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目錄 摘要 ................................................................1 前言 ................................................................2 1.塑件工藝分析及塑料的選用 ..........................................3 1.1 塑件工藝分析 ..................................................3 1.2 塑料的選用 ....................................................3 2.模具種類與模具設(shè)計的關(guān)系 ..........................................7 3.模具的基本結(jié)構(gòu) ....................................................8 3.1 模具的成形方法 ................................................8 3.2 型腔的布置 ....................................................8 3.3 確定分型面 ....................................................8 3.4 確定推出方式 ..................................................9 3.5 模具的結(jié)構(gòu)形式 ................................................9 4.注射機的選擇 .....................................................11 5.注塑機參數(shù)校核 ...................................................12 5.1 最大注射量校核 ...............................................12 5.2 鎖模力校核 ...................................................12 5.3 模具與注塑機安裝部分相關(guān)尺寸校核 .............................12 5.4 模具閉合高度校核 .............................................13 5.5 開模行程校核 .................................................13 6.模具設(shè)計的有關(guān)計算 ...............................................14 7.模具結(jié)構(gòu)、尺寸的設(shè)計計算 .........................................16 7.1 型腔結(jié)構(gòu) .....................................................16 7.2 型芯結(jié)構(gòu) .....................................................16 7.3 選擇澆注系統(tǒng) .................................................17 7.4 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 ...............................................21 7.5 導(dǎo)向機構(gòu) .....................................................24 7.6 拉料桿 .......................................................25 7.7 推出結(jié)構(gòu)的計算 ...............................................26 7.8 模具排氣槽設(shè)計 ...............................................27 8.塑料注射模具技術(shù)要求及總裝技術(shù)要求 ...............................28 8.1 零件的技術(shù)要求 ...............................................28 8.2 總裝技術(shù)要求 .................................................28 結(jié)論 ...............................................................30 致謝 ...............................................................31 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 1 摘要 塑料模具在當(dāng)今社會越來越廣泛的應(yīng)用，從電腦、手機、飲料、臺燈、水筆、水盆 等方面應(yīng)用極其廣泛，可以說從我們的吃穿住行都離不開它。注射成形是成形熱塑件的 主要方法，因此應(yīng)用范圍很廣。注射成形是把塑料原料放入料筒中經(jīng)過加熱熔化，使之 成為高黏度的流體，用柱塞或螺桿作為加壓工具，使熔體通過噴嘴以較高壓力注入模具 的型腔中，經(jīng)過冷卻、凝固階段，而后從模具中脫出，成為塑料制品。 本次的畢業(yè)設(shè)計是花插座底盤的注塑模的設(shè)計，該模具有重量輕、耐腐蝕老化、絕 緣性好、強度高、使用壽命長，制作方便、價格低廉等特點，可用于雙孔、三孔插座。 依據(jù)產(chǎn)品的數(shù)量和塑料的工藝性能確定了以雙分型面注塑模的方式進行設(shè)計。模具 的型腔采用一模四腔平衡布置，澆注系統(tǒng)采用點澆口成形，推出形式為四推桿推出機構(gòu) 完成塑件的推出。由于塑件的工藝性能要求注塑模中有冷卻系統(tǒng)，因此在模具設(shè)計中也 進行了設(shè)計。本次的設(shè)計中參考了大量的文獻，還在互聯(lián)網(wǎng)上查找資料，設(shè)計過程比較 完整。 關(guān)鍵詞 雙分型面注射模具 插座 聚甲醛。 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 2 前言 通過在興華模具公司的實習(xí)，使我對模具制造行業(yè)有了一定的了解和認(rèn)識，故在這 次做畢業(yè)論文選擇課題時，我最終選擇設(shè)計關(guān)于以塑模為課題的設(shè)計，說明塑模在興華 模具公司中的應(yīng)用。 隨著經(jīng)濟總量和工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對模具的需求量越來越大，技 術(shù)要求也越來越高。期間其發(fā)展重點應(yīng)該是既能滿足大量需要，又具有較高的技術(shù)含量， 特別是目前國內(nèi)尚不能自給、需大量進口的模具和能代表發(fā)展方向的大型、精密、復(fù)雜、 長壽命模具。又由于模具標(biāo)準(zhǔn)件的種類、數(shù)量、水平、生產(chǎn)集中度等對整個模具行業(yè)的 發(fā)展有重大影響。因此，一些重要的模具標(biāo)準(zhǔn)件也必須重點發(fā)展，而且其發(fā)展速度應(yīng)快 于模具的發(fā)展速度，這樣才能不斷提高我國的模具標(biāo)準(zhǔn)化水平，從而提高模具質(zhì)量，縮 短模具生產(chǎn)周期及降低成本。由于我國的模具產(chǎn)品在國際市場上占有較大的價格優(yōu)勢， 因此對于出口前景好的模具產(chǎn)品也應(yīng)作為重點來發(fā)展。而且應(yīng)該是目前已有一定基礎(chǔ)， 有條件、有可能發(fā)展起來的產(chǎn)品。如： 1.大型精密塑料模具 塑料模具占我國模具總量的比例正逐年上升，發(fā)展?jié)摿薮蟆?目前雖然已有相當(dāng)技術(shù)基礎(chǔ)并正在快速發(fā)展，但技術(shù)水平與國外仍有較大差距，總量也 供不應(yīng)求，每年進口幾億美元。 2.主要模具標(biāo)準(zhǔn)件 目前國內(nèi)已有較大產(chǎn)量的模具標(biāo)準(zhǔn)件主要是模架、導(dǎo)向件、推 桿推管、彈性元件等。這些產(chǎn)品不但國內(nèi)配套大量需要，出口前景也很好，應(yīng)繼續(xù)大力 發(fā)展。 3.大型精密塑料模具 塑料模具占我國模具總量的比例正逐年上升，發(fā)展?jié)摿薮蟆?目前雖然已有相當(dāng)技術(shù)基礎(chǔ)并正在快速發(fā)展，但技術(shù)水平與國外仍有較大差距，總量也 供不應(yīng)求，每年進口幾億美元。 4.主要模具標(biāo)準(zhǔn)件 目前國內(nèi)已有較大產(chǎn)量的模具標(biāo)準(zhǔn)件主要是模架、導(dǎo)向件、推 桿推管、彈性元件等。這些產(chǎn)品不但國內(nèi)配套大量需要，出口前景也很好，應(yīng)繼續(xù)大力 發(fā)展。 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 3 1.塑件工藝分析及塑料的選用 1.1 塑件工藝分析 該產(chǎn)品用于電源插座上,要求具有絕緣性的作用。該產(chǎn)品精度及表面粗糙度要求為一 般精度,但在加工制造過程中要求各部分有一定配合精度關(guān)系。該產(chǎn)品為大批量生產(chǎn)。故 設(shè)計的模具要有較高的注塑效率，澆注系統(tǒng)要能自動脫模，可采用點澆口自動脫模結(jié)構(gòu)。 由于該塑件要求批量大，所以模具采用一模四腔的結(jié)構(gòu)，澆口形式采用點澆口，由于塑 件相對較小，所以可以采用一點進料，以利于充滿型腔。相對于大塑件可采用相對于小 的塑件大的分流道，以達到同時充模的效果。化學(xué)性能穩(wěn)定，絕緣性好，宜于成形加工 等，閉彎折不容易產(chǎn)生損壞和斷裂現(xiàn)象。塑件表面要求無飛邊或縮孔現(xiàn)象。 1.2 塑料的選用 （1）酚醛塑料(PF) 性能:一般工業(yè)電器用:具有良好可塑性,適用于一般壓塑成型,工藝性良好,機電性良 好,光澤性好；高電絕緣用:適宜于壓縮成形,除力學(xué)性能良好外,有優(yōu)良絕緣性及耐水性； 耐水、耐熱、耐油，耐腐蝕，防濕防霉用，有良好的機電性能；耐沖擊用：有高抗沖擊 強度，電絕緣，防霉，防濕，耐水性能；自然放霉，耐濕，耐酸特性及具有高度防濕， 防霉，耐高頻特性。 用途：可做工業(yè)電器開關(guān)及零件,儀表殼,紡織機械零件、礦燈零件,旋紐燈頭,開關(guān), 插座等日用電器零件；可作電絕緣性,耐水性要求較高的電器儀表及電訊工業(yè)零件,交通 電工器材及無線電零件；可作耐高頻的短波和超短波電訊器材,高絕緣試驗儀器,無線電, 雷達,電子管燈座等電器零件；可作要求耐熱,耐水,防霉,防腐的各種電器零件,用于船舶,濕 熱帶氣候條件時。 （2）聚醚砜(PES) 性能:具有耐熱性優(yōu)越的聚醚類塑料,熱變形溫度磕打 260℃,高溫下其力學(xué)強度也不 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 4 降低，透明無毒,但易吸水。 用途:用于制造電器開關(guān)件,汽車變速器齒輪,線圈骨架,插座,醫(yī)療器械飛機窗框 （3）聚甲醛(POM)。 性能:它是一種有側(cè)鏈,高密度,高結(jié)晶性的線形聚合物,具有友誼的綜合性能.力學(xué)強 度較高,它的抗張強度達 70Mpa,可在 104℃下長期使用,脆化溫度為-40℃,吸水性較小,缺 點是熱穩(wěn)定性教差,所以必須嚴(yán)格控制溫度.還有結(jié)晶性了熔融范圍很窄,速度快,料溫稍 低與熔融溫度即發(fā)生結(jié)晶化,流動性下降。流動性中等,溢邊值為 0.04mm,流動性對溫度不 敏感,但對注射壓力敏感，結(jié)晶時體積變化大,成型收縮范圍和收縮率大。 摩擦系數(shù)低,彈性高,淺側(cè)凹槽可強迫脫膜,塑件表面可帶有皺紋花樣,但易產(chǎn)生表面 缺陷,如毛斑,縮孔,凹痕等弊病。宜用螺桿式注塑機成型,余料不宜過多和滯留過長,一般 塑件的注射量不應(yīng)超過注塑機注射量的百分之七十五,或取注射容量與料筒容量之比為 1:6 到 1:10 左右,料筒嘴等務(wù)必防止有死角和間隙面滯料,預(yù)塑時螺桿轉(zhuǎn)速宜取底值,并宜 用單頭,全螺紋,等距,壓塑突變型螺桿.對噴嘴孔徑應(yīng)取最大值,并用直通式噴嘴,噴嘴孔 可呈喇叭形,并設(shè)置單獨控制的加熱裝置,以便控制噴嘴溫度.必須嚴(yán)格控制成型條件,嵌 件應(yīng)預(yù)熱,余料儲存 5 到 10 個塑件重量的物料即可,料溫不宜過高,一般取稍高與熔點 100 到 150 攝食度即可,模具對塑料的影響較大。提高模溫可以改善表面凹痕,有助于容料流 動,使塑件內(nèi)外均勻冷卻,防止溢料,縮孔,皺褶,模溫對結(jié)晶度及收縮也有很大影響,必須 嚴(yán)格控制,一般取(75-120) ℃,塑件壁厚大于 4 毫米時取(90-120) ℃,小于 4 毫米時取 (75-90) ℃, 宜用高壓,高速注射,使塑件可以在較高溫度情況下脫模,冷卻時間也很短.但 為了防止收縮變形,應(yīng)力不均勻,脫模后將塑件放在 90℃左右的熱水中冷卻或用整形夾具 冷卻。 （4）材料的確定及相關(guān)參數(shù) 方案一 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 5 采用酚醛塑料,它一般以(40~50)%的酚醛樹脂作基本原料,加入(40~50)%填料、固化 劑、催化劑、燃料、塑化劑及潤滑劑等輔助料而組成，這樣可以降低成本，另外換可以 賦予他書性質(zhì)以及材料的流動性，使之在高壓下流入塑模時不致過多地溢出。 方案二 采用聚醚砜,雖然在高溫下力學(xué)強度不降低,但是易吸水用在插座上,特別是在用電設(shè) 備上不太安全。 方案三 因為它的熔融,凝固十分迅速,熔融速度快有利于成型,縮短了成型周期,按經(jīng)濟條件 考慮,省時就是有利于提高生產(chǎn)率.另外它在常溫下一般不溶于有機溶劑,能耐醛、酯、醚、 烴及弱酸、弱堿，耐汽油及潤滑油性能也很好，有較高的抗拉、抗壓性能和突出的耐疲 勞強度，尺寸穩(wěn)定、吸水率小，具有優(yōu)良的減摩、耐摩性能，能耐扭變，有突出的回彈 能力；還有較好的電氣絕緣性能。 由參獻[14] POM 的成形條件及相關(guān)參數(shù): 注射成形機類型:螺桿式 密 度(g/cm 3):1.41～1.43 計算收縮率(%):1.2～1.0 預(yù)熱:溫度(℃)80～100 時間：(h)3～5 料筒溫度(℃):后段 160～170 中段 170～180 前段 180～190 噴嘴溫度(℃):170～180 模具溫度(℃):90～120 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 6 注射壓力(Mpa)80～130 成形時間(s):注射時間 20～90 高壓時間 0～9 冷卻時間 20～60 總周期 60 適用注射機類型:螺桿式 后處理:方法 紅外線燈、烘箱 溫度(℃) 140～145 時間(h) 4 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 7 2.模具種類與模具設(shè)計的關(guān)系 不同種類的塑料其工藝性能、成形特性也不相同，因此為了確定塑料的工藝性能、 成形特征，并在模具中充分利用以獲得優(yōu)質(zhì)的塑料制件。 如表 2-1 塑料種類與模具設(shè)計關(guān)系 塑料 特征 注意事項 聚甲醛 POM（結(jié)晶型） 1， 直接澆口處易產(chǎn)生定向 應(yīng)力，以致使塑料變形 2， 冷卻速度快 3， 流動性好具有鉸鏈性能 1， 盡量采用直接澆口，尤其是成形 較大面積的扁平體 2， 澆注系統(tǒng)散熱面積要小，以降低 冷卻速度，保證塑料順利充填型 腔 塑件的成型要求： 化學(xué)性能穩(wěn)定，絕緣性能優(yōu)良，宜于成形加工等，閉彎折不容易產(chǎn)生損壞和斷裂現(xiàn) 象。塑件表面要求光滑無飛邊或縮孔現(xiàn)象。 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 8 3.模具的基本結(jié)構(gòu) 3.1 模具的成形方法 塑件采用注射成形法生產(chǎn)，為保證塑件表面質(zhì)量,使用點澆口成形,因此模具應(yīng)為雙 分形面注射模。 3.2 型腔的布置 塑件形狀簡單,質(zhì)量較小,生產(chǎn)批量大，所以應(yīng)使用多型腔注射模具。考慮到塑件的 側(cè)面有矩形孔(7X2),需側(cè)向抽芯,所以模具采用一模四腔(計算方法如下),平衡布置.這樣 模具尺寸較小,制造加工方便,生產(chǎn)效率高,塑件成本較低。其布置如圖 1： 圖 1 型腔分布圖 3.3 確定分型面 塑件分型面的選擇應(yīng)保證塑件的質(zhì)量要求,塑件的分型面有多種選擇,圖如下,分型面 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 9 選擇在軸線上,這種選擇會使塑件表面留下分型面痕跡,影響塑件表面質(zhì)量.同時這種分型 面也使側(cè)向抽芯困難,假如分型面選擇在下端面,這樣的選擇使塑件的外表面可以在整體 凹模型腔內(nèi)成型,塑件大部分外表面光滑,僅在側(cè)向抽芯處留有分型面痕跡。同時側(cè)向抽 芯容易,而且塑件脫模方便。雙分型面注射模注射成型塑件表面平整、沒有較大的澆口痕 跡。由于該塑件為多型腔注射模,澆注系統(tǒng)有分流道,即要實現(xiàn)分流道脫模,又要實現(xiàn)塑件 脫模,所以應(yīng)該應(yīng)用雙分型面。其結(jié)構(gòu)如圖 2 圖 2 分型面簡圖 3.4 確定推出方式 由于塑件的形狀為方形,采用推桿推出機構(gòu),推桿的推出機構(gòu)是整個推出機構(gòu)中簡單, 較常見的一種形式.由于設(shè)置推桿的自由度較大,而且推桿截面大部分為圓形,容易達到推 桿與模板或型芯上推桿孔的配合精度,推桿推出是運動阻力小,推出動作靈活可靠,損壞后 便于更換,因此在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。 3.5 模具的結(jié)構(gòu)形式 《中小型模架》標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，并規(guī)定模架的形式為品種型號.塑料注射中小型模架標(biāo) 準(zhǔn) GB/T12556.1～12556.2-90.其組合形式有 A1,A2,A3,A4 四種,根據(jù)條件選用 A1 其尺寸 如下表。 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 10 表 3-1 導(dǎo)柱于模架相對位置的確定 模架尺寸 導(dǎo)柱直徑 導(dǎo)柱位置 A×B d 1g2g3g 200×250 20 20 20 20 其結(jié)構(gòu)形式如圖 3。 圖 3 裝配圖 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 11 4.注射機的選擇 由給出的工件可稱得工件的質(zhì)量為 80g，可計算澆注系統(tǒng)的體積為 。315cm 所以： 3374.5641.80cmcgmV???塑 件 澆塑 件總 V?374.156cm? 選用 XS-ZY-125 型臥式注射機，其性能參數(shù)如下： 額定注射量： 325 注射壓力： Mpa10 鎖模力： KN9 最大注射面積： 23cm 最大開模行程： 0 模具最大厚度： 模具最小厚度： 2 拉桿間距： m906? 噴嘴直徑： 4 噴嘴圓弧半徑： 12 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 12 5.注塑機參數(shù)校核 5.1 最大注射量校核 注射機的最大注塑量應(yīng)大于制品的重量或體積（包括流道及流口凝料和飛邊） ，通常 注塑機的實際注塑量最好在注塑機的最大注塑量 80%。 所以，選用的注塑機最大注塑量應(yīng) 澆塑 件機 V??8.0 式中 ——注塑機的最大注塑量：單位 機V3cm ——注塑機的體積，單位 塑 料 該產(chǎn)品：V 塑件=80 3c ——澆注系統(tǒng)體積，單位 澆 m 該產(chǎn)品： =15澆 3c 故 318.058.V???澆塑 件機 確定的注塑機注塑量為：118 。所以，滿足要求。3cm 5.2 鎖模力校核 >鎖 機FAP模 ——熔融型料在型腔內(nèi)的壓力（70—100 Mpa）80％模P ——塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面之和：計算為 9782mm2A ——注塑機的額定鎖模力鎖 機F 故 ＞ =68 x 9782=665（KN）鎖 機 AP模 所以選定的注塑機為：900（KN） 滿足條件 5.3 模具與注塑機安裝部分相關(guān)尺寸校核 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 13 即 模具長×寬＜拉桿間距 模具的長寬為 200×250＜注塑機拉桿間距 260×290 5.4 模具閉合高度校核 模具實際厚度 H 模 =245mm 注塑機最小閉合厚度 H 最小 =200 mm 即 H 模 ＞H 最小 故滿足要求 5.5 開模行程校核 我們所選的注塑機的最大行程與模具厚度有關(guān)，故注塑機的開模行程應(yīng)滿足下式： >??最 小模機 HS???m10521?? 因為 最 小模機 43? ??1602510521 ??? H1——推出距離 單位 mm H2——包括注射系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度 單位 mm S 機 ——注射機最大開模行程 故 滿足要求。 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 14 6.模具設(shè)計的有關(guān)計算 模具成形尺寸設(shè)計計算 在計算型腔的尺寸之前，首先要確定使用塑料的成形收縮率，查表得：取 POM 的成 型收縮率為 3%，根據(jù)精度等級的選用，采用 6 級。 依精度等級而定的計算法，一般塑件（SJI1372—78 5-6 級精度） 凹模 MCSL????])1('[ 凸模 ' 中心距 2/)('M? 磨損嚴(yán)重時 ??c? 磨損輕微時 8/5/— 不考慮磨損時 可去掉上列各式中的 c? L`為塑件的基本尺寸，為塑件的公差，為模具制造公差，為模磨損量。因考慮到塑 件是大批量生產(chǎn)，磨損嚴(yán)重取 ,查表塑件精度與模具制造精度的關(guān)系 δM 取2/??c? Δ/4。 表 6-1 尺寸公差表 6-10 10-14 14-18 18-24 24-30 30-40 40-50 50-65 公差 0.32 0.36 0.40 0.44 0.48 0.52 0.56 0.64 型腔相關(guān)尺寸: 4/6.0]2/.)03.15.62[. ?????（L.04/5.]/.)..[.（ 14.06??4/2.0]/.)3.(9[3???L 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 15 13.09??4/52.0]/.).(6[???L13.08?/.]/4.).9[1?（ 1.04? 4/0.]2/.)3.6[???（L10.??/36.]/..[）（ 09.1? 4/2.0]/.)3.[????（L08.9?/3.]/.).1[（ 08.?? 型芯相關(guān)尺寸: 4/56.0]2/.3.42[??）（L1.05?/.]/.6[3??）（ 13.07? 4/52.0]/.)5[. ??（L13.02??/36.]/.)[?（ 09.6?4/2.0]/.)318[???（L09.4? 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 16 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 17 7.模具結(jié)構(gòu)、尺寸的設(shè)計計算 7.1 型腔結(jié)構(gòu) 型腔板是由滑塊、4 個凹模、4 個導(dǎo)柱孔、1 個推料桿和分流道及點澆口組成。其尺 寸如圖 4。 圖 4 型腔圖 7.2 型芯結(jié)構(gòu) 型芯板是由 4 個凸模、16 個推件孔、4 個導(dǎo)柱孔、4 個回程桿孔和一個推料桿孔以及 4 個螺紋孔組成.其尺寸如圖 5。 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 18 圖 5 型芯圖 7.3 選擇澆注系統(tǒng) 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。 1）主流道的設(shè)計 指噴嘴口起折分流道入口處止的一段，與噴嘴在一軸線上，料流方向不改變。主流 道為直接與注塑機的噴嘴連接的部分。熔體從噴嘴中以一定的動能噴出.由于熔體在料筒 內(nèi)已被壓縮,此時流入模的空腔內(nèi),其體積必然要增大,流速也略為減小。便于流道凝料從 主流道襯套中拔出，主流道設(shè)計成圓錐形。錐角 粗糙度 與噴嘴對接處?4~2?63.0?Ra 設(shè)計成半球形凹坑，球半徑略大于噴嘴頭半徑。 主流道設(shè)計應(yīng)注意的問題： （1）便于流道凝料從主流道襯套中拔出，主流道設(shè)計成圓錐形，錐角 粗糙度?4~2? 與噴嘴對接處設(shè)計成半球形凹坑，球半徑略大于噴嘴頭半徑。 63.0?Ra （2）主流道要求耐高溫和摩擦，要求設(shè)計成可拆卸的襯套，以便選 用優(yōu)質(zhì)材料單獨加 工和熱處理。 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 19 （3）襯套大端高出定模端面 ，并與注射機定模板的定位孔成間隙配合，起定位m10~5 隙作用。 （4）主流道襯套與塑料接觸面較大時，由于腔體內(nèi)反壓力的作用使襯套易從模具中退出， 可設(shè)計定住 。 （5）直角式注射機中，主流道設(shè)計在分型面上，不需沿軸線上拔出凝料可設(shè)計成粗的圓 柱形。 主流道直徑計算的經(jīng)驗公式： )(4mKVD?? 式中 ——主澆道大頭直徑 m ——流經(jīng)主澆道的熔體體積 3c ——因熔體材料而異的常數(shù)K 塑料種類 PSE\PACPOMCA 值 5.245.11.225. 故 mD.12.30?? 主流道襯套的材料常用 T8A、T10A 制造，熱處理后硬度為 50—55HRC。主流道襯套與 定模板采用 H7/m6 的過渡配合，主流道襯套與定位圈采用 H9/m9 的過渡配合。由于受型 腔或分流道的反壓力作用，主流道襯套會產(chǎn)生軸向定位移動，所以主流道襯套的軸向定 位要可靠其結(jié)構(gòu)形式如圖 6。 圖 6 主流道簡圖 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 20 2)分流道的設(shè)計 指塑料熔體從主流道進入多腔模各個型腔的通道，對熔體流動起分流轉(zhuǎn)向作用，要 求熔體壓力和熱量在分流道中損失小。 1、分流道的截面形狀有：圓形、梯形、u形、半圓形、矩形；分流道的長度應(yīng)盡可能的 短，少彎折的減少壓力損失和熱量損。 失；分流道的表面粗糙度為R a<1.6mm 。 如表7-1 分流道截面形狀和特征比較 特征 截面形狀 熱量損失 加工性能 流動阻力 效果 半圓形 小 較難 小 最佳 梯形 較小 易 較小 良 矩形 大 易 大 不良 通過以上截面形狀的對比，顯然圓形截面形狀效果最佳，但其加工較難，梯形截面 形狀為最佳選擇。 2、分流道的斷面尺寸要視塑件的大小，品種注射速度及分流道的長度而定。 一般分流道直經(jīng)在 以下時，對流動性影響較大，當(dāng)直經(jīng)大于 時，對流動性影m6~5 m8 響較小。 3、多腔模中，分流道的排布： 平衡式和非平衡式： 平衡式：分流道的形狀尺寸一致。 非平衡式： a、靠近主流道澆口尺寸設(shè)計得大于遠(yuǎn)離主流道的澆口尺寸。 b、分流道不能太細(xì)長，太細(xì)長，溫度，壓加體大會使離主流道較遠(yuǎn)的型腔難以充滿。 c、一般需要多次修復(fù)，調(diào)理達到平衡。 d、即使達到料流和填充平衡，但材料時間不相同，制品出來的尺寸和性能有差別， 對要求高的制品不宜采用。 e、非平衡式分布，分流道長度短 。 f、如果分流道較長，可將分流道的尺寸頭沿熔體前進方向稍征長作冷料穴，使冷料 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 21 不致于進入型腔。 g、分流道和型腔布置時，要使用塑件投影面積總重心與注塑機鎖模力的作用線重合。 分流道尺寸經(jīng)驗計算： 分流道計算經(jīng)驗公式 )(734mLWD?? 式中 ——各級分流道的直徑 ——流經(jīng)該分澆道的熔體質(zhì)量 Wg ——流過 熔體的分流道長度 Lm 各種塑料的分流道推薦值 塑料種類 ABSPEPVCPOMD 4.8-9.5 3.2-9.5 1.6-12.5 6.4-12.7 4.8-9.8 6-10 故 mD81907345?? 其結(jié)構(gòu)如圖 7。 圖 7 分流道簡圖 3）澆口的設(shè)計 澆口的作用是使料流加速，并控制襯料時間，控制料流狀態(tài)。常用的截面形狀有圓 形和矩形兩種。澆口位置的選擇：盡量縮短流動距離，保證熔料能迅速地充滿型腔。澆 口開在塑件壁厚處，且應(yīng)減少熔痕，有利于型腔氣體的排出。所以，塑件的澆口選擇在 塑件的壁厚處，由于大塑件所填充塑料多，為此，在大塑件處的兩壁厚處各設(shè)一澆口， 這樣可以提高充模速度。對于小塑件的澆口設(shè)在塑件的中心線上（小塑件為對稱圓形） 。 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 22 盡量縮短流動距離，保證熔料能迅速地充滿型腔。澆口開在塑件壁厚處，且應(yīng)減少熔痕， 有利于型腔氣體的排出。所以，塑件的澆口選擇在花盆的底部中央處，由于塑件所填充 塑料多，這樣可以提高充模速度。 澆口尺寸選定：點澆口的直徑計算公式 )(4mAcnd?? 式中 ——點澆口的直徑 ——系數(shù)，依塑料種類而異 塑料種類 PVCSE\PACPOMVAC 值n9.06.8.07..08. ——依塑件壁厚而異的系數(shù)c ——型腔表面積A 故 md198.025.074????? 點澆口推薦尺寸 如表 7-2 點澆口尺寸參數(shù)5.1?3~5.13?PSE\ 70~9062.1~808.6.7VCOM\181~.A2.~902.061~2 澆口采用點澆口形式其結(jié)構(gòu)如圖 8。 圖 8 點澆口簡圖 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 23 7.4 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 1）冷卻回路的尺寸確定 冷卻回路的設(shè)計應(yīng)做到回路系統(tǒng)內(nèi)流動的介質(zhì)能充分吸收成形塑件所傳導(dǎo)的熱量,使 模具成形表面的溫度穩(wěn)定地保持在所需的溫度范圍內(nèi),并且要做到使冷卻介質(zhì)在回路系統(tǒng) 內(nèi)流動暢通,無滯留部位。 冷卻回路所需總表面積可按下式計算 ??WMqA????360 式中 ---冷卻回路總表面積， 2m ----單位時間內(nèi)注入模具中樹脂的質(zhì)量，Mhkg ---單位質(zhì)量樹脂在模具內(nèi)釋放的熱量， ， 值可查表；q KJq ----冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，???mW?2 ----模具成形表面的溫度，℃;M? --- 冷卻水的平均溫度，℃ 。 W P0M 成形時放出的熱量 =4.12qKgJ? 故 ??2 307.426.9301mA???? 冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 可用下式計算? 2.0 8d???? 式中 ----冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)， ;??KmW?2 -----冷卻水在該溫度下的密度，?3g ----冷卻水的流速， ;?s -----冷卻水孔直徑,d? -------與冷卻水溫度有關(guān)的物理系數(shù)， 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 24 如表 7-3 水的 值與其溫度的關(guān)系? 平均 水溫 /℃ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 56 值 6.16 6.60 7.06 7.50 7.95 8.40 8.84 9.28 9.66 10.05 故 ??54.101028.92.8??????KmW?2 2）冷卻回路的總長度的計算 冷卻回路總長度可用下式計算 dAL?10? 式中 -----冷卻回路總長度， ;m -----冷卻回路總表面積， ;A2 -----冷卻水孔直徑，d 故 L290.104.37??? 確定冷卻水孔的直徑時應(yīng)注意，無論多大的模具，水孔的直徑不能大于 14mm，否則 冷卻水難以成為湍流狀態(tài)，以致降低熱交換效率。一般水孔的直徑可根據(jù)塑件的平均壁 厚來確定。平均壁厚為 2mm 時，水孔直徑可取 10——14mm。本模具取 10mm 。所以由模 具的長度可知需要排布 4 根水道才滿足冷卻水道長度要求。 其水道分布如圖 9 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 25 圖 9 水道分布圖 3）冷卻水體積流量的計算 塑料 POM 傳給模具的熱量與自然對流散發(fā)到空氣中的模具熱量、輻射散發(fā)到空氣中 的模具熱量及模具傳給注射機熱量的差值，即為用冷卻水?dāng)U散的模具熱量。假如塑料 POM 在模內(nèi)釋放的熱量全部由冷卻水傳導(dǎo)的話，即忽略其他傳熱因素，那么模具所需的冷卻 水體積流量則可用下式計算 ??2160????cMqV 式中 -------冷卻水體積流量， ; vqmin3 -------單位時間注射入模具內(nèi)的樹脂質(zhì)量， ;Mhkg --------單位質(zhì)量樹脂在模具內(nèi)釋放的熱量， ;KJ -------冷卻水比熱容， ;c??KgJ? --------冷卻水的密度，?3m -------冷卻水出口處溫度，℃1? -------冷卻水入口處溫度，℃ 。2 4）模具加熱 當(dāng)注射成形工藝要求模具溫度在 80℃以上時，模具必需有加熱裝置，由于注射成形 工藝要求模具溫度在 40—80℃，因此模具中不用設(shè)置加熱裝置即可滿足需要。 7.5 導(dǎo)向機構(gòu) 為了保證動定模合攏時的導(dǎo)向機構(gòu)。合模導(dǎo)向機構(gòu)在模具中的作用，一是定位作用； 二是導(dǎo)向作用；三是承受一定的側(cè)壓力。 1）導(dǎo)柱 1 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 26 2）導(dǎo)柱 2 ×45° 7.6 拉料桿 拉料桿可分為球形拉料桿、z 形拉料桿和薄片式拉料桿，根據(jù)對各種拉料桿的對比分 析和對本模具成型特點考慮用 Z 形拉料桿。 如表 7-4 拉料桿尺寸參數(shù) 直徑 d 基本尺寸 極限偏差 D H 與拉料桿配 合的模板孔 d（H7） 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 27 6 -0.02 -0.05 10 4 +0.012 0 8 -0.02 -0.05 13 4 +0.015 0 10 -0.02 -0.05 15 5 +0.015 0 12 -0.02 -0.05 17 5 +0.018 0 14 -0.02 -0.05 19 6 +0.018 0 根據(jù)以上的標(biāo)準(zhǔn)可知選用的直徑 d 為: 6mm 其尺寸就及形狀如圖 10： 圖 10 打料桿 7.7 推出結(jié)構(gòu)的計算 推出機構(gòu)的組成：第一部分是直接作用在塑件上將塑件推出的零件；第二部分是用 來固定推出零件的零件，有推桿固定板、推板等；第三部分是用作推出零件推出動作的 導(dǎo)向及和模時推遲推出零件復(fù)位的零件。推出機構(gòu)應(yīng)使塑件脫模時不發(fā)生變形或損傷塑 件的外觀；推力的分布依脫模阻力的大小合理合理安排；推出機構(gòu)的結(jié)構(gòu)力求簡單，動 作可靠，不發(fā)生誤動作，和模時要正確復(fù)位。 ，推模力的計算要將塑件從模腔中推出必須 克服推出所遇到的阻力，因此塑件脫模時必須有一個足夠大的脫模力，為了使推出元件 合模后能回到原來的位置，在設(shè)計時應(yīng)考慮推出機構(gòu)的復(fù)位，推出 機構(gòu)中常用的復(fù)位零 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 28 件有復(fù)位桿和彈簧，對于本模具的形式和結(jié)構(gòu)的綜合考慮，選用復(fù)位桿推出機構(gòu)。抽芯 距 s 是將型芯從成型位置抽到不妨礙塑件脫模的位置，型芯所需要移動的距離。 由文獻[13] 式[6.5] 其值可用下式計算： ??mS3~21?? ——型芯成型部分的深度 單位為 mm1 故 5..0 其結(jié)構(gòu)如圖 11 圖 11 導(dǎo)向機構(gòu) 7.8 模具排氣槽設(shè)計 當(dāng)塑料熔體充填型腔時，必須順序地排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱而產(chǎn) 生的氣體。如果氣體不能順利地排出，塑件會由于填充不足而出現(xiàn)氣泡，接縫式表面輪 廓不清等缺陷，甚至氣體受壓而產(chǎn)生高溫，使塑件焦化，為此設(shè)置排氣槽是很有必要的， 通常排氣槽設(shè)計有多種方式，通過對模具型腔的研究，采用利用配合間隙排氣的方式為 最優(yōu)， 因為在分型面與模板間的配合間隙進行排氣，間隙值為 0.03（聚丙烯的最大不溢料間隙 為 0.03mm） 。 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 29 8.塑料注射模具技術(shù)要求及總裝技術(shù)要求 8.1 零件的技術(shù)要求 塑料注射模具應(yīng)優(yōu)先按 GB/T12555.1—90 和 GB4169.1—11 選用標(biāo)準(zhǔn)模架和標(biāo)準(zhǔn)件。模 具成形零件 材料和熱處理要求，優(yōu)先按下表內(nèi)容選用。 表 8-1 模具成形零件優(yōu)先選用材料和熱處理硬度參數(shù)表 模具材料 熱處理硬度 零件名稱 牌號 標(biāo)準(zhǔn)號 HBS HRC 45 GB699 216—260 40—45 4Cr GB3077 216—260 40—45 40CrNiMOA GB3077 216—260 40—45 3Cr2Mo GB1299 預(yù)硬狀態(tài) 35—45 4Cr 5MoSiV1 GB1299 246—280 45—55 型腔、型芯 定模鑲件、 動模鑲件、 活動鑲件 3Cr13 GB1220 246—280 45—55 8.2 總裝技術(shù)要求 表 8-2 總裝技術(shù)要求 條目編號 條目內(nèi)容 1 定模（式定模板）與動模（式動模應(yīng)板）安裝平面 的 平行度按 GB/T12555.2 和 GB/T125556.2 規(guī)定 2 導(dǎo)柱、導(dǎo)套對定、動模安裝面（式定、動模座半安 裝 面）的垂直度按 GB/T12555.2 和 GB/T125556.2 3 模具所有活動部分應(yīng)保證位置準(zhǔn)確動作可靠，不得 有 歪斜和卡滯現(xiàn)象。要求固定的零件不得相對竄動 4 塑件的嵌件或機外脫模的成形零件在模具上安放位 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 30 置應(yīng)定位準(zhǔn)確、安放可靠，具有防止錯位措施 5 流道轉(zhuǎn)接處應(yīng)光滑圓弧連接、鑲拼處應(yīng)密合，澆注 系 統(tǒng)表面粗糙度為 Ra≤0.8um 6 熱流道模具，其澆注系統(tǒng)不允許有樹脂泄露現(xiàn)象 合模后分型面應(yīng)緊密結(jié)合，成形部位的固定鑲件配 合處應(yīng)緊密貼合，其間隙應(yīng)小于塑料的額最大不落 料間 隙，其值應(yīng)符合如下規(guī)定： 塑料流動性 好 一般 較差 7 塑料間隙 /mm ＜0.03 ＜0.05 ＜0.08 9 冷卻加熱（不包括電加熱）系統(tǒng)應(yīng)暢通，不應(yīng)有泄 漏 現(xiàn)象 10 氣動式液壓系統(tǒng)應(yīng)暢通，不應(yīng)有泄漏現(xiàn)象 11 電氣系統(tǒng)應(yīng)絕緣可靠，不允許有漏電式短路現(xiàn)象。 12 在模具上裝有吊環(huán)螺釘時，應(yīng)用符號 GB825 的規(guī)定。 13 分型面上應(yīng)盡可能避免有螺釘式銷釘?shù)拇┛?，以?積 存溢料。 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 31 結(jié)論 這次畢業(yè)設(shè)計是對三年以來所學(xué)知識的總結(jié)，讓我更深刻的了解到這些年所學(xué)知識 的重要性，需要進一步加深理解，加強對知識的學(xué)習(xí)。 在校期間，開設(shè)有《機械制圖及AUTOCAD》 、 《機械設(shè)計》 、 《機械制造》 、 《液壓傳動》 、 《數(shù)控機床及編程》 、 《PLC》等課程，這些課程有電子的，有專業(yè)課程設(shè)計的，對我們搞 好這次畢業(yè)設(shè)計有很大的幫助，綜合運用好這些課程，對我這次有巨大的幫助。 即將畢業(yè)的我，在以后的工作中難免會遇到一些問題或麻煩，如機器損壞或零件老 化等一系列問題時，這時就要靠自己以前所學(xué)的知識和積累的經(jīng)驗去解決它。隨著科學(xué) 技術(shù)的發(fā)展，一些質(zhì)量優(yōu)、性能好、效率高、能耗低、價格低廉的產(chǎn)品將開發(fā)出來并淘 汰那些老的生產(chǎn)技術(shù)或設(shè)備。因此，我們應(yīng)該樹立良好的設(shè)計思想，重視對自己進行機 械設(shè)計能力的培養(yǎng)；增加設(shè)計方面的知識而努力。 所以，在以后的工作中，需要繼續(xù)學(xué)習(xí)和加深對知識的了解。在此我非常感謝任艷 霞老師在設(shè)計過程中對我的指導(dǎo)和幫助，在此向任老師致以誠摯的謝意！ 因水平有限，設(shè)計中必然有許多不足之處，還望老師批評指正。 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 32 致謝 三年的學(xué)習(xí)生活一眨眼就過了，在外求學(xué)經(jīng)歷的坎坷使我慢慢成熟，對三年以來幫 助的人們我滿懷感激，時刻沒有忘記。所經(jīng)歷的一切將讓我倍加珍惜未來的生活。 整整一個月的時間我們的畢業(yè)設(shè)計作品終于完成了。 我要大力感謝我們的指導(dǎo)老師——任艷霞老師，這次畢業(yè)設(shè)計離不開她的指導(dǎo)才能 夠順利完成。從設(shè)計初始老師就組織塑模組開例會指導(dǎo)設(shè)計思路和設(shè)計步驟，每星期一、 三、五準(zhǔn)時開例會對畢業(yè)設(shè)計的進程和正確進行評定和改正。沒有任老師的教導(dǎo)的也不 可能有今天的我們順利完成。通過三年課程的認(rèn)真學(xué)習(xí)，我們在此基礎(chǔ)上利用所學(xué)東西 順利進行并完成了設(shè)計。在此，對任老師以及三年當(dāng)中對我進行教育的各位老師，表示 我最真誠的尊敬和最誠摯的感謝。 向在百忙之中評閱本設(shè)計并提出寶貴意見的各位評委老師表示最誠摯的謝意，同時 向所有關(guān)心、幫助和支持我的老師和同學(xué)表示衷心的感謝，祝他們工作順利，萬事如意！ 由于本人的學(xué)識水平、時間和精力有限，文中肯定有許多不盡人意和不完善之處， 我將在以后的工作、學(xué)習(xí)中不斷以思考和完善。 賈海濤 2006 年 12 月 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 33 參考文獻 [1] 張秀棉《塑料模設(shè)計手冊》北京：機械工業(yè)出版社，1994 [2] 齊衛(wèi)東《塑料模具設(shè)計與制造》北京：高等教育出版社，2004 [3] 付利《塑料模具技術(shù)手冊》北京：機械工業(yè)出版社，1997 [4] 馮炳堯《模具設(shè)計與制造簡明手冊》上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1985 [5] 李秦蕊《塑料模具設(shè)計》西安：西安工業(yè)大學(xué)出版社，1988 [6] 李德群《塑料成型模具設(shè)計》武漢：華中理工大學(xué)出版社，1990 [7] 張如彥《塑料注射成型與模具》北京：中國鐵道出版社，1987 [8] 馮愛欣《塑料注射模具機構(gòu)與結(jié)構(gòu)設(shè)計》北京：機械工業(yè)出版社，1997 [9] 閻亞林《塑料模具圖冊》北京：高等教育出版社，2004。 [10] 陳錫棟、周小玉《實用模具技術(shù)手冊》北京：機械工業(yè)出版社 2002。 [11] 屈華昌《塑料成形工藝與模具設(shè)計》北京：高等育出版社，2001。 [12] 許發(fā)樾《模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊》北京：機械工業(yè)出版社，1994 [13] 葉偉昌《刀量模具設(shè)計簡明手冊》北京：機械工業(yè)出版社，1995 [14] 虞傳寶《冷沖壓及塑料成型工藝與模具設(shè)計資料》北京：機械工業(yè)出版社，1993 [15] 李學(xué)軍《模具常用機械設(shè)計》北京：機械工業(yè)出版社，2003