球形塑料包裝盒設(shè)計,球形,塑料包裝,設(shè)計 畢 業(yè) 論 文 球形塑料包裝盒 題 目 院機電與信息工程分院 系 模具設(shè)計與制造 專 業(yè) 姓 名 指導(dǎo)教師 2007年5月 1 日 目 錄 引言…………………………………………………………………………………………………1 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書……………………………………………………………………………………2 畢業(yè)設(shè)計說明書……………………………………………………………………………………3 一、設(shè)計題目……………………………………………………………………………………3 二、設(shè)計過程……………………………………………………………………………………3 （1） 塑件的分析及塑件的成型工藝性能………………………………………………3 （2） PP的成型條件……………………………………………………………………4 （3） 塑件的質(zhì)量與體積計算……………………………………………………………5 （4） 分型面的選擇………………………………………………………………………5 （5） 型腔數(shù)目的確定與排列形式………………………………………………………5 （6） 注射機的選擇………………………………………………………………………7 （7） 澆注系統(tǒng)的設(shè)計……………………………………………………………………8 （8） 成型部分的尺寸設(shè)計………………………………………………………………15 （9） 零件的加工工藝……………………………………………………………………17 （10） 模具加工工藝流程…………………………………………………………………18 （11） 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計……………………………………………………………………20 （12） 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的設(shè)計……………………………………………………………………22 （13） 脫模機構(gòu)的設(shè)計……………………………………………………………………24 （14） 模架的選擇…………………………………………………………………………25 （15） 壓力機的校核………………………………………………………………………26 （16） 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………27 設(shè)計體會…………………………………………………………………………………………28 引 言 本設(shè)機為機械類塑料注射模具設(shè)計說明書，是根據(jù)塑料模具設(shè)計手冊上的設(shè)計過程及相關(guān)工藝編寫的。本說明書的內(nèi)容包括：畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書，畢業(yè)設(shè)計說明書，畢業(yè)設(shè)計體會，參考文獻(xiàn)等。 編寫本說明書時，力求符合設(shè)計步驟，詳細(xì)說明了塑料注射模具設(shè)計方法，以及各種參數(shù)的具體計算方法，如塑件的成型工藝，塑料脫模機構(gòu)的設(shè)計。 本說明書在編寫過程中，得到張蓉老師和相關(guān)同學(xué)的大力支持和熱情的幫助，在此謹(jǐn)以致謝。 由于本人設(shè)計水平有限，在設(shè)計過程中難免有錯誤之處，敬請各位老師批評指正。 設(shè)計者：劉建峰 ?。玻埃埃纺?月 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 一、設(shè)計目的 綜合運用在學(xué)校所學(xué)的理論知識和技能，設(shè)計球形塑料包裝盒，使學(xué)生熟悉設(shè)計開發(fā)模具的流程，培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考能力，檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和動手能力，提高學(xué)生的工程實踐能力，為將來實際工作打下堅實的基礎(chǔ)。 二、設(shè)計內(nèi)容 1、繪制產(chǎn)品零件圖 2、繪制模具裝配圖 3、繪制整套模具零件圖（標(biāo)準(zhǔn)見除外） 4、編寫設(shè)計說明書 三、設(shè)計要求 1、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，工藝性好。設(shè)計計算準(zhǔn)確，參數(shù)選用合理。 2、模具繪圖布局合理，視圖完整、清晰，各項內(nèi)容符合規(guī)范。 3、模具裝配圖采用CAD繪制并打印。（0號圖紙打?。? 4、繪制全套模具零件圖，標(biāo)準(zhǔn)件除外。（模架選擇標(biāo)準(zhǔn)的也要出圖） 5、設(shè)計說明書內(nèi)容完整，分析透徹，語言流暢，參考資料應(yīng)注明出處，字?jǐn)?shù)在20000，左右，統(tǒng)一采用A4紙、5號宋體打印。圖量一般要求為2張半0號。 畢業(yè)設(shè)計說明書 第一部分 設(shè)計題目： 球型包裝盒 材料： 聚丙烯（PP） 第二部分 設(shè)計過程 一、塑件的分析及塑料成型工藝性能 1、 塑件工藝性能分析 1） 塑件的尺寸較小，精度等級一般，性能要求一般，為大批量生產(chǎn)，采用一模四腔來提高生產(chǎn)率，塑件壁薄，對制品不進行二次加工。 2） 澆口采用側(cè)澆口，適用于一模四腔，大大提高生產(chǎn)率，澆口截面為矩形。 3） 為了方便加工和熱處理，型腔與型芯部分采用鑲拼結(jié)構(gòu)。 2、 材料的成型工藝性能 1） 塑件采用pp，pp的主要工藝性能有： 性能特點：化學(xué)穩(wěn)定性較好，耐寒性參，光、氧作用下易降解，機械性能比聚乙烯好，有良好的高頻絕緣性，不受溫度影響，但低溫變脆，不耐磨，易老化。 成型特點：成型時收縮大，成型性能好，易變形翹曲，尺寸穩(wěn)定性好，柔軟性好，有“鉸鏈”特性。 模具設(shè)計的注意事項：因有“鉸鏈”特性，注意澆口位置設(shè)計；防收縮，變形；收縮率為1.3% ~ 1.7% 使用溫度：10 主要用途：板、片、透明薄膜、繩、絕緣零件、汽車零件、閥門配件、日用品、耐腐蝕零件，制作一般機械零件。 3、 聚丙烯的主要注塑成型條件 密 度： （㎝） 比體積： 吸水率： 收縮率： S 熔 點： t（C） 熱變形溫度： t（C） 抗拉屈服強度： （） 抗彎強度： （） 沖擊韌度： 硬 度： HB 體積電阻系數(shù)： （） > 擊穿強度： 模具溫度： t（C） 二、PP（聚丙烯）的成型條件 注射機類型： 螺桿式 預(yù)熱和干燥： 溫度 80~100 時間 1~2 料筒溫度 后段 160~180 中段 180~200 前段 200~220 模具溫度 80~90 注射壓力 70~100 成型時間 注射時間 20~60 高壓時間 0~3 冷卻時間 20~90 總周期 50~160 螺桿轉(zhuǎn)速 48 三、塑件的質(zhì)量與體積計算 V= 四、分型面的選擇 1、 分型面的形成與塑件幾何形狀，脫模方法，模具類型及排氣條件，澆口形式等有關(guān)，常見的形式有水平分型面，垂直分型面，斜分型面，階段分型面，曲線分型面。 2、 分型面的選擇原則 1） 便于塑件脫模 在開模時盡量使用塑件留在動模內(nèi)； 應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽芯； 應(yīng)合理安排塑件在型腔中的方位。 2） 考慮和保證塑件尺寸的外觀不遭損壞 3） 盡力保證塑件尺寸的精度要求 （如 同心度等） 4） 有利于排氣 5） 盡量使模具加工方便 五、型腔數(shù)目的確定與排列形式 為了使模具與注射機的生產(chǎn)能力相匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟性，并保證塑件精度，模具設(shè)計時應(yīng)確定型腔數(shù)目。 常用的方法有四種： （1） 根據(jù)經(jīng)濟性確定型腔數(shù)目； （2） 根據(jù)注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)目； （3） 根據(jù)注射機的最大注射量確定型腔數(shù)目； （4） 根據(jù)制品精度確定型腔數(shù)目。 本設(shè)計采用根據(jù)注射機的最大注射量確定型腔數(shù)目的方法來確定。 ?。迁C 注射機的最大注射量（g） 單個制品的質(zhì)量（g） 澆注系統(tǒng)的質(zhì)量（g） 由于本塑件精度一般，故設(shè)計型腔數(shù)目為4個 多型腔在模板上排列形式通常有圓形、H形、直線形及復(fù)合形。在設(shè)計時應(yīng)注意以下幾點： （1） 盡可能采用平衡式排列，確保制品質(zhì)量的均一和穩(wěn)定； （2） 型腔布置與澆口開設(shè)部位應(yīng)力應(yīng)求對稱，以便防止模具承受偏載而產(chǎn)生鎰料現(xiàn)象。 （3） 盡量使型腔排列得緊湊，以便減小模具的外形尺寸。 根據(jù)以上幾點，型腔排列形式如圖所示： 六、注射機的選擇 注射機額定注射量每次注射量不超過最大注射量的80%，即 式中 n — 型腔數(shù) —澆注系統(tǒng)重量（g） —塑件重量（g） —注射機額定注射量（g） 澆注系統(tǒng)體積，根據(jù)澆注系統(tǒng)初步設(shè)計方案進行計算： 則 取4 = 從計算結(jié)果，并根據(jù)塑件注射機技術(shù)規(guī)格，查《塑件制品成型及模具設(shè)計》教材附錄E，選用 XS-Z—60型注射機 主要技術(shù)參數(shù)如下： 標(biāo)稱注射量： 60 螺桿（柱塞）直徑: 38 注射壓力: 122 注射行程: 170 注射方式: 柱塞式 合模力: N 最大成型面積: 130 模板最大行程: 180 模具最大厚度: 200 模具最小厚度: 70 模板尺寸: 300440 拉桿空間: 190300 合模方式: 液壓-機械 推出形式: 中心推出 電動機功率: 11 定位圈尺寸: 機器外形尺寸: 3.610.851.55 七、澆注系統(tǒng)的設(shè)計 澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機噴嘴起到型腔入口為止的塑料熔體的流動通道，或是在此通道內(nèi)冷凝的固體塑料。澆注系統(tǒng)一般可分為普通澆注系統(tǒng)和無流道澆注系統(tǒng)兩類。普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。本設(shè)計采用普通澆注系統(tǒng)。 澆注系統(tǒng)設(shè)計原則：澆注系統(tǒng)設(shè)計是指注射模設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)，它對注射成型周期和塑件質(zhì)量（如外觀、物理性能、尺寸精度等）都有直接影響，設(shè)計時必須遵循以下原則： ①結(jié)合型腔布局考慮，應(yīng)考慮以下三點： a. 盡可能采用平衡式布置，以便設(shè)置平衡式分流道。 b. 型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對稱，防止模具承受偏載產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。 c. 型腔排列要盡可能緊湊，以減少模具外形尺寸。 ②熱量及壓力損失要小，為此澆注系統(tǒng)流程要盡量短，斷面尺寸盡可能大，盡量減少彎折，表面粗糙度要底。 ③確保均衡進料，盡可能使塑料熔體在同一時間內(nèi)進入各個型腔的深處及角落，即分道盡可能采用平衡式布置。 ④塑料耗量要少，在滿足各型腔充滿的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量要小，以減少塑料的耗量。 ⑤消除冷料：澆注系統(tǒng)應(yīng)能捕集溫度較低的“冷料”，防止其進入型腔，影響塑件的質(zhì)量。 ⑥排氣良好：澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利地引導(dǎo)塑料熔體充滿型腔各個角落，使型腔的氣體能順利排出。 ⑦防止塑件出現(xiàn)缺陷 ： 避免熔體出現(xiàn)充填不足或塑件出現(xiàn)氣孔、縮孔、殘余應(yīng)力、翹曲變形或尺寸偏差過大以及塑料流將嵌件沖壓位移或變形等各種成型不良現(xiàn)象。 ⑧塑件外觀質(zhì)量 ：根據(jù)塑件大小、形狀及技術(shù)要求，做到去除修整澆口方便，澆口痕跡無損塑件的美觀和使用。 ⑨生產(chǎn)效率：盡可能使塑件不進行或少進行后加工，成形周期短，效率高。 ⑩塑料熔體流體特性：大多數(shù)熱塑性塑料熔體的假塑性行為，以充分利用。 如圖所示： 　　　　?。保髁鞯馈　。玻瓭部凇　。常瓌幽０濉　。矗淞涎ā　　　? 　　　　　　　?。担至鞯馈　。叮颓话濉　。范０? 1、主流道的設(shè)計 主流道是連接注射機噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度，如上圖。 其主要設(shè)計要點為： （1） 主流道圓錐角，對流動性參的塑料可取，內(nèi)壁粗糙度為。 （2） 主流道大端呈圓角，半徑，以減小料流轉(zhuǎn)向過渡時的阻力。 （3） 在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，主流道應(yīng)盡可能短，一般小于，過長則會影響熔體的順利充型。 （4） 對小型模具可將主流道襯套與定位圈設(shè)計成整體式，但在大多數(shù)情況下是主流道襯套和定位圈設(shè)計成兩個零件，然后配合固定在模板上，主流道襯套與定模座板采用過渡配合，與定位圈的配合采用間隙配合。 （5） 主流道襯套一般選用制造，熱處理強度為。 主流道主要參數(shù)如下： 主流道圓錐角 內(nèi)壁粗糙度 主流道大端半徑 主流道長度 L = 49 主流道襯套材料 2、冷料穴的設(shè)計 冷料穴一般位于主流道對面的動模板上。其作用就是存放料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”，進入型腔而形成冷接縫；此外，在開模時又能將主流道凝料從定模板中拉出。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的半徑，長度約為主流道大端直徑。 冷料穴的形式有以下三種： （1） 與推桿匹配的冷料穴； （2） 與拉料桿匹配的冷料穴； （3） 無拉料桿的冷料穴。 本設(shè)計采用與推桿匹配的冷料穴。其形狀如下圖： 1－定模座板　?。玻淞涎ā　。常瓌幽Ｗ濉　。矗茥U 冷料穴主要技術(shù)參數(shù)： 冷料穴直徑： 冷料穴長度： 3、分流道的設(shè)計 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流作用和轉(zhuǎn)向作用。 多型腔模具盡量采用平衡式分流道，能讓熔融塑料幾乎同時到達(dá)每個型腔的進料口，以致塑料到每個型腔的壓力和溫度是相同的，這樣不易產(chǎn)生熔接痕和填充不足等缺陷。 多型腔模具必須設(shè)置分流道，單型腔大型塑件在使用多個澆口時也要設(shè)置分流道。 （1） 分流道的截面形狀：通常分流道斷面形狀有圓形、矩形、梯形、U形和六角形等。為了減少流道內(nèi)的壓力損失和傳熱損失，希望流道的截面積大，表面積小。 （2） 分流道的尺寸：對于壁厚小于3mm，質(zhì)量在200g以下的塑件，可用以下經(jīng)驗公式確定分流道直徑。 式中　　m－流經(jīng)分流道的塑件量（g） 　　　　　　　　?。蹋至鞯篱L度（mm） 　　　　　　　　?。模至鞯乐睆剑╩m） 　　　　　　　 ③ 分流道布置 分流道的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響。分流道的布置形式分平衡式與非平衡式兩種。 A．平衡式布置 平衡式布置要求從主流道至各個型腔的分流道，其長度、形狀及斷面非平衡布置都必須對應(yīng)相等，達(dá)到各個型腔同時均衡進料，以保證各型腔成型出的塑件在強度、性能及質(zhì)量上的一致性。 常用形式：H型排列和圓形排列。 B．非平衡布置 非平衡式澆注系統(tǒng)分兩種情況，一種是各個型腔的尺寸和形狀相同，只是諸型腔距主流道的距離不同；另一種是各型腔大小與主流道長度均不相同，為了使各個型腔同時均勻進料，必須將各個型腔的澆口做成不同的截面。 ④ 分流道的設(shè)計要點 A．分流道對熔體的阻力要小，在首先保證足夠的注射壓力使塑料熔體順利充滿型腔的前提下，分流道的截面積與長度要取小值，尤其對于小型塑件更為重要。分流道轉(zhuǎn)折處要以圓弧過渡。 B．各型腔均衡進料，為此當(dāng)塑件形狀、大小相同時，各分流道的截面積和長度都要對稱相等，各支分流道長度也要一致，并要取短。平衡式布置的分流道能滿足這點。當(dāng)一模同時成形幾個不同形狀及大小或不同重量的逆件時，各分流道的截面積和長度要與塑件相對應(yīng)。 C. 表面粗糙度要求達(dá)到Ra0.8為佳。 D．分流道較長時，要在分流道的末端開設(shè)冷料井。 E．分流道的位置可單獨開設(shè)在定模板或動模板上，也可同時開設(shè)在動、定模板上，合模后形成分流道的截面形狀，這主要取決于模具結(jié)構(gòu)、塑料特性和塑件脫出方法。通常分流道多開設(shè)在模具一邊，以有利于開模時將流道凝料脫出。 F．分流道與澆口的連接外要加工成斜面，并用圓弧過渡，有利于塑料熔體的流動和填充。 綜上所述，本設(shè)計采用平衡式布置，通常四個型腔以下的H形和圓形排列能達(dá)到最佳的熱平衡和塑料和流動平衡。 4、澆口的設(shè)計 澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的形狀、位置和尺寸對塑件的質(zhì)量影響很大。其主要作用是： a. 型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流；b.較容易切除澆口凝料；c.對于多型腔模具，可以用平衡進料；對于多澆口單型腔模具，用以控制熔接縫的位置。 澆口的理想尺寸很難用理論公式計算，通常根據(jù)經(jīng)驗公式確定，取其下限，然后在試模過程中逐步加以修正。一般澆口的截面積為分流道面積的3%-9%，截面形狀常為矩形或圓形，澆口長度為0.5-2mm,表面粗糙度Ra不低于0.4。 ①澆口的類型和特點 A.非限制性澆口 又稱直澆口、直接澆口或注流道型澆口。在多型腔模中又稱為進料口。在單型模腔中，塑料熔體直接流進型腔，因而壓力損失小，進料速度快，成形比較容易，對各種塑料都能適應(yīng)。它傳遞壓力好，保壓補縮作用強，模具結(jié)構(gòu)簡單緊湊，制造方便。但去澆口困難，澆口痕跡明顯；澆口附近熱量集中，冷凝較遲，易產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力，也容易產(chǎn)生縮孔或表面凹陷。它特別適于大型塑件、厚壁塑件和熔體粘度特別高的塑料品種成形。當(dāng)澆口位置特殊，不能采用沖擊型澆口時，也可以采用直接澆口。 B．限制性澆口 型腔與分流道之間采用一段距離很短（約0.5-2mm）、截面積很?。s為分流道截面積的0.03-0.09）的通道相連接，此通道稱為限制性澆口，它對澆口的厚度和快速凝固等可以進行限制。限制性澆口具有以下特點： 1． 塑料熔體通過此類澆口時，所受的剪切速率大，致使塑料熔體的表面粘度有所降低，有利于充模流動； 2． 塑料熔體通過此類澆口時，受到的磨擦作用強，一部分動能轉(zhuǎn)化為熱能，使塑料熔體溫度略有上升，從而增加了熔體的流動性； 3． 塑料熔體通過小澆口時，壓力損失大，降低了型腔的壓力，有利于模具鎖緊； 4． 澆口處截面尺寸較小，熔體容易凝固，補料時間好控制，減小了由于長時間補料造成的內(nèi)應(yīng)力； 5． 澆口尺寸較小，封閉凍結(jié)快，可縮短成型周期； 6． 對于一模多腔或采用多澆口的模具，由于其阻力大，容易實現(xiàn)各澆口的平衡進料； 7． 澆口痕跡小，不影響塑件外觀； 本塑件采用限制性澆口中的點澆口： 特點：又稱橄欖形澆口或菱形澆口，是一種截面尺寸特小的圓形澆口。澆口位置限制性小，去除澆口后殘留痕跡小，不影響塑件外觀。開模時澆口可自動拉斷，有利于自動化操作。澆口附近由補料造成的應(yīng)力小，但對于薄壁塑件因剪切速率過高，由于分子高度定向而造成局部應(yīng)力產(chǎn)生開裂。為改善這一情況，在不影響使用的前提下，可局部增加澆口處塑件壁厚，以圓弧R過渡。 應(yīng)用范圍：廣泛用于兩板式多型腔模具及斷面尺寸較小的塑件；但塑件容易形成接紋、縮孔、凹陷等缺陷，注射壓力損失較大，對殼體件排氣不良。 ②澆口位置的選擇：澆口開設(shè)的位置對制品的質(zhì)量影響很大，在確定澆口位置時，應(yīng)注意以下幾點： 1． 澆口應(yīng)開設(shè)在能使型腔各個角落同時充滿的位置 2． 澆口應(yīng)設(shè)在制品壁厚較厚的部位，以利于補縮 3． 澆口的位置選擇應(yīng)有利于型腔中氣體的排出 4． 澆口的位置應(yīng)選擇在能避免制品產(chǎn)生熔合紋的部位。 5． 對于帶細(xì)長型芯的模具，用中心頂部進料方式以避免型芯受沖擊變形。 6． 澆口應(yīng)設(shè)在不影響制品外觀的部位 7． 不要在制品中承受彎曲載荷或沖擊載荷的部位設(shè)澆口 在這套模具中，其澆口尺寸如圖所示： 八、成型部分的尺寸設(shè)計 塑料在成型加工過程中，用來充填塑料熔體以成型制品的空間稱為型腔。而構(gòu)成這個型腔的零件叫做成型零件，通常包括凹模、凸模、小型芯、螺紋型芯或型環(huán)等。 （一）、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 凹模又稱陰模，它是成型塑件外輪廓。 其結(jié)構(gòu)形式分為：整體式凹模和組合式凹模。 本設(shè)計采用整體式凹模，它是由一整塊金屬材料（也稱定模板或凹模板）直接加工而成。其特點是為非穿通式模體，強度好，不易變形。但由于加工困難，故只適用于小型且形狀簡單的塑件成型。 （二）、凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 凸模（即型芯）是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通?？煞譃檎w式和分體式兩種類型。組合式凸模又分為整體裝配式和鑲件組合式。 本設(shè)計采用整體裝配式凸模，它是將凸模單獨加工后與動模板進行裝配而成。 （三）、成型零件工作尺寸計算 成型零件的工作尺寸是指凸模和凹模直接構(gòu)成塑件的尺寸，它通常包括凸模和凹模的徑向尺寸（包括矩形和異形零件的長度和寬）、凸模和凹模的高度尺寸以及位置（中心距）尺寸等。 塑件的公差：塑件的公差規(guī)定按單向極限制，制品外輪廓尺寸公差取負(fù)值“-”，制品內(nèi)腔尺寸公差取正值“+”，而制口中心距尺寸公差按對稱分布原則計算，即取“”。 模具制造公差：實踐證明，模具制造公差可取塑件公差的～，即=（～），而且按成型加工過程中的增減趨向取“+”“-”符號，型腔尺寸不斷增大，則取“+，”，型腔尺寸不斷減小則取“-，”，中心距尺寸取“”。 模具的磨損：實踐證明，對于一般中小型塑件，最大磨損量可取塑件公差的，即=，對于大型塑件則可取以下。另外對于型腔底面（或型芯端面），因與脫模方向垂直，故磨損量=0。 塑件的收縮率：成型后的收縮率與多種因素的關(guān)，通常按平均收縮率計算。 S= 模具在分型面上的合模間隙：由于注射壓力和模具分型面平面的影響，會導(dǎo)致動模、定模注射時存在一定的間隙。一般當(dāng)模具分型面平面度較高、表面粗糙度較低時，塑件產(chǎn)生的飛邊也小。飛邊厚度一般為0.02～0.1mm。 PP：由S=0.6, S=1.4，則 S===1% =，公差由塑料模具技術(shù)手冊表2-37，SJ1372公差數(shù)值表查。 １、 型腔的內(nèi)徑計算 　塑件外徑與型腔內(nèi)徑的關(guān)系： 　　　　 式中 D － 型腔內(nèi)徑尺寸（mm） － 塑件外徑基本尺寸（mm） S － 塑件平均收縮率 － 塑件公差 － 模具制造公差 一般為（）， 取 查表PP塑料的收縮率1%~3% 平均收縮率 S=（1%+3%）/2=2% 型腔徑向尺寸的計算： = 型腔高度尺寸的計算： = 2、型芯的內(nèi)徑計算： D－型芯內(nèi)徑尺寸（mm） －型芯外徑尺寸（mm） S － 塑件平均收縮率 － 塑件公差 型芯徑向尺寸的計算： = 型芯高度的尺寸計算： = 九、零件加工工藝流程 1、定模型芯 定模型芯是主要工作零件，這套模具的生產(chǎn)批量為大批量，且塑件成型時有一定的腐蝕性，因此選用的材料要具有良好的耐磨性，因此選用718S鋼材（注：此鋼材的性能特好，是做塑料的專用材料，具有良好的耐磨性，耐腐蝕性）。 同時考慮到此塑件對尺寸精度和表面要求一般，在對材料進行粗加工后，留0.5mm的單邊，淬火、低溫回火后，用電火花機放電到位即可。 其澆道襯套孔要與襯套配合，在粗加工后，留單邊0.2~0.5mm的余量，熱處理后采用慢走絲割出即可。 綜上所述，定模型芯加工工藝如下： 開料：開出長寬高為31531532的毛坯。 磨基準(zhǔn)：按照零件圖基準(zhǔn)方位在平面磨床上磨出基準(zhǔn)面，同時磨平各面，留0.1~0.3mm單邊余量。 按照圖樣在銑床上鉆螺紋孔，運水孔。 在數(shù)控銑床上采用銑刀銑出兩條澆道和銑出分流道，同時按照圖樣要求銑出四個型腔的形狀，留單邊余量0.2~0.5mm。 送熱處理車間進行熱處理：淬火使其表面硬度達(dá)到56~60HRC。 按照圖樣要求加工型芯表面，保證型芯的平行度，垂直度，要求型芯磨光后六面見光。 電火花放電： a）工件準(zhǔn)備：模塊材料為718S鋼，銑、磨按圖紙要求加工成型，熱處理56~60HRC后，六面見光，保證平行度及垂直度。 b）電極制作：電極材料為紫銅，最好選用銅鎢合金。 c）校正、裝夾、安裝合格。 用慢走絲割出澆口襯套孔，鑲嵌孔。 對成型面進行研磨達(dá)到圖樣表面粗糙度的技術(shù)要求。 十、模具加工工藝流程 1、根據(jù)零件結(jié)構(gòu)和制造工藝，模架的基本組成零件有兩種：導(dǎo)柱、導(dǎo)套等回轉(zhuǎn)零件；模板等平板零件。 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的加工主要是內(nèi)、外圓柱面的加工，平板內(nèi)零件的制造過程主要進行平面加工和孔隙加工，它們在模具中起定位的導(dǎo)向作用，保證凹凸模在工作時具有正確的相對位置，除了要保證導(dǎo)柱，導(dǎo)套配合表面尺寸形狀精度外，還應(yīng)該保證導(dǎo)柱、導(dǎo)套各自配合面之間的同軸度要求。 導(dǎo)柱、導(dǎo)套一般采用低碳鋼進行滲碳、淬火處理，也可選用碳素工具鋼T10淬火處理，淬火處理硬度58－62HRC。 根據(jù)分析，導(dǎo)柱、導(dǎo)套加工工藝過程如下： 備料——粗車、半精車內(nèi)外圓柱表面——熱處理——研磨導(dǎo)柱中心孔——粗磨、精磨配合表面——研磨導(dǎo)柱、導(dǎo)套重要配合表面。 （1）凸模加工工藝過程如下： 下料——鍛造——退火——粗加工——精磨基面準(zhǔn)面——劃線——工作型面半精加工——淬火、回火——磨削——修研。 （2）凹模加工工藝過程如下： 下料——鍛造——退火——粗加工——精磨基面準(zhǔn)面——劃線——型孔半精加工——型孔精加工——淬火、回火——精磨（研磨） （3）模架的裝配： 導(dǎo)柱、導(dǎo)套與模板之間一般采用過盈配合，裝配時可采用手動壓力機將導(dǎo)柱壓入動模板的導(dǎo)柱孔，復(fù)位機構(gòu)的裝配復(fù)位桿與固定板一般采用過渡配合。模架的裝配比較簡單，主要是用螺釘將裝有導(dǎo)套的定模板連接起來。 （4）模具表面強化處理工藝特點及應(yīng)用： 滲碳處理：滲碳處理是向模具零件表面滲入氮原子的過程。 模具滲氮前應(yīng)加工到尺寸精度和表面粗糙度，最好是經(jīng)過試模確認(rèn)完全合格后再進行滲氮處理根據(jù)模具的技術(shù)要求分別采用以下兩種工藝路線： 精密模具：備料——鍛造——退火或回火——調(diào)質(zhì)——半加工——裝配——試?！獫B氮——研磨拋光——裝配 一般模具：備料——粗加工——調(diào)質(zhì)——精加工——滲氮——研磨——裝配 （5）、總裝的技術(shù)要求 a、裝配后的模具安裝表面的平行誤差不大于0.05； b、模具閉合后分型面應(yīng)均密合； c、導(dǎo)柱、導(dǎo)套滑動靈活，推件時推桿和卸料板動作一致； d、合模后動模部分和定模部分的型芯必須緊密接觸 （6）、試模： 模具在裝配完成之后，在交付生產(chǎn)時試模，其目的是檢查模具在設(shè)計制造上是否存在缺陷，若有，則排除，對模具成型工藝條件進行試驗以有利于模具成型工藝的確定和提高 十一、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 在設(shè)計冷卻通道時，應(yīng)遵循以下原則： （1） 冷卻水孔盡可能多、孔徑盡可能大； （2） 盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡； （3） 盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等當(dāng)塑件壁厚均勻時，冷卻水孔與型腔表面的距離應(yīng)處處相等； （4） 強化澆口處的冷卻； （5） 應(yīng)降低進水與出水的溫差； （6） 冷卻水孔應(yīng)避免設(shè)在塑件熔接痕處； （7） 合理選擇冷卻水道的形式； （8） 合理確定冷卻水管接頭位置； （9） 冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其他結(jié)構(gòu)（如推桿、小型芯孔等）發(fā)生干涉現(xiàn)象，設(shè)計時要通盤考慮； （10） 冷卻水管進出接頭應(yīng)埋入模板內(nèi)，以免模具在搬運過程中造成損壞。 注塑模溫對塑料熔體的流動、固化定型、生產(chǎn)率以及塑件的形狀和尺寸精度有著直接的影響。注射成型時，不同的塑料對模溫有著不同的要求，控制適宜的模溫來保證塑料熔體具有最佳的流動性，易于充滿型腔，并使塑件脫模后的收縮、翹曲變形小，形狀與尺寸穩(wěn)定，具有較高的物理力學(xué)性能以及較高的表面質(zhì)量。 通過調(diào)節(jié)溫度與控制系統(tǒng)可收到如下效果： （1） 改善成型性能：可以使模塑溫度保持是適應(yīng)于塑料的規(guī)格溫度，以改善成型性能； （2） 穩(wěn)定尺寸精度：如果塑模溫度發(fā)生變化，則塑料的收縮率也會有很大的變動，尤其對結(jié)果性塑件，因此，若塑模溫度保持一定，收縮率也就得到穩(wěn)定，塑件的尺寸精度自然就穩(wěn)定了； （3） 減少塑件變形：提高塑件精度； （4） 改善塑件表面質(zhì)量：消除外觀缺陷，合理的模溫可提高塑件的外觀質(zhì)量和降低表面粗糙度。 冷卻系統(tǒng)的計算： 模具為中小型，可用下面的方法簡單計算，如下： 1、計算單位時間內(nèi)從型腔中散發(fā)出的總熱量（Q總=Q1）： 1）計算每次需要的注射量（Kg或cm3） G=G件+G澆 =14.8x10 -3 +0.72x1.05 =0.77Kg 2）確定生產(chǎn)周期（s） t=t注 + t冷 + t脫 =50s（式中數(shù)值查表得） 3）求使用的塑料單位熱流量Qs（Kj/Kg） 查表得ABS單位熱流量 310～400 Kj/Kg 4）求每小時需要注射的次數(shù) N=3600/50 =72次 5）求每小時的注射量（Kg/h） W=N.G =72x0.77 圖15 =55.44 Kg/h 6）求從型腔內(nèi)發(fā)出的總熱量（Kj/h） Q總=Q1=N.G.Qs=W.Qs=55.44 x 350=19404 Kj/h 2、求冷水的體積流量（m3/min） V=q.v=Q/60 / ρ1.C1（T出 – T進） 式中，ρ為密度 103Kg/m3，C1為水的比熱熔 C1=4.187J/（Kg.℃），T出為水管出口設(shè)定溫度，T進為水管進口設(shè)定溫度，Q為凹模帶走的熱量（Kj/h）取ΔT=T進-T出=5℃ q.v=1/3 x 19404/60 / 10x4.187x5℃ =5x10 -3 m3/min 3、求冷卻水管的直徑d（mm） 查表 得 d=8mm 4、求冷卻水的平均流速（m/s）； 查表 得 Vmin=1.66m/s 5、計算凹模上應(yīng)設(shè)冷卻管的總長度（m），由于傳熱面積A=πdL。所以： L=A/πd =0.298m=298mm 6、求凹模所需冷卻管根數(shù) N=L/B=490/160≈3 以上為模具冷卻系統(tǒng)計算過程，由于模具下模板結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不好設(shè)置冷卻管道，因此冷卻管道只設(shè)在上模板中。 表5 冷卻水管直徑d（mm） 最低流速v（m/s） 冷卻水體積流量v（m3/min） 8 1.66 5.0 x 10 -3 10 1.32 6.2 x 10 -3 12 1.10 7.4 x 10 -3 15 0.87 9.2 x 10 -3 20 0.66 12.4 x 10 -3 由于制品平均壁厚為2.0mm，制品尺寸又較小，其循環(huán)回路如下： 十二、導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 為了保證注射模準(zhǔn)確合模與開模，在注射模中必須設(shè)置導(dǎo)向機構(gòu)。導(dǎo)向機構(gòu)的作用是導(dǎo)向、定位以及承受一定的側(cè)向壓力。 本設(shè)計采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu) 設(shè)計導(dǎo)柱和導(dǎo)套時應(yīng)注意以下幾點： （1） 導(dǎo)柱應(yīng)合理地均勻布置在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強度。 （2） 導(dǎo)柱的長度應(yīng)比型芯（凸模）端面的高度高出6~8mm，以免型芯進入凹模時與凹模相碰而損壞。 （3） 導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨度和強度，常采用低碳鋼經(jīng)滲碳0.5~0.8mm，淬火48~55HRC,也可采用T8A碳素工具鋼，經(jīng)淬火處理。 （4） 為了使導(dǎo)柱能順利地進入導(dǎo)套，導(dǎo)柱端部應(yīng)做成錐形或半球形，導(dǎo)套前端要倒角。 （5） 導(dǎo)柱設(shè)在動模一側(cè)可以保護型芯不受損傷，而設(shè)在定模一側(cè)則便于順利脫模取出塑件，因此可根據(jù)需要而決定裝配方式。 （6） 一般導(dǎo)柱滑動部分的配合形式按H8/f8，導(dǎo)柱和導(dǎo)套固定部分配合按H7/k6，導(dǎo)套外徑的配合按H7/k6。 （7） 除了動模、定模之間設(shè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套外，一般還在動模座板與推板之間設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套，以保證推出機構(gòu)的正常運動。 （8） 導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具大小而決定，可參考標(biāo)準(zhǔn)模架數(shù)據(jù)選取。 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)圖如下： 導(dǎo)柱與導(dǎo)套在模板上的分布圖如下： 十三、脫模機構(gòu)的設(shè)計 在注射成型的每一循環(huán)中，都必須使塑件從模具型腔中或型芯上脫出，模具中這種脫出塑件的機構(gòu)稱為脫出機構(gòu)（或稱推出機構(gòu)、頂出機構(gòu)）。 設(shè)計脫模機構(gòu)時，應(yīng)遵循以下原則： （1） 結(jié)構(gòu)可靠：機械的運動準(zhǔn)確、可靠、靈活，并有足夠的剛度和強度。 （2） 保證塑件不變形、不損壞。 （3） 保證塑件外觀良好。 （4） 盡量使塑件留在動模一邊，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作。 根據(jù)以上原則，在模具上設(shè)計頂桿的大小與位置，頂桿就是脫模推出機構(gòu)，即將塑件從型芯上頂出。頂桿見零件圖，頂出時受力均衡，直徑都為。 頂出行程計算： 式中 —所需頂出行程 —型芯成型高度 e —頂出行程富裕量（mm） =15+5=20（mm） 所需開模行程計算 式中 —開模行程（mm） —塑件及澆注系統(tǒng)在開模方向上的總投影高度（mm） —動定模型芯突出分型面的高度總和（mm） e —取件及取出澆注系統(tǒng)凝料的開模行程富裕量（mm） 推桿機構(gòu)如圖： 十四、模架的選擇 根據(jù)所選設(shè)計的定模型腔的尺寸和設(shè)計所需，選用型號，315L（1）系列的模架。 其主要參數(shù)如下： 凹模板厚度 A=32mm 脫模板厚度 B=32mm 墊塊厚度 C= 80mm 墊塊寬度 B= 45mm 模具的閉合厚度 H= 290mm 定模座板厚 H= 32mm 動模座板厚 H=32mm 推桿固定板 =12.5mm 推 板 =16mm 模板 寬 B=315mm L=315mm 座板 寬 B=365mm L=365mm 推板長度 B=213mm 導(dǎo)柱 = 32mm 導(dǎo)套 = 42mm 推桿 = 4mm 十五、壓力機的校核 （1）最大注射量的校核 式中 —注射機公稱質(zhì)量注射量 —注射機最大注射量的利用系數(shù)，取0.8 —塑件的質(zhì)量 —澆注系統(tǒng)等廢料的質(zhì)量 塑件質(zhì)量5.72g，澆注系統(tǒng)質(zhì)量3.63g 則每次注射所需塑料量為45.72+3.63=26.51g 注射機的最大注射量600.8=48g>26.51g，故能滿足要求。 （2）鎖模力與注射壓力的校核 鎖模力可按校核 式中 p—模具型腔內(nèi)塑料熔體平均壓力（），一般為注射壓力的0.3~0.65倍， 通常為20~40。 取25 A—塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和（cm） F—注射機額定鎖模力（N） 投影面積計算 估算： =7259.68+180+50.24+8 =7497.92mm=7.50cm 代入上式得 F=257.50=187.5（KN） 由于F=500KN 故滿足 （3）注射機開模行程的校核 式中 —注射機行程（SK=170mm） —脫模距離（頂出距離） —塑件高度+澆注系統(tǒng)高度 則 ++10=52+17+10=79mm<170mm 故能滿足要求 十六、參考文獻(xiàn) 《塑料制品成型及模具設(shè)計》 湖南科學(xué)技術(shù)出版社 葉久新 王群 主編 2004.7 《塑料模具技術(shù)手冊》 塑料模具技術(shù)手冊編委會編 1997.6 《幾何量公差與檢測》 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 甘永立 主編 2004.7 《畫法幾何及機械制圖》 重慶大學(xué)出版社 賀光誼 唐之清 1994.6 設(shè)計體會 畢業(yè)設(shè)計是對大學(xué)三年所學(xué)知識與能力的綜合應(yīng)用和檢測，是每一個合格的大學(xué)生的比經(jīng)工程，也是一個重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。本次畢業(yè)設(shè)計，不僅培養(yǎng)了我們正確的設(shè)計思想，同時也讓我們掌握了工程設(shè)計的一般程序和方法，以及鍛煉了我們綜合運用知識的能力。在本次設(shè)計過程中，我們大量閱讀了各種技術(shù)資料及手冊，不僅認(rèn)真探討了模具設(shè)計領(lǐng)域內(nèi)的各種問題，而且對塑料零件的性能等問題進行了研究。因此，本次設(shè)計不僅加深了自己對專業(yè)所學(xué)知識的理解和認(rèn)識，進一步提高了我們的繪圖能力。 在本次畢業(yè)設(shè)計中，張蓉老師給了我們耐心的指導(dǎo)，并在設(shè)計中及時給予我們解答疑難，讓我在本次畢業(yè)設(shè)計中知識能力得到了一個質(zhì)的飛躍，這對我們將來都會產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。并且，在設(shè)計過程中還得到了其他老師和各組同學(xué)的熱忱幫助，在此表示感謝！ 由于本人知識有限，實際經(jīng)驗不足，因此設(shè)計中難免還存在著或多或少的不足之處，敬請各位老師批評指正，本人將不勝感激。 畢業(yè)設(shè)計：劉建峰 ２００７年5月