固定圈的注塑模具設(shè)計(jì)【一模兩腔優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計(jì)含proe三維10張CAD圖紙】-zsmj13

固定圈的注塑模設(shè)計(jì)【一模兩腔含10張CAD圖紙及proe三維】

摘  要

模具屬于精密機(jī)械的產(chǎn)品，主要由機(jī)械零件和機(jī)構(gòu)組成，通過(guò)配套零件，可以直接改變金屬或者非金屬材料的形狀以及尺寸，使之成為合格的制件。模具設(shè)計(jì)是模具制造的基礎(chǔ)，合理的設(shè)計(jì)是正確制造模具的保證。本設(shè)計(jì)論文主要從塑件成型工藝分析、擬定模具的結(jié)構(gòu)形式、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算、模架的確定、排氣槽設(shè)計(jì)、脫模推出機(jī)構(gòu)以及冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)7個(gè)方面分析并介紹了固定圈注塑模具結(jié)構(gòu)組成的重要部分。通過(guò)滾子軸承與U型架的配合，完成側(cè)向抽芯，從而使塑件在推板與推桿的聯(lián)合作用下完成進(jìn)一步的脫模動(dòng)作。并且通過(guò)Pro-E三維圖形演示以及CAD二維圖形的設(shè)計(jì)制作，更全面展示了此模具工作的機(jī)理，以此結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，完成對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方案的評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞：精密機(jī)械  CAD  Pro-E  固定圈

ABSTRACT

Mold is a kind of precision machinery products, mainly composed of mechanical parts and institutions, through the matching parts, you can directly change the shape and size of metal or non-metallic materials, making it a qualified parts. Mold design is the basis of mold manufacturing, reasonable design is the guarantee of manufacturing mould correctly. This paper analyzes and introduces the important part of the structure of the fixed circle injection mold from 7 aspects, the plastic parts molding process analysis, the development of the mold structure, the design of the casting system, forming parts of the structural design and calculation, mold identification, exhaust slot design, mold release mechanism and cooling system design. Through the Coordination of roller bearing and U-shaped frame complete side core pulling, Thus, the plastic part is further released under the combined action of the pushing plate and the push rod. And through the Pro-E three-dimensional graphics demonstration and CAD two-dimensional graphics design,  the mechanism of this mold work is more fully demonstrated, based on this structure, The evaluation of the product structure plan is completed and the overall design modifications are proposed.

Key words  Precision machinery  CAD  Pro-E  Fixed ring

目  錄

第一章  塑件成型工藝分析 1

1.1塑件的分析 1

1.2 ABS的性能分析 2

1.3 ABS注射成型過(guò)程及工藝參數(shù) 2

第二章  模具結(jié)構(gòu)分析 4

2.1擬定模具的結(jié)構(gòu)形式 4

2.2澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6

2.3成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 11

2.4模架的確定 14

2.5排氣槽的設(shè)計(jì) 15

2.6脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 15

第三章  冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 17

3.1冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 17

3.2導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18

第四章  總結(jié) 19

謝  辭 20

參考文獻(xiàn) 21

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摘 要 模具屬于精密機(jī)械的產(chǎn)品，主要由機(jī)械零件和機(jī)構(gòu)組成，通過(guò)配套零件，可以直接改變金屬或者非金屬材料的形狀以及尺寸，使之成為合格的制件。模具設(shè)計(jì)是模具制造的基礎(chǔ)，合理的設(shè)計(jì)是正確制造模具的保證。本設(shè)計(jì)論文主要從塑件成型工藝分析、擬定模具的結(jié)構(gòu)形式、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算、模架的確定、排氣槽設(shè)計(jì)、脫模推出機(jī)構(gòu)以及冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7個(gè)方面分析并介紹了固定圈注塑模具結(jié)構(gòu)組成的重要部分。通過(guò)滾子軸承與 成側(cè)向抽芯，從而使塑件在推板與推桿的聯(lián)合作用下完成進(jìn)一步的脫模動(dòng)作。并且通過(guò) 全面展示了此模具工作的機(jī)理，以此結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，完成對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方案的評(píng)價(jià)。 關(guān)鍵詞 ： 精密機(jī)械 固定圈 is a of of of or it a is of is of of of of of of of is of AD of is on of is 目 錄 第一章 塑件成型工藝分析 .................................................................................................... 1 件的分析 ................................................................................................................... 1 性能分析 .......................................................................................................... 2 射成型過(guò)程及工藝參數(shù) .................................................................................. 2 第二章 模具結(jié)構(gòu)分析 ............................................................................................................ 4 定模具的結(jié)構(gòu)形式 ................................................................................................... 4 注系統(tǒng)設(shè)計(jì) ............................................................................................................... 6 型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 ..................................................................................... 11 架的確定 ................................................................................................................. 14 氣槽的設(shè)計(jì) ............................................................................................................. 15 模 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ................................................................................................. 15 第三章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ...................................................................................................... 17 卻系統(tǒng) 的設(shè)計(jì) ......................................................................................................... 17 向與定位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................................................................. 18 第四章 總結(jié) .......................................................................................................................... 19 謝 辭 ...................................................................................................................................... 20 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 21 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第一章 塑件成型工藝分 析 本設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)為圓柱齒輪，如圖 1示。塑件相對(duì)較為簡(jiǎn)單， 塑件的質(zhì)量要求是 不允許有變形缺陷以及裂紋，脫模斜度為 30’ ~1°，塑件材料 產(chǎn)批量為小批量，塑件公差按照模具要求進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 圖 1塑件圖 件的分析 （ 1） 外形尺寸 該塑件壁厚為 3件的外形尺寸并不非常大，且塑料熔體流程不大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 長(zhǎng)，適合注塑成型，詳見(jiàn)零件圖。 （ 2） 精度等級(jí) 每個(gè)尺寸公差不一樣，有的屬于高精度，有的則屬于一般精度， 設(shè)計(jì)時(shí) 按照實(shí)際精度進(jìn)行計(jì)算。 （ 3） 脫模斜度 由于塑件冷卻后產(chǎn)生收縮時(shí)會(huì)緊緊包在凸模上，或者由于粘 附作用而緊貼在型腔內(nèi)，為了便于脫模，防止塑件表面在脫模時(shí)出現(xiàn)頂白，頂傷、劃傷等，在塑件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮其表面有合理的脫模斜度。 型收縮率較小，參照書(shū)表 2° . 性能分析 （ 1） 使用性能 綜合性能好，沖擊強(qiáng)度、力學(xué)強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性，電氣性能良好：易于成型和機(jī)械加工，其表面可鍍鉻，適合制作一般機(jī)械零件、減摩零件、傳動(dòng)零件和結(jié)構(gòu)零件。 （ 2） 成型性能 1） 無(wú)定型塑料。其品種很多，各品種的機(jī)電性能以及成型特點(diǎn)也有所差 異，應(yīng)按品種確定成型方法及成型條件。 2） 吸濕性強(qiáng)。含水量小于 質(zhì)量），必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥。 3） 流動(dòng)性中等。溢邊料 4） 模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進(jìn)口料位置、形式。推出力過(guò)大或機(jī)械加工時(shí)塑件表面呈現(xiàn)白色痕跡。 （ 3） 表 1密度 /g· 服強(qiáng)度 /0 比體積、 伸強(qiáng)度 /8 吸水率（ %） 伸 彈 性 模 量/103 熔點(diǎn) /℃ 130~160 抗彎強(qiáng)度 /0 計(jì)算收縮率（ %） 壓強(qiáng)度 /3 比熱容 /J·（ ）470 彎 曲 彈 性 模 量/103 射成型過(guò)程及工藝參數(shù) （ 1）注射成型過(guò)程 1）成型前的準(zhǔn)備。對(duì) 澤、粒度和均勻度進(jìn)行檢驗(yàn)，由于 水性較大，大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 成型前應(yīng)該充分干燥。 2）注射過(guò)程。塑件在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過(guò)加熱、塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型，其過(guò)程可分 為沖模、壓實(shí)、保壓、倒流和冷卻五個(gè)階段。 3）塑件的后處理。處理的介質(zhì)為空氣和水，處理溫度為 60~75℃，處理時(shí)間為 16~20s。 （ 2）注射工藝參數(shù) 1）注射機(jī)：螺桿式，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)為 30r/ 2）料筒溫度（℃）：后段 150~170； 中段 165~180； 前段 180~200。 3）噴嘴溫度（℃）： 170~180.。 4）模具溫度（℃）： 50~80。 5）注射壓力（ 60~100。 6)成型時(shí)間（ s）： 30（注射時(shí)間取 2，冷卻時(shí)間 20，輔助時(shí)間 8）。 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 第二章 模具結(jié)構(gòu)分析 定模具的結(jié)構(gòu)形式 型面位置的確定 通過(guò)對(duì)塑件進(jìn)行分析，分型面 應(yīng)該 選擇在制件 以圓心為基準(zhǔn)，垂直于圓弧的平面上，使截面面積達(dá)到最大并且有利于模具分型，具體如圖 2示 。 圖 2分型面選擇 腔數(shù)量和排列方式的確定 （ 1） 型腔數(shù)量的確定 該塑件采用精度取 4 級(jí)， 并且為大 批量生產(chǎn)， 可以考慮采取一模多腔的結(jié)構(gòu)形式，但是 同時(shí)考慮到塑件尺寸、模具結(jié)構(gòu)尺寸大小關(guān)系，因此 最終確定為 采用一模兩腔的結(jié)構(gòu)形式。 具體如圖 2示： 圖 2型腔排列方法 （ 2） 型腔排列方式確定 多模具型腔盡可能采用平衡式排列布置 ,且要力求緊湊 ,并與澆口開(kāi)設(shè)的部位對(duì)稱(chēng)，由于該設(shè)計(jì)選擇的是一模兩腔 ,故采用直線(xiàn)式排列。 （ 3） 模具結(jié)構(gòu)形式確定 通過(guò) 以上分析可得本模具為一模兩腔結(jié)構(gòu)，側(cè)向力平衡排列，由塑件結(jié)構(gòu)可采用推板結(jié)合推桿的推出形式。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)按照要求采大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 用側(cè)交口設(shè)在定模型芯內(nèi)，流道采用對(duì)稱(chēng)平衡式，綜上分析選用帶推桿的單分型面注射模 射機(jī)型號(hào)確定 （ 1）注射量的計(jì)算 通過(guò)三維軟件建模設(shè)計(jì)分析計(jì)算得 塑件體積： V 塑 = 塑件質(zhì)量： =中密度參考 （ 2）澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)之前是不能準(zhǔn)確確定的，但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的 于本次采用流道簡(jiǎn)單而且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按照塑件體積的 來(lái)計(jì)算，故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積為： V 總 =V 塑 （ 1+ 2＝ 3） 選擇注射機(jī) 根據(jù)第二次計(jì)算得出一次注入模具型腔的塑料總質(zhì)量為 V 總 ＝結(jié)合式（ 4有： 步選擇公稱(chēng)注射量為 250射機(jī)型號(hào)為 00 臥式注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)下表 表 2注射機(jī)參數(shù)表 理論注射容量 /50 移模行程 /00 螺桿柱塞直徑 /注射壓力 /0/130 最大模具厚度 /50 注射速率 /g· 14 最小模具厚度 /00 塑化能 力 45 鎖模形式 液壓 螺桿轉(zhuǎn)速 /r· ~200 模具定位孔直徑/00 鎖模力 /800 噴嘴球半徑 /8 拉桿內(nèi)間距 /48× 370 噴嘴口孔徑 / （ 4） 注射機(jī)相關(guān)參數(shù)校核 1） 注射機(jī)壓力校核 查表 4知， 需注射機(jī)壓力為 80~110里取0注射機(jī)公稱(chēng)壓力 P 公 =130射壓力安全系數(shù) 里取 ： 90=117＜ P 公 ，所以注射機(jī)壓力合格 2）鎖模 力校核 ①塑件在投影面上的投影面積 A 塑 =澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 A 塑 ，即流道凝料在分型面上的投影面積 A 澆 數(shù)值。大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 A 澆 世俗間在分型面上投影面積的 ，由于本設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單分流道較短，因此 以取小一些，取 A 澆 = ③塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積 A 總 ，則： A 總 =A 澆 +A 塑 = =2× 0152模具型腔內(nèi)的脹型力 F 脹 =A 總 P 模 =10152× 35=355320N=中， P 模 實(shí)行強(qiáng)的平均計(jì)算壓力值。 P 模是模具型腔內(nèi)的壓力，通常取注射機(jī)壓力的20%~40%，大致范圍為 25~40于粘度較大的精度較高的塑料制品應(yīng)該取較大值。于中等粘度塑料及有精度要求塑件，故 P 模 取 35 查表 4得該注射機(jī)的公稱(chēng)鎖模力 F 鎖 =1000模力安全系數(shù)為 里取 = =F 鎖 ，所以，注射機(jī)鎖模力合格。 注系統(tǒng)設(shè) 計(jì) 流道設(shè)計(jì) 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中，主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動(dòng)和開(kāi)模時(shí)主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間。另外，由于其與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，因此設(shè)計(jì)中常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的澆口套。 （ 1） 主流道尺寸 1） 主流道長(zhǎng)度：大型模具 L 主應(yīng)大于 60次設(shè)計(jì)初選 行設(shè)計(jì)。 2） 主流道小端直徑： d=注射劑噴嘴尺寸 +（ ） 3） 主流道大端直徑 )2/t 2' ??? ?主4） 主流道球面半徑： 。）（注射劑噴嘴球頭半徑 2 0 m 0 ???球面的配合高度： h=3 2） 主流道的凝料體積 3332222 1. 854 c . 45m ????????? ）＋（）（ 主主主主主主 （ 3）主流道當(dāng)量直徑 3 . 3 7 5 m 2 5n ???R（ 4） 主流道澆口套的形式 主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件可選購(gòu)。主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，易磨損 。對(duì)材料的要求嚴(yán)格，因?yàn)楸M管小型注射?？蓪⒅髁鞯罎部谔着c定位圈設(shè)計(jì)成一個(gè)整體，但考慮其他因素仍將其分開(kāi)設(shè)計(jì)，以便于拆卸和更換，同時(shí)也便于優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理。設(shè)計(jì)中常采用碳素工具鋼（ 熱處理淬火表面硬度為 50~5如下圖： 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 （ 5） 圖 2主流道參數(shù)設(shè)計(jì) 流道設(shè)計(jì) 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開(kāi)設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。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(gè)點(diǎn)澆口時(shí)也要設(shè)計(jì)分流道。分流道是塑料熔體進(jìn)入型腔前的通道，可通過(guò)優(yōu)化 設(shè)置分流道的橫截面積形狀、尺寸大小以及方向，使塑料熔體平穩(wěn)充型，從而保證達(dá)到最佳效果。 （ 1）影響分流道的設(shè)計(jì)因素： 1）制品的幾何形狀、壁厚、尺寸大小以及尺寸的穩(wěn)定性，內(nèi)在質(zhì)量以及外觀質(zhì)量要求 2）塑料的種類(lèi)，即塑料的流動(dòng)性、熔融溫度區(qū)間、固化溫度區(qū)間以及收縮率。 3）注射機(jī)的壓力、加熱溫度以及注射速度。 4）主流道和分流道的脫落方式。 5）型腔的布置、澆口位置以及澆口形式的選擇。 （ 2）分流道的設(shè)計(jì)原則 1）塑料流經(jīng)分流道的壓力損失和溫度損失要小。 2）分流道的固化時(shí)間應(yīng) 該少后于制品的固化時(shí)間，以利于壓力的傳遞及保壓。 3）保證塑料迅速而均勻的進(jìn)入各個(gè)型腔。 4）分流道長(zhǎng)度盡可能短，其容積要小。 5）要便于加工以及刀具選擇。 （ 3）分流道橫截面的選擇 分流道的橫截面形狀：通常分流道的橫截面形狀有圓形、矩形、梯形和 U 型以及正六邊形等。為了減少流道內(nèi)的壓力損失和傳熱損失，希望流道的橫截面積大，表面積小、因此可用流道橫截面積 S 與其周長(zhǎng)的比值來(lái)表示流道的效率。其中圓形橫截面的效率最高，即具有最小的壓力降解和熱損失。以前因?yàn)槭苣＞呒庸さ脑O(shè)備限制，加工成本通常較高，并 且圓形的分流道必須在兩側(cè)都加工時(shí)，合模兩側(cè)的半圓也難以對(duì)齊，所以圓形橫截面的分流道使用不多。但是，隨著模具加工技術(shù)的不斷發(fā)展，逐漸克服了上述困難，從而使圓形橫截面的分流道應(yīng)用越來(lái)越廣泛。正方形流道凝料脫模困難，正六邊形流道大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 效率低。 U 形橫截面的流動(dòng)效率低于圓形與正六邊形橫截面，但加工容易，又比圓形和正方形橫截面流道容易脫模，所以， U 形橫截面分流道使用也較為廣泛。另外，雖然梯形橫截面的流道與圓形相比有較大的熱量損失，但是梯形橫截面的流道便于選擇加工刀具，同時(shí)加工也較為容易，所以，橫截面的的分流道使用也較為廣泛（ 特別是對(duì)于雙分型面刀具）。 （ 4）分流道的布置形式 在設(shè)計(jì)時(shí)候應(yīng)考慮盡量減少在分流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免溶體溫度降低，同時(shí)還要考慮到減小分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡式分流道。 （ 5）分流道的長(zhǎng)度 由于流道設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，根據(jù)二個(gè)型腔的設(shè)計(jì)，分流道較長(zhǎng)，故設(shè)計(jì)時(shí)可適當(dāng)選擇大一些。單邊分流道長(zhǎng)度取 50圖 （ 6）分流道的當(dāng)量直徑 因?yàn)樵撍芗馁|(zhì)量 ，塑 1m ????根據(jù)式（ 4分流道的當(dāng)量直徑為 5 . 2 m . 3 9 4 ????? 分塑分 （ 7）分流道截面形狀 常用的分流道截面形狀有圓形、梯形、 U 形、六角形等，為了便于加工和凝料的脫模，大多設(shè)計(jì)在分型面上。本設(shè)計(jì)采用梯形截面，加工工藝性好，且塑料溶體的熱量散失、流動(dòng)阻力均不大。 （ 8） 分流道截面尺寸 設(shè)梯形下底的寬度為 x，底面圓角半徑 R=1根據(jù)表 4h=4該梯形的截面積為 48t a ht a n 842?????????? ）（）（分圓面積相等，可得 5 . 52 ???????? ，即可得。）（ 分D? 則梯形上底約為 7圖 （ 動(dòng)模型腔 ） （ 9） 凝料體積 1）分流道長(zhǎng)度 50流道截面積 22542 )75. 5 ???（分3）凝料體積 33 5 0 m ????分分分 10） 校核剪切速率 1）確 定注射時(shí)間：查表 4取 t=）計(jì)算分流道體積流量 s/4 0 . 6 5 0 5 c ????? 塑分分 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 3）可得剪切速率 13333 ? ??????? 分分分 ??（ 2 該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流到的最佳剪切速率 132 05 ??? 之間，所以分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。 （ 11） 分流道 表面粗糙度和脫模斜度 分流道的表面粗糙度和脫模斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般都是 處取 R。另外，其脫模斜度一般在 ?10~5 之間，這里取脫模斜度為 ?8 。 口的設(shè) 計(jì) 澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)通道，其作用是使從分流道過(guò)來(lái)的塑料熔體以較快的速度進(jìn)入并充滿(mǎn)型腔，型腔充滿(mǎn)后，澆口部分的熔體能夠夠迅速的凝固而封閉澆口，防止型腔內(nèi)熔體倒流。澆口的形狀、位置和尺寸對(duì)塑件的影響很大。注射成型時(shí)許多缺陷都是由于澆口設(shè)計(jì)不合理造成的，所以澆口的設(shè)計(jì)很重要。由于 該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，表面質(zhì)量要求較高，采用一模一 兩 腔注射，以便于調(diào)整充模時(shí)的剪切速率和封閉時(shí)間，采用 對(duì)稱(chēng) 側(cè)澆口。其截面形狀簡(jiǎn)單，易于加工，以便于試模后糾正，開(kāi)設(shè)在 動(dòng) 模 型芯 內(nèi)，從型芯邊緣進(jìn)料 ， 與分流道相連 。 （ 1） 側(cè)澆口尺寸確定 ： 1）計(jì)算澆口深度。根據(jù)表 4得側(cè)澆口的深度 h 計(jì)算公式為 ??? 式中 t=壁厚， n 是塑料成型系數(shù)，對(duì)于 型系數(shù) n= 在工廠(chǎng)設(shè)計(jì)時(shí)澆口深度通常先取小值，，根據(jù)表 4薦 處側(cè)澆口深度取 2）計(jì)算側(cè)澆口寬度。根據(jù)表 4得側(cè)澆口寬度 B 計(jì)算公式 ???? n 是成型系數(shù)，對(duì)于 n 取 A 是凹模的內(nèi)表面積 3）計(jì)算側(cè)澆口的長(zhǎng)度。根據(jù)表 4得側(cè)澆口長(zhǎng)度 L 一般選用 里取L 為 2 2） 側(cè)澆口剪切速率的校核 1）計(jì)算澆口的當(dāng)量半徑。有面積相等可得 澆，由此矩形澆口當(dāng)量半徑21h ）（澆 ? 2）校核澆口的剪切速率 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 ①確定注射時(shí)間：查表 4取 t=2s； ②計(jì)算澆口體積流量： s/3 ????? 塑澆 V。 ③計(jì)算澆口的剪切速率：由式（ 4得：3n ?? ??澆，則 1?????????）（）（澆澆澆澆????? 該矩形側(cè)澆口剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率 105 ?? 之間，所以合格。 切速率 根據(jù)塑件體積、主流道體積、分流道體積以及主流道的當(dāng)量半徑，可求主流道熔體的剪切速率。 （ 1） 計(jì)算主流道體積流量 s/8 1 . 4 7 8 c ???????? 塑分主主 2） 計(jì)算主流道的剪切速率 1???????R?? 主主主流道內(nèi)熔體剪切速率處于澆口與分流道最佳剪切速率 105 ?? 之間，主流道剪切速率校核合格。 冷料穴位于主流到對(duì)面的動(dòng)模板上，主要作用是收集熔體前鋒的冷料，防止冷料進(jìn)入模具型腔而影響制品表面質(zhì)量。 一般來(lái)說(shuō)，普通澆注系統(tǒng)大多是單分型面的二板模具，通常采用側(cè)澆口，直接澆口以及盤(pán)環(huán)形澆口類(lèi)型的模具，其澆注系統(tǒng)凝料一般與塑膠件連在一起， 本設(shè)計(jì)采用主流道冷料穴，由于該塑件表面沒(méi)有印痕，采用 推板配合 推桿推出塑件，所以采用 圖 2冷料穴設(shè)計(jì) 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 1） 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模是成型制品外表面的成型零件。按照凹模機(jī)構(gòu)的不同可將其分 為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四種。根據(jù)對(duì)塑件的分析，本設(shè)計(jì)采用組合式凹模，如圖。 （ 2） 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（型芯） 凸模是成型塑件制品內(nèi)表面的成型零件，通?？煞譃檎w式和組合式兩種，通過(guò)對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)分析可知，該塑件的型芯有 五 個(gè)：一個(gè)是成型零件內(nèi)表面的大型芯，另 四 個(gè)是成型零件的軸孔內(nèi)的小型芯，裝配后見(jiàn)圖。 型零件鋼材的選用 根據(jù)對(duì)成型零件的綜合分析，該塑件的成型零件要走足夠的剛度、強(qiáng)度、耐磨性以及良好的抗疲勞性能，同時(shí)考慮它的機(jī)械加工性以及拋光性。有因?yàn)樵撍芗樾∨可a(chǎn)，所以構(gòu)成型腔的組合式凹模 鋼材選擇 于成型塑件外的大型芯來(lái)說(shuō)，由于脫模時(shí)磨損較為嚴(yán)重，散發(fā)熱量比較多，因此采用高合金工具鋼 于軸向小型芯，磨損也較為嚴(yán)重，因此也采用 芯中心冷卻水冷卻，如圖。 型零件工作尺寸的計(jì)算 采用表 4件尺寸公差按照塑件零件圖給定尺寸公差計(jì)算。 （ 1） 凹模徑向尺寸計(jì)算 塑 件外部徑向尺寸的轉(zhuǎn)換： 1 ? ??L。 ? ? ? ? z ?????????? ? ）（）（ ?內(nèi)部徑向定位尺寸計(jì)算： ? ? ? ? z ?????????? ? ）（）（ ?? ? ? ? z ?????????? ? ）（）（ ?? ? ? ? z ?????????? ? ）（）（ ?? ? ? ? z ?????????? ? ）（）（ ?? ? ? ? z ?????????? ? ）（）（ ?? ? ? ? z ?????????? ? ）（）（ ?M M 式中， 塑件的平均收縮率，查表 1得 收縮率為 所以其平均收縮率為 ；??系數(shù)，查大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 表 4得一般在 間，這里取 2=21 ??、 分別是塑件相應(yīng)尺寸的公差（下同）； 2? 、 是塑件相應(yīng)尺寸制造公差，對(duì)于中小型塑件取 ??61z?（下同）。 （ 2） 凹模深度尺寸計(jì)算 塑件高度方向尺寸轉(zhuǎn)換：塑件高度的最大尺寸， 1 5 m . 1 50 . 1 5???H 相應(yīng)的 ；? ? ? ? ? z ?????????? ? ）（）（ ?? ? ? ? z ?????????? ? ）（）（ ?式中， 表 4間，此處取 圖 2定模型芯 （ 3） 型芯徑向尺寸的計(jì)算 1）動(dòng)模型芯徑向尺寸的計(jì)算。塑件內(nèi)部徑向尺寸的轉(zhuǎn)換： 70170 ??? ?? ? ? ? ? z ?? ?????????? ）（）（ ?式中， 表 4間，此處取 2）動(dòng)模型 芯定位尺寸 ： ? ? ? ? 0 400222z ?????????? ）（）（ ?式中， 表 4間，此處取 3） 動(dòng) 模型芯尺寸 高度 計(jì)算 ? ? ? ? 3z ?? ?????????? ）（）（ ?式中 模具尺寸計(jì)算系數(shù)，查表 4 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 圖 2動(dòng)模型芯 （ 4）圓型芯高度尺寸計(jì)算 ??? ? ? ? . 0 2 3112? ?????????? ）（）（ ?式中 模具尺寸計(jì)算系數(shù)，查表 4知一般在 間，取 型零件尺寸及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算 （ 1）凹模側(cè)壁厚度的計(jì)算 凹模側(cè)壁厚度與型腔內(nèi)壓強(qiáng)及凹模的深度有關(guān)，根據(jù)型 腔的布置，模架初選55250 ? 的標(biāo)準(zhǔn)模架，其厚度根據(jù)表 4 154314????????? ??? ?????????????取 100 式中， p 是型腔壓力（ ； E 是材料彈性模量（ ； ,W 是影響變形的最大尺寸，而 ；p?是模具剛度計(jì)算許用變形量。根據(jù)注射塑料品種。 2 p ???? ?? 式中， ? 12 ????? 凹模側(cè)壁是采用嵌件，為結(jié)構(gòu)緊湊，這里凹模嵌件單邊厚選 14于型腔采用直線(xiàn)、對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)布置，故兩個(gè)型腔之間壁厚滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就可以了。型腔與模具周邊的距離由模板的外形尺寸來(lái)確定，根據(jù)估算模板平面尺寸選用 55250 ? ，它比型腔布置的尺寸大得多，所以完全滿(mǎn)足剛度和強(qiáng)度要求。 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 （ 2） 動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算 動(dòng)模墊板厚度和所選模架的兩個(gè)墊塊之間的跨度有關(guān)，根據(jù)前面的型腔布置，模架應(yīng)選在 55250 ? 這個(gè)范圍之內(nèi)，墊塊之間的跨度大約為 7 040402 5 0 ??? 。那么，根據(jù)型腔布置及型芯對(duì)動(dòng)模墊板的壓力就可以計(jì)算得到動(dòng)模墊板厚度，即 15311??????? ??? ????????????? ? 式中，p?是動(dòng)模墊板剛度計(jì)算許用變形量，12 ??????????? ??????? L 是兩個(gè)墊塊之間的距離，約 1601L 是動(dòng)模墊塊的長(zhǎng)度，取 355A 是兩個(gè)型芯投影到動(dòng)模墊板上的面積。 架的確定 根據(jù)模具型腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸可以計(jì)算出凹模嵌件所占的平面尺寸，又考慮凹模壁厚，導(dǎo)柱、導(dǎo)套的布置等，再同時(shí)參考 中的小型標(biāo)準(zhǔn)模架的選型經(jīng)驗(yàn)公式和表 4確定選用模架序號(hào) 為 6 號(hào)（ 55250 ??? ） 如下圖 。 圖 2模架 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 模板尺寸的確定 1） A 板尺寸。 A 板是定模型腔板，塑件高度為 A 板厚度取 100 2） B 板尺寸。 B 板是型芯固定板，取 100 3） C 板（墊塊）尺寸。墊塊 =推出行程 +推板厚度 +推桿固定板厚度 +（ 5~10） 30+20+16+5~10） 5~80步選定 C 為 80 經(jīng)上述尺寸計(jì)算，模架尺寸已經(jīng)確定為模架序號(hào)為 6 號(hào)，板面為 55250 ? ,模架結(jié)構(gòu) 形式由計(jì)算設(shè)計(jì)得到 。其外形尺寸： 04355250 ????? 高長(zhǎng)寬 架各尺寸的校核 根據(jù)所選注射機(jī)來(lái)校核模具設(shè)計(jì)的尺寸。 1） 模具平面尺寸 70448355250 ??? （拉桿間距），校核合格。 2） 模具高度尺寸 30450304200 ?? （模具的最大 厚度和最小厚度），校核合格。 3） 模具的開(kāi)模行程模具的開(kāi)模行程 5 01 9 0~1 8 (21 ??????? ）（），校核合格。 氣槽的設(shè)計(jì) 排氣槽應(yīng)該開(kāi)設(shè)在型腔最后填充的部位，如塑件、流道、冷料穴的澆注終端。排氣槽最好開(kāi)設(shè)在型腔一側(cè)，即使所產(chǎn)生的飛邊、凝料也較容易脫模或者去除，另外，排氣槽應(yīng)該盡量開(kāi)設(shè)在便于清模的位置，以防止積存冷料。 排氣槽的深度與塑料品種的流動(dòng)性、注射壓力、注射溫度有關(guān)，排氣槽寬度根據(jù)具體的情況來(lái)確定。 該塑件由于采用側(cè)澆口進(jìn)料，熔體經(jīng)塑件下方的臺(tái)階 及中間的肋板充滿(mǎn)型腔， 側(cè)面有 6? 型芯 使用軸承配合 u 型架完成側(cè)抽芯 ，其配合間隙可作為氣體排出的方式，不會(huì)在頂部 以及側(cè)面 產(chǎn)生氣體憋氣的現(xiàn)象。同時(shí)，底面的氣體會(huì)沿著推桿的配合間隙、分型面和型芯之間的間隙向外排出。 模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在注射成型的每一個(gè)循環(huán)中，都必須使塑件從模具凹模或型芯上脫出，模具中這種脫出塑件的機(jī)構(gòu)稱(chēng)為脫模機(jī)構(gòu)（或稱(chēng)推出機(jī)構(gòu)、頂桿機(jī)構(gòu)）。脫模機(jī)構(gòu)的作用包括塑件的脫出和取出兩個(gè)動(dòng)作，即首先將塑件和澆注系統(tǒng) 凝料等與模具松動(dòng)分離，稱(chēng)為脫出，然后把其脫出物從模具中取出 模機(jī)構(gòu)和設(shè)計(jì)原則： （ 1）塑件滯留于動(dòng)模 模具開(kāi)啟后應(yīng)使塑件及澆口凝料滯留于帶有脫模裝置的動(dòng)模上，以便脫模裝置在注射機(jī)推桿的作用下完成脫模動(dòng)作。 （ 2）保證塑件不變形損壞 這是脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)該達(dá)到的基本要求。首先要正確分析塑件對(duì)凹?；蛘咝托镜母街Φ拇笮∫约八诘牟课?，有針對(duì)性的選擇合適的脫模方法和脫模位置，使推出中心與脫模阻力中心相重合。型芯由于塑料收縮時(shí)對(duì)其抱緊大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 力最大，因此推出的作用點(diǎn)應(yīng)該盡可能的靠近型芯，推出力應(yīng)該作用于塑件剛度、強(qiáng)度最大的位置，作用面應(yīng)該盡可能大一些。影響脫模力的因素很多，當(dāng)材料的收縮率大，塑件壁厚大，模具的型芯形狀復(fù)雜，脫模斜度小一以及凹模（型芯）表面粗糙度值高時(shí)，脫模阻力就會(huì)增大，反之則小。 （ 3）力求良好的塑件外觀 推出塑件的位置應(yīng)該盡量在塑件內(nèi)部或者對(duì)外觀影響不大的位置，在采用推桿脫模時(shí)尤其要注意這個(gè)問(wèn)題。 出方式的確定 本塑件圓周采用推板配合推桿的綜合推出方式。推板配合推桿推出時(shí)為了減小推桿與型芯的摩擦，設(shè)計(jì)中在用推桿與型芯之間留出 采用錐面配合，可以防推桿因偏心而產(chǎn)生溢料 ，同時(shí)避免了推桿和型芯之間產(chǎn)生摩擦。 芯推出方式 ： 本塑件圓型芯采取側(cè)向抽芯，將型芯通過(guò)滾子軸承固定，脫模時(shí)滾子軸承沿著 而將側(cè)面型芯抽出，方便固定圈塑件使用推板配合推桿完成脫模動(dòng)作。 模力的計(jì)算 （ 1） 凹模 型芯脫模力 因?yàn)?????，所以此處可看為薄壁圓筒塑件，根據(jù)式（ 4模力為 t a i )1t a ( t a o 21??????? ????????????? ?? ? ?? ）（式中 t：塑件壁厚； L：型芯包進(jìn)長(zhǎng)度； ? ：塑料的泊松比； E：塑料的彈性模量； f：塑料與鋼材之間摩擦因數(shù)。 核推出機(jī)構(gòu)作用在塑件上的單位壓應(yīng)力 （ 1） （ 2） 推出應(yīng)力 53M 42 8 ???? ? （抗壓強(qiáng)度）合格 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 第三章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 卻系統(tǒng) 的設(shè)計(jì) 按時(shí)間單位內(nèi)塑料熔體凝固時(shí)所放出的熱量等于冷卻 水所帶走的熱量計(jì)算 成型溫度及模具溫度分別為 200℃和 50氏度。所以，模具溫度初步選定為 50℃，用常溫水對(duì)模具進(jìn)行冷卻。 （ 1）單位時(shí)間內(nèi)注入模具中塑料的熔體總質(zhì)量 W 1）塑料制品體積 33 28 0 ????????塑分主 3 2）塑料制品的質(zhì)量 1 ???? ?V 3）塑件壁厚為 5以查表 4冷 取注射時(shí)間 注，脫模時(shí)間 脫，則注射在周期： ?????? ）（脫冷注。由此可得每小時(shí)注射數(shù)：次）次（ 12030/3600 ??N 4）單位時(shí)間注入模具中塑料的總質(zhì)量 : h/??? （ 2） 確定單位質(zhì)量塑件在凝固時(shí)所放出的熱量 Q 查表 4知 位熱流量 Q 的值范圍在 kg/10 J）（ 之間，故可取 kg/Q。 （ 3） 計(jì)算冷卻水體積流量221 ?? ，出水口水溫 ℃252 ?? ，取水的密度為 ,m/?? ，水的比熱容為 ℃）（ ?? kg/則根據(jù)公式可得： m i n/i n/)2225(60q 3312v s ????????? ??? （ 3 （ 4） 確定冷卻水路直徑 d 當(dāng) m in/v ?時(shí)，查表 4知，為了使冷卻水處于湍流狀態(tài)，去模具冷卻水孔直徑為 d= 5） 冷卻水管內(nèi)流速 v s/05 3 2v ??? ???? ?（ 6） 求冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù) h 因?yàn)槠骄疁貫?查表 4有： ℃）（℃））（ ??????????? hm/ 0 0( 8.0 7）計(jì)算冷卻水道的導(dǎo)熱總面積 A 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 224s 6 7 ???????? ）（?（ 8） 計(jì)算模具所需冷卻水管的總長(zhǎng)度 L ???? ?9） 冷卻水管的根數(shù) x 根根 ?? L 有數(shù)據(jù)分析分析一條冷卻水道顯然不符合模具，需要進(jìn)一步進(jìn)行修改。 模嵌件和型芯冷卻水道的設(shè)置 由于塑件為 固定圈 ，推出方式為推板配合推桿 推出，所以要考慮到分型面接觸部分，并且由于動(dòng)模型腔與塑件接觸面積較大，產(chǎn)生熱量較多。設(shè)計(jì)時(shí)將冷卻水道設(shè)立在動(dòng)模型腔上，以便于冷卻效果達(dá)到最好。 本模具冷卻水道設(shè)計(jì)采用打孔的方式進(jìn)行注水冷卻。 圖 3冷卻水道 圖 3冷卻水道 向與定位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的開(kāi)合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向，安作用分為模外定位和模內(nèi)定位。模外定位是通過(guò)定位圈使模具澆口套能與注射機(jī)噴嘴精確定位；而模內(nèi)定位機(jī)構(gòu)則通過(guò)導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行和模定位，本塑件較為簡(jiǎn)單，而且定位要求并不高，通過(guò)模架自 身所帶的開(kāi)模合膜結(jié)構(gòu)即可完成。 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 第四章 總結(jié) 經(jīng)過(guò)近 14周的努力學(xué)習(xí)，已經(jīng)初步掌握了模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一些基本要點(diǎn)，通過(guò)網(wǎng)上觀看學(xué)習(xí)視頻，已經(jīng)可以熟練使用 維模型制作軟件，論文主要完成以下各項(xiàng)目標(biāo)： （ 1）澆注系統(tǒng)的分析以及設(shè)計(jì) （ 2）成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及計(jì)算 （ 3）模架的確定 （ 4）排氣槽的設(shè)計(jì) （ 5）脫模推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 6）冷卻及定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 裝圖分析 裝圖分析 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 謝 辭 四年的大學(xué)生活已經(jīng)快要落下帷幕了，在這四年的生活學(xué)習(xí)中，我收獲很多，認(rèn)真學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)各方面的能力。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們大學(xué)生活中很重要的一個(gè)課題， 本論文的研究和撰寫(xiě)，是在 林盛 老師的悉心指導(dǎo)和幫助下完成的。在此，謹(jǐn)向他的辛勤培養(yǎng)和悉心關(guān)懷表示衷心的感謝。 經(jīng)過(guò)一學(xué)期的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。 在 這里我要感謝我的指導(dǎo)老師 林盛 老師和各位教導(dǎo)我的老師。林老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，制圖等整個(gè)過(guò)程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是老師仍然細(xì)心地糾正我設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤。我對(duì)老師的專(zhuān)業(yè)水平尤為敬佩，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。感謝大學(xué)三年來(lái)所有的老師的耐心教導(dǎo)為我們打下模具專(zhuān)業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，也因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完 成。 在這次設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)小組同學(xué)的幫助，從中我學(xué)到了很多東西，鞏固了以前所學(xué)的知識(shí)。 我們?cè)O(shè)計(jì)小組內(nèi)諸位同學(xué)熱烈的交流氛圍和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度為本論文的撰寫(xiě)提供了非常優(yōu)秀的客觀條件，衷心感謝本小組的各位師兄弟的幫助、支持和啟發(fā)，與他們?cè)谝黄鹗强鞓?lè)和充實(shí)的。大家的友好與協(xié)作使我度過(guò)了一段美好的大學(xué)生活。 這次設(shè)計(jì)使我們將學(xué)過(guò)的課程貫穿起來(lái)，形成一個(gè)體系，不僅鞏固了我們學(xué)過(guò)的知識(shí)，彌補(bǔ)了知識(shí)漏洞，還為我們以后的工作打下了實(shí)踐的基礎(chǔ)。 馬上就要畢業(yè)了，以后我會(huì)更加努力的學(xué)習(xí)各門(mén)知識(shí)，用知識(shí)來(lái)武裝自己， 把自己所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用 到工作中，做一個(gè)對(duì)社會(huì)有用的人。 非常感謝百忙中抽空指導(dǎo)評(píng)審