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河南機電高等?？茖W(xué)校 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計中期檢查表 學(xué)生姓名 王平 學(xué) 號 111304202 指導(dǎo)教師 翟德梅 課題名稱 線圈骨架注射成型工藝與模具設(shè)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(wù)書 有 無 開題報告 有 無符合規(guī)范化 的要求 外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 中 差 學(xué)習(xí)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(zé)人 年 月 日 河南機電高等專科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計與制造 學(xué) 生 姓 名 王平 學(xué) 號 111304202 設(shè)計題目 線圈骨架注射成型工藝與模具設(shè)計 起 迄 日 期 2013 年 12 月 10 日 4 月 26 日 指 導(dǎo) 教 師 翟德梅 2014 年 4 月 26 日 畢 業(yè) 設(shè) 計任 務(wù) 書 1 本畢業(yè)設(shè)計 論文 課題來源及應(yīng)達到的目的 完成該課題后 能夠?qū)λ芰仙a(chǎn)工藝有一定的了解 能獨立完成一套模具設(shè)計及工 作加工零件的工藝編制 并且能夠熟練應(yīng)用相關(guān)手冊進行資料查詢 能夠應(yīng)用相關(guān)軟件 完成對裝配圖和相關(guān)零件圖的繪制 2 本畢業(yè)設(shè)計 論文 課題任務(wù)的內(nèi)容和要求 包括原始數(shù)據(jù) 技術(shù)要求 工作要求等 1 了解國內(nèi)外塑料模具發(fā)展?fàn)顩r 2 塑料模具的工藝分析 3 控制盒塑料模具設(shè)計及說明書一份 4 模具總裝配圖一張 其它非標(biāo)準(zhǔn)零 件圖若干 5 編制加工工藝卡 制件圖如上圖所示 材料 ABS 大批量 所在專業(yè)審查意見 負責(zé)人 年 月 日 系部意見 系領(lǐng)導(dǎo) 年 月 日 機 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 粗銑六面 工序號 03 零件名稱 動模板 零件號 00 07 零件重量 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 種 類 重 量 45 鋼 35 40HRC 鍛 件 設(shè) 備 名 稱 型 號 夾 具 名 稱 輔 助 工 具 銑床 虎鉗 墊塊 安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀長 度 走 刀次 數(shù) 切 削 深 度 進給量 主 軸轉(zhuǎn) 速 切 削速 度 基 本工 時 二次 2 銑上 下平面 30 面銑刀 游標(biāo) 卡尺 0 5 2 0 2mm 200 min 800r min 0 5r min 二次 1 銑四周面 10 立銑刀 游標(biāo)卡尺 0 5 2 0 5mm 60 min 400r min 0 4r min 設(shè) 計 者 王平 指 導(dǎo) 教 師 翟德梅 共 1 頁 第 1 頁 零件號 零 件 名 稱 模具號 00 07 動模板 牌 號 硬 度 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 XYZ 003 45 鋼 35 40HRC 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工序號 工 序 名 稱 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 工 時 01 下料 鋸床 直尺 02 鍛造達尺寸 260 190 蒸汽錘 直尺 03 車外圓 車床 三爪卡 盤 標(biāo)準(zhǔn) 車刀 游標(biāo)卡尺 04 磨削 平面磨 床 磁力夾 具 虎 鉗 砂輪 游標(biāo)卡尺 05 鉗工 虎鉗 劃線 剛尺 游 標(biāo)卡尺 06 熱處理 淬火 保證硬度 35 40HRC 熱處理 爐 火鉗 硬度儀 游標(biāo)卡尺 07 磨削 平面磨 床 磁力夾 具 虎 鉗 砂輪 游標(biāo)卡尺 08 線切割各個型孔留余量 0 02mm 線切割 慢走絲 機床 復(fù)式支 撐 0 2mm 黃銅絲 千分表 游標(biāo)卡尺 09 鉗工研磨各型孔達尺寸要求 游標(biāo)卡尺 10 檢驗 游標(biāo)卡尺 編制 王平 校對 翟德梅 審核 批準(zhǔn) 機 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 粗銑六面 工序號 03 零件名稱 型腔鑲塊 零件號 00 14 零件重量 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 種 類 重 量 T8A 43 47HRC 鍛 件 設(shè) 備 名 稱 型 號 夾 具 名 稱 輔 助 工 具 銑床 虎鉗 墊塊 安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀長 度 走 刀次 數(shù) 切 削 深 度 進給量 主 軸轉(zhuǎn) 速 切 削速 度 基 本工 時 二次 2 銑上 下平面 30 面銑刀 游標(biāo) 卡尺 0 5 2 0 2mm 200 min 800r min 0 5r min 二次 1 銑四周面 10 立銑刀 游標(biāo)卡尺 0 5 2 0 5mm 60 min 400r min 0 4r min 設(shè) 計 者 王平 指 導(dǎo) 教 師 翟德梅 共 1 頁 第 1 頁 零件號 零 件 名 稱 模具號 00 14 型芯鑲塊 牌 號 硬 度 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 XYZ 003 T8A 43 47HRC 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工序號 工 序 名 稱 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 工 時 01 下料 鋸床 直尺 02 鍛造達尺寸 70 80 蒸汽錘 直尺 03 車外圓 車床 三爪卡 盤 標(biāo)準(zhǔn) 車刀 游標(biāo)卡尺 04 磨削 平面磨 床 磁力夾 具 虎 鉗 砂輪 游標(biāo)卡尺 05 鉗工 虎鉗 劃線 剛尺 游 標(biāo)卡尺 06 熱處理 淬火 保證硬度 58 62HRC 熱處理 爐 火鉗 硬度儀 游標(biāo)卡尺 07 磨削 平面磨 床 磁力夾 具 虎 鉗 砂輪 游標(biāo)卡尺 08 線切割各個型孔留余量 0 02mm 線切割 慢走絲 機床 復(fù)式支 撐 0 2mm 黃銅絲 千分表 游標(biāo)卡尺 09 鉗工研磨各型孔達尺寸要求 游標(biāo)卡尺 10 檢驗 游標(biāo)卡尺 編制 王平 校對 翟德梅 審核 批準(zhǔn) 河南機電高等?？茖W(xué)校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 畢業(yè)設(shè)計題目 線圈骨架注射成型工藝與模具設(shè)計 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計與制造 班 級 模具 112 學(xué)生姓名 王平 學(xué) 號 111304202 指導(dǎo)教師 翟德梅 年 月 份 河南機電高等專科學(xué)校 畢 業(yè) 設(shè) 計 評 語 學(xué)生姓名 王 平 班級 模具 112 學(xué)號 111304202 題 目 線圈骨架注射成型工藝與模具設(shè)計 綜合成績 中 指導(dǎo)者評語 王平同學(xué)基本上能按照任務(wù)書要求完成沖壓成形工藝及模具設(shè)計 工作量充足 模具結(jié)構(gòu)總體可行 說明書基本上符合規(guī)范性要求 裝 配圖和零件圖上存在一些細節(jié)錯誤 建議成績評定為中 可以提交答 辯 指導(dǎo)者 簽字 畢 業(yè) 設(shè) 計 評 語 評閱者評語 王平同學(xué)畢業(yè)設(shè)計題目來源于生產(chǎn)實習(xí) 工作量達到要求 基本 能按照規(guī)范性要求書寫設(shè)計說明書 零件圖標(biāo)注 技術(shù)要求不夠全面 建議成績評定為中 評閱者 簽字 答辯委員會 小組 評語 答辯委員會 小組 負責(zé)人 簽字 目 錄 第 1 章 緒論 1 1 1 模具工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀 1 1 2 模具工業(yè)技術(shù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀 1 1 3 我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 2 1 3 1 成型工藝方面 2 1 3 2 在制造技術(shù)方面 2 1 4 國外塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀 3 1 5 總結(jié) 3 第 2 章 塑件工藝性分析及方案確定 7 2 1 原材料的工藝特性 成型性能及注射成型工藝參數(shù) 7 2 2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 7 第 3 章注射成型模具設(shè)計 10 3 1 注射機有關(guān)參數(shù)的校核 10 3 1 1 型腔數(shù)目及排列方式 10 3 2 最大注射量 10 3 3 鎖模力校核 10 3 4 注射壓力校核 11 3 5 開模行程校核 11 3 6 澆注系統(tǒng)設(shè)計 11 3 6 1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則 12 3 6 2 澆口套的設(shè)計 12 3 6 3 冷料井 12 3 6 4 分流道 13 3 6 5 澆口及位置選擇 15 第 4 章 成型零部件的設(shè)計 17 4 1 1 分型面的設(shè)計 17 4 1 3 型芯 型腔零件工作尺寸計算 17 4 1 4 成型零件的強度及底板厚度計算 19 第 5 章結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計 20 5 1 合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 20 5 2 模架的設(shè)計 20 5 3 模架各尺寸的校核 21 5 4 脫模頂出機構(gòu)設(shè)計 21 5 5 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)設(shè)計 22 第 6 章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 25 6 1 理論注射量 25 6 2 實際注射量 26 6 3 模具閉合高度的校核 27 6 4 模具安裝尺寸的校核 27 6 5 斜導(dǎo)柱側(cè)向型芯開模行程的校核 27 模具草圖 27 小結(jié) 28 致謝 29 參考文獻 30 河南機電高等?？茖W(xué)校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 畢業(yè)設(shè)計題目 線圈骨架注射成型工藝與模具設(shè)計 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計與制造 班 級 模具 112 學(xué)生姓名 王平 學(xué) 號 111304202 指導(dǎo)教師 翟德梅 年 月 份 目 錄 第 1 章 緒論 1 1 1 模具工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀 1 1 2 模具工業(yè)技術(shù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀 1 1 3 我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 2 1 3 1 成型工藝方面 2 1 3 2 在制造技術(shù)方面 2 1 4 國外塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀 3 1 5 總結(jié) 3 第 2 章 塑件工藝性分析及方案確定 7 2 1 原材料的工藝特性 成型性能及注射成型工藝參數(shù) 7 2 2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 7 第 3 章注射成型模具設(shè)計 10 3 1 注射機有關(guān)參數(shù)的校核 10 3 1 1 型腔數(shù)目及排列方式 10 3 2 最大注射量 10 3 3 鎖模力校核 10 3 4 注射壓力校核 11 3 5 開模行程校核 11 3 6 澆注系統(tǒng)設(shè)計 11 3 6 1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則 12 3 6 2 澆口套的設(shè)計 12 3 6 3 冷料井 12 3 6 4 分流道 13 3 6 5 澆口及位置選擇 15 第 4 章 成型零部件的設(shè)計 17 4 1 1 分型面的設(shè)計 17 4 1 3 型芯 型腔零件工作尺寸計算 17 4 1 4 成型零件的強度及底板厚度計算 19 第 5 章結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計 20 5 1 合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 20 5 2 模架的設(shè)計 20 5 3 模架各尺寸的校核 21 5 4 脫模頂出機構(gòu)設(shè)計 21 5 5 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)設(shè)計 22 第 6 章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 25 6 1 理論注射量 25 6 2 實際注射量 26 6 3 模具閉合高度的校核 27 6 4 模具安裝尺寸的校核 27 6 5 斜導(dǎo)柱側(cè)向型芯開模行程的校核 27 模具草圖 27 小結(jié) 28 致謝 29 參考文獻 30 第 1 章 緒論 模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低 已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要 標(biāo)志 因為模具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 在電子 汽車 電機 電器 儀器 儀表 家電和通信等產(chǎn)品中 60 80 的 零部件都要依靠模具成形 用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度 高復(fù)雜程度 高 度一致性 高生產(chǎn)率和低消耗 是其他加工制造方法所不能比擬的 模具又是 效益放大器 用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值 往往是模具自身價值的幾十倍 上幾百倍 目前全世界模具年產(chǎn)值約為 600 億美元 日 美等工業(yè)發(fā)達國家的 模具工業(yè)產(chǎn)值已超過機床工業(yè) 從 1997 年開始 我國模具工業(yè)產(chǎn)值也超過了機 床工業(yè)產(chǎn)量值 1 1 模具工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀 按照中國模具工業(yè)協(xié)會的劃分 我國模具基本分為 10 大類 其中 沖壓 模和塑料成型模兩大類占主要部分 按產(chǎn)值計算 目前我國沖壓模占 50 左 右 塑料成形模約占 20 拉絲模 工具 約占 10 而世界上發(fā)達工業(yè)國 家和地區(qū)的塑料成形模比例一般占全部模具產(chǎn)值的 40 以上 我國的塑料成 形模具設(shè)計 制作技術(shù)起步較晚 整體水平還較低 目前單型腔 簡單型腔的 模具達 70 以上 仍占主導(dǎo)地位 一模多腔精密復(fù)雜的塑料注射模 多色塑 料注射模已經(jīng)能初步設(shè)計和制造 模具平均壽命約為 80 萬次左右 主要差距 是模具零件變形大 溢邊毛刺大 表面質(zhì)量差 模具型腔沖蝕和腐蝕嚴(yán)重 模 具排氣不暢和型腔易損等 注射模精度已達到 5um 以下 最高壽命已突破 2000 萬次 型腔數(shù)量已超過 100 腔 達到了 80 年代中期至 90 年代初期的國 際先進水平 1 2 模具工業(yè)技術(shù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀 我國模具工業(yè)目前技術(shù)水平參差不齊 懸殊較大 從總體上來講 與發(fā)達 工業(yè)國家及港臺地區(qū)先進水平相比 還有較大的差距 在采用 CAD CAM 等技術(shù) 設(shè)計與制造模具方面 無論是應(yīng)用的廣泛性 還是技術(shù)水平上都存在很大的差 距 在應(yīng)用 CAD 技術(shù)設(shè)計模具方面 僅有約 10 的模具在設(shè)計中采用了 CAD 距 拋開繪圖板還有漫長的一段路要走 在應(yīng)用 CAM 技術(shù)制造模具方面 一是缺乏 先進適用的制造裝備 二是現(xiàn)有的工藝設(shè)備或因計算機制式不同 或因字節(jié)差 異 運算速度差異 抗電磁干擾能力差異等 聯(lián)網(wǎng)率較低 只有 5 左右的模具 制造設(shè)備近年來才開展這項工作 1 3 我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 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)照相機塑料件模具 多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑 封模具 注塑模型腔制造精度可達 0 02mm 0 05mm 表面粗糙度 Ra0 2 m 模 具質(zhì)量 壽命明顯提高了 非淬火鋼模壽命可達 10 30 萬次 淬火鋼模達 50 1000 萬次 交貨期較以前縮短 但和國外相比仍有較大差距 1 3 1 成型工藝方面 多材質(zhì)料成型模 高效多色注射模 鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機構(gòu)的創(chuàng)新 方面也取得較大進展 氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟 電視機外殼以 及一些厚壁零件的模具上運用氣輔技術(shù) 一些廠家還使用了 C MOLD 氣輔軟件 取得較好的效果 但總體上熱流道的采用率達不到 10 與國外的 50 80 相 比 差距較大 1 3 2 在制造技術(shù)方面 CAD CAM CAE 技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個新臺階 以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為 代表 陸續(xù)引進了相當(dāng)數(shù)量的 CAD CAM 系統(tǒng) 美國 EDS 的 UG 美國 Parametric Technology 公司的 Pro Engineer 美國 CV 公司的 CADS5 以及一 些塑模分析軟件等等 這些系統(tǒng)和軟件的引進 雖花費了大量資金 但在我國 模具行業(yè)中 實現(xiàn)了 CAD CAM 的集成 并能支持 CAE 技術(shù)對成型過程 如對充 模和冷卻等進行計算機模擬 取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟效益 促進和推動了我國 模具 CAD CAM 技術(shù)的發(fā)展 近年來 我國自主開發(fā)的塑料模 CAD CAM 系統(tǒng)有了 很大發(fā)展 主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的 CAXA 系統(tǒng) 華中理工大學(xué)開 發(fā)的注塑模 HSC5 0 系統(tǒng)及 CAE 軟件等 這些軟件具有適應(yīng)國內(nèi)模具的具體情況 能在微機上應(yīng)用且價格低等特點 為進一步普及模具 CAD CAM 技術(shù)創(chuàng)造了良好 條件 近年來 國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼 如 P20 3Gr2Mo PMS SM SM 等 對模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重 大 影響 但總體使用量仍較少 塑料模具標(biāo)準(zhǔn)模架 標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣 泛得到應(yīng)用 并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件 但目前我國模 具標(biāo)準(zhǔn)化程度的商品化程度一般在 30 以下 和國外先進工業(yè)國家已達到 70 80 相比 仍有差距 1 4 國外塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀 1 模具生產(chǎn)效率高 工期短 人均產(chǎn)值高 各企業(yè)共同之處是廠房設(shè)備密集 顯得十分擁擠 即使在這樣的條件下 車間管理還是有條不紊 生產(chǎn)效率高 一般模具企業(yè) 人均年產(chǎn)值為 5 14 萬 美元 2 專業(yè)分工細 技術(shù)精益求精 客戶相對穩(wěn)定 模具企業(yè)專業(yè)分工較細 生產(chǎn)協(xié)作緊密 每家企業(yè)只生產(chǎn)某一類模具 各 家都有自己的拳頭產(chǎn)品 這利于在技術(shù)上精益求精 以利在激烈的競爭中生存 發(fā)展模具廠所需的模具標(biāo)準(zhǔn)件都是外購的 有些零件加工業(yè)是由其他廠協(xié)作 3 模具企業(yè)帶件生產(chǎn)比較普遍 有利于企業(yè)發(fā)展 模具作為單件或極小批量產(chǎn)品 技術(shù)密集和精密加工設(shè)備密集 與模具成 型制品的大批量生產(chǎn)相比 投入大 產(chǎn)出低 因而制約了模具企業(yè)大發(fā)展 他 們注重模具與制品一體化 模具與制品相輔相成 互相促進 有利于模具企業(yè) 的發(fā)展 1 5 總結(jié) 通過本次盒蓋注塑模的設(shè)計 對熱塑性塑料的各項工藝特性 注射機的選 用 分型面的選擇 澆注系統(tǒng)的選擇 模架等的選擇 以及型腔 型芯的尺寸 尺寸計算等模具相關(guān)設(shè)計細節(jié)有了更深的了解 當(dāng)初學(xué) 注塑模設(shè)計與制造 的時候 對模具設(shè)計只是理論上的理解 并沒有應(yīng)用到實際中去 通過這次設(shè) 計 我感覺受益菲淺 把理論與實踐聯(lián)系到一起 一些平時不懂的問題 在這 里都解決了 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 9 第 2 章塑件工藝性分析及方案確定 2 1 原材料的工藝特性 成型性能及注射成型工藝參數(shù) ABS 塑料是一種常用的具有良好的綜合性能的工程塑料 它具有良好的機械強度 特別是抗沖擊強度 具有一定的耐磨性 耐寒性 耐水性 耐油性 化學(xué)穩(wěn)定性和性 能 一般為無定型料 不透明 無毒無味 成型塑件的表面有較好的光澤 其缺 點是耐熱性不高 并且耐氣候性較差 在紫外線的作用下易變硬發(fā)脆 使用 ABS 注射成型塑件時 由于熔體粘度高 所需要的注射成型壓力較高 因此 塑件對型芯的包緊力較大 故塑件應(yīng)采用較大的脫模斜度 另外熔體粘度高 使 ABS 塑件易產(chǎn)生熔接痕 所以模具設(shè)計時應(yīng)注意減少澆注系統(tǒng)對料流的阻力 ABS 易吸水 成型加工前應(yīng)進行干燥處理 在成型條件下 ABS 塑件的尺寸穩(wěn)定性較 好 塑件成型工藝參數(shù)的確定 查相關(guān)手冊得到 ABS 抗沖 塑件的成型工藝性參數(shù) 密度 1 01 1 04g cm 3 收縮率 0 3 0 8 預(yù)熱溫度 80 85 預(yù)熱時間 2 3 h 料筒溫度 后段 150 170 中段 165 185 前段 180 200 噴嘴溫度 170 180 模具溫度 50 80 注射壓力 60 100 M Pa 成型時間 注射時間 20 90 s 保壓時間 0 5 s 冷卻時間 20 150 s 模具的基本結(jié)構(gòu) 1 塑件采用注射成型生產(chǎn) 為保證塑件表面質(zhì)量 采用點澆口澆注系統(tǒng)形式 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 10 因此模具應(yīng)為三班式注射模具結(jié)構(gòu) 2 該塑件尺寸一般 一般精度等級 為降低成型費用 采用一模兩腔的結(jié)構(gòu) 來提高生產(chǎn)率 塑件壁較薄 對制品不進行后加工 3 為了方便加工和熱處理 型芯部分采用鑲拼結(jié)構(gòu) 2 2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 結(jié)構(gòu)分析 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 11 從塑件圖上分析 該零件總體形狀為圓形 因此 模具設(shè)計時必須設(shè)置側(cè)向分 型抽芯機構(gòu) 該零件屬于一般復(fù)雜程度 尺寸精度分析 該塑件的尺寸在 MT5 MT6 之間 對應(yīng)的模具成型零件的尺寸加工可以保證 從零件的尺寸來看 壁厚均勻 有利于零件的成型 零件表面分析 該零件表面要求沒有缺陷 毛刺外 外表面粗糙度要求大于內(nèi)表面 故要求 模具型腔表面的粗糙度要大于型芯表面 表面粗糙度 Ra 0 8 1 6 m 設(shè)備的選擇及主要技術(shù)參數(shù)的確定 塑件體積 塑件質(zhì)量的計算為 M 塑件 V 塑件 而 V 塑件 2 2 40 2 1 5 17 2 1 5 202 172 57 2 3733 5814 19 11cm 3 1 35g cm 3 查塑料模具設(shè)計手冊 故 M 塑件 19 11 1 35 25 80 g 又因 M 澆道 V 澆道 1 35 6200 通過 pro E 計算得出 8307mg 8 3g 所以 M 總 M 塑件 M 澆道 19 11 8 3 27 41g 根據(jù)塑件圖可知 主要計算出相對于固定型芯和哈夫塊組合而成的型腔尺寸 其余型芯與型腔的尺寸則直接按產(chǎn)品尺寸 本模具采用一模兩件的結(jié)構(gòu) 所需塑件的單件質(zhì)量為 25 80g 考慮到澆注系統(tǒng) 的質(zhì)量 一般取 0 2 1 的塑件質(zhì)量 取澆注系統(tǒng)地質(zhì)量 m 0 5W 得 m 為 8 3g 考 慮起外形尺寸 注塑時所需的壓力和現(xiàn)有設(shè)備 初步選用 XS Z 125 型的注塑機 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 12 其各項參數(shù)如下所示 公稱注射量 cm 125 螺桿直徑 mm 42 注射壓力 Mpa 120 注射行程 mm 115 注射時間 s 1 6 螺桿轉(zhuǎn)速 r min 56 注射方式 螺桿式 鎖模力 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 動定模固定板尺寸 mm 428 458 拉桿內(nèi)距 mm 260 290 鎖模方式 液壓 機械式 定位圈尺寸 mm 100 推出形式 兩端推出 孔徑 22mm 中心距為 230mm 噴嘴 球半徑 mm R12 本產(chǎn)品在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用 因為作為常期生產(chǎn)的塑件 可以說其批量值是 比較大的 屬于大批量生產(chǎn) 故設(shè)計模具要有較高的效率 澆注系統(tǒng)要能自動脫 模 產(chǎn)品形狀規(guī)則 內(nèi)空心 側(cè)有凹槽 其要求 它具有耐光 耐化學(xué)腐蝕 耐磨 結(jié)合這些要求 材料選擇軟聚氯乙烯 根據(jù)計算出的體積與質(zhì)量選擇 SZ 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 13 100 60 型號的注塑機注塑 由于塑件內(nèi)空心 側(cè)有凹槽要求模具必需采用斜導(dǎo)柱 側(cè)抽芯機構(gòu)分型 經(jīng)過比較 采用斜導(dǎo)柱在定模 哈夫塊 斜滑塊 在動模的結(jié) 構(gòu) 整體斜楔定位 斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯分型 推板推出工件的工作原理 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 14 第 3 章注射成型模具設(shè)計 3 1 注射機有關(guān)參數(shù)的校核 3 1 1 型腔數(shù)目及排列方式 1 型腔數(shù)目 利用下式計算模腔數(shù)目 sjImKN N 模腔數(shù)目 ms 單個制品的質(zhì)量 cm3 K 注塑機最大注塑量的利用系數(shù) 一般取 0 8 mI 注塑機允許的最大注塑量 g cm3 XS ZY 125 型注塑機的額定注射量 mI 125cm3 mj 澆注系統(tǒng)和飛邊所需要的塑料質(zhì)量或體積 g cm3 一般取塑件的 0 2 倍 此次設(shè)計中取塑件的體積或質(zhì)量的 0 9 倍 這里 m 值為體積值 N 0 8 125 1 10 56 10 56 8 47 采用側(cè)向抽芯結(jié)構(gòu) 為了簡化模具結(jié)構(gòu)便于加工 同時為了能夠充分注射和 有足夠的注射壓力這里取 N 2 2 定型腔排列方式 單件塑件的質(zhì)量為 25 80g 取澆注系統(tǒng)的質(zhì)量為為 8 3g 本塑件在注塑時采 用一模兩件 即模具需要兩個型腔 3 2 最大注塑量的校核 注塑機的最大注塑量應(yīng)大于制品的質(zhì)量 其中包括了主流道及澆口的凝料 通常 注塑機的實際注塑量最好是在注塑機理論注塑量的 80 之間 故有公式 0 8M 機 M 塑 M 澆 M 塑 M 澆 27 41g因此 最大的注塑量符合工作的需要 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 15 3 3 鎖模力的校核 當(dāng)高壓的塑料熔體充滿模具型腔時 會產(chǎn)生一個很大的力 使模具的分型面 漲開 而作用在這個面積上的總力 應(yīng)小于注塑機的額定鎖模力 P 否則在注塑 時會因模具不緊產(chǎn)生嚴(yán)重的溢邊現(xiàn)象 型腔內(nèi)塑料壓力 可以按公式計算 而經(jīng) 查 塑料模具設(shè)計 中 PVC 在型腔里的理論注塑壓力在 40MP 80MP 之間 而只有 F 機鎖 P 模 A 的不等式成立時 才能符合要求 式中 F 機鎖 表示注塑機的最大鎖模力 P 模 表示為熔融型料在型腔內(nèi)的壓力 A 表示為塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影之和 故有 F 機鎖 400kn P 模 A 80MP 2936 2 189 88kn 所以符合要求 3 4 注塑壓力的校核 注塑壓力校核是校驗注塑機的最大注塑壓力能不能滿足該制品成型的需要 制品成型所需的壓力是由注塑機類型 噴嘴形式 塑料流動性 澆注系統(tǒng)和型腔 的流動阻力等因素決定的 例如螺桿式注塑機 其注塑機壓力傳遞比柱塞式注塑 機好 因此注塑壓力可取得小一些 流動性差的塑料的或細長流程塑件注塑壓力 應(yīng)取得大一些 可參考各種塑料的注塑成型工藝確定塑件的注塑壓力 再與注塑 機額定壓力相比較 那么查 塑料模具手冊 可得 其額定注塑壓力大于所需的 注塑壓力 因此所選擇的是符合要求的 3 5 開模行程與頂裝置的校核 在此 本文所選注塑機的最大開模行程與模具厚度的關(guān)時的校核 且該模具 結(jié)構(gòu)則屬于有側(cè)向抽芯開模動作的結(jié)構(gòu) 故注塑機的開模行程要求符合下式 S 機 H c H 1 H2 5 10 mm 式中 S 機 注塑機板間的最大開距 mm 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 16 Hc 完成側(cè)抽芯距離 l 所需要的開模行程 mm H1 開模要頂出的距離 mm H2 塑件的高度 mm 而當(dāng) H c H 1 H2可以按 S 機 H 模 H 最小 H 1 H2 5 10 mm 進行計算 式中 HM 成型模板的高度 mm 那么可以解得不等式 S 機 H 模 H 最小 300 270 170 60 116 5 10 mm 181 186mm 故也滿足要求 3 6 澆注系統(tǒng)設(shè)計 3 6 1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則 澆注系統(tǒng)的基本原則 是在滿足塑料制品質(zhì)量的同時 還應(yīng)有利于提高成型 速度來縮短成型周期 澆注系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)注意的幾個問題 排氣良好 流程短 防止型芯和嵌件移位和變形 整修方便 防止塑件翹曲變形 澆注系統(tǒng)的截面積和長度 保證型腔充滿 3 6 2 澆口套的選用 澆口套屬于標(biāo)準(zhǔn)件 在選夠澆口套時應(yīng)注意 澆口套進料口直徑和球面坑半 徑 因此 所選澆口套如圖所示 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 17 3 6 3 冷料井的設(shè)計 根據(jù)實際 采用底部帶有頂桿的冷料井 推桿裝于推桿固定板上 如圖所示 3 6 4 分流道的設(shè)計 1 分流道截面形狀 分流道截面形狀可以是圓形 半圓形 矩形 梯形和 U 形等 圓形和正方形 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 18 截面流道的比表面積最小 流道表面積與體積之比稱為比表面積 塑料熔體的 溫度下降少 阻力亦小 流道的效率最高 但加工較困難 而且正方形截面不易 脫模 所以在實際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯形 半圓形及 U 形 2 分流道的尺寸 分流道尺寸由塑料品種 塑件的大小及長度確定 對于重量在 200g 以下 壁厚在 3mm 以下的塑件可用下面經(jīng)驗公式計算分流道的直徑 如式 D 0 2654W1 2 L1 4 式中 D 分流道的直徑 mm W 塑件的質(zhì)量 g L 分流道的長度 mm 此式計算的分流道直徑限于 3 2mm 9 5mm 對于 HPYC 和 PMMA 應(yīng)將計算結(jié) 果增加 25 對于梯形分流道 H 2D 3 對于 U 形分流道 H 1 25R R 0 5D D 算出后一般取整數(shù) 對于半圓形 H 0 45R 對于流動性極好的塑料 如 PE PA 等 當(dāng)分流道很短時 其直徑可小到 2mm 左右 對于流動性差的塑料 如 PC HPVC 及 PMMA 等 分流道直徑可以大到 13mm 大多數(shù)塑料所用分流道的直徑為 6mm 10mm 3 分流道的布置 在多型腔模具中分流道的布置中有平衡式和非平衡式兩類 平衡史布置是指 分流道到各型腔澆口的長度 斷面形狀 尺寸都相同的布置形式 它要求各對應(yīng) 部位的尺寸相等 這種布置可實現(xiàn)均衡送料和同時充滿型腔的目的 使成型的塑 件力學(xué)性能基本一致 但是 這種形式的布置使分流道比較長 非平衡式布置的指分流道到各型腔澆口長度不相等的布置 這種布置使塑料 進入各型腔有先有后 因此不利于均衡送料 但對于型腔數(shù)量多發(fā)模具 為不使 流道過長 也常采用 為了達到同時充滿型腔的目的 各澆口的斷面尺寸要制作 得不同 4 分流道設(shè)計要點 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 19 1 在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體順利充滿型腔的前提下 分流 道截面面積與長度盡量取小值 分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)圓弧過度 2 分流道較常時 在分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料井 3 分流道的位置可單獨開設(shè)在定模板上或動模板上 也可以同時開 設(shè)在動 定模板上 合模后形成分流道截面形狀 4 分流道與澆口連接處應(yīng)加工成斜面 并用圓弧過度 在選擇澆口套時應(yīng)注意 澆口套進料口直徑如式 D d 0 5 1 mm 式中 d 注塑機噴嘴口直徑 球面凹坑半徑 R R r 0 5 1 mm 式中 r 注塑機噴嘴球頭半徑 澆口套與定模板的配合 在單腔模中 常不設(shè)分流道 而在多腔模中 一般都設(shè)置有分流道 塑料 沿分流道流動時 要求通過它盡快地充滿型腔 流動中溫度降低盡可能小 阻力 盡可能低 同時 應(yīng)能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔 從前兩點出發(fā) 分流 道應(yīng)短而粗 但為了減少澆注系統(tǒng)的加回料量 分流道亦不能過粗 過粗的分流 道冷卻緩慢 還倒增長模塑的周期 而該設(shè)計中使用了梯形斷面形狀的分流道 如圖所示 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 20 因為梯形斷面的這種分流道易于機械加工 且熱量損失和阻力損失均不大 故它 也是一種常用的形式 其斷面尺寸比例為 H 2 3W X 3 4W 或?qū)⑿边吪c 分模線的垂線呈 5 10 的斜角 3 6 5 澆口及位置選擇 澆口又稱進料口 是連接分流道與型腔之間的一段細流道 除直澆口外 它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分 其主要作用是 1 型腔充滿后 熔體在澆口處首先凝結(jié) 防止其倒流 2 易于在澆口切除澆注系統(tǒng)的凝料 澆口截面約為分流道截面的 0 03 0 09 澆口長度約為 0 5mm 2mm 澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗確定 取其下限值 然后 在試限時逐步糾正 當(dāng)塑料熔體通過澆口時 剪切速率增高 同時熔體的內(nèi)摩擦加劇 使料流的 溫度升高 粘度降低 提高了流動性能 有利用充型 但澆口尺寸過小會使壓力 損失增大 凝料加快 補縮困難 甚至形成噴射現(xiàn)象 影響塑料質(zhì)量 澆口的形狀和尺寸對制品質(zhì)量影響很大 澆口在多情況下 系整個流道斷面 尺寸最小的部分 除主流道型的澆口外 一般匯報口的斷面積與分流道的斷面 積之比約為 0 03 0 09 斷面形狀如圖 4 3 所示 澆口臺階長 1 1 5 左右 雖 然澆口長度比分流道的長度短的多 但因為其斷面積甚小 澆口處的阻力與分流 道相比 澆口的阻力仍然是主要的 故在加工澆口時 更應(yīng)注意其尺寸的準(zhǔn)確性 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 21 然而 根據(jù)塑件的樣品圖 1 1 生產(chǎn)的批量等 采用一模兩腔結(jié)構(gòu) 澆口采用扇 形如圖所示 1 澆口的位置的應(yīng)使填充型腔的流程最短 這樣的結(jié)構(gòu)使壓力損失最小 易保證料流充滿整個型腔 對于型塑件 要進行流 動比的校核 流動比 K 由流動通道的長度 L 與厚度 t 之比來確定 如下式 K L t 式中 L 各段流程的長度 mm t 各段流程的厚度或直徑 mm 流動比的允許值隨塑料熔體的性質(zhì) 溫度壓力等的不同而變化 流動 比的計算公式為 K L1 t 1 L 2 L 3 t 2 K L1 t 1 L 2 t 2 L 3 t 3 2L 4 t 4 L 5 t 5 2 澆口位置的選擇要避免塑件變形 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 22 3 澆口位置的設(shè)置應(yīng)減少或避免產(chǎn)生熔接痕 熔接痕是充型時前端較冷的料流在型腔中的對接部位 它的存在會降低 塑件的強度 所以設(shè)置澆口時應(yīng)考慮料流的方向 為提高熔接痕處強度 可在熔 接處增設(shè)溢流槽 使冷料進入逸流槽 筒形塑件采用環(huán)行澆口無熔接痕 而輪輻 式澆口會有熔接痕產(chǎn)生 澆口的位置塑與件質(zhì)量有直接影響 位置選擇不當(dāng)會使塑件產(chǎn)生變形 熔接痕等 缺陷 圖示為澆口位置的布局 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 23 第 4 章 成型零件工作尺寸的計算 4 1 分型面的設(shè)計 在塑件設(shè)計階段 首先應(yīng)該考慮成型時分型面的形狀 否則就無法用模具成型 在模具設(shè)計階段 應(yīng)首先確定分型面的位置 然后才選擇模具的結(jié)構(gòu) 分型面選 擇是否合理 對工藝操作難易程度和模具設(shè)計制造有很大影響 因此分型面的選 擇是注射模設(shè)計中的一個有關(guān)塑件質(zhì)量的關(guān)鍵因素 選擇分型面總的原則是保證 塑件質(zhì)量 且便于制品脫模和簡化模具結(jié)構(gòu) 主要有以下幾點 塑件脫模方便 模具結(jié)構(gòu)簡單 確保塑件尺寸精度 型腔排氣順利 無損塑件外觀分型面選擇應(yīng)便于模具零件的加工 分型面選擇應(yīng)考慮注射機的規(guī)格 如果塑件上側(cè)孔 必須側(cè)向抽芯 應(yīng)避免定模上側(cè)向抽芯 分型面的選擇應(yīng)有利于嵌件的安裝 4 2 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 型腔 由于成型塑件的總體吃尋不是太大 型腔采用整體式 它是在整塊金 屬模板上加工而成的 其特點是牢固 不易變形 不會使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡 整體式型腔常用于簡單的中小型模具上 型芯 凸模是用于成型塑件內(nèi)表面的零部件 有時又稱型芯或成型桿 凸模 與模板做成整體 結(jié)構(gòu)牢固 成型質(zhì)量好 但鋼材消耗量大 適用于內(nèi)表面形狀 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 24 簡單的小型凸模 由于本塑件尺寸較小 對材料不能構(gòu)成浪費 為了使其結(jié)構(gòu) 牢固 安裝方便 配合簡單 本制件可選用整體式凸模 4 3 型芯 型腔尺寸的計算 型芯的徑向尺寸的計算 按平均收縮率計算型芯的徑向尺寸 經(jīng)查 塑料模具設(shè)計手冊 可知 PVC 的平均收縮率為 1 8 S CP 根據(jù)塑件精度等級查得 塑料模具設(shè)計 中 塑件公差數(shù)值表 其徑向基本尺 寸為 17mm 那么它的浮動尺寸為 17 0 48 0 根據(jù)公式 LM LS SCP LS 3 4 LM 17 17 1 8 3 4 0 48 3 LM 17 670 0 16 式中 LM 零件制造徑向尺寸 LS 徑向的基本尺寸 對于小型零件等于 3 為制件允許的公差值 型芯尺寸的高度計算 同樣也是按收縮率來計算值 這時規(guī)定制件孔深的名義尺寸 HS 為最小尺寸 偏差 為正偏差 型芯高度的名 義尺寸為 HM為最大尺寸 偏差為負偏差 而其基本尺寸為 60mm 浮動尺寸為 60 0 92 0 同上可以得到型芯高度名義尺寸 HM HS SCP HS 2 3 HM 61 70 0 3 因為以面的型芯尺寸的計算時都是以型腔為準(zhǔn)的 因此有一部分的尺寸 60mm 的尺寸 我們只考慮了型腔各尺寸的制造加工尺寸 1 型腔徑向尺寸的計算為 同上以是按平均收縮率來計算其尺寸 已知在給定條件下的平均收縮率 SCP 制 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 25 件型腔的名義尺寸為 LM 最小尺寸 公差值為 正偏差 則型腔的平均尺 寸為 L M 2 考慮到收縮量和磨損值 但要注意的一點 那就是該設(shè)計的一大優(yōu)點 為了便于工人的制模 把型腔先做 成一個整體 然后用線切割機床再分開 這樣也可以節(jié)約材料 因此在型腔一方 將會加上一個放電間隙值和鉬絲的直徑值 設(shè)放電間隙為 0 02mm 鉬絲直徑為 0 18mm 故也根據(jù)公式 LM LS LS SCP 3 4 可得 基本尺寸為 20mm 時 可得如下值 1 LM 20 20 1 8 3 4 0 56 3 LM 19 94 0 18 0 那么 L M 20 14 0 18 0 基本尺寸為 40 mm 時 可得如下值 2 LM 40 40 1 8 3 4 0 92 3 LM 40 12 0 26 0 那么 L M 40 32 0 26 0 2 型腔深度尺寸的計算 也是按平均收縮率計算型腔的深度尺寸 在型腔深度尺寸的計算中 規(guī)定制件高 度的名義尺寸為 HS 為最大尺寸 公差以負偏差表示 型腔深度名義尺寸 HM為最 小尺寸 公差以正偏差表示 型腔的底部或型芯的端面與分型面平行 在脫模過 程中磨損很小磨損量就不考慮 據(jù) HM HS HS SCP 2 3 可得 深度尺寸為 1 5mm 時 1 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 26 HM 1 5 1 5 1 8 2 3 0 32 0 32 3 HM 1 51 0 1 0 深度尺寸為 57mm 時 2 HM 57 57 1 8 2 3 0 92 0 92 3 HM 57 33 0 3 0 4 4 成型腔壁厚的計算 成型腔應(yīng)具有足夠的壁厚以承受塑料熔體的高壓 如壁厚不夠可表現(xiàn)為剛度 不足 即產(chǎn)生過大的彈性變形值 也可表現(xiàn)為強度不夠 即塑腔發(fā)生塑隆變形甚 至破裂 模具的型腔在注射時 當(dāng)型腔全部充滿時 內(nèi)壓力達到極限值 然后隨 著塑料的冷卻和澆口的封閉 壓力逐漸減小 在開模時接近常壓 型腔壁厚計算以最大壓力為準(zhǔn) 理論分析和實踐證明 對于大尺寸的型腔 剛度不足是主要原因 應(yīng)按剛度來計算 而小尺寸和型腔在發(fā)生的彈性變形前 其內(nèi)應(yīng)力就超過了許用應(yīng)力 因此按強度來計算 而此次設(shè)計的塑件尺寸不是很 大 因此 我們就按強度來計算型腔壁厚 模具結(jié)構(gòu)中 都采用的是整體式且是 矩形型腔 它的按強度來計算側(cè)壁的厚度比較的復(fù)雜 而在 模具設(shè)計手冊 里 可以查得一些經(jīng)驗值 如圖所示 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 27 第 5 章結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計 5 1 合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 導(dǎo)向機構(gòu)主要用于保證動模和定模兩大部分及其他零部件之間的準(zhǔn)確對合 導(dǎo)向機構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式 設(shè)計的基本要求是導(dǎo)向精確 定 位準(zhǔn)確 并且有足夠的強度 剛度和耐磨性 多采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu) 其作用是 導(dǎo)向作用 上模和下模合模時 首先是導(dǎo)向零件接觸 引導(dǎo)上下模準(zhǔn)確合模 避 免凸模或型芯先進入型腔 保證不損壞成型零件 定位作用 避免模具裝配時認錯方位而損壞模具 尤其是形狀不對稱的型腔 對于垂直分型的兩瓣對拼凹模 合模銷可以保證在合模時定位準(zhǔn)確 承受一定的側(cè)向壓力 塑料注入型腔過程中會產(chǎn)生單向側(cè)面壓力 或者由于成型 設(shè)備精度的限制 使導(dǎo)柱在工作中承受一定的側(cè)壓力 當(dāng)側(cè)向壓力很大時 則不 能完全由導(dǎo)柱來承擔(dān) 需要增設(shè)錐面定位裝置 圖 12 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 28 公差配合 安裝段與模板間采用過渡配合 H7 k6 導(dǎo)向段與導(dǎo)向孔間采用間隙 配合 H7 f7 5 2 模架的設(shè)計 模具的大小主要取決于塑件的大小和結(jié)構(gòu) 對于模具而言 在保證足夠強度 和剛度的條件下 結(jié)構(gòu)越緊湊越好 可以以塑件布置在推桿的范圍之內(nèi)及復(fù)位桿 與型腔保持一定距離為原則來確定模架大小 經(jīng)確定選取 A2 型直澆口標(biāo)準(zhǔn)模架 其外形尺寸為 230mm 250mm 200mm 如下圖所示 圖 13 5 3 模架各尺寸的校核 根據(jù)所選注塑機來校核模具設(shè)計的尺寸 模具平面尺寸 230mm 250mm 260mm 290mm 拉桿間距 校核合格 模具閉合高度尺寸 225mm 200mm 225mm 300mm 模具的最大厚度和最小厚度 校 核合格 模具的開模行程 S H 1 H2 a 5 10 mm 計算得 H 1 H2 a 5 10 20 30 10 10 70mm 300mm 開模行程 校核合格 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 29 5 4 塑件脫模機構(gòu)設(shè)計 在注塑成型的每一個循環(huán)中 塑件必須由模具型腔中脫出 在該設(shè)計中 為 了使符合脫模機構(gòu)的要求 使塑件留于動模 1 塑件不變形損壞 2 這是脫模機構(gòu)應(yīng)當(dāng)達到的基本要求 要做到這一點首先必須分析塑件對模腔 的附著力的大小和所在部位 以便選擇合適的脫模方式和脫模位置 使脫模力得 以均勻合理的分布 良好的塑件外觀 3 頂出塑件的位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部 以免損壞塑件的外觀 結(jié)構(gòu)可靠 4 因此 根據(jù)裝配圖所示 其模具結(jié)構(gòu)的脫模機構(gòu)主要由中心拉料桿拉斷澆口 然后由頂桿推動推板使工作推出 還有在設(shè)計主型芯時也會有一定的撥模作斜度 3 5 5 5 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)設(shè)計 當(dāng)塑件上具有與開模方向不同的內(nèi)外側(cè)孔時 塑件不能直接脫模 必須將成 型側(cè)孔的零件做成可動的 在塑件脫模前先將活動型芯抽出 然后再自模中通過 頂桿頂出塑件 而此次的設(shè)計完全符合以上要求 因此 也采用了側(cè)向分型抽芯 機構(gòu) 又 該塑制品是大批量的生產(chǎn) 故也使用了機動側(cè)向分型抽芯 5 5 1 抽芯力和抽芯距的計算 抽芯距的計算 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 30 因為抽芯距等于側(cè)孔深加 2 3mm 的安全系數(shù) 而當(dāng)結(jié)構(gòu)比較特殊時 如成型 圓形線圈骨架 以及該外形為正方形的線圈骨架 如下圖所示 設(shè)計的抽芯距 不能等于線圈骨架凹模深度 S2 因為滑塊抽至 S2 時塑件的外徑仍不能脫出滑塊 的內(nèi)徑 必須抽出 S 的距離再加上 2 3 mm 塑件才能脫出 故抽芯距為 S S1 2 3 20 2 3 mm 22 23mm 式中 S 抽芯距 S 抽芯的極根尺寸 此為塑件最大的外形尺寸 斜導(dǎo)柱的尺寸與安裝形式 斜導(dǎo)柱的形狀與基本尺寸 斜導(dǎo)柱的基本尺寸主要以長度尺寸為主 斜導(dǎo)柱的長度計算為如下式 L 1 2Dtan h 1 cos 1 2dtan S sin 10 15 mm 1 2 20 0 45 25 1 1 1 2 15 0 45 22 0 4 10 15 mm 110mm 式中 L 斜導(dǎo)柱的長度 D 斜導(dǎo)柱固定部分大端直徑 h 斜導(dǎo)柱固定板厚度 斜導(dǎo)柱的形狀與尺寸如圖所示 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 31 斜導(dǎo)柱的安裝固定形式 如上圖所示 斜導(dǎo)柱的傾斜角 a 為 24 而一般來說鎖緊塊的角度 a a 2 3 mm 斜導(dǎo)柱與固定板之間用三級精度第三種過渡配合 由于斜導(dǎo)柱 只起驅(qū)動滑塊的作用 滑塊運動的平穩(wěn)性由導(dǎo)滑槽與滑塊間的配合精度保證 滑 塊的最終位置由鎖緊塊保證 因此為了運動靈活 斜導(dǎo)柱和滑塊間采用比較松的 配合 斜導(dǎo)柱的尺寸為 15 0 5 1 0 頭部做成圓錐形 同時圓錐部的斜角 為 30 度 它大于斜導(dǎo)柱的傾斜角 這樣避免了斜導(dǎo)柱的有效長度離開滑塊時 其頭部仍然繼續(xù)驅(qū)動滑塊 那么固定形式如圖 滑塊形式與導(dǎo)滑槽的形式 滑塊分為整體式與組合式 因根據(jù)設(shè)計的需要 采用了組合式 哈夫塊 而導(dǎo) 滑槽的形式就是要能達到在抽芯的過程中 保證滑塊遠動平穩(wěn) 無上下竄動和卡 緊的現(xiàn)象 同時又要方便加工 故導(dǎo)滑槽采用組合式 由導(dǎo)滑板與推件板組成 其組合圖為 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 32 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 33 第六章 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 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 一般注射到模具 內(nèi)的塑溫度為 200 C 左右 而塑件固化后從模具型腔中取出時溫度在 60 C 溫 度降低是由于模具通入了冷卻水 將熱量帶走了 像這樣就是我們要做的模具溫 度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 加水循環(huán)冷卻 這種方法一般用于流動性比較好的低融點塑料的 成型 因為 PVC 的成型的如下的特性 雖然流動不是很好 極易分解 特別在高溫下與鋼接觸時極易分解 分解產(chǎn)生腐 蝕性氣體 但當(dāng)給模腔表面鍍鉻或滲氮處理 可以解決以上問題 另外就是在低 溫高壓下注塑 同時模具應(yīng)有冷卻系統(tǒng) 圖是模具結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)的大概圖 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 34 6 1 先考慮理論注塑量 理論注塑量是指注塑機在對空注塑的條件下 注塑螺桿 或柱塞 作一次最 大注塑行程時 注塑裝置所能達到的最大注塑量 理論注塑量一般有兩種表示方 法 一種規(guī)定以注塑聚氯乙烯 PVC 密度約為 1 35g cm3 的最大克數(shù) g 為標(biāo)準(zhǔn) 稱之為理論注塑質(zhì)量 另一種規(guī)定以注塑塑料的最大容積 cm 3 為標(biāo)準(zhǔn) 稱之為理論注塑容量 6 2 考慮實際注塑量 根據(jù)實際情況 注塑機的實際注塑量是理論注塑量的 80 左右 即有 M S a M1 V s a V1 式中 M 1 理論注塑質(zhì)量 g V1 理論注塑容量 cm 3 MS 實際注塑質(zhì)量 g VS 實際注塑容量 g a 注塑系數(shù) 一般取值為 0 8 在注塑生產(chǎn)中 注塑機在每一個成型周期內(nèi)向模內(nèi)注入熔融塑料的 容積或質(zhì)量稱為塑件的注塑量 M 塑件的注塑量 M 必須小于或等于注塑 機的實際注塑量 當(dāng)實際注塑量以實際注塑容量 VS表示時 如式 MS VS 式中 M S 注塑密度為 時塑料的實際注塑質(zhì)量 g 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 35 在塑化溫度和壓力下熔融塑料密度 g cm 3 C 式中 注塑塑料在常溫下的密度 g cm 3 C 塑化溫度和壓力下塑料密度變化的校正系數(shù) 對結(jié)晶型 塑料 C 0 85 對非結(jié)晶型塑料 C 0 93 當(dāng)實際注塑量以實際注塑質(zhì)量 MS表示時 有式 MS MS ps 式中 ps 軟聚氯乙烯 PVC 在常溫下的密度 約為 1 35g cm3 所以 塑件注塑量 M 應(yīng)滿足式 MS M nM Z MJ 式中 n 型腔個數(shù) MZ 每個塑件的質(zhì)量 g MJ 澆注系統(tǒng)及飛邊的質(zhì)量 g 根據(jù)塑料制品的體積或質(zhì)量查 塑料模具設(shè)計 教材表或查相關(guān)手冊選定注 塑機型號為 XS ZY 125 6 3 模具閉合高度的校核 通過前章各模板的尺寸選定和計算 模具實際厚度 H 模 為 270mm 而注塑機最 小厚度 H 最小 為 170 mm 即 H 模 H 最小 也滿足要求 6 4 模具與注塑機安裝部分相關(guān)尺寸校核 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 36 6 4 1 模板尺寸和拉桿間距是否相適合 因為要滿足上述要求 只有達到模具長 寬 拉桿間距這樣的條件 而確有 模具長 寬 240 200 mm mm 拉桿間距 295 295 mm mm 成立 所 以也是滿足要求的 6 5 斜導(dǎo)柱側(cè)向分型最小開模行程的校核 因為該塑件所用斜導(dǎo)柱側(cè)向芯是在水平的位置 因此要完成 抽拔距所需要的開 模行程 由下式求得 H S ctg 22 ctg24 45mm 斜導(dǎo)柱的受力分析及強度計算 斜導(dǎo)柱的受力分析 根據(jù)斜導(dǎo)柱的形式 可以按公式 Fw Ft cos Fk Ft tan 式中 Fw 側(cè)抽芯時斜導(dǎo)柱所受的彎曲力 Ft 側(cè)抽芯的脫模力 其大小等于抽芯力 Fk 側(cè)抽芯時所需要的開模力 綜合以上分析可知 從斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)考慮 希望斜角 值大一些好 而從斜導(dǎo) 柱受力情況考慮 希望斜角 值小一些好 因此 該斜導(dǎo)柱的斜角取了 24 經(jīng)過用上述公式的核算 滿足了模具結(jié)構(gòu)要求 模具結(jié)構(gòu)草案 由于塑件內(nèi)空心 側(cè)有凹槽所要求模具結(jié)構(gòu)必須采用斜導(dǎo)柱抽芯機構(gòu) 并采用 斜導(dǎo)柱在定模 哈夫塊 斜滑塊 在動模的結(jié)構(gòu) 整體斜楔定位 斜導(dǎo)柱側(cè)抽 芯分型 推板推出工件的工作原理 可以繪出模具草圖詳見附圖 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 37 小結(jié) 在本次設(shè)計中 經(jīng)過仔細的調(diào)研和方案論證 確定了具體設(shè)計方案 對產(chǎn) 品的可行性和工藝進行了詳細分析 在確定模具分析面方面設(shè)置了很多方案 經(jīng) 過塞選確定了選用 half 模具來成型塑件 在塑件的滑塊設(shè)計上 經(jīng)過仔細的查閱 手冊以及資料來確定 通過指導(dǎo)老師的指導(dǎo) 整理 修改而達到了令人滿意的答卷 通過這次線圈骨架的注射模具設(shè)計 使我加深了模具方面的認識 在這個過程中 培養(yǎng)了我獨立思考 全面分析問題以及解決問題的能力 采用 Pro E EMX 建立 模型并得出結(jié)果 以認真負責(zé)的工作態(tài)度完成了整個注塑模設(shè)計的全過程 具備 了設(shè)計人員應(yīng)有的基本素質(zhì)和能力 即將投入到社會工作中去 我會盡自己的能 力把學(xué)到的理論知識運用到實踐工作中 做一個有用的人才 最后要感謝母校及 老師們對我的栽培 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 38 謝辭 本論文設(shè)計在翟德梅老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下業(yè)已完成 從課題選擇 到具體的寫作過程 無不凝聚著翟德梅老師的心血和汗水 在我的畢業(yè)設(shè)計期間 翟德梅老師為我提供了種種專業(yè)知識上的指導(dǎo)和一些富于創(chuàng)造性的建議 沒有這 樣的幫助和關(guān)懷 我不會這么順利的完成畢業(yè)論文 在此向老師表示深深的感謝 和崇高的敬意 在臨近畢業(yè)之際 我還要借此機會向在這三年中給予了我?guī)椭?指導(dǎo)的所有老師表示由衷的謝意 感謝他們?nèi)陙淼男燎谠耘?不積跬步何以至 千里 各位任課老師認真負責(zé) 在他們的悉心幫助和支持下 我能夠很好的掌握 和運用專業(yè)知識 并在設(shè)計中得以體現(xiàn) 順利完成畢業(yè)設(shè)計 同時 在設(shè)計過程 中 我還參考了有關(guān)的書籍和論文 在這里一并向有關(guān)的作者表示謝意 我還要 感謝同組的各位同學(xué) 在畢業(yè)設(shè)計的這段時間里 你們給了我很多的啟發(fā) 提出 了很多寶貴的意見 對于你們幫助和支持 在此我表示深深地感謝 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 39 參考文獻 1 模具設(shè)計與制造簡明手冊第三版 馮炳堯 韓泰榮 蔣文森 編 丁戰(zhàn) 生 審 2 許越發(fā)編著 使用模具設(shè)計與制造手冊 清華大學(xué)出版社 2001 3 塑料模具設(shè)計 陳志剛主編 朱自成主審 4 陳萬林主編 實用塑料注射模設(shè)計與制造 機械工業(yè)出版社 2002 5 趙仲治主編 塑料成型工藝與模具設(shè)計 機械工業(yè)出版社 1993 6 姜明德主編 公差配合與技術(shù)測量 湖南科學(xué)技術(shù)出版社 7 模具制造技術(shù) 劉航主編 賈寶勤主審 8 鄒繼強主編 塑料模具設(shè)計參考資料匯編 北京 清華大學(xué)出版社 2005 9 岳睿 前面罩工藝設(shè)計 模具工業(yè) 2007 33 10 20 22 10 張承琦主編 塑料成型工藝 1983 第 3 版 輕工業(yè)出版社 11 王以華等主編 現(xiàn)代模塑成型手冊 1993 第 14 版 上海交通大學(xué)出版社 12 吳培熙等 塑料制品生產(chǎn)工藝手冊 1993 第 8 版 北京化學(xué)工業(yè)出版社 13 朱光力主編 模具設(shè)計與制造實訓(xùn) 2004 第 1 版 高等教育出版社 14 溫松明主編 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 1998 第 2 版 湖南大學(xué)出版社 15 朱光力 萬金保主編 塑料模具設(shè)計 2003 第 1 版 清華大學(xué)出版社 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 40