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套管塑料模具設(shè)計(jì)
緒論
塑料工業(yè)是世界上增長(zhǎng)最快的工業(yè)之一。自從1909年實(shí)現(xiàn)以純粹化學(xué)合成方法生產(chǎn)塑料算起﹐塑料工業(yè)已有90余年的歷史。伴隨著科技日新月異的發(fā)展﹐塑料工業(yè)得到了前所未有的發(fā)展﹐從而使得塑料的數(shù)量也不斷上漲。當(dāng)然塑料工業(yè)的發(fā)展是離不開塑料模具設(shè)計(jì)的，模具工業(yè)被譽(yù)為“工業(yè)之母”。隨著模具技朮的迅速發(fā)展﹐在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中﹐模具已成為各種工業(yè)產(chǎn)品不可缺少的重要工藝設(shè)備。由于模具成型有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗和低成本等其它加工方法無法比擬的優(yōu)點(diǎn)﹐因此在機(jī)械、電子、輕工業(yè)、航空﹐日用品等工業(yè)領(lǐng)域得到了極其廣泛的應(yīng)用。尤其現(xiàn)在電子產(chǎn)品種類繁多且更新?lián)Q代速度之快﹐更加快了模具行業(yè)的發(fā)展?，F(xiàn)在模具成型技朮已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。
但隨著科技的不斷發(fā)展，各種性能的塑料產(chǎn)品的不斷開發(fā)，注塑工藝越來越多地被各個(gè)制造領(lǐng)域用以成型各種性能要求的產(chǎn)品。要高質(zhì)量、低價(jià)格、快速地生產(chǎn)注塑產(chǎn)品，必須綜合考慮成型材料，注塑模具及注塑機(jī)的問題。塑料模具設(shè)計(jì)質(zhì)量直接影響成型產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、質(zhì)量及成本。 這樣對(duì)注塑模具全方位的要求越來越高。高質(zhì)量、低價(jià)格、快速地開發(fā)模具顯得尤為重要.
注射模具在注射制品成型中起極其重要的作用,除了塑料制品的表面質(zhì)量,成型精度完全由模具決定之外,塑料制品的內(nèi)在質(zhì)量,成型效率也受模具左右,所以如何高質(zhì)量,簡(jiǎn)明,快捷,規(guī)范化地設(shè)計(jì)注塑模具成為發(fā)揮注塑成型工藝優(yōu)越性,擴(kuò)大注塑制品應(yīng)用的首要問題。
以上所體現(xiàn)的各個(gè)方面，都與模具設(shè)計(jì)有著非常密切的關(guān)系。一副設(shè)計(jì)合理的模具，就有85﹪成功的希望，其余就得靠設(shè)備和模具制造工人的熟練程度來達(dá)到,所以，提高塑料注射模具的設(shè)計(jì)水平就顯得尤為重要。本套模具在設(shè)計(jì)的中，結(jié)合前人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和這幾年模具發(fā)展新成果，采用了很多更具合理的模具結(jié)構(gòu)。例如：本套模具在開始模具設(shè)計(jì)之前，考慮了多種設(shè)計(jì)方案，衡量了每種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，從中選擇一種最具合理方案。本模具采用最新的三板模結(jié)構(gòu)，及模具在開模過程中有三次分型。簡(jiǎn)化了剝料板的厚度大小，把剝料板放入定模板中與其平齊，這樣就降低了模具閉合高度，曾強(qiáng)了模具自身的剛性。采用一拉桿控制剝料板和上模板的動(dòng)作，并對(duì)其起支承作用。另外，在上下模板之間裝有開閉器，其作用就是控制模具的開模順序，使模具能夠安全合理的完成開合模動(dòng)作。采用這些新型結(jié)構(gòu)，不僅使模具更具簡(jiǎn)單化，而且還因?yàn)檫@些零件都一標(biāo)準(zhǔn)化，縮短了加工周期，節(jié)約了大量成本。
如今，我國模具成型工業(yè)已形成了相當(dāng)規(guī)模的完整體系，越來越多的新技術(shù)，新工藝，新材料誕生，將促使我國模具工業(yè)的飛躍發(fā)展。但目前，我國模具工業(yè)的總體水平與世界先進(jìn)國家相比還有一定差距，還要大力推進(jìn)模具產(chǎn)業(yè)的科技進(jìn)步，開展新技術(shù)，新材料研究開發(fā)，并進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)模具工業(yè)專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)，為我國模具成型加工技術(shù)超趕世界先進(jìn)水平作出貢獻(xiàn)。
第一章 零件的工藝性分析
1.1 塑料材料的成型特性及參數(shù)（含塑件圖）
經(jīng)過查閱資料和向生產(chǎn)者資詢，尼龍1010成型比較容易，材料成型對(duì)模具溫度要求不是很高，一般位50-60℃。尼龍1010具有一定的吸濕性，成型時(shí)會(huì)在制件上產(chǎn)生斑痕、云紋、銀絲、氣泡等缺陷，故在注射成型之前應(yīng)對(duì)其進(jìn)行干燥處理。另外尼龍1010收縮率比較大一點(diǎn)，在注射時(shí)顆適當(dāng)加打保壓時(shí)間，避免此因素對(duì)成型制件的影響。流動(dòng)性好，脫模比較容易，因而可考慮用小澆口成型，因結(jié)構(gòu)原因，用點(diǎn)澆口更容易脫模。由于塑件尺寸精度和外表精度要求不高，可以考慮將澆口設(shè)在塑件外表面。模具的冷卻設(shè)計(jì)可以從簡(jiǎn)，以提高生產(chǎn)效率。
1.2 塑件結(jié)構(gòu)分析
塑件圖可以看出該塑件的形狀比較簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)較長(zhǎng)，塑件為中空套筒件因此抽芯距也比較長(zhǎng)。所以考慮把塑件分型面選擇在中間位置（外觀要求不高）型芯采用整體型芯，直接用頂干頂出制件，脫模比較簡(jiǎn)單。
1.2.1 塑料制品公差的分析選取
由圖可以看出，塑件形狀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作精度要求不高，工作表面為內(nèi)表面，查閱有關(guān)資料根據(jù)材料成型特性和結(jié)構(gòu)形狀可以選擇一般精度4級(jí)。根據(jù)所選的精度等級(jí)確定塑件尺寸精度如圖1-1所示：
1.2.2 模具型腔分布初步分析
塑件為套管，其工作表面為內(nèi)表面，生產(chǎn)量不算大，但為了提高效率采用一模兩腔成型。
圖1-1 套管塑料制件
第二章 成型設(shè)備的選擇及注射參數(shù)確定
2.1 設(shè)備的選擇及型號(hào)
計(jì)算塑件體積和質(zhì)量
計(jì)算塑件的質(zhì)量時(shí)為了選用注塑機(jī)及確定模具型腔數(shù)
計(jì)算塑件的體積：V=12195㎜3
計(jì)算塑件的質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)可查得PA1010的密度為1.2㎏/dm-3
故塑件的質(zhì)量為：W =Ve
=12195×1.2×10-3
=14.634g
采用一模兩件的模具結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸，注塑時(shí)所需壓力和工廠現(xiàn)有設(shè)備等情況，初步選用注塑機(jī)為XS-ZY-125型。
2.2 塑件注塑工藝參數(shù)確定
查找相關(guān)文獻(xiàn)和參考工廠實(shí)際情況，PA1010的成型工藝參數(shù)可作如下選擇：（試模時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)調(diào)整）
注塑溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度
料筒溫度：后段溫度T1選用140℃
中段溫度T2選用260℃
前段溫度T3選用270℃
噴嘴溫度：選用200℃
注塑壓力：選用90MPA
注塑時(shí)間：選用20S
保 壓：選用75MPA
保壓時(shí)間：選用10S
冷卻時(shí)間：選用30S
第三章 工藝方案的確定
3.1 分型面的選擇
分型面為動(dòng)模與定模的分接口,是取出塑件或澆注系統(tǒng)凝料的面。它的合理選擇是塑件能完好成型的條件,不僅關(guān)系到塑件的脫模,而且涉及摸具結(jié)構(gòu)與制造成本。 合理的分型面不但能滿足制品各方面的性能要求 ,而且使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本也會(huì)令人滿意。選擇分型面時(shí)有下面一些原則可以遵循：
(1) 分型面應(yīng)選擇在塑件的最大截面處,否則給脫模和加工帶來困難。此點(diǎn)可說是選擇的首要原則。
(2) 盡可能地將塑件留在公模側(cè),因在公模側(cè)設(shè)置脫模機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)便易行。
(3) 在安排制件在型腔中方位時(shí),盡量避免側(cè)向分型或抽芯以利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。
結(jié)合以上原則還要綜合考慮塑件的尺寸精度、外觀質(zhì)量、使用要求及是否有利于澆注系統(tǒng)特別是澆口的合理安排, 是否有利于排氣。
所設(shè)計(jì)模具的塑件套管由圖可以看出，由于塑件太長(zhǎng)不能將側(cè)面作為分型面，因?yàn)槟菍?dǎo)致不合理的模具高度和模腔深度，痕會(huì)出現(xiàn)很多抽芯機(jī)構(gòu)，使模具復(fù)雜化。對(duì)于這一模具，分型面沒有選擇。它的套管上面有六個(gè)通孔分別以中心軸線對(duì)稱分布。由于塑件的外表面是非工作表面，表面精度要求不高，頂干和澆口可以考慮選擇在表面上，所以可以把套管上六個(gè)小孔的對(duì)稱面作為塑件的分型面，這樣把塑件放在動(dòng)定模各一半分別用六各固定型芯成型六各小孔。質(zhì)需要用一個(gè)長(zhǎng)的整體活動(dòng)型芯來成型內(nèi)孔表面就可以了。這樣不僅易脫模，使模具結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單化。分型面如圖1-2所示：
圖1-2：分型面選擇
３.２ 型腔數(shù)目及排列方式的確定
3.2.1 型腔的數(shù)目確定
注射?？稍O(shè)計(jì)成一模一腔也可設(shè)計(jì)成一模多腔。其數(shù)目的確定要從以下幾個(gè)方面考慮：
(1) 注塑產(chǎn)品的尺寸及結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性
該塑件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸也不算太大，所以多腔要比單腔效率更高。
(2) 塑件的尺寸精度
型腔精度也相對(duì)降低，由于該塑件的精度要求不高，采用多腔能保證其精度，所以可以考慮多腔成型塑件。
(3) 制造成本
從塑件成本中所占的費(fèi)用比例來看，多腔比單腔模低。
(4) 塑成型的生產(chǎn)效益
多腔模更具優(yōu)勢(shì)
根據(jù)以上幾個(gè)方面的總結(jié)，一般大尺寸復(fù)雜的塑件適合一模一腔。針對(duì)此模具，其塑件尺寸為：175×32㎜
屬于較小尺寸的塑件，所以我選擇一模兩腔。
3.2.2 型腔排列方式確定
本塑件在注塑時(shí)采用一模兩件，綜合考慮澆注系統(tǒng)、模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素采取如圖1-3所示型腔排列方式：
圖1-3 型腔排列
此排列方式的最大優(yōu)點(diǎn)就是便于設(shè)置側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，料流長(zhǎng)度較短。此種排列可能會(huì)由于熔接痕產(chǎn)生降低塑件的強(qiáng)度，但考慮到塑件的工作情況，此熔接痕的產(chǎn)生位置對(duì)塑件工作沒有太大影響。所以，選擇此型腔排列方式比較合適。
第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)指塑料熔體從注射機(jī)噴嘴噴出來后達(dá)到模腔之前在模具中所流經(jīng)的通道，其作用是將熔體從噴嘴平穩(wěn)快速地引進(jìn)模腔并在熔體充模和固化定型過程中將注射壓力和保壓壓力充分傳遞到模腔各部它的設(shè)計(jì)合理與否直接對(duì)制品成型起到?jīng)Q定作用
4.1 主流道設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)要點(diǎn)﹕(1) 主流道通常設(shè)計(jì)成圓錐形。其錐度為2～4度﹐內(nèi)壁表面粗糙度一般為0.63微米。(2) 為減少料流轉(zhuǎn)向過渡時(shí)的阻力﹐主流道大端呈圓角過渡﹐其圓角半徑為1～3MM.(3) 為防止主流道與噴嘴外溢料﹐主流道對(duì)接處密對(duì)接﹐主流道對(duì)接處應(yīng)制成半球形凹坑。(4) 在保證良好成型的前提下﹐主流道L應(yīng)盡量短﹐否則將增多流道凝料﹐且增加壓力損失﹐使塑料降溫過多而影響注射成型。(5) 由于主流道與塑料熔體及噴嘴反復(fù)接觸和碰撞﹐因此常將主流道制成可拆卸的主流道襯套(澆口襯套)﹐便于用優(yōu)質(zhì)鋼加工和熱處理。(6) 當(dāng)澆口套與塑料接觸面很大時(shí)﹐其受到模腔內(nèi)塑料的反壓增大﹐從而易退出模具。
根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得XS-ZY-125型注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸：
噴嘴前 端孔徑：d0=4㎜
噴嘴端球面半徑：R0=12㎜
根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系：
R= R0+(1-2)㎜
D= d0+(0.5-1)㎜
取主流道球面半徑：R=13㎜
取主流道的小端直徑d=4.5㎜
為了便于寧料的從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成錐形，其斜度1o-3o。經(jīng)換算得出主流道大端直徑D=8.5㎜。為了使熔料順利進(jìn)入分流道，可在主流道出料端設(shè)計(jì)半徑r=5㎜得圓弧過度。
4.2 分流道設(shè)計(jì)
分流道是指主流道末端與澆口的一段塑料熔體的流動(dòng)通道。分流道的作用是改變?nèi)垠w流向﹐使其以平穩(wěn)的流態(tài)均衡地分配到各個(gè)型腔。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減少流動(dòng)過程中的熱量損失與壓力損失。
設(shè)計(jì)要點(diǎn)﹕分流道應(yīng)在拐角應(yīng)設(shè)冷料穴﹐分流道截面應(yīng)大于制品的壁厚﹐每一流道要比下一流道大10％～20％.(3).選用圓形的分流道 。
4.2.1 形狀選擇
分流道得形狀有很多種，根據(jù)塑件得體積、壁厚以及形狀得復(fù)雜程度，注射速率、分流道長(zhǎng)度因素來確定。由于塑件的形狀不太復(fù)雜，選用塑料的流動(dòng)性很好填充容易，所以選擇半圓形截面的分流道。分流道的截面尺寸由塑料品種、塑件尺寸、成型工藝條件以及流道長(zhǎng)度因素來確定。由于選用塑料為PA1010流動(dòng)性非常好，通常半圓形截面的半徑可取1-5㎜，我選擇截面尺寸為R=3㎜。
4.2.2 分流道在分型面上的布置形式
分流道在分型面上的布置形式與型腔在分型面上的布置形式密切相關(guān)。排列盡量緊湊，流程盡量短，對(duì)稱布置，使脹模力的中心與祝塑機(jī)鎖模力的中心一致?？紤]以上原則結(jié)合本模具的實(shí)際情況選擇如圖1-4所示形式：
圖1-4 分流道選擇
4.3 澆口的設(shè)計(jì)
澆口的設(shè)計(jì)原則: (1) 要降低流動(dòng)阻力﹐嘵口位置在肉厚較厚的地方。(2) 澆口應(yīng)遠(yuǎn)離排氣機(jī)構(gòu)﹐要避免排氣信道被過早阻斷。(3) 制品最厚的部分往往是最后凝固的地方﹐會(huì)出現(xiàn)較大的收縮。為了補(bǔ)縮﹐澆口應(yīng)設(shè)在其周圍。(4)澆口的位置要盡量減少熔接痕﹐要避免熔接痕強(qiáng)度太低。
由于本塑件的表面質(zhì)量要求不高，可以考慮將澆口放在塑件外表面上。本塑件采用PA1010塑料成型，PA1010具有良好的流動(dòng)性，經(jīng)查表得知可以采用點(diǎn)澆口進(jìn)料(考慮塑件本身結(jié)構(gòu)特性，塑件厚度)。
澆口數(shù)目，位置及尺寸
為確保套管質(zhì)量，并結(jié)合塑件的結(jié)構(gòu)特征，確定在長(zhǎng)軸方向的中線使用兩個(gè)澆口同時(shí)進(jìn)料。模具采用就模兩腔也就是四個(gè)澆口同時(shí)進(jìn)料。澆口放置點(diǎn)可以根據(jù)塑件厚度確定。經(jīng)查表和計(jì)算得出澆口尺寸如圖1-5所示：
圖1-5： 澆口尺寸
第五章 模具機(jī)構(gòu)件的設(shè)計(jì)
5.1 選擇頂出方式
頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求﹕（1） 頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)晝量使塑件留于動(dòng)模一側(cè)；（2） 塑件在推出過程中不發(fā)生變形和損壞；（3） 不損壞塑件的外觀質(zhì)量；（4） 合模時(shí)應(yīng)使推出機(jī)構(gòu)正確復(fù)位；（5）推出機(jī)構(gòu)應(yīng)動(dòng)作可靠。
5.1.1 頂出方式的設(shè)計(jì)
由于成品是管類零件，所以采用頂出桿的方式頂出。由于成品的表面較大﹐中間也需有頂出桿來幫助脫模﹐選用的也是簡(jiǎn)單的頂出桿。
5.1.2 頂出桿的固定
在頂板上制有臺(tái)階孔﹐將頂出桿裝入其中。這種形式強(qiáng)度高﹐不易變形。但在頂出桿多的情況下﹐臺(tái)階孔深度的一致性很難保證。在本產(chǎn)品中頂出桿的數(shù)量不多﹐不會(huì)出現(xiàn)這種情況。
5.1.3 頂出桿的配合
一般直徑為D的頂出桿﹐在頂出桿固定板上的孔應(yīng)為D+1㎜﹕頂出桿臺(tái)階部分的直徑常為D+5MM﹕頂板上的臺(tái)階為D+6㎜.為了不使頂在產(chǎn)品上留有凸臺(tái)﹐頂出桿表面與凸模表面齊平﹐或高出0.02㎜.
結(jié)合以上原則選用Φ4㎜頂出桿，在塑件中心底部分別各分部3個(gè)。
5.2 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
5.2.1 確定抽芯形式
塑件屬于階梯管壯形，其內(nèi)型芯垂直于脫模方向，阻礙成型后塑件從模具中脫出。因此套管的內(nèi)型芯必須做成活動(dòng)型芯，即須設(shè)置側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。由于抽芯距較大，初步選用抽芯機(jī)構(gòu)為齒輪齒條抽芯。
5.2.2 確定抽芯距
抽芯距一般應(yīng)大于成型孔的深度，由于抽芯距較長(zhǎng)，為了使型芯在成型過程中定位準(zhǔn)確對(duì)中精度更高型芯一端加長(zhǎng)8㎜深入道模板里面取，提高塑件的成型精度成型孔深度為H=175㎜，另加3-5㎜的抽芯安全系數(shù)，可取S抽=H+8+5=188㎜
5.2.3 確定齒輪的大小及參數(shù)
由于抽芯力不大，一般普通標(biāo)準(zhǔn)齒輪可以滿足需要，只要根據(jù)抽芯距確定齒輪中徑就可以了。取齒輪模數(shù)為3㎜中徑為60㎜，d=mz求得z=20、da=66㎜、df=52.5㎜，查表得齒輪寬度為30㎜（與連動(dòng)齒條配合），20㎜（與主動(dòng)齒條配合）。經(jīng)查設(shè)計(jì)手冊(cè)得齒輪軸得直徑為24㎜，用鍵連接完成與齒輪得固定。
5.2.4 動(dòng)作原理
主動(dòng)齒條固定在定模板上，齒輪則由軸固定在下模墊板上?；顒?dòng)型芯固定在蓮動(dòng)齒條上面，開模時(shí)主動(dòng)齒條發(fā)生位置移動(dòng)，帶動(dòng)齒輪開始旋轉(zhuǎn)，齒輪產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩傳遞給另一與蓮動(dòng)齒條相配合的齒輪，帶動(dòng)蓮動(dòng)齒條開始移動(dòng)直到完成抽芯動(dòng)作。
5.3 導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)
塑料注射模上的導(dǎo)向裝置，在采用標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)，已經(jīng)確定下來. 一般情況下,設(shè)計(jì)人員只要按模架規(guī)格選用就可以了。但根據(jù)制品要求須設(shè)置精密導(dǎo)向裝置時(shí),則必須由設(shè)計(jì)人員根據(jù)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。
一般導(dǎo)向分為動(dòng)，定模之間的導(dǎo)向，墊板及頂出板的導(dǎo)向，推件板與下模板之間的導(dǎo)向,定模板與動(dòng)模板板之間的導(dǎo)向。
一般導(dǎo)向裝置由于受加工精度的限制或使用一段時(shí)間后,其配合精度降低,會(huì)直接影響制品的精度，因此對(duì)精度要求較高的制品必須另行設(shè)計(jì)精密導(dǎo)向定位裝置。
在本套模具中，因?yàn)橛腥伍_模，根據(jù)結(jié)構(gòu)需，分別在墊板和頂板設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套，還有定模板和上下模出設(shè)置導(dǎo)向裝置。
導(dǎo)向裝置的尺寸確定﹕導(dǎo)柱長(zhǎng)度由具體模具的模板厚度確定﹐直徑為ψ25㎜﹐凸臺(tái)高度8㎜。導(dǎo)套外圓直徑為Φ30㎜﹐凸臺(tái)高度為8㎜。
第六章 成型零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算
6.1 型腔、型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
模具采用一模兩件的結(jié)構(gòu)形式，考慮加工的難易程度及材料的經(jīng)濟(jì)性，成型需要等因素，上下模凹模型腔灰采用鑲嵌式結(jié)構(gòu)如圖1-6所示：
圖1-6：下模鑲塊
型芯主要與凹模結(jié)合夠成來成型塑件的型腔，本塑件位管類制件，在表面由六個(gè)小孔，所以需要六個(gè)固定型芯來成型。內(nèi)孔則需要一個(gè)樣大的活動(dòng)型芯來成型，其結(jié)構(gòu)形壯位塑件的內(nèi)壁形壯。
6.2 成型尺寸計(jì)算及公差的選擇
成型零件的工作尺寸計(jì)算，要考慮塑料制品的尺寸公差，所成型所塑料的收縮率，溢料飛邊厚度，塑料制品脫模，模具制造的加工條件及可達(dá)到的水平等因素。
成型塑件所采用的塑料PA1010收縮率為1.1-1.5﹪，計(jì)算模具成型零件的工作尺寸：
6.2.1 型腔內(nèi)表面（直徑）
Dm1=(32+32×1.5﹪-0.2)㎜=32.32㎜
Dm2=(13+13×1.5﹪-0.2)㎜=12.995㎜
按表4-7調(diào)整后：Dm2=12.99㎜
Dm3=(36+36×1.5﹪-0.2)㎜=36.34㎜
6.2.2 型芯外表面（直徑）
dm1=(27.8+27.8×1.1﹪+0.2)㎜=28.3058㎜
dm2=(9.8+9.8×1.1﹪+0.2)㎜=10.1078㎜
dm3=(2.9+2.9×1.1﹪+0.1)㎜=3.0319㎜
dm=(4.8+4.8×1.1﹪+0.2)㎜=5.0528㎜
按表4-7調(diào)整后： dm1 =28.31㎜
dm2 =10.11㎜
dm3=3.03㎜
dm =5.05㎜
6.2.3 中心距
由零件圖可以簡(jiǎn)化計(jì)算出主要距離尺寸
Lm1=（2+2×1.1﹪）㎜=2.022㎜
Lm2=（6+6×1.1﹪）㎜=6.066㎜
Lm3=（10+10×1.1﹪）㎜=10.11㎜
Lm4=（67.5+67.5×1.1﹪）㎜=268.2423㎜
Lm5=（77.5+77.5×1.1﹪）㎜=78.3525㎜
Lm6=（8+8×1.1﹪）㎜=8.88㎜
按表4-7調(diào)整后： Lm1=2.02㎜
Lm2=6.07㎜
Lm3=10.11㎜
Lm4=68.24㎜
Lm5=78.35㎜
Lm6=8.88㎜
6.2.4 槽深計(jì)算
hm1=1.9+1.9×1.3﹪+0.5×(0.1+0.017)
=1.9832㎜
hm2=3.9-3.9×1.3﹪+0.5×(0.1+0.017
=4.0092㎜
按表4-7調(diào)整后：hm1=1.98㎜
hm2=4.01㎜
6.2.5 按表4-6選定型腔有關(guān)尺寸公差后得：
Dm1=32.32㎜
Dm2=12.99㎜
Dm3=36.34㎜
dm1 =28.31㎜
dm2 =10.11㎜
dm3=3.03㎜
dm =5.05㎜
Lm1=2.02㎜
Lm2=6.07㎜
Lm3=10.11㎜
Lm4=68.24㎜
Lm5=78.35㎜
Lm6=8.88㎜
hm1=1.98㎜
hm2=4.01㎜
將計(jì)算的工作尺寸代入計(jì)算公式中校核驗(yàn)證，結(jié)果能保證塑料制品的尺寸精度。
6.3 型腔側(cè)壁厚度和底板厚度計(jì)算
分析下凹模鑲塊雖為整體式圓型腔，但由于型腔兩端沒有封閉，靠模板面成型。所以定義下凹模鑲塊型腔組合式，并采用鑲拼組合公式進(jìn)行計(jì)算。
6.3.1下凹模鑲塊型腔側(cè)壁厚度計(jì)算
tc=r
根據(jù)模具材料的選用原則，考慮塑件的成型特性，選用55調(diào)質(zhì)鋼作為下凹模鑲塊的材料。硬度55HRC
式中：為材料許用應(yīng)力160（MPa）
為模腔壓力36（MPa）
據(jù)式P=KP0取壓力損耗系數(shù)K為0.4，注射機(jī)使用的注射壓力P0=90MPa，則型腔壓力P= KP0=0.4×90Mpa=36Mpa。
r為型芯外圓半徑（㎜）
代入公式計(jì)算得：
tc=14㎜
考慮各種因素，取下凹模鑲塊得外形尺寸為：175×70㎜
6.3.2 下凹模鑲塊底板厚度計(jì)算
th=r
式中：為模腔壓力36Mpa
為材料許用應(yīng)力160Mpa
r為型芯外圓半徑5㎜
6.3.4 凹模鑲塊型腔側(cè)壁厚度及底板厚度確定
由于塑件本是管類結(jié)構(gòu)，上模型腔與下模型腔可以采用同一尺寸精度，不在進(jìn)行計(jì)算。
6.4 脫模阻力的確定
由于塑件本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，模具中分型面得選擇位置決定，塑件只有幾個(gè)簡(jiǎn)單的脫模型芯阻力，由于太小不在進(jìn)行計(jì)算。簡(jiǎn)單的頂出機(jī)構(gòu)就可以確保制件在開模過程中順利頂出。
第七章 模具其它系統(tǒng)計(jì)算
7.1 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
查表模具平均溫度為50-60℃，取平均直55℃。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(初算得一分鐘完成一次開合模)0.84kg/h。
7.1.1 求塑件在硬化時(shí)每小時(shí)釋放得熱量Q3
查塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)得PA1010的單位熱流量為6.5×102-7.5×102kj/kg，取7×102kj/kg
Q3=WQ2=0.84×70×104J/kg
=58.8×104 J/kg
7.1.2 求冷卻水的體積量
v=WQ1/Pc1(t1-t2)=2.848×10-4m3/min
由體積流量V查表可知所需的冷卻水管直徑非常小。
由以上計(jì)算可以知道，因?yàn)槟＞呙糠昼娝璧睦鋮s水體積流量很小，故可以不設(shè)冷卻系統(tǒng)，依靠空冷形式冷卻模具即可。
7.2 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
為了使塑料熔體順利充填模具型腔﹐必須將澆注系統(tǒng)和型腔內(nèi)的空氣以及塑料在成型過程中產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體順利地排出模外。如果型腔內(nèi)因各種原因所產(chǎn)生的氣體不能被排除完﹐塑件上就會(huì)形成氣泡﹐凹陷﹐熔接不牢﹐表面輪廓不清晰等缺陷。所以排氣系統(tǒng)對(duì)制品成型質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。排氣方式由很多種，可以利用開排氣槽排氣，排氣槽一般設(shè)在型腔最后被充滿的部位；可以利用型芯,鑲件,頂針等的配合間隙或?qū)Ｓ门艢馊艢?因?yàn)樗捎玫某尚筒牧媳旧砭哂辛己玫牧鲃?dòng)性，所選擇的分形面也具有良好的排氣效果，所以選擇用型芯,鑲件,頂針等的配合間隙來排氣。SSS
第八章 其它零件的選用
8.1 定模板的厚度確定
定模板的主要起保護(hù)模具﹐固定模具的座用。其長(zhǎng)度單邊應(yīng)比模板大20～40MM。由于此模具較大﹐所以取40MM.上固定板的總長(zhǎng)度為400MM,寬度和模板一樣為355MM﹐厚度取40MM。中間開直徑為68MM的孔﹐用來固定澆口襯套。
8.2 下固定板的厚度
下固定板的作用和上固定板的作用差不多。長(zhǎng)度﹐寬度和厚度可以取同一尺寸。中間要開一個(gè)直徑為50MM的通孔﹐供注塑機(jī)的推桿﹐頂出成品用。
8.3 墊塊的高度確定
設(shè)計(jì)原則﹕根據(jù)注塑機(jī)的注塑量﹐和頂出的行程。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架和經(jīng)驗(yàn)值取墊塊高度為﹕頂出板的頂出行程(20加頂板的厚度再加上10～20MM的安全值為125㎜。
8.4 拉桿的選用
拉桿通常取4支，分部在剝料板中。主要起傳遞位移力使剝料板動(dòng)作，另外還支承和導(dǎo)向作用。設(shè)計(jì)中選用考慮模結(jié)構(gòu)開時(shí)的剛性問題選用Φ20㎜的拉桿，以滿足結(jié)構(gòu)需要。
第九章 模具閉合高度及有關(guān)參數(shù)校核
9.1 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架的選用原則，結(jié)合模具設(shè)計(jì)要求，查《塑料注塑模中小模架及技術(shù)條件》（GB/T12556.1-1990）選擇派生P4型，根據(jù)分析P4型可以完成模具動(dòng)作及模具各方面尺寸強(qiáng)度的要求。以標(biāo)準(zhǔn)選擇模架P4-355400-28-F1GB/T12556.1-1990。
9.2 閉合高度確定
在支承與固定零件的設(shè)計(jì)中，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)模架確定：定模座板H1=40㎜、上固定板H2=50㎜、下固定板H3=50㎜、支承板H4=55㎜、動(dòng)模座板H6=40㎜。
根據(jù)頂出行程和頂出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸查表確定墊塊：H5=125㎜
因而模具閉合高度為：
H=H1+H2+H3+H4+H5+H6
=40+50+50+55+40+125
=360㎜
9.3 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核
本模具的外形尺寸為400×355×360㎜。XS-ZY-125型注塑機(jī)最大安裝尺寸為458×428，故能滿足模具的安裝要求。由上術(shù)計(jì)算的模具閉合高度H=360㎜,XS-ZY-125型注塑機(jī)所能允許模具的最小厚度Hmin=200㎜,最大厚度Hmax=380㎜,即模具滿足安裝條件：
Hmin≦H≦Hmax
Smax≧H1+H2+a+(5-10)㎜
=20+36+10+68=134㎜
Smax≧ 134㎜。
結(jié)論
在整個(gè)模具設(shè)計(jì)過程中，遇到了很多問題，但正因?yàn)檫@些問題的存在，讓我得到了很多以意外的收獲。綜合以上模具設(shè)計(jì)程序﹐其中有些內(nèi)容可以合并考慮﹐有些內(nèi)容則要反復(fù)考慮﹐因?yàn)槠渲杏行┮蛩爻３Ｏ嗷ッ堠o必須在設(shè)計(jì)過程中通過不斷論證﹐互相協(xié)調(diào)才能得到較好的處理﹐特別是涉及模具結(jié)構(gòu)方面的內(nèi)容﹐一定要認(rèn)真對(duì)待﹐往往要做幾個(gè)方案同時(shí)考慮,對(duì)每一種結(jié)構(gòu)可能列出其各方面的優(yōu)缺點(diǎn)﹐再逐一分析,進(jìn)行優(yōu)化,因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)上的原因,會(huì)直接影響模具的制造和使用﹐甚至造成整套模具報(bào)廢.所以﹐我認(rèn)為模具設(shè)計(jì)是保證模具質(zhì)量的關(guān)鍵性的一步,其設(shè)計(jì)過程就是一項(xiàng)系統(tǒng)工程.
合理的模具設(shè)計(jì)，主要體現(xiàn)在所成型的塑料制品的質(zhì)量（外觀質(zhì)量及尺寸穩(wěn)定性，使用時(shí)的安全可靠和便于維修，在注射成型時(shí)有較短的成型周期和較長(zhǎng)的使用壽命以及具有合理的模具制造工藝性等方面。所以，在塑料注射模具的設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)注意下面幾個(gè)方面：
1.在開始模具設(shè)計(jì)之前，應(yīng)考慮幾種方案，衡量每種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，再從中選一種最具合理的方案。
2.在設(shè)計(jì)時(shí)多參考過去所設(shè)計(jì)的類似圖當(dāng)，并了解它在制造和使用方面的情況，吸取其中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。
3.多閱讀一些與塑料注射模設(shè)計(jì)有關(guān)的中外書籍和雜志，從中擴(kuò)大自己的知識(shí)面，但應(yīng)當(dāng)注意，書本上所介紹的東西，與現(xiàn)實(shí)情況相比，具有一定的時(shí)間差。
4.經(jīng)常關(guān)心各類產(chǎn)品上的塑料制品，分析其澆注系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)、
分型面選擇及模具結(jié)構(gòu)，因?yàn)檫@類產(chǎn)品都使進(jìn)幾年所生產(chǎn)的，將它與書本上的知識(shí)和自己現(xiàn)有的設(shè)計(jì)知識(shí)進(jìn)行分析對(duì)比，可提高現(xiàn)有的設(shè)計(jì)水平。
5.觀察國內(nèi)外比較先進(jìn)的注射模具，分析其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，用來充實(shí)自己的設(shè)計(jì)知識(shí)，并把這些模具上的一些有用結(jié)構(gòu)移植到自己的設(shè)計(jì)中去。
在本套模具設(shè)計(jì)中，采用了最新的三板模結(jié)構(gòu)， 用開閉器控制開模順序，自動(dòng)切除料頭。模具新穎之處就在于采用齒輪齒條機(jī)構(gòu)完成橫向抽芯動(dòng)作，通過拉桿配合剝料板完成料頭的切除動(dòng)作，使整套模具更具合理化。
由于水平有限和時(shí)間倉促，本設(shè)計(jì)中難免存在疏漏和不妥之處，懇請(qǐng)楊老師以及模具教研室的各位老師給予批評(píng)指正。在以后的工作或是學(xué)習(xí)中，我會(huì)完善自我，逐步提高我的模具設(shè)計(jì)能力，爭(zhēng)取在模具設(shè)計(jì)方面有更大的突破，為中國的模具技術(shù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
致謝
我很高興自己畢業(yè)后能夠從事模具設(shè)計(jì)這份工作。通過在公司實(shí)習(xí)的幾個(gè)月里﹐讓我認(rèn)識(shí)到自己知識(shí)的淺薄﹐在學(xué)校我們也只是局限于課本上的知識(shí)﹐但好在工作是一個(gè)學(xué)習(xí)知識(shí)的好地方﹐只要你肯努力自己可以學(xué)到很多知識(shí)。我對(duì)自己以后的工作充滿了希望﹐在此要多感謝學(xué)校對(duì)我多年的培養(yǎng)。由于我在外面實(shí)習(xí)且能力有限﹐在設(shè)計(jì)的過程中難免有些不足之處﹐請(qǐng)指導(dǎo)老師給予批評(píng)指正。在此向辛勤指導(dǎo)我的各位老師表示誠摯的感謝。
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