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摘 要 本設(shè)計敘述了手機電池蓋注射模具設(shè)計全過程 通過對制件的工藝分析 確定了模具的設(shè)計方案 并繪制了裝配圖和零件圖 模具斜頂 頂針等推出機 構(gòu) 并且詳細介紹了用專業(yè)軟件 UG 進行模具設(shè)計 用 UG 導(dǎo)出 最后利用 AUTOCAD 作模具的二維圖 關(guān)鍵詞 手機電池蓋 UG 注塑模設(shè)計 AUTOCAD 作模具的二維圖 1 目 錄 摘要 1 目 錄 2 第 1 章 緒論 4 1 1 UG 發(fā)展前景 4 1 2 中國與國外先進技術(shù)的差距 5 1 3 注射成型的原理 5 1 4 注塑模具工藝簡介 6 1 5 本設(shè)計的意義和目地 8 第 2 章 塑件的工藝分析 10 2 1 產(chǎn)品分析 10 2 2 塑件的使用要求 10 2 3 塑件的材料分析 11 第 3 章 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式 13 3 1 分型面的選擇 13 3 2 型腔數(shù)目的確定 13 3 3 注射機的選擇 14 第 4 章 模體總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 18 4 1 標(biāo)準模架選擇 18 4 2 澆注系統(tǒng)設(shè)計 19 2 4 3 合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 23 4 4 成型零部件設(shè)計 24 4 5 推出機構(gòu)設(shè)計 25 第 5 章 模具上 下模 以及總裝圖 28 第 6 章 心得體會 31 第 7 章 致 謝 33 第 8 章 參考文獻 34 3 第 1 章 緒論 1 1 UG 發(fā)展前景 手機電池蓋是常用零件 塑料制品因其質(zhì)輕 成本低廉 絕緣性好 外觀 精巧等特點 應(yīng)用越來越廣泛 特別在一些家庭用品 通信產(chǎn)品 中 其應(yīng)用占 到相當(dāng)大的比重 現(xiàn)在 人們對各種產(chǎn)品的外觀 手感提出了更高的要求 從 而要求手機的外觀更漂亮 手感更舒適 而應(yīng)用 UG 來設(shè)計可以縮短設(shè)計周期 生產(chǎn)周期 降低生產(chǎn)成本 設(shè)計出優(yōu)美的造型 模具設(shè)計人員一般是在接到客戶產(chǎn)品 一部分圖紙 一個樣品或現(xiàn)在還很 少使用的產(chǎn)品的模型 便開始進行新模具的設(shè)計階段 進行產(chǎn)品分析 制品 3D 模型的建立 2D 模具結(jié)構(gòu)草圖的繪制 3D 模具圖的生成 在此過程中 要 考慮到使用塑料的類型 模具使用的注塑機 模具的具體結(jié)構(gòu)形式 注塑生產(chǎn) 時的工藝條件等 在進行模具設(shè)計前還要了解塑料特性 產(chǎn)量 制品應(yīng)用場合 可以選擇的注塑機的型號和性能參數(shù) 在本次設(shè)計中 選擇用 UG 設(shè)計塑料注塑模 Unigraphics UG 是當(dāng)前世界上最先進和緊密集成的 面向制造行業(yè)的 CAID CAD CAE CAM 高端軟件 作為一個集成的全面產(chǎn)品工程解決方案 UG 軟件 家族使得用戶能夠數(shù)字化地創(chuàng)建和獲取三維產(chǎn)品定義 UG 專門用于注塑模具的 設(shè)計 是一個功能很大的注塑模具軟件 注塑模具設(shè)計中的分模 添加模架 鑲快 滑快 頂桿和定位環(huán) 為復(fù)雜型芯型腔創(chuàng)建電火花加工的電極 創(chuàng)建澆 注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等都可以使用 UG 來完成 4 1 2 中國與國外先進技術(shù)的差距 中國模具生產(chǎn)總量雖然已位居世界第三 但設(shè)計制造水平在總體上要比德 美 日 法 意等工業(yè)發(fā)達國家落后許多 也比英國 加拿大 西班牙 葡萄 牙 韓國 新加坡等國落后 其差距主要表現(xiàn)在下列幾方面 國內(nèi)自配率不足 80 其中中低檔模具供過于求 中高檔模具自配率不足 60 模具是制造業(yè) 的重要工藝基礎(chǔ) 在我國 模具制造屬于專用設(shè)備制造業(yè) 中國雖然很早就開 始制造模具和使用模具 但長期未形成產(chǎn)業(yè) 企業(yè)組織結(jié)構(gòu) 產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 技術(shù) 結(jié)構(gòu)和進出口結(jié)構(gòu)都不夠合理 中國模具生產(chǎn)廠中多數(shù)是自產(chǎn)自配的工模具車 間 分廠 專業(yè)模具廠也大多數(shù)是 大而全 小而全 的組織形式 國外模 具企業(yè)大多是 小而專 小而精 模具產(chǎn)品水平和生產(chǎn)工藝水平總體上比國 際先進水平低許多 而模具生產(chǎn)周期卻要比國際先進水平長許多 模具標(biāo)準化 水平和模具標(biāo)準件使用覆蓋率低 與國際先進水平相比 模具企業(yè)的管理落后 更甚于技術(shù) 1 3 注射成型的原理 注射成型是原理是將顆粒狀態(tài)或粉狀塑料從注塑機的料斗送進加熱的料筒 中 經(jīng)過加熱熔融塑化成為粘流態(tài)熔體 在注射劑柱塞或螺桿的高壓推動下 以很大的流速通過噴嘴注入模具型腔 經(jīng)一定時間的保壓冷卻定型后可保持模 具型腔所賦予的形狀 然后開模分型獲得成型塑件 這樣就完成了一次工作循 環(huán) 如圖 2 1 所示 5 1 4 注塑模具工藝簡介 模具是當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的主要工藝裝備 模具工業(yè)正在成為 國民經(jīng)濟中的重要基礎(chǔ)工業(yè)之一 在現(xiàn)實生活中 模具是無處不在的 例如我 們的手機 電視機的遙控器 塑料瓶等等都是我們身邊很常見的模具 為了應(yīng) 付當(dāng)前市場多樣化的要求 縮短產(chǎn)品制造周期以取得最佳的競爭優(yōu)勢 所以大 多數(shù)模具 公司都會引入 CAD CAE CAM 計算機一體化制造技術(shù) 這樣有利于提高產(chǎn)品質(zhì) 量 降低生產(chǎn)的成本 增加在市場的競爭力 模具技術(shù)在世界范圍內(nèi)得到廣泛 的應(yīng)用 它已成為模具設(shè)計制造的發(fā)展方向 塑料工業(yè)是由塑料原料和塑料制品生產(chǎn)兩大系統(tǒng)組成 二者相輔相成 缺 一不可 而塑料制品生產(chǎn)是實現(xiàn)塑料原料自身價值的唯一手段 塑料制品生產(chǎn) 的目的就是根據(jù)各種塑料的性能 利用各種工藝方法 使其成為具有一定形狀 而又有使用價值的物品或定型材料 塑料制品生產(chǎn)主要由成型 機械加工 表 面裝飾 裝配等環(huán)節(jié)組成 其重要一環(huán)就是塑料成型 塑料成型就是將各種形態(tài)的塑料原料 粉料 粒料 溶液或分散體 制成 所需形狀的制品或胚件的過程 塑料成型的方法很多 如注塑 吹塑 擠出等 等 而注塑成型以其能成型高尺寸精度 高復(fù)雜性的制品和高效率占有重要一 席 塑料注塑成型過程是 塑料原料從注塑機的料斗進入加熱筒 經(jīng)塑化后由 柱塞或螺桿的推動 在一定壓力下通過噴嘴進入模具型腔 經(jīng)冷卻固化后而開 模獲得制品 塑件 除少數(shù)幾種塑件外 幾乎所有的塑件都可以注塑成型 據(jù) 有關(guān)資料統(tǒng)計 注塑制品占所有模塑件總產(chǎn)量的三分之一 注塑模具占塑料成 型模具數(shù)量的二分之一以上 注塑成型制品的應(yīng)用已十分廣泛 并隨著塑料原 料的不斷 6 改進 已逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬和非金屬材料的制品 發(fā)展注塑模具大有可為 近幾年來 我國的模具技術(shù)水平已經(jīng)有了較大的提高 但是我國的產(chǎn)需存 在著矛盾 主要的矛盾是因為專業(yè)化 標(biāo)注化程度低 加工企業(yè)管理的體制上 存在的約束 使得模具制造周期不長 不能適應(yīng)市場的需求 還有就是在設(shè)計 上和工藝技術(shù)比較落后 才導(dǎo)致我國的產(chǎn)需矛盾 注射模具又被稱為注塑模具 它主要用于熱塑性塑料制品的成型 注塑成 型在塑料制品中占有很大的比重 世界上塑料成型模具的產(chǎn)量半數(shù)以上都是注 塑模具 可見其在塑料制品的占得比例多重 注射模具的主要內(nèi)容主要有市場 的調(diào)研 建模 塑料種類的選擇以及其設(shè)計的工藝分析 還有就是在我們做畢 業(yè)設(shè)計時選擇的注射模架 并且進行有關(guān)的參數(shù)計算 注射成型用的注射機可 分為兩大類 分別是螺桿式注射機和柱塞式注射機 主要是由注射系統(tǒng) 塑模 和鎖模系統(tǒng)三大部分組成 塑料模具在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用很廣泛 它具有很多的優(yōu)點 質(zhì)量輕 不會 銹 蝕 比強度較高 絕緣性好等等 而且其成型方便 原料很容易得到 生產(chǎn)效 率有較高并且生產(chǎn)的成本也較低 很適合大批量的生產(chǎn) 這就是它在現(xiàn)實生活 中應(yīng)用廣泛的原因 根據(jù)塑料熱行為的不同 可分為兩大類 1 熱塑性塑料 2 熱固性塑料 前者是在加熱到一定的溫度是塑料熔融流動 冷卻后會固化 為某種形狀 這個過程是可以反復(fù)進行的 然而后者同時也是加熱到一定的溫 度是塑料熔融流動 冷卻后固化定型 但是熱固性塑料在固化后遇熱將不再熔 融 也不溶于有機溶劑 所以熱固性塑料不能反復(fù)進行加工 這也是這兩種塑 料的主要不同之處 熱塑性塑料的材料有很多 可分為結(jié)晶型塑料和非結(jié)晶型 塑料 結(jié)晶型塑 7 料主要有 聚乙烯 PE 聚丙烯 PP 聚酰胺 PA 飽和聚酯 SP 聚甲 醛 POM 非結(jié)晶型塑料主要有 聚氯乙烯 PVC 聚碳酸酯 PC 聚苯乙烯 PS 丁二烯 苯乙烯 共聚物 ABS 常見的熱固性塑料主要有 酚醛 PF 塑料 環(huán)氧 EP 塑料 氨基塑料 脲醛塑料 畢業(yè)設(shè)計是檢驗大學(xué)本科畢業(yè)生應(yīng)用所學(xué)知識的能力的重要手段 可以說 是我們在大學(xué)期間的 最后一次考試 作為一名即將畢業(yè)的材料成型專業(yè)的學(xué) 生 須通過畢業(yè)設(shè)計 將所學(xué)的理論知識運用于實踐 在整個畢業(yè)設(shè)計的過程 中 通過獨立完成模具設(shè)計 用 UG 畫模具的三維圖 加深了對模具結(jié)構(gòu)及相關(guān) 的設(shè)計 制造 模具與 UG 的聯(lián)系等方面知識的理解 同時 畢業(yè)設(shè)計又具有聯(lián) 系理論和實際的紐帶功能 在設(shè)計的過程中 我們初步嘗試著將所學(xué)的知識聯(lián) 系起來 譬如 在設(shè)計中充分考慮到零件制造難易程度 裝配的可行性 工藝 的合理性等問 題 而不是將他們相互孤立 努力做到知識的融會貫通 為今后走上工作崗位 打下了堅實的基礎(chǔ) 本人設(shè)計的是手機電池蓋 它也是現(xiàn)實生活中非常常見的一種塑料產(chǎn)品 1 5 本設(shè)計的意義和目地 本人設(shè)計的是手機電池蓋 它在生活中是無處不在的 這個產(chǎn)品相對來 說是比較簡單的 但是在做的整個過程中 我遇到了許多的困難 比如說該選 用什么樣的模架 斜頂?shù)脑O(shè)計 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 這些都是 要經(jīng)過自己去做去嘗試 才能發(fā)現(xiàn)你在做什么的時候 會出現(xiàn)較大的問題 其 實這也是我們做畢業(yè)設(shè)計的目的 就是希望我們能更好的應(yīng)用 UG 讓我們更 熟悉的調(diào)入 8 模架 設(shè)計冷卻系統(tǒng) 澆注系統(tǒng) 頂出系統(tǒng)等等 經(jīng)過這一次的自己的設(shè)計我 也發(fā)現(xiàn)自己對這一項的水平有了較大的提高 很多以前不會的 經(jīng)過這一次的 設(shè)計 本人也學(xué)會了 并且已經(jīng)掌握的較好了 其中有一點比較重要的也是我 們很容易忽略的 就是頂出機構(gòu)的設(shè)計 也就是斜頂?shù)脑O(shè)計 在設(shè)計斜頂時 我們要注意斜頂?shù)膬A斜角度 這個傾斜角度會關(guān)系到你的這套模具是否夠頂出 行程 經(jīng)過本人詢問過指導(dǎo)老師 才知道應(yīng)該要怎么去設(shè)計 總而言之 經(jīng)過 這次的畢業(yè)設(shè)計 本人已經(jīng)達到了真實的目地 對三維 UG 設(shè)計以及 CAD 二維 設(shè)計都有了較高的提升 在此 也要謝謝我的指導(dǎo)老師 9 第 2 章 塑件的工藝分析 2 1 產(chǎn)品分析 該產(chǎn)品是手機電池蓋 如下圖所示 產(chǎn)品壁厚為 1mm 外形尺寸長為 115mm 寬為 58mm 高度為 9mm 如下圖所示該產(chǎn)品外表面平整光滑 產(chǎn)品 相對來說較為簡單 該產(chǎn)品都有 4 個倒鉤 所以在導(dǎo)入模架后需要做斜頂?shù)脑O(shè) 計 2 2 塑件的使用要求 該產(chǎn)品是手機的電池蓋 因為它與人體的接觸較多 比如會有汗水或者 在日常的生活中有些油殘留在手機電池蓋上面 所以我們就需要保證塑件有一 定的抗腐蝕性以及不會銹蝕 而且原料要比較容易得到 造價低 資源豐富 塑料的抗腐蝕性好 不銹蝕 并且有較好的絕緣性 造價又低 所以在平常的 生活當(dāng)中我們見到的手機外殼 手機電池蓋 電視機的遙控器等等都是屬于塑 料模具 10 2 3 塑件的材料分析 該產(chǎn)品選用的材料是尼龍 因為在分模時 材料只能選擇尼龍和 NONE 所以選擇了尼龍 因為不同的塑件具有不同的物理 化學(xué)性能 工藝 特性和成形性能 它對于模具的實際具有重要的影響 對此應(yīng)注意塑件的材料 的分析 并明確所選塑料的各種性能 如塑料的收縮率 流動性 結(jié)晶性 吸 濕性 熱敏性等 其實該產(chǎn)品最好就選擇塑料的原料為工程塑料 PP 通過有關(guān)的參考資料我們可以了解 PP 的性能 以下就是 PP 的有關(guān)資料 PP 塑料 基本特性 聚炳烯外觀上是白色蠟狀體 密度約在 0 9 0 91 g cm 之間 是塑 料材料中除了聚 4 甲基 1 戊烯和聚異質(zhì)同晶體之外最輕的品種 由于聚丙烯的 晶無定形相與無定形相的密度差別較小 使聚己烯略顯透明些 主要用途 PP 主要用于醫(yī)療器具 一般用途機械零件中的車載結(jié)構(gòu)件 汽 車零部件 家用電器零件和一般家用件等 成型特點 聚丙烯成型加工性具有以下特點 1 吸濕性小 僅 0 01 0 03 成型加工前不需對粒料進行干燥 2 適用于多種成型方法 3 熔體粘度小易成型出薄壁長流程制品 不需要采用很高的成型壓力 4 具有結(jié)晶性 收縮率絕對值及其變化范圍都較大 在 1 3 范圍內(nèi) 且具有較 明顯的后收縮性 工藝參數(shù)對制品結(jié)晶度有較大影響 對制品性能和尺寸變化 也較大影響 5 熔體具有 較明顯的非年頓性 粘度對剪切速率和溫度都比 較敏感 6 熔體彈性大 11 冷卻凝固速度快 制品易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力 7 受熱時容易氧化降解 應(yīng)盡量 減少受熱時間 并盡量減少受熱時間 并盡量避免受熱時與氧接觸 PP 的注射工藝參數(shù) 工藝參數(shù) 取值范圍 工藝參數(shù) 取值范圍 后部 160 180 模具溫度 20 60 中部 180 200 注射壓力 MPa 70 100 料筒溫度 前部 200 230 螺桿轉(zhuǎn)速 80 噴嘴溫度 180 190 12 第 3 章 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式 3 1 分型面的選擇 一套模具中可以只有一個分型面 也可以同時設(shè)定兩個或多個分型面 常 見的取出塑件的主分型面與開模方向垂直 也有采用與開模方向一致的側(cè)向主 分型面 分型面的位置關(guān)系到成型零部件的結(jié)構(gòu)形狀 塑件的正常成型與脫模以及 模具制造成本 因此 在選擇分型面時 盡量遵守以下原則 1 分型面位置應(yīng)設(shè)在塑件截面尺寸最大的部位 便于脫模和加工型腔 這是 分型面選擇的首要原則 2 有利于保證塑件尺寸精度 3 有利于保證塑件的外觀質(zhì)量 4 考慮滿足塑件的使用要求 5 盡量減小塑件在分型面上的投影面積 以減小所需合模力 6 有利于塑件脫模 7 長型芯應(yīng)置于開模方向 3 2 型腔數(shù)目的確定 模具型腔數(shù)目的確定主要是根據(jù)制品的投影面積 幾何形狀 有無側(cè)抽芯 機構(gòu) 制品精度 批量及經(jīng)濟效益來確定的 13 型腔數(shù)量主要依據(jù)以下因素進行確定 1 制品重量與注射機最大注射量 2 制品投影面積與注射機的鎖模力 3 模具外形尺寸與注射機安裝模具的有效面積 即注射機拉桿內(nèi)間距 4 制品精度 數(shù)量提高 塑件精度相應(yīng)降低 根據(jù)經(jīng)驗數(shù)值 每增加一 個型腔 塑件尺寸精度降低 4 8 5 制品有無側(cè)抽芯及其處理方法 6 制品的生產(chǎn)批量 月批量或年批量 7 經(jīng)濟效益 每一模的生產(chǎn)值 以上因素有時是相互制約的 因此在確定方案時 必須進行協(xié)調(diào) 以保證 其主要因素 因此 根據(jù)上述要點所確定的型腔數(shù)目 既要保證最佳的生產(chǎn)經(jīng)濟性 技 術(shù)上又要充分保證產(chǎn)品的質(zhì)量 也就是應(yīng)保證塑件制件最佳的技術(shù)經(jīng)濟性 由 于塑件外形尺寸較小 注射量不大 因此采用一模兩腔 3 3 注射機的選擇 注射機的選用包括兩方面的內(nèi)容 一是確定注射機的型號 初選并校核后 確定 使塑件 塑料 注射模 及注射工藝等所要求的注射機的規(guī)格參數(shù)在所 選的注射機規(guī)格參數(shù)可調(diào)的范圍內(nèi) 二是調(diào)整注 射機的技術(shù)參數(shù)至所需要的參數(shù) 14 1 注射機類型的選擇 根據(jù)塑料的品種 塑件的結(jié)構(gòu) 成形方法 成形批量 現(xiàn)有設(shè)備及注射工藝等進行選擇 2 注射機規(guī)格的初選 根據(jù)以往的經(jīng)驗 注射模的大小 塑件和澆道凝料質(zhì) 量 澆道凝料為估計值 等 3 有關(guān)數(shù)據(jù)的計算和注射機的初選 a 鎖模力 注射成型時 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 其數(shù)值越大 需要的鎖模力與塑件在水平分型面上的投影面積有關(guān) 為了可靠地鎖模 不使成型過程中出現(xiàn)溢料現(xiàn)象 應(yīng)使塑料熔體對形腔的成型 壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機額定鎖模 力 即 F nA1 A2 P 22137 75 90 80 1593 918kN 其中 n 2 A1 10413 6mm2 A2 1310 55mm2 式中 F 注射機的額定鎖模力 N P 塑件熔體對形腔的成型壓力 MPa 其大小一般是注射壓力的 80 PP 的注射壓力取 90MPa 15 b 注射量 模具型腔能否充滿與注射機允許的最大注射量密切相關(guān) 設(shè)計模 具時 應(yīng)保證注射模內(nèi)所需熔體總量在注射機實際的最 大注射量的范圍內(nèi) 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗 注射機最大注射量是其允許最大注射 量 額定注射量 的 80 由此有 m nm 1 m2 80 125 80 127 45g 其中 n 2 m1 46 73g m2 8 5g 式中 m 注射機允許的最大注射量 g c 開模行程 S 合模行程 指模具開合過程中動模固定板的移動距離 它的大小直接影響模具所能成型的塑件高度 注射機最大開模行程 Smax 應(yīng)大 于開模行程 S Smax S H 1 H2 5 10mm 30 80 10 120 mm 式中 H 1 推出距離 脫模距離 mm H2 包澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度 mm d 模具的厚度 L 235mm 根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)和塑件所用塑料的有關(guān)參數(shù) 選用注射機為 億利達精密機器有限公司 E 180 710 180 16 名稱 數(shù)據(jù) 螺桿直徑 mm 50 每次注射量 g 350 注射壓力 KN 176 鎖模力 KN 1800kn max 400模具厚度 mm min 200 模板行程 mm 400 模板最大開距 mm 880 頂出力 KN 43 6 頂出行程 mm 100 17 第 4 章 模體總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 4 1 標(biāo)準模架的選擇 本產(chǎn)品選用的模架是龍記 大水口 2735 A 板 70 B 板 70 C 板 80 詳細如下圖所示 18 4 2 澆注系統(tǒng)設(shè)計 a 主流道部分在成型過程中 其小端入口處與注射機噴嘴及一定溫度 壓 力的塑料熔要冷熱交替地反復(fù)接觸 屬易損件 對材料的要求較高 因而模具 的主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套式 以便有效地選用優(yōu)質(zhì)鋼材 單獨進行加工和熱處理 此澆口套采用碳素工具鋼 T8A 加工 熱處理要求淬火 53 57HRC 其應(yīng)設(shè)置在模具的對稱中心位置上 并盡可能保證與相聯(lián)接的注射 機噴嘴為同一軸心線 為了便于流道凝料從主流道襯套中拔出 主流道設(shè)計成 圓錐形 一般錐角取 2 4 粗糙度 Ra 0 63 與噴嘴對接處設(shè)計成半球形凹坑 球半徑略大于噴嘴頭半經(jīng) 考慮到本模具主流道比較長 主流道的圓錐孔采用 1 50 錐度 加工時采用 1 50 的鉸刀加工出來 加工方便 也不會導(dǎo)致主流道過大 注射量 10g 30g 60g 125g 250g 500g 1000g 主流道 直徑 D2 D3 D2 D3 D2 D3 D2 D3 D2 D3 D2 D3 D2 D3 PE PS 3 4 5 3 5 5 4 5 6 4 5 6 4 5 6 5 5 5 7 5 5 5 8 5 ABS AS 3 4 5 3 5 5 4 5 6 4 5 6 4 5 6 5 5 5 7 5 5 5 8 5 PSU PC 3 5 5 4 5 5 5 6 5 5 7 5 7 5 6 8 5 6 9 19 b 澆口設(shè)計 澆口的斷面形狀常用圓形和矩形 而矩形澆口用得比較廣泛 澆口尺寸一般憑經(jīng)驗數(shù)據(jù)選取 澆口斷面積與分流道斷面積之比約為 0 03 0 09 澆口長度約為 0 5 2mm 通常 矩形斷面的澆口厚度 a 1 3 2 3 s s 為澆口處塑件的厚度 對中小型塑件澆口寬度 b 5 10 a 對大型塑件取 b 10a 左右 澆口的設(shè)計應(yīng)取較小值 以便在試模時逐步修正 澆口的表面粗糙度不能高于 Ra0 4 否則易產(chǎn)生摩擦阻力 在此主要講側(cè)澆口設(shè)計注意事項 采用這種形式的澆口主要為了防止在塑件 外側(cè)留有澆口的痕跡 澆口與分流道部分開設(shè)在型腔對面的模板上 這類澆口 不是在塑件邊緣部位而是在塑件端部開設(shè) 因此一般的側(cè)澆口更需要注意澆口 的處理 澆口位置的選置主要遵守以下幾點 1 澆口位置距型腔各個部位的距離應(yīng)盡量一致 并使起流程最短 2 澆口的位置應(yīng)保證塑料流入型腔時 對著型腔中寬暢 厚壁部位 以便塑料 順利地流入 3 避免塑料在流入型腔時直沖型腔壁 型心或鑲件 使塑料能盡快流入到型腔 部位 并避免型心或嵌件變形 4 盡量避免使制品產(chǎn)生熔接痕 或使其熔接痕產(chǎn)生在制品不需要的部位 5 澆口位置及其流入方向 應(yīng)使塑料在流入型腔時 能沿著型腔平行方向均勻 地流入 并有利于型腔內(nèi)氣體排出 20 6 澆口位置應(yīng)在制品最易清除的部位 同時 盡可能不影響制品的外觀 c 分流道設(shè)計 分流道的截面形狀有圓形 半圓形 梯形 U 形 正方形 正六邊形等 從增大傳熱面積考慮 截面最好采用正方形 從減少散熱面積考 慮 截面最好采用圓形 從壓力損失上考慮 截面亦最好采用圓形 但從加工 方便的條件出發(fā) 常用 U 形 梯形 正六邊形截面 各截面的分流道設(shè)計之參 數(shù)在此不一一贅述了 現(xiàn)只對圓形分流道端面的設(shè)計特點加以說明如下 圓形端面直徑 D 一般在 2 12mm 的范圍內(nèi)變動 對于流動性很好的聚丙 烯 尼龍等 當(dāng)分流道很短時 其直徑可小到 2mm 對流動性很差的聚碳酸脂 聚砜等 直徑可達 12mm 常用塑料的分流道直徑可參考表 1 2 實驗證明 對多數(shù)塑料來說 分流道在 5 6mm 以下時 對流動性影響較 大 但直徑在 8mm 以上時 對流動性的影響不大 d 澆口套設(shè)計 由于主流道要與高溫塑料及噴嘴接觸 所以模具的主流道 部分通常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套 即澆口套 以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材 如 T8A 等 單獨加工和熱處理 硬度為 HRC53 57 或選用 45 50 55 塑料品種 分流道直徑 mm 塑料品種 分流道直徑 mm ABS AS 聚甲醛 丙烯酸酯 耐沖擊丙烯酸脂 尼龍 6 聚酸碳酯 4 8 9 5 3 2 9 5 8 0 9 5 8 0 12 7 1 6 9 5 4 8 9 5 聚丙烯 聚乙烯 聚苯醚 聚苯乙烯 聚氯乙烯 4 8 9 5 1 6 9 5 6 4 9 5 3 2 9 5 3 2 9 5 等表面淬火 55HRC 然后用三個螺釘用來定位和固定 本副模具澆口套設(shè)計 如圖 1 2 所示 圖 1 2 本套模具澆注系統(tǒng)設(shè)計和在塑件澆口位置的選擇如圖所示 22 4 3 合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 導(dǎo)向機構(gòu)是保證動定模或上下模合模時 正確定位和導(dǎo)向的零件 合模導(dǎo) 向機構(gòu)主要有導(dǎo)導(dǎo)向和錐面定位兩種形式 通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向 本套模具也是 采用導(dǎo)柱導(dǎo)向 導(dǎo)向機構(gòu)作用主要有三點 1 定位作用 模具閉合后 保證動定 ?；蛏舷履Ｎ恢谜_ 保證型腔形狀和尺寸精確 導(dǎo)向機構(gòu)在模具裝配過程中 也起了定位作用 便于裝配和調(diào)整 2 導(dǎo)向作用 合模時 首先是導(dǎo)向零件 的接觸 引導(dǎo)動定?；蛏舷履蚀_閉合 避免型芯先進入型腔造成成型零件損 壞 3 承受一定的側(cè)向力 塑料熔體在充型過程中可能產(chǎn)生單向側(cè)力 或者 由于成型設(shè)備精度低的影響 使導(dǎo)柱受了一定的側(cè)向力 以保證模具的正常工 作 若側(cè)壓力很大時 不能單靠導(dǎo)柱來承擔(dān) 需設(shè)錐面定位機構(gòu) 導(dǎo)向機構(gòu)主要零件導(dǎo)柱和導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求 導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)技術(shù)要求 1 長度 導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長度應(yīng)比凸模端面的 高度高出 8 12mm 以避免出現(xiàn)導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而型芯先進入型腔 2 形狀 導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺形或半球形 以使導(dǎo)柱順利地進入導(dǎo)向孔 3 材料 導(dǎo) 柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面 堅韌而不易折斷的內(nèi)芯 因此多采用 20 鋼給滲碳淬 火處理或 T8 T10 鋼淬火處理 硬度為 50 55HRC 4 數(shù)量及布置 導(dǎo)柱應(yīng) 合理均布在模具分型面的四周 一般為 4 根 導(dǎo)柱中心到模具邊緣應(yīng)有足夠的 距離 23 以保證強度 5 配合精度 導(dǎo)柱固定端與模板之間一般采用 H7 m6 或 H7 k6 的過渡過配合 導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分通常用 H7 f7 或 H8 f7 間隙配合 導(dǎo)套結(jié)構(gòu)技術(shù)要求 1 形狀 為使導(dǎo)柱順利進入導(dǎo)套 在導(dǎo)套的前端應(yīng) 倒圓角 導(dǎo)柱最好作成通孔 以利于排出孔內(nèi)空氣及殘渣廢料 2 村料 導(dǎo)套用導(dǎo)柱相同的材料或銅合金等耐磨材料制造 其硬度一般應(yīng)低于導(dǎo)柱硬度 以減輕磨損 防止導(dǎo)柱或?qū)桌?本副模具采用的導(dǎo)柱導(dǎo)套為四根向上導(dǎo)柱 在動定模各有四個導(dǎo)套 4 4 成型零部件設(shè)計 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件 包括凹模 型芯 鑲塊 成型桿和成型環(huán)等 因此 成型零件要求有正確的幾何形狀 較高的尺 寸精度和較低的表面粗糙度 此外 成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理 有較高的強度 剛度及較好的耐磨性能 設(shè)計成型零件時 應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求 確定型腔 的總體結(jié)構(gòu) 選擇分型面和澆口位置 確定脫模方式 排氣部分等 然后根據(jù) 成型零件的加工 熱處理 裝配等要求進行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 計算成型零件 的工作尺寸 對關(guān)鍵的成型零件進行強度和剛度校核 24 4 5 推出機構(gòu)設(shè)計 推出機構(gòu)主要由推出零件 推出零件固定板和推板 推出機構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù) 位部件等組成 推出機構(gòu)分為 一次推出機構(gòu) 也叫簡單推出機構(gòu) 和二級推 出機構(gòu) 其中一次推出機構(gòu)的主要形式有以下幾種 1 推桿推出機構(gòu) 2 推管 推出機構(gòu) 3 推件板推出機構(gòu) 4 多元件聯(lián)合推出機構(gòu) 5 氣壓推出機構(gòu) 本副模具采用推桿推出機構(gòu) 復(fù)位桿復(fù)位的結(jié)構(gòu) 所在在設(shè)置推桿位置的 自由度較大 推桿為圓形推桿 推桿材料采用 T8A 經(jīng)淬火處理后達 HRC 50 以 上 因為圓形推桿 容易達到推桿和模板或型芯上推孔的配合精度 另外圓形 推桿還具有減少運動阻力 防止卡死現(xiàn)象等優(yōu)點 損壞后還便于更換 如下圖 所示 25 本副模具還有 8 個斜頂 斜頂也是屬于頂出機構(gòu)的 在設(shè)計斜頂?shù)臅r候 出現(xiàn)過很多問題 不過經(jīng)過指導(dǎo)老師的教導(dǎo) 也知道因該要怎么去設(shè)計 主要 問題是斜頂?shù)膬A斜角度 這關(guān)系到斜頂?shù)捻敵鼍嚯x 關(guān)系到是否能夠頂出模具 這是這套模具的 8 個斜頂 它們都有一定的傾斜角度 如下圖所示 經(jīng)過計算 斜頂?shù)膶挾仁?5mm 也就是斜頂?shù)膹姸?這樣才能保證斜頂不 容易斷 并且 斜頂?shù)膬A斜角度要大于或等于 10 度 這樣才能保證斜頂能夠頂 出模具 26 另外 還有在耐磨塊上的設(shè)計 我們在設(shè)計耐磨塊的時候必須得保證眾 多斜頂?shù)哪湍K不互相干涉 所以在設(shè)計耐磨塊的時候一定要調(diào)好耐磨塊的 那些數(shù)據(jù) 本設(shè)計見下圖 27 第 5 章 模具上下模和總裝圖以及零件圖 上模 下模 總裝圖 28 裝配圖 底板 頂板 定模板 動模板 29 定模仁 動模仁 頂針板 斜頂 澆口 定位環(huán) 30 第 6 章 心得體會 這次畢業(yè)設(shè)計所帶給我的經(jīng)驗以及精神將會給我以后的工作帶來極大的幫 助 通過這次注射模的設(shè)計 系統(tǒng)了解大學(xué)三年來所學(xué)的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識 尤其是模具設(shè)計方面的內(nèi)容 進一步了解注射模的設(shè)計步驟 在整個設(shè)計中 充分學(xué)習(xí)了 UG 中的實體造型與結(jié)構(gòu)設(shè)計 還學(xué)習(xí)了很多裝配部分的知識 在 整個設(shè)計中 糾正了許多以前的習(xí)慣錯誤 這為今后的工作有極大的幫助 畢業(yè)設(shè)計是我們材料成形與控制工程專業(yè)的重要組成部分 通過這次注塑 模的設(shè)計 學(xué)會了如何使用 UG 設(shè)計模具 在整個設(shè)計中 糾正了許多以前的習(xí) 慣錯 誤 并且在頭腦里有了一個清晰 系統(tǒng)的專業(yè)知識體系 使我們的專業(yè)理論知 識達到了一個質(zhì)的飛躍 從而為我們過渡到實踐動手能力方面打下了堅定的基 礎(chǔ) 并且能夠使我們樹立正確的設(shè)計思想 加強了設(shè)計基本功的訓(xùn)練 培養(yǎng)我 們在以后的工作中能夠獨立擔(dān)負起模具設(shè)計的任務(wù) 為我們以后參加工作打下 了良好的基礎(chǔ) 這些對于我們這些即將畢業(yè)走向工作崗位的畢業(yè)生來說 無疑 是受益終生的 本人的這一次畢業(yè)設(shè)計是在同學(xué)的幫助和老師的指導(dǎo)下以及加上自己的努 力完成的 剛開始的時候感覺自己什么都不會 不知道從什么地方開始著手去 做 畢業(yè)設(shè)計 平常上課時 一步一步的跟著老師做三維 UG 設(shè)計斜頂 頂針 水 路 耐磨塊等等 感覺好像很容易 可一到要自己一個人去做的時候 才發(fā)現(xiàn) 有很多都是自己不會的 遇到的很多問題自己也發(fā)現(xiàn)不了 雖然說這一次的畢 業(yè)設(shè)計完成的很困難 但是 通過這一次畢業(yè)設(shè)計卻讓我鞏固了自己在大學(xué)三 年所學(xué)習(xí)的 31 一些課程 以及具有了初步設(shè)計模具的能力 經(jīng)過畢業(yè)設(shè)計也更加讓我知道了 模具加工在實際生產(chǎn)中的重要性 而且也為以后自己找工作打下了堅實的基礎(chǔ) 在這一次的設(shè)計中 我通過查閱很多模具的有關(guān)資料 如 實用模具技術(shù) 手冊 塑料注射模具設(shè)計實用手冊 CAD CAM 技術(shù)與應(yīng)用 模具制 造 機械制圖 等等 本次的畢業(yè)設(shè)計基本上的工作安排在計算機上用 AutoCAD 三維設(shè)計 UG 等軟件上完成 同時也鞏固了以前我們所學(xué)習(xí)的 機 械制圖 機械制造基礎(chǔ) 冷沖壓與塑料模具 等課程 在畢業(yè)設(shè)計的過程中 在設(shè)計方面遇到了很多問題 如分模的時候分型面 的選擇 型腔數(shù)目的確定 導(dǎo)入模架時模架的選擇 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 合模導(dǎo) 向機 構(gòu)的設(shè)計 當(dāng)然還有就是斜頂?shù)脑O(shè)計 在論文中本人也提到過很多次在斜頂設(shè) 計方面的問題 經(jīng)過本人求教指導(dǎo)老師 已經(jīng)讓我指導(dǎo)怎么去設(shè)計斜頂 指導(dǎo) 在設(shè)計斜頂時應(yīng)該注意哪些方面 在此 我要感謝我的指導(dǎo)老師 經(jīng)過這一次的畢業(yè)設(shè)計 從開始的彷徨不知所措已經(jīng)逐漸的邁向了成功 使我受益匪淺 不僅使我的專業(yè)技能有所發(fā)揮并且也鞏固了以前所學(xué)習(xí)的課程 以及對 AutoCAD UG 等軟件更加的熟悉了 提高了我解決問題 計算 計算 機輔助設(shè)計的能力 培養(yǎng)了我設(shè)計時的分析 判斷的能力 對我來說 這也是 學(xué)校安排的畢業(yè)前的一次很好的鍛煉 32 第 7 章 致謝 至此 畢業(yè)設(shè)計就算完成了 第一次嘗試了應(yīng)用 UG 設(shè)計模具 在設(shè)計的 過程中遭遇了很多困難 而每一次都在絕境中重獲新生 日子過得很累 但很充 實 而且學(xué)到了很多很多的東西 即使在這次畢業(yè)設(shè)計還有許多不當(dāng)之處 但 我依然無怨無悔 在設(shè)計中鍛煉了自己的意志與毅力 每次遭遇失敗的時候總 想放棄 但卻堅持了下來 也許今后無論面對什么 我都不會輕言放棄 因為 失敗是成功之母 經(jīng)過幾個月的緊張艱辛 終于換來了畢業(yè)設(shè)計的一個完美的句號 通過這 次的設(shè)計 我也發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足之處 我相信我會在以后的學(xué)習(xí) 工作 中來彌補我的不足之處 更好的提升自己 讓自己有更好的發(fā)展空間 在此 我真心的感謝我的指導(dǎo)老師 xxx 老師和幫助過我的同學(xué) 因為你們的幫助 我 才有了今天的進步 我才能夠順利的完成這次的畢業(yè)設(shè)計 所以 真的很謝謝 你們 謝謝你們對我的幫助 同時 因為我的能力比較有限 所以希望各位老師 領(lǐng)導(dǎo)能提出寶貴的意 見和建議 33 第 8 章 參考文獻 1 沖壓與塑料成型設(shè)備 程燕軍 柳舟通 主編 2 塑料成型工藝與模具設(shè)計 劉彥國 編著 3 模具制造技術(shù) 張信群 王雁彬 主編 4 AutoCAD 2008 機械繪圖 陳靜 主編 5 機械制圖基礎(chǔ) 田晶 主編 6 工程材料成型與應(yīng)用 王毓敏 主編 7 機械工程基礎(chǔ) 喬西銘 主編 8 冷沖壓工藝及模具設(shè)計 魏崢 主編 9 模具設(shè)計技能培訓(xùn) AutoCAD 吳柳機 張木青 彭智晶 黃廣力 主編 10 先進制造工藝技術(shù) 李長河 丁玉成 主編 11 UG 模具設(shè)計實訓(xùn)教程 李軍 主編 34