CD盒注塑模設(shè)計,cd,注塑,設(shè)計 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 1 前前 言言 本課題是自己所選的，來自日常生活中到處可見塑料制品。塑料制品占模具中 的 80%以上，所以對塑料模具的設(shè)計自目前對我們是非常重要的一門設(shè)計，學(xué)好本 內(nèi)容才可以對它進行基本的設(shè)計，也為今后設(shè)計復(fù)雜的塑料模具奠定良好的基礎(chǔ)。 本人所設(shè)計的是一般的 CD 盒注塑模設(shè)計，在設(shè)計中附有大量的模具結(jié)構(gòu)圖和 模具局部圖，還有通過 Pro/E 軟件畫出它的三維立體圖，這就幫助評省老師更易看 到設(shè)計者所設(shè)計的內(nèi)容的難易程度。文字大約有 10000 字，已詳細地說明設(shè)計的全 過程。但本人是初次設(shè)計，有很多的錯誤和不足，敬請諒解。 還有在模具制造加工中用到了現(xiàn)代先進技術(shù)的線切割和電火花成型加工，這也 是現(xiàn)代社會通用的模具制造加工機器，并數(shù)控加工也不例外。 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 2 第 1 章 塑件工藝分析 第 1.1 節(jié) 塑件分析 1.1.1、塑件三維立體圖及二維工作圖： 圖（1.1） 1.1.2 塑件工藝分析 CD 盒選擇的材料是聚丙烯（PP） ，該產(chǎn)品在使用過程中經(jīng)常接觸光盤，為防 止光盤磨損因此塑件的厚度必須均勻，如果可能的話，應(yīng)沒有接觸痕，不充分熔合 的熔接痕易于形成薄弱的部位，所以要盡量避免。 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 3 第 1.2 節(jié) CD 盒原料（聚炳烯）的物料性能、成型性能與工藝參數(shù) 1.2.1、該 CD 盒原料為聚炳烯（PP）： 物料性能：電絕緣性能和耐腐蝕性能與聚乙烯相同,但機械強度,硬度較高(接近 PS 和硬 PVC)。具有優(yōu)異的抗疲勞彎曲性能，常溫下可受 300 萬次彎折。 成型性能： (1) 結(jié)晶性好料,吸濕性小,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)冷卻系統(tǒng)應(yīng)散熱緩慢。 (4) 成形收縮范圍大，收縮率大，易發(fā)生縮孔、凹痕、變形，方向性強。 (5) 注意控制成形溫度，料溫低方向性明顯，尤其低溫高壓時更明顯，模具溫度低 于 50℃以下塑件不光澤，易產(chǎn)生熔接不良，流痕；90℃以上易發(fā)生翹曲、變形。 (6) 塑件應(yīng)壁厚均勻，避免缺口，尖角，以避免應(yīng)力集中。 1.2.2、聚炳烯塑料的主要技術(shù)指標(biāo): 密度 (Kg.dm-3) 91.0~. 比體積 dm-3. kg-1 1.38 吸水性 % 5.7. 收縮率 % 1 熔 點 ℃ 20~8 熱變形溫度 ℃ 0.46MPa 1745 1.50MPa 0 抗拉屈服點 0.1MPa 690 拉伸彈性模量 0.1MPa 2.5×104 變動強度 0.1MPa 1040 沖擊韌度 K g.dm-2 無缺口 1040 有缺口 202 邵氏硬度 D75-85 體積電阻系數(shù) Ωcm 1012—1014 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 4 擊穿強度 Kv.cm-1 18.6 1.2.3、 （PP）的注射成型工藝參數(shù) (1) 注射機類型 螺桿式 (2) 料筒溫度℃ 前段 150～170 中段 180～190 后段 190～205 (3) 加熱和干燥 溫度℃ 170～190 時間 h 3 ～ 5 (4) 噴嘴溫度℃ 170～190 (5) 模具溫度℃ 40～60 (6) 注射壓力 MPa 60～100 (7) 成型時間 S 注射時間 1～5 高壓時間 5 ～10 冷卻時間 10～20 總周期 15～35 (8) 螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 30~80 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 5 第 2 章 注塑設(shè)備選擇 第 2.1 節(jié) 估算塑件體積 該產(chǎn)品大批量生產(chǎn)故設(shè)計的模具要有較高的注塑效率，澆注系統(tǒng)要能自動脫模， 可采用點澆口自動脫模結(jié)構(gòu)。由于塑件較大，所以模具采用一模一腔結(jié)構(gòu)，澆口形 式采用點澆口。 該產(chǎn)品材料為 PP， 查書《設(shè)計與制造實訓(xùn)》 得知其密度為 ,391.0~??cmg 收縮率為 1%～2.5% ，計算出其平均密度為 ,平均收縮率為 3905.??cmg 1.75%。 通過計算得塑件體積為 32.4cmV?塑 塑件的質(zhì)量 塑塑 vM?? (2.1) 即 g9.21.4905.?塑塑 澆注系統(tǒng)體積 3CV澆 澆注系統(tǒng)質(zhì)量 ?*澆澆 VM? (2.2) gM1.8905.*???澆澆 故 2.3cmV總 故 g0總 第 2.2 節(jié) 選擇注射機 根據(jù)塑料制品的體積或質(zhì)量，查《模具設(shè)計與制造實訓(xùn)》書附錄 5 的附表 5-2 或查 有關(guān)手冊選定注塑機型號為 SZ-60/40。 注塑機的參數(shù)如下： 螺桿直徑/mm 30mm 螺桿轉(zhuǎn)速（r/min） 20~ 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 6 理論注塑容量/ 3cm 60 注塑壓力/MP 180 注塑速率（g/s） 70 塑化能力(kg/h) 35 鎖模力/kN 400 拉桿間距 )/()mVH? 302? 模板行程/mm 250 模具最小厚度/mm 150 模具最大厚度/mm 250 定位孔直徑/mm 80 定位孔深度/mm 10 噴嘴伸出量/mm 20 頂出行程/mm 70 噴嘴半徑/mm SR 10 頂出力/kN 12 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 7 第 3 章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。 在設(shè)計澆注系統(tǒng)前首先必須確定塑料的成形位置，該 CD 盒模具采用一模一腔 二板式結(jié)構(gòu)，側(cè)澆口，頂出裝置采用推桿式結(jié)構(gòu) 第 3.1 節(jié) 主流道設(shè)計 3.1.1、主流道是連接注射機的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機制噴嘴在同 一軸線上斷面為圓形，且有一定的錐度。 主流道的設(shè)計要點如下： 便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料以及考慮塑料熔體的膨脹，主流道設(shè)計成圓 錐形，因聚炳烯（PP ）的流動性好，故其錐度取 3～6 度，內(nèi)壁粗糙度為 R0.63um。主流道大端呈圓角，其半徑取 r=1～3 mm,以減少流速轉(zhuǎn)向過渡的阻力， r=1.5mm。 （1） （2） 在保證塑件成形良好的情況下，主流道的長度應(yīng)盡量短，否則會使主流道的 凝料增多，且增加壓力損失，使塑料熔體降溫過多影響注射成形。 （3） 為使熔融塑料完全進入主流道而不溢出，應(yīng)使主流道與注射機的噴嘴緊密對 接，主流道對接處設(shè)計成半球形凹坑，其半徑為 r2=r1+(1～2),其小端直徑 D=d+(0.5～1),凹坑深度常取 3～4mm。在此模具中取 r2=11～12mm。 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 8 （4） 于主流道要與高溫高壓的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道部分 常設(shè)計成可拆卸的主流道襯套，以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨加工和熱處理，其大 端兼作定位環(huán)，圓盤凸出定模端面的長度 H=5～10 mm。同時因該 CD 盒采 用聚氯炳烯（PP） ，需加熱，所以在主流道處采用電加熱以提高料溫。 第 3.2 節(jié) 分流道設(shè)計 由于采用 1 模 1 腔式結(jié)構(gòu)所以不用設(shè)計分流道。 第 3.3 節(jié) 冷料井的設(shè)計 冷料井位于主流道正對面的動模板上，或處于分流道末端。其作用是捕集料流 前鋒的“冷料” ，防止“冷料”進入型腔而影響塑件質(zhì)量，開模時又將主流道的凝料 拉出。冷料井的直徑宜大端直徑，長度約為主流道大端直徑。如下圖。 圖（3.1） 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 9 冷料井位于主流道正對面的動模板上，或處于分流道末端。其作用是捕集料流 前鋒的“冷料” ，防止“冷料”進入型腔而影響塑件質(zhì)量，開模時又將主流道的凝料 拉出。冷料井的直徑宜大端直徑，長度約為主流道大端直徑。 此模具設(shè)計帶有推桿的冷料井。 這類冷料井的底部由一根推桿組成，推桿裝于推桿固定板上，因此它常與推桿 或推管脫模機構(gòu)連用。并設(shè)計成倒錐孔冷料井，脫模時由冷料井倒錐將主流道凝料 拉出。當(dāng)其被推出時，塑件和流道能自動墜落，易實現(xiàn)自動化操作。 冷料井如下圖： 12 圖（3.2） 具體結(jié)構(gòu)見模具裝配圖。 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 10 第 4 章 成型零件的設(shè)計與計算 所謂工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分尺寸，主要有型腔和型芯的徑向 尺寸。 （包括矩形和異形型芯的長和寬） ，型腔深度和型芯高度和尺寸。中心距尺寸 等。 因聚炳烯（PP）的成型收縮率為 1%-2.5%所以平均收縮率取 K=1.75% 塑件的尺寸公差 IT=5 第 4.1 節(jié) 型腔的徑向尺寸與深度 4.1.1、凹模尺寸計算： 對于塑件 、 、 、 、 、 尺寸的凹模外形尺0.194?03.12??038.5?02.02.?064.3? 寸： 因為 塑模 L[?（1+k）-(3/4)△] ??0 （4.1） 式中 塑 —塑件外形最大尺寸； k—塑件平均收縮率； △—塑件的尺寸公差； δ—模具制造公差，取塑件尺寸公差的 1/3～1/6。 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 11 故 3.00.1)3/(894].4/3()0175.(94[ ?????????模L 252 ../）（模 ）（）（ 1.038.017]./.[ ???? ）（模 ）（）（ .2./4301753）（模 ）（）（ 21.064.03/1]./.4[ ????????? ）（模 ）（）（L 4.1.2、對于塑件 、 尺寸的凹模深度尺寸：02.?2.0? 因為 模H=[ 模 ?（1+k）-(2/3)△] ??0 （4.2） 式中 塑H—塑件高度方向的最大尺寸。 故 07.2.03/189]./20175.2[ ????????）（模 ）（）（ ./433）（模 ）（）（ 第 4.2 節(jié) 型芯的徑向尺寸與深度 4.2.1、凸模尺寸的計算： 對于塑件 、 、 、 、 、 、 尺寸的凸0.192?30.1??30.??2.2.01?64.0?2.0 模外形尺寸： 因為 模l=[ 塑 （1+k）+(3/4)△] 0?? （4.3） 式中 塑l—塑件內(nèi)形徑向的最小尺寸。 故 03.0.13/694].4/30175.92[ ????????? ）（模 ）（）（ 42.0./5）（模 ）（）（l 09.3./1]./.3[ ???? ）（模 ）（）（ 7.02./430175）（模 ）（）（l 0..3/1]./.[ ???????? ）（模 ）（）（ 21.064/4）（模 ）（）（l 4.2.2、對于塑件 、 尺寸的凸模深度尺寸：2.01?2.0 因為 0])3/2([????kh（塑模 （4.4） 式中 塑H—塑件高度方向的最大尺寸。 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 12 故 07.02.)3/1(8]./20175.2[ ???????）（）（模h ../5）（）（模 第 4.3 節(jié) 模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計算 4.3.1、成型零件材料選擇。 為實現(xiàn)高性能的目的；選用模具材料應(yīng)具有高耐磨性，高耐蝕睡，良好的 穩(wěn)定性和良好的導(dǎo)熱性。還根據(jù) CD 盒成型的特點和采用原材料為 PP。所以該 成型零件采用 Cr12。即經(jīng)濟以合理。采用的熱處理方式是淬火加中溫回火， HRC≥55。 4.3.2、型腔應(yīng)具有足夠的壁厚以承受塑料熔體的高壓，對型腔厚度分別作強度和剛 度計算，取型腔壁厚計算最大壓力為準(zhǔn)，因此 CD 盒的型腔不太大，故應(yīng)采 強度計算： 型腔側(cè)壁的厚度計算 即： ]1)2][(/??PS? （4.5） 式中： 型腔側(cè)壁厚度，mm;?S 模具材料的許用應(yīng)力，MPa;][? P-型腔所受壓力，Mpa; 型腔底板厚度的計算 即： 2/1)]([43lLBPblh??? （4.6） 式中 P-型腔壓力,MPa; L-模具長度,mm; 根據(jù)型腔尺寸計算得型腔的側(cè)壁及底板厚度： S=41.4mm h=15.55mm 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 13 第 5 章 合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 14 第 5.1 節(jié) 導(dǎo)向與定位機構(gòu)設(shè)計 注塑模具的導(dǎo)向機構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類型。導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)主要 用于動、定模之間的開合模導(dǎo)向。錐面定位機構(gòu)用于動、定模之間的精密對中定位。 導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 5.1.1、導(dǎo)向機構(gòu)的功用 (1) 定位作用 合模時保證動、定模正確的位置，以便合模后保持模具型腔的正確形狀。 (2) 導(dǎo)向作用 合模時引導(dǎo)動模按序正確閉和，防止損壞凹、凸模。 (3) 承載作用 導(dǎo)柱在工作中承受一定的側(cè)向壓力。 5.1.2、導(dǎo)向機構(gòu)結(jié)構(gòu)及設(shè)計 模具設(shè)計通常購買標(biāo)準(zhǔn)模架，其中包括了導(dǎo)向機構(gòu)。如模架圖。 5.1.3、定位機構(gòu)設(shè)計 通常有導(dǎo)向機構(gòu)就足夠動、定模之間的正確定位了。但由于導(dǎo)套和導(dǎo)柱之間存 在間隙，所以對于薄壁、精密塑件的注塑模具，僅有導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)是不夠的，還必 須在動、定模之間增設(shè)錐面定位機構(gòu)，以滿足精密定位和同軸度的要求。 第 6 章 脫模機構(gòu)設(shè)計 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 15 第 6.1 節(jié) 脫模機構(gòu)設(shè)計 注塑成型每一循環(huán)中，塑件必須從模具中凹、凸模上脫出，完成脫出塑件的裝 置稱為脫模機構(gòu)，也稱頂出機構(gòu)。 6.1.1、設(shè)計原則 脫模機構(gòu)設(shè)計時須遵循以下原則： （1） 因為塑料收縮時抱緊凸模，所以頂出力的作用點應(yīng)盡量靠近凸模； （2） 頂出力應(yīng)作用在塑件剛性和強度最大的部位，如加強條、凸緣、厚壁等處， 作用面積也盡可能大一些，以防止塑件變形和損壞； （3） 為保證良好的塑件外觀，頂出位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)?塑件外觀影響不大的部位； （4） 若頂出部位需設(shè)在塑件使用或裝配的基面上時，為不影響塑 件尺寸和使用，一般頂桿與塑件接觸處凹進塑件 0.05∽0.1mm；否則塑件會出 現(xiàn)凸起，影響基面的平整。 0.5-1 圖（6.1） 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 16 6.1.2、脫模機構(gòu)設(shè)計： 按模具結(jié)構(gòu)脫模機構(gòu)分為以下幾類： 簡單脫模機構(gòu) 在動模一邊拖加一次頂出力，就可實現(xiàn)塑件脫模的機構(gòu)稱為簡單脫模機構(gòu)。通 常包括頂桿（或推桿）脫模機構(gòu)等。 頂桿多用 T8A 或 T10A 材料，頭部淬火硬度達 50HRC 以上，表面粗糙度取 Ra 值小于 0.8μm，和頂桿孔呈 H8/f8 配合。頂桿是模具表準(zhǔn)件。 頂桿頂出塑件后，必須回到頂出前的初始位置，才能進行下一次循環(huán)的工作。 因此，還必須設(shè)計復(fù)位桿來實現(xiàn)這一動作。復(fù)位桿又稱回程桿。 復(fù)位（回程）桿回程。復(fù)位桿端面與分型面平齊，合模時，定模板推動復(fù)位桿， 通過頂桿固定板，頂板使頂桿恢復(fù)到頂出前的位置。復(fù)位桿必須裝在固定桿的同一 固定板上。 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 17 第 7 章 注塑機參數(shù)校核 第 7.1 節(jié) 最大注射壓力的校核 聚炳烯的原料為 PP，所需注射為 60-100MPa，而所選注射機壓力為 180 MPa，所以注射壓力符合要求。 第 7.2 節(jié) 最大注塑量校核 注塑機的最大注塑量應(yīng)大于制品的質(zhì)量或體積(包括流道及澆口凝料和飛邊),通 常注塑機的實際注塑量最好是注塑機的最大注量的 80%。所以，選用的注塑機最大 注塑量應(yīng)滿足： 澆塑機 V??8.0 （7.1） 式中 -注塑機的最大注塑量, ；機V3cm -塑件的體積，該產(chǎn)品 ；塑 32.4?塑 -澆注系統(tǒng)體積，該產(chǎn)品 。澆 9cV澆 故 335.18.0924.c????澆塑機 而選定的注塑機注塑量為 ，所以滿足要求。6m 第 7.3 節(jié) 鎖模力校核 所需鎖模力計算: 鎖F＞pA （7.2） 式中 p—熔融型料在型腔內(nèi)的壓力，該產(chǎn)品質(zhì) p=20～40MPa; A—A 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和，經(jīng)計算 A=7791 2m鎖F —注塑機的額定鎖模力。 故 鎖 ＞pA=40 ?7791=268.476kN 選定的注塑機為 400kN，滿足要求。 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 18 第 7.4 節(jié) 模具與注塑機安裝部分相關(guān)尺寸校核 7.4.1、高度長寬尺寸要與注塑機模板尺寸和拉桿間距相適合： 模具長 ?寬＜拉桿面積 模具長 ?寬為 200mm 250mm＜注塑機拉桿間距 220mm 300mm 故滿足要求。? 7.4.2、模具閉合高度校核： 模具實際厚度 =160mm 模H 注塑機最小閉合厚度 =150mmmin 即 ＞ ，故滿足要求 。模Hmin 7.4.3、開模行程校核： 注塑機的最大行程與模具厚度有關(guān)，故注塑機的開模行程應(yīng)滿足下式： （ ）＞ （5～10）mm （7.3）?機SminH模 ?21 式中 —頂出距離，mm1 —包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，mm2H —注塑機最大開模行程，機S 因為 （ ）=540-（160-150）=530 mm?機 min模 （5～10）=35+115+10=160mm?21 故滿足要求。 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 19 第 8 章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 在注射成形過程中，模具的溫度直接影響塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率，根據(jù)塑 料的要求，注射到模具內(nèi)的塑料溫度為 2000C 左右，而從模具中取出塑件的溫度約 為 600C，溫度降低是由于模具通入冷卻水，將溫度帶走了，普通的模具通入常溫的 水進行冷卻，通過調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度 因 CD 盒使用的塑料是聚炳烯（PP） ，要求模溫高，若模具溫度過低則會影響 塑料的流動性，增加剪切阻力，使塑件的內(nèi)應(yīng)力較大，甚至還出現(xiàn)冷流痕、銀絲、 注不滿等缺陷。因此在注射開始時，為防止填充不足，充入溫水或者模具加熱。 總之，要做到優(yōu)質(zhì)、高效率生產(chǎn)，模具必須進行溫度調(diào)節(jié)。 對溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求： （1） 確定加熱或是冷卻； （2） 模溫均一，塑件各部分同時冷卻； （3） 采用低的模溫，快速且大量通冷卻水； （4） 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)盡量結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，成本低謙。 第 8.1 節(jié) 模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 對于大多數(shù)熱塑性塑料，模具上不需設(shè)置加熱裝置。為了縮短成型周期，需要 對模具進行冷卻，常用水對模具進行冷卻。即在注塑完成后通循環(huán)冷水到靠近型腔 的零件上或型腔零件上的孔內(nèi)，以便迅速使模具冷卻。 冷卻水孔的設(shè)計原則： 冷卻水孔數(shù)量應(yīng)盡可能的多，孔徑盡可能的大。冷卻水孔中心線與型腔壁的距 離應(yīng)為冷卻水道直徑的 1 倍-2 倍（通常 12mm-15mm）,冷卻水道之間的中心距約 為水孔直徑的 3 倍-5 倍。水道直徑一般在 8mm 以上。冷卻水孔至型腔表面的距離 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 20 應(yīng)盡可能相等。當(dāng)塑件壁厚均勻時，冷卻水孔與型腔表面的距離應(yīng)盡可能處處相等， 當(dāng)塑件壁厚不均勻時，應(yīng)在厚壁處強化冷卻。澆口處要加強冷卻。 冷卻水孔道不應(yīng)穿過鑲塊或其接縫部位，以防漏水。 冷卻水孔應(yīng)避免設(shè)在塑件的熔接痕處。進出口水管接頭的位置應(yīng)盡可能設(shè)在模 具的同一側(cè)，通常應(yīng)設(shè)在注塑機的背面。在模具上開設(shè)冷卻水道，通循環(huán)水對模具 進行冷卻，如下圖。 圖（8.1） 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 21 第 8.2 節(jié) 模具加熱系統(tǒng)的設(shè)計 因在聚炳烯（PP）要求的熔融溫度為 。同時在注射時模具溫度要Co20~18 求為 60 ，所以該模具必須加熱。模具加熱方法包括：熱水，熱空氣，熱油及電Co 加熱等。由于電加熱清潔、結(jié)構(gòu)簡單、可調(diào)節(jié)范圍大，所以在該模具應(yīng)用電加熱。 第 9 章 模 具 的 裝 配 裝配模具是模具制造過程中的最后階段，裝配精度直接影響到模具的質(zhì)量、壽 命和各部分的功能。模具裝配過程是按照模具技術(shù)要求和相互間的關(guān)系，將合格的 零件連接固定為組件、部件直至裝配為合格的模具。 在模具裝配過程中，對模具的裝配精度應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)，模具的裝配精 度包括相關(guān)零件的位置精度，相關(guān)的運動精度，配合精度及接觸只有當(dāng)各精度要求 得到保證，才能使模具的整體要求得到保證。 塑料模的裝配基準(zhǔn)分為兩種情況，一是以塑料模中和主要零件臺定模，動模的 型腔，型芯為裝配基準(zhǔn)。這種情況，定模各動模的導(dǎo)柱和導(dǎo)套孔先不加工，先將型 腔和型芯鑲塊加工好，然后裝入定模和動模內(nèi)，將型腔和型芯之間墊片法或工藝定 位器法保證壁厚，動模和定模合模后用平行夾板夾緊，鏜投影導(dǎo)柱和導(dǎo)套孔，最后 安裝動模和定模上的其它零件，另一種是已有導(dǎo)柱導(dǎo)套塑料模架的。故該水龍頭模 具不使用標(biāo)準(zhǔn)模架，而只能使用前一種方法。 第 9.1 節(jié) 模具的裝配程序 因該 CD 盒模具使用半合模具，所有型芯都進行側(cè)向抽芯，同時無須頂出裝置， 而是當(dāng)塑料件收縮后用手取出，所以這各特殊的使用方式同時也有其特殊的結(jié)構(gòu)。 因此也有不同的裝配方式。 （1）定裝配基準(zhǔn)； 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 22 （2）配前要對零件進行測量，合格零件必須去磁并將零件擦拭干凈； （3）整各零件組合后的累積尺寸誤差，如各模板的平行度要校驗修磨，以保證模板 組裝密合，分型面吻合面積不得小于 80%，間隙不得小于溢料最小值，防止產(chǎn)生飛 邊。 （4）在裝配過程中盡量保持原加工尺寸的基準(zhǔn)面，以便總裝合模調(diào)整時檢查； （5）組裝導(dǎo)向系統(tǒng)并保證開模合模動作靈活，無松動和卡滯現(xiàn)象； （6）組裝機械抽芯機構(gòu)，弧形抽芯機構(gòu)等； （7）軸承外圈裝配后，其定位端軸承蓋與墊圈或外圈的接觸應(yīng)均勻； （8）滾動軸承裝好后，用手轉(zhuǎn)動應(yīng)靈活，平穩(wěn)； （9）齒輪箱裝配后應(yīng)設(shè)計和工藝規(guī)定進行空載試驗。試驗時不應(yīng)有沖擊、噪聲、溫 升和滲漏不得超過有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。齒輪裝配后，齒面的接觸斑點和側(cè)隙應(yīng)符合 GB10095 和 GB11365 的規(guī)定； （10）裝冷卻和加熱系統(tǒng)，保證管路暢通，不漏水，不漏電，門動作靈活緊固所連 接螺釘，裝配定位銷。裝配液壓系統(tǒng)時允許使用密封填料或密封膠，但應(yīng)防止進入 系統(tǒng)中； （11）模：試模合格后打上模具標(biāo)記，包括模具編號、合模標(biāo)記及組裝基面。 （12）后檢查各種配件、附件待零件，保證模具裝備齊全，另外在裝配過程中應(yīng)嚴(yán) 防零件在裝配過程中磕、碰、劃傷和銹蝕。裝配滾動軸承允許采用機油進行 熱裝，油的溫度不得超過 1000C （（ 13）） （（ 14）） 第 9.2 節(jié) 模具零件的裝配工藝 模具精度是影響塑料成型件精度的重要因素之一。為了保證模具精度，制造時 要達到如下要求： 7.2.1、塑料模具的所有零件，在材料、加工精度和熱處理質(zhì)量等方面均應(yīng)符合相應(yīng) 圖樣的要求。 （1）組成模架的零件應(yīng)達到規(guī)定的加工要求，裝配成套的模架應(yīng)活動自如，并達到 規(guī)定的平行度和垂直度等要求。 （2）模具的功能必須達到設(shè)計要求。 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 23 （3）為了鑒別塑料成型件的質(zhì)量，裝配好的模具必須在生產(chǎn)條件下試模很大，并根 據(jù)試模存在的問題進行修整，直至試出合格的成型件為止。 第 10 章 注塑機與模具的關(guān)系 第 10.1 節(jié) 注塑機與模具的關(guān)系 10.1.1、注塑時，螺桿作用于塑料熔體的壓力，在熔料流經(jīng)機筒、噴嘴、模具的澆 注系統(tǒng)后，在型腔中余下的壓力即為模腔壓力 p（一般為 20MPa-40MPa）,該壓 力在型腔中產(chǎn)生一個使模具沿分型面脹開的脹模力 Fz，該力的大小為： Fz=pa=p(nAx+Aj) （10.1） 式中： A——塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面之和； Ax——塑件型腔在模具分型面上的投影面積； Aj——塑件澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積。 在注塑過程中，為使模具不被脹模力 Fz 脹開，注塑機的合模裝置必須對模具 施以足夠的夾緊力，即合模力 Fs。合模力的大小必須滿足下式： Fs≥ Fz=p(nAx+Aj) 10.1.2、注塑機模座行程及間距和模具閉和高度的關(guān)系 注塑機模座間距是指注塑機動模座之間的間距，Sk 是注塑機動模座與定模座之 間的最大模座間距；注塑機模座行程 S 是指動模座在開閉穆中實際移動的距離，模 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 24 具閉合高度 Hm 是指模具合攏時的高度 。。 對液壓式合模裝置，注塑機模座最大間距 Sk 是個固定值，注塑機最大模座行程 Smax 在 ΔH 范圍可調(diào)；對液壓機械式合模裝置，注塑機最大模座行程 Smax 是 個定植，模座最大間距 Sk 在 ΔH 范圍內(nèi)可調(diào)。實際模座行程 S 可分為好幾種?？?具體要求而定。 10.1.3、注塑機頂出裝置和注塑模具頂出機構(gòu)的關(guān)系 注塑機頂出裝置的主要形式有機械頂出、液壓頂出和氣壓吹出。常用的是機械、 液壓頂出兩種。 對機械頂出裝置，注塑機頂桿可放在動模座的中心，也可放在動模座的兩側(cè)； 對液壓頂出裝置，頂桿放在動模座的中心部位，對液壓機械式的頂出裝置，一般機 械頂桿放在動模座的兩側(cè)，液壓頂桿放在動模座的中心。 氣壓吹出需要增設(shè)氣源和氣路，故少用。 注塑機動模座頂桿大小、位置與模具頂出裝置相適應(yīng)，注塑機頂出裝置的頂出 距離 D 應(yīng)大于或等于頂出距離 H1。 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 25 DH1≥ 5 圖（10.1） 10.1.4 模具在注塑機上的安裝與調(diào)試 模具在注塑機上的安裝與調(diào)試包括預(yù)檢、吊裝緊固、頂出距離調(diào)整和合模松緊 程度的調(diào)整及加熱線路、冷卻水管等配套部分的安裝、試模。 (1) 預(yù)檢 模具安裝前，應(yīng)根據(jù)模具裝配圖對其進行檢驗，了解模具的基本結(jié)構(gòu)、工作原 理及注意事項 。。 (2) 吊裝與緊固 首先將注塑機全部功能置于調(diào)整手動控制狀態(tài)，根據(jù)模具圖上標(biāo)示出的吊裝位置及 方向，并按一定的吊裝方式吊起模具（盡量將模具整體吊起） 。 (3)模具吊裝方向 模具吊裝方向的選擇遵照如下幾個原則： ①模具有側(cè)向分型抽芯機構(gòu)時，盡量將滑塊置于水平位置，在水平面內(nèi)左右移動。 ②模具長度與寬度方向尺寸相差較大時，使較長邊與水平方向平行，可以有效地 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 26 減輕導(dǎo)桿在開模時的負載，并使因模具重量而造成導(dǎo)向件產(chǎn)生的彈性變形控制在最 小范圍內(nèi)。 ③模具帶有液壓油路接頭、氣動接頭、熱流道元件接線板時，盡可能放置在非操作 面?zhèn)让妫苑奖悴僮鳌?吊裝方式 一般將模具從注塑機上方之間。當(dāng)模具水平或垂直方向尺寸大于拉桿間的距離 時，吊裝方式如下： 當(dāng)模具長方向尺寸大于拉桿間水平距離 H0 時，從拉桿側(cè)面滑進的方法，適用于 中小型模具。 將模具長方向平行于拉桿軸線（模具高度小于拉桿水平間距 H0，模具寬方向尺 寸小于拉桿垂直距離 V0） ，從拉桿上方滑進拉桿之后，旋轉(zhuǎn) 90o 即可。 整體吊裝成功，將模具定模板上的定位環(huán)裝配入注塑機定模座上的定位孔，用 螺釘或壓板螺釘壓緊定模，并初步固定定模，依靠導(dǎo)柱、導(dǎo)套將動定模兩部分啟閉 幾次，檢查模具在啟閉過程中是否平穩(wěn)，靈活，無卡住現(xiàn)象，最后固定動定模。 分體吊裝與整體吊裝相似，不同之處是模具動模部分是在定模吊裝初步固定之 后再吊裝緊固。 人工吊裝適用于中小型模具，一般從注塑面?zhèn)让嫜b入，在拉桿上墊兩塊模板將 模具滑入拉桿中。 (4) 頂出距離的調(diào)節(jié) 模具緊固后，慢速開啟模具，達到模座行程 S 時，動模板停止后退，調(diào)節(jié)注塑 機頂桿頂出距離 D，使模具上頂出板和動模板之間的間隙&≥5mm，既能頂出塑件， 又能防止損壞模具。 (5) 合模松緊程度的調(diào)節(jié) 合模松緊程度以注塑塑件時，既不產(chǎn)生飛邊，又保證模具有足夠的排氣間隙為 合適。對全液壓式鎖模機構(gòu)，合模松緊程度只要觀察合模力是否在預(yù)定的工藝范圍 內(nèi)即可；對于液壓腫桿式鎖模機構(gòu)，目前主要憑經(jīng)驗和目測來調(diào)節(jié)，即在開模時， 腫桿先快后慢，既不很自然，也不太勉強地伸直，合模松緊正好合適。 (6) 模具配套部分的安裝 配套部分的安裝包括：熱流道元件及電氣元件的接線；電控部分的調(diào)整；液壓 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 27 回路連接；氣壓回路連接；冷卻水路的連接等輔助部分的安裝。 (7) 試模 試模前必須對設(shè)備的油路、水路及電路進行檢查，并按規(guī)定保養(yǎng)設(shè)備，作好開 車前的準(zhǔn)備。 ① 模具預(yù)熱 模具預(yù)熱方法大致有兩種：一是利用模具本身的冷卻水孔，通入熱水進行加熱。 二是外加熱法，即將鑄鋁加熱板安裝在模具外部，從外向內(nèi)進行加熱，這種方法加 熱快，但消耗量大。對中小型模具，無需進行模具預(yù)熱。 ② 料筒和噴嘴的加熱 根據(jù)工藝手冊中推薦的工藝參數(shù)將料筒和噴嘴加熱，與模具預(yù)熱同時進行。 ③ 工藝參數(shù)的選擇和調(diào)整 根據(jù)工藝手冊中推薦的工藝參數(shù)初選溫度、壓力、時間參數(shù)，調(diào)整工藝參數(shù)是 按壓力、時間、溫度這樣的先后順序變動。 ④ 試注塑 當(dāng)料筒中的塑料和模具達到預(yù)熱溫度時，就可以進行試注塑，觀察注塑塑件的 質(zhì)量缺陷，分析產(chǎn)生缺陷的原因，調(diào)整工藝參數(shù)和其他技術(shù)參數(shù)，直至達到最佳狀 態(tài)。 (7) 試注塑過程中，應(yīng)詳細記錄模具狀態(tài)和工藝參數(shù)，對不合格的模具應(yīng)及時進行 返修。 模具的維護 模具在使用過程中，會產(chǎn)生正常的磨損或不正常的損壞。不正常損壞絕大多數(shù) 是由于操作不當(dāng)所致，例如嵌件沒放穩(wěn)就合模，致使型腔被打缺，或是型芯較細， 當(dāng)塑件脫模不下時，用手錘重力敲擊而使型芯彎曲。 總體來說有如下幾種情況要注意： ① 型芯或?qū)蛑鰪潯?② 型腔局部損壞，大部分仍是好的。 ③ 由于型腔材料硬度太底或制件精度太差，使用一段時期后分型面不嚴(yán)密，以致溢 邊太厚，影響制件質(zhì)量。 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 28 在這種情況下，并不需要將整個模具報廢，只需局部修復(fù)即可。局部修復(fù)應(yīng)由專 門的模具工進行。修前，應(yīng)研究模具圖樣，以了解模具結(jié)構(gòu)、材料和熱處理狀態(tài)。 對于零件損壞的，可將壞的拆下，另外加工一個新零件裝上。 型腔打缺的，當(dāng)其 未經(jīng)熱處理硬化時，可用銅焊或鑲嵌的方法修復(fù)；而經(jīng)熱處理硬化的型腔，可用環(huán) 氧樹脂來補缺。 第三種情況，大多數(shù)是日用品塑件模具。由于尺寸精度要求 不高，因此往往可 用平頭鑒子擠壓分型面，使其產(chǎn)生局部塑性變形而相互配合嚴(yán)密。但使用一段時間 后又會出現(xiàn)同樣的問題。所以根本途徑是改用強度較高模具的制造精度。 模具應(yīng)注意經(jīng)常的檢查維修，不要等到損壞嚴(yán)重了才來修復(fù)。注塑機要保持良 好的工作態(tài)度，發(fā)現(xiàn)問題及時維修，以免損傷模具。 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 29 設(shè) 計 總 結(jié) 通過對 CD 盒成型模具的設(shè)計，對常用塑料在成型過程中對模具的工藝要求有 了更深一層的理解，掌握了塑料成型模具的結(jié)構(gòu)特點及設(shè)計計算方法，對獨立設(shè)計 模具具有了一次新的鍛煉。 在模具制造的加工工藝，來編寫加工工藝卡片。 在設(shè)計過程充分利用了各種可以利用的方式，同時在反復(fù)的思考中不斷深化對 各種理論知識的理解，在設(shè)計的后一階段充分利用 CAD 軟就是一例，新的工具的利 用，大在提高了工作效率。 以計算機為手段，專用模具分析設(shè)計軟件為工具設(shè)計模具。軟件可直接調(diào)用數(shù) 據(jù)庫中模架尺寸，金屬材料數(shù)據(jù)庫及加工參數(shù)，通過幾何造型及圖形變換可得到模 板及模腔與型芯形狀尺寸迅速完成模具設(shè)計。 模具 CAD 技術(shù)是模具傳統(tǒng)設(shè)計方式的革命，大大提高了設(shè)計效率，尤其是系列 化或類似注射模具設(shè)計效率更為提高。 總之，通過畢業(yè)設(shè)計的又一次鍛煉完全清楚：充分利用 CAD 技術(shù)進行設(shè)計，在 模具符合使要求的前提下盡量降低成本。同時在實際中不斷的積累經(jīng)驗，以設(shè)計出 價廉物美的模具。 這次設(shè)計能順利完成，還得感謝戴正強等老師的精心指導(dǎo)。但錯誤之處在所難 免，望批評指正。非常感激！ 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 30 設(shè) 計 者 ： 郭 棟 華 2006 年 5 月 參 考 資 料 [1]朱光力主編：《模具設(shè)計與制造實訓(xùn)》 高等教育出版社 2004 年 [2]朱光力、萬金寶主編：《塑料模具設(shè)計》 清華大學(xué)出版社 2004 年 [3]《塑料模設(shè)計手冊》編寫組主編： 《塑料模設(shè)計手冊》模具手冊之二 機械工業(yè)出版社 2004 年 [4]宋玉恒主編：《塑料注射模具設(shè)計手冊》 航天工業(yè)出版社 1994 年 [5]馮炳堯主編：《模具設(shè)計與制造簡明手冊》 上海科技出版社 1998 年 [6]溫松明主編：《互換性測量技術(shù)基礎(chǔ)》 湖南大學(xué)出版社 1996 年 [7]張針主編：《模具設(shè)計與制造實例指導(dǎo)》 北京化學(xué)工業(yè)出版社 1997 年 [8]成都科技大學(xué)、北京化工學(xué)院、天津輕工業(yè)學(xué)院合編： 《塑料成型模具》 中國輕工業(yè)出版社 1997 年 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 31 致 謝 在這短短的幾十天的畢業(yè)設(shè)計中，碰到了許多自己開始畢業(yè)設(shè)計前所沒想到的 困難，如繪制零件圖、零件圖的標(biāo)注、零件設(shè)計時相關(guān)數(shù)據(jù)的計算、查證等等，把 我這三年來所學(xué)的課程基本來了一次大綜合。好在有指導(dǎo)老師的指導(dǎo)和同學(xué)的相互 幫助設(shè)計才能順利地完成。 當(dāng)然，這次畢業(yè)設(shè)計能夠相對如此順利，首先要感謝在這幾個月來幫助我完成 畢業(yè)設(shè)計的戴正強老師，在這幾十天的交往中戴正強老師給我的感覺就是對工作對 學(xué)生負責(zé)的態(tài)度讓人敬佩。我在這次的畢業(yè)設(shè)計中碰到的許多難題大多是在他的指 導(dǎo)下解決的。無論是節(jié)假日或是休息時間他都悉心指導(dǎo)，有時他認為設(shè)計中哪里有 漏洞還會打電話過來指正。戴正強老師他那一絲不茍的工作作風(fēng)是我在以后的工作 中所要努力學(xué)習(xí)的榜樣。再次感謝在這 3 年來悉心指導(dǎo)我的老師們是你們孜孜不倦 的教育精神使我在這 3 年里學(xué)到了很多知識。在他們的教誨下我獲得了人生中最寶 貴的一筆財富。在你們的指導(dǎo)下使我能夠順利畢業(yè)。在最后感謝在這 3 年里共同學(xué) 習(xí)的同學(xué)們是他們使我的大學(xué)生活充滿了激情。也認識了更多的朋友。 最后還是只能用非常感謝來代替現(xiàn)在的心情。再次感謝所有的人。 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 32