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畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì) 論文 題目 前 蓋 注 塑 模 具 設(shè) 計(jì) 1 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 的主要內(nèi)容及基本要求 內(nèi)容 前蓋注射模具設(shè)計(jì) 產(chǎn)品規(guī)格 見(jiàn)附圖 生產(chǎn)批量 大批量 要求 要求有目錄 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)及產(chǎn)品圖 工藝方案設(shè)計(jì) 提出至少兩種設(shè)計(jì)方案 進(jìn)行比較和分析 單個(gè)塑件體積 重量計(jì)算 成型設(shè)備的選擇及參數(shù)校核 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)及工藝圖設(shè)計(jì)圖一張 成型零件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 成型零件尺寸計(jì)算 成型零件壁厚計(jì)算 繪制成型零件系統(tǒng)部件圖一份 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 優(yōu)先考慮全自動(dòng)脫模 模溫調(diào)節(jié)與冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及總裝圖的繪制 要求 總裝圖一份 0 1 張 選取標(biāo)準(zhǔn)模架 重要零部件圖紙?jiān)O(shè)計(jì) 圖紙總幅面約為零號(hào)圖一張 編寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份 推薦用電腦打印 論文不少于 2 萬(wàn)字 2 指定查閱的主要參考文獻(xiàn) 塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè) 塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè) 編委會(huì) 機(jī)械工業(yè)出版社 2001 塑料模具技術(shù)手冊(cè) 塑料模具技術(shù)手冊(cè) 編委會(huì) 機(jī)械工業(yè)出版社 2001 實(shí)用塑料注射模具設(shè)計(jì)與制造 陳萬(wàn)林等編著 機(jī)械工業(yè)出版社 2001 沖壓與塑料成型設(shè)備 范有成主編 高等教育出版社 2000 塑料模具設(shè)計(jì) 高 濟(jì)主編 機(jī)械工業(yè)出版社 3 進(jìn)度安排 設(shè)計(jì) 論文 各階段名稱 起 止 日 期 1 確定論文題目 收集文獻(xiàn) 提出體系架構(gòu)需求和難點(diǎn) 2007 02 20 2007 02 26 2 確定設(shè)計(jì)方案 重點(diǎn)解決關(guān)鍵疑難問(wèn)題 分析 計(jì)算 2007 02 27 2007 03 27 3 撰寫(xiě)論文 繪圖 2007 03 28 2007 04 28 4 校對(duì) 修改 加工論文及圖紙 2007 04 29 2007 05 29 5 交論文圖紙 2007 05 30 2007 06 5 注 本表一式三份 系 指導(dǎo)教師 學(xué)生各一份 畢業(yè)設(shè)計(jì)課題附圖如下 摘 要 本文是關(guān)于前蓋注塑模具的塑料成型模具設(shè)計(jì) 針對(duì)的主要是模具成型中的側(cè)向 抽芯問(wèn)題 在正確分析塑件工藝特點(diǎn)和 ABS 的性能的基礎(chǔ)上 介紹了對(duì)凸模 凹模 澆注系統(tǒng) 脫模機(jī)構(gòu) 頂也機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 選擇標(biāo)準(zhǔn)零件 設(shè)計(jì)非標(biāo)件的設(shè)計(jì)過(guò)程 由 于模具生產(chǎn)的塑料制品具有高精度 高復(fù)雜程度 高一致性 高生產(chǎn)率和低消耗等特 點(diǎn) 涉及模具結(jié)構(gòu) 強(qiáng)度 壽命計(jì)算及熔融塑料在模具中流動(dòng)預(yù)測(cè)等復(fù)雜的工程運(yùn)算 問(wèn)題 CAD PROE 等不同的軟件可分別用于模具的設(shè)計(jì) 制造和產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行分析 塑料注射成型所用的模具稱為注射模成型模具 該模具特點(diǎn)是模具先由注射機(jī)合模機(jī) 構(gòu)閉和緊密 然后由注射機(jī)注射裝置將高溫高壓的塑料熔體注入模腔內(nèi) 經(jīng)冷卻或固 化成型后 在側(cè)向分型的作用下開(kāi)模取出塑件 前蓋注射模設(shè)計(jì) 采用一般精度 利 用 CAD PROE 來(lái)設(shè)計(jì)或分析注射模的成型零部件 澆注系統(tǒng) 導(dǎo)向部件 脫模機(jī)構(gòu)和 分型抽芯機(jī)構(gòu)等等 綜合運(yùn)用了專業(yè)基礎(chǔ) 專業(yè)課知識(shí)設(shè)計(jì) 其核心知識(shí)是塑料成型 模具 材料成型技術(shù)基礎(chǔ) 機(jī)械設(shè)計(jì) 塑料成型工藝 模具 CAD PROE 等 關(guān)鍵詞 熔融塑料 冷卻 澆注系統(tǒng) 側(cè)向抽芯 頂出機(jī)構(gòu) ABSTRACT this project is casts the mold about the front cover of the plastics to model the molding tool design in view of mainly is in the mold formation lateralpulls out the core question Models the craft characteristic and in the ABS performance foundation in the correct analysis introduced to the raised mold the concave mold the casting system the drawing of patterns organization goes against also the organization design the choice standard components designs the non tender design process ecause the mold produces the plastic product has characteristics and so on high accuracy high complex degree high uniformity high productivity and low consumption involves the mold structure the intensity the life computation and the fusing plastic flows the forecast in the mold and so on the complex project operation question CAD PROE and so on the different software may use in the mold separately the design the manufacture and the product quality carries on the analysis The plastic injection formation uses the mold is called the injection mold formation mold this mold characteristic is the mold first gathers the mold organization by the injection machine to shut with closely then pours into by the injection machine injection installment the high temperature high pressure plastic melt in the cavity after cooling or the solidification formation operates the mold under the lateral minute function to take out models The front cover injection mold designs uses the general precision CAD PROE designs or the analysis injects the mold the formation spare part the casting system guides the part the drawing of patterns organization and the minute pulls out core organization and so on The synthesis has utilized the specialized foundation the professional course knowledge design its core knowledge is the plastic formation mold the material formation technology base the machine design the plastic formation craft mold CAD PROE and so on Key word The fusing plastic cooling the casting system lateral pulls out the core goes against the organization 目 錄 任務(wù)書(shū) 中文摘要 英文摘要 第一章 概述 1 1 1 國(guó)際 國(guó)內(nèi)塑料模具成型發(fā)展概況 1 1 2 塑料模具設(shè)計(jì)方法主要發(fā)展方向 2 1 3 畢業(yè)設(shè)計(jì)課題資料查詢 3 1 3 1 塑件分析 3 1 3 2 了解塑件的加工性能和工藝性能 4 1 3 3 塑料的適用范圍 6 1 3 4 模具材料 6 1 4 畢業(yè)設(shè)計(jì)思想簡(jiǎn)述 7 第二章 塑料制件的工藝性分析及工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 2 1 成型塑料制件結(jié)構(gòu)工藝性分析 8 2 2 塑件三維 CAD 建模及 CAE 分析 8 2 2 1 利用 CAE 完成制件三維造 型 8 2 2 2 CAE 分析及其結(jié)果 9 2 2 3 根據(jù) CAE 分析結(jié)論進(jìn)行模具工藝設(shè)計(jì) 14 2 3 根據(jù) CAE 分析結(jié)論進(jìn)行模具工藝設(shè)計(jì) 14 2 3 2 型腔布置 15 2 3 3 確定分型面 15 2 3 4 確定澆注系統(tǒng)和排氣系統(tǒng) 16 第三章選擇注射機(jī)及注射機(jī)工藝參數(shù)校核 20 3 1 注塑機(jī)的技術(shù)規(guī)范 20 3 2 最大注射量的校核 20 3 3 注塑壓力的核核 21 3 4 鎖模力的校核 21 3 5 模具閉合高度校核 22 3 6 開(kāi)模行程校核 22 第四章 模具設(shè)計(jì) 23 4 1 確定標(biāo)準(zhǔn)注塑模架 23 4 2 模具成型零件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23 4 2 1 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 23 4 2 2 成型零件材料設(shè)計(jì) 24 4 2 3 成型零件壁厚設(shè)計(jì) 25 4 2 4 排氣方式及排氣槽的設(shè)計(jì) 25 4 3 型腔成型尺寸計(jì)算 25 4 3 1 塑件精度影響誤差值的確定 25 4 3 2 按平均收縮率計(jì)算成型尺寸 25 4 4 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 30 4 4 1 簡(jiǎn)單脫模 頂桿 推板組合式頂出 設(shè)計(jì) 30 4 4 2 側(cè)向分型 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 32 4 5 模具主要連接 定位 導(dǎo)向件設(shè)計(jì) 37 4 5 1 模具主要連接件選擇或設(shè)計(jì) 37 4 5 2 模具主要定位件選擇或設(shè)計(jì) 37 4 5 3 模具主要導(dǎo)向件選擇或設(shè)計(jì) 37 4 6 模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 43 4 6 1 注射模冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則 43 4 6 2 模具熱平衡計(jì)算 44 第五章 繪制模具圖 48 5 1 繪制總裝結(jié)構(gòu)圖 48 5 2 繪制重要零件圖 48 5 3 校對(duì) 審圖 50 5 4 模具設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題 50 第六章 結(jié)論 51 參考文獻(xiàn) 53 致謝 54 第一章 概述 1 1 國(guó)際 國(guó)內(nèi)塑料模具成型發(fā)展概況 塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的 人們對(duì)各種設(shè)備和用品輕量化 要求越來(lái)越高 這就為塑料制品提供了更為廣闊的市場(chǎng) 塑料制品要發(fā)展 必然要求 塑料模具隨之發(fā)展 我國(guó)塑料模具的水平 近年來(lái) 我國(guó)塑料模具制造水平已有較大提高 所生產(chǎn)的大型塑料模具的單套重 量已達(dá)到 50t 以上 精密塑料模具的精度已達(dá)到 3 m 多腔塑料模具方面已能生產(chǎn)一模 7800 腔的塑封模具 高速模具方面已能生產(chǎn)擠出速度達(dá) 4m min 以上的高速塑料異型材 擠出模具及主型材雙腔共擠模具 從生產(chǎn)手段方面來(lái)看 模具企業(yè)設(shè)備的數(shù)控化率已 有較大提高 CAD CAE CAM 技術(shù)的應(yīng)用面已大為擴(kuò)展 高速加工及 RP RT 等先進(jìn)技術(shù)的 采用已越來(lái)越多 模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用覆蓋率及模具的商品化率都已有較大幅度的提高 熱流道模具的比例也有較大提高 另外 三資企業(yè)的蓬勃發(fā)展進(jìn)一步促進(jìn)了塑料模具 設(shè)計(jì)制造水平及企業(yè)管理水平的提高 國(guó)內(nèi)國(guó)際塑料模具發(fā)展比較 我國(guó)模具生產(chǎn)廠中多數(shù)是自產(chǎn)自配的工模具車間 分廠 自產(chǎn)自配比例高達(dá) 60 左右 而國(guó)外模具超過(guò) 70 屬商品模具 專業(yè)模具廠大多是 大而全 小而全 的組 織形式 而國(guó)外大多是 小而專 小而精 國(guó)內(nèi)大型 精密 復(fù)雜 長(zhǎng)壽命的模具 占總量比例不足 30 而國(guó)外在 50 以上 2004 年 模具進(jìn)出口之比為 3 7 1 進(jìn)出 口相抵后的凈進(jìn)口額達(dá) 13 2 億美元 為世界模具凈進(jìn)口量最大的國(guó)家 世界模具年產(chǎn)值 600 650 億美元 歐美發(fā)達(dá)國(guó)家 模具出口約占本國(guó)模具年產(chǎn)值 1 3 近幾年來(lái) 中國(guó)模具工業(yè)一直以年均 15 左右的快速發(fā)展 目前已有 17000 多家模 具廠家 從業(yè)人數(shù) 50 多萬(wàn) 國(guó)內(nèi)塑料模具產(chǎn)值已占模具總產(chǎn)值的 33 以上 其中以注 塑模具需求量最大 有關(guān)數(shù)據(jù)表明 目前國(guó)內(nèi)僅汽車行業(yè)就需要各種塑料制品 36 萬(wàn)噸 年 電冰箱 洗衣機(jī)和空調(diào)年產(chǎn)量均超過(guò) 1000 萬(wàn)臺(tái) 彩電年產(chǎn)量已超過(guò) 3000 萬(wàn)臺(tái) 到 2010 年 建材行業(yè)塑料門窗普及率要求達(dá)到 30 塑料管材普及率達(dá)到 50 這些 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 1 都將促進(jìn)塑料模具需求量大幅增長(zhǎng) 2000 年 我國(guó) 未包括港澳臺(tái)統(tǒng)計(jì) 塑料模具產(chǎn) 值約 100 億元 2004 年已發(fā)展到 212 億元 4 年平均增長(zhǎng)率為 21 高于模具行業(yè)總體 發(fā)展速度近 4 個(gè)百分點(diǎn) 我國(guó)塑料模具的發(fā)展趨勢(shì) 經(jīng)過(guò)近幾年的發(fā)展 在塑料模具的開(kāi)發(fā) 結(jié)構(gòu)的調(diào)整以及企業(yè)管理等方面已顯示 出以下新的發(fā)展趨勢(shì) 1 在模具的質(zhì)量 交貨周期 價(jià)格 服務(wù)四要素中 越來(lái)越的用戶將交貨周期放 在首位 2 大力增強(qiáng)主動(dòng)開(kāi)發(fā)能力 模具企業(yè)不能等有了合同 才根據(jù)用戶要求進(jìn)行模具 設(shè)計(jì) 目前 青島海爾模具公司等企業(yè)的 你給我一個(gè)概念 我還你一個(gè)產(chǎn)品 的一 站式服務(wù)模式以及太倉(cāng)求精模塑公司等企業(yè)主動(dòng)開(kāi)發(fā)的辦法已被越來(lái)越多的企業(yè)所接 受 3 隨著模具企業(yè)的設(shè)計(jì)和加工水平的提高 模具的制造正在從過(guò)去主要依靠鉗工 的技藝而轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕揽考夹g(shù) 這一趨勢(shì)不但使得模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度不斷提高 而且 使得模具精度越來(lái)越高 生產(chǎn)周期越來(lái)越短 鉗工比例越來(lái)越低 最終促進(jìn)了整個(gè)模 具工業(yè)水平的提高 4 模具企業(yè)及其模具生產(chǎn)正在向信息化方向迅速發(fā)展 在信息社會(huì)中 作為一 個(gè)高水平的現(xiàn)代模具企業(yè) 單單只是 CAD CAM 的應(yīng)用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠 目前許多企業(yè)已經(jīng) 采用了 CAE PDM CAPP RE CIMS ERP 等技術(shù)及其他許多先進(jìn)制造技術(shù)和虛擬網(wǎng)絡(luò) 技術(shù) 5 世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具正加速向我國(guó)轉(zhuǎn)移 其表現(xiàn)方式為 一是遷廠 二是投資 三是采購(gòu) 我國(guó)的模具企業(yè)應(yīng)抓住機(jī)遇 借用并學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的技術(shù) 加 快我國(guó)模具制造業(yè)的發(fā)展步伐 總之 中國(guó)的塑料模具具有光輝燦爛的前景 只有那些能夠把握機(jī)遇 開(kāi)拓市場(chǎng) 不斷發(fā)現(xiàn)新的增長(zhǎng)點(diǎn)的模具企業(yè)和能夠生產(chǎn)高技術(shù)含量模具的企業(yè) 才能在競(jìng)爭(zhēng)激烈 的市場(chǎng)中占有一席之地 第一章 概述 2 1 2 塑料模具設(shè)計(jì)方法主要發(fā)展方向 模具設(shè)計(jì)長(zhǎng)期以來(lái)依靠人的經(jīng)驗(yàn)和機(jī)械制圖來(lái)完成 自從二十世紀(jì)八十年代中國(guó) 發(fā)展模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) CAD 技術(shù)以來(lái) 這項(xiàng)技術(shù)已獲得認(rèn)可 并且得到來(lái)快的發(fā) 展 九十年代開(kāi)始發(fā)展的模具計(jì)算機(jī)輔助工程分析 CAE 技術(shù) 現(xiàn)在也為許多企業(yè)應(yīng) 用 它對(duì)縮短模具制造周期及提高模具質(zhì)量有顯著的作用 一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具 企業(yè)應(yīng)用 CAD 術(shù) 已從二維設(shè)計(jì)發(fā)展到三維設(shè)計(jì) 三維設(shè)計(jì)已達(dá) 70 以上 中國(guó)大部分 企業(yè)還停留在二維設(shè)計(jì)的水平上 能進(jìn)行三維設(shè)計(jì)的企業(yè)還不到 20 CAE 軟件在國(guó)外 應(yīng)用已較普遍 國(guó)內(nèi)應(yīng)用還比較少 用於預(yù)測(cè)零件成形過(guò)程中可能發(fā)生缺陷的水平還 比較低 塑料模具塑料成形過(guò)程的各種模擬分析 注塑成形 包括塑料充模 保壓 冷卻 翹曲 收縮 纖維取向等模擬分析 熱傳導(dǎo)和冷卻過(guò)程的分析 凝固及結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析 等 計(jì)算澆注系統(tǒng)及模腔的壓力場(chǎng) 溫度場(chǎng) 速度場(chǎng) 剪切應(yīng)變速率場(chǎng)和剪切應(yīng)力場(chǎng) 的分布并分析其結(jié)果 是非常復(fù)雜和費(fèi)時(shí)的 這一模擬技術(shù)已從中面流技術(shù)發(fā)展到雙 面流技術(shù) 不久即可發(fā)展到既正確又快速的實(shí)體流技術(shù) 產(chǎn)生滿足塑料件虛擬制造要 求的三維注塑流動(dòng)模擬軟件 1 3 畢業(yè)設(shè)計(jì)課題資料查詢 1 3 1 塑件分析 制件為前蓋 機(jī)構(gòu)復(fù)雜 采用的 材料 ABS 其技術(shù)要求 1 收縮率 0 55 2 未注 公差尺寸按 sj1372 78 8 級(jí) 3 大批量生產(chǎn) 考慮到塑件呈矩形殼體 兩側(cè)有一孔 在加工不規(guī)則表面時(shí)有一定的加工難度 要采取鑲塊形成側(cè)凹 有小孔而要側(cè)向抽芯 綜上所述采用鑲塊式并在一定程度上增加型芯的精度和強(qiáng)度 塑件 CAE 分析見(jiàn)圖 1 3 1 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 3 圖 1 3 1 塑件 CAE 分析結(jié)果 由上圖可得制件質(zhì)量 60g 體積 5717cm3 1 3 2 了解塑件的加工性能和工藝性能 塑料熔體流動(dòng)行為 塑料在模具 內(nèi)可能的結(jié)晶 取向及導(dǎo)致的內(nèi)應(yīng)力 ABS 樹(shù)脂為丙烯脂 23 41 丁二烯 10 30 輪 和苯乙烯 泌 6D 3 種單體共聚而成的無(wú)定型聚合物 簡(jiǎn)稱 ABS ABS 的工業(yè)合成方法有乳液法和本體法 合成的 ABS 有中抗沖擊型 高抗沖擊型 高抗沖擊型等多種 ABS 大分子的主鏈可以為分 BS AB AS 而相應(yīng)的支鏈可分 AS S AB 等組分 不同的結(jié)構(gòu)單元賦予其不同的性能 當(dāng)丙烯臘 A 含量增加時(shí) 其硬度 拉伸強(qiáng)度 彈 性模量 抗沖擊性 耐溶劑性及耐熱性均有所提高 但高頻絕緣性卻下降 當(dāng)丁二烯 B 含量增加時(shí) 韌性 抗沖擊性 耐磨性及伸長(zhǎng)率均增大 而硬度 拉伸強(qiáng)度 彈性 模量卻有所下降 當(dāng)苯乙烯 S 含量增加時(shí) 透明性 著色性 電絕線性及加工性能有 所提高 硬度好 但材質(zhì)變脆 三元共聚而成的 ABS 形成了堅(jiān)韌 質(zhì)硬 剛性的熱塑性工程塑料 不同 型號(hào)的 ABS 因結(jié)構(gòu)差異較大 所以其性能差異也較大 一 ABS 性能 1 無(wú)毒 無(wú)味 外觀呈象牙色半透明 或透明顆?；蚍蹱?密度為 1 08 1 18g ml3 克每立方厘米 收縮率為 0 4 o 9 吸濕性小于 1 熔融溫度 217 237 熱分解溫度 大于 250 2 ABS 略硬而堅(jiān)韌 剛性 耐低溫沖擊性 耐蛹變性 尺寸穩(wěn)定性 耐磨性均 良好 線膨脹系數(shù)很小 成型收縮小 表面光澤優(yōu)異 3 ABS 陽(yáng)電絕緣性能較好 并且?guī)缀醪皇軠囟?濕度和頻率的影響 可在大多 數(shù)環(huán)境下使用 4 ABS 的熱變形溫度為 93 118 制品經(jīng)退火處理后可提高 10 攝氏度左右 可在 40 1oo 的溫度范圍內(nèi)使用 在 40 時(shí)仍能表現(xiàn)出一定的韌性 5 ABS 略易燃 火焰呈黃色 黑姻 有特殊臭味 但不滴落 6 ABS 不受水 無(wú)機(jī)鹽 堿及多種酸的影響 但溶酮類 醛類及氯代烴中 受 冰乙酸 植物油等侵蝕會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力開(kāi)裂 ABS 的耐候性差 在紫外光的作用下易產(chǎn)生降 解 于戶外半年后 抗沖擊強(qiáng)度將大幅度下降 第一章 概述 4 7 ABS 的吸附性極強(qiáng) 是塑料電鍍的極好材料 與極性樹(shù)脂相容性良好 可改 善性能 表 1 3 1 ABS 部份性能 項(xiàng)目 超高沖擊型 高沖擊型 低溫沖擊型 耐熱型 密度 1 05 1 07 1 02 1 06 1 08 吸水率 0 3 0 3 0 2 0 2 熱變形溫度 96 98 98 104 116 線膨脹系數(shù) 10 7 8 6 9 9 6 8 8 2 燃燒性 0 55 0 55 拉伸強(qiáng)度 35 63 21 28 53 56 拉伸彈性模量 1 8 2 9 0 7 1 8 2 5 彎曲強(qiáng)度 62 97 25 46 84 彎曲彈性模量 1 8 3 0 1 2 2 0 2 5 2 6 壓縮強(qiáng)度 18 39 70 絡(luò)氏硬度 100 121 62 86 108 116 ABS 的部份性能補(bǔ)充如下 英文名字 Acrylonitrile Butadiene Styrene 密度 1 08 1 18g cM3 成型收縮率 0 4 0 7 0 55 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 5 拉伸模量 1 95 成型溫度 200 240 干燥條件 80 90 2 小時(shí) 熔化溫度 210 280 比熱容 1300J kg k 導(dǎo)熱率 0 118W m k 注射壓力 70 90 Mpa 注射速度 一般取中低速 螺桿轉(zhuǎn)速 15 45r min 模具溫度 當(dāng)壁厚在 2 5 時(shí) 一般控制在 60 80 保壓力 40 50Mpa 保壓時(shí)間 2mm 時(shí) 10 15s 冷卻時(shí)間 2mm 時(shí) 10 15s 制件公差等級(jí) SJ1372 78 8 級(jí) 噴嘴孔孔徑 大與 5mm 設(shè)備螺桿 長(zhǎng)徑比在 14 20 之間 1 3 3 塑料的適用范圍 ABS 用途十分廣泛 目前主要用于 1 零件 汽車 飛機(jī)零部件 機(jī)電外完 紡 織紗管 變速箱蓋 散熱器 空調(diào)機(jī) 電冰箱內(nèi)襯 吸塵器究 卷發(fā)器 打字釩 縫 紉機(jī)零部件 2 殼體 照相機(jī)殼 滑雪板 公文包 行李粕 家具 筆桿 半導(dǎo)體 殼 電視機(jī)殼 收錄機(jī)殼 電話機(jī)殼 臺(tái)式分算機(jī)憲 電風(fēng)扇座組電油殼 安全帽 洗衣機(jī)零部件 訪扭 輸送腐蝕性液體管道 隔膜閥 天線放大梯 車燈 鉛初 潦 包線盤(pán)以及板 管 棒等 1 3 3 1 塑件收縮及補(bǔ)縮問(wèn)題 盡量減少殘余內(nèi)應(yīng)力和翹曲變形 ABS 吸水性較強(qiáng) 會(huì)因此導(dǎo)致熔體水解 故成型前必需干燥 2 小時(shí) 過(guò)高的注塑速度會(huì)使聚礬熔體出現(xiàn)破裂的傾向 這將限制熔體的充模速度 造 成充模困難 采用中速 1 3 3 2 塑料對(duì)模具溫度的要求 模具溫度在 25 80 太低將影響塑件光澤度 1 3 4 模具材料 第一章 概述 6 模具采用 9sicr 部分零件采用 T8A T10A 9sicr 強(qiáng)度高 韌度 塑性和焊接性 均好 主要用于型腔簡(jiǎn)單 生產(chǎn)批量較大的塑料模 采用反印法制造模具 然后經(jīng)滲 碳淬火 回火處理 可或的外表高硬度又耐磨 心部韌性好的模具 其加工性能較好 脫碳敏銳性較小 該模具的其他各部分零件詳見(jiàn)后面章節(jié)內(nèi)容 模具的材料見(jiàn)下圖 圖 1 3 2 常用模具材料 模具的熱量損耗 冷卻水用量 生產(chǎn)效率見(jiàn)第四章 1 4 畢業(yè)設(shè)計(jì)思想簡(jiǎn)述 本次模具設(shè)計(jì)盡量借用計(jì)算機(jī)來(lái)完成復(fù)雜的計(jì)算和建模分析 總結(jié)前人的設(shè)計(jì)經(jīng) 驗(yàn) 結(jié)合塑件的具體結(jié)構(gòu)和塑料材料的具體性能 盡量設(shè)計(jì)出高的 科學(xué)的 自動(dòng)化 高的先進(jìn)的模具 在模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中 盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件 降低模具設(shè)計(jì)工作量 節(jié) 約原材料 降低成本 在保證質(zhì)量的前提下盡量簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu) 大學(xué)四年的本科學(xué)習(xí)即將結(jié)束 畢業(yè)設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)環(huán)節(jié) 是對(duì)以前所學(xué)的 知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn) 隨著我國(guó)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(lái)愈廣泛的應(yīng)用 在完成大學(xué)四年的課程學(xué)習(xí)和課程 生產(chǎn)實(shí)習(xí) 我熟練地掌握了機(jī)械制圖 機(jī)械 設(shè)計(jì) 機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識(shí) 對(duì)機(jī)械制造 加工的工藝有了一 個(gè)系統(tǒng) 全面的理解 達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的 對(duì)于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課 題 在指導(dǎo)老師的協(xié)助下 明確了模具的一般工作原理 制造 加工工藝 并在圖書(shū) 館借閱了許多相關(guān)手冊(cè)和書(shū)籍 設(shè)計(jì)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(jì) 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 7 第二章 塑料制件的工藝性分析及工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 1 成型塑料制件結(jié)構(gòu)工藝性分析 尺寸精度度分析 選擇塑料制件尺寸精度最高的尺寸進(jìn)行分析 如下圖 2 1 1 孔 的直徑 d 4mm 來(lái)確定塑件尺寸精度等級(jí) 該孔要求較高 精度也高 由于塑件精度是 IT8 級(jí) 而模具的精度一般比塑件要高 2 級(jí)左右 經(jīng)查選用 IT6 級(jí)制造 塑件其他尺 寸均按該精度等級(jí)制造 圖 2 1 1 塑件 粗糙度分析 雖然前蓋表面要求不高 但也不能在表面上留下缺陷 由塑料制件 的粗糙度確定模具的粗糙度 模具的粗糙度比塑料制件的粗糙度小一級(jí) 按該要求可 選用模具的粗糙度為 0 4 塑件開(kāi)模時(shí)留在粗糙度大的凸模一側(cè) m 斜度設(shè)計(jì) 便于拔模和留模 參考實(shí)用注塑模具設(shè)計(jì)手冊(cè)中 ABS 在 135 尺寸長(zhǎng)度 下的拔模斜度 取 1 的拔模斜度 壁厚設(shè)計(jì) 壁厚應(yīng)均勻 薄壁處是否有強(qiáng)度 ABS 的最小壁厚為 0 78mm 在壁厚 太厚處要開(kāi)設(shè)冷卻水道 增加剛性 減小變形的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 加強(qiáng)筋 邊緣的加強(qiáng)角設(shè)計(jì) 螺紋 嵌件設(shè) 第二章 塑料制件的工藝性分析及工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 計(jì) 2 2 塑件三維 CAD 建模及 CAE 分析 2 2 1 塑件三維造型 利用 CAD 建模 完成三維零件的設(shè)計(jì)如圖 2 2 1 圖 2 1 2 塑件三維實(shí)體 2 2 2 CAE 分析及其結(jié)果 2 2 2 1 最佳澆口位置分布分析 A 方案 B 方案 表 2 2 1 最佳澆口分析 9 我通過(guò)對(duì)塑件的分析覺(jué)得采用直接澆口比較容易充型 但還是以點(diǎn)澆口充型進(jìn) 行了 CAE 分析 現(xiàn)在從分析結(jié)果比較哪一種方案更好 表 2 2 1 中可以看到由紅到藍(lán)不同的顏色 紅色的位置是澆口分布最差的位置 而藍(lán)色的地方卻是最佳的澆口位置分布 我們?cè)谶x折澆口的時(shí)候可以根據(jù)此圖和實(shí)際 情況 比如 分型面的設(shè)計(jì) 模具結(jié)構(gòu)等 來(lái)確定在選擇好最佳澆口位置后 便可以 開(kāi)始對(duì)塑件進(jìn)行模流分析 包括注射時(shí)間分布 注射質(zhì)量分布 注射壓力分布 注射 壓力損失分布 注射溫度分布 注射熔接痕 氣泡多少 如表中兩種方案所示 分別進(jìn)行分析 2 2 2 2 注射時(shí)間分布分析比較 在選擇好最佳澆口位置后 便可以開(kāi)始對(duì)塑 件進(jìn)行模析了 首先看看注射時(shí)間的分布情況 如下表 2 2 所示 紅色的地方注射時(shí) 間最短 而藍(lán)色的地方是注射時(shí)間最長(zhǎng)的地方 B 方案的注射的時(shí)間差 1 9s 對(duì)比 A 方 案我們可以知道 B 方案要的時(shí)間要少得多得多 注射時(shí)間短則充型質(zhì)量要好些 該時(shí) 間為塑件的參考注射時(shí)間 并不是塑件的真實(shí)的注射時(shí)間 但我們可以參考該時(shí)間來(lái) 設(shè)計(jì)模具 A 方案 B 方案 表 2 2 2 注射時(shí)間比較 2 2 2 3 注射質(zhì)量分布分析 由質(zhì)量分布分析表 2 3 中可以看到有三種不同的顏 色 綠色和黃色和紅色 其中綠色代表質(zhì)量最佳的分布情況 而黃色則表示一般質(zhì)量 第二章 塑料制件的工藝性分析及工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10 的分布情況 紅色表示質(zhì)量最差的分布情況 塑件注射質(zhì)量可行 但應(yīng)該對(duì)紅色的部 分進(jìn)行考慮以達(dá)到最佳的質(zhì)量 其中 B 方案充型質(zhì)量明顯比 A 方案要好 A 方案 B 方案 表 2 2 3 成型質(zhì)量比較 2 2 2 4 注射壓力分布分析 由注射壓力分布圖 2 2 5 可以看到由藍(lán)到紅的不同顏 色 表示不同的壓力分布情況 藍(lán)色表示壓力最小的分布位置 橘紅色表示壓力最大 的分布位置 藍(lán)色變到橘紅色的其他顏色則表示壓力的變化位置 我們可以看到離澆 口近的位置壓力大 隨著距澆口距離的變化 壓力也逐步變小 這和我們預(yù)想是一致 的 A 方案的壓力差為 9MPa 但是有藍(lán)色的地方 B 方案壓力全是黃色以上 狀態(tài)較 好 A 方案 B 方案 11 表 2 2 4 注射壓力比較 2 2 2 5 注射壓力損失分布分析 由注射壓力損失分布分析如表 2 5 所示 可以 看到由藍(lán)色到紅色的不同分布情況 B 方案中壓力損失較小 A 方案 B 方案 表 2 2 5 壓力損失比較 通過(guò)表 2 5 和 2 5 可以看到此二圖是相對(duì)應(yīng)的 注射壓力小的地方則壓力損失大 注射壓力大的地方壓力損失小 其壓力損失為 20MPa 左右 2 2 2 6 注塑溫度分布分析 大部分溫度分布在允許范圍之內(nèi) 但在一些較薄區(qū) 域 料流前峰溫度非常低 需要適當(dāng)調(diào)整注塑工藝參數(shù) 以免在這些區(qū)域產(chǎn)生短射和 應(yīng)力集中 觀察表 2 2 6 可發(fā)現(xiàn)兩種方案的充型溫度都很好 保持了紅色的狀態(tài) 這 能使料流成功的充滿型腔 第二章 塑料制件的工藝性分析及工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 A 方案 B 方案 表 2 2 6 成型溫度比較 2 2 2 7 熔接痕 氣泡比較 如表 2 2 7 中可知 B 方案有較多的熔接痕 其主要原 因是塑件有小孔和凸起 如果再采用點(diǎn)澆口的話效果將會(huì)更差 出現(xiàn)更多的熔接痕 絕大多數(shù)的熔接痕分布在凸起和棱處 要移動(dòng)和消除熔接痕 我們可以修改塑件的壁 厚和澆口的位置 在不影響塑件本身的強(qiáng)度和裝配的前提下 要在熔接痕位置處對(duì)塑 件壁厚進(jìn)行適當(dāng)處理 同時(shí)通過(guò)適當(dāng)?shù)墓に囌{(diào)整 盡量減少熔接痕的產(chǎn)生 大部分氣泡出現(xiàn)在邊緣部分 因此除了頂部 其他區(qū)域不易發(fā)生燒焦和短射現(xiàn)象 為了防止氣泡 也為了得到更好的熔接痕 必須減小頂面末端的厚度 不過(guò)該模具主 要還是通過(guò)分型面排氣 13 A 方案 B 方案 表 2 2 7 氣泡熔接痕比較 綜上所述 方案 B 比起方案 A 有更好的充型質(zhì)量 更快的充型速度 要好得多 所以 選擇 B 種方案 2 3 根據(jù) CAE 分析結(jié)論進(jìn)行模具工藝設(shè)計(jì) 2 3 1 型腔數(shù)量的決定 型腔數(shù)必需同時(shí)滿足 交貨期 注塑機(jī)最大注塑質(zhì)量 注 塑機(jī)的塑化能力 鎖模力和模板尺寸 2 3 1 1 由交貨期計(jì)算型腔數(shù) 第二章 塑料制件的工藝性分析及工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14 2 1 1 0536chomNtn 式中 1 05 故障系數(shù) 以 5 計(jì) N 副模具定貨量 件 N 110000 件 tc 成型周期 s 注射時(shí)間 1 9S 保壓時(shí)間 15S 取 件時(shí)間 11S 27S t0 從定貨到交貨時(shí)間 月 t 0 4 個(gè)月 tm 模具制造時(shí)間 月 tm 0 5 個(gè)月 th 所在廠的每月工作時(shí)間計(jì) 月 t h 208 小時(shí) 月 所以代入相關(guān)數(shù)據(jù)得 n 50 127 136 3608 40 chmNt 取 n 1 2 3 1 2 由公稱塑化能力求型腔數(shù) 2 2 360iKMTnm 澆 式中 K 注塑機(jī)的最大注射量的利用系數(shù) 0 8 M 注射機(jī)的公稱塑化量 110g s T 注塑周期 28s M 澆 澆注系統(tǒng)的凝料質(zhì)量 20g M i 一個(gè)制品的質(zhì)量 60g n 0 8 110 28 20 60 1 取 n 1 2 3 1 3 根據(jù)最大注射質(zhì)量求型腔數(shù) 型腔數(shù)量計(jì)算 2 3 mq 實(shí)際注塑量 注人模具時(shí)由于流動(dòng)阻力增加 加大了沿螺桿逆流量 再so 85 考慮安全系數(shù)取為機(jī)器最大注塑能力的 85 270g cm 最大注射量 15 1 1 ABS 密度 297 1 個(gè)塑件與均分到的澆注系統(tǒng)的質(zhì)量質(zhì)量之和 80g 當(dāng) 不到 1 時(shí)則應(yīng)改用較q n 大的機(jī)器 n 297 0 8 80 2 9 取 n 1 2 3 2 型腔布置 2 3 2 1 考慮到塑件要側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu) 為簡(jiǎn)化模具采取一模一腔 塑件形狀所限 制性采用直澆口 2 3 2 2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)三維圖 圖 2 3 1 澆注系統(tǒng) 2 3 3 確定分型面 分型面的位置要有利于模具加工 排氣 脫模及成型操作 塑料制件的表面質(zhì)量 等 2 3 3 1 型腔分型面位置的設(shè)計(jì) 為了得到更好的外表質(zhì)量分型面優(yōu)選在方便脫模 制件留在動(dòng)模邊 從制件的推出裝置設(shè)置方便考慮 包緊力大的在動(dòng)模邊 故將凹模放在定模邊 同心度要求 要求同心的部分放在模具分型面的同一側(cè) 考慮到有側(cè)向抽芯和排氣 分型面作為主要排氣面 料流的末端在分型面上以利 第二章 塑料制件的工藝性分析及工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 排氣 且利于分型 終上所述采用三分型面 分型面 1 控制斜梢側(cè)向抽芯 分型面 2 控制鑲塊以使內(nèi) 側(cè)凹脫模 分型面 3 選在前蓋底部以取出制件 如下圖 圖 2 3 2 分型面 2 3 3 2 分型面三維形狀如下 圖 2 3 3 分型面三維造型 2 3 4 確定澆注系統(tǒng)和排氣系統(tǒng) 在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮下列有關(guān)因素 塑料成型特性 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)所用塑料的成型特性的要求 以保證塑件 質(zhì)量 模具成型塑件的型腔數(shù) 設(shè)置澆注系統(tǒng)還應(yīng)考慮到模具是一模一腔 澆注系統(tǒng) 直接為直澆道 17 塑件大小及形狀 根據(jù)塑件大小 形狀壁厚 技術(shù)要求等因素 結(jié)合選擇分型 面同時(shí)考慮設(shè)置澆注系統(tǒng)的形式 進(jìn)料口數(shù)量及位置 保證正常成型 還應(yīng)注意防止 流料直接沖擊嵌件及細(xì)弱型芯受力不均以及應(yīng)充分估計(jì)可能產(chǎn)生的質(zhì)量弊病和部位等 問(wèn)題 從而采取相應(yīng)的措施或留有修整的余地 塑件外觀 設(shè)置澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮到去除 修整進(jìn)料口方便 同時(shí)不影響塑件 的外表美觀 本模具直接在拉料桿作用下去除進(jìn)料口 注射機(jī)安裝模板的大小 在塑件投影面積比較大時(shí) 設(shè)置澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮到 注射機(jī)模板大小是否允許 并應(yīng)防止模具偏單邊開(kāi)設(shè)進(jìn)料口 造成注射時(shí)受力不勻 成型效率 在大量生產(chǎn)時(shí)設(shè)置澆注系統(tǒng)還應(yīng)考慮到在保證成型質(zhì)量的前提下盡量 縮短流程 減少斷面積以縮短填充及冷卻時(shí)間 縮短成型周期 同時(shí)減少澆注系統(tǒng)損 耗的塑料 冷料 在注射間隔時(shí)間 噴嘴端部的冷料必須去除 防止注入型腔影響塑件質(zhì) 量 故設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮儲(chǔ)存冷料的措施 本模具冷料井即為前蓋的中間的孔的 部份 在開(kāi)模時(shí)被拉料桿頂出 2 3 4 1 主流道和主流道襯套結(jié)構(gòu) 主流道固化時(shí)間要求 為了有效地傳遞保壓壓力 澆注系統(tǒng)主流道及其附近的塑料熔體應(yīng)該 最后固化 臥式注塑機(jī)主流道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 錐角 粗糙度加工劃痕方向要求 圓錐形主流道 錐角 取 內(nèi)壁粗 24 糙度值 Ra 0 4 m 以下 機(jī)械加工劃痕不得垂直于脫出方向 加工腐蝕性材料還應(yīng)將 流道的內(nèi)孔鍍鉻 主流道與噴嘴結(jié)構(gòu) 接觸處多作成半球形的凹坑 凹坑球半徑 R2應(yīng)比噴嘴球頭半 徑 R1大 l 2mm 取 1mm 主流道小端直徑 應(yīng)比注塑機(jī)噴出孔直徑約大 0 5 lmm 常取 取m84 5mm 主流道大端直徑 應(yīng)比分流道深度大 15mm 以上 錐角一般取 2O一 6O 取 4 度 主流道村套結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)成獨(dú)立的 2 主流道流動(dòng)分析 2 4 SQp scm3 式中 主流道的體積流率 SQs3 模具成型塑件體積 通常取 0 5 0 8 注塑機(jī)額定注射量 216 p p 3cm 第二章 塑料制件的工藝性分析及工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18 注射時(shí)間 2S 得 108 SQscm3 剪切速率確定 經(jīng)驗(yàn) 主流道 13s05 表觀粘度 確定 圖 3 3 3 6 也應(yīng)查取不同的值 iv 體積流量確定 ivq 3viR4q t 值確定 viVt 流道總體積為 iiis L 41241 計(jì)算公式 符號(hào) 物理意義 出處 結(jié)果nR 當(dāng)量半徑A 流道斷面積L 流道長(zhǎng)度 Q 流道的體積流 率 3 2n 3 n 剪切速率 查 塑料 模具技術(shù)手 冊(cè) 機(jī)械工 業(yè)出版社 1997 6 表 3 10 查塑料設(shè) 計(jì)手冊(cè)軟件 版 2 3 130 s 主流道的剪切速率在 的1325 S 范圍內(nèi) 符合設(shè)計(jì)要 求 3 冷料井類型和結(jié)構(gòu) 冷料井功用 使冷料不進(jìn)人分流道和型腔 冷料井結(jié)構(gòu) 冷料井的底部或四周常作成曲折的鉤形或側(cè)向凹槽 使冷料井在分模 時(shí)能將主流道凝料從主流道中拉出留在動(dòng)模上 本模具考慮到要成型塑件中間的通孔 特把冷料井開(kāi)在通孔下邊 取件時(shí)在拉料桿作用下冷料和凝道的凝料都將一起停在動(dòng) 模邊上 冷料和塑件的接頭處很薄弱在頂出塑件時(shí)脫落 根據(jù)以上要求可以選擇主流道襯套結(jié)構(gòu)如下 19 圖 2 3 4 澆口套 噴嘴半徑 R 13mm 取 d 20mm 公差見(jiàn)下圖 L 80mm 材料 T8A HRC53 57 圖 2 3 5 澆口套配合公差 3 定位圈與注射機(jī)定位孔配合直徑 應(yīng)按選用注射機(jī)的定位孔直徑設(shè)計(jì) 一般應(yīng) 比定位孔直徑小 0 1 0 3mm 以便于裝模 固取 D 120mm 模具大則該間隙也應(yīng)增大 D1 為與澆口套的配合直徑 選 d 90mm 為固定螺釘分布圓周直徑 按情況選取 定2D 位圈一般選用 45 鋼 定位圈的固定螺釘一般取 M6 M8 mm 其數(shù)量在 2 個(gè)以上 本設(shè) 計(jì)中取固定螺釘為 M6mm 數(shù)量為 4 個(gè) 如右圖 D 120mm D1 90mm D2 80mm 定位孔的半徑與 注塑機(jī)噴嘴半徑配合小 0 1mm 材料 45 圖 2 3 6 定位圈 第三章 選擇注射機(jī)及注射機(jī)工藝參數(shù)校核 20 第三章 選擇注射機(jī)及注射機(jī)工藝參數(shù)校核 3 1 注塑機(jī)的技術(shù)規(guī)范 注 射 模 是 安 裝 在 注 塑 機(jī) 是 使 用 得 工 藝 設(shè) 備 因 此 設(shè) 計(jì) 注 塑 模 時(shí) 應(yīng) 該 詳 細(xì) 了 解 注 塑 機(jī) 的 技 術(shù) 規(guī) 范 放 能 設(shè) 計(jì) 出 符 合 要 求 模 具 從 模 具 設(shè) 計(jì) 角 度 考 慮 需 了 解 注 塑 機(jī) 技 術(shù) 規(guī) 范 的 主 要 項(xiàng) 目 有 最 大 注 射 量 最 大 注 射 壓 力 最 大 鎖 合 模 力 模 具 安 裝 尺 寸 以 及 開(kāi) 模 行 程 等 常 用 國(guó) 產(chǎn) 注 塑 機(jī) 的 主 要 規(guī) 范 見(jiàn) 塑 料 模 具 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 表 3 48 具 體 選 用 SZ 250 1250 型 注 塑 機(jī) 其 規(guī) 格 如 下 圖 3 1 1 sz 250 1250 注塑機(jī) 結(jié)構(gòu)形式 臥式 額定注射量 2703cm 螺桿注射直徑 mm 45 注射壓力 MPa 160 注射速率 g s 18 9 塑化能力 g s 110 螺桿轉(zhuǎn)速 r min 10 200 注射行程 115mm 注射時(shí)間 1 6s 注射方式 螺桿式 鎖模力 kN 1250 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 21 最大成型面積 320cm 最大開(kāi)合模行程 260mm 拉桿內(nèi)間距 440 340mm 最大模具厚度 550mm 最小模具厚度 150mm 動(dòng)定模固定板尺寸 415 415mm 合模形式 雙曲肘 噴嘴口孔徑 5mm 噴嘴球半徑 13mm 3 2 最大注射量的校核 Km0 3 1 m澆 料 式中 制品的質(zhì)量 60gm澆 澆道凝料質(zhì)量 20g料 K 0 8 m0 最大注射量 270g cm ABS 的密度 1 1 得 297 80 滿足要求 3 3 注塑壓力的核核 可計(jì)算 可應(yīng)用 CAE 分析結(jié)論 注射機(jī)的最大注射壓力應(yīng)該大于塑件成型所要的注射壓力 即 P 3 2 0p 式中 注射機(jī)的最大注射壓力0 P 塑件成型所要的注射壓力 160MPa P 54MPa0F 滿足要求 3 4 鎖模力的校核 注射機(jī)的鎖模力必須大于型腔內(nèi)熔體壓力與塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面 積之和的乘積 即 P A 3 3 0F 式中 注射機(jī)的公稱鎖模力 1250000N0 第三章 選擇注射機(jī)及注射機(jī)工藝參數(shù)校核 22 P 模內(nèi)壓力 54 10 6Pa A 制品 流道 在分型面上的投影面積之和 0 00124mm 2 既 1250000 670680 成立滿足要求 3 5 模具閉合高度校核 H HH1 H2 H4 5mm 3 5 式中 S 開(kāi)模行程 260mm H1 塑件高度 42mm H2 頂出距離 45mm H4 分型面 2 和 3 的開(kāi)距離 9mm 圖 3 1 2 模具開(kāi)模行程 H4 L L1 9mm 15ctg ct 式中 H4 分型面開(kāi)模行程 L 分型面 1 側(cè)向抽芯距 2mm 開(kāi)模距 4mm L1 分型面 3 開(kāi)模距 5mm 斜導(dǎo)柱角度 15 度 260 42 45 9 5 滿足要求 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 23 第四章 模具設(shè)計(jì) 4 1 確定注塑模架 根據(jù)塑件側(cè)孔結(jié)構(gòu)決定了模架得具備側(cè)向分型 內(nèi)側(cè)凹和外側(cè)凹得有三板式功能 又因有側(cè)凹所以有鑲塊式結(jié)構(gòu) 又因?yàn)楣ぜ臐部谶x的不是工件中心 考慮到導(dǎo)柱 冷卻水道的安裝所以模具的澆 口不選在模具中心以順利的安裝整個(gè)模具的零件 綜上考慮 我選擇了一個(gè)非標(biāo)模架 如下圖所示 圖 4 1 1 模架 定模板 動(dòng)模板 動(dòng)模定模底座 推板 各板的厚度 長(zhǎng)寬尺寸如圖所示 具體的校核計(jì)算在后面列出 下面依次設(shè)計(jì)模具中的推出 導(dǎo)向 定位和模塊 模板等結(jié)構(gòu) 第四章 模具設(shè)計(jì) 24 4 2 模具成型零件設(shè)計(jì) 4 2 1 成型零件設(shè)計(jì) 4 2 1 1 凹模 陰模 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模用以成型塑件的外表面 按結(jié)構(gòu)不同 可分為六種 考慮到塑件的外表有凸起 采用鑲塊式凹模 并將凹模的局部作成滑塊的形式 在開(kāi)模過(guò)程中 以側(cè)抽芯完成兩 側(cè)的兩孔的抽芯和外側(cè)凹脫模 已完成塑件的脫出 下圖為凹模 中間的圓即鑲塊 圖 4 2 1 凹模結(jié)構(gòu) 4 2 1 2 型芯和成型桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型芯用來(lái)成型塑件的內(nèi)表面 成型桿多用來(lái)成 型塑件上的孔 為了成型塑件和方便脫模 將型芯 做成 T 形槽的鑲塊以完成內(nèi)側(cè)凹的脫模 其中鑲塊 固定在動(dòng)模支承板上 隨著分型面的分型 動(dòng)模支 承板下移帶動(dòng)鑲塊下移 在 T 形槽的作用下 完成 內(nèi)側(cè)凹脫模 到于兩側(cè)孔的小型芯做成獨(dú)立的小型 芯 為了防止小型芯的磨損 特別把小型芯設(shè)計(jì)成 可更換的小型芯 固定在凹模的滑塊上 設(shè)計(jì)和尺 寸如圖 4 2 3 圖 4 2 2 凸模結(jié)構(gòu) 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 25 側(cè)壁的兩個(gè)小孔采用小圓柱芯成型 為避免磨損小型芯設(shè)計(jì)為可更換的 4 2 1 3 選擇凹 凸模模具材料 進(jìn)行強(qiáng)度剛度計(jì)算或者按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 確定模具零 件厚度及外形尺寸 根據(jù)塑件尺寸精度的要求和型芯 型腔的制造難度與加工中的特性 選擇 9sicr 在強(qiáng)度計(jì)算時(shí) 取較大的安全系數(shù) 這是因?yàn)?由于注射壓力的作用 凹模型腔有向 外脹出的變形產(chǎn)生 當(dāng)變形量大于塑件在壁厚方向的成型收縮量時(shí) 會(huì)造成脫模困難 嚴(yán)重時(shí)還不能開(kāi)模 同時(shí) 由于成型過(guò)程中各種工藝因素的影響 型腔內(nèi)的實(shí)際受力 情況有時(shí)非常復(fù)雜 不可能以一種簡(jiǎn)單的模式完全代表 在注射模的標(biāo)準(zhǔn)件中 凹模的外形為矩形 所以當(dāng)凹模為圓形時(shí) 一般也采用矩形 模板 因此 凹模強(qiáng)度的計(jì)算也以矩形為主 中小型模具 模板的長(zhǎng)度和寬度在 500mm 以下的模具 的強(qiáng)度 只要模板的有效 使用面積不大于其長(zhǎng)度和寬度的 60 深度不超過(guò)其長(zhǎng)度的 10 可以不必通過(guò)計(jì)算 在該設(shè)計(jì)中 可以不進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的效核 4 2 1 4 排氣方式及排氣槽的設(shè)計(jì) 根據(jù)前面 CAE 的可知道塑件在成型中會(huì)產(chǎn)生較多的氣泡 多是由于塑件的結(jié)構(gòu)和 形狀所決定的 塑件太多的孔和凹槽 但是卻并不需要特意設(shè)置排氣槽 由于采用拼 合式凹摸和兩個(gè)小型芯一個(gè)大型芯 在注塑過(guò)程中完全可以憑借組合縫隙來(lái)排氣 4 3 型腔成型尺寸計(jì)算 4 3 1 塑件精度影響誤差值的確定 成型零件制造誤差 0 6 m 收縮率波動(dòng)值 0 55 s 型腔成型零件磨損量的影響 w 4 這里的制造公差取 1 4 塑件公差 4 3 2 按平均收縮率計(jì)算成型尺寸 4 3 2 1 型腔徑向尺寸計(jì)算 塑件型型腔平均尺寸為 2wmMcpL pcLs pc cpScpP 1 13scp2scpsc pcLs pcsp2 cL 型腔名義尺寸為 MLwmcp 第四章 模具設(shè)計(jì) 26 塑件平均尺寸為 2 pcL 出于修模考慮型腔 孔 的為名義尺寸 MLm 2 r wmcp 對(duì)于注射成型模具 當(dāng)型腔磨損量很小時(shí)型腔名義尺寸計(jì)算 允許磨損量和修模余量關(guān)系 rwm 2MLmcp 采用平均收縮率計(jì)算法計(jì)算 型 腔徑向尺寸 L 1 S L X m0z s 0z 4 1 圖 4 3 1 塑件徑向尺寸 表 4 3 1 型腔徑向尺寸 4 3 2 2 型芯徑向尺寸計(jì)算 尺寸 偏差規(guī)定 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 27 型芯 軸 的最大尺寸為名義尺寸 制造偏差 為負(fù)值 MLm 塑料件的內(nèi)表面 孔 的最小尺寸為名義尺寸 偏差 為正值 P 型芯徑向尺寸計(jì)算 型芯徑向平均尺寸 考慮了型芯允許磨損 之后 w McpL2mw 塑件上孔的平均尺寸 2 pcL 型芯名義尺寸 出于修?？紤] Mrwmcp 2 型芯名義尺寸 出于修?？紤]并標(biāo)上制造公差 MLmrwmcp 2 對(duì)注塑模具當(dāng)磨損量很小 修模余量也很小時(shí) 允許磨損量和修模余量關(guān)系 rwm 2 磨損量 修模余量都很小 并標(biāo)上制造公差則型芯名義尺寸 MLmcp 采用平均收縮率計(jì)算法計(jì)算 型芯徑向尺寸 l 1 S l Xmz 0l 1Sl 4 2 z 0 圖 4 3 2 塑件徑向尺寸 表 4 3 2 型芯徑向尺寸 4 3 2 3 型腔深度尺寸計(jì)算 第四章 模具設(shè)計(jì) 28 圖 4 3 3 塑件高度尺寸 尺寸 偏差規(guī)定 型腔深度最小尺寸為名義尺寸 同時(shí)有正公差 標(biāo)注為 如前圖 3 5 29mMH 所示 型腔深度平均尺寸 不考慮脫模磨損 2 pMc 塑件上的高度名義 為最大尺寸 尺寸公差 偏差 為負(fù)偏差PH 塑件平均尺寸 2 pc 型腔深度平均尺寸 Mcsp McpH McpHScpP 1cps2 型腔深度尺寸設(shè)計(jì) 1 便于修淺的型腔尺寸圖 3 5 30a 2 便于修深的型腔尺寸 如圖 3 5 30b 所示 型腔深度計(jì)算公式 mrMcpH 2 若取修模余量 則當(dāng)型腔容易修淺時(shí) 修模余量 取值為正r 2m r 型腔深度 mcp 型腔容易修深時(shí)取值為負(fù) 型腔深度 M 采用平均收縮率計(jì)算法計(jì)算 型腔深度尺寸 H 1 S H X m0zs 0z 4 3 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 29 表 4 3 3 型腔高度尺寸 4 3 2 4 型芯高度尺寸的計(jì)算 型芯高度尺寸設(shè)計(jì) 1 型芯尺寸便于修長(zhǎng) 圖 3 5 31a 2 型芯尺寸便于修短 圖 3 5 31b 型芯高度計(jì)算公式 mrMcpH 2 型芯尺寸便于修長(zhǎng) 取修模余量為負(fù)值 型芯高度 mMcpH 型芯尺寸便于修短 取修模余量為正值 型芯高度 采用平均收縮率計(jì)算法計(jì)算 型芯高度尺寸 h 1 S h X mz 0s z0 4 4 圖 4 3 4 塑件內(nèi)側(cè)高度尺寸 表 4 3 4 型芯高度尺寸 4 3 3 型芯間或成型孔間中心距尺寸計(jì)算 第四章 模具設(shè)計(jì) 30 模具與塑件的尺寸對(duì)應(yīng)關(guān)系 1 尺寸 偏差規(guī)定 塑件上中心距尺寸公差標(biāo)柱 一般采用雙向等值公差士 表示 2 模具上的中心距尺寸的公差 采用雙向等值公差士 表示 名義尺寸也就是平均尺寸 不考慮修模余量的方向性 2 型芯間或成型孔間中心距尺寸計(jì)算 模具上中心距尺計(jì)算 采用平均收縮率計(jì)算法計(jì)ML psc pLPsc2m 算 中心距尺寸 C 1 S C 4 5 m 2z s 2z 圖 4 3 5 塑件孔間距 表 4 3 5 成形孔間距 4 4 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 注塑成型每一循環(huán)中 塑件必須準(zhǔn)確無(wú)誤的從模具的凹模中或型芯中脫出 完 成脫出塑件的裝置稱為脫模機(jī)構(gòu) 也稱頂出機(jī)構(gòu)或脫模裝置 4 4 1 簡(jiǎn)單脫模 頂桿 推板組合式頂出 根據(jù)模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu) 塑件結(jié)構(gòu)分析 采用頂桿推板脫模機(jī)構(gòu) 脫模機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 推桿和模體的配合性質(zhì)一般為 H8 h7 或 H7 h7 配合間隙參考塑料不溢料間隙值 配合長(zhǎng)度一般為直徑的 1 5 2 倍 但至少大于 15mm 其固定方式如圖 4 2 2 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 31 圖 4 4 1 推桿配合 脫模機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析 強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由于此塑件屬于蓋形制品 所以采用推件板推出 他的特點(diǎn)是推出力大而均勻 運(yùn)行平穩(wěn) 且不會(huì)在塑件表面留下痕跡 推件板脫模機(jī)構(gòu)不需另設(shè)復(fù)位桿 和模時(shí)推 件板被壓回原位 推桿的前端加工成螺紋與推板相連 這樣可防止推件板推件時(shí)因運(yùn) 動(dòng)慣性而從導(dǎo)柱上滑落 或當(dāng)空模開(kāi)合時(shí)它被粘附在定模邊兒落下 推件板脫模時(shí)為避免推板孔的內(nèi)表面與型芯的成型面相摩擦 造成凸模迅速擦 傷 為此將推板的內(nèi)孔與型芯面之間留出 0 2 0 25mm 的間隙 推件力的計(jì)算 推件力計(jì)算公式 F Ap qA 4 6 t sinco 1 式中 A 塑件包絡(luò)型芯的面積 mm 2 p 塑件對(duì)型芯單位面積上的包緊力 p 取 0 8 Pa77102 10 塑件的脫模斜度 查表 P391 ABS 的脫模斜度取 40 q 大氣壓力 0 09Mpa 塑件對(duì)鋼的摩擦系數(shù) 0 25 A 制件垂直于脫模方向的投影面積 mm 1 2 A 115 39 2 41 12 2 39 88 41 88 16994 mm2 A 135 92 12420 mm12 F Ap qAt sinco 1 16994 N 23902N7 640 21 5csin 0 9124 6 3 推桿的尺寸 a 推桿不宜過(guò)細(xì) b 推桿應(yīng)設(shè)在脫件阻力小的地方 c 端面裝配后應(yīng)比型腔或鑲件平面高 0 05 0 1mm 第四章 模具設(shè)計(jì) 32 d 進(jìn)料口處理盡量不設(shè)推桿 e 盡量避開(kāi)側(cè)抽芯 f 推桿與推桿孔之間的雙邊間隙保證不凝料 保證不溢料有能排氣 推桿形狀為標(biāo)準(zhǔn)的圓形截面推桿 JI85108 1964 推桿的材料選取 T8A 鋼 E 21000000N cm 2 推桿的直徑 d t32F64 Enl 4 1 試中 d 圓形推桿直徑 cm 推桿長(zhǎng)度系數(shù) 0 7 l 推桿長(zhǎng)度 cm n 推桿數(shù)量 E 推桿材料的彈性模量 N cm 2 0 7 l 20cm F 23902N n 4 E 21000000 N cm t 2 解得 d 0 91cm 10mm 推桿尺寸如下圖 圖 4 4 2 推桿 d f6 mm 16 mm 5mm 200mm0 18 0 2D 0 5s 20L 材料 T8A 代號(hào) GB T 4169 1 1984 推桿的應(yīng)力校核 320Mpa 24dnQ s 其中 一般中炭鋼 32000 N cm 合金結(jié)構(gòu)鋼 42000N cm s2s2 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 33 推桿材料選用 45 號(hào)鋼 由于本模具采用推桿推動(dòng)推板脫模 故無(wú)須復(fù)位機(jī)構(gòu) 推板在 合模時(shí) 在型腔板的作用下自動(dòng)復(fù)位 推板脫模的特點(diǎn)是頂出均勻 力量大 運(yùn)動(dòng)平 穩(wěn) 塑件不易變形 表面無(wú)