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瓶蓋產(chǎn)品造型與模具設(shè)計 插圖清單 圖一--------------------------------------------------------------------------------９ 圖二------------------------------------------------------------------------------１0 圖三------------------------------------------------------------------------------１1 圖五-------------------------------------------------------------------------------12 圖六-------------------------------------------------------------------------------13 圖七-------------------------------------------------------------------------------14 圖八-------------------------------------------------------------------------------15 圖九-------------------------------------------------------------------------------15 圖十-------------------------------------------------------------------------------17 圖十一----------------------------------------------------------------------------17 圖十二---------------------------------------------------------------------------19 圖十三---------------------------------------------------------------------------19 圖十四---------------------------------------------------------------------------20 表格清單 表一-----------------------------------------------------------------------------18 表二-----------------------------------------------------------------------------18 表三-----------------------------------------------------------------------------19 緒論 1.本課題及相關(guān)領(lǐng)域的國內(nèi)現(xiàn)狀及發(fā)展 80年代以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持和引導(dǎo)下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為13%，1999年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為245億，至2000年我國模具總產(chǎn)值預(yù)計為260-270億元，其中塑料模約占30%左右。在未來的模具市場中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。 我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)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(chǎn)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(chǎn)照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機電有限公司和煙臺北極星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齒輪模具，所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動等要求都達到了國外同類產(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設(shè)計軟件，糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差，達到了標準漸開線齒形要求。 2.我國模具工業(yè)和技術(shù)今后的主要發(fā)展方向 改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15％左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大的變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速的發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的模具之鄉(xiāng)；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進步的投資力度，將技術(shù)進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/E、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并且成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計中。 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已經(jīng)取得很大進步，東風汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機構(gòu) 和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)方面取得了顯著進步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計周期等方面作出重大了貢獻。 例如，吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件，華中理工大學(xué)模具技術(shù)國家重點實驗室開發(fā)的注塑模具、汽車覆蓋件模具合乎級進模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學(xué)模具CAD國家工程研究中心開發(fā)的冷沖壓模具和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟件等在國內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的的用戶。 雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達國家相比還有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高；許多先進的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當一部分大型，精密、復(fù)雜和長壽命的模具依賴進口。 3.未來我國沖壓模具的發(fā)展趨勢 模具行業(yè)在今后的發(fā)展中，1）.要更加關(guān)注其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密度高的高檔模具得到更快的發(fā)展。我們的模具行業(yè)要緊緊的跟著市場的需求發(fā)展。沒有產(chǎn)品的需求、產(chǎn)品的更新?lián)Q代，就沒有模具行業(yè)的技術(shù)進步，也就沒有模具產(chǎn)品的上規(guī)模、上檔次。如汽車生產(chǎn)中90％以上的零部件，都要依賴模具成型，在珠三角和長三角，為汽車行業(yè)配套的模具產(chǎn)值增長達40％左右。而模具技術(shù)水平的高低，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志。 2）.要積極推進中西部地區(qū)模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，努力縮小發(fā)達地區(qū)和不發(fā)達地區(qū)的差距。中西部很多地區(qū)已經(jīng)意識到模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對制造業(yè)的重要作用。如陜西、四川、河北等模具生產(chǎn)有了很大的發(fā)展，河北興林車身制造集團有限公司作為河北泊頭地區(qū)的骨干企業(yè)帶動了一片模具企業(yè)的開拓；四川宜賓普什模具有限公司憑借強有力的資金投入，將在未來寫下新的篇章。 3）.要積極推進模具企業(yè)特別是國有企業(yè)的體制的創(chuàng)新，轉(zhuǎn)換經(jīng)營機制，大力發(fā)展混合所有制經(jīng)濟，明確產(chǎn)權(quán)和完善法人治理結(jié)構(gòu)。充分發(fā)掘企業(yè)發(fā)展的內(nèi)在動力。要積極推進中、西部地區(qū)工業(yè)基礎(chǔ)較好地區(qū)的制造業(yè)大中型企業(yè)主輔分離，使其模具車間、分廠在不太長的時間里，采用多種有效實現(xiàn)形式，轉(zhuǎn)換機制，大力發(fā)展產(chǎn)權(quán)明晰、獨立自主經(jīng)營，適應(yīng)市場運作和模具生產(chǎn)快速反應(yīng)的現(xiàn)代專業(yè)模具企業(yè)，培養(yǎng)能代表行業(yè)水平的“龍頭”企業(yè)，帶動地區(qū)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。 4.未來我國塑料模具的主要發(fā)展方向 1）.提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計制造水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。?????? 2）.在塑料模設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術(shù)，近年來模具CAD/CAM技術(shù)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)造了良好的條件；基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/C實際生產(chǎn)過程分工協(xié)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AM/CAE一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無法滿足模具的3D設(shè)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(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)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(yīng)用這項技術(shù)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(chǎn)價廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)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(tǒng)的普通注 射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且其常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)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)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具也非常重要。???? ??????4）開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)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(zhì)量和降低模具制造成本，模具標準件的應(yīng)用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標準，并嚴格按標準生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)、提高商品化程度、提高標準件質(zhì)量、降低成本；再次是要進一步增加標準件規(guī)格品種。??????? ??????6）.應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。?????? ??????7）.研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標測量儀或三坐標掃描儀實現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價的檢測設(shè)備是實現(xiàn)逆向工程的必要前提。 本次設(shè)計題目“瓶蓋的產(chǎn)品造型與模具設(shè)計”。該模具屬于側(cè)向抽芯的注射模。本說明書將分項闡述該塑件注射成型和模具設(shè)計的全過程。 由于本人設(shè)計水平有限，錯誤的不妥之處在所難免，肯請老師批評指正。 2006.06.10 第1章.瓶蓋產(chǎn)品造型與模具設(shè)計 1.設(shè)計前的準備工作 １. １：明確設(shè)計任務(wù)和準備的必要技術(shù)資料 注射模設(shè)計工作必須以模具設(shè)計任務(wù)書作為依據(jù)。由設(shè)計任務(wù)書了解塑料制品的技術(shù)圖樣，生產(chǎn)綱領(lǐng)，使用要求。注塑成型工藝要求和完成時間等內(nèi)容。明確設(shè)計任務(wù)之后，通過必要的技術(shù)資料進行初步設(shè)計。 １. ２：分析研究原材料的工藝特性和成型性能 塑件采用的材料為ABS，其成型性能查<<塑料成型工藝與模具設(shè)計>>表3-1如下： （1） 非結(jié)晶型塑料，品種牌號很多，各品種的機械性能和成型條件也各有差異，應(yīng)按品種確定成型方法和成型工藝條件。 （2） 吸濕性強，成型前需充分干燥，要求含水量小于百分之三，對于光澤度要求較高的制件，需要更長的干燥時間。 （3） 流動性能一般，溢流間隙0.04。 （4） 成型難度較聚苯乙烯大，宜采用較高的模溫(對于耐高溫抗沖擊型和中沖擊型，應(yīng)在允許范圍內(nèi)將取料溫最大值。 ( 5 ) 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。 ( 6) 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℃，我們的線圈骨架采用60℃。 ( 7) 注射壓力應(yīng)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。 ( 8) 模具設(shè)計過程中注意事項，澆注系統(tǒng)流動阻力應(yīng)盡可能小，澆口位置及形式應(yīng)合理并能防止熔接痕的產(chǎn)生，同時要考慮模具制造的經(jīng)濟性和加工的合理性。 ２. ３：塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度等級及表面質(zhì)量分析 從該制品的零件圖可知；形狀，結(jié)構(gòu)對制件脫模要求較高，但對尺寸大小，產(chǎn)品精度和表面質(zhì)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(shè)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。 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，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。受模具活動部分的影響，取公差值和附加值之和，MT2級取0.05，MT3-5級取0.1?！?】 ③． 制品的表面質(zhì)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(zhì)量除要求無缺陷，毛刺，內(nèi)部不得有導(dǎo)電雜質(zhì)外無特殊要求，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(jié)構(gòu)；制品的壁厚均勻為3mm。符合ABS的最小壁厚原則，在制件的轉(zhuǎn)角處設(shè)計圓角，防止在此處出現(xiàn)缺陷，由于制件的尺寸較小，ABS的強度較大不需增設(shè)加強筋。 ３. １.４：計算塑料制件的體積和質(zhì)量 計算塑件的體積和質(zhì)量是為了選用注塑機及確定模具型腔數(shù)量。 計算塑料制件的體積： V=50x50x30-40x40x25+2x4x5x5＋a （a≈0.3） =35200＋0.3 =35.5cm （其中圓角處尺寸可不預(yù)考慮在選取注塑機時適當放大） 查《模具設(shè)計與制造簡明手冊》知聚苯乙烯一般密度為ρ=1.04～1.05g/cm，ABS耐熱型塑料密度為ρ=1.02～1.16g/ cm 由下式換算聚苯乙烯體積： Q=ρ1V/ρ2=1.05/1.09×35.5 cm 由密度可得出單個制件的質(zhì)量： Q=ρ1V/ρ2×ρ1=1.05×1.05/1.09 ×31.7 =36.23（克） １.５：ABS塑料注射成型的工藝參數(shù)。（注塑工藝卡） 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 122Mpa 保壓時間： 選用15s 冷卻時間： 選用20s １.６：塑料成型設(shè)備的選取【2】 根據(jù)計算及原材料的注射成型參數(shù)初選注塑機為xs-z-60查材料知： 螺桿直徑/cm Ф38 注射容量/克： 125克 注射壓力/10Pa： 122Mpa 鎖模力10kN： 500kN 最大注射面積/㎝: 130㎝ 模具厚度/mm： 70--200mm 模板行程/mm: 180mm 噴嘴 球半徑： 12mm 孔半徑： 4mm 定位孔直徑/㎜ 55 推出 兩側(cè) 孔徑/mm 22mm 第2章 注塑模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計 1模腔數(shù)量的確定 塑件的生產(chǎn)屬大批量生產(chǎn)，宜采用多型腔注塑模具，其型腔個數(shù)與注塑機的塑化能力，最大注射量以及合模力等參數(shù)有關(guān)，此外還受制件精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟性等因素影響，但是由于瓶蓋的特殊結(jié)構(gòu),需要用內(nèi)抽心結(jié)構(gòu).因此此模具型腔數(shù)目采取一個.一般而言,由上述參數(shù)和因素可按下列方法確定模腔數(shù)量。 ２.１：按注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)量N1 N1=（F/PC）/A－B/A 其中： F 注塑機的鎖模力 N PC 型腔內(nèi)的平均壓力MPa A 每個制件在分型面上的面積（㎜） B 流道和澆道在分型面上的投影面積（㎜） B 在模具設(shè)計前為未知量，根據(jù)多型腔模具的流動分析B為（0.2～0.5），常取B=0.35，熔體內(nèi)的平均壓力取決于注射壓力，一般為25～40MPa實際所需鎖模力應(yīng)小于選定注塑機的名義鎖模力，為保險起見常用0.8F則 N1=0.6F/APC=500000×0.6/30×342=29.2 （個） ２.２：注射機注塑量確定型腔數(shù)目N2 N2=（G－C）/V 其中： G 注射機的公稱注塑量（㎜） V 單個制件體積 （㎜） C 流道和澆口的總體積（㎜） 生產(chǎn)中每次實際注塑量應(yīng)為公稱注塑量的0.75～0.45倍，取0.6倍計算，同時流道和澆道的體積為未知量，據(jù)統(tǒng)計每個制品所需澆注系統(tǒng)是體積的0.2～1倍，現(xiàn)取C=0.6則 N2=0.6G/1.6V=0.375G/V=60×0.375 =10.7（個） 從以上討論可以看到模具的型腔個數(shù)必須取N1，N2中的較小值，在這里可以選取的個數(shù)是2，4，6，8，10個，考慮的制件的取出和模具的開模等情況，以及模具的主流道長度最好小于60mm，以防止因為注塑壓力的降低而帶來的制件充型不足等缺陷。我們所設(shè)計的瓶蓋注塑模具采用一模一腔的方案，即 N=1 【4】 第３章.分型面及型腔的確定 3.1 分型面的選擇【5】 模具閉合時動模和定模相配合的接觸面積,叫分型面,也叫合模面.在模具制造不良或鎖模力不足的情況下,模內(nèi)熔融塑料會通過此分型面濺出,在塑件上形成較厚的飛邊,經(jīng)修整后還會留下明顯的痕跡. 在塑料注射模制造過程中，總會遇到分型面的確定問題，它是一個很復(fù)雜的間題，受到許多因素的制約，常常是顧此失彼。所以在選擇分型面時應(yīng)抓住主要矛盾，放棄次要因素。不同的設(shè)計人員有時對主要因素的認識也不盡一致，與自身的工作經(jīng)驗有關(guān)。有些塑件的分型面的選擇簡單明確并且唯一;有些塑件則有許多方案可供選擇。 ?3.1.1保證塑料制品能夠脫模 這是一個首要原則，因為我們設(shè)置分型面的目的，就是為了能夠順利從型腔中脫出制品。根據(jù)這個原則，分型面應(yīng)首選在塑料制品最大的輪廓線上，最好在一個平面上，而且此平面與開模方向垂直。分型的整個廓形應(yīng)呈縮小趨勢，不應(yīng)有影響脫模的凹凸形狀，以免影響脫模。 3.1.2件外形美觀，容易清理 ? 塑料模具配合非常精密，但塑件脫模后，在分型面的一圈毛邊，我們稱之為飛邊。即使這些毛邊脫模后立即割除，但仍會在塑件上留下痕跡，影響塑件外觀，故分型面應(yīng)避免設(shè)在塑件光滑表面上，如圖3的分型面a位置，塑件割除毛邊后，在塑件光滑表面留下痕跡. 3.1.3盡量避免側(cè)向抽芯 ? ? 塑料注射模具，應(yīng)盡可能避免采用側(cè)向抽芯，因為側(cè)向抽芯模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且直接影響塑件尺寸、配合的精度，且耗時耗財，制造成本顯著增加，故在萬不得己的情況下才能使用。 3.1.4使分型面容易加工 ? ? 分型面精度是整個模具精度的重要部分，力求平面度和動、定模配合面的平行度在公差范圍內(nèi)。因此，分型面應(yīng)是平面且與脫模方向垂直，從而使加工精度得到保證。如選擇分型面是斜面或曲面，加工的難度增大，并且精度得不到保證，易造成溢料飛邊現(xiàn)象。 3.1.5使側(cè)向抽芯盡量短 ? ? 抽芯越短，斜抽移動的距離越短，一方面能減少動、定模的厚度，減少塑件尺寸誤差;另一方面有利于脫模。如圖5塑件中有兩個垂直的孔，我們應(yīng)使深度大的孔與開模方向一致，深度小的孔置于側(cè)向，利用側(cè)向抽芯的方法成型 3.1.6保證塑件制品精度 ? ? 作為機械零部件的塑件，平行度、同心度、同軸度都要求很高，保證塑件精度除提高模具制造精度外，與分型面的選擇有很大關(guān)系。 3.1.7有利于排氣 ? ? 對中、小型塑件因型腔較小，空氣量不多，可借助分型面的縫隙排氣。因此，選擇分型面時應(yīng)有利于排氣。按此原則，分型面應(yīng)設(shè)在注射時熔融塑料最后到達的位置，而且不把型腔封閉。 3.1.8塑件留在動模內(nèi) ? ? 模具開模時型腔內(nèi)的塑件一般不會自行脫出，需用頂出機構(gòu)頂出，注射機上都有頂出裝置，且設(shè)在動模一側(cè)，因此設(shè)計模具分型面時應(yīng)使開模后塑件能留在動模內(nèi)，以便直接利用注射機的頂出機構(gòu)頂出塑件。如果塑件留在定模內(nèi)，則要再另設(shè)計頂出裝置才能脫模，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜得多，且成本攀升，加工周期延長。3.1.9使型腔內(nèi)總壓力較大的方向與分型面垂直 ? ? 塑件注射時型腔內(nèi)各方向的壓強P相同，故某方向總壓力F=PxS,S為某方向的投影面積，當S越大，則F越大，選擇總壓力較大的方向與分型面垂直，利用注射機的鎖模力來承受較大注射壓力。因此模具結(jié)構(gòu)簡單，否則需另設(shè)計鎖緊機構(gòu)，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本增加，加工周期延長。 ? ? 綜上所述，選擇注射模分型面影響的因素很多，總的要求是順利脫模，保證塑件技術(shù)要求，模具結(jié)構(gòu)簡單制造容易。當選定一個分型面方案后，可能會存在某些缺點，再針對存在的問題采取其他措施彌補，以選擇接近理想的分型面。 該塑件為瓶蓋，表面無特殊的要求，其分型面選擇如下圖所示： 此處為分型 面哦! 圖一 分型面 ３.２：確定型腔的排列方式； 圖二 型腔的排列方式 本塑件在注塑時采用一模一腔，即綜合考慮模具的開模行程較短，注塑機有足夠的開?？臻g，澆注系統(tǒng)符合原則（主流道的長度小于60mm），模具結(jié)構(gòu)簡單和制件精讀符合圖紙要求以制件生產(chǎn)的經(jīng)濟性，可采用上圖所示的型腔排列方式和分型面選擇。 第４章.澆注系統(tǒng)的設(shè)計 ４.１：主流道設(shè)計； 根據(jù)XS-ZY-125型注塑機噴嘴的有關(guān)尺寸【3】 噴嘴前瓶孔徑： d0=Ф4mm 噴嘴前瓶球面半徑： R0=12mm 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系： R=R0+（1～2）mm D=d0+(0.5～1)mm 取主流道的球面半徑： R=13mm 取主流道的小瓶直徑d=Ф4.5mm 為了方便將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計為圓錐形式其斜度取1～3度經(jīng)換算得主流道大瓶直徑D=Ф8.5mm，為了使料能順利的進入分流道，可在主流道的出料瓶設(shè)計半徑r=5mm的圓弧過渡。 ４.２：主流道襯套的選取?！?】 為了提高模具的壽命在模具與注塑機頻繁接觸的地方設(shè)計為可更換的主流道襯套形式，選取材料為T8A，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。 圖三 主流道襯套 ４.3排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計 在注塑模具的設(shè)計過程中，必須考慮排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計，否則，熔融的塑料流體進入模具型腔內(nèi)，氣體如不能及時排出會使制件的內(nèi)部有氣泡，甚至?xí)a(chǎn)生很高的溫度使塑料燒焦，從而出現(xiàn)廢品。 排氣方式有兩種：開排氣槽排氣，利用和模間隙排氣。 由于瓶蓋注塑模是小型內(nèi)抽心模具，可直接利用分型面和鑲拼間隙進行排氣，而不需在模具上開設(shè)排氣槽。（ABS塑料的最小不溢料間隙為0.04mm，間隙較小，再加上ABS的流動性較好，也不宜開排氣槽。） 第５章：頂桿平移式內(nèi)抽芯機構(gòu) 圖四 頂桿平移式內(nèi)抽芯機構(gòu) a 頂出前 b頂出后 1-頂桿 2-型心 3-型心墊板 4-頂出板 如圖所示：本抽芯機構(gòu)采用頂桿平移式內(nèi)抽芯，頂桿1既是頂出元件，又是塑件內(nèi)側(cè)突起的成型零件，它又起著向內(nèi)抽芯的作用。下端安裝在頂出板4上，有教大的安裝間隙，作為頂桿1的活動空間。開模時動模后退，當推板碰到注塑機頂桿時，推板帶動推桿1先把制件推出，推桿1進一步前進，這時斜面B碰到推板，被迫向內(nèi)運動，同時完成內(nèi)抽芯動作。合模時斜面A起作用，被迫向外運動，完成復(fù)位動作。采用這種機構(gòu)，應(yīng)滿足下列條件： L>L1 S>h S1>S 這種機構(gòu)運動平穩(wěn)，動作可靠。頂桿1于多種作用于一身，故設(shè)計要求較高，且易磨塤，應(yīng)定期檢查更換。 第6章 模具工作零件的設(shè)計 凹模的設(shè)計： 本副模具采用整體式凹模結(jié)構(gòu)，由于制件結(jié)構(gòu)簡單，模具牢固，不易變形，制件沒拼界逢，適用用于本制件的模具。 材料選用T8A, 硬度在50HRC以上. 根據(jù)澆口的設(shè)計要求，澆口設(shè)在凹模型腔上其結(jié)構(gòu)。 凹模板尺寸：根據(jù)矩形凹模最小壁厚經(jīng)驗曲線知，此塑件的成型 壓力小于30MPA. 由經(jīng)驗可知【3】： 長為240 mm. 寬為240 mm. 凹模高為 h=42mm 制件高為17mm 加工可以直接用銑刀銑出，也可以用成型電極。為了節(jié)約成本。在這里我選用銑刀銑。 6.1瓶蓋注塑模具的工作尺寸（包括型腔和型芯的尺寸） 本例中成型零件工作尺寸計算時均采用平均尺寸，平均收縮率平均制造公差和平均磨損率來計算。 查教材表1-3塑料ABS的成型收縮率為S=0.3～0.8％，故平均我們?nèi)镾cp=0.5％?？紤]到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差取Б=Δ/3。 表一：凹模工作尺寸的計算： 塑件尺寸 計算公式 型腔工作尺寸 50 Lm=(Ls+LsScp％－3/4Δ)+Б 50+0.05 50 50+0.07 30 30+0.08 17 16.93+0.06 9 8.95+0.03 3 2.95+0.04 表二：凸模工作尺寸的計算 塑件尺寸 計算公式 型芯工作尺寸 34 Ln=(Ls+LsScp％+Δ)－Б 34.32－0.09 10 10.29－0.08 4 4.2-0.03 6.６．２型芯結(jié)構(gòu)的確定： 可根據(jù)模具的各部分結(jié)構(gòu)確定型芯的尺寸和結(jié)構(gòu)。 成型Φ34mm的型芯： 　　　　　圖五　　　小型芯 材料選用T8A, 硬度在50HRC以上. 凸模與固定板連接方式如圖所示：（示意圖） 圖六 凸模與固定板連接方式 固定板選用45鋼． 成型零部件的制造誤差： 成型零部件的制造誤差包括成型零部件的加工誤差和安裝誤差，配合誤差等幾個方面。設(shè)計時一般應(yīng)將成型零部件的制造公差控制在塑件的1/3左右，通常取IT6—9級，綜合考慮取IT8級。 第7章 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 注塑模溫度調(diào)節(jié)是采用加熱或冷卻方式來實現(xiàn)的，確保模具溫度在成型范圍之內(nèi)。模具加熱方法有蒸汽、熱油、熱水加熱及電加熱等方法，最常用的方法是電阻加熱；冷卻方法則采用常溫水冷卻、冷卻水強力冷卻或空氣冷卻等方法。而大部分采用常溫水冷卻法。 模具溫調(diào)系統(tǒng)的功用：改善成型條件、穩(wěn)定制品形狀尺寸精度、改善制件物理性能、提高制品表面質(zhì)量。 塑料在生產(chǎn)過程中由于需要對熔融的塑料流體進行冷卻，塑料制件不能有太高的溫度（防止出模后制件發(fā)生翹曲，變形）冷卻系統(tǒng)設(shè)計可按下式進行計算： 設(shè)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(zhì)，其出口溫度為30°，產(chǎn)量為（1分鐘2模）1000g/h。 ７.１ 計算熱流量 求塑件在硬化時每小時釋放的熱量為Q，查有關(guān)文獻得ABS的單位熱流量為Q=314.3～398.1J/g ,取Q=350J/g： Q=W Q=1008g/h×350J/h=352800J ７.２ 冷卻水的體積流量V V=WQ/Pc(T－T) =352800/60×1/1000×4.2－（30－20） =140cm 溫度調(diào)節(jié)對塑件的質(zhì)量影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 變形 尺寸精度 力學(xué)性能 表面質(zhì)量 在選擇模具溫度時，應(yīng)根據(jù)使用情況著重滿足制件的質(zhì)量要求。 在注射模具中溶體從200 C,左右降低到60C左右，所釋放的能量5％以輻射，對流的方式散發(fā)到大氣中，其余95％由冷卻介質(zhì)帶走，因此注射模的冷卻時間只要取決與冷卻系統(tǒng)的冷卻效果。模具的冷卻時間約占整個循環(huán)周期的2/3?？s短循環(huán)周期的冷卻時間是提高是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。 在冷卻水冷卻過程中，在湍流下的熱傳遞是層流的10—20倍。在次我選擇湍流。 表三　冷卻水道的選?。海ㄓ杏嬎氵x?。? 冷卻水道直徑 d/（mm） 最低流量 v/（m/s） 流量 Ｖ/（m/min） 12 1.10 7.4×10 冷卻回路的布置應(yīng)根據(jù)塑件的形狀及所需冷卻溫度分布要求以及澆口位置等，設(shè)計冷卻回路為直通式，為使塑件受熱均勻，冷卻回路應(yīng)同時開設(shè)在動定模兩側(cè)。示意圖: 圖七 冷卻水道 第８章 模具的合模高度 在支撐板與固定零件的設(shè)計中根據(jù)經(jīng)驗確定：定模板厚度H1=42mm，斜楔塊厚度為H2=34mm，腔板型芯固定板厚度為H3=28mm，推件板厚度為H4=16mm，墊塊厚度H5=73mm動模板厚度H6=27mm(考慮模具的抽芯距)如下圖所示： ８.１：計算模具的閉合高度： H=H1＋H2＋H3＋H4＋H5＋H6 =42＋34＋28＋16＋73＋27 =220mm ８.２：校核注塑機的開，合?？臻g A：模具合模時校核： 110mm<220mm<277mm 注:模具符合注塑機的要求; B：模具開模時校核： 110mm<220mm＋15mm<200mm 注:模具符合注塑機的要求; 第9章 注塑機有關(guān)參數(shù)的校核 本模具的外形尺寸為180mm×200mm×220mm, XS-Z-60型注塑機模板最大安裝尺寸是330mm×440mm。 由于上述計算的模具閉合高度為220mm，XS-Z-60型注塑機的最小模具厚度為130mm，最大模具厚度為200mm ９.１：模具合模時校核： 200mm<220mm<300mm ９.２：模具開模時校核： 200mm<220mm＋15mm<300mm 其中：15mm為模具的抽拔距 經(jīng)校核XS-ZY-125型注塑機能滿足使用要求故可以采用。 第10章 模具的裝配 裝配主要要求如下： （1） 模具上下平面的平行度偏差不大于0.05mm 分模處要求密合。 （2） 推件時推桿與卸料板要保持同步。 （3） 上、下模型芯必須緊密接觸。 裝配時以分型面密合作為該模具的裝配基準，裝配順序如下： （1） 裝配前按圖檢驗主要工作零部件及其它零件尺寸。 （2） 鏜導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔。將定模板、動模板、型芯固定板疊合在一起，使分模面緊密接觸并加緊，鏜導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔，在孔內(nèi)壓入工藝定位銷后，加工側(cè)面的垂直基準。 （3） 加工定模。用定模側(cè)面的垂直基準確定定模上型芯中心的實際位置，并以次作為加工基準，分別鏜型芯孔φ34mm、φ10mm，并锪臺肩φ44mm×6mm、 φ14mm×6mm。 （4） 壓入導(dǎo)柱、導(dǎo)套。將定模、板動模板、支撐板上分別壓入導(dǎo)柱、導(dǎo)套，使其導(dǎo)向可靠，滑動靈活。 （5） 裝配型芯。在定模和型芯固定板孔內(nèi)壓入型芯，用鏍孔復(fù)印法和壓銷釘套法使型芯緊固在支撐板上，將其一起磨平。 （6） 通過型芯鉆支撐板上的推桿孔。 （7） 通過支撐板鉆推桿固定板上的孔。 （8） 在推桿固定板和支撐板和支撐板上加工限位螺釘和復(fù)位桿孔。 （9） 組裝墊塊和支撐板。 （10） 加工定模座板。加工螺孔、銷釘孔和導(dǎo)柱孔，并將澆口套、導(dǎo)柱套壓入定模座板。 （11） 定模部分的裝配。用平行夾頭把它們加緊（澆口套的澆道孔與鑲塊上的澆道口對中，在上面鉆固定在注塑機上的孔，使其與注塑機相配合。 （12） 裝配動模部分。修正推桿和復(fù)位桿的長度。 （13） 完成裝配后進行試模，并校驗入庫。 制件常見缺陷及解決辦法: 表四： 名稱 注塑機及成型條件問題 模具或材料問題 填充不滿 1 注塑機的注塑能力不夠 2 加料量不夠 3 注塑壓力太低 4 料溫太底使塑料溶體流動不好 5 注塑速度太慢 6 注塑機噴嘴有異物阻塞 1 澆口平衡不好 2 模具溫度太低 3 排氣不良 4 流道澆口過小 5 澆口流道有異物阻塞 6 塑料原料流動性不好 飛邊 1 注塑壓力太低 2 鎖模力不夠 3 加料量過大 4 料溫過高 5 保壓時間過長 1 模具配合面不嚴 2 成型期間塑料原料粘性太低 流痕 1 料溫太低使塑料流動性不好 2 注塑速度較低 3 注塑機噴嘴過小 4 保壓壓力不夠 1 模具溫度過低 2 模具冷卻不良 3 塑料流動性差 龜裂 1 注塑壓力過高 2 料溫太低導(dǎo)致流動不好 3 保壓壓力過高 4保壓時間過長 1 模具溫度過低 2 型腔設(shè)計不良 3 塑料粘性不良 4 塑料原料退火不良 空洞 1 注塑壓力過低 2 保壓壓力不夠 3 注塑速度過快或過慢 4 保壓時間短 1 模具排氣不良 2 壁厚設(shè)計不均 3 澆口位置不良 4 澆口澆道尺寸過小 小結(jié) 通過這次課程設(shè)計使我學(xué)到了許多知識，對一些原來一知半解的理論也有了清楚的認識。特別是原來所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課：如機械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測量、塑料模具設(shè)計與制造等有了更深刻的理解，使制造的模具既能滿足使用要求有不浪費材料，保證了工件的經(jīng)濟性，設(shè)計的合理性。通過塑料模手冊、模具制造簡明手冊、模具標準應(yīng)用手冊等了解到許多原來未知的知識。 由于能力有限，設(shè)計中難免有疏漏之處，懇請老師給予指正。我在此衷心謝謝原老師的大力幫助與指導(dǎo)。 致謝 經(jīng)過一段時間的緊張工作，今日終于順利完成畢業(yè)設(shè)計。在這里，我要忠心地感謝一些在我的設(shè)計工作中給予我很大的幫助。 首先：我要感謝我的指導(dǎo)老師原老師，特別感謝原老師的近段設(shè)計期間對我的指導(dǎo)和幫助，特別是在離校期間的關(guān)心。 其次：我要感謝的是我的同學(xué)們，在設(shè)計過程中遇到技術(shù)問題，通過與他們的商討和幫助，查閱資料，一一攻破難關(guān)，助我順利地完成設(shè)計。 最后：我還要深深地感謝在工廠里的師傅們，在進行畢業(yè)設(shè)計期間，他們給予我以模具制造與設(shè)計方面上的經(jīng)驗指導(dǎo)。 參考文獻 1. 楊占堯主編 塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計 清華大學(xué)出版社 2004.09 2. 翟德梅主編 模具制造技術(shù) 河南機電高?？茖W(xué)校 2001.07 3．瞿金平主編 塑料工業(yè)手冊 化學(xué)工業(yè)出版社 1999.01 4．王孝培主編 模具設(shè)計簡明手冊 機械工業(yè)出版社 2000.06 5. 肖祥芷主編 中國模具設(shè)計大典 江西科學(xué)技術(shù)出版社 2002.10 6. 閻亞林主編 塑料模具圖冊 高等教育出版社 2002.11 7. 黃虹主編 塑料成型加工與模具 化學(xué)工業(yè)出版社 2003.01 8．薛嚴成主編　公差配合與測量技術(shù)　　機械工業(yè)出版社　　 1992.10 9．華南工學(xué)院合 塑料機械設(shè)計　　 機械工業(yè)出版社 1996.02 10．曹宏深主編　塑料成型工藝與模具設(shè)計　機械工業(yè)出版社　1998.07 第 28 頁 共 28 頁