塑料碗注塑模具設計

塑料碗注塑模具設計,塑料,注塑,模具設計 前 言 隨著近代工業(yè)的發(fā)展，塑料成為一種新材料也發(fā)展起來了，且應用日趨廣泛。它在國發(fā)經濟中許多領域不同程度地替代了金屬、木材及其他材料，成為當前社會使用的一大類材料。只有迅速地發(fā)展塑料加工業(yè)，才可能把各種性能優(yōu)良的高分子材料變成功能各異的塑件產品，在國民經濟中各領域充分地發(fā)揮作用。模具是塑料成型加工的一種重要工藝裝備，模具工業(yè)是國民經濟的基礎工業(yè)，被稱為“工業(yè)之母”，模具是一種高附加值產品和技術密集型產品，其生產技術水平的高低，已成為衡量一個國家產品制造業(yè)水平高低的重要標志。 注塑成型工藝及模具設計是一門不斷發(fā)展的綜合學科，不僅隨著高分子材料合成技術的提高注塑成型設備的革新成型工藝的成熟而改進，而且隨著計算機技術，快速造型技術，數值模擬技術、數字化應用技術等在注塑成型加工領域的滲透而發(fā)展。注塑成形工藝及模具設計是一門不斷發(fā)展的綜合學科，不僅隨高分子材料合成技術的提高，注塑成型設備的革新，成型工藝的成熟而改進，而且隨著計算機技術快速造型技術，注塑成模擬技術，數字化應用技術等在注塑成型加工領域的滲透而發(fā)展，注塑成型作為一種重要的成型加工方法，在機械化工、軍事國防，家用電器等都有廣泛應用，且生產的制件具有精度高，復雜度高，一致性高，生產率高和消耗低的特點，有很大的市場需求和廣泛的發(fā)展前景。 本次設計是對三年高職學知識的一次綜合性總結與運用，通過本次設計，提高了對模具的理性認識，掌握了設計步驟，能夠更加系統(tǒng)地串聯了三年的專業(yè)知識，使模具這塊知識在認識中合理化，系統(tǒng)化。 本說明是依據《實用注塑成型及模具設計》以及相關的參考書籍而編寫成的，本模具是幅比較簡單的注塑模具。本說明介紹了設計的任務要求，模具加工的一系列步驟，在敘述中文字與圖形楊互補充說明，能夠更詳盡地展出了本人的編寫內容。 由于編者水平有限，在設計過程中不妥和錯誤之處在所難免，懇請老師的批評與指正，以便得心修正。 在此表示忠心的感謝！ 摘 要 本課題主要是介紹了在AUTOCAD下，塑料盆的注射模具設計與加工過程。著重分析了設計的整個流程，包括產品二維和三維造型及材料性能分析。然后進行成型零件設計、以及注射成型設備的選用和成型工藝參數的確定，在此基礎上對模具零部件進行細部設計修改。塑料盆采用直接澆口進膠，推件板完成頂料，該模具結構緊湊，工作可靠，生產效率高。最后分析了模具的工作過程，對模具結構與注射機的匹配進行了校核。 關鍵詞：澆注系統(tǒng)，推出機構，型芯，型腔 塑料盆 、 目 錄 前 言 1 摘 要 2 緒 論 1 1塑料盆塑件的工藝分析 3 1.1 塑件成形工藝分析 3 1.2 塑件成形工藝參數確定 5 2 模具基本結構設計及模架選擇 7 2.1確定成形方法 7 2.2型腔布置 7 2.3分型面設計 8 2.4 澆注系統(tǒng)設計 9 2.5 脫模機構設計 10 2.6導向機構的設計 11 2.7選擇模架 12 3 選擇成形設備 14 3.1 注塑機的選擇 14 3.2 工藝參數的校核 14 4 模具結構尺寸的設計計算 17 4.1 型腔尺寸計算 18 4.3 模具冷卻、加熱系統(tǒng)計算 20 6 模具總裝圖及模具的裝配、試模 24 6.1 模具總裝圖及模具的裝配 24 6.2 模具的安裝試模 25 結束語 27 致 謝 29 參考文獻 30 3 緒 論 模具的重要意義： 模具是工業(yè)生產的重要裝備，是國民經濟的基礎設備，是衡量一個國家和地區(qū)工業(yè)水平的重要標志。模具在電子、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊產品制造中具有不可替代的作用，是工業(yè)發(fā)展的基石，被人稱為“工業(yè)之母”和“磁力工業(yè)”。 模具是制造業(yè)的重要基礎裝備，是工業(yè)化國家實現產品批量生產和新產品研發(fā)所不可缺少的工具。用模具生產制品所表現出來的高效率、低消耗、高一致性、高精度和高復雜程度是其他任何制造方法所不及的。換句話說，沒有高水平的模具就不會有高水平的工業(yè)產品。模具業(yè)是否強盛也反映出一個國家工業(yè)的強弱。 塑料制品和注射成形在模具業(yè)的重要地位： 塑料制品具有原料來源豐富,價格低廉,性能優(yōu)良等特點。它在電腦、手機、汽車、電子、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊產品制造中具有不可替代的作用，應用極其廣泛。 注射成形是成形熱塑件的主要方法，因此應用范圍很廣。注射成形是把塑料原料放入料筒中經過加熱熔化，使之成為高黏度的流體，用柱塞或螺桿作為加壓工具，使熔體通過噴嘴以較高壓力注入模具的型腔中，經過冷卻、凝固階段，而后從模具中脫出，成為塑料制品。 塑料注射成形工藝的最大特點是復制，能夠復制出所需任意數量的可直接使用或稍作處理即可使用的制品，是一種適宜大批量生產的工藝。雖然在設備上投入較大，但是可以生產制品的數量非常大，實屬一種經濟快捷的生產方式，因此得到廣泛的應用和快速的發(fā)展。 模具在我國的發(fā)展歷程： 過去在我國工業(yè)中，模具長期未受到重視。改革開放以來，塑料成形、家用電器、儀表、汽車等行業(yè)進入大批量生產，模具工業(yè)有了一定的發(fā)展。隨著現代工業(yè)發(fā)展的需要，塑料制品在工業(yè)、農業(yè)和日常生活等各個領域的應用越來越廣泛，質量要求也越來越高。當今社會的進步和發(fā)展，使原有的商品已經不能滿足人們對物質的需求，然而有些商品的制造必須依靠模具才能夠生產加工出來，因此，模具的發(fā)展與人們的生活關系越來越緊密，如我們使用的電腦、手機、汽車等產品都要依靠模具。在塑料制品的生產中，高質量的模具設計、先進的模具制造設備、合理的加工工藝、優(yōu)質的模具材料和現代化的成形設備等都是成形優(yōu)質塑件的重要條件。 我國模具工業(yè)雖然有了長足的發(fā)展，取得了巨大進步，但是我們也要清醒地看到，我國模具工業(yè)總體水平比工業(yè)發(fā)達國家要落后很多，這與我國制造業(yè)發(fā)展的要求相比差距還很大；我們的企業(yè)技術裝備還比較落后，勞動生產率也較低；模具生產專業(yè)化、商品化、標準化程度也不夠高；模具產品主要還是以中低檔為主，技術含量較低，高中檔模具多數要依靠進口，產品結構調整的任務很重；人才緊缺，管理滯后的狀況依然突出，等等?？梢姡覈＞吖I(yè)的發(fā)展任重而道遠。 前景展望： 我國進入實施國民經濟和社會發(fā)展的第十三個五年規(guī)劃期，模具工業(yè)的發(fā)展也將進入一個關鍵時期。在這一時期，模具行業(yè)的主要任務是，在黨中央關于把我國建設成為創(chuàng)新型國家的戰(zhàn)略思想指引下，進一步推進改革，調整結構，開拓市場，苦練內功，提升水平，使我國模具工業(yè)在整體上再上一個新臺階。不斷提升模具制造水平，振興我國裝備制造業(yè)，為實現把我國建設成為制造業(yè)強國的宏偉目標而奮斗。 畢業(yè)設計題目選定： 據調查，目前，塑料盆雖然在我國的市場上占有一定的份額，但是還以金屬鋁合金塑料盆的銷售為主。于是就選擇了這個塑料盆做為我的畢業(yè)設計題目。 1塑料盆塑件的工藝分析 1.1 塑件成形工藝分析 如圖1-1為塑料桶塑料盆的二維工程圖及實體圖，單位mm。 圖1-1 塑件圖及實體圖 產品名稱：塑料盆 產品材料：聚乙烯 PE 塑件材料特性：聚乙烯不含或含有少量增塑劑，它的機械強度高，有較好的抗拉、抗彎、抗壓和抗沖擊性能，耐磨強度好、耐化學腐蝕，對酸堿的抵抗能力極強，化學穩(wěn)定性好，價格低廉，但成形比較困難，耐熱性不高。 塑件材料成形性能：它的流動性差，過熱時極易分解，所以必須加入穩(wěn)定劑和潤滑劑并嚴格控制成形溫度及溶料的滯留時間。成形溫度范圍小，必須嚴格控制料溫，模具應有冷卻裝置；采用帶預塑化裝置的螺桿式注射機。模具澆注系統(tǒng)應粗短，澆口截面宜大，不得有死角滯料。模具應冷卻，其表面應該做鍍鉻處理。 產品數量：大批量生產 塑件尺寸：186*63.6*1.2mm （直徑*高度*厚度） 塑件顏色：白色、棕色、綠色、黃色、磚紅色等各種顏色，可根據需要任意選擇。 查文獻[3]可得： 塑件材料物理性能： 密度： 收縮率： 熔點： 熱變形溫度： 材料力學性能： 拉伸強度： 拉伸彈性模量： 彎曲強度： 彎曲彈性模量： 壓縮強度： 缺口沖擊強度： 硬度：洛氏 塑件質量：該產品材料為聚乙烯,由上得知其密度為0.91-0.94g/cm3,收縮率為1.5%-3.0%，計算出聚乙烯平均密度為0.92g/cm3,可根據塑件形狀進行計算得到塑料盆的體積。 通過計算得：塑件的體積 V=71.3 用三維建模分析知塑件體積為體積：V=71.3cm3，單側投影面積為：A=27157mm2，由于此模具澆注系統(tǒng)采用直接澆口，其澆注系統(tǒng)凝料較大，估計澆注系統(tǒng)的體積為14.26cm3，由于采用的是一模1腔 V總=14.26+71.3=85.56cm3 （3-1） PE的密度是0.92克/立方厘米。 所以總體質量0.92×85.56=78.7g 塑件要求：塑件外側表面光滑，外觀質量要求高 1.2 塑件成形工藝參數確定 1.2.1 聚乙烯成形的工藝參數： 查文獻[2]表1-3得： 模具溫度： 噴嘴溫度： 料筒溫度：前段溫度： 中段溫度： 后段溫度： 注射壓力： 保壓壓力： 塑化形式：螺桿式 噴嘴形式：通用式 注射時間： 保壓時間： 冷卻時間： 成形周期： 1.2.2 關于聚乙烯設計時應考慮的問題： ① 合理使用穩(wěn)定劑、潤滑劑等各種添加劑改善樹脂工藝性能和制品使用性能，成形預熱。 ② 流道和澆口的設計應考慮盡量減少阻力。 ③ 采用不銹鋼制做型腔或采用鍍鉻進行型腔表面耐腐蝕處理。 2 模具基本結構設計及模架選擇 2.1確定成形方法 塑件采用注射成形法生產。因為該產品設計為大批量生產，故設計的模具需要有較高的注塑效率，澆注系統(tǒng)要能夠自動脫模，此外為保證塑件表面質量采用點澆口，因此選用雙分型面注射模，點澆口自動脫模結構。 2.2型腔布置 2.2.1 注意的問題或原則 根據塑件的幾何結構特點、尺寸精度要求、批量大小、模具制造難易、模具成本等確定型腔數量及其排列方式。 據設計要求可知，由于該塑件形狀較簡單，質量較小，且需要大批量生產所以模具選用一模兩腔結構且平衡布置，采用雙分型面注塑模，澆口形式采用點澆口進料，這樣模具尺寸較小，制造加工方便，利于充滿型腔，塑件質量高，生產效率高，塑件成本低。型腔的排列根據模具的形狀及尺寸排列，其排列方法如下圖2—1所示： 圖2-1 型腔布置示意圖 2.3分型面設計 2.3.1分型面設計 分型面溢料是熱固性塑料注射模的突出問題。因此要求減少接觸面積，增加接觸壓力，以改善塑料溢邊問題。 選擇分型面時的考慮方向： ① 分型面一般不取在裝飾外表面或帶圓弧的轉角處 ② 將同心度要求高的同心部分放于分型面的同一側，以保征同心度 ③ 軸芯機構要考慮軸芯距離 ④ 分型面作為主要排氣面時，分型面設于料流的末端。 ⑤ 塑件開模后留在動模上 ⑥ 分型面的痕跡不影響塑件的外觀 ⑦ 澆注系統(tǒng)和澆口的合理安排 ⑧ 推桿的痕跡不露在塑件的外觀上 ⑨ 使塑件易于脫模 本塑件的分型面在產品的最大外形處，要保證產品的外觀要求，。型腔周圍外部的平面凹下。分型面上不允許有孔穴或凹坑，表面硬度在以上。 圖2-2 分型面選擇示意圖 2.3.2 排氣槽設計 當塑料熔體充填型腔時，熱固性塑料在固化時會放出大量的氣體,易阻塞縫隙，如果氣體不能順利地排出，塑件會由于填充不足而出現氣泡，接縫式表面輪廓不清等缺陷，甚至氣體受壓而產生高溫，使塑件焦化，所以必須開設專用排氣槽排出氣體。通常排氣槽設計有多種方式，大多數都采用配合間隙排氣的方式，但是考慮到聚乙烯流動性差性能，本模具在分型面上設置排氣槽，深度為，寬。這樣有利于清理飛邊及排出氣體。 2.4 澆注系統(tǒng)設計 澆注系統(tǒng)是塑料熔體自注射機的噴嘴射出后，進入模具的型腔以前所流經的一段路程的總稱。模具澆注系統(tǒng)應盡量粗短，流道設計分為主流道、分流道、澆口和冷料井的設計。查[2]得雙分型面注射模使用的澆注系統(tǒng)是點澆口澆注系統(tǒng)。 2.4.1 主流道設計 主流道為注塑機的噴嘴到型腔之間的進料通道。熔體從噴嘴中以一定的動能噴出。由于熔體在料筒內已被壓縮,此時流入模的空腔內,其體積必然要增大,流速也略為減小。本套設計采用直接進膠，就是從主流道直接進入型腔。 主流道設計應注意的問題： ① 便于流道凝料從主流道襯套中拔出，主流道設計成圓錐形。錐角粗糙度與噴嘴對接處設計成半球形凹坑，球半徑略大于噴嘴頭半徑。 ② 主流道要求耐高溫和摩擦，要求設計成可拆卸的襯套，以便選 用優(yōu)質材料單獨加工和熱處理。 ③ 襯套大端高出定模端面，并與注射機定模板的定位孔成間隙配合，起定位隙作用。 查[22]（5-59）得主流道直徑計算的經驗公式： 式中 ——主澆道大頭直徑 ——流經主澆道的熔體體積 ——因熔體材料而異的常數 如表2-1： 表2-1 塑料種類與K值表 塑料種類 值 故 主流道斷面尺寸：主流道設在定模板上，并且位于模具的中心，與注射機噴噴嘴在同一軸線上，如下圖： 圖2-3 主流道襯套示意圖 表2-2 主流道襯套中尺寸關系表 16 20 25 30 d 注射機噴嘴直徑+（0.5～1） D 與注射機定位孔間隙配合 SR 注射機噴嘴球面半徑+（1～2） 主流流道的大頭直徑確定為6mm ，考慮聚乙烯流動性較差，所以主流道如下選擇，錐度、、、、 2.5 脫模機構設計 塑件在模腔中成形后，便可以從模具中取下，但在塑件取下以前，模具必須完成一個將塑件從模腔中推出的動作，模具上完成這一動作機構稱為脫模推出機構。 推出機構的組成：第一部分是直接作用在塑件上將塑件推出的零件；第二部分是用來固定推出零件的零件，有推桿固定板、推板等；第三部分是用作推出零件推出動作的導向及和模時推遲推出零件復位的零件。推出機構應使塑件脫模時不發(fā)生變形或損傷塑件的外觀；推力的分布依脫模阻力的大小合理合理安排；推出機構的結構力求簡單，動作可靠，不發(fā)生誤動作，和模時要正確復位。，推模力的計算要將塑件從模腔中推出必須克服推出所遇到的阻力，因此塑件脫模時必須有一個足夠大的脫模力，脫模力可用下式計算： 式中 ——脫模力 ——型芯的脫模斜度 ——塑件包容型芯的面積 ——塑件對鋼的摩擦系數 取0.2 ——塑件對型芯的單位面積上的包緊力 故 因為本塑件結構簡單所以使用一般的推板推出機構、推板推出機構等既可滿足塑件脫模的要求。 2.6導向機構的設計 導向機構由導柱及導套等組成。在模具各類機構中都可能設置導向機構，以保證各類機構在工作過程中定位、定向。導向機構主要有導銷和導柱導套兩種形式。因為導銷主要用于移動式小型壓模，不符合設計要求，所以本模具中采用導柱導套形式的導向機構。 模具的導柱和導套的配合形式及設計尺寸如下圖 2-6 圖 2-6 導柱和導套的配合形式示意圖 2.7選擇模架 2.7.1模架結構 注射模標準：我國目前標準化注射模零件的國家標準有12個；另外還制訂了塑料注射模具的標準模架，分《中小型模架》（GB/T12556.1—90）和《大型模架》（GB/T12555.1—90）兩種?！吨行⌒湍＜堋窐藴手幸?guī)定，模架的周界尺寸范圍為：≤560mmx900mm，并規(guī)定模架的形式為品種型號，即基本型，A1、A2、A3和A4四個品種。其四種模架的組成、功能及用途見下表2-7。 表2-7注射模標準模架種類 型號 組成、功能及用途 A1型 定模采用兩塊模板，動模采用一塊模板，與推桿推件機構 組成模架，適用于立式和臥式注射機。 A2型 動、定模均采用兩塊模板，與推件機構組成模架，適用于立式和臥式注射機，可用于帶有斜導柱側向抽芯的模具， 也可用于斜滑塊側向分型的模具 A3型 定模采用兩塊模板，動模采用一塊模板，它們中間設置了一塊推件板，用于推件板件的模具，適用于立式和臥式注 射機。 A4型 動、定模均采用兩塊模板，它們中間設置了一塊推件板， 用于推件板件的模具，適用于立式和臥式注射機。 根據以上四種模架的組成，功能及用途可以看出，A4型模型適用于本次模具的設計。 2.7.2模架周界尺寸選擇 中小型模架的周界尺寸參數、規(guī)格有：100×L、125×L、160×L、180×L、200×L、250×L、315×L、355×L、400×L、450×L和500×L等模架規(guī)格。根據模具型腔布置可以選用的模架規(guī)格為：模具結構為雙分型面注射模采用拉桿和限位螺釘，控制分型面的打開距離，其開距應大于200mm，方便取出制件，周界尺寸330mm×500mm，上、下模板的厚度為120mm，墊板厚度為100mm。 2.7.3塑料注射模具技術要求 塑料注射模具應優(yōu)先按GB/T12555.1—90和GB4169.1—11選用標準模架和標準件。模具成形零件材料和熱處理要求，優(yōu)先按下表2-8內容選用： 表2-8 模具成形零件優(yōu)先選用材料和熱處理硬度 零件名稱 模具材料 熱處理硬度 牌號 標準號 HBS HRC 型腔、型芯定模鑲件、動模鑲件、活動鑲件 45 GB699 216—260 40—45 4Cr GB3077 216—260 40—45 40CrNiMOA GB3077 216—260 40—45 3Cr2Mo GB1299 預硬狀態(tài) 35—45 4Cr 5MoSiV1 GB1299 246—280 45—55 3Cr13 GB1220 246—280 45—55 3 選擇成形設備 3.1 注塑機的選擇 根椐設計的澆注系統(tǒng)可計算出澆注系統(tǒng)的總體積為：V=14 因為模具設計為一模1腔，且一個塑件的體積為：V =71cm3 所以一次性注入的塑料的體積為：V總=85cm3 根據計算的數據塑查[22]表8選定注塑機型號為： 注塑機的參數如下： 注塑機最大注塑量 ：500cm3 噴嘴球面半徑： 注塑機拉桿的間距：800mm 鎖模力： 注塑壓力： 最小模厚：300mm 最小模厚：1000mm 模板最大距離： 模板行程： 噴嘴前端孔徑： 3.2 工藝參數的校核 3.2.1 最大注射量校核 注射機的最大注塑量應大于制品的重量或體積（包括流道及流口凝料和飛邊），通常注塑機的實際注塑量最好在注塑機的最大注塑量80%。 所以，選用的注塑機最大注塑量應 式中——注塑機的最大注塑量：單位 ——注塑機的體積，單位 ——澆注系統(tǒng)體積，單位 故 確定的注塑機注塑量為：v=600cm3 滿足要求。 3.2.2 鎖模力校核 > 式中 ——熔融型料在型腔內的壓力（70—100 Mpa）80％ ——塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面之和 ——注塑機的額定鎖模力 故 ＞ =68 x 9782=665（KN） 所以選定的注塑機為： 滿足要求 3.2.3 模具與注塑機安裝部分相關尺寸校核 即模具長寬＜拉桿間距 模具的長寬為450*450＜注塑機拉桿間距800*800，滿足要求。 3.2.4 模具閉合高度校核 模具實際厚度H模=485mm 注塑機最小閉合厚度H最小=300mm 即 H模＞H最小 滿足要求 3.2.5 開模行程校核 我們所選的注塑機的最大行程與模具厚度無關，故注塑機的開模行程應滿足下式： 式中 H1——型芯高度 H2——包括凝料在內的塑件高度 S——注射機最大開模行程 a——中間板與定模板之間的分開距離 4 模具結構尺寸的設計計算 為了降低模具加工難度和制造成本，在滿足塑件使用的前提下，采用較低的尺寸精度。 塑件精度等級與塑料品種有關，根據塑料的收縮率的變化不同，塑料的公差精度分為高精度、一般精度、低精度三種。 表4-1 精度等級與公差數值 基本尺寸/mm 精度等級 1 2 3 4 5 6 7 8 公差數值/mm --3 0.04 0.06 0.08 0.12 0.16 0.24 0.32 0.46 3—6 0.05 0.07 0.08 0.14 0.18 0.28 0.36 0.56 6--10 0.06 0.08 0.10 0.16 0.20 0.32 0.40 0.64 10--14 0.07 0.09 0.12 0.18 0.22 0.36 0.44 0.72 14--18 0.08 0.10 0.12 0.20 0.24 0.40 0.48 0.80 18--24 0.09 0.11 0.14 0.22 0.28 0.44 0.56 0.56 24--30 0.10 0.12 0.16 0.24 0.32 0.48 0.64 0.96 30--40 0.11 0.13 0.18 0.26 0.36 0.52 0.72 1.00 40--50 0.12 0.14 0.20 0.28 0.40 0.56 0.80 1.2 50-65 0.13 0.16 0.22 0.32 0.46 0.64 0.92 1.4 65-80 0.14 0.19 0.26 0.38 0.52 0.76 1.04 1.60 80-100 0.16 0.22 0.30 0.44 0.60 0.88 1.20 1.80 100-120 0.18 0.25 0.34 0.50 0.68 1.00 1.36 2.00 120-140 -- 0.28 0.38 0.56 0.76 1.12 1.52 2.20 表4-2 聚乙烯建議采用精度等級表 塑料品種 建議采用精度等級 高精度 一般精度 低精度 聚乙烯 4 5 6 由塑件的工作環(huán)境知道工件的精度要求不高，所以精度等級選擇一般精度。 4.1 型腔尺寸計算 計算中取聚乙烯的平均收縮率。公差按照表4-1和表4-2中所查的公差進行計算。模具制造公差，統(tǒng)一取塑件尺寸公差的1/5。 工作尺寸是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關尺寸，主要包括：型腔、型芯的徑向尺寸（含長、寬尺寸）與高度尺寸，以及中心距尺寸等。為了保證塑件質量，模具設計時必須根據塑件的尺寸與精度等級確定相應的成型零部件工作尺寸與精度。其中影響模具尺寸和精度的因素很多，主要包括以下幾個方面查閱參考文獻[7]： （1）成形收縮率：在實際工作中，成形收縮率的波動很大，從而引起塑件尺寸的誤差很大，塑件尺寸的變化值為 δs=(Sma×-Smin)Ls （5-5） 式中： δs-為塑件收縮波動而引起的塑件尺寸誤差（mm）； Smax-為塑料的最大收縮率（%）； Smin-為塑料的最小收縮率（%）； Ls-為塑件尺寸（mm）。 一般情況下，由收縮率波動而引起的塑件寸誤差要求控制在塑件尺寸公差的1/3以內。 （2）模具成形零件的制造誤差：實踐證明，如果模具的成形零件的制造誤差在IT7～IT8級之間，成形零件的制造公差占塑件尺寸公差的1/3。 （3）零件的磨損：模具在使用過程中，由于種種原因會對型腔和型芯造成磨損，對于中小型塑件，模具的成形零件最大磨損應取塑件公差的1/6，而大型零件，應在1/6之下。 （4）模具的配合間隙的誤差：模具的成形零件由于配合間隙的變化，會引起塑件的尺寸變化。模具的配合間隙誤差不應該影響成形零件的尺寸精度和位置精度。 綜上所述，在模具型腔與型芯的設計中，應綜合考慮各種影響成形零件尺寸的因素，在設計時進行有效的補償。由于影響因素很不穩(wěn)定，補償值應在試模后進行逐步修訂。 通常型芯、型腔組成的模腔工作尺寸簡化后的計算方法有平均收縮率法和公差帶法兩種。其中平均收縮率法以平均概念進行計算，從收縮率的定義出發(fā)，按塑件收縮率、成形零件制造公差、磨損量都為平均值的計算，查參考文獻[7]： 型腔的內形尺寸： L=[L(1+k)-(3/4)Δ] （5-6） 式中： L-為型腔內形尺寸(mm)； L-為塑件外徑基本尺寸(mm)，即塑件的實際外形尺寸； K為塑料平均收縮率(%)，此處取0.5%； Δs-塑件公差，查表知PE塑件精度等級取5級；塑件基本尺寸在0~3mm范圍內取0.2mm;塑件基本在3~6mm公差取0.24mm；塑件基本在6~10mm公差取0.28mm；塑件基本尺寸在18~24范圍內其公差取0.44mm；塑件基本尺寸在24~30范圍內其公差取0.52mm ；塑件基本尺寸在30~40范圍內其公差取0.56mm； 所以型腔尺寸如下： L1=[186×(1+0.005)-(3/4)×0.56]=186.16 型腔深度的尺寸計算： h=[h(1+k)-(3/4)Δ] （5-7） 式中： h-凸模/型芯高度尺寸(mm)； h-為塑件內形深度基本尺寸(mm),即塑件的實際內形深度尺寸； H1=[63.6×(1+0.005)-(3/4)×0.52]=63.632 型芯的外形尺寸計算： L=[L(1+k)+(3/4) Δ]-δ/3 （5-8） 式中： L-型芯外形尺寸(mm)； L-為塑件內形基本尺寸(mm)即塑件的實際內形尺寸； 由于該塑料的收縮率不大為0.5%，故只需在型腔尺寸比較大的考慮其收縮率，在尺寸小的地方不用考慮由收縮率引起的尺寸偏差。 所以型芯的尺寸如下： L1=184.6×（1+0.005）+（3/4）×0.74]=184.86 型芯的深度尺寸計算： h=[h(1+k)+ (2/3)Δ]-δ/3 （5-9） 式中： h-為凸模/型芯高度尺寸(mm)； h-為塑件內形深度基本尺寸(mm),即塑件的實際內形深度尺寸； 型芯的高度分別為： H1=[60×（1+0.005）+（2/3）×0.38]=60.33 4.3 模具冷卻、加熱系統(tǒng)計算 冷卻回路所需總表面積可按下式計算 式中 ——冷卻回路總表面積， ——單位時間內注入模具中樹脂的質量， ——單位質量樹脂在模具內釋放的熱量，， ——冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂担? ——模具成形表面的溫度，℃; ——冷卻水的平均溫度，℃ 。 冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂悼捎孟率接嬎? 式中 ——冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂? ; ——冷卻水在該溫度下的密度 ——冷卻水的流速 ——冷卻水孔直徑 ——與冷卻水溫度有關的物理系數 值查表 表4-3 水的值與其溫度的關系表 平均水溫/℃ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 56 值 6.16 6.60 7.06 7.50 7.95 8.40 8.84 9.28 9.66 10.05 冷卻回路總長度可用下式計算 式中 ——冷卻回路總長度 ——冷卻回路總表面積 ——冷卻水孔直徑 計算得 確定冷卻水孔的直徑時應注意，無論多大的模具，水孔的直徑不能大于，否則冷卻水難以成為湍流狀態(tài)，以致降低熱交換效率。一般水孔的直徑可根據塑件的平均壁厚來確定。平均壁厚為時，水孔直徑可取。本模具的冷卻水孔直徑取。 冷卻水體積流量的計算：塑料樹脂傳給模具的熱量與自然對流散發(fā)到空氣中的模具熱量、輻射散發(fā)到空氣中的模具熱量及模具傳給注射機熱量的差值，即為用冷卻水擴散的模具熱量。假如塑料樹脂在模內釋放的熱量全部由冷卻水傳導的話，即忽略其他傳熱因素，那么模具所需的冷卻水體積流量則可用下式計算： 式中 ——冷卻水體積流量 ——單位時間注射入模具內的樹脂質量 ——單位質量樹脂在模具內釋放的熱量 ——冷卻水比熱容 ——冷卻水的密度 ——冷卻水出口處溫度 ℃ ——冷卻水入口處溫度 ℃ 圖4-1 冷卻回路排布圖 本套模具采用水井加循化水綜合冷卻，提高冷卻效率. 6 模具總裝圖及模具的裝配、試模 6.1 模具總裝圖及模具的裝配 圖6-1 模具裝配圖 模具總裝圖的技術要求內容： 　?、?對于模具某些系統(tǒng)的性能要求。 　?、?對模具裝配工藝的要求。例如模具裝配后分型面的貼合面的貼合間隙應不大于模具上、下面的平行度要求，并指出由裝配決定的尺寸和對該尺寸的要求。 　　③ 模具使用，裝拆方法。 　?、?防氧化處理、模具編號、刻字、標記、油封、保管等要求。 　　⑤ 有關試模及檢驗方面的要求。 6.2 模具的安裝試模 6.2.1 試模前的準備 試模前要對模具及試模用的設進行檢驗。模具的閉合高度，安裝與注射機的各個配合尺寸、推出形式、開模距、模具工作要求等符合所選設備的技術條件。檢查模具各個滑動零件配合間隙適當，無卡住及緊澀現象?；顒右`活、可靠，起止位置的定位要準確。各鑲嵌件、緊固件要牢固，無松動現象。各種水管接頭、閥門、附件、備件要齊全。對于試模設備也要進行全面檢查，即對設備的油路、水路、電路、機械運動部位、各操縱件和顯示信號要檢查、調整，使之處于正常運轉狀態(tài)。 6.2.2 模具的安裝及調試 模具的安裝是指將模具從制造地點運至注塑機所在地，并安裝在指定注射機的全過程。 模具安裝到注射機上要注意以下幾個問題： ① 模具的安裝方位要滿足設計圖樣的要求。 ② 模具中有側向滑動機構時，盡量使其運動方向為水平方向。 ③ 當模具長度與寬度尺寸相差較大時，應盡可能使較長的邊與水平方向平行。 ④ 模具帶有液壓油路接頭、氣路接頭、熱流道元件接線板時，盡可能放置在非操作一側，以免操作不方便。 模具在注射機上的固定多采用螺釘、壓板的形式，一般每側采用4---8塊壓板，對稱布置。 模具安裝于注射機上之后，要進行空循環(huán)調整。其目的在于檢驗模具上各運動機構是否可靠、靈活、定位裝置是否有效作用。要注意以下幾個方面： ① 合模后分型面不得有間隙，要有足夠的合模力。 ② 活動型芯、推出及導向部位運動及滑動要平穩(wěn)、無干涉現象，定位要正確、可靠。 ③ 開模時，推出要平穩(wěn)，保證將塑件及澆注系統(tǒng)凝料推出模具。 ④ 冷卻水要暢通，不漏水，閥門控制正常。 6.2.3 試模 將模具安裝在注射機上，選用合格的原料，根據推薦的工藝參數調整好注射機，采用手動操作。開始注射時，首先采用低壓，低溫和較長的時間條件下成形。如果型腔未充滿，則增加注射時的壓力。在提高壓力無效的時，可以適當提高溫度條件。試模注射出樣件。試模過程中，應進行詳細記錄，將結果填入試模記錄卡，并保留試模的樣件。 6.2.4 修模 　　雖然是在選定成型材料、成型設備時，在預想的工藝條件下進行模具設計，但是人們的認識往往是不完善的，因此必須在模具加工完成以后，進行試模試驗，看成型的制件質量如何。發(fā)現總是以后，進行排除錯誤性的修模。 　 塑件出現不良現象的種類居多，原因也很復雜，有模具方面的原因，也有工藝條件方面的原因，二者往往交只在一起。在修模前，應當根據塑件出現的不良現象的實際情況，進行細致地分析研究，找出造成塑件缺陷的原因后提出補救方法。因為成型條件容易改變，所以一般的做法是先變更成型條件，當變更成型條件不能解決問題時，才考慮修理模具。 修理模具更應慎重，沒有十分把握不可輕舉妄動。其原因是一旦變更了模具條件，就不能再作大的改造和恢復原狀。 6.2.5 檢驗 通過試模可以檢驗出模具結構是否合理，所提供的樣件是否符合用戶的要求，模具能否完成批量生產。針對試模中發(fā)現的問題，針對試模中發(fā)現的問題，對模具進行修改、調整、再試模，使模具和生產的樣件滿足客戶的要求，試模合格的模具，應清理干凈，涂防銹油入庫保存。 結束語 畢業(yè)設計是三年大學生活中的最后一個工作項目，具有非同尋常的意義，畢業(yè)設計的完也為我們的大學生活畫上了圓滿的句號。它對大學三年的學習生活中所學知識的一個總結概括，更是一次檢驗，讓我們每個人都能清楚了解自己在大學中學習的效果。 確定了自己的畢業(yè)設計題目后，開始可以說腦中是一片空白，很茫然，不知所措無從下手。于是就在互聯網上查找關于塑料盆的相關的資料，比如塑料盆的形狀、尺寸、以及一些供求的信息等等，掌握了第一手資料。接著我又到圖書館查找相關的專業(yè)書籍，尋找塑料注塑模具的設計思路和一些塑料注塑模具設計與制造的實例進行參考。有了這些實例和思路就為我的畢業(yè)設計創(chuàng)造了“骨架”，接下去就要為這個“骨架”添加“血肉”，最后使它生動完整。 我們模具設計與制造專業(yè)開設了《機械制圖及AUTOCAD》、《機械設計》以及《計算機的應用基礎》等基礎課，《數控機床及編程》、《模具制造工藝與工裝》《沖壓工藝與模具設計》、《塑料模具設計與制造》等專業(yè)課，這些課程對我順利進行畢業(yè)設計起到了一個基石的作用。比如，畢業(yè)設計中零件圖和模具裝配圖的繪制與《機械制圖及AUTOCAD》的學習是分不開的，模具的改進也要《機械設計》《模具制造工藝與工裝》等課程的幫助，更不用說《塑料模具設計與制造》這門專業(yè)課的重要作用了。 此次畢業(yè)設計，讓我我學到了許多知識，包括課本上學不到的知識。當然，在設計過程中出現的一些難題。通過我們翻閱相關的書籍，在網絡上尋找答案和經過任老師的悉心指教和幫助最終才得以解決。本次畢業(yè)設計，也讓我學會了齊心協力、共同協作、努力創(chuàng)新，自始至終都抱著一顆堅定的信念,經過了漫長而又短暫的設計工作，我們的作品終于出成效了，指導老師為此也為我們的這次畢業(yè)設計做出了很好的評價。在項目設計過程中用到了很多以前上課時學的知識，尤其是老師上課教給我們的一些分析問題、解決問題的思想在這次項目中都得到了很好的印證，使我在這些方面能夠很快的領會。 即將畢業(yè)的我，在以后的工作中將面臨著許多的問題或麻煩。我們應該善于采集和利用各種信息資源，擴展知識面和能力；培養(yǎng)嚴謹、科學、創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)、艱苦奮斗、團體協作的精神；增強環(huán)境保護意識，做到清潔生產和文明生產，以最大限度的獲得企業(yè)效益和社會效益。 “路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索”，畢業(yè)設計讓我明白了“書到用時方恨少”的痛苦，知識是無窮無盡的，在以后的工作中，就需要我更加努力地學習。因本人學識不深，文字水平有限，設計中必然存在所許多漏洞和不足之處，還望老師給予批評指正，提出改進意見。 致 謝 三年的大學生活轉眼即逝，經過緊張而又忙碌的資料搜集整理設計，一個月多月的時間也匆匆過去，畢業(yè)設計的順利完成也為我們的大學生活畫上了圓滿的句號。光陰似箭，轉眼間就要告別大學這段令人難忘的美好時光，心中有依戀、有遺憾，但更多的是慶幸和感激，因為三年來無論是在學習或工作中都遇到許多的困難和挫折，因這些挫折也迷茫過、失落過，但得到那么多師長和學友及時的無私教導和幫助，讓我也逐漸地成熟起來。對那些在過去的日子里曾給予過我鼓勵、幫助的人們我滿懷感激，時刻沒有忘記。所經歷的一切將讓我倍加珍惜未來的生活。 此次畢業(yè)設計的順利完成,我要衷心感謝我的指導老師——老師在設計過程中對我的指導和幫助，同時，也感謝我們的這組的成員在這次設計中給予我的幫助！謝謝！ 向在百忙之中評閱本方案并提出寶貴意見的各位評委老師表示最誠摯的謝意，同時向所有關心、幫助和支持我的老師和同學表示衷心的感謝，祝你們工作順利，萬事如意！ 由于本人的學識水平、時間和精力有限，文中肯定有許多不盡人意和不完善之處，我將在以后的工作、學習中不斷以思考和完善。 參考文獻 [1]張維合. 塑料成型及模具設計.化學工業(yè)出版社, 2014. 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