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河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
長接頭注塑模設(shè)計(jì)
緒 論
模具是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛地使用著各種模具，例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具及成型陶瓷、玻璃等制品使用的各種模具。
成型塑料制品的模具叫做塑料模具。
對塑料模具的全面要求是：能生產(chǎn)出尺寸精度、外觀、物理性能等各方面均能滿足使用要求的優(yōu)質(zhì)制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動化、操作簡單；從模具制造的角度，要求結(jié)構(gòu)合理、制造容易、成本低廉。
塑料模具影響著塑料制品的質(zhì)量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進(jìn)澆和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機(jī)械性能、電性能、內(nèi)應(yīng)力大小、各向同性、外觀質(zhì)量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在塑料加工過程中，模具結(jié)構(gòu)對操作難易程度影響很大。在大批量生產(chǎn)塑料制品時(shí)，應(yīng)盡量減少開模、合模和取制件過程中的手工勞動，為此常采用自動開合模和自動頂出機(jī)構(gòu)。在全自動生產(chǎn)時(shí)還要保證制品能自動從模具上脫落。另外，模具對塑料制品的成本也相當(dāng)?shù)挠绊?。除簡易模具外，一般來說制模費(fèi)時(shí)十分昂貴的。一副優(yōu)良的注塑模具可生產(chǎn)制品百萬件以上，壓制模約能生產(chǎn)二十五萬件。當(dāng)批量不大時(shí)，模具費(fèi)用在制件成本中所占的比例將會很大，這時(shí)應(yīng)盡可能地采用結(jié)構(gòu)合理而簡單的模具，以降低成本。
現(xiàn)代塑料制品生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具時(shí)必不可少的三項(xiàng)重要因素，尤其是塑料模具對實(shí)現(xiàn)塑料加工工藝要求、塑料制件使用要求和造型設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)起著重要作用。高效的全自動的設(shè)備也裝上能自動生產(chǎn)的模具才有可能發(fā)揮其效能，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具制造和更新為前提。由于工業(yè)塑件和日用塑料制品的品種和產(chǎn)量需求量很大，對塑料模具也提出里越來越高的要求，因此促使塑料模具生產(chǎn)不斷向前發(fā)展。
近年來，塑料成型加工機(jī)械和成型模具增長十分迅速，高效率、自動化、大型、微型、精密、高壽命的模具在整個模具產(chǎn)量中所占的比重越來越大。從模具設(shè)計(jì)和制造技術(shù)角度來看，模具的發(fā)展趨勢可歸納為以下幾個方面。
（1）加深理論研究。在模具設(shè)計(jì)中，對工藝原理的研究越來越深入，模具設(shè)計(jì)已由經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段逐漸向理論計(jì)算設(shè)計(jì)方面發(fā)展，尤其是擠出機(jī)頭的設(shè)計(jì)，這使擠出制品的產(chǎn)量和質(zhì)量都得到很大的提高。
（2）高效率、自動化。大量采用各種高效率、自動化的模具結(jié)構(gòu)，如高效冷卻以縮短成型周期；各種能可靠地自動脫出產(chǎn)品和流道凝料的脫模機(jī)構(gòu)；熱流道澆注系統(tǒng)注射模具等。高速自動化的塑料成型機(jī)械配合以先進(jìn)的模具，對提高產(chǎn)品的質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低成本起了很大的作用。
（3）大型、超小型及高精度。由于塑料應(yīng)用的擴(kuò)大，塑料制件已應(yīng)用到建筑、機(jī)械、電子、儀器、儀表等各個工業(yè)領(lǐng)域，于是出現(xiàn)了各種大型、精密和高壽命的成型模具，為了滿足這些要求，研制了各種高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性能且易加工、熱處理變形小、導(dǎo)熱性優(yōu)異的制模材料。
（4）革新模具制造工藝。威力更新產(chǎn)品花色和適應(yīng)小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)要求，除大力發(fā)展高強(qiáng)度、高耐磨性的材料外，同時(shí)又重視簡易制模工藝的研究；如采用低熔點(diǎn)有色金屬和金澆鑄或噴涂制模；以鋁粉或鐵粉填充的環(huán)氧樹脂以及聚氨酯彈性體制模，這大大縮短了模具制造周期，降低了成本。
（5）標(biāo)準(zhǔn)化。開展模具標(biāo)準(zhǔn)化工作，使模板導(dǎo)柱等通用零件標(biāo)準(zhǔn)化、商品化，以適應(yīng)大規(guī)模地成批的生產(chǎn)塑料成型模具。
此外，對一些特殊制品，研制了各種特殊結(jié)構(gòu)的模具，如低發(fā)泡制品注射模具、低發(fā)泡制品擠出機(jī)頭、多層薄膜復(fù)合機(jī)頭、雙色注射模具等 。
第1章 注塑模的設(shè)計(jì)要求
1.1 合理的選擇模具結(jié)構(gòu)
根據(jù)塑件的圖紙及技術(shù)要求，研究和選擇適當(dāng)?shù)某尚头椒ㄅc設(shè)備，結(jié)合工廠的機(jī)械加工能力，提出模具結(jié)構(gòu)方案，充分征求有關(guān)方面的意見，進(jìn)行分析討論，以使設(shè)計(jì)出的模具結(jié)構(gòu)合理、質(zhì)量可靠、操作方便。
1.2 正確地確定模具成型零件的尺寸
成型零件是確定制件形狀、尺寸和表面質(zhì)量的直接因素，關(guān)系甚大，需特別注意。計(jì)算成型零件尺寸時(shí)，一般可采用平均收縮率法。對精度要求較高并需控制修模余量的制件，可按公差帶法計(jì)算，以彌補(bǔ)理論上難以考慮的某些因素的影響。
1.3 設(shè)計(jì)的模具應(yīng)制造方便
設(shè)計(jì)模具時(shí)，盡量做到設(shè)計(jì)的模具制造容易、造價(jià)便宜。特別那些復(fù)雜的成型零件，必須考慮是采用一般的機(jī)械加工方法加工還是采用特殊的加工方法加工。同時(shí)還應(yīng)考慮到試模以后的修模，要留有足夠的修模余量。
1.4 模具零件應(yīng)耐磨耐用
模具零件的耐用度影響整個模具的使用壽命。因此在設(shè)計(jì)這類零件時(shí)不但應(yīng)對其材料、加工方法、熱處理等提出要求。像桿一類的銷柱件還容易卡住、彎曲、折斷，因此而造成的故障占模具故障的大部分。為此還應(yīng)考慮如何方便地調(diào)整與更換，但需注意零件壽命與模具向適應(yīng)。
此外還需充分考慮塑件特色，盡量減少后加工；設(shè)計(jì)的模具還應(yīng)當(dāng)效率高、安全可靠。以下的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足這些要求。
第2章 模塑工藝規(guī)程的編制
該塑件是一個作為連接件的長接頭，其零件圖如圖2-1所示。本塑件的材料采用硬質(zhì)聚氯乙烯，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。
圖2-1 長接頭
2.1 塑件的工藝性分析
2.1.1 塑件的原材料分析
塑件的材料采用硬質(zhì)聚氯乙烯，屬熱塑性塑料。從使用性能上看，該塑件具有剛度好，耐水、耐油性強(qiáng)，其介電性能與溫度和頻率無關(guān)，是理想的絕緣材料；從成型性能上看，該塑料熔料的流動性差，充模困難，流道盡可能粗、短、厚，模具型腔表面應(yīng)鍍鉻、滲氮處理。另外，該塑件成型時(shí)易產(chǎn)生縮孔、凹痕、變形等缺陷，成型溫度低，方向性明顯，凝固速度較快，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力；收縮率大且呈方向性，制件尺寸不易控制【2】。因此，在成型時(shí)應(yīng)注意控制成型溫度，澆注系統(tǒng)應(yīng)較緩慢散熱，冷卻速度不宜過快。
2.1.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析
1）結(jié)構(gòu)分析。從零件圖上分析，該零件總體形狀為圓柱形。在距兩端面4mm處各有一個梯形螺紋，其寬度為25mm，齒高為4mm，中間為?120mm的圓和?110mm的圓構(gòu)成的圓環(huán)。因此，模具設(shè)計(jì)時(shí)必須設(shè)置側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)，該零件屬于中等復(fù)雜程度。
2）尺寸精度分析。該零件各個尺寸均為注明公差，為提高經(jīng)濟(jì)效益，則按未注明公差尺寸來處理，根據(jù)表2—15查得HPVC材料的適用未注公差等級為MT5級，對應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工容易保證。
從塑件的壁厚來看，總體壁厚較均勻，壁厚差出現(xiàn)在梯形螺紋處，最大壁厚差為5mm,不過是個螺紋，帶有齒高。因此，壁厚過渡較均勻，有利于零件成型。
3）表層質(zhì)量分析。該零件的表面質(zhì)量除要求沒有缺陷、毛刺、內(nèi)部不得有導(dǎo)電雜質(zhì)外，沒有特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易實(shí)現(xiàn)。
綜上分析，可以看出，注塑時(shí)在工藝參數(shù)控制的較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。
2.2 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量
計(jì)算塑件的質(zhì)量是為了選用注塑機(jī)及確定模具型腔數(shù)。
計(jì)算塑件的體積：用體積分割法求得
V=60×60×3.14×220-55×55×3.14×220+2×3.14×25×（642-602）
=475082
計(jì)算塑件的質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計(jì)手冊查得HPVC的密度為ρ=1.4g/,
故塑件的質(zhì)量為：W=Vρ
=475082×1.4×10-3
=665g
經(jīng)計(jì)算塑件體積和質(zhì)量，根據(jù)手冊【4】，采用一模一件的模具結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸，注塑時(shí)所需壓力和設(shè)備等情況，初選用注塑機(jī)XS-ZY-500型。
2.3 塑件注塑工藝參數(shù)的確定
查相關(guān)文獻(xiàn)資料【3】，硬質(zhì)聚氯乙烯塑料的成型工藝參數(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：后段溫度選用160℃；
中段溫度選用170℃；
前段溫度選用180℃；
噴嘴溫度：選用170℃；
注塑壓力：選用100Mpa;
注塑時(shí)間：選用10s；
保 壓：選用50Mpa;
保壓時(shí)間：選用45s；
冷卻時(shí)間：選用20s。
第3章 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：分型面選擇、模具型腔數(shù)目的確定、型腔的排列方式、冷卻水道布局、澆口位置設(shè)置、模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。
3.1 分型面的選擇
模具設(shè)計(jì)中，分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)。應(yīng)根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。選擇分型面的原則【1】是：塑件脫出方便、模具結(jié)構(gòu)簡單、型腔排氣順利、確保塑件質(zhì)量、無損塑件外觀、設(shè)備利用合理。
該塑件為連接件，表面質(zhì)量無特殊要求。對制件結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析后，可有以下兩種分型方案可供選擇，分別如圖2 和圖3所示。
圖3-1 分型面的選擇方案（1）
圖3-2 分型面的選擇方案（2）
根據(jù)分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處的原則，擬采用圖2所示的分型方案。該零件較長，采用圖2的方案可減少開模行程，且只要在一側(cè)設(shè)計(jì)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，即可降低模具的復(fù)雜程度，減少模具加工難度，又便于成型取件。
如果采用圖3所示的分型面選擇方案，不能滿足分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處，并且會過多增加開模行程。由于塑件兩端帶有螺紋，模具兩側(cè)都需設(shè)置抽芯機(jī)構(gòu)，勢必成倍增大模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，增加成本。
3.2 確定型腔的排列方式
本塑件體積和質(zhì)量較大，在注塑時(shí)采用一模一件，即模具只需要一個型腔，因此此塑件不用設(shè)計(jì)型腔的排列方式。
3.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則是：排氣良好；流程短；防止型芯和嵌件變形；整修方便；防止塑件翹曲變形；合理設(shè)計(jì)冷料穴或溢料槽；澆注系統(tǒng)的斷面積和長度應(yīng)盡量取小值，以減少澆注系統(tǒng)占用的塑料量，從而減少回收料。
3.3.1 主流道設(shè)計(jì)
根據(jù)設(shè)計(jì)手冊【4】查得XS-ZY-500型注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸：
噴嘴前端孔直徑： =?5mm；
噴嘴前端球面半徑：=18mm；
根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系：
=+（1～2）mm
D=+（0.5～1）mm
取主流道球面半徑R=19mm;
主流道的小端直徑d= ?6mm.
為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其斜度為3o。經(jīng)換算得主流道大端直徑D=10.5mm，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=8mm的圓弧過渡。
3.3.2 分流道設(shè)計(jì)
分流道的形狀及尺寸，應(yīng)根據(jù)塑件的體積、壁厚、形狀的復(fù)雜程度、注塑速率、分流道長度等因素來確定。本塑件形狀簡單，熔料填充型腔比較容易，且又是單腔注塑模，所以不用分流道。
3.3.3 澆口設(shè)計(jì)
澆口應(yīng)根據(jù)塑件的成型要求、型腔的排列方式及模具結(jié)構(gòu)來設(shè)計(jì)。該塑件采用一模一腔，無分流道，應(yīng)選用直澆口。查表初選尺寸D=10.5mm,L=55mm,試模時(shí)修正。
3.3.4 定位環(huán)、主流道襯套的設(shè)計(jì)
定位環(huán)與注塑機(jī)定模板中心的定位孔相配合，其作用是為了使主流到與噴嘴和料筒對中。本題采用的分型方案使得構(gòu)成型腔的那部分主流道襯套形狀復(fù)雜，不易加工，因此本題中不用主流道襯套。直接用定位環(huán)定位，其結(jié)構(gòu)和尺寸見裝配圖上件4。
3.4 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
從結(jié)構(gòu)分析及分型面的選擇，可知成型該塑件內(nèi)表面的型芯垂直于脫模方向，阻礙成型后塑件從模具脫出。因此成型該塑件內(nèi)表面的型芯必須設(shè)計(jì)成活動的型芯，即須設(shè)置抽芯機(jī)構(gòu)。本模具采用斜導(dǎo)板抽芯機(jī)構(gòu)。
3.4.1 確定抽拔距
抽芯距一般應(yīng)大于成型孔（或凸臺）的深度，本題中成型孔的深度為220mm,另加3～5mm的抽芯安全系數(shù)，可取抽拔距S抽=225mm。
3.4.2 確定斜導(dǎo)板傾角
斜導(dǎo)板的傾斜角α是斜抽芯機(jī)構(gòu)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)之一，它與抽拔力與抽芯距有直接關(guān)系。一般取α=15o～25o，本題取α=24o。
3.4.3 確定斜導(dǎo)板的尺寸
斜導(dǎo)板上導(dǎo)滑槽的導(dǎo)滑長度L取決于抽芯距及其傾斜角度，其計(jì)算根據(jù)公式：
L=S抽/sin24o
=562.5mm
該斜導(dǎo)板是用四個內(nèi)六角螺釘固定在上模座上，見裝配圖上件2和件7。其寬度按上模座寬度選取。
3.4.4 斜導(dǎo)槽、導(dǎo)滑套與導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì)
1）斜導(dǎo)槽與軸的連接方式設(shè)計(jì)。本題側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)是芯棒，抽芯距較長，不使用滑塊，因此，用軸帶動芯棒向外移動，實(shí)現(xiàn)抽芯。本題中軸是靠軸承在導(dǎo)板的斜槽內(nèi)滾動來帶動芯棒的。查相關(guān)資料，軸承可選用6208型的深溝球軸承，其結(jié)構(gòu)見裝配圖上件21。
2）確定導(dǎo)滑套的尺寸。為使模具結(jié)構(gòu)緊湊，降低模具裝配復(fù)雜程度，擬采用整體式導(dǎo)滑套。為提高導(dǎo)滑套的導(dǎo)向精度，裝配時(shí)可對導(dǎo)滑槽或軸采用配磨、配研的裝配方法。
導(dǎo)滑套是對芯棒起導(dǎo)滑作用的，與芯棒采用H7/h6的間隙配合。導(dǎo)滑套的外徑為?140mm，凸肩為?160mm。導(dǎo)滑套的長度根據(jù)芯棒的長度和抽芯距來確定，取=450mm。其結(jié)構(gòu)見零件圖04。
3）導(dǎo)滑槽的導(dǎo)滑長度設(shè)計(jì)。導(dǎo)滑槽是直接在開在導(dǎo)滑套上，讓軸帶動芯棒滑動的。導(dǎo)滑長度沒有嚴(yán)格要求，能順利完成側(cè)向抽芯就行，不宜過長，以免浪費(fèi)材料，增加成本。為了防止芯棒滑出導(dǎo)滑套，在導(dǎo)滑套上，導(dǎo)滑槽不能開通。其結(jié)構(gòu)見零件圖04。
3.5 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是以成型符合質(zhì)量要求的塑料制品為前提，但必須考慮金屬零件的加工性及模具制造成本。
3.5.1 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本模具采用一模一腔的結(jié)構(gòu)形式，考慮加工的難易程度和材料的價(jià)值利用等因素，凹模擬采用整體式結(jié)構(gòu)。本題中由于側(cè)向抽芯距長，采用如圖3-1的分型方案，型腔復(fù)雜，直接將型腔開在動、定模板上，減少制造時(shí)間，提高效率，降低成本。
根據(jù)本例主流道與澆口的設(shè)計(jì)要求，主流道與澆口均設(shè)在上凹模上 ，其結(jié)構(gòu)見零件圖03和05。
3.5.2 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
凸模主要是與凹模相結(jié)合構(gòu)成模具型腔，其凸模就是芯棒，其結(jié)構(gòu)形式見零件圖06。
3.5.3 螺紋型環(huán)設(shè)計(jì)
螺紋型環(huán)是在模具閉合前裝在型腔內(nèi)，成型后隨制件一起脫模，在模外卸下。該塑件所用的分型方案，塑件可以從型環(huán)中直接脫出，不需在模外卸下，所以該型環(huán)用內(nèi)六角螺釘固定在凹模上，即本題的絲哈夫，見裝配圖上件16。常見的螺紋型環(huán)有整體式和組合式兩種結(jié)構(gòu)。本題采用組合式的螺紋型環(huán)，用內(nèi)六角螺釘分別固定在上下凹模上。
第4章 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算
本模具中成型零件工作尺寸計(jì)算時(shí)，均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來計(jì)算。查表【1】的HPVC的收縮率為0.1%—1%，取其平均收縮率，得=(0.1+1)%/2=0.55%，模具制造公差=（為塑件公差）。
4.1 型腔和型芯工作尺寸計(jì)算
型腔和型芯工作尺寸計(jì)算見表1。
表4-1 型腔和型芯工作尺寸計(jì)算【5】【7】
類別
序號
模具零件名稱
塑件尺寸
計(jì)算公式
型腔或型芯工作尺寸
型
腔
的
計(jì)
算
1
上凹模
2
1
下凹模
2
1
上螺紋型環(huán)
128
123.5
2
1
下螺紋型環(huán)
2
型
芯
的
計(jì)
算
1
型芯
4.2 型腔側(cè)壁厚度和底板厚度計(jì)算
4.2.1 上下凹模型腔側(cè)壁厚度計(jì)
該塑件是在中間分型的，結(jié)構(gòu)對稱，因此，上下凹模鑲塊也對稱相同。本題采用組合式圓形型腔，根據(jù)組合是圓形型腔側(cè)壁厚度計(jì)算公式【1】進(jìn)行計(jì)算。
式中 p=40MPa(選定值)；
r=60mm；
E=2.1×105 MPa；
=0.06～0.08mm,取=0.65mm。
代入公式計(jì)算得
=0.02mm
本題的型腔直接開在動、定模板上，它們的尺寸較大，肯定滿足側(cè)壁厚度要求。
4.2.2 上下凹模型腔底板厚度計(jì)算
根據(jù)組合式型腔底板厚度計(jì)算公式【1】進(jìn)行計(jì)算。
式中 p=40MPa；
E=2.1×105MPa；
r=60mm；
=0.06～0.08mm,取=0.65mm。
代入公式計(jì)算得
=3.54mm
本題的型腔直接開在動、定模板上，它們的尺寸較大，肯定滿足底板厚度要求。
第5章 模具冷卻與加熱系統(tǒng)的計(jì)算
查手冊得本塑件在注射成型時(shí)要求模具溫度在30～60℃左右，要求的模溫不高，可不設(shè)加熱系統(tǒng)，利用熔融塑料的余熱使模具升溫，達(dá)到要求的工藝溫度。是否需要冷卻系統(tǒng)可作如下設(shè)計(jì)計(jì)算：
設(shè)定模具平均工作溫度為40℃，用20℃ 的常溫水作為模具冷卻介質(zhì)，其出口溫度為30℃，產(chǎn)量為（初算每2分鐘一件）20kg/h。
（1）求塑件在硬化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量Q3，查有關(guān)文獻(xiàn)【1】得硬質(zhì)聚氯乙烯的單位熱流量為J/kg
J/kg
J/kg
（2）求冷卻水的體積流量V
=
由體積流量V查表【1】可知所需的冷卻水管直徑為?8mm。
第6章 模具閉合高度的確定
在支撐和固定零件的設(shè)計(jì)中，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定：定模板：=125mm,動模板： =100mm。
根據(jù)推出行程和推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸確定模腳：=80mm，見圖4。
因而模具閉合高度 ：
=++
=125mm+100mm+90mm
=315mm
圖6-1 長接頭注塑模的閉合高度
第7章 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核
本模具的外形尺寸為355mm×400mm×315mm. XS-ZY-500型注塑機(jī)模板最大安裝尺寸為540mm×440mm，故能滿足模具的安裝要求。
由上述計(jì)算模具的閉合高度=305mm，XS-ZY-500型注塑機(jī)所允許模具的最小厚度=300mm，最大厚度=450mm，即模具滿足的安裝條件。
≤≤
由于該塑件的側(cè)向分型抽芯距較大，增加了開模距離，其計(jì)算根據(jù)公式：
===133mm
經(jīng)查資料XS-ZY-500型注塑機(jī)的最大開模行程S=500mm，滿足下式頂出塑件的要求：
=133+10
=143mm
因此，該注塑機(jī)的開模行程足夠。
經(jīng)驗(yàn)證，XS-ZY-500型注塑機(jī)能滿足使用要求，故可采用。
第8章 模具裝配
8.1 模具安裝
（1）清理模板平面定位孔及模具安裝面上的污物，毛刺。
（2）因本模具的外型尺寸不大，故采用整體安裝法。先在機(jī)器下面兩根導(dǎo)軌上墊好木板，模具從側(cè)面進(jìn)入機(jī)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(yīng)保證開閉模具時(shí)平衡，靈活，無卡住現(xiàn)象，然后固定動模。
（3）調(diào)節(jié)鎖模機(jī)構(gòu)，保證有足夠的開模距及鎖模力，使模具閉合適當(dāng)。
（4）慢速開啟模板直至模板停止后退為止，調(diào)節(jié)頂出裝置，保證頂出距離。開閉模具觀察頂出機(jī)構(gòu)運(yùn)動情況，動作是否平衡，靈活，協(xié)調(diào)。
（5）模具裝好后，等料筒及噴嘴溫度上升到距預(yù)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(yùn)轉(zhuǎn)，觀察模具各部分運(yùn)行是否正常，然后才可注射試模。
8.2模具工作原理
本模具的總裝圖見裝配圖所示。非標(biāo)準(zhǔn)件工作圖見零件圖。
本模具的工作原理：模具安裝在注塑機(jī)上，定模部分固定在注塑機(jī)的定模板上，動模固定在注塑機(jī)的動模板上。合模后，注塑機(jī)通過噴嘴將熔料經(jīng)流道注入型腔，經(jīng)保壓、冷卻后塑件成型。開模時(shí)動模部分隨動模板一起運(yùn)動漸漸將分型面打開，與此同時(shí)軸承21在導(dǎo)板的斜槽內(nèi)滾動，使軸20帶動芯棒18向外移動，實(shí)現(xiàn)抽芯。當(dāng)芯棒18完全脫離塑件后，動模停止運(yùn)動，在注塑機(jī)頂出裝置作用下，推動頂板11運(yùn)動并驅(qū)動頂桿將塑件從動模型腔中脫出。合模時(shí)，隨著分型面的閉合芯棒18復(fù)位至型腔，同時(shí)復(fù)位桿也對頂板11進(jìn)行復(fù)位。
8.3 注塑問題及其解決方法
通過試模塑件上常會出現(xiàn)各種弊病，為此必須進(jìn)行原因分析，排除故障。造成次廢品的原因很多，有時(shí)是單一的，但經(jīng)常是多個方面綜合的原因。需按成型條件，成型設(shè)備，模具結(jié)構(gòu)及制造精度，塑件結(jié)構(gòu)及形狀等因素逐個分析找出其中主要矛盾，然后再采取調(diào)節(jié)成型條件，修整模具等方法加以解決。首先，在初次試模中我們最常遇到的問題是根本得不到完整的樣件。常因塑件被粘附于模腔內(nèi)，或型芯上，甚至因流道粘著制品被損壞。這是試模首先應(yīng)當(dāng)解決的問題。
8.3.1 粘著模腔
制品粘著在模腔上，是指塑件在模具開啟后，與設(shè)計(jì)意圖相反，離開型芯一側(cè)，滯留于模腔內(nèi)，致使脫模機(jī)構(gòu)失效，制品無法取出的一種反?，F(xiàn)象。其主要原因是：
（1）注射壓力過高，或者注射保壓壓力過高。
（2）注射保壓和注射高壓時(shí)間過長，造成過量充模。
（3）冷卻時(shí)間過短，物料未能固化。
（4）模芯溫度高于模腔溫度，造成反向收縮。
（5）型腔內(nèi)壁殘留凹槽，或分型面邊緣受過損傷性沖擊，增加了脫模阻力。
8.3.2 粘著模芯
（1）注射壓力和保壓壓力過高或時(shí)間過長而造成過量充模，尤其成型芯上有加強(qiáng)筋槽的制品，情況更為明顯。
（2）冷卻時(shí)間過長，制件在模芯上收縮量過大。
（3）模腔溫度過高，使制件在設(shè)定溫度內(nèi)不能充分固化。
（4）機(jī)筒與噴嘴溫度過高，不利于在設(shè)定時(shí)間內(nèi)完成固化。
（5）可能存在不利于脫模方向的凹槽或拋光痕跡需要改進(jìn)。
8.3.3 粘著主流道
（1）閉模時(shí)間太短，使主流道物料來不及充分收縮。
（2）料道徑向尺寸相對制品壁厚過大，冷卻時(shí)間內(nèi)無法完成料道物料的固化。
（3）主流道襯套區(qū)域溫度過高，無冷卻控制，不允許物料充分收縮。
（4）主流道襯套內(nèi)孔尺寸不當(dāng)，未達(dá)到比噴嘴孔大0.5～1 ㎜。
（5）主流道拉料桿不能正常工作。
一旦發(fā)生上述情況，首先要設(shè)法將制品取出模腔（芯），不惜破壞制件，保護(hù)模具成型部位不受損傷。仔細(xì)查找不合理粘模發(fā)生的原因，一方面要對注射工藝進(jìn)行合理調(diào)整；另一方面要對模具成型部位進(jìn)行現(xiàn)場修正，直到認(rèn)為達(dá)到要求，方可進(jìn)行二次注射。
8.3.4 成型缺陷
當(dāng)注射成型得到了近乎完整的制件時(shí)，制件本身必然存在各種各樣的缺陷，這種缺陷的形成原因是錯綜復(fù)雜的，一般很難一目了然，要綜合分析，找出其主要原因來著手修正，逐個排出，逐步改進(jìn)，方可得到理想的樣件。下面就對度模中常見的成型制品主要缺陷及其改進(jìn)的措施進(jìn)行分析。
1）注射填充不足
所謂填充不足是指在足夠大的壓力、足夠多的料量條件下注射不滿型腔而得不到完整的制件。這種現(xiàn)象極為常見。其主要原因有：
（1）熔料流動阻力過大
這主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形狀、尺寸不利于熔料流動。盡量采用整圓形、梯形等相似的形狀，避免采用半圓形、球缺形料道。熔料前鋒冷凝所致。塑料流動性能不佳。制品壁厚過薄。
（2）型腔排氣不良
這是極易被忽視的現(xiàn)象，但以是一個十分重要的問題。模具加工精度超高，排氣顯得越為重要。尤其在模腔的轉(zhuǎn)角處、深凹處等，必須合理地安排頂桿、鑲塊，利用縫隙充分排氣，否則不僅充模困難，而且易產(chǎn)生燒焦現(xiàn)象。
（3）鎖模力不足
因注射時(shí)動模稍后退，制品產(chǎn)生飛邊，壁厚加大，使制件料量增加而引起的缺料。應(yīng)調(diào)大鎖模力，保證正常制件料量。
2）溢邊（毛刺、飛邊、批鋒）
與第一項(xiàng)相反，物料不僅充滿型腔，而且出現(xiàn)毛刺，尤其是在分型面處毛刺更大，甚至在型腔鑲塊縫隙處也有毛刺存在，其主要原因有：
（1）注射過量
（2）鎖模力不足
（3）流動性過好
（4）模具局部配合不佳
（5）模板翹曲變形
3）制件尺寸不準(zhǔn)確
初次試模時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)制件尺寸與設(shè)計(jì)要求尺寸相差較大。這時(shí)不要輕易修改型腔，應(yīng)行從注射工藝上找原因。
（1）尺寸變大
注射壓力過高，保壓時(shí)間過長，此條件下產(chǎn)生了過量充模，收縮率趨向小值，使制件的實(shí)際尺寸偏大；模溫較低，事實(shí)上使熔料在較低溫度的情況下成型，收縮率趨于小值。這時(shí)要繼續(xù)注射，提高模具溫度、降低注射壓力，縮短保壓時(shí)間，制件尺寸可得到改善。
（2）尺寸變小
注射壓力偏低、保壓時(shí)間不足，制在冷卻后收縮率偏大，使制件尺寸變小；模溫過高，制件從模腔取出時(shí)，體積收縮量大，尺寸偏小。此時(shí)調(diào)整工藝條件即可。
通過調(diào)整工藝條件，通常只能在極小范圍內(nèi)使尺寸京華，可以改變制件相互配合的松緊程度，但難以改變公稱尺寸。
8.3.5 調(diào)整措施
調(diào)整時(shí)應(yīng)注意調(diào)節(jié)進(jìn)料速度，增加排氣孔，正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)。注意控制成型周
期。
第9章 模具典型零件機(jī)械加工工序卡
在此僅對芯棒，定模板的加工工藝進(jìn)行分析。
（1） 芯棒。芯棒加工工藝過程見表9-1。
表9-1 芯棒加工工藝過程
序號
工序名稱
工序內(nèi)容
1
下料
120mm×460mm
2
車
粗車芯棒頂部端面，粗車外圓面至尺寸115455mm。
半精車芯棒至112452，倒245角，
鏜60圓孔的預(yù)孔
3
熱處理
淬火、回火，達(dá)到52～55HRC
4
磨
磨型芯各端面及110.48450.02 mm，其中外圓與工作端面，即Ra0.1的表面，留鉗工研磨余量0.02mm，（按圖紙最終尺寸加工）
5
鉗
研磨拋光工作面，使11.46450mm，60mm兩個尺寸達(dá)圖樣要求
表9-2 動模板加工工藝過程
序號
工序名稱
工序內(nèi)容
1
備料
棒料
2
鍛造
405mm360mm130mm
3
熱處理
退火
4
銑
銑六個面至尺寸400.5mm355.55mm125.5mm
5
銑
用數(shù)控銑床銑型腔槽118.96，及各個配合孔158.2、160、110.5（留0.05mm精加工余量）
6
平磨
磨六面至尺寸400mm355mm125mm，保證上下平面與四平面互相垂直，垂直度為0.005mm
7
鉗
以上下平面及一對互相垂直的側(cè)基面為基準(zhǔn)畫各孔中心線
8
車（鏜）
按圖紙要求加工2-16mm、20mm、 40mm、24mm的孔（留0.05mm磨量）
9
鉆
鉆、鉸4-M16mm孔
10
鉗
配鉆4-M16螺紋底孔，并攻絲到滿足要求
11
淬火
淬火、回火達(dá)52-55HRC
12
平磨
磨上下面及8工序留下的余量到圖紙要求
13
銑
用數(shù)控銑床精加工工序5的余量
14
鉗
研型腔Ra0.1并拋光
小 結(jié)
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們進(jìn)行完了三年的模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)課程后進(jìn)行的，它是對我們學(xué)完三年來所學(xué)課程，繼而進(jìn)入工作崗位獨(dú)立工作前的最后一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練。它在我們的學(xué)習(xí)中占有重要的地位。
通過這次設(shè)計(jì)使我在復(fù)習(xí)先修知識的同時(shí)又學(xué)到了許多新知識，對一些原來一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識。特別是原來所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課：如機(jī)械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測量等有了更深刻的理解，使我進(jìn)一步的了解了怎樣將這些知識運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中，同時(shí)還使我更清楚了模具設(shè)計(jì)過程中要注意到的問題。如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費(fèi)材料，保證加工的經(jīng)濟(jì)性，加工工藝的合理性。
由于能力有限，設(shè)計(jì)中難免有疏漏之處，懇請老師給予批評指正。
致 謝
三年的大學(xué)生活一晃而過，我即將離開可敬的老師和熟悉的同學(xué)踏入社會中去。在這畢業(yè)之際，畢業(yè)設(shè)計(jì)是最后一堂課，是走入社會，參加工作前的最后一次有意義的實(shí)習(xí)。
在學(xué)校中，我們主要學(xué)的是理論性的知識，而實(shí)踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)可是把我們以前學(xué)的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，使我們在溫習(xí)舊知識的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
由于水平有限，經(jīng)驗(yàn)不足，因此，在設(shè)計(jì)中難免要遇到很多難題。但有了課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，老師的不時(shí)指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助，我順利完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然很辛苦，但是在設(shè)計(jì)中不斷思考問題，研究問題，咨詢問題，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時(shí)也汲取了更完整的專業(yè)知識，鍛煉了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力，使我受益匪淺，我相信這些經(jīng)驗(yàn)對我以后的工作一定大有益處。
在這里感謝各位老師和幫助我的同學(xué)，特別是我的指導(dǎo)老師楊占堯教授在這一段時(shí)間給予無私的幫助和指導(dǎo)，并向他們致以深深的敬意，以后到社會上我一定努力工作，不辜負(fù)他們給予我的知識和對我們寄予的厚望！
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