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江　南　大　學(xué) 　　 繼續(xù)教育 　 學(xué)院（系）　 數(shù)控技術(shù) 　專業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū) 一、題目及專題： １、 題目　　 洗衣機(jī)波輪注射模 ２、專題　 總體及主要零、部件設(shè)計(jì) 二、課題來(lái)源及選題依據(jù) 20世紀(jì)五六十年代出現(xiàn)于日本的波輪洗衣機(jī)目前是我國(guó)人民最了解，市場(chǎng)占有率最高的洗衣機(jī)種類。??早期的波輪洗衣機(jī)一般采用偏置波輪，而不是目前常見(jiàn)的波輪位于內(nèi)桶中央，把波輪設(shè)計(jì)在內(nèi)桶邊上目的是為了提高洗衣機(jī)的洗凈力。這是在權(quán)衡各種因素后設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品，水流方式是利用波輪先正向旋轉(zhuǎn)30秒，然后停5秒，再反向旋轉(zhuǎn)30秒，再停5秒，周而復(fù)始的循環(huán)下去，這種方式維持了二、三十年之久，進(jìn)入20世紀(jì)80年代后，出現(xiàn)了新型波輪和新型水流才取代了這種方式：波輪在桶的底部，還通過(guò)其它設(shè)計(jì)大大改變了水流。新型全自動(dòng)洗衣機(jī)的水流方式一般為正向旋轉(zhuǎn)1-3秒，停0．5－l秒， 再反向應(yīng)轉(zhuǎn)l－3秒，再停0．5－l秒，這和舊式水流大不一樣，這種方式也是多年研究的成果，有利于各因素之間的平衡，兼顧了洗滌力、磨損率、纏繞狀況，洗滌均勻度等因素。 三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： 1.對(duì)零件工藝性分析 2. 確定成形方案 以及相應(yīng)的計(jì)算 3. 技術(shù)圖樣折合A0不少于二張 。 4．設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份，字?jǐn)?shù)不少于10000字。 四、接受任務(wù)學(xué)生： 70201 班 　　姓名 席 偉 五、開(kāi)始及完成日期： 自 2007 年 10 月 8日 至 2007 年 11 月 10日 六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問(wèn)）： 指導(dǎo)教師　　　　　　　簽名 簽名 教研室主任 　　　　　　　〔學(xué)科組組長(zhǎng)研究所所長(zhǎng)〕　　　　　　　簽名 　　 　　院長(zhǎng)(系主任) 　　　　　　簽名 2006 年 11 月 10日 編號(hào) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題目： 波輪注射模 繼續(xù)教育 學(xué)院 數(shù)控技術(shù) 專業(yè) 學(xué) 號(hào)： 20051457 學(xué)生姓名： 席 偉 指導(dǎo)教師： 范 豐 07年11月 摘要 本模具為波輪注射模，結(jié)構(gòu)形狀分布均勻，以整體式的零件進(jìn)行澆注，葉片不規(guī)則，表面為洗衣工作面，加工有一定困難~波輪精度較高，選用單腔；以推桿為主推管為輔的聯(lián)合脫模方式；采用點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)。采用最簡(jiǎn)單的外連接直通式冷卻水道，冷卻劑用水。 進(jìn)行脫模力計(jì)算以及成型零部件工作尺寸計(jì)算。 關(guān)鍵詞：注射機(jī)，脫模力，推桿 大專（脫產(chǎn)）畢業(yè)設(shè)計(jì) 開(kāi)題報(bào)告書(shū) 題 目 波輪注射模設(shè)計(jì) 姓 名 席偉 學(xué) 號(hào) 20051457 專 業(yè) 數(shù)控技術(shù) 指導(dǎo)教師 范 豐 職 稱 2007 年 11 月 課題來(lái)源 企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際需求。 科學(xué)依據(jù)（包括課題的科學(xué)意義；國(guó)內(nèi)外研究概況、水平和發(fā)展趨勢(shì)；應(yīng)用前景等） 20世紀(jì)五六十年代出現(xiàn)于日本的波輪洗衣機(jī)目前是我國(guó)人民最了解，市場(chǎng)占有率最高的洗衣機(jī)種類。??早期的波輪洗衣機(jī)一般采用偏置波輪，而不是目前常見(jiàn)的波輪位于內(nèi)桶中央，把波輪設(shè)計(jì)在內(nèi)桶邊上目的是為了提高洗衣機(jī)的洗凈力。這是在權(quán)衡各種因素后設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品，水流方式是利用波輪先正向旋轉(zhuǎn)30秒，然后停5秒，再反向旋轉(zhuǎn)30秒，再停5秒，周而復(fù)始的循環(huán)下去，這種方 式維持了二、三十年之久，進(jìn)入20世紀(jì)80年代后，出現(xiàn)了新型波輪和新型水流才取代了這種方式：波輪在桶的底部，還通過(guò)其它設(shè)計(jì)大大改變了水流。新型全自動(dòng)洗衣機(jī)的水流方式一般為正向旋轉(zhuǎn)1-3秒，停0．5－l秒， 再反向應(yīng)轉(zhuǎn)l－3秒，再停0．5－l秒，這和舊式水流大不一樣，這種方式也是多年研究的成果，有利于各因素之間的平衡，兼顧了洗滌力、磨損率、纏繞狀況，洗滌均勻度等因素。 研究?jī)?nèi)容 1對(duì)塑件進(jìn)行工藝分析 2選擇注射機(jī)確定型腔數(shù) 3確定成型方案 4繪制結(jié)構(gòu)方案草圖 5計(jì)算與說(shuō)明 現(xiàn)基本以機(jī)械設(shè)計(jì)為主，其它為輔。 擬采取的研究方法、技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)方案及可行性分析 按照設(shè)計(jì)任務(wù)，根據(jù)調(diào)查研究所提供的權(quán)據(jù)和有關(guān)技術(shù)資料，進(jìn)行以下工作：進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算、繪制有關(guān)圖紙（零件圖、部件總圖、裝配圖等），編寫計(jì)算過(guò)程等。其基本內(nèi)容如下： 1）繪制被加工零件模具圖、零件圖、總裝圖。 2）波輪裝配圖設(shè)計(jì)。 3）按規(guī)定格式編制設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。 研究計(jì)劃及預(yù)期成果 塑件尺寸較大，最大直徑為150mm，最大高度為50mm。外部結(jié)構(gòu)形狀雖然呈對(duì)稱分布，但是，波輪葉片形狀不規(guī)則，這給模具的制造帶來(lái)一定的難度。另外，波輪中間螺釘孔四周的壁厚比較厚，而且厚度不均勻，這個(gè)有可能會(huì)在注塑時(shí)產(chǎn)生氣泡。這些都是波輪零件限定的，無(wú)法糾正。不過(guò)，高度不大，相信產(chǎn)生氣泡的幾率不大，可以投入生產(chǎn)。 特色或創(chuàng)新之處 塑件上表面為洗衣工作面，要求光潔，不允許有較大的澆口痕跡。所以應(yīng)該采用點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)。澆口設(shè)置在上部30上表面。由于波輪塑件的外形尺寸比較大，所以應(yīng)該設(shè)計(jì)雙點(diǎn)澆口的澆注形式。這樣可以是熔融塑料在填充型腔時(shí)更快，更穩(wěn)，不容易產(chǎn)生渦。 已具備的條件和尚需解決的問(wèn)題 已具備的條件：波輪洗衣機(jī)，能通過(guò)波輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生正向向外的水流，松散洗滌衣物。、不斷地運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生各種水流，像無(wú)數(shù)只手一樣，達(dá)到洗凈衣物的功能。 尚需解決的問(wèn)題：浮于水中，不與波輪接觸與摩擦”。波輪洗衣機(jī)被摩擦后出現(xiàn)磨損，最好是“搓揉”。衣物不與桶壁發(fā)生摩擦，使衣物懸浮于水的“中央”。 技術(shù)進(jìn)步為先決條件，走得較穩(wěn)，保持了企業(yè)研發(fā)的后續(xù)力量。 指導(dǎo)教師意見(jiàn) 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 教研室（學(xué)科組、研究所）意見(jiàn) 教研室主任簽名： 年 月 日 院系意見(jiàn) 主管領(lǐng)導(dǎo)簽名： 年 月 日 目 錄 第一章 對(duì)塑件進(jìn)行工藝分析·························1 1.1分析塑件使用材料的種類及其工藝性··········································1 1.2分析塑件結(jié)構(gòu)工藝性························································1 第二章選擇注射機(jī)確定型腔數(shù)························2 2.1根據(jù)塑件的形狀估算其體積和重··············································2 2.2選擇設(shè)備型號(hào)規(guī)格,確定型腔數(shù)················································2 2.2.1注射機(jī)額定注射量·····················································2 2.2.2根據(jù)塑件精度確定型腔數(shù)···············································3 2.2.3根據(jù)生產(chǎn)批量確定型腔數(shù)···············································3 第三章確定成型方案································5 3.1確定成型位置······························································5 3.2確定分型面································································5 3.3脫模方式··································································5 3.4澆注系統(tǒng)形成······························································5 3.5冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)考慮····················································5 3.6確定成形零部件的結(jié)構(gòu)形式··················································5 第四章繪制結(jié)構(gòu)方案草圖····························7 4.1注射量的校核······························································7 4.2鎖模力與型腔內(nèi)平均壓力、注射壓力的校核····································7 4.3模具厚度與注射機(jī)閉合高度校核··············································9 4.4注射機(jī)開(kāi)模行程····························································9 第五章計(jì)算與說(shuō)明·································10 5.1脫模力計(jì)算·······························································10 5.1.1計(jì)算公式································································10 5.2成型零部件工作尺寸計(jì)算···················································10 5.2.1定模、動(dòng)模(型腔、型芯)選用材料··········································10 5.2.2型腔側(cè)壁厚度和底版厚度確定··············································11 5.2.3型腔、型芯工作尺寸確定··················································12 5.3推桿計(jì)算·································································17 5.3.1推桿選用材料····························································17 5.3.2計(jì)算推桿長(zhǎng)度····························································17 5.4進(jìn)行關(guān)鍵零件的強(qiáng)度和剛度校核··············································18 5.4.1推桿的強(qiáng)度和剛度的校核·················································18 5.4.2型腔型腔壁厚和底板厚度校核·············································20 總結(jié)········································································21 致謝········································································22 參考文獻(xiàn)····································································23 1 波輪注射模設(shè)計(jì) 致謝 論文脫稿之際，特別感謝知道老師范豐老師為我講解新技術(shù)、提供具有代表性的課題、材料，以及在我遇到難題時(shí)，能及時(shí)為我解答，使我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。謹(jǐn)向范老師所授予的嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致、認(rèn)真的指導(dǎo)和付出的心血，致以崇高的敬意和衷心的感謝！ 無(wú)錫技師學(xué)院的多位老師在我撰寫畢業(yè)論文過(guò)程中以及在學(xué)校期間，給予了很多熱情的幫助和大力支持。為此，向他們表示誠(chéng)摯的謝意！ 向所有關(guān)心、支持、幫助過(guò)我的餓各位老師、同學(xué)、朋友們表示謝意！ 最后，向熱心評(píng)審本論文和參加答辯的老師們致以衷心的感謝！ 參考文獻(xiàn) 〈1〉、《模具設(shè)計(jì)與制造》/黨根茂 駱志斌 李集仁 主編-西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1995年12第1版； 〈2〉、《實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)》/許發(fā)樾 主編-北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002年1月第1版； 〈3〉、《塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》/《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》 編寫組著-北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002年7月第3版； 〈4〉、《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》/吳宗澤 主編-北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999年1月第1版； 〈5〉、《機(jī)械工程材料》/王煥庭 李茅華 徐善國(guó) 主編-大連：大連理工大學(xué)出版社，2000年5月第4版； 〈6〉、《材料力學(xué)》/劉鴻文 主編-北京：高等教育出版社，1992年9月第3版； 〈7〉、《實(shí)用模具制造手冊(cè)》/高佩副 主編-北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，1999年3月第1版； 〈8〉、《海爾家用洗衣機(jī)原理與維修》/青島海爾集團(tuán) 主編-北京：人民郵電出版社，1992年2月第1版； 〈9〉、《機(jī)械零件手冊(cè)》周開(kāi)勤 主編-北京：高等教育出版社，1994年5月第4版； 〈10〉、《模具技術(shù)問(wèn)答》/彭建聲 秦嘵剛 主編-北京：：機(jī)械工業(yè)出版社，2002年1月第1版； 〈11〉、《畫法幾何及機(jī)械制圖》/馬曉湘 鐘均祥 主編-廣州：華南理工大學(xué)出版社，1998年9月第2版。 波輪注射模設(shè)計(jì) 第一章對(duì)零件工藝性分析 1.1分析塑件使用材料的種類及其工藝性 該塑件為ABS,屬于通用性熱塑性塑料，其成型條件如下： 注射成型機(jī)型：螺桿式 堆密度：1.03～1.07∕g.㎝ 計(jì)算收縮率：0.3～0.8/% 預(yù)熱溫度：80～85/℃ 預(yù)熱時(shí)間：2～3/h 料桶溫度：后段：150～170/s 　　　　　中段：165～180/s 　　　　　前段：180～200/s 噴嘴溫度：170～180/℃ 模具溫度：50～80/℃ 注射壓力：60～100/Mpa 成型時(shí)間：注射時(shí)間：20～90/s 　　　　　高壓時(shí)間：0～50/s 　　　　　冷卻時(shí)間：20～120/s 　　　　　總周期：50～220/s 螺桿轉(zhuǎn)速：30/r·min 彈性模量E：1800～2900/Mpa 1.8～2.9×10N/㎝ 脫模斜度：型腔：40′～1°20′ 　　　　　型心：.35′～1° 1.2分析塑件結(jié)構(gòu)工藝性 塑件尺寸較大，最大直徑為150mm，最大高度為50mm。外部結(jié)構(gòu)形狀雖然呈對(duì)稱分布，但是，波輪葉片形狀不規(guī)則，這給模具的制造帶來(lái)一定的難度。另外，波輪中間螺釘孔四周的壁厚比較厚，而且厚度不均勻，這個(gè)有可能會(huì)在注塑時(shí)產(chǎn)生氣泡。這些都是波輪零件限定的，無(wú)法糾正。不過(guò)，高度不大，相信產(chǎn)生氣泡的幾率不大，可以投入生產(chǎn)。 第二章 選擇注射機(jī)確定型腔數(shù) 2.1根據(jù)塑件的形狀估算體積和重量 波輪的三維零件圖已經(jīng)在CAD中按比例1:1畫出,故此可以用CAD中的查詢功能查出: 波輪的體積為:Ｖ＝315583(㎜)≈315.6(㎝) 波輪的表面積為:S=190386(㎜)≈1903.9(㎝) 塑件重量:V=V·=315.6×1.07g=337.69g。式中為塑料容量,ABS塑料的容量=1.07g/㎝。 2.2根據(jù)塑件的計(jì)算重量和體積選擇設(shè)備型號(hào)規(guī)格,確定型腔數(shù). 設(shè)備未限,故需要考慮以下因素: 2.2.1注射機(jī)額定注射量G。 注射機(jī)每次注射量不超過(guò)最大注射量的80%，即： n= （2-1） 式中,n—型腔數(shù); V—澆注系統(tǒng)體積(㎝) ； V—塑件體積(㎝)； V—注射機(jī)額定注射量(㎝)。 估算澆注系統(tǒng)的體積V，根據(jù)澆注系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)方案（圖2-1）澆注系統(tǒng),進(jìn)行估算V=20㎝ 設(shè)n=1，則得： V===419.5㎝ 2.2.2根據(jù)塑件精度確定型腔數(shù)。 波輪塑件精度為高精度，故此選單腔，即n=1。 2.2.3根據(jù)生產(chǎn)批量確定型腔數(shù)。 這次為了畢業(yè)設(shè)計(jì)，可以算為試制或者小批量，故此選單腔n=1。 從綜合上面?zhèn)€因素，并根據(jù)塑料注射機(jī)技術(shù)規(guī)格，選取型號(hào)為XS-ZY-500 的注射機(jī)。 注：經(jīng)過(guò)下面一系列驗(yàn)算得出，如果選取型號(hào)為：XS-ZY-500的注射機(jī)，在模具最大厚度方面不符合要求（設(shè)計(jì)模具厚度為568mm,該注射機(jī)規(guī)定模具最大厚度為450 mm），故此選取型號(hào)為XS-ZY-1000的注射機(jī)。該型號(hào)的注射機(jī)能夠滿足要求（該注射機(jī)規(guī)定模具最大厚度為700mm）。 故此，綜合各方面因素，應(yīng)該選取型號(hào)為XS-ZY-1000的注射機(jī)。 關(guān)于該注射機(jī)的一些重要系數(shù)： 額定注射量：1000㎝ 螺桿直徑：85㎜ 注射壓力：121Mpa 注射行程:260㎜ 注射時(shí)間：2.7s 螺桿轉(zhuǎn)速：21、27、35、40、45、50、65、83r/min 注射方式：螺桿式 合模力：4500KN 最大成型面積：1800㎝ 最大開(kāi)（合）模行程：700㎜ 模具最大厚度:700㎜ 模具最小厚度:300㎜ 動(dòng)、定模固定板尺寸：900×1000㎜ 拉桿空間：650×550㎜ 合模方式：兩次動(dòng)作液壓式 定位圈尺寸：㎜ 噴嘴球頭半徑：SR18㎜ 頂出方式：兩側(cè)頂出 頂桿中心距：350㎜ 機(jī)器外形尺寸:7670×1740×2380㎜ 第三章確定成形方案 3.1確定成型位置 由于波輪塑件上表面有葉片，下表面有筋板，中心孔還有金屬鑲件?？紤]到使脫模方便，鑲件容易定位，故塑件成形位置選擇如圖3-1示。 3.2確定分型面 考慮到波輪塑件的外觀質(zhì)量，同時(shí)為保證塑件在分模時(shí)能夠留在動(dòng)模一側(cè)，便于脫模。故此將分型面設(shè)在I-I面上，見(jiàn)圖3-1。 3.3脫模方式 從波輪塑件的結(jié)構(gòu)形狀分析，宜采用以推桿為主和推管為輔的聯(lián)合脫模方式。用四根推桿均布在四條輪輻狀筋板上，推桿中心線的位置在200㎜的圓周上。推管推在波輪鑲件及其周邊塑料層上，主要為了不讓塑件在脫模時(shí)產(chǎn)生變形及順利推出如圖3-1示。 3.4澆注系統(tǒng)形式 塑件上表面為洗衣工作面，要求光潔，不允許有較大的澆口痕跡。所以應(yīng)該采用點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)。澆口設(shè)置在上部30上表面。由于波輪塑件的外形尺寸比較大，所以應(yīng)該設(shè)計(jì)雙點(diǎn)澆口的澆注形式。這樣可以是熔融塑料在填充型腔時(shí)更快，更穩(wěn)，不容易產(chǎn)生渦流如圖3-1示。 3.5冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)考慮 由于ABS塑料成形時(shí)要求模溫在（40～60）℃，所以模具之考慮冷卻系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)采用最簡(jiǎn)單的外連直通式冷卻水道，冷卻劑用水。 3.6確定成形零部件的結(jié)構(gòu)形式（整體式和鑲拼式）： 雖然塑件局部結(jié)構(gòu)比較特殊，但是對(duì)現(xiàn)有的加工環(huán)境來(lái)看，主要成形零件還是做成整體式的。 圖3-1（波輪設(shè)計(jì)總裝圖） 第四章繪制結(jié)構(gòu)方案草圖 進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并初步繪出模具完整的結(jié)構(gòu)，如圖3-1所示。校驗(yàn)所需注射機(jī)的能力。 校核注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)： 4.1注射量的校核 塑件（包括澆注系統(tǒng)）在成型時(shí)每次所需注射量V小于注射機(jī)的最大注射量V的80％，即： n·V+V0.8V 注： V— 注射機(jī)最大注射量（㎝）； V— 波輪塑件成型時(shí)每次所需注射總量（㎝）； V— 成型時(shí)澆注系統(tǒng)每次所需注射總量（㎝）； n — 型腔數(shù)。 由前面計(jì)算得知，波輪塑件體積為：315.6㎝，澆注系統(tǒng)體積：20㎝。 則，每次注射所需塑料量為（按一模一腔）： 1×315.6+20=335.6㎝ 注射機(jī)的最大注射量：1000×0.8=800㎝＞335.6㎝ 能夠滿足要求。 4.2鎖模力與型腔內(nèi)平均壓力、注射壓力的校核 鎖模力是在成型時(shí)鎖模模具的最大力，成型時(shí)高壓熔融塑料在分型面上顯現(xiàn)的漲力應(yīng)該小于鎖模力。該漲力與注射機(jī)額定鎖模力的關(guān)系如下示： K(KN) （4-2） 式中: F— 注射機(jī)的額定鎖模力(N); A— 塑料制品與澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積(㎡); P— 熔融塑料在型腔內(nèi)的平均壓力(Mpa); K— 安全系數(shù)，常取：K=1.1～1.2。 從表(8-2)查得ABS熔融塑料在型腔內(nèi)的平均壓力P為： P=35 Mpa 總投影面積A為： A=×r=×0.15=0.07069(㎡) 即有： ==2968KN 型號(hào)為XS-ZY-1000注射機(jī)的額定鎖模力F為： F=4500KN＞2968KN 滿足要求：F 同時(shí)，XS-ZY-1000注射機(jī)的額定注射壓力為：121Mpa。滿足ABS塑料（成形需要注射壓力：60～100Mpa）成形時(shí)注射壓力的要求。 4.3模具厚度與注射機(jī)閉合高度校核 選擇的模架為標(biāo)準(zhǔn)模架：B×L=500×500㎜ 關(guān)于它的一些重要數(shù)據(jù)如下： B×L=500×500㎜ (單位：㎜) 表4-1(模具明細(xì)表) 座板 寬度 630 厚度 定模 40 動(dòng)模 40 墊塊 寬帶 80 厚度 12.5 厚度 支撐板 63 推件板 40 推件固定板 25 卸流道板 30 直徑 導(dǎo)柱 40 導(dǎo)套 50 復(fù)位桿 25 內(nèi)六角螺釘 12-M16；16-M12 中心距 b 420 b 414 b 280 續(xù)表4-1(模具明細(xì)表) b 312 l 414 l 320 l 440 l 476 模具厚度H與注射機(jī)閉合高度按式校核： HHH 式中，H— 注射機(jī)允許最小模厚(=300㎜)； H— 注射機(jī)允許最大模厚(=700㎜)； H— 模具閉合高度。 預(yù)選模架B×L=500×500,則有模具的閉合高度為: H=568㎜ 因?yàn)?00＞568＞300,所以,能夠滿足要求。 4.4注射機(jī)開(kāi)模行程:注射機(jī)開(kāi)模行程應(yīng)該大于模具開(kāi)模時(shí)取出塑件(包括澆注系統(tǒng))所需的開(kāi)模距,即滿足下式: LH+H+（5～10）+a (㎜) 式中, H— 脫模距離(=42㎜); H— 不包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的制品高度(=50㎜); L— 注射機(jī)開(kāi)模行程(=700㎜); a— 定模板與型腔板的分離距離(=119㎜); 則,模具的開(kāi)模行程為: L=42+50+10+119=221(㎜)＜700(㎜) 所以,注射機(jī)開(kāi)模行程能夠滿足要求。 第五章 計(jì)算說(shuō)明 5.1脫模力計(jì)算 當(dāng)脫模開(kāi)始時(shí),阻力最大。推桿剛度和強(qiáng)度也按此時(shí)的受力計(jì)算,也就是無(wú)視脫模斜度(=0).對(duì)于波輪塑件來(lái)說(shuō),壁厚與凸模(最大)直徑之比為0.01, 小于0.05。故此,脫模力可以按照薄壁圓形件來(lái)計(jì)算。對(duì)波輪塑件來(lái)說(shuō),塑件從模具中脫出時(shí)的摩擦力為最主要,所以,它的脫模力主要計(jì)算塑件從模具中脫出時(shí)的摩擦力。 5.1.1計(jì)算公式： 薄壁圓形件的脫模力計(jì)算公式如下： Q= （5-1） 式中，Q— 脫模力(N); T— 塑件平均壁厚(㎝),t=0.3㎝; E— 塑料彈性模量(N/㎝)，常取1.8～2.9×10N/㎝，這里取2.0×10N/㎝; S— 塑料平均成形收縮率(㎜/㎜)，常取0.3～0.8％，這里取0.6％; L— 包容凸模的長(zhǎng)度(㎝) f— 塑料與鋼的摩擦系數(shù)，取0.3; m— 塑料的泊松比，取0.3； r— 圓柱形半徑(㎝)。 因?yàn)椴ㄝ喨S零件圖已經(jīng)在CAD中畫出，所以，L可以用實(shí)測(cè)的方法得到， 則有：L=213.12mm。 代入數(shù)據(jù)有： Q===1588.33N 根據(jù)計(jì)算結(jié)果，取Q=2000N。 則，脫模力為2000N。 5.2成型零部件工作尺寸計(jì)算 5.2.1定模、動(dòng)模（型腔、型芯）選用材料 表5-1（材料及性能） 材 料 力 學(xué) 性 能 主要用途 15CM 抗拉強(qiáng)度 (Mpa) 屈服強(qiáng)度 (Mpa) 供應(yīng)狀態(tài)硬度 HBS(Mpa) 許用應(yīng)力 [](Mpa) 用作齒輪、渦輪、塑料模具、氣輪機(jī)密封軸套等。 785 590 179 295 5.2.2型腔側(cè)壁厚度和底板厚度確定 型腔結(jié)構(gòu)形式—整體式。 型腔（圓形）壁厚的強(qiáng)度和剛度計(jì)算： 按強(qiáng)度計(jì)算： 型腔側(cè)壁厚度計(jì)算公式： t=r· (5-2) 型腔底板厚度計(jì)算公式： t= (5-3) 式中，[]— 材料許用應(yīng)力(Mpa); P— 熔融塑料在型腔內(nèi)的平均壓力(Mpa)，ABS塑料的P值取35Mpa; r— 型腔內(nèi)最大半徑（mm），由波輪三維零件圖知：r=150mm。 代入數(shù)據(jù)有： 型腔側(cè)壁厚度： t=r·=150×=75.6㎜ 型腔底板厚度: t===28.7㎜ 按剛度計(jì)算: 型腔側(cè)壁厚度計(jì)算公式：t=[] （5-4） 型腔底板厚度計(jì)算公式：t= (5-5) 式中，E— 彈性模量（Mpa）,取E=206×10Mpa; — 泊松比，常取0.25～0.30，故取=0.28; — 成型零件的許用變型量，取=0.05。 代入數(shù)據(jù)： 型腔側(cè)壁厚度： t=[]=2.78㎜ 型腔底板厚度： t==9.1㎜ 綜合剛度和強(qiáng)度的計(jì)算結(jié)果取以下值： 型腔側(cè)壁厚度: t=75.6㎜, ?。簍=80㎜ 型腔底板厚度： t=28.7㎜, ?。簍=30㎜ 5.2.3型腔、型芯工作尺寸確定 塑件成型收縮率：S S為塑件在收縮范圍內(nèi)的平均值，其計(jì)算公式如下： S= （5-6） S—塑件最大收縮率； S—塑件最小收縮率。 查表得塑件ABS的收縮率為： S=0.8％ S=0.3％ 則，塑料ABS的平均收縮率為 S==％=0.55％ 查得ABS塑件精度取4級(jí)精度，按該精度等級(jí)可以從“塑件公差數(shù)值表”中查到尺寸公差值： 表5-2（塑件公差數(shù)值表） 基本尺寸L（mm） 公差數(shù)值 基本尺寸（mm） 公差數(shù)值 6～10 0.10 80～100 0.44 10～14 0.12 100～120 0.50 14～18 0.12 120～140 0.56 18～24 0.14 140～160 0.62 24～30 0.24 160～180 0.68 30～40 0.26 180～200 0.74 40～50 0.28 200～225 0.82 50～65 0.32 225～280 1.00 65～80 0.38 280～315 1.20 型腔與型芯工作尺寸計(jì)算公式 a、 型腔工作尺寸計(jì)算公式： 徑向工作尺寸： L=(L+ LS-x) （5-7） 軸向工作尺寸： H=(H+H S-x) （5-8） b、型腔工作尺寸計(jì)算公式： 徑向工作尺寸： l=(l+ lS+ x) （5-9） 軸向工作尺寸： h=(h+ hS+ x) （5-10） 式中， S— 塑料平均收縮率，塑件ABS的S=0.55％; — 塑件公差(㎜),見(jiàn)表5-2； — 成型零件制造公差（㎜），= ； X — 修正系數(shù)，一般為～,取X=； X′— 修正系數(shù)，一般為～,取X′=； L— 型腔徑向尺寸（mm）； H— 型腔軸向尺寸（mm）； L— 塑件徑向基本尺寸（mm）； H— 塑件向軸基本尺寸（mm）； l— 塑件內(nèi)形基本尺寸（mm）； h— 塑件孔深基本尺寸（mm）； l—型芯徑向尺寸（mm）； h—型腔軸向尺寸（mm）； 型腔工作尺寸計(jì)算 圖5-1（波輪） a、 型腔徑向工作尺寸計(jì)算 如圖（5-1）塑件徑向基本尺寸： L=300㎜ L=40㎜ 查表（5-2）得:a、當(dāng)L=300㎜時(shí)，塑件公差=1.20㎜; b、當(dāng)L=40㎜時(shí)，塑件公差=0.28㎜。 則有成型零件制造公差==×1.20=0.4㎜ ==×0.28=0.09㎜ 代入已知數(shù)據(jù)得： L=(L+ LS-x)=(300+300×0.55％-×1.2)=301.05㎜ L=(L+ LS-x)=(40+40×0.55％-×0.28) =40.08㎜ 則，型腔徑向工作尺寸為： L=301.05㎜; L=40.08㎜。 b、 型腔軸向工作尺寸計(jì)算 如圖（5-1）塑件最大軸向基本尺寸， H=50㎜ 查表（5-2）得：塑件公差=0.32mm, 則有成型零件制造公差==×0.32=0.11㎜ 代入已知數(shù)據(jù)得： H=(H+H S-x)=(50+50×0.55％-×0.32)=50.12㎜ 則，型腔軸向最大工作尺寸為H=50.115㎜ 型芯工作尺寸計(jì)算 a、 型芯徑向工作尺寸計(jì)算 圖5-2（波輪） 如圖（5-2）示，波輪塑件內(nèi)形向基本尺寸l=294㎜; l=24㎜; l=16㎜。 查表（5-2）得：當(dāng)l=294㎜時(shí)，塑件公差=1.20㎜; 當(dāng)l=24㎜時(shí);，塑件公差=0.24㎜; 當(dāng)l=16㎜時(shí)，塑件公差=0.12㎜。 則有成型零件制造公差==×1.20=0.4㎜； ==×0.24=0.08㎜; ==×0.12=0.04㎜。 代入已知數(shù)據(jù)得： l=(l+ lS+ x)=(294+294×0.55％+×1.20)=296.22㎜ l=(l+ lS+ x)=(24+24×0.55％+0.24)=24.25㎜ l=(l+ lS+ x)=(12+120.55％+×0.12)=12.13㎜ 則，型芯徑向工作尺寸為：l=296.22㎜ l=24.25㎜ l=12.13㎜ b、型芯軸向工作尺寸計(jì)算 如圖（5-2）示，波輪塑件孔深基本尺寸h=32㎜; h=40㎜。 查表（5-2）得：a、當(dāng)h=32㎜時(shí)，塑件公差=0.26㎜; b、當(dāng)h=40㎜時(shí)，塑件公差=0.28㎜。 則有成型零件制造公差==×0.26=0.09㎜ ==×0.28=0.09㎜ 代入已知數(shù)據(jù)得： h=(h+ hS+ x)=(32+32×0.55％+×0.26)=32.31㎜ h=(h+ hS+ x)=(40+40×0.55+×0.28) =40.36㎜ 則，型腔軸向最大工作尺寸為: h=32.31㎜； h=40.36㎜。 5.3推桿計(jì)算 由于波輪塑件形狀特殊，所以采用矩形推桿，而且推桿在塑件脫模的時(shí)候起到主要作用。所以在計(jì)算的時(shí)候，把初始脫模力作為在、推桿在工作時(shí)承受的最大負(fù)荷。四筋板總共有四條輪輻狀筋板上，推桿中心線的位置在200㎜的圓周上。由于筋板的厚度為2㎜，故可以設(shè)計(jì)推桿截面形狀如圖5-3（筋板）示： 5.3.1推桿選用的材料 推桿選用的材料為45鋼。 5.3.2計(jì)算推桿長(zhǎng)度 根據(jù)《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》公式5-97得到： 推桿長(zhǎng)度計(jì)算公式： l= (5-11) 式中，l— 推桿長(zhǎng)度（㎝）; n— 推桿數(shù)量，n=4; E— 推桿材料的彈性模量（N/㎝），45鋼的E=2.1×10N/㎝； q— 推桿承受的最大負(fù)荷（N），在這里最大負(fù)荷等于塑件最大脫模力，即：q=Q=2000N； B— 推桿截面長(zhǎng)度（㎝），B=1.2㎝； H— 推桿截面寬度（㎝），H=1.2㎝。 代入數(shù)據(jù)得： l===12.88㎝ 取l =12㎝。 則，每根矩形推桿長(zhǎng)度：L10㎝ 根據(jù)模具的實(shí)際情況，推桿需要做成階梯狀。上部為矩形推桿，長(zhǎng)度為L(zhǎng)=89㎜，下部為實(shí)心圓柱狀，=20㎜。推桿長(zhǎng)度為，L=340㎜。如圖5-4（推桿）示： 5.4進(jìn)行關(guān)鍵零件的強(qiáng)度和剛度校核 5.4.1推桿的強(qiáng)度和剛度校核 截面為矩形部分推桿校核 矩形部分推桿尺寸如下：B=1.2㎝ H=0.2㎝ L=8.9㎝ a、最大負(fù)荷校核 根據(jù)根據(jù)《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》公式5-97得到，矩形截面推桿所能承受的最大負(fù)荷計(jì)算公式為： q= （5-12） 式中，l— 推桿長(zhǎng)度（㎝），l=8.9㎝； E— 推桿材料的彈性模量（N/㎝），45鋼的E=2.1×10N/㎝； q— 每條推桿承受的最大負(fù)荷（N）； B— 推桿截面長(zhǎng)度（㎝），B=1.2㎝； H— 推桿截面寬度（㎝），H=1.2㎝。 代入數(shù)據(jù)可得到每根矩形的推桿能夠承受最大負(fù)荷為： q===1046.7N 則，四條矩形推桿所能夠承受最大負(fù)荷為： q=4q=4×1046.7≈4187N q=4187N＞q=2000N 所以，截面為矩形的推桿能夠承受脫模力帶來(lái)的負(fù)荷。 b、應(yīng)力校核 截面為矩形的推桿主要受壓應(yīng)力，參考《材料力學(xué)》得到推桿的應(yīng)力校核公式如下： =≤ (5-13) 式中，q—推桿承受的最大負(fù)荷（N），在這里最大負(fù)荷等于塑件最大脫模力， 即：q=Q=2000N; —矩形推桿應(yīng)力（N/㎝）； —推桿鋼材的屈服極限強(qiáng)度（N/㎝），45鋼：=32000 N/㎝； n—推桿數(shù)量，n=4。 代入數(shù)據(jù)： ===2083.5 N/㎝ 所以， =2083.5 N/㎝≤=32000 N/㎝ 綜合計(jì)算結(jié)果，截面為矩形的推桿滿足要求。 截面為圓形部分推桿校核 圓形部分推桿尺寸如下：l=8.9㎝,r=1㎝ a、最大負(fù)荷校核 根據(jù)《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》公式5-93得到，圓形截面推桿所能承受的最大負(fù)荷計(jì)算公式為： q= (5-14) 式中，l— 推桿長(zhǎng)度（㎝），l=25.1㎝; q— 每條推桿承受的最大負(fù)荷(N); d— 推桿截面直徑(㎝),d=2.0㎝; — 推桿長(zhǎng)度系數(shù)0.7。 代入數(shù)據(jù)可得到每根圓形推桿所能承受的最大負(fù)荷為: q==263654.6N 則，四條圓形推桿所能承受的最大負(fù)荷為: q=4q=4×263654.6≈105469N q=105469N＞q=2000N 所以，截面為圓形的推桿能夠承受脫模力帶來(lái)的負(fù)荷。 b、應(yīng)力校核 參考《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》可以得到截面為圓形的推桿的應(yīng)力校核公式如下： =≤ (5-15) 式中，q— 推桿承受的最大負(fù)荷（N），在這里最大負(fù)荷等于塑件最大脫模力， 即：q=Q=2000N n— 推桿數(shù)量，n=4。 — 推桿鋼材的屈服極限強(qiáng)度（N/㎝），45鋼：=32000 N/㎝ 代入數(shù)據(jù)： ===159 N/㎝ 所以， =159 N/㎝＜=32000 N/㎝ 綜合計(jì)算結(jié)果，截面為圓形的推桿滿足要求。 故此，推桿滿足要求。 5.4.2型腔壁厚和底板厚度校核 型腔壁厚校核 由于所選模架為B×L=500×500㎜，根據(jù)型腔計(jì)算結(jié)果知，型腔最大徑向工作尺寸為：L=301.05㎜;根據(jù)型腔側(cè)壁厚度計(jì)算結(jié)果知：t=80㎜。 故此t==99.5㎜＞t=80㎜。 故此，型腔壁厚滿足要求。 型腔底板厚度校核 由于所選模架為B×L=500×500㎜，根據(jù)該模架的標(biāo)準(zhǔn)和所選數(shù)據(jù)可知，定模厚度為80㎜。根據(jù)型腔計(jì)算的結(jié)果可知，型腔最大軸向工作尺寸為H=50.12㎜；根據(jù)型腔底板厚度計(jì)算結(jié)果知；型腔底板厚度：t=30㎜,故此t=80-50=30㎜。 故此，型腔底板厚度滿足要求。 模具結(jié)構(gòu)總裝圖和零件工作圖的繪制（見(jiàn)圖紙） 總結(jié) 通過(guò)本次對(duì)洗衣機(jī)波輪的設(shè)計(jì)，使我把以前學(xué)過(guò)的課程又重新回顧了一次，并且有了更深刻的了解，同時(shí)也得到了很好的鞏固，但是我們只是理論上的鞏固，只是一個(gè)步行的起點(diǎn)。 在此以前，我根本不了解對(duì)洗衣機(jī)波輪的設(shè)計(jì)，只是印象上有個(gè)形象意識(shí)，通過(guò)這次的設(shè)計(jì)，使我對(duì)洗衣機(jī)波輪有了一定的了解，知道了洗衣機(jī)波輪的定義、結(jié)構(gòu)組成以及未來(lái)的動(dòng)向和發(fā)展。 通過(guò)這次的設(shè)計(jì)，使我學(xué)到了針對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)，進(jìn)行課題調(diào)研、收集、查閱、整理查找科技文獻(xiàn)、情報(bào)資料，融會(huì)貫通所學(xué)過(guò)的知識(shí)和技能，推出能夠解決問(wèn)題的方案與辦法并進(jìn)行運(yùn)行操作付與實(shí)施的工程設(shè)計(jì)方法，但對(duì)于真正的模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)是有限的，是欠缺的。 第 21 頁(yè) 共 21 頁(yè)