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31 31 計算內(nèi)容 說明 目 錄 引 言……………………………………………………………………………2 畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書……………………………………………………………… 2 設(shè)計說明書……………………………………………………………………5 一、設(shè)計題目………………………………………………………………5 二、塑件分析 …… ………………………………………………………7 三、所選材料的成型特性與工藝參數(shù)………………………………………………8 四、澆注系統(tǒng)的設(shè)計………………………………………………………10 五、分型面的選擇及型腔布置………………………………………………………13 六、排氣系統(tǒng)的設(shè)計………………………………………………………………………………………14 七、成型零部件的設(shè)計與計算……………………………………………………………………………14 八、脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計…………………………………………………………………………………………22 九、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計…………………………………………………………………………24 十、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計與計算…………………………………………25 十一、設(shè)計小結(jié)………………………………………………………………………………………27 十二、模架的選擇………………………………………………………………………………………29 十三、參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………29 引 言 本說明書為機(jī)械類塑料模注射模具設(shè)計說明書，是根據(jù)塑料模具設(shè)計手冊上的設(shè)計過程及相關(guān)工藝編寫的。本說明書的內(nèi)容包括：畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書，畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書，畢業(yè)設(shè)計說明書，畢業(yè)設(shè)計體會，參考文獻(xiàn)等。 編寫本說明書時，力求符合設(shè)計步驟，詳細(xì)說明了塑料注射模具設(shè)計方法，以及各種參數(shù)的具體計算方法，如塑件的成型工藝，塑料脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計。 本說明書在編寫過程中，得到有張蓉老師關(guān)同學(xué)的大力支持和熱情幫助，在此謹(jǐn)以致意。 由于本人設(shè)計水平有限，在設(shè)計過程中難免有錯誤之處，敬請各位老師批評指正。 計者： 2006 年4月13號 畢 業(yè) 設(shè) 計 指 導(dǎo) 書 一、題目： 瓶塞 材料 聚酰胺（PA） 二、明確設(shè)計任務(wù)，收集有關(guān)資料 1、了解畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)、內(nèi)容、要求和步驟，制定設(shè)計工作進(jìn)度計劃（一般需６—８周） 2、將Pro/E零件圖,轉(zhuǎn)化為AUTOCAD平面圖，并標(biāo)好尺寸 3、查閱、收集有關(guān)的設(shè)計參考資料 4、了解所設(shè)計零件的用途、結(jié)構(gòu)、性能，在整個產(chǎn)品中裝配關(guān)系、技術(shù)要求、生產(chǎn)批量 5、塑膠廠車間的設(shè)備資料 6、模具制造技能和設(shè)備條件及可采用的模具標(biāo)準(zhǔn)情況 三、工藝性分析 分析塑膠件的工藝性包括技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面，在技術(shù)方面，根據(jù)產(chǎn)品圖紙，主要分析塑膠件的形狀特點、尺寸大小、尺寸標(biāo)注方法、精度要求、表面質(zhì)量和材料性能等因素，是否符合模塑工藝要求；在經(jīng)濟(jì)方面，主要根據(jù)塑膠件的生產(chǎn)批量分析產(chǎn)品成本，闡明采用注射生產(chǎn)可取得的經(jīng)濟(jì)效益。 １、塑膠件的形狀和尺寸： 塑膠件的形狀和尺寸不同，對模塑工藝要求也不同。 ２、塑膠件的尺寸精度和外觀要求 塑膠件的尺寸精度和外觀要求與模塑工藝方法、模具結(jié)構(gòu)型式及制造精度等有關(guān)。 3、生產(chǎn)批量 生產(chǎn)批量的大小，直接影響模具的結(jié)構(gòu)型式，一般大批量生產(chǎn)時，可選用一模多腔來提高生產(chǎn)率；小批量生產(chǎn)時，可采用單型腔模具等進(jìn)行生產(chǎn)來降低模具的制造費(fèi)用。 4、其它方面 在對塑膠件進(jìn)行工藝分析時，除了考慮上述因素外，還應(yīng)分析塑膠件的厚度、塑料成型性能及模塑生產(chǎn)常見的制品缺陷問題對模塑工藝性的影響。 四、確定成型方案及模具型式： 根據(jù)對塑膠零件的形狀、尺寸、精度及表面質(zhì)量要求的分析結(jié)果，確定所需的模塑成型方案：制品的后加工、分型面的選擇、型腔的數(shù)目和排列、成型零件的結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)等。 五、工藝計算和設(shè)計 1、 注射量計算：涉及到選擇注射機(jī)的規(guī)格型號，一般應(yīng)先進(jìn)行計算。對于形狀復(fù)雜不規(guī)則的制品，可以利用Pro/E的“分析/模型分析/模型質(zhì)量屬性”來計算質(zhì)量?；蛘卟捎霉浪惴ü烙嬎芰系挠昧?，以保證足夠的塑料用量為原則。 2、 澆注系統(tǒng)設(shè)計計算：這是設(shè)計注射模的第一步，只有完成澆注系統(tǒng)的設(shè)計后才能估算型腔壓力、注射時間、校核鎖模力，從而進(jìn)一步校核所選擇的注射機(jī)是否符合要求。澆注系統(tǒng)設(shè)計計算包括澆道布置、主流道和分流道斷面尺寸計算、澆注系統(tǒng)壓力降計算和型腔壓力校核。 3、 成型零件工作尺寸計算：主要有凹模和型芯徑向（長/寬）尺寸和高度（深度）尺寸，其最大值直接關(guān)系到模具尺寸大小，而工作尺寸的精度則直接影響到制品精度。為計算方便，凡孔類尺寸均以其最小尺寸作為公稱尺寸，即公差為正；凡軸類尺寸均以其最大尺寸作為公稱尺寸，即公差為負(fù)；進(jìn)行工作尺寸計算時應(yīng)考慮塑料的收縮率和模具壽命（磨損裕量）等因素。 4、 模具冷卻與加熱系統(tǒng)計算：冷卻系統(tǒng)計算包括冷卻時間和冷卻參數(shù)計算。冷卻時間計算有三種方法，根據(jù)塑料制品形狀和塑料性能選擇適當(dāng)?shù)墓竭M(jìn)行計算即可。冷卻參數(shù)包括冷卻面積、冷卻水空長度和孔數(shù)的計算及冷卻水流動狀態(tài)的校核和冷卻水入口與出口處溫度差的校核。模具加熱工藝計算主要是加熱功率計算。 5、 注射壓力、鎖模力和安裝尺寸校核：模具初步設(shè)計完成后，還需校核所選擇的注射機(jī)注射壓力和鎖模力能否滿足塑料成型要求，校核模具外形尺寸可否方便安裝，行程是否滿足模塑成型及取件要求。 六、進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 1、 確定凹模（模板）尺寸：先計算凹模（模板）厚度，再根據(jù)厚度確定凹模（模板）周界尺寸(長X寬),在確定凹模（模板）周界尺寸時要注意:第一,澆注系統(tǒng)的布置,特別是對于一模多腔的塑料模應(yīng)仔細(xì)考慮模腔位置和澆道布置;第二,要考慮凹模上螺孔的布置位置;第三,主流道中心與模板的幾何中心應(yīng)重合;第四, 凹模（模板）外形尺寸盡量按國家標(biāo)準(zhǔn)選取。 ２、選擇模架并確定其他模具零件的主要參數(shù)：在確定模架結(jié)構(gòu)形式和定模、動模板的尺寸后，可根據(jù)定模、動模板的尺寸，從《塑料模國家標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 12555—1990 （塑料注射模大型模架）和GB/T 12556—1990 （塑料注射模中小型模架及技術(shù)條件）中確定模架規(guī)格。待模架規(guī)格確定后即可確定主要塑模零件的規(guī)格參數(shù)。再查閱標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)零部件圖表，就可以畫裝配圖了。 七、畫裝配圖 　　一般先畫主視圖，再畫側(cè)視圖和其他視圖。由于注射機(jī)大多為臥式的，故注射模也常按安裝位置畫成臥式，畫主視圖最好從凸凹模結(jié)合面（即分型面）開始，向左右兩個方向畫較為方便，且不易出錯。 模具裝配圖包括： 1、主視圖：繪制模具工作位置的剖面圖 2、側(cè)視圖：一般情況下繪制定模部分視圖， 3、俯視圖、局部剖視圖等。 4、列出零件明細(xì)表，注明材質(zhì)和數(shù)量，凡標(biāo)準(zhǔn)件須注明規(guī)格。 5、技術(shù)要求及說明，包括所選注射機(jī)設(shè)備型號，所選用的標(biāo)準(zhǔn)模架型號，模具閉合高度，模具間隙及其它要求。 八、繪制各非標(biāo)準(zhǔn)零件圖 零件圖上應(yīng)注明全部尺寸、公差與配合、形位公差、表面粗糙度、所用材料、熱處理方法及其它要求。 九、編寫技術(shù)文件 1、編寫注射成型工藝卡片：根據(jù)塑料的成型特點，查閱有關(guān)資料，確定合理的注射成型工藝參數(shù)，并作成工藝卡片。 2、編寫加工工藝過程卡片：選取兩個重要模具成型零件，確定加工工藝路線，并作成加工工藝過程卡片 3、編寫設(shè)計說明書： 第一部分 設(shè)計題目：瓶塞注射模 一 設(shè)計題目：瓶塞注射模 二 設(shè)計要求： 1．繪制產(chǎn)品零件圖 2．繪制模具裝配圖 3．繪制整套模具零件圖（除標(biāo)準(zhǔn)件外） 4．編寫設(shè)計說明書 三 設(shè)計要求： 1．模具結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，工藝性好。設(shè)計計算正確，參數(shù)選用正合理。 2．模具繪圖布局合理，視圖完整、清晰,各項要求符合規(guī)范。 3．模具裝配圖采用CAD繪制并打?。?號圖打?。? 4．繪制全套模具零件圖，除標(biāo)準(zhǔn)件（模架選擇標(biāo)準(zhǔn)的也要出圖） 5．設(shè)計說明書內(nèi)容完整，分析透徹，語言流暢，參考資料應(yīng)注明出處，字?jǐn)?shù)在 20000左右，統(tǒng)一采用A４Z紙、5號宋體打印。圖量一般要求為2張半0號。 第二部分 塑件分析 1.制品圖如圖2-1： 圖2-1 2.制品分析：該制品結(jié)構(gòu)簡單，形狀尺寸小，壁厚均勻，使用PA制造。公差等級為MT5，該制品采用了凸起來增加制品的強(qiáng)度和剛度，表面粗糙度為1.6。采用液態(tài)石蠟作為尼龍類塑料脫模劑效果較好，硅油的效果好，但價格貴，而且使用時要與甲苯等有機(jī)溶劑配成共溶液，涂抹型腔后待有機(jī)溶劑揮發(fā)后才能顯示硅油的潤滑效果。該制品在成型后應(yīng)進(jìn)行調(diào)濕處理 ，因為這類塑料在空氣中使用或存放過程中容易吸水而膨脹，需要很長時間尺寸才能穩(wěn)定下來。所以將脫模后的塑件放在熱水中處理，不僅隔絕空氣防止氧化，消除內(nèi)應(yīng)力，而且還可以加速達(dá)到吸濕平衡，穩(wěn)定其尺寸。經(jīng)調(diào)濕處理后的塑料，其調(diào)濕處理后的塑件，其沖擊韌性和抗拉強(qiáng)度均有所提高。調(diào)濕處理的溫度一般為100 —150度。處理時間由塑料品種，塑件形狀，壁厚和結(jié)晶度的大小來決定的。達(dá)到 調(diào)濕處理后，應(yīng)緩慢冷卻至室溫。 第三部分 所選材料的成型特性與工藝參數(shù) 該制品采用PA，俗稱尼龍，于1939年實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，最初用作制造合成纖維的原料，后來由于PA具有高韌性，耐磨性，自潤滑，使用溫度范圍寬（高溫度強(qiáng)度好，低溫度韌度好），耐油和耐腐蝕等優(yōu)良綜合性能，已成為開發(fā)最早的工程塑料品種，并獲得廣泛的應(yīng)用，其產(chǎn)量約占工程塑料總產(chǎn)量的三分之一。 1.PA的性能特點： PA的熔點在180—280℃之間，品種不同，差別較大。然兒其熱變形溫度較低，一般均在100℃以下，長期使用就會發(fā)生脆化，必須提高熱穩(wěn)定性。PA具有良好的力學(xué)性能。它的勞性和耐油 耐溶劑性，抗拉強(qiáng)度 硬度 耐磨性好，PA具有吸水性，優(yōu)良的耐摩擦性和耐磨耗性，以及良好的耐疲還具有較好的電絕緣性。 2.PA的成型特點以及模具設(shè)計的注意事項： 〈1〉成型特點：PA熔點高，成型前須預(yù)熱；黏度低，流動性好，易產(chǎn)生溢流，飛邊；熔融溫度下較硬，易損模具主流道及型腔壁易黏膜。 〈2〉注意事項：防止溢料，更提高結(jié)晶化溫度，應(yīng)注意模具溫度的控制；收縮率為1.5%~2.5% 3.工藝參數(shù)： 30%玻纖增強(qiáng)尼龍 66的工藝參數(shù)如下；注射機(jī)類型；螺桿 預(yù)熱和干燥 溫度 100~110℃ 時間 12~16H 成型溫度 227~30℃ 模具溫度 70℃ 注射力 70~176MPa后處理方法； 油 水 鹽水 溫度； 90~100℃ 時間； 4.H 說明；1） 預(yù)熱和干燥均采用鼓風(fēng)烘箱 2 ）凡潮濕環(huán)境使用的塑料，應(yīng)進(jìn)行調(diào)濕處理，在100~120度水中加熱2~18H 4．注塑機(jī)的選擇： 1）注塑機(jī)的流量： 塑件的體積計算： =2×× (—)=1099 =2×× (—)=6832.64 =+=1099+6832.64=7931.64 4=4×7931.64=31725.64 取=4000 2）塑件的質(zhì)量計算： ρv=1.3×7931.64×=10.31g 4=4×10.31=41.24g 設(shè)凝料的質(zhì)量為5克 41.24+5=46.24g 取=50g 按注射量選擇4000的注射機(jī)按流量選擇注塑機(jī)， 由《料制品及成型技術(shù)》教材附錄F選擇SZ—40/32立式注射機(jī)，其參數(shù)如下： 理論注射容積：40 螺桿直徑：24cm 注射壓：150Mpa 鎖模力：320KN 拉桿內(nèi)向距：205mm 移模行程 160mm 最大模具厚度：160mm 最小模具厚度：130mm 噴嘴球半徑：10mm 噴嘴口半徑： 3mm 第四部分 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 1.澆注系統(tǒng)的設(shè)計； A 澆注系統(tǒng)的組成及設(shè)計原則 1 澆注系統(tǒng)通常由主流道 分流道 澆口料穴等組成 2 設(shè)計原則；〈1〉流程要短。減少壓力和熱量損失及塑料消耗量，同時縮短了充模時間〈2〉排氣良好。使料流平穩(wěn)順利充滿型腔。3〉防止型芯變形和嵌件位移。應(yīng)避免料流直沖較小的型芯和嵌件。 〈4〉防止塑件翹曲變形和表面形成冷疤，冷斑等缺陷。應(yīng)減輕澆口附近應(yīng)力集中?！?〉合理選擇冷料穴b 主流道設(shè)計； 主流道是指連接注射機(jī)噴嘴與風(fēng)流道或型腔〈單腔?！档倪M(jìn)料通道。負(fù)責(zé)將塑料溶體從噴嘴引入模具，其形狀，大小直接影響塑料的流速及填充時間。主流道垂直于分型面通常作在淬硬澆口套內(nèi)，如圖4-15a所示。為了使塑料疑料能從主流道中順利拔出，需將主流道設(shè)計成圓錐形，具有a=2-6的錐角。內(nèi)壁為ra 0.8 um 以下的表面粗糙度，小端直徑大于噴嘴直徑約0.5~1mm，凹坑半徑R也應(yīng)比噴嘴頭半徑大1-2mm，以便疑料順利拔出。澆口套大端高出定模端面H=5`10mm，起定位作用與注射機(jī)定模板的定位孔呈間隙配合。為了拆御更換方便，模具的定位圈常與澆口套分開設(shè)計，如圖4-1所示。 圖4—1 C．分流道及其平衡布置 （1〉分流道：主流道和澆口之間的進(jìn)料通道。其作用是通過流道截面及方向變化使塥料平穩(wěn)地轉(zhuǎn)換流向，并均勻分配給各個型腔〈多型腔?！?。常見分流道的截面形狀有圓形 梯形 U形 半圓形及矩形等幾種形式，其中圓形截面分流道的比面積最小，但需要開設(shè)在分型面兩側(cè)，且對應(yīng)兩部分必須吻合，加工不方便；梯形及U形截面分流道加工較容易，且熱量損失和流動阻力均不大，為最常用形式；半圓形和矩形截面的分流道則因此比面積最大。在此設(shè)計中，采用圓形截面。 〈2〉分流道的尺寸；因為各種塑料的流動性有差異，所以a 以根據(jù)塑料的品種來粗略地估計分流道的直徑。常用塑料的分流道直徑推薦值如〈塑料制品成型及模具設(shè)計〉表4-3。對于壁厚小于3mm，質(zhì)量在200—以下的塑件可以用以下經(jīng)驗公式確定分流道的直徑；D=0.2654 式中；M-流徑分流道的塑料量 L-分流道長度〈mm〉 D-分流道直徑，對于粘度叫大的塑件，可用上式算得的D值再 以1.2~1.25的系數(shù)，據(jù)表4——3查得尼龍類分流道的直徑為1.6~9.5 取D=4。 〈3〉分流道的布置：分流道采用平衡布置，多型腔模具應(yīng)盡量均衡布置型腔，使熔融塑料幾乎同時到達(dá)每個型腔的進(jìn)料口，這樣，塑料到每個型腔的壓力和溫度是相同的，塑件的品質(zhì)理應(yīng)相同 圖4—2 D 澆口的設(shè)計 〈1〉澆口又稱進(jìn)料口，是分流道與型腔之間的狹窄部分，也是澆注系統(tǒng)中最短小的部分，他使塑料溶體的流速產(chǎn)生加速度，有利于迅速充滿型腔，同時還起封閉型腔防止溶體倒流的作用，并在成型后使?jié)部谀吓c塑件易于分離。澆口的設(shè)計與塑料性能，塑件形狀，截面尺寸 模具結(jié)構(gòu)及注射工藝參數(shù)等有關(guān)?？偟囊笫鞘谷芰弦暂^快的速度進(jìn)入并充滿型腔，同時在充滿后能適時冷卻封閉，因此澆口的截面要小，長度要短，這樣可以增大料流速度，快速冷卻封閉，且便于塑件與凝料分離，不留明顯的澆口痕跡，保證塑件外觀質(zhì)量。 〈2〉澆口的形式；澆口的形式很多，在此設(shè)計中為了保證制件的外觀，采用推切式潛伏口。 〈3〉前途澆口的優(yōu)缺點；進(jìn)料口設(shè)在塑件內(nèi)側(cè)時，塑件外邊面沒有點澆口切斷痕跡。脫模時，推桿切斷進(jìn)料口可實行注射機(jī)的全自動化操作。避免了點澆口流道所需要的定模定距分型機(jī)構(gòu)。模具結(jié)構(gòu)簡單。但隧道斜孔的加工較困難。為了將斜的點澆口推出。必須是柔韌性好的塑料，必須是柔韌性好的塑料。并且要嚴(yán)格掌握塑件在模內(nèi)的冷卻時間。在流道為凝固時及時推出潛伏澆口 E 冷料穴設(shè)計； 冷料穴的作用是儲存因兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料頭以及塥體流動的前鋒冷料，以防止溶體冷料進(jìn)入型腔。冷料穴一般設(shè)在主流道的末端，冷料穴底部常作成曲折的鉤行或下陷的凹槽，使冷料穴兼有分模時將主流道襯套中拉出，并留在動模一側(cè)的作用。在此設(shè)計中采用帶球型頭拉料桿的冷料穴。這種拉料桿專用于借助推板將制品脫模時模具中。前鋒冷料進(jìn)入冷料穴后，緊包在拉料桿的球形頭上，開模時便可將主流道凝料從主流道中拉出。球頭拉料桿固定在動模一側(cè)的型芯固定板上，并不隨推出機(jī)構(gòu)移動，所以當(dāng)推件板從型芯上推出制品時，也就將主流道凝料從球頭拉桿上硬刮下來 圖4—3 第五部分 分型面選擇及型腔布置 A分型面的選擇原則； （1〉便于塑件脫模： 1）在開模時盡量使塑件留在動模內(nèi)； 2）應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽芯； 3）應(yīng)合理安排塑件在型腔中的方位。 〈2〉考慮和保證塑件的外觀不遭損失： （3）盡力保證塑件尺寸的精度要求 （4）有利于排氣。 （5）盡量使模具加工方便 B分型面的形式如圖5——1 圖5—1 2 型腔樹木的確定與排列形式 1.型腔數(shù)目確定方法常見的有四種： （1）根據(jù)經(jīng)濟(jì)性確定型腔樹木 （2）根據(jù)注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔樹木 （3）根據(jù)注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目 （4）根據(jù)制品精度確定型腔數(shù)目 對于高精度制品，由于多型腔模具難以使各型腔的成型條件均勻一致。故通常推薦型腔數(shù)目不超過4個，本設(shè)計為四型腔注射模。 2型腔的排列 此設(shè)計的型腔在模板上呈圓形排布。在設(shè)計時要注意以下幾點 （1）盡可能采用平衡式排列（參見分流道布置）確保制品的質(zhì)量的均一和穩(wěn)定 （2）型腔布置與澆口開設(shè)部位應(yīng)力求對稱，以便防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象如圖4-20 盡量使型腔排的緊湊，以便減少模具的外形尺寸。 第六部分 排氣系統(tǒng)的設(shè)計及流動比的校核 在注射成型過程中模具內(nèi)除了型腔和澆注系統(tǒng)中原有的空氣外，還有塑料受熱和凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，這些氣體若不能順利排出，則可能因充填時氣體被壓縮而產(chǎn)生高溫，引起塑件局部炭化燒焦，或使塑件產(chǎn)生氣泡，或使塑件熔接不兩而引起缺陷。 注射模的排氣方式，大多數(shù)情況下是利用模具分型面或配合間隙自然排氣。只在特殊情況下采用開設(shè)排氣槽的排氣方式。此模具排氣系統(tǒng)設(shè)計成第一種。采用間隙配合排氣。 第七部分 成型零部件的設(shè)計與計算 一 型腔，型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計 （1）型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計 凹模分為整體式和組合式凹模。整體式凹模它是由一整塊金屬材料（也稱定模板或凹模板）直接加工而成。其特點是為非穿通式模體，強(qiáng)度好，不易變形。但由于加工困難，故只使用于小型且形狀簡單的塑件成型。組合式凹模又可分為整體嵌入式，局部鑲嵌式以及拼塊組合式。本設(shè)計采用整體式凹模，型腔對稱 均布在定模板上，如圖7—1 圖7—1 （2）凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 凸模（即型芯）是成型塑件內(nèi)表面成型零件，通?？煞譃檎w式和組合式兩種類型。整體式凸模是將成型的凸模與動模板做成一體，不僅結(jié)構(gòu)牢固還可省去動模墊板（既支承板）。但是由于不便于加工，故只適用于形狀簡單且凸模高度較小的單型腔模具。組合式凸模又分整體裝配式和鑲件組合式。 整體裝配式凸模：它是將凸模單獨加工后與動模板進(jìn)行裝配而成。 鑲件組合式凸模：對于形狀復(fù)雜的凸模，為了加工方便，可采用鑲件拼合式結(jié)構(gòu)。 綜上所述，本模具凸模采用整體裝配式凸模 凸模的固定采用帶脫模板式。結(jié)構(gòu)如圖4-24 圖7—2 二 成型零部件工件尺寸計算 （1）影響工件尺寸的因素： 〈1〉塑件的公差：塑件的公差規(guī)定按單向極限制，制品外輪廓尺寸公差取制品內(nèi)腔尺寸公差取正值 若制品上原有公差標(biāo)注方法與上不符，則應(yīng)按以上規(guī)定進(jìn)行轉(zhuǎn)換。而制品孔中心距尺寸公差按對稱分布原則計算。既取 （2）模具制造公差：時間證明，模具制造公差可取塑件公差的 （3）模具的磨損量：實踐證明，對于一般的中小型塑件，最大磨損量可取塑件公差的1/6 （4）塑件的收縮率：塑件成型后的收縮率與多種因素有關(guān)，通常取平均收縮率： （5）模具分型面上的合模間隙：由于注射壓力及模具分型面平面度的影響，會導(dǎo)致動模，定模注射時存在著一定的間隙。一般當(dāng)模具分型面的平面度較高時，表面粗糙度較低時，塑件產(chǎn)生的飛邊也小，飛邊厚度一般應(yīng)小于0.02~0.1mm （2）成型零件工作尺寸的計算： 〈1〉凹模徑向尺寸的計算 [D(1+s)— =[40×（1+0.005）—×0.56 = =[H（1+S）— =[36×（1+0.005）—×0.56 = （2）型心尺寸： [d（1+s）+ =[30（1+0.005）+×0.50 = 零件的加工工藝： 1．定模型芯 定模型芯是主要的工作零件，這套模具的生產(chǎn)批量為大批量，且塑件成型時有一定的腐蝕性，因此選用的材料要具有良好的耐磨性，由于客戶已明確提出成型零件的材料要選用瑞典一百騰公司的718S鋼材（注：此種鋼材的性能特好，是做塑料的專用材料，具有良好的耐磨性，耐腐蝕性，它的價格為一百多元人民幣一斤），因此我們選用718S的材料。 同時考慮到此塑料對尺寸精度要求一般，但對表面要求較高，根據(jù)本工廠的實際設(shè)備情況，在對材料進(jìn)行粗加工后，留0.5mm的單邊，淬火，低溫回火后，用電火花機(jī)放電到位，最后還需要對成型表面進(jìn)行拋光，省模（省模：制造模具的一道很重要的工序，一般配備了專業(yè)的省模女工，即用打磨機(jī)，沙紙、油石等打磨工具將模具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙度）。 其澆道襯套孔要與襯套配合，在粗加工后，留單邊0.2—0.5mm的余量，熱處理后采用慢走絲割出即可。 綜上所述，定模型芯加工工藝如下： 1.材料：718S 2.加工工藝： 1) 開料：開出長x寬x高為241×96×31mm的毛坯。 2) 磨基準(zhǔn)：按照零件圖基準(zhǔn)方位在平面磨床上磨出基準(zhǔn)面，同時磨平各平面，留0.1—0.3mm單邊余量。 3) 按照圖樣，在銑床上鉆螺紋孔，運(yùn)水孔。 4) 在數(shù)控銑床上采用Mastercam9.0軟件，采用直徑為Φ8的銑刀，銑出兩條澆道，采用直徑為Φ6的銑刀銑出分流道，同時，按照圖樣要求銑出四個型腔的形狀，單邊留0.2—0.5mm的余量。 5) 送熱處理車間進(jìn)行熱處理：淬火（油淬+低溫回火），使其表面硬度達(dá)到56—60HRC。 6) 按照圖樣要求加工型芯各表面，保證型芯的平行度，垂直度，要求型芯磨后六面見光。 7) 電火花放電： a)工件準(zhǔn)備：模塊材料為718S鋼，銑、磨按圖紙要求加工成型，熱處理56—60HRC 后，六面見光，保證平行度及垂直度，同時加工兩塊模板，保證尺寸的一致電性。 b)電極制作：電極材料為紫銅，最好選用銅鎢合金，根據(jù)型腔的形狀，為了便于銅公的加工，將銅公分體做成三個依次放電到位（注：兩邊側(cè)抽芯的型腔各一個，中間型腔做一個銅公，同時考慮到銅公的裝夾，將其銑成兩邊各一半的外形，中間為方形，便于裝夾，每擋加工制作一個銅公，可連續(xù)放電四個型腔，利用銅公的別一邊用來放電動模型腔. c)校正、裝夾、安裝合格。 d)使用設(shè)備：使用北京易通電加工技術(shù)研究所制造的ETD7125電火花成形機(jī)床。 脈寬/us 間歇/us 雙邊間隙/mm 粗糙度/Ra 200 100 0.20 6.3 60 50 0.11 3.2 20 50 0.04—0.06 1.6 e)加工規(guī)準(zhǔn)：如上表所示（注：以上規(guī)準(zhǔn)只供參考，具體規(guī)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)機(jī)床的性能，及其加工工人的經(jīng)驗來確定，確保最后一檔放電加工到位）。 8)用慢走絲割出直徑為Φ32k6的澆口襯套孔，鑲件孔。 9)對成型面進(jìn)行研磨達(dá)到圖樣表面粗糙度的技術(shù)要求。 10)最后用激光在型芯上刻出產(chǎn)品上的文字。 2.動模型芯 同定模型芯一樣。 3．行位 a)材料：45# b)加工工藝： 1)開料：在45#鋼板上割出一塊長x寬x高為100×177×51mm的毛坯。 2)在平面磨床上磨基準(zhǔn)。 3)在銑床上有角度分度頭調(diào)好角度，粗銑左側(cè)的斜面。 4)在銑床上銑出如圖所示右側(cè)的形狀及其導(dǎo)滑部分。 5)在銑床上銑出用分度頭調(diào)好角度，用鏜刀鏜出的直徑為Φ17mm的斜孔。 6)鉆螺釘固定孔。 7)熱處理：淬火+低溫回火，淬硬表面硬度為54—58HRC。 8)磨削基準(zhǔn)平面及其斜面，使各部分的尺寸加工到位。 9)用電火花機(jī)放電打出滑塊兩個R7的定位孔。 10)在滑塊斜面磨出45度，寬大10mm,深0.2mm的儲油槽，其它的零件在此就不一一敘述。 模具加工工藝流程: 1、 根據(jù)零件結(jié)構(gòu)和制造工藝,模架的基本組成零件有兩種:導(dǎo)柱、導(dǎo)套等回轉(zhuǎn)零件；模板等平板零件。 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的加工主要是內(nèi)、外圓柱面加工，平板內(nèi)零件的制造過程主要進(jìn)行平面加工和孔隙加工，他們在模具中起定位的導(dǎo)向作用，保證凹凸模在工作時具有正確的相對置，除了要保證導(dǎo)柱，導(dǎo)套配合表面尺寸形狀精度外，還應(yīng)該保證導(dǎo)柱、導(dǎo)套各自配合面之間的同軸度要求。 導(dǎo)柱、導(dǎo)套一般采用低碳鋼進(jìn)行滲碳、淬火處理，也可選用碳素工具鋼T10淬火處理，淬火處理硬度58-62HRC。 根據(jù)分析，導(dǎo)柱、導(dǎo)套加工藝過程如下： 備料——粗車、半精車內(nèi)外圓柱表面——熱處理——研磨導(dǎo)柱中心孔——粗磨、精磨配合表面——研磨導(dǎo)柱、導(dǎo)套重要配合表面。 1、 凸模加工工藝過程如下： 下料——鍛造——退火——粗加工——精磨基面準(zhǔn)面——劃線——工作型面半精加工——淬火、回火——磨削——修研。 2、 凹模加工工藝過程如下： 下料——鍛造——退火——粗加工六面——精磨基面準(zhǔn)面——劃線—型孔半精加工——型孔精加工——淬火、回火——精磨（研磨） 3、 模架的裝配： 導(dǎo)柱、導(dǎo)套與模板之間一般采用過盈配合，裝配時可采用手動壓力機(jī)將導(dǎo)柱壓入動模板的導(dǎo)柱孔，復(fù)位機(jī)構(gòu)的裝配復(fù)位桿與固定板一般采用過度配合。模架的裝配比較的簡單，主要是用螺釘將裝有導(dǎo)套的定模板連接起來。 4、 模具表面強(qiáng)化處理工藝特點及應(yīng)用： 滲氮處理：滲氮處理是向模具零件表面滲入氮原子的過程， 模具滲氮前應(yīng)加工到尺寸精度和表面粗糙度，最好是經(jīng)過試模確認(rèn)完全合格后再進(jìn)行滲氮處理。根據(jù)模具的技術(shù)要求分別采用以下兩種工藝路線： 精密模具：備料——鍛造——退火或回火——粗加工——調(diào)質(zhì)——半精加工——裝配——試模——滲氮——研磨拋光——裝配； 一般模具：備料——粗加工——調(diào)質(zhì)——精加工——糝氮——研磨——裝配； 5、 總裝的技術(shù)要求 a、裝配后的模具安裝表面的平行誤差不大于0.05； b、模具閉合后分型面應(yīng)均密合； c、導(dǎo)柱、導(dǎo)套滑動靈活，推件時推桿和卸料板動作一致； d、合模后動模部分和定模部分的型芯必須緊密接觸 6、 試模： 模具在裝配完成之后，在交付生產(chǎn)時試模，其目的是檢查模具在設(shè)計制造上是否存在缺陷，若有，則要求排除；對模具成型工藝條件進(jìn)行試驗以有利于模具成型工藝的確定和提高。 （3）強(qiáng)度校核： 在注射成型過程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力，因此模具型腔應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。如果型腔的壁厚和底板的厚度不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過型腔材料 本身的應(yīng)力 時，型腔將導(dǎo)致塑性變形，甚至開裂。與此同時，若剛度不足將導(dǎo)致過大的變形從而產(chǎn)生型腔向外膨脹或溢料間隙。因此。有必要對型腔進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的計算，尤其對重要的精度要求高的大型塑件的型腔，不能僅憑經(jīng)驗確定型腔壁厚和底板厚度。常用的剛度和強(qiáng)度計算公式見《塑料制品成型及模具設(shè)計》P85 采用T10淬火。 HRC=60 側(cè)壁厚度：S 1.15（ 由《塑料制品成型及模具設(shè)計》教材查得。=0.025—0.04取 =0.03 E=2.1×Mpa P=25—40MPa 取P=30MPa S6.74 取S=10mm Sr=2 取S=10符合要求 底板厚度，即推板厚度： =3.28 取=10mm 0.87（=3.96 取=10mm符合要求 第八部分 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計 （1）設(shè)計脫模機(jī)構(gòu)時，應(yīng)遵循以下原則： 1結(jié)構(gòu)可靠：機(jī)械的運(yùn)動準(zhǔn)確，可靠。靈活，并有足夠的剛度和強(qiáng)度。 2保證塑件不變形，不損壞 3保證塑件外觀良好 4盡量使塑件留動模以便以便借助與開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作 （2）脫模力的計算： = +0.1A=PA+0.1A 式中 P—塑件對型芯產(chǎn)生的正壓力，一般P=8—12MPa，薄件取小值，厚件取大值，取P=10MPa =+0.1×=7135.65N =47135.65=28542.6 N （3）脫模板的厚度計算： 按剛度計算則為： H （ 式中H—脫模板厚度（mm） —脫模板（N） R—推桿軸線到脫模板中心的距離（mm） 與—與R/r相關(guān)的系數(shù)，由教材4—18查得： =17/15=1.13 按=1.25 取=0.0051，=0.227 H2.65mm 取H=10mm 若按強(qiáng)度計算： H（=4.46mm 取H=10mm 符合要求 第九部分 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計 為了保證注射模準(zhǔn)確合模和開模，在注射中必須設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用是導(dǎo)向。定位。以及承受一定的側(cè)向壓力。本設(shè)計中采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)柱 導(dǎo)套結(jié)構(gòu)適用與精度要求高，生產(chǎn)批量大的模具。對于小批量模具可不采用導(dǎo)套，直接與模體間隙配合。同時在設(shè)計導(dǎo)柱導(dǎo)套時還應(yīng)注意以下幾點： 1 導(dǎo)柱應(yīng)合理地均布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度 2 導(dǎo)柱的長度應(yīng)比型芯《凸?！范嗣娴母叨雀叱?—8mm以免型芯進(jìn)入凹模時與凹模想碰而損壞。 3 導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨度和強(qiáng)度采用20低碳剛經(jīng)滲碳0.5——0.8mm，淬火48—55HRC，也可采用T8A碳素工具剛，經(jīng)淬火處理。 4 為了使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)柱端應(yīng)做成錐形或半球形，導(dǎo)套的前端也應(yīng)倒角。 5 導(dǎo)柱設(shè)在動模一側(cè)可以保護(hù)型芯不受損傷，而設(shè)在定模一側(cè)便于順利脫模取出塑件，因此可根據(jù)需要而決定裝配方式。 6 一般導(dǎo)柱滑動部分的配合形式按H8/F8，導(dǎo)柱和導(dǎo)套部分配合按H7/K6，導(dǎo)套外徑的配合按H7/K6 7 除了動模，定模之間設(shè)導(dǎo)柱，導(dǎo)套外一般還在動模座板與推板之間設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套，以保證推出機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)動 8 導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具大小而決定，可參考標(biāo)準(zhǔn)模架數(shù)據(jù)選取采用直徑為20的帶頭導(dǎo)柱。 第十部分 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計與計算： 1盡量保證塑件收縮均勻，維持 模具的熱平衡。 2冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越均勻。根據(jù)經(jīng)驗，一般水孔中心線與型腔壁的距離應(yīng)為冷卻水孔直徑的1—2倍冷卻水孔中心距約為水孔直徑的3—5倍，水孔的直徑一般為8—12mm。 3盡可能便冷卻水孔至型腔邊面的距離相等，當(dāng)塑件壁厚均勻時，冷卻水孔與型腔邊面的距離應(yīng)處處相等。 4澆口處加強(qiáng)冷卻。 5應(yīng)降低進(jìn)水與出水的溫差。 6合理選擇冷卻水管的形式。對于收縮大的塑件應(yīng)治收縮方向開設(shè)冷卻水孔。 7合理確定冷卻水管接頭位置。為不影響操作，進(jìn)出口水管接頭通常設(shè)在注射機(jī)背面的模具同一側(cè) 8冷卻系統(tǒng)的水管應(yīng)盡量避免于模具上其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉現(xiàn)象，設(shè)計時通盤考慮。 9冷卻水管進(jìn)出接頭應(yīng)埋入模板內(nèi)，以免模具在搬運(yùn)過程中造成損害，最好在進(jìn)口和出口初打出 冷卻系統(tǒng)的計算 （1）計算單位時間內(nèi)從型腔中散發(fā)出的總熱量 1）計算每次需要的注射量（kg） G==4×10.31+5=46.24g=0.04624kg 2）確定生產(chǎn)周期（s） t==35+5+65=100 3）求使用的塑料的單位熱流量，查表4—25得：=280KJ/kg 4）求每小時需要注射的次數(shù) N=3600/t=3600/100=36 5）求每小時的注射量（kg/h） W=NG=36×0.04624=1.665kg （2）以凹模冷卻系統(tǒng)為例求凹模冷卻水的體積流量（/min） ===0.124×/min （3）求凹模冷卻系統(tǒng)水孔的直徑d，查表4—26選用d=8mm的水管 （4）求冷卻水的平均流速 ==0.019m/min 選用v=1.66m/s（由表4—26查得） （6）計算凹模的冷卻管的總傳熱面積： A==466.1/119×37.5×3=0.035 式中為模具溫度與冷卻介質(zhì)之間的平均溫差，即 ==65—（25+30）/2=37.5℃ （7）計算凹模上應(yīng)設(shè)冷卻水管的總長度 L=A/=0.035/3.14×=1.39m （8）求凹模冷卻水管的根數(shù) n=L/B=1.39/0.315=4 第十一部分 設(shè)計小結(jié) 塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長最快的工業(yè)門類之一。自從1927年聚氯乙烯塑料問世以來，隨著高分子化學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及高分子合成技術(shù)，材料改性技術(shù)的進(jìn)度，愈來愈多的具有優(yōu)異性能的高分子材料不斷涌現(xiàn)，從而促使塑料工業(yè)飛躍發(fā)展。新型塑料品種的增加以及塑料成型技術(shù)的發(fā)展，為了塑件的應(yīng)用開拓了廣闊的領(lǐng)域。目前，塑料制品已深入到國民經(jīng)濟(jì)的各個部門中。特別是在辦公用品。照相器材。汽車。儀器儀表。機(jī)械。/航空。交通。通信。輕工。建材產(chǎn)品，日用品以及家用電器行業(yè)中的零件 塑料化的趨勢不斷加強(qiáng)，并且陸續(xù)出現(xiàn)以塑料代金屬的全塑產(chǎn)品。據(jù)報道，美國已是世界上的最大塑料生產(chǎn)國，每年的塑料消耗量已經(jīng)超過剛才。就全世界而言按照體積和質(zhì)量計算，塑料的消耗量也超過了剛材。我國自改革開放以來。塑料工業(yè)發(fā)展也很快，表現(xiàn)在不僅塑料產(chǎn)量增加而且其品種更為增多，其產(chǎn)量已上升到居世界第四位。由此可見，塑料工業(yè)已在我國過名經(jīng)濟(jì)的各個部門中發(fā)揮了愈來愈大的作用。 塑料模具是當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)中利用特定的形狀，通過一定的方式來成型塑料制品的工藝裝配或工具，它屬于型腔模的范疇。通常情況下，塑件質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低，其模具的因素約占80%，然而模具的質(zhì)量好壞又直接與模具的設(shè)計與制造有很大的關(guān)系隨著國民經(jīng)濟(jì)的領(lǐng)域的各個部門對塑件的品種和產(chǎn)量需求愈來愈大，產(chǎn)品更新?lián)Q代周期也和質(zhì)量提出了更高的要求，這就促使塑料模具設(shè)計和制造技術(shù)不斷向前發(fā)展，從而也推動了塑料工業(yè)以及機(jī)械加工工業(yè)的告訴發(fā)展，可以說，模具技術(shù)，特別是設(shè)計與制造大型，精密，長壽命的模具技術(shù)便成為衡量一個國家機(jī)械制造水平的重要標(biāo)志。模具在世界上占有的比列大，我作為一個學(xué)模具 專業(yè)的學(xué)生，應(yīng)在學(xué)完所學(xué)的知識之后來很好的進(jìn)行模具設(shè)計。在我們進(jìn)行設(shè)計之前，不許具備機(jī)械制圖，公差與技術(shù)測量，機(jī)械原理及零件，模具材料及熱 處理，模具制造技術(shù)，塑料制品成型工藝及模具設(shè)計等方面必要的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，并且通過教學(xué)和生產(chǎn)實習(xí)，初步了解塑料制品的生產(chǎn)過程，熟悉多種塑料模具的典型結(jié)構(gòu)。我們在設(shè)計時應(yīng)遵守設(shè)計程序： 1 擬定制品成型工藝 2 擬定模具機(jī)構(gòu) 3選擇成型設(shè)備的類型，型號及主要技術(shù)參數(shù) 4 方案論證 5 繪制模具裝配草圖 6用計算機(jī)CAD繪制模具裝配圖 7繪制零件圖 8編寫設(shè)計說明書， 第十二部分 模架的選擇 根據(jù)注塑機(jī)的類型選用A3型模架，其規(guī)格為315×315圓柱形模架；其參數(shù)如下： 凹模板厚度 A=36mm 凸模板厚度 B=25mm 墊塊厚度 C=43mm 模具的閉合厚度 H=160mm 模板寬B0=315 長L0=315mm 座板寬B1=345 長L1=345mm 定模座板厚 H1=25mm 動模座板厚 H2=25mm 墊塊寬度 B3=40mm 頂出底板厚度 h2=25mm 頂出底板長度 B2=199mm 第十三部分 參考資料 《塑料制品成型及模具設(shè)計》 葉久新/王群 2004年 4月 《機(jī)械工程材料》 王運(yùn)炎 葉尚川/主編 1991年1月 《沖壓與塑壓設(shè)備》 孫鳳蔚 主編 1999年10月 《模具材料與使用壽命》 模具使用技術(shù)叢書編委會 2000年4月 《模具結(jié)構(gòu)設(shè)計》 模具設(shè)計與制造技術(shù)教育叢書編委會 2003年10月 《聚合物材料》凌繩 王秀芬 主編2000年3月 《幾何量公差與檢測》 甘永立 主編 2004年元月 料制品及成型技術(shù)》教材 料制品及成型技術(shù)》教材附錄F 《塑料制品成型及模具設(shè)計》教材 查表4—25 查表4—26