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邵陽學院畢業(yè)設計(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計自目前對我們是非常重要的一門設計，學好本內容 才可以對它進行基本的設計，也為今后設計復雜的塑料模具奠定良好的基礎。 本人所設計的是一般的 CD 盒注塑模設計，在設計中附有大量的模具結構圖和模 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 計者所設計的內容的難易程度。文字大約有 10000 字，已詳細地說明設計的全過程。 但本人是初次設計，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。 邵陽學院畢業(yè)設計(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。 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 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 3 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) 塑件應壁厚均勻，避免缺口，尖角，以避免應力集中。 1.2.2、聚炳烯塑料的主要技術指標: 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 208 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 2.5104 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) cm 10121014 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 150170 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 4 中段 180190 后段 190205 (3) 加熱和干燥 溫度 170190 時間 h 3 5 (4) 噴嘴溫度 170190 (5) 模具溫度 4060 (6) 注射壓力 MPa 60100 (7) 成型時間 S 注射時間 15 高壓時間 5 10 冷卻時間 1020 總周期 1535 (8) 螺桿轉速 r/min 3080 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 5 第 2 章 注塑設備選擇 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構。由于塑件較大，所以模具采用一模一腔結構，澆口形式采用 點澆口。 該產(chǎn)品材料為 PP， 查書設計與制造實訓 得知其密度為 ,收縮391.0cmg 率為 1%2.5%，計算出其平均密度為 ,平均收縮率為 1.75%。3905.cmg 通過計算得塑件體積為 32.4cV塑 塑件的質量 (2.1)塑塑 vM 即 g9.1.905.塑塑 澆注系統(tǒng)體積 3C澆 澆注系統(tǒng)質量 (2.2)*澆澆 Vg1.8905.澆澆 故 2.3cm總 故 gM0總 第 2.2 節(jié) 選擇注射機 根據(jù)塑料制品的體積或質量，查模具設計與制造實訓書附錄 5 的附表 5-2 或查有關 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 螺桿轉速（r/min） 20 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 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 6 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 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 7 第 3 章 澆注系統(tǒng)的設計 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 板式結構，側澆口，頂出裝置采用推桿式結構 第 3.1 節(jié) 主流道設計 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，主流道設計成圓錐 形，因聚炳烯（PP）的流動性好，故其錐度取 36 度，內壁粗糙度為 R0.63um。主 流道大端呈圓角，其半徑取 r=13mm ,以減少流速轉向過渡的阻力，r= 1.5mm。 （1） 在保證塑件成形良好的情況下，主流道的長度應盡量短，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。 （2） 為使熔融塑料完全進入主流道而不溢出，應使主流道與注射機的噴嘴緊密對接， 主流道對接處設計成半球形凹坑，其半徑為 r2=r1+(12),其小端直徑 D=d+(0.51),凹坑深度常取 34mm。在此模具中取 r2=1112mm。 （3） 于主流道要與高溫高壓的塑料熔體和噴嘴反復接觸和碰撞，所以主流道部分常設 計成可拆卸的主流道襯套，以便選用優(yōu)質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=510mm。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) 分流道設計 由于采用 1 模 1 腔式結構所以不用設計分流道。 第 3.3 節(jié) 冷料井的設計 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。 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 8 圖（3.1） 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 管脫模機構連用。并設計成倒錐孔冷料井，脫模時由冷料井倒錐將主流道凝料拉出。當 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： 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 9 12 圖（3.2） 具體結構見模具裝配圖。 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 10 第 4 章 成型零件的設計與計算 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 、 、 、 、 、 尺寸的凹模外形尺寸：0.19403.12038.502.02.064.3 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； 模具制造公差，取塑件尺寸公差的 1/31/6。 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 、 、 、 、 、 、 尺寸的凸模0.19230.130.2.2.0164.02.0 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 11 外形尺寸： 因為 模l= 塑 （1+k）+(3/4) 0 （4.3） 式中 塑 塑件內形徑向的最小尺寸。 故 03.0.13/694.4/3075.92 ）（模 ）（）（l 42.0./51）（模 ）（）（ 09.3./1./.3 ）（模 ）（）（l 7.02./43075）（模 ）（）（ 0..3/1./1. ）（模 ）（）（l 21.064/4）（模 ）（）（ 4.2.2、對于塑件 、 尺寸的凸模深度尺寸：2.02.0 因為 （4.4）)3/(1kh（塑模 式中 塑H塑件高度方向的最大尺寸。 故 07.02.)3/1(8./20175.2 ）（）（模 ../5）（）（模h 第 4.3 節(jié) 模具型腔側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；選用模具材料應具有高耐磨性，高耐蝕睡，良好的穩(wěn)定 性和良好的導熱性。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，HRC55。 4.3.2、型腔應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，因此 CD 盒的型腔不太大，故應采 強度計算： 型腔側壁的厚度計算 即： （4.5）1)2(/PS 式中： 型腔側壁厚度，mm; 模具材料的許用應力，MPa; P-型腔所受壓力，Mpa; 型腔底板厚度的計算 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 12 即： （4.6）2/1)(43lLBPblh 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壁及底板厚度： S=41.4mm h=15.55mm 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 13 第 5 章 合模導向機構設計 第 5.1 節(jié) 導向與定位機構設計 注塑模具的導向機構主要有導柱導向和錐面定位兩種類型。導柱導向機構主要用于 動、定模之間的開合模導向。錐面定位機構用于動、定模之間的精密對中定位。 導向機構設計 5.1.1、導向機構的功用 (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) 導向作用 合模時引導動模按序正確閉和，防止損壞凹、凸模。 (3) 承載作用 導柱在工作中承受一定的側向壓力。 5.1.2、導向機構結構及設計 模具設計通常購買標準模架，其中包括了導向機構。如模架圖。 5.1.3、定位機構設計 通常有導向機構就足夠動、定模之間的正確定位了。但由于導套和導柱之間存在間 隙，所以對于薄壁、精密塑件的注塑模具，僅有導柱導向機構是不夠的，還必須在動、 定模之間增設錐面定位機構，以滿足精密定位和同軸度的要求。 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 14 第 6 章 脫模機構設計 第 6.1 節(jié) 脫模機構設計 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，也稱頂出機構。 6.1.1、設計原則 脫模機構設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盡量靠近凸模； （2） 頂出力應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，頂出位置應盡量設在塑件內部或對 塑件外觀影響不大的部位； （4） 若頂出部位需設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 0.050.1mm；否則塑件會出現(xiàn)凸 起，影響基面的平整。 0.5- 圖（6.1） 6.1.2、脫模機構設計： 按模具結構脫模機構分為以下幾類： 簡單脫模機構 在動模一邊拖加一次頂出力，就可實現(xiàn)塑件脫模的機構稱為簡單脫模機構。通常包 括頂桿（或推桿）脫模機構等。 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 0.8m，和頂桿孔呈 H8/f8 配合。頂桿是模具表準件。 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， 還必須設計復位桿來實現(xiàn)這一動作。復位桿又稱回程桿。 復位（回程）桿回程。復位桿端面與分型面平齊，合模時，定模板推動復位桿，通 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 15 過頂桿固定板，頂板使頂桿恢復到頂出前的位置。復位桿必須裝在固定桿的同一固定板 上。 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大于制品的質量或體積(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 應滿足： 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 16 （7.1）澆塑機 V8.0 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 9c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FpA （7.2） 式中 p熔融型料在型腔內的壓力，該產(chǎn)品質 p=2040MPa; AA 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=77912m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。 第 7.4 節(jié) 模具與注塑機安裝部分相關尺寸校核 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，故注塑機的開模行程應滿足下式： （ ） （510）mm （7.3）機SminH模 21 式中 頂出距離，mm1 包括澆注系統(tǒng)在內的塑件高度，mm2H 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 17 注塑機最大開模行程，機S 因為 （ ）=540-（160-150）=530 mm機 minH模 （510）=35+115+10=160mm21 故滿足要求。 第 8 章 溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計 在注射成形過程中，模具的溫度直接影響塑件的成型質量和生產(chǎn)效率，根據(jù)塑料的 要求，注射到模具內的塑料溫度為 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， 通過調節(jié)水的流量就可以調節(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，使塑件的內應力較大，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、高效率生產(chǎn)，模具必須進行溫度調節(jié)。 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 18 對溫度調節(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） 溫度調節(jié)系統(tǒng)應盡量結構簡單，加工容易，成本低謙。 第 8.1 節(jié) 模具冷卻系統(tǒng)的設計 對于大多數(shù)熱塑性塑料，模具上不需設置加熱裝置。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，以便迅速使模具冷卻。 冷卻水孔的設計原則： 冷卻水孔數(shù)量應盡可能的多，孔徑盡可能的大。冷卻水孔中心線與型腔壁的距離應 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應盡可能 相等。當塑件壁厚均勻時，冷卻水孔與型腔表面的距離應盡可能處處相等，當塑件壁厚 不均勻時，應在厚壁處強化冷卻。澆口處要加強冷卻。 冷卻水孔道不應穿過鑲塊或其接縫部位，以防漏水。 冷卻水孔應避免設在塑件的熔接痕處。進出口水管接頭的位置應盡可能設在模具的 同一側，通常應設在注塑機的背面。在模具上開設冷卻水道，通循環(huán)水對模具進行冷卻， 如下圖。 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 20 圖（8.1） 第 8.2 節(jié) 模具加熱系統(tǒng)的設計 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求為Co2018 60 ，所以該模具必須加熱。模具加熱方法包括：熱水，熱空氣，熱油及電加熱等。Co 由于電加熱清潔、結構簡單、可調節(jié)范圍大，所以在該模具應用電加熱。 第 9 章 模 具 的 裝 配 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 21 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量、壽命和 各部分的功能。模具裝配過程是按照模具技術要求和相互間的關系，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控制在合理的范圍內，模具的裝配精度包 括相關零件的位置精度，相關的運動精度，配合精度及接觸只有當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。這種情況，定模各動模的導柱和導套孔先不加工，先將型腔和型芯鑲 塊加工好，然后裝入定模和動模內，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，鏜投影導柱和導套孔，最后安裝動模和定模上的其 它零件，另一種是已有導柱導套塑料模架的。故該水龍頭模具不使用標準模架，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，所有型芯都進行側向抽芯，同時無須頂出裝置， 而是當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構。因此 也有不同的裝配方式。 （1）定裝配基準； （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面，以便總裝合模調整時檢查； （5）組裝導向系統(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，弧形抽芯機構等； （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均勻； （8）滾動軸承裝好后，用手轉動應靈活，平穩(wěn)； （9）齒輪箱裝配后應設計和工藝規(guī)定進行空載試驗。試驗時不應有沖擊、噪聲、溫升 和滲漏不得超過有關標準規(guī)定。齒輪裝配后，齒面的接觸斑點和側隙應符合 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 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 22 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，但應防止進入系統(tǒng)中； （11）模：試模合格后打上模具標記，包括模具編號、合模標記及組裝基面。 （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嚴防零 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 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量等方面均應符合相應圖 樣的要求。 （1）組成模架的零件應達到規(guī)定的加工要求，裝配成套的模架應活動自如，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計要求。 （3）為了鑒別塑料成型件的質量，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 注塑機與模具的關系 第 10.1 節(jié) 注塑機與模具的關系 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 23 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 H 范圍可調；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 H 范圍內可調。實際模座行程 S 可分為好幾種?？淳唧w要 求而定。 10.1.3、注塑機頂出裝置和注塑模具頂出機構的關系 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；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，液壓頂桿放在動模座的中心。 氣壓吹出需要增設氣源和氣路，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，注塑機頂出裝置的頂出距離 D 應大于或等于頂出距離 H1。 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 24 DH1 5 圖（10.1） 10.1.4 模具在注塑機上的安裝與調試 模具在注塑機上的安裝與調試包括預檢、吊裝緊固、頂出距離調整和合模松緊程度 的調整及加熱線路、冷卻水管等配套部分的安裝、試模。 (1) 預檢 模具安裝前，應根據(jù)模具裝配圖對其進行檢驗，了解模具的基本結構、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整手動控制狀態(tài)，根據(jù)模具圖上標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： 模具有側向分型抽芯機構時，盡量將滑塊置于水平位置，在水平面內左右移動。 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，可以有效地減輕 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 25 導桿在開模時的負載，并使因模具重量而造成導向件產(chǎn)生的彈性變形控制在最小范圍內。 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)?面，以方便操作。 吊裝方式 一般將模具從注塑機上方之間。當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： 當模具長方向尺寸大于拉桿間水平距離 H0 時，從拉桿側面滑進的方法，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 90 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，依靠導柱、導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，合模松緊程度只要觀察合模力是否在預定的工藝范圍內即可；對 于液壓腫桿式鎖模機構，目前主要憑經(jīng)驗和目測來調節(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；電控部分的調整；液壓回路 連接；氣壓回路連接；冷卻水路的連接等輔助部分的安裝。 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 26 (7) 試模 試模前必須對設備的油路、水路及電路進行檢查，并按規(guī)定保養(yǎng)設備，作好開車前 的準備。 模具預熱 模具預熱方法大致有兩種：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，無需進行模具預熱。 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，與模具預熱同時進行。 工藝參數(shù)的選擇和調整 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)，調整工藝參數(shù)是按壓 力、時間、溫度這樣的先后順序變動。 試注塑 當料筒中的塑料和模具達到預熱溫度時，就可以進行試注塑，觀察注塑塑件的質量 缺陷，分析產(chǎn)生缺陷的原因，調整工藝參數(shù)和其他技術參數(shù)，直至達到最佳狀態(tài)。 (7) 試注塑過程中，應詳細記錄模具狀態(tài)和工藝參數(shù)，對不合格的模具應及時進行返修。 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： 型芯或導向柱碰彎。 型腔局部損壞，大部分仍是好的。 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密，以致溢邊 太厚，影響制件質量。 在這種情況下，并不需要將整個模具報廢，只需局部修復即可。局部修復應由專門 的模具工進行。修前，應研究模具圖樣，以了解模具結構、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，當其未經(jīng)熱處理 硬化時，可用銅焊或鑲嵌的方法修復；而經(jīng)熱處理硬化的型腔，可用環(huán)氧樹脂來補缺。 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 27 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。 模具應注意經(jīng)常的檢查維修，不要等到損壞嚴重了才來修復。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。 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 28 設 計 總 結 通過對 CD 盒成型模具的設計，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構特點及設計計算方法，對獨立設計模具具 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。 在設計過程充分利用了各種可以利用的方式，同時在反復的思考中不斷深化對各種 理論知識的理解，在設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，專用模具分析設計軟件為工具設計模具。軟件可直接調用數(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計。 模具 CAD 技術是模具傳統(tǒng)設計方式的革命，大大提高了設計效率，尤其是系列化或 類似注射模具設計效率更為提高。 總之，通過畢業(yè)設計的又一次鍛煉完全清楚：充分利用 CAD 技術進行設計，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，以設計出價廉物美 的模具。 這次設計能順利完成，還得感謝戴正強等老師的精心指導。但錯誤之處在所難免， 望批評指正。非常感激！ 設 計 者 ： 郭 棟 華 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 29 2006 年 5 月 參 考 資 料 1朱光力主編：模具設計與制造實訓 高等教育出版社 2004 年 2朱光力、萬金寶主編：塑料模具設計 清華大學出版社 2004 年 3塑料模設計手冊編寫組主編： 塑料模設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：塑料注射模具設計手冊 航天工業(yè)出版社 1994 年 5馮炳堯主編：模具設計與制造簡明手冊 上?？萍汲霭嫔?1998 年 6溫松明主編：互換性測量技術基礎 湖南大學出版社 1996 年 7張針主編：模具設計與制造實例指導 北京化學工業(yè)出版社 1997 年 8成都科技大學、北京化工學院、天津輕工業(yè)學院合編： 塑料成型模具 中國輕工業(yè)出版社 1997 年 邵陽學院畢業(yè)設計(論文) 30 致 謝 在這短短的幾十天的畢業(yè)設計中，碰到了許多自己開始畢業(yè)設計前所沒想到的困難， 如繪制零件圖、零件圖的標注、零件設計時相關數(shù)據(jù)的計算、查證等等，把我這三年來 所學的課程基本來了一次大綜合。好在有指導老師的指導和同學的相互幫助設計才能順 利地完成。 當然，這次畢業(yè)設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生負責 的態(tài)度讓人敬佩。我在這次的畢業(yè)設計中碰到的許多難題大多是在他的指導下解決的。 無論是節(jié)假日或是休息時間他都悉心指導，有時他認為設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是我在以后的工作中所要努力學習的榜樣。 再次感謝在這 3 年來悉心指導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 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。在你們的指導下使 我能夠順利畢業(yè)。在最后感謝在這 3 年里共同學習的同學們是他們使我的大學生活充滿 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。