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畢業(yè)設(shè)計 論文 設(shè)計題目 塑料梳子注射模具設(shè)計 院 系 河源職業(yè)技術(shù)學院 學生姓名 許永鋒 專業(yè)班級 08 模具設(shè)計與制造 1 班 學 號 2008301139 指導(dǎo)教師 劉長靈 2011 年 5 月 13 日 畢業(yè)設(shè)計 論文 1 目錄 目錄 1 摘 要 3 Abstract 4 第一章 引言 5 第二章 塑件的工藝性能分析 6 2 1 塑件分析 6 2 2 塑件工藝性能分析 7 2 2 1 成型塑料的工藝性能 7 2 2 2 成型塑料的成型加工性能 8 2 3 塑料成型主要技術(shù)指標 9 2 4 成型塑料注射成型工藝參數(shù) 9 2 5 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 10 2 6 塑件外型 11 圖 2 2 塑件外型 11 第三章 注射成型模具的設(shè)計 12 3 1 選擇模架 12 3 2 模具與注射機的關(guān)系 13 3 3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 13 3 3 1 澆口設(shè)計 14 3 3 2 冷料井設(shè)計 15 3 4 注塑模成型零部件設(shè)計 16 3 4 1 型腔分型面位置和形狀的設(shè)計 16 3 4 2 塑件在型腔中放置方位的確定 16 3 4 3 分型面形狀的決定 16 3 4 4 分型面位置的選擇 16 3 5 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 17 3 5 1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 17 圖 3 6 凹模 18 3 5 2 內(nèi)型心的結(jié)構(gòu)設(shè)計 18 3 5 3 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計和凹模一樣 18 3 6 排氣系統(tǒng)設(shè)計 19 3 7 型腔成型尺寸的設(shè)計 19 3 7 1 塑件精度及其影響因素 19 3 7 2 型腔型心的成型尺寸計算 19 3 8 合模導(dǎo)向和定位機構(gòu) 22 1 定位作用 22 2 導(dǎo)向作用 23 3 承受一定的側(cè)向壓力 23 3 9 脫模機構(gòu)設(shè)計 24 1 推出機構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動模一側(cè) 24 2 保證塑件不因推出而變形損壞 24 3 機構(gòu)簡單動作可靠 24 畢業(yè)設(shè)計 論文 2 4 良好的塑件外觀 24 5 合模時的正確復(fù)位 24 3 10 模具冷卻系統(tǒng) 25 模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則 25 冷卻水通道的設(shè)置 25 冷卻水孔的布置 25 降低入水與出水溫度差 26 第四章 裝配圖 28 結(jié)論 30 參考文獻 30 致謝 31 畢業(yè)設(shè)計 論文 3 摘 要 近年來 我國家電工業(yè)的高速發(fā)展對模具工業(yè) 尤其是塑料模具提出了越來越高 的要求 2004 年 塑料模具在整個模具行業(yè)中所占比例已上升到 30 左右 據(jù)有關(guān)專 家預(yù)測 在未來幾年中 中國塑料模具工業(yè)還將持續(xù)保持年均增長速度達到 10 以上的 較高速度的發(fā)展 國內(nèi)塑料模具市場以注塑模具需求量最大 其中發(fā)展重點為工程塑 料模具 注射成型是塑料成型的一種重要方法 它主要適用于熱塑性塑料的成型 可以一 次成型形狀復(fù)雜的精密塑件 本課題就是將日常生活中的梳子為設(shè)計模型 將注射模 具的相關(guān)知識作為依據(jù) 闡述塑料注射模具的設(shè)計過程 本設(shè)計對日常生活中的梳子進行的注塑模設(shè)計 利用 Ug 軟件對塑件進行了實體造 型 對塑件結(jié)構(gòu)進行了工藝分析 明確了設(shè)計思路 確定了注射成型工藝過程并對各 個具體部分進行了詳細的計算和校核 如此設(shè)計出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運用可靠 保證了與其他部件的配合 最后用 autoCAD 繪制了一套模具裝配圖和零件圖 本課題通過對日常生活中的梳子的注射模具設(shè)計 鞏固和深化了所學知識 取得 了比較滿意的效果 達到了預(yù)期的設(shè)計意圖 關(guān)鍵詞 塑料模具 注射成型 模具設(shè)計 梳子 畢業(yè)設(shè)計 論文 4 Abstract In recent years the rapid development of China s household electrical appliance industry to the mold industry especially the plastic mold raised higher and higher demands in 2004 the entire mold plastic mold industry the proportion had risen to about 30 according to the experts predict in the next few years China plastic mold industry will continue to maintain an average annual growth rate of 10 or more of the high rate of development The domestic market in order to injection mold plastic mold greatest demand including development priorities of plastic molds Injection molding plastic molding an important method which is mainly applied to thermoplastic molding can be a complex shape forming of precision plastic parts This topic is to Daily Comb for the design of the shell model the injection mold related knowledge as the basis to explain plastic injection mold design process The design of the Daily Comb on the shell for the injection mold design plastic parts using Ug software had solid modeling the structure of the plastic parts of the process analysis Clear design ideas determine the injection molding process and to specific parts of a detailed calculation and checking The structure of such a design work to ensure that the use of molds and reliable to ensure that the co ordination with other components At last autoCAD drawing a set of mold assembly drawings and parts drawing The topic of the slider Daily Comb shell by injection mold design consolidate and deepen the knowledge of what they have learned and achieved satisfactory results to achieve the desired design intent Keywords plastic mold injection molding mold design Daily Comb 畢業(yè)設(shè)計 論文 5 第一章 引言 由于塑料具有很多優(yōu)良的性能和特點 近年來它在各領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng) 用 作為塑料制造業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè) 塑料模具的設(shè)計與制造也得到了空前的發(fā)展 特 別是作為塑料必備成型工具的塑料注塑模具 由于它成型效率高 易成型形狀復(fù)雜的 制品 并科實現(xiàn)自動化生產(chǎn) 得到迅速的法子 在我國其發(fā)展速度之快 需求量之大 是前所未有的 未來國內(nèi)外塑性模具的制造技術(shù)和成型技術(shù)有如下發(fā)展趨勢 1 在模具設(shè)計制造 中廣泛應(yīng)用 CAD CAE CAM 技術(shù) 2 高速銑削加工將得到更廣泛地應(yīng)用 3 在塑料模具 中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù) 氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù) 4 提高模具標準化水平 和模具標準件的使用率 5 研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程 6 虛擬技術(shù) 將得到發(fā)展 7 模具自動加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展 模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備 它被用來成型具有一定形狀和尺寸的各種制品 模具成型已成為當代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段 成為多種成型工藝中最具潛力的發(fā)展方向 尤其是塑料模具 在所有模具的總產(chǎn)量中所占的比例越來越大 對經(jīng)濟的發(fā)展起著十 分重要的作用 隨著計算機技術(shù)的發(fā)展 計算機已廣泛應(yīng)用于模具工業(yè) 在注射成型 系統(tǒng)中 針對每一個環(huán)節(jié)都可將計算機作為輔助工具而加入 構(gòu)成該環(huán)節(jié)的 CAD 或 CAM 或 CAE 近年來塑料成型模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速 在工業(yè)生產(chǎn)中對塑料模具的要 求是 能高效地生產(chǎn)出外觀和性能均符合使用要求的制品 它包括三個方面的內(nèi)容 第一 制品方面要求精度高 外觀美 性能好 第二 制造方面要求結(jié)構(gòu)合理 容易 制造 而且成本要低 第三 使用方面要求操作簡單方便 效率高 容易實現(xiàn)自動化 還有維護保養(yǎng)方便 隨著模具設(shè)計與制造技術(shù)的迅猛發(fā)展 塑料成型模具將趨向于高 效率 自動化 大型 精密 長壽命的方向發(fā)展 本次設(shè)計的題目是 塑料梳子注射模具設(shè)計 其內(nèi)容為 1 產(chǎn)品外型設(shè)計 以產(chǎn)品外型測量 獲取產(chǎn)品的尺寸 提供產(chǎn)品設(shè)計方案 2 制品總裝結(jié)構(gòu)及零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 包括結(jié)構(gòu)尺寸 尺寸公差及配合等 畢業(yè)設(shè)計 論文 6 3 制品結(jié)構(gòu)零件的成型工藝及成型模具設(shè)計 包括制品的工藝分析 工藝計算 成 型機選擇 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計等 4 獨立地完成設(shè)計任務(wù) 圖紙整潔 標注等符合國標 準時完成任務(wù) 第二章 塑件的工藝性能分析 2 1 塑件分析 一個完美的塑件制作應(yīng)根據(jù)制品的使用要求和外觀要求從塑料的力學性能 美術(shù) 造型和成型工藝 塑料模具設(shè)計和制造等多方面進行全面考慮 本次設(shè)計的塑件是日常梳子 屬于小型塑件 在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計中是一類比較典型 的操作型產(chǎn)品的設(shè)計 涉及到因素較小 最主要的是使用時要手感舒適 所以它的尺 寸要求一般 表面質(zhì)量要求稍高 外觀平滑 無氣孔 縮孔等現(xiàn)象 圖 2 1 梳子產(chǎn)品圖 畢業(yè)設(shè)計 論文 7 2 2 塑件工藝性能分析 2 2 1 成型塑料的工藝性能 ABS 是由丙烯腈 丁二烯 和苯乙烯值得的三元共聚物和 或 聚合物與共聚物的 共混物制得的塑料 其中 A 代表丙烯腈 B 代表丁二烯 C 代表苯乙烯 ABS 是由三種 組分組成的 所以它具有三種組分綜合性能的特點 具體表現(xiàn)在 優(yōu)良的物理力學性 能 沖擊強度高 尺寸穩(wěn)定性好 不透水 耐熱溫度高 電絕緣性能受溫度和濕度的 影響很小 且在很大頻率變化范圍內(nèi)保持穩(wěn)定 耐環(huán)境性能好 幾乎不受水 無機鹽 堿 酸類的影響 ABS 最大不足之處是耐候性能比較差 在光線的照射下容易老化 ABS 在室溫下的物理力學性能見表 1 表 1 ABS 在室溫下的物理力學性能 性能 高抗沖型 耐熱型 中抗沖型 拉伸強度 MPa 35 44 45 57 42 62 斷裂伸長率 5 60 3 20 5 25 拉伸彈性模量 MPa 1600 3300 2300 3000 2300 3000 壓縮強度 MPa 49 64 65 71 73 88 彎曲強度 MPa 52 81 70 85 69 92 懸臂梁沖擊強度 缺口 J M 1 16 44 11 25 6 22 洛氏硬度 65 109 105 115 108 115 彎曲彈性模量 MPa 1600 2500 2100 3000 2100 3100 畢業(yè)設(shè)計 論文 8 壓縮彈性模 MPa 1200 1400 1700 1900 吸水性 0 2 0 45 0 2 0 45 0 2 0 45 密度 g cm 3 1 02 1 05 1 06 1 08 1 05 1 07 2 2 2 成型塑料的成型加工性能 ABS 是一種成型加工性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料 可用一般加工方法成型加工 ABS 的流變性 ABS 聚合物在熔融狀態(tài)下流動特性屬于假塑性流體 雖然 ABS 的熔 體流動性與加工溫度和剪切速率都有關(guān)系 但對剪切速率更為敏感 因此在成型過程 中可以采用提高剪切速率來降低熔體粘度 改善熔體流動性 ABS 屬于無定形聚合物 無明顯熔點 成型后無結(jié)晶 成型收縮率為 0 4 0 5 通常在 1600以上即可成型 在成型過程中 ABS 的熱穩(wěn)定性較好 不易出現(xiàn)降解或分解 溫度過高時 聚合物中橡 膠相有破壞的傾向 通常 ABS 開始出現(xiàn)分解的溫度是 2700C 但是在 2500C 左右聚合物 就開始變色 ABS 的吸水性 ABS 具有一定的吸水性 含水量在 0 3 0 8 范圍 成型時如果聚 合物中含有水分 制品上就會出現(xiàn)斑痕 云紋 氣泡等缺陷 因此在成型前 需將聚合 物進行干燥處理 使其含水量降到 0 2 左右 ABS 制品的后處理 一般情況下很少出現(xiàn)應(yīng)力裂開 如果需處理 消除或減少 ABS 制品內(nèi)應(yīng)力的方法是將制品放入溫度為 70 800C 的熱風循環(huán)干燥箱里內(nèi)處理 2 4h 緩 慢冷卻至室溫 ABS 的成型工藝條件 ABS 注塑時可以采用柱塞式或螺桿式注塑機進行成型加工 成型溫度盡量取低些 以防止發(fā)生熱分解或?qū)ζ湮锢砹W性能有所不利 通常螺桿式 注塑機溫度在 160 2200C 之間 一般對薄壁 長流程 小澆口的制品或耐熱級以及使 用柱塞式注塑時要求的注塑壓力較高 可達 130 150MP 而壁厚 大澆口 螺桿式注塑 機所選用的注塑壓力只需 70 100MPa 即可 為了獲得內(nèi)應(yīng)力較少的制品 保壓壓力不 宜過高 60 70MPa 就可以滿足要求 注射速度對對 ABS 的熔體流動性有一定影響 注 射速度快 制品表面光潔度不佳 注射速度慢 制品表面容易出現(xiàn)波紋 熔接痕等現(xiàn) 象 因而除了充模有困難的情況下 一般以中 低速度為宜 在制品要求表面光澤較 高時 模具溫度可控制在 60 800C 對一般制品可控制在 50 600C 畢業(yè)設(shè)計 論文 9 2 3 塑料成型主要技術(shù)指標 表 2 ABS 主要技術(shù)指標 密度 g cm3 1 02 1 16 彎曲強度 MPa 80 比容 cm3 g 0 86 0 98 硬度 HB 9 7 吸水率 24h 0 2 0 4 體積電阻率 6 9 1016 抗拉屈服強 50 熔點 0C 130 160 度 Mpa 0 45MP 90 108 無缺口 261熱變形 溫度 0C 1 82MP 83 103 沖擊強 度 KJ m2 缺口 11 拉伸彈性模量 MPa 1 8 103 收縮率 0 4 0 7 2 4 成型塑料注射成型工藝參數(shù) 表 3 成型塑料注射成型工藝參數(shù) 塑料名稱 ABS 注射機類型 螺桿式 溫度 0C 80 95預(yù)熱和干燥 時間 h 4 5 后段 150 170 中段 165 180料筒溫度 0C 前段 180 200 噴嘴溫度 0C 170 180 模具溫度 0C 40 50 注射壓力 Mpa 60 100 高壓時間 0 5 畢業(yè)設(shè)計 論文 10 保壓時間 15 30 冷卻時間 15 30 成型時間 S 成型周期 40 70 螺桿轉(zhuǎn)速 r min 30 60 2 5 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 影響模塑件尺寸精度的因素十分復(fù)雜 主要有模具制造的精度 模制時由于工藝 條件的變化引起成型收縮率的波動 同時由于磨損等因素會造成模具尺寸不斷變化 活動配合間隙的變化以及模制件脫模斜度都會影響塑料制件的精度 塑件精度的確定 應(yīng)該合理 在滿足使用要求前提下盡可能選用低精度 本次設(shè)計的塑件是日常梳子 屬于比較小型零件 其尺寸公差按 SL1372 78 標準取四級精根據(jù)塑件的尺寸 其公差 值為 0 62 由于本塑件要求外觀平滑 無氣孔 縮孔等現(xiàn)象 而塑料制品的表面狀態(tài)的好壞 模具型腔的粗糙度起著決定性的作用 本塑件的脫模表面粗糙度 Ra 為 0 4 其余為 0 8 一般情況下 模具型腔的表面粗糙度要比塑件表面粗糙度高 1 2 級 所以模具的 型腔的脫模表面粗糙度 Ra 為 0 2 由于模具在使用中型腔的磨損而使表面變得粗糙 所以應(yīng)對型腔即時維護 在塑件的內(nèi)表面沿脫模方向應(yīng)設(shè)計足夠的脫模斜度 否則會發(fā)生脫模困難 如過 大推出力時易拉壞擦傷塑件 塑件沿脫模方向常用的斜度值對熱塑性塑料件為 0 50 3 00 本塑件的外壁的脫模斜度為 45 內(nèi)壁為 1 750 2 6 塑件外型 畢業(yè)設(shè)計 論文 11 圖 2 2 塑件外 型 第三章 注射成型模具的設(shè)計 3 1 選擇模架 注射模具的基本結(jié)構(gòu)有很多共同點 所以標準化的工作已經(jīng)基本完成 市場上有標準 件出售 為制造注射模具提供了便利條件 在這里采龍記 LKM 生產(chǎn)的標準型模架 模坯 類型為大水口 其組合形式主要有 3 種 分別是 AI 有支撐板 BI 有推板也有支撐板 CI 無推板也無支撐板 本次設(shè)計的塑件尺寸不大 邊長約為 100mm 的長方形塑件 塑件形狀結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜 故采用一模兩腔的方案 采用推桿推出塑件 并采用支撐柱代替支撐板 這樣既能保證模 具的生產(chǎn)效率 降低模具加工成本 節(jié)省材料等 模架具體形狀見圖 圖 3 1 模架 采用 CI 2030 A60 B70 C70 畢業(yè)設(shè)計 論文 13 3 2 模具與注射機的關(guān)系 由于塑件結(jié)構(gòu)不規(guī)則 不易計算塑件的體積 為了方便快速地計算出體積 可以采用 CAE技術(shù) 在UG軟件上可算出塑件的總體積 根據(jù)UG所算出的體積 設(shè)計模具時 應(yīng)保 證注射模內(nèi)所需熔體總量在注射機實際的最大注射的范圍內(nèi) 確保尺寸的穩(wěn)定性 確保實 際生產(chǎn)情況 由UG 計算可得塑件曲面區(qū)域約為4473 22cm 2 模具是一模兩腔 由 塑料模具設(shè)計手冊 表 2 40 熱塑性塑料注射機型號與主要技術(shù)規(guī)格中 初步 選 XS ZY 125 注射機 其主要技術(shù)規(guī)格如表 5 表 5 XS Z 125 注射機主要技術(shù)規(guī)格 螺桿直徑 mm 42 鎖模力 KN 900 注射容量 cm 3 125 最大注射面積 cm 2 320 注射壓力 MPa 120 模板行程 mm 115 最大 300 球半徑 13模具厚 度 mm 最小 200 噴嘴 mm 孔直徑 4 定位孔直徑 mm 150 0 0 06 中心孔徑 mm 50 3 3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 主流道與注射機噴嘴接觸處多做成半球形的凹坑 兩者應(yīng)嚴密的配合 避免高壓塑料 熔體溢出 凹坑球半徑 R2 應(yīng)比噴嘴球頭半徑 R1 大 1 2mm 主流道小端直徑應(yīng)比注射機噴 嘴孔直徑大 0 5 1mm 大端直徑應(yīng)比分流道深度大 1 5mm 以上 其錐角不宜太大 一般 取 20 60 當主流道貫穿幾塊模板時 必須采用主流道襯套 以避免在模板間的拼縫處溢 料 以致主流道凝料無法脫出 主流道尺寸見下圖 3 2 畢業(yè)設(shè)計 論文 14 圖 3 2 唧嘴 3 3 1 澆口設(shè)計 澆口直接與塑件相連 把塑料熔體引入型腔 澆口是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位 澆口的形 狀和尺寸對塑件質(zhì)量影響很大 澆口在大多數(shù)情況下是整個流道中斷面尺寸最小的部分 對充模流動起著控制作用 成型后制品與澆注系統(tǒng)從澆口處分離 因此其尺寸又影響著后 加工工作量的大小和塑件的外觀 由于塑件尺寸精度要求較高 并外表面要求光滑 所以該模具采用一模兩腔的二板模 結(jié)構(gòu)和直接澆口 根據(jù)塑件的實際情況 具體的形狀和尺寸如下圖 畢業(yè)設(shè)計 論文 15 圖 3 3 澆口 3 3 2 冷料井設(shè)計 由于注射機噴嘴與冷模具接觸降溫 致使噴嘴前端常存有一段低溫料 為除去這段料 在主流道對面一般設(shè)有冷料井 使冷料不進入分流道和型腔 本設(shè)計冷料井采用底部帶推 料桿的形式 拉料桿為 Z 形頭拉料桿 拉料桿的根部固定在推出板上 在推出制件時 冷料也一同被推出 取產(chǎn)品時向拉料鉤的側(cè)向稍許移動 即可脫鉤將制件連同澆注系統(tǒng)凝 料一道取下 畢業(yè)設(shè)計 論文 16 圖 3 4 冷料井 3 4 注塑模成型零部件設(shè)計 3 4 1 型腔分型面位置和形狀的設(shè)計 分開模具取出塑件的面稱為分型面 分型面設(shè)計得是否得當 對制件質(zhì)量 操作難易 模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜性有很大影響 主要應(yīng)考慮三點 3 4 2 塑件在型腔中放置方位的確定 塑件從模內(nèi)取出時 一般只采用一個與注射機開模運動方向相垂直的分型面 安排 制件在型腔中的方位時 要盡量避免與開模運動相垂直或傾斜的方向有側(cè)凹或側(cè)孔 3 4 3 分型面形狀的決定 一般分型面是與注射機開模方向相垂直的平面 3 4 4 分型面位置的選擇 一般取分型面為制件斷面輪廓最大的地方 另外還要考慮避免在制件上留下拼合縫的 畢業(yè)設(shè)計 論文 17 痕跡 從制件頂出去考慮 分型面應(yīng)盡可能留在動模上 本塑件屬于薄板類制件 根據(jù)塑 件的形狀 塑件在模具中應(yīng)平放 凸臺多的一邊留在動模 少的一邊在定模 具體結(jié)構(gòu)見 圖 圖 3 5 分型面位置 3 5 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 3 5 1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)本塑件的情況 將凹模做成鑲嵌式 其特點是加工比較簡單 替換性強 可采 用數(shù)控機床 普通機床 電加工等方法加工 分為兩部分 一部分是外型芯即套筒 內(nèi)型 芯從背面鑲?cè)?外型芯從正面鑲?cè)?內(nèi)型芯鑲在外型芯的里面 利用過盈配合固定 利用 定位銷定位 畢業(yè)設(shè)計 論文 18 圖 3 6 凹模 3 5 2 內(nèi)型心的結(jié)構(gòu)設(shè)計 由于本塑件所要求的型心形狀簡單 用電火花就 可以就可以加工 還有脫模斜度 用數(shù)控機床來加工 一個臺階來固定位置 3 5 3 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計和凹模一樣 畢業(yè)設(shè)計 論文 19 圖 3 7 凸模 3 6 排氣系統(tǒng)設(shè)計 當塑料熔體注入型腔時 如果型腔內(nèi)原有氣體 蒸汽等不能順利地排出 將會在制件 上形成氣孔 銀絲 灰霧 接縫 表面輪廓不清 型腔不能完全充滿等弊病 同時還會因 氣體壓縮而產(chǎn)生高溫 引起流動前沿物料溫度過高 粘度下降 容易從分型面溢出 發(fā)生 飛邊 重則灼傷制件 使之產(chǎn)生焦痕 而且型腔內(nèi)氣體壓縮的反壓力會減低充模速度 影 響注塑周期和產(chǎn)品質(zhì)量 因此設(shè)計型腔時必須充分地考慮排氣問題 對于一般的塑件 可利用分型面排氣或利用推桿與孔的配合間隙排氣 本設(shè)計的塑件 的頂針比較多 且分型面比較大 所以可利用分型面排氣或利用推桿與孔的配合間隙排氣 3 7 型腔成型尺寸的設(shè)計 3 7 1 塑件精度及其影響因素 模具的成型尺寸是指型腔上直接用來成型塑件部位的尺寸 主要有型腔和型心的徑向 尺寸 型腔和型心的深度或高度尺寸 中心距尺寸等 在設(shè)計模具時必須根據(jù)制品的尺寸 和精度要求來確定成型零件的相應(yīng)尺寸和精度等級 給出正確的公差值 影響塑件精度的 因素有多個方面 主要有成型零件的制造誤差 成型收縮率波動 型腔成型零件磨損量的 影響等三個方面 3 7 2 型腔型心的成型尺寸計算 塑件的等級精度為 4 級 未標注公差按 SJB72 78 取 8 級精度 成型零件的制造公 差 z 1 4 1 6 取 z 1 4 其中 為塑件允許公差值 一般說來模具的等級精度 要比塑件精度高 1 2 等級 所以模具型腔型心等級精度取 6 級 其余未標主公差按 SJB72 78 取 8 級精度 模具型腔 型心的成型尺寸按平均收縮率計算 畢業(yè)設(shè)計 論文 20 由 塑料成型與模具設(shè)計 的表 3 8 可查得 型腔的徑向尺寸計算 型腔的徑向尺寸可按下式計算 LM LS LS Scp 3 4 z 其中 LS 塑件的名義尺寸 Scp 塑件的平均收縮率 ABS 平均收縮率為 1 2 0 4 0 7 0 55 塑件允許的公差值 z 模具制造偏差 z 1 3 1 6 取 z 1 3 塑件公差數(shù)值表 3 1 基本尺寸 值 mm z 1 3 mm 14 18 0 20 0 067 65 80 0 38 0 127 225 300 1 8 0 54 由圖 9 可知 型腔徑向需計算的尺寸有 L S1 314 L S2 241 L S3 326 根據(jù)型腔成型尺寸計算公式 按平均收縮率計算 有 LM1 LS1 LS1 Scp 3 4 z 314 314 0 55 3 4 1 8 0 54 317 0 54 LM2 LS2 LS2 Scp 3 4 z 241 241 0 55 3 4 1 8 0 54 243 6 0 54 LM3 LS3 LS3 Scp 3 4 z 326 326 0 55 3 4 2 0 61 329 3 0 61 型心的徑向尺寸計算 型心的徑向尺寸可按下式計算 畢業(yè)設(shè)計 論文 21 LM LS LS Scp 3 4 z 其中 LS 塑件的名義尺寸 Scp 塑件的平均收縮率 ABS 平均收縮率為 1 2 0 4 0 7 0 55 塑件允許的公差值 z 模具制造偏差 z 1 3 1 6 取 z 1 3 塑件公差數(shù)值表 3 2 基本尺寸 值 mm z 1 3 mm 10 14 0 18 0 060 65 80 0 38 0 127 225 300 1 8 0 54 由圖 9 可知 型心徑向需計算的尺寸有 L S1 312 L S2 239 根據(jù)型心成型尺寸計算公式 按平均收縮率計算 有 LM1 LS1 LS1 Scp 3 4 0 167 312 312 0 55 3 4 1 8 0 54 315 06 0 54 LM2 LS2 LS2 Scp 3 4 0 127 239 239 0 55 3 4 1 8 0 54 241 66 0 54 型腔的深度尺寸計算 型腔的深度尺寸可按下式計算 HM HS H S Scp 2 3 z 其中 HS 塑件的名義尺寸 Scp 塑件的平均收縮率 ABS 平均收縮率為 1 2 0 4 0 7 0 55 塑件允許的公差值 z 模具制造偏差 z 1 3 1 6 取 z 1 4 塑件公差數(shù)值表 3 3 畢業(yè)設(shè)計 論文 22 基本尺寸 值 mm z 1 4 mm 3 6 0 14 0 047 20 30 0 48 0 12 由圖 9 可知 型腔深度需計算的尺寸有 H S1 27 1 HM1 HS1 HS1 Scp 2 3 0 047 27 1 27 1 0 55 2 3 0 14 0 12 27 33 0 12 型心的高度尺寸計算 型心的高度尺寸可按下式計算 HM HS H S Scp 2 3 z 其中 HS 塑件的名義尺寸 Scp 塑件的平均收縮率 ABS 平均收縮率為 1 2 0 4 0 7 0 55 塑件允許的公差值 z 模具制造偏差 z 1 3 1 6 取 z 1 3 塑件公差數(shù)值表 3 4 基本尺寸 值 mm z 1 3 mm 3 6 0 14 0 047 20 30 0 48 0 12 由圖 9 可知 型心高度需計算的尺寸有 H S1 25 HM1 HS1 HS1 Scp 2 3 0 12 25 25 0 55 2 3 0 48 0 12 25 45 0 12 畢業(yè)設(shè)計 論文 23 3 8 成型零件的部分尺寸 3 8 合模導(dǎo)向和定位機構(gòu) 導(dǎo)向機構(gòu)是保證動定?；蛏舷履：夏r 正確定位和導(dǎo)向的零件 合模導(dǎo)向機構(gòu) 主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式 通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向定位 導(dǎo)向機構(gòu)的作用如下 1 定位作用 模具閉合后 保證動定模或上下模位置正確 保證型腔的形狀 和尺寸精確 導(dǎo)向機構(gòu)在模具裝配過程中也起了定位作用 便于裝配和調(diào)整 2 導(dǎo)向作用 合模時 首先是導(dǎo)向零件接觸 引導(dǎo)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 3 承受一定的側(cè)向壓力 塑料熔體在充型過程中可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力 或 者由于成型設(shè)備精度低的影響 使導(dǎo)柱承受了一定的側(cè)向壓力 以保證模具的正常工 作 若側(cè)壓力很大時 不能單靠導(dǎo)柱來承擔 需增設(shè)錐面定位機構(gòu) 模 具 導(dǎo) 向 時 采 用 導(dǎo) 柱 導(dǎo) 套 形 式 導(dǎo) 柱 采 用 帶 頭 導(dǎo) 柱 結(jié) 構(gòu) 簡 單 加 工 方 便 導(dǎo) 套 采 用 直 導(dǎo) 套 按 國 家 標 準 形 式 選 取 導(dǎo) 柱 與 導(dǎo) 套 的 配 合 采 用 H7 f7 導(dǎo) 套 和 導(dǎo) 套 孔 的 配 合 采 用 畢業(yè)設(shè)計 論文 24 H7 r6 結(jié) 構(gòu) 如 圖 圖 3 9 導(dǎo) 柱 和 導(dǎo) 套 導(dǎo) 柱 的 布 置 形 式 采 用 如 下 圖 布 局 圖 3 10 3 9 脫模機構(gòu)設(shè)計 注塑模必須設(shè)有準確可靠的脫模機構(gòu) 以便在沒一個循環(huán)中將塑件從型腔內(nèi)或型心上 自動地脫出模外 脫出塑件的機構(gòu)稱為脫模機構(gòu)或推出機構(gòu) 脫模機構(gòu)種類較多 比較典 型的簡單脫模機構(gòu)是用推桿推出 本次設(shè)計的塑件采用簡單的推桿推出機構(gòu) 為避免頂出 時塑件受力不均而變形 頂桿的布置盡量對稱 均勻 制件推出 頂出 是注射成型過程 中的最后一個環(huán)節(jié) 推出質(zhì)量的好壞將最后決定制品的質(zhì)量 因此 制品的推出是不可忽 視的 在設(shè)計推出脫模機構(gòu)時應(yīng)遵循下列原則 畢業(yè)設(shè)計 論文 25 1 推出機構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動模一側(cè) 由于推出機構(gòu)的動作是通過裝在注射 機合模機構(gòu)上的頂桿來驅(qū)動的 所以一般情況下 推出機構(gòu)設(shè)在動模一側(cè) 正因如此 在 分型面設(shè)計時應(yīng)盡量注意 開模后使塑件能留在動模一側(cè) 2 保證塑件不因推出而變形損壞 為了保證塑件在推出過程中不變形 不損壞 設(shè)計時應(yīng)仔細分析塑件對模具的包緊力和粘附力的大小 合理的選擇推出方式及推出位置 推力點應(yīng)作用在制品剛性好的部位 如筋部 凸緣 蓋體形制品的壁緣處 盡量避免推點 作用在制品的薄平面上 防止制件破裂 穿孔 如蓋體形制件及筒形制件多采用推板推出 從而使塑件受力均勻 不變形 不損壞 3 機構(gòu)簡單動作可靠 推出機構(gòu)應(yīng)使推出動作可靠 靈活 制造方便 機構(gòu) 本身要有足夠的強度 剛度和硬度 以承受推出過程中的各種力的作用 確保塑件順利脫 模 4 良好的塑件外觀 推出塑件的位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部 或隱蔽面和非裝飾 面 對于透明塑件尤其要注意頂出位置和頂出形式的選擇 以免推出痕跡影響塑件的外觀 質(zhì)量 5 合模時的正確復(fù)位 設(shè)計推出機構(gòu)時 還必須考慮合模時機構(gòu)的正確復(fù)位 并保證不與其他模具零件相干涉 推出機構(gòu)的種類按動力來源可分為手動推出 機動推出 液壓氣動推出機構(gòu) 模具的推出機構(gòu)為機動推出 采用頂桿頂出 畢業(yè)設(shè)計 論文 26 圖 3 11 脫模機構(gòu) 圖 3 12 3 10 模具冷卻系統(tǒng) 注塑模具型腔壁的溫度高低及其均勻性對成型效率和制品的質(zhì)量影響很大 一般注入 模具的塑料熔體的溫度為 200 300 而塑件固化后從模具中取出的溫度為 60 80 以下 視塑料的品種不同有很大差異 為了調(diào)節(jié)型腔的溫度 需在模具內(nèi)開設(shè) 冷卻水通道 通過模具調(diào)節(jié)機調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)的溫度 模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則 冷卻水通道的設(shè)置 動定模和型腔的四周應(yīng)均勻地布置冷卻水道 不可只布置 在模具的動模和定模邊 否則開模后的制品一側(cè)溫度高一側(cè)溫度低 在進一步冷卻時會發(fā) 生翹曲變形 冷卻水孔的布置 理想情況下 管壁間距離不得超過水孔直徑的 5 倍 水管壁 畢業(yè)設(shè)計 論文 27 離型腔表面不得太近也不能太遠 一般不超過管徑的 3 倍 降低入水與出水溫度差 如果出入水溫度相差過大 會使模具溫度分布不均 勻 本次設(shè)計的塑件為小型模具 型心很小 所以在型腔開設(shè)冷卻水孔 水管尺寸為 8mm 結(jié)構(gòu)如下圖 畢業(yè)設(shè)計 論文 28 圖 3 13 冷卻水道尺寸結(jié)構(gòu)圖 畢業(yè)設(shè)計 論文 29 第四章 裝配圖 畢業(yè)設(shè)計 論文 30 凹模 凸模 畢業(yè)設(shè)計 論文 31 結(jié)論 這次的畢業(yè)設(shè)計經(jīng)過近兩個月的努力 終于得以完成了 畢業(yè)設(shè)計是一次理論與實踐 的訓練 也是在大學三年中所學知識的一次總的檢驗 通過這次畢業(yè)設(shè)計 不但使我的專 業(yè)知識得到了鞏固和加強 而且還豐富了我在模具設(shè)計方面的經(jīng)驗 從而能夠運用我所學 的理論知識和技能去解決實際問題 為日后的學習工作打下了堅實的基礎(chǔ) 本次設(shè)計是在閱讀大量技術(shù)文獻的基礎(chǔ)上 對模具設(shè)計的各個步驟作出了詳細的介紹 并繪制了裝備圖和全部零件圖 從塑件的工藝分析 塑料材料工藝性能分析到模具的具體 結(jié)構(gòu)及其成型零件加工工藝設(shè)計的全過程 都作了比較詳細的說明 這也是大學三年中所 學的理論知識的綜合運用過程 理論與實踐相結(jié)合是對我們學生的最好檢驗 也是最好的 鍛煉 在這次設(shè)計過程中 通過指導(dǎo)老師和同學們的熱心幫助以及自己的努力 設(shè)計任務(wù)得 以順利完成 這次的設(shè)計也顯現(xiàn)出了我在有些模具知識方面的不足 以后還須加倍努力 爭取在以后的學習和工作中取得更大的進步 參考文獻 1 屈華昌 塑料成型工藝與模具設(shè)計 M 北京 機械工業(yè)出版社 2006 2 史鐵梁 模具設(shè)計指導(dǎo) M 北京 機械工業(yè)出版社 2006 3 黃云清 公差配合與技術(shù)測量技術(shù) M 北京 機械工業(yè)出版社 2006 4 郭鐵良 模具制造工藝學 M 北京 高等教育出版社 2006 5 吳兆祥 模具材料及表面處理 M 北京 機械工業(yè)出版社 2006 6 林清安 Pro ENGINEER2001 模具設(shè)計 M 北京 清華大學出版社 2004 畢業(yè)設(shè)計 論文 32 致謝 在畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束之際 我特向給予我?guī)椭椭С值娜藗儽硎局孕牡母兄x 感謝我 的指導(dǎo)師劉長靈老師 劉老師在學習上給予我無私的關(guān)心 幫助和鼓勵 讓我學到了許多 專業(yè)知識 在畢業(yè)設(shè)計的選題 收集資料 設(shè)計過程中劉老師都悉心指導(dǎo) 答疑解惑 在 此 向老師及同學們至致以衷心的感謝 祝恩師們身體健康 家庭幸福 感謝同窗好友 他們和我共同度過了三年美好難忘的大學時光 我非常珍視和他們的友誼 祝他們前程似 錦 在這次設(shè)計過程中 本人有幸得到指導(dǎo)老師和同學們的熱心幫助 使自己可以順利地 完成設(shè)計任務(wù) 在此 向老師及同學們致以衷心的感謝 同時歡迎老師與同學們給予指正 和幫助