內螺紋瓶蓋的注塑模具設計-抽芯注射模含5張CAD圖,螺紋,羅紋,瓶蓋,注塑,模具設計,注射,cad 瓶蓋注塑模 緒論 模具在汽車，拖拉機，飛機，家用電器，工程機械，動力機械，冶金，機床，儀器儀表，輕工，日用五金等制造業(yè)中，起著極其重要的作用。隨著國民經濟的飛速發(fā)展，模具工業(yè)近年來也得到快速普及和發(fā)展。各種模具是大批量制造各種工業(yè)產品廣泛采用工裝設備。模具的種類繁多，形式多樣，模具的主要特點是單件生產，每套模具都需要進行一次新的設計。 隨著模具工業(yè)的迅速發(fā)展，對模具的使用壽命、加工精度等提出了更高的要求。模具材料性能的好壞和使用壽命的長短，將直接影響加工產品的質量和生產的經濟效益。而模具材料的種類、熱處理工藝、表面處理技術是影響模具使用壽命的極其重要的因素，所以世界各國都在不斷地研究和開發(fā)新型模具材料、改進模具熱處理工藝、選用適當?shù)谋砻嫣幚砑夹g、合理地設計模具結構、加強對模具的維護等措施，來穩(wěn)定和提高模具的使用壽命，防止模具的早期失效。 模具材料的使用性能將直接影響模具的質量和使用壽命。模具材料的工藝性能將主要影響模具加工的難易程度、加工質量和生產成本。為此，應合理選擇模具材料，改進熱處理工藝和表面處理工藝，大力推廣模具生產中的新里材料、新工藝和新技術。 我國塑料工業(yè)是建國后才興起的，雖與發(fā)達國家相比有一定差距，但發(fā)展速度很快。目前，我國不僅能生產品種比較齊全的塑料成型設備，并能生產一些大型、精密、自動化程度高的塑料成型設備，打破了這類設備依賴進口的格局。我國已能生產注射量達3000cm3的大型注射機，螺桿直徑達?250mm的塑料擠出機，壓制力達20000kN的塑料層壓機以及大型精密壓延機等。同時，擠出機、注射機、壓延機等都已系列化。隨著我國改革開放的深入和現(xiàn)代技術的應用，必將為塑料工業(yè)及塑料設備的發(fā)展帶來勃勃生機。 本設計是瓶蓋注塑設計，它包括分型面的選擇、型腔數(shù)目的計算、澆注系統(tǒng)的設計、標準件的選擇、抽芯機構的設計、排氣管的設計、成型零部件的設計與計算、溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計、輔助零件的設計等幾部分重要內容。認真的檢閱了許多資料并認真分析了原始資料，作了認真的設計。模具安裝在注射機上，定模部分固定在注射機的定模板上，動模板固定在注射機的動模板上。合模后，注射機通過噴嘴將熔料經流道注入型腔，經保壓，冷卻后塑件成型。該模具在角式注塑機上成型。由于制品內螺紋為間斷型，故采用斜滑塊抽芯機構 使制品脫模，模具結構簡單。 塑件的材料采用PS,即聚本乙烯，屬于熱塑性塑料。聚本乙烯是苯乙烯聚合而成的。合成方法有本體聚合，溶液聚合和乳液聚合。PS分子主鏈是含有本基側基的飽和 鏈，分子結構不對稱，加之本環(huán)體積的影響，使大分子鏈不易發(fā)生旋轉，因而具有較大的剛性，并且難以形成有序的結構，因此PS是典型的非晶態(tài)線型高分子化合物。制造各種塑料制品PS，其分子量通常在45000~70000范圍。聚苯乙烯是僅次于聚 乙烯和聚乙烯的第三大塑料品種，無色透明，無毒無味。落地時發(fā)出清脆的金屬聲，密度為1.05kg/cm[1]。它的力學性能與聚合方法，相對分子量大小，定向度和雜質量有關。 成型特點：流動性和成型型優(yōu)良，成品率高，但易出現(xiàn)裂紋，成型塑件的脫模斜度不宜過小，但頂出要均勻；由于熱膨脹系數(shù)高，塑件不宜有嵌件，否則因兩者的熱膨脹系數(shù)相差太大導致開裂，塑件壁后應均勻；宜用高料溫，高模溫，低注射壓力成型并延長注射時間，以防止縮孔及變形，降低內應力，但料溫過高容易出現(xiàn)銀絲；因流動性好，模具設計中大多采用點澆口形式。因具有良好的可塑流動性及較小的成型收縮率，是成型工藝性最好的塑料品種之一，容易制造形狀復雜的制品。 對我們在校大學生來說是一個學習前人經驗掌握理論知識的重要時期。我們即將走出學校大門，邁向社會，我們要把握好畢業(yè)設計這次機會，為以后的工業(yè)打下一個良好的基礎。 在信息化帶動工業(yè)化發(fā)展的今天，我們既要看到成績，又要重視落后，要抓住機遇，采取措施，在經濟全球化趨向日漸加速的情況下，盡快提高塑料模具的水平，把自己帶入到國際市場中去，促進我國整個模具行業(yè)的快速發(fā)展。 隨著市場的發(fā)展，塑料新材料及多樣化成型方式今后必然會不斷發(fā)展，因此對模具的要求也一定會越來越高。為了滿足市場的需要，未來的塑料模具無論是品種、結構、性能還是加工技術都必將會有較快發(fā)展，而且這種發(fā)展必須跟上時代發(fā)展步伐。展望未來，下列幾方面發(fā)展趨勢預計會在行業(yè)中得到較快應用和推廣。當然，這是需要開拓、創(chuàng)新和做出艱苦努力的。 （1）超大型、超精密、長壽命、高效模具將得到發(fā)展。 （2）多樣材質、多種顏色、多層多腔、多種成型方法一體化的模具將得到發(fā)展。 （3）各種快速經濟模具，特別是與快速成型技術相結合的RP/RT技術將得到快速發(fā)展。 （4）模具設計、加工及各種管理將向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展，CAD/CAM/CAE/CAPP及PDM等將向智能化、集成化和網絡化方向發(fā)展。 （5）更加高速、更加高精度、更加智能化的各種模具加工設備將進一步得到發(fā)展和推廣應用。 （6）更高性能及滿足特殊用途的各種模具新材料將會不斷發(fā)展，隨之而來的也會產生一種特殊的和更為先進的加工方法。 （7）各種模具型腔表面處理技術、涂覆、修補、研磨和拋光等新工藝也會不斷得到發(fā)展。 （8）逆向工程、并行工程、復合加工乃至虛擬技術將得到發(fā)展。 （9）熱流道技術將會迅速發(fā)展，氣輔和其他注射成型工藝及模具也將會有所發(fā)展。 （10)模具標準化程度將不斷提高?！笆晃濉逼陂g，在科學發(fā)展觀指導下，廣大模具企業(yè)將進一步深化改革，下功夫搞好科技進步與創(chuàng)新，堅持走新型工業(yè)化道路，將速度效益型的增長模式逐步轉變到質量和水平效益型的軌道上來，模具工業(yè)必將得到更好的發(fā)展。 第1章 模塑工藝規(guī)程的編制 該塑件是一個間斷型內螺紋瓶蓋，其零件圖如下圖所示，本塑件的材料采用PS生產類型為大批量生產。 1.1 塑件的工藝性分析 1.1.1 塑件的原材料分析 塑件的材料采用PS,即聚本乙烯，屬于熱塑性塑料。聚本乙烯是苯乙烯聚合而成的。合成方法有本體聚合，溶液聚合和乳液聚合。PS分子主鏈是含有本基側基的飽和 鏈，分子結構不對稱，加之本環(huán)體積的影響，使大分子鏈不易發(fā)生旋轉，因而具有較大的剛性，并且難以形成有序的結構，因此PS是典型的非晶態(tài)線型高分子化合物。制造各種塑料制品PS，其分子量通常在45000~70000范圍。聚苯乙烯是僅次于聚 乙烯和聚乙烯的第三大塑料品種，無色透明，無毒無味。落地時發(fā)出清脆的金屬聲，密度為1.05kg/cm[1]。它的力學性能與聚合方法，相對分子量大小，定向度和雜質量有關。 聚苯乙烯熔點較低（約90℃）具有較寬的熔融溫度范圍，其熔體充模流動性好，加工成型性很好。聚本乙烯制品以注塑為主大約用在電氣儀表零件文教用品工藝美術品，發(fā)泡成型生產的發(fā)泡PS廣泛應用作包裝材料，保溫裝璜制品，其他塑料成型方法也有所應用，但不普通。具有很小的吸水率，在潮濕環(huán)境中形狀和尺寸的變化很小，適用于制造要求尺寸穩(wěn)定的制品如儀表殼體等。聚苯乙烯的缺點就是脆性大，形狀復雜，制品成型后存在較大內應力時，常會在使用中自行開列。為了改善它的脆性加入少量丁二烯可明顯降低脆性，提高沖擊韌性。 成型特點：流動性和成型型優(yōu)良，成品率高，但易出現(xiàn)裂紋，成型塑件的脫模斜度不宜過小，但頂出要均勻；由于熱膨脹系數(shù)高，塑件不宜有嵌件，否則因兩者的熱膨脹系數(shù)相差太大導致開裂，塑件壁后應均勻；宜用高料溫，高模溫，低注射壓力成型并延長注射時間，以防止縮孔及變形，降低內應力，但料溫過高容易出現(xiàn)銀絲；因流動性好，模具設計中大多采用點澆口形式。因具有良好的可流塑動性及較小的成型收縮率，是成型工藝性最好的塑料品種之一，容易制造形狀復雜的制品。 1.1.2塑件的結構和尺寸精度及表面質量分析 1.1.2.1結構分析 從零件圖上分析，該零件總體形狀為圓形。在塑件內部螺紋為間斷型，直徑72mm，塑件總高度為20mm，螺紋尺寸M68×3mm。因此模具設計時采用斜滑塊抽芯機構使制品脫模容易，模具結構簡單。 這可遮掩成型過程中在塑件表面上形成的疵點，絲痕，波紋等缺陷，其目的是為了增大么擦力，便于工作時施力。該塑件采用了圓形截面的螺紋，也就是粗牙螺紋。 1.1.2.2尺寸精度分析 由塑件的零件圖可知，該塑件的尺寸屬于未標注公差尺寸，又因該塑件采用 聚苯乙烯，所以該塑件的尺寸精度等級為IT5級（GB/T14486—1993[2]，螺紋的公差等級取IT7級，由以上分析可見，該零件的尺寸精度為一般精度，對應的模具相關零件的尺寸加工可以保證。塑件壁厚均勻，有利于零件的成型。制品的外行尺寸標注單向負公差，內行尺寸標注單向正公差。 1.1.2.3表面質量分析 該零件的表面除要求沒有缺陷、毛刺，內部不得有導電雜質外，沒有特別表面質量要求，故比較容易實現(xiàn)。一般情況下，模具粗糙度低于制品1—2個等級，塑料制品的粗糙度一般在Ra0.2～0.8之間。 綜上分析可以看出，注塑時，在工藝參數(shù)控制得好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。 1.3 計算塑件的體積和質量 計算塑件的體積和質量主要是為了選用注塑機及確定模具型腔。 塑件體積計算：[2] V==18196㎜-3 塑件質量計算： W=V×ρ =18196××1.054 =19.8g 1.4選用成型設備 注射模是安裝在注射機上的，模具與注射機應當相互適應，這樣關系到塑件的質量，均勻性及有效的成型周期。一副模具放在許多型號和規(guī)格的注射機上使用，均可能取得令人滿意的效果。但是惟有包括該模具預想的量、鎖模力、注射速度和總的循環(huán)操作的機型才能取得最佳的效果。選擇注射機時，必須保證制品的注射量小于注射機允許的最大注射量。根據生產經驗，制品注射量一般不超過注射機的最大注射量的80%，此模具采用一模一腔，考慮其外形尺寸，塑件所需的壓力和工廠現(xiàn)有的設備，初步選用注塑機為XS—Z—60[3]。 1.4.1 注射量的校核 模具型腔能否充滿與注塑機允許的最大注塑量密切相關，設計模具時應保證注塑模內所需熔體總量在注射機實際的最大注射量。根據生產經驗，注射機的最大注射量是允許最大注射量的60。經計算，滿足使用要求。 1.4.2注射壓力校核和鎖模力校核 注射壓力的校核是檢驗注射機的最大注射壓力能否滿足制品成型的需要，注射壓力的大小與制品復雜程度、模具結構、塑件品種、注射速度流動比、噴嘴及模具流道系統(tǒng)，以及注射機類型等因素有關。聚苯乙烯的注射壓力為60～110MPa，而XS—Z—60型注射機的注射壓力為100Mpa[4]，故滿足注射壓力的需要。 注射成型時，模具所需的鎖模力與塑件在水分型面上的投影面積有關，為了可靠地鎖模，不使成型過程中出現(xiàn)溢料現(xiàn)象，應使塑料熔體對型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：(nA1＋A2)P＜F, 經計算滿足上式要求。故滿足使用要求。 塑件工藝參數(shù)的確 通過查找相關文獻和參考工廠實際應用的情況，聚苯乙烯的成型工藝參數(shù)，可作如下選擇：（試模時，可根據實際情況作適當調整） 注塑機類型： 螺桿式 注塑溫度包括料筒溫度和噴嘴溫度 料筒溫度： 后段溫度t1選用150℃ 前段溫度t2選用180℃ 噴嘴溫度： 選用165℃ 注射壓力： 選用88Mpa 注射時間： 選用35s 保壓 ： 選用40 保壓時間： 選用10s 冷卻時間： 選用40s 成型收縮率：0.2～0.6﹪ 第2章 注塑模的結構設計 注射模的結構設計主要包括：分型面選擇、模具型腔數(shù)目的確定、型腔的排列方式、冷卻水道布局、澆口位置設置、模具工作零件的結構設計、推出機構的 設計等內容。 2.1　分型面的選擇 將模具適當?shù)胤殖蓛蓚€或幾個可以分離的主要部分，這些可以分離的部分的接觸面分開時，能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料，當成型時又必須接觸封閉，這樣的接觸表面稱為模具的分型面。分型面是決定模具結構形式的重要因素，它與模具的整體結構和模具的制造工藝有密切關系，并直接影響著塑件熔體的流動充模性及塑件的脫模。因此，分型面的選擇是注射模設計中的一個關鍵。 圖2—1 如何確定分型面，需要考慮的因素很復雜，由于分型面受到塑件在模具中的位置，澆口位置的設計，塑件的結構工藝性及精度、推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此選擇分型面時應綜合分析比較，選出較為合理的方案?？紤]到分型面應選在塑件外形最大輪廓處，有利的留模方式，應保證塑件的精度要求，滿足塑件的外觀質量要求和對成型面積的影響及排氣效果。根據分型面的選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。該塑件為瓶蓋，表面無特殊要求，該零件的高度為20mm，且垂直于軸線的截面形狀，比較簡單和規(guī)范而且有利于抽芯。 2.2　確定型腔的數(shù)目 在設計實踐中，有先確定注射機型號，再根據所選用的注射機的技術規(guī)范及塑件的經濟要求計算能夠選取的型腔數(shù)目；也有根據經驗先確定型腔數(shù)目，然后根據生產條件，如注射機的有關技術規(guī)范等進行校核計算，看選定的型腔數(shù)目是否滿足要求。此設計采用的是后者。[2] n≤（0.8G－W2 ）/ W1 ≤(0.8×45－10)/19.18 ≤1.35 所以n=1 G—注射機的最大注射量 W1—單個制品的質量 W2—澆注系統(tǒng)的質量 2.3　澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)是指塑料熔體從注射機噴嘴出來后，到達型腔之前在模具中所流經的通道。其作用是將熔融狀態(tài)的塑料從噴嘴處平穩(wěn)的引入模具型腔，并在熔體充填和固化定型的過程中，將注射壓力和保壓力傳遞到塑料制品各部位，以獲得組織致密、外形清晰、表面光潔和尺寸精確的塑料制品。澆注系統(tǒng)可分為普通澆注系統(tǒng)和無流道澆注系統(tǒng)兩大類。澆注系統(tǒng)的設計是注射模具設計的一個很重要的環(huán)節(jié)。它對獲得優(yōu)良性能的理想外觀的塑料制件以及最優(yōu)良的成型效率有直接的影響，是模具設計工作者十分重視的技術問題。 在設計澆注系統(tǒng)時應考慮下列有關因素：塑件的成型特性，制品大小及形狀，模具成型制品的型腔數(shù)。制品外觀、注射機安裝模板的大小，成型效率、冷料等。澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料穴等部分組成。 將塑料熔體從噴嘴引入模具，當模具閉和后，注射機噴嘴壓緊模具主流道襯套，并封緊注射機與模具之間的間隙，熔體材料直接從料筒流入主流道．本模具在角式注塑機上成型，主流道平行于分型面，主流道大多設計成等徑圓柱行而且直接開設在模具分型面上。由于塑件是圓行且面積較大，所以本模具采用側澆口。 2.3.1主流道的設計 根據設計手冊查得XS－Z－60型注塑機噴嘴的有關尺寸 噴嘴前端孔徑： =4mm 噴嘴前端球面半徑： =12mm 根據模具主流道與噴嘴的關系： R= +(1～2)mm D=+(0.5～1)mm 取主流道球面半徑R=13mm 取主流道的小端直徑d=4.5mm 為了方便將凝料從主流道中拔出，將主流道設 計成圓錐形，其斜度2度～4度，經查《注塑 模結構與設計》表6－1可知主流道大端直徑 D=6mm，為了使熔料順利進入分流道，可在 主流道出料端設計半徑r=3mm的圓弧過渡。 在保證制品成型的條件下，住流道長度應盡量短， 以減小壓力損失和廢料量，通常主流道長度可小 于或等于60mm 圖 3－2 主流道 2.3.2 分流道設計 分流道的的形狀尺寸，應根據塑件體積、壁厚、形狀的復雜程度、注塑速率、分流道的長度等因素來確定。本塑件形狀不復雜，熔料填充型腔比較容易。根據型腔的排列方式可知分流道長度較短，為了便于加工起見，選用截面為梯形分流道。梯形截面分流道容易加工，且熔體的熱量散發(fā)和流動阻力都不大。查表得R=4mm。 2.3.3澆口設計 澆口是流道和型腔之間的連接部分，也是注塑模進料系統(tǒng)的最后部分，其基本作用是： （1）流道來的熔融塑料以最快的速度進入并充滿型腔； （2）滿后，澆口能迅速冷卻封閉，防止型腔內還未冷卻的熱料回流。 澆口的設計與塑件形狀、斷面尺寸、模具結構、注塑工藝條件(壓力)及塑料性能等因素有關系。但是，根據上述兩項基本作用來說，澆口的截面要小，長度要短，因為只有這樣才能滿足增大料流速度、快速冷卻封閉、便于與塑件分離以及澆口殘痕最小等要求。 根據塑件成型要求及型腔的排列方式，用點澆口較為理想。這種澆口的長度很短，不超過其直徑，所以脫模后塑件上的澆口殘痕不明顯，不需要再修正澆口痕跡。這種澆口被廣泛采用，但采用這種澆口時，常常要在模具上增加一分型面，以便澆口凝料脫模。如圖3－4所示；查表得,,. 圖3－4 點澆口 /無論采用什么形式的澆口，其開設的位置，對塑件的成型性能及成型質量影響均很大，因此合理選擇澆口的開設位置是提高塑件質量的重要環(huán)節(jié)，同時澆口位置的不同還會影響模具結構。總之，如果要使塑件具有良好的性能和外表，要是塑件的成型在技術上可行，經濟上合理，一定要認真考慮澆口位置的選擇。一般選擇澆口位置時，需要根據塑件的結構工藝及特征成型質量和技術要求，并綜合考慮塑料熔體在模內的流動特性，成型條件等因素，綜合考慮，該塑件的澆口位置選在塑件的上端面。 2.3.4 冷料穴的設計 冷料穴一般設在主流道末端，其標稱直徑與大端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的1—1.5倍，最終要保證冷卻的體積小于冷料穴的體積。由于該塑件的塑性好，采用帶球頭拉料桿的冷料穴，它使用于推件板脫模的拉料桿形式的冷料穴，拉料桿固定在動模板上。其球頭直徑為8.5mm，深度為9mm，其冷料穴的作用是收集每次注射成型時流動熔體前端的冷料頭，避免了這些冷料進入到型腔影響制品質量，或防止這些冷料堵塞澆口造成制品缺料。 2.3.5 排氣系統(tǒng)的設計 當塑料熔體填充型腔時，必須順序推出型腔及澆注系統(tǒng)內的空氣及塑料受熱或凝固產生的低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內因各種原因而產生的氣體不被排除干凈，一方面會在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等成型缺陷，另一方面氣體受壓，體積縮小而產生高溫會導致塑件局部炭化或燒焦，同時積存的氣體還會產生反向壓力而降低充模速度。因此設計型腔時必須考慮排氣問題。排氣的方式有利用配合間隙排氣、在分型面上開排氣槽排氣、利用排氣塞排氣、強制性排氣。排氣槽位置和大小的選定主要依靠經驗，通常將排氣槽或空先開在比較明顯的部位，經過試模后再修正。本模具屬小型模具的簡單型腔，材料是聚苯乙烯。利用推桿、活動型心與模板的配合間隙進行排氣，其間隙為0.04mm[7]，排氣槽厚度一般取0.02㎜。 2.3.6 成型零部件設計 成型零部件在注射過成中，直接與塑料熔體接觸，需要受高溫、壓力及塑料熔體的沖擊和摩擦作用，長期工作之后，容易發(fā)生磨損，變形和斷裂。設計注射模時應針對塑料制品的結構特點，生產批量，使用要求以及模具的使用壽命等，合理確定成型零部件的結構，滿足精度、粗糙度、剛度及強度的要求。 2.3.6.1 凹模的結構設計 本模具采用一模一腔的結構形式，考慮加工的難易程度和材料的見價值利用等因素。凹模采用整體式結構，該結構的特點是牢固，使用不易發(fā)生變形，不會使塑件產生拼接線痕跡。但由于加工困難，熱處理不方便。因此常用在形狀簡單的中小型模具上，可在型板上直接加工出型腔，模具一般不進行熱處理。 根據本模具分流道與澆口的設計要求，分流道與澆口均設在凹模上，凹模上的階梯孔用于安放型芯 。 2.3.6.2 凸模結構設計 凸模主要是與凹模相結合構成模具的型腔，按其結構可分為整體式和組合式兩種，該模具中采用組合式結構，該結構節(jié)省了優(yōu)質模具鋼，便于機加工和熱處理，也便于動模和定模對準。根據塑件形狀本模具采用螺紋型芯。 螺紋型芯，在設計時必須考慮塑件收縮率，表面粗糙度要小，螺紋始端和末端按塑料螺紋結構要求設計，以防止從塑件上擰下時，拉毛塑料螺紋。安裝在模具上，成型時要可靠定位，不能因合模振動或料流沖擊而移動；開模時能與塑件一道取出并便于裝卸，螺紋型芯在模具上安裝連接時，采用H8／f8配合。將型芯作成圓柱形的臺階來定位，利用外圓柱面配合，防止塑料注入螺紋型芯下沉，螺紋型芯的非成型端應制成方形，以便在模外用于工具將其旋入。 成型塑件上小孔的型芯，單獨制造成臺階式的，再嵌入模板中。安裝在模具上時，用臺肩固定，上面用墊板壓緊，是常用的形式，且牢固可靠。 第3章 成型零件工作的計算 成型零件工作尺寸是指成型零件上直接構成塑件的尺寸，主要有型芯和型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸等。任何塑料制件都有一定的幾何形狀和尺寸要求，在模具設計時，應根據塑件的尺寸及精度等級確定模具成型零件的工作尺寸及精度等級。影響塑件尺寸精度的因素，相當復雜，其影響因素有：塑件收縮率、模具成型零件的制造誤差、模具成型零件的摩損、模具安裝配合的誤差。這些影響因素應作為確定成型零件工作尺寸的依據。本設計中成型零件工作尺寸計算時均采用平均尺寸，平均制造公差和平均磨損量來進行計算的。 查文獻[9]表14—1得，聚苯乙烯的收縮率為S=0.2％～0.6％，故平均收縮率為Scp=(0.2％＋0.6％)／2=0.4％，考慮到工廠模具制造的現(xiàn)有的條件，模具制造公差取δz=Δ／3。 3.1 型腔的工作尺寸計算[3] 由公差等級可查的各尺寸的上、下偏差。 由計算公式： 型腔內表面尺寸：Lm=（Ls＋LsScp% －3/4Δ）＋0δz =（72＋72×0.4%－3/4×0.86）＋00.28 =71.64＋00.28 型腔深度： Hm=（Hs＋HsScp%－2/3Δ）＋0δz =（20＋20×0.4%－2/3Δ）＋00.05 = 19.29＋00.05 3.2型芯的設計 型芯是用來成型塑料制品的內表面的成型零件，用來成型塑件整體的內部形狀，由于制品內螺紋為間斷型，所以選用有斜滑塊組合而成的螺紋型芯結構。 3.3 螺紋型芯的計算 螺紋連接的種類很多，配合性質也各不相同，影響塑件螺紋連接的因素比較復雜，目前尚無塑料螺紋的統(tǒng)一標準，也沒有成熟的計算方法，因此要滿足塑件螺紋配合的準確要求是比較難的。螺紋型芯的工作尺寸屬于型芯類尺寸，為了提高成型后塑件的旋入性能，適當?shù)脑黾勇菁y型芯的徑向尺寸。由于螺紋中徑是決定螺紋配合性質的最重要參數(shù)，它決定著螺紋的可旋入性和連接的可靠性。所以計算中的模具螺紋大、中、小徑的尺寸均以塑件螺紋中徑公差為依據。 螺紋型芯的中徑尺寸的計算[4]： DM中=[（1＋Ssp）Ds中＋Δ中]－0δz =[（1＋0.4%）×68.8＋0.05]－00.01 =69.13－00.01 螺紋型芯的外徑尺寸的計算：） DM外=[（1+Scp）Ds外＋Δ中]－0δ外 =[（1+0.4%）×68+0.05]－00.05 =68.32－0O.O1 螺紋型芯的內徑尺寸的計算： DM內=[（1+Scp）DS內＋Δ中]－00.01 =[(1＋0.4%)×69.6+0.05]－00.01 =69.95－00.01 DM外 ，DM中，DM內——螺紋型芯外徑，中徑，內徑公稱尺寸 DS外，DS中，DS內——制品螺孔的外徑，中徑，內徑公稱尺寸 Scp——塑料的平均收縮率 Δ中——制品的中徑公差 S中——螺紋型芯的中徑制造公差，一般取Δ中/5。 3.4 型腔側厚壁和底板厚度的計算 注射模在其工作過程中需要承受注射壓力、保壓力、鎖模力和脫模力等各種外力，如果這些外力過大，注射模及其成型零部件會產生塑性變形或斷裂破壞，導致整個模具失效，因此，設計成型零部件時，應進行強度校核。另外，在外力作用比較大時，即使模具產生塑性變形或斷裂破壞，也有可能產生較大的彎曲變形，引起成型零部件在它們的對接面或貼合面處出現(xiàn)較大的間隙。因此而發(fā)生溢料及飛邊現(xiàn)象，導致制品無法滿足技術要求。因此同過強度和剛度計算來確定型腔壁厚，尤其對重要的精度高的或大型模具的型腔更不能單憑經驗來確定型腔側壁和底板厚度。但理論分析和實踐證明模具對強度和剛度的要求并非同時兼顧。對小尺寸型腔強度不足是主要問題，應按強度條件計算。原則是：寧可有余而不可不足。 3.4.1 型腔側壁厚度的計算[5] H1=5.15㎜ 3.4.2 凹模底板厚度的計算 H2=10.16㎜ H1—凹模側壁厚度 H2—底板厚度 r—凹模內半徑 U—泊松比，常取0.25～0.3㎜ δ—允許變形量取0.04 P—型腔壓力一般取25～45MPa，選取30Mpa E—彈性模量，鋼取2.1×105 第4章 成型零件材料的選用 成型零件選用要求如下：機械加工性良好，要選用易于切削且加工后能得到高精度零件的鋼種，拋光性能良好，注塑模成型零件工作表面，多需拋光達到鏡面，要求鋼材硬度35—40HRC，過硬表面會使拋光困難。鋼材顯微組織應均勻致密。耐磨性和抗疲勞性能好，注塑模不僅受高壓塑料熔體沖刷而且還受冷熱溫度交變的應力的作用。具有耐磨性能。 選用鋼種，應按塑料制品、生產批量、塑料物料品種及塑料精度與表面質量要求確定。 根據零件材料選用原則，凹模的材料選用CrWMn，熱處理采用淬火，硬度可達54～58HRC，型芯采用CrWMn，熱處理采用淬火，硬度也可達54～58HRC。 第5章 合模導向機構設計 導向機構是保證定?；蛏舷履：夏r正確定位和導向的零件。合模導向機構 主要有導柱導向和錐面定位兩種形式。通常采用導柱導向定位。該模具采用導柱導向定位。導柱導向機構的零件是導柱和導套。 該模具采用帶頭導柱結構簡單，加工方便，小批量生產一般不需要用導套， 是導柱直接與模板中的導向孔配合，因此該模具采用導柱直接與模板中的導向孔配合。導柱前端應作成錐臺形，以使導柱順利進入導向孔，導柱應有硬而耐磨的表面，堅韌不易折斷的內芯，因此采用20鋼經滲碳淬火處理。硬度為50～55HRC。導柱表面部分粗糙度Ra為0.8um，導向部分表面粗糙度Ra為0.4um。導柱應合理均勻分布在模具分型面四周，導柱中心到模具邊緣應有足夠的距離，以保證模具強度，為確定和模時只能按一個方向合模。導柱固定端與模板之間采用H7／m6的過渡配合，導柱導向部分通常采用H7／h7的配合。 第6章 抽芯機構的設計 當塑件有側孔，側凹，側凸等形狀時開模頂出塑件前是須將型芯抽出，合模時應復位，這種機構稱為抽芯機構。由于制品內螺紋為間斷型，所以采用斜滑塊抽芯機構適用于成型面積較大，側孔或側凹較淺的塑件，所有抽拔距也較小。 6．1斜滑塊的設計 斜滑塊的傾斜角及斜滑塊的推出行程：由于斜滑塊的強度較高一般在≤30˙內選取，斜滑塊的頂出高度一般不超過導滑長度的2/3，以免影響使用的可靠性。為了避免溢料的發(fā)生，必須保證斜滑塊與定模板緊密配合。斜滑塊設計時要正確選擇主型芯的位置，主型芯應設計在動模板上，在斜滑塊側向分型時，塑件在主型芯的約束下無法粘附在斜滑塊上，塑件可順利脫摸，本模具中連接推桿對斜滑塊有止動，起限制作用，防止斜滑塊與動模板分離。 6.2抽芯距的確定 抽芯距是將側型芯從成型位置抽到不防礙塑件頂出時側型芯所移動的距離。 S=Sc+（2～3）㎜ =1.6+3 =4.6㎜ S—設計抽芯距 Sc—臨界抽芯距，側抽芯的深度。 第7章 其他結構零件設計 7．1 推桿 推桿應有足夠的剛性，以承受彈簧的拉力，為此只要條件允許，盡可能使用大直徑推桿。直徑由標準查得初選?16，其形狀為圓形截面的推桿。尾部用球頭的形式，推桿直徑與模板上的推桿孔采用H8／f7的配合，推桿固定端與推板采用單邊0.5mm的間隙。材料選用T10，熱處理后硬度達50HRC，工作端配合部分的表面粗糙度Ra0.6um，其長度為L=82mm其圖如下： 圖7—1 7．2 復位桿 為了使推出元件合模后能回到原來的位置，推桿固定板上同裝有復位桿，常用的復位桿均采用圓形截面，一般每副模具設置四根復位桿。其位置設在推桿固定板的四周，以便推出機構合模時復位平穩(wěn)，復位桿端面與所在動模分型面平齊。材料選用T8A，查標準初選復位桿直徑為?12.5，其長度為L=16＋30＋32+40=118mm。 圖7—2 7．3 模板設計 由文獻查得模板尺寸為180mm×200mm×40mm(GB／T4169.8～1984)，材料為45鋼。 7．4支承板設計 由標準查得墊塊尺寸為160mm×180mm×32mm(GB／T4169.6～1984)，材料選用Q235。 7．5 推板 由標準查得推板尺寸為118㎜×180㎜×16mm(GB／T4169.7—1984),材料采用45鋼。 第8章 模具加熱與冷卻系統(tǒng)的計算 注射成型過程中，模具的溫度對塑料熔體的充模流動，固化成型，生產率，制品的形狀和尺寸精度，機械強度，應力開裂和表面質量等均有影響。為保證制品質量和較高的生產率，模具溫度必須適當、穩(wěn)定、均勻。 本塑件在注射成型時不要求有太高的模溫，因而在模具上可不設加熱系統(tǒng)。是否需要冷卻系統(tǒng)可作如下計算： 設定模具平均工作溫度為40℃，用20℃的常溫水作為模具冷卻介質，其出口溫度為30℃，產量為（初算每2分鐘1套）9.59㎏/h。 求塑件在硬化時每小時釋放的熱量Q3，查表的聚苯乙烯的單位熱量為27×104J／㎏ Q3=WQ2=9.59×27×104J／㎏ 求冷卻水的體積流量V V=WQ/рC1(θ1－θ2)=10×10－3ms/min W—單位時間內注入模具中的塑料質量 V—冷卻水的體積流量 θ1—冷卻水出口溫度 θ2—冷卻水入口溫度 C1—冷卻水的比熱容 查表9.8—1,為使冷卻水處于湍流狀態(tài)，d=15㎜ n=A/πdL=0.101/3.14×0.015×O.3=4 A— 冷卻管道總傳熱面積 h—冷卻管道孔壁與冷卻水之間的傳熱系數(shù) d—冷卻管道直徑 L—冷卻管道長度 第9章 模具閉合高度的確定 由前面的設計中，確定的出：定模板H1=45mm，動模板H2=40mm，支承板H3=32mm，墊塊H4=32㎜， 根據推出行程和推出機構的尺寸確定H5=45mm，因而確定模具閉合高度： H=H1+H2+H3+H4+H5 =45+40+32+32+45 =194mm 第10章 注塑機有關參數(shù)校核 本模具的外形尺寸為200mm×250mm×195mm。XS-Z-60型注塑機模板最大安裝尺寸為350mm×280mm，故能滿足模具的安裝要求。 由上述計算模具的閉合高度H=194mm，XS-Z-60型注塑機所允許模具的最小厚度H min=70mm，最大厚度H max=200mm，即模具滿足 H min ≤H ≤ H max 的安裝條件。 經驗證，XS-Z-60型注塑機能滿足使用要求，故可采 第11章 模具的安裝與調試 11. 1模具的安裝 裝配的要求如下： （1）模具上下平面的平行度偏差不大于0.05mm，分型面處需密合。 （2）推件時推件桿和卸料板動作要同步。 裝配順序： （1）裝配前按圖檢驗主要工作零件及其他零件的尺寸。 （2）鏜導柱，導套孔，將型腔板3，推件板6，動模板22和支承板10疊合在一起，使分模面緊密接觸并夾緊，鏜導柱，導套孔，在孔內壓入工藝定位銷后，加工側面的垂直基準。 （3）加工卸料板，按型腔板實際中心距，在卸料板18上鏜線切割用的穿線孔，并以穿線孔為基準，切割型孔。 （4）壓入導助，導套。在型腔板，推件板，動模板上分別壓入導柱，導套，使導向可靠，滑動靈活。 （5）裝配型芯，先將推件板與動模板合龍，把型芯放入卸料板型孔內，用螺釘復印法和壓銷釘套法是型芯8緊固在動模板22上。 （6）在推件固定板13和支承板10，動模板22，推件板6上加工復位桿孔。 （7）在推板固定板和支承板上加工推管孔。 （8）加工動模座板，加工螺孔。 （9）裝配小型芯，將小型芯固定在支承板上。 （10）組裝支承板和墊塊。 （11）在型腔板上加工凹槽并安裝彈簧。 （12）加工定模座板，加工小導柱孔及螺釘并將澆口套壓入定模座板。 （13）定模和定模座板的裝配，用平衡夾頭把它們夾緊（澆口套的澆道孔應與型腔上的澆道口對中），通過定模座板的孔引鉆在定模上，拆開后，在定模上鉆，攻螺孔，然后用螺釘和銷釘將定模和定模座板緊固。 （14）裝配限位板。 （15）裝配動模部分，修正復位桿長度。 （16）完成裝配后進行試模，并交驗入庫。 11. 2 模具的調試： 注射模裝配成以后。也要按正常的生產條件進行試模，以了解模具的實際使用性能是否滿足生產要求、有無不完善的地方進行改進或作調整。 通過試模塑件上常會出現(xiàn)各種弊病，為此必須進行原因分析，排除故障。造成次廢品的原因很多，有時是單一的，但經常是多個方面綜合的原因。需按成型條件，成型設備，模具結構及制造精度，塑件結構及形狀等因素逐個分析找出其中主要矛盾，然后再采取調節(jié)成型條件，修整模具等方法加以解決。首先，在初次試模中我們最常遇到的問題是根本得不到完整的樣件。常因塑件被粘附于模腔內，或型芯上，甚至因流道粘著制品被損壞。這是試模首先應當解決的問題。 在試模過程中，應做詳細記錄，并將結果填入試模記錄卡，注明模具是否合格。如需返修，則應提出返修意見。在記錄卡中應摘錄成型工藝條件及操作注意要點，最好能附加上加工出的制件，以供參考。 試模后，將模具清理干凈，涂上防銹漆，然后分別入庫和返修。 設計總結 畢業(yè)設計是一項非常繁雜的工作，它涉及的知識比較廣泛，很多都是我們所學課本上沒有的東西，這就要靠自己去圖書館查找自己所需要的資料；還有很多設計計算，這些都要靠自己運用自己的思維能力去解決，可以說，完成這樣復雜的工作需要一定的毅力和耐心。 在學校中，我們主要學的是理論性的知識，而實踐性很欠缺，而畢業(yè)設計就相當于實戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設計可是把我們以前學的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，使我們在溫習舊知識的同時也可以學習到很多新的知識；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補我們實踐經驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎。 本設計設計內容為瓶蓋塑料模設計，通過對瓶蓋的設計，基本掌握了對塑料模設計的方法及步驟，對塑料模有了更進一步的了解和認識，對模具的制造方法和制造途徑積累了豐富的經驗。 本設計共分11章，分別對設計題目的來源、設計意義、零件工藝性分析、工藝方案的確定、模具結構及成型設備的選擇、工藝計算、模具結構設計及校核、加工工藝等幾方面進行了闡述。由于水平有限，很多知識掌握的不是很牢固，因此在設計中難免要遇到很多難題，由于有了課程設計老師的不吝指導和同學的熱心幫助下，克服了一個又一個的困難，使我的畢業(yè)設計日趨完善。本設計中模板等尺寸也不代表一種最佳的選擇，例如模板的厚度，可以根據能取得的原料的厚度按最小的加工量選擇（要滿足最小厚度要求，同時也不能太厚太重）。同一塑件由不同的人設計有多種多樣的方案，最終都有可能很好的使用，通過這次設計，我認識到了除了正確掌握和應用書本知識外，吸取他人的設計經驗也是非常重要的。 設計者:王海霞 06年05月 致 謝 本設計是瓶蓋注塑模設計，在設計的同時我查閱了大量的資料并作了認真的分析，計算。但由于實際經驗不足，仍然會存在缺陷望諒解。我知道自己的所獲是與指導老師的認真指導分不開的，為了我們設計順利與成功，于智紅老師對我們認真負責，隨時恭候給我們解答，在這里我向她表示感謝。當然這也與我們的專業(yè)課老師楊占堯，原紅玲，程芳，翟德梅等各位老師的辛勤培育是分不開的，在這里我也向她們提出感謝。并祝愿他們在以后的工作中更加順利，更上一層樓。 參考文獻 1 許發(fā)越主編,實用模具設計與制造手冊,機械工業(yè)出版社,2001.01。 2 塑料模具手冊編寫組，塑料模具手冊，機械工業(yè)出版社，2000.08 3 馮炳堯編，模具設計與制造簡明手冊，上?？萍技夹g出版社，2001.05 4 陳錫楠主編，實用模具手冊，機械工業(yè)出版社，1999.02 5 鄒繼強編著，塑料制品及模具設計，清華大學出版社，2003.01 6中國模具設計大典編，模具設計大典，江西科學技術出版社，1998.07 7 許發(fā)越主編，模具標準應用手冊，機械工業(yè)出版社，2000.03 8 賈潤禮主編，實用注塑模設計手冊，中國輕工業(yè)出版社，2002.08 9 李秦蕊主編，塑料模具設計，西北工業(yè)大學出版社，1999.06 10 王孝培主編，塑料成型工藝及模具簡明手冊，機械工業(yè)出版社，2001.07 11 閻亞林主編，塑料模具圖冊，高等教育出版社。，2003.05 12王忠銀，于濱主編，型腔模具結構圖冊，湖南科學技術出版社2000.04 機械加工工序卡片 產品型號 零(部)件圖號 17 產品名稱 瓶蓋 零(部)件名稱 定模座板 共( 1 )頁 第(1)頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 CrWMn 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每個毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 鍛件 200×180㎜ 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速 r·minˉ1 切削速度 m·minˉ1 進給量 mm·rˉ1 切削深度 mm 進給次數(shù) 工步工時 機動 輔助 05 下料 鋸床 10 粗車 車床 300 40 0.5 2 10 15 精車 800 120 0.2 .5 10 20 鉗工劃線 25 銑槽 銑床 10 設 計(日期) 審 核(日期) 標準化(日期) 會 簽(日期) 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 06.05.11 模具典型零件機械加工工序卡 表（1） 29