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外罩注塑成型工藝與模具設(shè)計 1 前 言 塑料工業(yè)是世界上增長最快的工業(yè)之一 隨著科技日新月異的發(fā)展 塑料工業(yè)得 到了前所未有的發(fā)展 從而使塑料的數(shù)量也不斷上漲 當(dāng)然塑料工業(yè)的發(fā)展離不開塑 料模具設(shè)計 模具工業(yè)被譽為 工業(yè)之母 隨著模具技術(shù)的迅速發(fā)展 在現(xiàn)代工業(yè)生 產(chǎn)中 模具已成為各種工業(yè)產(chǎn)品不可或缺的重要工藝設(shè)備 模具成型具有優(yōu)質(zhì) 高產(chǎn) 低消耗 低成本的特點 因而 在國民經(jīng)濟各個部門得到了極其廣泛的應(yīng)用 在模具 成型中 塑料成型占很大的比重 由于塑料具有化學(xué)穩(wěn)定性好 電絕緣性強 力學(xué)性 能高 自潤滑 耐磨及相對密度小等獨特的優(yōu)異性能 成為工業(yè)部分必不可少的新型 材料 由于模具成型有優(yōu)質(zhì) 高產(chǎn) 低耗和低成本等其它加工方法無法比擬的優(yōu)點 因 此在機械 電子 輕工業(yè) 航空 日用品等工業(yè)領(lǐng)域得到了極其廣泛的應(yīng)用 尤其現(xiàn) 在電子產(chǎn)品種類繁多且更新?lián)Q代速度之快 更加快了模具行業(yè)的發(fā)展 現(xiàn)在模具成型 技朮已經(jīng)成為衡量一個國家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一 但隨著科技的不斷發(fā)展 各種 性能的塑料產(chǎn)品的不斷開發(fā) 注塑工藝越來越多地被各個制造領(lǐng)域用以成型各種性能 要求的產(chǎn)品 要高質(zhì)量 低價格 快速地生產(chǎn)注塑產(chǎn)品 必須綜合考慮成型材料 注 塑模具及注塑機的問題 塑料模具設(shè)計質(zhì)量直接影響成型產(chǎn)品的生產(chǎn)效率 質(zhì)量及成 本 這樣對注塑模具全方位的要求越來越高 高質(zhì)量 低價格 快速地開發(fā)模具顯得 尤為重要 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 以上所體現(xiàn)的各個方面 都與模具設(shè)計有著非常密切的關(guān)系 一副設(shè)計合理的模 具 就有 85 成功的希望 其余就要靠設(shè)備和模具制造工人的熟練程度來達到 所以 提高塑料注射模具的設(shè)計水平尤為重要 本套 模具在設(shè)計的過程中 結(jié)合前人的設(shè)計經(jīng)驗和這幾年模具發(fā)展的新成果 采用了很多 更合理的模具結(jié)構(gòu) 如今 我國模具成型工業(yè)已形成了相當(dāng)規(guī)模的完整體系 越來越 多的新技術(shù) 新工藝 新材料誕生 并將應(yīng)用在模具產(chǎn)業(yè)中 這將促使我國模具工業(yè) 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 2 的飛躍發(fā)展 同時 我國模具工業(yè)的總體水平與世界先進國家相比還有一定差距 還 要大力推進模具產(chǎn)業(yè)的科技進步 開展新技術(shù) 新材料研究開發(fā) 并進一步加強對模 具工業(yè)專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng) 使之可持續(xù)發(fā)展 為我國模具成型加工技術(shù)超趕世界先 進水平作出貢獻 通過這次設(shè)計 我對塑料模具的設(shè)計步驟有了一個全新的認識 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 1 塑件的工藝性分析 原始數(shù)據(jù)如圖 外罩注塑成型工藝與模具設(shè)計 3 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 4 1 1 原材料分析 ABS 屬于熱塑性塑料 是丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 原料易得 價格低廉 是目前產(chǎn)量最大 應(yīng)用最廣的工程塑料之一 ABS 無毒 無味 為呈微黃色或白色不 透明粒料 成型的塑件有較好的光澤 密度為 1 02 1 05g cm 3 ABS 是由三種組分組成的 故它有三種組分的綜合力學(xué)性能 而每一組分又在其 中起著固有的作用 丙烯腈使 ABS 具有良好的表面硬度 耐熱性及耐化學(xué)腐蝕性 丁 二烯使 ABS 堅韌 苯乙烯使 ABS 具有良好的成型加工性和著色性能 1 1 1 使用性能 ABS 塑料是在聚苯乙烯分子中導(dǎo)入了丙烯腈 丁二烯等異種單體后成為的改性共 聚物 也可以稱為改性聚苯乙烯 ABS 塑料的熱變形溫度比聚苯乙烯 聚氯乙烯 尼 龍等都要高 尺寸穩(wěn)定性較好 具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的介電性能 經(jīng)過調(diào)色 可配成任何顏色 ABS 塑料的缺點是耐熱性不高 最高連續(xù)工作溫度為 70 左右 不透明 耐氣候 性較差 在紫外線的作用下易變硬發(fā)脆 1 1 2 成型性能 使用 ABS 注射成型塑件時 由于熔體粘度高 所需要的注射成型壓力較高 因此 塑件對型芯的包緊力較大 故塑件應(yīng)采用較大的脫模斜度 另外熔體粘度高 使 ABS 塑件易產(chǎn)生熔接痕 所以模具設(shè)計時應(yīng)注意盡量減少澆注系統(tǒng)對料流的阻力 表現(xiàn)粘 度對剪切速率的依賴性很強 因此在模具設(shè)計中大都采用點澆口形式 ABS 易吸水 使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕 云紋等缺陷 為此 成型加工前應(yīng)進行 干燥處理 在正常成型條件下 壁厚 熔料溫度對收縮率影響極小 要求塑件精度高 時 模具溫度可控制在 50 60 要求塑件光澤和耐熱時 應(yīng)控制在 60 80 比熱 容低 塑化效率高 故成型周期短 1 2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度 1 2 1 結(jié)構(gòu)分析 從塑件上分析 該塑件為盒形件 頂部有一矩形凸臺和一圓孔 側(cè)壁有兩個矩形 外罩注塑成型工藝與模具設(shè)計 5 孔 由此可見 模具設(shè)計時必須設(shè)置側(cè)向分型機構(gòu) 該零件壁厚均勻 精度不高 為中等復(fù)雜零件 1 2 2 尺寸精度分析 塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸與產(chǎn)品圖中尺寸相符合程度 即所獲得塑 件尺寸的準確度 塑件的尺寸精度與模具的制造精度 模具的磨損程度 塑件收縮率 的波動及成型時工藝條件的變化 塑件成型后的時效變化和模具的結(jié)構(gòu)形式等有關(guān) 因此 塑件的尺寸精度往往不高 應(yīng)在保證使用要求的前提下盡可能選用低精度等級 查表可知 ABS 材料的制件未注公差按 MT5 級查取公差 見 塑料注射模結(jié)構(gòu)與 設(shè)計 楊占堯 王高平主編 表 4 10 模塑件尺寸公差表 塑件外形尺寸 50 mm 13 5 mm 16 mm 8 mm 0 5 mm 64 0 32 0 38 0 28 0 20 塑件內(nèi)形尺寸 44 mm 10 5 mm 10 mm 5 mm 0 0 02 04 已注公差的尺寸有 10 0 2mm 13 0 2mm 5 4 0 2mm 10 mm 036 以上分析可見 該零件的尺寸精度不高 沒有太多的的精度要求 對應(yīng)的模具相 關(guān)零件的尺寸加工可以保證 1 2 3 表面質(zhì)量分析 該零件的表面除要求沒有質(zhì)量缺陷 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 2 成型設(shè)備的選擇 2 1 計算塑件的體積和質(zhì)量 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 6 計算塑件的質(zhì)量是為了選用注塑機及確定模具型腔數(shù) 計算塑件的體積為 3m9 104v 計算塑件的質(zhì)量 查資料得 ABS 的密度 3 g09 1cm 故零件的質(zhì)量 35g 2 2 注射機的初步選定 注射模具是安裝在注射機上的 模具與注射機應(yīng)當(dāng)相適應(yīng) 這將關(guān)系到制件的質(zhì) 量 均勻性及成型周期 選擇注塑機時 必須保證制品的注射量小于注射機允許的最 大注射量 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗 制品注射量一般不超過注射機最大注射量的 80 由于采 用中等批量生產(chǎn) 此模具采用一模兩件 所以塑件的總質(zhì)量為 22 7g 取澆注系統(tǒng)的質(zhì) 量為 0 5m 得澆注系統(tǒng)的質(zhì)量為 5 68g 考慮到塑件外形尺寸 注射所需壓力和現(xiàn)有設(shè)備 初步選用 XS Z 125 型注塑機 其主要技術(shù)參數(shù)如下 結(jié)構(gòu)形式 臥式 注射方式 螺桿式 最大注射量 cm 1253 螺桿直徑 mm 42 注射壓力 MPa 150 注射速率 g s 1 120 塑化能力 g s 1 16 8 螺桿轉(zhuǎn)速 r min 1 0 220 鎖模力 kN 1200 拉桿內(nèi)向距 mm 350 385 模具最大厚度 mm 400 模具最小厚度 mm 230 外罩注塑成型工藝與模具設(shè)計 7 最大開模行程 mm 250 合模方式 雙曲肘 模具定位孔直徑 mm 125 噴嘴球半徑 mm 15 噴嘴孔半徑 mm 4 3 注塑機工藝參數(shù)的確定 注塑機類型 螺桿式 后段 150 170 料筒溫度 中段 165 180 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 8 前段 180 200 模具溫度 50 80 噴嘴溫度 170 180 注射壓力 MPa 50 80 注射時間 0 5 成型時間 s 保壓時間 15 30 冷卻時間 15 30 成型周期 s 40 70 4 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括 分型面的選擇 模具型腔數(shù)目的確定及型腔的排列方 式 澆注系統(tǒng)設(shè)計 模具工作零件的設(shè)計 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的設(shè)計 推出機構(gòu)的 設(shè)計 模具結(jié)構(gòu)零件設(shè)計等內(nèi)容 外罩注塑成型工藝與模具設(shè)計 9 4 1 分型面選擇 分型面是動 定模具的分界面 即打開模具取出澆注系統(tǒng)凝料的面 分型面的位 置影響著成型零件的結(jié)構(gòu)形狀 型腔的排氣情況也與分型面的開設(shè)密切聯(lián)系 實際的模具結(jié)構(gòu)基本上有三種情況 型腔完全在動模一側(cè) 型腔完全在定模一側(cè) 型腔各有一部分分別在動 定模中 分型面的選取不僅關(guān)系到塑件的正常成型和脫模 而且涉及模具結(jié)構(gòu)與制造成本 一般來說 分型面的總體選擇原則是 1 分型面的選擇有利于脫模 分型面應(yīng)取在塑件尺寸的最大處 2 分型面的選擇應(yīng)有利于保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求 3 分型面的選擇應(yīng)有利于成型零件的加工制造 4 分型面的選擇應(yīng)有利于提高排氣效果 5 分型面應(yīng)有利于側(cè)向抽芯 塑件脫模方便 不僅要求選取的分型面位置不會使塑件卡在型腔中無法取出 也 要求塑件在動 定模打開時盡可能滯留在動模一側(cè) 按這一要求 一般都是將主型芯 裝在動模一側(cè) 使塑件收縮包緊在主型芯上 這是型腔可以設(shè)在定模一側(cè) 通過對塑 件結(jié)構(gòu)形式的分析 塑件結(jié)構(gòu)簡單 考慮到排氣順利和便于分型 采取塑件的大端面為 分型面 如下圖 2 所示 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 10 圖 2 分型面的選擇 4 2 型腔排列方式的確定 單件塑件的質(zhì)量為 11 35g 取澆注系統(tǒng)的質(zhì)量為 5 68g 本模具采用一模兩件的結(jié) 構(gòu)形式 其型腔布局如圖 3 所示 圖 3 型腔布局 外罩注塑成型工藝與模具設(shè)計 11 4 3 澆注系統(tǒng)設(shè)計 4 3 1 主流道的設(shè)計 流道是澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具相接觸的部位開始到分流道為止的塑料熔 體的流動通道 是熔融塑料進入模具是最先經(jīng)過的部位 主流道的設(shè)計內(nèi)容包括主流 道本身的設(shè)計及其主流道襯套和定位環(huán)設(shè)計等工作 主流道的形狀為圓錐形 以便熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出 主流 道的尺寸直接影響到熔體的流動速度和充模時間 另外 由于其與高溫塑料熔體及注 射機噴嘴反復(fù)接觸 因此設(shè)計中常設(shè)計成可拆卸更換的澆口套 根據(jù)本模具結(jié)構(gòu) 主流道設(shè)計如下 噴嘴前端孔徑 md40 噴嘴前端球面半徑 r12 根據(jù)模具主流道和噴嘴的關(guān)系 mr 1 0 dD5 取主流道小端直徑 r 13mm 主流道球面半徑 D 4 5mm 為了便于將凝料從主流道中取出 將主流道設(shè)計成圓錐形 斜度為 1 3 為便于 使熔料順利流入分流道 可在主流道出料端設(shè)計成半徑為 的圓弧渡 mr1 4 3 2 主流道襯套的選取 為了提高模具的壽命在模具與注塑機頻繁接觸的地方設(shè)計為可更換的主流道襯套 形式 選取材料為 T8A 熱處理以后的硬度為 53 57HRC 主流道襯套和定模的配合 形式為 H7 m6 的過渡配合 4 3 3 分流道的設(shè)計 1 分流道的布置形式 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 12 為了盡量減少在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低 同時還要考慮減 少分流道的容積和壓力平衡 因此采用平衡式分流道 2 分流道的長度 由于分流道設(shè)計簡單 根據(jù)兩個型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計 分流道較短 故設(shè)計時可適當(dāng) 選小一些 單邊分流道長度 取 49mm 分L 3 分流道截面形狀 采用圓形截面 其比表面積最小 且塑料熔體的熱量不易散失 流動阻力也小 4 分流道的尺寸 為使熔體阻力小 可優(yōu)先選用圓形分流道 直徑 D 4mm m49 分L 4 3 4 冷料井設(shè)計 冷料穴位于主流道正對面的動模板上 其作用主要是儲存熔體前方的冷料 防止 冷料進入模具型腔而影響制品的表面質(zhì)量 取 8mm 的拉料桿 頭部裝一個近似梯形拉料的圓頭 動定模打開時 借頭部 的錐形結(jié)構(gòu) 將主流道的凝料拉向動模一側(cè) 拉料桿安裝在頂出元件的固定板上 與頂 出元件的運動時同步的 如下圖 6 所示 外罩注塑成型工藝與模具設(shè)計 13 圖 6 冷料井 4 3 5 澆口的設(shè)計 澆口時熔融塑料經(jīng)分流道注入型腔的進料口 是流道和型腔制件的連接部分 也 是注射模澆注系統(tǒng)的最后部分 其基本作用是 1 使分流道來的熔融塑料以最快的速度進入并充滿型腔 2 型腔充滿后 澆口能迅速冷卻封閉 防止型腔內(nèi)還未冷卻的熔融塑料回流 根據(jù)澆口的作用 澆口的截面要小 長度要短 因為只有這樣才能滿足增大料流 速度 快速冷卻封閉 便于與塑件分離以及澆口殘痕最小等要求 該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷 表面質(zhì)量要求高 采用一模兩腔注射 為 便于調(diào)整充模時的剪切速率和封閉時間 綜合比較分析 因此采用側(cè)澆口 其界面形 狀簡單 易于脫模 表面外觀質(zhì)量較高 澆口選擇截面為矩形的側(cè)澆口 查表初選尺寸為 b l h 為 2mm 1mm 0 5mm 試模時修正 4 4 排氣系統(tǒng)設(shè)計 在注塑模具的設(shè)計過程中 必須考慮排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計 否則 熔融的塑料流體進 入模具型腔內(nèi) 氣體如不能及時排出會使制件的內(nèi)部有氣泡 甚至?xí)a(chǎn)生很高的溫度 使塑料燒焦 從而出現(xiàn)廢品 排氣方式有兩種 開排氣槽排氣和利用合模間隙排氣 由于外罩注塑模是中小型鑲拼式模具 可直接利用分型面和鑲拼間隙進行排氣 而不需在模具上開設(shè)排氣槽 4 5 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計 4 5 1 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 凹模是成型塑件外表面的成型零件 凹模的基本結(jié)構(gòu)可分為整體式 整體嵌入式 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 14 和組合式等 采用鑲拼結(jié)構(gòu)的凹模 對于改善模具加工工藝性有明顯好處 本次設(shè)計凹模的結(jié)構(gòu)采用鑲拼式結(jié)構(gòu) 凹模鑲塊反嵌在型腔板上 均采用 配合 如圖 4 所示 6 7mH 圖 4 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 4 5 2 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計 凸?；窘Y(jié)構(gòu)可分為整體式 鑲拼式等 本次設(shè)計凸模的結(jié)構(gòu)與凹模一樣采用鑲拼式結(jié)構(gòu) 凸模鑲塊反嵌在型芯板上 采 用 配合 結(jié)構(gòu)同上圖 6 7mH 4 5 3 工作零件的尺寸計算 現(xiàn)設(shè)制品的名義尺寸 D 是最大尺寸 其公差按規(guī)定為負值 凹模的名義s 尺寸 D 是最小尺寸 其公差按規(guī)定為正值 現(xiàn)由公式可得 m z zS 05 1 式中 前的系數(shù) 此處為 0 5 可隨制品的精度和尺寸變化 一般在 0 5 0 75 之間 ABS 的收縮率 S 為 0 005 制品偏差大則取小值 偏差小則取大值 模具制造公差取 4 值由塑料模設(shè)計手冊 公差數(shù)值表 可查 這里塑料件z 取 MT5 級 固可由以上公式算出其尺寸 1 型腔內(nèi)形尺寸 外罩注塑成型工藝與模具設(shè)計 15 ZSD 01sm5 16 0 6405 mm16 2 zSD 0sm5 07 28018 mm7 9 ZSD 03sm5 095 380 16 mm95 8 2 型腔深度尺寸 ZSmH 015 08 3205 3 mm8 4 ZSH 02m5 1 05 20 5 mm 4 3 型芯外形尺寸 設(shè)塑件內(nèi)型腔尺寸為 d 公差為正值 制造公差為負值 經(jīng)過與上s z 面型腔徑向尺寸相似推理 可得 0zs5 1dSM 大型芯 0zs 016 5 64 05 14 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 16 mm 016 4 圓型芯 0zs5 dSM 09 36 0 1 mm 9 3 側(cè)型芯 0zs5 1dSM 07 28 0 mm7 31 d d 1 s 0 5 0 5 z 0 Ms z 05 205 0 5 mm 2 4 型芯高度尺寸 0zs5 1dSM 08 32 0 5 mm8 1 4 5 4 型腔側(cè)壁壁厚 底厚的確定 在注射成型過程中 型腔主要承受塑料熔體的壓力 因此模具型腔應(yīng)該具有足夠 的強度和剛度 如果型腔壁厚和底板的厚度不夠 當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過型腔材 料本身的許用應(yīng)力時 型腔將導(dǎo)致塑性變形 甚至開裂 與此同時 若剛度不足將導(dǎo) 致過大的彈性變形 從而產(chǎn)生型腔向外膨脹或溢料間隙 因此 有必要對型腔進行強 度和剛度的計算 尤其是對大型塑件 1 凹模側(cè)壁厚度的計算 凹模側(cè)壁厚度與型腔內(nèi)壓強及凹模的深度有關(guān) 其厚度公式查 模具專業(yè)畢業(yè)設(shè) 外罩注塑成型工藝與模具設(shè)計 17 計手冊 主編魏春雷 朱三武等 表 13 11 凹模側(cè)壁和底板厚度的計算公式得 整體 式矩形凹模側(cè)壁按剛度計算 h c p a E 143 1 其中 為允許變形量 mm 按塑料性質(zhì)選取 一般不超過塑料的溢邊值 取 0 015 P 為型腔壓力 一般取 20 40MPa 這里我們?nèi)?30MPa C 為常數(shù) 由 l a 而定 查表得取 0 140 a 為凹模受型腔壓力高度 一般為塑件高度 13 5mm E 為彈性模量 鋼取 2 1 10 MPa 5 計算得 h 4 04mm 取 10mm 1 根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù) 本模具側(cè)壁厚均取 10mm 底厚取 20mm 4 6 頂出機構(gòu) 考慮塑件的結(jié)構(gòu)和壁厚 為使脫模力平衡 制件平穩(wěn)推出 采用五個頂桿對稱布 置脫模 頂桿規(guī)格為 布局如圖 5 所示 1504 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 18 圖 5 頂桿的布置 4 7 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 根據(jù)塑件材料的成型條件 本模具需要設(shè)計冷卻系統(tǒng) 本模具采用結(jié)構(gòu)簡單的 二 形排布 水道貫穿模具 并貫穿型腔鑲塊 在型腔板與鑲塊過度部位添加密封 圈 防止漏水 4 7 側(cè)向分型和抽芯機構(gòu)設(shè)計 側(cè)向分型和抽芯機構(gòu)常用來成型塑件上的外側(cè)凸起 凹槽和孔以及殼體的內(nèi)側(cè)局 部凸起和不通孔 根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)選擇常用的斜導(dǎo)柱和側(cè)向滑塊抽芯 4 8 1 抽拔力計算 只計算抽拔力大的一側(cè) 及全部為長透氣的一側(cè) 查 模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計手冊 主編魏春雷 朱三武等 表 13 15 得 Q LHq cos sin 其中 Q 為通孔型芯抽拔力 N 外罩注塑成型工藝與模具設(shè)計 19 為脫模斜度 取 2 為塑料對鋼的摩擦系數(shù) 通常取 0 15 0 2 取為 0 2 L 為活動型芯被塑料包緊的斷面周長 為 30mm H 為活動型芯成型部分高度 為 3mm q 為包緊型芯的壓力 一般取 8 12MPa 取 10MPa 計算得 Q 148 5N 4 8 2 確定抽拔距 抽芯距一般應(yīng)大于成型孔的深度 側(cè)孔深為 3mm 為安全起見 取抽拔距 S 抽 8mm 4 8 3 確定斜導(dǎo)柱傾角 根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)一般取 a 10 25 最大不超過 30 本模具取 a 25 大小適中 抽芯時的開模力為抽芯力的 30 35 斜導(dǎo)柱承受的彎曲力近于抽芯力的 1 05 倍 4 8 4 確定斜導(dǎo)柱尺寸 斜導(dǎo)柱優(yōu)先選用圓形截面 因為圓形制造方便 裝配容易 應(yīng)用廣泛 利用查表法確定斜導(dǎo)柱直徑 一 由求得的抽拔力和選定的斜導(dǎo)柱傾斜角 查 模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計手冊 主編魏春雷 朱三武等 表 13 19 得斜導(dǎo)柱的最大彎曲力 二 由查得的最大彎曲力和選定的斜導(dǎo)柱傾斜角以及滑塊端面至受力點的垂直距離查 表 13 20 得到斜導(dǎo)柱直徑 10mm 根據(jù)斜導(dǎo)柱長度的計算公式 L L L L123 D d tan 2 H cos dtan s sin 10 15 抽 其中 L 為斜導(dǎo)柱總長 mm L 為斜導(dǎo)柱固定段長度 mm 1 L 為斜導(dǎo)柱工作段長度 mm 2 L 為斜導(dǎo)柱導(dǎo)向段長度 mm 3 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 20 D 為斜導(dǎo)柱臺階直徑 mm D 為斜導(dǎo)柱工作段直徑 mm 計算得斜導(dǎo)柱的長度為 62mm 4 8 5 滑塊和導(dǎo)滑槽設(shè)計 滑塊與側(cè)型芯的連接方式設(shè)計 側(cè)型芯與滑塊的連接方式有兩種 組合式和整 體式 本次設(shè)計滑塊和側(cè)型芯為組合結(jié)構(gòu) 側(cè)型芯利用銷釘固定鑲嵌在滑塊頭中 如 圖所示 圖 7 側(cè)型芯與滑塊連接方式 滑塊的導(dǎo)滑方式 滑塊在導(dǎo)滑槽中滑動要平穩(wěn) 不應(yīng)發(fā)生卡滯 跳動現(xiàn)象 常 用的滑塊與導(dǎo)滑槽的配合有 T 形槽導(dǎo)滑整體式 整體蓋板式 局部蓋板式 整體燕尾 式導(dǎo)滑等形式 綜合考慮 本次設(shè)計采用局部蓋板式 T 形槽導(dǎo)滑 導(dǎo)滑部分淬硬后便于磨削加工 精度容易保證 而且裝配方便 導(dǎo)滑槽與滑塊導(dǎo)滑部分采用間隙配合 一般采用 H8 f8 如圖 8 所示 外罩注塑成型工藝與模具設(shè)計 21 圖 8 滑塊導(dǎo)滑方式 滑塊的定位方式 滑塊限位裝置要靈活可靠 保證開模后滑塊停止在一定位置 上而不任意滑動 限位方式有擋塊限位 彈簧銷限位 彈簧滾珠限位 本模具采用擋 塊限位 其形式如圖 9 圖 9 滑塊的定位方式 4 8 6 鎖緊塊設(shè)計 鎖緊塊的作用是保證在注射過程中滑塊能閉合緊密 避免側(cè)向分型面產(chǎn)生毛邊 保證塑件尺寸精度 免除斜導(dǎo)柱承受型腔的側(cè)向推擠壓力 鎖緊塊可以根據(jù)型腔對滑塊產(chǎn)生推擠壓力大大小而采用不同的結(jié)構(gòu)形式 因本次 設(shè)計是小型模具 型腔對滑塊側(cè)向推擠壓力較小 所以采用螺釘將鎖緊塊從側(cè)向固定 在定模扳上 結(jié)構(gòu)簡單 如圖 10 所示 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 22 圖 10 鎖緊塊形式 外罩注塑成型工藝與模具設(shè)計 23 5 模具閉模高度的確定 選定 2330 標(biāo)準模架 根據(jù)模架上數(shù)據(jù) 定模座板 H1 30 型腔板 H2 40 型 芯板 H3 25 支撐板 H4 35 動模座板 H5 25m 根據(jù)推出行程和推出機構(gòu)的機構(gòu) 尺寸確定墊塊 H6 70 因而模具的閉合高度 H H1 H2 H3 H4 H5 H6 30 40 25 35 25 70 225mm 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 24 6 注塑機有關(guān)參數(shù)的校核 6 1 注射量的校核 該注射機能滿足注射量的要求 可以使用 33108 21cmVcv 注件 6 2 鎖模力的校核 塑件在分型面上的投影面積 則 塑A 2m50 塑A 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 A 即流道凝料 包括澆口 在分型面上的澆 投影面積 A 數(shù)值 可以按照多型腔模的統(tǒng)計分析來確定 A 是每個塑件在分型面上澆 澆 的投影面積 的 0 2 0 5 倍 由于本例流道設(shè)計簡單 分流道相對較短 因此流道凝塑 料投影面積可以適當(dāng)取小一些 這里取 A 0 5 澆 塑 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積 則 總 塑塑塑澆塑總 A5 2 0nn 2m50 2 6 模具型腔內(nèi)的脹型力 則 脹F 6250 35 218 7 KN 脹F?？?PA 式中 p 是模具型腔內(nèi)塑料熔體的平均計算壓力值 通常取注射壓力的模 20 40 大致范圍為 25 40MPa 對于粘度較大的精度較高的塑料制品應(yīng)取較大 值 ABS 屬中等粘度塑料及有精度要求的塑件 故取 35MPa 查表 1 2 可得該注射機的公稱鎖模力 F 400kN 鎖模力安全系數(shù)為鎖 k 1 1 1 2 這里取 k 1 2 則 2 2 k F 1 2 F 1 2 218 7KN 262 5KN F 2脹 脹 鎖 所以 注射機鎖模力合格 外罩注塑成型工藝與模具設(shè)計 25 6 3 模具安裝尺寸的校核 本模具的外形尺寸為 300mm 280 mm 225 mm XS Z 125 型注塑機所允許模具最 大安裝尺寸為 350mm 300mm 故能滿足模具的安裝要求 6 4 模具閉合高度的校核 由上述計算得模具的閉合高度 H 225mm XS Z 125 型注塑機所允許模具的最小 厚度為 200mm 最大厚度為 300mm 滿足要求 6 5 開模行程的校核 經(jīng)查資料 XS Z 125 型注塑機的最大開模行程 S 250mm S H1 H2 5 10 mm 15 20 10 45mm 此外 由于側(cè)型芯分型抽芯距較短 不會 過大增加開模距離 注塑機的開模行程足夠 經(jīng)驗證 XS Z 125 型注塑能滿足使用要求 故可采用 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 26 7 模具總裝圖 詳見附圖 圖 11 模具總裝圖 1 定模座板 2 型腔板 3 鎖緊塊 4 內(nèi)六角螺釘 M6 16 5 斜導(dǎo)柱 6 滑塊 7 擋塊 8 彈簧 9 限位螺釘 10 型芯板 11 墊板 12 墊塊 13 頂桿固定板 14 推板 15 動模座板 16 頂桿 17 型芯鑲塊 18 側(cè)型芯 19 冷卻水 20 定位環(huán) 21 內(nèi)六角螺釘 M8 16 22 澆口套 23 復(fù)位桿 24 拉料桿 25 內(nèi)六角螺釘 M12 60 26 導(dǎo)柱 27 導(dǎo)套 28 水嘴 29 內(nèi)六角螺釘 M12 140 30 型腔鑲塊 外罩注塑成型工藝與模具設(shè)計 27 8 結(jié)束語 畢業(yè)設(shè)計作為三年大學(xué)學(xué)習(xí)中極為重要的一部分 是衡量一個學(xué)生專業(yè)課水平的 重要標(biāo)志 畢業(yè)設(shè)計是我們所學(xué)課程的一次系統(tǒng)而深入的綜合性的總復(fù)習(xí) 是一次理 論聯(lián)系實踐的訓(xùn)練 也是我們步入工作前的一次檢驗 就我個人而言 通過這次畢業(yè)設(shè)計 使我學(xué)習(xí)到了許多知識 對模具的設(shè)計與制 造有了極為深刻的認識 是一次由理論向?qū)嵺`的飛躍 回顧一個多月的設(shè)計生活 讓 我感慨頗深 主要體會有以下幾點 1 扎實的基礎(chǔ)課 專業(yè)課是模具設(shè)計的基礎(chǔ) 由于以前所學(xué)的課程難免有些理解不深 遺忘等 而本次設(shè)計又或多或少的用到 了這些知識 從而迫使我認真扎實的學(xué)習(xí)了以前的課程 并加深了對這些課程的理解 真正有一種溫故而知新的感覺 如機械制圖中的各種線型的特點應(yīng)用 材料力學(xué)中的 應(yīng)力校核 熱處理中各種材料與熱處理性能 公差配合與測量技術(shù)中公差的正確選用 模具的加工與制造技術(shù) 塑料模具的設(shè)計與制造步驟 模具材料的正確選用等 2 理論與實踐相結(jié)合的重要性 以前的學(xué)習(xí)中 基本上是純理論的學(xué)習(xí) 雖然有金工實習(xí) 畢業(yè)實習(xí)等實踐的體 味 但卻停留在表面上 沒有進行過真正的設(shè)計 從而使理論與實踐嚴重脫節(jié) 而現(xiàn) 在我們是在經(jīng)歷了金工實習(xí) 畢業(yè)實習(xí)后的一次真正的練兵 我認真回顧了以前所見 所學(xué)的塑料模知識 在腦海里反復(fù)了思考了塑料模的步驟 然后開始到圖書館查資料 作設(shè)計 在作設(shè)計的過程中 我才真正感覺到眼高手低的含義 同時也 窺一斑而知 全豹 自己的學(xué)習(xí)中的不足和薄弱環(huán)節(jié)暴露無遺 但是在老師們的幫助下以及自己的 努力下 我終于克服了重重困難 使設(shè)計得以順利的進行 通過向老師們請教 我了 解到設(shè)計要面向企業(yè) 面向市場的原則 畢業(yè)設(shè)計正是對實踐能力的一次強有力的訓(xùn) 練 是我們獨立工作的前湊 將對我們以后的工作產(chǎn)生深遠的影響 3 對模具設(shè)計中的安全性 經(jīng)濟性加深了認識 在設(shè)計工作中 要不斷對安全性進行分析 從操作者的角度進行設(shè)計 在設(shè)計中 需要考慮到模具的成本問題 經(jīng)濟效益是工業(yè)生產(chǎn)的前提 成本的高直接決定了產(chǎn)品 的競爭力 故在設(shè)計中盡可能的選用標(biāo)準件 4 電腦成為設(shè)計中重要的輔助工具 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 28 繪零件圖和裝配圖時采用電腦方便快捷 采用電腦處理 精度高 方便快捷 在 本次設(shè)計時 要求機械繪圖 電子文檔文本 從而對 AUTOCAD 的學(xué)習(xí)有了很大的進 展 對 WORD WPS 等各種文字處理工具有了更為熟練的操作 而模具 CAD 技術(shù)已 成為該行業(yè)的發(fā)展趨勢 電腦終將成為設(shè)計的必備工具 這對提高學(xué)生的綜合素質(zhì)著 極為重要的現(xiàn)在意義 5 設(shè)計態(tài)度直接決定著設(shè)計質(zhì)量 畢業(yè)設(shè)計一般時間都足夠 但足夠的時間不一定都能設(shè)計出優(yōu)秀的模具 這就除 了能力水平的問題外 極為重要的一點便是態(tài)度問題 作為學(xué)生必須要態(tài)度謙虛 工 作認真 勤學(xué)好問 實事求是 才能正確對待設(shè)計 才有可能取得設(shè)計的圓滿成功 總之 通過畢業(yè)設(shè)計使我對模具的設(shè)計與制造有了更深的認識 得到了許多有益 的啟示 這對畢業(yè)后的過渡轉(zhuǎn)變有極重要的影響 在以后的工作中 我將繼續(xù)保持謙 虛謹慎的工作作風(fēng) 揚長避短 多與人交流 提高自己的個人素質(zhì)和技能積累經(jīng)驗 誠實守信 爭取在事業(yè)上更上一層樓 芝麻開花 節(jié)節(jié)高 外罩注塑成型工藝與模具設(shè)計 29 致謝 由于本人資質(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 在此 感謝我的指導(dǎo)老師丁海老師 他仔細審閱了本文的全部內(nèi)容并對我的畢 業(yè)設(shè)計內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議 使我的畢業(yè)設(shè)計日趨完善 在這里我向他表示真 誠的感謝 感謝母校 河南機電高等專科學(xué)校的辛勤培育之恩 感謝材料工程系給我提供 的良好學(xué)習(xí)及實踐環(huán)境 使我學(xué)到了許多新的知識 掌握了一定的操作技能 最后 我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí) 生活中認識了很多可敬的老師和可親的同學(xué) 并感激師友的教誨和幫助 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 30 參考文獻 1 楊占堯主編 塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計 高等教育出版社 2 魏春雷等主編 模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計手冊 天津大學(xué)出版社 2010 3 曾霞文主編 模具設(shè)計 西安電子科技大學(xué)出版社 2012 4 翟德梅等 主編 模具制造技術(shù) 化學(xué)工業(yè)出版社 2011 5 馮炳堯 韓泰榮 蔣文生主編 模具設(shè)計與制造簡明手冊 上?？?學(xué)技術(shù)出版社 1998 6 賈潤禮 程志遠主編 實用注塑模設(shè)計手冊 中國輕工業(yè)出版社 2000 7 唐志玉主編 模具設(shè)計師指南 國防工業(yè)出版社 1999 8 屈華昌主編 塑料成型工藝與模具設(shè)計 機械工業(yè)出版社 1995 9 黃毅宏主編 模具制造工藝 機械工業(yè)出版社 1999 10 彭建聲主編 簡明模具工實用技術(shù)手冊 機械工業(yè)出版社 1993