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前 言 1 概述 模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè) 被成為 工業(yè)之母 而塑料模具又是整個(gè)模具行業(yè)中的一枝 獨(dú)秀 發(fā)展極為迅速 自從 1927 年聚氯乙烯塑料問(wèn)世以來(lái) 隨著高分子化學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及高分子 合成技術(shù) 材料改性技術(shù)的進(jìn)步 愈來(lái)愈多的具有優(yōu)異性能的高分子材料不斷涌現(xiàn) 從而促使塑料 工業(yè)飛躍發(fā)展 在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中 69 90 的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具加工 模具工業(yè)已成為工業(yè)發(fā)展的基 礎(chǔ) 許多新產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)在很大程度上都依賴于模具生產(chǎn) 特別是汽車 輕工 電子 航空等 行業(yè)尤為突出 我國(guó)自改革開放以來(lái) 塑料工業(yè)發(fā)展很快 表現(xiàn)在不僅塑料增加而且其品種更為增 多 其產(chǎn)量已上升到居世界第四位 由此可見(jiàn) 塑料工業(yè)已在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門中發(fā)揮了愈 來(lái)愈大的作用 在模具方面 我國(guó)模具總量雖已位居世界第三 但設(shè)計(jì)制造水平總體上比德 美 日 法 意 等發(fā)達(dá)國(guó)家落后許多 模具商品化和標(biāo)準(zhǔn)化程度比國(guó)際水平低許多 在模具價(jià)格方面 我國(guó)比發(fā)達(dá) 國(guó)家低許多 約為發(fā)達(dá)國(guó)家的 1 3 1 5 工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家將模具向我國(guó)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)進(jìn)一步明朗化 我國(guó)塑料模的發(fā)展迅速 塑料模的設(shè)計(jì) 制造技術(shù) CAD 技術(shù) CAPP 技術(shù) 已有相當(dāng)規(guī)模的 確開發(fā)和應(yīng)用 在設(shè)計(jì)技術(shù)和制造技術(shù)上與發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)差距較大 在模具材料方面 專用塑料 模具鋼品種少 規(guī)格不全質(zhì)量尚不穩(wěn)定 模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不高 系列化商品化尚待規(guī)?；?CAD CAE Flow Cool 軟件等應(yīng)用比例不高 獨(dú)立的模具工廠少 專業(yè)與柔性化相結(jié)合尚無(wú)規(guī)劃 企業(yè)大而全居多 多屬勞動(dòng)密集型企業(yè) 因此努力提高模具設(shè)計(jì)與制造水平 提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力 是刻不容緩的 近年來(lái) 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及對(duì)塑件質(zhì)量要求的提高 塑料模塑成型技術(shù)正向高精度 高 效率 自動(dòng)化 大型 微型 精密 高壽命的方向發(fā)展 具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面 1 塑料成型理論研究的進(jìn)展 2 新的成型方法不斷涌現(xiàn) 3 塑件更趨向精密化 微型化及超大型化 4 開發(fā)出新型模具材料 5 模具表面強(qiáng)化熱處理新技術(shù)應(yīng)用 6 模具 CAD CAM CAE 技術(shù)發(fā)展迅速 7 模具大量采用標(biāo)準(zhǔn)化 在工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家 模具工業(yè)已經(jīng)從機(jī)床工業(yè)中分離出來(lái) 并發(fā)展成為一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)部門 而且其產(chǎn)值已經(jīng)超過(guò)機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值 目前國(guó)內(nèi)模具行業(yè)的基本情況是 隨著輕工業(yè)及汽車制造業(yè) 的迅速發(fā)展 模具設(shè)計(jì)制造日漸受到人們廣泛關(guān)注 已形成一個(gè)行業(yè) 但是我國(guó)模具行業(yè)缺乏技術(shù) 人員 存在品種少 精度低 制造周期長(zhǎng) 壽命短 供不應(yīng)求的狀況 一些大型 精密 復(fù)雜的模 具還不能自行制造 需要每年花幾百萬(wàn) 上千萬(wàn)美元從國(guó)外進(jìn)口 制約了工業(yè)的發(fā)展 所以在我國(guó)大 力發(fā)展模具行業(yè)勢(shì)在必行 2 本課題的研究?jī)?nèi)容 要求 目的及意義 本次動(dòng)渦盤模具設(shè)計(jì)采用 Proe 輔助設(shè)計(jì) 運(yùn)用 CAD 技術(shù)能有效地對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)制造過(guò)程預(yù)測(cè)評(píng) 估通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)模擬和仿真技術(shù)來(lái)完善模具結(jié)構(gòu) 再現(xiàn)能力強(qiáng) 整體水平容易控制 能夠迅速獲 得樣品 有利于爭(zhēng)取定單 贏得客戶 同時(shí)節(jié)省大量的模具試制材料費(fèi)用 減少模具返修率 縮短 生產(chǎn)周期 大大降低了模具成本 本課題的研究?jī)?nèi)容及基本要求 1 獨(dú)立擬定動(dòng)渦盤塑件的成型工藝 正確選用成型設(shè)備 2 合理地選擇模具結(jié)構(gòu) 根據(jù)塑件圖及技術(shù)要求 提出模具結(jié)構(gòu)方案 并使其結(jié)構(gòu)合理 質(zhì)量可 靠 操作方便 必要時(shí)可根據(jù)模具設(shè)計(jì)和加工的要求 提出修改塑件圖紙的要求 3 正確的確定模具成型零件的形狀和尺寸 4 所設(shè)計(jì)的模具應(yīng)當(dāng)制造方便 造價(jià)便宜 5 充分考慮塑件設(shè)計(jì)特色 盡量減少后加工 6 設(shè)計(jì)的模具應(yīng)當(dāng)效率高 安全可靠 如要求澆注系統(tǒng)充型快 冷卻系統(tǒng)效果好 脫模機(jī)構(gòu)靈活 可靠 自動(dòng)化程度高 7 要求模具零件耐磨 耐用 使用壽命長(zhǎng) 本課題的研究目的及意義 1 熟悉擬定塑料成型工藝和模具設(shè)計(jì)原則 步驟和方法 2 學(xué)會(huì)查閱有關(guān)技術(shù)文獻(xiàn) 手冊(cè)和資料 3 培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力 摘要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是對(duì)斜齒輪注射模的設(shè)計(jì) 包括工藝方案的 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 由于該塑件是傳 動(dòng)工程件且阻滑紋為圓柱紋 故在設(shè)計(jì)中主要解決了該塑件的分型面 選擇 型腔數(shù)目的確定 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 采用了旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)盤式 分型抽芯機(jī)構(gòu)來(lái)脫模 從而保證了齒輪的精度 其孔的同軸度和螺旋 齒廓的精度 關(guān)鍵詞 注射模 斜齒輪 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) Abstract The main design graduate of bevel wheel injection including the analysis of the program and determine process Mold design calculations content Since the drive is plastic parts and pieces of the project profile for the anti skid cylindrical profile Therefore the design is the main settlement of the plastic parts of sub surface choices determining the number of cavity the demoulded mechanism design Using a rotating body turntable type pulling mechanism to demould Thereby ensuring the accuracy of the gear the concentricity of the socket and spiral profile accuracy Keyword plastics injection mold bevel wheel structural design 目 錄 一 塑件的分析 1 二 對(duì)塑料技術(shù)要求的了解 4 三 注射機(jī)的選擇 5 四 型腔數(shù)目的決定 6 五 成型零件設(shè)計(jì) 8 六 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13 七 模具溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16 八 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 16 九 復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和選擇 23 十 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 24 十一 型芯與側(cè)型芯脫模力的計(jì)算 25 十二 模具的閉合高度和開模行程驗(yàn)算 28 十三 模具中其它零件的設(shè)計(jì) 28 十四 標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 29 十五 模具的總裝圖以及運(yùn)動(dòng)順序及模具的特點(diǎn) 30 十六 模具安裝調(diào)試 30 十七 總結(jié) 30 十八 參考文獻(xiàn) 33 動(dòng)模鑲件 1 制造工藝過(guò) 坯料計(jì)算 V 3396224mm 3 具體尺寸如圖所示 序號(hào) 工序名稱 加工工藝過(guò)程及要求 設(shè)備 1 下料 下料 100mm 100mm 450mm 的圓鋼坯料 鋸床 2 鍛造 鍛坯料至尺寸 215mm 215mm 100mm 氣錘 3 熱處理 退火 熱處理爐 4 車削 裝夾車外圓至 210 210 平端面鉆孔至 平端面鉆孔至 平端面鉆孔至 54 54 鏜內(nèi)孔至 鏜內(nèi)孔至 鏜內(nèi)孔至 68 68 深深深 42 C6140 5 熱處理 調(diào)質(zhì) 熱處理爐 6 銑削 1 銑上下端面 銑出上端面 4 個(gè)凸臺(tái) 深 4mm 保證平 行度 2 銑出 12 12 深深深 66mm 的環(huán)形槽的環(huán)形槽的環(huán)形槽 銑床 7 鉗工 倒棱去毛刺 8 磨削 磨削上下端面 磨床 9 熱處理 滲碳 0 8 1 2mm 硬度達(dá) 45 5 53HRC 熱處理爐 10 鉗工 對(duì)分型面 型腔進(jìn)行拋光 11 檢驗(yàn) 塑件 斜齒輪 的分析 1 塑件模型 R 0 5m B 4 2 Mn Z10 2 塑料 聚甲醛 應(yīng)用基礎(chǔ) 塑料的種類繁多 性能有差異 在從事塑料應(yīng)用技術(shù)工作時(shí) 首先應(yīng)對(duì)所選用 的塑料 聚甲醛 組成 類型以及有關(guān)性能有所了解 即掌握必要的塑料應(yīng)用基礎(chǔ)知 識(shí) 塑料是以合成樹脂為基礎(chǔ) 再加入增塑劑 填充劑 染料 潤(rùn)滑劑 穩(wěn)定劑等 材料組成 在一定溫度和壓力條件下 通過(guò)成型加工 可以將塑料制成具有某種形狀 在 常溫下保持形態(tài)不變的塑料制品 一 常用塑料 塑料可分為熱固性塑料和熱塑性塑料 常用熱固性塑料有酚醛塑料 氨基塑料 環(huán)氧樹脂 DAP 塑料等等 常用熱塑性塑料有聚乙烯 PE 聚丙烯 PP 聚氯乙烯 PVC 苯乙烯 丁二烯 丙烯腈共聚體 ABS 聚甲醛 PA 聚碳酸酯 PC 聚砜 PSF 等 等 二 聚甲醛 POM 塑料 1 聚甲醛 POM 的工藝性能 熱塑性塑料在恒家壓力下 根據(jù)受熱溫度的差別 存在三種狀態(tài) 即玻璃態(tài) 高彈態(tài)和粘流態(tài) 處于粘流態(tài)的塑料 可采用注射成型和擠出成型等加工方法來(lái)制 作塑料制品 而聚甲醛就是在粘流態(tài)情況下成型成制品 聚甲醛流動(dòng)性中等 主要 2 由其溫度壓力 模具結(jié)構(gòu)來(lái)決定其流動(dòng)性 聚甲醛是不透明或半透明的結(jié)晶塑料 且不屬于吸濕性塑料 因此 在成型前可不用預(yù)熱處理 因?yàn)榫奂兹┦菬崦粜运芰?因此 模具設(shè)計(jì)選擇注射及成形時(shí)都應(yīng)注意 應(yīng)選用螺桿式注射機(jī) 澆注系統(tǒng)截面 應(yīng)大 模具和料筒應(yīng)鍍鉻 不得有死角滯料 必須嚴(yán)格控制成型溫度 模溫 加熱 時(shí)間 螺桿轉(zhuǎn)速及背壓等 聚甲醛 的成型特性 結(jié)晶性塑料熔融范圍很窄 熔融或凝固速度快 結(jié)晶化速度快 料溫稍低于熔融溫度即發(fā)生結(jié)晶化 流動(dòng)性下降 熱敏性強(qiáng)極易分解 但比聚氯乙烯稍弱 共聚比均聚稍弱 分解 溫度為 240 C 但 200 度中滯留 30 分鐘以上即發(fā)生有刺激性分解 時(shí)產(chǎn)生有刺激性 腐蝕性氣體 流動(dòng)性中等 溢邊值為 0 04 毫米左右 流動(dòng)性對(duì)溫度不敏感 但對(duì)注射壓力變化敏感 結(jié)晶度高 結(jié)晶化時(shí)體積變化大 成型收縮范圍大 收縮率大 吸濕性低 水分對(duì)成型影響極小 一般可不干燥處理 但為了防 止樹脂表面附粘水分 不利成型 加工前可進(jìn)行干燥并起預(yù)熱作 用 特別對(duì)大面積薄壁塑料件 改善塑件表面光澤有較好效果 干燥條件一般用烘箱加熱 溫度為 90 100 C 時(shí)間 4 小時(shí) 料層 厚度 30 毫米 摩擦系數(shù)低 彈性高 淺側(cè)凹槽可強(qiáng)迫脫模 塑件表面可帶有皺 紋花樣 但易產(chǎn)生表面缺陷 如毛斑 折皺 熔接痕 縮孔 凹 痕等弊病 宜用螺桿式注射機(jī)成形 余料不宜過(guò)多和滯留太長(zhǎng) 一般塑件克 量 包括主流道 分流道 不應(yīng)超過(guò)注射機(jī)注射克量的 75 或 取注射容與料筒容量之比為 1 6 1 10 料筒噴嘴等務(wù)必防止 有死角 間隙而滯料 預(yù)塑時(shí)螺桿轉(zhuǎn)速宜取低 并宜用單頭 全 螺紋 等距 壓縮突變型螺桿 噴嘴孔徑應(yīng)取大 并采用直通式噴嘴 為防止流涎現(xiàn)象噴嘴孔可 呈喇叭狀 并設(shè)置的加熱裝置 以適當(dāng)?shù)乜刂茋娮鞙囟?模具澆注系統(tǒng)對(duì)料流阻力要小 進(jìn)料口宜取厚 要盡量避免死角 積料 模具澆注系統(tǒng)對(duì)料流阻力要小 進(jìn)料口宜取厚 要盡量避 免死角積料 模具應(yīng)加熱 模溫高應(yīng)防止滑動(dòng)配合部件卡住 模 具應(yīng)用耐磨 耐腐蝕材料 并淬硬 鍍鉻 要注意排氣 必須嚴(yán)格控制成形條件 嵌件應(yīng)預(yù)熱 一般 100 150 余 料一般儲(chǔ)存 5 10 個(gè)塑件重量的物料即可 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 3 影響較大 提高模溫可改善表面凹痕 有助于融了料流動(dòng) 塑件 內(nèi)外均勻冷卻 防止缺料 縮孔 皺折 模溫對(duì)結(jié)晶度及收縮也 有很大影響 必須正確控制 一般取 75 120 小于 4 毫米的 取 75 90 宜用高壓 高速注射 塑件可在較高溫度時(shí)脫模 冷卻時(shí)間可短 但為防止收縮變形 應(yīng)力不均 脫模后應(yīng)將塑件 放在 90 C 左右的熱水中緩冷或用整形夾具冷卻 在料溫偏高 噴嘴溫度偏低 高壓對(duì)空注射易發(fā)生爆炸性傷人事 故 分解時(shí)有刺激性氣體 料性易燃應(yīng)遠(yuǎn)離明火 聚甲醛 的成型條件 查 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 1 4 注射成型機(jī)類型 螺桿式 比重 g cm 1 41 1 43 計(jì)算收縮率 1 2 3 0 注射壓力 kg cm 800 1000 噴嘴溫度 C 170 180 螺桿轉(zhuǎn)速 n min 28 模具溫度 C 90 120 適用注射機(jī)類型 螺桿式 預(yù)熱 溫 度 C 時(shí)間 h 80 1003 5 料筒 溫度 C 后 斷 中 斷 前 斷 160 170 170 180 180 190 成型 時(shí)間 s 注射時(shí)間 高壓時(shí)間 冷卻時(shí)間 總周期 20 90 0 5 20 60 50 160 后 處 理 方 法 溫度 C 時(shí)間 h 紅外線燈 鼓風(fēng)烘箱 140 145 4 注 塑料模具應(yīng)加熱為宜 4 聚甲醛 聚甲醛也是一種重要的工程塑料 它的抗疲勞強(qiáng)度較高 尺寸穩(wěn)定 吸濕性遠(yuǎn) 比尼龍小 制品可在 40 100 度范圍內(nèi)長(zhǎng)期使用 并能保持較高的硬度 耐磨性 剛度和強(qiáng)度 和其它塑料對(duì)比 聚甲醛還能耐反復(fù)扭曲 而且有突出的回彈能力 故還可用作塑料彈簧制品 缺點(diǎn)是熱穩(wěn)定性較差 成型過(guò)程中易因溫度控制不當(dāng)而 分解 此外 收縮率較大 約為 1 0 2 5 長(zhǎng)期于大氣中暴曬會(huì)加速聚甲醛老化 在工業(yè)中 除了選用聚甲醛作為某些有色金屬的代用品之外 還廣泛應(yīng)用于汽 車 機(jī)床 化工 機(jī)械 電器 農(nóng)業(yè)機(jī)械等行業(yè)制造零部件 二 對(duì)塑件技術(shù)要求的了解 因?yàn)槟＞叩男颓辉O(shè)計(jì)是根據(jù)塑件決定的 所以首先必須分析塑件圖和技術(shù)要求 4 分析塑件的幾何形狀 壁厚的均勻程度 工藝圓角 脫模斜度及成形孔的分布等 塑件的幾何形狀分析 塑件的幾何形狀與成型方法 模具的分型面選擇 塑件是否能順利成型和出模 有直接關(guān)系 因此 設(shè)計(jì)時(shí)要使塑件的幾何形狀能滿足其成形工藝要求 脫模斜度 為了便于塑件從模具型腔中取出或從塑件中抽出型芯 在設(shè)計(jì)時(shí)沿脫模方向均 應(yīng)有足夠的脫模斜度 根據(jù)塑件材料聚甲醛推薦的脫模斜度為 40 1 30 聚甲醛屬硬脆類塑料 且屬厚壁大的塑件 因此脫模斜度可取大值 根據(jù)塑件幾何形狀 按照塑件的收縮 規(guī)律 一般向心收縮 所以內(nèi)表面脫模斜度要比外表面大 由塑件的精度等級(jí)可確 定脫模斜度 內(nèi)表面取 1 外表面取 1 30 塑件的壁厚 壁厚與流程有密切關(guān)系 且成比例關(guān)系 根據(jù)聚甲醛屬流動(dòng)性中等 可得 100 0 8 0 7 42 16 100 0 8 0 7 1 5 2 即厚度 2 即可 由于塑件最薄處為 4mm 因此符合要求 同時(shí)可判斷流程短 對(duì)注射成型有利 3 圓角 在塑件設(shè)計(jì)過(guò)程中 為了避免應(yīng)力集中 提高塑件強(qiáng)度 及提高脫模 常采用 圓弧過(guò)渡 根據(jù)塑件圓角都取 R 0 5mm 4 孔 在塑件設(shè)計(jì)過(guò)程中 為了不影響塑件強(qiáng)度 孔與孔之間距離不應(yīng)太小 否則易 破裂 根據(jù)孔邊距與孔徑的關(guān)系 孔徑 d 為 3 6mm 時(shí) 塑件為 4 最小孔邊距 b 2 3mm 而塑件 b 14 4 8 8 7mm 因此足夠 本塑件有側(cè)孔 因此設(shè)計(jì)的盡可能使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 便于自動(dòng)化 便于塑件取出 并能保證塑件的質(zhì)量 5 旋轉(zhuǎn)阻滑紋 由于該塑件是傳動(dòng)工程件且阻滑紋為圓柱紋 塑件直徑 24mm 半徑 R 1 2mm 齒高 h 0 4 r 0 96mm 齒距 p 4r 4 8mm b 因此符合要求 從以上對(duì)塑件的幾何形狀 脫模斜度 工藝圓角等的分析 可知塑件符合塑料 制品工藝要求 而塑件的尺寸精度為 IT9 級(jí)也合理 三 注射機(jī)的選擇 一 塑件的體積 cos 50 55mm 5 V1 28 2 2 4923 52mm V2 44 2 6 9118 56mm V3 50 55 2 14 27638 9 V4 32 2 14 11253 76mm V5 1 2 4 21 379 81mm V6 24 2 21 9495 36mm V7 18 2 21 5341 14mm V8 2 4 8 401 92mm V V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8 56779 99 14836 5 401 92 38478 05mm 39cm G 42 1 42 55 77 59g 二 選擇注射機(jī) 由于塑件生產(chǎn)批量為大批 因此盡量多型腔 但與此塑件相組合 根據(jù)最大理 論注射量和最大注射克量 選擇注塑機(jī)類型 選用 ZS ZY 125 型臥式注塑機(jī)較合 適 根據(jù) XS ZY 125 型注塑機(jī)可查得 mm 螺桿直徑 30 42 45 最大理論注射量 125 注射壓力 11900 N 鎖模力 900KN 最大注射面積 320 最大模具厚度 300 模板最大距離 600 最小模具厚度 200 模板行程 300 噴嘴孔徑 4 噴嘴圓弧半徑 12 噴嘴移動(dòng)距離 210 許用型腔壓力 280 kg cm 定模板上孔徑 100 兩拉桿之間距 260 290 定模板上孔深 10 頂出形式 中間頂出 動(dòng)模板上孔徑 100 四 型腔數(shù)目的決定 注射模的型腔數(shù)目 可以是一模一腔 每一次注射生產(chǎn)一個(gè)塑件 也可以是多 腔 每一次注射生產(chǎn)多個(gè)塑件 由此型腔數(shù)目的決定可以從多方面考慮 從塑件尺 寸精度考慮 型腔數(shù)越多 精度也相對(duì)較底 則該塑件精度不高 可多型腔數(shù) 從 6 模具制造成本 多型腔模的制造成本省于單型腔模 但從塑件成本中所占的模具費(fèi) 比例來(lái)看 多型腔比單型腔要低 從注塑成型的生產(chǎn)效益拉一看 多型腔模從表面 上看 比單型腔模經(jīng)濟(jì)效益高 從制造的難度來(lái)看 多型腔比單型腔制造難度大 從整體考慮 可以從以下各方面來(lái)確定型腔數(shù) 一 注射機(jī)的可塑化能力與每一模內(nèi)所需注入的熔量 從保證塑件的可塑化的質(zhì)量上考慮 每次注射所送出的熔件量以占注射機(jī)的可 塑化能力锝 80 為宜 Qmax V P C cm h 15 7cm P 1 41 1 43 取 1 42 C 0 85 結(jié)晶性塑料 Qmax V P C 15 7 1 42 0 85 18 95kg h Q Qmax 0 8 10676cm h 178 cm min 設(shè)每一注射循環(huán)時(shí)間為 45s 則 178 3 2 118cm 每一塑件為 39cm 加上澆道容積約為 10cm 共計(jì) 42 10 52cm 118 49 2 4 取 2 腔 即最多每模 2 腔 二 注射機(jī)的鎖模力 鎖模力必須大于模具在開模方向的投影面積上的總注射壓力 1 注射基本壓力 依塑件壁厚及流程比而異 Pb Kc Ks 型腔注射壓力 取 P 2800 b 基本壓力 Kc 1 25 聚甲醛 K 1 1 25 取 K 1 4 2 鎖模力 鎖模力不小于總注射壓強(qiáng)的 1 5 倍 即 F 1 5 P A 0 1 壁厚為 mm 取最小 采用圓薄片型澆口 最長(zhǎng)流程為 42 13 14 14 45 96 46mm 流程比為 46 4 11 5 查 P B 與壁厚 t 和流程比 的關(guān)系 圖 得 L 11 5 壁厚 4mm Ps 13Mpa 由 Kc 系數(shù)表查得 Kc 1 25 塑件形狀復(fù)雜可取 Ks 1 4 由公式 P Pb Kc Ks 得注射壓力 P P 13 1 4 1 25 22 75 23 Mpa 7 投影面積 A R 26 21 2264 21 3cm 型腔總投影面積 A 21 2 2 42 4cm 由 F 1 5 P A 0 1 得鎖模力 F 1 5 23 42 4 0 1 146 28KN1 即取一腔許可 五 成型零件設(shè)計(jì) 一 確定型腔壁厚 8 1 按強(qiáng)度計(jì)算來(lái)確定其壁厚 R r t P t P R 26 112 1000 280 1000 280 34 8 mm t 1000kg cm 設(shè)模具鋼的抗拉力應(yīng) 4000kg cm 取安全系數(shù)為 4 r 26 112mm p 280kg cm H R 34 8 26 112 7 8mm 壁厚 7 8mm 即可 因此 為了安全起見(jiàn) 可把嵌入型腔外徑取為 72mm 2 按變形量校核型腔壁厚 26 280 2 1 1000000 36 26 36 26 0 3 0 011mm 0 023mm 如按所用塑料收縮率及塑件壁厚計(jì)算 所得之壁厚收縮值大于 0 011mm 時(shí) 則不 影響脫模 可按所得 值計(jì)算收縮率 聚甲醛壁厚 8mm 時(shí) 取 1 2 3 0 因此大于 0 011mm 即可以按計(jì)算所得的 值設(shè)計(jì)模具 壁厚取 10mm 70mm 二 動(dòng)模板厚度的計(jì)算 塑料及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 F 52 224 2 2141mm 2 9 因此 動(dòng)模板厚度查表可得 F 10 50cm 2 可取 20 25mm 但考慮到裝入導(dǎo)柱 頂管機(jī)構(gòu)墊板強(qiáng)度的影響以及對(duì)整副模具的裝模高度 結(jié)構(gòu)分析初定為 H 30mm 三 確定分型面 分型面選擇的合理對(duì)模具有很大的影響因素 因此 應(yīng)合理選擇脫模方便 不 影響塑件外觀 排氣順利 使其具有良好的工作效果 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu) 通常分型面 都設(shè)計(jì)在最大截面處 且起排氣作用 因此將分型面設(shè)在離基準(zhǔn)端 28mm 的截面上 因?yàn)樵诖私孛嬉贿呌行饼X輪 又有側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 從軸向型芯角度考慮 脫模時(shí)塑件定 會(huì)落在有阻螺紋的型芯上 且從保證齒輪的輪廓與孔同軸度考慮 齒輪型腔與型芯 都設(shè)在動(dòng)模上 否則會(huì)導(dǎo)致塑件同軸度及精度下降 因此設(shè)在此截面比較合理 四 排氣槽的設(shè)計(jì) 為了使塑件制品上不產(chǎn)生氣孔 甚至不能完全充滿等缺陷考慮排氣作用 通常 采用間隙排氣 但為了使塑件精度更高 不破壞等 常在 0 03 0 05mm 內(nèi)取 不過(guò) 不得超過(guò)其塑料的最大溢邊值 結(jié)合本模具 可依靠模具分型面的間隙和側(cè)抽芯和型 腔的配合間隙來(lái)排氣 無(wú)須另外開設(shè)排氣槽 聚甲醛推桿間隙 C 可取 0 02 0 025mm 五 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 成型凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 成型零件在工作時(shí)是直接與塑料接觸的 對(duì)塑件的質(zhì)量有直接關(guān)系 因此選擇 結(jié)構(gòu)時(shí) 即要保證成型塑件 又要便于加工制造 由于塑件較復(fù)雜 有齒輪與側(cè)孔 因 此用整體式 肯定不行 而采用組合式比較適當(dāng) 但組合拼塊也有其缺點(diǎn) 制造較麻煩 且 塑件宜產(chǎn)生拼痕跡 不過(guò) 也有其好 可解決復(fù)雜型面的加工困難 通常為保證側(cè)壁 之間連接準(zhǔn)確性 常在連接處外側(cè)保留 0 3 0 4mm 間隙 可使內(nèi)側(cè)連接緊密 因此 本模具型腔選擇組合較合適 2 成型凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 通常凸模的機(jī)械加工比凹模方便 而工作中受力比較集中 所以多數(shù)凸模是整體 結(jié)構(gòu) 3 成型尺寸計(jì)算 型腔的制造尺寸是包括了塑料的成型收縮在內(nèi)的 因此 在計(jì)算尺寸之前 首先 要確定使用塑料的成型收縮率 a 塑料的成型收縮率 理論的成型收縮率 塑件在 20 溫度下的體積 型腔在 20 溫度下的容積 成型收縮率 也就是體積的收縮 在設(shè)計(jì)型腔時(shí) 常按長(zhǎng)度收縮計(jì)算 聚甲醛是結(jié)晶性塑料 因此 成型中收縮率較大 且其收縮有導(dǎo)向性 查得聚甲醛厚度大于 8mm 時(shí) 收縮率 10 為 2 0 2 6mm 根據(jù)塑件復(fù)雜程度與精度取其平均值較合適 取 S 2 3mm b 工作尺寸計(jì)算 型腔的制造公差 按精度等級(jí)查得 m 3 為塑件公差值 查表得各尺寸制造公差值與塑件公差值 mm 尺寸 制造公差值 塑件公差值正偏差 塑件公差值負(fù)偏差 52 0 074 0 1 200 42 0 026 0 1 200 32 0 052 0 1 040 28 0 052 0 0 960 2 4 0 025 0 0 480 44 0 026 1 200 0 24 0 052 0 880 0 18 0 043 0 800 0 4 0 030 0 560 0 21 0 052 0 0 088 14 0 043 0 0 720 8 0 036 0 0 640 6 0 030 0 0 560 其平均收縮率 Scp 1 2 3 0 2 2 1 計(jì)算型腔徑向尺寸 52 44 32 28 2 4 型腔徑向尺寸計(jì)算公式 11 M ds 1 Scp 3 4 0 z 52 52 1 2 1 3 4 1 4 00 467 52 042 00 467 mm 44 44 1 2 1 3 4 1 2 00 400 44 024 00 400 mm 32 32 1 2 1 3 4 1 04 00 347 31 956 00 347 mm 28 28 1 2 1 3 4 0 96 00 320 27 868 00 320 mm 2 4 2 4 1 2 1 3 4 0 48 00 160 2 450 00 160 mm 計(jì)算型芯徑向尺寸 d24 d18 d4 型芯徑向尺寸計(jì)算公式 dM ds 1 Scp 3 4 0 z d24 24 1 2 1 3 4 0 88 00 293 25 164 00 293 mm d18 18 1 2 1 3 4 0 80 00 267 18 978 00 267 mm d4 4 1 2 1 3 4 0 56 00 187 4 457 00 187 mm 計(jì)算型腔深度尺寸 H14 H8 H6 型腔深度尺寸計(jì)算公式 HM Hs 1 Scp 2 3 0 z H14 14 1 2 1 2 3 0 72 00 240 13 814 00 240 mm H8 8 1 2 1 2 3 0 64 00 210 7 741 00 210 mm H6 6 1 2 1 2 3 0 56 00 187 5 763 00 187 mm 計(jì)算型芯深度尺寸 h42 h21 型芯深度尺寸計(jì)算公式 12 hM hs 1 Scp 2 3 0 z h42 42 1 2 1 2 3 1 2 00 400 43 682 00 400 mm h21 21 1 2 1 2 3 0 88 00 293 22 028 00 293 mm 齒輪成型尺寸計(jì)算 N cos4 24 0 5 cos4 24 100 50 148 mm a 2 z 50 148 2 0 5 51 148 mm f 2 a n n z 50 148 2 1 0 5 0 5 48 468 mm 51 15 51 15 1 0 021 00 467 52 224 00 467 mm 48 65 48 468 1 0 021 00 400 49 672 00 400 mm 六 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)從多方面考慮 結(jié)合塑料 澆注系統(tǒng)需按一模一腔分布設(shè)計(jì) POM 的成型特性而知 進(jìn)料口應(yīng)取厚盡量避免死角積料 在保證工作順利的條件下 容積應(yīng)取最小 以充分利用材料 減小材料損耗 一 主澆道 澆口套 的設(shè)計(jì) 主澆道是與注射機(jī)噴嘴直接連接部分 它是最先進(jìn)入模具的通道 它與噴嘴在 同一軸心線上 故熔料在主流道內(nèi)并不改變流動(dòng)方向 主流道的形狀大多為圓錐形 也呈圓形或扁形 為了便于拉出流道中的冷料 通常將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形 錐角 為 2 7 內(nèi)壁粗糙值等于或小于 0 8mm 圓錐孔小頭直徑為 4 8mm 但必須比 注射機(jī)噴嘴大 0 5 1mm 主流道的長(zhǎng)度由定模板厚度確定 確定主澆道各部分尺寸 13 d 確定噴嘴處孔徑 由 XS ZY 125 型注射機(jī)查得 嘴噴孔徑為 4mm 從聚甲醛成形特性看嘴噴處孔徑應(yīng)取大些 并采用直通式噴 嘴 d 噴嘴孔徑 1mm d 5 mm 確定澆口處噴嘴球半徑 由 XS ZY 125 型注射機(jī)查得 球半徑 R 為 12mm R 噴嘴球半徑 2 3 mm 可取 3mm R 12 3 15mm 其他尺寸 2 5 可取 3 r 1 3mm 可取 r 2mm H 1 3 2 5 R 5 10mm 可取 H R 3 5mm 確定主澆道直徑 可由經(jīng)驗(yàn)公式得 D 4V R D 主澆道大頭直徑 V 流經(jīng)主澆道熔體體積 K 常數(shù) POM 可取 2 1 代入得 D 4V R 4 42 10 2 1 5 62 6mm 14 即只需大于 6mm 即可 D d tg 2 L 5 2 62 7 62mm 6mm 因此符合要求 D 可取 6mm 二 澆口的設(shè)計(jì) 澆口的位置尺寸 形狀 直接關(guān)系塑件的內(nèi)在質(zhì)量與外在質(zhì)量 如果采用不當(dāng) 容易招致填充不良 氣泡 融合痕 翹變形 密度不均勻的弊病 聚甲醛塑料其結(jié) 晶速度快 流速增高 并且摩擦使料溫也增高 有利于其填充型腔 且還可以縮短 成型周期 殘余應(yīng)力小 可防止塑件破裂 翹曲 變形易進(jìn)行澆口痕跡的后加工 選擇澆口對(duì)塑件的質(zhì)量有直接關(guān)系 主要從塑件形狀和要求來(lái)確定 由于塑件 是一工程塑件 長(zhǎng)筒形 外形有齒輪 內(nèi)孔要與軸相互配 因此 不可能在內(nèi)壁外 側(cè)開澆口 因此選擇圓薄片狀澆口較適合 因此其流程短 排氣條件好 不易產(chǎn)生 熔接痕 且對(duì)筒形中間通孔塑件更適合 只能適用于型腔 但澆口去除困難 其進(jìn) 料口厚度一般取 0 2 1 2 毫米 三 定位圈的選用 Df7d23h 由 XS ZY 125 型注射機(jī)查得 定模板與澆口套之間配合孔徑為 100 00 054mm 參定位圈推薦值 D 100mm d3 75mm D2 50mm h 14mm 七 模具的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 15 對(duì)于注射模而言 其是連續(xù)工作的 而受人為因素影響較多 所以無(wú)須很精確 的計(jì)算 加熱冷卻系統(tǒng)可以根據(jù)型腔的幾何形狀 塑料的成形特性來(lái)確定 一 加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 聚甲醛塑料在加工前進(jìn)行干燥的同時(shí)起到預(yù)熱作用 而且模具型腔的壁厚比較 大 又由成形特性可知 聚甲醛結(jié)晶性熔融范圍很窄 熔融速度快 且流動(dòng)性對(duì)溫度 變化不敏感 所以模具不需要加熱系統(tǒng) 二 冷卻系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 由聚甲醛塑料的成形特性可知 MPO 的凝固速度快 結(jié)晶速度快 料溫稍低于熔 融溫度即發(fā)生結(jié)晶化 因?yàn)樗芰系谋诤翊笥诘扔?4 mm 所以結(jié)晶時(shí)的模溫可取 t 90c 120c 塑件可在較高溫度時(shí)脫模 所以可推出塑件在成形時(shí)不需冷卻系 統(tǒng) 如果要裝冷卻系統(tǒng) 則應(yīng)把孔的位置放在定模板和型腔板上 模具是不需要安 裝冷卻系統(tǒng) 本該按塑件釋放的熱量等于由模板散發(fā)的熱量來(lái)詳細(xì)推測(cè)出 但因本 畢業(yè)設(shè)計(jì)的參考資料有限 所以只能根據(jù)推測(cè)來(lái)確定 故不開設(shè)冷卻系統(tǒng) 八 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 模具中的脫模機(jī)構(gòu) 根據(jù)成型設(shè)備 塑件形狀的不同而有多種形式 但都要求 機(jī)構(gòu)的工作可靠 動(dòng)作靈活 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 塑件有側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 還有斜齒輪脫模機(jī)構(gòu) 一 頂管脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 運(yùn)動(dòng)形式 4 24 螺旋升角的塑件 雖然其螺旋升角不大 但若采用強(qiáng)制脫模 因其模 數(shù)小 齒數(shù)多 則易出現(xiàn)制件破壞 顯然不行 因此常采用在推頂?shù)?制件應(yīng)沿著 齒廓升角被強(qiáng)制旋出型腔 也就是說(shuō) 推管在推動(dòng)的同時(shí)也相應(yīng)的應(yīng)與塑件一起旋 出型腔 從而實(shí)現(xiàn)脫模 為了使其導(dǎo)向嚴(yán)格地與塑件螺旋齒廓相吻合 頂管通過(guò)一 個(gè)與注塑齒輪升角相同的導(dǎo)向槽與動(dòng)型芯固定的銷相配合 當(dāng)銷被軌跡槽控制驅(qū)動(dòng) 時(shí) 就能精確的依照齒輪螺旋升角傳動(dòng) 2 結(jié)構(gòu)形式 16 如圖所示 其脫模結(jié)構(gòu)是推管為主 由于塑件帶有斜齒輪 因此在推頂同時(shí) 要有旋轉(zhuǎn) 所以設(shè)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 如圖所示 其頂推由推管實(shí)現(xiàn) 而其型芯則轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí) 現(xiàn) 而型芯的轉(zhuǎn)動(dòng)是由推管的型槽帶動(dòng)型芯上的銷來(lái)實(shí)現(xiàn) 銷與型芯為過(guò)盈配合 中間的頂桿用來(lái)正確的確定型芯位置 同時(shí)在塑件脫模時(shí) 有排氣作用 從而不影 響脫模 3 轉(zhuǎn)銷直徑的確定 轉(zhuǎn)銷的作用主要是協(xié)助頂管完成脫模 這時(shí)是受扭矩和剪切作用 這個(gè)扭矩因?yàn)?只旋轉(zhuǎn)一個(gè)很小的角度即 4 24 所以可以忽略不計(jì) 轉(zhuǎn)銷的破壞形式主要 是剪切斷裂 以下按剪切應(yīng)力 型腔壓力來(lái)確定轉(zhuǎn)銷的直徑 d 材料為 35 鋼 查得 S 216 314 MPa 常溫 F ns 1 2 2 2 溫度 常溫為安全起見(jiàn) ns 2 5 1 216 314 2 5 86 4 125 6Mpa 0 6 0 8 86 4 125 6 51 84 100 48 型芯平均壓力 P 35MPa Q A Q 35 4 24 207 8mm d 2 4 207 8mm d 9 6mm 取 d 10mm 4 脫模機(jī)構(gòu)中各零件的設(shè)計(jì) 頂桿的設(shè)計(jì) 頂桿在機(jī)構(gòu)中的作用主要有三點(diǎn) 一是頂出型芯上部的冷料井 二是防止型芯 偏斜 起定位型芯的作用 保證精度 三是起到排氣作用 參考標(biāo)準(zhǔn) ISO 6751 1986 可 查得 L 155mm H 5mm D 1 5mm D 2 10mm D 3 6mm 推管的設(shè)計(jì) 在推管上應(yīng)具有與轉(zhuǎn)動(dòng)銷配合的型槽 其具體尺寸 17 由圖可知 為使機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊 簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu) 運(yùn)用了轉(zhuǎn)銷在斜槽中的滑動(dòng)脫出塑件 的斜齒輪部分 斜槽的傾斜角 應(yīng)與斜齒輪螺旋角 相等 即 4 24 為了使塑件順利脫出型腔 即 斜槽的高度 h1 斜齒輪的高度 14mm 取 h1 15mm 導(dǎo)向槽的總高 h2 塑件的頂出高度 28mm 轉(zhuǎn)銷直徑 d 一定的頂出余量 取 h2 55mm 轉(zhuǎn)銷與推管有間隙 且有一定的運(yùn)動(dòng)關(guān)系 因此銷與形槽的表面要耐磨 硬度 高 要有足夠的強(qiáng)度 表面精度要高 其配合尺寸如圖所示 從整體考慮 可參考標(biāo)準(zhǔn)件 ISO 8405 1986 其具體尺寸 L1 77mm L2 30mm L 131mm D1 5mm D 2 32mm D3 6mm D4 40mm D5 11mm H 8mm h 5mm 頂桿頂管的固定形式 它們都采用臺(tái)階式固定推管與推管固定板的聯(lián)接處采用銷緊固 銷的直徑 d 5mm 采用標(biāo)準(zhǔn)件 GB119 86 二 抽芯脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 當(dāng)塑件或圓周方向有均布的凹槽 側(cè)孔或凸臺(tái)的塑件 常采用轉(zhuǎn)盤式分型抽芯機(jī)構(gòu) 根據(jù)塑件側(cè)孔 采用托盤式抽芯機(jī)構(gòu)較合理 且抽芯距不大 抽拔力不大 在模具 中 有數(shù)量與塑件孔相等的 8 個(gè)滑動(dòng)側(cè)型芯 閉模時(shí) 全部型芯抵在模芯上 構(gòu)成 了塑件的型腔 8 個(gè)側(cè)型芯 各自抽在滑槽座的導(dǎo)滑槽內(nèi) 側(cè)型芯上的圓柱銷穿過(guò) 導(dǎo)滑槽下的長(zhǎng)方形孔 進(jìn)入轉(zhuǎn)盤上的人字形槽有兩段組成 一段是圓弧槽 另一段 是斜槽 其角度與長(zhǎng)度都與軸芯距有關(guān) 開模時(shí) 斜楔使轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng) 而與側(cè)抽芯相 連的圓柱銷是插在轉(zhuǎn)盤的斜槽中 轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)銷滑動(dòng) 從而使側(cè)抽芯強(qiáng)制抽芯 當(dāng)斜 楔離開轉(zhuǎn)盤時(shí) 全部抽芯結(jié)束 1 斜楔的確定 1 斜楔的形狀 18 常見(jiàn)的斜楔形狀是與側(cè)型芯相對(duì) 但本斜楔是起轉(zhuǎn)動(dòng)作用 因此其形狀如圖所 示 B1h2Ha2b12 45 由于斜楔在工作時(shí)要受到彎曲和摩擦 所以除了應(yīng)有足夠的強(qiáng)度外 表面粗糙 度值要低 材料外表硬而耐磨 斜楔與橫板有固定面 其表面粗糙度值要低 斜楔 脫模本身具有復(fù)位作用 因此可不設(shè)復(fù)位機(jī)構(gòu) 2 轉(zhuǎn)盤的受力分析和斜楔尺寸的確定 受力分析 F2 F1cos30 120 cos30 103 90 N F3 tg30 F1 69 2 N S 265 353 19 nS 1 2 2 2 取 nS 2 1 S nS 265 353 1 2 2 2 132 5 176 5 取 1 150 斜楔尺寸的確定 設(shè)彎銷的寬度為 a 由圖可知 y 120 a 2 x 100 由力矩平衡公式可知 F y F3 x F 120 a 2 69 2 100 F 6574 120 a 2 因?yàn)殇N為一懸臂梁 故按彎曲公式來(lái)計(jì)算 M 彎 P L L 彎曲力矩的力臂長(zhǎng)度 假設(shè) L 取模板允許的最大半徑 150 M 彎 6574 120 a 2 300 令 b 2a h a 所以 W 2a a 2 6 a3 3 max M 彎 W W 抗彎矩 W b h2 6 將 代入 式 max M 彎 W 1972 3 120 a 2 a 3 150 解得 a 7 由整體結(jié)構(gòu)可知 取 b2 25 b1 30 B2 30 B1 45 h1 35 1 15 20 可取 1 17 5 20 hH 由圖可知斜楔帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的距離是有斜楔的工作高度 h2決定的 l R 22 R22 2R22cos11 18 67 19 h2 l 2 10 tg l 4 tg 23 tg17 5 73 5 75 H h2 h1 46 5 14 32 5 156 5 具體尺寸可參考 SLM 3 4 斜楔的固定方式 斜楔的固定方式是在定模板上開出與斜楔頭部尺寸相吻合的槽 把斜楔鑲?cè)氩?內(nèi) 用兩銷釘和兩螺釘緊固定位 螺釘選擇 GB70 85 M8 45 的內(nèi)六角的螺釘 銷釘選擇 GB119 86 A5 25 的標(biāo)準(zhǔn)銷 加工時(shí)斜楔與定模板之間應(yīng)配作加工 為了使銷能順利裝入可在定模板銷孔位 置上設(shè)置通氣孔 2 轉(zhuǎn)盤的設(shè)計(jì) 1 側(cè)抽芯距 將側(cè)抽芯從成型位置抽拔到不妨礙塑件脫模位置時(shí) 沿側(cè)抽芯方向所移動(dòng)的距 離稱側(cè)抽芯距 它應(yīng)比成型塑件的孔深或凸臺(tái)高度大 由于孔深為 4mm 因此可取 S 5mm 2 轉(zhuǎn)盤上人字形槽尺寸 21 z 斜槽 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)角 的角度 圓弧槽的角度 R1 圓弧槽中心半徑 h4 形槽寬度 h3 斜槽半徑方向的距離 通常斜槽 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)角度 長(zhǎng)度不大 可設(shè)為 10 但為了有一定間隙可取 2 11 為了有一定的間隙量 其開合模自如 可設(shè)取 5 R1 由結(jié)構(gòu)確定 設(shè)取 R1 100mm 形槽寬 h4 即側(cè)型芯所帶銷的導(dǎo)滑槽寬度大小 不能太大 也不能 太小 因此可取銷徑 0 5mm 設(shè)銷徑為 5mm 則 h4 5 5mm 而 h3由側(cè)抽芯距加 一定余量 取 h4 5 1 6mm 3 定位裝置 通常側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)都設(shè)有定位裝置 為了保證側(cè)抽芯能正確到位 保證塑件尺寸 精度 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)可選用球形定位裝置 可選擇標(biāo)準(zhǔn)件 鋼球選用 GB308 77 8 彈簧選用 GB1358 78 1 6 30 固定螺釘選用 GB75 85 N10 12 4 轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)形狀的設(shè)計(jì) 為了達(dá)到最好的經(jīng)濟(jì)性和輕巧程度 把轉(zhuǎn)盤設(shè)計(jì)成耳朵形并取對(duì)稱更為合適 具體尺寸可參考零件圖 SLM 4 九 復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和選擇 常見(jiàn)復(fù)位形式有復(fù)位桿與復(fù)位彈簧 22 根據(jù)本模具結(jié)構(gòu)可知 選用彈簧復(fù)位較合適 可選用彈簧 為了使頂出機(jī)構(gòu)復(fù)位 我們采用了彈簧 復(fù)位機(jī)構(gòu) 復(fù)位機(jī)構(gòu)主要由螺釘 彈簧及推桿組成 一 彈簧的選用 要達(dá)到復(fù)位的目的 彈簧必須滿足以下條件即其產(chǎn)生的彈力需大于頂管與銷 頂管與墊板 型腔之間產(chǎn)生的摩擦力 因?yàn)閺椈伤艿牧^難計(jì)算 根據(jù)經(jīng)驗(yàn) 選擇 4 個(gè)均布在周圍上的中徑為 10mm 的彈簧 完成復(fù)位動(dòng)作 參照 機(jī)械設(shè)計(jì)與工藝手冊(cè) 表 2 86 選工作負(fù)荷 F 184 3N 彈簧中徑 D 10mm 圈彈簧工作極限負(fù)荷下變形量 f 2 033 節(jié)距 P 4 28mm 最小導(dǎo)柱的直徑 Dmin 16mm 材料直徑 d 1 6mm 參照 附表 34 Fmax 212N K m m 1 1 4m M D d 10 1 6 6 25 K 6 25 6 25 1 1 4 6 25 1 23 參照 機(jī)械設(shè)計(jì)與工藝手冊(cè) P192 Fsc K F2 1 23 212 260 76 N K F2 fo f Fsc Flim 式中 f2 28mm fo 0 25 0 43 f2 n k1 f2 f0 f Fsc Flim 1 23 28 0 4 0 28 2 033 260 76 184 3 15 8 n 取 16 n 總 n 2 5 16 2 5 18 5 H0 nt 2d T p 4 28 H0 18 5 4 28 2 1 6 82 38mm 取 H0 8mm 所以彈簧選 1 6 10 80 GB2089 80 二 彈簧的分布形式 23 通常 塑料模中復(fù)位機(jī)構(gòu)通常選用彈簧 在冷沖模中通常選用橡膠復(fù)位 彈簧體 積小 更換簡(jiǎn)便 只要拆開墊板即可 而且 可通過(guò)墊片來(lái)調(diào)節(jié)彈力的大小 十 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 一 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功用 保證模具開合運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng) 定模相對(duì)的精確位置 保護(hù)型芯在合模時(shí)與型腔不發(fā) 生碰撞 具體要求為 配合精確 保證模具開合動(dòng)作輕便 壽命長(zhǎng) 推板和固定板 之間的導(dǎo)向裝置是保證推件機(jī)構(gòu)推出 復(fù)位的準(zhǔn)確導(dǎo)向 具體要求為能承受規(guī)定的 重量 導(dǎo)向平穩(wěn) 準(zhǔn)確 二 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的選用 為達(dá)到上述功用和要求 采用了導(dǎo)套 導(dǎo)柱對(duì)準(zhǔn)中心 在定模板和定模固定板 之間裝入了 B 型導(dǎo)套 在型腔固定板上裝入 A 型導(dǎo)柱 導(dǎo)套選 d 20 的標(biāo)準(zhǔn)件 國(guó)標(biāo)為 GB4169 3 84 20 26 導(dǎo)柱選 d 20 的標(biāo)準(zhǔn)件 國(guó)標(biāo)為 GB4169 5 84 20 80 40 在推管固定板和推管蓋板之間裝入 B 型導(dǎo)套 在動(dòng)模板上裝入 B 型導(dǎo)柱 導(dǎo)套選 d 20 的標(biāo)準(zhǔn)件 國(guó)標(biāo)為 GB4169 3 84 20 26 導(dǎo)柱選 d 20 的標(biāo)準(zhǔn)件 國(guó)標(biāo)為 GB4169 5 84 20 90 25 十一 型芯與側(cè)型芯脫模力的計(jì)算 一 型芯脫模力的計(jì)算 當(dāng)脫模開始時(shí) 阻力最大 推桿剛度及強(qiáng)度應(yīng)按此時(shí)受力計(jì)算 即無(wú)需脫模斜 度 0 抽拔力由兩部分組成 即 Q Q1 Q2 Q1 成型斜齒輪上部?jī)?nèi)孔的抽拔力 24 Q2 成型花鍵形的內(nèi)孔的抽拔力 Q1 C1h1p1u C1 d 18 h1 21 p1 12Mpa u1 0 2 Q1 18 21 12 0 2 2850N 如圖所示 45 2 22 5 2 arctg1 2 12 aectg0 1 2 5 71 2 22 5 5 71 16 79 Q2 c2h2p2u2 c2 2 1 2 8 16 79 180 2 8 12 19 2 17 9 116 58mm h2 21 p1 12Mpa u2 0 2 Q2 116 58 21 12 0 2 5875 632N Q 總 Q 1 Q2 2850 5875 632 8725 632N 由于這個(gè)力是由注射機(jī)頂桿來(lái)承擔(dān)的 而所選注射機(jī)的法定推力 F 2 5 噸 25 即 F 2 5 1000 9 8 24500N F Q 總 故合格 二 側(cè)抽芯力計(jì)算 Q c h P c d 4 h 4 P 8 12Mpa 0 1 0 2 取 0 2 Q c h P 4 4 8 12 0 2 80 4 120 6 N 則側(cè)抽芯力 Q 120 N 十二 模具的閉模高度和開模行程驗(yàn)算 1 模具的閉模高度 模具的閉模高度指的是閉模時(shí) 定模板到模腳下表面的距離 從模具的 裝配圖中量得 H 244 mm Hmin H Hmax 300 mm Hmin 200 mm 模具能在設(shè)備上安裝 2 模具的開模行程 S 2 H 1 H2 5 10 H 1 脫模距離 mm 2 30 42 5 10 149 154 mm H 2 塑件高度 mm 由前面注射機(jī)的選擇技術(shù)參數(shù)可得注射機(jī)的開模行程 S 300 mm S S 模具能順利脫出塑件 十三 模具其它零件的設(shè)計(jì) 一 模板 1 定模板固定板 模板是模具和成型設(shè)備連接的板 所以定模板固定板的直徑要比型腔固定板大 取 280mm 合格 材料選取 45 鋼 具體尺寸見(jiàn)零件圖 SLM 15 2 定模板 26 定模板是成型板 所以定模板的直徑要比定模固定板小 取 240 合格 材 料選取 T8A 具體尺寸見(jiàn)零件圖 SLM 13 3 動(dòng)模板 動(dòng)模板是模具和成型設(shè)備連接的板 一般與模腳相連接 所以定模板固定板的 直徑要與定模板的直徑相同 取 240mm 合格 材料選取 45 鋼 具體尺寸見(jiàn)零件 圖 SLM 5 二 型芯與斜齒輪型腔 型芯的材料選 T8A 具體尺寸見(jiàn)零件圖 SLM 11 斜齒輪型腔具體尺寸見(jiàn)零 件圖 SLM 14 三 推板 推管固定板與推管蓋板通稱推板 其材料選 45 鋼 其中推板的總體結(jié)構(gòu)與墊 塊相適 具體尺寸見(jiàn)零件圖 SLM 8 與 SLM 7 四 型腔板 1 型腔固定板 板的總體結(jié)構(gòu)與型腔 轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)相適應(yīng) 而且需另外銑出八個(gè)側(cè)型芯的導(dǎo)滑槽 并加工出放置八個(gè)側(cè)型芯的空間 其具體結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)零件圖 SLM 12 2 型腔 要裝入推板和推板固定板 采用拐腳式圓形模腳 又稱模腳 其總體結(jié)構(gòu)與型腔固定板 推管 斜齒輪型腔結(jié)構(gòu)相適應(yīng) 而且需另外銑出八 個(gè)側(cè)型芯的成型孔 并加工出放置斜齒輪型腔的空間 極其固定的緊定縲孔 其具 體結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)零件圖 SLM 10 五 模腳 1 墊塊 墊塊高度應(yīng)使頂出機(jī)構(gòu)能將塑件推出型腔 并超出分型面 5 15mm 左右 所 以由前面計(jì)算頂出空間 H 45mm 即可滿足要求 即墊塊高度為 95mm 其具體結(jié)構(gòu) 尺寸見(jiàn)零件圖 SLM 6 2 底板 其總體結(jié)構(gòu)與注射機(jī)頂桿結(jié)構(gòu)相適應(yīng) 其具體結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)零件圖 SLM 9 十四 標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 一 螺釘和銷的選用 螺釘 2 M8 45 GB70 85 螺釘 4 M6 8 GB70 85 螺釘 16 M8 125 GB70 85 螺釘 17 M8 36 GB70 85 螺釘 32 M10 85 GB70 85 螺釘 33 M8 30 GB70 85 27 螺釘 38 M8 30 GB70 85 銷 3 5 25 GB119 86 銷 6 5 30 GB119 86 銷 12 15 GB119 86 銷 25 10 47 GB119 86 銷 31 6 25 GB119 86 注 由于螺釘 銷所受力不大 所以無(wú)須進(jìn)行校核 二 彈簧的選用 彈簧 10 1 6 10 100 GB2089 80 彈簧 22 1 6 30 GB2089 80 三 導(dǎo)柱 導(dǎo)套的選用 導(dǎo)柱 24 d 20 L 90 GB4169 5 84 導(dǎo)柱 29 d 20 L 116 GB4169 5 84 導(dǎo)套 18 d 20 L 36 GB4169 5 84 導(dǎo)套 35 d 20 L 36 GB4169 5 84 注 其余模具中所用的標(biāo)準(zhǔn)件已在相應(yīng)的章節(jié)里指明 這里就不再重述了 十五 模具的總裝圖以及運(yùn)動(dòng)順序 及其特點(diǎn) 至今為止 整副模具的零件設(shè)計(jì)完畢 本次所設(shè)計(jì)的塑料斜齒輪注射模最大 的特點(diǎn)是兩個(gè)地方 一是八個(gè)側(cè)型芯的成形 脫模 在此模具中 采用了轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu) 理由是抽芯距小 只有 4mm 而且此種結(jié)構(gòu)抽芯方便 準(zhǔn)確 為防止干涉及抽芯徹 底 再加 1 2mm 的抽芯距 利用轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)強(qiáng)制脫模 優(yōu)越于其它脫模機(jī)構(gòu) 另一 特點(diǎn)是頂出機(jī)構(gòu) 本模具采用了簡(jiǎn)單的頂管和頂桿頂出 然而由于斜齒輪的脫模不 能強(qiáng)制脫出 所以利用其螺旋角 4 24 的條件 利用支承銷在頂管斜槽中轉(zhuǎn) 4 24 脫出斜齒輪的方法 是本副模具的顯著特色 該模具也存在不少缺點(diǎn) 模 具進(jìn)行裝配時(shí) 由于多處需配合 所以裝配的難度較大 該模具的運(yùn)動(dòng)順序如下 當(dāng)塑料注射完畢 保溫 冷卻一段時(shí)間后 進(jìn)行開模 首先 定模板與型腔固 定板分離 彎銷的作用下 轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)使側(cè)抽芯抽芯完成 當(dāng)定模部分運(yùn)動(dòng)到定期距 離 使推管固定板與壓力機(jī)上的頂桿相接觸 推管開始脫模 至支撐銷轉(zhuǎn)完 4 24 脫 出斜齒輪部分 頂管繼續(xù)運(yùn)動(dòng) 直至整個(gè)塑件被頂出 合模 注射 十六 總結(jié) 為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)至今己將近尾聲 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)了三年來(lái)所學(xué)的理 論專業(yè)知識(shí) 是理論和實(shí)踐結(jié)合的大課題 提交我們的分析問(wèn)題 解決問(wèn)題 鞏固 運(yùn)用知識(shí)的能力發(fā)揮了舉足輕重的作用 為提交我們的實(shí)踐操作技能 為我們踏上 社會(huì)走上工作崗位參加工作典定了良好的基礎(chǔ) 28 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì) 我對(duì)塑料模的設(shè)計(jì)思路 方案分析 擬定等各個(gè)環(huán)節(jié)有 了較為清晰 深入的了解 拿到一個(gè)塑料制件 首先要對(duì)制件進(jìn)行工藝分析 在滿 足制件使用要求的前提下 為提高制件質(zhì)量 精度還可以對(duì)制件的某件的某些部位 進(jìn)行改進(jìn) 注射模的設(shè)計(jì)步驟主要還包括 模具型腔個(gè)數(shù)的確定 分型面的選擇 型腔配置 澆道 澆口系統(tǒng)的確定 側(cè)凹處理的方式 推件裝置的確定 拉料桿型 式的確定流道凝料脫落形式的確定 溫度控制方式的確定 型腔 型芯固定方式的 確定 型芯抽拔方式的確定 校核 繪制主要需件工作簡(jiǎn)圖等 在設(shè)計(jì)時(shí)要對(duì)各個(gè) 方案進(jìn)行權(quán)衡量 盡早彩用標(biāo)準(zhǔn)件以縮短設(shè)計(jì)周期 降低設(shè)計(jì)成本 在塑料模選材 的方面 我認(rèn)識(shí)到塑料模所用材料與冷沖模 玻璃模等其它模具所用的材料有所不 同 其選標(biāo)主要按用途而定如在這副模具中 模具用于成大量生產(chǎn) 所以應(yīng)具有足 夠的耐磨性 并應(yīng)具有良好的定模板 動(dòng)模板等也選用 45 經(jīng)過(guò)熱處理 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中 曾碰到了許多不夠成熟和理解的技術(shù)方面 制造方面 但經(jīng) 過(guò)指導(dǎo)老師的悉心教導(dǎo)和各參考書的參閱均得到了較為圓滿的答案 由于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在未曾真正接觸運(yùn)用 操縱過(guò)模具的情況下僅憑書本認(rèn)識(shí) 和指導(dǎo)下完成 難免有些地方存在不足之處 還有待遇于今后在工作崗位上不斷的 揣磨 積累經(jīng)驗(yàn)提高設(shè)計(jì)的本領(lǐng) 十七 模具的安裝 調(diào)試 1 檢驗(yàn)各零件是否到位 2 將型腔 16 壓入型腔固定板 29 把側(cè)型芯 27 插入型腔固定板 29 把轉(zhuǎn)盤 25 裝入型腔固定板 29 夾緊 按轉(zhuǎn)盤背面的劃線 鉆鉸銷孔 打入定位銷 26 3 把型腔固定板 29 型腔墊板 24 夾緊 一起鏜孔 4 插入定位銷 磨出基準(zhǔn)面 5 拆開分別修整型腔固定板 29 墊板 24 上面的系列孔和槽 6 將型腔 16 壓入型腔固定板 29 檢驗(yàn)垂直度磨平 7 將頂桿 13 壓入推管 將型芯插入頂桿的同時(shí) 與推管配合 插入銷 15 將 推管壓入推管固定板 將導(dǎo)柱分別壓入型腔固定板 29 墊板 24 檢驗(yàn)垂直 度 磨平 8 以導(dǎo)柱導(dǎo)向 將導(dǎo)套壓入推管固定板 9 將澆口套壓入定模板 10 安裝動(dòng)模部分 11 安裝定模部分 12 全拆開 型芯 型腔進(jìn)行鍍鉻 拋光 13 總裝 檢驗(yàn) 模具裝配完成以后 在交付生產(chǎn)之前 應(yīng)進(jìn)行試模 試模按 一 裝模 二 試模的順序進(jìn)行 對(duì)試模后合格的模具 應(yīng)清理干凈 涂上防銹油后入庫(kù) 29 致謝 本文是在我的導(dǎo)師張文玉老師和劉先蘭老師的悉心指導(dǎo)下完成的 在四年的學(xué) 習(xí)期間我得到了許許多多的老師和同學(xué)的關(guān)懷和幫助 在這里我要深深感謝他們 是他們的支持使我順利的完成了本階段的學(xué)習(xí) 首先 我要感謝我的母校給我提供從事這個(gè)課題研究的機(jī)會(huì)和研究環(huán)境 并在 學(xué)習(xí)過(guò)程中給予我許多新的思想和實(shí)現(xiàn)辦法 使我有足夠的信心和勇氣來(lái)完成大 學(xué)階段學(xué)習(xí) 在完成論文之際 特向我的母校表示崇高的敬意和誠(chéng)摯的謝意 同時(shí) 感謝我們機(jī)械系的所有領(lǐng)導(dǎo)和老師給我提供學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)和良好的環(huán)境 在學(xué)習(xí)期間我得到了這些老師的諄諄教誨和生活上的關(guān)心和幫助 在此我向他們表 示真摯的感謝 另外 我要感謝我的宿舍的幾位同學(xué) 感謝他們給我提出的寶貴意見(jiàn)和技術(shù)上 的支持 也要感謝他們給我的鼓勵(lì)和友好的合作 使得我們的課題在融洽的氣氛中 圓滿的結(jié)束 最后 我要感謝我的家人給我無(wú)微不至的關(guān)懷和對(duì)我學(xué)業(yè)的極力支持 是他 們的愛(ài)與無(wú)私奉獻(xiàn)使我順利的完成學(xué)業(yè) 再次衷心感謝所有關(guān)心 支持和幫助我的師長(zhǎng) 親人和朋友們 謝謝你們 30 參考文獻(xiàn) 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè) 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè) 編寫組編著 機(jī)械工業(yè)出版社 出版 冷沖壓及塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)資料 虞傳寶 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 出版 塑料成型與模具設(shè)計(jì) 翁心權(quán) 主編 杭州機(jī)械工業(yè)學(xué)校 出版 型腔模具結(jié)構(gòu)圖冊(cè) 王忠銀 于濱 主編 湖南科學(xué)技術(shù)出版社 出版 材料力學(xué) 程嘉佩 主編 高等教育出版社 出版 模具標(biāo)準(zhǔn)匯編 模具標(biāo)準(zhǔn)選編組 主編 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社 出版