針線盒注塑模具設(shè)計(jì),針線盒,注塑,模具設(shè)計(jì) 摘 要 此次課程設(shè)計(jì)中，通過對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行成型工藝分析和模具設(shè)計(jì)，介紹了注塑模設(shè)計(jì)的基本過程。包括對(duì)塑件結(jié)構(gòu)的工藝性分析和使用材料的工藝性分析，在模具設(shè)計(jì)中，介紹了注塑機(jī)的選擇方法，澆口，冷料口、排氣槽等的設(shè)計(jì)，還詳細(xì)介紹了型腔數(shù)量確定的方法，分型面、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)、冷卻機(jī)構(gòu)等的設(shè)計(jì)原則。通過此次設(shè)計(jì)，可以對(duì)注塑模的發(fā)展和設(shè)計(jì)方法有一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)，能注意到設(shè)計(jì)過程中的細(xì)節(jié)問題，了解模具結(jié)構(gòu)和工作原理。 1 目錄 摘 要 1 1 緒 論 3 1.1前言 3 1.2課程設(shè)計(jì)意義 3 2 塑件成型工藝性分析 4 2.1塑件結(jié)構(gòu)分析 4 2.2塑件尺寸及精度 4 2.3 塑件表面粗糙度 5 2.4 PS的材料分析 5 3注塑機(jī)的選型 6 3.1 產(chǎn)品體積計(jì)算 6 3.2 注塑機(jī)型號(hào)初選 6 3.3模架的選擇 7 4 分型面的選擇和澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9 4.1分型面的選擇 9 4.2型腔的分布 10 4.3澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 4.3.2分流道的設(shè)計(jì) 11 4.3.4冷料穴的設(shè)計(jì) 14 5 成型零件的設(shè)計(jì) 15 5.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 5.2成型零件工作尺寸的計(jì)算 15 6 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 20 6.1 脫模機(jī)構(gòu)的選擇 20 6.2脫模力的計(jì)算 21 6.3推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位 21 7 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 22 8 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 24 8.1冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 24 8.2冷卻系統(tǒng)和冷卻介質(zhì) 24 9 注塑機(jī)的校核 25 9.1最大注射量的校核 25 9.2鎖模力的校核 25 9.3模具注射壓力校核 26 9.4模具的厚度校核 26 結(jié) 論 27 參考文獻(xiàn) 28 1 緒 論 1.1前言 在現(xiàn)代生產(chǎn)中的工業(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)在很大程度上依賴模具生產(chǎn)，特別是汽車、輕工、電子、行空等行業(yè)尤為突出。而作為制造業(yè)基礎(chǔ)的機(jī)械行業(yè)，據(jù)國(guó)際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，21世紀(jì)機(jī)械制造行業(yè)的零件，其粗加工的75%和精加工的50%都依靠模具完成。因此，模具工業(yè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要工業(yè)。 模具工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵是模具的技術(shù)，模具技術(shù)又涉及到多學(xué)科的交叉。模具作為一種高附加值和技術(shù)密集型產(chǎn)品，其技術(shù)水平的高低已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造水平的重要標(biāo)志之一。世界上許多國(guó)家特別是一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都十分重視模具技術(shù)的開發(fā)，大力發(fā)展模具工業(yè)，積極采用先進(jìn)制造技術(shù)和設(shè)備，提高模具制造水平，已取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。美國(guó)是世界上超級(jí)經(jīng)濟(jì)大國(guó)，也是世界模具工業(yè)的領(lǐng)先國(guó)家，早在20世紀(jì)80年代么，美國(guó)模具行業(yè)有一萬(wàn)兩千多個(gè)企業(yè)，從業(yè)人員有十七萬(wàn)多人，模具總產(chǎn)值達(dá)64.47億美元。日本模具工業(yè)從1957年開始發(fā)展起來(lái)的，當(dāng)年模具總產(chǎn)值僅有106日元，到1998年總產(chǎn)值已超過4.88萬(wàn)億日元，在短短的40余年內(nèi)增加了460倍，這也是日本經(jīng)濟(jì)能迅速發(fā)展并在國(guó)際市場(chǎng)上占有一定優(yōu)勢(shì)的重要原因之一[1]。 縱觀世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，模具工業(yè)在經(jīng)濟(jì)繁榮和經(jīng)濟(jì)蕭條時(shí)代都不可或缺。經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快時(shí)，產(chǎn)品暢銷，自然要求模具能跟上；而經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯緩期[2]，產(chǎn)品不暢銷，企業(yè)必然想法設(shè)法開發(fā)新產(chǎn)品，這同樣會(huì)給模具帶來(lái)強(qiáng)勁需求。因此，國(guó)內(nèi)外行家都稱現(xiàn)代模具工業(yè)是不衰的工業(yè)。 1.2課程設(shè)計(jì)意義 本次課程設(shè)計(jì)為塑料模具設(shè)計(jì),使用的繪圖軟件為Auto CAD。通過Auto CAD軟件繪制7-3產(chǎn)品的二維圖，輔助相應(yīng)的模具設(shè)計(jì)。通過產(chǎn)品的塑料模具設(shè)計(jì)，掌握塑料制品的實(shí)體設(shè)計(jì)及成型工藝的制定[3]；塑料模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力；熟悉使用模具設(shè)計(jì)常用制圖軟件以及同實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合。 2 2 塑件成型工藝性分析 2.1塑件結(jié)構(gòu)分析 以下對(duì)塑件進(jìn)行塑件結(jié)構(gòu)分析，從制件視圖上分析，該制品最大直徑為44mm，高為4mm，壁厚為2mm的近似盒蓋類制件，塑件二維圖如圖2-1所示： 圖2-1塑件二維圖 2.2塑件尺寸及精度 塑件尺寸公差可以參照文獻(xiàn)[2]表3-2塑件的尺寸與公關(guān)（SJ1372-1978）的塑料制件公差數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定。根據(jù)任務(wù)書和圖紙要求，本次產(chǎn)品尺寸均采用MT5級(jí)精度。 2.3 塑件表面粗糙度 該產(chǎn)品由于是外觀件，表面質(zhì)量要求一般，外表面為Ra0.8，內(nèi)部要求不高為1.6。 2.4 PS的材料分析 本次設(shè)計(jì)產(chǎn)品材質(zhì)為PS， 英文名稱:Polystyrene ?? 比重:1.05克/立方厘米 ?? 成型收縮率:0.6-0.8% ?? 成型溫度：170-250℃ ?? 特點(diǎn)：電絕緣性(尤其高頻絕緣性)優(yōu)良,無(wú)色透明,透光率僅次于有機(jī)玻璃,著色性耐水性,化學(xué)穩(wěn)定性良好,.強(qiáng)度一般,但質(zhì)脆,易產(chǎn)生應(yīng)力脆裂,不耐苯.汽油等有機(jī)溶劑. ?? 用途：適于制作絕緣透明件.裝飾件及化學(xué)儀器.光學(xué)儀器等零件. ?? PS成型特性： ?? 1.無(wú)定形料,吸濕小,不須充分干燥,不易分解,但熱膨脹系數(shù)大,易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力.流動(dòng)性較好,可用螺桿或柱塞式注射機(jī)成型. ?? 2.宜用高料溫,高模溫,低注射壓力,延長(zhǎng)注射時(shí)間有利于降低內(nèi)應(yīng)力,防止縮孔.變形. ?? 3.可用各種形式澆口,澆口與塑件圓弧連接,以免去處澆口時(shí)損壞塑件.脫模斜度大,頂出均勻.塑件壁厚均勻,最好不帶鑲件,如有鑲件應(yīng)預(yù)熱. ⒈一般性能：PS為無(wú)色透明的粒料，燃燒時(shí)發(fā)出濃煙并帶有松節(jié)油氣味，吹熄可拉長(zhǎng)絲；制品硬似玻璃狀，落地或者敲打會(huì)發(fā)出類似金屬的聲音，因此又被叫做“響膠”；能斷裂但不能彎曲，斷裂時(shí)斷口處呈現(xiàn)蚌殼色銀光。PS的吸水率為0.05%，稍大于PE，但對(duì)制品的強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性影響不大。 ⒉光學(xué)性能：透明性好是PS的最大特點(diǎn)，其透光率可達(dá)88~92%，同PC和PS一樣屬于最優(yōu)秀的透明塑料品種，統(tǒng)稱為三大透明塑料。PS的折射率為1.59~1.60，但因苯環(huán)的存在，導(dǎo)致其雙折射較大，不能用于高檔光學(xué)儀器。 ⒊力學(xué)性能：PS硬而脆、無(wú)延伸性、拉伸至屈服點(diǎn)附近即斷裂。PS的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度在通用塑料中最高，其拉伸強(qiáng)度可達(dá)60MPa；但沖擊強(qiáng)度很小，難以用做工程塑料。PS的耐磨性差，耐蠕變性一般。PS的力學(xué)性能受溫度的影響比較大。 ⒋熱學(xué)性能：PS的耐熱性能不好，熱變形溫度僅為70~90℃，只可長(zhǎng)期在60~80℃范圍內(nèi)使用。PS的耐低溫性也不好，脆化溫度為-30℃。PS的熱導(dǎo)率低，一般為0.04~0.13W/(m.K)；線膨脹系數(shù)較大，一般為（6~8）×10-5 K-1，與金屬相差懸殊，因此制品不利于帶金屬嵌件。 ⒌電學(xué)性能：PS的電絕緣性優(yōu)良，而且不受溫度和濕度的影響；介電損耗角正切值小，可耐適當(dāng)?shù)碾姇灧烹?；耐電弧性好，適于做高頻絕緣材料。 ⒍環(huán)境性能：PS的化學(xué)穩(wěn)定性較好，可耐一般酸、堿、鹽、礦物油和低級(jí)醇等，可受許多烴類、酮類、高級(jí)脂肪酸等侵蝕，可溶于芳烴（如苯、甲苯、乙苯、苯乙烯等）、氯化烴（如四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、氯苯等）及酯類等。PS的耐候性不好，其耐光、氧化性都差，不適合于長(zhǎng)期戶外使用；但PS的耐輻射性好。 3注塑機(jī)的選型 3.1 產(chǎn)品體積計(jì)算 通過測(cè)量產(chǎn)品質(zhì)量：M塑=18.09g V塑=17.2cm3 (PS密度為1.05g/cm3 ) 流通凝料的體積還是一個(gè)未知數(shù)，由于此模具結(jié)構(gòu)型腔數(shù)目為一模六腔，而且塑件較小。根據(jù)以往設(shè)計(jì)模具的經(jīng)驗(yàn)值0.2-1，由于塑件體積較小，我們可以取塑件體積的0.2倍， 故需要的注射量為： V= V塑×2+0.2×2×V塑=17.2×2+（17.2×2）×0.2=41.3cm3 模具成型的塑料制品和流道凝料總體積應(yīng)小于注射機(jī)的額定注射量的80%. 3.2 注塑機(jī)型號(hào)初選 初步選用注射機(jī)理論注射容量為250m3，注塑機(jī)型號(hào)為XS-ZY-250。其主要技術(shù)參數(shù)如下[1]： 注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 理論注射量 250 拉桿內(nèi)向距 螺桿柱塞直徑 50 移模行程 500 注射壓力 130 最大模具厚度 350 注射速率 89 最小模具厚度 200 塑化能力 18.9 鎖模形式 液壓-機(jī)械 噴嘴口直徑 4 模具定位孔直徑 125 鎖模力/kN 1800 噴嘴球半徑 12 3.3模架的選擇 注射模具的分類方式很多，此處是介紹的按注射模具的整體結(jié)構(gòu)分類所分的典型結(jié)構(gòu)如下： (1) 單分型面注射模、 (2) 雙分型面注射模、 (3) 帶有活動(dòng)成型零件的模、 (4) 側(cè)向分型抽芯注射模、 (5) 定模帶有推出機(jī)構(gòu)的注射模、 (6) 自動(dòng)卸螺紋的注射模、 (7) 熱流道注射模。 分析并計(jì)算又綜合地考慮塑件的尺寸后，模仁大小為180mm*240mm,根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，我們選擇使用推件板推出產(chǎn)品，采用點(diǎn)澆口的三板模，選擇使用龍記細(xì)水口標(biāo)準(zhǔn)模架，型號(hào)為：FBI2335A85B50C90數(shù)據(jù)如下： 定模板的厚度 A=85mm 動(dòng)模板的厚度 B=50mm 模腳的厚度 C=90mm 模架結(jié)構(gòu) 4 分型面的選擇和澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4.1分型面的選擇 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件結(jié)構(gòu)工藝性及尺寸精度，嵌件位置、塑件的推出、排氣等多種因素的影響，因此在選擇分型面的時(shí)應(yīng)綜合考慮分析比較以選出較為合理的方案。選擇分型面時(shí)，應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)基本原則： (1) 應(yīng)選擇在產(chǎn)品最大的輪廓形狀塑料部件。 (2) 以便順利的塑料模具，模制塑料部件，盡可能保持在可動(dòng)模具側(cè)。 (3) 開模時(shí)，盡量使塑件留在動(dòng)模一邊，一般在動(dòng)模邊設(shè)脫模機(jī)構(gòu)較為方便。 (4) 塑料件的外觀符合質(zhì)量要求。 (5) 便于模具制造。 (6) 有助于防止溢出。 (7) 排出氣體的有益效果。 (8) 簡(jiǎn)化開模過程。 通過以上選取原則，對(duì)于此類盒蓋產(chǎn)品，通常選在塑件的下表面最大輪廓處做為模具設(shè)計(jì)分型面，本次模具設(shè)計(jì)的分型面也在下表面，如圖所示。 分型面的位置 4.2型腔的分布 再考慮型腔數(shù)目的時(shí)候，通常要綜合以下因素： (1) 產(chǎn)品尺寸精度； (2) 模具制造成本； (3) 注塑成形的生產(chǎn)效益； (4) 制造難度。 在確定型腔數(shù)目的時(shí)候，既要分析塑料產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，又要考慮到它的精度由于塑件體積不大，結(jié)合老師的建議準(zhǔn)備將型腔數(shù)目定為一模兩腔，采用直線排列，綜合考慮型腔布局如圖所示。 圖3-1型腔的分布 4.3澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)塑料熔體從注射機(jī)噴嘴到模具型腔的進(jìn)料通道，具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，它分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，包括主流到，分流道、冷料穴，澆口。 4.3.1主流道的設(shè)計(jì) 主流道指由注射機(jī)噴嘴出口起到分流道入口止的一段流道，它是塑料熔體首先經(jīng)過的通道，且與注塑機(jī)噴嘴在同一軸線。根據(jù)選用的XS-ZY-250型號(hào)注射機(jī)的相關(guān)尺寸得： 噴嘴前端孔徑：mm 噴嘴前端球面半徑：R0 = 12mm 根據(jù)注塑模具主流道與噴嘴的關(guān)系 R = R0 + (1～2)mm (5.1) d = d0 + (0.5～1)mm (5.2) 主流道球面半徑取R=14mm 主流道小端直徑取d=5mm （3） 為了便于將凝料從主流道中取出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，傾斜度為2～6度，本次注射量比較大，為了提高注射效率，將主流道傾斜度取2度。 （4） 由于主流道小端口與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料要求較嚴(yán)，因而模具主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道澆口套形式，以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。設(shè)計(jì)采用澆口套與定位環(huán)單獨(dú)分開加工，兩者分別通過螺釘固定在定模座板和定模板上。如圖所示 澆口套與定位環(huán) 4.3.2分流道的設(shè)計(jì) 分流道是位于主流道跟澆口之間的通道。 下面的要點(diǎn)應(yīng)該被考慮到： 1.分流道的截面的形狀 分流道計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式： 式中 b——梯形大底邊寬度， ——塑件的質(zhì)量， L——分流的長(zhǎng)度, h——梯形的高度， 故 表2-4 各種塑料的分流道推薦值 塑料種類 梯形分流的側(cè)面斜角常取5o—10o，此取斜角為10o ，底部以圓角相連。綜上可得，梯形分流道的截面尺寸及圖形如下： 分流道 4.3.3澆口的設(shè)計(jì) 澆口就是澆注系統(tǒng)的最后一端，是與凹模相連的部分，它需要將運(yùn)輸至此的流體完整無(wú)缺地送入塑料模內(nèi)部，讓這些流體進(jìn)行凝固成型，變成我們想要的成品，它的設(shè)置地方一般來(lái)說會(huì)選擇利于流體平緩進(jìn)入凹模的位置。一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇,本次設(shè)計(jì)的模具為三板式模具，采用點(diǎn)澆口，為了達(dá)到良好的充模效果，澆口位置如圖所示。 點(diǎn)澆口位置 4.3.4冷料穴的設(shè)計(jì) 三板模具的冷料穴不同于兩板模具，常設(shè)置于分流道的末端，儲(chǔ)存制品中出現(xiàn)固化的冷料。拉料桿的常用結(jié)構(gòu)有以下兩種： (1) 帶Z形頭拉料桿的冷料穴。 (2) 帶球形頭拉料桿的冷料穴。 因?yàn)槭侨迥＞?，本設(shè)計(jì)采用三板模具常用的球形拉料桿，布置在定模板和面板上。 5 成型零件的設(shè)計(jì) 構(gòu)成模具空腔的零件統(tǒng)稱為成型零件，本例的模具成型零件包括型芯、型腔和型芯鑲件部件。由于型腔直接與高溫高壓的塑料相接觸，它的質(zhì)量直接關(guān)系到制件質(zhì)量，因此要求它有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度、耐磨力以承受塑料的擠壓力和料流的磨擦力和足夠的精度和表面光潔度，以保證塑料制品表面光高美觀，容易脫模，一般來(lái)說成型零件都應(yīng)進(jìn)行熱處理，使其具有HRC40以上的硬度，如成型產(chǎn)生腐蝕性氣體的塑料如聚氯已烯等。還應(yīng)選擇耐腐蝕的鋼材。 5.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型芯主要成型塑膠產(chǎn)品內(nèi)表面，型腔成型塑膠產(chǎn)品外表面，型芯和型腔組合之間的空隙成塑膠產(chǎn)品形狀,型芯、型腔按結(jié)構(gòu)分為組合式和整體式兩種。由于由于塑件內(nèi)部和外部結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，決定采用整體式型芯和整體式型腔。 5.2成型零件工作尺寸的計(jì)算 常用成型零件尺寸的計(jì)算方法主要有兩種：平均收縮率法和公差帶法，兩種計(jì)算方法的區(qū)別在于平均收縮率法計(jì)算公式是建立在塑件的成型收縮率和成型零件工作尺寸的制造偏差及其磨損量分別等于它們各自平均值基礎(chǔ)上，當(dāng)塑件的尺寸精度要求較高或塑件尺寸比較大時(shí)，這種誤差有可能會(huì)顯著增加，這時(shí)一些模具設(shè)計(jì)單位就采用公差帶法來(lái)進(jìn)行尺寸計(jì)算，平均收縮率法計(jì)算簡(jiǎn)單無(wú)需驗(yàn)算而公差帶法計(jì)算復(fù)雜需要經(jīng)過多次初算驗(yàn)算，且考慮因素較多[9]。 采用δZ ,δC取固定值的平均收縮率法： Lm---------型腔的徑向工作尺寸Lm=[Ls+ Ls×Scp-（3/4）△] Ls---------塑件的徑向圖樣尺寸 Scp--------收縮率的平均值，查表得PS收縮率范圍是0.03~0.08 △---------塑件尺寸公差 δZ --------型腔制造公差 δC --------型腔最大許用磨損量，δC 取為塑件尺寸公差△的三分之一 δZ ,δC取固定值的平均收縮率法 型腔徑向尺寸 型芯徑向尺寸 型腔深度尺寸 型芯高度尺寸 (1) 型腔徑向尺寸的計(jì)算公式 ： 公式中 ----塑件的徑向尺寸； ----塑件的平均收縮率； ----塑件的尺寸公差； ----型腔模具 (2) 型腔深度尺寸的計(jì)算公式 公式中 ----塑件的徑向高度； ----塑件的平均收縮率； ----塑件的尺寸公差； ----型腔模具公差 (3) 型芯徑向尺寸的計(jì)算公式 ： 公式中 ----塑件的徑向尺寸； ----塑件的平均收縮率； ----塑件的尺寸公差； ----模具公差 (4) 型芯深度尺寸的計(jì)算公式 公式中 ----塑件的徑向高度； ----塑件的平均收縮率； ----塑件的尺寸公差； ----模具公差 6 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 塑件從模具上取下以前還有一個(gè)從模具的成型零部件上脫出的過程，使塑件從成型零部件上脫出的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)。主要由推出零件，推出零件固定板和推板，推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位部件等組成。 6.1 脫模機(jī)構(gòu)的選擇 在塑料冷卻后不能直接用手將塑件拿出來(lái)，所以需要機(jī)械結(jié)構(gòu)的推出系統(tǒng)，常見的推出機(jī)構(gòu)有推桿，推管，推板和推塊等，各個(gè)推出機(jī)構(gòu)都有自己適合推出的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。比如大型深腔薄壁類的產(chǎn)品適合推板推出，細(xì)長(zhǎng)螺柱孔、圓筒形和環(huán)形制品適合推管推出，所以在選擇推出結(jié)構(gòu)的時(shí)候，首先要分析盒蓋的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品屬于殼類產(chǎn)品，里面結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，有足夠的空間布置頂桿。所以本次設(shè)計(jì)的推出機(jī)構(gòu)是采用圓推桿布置盒蓋內(nèi)部頂出盒蓋。 脫模機(jī)構(gòu) 6.2脫模力的計(jì)算 查資料得推出力的計(jì)算公式： （式5-1） （式5-2） 式中：A為塑件包絡(luò)型芯的面積，通過計(jì)算，本設(shè)計(jì)塑件包絡(luò)型芯的面積為561mm2。 P為塑件對(duì)型芯單位面積上的包緊力。一般情況下，模外冷卻的塑件，p??；模內(nèi)冷卻的塑件，取。為方便計(jì)算，本設(shè)計(jì)中取。 為塑件對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，一般取0.1～0.3，本設(shè)計(jì)中取0.2。 為脫模斜度。本設(shè)計(jì)型芯脫模斜度為0′。 因此，本設(shè)計(jì)推出力通過上述公式計(jì)算約為。 6.3推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位 推出機(jī)構(gòu)在注射模工作時(shí)，每開合模一次，就往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，除了推桿和復(fù)位桿與模板的滑動(dòng)配合外其余部分均處于浮動(dòng)狀態(tài)。推桿固定板與推桿的重量不應(yīng)作用在推桿上而應(yīng)該由導(dǎo)向零件來(lái)支撐。推出機(jī)構(gòu)在開模推出塑件后，為下一次的注射成型，還必須使推出機(jī)構(gòu)復(fù)位。使推出機(jī)構(gòu)復(fù)位最簡(jiǎn)單、最常用的方法是在推桿固定板上同時(shí)安裝復(fù)位桿，此次設(shè)計(jì)的復(fù)位桿為圓形截面，每副模具設(shè)置四根復(fù)位桿，其位置應(yīng)對(duì)稱設(shè)在推桿固定板的四周，以便推出機(jī)構(gòu)在合模時(shí)能平穩(wěn)復(fù)位。 7 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)、定 模合模時(shí)，正確定位和導(dǎo)向的零件。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式。本設(shè)計(jì)采用導(dǎo)柱導(dǎo)向。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)有以下作用： 1、定位作用 模具閉合后，保證動(dòng)、定模位置正確，保證型腔的形狀和尺寸精度。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具裝配過程中也會(huì)起到定位作用，即便于模具的裝配和調(diào)整。 2、導(dǎo)向作用 合模時(shí)，首先是導(dǎo)向零件接觸，引導(dǎo)動(dòng)、定模準(zhǔn)確閉合，避免型芯先進(jìn)入型腔造成成型零件的損壞。 7.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 1、導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求： 1）長(zhǎng)度 導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長(zhǎng)度應(yīng)比凸模端面的高度高出8～12㎜，以免出現(xiàn)導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而型芯先進(jìn)入型腔的情況。 2）形狀 導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺(tái)形，以使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔。 3）材料 導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面和堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此多采用20鋼（經(jīng)表面滲碳淬火處理）或者T10A、T8A（經(jīng)淬火處理），硬度為50～55HRC。導(dǎo)柱固定部分的表面粗糙度為Ra=0.8μm。導(dǎo)向部分的表面粗糙度為Ra=0.8～0.4μm。 4）數(shù)量及分布 導(dǎo)柱應(yīng)合理的分布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度（導(dǎo)柱中心到模具邊緣的距離通常為導(dǎo)柱直徑的1.5倍）。導(dǎo)柱的布置采用等直徑不對(duì)稱分布。 5）配合精度 導(dǎo)柱固定端與模板之間采用H7/m6的過渡配合，導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分采用H8/f7的間隙配合。 7.2導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求 1）形狀 為使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)套前端要進(jìn)行倒圓角。導(dǎo)向孔最好做成通孔，以便利于排出孔內(nèi)的空氣。如果模板較厚，導(dǎo)孔必須做成盲孔，可在盲孔的側(cè)面打一個(gè)孔排氣或在導(dǎo)柱的側(cè)壁磨出排氣槽。 2）材料 可用與導(dǎo)柱相同的材料，其硬度略低于導(dǎo)柱的硬度，以減輕磨損，防止導(dǎo)柱或?qū)桌? 3）固定形式及配合精度 與模板采用H7/r6配合，用止動(dòng)螺釘緊固。 該套模具采用推板導(dǎo)柱固定在動(dòng)模座板上的形式。該模具設(shè)置了4套推板導(dǎo)柱與導(dǎo)套，他們之間用H8/e7,其形狀與尺寸配合如圖6-1所示： 導(dǎo)柱導(dǎo)套 8 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 模具溫度是指模具型腔和型芯的表面溫度。模具溫度是否適合、均一程度，對(duì)塑料熔體的充模流動(dòng)、固話定型、生產(chǎn)效率及塑件的形狀、外觀和尺寸精度都有重要的影響。模具中設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的就是要通過控制模具的溫度，使注射成型塑件有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)效率。 8.1冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 塑件和模具間的熱循環(huán)交互作用等。因此在設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （1）低的模具溫度可降低塑件的收縮率。 （2）模具溫度均勻、冷卻時(shí)間短、注射速度快，可降低塑件的翹曲變形。 （3）對(duì)結(jié)晶性聚合物，提高模具溫度可使塑件尺寸穩(wěn)定，避免后結(jié)晶現(xiàn)象，但是將導(dǎo)致成型周期延長(zhǎng)和塑件發(fā)脆的缺陷。 （4）隨著結(jié)晶型聚合物的結(jié)晶度的提高，塑件的耐應(yīng)力開裂性降低，因此降低模具溫度是有利的，但對(duì)于高粘度的無(wú)定型聚合物，由于其耐應(yīng)力開裂性與塑料的內(nèi)應(yīng)力直接相關(guān)，因此提高模具溫度和充模，減少補(bǔ)料時(shí)間是有利的。 8.2冷卻系統(tǒng)和冷卻介質(zhì) 一般注射到模具內(nèi)的塑料溫度為200°C左右，而塑件固化后從模具型腔中取出時(shí)其溫度在60°C以下，熱塑性塑料在注射成型后，必須對(duì)模具進(jìn)行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡快地傳給模具，以使塑料可靠冷卻定型并可迅速脫模。對(duì)于黏度低，流動(dòng)性好的塑料，因?yàn)槌尚凸に囈竽囟疾惶?，所以用常溫水?duì)模具進(jìn)行冷卻。由于PS的流動(dòng)性為中等，且水的熱容量大，成本低，傳熱系數(shù)大，故該套模具亦采用常溫水進(jìn)行冷卻。 9 注塑機(jī)的校核 9.1最大注射量的校核 注塑機(jī)的最大注塑量應(yīng)大于制品的質(zhì)量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機(jī)的實(shí)際注塑量最好是注塑機(jī)的最大注塑量的80%。所以選用的注塑機(jī)最大注塑量應(yīng)滿足： (3-1) 故 而我們所選用的注射機(jī)XS-ZY-250的額定注射量是250，大于51.7，所以注射機(jī)符合要求。 9.2鎖模力的校核 當(dāng)塑料熔體充滿模具型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的推力，此推力的大小等于塑膠產(chǎn)品加上澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積之和（即注射面積）乘以型腔內(nèi)的塑料壓力。為了保障操作人員的人身安全，需要機(jī)床提供足夠大的鎖模力。因此，欲使模具從分型面漲開的必須小于注射機(jī)規(guī)定的鎖模力[9]。即T≥k2Fq/1000 式中T—注射機(jī)的額定鎖模力，t； F—塑膠產(chǎn)品與澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積，cm2； q—熔融塑料在模腔內(nèi)的壓力，MPa； k2—安全系數(shù)，通常取1.1～1.2，這里取1.1。 經(jīng)查表可得，PS大致范圍為25MPa~40MPa這里取= 30MPa； 為了保證注射成型過程當(dāng)中型腔能夠可靠的鎖閉，必須滿足（nA1+Aj）pFn 查的公稱鎖模力F鎖=1800KN鎖模力的安全系數(shù)k=1.2，kF脹=1.2×10316×30=371<1800kN, 即該注塑機(jī)的鎖模力大于張力，所以注射機(jī)鎖模力滿足要求。 23 9.3模具注射壓力校核 最大注射壓力是指注射機(jī)料筒內(nèi)柱塞或螺桿施加于熔融塑料的單位面積上的壓力，它用于克服熔料流經(jīng)噴嘴、澆道和型腔時(shí)的流動(dòng)阻力。而注射機(jī)的最大壓力必須大于成型制品所需要的注射壓力。在我們所選用的注射機(jī)中它的最大注射壓力為130MPa，而原料為PS，所需注射壓力為70～90MPa，小于該注射機(jī)的最大注射壓力，故我們所選注射機(jī)符合規(guī)定要求。 9.4模具的厚度校核 注射機(jī)規(guī)定的模具最大與最小厚度是指動(dòng)模板閉合后達(dá)到規(guī)定鎖模力時(shí)動(dòng)模板和定模扳的最大與最小距離,因此所設(shè)計(jì)模具閉合高度應(yīng)處在注射機(jī)規(guī)定的模具最大與最小厚度范圍內(nèi),即 (3-2) 注：Hm——所設(shè)計(jì)的模具厚度，mm Hmin——注塑機(jī)允許的最小模具厚度，200mm Hmax——注塑機(jī)允許的最大模具厚度，350mm 而我們所設(shè)計(jì)的模具的厚度，在該范圍內(nèi)，故所選注射機(jī)符合要求。 綜合以上校核分析，我們最終確定選用型號(hào)為XS-ZY-250合適。 三板模具(點(diǎn)澆口)開合模動(dòng)作過程 三板模一共有三次分型，第一次在脫料板與定模座板之間，第二次在脫料板與定模板之間，第三次在定模板與動(dòng)模板之間 1. 當(dāng)動(dòng)模側(cè)起始受到注塑機(jī)自身提供的拉力時(shí)，動(dòng)模和定模之間由于裝有開閉器【阻尼扣】，而脫料板與定模座板之間沒有任何連結(jié)和阻礙（多數(shù)情況下小拉桿上還裝有彈簧），這時(shí)在拉力作用下，脫料板與定模座板首先分開，定模座板隨著公模板一起向后運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到設(shè)定距離時(shí)，被小拉桿限位塊擋住， 2. 定模板隨注塑機(jī)繼續(xù)向后運(yùn)動(dòng)，這樣小拉桿也被帶動(dòng)，它又帶動(dòng)脫料板運(yùn)動(dòng)一個(gè)設(shè)定距離，以便將料頭打下，這個(gè)設(shè)定距離運(yùn)動(dòng)完后，小拉桿與定模座板都停止運(yùn)動(dòng) 3. 注塑機(jī)繼續(xù)向后運(yùn)動(dòng)，拉力不斷加大，超過開閉器鎖模力，定模板與動(dòng)模板分開，分開到設(shè)定距離時(shí)停止不動(dòng) 4. 在注塑機(jī)頂桿的推動(dòng)下，頂針板帶動(dòng)頂出機(jī)構(gòu)（頂針，司筒，斜頂?shù)龋╅_始頂出運(yùn)動(dòng)，將成品頂出（自動(dòng)落下或由機(jī)械手取走） 25 結(jié) 論 通過本次課程設(shè)計(jì),可以提高自己的獨(dú)立自主能力,也是對(duì)自己大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一次檢測(cè)。還可以檢驗(yàn)自己對(duì)所研究課題的探究能力。本論文主要在塑件工藝性制定了工藝方案,在模具結(jié)構(gòu)以及設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了仔細(xì)的研究,并對(duì)模具工作過程進(jìn)行了詳細(xì)的論述。設(shè)計(jì)了此次模具以后,我加深了對(duì)軟件的應(yīng)用,使用一模兩腔,模具主要就是設(shè)計(jì)了澆注和冷卻、脫模以及成型設(shè)計(jì)。并用CAD繪制了模具所需的主要零件的模型,如上文提到的型芯,型腔以及定模固定板,并給出了模具的二維裝配圖。本設(shè)計(jì)的目的在于使學(xué)生對(duì)于模具設(shè)計(jì)以及制作過程有一個(gè)清晰的思路,提高制作模具的工作效率,并熟練掌握操作所需軟件。對(duì)將來(lái)從事工作有很大幫助。 參考文獻(xiàn) [1]張維合. 塑料成型及模具設(shè)計(jì).化學(xué)工業(yè)出版社, 2014. 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