214 控制柜旋鈕注射模具設(shè)計,控制,節(jié)制,旋鈕,注射,模具設(shè)計 控制柜旋鈕注射模設(shè)計,姓 名： 那志鵬 班 級： 農(nóng)機051班 學(xué) 號： 20040759 指導(dǎo)老師： 蔣育華,江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計,摘要,產(chǎn)品分析 結(jié)構(gòu)設(shè)計 注塑機的選擇 工作過程 模具的特點,江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計,產(chǎn)品分析,1.控制柜旋鈕產(chǎn)品,江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計,2.塑件的材料及性能,1. 其材料為ABS,全稱為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。收縮　　　率為0.3～0.8%，密度為1.03～1.07g/cm3,成型溫度：200～240℃,預(yù)熱80～85℃。 2. 物料性能 1. 綜合性能較好，沖擊韌性、機械強度較高； 2. 尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)、電性性能良好； 3. 易于成型和機械加工，可作雙色成型塑件。,江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計,３．成型性能,江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計,２.塑件的材料及性能,,,１．無定性料，流動性中等，比聚苯乙烯、ＡＢ差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好，溢邊值為０．０４毫米左右 ２．吸濕性強，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件須經(jīng)長時間的預(yù)熱干燥３．成型時宜取高料溫、高模溫，但料溫過高易分解（分解溫度為≥２５０℃）．對精度較高的塑件，模溫宜?。担啊叮啊?，對光澤、耐熱塑件，模溫宜?。叮啊福啊妫⑸鋲毫Ω哂诰郾揭蚁弥阶⑸錂C成型時，料溫為１８０～２３０℃，注射壓力為１０００～１４００公斤力／厘米２．用螺旋式注射機成型時，料溫為１６０～２２０℃，注射機壓力為７００ ～１０００ 公斤力／厘米２,3.產(chǎn)品要求 1. 產(chǎn)品要有較高的強度，在成型過程中要盡量減少熔　　接痕的產(chǎn)生。2. 要保證產(chǎn)品性能、質(zhì)量以及互換性。 4.解決方案,江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計,,,１．由于是圓柱形塑件，可采用點澆口進料，并采用多點進料。 ２．該塑件的質(zhì)量2．07g，應(yīng)采用一模三腔，但考慮到產(chǎn)品的互性，在采用一模三腔時應(yīng)提高模具的制造精度。,結(jié)構(gòu)設(shè)計,１.考慮產(chǎn)品要求和模具制造成本，現(xiàn)取一模三腔。 ?。?使塑料熔體同時充滿每個型腔，使每個塑件在型腔內(nèi)的質(zhì)量均一穩(wěn)定，使模具整體達到平衡。,１.型腔排布,江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計,2.型腔、凹模、側(cè)型芯滑塊設(shè)計,型腔采用鑲拼組合式 優(yōu)點：加工難度小、加工成本低、易于保證型腔精度、方便更換、易于排氣。 2.凹模和側(cè)型芯滑塊采用整體式 優(yōu)點：加工效率高，減少裝配難度，可節(jié)約優(yōu)質(zhì)鋼材。 減少加工量。,江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計,2.型腔、凹模、側(cè)型芯滑塊設(shè)計,江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計,1.型腔,2.型腔、凹模、側(cè)型芯滑塊設(shè)計,江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計,2.型腔鑲件,2.型腔、凹模、側(cè)型芯滑塊設(shè)計,江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計,3.凹模,2.型腔、凹模、側(cè)型芯滑塊設(shè)計,江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計,4.側(cè)型芯滑塊,3.整體結(jié)構(gòu),江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計,,注塑機的選擇,注塑機的選擇 K G公≥NG件+G廢 式中Ｋ＝0.8 N為型腔數(shù)量 G公為注射機公稱注射量 G件為產(chǎn)品重量 G廢為各部分冷料的質(zhì)量 由于根據(jù)設(shè)計要求和加工的經(jīng)濟性取N=3，通過proe得到G廢=5.628g G公≥（3×2.07+5.628）×1.25=14.8（g） 也就是說注射機的注射量要大于14.8克。參照《模具設(shè)計與制造簡明手冊》選擇公稱注射量為60㎝3的注射機，機型為XS-Z-60，也就是說這臺注射機的公稱注射量為大約為60克。,江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計,工作過程,1.模具的定模座板通過四個壓鐵裝在注塑機的定模板上。 2.模具的動模座板也通過四個壓鐵裝在注塑機的動模板上。 3.模具閉模后，注塑機通過高壓使固體塑料塑化，再通過壓力充滿型腔通過大約3s鐘的保壓后開模。 4.開模后，在注塑機的推動作用下，模具的動模板開始運動。在其作用下，側(cè)向分型機構(gòu)開始工作，使塑件從側(cè)型芯上脫模，再閉模。 5.注塑機推動動模座板，使模具往右移動，在四根導(dǎo)柱的作用下，完成模具的定位。并利用鎖緊楔固定滑塊。,江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計,模具的分型原理,１．開模后，模具在注射機拉力的作用下，在Ｉ處進行第一次分型，以便澆口凝料脫模,并使塑件的一端從型腔中拉出，并通過拉桿的作用控制其拉出距離． ２．隨著動模一側(cè)繼續(xù)移動，在彈簧彈力的推動作用下，在ＩＩ處進行第二次分型，使塑件從凹模中分離出來，并通過螺釘?shù)淖饔每刂破淅鼍嚯x． ３．動模繼續(xù)移動，側(cè)向延時抽芯機構(gòu)開始工作，在ＩＩＩ處進行第三次分型．通過彎銷的作用，使滑塊在滑塊座上移動，完成塑件的側(cè)向分型，使塑件從模具中脫落下來．,該模具的特點,1.該模具采用鑲拼組合式型腔，整體式凹模和側(cè)型芯滑塊，降低模具材料成本及模具的制造難度。 2.該模具成本低，其材料主要是用45號鋼，是一種比較廉件的鋼種，少量使用了T8。 3.該模具采用的是側(cè)向延時抽芯機構(gòu),減少了成型塑件的熔接痕,使其外觀更加光滑。 4.一模三腔，提高生產(chǎn)效率。,江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計,謝謝各位老師,江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書設(shè)計（論文）課 題 名 稱控制柜注射模具設(shè)計學(xué)生姓名 那志鵬 院（系） 工學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化指導(dǎo)教師 蔣育華 職 稱 學(xué) 歷畢業(yè)設(shè)計（論文）要求：1. 了解塑料成型過程中的物理、化學(xué)變化及塑料的組成、分類極其性能。2. 了解塑料成型的基本原理和工藝特點，正確分析成型工藝對模具的要求。3. 掌握注塑成型模具對模具的要求。了解模具專用加工設(shè)備。4. 掌握塑料成型模具的結(jié)構(gòu)特點及設(shè)計計算方法，能設(shè)計中等復(fù)雜程度的模具。5．按規(guī)定的格式編寫設(shè)計說明書，字?jǐn)?shù)不少于 5000 個漢字，要求表述清楚，整 潔規(guī)范；按國家標(biāo)準(zhǔn)繪制圖樣，采用計算機輔助設(shè)計軟件設(shè)計、出圖， 圖紙量不少于 1.5 張零號圖紙畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)容與技術(shù)參數(shù)：內(nèi) 容：1. 編寫設(shè)計說明書。2. 計算塑件重量。3. 繪制控制柜旋鈕塑料模具的零件及裝配圖。技術(shù)參數(shù)：1. 控制柜旋鈕塑件圖紙一份。2. 材料為 ABS。畢業(yè)設(shè)計（論文）工作計劃：1.查閱技術(shù)文獻，參觀生產(chǎn)現(xiàn)場，了解注塑件的生 產(chǎn)工藝過程。2.制定模具總體設(shè)計方案，繪制模具草圖。3.控制柜旋鈕注射模的設(shè)計計算，繪制模具的零件圖和總裝圖，編寫設(shè)計說明書接受任務(wù)日期 年 月 日 要求完成日期 年 月 日學(xué) 生 簽 名 年 月 日指導(dǎo)教師簽名 年 月 日院長（主任）簽名 年 月 日 編 號 20040759 江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計 材 料專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化學(xué)生姓名 那志鵬材 料 目 錄序號 附 件 名 稱 數(shù)量 備注1 畢業(yè)設(shè)計說明書 12 畢業(yè)設(shè)計 CAD 圖紙 14二〇〇九年五月題 目 控制柜注射模具設(shè)計 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計- 1-控制柜旋鈕注射模具設(shè)計 摘要:本文是關(guān)于控制柜旋鈕的模具設(shè)計。本模具 設(shè)計的特點是采用了 側(cè)向延時抽芯機構(gòu)、整體式 側(cè)向型芯和凹模以及鑲拼組合式型腔。文章主要介 紹了模具結(jié)構(gòu) 設(shè)計，內(nèi)容包括塑料模具的工作原理及 應(yīng)用，設(shè)計準(zhǔn)則以及產(chǎn)品的簡介。塑料注射模的 設(shè)計計算，包括模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，注射機的選用，澆注系統(tǒng)設(shè)計等方面。設(shè)計時通過 Pro/ENGINEER 的應(yīng)用使模型更直觀化,而 AutoCAD 的使用也使制圖更加便捷。關(guān)鍵詞：計算機輔助設(shè)計，塑料，注射模，注射機。Control of injection mold design cabinet knobAbstract:This article is about Control cabinet mold design. The mold design is characterized by the use of one lateral core-pulling and modular core and integral cavity.The article introduces the mold structure design,including the working theory and application of the plastic injection mold,the design princible ,and the introducing of the production.The design calculation of the plastic mold is including the design of the structure of the mold,the selecting of the plastic injection mold machine,and the pour system design etc. Designed by Pro / ENGINEER application of the model is more intuitive, while the use of AutoCAD also drawing more convenient.Key Words:Auto CAD,Plastic,Plastic injection mold,Plastic injection mold machine. 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計- 2-前 言模具是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)。隨著工業(yè)飛速發(fā)展，帶來了塑料工業(yè)的迅猛發(fā)展；石油工業(yè)的發(fā)展又為塑料工業(yè)插上了騰飛的翅膀。塑料制品已進入到人們生活的各個領(lǐng)域，幾乎所有的電器都有塑料制品，快餐盒、塑料袋等都是塑料制品。塑料以其密度小、機械性能好等優(yōu)點獨領(lǐng)風(fēng)騷，未來的世界必將是塑料的世界，而模具是塑料工業(yè)的基石。模具設(shè)計具有廣闊的發(fā)展前景。本次畢業(yè)設(shè)計，就瞄準(zhǔn)這一發(fā)展前景，在蔣育華老師的精心指導(dǎo)下，通過對基座注射模的設(shè)計，掌握了注射模具設(shè)計的一般方法、模具制造的專用設(shè)備及注射機的工作原理，為今后工作打下堅實的基礎(chǔ)。本次設(shè)計歷時 5 周，進程如下：第一周、在指導(dǎo)老師的帶領(lǐng)下去工廠參觀，了解產(chǎn)品的注塑過程和模具的制造方法，初步知道在設(shè)計過程中所需注意的問題；第二周、徹底弄清自己的具體工作，設(shè)計所要達到的要求。計算數(shù)據(jù)，確定每個零件用什么材料、熱處理。第三周、用 Proe 對產(chǎn)品進行開模，完成三維造型。第四周，對各個零件出工程圖，整理資料并編寫設(shè)計說明書；第五周、交指導(dǎo)教師審閱，并作修改，最后定稿。最后，由于水平有限，加之經(jīng)驗不足，疏漏和錯誤之處在所難免，懇請各位老師指正。 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計- 3-目 錄第 1 章 設(shè)計課題及設(shè)計目的1．1 設(shè)計內(nèi)容………………………………………………………………………..….41．2 設(shè)計目的………………………………………………………………………..….4 第 2 章 模具設(shè)計2．1 確定塑料件的有關(guān)參數(shù)……………………………………………………..… 52．2 注射機的選擇………………………………………………………………….….52．3 型腔的排布…………………………………………………………………….…..72．4 分型面的確定………………………………………………………………….….72．5 澆注系統(tǒng)設(shè)計………………………………………………………………….….72．6 排溢系統(tǒng)……………………………………………………………………….…. 72．7 型腔、凹模設(shè)計……………………………………………………………….…82．8 型腔、凹模工作尺寸的計算……………………………………………….….82．9 型腔壁厚計算……………………………………………………………………..92. 10 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)設(shè)計………………………………………………….102．11 導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計……………………………………………………………… .112．12 脫模與復(fù)位機構(gòu)設(shè)計……………………………………………………… …122．13 冷卻系統(tǒng)設(shè)計…………………………………………………………………..122．14 整體設(shè)計…………………………………………………………………………13結(jié)束語…………………………………………………………………………….….........14參考文獻……………………………………… ……………………………….………….15 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計- 4-第 1 章 設(shè)計內(nèi)容及設(shè)計目的1．1 本次設(shè)計內(nèi)容：控制柜旋鈕注射模，對下圖產(chǎn)品設(shè)計一副注射模。1．2 本次設(shè)計的目的：1、掌握注射模設(shè)計的一般方法。2、了解注射機的工作原理。3、了解模具加工方法。4、進一步掌握設(shè)計的一般方法，熟練設(shè)計的一般過程。第 2 章 模具設(shè)計 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計- 5-2．1 確定塑料件的有關(guān)參數(shù)2．1．1 塑件特性分析所設(shè)計產(chǎn)品為控制柜旋鈕，其材料為 ABS 全稱為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。英 文名全稱 Acrylonitrile-butadiene-styrene，收縮率為 0.3～0.8%，密度為 1.02～1.05g/cm 3。該旋鈕產(chǎn)品的體積為 1.97×103mm3，質(zhì)量為 2.07g，屬工程材料。該塑件形狀較為復(fù)雜，其表面有凹凸，需要抽芯，但型腔鑲件結(jié)構(gòu)較簡單，但其尺寸小，要求要有較高的強度，需用電極加工。因此在設(shè)計時應(yīng)保證產(chǎn)品性能、質(zhì)量以及互換性的同時，重點考慮模具加工的成本、加工時間。2．1．2 ABS 成型條件注射機類型：柱塞式、螺桿均可密度 ：1.03~1.05g/cm 3收縮率 ：0.003~0.008預(yù)熱 ：80~85 °C料筒溫度：前段 150~170°C中段 165~180°C后段 180~200°C噴嘴溫度：170~180 °C模具溫度：50~80 °C注射壓力：60~100Mpa成型時間：注射時間 ：20~90s高壓時間 ：0~5s冷卻時間：20~120s總周期 ： 50~220s2．2 注射機的選擇一個產(chǎn)品的質(zhì)量為 2.07 克,根據(jù)以下公式，選擇注射機的最大注射量：K G 公 ≥NG 件 +G 廢式中 K=0.8N 為型腔數(shù)量G 公 為注射機公稱注射量G 件 為產(chǎn)品重量G 廢 為各部分冷料的質(zhì)量由于根據(jù)設(shè)計要求和加工的經(jīng)濟性取 N=3，通過 proe 得到 G 廢 =5.628gG 公 ≥（3×2.07+5.628）×1.25=14.81（ g）也就是說注射機的注射量要大于 14.81 克。參照《模具設(shè)計與制造簡明手冊》選擇公稱注射量為 60㎝ 3 的注射機，機型為 XS-Z-60，也就是說這臺注射機的公稱注射量為大約為 60 克。XS-Z-60 注射機參數(shù)如下： 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計- 6-柱塞直徑： 38㎜注射容量：60㎝ 3注射壓力：122Mpa鎖模力：500KN最大注射面積：130㎝ 2模具厚度： 最大 200㎜最小 70㎜模板行程：180㎜噴嘴： 球半徑 R12孔直徑 D4定位孔直徑：D50 0+0.06頂出（中心孔）直徑：D50下面校核各部分參數(shù)：1、注射量KG 公 =0.8×60=48(g)NG 件 +G 廢 =3×2.07+5.628=11.838(g)很明顯 KG 公 >N G 件 +G 廢 ，符合條件2、注射壓力校核P 公=122MPa產(chǎn)品要求注射壓力 P 注在 60~100MPa 之間3、鎖模力校核F 鎖 =K 損 P 注 A 分式中 F 鎖 ——注射機額定鎖模力（ N）P 注 ——塑件所須的實際注射壓力（Pa）K 損 ——注射壓力達到型腔的壓力損失系數(shù)，一般取 0.34~0.67A 分 ——塑件及澆注系統(tǒng)等在分型面上的投影面積 ㎡通過計算得 A 分 =524.25mm2≈0.0005243㎡F 鎖 =500KNK 損 P 注 A 分 =0.5×100×106×0. 0005243所以 F 鎖 >K 損 P 注 A 分， 符合條件4、模板安裝尺寸330×440 的最大安裝尺寸完全可以安裝 196×146 的模具5、模具厚度所設(shè)計的模具厚度為 107㎜，小于模具的最大厚度 200mm。2．3 型腔的排布該產(chǎn)品是用來對控制柜起開關(guān)作用的旋鈕。由于其尺寸小，應(yīng)采用一模多腔，現(xiàn)確定　取一模 3 腔。為了使每個型腔通過澆注系統(tǒng)從總壓力中均等地分得所需的足夠壓力， 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計- 7-以保證塑料溶體同時均勻地充滿每個型腔，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，同時采用平衡的流道和合理的澆口尺寸以及均勻的冷卻等。為使模具整體達到平衡穩(wěn)定，因此選擇直線形排布。 2．4 分型面的確定為了能順利的出模并保證塑件平滑的外觀和精度要求，使塑件開模時能夠留在動模一側(cè)，并且在塑件脫模前留在滑塊中，分型面應(yīng)設(shè)在該產(chǎn)品的中間部位。 這樣就可以利用彈簧的彈力使動模板同時把 3 個塑件推出，使每個塑件受力均勻而不會產(chǎn)生大的變形。因此該分型面為雙分型面。垂直于開模方向。具體情況見總裝圖。2．5 澆注系統(tǒng)設(shè)計2．5．1 主流道設(shè)計主流道是澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具相接觸的部位開始，到分流道為止的塑料熔體的流道通道。由于選的是臥式注塑機，主流道垂直于分型面。為使凝料能從其中順利拔出，把其設(shè)計成圓錐形，錐角為 4°，其表面粗糙度為 Ra0.8。主流道部分在成型過程中，其小端入口處與注射機噴嘴及一定溫度、壓力的塑料熔要冷熱交替地反復(fù)接觸，屬易損件，對材料的要求較高，因而模具的主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的主襯套式，以便有效地選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進行加工和熱處理。2．5．2 分流道設(shè)計分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)態(tài)的過渡段，因此要求所設(shè)計的分流道應(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，并且流動過程中壓力損失及熱量損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。由于該產(chǎn)品為圓形結(jié)構(gòu)，而該產(chǎn)品是用來起開關(guān)作用，其要有較高的強度，為了減少熔接痕的產(chǎn)生，降低產(chǎn)品的強度，在設(shè)計流道時應(yīng)設(shè)計為切向進料。其截面為 U 型。由于所設(shè)計模具型腔為整體式。因此在滿足其型腔強度的前提下。使流道最短。為了減少塑料熔體的熱量損失，從主流道分三根分流道。這樣既能保證塑件的填充時間，又能節(jié)省模具加工的加工時間。流道不應(yīng)加工的太光滑，讓塑件熔體和流道有點摩擦，這樣可以使塑件熔體放出熱量，從而使其更不易凝固。若是流道加工的太光滑。這樣反而使熔體更易凝固。一般流道粗糙度為 Ra0.8～1.6。U 型截面尺寸的確定，取 R=2、H=4。查《模具設(shè)計與制造簡明手冊》2．5．3 澆口設(shè)計澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的通道，根據(jù)該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)以及采用的一模3 腔的多腔模具，所以選用點澆口。采用點澆口成型塑件，去除澆口后殘留痕跡小，易取得澆注系統(tǒng)的平衡，也有利于自動化操作，但壓力損失小，收縮大，塑件易變形，同時在定模部分需另加一個分型面，以便澆口凝料脫模。點澆口的直徑取 1.0mm，圓柱孔長 L 取 1.0 mm。點澆口引導(dǎo)部分長度為 9 mm，錐度 12°~30 °，與分流道用圓弧連接。 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計- 8-為了塑件熔體能快速地充滿型腔，澆口表面粗糙度很小，一般為 Ra0.4 以下,現(xiàn)取 Ra0.4作為澆口的表面粗糙度。這樣不致產(chǎn)生較大的摩擦阻力，有利于充型。2．6 排溢系統(tǒng)排溢是指排出充模冷料中的前鋒冷料和模具內(nèi)的氣體等。廣義的注射模排溢系統(tǒng)應(yīng)包括澆注系統(tǒng)部分的排溢和成型部分的排溢。通常指的排溢是指成型部分的排溢。模具充型過程程中，除了型腔內(nèi)原有的空氣外，還有塑料受熱或凝固而產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，尤其是在高速注射成型時，必須考慮如何將多余的氣體排出模外，否則被壓縮的氣體產(chǎn)生高溫引起塑件局部炭化，或使塑件產(chǎn)生氣泡的工藝缺陷。為了解決該問題,必要時可開設(shè)排氣槽等辦法.但是對于 ABS 這種材料,排氣間隙不得高于 0.0 5㎜。為了能快速充滿型腔。得到質(zhì)量合格的產(chǎn)品。2．7 凹模和型腔設(shè)計2，7．1 設(shè)計凹模的結(jié)構(gòu)形式1.凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計由于模具采用一模三腔，所以采用整體式，凹?？赏ㄟ^電火花成型進行加工。這種結(jié)構(gòu)形式具有以下優(yōu)點：加工效率高，減少裝配難度，可節(jié)約優(yōu)質(zhì)鋼材，減少加工量。2.型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計 由于模具采用一模三腔，所以型腔采用鑲拼式，鑲件可以通過電火花成型進行加工。這種結(jié)構(gòu)形式具有以下優(yōu)點：加工效率高，裝拆方便，便于及時更換鑲件。2．7．2 凹模和型腔設(shè)計1） 、凹模和型腔徑向尺寸按以下公式計算D =〈〔 1+ 〕d －xΔ〉2s2??0式中 D —行腔的內(nèi)形尺寸d —塑件外形基本尺寸Δ— 塑件公差—塑料平均收縮率s—成形零件制造公差,取 。??312)、凹模和型腔深度尺寸按以下公式計算=MH??0)(xs式中 —型腔深度—塑件外形高度尺寸Δ— 塑件公差—塑料平均收縮率s—成形零件制造公差,取 ??313）由于該產(chǎn)品不是透明的，所以型腔和凹模的表面粗糙將決定產(chǎn)品的外觀，因此型腔和凹模的表面粗糙度則要求較高，一般取 Ra0.8～0.4。在本次設(shè)計中，型腔取Ra0.8。4）X——綜合修正系數(shù)（考慮塑料收縮率的偏差和波動，成型零件的磨損等因素） ，塑件精度低、批量較小時，X 取 1/2；塑件精度高、批量比較大，X 取 3/4，根據(jù) 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計- 9-設(shè)計要求取 X 為 0.5。2．8 凹模和型腔工作尺寸的計算要計算凹模和型腔的工作尺寸，必先確定塑件的公差及模具的制造公差。根據(jù)要求塑件精度取五級精度。根據(jù)塑料制件公差數(shù)值表（SJ1372—78）塑件在五級精度下，基本尺寸對應(yīng)的尺寸公差如下：基本尺寸㎜ 公差㎜ 基本尺寸㎜ 公差㎜~3 0.16 3~6 0.186~10 0.20 10~14 0.2214~18 0.24 18~24 0.2824~30 0.32 30~40 0.3640~50 0.40 50~65 0.4665~80 0.52 80~100 0.60100~120 0.681、凹模：d =11；取 =0.5%（以下收縮率都取 0.5%）2sD =[（ 1+0.005）×11－0.5×0.32] =10.91.0?1.0?2、凹模深度：H=12 ; X=0.4H =[(1+0.005) ×12+0.4×0.18]=12.13M 6.03、型腔：d =6；取 =0.5%（以下收縮率都取 0.5%）2sD =[（ 1+0.005）×11－0.5×0.32] =5.871.0?1.?4、型腔深度：H=13 ; X=0.4H =[(1+0.005) ×12+0.4×0.18]=13.135M 06.2．9 型腔壁厚計算1.型腔的強度及剛度要求塑料模具型腔的側(cè)壁和底壁厚度計算是模具設(shè)計中經(jīng)常遇到的問題，尤其對大型模具更為突出。目前常用的計算方法有按強度條件計算和按剛度條件計算兩類，但塑料模具要求既不許因強度不足而發(fā)生明顯變形，甚至破壞，也不許剛度不足而變形過大的情況，因此要求對強度和剛度加以考慮。對于型腔主要受到的力是塑料熔體的壓力，在塑料熔體的壓力作用下，型腔將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力及變形。如果型腔側(cè)壁和底壁厚度不夠。當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過材料的許用應(yīng)力時，型腔發(fā)生強度破壞，與此同時，剛度不足則發(fā)生彈性變形，從而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，將影響塑件成型質(zhì)量，所以模具對強度和剛度都有要求。但是，實踐證明，模具對強度和剛度的要求并非同時兼顧，對大型腔，按剛度條件，對小型腔則按強度條件計算即可。 （在本設(shè)計中按強度條件來計算）1）對圓形整體式凹模底板厚度：h=r ][75.0?p式中 p——型腔內(nèi)塑料熔體的壓力（MPa） 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計- 10-r——型腔內(nèi)半徑（mm）[σ]——材料彎曲許用應(yīng)力。材料為 45#鋼，[σ] 取 100Mpa根據(jù)條件：r=5.5mm；p=100Mpah = 5.5(0.75×100/100)1/2≈4.76（mm）由于模具的型腔與定模板為一整體，現(xiàn)確定定模板厚為 22mm?？梢詽M足型腔的強度要求。2）確定型腔的壁厚圓形型腔內(nèi)壁直徑 2r 整體式型腔壁厚 s=R－r～40 20＞40～50 25＞50～60 30＞60～70 35＞70～80 40＞80～90 45＞90～100 50＞100～120 55＞120～140 60＞140～160 65如未用淬硬鋼，應(yīng)乘以系數(shù) 1.2～1.5根據(jù)上表，s=R－1=20R=20+13=33由于在生產(chǎn)中，兩型腔同時充滿塑料熔體，受到大小相等的壓力，形成作用力與反作用力?，F(xiàn)取型腔中心到定模板的中心的距離為 50mm 是可以滿足型腔的強度要求。2．10 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的設(shè)計根據(jù)該塑件的特征，模具應(yīng)設(shè)計一個側(cè)抽芯機構(gòu)。根據(jù)抽拔力，側(cè)抽芯機構(gòu)應(yīng)設(shè)計為彎銷延時抽芯機構(gòu)。側(cè)抽芯機構(gòu)的設(shè)計 在保證側(cè)抽芯機構(gòu)順利運行的同時盡量使模具結(jié)構(gòu)簡單，該側(cè)抽芯機構(gòu)為彎銷固定在定模上、滑塊固定在滑塊座上的彎銷延時抽芯機構(gòu)。（1）彎銷抽芯機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 彎銷抽芯機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點是強度高，可采用較大的傾斜角，一般采用矩形截面，抗彎截面系數(shù)比斜導(dǎo)柱大，并且可以延時抽芯。彎銷的抽芯機構(gòu)的主要工作零件是軸線方向與模具開模方向成一定角度的彎銷和滑塊。彎銷伸入滑塊的斜孔之中，為了保證抽芯和合模動作準(zhǔn)確可靠，還設(shè)有限位擋塊和鎖緊楔。其工作原理為：開模時，開模力通過彎銷作用于滑塊，迫使滑塊帶動側(cè)向型芯在滑塊座的導(dǎo)滑槽內(nèi)向外側(cè)移動，當(dāng)彎銷全部脫離滑塊上的斜孔后，側(cè)向型芯便完全從塑件中抽出，完成抽芯動作。限位擋塊、螺釘、彈簧構(gòu)成滑塊的定位裝置，使滑塊保持在抽芯完成后的最終位置，以便合模時彎銷能準(zhǔn)確地進入滑塊的斜孔，將側(cè)向型芯復(fù)位。鎖緊楔用以防止成型時滑塊因受到側(cè)向注射壓力而發(fā)生位移。 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計- 11-（2）抽芯距的計算將活動型芯從成型位置移動到不妨礙塑件脫模位置所移動的距離稱為抽芯距。抽芯距通常比側(cè)孔或側(cè)凹大 2～3mm。這里，抽芯距 S=5.5+2～3=8mm ?！　　　　　　　　　　　　　　。?）彎銷的邊長 考慮到抽拔力不大和傾斜角不大，選擇彎銷尺寸：邊長 a=12mm。（4）最小開模行程和彎銷工作部分長度最小開模行程：H=5.5彎銷工作部分長度：L=11。（5）滑塊的設(shè)計為了便于加工，滑塊采用整體式，即側(cè)向型芯在滑塊上進行加工?；瑝K的導(dǎo)滑形式：該模具采用組合式導(dǎo)滑槽，導(dǎo)滑槽整體為“T 形” ，滑塊與導(dǎo)滑槽之間的導(dǎo)滑部位采用 H7/f7 或 H7/h8 的間隙配合。為保證再次合模時斜導(dǎo)柱能準(zhǔn)確地插入斜滑塊中，抽芯動作完成后斜滑塊必須有準(zhǔn)確的位置。該模采用擋塊定位形式。2．11 導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計導(dǎo)向機構(gòu)主要包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套，主要作用是在動模與定模合模時保證型芯與型腔的精確定位。導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應(yīng)導(dǎo)套尺寸：公稱直徑 d=12mm，D=16mm 。導(dǎo)柱的尺寸為：公稱直徑 d=12mm，D=16mm 。 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計- 12-有足夠的距離，以保證模具的強度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后發(fā)生變形。根據(jù)模具的形狀和大小，一副模具一般采用 4 到 8 根導(dǎo)柱。在此設(shè)計中采用了 4 根導(dǎo)柱。加工 4 個導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔時，應(yīng)將定模板、滑塊座、動模板合在一起，一次性加工出來，以保證孔的同心度，然后再在定模板、動模板上加工沉頭孔。2．12 脫模與復(fù)位機構(gòu)設(shè)計2．12．1 脫模機構(gòu)設(shè)計塑件冷卻后由于有少量的收縮，所以在脫出產(chǎn)品時不象沖壓件那樣可以自動脫落。這樣，我們必須設(shè)計推出機構(gòu)將塑件頂出，推出機構(gòu)設(shè)計時我們考慮的是要使塑件各部分受力均勻，在此設(shè)計中，由于采用了一模多腔的結(jié)構(gòu)。故利用推板把產(chǎn)品同時推出，這樣每個產(chǎn)品的受力相同且均勻。結(jié)合產(chǎn)品的精度要求，在加工推板時其表面要平整，光滑?，F(xiàn)取平行度 8 級，粗糙度 Ra0.8。2．12．2 復(fù)位機構(gòu)確定注射機上液壓機構(gòu)將推板推出之后，塑件也被完全頂出但是模具要合模， 要使模具恢復(fù)到原來的位置，而不會影響下一周期的正常生產(chǎn)。在模具中，為了節(jié)省材料，可以不需要加復(fù)位桿。在合模時可以利用壓縮彈簧推動，從而達到合模的目的。具體結(jié)構(gòu)見總裝圖。2．13 冷卻系統(tǒng)設(shè)計冷卻系統(tǒng)對產(chǎn)品成型周期有很大的關(guān)系，對產(chǎn)品質(zhì)量也有比較大的影響,所以要對模具的冷卻系統(tǒng)加以計算，使之有利于成型要求?？紤]到模具的具體結(jié)構(gòu)，安裝冷卻水通道是一個既實惠又簡單的解決方法。在此設(shè)計中，每次所要注射的量只有 12.648g，由此可以得到注射一次所放出的熱量：Q=GH 焓式中 Q——熔融塑料所放出的熱量（J） ；G——每次注射的塑料量（包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)， ㎏） ；H 焓 ——塑料從熔融狀態(tài)進入型腔的溫度到塑件冷卻后的脫模溫度的焓之差； 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計- 13-Q=0. 0127x1470x(190-60)=2426.97(J/h)由此可以看出該每次所放出來的熱量是很少的，模具本身就可以散發(fā)出。但為了防止型腔受熱變形，在定模板加兩跟水道。這樣可以保證產(chǎn)品精度。而塑件傳給推件板的熱量，則在每次開模時，推件板可以散發(fā)出去，不需要對其加冷卻裝置。2．14 整體設(shè)計模具整體設(shè)計也就是模體的設(shè)計。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，模體設(shè)計已接近標(biāo)準(zhǔn)化，可以從市場上購買相應(yīng)的模體。標(biāo)準(zhǔn)模體一般包括定模板、動模板、滑塊、滑塊座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套等。標(biāo)準(zhǔn)模架有 12 種結(jié)構(gòu)，15876 種規(guī)格。在本次設(shè)計中,澆口套、導(dǎo)柱、導(dǎo)套都采用的標(biāo)準(zhǔn)件,可以外購。該模具總體結(jié)構(gòu)如下圖所示。采用一模三腔，分型面為平面；定模座板和動模座板的長為 196mm 寬為 146mm 下面確定模板的厚度——各模板厚度總和應(yīng)小于 200mm，這是注射機的要求。定模座板、動模座板厚度都為 15mm，而定模板厚度取 22mm，動模板的厚度為 20 mm，滑塊座的厚度為 15 mm，滑塊厚度為 20 mm，可以保證產(chǎn)品能順利的脫模。根據(jù)以上選取，模具的厚度 H=15+15+22+20+15+20=107（mm）＜200（mm） ，符合條件。II 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計- 14-結(jié) 束 語經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計，我覺得自己學(xué)到了不少東西。歸納起來，主要有以下幾點：1、大學(xué)四年的時間都是在學(xué)習(xí)機械理論基礎(chǔ)知識，并未真正地去應(yīng)用和實踐。平時很少接觸設(shè)計，加工，生產(chǎn)。但是在這次畢業(yè)設(shè)計，我在指導(dǎo)老師的帶領(lǐng)下多次深入工廠了解產(chǎn)品的注塑方法和模具的加工過程。在參觀學(xué)習(xí)中，發(fā)現(xiàn)了自己很多不足之處。我還體會到了所學(xué)理論知識的重要性：知識掌握得越多，設(shè)計得就更全面、更順利、更好。2、了解進行一向設(shè)計必不可少的幾個階段。畢業(yè)設(shè)計能夠從理論設(shè)計和工程實踐相結(jié)合、鞏固基礎(chǔ)知識與培養(yǎng)創(chuàng)新意識相結(jié)合、個人作用和集體協(xié)作相結(jié)合等方面全面的培養(yǎng)學(xué)生的全面素質(zhì)。我經(jīng)過這次系統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計，熟悉了對模具進行設(shè)計、生產(chǎn)的詳細過程。這些對我在將來的工作和學(xué)習(xí)當(dāng)中都會有很大的幫助和啟發(fā)。3、學(xué)會了怎樣查閱資料和利用工具書。平時課堂上所學(xué)習(xí)的知識不夠全面，作為機械專業(yè)的學(xué)生，由于專業(yè)特點自己更要積極查閱資料吸取別的在設(shè)計，加工中的寶貴經(jīng)驗。一個人不可能什么都學(xué)過，什么都懂，因此，當(dāng)你在設(shè)計過程中需要用一些不曾學(xué)過的東西時，就要去有針對性地查找資料，然后加以吸收利用，以提高自己應(yīng)用的能力，而且還能增長自己見識，補充最新的專業(yè)知識。 4、畢業(yè)設(shè)計對以前學(xué)過的理論知識起到了回顧作用，并對其加以進一步的消化和鞏固。 5、畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)了嚴(yán)肅認(rèn)真和實事求是的科學(xué)態(tài)度。而且培養(yǎng)了吃苦耐勞的精神以及相對應(yīng)的工程意識，同學(xué)之間的友誼互助也充分的在畢業(yè)設(shè)計當(dāng)中體現(xiàn)出來了。在這里，我要感謝我的指導(dǎo)老師，他給了我許多的幫助。我還要感謝畢業(yè)設(shè)計過程中所有給我真誠幫助的老師和同學(xué)。 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計- 15-參考文獻：1、馮炳堯、韓泰榮、蔣文森 編，模具設(shè)計與制造簡明手冊，上海科學(xué)技術(shù)出版社，1998 年第二版；2、黨根茂、駱志斌、李集仁 編著 模具設(shè)計與制造 西安電子科技大學(xué)出版社 2001 年3、塑料模具設(shè)計手冊編寫組 編， 塑料模具設(shè)計手冊，機械工業(yè)出版社，2000 年第二版；4、陳萬林 編， 塑料模具設(shè)計與制作教程，北京希望電腦公司，2001 年；5、傅秦生 何雅玲 趙小明 編著 熱工基礎(chǔ)與應(yīng)用，機械工業(yè)出版社，2001 年；6 馮曉曾、李士瑋、武維揚、何世禹 編著 模具用鋼和熱處理 機械工業(yè)出版社，1982 年。7、王樹勛、鄧庚厚 編，典型注塑模具結(jié)構(gòu)圖冊，中南工業(yè)大學(xué)出版社，1992 年；8、中國紡織大學(xué)工程圖學(xué)教研室 編，畫法幾何及工程制圖，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1980 年第二版；9、劉鴻文 主編 材料力學(xué)（第三版）高等教育出版社，1991 年。10、譚雪松、謝正超、柳祖國編，Pro/ENGINEER2001 中文版基礎(chǔ)教程 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２．吸濕性強，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件須經(jīng)長時間的預(yù)熱干燥３．成型時宜取高料溫、高模溫，但料溫過高易分解（分解溫度為≥２５０℃）．對精度較高的塑件，模溫宜?。担啊叮啊?，對光澤、耐熱塑件，模溫宜?。叮啊福啊妫⑸鋲毫Ω哂诰郾揭蚁弥阶⑸錂C成型時，料溫為１８０～２３０℃，注射壓力為１０００～１４００公斤力／厘米２．用螺旋式注射機成型時，料溫為１６０～２２０℃，注射機壓力為７００ ～１０００ 公斤力／厘米２,3.產(chǎn)品要求 1. 產(chǎn)品要有較高的強度，在成型過程中要盡量減少熔　　接痕的產(chǎn)生。2. 要保證產(chǎn)品性能、質(zhì)量以及互換性。 4.解決方案,江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計,,,１．由于是圓柱形塑件，可采用點澆口進料，并采用多點進料。 ２．該塑件的質(zhì)量2．07g，應(yīng)采用一模三腔，但考慮到產(chǎn)品的互性，在采用一模三腔時應(yīng)提高模具的制造精度。,結(jié)構(gòu)設(shè)計,１.考慮產(chǎn)品要求和模具制造成本，現(xiàn)取一模三腔。 ?。?使塑料熔體同時充滿每個型腔，使每個塑件在型腔內(nèi)的質(zhì)量均一穩(wěn)定，使模具整體達到平衡。,１.型腔排布,江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計,2.型腔、凹模、側(cè)型芯滑塊設(shè)計,型腔采用鑲拼組合式 優(yōu)點：加工難度小、加工成本低、易于保證型腔精度、方便更換、易于排氣。 2.凹模和側(cè)型芯滑塊采用整體式 優(yōu)點：加工效率高，減少裝配難度，可節(jié)約優(yōu)質(zhì)鋼材。 減少加工量。,江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計,2.型腔、凹模、側(cè)型芯滑塊設(shè)計,江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計,1.型腔,2.型腔、凹模、側(cè)型芯滑塊設(shè)計,江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計,2.型腔鑲件,2.型腔、凹模、側(cè)型芯滑塊設(shè)計,江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計,3.凹模,2.型腔、凹模、側(cè)型芯滑塊設(shè)計,江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計,4.側(cè)型芯滑塊,3.整體結(jié)構(gòu),江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計,,注塑機的選擇,注塑機的選擇 K G公≥NG件+G廢 式中Ｋ＝0.8 N為型腔數(shù)量 G公為注射機公稱注射量 G件為產(chǎn)品重量 G廢為各部分冷料的質(zhì)量 由于根據(jù)設(shè)計要求和加工的經(jīng)濟性取N=3，通過proe得到G廢=5.628g G公≥（3×2.07+5.628）×1.25=14.8（g） 也就是說注射機的注射量要大于14.8克。參照《模具設(shè)計與制造簡明手冊》選擇公稱注射量為60㎝3的注射機，機型為XS-Z-60，也就是說這臺注射機的公稱注射量為大約為60克。,江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計,工作過程,1.模具的定模座板通過四個壓鐵裝在注塑機的定模板上。 2.模具的動模座板也通過四個壓鐵裝在注塑機的動模板上。 3.模具閉模后，注塑機通過高壓使固體塑料塑化，再通過壓力充滿型腔通過大約3s鐘的保壓后開模。 4.開模后，在注塑機的推動作用下，模具的動模板開始運動。在其作用下，側(cè)向分型機構(gòu)開始工作，使塑件從側(cè)型芯上脫模，再閉模。 5.注塑機推動動模座板，使模具往右移動，在四根導(dǎo)柱的作用下，完成模具的定位。并利用鎖緊楔固定滑塊。,江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計,模具的分型原理,１．開模后，模具在注射機拉力的作用下，在Ｉ處進行第一次分型，以便澆口凝料脫模,并使塑件的一端從型腔中拉出，并通過拉桿的作用控制其拉出距離． ２．隨著動模一側(cè)繼續(xù)移動，在彈簧彈力的推動作用下，在ＩＩ處進行第二次分型，使塑件從凹模中分離出來，并通過螺釘?shù)淖饔每刂破淅鼍嚯x． ３．動模繼續(xù)移動，側(cè)向延時抽芯機構(gòu)開始工作，在ＩＩＩ處進行第三次分型．通過彎銷的作用，使滑塊在滑塊座上移動，完成塑件的側(cè)向分型，使塑件從模具中脫落下來．,該模具的特點,1.該模具采用鑲拼組合式型腔，整體式凹模和側(cè)型芯滑塊，降低模具材料成本及模具的制造難度。 2.該模具成本低，其材料主要是用45號鋼，是一種比較廉件的鋼種，少量使用了T8。 3.該模具采用的是側(cè)向延時抽芯機構(gòu),減少了成型塑件的熔接痕,使其外觀更加光滑。 4.一模三腔，提高生產(chǎn)效率。,江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計,謝謝各位老師,