044-兒童石英手表注塑模具設(shè)計(jì)【模具三維】,模具三維,044,兒童,石英,手表,注塑,模具設(shè)計(jì),模具,三維 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 題目：電子石英表表蓋注塑模具設(shè)計(jì) 0 1 緒論 1.1選題的背景和意義 塑料行業(yè)是20世紀(jì)發(fā)展最快的行業(yè)，也是21世紀(jì)最有前途的行業(yè)門類之一。塑料的發(fā)展直接導(dǎo)致了塑料模具的發(fā)展 。 在現(xiàn)代生產(chǎn)制造技術(shù)中，模具的使用很廣泛，模具技術(shù)的水平在很大程度上反映了整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的發(fā)展程度，隨著塑料在機(jī)械，電子，國(guó)防，交通，建筑，通訊，農(nóng)業(yè)，輕工和包裝等各個(gè)行業(yè)的廣泛應(yīng)用，對(duì)塑料模具的需求量也日益增加，塑料模具在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要性也就越來(lái)越突出，上世紀(jì)90年代，我國(guó)塑料技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)全新的階段。隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，塑料制品在工業(yè)及日常生活中使用越來(lái)越大，因此對(duì)塑料模具設(shè)計(jì)人員的需求也在逐年的增加。同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)的人員的先進(jìn)的設(shè)計(jì)思維、掌握較多先加工技術(shù)以及加工工藝也是非常必要的。作為學(xué)習(xí)模具專業(yè)的學(xué)生，我們有必須以提高自己的基礎(chǔ)理論為前提，為促進(jìn)我國(guó)工業(yè)提高標(biāo)準(zhǔn)化水平而做出自己的貢獻(xiàn) 。 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，產(chǎn)品不暢銷，企業(yè)必然想法設(shè)法開(kāi)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)。 模具畢業(yè)設(shè)計(jì)是模具專業(yè)最為重要的環(huán)節(jié)之一，同時(shí)它也是最后的一個(gè)關(guān)鍵教學(xué)環(huán)節(jié)。它是由學(xué)生過(guò)渡到生產(chǎn)的一步，由學(xué)校走向工廠的橋梁。是我們第一次系統(tǒng)地把所學(xué)理論應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)。 通過(guò)此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)制造的各個(gè)環(huán)節(jié)有了更加深入明確的了解從而培養(yǎng)和提高設(shè)計(jì)的能力。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的有兩個(gè)，第一個(gè)目的是讓我們掌握模具設(shè)計(jì)的基本技能，如繪圖，計(jì)算，查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)。熟悉國(guó)標(biāo)和各種標(biāo)準(zhǔn)的能力，能夠熟練運(yùn)用CAD，Pro/E。進(jìn)行繪圖。第二個(gè)目的是了解和掌握模具設(shè)計(jì)與制造的工藝，從而獨(dú)立的設(shè)計(jì)一般的塑料模具，為走出學(xué)校走向社會(huì)打下基礎(chǔ)。 本人設(shè)計(jì)的這副模具是鬧鐘后蓋塑料成型模具,在設(shè)計(jì)過(guò)程中我是按照循序漸進(jìn)的方法，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求去做，力求數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)合理，在保證合乎塑料件要求的同時(shí)，力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但是由于本人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，因此考慮的問(wèn)題可能有些地方不是很全面，設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，還望各位老師和同學(xué)指正。在此，我在這里衷心的感謝老師對(duì)我的指導(dǎo)和同學(xué)對(duì)我的幫助。 36 1.2我國(guó)塑料模具的發(fā)展 20世紀(jì)80年代前，很多模具是靠鉗工用手打磨出來(lái)的；90年代，由于引入了數(shù)控加工機(jī)床、edm等較先進(jìn)的設(shè)備，大大地提高了模具的生產(chǎn)工藝水品，生產(chǎn)周期及模具的品質(zhì)也有了很大的縮短和改進(jìn) 。近年來(lái)，我國(guó)模具工業(yè)的技術(shù)水平取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)能生產(chǎn)精度達(dá)2微米的精密多工位級(jí)進(jìn)模，工位數(shù)最多已達(dá)160個(gè)，使用壽命1—2億次，大型模具、精密塑料模具和部分汽車覆蓋模具都已經(jīng)達(dá)到了很高的水平，在模具工業(yè)總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其他各類模具約占11%。 我國(guó)模具工業(yè)從起步到飛躍發(fā)展, 歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì), 近幾年來(lái), 我國(guó)模具技術(shù)水平有了很大的發(fā)展和提高; 大型、精密、復(fù)雜、高效和長(zhǎng)壽命模具又上了一個(gè)新臺(tái)階, 模具質(zhì)量及壽命明顯提高, 模具交貨期大大縮短。模具CAD/CAE/CAM技術(shù)廣泛地得到應(yīng)用, 并開(kāi)發(fā)出了自主版權(quán)的模具CAD/CAE/CAM軟件。電加工、數(shù)控加工在模具制造技術(shù)發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。 盡管我國(guó)模具工業(yè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，部分模具已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但無(wú)論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要，每年仍需進(jìn)口10多億美元的各類大型，精密，復(fù)雜模具。與發(fā)達(dá)國(guó)家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。 1.3未來(lái)我國(guó)模具行業(yè)發(fā)展措施 高新技術(shù)蓬勃發(fā)展的今天，為保證屬高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的模具工業(yè)快速發(fā)展，模具行業(yè)中許多共性技術(shù)也必須共上一層樓，應(yīng)不斷開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用并積極應(yīng)用高新技術(shù)。 主要措施如下： a. 開(kāi)發(fā)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。適合于我國(guó)國(guó)情，具有較高水平的模具設(shè)計(jì)、加工及模具企業(yè)管理的軟件，不斷提高軟件的智能化、集成化程度，并推廣應(yīng)用。 b. 推廣應(yīng)用高速、高精加工技術(shù)并研制相應(yīng)設(shè)備。高速高精加工包括高速高精切削加工和高速高精電加工及復(fù)合加工等。在未來(lái)15年左右的時(shí)間里，我國(guó)機(jī)床行業(yè)應(yīng)向模具行業(yè)逐步提供適合于模具高速高精加工的相應(yīng)設(shè)備，如有可能，建議開(kāi)發(fā)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、精度能達(dá)到0.0001mm的高精度模具制造設(shè)備。 c. 快速原型和快速經(jīng)濟(jì)模具制造新技術(shù)的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)、提高和應(yīng)用。 d. 大力發(fā)展和推廣信息化、數(shù)字化技術(shù)。例如：逆向工程、冰箱工程、敏捷制造技術(shù)的研發(fā)及推廣應(yīng)用;包括大型級(jí)別進(jìn)模及高精度和搞復(fù)雜性的高技術(shù)含量的先進(jìn)模具三維技術(shù)和制造技術(shù)的研發(fā)；包括沖壓工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)、模具型面設(shè)計(jì)系統(tǒng)、成型分析系統(tǒng)、磨具結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、模具CAM系統(tǒng)和沖壓專家咨詢系統(tǒng)的車身磨具系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)的研發(fā)；模具的集成、柔性及自動(dòng)加工技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù)等。 e. 磨具制造新工藝、新技術(shù)。模具制造的節(jié)能、節(jié)材技術(shù)，模具熱處理、表面光整加工和表面處理新技術(shù)等。 f. 高性能模具材料的研制、系列化及其正確選用 4]。 2 零件分析 2.1零件的工藝分析 2.1.1 設(shè)計(jì)塑件時(shí)必須考慮的幾個(gè)方面的問(wèn)題： a. 塑料的物理機(jī)械性能，如強(qiáng)度，剛性，彈性，吸水性等。 b. 塑料的成型工藝性。 c. 塑料成型所導(dǎo)致沖模流動(dòng)，排氣，補(bǔ)縮等。 d. 塑件在成型后的收縮情況以及收縮率差異。 e. 模具的總體結(jié)構(gòu)，以及脫模的復(fù)雜程度。 f. 模具零件的形狀和制造工藝 。 塑件的設(shè)計(jì)主要包括塑件的形狀，尺寸，精度，表面光潔度，壁厚，斜度，以及塑件上的加強(qiáng)筋等的設(shè)計(jì)。 2.1.2 尺寸和精度： 由于該塑件是不規(guī)則形狀，尺寸和精度要求不是很高，所以經(jīng)分析選擇一般精度等級(jí)12級(jí)精度。 2.1.3 塑件的形狀： 圖2.1 塑件圖 該塑件為圓形帶有不規(guī)則輪廓，但在分模方向沒(méi)有阻礙，容易模塑，所以采用單分型面，塑件外表面本身帶有側(cè)孔，需要用的外向側(cè)抽芯。 2.1.4 塑件的臂厚： 塑件的壁厚對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大，壁厚過(guò)小，成型時(shí)流動(dòng)阻力大，大型復(fù)雜制品就難以充滿型腔，壁厚過(guò)大，不但造成原料的浪費(fèi)，而且對(duì)熱固性材料成型來(lái)說(shuō)增加了壓塑的時(shí)間，而且容易造成固化不完全，對(duì)熱塑性材料來(lái)說(shuō)就回增加冷卻時(shí)間，所以初步估計(jì)為該塑件壁厚約為1.0~3.0mm。 2.2 塑件選材 2.2.1零件的材料 ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單體合成。每種單體都具有不同特性：丙烯腈有高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具有堅(jiān)韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強(qiáng)度。ABS的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結(jié)構(gòu)。這就可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上具有很大的靈活性，并且由此產(chǎn)生了市場(chǎng)上百種不同品質(zhì)的ABS材料。這些不同品質(zhì)的材料提供了不同的特性，例如從中等到高等的抗沖擊性，從低到高的光潔度和高溫扭曲特性等 。 該塑件采用ABS樹脂，起成型特點(diǎn)流動(dòng)性中等，吸濕性打算，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件必須經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的預(yù)熱干燥，溢邊值0.04毫米，高模溫，但是料溫過(guò)高容易分解，對(duì)精度的要求較高的塑件，模溫適合取50-60攝氏度，對(duì)光澤，耐熱塑件，模溫取60-80攝氏度。注射壓力高于聚苯乙烯。用螺桿式注射機(jī)成型時(shí)，料溫為180-230攝氏度，注射壓力也比較大。而且有很好的抗沖擊強(qiáng)度和良好的機(jī)械強(qiáng)度以及一定的耐磨性。收縮率為0.4%--0.7%。質(zhì)量密度為1.09克每立方厘米。 表2.1 ABS塑料主要性能指標(biāo) 名稱 單位 數(shù)值 密度 (g/cm3) 1.04~1.06 熔 點(diǎn) ℃ 130~160 熱變形溫度 45N/cm 65~98 彎曲強(qiáng)度 Mpa 80 拉伸強(qiáng)度 MPa 35~49 拉伸彈性模量 GPa 1.8 硬度 HR R62~86 收縮率 % 0.4~0.8 缺口沖擊強(qiáng)度 kJ/m2 11~20 彎曲彈性模量 Gpa 1.4 壓縮強(qiáng)度 HR R62~86 體積電阻系數(shù) Ωcm 1013 擊穿電壓 Kv.mm-1 15 介電常數(shù) 60Hz 3.7 2.2.2塑件收縮率與模具尺寸的關(guān)系 注塑件脫模后的尺寸要比模具零件的相應(yīng)尺寸小。這是由于注塑成型過(guò)程中熔融塑料產(chǎn)生收縮造成的。成型塑件的收縮率是一個(gè)與多種因素有關(guān)的量。通常，塑料的收縮率是有生產(chǎn)廠家按照某一實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)給定的成型工藝，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)后給出一個(gè)取值范圍。實(shí)際過(guò)程中的成型工藝不可能完全與實(shí)驗(yàn)條件相同，因此，對(duì)具體的塑件，要根據(jù)其成型工藝選擇收縮率范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)闹?，一般是取塑件收縮率的平均值。 在選擇塑件收縮率值時(shí)要注意，厚壁塑件（壁厚在3mm以上）按給定收縮率范圍的上限取值，而薄壁塑件（壁厚在1mm以下）按給定收縮綠范圍的下限取值。 成型收縮率與模具和塑件尺寸有下述關(guān)系式 (2.1) 式中，k為成型收縮率；為模具尺寸（mm）；為塑件尺寸（mm）。 前人已經(jīng)為我們總結(jié)了常用的塑料常用收縮率，對(duì)于生產(chǎn)性的塑件，實(shí)際已經(jīng)證明，這些數(shù)據(jù)已經(jīng)能夠應(yīng)付實(shí)際的生產(chǎn)要求了。即使對(duì)于精密塑件也給予了其它方面的補(bǔ)償。故而，對(duì)于實(shí)際的生產(chǎn)只要按照經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)就可以滿足生產(chǎn)要求了。表2.2給出常見(jiàn)塑料的收縮率，以備查詢： 表 2.2常用塑料的收縮率 塑料 名稱 聚乙烯 聚丙烯 聚氯乙烯 聚苯乙烯 聚碳酸脂 尼龍 ABS 聚甲醛 縮寫 PE PP PVC PS PS N6 ABS POM 計(jì)算收縮率 1.5-3.6 1.0-2.5 0.6-1.5 0.6-0.8 0.5-0.8 0.8-2.5 0.4-0.8 1.2-3.0 3 塑件的體積估算和注塑機(jī)型號(hào)的選擇 3.1 估算零件體積及質(zhì)量 根據(jù)Pro/e軟件模型分析得: 單個(gè)零件的體積為 V塑=5.75cm3 流道凝料V’=0.5 V塑 (流道凝料的體積(質(zhì)量)是個(gè)未知數(shù),根據(jù)手冊(cè)取0.5 V塑來(lái)估算,塑件越大則比例可以取的越小)；由此初步確認(rèn)此模具為一模兩腔，即n=2，故所有的總體積為 V總=5.75×2+2×0.5×5.75=17.25cm3 因?yàn)锳BS的平均密度為p=1.05 g/ cm3 則m全=pv （3.1） =1.05×17.25 =18.11g 3.2注射機(jī)的類型和規(guī)格 注射機(jī)的類型和規(guī)格有很多，按結(jié)構(gòu)形式可分為機(jī)的類型和規(guī)格有很多，按結(jié)構(gòu)形式可分為立式，臥式和直角式三類，國(guó)產(chǎn)臥式注射機(jī)一標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。 這三類不同的結(jié)構(gòu)形式的注射機(jī)的特點(diǎn)如下： 立式注射機(jī)的螺桿垂直裝設(shè)，鎖模裝置推動(dòng)動(dòng)模板也沿垂直方向移動(dòng)，優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，安裝或拆卸小型模具很方便，容易在動(dòng)模上安放嵌件，嵌件不容易傾斜或墜落。缺點(diǎn)是制品自模中頂出后不能靠重力下落，需要靠人工取出，有礙于全自動(dòng)操作。此類是注射機(jī)注射量一般均在60克以下。 臥式注射機(jī)是目前使用最廣，產(chǎn)量最大的注射成型機(jī)，其注射柱塞與螺桿合模運(yùn)動(dòng)均沿水平方向布置，并且多數(shù)在一條線上（或相互平行。優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體比較低，容易加料和操作，制件頂出模具后可自動(dòng)墜落，所以容易實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作，機(jī)床中心比較低，安裝穩(wěn)妥。其缺點(diǎn)是模具的安裝比較麻煩，嵌件放入模具有傾斜或下落的可能，機(jī)床的占地面積大。 具體特點(diǎn)有 ： a. 即使是大型機(jī)由于機(jī)身低，對(duì)于安置的廠房無(wú)高度限制。 b. 產(chǎn)品可自動(dòng)落下的場(chǎng)合，不需使用機(jī)械手也可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)成型。 c. 由于機(jī)身低，供料方便，檢修容易。 d. 模具需通過(guò)吊車安裝。 e. 多臺(tái)并列排列下，成型品容易由輸送帶收集包裝。 直角式注射機(jī)的注射螺桿或柱塞與合模運(yùn)動(dòng)方向相互垂直，這種注射機(jī)的重要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于自制，適合單件生產(chǎn)，中心不允許留有澆口痕跡的平面制件，同時(shí)長(zhǎng)利用開(kāi)模時(shí)絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)拖動(dòng)螺紋型芯或螺紋型環(huán)旋轉(zhuǎn)，以便脫下塑件。缺點(diǎn)是機(jī)械傳動(dòng)無(wú)準(zhǔn)確可靠的注射和保壓壓力和鎖模力，模具受沖擊震動(dòng)比較大。 根據(jù)注射機(jī)的最大注射量初步選擇型號(hào)為XZA-YY60的注射機(jī)，注射量表示法是用注射機(jī)的注射容量（單位：cm3）表示注射機(jī)的規(guī)格，以標(biāo)準(zhǔn)螺桿注射時(shí)的80%理論注射量表示。XS-ZY中X表示成型、S表示塑料、Z表示注射、Y表示預(yù)塑式。 XZA-YY60的注射機(jī)其工藝參數(shù)如下： 　額定注射量 62mm3 螺桿（柱塞）直徑 35mm 注射壓力 138.5Mpa 注射行程 80mm 注射方式 螺桿式 鎖模力 440KN 模具最大厚度 250mm 模具最小厚度 150mm 頂出形式 兩側(cè)設(shè)有頂桿，機(jī)械頂出 拉桿空間 330x300mm 3.3 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校對(duì) 3.3.1最大注射量的校核 注射機(jī)的最大注射量標(biāo)志著注射機(jī)所能加工塑件的最大重量或體積，選擇注射機(jī)時(shí)，必須保證塑件所需的注射量（包括澆注系統(tǒng)及飛邊在內(nèi)）小于注射機(jī)允許的最大注射量，一般占注射機(jī)最大注射量的80%以內(nèi)。否則，就會(huì)使塑件成型不完整或內(nèi)部組織疏松，塑件強(qiáng)度降低。當(dāng)注射機(jī)的最大注射量以最大注射容積標(biāo)定時(shí)，注射機(jī)的最大注射容積應(yīng)等于或大于成型塑件所需塑料的體積即： 　　　 (4.1) 　　　式中，——注射機(jī)最大注射量（公稱容積，cm3）取62； 　　　　　　——塑件所需塑料的體積（包括澆注系統(tǒng)凝料及飛邊在內(nèi)，cm3）； 　　　　　　——注射機(jī)最大注射量利用系數(shù)，一般取KL=0.8。 因塑料的容積（體積）與其壓縮率有關(guān)，故所需塑料的體積為： 　　　 式中，——塑料的壓縮率,查表得1.6 ——塑件的體積（包括澆注系統(tǒng)凝料及飛邊在內(nèi)，cm3），取17.25cm3； 　　　 代入上式得： 　　　 0.8×62=49.6>17.25cm3 經(jīng)校核符合最大注射量要求。 3.3.2 鎖模力： A——澆注塑料和塑件的最大投影面積: A=6358.5×2 =12717mm２＜320cm2 符合要求; 根據(jù)公式P腔A≤P機(jī) A=63.4cm2 P腔：F=2×63.4=126.8KN＜900KN。 既型腔投影面積所需鎖模力小于注射機(jī)的額定鎖模力p。 3.3.3 注射機(jī)壓力的校核 塑料成型壓力p成≤p機(jī) p成=70~140MPa≤120Mpa 即：塑件的注射壓力小于注射機(jī)額定壓力。 3.3.4 最小模具厚度與最大模具厚度校核 安裝模具的最大厚度和最小厚度均有限制，所設(shè)計(jì)的模具的總高度應(yīng)在最大模厚與最小模厚之間，以外形設(shè)計(jì)尺寸須在注射機(jī)根（或二根拉桿之間），既： 150≤H?！?50 但此處H模=251，該注塑機(jī)型號(hào)不滿足要求。故此選擇注射機(jī)為XS-ZY-125，其工藝參數(shù)如下： 表3.1 注塑機(jī)工藝參數(shù) 注射機(jī)的工藝參數(shù)表 額定注射量： 125cm３ 螺桿直徑： 42mm 注射壓力： 120M Pa 注射行程： 115 mm 合模力：KN 900KN 最大成型面積： 320cm2 最大開(kāi)模行程： 300mm 模具最大厚度： 300mm 模具最小厚度： 200mm 4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4.1 主流道襯套的設(shè)計(jì) 在臥式注射機(jī)的模具中，主澆道應(yīng)設(shè)計(jì)成垂直的分型面，為了使凝料從主流道拔出，故設(shè)計(jì)成圓錐形，要有2度到6度的錐角，內(nèi)壁有△8以上的光潔度，其小端直徑常見(jiàn)為4mm-8mm，看制品重量和補(bǔ)料需要而定，但是小端直徑應(yīng)大于噴嘴直徑約1mm，否則主流道中的凝料將無(wú)法順利脫出，主流道的 長(zhǎng)度由定模板厚度而定的。由于主流道要與高溫的塑料和噴嘴反復(fù)的接觸和碰撞，所以模具的主流道部分常設(shè)計(jì)成可以拆卸更換的主流道襯套，以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行加工和熱處理，主流道與噴嘴接觸處多作成半球形的凹坑，二者嚴(yán)密的配合，以避免高壓以至塑料從縫隙處溢出。一般凹坑的半徑R2應(yīng)比R1大1-2毫米。主流道襯套大端的圓凸出定模端面5-10毫米，并與注射機(jī)定模板的定位孔成功配合，起定位環(huán)作用，所以設(shè)計(jì)成為圖紙所示。 圖4.1 主澆道 4.2 冷料井和拉料桿的設(shè)計(jì) 臥式注射機(jī)用模具的冷料井，設(shè)立在主流道正對(duì)面的動(dòng)模上，該模具采用帶Z型頭拉料桿的冷料井，分模時(shí)，就可以將該凝料從主流道中拉出，拉料桿的根部是固定在頂出板上的，所以在制件頂出時(shí)，冷料也一同被頂出。制造也方便。 圖4.2 冷料井 4.3 分流道的設(shè)計(jì) 該模具是一模兩腔，所以要設(shè)計(jì)分流道，塑料沿分流道流動(dòng)時(shí)，要求通過(guò)它盡快地充滿型腔，從前兩點(diǎn)出發(fā)，分流道應(yīng)該短而粗，但是不能太粗，該模具采用半圓形斷面分流道，因?yàn)檫@樣分流道易與機(jī)械加工，分流道尺寸視該塑件的大小和塑料品種，注射速率，以及分流道長(zhǎng)度而定，對(duì)多數(shù)塑料，分流道直徑為5mm，該模具分流道的布置采用平衡式分布。見(jiàn)圖 圖4.3 分流道 4.4 澆口的設(shè)計(jì) 澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道。它是整個(gè)澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵的部位，也是最薄點(diǎn)。其形狀、大小及位置應(yīng)根據(jù)塑件大小、形狀、壁厚、成型材料及塑件技術(shù)要求等進(jìn)行而確定。澆口分限制性澆口和非限制性澆口，該塑件采用的是限制性澆口，它一方面通過(guò)截面積的突然變化，使分流道輸送來(lái)的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高剪切速率，有利于塑料進(jìn)入，使其充滿型腔。另一方面改善塑料熔體進(jìn)入型腔的流動(dòng)特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時(shí)充滿，可控制填充時(shí)間、冷卻時(shí)間及塑件表面質(zhì)量，，同時(shí)還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分開(kāi)的作用。此副模具，開(kāi)模時(shí)，澆口即被自動(dòng)切斷，流道凝料自動(dòng)脫落，模具采用二板式的結(jié)構(gòu)。ABS具有良好的力學(xué)性能，它適用于采用側(cè)澆式澆口，塑件從邊緣進(jìn)料，能夠提高生產(chǎn)率，并去除澆口方便，有利于熔體流動(dòng)和補(bǔ)縮口，有利于型腔內(nèi)氣體的排出，減少塑件熔接痕，增加熔接強(qiáng)度。它在推出時(shí)，由于澆口及分流道成一定角度，形成了能切斷澆口切口，這一切口所形成的剪切力可以將澆口自動(dòng)切斷。 澆口的位置的確定： 圖4.4 側(cè)澆口 5 成型零部件的設(shè)計(jì) 5.1 分型面的確定 由于塑件在型腔中的方位和形狀，故采用單分型面。打開(kāi)模具取出塑件或澆注系統(tǒng)的凝料的面，稱之為分型面。分型面的設(shè)計(jì)它受到塑件的形狀、壁厚、和外觀、尺寸精度、及模具型腔的數(shù)目等諸多因素的影響。 分型面設(shè)計(jì)： 該模具采用的是單分型面的模具，其分型分面的設(shè)計(jì)原則就滿足以下幾項(xiàng)原則： a. 塑件的脫模； b. 保證的塑件的質(zhì)量。該模具采用在最大圓周上，保證了塑件的外觀； c. 便于磨具加工，該模具采用在圓周上分型，模具的型腔容易在電火上加上， 型芯也易于加工； d. 對(duì)排氣效果的影響； 該模具的分型面在開(kāi)題報(bào)告中本想設(shè)計(jì)到塑件的下表面，可是在模具實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中碰到塑件一些倒角結(jié)構(gòu)，所以最終將分型面的位置定在了塑件的上表面，如圖所示，箭頭所指為塑件中的倒角結(jié)構(gòu)。 5.2 排氣槽的設(shè)計(jì) 排氣系統(tǒng)對(duì)確保制品成型質(zhì)量起著重要的作用，排氣方式一般有利用排氣槽，利用型芯、鑲件、推桿等的配合間隙，利用分型面上的間隙。 a. 排氣槽的主要作用： (1) 是在模具注膠時(shí)，排除模腔內(nèi)的空氣。 (2) 是排除膠料在加熱過(guò)程中產(chǎn)生的各種氣體。 b. 排氣槽即為使模具型腔內(nèi)的氣體排出模具外面在模具上開(kāi)設(shè)的氣流通槽或孔，排氣槽若設(shè)計(jì)不合理，將回產(chǎn)生如下弊病： (1) 增加熔體充模流動(dòng)的阻力，使型腔無(wú)法被充滿，導(dǎo)致制品棱邊不清晰。 (2) 在制品上呈現(xiàn)明顯的流動(dòng)痕和熔接痕，使制品的力學(xué)性能降低。 (3) 滯留氣體使制品產(chǎn)生銀紋，氣孔，剝層等表面質(zhì)量缺陷。 (4) 型腔內(nèi)氣體受到壓縮后產(chǎn)生瞬時(shí)的局部高溫，使熔體分解變色，甚至炭化燒焦。 (5) 由于排氣不良，降低了熔體的充模速度，延長(zhǎng)了注射成形周期。 當(dāng)塑料熔體注入型腔時(shí)，如果型腔內(nèi)原有氣體不能順利排出，就將在制品上形成氣孔或其它制品缺陷，因此，設(shè)計(jì)型腔就一般要考慮排氣的問(wèn)題，但是該模具是采用分型面和嵌件的縫隙排氣，故不特意開(kāi)設(shè)排氣槽。 5.3 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 成型零件主要包括型腔，型芯，各種形環(huán)的設(shè)計(jì)，由于型腔直接關(guān)系到塑件的質(zhì)量，因此要求有足夠的強(qiáng)度，剛度，硬度和耐磨性，還有要受塑料的擠壓和料流的摩擦力，所以要求成型零件要有足夠的精度和表面光潔度，一般光潔讀在△8以上，以保證所需的塑料產(chǎn)品的質(zhì)量以及脫模方便。 5.3.1 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 該模具是采用整體嵌入式型腔，在動(dòng)模板上直接嵌入型腔。有利于局部采用耐磨材料和以后更換。 圖5.2 型腔 5.3.2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型芯是用成型塑料內(nèi)表面的零件。組合型芯注意一下幾點(diǎn)： a. 小型芯盡量鑲拼； b. 非圓型小型芯，裝配部位宜做成圓形； c. 復(fù)雜型芯可將凸模做成數(shù)件再拼合。 二者并沒(méi)有嚴(yán)格的區(qū)分，該模具的型芯；比較分散，而且是一模兩腔，所以該模具采用嵌入式的型芯。 圖5.3 型芯 5.3.3 成型零件的尺寸計(jì)算 型腔直徑按平均收縮率計(jì)算（單位：mm）因?yàn)锳BS的收縮率為0.4%-0.7%，所以可知平均收縮率為0.55%。于是根據(jù)上列平均收縮率來(lái)計(jì)算下列成型零件的尺寸。型腔直徑平均收縮率計(jì)算（單位=mm）： Scp=0.55% a. 型腔計(jì)算 43；40 (Lm)0δz=[(1+Scp)Ls-1/4△]0δz (5.1) 其中△---代表塑件公差，一般取1/4—3/4△，在這里取1/4△。 Lm1=[43×(1+0.55%-1/4×0.28)] 0+0.28 =43×(1+0.0055-0.07) 0+0.28 =43.20+0.28 Lm2=[40×(1+0.55%-1/4×0.28)] 0+0.28 =40×(1+0.0055-0.07) 0+0.28 =40.40+0.28 b. 型芯按平均收縮率計(jì)算 40；37 (Lm)0δz=[(1+Scp)Ls+1/4△]0δz (5.2) =40×(1+0.0055+1/4×0.24) –0.240 =40.2 –0.240 Lm=[Ls+LsScp+1/4△] =37×(1+0.0055+1/4×0.2) –0.20 =37.2–0.20 c. 型腔深度按平均收縮率計(jì)算 Hs=10 Hm=[Hs(1+Scp)－ 2/3△] 0δz (5.3) =10×(1+0.0055) －2/3×0.2] 0+0.2 =100+0.2 d. 型芯深度按平均收縮率計(jì)算 Hs=8 （Hm）0δz=[(1+Scp)Hs＋2/3△]0δz (5.4) =[8×(1+0.0055)+2/3×0.18] 0+0.18 =8.2 由于此產(chǎn)品的外型要求不高，所以就沒(méi)必要對(duì)型芯和型腔的尺寸進(jìn)行公差校核，就按平均收縮率進(jìn)行粗略計(jì)算。 6 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 6.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)對(duì)于塑料模具來(lái)說(shuō)是必不可少的部件，因?yàn)樵谀＞叩拈]合時(shí)要求有一定的方向和位置，所以必須有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有定位，導(dǎo)向，受一定的側(cè)壓力，一般的導(dǎo)柱所露出在分型面上的長(zhǎng)度要比型芯高6-8毫米，以避免導(dǎo)柱型芯先進(jìn)入型腔與其碰撞而損壞型腔和型芯。至于配合精度問(wèn)題一般采用過(guò)度配合，導(dǎo)柱裝入模板多用二級(jí)精度第二種過(guò)渡配合，該模具所采用的是如下圖所示： 硬度調(diào)節(jié)到HRC50-55，配合光潔度要求為△7，圖如下： 圖6.1 導(dǎo)柱 6.2 導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 為了使導(dǎo)柱進(jìn)入導(dǎo)套比較順利，在導(dǎo)套的前端倒一圓角，且導(dǎo)套孔為通孔，這樣容易排氣，材料用T8A，使其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱硬度，這樣就可以減少摩擦，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌?。?dǎo)套的精度與配合，是采用二級(jí)精度過(guò)渡配合壓入定模模板。樣式見(jiàn)圖紙。 圖6.2 導(dǎo)套 導(dǎo)柱布置見(jiàn)下圖箭頭所指位置。 圖6.3 導(dǎo)柱導(dǎo)套布置 7 塑件脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 7.1 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 使塑件從成型零件上脫出的機(jī)構(gòu)稱之為推出機(jī)構(gòu)。本副模具是通過(guò)注塑機(jī)的合模機(jī)構(gòu)，把力傳給推板，然后通過(guò)固定板，再通過(guò)推桿把塑件推出的。推出零件常分為推件板、推桿、推管、成型推桿等。此副模具所設(shè)計(jì)的塑件是屬于厚壁塑件，所以該模具采用推桿推出，這樣有利于保證塑件的精度。此模具的設(shè)計(jì)也要滿足一般推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則：塑件滯于動(dòng)模一側(cè)，這樣有利于設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)，以致于使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、防止塑件變形、力求良好的塑個(gè)外觀、結(jié)構(gòu)可靠、脫模時(shí)工作可靠，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，制造方便，更換容易。 脫模力的計(jì)算： Ft=Fb （7.1） Fb=Ap =12700x10-9x2x107 =254N 其中Ft是脫模力，F(xiàn)b是塑件對(duì)型芯的包緊力，P為塑件對(duì)型芯的單位面積的包緊力。模外冷卻取P約為2.4~3.9x107Pa,模內(nèi)冷卻約取0.8x1.2x107Pa,由此式可以得到，當(dāng)塑件越大，對(duì)型芯的包緊面也越大，因此脫模力也越大，在模內(nèi)脫出所需的脫模力要少于模外脫出的脫模力。但模內(nèi)脫模容易使塑件容易變形，因此該模選用模外脫模。 此副模具采用簡(jiǎn)單推出機(jī)構(gòu)。它需要設(shè)計(jì)推桿、推桿固定板、推板等的設(shè)計(jì)。 推桿的設(shè)計(jì)：此模具由于塑件是圓形件，各處的脫模力是一樣的，為了各處平衡，設(shè)計(jì)推桿時(shí)應(yīng)均勻布置推桿。這樣使系統(tǒng)就顯得比較平衡了，增加了推桿的壽命。推桿的直徑的設(shè)計(jì)，其尺寸和結(jié)構(gòu)如下圖: 圖7.1 推桿 推桿在推推件板時(shí)，應(yīng)具有足夠的剛性，以承受推出力，條件充許的話，盡可以把推桿的直徑設(shè)得大一點(diǎn)。經(jīng)過(guò)仔細(xì)的推算，選推桿的直徑為5，為了保持推桿在工作時(shí)具有一定的穩(wěn)定性，把它進(jìn)行校核。由公式: 直徑d=φ(L2Q/nE)1/4 (7.2) =1.5(81245/4x2.2x105)<10 取直徑為5mm,已經(jīng)足夠了。 進(jìn)行強(qiáng)度校核： σ=4Q/(nx3.14d2)≤σs (7.3) =4x45/(2x3.14x52) =180/402<σs 說(shuō)明它的強(qiáng)度是滿足的。其中d是推桿直徑，φ是安全系數(shù)，通常取1.5，L是推桿長(zhǎng)度，Q是脫模阻力，E彈性模量，n是推桿的根數(shù)，σs是推桿的屈服極限，推桿的材料選用T10A，淬火處理。 推桿的固定形式，推桿直徑與模板上的推桿孔采用H8/f8的間隙配合。推桿的工作端面的配合部分的表面粗糙度Ra為0.8。 推件板的由一塊與型芯按一定的配合精度相配合的模板，它是在塑件的周邊端面上進(jìn)行推出，因此，作用面積大，推出力大，且均勻，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，并且在塑件上沒(méi)有推出痕跡。推件應(yīng)與型芯呈錐面配合，這樣可以降低運(yùn)動(dòng)磨擦，推件板與型芯的配合，以不產(chǎn)生溢料為準(zhǔn)，否則推件板復(fù)位困難，并且有可能造成模具損壞。推件板復(fù)位后，推板與動(dòng)模座板之間應(yīng)有2~3mm的空隙。 推件板的厚度計(jì)算：對(duì)于筒形或圓形，推件板受力狀況可以簡(jiǎn)化為“圓環(huán)形平板周界到集中的載荷”。按強(qiáng)度計(jì)算可得厚度為： h=(K2Q/[σ])1/2 (7.4) =(0.1x45/220)1/2<20mm 所以對(duì)推件板采用20mm，已經(jīng)足夠了。其中h是推件板的厚度，K2是系數(shù)，Q是脫模阻力。對(duì)于推件板，雖然推出的效果要比推桿好，但是當(dāng)型芯和推件板的配合不好，則在塑件上會(huì)出現(xiàn)毛刺，而且塑件還有可能會(huì)滯在推件板上。在推出過(guò)程中，由于推件板和型芯有磨擦，所以推件板也必須進(jìn)行淬火處理，以提高其耐磨性。推件板的材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)到HBS200，提高其耐磨性。 此副模具是采用側(cè)澆口，開(kāi)模時(shí)，塑件包在動(dòng)模型芯上，并且隨動(dòng)模一起移動(dòng)，所以它采用單分型面，這樣當(dāng)動(dòng)模移動(dòng)，潛伏澆口被切斷，而分流道、澆口和主流道凝料在冷料井倒錐穴的作用下，拉出定模而隨動(dòng)模移動(dòng)。 推桿固定板它只要滿足它的強(qiáng)度和剛度則就可以滿足需要。它的粗糙度要求可以比較低。它是起到固定推桿的作用。 推板的設(shè)計(jì)主要從它的強(qiáng)度和剛度去考慮，只要滿足了，則就可以了。經(jīng)核算推桿固定板為15 mm,推板的厚20mm,都采用45，淬火處理。 7.2 復(fù)位的設(shè)計(jì) 該模具脫模機(jī)構(gòu)在完成塑件脫模后，為進(jìn)行一個(gè)循環(huán)，必須回到初始位置，該模具是采用復(fù)位桿復(fù)位的。具體式樣見(jiàn)圖紙上的推桿固定板和裝配圖。 8 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 當(dāng)在注射成型的塑件上與開(kāi)合模方向不同的內(nèi)側(cè)或外側(cè)有孔、凹穴或凸臺(tái)時(shí)，塑件就不能直接由推桿等推出機(jī)構(gòu)推出脫模，此時(shí)，模具上成型該處的零件必須制成可側(cè)向移動(dòng)的活動(dòng)型芯，以便在塑件脫模推出之前，先將側(cè)向成型零件抽出，然后在把塑件從模內(nèi)推出，否則就無(wú)法脫模。 8.1抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)為斜導(dǎo)柱抽芯，固定部分的配合為H7／K6，斜導(dǎo)柱與滑塊孔之間保持1mm的間隙，（一般設(shè)計(jì)為0.5～1mm之間）。 斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則： a. 活動(dòng)型芯一般比較小，應(yīng)牢固裝在滑塊上，防止在抽芯時(shí)松動(dòng)滑脫。型芯與滑塊連接部位要有一定的強(qiáng)度和剛度。 b. 滑塊在導(dǎo)滑槽中滑動(dòng)要平穩(wěn)，不要發(fā)生卡住、跳動(dòng)等現(xiàn)象。 c. 滑塊限位裝置要可靠，保證開(kāi)模后滑塊停止在一定位置上而不任意滑動(dòng)； d. 鎖模塊要能承受注射時(shí)的側(cè)向壓力，應(yīng)選用可靠的連接方式與模板連接。鎖模塊和模板可做成一體。鎖緊塊的斜角θ1應(yīng)大于斜導(dǎo)柱的傾斜角θ，一般取θ1-θ >2°～3°，否則斜導(dǎo)柱無(wú)法帶動(dòng)滑塊運(yùn)動(dòng)。 e. 滑塊完成抽芯運(yùn)動(dòng)后，仍停留在導(dǎo)滑槽內(nèi)，留在導(dǎo)滑槽內(nèi)的長(zhǎng)度不應(yīng)小于滑塊全長(zhǎng)的2/3，否則，滑塊在開(kāi)始復(fù)位時(shí)容易傾斜而損壞模具。 f. 防止滑塊和推出機(jī)構(gòu)復(fù)位時(shí)的相互干涉，盡量不使推桿和活動(dòng)型芯水平投影重合。 g. 滑塊設(shè)在定模的情況下，為保證塑料制品留在定模上，開(kāi)模前必須先抽出側(cè)向型芯，最好采取定向定距拉緊裝置。 8.2側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)類型的確定 由于表蓋左右兩側(cè)壁上存在側(cè)孔需要用到抽芯機(jī)構(gòu)，在這里運(yùn)用機(jī)動(dòng)方式抽芯。驅(qū)動(dòng)方式為斜導(dǎo)柱。該塑件的側(cè)凹較淺,所需的抽芯距不大,側(cè)凹的成型面積也不大,所以采用斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯足夠.一般將主型芯和滑塊位置設(shè)于動(dòng)模，這樣在脫模過(guò)程中，側(cè)向分型時(shí)對(duì)塑件有限制側(cè)向移動(dòng)的作用，塑件不會(huì)黏附在滑塊上，脫模比較順利。斜導(dǎo)柱、滑塊、導(dǎo)柱之間的相對(duì)位置以及脫模推出完成后的相對(duì)位置如圖所示。 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu) 8.3 抽芯距S 側(cè)型芯從成型位置到不妨礙塑件的脫模推出位置所移動(dòng)的距離叫理論抽芯距，用S′表示。為了安全起見(jiàn)，實(shí)際抽芯距離S通常比理論抽芯距離S′大于1～3mm，即 S = S′+（1～3）mm 本次設(shè)計(jì)中S′=5mm，所以S 取7mm符合要求。 8.4 側(cè)抽芯力的計(jì)算 抽芯力的計(jì)算與脫模力的計(jì)算相同。對(duì)于側(cè)向凸起較少的塑件抽芯力往往是比較小的，僅僅是克服塑件與側(cè)形腔的粘附力和側(cè)形腔滑塊移動(dòng)時(shí)的摩擦阻力。對(duì)于側(cè)型芯的抽芯力往往采用如下公式進(jìn)行計(jì)算： （5.18） 式中：Fc為抽芯力；（N） c為型芯成型部分的平均周長(zhǎng)；（m） h為側(cè)型芯成型部分高度；（m） p為單位面積的包緊力，其值與塑件的幾何形狀及塑件的品種、成型工藝有關(guān)，一般情況下模內(nèi)冷卻的塑件p=(0.8~1.2)*107Pa,此處取p=1.2*107Pa.； 為側(cè)型芯的脫模斜度；本塑件為0°。 為塑料對(duì)金屬的摩擦系數(shù)；一般 =0.15~0.2此處取為0.18。 帶入數(shù)據(jù)進(jìn)過(guò)計(jì)算得出Fc=240.5N。 5.11斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 5.11.1斜導(dǎo)柱傾斜角度的確定 傾斜角 不僅決定抽芯距離和斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度，而且決定著斜導(dǎo)柱的受力狀況。當(dāng)傾斜角 增大時(shí)，斜導(dǎo)柱受力狀況變壞，但為完成抽芯所需的開(kāi)模行程可減少；反之，當(dāng)傾斜角 減少時(shí)，斜導(dǎo)柱受力狀況有所改善，可是開(kāi)模行程卻增加了，而且斜導(dǎo)柱長(zhǎng)度也增加了，這會(huì)使模具厚度增加。因此，斜導(dǎo)柱傾斜角 過(guò)大或過(guò)小都是不好的，一般 取10~20 ，最大不超過(guò)25 .本設(shè)計(jì)中選取 值為18°。 5.11.2斜導(dǎo)柱直徑的的計(jì)算 斜導(dǎo)柱材料取T8，熱處理硬度為HRC45，表面粗糙度為0.8um，斜導(dǎo)柱與模板之間采用過(guò)渡配合H7/m6，與滑塊上斜導(dǎo)柱孔采用間隙配合H7/n6。斜導(dǎo)柱的計(jì)算公式如下所示： 式中 ：Hw為滑塊受的脫模力作用線與斜導(dǎo)柱中心線的交點(diǎn)到斜導(dǎo)柱固定板的距離； Fc為抽芯力； 為斜導(dǎo)柱所用材料的許用彎曲應(yīng)力； 在本設(shè)計(jì)中Hw=15mm， Fc=240.5N，=140N/mm2,將數(shù)據(jù)帶入公式計(jì)算得d=5.32m經(jīng)過(guò)查表可選擇導(dǎo)柱的直徑為10mm。 5.11.3斜導(dǎo)柱的總的長(zhǎng)度的計(jì)算 （5.19） 式中：d2 為斜導(dǎo)柱固定部分大端直徑（㎜）； h 為斜導(dǎo)柱固定板厚度（㎜）； d 為斜導(dǎo)柱工作部分直徑（㎜）； s 為抽芯距（㎜）； 為斜導(dǎo)柱傾斜的角度； 在本設(shè)計(jì)中斜導(dǎo)柱大端的直徑d2為13mm,斜導(dǎo)柱固定板的厚度h為60mm，斜導(dǎo)柱工作部分的直徑d為10mm，抽芯距s為7mm,斜導(dǎo)柱傾斜角度 為18°，將數(shù)值帶入公式中經(jīng)過(guò)計(jì)算得出斜導(dǎo)柱的總長(zhǎng)度L=63mm。斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)如圖所示： 8.4 滑塊與導(dǎo)滑槽的組合及設(shè)計(jì)形式 斜導(dǎo)柱驅(qū)動(dòng)滑塊是沿著導(dǎo)滑槽移動(dòng)的，故對(duì)導(dǎo)滑槽提出如下要求： a、 滑塊在導(dǎo)滑槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)要平穩(wěn)； b、 為了不使滑塊在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生偏斜，其滑動(dòng)部分要有足夠的長(zhǎng)度，一般為滑塊寬度的一倍以上； c、 滑塊在完成抽拔動(dòng)作后，仍留在導(dǎo)滑槽內(nèi)，其留下部分的長(zhǎng)度不應(yīng)小于滑塊長(zhǎng)度的2/3，否則，滑塊在開(kāi)始復(fù)位時(shí)容易發(fā)生偏斜，甚至損壞模具； d、 滑塊與導(dǎo)滑槽間應(yīng)上、下與左、右各有一對(duì)平面呈動(dòng)配合，配合精度可選H7/g6或H7/h7，其余各面均應(yīng)留有間隙[10]； 基于以上要求，用耐磨塊加以固定其結(jié)構(gòu)及與滑塊的配合如下圖所示： 導(dǎo)滑槽與斜滑塊配合示意 8 模架及標(biāo)準(zhǔn)件的選用 8.1 確定模具的基本類型 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： 單分型面注射模、雙分型面注射模、帶有活動(dòng)成型零件的模、側(cè)向分型抽芯注射模、定模帶有推出機(jī)構(gòu)的注射模、自動(dòng)卸螺紋的注射模、熱流道注射模。 8.2 模架的選擇 根據(jù)對(duì)塑件的綜合分析，確定該模具是多分型面的模具，由GB/T12556.1-12556.2-1990《塑料注射模中小型模架》可選擇CI型的模架，其基本結(jié)構(gòu)如下： 圖5.10 模架 CI型模具定模采用一塊模板，動(dòng)模采用一塊模板，又叫兩板模，大水口模架，適合側(cè)澆口，采用斜導(dǎo)柱或定模側(cè)抽芯的注射成形模具。 由分型面分型面的選擇而選擇模具的導(dǎo)柱導(dǎo)套的安裝方式，經(jīng)過(guò)考慮分析，導(dǎo)柱導(dǎo)套選擇選正裝。 根據(jù)所選擇的模架的基本型可以選出對(duì)應(yīng)的模板的厚度以及模具的外輪廓尺寸，經(jīng)過(guò)計(jì)算可以知道該模具是一模兩腔的模具，而型腔之間的距離在20-30mm之間把型腔排列成一模兩腔可側(cè)得長(zhǎng)為160mm，寬為90mm，模架的長(zhǎng)L=160+復(fù)位桿的直徑+螺釘?shù)闹睆?型腔壁厚300mm模架的寬W=90+復(fù)位桿的直徑+型腔壁厚200mm，根據(jù)內(nèi)模仁的尺寸，在計(jì)算完模架的長(zhǎng)寬以后，還需要考慮其他螺絲導(dǎo)柱等零件對(duì)模架尺寸的影響，在設(shè)計(jì)中避免干涉。所以就取BL=250x300的模架，塑件的高度為9mm，塑件的全部膠位都留在定模部分，該模具型腔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，型芯、型腔的固定是固定總高度的加30-50mm，B板的厚度取60mm，滿足強(qiáng)度要求，A板為60mm，C板為80mm（C的選擇應(yīng)考慮推出機(jī)構(gòu)的推出距離是否滿足推出的高度）在本設(shè)計(jì)中，因?yàn)椴捎谬堄浀腃I2323-A80-B70-C80標(biāo)準(zhǔn)模架，其標(biāo)準(zhǔn)模腳的高度為70mm，完全滿足頂出要求。綜上所述所選擇的模架的型號(hào)為：LKM CI23230。 9 模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在塑料注射成型中，注入模腔中熔體的溫度一般在200~300℃之間，為了保證正常生產(chǎn)，模具必須將這部分熱量及時(shí)傳遞出去，使模具的溫度始終控制在合理范圍。模具中將這部分熱量及時(shí)傳出的結(jié)構(gòu)就叫做冷卻系統(tǒng)。 注射模具的溫度設(shè)計(jì)是否恰當(dāng)，不僅影響塑件的質(zhì)量，而且對(duì)生產(chǎn)效率、充模流動(dòng)、固化定型都有重要影響。 模具對(duì)塑件質(zhì)量的影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：a.改善成形性;b.成形收縮率; c.塑件變形; d.尺寸穩(wěn)定性;e.力學(xué)性能;f.外觀質(zhì)量。 當(dāng)大批量的生產(chǎn)時(shí)，而且又要滿足塑件的質(zhì)量要求時(shí)，增多型腔是不現(xiàn)實(shí)的。這時(shí)提高生產(chǎn)率顯得尤其重要了。而提高生產(chǎn)率又與模具溫度的控制有密切關(guān)系。生產(chǎn)效率主要取決于冷卻介質(zhì)（一般是水）的熱交換效果。因此縮短注射成形周期的冷卻時(shí)間是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。 根據(jù)牛頓冷卻定律，冷卻介質(zhì)從模具帶走的熱量為： Q=αA△Tθ (8.1) =8.2x4.45x10-2x40x6 =88J 其中：α是冷卻管道孔壁與冷卻介質(zhì)間的傳熱系數(shù)； A冷卻管道壁的傳熱面積； △T模具與冷卻介質(zhì)溫度之差值； θ冷卻時(shí)間（s）。 由上述式子可得，當(dāng)需傳遞熱量不變時(shí)，可通過(guò)以下三條途徑來(lái)縮短冷卻時(shí)間。 a. 高傳熱系數(shù)α α=φ（ρv）0.8/d0.2 (8.2) =7.5x(1x2)0.8/100.2 =8.2 φ是冷卻介質(zhì)，ρ是冷卻介質(zhì)在該溫度下的密度，d是冷卻管道直么，v是冷卻介質(zhì)的流速。由上式得，只有提高冷卻介質(zhì)的流速，便可達(dá)到傳熱系數(shù)。 b. 高模具與冷卻介質(zhì)間的溫差△T △T=Tw-Tθ (8.3) =60-20 =40℃ 式中Tw是模具溫度。Tθ是冷卻介質(zhì)的溫度。一般模溫是一定，為了提高溫差△T， 有利于縮短冷卻時(shí)間。從而提高生產(chǎn)率。 c. 增大冷卻介質(zhì)的傳熱面積A A=nx3.14dL (8.4) =4x3.14x10x355 =44588mm2 L模具上一根冷卻水孔的長(zhǎng)度。d 是冷卻通道的直徑。n 是模具開(kāi)設(shè)冷卻通道孔數(shù)。顯然，應(yīng)在模具上開(kāi)盡可能多的冷卻通道，以增大傳熱面積，縮短冷卻時(shí)間，達(dá)到提高生產(chǎn)生產(chǎn)效率。 冷卻時(shí)間的計(jì)算：影響冷卻時(shí)間的因素有如下：a.模具材料;b.冷卻介質(zhì)溫度和及流動(dòng)狀態(tài);c.模塑材料;d.塑件壁厚;e.冷卻回路的設(shè)計(jì);f.模具溫度。 冷卻時(shí)間指塑料熔體從充滿型腔時(shí)起到可以取出塑件時(shí)止這一段時(shí)間。本副模具采用塑件截面內(nèi)平均溫度達(dá)到規(guī)定的脫模溫度時(shí)，所需冷卻時(shí)間的簡(jiǎn)化計(jì)算公式： θ’=[t2/(3.142k)]In[8(Tm-Tw)/3.142(Ts-Tw)] (8.5) =[12/3.1422.7×10-7In[8(200-60)/3.142(80-60)] =4s 其中：式中θ’是塑件所需冷卻時(shí)間；t 是塑件的厚度t=1.5mm；k是塑件的熱擴(kuò)散率；k=2.7x10-7m2/s。Tm是塑料熔體溫度；Ts塑件脫時(shí)的截面內(nèi)平均溫度；Tw是模具度,ABS料時(shí)模具溫度為60℃。 冷卻水的進(jìn)出口溫差由下式校核： t1-t2=Gx△i/900×3.14x102Cρv (8.6) 冷卻水道布置三維效果圖 10 模具的裝配 該模具以模板相鄰側(cè)面作為裝配基準(zhǔn)，磨削模板相鄰兩側(cè)面成90度，然后以側(cè)面為基準(zhǔn)分別安裝定模和動(dòng)模上的其它零件。 10.1 組件型腔和型芯與模板的裝配 根據(jù)這模具的結(jié)構(gòu)采用埋入式型芯裝配，固定板沉孔與型芯尾部為過(guò)度配合。固定板沉孔一般采用立銑加工，在修整配合部分時(shí)，應(yīng)注意動(dòng)模和定模的相對(duì)位置，修配不當(dāng)則將使裝配后的型芯不能與定模配合。埋入型芯還用螺釘緊固。型腔采用鑲?cè)敕?，在裝配時(shí)，要選取裝配基準(zhǔn)，合理的確定其裝配工藝，保證裝配關(guān)系正確。裝配好后還打上記號(hào)，便于以后的拆裝。 裝配時(shí)的注意事項(xiàng)： a. 型腔和型芯與模板固定孔一般為H6/m6配合，如配合過(guò)緊，應(yīng)進(jìn)行修磨，否則在壓入后模板變形，對(duì)于多型腔模具，還將影響個(gè)型芯間的尺寸精度。 b. 裝配前應(yīng)檢查，修磨影響裝配的傾角為圓角或倒棱。 c. 為了便于型芯和型腔鑲?cè)肽０?，并防止擠毛孔壁，壓入端設(shè)計(jì)有導(dǎo)入圓角。 d. 型芯和型腔壓入模板時(shí)應(yīng)保持垂直和平穩(wěn)，在壓入的過(guò)程中應(yīng)邊檢查邊壓入。 10.2 推桿的裝配要求 a. 推桿的導(dǎo)向段與型腔推桿孔的配合間隙要正確合理，一般采用H8/f8配合，應(yīng)注意防止間隙太大漏料。 b. 推桿與推桿孔中往復(fù)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)卡滯現(xiàn)象。 c. 推桿與復(fù)位桿端應(yīng)分別與型腔表面和分型面齊平。 d. 推桿固定板的加工與裝配 為了保證制作的順利脫模，各推出元件應(yīng)運(yùn)動(dòng)靈活，復(fù)位可靠，推桿固定板與推板需要導(dǎo)向裝配和復(fù)位支承，采用導(dǎo)柱導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。用復(fù)位桿復(fù)位，為了使推桿在推板孔中往復(fù)平穩(wěn)，推桿在推桿孔中有所浮動(dòng)，推桿與推桿孔的裝配部分分每邊流有0.5mm的間隙。所推桿固定的位置通過(guò)型腔鑲塊上的推桿孔配鉆而得。 當(dāng)推桿數(shù)量較多時(shí)，裝配應(yīng)注意兩個(gè)問(wèn)題： 第一，應(yīng)將推桿與推桿孔進(jìn)行選配，防止組裝后，出現(xiàn)推桿動(dòng)作不靈活、卡緊現(xiàn)象。 第二，必須使個(gè)推桿端面與制件相吻合，推理不均勻，使制件脫模時(shí)變形。 10.3 模具總裝配程序 a. 確定裝配基準(zhǔn) b. 裝配前要對(duì)零件進(jìn)行測(cè)量，合格零件必須去磁并將零件擦洗干凈。 c. 調(diào)整個(gè)零件組合后的累積尺寸誤差，如各模板的平行度要校驗(yàn)修磨，以保證模板組裝密合，分型面處吻合面積不得小于80%，間隙不得超過(guò)溢料最小值，防止飛邊。 d. 裝配中盡量保持原加工尺寸的基準(zhǔn)面，以便總合模調(diào)整時(shí)檢查。 e. 組裝導(dǎo)向系統(tǒng)，并保證開(kāi)模，合模動(dòng)作靈活，無(wú)松動(dòng)和卡滯現(xiàn)象。 f. 組裝頂出系統(tǒng)。并調(diào)整好復(fù)位已經(jīng)頂出位置等。 g. 組裝休整型心，保證配合面間隙達(dá)到要求。 h. 組裝冷卻或加熱系數(shù)，保證管路暢通，不漏水，法門動(dòng)作靈活。 j. 緊固所有螺釘。 k. 試模：試模合格后打上模具標(biāo)記，最后檢查各種配件，附件，保證模具裝配齊全。 10.4 該模具的裝配要求： a. 模具上下平面的平行度偏差不大于0.03mm，分型面處需密合。 b. 頂件時(shí)頂桿必須保持同步，上下模芯必須緊密接觸。 10.5 模具的裝配工藝 a. 按圖紙要求檢查各零件尺寸。 b. 修磨分型面的密合度。 c. 將定模和動(dòng)模板合在一起并用夾板夾緊，鏜導(dǎo)柱，導(dǎo)套孔，在孔內(nèi)壓入工藝定位銷后，加工側(cè)面垂直基準(zhǔn)。 d. 利用定模的側(cè)面垂直基準(zhǔn)來(lái)確定定模上時(shí)間型腔中心，作為以后加工的基準(zhǔn)，分別加工定模的型腔。 e. 利用定模型腔的實(shí)際中心，加工型心固定型孔的切割穿線孔，并進(jìn)行線切割型孔。 f. 在定模和動(dòng)模上分別壓入導(dǎo)柱導(dǎo)套，并保持導(dǎo)向可靠，靈活。 g. 過(guò)型心引鉆，鉸動(dòng)模板上的頂桿孔。 h. 過(guò)動(dòng)模引鉆頂桿固定板上的頂桿孔。 j. 加工復(fù)位桿孔，并組裝頂桿固定板。 k. 組裝模底板和動(dòng)模板。 l. 在定模板上加工導(dǎo)柱孔，并將澆口套壓入定模板上。 m. 裝配定模部分。 n. 裝配動(dòng)模部分并修正頂桿和復(fù)位桿長(zhǎng)度。 o. 裝配完畢后進(jìn)行試模，試模合格后打上標(biāo)記并交驗(yàn)入庫(kù)。 10 結(jié)論 經(jīng)過(guò)了一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我終于完成了《電子石英表表蓋模塑料模具設(shè)計(jì)》的論文。從2015年11月開(kāi)始接觸模具設(shè)計(jì)到整個(gè)設(shè)計(jì)完成，每一步對(duì)我來(lái)說(shuō)都是新的嘗試與挑戰(zhàn)，這也是我在大學(xué)期間獨(dú)立完成的最大項(xiàng)目。 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，我不但鞏固了大學(xué)四年里所學(xué)到知識(shí)，包括CAD的制圖以及三維設(shè)計(jì)軟件的使用等等，而且又新接觸了一種模具開(kāi)發(fā)工具，收獲很大。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，不可避免會(huì)遇到許多的疑惑、問(wèn)題甚至是挫折，我也學(xué)會(huì)了通過(guò)各種渠道取得解決的辦法，看書，上網(wǎng)，與同學(xué)討論，及時(shí)向老師請(qǐng)教，總能讓我有很