3008 殼體注塑模設計3,殼體,注塑,設計 河南機電高等?？茖W校畢 業(yè) 設 計 論 文論文題目：多格盒注塑模設計系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設計與制造 班 級 模具 032 班 學生姓名 吳保東 學 號 0312235 指導教師 楊占堯 2006 年 05 月 13 日河南機電高等專科學校材料工程系畢業(yè)設計摘 要本文介紹了多格盒注塑模具的設計過程。本設計對塑件在模具中的位置和分型面位置、選擇澆注系統(tǒng)與排氣系統(tǒng)、成型零件的結構、合模導向機構、推出機構、溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計方案做了充分的論證，并優(yōu)化選取最合理的設計方案。本模具采用整體式，簡化了模具結構。通過對型芯支承板和型腔板的計算，保證了模具的正常使用，優(yōu)化了模具的結構設計，使得模具結構緊湊。關鍵詞：注射模；擠出模；；澆口套；排氣槽；分型面；推桿。河南機電高等專科學校材料工程系畢業(yè)設計河南機電高等?？茖W校材料工程系畢業(yè)設計AbstractThis text introduced the mould design process of the shells. Determining the plastic part in mould and selection of the parting line, the feed and runner system design, the core/cavity creation structure design, the guide pin and guide bush , the plastic ejector structure , external undercuts and cooling and ejection system designing, they all be analyzed in this text, and choose the best design. With the hole in the side of product deal with Angle Pin, if the hole oblique, make the use of tilted detrusion straight, so the structure of the mould will be simplify. By the caculate of the cavity plate and backing plate, make the mould used working order, optimized the mould structure, make the mould structure compact. And we has demonstrated the structure of the mould in the design of the blow mould, such as the form of knife edge and the cooling system. We has compared the form of the co-extrusion mould ,and we has selected the type of the co-extrusion machine accord the need of the producing condiction of the product.Keywords: injection mould; processing technology;sprue bush;air vent;parting line;ejector pin .編寫主要工作零件加工工藝規(guī)程在此僅對成型零件型芯、型腔的加工工藝進行分析。1 型芯的加工工藝型芯的加工工藝過程見表 1-1。表 1-1 型芯的加工工藝過程機械加工工藝過程卡產品型號 零（部）件圖 號 05機械加工工藝過程卡片 產品名稱 盒體零（部）件名稱型芯共（2 ）頁第（ 1）頁材料牌號 40 Cr毛坯種類鍛造毛坯毛坯外型尺寸400mmx21mmx40 名模每個毛坯可制件數(shù) 3每臺件數(shù) 備注工時工序號 工序名稱工 序 內 容車間 工段 設備工 藝 裝 備 準終 單件1 下料 下料130mm×40mm×21mm備料車間鋸床2 鍛造 鍛至尺寸125mm×39mm×20mm鍛造車間空氣錘C41—250 加熱爐3 退火 退火鍛造車間加熱爐4 刨 刨六面尺寸至124mm×38.5mm×19.5mm模具車間刨床5 刨 一端尺寸不變，另一端刨成 38mm×19mm模具車間刨床6 銑 銑圓弧面及各平面尺寸至公差要求模具車間銑床7 鉆孔鉆小型芯孔、推桿孔 模具車間鉆床8 磨 磨型芯表面 模具車間磨床9 拋光鉗工設計日期審核日期標準化日期會簽日期標記 記數(shù)更改文件號 簽字 日期 標記處數(shù)更該文件號2006.5.122 型腔加工工藝型腔加工工藝過程見表 2-1表 2-1 型腔加工工藝過程機械加工工藝過程卡產品型號 零（部）件圖 號 03機械加工工藝過程卡片 產品名稱 殼體零（部）件名稱型腔共（ 2）頁第（1）頁材料牌號 40Cr毛坯種類鍛造毛坯毛坯外型尺寸每個毛坯可制件數(shù) 1每臺件數(shù) 1 備注工時工序號 工序名稱工 序 內 容車間 工段 設備工 藝 裝 備 準終 單件1 下料鋸床切割鋼板320mm×204mm×102mm備料車間鋸床2 銑銑六面至尺寸315mm×200mm×101mm模具車間銑床3 熱處理調質熱處理車間加熱爐4 平磨磨上下面尺寸至315mm×200mm×100mm模具車間磨床5 鉗工鉗工劃線 模具車間 平行夾頭6 數(shù)控加工加工型腔上各尺寸‘余量 0.51mm模具車間數(shù)控加工中心7 磨 磨型腔至公差要求 模具車間鉗工設計日期審核日期標準化日期會簽日期標記 記數(shù)更改文件號 簽字 日期 標記處數(shù)更該文件號2006.5.12河南機電高等?？茖W校學生畢業(yè)設計（論文）中期檢查表學生姓名 吳保東 學 號 0312235 指導教師 楊占堯課題名稱 多格盒塑料模具設計難易程度 偏難 適中 √ 偏易選題情況工作量 較大 √ 合理 較小任務書 有 √ 無開題報告 有 √ 無符合規(guī)范化 的要求外文翻譯質量 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 日河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設計說明書第 1 頁 共 29 頁殼體注塑模設計緒 論略談我國塑料模具發(fā)展方向：模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項基礎產業(yè)，是技術成果轉化的基礎，同時本身又是高新技術產業(yè)的重要領域，在歐美等工業(yè)發(fā)達國家被稱為“點鐵成金”的“磁力工業(yè)” 。美國工業(yè)界認為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石 ”；德國則認為是所有工業(yè)中的“關鍵工業(yè)” ；日本模具協(xié)會也認為“模具是促進社會繁榮富裕的動力” ，同時也是“整個工業(yè)發(fā)展的秘密” ，是“進入富裕社會的原動力 ”。日本模具產業(yè)年產值達到 13000 億日元，遠遠超過日本機床總產值 9000 億日元。如今，世界模具工業(yè)的發(fā)展甚至已超過了新興的電子工業(yè)。 80 年代以來，在國家產業(yè)政策和與之配套的一系列國家經濟政策的支持和引導下，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)產值為 245 億，至 2002 年我國模具總產值為 360 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。近年來，我國的模具工業(yè)一直以每年 13%左右的增長速度快速發(fā)展。據預測，我國模具行業(yè)在“十五”期間的增長速度將達到 13%～15%。模具鋼的需求量也將以年 12%的速度遞增，全國年需求量約 70 萬噸左右，而國產模具鋼的品種只占現(xiàn)有國外模具鋼品種的 60%，每年進口模具鋼約 6 萬噸。我國每年進口模具約占市場總量的 20%左右，已超過 10 億美元，其中塑料與橡膠模具占全部進口模具的 50%以上；沖壓模具占全部進口模具約 40%。 縱觀發(fā)達國家對模具工業(yè)的認識與重視，我們感受到制造理念陳舊則是我國模具工業(yè)發(fā)展滯后的直接原因。模具技術水平的高低，決定著產品的質量、效益和新產品開發(fā)能力，它已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志。因此，模具是國家重點鼓勵與支持發(fā)展的技術和產品，現(xiàn)代模具是多學科知識集聚的高新技術產業(yè)的一部分，是國民經濟的裝備產業(yè)，其技術、資金與勞動相對密集。目前，我國模具工業(yè)的當務之急是加快技術進步，調整產品結構，增加高檔模具的比重，質中求效益，提高模具的國產化程度，減少對進口模具的依賴。 現(xiàn)代模具技術的發(fā)展，在很大程度上依賴于模具標準化、優(yōu)質模具材料的研究、先進的設計與制造技術、專用的機床設備，更重要的是生產技術的管理等。河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設計說明書第 2 頁 共 29 頁21 世紀模具行業(yè)的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和網絡化。追求的目標是提高產品的質量及生產效率，縮短設計及制造周期，降低生產成本，最大限度地提高模具行業(yè)的應變能力，滿足用戶需要?？梢?，未來我國模具工業(yè)和技術的主要發(fā)展方向將是：——大力普及、廣泛應用 CAD/CAE/CAM 技術，逐步走向集成化?，F(xiàn)代模具設計制造不僅應強調信息的集成，更應該強調技術、人和管理的集成。——提高大型、精密、復雜與長壽命模具的設計與制造技術，逐步減少模具的進口量，增加模具的出口量。 ——在塑料注射成型模具中，積極應用熱流道，推廣氣輔或水輔注射成型，以及高壓注射成型技術，滿足產品的成型需要。 ——提高模具標準化水平和模具標準件的使用率。模具標準件是模具基礎，其大量應用可縮短模具設計制造周期，同時也顯著提高模具的制造精度和使用性能，大大地提高模具質量。我國模具商品化、標準化率均低于 30%，而先進國家均高于 70%，每年我們要從國外進口相當數(shù)量的模具標準件，其費用約占年模具進口額的 3%～8% 。 ——發(fā)展快速制造成型和快速制造模具，即快速成型制造技術，迅速制造出產品的原型與模具，降低成本推向市場。 ——積極研究與開發(fā)模具的拋光技術、設備與材料，滿足特殊產品的需要。 ——推廣應用高速銑削、超精度加工和復雜加工技術與工藝，滿足模具制造的需要。 ——開發(fā)優(yōu)質模具材料和先進的表面處理技術，提高模具的可靠性。 ——研究和應用模具的高速測量技術、逆向工程與并行工程，最大限度地提高模具的開發(fā)效率與成功率。 ——開發(fā)新的成型工藝與模具，以滿足未來的多學科多功能綜合產品開發(fā)設計技術。 在科技發(fā)展中，人是第一因素，因此我們要特別注重人才的培養(yǎng)，實現(xiàn)產、學、研相結合，培養(yǎng)更多的模具人才，搞好技術創(chuàng)新，提高模具設計制造水平。在制造中積極采用多媒體與虛擬現(xiàn)實技術，逐步走向網絡化、智能化環(huán)境，實現(xiàn)模具企業(yè)的敏捷制造、動態(tài)聯(lián)盟與系統(tǒng)集成。我國模具工業(yè)一個完全信息化的、充滿著朝氣和希望而又實實在在的新時代即將到來。 河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設計說明書第 3 頁 共 29 頁1 模塑工藝規(guī)程的編制該塑件是多格盒零件，其形狀如圖 1-1 所示。本塑件的材料采用 PP，生產型為大批量生產。圖 1-11.1 塑件的工藝性分析1)塑件的原材料分析：該塑件材料選用 PP(聚丙烯)。屬于熱塑性塑料,從使用性能上看，該塑料具有剛度好、耐水、耐熱性強；從成型性能上看，該塑件吸水性小，熔料的流動性好，成型容易但收縮率大。另外，該塑料成型時易產生縮孔、凹痕、變形等缺陷，成型溫度低時，方向性明顯，凝固速度較快，易產生內應力。因此，在成型時應注河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設計說明書第 4 頁 共 29 頁意控制成型溫度，澆注系統(tǒng)應較緩慢散熱，冷卻速度不易過快。2）PP 塑件注射參數(shù)分析：注射溫度包括料筒溫度和噴嘴溫度料桶溫度 喂料區(qū) 30—50℃（50℃）區(qū) 1 160—250℃（220℃）區(qū) 2 200—300℃（220℃）區(qū) 3 220—300℃（240℃）區(qū) 4 220—300℃（240℃）區(qū) 5 220—300℃（240℃）噴嘴 220—300℃（240℃）括號內的溫度建議作為基本設定值，行程利用率為 35%和 65%，模件流長與壁厚之比為 50：1 到 100：1熔料溫度 220—280℃料桶恒溫 220℃模具溫度 20—70℃注射壓力 具有很好的流動性能，避免采用過高的注射壓力 80—140MPa;一些薄壁包裝容器除外可達到 180MPa保壓壓力 避免制品產生縮壁，需要很長時間對制品進行保壓（約為循環(huán)時間的 30%） ；約為注射壓力的 30%--60%背壓 5—20MPa注射速度 對薄壁包裝容器需高的注射速度；中等注射速度往往比較使用于其他類的塑料制品螺桿轉速 高螺桿轉速（線速度為 1.3m/s） ；是允許的，只要滿足冷卻的時間結束前就完成塑化過程就可以。計量行程 0.5--4D（最小值——最大值）4D 的計量行程為熔料提供足夠長的駐留時間是很重要的殘料量 2~8mm 取決于計量行程和螺桿轉速預烘干 不需要； 如果儲藏條件不好。在 80℃的溫度下烘干 1h 就可回收率 可以達到 100%回收收縮率 1.25%~2.5%;收縮率高；24h 后不會再收縮（成型后收縮）澆口系統(tǒng) 點式澆口或多點澆口；加熱式熱流道，保溫式熱流道，內澆套澆口位置在制品最厚點，否則會發(fā)生大的縮水。機器停工時段 無需用其他材料進行專門的清洗工作；PP 耐高溫河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設計說明書第 5 頁 共 29 頁料桶設備 標準螺桿，標準使用的三段式螺桿，對包裝容器類制品，混合段和切變段幾何外形特殊（L：D=25：1）直通噴嘴，止逆閥。3)塑件的結構分析從零件圖上分析,該零件總體長度為長方形,內部有九個較深的空腔。塑件長130mm,寬 120 mm.底部為長 24mm,寬 3mm,高 9mm 的對稱小凸臺。對于凸臺在型腔中開一個凹槽即可以解決。總體上看制件結構比較簡單但制件的截面積為面積較大的盲孔，制件包緊型芯時易形成真空，因此設計時需要設置引氣裝置。4）塑件的尺寸精度分析制件的精度等級；塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸 與產品圖中尺寸的 程度，即所獲得塑件尺寸的準確度。影響塑件尺寸精度的因素很多，首先是模具的制造精度和模具的磨損程度；其次是塑料收縮率的波動以及成型時工藝條件的變化等，因此塑件尺寸精度往往不高，應在保證使用要求的前提下盡可能選用低精度等級。因該塑件材料是 PP，精度等級要求不高，塑件上又未注公差尺寸，所以應選用塑件精度等級為 MT5，該塑件的精度等級較低，考慮到制件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。由以上分析可見，該塑件的尺寸精度不高，對應的模具相關零件尺寸加工可保證。從塑件的壁厚上來看，壁厚均勻，有利于零件的成型。5)塑件的表面質量分析塑件表面要求沒有缺陷、毛刺、內部不得有導電雜質,因為塑件外表面要與人手接觸,所以要求表面盡量光滑,塑件表面沒有其它要求,所以比較容易成型。1.2 計算塑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(shù)。塑件的體積=整個塑件形狀所包圍體積-九個空腔的體積+凸臺體積。所以塑件體積 V=84×130×120-(19×38×6+34×38×3)×117+24×3×9×2=1310400-960336+1296=351360 立方毫米河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設計說明書第 6 頁 共 29 頁=351.360 立方厘米塑件的總質量=塑件的總體積×塑件材料的密度=351.360×0.9=316.224g 本塑件采用一模一腔的模具結構，考慮起外形尺寸。注塑時所需壓力和工廠現(xiàn)有的設備情況，初步選用注塑機為 XS—ZY—500 型。1.3 塑件注塑工藝參數(shù)的確定：查找相關文獻和參考工廠實際應用的情況，PP 的成型工藝參數(shù)可做如下選擇：（試模時，可根據實際情況作適當調整）注塑溫度：包括料桶溫度和噴嘴溫度。料桶溫度：后段溫度選用 220℃中段溫度選用 240℃前段溫度選用 260℃噴嘴溫度：選用 220℃注塑壓力：選用 100MPa模具溫度：選用 70℃收縮率 ：（0.4～0.8）‰注塑時間：30s保壓： 選用 72 MPa保壓時間：5s冷卻時間：30s預 熱：（2～3）小時河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設計說明書第 7 頁 共 29 頁2 注塑模的結構設計注塑模結構設計主要包括：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、澆口位置設置、模具工作零件的結構設計、推出機構的設計等內容。2.1 分型面的設計模具設計中，分型面的選擇很關鍵，它決定的模具的結構。選擇分型面時，應該根據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。該塑件為多格形盒蓋類零件，表面沒有特殊要求，但外表面常與人手接觸，故要求外表面光滑無毛刺，所以不能把分型面設在外表面。為了有利于排氣，塑料溶體的末端應在分型面上。塑件結構比較簡單，不必采用側抽芯，但是塑件內有凹槽，分型面應該取在塑件的最大表面處。為了降低模具的復雜程度和加工 難度。故選用圖 1-2 所示的分型方式比較合理。圖 2-1 分型面的設計河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設計說明書第 8 頁 共 29 頁2.2 模腔數(shù)量的確定塑件的生產屬大批量生產，宜采用多型腔注塑模具，但考慮到塑件內部有九個較深的空腔且制件體積較大難于成型宜盡量采用少型腔。而塑件成型與 塑化能力，最大注射量以及合模力等參數(shù)有關，此外還受制件精度和生產的經濟性等因素影響，綜合上述參數(shù)和因素可按下列方法確定模腔數(shù)量：（1）按注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)量 N1公式：N1=（F/PC）/A－B/A參數(shù)： F 注塑機的鎖模力 NPC 型腔內的平均壓力 MPaA 每個制件在分型面上的面積（㎜ ）2B 流道和澆道在分型面上的投影面積（㎜ ）B 在模具設計前為未知量，根據多型腔模具的流動分析 B 為（0.2～0.5） ，常取 B=0.35，熔體內的平均壓力取決于注射壓力，一般為 50～100MPa 實際所需鎖模力應小于選定注塑機的名義鎖模力，為保險起見常用 0.8F 則N1=0.8F/APC-0.35/A=0.8×3500×10 /1.1×10 ×75×10 -0.35/1.1×10 32?62?=33.9-31=2.9 2（個）?（2） 注射機注塑量確定型腔數(shù)目 N2公式：N2=（G－C）/V參數(shù)：G 注射機的公稱注塑量（㎜ ）3V 單個制件體積 （㎜ ）C 流道和澆口的總體積（㎜ ）3生產中每次實際注塑量應為公稱注塑量的 0.8 倍，取 0.8 倍計算，同時流道和澆道的體積為未知量，據統(tǒng)計每個制品所需澆注系統(tǒng)是體積的 0.2～1 倍，河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設計說明書第 9 頁 共 29 頁現(xiàn)取 C=0.4 則N2=（G-0.4V）/V=G/V-0.4=500/351-0.4=1.42-0.4=1.02 1（個）?從以上討論可以看到模具的型腔個數(shù)確定為 1 個必須取 N1，N2 中的較小值，在這里可以選取的個數(shù)是 1 或 2 個，考慮到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。我們所設計的注塑模具采用一模一腔的方案，即 N=1 2.3 澆注系統(tǒng)設計：澆注系統(tǒng)設計包括主流道設計、分流道設計、冷料井設計、澆口設計。澆注系統(tǒng)設計原則是：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；合理設計冷料穴或溢料槽；除滿足以上各點外，澆注系統(tǒng)的斷面積和長度盡量取小 Ф 值以減少澆注系統(tǒng)的塑料量，從而減少回收料。1）主流道設計。根據設計手冊查得國產 XS—ZY—500 型注塑機的有關尺寸：噴嘴前端球面的半徑：R12 噴嘴前端孔徑： = 6mm 0d?R= +(1～2)mm0RD= +(0.5～1)mmd取主流道球面半徑 R=13mm取主流道的小端直徑 d=Ф4.5mm 就為了方便將凝料從主流道中拔出，將主流道設計成圓錐形，其斜度 2 度～4 度，經查《注塑 模結構與設計》表 6－1 可知主流道大端直徑D=Ф6mm ，為了使熔料順利進入分流道，可在主流道出料端設計半徑 r=3mm 的圓弧過渡。 在保證制品成型的條件下，住流道長度應盡量短， 河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設計說明書第 10 頁 共 29 頁以減小壓力損失和廢料量，通常主流道長度可小于或等于 60mm圖 2-2 主流道2.4 分流道設計：分流道的的形狀尺寸，應根據塑件體積、壁厚、形狀的復雜程度、注塑速率、分流道的長度等因素來確定。本塑件形狀不復雜，熔料填充型腔比較容易。根據型腔的排列方式可知分流道長度較短，為了便于加工起見，選用截面為梯形分流道。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。查表得R=4mm。如圖所示：圖 2-3圖 2－3 半圓形分流道河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設計說明書第 11 頁 共 29 頁2.5 澆口設計：澆口是流道和型腔之間的連接部分，也是注塑模進料系統(tǒng)的最后部分，其基本作用是：1） ．使從流道來的熔融塑料以最快的速度進入并充滿型腔；2） ．型腔充滿后，澆口能迅速冷卻封閉，防止型腔內還未冷卻的熱料回流。澆口的設計與塑件形狀、斷面尺寸、模具結構、注塑工藝條件(壓力)及塑料性能等因素有關系。但是，根據上述兩項基本作用來說，澆口的截面要小，長度要短，因為只有這樣才能滿足增大料流速度、快速冷卻封閉、便于與塑件分離以及澆口殘痕最小等要求。根據塑件成型要求及型腔的排列方式，用點澆口較為理想。這種澆口的長度很短，不超過其直徑，所以脫模后塑件上的澆口殘痕不明顯，不需要再修正澆口痕跡。這種澆口被廣泛采用，但采用這種澆口時，常常要在模具上增加一分型面，以便澆口凝料脫模。如圖 2－4 所示；查表得 , ,2~5.0?l3.d.???????圖 2－4 點澆口2.6 拉料桿的設計：由于模具采用的是點澆口澆注，連接強度頗低，故需要設計拉料桿，拉料桿采用倒錐型結構。結構圖在此不再標示，如裝備圖所示。2.7 成型零件結構設計： 1）：凹模的結構設計。該塑件的成型模具采用一模一腔的結構形式，考慮河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設計說明書第 12 頁 共 29 頁加工的難易程度和材料的價值利用等因素，模具采用鑲嵌式結構，其結構形式如圖 2-5 所示。 圖 2-5 凹模結構2）：凸模的結構設計。該模具采用整體式凸模，型腔內有三個小凸模。凸模主要是與凹模相結合構成模具的型腔，在中間型芯和側型芯的結構形式如圖 1-5 所示。中間型芯成型部分結構 側型芯成型結構圖 2-6河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設計說明書第 13 頁 共 29 頁3 模具設計的有關計算本設計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量來進行計算。根據設計手冊查表可得 PP 的成型收縮率（增強）S=0.4～0.8﹪，故平均收縮率 S =0.6﹪，考慮到模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差取 = 。cp z?3?3.1 型芯和型腔的工作尺寸計算型腔的工作尺寸計算見表 1-1表一：凹模工作尺寸的計算：塑件尺寸/mm 計算公式 型腔工作尺寸/mm130 129.95+0.05120 119.95+0.0784 83.96+0.0838 33.95+0.0524 23.93+0.0619 18.95+0.033Lm=(Ls+LsScp％－3/4Δ)+Б2.95+0.04表二：凸模工作尺寸的計算塑件尺寸/mm 計算公式 型芯工作尺寸/mm34 34.32－0.0919 19.29－0.083Ln=(Ls+LsScp％+Δ)－Б3.2-0.03河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設計說明書第 14 頁 共 29 頁3.2 型腔側壁厚度計算型腔側壁：由于該塑件型腔較小，在發(fā)生彈性變形前，其內應力已超過自身的許用應力，因此強度不足不是主要矛盾，應該按強度計算。當忽略拉應力時，強度計算公式簡化為S =（apl ） 112???A21公式中：S 為型腔側壁厚度P—型腔壓力 取 40MPl —型腔長邊長度 取 38mm1a—型腔惻壁受壓高度 取 19mmA—惻壁全高度 取 20.51mm帶入公式可以得到 S =40.34mm1河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設計說明書第 15 頁 共 29 頁4 模具加熱與冷卻系統(tǒng)的計算注塑模溫度調節(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。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、提高制品表面質量。塑料在生產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)設計可按下式進行計算：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 2 模）1000g/h。4.1 計算熱流量：求塑件在硬化時每小時釋放的熱量為 Q ，查有關文獻得 PP 的單位熱流量為3Q =314.3～398.1J/g ,取 Q =350J/g：2 2Q =W Q =1008g/h×350J/h=352800J24.2 冷卻水的體積流量 VV=WQ /Pc (T －T )112=352800/60×1/1000×4.2－（30－20）=140cm3溫度調節(jié)對塑件的質量影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面：河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設計說明書第 16 頁 共 29 頁變形 尺寸精度 力學性能 表面質量在選擇模具溫度時，應根據使用情況著重滿足制件的質量要求。在注射模具中溶體從 200 C,左右降低到 60 C 左右，所釋放的能量 5％以輻射，00對流的方式散發(fā)到大氣中，其余 95％由冷卻介質帶走，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效率的關鍵。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?。├鋮s水道直徑d/（mm）最低流量v/（m/s）流量Ｖ/（m /min）312 1.10 7.4×10－ ３冷卻回路的布置應根據塑件的形狀及所需冷卻溫度分布要求以及澆口位置等，設計冷卻回路為直通式，為使塑件受熱均勻，冷卻回路應同時開設在動定模兩側。示意圖:圖 4-1 冷卻水道河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設計說明書第 17 頁 共 29 頁5 導向與定位機構計算導柱導向機構用于動定模具之間的開合模導向和脫模機構的運動導向，任何一副模具在動定模具之間都設有導向機構，導向機構有定位作用、導向作用、承載作用、保持運動平穩(wěn)作用。導柱設計、導柱導向通常由導柱與導套的間隙配合組成，由于該制件的制造精度要求不高，為了簡化模具結構和縮短生產周期，不設計導套。該設計選用直通形（A 型）如圖 5-1 所示圖 5-1河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設計說明書第 18 頁 共 29 頁6 脫模機構設計脫模機構的運動要準確、可靠、靈活、無卡死現(xiàn)象，機構本身要有足夠的強度和剛度，足以克服脫模力。該塑件結構簡單，采用一次脫模即可，選用推件板脫模機構，推件板脫模結構的優(yōu)點是頂出力均勻、力量大、運動平穩(wěn)、塑件不容易變形、表面無頂痕、結構簡單且不需要設置復位機構。該脫模機構包括推板、推桿、推板固定板。6.1 脫模力計算計算公式：Q= )1(8fmtEsl??參數(shù)：t—塑件壁厚 3 mmm—塑料的泊松比 取 0.38f—塑件與模具的摩擦系數(shù) 取 0.25L—包容凸模的長度 取 15mmS—塑件的平均厚度 取 3mm計算結果：Q=1248.20N6.2 推件板厚度計算計算公式：H=0.54L（ ）EBYO31參數(shù)：H—推板厚度 L—推桿間距 取 60mm O—脫模力 取 1248NE—鋼才的彈性模量 取 2.1 710?2cmnB—推板寬度 取 165mmY—推板最大變形量 取 0.04cm計算結果：H=2.25cm 為了確保脫模結構的可靠性取推件板厚度為 27mm。河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設計說明書第 19 頁 共 29 頁7 模具閉合高度的確定及標準模架的選取在支撐板與固定零件的設計中根據經驗確定：定模板厚度 H =40mm，型腔板1H =120，型芯固定板厚度為 H =40mm，推件板厚度為 H =27mm，墊塊厚度2 3 4H =73mm 動模板厚度 H =30mm 脫澆板厚度 H =20(考慮模具的抽芯距)。56717.1 計算模具的閉合高度H= H ＋H ＋H ＋H ＋H ＋H + H1234567=40＋120＋40＋27＋73＋30+20=350mm 下面是模架及各模板示意圖河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設計說明書第 20 頁 共 29 頁圖 7-1 模架示意圖校核注塑機的開，合?？臻g[１]：模具合模時校核：320mm<350mm<420mm （模具符合注塑機的要求）[２]：模具開模時校核：350mm<350mm＋120mm<500mm （模具符合注塑機的要求）河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設計說明書第 21 頁 共 29 頁8 注塑機有關參數(shù)的校核本模具的外形尺寸為 400mm×400mm×350mm, XS-ZY-500 型注塑機模板最大安裝尺寸是 700mm×850mm。由于上述計算的模具閉合高度為 350mm，XS-ZY-500 型注塑機的最小模具厚度為 350mm，最大模具厚度為 500mm 。8.1 模具合模時校核350mm<470mm<500mm 8.2 模具開模時校核350mm<350mm＋120mm<500mm 其中：120mm 為模具的抽拔距 。經校核 XS-ZY-500 型注塑機能滿足使用要求故可以采用。河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設計說明書第 22 頁 共 29 頁9 注塑模具的試模9.1 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(xiàn)象，然后固定動模。(3) 調節(jié)鎖模機構，保證有足夠的開模距及鎖模力，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(xié)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。9.2 試模通過試模塑件上常會出現(xiàn)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，但經常是多個方面綜合的原因。需按成型條件，成型設備，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，或型芯上，甚至因流道粘著制品被損壞。這是試模首先應當解決的問題。1) 粘著模腔制品粘著在模腔上，是指塑件在模具開啟后，與設計意圖相反，離開型芯一側，滯留于模腔內，致使脫模機構失效，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間過長，造成過量充模。(3) 冷卻時間過短，物料未能固化。河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設計說明書第 23 頁 共 29 頁(4) 模芯溫度高于模腔溫度，造成反向收縮。(5) 型腔內壁殘留凹槽，或分型面邊緣受過損傷性沖擊，增加了脫模阻力。2) 粘著模芯(1) 注射壓力和保壓壓力過高或時間過長而造成過量充模，尤其成型芯上有加強筋槽的制品，情況更為明顯。(2) 冷卻時間過長，制件在模芯上收縮量過大。(3) 模腔溫度過高，使制件在設定溫度內不能充分固化。(4) 機筒與噴嘴溫度過高，不利于在設定時間內完成固化。(5) 可能存在不利于脫模方向的凹槽或拋光痕跡需要改進。3) 粘著主流道(1) 閉模時間太短，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，冷卻時間內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) 主流道襯套內孔尺寸不當，未達到比噴嘴孔大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，首先要設法將制品取出模腔（芯），不惜破壞制件，保護模具成型部位不受損傷。仔細查找不合理粘模發(fā)生的原因，一方面要對注射工藝進行合理調整；另一方面要對模具成型部位進行現(xiàn)場修正，直到認為達到要求，方可進行二次注射。4) 成型缺陷當注射成型得到了近乎完整的制件時，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，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的措施進行分析。(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：a. 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。b. 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。尤其在模腔的轉角處、深凹處等，必須合理地安排頂桿、鑲河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設計說明書第 24 頁 共 29 頁塊，利用縫隙充分排氣，否則不僅充模困難，而且易產生燒焦現(xiàn)象。c. 鎖模力不足因注射時動模稍后退，制品產生飛邊，壁厚加大，使制件料量增加而引起的缺料。應調大鎖模力，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：a. 注射過量b. 鎖模力不足c. 流動性過好d. 模具局部配合不佳e. 模板翹曲變形(3) 制件尺寸不準確初次試模時，經常出現(xiàn)制件尺寸與設計要求尺寸相差較大。這時不要輕易修改型腔，應行從注射工藝上找原因。a. 尺寸變大注射壓力過高，保壓時間過長，此條件下產生了過量充模，收縮率趨向小值，使制件的實際尺寸偏大；模溫較低，事實上使熔料在較低溫度的情況下成型，收縮率趨于小值。這時要繼續(xù)注射，提高模具溫度、降低注射壓力，縮短保壓時間，制件尺寸可得到改善。b. 尺寸變小注射壓力偏低、保壓時間不足，制在冷卻后收縮率偏大，使制件尺寸變??；模溫過高，制件從模腔取出時，體積收縮量大，尺寸偏小。此時調整工藝條件即可。通過調整工藝條件，通常只能在極小范圍內使尺寸京華，可以改變制件相互配合的松緊程度，但難以改變公稱尺寸。5) 調整措施調整時應注意調節(jié)進料速度，增加排氣孔，正確設計澆注系統(tǒng)。注意控制成型周期。河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設計說明書第 25 頁 共 29 頁10 模具總裝圖和非標準零件工作圖1）本模具的總裝圖見裝配圖所示。非標準件工作圖見零件圖。2）本模具的工作原理：開模時，由于制品對型腔和型心具有較大附著力及包緊力，因此Ⅰ-Ⅰ分形面首先分型，同時由拉桿 10 拉段點澆口，使流道凝料留在定模。當型腔板 8 掛住墊圈 14 后，拉動了定距拉桿 13，從而帶動脫澆板 11 將流道凝料由拉料桿 10 上掛落。隨后，型腔板 8 受墊圈 16 的阻擋而停止移動，模具沿Ⅱ-Ⅱ面分型。推出時，推桿 2 帶動推件板 15 推出制品，此時，由于制品與閥桿 5 之間的附著力及真空作用，使閥桿 5 產生微動，閥桿頭部錐面與型心 7 的錐孔之間形成了間隔，空氣迅速通過間隔進入制品與型心 7 之間，消除其真空狀態(tài)，從而使制品順利推出。一旦真空狀態(tài)消除，彈簧 3 便帶動閥桿 5 重新復位。螺釘 6 起阻止推件板 15 因動作過猛脫離型心 7 的作用。河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設計說明書第 26 頁 共 29 頁11 注塑模主要零件加工工藝規(guī)程的編制河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設計說明書第 27 頁 共 29 頁致 謝時間過的很快，三年的大學生活一晃而過，而我也即將離開可敬的老師和熟悉的同學踏入不是很熟悉的社會中去。離校之前，為了將我們三年所學的知識系統(tǒng)進行復習和總結，為了達到學習的理論和實踐相結合，為了增強我們以后在社會的適應能力。學校給我們布置了畢業(yè)設計題目，要求我們在老師的指導下完成畢業(yè)設計。畢業(yè)設計是一項非常繁雜的工作，它涉及的知識比較廣泛，很多都是我們所學課本上沒有的東西，這就要靠自己去圖書館查找自己所需要的資料；還有很多設計計算，這些都要靠自己運用自己的思維能力去解決，可以說，完成這樣復雜的工作需要一定的毅力和耐心。在學校中，我們主要學的是理論性的知識，而實踐性很欠缺，而畢業(yè)設計就相當于實戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設計可是把我們以前學的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，使我們在溫習舊知識的同時也可以學習到很多新的知識；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補我們實踐經驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎。由于資質有限，很多知識掌握的不是很牢固，因此在設計中難免要遇到很多難題，由于有了課程設計的經驗及老師的不時指導和同學的熱心幫助下，克服了一個又一個的困難，使我的畢業(yè)設計日趨完善。畢業(yè)設計雖然很辛苦，但是在設計中不斷思考問題，研究問題，咨詢問題，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時也汲取了更完整的專業(yè)知識，鍛煉了自己獨立設計的能力，使我受益匪淺，我相信這些經驗對我以后的工作一定大有益處。最后，再次感謝各位老師特別是我的指導老師楊占堯老師在這一段時間給予無私的幫助和指導，并向他們致意深深的敬意，以后到社會上我一定努力工作，不辜負他們給予我的知識和對我們寄予的厚望！河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設計說明書第 28 頁 共 29 頁設計總結畢業(yè)設計是一項非常繁雜的工作，它涉及的知識比較廣泛，很多都是我們所學課本上沒有的東西，這就要靠自己去圖書館查找自己所需要的資料；還有很多設計計算，這些都要靠自己運用自己的思維能力去解決，可以說，完成這樣復雜的工作需要一定的毅力和耐心。在學校中，我們主要學的是理論性的知識，而實踐性很欠缺，而畢業(yè)設計就相當于實戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設計可是把我們以前學的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，使我們在溫習舊知識的同時也可以學習到很多新的知識；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補我們實踐經驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎。本設計設計內容為殼體塑料模設計，通過對制件的設計，基本掌握了對塑料模設計的方法及步驟，對塑料模有了更進一步的了解和認識，對模具的制造方法和制造途徑積累了豐富的經驗。本設計共分四章，分別對設計題目的來源、設計意義、零件工藝性分析、工藝方案的確定、模具結構及成型設備的選擇、工藝計算、模具結構設計及校核、加工工藝等幾方面進行了闡述。由于水平有限，因此在設計中難免要遇到很多難題，由于有了課程設計老師的不吝指導和同學的熱心幫助下，克服了一個又一個的困難，使我的畢業(yè)設計日趨完善。本設計中模板等尺寸也不代表一種最佳的選擇，例如模板的厚度，可以根據能取得的原料的厚度按最小的加工量選擇（要滿足最小厚度要求，同時也不能太厚太重） 。同一塑件由不同的人設計有多種多樣的方案，最終都有可能很好的使用，通過這次設計，我認識到了除了正確掌握和應用書本知識外，吸取他人的設計經驗也是非常重要的。河南機電高專材料系模具專業(yè)畢業(yè)設計說明書第 29 頁 共 29 頁參考文獻. 楊占堯主編 塑料注塑模結構與設計 清華大學出版社 2004.09??1. 翟德梅主編 模具制造技術 河南機電高?？茖W校 2001.072．瞿金平主編 塑料工業(yè)手冊 化學工業(yè)出版社 1999.013．王孝培主編 模具設計簡明手冊 機械工業(yè)出版社 2000.06??4. 肖祥芷主編 中國模具設計大典 江西科學技術出版社 2002.105. 閻亞林主編 塑料模具圖冊 高等教育出版社 2002.116. 黃虹主編 塑料成型加工與模具 化學工業(yè)出版社 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