畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）異型管接頭模具設(shè)計(jì)

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1、 湖 南 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 異型管接頭模具設(shè)計(jì) MOLD DESING OF HETEROMORPHOUS PIPE JOINT 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)：200840614127 年級(jí)專業(yè)及班級(jí)：2008級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（1）班 指導(dǎo)老師及職稱： 學(xué) 院： 工學(xué)院 湖南長(zhǎng)沙 提交日期：2012年5月 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 誠 信 聲 明 本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的

2、成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體在文中均作了明確的說明并表示了謝意。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）作者簽名： 年 月 日 目 錄 摘要……………………………………………………………………………………1 關(guān)鍵字……………………………

3、……………………………………………………1 1前言……………………………………………………………………………………2 1.1本研究領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展方向……………………………………………2 1.1.1現(xiàn)狀………………………………………………………………………………2 1.1.2國(guó)內(nèi)的發(fā)展情況…………………………………………………………………2 1.1.3國(guó)外的發(fā)展情況…………………………………………………………………2 1.2本課題的研究?jī)?nèi)容、要求、目的、意義…………………………………………3 1.2.1本課題的研究?jī)?nèi)容………………………………………………………………3 1

4、.2.2本課題的研究要求………………………………………………………………3 1.2.3本課題的研究目的………………………………………………………………4 2塑件成型工藝分析……………………………………………………………………4 2.1塑件的分析…………………………………………………………………………4 2.2熱塑性材料（POM）的注射成型過程………………………………………………5 2.2.1成型前準(zhǔn)備………………………………………………………………………5 2.2.2成型過程…………………………………………………………………………5 2.2.3塑件的后處理………………………………

5、……………………………………5 2.3熱塑性材料的成型條件……………………………………………………………6 2.4熱塑性材料的性能分析……………………………………………………………6 2.4.1使用性能…………………………………………………………………………6 2.4.2成型性能…………………………………………………………………………6 2.4.3聚甲醛的用途……………………………………………………………………6 3擬定模具的結(jié)構(gòu)形式…………………………………………………………………6 3.1分型面位置的確定…………………………………………………………………7 3.1.1分型面

6、設(shè)計(jì)原則…………………………………………………………………7 3.1.2分型面位置的確定………………………………………………………………7 3.2確定型腔數(shù)量及排列方式…………………………………………………………7 3.3模具結(jié)構(gòu)形式的確定………………………………………………………………8 4注射機(jī)型號(hào)的選擇……………………………………………………………………8 4.1所需注射量的計(jì)算…………………………………………………………………8 4.2注射機(jī)型號(hào)的選定…………………………………………………………………8 4.3型腔數(shù)目及注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核…………………………………………

7、……9 5澆注系統(tǒng)形式和澆口及分流道的設(shè)計(jì)……………………………………………13 5.1主流道的設(shè)計(jì) ……………………………………………………………………13 5.2澆口結(jié)構(gòu)尺寸的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算………………………………………………………14 5.3排氣槽的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………15 6模架的確定…………………………………………………………………………15 7成型零部件的設(shè)計(jì)和計(jì)算………………………………………………………15 7.1成型零部件的設(shè)計(jì)………………………………………………………………15

8、 7.2成型零件工作尺寸的計(jì)算………………………………………………………16 7.3型腔壁厚計(jì)算……………………………………………………………………19 8脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算……………………………………………………………21 8.1塑件生產(chǎn)的包緊力的計(jì)算………………………………………………………21 8.2脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………22 9合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………………………………………………………22 9.1頂出系統(tǒng)的導(dǎo)向…………………………………………………………………22

9、 9.2成型零件的導(dǎo)向及定位…………………………………………………………22 10溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算………………………………………………………23 10.1冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………23 10.2冷卻系統(tǒng)的計(jì)算…………………………………………………………………24 11模具的拭模與修?！?7 12模具的三維實(shí)體圖…………………………………………………………………27 13結(jié)論………………………………………………………………………………32

10、 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………33 致謝……………………………………………………………………………………34 異型管接頭模具設(shè)計(jì) 學(xué) 生： 指導(dǎo)老師： (湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院；長(zhǎng)沙 410128) 摘 要：本次設(shè)計(jì)詳細(xì)介紹了異型管接頭注塑模具設(shè)計(jì)，通過對(duì)模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析，對(duì)聚甲醛這種熱塑性材料的用途和功能了解，設(shè)計(jì)采用一模兩腔單分型面和側(cè)澆口。同時(shí)，采用了滑塊、斜導(dǎo)柱和頂出套脫模機(jī)構(gòu)。開模時(shí)，滑塊靠斜導(dǎo)柱的作用側(cè)抽芯，然后，頂出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，將制件頂出，再靠塑件的自重掉落下來。頂出裝置必須在滑塊復(fù)

11、位時(shí)提前復(fù)位，否則頂出套將阻礙型銷前進(jìn)。因此，彈簧必須要有迫使頂出機(jī)構(gòu)復(fù)位的力。根據(jù)任務(wù)的要求，在塑件注塑成型過程中，模具需要有合適的溫度，所以在模具上開設(shè)了四條冷卻水管對(duì)塑件和模具的溫度進(jìn)行控制。設(shè)計(jì)流程包括：塑件材料性能分析、注塑機(jī)的選擇、分型面設(shè)計(jì)、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、成型零件的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)、塑件脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和主要成型零部件的制造。 關(guān)鍵詞：聚甲醛；滑塊；型芯；型腔；澆口；冷卻 Mold Design of Heterotopous Pipe Joint Student: Du Lin Sheng Tutor: Chen Zhi Liang (College o

12、f Engineering, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China) Abstract: The detailed design of special-shaped pipe fittings injection mold design, the mold structure design and analysis, on POM such thermoplastic materials the purpose and function of understanding, design using a mold two

13、 cavity single parting surface and the side gate. At the same time, using the slider, inclined guide pillar and the top of the sleeve ejection mechanism. A mode, the slider on the inclined guide pillar role of side core pulling, then, ejecting mechanism movement, will part ejection, and then rely on

14、 the plastic parts of the gravity fall down. Ejection device must be reset reset slider in advance, or ejector sleeve will hinder type pin forward. Therefore, the spring must have forced ejection mechanism reset force. According to the task requirements, in the plastic injection molding process, mol

15、d need the appropriate temperature, so the upper mold opened four cooling water pipe on the plastic parts and mold temperature control. The design flow includes: plastic material performance analysis, the choice of injection molding machine, the parting surface design, the design of gating system, f

16、orming part of the structure design, plastic parts demoulding mechanism design, cooling system design and the main molding parts and components manufacturing. 分享到 翻譯結(jié)果重試 抱歉，系統(tǒng)響應(yīng)超時(shí)，請(qǐng)稍后再試 支持中英、中日在線互譯 支持網(wǎng)頁翻譯，在輸入框輸入網(wǎng)頁地址即可 提供一鍵清空、復(fù)制功能、支持雙語對(duì)照查看，使您體驗(yàn)更加流暢 Key words: Core, POM, Cativy, Gate, Coo

17、ling 1 前言 1.1 本研究領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展方向 1.1.1 現(xiàn)狀 近些年來，隨著模具行業(yè)的快速發(fā)展，幾乎各行各業(yè)都與模具行業(yè)有著越來越多的聯(lián)系。并且在今后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，還會(huì)快速發(fā)展。所以，在信息時(shí)代這個(gè)大環(huán)境下，模具行業(yè)要想更快、更穩(wěn)的發(fā)展，抓住機(jī)遇并迎接挑戰(zhàn)，積極洞悉這行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，采取相應(yīng)的策略，提升自己的核心競(jìng)爭(zhēng)力，有著重要的意義。 1.1.2 國(guó)內(nèi)的發(fā)展情況 80年代以來，在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國(guó)家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為13%，1999年我國(guó)模具工業(yè)產(chǎn)值為245億，至2000年我國(guó)模

18、具總產(chǎn)值預(yù)計(jì)為260-270億元，其中塑料模約占30%左右。 國(guó)內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如：P20、3Cr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等，對(duì)模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大的影響，但總體使用量仍較少。塑料模標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣泛地得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國(guó)產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度和商品化程度一般在30%以下，和國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家已達(dá)到70%-80%相比，仍有很大差距。 原材料方面：盡管我國(guó)POM的市場(chǎng)需求不斷攀升，但由于我國(guó)對(duì)POM的研制開發(fā)相對(duì)較晚，國(guó)內(nèi)POM的生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)量以及品種、質(zhì)量始終不能滿足市場(chǎng)的需求。我國(guó)POM生產(chǎn)與國(guó)外

19、先進(jìn)水平相比，仍存在原料單耗高、裝置規(guī)模小、質(zhì)量不穩(wěn)定、品種牌號(hào)少等問題。 造成我國(guó)POM產(chǎn)能增長(zhǎng)不能滿足市場(chǎng)需求的原因是：國(guó)內(nèi)POM市場(chǎng)增長(zhǎng)較快，而我國(guó)POM生產(chǎn)的基礎(chǔ)比較薄弱；另外POM是資金和技術(shù)密集型的材料類化工產(chǎn)品，我國(guó)巨大的市場(chǎng)引起了國(guó)外大公司的關(guān)注，外國(guó)公司一直想以其產(chǎn)品占據(jù)我國(guó)市場(chǎng)，不愿轉(zhuǎn)讓技術(shù)，使國(guó)產(chǎn)POM的技術(shù)水平提高緩慢，不能滿足用戶需求；再有就是長(zhǎng)期以來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)體制和企業(yè)經(jīng)營(yíng)機(jī)制不符合市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)律，企業(yè)不能及時(shí)獲得足夠的資金投入，制約了POM生產(chǎn)的發(fā)展。 1.1.3 國(guó)外的發(fā)展情況 在制造技術(shù)方面，CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個(gè)新臺(tái)階，陸續(xù)引進(jìn)

20、了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，如美國(guó)EDS的UGⅡ、美國(guó)Parametric Technology公司的Pro/Engineer、美國(guó)CV公司的CADS5、英國(guó)Delta cam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimarron、美國(guó)AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亞Mold flow公司的MPA塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn)，雖花費(fèi)了大量資金，但在我國(guó)模具行業(yè)中，實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術(shù)對(duì)成型過程，如充模和冷卻等進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)和推動(dòng)了我國(guó)模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。近年來，我國(guó)自主開發(fā)的塑料模C

21、AD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國(guó)內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價(jià)格較低等特點(diǎn)，為進(jìn)一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。 1.2 本課題的研究?jī)?nèi)容、要求、目的及意義 1.2.1 本課題的研究?jī)?nèi)容 如何設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，生產(chǎn)效率高的模具，節(jié)約材料、降低成本，縮短模具設(shè)計(jì)的生產(chǎn)周期。這次的異型管接頭注塑模設(shè)計(jì)，完整的分析、計(jì)算了所需數(shù)據(jù)，比較全面、系統(tǒng)的掌握注塑模設(shè)計(jì)生產(chǎn)的具體流程。加入了塑件的側(cè)向抽芯設(shè)計(jì)過程，達(dá)到能自動(dòng)脫模要求。 1.2.2 本課

22、題的研究要求 （1）了解聚甲醛的性能，特點(diǎn)和使用環(huán)境。 （2）注塑模具要結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，能自動(dòng)脫模。 （3）此塑件表面不允許有印記，且要光滑。 （4）流道設(shè)計(jì)合理，可保證產(chǎn)品質(zhì)量并且又節(jié)約生產(chǎn)原材料。 1.2.3 本課題的研究目的 （1）培養(yǎng)自己的動(dòng)手、創(chuàng)新能力。 （2）熟練掌握相關(guān)計(jì)算機(jī)軟件的繪圖技能。 （3）把理論與實(shí)踐相結(jié)合，運(yùn)用到生產(chǎn)實(shí)踐中。 （4）掌握進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的方法和過程，為走上工作崗位和撰寫論文打下基礎(chǔ)。 2 塑件成型工藝分析 從該塑件的外觀可以看出為了要使此塑件的外觀不留下痕跡，采用側(cè)澆注制造。利用側(cè)抽芯和頂出套的結(jié)構(gòu)達(dá)到自動(dòng)脫。經(jīng)分析在塑件外有管螺

23、紋，并且需要側(cè)抽芯，其型芯固定在滑塊上并且把滑塊裝在矩形槽內(nèi)，這樣可以保證工作的可靠性，能夠順利地進(jìn)行側(cè)抽芯。 2.1 塑件的分析 1）塑件（如圖1） 圖 1 塑件圖 Fig 1 The graph of Plastic parts 2)塑料名稱 聚甲醛（POM） 3）生產(chǎn)綱領(lǐng) 大批量 4）成型工藝分析 （1） 精度等級(jí)：采用一般精度6級(jí) （2） 脫模斜度：該塑件壁厚為9mm，其脫模斜度查參考資料文獻(xiàn)中的表2-4，內(nèi)表面的脫模斜度為30′～130′，由于外表面有螺紋故不需設(shè)斜度[1]。 2.2 熱塑性材料(POM)的注射成

24、型過程 2.2.1 成型前準(zhǔn)備： (1) 原料的檢驗(yàn)： 對(duì)POM是色澤、細(xì)度、和均勻讀進(jìn)行檢查，由于POM不易吸濕，成型前一般不需要干燥，但必須保證包裝、運(yùn)輸、儲(chǔ)存良。 (2) 料筒的清洗： 在注射成型前如果注射機(jī)和料筒中殘留的塑料與將要使用的塑料不同或顏色不一致時(shí)一定要清洗。對(duì)于螺桿式注射機(jī)通常采用直接換料清洗，換料清洗時(shí)，必須掌握料筒中的塑料和欲換料的特性，然后采用正確的清洗步驟，例如新塑料成型溫度高于料筒中的殘留塑料的成型溫度時(shí)應(yīng)將料筒的溫度升高到新塑料的最低成型溫度然后加入新料然后連續(xù)對(duì)空注射直到殘存塑料全部清洗完畢，在調(diào)整溫度進(jìn)行正常生產(chǎn)。如果新塑料的成型溫度低于殘存塑料

25、的成型溫度時(shí)應(yīng)將料筒的溫度升高到殘存塑料的最好流動(dòng)溫度后切斷電源用新料在降溫下進(jìn)行清洗。如果新料的成型溫度高，而料筒中的殘存料是熱敏性塑料則應(yīng)選熱穩(wěn)定性塑料作為過度換料，先換出熱敏性材料再用新料清洗熱穩(wěn)定性塑料。 (3) 脫模劑的選用： 注射成型時(shí)塑料制品的脫模主要取決于合理的工藝條件和正確的模具設(shè)計(jì)，但由于制品本身的復(fù)雜性或工藝條件控制不穩(wěn)定成型造成脫模困難所以在實(shí)際生產(chǎn)中通常采用脫模劑。一般選用硬脂酸鋅 2.2.2 成型過程 塑料在注射機(jī)料筒中經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔內(nèi)成型，起過程可以分為充模、壓實(shí)、保壓、倒流和冷卻五個(gè)階。 2.2.3 塑件

26、的后處理 由于塑件不均勻或由于塑料在型腔中的結(jié)晶、定向和冷卻不均勻造成制品個(gè)部分收縮不一樣，塑料不可避免的存在一些內(nèi)應(yīng)力，而內(nèi)應(yīng)力的存在往往導(dǎo)致制品在使用過程中產(chǎn)生變形或開裂，因此設(shè)法消除之。采用退火處理：把制品放在一定溫度的烘箱中或液體介質(zhì)中一段時(shí)間，然后緩慢冷卻退火溫度一般控制在高于塑料制品的使用溫度10—20℃或低于塑料變形溫度10—30℃。溫度不宜過高否則會(huì)產(chǎn)生繞曲變形，溫度過低則達(dá)不到目的。 2.3 熱塑性材料(POM)的成型條件 1) 注射機(jī)：螺桿式 2) 螺桿轉(zhuǎn)速(r/min): 28 3) 噴嘴速溫度(℃)：170—180 噴嘴形式：直通式 4) 模具溫度(

27、℃)：90—120 5) 料筒溫度(℃）)：前段：180—190 中段：170—180 后段：160—170 6) 注射壓力(M Pa)：80—130 7) 保壓壓力(M Pa)：50—60 8) 注射時(shí)間(S)：20～90 高壓時(shí)間(S)：0～5 冷卻時(shí)間(S)：20～60 成型周期(S)：50～160 2.4 熱塑性材料(POM)的性能分析 2.4.1 使用性能 聚甲醛綜合性能好，比強(qiáng)度、剛度接近的金屬，化學(xué)穩(wěn)定性好，但不耐酸。熱敏性強(qiáng)易分解，分解溫度為240℃。但200℃時(shí)停留30min以上

28、也可以發(fā)生分解，分解時(shí)產(chǎn)生有刺激性、腐蝕性氣。摩擦系數(shù)低，彈性高，線側(cè)凹槽可以強(qiáng)迫脫模，塑件表面可帶皺紋花樣，但易產(chǎn)生表面缺陷，如毛斑、折皺、熔接痕、縮孔、凹痕等弊端。 2.4.2 成型性能 必須嚴(yán)格控制成型條件，嵌塊應(yīng)預(yù)熱（一般100℃——150℃），料溫取稍高于熔點(diǎn)（一般170℃——190℃）即可，不宜輕易提高溫度，模溫對(duì)塑件質(zhì)量影響較大，提高模溫可以改善表面凹痕，有助于熔料流動(dòng)，塑件內(nèi)外均勻冷卻，防止缺料、縮孔、折皺，模溫對(duì)結(jié)晶溫度及收縮也有很大的影響，必須正確控制。一般取75℃——120℃，壁厚大于4mm的取75℃——90℃，宜用高速高壓注射，塑件可以在較高溫度時(shí)脫模，冷

29、卻時(shí)間短，但為了防止變形，應(yīng)力不均，脫模后宜將塑件放在90℃左右的水中緩冷或用整形夾具冷卻。 2.4.3 聚甲醛的用途 可以代替銅、鋼、鋁、鑄鐵等，制造多種結(jié)構(gòu)的零件及電子產(chǎn)品中許多結(jié)構(gòu)零件。 3 擬訂模具的結(jié)構(gòu)形式 3.1 分型面位置的確定 3.1.1 分型面設(shè)計(jì)原則 分型面是指分開模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面。分型面可以是多個(gè)，分型面可以是垂直于合模方向，也可以與合模方向平行或傾。 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

30、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。選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則： 便于塑件脫模；。 (1) 在開模時(shí)盡量使塑件留在動(dòng)模內(nèi)； (2) 應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽芯; (3) 考慮和保證塑件的外觀不遭損壞； (4) 盡力保證塑件尺寸的精度要求； (5) 有利于排氣； (6) 盡量使模具加工簡(jiǎn)單。 該塑料在進(jìn)行塑件設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)充分考慮了上述原則，同時(shí)從所提供的塑件圖可以看出該塑件有 外管螺紋而且為三通管。因此，應(yīng)該分兩個(gè)方向進(jìn)行抽芯，需要用到側(cè)抽芯。 3.1.2 分型面位置的確定 打開模具取出塑件或凝料的面叫分型面，根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)

31、形式分型面選在異形管接頭的水平中心面，如圖3—1。 圖2 分型面 Fig 2 Parting surface 3.2 確定型腔數(shù)量及排列方式 型腔數(shù)目確定的原則： 1) 根據(jù)經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù)目； 2) 根據(jù)注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)目； 3) 根據(jù)注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目 4) 根據(jù)制品精度確定型腔數(shù)目。 在本設(shè)計(jì)中，由于塑件屬于小型塑件，而且精度要求不是非常高，生產(chǎn)批量較大，因此本設(shè)計(jì)采用了一模兩腔的結(jié)構(gòu)方式，對(duì)稱分布?？梢源蟠筇岣呱a(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。 3.3 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 根據(jù)該塑件的外部特征可以看出，此塑件的抽芯方向和脫模方向一致，

32、為了使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單采用兩型腔一分型面的結(jié)構(gòu)形。 4 注塑機(jī)型號(hào)的選擇 4.1 所需注射量的計(jì)算 1） 塑件的質(zhì)量和體積的計(jì)算 對(duì)于該設(shè)計(jì)，根據(jù)零件圖建立模型并且對(duì)此模型分析計(jì)算： 塑料體積： V1=21.53 塑件質(zhì)量： m1=pV1 （1） =1.4121.53=30.36ɡ 2） 澆注系統(tǒng)凝料體積計(jì)算 按塑件體積的0.6倍計(jì)算，由于設(shè)計(jì)采用一模兩腔，所

33、以澆注系統(tǒng)的凝料體積為： V2=2V10.6 （2） =221.530.6 =25.84 3） 該模具一次注射所需塑料 體積：V=2V1+V2 （3） =221.53+25.84

34、 =68.9 質(zhì)量：m =97.15ɡ 在注入模具時(shí)，由于流動(dòng)阻力增大，加大了沿螺桿逆流量，再考慮安全系數(shù)，實(shí)際注射量M取為機(jī)器最大注射量的0.85%。 M=85%m=85%pV=85%1.4168.9 （4） 82.58ɡ 4.2 注射機(jī)型號(hào)的選定 近幾年來，我國(guó)引進(jìn)注射機(jī)型號(hào)很多，國(guó)內(nèi)注射機(jī)生產(chǎn)廠的新機(jī)型日益增多，掌握使用設(shè)備的技術(shù)參數(shù)的注射機(jī)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)所必須得技術(shù)準(zhǔn)。 根據(jù)以上的計(jì)算初步選定型號(hào)為SZ

35、—125/630其技術(shù)參數(shù)見下表4-1 表 5 SZ—125/630臥式注射機(jī) Table5 SZ—125/630 horizontal injection 理論注射量/ 140 螺桿直徑/mm 40 注射壓力/MPa 126 注射速度/(g/s) 110 塑化能力/(g/s) 16.8 鎖模力/KN 630 拉桿內(nèi)間距/mm 370320 移模行程/mm 270 最大模具厚度/mm 300 最小模具厚度/mm 150 鎖模形式 雙曲肘 定位孔直徑/mm φ125 噴嘴球半徑/mm 15 4.2 型腔數(shù)目及

36、注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 1） 型腔數(shù)目的校核 （1） 由注射機(jī)料筒塑化速度校核型腔數(shù)目 （6） 上式右邊28≥2 符合要求 式中 K—注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)結(jié)晶型塑料一般取0.75 M—注射機(jī)的額定塑化量（g/h或/h）該注射機(jī)選10g/s t-成型周期取70s —單個(gè)塑件的質(zhì)量和體積 =30.36g —澆注系統(tǒng)所需塑料的質(zhì)量和體積 =36.43g (2) 按注射機(jī)的最大注射量校核該型腔數(shù)目

37、 （7） （8） 上式右邊=2.26≥2 符合要求 式中—注射機(jī)允許的最大注射量（g或）該注射機(jī)為140g （3） 根據(jù)鎖模力確定型腔的數(shù)目 （9） 式中 F—鎖模力（N） P—型腔壓力為（MPa） —每個(gè)塑件的投影面積為（） —澆注系統(tǒng)的投影面積為（） 已知鎖模力為6

38、30kN;型腔壓力為25或30MPa。 通過計(jì)算得 =2035 假設(shè)澆注系統(tǒng)的投影面積和塑件投影面積相等，即 =0.35=712.25 （11） 則 （12） =5.84≥2 2） 注射機(jī)工藝參數(shù)的校核 （1） 注射量的校核 注射量以容積表示，最大注射容積為： =av

39、 （13） =0.75140=105 式中 —模具型腔和澆道的最大容積 V—指定型號(hào)與規(guī)格的注射機(jī)注射量容積 a —注射系數(shù)取0.75-0.85，無定型取0.85，結(jié)晶型取0.75該處取0.75 若實(shí)際注射量過小，注射機(jī)的塑化能力得不到發(fā)揮，塑料在料筒中停留的時(shí)間過長(zhǎng)。 所以最小注射量 =0.25v=35 所以每次注射的實(shí)際注射量容積v （14） 而v=68.9

40、符合要求 （2） 鎖模力的校核 鎖模力為注射機(jī)鎖模裝置用于夾緊模具的力。所以注射機(jī)的鎖模力必須大于由于高壓熔體注入模腔而產(chǎn)生的脹模力，此脹模力等于塑件和流道系統(tǒng)在分型面上的投影面積與型腔壓力的乘積。 （15） 式中 F—鎖模力/kN K’—安全系數(shù)，常取1.25~1.4 P—型腔壓力/MPa A—塑件及流道系統(tǒng)在分型面上的投影面積/ 已知型腔壓力為25或30MPa;澆注系統(tǒng)的投影面積為1倍塑件投影面積；塑件及流道

41、系統(tǒng)在分型面上的投影面積為 A=+=2035+712.25=2747.25 （16） 式中S—流道系統(tǒng)在分型面上的投影面積/ n—模腔數(shù) 即 （17） 所以， 鎖模力符合要求 （3） 模具安裝尺寸的校核 注塑模安裝尺寸需要校核的項(xiàng)目有：噴嘴尺寸、定位圈尺寸、模具外形尺寸及模具厚度。 1.噴嘴尺寸 注塑模主流道寸套始端凹坑的球面直徑D應(yīng)大于注射噴嘴頭直徑d,以保證同心圓和緊密接觸 D=d+(0

42、.5~1)mm 對(duì)于該模具d=3.5mm.取D=4mm符合要求 主流道入口的凹球面半徑應(yīng)大于注射機(jī)噴嘴球半徑SR 通常為： =SR+（1~2）mm 對(duì)于該注射機(jī)SR=15mm 取=16mm 符合要求 2.定位圈尺寸 注塑模安裝用定位圈外徑應(yīng)與注射機(jī)定位孔內(nèi)徑呈間隙配合，定位圈高度應(yīng)小于定位孔深。所以根據(jù)所選注射機(jī)的參數(shù)，定位圈直徑 D=Φmm。定位孔直徑Φmm。兩者之間有較松動(dòng)的間隙配合，符合要求 3.模具外形尺寸 該套模具模架的外形尺寸為200mm250mm,而注射機(jī)拉桿的間距為370mm320mm,因?yàn)?70＞250，所以符合要求。 4.模具厚度 注塑模的厚度必須

43、在所選注射機(jī)的最大模具300mm到最小模厚150mm之間，該模具的厚度H=20+80+80+40=220mm,符合要求。 5.開模行程的校核 開模取出塑件所需的開模距離必須小于注射機(jī)的最大開模行程。對(duì)于液壓—機(jī)械式鎖模機(jī)構(gòu)注射機(jī)，其最大開模行程由注射機(jī)曲肘機(jī)構(gòu)的最大行程決定，與模具厚度無關(guān)。 單分型面注塑模，其開模行程按下式校核 H≥+（5~10） （18） 式中 —注塑機(jī)的最大開模行程（移動(dòng)模板臺(tái)面行程）/mm —塑件脫出距離/mm,取25mm —包括流道凝料在內(nèi)的塑件

44、高度/mm 所以，H≥25+35+（5~10）=65~70mm 又由于SZ—125/630臥式注射機(jī)的移模行程為270mm，70mm＜270mm 所以開模行程也符合要求。 澆注系統(tǒng)是指注塑模中從主流道的始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道，它的作用是將塑料熔體順利地充滿型腔的各個(gè)部位。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。注射成型的基本要求是在合適的溫度和壓力下使足量的塑料熔體盡快充滿型腔，影響順利充模的關(guān)鍵在澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 5 澆注系統(tǒng)形式和澆口及分流道的設(shè)計(jì) 5.1 主流道的設(shè)計(jì) （1）主流道的尺寸 1）主流道小端直徑：D=注射機(jī)噴嘴外徑+（0.5~1）

45、 D=3.5+（0.5~1） 取D為4mm 2） 主流道球面半徑：=注射機(jī)噴嘴球半徑+（1~2） =15+（1~2） 取=16mm 3）球面配合高度： h=3mm~5mm 取h=3mm 4)主流道長(zhǎng)度：盡量小于60mm 由于標(biāo)準(zhǔn)模架結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu)取L=20+15=35mm 5)主流道大端直徑： D=D+2Ltana=7.06mm 取D為7mm 6)澆口套總長(zhǎng)：=20+10+h+2=35mm （19） (2)主流道寸套的形式 主流道小端入口處與注射

46、機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬于易損件，對(duì)材料要求較嚴(yán)，因模 具主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道寸套形式即澆口套，以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理，常采用碳鋼如T8、T10等。熱處理硬為50HRC~55HRC。 如圖3 圖3 主流道寸套 Fig 3 The mainstream word bushing 由于該模具主流道較易磨損，定位圈和寸套設(shè)計(jì)成分體式較宜。其定位圈結(jié)構(gòu)尺寸如圖4 圖4 定位圈 Fig4 Positioning circle 5.2 澆口結(jié)構(gòu)尺寸的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算 （1）側(cè)澆口深度和寬度的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算 經(jīng)驗(yàn)公式

47、h=nt=3.5 取2.5mm =3.7mm 取4mm 式中 h—側(cè)澆口的深度（mm） w—澆口寬度 （mm） A—塑件外表面面積（） 取21180 t—塑件厚度 （） 取5mm n—塑料系數(shù) 0.7 （2）側(cè)澆口的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算 由于側(cè)澆口的種類較多，現(xiàn)將常用的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)列于下表7。 表7 側(cè)澆口常用的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) Table7 The side gate of the empirical da

48、ta used 塑件厚度/mm 深度h 寬度w 澆口長(zhǎng)度/mm ﹤0.8 0~0.5 0~1.0 0.8~2.4 0.5~1.5 0.8~2.7 1.0 2.4~3.2 1.5~2 2.4~3.3 綜上得側(cè)澆口尺寸：深度 h=2.5mm 寬度 w=4mm 5.3 排氣槽的設(shè)計(jì) 由于此次設(shè)計(jì)的模具屬于小型模具，可以用分型面來排氣。

49、6 模架的確定 根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)分析，選擇160L（1）模架中的型號(hào)，其中L=250，此模具要求自動(dòng)脫模和側(cè)抽芯，根據(jù)結(jié)構(gòu)的需要對(duì)墊塊做了一定的修改，各部分的設(shè)計(jì)和尺寸如下： 動(dòng)模座板：200mm250mm20mm 定模板 ：200mm300mm40mm 動(dòng)模板 ：200mm300mm80mm 墊塊 ：40mm200mm80mm 7 成型零部件的設(shè)計(jì)和計(jì)算 7.1 成型零部件的設(shè)計(jì) 構(gòu)成模具型腔的零件統(tǒng)稱為成型零件，主要包括凹模、凸模、型芯、鑲塊、各種成型桿和成型環(huán)。 成型是直接和高溫高壓的塑件相接觸，它的質(zhì)量直接關(guān)系到制件質(zhì)量，要求它有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度、耐

50、磨性，以承受塑件的擠壓和料流的摩擦力，有足夠的精度和適當(dāng)?shù)谋砻娲植诙龋ㄒ话鉘a0.4um以下），保證塑件制品表面的光潔美觀和容易脫模。 （1）凹模采用整體嵌入式，凹模鑲塊采用帶軸肩臺(tái)階的圓柱形，然后嵌入固定板中，用墊板和螺釘將其固定。 （2）型芯端面有螺孔，以便用于螺釘連接，方便脫模。具體形式如圖5 圖5 型芯 Fig5 Core 7.2 成型零件工作尺寸的計(jì)算 1） 定模部分型腔的設(shè)計(jì) 聚甲醛的收縮率一般為1.5%~3%，取聚甲醛的收縮率為2%為計(jì)算標(biāo)。聚甲醛的一般精度等級(jí)為6級(jí)。同時(shí)得出塑件制件的尺寸公差。又由于塑件的外徑D=48.00mm,所以查表得=0.56

51、，則凹模的制造公差為 （1） 按照平均收縮率計(jì)算凹模徑向尺寸公式 （20） 式中 —凹模的徑向尺寸，mm —塑料的平均收縮率，% —塑件徑向公稱尺寸，mm —塑件公差值，mm —凹模制造公差，mm 已知 =φmm mm mm =0.02 所以 當(dāng)尺寸小于50時(shí)，，當(dāng)尺寸大于50時(shí)，； （

52、21） = （22） = （23） = （2） 深度尺寸計(jì)算 由聚甲醛的一般精度等級(jí)為6級(jí)，得出塑料制件的尺寸公差。 按平均收縮率計(jì)算凹模深度尺寸公式 （24） 式中 —凹模的深度尺寸，mm —塑料的平均收縮率，% —塑件高度公稱尺寸，

53、mm —塑件公差值， mm —凹模深度制造公差，mm 已知 =11.5mm mm =8.5mm =10.5mm 所以 （25） = （26） = （27） =

54、 （28） = 2） 型芯直徑的設(shè)計(jì) 此型芯的結(jié)構(gòu)計(jì)算 公式 （29） 式中 —凸模的徑向尺寸，mm —塑料的平均收縮率，% —塑件徑向公稱尺寸，mm —塑件公差值，mm —凸模制造公差，mm （30）

55、 —型芯的深度尺寸，mm —塑料的平均收縮率，% —塑件高度公稱尺寸，mm —塑件公差值， mm —型芯深度制造公差，mm 已知 = = （31） = （32） = 3） 螺紋嵌塊的工作尺寸計(jì)算 （1） 塑件螺紋的工作尺寸

56、 （33） = = （34） = = （35） = = 上式 —塑件外螺紋大徑基本尺寸

57、 —塑件外螺紋中徑基本尺寸 —塑件外螺紋小徑基本尺寸 —螺紋嵌塊內(nèi)螺紋大徑基本尺寸 —螺紋嵌塊內(nèi)螺紋中徑基本尺寸 —螺紋嵌塊內(nèi)螺紋小徑基本尺寸 （2） 螺紋嵌塊內(nèi)螺紋的螺距尺寸 （36） =（1+0.02）40.06/2 =4.080.03 —螺紋尺寸公差， —塑件外螺紋螺距 7.3型腔壁厚計(jì)算 為了要

58、安裝熱噴嘴，型腔設(shè)計(jì)為圓形組合式。 1. 側(cè)壁厚度計(jì)算 按剛度條件計(jì)算有 （37） 按強(qiáng)度條件計(jì)算有 （38） 式中， E—模具材料的彈性模量（MPa），碳鋼為2.1MPa P—型腔壓力（MPa） [δ]—?jiǎng)偠葪l件，即允許變形量（mm） [σ]—模具材料的許用應(yīng)力（MPa）

59、 r—型腔半徑（mm） 已知 r=48mm, E=MPa, P=30MPa, [δ]=0.07, [σ]=160MPa 按剛度條件計(jì)算有 （39） S≥1.36mm 按強(qiáng)度條件計(jì)算有 （40） S≥12.7mm 所以取S的值必須大于12.7mm。 2. 底板厚度計(jì)算 按剛度條件有

60、 （41） 按強(qiáng)度條件有 （42） 式中， E—模具材料的彈性模量（MPa），碳鋼為2.1MPa P—型腔壓力（MPa） [δ]—?jiǎng)偠葪l件，即允許變形量（mm） [σ]—模具材料的許用應(yīng)力（MPa） 已知 r=48mm, E=MPa, P=30MPa,

61、[δ]=0.07, [σ]=160MPa 按剛度條件計(jì)算有 （43） 10.92mm 按強(qiáng)度條件計(jì)算有 =12.46mm （44） 所以取值必須大于12.7mm。 由于型腔上還要打冷卻水道，會(huì)降低底板的強(qiáng)度，所以應(yīng)將s和的值擴(kuò)大。最后取s的值為20mm和的值為18mm。 8 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算 注射成型后，塑件在模具先冷卻定型，由于塑件的收縮，對(duì)型芯產(chǎn)生

62、包緊力，塑件要從模腔中脫出，就必須克服因包緊力面產(chǎn)生的摩擦阻力。一般而言，塑料制件鋼開始脫模時(shí)，所需克服的阻力最大，及所需的脫模力最。根據(jù)本模具的設(shè)計(jì)，本模具的動(dòng)力機(jī)構(gòu)完全可以克服脫模力。 8.1 塑件產(chǎn)生的包緊力的計(jì)算 殼體型塑件脫模阻力 按薄壁和厚壁兩種類型考慮，每種類型塑件再根據(jù)端面幾何形狀進(jìn)行計(jì)算。分辨薄壁和厚壁的條件是：塑件厚壁與其內(nèi)孔直徑之比小于1/20，及t/D≤1/20則為薄壁塑件；若塑件壁厚與其內(nèi)孔直徑之比大于1/20,即t/D≥1/20則為厚壁塑件。 因?yàn)樗芗為5mm,D為48mm,所以t/D≈1/9>1/20,可知此塑件是厚壁塑件。又因 為塑件端面為環(huán)形，可根據(jù)

63、下面公式計(jì)算： （45） 式中， E—塑料的拉伸模量（MPa） ε—塑料成型平均收縮率（%） L—塑件包容型芯的長(zhǎng)度（mm） u—塑料的泊松比 φ—脫模斜度 f—塑料與鋼材之間的摩擦因數(shù) r—型芯大小端的平均直徑(mm) B—

64、塑件在與開模方向垂直的平面上的投影面積（c㎡） —由f和 φ決定的無因次數(shù)，可由 計(jì)算得 —由γ和φ決定的無因次數(shù)，可由 計(jì)算得 因?yàn)樗芗?nèi)外兩層都是PET，因此計(jì)算脫模阻力時(shí)可以PET的參數(shù)計(jì)算。 已知， E=MPa, ε=2%, L=65mm, u=0.43, φ=1 f=0.15, r=39mm, , t

65、=5mm 所以， 8.2 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在本次設(shè)計(jì)中，采用的脫模機(jī)構(gòu)是先由滑塊和斜導(dǎo)柱在分模時(shí)進(jìn)行側(cè)抽芯，使得塑件的測(cè)孔部分被脫出，同時(shí)澆道凝料也被強(qiáng)行脫出，再用件頂出套頂動(dòng)塑件。在自身重力的作用下澆道和凝料就會(huì)掉落下來。 頂出套采用直筒圓柱形，頂出套用熱作模具鋼制造，最后經(jīng)表面氮化處理，配合段面的表面粗糙度為Ra0.8um。 為避免推板運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生偏斜，造成運(yùn)動(dòng)卡滯或推桿彎曲損壞等問題，設(shè)計(jì)推出導(dǎo)向裝置。模具采用4根導(dǎo)柱導(dǎo)向，并設(shè)

66、置道套。 9 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 9.1 頂出系統(tǒng)的導(dǎo)向 頂出裝置在模具內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，除滑動(dòng)配合外，其余部分都處于浮動(dòng)狀態(tài)，在本次設(shè)計(jì)中，采用的是設(shè)支撐柱外加導(dǎo)套，這樣可以使支承柱兼起導(dǎo)向的作用。 9.2 成型零件的導(dǎo)向及定位 模具在進(jìn)行裝配和調(diào)模試機(jī)時(shí)，保證動(dòng)、定模之間有一定的方向和位置。導(dǎo)向零件要承受一定的側(cè)向力，起導(dǎo)向和定位的作用。當(dāng)模具牢靠的裝在注射機(jī)上后，模具在注射成型過程中，如果模具上無精定位裝置，動(dòng)、定模的正確定位由注射機(jī)的拉桿精度保證；如果模具有精確定位裝置，動(dòng)、定模的正確定位由模具的精確定位裝置保證。 此次設(shè)計(jì)用四個(gè)直徑相同且對(duì)稱分布的導(dǎo)柱。由于動(dòng)模采用頂出套頂出塑件，所以導(dǎo)柱常設(shè)在定模。各導(dǎo)柱、導(dǎo)套及導(dǎo)向孔的軸線應(yīng)保證平行，否則將影響合模的準(zhǔn)確性，甚至損壞導(dǎo)向零件。在合模時(shí)要使導(dǎo)向零件先接觸，避免凸模先進(jìn)入型腔，導(dǎo)致成型零件損壞。所以導(dǎo)柱長(zhǎng)度必須比凸模度面高出6~8mm。導(dǎo)柱固定部分按H7/h7,過渡配合。導(dǎo)柱滑動(dòng)部分按H7/f6間隙配合。導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為Ra0.4um。 下圖為