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厚度 2MM 塑料底座模具畢業(yè)設(shè)計 論文 第 1 章 緒論 1 1 塑料成型在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性 1 1 1塑料及塑料工業(yè)的發(fā)展 塑料是以樹脂為主要成分的高分子有機化合物 簡稱高聚物 塑料其余成分包 括增塑劑 穩(wěn)定劑 增強劑 固化劑 填料及其它配合劑 塑料制件在工業(yè)中應(yīng)用日趨普遍 這是由于它的一系列特殊的優(yōu)點決定的 塑 料密度小 質(zhì)量輕 塑料比強度高 絕緣性能好 介電損耗低 是電子工業(yè)不可缺 少的原材料 塑料的化學(xué)穩(wěn)定性高 對酸 堿和許多化學(xué)藥品都有很好的耐腐蝕能 力 塑料還有很好的減摩 耐磨及減震 隔音性能也較好 因此 塑料躋身于金屬 纖維材料和硅酸鹽三大傳統(tǒng)材料之列 在國民經(jīng)濟中 塑料制件已成為各行各業(yè)不 可缺少的重要材料之一 塑料工業(yè)的發(fā)展階段大致分為一下及個階段 1 初創(chuàng)階段 30 年代以前 科學(xué)家研制分醛 硝酸纖維和聚酰胺等熱塑料 他 們的工業(yè)化特征是采用間歇法 小批量生產(chǎn) 2 發(fā)展階段 30 年代 低密度聚乙烯 聚氯乙烯等塑料的工業(yè)化生產(chǎn) 奠定了 塑料工業(yè)的基礎(chǔ) 為其進一步發(fā)展開辟了道路 3 飛躍階段 50 年代中期到 60 年代末 塑料的產(chǎn)量和數(shù)量不斷增加 成型技 術(shù)更趨于完善 4 穩(wěn)定增長階段 70 年代以來 通過共聚 交聯(lián) 共混 復(fù)合 增強 填充和 發(fā)泡等方法來改進塑料性能 提高產(chǎn)品質(zhì)量 擴大應(yīng)用領(lǐng)域 生產(chǎn)技術(shù)更趨合理 塑料工業(yè)向著自動化 連續(xù)化 產(chǎn)品系列化 以及不拓寬功能性和塑料的新領(lǐng)域發(fā) 展 我國塑料工業(yè)發(fā)展較晚 50 年代末 由于萬噸級聚氯乙稀裝置的投產(chǎn)和 70 年 代中期引進石油化工裝置的建成投產(chǎn) 使塑料工業(yè)有了兩次的躍進 于此同時 塑 料成型加工機械和工藝方法也得到了迅速的發(fā)展 各種加工工藝都已經(jīng)齊全 塑料由于其不斷的被開發(fā)和應(yīng)用 加之成型工藝的不斷發(fā)展成熟于完善 極大 塑料底座模具畢業(yè)設(shè)計 論文 地促進了成型模具的開發(fā)于制造 隨著工工業(yè)塑料制件和日用塑料制件的品種和需 求的日益增加 而且產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期也越來越短 對塑料和產(chǎn)量和質(zhì)量提出了 越來越高的要求 1 1 2塑料成型在工業(yè)生產(chǎn)中的重要作用 模具是工業(yè)生產(chǎn)中重要的工藝裝備 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟各部門發(fā)展的重要基 礎(chǔ)之一 塑料模是指用于成型塑料制件的模具 它是型腔模的一種類型 模具設(shè)計水平的高低 加工設(shè)備的好壞 制造力量的強弱 模具質(zhì)量的好壞 直接影響著許多新產(chǎn)品的開發(fā)和老產(chǎn)品的更新?lián)Q代 影響著產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效益的 提高 美國工業(yè)界認為 模具工業(yè)是美國工業(yè)的基礎(chǔ) 日本則稱 模具是促進社會 繁榮富裕的勞動力 近年來 我國各行業(yè)對模具的發(fā)展都非常重視 1989 年 國務(wù)院頒布了 當(dāng)前 產(chǎn)業(yè)政策要點的決定 在重點支持改造的產(chǎn)業(yè) 產(chǎn)品中 把模具制造列為機械技術(shù) 改造序列的第一位 它確定了模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的重要地位 也提出了振興模 具工業(yè)的主要任務(wù) 1 1 3 塑料成型技術(shù)的發(fā)展趨勢 一副好的塑料模具與模具的設(shè)計 模具材料及模具制造有很大的關(guān)系 塑料成 型技術(shù)發(fā)展趨勢可以簡單地歸納為一下幾個方面 1 模具的標(biāo)準(zhǔn)化 為了適應(yīng)大規(guī)模成批生產(chǎn)塑料成型模具和縮短模具制造周期 的需要 模具的標(biāo)準(zhǔn)化工作十分重要 目前我國標(biāo)準(zhǔn)化程度只達到 20 注射模具 零部件 模具技術(shù)條件和標(biāo)準(zhǔn)模架等有一下 14 個標(biāo)準(zhǔn) 當(dāng)前的任務(wù)是重點研究開發(fā)熱流道標(biāo)準(zhǔn)元件和模具溫控標(biāo)準(zhǔn)裝置 精密標(biāo)準(zhǔn)模 架 精密導(dǎo)向件系列 標(biāo)準(zhǔn)模板及模具標(biāo)準(zhǔn)件的先進技術(shù)和等向標(biāo)準(zhǔn)化模塊等 2 加強理論研究 3 塑料制件的精密化 微型化和超大型化 4 新材料 新技術(shù) 新工藝的研制 開發(fā)和應(yīng)用 各種新材料的研制和應(yīng)用 模具加工技術(shù)的革新 CAD CAM CAE 技術(shù)的應(yīng)用 都是模具設(shè)計制造的發(fā)展趨勢 1 1 4CAD CAM開發(fā)平臺及其發(fā)展趨勢 塑料底座模具畢業(yè)設(shè)計 論文 CAD CAM 技術(shù)從誕生至今已有三十多年的歷史 歷經(jīng)二維繪圖 線框模型 自由 曲面模型 實體造型 特征造型等重要發(fā)展階段 其間還伴隨著參數(shù)化 變量化 尺寸驅(qū)動等技術(shù)的融入 通過三十多年的努力 CAD CAM 技術(shù)在基礎(chǔ)理論方面日趨成熟 同時推出了許多 商品化系統(tǒng) 諸如 Pro Engineer UGII CATIA Solid Works 等 美酒愈陳愈香 但軟件技術(shù)則不同 停止就意味著被淘汰 CAD CAM 系統(tǒng)的開發(fā)正伴隨著計算機軟 硬件技術(shù)的高速發(fā)展向著更高 更深層次方向發(fā)展 AD CAM 系統(tǒng)的開發(fā)主要可分為 三種方式 1 完全自主版權(quán)的開發(fā) 一切需從底層做起 2 基于某個通用 CAD 系統(tǒng)的二次開發(fā) 如基于 AutoCAD 軟件的二次開發(fā) 3 基于 CAD CAM 軟件平 臺的開發(fā) 此類開發(fā)界于前兩種方式之間 較二次開發(fā)可以更深入核心層 具有開 發(fā)周期短 見效快 系統(tǒng)穩(wěn)定性好和功能強等特點 當(dāng)然平臺的價格也很昂貴 當(dāng)今 比較流行的 CAD CAM 平臺很多 主要有 ACIS PARASOLID CAS CADE Pelorus DESIGNBASE 等 可以得知 CAD CAM 開發(fā)平臺向著更深 更高層次發(fā)展 同時不斷融入計算機軟 件新技術(shù) 并呈現(xiàn)出開放化 多元化發(fā)展趨勢 CAD CAM 平臺發(fā)展趨勢概括如下 1 支持多種主流的計算平臺 包括 Windows 95由前pnQ 述可知 134cm3 查 塑料模 具技術(shù)手冊 機械工業(yè)出版 社 1997 6 表 3 10 查塑料模設(shè) 計手冊軟件版 16 65SQ pS 塑料底座模具畢業(yè)設(shè)計 論文 nQ注射機的公稱注射量 200cm3 注射時間圖 2 3 8 可知為 8 05s 根據(jù)以上要求可以選擇主流道襯套結(jié)構(gòu)如下 圖 2 3 11 L2 10mm L3 8mm L1 22mm d 27mm 定位圈和澆口套的固定方式 圖 2 3 12 D 124mm d 110mm 螺釘孔距 L 92mm 3 4 2 點澆口的設(shè)計 1 點澆口斷面積 本次設(shè)計采用點澆口 澆口其斷面積約為主流道斷面積的 3 9 在本設(shè)計中取為 3mm2 澆口長度約 0 5 2 5mm 在本設(shè)計中取為 1mm 剪切速率校核 2 6 1 43s0 Rqv 式中 主流道澆口剪切速率 1 塑料底座模具畢業(yè)設(shè)計 論文 主流道澆口體積流量 16 65 vqscm3vqscm3 R 主流道澆口當(dāng)量半徑 cm R 0 6cm 帶入相關(guān)數(shù)據(jù) 得 6 固符合要求 14s0 14 澆口主視圖 澆口側(cè)視圖 2 澆口位置設(shè)計說明 根據(jù) CAE 分析已得出結(jié)論 此處作為說明 澆口的設(shè)計需要滿足以下條件 1 有利于減小制品翹曲變形 2 有利于改善注塑制品的力學(xué)性質(zhì) 3 有利于避免注塑成型時的噴射現(xiàn)象 4 有利于充模流動 排氣和補料 5 有利于減少熔接痕 增加熔接牢度 6 澆口位置應(yīng)防止料流將型芯或嵌件擠歪變形 3 4 3 冷料井的設(shè)計 冷料井又稱冷料穴 它是為貯存兩次注塑間隔產(chǎn)生的冷料頭 防止冷料頭進入 塑料底座模具畢業(yè)設(shè)計 論文 型腔造成制品熔接不牢 影響制品質(zhì)量 甚至堵住澆口 而造成成型不良 冷料井 常主流道末端 冷料井的直徑稍大于主流道大端直徑 長度一般取主流道直徑的 1 5 2 倍 冷料井與拉料桿頭部結(jié)構(gòu)緊密相連 這里采用最常用的 Z 形頭拉料桿冷 料井 3 4 4排溢系統(tǒng)設(shè)計 當(dāng)塑料熔體填充型腔時 必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或 凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體 如果型腔內(nèi)因各種原因產(chǎn)生的氣體不能被排除干凈 一方面將會在塑件上形成氣泡 接縫 表面輪廓不清及填料等缺陷 另一方面氣體 受壓 體積縮小而產(chǎn)生高溫會導(dǎo)致塑件局部碳化或燒焦 同時積存氣體還會產(chǎn)生反 向壓力而降低充模速度 因此設(shè)計時必須考慮排氣問題 注射模成型時排氣通常以 如下四種方式進行 1 利用配合間隙排氣 2 在分型面上開設(shè)排氣槽排氣 3 利用排氣塞排氣 4 強制排氣 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)特點和型芯型腔以及模具的結(jié)構(gòu) 本副模具因為型芯是采用鑲 拼結(jié)構(gòu) 固采用利用間隙配合排氣 同時 鉗工在加工時 適當(dāng)在分型面上開設(shè)很 小的排氣槽 ABS 排氣槽深度為 0 03 3 5 成型零件的設(shè)計與計算 成型零件決定塑件的幾何行狀和尺寸 成型零件工作時 直接與塑料接觸 承 受塑料熔體的高壓 料流的沖刷 脫模時與塑料間還發(fā)生摩擦 因此 成型零件要 求有正確幾何形狀 較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度 此外 成型零件還要求 結(jié)構(gòu)合理 有較高強度 剛度及較好的耐磨性能 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件即成型零件設(shè)計 包括凹模 型芯 鑲 塊 凸模和成型桿等 設(shè)計成型零件時 應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要 求 確定型腔的總體結(jié)構(gòu) 選擇分型面和澆口位置 確定脫模方式 排氣部位等 然后根據(jù)成型零件的加工 熱處理 裝配等要求進行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 計算成型 零件的工作尺寸 對關(guān)鍵零件進行強度和剛度校核 塑料底座模具畢業(yè)設(shè)計 論文 3 5 1模具材料的選擇 根據(jù)模具的生產(chǎn)條件和模具的工作條件需要 結(jié)合模具材料的基本性能和相關(guān) 的因素 來選擇適合模具需要的 經(jīng)濟上合理 技術(shù)上先進的模具材料 對于一種 模具 如果單純從材料的基本性能考慮 可能幾種模具材料都能符合要求 然而必 需綜合考慮模具的使用壽命 模具制造工藝過程的難易程度 模具制造費用以及分 攤到制造的每一個工件上的模具費用等多種因素 進行綜合分析評價 才能得出符 合實際的正確結(jié)論 主要指標(biāo)有 1 模具材料的基本性能 要考慮模具材料的耐磨性 韌性 硬度和紅硬性 紅 硬性是指模具材料在一定溫度下保持其硬度和組織穩(wěn)定性抗軟化的能力 還要根據(jù) 實際工作條件 分別考慮其實際要求的性能 如抗氧化能力 抗壓強度 抗拉強度 和抗彎強度 疲勞強度等 2 模具材料的工藝性 模具材料的工藝性 經(jīng)常考慮一下幾種 可加工性 淬 火溫度和淬火變形 淬透性和淬硬性 氧化脫碳敏感性等 3 模具材料的冶金質(zhì)量及其它考慮因素 冶金質(zhì)量也對模具材料的性能有很大 的影響 只有優(yōu)秀的冶金質(zhì)量 才能充分發(fā)揮模具材料的各種性能 ?？紤]的冶金 質(zhì)量指標(biāo)有 冶煉質(zhì)量 鍛造軋制工藝 熱處理和精加工 導(dǎo)熱性 精料和制品化 等 其它還要考慮選用的模具材料的價格和通用性 總之 選用高質(zhì)量 高性能 高精度的模具材料的精料和制品 高效率 高速度低 成本地生產(chǎn)高質(zhì)量的模具 已經(jīng)成為當(dāng)前工業(yè)發(fā)達國家模具制造的主要發(fā)展趨勢 我國也正在向這一方向發(fā)展 以下成型零件材料就根據(jù)以上原則選擇 3 5 2 凹模的設(shè)計 為了提高零件的加工效率 裝拆方便 保證兩個型腔形狀 尺寸一致 采用整 體式凹模結(jié)構(gòu) 在凹模與定模板間的配合用 67mH 影響成型零件的尺寸因素有 1 塑件的收縮率 其值為 s S max Smin L s 式中 s 塑料收縮率波動所引起的塑件尺寸誤差 塑料底座模具畢業(yè)設(shè)計 論文 Smax 塑料的最大收縮率 Smin 塑料的最小收縮率 Ls 塑件的基本尺寸 2 模具成型零件的制造誤差 參考 塑料成型工藝與模具設(shè)計 P 所列出的經(jīng)驗值 成型零件的制造公差約 占塑件總公差的 或取 IT7 IT8 級作為模具制造公差 模具成型零件制造公差用314 z 表示 收縮率的波動引起塑件尺寸誤差隨塑件的尺寸增大而增大 在計算成型零件時 所用到的收縮率均用平均收縮率來表示 100 S2min ax 式中 塑件的平均收縮率 S Smax 塑料的最大收縮率 Smin 塑料的最小收縮率 計算公式參考教材 P151 式 5 18 LM z 1 LS 0 5 0 75 z 0 0 式中 表示塑料的平均收縮率 0 55 S LS 表示塑件的基本尺寸 表示塑件尺寸的公差 Z 取 3 當(dāng)制件的尺寸較大 精度級別較底時式中取 0 75 當(dāng)精度級別較高時式中取 0 5 本塑件為塑料底座其精度要求較高 故在本設(shè)計中取 0 75 腔深度的計算 計算公式參考教材 P151 式 5 20 HM z 1 HS z 0 0 式中 HM 表示型腔的深度 表示塑料的平均收縮率 塑料底座模具畢業(yè)設(shè)計 論文 HS 表示塑件凸出的高度 修正系數(shù) 1 2 1 3 精度要求低時取小值 反之取大值 在此取 1 3 表示塑件的基本尺寸 Z 1 3 基本尺寸為 16 的計算 查教材 P67 表 3 9 該尺寸的公差為 0 16 利用公式 HM z 1 HS z 0 0 1 0 55 16 1 3 0 16 0 053 0 16 002 0 053 mm 0 3 5 3 型心尺寸的計算 型心尺寸的計算公式參考教材 P151 式 5 19 LM z 1 LS 0 75 z0 0 式中 表示塑料的平均收縮率 0 55 S LS 表示塑件的基本尺寸 表示塑件尺寸的公差 Z 取 3 當(dāng)制件的尺寸較大 精度級別較底時式中取 0 75 當(dāng)精度級別較高時式中取 0 5 本塑件為塑料底座其精度要求較高 故在本設(shè)計中取 0 75 型芯高度尺寸的計算 運用平均收縮率法 hm z 1 S cp L S 1 3 z H 型芯高度尺寸 mm z 型芯高度制造公差 mm hm 1 0 55 14 0 16 3 14 097 中心距離的尺寸計算 塑料底座模具畢業(yè)設(shè)計 論文 中心距離尺寸的計算公式參考教材 P151 式 5 22 CM Z 2 1 CS Z 2 式中 表示塑料的平均收縮率 0 55 SS CS 表示塑件的基本尺寸 表示塑件尺寸的公差 Z 取 3 3 5 4 模具型腔側(cè)壁和底版厚度的計算 塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓作用 應(yīng)具有足夠的強度和剛度 如果型腔側(cè)壁和底版厚度過小 可能因硬度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞 也 可能因剛度不足產(chǎn)生翹曲變形導(dǎo)致溢料和出現(xiàn)飛邊 降低塑件尺寸精度和順利 脫模 因此 應(yīng)通過強度和剛度計算來確定型腔壁厚 矩形型腔的結(jié)構(gòu)尺寸計算 在本模具設(shè)計中采用了整體矩形型腔 整體式矩形型腔 這種結(jié)構(gòu)與組合式型腔相比剛度較大 由于底板與側(cè)壁為一體 所以在型腔底面不會出現(xiàn)溢料間隙 因此在計算型腔壁厚時變形量的控制主要是為 保證塑件尺寸精度和順利脫模 矩形板的最大變形量發(fā)生在自由邊的中點上 壁厚 的計算公式參考 模具設(shè)計與制造手冊 表 2 158 凹模側(cè)壁和底板厚度的計算 S 34 Ecpa 式中 C 常數(shù) 其值由型腔的高度與型腔的長度之比確定 因型腔的高度與 型腔的長度之比 14 119 52 0 117135 查手冊得 C 1 4 P 型腔壓力 一般取 25 45MPa 在此取 40 MPa a 型腔的深度 其值為 10 塑料底座模具畢業(yè)設(shè)計 論文 E 彈性模量 鋼的取 2 1 105 允許變形量 查教材表 5 12ABS 為 0 05 在此取 0 01 則 S 3 4 Ecpa 301 2594 13 3mm 查教材表 5 17 矩形型腔壁厚推薦尺寸 取 45 mm 所以本模具型腔的壁厚值為 45 mm 底板厚度計算 由于熔體壓力 板的中心將產(chǎn)生最大變形量 按剛度條件 型腔厚度為 h 3 4 Epdc 式中 C 常數(shù) 其值由型腔的高度與型腔的長度之比確定 因型腔的高度與 型腔的長度之比 14 119 52 0 117135 查手冊得 C 1 4 P 型腔壓力 一般取 25 45MPa 在此取 40 MPa a 型腔的深度 其值為 10 E 彈性模量 鋼的取 2 1 105 允許變形量 查教材表 5 12ABS 為 0 05 在此取 0 01 h 3 4 Epdc 01 28654 32 17 mm 查手冊的推薦值在此取 37 mm 動模墊板厚度的確定 查 模具設(shè)計與制造手冊 動模墊板厚度的推薦值 塑件在分型面上的投影面積 為 119 52 64 2 15298 56 合 152 98 在 100 200 的范圍內(nèi) 則墊板的厚度為 30 40 在此取 40mm 塑料底座模具畢業(yè)設(shè)計 論文 3 6推出機構(gòu)的設(shè)計 推出機構(gòu)的設(shè)計主要考慮以下幾項的原則 1 推出機構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)計在動模的一側(cè) 2 保證塑件不因推出而變形損壞 3 機構(gòu)簡單動作可靠 4 保證良好的塑件外觀 5 合模時的真確復(fù)位 在本模具的設(shè)計過程中采用推桿的形式對塑件進行脫模 其具體的布置情況考慮 平衡受力的原則 3 6 1 脫模力的計算 注射成型以后 塑件在模具中冷卻定型 由于體積收縮 對型腔產(chǎn)生包緊力 塑 件必須克服磨擦阻力才能從模腔中脫出 按力的平衡原理 列出平衡方程式 Ft AP cos sin 在式中 塑料對鋼的摩擦系數(shù) 約為 0 1 0 3 A 塑件對型芯的包容面積 P 塑件對型芯的單位面積上的包緊力 模內(nèi)冷卻一般取 0 8 1 2 10 7 在此取中間值 1 0 107 Ft 脫模力 型芯的脫模斜度 在本模具中為 40 先計算 A 值 A 10 64 98 119 52 10 4 7380 Ft Ap cos sin 7380 0 2 cos40 sin40 7 3 106KN 3 7側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的設(shè)計 塑料底座模具畢業(yè)設(shè)計 論文 在給定的制件外形分析 成型時可用側(cè)向分型機構(gòu)來完成 但使模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜 考慮到要實現(xiàn)制件的外形 觀察其外形形狀 在內(nèi)兩側(cè)邊可以用側(cè)向抽芯實現(xiàn)成型 在型腔與型芯之間用一鑲塊的型芯來成型 必須用抽芯機構(gòu)進行成型 這樣可以把 模具結(jié)構(gòu)簡化 降低制造成本 在本模具設(shè)計過程中采用的是機動側(cè)向抽芯機構(gòu) 抽芯距離的確定和抽芯力的計算 為了安全的起見 側(cè)向抽芯距離通常比塑件上的側(cè)孔 側(cè)凹的深度或側(cè)向凸臺的 高度大 2 3mm 抽芯距用 s 表示 則 s s1 2 3mm 2 2 4mm 抽芯力的計算 對于側(cè)向抽芯的抽芯力 往往采用如下的公式進行估算 Fc chP cos sin 在式中 塑料對鋼的摩擦系數(shù) 約為 0 1 0 3 c 側(cè)型芯成型部分的截面平均周長 m h 側(cè)型芯成型部分的高度 m 本模具為 9mm P 塑件對型芯的單位面積上的包緊力 模內(nèi)冷卻一般取 0 8 1 2 10 7 在此取中間值 1 0 107 Fc 抽芯力 KN 型芯的脫模斜度 在本模具中為 40 在此先算 c 側(cè)型芯成型部分的截面平均周長 故抽芯力 Fc chP cos sin 10 8 0 001 0 009 1 0 107 0 2 cos40 sin40 1782 0 08 142 56 KN 3 7 1側(cè)滑塊的設(shè)計 在本模具的側(cè)滑塊采用了鑲拼的形式 導(dǎo)滑槽采用的是矩形的形式其配合用 H8 f8 的間隙配合 其零件圖見圖紙 塑料底座模具畢業(yè)設(shè)計 論文 3 7 2 合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 導(dǎo)向機構(gòu)是保證動定模或上下模合模時 正確定位和導(dǎo)向的零件 合模導(dǎo)向機 構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式 本模具采用導(dǎo)柱導(dǎo)向定位 3 7 2 1導(dǎo)向機構(gòu)的作用 1 定位作用 模具閉合后 保證動定?；蛏舷履Ｎ恢谜_ 保證型腔的形狀和 尺寸精確 導(dǎo)向機構(gòu)在模具裝配過程中也起了定位作用 便于裝配和調(diào)整 2 導(dǎo)向作用 合模時 首先是導(dǎo)向零件接觸 引導(dǎo)動定模或上下模準(zhǔn)確閉合 避免型芯先進入型腔造成成型零件損壞 3 承受一定的側(cè)壓力 塑料熔體在充型過程中可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力 或者由于 成型設(shè)備精度低的影響 使導(dǎo)柱承受了一定的側(cè)壓力 以保證模具的正常工作 若 側(cè)壓力很大時 不能單靠導(dǎo)柱來承擔(dān) 需增設(shè)錐面定位機構(gòu) 導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)的主要零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套 導(dǎo)柱和導(dǎo)套均采用標(biāo)準(zhǔn)件 導(dǎo)柱設(shè)置 在動模一側(cè) 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 H7 f7的間隙配合 而導(dǎo)套用H7 r6的配合鑲?cè)肽０?3 7 2 2導(dǎo)套和導(dǎo)柱 3 7 2 2 1導(dǎo)柱 1 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式 導(dǎo)柱采用 1 表 2 111 標(biāo)準(zhǔn)形式 這種形式結(jié)構(gòu)簡單 加工 方便 用于簡單模具 2 導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求 1 長度 導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長度應(yīng)比凸模端面的高度高出 8 12mm 以避免出現(xiàn) 導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而型芯先進入型腔 2 形狀 導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺形或半球形 以使導(dǎo)柱順利進入導(dǎo)向孔 3 材料 導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面 堅韌而不易折斷的內(nèi)芯 因此多采用 Y8 T10 鋼經(jīng)淬火處理 硬度為 HRC50 55 導(dǎo)柱固定部分表面粗糙度 Ra 為 0 8 m 導(dǎo) 向部分表面粗糙度 Ra 為 0 8 0 4 m 4 配合精度 導(dǎo)柱固定端與模板之間一般采用 H7 m6 或 H7 k6 的過渡配合 導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分通常采用 H7 F7 或 H8 f7 的間隙配合 塑料底座模具畢業(yè)設(shè)計 論文 3 7 2 2 2導(dǎo)套 1 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式 本模具的結(jié)構(gòu)形式采用 1 表 2 114 形式 這種形式結(jié)構(gòu) 較簡單 便于加工 2 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求 1 形狀 為了使導(dǎo)柱順利地進入導(dǎo)套 在導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角 導(dǎo)柱孔最好 作成通孔 以利于排出孔內(nèi)空氣及殘渣廢料 如模板較厚 導(dǎo)柱孔必須作成盲孔時 可在盲孔的側(cè)面打一小孔排氣 2 材料 導(dǎo)套與導(dǎo)柱用相同的材料或同合金等耐磨材料制造 其硬度應(yīng)低于 導(dǎo)柱硬度 以減輕磨損 防止導(dǎo)柱或?qū)桌?導(dǎo)套固定部分和導(dǎo)滑部分的表面粗 糙度一般為 Ra0 8 m 3 固定形式及配合精度 導(dǎo)套用環(huán)形槽代替缺口 固定在定模板上 用 H7 f7 或 H7 k6 配合鑲?cè)肽０?3 8 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 注射模的溫度對塑料熔體的充模流動 固化定型 生產(chǎn)效率及塑件的形狀和尺 寸精度都有重要的影響 注射模中設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的 就是要通過控制模具 溫度 使注射成型具有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)率 根據(jù) ABS 塑料的成型工藝 本模具只要設(shè)置冷卻系統(tǒng)即可 3 8 1冷卻系統(tǒng)的計算 冷卻系統(tǒng)的計算包括熱傳導(dǎo)面積的計算 溫控介質(zhì)通道的尺寸和介質(zhì)用量的確 定以及通道回路的排布等 這些工作是注射模設(shè)計中的一個難點 這里略 其參數(shù) 根據(jù)資料推薦值選則 3 8 2冷卻系統(tǒng)的設(shè)計準(zhǔn)則 為了提高冷卻效率和爭取型腔表面溫度的均勻和穩(wěn)定 在系統(tǒng)的綜合設(shè)計中應(yīng) 遵守生產(chǎn)中的約定原則 在管道回路布置時 還需要進一步考慮型腔的形狀和尺寸 并使加工方便和密封效果好 冷卻水道的設(shè)計原則如下 1 冷卻水道應(yīng)盡量多 截面尺寸應(yīng)盡量大 2 冷卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量相等個 塑料底座模具畢業(yè)設(shè)計 論文 3 澆口處加強冷卻 4 冷卻水道出 入口溫差應(yīng)盡量小 5 冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置 還有冷卻水道應(yīng)盡量避免接近塑件的熔接部位 以免產(chǎn)生熔接痕 降低塑件的 強度 冷卻水道應(yīng)易于清理 一般水道孔徑為 10 不小于 8 根據(jù)中間板的厚度和型腔尺寸 參考設(shè)計手冊推薦值 在中間板中開設(shè) 5 條直 通式冷卻水道 直徑為 10 具體布局參間零件圖 冷卻水道和外界的連接采用標(biāo)準(zhǔn)件水嘴連接 3 9 注射機參數(shù)的較核 由于選用 XS ZY 250 注射機 其裝模高度在 250 370 之間而本模具的總高度是 355 5 在裝模的范圍之內(nèi) 塑件在分型面上的投影面積為 112 82 2 18638 合 186 38 而 XS ZY 250 注射機的最大注射面積是 500 cm2 也在合格的范圍內(nèi) 所以在前面的初選用 XS ZY 250 注射機是符合本模具的要求的 塑料底座模具畢業(yè)設(shè)計 論文 第 4章 繪制裝配圖和零件圖 裝配圖是機械設(shè)計中設(shè)計意圖的反映 是機械設(shè)計 制造的重要技術(shù)依據(jù) 在 部件和零件設(shè)計和制造及裝配時 都需要裝配圖 本模具裝配圖表達了模具的工作 原理 零件的安裝配合關(guān)系和各零件的主要結(jié)構(gòu)形狀以及裝配 檢驗和安裝時所需 要的尺寸和技術(shù)要求 本套圖紙中還有一張型芯組件圖 表達了主型芯 鑲塊和動模板之間的位置和 配合關(guān)系 零件圖是設(shè)計部門提交給生產(chǎn)部門的重要技術(shù)文件 它更具體的反映了設(shè)計者 的意圖 表達了機械或部件對零件的要求 包括對零件的結(jié)構(gòu)要求和制造工藝的可 能性 合理性要求等 是制造和檢驗零件的依據(jù) 本套模具圖紙中詳細標(biāo)注了零件 的各個尺寸和公差 位置公差和粗糙度等 在設(shè)計中繪圖主要用計算機繪圖 使用的軟件主要有 Pro Engineer Auto CAD2002 等 在繪制塑件圖 裝配圖和零件圖時 由于自己的水平有限 出了很多的錯誤和 標(biāo)注不合理的地方 經(jīng)過多次改正 不斷提高圖紙質(zhì)量 塑料底座模具畢業(yè)設(shè)計 論文 第 5章 注射件成型缺陷分析 模具設(shè)計制造完后 要進行試模 由于設(shè)計存在的缺陷 可能會出現(xiàn)這樣那樣 的問題 因此要根據(jù)具體的情況及時解決 不要在正式生產(chǎn)中產(chǎn)生類似的問題和缺 陷 以下表 4 注射模成型缺陷分析及解決方法 表 5 1 注射塑件成型缺陷分析 序 號 成型缺陷 生產(chǎn)原因 解決措施 1制 制品形狀 欠缺 1 料筒及噴嘴溫度偏低 2 模具溫度太低 3 加料量不足 4 注射壓力不足 5 進料速度慢 6 鎖模力不夠 7 模腔無適當(dāng)排氣 8 注射時間太短 柱塞或 螺桿回退時間太早 9 雜物堵塞 10 流道澆口太小 太薄 太長 提高料筒及噴嘴溫度 提高模具溫度 增加料量 提高注射壓力 調(diào)節(jié)進料速度 增加鎖模力 修改模具 增加排氣孔 增加注射時間 清理噴嘴 正確設(shè)計澆注系統(tǒng) 2 制品滋邊 1 注射壓力太大 2 鎖模力過小或單向受力 3 模具碰損或磨損 4 模具間落入雜物 5 料溫太高 6 模具變形或分型面不平 降低注射壓力 調(diào)節(jié)鎖模力 修理模具 擦凈模具 降低料溫 調(diào)整模具或磨平 3 熔合紋 明顯 1 料溫過低 2 模溫低 3 擦脫模劑過多 4 注射壓力底 5 注射速度慢 6 加料不足 7 模具排氣不良 提高料溫 提高模溫 少擦脫模劑 提高注射壓力 加快注射速度 加足料 通模具排氣氣孔 4 黑點及 條紋 1 料溫高 并分解 2 料筒或噴嘴結(jié)合不嚴(yán) 3 模具排氣不良 4 染色不均勻 5 物料中混有深色物 降低料溫 修理接合處 出去死角 改變模具排氣 重新染色 將物料中深色物取締 塑料底座模具畢業(yè)設(shè)計 論文 5 銀絲 斑 紋 1 料溫過高 料分解物進 入模腔 2 原料含水分高 成型時 氣化 3 物料含有易揮發(fā)物 迅速降低料溫 原料預(yù)熱或干燥 原料進行預(yù)熱干燥 6 制品變形 1 冷卻時間短 2 頂出受力不均 3 模溫太高 4 制品內(nèi)應(yīng)力太大 5 通水不良 冷卻不均 6 制品薄厚不均 加長冷卻時間 改變頂出位置 降低模溫 消除內(nèi)應(yīng)力 改變模具水路 正確設(shè)計制品和模具 7 制品脫皮 分層 1 原料不純 2 同一塑料不同級別或 不同牌號相混 3 配入潤滑劑過量 4 塑化不均勻 5 混入異物氣疵嚴(yán)重 6 進澆口太小 摩擦力 大 7 保壓時間過短 凈化處理原料 使用同級或同牌號料 減少潤滑劑用量 增加塑化能力 消除異物 放大澆口 適當(dāng)延長保壓時間 8 裂紋 1 模具太冷 2 冷卻時間太長 3 塑料和金屬嵌件收縮 率不一樣 4 頂出裝置傾斜或不平 衡 頂出截面積小或 分布不當(dāng) 5 制件斜度不夠 脫模 難 調(diào)整模具溫度 降低冷卻時間 對金屬嵌件預(yù)熱 調(diào)整頂出裝置或合理安排 頂出桿數(shù)量及其位置 正確設(shè)計脫模斜度 9 制品表面 有波紋 1 物料溫度低 粘度大 2 注射壓力 3 模具溫度低 4 注射速度太慢 5 澆口太小 提高料溫 料溫高 可減小注射壓力 反之則加大注射壓力 提高模具溫度或增大注射 壓力 提高注射速度 適當(dāng)擴展?jié)部?10 制品性脆 強度下降 1 料溫太高 塑料分解 2 塑料和嵌件處內(nèi)應(yīng)力 過大 3 塑料回用次數(shù)多 4 塑料含水 降低料溫 控制物料在料 筒內(nèi)滯留時間 對嵌件預(yù)熱 保證嵌件周 圍有一定厚度的塑料 控制回料配比 原料預(yù)熱干燥 塑料底座模具畢業(yè)設(shè)計 論文 11 脫模難 1 模具頂出裝置結(jié)構(gòu)不 良 2 模具脫模斜度不夠 3 模腔溫度不合適 4 模腔有接縫或存料 5 成型周期太短或太長 6 模芯無進氣孔 改進頂出裝置 正確設(shè)計模具 適當(dāng)控制模溫 清理模具 適當(dāng)控制注射周期 修改模具 12 制品 尺寸 不穩(wěn) 定 1 機器電路或油路系統(tǒng) 不穩(wěn) 2 成型周期不一至 3 溫度 時間 壓力變 化 4 塑料顆粒大小不一 5 回收下角料與新料混 合比例不均 6 加料不均 修理電器或油壓系統(tǒng) 控制成型周期 使一致 調(diào)節(jié) 控制基本一致 使用均一塑料 控制混合比例 使均勻 控制或調(diào)節(jié)加料均勻 塑料底座模具畢業(yè)設(shè)計 論文 總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計是在修完所有課程之后 我們走向社會之前的一次綜合性設(shè)計 在此 次設(shè)計中 主要用到所學(xué)的注射模設(shè)計 以及機械設(shè)計等方面的知識 著重說明了 一副注射模的一般流程 即注射成型的分析 注射機的選擇及相關(guān)參數(shù)校核 模具 的結(jié)構(gòu)設(shè)計 注射模具設(shè)計的有關(guān)計算 模具總體尺寸的確定與結(jié)構(gòu)草圖的繪制 模具結(jié)構(gòu)總裝圖和零件工作圖的繪制 全面審核投產(chǎn)制造等 其中模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計 既是重點又是難點 主要包括成型位置的及分型面的選擇 模具型腔數(shù)的確定及型 腔的排列和流道布局和澆口位置的選擇 模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 側(cè)面分型及抽 芯機構(gòu)的設(shè)計 推出機構(gòu)的設(shè)計 拉料桿的形式選擇 排氣方式設(shè)計等 通過本次 畢業(yè)設(shè)計 使我更加了解模具設(shè)計的含義 以及懂得如何查閱相關(guān)資料和怎樣解決 在實際工作中遇到的實際問題 這為我們以后從事模具職業(yè)打下了良好的基礎(chǔ) 本設(shè)計采用了導(dǎo)柱的模具結(jié)構(gòu) 在注射成型冷卻后 動模部分隨著注射機的動模 向后移動 動模板與定模板間分型 而在拉料桿的作用之下把澆注系統(tǒng)的凝料隨之 拉出來一起與動模移動 當(dāng)型芯與型腔完全分離后 塑料制件留在型芯上 這時推 出機構(gòu)開始動作 通過推桿把制件頂出模外 最后在合模時 在彈簧與復(fù)位桿的作 用下使模具閉合 完成了一次成型 本次畢業(yè)設(shè)計也得到了廣大老師和同學(xué)的幫助 在此一一表示感謝 由于實踐 經(jīng)驗的缺乏 且水平有限 時間倉促 設(shè)計過程中難免有錯誤和欠妥之處 懇請各 位老師和同學(xué)批評指正 在編寫說明書過程中 我參考了 塑料模成型工藝與模具設(shè)計 實用注塑模 設(shè)計手冊 和 模具制造工藝 等有關(guān)教材 引用了有關(guān)手冊的公式及圖表 但由 于本人水平的有限 本說明書存在一些缺點和錯誤 希望老師多加指正 以達到本 次設(shè)計的目的 塑料底座模具畢業(yè)設(shè)計 論文 致 謝 在本設(shè)計的開題論證 課題研究 論文撰寫和論文審校整個過程中 得到了老 師的親切關(guān)懷和精心指導(dǎo) 使得本設(shè)計得以順利完成 其中飽含了老師的汗水和心 血 老師敏銳的學(xué)術(shù)思想 嚴(yán)謹踏實的治學(xué)態(tài)度 淵博的學(xué)識 精益求精的工作作 風(fēng) 誨人不倦的育人精神 將永遠銘記在學(xué)生心中 使學(xué)生終生受益 在此我們向 老師表示衷心的感謝和崇高的敬意 同時也感謝班主任老師在這幾年來對我們的虛 心的教導(dǎo) 感謝學(xué)校給我們提供設(shè)計場地 和系領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心和指導(dǎo) 在設(shè)計過程中 結(jié)合 工作體會和經(jīng)歷 提出了許多建設(shè)性的觀點 為我完成設(shè)計給予了極大的幫助 感謝機電工程系的領(lǐng)導(dǎo)和老師對我的關(guān)心和幫助 再次感謝所有支持和幫助過我的領(lǐng)導(dǎo) 老師 同學(xué)們 塑料底座模具畢業(yè)設(shè)計 論文 參考文獻 1 塑料成型工藝與模具設(shè)計 屈華昌主編塑料成型工藝與模具設(shè)計 北京 機械工 業(yè)出版社 1996 4 2 馮炳堯 韓泰榮 蔣文森 編 丁戰(zhàn)生審 模具設(shè)計與制造簡明手冊 上海 上 ?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1998 7 3 唐志玉主編 塑料模具設(shè)計師指南 北京 國防工業(yè)出版社 1999 6 4 馮炳堯 韓泰榮 蔣文森主編 模具設(shè)計與制造簡明手冊第二版 上海 上海科學(xué) 技術(shù)出版社 1994 5 王桂萍 邱以云主編 塑料模具的設(shè)計與制造問答 北京 機械工業(yè)出版社 6 奚永生主編 精密注射模具設(shè)計 北京 中國輕工業(yè)出版社 7 陸寧主編 實用注射模設(shè)計 北京 中國輕工業(yè)出版社 1997 5 8 宋玉恒主編 塑料注射模機構(gòu)與結(jié)構(gòu)設(shè)計 北京 航空工業(yè)塑料模具編制組 1986 9 9 中國機械工業(yè)教育協(xié)會組編 注射模設(shè)計及制造 北京 中國機械工業(yè)教育協(xié)會 2001 8 10 蔣繼宏 王效岳主編 注射模典型結(jié)構(gòu) 例 北京 中國輕工業(yè)出版社 2000 6 11 賈潤禮 程志遠主編 實用注射模設(shè)計手冊 北京 中國輕工業(yè)出版社 2000 4 12 徐進 陳再枝等編 模具材料應(yīng)用手冊 北京 機械工業(yè)出版社 2001 7 13 廖念針等主編 互換性與技術(shù)測量 北京 中國計量出版社 2000 1 重印 14 李秦蕊主編 塑料模具設(shè)計 西安 西北工業(yè)大學(xué)出版社 1995 9 15 李澄等編 機械制圖 北京 高等教育出版社 1996 5 16 模具標(biāo)準(zhǔn)匯編 北京 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社 1992 17 萬方數(shù)據(jù)資源系統(tǒng) Http 目錄 第 1 章 緒論 1 1 1塑料成型在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性 1 1 1 1塑料及塑料工業(yè)的發(fā)展 1 1 1 2塑料成型在工業(yè)生產(chǎn)中的重要作用 2 1 1 3 塑料成型技術(shù)的發(fā)展趨勢 2 1 1 4CAD CAM開發(fā)平臺及其發(fā)展趨勢 2 1 2塑料模具的分類 4 1 3 畢業(yè)設(shè)計應(yīng)達到的要求 4 第 2 章零件的工藝分析 6 2 1 材料的選擇 6 2 1 1基本特性 6 2 1 2主要用途 7 2 1 3成型特點 7 2 1 4 ABS注射參數(shù) 7 2 2 產(chǎn)品工藝性與結(jié)構(gòu)分析 8 2 2 1表面粗糙度 8 2 2 2形狀 8 2 2 3斜度 8 2 2 4壁厚 9 2 2 5圓角 9 2 2 6孔的設(shè)計 9 第 3 章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 10 3 1型腔數(shù)量以及排列方式 10 3 2 初選注射機 10 3 2 1注塑量校核 11 3 2 2 塑件鎖模力校核 11 3 2 3注射壓力的校核 12 3 2 4模具安裝尺寸校核 12 3 2 5開模行程的校核 12 3 2 6模具與注射機安裝模具部分相關(guān)尺寸的校核 13 3 3 分型面的設(shè)計 13 3 3 1型腔分型面位置的設(shè)計 13 3 3 2確定澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng) 14 3 4 主流道和主流道襯套結(jié)構(gòu) 16 3 4 1 臥式注塑機主流道結(jié)構(gòu)設(shè)計要點 16 3 4 2 點澆口的設(shè)計 18 3 4 3冷料井的設(shè)計 19 3 4 4排溢系統(tǒng)設(shè)計 20 3 5 成型零件的設(shè)計與計算 20 3 5 1模具材料的選擇 20 3 5 2 凹模的設(shè)計 21 3 5 3 型心尺寸的計算 23 3 5 4 模具型腔側(cè)壁和底版厚度的計算 24 3 6推出機構(gòu)的設(shè)計 25 3 6 1 脫模力的計算 25 3 7側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的設(shè)計 26 3 7 1側(cè)滑塊的設(shè)計 27 3 7 2 合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 27 3 8 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 28 3 8 1冷卻系統(tǒng)的計算 28 3 8 2冷卻系統(tǒng)的設(shè)計準(zhǔn)則 29 3 9 注射機參數(shù)的較核 29 第 4 章 繪制裝配圖和零件圖 30 第 5 章 注射件成型缺陷分析 31 總結(jié) 34 致謝 35 參考文獻 36