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河南機電高等?？茖W校 學生畢業(yè)設計中期檢查表 學生姓名 趙戰(zhàn)俠 學 號 0412148 指導教師 楊安民 選題情況 課題名稱 擋條套塑料模具設計 難易程度 偏難 適中 偏易 工作量 較大 合理 較小 符合規(guī)范化的要求 任務書 有 無 開題報告 有 無 外文翻譯質量 優(yōu) 良 中 差 學習態(tài)度、出勤情況 好 一般 差 工作進度 快 按計劃進行 慢 中期工作匯報及解答問題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績評定： 所在專業(yè)意見： 負責人： 年 月 日 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計任務書 系 部： 材料工程系 專 業(yè)： 模具設計與制造 學生姓名: 趙 戰(zhàn) 俠 學 號: 0412148 設計(論文)題目： 擋條套塑料模具設計與制造 起 迄 日 期: 2007 年 3月20 日~ 6月18日指 導 教 師: 楊安民 發(fā)任務書日期: 2007 年 3月 20 日 畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書 1．本畢業(yè)設計（論文）課題來源及應達到的目的： 1. 端蓋的結構工藝分析； 2. 端蓋料注射模設計，繪制模具總裝圖及主要的工作零件圖； 3. 編寫設計說明書； 2．本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內容和要求（包括原始數據、技術要求、工作要求等）： 畢業(yè)設計任務書一份， 圖紙（各個零件圖及裝配圖按1：1出圖） 設計說明書一份。 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 系部意見： 系領導： 年 月 日 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計說明書 設計題目 ：擋條套塑料模具設計 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設計與制造 班 級 模具041班 姓 名 趙 戰(zhàn) 俠 學 號 0412148 指導教師 楊安民 2007年05月 日 插圖清單 制件圖……………………………………………………………………………..…..5 變形曲線………………………………………………………………………………8 分型面…………………………………………………………………………………9 主流道………………………………………………………………………………..10 分流道………………………………………………………………………………..11 澆口…………………………………………………………………………………..12 成型頂桿……………………………………………………………………………..16 導柱…………………………………………………………………………………..18 導套…………………………………………………………………………………..19 復位桿………………………………………………………………………………..20 總裝圖…………………………….…………………………...……..........................23 （河南機電高等專科學校畢業(yè)設計） 摘 要 本設計題目為擋條套塑料模設計，體現了對帶有凸臺零件的設計要求，具有一定的設計意義。本文首先簡要的概述了塑料模在社會領域中的作用及其以后的發(fā)展方向；其次對工件圖進行工藝性分析，進而確定設計方案，考慮脫模方法，計算工作零件的尺寸和選擇其它零部件；最后進行總結，繪制總裝圖和零件圖。 在設計中，運用到了塑料模具設計與制造的基礎知識。脫模方式的確定，是本設計的關鍵，這設計的正確與否直接關系到成本的高低和設計模具能否正常工作。由于制件尺寸較小，又帶有小凸臺，通過計算又不能進行強制脫模，綜合考慮以上因素，采用成型頂桿結構比較經濟、合理。 通過這次畢業(yè)設計不僅使我掌握了塑料模設計的一般流程，學習到了好多課本上沒有學到的知識，更重要的是讓我學會了如何查閱資料，使我受益頗深。 關鍵詞：模具設計與制造 成型頂桿 工藝性分析 ABSTRACT This is a set of platic moulds about backing jacket what the parts with convex platform .have a meaning of mold design .This text the brief plastic role in socal field of mould of summary and developing direction afterwards at first.then carry on the craft to analyse according to the work piece picture , defininite the design plan ,consider the stripper method ,calculate out mould work some size ,choose other standard spare part according to the designing requirement . At the end have a generalize drafting the assemblely drawing and part drawing. During the design,operating the foundation knowledge about mold desin and making ,the key to designing is choosing the stripper method ,whether this one that is involne directly or not correctly whether the level of the cost and design mould could work normally. Owing to the element too samall with convex platform,don’t stripper by forcing ,intgration above factorials,choosing the forming pressure pin is very rationalization. Make me not merely the general procedure of plastic mold design through graduation project once ,study to the knowledge not learning to get on many text books even more,the more importmant is make me know how to look up document benefit me a great deal. Keyword: Mold design and making , forming pressure pin , craft analysis. 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計評語 學生姓名： 趙戰(zhàn)俠 班級: 模具041 學號： 0412148 題 目： 擋條套塑料模設計 綜合成績： 指導者評語： 指導者(簽字)： 年 月 日 畢業(yè)設計評語 評閱者評語： 評閱者(簽字)： 年 月 日 答辯委員會（小組）評語： 答辯委員會（小組）負責人(簽字)： 年 月 日 目 錄 緒論 …………………………………………………………………………………………………………………....1 第一章 塑件的工藝性分析……………………………………………………………………………......5…............................................................................................................................... 1.1：對塑料制件圖的分析…………………………………………………………………………......5 1.1.1：塑件的結構和尺寸精度等級及表面質量分析……………………………….....5 1.1.2：制件所用塑料的性能分析……………………………………………………………….....6 1.2：計算塑料制件的體積和質量…………………………………………………………………6 1.3：ABS塑料注射成型的工藝參數…………………………………………………………….6 1.4：塑料成型設備的選取……………………………………………………………………………..7 1.5：注射成型工藝條件…………………………………………………………………………………7 第二章 注射模的結構設計……………………………………………………………………………… .9 2.1：分型面的確定……………………………………………………………………………………. …..9 2.2：型腔數量的確定……………………………………………………………………………………..9 2.3：澆注系統的設計………………………………………………………………………………….....10 2.3.1：主流道設計………………………………………………………………………………………….10 2.3.2：主流道襯套設計………………………………………………………………………………….10 2.3.3：分流道的設計………………………………………………………………………………………11 2.3.4：澆口的設計………………………………………………………………………………………......11 第三章 成型零部件的設計………………………………………………………………………………..13 3.1：型芯的結構設計及其計算……………………………………………………………………..13 3.2：型腔的結構設計及其計算……………………………………………………………………..13 第四章 側向分型與抽芯機構…………………………………………………………………................15 4.1：抽芯距的確定…………………………………………………………………………………………15 4.2：抽芯機構的確定…………………………………………………………………………………......15 第五章 模具加熱和冷卻系統的設計………………………………………………………………...17 5.1 ：冷卻系統的設計…………………………………………………………………………………...17 5.1.1求塑件在硬化時每小時釋放的熱量Q2…………………………………………………17 5.1.2：求冷卻水的體積流量V………………………………………………………………….........17 第六章 結構與輔助零部件設計………………………………………………………………………...18 6.1 ：合模導向機構……………………………………………………………………………………….18 6.2 ：復位桿的設計……………………………………………………………………………………….19 6.3 ：支承塊的設計……………………………………………………………………………………….20 第七章 注射機的校核………………………………………………………………………………………...21 第八章 模具閉合高度的確定………………………………………………………………….................22 第九章 模具總裝圖及其工作原理………………………………………………………….................23 第十章 模具的安裝和調試………………………………………………………………………………...24 10.1 ：模具的安裝…………………………………………………………………………………………24 10.2 ：模具的調試…………………………………………………………………………………………24 總結 …………………………………………………………………………………………………………………….26 致謝………………………………………………………………………………………………………………………27 參考文獻………………………………………………………………………………………………………………28 河南機電高等專科學校材料工程系畢業(yè)設計說明書 擋條套塑料模具設計 緒 論 1.本課題的意義、目的及應達到的要求 本設計主要意義是在我們學習完模具設計與制造的所有專業(yè)課之后，總結條理以前我們所學的知識，使之成為一個系統的理論體系，以便于我們在以后的工作中使用。同時也讓我們對模具的設計與制造有了初步的了解，掌握了查閱資料和使用工具書以及手冊的能力。 本設計的目的是在學生畢業(yè)前夕，將通過畢業(yè)實習和畢業(yè)設計的實踐性環(huán)節(jié)，對醫(yī)學知識進行全面的總結和應用，提高綜合能力的培訓以及擴大模具領域的新知識。具體的要求是： 1． 系統總結，鞏固過去所學的基礎課和專業(yè)課知識。 2． 運用所學的知識解決模具技術領域內的實際工程問題，以此進行綜合知識的訓練。 3． 通過某項具體工程設計和實驗研究，達到多種綜合能力的培養(yǎng)，掌握設計和科研的基本過程和基本方法。 4． 提高和運用與工程技術有關的人文科學，價值工程和技術經濟的綜合知識。 2. 本課題的國內外現狀 2.1我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現狀  我國塑料模工業(yè)從起步到現在，歷經半個多世紀，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5Kg大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產照相機塑料件模具、多型腔小模數齒輪模具及塑封模具。注塑模型腔制造精度可達0.02mm～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，模具質量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達10～30萬次，淬火鋼模達50～1000萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距， （1）成型工藝方面：多材質塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結構和抽芯脫模機構的創(chuàng)新方面也取得較大進展。氣體輔助注射成型技術的使用更趨成熟，電視機外殼以及一些厚壁零件的模具上運用氣輔技術，一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件，取得較好的效果。但總體上熱流道的采用率達不 到10%，與國外的50%～80%相比，差距較大。 （2）在制造技術方面：CAD/CAM/CAE技術的應用水平上了一個新臺階，以生產家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進了相當數量的CAD/CAM系統，美國EDS的UGⅡ、美國Parametric Technology公司的Pro/Engineer、美國CV公司的CADS5、以及一些塑模分析軟件等等。這些系統和軟件的引進，雖花費了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實現了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術對成型過程，如對充模和冷卻等進行計算機模擬，取得了一定的技術經濟效益，促進和推動了我國模具CAD/CAM技術的發(fā)展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM系統有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統、華中理工大學開發(fā)的注塑模HSC5.0系統及CAE軟件等，這些軟件具有適應國內模具的具體情況、能在微機上應用且價格低等特點，為進一步普及模具CAD/CAM技術創(chuàng)造了良好條件。 （3）模具材料方面：近年來，國內已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等，對模具的質量和使用壽命有著直接的重 大影響，但總體使用量仍較少。塑料模具標準模架、標準推桿和彈簧等越來越廣泛得到應用，并且出現了一些國產的商品化的熱流道系統元件。但目前我國模具標準化程度的商品化程度一般在30%以下，和國外先進工業(yè)國家已達到70%～80%相比，仍有差距。 2.2我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展趨勢 2.2.1我國塑料模具工業(yè)今后的趨勢 據有關方面預測，模具市場的總體趨勢是平穩(wěn)向上的，在未來的模具市場中，塑料模具發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時，由于近年來進口模具中，精密、大型、復雜、長壽命模具占多數，所以，從減少進口、提高國產化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。建筑業(yè)的快速發(fā)展，使各種異型材擠出模具、PVC塑料管材接頭模具成為模具市場新的經濟增長點，高速公路的迅速發(fā)展，對汽車輪胎也提出了更高要求，因此子午線橡膠輪胎模具，特別是活絡模的發(fā)展也將高于總平均水平；以塑代木，以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大；家用電器行業(yè)在“十五”期間將有較大發(fā)展，特別是電冰箱、空調器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大；而電子及通訊產品方面，除了彩電等音像產品外，筆記本電腦和網絡機頂盒將有較大發(fā)展，這些都是塑料模具市場的增長點。 2.2.2我國塑料模具工業(yè)今后的發(fā)展方向  （1）.提高大型、精密、復發(fā)展方向雜、長壽命模具的設計水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復雜化和高精度要求以及因高生產率要求而發(fā)展的一模多腔所致。 （2）.在塑料模設計制造中全面推廣應用CAD/CAM/CAE技術。CAD/CAM技術已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術，近年來模具CAD/CAM技術的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進一步普及創(chuàng)造良好的條件；基于網絡的CAD/CAM/CAE一體化系統結構初見端倪，其將解決傳統混合型CAD/CAM系統無法滿足實際生產過程分工協作要求的問題；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設計與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。 （3）.推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型技術和高壓注射成型技術。采用熱流道技術的模具可提高制件的生產率和質量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應用這項技術是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標準，積極生產價廉高質量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關鍵。氣體輔助注射成型可在保證產品質量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統的普通注射工藝有更多的工藝參數需要確定和控制，而且常用于較復雜的大型制品，模具設計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究開發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要。 （4）.開發(fā)新的成型工藝和快速經濟模具。以適應多品種、少批量的生產方式。 （5）.提高塑料模標準化水平和標準件的使用率。我國模具標準件水平和模具標準化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質量和降低模具制造成本，模具標準件的應用要大力推廣。為此，首先要制訂統一的國家標準，并嚴格按標準生產；其次要逐步形成規(guī)模生產，提高商品化程度、提高標準件質量、降低成本；再次是要進一步增加標準件的規(guī)格品種。 （6）.應用優(yōu)質材料和先進的表面處理技術對于提高模具壽命和質量顯得十分必要。 （7）.研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程。采用三坐標測量儀或三坐標掃描儀實現逆向工程是塑料模CAD/CAM的關鍵技術之一。研究和應用多樣、調整、廉價的檢測設備是實現逆向工程的必要前提。 3.國外塑料模具的發(fā)展現狀 　　 （1）模具生產效率高，工期短，人均產值高。各企業(yè)共同之處是廠房設備密集，顯得十分擁擠，即使在這樣的條件下，車間管理還是有條不紊，生產效率高。一般模具企業(yè)，人均年產值為5～14萬美元。 　?。?）專業(yè)分工細，技術精益求精，客戶相對穩(wěn)定。模具企業(yè)專業(yè)分工較細，生產協作緊密。每家企業(yè)只生產某一類模具，各家都有自己的拳頭產品，這利于在技術上精益求精，以利在激烈的競爭中生存發(fā)展。模具廠所需的模具標準件都是外購的，有些零件加工業(yè)是由其他廠協作。 　　（3）模具企業(yè)帶件生產比較普遍，有利于企業(yè)發(fā)展。模具作為單件或極小批量產品，技術密集和精密加工設備密集，與模具成型制品的大批量生產相比，投入大，產出低，因而制約了模具企業(yè)大發(fā)展。他們注重模具與制品一體化，模具與制品相輔相成，互相促進，有利于模具企業(yè)的發(fā)展?！　? （4）緊跟主產品需求開發(fā)模具，重視開拓海外市場。模具工業(yè)發(fā)展較快，緊跟主產品需求開發(fā)制造模具是一個重要因素。近幾年3C電子產品和汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，帶動了模具工業(yè)的發(fā)展。目前模具產值的76%源自3C產品和汽車、摩托車提供的產品。模具行業(yè)以很強的市場敏感性，以最短的生產周期滿足了這些行業(yè)的需求。大陸的許多3C產品和汽車模具就來自美國，日本和西歐，以及臺灣。　　 （5）CAD/CAE/CAM和高速切削加工技術應用廣泛。他們的模具生產效率較高，市場快速反應能力強，CAD/CAE/CAM技術和高速切削技術的普及應用，無疑是一個重要因素。 4．本設計所要解決的問題 在擋條套塑料模具的設計與制造過程中， 根據所學的知識和我們在畢業(yè)實習中所積累的經驗，所采用方案如下：該塑件是擋條套，中等批量生產，塑件的材料采用常用的原料ABS，屬于常用的工程材料。擋條套的結構簡單，但四周有四個凸臺，需要考慮側向分型，增加了模具設計的難度，制件的尺寸較小 ，特別是需要側向分型的地方尺寸更小，制造側向型芯有點困難，強度不容易保證，需要考慮使用成型頂桿的方式完成側向分型。 第一章 塑件的工藝性分析 1.1 對塑料制件圖的分析 1.1.1 塑件的結構和尺寸精度等級及表面質量分析 從該制品的零件圖可知；形狀，結構對制件脫模要求較高，但對尺寸大小，產品精度和表面質量要求都不高。 （1）成型制件的尺寸大小主要取決于塑料原料的流動性和注射時的壓力在一定的設備和工藝條件下，流動性較好的塑料品種可以成型較大的制件，塑料ABS的流動性能較好，適于成型較大的制件。在這里排水管頭注塑模具的尺寸較小，注塑時的壓力要求不太大，一般的注塑壓力就能滿足。 （2）制品的精度等級；塑料制件的尺寸精度主要取決于塑料收縮率的波動和模具制造誤差，此處塑料件未注公差，由于該制件的原材料為ABS，而ABS的制件公差等級較低為MT5級，該塑件的精度等級較低。 （3）制品的表面質量；塑料制件的精度等級較低，我們所要獲得的制件對制品的表面質量除要求無缺陷，毛刺，無特殊要求，一般的模具制造工藝和注塑工藝就能滿足要求。 （4）制品的形狀結構；制品的壁厚均勻為3mm。符合ABS的最小壁厚原則，制件的四周有四個小凸臺，需要考慮側向分型，增加了模具設計的難度，需由于制件的尺寸較小，ABS的強度較大不需增設加強筋。 1.1.2 制件所用塑料的性能分析 本制件所用的材料是ABS，ABS的性能如下： （1）吸濕性強。成型前須充分干燥要求其含水量小于1％，對于表面光澤要求較高的制品，需長時間干燥。 （2）流動性較好（溢邊值為0.04mm左右）易于充模，粘度對剪切速率較敏感，同時還與注射溫度和注射壓力有關，其中注射壓力影響較為顯著，因此提高流動性要從提高注射壓力入手。 （3）成型難度大，須采用較高的料溫和模溫。對于耐熱抗沖擊性和中抗沖擊性制件，應在允許的范圍內料溫取較大值。 （4）精度對之制件影響較大，有破壞ABS橡膠相的傾向，通常ABS在250℃左右變色，270℃開始分解。 （5）若制件精度要求較高模溫宜采取50～60℃，若制件表面要求具有光澤模 溫宜取60～80℃。 （6）注射壓力應比聚苯乙烯較大，采用螺桿式注塑機料溫可取160～220℃，注射壓力可取70～90MPa。 （7）模具設計過程中注意事項，澆注系統流動阻力應盡可能小，澆口位置及形式應合理并能防止熔接痕的產生，同時要考慮模具制造的經濟性和加工的合理性。 1.2 計算塑料制件的體積和質量 計算塑件的體積和質量是為了選用注塑機及確定模具型腔數量。 計算塑料制件的體積：V=2041㎜3 塑件質量計算： W=V×ρ =2041××1.1 =2.25g （在這里為大致計算，其中圓角和凸臺的尺寸可不預考慮，在選取注塑機時適當放縮。） 查《模具設計與制造簡明手冊》知ABS塑料密度為ρ=1.02～1.16g/ ㎜3 1.3 ABS塑料注射成型的工藝參數。（注塑工藝卡） （試模時，可根據實際情況作適當調整） 注射溫度包括料筒溫度和噴嘴溫度 料筒溫度：后段溫度t1選用150～170℃ 中段溫度t2選用165～180℃ 前段溫度t3選用180～200℃ 注塑壓力：選用55～65Mpa 注塑時間：選用0～5s 保壓壓力：選用 65Mpa 保壓時間：選用10s 冷卻時間 選用15s 噴嘴溫度： 180～190℃ 1.4 塑料成型設備的選取 根據計算及原材料的注射成型參數，考慮塑件的外形尺寸，注塑時所需壓力和工廠現有設備等情況，初選注塑機為xs-zy-125.查文獻[7]可知xs-zy-125型的主要參數： 理論注射量(最大)： 125㎝3 螺桿直徑： 42㎜ 注射壓力： 119KN 注射行程: 115㎜ 注射時間： 1.6s 注射方式: 螺桿式 鎖模力： 900KN 最大成型面積： 320㎝2 模板行程： 300㎜ 模具最大高度： 300㎜ 模具最小高度： 200㎜ 1.5 注射成型工藝條件 注射成型過程中需要控制的溫度有料筒溫度、噴嘴溫度和模具溫度等。塑化物料的溫度（塑化溫度）和從噴嘴注射出來的熔體溫度（注射溫度）主要取決于料筒和噴嘴兩部分的溫度，熱塑性塑料在受熱時的變化曲線如下圖所示： 圖中，A、B、C、D四區(qū)分別對應塑料的玻璃態(tài)、高彈性態(tài)、可塑態(tài)和分解態(tài)，料筒溫度應參照C區(qū)的流動溫度和分解溫度來確定。噴嘴溫度通常略低于料筒的溫度，以防止在直通式噴嘴口發(fā)生“流涎現象”。 第二章 注射模的結構設計 2.1 分型面的確定 制品在模具中的位置，直接影響到模具結構的復雜程度。選擇分型面的原則是：塑件脫出方便、模具結構簡單、型腔排氣順利、確保塑件質量、無損塑件外觀、設備利用合理。本制件為擋條套，內表面的粗糙度要求高，再加上對脫模機構的考慮，選擇A —A分型面比較合理。如下圖所示： 以A —A為分型面，即可降低模具的復雜程度，減少模具加工難度，也有利于脫模，塑件成型后，由于四個小凸臺的作用，塑件沒有包緊型芯，而是留在型腔中，型腔設置在動模部分，較易推出。 2.2 型腔數量的確定 根據注射機的注射能力，以每次注射量不超過注射機最大注射量的80%來求型腔數量N. N=(0.8G-w)W =(0.8×0.1375-0.05)÷0.00225 = 26 其中： G—— 注射機的公稱注塑量（㎏） W—— 成型件的重量 （㎏） w—— 流道和澆口的總質量（㎏） 實際生產中根據工廠的情況和生產批量的要求，本設計中選用一模四腔的設計方法。 2.3 澆注系統的設計 2.3.1 主流道設計 主流道截面積的大小最先影響塑料熔體的流速和充模時間。如果截面直徑過小，熔體在流動過程中的冷卻面積相對增大，熱量損失大，導致粘度升高，壓力損失增大，流動性降低，因此成型困難。如果截面直徑過大，則流道容積增大，塑料消耗增加，導致冷卻固化時間延長，生產率下降。另外如果主流道截面過大，還容易使塑料熔體的流動產生絮流和渦流，導致制品內部產生氣泡。因此，必須恰當地設計主流道截面直徑。通常，主流道進口端的截面直徑約取為4～8㎜，若熔體流動性好且制品較小時，直徑可設計得小一些；反之則要設計得大一些。設計主流道直徑時，應當注意噴嘴和主流道的對中問題，因對中不良產生的誤差容易在噴嘴和主流道進口處造成漏料或積存冷料，并因此妨礙主流道凝料脫模。為了補償對中誤差并解決凝料脫模問題，主流道進口端直徑一般都要比噴嘴出口直徑大0.5～1㎜。 本設計采用一模四件，由文獻[1]表7-30查得：d=3㎜ D=7㎜ 主流道的形狀如下圖所示： 2.3.2 主流道襯套設計 主流道是澆注系統的第一個組成部分，這部分的具體設計都集中在澆口套上，模具工作時，澆口套直接與注射機噴嘴接觸，澆口套本身的工作條件比較苛刻，所以應選用較好的鋼材來制造，并應有50～55HRC的硬度。 澆口套與注射機噴嘴的接觸部分有兩種形式，一種為平面接觸，另一種為球面接觸。平面接觸的優(yōu)點是：接觸面積較大，密封較好，塑料不易外溢。其缺點是：若注射機的精度不高，容易造成塑料外溢，但由于它能自動調整注射機的偏差，所以在注射機精度不高的情況下，亦能正常使用。通過綜合考慮，本設計采用球面接觸的澆口套，在正常情況下，澆口套端部的球面半徑應大于注射機噴嘴的球面半徑，澆口套錐孔的小端直徑應大于注射機噴嘴孔徑。 為了提高模具的壽命在模具與注塑機頻繁接觸的地方設計為可更換的主流道襯套形式，在這里我們設計的模具較小，可以將主流道襯套與定位環(huán)設計為一個整體。選取材料為T10A，熱處理以后的硬度為53～57HRC，主流道襯套和定模的配合形式為H7/m6的過渡配合。襯套的長度應與定模配合部分厚度一致主流到出口處的端面部的突出在分型面上，否則不僅會造成溢料還會壓壞模具。 2.3.3 分流道的設計 分流道是指連接主流道與澆口的塑料通道。單腔注塑模通常不用分流道，但多腔注塑模必須開設分流道。本設計是一模四件，需要開設分流道。本設計中采用梯形截面的分流道，梯形截面分流道容易加工，且熔體的熱量散發(fā)和流動阻力都不大，截面尺寸由文獻[2]表6-2查得：h=5㎜ b=7㎜ 2.3.4 澆口的設計 根據本制件的形狀、大小、壁厚、尺寸精度、外觀質量及力學性能等方面考慮，本設計選用側澆口，側澆口又叫邊緣澆口，開設在塑件的邊緣或邊緣頂面。這種澆口不影響塑件外觀，有時可避免旋流紋。在側澆口進入或連接型腔的部位，應成圓角以防劈裂。在側澆口的三個尺寸中，以澆口深度最為重要。由文獻[1]表7-33查得側澆口的厚度為1㎜，寬度為2㎜，長度為1㎜。 無論采用什么形式的澆口，其開設的位置，對塑件的成型性能及成型質量影響均很大，因此合理選擇澆口的開設位置是提高塑件質量的重要環(huán)節(jié)，同時澆口位置的不同還會影響模具結構?？傊?，如果要使塑件具有良好的性能和外表，要是塑件的成型在技術上可行，經濟上合理，一定要認真考慮澆口位置的選擇。一般選擇澆口位置時，需要根據塑件的結構工藝及特征成型質量和技術要求，并綜合考慮塑料熔體在模內的流動特性，成型條件等因素，綜合考慮，該塑件的澆口位置選在塑件的邊緣。 第三章 成型零部件的設計 3.1 型芯的結構設計及其計算 本制件采用一模四件的結構形式，考慮加工的難易程度和材料的價值利用等因素。型芯擬采用整體式結構，整體式型芯形狀比較簡單，便于機械切削加工。ABS的收縮率為0.4%～0.9%. 由文獻[4]，按平均收縮率計算模具成型零件工作尺寸的公式表查得： 型芯的徑向尺寸： d1 =[(1+S)D-CD]-DM0 =[(1+0.6%)25.5-0.6′0.5]-0.280 = 25.35-0.280 ㎜ d2 =[(1+S)D-CD]-DM0 =[(1+0.6%)9.5-0.70′0.28]-0.160 = 8.55-0.160 ㎜ 型芯的高度尺寸： h =[(1+S)H+CD]-DM0 =[(1+0.6%)7+0.60′0.28]-0.160 = 7.21-0.160 ㎜ 式中： S----平均收縮率 D----塑件尺寸公差 Dm----模具尺寸公差 h------塑件的內形高度 H------塑件的外形高 X-------按平均收縮率計算查得的系數 3.2 型腔的結構設計及其計算 本例中模具采用一模四件的結構形式，形狀有凸臺結構，考慮加工的難易程度和材料的價值利用等因素，凹模擬采用鑲嵌式結構，斜頂桿組成型腔的一部分。ABS的收縮率為0.4%～0.9%。 由文獻[4].按平均收縮率計算模具成型零件工作尺寸的公式查得： 型腔的徑向尺寸： D1 =[(1+S)d-CD]0+DM =[(1+0.6%)31.5-0.58′0.56] 0+0.32 =31.360+0.32 ㎜ D2 =[(1+S)d-CD]0+DM =[(1+0.6%)15.5-0.65′0.38] 0+0.20 =15.350+0.20 ㎜ D3 =[(1+S)d-CD]0+DM =[(1+0.6%)10.5-0.65′0.32] 0+0.18 =10.360+0.18 ㎜ D4 =[(1+S)d-CD]0+DM =[(1+0.6%)26.5-0.60′0.50] 0+0.28 =26.360+0.28 ㎜ 型腔深度尺寸： H =[(1+S)h-CD]0+DM =[(1+0.6%)6-0.60′0.24] 0+0.14 =5.900+0.14 ㎜ 式中： S----平均收縮率 D----塑件尺寸公差 Dm----模具尺寸公差 h------塑件的內形高度 H------塑件的外形高 X-------按平均收縮率計算查得的系數 型腔的壁厚選擇： 由文獻[5]表5-4-35矩形型腔壁厚參考尺寸查得S=20mm.如下圖所示: 第四章 側向分型與抽芯機構的設計 4.1 抽芯距的確定 抽芯距是指將側型芯從成型位置推至不防礙塑件推出時的位置所需的距離，一般抽芯距等于塑件側孔深度或凸臺高度另加2～3㎜的安全距離。 S=h+(2～3)㎜ =0.5+2.5 =3㎜ S----抽芯距（㎜） h----塑件側孔深度或凸臺高度（㎜） 4.2 抽芯機構的確定 本制件中凸臺較小，選用頂出抽芯機構比較合理。頂出抽芯是利用頂出元件直接頂推塑件同時進行抽芯。本設計利用成型頂桿頂出抽芯，成型頂桿見下圖： 第五章 模具加熱和冷卻系統的設計 注射成型過程中，模具的溫度對塑件熔體的充模流動、固化成型、生產率、制件的形狀和尺寸精度、應力開裂和表面質量等均有影響。為保證制件質量和較高的生產率，模具溫度必須適當、穩(wěn)定、均勻。 塑料模是塑料模塑成型必不可少的工藝裝備，同時又是一個熱交換器。輸入熱量的方式是加熱裝置的加熱和塑料熔體帶進的熱量，輸出熱量的方式是自然散熱和向外熱傳導，其中95%的熱量是靠熱介質帶走。為此，必須設置模具的熱交換系統，對模具進行加熱和冷卻，以控制模具溫度。 注射模的交換系統必須具有冷卻和加熱的功能，必要是還二者兼有。究竟在何種情況下需要對模具進行冷卻或加熱，這與不同特性的塑料品種，制品結構形狀、尺寸大小、及成型工藝對模具溫度的要求有關。 由文獻[4]查得，ABS的模具溫度為50～80℃，由文獻[2]可知，當模溫要求在80℃以下時，模具上無需設置加熱裝置，可利用熔融塑料的余熱使模具升溫，從而達到所要求的工藝溫度，因而在模具上可不設加熱系統。 5.1 冷卻系統的設計 設該模具平均工作溫度為60℃，用20°的常溫水作為模具的冷卻介質，其出口溫度為30℃，產量為（1分鐘3模）236g/h。 5.1.1 求塑件在硬化時每小時釋放的熱量為Q2 查有關文獻得ABS的單位熱流量為Q1 =314.3～398.1J/g ,取Q1 =350J/g： Q2 =W Q1 =236g/h×350J/h =82600J 5.1.2 求冷卻水的體積流量V V=W Q1/Pc1(T1－T2) =82600/60×1/1000×4.2×（30－20） =58㎝3 由上述計算可知，因為模具每分鐘所需的冷卻水量很小，故在這里我們可以初選水管直徑為Ф8mm的孔，水冷即可。經試模以后根據塑料制件的質量問題然后修正冷卻系統的水管直徑，小的話可以通過機械加工增加孔的直徑。 第六章 結構與輔助零部件設計 6.1 合模導向機構 合模導向機構的功能是保證動、定模部分能夠準確對合。使分別加工在動模和定模上的成型表面在模具閉合后形成形狀和尺寸準確的腔體，從而保證塑件形狀、壁厚和尺寸的準確。 導柱對合導向在注塑模中應用最普遍，本設計中也選擇導柱對合導向，導柱可以安裝在動模一側，也可以安裝在定模一側，本設計中導柱安裝在動模一側。因為作為成型零件的型芯安裝在定模一側，導套和型芯安裝在同一側，在合模時可起保護作用。設計中選用的是直形導柱，直形導柱是一種除安裝部分的凸肩外，長度的其余部分直徑相同的導柱，這種導柱便于加工，導柱的前端設計成錐形，便于導向，導柱可以在工作部分帶有儲油槽。帶儲油槽的導柱可以儲存潤滑油，延長潤滑時間。導套采用帶肩導套。導柱安裝時模板上與之配合的孔徑公差按H7確定，安裝沉孔直徑視導柱直徑可取D+(1～2)㎜,導柱長度尺寸應能保證位于動、定模兩側的型腔和型芯開始閉合前導柱已經進入導孔的長度不小于導柱直徑。導柱和導套材料選用T10A鋼，形狀如下圖： 6.2 復位桿的設計 復位桿的形狀和尺寸如下圖所示： 6.3 支承塊的設計 支承塊又稱支架，可以和動模固定底板設計為一體，這時又將支承塊稱為模腳，也可以單獨設計為一個零件。單獨設計為一個零件時又稱為墊塊。對于外形為圓形的模具，單獨設計為一個零件比較經濟。對于方形模具，與動模固定底板設計為一體的結構更常采用。本設計采用單獨設計為一個零件. 第七章 注射機的校核 本設計選用的是具有液壓-機械式合模機構XS-ZY-125型注射機，其最大開模行程是由肘桿機構的最大行程所決定的，而不受模具厚度的影響，當模具厚度變化時可由其調模裝置調整。故校核時只需使注射機最大開模行程大于模具所需的開模距離。 即 S max ≥ S 300 ≥ 83 式中 S max ------------------------------注射機最大開模行程.㎜ S -------------------模具所需開模距離.㎜ 第八章 模具閉合高度的確定 由標準模架可知： 定模座板選用25mm 定模板選用16 mm 定模墊板選用9㎜ 動模板選用30mm 動模墊板選用10 mm 動模座板選用25mm 根據推出行程和推出結構的結構尺寸確定墊塊的高度為：63 mm 因而模具的閉合高度： H=25+16+9+30+10+25+63 =178mm 第九章 模具總裝圖及其工作原理 工作過程： 模具打開，由于凸臺的作用塑件留在型腔中。動模后退，當后退到一定的程度，頂桿墊板21碰到注射機頂桿，在注射機頂桿的作用下，帶動頂桿固定板4把塑件和成型頂桿一起頂出。繼續(xù)頂出，成型頂桿和塑件分離，取出塑件，頂桿由復位桿復位，模具閉合，進行下一次注射。 第十章 模具的安裝和調試 10.1 模具的安裝 （1）清理模板平面定位孔及模具安裝面上的污物、毛刺。 （2）因本模具外形尺寸不大，故采用整體法安裝法。先在機器下面兩根導軌上墊好木板，模具從側面進入機架間，定模入定位孔，并放正，慢速閉合模板，壓緊模具，然后用壓板或螺釘壓緊定模，并初步固定動模，然后慢速開閉模具，找正動模。應保證開閉模具時平衡、靈活、無卡住現象，然后固定動模。 （3）調節(jié)鎖模機構，保證有足夠開模距及鎖模力，使模具閉合適當。 （4）慢速開啟模板直至模板停止后退為止，調節(jié)頂出裝置，保證頂出距離。開閉模具觀察頂出機構運動情況，動作是否平衡、靈活、協調。 （5）模具裝好后，等料筒及噴嘴溫度上升到距預定溫度20～30℃，即可校正噴嘴與澆口套的相對位置及弧面接觸情況，可用一紙片放在噴嘴與澆口套之間，觀察兩者接觸印痕，檢查吻合情況，須使松緊合適，校正后擰緊注射座定位螺釘，緊固定位。 （6）開空車運轉，觀察模具各部分運行是否正常，然后才可注射試模。 10.2 模具的調試 通過試模塑件上常會出現各種弊病，為此必須進行原因分析，排除故障。造成次廢品的原因很多。有時是單一的，但經常是多方面綜合的原因。需按成形條件、成形設備、模具結構及制造精度、塑件結構及形狀等因素逐個分析找出其中主要矛盾，然后再采取調節(jié)成形調節(jié)、修整模具等方法加以解決。 試模中出現的問題及解決辦法 缺陷名稱 注塑機或成型條件問題 模具或材料（塑料原料）問題 解決辦法 填充不滿 1.注塑機的注塑力不夠 2.加料量不夠 3.注塑壓力太低 4.注塑速度太慢 1.澆口平衡不好 2.模具溫度太低 3.排氣不良 4.塑料原料的流動性不好 提高注射壓力和速度；增加澆口尺寸和加料量提高模具和料筒溫度 溢邊 1.注塑壓力太大 2.鎖模壓力不夠 3.加料量太大 4.料溫過高 1.模具配合面不嚴 2.成型期間塑料原料粘性太低 降低模具溫度和料筒溫度；減少保壓時間和澆口尺寸；增大鎖模力 熔接線 1.料溫太低 2.注射壓力過低 3.注塑速度過慢 4.注塑機噴嘴溫度低 1.模具溫度較低 2.澆口的數目與位置不對 3.塑料原料干燥不夠 4.塑料原料流動性差 提高注射速度；增加模具溫度和料筒溫度 龜裂 1.注射壓力過高 2.料溫太低導致流動不好 3.保壓壓力過高 1.模具溫度過低 2.型腔設計不良 3.塑料原料粘性不良 4.塑料原料退火不良 降低注射壓力和保壓壓力；提高模具溫度；改良型強設計 總 結 經過近段的努力，在老師和同學們的指導和幫助下，我順利地完成了這次的畢業(yè)設計任務。經過這次的設計任務，使我對模具設計，特別是模具的設計過程有了進一步地了解；對模具的基本結構、組裝、調試、加工制造等方面有了深刻理解。在設計的過程中，通過對制件的分析和對模具的設計的研究時，能夠較好地將課本上的理論知識應用與設計當中，并且能夠從整體，宏觀上去研究、分析、考慮設計問題。同時，在這次的設計過程中，還很大地程度上鍛煉了自己的動手能力，如：親自去收集和查找有關資料，并從中又學會了一門新的課程《如何查找資料和文獻》；其次，通過搜尋大量的資料，還大大地鍛煉了自己的畫圖、看圖、排版等方面的能力。最重要的是，經過這次畢業(yè)設計，使我真正地感受到了集體的力量和學習方法。在設計過程中，難免會遇到技術或其他方面的難題，但是通過老師的指導和與同學們的交流和虛心地請教都得到了解決，使我最終順利地完成設計。 由于本人的水平有限，經驗不足，在設計當中如有不妥之處，還懇請各位老師指導更正。 致 謝 經過一段時間的緊張工作，今日終于順利完成畢業(yè)設計。在這里，我要衷心地感謝一些在我的設計工作中給予我很大幫助的老師和同學。 首先：我最要感謝的是我的指導老師--楊安民老師，感謝楊老師在設計期間多次對我的指導和有關設計中錯誤的更正。還要感謝丁老師和尚老師，他們雖然不是我的指導老師，但在設計過程中同樣給了我耐心的指導和熱心的幫助。在這里一并感謝。 其次：我要深深感謝的是我的專業(yè)課老師們，沒有您們耐心的教誨和專業(yè)課知識的傳授，我不會完成今天的設計，在這里我同樣說聲謝謝！ 最后：我還要感謝我的同學們，在設計過程中遇到技術問題，通過與他們的商討和幫助，查閱資料，一一攻破難關，助我順利地完成設計。 參考文獻 【1】劉昌祺 塑料模具設計 北京：機械工業(yè)出版社.1998 【2】楊占堯 塑料注射模結構與設計 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