螺紋水杯的注塑模具設(shè)計(jì)-滑塊抽芯注射模含NX三維及14張CAD圖
螺紋水杯的注塑模具設(shè)計(jì)-滑塊抽芯注射模含NX三維及14張CAD圖,螺紋,羅紋,水杯,注塑,模具設(shè)計(jì),滑塊抽芯,注射,nx,三維,14,cad
塑料水杯注塑成型工藝卡
(廠名)
塑料注射成型工藝卡片
資料編號(hào)
車間
共 頁(yè)
第 1 頁(yè)
零件名稱
外螺紋水杯
材料牌號(hào)
ABS
設(shè)備型號(hào)
裝配圖號(hào)
材料定額
每模制件數(shù)
1
零件圖號(hào)
單件質(zhì)量
工裝號(hào)
材料干燥
設(shè)備
電烤箱
溫度（℃）
80
時(shí)間（h）
4
料筒溫度(℃)
料筒一區(qū)
180
料筒二區(qū)
205
料筒三區(qū)
175
噴嘴
175
模具溫度（℃）
55
時(shí)間（s）
注射
4.5
保壓
35
冷卻
25
壓力(Mpa)
注射壓力
110
保壓壓力
52
背壓
2~4
后處理
溫度（℃）
鼓風(fēng)烘箱70~80
時(shí)間定額（min）
輔助
0.5
時(shí)間（h）
8~12
單件
1~2
檢驗(yàn)
無(wú)明顯的飛邊毛刺、外觀完美、無(wú)凹陷等。
編制
校對(duì)
審核
組長(zhǎng)
編制
校對(duì)
審核
張利娥44號(hào)
XX
工藝卡片
零件名稱
定模型腔
零件圖號(hào)
材料牌號(hào)及規(guī)格
718H
毛坯種類
方料
毛坯尺寸
175X135X100
每毛坯可制件數(shù)
1
工別
工序號(hào)
工 序 內(nèi) 容
設(shè)備型號(hào)及名稱
一次加工數(shù)
工 序 附 圖
鉗工
1
鋸床下料（175X135X100），粗銑（170.5x130.5x98.5）
鋸床,銑床
1
鉗工（模具裝配）
鉗工（表面拋光）
EDM
CNC
線割（澆口孔）
鉗工（鉆水孔,螺絲孔,攻牙）
鉗工（精磨）
鉗工（下料，粗銑）
鉗工
2
六面直角精磨表面粗糙度Ra3.2 (170x130x98)
磨床
1
鉗工
3
鉆水孔,螺絲孔,攻牙
鉆床
1
線割
4
線切割澆口孔
線切割機(jī)床
1
CNC
5
型腔成型部位加工，數(shù)控銑床粗加工，精加工
數(shù)控銑床
1
EDM
6
對(duì)加工中心無(wú)法處理位置做電火花加工
電火花機(jī)
1
鉗工
7
型腔表面拋光處理
虎鉗
1
鉗工
8
模具裝配
1
班級(jí)
姓名
學(xué)號(hào)
日期
批改
日期
姓 名
X
開(kāi)題時(shí)間
X
學(xué) 院
X
專業(yè)班級(jí)
X
指導(dǎo)教師（導(dǎo)師組）
X
論文題目
中文
XXXXXXXXXXXXXX
英文
1. 選題的背景和意義
1、目的：我喜歡模具業(yè)，由于塑料制品與我們的生活息息相關(guān)，他憑借自身的造型獨(dú)特、使用方便、價(jià)格實(shí)惠等優(yōu)點(diǎn)，深受廣大老百姓的喜愛(ài)。間接地說(shuō)塑料制品的市場(chǎng)前景相當(dāng)樂(lè)觀，我所選題目與市場(chǎng)需求相吻合，我可以通過(guò)此次設(shè)計(jì)，總結(jié)歸納一下我這幾年所學(xué)的知識(shí)，把知識(shí)結(jié)合于實(shí)際，積累一定的模具設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，這對(duì)以后我從事此類工作有一定幫組。從我國(guó)模具工業(yè)的地位來(lái)說(shuō)，模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，通過(guò)此次選題的設(shè)計(jì)，在提高自身能力的同時(shí)，也更想為模具工業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)出自己的一份力量。
2、理論意義：此次選題要看許多相關(guān)理論書(shū)籍，可以提升自身在制作模具方面的理論知識(shí)，可以為接下來(lái)的工作做好理論依據(jù)，明確理論方向。
3、現(xiàn)實(shí)意義：當(dāng)然，模具設(shè)計(jì)起來(lái)會(huì)相對(duì)復(fù)雜，但這可以很好提高自身的動(dòng)手能力，是一次理論到實(shí)際的親身經(jīng)歷，也可以發(fā)現(xiàn)理論中所要注意的細(xì)節(jié)，所缺少的細(xì)節(jié)，是一次非常寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
選題的研究現(xiàn)狀（理論淵源及演化、國(guó)外相關(guān)研究綜述、國(guó)內(nèi)相關(guān)研究綜述）：
1、理論淵源及演化：近年，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動(dòng)化、大型、長(zhǎng)壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所戰(zhàn)比例越來(lái)越大。我所選杯蓋，他借助圓、球體、長(zhǎng)方體，還有圓柱體的完美結(jié)合，以獨(dú)特的外形、圓滑的外表給予我視覺(jué)上的享受，不僅有他相應(yīng)的使用價(jià)值，更具有一定的藝術(shù)觀賞性。我可以通過(guò)此次模具的設(shè)計(jì)，了解我國(guó)模具設(shè)計(jì)技術(shù)的一個(gè)水平以及發(fā)展趨勢(shì)。
l 國(guó)外相關(guān)綜述：西方國(guó)家從二戰(zhàn)結(jié)束以來(lái)，制造業(yè)得到了很快的發(fā)展，到迄今為止，西方發(fā)達(dá)國(guó)家模具設(shè)計(jì)、制造技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，大多向復(fù)雜、精度高以及標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展，模具設(shè)計(jì)及制造都有一套成熟的體系，多數(shù)都是一體的自動(dòng)化生產(chǎn)。
美國(guó)就是國(guó)外制造業(yè)的代表，近年來(lái)，中國(guó)制造業(yè)在全球制造業(yè)的比重達(dá)到19.8％，略微超過(guò) 美國(guó)的19.4％，美國(guó)不甘落后，奧巴馬高調(diào)宣布要重回制造業(yè)時(shí)代。美國(guó)制造業(yè)多以生產(chǎn)高精度、較復(fù)雜的產(chǎn)品，大多以電子產(chǎn)品、高端軟件、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和零部件為主，而塑料制件生產(chǎn)較少，而大多生產(chǎn)來(lái)源于中國(guó)，所以中國(guó)塑料制件有很好的市場(chǎng)前景。
3、國(guó)內(nèi)相關(guān)綜述：我國(guó)塑料模具工業(yè)雖然起步晚、底子薄，與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家相比有很大的差距，但改革開(kāi)放以來(lái)，在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的支持和引導(dǎo)下，我國(guó)塑料膜具技術(shù)和模具工業(yè)近年來(lái)發(fā)展迅速。主要表現(xiàn)在：
（1）在模具技術(shù)的基本理論、模具設(shè)計(jì)、模具制造、模具材料以及模具加工設(shè)等方面取得了實(shí)用性成果。
（2）模具基本能實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。
（3）模具加工設(shè)備由過(guò)去依賴進(jìn)口到逐步實(shí)現(xiàn)自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)。
（4）研究開(kāi)發(fā)了幾十種新型合金硬質(zhì)材料，并采用了熱處理新工藝。
（5）模具的品質(zhì)、制造精度已達(dá)較高水平。
2. 研究目標(biāo)、內(nèi)容（論文提綱）及擬解決關(guān)鍵問(wèn)題
目標(biāo)：獨(dú)立完成該套模具的設(shè)計(jì)，以及編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。
基本內(nèi)容：完成整套注塑模具的設(shè)計(jì)。
重點(diǎn)與難點(diǎn)：定模側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)、點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)，推出機(jī)構(gòu)，冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
研究的可行性：圖紙正確，說(shuō)明書(shū)完整。
1、研究的主要重點(diǎn)：
注塑模具工序與工藝的分析設(shè)計(jì)，型芯型腔、分型面、澆鑄系統(tǒng)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以及各零部件及裝配圖的繪制。
2、難點(diǎn)是：
（1）、所選零件造型復(fù)雜尺寸測(cè)量有點(diǎn)難。
(2)、所選零件的三維圖及注塑模具裝配圖有點(diǎn)難畫。
（3）、模具的型芯型腔設(shè)計(jì)、計(jì)算難。
（4）、在只知所選零件的情況下，要設(shè)計(jì)出導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與脫模機(jī)構(gòu)，所需知識(shí)面廣、查閱的書(shū)籍要多，在尋找材料文獻(xiàn)方面有一定難度。
3. 研究方法及技術(shù)路線
本課題主要是塑料成型的工藝設(shè)計(jì)及制造，也就是注塑模的工藝設(shè)計(jì)方案分析及確定工藝計(jì)算，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算等內(nèi)容。其主要的內(nèi)容如下：
（1）對(duì)所選產(chǎn)品進(jìn)行分析，記錄下相應(yīng)工藝及尺寸，畫出三維圖及三視圖。
（2）查閱有關(guān)書(shū)籍，經(jīng)分析計(jì)算，確定模具類型的主要結(jié)構(gòu)，如型腔的布置，分型面、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
(3)繪制模具部分零件圖。
（4)繪制模具總裝配圖。
（5）撰寫論文。
生產(chǎn)主要是為了提高生產(chǎn)效率，因此在設(shè)計(jì)是要力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是一定要保證其精度要求。
① 建立塑料制品的三維模型;
② 根據(jù)所設(shè)計(jì)產(chǎn)品進(jìn)行拔模分析與分型面設(shè)計(jì);
③ 建立工程、加載產(chǎn)品、創(chuàng)建調(diào)用模架;④ 設(shè)計(jì)導(dǎo)向系統(tǒng)、澆注系統(tǒng)、頂出機(jī)構(gòu)、流道與冷卻等輔助部分。
4.研究工作基礎(chǔ)
5.主要參考文獻(xiàn)及出處（10篇以上）
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[16] ABCUG論壇 www.abcug.com
[17] 燕秀模具論壇 www.yxcax.com
[18]免費(fèi)CAD教程網(wǎng) www.mfcad.com
6.實(shí)施計(jì)劃
2012.11.10——2012.12.05 查找資料、復(fù)習(xí)有關(guān)課程，寫出開(kāi)題報(bào)告
2012.12.06——2013.01.05 查閱中外文獻(xiàn)資料完成文獻(xiàn)綜述
2013.01.16——2013.02.01 完成外文資料的翻譯
2013.02.02 ——2013.02.20 分析產(chǎn)品特性、結(jié)構(gòu)，構(gòu)思模具各個(gè)部件設(shè)計(jì)，最后擬定總體方案，建模
2013.02.21——2013.03.10模具分析、修改、完善設(shè)計(jì)方案
2013.03.11 ——2013.04.05 繪制裝配圖，各零件圖
2013.04.06——2013.04.30 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
2013.05.01 ——2013.05.10 檢查校核各項(xiàng)設(shè)計(jì)和圖紙，準(zhǔn)備答辨
這里自己改
指導(dǎo)教師（導(dǎo)師組）意見(jiàn)：
簽 名：
年 月 日
審查小組意見(jiàn)：
審查小組負(fù)責(zé)人（簽 名）：
年 月 日
備注：
1、 要有10篇以上相關(guān)文章的閱讀量。
2、 理、工科開(kāi)題報(bào)告撰寫要求在2500字左右，人文社科開(kāi)題報(bào)告在3500字左右，包括論文選題的背景和意義、工作任務(wù)分析、調(diào)研報(bào)告、方案擬定與分析、畢業(yè)論文撰寫提綱及實(shí)施計(jì)劃、文獻(xiàn)綜述（理、工科可不提交文獻(xiàn)綜述）等。
3、 電腦打印，用A4紙，內(nèi)容為小四號(hào)宋體，行距為固定值20磅。
4、 文獻(xiàn)綜述（按文獻(xiàn)綜述格式打印）附在開(kāi)題報(bào)告后面一起裝訂。
文獻(xiàn)綜述內(nèi)容：
(正文)
備注：1、文獻(xiàn)綜述內(nèi)容包括：國(guó)內(nèi)外研究理論、研究方法、進(jìn)展情況、存在問(wèn)題、參考依據(jù)等。
2、文獻(xiàn)綜述必須切題，并寫出兩萬(wàn)字以上的筆記或三千字以上的文獻(xiàn)綜述。
3、電腦打印，用A4紙。內(nèi)容為小四號(hào)宋體，行距為固定值20磅。
圓為什么看起來(lái)不圓？？？？ 如下圖解決辦法
注塑模具畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯時(shí)的常見(jiàn)題目
老師一般主要看你的裝配圖、然后問(wèn)你各個(gè)機(jī)構(gòu)名稱作用、主要看你的機(jī)構(gòu)是否合理、還有可能問(wèn)你一些注塑缺陷的原因及解決辦法、其實(shí)很簡(jiǎn)單、只要你是自己設(shè)計(jì)的、外問(wèn)百答、對(duì)自己有信心就可以了、不會(huì)問(wèn)什么很難的東西、因?yàn)槔蠋熞参幢亓私饽敲瓷畹臇|西。
1. 如何取收縮率？
答：應(yīng)根據(jù)制件的形狀，特別是根據(jù)制件的壁厚來(lái)定收縮率。對(duì)于壁厚者取上限，對(duì)于壁薄者取下限。
2. ABS（或PP）的特點(diǎn)和用途？
答：PP為熱塑性材料，耐熱和機(jī)械強(qiáng)度、發(fā)泡倍率均不高，抗沖擊強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定、易于成型，耐熱和耐腐蝕性也較好，并具有良好的耐寒性。等等。
3. 為什么采用熱流道？
答：由于塑件面積比較大，中間有鋼化玻璃或金屬嵌件，主流道要由模板中心引到塑件邊緣，做側(cè)向進(jìn)料。這樣主流道比較長(zhǎng)，塑料在流動(dòng)過(guò)程中很容易冷卻，每生產(chǎn)一模就會(huì)產(chǎn)生較大的料柄，造成較大的原料損耗，而采用熱流道可以克服上述缺陷，因此采用熱流道。
4. 澆口的主要類型？你設(shè)計(jì)的采用哪種類型？
答：主要類型有：直澆口、側(cè)交口、中心澆口、點(diǎn)澆口、潛伏式澆口、護(hù)耳澆口。選擇（略）
5. 制件翹曲變形的原因。
答：1）模溫太高，冷卻時(shí)間不夠。2）塑件壁厚厚薄懸殊。3）澆口位置、數(shù)量不合適。4）推出位置不恰當(dāng)，且受力不均。5）塑料分子定向作用太大。
6. 成型時(shí)排氣不良會(huì)產(chǎn)生哪些后果？可采用的措施有哪些？
答：型腔內(nèi)氣體壓縮產(chǎn)生很大背壓，阻止熔體快速充模，同時(shí)氣體壓縮產(chǎn)生的熱量可能使塑料燒焦。采取的排氣措施：1）利用分型面排氣。2）利用型芯與模板配合間隙。3）利用頂桿運(yùn)動(dòng)間隙。4）開(kāi)排氣槽。
7. 帶螺紋塑件的脫模有幾種方式？
答：強(qiáng)制脫模、手動(dòng)脫模、機(jī)動(dòng)脫模（利用側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)脫螺紋、采用模內(nèi)旋轉(zhuǎn)的方式脫螺紋，如齒輪傳動(dòng)）、其他動(dòng)力源脫模（采用液壓缸或氣缸、電機(jī)等）。
8. 解釋本設(shè)計(jì)中提到的熱處理方式淬火及其作用。
答：淬火是將鋼件加熱到相變點(diǎn)以上某一溫度，保溫一段時(shí)間，然后在水、鹽水或油中急冷下來(lái)，使其得到高硬度。
作用：用來(lái)提高鋼的硬度和強(qiáng)度。但淬火時(shí)會(huì)引起內(nèi)應(yīng)力使鋼變脆，所以淬火后必須回火。
9. 單分型面和雙分型面在結(jié)構(gòu)上主要有哪些區(qū)別？
答：?jiǎn)畏中兔嬷挥幸粋€(gè)分型面，塑件和凝料都要在這個(gè)分型面上取出，分型面的兩邊是動(dòng)模板和定模板，所以又稱兩板式模具；雙分型面有兩個(gè)分型面，分別用來(lái)取出塑件和凝料，模具被兩個(gè)分型面分成動(dòng)模板、中間板和定模板，所以又稱三板式模具。
10. 試分析螺桿注塑機(jī)的工作過(guò)程。
答：1）合模。2）注射。3）保壓和補(bǔ)縮。4）冷卻。5）開(kāi)模。6）回退預(yù)塑
11. 單分型面注塑模有哪些部分組成？
答：成型部件、澆注系統(tǒng)、推出機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向部件、排氣系統(tǒng)、支撐零部件、模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
12. 單分型面模具的成型零部件有哪些部分組成？
答：型芯、型腔（或定模板）、動(dòng)模板
13. 注塑模具成型的優(yōu)點(diǎn)？
答：產(chǎn)品高精度、高復(fù)雜性、高一致性、高生產(chǎn)率、低消耗。
14. 推桿（或稱頂桿）的高度設(shè)計(jì)，推桿的工作端面與塑件的內(nèi)表面成型面應(yīng)該平齊還是有高低？誰(shuí)高？
答：通常推桿裝入模具后，其端面應(yīng)與型面平齊或高出0.05-0.1mm。
15. 推管推出機(jī)構(gòu)用在什么塑件產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上？與推桿有什么區(qū)別？
答：用在塑件產(chǎn)品有螺柱孔（即圓柱筒形）或帶孔的塑件上。都屬于推出機(jī)構(gòu)，相當(dāng)于空心推桿，其材料、熱處理硬度及配合部分的要求與推桿相同。
16. 設(shè)計(jì)過(guò)程中如何確定各相鄰零部件的配合要求？
答：嚴(yán)格按模具國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中推薦的配合代號(hào)，有相對(duì)滑動(dòng)或移動(dòng)的零部件采用間隙配合如H7/f7-H8/f7，一般模具標(biāo)準(zhǔn)件與固定件之間的配合采用過(guò)渡配合如H7/m6或H7/k6，在無(wú)配合要求的長(zhǎng)度段可將孔徑擴(kuò)大0.5-1mm。
1 XXXX XX 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 課題名稱： 螺紋水杯注塑模具設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 所在學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí) 指導(dǎo)教師 起訖時(shí)間： 年 月 日 年 月 日 1 摘 要 根據(jù)塑料螺紋水杯制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工藝性、尺寸精 度等技術(shù)要求，考量塑件制件尺寸。本模具采用一模兩腔，直接澆口進(jìn)料，注射機(jī) 采用 HTF300XB 型號(hào)，設(shè)置冷卻系統(tǒng)，CAD 和 UG 繪制二維總裝圖和零件圖，選擇模 具合理的加工方法。附上說(shuō)明書(shū)，系統(tǒng)地運(yùn)用簡(jiǎn)要的文字，簡(jiǎn)明的示意圖和和計(jì)算 等分析塑件，從而作出合理的注塑模具設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：螺紋水杯；一模兩腔；注射機(jī)；冷卻系統(tǒng)；注塑模具 2 ABStract According to the requirements of plastic screw cup products, understand the use of plastic parts, analyze the technical requirements of plastic parts such as processability and dimensional accuracy, and consider the size of plastic parts. The first mock exam is used for two cavity, direct gate feed. The injection machine adopts HTF300XB model, and the cooling system is set. CAD and UG draw 2D assembly drawings and parts drawing, and choose the reasonable processing method of the mould. Attach the instruction, systematically use the brief text, concise schematic diagram and calculation to analyze the plastic parts, so as to make a reasonable injection mold design. Key words: threaded the water cup; the first mock exam two cavity; injection machine; cooling system; injection mold. 3 目 錄 摘 要 .1 ABSTRACT.2 1 前言 .3 1.1 課題背景 .3 1.2 課題分析 .5 2 塑件分析 .6 2.1 產(chǎn)品分析及其技術(shù)條件 .6 2.2 塑件材料的確定 .8 2.3 塑件材料的性能分析 .8 2.3.1 基本特性 .8 2.3.2 成型性能 .11 2.3.3 主要用途 .11 3 成型布局及注塑機(jī)選擇 .12 3.1 進(jìn)膠方式選擇 .12 3.2 型腔的布局及成型尺寸 .12 3.3 估算塑件體積質(zhì)量 .14 3.4 注塑機(jī)的選擇和校核 .14 3.4.1 注射膠量的計(jì)算 .14 3.4.2 鎖模力的計(jì)算 .14 3.4.3 注塑機(jī)選擇確定 .16 表 注塑機(jī)參數(shù)(部分) .16 4 注塑模具設(shè)計(jì) .17 4.1 模架的選用 .17 4.1.1 模架基本類型 .17 4 4.1.2 模架的選擇 .17 4.1.3 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .18 4.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .20 4.2.1 主流道設(shè)計(jì) .20 4.2.2 分流道的設(shè)計(jì) .20 4.2.3 澆口的設(shè)計(jì) .21 4.2.4 冷料穴的設(shè)計(jì) .22 4.3 分型面的設(shè)計(jì) .22 4.4 成型零部件的設(shè)計(jì) .23 4.4.1 成型零部件結(jié)構(gòu) .24 4.4.2 成型零部件工作尺寸的計(jì)算 .25 4.4.3 模具強(qiáng)度與剛度校核 .27 4.5 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型選擇與設(shè)計(jì) .28 4.5.1 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型 .28 4.5.2 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)主要參數(shù)的確定 .30 4.6 脫模及推出機(jī)構(gòu) .33 4.6.1 脫模力 .33 4.6.2 推出機(jī)構(gòu) .34 4.7 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 .36 4.7.1 冷卻水道設(shè)計(jì)的要點(diǎn) .37 4.7.2 冷卻水道在定模和動(dòng)模中的位置 .37 4.7.3 冷卻水道的計(jì)算 .38 4.8 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .40 4.9 模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 .40 5 結(jié)語(yǔ) .42 致謝 .43 附圖 .44 參考文獻(xiàn) .45 5 1 前言 1.1 課題背景 模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的基礎(chǔ)工藝裝備。在汽車、電機(jī)、儀表、電器、 電子、通信、家電和輕工業(yè)等行業(yè)中，60%80%的零件都依靠模具成形，并且隨著 近年來(lái)這些行業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)模具的要求越來(lái)越高，結(jié)構(gòu)也越來(lái)越復(fù)雜。用模具 生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來(lái)的高精度、高復(fù)雜性、高一致性、高生產(chǎn)效率和低耗率，是其 它加工制造方法所不能比擬的。隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用塑料與工程塑料在 強(qiáng)度和精度等方面的不斷提高，塑料制品的應(yīng)用范圍也在不斷地?cái)U(kuò)大，越來(lái)越普遍 地采用塑料成型。該方法適用于全部熱塑性塑料和部分熱固性塑料，制得的塑料制 品數(shù)量之大是其它成型方法望塵莫及的。作為注塑成型加工的主要工具之一注塑模 具，在質(zhì)量、精度、制造周期以及注塑成型過(guò)程中的生產(chǎn)效率等方面水平高低，直 接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、成本及產(chǎn)品的更新?lián)Q代，同時(shí)也決定著企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng) 中的反映能力和速度。 注射模的種類很多，其結(jié)構(gòu)與塑料品種、塑件的復(fù)雜程度和注射機(jī)的種類等很 多因素有關(guān)，其基本結(jié)構(gòu)都是由動(dòng)模和定模兩大部分組成的。定模部分安裝在注射 機(jī)的固定板上，動(dòng)模部分安裝在注射機(jī)的移動(dòng)模板上，在注射成型過(guò)程中它隨注射 機(jī)上的合模系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。注射成型時(shí)動(dòng)模部分與定模部分由導(dǎo)柱導(dǎo)向而閉合。一般注 射模由成型零部件、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、 加熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)及支承零部件組成。 由于模具的使用特點(diǎn)，決定了模具設(shè)計(jì)也區(qū)別與其他行業(yè)。模具設(shè)計(jì)要考慮的 要點(diǎn)如下: a塑件的物理力學(xué)性能，如強(qiáng)度、剛度、韌性、彈性、吸水性以及對(duì)應(yīng)力的 敏感性，不同塑料品種其性能各有所長(zhǎng)，在設(shè)計(jì)塑件時(shí)應(yīng)充分發(fā)揮其性能上的優(yōu)點(diǎn)， 避免或補(bǔ)償其缺點(diǎn)。 6 b塑料的成型工藝性，如流動(dòng)性、成型收縮率的各向差異等。塑件形狀應(yīng)有 利于成型時(shí)充模、排氣、補(bǔ)縮，同時(shí)能使熱塑性塑料制品達(dá)到高效、均勻冷卻或使 熱固性塑料制品均勻地固化。 c塑件結(jié)構(gòu)能使模具總體結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)化，特別是避免側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)和 簡(jiǎn)化脫模結(jié)構(gòu)。使模具零件符合制造工藝的要求。 對(duì)于特殊用途的制品，還要考慮其光學(xué)性能、熱學(xué)性能、電性能、耐腐蝕性能 等。 目前，我國(guó)的模具制造技術(shù)已從過(guò)去只能制造簡(jiǎn)單模具發(fā)展到可以制造大型、 精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的模具。在塑料模具方面，能設(shè)計(jì)制造汽車保險(xiǎn)杠及整體儀表 盤大型注射模。一些塑料模主要生產(chǎn)企業(yè)利用計(jì)算機(jī)輔助分析(CAE)技術(shù)對(duì)塑料注 塑過(guò)程進(jìn)行流動(dòng)分析、冷卻分析、應(yīng)力分析等，合理選擇澆口位置、尺寸、注塑工 藝參數(shù)及冷卻系統(tǒng)的布置等，使模具設(shè)計(jì)方案進(jìn)一步優(yōu)化，也縮短了模具設(shè)計(jì)和制 造周期采用模具先進(jìn)加工技術(shù)及設(shè)備，使模具制造能力大為提高。采用 CAE 技術(shù)， 可以完全代替試模，CAE 技術(shù)提供了從制品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的完整解決方案，在模具制 造加工之前，在計(jì)算機(jī)上對(duì)整個(gè)注射成型過(guò)程進(jìn)行模擬分析，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)熔體的填充、 保壓、冷卻情況，以及制品中的應(yīng)力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹 曲變形等情況，以便設(shè)計(jì)者能盡早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)修改制件和模具設(shè)計(jì)，而不是等 到試模以后再返修模具。這不僅是對(duì)傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)方法的一次突破，而且對(duì)減少甚 至避免模具返修報(bào)廢、提高制品質(zhì)量和降低成本等，都有著重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。 某些國(guó)外電加工機(jī)床具有內(nèi)容豐富、實(shí)用可靠的工藝數(shù)據(jù)和專家系統(tǒng)，使模具的深 槽窄縫加工、微細(xì)加工、鏡面加工等效率和質(zhì)量大大提高。新的模糊控制系統(tǒng)具有 加工反力的監(jiān)測(cè)和控制，提高了大面積加工的深度控制精度。電火花混粉加工技術(shù) 的應(yīng)用有效地提高了模具表面質(zhì)量。模具逆向工程技術(shù)、快速經(jīng)濟(jì)模具制造技術(shù)、 三維掃描測(cè)量技術(shù)及數(shù)控模具雕刻機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用，對(duì)模具制造能力的提高也起到 了很大作用。我國(guó)經(jīng)濟(jì)仍處于高速發(fā)展階段，國(guó)際上經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展趨勢(shì)日趨明顯， 這為我國(guó)模具工業(yè)高速發(fā)展提供了良好的條件和機(jī)遇。一方面，國(guó)內(nèi)模具市場(chǎng)將繼 7 續(xù)高速發(fā)展；另一方面，模具制造也逐漸向我國(guó)轉(zhuǎn)移以及跨國(guó)集團(tuán)到我國(guó)進(jìn)行模具 采購(gòu)趨向也十分明顯。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)正朝著數(shù)字化方向發(fā)展。特 別是模具成型零件方面的軟件等，這些技術(shù)采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，進(jìn)而將數(shù)據(jù)交換 到加工制造設(shè)備，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助制造，或?qū)⒃O(shè)計(jì)與制造連成一體實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造一 體化。 1.2 課題分析 本課題內(nèi)容是對(duì)螺紋水杯進(jìn)行測(cè)繪、模具設(shè)計(jì)、加工工藝分析?；谏a(chǎn)實(shí)踐 之上的對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，模具設(shè)計(jì)主要內(nèi)容有型腔布局、澆口形式與位置、模 胚選擇、分型面的確定、冷卻系統(tǒng)設(shè)置、推出機(jī)構(gòu)設(shè)置、注塑機(jī)臺(tái)選擇及注塑工藝 分析等。 根據(jù)塑料制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工藝性、尺寸精度等技術(shù) 要求，本模具采用一模兩腔布局，直接澆口進(jìn)料，注射機(jī)采用 HTF300XB 型號(hào)，設(shè) 置冷卻系統(tǒng)，CAD 和 UG 繪制二維總裝圖和零件圖，系統(tǒng)地運(yùn)用簡(jiǎn)要的文字，簡(jiǎn)明的 示意圖和和計(jì)算分析，從而作出合理的模具設(shè)計(jì)。選擇合理的加工方法。模具方案 確定后進(jìn)行工藝分析。根據(jù)此方案可以達(dá)到設(shè)計(jì)的預(yù)期效果，并且大大提高了注塑 模的質(zhì)量。 8 2 塑件分析 2.1 產(chǎn)品分析及其技術(shù)條件 在模具設(shè)計(jì)之前需要對(duì)塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度等級(jí)和表面 質(zhì)量要進(jìn)行仔細(xì)研究和分析，只有這樣才能恰當(dāng)確定塑件制品所需的模具結(jié)構(gòu)和模 具精度。 課題目標(biāo)產(chǎn)品是一個(gè)生活中常見(jiàn)的螺紋水杯，其零件外形如圖所示。具體結(jié)構(gòu) 和尺寸詳見(jiàn)圖紙，該塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)量大，要求較低的模具成本，成型容易， 精度要求不高。 9 產(chǎn)品 3D 視圖 塑件的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和模具的制造精度。為降低模具的加 工難度和模具的制造成本，在滿足塑件要求的前提下盡量把塑件的尺寸精度設(shè)計(jì)得 低一些。由于塑料與金屬的差異很大，所以不能按照金屬零件的公差等級(jí)確定精度 等級(jí)。根據(jù)任務(wù)書(shū)和圖紙要求，本次產(chǎn)品尺寸均采用 MT5 級(jí)精度，未注采用 MT8 級(jí) 精度。 塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。這除了在成型時(shí)從工藝上盡可能避免 冷疤、云紋等疵點(diǎn)來(lái)保證外，主要是取決于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面 粗糙度一般為 Ra 0.02 1.25 之間，模腔表壁的表面粗糙度應(yīng)為塑件的 1/2，即m Ra 0.010.63 。模具在使用過(guò)程中由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷增加，所 以應(yīng)隨時(shí)給以拋光復(fù)原。 該塑件外部需要的表面粗糙度比內(nèi)部要高，為 Ra0.8 ，內(nèi)部為 Ra1.2 。mm 10 2.2 塑件材料的確定 塑料是以樹(shù)脂為主要成分的高分子材料，它在一定的溫度和壓力下具有流動(dòng) 性?？梢员荒Ｋ艹尚蜑橐欢ǖ膸缀涡螤詈统叽?，并在成型固化后保持其既得形狀而 不發(fā)生變化。塑料有很多優(yōu)異性能，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)和日常生活，它具有密度 小，質(zhì)量輕，比強(qiáng)度高，絕緣性能好，介電損耗低，化學(xué)穩(wěn)定性高，減摩耐磨性能 好，減振隔音性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)。另外，許多塑料還具有防水、防潮、防透氣、防 輻射及耐瞬時(shí)燒蝕等特殊性能。 此產(chǎn)品壁厚均勻，PS 性能優(yōu)良，成本低廉，符合需求生產(chǎn)量大的要求，容易成 型，對(duì)于本課題零件相當(dāng)適用，所以在這選擇其為產(chǎn)品的材料。 2.3 塑件材料的性能分析 2.3.1 基本特性 聚苯乙烯（Polystyrene，縮寫 PS）是指由苯乙烯單體經(jīng)自由基加聚反應(yīng) 合成的聚合物，日文名稱為。它是一種無(wú)色透明的熱塑性塑料，具有 高于 100的玻璃轉(zhuǎn)化溫度，因此經(jīng)常被用來(lái)制作各種需要承受開(kāi)水的溫度的一次 性容器，以及一次性泡沫飯盒等。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式： 密度：1.05 g/cm3 11 電導(dǎo)率：() 10-16 S/m 導(dǎo)熱率：0.08 楊氏模量：(E) 3000-3600 MPa 拉伸強(qiáng)度：(t) 4660 MPa 伸長(zhǎng)長(zhǎng)度：34% 夏比沖擊試驗(yàn)：25 kJ/m2 玻璃轉(zhuǎn)化溫度：80-100 熱膨脹系數(shù)：() 810-5/K 熱容：(c) 1.3 kJ/(kgK) 吸水率：(ASTM) 0.030.1 降解：280 聚苯乙烯玻璃化溫度 8090，非晶態(tài)密度 1.041.06 克/立方厘米，晶體密 度 1.111.12 克/立方厘米，熔融溫度 240，電阻率為 10201022 歐厘米。導(dǎo) 12 熱系數(shù) 30時(shí) 0.116 瓦/(米開(kāi))。通常的聚苯乙烯為非晶態(tài)無(wú)規(guī)聚合物，具有優(yōu) 良的絕熱、絕緣和透明性，長(zhǎng)期使用溫度 070，但脆，低溫易開(kāi)裂。此外還有 全同和間同以及無(wú)規(guī)立構(gòu)聚苯乙烯。全同聚合物有高度結(jié)晶性，間同聚合物有部分 結(jié)晶性。 PS 一般為頭尾結(jié)構(gòu)，主鏈為飽和碳鏈，側(cè)基為共軛苯環(huán)，使分子結(jié)構(gòu)不規(guī)整， 增 大了分子的剛性，使 PS 成為非結(jié)晶性的線型聚合物。由于苯環(huán)存在，PS 具有 較高的 Tg（80105），所以在室溫下是透明而堅(jiān)硬的，由于分子鏈的剛性，易 引起應(yīng)力開(kāi)裂。 聚苯乙烯無(wú)色透明，能自由著色，相對(duì)密度也僅次于 PP、PE，具有優(yōu)異的電性 能，特別是高頻特性好，次于 F-4、PPO。另外，在光穩(wěn)定性方面僅次于甲基丙烯酸 樹(shù)脂，但抗放射線能力是所有塑料中最強(qiáng)的。聚苯乙烯最重要的特點(diǎn)是熔融時(shí)的熱 穩(wěn)定性和流動(dòng)性非常好，所以易成型加工，特別是注射成型容易，適合大量生產(chǎn)。 成型收縮率小，成型品尺寸穩(wěn)定性也好。 熱性能：最高工作溫度為 6080。當(dāng)加熱至 Tg 以上，PS 轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)，且 保持這種狀態(tài)在較寬的范圍內(nèi)，這就使其熱成型提供方便。PS 的熱變形溫度為 7080，脆化溫度為-30，PS 在高真空和 330380下劇烈降解。 13 2.3.2 成型性能 無(wú)定形料，吸濕小，不須充分干燥，不易分解，但熱膨脹系數(shù)大，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng) 力。流動(dòng)性較好，可用螺桿或柱塞式注射機(jī)成型。宜用高料溫，高模溫，低注射壓 力，延長(zhǎng)注射時(shí)間有利于降低內(nèi)應(yīng)力，防止縮孔、變形.。 可用各種形式澆口，澆 口與塑件圓弧連接，以免去處澆口時(shí)損壞塑件。脫模斜度大，頂出均勻。塑件壁厚 均勻，最好不帶鑲件，如有鑲件應(yīng)預(yù)熱。 1.吸水性極小，成型前可不干燥。模溫 30-60 度，料溫 140-200 度。 2.性脆易裂，熱膨脹系數(shù)大，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。 3.流動(dòng)性較好，應(yīng)注意模具間隙，防止縮孔、飛邊。 4.宜采用高料溫、高模溫、低注射壓力，延長(zhǎng)注射時(shí)間有利于降低內(nèi)應(yīng)力，防 止縮孔、變形，但料溫過(guò)高，容易出現(xiàn)銀絲，料溫低或脫模劑多則透明性差。 5.可采用各種形式的澆口，脫模斜度宜大，頂出力均勻，以防開(kāi)裂。 6.塑件壁厚均勻，最好不帶嵌件，各面應(yīng)圓弧連接，不宜有缺口、尖角。 2.3.3 主要用途 聚苯乙烯易加工成型，并具有透明、廉價(jià)、剛性、絕緣、印刷性好等優(yōu)點(diǎn)。可 廣泛用于輕工市場(chǎng)，日用裝璜，照明指示和包裝等方面。在電氣方面更是良好的絕 緣材料和隔熱保溫材料，可以制作各種儀表外殼、燈罩、光學(xué)化學(xué)儀器零件、透明 薄膜、電容器介質(zhì)層等。2 可用于粉類和乳液類化妝品。用于粉餅有很好的壓縮性,可改善粉的黏附性能。 賦予皮膚光澤和潤(rùn)滑感,是代替滑石粉和二氧化硅的高級(jí)填充劑。 14 3 成型布局及注塑機(jī)選擇 3.1 進(jìn)膠方式選擇 注射模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開(kāi)始到型腔為止的塑料流動(dòng)通道。 其作用是將塑料熔體充滿型腔并使注射壓力傳遞到各個(gè)部分。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞 對(duì)塑件性能、外觀及成型難易程度影響很大。它由主流道、分流道、澆口及冷料穴 組成。其中澆口的選擇與設(shè)計(jì)恰當(dāng)與否直接關(guān)系到制品能否完好的成型。常向的澆 口形式有直接澆口，直接澆口，點(diǎn)式澆口，扇形澆口，圓盤式澆口，環(huán)形澆口等。 澆口的位置選擇原則： 澆口的位置與塑件的質(zhì)量有直接影響。在確定澆口位置時(shí)，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： 1. 熔體在型腔內(nèi)流動(dòng)時(shí)，其動(dòng)能損失最小。要做到這一點(diǎn)必須使 1)流程(包括分支流程)為最短； 2)每一股分流都能大致同時(shí)到達(dá)其最遠(yuǎn)端； 3)應(yīng)先從壁厚較厚的部位進(jìn)料； 4)考慮各股分流的轉(zhuǎn)向越小越好。 2. 有效地排出型腔內(nèi)的氣體 由于本設(shè)計(jì)中塑件外表面質(zhì)量要求較高，所以選用直接澆口。直接澆口在產(chǎn)品 端面處，成形后切除澆口, 零件組裝時(shí)澆口被遮擋起來(lái)。 3.2 型腔的布局及成型尺寸 15 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中采用直接澆口，且塑件的尺寸小，為提高塑件成功概率，并從經(jīng) 濟(jì)型的角度出發(fā)，節(jié)省生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率，采用一模兩腔，進(jìn)行加工生產(chǎn)。 型腔的布局與澆注系統(tǒng)的布置密切相關(guān),型腔的排布應(yīng)使每個(gè)型腔都通過(guò)澆注 系統(tǒng)從總壓力中均等的分得所需的壓力,以保證塑料熔體均勻地充滿每個(gè)型腔,使各 型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量均一穩(wěn)定。這就要求型腔與主流道之間的距離盡可能短，同時(shí) 采用平衡流道。 成型型腔尺寸依據(jù)塑件布局計(jì)算確定，需考量成形封閉結(jié)合面大小，太大造成 模具尺寸過(guò)大，成本浪費(fèi)，太小易導(dǎo)致成型時(shí)溢料飛邊，甚至型腔變形。因模具是 一模兩腔，考量排布可得型腔長(zhǎng)為 230mm，寬為 140mm。塑件的高度為 150mm，塑件 的大部分部膠位都留在型腔部分，型芯、型腔的厚度是塑件所伸入高度加 20- 40mm，因此得出成型型腔總體厚度為 160mm。型腔布局如圖。 型腔布局 16 3.3 估算塑件體積質(zhì)量 本次設(shè)計(jì)中，塑件的質(zhì)量和體積采用 3D 測(cè)量，在 UG 軟件中，使用塑模部件驗(yàn) 證功能，可以測(cè)得塑件的體積為 36.3 ，PS 的密度為 1.05 ，即可以得出3cm3/cmg 該塑件制品的質(zhì)量約為 38.11g。 3.4 注塑機(jī)的選擇和校核 3.4.1 注射膠量的計(jì)算 模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須使得在一個(gè)注射成型的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機(jī)額定 注射量的 80%以內(nèi)。校核公式為： mn%8021 式中： -型腔數(shù)量n -單個(gè)塑件的重量（g）1m -澆注系統(tǒng)所需塑料的重量（ g）2 本設(shè)計(jì)中：n=1 38.1 g =10 g 1m2 m（1x38.1+10）/0.8 即 m48g 因而預(yù)選注塑機(jī)額定注塑量為 48g 上，所以滿足要求。 3.4.2 鎖模力的計(jì)算 選用注射機(jī)的鎖模力必須大于型腔壓力產(chǎn)生的開(kāi)模力，不然模具分型面要分開(kāi) 17 而產(chǎn)生溢料。塑件在模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素。 成型投影面積 =2An21 式中 n -型腔數(shù)目 -單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積1A -澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積2 n=1 =3614 =0 1A2mA2 本設(shè)計(jì)中 =1x3614+0=361421n2 鎖模力和成型面積的關(guān)系根據(jù)依照以下計(jì)算公式確定： 10PA腔鎖 式中 鎖模力，kN；P鎖 型腔壓力，MPa ；腔 A 成型投影面積，mm 2； 一般熔料經(jīng)噴嘴時(shí)其注射壓力達(dá) 6080MPa，經(jīng)澆注系統(tǒng)入型腔時(shí)型腔壓力通 常為 20-40MPa，這里取 30MPa。 計(jì)算： A/1000=3010310/1000=309.3 kN (取整 310 kN)P腔 18 得出預(yù)選注塑機(jī)額定注塑壓力為 3000 kN 以上。 3.4.3 注塑機(jī)選擇確定 綜合考慮以上因素，選定注射機(jī)為 HTF300XB。其相關(guān)性能符合成型方案要求， 以下相關(guān)參數(shù)： 型號(hào) 參數(shù) 單位 300A 300B 300C 螺桿直徑 mm 60 65 70 理論注射容量 cm3 727 853 989 注射重量 PS g 662 776 900 注射壓力 Mpa 213 182 157 注射行程 mm 257 螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 0160 料筒加熱功率 KW 17.25 鎖模力 KN 3000 拉桿內(nèi)間距(水平垂直) mm 660660 允許最大模具厚度 mm 660 允許最小模具厚度 mm 250 移模行程 mm 660 移模開(kāi)距(最大) mm 1260 液壓頂出行程 mm 160 液壓頂出力 KN 62 液壓頂出桿數(shù)量 PC 13 油泵電動(dòng)機(jī)功率 KW 30 油箱容積 l 580 機(jī)器尺寸(長(zhǎng)寬高) m 6.92.02.4 機(jī)器重量 t 11.5 最小模具尺寸(長(zhǎng)寬) mm 320400 表 注塑機(jī)參數(shù)(部分) 19 4 注塑模具設(shè)計(jì) 4.1 模架的選用 4.1.1 模架基本類型 注射模具的分類方式很多，此處是介紹的按注射模具的整體結(jié)構(gòu)分類所分的典 型結(jié)構(gòu)如下： 單分型面注射模、雙分型面注射模、帶有活動(dòng)成型零件的模、側(cè)向 分型抽芯注射模、定模帶有推出機(jī)構(gòu)的注射模、自動(dòng)卸螺紋的注射模、熱流道注射 模。 4.1.2 模架的選擇 根據(jù)對(duì)塑件的綜合分析，確定該模具是單分型面的模具，由 GB/T12556.1- 12556.2-1990塑料注射模中小型模架可選擇 CI 型的模架，其基本結(jié)構(gòu)如圖所 示： 模架結(jié)構(gòu)圖 20 CI 型模具定模采用兩塊模板，動(dòng)模采用一塊模板，又叫兩板模，大水口模架， 適合直接澆口的注射成形模具。 由分型面的選擇而選擇模具的導(dǎo)柱導(dǎo)套的安裝方式，經(jīng)過(guò)考慮分析，導(dǎo)柱導(dǎo)套 選擇選正裝。根據(jù)所選擇的模架的基本型可以選出對(duì)應(yīng)的模板的厚度以及模具的外 輪廓尺寸，以此分析計(jì)算： 模架的長(zhǎng) L=型腔長(zhǎng)度（17）+復(fù)位桿的直徑+螺釘?shù)闹睆?模板壁厚 400mm 模架的寬 W=型腔寬度（130）+導(dǎo)向桿的直徑+滑塊厚度+模板壁厚 400mm 根據(jù)成型型腔的尺寸，在計(jì)算完模架的長(zhǎng)寬以后，還需要考慮其他螺絲導(dǎo)柱等 零件對(duì)模架尺寸的影響，在設(shè)計(jì)中避免干涉。參考成型型腔厚度，考慮模板強(qiáng)度要 求，定模板厚度取 130mm，動(dòng)模板厚度取 110mm?？紤]頂出行程要求，支撐板取 120mm 以滿足。 綜上所述所選擇的模架的型號(hào)為：CI-4040-A130-B110-C120。 4.1.3 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用：保證模具在進(jìn)行開(kāi)合模時(shí)，保證公母模之間一定的方向和位 置。導(dǎo)向零件承受一定的側(cè)向力，起了導(dǎo)向和定位的作用,導(dǎo)向機(jī)構(gòu)零件包括導(dǎo)柱 和導(dǎo)套等。 1. 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) （1） 導(dǎo)向零件應(yīng)合理的均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至 模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后 發(fā)生變形。 （2） 根據(jù)模具的形狀和大小，一副模具一般需要 2-4 個(gè)導(dǎo)柱。如果，模具的 凸模與凹模合模有方位要求時(shí)，則用兩個(gè)直徑不同的導(dǎo)柱，或用兩個(gè)直 21 徑相同，但錯(cuò)開(kāi)位置的導(dǎo)柱。 （3） 由于塑件通常留于公模，所以為了便于脫模導(dǎo)柱通常安裝在母模。 （4） 導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)有承屑槽 （5） 導(dǎo)柱導(dǎo)套及導(dǎo)向孔的軸線應(yīng)保證平行 （6） 合模時(shí)，應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免公模先進(jìn)入模腔，損壞成型零 件。 2. 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) （1） 有單節(jié)與臺(tái)階式之分 （2） 導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須高出公模端面 68mm （3） 導(dǎo)柱頭部應(yīng)有圓錐或球形的引導(dǎo)部分 （4） 固定方式有鉚接固定和螺釘固定 （5） 其表面應(yīng)熱處理，以保證耐磨。 3. 導(dǎo)套和導(dǎo)向孔 （1） 無(wú)導(dǎo)套的導(dǎo)向孔，直接開(kāi)在模板上，模板較厚時(shí)，導(dǎo)向孔必須做成盲 孔，側(cè)壁增加排氣孔。 （2） 導(dǎo)套有套筒式臺(tái)階式凸臺(tái)式 （3） 為了導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套孔，在導(dǎo)套前端應(yīng)倒有圓角 r。 一般情況下,導(dǎo)柱與導(dǎo)套共同使用,用于保證動(dòng)模與定模兩大部分內(nèi)零件的準(zhǔn)確 22 對(duì)合和塑料部品的形狀,尺寸精度,并避免模內(nèi)零件互相碰撞與干涉,起到合模導(dǎo)向 的作用. 4.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指注射模中從主流道始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道，澆注系統(tǒng)可 分為普通流道澆注系統(tǒng)和無(wú)流道凝料澆注系統(tǒng)兩類，本設(shè)計(jì)中采用普通直接澆口澆 注系統(tǒng)。正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)對(duì)獲得優(yōu)質(zhì)的塑料制品極為重要。 澆注系統(tǒng)組成： 普通流道澆注系統(tǒng)的組成一般包括以下幾個(gè)部分。 1主澆道 2第一分澆道 3第二分澆道 4第三分澆道 5澆口 6型腔 7冷料穴 4.2.1 主流道設(shè)計(jì) 所選用 HTF300XB 型注射劑噴嘴有關(guān)尺寸如下： 噴嘴前段孔徑 d0=3mm 噴嘴圓弧半徑 R0=12mm 為了使凝料能夠順利拔出，主流道的小段直徑 d 應(yīng)稍大于噴嘴直徑。 d=d0+（0.51）=3.5mm 主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角通常為 24，過(guò)大的錐角會(huì)才產(chǎn)生湍流或渦流， 卷入空氣，過(guò)小的錐角使凝料脫模困難，還會(huì)使沖模時(shí)熔體的流動(dòng)阻力過(guò)大，此處 的錐角選用 2，主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大 12mm。這里取主流道球面半 23 徑 R16mm，經(jīng)測(cè)量主流道長(zhǎng)度 L 取 72mm。 4.2.2 分流道的設(shè)計(jì) 分流道是指主流道末端與澆口之間的一段塑料熔體的流動(dòng)通道。分流道應(yīng)能滿 足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)。其作用是改變?nèi)垠w流向，使其以平穩(wěn)的 流態(tài)均衡地分配到各個(gè)型腔，分流道的長(zhǎng)度應(yīng)該盡可能短，折彎少，盡量減少流動(dòng) 過(guò)程中的熱量損失與壓力損失，節(jié)約塑料的原材料和降低能耗。由于分流道中與模 具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內(nèi)部的熔體流動(dòng)狀態(tài)比較理想，因此分流道表面 粗糙度值不要太低，一般取 Ra 為 1.6 m，本設(shè)計(jì)選擇梯形形截面的分流道，采 用流道布局如圖所示： 流道布局 4.2.3 澆口的設(shè)計(jì) 直接澆口普遍用于中小型塑件的多型腔模具，一般開(kāi)設(shè)在分型面上，一般塑料 24 熔體從外側(cè)充填模具型腔，其截面形狀多為矩形。直接澆口的直徑尺寸作如下取值： 寬度直徑 d=5 m 4.2.4 冷料穴的設(shè)計(jì) 主流道的末端需要設(shè)置冷料穴以往上制品中出現(xiàn)固化的冷料。因?yàn)樽钕攘魅氲?塑料因接觸溫度低的模具而使料溫下降，如果讓這部分溫度下降的塑料流入型腔會(huì) 影響制品的質(zhì)量，為防止這一問(wèn)題必須在沒(méi)塑料流動(dòng)方向在主流道末端設(shè)置冷料穴 以便將這部分冷料存留起來(lái)。 冷料穴一般開(kāi)設(shè)在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上，其標(biāo)稱直徑與主流道直徑相同或略 大一些，由于本設(shè)計(jì)采用直接澆口進(jìn)澆，所以無(wú)法設(shè)計(jì)冷料穴、也無(wú)需設(shè)計(jì)冷料穴， 僅做設(shè)計(jì)說(shuō)明。 4.3 分型面的設(shè)計(jì) 將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€(gè)或幾個(gè)可以分離的主要部分，它們的接觸表面分開(kāi)時(shí)能 夠取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料，當(dāng)成型時(shí)又必須接觸封閉，這樣的接觸表面稱為分型 面，它是決定模具結(jié)構(gòu)的重要因素，每個(gè)塑件的分型面可能只有一種選擇，也可能 有幾種選擇。合理地選擇分型面是使塑件能完好的成型的先決條件。 選擇分型面時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮： 1）分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處； 2）使塑件在開(kāi)模后留在動(dòng)模上； 3）分型面的痕跡不影響塑件的外觀； 4）澆注系統(tǒng)，特別是澆口能合理的安排； 25 5）使推桿痕跡不露在塑件外觀表面上； 6）使塑件易于脫模。 綜合考慮各種因素，并根據(jù)本模具制件的外觀特點(diǎn)，采用平面分型面，并選擇 在塑件的最大平面處，開(kāi)模后塑件留在動(dòng)模一側(cè)，如圖所示。 分型面的選擇 4.4 成型零部件的設(shè)計(jì) 模具閉合時(shí)用來(lái)填充塑料成型制品的空間稱為型腔。構(gòu)成模具型腔的零部件稱 成型零部件。一般包括型腔、型芯、型環(huán)和鑲塊等。成型零部件直接與塑料接觸， 成型塑件的某些部分，承受著塑料熔體壓力，決定著塑件形狀與精度，因此成型零 部件的設(shè)計(jì)是注射模具的重要部分。 26 成型零部件在注射成型過(guò)程中需要經(jīng)常承受溫度壓力及塑料熔體對(duì)它們的沖擊 和摩擦作用，長(zhǎng)期工作后晚發(fā)生磨損、變形和破裂，因此必須合理設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)形式， 準(zhǔn)確計(jì)算其尺寸和公差并保證它們具有足夠的強(qiáng)度、剛度和良好的表面質(zhì)量。 4.4.1 成型零部件結(jié)構(gòu) 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要應(yīng)在保證塑件質(zhì)量要求的前提下，從便于加工、裝配、 使用、維修等角度加以考慮。 型腔是用來(lái)成型制品外形輪廓的模具零件，其結(jié)構(gòu)與制品的形狀、尺寸、使用 要求、生產(chǎn)批量及模具的加工方法等有關(guān)，常用的結(jié)構(gòu)形式有整體式、嵌入式、鑲 拼組合式和瓣合式四種類型。 本設(shè)計(jì)中采用嵌入式型腔及型芯，如圖所示。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，牢固可靠， 不容易變形，成型出來(lái)的制品表面不會(huì)有鑲拼接縫的溢料痕跡，還有助于減少注射 模中成型零部件的數(shù)量，并縮小整個(gè)模具的外形結(jié)構(gòu)尺寸。不過(guò)模具加工起來(lái)比較 困難，要用到數(shù)控加工或電火花加工。 27 型腔 3D 圖 型芯 3D 圖 4.4.2 成型零部件工作尺寸的計(jì)算 成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸，主要有 型腔和型芯的徑向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位 置尺寸，以及中心距尺寸等。 在模具設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)塑件的尺寸及精度等級(jí)確定成型零部件的工作尺寸及精度 等級(jí)。影響塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收縮率，模具成型零部件的制造誤差， 模具成型零部件的磨損及模具安裝配合方面的誤差。這些影響因素也是作為確定成 型零部件工作尺寸的依據(jù)。 由于按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量計(jì)算型芯型腔的尺寸有一定的 誤差（因?yàn)槟＞咧圃旃詈湍＞叱尚土悴考谑褂弥械淖畲竽p量大多憑經(jīng)驗(yàn)決定） 28 ，這里就只考慮塑料的收縮率計(jì)算模具盛開(kāi)零部件的工作尺寸。 塑件經(jīng)成型后所獲得的制品從熱模具中取出后，因冷卻及其它原因會(huì)引起尺寸 減小或體積縮小，收縮性是每種塑料都具有的固有特性之一，選定 PS 材料的平均 收縮率為 0.5%，剛計(jì)算模具成型零部件工作尺寸的公式為： A=B+0.005B 式中 A 模具成型零部件在常溫下的尺寸 B 塑件在常溫下實(shí)際尺寸 1.型腔和型芯徑向尺寸的計(jì)算 型腔徑向尺寸計(jì)算：Lm=(1+s)Ls-X+制造公差 Lm-模具型腔徑向基本尺寸 Ls-塑件外表面的徑向基本尺寸 S-塑料平均收縮率 X-修正系數(shù)（0.50.75） -塑件外表面徑向基本尺寸的公差 所以 = （1+0.005）x60-0.75x0.26 =60.3(+0.26) 型芯徑向尺寸計(jì)算：lm =（1+s）ls+X-模具制造公差 lm-模具型芯徑向基本尺寸 29 ls-塑件內(nèi)表面的徑向基本尺寸 所以 = （1+0.005）x60.6+0.75x0.26 =60.9 (-0.26) 2.型腔深度和型芯高度尺寸的計(jì)算 型腔深度：Hm=（1+s）Hs-X+制造公差 Hm-模具型腔深度基本尺寸 Hs-塑件凸起部分高度基本尺寸 X-修正系數(shù)（0.50.75） =（1+0.005）x68.45-0.75x0.26 =68.79（+0.26） 型芯高度：hm=（1+s）Hs-X+制造公差 hm-模具型芯高度基本尺寸 hs-塑件孔或凹槽深度尺寸 =（1+0.005）x22+0.75*0.26 =22.11（-0.26） 4.4.3 模具強(qiáng)度與剛度校核 普通意義上的模具強(qiáng)度包括模具的強(qiáng)度、剛度。模具的各種成型零部件和結(jié)構(gòu) 零部件均有強(qiáng)度、剛度的要求，足夠的強(qiáng)度才可以保證模具能正常工作。 30 由于模具形式較多，計(jì)算也不盡相同且較復(fù)雜，實(shí)際生產(chǎn)中，采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和 強(qiáng)度校核相結(jié)合的方法，通過(guò)強(qiáng)度校核來(lái)調(diào)整設(shè)計(jì)，保證模具能正常工作。 模具強(qiáng)度計(jì)算較為復(fù)雜，一般采用簡(jiǎn)化的計(jì)算方法,計(jì)算時(shí)采取保守的做法， 原則是：選取最不利的受力結(jié)構(gòu)形式，選用較大的安全系數(shù)，然后再優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)， 充分提高模具強(qiáng)度。為保證模具能正常工作，不僅要校核模具的整體性強(qiáng)度，也要 校核模具局部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。 整體性強(qiáng)度主要針對(duì)型腔側(cè)壁厚度，型腔底板厚度，合模面所能承受的壓力等 幾個(gè)方面，實(shí)際選用尺寸應(yīng)大于計(jì)算尺寸并取整。校核時(shí)應(yīng)從強(qiáng)度與彎曲兩個(gè)方面 分別計(jì)算，選取較大的尺寸。 4.5 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型選擇與設(shè)計(jì) 4.5.1 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型 一 般 指 的 模 具 的 行 位 機(jī) 構(gòu) ， 即 凡 是 能 夠 獲 得 側(cè) 向 抽 芯 或 側(cè) 向 分 型 以 及 復(fù) 位 動(dòng) 作 來(lái) 拖 出 產(chǎn) 品 倒 扣 ， 低 陷 等 位 置 的 機(jī) 構(gòu) 。 下 圖 列 出 模 具 的 常 用 行 位 結(jié) 構(gòu) 。 從 作 用 位 置 分 為 下 模 行 位 、 上 模 行 位 、 斜 行 位 （ 斜 頂 ） 從 動(dòng) 力 來(lái) 分 ， 為 機(jī) 動(dòng) 側(cè) 向 行 位 機(jī) 構(gòu) 和 液 壓 （ 氣 壓 ） 側(cè) 向 行 位 機(jī) 構(gòu) 31 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型 1.滑塊的設(shè)計(jì) 滑塊設(shè)計(jì)的要點(diǎn)在于滑塊與側(cè)向型芯連接以及注射成型時(shí)制品尺寸的準(zhǔn)確性和移動(dòng) 的可靠性，滑塊分為整體式和組合式兩種?；瑝K材料常用 45 鋼或 T8、T10 等制造， 要求硬度在 HRC40 以上。 2.導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì) 導(dǎo)滑槽與滑塊導(dǎo)滑部分采用間隙配合，一般采用 H8/f8。滑塊的滑動(dòng)配合長(zhǎng)度通常 要大于滑塊寬度的 1.5 倍，而保留在導(dǎo)滑槽內(nèi)的長(zhǎng)度不應(yīng)小于導(dǎo)滑配合長(zhǎng)度的 2/3，導(dǎo)滑槽材料通常用 45 鋼制造，調(diào)質(zhì)至 HRC 28HRC32， 3.滑塊定位裝置設(shè)計(jì) 由于我們采用的是后模行位的形式，根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況，采用行位壓板的方式， 主要作用為固定與導(dǎo)向作用。 4.楔緊塊設(shè)計(jì) 楔緊角 應(yīng)比斜導(dǎo)柱的傾斜角 大 23。 5.斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式 32 斜導(dǎo)柱和滑塊在模具上因安裝位置不同，組成了抽芯機(jī)構(gòu)的不同結(jié)構(gòu)形式。 1）斜導(dǎo)柱在定模上、滑塊在動(dòng)模上的結(jié)構(gòu) A、設(shè)計(jì)時(shí)必須注意，滑塊與推桿在合模復(fù)位過(guò)程中不能發(fā)生“干涉”現(xiàn)象。所謂 干涉現(xiàn)象是指滑塊的復(fù)位先于推桿的復(fù)位致使活動(dòng)側(cè)向型芯與推桿相碰撞，造成活 動(dòng)側(cè)向型芯或推桿損壞。 B、如果發(fā)生干涉，常用的先復(fù)位附加裝置有彈簧先復(fù)位、楔形滑塊先復(fù)位、擺桿 先復(fù)位等多種形式。 2）斜導(dǎo)柱在動(dòng)模上、滑塊在定模上的結(jié)構(gòu) 3）斜導(dǎo)柱和滑塊同在定模上 4）斜導(dǎo)柱和滑塊同在動(dòng)模上 4.5.2 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)主要參數(shù)的確定 1.抽芯距 S 型芯從成型位置到不妨礙塑件的脫模推出位置所移動(dòng)的距離叫理論抽芯距，用 S表示。為了安全起見(jiàn)，實(shí)際抽芯距離 S 通常比理論抽芯距離 S大 23mm，即 S = S+（23）mm 本次設(shè)計(jì)中 S=13mm，所以 S=13+215mm。 2.斜導(dǎo)柱傾斜角 導(dǎo)柱傾斜角 是決定斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)工作效果的一個(gè)重要參數(shù)，它不僅決定了 開(kāi)模行程和斜導(dǎo)柱長(zhǎng)度，而且對(duì)斜導(dǎo)柱的受力狀況有著重要影響。決定傾斜角大小 時(shí)，應(yīng)從抽芯距、開(kāi)模行程和斜導(dǎo)柱受力幾個(gè)方面綜合考慮。實(shí)際生產(chǎn)中，一般取 =1222。 本次設(shè)計(jì)取 =15。 33 3.斜導(dǎo)柱直徑 d 斜導(dǎo)柱直徑計(jì)算公式為 3210costwFHd 式中： 斜導(dǎo)柱直徑，mm；d 脫模力，N；tF 側(cè)型芯滑塊受的脫模力作業(yè)線與斜導(dǎo)柱中心線的交點(diǎn)到斜wH 導(dǎo)柱固定板的距離，mm； 斜導(dǎo)柱所用材料的許用彎曲應(yīng)力，MPa；w 斜導(dǎo)柱傾斜角。 本次模具設(shè)計(jì)中，計(jì)算如下： =15.53mm3210costwFHd 取 d 為 16mm。 4.斜導(dǎo)柱的總長(zhǎng)度 zL 斜導(dǎo)柱總長(zhǎng)度計(jì)算公式為 （510）mm2tantancos2sizdhdSL 34 式中： 斜導(dǎo)柱總長(zhǎng)度， mm；zL 斜導(dǎo)柱固定部分大端直徑， mm；2d 斜導(dǎo)柱傾斜角； 斜導(dǎo)柱固定板厚度， mm；h 斜導(dǎo)柱工作部分直徑，mm；d 抽芯距，mm。S 本次模具設(shè)計(jì)中，計(jì)算如下： （510）mm=206mm2tantancos2sizdhdSL 35 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu) 4.6 脫模及推出機(jī)構(gòu) 4.6.1 脫模力 脫模力的產(chǎn)生范圍： （脫模）塑件在模具中冷卻定型時(shí)，由于體積收縮，產(chǎn)生包緊力。 不帶通孔殼體類塑件，脫模時(shí)要克服大氣壓力 。 機(jī)構(gòu)本身運(yùn)動(dòng)的磨擦阻力。 塑件與模具之間的粘附力。 初始脫模力，開(kāi)始脫模進(jìn)的瞬間防要克服的阻力。 相繼脫模力，后面防需的脫模力，比初始脫模力小，防止計(jì)算脫模力時(shí)，一般 36 計(jì)算初始脫模力。 脫模力的影響因素： a 脫模力與塑件壁厚，型芯長(zhǎng)度，垂直于脫模方向塑件的投影面積有關(guān)，各 項(xiàng)值越大，則脫模力越大。 b 塑件收縮率，彈性模量 E 越大，脫模力越大。 c 塑件與芯子磨擦力俞大，則脫模阻力俞大。 d 排除大氣壓力和塑件對(duì)型芯的粘附等因素，則型芯斜角大到，塑件則自動(dòng) 脫落。 4.6.2 推出機(jī)構(gòu) 塑件從模具上取下以前有一個(gè)從模具的成型零部件上脫出的過(guò)程，使塑件從成 型零部件上脫出的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)。主要由推出零件，推出零件固定板和推板， 推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位部件等組成。 脫模機(jī)構(gòu)按其推出動(dòng)作的動(dòng)力來(lái)源分為手動(dòng)推出機(jī)構(gòu)，機(jī)動(dòng)推出機(jī)構(gòu)，液壓和 氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu)。根據(jù)推出零件的類別還可分為推桿推出機(jī)構(gòu)、推管推出機(jī)構(gòu)、推板 推出機(jī)構(gòu)、推塊推出機(jī)構(gòu)、利用成型零部件推出和斜滑桿側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)等。 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則： （1）使塑件脫模時(shí)不發(fā)生變形（略有彈性變形在一般情況下是允許的，但不 能形成永久變形）； （2）推力分布依脫模阻力的的大小要合理安排； （3）推桿的受力不可太大，以免造成塑件的被推局部產(chǎn)生隙裂； 37 （4）推桿的強(qiáng)度及剛性應(yīng)足夠，在推出動(dòng)作時(shí)不產(chǎn)生彈性變形； （5）推桿位置痕跡須不影響塑件外觀； 考慮到塑件的特征等要求不高，決定選用簡(jiǎn)單推出機(jī)構(gòu)中最簡(jiǎn)單、使用最廣泛 的推桿推出機(jī)構(gòu)。推桿將塑件從動(dòng)模的型芯推出脫模，由于設(shè)置推桿的自由度較大， 而且設(shè)計(jì)推桿截面為圓形，這樣制造、修配方便，容易達(dá)到推桿與模板或型芯上推 桿孔的配合精度，推桿推出時(shí)運(yùn)動(dòng)阻力小，推出動(dòng)作靈活可靠，推桿損壞后也便更 換，因此選擇推桿機(jī)構(gòu)推出是最合理的。 該塑件采用了 3mm 推桿，其分布情況如圖所示，這些推桿的作用，使制品受推 出力從而脫模。采用臺(tái)肩形式的圓形截面推桿，設(shè)計(jì)時(shí)推桿的直徑根據(jù)不同的設(shè)置 部位選用不同的直徑。推桿端平面不應(yīng)有軸向竄動(dòng)。推桿與推桿孔配合一般為 ，其配合間隙不大于所用溢料間隙，以免產(chǎn)生飛邊，PS 塑料的溢9/8/fHf或 料間隙為 。m06.4. 推桿布局 38 推出機(jī)構(gòu) 4.7 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 注射模的溫度對(duì)于塑料熔體的充模流動(dòng)、固化成型、生產(chǎn)效率以及制品的形狀 和尺寸精度都有影響，對(duì)于任一個(gè)塑料制品，模具溫度波動(dòng)過(guò)大都是不利的。過(guò)高 的模溫會(huì)使塑件在脫模后發(fā)生變形，若延長(zhǎng)冷卻時(shí)間又會(huì)使生產(chǎn)率下降。過(guò)低的模 溫會(huì)降低塑料的流動(dòng)性，使其難于充模，增加制品的內(nèi)應(yīng)力和明顯的熔接痕等缺陷。 由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，對(duì)模具溫度的要求也不相同。一般注射 到模具內(nèi)的塑料粉體的溫度為 左右，熔體固化成為塑件后，從 左右的C20 C60 模具中脫模、溫度的降低是依靠在模具內(nèi)通入冷卻水，將熱量帶走。對(duì)于要求較低 模溫（一般小于 ）的塑料，僅需要設(shè)置冷系統(tǒng)即可，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)水的80 流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度。 39 4.7.1 冷卻水道設(shè)計(jì)的要點(diǎn) a冷卻水孔的數(shù)量越多，對(duì)塑件冷卻也就越均勻。 b冷卻水孔與型腔表面各處最好有相同的距離，即將孔的排列與型腔的形狀 一致。 c塑件局部壁厚處，應(yīng)加設(shè)冷卻裝置。當(dāng)設(shè)計(jì)冷卻孔直徑為 D 時(shí)，它的孔距 最好為 5D，孔與型腔的距離為 3D。 d當(dāng)大型塑件或薄壁零件成型時(shí)，料流較長(zhǎng)，而料溫越流越低，可以適當(dāng)?shù)?改變冷卻水道的排列密度。 e冷卻水道要避免接近塑料的熔接痕部分，以免熔接不牢，降低強(qiáng)度。 f冷卻水道不應(yīng)穿過(guò)接縫部分，以防漏水。 g冷卻水道內(nèi)不應(yīng)有存水或產(chǎn)生回流的部分。 h澆口部分由于經(jīng)常接觸注塑機(jī)噴嘴，是模具上最熱的部分，應(yīng)加強(qiáng)冷卻， 有時(shí)應(yīng)考慮進(jìn)料嘴單獨(dú)冷卻。 i進(jìn)出水水嘴接頭，應(yīng)設(shè)在不影響操作的方向，盡可能設(shè)在模具的同一側(cè)， 通常在注塑機(jī)操作的對(duì)面。 j如果型芯太長(zhǎng)，冷卻水道無(wú)法開(kāi)設(shè)，則可以選用熱導(dǎo)系數(shù)較大的材料，在 型芯下部采用噴水法進(jìn)行冷卻。 4.7.2 冷卻水道在定模和動(dòng)模中的位置 冷卻水道的位置取決于制品的形狀和定、動(dòng)模板的厚度，原則上冷卻水道應(yīng)設(shè) 置在塑料向模具熱傳導(dǎo)困難的地方，根據(jù)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，冷卻水道應(yīng)圍繞模 40 具所成型的制品，且盡量排列均勻一致。不少小型模具的型腔時(shí)直接在模板上加工 而成的（也可以采用拼鑲結(jié)構(gòu)，但是由于模具尺寸較小，所以型腔與型芯的鑲件尺 寸更?。?，對(duì)于這類模具，可以直接在模板上設(shè)置冷卻水道。 在模板上直接設(shè)置冷卻水道，同樣應(yīng)遵循冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，使冷卻水道盡 量靠近型腔表面和盡量圍繞型腔，使制品在成型過(guò)程中冷卻均勻。 本設(shè)計(jì)中型芯型腔各一組冷卻水回路, 此方式冷卻快速, 塑件冷卻均勻, 確保 尺寸變形一致。冷卻水路排布如圖所示： 模具冷卻水路圖 4.7.3 冷卻水道的計(jì)算 冷卻計(jì)算：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)進(jìn)入模具應(yīng)除去的總熱量 Q，可以用參考文獻(xiàn)中的公式 計(jì)算 ：5 Q=W1 a 41 式中 W 1單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入模具的塑料的重量 g a克塑料的熱容量(J/g) 經(jīng)計(jì)算：Q=6182651116130552574J 則帶走上述熱量，所需的冷卻水量按下式計(jì)算： 134()WaKT 式中 W通過(guò)模具冷卻水的重量(g/h) T3出水溫度 T4入水溫度 K熱傳導(dǎo)系數(shù)； 經(jīng)計(jì)算 W378997 g/h 由下式可以計(jì)算出冷卻水道的直徑： WdL 式中 冷卻液容重 kg/cm3 =0001 kg/cm， L 冷卻水道長(zhǎng)度 cm L=400mm d冷卻水道直徑 cm 經(jīng)計(jì)算 d9.428 cm，取 10mm 42 4.8 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 排氣是注射模設(shè)計(jì)中不可忽視的一個(gè)問(wèn)題。在注射成型中，若模具排氣不良， 型腔內(nèi)的氣體受壓縮將產(chǎn)生很大的背壓，阻止塑料熔體正?？焖俪淠?，同時(shí)氣體壓 縮所產(chǎn)生的熱使塑料燒焦，在充模速度大、溫度高、物料黏度低、注射壓力大和塑 件過(guò)厚的情況下，氣體在一定的壓縮程度下會(huì)滲入塑料制件內(nèi)部，造成氣孔、組織 疏松等缺陷。特別是快速注射成型工藝的發(fā)展，對(duì)注射模的排氣系統(tǒng)要求就更為嚴(yán) 格。 在塑料熔體充模過(guò)程中，模腔內(nèi)除了原有的空氣外，還有塑料含有的水分在注 射溫度下蒸發(fā)而成的水蒸氣、塑料局部過(guò)熱分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)性氣體，塑料中 某些添加劑揮發(fā)或化學(xué)反應(yīng)所生成的氣體。常用的排氣方式有利用配合間隙排氣， 在分型面上開(kāi)設(shè)排氣槽排氣，利用推桿運(yùn)動(dòng)間隙排氣等。 由于本次設(shè)計(jì)中模具尺寸不大，本設(shè)計(jì)中采用間隙排氣的方式，而不另設(shè)排氣槽， 利用間隙排氣，以不產(chǎn)生溢料為宜。 4.9 模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 1.模具長(zhǎng)寬尺寸 模具長(zhǎng)寬尺度必須小于注塑機(jī)拉桿間距,本設(shè)計(jì)選用機(jī)臺(tái)拉桿間距為 660660, 模具長(zhǎng)寬為 400 x450，經(jīng)核算機(jī)臺(tái)選用合適。 2.模具厚度（閉合高度） 模具閉合高度必須滿足以下公式 maxminH 43 式中 -注射機(jī)允許的最大模厚minH -注射機(jī)允許的最小模厚ax 本設(shè)計(jì)中模具厚度為 420mm 250H660， 符合要求 3.開(kāi)模行程（S） 模具開(kāi)模后為了便于取出制件，要求有足夠的開(kāi)模距離，所謂開(kāi)模行程是指模 具開(kāi)合過(guò)程中動(dòng)模固定板的移動(dòng)距離。 注塑機(jī)的開(kāi)模行程是有限的，設(shè)計(jì)模具必須校核所選注射機(jī)的開(kāi)模行程，以便 與模具的開(kāi)模距離相適應(yīng)。對(duì)于臥式注射機(jī)，其開(kāi)模行程與模具厚度有關(guān)，對(duì)于單 分型面注射模應(yīng)有： Smax S= H1 + H2 + H3 + C 式中 H1-模具厚度 H2-頂出行程 H3 -包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度 C 安全距離 本設(shè)計(jì)中 =1260 =420 mm =95mm H3 =86mm C 取 10mmmaxS12 總的開(kāi)模距離需要 S=611mm 以上. 經(jīng)計(jì)算，符合要求。 44 5 結(jié)語(yǔ) 本次模具設(shè)計(jì)課題，通過(guò)對(duì)塑件的工藝分析，確定模具的總體設(shè)計(jì)，并進(jìn)行各 個(gè)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。所設(shè)計(jì)的模具能滿足其工作狀態(tài)的質(zhì)量要求，使用時(shí)安全可靠， 易于維修，在注塑成型時(shí)有較短的成型周期，成型后有較長(zhǎng)的使用壽命，具有合理 的模具制造工藝性。 通過(guò)以上工作，我對(duì)一套模具從設(shè)計(jì)到加工的全過(guò)程有了清醒而直觀的認(rèn)識(shí)， 了解了注塑模的工作原理，對(duì)模具中型腔等主要零件的設(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(wèn)題提出了合理的解決方法，能夠正確 地選取注塑機(jī)、確定模架的結(jié)構(gòu)及尺寸、確定型腔數(shù)、選擇分型面、設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)、 抽芯機(jī)構(gòu)等。由于知識(shí)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏，在設(shè)計(jì)過(guò)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)。 45 致謝 在為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我深深地感覺(jué)到基礎(chǔ)知識(shí)的重要，通過(guò)這次 設(shè)計(jì)我又重新溫故，受益非淺。在設(shè)計(jì)中對(duì) Auto CAD、UG 等繪圖軟件的應(yīng)用更加 熟悉，但是對(duì)于某些方面還是運(yùn)用不夠靈活。在模具設(shè)計(jì)中，參照模具設(shè)計(jì)手冊(cè)， 設(shè)計(jì)出了較為合理的模具，但在一些細(xì)節(jié)問(wèn)題的處理上仍欠缺考慮，掌握了簡(jiǎn)單零 件的分型，對(duì)于比較復(fù)雜的平面的模具設(shè)計(jì)仍需要繼續(xù)學(xué)習(xí)。整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中， 我學(xué)到了很多東西，對(duì)待設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)，工作態(tài)度的嚴(yán)肅認(rèn)真。 設(shè)計(jì)中承蒙 XXX 老師的悉心指導(dǎo)和幫助，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中提供了很多寶貴的 資料、設(shè)計(jì)和方向、設(shè)計(jì)思路，以及模具結(jié)構(gòu)原理方面的知識(shí)，在此向他表示衷心 的感謝。因本人工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與理論水平有限，時(shí)間較短，設(shè)計(jì)過(guò)程中難免存在錯(cuò) 誤，懇請(qǐng)廣大老師不吝批評(píng)指正。 46 附圖 47 參考文獻(xiàn) 1陳孝康，周興隆實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)M北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2001 2彭建生模具設(shè)計(jì)與加工速查手冊(cè)M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005 3申開(kāi)智塑料成型模具M(jìn)北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2002 4劉守勇機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具M(jìn)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000 5張錚模具制造技術(shù)M 北京：電子工業(yè)出版社，2002 6丁聞實(shí)用塑料成型模具設(shè)計(jì)手冊(cè)M西安：西安交通大學(xué)出版社，1993 7李志剛，夏巨諶中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典M中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)，2003 8潘寶權(quán)模具制造工藝M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 9王伯平互換性與測(cè)量技術(shù)M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 10李益民機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993 11李云程模具制造技術(shù)M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 12黃誠(chéng)駒，李鄂琴逆向工程項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)教程M北京：電子工業(yè)出版社， 2004 13劉彥國(guó)，嚴(yán)慧萍注塑成型模腔數(shù)量的擇優(yōu)確定 J電加工與模，2006
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