3257 瓶蓋產(chǎn)品造型與模具設(shè)計(jì),瓶蓋,產(chǎn)品,造型,模具設(shè)計(jì) 第 1 頁 共 28 頁瓶蓋產(chǎn)品造型與模具設(shè)計(jì)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第 2 頁 共 28 頁緒論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(jì)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(jì)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(jì)，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(jī)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(jī)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(jī)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(dá)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(jì)軟件，糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差，達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)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(jì)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(dú)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(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨(dú)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(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)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(jìn)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(jì)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(jìn)步，第 3 頁 共 28 頁東風(fēng)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(jī)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(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)周期等方面作出重大了貢獻(xiàn)。例如，吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨(dú)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(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的注塑模具、汽車覆蓋件模具合乎級進(jìn)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(dá)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(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型，精密、復(fù)雜和長壽命的模具依賴進(jìn)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(jìn)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(dá) 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(biāo)志。2）.要積極推進(jìn)中西部地區(qū)模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，努力縮小發(fā)達(dá)地區(qū)和不發(fā)達(dá)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(tuán)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(qiáng)有力的資金投入，將在未來寫下新的篇章。3）.要積極推進(jìn)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(jī)制，大力發(fā)展混合所有制經(jīng)濟(jì)，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(jìn)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)第 4 頁 共 28 頁主輔分離，使其模具車間、分廠在不太長的時間里，采用多種有效實(shí)現(xiàn)形式，轉(zhuǎn)換機(jī)制，大力發(fā)展產(chǎn)權(quán)明晰、獨(dú)立自主經(jīng)營，適應(yīng)市場運(yùn)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(jì)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(jì)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(xiàng)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(jìn)一步普及創(chuàng)造了良好的條件；基于網(wǎng)絡(luò)的 CAD/C 實(shí)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(jì)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(xiàng)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(biāo)準(zhǔn)，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(jì)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(jì)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(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。我國模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)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)第 5 頁 共 28 頁展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格品種。 6）.應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)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(biāo)測量儀或三坐標(biāo)掃描儀實(shí)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(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提。本次設(shè)計(jì)題目“瓶蓋的產(chǎn)品造型與模具設(shè)計(jì)” 。該模具屬于側(cè)向抽芯的注射模。本說明書將分項(xiàng)闡述該塑件注射成型和模具設(shè)計(jì)的全過程。由于本人設(shè)計(jì)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 6 頁 共 28 頁第 1 章.瓶蓋產(chǎn)品造型與模具設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作１.１：明確設(shè)計(jì)任務(wù)和準(zhǔn)備的必要技術(shù)資料注射模設(shè)計(jì)工作必須以模具設(shè)計(jì)任務(wù)書作為依據(jù)。由設(shè)計(jì)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(jì)任務(wù)之后，通過必要的技術(shù)資料進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。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>表 3-1 如下：（1） 非結(jié)晶型塑料，品種牌號很多，各品種的機(jī)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(qiáng)，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(jī)料溫可取160～220℃，注射壓力可取 70～90MPa。( 8) 模具設(shè)計(jì)過程中注意事項(xiàng)，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(jì)性和加工的合理性。第 7 頁 共 28 頁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。 【2】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?yàn)?3mm。符合 ABS 的最小壁厚原則，在制件的轉(zhuǎn)角處設(shè)計(jì)圓角，防止在此處出現(xiàn)缺陷，由于制件的尺寸較小，ABS 的強(qiáng)度較大不需增設(shè)加強(qiáng)筋。３.１.４：計(jì)算塑料制件的體積和質(zhì)量計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量是為了選用注塑機(jī)及確定模具型腔數(shù)量。計(jì)算塑料制件的體積：V=50x50x30-40x40x25+2x4x5x5＋a（a≈0.3）=35200＋0.3=35.5 cm3（其中圓角處尺寸可不預(yù)考慮在選取注塑機(jī)時適當(dāng)放大）查《模具設(shè)計(jì)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/ cm3 3第 8 頁 共 28 頁由下式換算聚苯乙烯體積：Q=ρ1V/ρ2=1.05/1.09×35.5 cm 3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 20s１.６：塑料成型設(shè)備的選取【2】根據(jù)計(jì)算及原材料的注射成型參數(shù)初選注塑機(jī)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/10 Pa： 122Mpa5鎖模力 10kN： 500kN最大注射面積/㎝: 130㎝ 2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 06.±推出 兩側(cè) 孔徑/mm 22mm第 9 頁 共 28 頁第 2 章 注塑模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)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(jī)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(jì)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(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)量 N1N1=（F/PC）/A－B/A其中： F 注塑機(jī)的鎖模力 NPC 型腔內(nèi)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(shè)計(jì)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(shí)際所需鎖模力應(yīng)小于選定注塑機(jī)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(jī)注塑量確定型腔數(shù)目 N2N2=（G－C）/V其中： G 注射機(jī)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(chǎn)中每次實(shí)際注塑量應(yīng)為公稱注塑量的 0.75～0.45 倍，取 0.6 倍計(jì)算，同時流道和澆道的體積為未知量，據(jù)統(tǒng)計(jì)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，在這里第 10 頁 共 28 頁可以選取的個數(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?yàn)樽⑺軌毫Φ慕档投鴰淼闹萍湫筒蛔愕热毕?。我們所設(shè)計(jì)的瓶蓋注塑模具采用一模一腔的方案，即N=1 【4】第 11 頁 共 28 頁第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(jì)人員有時對主要因素的認(rèn)識也不盡一致，與自身的工作經(jīng)驗(yàn)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?yàn)槲覀冊O(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?yàn)閭?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(cái)，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，從而使加工第 12 頁 共 28 頁精度得到保證。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(jī)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(dá)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(jī)構(gòu)頂出，注射機(jī)上都有頂出裝置，且設(shè)在動模一側(cè)，因此設(shè)計(jì)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(jī)的頂出機(jī)構(gòu)頂出塑件。如果塑件留在定模內(nèi)，則要再另設(shè)計(jì)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(qiáng) P 相同，故某方向總壓力 F=PxS,S 為某方向的投影面積，當(dāng) 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(jī)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(jì)鎖緊機(jī)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(dāng)選定一個分型面方案后，可能會存在某些缺點(diǎn)，再針對存在的問題采取其他措施彌補(bǔ)，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： 第 13 頁 共 28 頁圖一 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(jī)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(jì)性，可采用上圖所示的型腔排列方式和分型面選擇。此處為分型面哦!第 14 頁 共 28 頁第４章.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)４.１：主流道設(shè)計(jì)；根據(jù) XS-ZY-125 型注塑機(jī)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）mmD=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(jì)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(jìn)入分流道，可在主流道的出料瓶設(shè)計(jì)半徑 r=5mm 的圓弧過渡。４.２：主流道襯套的選取。 【3】為了提高模具的壽命在模具與注塑機(jī)頻繁接觸的地方設(shè)計(jì)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。第 15 頁 共 28 頁圖三 主流道襯套４.3 排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)在注塑模具的設(shè)計(jì)過程中，必須考慮排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，否則，熔融的塑料流體進(jìn)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(jìn)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 16 頁 共 28 頁第５章：頂桿平移式內(nèi)抽芯機(jī)構(gòu) 圖四 頂桿平移式內(nèi)抽芯機(jī)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(jī)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(dāng)推板碰到注塑機(jī)頂桿時，推板帶動推桿 1 先把制件推出，推桿 1 進(jìn)一步前進(jìn)，這時斜面 B碰到推板，被迫向內(nèi)運(yùn)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(yùn)動，完成復(fù)位動作。采用這種機(jī)構(gòu)，應(yīng)滿足下列條件：L>L1 S>h S1>S這種機(jī)構(gòu)運(yùn)動平穩(wěn)，動作可靠。頂桿 1 于多種作用于一身，故設(shè)計(jì)要求較高，且易磨塤，應(yīng)定期檢查更換。第 17 頁 共 28 頁第 6 章 模具工作零件的設(shè)計(jì)凹模的設(shè)計(jì)：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(jì)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(yàn)曲線知，此塑件的成型壓力小于 30MPA. 由經(jīng)驗(yàn)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(jì)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(jì)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％。考慮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(jì)算：塑件尺寸 計(jì)算公式 型腔工作尺寸50 50+0.0550 50+0.0730 30+0.08Lm=(Ls+LsScp％－3/4Δ)+Б第 18 頁 共 28 頁17 16.93+0.069 8.95+0.033 2.95+0.04表二：凸模工作尺寸的計(jì)算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）塑件尺寸 計(jì)算公式 型芯工作尺寸34 34.32－0.0910 10.29－0.084Ln=(Ls+LsScp％+Δ)－Б4.2-0.03第 19 頁 共 28 頁圖六 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(jì)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 20 頁 共 28 頁第 7 章 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)注塑模溫度調(diào)節(jié)是采用加熱或冷卻方式來實(shí)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(qiáng)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(jìn)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(jì)可按下式進(jìn)行計(jì)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(jì)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(xiàn)得 ABS 的單位熱流3量為 Q =314.3～398.1J/g ,取 Q =350J/g：2 2Q =W Q =1008g/h×350J/h=352800J2７.２ 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(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 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(zhì)帶走，因此注射模的冷卻時間第 21 頁 共 28 頁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。縮短循環(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?jì)算選取）冷卻水道直徑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(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(jì)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 22 頁 共 28 頁第８章 模具的合模高度在支撐板與固定零件的設(shè)計(jì)中根據(jù)經(jīng)驗(yàn)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(jì)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(jī)的開，合?？臻gA：模具合模時校核：110mm<220mm<277mm 注:模具符合注塑機(jī)的要求;B：模具開模時校核：110mm<220mm＋15mm<200mm 注:模具符合注塑機(jī)的要求;第 23 頁 共 28 頁第 9 章 注塑機(jī)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(jī)模板最大安裝尺寸是 330mm×440mm。由于上述計(jì)算的模具閉合高度為 220mm，XS-Z-60 型注塑機(jī)的最小模具厚度為 130mm，最大模具厚度為 200mm９.１：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(jī)能滿足使用要求故可以采用。第 24 頁 共 28 頁第 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(zhǔn)，裝配順序如下：（1） 裝配前按圖檢驗(yàn)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(zhǔn)。（3） 加工定模。用定模側(cè)面的垂直基準(zhǔn)確定定模上型芯中心的實(shí)際位置，并以次作為加工基準(zhǔn)，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(jī)上的孔，使其與注塑機(jī)相配合。（12）裝配動模部分。修正推桿和復(fù)位桿的長度。第 25 頁 共 28 頁（13）完成裝配后進(jìn)行試模，并校驗(yàn)入庫。制件常見缺陷及解決辦法:表四：名稱 注塑機(jī)及成型條件問題 模具或材料問題填充不滿 1 注塑機(jī)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(jī)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(yán)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(jī)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(jì)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1 模具排氣不良2 壁厚設(shè)計(jì)不均3 澆口位置不良第 26 頁 共 28 頁4 保壓時間短 4 澆口澆道尺寸過小小結(jié)通過這次課程設(shè)計(jì)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(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、塑料模具設(shè)計(jì)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(fèi)材料，保證了工件的經(jīng)濟(jì)性，設(shè)計(jì)的合理性。通過塑料模手冊、模具制造簡明手冊、模具標(biāo)準(zhǔn)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(jì)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)。第 27 頁 共 28 頁致謝經(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(jì)。在這里，我要忠心地感謝一些在我的設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)。最后：我還要深深地感謝在工廠里的師傅們，在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，他們給予我以模具制造與設(shè)計(jì)方面上的經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)。第 28 頁 共 28 頁參考文獻(xiàn)1. 楊占堯主編 塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 清華大學(xué)出版社 2004.092. 翟德梅主編 模具制造技術(shù) 河南機(jī)電高專科學(xué)校 2001.073．瞿金平主編 塑料工業(yè)手冊 化學(xué)工業(yè)出版社 1999.014．王孝培主編 模具設(shè)計(jì)簡明手冊 機(jī)械工業(yè)出版社 2000.065. 肖祥芷主編 中國模具設(shè)計(jì)大典 江西科學(xué)技術(shù)出版社 2002.106. 閻亞林主編 塑料模具圖冊 高等教育出版社 2002.117. 黃虹主編 塑料成型加工與模具 化學(xué)工業(yè)出版社 2003.018．薛嚴(yán)成主編　公差配合與測量技術(shù)　　機(jī)械工業(yè)出版社　　 1992.109．華南工學(xué)院合 塑料機(jī)械設(shè)計(jì)　　 機(jī)械工業(yè)出版社 1996.0210．曹宏深主編　塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)　機(jī)械工業(yè)出版社　1998.07