3513 塑料膠卷盒模具設(shè)設(shè)計(jì)
3513 塑料膠卷盒模具設(shè)設(shè)計(jì),塑料,膠卷,模具,設(shè)計(jì)
1xxx 學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) ( 論 文 )題 目 塑料膠卷盒注塑模具設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 xxx系部 機(jī)電工程系 專 業(yè) 10 級(jí)模具設(shè)計(jì)與制造(1)班 姓 名 xxx學(xué)號(hào) 2012 年 05 月 15 日2《摘 要》本設(shè)計(jì)說明書主要說明了塑料模設(shè)計(jì)的基本過程,其中包括1 塑料材料的選擇。2 注射機(jī)的合理選擇。3 據(jù)塑件基本尺寸及生產(chǎn)加工工藝計(jì)算型芯、型腔尺寸的最小尺寸。4 合理地選擇標(biāo)準(zhǔn)模架。5 模具的強(qiáng)度、最小合模高度等進(jìn)行校核。6 最后對(duì)模具的安專、試驗(yàn)及維修作出了簡單的介紹。關(guān)鍵詞 型芯 型腔 引 言本說明書為機(jī)械類塑料模注射模具設(shè)計(jì)說明書,是根據(jù)塑料模具設(shè)計(jì)手冊上的設(shè)計(jì)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(jì)任務(wù)書,畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書,畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書,畢業(yè)設(shè)計(jì)體會(huì),參考文獻(xiàn)等。編寫本說明書時(shí),力求符合設(shè)計(jì)步驟,詳細(xì)說明了塑料注射模具設(shè)計(jì)方法,以及各種參數(shù)的具體計(jì)算方法,如塑件的成型工藝,塑料脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。本說明書在編寫過程在及相關(guān)同學(xué)的大力支持和熱情幫助才得以完成,在此表示誠摯的感謝!由于本人設(shè)計(jì)水平有限,在設(shè)計(jì)過程中難免有誤,敬請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。3目 錄摘要……………………………………………………………………(2)引言……………………………………………………………………(2)第一章 塑料 HDPE 分析1.1 基本特性…………………………………………………(4)1.2 成形特性…………………………………………………(4)1.3 綜合性能…………………………………………………(4)1.4 HDPE 的注射工藝參數(shù)……………………………………(5)第二章 塑料模的總體設(shè)計(jì) ……………………………………… (5)2.1 塑件的形狀尺寸………………………………………… (5)2.2 型腔數(shù)目的決定及排布………………………………… (7)2.3 注射機(jī)的選擇……………………………………………(7)2.4 分型面的選擇……………………………………………(8)2.5 模架的選擇………………………………………………(8)第三章 成型尺寸及澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)…………………………………(8)3.1 型腔的內(nèi)徑計(jì)算…………………………………………(10)3.2 型腔的深度尺寸計(jì)算……………………………………(10)3.3 型芯的外徑計(jì)算…………………………………………(11)3.4 型芯的高度計(jì)算…………………………………………(11)3.5 澆注系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)……………………………………(12)第四章 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………………………………(12)4.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用……………………………………(13)4.2 導(dǎo)柱導(dǎo)套的選擇………………………………………… (13)第五章 脫出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………(14)5.1 推出機(jī)構(gòu)的組成…………………………………………(14)5.2 設(shè)計(jì)原則…………………………………………………(14)5.3 脫模力的計(jì)算…………………………………………… (14)5.4 推板脫出機(jī)構(gòu)計(jì)算……………………………………… (15)第六章 排氣及溫控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)……………………………………(16)6.1 溫控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)…………………………………………(16)6.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則…………………………………… (16) 6.3 冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………(17)6.4 冷卻水空直徑的計(jì)算……………………………………(18)6.5 冷卻水流速………………………………………………(18)第八章 模具的裝配、試模與維修…………………………………(21)8.1 模具的裝配………………………………………………(21)8.2 模具裝配的主要內(nèi)容……………………………………(21)8.3 裝配順序…………………………………………………(21)8.4 試?!?2)8.5 模具維修…………………………………………………(22)致謝………………………………………………………………… (23)參考文獻(xiàn)…………………………………………………………… (24)4第一章 塑料 HDPE分析 中文名:高密度聚乙烯1.1 基本特性無毒、無味、呈乳白色。密度為 0.94~0.965g/cm3,有一定的機(jī)械強(qiáng)度,具有較好的柔軟性、耐沖擊性及透明性,但和其他塑料相比機(jī)械強(qiáng)度低,表面硬度差。聚乙烯的絕緣性能優(yōu)異,常溫下聚乙烯不溶于任何一種已知的溶劑,并耐稀硫酸、稀硝酸和任何濃度的其他酸以及各種濃度的堿、鹽溶液。聚乙稀有高度的耐水性,長期與水接觸其性能可保持不變。其透水氣性能較差,而透氧氣和二氧化碳以及許多有機(jī)物質(zhì)蒸氣的性能好。在熱、光、氧氣的作用下會(huì)產(chǎn)生老化和變脆。一般使用溫度約在 80 oC 左右。能耐寒,在-60 oC 時(shí)仍有較好的力學(xué)性能,-70 oC 時(shí)仍有一定的柔軟性。1.2 成型特性結(jié)晶形塑料,吸濕性小,成型前可不預(yù)熱,熔體粘度小,成型時(shí)不易分解,流動(dòng)性極好,溢邊值為 0.02mm 左右,流動(dòng)性對(duì)壓力變化敏感,加熱時(shí)間長則易發(fā)生分解。冷卻速度快,必須充分冷卻,設(shè)計(jì)模具時(shí)要設(shè)冷料穴和冷卻系統(tǒng)。收縮率大,方向性明顯,易變形、翹曲,結(jié)晶度及模具冷卻條件對(duì)收縮率影響大,應(yīng)控制模溫。宜用高壓注射,料溫要均勻,填充速度應(yīng)快,保壓要充分。不宜采用直接澆口注射,否則會(huì)增加內(nèi)應(yīng)力,使收縮不均勻和方向性明顯。應(yīng)注意選擇澆口位置。質(zhì)軟易脫模,塑件有淺的側(cè)凹時(shí)可強(qiáng)行脫模。1.3 綜合性能壓縮比: 1.84~2.30 熱變形溫度: 1.88MPa---- 48 oC 0.46MPa---- 60~82oC 抗拉屈服強(qiáng)度: 22~39 MPa拉伸彈性模量: 0.84~0.95GPa彎曲強(qiáng)度: 25~40MPa5彎曲彈性模量: 1.1~1.4 GPa壓縮強(qiáng)度: 225 MPa疲勞強(qiáng)度: 11 Mpa(10 7周)脆化溫度: -70收縮率: 1.5~3.01.4 HDPE的注射工藝參數(shù)注射機(jī)類型: 柱塞式噴嘴形式: 直通式噴嘴溫度: 150~170oC料筒溫度: 前 170~200oC 后 140~160oC模溫: 60~70oC注射壓力: 60~100Mpa保壓力: 40~50Mpa注射時(shí)間: 15~60s高壓時(shí)間: 0~3s冷卻時(shí)間: 15~60s第二章 塑料模的總體設(shè)計(jì)2.1 塑件的形狀尺寸塑件名稱:膠卷盒材料:HDPE產(chǎn)量:中等批量生產(chǎn)6圖 2-1 塑件圖塑件的工作條件對(duì)精度要求一般,因?yàn)樗芗D中未注公差,所以根據(jù) HDPE的性能可選擇其塑件的精度等級(jí)為 7 級(jí)精度。將該塑件分成四部分,得塑件體積: ??3 3224 3322 31796.5295.4150186.901.. 4)(.5.34.mV mV??????????????????????總查表達(dá)式 1-2-2(見注塑模設(shè)計(jì)與制作教程一書)得:3/4.0cg??因此質(zhì)量: gv032.1 7396.254.0?????2.2 型腔數(shù)目的決定及排布已知的體積 V 塑或質(zhì)量 W 塑 ,又因?yàn)榇水a(chǎn)品屬大批量生產(chǎn)的小型塑件,但制件尺寸、精度、表面粗糙度一般,綜合考慮生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本及產(chǎn)品質(zhì)量等各種因素,以及注射機(jī)的型號(hào)選擇,初步確定采用一模四腔對(duì)稱性排布,分流道直徑可選 1.5~9.5mm。本設(shè)計(jì)取值 4mm。由塑件的外形尺寸和機(jī)械加工的因素,確定采用點(diǎn)澆口,排布圖如下圖示:7圖 2-2 型腔數(shù)目及排布圖2.3 注射機(jī)的選擇由于采取的是一模四腔的方案,故其注射總體積及質(zhì)量就是塑件的體積及質(zhì)量的四倍:假設(shè): gG8?廢由注射機(jī)最大注射量公式得:廢件公利 GK??——注射機(jī)的公稱質(zhì)量注射量公K ——注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù),取 0.3——塑件的總質(zhì)量件G——澆注系統(tǒng)廢料的質(zhì)量廢因此: gG76.3402.???公 公由《塑料模具技術(shù)手冊》表 3-48 查得注射機(jī)的型號(hào)為 SZ-100/630,其主要技術(shù)參數(shù)如下:結(jié)構(gòu)型式:臥式理論注射容量:75 3cm螺桿直徑:30㎜注射壓力:224Mpa注射速率:60g/S塑化能力:11.8g/s螺桿轉(zhuǎn)速: 14~200r/min鎖模力: 630KN8拉桿內(nèi)間距: 370×320mm移模行程: 270mm最大模具厚度: 300mm最小模具厚度: 150mm鎖模型式: 雙曲肘式模具定位孔直徑: 125?噴嘴球半徑:R15噴嘴口孔徑: m42.4 分型面的選擇塑件冷卻時(shí)會(huì)因?yàn)槭湛s作用而包覆在凸模上,故從塑件脫模件精度要角度考慮,應(yīng)有利于塑件滯留在動(dòng)模一側(cè),以便于脫模,而且不影響塑件的質(zhì)量和外觀形狀,以及尺寸精度。第一分型面在定模板與澆道板之間,第二分型面在型腔板與推板之間,分型圖如下圖所示:圖 2-3 分型面圖 1 圖 2-4 分型面圖 22.5 模架的選擇2.5.1 型腔壁厚的計(jì)算對(duì)小尺寸型腔,強(qiáng)度不足是主要問題,應(yīng)按強(qiáng)度條件計(jì)算,得型腔側(cè)壁最小厚度: )12(??mpcPrt?r —— 凹模型腔內(nèi)孔或凸型芯外圓的半徑—— 材料許用應(yīng)力p—— 模腔壓力mP9成型零件材料選 T12,淬火,低溫回火,硬度大于 55HRC,其 為 700Mpap?mtc 9315.2)1027(16????2.5.2 凹模型腔底部高度rPtpmh 652.701..122???2.5.3 模架的選擇由前面對(duì)型腔的最小壁厚和底部厚度可以估算得型腔的最小外形尺寸:最小寬度為:32+2×2.9315=37.863㎜最小厚度為:50+6.652=56.652㎜但是考慮到加工方便,采用組合式凹模,所以還要考慮導(dǎo)柱導(dǎo)套的安放位置,且查得標(biāo)準(zhǔn)值,再由于塑件采取推件板推出,因此選擇模架為基本類型中的 的派生模架,為了方便分型時(shí)定位,增加了限位桿。又因?yàn)樗芗莾纱畏?A型,所以模架采取三板結(jié)構(gòu)。設(shè)置推件板推出機(jī)構(gòu),它適合于薄壁殼體型塑件,脫模力大以及塑件表面不允許留有頂出痕跡的注射成型模。選擇模架規(guī)格為: GB/T12556-9023320ZA?具體尺寸如下如下:定模坐板厚度:A=43mm中間板厚度:B=24mm型腔板厚度:C=64mm模板:直徑=150mm推板:直徑=142.2mm 高度=32mm型心固定板:高度=48mm動(dòng)模座板:厚度=80mm模具閉合厚度:H=291導(dǎo)柱:d=20mm導(dǎo)套: md201?限位桿:d=20mm10第三章 成型尺寸及澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 型腔的內(nèi)徑計(jì)算 ??zz xlsLm???????00)1(——型腔內(nèi)形尺寸—— 塑件外徑基本尺寸sl——塑件公差?——塑件的平均收縮率,取 2.25%x ——綜合修正系數(shù),取 x=0.5~0.75——模具制造公差,取z? ?)6/1~3(腔腔圖 4-1 型腔結(jié)構(gòu)圖因?yàn)橹萍D樣上未注公差尺寸的允許偏差,所以采用 7 級(jí)公差精度,查表得72.0??24.03??z?所以: 24.001837.)5.1( ???????????zmL?設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)如圖 4-1 所示。3.2 型腔的深度尺寸計(jì)算 ????zSzmxHs???????001——型腔深度尺寸——塑件高度其本尺寸s——塑件公差?——塑料平均收縮率,取 2.25%x——綜合修正系數(shù),取 x=0.5~0.7511——模具成型尺寸設(shè)計(jì)公差z? 3/sm??查表得 8.0??267.03z?所以:267.059?mH3.3 型芯的外徑計(jì)算: 凸 凸圖 4-2 型芯的結(jié)構(gòu)圖????001zz xlsl???????式中: ——型芯外形尺寸z——塑件內(nèi)徑基本尺寸sl——塑件的公差——塑料平均收縮率 2.25%sx ——綜合修正系數(shù),取 x=0.5~0.75——模具成型尺寸設(shè)計(jì)公差,取z? 3/sm??查表得: 72.0??24.0z?4.03??zsl?3.4 型芯的高度計(jì)算????001zz xhshm???????式中: ——凸模高度尺寸z——塑件內(nèi)形深度基本尺寸 s——塑件公差?——塑料平均收縮率 2.25%x ——綜合修正系數(shù),取 x=0.5~0.7512——模具成型尺寸設(shè)計(jì)公差,z? 3/sm??查表得: 8.0??267.03z?所以: 0267.145??zmh?3.5 澆注系統(tǒng)的初步估計(jì)澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)保證塑件熔體的流動(dòng)平穩(wěn)、流程應(yīng)盡量短、防止型芯變形、整修應(yīng)方便、防止制品變形和翹曲、應(yīng)與塑件材料品種相適用、冷料穴設(shè)計(jì)合理、盡量減少塑料的消耗。根據(jù)塑件的形狀采用推板推出。由于本塑件是圓筒狀制品所以盡可能采取中心進(jìn)料,所以選擇點(diǎn)澆口,雙分型面,分流道采用半圓形截面,分流道開設(shè)在定模板上,在澆道板上采用澆口套, 不設(shè)置冷料穴和拉料桿。圖 4-3 澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)根據(jù)塑件的外形尺寸和質(zhì)量等決定影響因素,初步取值如下:d=5mm D=8mm R=16mm h=5mm d1=0.2mmH1=4mm l=50mm L=43mm a= a1= L1=36mm?2?10主流道呈圓角半徑 ,以減小料流轉(zhuǎn)向時(shí)渡時(shí)的阻力。,63.0Rum=?mr?主流襯套選用 45#制造,表面淬火大于 55HRC。13第四章 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)4.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用:1.定位件用:模具閉合后,保證動(dòng)定?;蛏舷履N恢谜_,保證型腔的形狀和尺寸精確,在模具的裝配過程中也起定位作用,便于裝配和調(diào)整。2.導(dǎo)向作用:合模時(shí),首先是導(dǎo)向零件接觸,引導(dǎo)動(dòng)定?;蛏舷履?zhǔn)確閉合,避免型芯先進(jìn)入型腔造成成型零件損壞。3.承受一定的側(cè)向壓力。4.2 導(dǎo)柱導(dǎo)套的選擇一般在注射模中,動(dòng)、定模之間的導(dǎo)柱既可設(shè)置在動(dòng)模一側(cè),也可設(shè)置在定模一側(cè),視具體情況而定,通常設(shè)置在型芯凸出分型面最長的那一側(cè)。因?yàn)橄尬粭U已經(jīng)設(shè)置在定模上,所以導(dǎo)柱應(yīng)該設(shè)置在動(dòng)模上,而且這樣還可以保護(hù)型心不受損傷。所選的導(dǎo)柱、導(dǎo)套按國家標(biāo)準(zhǔn)如下:圖 5-1 導(dǎo)柱導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)具體分布如下圖 5-2 所示。定端與模板間用 H7/m6 或 H7/k6 的過渡配合,導(dǎo)向部分通常采用 H7/f7 或H8/f7 的間隙配合。根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的要求,與導(dǎo)柱同動(dòng)作的彈簧應(yīng)布置 4 個(gè),并盡可能對(duì)稱布置于 A 分型面的四周,以保持分型時(shí)彈力均勻,中間板不被卡死。14圖 5-2 導(dǎo)柱分布圖 第五章 脫出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1 推出機(jī)構(gòu)的組成推出機(jī)構(gòu)由推出零件、推出零件固定板和推板、推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位部件組成。即推件板、推件板緊固螺釘、推板固定板、推桿墊板、頂板導(dǎo)柱、頂板導(dǎo)套以及推板緊固螺釘。5.2 設(shè)計(jì)原則1.推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)在動(dòng)模一側(cè);2.保證塑件不因推出而變形損壞;3.機(jī)構(gòu)簡單動(dòng)作可靠;4.合模時(shí)的正確復(fù)位。5.3 脫模力的計(jì)算因?yàn)樗芗诤衽c其內(nèi)孔直徑之比 0.02 小于 0.05,所以本塑件屬于薄壁殼體塑件,其脫模力計(jì)算公式為: ???NBKutgftLEQ101cos2??????E——塑料的拉伸模量(MPa) ,由表 3-29 查找;——塑料成型平均收縮率(%) ,由表 3-29 查找;?——塑件的平均壁厚(mm)tL——塑件包容型芯的長度(mm)15——塑件的泊松比,由表 3-29 查找;u——脫模斜度(塑件側(cè)面與脫模方向之夾角) ;?f——塑料與鋼材之間摩擦系數(shù),由表 3-29 查找;r——型芯大小端平均半徑(mm) ;B——塑件在與開模方向垂直的平面上的投影面積( ) ,當(dāng)塑件底部上2m有通孔時(shí),10B 項(xiàng)應(yīng)視為零;——由 f 和 決定的無因次數(shù),可由表 3-30 選??;1K?經(jīng)過計(jì)算得 Q=11912.59N因此,脫模力的大小隨塑件包容型芯的面積增加而增大,隨脫模斜度的增加而減小。由于影響脫模力大小的因素很多,如推出機(jī)構(gòu)本身運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦阻力、塑料與鋼材間的粘附力、大氣壓力及成型工藝條件的波動(dòng)等,因此要考慮到所有因素的影響較困難,而且也只能是個(gè)近似值。用推件板推出機(jī)構(gòu)中,為了減少推件板與型芯的摩擦,在推件板與型芯間留 0.20~0.25mm 的間隙,并用錐面配合,防止推件因偏心而溢料。5.4 推板脫出機(jī)構(gòu)計(jì)算1.頂件行程: ehS??凸頂——所需頂出行程頂S——型芯成型高度凸e ——頂出行程富裕量mS5980??頂2.開模行程aH121??開a ——中間板與定模分開的距離(mm)H1——塑件推出距離(也可作為凸模高度)mmH2——包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度 mmS ——注射機(jī)移動(dòng)板最大行程 mmH ——所需開模行程 mm m14603850???開16圖 5-1 推板的零件圖圖 5-1 頂桿的零件圖第六章 排氣溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)6.1 溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)塑料熔體填充型腔時(shí),必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內(nèi)因各種原因而產(chǎn)生的氣體不被排除干凈,一方面將會(huì)在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等成型缺陷,另一方面氣體受壓,體積縮小而產(chǎn)生高溫會(huì)導(dǎo)致塑件局部碳化或燒焦(褐色斑紋) ,同時(shí)積存的氣體還會(huì)產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度,因此設(shè)計(jì)型腔時(shí)必須考慮排氣問題。有時(shí)在注射成型過程中,為保證型腔充填量的均勻合適及增加塑料熔體匯合處的熔接強(qiáng)度,還需在塑料最后充填到的型腔部位開設(shè)溢流槽以容納余料,也可容納一定量的氣體。通常中小型模具的簡單型腔,可利用推桿、活動(dòng)型芯以及雙支點(diǎn)的固定型芯端部與模板的配合間隙進(jìn)行排氣,其間隙為 0.03~0.05mm?;驹瓌t:熔體熱量 95%由冷卻介質(zhì)(水)帶走,冷卻時(shí)間占成型周期的2/3。6.2 注射模冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則1.冷卻水道應(yīng)盡量多、截面尺寸應(yīng)盡量大、型腔表面的溫度與冷卻水道的數(shù)量、截面尺寸及冷卻水的溫度有關(guān)。172.冷卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量相等,當(dāng)塑件壁厚均勻時(shí),冷卻水道到型腔表面最好距離相等,但是當(dāng)塑件不均勻時(shí),厚的地方冷卻水道到型腔表面的距離應(yīng)近一些,間距也可適當(dāng)小一些。一般水道孔邊至型腔表面的距離應(yīng)大于 10mm,常用 12~15mm.3.澆口處加強(qiáng)冷卻 塑料熔體充填型腔時(shí),澆口附近溫度最高,距澆口越遠(yuǎn)溫度就越低,因此澆口附近應(yīng)加強(qiáng)冷卻,通常將冷卻水道的入口處設(shè)置在澆口附近,使?jié)部诟浇哪>咴谳^低溫度下冷卻,而遠(yuǎn)離澆口部分的模具在經(jīng)過一定程度熱交換后的溫水作用下冷卻。4.冷卻水道出、入口溫差應(yīng)盡量小 如果冷卻水道較長,則冷卻水出、入口的溫差就比較大,易使模溫不均勻,所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)引起注意。冷卻水道的總長度的計(jì)算可公式:L=A/ndπL——冷卻水道總長度 A——熱傳導(dǎo)面積 D——冷卻水道直徑d ——冷卻水通道直徑(m) n——模具上開設(shè)冷卻通道孔數(shù)5.冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置 聚乙烯的收縮率大,水道應(yīng)盡量沿著收縮方向設(shè)置。冷卻水道的設(shè)計(jì)必須盡量避免接近塑件的熔接部位,以免產(chǎn)生熔接痕,降低塑件強(qiáng)度;冷卻水道要易于加工清理一般水道孔徑為 10mm左右,不小于 8mm。根據(jù)此套模具結(jié)構(gòu)。6.3 冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中等深度的塑件,采用點(diǎn)澆口進(jìn)料的中等深度的殼形塑件,在凹模底部與型腔表面采用等距離環(huán)型槽冷卻的形式具體如下圖所示:18進(jìn) 口出 口圖 6-1 冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖根據(jù)牛頓冷卻定律,冷卻介質(zhì)從模具帶走的熱量為(J)?TaAQ??式中 a——冷卻管道孔壁與冷卻介質(zhì)間的傳熱系數(shù) (W/ ) ;km?2A—— 冷卻管道壁的傳熱面積( )2m——模具溫度與冷卻介質(zhì)溫度之差值(K) ;T——冷卻時(shí)間(s)?由上式可知,當(dāng)需傳遞熱量 Q 不變時(shí),可通過1.提高傳熱系數(shù) a ,而通過提高冷卻介質(zhì)的流速便可達(dá)到提高傳熱系數(shù)的目的;2.提高模具與冷卻介質(zhì)間的溫差;3.增大冷卻介質(zhì)的傳熱面積 A,而通過開設(shè)水管的尺寸盡可能大,數(shù)量盡可能多就可以增大傳熱面積。6.4 冷卻水孔直徑 d的計(jì)算假設(shè)塑料在模內(nèi)釋放的熱量全部由冷卻水所帶走,則模具冷卻時(shí)間所需冷卻水的體積流量可按下式計(jì)算: ??min/60321tCGVi????式中 V ——冷卻水的體積流量 ;n/3mG ——單位時(shí)間內(nèi)注入模具的塑料質(zhì)量(kg/h);——塑料成形時(shí)在模內(nèi)釋放的熱含量(J/kg)i?查表 3-41 得 ;??kgJ/108.2~695?C ——冷卻水的比熱容(J/kg.K) 查表得水為 4.187X103;19——冷卻水的密度(kg/ );?3m——冷卻水的出口溫度( ) ;1t c?——冷卻水的進(jìn)口溫度( ) 。2經(jīng)計(jì)算得 V= ??33510.7821048760. ????????min/所以根據(jù)冷卻水的體積流量可以查表 3-44 得:冷卻水管的直徑為 12mm6.5 求冷卻水在水孔里的流速 v??smdVv /1.60124.3.732 ???????????符合冷卻水的最低流速要求第七章 注射機(jī)與模具型腔型芯強(qiáng)度校核7.1 注射機(jī)的校核1.最大注射量校核:度件公利 GK??7432.15.708?符合要求2.注射壓力的校核: MpaPpaP1024???注公符合要求3.注射速率的校核:可以用螺桿轉(zhuǎn)速來校注公 V?min/20i/8min/14rrr?4.鎖模力的校核 分注損鎖 APKF20取 k=1.1~1.2 MpaP20?注 KN57.3684.12.630??符合要求5.模具閉合厚度校核: 30291maxmin?H符合要求6.開模行程的校核: 27014max?L開符合要求7.2 型腔型芯的強(qiáng)度校核型腔實(shí)際側(cè)壁厚: 863.512??ct型腔底部實(shí)際厚度: 符合要求第八章 模具的裝配、試模與維修8.1 模具的裝配21澆 口 套水 嘴澆 道 板型 腔 底 板密 封 圈型 腔 鑲 件型 芯導(dǎo) 水 管推 板型 芯 固 定 板密 封 墊動(dòng) 模 坐 板彈 簧頂 套導(dǎo) 套17型 腔 板 45#8導(dǎo) 柱 T12?34?3250塑 件 厚 度 :材 料 HDPE 12 345 678 9101213 1451618207920限 位 桿頂 桿9?10H7h628?20 -.?20H7h64?30圖 8-1 模具裝配圖裝配順序:因?yàn)樗芗慕Y(jié)構(gòu)形狀不能使型芯、型腔在合模后找正相對(duì)位置,所以要通過導(dǎo)柱、導(dǎo)套來確定。為準(zhǔn)確安裝,必須先安裝導(dǎo)拄導(dǎo)套,以找型芯、型腔相對(duì)位置。8.2模具裝配的主要內(nèi)容8.2.1 型芯裝配將型芯壓入固定板,在壓入過程中,要注意校正型芯的垂直度和防止型芯切壞孔壁心及使固定板變形。壓入后要在平面磨床上用等高墊鐵支撐磨平底面。8.2.2 型腔的裝配加工拼塊的拼合面在熱處理后要進(jìn)行磨削加工,保證拼合后緊密無縫隙。拼塊兩端留余量,裝配后同模板一起在平面磨床上磨平。拼塊型腔在裝配壓入過程22中,為防止拼塊在壓入方向上相互錯(cuò)位,可在壓入端墊一塊平墊板。通過平墊板將各拼塊一起壓入模板中。8.2.3 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的裝配為保證型芯與型腔的正確位置,以及其導(dǎo)向作用,動(dòng)定模的導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔的孔距精度應(yīng)控制在 0.01mm 以內(nèi)。必須用坐標(biāo)鏜床對(duì)動(dòng)定模型板鏜孔。將導(dǎo)柱、導(dǎo)套壓入動(dòng)、定模板后,要求保持導(dǎo)柱的垂直度,并使用啟模和合模時(shí)導(dǎo)柱、導(dǎo)套間滑動(dòng)自如。8.2.4 頂桿裝配加工一般頂桿在模具中只起頂出塑件的作用,所以頂桿的到導(dǎo)向部分要確保頂桿動(dòng)作靈活,防止頂桿活動(dòng)間隙過大而滲料。導(dǎo)向部分的配合一般采用。頂桿與頂桿固定板的裝配間隙為 0.5mm 所以頂桿固定孔可采用引鉆87Hh或孔的方法進(jìn)行加工。8.2.5 澆口套的裝配加工澆口套與定模板的裝配,采用 配合,澆口套和模板孔的定位臺(tái)肩應(yīng)緊67hH密貼實(shí)。裝配后澆口套要高出模板平面 0.02mm。 (為了達(dá)到以上要求,澆口套的壓入外表面不允許設(shè)置導(dǎo)入斜度。 )壓入端要磨成小圓角,以免壓入時(shí)壞模板孔壁。同時(shí)壓入的軸向尺寸應(yīng)留有去圓角的修磨余量 H。8.3 裝配時(shí)以分型面作為該模具的裝配基準(zhǔn),裝配順序?yàn)檠b配前按圖檢驗(yàn)主要工作零件及其他零件的尺寸;加工導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔,用螺釘將澆道板、型腔板疊合在一起,使分模面緊密接觸并夾緊,鏜導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔,在孔內(nèi)壓入定位銷后,加工側(cè)面的垂直基準(zhǔn)。再加工定模和推板,壓入導(dǎo)柱、導(dǎo)套。裝配型芯;通過型芯引鉆型芯固定板的推孔;再通過型芯固定板引鉆推桿固定板上加工限位鏍釘孔;組裝動(dòng)模固定板和支撐板。8.4 試模試模前,必須對(duì)冷卻水路進(jìn)行檢查,并按規(guī)定保養(yǎng)設(shè)備,作好開機(jī)的準(zhǔn)備。原料應(yīng)合格。在開始試模時(shí),原則上是選擇低壓、低溫和較長時(shí)間條件下成型,然后按壓力、時(shí)間、溫度先后變動(dòng)。但不應(yīng)同變動(dòng)二個(gè)或三個(gè)工藝條件。注射成型時(shí)根據(jù)實(shí)際情況選擇高速或低速工藝。在試模過程中應(yīng)詳細(xì)記錄,并將結(jié)果填入試模記錄卡,注明是否合格。試模后,將模具清理干凈,涂上防銹油,23然后入庫或返修。8.5 模具的維修模具在使用過程中,會(huì)產(chǎn)生正常和不正常的損壞。如型芯或?qū)е鰪?,型腔局部損壞等等。在這些情況下,并不需要將整個(gè)模具報(bào)廢,只需局部修復(fù)即可。模具應(yīng)經(jīng)常檢查維修,防患于未然。此外,應(yīng)注意使用設(shè)備具有良好的工作狀態(tài)。致 謝在這兩年的大學(xué)生活中,我學(xué)到了很多書上所學(xué)到的和許多書本上沒有的知識(shí),這些都要?dú)w功于老師們對(duì)我的教導(dǎo)。整整一個(gè)月的時(shí)間我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)作品終于完成了。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成,我要大力感謝我們的指導(dǎo)老師——任艷霞老師,她嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致治學(xué)態(tài)度、一絲不茍的工作作風(fēng)、淵博的學(xué)術(shù)知識(shí)、和藹大度的學(xué)者風(fēng)范一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣;她循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的24啟迪。我們對(duì)任老師耐心細(xì)致的講解、給我們提供相關(guān)的材料表示大力的感謝。可以說,沒有任老師這位負(fù)責(zé)的指導(dǎo)老師,我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)也不可能這樣順利的完成。老師不僅從一開始就非常關(guān)注我們的設(shè)計(jì),而且在她很忙的情況下還幫我們指導(dǎo),我們對(duì)此衷心的感謝!同時(shí)還要感謝三年當(dāng)中對(duì)我進(jìn)行教育的各位老師,沒有他她們的培養(yǎng)也不可能有今天的我們順利完成。通過三年課程的認(rèn)真學(xué)習(xí),我們在此基礎(chǔ)上利用所學(xué)東西順利進(jìn)行并完成了設(shè)計(jì)。在此,對(duì)任老師以及三年當(dāng)中對(duì)我進(jìn)行教育的各位老師,表示我最真誠的尊敬和最誠摯的感謝。 在此,感謝我們的指導(dǎo)老師——任艷霞老師在百忙之中給予我們作品的悉心指點(diǎn)與幫助。感謝她為我們指點(diǎn)迷律、出謀劃策。同時(shí),也感謝我們的這組的成員在這次設(shè)計(jì)中給予我的幫助!謝謝!并向本文所參的文獻(xiàn)的作者們表示我最真誠的謝意。 向在百忙之中評(píng)閱本方案并提出寶貴意見的各位評(píng)委老師表示最誠摯的謝意,同時(shí)向所有關(guān)心、幫助和支持我的老師和同學(xué)表示衷心的感謝,祝他們工作順利,萬事如意! 由于本人的學(xué)識(shí)水平、時(shí)間和精力有限,文中肯定有許多不盡人意和不完善之處,我將在以后的工作、學(xué)習(xí)中不斷以思考和完善。 最后向三年來教過我、幫助我的所有老師和關(guān)心我的同學(xué)表示我最真誠的謝意! 參考文獻(xiàn)[1]章飛,陳國平.型腔模具設(shè)計(jì)與制造[M].北京: 化學(xué)工業(yè)出版社,1988.67-89[2]《塑料模設(shè)計(jì)手冊》編寫組.塑料模設(shè)計(jì)手冊[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 1990.24-34[3]模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)教育叢書編委會(huì)/編.《模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》.機(jī)械工業(yè)出版社, 1992.12-13425[4]葉久新,王群.塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)[M].長沙:湖南科技技術(shù)出版社, 1995.78-95[5]甘永立.幾何量公差與檢測[M].上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社, 1989.123-138[6]唐增寶·機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì),第二版·武漢:華中理工大學(xué)出版社,1999.3-56[7]周良德,朱泗芳·現(xiàn)代機(jī)構(gòu)圖學(xué)·長沙:湖南科學(xué)技術(shù)出版社,2000.56-79[8]鐘志華,周彥偉·現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法·武漢:武漢理工大學(xué)出版社,2001.89-96 [9]林述溫·機(jī)電裝備設(shè)計(jì)·北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.56-123[10]王廣環(huán)·液壓技術(shù)應(yīng)用·哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2001.45-781xxx 學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) ( 論 文 )題 目 塑料膠卷盒注塑模具設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 xxx系部 機(jī)電工程系 專 業(yè) 10 級(jí)模具設(shè)計(jì)與制造(1)班 姓 名 xxx學(xué)號(hào) 2012 年 05 月 15 日2《摘 要》本設(shè)計(jì)說明書主要說明了塑料模設(shè)計(jì)的基本過程,其中包括1 塑料材料的選擇。2 注射機(jī)的合理選擇。3 據(jù)塑件基本尺寸及生產(chǎn)加工工藝計(jì)算型芯、型腔尺寸的最小尺寸。4 合理地選擇標(biāo)準(zhǔn)模架。5 模具的強(qiáng)度、最小合模高度等進(jìn)行校核。6 最后對(duì)模具的安專、試驗(yàn)及維修作出了簡單的介紹。關(guān)鍵詞 型芯 型腔 引 言本說明書為機(jī)械類塑料模注射模具設(shè)計(jì)說明書,是根據(jù)塑料模具設(shè)計(jì)手冊上的設(shè)計(jì)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(jì)任務(wù)書,畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書,畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書,畢業(yè)設(shè)計(jì)體會(huì),參考文獻(xiàn)等。編寫本說明書時(shí),力求符合設(shè)計(jì)步驟,詳細(xì)說明了塑料注射模具設(shè)計(jì)方法,以及各種參數(shù)的具體計(jì)算方法,如塑件的成型工藝,塑料脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。本說明書在編寫過程在及相關(guān)同學(xué)的大力支持和熱情幫助才得以完成,在此表示誠摯的感謝!由于本人設(shè)計(jì)水平有限,在設(shè)計(jì)過程中難免有誤,敬請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。3目 錄摘要……………………………………………………………………(2)引言……………………………………………………………………(2)第一章 塑料 HDPE 分析1.1 基本特性…………………………………………………(4)1.2 成形特性…………………………………………………(4)1.3 綜合性能…………………………………………………(4)1.4 HDPE 的注射工藝參數(shù)……………………………………(5)第二章 塑料模的總體設(shè)計(jì) ……………………………………… (5)2.1 塑件的形狀尺寸………………………………………… (5)2.2 型腔數(shù)目的決定及排布………………………………… (7)2.3 注射機(jī)的選擇……………………………………………(7)2.4 分型面的選擇……………………………………………(8)2.5 模架的選擇………………………………………………(8)第三章 成型尺寸及澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)…………………………………(8)3.1 型腔的內(nèi)徑計(jì)算…………………………………………(10)3.2 型腔的深度尺寸計(jì)算……………………………………(10)3.3 型芯的外徑計(jì)算…………………………………………(11)3.4 型芯的高度計(jì)算…………………………………………(11)3.5 澆注系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)……………………………………(12)第四章 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………………………………(12)4.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用……………………………………(13)4.2 導(dǎo)柱導(dǎo)套的選擇………………………………………… (13)第五章 脫出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………(14)5.1 推出機(jī)構(gòu)的組成…………………………………………(14)5.2 設(shè)計(jì)原則…………………………………………………(14)5.3 脫模力的計(jì)算…………………………………………… (14)5.4 推板脫出機(jī)構(gòu)計(jì)算……………………………………… (15)第六章 排氣及溫控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)……………………………………(16)6.1 溫控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)…………………………………………(16)6.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則…………………………………… (16) 6.3 冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………(17)6.4 冷卻水空直徑的計(jì)算……………………………………(18)6.5 冷卻水流速………………………………………………(18)第八章 模具的裝配、試模與維修…………………………………(21)8.1 模具的裝配………………………………………………(21)8.2 模具裝配的主要內(nèi)容……………………………………(21)8.3 裝配順序…………………………………………………(21)8.4 試?!?2)8.5 模具維修…………………………………………………(22)致謝………………………………………………………………… (23)參考文獻(xiàn)…………………………………………………………… (24)4第一章 塑料 HDPE分析 中文名:高密度聚乙烯1.1 基本特性無毒、無味、呈乳白色。密度為 0.94~0.965g/cm3,有一定的機(jī)械強(qiáng)度,具有較好的柔軟性、耐沖擊性及透明性,但和其他塑料相比機(jī)械強(qiáng)度低,表面硬度差。聚乙烯的絕緣性能優(yōu)異,常溫下聚乙烯不溶于任何一種已知的溶劑,并耐稀硫酸、稀硝酸和任何濃度的其他酸以及各種濃度的堿、鹽溶液。聚乙稀有高度的耐水性,長期與水接觸其性能可保持不變。其透水氣性能較差,而透氧氣和二氧化碳以及許多有機(jī)物質(zhì)蒸氣的性能好。在熱、光、氧氣的作用下會(huì)產(chǎn)生老化和變脆。一般使用溫度約在 80 oC 左右。能耐寒,在-60 oC 時(shí)仍有較好的力學(xué)性能,-70 oC 時(shí)仍有一定的柔軟性。1.2 成型特性結(jié)晶形塑料,吸濕性小,成型前可不預(yù)熱,熔體粘度小,成型時(shí)不易分解,流動(dòng)性極好,溢邊值為 0.02mm 左右,流動(dòng)性對(duì)壓力變化敏感,加熱時(shí)間長則易發(fā)生分解。冷卻速度快,必須充分冷卻,設(shè)計(jì)模具時(shí)要設(shè)冷料穴和冷卻系統(tǒng)。收縮率大,方向性明顯,易變形、翹曲,結(jié)晶度及模具冷卻條件對(duì)收縮率影響大,應(yīng)控制模溫。宜用高壓注射,料溫要均勻,填充速度應(yīng)快,保壓要充分。不宜采用直接澆口注射,否則會(huì)增加內(nèi)應(yīng)力,使收縮不均勻和方向性明顯。應(yīng)注意選擇澆口位置。質(zhì)軟易脫模,塑件有淺的側(cè)凹時(shí)可強(qiáng)行脫模。1.3 綜合性能壓縮比: 1.84~2.30 熱變形溫度: 1.88MPa---- 48 oC 0.46MPa---- 60~82oC 抗拉屈服強(qiáng)度: 22~39 MPa拉伸彈性模量: 0.84~0.95GPa彎曲強(qiáng)度: 25~40MPa5彎曲彈性模量: 1.1~1.4 GPa壓縮強(qiáng)度: 225 MPa疲勞強(qiáng)度: 11 Mpa(10 7周)脆化溫度: -70收縮率: 1.5~3.01.4 HDPE的注射工藝參數(shù)注射機(jī)類型: 柱塞式噴嘴形式: 直通式噴嘴溫度: 150~170oC料筒溫度: 前 170~200oC 后 140~160oC模溫: 60~70oC注射壓力: 60~100Mpa保壓力: 40~50Mpa注射時(shí)間: 15~60s高壓時(shí)間: 0~3s冷卻時(shí)間: 15~60s第二章 塑料模的總體設(shè)計(jì)2.1 塑件的形狀尺寸塑件名稱:膠卷盒材料:HDPE產(chǎn)量:中等批量生產(chǎn)6圖 2-1 塑件圖塑件的工作條件對(duì)精度要求一般,因?yàn)樗芗D中未注公差,所以根據(jù) HDPE的性能可選擇其塑件的精度等級(jí)為 7 級(jí)精度。將該塑件分成四部分,得塑件體積: ??3 3224 3322 31796.5295.4150186.901.. 4)(.5.34.mV mV??????????????????????總查表達(dá)式 1-2-2(見注塑模設(shè)計(jì)與制作教程一書)得:3/4.0cg??因此質(zhì)量: gv032.1 7396.254.0?????2.2 型腔數(shù)目的決定及排布已知的體積 V 塑或質(zhì)量 W 塑 ,又因?yàn)榇水a(chǎn)品屬大批量生產(chǎn)的小型塑件,但制件尺寸、精度、表面粗糙度一般,綜合考慮生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本及產(chǎn)品質(zhì)量等各種因素,以及注射機(jī)的型號(hào)選擇,初步確定采用一模四腔對(duì)稱性排布,分流道直徑可選 1.5~9.5mm。本設(shè)計(jì)取值 4mm。由塑件的外形尺寸和機(jī)械加工的因素,確定采用點(diǎn)澆口,排布圖如下圖示:7圖 2-2 型腔數(shù)目及排布圖2.3 注射機(jī)的選擇由于采取的是一模四腔的方案,故其注射總體積及質(zhì)量就是塑件的體積及質(zhì)量的四倍:假設(shè): gG8?廢由注射機(jī)最大注射量公式得:廢件公利 GK??——注射機(jī)的公稱質(zhì)量注射量公K ——注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù),取 0.3——塑件的總質(zhì)量件G——澆注系統(tǒng)廢料的質(zhì)量廢因此: gG76.3402.???公 公由《塑料模具技術(shù)手冊》表 3-48 查得注射機(jī)的型號(hào)為 SZ-100/630,其主要技術(shù)參數(shù)如下:結(jié)構(gòu)型式:臥式理論注射容量:75 3cm螺桿直徑:30㎜注射壓力:224Mpa注射速率:60g/S塑化能力:11.8g/s螺桿轉(zhuǎn)速: 14~200r/min鎖模力: 630KN8拉桿內(nèi)間距: 370×320mm移模行程: 270mm最大模具厚度: 300mm最小模具厚度: 150mm鎖模型式: 雙曲肘式模具定位孔直徑: 125?噴嘴球半徑:R15噴嘴口孔徑: m42.4 分型面的選擇塑件冷卻時(shí)會(huì)因?yàn)槭湛s作用而包覆在凸模上,故從塑件脫模件精度要角度考慮,應(yīng)有利于塑件滯留在動(dòng)模一側(cè),以便于脫模,而且不影響塑件的質(zhì)量和外觀形狀,以及尺寸精度。第一分型面在定模板與澆道板之間,第二分型面在型腔板與推板之間,分型圖如下圖所示:圖 2-3 分型面圖 1 圖 2-4 分型面圖 22.5 模架的選擇2.5.1 型腔壁厚的計(jì)算對(duì)小尺寸型腔,強(qiáng)度不足是主要問題,應(yīng)按強(qiáng)度條件計(jì)算,得型腔側(cè)壁最小厚度: )12(??mpcPrt?r —— 凹模型腔內(nèi)孔或凸型芯外圓的半徑—— 材料許用應(yīng)力p—— 模腔壓力mP9成型零件材料選 T12,淬火,低溫回火,硬度大于 55HRC,其 為 700Mpap?mtc 9315.2)1027(16????2.5.2 凹模型腔底部高度rPtpmh 652.701..122???2.5.3 模架的選擇由前面對(duì)型腔的最小壁厚和底部厚度可以估算得型腔的最小外形尺寸:最小寬度為:32+2×2.9315=37.863㎜最小厚度為:50+6.652=56.652㎜但是考慮到加工方便,采用組合式凹模,所以還要考慮導(dǎo)柱導(dǎo)套的安放位置,且查得標(biāo)準(zhǔn)值,再由于塑件采取推件板推出,因此選擇模架為基本類型中的 的派生模架,為了方便分型時(shí)定位,增加了限位桿。又因?yàn)樗芗莾纱畏?A型,所以模架采取三板結(jié)構(gòu)。設(shè)置推件板推出機(jī)構(gòu),它適合于薄壁殼體型塑件,脫模力大以及塑件表面不允許留有頂出痕跡的注射成型模。選擇模架規(guī)格為: GB/T12556-9023320ZA?具體尺寸如下如下:定模坐板厚度:A=43mm中間板厚度:B=24mm型腔板厚度:C=64mm模板:直徑=150mm推板:直徑=142.2mm 高度=32mm型心固定板:高度=48mm動(dòng)模座板:厚度=80mm模具閉合厚度:H=291導(dǎo)柱:d=20mm導(dǎo)套: md201?限位桿:d=20mm10第三章 成型尺寸及澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 型腔的內(nèi)徑計(jì)算 ??zz xlsLm???????00)1(——型腔內(nèi)形尺寸—— 塑件外徑基本尺寸sl——塑件公差?——塑件的平均收縮率,取 2.25%x ——綜合修正系數(shù),取 x=0.5~0.75——模具制造公差,取z? ?)6/1~3(腔腔圖 4-1 型腔結(jié)構(gòu)圖因?yàn)橹萍D樣上未注公差尺寸的允許偏差,所以采用 7 級(jí)公差精度,查表得72.0??24.03??z?所以: 24.001837.)5.1( ???????????zmL?設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)如圖 4-1 所示。3.2 型腔的深度尺寸計(jì)算 ????zSzmxHs???????001——型腔深度尺寸——塑件高度其本尺寸s——塑件公差?——塑料平均收縮率,取 2.25%x——綜合修正系數(shù),取 x=0.5~0.7511——模具成型尺寸設(shè)計(jì)公差z? 3/sm??查表得 8.0??267.03z?所以:267.059?mH3.3 型芯的外徑計(jì)算: 凸 凸圖 4-2 型芯的結(jié)構(gòu)圖????001zz xlsl???????式中: ——型芯外形尺寸z——塑件內(nèi)徑基本尺寸sl——塑件的公差——塑料平均收縮率 2.25%sx ——綜合修正系數(shù),取 x=0.5~0.75——模具成型尺寸設(shè)計(jì)公差,取z? 3/sm??查表得: 72.0??24.0z?4.03??zsl?3.4 型芯的高度計(jì)算????001zz xhshm???????式中: ——凸模高度尺寸z——塑件內(nèi)形深度基本尺寸 s——塑件公差?——塑料平均收縮率 2.25%x ——綜合修正系數(shù),取 x=0.5~0.7512——模具成型尺寸設(shè)計(jì)公差,z? 3/sm??查表得: 8.0??267.03z?所以: 0267.145??zmh?3.5 澆注系統(tǒng)的初步估計(jì)澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)保證塑件熔體的流動(dòng)平穩(wěn)、流程應(yīng)盡量短、防止型芯變形、整修應(yīng)方便、防止制品變形和翹曲、應(yīng)與塑件材料品種相適用、冷料穴設(shè)計(jì)合理、盡量減少塑料的消耗。根據(jù)塑件的形狀采用推板推出。由于本塑件是圓筒狀制品所以盡可能采取中心進(jìn)料,所以選擇點(diǎn)澆口,雙分型面,分流道采用半圓形截面,分流道開設(shè)在定模板上,在澆道板上采用澆口套, 不設(shè)置冷料穴和拉料桿。圖 4-3 澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)根據(jù)塑件的外形尺寸和質(zhì)量等決定影響因素,初步取值如下:d=5mm D=8mm R=16mm h=5mm d1=0.2mmH1=4mm l=50mm L=43mm a= a1= L1=36mm?2?10主流道呈圓角半徑 ,以減小料流轉(zhuǎn)向時(shí)渡時(shí)的阻力。,63.0Rum=?mr?主流襯套選用 45#制造,表面淬火大于 55HRC。13第四章 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)4.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用:1.定位件用:模具閉合后,保證動(dòng)定?;蛏舷履N恢谜_,保證型腔的形狀和尺寸精確,在模具的裝配過程中也起定位作用,便于裝配和調(diào)整。2.導(dǎo)向作用:合模時(shí),首先是導(dǎo)向零件接觸,引導(dǎo)動(dòng)定模或上下模準(zhǔn)確閉合,避免型芯先進(jìn)入型腔造成成型零件損壞。3.承受一定的側(cè)向壓力。4.2 導(dǎo)柱導(dǎo)套的選擇一般在注射模中,動(dòng)、定模之間的導(dǎo)柱既可設(shè)置在動(dòng)模一側(cè),也可設(shè)置在定模一側(cè),視具體情況而定,通常設(shè)置在型芯凸出分型面最長的那一側(cè)。因?yàn)橄尬粭U已經(jīng)設(shè)置在定模上,所以導(dǎo)柱應(yīng)該設(shè)置在動(dòng)模上,而且這樣還可以保護(hù)型心不受損傷。所選的導(dǎo)柱、導(dǎo)套按國家標(biāo)準(zhǔn)如下:圖 5-1 導(dǎo)柱導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)具體分布如下圖 5-2 所示。定端與模板間用 H7/m6 或 H7/k6 的過渡配合,導(dǎo)向部分通常采用 H7/f7 或H8/f7 的間隙配合。根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的要求,與導(dǎo)柱同動(dòng)作的彈簧應(yīng)布置 4 個(gè),并盡可能對(duì)稱布置于 A 分型面的四周,以保持分型時(shí)彈力均勻,中間板不被卡死。14圖 5-2 導(dǎo)柱分布圖 第五章 脫出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1 推出機(jī)構(gòu)的組成推出機(jī)構(gòu)由推出零件、推出零件固定板和推板、推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位部件組成。即推件板、推件板緊固螺釘、推板固定板、推桿墊板、頂板導(dǎo)柱、頂板導(dǎo)套以及推板緊固螺釘。5.2 設(shè)計(jì)原則1.推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)在動(dòng)模一側(cè);2.保證塑件不因推出而變形損壞;3.機(jī)構(gòu)簡單動(dòng)作可靠;4.合模時(shí)的正確復(fù)位。5.3 脫模力的計(jì)算因?yàn)樗芗诤衽c其內(nèi)孔直徑之比 0.02 小于 0.05,所以本塑件屬于薄壁殼體塑件,其脫模力計(jì)算公式為: ???NBKutgftLEQ101cos2??????E——塑料的拉伸模量(MPa) ,由表 3-29 查找;——塑料成型平均收縮率(%) ,由表 3-29 查找;?——塑件的平均壁厚(mm)tL——塑件包容型芯的長度(mm)15——塑件的泊松比,由表 3-29 查找;u——脫模斜度(塑件側(cè)面與脫模方向之夾角) ;?f——塑料與鋼材之間摩擦系數(shù),由表 3-29 查找;r——型芯大小端平均半徑(mm) ;B——塑件在與開模方向垂直的平面上的投影面積( ) ,當(dāng)塑件底部上2m有通孔時(shí),10B 項(xiàng)應(yīng)視為零;——由 f 和 決定的無因次數(shù),可由表 3-30 選?。?K?經(jīng)過計(jì)算得 Q=11912.59N因此,脫模力的大小隨塑件包容型芯的面積增加而增大,隨脫模斜度的增加而減小。由于影響脫模力大小的因素很多,如推出機(jī)構(gòu)本身運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦阻力、塑料與鋼材間的粘附力、大氣壓力及成型工藝條件的波動(dòng)等,因此要考慮到所有因素的影響較困難,而且也只能是個(gè)近似值。用推件板推出機(jī)構(gòu)中,為了減少推件板與型芯的摩擦,在推件板與型芯間留 0.20~0.25mm 的間隙,并用錐面配合,防止推件因偏心而溢料。5.4 推板脫出機(jī)構(gòu)計(jì)算1.頂件行程: ehS??凸頂——所需頂出行程頂S——型芯成型高度凸e ——頂出行程富裕量mS5980??頂2.開模行程aH121??開a ——中間板與定模分開的距離(mm)H1——塑件推出距離(也可作為凸模高度)mmH2——包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度 mmS ——注射機(jī)移動(dòng)板最大行程 mmH ——所需開模行程 mm m14603850???開16圖 5-1 推板的零件圖圖 5-1 頂桿的零件圖第六章 排氣溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)6.1 溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)塑料熔體填充型腔時(shí),必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內(nèi)因各種原因而產(chǎn)生的氣體不被排除干凈,一方面將會(huì)在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等成型缺陷,另一方面氣體受壓,體積縮小而產(chǎn)生高溫會(huì)導(dǎo)致塑件局部碳化或燒焦(褐色斑紋) ,同時(shí)積存的氣體還會(huì)產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度,因此設(shè)計(jì)型腔時(shí)必須考慮排氣問題。有時(shí)在注射成型過程中,為保證型腔充填量的均勻合適及增加塑料熔體匯合處的熔接強(qiáng)度,還需在塑料最后充填到的型腔部位開設(shè)溢流槽以容納余料,也可容納一定量的氣體。通常中小型模具的簡單型腔,可利用推桿、活動(dòng)型芯以及雙支點(diǎn)的固定型芯端部與模板的配合間隙進(jìn)行排氣,其間隙為 0.03~0.05mm?;驹瓌t:熔體熱量 95%由冷卻介質(zhì)(水)帶走,冷卻時(shí)間占成型周期的2/3。6.2 注射模冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則1.冷卻水道應(yīng)盡量多、截面尺寸應(yīng)盡量大、型腔表面的溫度與冷卻水道的數(shù)量、截面尺寸及冷卻水的溫度有關(guān)。172.冷卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量相等,當(dāng)塑件壁厚均勻時(shí),冷卻水道到型腔表面最好距離相等,但是當(dāng)塑件不均勻時(shí),厚的地方冷卻水道到型腔表面的距離應(yīng)近一些,間距也可適當(dāng)小一些。一般水道孔邊至型腔表面的距離應(yīng)大于 10mm,常用 12~15mm.3.澆口處加強(qiáng)冷卻 塑料熔體充填型腔時(shí),澆口附近溫度最高,距澆口越遠(yuǎn)溫度就越低,因此澆口附近應(yīng)加強(qiáng)冷卻,通常將冷卻水道的入口處設(shè)置在澆口附近,使?jié)部诟浇哪>咴谳^低溫度下冷卻,而遠(yuǎn)離澆口部分的模具在經(jīng)過一定程度熱交換后的溫水作用下冷卻。4.冷卻水道出、入口溫差應(yīng)盡量小 如果冷卻水道較長,則冷卻水出、入口的溫差就比較大,易使模溫不均勻,所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)引起注意。冷卻水道的總長度的計(jì)算可公式:L=A/ndπL——冷卻水道總長度 A——熱傳導(dǎo)面積 D——冷卻水道直徑d ——冷卻水通道直徑(m) n——模具上開設(shè)冷卻通道孔數(shù)5.冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置 聚乙烯的收縮率大,水道應(yīng)盡量沿著收縮方向設(shè)置。冷卻水道的設(shè)計(jì)必須盡量避免接近塑件的熔接部位,以免產(chǎn)生熔接痕,降低塑件強(qiáng)度;冷卻水道要易于加工清理一般水道孔徑為 10mm左右,不小于 8mm。根據(jù)此套模具結(jié)構(gòu)。6.3 冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中等深度的塑件,采用點(diǎn)澆口進(jìn)料的中等深度的殼形塑件,在凹模底部與型腔表面采用等距離環(huán)型槽冷卻的形式具體如下圖所示:18進(jìn) 口出 口圖 6-1 冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖根據(jù)牛頓冷卻定律,冷卻介質(zhì)從模具帶走的熱量為(J)?TaAQ??式中 a——冷卻管道孔壁與冷卻介質(zhì)間的傳熱系數(shù) (W/ ) ;km?2A—— 冷卻管道壁的傳熱面積( )2m——模具溫度與冷卻介質(zhì)溫度之差值(K) ;T——冷卻時(shí)間(s)?由上式可知,當(dāng)需傳遞熱量 Q 不變時(shí),可通過1.提高傳熱系數(shù) a ,而通過提高冷卻介質(zhì)的流速便可達(dá)到提高傳熱系數(shù)的目的;2.提高模具與冷卻介質(zhì)間的溫差;3.增大冷卻介質(zhì)的傳熱面積 A,而通過開設(shè)水管的尺寸盡可能大,數(shù)量盡可能多就可以增大傳熱面積。6.4 冷卻水孔直徑 d的計(jì)算假設(shè)塑料在模內(nèi)釋放的熱量全部由冷卻水所帶走,則模具冷卻時(shí)間所需冷卻水的體積流量可按下式計(jì)算: ??min/60321tCGVi????式中 V ——冷卻水的體積流量 ;n/3mG ——單位時(shí)間內(nèi)注入模具的塑料質(zhì)量(kg/h);——塑料成形時(shí)在模內(nèi)釋放的熱含量(J/kg)i?查表 3-41 得 ;??kgJ/108.2~695?C ——冷卻水的比熱容(J/kg.K) 查表得水為 4.187X103;19——冷卻水的密度(kg/ );?3m——冷卻水的出口溫度( ) ;1t c?——冷卻水的進(jìn)口溫度( ) 。2經(jīng)計(jì)算得 V= ??33510.7821048760. ????????min/所以根據(jù)冷卻水的體積流量可以查表 3-44 得:冷卻水管的直徑為 12mm6.5 求冷卻水在水孔里的流速 v??smdVv /1.60124.3.732 ???????????符合冷卻水的最低流速要求第七章 注射機(jī)與模具型腔型芯強(qiáng)度校核7.1 注射機(jī)的校核1.最大注射量校核:度件公利 GK??7432.15.708?符合要求2.注射壓力的校核: MpaPpaP1024???注公符合要求3.注射速率的校核:可以用螺桿轉(zhuǎn)速來校注公 V?min/20i/8min/14rrr?4.鎖模力的校核 分注損鎖 APKF20取 k=1.1~1.2 MpaP20?注 KN57.3684.12.630??符合要求5.模具閉合厚度校核: 30291maxmin?H符合要求6.開模行程的校核: 27014max?L開符合要求7.2 型腔型芯的強(qiáng)度校核型腔實(shí)際側(cè)壁厚: 863.512??ct型腔底部實(shí)際厚度: 符合要求第八章 模具的裝配、試模與維修8.1 模具的裝配21澆 口 套水 嘴澆 道 板型 腔 底 板密 封 圈型 腔 鑲 件型 芯導(dǎo) 水 管推 板型 芯 固 定 板密 封 墊動(dòng) 模 坐 板彈 簧頂 套導(dǎo) 套17型 腔 板 45#8導(dǎo) 柱 T12?34?3250塑 件 厚 度 :材 料 HDPE 12 345 678 9101213 1451618207920限 位 桿頂 桿9?10H7h628?20 -.?20H7h64?30圖 8-1 模具裝配圖裝配順序:因?yàn)樗芗慕Y(jié)構(gòu)形狀不能使型芯、型腔在合模后找正相對(duì)位置,所以要通過導(dǎo)柱、導(dǎo)套來確定。為準(zhǔn)確安裝,必須先安裝導(dǎo)拄導(dǎo)套,以找型芯、型腔相對(duì)位置。8.2模具裝配的主要內(nèi)容8.2.1 型芯裝配將型芯壓入固定板,在壓入過程中,要注意校正型芯的垂直度和防止型芯切壞孔壁心及使固定板變形。壓入后要在平面磨床上用等高墊鐵支撐磨平底面。8.2.2 型腔的裝配加工拼塊的拼合面在熱處理后要進(jìn)行磨削加工,保證拼合后緊密無縫隙。拼塊兩端留余量,裝配后同模板一起在平面磨床上磨平。拼塊型腔在裝配壓入過程22中,為防止拼塊在壓入方向上相互錯(cuò)位,可在壓入端墊一塊平墊板。通過平墊板將各拼塊一起壓入模板中。8.2.3 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的裝配為保證型芯與型腔的正確位置,以及其導(dǎo)向作用,動(dòng)定模的導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔的孔距精度應(yīng)控制在 0.01mm 以內(nèi)。必須用坐標(biāo)鏜床對(duì)動(dòng)定模型板鏜孔。將導(dǎo)柱、導(dǎo)套壓入動(dòng)、定模板后,要求保持導(dǎo)柱的垂直度,并使用啟模和合模時(shí)導(dǎo)柱、導(dǎo)套間滑動(dòng)自如。8.2.4 頂桿裝配加工一般頂桿在模具中只起頂出塑件的作用,所以頂桿的到導(dǎo)向部分要確保頂桿動(dòng)作靈活,防止頂桿活動(dòng)間隙過大而滲料。導(dǎo)向部分的配合一般采用。頂桿與頂桿固定板的裝配間隙為 0.5mm 所以頂桿固定孔可采用引鉆87Hh或孔的方法進(jìn)行加工。8.2.5 澆口套的裝配加工澆口套與定模板的裝配,采用 配合,澆口套和模板孔的定位臺(tái)肩應(yīng)緊67hH密貼實(shí)。裝配后澆口套要高出模板平面 0.02mm。 (為了達(dá)到以上要求,澆口套的壓入外表面不允許設(shè)置導(dǎo)入斜度。 )壓入端要磨成小圓角,以免壓入時(shí)壞模板孔壁。同時(shí)壓入的軸向尺寸應(yīng)留有去圓角的修磨余量 H。8.3 裝配時(shí)以分型面作為該模具的裝配基準(zhǔn),裝配順序?yàn)檠b配前按圖檢驗(yàn)主要工作零件及其他零件的尺寸;加工導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔,用螺釘將澆道板、型腔板疊合在一起,使分模面緊密接觸并夾緊,鏜導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔,在孔內(nèi)壓入定位銷后,加工側(cè)面的垂直基準(zhǔn)。再加工定模和推板,壓入導(dǎo)柱、導(dǎo)套。裝配型芯;通過型芯引鉆型芯固定板的推孔;再通過型芯固定板引鉆推桿固定板上加工限位鏍釘孔;組裝動(dòng)模固定板和支撐板。8.4 試模試模前,必須對(duì)冷卻水路進(jìn)行檢查,并按規(guī)定保養(yǎng)設(shè)備,作好開機(jī)的準(zhǔn)備。原料應(yīng)合格。在開始試模時(shí),原則上是選擇低壓、低溫和較長時(shí)間條件下成型,然后按壓力、時(shí)間、溫度先后變動(dòng)。但不應(yīng)同變動(dòng)二個(gè)或三個(gè)工藝條件。注射成型時(shí)根據(jù)實(shí)際情況選擇高速或低速工藝。在試模過程中應(yīng)詳細(xì)記錄,并將結(jié)果填入試模記錄卡,注明是否合格。試模后,將模具清理干凈,涂上防銹油,23然后入庫或返修。8.5 模具的維修模具在使用過程中,會(huì)產(chǎn)生正常和不正常的損壞。如型芯或?qū)е鰪潱颓痪植繐p壞等等。在這些情況下,并不需要將整個(gè)模具報(bào)廢,只需局部修復(fù)即可。模具應(yīng)經(jīng)常檢查維修,防患于未然。此外,應(yīng)注意使用設(shè)備具有良好的工作狀態(tài)。致 謝在這兩年的大學(xué)生活中,我學(xué)到了很多書上所學(xué)到的和許多書本上沒有的知識(shí),這些都要?dú)w功于老師們對(duì)我的教導(dǎo)。整整一個(gè)月的時(shí)間我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)作品終于完成了。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成,我要大力感謝我們的指導(dǎo)老師——任艷霞老師,她嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致治學(xué)態(tài)度、一絲不茍的工作作風(fēng)、淵博的學(xué)術(shù)知識(shí)、和藹大度的學(xué)者風(fēng)范一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣;她循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的24啟迪。我們對(duì)任老師耐心細(xì)致的講解、給我們提供相關(guān)的材料表示大力的感謝??梢哉f,沒有任老師這位負(fù)責(zé)的指導(dǎo)老師,我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)也不可能這樣順利的完成。老師不僅從一開始就非常關(guān)注我們的設(shè)計(jì),而且在她很忙的情況下還幫我們指導(dǎo),我們對(duì)此衷心的感謝!同時(shí)還要感謝三年當(dāng)中對(duì)我進(jìn)行教育的各位老師,沒有他她們的培養(yǎng)也不可能有今天的我們順利完成。通過三年課程的認(rèn)真學(xué)習(xí),我們在此基礎(chǔ)上利用所學(xué)東西順利進(jìn)行并完成了設(shè)計(jì)。在此,對(duì)任老師以及三年當(dāng)中對(duì)我進(jìn)行教育的各位老師,表示我最真誠的尊敬和最誠摯的感謝。 在此,感謝我們的指導(dǎo)老師——任艷霞老師在百忙之中給予我們作品的悉心指點(diǎn)與幫助。感謝她為我們指點(diǎn)迷律、出謀劃策。同時(shí),也感謝我們的這組的成員在這次設(shè)計(jì)中給予我的幫助!謝謝!并向本文所參的文獻(xiàn)的作者們表示我最真誠的謝意。 向在百忙之中評(píng)閱本方案并提出寶貴意見的各位評(píng)委老師表示最誠摯的謝意,同時(shí)向所有關(guān)心、幫助和支持我的老師和同學(xué)表示衷心的感謝,祝他們工作順利,萬事如意! 由于本人的學(xué)識(shí)水平、時(shí)間和精力有限,文中肯定有許多不盡人意和不完善之處,我將在以后的工作、學(xué)習(xí)中不斷以思考和完善。 最后向三年來教過我、幫助我的所有老師和關(guān)心我的同學(xué)表示我最真誠的謝意! 參考文獻(xiàn)[1]章飛,陳國平.型腔模具設(shè)計(jì)與制造[M].北京: 化學(xué)工業(yè)出版社,1988.67-89[2]《塑料模設(shè)計(jì)手冊》編寫組.塑料模設(shè)計(jì)手冊[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 1990.24-34[3]模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)教育叢書編委會(huì)/編.《模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》.機(jī)械工業(yè)出版社, 1992.12-13425[4]葉久新,王群.塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)[M].長沙:湖南科技技術(shù)出版社, 1995.78-95[5]甘永立.幾何量公差與檢測[M].上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社, 1989.123-138[6]唐增寶·機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì),第二版·武漢:華中理工大學(xué)出版社,1999.3-56[7]周良德,朱泗芳·現(xiàn)代機(jī)構(gòu)圖學(xué)·長沙:湖南科學(xué)技術(shù)出版社,2000.56-79[8]鐘志華,周彥偉·現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法·武漢:武漢理工大學(xué)出版社,2001.89-96 [9]林述溫·機(jī)電裝備設(shè)計(jì)·北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.56-123[10]王廣環(huán)·液壓技術(shù)應(yīng)用·哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2001.45-78
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