動模型芯處，分流道設在動模型芯上，由主流道末端沿塑件長度方向兩側(cè)延伸對稱開設，開模后塑料制品連同流道凝塑一起留在動模上，動模一側(cè)設有推桿推出機構(gòu)，用以推出制品及流道凝料 產(chǎn)率高，容易產(chǎn)生自動化。 構(gòu)一般較復雜，因而周期較長，成本較高。 圖 14 模具結(jié)構(gòu)圖 26 14 注射機參數(shù)的較核及模具總體結(jié)構(gòu)的修正 本模具選用的是注射機 于本模具是一模一腔；故由前面的計算知道 型腔，注射量，投影面積和鎖模力，注射壓力均滿足要求 號的注射機模板最大安裝尺寸為428能滿足安裝要求。 由圖可知本模具的閉合高度為 H=225號的注射機所容許模具的最小厚度 00大厚度 00模具滿足 料 +（ 5— 10） =54+25+10=89合上述： 故：該模具結(jié)構(gòu)無需修正，各尺寸均保持原樣不變。 圖 15 27 設計總結(jié) 為期半個月的畢業(yè)設計終于熬出了頭，此時此刻，一種如釋重負的輕松感我似乎有點不太習慣，但捧著自己辛勤的結(jié)晶，心中的苦楚與酸澀早已被濃濃的成就感所融化回想起設計的日日夜夜，一點一線都記憶猶新。通過這次設計，我學到了很多東西，學會了檢索文獻資料，提高了個人的獨立思考能力和獨立解決問題的能力，我學到了很多課本上沒有的知識。 畢業(yè)設計是一個很綜合的設計，知識面很廣，直到現(xiàn)在完成了設計，我才真的領會到了 ，要想成為出色的設計人員必需具備良好的學習能力和堅持不懈的毅力。我覺得我一直在不斷的學習新東西，通過設計圖紙的一些原圖，然后通過實際計算算出各部分部件的詳細尺寸，把自己的一些思想設計進去，做適當?shù)母倪M。使結(jié)構(gòu)更合理。每一部分都是一個從建立初形，再進行詳細計算到完善的過程。在設計過程中運用所掌握的知識，發(fā)揮自己的想象力，完美原有的結(jié)構(gòu)。這個過程就是一個學習的過程。 我由衷的感慨，做為一名模具設計者真不簡單。自始自終，從計算到出圖，再到修正，使我對模具結(jié)構(gòu)原理，及其成型工藝都掌握得十分清楚，使我對選材，熱處理及 精度公差等又有了更深的認識。通過這次設計，我懂得，不僅要把模具設計好，而且要知道根據(jù)實際生產(chǎn)條件，同時考慮經(jīng)濟與效益，以最低的成本，設計最合乎要求的模具，贏得最多的效益。 這次設計也使我認識到實踐的重要性。這次設計我做了很多重復工作、無用功，但是這些重復工作和無用功積累了設計經(jīng)驗。同時也認識到設計不能只在腦子里想其結(jié)構(gòu)、原理，必須進行實際操作。另外，也應從多個角度來思考問題的所在，嘗試其它的方法，以求找到最佳方法，因為即使想的很完美，但到實際的設計時會遇到很多想不到的實際問題。 總之，這次畢業(yè)設計是我人生道 路的開始，我將沿設計之路矢志不移的走下去，刻苦鉆研，奮力拼搏，爭取早日成為模具工程師，實現(xiàn)自己的人生價值。 28 感 謝 在本次畢業(yè)設計中，要特別感謝我們的指導老師 —— 易教授，由于易教授的認真的工作態(tài)度，和耐心、細致的指導，我們不僅鞏固原來所學過的知識，而且老師的博學與豐富的經(jīng)驗更大大開闊了我們的思維，擴大了我們的知識面，使得我們不僅提高了分析、設計、繪圖的能力，更