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湖南省湖南大學(xué)衡陽分校 2003 級畢業(yè)設(shè)計(jì)級畢業(yè)設(shè)計(jì)級畢業(yè)設(shè)計(jì) 系別 機(jī)械工程系 專業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 學(xué)號 2003103225 設(shè)計(jì) 鄒來平 指導(dǎo) 張蓉 目 錄 前 言 1 緒 論 4 一 零 件 的 工 藝 分 析 10 二 模 具 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 過 程 25 三 模 具 零 件 的 加 工 及 制 造 要 求 31 四 參 考 文 獻(xiàn) 32 五 心 得 體 會 34 前 言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是在修完所有大學(xué)課程之后的最后一個(gè)環(huán)節(jié) 本次設(shè)計(jì)的 課題是連接套筒的雙型腔注射模設(shè)計(jì) 它是對以前所學(xué)課程的一個(gè) 總結(jié) 在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的進(jìn)程中 模具的地位及其重要性日益被人們所認(rèn) 識 模具工業(yè)作為進(jìn)入富裕社會的原動(dòng)力之一 正推動(dòng)著整個(gè)工業(yè) 技術(shù)向前邁進(jìn) 模具就是 高效益 模具就是 現(xiàn)代化 之深刻含 意 也正在為人們所理解和掌握 當(dāng)塑料品種入其成型加工設(shè)備被 確定之后 塑料制品質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低 模具因素約占 80 由此可知 推動(dòng)模具技術(shù)的進(jìn)步應(yīng)刻不容緩 塑料模具設(shè)計(jì) 技術(shù)與制造水平 常標(biāo)志一個(gè)國家工業(yè)化發(fā)展的程度 由此可知 塑料模具設(shè)計(jì) 對于產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量的重要性是不言而喻的 對于一個(gè)模具專業(yè)的畢業(yè)生來說 對塑料模的設(shè)計(jì)已經(jīng)有了一個(gè)大 概的了解 此次畢業(yè)設(shè)計(jì) 培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用多學(xué)科理論 知識和 技能 以解決較復(fù)雜的工程實(shí)際問題的能力 主要包括設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn) 研究方案的分析論證 原理綜述 方案方法的擬定及依據(jù)材料的確 定等 它培養(yǎng)了我樹立正確的設(shè)計(jì)思想 勇于實(shí)踐 勇于探索和開 拓創(chuàng)新的精神 掌握現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法 適應(yīng)社會對人才培養(yǎng)的需要 畢業(yè)設(shè)計(jì)這一教學(xué)環(huán)節(jié)使我獨(dú)立承擔(dān)實(shí)際任務(wù)的全面訓(xùn)練 通過獨(dú) 立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)的全過程 培養(yǎng)了我的實(shí)踐工作能力 另外 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)還必須具備一定的計(jì)算機(jī)應(yīng)用的能力 在畢業(yè)設(shè)計(jì)過 程中都應(yīng)結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)課題利用計(jì)算機(jī)編制相應(yīng)的工程計(jì)算 分析 和優(yōu)化的程序 如利用 Pro ENGINEER 2001 軟件進(jìn)行塑件的 3D 造 型 塑件的分模等 同時(shí)還具備必要的計(jì)算機(jī)繪圖能力 如利用 AutoCAD 2000 軟件進(jìn)行二維圖的繪制 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)除了對知識和能力培養(yǎng)的收獲感受外 還得到思想道 德方面的鍛煉 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì) 讓我感受到了作為一名高級工 程技術(shù)人員應(yīng)該具備的基本精神 需要強(qiáng)化的工程實(shí)踐意識 以及 對設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量要負(fù)責(zé) 具有高度的責(zé)任感 樹立實(shí)事求是的科 學(xué)作風(fēng) 并嚴(yán)格遵守規(guī)章制度 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)得到了廣大老師和同學(xué)的幫助 在此一一表示感謝 由于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺少 設(shè)計(jì)過程中的錯(cuò)誤在所難免 望老師和同學(xué) 們批評指正 緒 論 我國模具技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 一 現(xiàn)狀 改革開放以來 隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展 市場對模具的需求 量不斷增長 近年來 模具工業(yè)一直以 15 左右的增長速度快速發(fā) 展 模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化 除了國有專業(yè) 模具廠外 集體 合資 獨(dú)資和私營也得到了快速發(fā)展 浙江寧波 和黃巖地區(qū)的 模具之鄉(xiāng) 廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn) 企業(yè) 科龍 美的 康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心 中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家 隨著與國際接軌的腳步不斷加快 市場競爭的日益加劇 人們 已經(jīng)越來越認(rèn)識到產(chǎn)品質(zhì)量 成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性 而模具制造是整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一 模具制造技術(shù)現(xiàn)已成 為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志 并在很大程度上決定 企業(yè)的生存空間 近年來許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資 力度 將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?一些國內(nèi)模具企業(yè)已 普及了二維 CAD 并陸續(xù)開始使用 UG Pro Engineer I DEAS Euclid IS 等國際通用軟件 個(gè)別廠家還引進(jìn)了 Moldflow C Flow DYNAFORM Optris 和 MAGMASOFT 等 CAE 軟件 雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展 但許多 方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有較大的差距 例如 精密加工設(shè)備在 模具加工設(shè)備中的比重比較低 CAD CAE CAM 技術(shù)的普及率不高 許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等 二 模具的未來發(fā)展趨勢 模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品 交貨期短 精度高 質(zhì) 量好 價(jià)格低 的要求服務(wù) 達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項(xiàng) 1 全面推廣 CAD CAM CAE 技術(shù) 模具 CAD CAM CAE 技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向 隨著微機(jī)軟件 的發(fā)展和進(jìn)步 普及 CAD CAM CAE 技術(shù)的條件已基本成熟 各企業(yè) 將加大 CAD CAM 技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度 進(jìn)一步擴(kuò)大 CAE 技術(shù) 的應(yīng)用范圍 計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使 CAD CAM CAE 技術(shù)跨地區(qū) 跨企業(yè) 跨院所地在整個(gè)行業(yè)中推廣成為可能 實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重 新整合 使虛擬制造成為可能 2 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ?期望的模型所需的諸多功能 大大縮短了模具的在研制制造周期 有些快速掃描系統(tǒng) 可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上 實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集 自動(dòng)生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序 不同 格式的 CAD 數(shù)據(jù) 用于模具制造業(yè)的 逆向工程 模具掃描系統(tǒng)已 在汽車 摩托車 家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用 相信在 十五 期間 將發(fā)揮更大的作用 3 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度 我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高 估計(jì)目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件 使用覆蓋率已達(dá)到 30 左右 國外發(fā)達(dá)國家一般為 80 左右 4 優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù) 選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就 顯得十分必要 模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料 性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié) 模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理 模具 表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積 TiN TiC 等 等離子 噴涂等技術(shù) 加入世貿(mào)組織后 我國將獲得一個(gè)更加穩(wěn)定的國際經(jīng)貿(mào)環(huán)境 從而 有利于我國的改革開放 有利于我國與各國 各地區(qū)的經(jīng)濟(jì)貿(mào)易合 作 有利于世界經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展 我國在制定法律法規(guī)時(shí)要遵守 WTO 的規(guī)則 增加透明度 減少行政干預(yù)等 在市場開放方面 需 要逐步降低關(guān)稅 取消非關(guān)稅措施 開放服務(wù)業(yè)市場等 這無論在 觀念上還是在體制上都會帶來一定的變化 我國加入 WTO 同時(shí)也將 為各國 各地區(qū)的貿(mào)易伙伴提供更好 更穩(wěn)定的市場進(jìn)入機(jī)會 使 我國的投資環(huán)境將更為寬松 透明 穩(wěn)定 我國的利用外資領(lǐng)域?qū)?進(jìn)一步擴(kuò)大 我國的市場體系將更加完善和發(fā)達(dá) 國內(nèi)和國外模具 企業(yè)都可以從中得到更多的機(jī)會和收益 由于國內(nèi)某些模具在技術(shù)上和質(zhì)量上與國外先進(jìn)水平存在著較大的 差距 使短期內(nèi)國內(nèi)模具難以與國外先進(jìn)模具的抗衡 這對我國模 具產(chǎn)業(yè)將產(chǎn)生一定的沖擊 另一方面也促進(jìn)國內(nèi)行業(yè)優(yōu)化資源配置 調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu) 提高社會勞動(dòng)效率 促使企業(yè)苦練內(nèi)功 提高管理 水平 應(yīng)該清醒地認(rèn)識到競爭才會帶來更快的發(fā)展 只要發(fā)揮自身 優(yōu)勢 減少技術(shù)差距 我國的模具必將逐步占領(lǐng)國內(nèi)市場 并拓展 國際空間 儀器連接板 1 工藝性分析 材料 ABS 塑料 基本特性 ABS 是由丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚而成的 這三種 組分的各自特性 使 ABS 具有良好的綜合力學(xué)性能 丙烯腈使 ABS 有良好的耐化學(xué)腐蝕性及表面硬度 丁二烯使 ABS 堅(jiān)韌 苯乙烯使 它有良好的加工性和染色性能 ABS 無毒 無味 呈微黃色 成形 的塑料件有較好的光澤 密度為 1 02 1 05g cm ABS 有極好的抗沖壓強(qiáng)度 且在低溫下也不迅速下降 有良好的機(jī) 械強(qiáng)度和一定的耐磨性 耐油性 耐水性 化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能 ABS 有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性 易于成型加工 經(jīng)過調(diào)色可配成 任何顏色 其缺點(diǎn)是耐熱性不高 連續(xù)工作溫度為 70 C 左右 熱 變形溫度為 93 C 左右 耐氣候性差 在紫外線作用下變硬變脆 主要用途 ABS 廣泛用于水表殼 紡織器材 電器零件 文教體育 用品 玩具等 成型特點(diǎn) ABS 在升溫時(shí)粘度增高 所以成型壓力比較高 塑料上 的脫模斜度宜稍大 ABS 易吸水 成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理 易 產(chǎn)生熔接痕 模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減少澆口對流道的阻力 在正 常的成型條件下 壁厚 熔料溫度及收縮率影響極小 要求塑件精 度高時(shí) 模具溫度可控制在 50 60 C 要求塑件光澤和耐用時(shí) 應(yīng)控制在 60 80 C 具體參數(shù)見下頁 3 產(chǎn)品工藝性與結(jié)構(gòu)分析 1 尺寸的精度 塑件的尺寸公差推薦值參考 模具設(shè)計(jì)與制造手冊 的 2 17 塑件的精度等級參考表 2 18 表二 建議采用的精度 作為一個(gè)鼠標(biāo)的一個(gè)外殼 其精度不必太高 故選用一般精度 IT4 塑料制件公差參考教材 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 表 3 8 SJ1372 78 具有韌 硬 剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能 絕緣性能好 耐化學(xué)腐蝕 性 尺寸穩(wěn)定性 表面光澤性好 易涂裝和著色 但耐熱性不好 耐候性較差 密度 1 02 1 05 3 gcm 收縮率 ABS 抗沖 0 3 0 8 耐熱 0 3 0 8 30 玻璃纖維 0 3 0 6 成型溫度和模溫 成型溫度 模溫 20 7 40 8 ABS 的注射工藝參數(shù) 注射類型 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速 r min 30 60 噴嘴形式 直通式 溫度 190 200 前段 200 210 料筒溫度 中段 210 230 材料 高精度 一般精度 低精度 ABS 3 4 5 后段 180 200 模具溫度 50 80 注射壓力 MPa 70 120 保壓力 MPa 50 70 注射時(shí)間 S 3 5 保壓時(shí)間 S 15 30 冷卻時(shí)間 S 15 30 成型周期 S 40 70 該塑件的尺寸較小 一般精度等級 為降低成型費(fèi)用 采用一模多 腔 并不對制品進(jìn)行后加工 為滿足制品的要求與提高成型效率采用潛伏式澆口 為了方便加工和熱處理 型腔與型芯部分采用并鑲結(jié)構(gòu) 2 確定型腔數(shù)目 1 型腔數(shù)量的確定 要點(diǎn) 既要保證最佳的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性 技術(shù) 上又要充分保證產(chǎn)品的質(zhì)量 也就是應(yīng)保證塑料件最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì) 性 1 塑料制作的批量和交貨周期方面 該塑件 鼠標(biāo)底蓋 是大批量 生產(chǎn)的產(chǎn)品 交貨周期要短 使用多型腔模具可提供獨(dú)特的優(yōu)越條 件 2 質(zhì)量控制要求方面 該塑件不屬于高精度生產(chǎn)要求的產(chǎn)品 精度 要求不高采用多型腔有較高的生產(chǎn)效率 3 塑料品種和其他方面 該塑件所用塑料為 ABS 工程塑料 流動(dòng)性 能好 澆口位置在靠近塑件邊緣上 另外塑料尺寸小 形狀簡單 經(jīng)過以上分析所得 總結(jié)出 采用一模兩腔是最佳形式 具有最佳 的經(jīng)濟(jì)性 2 型腔的布局 要點(diǎn) 型腔的排布與澆注系統(tǒng)布置密切相關(guān) 型腔排布應(yīng)使每個(gè)型 腔都通過澆注系統(tǒng)從總壓力中均等地分得所需的足夠壓力 以保證 塑料熔體同時(shí)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最短 盡可能地采 用平衡的流道和合理的澆口尺寸以及均勻的冷卻等 經(jīng)分析確定的型腔布局為平衡式型腔布局 根據(jù)塑件的生產(chǎn)批量及尺寸精度要求采用一摸八腔 按照圖塑料圖所示尺寸 小狗 槽等部位簡化 近似計(jì)算 塑件體積 16SV3cm 查表塑料 ABS 的密度為 注射級密度為 1 05 3 gcm 單件塑件重量 16 1 05 16 8gs 3 型腔 型心工作部位尺寸的確定 查表 ABS 塑料的收縮率是 0 3 0 800 平均收縮率 S 0 3 0 8 2 0 550 型腔工作部位尺寸 型腔徑向尺寸 0 0 1 zsmLx A 型腔深度尺寸 0zsH 型心徑向尺寸 0 z zsmllx 型心高度尺寸 01z zshh A 中心距尺寸 2 2zmSZCC 式中 塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸sL 塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸sl 塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸sH 塑件內(nèi)型深度基本尺寸的最小尺寸sh 塑件中心距離基本尺寸的平均尺寸sC 修正系數(shù) 取 0 5 0 75x 塑件公差 mm A 模具制造公差 取 1 3 1 4 z 各工作部位尺寸計(jì)算結(jié)果如圖所示 通常 制品中 1mm 和小于 1mm 并帶有大于 0 05mm 公差的部位以及 2mm 和小于 2mm 并帶有大于 0 1mm 公差的部位不需要進(jìn)行收縮率計(jì) 算 4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1 確定分型面位置 該塑件的結(jié)構(gòu)如圖所示 在雙點(diǎn)劃線所示區(qū)域以外表面有一處高為 5mm 斜度為 的外表面 根據(jù)起特點(diǎn)及表面質(zhì)量要求 采用階級分型3 面 在發(fā)生變化的部位要制成一定的角度 以免合摸時(shí)發(fā)生碰傷 可以 利用制品中的 角度作為分型面發(fā)生變化的部位 如圖所示 2 確定澆口形式及位置 為了提高成型效率 采用側(cè)式澆口 并避開了制品高光亮區(qū)域 澆口 尺寸與位置 澆口直徑可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 24 0 1 dA 式中 d 澆口直徑 塑件在澆口處的壁厚 A 型腔表面積 24 0 1 516dm 澆口直徑也可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)直取 d 1mm 澆口錐角取 澆口傾斜角取 45 3 型腔位置的排部 該件采用一摸四腔的結(jié)構(gòu)形式 那么澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量采用從主 流到各個(gè)型腔分流道的形狀及尺寸相同的設(shè)計(jì) 即型腔平衡式不止的 形式 4 選用模架 1 型腔強(qiáng)度和剛度的計(jì)算 為了方便加工和熱處理 其型腔鑲件可分為三部分 如圖 從圖可以看出 型腔為整體式 因此 型腔的強(qiáng)度和剛度按型腔為整體 式進(jìn)行計(jì)算 由于型腔壁厚計(jì)算比較麻煩 也可以參考經(jīng)驗(yàn)推薦數(shù)據(jù) 查本書表型腔側(cè)壁厚 S 25mm 5 初選注射機(jī) 1 注射量 該塑料制件單件重 3mg 澆注系統(tǒng)重量的計(jì)算可根據(jù)圖澆注系統(tǒng)尺寸先計(jì)算澆注系統(tǒng)的體積 3 061jVc 粗略計(jì)算澆注系統(tǒng)重量 3 5jmVg 總體積 42 83 061489c 塑 件 總重量 14 89051 64Mg 聚苯乙烯的密度為 ABS 塑料密度為 1 02 1 05 3 gcm 滿足注射量 0 80V機(jī) 塑 件 式中 額定注射量V機(jī) 塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和 塑 件 0 80 14 89 0 80 18 62塑 件 3cm 或滿足注射量 0 8 M 塑 件機(jī) 2 1 式中 額定注射量M機(jī) 塑件與澆注系統(tǒng)凝料的重量和塑 件 聚苯乙烯的密度1 塑件采用塑料的密度2 2 注射壓力P 注 成 型 查表 ABS 塑料成型時(shí)的注射壓力 70 90MPaP成 型 3 鎖模力 pFP 鎖 模 力 式中 P 塑料成型時(shí)型腔壓力 ABS 塑料的型腔壓力 F 澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積和 2m 各型腔及澆注系統(tǒng)及各部分型腔在分型面上的投影面積 F 1600 2m pF 30 1600 48000kN 根據(jù)以上分析 計(jì)算 查表 初選注射機(jī)型號為 XS Z 30 注射機(jī)有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下 最大開合模行程 S 160m 模具最大厚度 180 模具最小厚度 60 噴嘴圓弧半徑 12 m 噴嘴孔直徑 2 動(dòng) 定模板尺寸 250 280 m 拉桿空間 235 3 選標(biāo)準(zhǔn)模架 根據(jù)以上分析 計(jì)算以及型腔尺寸及位置尺寸可確定模架的結(jié)構(gòu)形式 和規(guī)格 查表選用 160160 27 Z2 GB T 12556 1 19901A 定模板厚度 A 30mm 動(dòng)模板厚度 B 37mm 墊塊厚度 C 130mm 模具厚度 40 A B C 237mmH模 模具外形尺寸 250 240 225 6 校核注射機(jī) 1 注射量 鎖模力 注射壓力 模具厚度的校核 由于在初選注射機(jī)和 選用標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)是根據(jù)以上四個(gè)技術(shù)參數(shù)及計(jì)算壁厚等因素選用的 所以注射量 鎖模力 注射壓力 模具厚度不必進(jìn)行校核 已符合所選 注射機(jī)要求 2 開模行程的校核 注射機(jī)最大開模行程 S 25 10h 件 澆 式中 塑料制品高度h件 澆注系統(tǒng)高度澆 主流道和分流道位于件的下方 所以 56mm25 10h 件 澆 故滿足要求 3 模具在注射機(jī)上的安裝 從標(biāo)準(zhǔn)模架外型尺寸看小于注射機(jī)拉桿空間 并采用壓板固定模具 所以所選注射機(jī)規(guī)格滿足要求 分型面 分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要應(yīng)素 它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模 具的制造工藝有密切的關(guān)系 并且直接影響到塑料熔體的流動(dòng)充填 特性及塑件的脫模 因此 分型面的選擇是注塑模具設(shè)計(jì)中的一個(gè) 關(guān)鍵 選擇分型面時(shí)一般應(yīng)尊循以下幾項(xiàng)基本原則 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 確定有利的留模方式 便于塑件順利脫模 保證塑件的精度要求 滿足塑件外觀質(zhì)量的要求 便于模具的加工與制造 對成型面積的影響 排氣的效果的考慮 對側(cè)向抽芯的影響 根據(jù)分型面選擇的原則 通過綜合分析比較 確定以下的兩個(gè)方 案 單分型面和雙分型面 選用單分型面的優(yōu)點(diǎn) 使模具的結(jié)構(gòu)簡單化 減小模具的厚度 也 節(jié)省了模具材料 且在脫模后塑料制件的外表面無澆口的痕跡 進(jìn) 料的距離也大大的縮短了 經(jīng)查該塑件用單分型面 從給出的塑料制件看 既要保證塑件的外觀要求 又要考慮澆注 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的幾項(xiàng)原則 因此 1 主流道和澆口套的設(shè)計(jì) 主流道設(shè)計(jì)成圓錐型 其錐角為 內(nèi)壁粗糙度 Ra 取 0 4um2 6 分流道截面設(shè)計(jì)成圓形截面 加工較容易 且熱量損失與壓力損失不 大 為常用模式 圓形截面分流道的直徑可根據(jù)塑料的流動(dòng)性等因素 確定 該塑料件采用 ABS 塑料 流動(dòng)性為中等 所以選圓形截面 根據(jù) 經(jīng)驗(yàn)分流道的直徑可取 5 6mm 根據(jù)型腔在分型面上的排布情況可分為一次分流道和二次分流道 設(shè) 計(jì)參數(shù) 根據(jù)以上設(shè)計(jì)參數(shù)校核流動(dòng)比 iLt 試中 流動(dòng)距離比 模具中各段料流通道及各段模腔的長度 mm iL 模具中各段料流通道及各段模腔的截面厚度 mm it 42 13 因?yàn)橛绊懥鲃?dòng)比的因素主要是塑料的流動(dòng)性 ABS 塑料與聚甲醛的流 動(dòng)性均為中等 查表可參考聚甲醛的允許流動(dòng)比 所以 210 為了便于凝料從主流道中拔出 主流道設(shè)計(jì)成圓錐形 內(nèi)壁必須光 滑 表面粗糙度應(yīng)為 Ra0 4 由于主流道要與高溫塑料及噴嘴接觸 和碰撞 所有模具的主流道部分通常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯 套 簡稱澆口套 以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材 如 T8A 等 單獨(dú)加工和熱處 理 硬度為 HRC53 57 由于在澆口套的小端設(shè)計(jì)有分流道 必須 要止轉(zhuǎn) 所有澆口套設(shè)計(jì)成整體嵌入式 大端用螺絲堅(jiān)固在定模固 定板上 d 注射機(jī)噴嘴直徑 1 3 mm SR 噴嘴球面半徑 2 14 mm h 球面配合高度 5 mm D 取 6 mm 2 分流道的設(shè)計(jì) 分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài) 使 塑料熔體盡快地流經(jīng)分流道充滿型腔 并且流動(dòng)過程中壓力損失盡 可能小 能使塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔 在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到以上的原則有兩種設(shè)計(jì)形式 圓形截面分流道 和梯形截面分流道 下面是這兩種形式的比較 圓形截面分流道的優(yōu)點(diǎn) 在相同截面積的情況下 其比面積最小 它的流動(dòng)性和傳熱性都好 圓形截面分流道的缺點(diǎn) 其的加工要以分型面為界分成兩半進(jìn)行 加工才利于凝料脫出 這種加工的工藝性不佳 其模具閉合后難以 保證兩半圓對準(zhǔn) 梯形截面分流道的優(yōu)點(diǎn) 容易加工 且塑料熔體熱量散失及流動(dòng) 阻力均不大 比較以上的兩種形式 再考慮加工的經(jīng)濟(jì)性 采用梯形截面分流道 更符合設(shè)計(jì)的要求 故本模具的分流道設(shè)計(jì)形式采用了梯形截面分 流道的形式 查 模具設(shè)計(jì)與制造手冊 P401 表 2 49 常用分流道 的尺寸推薦值 8 0 過度圓角 R 1 B 6 H 4 選用圓形截面的流道 雖工藝性不佳 但流動(dòng)性 傳熱性等方面都 好 流道也盡量做到最短 以減少熱量和壓力的損失 經(jīng)產(chǎn)品的精度得澆口用 7 推出結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1 推件力的計(jì)算 Ap cos sin qtF 1A 式中 A 塑件包羅型心的面積 P 塑件對型心單位面積上的包緊力 脫模斜度 q 大氣壓力 塑件對鋼的摩擦系數(shù) 制件垂直于脫模方向的投影面積1A A 1143 48 2m 3970 8NtF 2 確定頂出方式及頂干位置 根據(jù)制品結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 確定在只哦的四個(gè)角上設(shè)置四根普通的圓頂干 并在制品圖中的 6mm 內(nèi)孔 4mm 圓住處采用頂管頂出的方法如圖 對于流道的固化塑料也設(shè)置拉料干和頂出干 如圖 普通的圓形稈按選用 3mm 125mm 均可滿足頂干剛度要求 查表 選用型號的圓形頂桿 16 根 選用 6mm 100mm 型號的圓形頂桿 4 根 由于件較小 推出裝置可不設(shè)導(dǎo)向裝置 7 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 由于制品平均壁厚為 2mm 制品尺寸又較小 確定水孔直徑為 8mm 由于冷卻水道的位置 結(jié)構(gòu)形式 孔徑 表面狀態(tài) 水的流速 模具材料 等等很多因素都會影響模具的熱量向冷卻水傳遞 精度計(jì)算比較困難 實(shí) 際生產(chǎn)中 通常都是模具的結(jié)構(gòu)確定冷卻水路 通過調(diào)節(jié)水速來滿足 要求 由于動(dòng)摸 定摸均為鑲并式 受結(jié)構(gòu)限制 冷卻水路布置 8 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 由于制品尺寸較小 利用分型面和推桿 推管的配合間隙排氣即可 9 按要求繪制裝配圖 模具零件的加工 1 塑料模具制造技術(shù)要求 模具精度是影響塑料成型件精度的重要因素之一 為了保證模 具精度 制造時(shí)應(yīng)達(dá)到以下技術(shù)要求 1 組成塑料模具的所有零件 在材料加工精度和熱處理質(zhì)量 等方面均應(yīng)符合相應(yīng)圖樣的要求 2 組成模架的零件應(yīng)達(dá)到規(guī)定的加工要求 裝配成套的模架 應(yīng)活動(dòng)自如 并達(dá)到規(guī)定的平行度和垂直度要求 3 模具的功能必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求 4 為了鑒別塑料成型件的質(zhì)量 裝配好的模具必須在生產(chǎn)條 件下試模 并根據(jù)試模存在問題進(jìn)行修整 直至試出合格的成型件 為止 2 加工要求 1 模具分型面及組合件的結(jié)合面應(yīng)很好貼合 局部間隙不大 于 0 02mm 2 模具成型表面的內(nèi)外銳角 尖邊 圖樣上未注明圓角時(shí)允 許不大于 0 3mm 圓角 分型面及結(jié)合面除外 當(dāng)不允許有圓角時(shí) 應(yīng)在圖樣上注明 3 圖樣中未注明公差的一般尺寸其極限偏差按 GB1804 其孔 按 H13 軸按 h13 長度按 J14 4 模具中各承壓板 模板 的兩承壓面的平行度公差按 GB1184 附錄一的 5 級 5 導(dǎo)柱 導(dǎo)套孔對模板平面的垂直度公差按 GB1184 附錄一的 4 級 導(dǎo)柱 導(dǎo)套之間的配合按 H8 f8 6 模具中安裝鏍釘 鏍栓 之螺紋孔及其通孔的位置公差不 大于 2mm 或相應(yīng)各孔配作 7 導(dǎo)柱 直導(dǎo)柱 臺肩導(dǎo)柱 其配合部位的大徑與小徑的同軸 度公差 t 按 GB1184 附錄一的 5 級 8 導(dǎo)套 直導(dǎo)套 帶頭導(dǎo)套 外圓與內(nèi)孔的同軸度公差 t 按 GB1184 附錄一的 5 級 9 主流道襯套的中心錐孔應(yīng)研磨拋光 不得有影響脫澆口的 各種缺陷 3 裝配要求 1 頂出制品的推桿的端面與所在的相應(yīng)型面保持齊平 允許 推桿端面高出型面不大于 0 1mm 2 注射模的復(fù)位桿 其端面應(yīng)與模具分型面齊平 允許低于 分型面不大于 0 03mm 3 型芯 凸模 鑲件等 其尾部高度尺寸未注明公差時(shí) 其 端面應(yīng)在裝配后與其配合的零件齊平 4 制品同一表面的成型腔分布在上 下?；騼赡r(shí) 裝配后 沿分型面的錯(cuò)邊不大于 0 05mm 并其組合尺寸不超過型腔允許的極 限尺寸 5 凸模與凹模裝配后的配合間隙 應(yīng)保持周圍均勻 6 需保持同軸的兩個(gè)以上零件 其同軸度必須保證裝配要求 使各配合零件能順利裝卸 活動(dòng)自如 7 模具導(dǎo)向件的導(dǎo)向部分 裝配后保證滑動(dòng)靈活 無卡滯現(xiàn) 象 8 模具中供兩次分型用的拉桿 拉板裝配后 各工作面應(yīng)在 同一平面內(nèi) 允許其極限偏差為 0 1mm 9 模具裝配后 兩安裝平面應(yīng)保持平 其平行度公差按按 GB1184 附錄一的 6 級 4 綜合要求 1 模具 模架及其零件的工件表面 不應(yīng)有碰傷 凹痕 裂 紋 毛刺 銹蝕等缺陷 2 經(jīng)熱處理后的零件 硬度應(yīng)均勻 不允許有脫碳 軟點(diǎn) 氧化斑點(diǎn)及裂紋等缺陷 熱處理后應(yīng)清除氧化皮 臟物油污 3 配通用模架模具 裝配后兩側(cè)面應(yīng)進(jìn)行同時(shí)磨削加工 以 保證模具能順利裝入模架 4 模具的冷卻水道應(yīng)保證暢通 5 零件加工 成型零部件 為了保證導(dǎo)向作用 動(dòng) 定模的導(dǎo)柱 導(dǎo)套孔的 孔距精度應(yīng)控制在 0 01mm 以內(nèi) 因此 必須用坐標(biāo)鏜床對動(dòng) 定模 鏜孔 在缺少坐標(biāo)鏜床的情況下 較普遍采用的方法是將動(dòng) 定模 合在一起 在車床 銑床或鏜床上進(jìn)行鏜孔 成型零部件采用優(yōu)質(zhì) 碳素工具 T8A 鋼 強(qiáng)度高 耐磨性好 熱處理變形小 有時(shí)還要求 耐腐蝕 調(diào)質(zhì)淬火低溫回火 55HRC 型芯的加工 把成型面的曲面圖通過計(jì)算機(jī)產(chǎn)生刀具加工路徑 進(jìn)行數(shù)控銑外形加工 再銑小型芯孔和凹臺 鉆推桿孔 加工澆口 型腔的加工 把成型面的曲面圖通過計(jì)算機(jī)產(chǎn)生刀具加工路徑 留余量在數(shù)控銑上加工成型 再用電火花加工成型 導(dǎo)柱導(dǎo)套加工 孔徑與導(dǎo)柱相配 一般采用 H7 m6 為了保證 導(dǎo)向作用 要求導(dǎo)柱 導(dǎo)套的配合間隙小于凸 凹模之間的間隙 外徑與上模座相配 采用 H r 過盈配合 另一端則與導(dǎo)套滑動(dòng)配合 為了保證導(dǎo)向精度 加工時(shí)除了使導(dǎo)柱 導(dǎo)套的配合符合尺寸精度 要求外 還應(yīng)滿足配合表面間的同軸度 即導(dǎo)柱兩個(gè)外圓表面間的 同軸度以及導(dǎo)套外圓與內(nèi)孔表面的同軸度要求 為了使導(dǎo)柱 導(dǎo)套 的配合表面硬而耐磨而中心部分具有良好韌性 用 T8A 表面耐磨 有韌性 抗彎曲 不易折斷 熱處理 表面淬火 低溫回火 55HRC 導(dǎo)柱在熱處理后修復(fù)中心孔 最后進(jìn)行磨削時(shí) 可利用兩 端中心孔進(jìn)行裝夾 并應(yīng)在一次裝夾中將導(dǎo)柱的兩個(gè)外圓磨出 以 保證兩表面間的同軸度 導(dǎo)套磨削加工時(shí) 可夾持非配合部分 在 萬能磨床上將內(nèi)外圓配合面一次裝夾磨出 以達(dá)到同軸度要求 用 這方法加工時(shí) 夾持力不宜過大 以免內(nèi)孔變形 或者是先磨內(nèi)圓 再以內(nèi)圓定位 用頂尖頂頂住芯軸磨外圓 這種加工方法不僅可以 保證同軸度 且能防止內(nèi)孔的微量變形 導(dǎo)柱 導(dǎo)套端部轉(zhuǎn)彎處必 須圓滑 以防止在運(yùn)動(dòng)中將配合面劃傷 因此 全部精磨后 必須 用油石將圓弧處磨圓滑 消除磨削后在圓弧處出現(xiàn)的棱帶 6 零件工藝路線 1 導(dǎo)柱加工工藝路線 毛坯 棒料 車削加工 外圓配合部分留磨量 0 2 0 3mm 熱處理 淬火或滲碳淬火 外圓磨削 精 磨至要求尺寸 T8A 鋼淬火處理 硬度 HRC55 2 導(dǎo)套加工工藝路線 毛坯 棒料 球化退火 車削加工 內(nèi)圓配合部分留磨 量 0 1 0 15mm 熱處理 淬火或滲碳淬火 內(nèi)圓磨削 精磨至要求尺寸 T8A 鋼淬火處理 硬度 HRC55 3 座板的加工工藝路線 毛坯在銑 或刨 床上粗加工上 下兩平面 留精加工余量 熱處理 最后在平面磨床上精磨到符合圖紙要求 45 鋼 熱處理 調(diào)質(zhì) 200HBS 4 動(dòng) 定模板加工工藝路線 毛坯 銑床加工 熱處理 精磨到要求 動(dòng)模板用 45 鋼 熱處理硬度 40 45HRC 定模板用 45 鋼 熱處理硬度 50 55HRC 5 支承板加工工藝路線 毛坯 銑床加工 熱處理 精磨到要求 45 鋼 熱處理硬度 40 45HRC 6 推桿固定板加工工藝路線 毛坯 球化退火 銑床加工 熱處理 精磨到要求 45 鋼 一定的強(qiáng)度和剛度 熱處理 調(diào)質(zhì) 200HBS 7 推板加工工藝路線 毛坯 銑床加工 熱處理 精磨到要求 45 鋼 熱處理硬度 40 45HRC 8 墊塊加工工藝路線 毛坯 銑床加工 熱處理 精磨到要求 45 鋼 一定的強(qiáng)度和剛度 熱處理 調(diào)質(zhì) 200HBS 9 澆口套加工工藝路線 毛坯 車床加工 鉆孔 鉸孔 保證主流道表面粗糙度 R 0 8 m T8A 熱處理硬度 53 57HRC 參考文獻(xiàn) 書名 作者 出版社 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 屈華昌 機(jī)械工業(yè)出版社 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 徐灝 機(jī)械工業(yè)出版社 模具制造 黃健求 機(jī)械工業(yè)出版社 塑料注射模具設(shè)計(jì)實(shí)用手 冊 宋玉恒 航空工業(yè)出版社 模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊 馮炳堯 韓泰榮 上海科學(xué)技術(shù)出版社 塑料模具設(shè)計(jì)與制造教程 陳萬林 北京希望電子出版社 心得體會 我即將踏入工作的崗位 回想三年的大學(xué)生涯 可謂艱辛 但我 覺得收獲是豐盛的 通過長時(shí)間的努力 畢業(yè)設(shè)計(jì)終于可算是劃上一個(gè)句號了 本次 設(shè)計(jì)是一個(gè)全面性的設(shè)計(jì) 是對塑料模課程的一個(gè)總結(jié)一次回顧 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)翻閱了大量的參考書 使我對 塑料成型工藝與模具 設(shè)計(jì) 及相關(guān)知識又進(jìn)行一次從新的整理 理論聯(lián)系實(shí)際 為我以 后搞模具做了一個(gè)很好的準(zhǔn)備 更重要的是 通過本次設(shè)計(jì)對我所 掌握的塑料模模具知識實(shí)際應(yīng)用能力起到了檢驗(yàn)的作用 通過系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 知道自己的不足和缺陷 在設(shè)計(jì)過程中我們始終結(jié)合計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì) 提高了我們對 Pro E AutoCAD 等軟件的應(yīng)用能力 通過了本次設(shè)計(jì)我們已初步掌 握了工程技術(shù)人員的設(shè)計(jì)思想 掌握了模具的相關(guān)知識 以基本能 獨(dú)立完成一套塑料模模具設(shè)計(jì)與制造 在設(shè)計(jì)中 通過查閱資料 向同學(xué)和老師請教 最大可能地了解 注塑模具的實(shí)際設(shè)計(jì)和制造情況 在設(shè)計(jì)中廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)件 設(shè)計(jì) 參數(shù)的選擇不僅來自課本和資料 還根據(jù)實(shí)際情況來選擇和使用 在設(shè)計(jì)中得到最大的收獲是 1 提高查閱參考資料的能力 能在不通的參數(shù)推薦值中選擇適 合本設(shè)計(jì)的最佳方法 2 繼續(xù)鞏固各種基礎(chǔ)知識 通過設(shè)計(jì) 也發(fā)現(xiàn)自己的很多不足和有待提高的知識 主要有 1 各門基礎(chǔ)課知識掌握的不夠扎實(shí) 運(yùn)用起來不夠熟練 2 實(shí)際工作能力還有待提高 設(shè)計(jì)與社會上的實(shí)際生產(chǎn)還有很 大差距 3 專業(yè)軟件的使用能力 包括熟練度和使用的廣度 還需要再 提高一個(gè)層次 通過運(yùn)用 CAD CAM 軟件來更好的完成和優(yōu)化設(shè)計(jì) 總之 我認(rèn)為 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然還存在這樣那樣的錯(cuò)誤和缺陷 但通過這次設(shè)計(jì)我又學(xué)到了很多的知識 把自己的工作能力提高到 一個(gè)更高的層次 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是自己邁向機(jī)械工程師很重要的第 一步 設(shè)計(jì)中存在的問題請老師批評指正