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1、湖南工業(yè)大學(xué) 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 2015-2016學(xué)年第2學(xué)期 機(jī)械工程學(xué)院材料成型與控制工程專業(yè)材料成型1304班級 課程名稱：塑料成型工藝與模具 設(shè)計(jì)題目：手柄注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì) 完成期限：自2016年6月20日2016年7月1日共2周 內(nèi)容及任務(wù) 1、獨(dú)立擬訂塑件（見產(chǎn)品附圖）的注塑成型工藝，正確選用成型設(shè)備； 2、合理設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)，繪制注射模具總裝圖一張（CA噲制成A1圖 幅）； 3、合理設(shè)計(jì)模具零件圖結(jié)構(gòu)，繪制注射模具零件圖紙3張（CA膾制 成A4圖幅）; 4、編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份（A4幅面，20頁左右） 進(jìn) 度 安 排 起止日期 工作內(nèi)容

2、 6月20日上午 設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作 6月20日下午-21日 擬訂設(shè)計(jì)方茶 6月22至23日 裝配草圖的繪制 6月24至27日 裝配圖的繪制 6月28至29日 零件工作圖的繪制 6月30至7月1日上 午 編寫設(shè)計(jì)說明書 7月1日下午 答辯 主要參考資料 [1]黃虹主編.塑料成型加工與模具.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2002 [2]王善勤主編.塑料注射成型工藝與設(shè)備.北京：中國輕工出版社. [3]屈華昌.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社 [4]塑料模具技術(shù)手冊編委會(huì).塑料模具技術(shù)手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社. [5]何忠保等編.典型零件模具圖冊.北京：

3、機(jī)械工業(yè)出版社. [6]錢可強(qiáng).機(jī)械制圖.北京：高等教育出版社. [7]廖念釗，古堂庵等.互換性與技術(shù)測量.北京：中國出出版社. 指導(dǎo)教師（簽字）：年月 日 系（教研室）主任（簽字）：年月 日 手柄圖 二維圖三維圖技術(shù)要求：1.材料ABS 2 .塑件外表光滑，無注塑缺陷； 3 .脫模斜度30'—1° 4 .中批量生產(chǎn) 5 .未注圓角R1—R2 第1章塑料成型工藝性分析 1.1塑件分析 該塑件為手柄，所用材料為ABS（丙烯月青-丁二烯-苯乙烯），無顏色要求，該塑件是日用品，承受外力的幾率較大，如沖擊載荷，振動(dòng)，摩擦等情況比較多；塑件的工作溫度是室溫，這使得在材料

4、選擇時(shí)對熱變形溫度，脆化溫度，分解溫度的要求降低；作為一種日用品，生產(chǎn)批量應(yīng)該是大批大量生產(chǎn)，這樣,就必須考慮生產(chǎn)成本和模具壽命，在材料的選擇時(shí)要綜合各種因素。 圖1-1-1塑件尺寸圖 圖1-1-2塑件三維圖 技術(shù)要求： 1 .材料ABS 2 .塑件外表光滑，無注塑缺陷; 3 .脫模斜度30'—1° 4 .中批量生產(chǎn) 5 .未注圓角R1—R2 1.2性能分析 (1)使用性能 ABS樹脂是五大合成樹脂之一，其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學(xué)藥品性及電氣性能優(yōu)良，還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點(diǎn)，容易涂裝、著色，還可以進(jìn)行表面噴鍍金屬、電鍍、焊接、熱壓和粘接等

5、二次加工，廣 泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車、電子電器、儀器儀表、紡織和建筑等工業(yè)領(lǐng)域，是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。 (2)成型性能 1 .無定形料，流動(dòng)性中等，吸濕大，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件須長時(shí)間預(yù)熱干燥80-90C,3小時(shí). 2 .宜取高料溫，高模溫，但料溫過高易分解(分解溫度為＞270度).對精度較高的塑件，模溫宜取50-60度,對高光澤.耐熱塑件，模溫宜取60-80 3 .如需解決夾水紋，需提高材料的流動(dòng)性，采取高料溫、高模溫，或者改變?nèi)胨坏确椒ā? 表1-1ABS性能分析 密度 ~cm 比體積 吸水率 <14h/% 玻璃化溫度 -120至-125

6、熔點(diǎn) 105-137 計(jì)算收縮率 比熱容 2310J/ 屈服強(qiáng)度 22-30MPa 抗拉強(qiáng)度 27MPa 拉伸彈性模量 抗彎強(qiáng)度 27-40MPa 彎曲彈性模量 抗壓強(qiáng)度 22MPa 注射工藝參數(shù) 表1-3 注射成型機(jī)類型 螺桿式 轉(zhuǎn)速 30-60r/min 料筒溫度 中段160~220 噴嘴溫度 185~195 模具溫度 55~75 噴嘴形式 直通式 注射壓力 MPa70~130 第2章分型面位置的分析和確定 分型面的選擇原則 分型面選擇是否合理,對塑件質(zhì)量工藝,操作難易程度和模具設(shè)計(jì)制造

7、有很大影響。因 此分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵因素。選擇分型面總的原則是保證塑件質(zhì)量 且便于制品脫模和簡化模具結(jié)構(gòu)應(yīng)遵循以下原則： 1. 分型面的選擇應(yīng)便于塑件脫模和簡化模具結(jié)構(gòu), 2. 選擇分型面應(yīng)盡量使塑件. 3. 分型面應(yīng)盡可能選擇在不影響外觀的部位,并使其產(chǎn)生的溢料邊易于消除和修 整;. 4. 分型面的選擇應(yīng)保證塑件尺寸精度; 5. 分型面選擇應(yīng)有利于排氣; 6. 分型面選擇應(yīng)便于模具零件的加工; 7. 分型面選擇應(yīng)考慮注射機(jī)的規(guī)格。 分型面選擇方案 綜合以上各點(diǎn)因素主要基于分型面應(yīng)選在塑件的最大截面處，如圖所示。 圖2-1分型面 第3章塑件型腔數(shù)量

8、及排列方式的確定 型腔數(shù)量的確定 分型面確定以后,就需要考慮是采用單型腔模還是多型腔模。一般來說,大中型塑件 和塑件精度要求較高的小型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)。但對于精度要求不高的小型 塑件（沒有配合精度要求）,形狀簡單,又是大批量生產(chǎn)時(shí),若采用多型腔?？墒股a(chǎn)率大 為提高降低成本。 排列方式的確定 本模具設(shè)計(jì)采用一模兩腔?，F(xiàn)代注塑機(jī)的料筒通常置于定模板中心軸上，型腔的安 排必須考慮主流道，只有這樣才能滿足下面的條件：各型腔應(yīng)在相同溫度下同時(shí)充填， 即分流道長度均等；熔料到各型腔流程短，以降低廢料率；各型腔間的距離應(yīng)盡可能大， 以便于有足夠的空間來設(shè)置冷卻水道、推出桿，并

9、具有足夠的截面積，以承受注射壓力； 總的反作用力應(yīng)作用于注射機(jī)模板中心。根據(jù)以上的要求，一模兩腔的模具要符合對稱 的布局很簡單地就可以得到型腔對稱于模板中心軸線的兩側(cè)。其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖3-2型腔的排布方式 第4章澆注系統(tǒng)的形式選擇和截面尺寸的計(jì)算 注射模是安裝在注射機(jī)上使用的工藝裝備,因此設(shè)計(jì)注射模是應(yīng)該詳細(xì)了解現(xiàn)有注 射機(jī)的技術(shù)規(guī)格才能設(shè)計(jì)出符合要求的模具。注射機(jī)規(guī)格的確定主要是依據(jù)塑件的大小 及型腔的數(shù)目和排列方式,在確定模具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下,設(shè)計(jì)人 員應(yīng)對模具所需的注射量,鎖模力,注射壓力,拉桿間距,最大和最小模具厚度,推出形式, 推出位置,開模

10、距離等進(jìn)行計(jì)算。 所需注射量的計(jì)算 公式 4-1-1 模具所需塑料熔體注塑量 v=nv1+v2 式中，v———副模具所需的塑料體積n——型腔數(shù)目 單個(gè)塑件體積 V2——澆注系統(tǒng)的體積即： v=1.6nvi公式4-1-2 而vi根據(jù)塑件圖可以算出大概值為 所以 v=1.6nvi=*98789mm3-316cm3 塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計(jì)算 AnAiA2公式4-2-1 式中A——塑件及流道凝料在分型面上的投影面積； Ai——單個(gè)塑件在分型面上的投影面積； A2——流道凝料(包括澆口)在分型面上的投影面積； Fm=(nAiA2)P公式4-2

11、-2 式中Fm——模具所需鎖模力； R——塑料熔體對型腔的平均壓力。 流道凝料(包括澆口)在分型面上的投影面積A2在模具設(shè)計(jì)前是未知值。根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析，大致是每個(gè)塑件在分型面上投影面Ai的倍，可選Gm/a來估算。而ABS 塑件作為中等黏度塑件其對型腔的平均壓力P型為35MPa 所以塑件及流道凝料在分型面上的投影面積為： AnAiA2=i.35nAi== 模具所需鎖模力為： Fm=(nAiA2)p= 注塑機(jī)型號(hào)的選擇 根據(jù)注射機(jī)的最大注射量G和額定鎖模力F來選擇，它們應(yīng)該滿足 式中a——注射系數(shù)，無定型塑料取 G316cm2/0.85=。 所以注塑機(jī)的選擇為XS

12、-~Z—500型號(hào)的注射機(jī) 其中S:塑料機(jī)械 Z:注射機(jī) X:成型 丫：螺桿式 500:最大注射量為500cm3 表4-3注射機(jī)型號(hào)基本參數(shù) 螺桿直徑 65mm 額定注射量 500cm3 額定注射壓力 M040MPa 鎖模力 350KN 最大成型面積 1000cm2 最大開模行程 700mm 頂出行程 700mm 最大模具厚度 450mm 最小模具厚度 200mm 螺桿轉(zhuǎn)速 25-89r/min 定位孔直徑 ①1500.006 推出孔徑 ①40 兩側(cè)孔距 530mm 噴嘴球半徑 SR18mm 孔直徑 ①

13、有關(guān)工藝參數(shù)的校核 ①按注射機(jī)的最大注射量校核型腔數(shù)量 nViV280%Vn公式4-4-1 K一注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取； Vn—注射機(jī)允許白最大注射量cm3 V2—澆注系統(tǒng)所需塑件的體積cm3 V1—單個(gè)塑件的體積cm3 左邊n=2,右邊=2,滿足要求。 ②注射量的校核 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，注射機(jī)的最大注射量是其允許最大注射量的80%,由此有 nViV280%Vn公式4-4-2 Vn—注射機(jī)允許白最大注射量cm3 V2—澆注系統(tǒng)所需塑件的體積cm3 Vi—單個(gè)塑件的體積cm3 左邊二316,右邊二400,滿足要求。 ③注射壓力的校核 所選注射機(jī)額定注射壓力

14、為104MPa該塑件的注射壓力為40-70MPa,由于選用的是螺桿式注射機(jī)，其注射壓力的傳遞比柱塞式要好，所以注射壓力選用60MPa注射應(yīng)滿足 PmaX^k'Po公式4-4-3 式中：max注射機(jī)額定注射壓力 Po注射成型時(shí)所用的注射壓力 k'安全系數(shù)，常取k'二左邊二130MPa右邊二xX60=75-84MPa 滿足要求 ④模具厚度的校核 模具厚度指模板閉合后達(dá)到規(guī)定鎖模力時(shí)，動(dòng)模板與定模板之間的距離 模具厚度H應(yīng)滿足：Hmin

15、要求。 第5章澆注系統(tǒng)的形式選擇和截面尺寸的計(jì)算 所謂澆注系統(tǒng)是指注射模中從主流道的始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道。澆注系統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無流道澆注系統(tǒng)兩類。普通澆注系統(tǒng)由主流道。分流道.澆口. 冷料穴四部分組成。澆注系統(tǒng)的作用是使來自注射模噴嘴的塑料熔體平穩(wěn)而順利的充模， 壓實(shí)，保壓。 主流道的設(shè)計(jì) 主流道是澆注系統(tǒng)中從噴嘴與模具相接觸部位開始，到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)通道，屬于從熱的塑料熔體到相對較冷的模具中的過渡階段。 主流道部分在成型過程中，其小端入口處與注射機(jī)噴嘴及一定溫度和壓力的塑料熔體冷熱交換白^反復(fù)接觸，屬于易損件，對材料的要求高，因而模具的主流道部分

16、常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套式----澆口套 根據(jù)所選的注射機(jī)(SX-ZY-500)型號(hào)選擇噴嘴的直徑為』i=6mm,則主流道進(jìn)口端 直彳a=6+1=7mm。噴嘴球面半徑R1=18mm,則主流道進(jìn)口端凹下的球面半徑R2=20mm, 、…，co…、》一、一-D進(jìn)2Ltg二 凹下深度為4mm,3,則主流道大端直徑D=2 主流道襯套及定位圈的固定形式如下圖： 圖5-1主流道襯套 冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料穴一般位于主流道末端分型面的動(dòng)模一側(cè)，熔體流程較長的多級分流道多腔模具，各級分流道末端都應(yīng)設(shè)置冷料井。冷料穴的作用是補(bǔ)給熔體流動(dòng)的前鋒冷料，避免冷料進(jìn)入型腔對塑件造成不利影響。有時(shí)，對于型

17、腔最后充滿處，為避免形成強(qiáng)度不良的熔接縫，也在型腔之外相應(yīng)處設(shè)置冷料井，使熔接縫產(chǎn)生在塑件之外。它一般開設(shè)在主流道對面的動(dòng)模板上，其標(biāo)稱直徑與主流道大端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的倍， 最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積。 分流道的設(shè)計(jì) 分流道是主流道與澆口之間的料流通道，是塑料熔體由主流道流入型腔的過渡段，負(fù)責(zé)將熔體的流向進(jìn)行平穩(wěn)轉(zhuǎn)換，在多型腔模中起著將熔體向各個(gè)型腔分配的作用。在設(shè)計(jì)分流道時(shí)應(yīng)注意：以最短的路程、最小的熱量壓力損失，將熔體快速順利地輸入型腔；材料必須能在相同的溫度、壓力條件下，從各個(gè)澆口同時(shí)地向型腔進(jìn)料；從節(jié)省塑料材料的角度考慮，流道橫截面積應(yīng)盡可能??；考慮到

18、節(jié)省材料與冷卻條件，分流道的表面積/體積比應(yīng)盡可能小。 圖5-3分流道 (1)分流道截面形狀 分流道的形狀尺寸主要取決于塑件的體積、壁厚、形狀，以及所加工塑料的種類、流程長度和模具結(jié)構(gòu)等。分流道斷面積過小，會(huì)降低單位時(shí)間內(nèi)輸送的塑料量，并使填充時(shí)間延長，塑料常出現(xiàn)缺料、波紋等缺陷。分流道斷面積過大，不僅積存空氣增多，塑件容易產(chǎn)生氣泡，而且增大塑料耗量，延長冷卻時(shí)間。 常用的分流道截面形狀有圓形，梯形，U形，矩形和半圓形等 1)從流道效率來考慮 流道截面周長越大，則熔料和模具接觸面積越大，熱量的散失也就越大；另一方面，流道截面積越大，則壓力下降越小?？梢杂昧鞯赖慕孛婷娣e和其周長來衡量

19、其截面形狀的優(yōu)異，圓形截面的效率最高，雖然正方形截面效率也最高，其次是梯形截面。 2)從經(jīng)濟(jì)性考慮 圓形截面要以分型面為界分成兩半進(jìn)行加工才利于凝料脫出，這種加工的工藝性不佳， 且模具閉合后難以精確保證兩半圓對準(zhǔn)，尤其不適合于一模多腔的模具中。 而U形截面的分流道，其流道效率雖低于圓形截面的分流道的效率，但它易于加工，經(jīng) 濟(jì)性較好，且塑料熔體的熱量散失及流動(dòng)阻力不大。因此本模具分流道的截面形狀選擇U 形截面。 （2）流道截面尺寸 分流道截面尺寸應(yīng)根據(jù)素件的成型體積、壁厚、形狀，所用塑料的工藝性能，注塑 速度以及分流道的長度等因素來確定。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對ABS分流道的才t薦值為mm,

20、本模具 選擇分流道的尺寸為8mm。 （3）分流道表面粗糙度 分流道的表面粗糙度不宜太小，以防將冷料帶入型腔，一般要求Ra值為1.6m即可。這 樣可增大對外層塑料熔體的流動(dòng)阻力，減少流速，并于中心熔體之間有一定的速度差， 以保證熔體流動(dòng)時(shí)具有合適的切變速率和剪切熱。 澆口設(shè)計(jì) 澆口是連接流道與型腔之間的一段細(xì)短通道,是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分,起著調(diào)節(jié)控制 料流速度,補(bǔ)料時(shí)間及防止倒流等作用。澆口的形狀.尺寸.位置對塑件的質(zhì)量產(chǎn)生很大的 影響。 ①類型及位置的確定 由于塑件是一對稱的回轉(zhuǎn)體，從頂端中心進(jìn)料可使熔體由厚斷面流入薄斷面，能保持澆 口至型腔的流程一致，有利于排除型腔中

21、的空氣，且能避免引起熔體斷裂的現(xiàn)象。 ②澆口形式 1）直接澆口：適合各種塑料成型，尤其加工熱敏性及高黏度材料，成型高質(zhì)量的大型或 深腔殼體、箱型塑件。只適用于單型腔模具，去除澆口較困難。 2）側(cè)澆口：側(cè)澆口又稱邊緣澆口，廣泛用于兩板式多型腔模具以及斷面尺寸較小的塑 件，它一般開設(shè)在分型面上，從型腔外側(cè)面進(jìn)料。 3）點(diǎn)澆口：點(diǎn)澆口又稱橄欖澆口或菱形澆口，是一種截面尺寸特小的圓形澆口。常用于 中小型塑件的一模多腔模具，也可用于單型腔模具或表面不允許有較大痕跡的塑件。 4）潛伏式澆口：又稱隧道式澆口、剪切澆口，其形式是由點(diǎn)澆口演變而來。 經(jīng)過對各種澆口的對比，本模具選用點(diǎn)澆口。如圖

22、5-3 圖5-4交口形式及尺寸 澆注系統(tǒng)的平衡 對于該模具,從主流道到各個(gè)型腔和分流道的長度相等,形狀及截面尺寸相同,各個(gè) 澆口也相同,澆注系統(tǒng)顯然是平衡的。 第6章成型零件的設(shè)計(jì)及力學(xué)計(jì)算 模具中確定塑件幾何形狀和尺寸精度的零件稱為成型零件。在本設(shè)計(jì)中成型零件就 是球柄外壁的型腔和筋板處型芯及中間深孔處型芯。 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型腔采用整體式,用機(jī)械加工方法易于成型,結(jié)構(gòu)簡單,牢固不易變形。塑件無拼接縫 痕跡,適用于簡單形狀的塑件。 成型零件工作尺寸計(jì)算 目前，成型零部件工作尺寸計(jì)算使用兩種方法,即平均值法和公差帶法。 與制品成型尺寸的公差等級有關(guān)的成型零件工作

23、尺寸的公差，如表6-1所示 表6-2成型零件工作尺寸的公差帶 制品尺寸的公差等級 成型零件工作尺寸的公差帶 型腔內(nèi)表面和高度 型芯外表面和高度 中心距 IT10-IT12 H7 h7 IT13-IT14 H9 h9 IT15-IT16 H11 h11 IT17 H12 h12 所以，制品尺寸的公差等級為IT12,則成型零件的工作尺寸的公差帶有：型腔內(nèi)表面和高度為H7。 成型零件工作尺寸的計(jì)算 圖6-2成型零件工作尺寸 1）型腔1徑向尺寸（如圖4-1） Dm48480.65%340.35=mm 經(jīng)圓整后，Dm 2）型腔1高度 H m 1

24、3.5 13.50.65%230.35=13.35mm 經(jīng)圓整后, 3）中心距 Hm Lm 108 108 0.65% =108.70mm 按表4-2 選定型腔有關(guān)尺寸的公差后 其中中心距的公差查表4-3[5]將有關(guān)尺寸標(biāo)注在型腔圖中。 表6-3孔間距公差 孑L間距/mm 制造公差/mm 〈80 80——220 220——360 4）型腔2徑向尺寸（如圖4-5） 圖4-5型腔2工作尺寸計(jì)算 Dm48480.65%340.30=mm Hm71710.65%23(0.30.03)=mm 按表4-2選定型腔有關(guān)尺寸的公差后 成型零件的強(qiáng)度

25、及支撐板厚度計(jì)算 型腔側(cè)壁厚度 該型腔側(cè)壁厚,因其直接為定模板,可按整體式圓形型腔，參考文獻(xiàn)[1]公式7-48 p型腔內(nèi)壓力.MPa,一般為20-50MPa r型腔內(nèi)半徑,為50mm h型腔深度,為100mm [（t]型腔材料的許用壓力為160MPa H型腔外壁高度為74mm 考慮到導(dǎo)柱的長度和安裝尺寸，預(yù)定的80mnfi然滿足上述尺寸，完全可以滿足強(qiáng)度和剛度條件 第7章導(dǎo)模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 標(biāo)準(zhǔn)模架的分類 塑料注射模標(biāo)準(zhǔn)模架共有兩種，即GB/—1990《塑料注射模中小型模架》和GB/—1990《塑 料注射模大型模架》。兩種標(biāo)準(zhǔn)模架的區(qū)別主要在于適合范圍。中小型標(biāo)

26、準(zhǔn)模架的模板尺 寸BL500mm900mm,而大型標(biāo)準(zhǔn)模架的模板尺寸為 630mm630mmBL1250mm2000mm。 中小型標(biāo)準(zhǔn)模架的結(jié)構(gòu)形式和模架的選擇 中小型標(biāo)準(zhǔn)模架可分為基本類型A1型-A4型和派生類型P1型-P9型。他們的基本結(jié)構(gòu)及 特點(diǎn)用途詳見參考文獻(xiàn)[1]P104-105。本模具是有兩個(gè)分型面的三板式模具選用龍記模架 中簡化型細(xì)水口系統(tǒng)中的2030模架。A板（動(dòng)模板）厚選為40mm,B板（定模板）厚選 為90mm。 定模板尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 定模板尺寸的決定主要有以下幾種因素： 1. 根據(jù)型腔的大小以及布置方案，畫出型腔的視圖 2. 根據(jù)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，將冷

27、卻管道加畫在型腔的周圍 3. 根據(jù)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，將分流道、冷料穴以及主流道大端尺寸畫在型腔上。 4. 根據(jù)所選模架的類型將導(dǎo)柱、導(dǎo)套布置在合適的位置上。 5. 把定距拉板上的銷釘加畫在型腔上。 型腔的布置 設(shè)計(jì)要求為一模兩腔，即一次成型兩個(gè)件。采用如圖3-2所示的塑件擺放方式。 ①在定模板上加冷卻水道和澆注系統(tǒng) 根據(jù)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在定模板上有直徑為8的四條冷卻水道，具體的布置方案如圖7-2 所示。在考慮冷卻水道之間的距離時(shí)只需考慮到兩個(gè)方面，一方面能夠?qū)λ芗鸬匠渥? 的冷卻作用，另一方面能夠不和在定模扳上設(shè)計(jì)好的其它部分發(fā)生干涉，如圖7-2。根據(jù) 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在定模

28、板上有分流道、分流道冷料穴和主流道大端尺寸，具體的布置 也在圖7-2上。 2在定模板上加導(dǎo)柱和定位銷由于模架選擇為標(biāo)準(zhǔn)模架，因此對于導(dǎo)柱的位置可有設(shè)計(jì)手冊基本確定，其具體尺寸見 圖4-2，此距離不影響其他結(jié)構(gòu)，同時(shí)也分布在模扳的邊緣能夠起到良好的導(dǎo)向和支撐的 作用。 由于導(dǎo)柱涉及到相接觸的兩個(gè)模板之間的孔配合，因此六個(gè)孔之間的孔間距必須有一定 的公差要求，根據(jù)模具設(shè)計(jì)基本規(guī)范，選擇精度要求為7級精度。而根據(jù)定距拉板可確 定銷釘?shù)奈恢眉俺叽?，其與定模板的配合為H7/m6。 動(dòng)模板尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 動(dòng)模板尺寸的決定主要有以下幾種因素： 1．根據(jù)型腔的大小以及布置方案，畫出型腔的視

29、圖 2．根據(jù)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，將冷卻管道加畫在型腔的周圍 3．根據(jù)所選模架的類型將導(dǎo)柱、導(dǎo)套布置在合適的位置上。 ①型腔的布置 由于定模板和動(dòng)模板需要合模，應(yīng)此在定模板上的型腔和在動(dòng)模板上的型腔需要有 公差配合，這樣保證合模的密封性。因此動(dòng)模型腔布置與定模上型腔布置大同小異，見 圖7-3。 .②在動(dòng)模板上加冷卻水道 根據(jù)冷卻的設(shè)計(jì)，在動(dòng)模板上有8條直徑為8的冷卻水道，具體位置見圖7-3。同樣 在考慮尺寸時(shí)考慮兩個(gè)因素，一個(gè)是能夠保證冷卻效果，另一個(gè)就是不影響模板上已有 的其他的結(jié)構(gòu)。具體尺寸在圖4-3已經(jīng)標(biāo)出。 ③在動(dòng)模板上加導(dǎo)柱和復(fù)位桿 同定模扳相同，由于要考慮到上下兩

30、個(gè)模扳之間的配合和緊密合模，因此導(dǎo)柱的位 置尺寸也有公差，選擇公差等級為7級精度，復(fù)位桿的位置不能與冷卻水道發(fā)生干涉， 它與動(dòng)模板間的配合為H7/m6。 注塑機(jī)的校核 注射機(jī)的鎖模力校核。 鎖模力是指注射機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)對模具所施加的最大夾緊力。當(dāng)高壓的塑件熔體在充滿模 具型腔時(shí)會(huì)沿鎖模方向產(chǎn)生一個(gè)很大的脹型力。因此，注射機(jī)的鎖模力必須大于該模的 脹型力，即 式中p型一型腔的平均壓力ABS塑料的型腔平均壓力為35MPa。 ko—鎖模力安全系數(shù)，一般取ko=，這取1.2。 F—注射機(jī)額定鎖模力（KN）本注射機(jī)的額定鎖模力為3500KN A—塑件和流道凝料在分型面上的投影面積

31、2 A（3.14243010）2=4217.28mm 貝（Jk0A&=1.24217.28106m235106Pa=177.125KN<3500KN. 所以和安全。 注塑機(jī)開模行程校核： H:注射機(jī)的模板開模行程（mm）, H1:制品推出距離（mm）, H2：包括流道凝料在內(nèi)的塑件高度（mm）, a：取出澆注系統(tǒng)凝料必需的長度（mm）。 S:注射機(jī)允許的最大行程 XS-TY—500型號(hào)的注射機(jī)的最大開模行程S=500mm. H2401378010467mm。 所以是絕對安全的。 第8章導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射模導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)主要用來保證動(dòng)模和定模兩大部分或模內(nèi)其他零件之

32、間的準(zhǔn)確配合和可靠的分開，以避免模內(nèi)各零件發(fā)生碰撞和干涉，并確保塑件的形狀和尺寸精度。本模具一共使用了3個(gè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)一使用了4個(gè)安裝在定模固定板上的帶頭導(dǎo)柱來導(dǎo)向定位定模固定板和定模板，以保證定模固定板和定模板的準(zhǔn)確配合和可靠分開，從而取出其中的凝料。帶頭導(dǎo)柱采用硬度HRC50勺T8淬火鋼，表面粗糙度為：。壓簧 使用45鋼。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)二使用4個(gè)安裝在動(dòng)模板上的帶頭導(dǎo)柱來導(dǎo)向定位定模板和動(dòng)模板。它也是使 用硬度HRC50勺T8淬火鋼，表面粗糙度在Ra"8m。如圖8-1所示。 圖8-1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)二 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)三使用4個(gè)安裝在推板上的有肩導(dǎo)柱和導(dǎo)套來導(dǎo)向定位推板和推管固定板。導(dǎo)柱導(dǎo)套均

33、使用硬度HRC50勺T8淬火鋼，表面粗糙度在Ra0.8m。 如圖8-2所示。 圖8-2導(dǎo)向機(jī)構(gòu)三 第9章脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 一次推出脫模機(jī)構(gòu)是在開模后塑件在推出零件作用下，通過一次推出動(dòng)作將制品脫卸出模具的機(jī)構(gòu)。它一般包括推桿推出脫模機(jī)構(gòu)、推管推出脫模機(jī)構(gòu)、推板推出脫模機(jī) 構(gòu)、推塊推出脫模機(jī)構(gòu)、利用成型零件推出脫模機(jī)構(gòu)、多元件聯(lián)合退出脫模機(jī)構(gòu)、壓縮 空氣推出脫模機(jī)構(gòu)等等，這類推出機(jī)構(gòu)最常見，應(yīng)用也最廣泛。 本模具經(jīng)過分析決定選用推管推出脫模機(jī)構(gòu)，它的優(yōu)點(diǎn)是推出受力均勻，脫?？煽浚? 過薄的推管容易損壞。 （1）推管的形狀 推管是一種空心推桿，它的形狀有直通式和階梯形兩種，前者適

34、用于短推管，后者可增 大推管的剛度，適用于長推管。本模具選用結(jié)構(gòu)簡單的直通式推管。 （2）推管的尺寸和固定形式 推管的尺寸是根據(jù)塑件被推管推出部分形狀大小來確定的，為了便于制造，推管壁 厚一般不小于1.5mm。 推管的固定形式如圖9-1所示，為最常用的推管固定形式，可用于各種帶臺(tái)肩形式 的推管。 圖9-1推管的固定形式 （3）設(shè)計(jì)推管脫模的注意事項(xiàng)： 1）推出制品的厚度（推管厚度），一般不小于1.5mm。 2）推出材料多用T8、T10等碳素工具鋼制造，采用淬火，淬火硬度在50-55HRCW上， 最小淬硬長度要大于與型腔配合長度加上推出距離。 3）當(dāng)脫?？鞎r(shí)，制品易被擠縮

35、，其高度尺寸難以保證。 4）推管的內(nèi)徑與型芯配合，一般取間隙配合，大直徑推管取F8/h7設(shè)計(jì)，小直徑推管取 F7/h6設(shè)計(jì)。推管外徑與凹模孔間隙配合。直徑大時(shí)取H8/f8設(shè)計(jì)，小時(shí)取H8/f7設(shè) 計(jì)。推管與型芯的配合長度為推出行程加3-5mm，推管與模板的配合長度為推管外徑的倍， 非配合部分的孔徑均要比配合處增大，配合處的表面粗糙度在Ra0.8m以下。 推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向 推管一般安裝在推板與推板固定板之間。脫模機(jī)構(gòu)工作時(shí)，由推板將注射機(jī)的頂出 力傳遞給推管，為保證傳力平穩(wěn)，防止推管變形或折斷，推板應(yīng)處于被導(dǎo)向狀態(tài)。推板 的導(dǎo)向通常利用推板導(dǎo)柱、導(dǎo)套實(shí)現(xiàn)，如圖3-8所示。圖中導(dǎo)柱不

36、僅取導(dǎo)向作用還兼起 支撐作用，以減少中間墊塊的彎曲變形。 推出機(jī)構(gòu)的復(fù)位 為了進(jìn)行下一循環(huán)的成型，推出脫模機(jī)構(gòu)在完成塑件的推出動(dòng)作后必須回到初始位 置。常用的復(fù)位機(jī)構(gòu)有彈簧復(fù)位和復(fù)位桿復(fù)位兩種。彈簧復(fù)位不可靠，不及復(fù)位桿復(fù)位 效果好，本模具選用復(fù)位桿復(fù)位，復(fù)位桿一般為4根，對稱布置在推出板的四周，復(fù)位 桿的材料、熱處理?xiàng)l件及表面粗糙度與推管相同，如圖9-2所示。 圖9-2復(fù)位桿 第10章溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 模具成型過程中模具溫度會(huì)直接影響到塑料熔體的沖模、定型、成型周期和塑件質(zhì)量。 當(dāng)模具溫度不均勻時(shí)，型芯和型腔溫差過大，塑件收縮不均勻，導(dǎo)致塑件翹曲變形，

37、會(huì) 影響塑件的形狀和尺寸精度。而設(shè)置冷卻裝置的目的，主要是防止塑件在脫模時(shí)發(fā)生變 形，縮短成型周期及提高塑件質(zhì)量。冷卻水路通過調(diào)節(jié)冷卻水流量和流速來控制模溫。 模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 （1）冷卻系統(tǒng)的布置應(yīng)先于脫模機(jī)構(gòu)，這是為了保證足夠的空間來布置冷卻回路。 （2）澆口處加強(qiáng)冷卻，普通熔融的塑料充填型腔的時(shí)候，澆口附近溫度最高，距離澆口 越遠(yuǎn)溫度越低，因此澆口附近加強(qiáng)冷卻，通入冷水，而在溫度低的外側(cè)使經(jīng)過了熱交換 的溫水同過即可。 （3）冷卻水孔至型腔表面為等距離，當(dāng)塑件壁厚均勻時(shí)，冷卻水孔與型腔表面各處最好 有相同的距離。 （4）降低入水與出水的溫度差，如果入水溫度和出水

38、溫度差別太大時(shí)，使模具的溫度分 布均勻，如果制品冷卻速度不一樣，就容易造成制品變形，特別是對流動(dòng)距離很長的大 型制品，塑料越流越低。 （5）冷卻水孔的排列方式，對于收縮率達(dá)的非金屬材料，應(yīng)沿其收縮方向設(shè)置冷卻水道， 這樣既可使制品冷卻又可抑制塑料收縮，防止塑料變形，對于薄壁或扁平塑件，水道應(yīng) 在制品的上下兩側(cè)，等距離，等數(shù)量開放，一定要使塑料冷卻均勻。 （6）水孔管路應(yīng)暢通無阻。 （7）水管接頭的位置應(yīng)盡可能放置在不影響操作的一側(cè)。 （8）水道的開設(shè)應(yīng)該便于加工和清理，冷卻水道要易于機(jī)械加工，便于清理。 型腔的冷卻形式 型腔的冷卻形式有直流式、直流循環(huán)式、循環(huán)式、噴流式、用

39、導(dǎo)熱性好的合金間接冷卻、 噴流循環(huán)式、壓縮空氣冷卻和用導(dǎo)熱性好的合金直接冷卻等。 型腔采用往復(fù)式冷卻分三層，加工簡單，經(jīng)濟(jì)性好，還能達(dá)到冷卻的效果。由于型芯在 塑件的內(nèi)部，沒有與動(dòng)、定模板接觸，不用單獨(dú)設(shè)置冷卻水道。 第11章模具總體結(jié)構(gòu) 由以上設(shè)計(jì)步驟，綜合得設(shè)計(jì)的模具機(jī)構(gòu)如下： 1—定位圈2—定模板3—導(dǎo)套4—導(dǎo)套5—推板6—導(dǎo)柱7—型芯固定板8—型芯9—?jiǎng)幽|板10—型芯11—推 管12—墊塊13—前頂板14—后頂板15—固定板16—?jiǎng)幽５装?7—內(nèi)六角螺釘18—銷釘19—內(nèi)六角螺釘20— 銷釘 21—內(nèi)六角螺釘22—銷釘23—推桿24—銷釘25—內(nèi)六角螺釘26—拉料桿

40、 27—內(nèi)六角螺釘28—內(nèi)六角螺釘29—澆口套30—冷卻水道 圖11-1 設(shè)計(jì)小結(jié) 通過這次的課程設(shè)計(jì)，我更加熟悉了模具設(shè)計(jì)的流程，再次復(fù)習(xí)了CAE制裝配圖的方法。在學(xué)完了塑料成型工藝及模具后進(jìn)行的，我懂得了如何把書本知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)踐環(huán) 節(jié)，如何把應(yīng)用與課堂教學(xué)相結(jié)合。 同時(shí)也增加了興趣，培養(yǎng)了能力，提高素質(zhì)和動(dòng)手能力。所設(shè)計(jì)的模具符合塑件的 基本特征，能夠利用一次分型及推出機(jī)構(gòu)將塑件成型，結(jié)構(gòu)合理。主要零部件都是在常 見類型中結(jié)合塑件形狀來設(shè)計(jì)的。 本次課程設(shè)計(jì)，同學(xué)們對所學(xué)的塑料模具設(shè)計(jì)及以前的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行了一次全面而 系統(tǒng)的復(fù)習(xí)。了解了拿到一個(gè)產(chǎn)品后如何下手的流程:塑件

41、材料品的性能分析,制件工藝 性分析,設(shè)備的選擇,型腔數(shù)目的選擇和確定,分型面的確定,澆注系統(tǒng)的確定,成型零件 的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì),推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及模架的選擇和調(diào)溫系統(tǒng)的確定。這一完整的流程會(huì) 不僅對我們將來從事本行業(yè)有很大的幫助,而且告訴了我做事要有條有理的道理。課堂上 所學(xué)的知識(shí)畢竟是有限的,課程設(shè)計(jì)就告訴了我們?nèi)绾卫矛F(xiàn)有資源去獲得所需要的知 識(shí),簡言之就如何學(xué)習(xí),課程設(shè)計(jì)讓我們有了這樣一個(gè)訓(xùn)練自己的學(xué)習(xí)方法的平臺(tái),對我 們不久的將來如何適應(yīng)工作是個(gè)很好的啟發(fā)。認(rèn)識(shí)到了自己在專業(yè)知識(shí)上的欠缺和實(shí)際 經(jīng)驗(yàn)的不足。比如:在選擇模具材料時(shí),我不能夠做到合適的選取,只是硬搬別人的東西,

42、 對于公差和配合的選取,也是這樣,對于選用多大的配合間隙以及不能從零件制造的工藝 性方面考慮零件的尺寸,粗糙度,形位公差是否標(biāo)注的合理。等等這些告訴了我在專業(yè)知 識(shí)上的欠缺和現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)的不足。這些都為我今后的學(xué)習(xí)和工作指明了方向。 此外，我還在想，能否利用ProE制作模具的方法直接生成所需要的裝配圖呢？這應(yīng) 該會(huì)是我接下來要探索的了。 參考文獻(xiàn) [1] .黃虹主編.塑料成型加工與模具.北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2002 [2] .王善勤主編.塑料注射成型工藝與設(shè)備.北京:中國輕工出版社. [3] .屈華昌.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社 [4] .塑料模具技術(shù)手冊編委會(huì).塑料技術(shù)手冊.北京:機(jī)械工業(yè)出版社. [5] .何忠保等編.典型零件模具圖冊.北京:機(jī)械工業(yè)出版社. [6] .錢可強(qiáng).機(jī)械制圖.北京:高等教育出版社. [7] .廖念釗,古瑩庵等.互換性與技術(shù)測量.北京:中國計(jì)量出版社.