油壺蓋注塑模畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書要點(diǎn)

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1、長沙南方職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 畢業(yè)設(shè)計(jì)選題類型 產(chǎn)品設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè) 計(jì)題目 塑料油壺蓋注塑模設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 學(xué)生姓名 學(xué)生 學(xué)號(hào) 專 業(yè) 班 級(jí) 長沙南方職業(yè)學(xué)院 2016 年 9 月 18 日 模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1、 設(shè)計(jì)任務(wù)書 -1 - 2、 塑件成型工藝分析 -2 - 3、 油壺蓋精度等級(jí)及工藝分析 -3 - 3.1 塑件的尺寸精度分析 -3 - 3.2 塑件表面質(zhì)量分析 -4 - 3.3 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 -4 - 3.4 塑件的生產(chǎn)批量 -5 - 3.5 成型工藝參數(shù)的確定 -5 - 4、 模具

2、結(jié)卞^設(shè)計(jì) -6 - 4.1 型腔數(shù)目的確定 -6 - 4.2 注射機(jī)的校驗(yàn) -7 - 4.3 分型面的確定 -8 - 4.4 型腔的布局 -9 - 4.5 澆注系統(tǒng)的選擇 -10 - 4.6 冷卻系統(tǒng)的確定 -13 - 4.7 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) -15 - 4.8 推桿的設(shè)計(jì) -15 - 4.9 復(fù)位桿的設(shè)計(jì) -16 - 4.10 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) -16 - 4.11 模具的裝配 -17 - 五、結(jié)論 -18 - 六、 參考文獻(xiàn) -18 - 七、致 詞 - 20 - 模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)計(jì)

3、算及說明 一、設(shè)計(jì)任務(wù)書 塑料油壺蓋 (1)塑料原料：低密度聚乙烯； (2)收縮率：1.5%?3% (3)生產(chǎn)批量：30萬件/年； (4)成型方法與設(shè)備：在 SZ120/630型注射機(jī)上注射成型。 技術(shù)要求：(1)壁厚處處相等；(2)塑件不允許有裂紋和變形缺陷； (3) 脫模斜度30/?1 o； (4)未注尺寸公差按 MT7級(jí)查取。 在本設(shè)計(jì)中應(yīng)解決的主要問題有如下幾點(diǎn)： A、收集整理有關(guān)制件設(shè)計(jì)、成型工藝、成型設(shè)備、機(jī)械加工及特殊加工資 料，以備設(shè)計(jì)模具時(shí)使用。 B 、制品測繪、三維造型，了解制件的用途，分析塑料制件的工藝性，尺寸 精度等技術(shù)要求。 C、成型材

4、料應(yīng)當(dāng)滿足塑料制件的強(qiáng)度要求，具有好的流動(dòng)性、均勻性和各 向同性、熱穩(wěn)定性。 D、選擇塑料制件尺寸精度最高的尺寸進(jìn)行分析，估計(jì)成型公差是否低于塑 料制件的公差，能否成型出合乎要求的塑料制件來。 E 、產(chǎn)品的注塑加工工藝分析。 F 、設(shè)計(jì)制品模具。 G、下型腔的加工工藝分析、工藝規(guī)程。 H、下型腔數(shù)控仿真加工及加工工藝卡片。 二、塑件成型工藝分析 1、產(chǎn)品名稱：塑料油壺蓋 2、產(chǎn)品材料：低密度聚乙烯 LDPE 3、塑件材料特性 LDPE的機(jī)械強(qiáng)度較差，耐熱性不高，抗環(huán)境應(yīng)力開裂性、粘附性、粘合性、 印刷性差，需經(jīng)表面處理，如化學(xué)侵蝕、電暈等處理后方可改進(jìn)其粘合性、印刷 性。吸

5、水性很低，幾乎不吸水，化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)秀，如對(duì)酸、堿、鹽、有機(jī)溶劑都 較穩(wěn)定。對(duì)CO2有機(jī)性臭氣滲透性大，但對(duì)水蒸汽、空氣的滲透性差。若加入 一定量的抗氧劑、紫外線吸收劑等可改善性能、在化學(xué)交聯(lián)劑或高能輻照下交聯(lián)， 可提高軟化點(diǎn)、耐溫性、剛度、耐溶劑性等。 4、塑件材料成形性能 成型收縮率范圍及收縮值大，方向性明顯，容易變形、翹曲。應(yīng)控制模溫， 保持冷卻均勻、穩(wěn)定；流動(dòng)性好且對(duì)壓力變化敏感； 易用于高壓注射，料溫均勻， 填充速度應(yīng)快，保壓充分；冷卻速度慢，必須充分冷卻，模具應(yīng)設(shè)有冷卻系統(tǒng)； 質(zhì)軟易脫模，塑件有淺的側(cè)凹槽時(shí)可以強(qiáng)行脫模。 5、產(chǎn)品數(shù)量：30萬件/年 6、塑件的結(jié)構(gòu)工藝分析

6、 (a) 塑件的尺寸精度一般是根據(jù)使用要求確定的，但還必須充分考慮塑料的 性能及成型工藝的特點(diǎn)。 由于該塑件是作為插座面板， 要求其外表面光滑， 既不 會(huì)在使用過程中對(duì)人造成傷害， 還要必須考慮其外形的美觀。 因此取高精度等級(jí) 為3級(jí)。 (b)該塑件尺寸較小且要求塑件表面精度等級(jí)不高，無凹痕。 (c) 該塑件為中小批量生產(chǎn)，且塑件的形狀較復(fù)雜。為了加工和熱處理，降 低成本，該塑件采用單分型面的結(jié)構(gòu)，簡化結(jié)構(gòu)，降低模具的成本。收縮的產(chǎn)生 會(huì)影響成型收縮，所以要考慮塑料注射模的收縮率， PC材料的成型收縮率為 0 .5?0.7。本零件的收縮率取 0.6。 (d)壁厚太大，則其成型周

7、期延長，塑件壁太厚，就很難達(dá)到完全均勻地硬化， 且易產(chǎn)生氣泡、縮孔等缺陷。塑件壁太薄，剛度差，在脫模、裝配、使用中會(huì)發(fā) 生變形，影響塑件的使用和裝配的準(zhǔn)確性； 塑件壁太薄，還會(huì)造成模腔通道狹窄、 流動(dòng)阻力大。塑件壁不均勻，會(huì)導(dǎo)致塑件各部分固化收縮不均勻， 易在塑件上產(chǎn) 生氣孔、裂紋，引起內(nèi)應(yīng)力及變形等缺陷。 根據(jù)制品的實(shí)際和應(yīng)用零件壁厚不小 于2mm所以零件的壁厚為 2mm 三、油壺蓋精度等級(jí)及工藝分析 3.1 塑件的尺寸精度分析 如圖3-1為油壺蓋的二維工程圖，單位 mm 圖3-1塑件圖 該塑件尺寸精度無特殊要求，所有尺寸均為自由尺寸，可按 MT7查取公差, 其主要尺

8、寸公差要求如表 3-1所示。 表3-1 塑件上主要尺寸按 MT7級(jí)精度的公差要求（單位 mm 塑件標(biāo)注尺寸 塑件尺寸公差（按 MT7級(jí)精度） 外 50 O,-1.32 形 44 0,-1.32 尺 3 0,-0.38 寸 23 0,-1 Ds大二38mm +1.14,0 內(nèi) Ds中=35.73mm +1.14,0 形 Ds小=35.21mm +1.14,0 尺 20 +1,0 寸 3 +0.38,0 41 +1.14,0 1 +0.38,0 3.2 塑件表面質(zhì)量分析 該塑件表面沒有提出特殊， 通常，一般

9、情況下外表面要求光潔， 表面粗糙度 可以取到Ra=0.8科m沒有特殊要求塑件內(nèi)部表面粗糙度可取 Ra=3.2Wm, 3.3 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 從圖紙上分析，該塑件的外形基本上為回轉(zhuǎn)體， 圓周均勻分布12個(gè)R3的半 圓柱凸起旋鈕花紋，該處設(shè)計(jì)脫模容易，且飛邊去除容易，設(shè)計(jì)合理；壁厚相對(duì) 均勻，且符合最小壁厚的要求；在塑件內(nèi)壁有 M38X 3.5螺紋孔，查表可知螺紋 牙形強(qiáng)度足夠，在推薦選用的范圍內(nèi)， LDPEB料為軟塑料，螺紋可強(qiáng)制脫模成 型，但要注意為了防止螺孔的最外圈的螺紋崩裂或變形，螺紋始末端應(yīng)有 0.2? 0.8的臺(tái)階，始末的螺紋應(yīng)漸漸開始結(jié)束，有 l =8的過渡長度

10、，如圖3-2所示。 該塑件端部已開有 3mm勺臺(tái)階，但頂部臺(tái)階未有留出， 在做型芯設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意該 處的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 圖3-2螺紋孔的設(shè)計(jì) 綜合來看，該塑件結(jié)構(gòu)簡單，無特殊的結(jié)構(gòu)要求和精度要求。 在注射成型生 產(chǎn)時(shí)，只要工藝參數(shù)控制得當(dāng)，該塑件是比較容易成型的。 3.4 塑件的生產(chǎn)批量 該塑件的生產(chǎn)類型是大批量生產(chǎn)， 因此，在模具設(shè)計(jì)中，要提高塑件的生產(chǎn) 效率，傾向于采用多型腔、高壽命、自動(dòng)脫模模具，以便降低生產(chǎn)成本。 3.5 成型工藝參數(shù)的確定 塑件材料物理性能: 0.91 ~ 0.94g 3 密度： cm 收縮率：1.5% ~ 3% 熔點(diǎn)：160 ~ 240 C

11、熱變形溫度：80 ~ 100 C 塑件質(zhì)量：該產(chǎn)品材料為低密度聚乙烯，由上得知其密度為 -21 - 0.91~0.94 ，收縮率為1.5% ~ 3% ,計(jì)算出硬聚聚乙烯平均密度為 0.92 3 O 3 通過計(jì)算得：塑件的體積 V塑化20.55cm 塑件的重量 M塑=V塑P = (20.55*0.92) g=18.91g 式中：：——塑料密度 塑件要求：型腔的脫模斜度為 2 ,型芯的脫模斜度為 1 ,外表面粗糙度 Ra< 1.6,無缺陷，內(nèi)表面無特殊要求，所有過度處有R0.2 圓角。 確定注射成型的工藝參數(shù) 根據(jù)選用塑料(LDP日

12、的特性和本設(shè)計(jì)中塑件的自身成型特點(diǎn)， 查有關(guān)資料， 確定注射成型上2參數(shù)，如表 1-3所示。 表3-2 塑件的注射成型上2參數(shù) 雖然塑件體積、壁厚不大，但該塑件生產(chǎn)類型為大批量，加上 LDPE塑料 工藝參數(shù) 規(guī)格 工藝參數(shù) 規(guī)格 注射壓力： 保壓壓力： 60 ~ 100MPa 40 ~ 50MPa 成型時(shí)間/s 注射時(shí) 間 保壓時(shí) 間 冷卻時(shí) 間 總周期 0?5 15 ?60 15 ?60 40 ?140 料筒溫度 t/ C 后段 中段 前段 140? 160 —— 170? 200 塑化形式： 噴嘴形式： 柱塞式

13、通用式 噴嘴溫度 t/ C 150?170 后處理 方法 溫度 t/ C 時(shí)間r/h 退火處理 循環(huán)烘箱 (10?20) 8 ?12h 模具溫度 tj C 30 ?45 注射壓力 p/MPa 60 ?100 比熱容大，冷卻速度慢，成型時(shí)必須充分冷卻，模具設(shè)計(jì)時(shí)要求有冷卻系統(tǒng)，所 以該模具應(yīng)采用冷卻水強(qiáng)制冷卻，冷卻要均勻，以縮短成形周期，提高生產(chǎn)率。 四、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1型腔數(shù)目的確定 根據(jù)塑件的形狀估算其體積和重量。 A.從上面已知：塑件的體積 V上蓋=8.66cm3 ;塑件的重量 G上蓋=8.66cm3 x 1.2g/cm 3= 10.3

14、92g. 式中塑料密度p =1.2g/cm 3。 B.根據(jù)塑件的計(jì)算重量或體積，選擇設(shè)備型號(hào)規(guī)格，確定型腔數(shù)。 當(dāng)未限定設(shè)備時(shí)，須考慮以下因素： 注塑機(jī)的額定注射量 GB,每次注射量不超過最大注射量的 80%即： 0.8GB -Gj n 二 Gs 式中：n——型腔數(shù)； Gj ——澆注系統(tǒng)重量（g）; Gs 塑件重量（g）; GB ——注塑機(jī)的額定注射量（g）。 通過計(jì)算得：n- 2 型腔數(shù)越多時(shí)，精度也相對(duì)地降低。這不僅由于型腔加工精度的參差， 也由 于熔體在模具內(nèi)的流動(dòng)不勻所致。 所以精密塑件盡量不用多腔模形式。 按照SJ/T 10628—9刖準(zhǔn)中規(guī)定的1

15、、2級(jí)超精密級(jí)塑件，宜一模一腔，當(dāng)尺寸數(shù)目少時(shí)（形 狀簡單）可以一模兩腔。3、4級(jí)的精密級(jí)塑件，宜一模四腔以內(nèi)。從塑件尺寸精 度考慮，由于該塑件精度等級(jí)為 2級(jí)所以型腔數(shù)目應(yīng)控制在四腔以內(nèi)。由于插座 面板結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以采用一模兩腔。 4.2注射機(jī)的校驗(yàn) 根據(jù)模具總體設(shè)計(jì)方案的結(jié)構(gòu)， 校驗(yàn)所需注射機(jī)的能力。 注塑機(jī)的規(guī)格及尺 寸校核注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)： A.注射量的校核： 塑件及澆注系統(tǒng)中的塑料質(zhì)量 m = V件X p =8.3 X 1.2=9.96g 。 式中p ——為PCM料的密度。 注射機(jī)的最大注射量20X0.8=16 > 9.96g 故能滿足要求。 B.鎖模力校核

16、當(dāng)高壓塑料熔體充滿模具型腔時(shí)， 產(chǎn)生一個(gè)使模具沿分型面分開， 其值等于 制件和澆口流道系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和乘以型腔內(nèi)塑料壓力。 P 腔? AW P鎖 式中p腔—模具型腔壓力，一般取 20-40Mpa。 A一塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積總和( cm2); P鎖一注射機(jī)額定鎖模力(KN / cm 2)。 F=P 腔? a=4KN /cm2x (0.72cm 2X 2)=5.76KN < 900KN 由于 堪=900KN,故滿足P空AW P鎖。同時(shí)XS- ZY— 125的額定注射壓力為119Mpa 也能滿足PCI料成型的注塑壓力。故鎖模力滿足要求。 C .模具厚度H^注

17、射機(jī)閉合高度按式(3-3 )校核 hmin>H>Hmax 式中 H min ——注射機(jī)允許最小模厚( Hmin =200mmT)； H max——注射機(jī)允許最大模厚(Hmax =300mml ； 根據(jù)所選的模架，模具閉合時(shí)的厚度 H為266mm 200V 266< 300 所以能夠滿足要求。 D.注塑機(jī)開模行程 注射機(jī)的開模行程應(yīng)大于模具開模時(shí)取出塑件的(包括澆注系統(tǒng))所需的 開模距離。 即滿足下式： S 2 H+H+(5 ?10) 式中 S k—注塑機(jī)行程(S=300mm ; H—脫模距離 (H=35mrm ; H2―塑件高度+澆注系統(tǒng)高度(H2=12+41=53m

18、rm 。 貝U H1+H2+(5 ?10)=35+53+10=98mm< 300mml歸滿足要求。 4.3 分型面的確定 所謂分型面是指分開模具取出塑件的面。 如何確定分型面，需要考慮的因素 比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié) 構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等 多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較， 從幾種方案中優(yōu)選出較 為合理的方案。一般分型面是與注塑機(jī)開模方向相垂直的平面。 選擇分型面時(shí)一 般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則： a)保證塑料制品能夠脫模。 b)應(yīng)盡可能使型腔深度最淺。 c)使塑件外

19、形美觀，容易清理。 d)盡量避免側(cè)向抽芯。 e)使分型面容易加工。 f)使側(cè)向抽芯盡量短。 g)有利于排氣 綜上所述，選擇注射模分型面影響的因素很多， 總的要求是順利脫模， 保證 塑件技術(shù)要求，模具結(jié)構(gòu)簡單制造容易。 當(dāng)選定一個(gè)分型面方案后， 可能會(huì)存在 某些缺點(diǎn)，再針對(duì)存在的問題采取其他措施彌補(bǔ)， 以選擇接近理想的分型面。最 終結(jié)果如下圖： 圖4-1分型面的選擇 如果按圖4-1 (a)所示的分型面分型，則塑件分別是由兩個(gè)模板成型，由 于合模誤差的存在，會(huì)使塑件產(chǎn)生一定的同軸度誤差， 且飛邊不易清除；而按照 圖4-1 (b)所示的分型面分型，則塑件整體由一個(gè)模板成

20、型，消除了由于合模 誤差使塑件產(chǎn)生同軸度誤差的可能。因此，決定采用圖 4-1 (b)所示的分型面。 另外，為了提高自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率，減少 LDPE的取向變形，以及保證塑件 表面質(zhì)量，決定采用點(diǎn)澆口，而模具采用了雙分型面結(jié)構(gòu)。 一個(gè)分型面用于成型 塑件，另一個(gè)分型面用于取出澆注系統(tǒng)凝料。 4.4 型腔的布局 因?yàn)樗芗耐庑问菆A形的，各方向尺寸一致；另外，塑件結(jié)構(gòu)簡單，不需要 側(cè)向分型，所以型腔的排列方式只有一種。即左右對(duì)稱分布在模板兩側(cè)，如圖 4-2所示。 圖4-2型腔的排列方式 4.5 澆注系統(tǒng)的選擇 所謂澆注系統(tǒng)是指從注塑機(jī)噴嘴進(jìn)入模具開始， 到型腔入口為止的那

21、一段流 道。它控制著塑件在注塑成型過程中充模和補(bǔ)料兩個(gè)重要階段。 澆注系統(tǒng)是由主 流道、分流道、澆口、冷料穴等組成。 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：根據(jù)塑件大小和形狀進(jìn)行流道布置、 決定流道斷面 尺寸、對(duì)澆口的數(shù)量、位置、形式進(jìn)行優(yōu)化。當(dāng)采用專用 CA瞰件進(jìn)行澆注系統(tǒng) 設(shè)計(jì)時(shí)，它是由設(shè)計(jì)者采用人機(jī)對(duì)話的形式進(jìn)行的， 因此只有設(shè)計(jì)人員對(duì)澆注系 統(tǒng)有一定的理論知識(shí)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)才能用好各種設(shè)計(jì)軟件， 使其發(fā)揮出應(yīng)有 的效益。無論是進(jìn)行澆注系統(tǒng)的人工設(shè)計(jì)， 還是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)都必須對(duì)澆注系 統(tǒng)有深入的了解和認(rèn)識(shí)。 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的原則和解決方案： A、結(jié)合型腔布置考慮，盡可能采用平衡式

22、分流道布置。 日盡量縮短熔體的流程，以便降低壓力損失，縮短充模時(shí)間。 C澆口尺寸、位置和數(shù)量應(yīng)有利于熔體流動(dòng)。 D避免高壓熔體對(duì)模具型芯和嵌件產(chǎn)生沖擊，防止變形和位移的產(chǎn)生。 E、澆注系統(tǒng)凝料脫出應(yīng)方便可靠，凝料應(yīng)易于和制品分離或者易于切除和 修整。 F、熔接痕部位與澆口尺寸、數(shù)量及位置有直接關(guān)系，設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)要考 慮到熔接痕的部位、形態(tài)，以及對(duì)制品的影響。 G減小因開設(shè)澆注系統(tǒng)而造成的塑料凝料用量。 H澆注系統(tǒng)的模具工作表面應(yīng)達(dá)到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中 澆口應(yīng)有IT8以上的精度要求。 I、設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮儲(chǔ)存冷料的措施。 J、使主流道中心與模板中心重合，

23、若無法重合應(yīng)使兩者的偏距距離盡量小。 4.5.1主流道 主流道為從注射機(jī)噴嘴開始到分流為止的熔融塑料的流動(dòng)通道。 它與注射機(jī) 噴嘴在同一直線上。 本模具設(shè)計(jì)采用澆口套的形式鑲?cè)肽０逯小?如下圖所示。為 防止?jié)部谔妆蛔⑸錂C(jī)噴嘴撞傷，應(yīng)采取淬火處理使其具有一定的硬度。 主流道基本尺寸通常取決于兩個(gè)方面： 第一個(gè)方面是所使用的塑料種類， 所 成型的制品質(zhì)量和壁厚大小。關(guān)于主流道的基本尺寸的選定參考下表： 表4-1主流道直徑參考表 制口口質(zhì)里/g D/mm R/mm 0?20 3 0.5 20?40 4 1 40?150 5 1 150?300 6 2 3

24、00?500 8 2 500?1500 10 2 圖3-2主流道幾何關(guān)系 第二個(gè)方面，注射機(jī)噴嘴的幾何參數(shù)與主流道尺寸的關(guān)系，如圖所示 . a)與噴嘴接觸的始端直徑與噴嘴直徑的關(guān)系為 D = d + (0.5 ?1)mm; b)球面凹坑半徑 R2 = R1 + (0.5 ?1)mm,半錐角“ 二1 ?2 ; c)盡可能縮短主流道的長度 L 圖4-3澆口套與注塑機(jī)噴嘴關(guān)系 為防止注射機(jī)噴嘴與澆口套兩部分相接觸處由于有間隙而產(chǎn)生的溢料， 澆口 套的球半徑應(yīng)比噴嘴的球半徑大 2mmr 5mm主流道的小端尺寸應(yīng)比噴嘴孔尺寸 稍大，這樣可以使噴嘴與澆

25、口套對(duì)位容易。本模具設(shè)計(jì)采用的注射機(jī)是 XS-ZY — 125,其噴嘴球徑為12mm取澆口套的球半徑為 15mm另外，為使?jié)部谔字械?塑料容易脫離主流道，應(yīng)設(shè)有脫模斜度，這個(gè)斜度一般最小不小于 1。，最大不 超過4。。主流道的脫模斜度不能過大，否則在注塑時(shí)會(huì)產(chǎn)生渦流和流速過慢等 現(xiàn)象。主流道應(yīng)保持光滑的表面，避免留有影響塑料流動(dòng)和脫模的尖角毛刺等。 4.5.2 分流道 分流道是指主流道與澆口 (進(jìn)料口)之間的一段通道。分流道的表面不必要求 很光，因?yàn)榉至鞯辣砻娌缓芄饣苁谷廴谒芰系睦鋮s皮層固定，有利于保溫。 分流道的截面宜采用梯形及圓形截面， 其作用是通過流道截面及方向變化， 使熔

26、 料能平穩(wěn)地轉(zhuǎn)換流向注入型腔。 設(shè)計(jì)時(shí)，分流道應(yīng)平衡布置，本模具為一模兩腔， 為了使其布置均衡， 使熔料幾乎能同時(shí)到達(dá)每個(gè)型腔的進(jìn)料口。 并且，分流道截 面積應(yīng)為各進(jìn)料口截面積之和， 各分流道的截面積和長度應(yīng)與塑件相適應(yīng)， 即大 塑件取大截面短流道， 小塑件取小截面長流道， 以保證成型不同形狀和重量的塑 件時(shí)所有型腔能同時(shí)充滿。 本模具設(shè)計(jì)中兩型腔體積相同， 所以分流道設(shè)計(jì)采用 等截面和等距離。如果各型腔體積形狀不相等，則分流道設(shè)計(jì)必須在流速相等的 條件下，采用不等截面來達(dá)到流量不等， 這樣也可以達(dá)到同時(shí)填充的目的。 同時(shí)， 還要用改變流道長度的辦法來調(diào)節(jié)阻力大小，以保證型腔同時(shí)

27、填充。 4.5.3 澆口 澆口是指緊接流道末端將塑料引入型腔的狹窄部分。它的作用是對(duì)塑料熔 體流入型腔起著控制作用； 同時(shí)當(dāng)注塑壓力撤銷后， 封鎖型腔，使型腔中尚未冷 卻固化的塑料不會(huì)倒流。 在制品中，澆口位置與尺寸的設(shè)計(jì)是非常困難的 (在精 密成型中尤為明顯)。澆口類型的選擇取決于制品外觀的要求、 尺寸和形狀的制 約以及所使用的塑料種類等因素。 澆口又稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短流道(除直接澆口 外)，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。其主要作用是： (a)型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流。 (b)易于在澆口切除澆注系統(tǒng)的凝料。澆口截面積約為分流道截面積的

28、0.03?0.09 ,澆口的長度約為 0.5mm- 2mm澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定， 取其下限值，然后在試模是逐步糾正。 當(dāng)塑料熔體通過澆口時(shí)，剪切速率增高，同時(shí)熔體的內(nèi)磨榛加劇，使料流 的溫度升高，粘度降低，提高了流動(dòng)性能，有利于充型。但澆口尺寸過小會(huì)使壓 力損失增大，凝料加快，補(bǔ)縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑件質(zhì)量。澆口位 置的選擇： (a)澆口位置應(yīng)使填充型腔的流程最短。 這樣的結(jié)構(gòu)使壓力損失最小， 易保證 料流充滿整個(gè)型腔，同時(shí)流動(dòng)比的允許值隨塑料熔體的性質(zhì)， 溫度，注塑壓力等 的不同而變化，所以我們?cè)诳紤]塑件的質(zhì)量都要注意到這些適當(dāng)值。 (b)澆口設(shè)置應(yīng)有利于排氣和補(bǔ)塑。

29、 (c)澆口位置的選擇要避免塑件變形。 采側(cè)澆口在進(jìn)料時(shí)頂部形成閉氣腔， 在 塑件頂部常留下明顯的熔接痕，而采用點(diǎn)澆口，有利于排氣，整件質(zhì)量較好，但 是塑件壁厚相差較大，澆口開在薄壁處不合理；而設(shè)在厚壁處，有利于補(bǔ)縮，可 避免縮孔、凹痕產(chǎn)生。 (d)澆口位置的設(shè)置應(yīng)減少或避免生成熔接痕。 熔接痕是充型時(shí)前端較冷的料 流在型腔中的對(duì)接部位， 它的存在會(huì)降低塑件的強(qiáng)度， 所以設(shè)置澆口時(shí)應(yīng)考慮料 流的方向，澆口數(shù)量多，產(chǎn)生熔接痕的機(jī)會(huì)很多。 流程不長時(shí)應(yīng)盡量采用一個(gè)澆 口，以減少熔接痕的數(shù)量。對(duì)于大多數(shù)框形塑件，澆口位置使料流的流程過長， 熔接處料溫過低，熔接痕處強(qiáng)度低，會(huì)形成明顯的接縫，

30、 如果澆口位置使料流的 流程短，熔接處強(qiáng)度高。為了提高熔接痕處強(qiáng)度，可在熔接處增設(shè)溢溜槽，是冷 料進(jìn)入溢溜槽。筒形塑件采用環(huán)行澆口無熔接痕， 而輪輻式澆口會(huì)使熔接痕產(chǎn)生。 4.6冷卻系統(tǒng)的確定 注塑模具型腔壁的溫度高低及其均勻性對(duì)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 C,而塑件固化后從模具中取出的溫 度為60-80 C以下，視塑料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， 通過模溫調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)的溫度。 熱塑性塑料和部 分熱固性塑料注塑成型的過程中， 是將溫度較高的熔融塑料， 通過高壓注射進(jìn)入 溫度較低的模具

31、中，經(jīng)過冷卻固化，從而得到所需要的制品。 從提高生產(chǎn)效率的 角度來看，成型過程中的成型周期是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。 由于在整個(gè)成型周期 中一半左右的時(shí)間用于對(duì)制品的冷卻， 因此在成型過程中冷卻時(shí)間長短的重要性 是顯而易見的。 A.在設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)時(shí)還應(yīng)遵循以下原則 ： a)冷卻水道的設(shè)置 動(dòng)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(dòng)模邊或定模邊， 否則脫模后的制品一側(cè)溫度高一側(cè)溫度低， 在進(jìn) 一步冷卻時(shí)會(huì)發(fā)生翹曲變形。 b)冷卻水孔的設(shè)置 冷卻水孔間距越小， 直徑越大，則對(duì)塑件冷卻越均勻。 c)水孔與相鄰型腔表面距離相等。 d)采用并流流向，加強(qiáng)澆口處的冷卻，

32、熔體充模時(shí)澆口附近溫度最高， 流動(dòng) 末端溫度較低，因此在澆口部位應(yīng)加強(qiáng)冷卻， 而采用與塑件熔體大致并流的流動(dòng) 方式，將冷卻回路的入口設(shè)在澆口附近，出口設(shè)在流動(dòng)末端。 B.模具的冷卻水道直徑的計(jì)算如下： 單位時(shí)間內(nèi)從模具應(yīng)除去的總熱量 Q,可用下式計(jì)算： Q=W [c p(T -T 2 )+L] 式中：Q除去總^熱量(J); i W ——單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入*II具的塑料重量( g); c p ——塑料比熱(J/g ? C)； 1 T T 2 ——模具的表面溫度（C）; L ——塑料的熔化潛熱（J/g ）。 根據(jù) 塑件的 材料，知 c p = 1.926J/ g - C ,L=

33、180 J/g; W =70 g, T =260 C ,T 2 =80C ;將這些數(shù)據(jù)代入（4-10 ）得： Q=70 X [1.926 X （ 260-80） +180]J=36867.6J 則帶走上述熱量，所需冷卻水量按下式計(jì)算： Q W=9 -丁4） 式中：W——通過模具的冷卻水流量 （g/h）; T3一一出水溫度（C）; T4一一入水溫度（C）; 式一一熱傳導(dǎo)系數(shù)； 將 K=0.64 , T3=70C, T4=20C,代入（4-11 ）得： 36867.6 W= 0.64 （70 -20） = 1152.11 g/h = 0.32g/s 再由下式可求出冷卻水道的直

34、徑： p W= V V= 二 d2L ,W 則 d= L： 式中： ：一一冷卻?^密度（kg/cm3）; V 一一冷卻水道體積（cm3）; L 一一冷卻水道長度（cm）; d 式一冷卻水道直徑（cm）。 p 將水的密度 =0.001 kg/cm 3, L=200cm,冗=3.14 代入（3-7）得： 0.32 d= 0.001 200 3.14 cm^ 0.8cm=8mm 所以本模具冷卻水道的直徑為 8mm 水孔位置 冷卻水道孔邊與型腔表面不可太近，一般應(yīng)大于 10mm因?yàn)楫?dāng)型 腔內(nèi)壓力大時(shí)，會(huì)使正對(duì)水孔型腔壁面壓潰變形。 水孔間距離不可太遠(yuǎn)， 但也不 宜太近。

35、 水道布置方式 一般有直流式、直流循環(huán)式和矩形槽循環(huán)式。直流式水道的 優(yōu)點(diǎn)是制造簡便，適于成型淺而面積大的塑件， 缺點(diǎn)是冷卻易不均勻。 直流循環(huán) 式水道是直流式的改進(jìn)形式，冷卻效果比直流式好。矩形槽循環(huán)式水道的優(yōu)點(diǎn)是 冷卻充分，溫度容易均勻；缺點(diǎn)是堵塞時(shí)不易發(fā)現(xiàn)，管接頭多。本設(shè)計(jì)選用的是 直流式冷卻水道，即在每個(gè)型腔的周圍都鉆水道，再把不需要的出口堵塞起來， 冷卻水從靠近澆口的地方流入， 再從另一個(gè)出口流出， 缺點(diǎn)是接頭多，易發(fā)生泄 露，堵塞時(shí)不易發(fā)現(xiàn)。 由于冷卻水道的位置、結(jié)構(gòu)形式、表面狀況、水的流速、模具的材料等很多 因素都會(huì)影響模具的熱量向冷卻水傳遞， 精確計(jì)算比較困難。 實(shí)際

36、生產(chǎn)中，通常 都是根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)來確定冷水水路，通過調(diào)節(jié)水溫、水速來滿足要求。 4.7 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)因盡量使制品滯留在動(dòng)模一側(cè)， 以便借助于開模力驅(qū)動(dòng)脫模裝 置，完成脫模動(dòng)作。防止制品變形或損壞， 正確分析制品對(duì)型腔的粘附力大小及 其所在部位，有針對(duì)性地選擇合適的脫模機(jī)構(gòu)， 使推出重心與脫模阻力中心相重 合。由于零件在收縮時(shí)包緊型芯， 因此推出力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近型芯， 同時(shí)推出 力應(yīng)施于制品剛度和強(qiáng)度最大的部位， 推頂面積也應(yīng)盡可能大一些， 以防制品變 形或損壞。在選擇推出位置時(shí)， 應(yīng)盡量選擇制品的內(nèi)部或?qū)χ破吠庥^影響不大的 部位。結(jié)構(gòu)合理可靠，運(yùn)動(dòng)靈活，制造方便

37、，更換容易，推桿應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度 和剛度。 在對(duì)零件進(jìn)行脫模是必須遵循以下原則： A、因?yàn)樗芰鲜湛s是抱緊凸模，所以頂出力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近凸模。因?yàn)?塑件的壁厚的關(guān)系我們可以利用推板。 日頂出力應(yīng)作用在塑件剛性和強(qiáng)度最大的部位，如加強(qiáng)筋，壁厚等處。作 用面積盡可能大一些，以防止塑件變形和損壞。 C為了保證良好的塑件外觀，頂出位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗庥^ 影響不大的部位。將頂桿設(shè)計(jì)在塑件的內(nèi)部型腔。 D若頂出部位需設(shè)在塑件使用或裝配的基準(zhǔn)面上時(shí)，對(duì)不影響塑件尺寸和 使用，一般頂桿與塑件接觸處凹進(jìn)塑件 0.1mm；否則塑件會(huì)出現(xiàn)凸起，影響基面 的平整。 4.8 推桿的設(shè)計(jì) 推

38、桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)如下： A、推桿應(yīng)設(shè)計(jì)在塑件壁厚較厚的塑件內(nèi)側(cè)地方而且不影響塑件外部美觀 ， 壁較薄會(huì)造成成型后外觀有白點(diǎn)。 日推桿及其力學(xué)設(shè)計(jì)，包括推桿形狀尺寸設(shè)計(jì)，受力計(jì)算和材料選用等。 推桿最常見的有直桿式圓柱形推桿， 常用直徑為0.5-25mm,實(shí)際取值為8mm高 度不大于600mm高度實(shí)際取值為146mm與推桿孔的配合段可用 H7/f7或H8/f8 , 對(duì)細(xì)長的推桿為了增加其剛性，可設(shè)計(jì)成臺(tái)階形。為了使加工簡單方便 ，只有跟 動(dòng)模采用基孔制配合. C推桿脫模機(jī)構(gòu)用復(fù)位桿復(fù)位。 D推出導(dǎo)向裝置，對(duì)于大型模具或推桿較多的模具，為避免推板運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā) 生傾斜，造成運(yùn)動(dòng)卡滯或推桿

39、彎曲損壞等問題， 可設(shè)計(jì)推出導(dǎo)向裝置。 本模用。 8mm的圓柱推桿。 4.9 復(fù)位桿的設(shè)計(jì) 復(fù)位桿的作用是當(dāng)推桿將塑件制品推出后，將推桿、推板以及推板墊板回 復(fù)到原位。在設(shè)計(jì)過程中，復(fù)位桿的設(shè)計(jì)主要是參照模具手冊(cè)。 其裝配位置如圖 4-4所示。 圖4-4復(fù)位桿的裝配位置 4.10 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要點(diǎn): A、導(dǎo)柱應(yīng)合理地均布在模具分型面的四周， 導(dǎo)柱中心到模具外緣應(yīng)有足夠 的距離，以保證模具的強(qiáng)度。 日導(dǎo)柱的長度應(yīng)比型芯端面的高度高出 6?8mm以免型芯進(jìn)入凹模時(shí)與 凹模相碰而損壞。 C導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨度和強(qiáng)度， 常采用20#低碳鋼，經(jīng)滲碳0.5

40、 0.8mm,淬火48?55HRC也可采用T8A碳素工具鋼，經(jīng)淬火處理。 國 ■ 圖4-5導(dǎo)柱與導(dǎo)套 4.11模具的裝配 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(zhì)量、 壽命和各部分的功能。模具裝配過程是按照模具技術(shù)要求和相互間的關(guān)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(duì)模具的裝配精度應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)， 模具的裝配 精度包括相關(guān)零件的位置精度， 相關(guān)的運(yùn)動(dòng)精度，配合精度及接觸只有當(dāng)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(zhǔn)分為兩種情況， 一是以塑料模中和主要零件臺(tái)定

41、模， 動(dòng)模 的型腔，型芯為裝配基準(zhǔn)。這種情況，定模各動(dòng)模的導(dǎo)柱和導(dǎo)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(dòng)模內(nèi)，將型腔和型芯之間墊片法或 工藝定位器法保證壁厚， 動(dòng)模和定模合模后用平行夾板夾緊， 鏈投影導(dǎo)柱和導(dǎo)套 孔，最后安裝動(dòng)模和定模上的其它零件，另一種是已有導(dǎo)柱導(dǎo)套塑料模架的。 澆口套與定模部分裝配后，必須與分模面有一定的間隙，其間隙為 0.05? 0.15毫米，因?yàn)樵撎幨車娮靿毫Φ挠绊懀谧⑸鋾r(shí)會(huì)發(fā)生變形，有時(shí)在試模中 經(jīng)常發(fā)現(xiàn)在分模面上澆口套周圍出現(xiàn)塑料飛邊， 就是由于沒有間隙的原因。 為了 有效的防止飛邊，可以接近塑件的有相對(duì)位移的面上錘一個(gè)三角形的槽，

42、 由于空 氣的壓力的緣故可以更好的防止飛邊。 五、結(jié)論 本人的設(shè)計(jì)課題是： 塑料油壺蓋模具的設(shè)計(jì)與制造。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來源 于生活，應(yīng)用廣泛，成型難度一般，模具結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，對(duì)模具工作人員是一個(gè) 很好的考驗(yàn)。它能加強(qiáng)對(duì)塑料模具成型原理的理解， 同時(shí)鍛煉對(duì)塑料成型模具的 設(shè)計(jì)和制造能力。 本次設(shè)計(jì)以油壺蓋模具為主線， 綜合了成型工藝分析， 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后 到模具零件的加工方法，模具總的裝配等一系列模具生產(chǎn)的所有過程。 能很好的 學(xué)習(xí)致用的效果。在設(shè)計(jì)該模具的同時(shí)總結(jié)了以往模具設(shè)計(jì)的一般方法、步驟， 模具設(shè)計(jì)中常用的公式、 數(shù)據(jù)、模具結(jié)構(gòu)及零部件。 把以前學(xué)過的基礎(chǔ)課程融匯

43、到綜合應(yīng)用本次設(shè)計(jì)當(dāng)中來， 所謂學(xué)以致用。在設(shè)計(jì)中除使用傳統(tǒng)方法外， 同時(shí) 引用了 CAD Pro/E等技術(shù)，使用Office軟件，力求達(dá)到減小勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工 作效率的目的。 通過以上工作的完成，從一套模具從設(shè)計(jì)到加工的全過程有了很深的認(rèn)識(shí)和 感受，了解了注塑模的工作原理，對(duì)模具中型腔、型芯等主要零件的設(shè)計(jì)及精度 的確定具備了一定的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，能夠?qū)δ＞咴O(shè)計(jì)中常出現(xiàn)的問題提出合理的解決 方法，能夠正確地選取注射機(jī)、確定模架的結(jié)構(gòu)及尺寸、確定型腔數(shù)。根據(jù)塑件 的形狀選擇了分型面， 便于脫模。在模具設(shè)計(jì)中，精度要求的確定是至關(guān)重要的 一步，要綜合考慮尺寸精度及配合要求， 特別是各模板及型腔、

44、型芯等配合精度 要求高的部件，其精度確定的合理與否將影響到塑件的質(zhì)量， 從而對(duì)產(chǎn)品的使用 性能及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生很大的影響。 由于知識(shí)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏， 在設(shè)計(jì)過 程中，零件加工精度的確定尚存在許多不足之處， 在以后的工作、學(xué)習(xí)中還有待 改進(jìn)。 六、參考文獻(xiàn) 模具設(shè)計(jì)[M].北京：北京大學(xué) 模具設(shè)計(jì)實(shí)例精解[M].北京：機(jī) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993.8 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.10 北京：中國輕工業(yè)出版社， 1996. 8 ——注射模、 壓縮模和壓注模[M] .北京：航空航天大學(xué) [J]. 西安：西安電子科 北京：高等教育出版社，20

45、01. 1993.12 CAXA數(shù)控加工[M] .模具設(shè)計(jì)與制造 [M]. [1]王樹勛.注塑模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)用技術(shù) [M].西安：西安電子科技 長出版社，2001.3 [2]王孝培.塑料成型工藝及模具簡明手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2000.6 [3]陳志剛.塑料模具設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2002 [4]李德群.中國模具設(shè)計(jì)大典：第 2卷 輕工模具設(shè)計(jì)[M] .江西：科學(xué) 技術(shù)出版社，2003 [5]初利寶.Pro/ENG INEER Wildfire 出版社，2005 [6]曹巖.Pro/ENG INEER Wildfire 械工業(yè)出版社

46、，2005.1 [7]曹宏深.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) [8]陳嘉真.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) [9]奚永生.大型注塑模具設(shè)計(jì)[M]. [10] 丁聞.實(shí)用塑料成型模具設(shè)計(jì)手冊(cè) 西安：西安交通大學(xué)出版壯出版， [11]北航CAXAa育培訓(xùn)中心. 出版社，2002.9 [12]黨根茂，李集仁，駱志斌等 技大學(xué)出版社，1995 [13]區(qū)華昌.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 七、致 謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)三年所學(xué)知識(shí)與能力的綜合應(yīng)用和檢測， 是每一個(gè)合格的 大學(xué)生的必經(jīng)工程， 也是一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅培養(yǎng) 了我們正確的設(shè)計(jì)思想；同時(shí)也讓我們掌握了工程設(shè)計(jì)的一般

47、程序和方法， 以及 鍛煉了我們綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。 在本次設(shè)計(jì)過程中，我們大量閱讀了各種技術(shù) 資料及手冊(cè)，不僅認(rèn)真探討了模具設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)的各種問題， 而且對(duì)塑料零件的性 能等問題進(jìn)行了研究。 因此，本次設(shè)計(jì)不僅加深了自己對(duì)專業(yè)所學(xué)知識(shí)的的理解 和認(rèn)識(shí)，而且也拓寬了自己的知識(shí)面。此外，本次設(shè)計(jì)在繪圖過程中，使用了 AUTOCADPRO-E等二維和三維繪圖軟件，這些都不同程度地使我們學(xué)到TM多 的知識(shí)，進(jìn)一步提高了我們繪圖的能力。 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中， 老師給了我們耐心的指導(dǎo)， 并在設(shè)計(jì)中及時(shí)給我們解答 疑難，讓我在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中積累知識(shí)能力得到了 一個(gè)質(zhì)的飛躍， 這對(duì)我的將來 都會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。 并且，在設(shè)計(jì)過程中還得到了其他老師和各組同學(xué)的熱情 幫助，在此表示衷心的感謝！ 由于本人知識(shí)有限，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，因此設(shè)計(jì)中難免還存在或多或少的不足 之處，敬請(qǐng)各位老師批評(píng)指正，本人將不勝感激！