3261 瓶蓋注塑模設(shè)計1,瓶蓋,注塑,設(shè)計 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 1 頁 共 27 頁緒論大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計是其中最后一個實踐環(huán)節(jié)，是對以前所學(xué)的知識及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。隨著工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的品種和數(shù)量不斷增加。換型不斷加快。使模具的需要補(bǔ)斷增加。而對模具的質(zhì)量要求越來越高。模具技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)中的作用越來越顯得更為重要。模具是制造業(yè)的重要工藝基礎(chǔ)，在我國，模具制造屬于專用設(shè)備制造業(yè)。中國雖然很早就開始制造模具和使用模具，但長期未形成產(chǎn)業(yè)。直到 20 世紀(jì) 80年代后期，中國模具工業(yè)才駛?cè)氚l(fā)展的快車道。近年，不僅國有模具企業(yè)有了很大發(fā)展，三資企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)（個體）模具企業(yè)的發(fā)展也相當(dāng)迅速。雖然中國模具工業(yè)發(fā)展迅速，但與需求相比，顯然供不應(yīng)求，其主要缺口集中于精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具領(lǐng)域。由于在模具精度、壽命、制造周期及生產(chǎn)能力等方面，中國與國際平均水平和發(fā)達(dá)國家仍有較大差距，因此，每年需要大量進(jìn)口模具。中國模具產(chǎn)業(yè)除了要繼續(xù)提高生產(chǎn)能力，今后更要著重于行業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的調(diào)整和技術(shù)發(fā)展水平的提高。結(jié)構(gòu)調(diào)整方面，主要是企業(yè)結(jié)構(gòu)向?qū)I(yè)化調(diào)整，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向著中高檔模具發(fā)展，向進(jìn)出口結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，中高檔汽車覆蓋件模具成形分析及結(jié)構(gòu)改進(jìn)、多功能復(fù)合模具和復(fù)合加工及激光技術(shù)在模具設(shè)計制造上的應(yīng)用、高速切削、超精加工及拋光技術(shù)、信息化方向發(fā)展。近年，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加大，主要表現(xiàn)在，大型、精密、復(fù)雜、長壽命、中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度高于一般模具產(chǎn)品；塑料模和壓鑄模比例增大；專業(yè)模具廠數(shù)量及其生產(chǎn)能力增加；“三資”及私營企業(yè)發(fā)展迅速；股份制改造步伐加快等。從地區(qū)分布來看，以珠江三角洲和長江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)最為集中的省份是廣東和浙江，江蘇、上海、安徽和山東等地近幾年也有較大發(fā)展。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識，對機(jī)械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對于模具設(shè)計這個實踐性非常強(qiáng)的設(shè)計課題，我們進(jìn)行了大量的實習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、洛陽中國河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 2 頁 共 27 頁一拖的生產(chǎn)實習(xí)，我對于模具特別是塑料模具的設(shè)計步驟有了一個全新的認(rèn)識，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動作過程方面的知識，而對于模具的制造工藝更是實現(xiàn)了零的突破。在指導(dǎo)老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時在現(xiàn)場查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關(guān)手冊和書籍，設(shè)計中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計。在設(shè)計的過程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗，設(shè)計中不妥之處在所難免，肯請各位老師指正。設(shè)計者：孫小濤2006年5月8號河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 3 頁 共 27 頁第 1 章 模塑工藝規(guī)程的編制該塑件為日常生活中所經(jīng)常用到的瓶蓋，其零件圖如圖 1 所示，本塑件的材料采用聚苯乙烯（PS） ，生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。技術(shù)要求：1 零件表面不得有毛刺，內(nèi)部不得有雜質(zhì)。 2 未注圓角半徑為 R0.53 材料：聚苯乙烯（PS）圖 11.1 塑件的工藝性分析1.1.1 塑件的原材料分析 塑件的材料采用聚苯乙烯（PS）屬熱塑性塑料。從使用性能上看，該塑料具有力學(xué)性能好、耐水、耐熱性強(qiáng)，其介電性能與溫度和頻率無關(guān)，是理想的絕緣材料；從成型性能上看，該塑料吸水性小，熔料的流動性較好，成型容易，成型河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 4 頁 共 27 頁前一般不進(jìn)行干燥，制品成型后收縮率較小。另外，聚苯乙烯（PS）是一種無色透明，質(zhì)堅，性脆，似玻璃狀的非晶體塑料，由于聚苯乙烯（PS）的透明度較高，任何外來的雜質(zhì)都會影響其透明度，應(yīng)注意防止。由于聚苯乙烯（PS）塑料通常是處于玻璃態(tài)使用，當(dāng)受外力作用時，分子鏈難于運(yùn)動，來不及將應(yīng)力迅速轉(zhuǎn)移而集中于薄弱點(diǎn)上發(fā)生斷裂，所以制品設(shè)計時要尤其嚴(yán)防尖角缺口，厚薄相差過大等，以減小應(yīng)力開裂。由于該塑料的流動性好，應(yīng)防止飛邊，宜用高料溫，高模溫低注塑壓力，延長注射時間有利于降低內(nèi)應(yīng)力，防止縮孔，變形。1.1.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析1.2.1.1 結(jié)構(gòu)分析 從零件圖上分析，該零件總體形狀為圓形，直徑為 30mm 的圓形瓶蓋，內(nèi)螺紋為間斷型的半圓型螺紋，螺牙高度為 1mm，螺距為 1.75mm, 聚苯乙烯（PS）塑料壁厚選用范圍為 0.75mm~4mm，這里選用 1mm。由于制品內(nèi)螺紋為間斷型，故采用斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)使制品脫模，模具結(jié)構(gòu)簡單 。1.2.2.2 尺寸精度分析 由制件可知，此制件為未注公差尺寸，選用公差等級為MT5 級（GB/T14486—1993） 。該制件的重要尺寸 7 mm，50 mm，28 28.0?05.?50.?mm，12 mm 等尺寸等級為 MT5 級，由以上的分析可知，該零件的尺寸精度中等，32.0?對應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以得到保證。從塑件的壁厚來看，壁厚較均勻，有利于制件的成型。1.2.2.3 表面質(zhì)量分析 該零件的表面除要求沒有缺陷、毛刺，內(nèi)部不得有雜質(zhì)外，沒有特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易實現(xiàn)。綜上分析可以看出，注塑時在工藝參數(shù)控制得較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。1.2 計算塑件的體積和重量計算塑件的重量是為了選用注塑機(jī)及確定模具型腔數(shù)。計算塑件的體積： =1702mm3V過程：V=大圓柱的體積-小圓柱的體積（空）+螺紋的體積大圓柱的體積=π × D ×h=3.14×225×7=7065mm3小圓柱的體積（空）=π × d ×h 1=3.14×196×6=5539 mm3螺紋的體積=3.14×1×3.14×28=276 mm 3V=大圓柱的體積-小圓柱的體積（空）+螺紋的體積河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 5 頁 共 27 頁V =π × D ×h-π × d ×h 1=(7065—5539+276) mm3=1802 mm3計算塑件的重量：根據(jù)設(shè)計手冊可查得聚苯乙烯（PS）的密度為=1.05kg／dm 3?故塑件的重量為： ?VW?= 1802×1.05×10-3= 1.892g采用一模四件的模具結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸、注塑時所需壓力和工廠現(xiàn)有設(shè)備等情況，初步選用注塑機(jī)為 XS-Z-60 型。XS-Z-60 型注塑機(jī)的參數(shù)：公稱注射量：60 ；3cm螺桿（柱塞）直徑:38mm;注射壓力：1220kg/ ；2注塑行程：170mm;注射方式：柱塞式；合模力:50 噸；最大成型面積：130 ;2cm模板最大行程：180mm;模具最大厚度：200mm;模具最小厚度：70mm;1.3 塑件注塑工藝參數(shù)的確定查找附錄 H 和參考工廠實際應(yīng)用的情況，增強(qiáng)聚丙稀的成型工藝參數(shù)可作如下選擇。試模時，可根據(jù)實際情況作適當(dāng)調(diào)整。注塑溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度。料筒溫度：后段溫度 選用 150℃1t中段溫度 t 2前段溫度 選用 180℃；3t注塑壓力：選用 100MPa（相當(dāng)于注塑機(jī)表壓 35kgf） ；注塑時間：選用 30s；河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 6 頁 共 27 頁保 壓：選用 72MPa（相當(dāng)于注塑機(jī)表壓 25kgf） ；保壓時間：選用 10s；冷卻時間：選用 30s。第 2 章 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括：分型面選擇、模具型腔數(shù)目的確定及型腔的排列方式和冷卻水道布局以及澆口位置設(shè)置、模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計等內(nèi)容。2.1 分型面選擇 制品在模具中的位置，直接影響到模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，模具分型面的確定，澆口的設(shè)置，制品尺寸精度和質(zhì)量等。因此，開始制定模具方案時，首先必須正確考慮制品在其中的位置；然后再考慮具體的生產(chǎn)條件（包括模具制造的） ，生產(chǎn)的批量所需的機(jī)械化和自動化程度等其他設(shè)計問題。制品在模具中的位置設(shè)計時應(yīng)遵循以下基本要求：制品或制品組件(含嵌件)的正視圖，應(yīng)相對于注塑機(jī)的軸線對稱分布，以便于成型；制品的方位應(yīng)便于脫模，注塑模塑時，開模后制品應(yīng)留在動模部分，這樣便于利用成型設(shè)備脫模；當(dāng)用模具的互相垂直的活動成型零件成型孔、槽、凸臺時，制品的位置應(yīng)著眼于使成型零件的水平位移最簡便，使抽芯操作方便；如果制品的安置有兩個方案，兩者的分型面不相同又互相垂直，那么應(yīng)該選擇其中能使制品在成型設(shè)備工作臺安裝平面上的投影面積為最小的方案；長度較長的管類制品，如果將它的長軸安置在模具開模方向，而不能開模和取出制品的；或是管接頭類制品，要求兩個平面開模的，應(yīng)將制品的長軸安置在與模具開模相垂直的方向。這樣布置可顯著減小模具厚度，便于開模和取出制品。但此時需采用抽芯距較大的抽芯機(jī)構(gòu)(如杠桿的、液壓的、氣動的等)；如果是自動旋出螺紋制品或螺紋型芯的模具，對制品的安置有專門要求;最后制品位置的選定，應(yīng)結(jié)合澆注系統(tǒng)的澆口部位、冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)的布置，以及制品的商品外觀要求等綜合考慮。選擇分型面的原則是：脫出塑件方便、模具結(jié)構(gòu)簡單、型腔排氣順利、確保塑件質(zhì)量,無損塑件外觀、設(shè)備利用合理。所以，模具設(shè)計中，分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)。應(yīng)根據(jù)分河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 7 頁 共 27 頁型面選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。根據(jù)以上規(guī)則，由于該塑件為瓶蓋，表面質(zhì)量無特殊要求，在擰瓶蓋的過程中，人的手指經(jīng)常接觸上端面，因此上端面最好自然形成圓角?？梢员３直诤窬鶆蛞恢?，增加了塑件的美感。此外，該零件高度為 10mm，且垂直于軸線的截面形狀比較簡單和規(guī)范，若選擇如圖 2 所示水平分型方式既可降低模具的復(fù)雜程度，減少模具加工難度又便于成型后出件。故選用如圖 2 所示的分型方式較為合理。這樣有利于成型后，塑件的脫模。還有利于注塑時塑料產(chǎn)生氣體的排放。2.2 確定型腔的排列方式本塑件在注塑時采用一模兩四件，即模具需要四個型腔。綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素擬采取如圖 3 所示的型腔排列方式。采用 3 所示的型腔排列方式的最大優(yōu)點(diǎn)就是流動支路平衡，這 種 情 況 是 指 相對 于 主 流 道 按 一 定 布 局 分 布 的 各 個 型 腔 ， 從 主 流 道 到 達(dá) 各 個 型 腔 的 分 流 道 、 澆 口 ，其 長 度 、 斷 面 形 狀 和 尺 寸 都 完 全 相 同 、 即 到 達(dá) 各 型 腔 的 流 動 支 路 是 完 全 相 同 的 。 只要 對 各 個 流 動 支 路 加 工 的 誤 差 很 小 ， 就 能 保 證 各 個 型 腔 同 時 充 模 ， 壓 力 相 同 。河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 8 頁 共 27 頁2.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計2.3.1 主流道設(shè)計根據(jù)設(shè)計手冊查得 XS-Z-60 型注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸：噴嘴前端孔徑： 0=φ 4mm；d噴嘴前端球面半徑： 0 = 12mm；R根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系R = RO +（1～2）mmD = d0 +（0.5～1）mm取主流道球面半徑 R = 13mm；取主流道的小端直徑 d =φ 4.5mm。主流道襯套的選擇如圖 4 所示設(shè)計主流道襯套時應(yīng)注意以下事項：對于小型注塑模，可將主流道襯套與定位環(huán)設(shè)計成一個整體，但在多數(shù)情況下均分開設(shè)計;主流道襯套應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)鋼材（如 T8A 等） ，熱處理后硬度為 53～57HRC;襯套的長度應(yīng)與定模配合部分的厚度一致，主流道出口處的端面不得突出在分型面上，否則不僅會造成溢料，而且還會壓壞模具;襯套與定模之間的配合采用 H7/m6。 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 9 頁 共 27 頁圖 4 主流道襯套2.3.2 分流道設(shè)計 由于分流道可將高溫高壓的塑料熔體流向從主流道轉(zhuǎn)換到模腔，所以，設(shè)計時不僅要求熔體通過分流道時的溫度下降和壓力損失都應(yīng)盡可能小，而且還要求分流道能平穩(wěn)均衡地將熔體分配到各個模腔。從這些要求出發(fā)，分流道應(yīng)設(shè)計得短而粗，但過短過粗時又會增加塑料消耗量，并使冷卻時間延長，另外還會使模腔布置發(fā)生困難。因此，恰當(dāng)合理的分流道形狀和尺寸應(yīng)根據(jù)制品的體積、壁厚、形狀復(fù)雜程度、模腔的數(shù)量以及所用塑料的性能等因素綜合考慮。分流道的形狀及尺寸，應(yīng)根據(jù)塑件的體積、壁厚、形狀的復(fù)雜程度、注塑速率、分流道長度等因素來確定。本塑件的形狀不算太復(fù)雜，熔料填充型腔比較容易。根據(jù)型腔的排列方式可知分流道的長度較短，為了便于加工起見，選用截面形狀為半圓形分流道，長度為 40mm,查表得 D=4mm。二級分流道 D1=3mm,長度為 17mm,點(diǎn)澆口的直徑為 d=0.5mm。2.3.3 澆口的設(shè)計根據(jù)本塑件的成型要求及型腔的排列方式，選用點(diǎn)澆口較為理想。點(diǎn)澆口又叫針狀澆口：是一種較小的小澆口，通常用于流動性大的塑料。如聚苯乙烯等。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 10 頁 共 27 頁澆口的長度很短，不超過其直徑，所以脫模后塑件上的澆口殘痕不明顯，不需要再修正澆口痕跡。這種澆口被廣泛采用，但采用這種澆口時，常常要在模具上增加一分型面，以便澆口凝料脫模。設(shè) 計 時 考 慮 選 擇 從 瓶 蓋 上 端 進(jìn) 料 ， 料 由 上 往 下 流 ， 該 塑 件 為 瓶 蓋 ， 點(diǎn) 澆 口是 一 種 很 小 的 澆 口 ， 長 用 于 流 動 性 很 好 的 塑 料 ， 如 聚苯乙烯（PS） 。澆口的長度很短，不超過其直徑，所以脫模后塑件上的澆口殘痕不明顯，不需要再修正澆口痕跡。這種澆口被廣泛采用，但采用這種澆口時，常常要在模具上增加一分型面，以便澆口凝料脫模。如 圖 5。 初 選 點(diǎn) 澆 口 (l×b)為 （ 0.5×0.5） ,試 模 時 修 正圖 52.4 導(dǎo)柱和導(dǎo)套的選擇2.4.1 導(dǎo)柱的選擇導(dǎo)柱的選擇直 形 導(dǎo) 柱 和 階 梯 形 導(dǎo) 柱 的 前 端 都 設(shè) 計 為 錐 形 ， 便 于 導(dǎo) 向 。 兩 種導(dǎo) 柱 都 可 以 在 工 作 部 分 帶 有 貯 油 槽 。 帶 貯 油 槽 的 導(dǎo) 柱 可 以 貯 存 潤 滑 油 ， 延 長 潤 滑 時間 。 直 形 導(dǎo) 柱 用 于 塑 件 生 產(chǎn) 批 量 不 大 的 模 具 ， 可 以 不 用 導(dǎo) 套 。 階 梯 形 導(dǎo) 柱 用 于 塑 件大 批 量 生 產(chǎn) 的 模 具 ， 或 導(dǎo) 向 精 度 要 求 高 ， 必 須 采 用 導(dǎo) 套 的 模 具 ， 裝 在 模 具 另 一 側(cè) 的導(dǎo) 套 安 裝 孔 可 以 和 導(dǎo) 柱 安 裝 孔 采 用 同 一 尺 寸 ， 一 次 加 工 而 成 ， 保 證 了 嚴(yán) 格 的 同 軸 ，本模具采用有肩導(dǎo)柱 I 型河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 11 頁 共 27 頁圖 6 有肩導(dǎo)柱導(dǎo)柱直徑尺寸隨模具分型面處模板外形尺寸而定，模板尺寸愈大，導(dǎo)柱間的中心距應(yīng)愈大，所選導(dǎo)柱直徑也應(yīng)愈大。除了導(dǎo)柱長度按模具具體結(jié)構(gòu)確定外，導(dǎo)柱其余尺寸隨導(dǎo)柱直徑而定。本模具的中心距為 200mm,本模具選用 I 型，直徑為 16mm。 選用 d=16mm,L=71mm,L1=25mm 有肩導(dǎo)柱.2.4.2 導(dǎo)套的選擇如圖 7 導(dǎo)向孔可帶導(dǎo)套，也可不帶導(dǎo)套，帶導(dǎo)套的導(dǎo)向孔用于生產(chǎn)批量大或?qū)蚓雀叩哪＞摺o論帶導(dǎo)套或不帶導(dǎo)套的導(dǎo)向空，都不應(yīng)該設(shè)計盲孔，盲孔會增加模具閉合時的阻力，并使模具不能緊密閉合。帶導(dǎo)套的模具應(yīng)采用階梯形導(dǎo)柱。帶肩導(dǎo)套安裝需要墊板，裝入模板后復(fù)以墊板即可，帶肩型導(dǎo)套安裝沉孔視導(dǎo)套直徑可取為 D+(1～2)。導(dǎo)套長度取決于含導(dǎo)套的模板厚度，其余尺寸隨導(dǎo)套導(dǎo)向孔直徑而定。本模具選用 d=16mm,L=20mm 和 d=16mm,L=22mm 帶肩導(dǎo)套圖 7 帶肩導(dǎo)套2.5 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計 本塑件的的螺紋為間斷型的半圓型內(nèi)螺紋，相當(dāng)于小凸臺。它們均垂直于脫模方向，阻礙成型后塑件從模具脫出。因此成型間斷型的半圓型內(nèi)螺紋必須做成活動的型芯，即須設(shè)置抽芯機(jī)構(gòu)。本模具采用斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)。河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 12 頁 共 27 頁2.5.1 確定抽芯距 抽芯距一般應(yīng)大于成型孔（或凸臺）的深度，本塑件內(nèi)螺紋高度均為 1mm另加 3～5mm 的抽芯安全系數(shù)，可取抽芯距 S 抽 = 4mm2.5.2 確定斜滑塊傾角斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)適用于成型面積較大，側(cè)孔或側(cè)凹較淺的塑件，所需抽拔距也較小。這種抽芯機(jī)構(gòu)的抽芯動作和塑件的頂出同時進(jìn)行，而且斜滑塊的剛性較大，傾斜角可比斜導(dǎo)柱的傾斜角大，通常不超過 30°，斜滑塊的頂出高度一般不超過導(dǎo)滑長度的為 2/3，以免影響使用的可靠性。這種抽芯機(jī)構(gòu)的斜滑塊也就是型芯，一般都由兩塊拼合，但根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)，也可以由許多塊組合而成。這里斜滑塊的傾斜角 20°2.5.3 確定斜滑塊的尺寸 斜滑塊的長度根據(jù)抽芯距、固定端模板的厚度及斜角大小確定， 初步選 L=17mm,2.5.4 斜滑塊與型芯座的設(shè)計2.5.4.1 滑塊與型芯座的連接方式設(shè)計 本例中側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)主要是用于成型零件的間斷型的半圓型內(nèi)螺紋，側(cè)向孔和側(cè)向凸的尺寸較小，考慮到型芯強(qiáng)度和裝配問題，采用燕尾槽結(jié)構(gòu)。2.5.4.2 滑塊的導(dǎo)滑方式 本例中為使模具結(jié)構(gòu)緊湊，降低模具裝配復(fù)雜程度，為提高滑塊的導(dǎo)向精度，裝配時可對導(dǎo)向槽或滑塊采用配磨、配研的裝配方法。2.5.4.3 滑 塊 的 導(dǎo) 滑 長 度 和 定 位 裝 置 設(shè) 計 本 例 中 由 于 側(cè) 抽 芯 距 較 短 ， 故 導(dǎo) 滑 長 度只 要 符 合 滑 塊 在 開 模 時 的 定 位 要 求 即 可2.6 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 對于小型模具可利用分型面排氣，本模具的分型面位于塑料溶體流動的末端，易于排氣。2.7 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計2.7.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 13 頁 共 27 頁本例中模具采用一模四件的結(jié)構(gòu)形式，考慮加工的難易程度和材料的價值利用等因素，凹模擬采用鑲嵌式結(jié)構(gòu),它適合于小型塑件的多腔模具，將多個一致性好的整體凹模，嵌入到凹模固定板中。整體嵌入式凹模結(jié)構(gòu)能節(jié)約優(yōu)質(zhì)模具鋼，嵌入模板后有足夠的強(qiáng)度和剛度，使用可靠且置換方便.根據(jù)本例分流道與澆口的設(shè)計要求，分流道和點(diǎn)澆口開在凹模上，如圖 8 所示。2.7.2 滑塊的設(shè)計滑塊相當(dāng)于成型內(nèi)螺紋的型芯，結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖 9 所示2.7.3 型芯座的設(shè)計 型芯座上設(shè)有燕尾槽，結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖 10 所示。材 料 ： Crwmn 熱 處 理 ： 淬 硬 50HRC 數(shù) 量 ； 4 個圖 8 型 腔河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 14 頁 共 27 頁材 料 ： Crwmn 熱 處 理 ： 淬 硬 50HRC 數(shù) 量 ； 8 個圖 9 滑 塊河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 15 頁 共 27 頁圖 10 型 芯 座第 3 章 模具設(shè)計的有關(guān)計算河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 16 頁 共 27 頁本 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 量 來 進(jìn) 行 計 算 。查 表 得 聚苯乙烯（PS）的收縮率為 Q=0.5%--0.6%，故平均收縮率為Qcp=(0.5+0.6)%/2=0.55%,考慮到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差取z=△/3.3.1 型腔和型芯工作尺寸計算型腔、 型芯工作尺寸計算見表 1。表 1 型腔、 型芯工作尺寸計算3.2 凹模型腔尺寸的計算3.2.1 凹模型腔側(cè)壁計算與底板厚度計算成型零件的工作尺寸，要保證所成型塑料制品的尺寸。而影響塑料制品尺寸和公差的因素相當(dāng)復(fù)雜，如模具的制造誤差及模具的磨損；塑料成型收縮率的偏差及波動；溢料飛邊厚度及其波動；模具在成型設(shè)備上的安裝調(diào)整誤差、成型方河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 17 頁 共 27 頁法及成型工藝的影響等。成型零件的工作尺寸計算，要考慮塑料制品的尺寸公差，所成型塑料的收縮率、溢料飛邊厚度、塑料制品脫模、模具制造的加工條件及可達(dá)到的水平等因素3.2.1.1 凹模型腔側(cè)壁計算。根據(jù)凹模型腔為圓形型腔側(cè)壁計算Tc=r( )12?p?式中 r---型腔內(nèi)半徑；p---型腔內(nèi)塑料熔體的壓力;σ---模具材料的許用應(yīng)力，一般模具鋼取 200MPa。代入公式計算得Tc=15( )=15mm1502??　3.2.1.2 根據(jù)整體式底板厚度的強(qiáng)度公式可得到底板厚度 H(mm)H= ?4Pr3r---型腔內(nèi)半徑p---型腔內(nèi)塑料熔體的壓力;壓力取定值 50MPaσ---模具材料的許用應(yīng)力，一般模具鋼取 200MPa。代入公式計算得H= =6.5mm204153?考慮到模具的整體結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)，取 H=25mm。鑲嵌式整體凹模的結(jié)構(gòu)如圖 7。第 4 章 模具加熱與冷卻系統(tǒng)的計算本塑件在注塑成型時不要求喲太高的模溫，因而在模具上可不設(shè)加熱系河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 18 頁 共 27 頁統(tǒng)。是否需要冷卻系統(tǒng)可作如下設(shè)計計算： 設(shè)定模具平均工作溫度為 40℃,用 20℃常溫水作為模具冷卻介質(zhì)，其出口溫度為 30℃,產(chǎn)量為（初算每 1.5 分鐘 1 套）0.302㎏/h。4.1 求塑件在硬化時每小時釋放的熱量 Q3.查有關(guān)文獻(xiàn)得聚苯乙烯（PS）的單位熱流量為 27×10 J/㎏。4Q3=WQ2=0.302×27×10 J/㎏4=8.154×10 J/㎏4.2 求冷卻水的體積流量 VV= )(21tpWQic?V= ）（ 203087.406/5334??　=0.32×10 m /min4?由體積流量 V 查表可知所需的冷卻水管直徑非常的小。由上述計算可知，因為模具每分鐘所需的冷卻水體積流量很小，故可不設(shè)冷卻系統(tǒng)，依靠空冷的方式冷卻模具即可。第 5 章 模具閉合高度的確定河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 19 頁 共 27 頁在支承與固定的零件的設(shè)計中，根據(jù)經(jīng)驗確定：定模座板：H1=25m;凹模型腔板 H2=22m;動模板 H3=20mm;支承板 H4=20m;動模座板；H6=25mm。根據(jù)推出行程和推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的尺寸確定墊塊：墊板的高度 H5=40mm;因而模具的閉合高度：H= H1+ H2+ H3+H4+H5+ H6=25+22+20+20+50+25=162mm第 6 章 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核本模具的外形尺寸為 220mm×155mm×160mm。XS-Z-60 型注塑機(jī)模板最大安河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 20 頁 共 27 頁裝尺寸為 350mm×280mm，故能滿足模具的安裝要求。由 上 述 計 算 模 具 的 閉 合 高 度 H=160mm， XS-Z-60 型 注 塑 機(jī) 所 允 許 模 具 的最 小 厚 度 H min=70mm， 最 大 厚 度 H max=200mm， 即 模 具 滿 足H min ≤ H ≤ H max的安裝條件。經(jīng)查資料 XS-Z-60 型注塑機(jī)的最大開模行程 S =180mm， 對于雙分型面模具注塑模S≥H1+H2+a+5—10 S≥49mm式中：H 1—制品所用的脫模距離； H1=7mmH2—制品高度；H2=7mmα—取出澆注系統(tǒng)凝料必需的長度。a=25mm此外，由于斜滑塊內(nèi)抽芯距較短，不會過大增加開模距離，注塑機(jī)的開模行程足夠。經(jīng)驗證，XS-Z-60 型注塑機(jī)能滿足使用要求，故可采用。第 7 章 繪制模具的總裝圖和非標(biāo)零件工作圖河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 21 頁 共 27 頁7.1 本模具的總裝圖和零件圖見附圖7.2 本模具的工作原理模具工作原理:模具安裝在注塑機(jī)上，定模部分固定在注塑機(jī)的定模板上，動模部分固定在注塑機(jī)的動模板上。合模后，注塑機(jī)通過噴嘴將熔料經(jīng)流道注入型腔，經(jīng)保壓，冷卻后塑件成型。開模時,動模后退，由于彈簧4 的作用首先使模具在I-I分型面分型，由于分流道的兩端設(shè)有斜向拉料穴，因此點(diǎn)澆口被拉斷，流道凝料保留在定模座板上，當(dāng)型腔板接觸定距拉桿 5的尾部時，型腔板停止運(yùn)動。動模繼續(xù)后退，在II-II分型面開始分型，由于滑塊上有螺紋，制件留在滑塊上后退，當(dāng)II--II分型面打開到15mm時，動模運(yùn)動停止，在注塑機(jī)頂出裝置作用下，斜滑塊22 在連接推桿18 的作用下沿著型心座21上的燕尾槽上升并向內(nèi)移動與制品螺紋結(jié)構(gòu)脫離，制品可脫出。合模時,隨著分型面的閉合,滑塊復(fù)位至型腔,同時復(fù)位桿也對中間板進(jìn)行復(fù)位。第 8 章 注塑模具的安裝和試模河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 22 頁 共 27 頁8.1 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(jī)器下面兩根導(dǎo)軌上墊好木板，模具從側(cè)面進(jìn)入機(jī)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(yīng)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(diào)節(jié)鎖模機(jī)構(gòu)，保證有足夠的開模距及鎖模力，使模具閉合適當(dāng)。(4) 慢速開啟模板直至模板停止后退為止，調(diào)節(jié)頂出裝置，保證頂出距離。開閉模具觀察頂出機(jī)構(gòu)運(yùn)動情況，動作是否平衡，靈活，協(xié)調(diào)。(5) 模具裝好后，等料筒及噴嘴溫度上升到距預(yù)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(yùn)轉(zhuǎn)，觀察模具各部分運(yùn)行是否正常，然后才可注射試模。8.2 試模通過試模塑件上常會出現(xiàn)各種弊病，為此必須進(jìn)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(shè)備，模具結(jié)構(gòu)及制造精度，塑件結(jié)構(gòu)及形狀等因素逐個分析找出其中主要矛盾，然后再采取調(diào)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(nèi)，或型芯上，甚至因流道粘著制品被損壞。這是試模首先應(yīng)當(dāng)解決的問題。8.2.1 粘著模腔制品粘著在模腔上，是指塑件在模具開啟后，與設(shè)計意圖相反，離開型芯一側(cè)，滯留于模腔內(nèi)，致使脫模機(jī)構(gòu)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。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 23 頁 共 27 頁（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(nèi)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。8.2.2 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(qiáng)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(shè)定溫度內(nèi)不能充分固化。（4） 機(jī)筒與噴嘴溫度過高，不利于在設(shè)定時間內(nèi)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(jìn)。8.2.3 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(nèi)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(nèi)孔尺寸不當(dāng)，未達(dá)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(shè)法將制品取出模腔（芯），不惜破壞制件，保護(hù)模具成型部位不受損傷。仔細(xì)查找不合理粘模發(fā)生的原因，一方面要對注射工藝進(jìn)行合理調(diào)整；另一方面要對模具成型部位進(jìn)行現(xiàn)場修正，直到認(rèn)為達(dá)到要求，方可進(jìn)行二次注射。 8.2.4 成型缺陷當(dāng)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(fù)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(jìn)，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(jìn)的措施進(jìn)行分析。8.2.4.1 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：河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 24 頁 共 27 頁（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(zhuǎn)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(yīng)調(diào)大鎖模力，保證正常制件料量。8.2.4.2 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8.2.4.3 制件尺寸不準(zhǔn)確 初次試模時，經(jīng)常出現(xiàn)制件尺寸與設(shè)計要求尺寸相差較大。這時不要輕易修改型腔，應(yīng)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(diào)整工藝條件即可。通過調(diào)整工藝條件，通常只能在極小范圍內(nèi)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。8.2.5調(diào)整措施調(diào)整時應(yīng)注意調(diào)節(jié)進(jìn)料速度8，正確設(shè)計澆注系統(tǒng)。注意控制成型周期。河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 25 頁 共 27 頁結(jié)論歷經(jīng)近三個月的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束，敬請各位老師對我的設(shè)計過程作最后檢查。在這次畢業(yè)設(shè)計中通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請教各位老師有關(guān)模具方面的問題，并且和同學(xué)的探討，模具設(shè)計在實際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時間里，對模具有了更深入的認(rèn)識。使我對塑料模具設(shè)計的各種成型方法，成型零件的設(shè)計，成型零件的加工工藝（如線切割、電火花加工、CNC 數(shù)控加工），主要工藝參數(shù)的計算，產(chǎn)品缺陷及其解決辦法，模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計及零部件的設(shè)計等都有了進(jìn)一步的理解和掌握。模具在當(dāng)今社會生活中運(yùn)用得非常廣泛，掌握模具的設(shè)計方法對我們以后的工作和發(fā)展有著十分重要的意義。從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個人學(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過程，我對模具的認(rèn)識過程亦是如此。經(jīng)過近三個月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計一定能為三年的大學(xué)生涯劃上一個圓滿的句號，為將來的事業(yè)奠定堅實的基礎(chǔ)。在這次設(shè)計過程中得到了老師以及許多同學(xué)的幫助，特別是翟德梅和楊占堯教授的悉心指導(dǎo)，使我受益匪淺。在此，對關(guān)心和指導(dǎo)過我各位老師和幫助過我的同學(xué)表示衷心的感謝!河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 26 頁 共 27 頁致謝 時光如電，歲月如梭，三年的大學(xué)生活一晃而過，而我也即將離開可敬的老師和熟悉的同學(xué)踏入不是很熟悉的社會中去。在這畢業(yè)之際，作為一名工科類學(xué)校的學(xué)生，做畢業(yè)設(shè)計是一件必不可少的事情。畢業(yè)設(shè)計是一項非常繁雜的工作，它涉及的知識非常廣泛，很多都是書上沒有的東西，這就要靠自己去圖書館查找自己所需要的資料；還有很多設(shè)計計算，這些都要靠自己運(yùn)用自己的思維能力去解決，可以說，沒有一定的毅力和耐心是很難完成這樣復(fù)雜的工作。在學(xué)校中，我們主要學(xué)的是理論性的知識，而實踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計就相當(dāng)于實戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設(shè)計可是把我們以前學(xué)的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，使我們在溫習(xí)舊知識的同時也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補(bǔ)我們實踐經(jīng)驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。由于資質(zhì)有限，很多知識掌握的不是很牢固，因此在設(shè)計中難免要遇到很多難題，由于有了課程設(shè)計的經(jīng)驗及老師的不時指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下，克服了一個又一個的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計日趨完善。畢業(yè)設(shè)計雖然很辛苦，但是在設(shè)計中不斷思考問題，研究問題，咨詢問題，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時也汲取了更完整的專業(yè)知識，鍛煉了自己獨(dú)立設(shè)計的能力，使我受益匪淺，我相信這些經(jīng)驗對我以后的工作一定大有益處。最后，再次感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師于智宏老師在這一段時間給予無私的幫助和指導(dǎo)，并向他們致意深深的敬意，以后到社會上我一定努力工作，不辜負(fù)他們給予我的知識和對我們寄予的厚望！河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 27 頁 共 27 頁參考文獻(xiàn)1. 中國模具設(shè)計大典.2.. 楊占堯主編. 塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計. 清華大學(xué)出版社. 3. 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