油壺蓋注塑模具設計-自動脫螺紋塑料注射模含NX三維及10張CAD圖

油壺蓋注塑模具設計-自動脫螺紋塑料注射模含NX三維及10張CAD圖,油壺,注塑,模具設計,自動,螺紋,羅紋,塑料,注射,nx,三維,10,cad 摘 要 這次畢業(yè)設計的主要任務是要設計出小油壺蓋的模具，換一種說法就是設計一種注塑模具，把小油壺蓋這類塑料件給生產出來，并要加上自動化生產的模式用來提高產量。我們這次主要是以產品結構的工藝性，具體的模具結構當作課題得設計基礎，再詳細地設計出模具的澆注系統(tǒng)，確認好模具成型部分的結構、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)，以及怎么選擇注塑機的型號，計算并校驗相關參數。這次設計也有難點，生產出的小油壺蓋塑件，內側壁上面帶螺紋，就得加上自動脫螺紋的機構，這就讓模具的整個結構變得更加復雜，想要最后的塑件表面質量過關，我們會采用單分型面潛伏澆口的方案來設計。 關鍵詞：油壺蓋；注塑模具；澆注系統(tǒng)；注塑機；脫螺紋 Abstract The main task of this graduation project is to design the mould for the small oil pot cover. In other words, to design an injection mould to produce the plastic parts such as the small oil pot cover, and to add the mode of automatic production to improve the output. This time, we mainly take the technological nature of product structure and the specific die structure as the design basis. Then we design the casting system of the die in detail, confirm the structure of the forming part of the die, ejection system, cooling system, and how to select the model of the injection molding machine, calculate and verify the relevant parameters. This design also has difficulties. The small oil pot lid plastic parts produced with thread on the inner wall have to add the mechanism of automatic thread removal, which makes the whole structure of the mould more complex. If we want to pass the final surface quality of the plastic parts, we will use the single parting surface latent gate scheme to design. Key words: oil kettle cover; injection mould; pouring system; injection machine; threading 目 錄 摘 要 1 Abstract II 第1章 緒論 1 第2章 產品技術要求和工藝分析 3 2.1 產品技術要求 3 2.2 塑件的工藝分析 3 2.3塑件材質特性 4 2.4成型工藝性 5 第3章 注射成型機的選擇與成型腔數的確定 6 3.1注射成型機的選擇 6 3.2成型腔數的確定 7 第4章 澆注系統(tǒng)的設計 8 4.1分型面位置的確定 8 4.2確定型腔數量及排列方式 9 4.3澆注系統(tǒng)的設計 10 4.4模具的結構形式 11 4.5 凹模的結構設計 13 4.6凸模的結構設計 13 第5章 模具成型零件的工作尺寸計算 14 第6章 排氣系統(tǒng)的設計 17 6.1排氣不良的危害 17 6.2排氣系統(tǒng)的設計方法 17 第7章 導向與脫模機構的設計 18 7.1導向機構的作用和設計原則 18 7.2導柱、導套的設計 18 7.3脫模推出機構的確定 20 第8章 冷卻系統(tǒng)設計 22 8.1冷卻系統(tǒng)的設計原則 22 8.2 冷卻水體積流量 22 8.3 冷卻管道直徑的確定 23 8.4 冷卻回路所需的總表面積 23 8.5 冷卻回路的總長度 23 8.6 冷卻水道的結構 23 第9章 其它結構零部件的設計及校核 25 結 論 27 參考文獻 28 致 謝 29 III 第1章 緒論 現如今，整個中國的經濟條件變得越來越好，國民一直積極響應著“實現中華民族的偉大復興”，各行各業(yè)發(fā)展得都很快，其中的制造業(yè)水平也在一步步提升。想要看一個國家的制造業(yè)水平的高低，主要是看這個國家的模具技術如何，模具水平的提高能讓有關的工業(yè)產品更有利，不僅僅讓工業(yè)產品的生產數量變大，質量也會更好，同時得到的經濟利益也會更大，所以每個國家都很重視這項技術的發(fā)展。日本國內，人們把模具比喻成進入到富裕的原動力；在德國，稱呼更高級，變成金屬加工業(yè)的帝王；而羅馬尼亞就更加直接了，模具就是黃金。從這些方面來看模具工業(yè)，這直接關系著一個國家的經濟?，F在的中國也很重視模具工業(yè)，一直在努力發(fā)展提升著， 1989年3月，當時就發(fā)布了一項《關于當前國家產業(yè)政策要點的決定》，其中說到機械行業(yè)，第一個任務就是要把模具技術先發(fā)展起來。 這幾年，在塑料模具方面，我們一直在加大生產數量，技術水平發(fā)展得也很快，生產出了越來越多高效率的、自動化的、大型的、壽命較長的模具，而且這些精密的模具數量占得越來越大。什么是注塑成型模具，我們會往注塑機的料筒里放塑料，料筒可以加熱，塑料就會熔化開來，再推動著注塑機的螺桿或者活塞，模具還有澆注系統(tǒng)，熔融的塑料從噴嘴流到模具的型腔里面，經過一定時間的冷卻，最后就變成成型好固化了的塑料件。 這次我們要把小油壺蓋的模具給設計出來，換一種說法就是設計一種注塑的模具，可以把小油壺蓋這類塑料件給生產出來，并要加上自動化生產的模式用來提高產量。我們這次主要是以產品結構的工藝性如何，具體的模具結構如何當作課題的基本內容，再詳細地設計出模具的澆注系統(tǒng)，確認好模具成型部分的結構、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)，以及怎么選擇注塑機的型號，計算并校驗相關的參數。與此同時，把加工模具的整個工藝流程大致列出來。這次設計的結果，就是要生產出符合一定質量要求的小油壺蓋，讓整個加工模具的工藝水平達到比較高的水平。 圍繞著小油壺蓋具體是什么工藝結構，經過這次設計，讓我更加深刻地認識了怎么來設計模具。在整個課題的進行過程里面，我翻看了大量的學習資料、標準、手冊、期刊等等，加上教材上的知識，更全面的認識到了注塑模具的組成部分，把注塑模系統(tǒng)的分成了成型部分零部件、澆注系統(tǒng)、導向部分、推出機構、排氣系統(tǒng)、模溫調節(jié)系統(tǒng)等，專業(yè)知識也加強了，為日后能獨立地設計出模具累積了一點經驗。我們不光用傳統(tǒng)方法來設計，還加上了CAD、CAE軟件技術，這讓工作的效率提高了不少，自己又能更了解相關軟件技術。對于一次性的注射器推筒模具，在設計的時候會用到UG軟件，畫出產品3D效果的結構圖；涵蓋了設計出模具的分形面、澆注系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)等部分；我們常常用到AutoCAD繪圖軟件來生成模具圖紙，有時候3D的工程圖不符合要求，后面就會用上 AutoCAD，讓機構圖更完美。 這次的的說明書就是小油壺蓋的模具設計說明書，參照很多本手冊上的內容，列出設計的過程還有相關的工藝流程。說明書編寫的時候，要按照步驟一步步地設計說明，列出塑料注射模是用什么方式來設計的，詳細地算出相關參數。編寫說明書的時候，老師還有同學一直在幫助我，再次表示感謝。因為自身的設計水平還不夠，所以設計的整個流程還不是很完美，希望老師指出錯誤。 29 第2章 產品技術要求和工藝分析 2.1 產品技術要求 2.1.1產品設計圖 圖2.1 產品3D圖 2.1.2 產品技術要求 我們這次選LDPE當作塑料件的材料，需要比較大的生產數量，算是中大型的批量數。塑件的表面一定是無痕的，表面的粗糙程度控制在。 未注倒角大小取，未注尺寸的公差取級大小的精度。在常用材料模塑件公差等級和選用表（GB/T14486）、模塑件尺寸公差表（GB/T14486）里面查詢選取。 2.2 塑件的工藝分析 2.2.1塑件結構工藝性 下面的產品設計圖就是這次的小油壺蓋的圖， LDPE的材料，是圓柱形狀的塑件，尺寸大小在，把蓋子的底設計成螺紋形式的。蓋子的表面不能粗糙，不能有飛邊出來。整個小油壺蓋塑件的構造，跟普通的注射模相差不多，那么方法也不會很大變化，不過想要生產的效率更高的話，我們會選自動的脫螺紋形式的模具機構。 2.2.2塑件成型工藝性要求 1. 這次要設計的塑件尺寸不大，表面的精度提出的等級不算低，它的表面一定要光滑，還有就是成型工作面的時候，注意澆口的地方、頂桿的地方不能留下痕，冷卻開模之后，模具里面的型芯不能把產品拉壞拉變形。那么就要確定好澆口用什么形式，才能讓塑件表面達到要求的精細程度。 2. 我們要大批量次的生產這類塑件。想要加工起來更方便，讓成本變得更低，我們選活動鑲件的形式，這樣模具的結構更簡單了，模具的成本就不會高。 3. 想要生產的效率大大提升，我們還會選自動式的脫螺紋的模具機構。 2.3塑件材質特性 LDPE塑料又叫做聚苯乙烯，這次的小油壺蓋就是這個材料做的。翻看了相關手冊，知道這個材料的是聚乙烯的分子鏈上帶長短不一的支鏈，密度是很低的，不容易結晶，分子大多是5～50萬大小范圍，顏色看上去是乳白色的半透明的，像蠟燭一樣的樹脂，沒有毒。比較容易軟化，只要軟化的點一過，就會熔化開來，它的熱熔之后能很好的連接、也能很好的加工成型，又比較柔軟，受得了沖擊、還能受得住零下60℃到零下80℃低溫度的工作環(huán)境，對于電和高頻也能很好的絕緣；不過LDPE也是有缺點的，機械的強度不大，不能耐熱，有些應力的作用之后就會裂開、粘在一起、不容易印刷，表面要加上化學處理，比如說進行化學性的侵蝕，或者是電暈處理，就可以改善一些功能缺點。它還不容易吸水，基本上不吸，遇到酸、堿、鹽等等一些有機的化學溶劑都不太會變化。二氧化碳和有機的臭氣就很容易透進去， 水蒸汽和空氣就不容易滲進去。特別容易燃燒，燒起來像石蠟；如果一直在陽光下或者比較熱的環(huán)境，材料很容易加老化變色，從白的變黃的再變褐色的，最后還可能是黑色的，相對應的性能就會變差，外表會裂開，我們可以加點抗氧劑、紫外線吸收劑等等，這些交聯處理會讓材料的軟化點變高、耐溫的度數變高、剛度變強、耐溶劑的性能更強。 2.4成型工藝性 作為低密度的聚乙烯LDPE，我們大多老做塑料碗，塑料柜子，管道的聯接器。?用這個材料來注塑要注意是干燥的環(huán)境；料筒里的溫度要選好：?射嘴的溫度范圍是140~190℃、前一段控制在140~200℃、中段控制住135~195℃、后一段控制在130~180℃。模穴的深度多高要看塑件做多厚，如果是壁比較薄或者是模穴比較深，就得高一點。LDPE不是很硬，模具的溫度不能高，所以冷卻要花比較長的時間，加上LDPE冷凝起來不夠快，壓力一大就會飛邊，所以注塑的時間就稍微長一點，控制在1.5-3秒。 第3章 注射成型機的選擇與成型腔數的確定 3.1注射成型機的選擇 3.1.1 估算零件體積和投影面積 分析UG建模，可以知道塑件的體積大小是，一個側面的投影面積大小是，我們又確定了用潛伏澆口形式的澆注系統(tǒng)，加上系統(tǒng)里面的冷凝料不大，所以定下澆注系統(tǒng)的體積大小是 ，又因為是一模二腔的形式，得： 3.1.2鎖模力大小 算出鎖模力大小是 3.1.3選擇注射機及注射機的主要參數 這次要大批量的來生產塑料蓋子，我們要在溫度高低、壓力大小、時間長短來分析，查表，先選型號是HTF110X1B的注射機。 型號及 單位 參數 螺桿的直徑大小 mm 34 36 40 理論的注射容量大小 cm3 131 147 181 注射的重量LDPE g 119 134 165 注射的壓力 Mpa 206 183 149 注射的行程 mm 144 螺桿的轉速 r/min 0~215 料筒加熱功率P KW 5.7 鎖模力大小 KN 1100 拉桿之間間距(水平×垂直) mm 允許最大的模具厚度 mm 410 允許最小的模具厚度 mm 160 移模的行程 mm 340 移模的開距(最大) mm 750 液壓頂出的行程 mm 100 液壓的頂出力大小 KN 33 液壓頂出桿的數量 PC 5 油泵電動機的功率 KW 13 油箱的容積V l 210 機器的尺寸(長×寬×高) m 機器的重量 t 3.4 最小模具尺寸大小(長×寬) mm 3.2成型腔數的確定 確定好機床的注射能力有多大，我們一次注射的量要比注射機最大的注射量的80%要?。? 其中： 代表了型腔的個數 代表了注射機一共能注射的總量，單位是g 代表了澆注系統(tǒng)里面的重量，單位是g 代表了最后塑件的大小重量，單位是g 從實際的情況來看，模具最適合選一模二腔形式的型腔。 第4章 澆注系統(tǒng)的設計 4.1分型面位置的確定 模具的分型面怎么來定，涉及到的因素是比較多比較雜的。模具里面塑件成型在哪個位置，怎么設計澆注系統(tǒng)的，對塑件提出的工藝方面還有精度上的要求如何，嵌件位置是什么形狀，再加上推出用什么方式、模具怎么制造的、模具的排氣、一系列的工藝流程，上面這些說到的方方面面的因素，都會有影響。所以我們會拿出幾個方案，再綜合的比較分析，選出相對更適合的分型面。選的時候要記住下面幾個原則： 1. 塑料制品最后要確?？梢悦撃? 這個原則要放在第一個，分型面設定的結果就是能讓制品可以很方便的從型腔里面脫出來。參考這個原則，第一個就要放在塑料件最大的輪廓線上面，而且分型面最好是跟開模的方向保持垂直的一個平面。整個分型的輪廓形狀都要保持縮小的狀態(tài)，想要脫模脫出來順利，就不能干擾到脫模的凹凸形狀。 2. 型腔的深度控制在最淺的程度 3. 做好的塑件外觀整潔完美，好打理 4. 最好不選側向的抽芯形式 對于塑料件的注射模具，側向的抽芯最好不用，主要是這種模具的結構太難，還很容易讓塑件的尺寸大小變掉、精度的配合也很高，時間和財力都花的多，制造成本就不會低了，所以實在萬不得已才會用到。 5. 分型面加工起來要簡單 模具精度的高低很大程度上會看分型面的精度大小，我們要讓平面度跟動、定?；ハ嗯浜厦嬷g的平行度控制在一定的公差范圍。所以要讓分型面的平面垂直脫模的方向，這樣加工出來的精度就比較高。一旦選傾斜的面或者是曲面當作分型面，加工起來就更難了，精度也不好控制，塑料會溢出來出現飛邊的情況。 6. 如果用側向式的抽芯，就要盡可能的短 想要斜抽保持很短的移動距離，抽芯就不能長，這樣的話動、定模的厚度也變小了，塑件的尺寸方面的誤差不會大；另一個就是脫模就方便了，最后塑件的精度也高 。 7. 排氣要方便 生產中型的或者小型塑料件，型腔不會多大，所以里面的空氣不多，這時就要靠分型面之間的空隙來排氣。所以分型面選的時候還要看能不能排氣，我們就考慮在注射的過程里面，流動的塑料最后能抵達的地方放分型面，型腔也不封死。得到的結論就是我們確定注射模的分型面要考慮很多方面，最大的要求就是方便脫模，控制好塑件有關的技術條件，模具的結構還不能復雜。有時候定好分型面的方案，其實還是會有一些缺點，再看發(fā)現的問題加以完善，要讓分型面盡可能的最理想。 這次蓋子的分型面就放在塑件最大的輪廓面上面，看下圖 圖4-1 分型的方案確定 4.2確定型腔數量及排列方式 表4-1 單個型腔、多個型腔的優(yōu)缺點+適用的范圍 類型 優(yōu)點 缺點 適用的范圍 單個型腔模具 塑件能有很高的精度；好保持一定的工藝參數；結構也不復雜；模具的制造費用不高，用時也不長。 生產出來的塑料成形數量不大，讓生產的成本上漲。 個頭比較大的塑件，精度上有要求或者生產量不大或者是試生產。 多個型腔模具 生產出來的塑料成形數量大，生產的成本不高。 不會有很高的精度；不好保持一定的工藝參數；結構也不簡單；模具的制造費用不低，用時太長。 生產小型的、數量多、長期要用的塑料件。 我們上面定好了分型面，接著就要看是用單個型腔的模式還是多個型腔的模式。從上表可以知道，想要大批量次的生產，就得選多型腔，所以確定是用均衡分布的一模二腔的形式。還要想到流動起來要保持平衡來設計流道的形式。 4.3澆注系統(tǒng)的設計 對于澆注系統(tǒng)，有普通的和熱流道兩種形式。塑件成型的時候，澆注系統(tǒng)有充模和補加料的步驟，這個環(huán)節(jié)直接關系到塑件的質量好壞。從注塑機的噴嘴開始，一直到型腔的入口那里，這一段流道其實就是澆注系統(tǒng)。大多普通的澆注系統(tǒng)又分成主流道、分流道、澆口還有冷料井這幾部分。 4.3.1澆口的設計 澆口一般又可以分好多形式的，邊緣形的澆口、扇形的澆口、平縫澆口、圓環(huán)澆口、輪輻澆口、潛伏澆口、潛伏式澆口、護耳澆口、直澆口等等。選的是LDPE材料，它成形之后的收縮范圍很大，所以要特別注意縮孔、凹陷、變形的情況；這種材料很容易流動，好成形；它的熱容量很大，所以冷卻的回路一定要充分滿足，溫度要把握好。聚丙烯最適合的溫度是80℃上下，不能比50℃低，不然的話表面就不光滑，或者是會留下熔接的痕跡。不過太高的溫度會翹起來甚至變形。 根據上面的分鐘，我們定一模二腔的模具，澆口用潛伏形式的，澆口就放在壺蓋翼狀結構的兩旁邊。模具的流道要保持料流平衡地流動通過。把拉料結構放在定模的座板上面，主要打開模，流道里面的冷凝料能被拉出來，可以自動掉下去。 4.3.2主流道的設計 注意的方面有 1．定位圈一定要沉到模胚里面５ｍｍ長，可以支撐起一部分模具的重量。 2．定位圈要比模胚高１０ｍｍ長，這樣模具裝到注塑機里的時候可以定位。 3．定位圈的直徑一般是９９.８mm，注塑機裝置孔的直徑是１００，比孔小０.２ｍｍ，裝起來更方便。 4．唧咀一般是１６mm大小的直徑。 5．唧咀配注塑機射咀Ｒ比射咀一頭Ｒ要多出２ ~３ｍｍ。 主流道跟噴嘴之間怎么接觸，一般是做成半球形狀的凹坑。這樣接觸的就更緊，高壓的塑料就不會溢出來，凹坑球的半徑跟噴嘴球頭的半徑比要多出1-2mm長；主流道比較小的一頭的直徑跟噴嘴孔的直徑比較，要多出0.5-1mm長，一般是Ф4-8mm，主要是看塑件的大小以及要不要補加料。比較大的一頭的直徑跟分流道的深度來比，要多出1.5mm以上，它的錐角要小一點，多是定1°～2°大小。 澆注系統(tǒng) 4.4模具的結構形式 這次的注射模我們定成單分型面，看下圖： 圖4-2 單分型面注射模的結構 4.5 凹模的結構設計 成型好的塑件，它的外表面叫凹模，又可以說成是陰?；蛘咝颓弧４篌w又可以分整體式的、整體嵌入式的、局部鑲嵌式的還有四壁鑲嵌式這五個結構。整體式的強度比較高、剛度也足夠，不過主能是比較簡單的型腔。鑲嵌式的是合在一起的結構，這比較復雜，加工起來也不難，也好用上不同的材料，這樣拼起來就有空隙可以排氣，不過這樣的剛度不夠，塑件的表面很容易留下拼接起來的印子。 我們這次模具的構造不算復雜，凹模板要生產的數量不多，就決定用鑲嵌式的凹模板。 4.6凸模的結構設計 成型好的塑件，它內部的表面叫凸模，又能叫成型芯或者陽模。一般會分成兩種，整體式和鑲拼組合形式的。跟凹模比起來，凸模加工起來更容易，一般情況下都選整體式的凸模，特別是小型的模具，經常把型芯和模板做到一起。我們這次是選鑲嵌式的。 圖4-3 鑲嵌式 第5章 模具成型零件的工作尺寸計算 什么叫工作尺寸，就是關系到最后成型的塑件形狀的大小的模具上的長度，其中凹凸模的徑向長度（長+寬），高度上的大小還有中心距的尺寸大小都是屬于工作尺寸。我們在設計的時候，想要確保塑件的質量，一定要看塑件的尺寸大小還有精度的等級有什么要求，才能決定成型零部件的工作尺寸與精度大小。模具的尺寸和精度跟下面幾點有關： 1. 成形的收縮率大?。赫嬲谥圃斓臅r候，成形時會來回的收縮，所以塑件的尺寸不一定準，這個變化的數是 其中就是塑件收縮波動帶來的尺寸上的誤差，單位是mm； 是最大的收縮率百分比%； 是最小的收縮率百分比%； 就是塑件的尺寸，單位是mm。 根據收縮率上下波動，帶來的誤差要比塑件的尺寸公差的1/3小。 2. 制造成形零件的誤差：制造成形零件的誤差如果是在IT7～IT8等級里，那么制造公差就是尺寸公差的三分之一。 3. 零件的損耗：我們開始用模具的時候，里面的型腔還有型芯可定有損耗，如果是生產中小型的塑料件，那么最大的磨就要占到六分之一的塑件公差的大?。淮笮偷木鸵∮诹种?。 4. 配合間隙之間的誤差：成形零件之間相互配合，中間的空隙會變，結果就是尺寸有變化。對于成形零件的尺寸精度大小還有位置精度大小，都不能被這個配合間隙的誤差左右。 所以我們在設計型腔和型芯的時候，要想到各種原因。有時候關系點也不一樣，試模之后還要一步步的補償改正。 可以簡單的計算出凹模、凸模合成的工作尺寸，一般有平均收縮率法、公差帶法。一種是看收縮率大小，用塑件的收縮率、成形零件的制造公差、磨損量都當成平均數來算： 1. 計算凹模內形的尺寸大?。? 其中就是內形的尺寸大小，單位是mm； 是外徑的基本尺寸大小，單位是mm，也就是真正塑件的尺寸大小； 是平均的收縮率大小，這里等于0.6%； Δs代表了塑件的公差，查表得LDPE是5級的精度；基本的尺寸等于14~18mm公差等于0.38mm；從 18~24mm里確定是0.44mm，從30~40mm里確定是0.56mm，如果塑料件的基本尺寸是40~50，那么公差是0.64mm。 算出型腔的尺寸大?。? 算出型腔的深度： 其中就是凸模或者是型芯的高度尺寸，單位是mm； 是塑件內形的深度尺寸大小，單位是mm，也就是真正塑件內形的深度多少； Δs 、K 跟上面式子一個意思 2. 算出凸模的外形尺寸大?。? 其中就是凸?；蛘呤切托镜耐庑纬叽?，單位mm； 是塑件內形的尺寸大小，單位mm，也就是真正塑件內形的尺寸大??； Δs 、k跟上面式子一個意思 算出型芯的大?。? 算出型芯的深度多少： 其中就是凸?；蛘呤切托镜母叨却笮。瑔挝籱m； 是塑件內形深度的尺寸大小，單位mm，也是就真正塑件內形的深度是多少； Δs 、k跟上面式子一個意思。 算出型芯的高度多高： 第6章 排氣系統(tǒng)的設計 換一種眼光來看，注塑?？梢钥闯墒且粋€置換的設備。熔融開來的塑料熔體流進模腔，就可以把腔里面的空氣或者材料揮發(fā)出來的氣體給排出去。所以怎么設排氣系統(tǒng)的也要重視。 6.1排氣不良的危害 1. 塑料的熔體如果充模的時候流淌受到的阻力太大，就不容易把腔充滿； 2. 生產出來的產品會留下熔接起來的縫隙，抗力的性能就差了； 3. 如果里面還有氣體，生產的質量肯定不達標； 4. 型腔里面還有氣體，一壓縮就會發(fā)生局部的溫度變高，熔體遇到熱就會分解； 5. 排氣的效果不行，充模的速度也會變慢。 6.2排氣系統(tǒng)的設計方法 1. 我們最好要運用到分型面來排氣，分型面相互接觸的精度越高，排出的效果就好； 2. 如果是大型的制造模具，一般會選鑲拼形式的成型零件，它們之間的縫可以排氣； 3. 頂桿跟孔之間也可以配合，用之間的空隙來排氣； 4. 球狀的合金顆粒燒結塊也能滲導著來排氣； 5. 熔合縫隙那里還能開一個冷料穴 這次設計的就用配合之間的間隙排氣的，那些簡單的中小型的型腔，大多會加上推桿來排或者加上活動型芯，也可以是兩個支點的固定住的型芯頭部跟模板之間的配合空隙來排出，排氣槽就不要另外單加了。 第7章 導向與脫模機構的設計 7.1導向機構的作用和設計原則 7.1.1 導向機構的作用 一般注射模還會加個導向結構，這能讓動模跟定模兩個部分準確的合起來，主要作用就是定位+導向，常見的有導柱形式的導向，又含了導柱和導套這些零部件。 1. 定位的功能 2. 導向的功能 3. 承載的功能 4. 讓運動確保平穩(wěn)的功效 5. 錐面可以定位的結構 7.1.2 導向機構的設計原則 1. 導柱或者導套一定是對稱的分布，圍繞著分型面，它的中心點離模具的最外邊要足夠遠，這樣強度才能控制，也不容易變形； 2. 導柱或者導套的直徑大小要看模具的尺寸大小，讓抗彎得強度要夠； 3. 導柱固定一頭的直徑要盡可能等于導套的外徑長，配合起來更方便，也能確保同軸度； 4. 導柱、導套要經得起磨耗； 5. 想要制品更容易脫模，我們會把導柱裝到定模板上面，要看實際情況。 7.2導柱、導套的設計 什么是導柱導向，其實是導柱跟導套（導向孔）之間有空隙來配合，導柱就會在導套（導向孔）里運動，相互的配合間隙多是H7/h6級。 7.2.1導柱的設計 導柱有單節(jié)形式和臺階形式的結構。單節(jié)式的一般用到小型的模具，臺階式就是放到大型的模具里面。 有時還在導柱上加個油槽，這時導向的摩擦力就小了,我們決定選階梯式帶油槽的導柱，看下圖 圖7-1 導柱形態(tài) 7.2.2 導套的設計 選好導柱，看資料查出能配套的導套： 圖7-2 導套 7.2.3 導向孔的總體布局 作為導向的零件，要分布的勻稱，一般是在四周圍也可以靠近邊緣的地方，要保證它的中心點到最邊緣之間夠長，這樣才能保證強度大小，不會變形。查手冊，確定導柱按下圖來分布： 圖7-3 導向孔的總體分布 7.3脫模推出機構的確定 這次是用一次性的頂出脫模方式，經常會加推桿、推管、推板、推塊或者活動的鑲塊這些可以脫模的零件。一般情況頂出機構只要做一次動作，塑件就可以被頂出去。我們決定把推桿裝到動模上來頂出。 7.3.1推桿橫截面直徑的確定 結合了塑件還有模具的結構，一旦開模，型芯收縮，這種材料就會包緊，相反可以松開，所以要用比較大的脫模力，選的推桿既要有強度，還要足夠大，取d=5mm的直徑，從中點那里把塑件推出來。 7.3.2推出機構 這次的壺蓋里還有螺紋，就用自動形式的脫模， 加上馬達讓鏈條圍著外面一圈轉，模具上的軸還有齒輪就被帶著轉起來，軸接著動模芯，彈簧把推板彈起來，這時壺蓋就頂出去了。 圖 自動式脫內螺紋系統(tǒng) 第8章 冷卻系統(tǒng)設計 模具成型的時候，重要的是溫度高低，關系到充模、定型、成型的時長以及最后的產品質量過不過關。如果太高溫度，收縮比較大，脫出去還容易變形，溢出來以及粘連也經常發(fā)生；如果太低溫，塑料融化流起來很慢，產品的輪廓不清楚，會發(fā)生銀絲或者流紋這些情況。有時溫度不平衡，溫差太大，那么產品收縮起來也不平均，容易翹起來變形，更別提尺寸精度能不能達標了。一般我們有冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)兩種方式來調節(jié)系統(tǒng)。模具里最好控制在200℃上下，冷料固定好取出來最好不超過60℃。熔體塑料注進去之后要趕快冷卻，讓熱量很快地傳到模具上去，這樣塑料件就能很好的脫模出去。這次的材料在成型時不是很黏，流動起來快，模溫盡量低點（一般低8℃），冷卻就用常溫水。這次設計的是小型的，溫度不高于80℃就可以，加熱的部分就不要設了，只要加上冷卻系統(tǒng)。 8.1冷卻系統(tǒng)的設計原則 1. 冷卻的回路越多越好，冷卻的孔道的直接盡量大些； 2. 合理的分布冷卻通道； 3. 回路要讓冷卻水進、出口的溫差盡量快的調節(jié)好； 4. 加工清潔回路要方便簡單； 5. 每個水道到型腔表層的長度最好都差不多； 6. 水道不要放在熔接的地方，防止聯接的不牢固，質量變差。 8.2 冷卻水體積流量 查表，如果材料LDPE想要成型，工作的溫度多在60℃，我們用20℃的常溫水來冷卻。假使出口是25℃，那么一次注進0.0323kg， 60s注一次。 查表，LDPE成型時候放出?h=3.5×105J/kg的熱量。代進去算出： 8.3 冷卻管道直徑的確定 查表，看冷卻水的流量V大小，定冷卻管道是6mm，冷卻水是v=1.66m/s的速度。看塑件平均的壁厚是多少，如果是2mm時，水孔的直徑就在6～10mm之內，所以符合要求。 8.4 冷卻回路所需的總表面積 跟冷卻水溫度高低的系數是Φ=7.5，那么算出冷卻水表面導熱的系數 查表，模具的溫度在40℃~80℃，按平均的40℃來算。那么回路總的表面積是 8.5 冷卻回路的總長度 求出冷卻回路總長度 看上面的結果，冷卻水的流量也不大，那么管道的也不用長。所以也可以不加冷卻系統(tǒng)。這次要大批量次的生產，想要冷卻的時間變短，生產的時長更少，也可以加上幾條水管，看實際情況去調控。 8.6 冷卻水道的結構 這次成型的部分就選 8mm大小的孔道，加上 8條水道，按照下圖來布置： 圖8-1 冷卻水道的結構分布 第9章 其它結構零部件的設計及校核 對于機構的模架，要有一套相對的技術標準： 1. 讓設計人盡量不要重復勞動； 2. 模具制造的行業(yè)以前都有大而全，小而全這樣的限制，現在更專業(yè)； 3. CAD/CAM軟件技術可以確保模具更加標準化； 4. 更方便在國際上交流模具技術，出口也更容易。 從《實用模具設計與制造手冊》表2-86來選出模架的形式，確定用單分型面的模具的推件板來做推出機構[13]。 模寬，模長； 模板，用45號鋼材料； 模板，用45號鋼材料； 墊塊，用45號鋼材料； 對最大的注塑量進行校驗 材料的利用率是，注塑機的利用率是0.3～0.80，滿足要求。 對注射的壓力進行校驗 機器的注塑壓力不能比塑料件需要的壓力小，LDPE材料一般要有40～110MPa大小的壓力，所以選的注射機滿足要求。 校驗鎖模力大小 帶壓力的熔體充到腔里時，順著分形面，會有一股分開的脹模力，相當于是塑件加上流道投射到分形面上的型腔壓力相乘。脹模力不能超過機器的額定鎖模力。 型腔的壓力是 其中代表著型腔的壓力，單位MPa； 是注射的壓力，單位MPa； 是壓力損耗的系數，一般在0.25～0.5里選。 求出，定下了型腔的壓力大小可按根據額定的鎖模力T>KPcA 來校驗 其中是額定的鎖模力，單位KN； 是塑件加上流道投到分形面上的面積，單位mm2； 是安全系數，通常取1.1～1.2； 所以，得到注射機的鎖模力滿足條件。 校驗模具的安裝尺寸大小 一般可以用螺釘或者壓板來固定住模具。大型的就直接用螺釘來緊固，動定模板上留的螺孔大小還有間距，要跟模板臺面上的螺孔對應起來；中、小型的模具一般會用到壓板，固定板附近留下螺孔就行，更加靈活方便；這次設計用壓板來加固。 校驗開模的行程 要方便塑件脫出來，開模距離不能超過注射機的最大的開模行程。如果是單分形面的注射模，開模行程要滿足： 其中：是注射機的最大行程，這里取340mm； 是塑件可以脫模的距離，這里取35mm； 是塑件加上流道總共的高度，這里取105mm； ，那么開模的行程滿足要求。 校驗了各個參數，注射機滿足條件。 結 論 十周很快過去了，整個設計大致完成了。從拿到任務書，翻看了很多資料、期刊，上網了解現在國內外整個行業(yè)的進展。用課堂的知識、加上現有的結論，分析總結塑模過程，把怎么成型的工藝方案先選定。再選出設備型號、用什么結構形式的模具、研究工作軌跡、求出零件相關尺寸大小，加上最后的推出結構。中期也有一次大調整，最終把模具的結構敲定好。還翻譯了一些能用的英文資料。 對于精度等級，塑件的外形，結構都提出了一定高的要求。制造工藝方面的知識是基礎，機械制造更是大量的運用。機械制圖、機械工程材料、塑性成型設備、公差、軟件工程制圖、UG等等都遍及了。對四年的學習是個總結和綜合運用。 不過我的學識還很有限加上沒什么實踐經驗，老師指出錯誤。 參考文獻 [1] 屈華強. 塑料成型工藝與模具設計[M]. 北京: 高等教育出版社, 2007. 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