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畢業(yè)設(shè)計（論文） 設(shè)計（論文）題目 透明圓珠筆筒模具設(shè)計與制造工藝 學(xué) 院： 機電工程學(xué)院 學(xué)生姓名： 馬品容 專業(yè)班級： 08級模具設(shè)計與制造1班 學(xué) 號： 2008301101 指導(dǎo)教師： 吳永錦 20 11 年 5 月 17 日 畢業(yè)設(shè)計（論文） 目 錄 摘 要 1 Abstract 2 1 概論 3 2 塑件的設(shè)計 4 2.1 塑料的材料選擇 4 2.1.1透明塑料的工藝特性 4 2.1.2透明塑料的注塑成型工藝 4 2.2.1 結(jié)構(gòu)分析 5 2.2.2 工藝性分析 5 2.2.3 精度等級 5 3 注射成型模具的設(shè)計 6 3.1 確定型腔數(shù)目 6 3.2 型芯、型腔工作部位尺寸的確定于計算 6 3.3 確定分型面位置 7 3.4 確定澆口形式及位置 7 3.5 型腔位置的排布 8 3.6 初步設(shè)計主流道及分流道形狀和尺寸 8 4 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用 9 4.1 型腔強度和剛度的計算 9 4.2 初選注射機 10 4.2.1 注射量 10 4.2.2 注射壓力 10 4.2.3 鎖模力 10 4.2.4 選擇注射機型號 10 4.2.5 主流道襯套形式 11 4.3 模架的選擇 11 4.3.1 模仁尺寸的確定 12 4.3.2 凹凸模版尺寸的確定 12 5 合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 13 5.1 定義 13 5.2 合模導(dǎo)向機構(gòu)的總體設(shè)計 13 6 抽芯系統(tǒng)的設(shè)計 14 6.1 定義 14 6.2 側(cè)抽芯的組成 14 6.3 影響側(cè)抽芯膠力的因素 15 6.4 側(cè)抽芯脫模力（抽拔力）的確定 15 6.5 抽芯距離的確定 15 6.6 側(cè)抽芯機構(gòu)的分類 16 7 推出機構(gòu)的設(shè)計 16 7.1 推出機構(gòu) 16 7.2 頂出機構(gòu)的設(shè)計 16 8 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 18 8.1 定義 18 8.2 溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響 18 8.3 對溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 19 8.4 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 19 9 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 20 結(jié) 論 21 參考文獻(xiàn) 22 摘 要 本說明書是透明圓珠筆筒注射模設(shè)計的詳細(xì)設(shè)計過程，包括分析，說明，與計算過程。說明書由九章節(jié)組成，主要闡述了此模具設(shè)計的全過程。對模具的澆注系統(tǒng)、模具的成型部分的結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注射機的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核，都有詳細(xì)的設(shè)計說明。本次畢業(yè)設(shè)計課題來源于生活，應(yīng)用廣泛，成型難度較大，模具結(jié)構(gòu)較為簡單。它能加強對塑料模具成型原理的理解，同時鍛煉對塑料成型模具的設(shè)計和制造能力。 此次設(shè)計以透明圓珠筆筒注射模具設(shè)計為主線，綜合了成型工藝分析，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，最后到模具零件的加工方法，模具總的裝配等一系列模具生產(chǎn)的所有過程。能很好的學(xué)習(xí)致用的效果。在設(shè)計該模具的同時總結(jié)了以往模具設(shè)計的一般方法、步驟，模具設(shè)計中常用的公式、數(shù)據(jù)、模具結(jié)構(gòu)及零部件。把以前學(xué)過的基礎(chǔ)課程融匯到綜合應(yīng)用本次設(shè)計當(dāng)中來，所謂學(xué)以致用。在設(shè)計中除使用傳統(tǒng)方法外，同時引用了CAD、UG畫圖技術(shù)，使用Office軟件排版說明書，力求達(dá)到減小勞動強度，提高工作效率的目的。 【關(guān)鍵詞】塑料材料；塑料成型；參數(shù)；透明圓珠筆；有機玻璃;ug Abstract This manual is transparent YuanZhu pen container injection mould design detailed design process, including analysis, illustration, and calculation process. Manual composed by nine chapters, mainly expounds the design process of the mold. Tooling gating system, die forming part of the structure, ejection system, cooling system, injection machine selection and check the related parameters, there are detailed design descriptions. The graduation design task originates from life and wide application, forming difficulty bigger, die structure is simple. It can strengthen the principle of plastic molds, while exercising the understanding of plastic molding design and manufacturing capabilities. This design in a transparent YuanZhu pen container injection mould design as the main line, integrated molding process analysis, the mould structure design, finally to mould parts processing methods, mould general assembly and so on a series of mold production of all process. Can be a very good learning tool effect. The mould in design and summarizes the general method of previous mould design, mold design, the steps of the in common use in the formula, data, die structure and parts. Put had learned basic course to integrated application of this design grad, so-called among knowledge. In design in addition to traditional methods, and use the quoted the CAD, UG drawing technology, using Office software publishing manuals, strive to achieve the reduce labor intensity, improve work efficiency purpose. Key words：Plastic materials;Plastic molding ;parameters ; Transparent ballpoint pen；Organic glass;ug 1 概論 模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備，它被用來成型具有一定形狀和尺寸的各種制品。模具成型已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段，成為多種成型工藝中最具潛力的發(fā)展方向。尤其是塑料模具，在所有模具的總產(chǎn)量中所占的比例越來越大，對經(jīng)濟的發(fā)展起著十分重要的作用。 如今，塑料模具越來越多地被使用，其原因有兩點：首先隨著數(shù)控加工中心的不斷改進和發(fā)展使形狀復(fù)雜的塑料模具被廣泛應(yīng)用成為可能；其次，隨著塑料品種的不斷豐富，塑料性能的不斷改進，及塑料的應(yīng)用場合越來越多也使塑料模具被廣泛的應(yīng)用。隨著模具設(shè)計與制造技術(shù)的迅猛發(fā)展，塑料成型模具將趨向于高效率、自動化、大型、精密、長壽命的方向發(fā)展。本設(shè)計的主旨是通過設(shè)計透明圓珠筆筒模具來闡述塑料模具的設(shè)計過程。 本次設(shè)計的題目是“透明圓珠筆筒模具設(shè)計”，其內(nèi)容為： 1）學(xué)會觀察制品，判斷制件是否符合塑料件的成形條件，還特別要留意制件影響開模的細(xì)部特征； 2）研究制件的排位方式和進澆方式，畫草圖確定模具的整體結(jié)構(gòu)，保證結(jié)構(gòu)能循環(huán)工作，穩(wěn)定可靠； 3）在深入研究制件的基礎(chǔ)上確定開模的分型面； 4）用UG按照上步的結(jié)果把模具核心的部分，凸凹模分割出來； 5）進一步完善凸凹模和各細(xì)微結(jié)構(gòu)； 6）利用UG導(dǎo)出透明筆筒的產(chǎn)品二維圖和模仁圖； 7）在通過計算調(diào)用CAD中適合的模架完成模架設(shè)計繪制各組件出工程圖； 8）利用CAD完成整套模具的設(shè)計。 2塑件的設(shè)計 2.1 塑料的材料選擇 通用塑料如聚丙烯PP，聚乙烯PE，聚氯乙烯PVC具有應(yīng)用范圍廣、加工性能良好，價格低廉的優(yōu)點，但由于其力學(xué)性能較差且成型收縮率較大不易成型尺寸穩(wěn)定的制品故不選用，而本產(chǎn)品是透明的圓珠筆，所以本次塑料設(shè)計材料為有機玻璃。有機玻璃有機玻璃是一種通俗的名稱，從這個名稱看，你未必能知道它是一種什么樣的物質(zhì)，也無從知道它是由什么元素組成的。這種高分子透明材料的化學(xué)名稱叫聚甲基丙烯酸甲酯，英文簡稱PMMA，是由甲基丙烯酸甲酯聚合而成的。 PMMA是以丙烯酸及其酯類聚合所得到的聚合物統(tǒng)稱丙烯酸類樹酯，相應(yīng)的塑料統(tǒng)稱聚丙烯酸類塑料，其中以聚甲基丙烯酯甲酯應(yīng)用最廣泛。聚甲基丙烯酸甲酯縮寫代號為PMMA，俗稱有機玻璃，是迄今為止合成透明材料中質(zhì)最優(yōu)異. 2.1.1透明塑料的工藝特性 PMMA的工藝特性PMMA粘度大，流動性稍差，因此必須高料溫、高注射壓力注塑才行，其中注射溫度的影響大于注射壓力，但注射壓力提高，有利于改善產(chǎn)品的收縮率。注射溫度范圍較寬，熔溫度為160℃，而分解溫度達(dá)270℃，因此料溫調(diào)節(jié)范圍寬，工藝性較好。故改善流動性，可從注射溫度著手。沖擊性差，耐磨性不好，易劃花，易脆裂，故應(yīng)提高模溫，改善冷凝過程，去克服這些缺陷. 2.1.2透明塑料的注塑成型工藝 透明塑料注塑成型工藝參數(shù)表2-1： 塑料名稱 PMMA 溫度（℃） 180-200 壓力（mpa） 190-210 轉(zhuǎn)速(rpm) 200-230 射咀 180-200 均化段 40-90 壓縮段 70-150 加料段 40-60 模具 200-300 注射 14.5-40 保壓 20-40 表2-1 透明塑料性能比較表2-2 材料 PMMA 密度 1.18 抗拉強度 75 缺口沖擊 200 透明度 92 變形溫度 95 允許含水量 0.04 收縮率 0.5 耐磨性 差 抗化學(xué)性 良 表2-2 透明塑料的干燥工藝表2-3： 材料 PMMA 干燥溫度 70~80 干燥時間（h） 2~4 料層厚度(mm) 30~40 表2-3 2.2 塑料結(jié)構(gòu)與工藝分析 2.2.1 結(jié)構(gòu)分析 塑件為透明圓珠筆筒，表面粗糙度要求高。 2.2.2 工藝性分析 該塑件尺寸小，一般精度等級，采用一模兩腔，并要對制品進行后加工。為方便加工和熱處理，型腔與型芯部分采用拼鑲結(jié)構(gòu)。采用側(cè)澆口進澆方式。 2.2.3 精度等級 采用6級精度。 塑件結(jié)構(gòu)如圖2-1 圖2-1透明圓珠筆筒（用UG設(shè)計完成的制品圖） 3 注射成型模具的設(shè)計 3.1 確定型腔數(shù)目 注塑模的型腔數(shù)目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔數(shù)目的確定時主要考慮以下幾個有關(guān)因素： (1）塑件的尺寸精度； (2）模具制造成本； (3）注塑成型的生產(chǎn)效益； (4）模具制造難度； 根據(jù)塑件生產(chǎn)批量及尺寸精度要求為提高生產(chǎn)效率采用一模二腔。 根據(jù)塑件三維造型圖經(jīng)UG軟件測量計算可得到。 塑件體積Vs=1360.445506045 mm^3=1.36cm3. 查表6-1塑料PMMA的密度為1.18kg/cm3，則 塑件重量：Ms=1.36×1.18=1.60kg 3.2 型芯、型腔工作部位尺寸的確定于計算 成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構(gòu)成塑件的尺寸。凹、凸模工作尺寸的精度直接影響塑件的精度。成型零件工作尺寸計算方法一般有兩種：一種是平均值法，即按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量進行計算；另一種是按極限收縮率、極限制造公差和磨損量進行計算；前一種方法簡便，但不適合精密塑件的模具設(shè)計，后一種復(fù)雜，但能較好的保證尺寸精度。本設(shè)計采用平均值法。 3.3 確定分型面位置 分型面的選擇原則一般為： （1) 便于塑件脫模； （2) 在開模時盡量使塑件留在動模； （3) 外觀不能遭到破壞； （4) 有利于排氣和模具的加工制造； （5) 要有利于排氣； （6) 保證側(cè)向型芯的放置容易及抽芯機構(gòu)的動作順利； （7) 有利于加工。 本設(shè)計的分型面，如圖3-1 圖3-1 透明圓珠筆分行面示意圖 3.4 確定澆口形式及位置 澆口是連接分流道與型腔的一段細(xì)短的通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的形狀，數(shù)量，尺寸和位置對塑件的質(zhì)量影響很大，澆口的主要作用有兩個，一是塑料熔體流經(jīng)的通道，二是澆口的適時凝固可控制保壓時間，同時還起著封閉型腔防止塑料溶體倒流，并便于澆口凝料與塑件分離的作用。澆口的類型有很多，有點澆口，側(cè)澆口，直接澆口，潛伏式澆口等，各澆口的應(yīng)用和尺寸按塑件的形狀，尺寸和表面質(zhì)量要求而定。 適合PMMA的澆口有：直接澆口、側(cè)澆口、點澆口、潛伏澆口、盤形澆口這幾種。為了不影響塑件表面質(zhì)量，簡化模具結(jié)構(gòu)，提高成型效率，確定采用側(cè)澆口。如圖3-2 圖3-2透明圓珠筆進膠品示意圖 側(cè)澆口又稱為邊緣澆口，國外稱為標(biāo)準(zhǔn)澆口。側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上，塑料溶體于型腔的側(cè)面充模，其截面形狀多為矩形狹縫，調(diào)節(jié)截面的厚度和寬度，可以調(diào)節(jié)溶體充模時的剪切速率及澆口封閉時間。這種澆口加工容易，修整方便，并且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活的選擇進料位置，因此它是廣泛使用的一種澆口形式。 3.5 型腔位置的排布 該制件模具結(jié)構(gòu)采用一模兩腔的結(jié)構(gòu)形式，那么澆注系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)盡量采用從主流到到各個型腔的分流道設(shè)計成長度相等、形狀及截面尺寸不相同（即對稱平衡式布置）。 型腔布置形式，如圖所示圖形3-3 圖形3-3產(chǎn)品圖的排位 3.6 初步設(shè)計主流道及分流道形狀和尺寸 （1）主流道 主流道是連接注塑機的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注塑機的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，有一定的錐度，目的是便于冷料的脫模，同時也改善料流的速度，因為要和注塑機相配，所以其尺寸與注塑機有關(guān)。主要參數(shù)：錐角；內(nèi)表面粗糙度Ra=0.63；小端直徑D=d+（0.5~1），半徑R2=R1+（1~2）mm；材料T8A； 由于主流道要與高溫的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道部分常設(shè)計成可拆卸的主流道澆口襯套形式（俗稱澆口套、唧咀），以便選用優(yōu)質(zhì)的鋼材單獨加工和熱處理。 （2）分流道 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設(shè)計應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。 該制件采用PMMA流動性較好，但主流道尺寸較長，為減少流道內(nèi)的壓力損失，因此分流道截面設(shè)計成圓形截面，圓形截面熱量損失與壓力損失均不大，為常用形式，根據(jù)經(jīng)驗分流道直徑d取4mm。 （3）冷料穴 冷料穴一般位于主流道對面的動模板上，或處于分流道末端，其作用是存放料流前端的冷料，防止冷料進入型腔而形成冷接縫，此外，開模時又能將主流道凝料從定模板中拉出，冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直徑，長度約為主流道大端直徑。 主流道圖如3-4 圖3-4透明圓珠筆主流道示意圖 4 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用 4.1 型腔強度和剛度的計算 為了方便加工和節(jié)省材料，型腔采取鑲拼結(jié)構(gòu)，因此，型腔的強度和剛度按型腔為鑲拼結(jié)構(gòu)計算。由于型腔壁厚計算比較麻煩，也可參考經(jīng)驗推薦數(shù)據(jù)。 4.2 初選注射機 一般工廠的塑膠部都擁有從小到大各種型號的注射機。中等型號的占大部分，小型和大型的只占一小部分。所以我們不必過多的考慮注射機型號。這里由公稱注塑量選定注射機。 4.2.1 注射量 由UG造型可查得塑件的總體積v ；流道的體積 v1=πR2 L+πR2 L+πR2 L 應(yīng)滿足注射量 式中 V機——額定注射量（cm3） V塑件——塑件與澆注系統(tǒng)凝料的體積和（cm3） V塑件/0.8=2.762/0.8 cm3=3.45 cm3 4.2.2 注射壓力 P注=P成型 查設(shè)計指導(dǎo)表6-5可知PMMA成型時的注射壓力P成型=100--200Mpa 4.2.3 鎖模力 P鎖模力pF 式中 p——塑料成型時型腔壓力，PMMA的型腔壓力p=30 Mpa F——澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積和（mm2），由計算的投影面積F=7974.570967025（mm2） pF=240KN 4.2.4 選擇注射機型號 根據(jù)以上分析、計算、查①P107表4-1初選注射機型號為：XS-ZY-125; 注射機XS-ZY-125有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下： 型號 項目 XS——ZY——125 額定注射量 125 注射壓力 Mpa 120 注射行程 mm 115 注射時間 s 1.6 注射方式 螺桿式 合模力 KN 900 最大成型面積 CM2 320 最大開（合）模行程 mm 300 模具最大厚度 mm 300 模具最小厚度 mm 200 機器外形尺寸 mm 3340×750×1550 噴嘴圓弧半徑 mm 12 噴嘴孔直徑 mm 4 4.2.5 主流道襯套形式 主流道襯套形式其結(jié)構(gòu)尺寸參考下表4-2所示： 符號 名稱 尺寸 結(jié)果 d 主流道小端直徑 注射機噴嘴直徑+（0.5~1）=Xmm d=3.5mm SR 主流道球面半徑 噴嘴球面半徑+（1~2）=X+1=Xmm SR=16mm h 球面配合高度 3~5mm 取3mm h=3mm 主流道錐角 2°~6°取2° =2° L 主流道長度 L=86mm D 主流道大端直徑 d+2Ltana/2≈6.9mm D=6mm 表4-2 其固定方式采用螺釘固定。 4.3 模架的選擇 注塑模模架國家標(biāo)準(zhǔn)有兩個，即GB/T12556——1990《塑料注射模中小型模架及其技術(shù)條件》和GB/T12555——1990《塑料注射模大型模架》。由于塑料模具的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)在在全國的部分地區(qū)形成了自己的標(biāo)準(zhǔn)，本設(shè)計采用龍記標(biāo)準(zhǔn)模架CI-1525-A60-B50-C60..如圖4-3所示 圖4-3 4.3.1 模仁尺寸的確定 因為采用的是整體式凹模和整體式凸模，所以模仁的大小可以任意制定，模仁所承受的力最終是傳遞到凸、凹模上，從節(jié)約材料和見效模具尺寸出發(fā)，模仁的值取的越小越好，但實際中因為要考慮冷卻因素，又因為經(jīng)過模仁的冷卻系統(tǒng)比經(jīng)過模仁外部的冷卻系統(tǒng)效率高，所以為了給冷卻系統(tǒng)留有足夠的空間，本設(shè)計取模仁84x168x25mm,84x168x25mm。 4.3.2 凹凸模版尺寸的確定 由于各快模板的厚度已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所需要的只是選擇合適的，這里有兩個尺寸需要注意： （1)凸凹模板的厚度：這兩快板除要有足夠的強度外還要考慮留有一定空間給冷卻水路。 （2)墊塊的高度：在分模時塑件一般是黏結(jié)在型芯上，需要推出機構(gòu)推出一定的距離才能脫離型芯，該塑件高為118mm黏結(jié)在型芯上的尺寸高度為0mm，所以推出距離要大于118mm。 根據(jù)以上的分析、查表、計算，可確定模架的結(jié)構(gòu)和尺寸，本設(shè)計選龍記模架（LKM）型號規(guī)格為：CI-1525-A60-B50-C60. 模具裝配圖圖4-4。 圖4-4透明圓珠筆模具裝配圖示意圖 5 合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 5.1 定義 為了保證注塑模準(zhǔn)確合模和開模，在注塑模中必須設(shè)有導(dǎo)向機構(gòu)。導(dǎo)向機構(gòu)主要起定位、導(dǎo)向以及承受一定側(cè)當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)模架時，因模架本身帶有導(dǎo)向裝置，一般情況下，只要按照模架規(guī)格選用即可。若需采用精密導(dǎo)向定位裝置，則需根據(jù)模具結(jié)構(gòu)進行具體設(shè)計。 5.2 合模導(dǎo)向機構(gòu)的總體設(shè)計 （1）導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后變形。 （2）該模具采用4根導(dǎo)柱，其布置由標(biāo)準(zhǔn)模架決定。 （3）該模具導(dǎo)柱安裝在支承板上，導(dǎo)套安裝在定模板上。 （4）為了保證分型面很好的接觸，導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)制有承屑槽，即可削去一個面或在導(dǎo)套的孔口倒角，該模具采用后者。 （5）在合模時，應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免凸模先進入型腔，導(dǎo)致模具損壞。動定模板采用合并加工時，可確保同軸度要求。 6 抽芯系統(tǒng)的設(shè)計 6.1 定義 當(dāng)產(chǎn)品側(cè)面（不與開模方向垂直的面）帶有凹坑、凸坑行結(jié)構(gòu)時，產(chǎn)品注塑成型后，成型產(chǎn)品凹坑、凸坑的零件會阻礙產(chǎn)品從模具內(nèi)頂出，為此，在頂出產(chǎn)品前必須將成型凹坑、凸坑的零件先行退出，這一動作叫抽芯，完成側(cè)抽芯的抽出和復(fù)位動作的裝置叫側(cè)抽芯機構(gòu)。 6.2 側(cè)抽芯的組成 滑塊、側(cè)型芯、驅(qū)動裝置：導(dǎo)柱、彎銷、T形塊、油缸等。定位裝置 壓緊裝置 導(dǎo)向裝置。如圖6-1所示 6.3 影響側(cè)抽芯膠力的因素 影響側(cè)抽芯膠力的因素如下： （1）塑為和特性，包括縮水率的大小、材質(zhì)軟硬、自潤滑性的好壞等因素； （2）塑件成型部分的包容面積及斷面形狀，面積大膠模力大，形狀越復(fù)雜脫模力就越大（圓形為最小）； （3）塑件的壁厚，厚度越大收縮就越大，包緊力就越大，脫模力就越大； （4）型芯的脫模斜度及表面粗糙度； （5）塑件側(cè)面抽芯型芯的數(shù)量多少，型芯越多，脫模力越大； （6）成型工藝的影響，壓力低，冷卻時間少，收縮水，脫模力小。 6.4 側(cè)抽芯脫模力（抽拔力）的確定 側(cè)抽芯脫模力的確定公式： F=LHP（Ucosa-sina） 式中L----側(cè)抽芯被包緊的斷面周長（mm） H----側(cè)抽芯被包緊的深度（mm） P----單位面積包緊力，一般取8-12Pa/mm^2; a----脫模斜度（o）； U----摩擦系數(shù)，取0.15-0.20。 6.5 抽芯距離的確定 （1）側(cè)孔的抽芯距，側(cè)抽芯從成型位置側(cè)抽芯至不妨礙塑件頂出的位置時，側(cè)抽芯所移動的抽芯距（S） 抽芯距（S）=側(cè)孔深（S1）+安全余量（2-3） （2）圓形骨架的抽芯距，兩瓣對合形式如圖8.3所示（注塑模具設(shè)計方法與經(jīng)驗第83頁） 由圖8.3 可知：OA=R；OB=R1；R=D/2；R1=D1/2。 根據(jù)直角三角形邊長計算公式得出S1=AB=R1^2+R2^2 。 抽芯距：S=S1+安全余量（2-3） 多瓣（N）對合式抽芯距，如圖8.4所示。 由圖8.4可知：a=180o/n;S1=AC=BD,OA=R;OC=R1;R=D/2;R1=D1/2； 在ΔOAB中， OB=OA.cosa=R.cosa; AB=OA.sina=r.sina; 在ΔOCD中：CD=AB=R.sina; OD=OC^2-CD^2=R1^2-(R.sina)^2 S1=BD=OD-OB=R1^-(R.sina)^2-r.cosa; S=S1+安全余量(2-3)mm 6.6 側(cè)抽芯機構(gòu)的分類 1）手動側(cè)抽芯機構(gòu)：依靠人工完成側(cè)抽芯的動作； 2）機動側(cè)抽芯機構(gòu)：開模時，依靠依靠注塑機的開模動作完成側(cè)抽芯，如斜導(dǎo)柱抽芯、彎銷抽芯等。 3）液壓或氣動側(cè)抽芯機構(gòu)：它是依靠液壓系統(tǒng)或氣動裝置完成側(cè)抽芯動作。 7 推出機構(gòu)的設(shè)計 7.1 推出機構(gòu) 由于設(shè)置推桿位置的自由度大，因而推桿推出機構(gòu)是最常用的推出機構(gòu)。推桿的截面形狀設(shè)計為圓形，較容易達(dá)到推桿和模板或型芯上推桿孔的配合精度，另外圓形推桿還具有減少運動阻力，防止卡死現(xiàn)象等優(yōu)點，損壞后還便于更換，且要均勻布置。 按頂出形式不同可分為：頂針頂出，司筒頂出，頂塊頂出，直頂（斜頂）頂出，推板頂出，強制頂出等幾種形式； 按模具結(jié)構(gòu)不同可分為：一次頂出、二次頂出、螺紋頂出、復(fù)合頂出。 7.2 頂出機構(gòu)的設(shè)計 設(shè)計原則 （1) 應(yīng)保持產(chǎn)品外觀整潔美觀，為避免頂出痕跡影響產(chǎn)品外觀，頂出裝置應(yīng)設(shè)在產(chǎn)品的隱蔽面或非裝飾表面。對于透明產(chǎn)品尤其要注意頂出位置及頂出形狀的選擇； （2) 應(yīng)防止產(chǎn)品頂出變形，為了防止產(chǎn)品頂出變形，頂出受力點應(yīng)盡量均勻分布，盡量設(shè)在難于脫模和剛性好的部位處，如壁厚、骨位筋部、柱位處等； （3） 應(yīng)保證頂出機構(gòu)運動平穩(wěn)、順暢、靈活可靠，為保證頂出機構(gòu)運動平穩(wěn)、順暢、靈活可靠，頂出零件應(yīng)有足夠的強度和耐磨性，設(shè)計時應(yīng)注意和其他機構(gòu)的干涉，在非封膠部位應(yīng)盡量設(shè)計避空； （4) 應(yīng)考慮頂出機構(gòu)的成本和加工性，為了便于加工，便于維修，節(jié)約成本，應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件的頂出形式。 而本次設(shè)計是采用直頂頂出的方式,如圖7-1(a)、7-1（b） 圖7-1（a） 圖7-1（b） 8 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 8.1 定義 在注塑成型過程中，模具的溫度直接影響到塑件成型的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具的溫度要求也不同。普通的模具通入常溫的水進行冷卻，通過調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度，為了縮短成型周期，還可以把常溫的水降低溫度后再通入模內(nèi)，可以提高成型效率。對于高熔點，流動性差的塑料，流動距離長的制件，為了防止填充不足，有時也在水管中通入溫水把模具加熱。PS推薦的成型溫度為170~280℃，模具溫度為20~70℃ 。 8.2 溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響 （1）采用較低的模溫可以減小塑料制件的成型收縮率； （2）模溫均勻，冷卻時間短，注射速度快可以減少塑件的變形； （3）提高模溫可大大改善塑件的表面質(zhì)量。 溫度對塑件質(zhì)量的影響有相互矛盾的地方，設(shè)計時要根據(jù)材料特性和使用要求偏重于主要要求。 8.3 對溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 （1）根據(jù)塑料的品種確定是對模具采用加熱方式還是冷卻方式； （2）希望模溫均一，塑件各部同時冷卻，以提高生產(chǎn)率和提高塑件質(zhì)量； （3）采用低的模溫，快速，大流量通水冷卻效果一般比較好； （4）溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)盡可能做到結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，成本低廉； 從成型溫度和使用要求看，需要對該模具進行冷卻，以提高生產(chǎn)率。 8.4 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 設(shè)計原則： （1）盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡； （2）冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越好； （3）澆口處加強冷卻，冷卻水從澆口處進入最佳； （4）應(yīng)降低進水和出水的溫差，進出水溫差一般不超過5℃； （5）冷卻水的開設(shè)方向以不影響操作為好，對于矩形模具，通常沿寬度方向開設(shè)水孔；（6）避免與模具的其他機構(gòu)發(fā)生干涉。 由于冷卻水道的位置、結(jié)構(gòu)形式、孔徑、表面狀態(tài)、水的流速、模具材料等很多因素都會影響模具的熱量向冷卻水傳遞，精確計算較困難，時間生產(chǎn)中通常都是根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)確定冷卻水路，通過調(diào)節(jié)水溫，流速來滿足要求。受模具結(jié)構(gòu)的限制，冷卻水路布置如圖8-1所示 圖8-1透明圓珠筆的水路示意圖 9 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 在塑料熔體填充注射模腔過程中，模腔內(nèi)除了原有的空氣外，還有塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而形成的水蒸汽，塑料局部分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，塑料助劑揮發(fā)（或化學(xué)反應(yīng)）所產(chǎn)生的氣體以及熱固性塑料交聯(lián)硬化釋放的氣體等；這些氣體如果不能被熔融塑料順利地排出模腔，將在制件上形成氣孔，接縫，表面輪廓不清，不能完全充滿型腔，同時，還會因為氣體被壓縮而產(chǎn)生的高溫灼傷制件，使之產(chǎn)生焦痕，色澤不佳等缺陷。模具的排氣可以利用排氣槽排氣，分型面排氣，利用型芯，推桿，鑲件等的間隙排氣。模具的排氣可以利用排氣槽排氣，分型面排氣，利用型芯，推桿，鑲件等的間隙排氣。通常排氣槽的設(shè)計原則為： （1）排氣口不能正對操作者，以防熔料噴出而發(fā)生工傷事故； （2）最好開設(shè)在分型面上，如果產(chǎn)生飛邊易隨塑件脫出； （3）最好開設(shè)在塑料最后才能填充的模腔部位； （4）開設(shè)在靠近嵌件和制件壁最薄處，因為這樣的部位最容易形成熔接痕； （5）若型腔最后充滿部位不在分型面上，其附近又無可供排氣的推桿或活動的型芯時，可在型腔相應(yīng)部位鑲嵌燒結(jié)的多孔金屬塊，以供排氣； 本模具由于采用鑲拼結(jié)構(gòu)，可利用分型面、推桿配合間隙排氣。 結(jié) 論 經(jīng)過幾個星期的畢業(yè)設(shè)計，我充分了解了設(shè)計注塑模具中要考慮的各項細(xì)節(jié)，并且對于注射模的整體的設(shè)計過程有了進一步的了解。更有一種將所學(xué)的理論知識運用到實踐的體會，鞏固了《塑料成型工藝學(xué)與模具設(shè)計》課程的理論知識，，加深了對注塑模具的認(rèn)識和熱愛，同時也鍛煉了我的繪圖能力，提高了設(shè)計計算和查閱參考資料的能力，掌握一般注塑件工藝和模具設(shè)計的方法和步驟。在設(shè)計過程中，結(jié)合生產(chǎn)條件等因素，考慮各方面的因素，本著盡可能采用先進的技術(shù)和合理的工藝，努力達(dá)到設(shè)計出技術(shù)合理、經(jīng)濟效益好的模具的目標(biāo)。同時體會了團隊合作的樂趣和益處，對將來的社會工作起到了積極的作用。 由于此次設(shè)計在查閱資料有所欠缺的情況下設(shè)計的，在設(shè)計過程中不可避免會有一定的不足，有出錯之處，在此希望得到老師的諒解并指出不足之處，從而得到修正，相信只有不斷的改正才能有所提高。 參考文獻(xiàn) [1]工程力學(xué)/顧曉勤主編[M].—2版.?—北京：機械工業(yè)出版社，2007.3； [2]模具設(shè)計與制造基礎(chǔ) 黃志輝主編[M].—北京：電子工業(yè)出版社，2007.3； [3]UG NX4 模具設(shè)計實用教程/陳已明，謝龍漢編著[M].—北京：清華大學(xué)出版社，2006.12； [4]互換性與測量技術(shù)/周文玲主編[J]：機械工業(yè)出版社；2005.5; 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