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模具制造是制造業(yè)的根基，在輕工、電子、機(jī)械、通訊、交通、汽車(chē)、軍工等部門(mén)中，60%-80%的零部件都依靠模具成形，模具質(zhì)量的高低決定著產(chǎn)品質(zhì)量的高低，因此，模具被稱(chēng)之為“百業(yè)之母”。塑料模具占模具總量的40%左右。近年來(lái), 我國(guó)塑料模具制造水平已有較大提高。大型塑料模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)到50t以上的注塑模,精密塑料模具的精度已達(dá)到2μm,制件精度很高的小模數(shù)齒輪模具及達(dá)到高光學(xué)要求的車(chē)燈模具等也已能生產(chǎn),多腔塑料模具已能生產(chǎn)一模7800腔的塑封模;高速模具方面已能生產(chǎn)擠出速度高達(dá)6m/min以上的塑料異型材擠出模具及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠出和低發(fā)泡鋼塑共擠等各種模具。 注塑模具作為塑料模具中的一個(gè)非常大的部分，研究其設(shè)計(jì)、制造過(guò)程是非常有實(shí)際的工程應(yīng)用價(jià)值。一般家電產(chǎn)品中的注塑模具的應(yīng)用非常多，而家電產(chǎn)品中像電風(fēng)扇上蓋注塑成形模具的研究必然有著其實(shí)際的意義： （1）電風(fēng)扇上蓋的需求量非常大。在我們的生活中隨處可以看到電扇，食堂、教室、辦公室等，一個(gè)電扇需要兩個(gè)上蓋，可想而知其需求量是非常大的。 （2）電風(fēng)扇上蓋的結(jié)構(gòu)非常普遍。電風(fēng)扇上蓋的圓筒狀外形，并且在上部還有一沉孔，又有四個(gè)加強(qiáng)筋，因此其結(jié)構(gòu)是非常典型的，在日常生活中，我們使用的茶杯，臺(tái)燈外殼，各種家電產(chǎn)品的外殼幾乎都有這種類(lèi)似的結(jié)構(gòu)，因此研究非常有必要。 （3）選用材料的典型性。所用材料為聚丙烯（PP），在各種生活產(chǎn)品的應(yīng)用也很多，對(duì)于其注塑性能的研究也非常有實(shí)際的研究?jī)r(jià)值。 （4）電風(fēng)扇上蓋注塑成型模具設(shè)計(jì)，關(guān)鍵的內(nèi)容包括：電風(fēng)扇上蓋的工藝性分析，模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，非標(biāo)準(zhǔn)件的制造工藝規(guī)劃。 首先塑件的工藝性分析，主要內(nèi)容包括： （1）通過(guò)查閱各種注塑模具設(shè)計(jì)手冊(cè)以及各類(lèi)相關(guān)文章和書(shū)籍，對(duì)電風(fēng)扇上蓋的選用材料的性能進(jìn)行分析，并對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。 （2）注塑設(shè)備選擇，確定塑件的型腔數(shù)，并計(jì)算塑件的投影面積，通過(guò)注射量的校核、注射力的校核、鎖模力的校核、安裝部分的尺寸校核、開(kāi)模行程的校核、頂出裝置的校核，結(jié)合注塑設(shè)備的資料確定注塑設(shè)備的型號(hào)。 （3）確定收縮率與分型面，通過(guò)查閱手冊(cè)確實(shí)材料的收縮率，并且確定具體的分型面大致為電風(fēng)扇上蓋直接為Ф121處。 其次模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，內(nèi)容包括： （1）標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 （2）澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，澆注系統(tǒng)四部分（主流道，分流道，澆口，冷料穴）的設(shè)計(jì)，計(jì)算其尺寸 （3）成型件的設(shè)計(jì)，對(duì)凹模與凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其工作尺寸計(jì)算 （4）抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，蓋頂處有一沉孔，選擇合適的側(cè)抽芯結(jié)構(gòu) 最后非標(biāo)準(zhǔn)件的制造工藝規(guī)劃，內(nèi)容包括： 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)可能存在一系列的問(wèn)題，涉及的內(nèi)容也很多，主要可能有以下問(wèn)題： （1）非標(biāo)準(zhǔn)件的加工問(wèn)題，標(biāo)準(zhǔn)件一般都可以從市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)，但非標(biāo)準(zhǔn)件（包括在標(biāo)準(zhǔn)件上加工）的加工加工內(nèi)容可能較多，而且加工比較困難。 （2）側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，為了使形成的沉孔滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)時(shí)必然會(huì)存在一些問(wèn)題，像抽芯機(jī)構(gòu)如何安裝。 （3）冷卻系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)如何合理的布置，而且加工也相對(duì)比較困難，  1 塑料的工藝性分析 1.1 塑件的原材料分析 塑料的類(lèi)型：PP（聚丙烯）。屬于結(jié)晶材料，吸濕性較小，流動(dòng)性非常好，溢邊值為0.02mm上下；成形收縮比率大，比較容易產(chǎn)生小縮孔、凹痕以及形變；比熱容量較大，所以設(shè)置能充分進(jìn)行冷卻的調(diào)溫系統(tǒng)是成型模具所必需考慮的；模具可適宜的成型溫度一般為80℃左右，最低不能低于50℃。否則，會(huì)使塑料件表面光澤度變差或者熔接痕等缺陷的產(chǎn)生。成型溫度過(guò)高會(huì)使模具翹曲變形。PP聚丙烯塑料材料主要應(yīng)用于汽車(chē)模具工業(yè)，各種器械，日用消費(fèi)品等領(lǐng)域。 1.2 塑件的尺寸精度分析 材料的收縮具體情況和模具的制造中產(chǎn)生誤差是制約影響塑料制品的尺寸精度的兩大主要因素。查表可知PP的收縮率為1.1%～2.6%,數(shù)據(jù)分析時(shí)采用S=1.75%進(jìn)行計(jì)算。由于對(duì)于模具制品的精度無(wú)很具體特別的要求，根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T14486-1993所規(guī)定，并參照以下表格的收縮特性及所選用的公差等級(jí)表，得到該塑件的公差等級(jí)為MT6。 表1.1 材料收縮特性及需選用的公差等級(jí) 收縮率特性值S(%) 公差等級(jí) 標(biāo)準(zhǔn)公差尺寸 未標(biāo)準(zhǔn)公差尺寸 高精度 一般精度 >0～1 MT2 MT3 MT5 >1～2 MT3 MT4 MT6 >2～3 MT4 MT5 MT7 >3 MT5 MT6 MT7 1.3 塑件的表面質(zhì)量分析 該塑件成型外表面精度要求粗糙度比較低，表面比較光滑，內(nèi)表面精度要求比較低。并且PP在不同加工方法所能達(dá)到的表面的粗糙度讀值為0.1～1.6μm。因?yàn)閷?duì)表面粗糙度無(wú)特殊要求，為了更方便更快捷的加工，在塑件制造與加工過(guò)程中可選用Ra=0.8μm。 1.4 塑件結(jié)構(gòu)的工藝性分析 本次所設(shè)計(jì)的塑件形狀大小如下圖： 圖1.1 塑件 通過(guò)該落地式電風(fēng)扇上蓋模具的三維造型可以了解：該塑件主要是以圓柱形為主體，在頂部的位置加附上四處加強(qiáng)筋，在設(shè)計(jì)模具的時(shí)候必須要特別注意此處的設(shè)計(jì)，必要時(shí)甚至可以將結(jié)構(gòu)做更進(jìn)一步的改動(dòng)；之所以采用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，就是為了更好的注出上部的沉孔，另外側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)也是此次模具設(shè)計(jì)時(shí)需要重點(diǎn)考慮的部分；雖然該塑件的設(shè)計(jì)精度要求并不要求很高，但是在這次設(shè)計(jì)模具的時(shí)候需要慎重考慮一些非常實(shí)用又經(jīng)濟(jì)的方法來(lái)改進(jìn)模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，以便于達(dá)到比較理想的設(shè)計(jì)效果，更好的運(yùn)用于實(shí)際的生產(chǎn)當(dāng)中。 2 注塑過(guò)程的分析及確定成型設(shè)備選擇 2.1 注塑過(guò)程的分析 在此次模具注塑成型過(guò)程中,還必須要對(duì)注塑成型階段進(jìn)行各種必要的數(shù)據(jù)分析,主要是塑料材料的填充和保壓這兩個(gè)重要階段的分析與確定,通過(guò)Moldflow軟件的分析結(jié)果如下： 表2.1 注塑的填充階段 表2.2 注塑的保壓階段 根據(jù)上述的Moldflow軟件的分析數(shù)據(jù)過(guò)程當(dāng)中可知，在1.51秒的時(shí)候速度還有壓力開(kāi)始切換，并且在大約在1.53秒時(shí)壓力填充完成，而壓力最大值是出現(xiàn)在1.52秒時(shí)，鎖模力大致在3.7秒的時(shí)候出現(xiàn)了此次分析的峰值。在模具的實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用過(guò)程中注塑機(jī)的模具注塑過(guò)程的速度參數(shù)以及壓力參數(shù)值的切換設(shè)置可根據(jù)上表格分析結(jié)果以及實(shí)際運(yùn)用中可以看的出。 2.2 選用注塑機(jī) 選用注塑機(jī)可以采用Moldflow軟件分析來(lái)確定： （a）澆注結(jié)構(gòu)系統(tǒng)以及此次設(shè)計(jì)的制件的總體體積大概為110 cm左右， （b）鎖模力曲線(xiàn)圖（如圖2.1所示）：所選的注塑機(jī)的鎖模力必須不應(yīng)該小于15tonne 圖2.1 鎖模力曲線(xiàn)圖 （c）注塑所產(chǎn)生的壓力曲線(xiàn)圖（如圖2.2所示）：最大的壓力峰值約為20.93MPa 圖2.2 注塑壓力曲線(xiàn)圖 根據(jù)數(shù)據(jù)和表格進(jìn)行初步計(jì)算可知該塑件模具的工作行程大約為150mm左右。 而塑件開(kāi)模行程：S≥H+113=151mm，H則為該模具斜導(dǎo)柱部分的高度，塑件側(cè)抽芯距為S=13.5mm，開(kāi)模距H =S/tanα=37.1mm，就取開(kāi)模距離為38mm，而113為整個(gè)塑件的高度。α=20 通過(guò)上述數(shù)據(jù)分析，心中可大致確定選擇型號(hào)為SZ-100/800的注塑機(jī)， 查詢(xún)可知SZ-100/800型注塑機(jī)的內(nèi)注射容積大約為138cm左右，螺桿直徑40 mm，塑化能力一直可達(dá)到11.9g/s，注射壓力以140MPa為標(biāo)準(zhǔn),鎖模力可達(dá)到800KN，拉桿之間的有效間距為329mm294mm，模板之間的行程可達(dá)270mm，模具最小厚度則為80 mm，模具最大厚度有400mm，最大開(kāi)距570 mm，注塑機(jī)噴嘴半徑為10mm。 3 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 注塑模具的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括許多方面：分型面與成型面的選擇，澆注口系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，成型零件的設(shè)計(jì)，注塑模具導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，推出部分的設(shè)計(jì)，側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，冷卻部分的設(shè)計(jì)以及標(biāo)準(zhǔn)模架的選用。 3.1 分型面的選擇 圖3.1分型面Moldflow分析 通過(guò)上述實(shí)際分析模擬的Moldflow軟件模擬分析（圖3.1），圖中灰色部分的區(qū)域則應(yīng)該為分型面最好的選擇，因?yàn)樵谡麄€(gè)注塑過(guò)程中這個(gè)地方會(huì)出現(xiàn)排放不暢，并且最大截面處也在這個(gè)地方，因此分型面最好要選擇在該處比較合理。另外一點(diǎn)還考慮到在塑件的頂部地方還必須有一個(gè)側(cè)向抽芯的機(jī)構(gòu)，為了更好的使模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及制造的方便與快捷，以及塑件的脫模和取出的方便，因此可以采用二次分型法，另一個(gè)分型面設(shè)置在塑件的大約Ф86所在的平面較好。 3.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 先通過(guò)Moldflow軟件模擬分析該塑件的最佳澆口位置，分析數(shù)據(jù)得出的結(jié)果如圖3.2與圖3.3： 圖3.2 最佳澆口位置Moldflow分析 圖3.3 最佳澆口位置Moldflow分析 圖3.3 最佳澆口位置Moldflow分析 由得出的數(shù)據(jù)分析圖3.2可看出：最佳澆口位置應(yīng)該選擇深藍(lán)色的區(qū)域，但如果設(shè)置在這些深藍(lán)色的區(qū)域可能會(huì)造成模具設(shè)計(jì)各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜或者澆口位置暴露在外表面，雖然該塑件對(duì)表面精度粗糙度要求不是很高，但是考慮到如果只采用一個(gè)澆注口的話(huà)，那么則其注塑所填充的均勻性必然不是很好，綜上考慮之下，可將澆注口設(shè)計(jì)成輪輻式澆口，如圖3.4所示： 圖3.4 最佳澆口位置輻式澆口 3.2.1 主流道設(shè)計(jì) 澆口套進(jìn)口的直徑d應(yīng)比注射機(jī)噴嘴孔直徑大0.5～1 mm,取0.8mm。澆口套一般采用T8A或T10A材料，熱處理硬度為50～55HRC,澆口套直接從市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)。澆口套與頂模座板的配合一般按照H7/k6過(guò)渡配合。 圖3.5 澆口套 3.2.2 分流道的設(shè)計(jì) 采用的是中心澆口形式，因此對(duì)于模具而言，其分流道主要是其主澆道與澆口的連接部分的形狀及尺寸的確定，以及澆口本身的形狀和尺寸的確定兩部分的設(shè)計(jì)內(nèi)容。出于加工方便以及成本的考慮，連接部分主要采用圓形的，其尺寸為Ф3mm。 3.2.3 澆口設(shè)計(jì) 由于采用中心澆口中的輪輻式澆口（如下圖）形式,開(kāi)設(shè)在模具的第一分型面處,這種澆口是將圓形進(jìn)料改為幾小股進(jìn)料。這樣，澆口的去除較為方便，澆注系統(tǒng)的凝料也比較少。輪輻式澆口主要應(yīng)用于圓筒形、扁平和淺杯塑料件的成形。由于對(duì)塑件的強(qiáng)度及表面質(zhì)量的要求并不是非常嚴(yán)格，即使這種澆口形式易使塑料件產(chǎn)生熔接痕，影響強(qiáng)度與表面質(zhì)量，但這種澆口還是能滿(mǎn)足注塑的要求。 圖3.6 輪輻式澆口 3.3 成型零件的設(shè)計(jì) 一般影響塑料件尺寸精度的主要因素有： a、塑料成形收縮率。 塑料成形收縮率與塑料的品種，塑料件的形狀、尺寸大小、壁厚的分布，成形模具的結(jié)構(gòu)以及成形的工藝條件等因素有關(guān)。 b、模具成形零件的制造誤差； 生產(chǎn)實(shí)際證明，成形零件的制造誤差約為塑料件總公差的1/3～1/4，因此，在確定成形零件的工作尺寸公差值時(shí)，可去塑料件公差值的1/3～1/4，或取IT7～I(xiàn)T8級(jí)作為模具的制造公差 c、模具成形零件的磨損； 在使用過(guò)程中，由于塑料熔體高速流動(dòng)的沖刷、脫模時(shí)與塑料件的摩擦、成形過(guò)程中可能產(chǎn)生的腐蝕性氣體的腐蝕以及由于上述各種原因造成的成形零件表面粗糙度值的增大而重新打磨拋光等，造成模具尺寸的變化，其結(jié)果使型腔尺寸變大而型芯尺寸變小。當(dāng)然磨損的大小還與模具的材料及其熱處理有關(guān)。 d、模具裝配的誤差； 很明顯裝配工藝的好壞直接影響各個(gè)部分的尺寸。下面對(duì)各個(gè) 模具的成形部分的尺寸進(jìn)行相應(yīng)的確定。 3.3.1 凹模、凸模和型芯的基本尺寸的確定 根據(jù)凹模徑向尺寸的計(jì)算公式：，計(jì)算結(jié)果如表（表3.1）。 表3.1凹模徑向尺寸 基本尺寸 塑件公差值? 材料收縮率S 計(jì)算得基本尺寸 基本尺寸取值 ?/3 模具公差取值?T=?/3 11 0.46 0.0175 10.8475 10.85 0.153333 0.15 28 0.7 0.0175 27.965 27.97 0.233333 0.23 35 0.8 0.0175 35.0125 35.01 0.266667 0.27 39 0.8 0.0175 39.0825 39.08 0.266667 0.27 68 1.28 0.0175 68.23 68.20 0.426667 0.43 86 1.48 0.0175 86.395 86.40 0.493333 0.49 119 1.92 0.0175 119.6425 119.64 0.64 0.64 121 2.2 0.0175 121.4675 121.47 0.733333 0.73 根據(jù)凸模徑向尺寸的計(jì)算公式：，計(jì)算結(jié)果如下表（表3.2）： 表3.2凸模徑向尺寸表 基本尺寸 塑件公差值? 材料收縮率S 計(jì)算得基本尺寸 基本尺寸取值 ?/3 模具公差?T=?/3 1.5 0.26 0.0175 1.72125 1.72 0.086667 0.09 7 0.38 0.0175 7.4075 7.41 0.126667 0.13 22 0.62 0.0175 22.85 22.85 0.206667 0.21 37 0.8 0.0175 38.2475 38.25 0.266667 0.27 66 1.28 0.0175 68.115 68.12 0.426667 0.43 81 1.48 0.0175 83.5275 83.53 0.493333 0.49 115 1.72 0.0175 118.3025 118.30 0.573333 0.57 根據(jù)凹模深度尺寸的計(jì)算公式：，計(jì)算結(jié)果如下表（表3.3）： 表3.3凹模深度尺寸表 基本尺寸 塑件公差值? 材料收縮率S 計(jì)算得基本尺寸 基本尺寸取值 ?/3 模具公差?T=?/3 6 0.389 0.0175 6.105 6.11 0.129667 0.13 14 0.54 0.0175 13.73625 13.74 0.18 0.18 19 0.62 0.0175 19.3325 19.33 0.206667 0.21 113 1.72 0.0175 114.9775 114.98 0.573333 0.57 根據(jù)凸模高度尺寸的計(jì)算公式：，計(jì)算結(jié)果如下表（表3.4）： 表3.4凸模高度尺寸表 基本尺寸 塑件公差值? 材料收縮率S 計(jì)算得尺寸 取值 ?/3 模具公差?T=?/3 19 0.62 0.0175 19.74583 19.75 0.206667 0.21 92 1.48 0.0175 94.59667 94.60 0.493333 0.49 3.3.2 凹模壁厚確定 剛度要求計(jì)算型腔壁厚： 式3.1 強(qiáng)度要求計(jì)算型腔壁厚： 式3.2 式中 p-----------型腔內(nèi)塑料熔體的壓力Mpa E-----------型腔材料的彈性模量，碳素鋼取MPa r-----------型腔半徑mm μ-----------泊松比，碳素鋼取0.25 [σ] --------模具材料的許用應(yīng)力，45鋼取160MPa，一般材料取200MPa [δ] ---------型腔內(nèi)半徑的允許增大量mm 當(dāng)p=50MPa，許用應(yīng)力[σ]=160MPa,允許的變形量[δ]=0.05mm條件下,r>86mm,用剛度計(jì)算公式,r<86mm用強(qiáng)度計(jì)算公式，顯然應(yīng)采用強(qiáng)度計(jì)算公式。由前Moldflow分析可得p為20.93MPa；查得[σ] 為160MPa；顯然r為50mm（應(yīng)除去Ф22的孔）。 采用強(qiáng)度計(jì)算公式計(jì)算可得：h≥8.5mm 設(shè)計(jì)過(guò)程中其壁厚由于結(jié)構(gòu)的需要，可選擇h=26mm 3.3.3 底板厚度確定 剛度要求計(jì)算底板厚度： 式3.3 強(qiáng)度要求計(jì)算底板厚度： 式3.4 式中 p-----------型腔內(nèi)塑料熔體的壓力Mpa E-----------型腔材料的彈性模量，碳素鋼取MPa r-----------型腔半徑mm [σ] -------模具材料的許用應(yīng)力，45鋼取160MPa，一般材料取200MPa 當(dāng)p=50MPa，許用應(yīng)力[σ]=160MPa,允許的變形量[δ]=0.05mm條件下,r>67mm,用剛度計(jì)算公式,r<67mm用強(qiáng)度計(jì)算公式。p為20.93MPa；查得[σ] 為160MPa；顯然r為50mm。 采用強(qiáng)度計(jì)算公式計(jì)算可得：H≥20mm，在設(shè)計(jì)時(shí)采用H=40mm， 3.3.4 成型零件的位置布置及其三維造型 采用鑲嵌的結(jié)構(gòu)，各個(gè)部分如下： 圖3.7 凸模組合件01 圖3.8 凸模組合件02 圖3.9 凸模組合件03 圖3.10 裝配后凸模 圖3.11 凹模 圖3.12 凹模 3.4 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 為了保證模具導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的動(dòng)模部分和定模部分在注塑的模具工作時(shí)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要功能能夠在進(jìn)行過(guò)程中進(jìn)行正確的導(dǎo)向與定位。有時(shí)必須在頂出機(jī)構(gòu)中設(shè)置出導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，為了使模具的頂出機(jī)構(gòu)更加平穩(wěn)穩(wěn)定的工作。 在該注塑模具的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)構(gòu)思時(shí)時(shí)主要是采用的導(dǎo)柱和導(dǎo)套聯(lián)合的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)柱均勻分布置在該模具的各個(gè)四周，并且是采用對(duì)稱(chēng)不等徑的布置方法；導(dǎo)柱和導(dǎo)套需要采用T8碳素工具鋼，加上淬火處理，配合面的Ra精度值要求為至少為0.4μm，而固定部分的Ra精度值則要求為0.8μm；導(dǎo)柱所涉及的滑動(dòng)部分的配合精度以H7/g6（間隙配合）為標(biāo)準(zhǔn)；導(dǎo)柱固定部分所涉及的配合精度以H7/k6（過(guò)渡配合）為標(biāo)準(zhǔn)；導(dǎo)套外徑所涉及的的配合精度以H7/k6（過(guò)渡配合）為標(biāo)準(zhǔn)，并且需要用一個(gè)Ф6mm緊定螺釘來(lái)固定其的位置，這樣做的目的主要是為了增加導(dǎo)套嵌入塑件的牢固性，以防萬(wàn)一開(kāi)模時(shí)背拉出，所以需要將導(dǎo)套的側(cè)面極加工出一個(gè)缺口，然后從模板的側(cè)面使用緊定螺釘來(lái)更好的固定導(dǎo)套。 表3.5 導(dǎo)柱和導(dǎo)套的推薦值 導(dǎo)柱直徑/mm 導(dǎo)套直徑/mm d d1 d2 d3 D D1 8 14 20 8 14 20 12 18 24 12 18 24 15 21 27 15 21 27 20 28 36 20 28 36 25 34 43 25 34 43 30 39 47 30 39 47 35 45 55 35 45 55 45 57 67 45 57 67 塑件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)所需要的兩組導(dǎo)柱與導(dǎo)套的尺寸應(yīng)選用上述表格中字體加黑加粗的兩組。 3.5 推出部分的設(shè)計(jì) 3.5.1 脫模力的計(jì)算 由于所設(shè)計(jì)的推出部分與計(jì)算分析在一定的程度上與塑件的脫模力有一定的關(guān)系，所以在模具設(shè)計(jì)計(jì)算之前就必選先選定計(jì)算出塑件在脫模過(guò)程中的脫模力，此次設(shè)計(jì)的塑件屬于薄壁件（/d≤0.05，其中為塑件實(shí)際的壁厚，d為塑件實(shí)際的的直徑）。 脫模力的計(jì)算公式為： 式3.5 其中 K2--------無(wú)量綱系數(shù) --------圓環(huán)形塑料件所測(cè)得的壁厚(mm） Scp--------塑件平均成型收縮率 E-----------塑料的彈性模量（MPa） L-----------塑料件對(duì)型芯的包容長(zhǎng)度（mm） f-----------塑料件與型芯之間的摩擦因數(shù) φ---------模具型芯所測(cè)得的拔模斜度 μ---------塑料的泊松比 A----------不通孔塑料件型芯在垂直于脫模方向上的投影面積（mm）,通孔為0 經(jīng)過(guò)查找資料可知：K2=1.06；δ1=2mm；Scp=1.75%；E =1340MPa；L =3.14121=380mm；f= 0.392；φ=10；μ= 0.25；A=0 mm。 由以上數(shù)據(jù)計(jì)算可得脫模力約為F=15040N 3.5.2 推件板的厚度計(jì)算 由于制件在推遲時(shí)可能發(fā)生表形，為了避免這種情況，可以采用推件板推出的這種新型的結(jié)構(gòu)形式，推板推出機(jī)構(gòu)形式則是需要由一塊與凸模按一定配合精度相互配合的模板，然后在塑料件的整個(gè)四周周?chē)嗣嫔线M(jìn)行推出設(shè)計(jì)，推出作用面積大，力大而且必須要均勻，動(dòng)作需平穩(wěn)而順暢，最后在塑料件上無(wú)明顯的推出痕跡。 推件板的厚度計(jì)算要求： 通過(guò)剛度要求所需計(jì)算出推件板的厚度公式為： 式3.6 通過(guò)強(qiáng)度要求所需計(jì)算推件板的厚度公式為： 式3.7 式中 C3------------ 系數(shù)，隨R/r而異，按表格選取 R------------- 推桿作用在推板上所形成的幾何半徑（mm） r------------- 推件板環(huán)形內(nèi)孔（或型腔）的半徑（mm） [δ]----------- 推件板板中心最大變動(dòng)量的允許值，可以選取塑料件在所被推出方向上的尺寸公差的1/6～1/10（mm） F------------- 脫模力（N） K3----------- 系數(shù)，隨R/r而異，按表格選取 [σ]----------- 推件板材料的許用應(yīng)力 經(jīng)查得：K3=13.5；[σ]= 160MPa。而脫模力由前計(jì)算可得F=15040N。 采用強(qiáng)度計(jì)算可得：t≥11mm。 注塑設(shè)計(jì)過(guò)程中所取得的推件板的厚度則為t=16mm 3.6 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 由于注射成型零件設(shè)計(jì)打開(kāi)水槽孔，它必須在模具組成部分的沉孔時(shí)，預(yù)留的橫向自由移動(dòng)，以使模具在模具拆除過(guò)程中可以順利脫模的，側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)。 使用角度針馬達(dá)離別與抽芯的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工，可靠性，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率高，用機(jī)器開(kāi)模行程的幫助下，完成抽芯動(dòng)作，廣泛應(yīng)用于抽芯或靠近分型面抽芯力不大的型芯。斜導(dǎo)柱用料T8A。導(dǎo)柱頻繁的摩擦和滑動(dòng)件，因此，其熱處理硬度要求55?58HRC，表面粗糙度小于Ra0.4μm。斜導(dǎo)柱固定板在過(guò)渡配合H7/k6的形式。 b、抽芯力的計(jì)算： 式 3.8 式中 c----------側(cè)抽芯成型部分的截面平均周長(zhǎng)（m） h-----------側(cè)抽芯成型部分的高度（m） p----------塑料件對(duì)側(cè)抽芯的收縮應(yīng)力（包緊力），一般模內(nèi)冷卻的塑件，p=（0.8～1.2）10Pa，模外為(2.4～3.9)10Pa μ---------塑料在熱狀態(tài)對(duì)鋼的摩擦因數(shù)，一般0.15～0.2 α---------斜導(dǎo)柱的斜度（） 經(jīng)查及計(jì)算可得：c=0.022m，h=0.0135m，p=310^7Pa，μ=0.18,α=20 計(jì)算得抽芯力Fc=1541N 而彎曲力Fw=Fc/cosα=1640N，由Fw和Hw（Hw為脫模力的作用線(xiàn)到斜導(dǎo)柱中心線(xiàn)交點(diǎn)到斜導(dǎo)柱固定板之間的距離，為6.5mm）及導(dǎo)柱斜角α確定斜導(dǎo)柱的直徑，查得直徑可取Ф14mm。 圖3.7 斜導(dǎo)柱的工作結(jié)構(gòu) 3.7 冷卻部分的設(shè)計(jì) 對(duì)該塑件注塑的冷卻性能進(jìn)行Moldflow的分析，其結(jié)果如圖3.8： 圖 3.8塑件注塑的冷卻性能Moldflow分析 顯然，通過(guò)分析顯示，容易使在冷卻過(guò)程中，模具的溫度高于其他部分的厚壁部的沉孔，所以特別注意的處所的冷卻效果的冷卻管道中，當(dāng)應(yīng)設(shè)置管道設(shè)置，冷卻Departmentthe管道更接近的部分，并嘗試設(shè)置的入口接近該位置。 ，因?yàn)樗鼈儾恍枰紤]在管內(nèi)的質(zhì)量要求的，這些冷卻配管的處理主要用于模制零件的加工完成后，需要設(shè)置在冷卻管道部分的處理，在第一次直接加工通孔阻擋住那些誰(shuí)也不需要的位置傳遞一些插頭。當(dāng)然，這將在一定程度上影響加工精度的工件的內(nèi)表面上，但工件本身的內(nèi)表面上沒(méi)有特別的要求，使用這樣的方式，可以大大減少加工難度和更靈活的時(shí)設(shè)置冷卻管道。 3.8 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用 根據(jù)塑件和模具設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)和大小的要求是采用推板推出，檢查塑料注塑模具，模具標(biāo)準(zhǔn)件手冊(cè)，可選A4模具標(biāo)準(zhǔn)件，315315。模板厚度A=25，B=40毫米，板厚C =80MM，獲得模板總高度H= 115+ A+ B+ C=115+25+40 +80=260毫米。和裝配圖中所示的模板的混凝土結(jié)構(gòu)。 3.9 注塑機(jī)的校核 整個(gè)注射成型工藝與模具結(jié)構(gòu)尺寸是確定的，注塑機(jī)需要檢查檢查的噴射量的主要內(nèi)容，檢查，在注塑機(jī)的注射壓力的支票，模具夾緊力至安裝部位的大小，開(kāi)放行程檢查。 ，檢查進(jìn)樣量：選定的注塑機(jī)138毫米厘米，塑料件和澆注系統(tǒng)體積110厘米，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)M1+，M2≤0.8米（M1 + M2，m為塑料件和澆注系統(tǒng)體積注塑機(jī)標(biāo)稱(chēng)注射體積）的注塑機(jī)的注射量，以滿(mǎn)足要求。 B，注射壓力檢查：從前面的分析表明，實(shí)際注射壓力20.93MPa選擇注塑機(jī)的注射壓力140MPa，完全符合使用需要。 C，檢查夾緊力：注塑機(jī)鎖模力800KN=80T，整個(gè)注塑過(guò)程中，最大的鎖模力小于15T，完全符合要求。 研發(fā)，模內(nèi)注塑成型機(jī)安裝部分的檢查的大?。耗＞呓M裝，圖紙的高度顯示小于364毫米的安裝尺寸，最大的注塑機(jī)。 開(kāi)模行程檢查：二次離別角針模具開(kāi)模行程（38毫米）和推件板行程（120毫米）和，而最大開(kāi)模行程注塑機(jī)570毫米的。 檢查結(jié)果表明，注塑機(jī)注塑完全符合。 4 標(biāo)準(zhǔn)零件的加工圖和非標(biāo)準(zhǔn)零件的加工工藝規(guī)劃 a、 非標(biāo)件加工工藝規(guī)劃，加工非標(biāo)成型零件，具體進(jìn)程規(guī)劃表4.1至表4.4： b、 表4.1 型芯件組合件01的加工工藝卡 機(jī)械工程學(xué)院 產(chǎn)品型號(hào) 機(jī) 械 加 工 工 藝 過(guò) 程 型芯 材料 名稱(chēng) 型號(hào)及規(guī)格 毛坯種類(lèi) 毛坯尺寸 毛重/kg 40Cr 圓鋼 φ132168 凈重/kg 序號(hào) 工序名稱(chēng) 工 序 內(nèi) 容 設(shè)備 工藝裝備名稱(chēng)與編號(hào) 夾具 量具 刃具 輔具 1 粗車(chē) 粗車(chē)內(nèi)部和外腔的孔φ70125，留1mm的加工余量 cjk6132 三抓卡盤(pán) 游標(biāo)卡尺 車(chē)刀 2 半精車(chē) 半精車(chē)內(nèi)部和外腔的φ70125，留0.3mm的加工余量 cjk6132 專(zhuān)用夾具 游標(biāo)卡尺 車(chē)刀 3 鉆 鉆的φ8孔 鉆頭 4 銑 銑2519槽 銑刀 5 熱處理 表面淬火 6 磨削 磨削外腔 專(zhuān)用夾具 游標(biāo)卡尺 7 精車(chē) 精車(chē)φ70125 cjk6132 游標(biāo)卡尺 車(chē)刀 8 鉗 去毛刺 表4.2 型芯件加工工藝卡 機(jī)械工程學(xué)院 產(chǎn)品型號(hào) 機(jī) 械 加 工 工 藝 過(guò) 程 型芯 材料 名稱(chēng) 型號(hào)及規(guī)格 毛坯種類(lèi) 毛坯尺寸 毛重/kg 45 圓鋼 φ72126 凈重/kg 序號(hào) 工序名稱(chēng) 工 序 內(nèi) 容 設(shè)備 工藝裝備名稱(chēng)與編號(hào) 夾具 量具 刃具 輔具 1 粗車(chē) cjk6132 三抓卡盤(pán) 游標(biāo)卡尺 外圓車(chē)刀 2 半精車(chē) cjk6132 三抓卡盤(pán) 游標(biāo)卡尺 外圓車(chē)刀 3 精車(chē) cjk6132 三抓卡盤(pán) 外徑千分尺 外圓車(chē)刀 4 車(chē) cjk6132 三抓卡盤(pán) 游標(biāo)卡尺 切槽刀 5 銑 專(zhuān)用銑夾具 游標(biāo)卡尺 Ф8立銑刀 6 鉆 專(zhuān)用夾具 7 鉗 去毛刺 表4.3 型芯件組合件03的加工工藝卡 機(jī)械工程學(xué)院 產(chǎn)品型號(hào) 機(jī) 械 加 工 工 藝 過(guò) 程 型芯 材料 名稱(chēng) 型號(hào)及規(guī)格 毛坯種類(lèi) 毛坯尺寸 毛重/kg 45 圓鋼 φ3247 凈重/kg 序號(hào) 工序名稱(chēng) 工 序 內(nèi) 容 設(shè)備 工藝裝備名稱(chēng)與編號(hào) 夾具 量具 刃具 輔具 1 粗車(chē) 粗車(chē)外徑一端至φ24.3540，另一端端為φ29.55 Cjk6132 三抓卡盤(pán) 游標(biāo)卡尺 外圓車(chē)刀 2 半精車(chē) 半精車(chē)一端外徑至φ23.3540，另一端為φ28.55 cjk6132 三抓卡盤(pán) 游標(biāo)卡尺 外圓車(chē)刀 3 精車(chē) 精車(chē)一端外徑至φ23.3540，另一端為φ28.55 cjk6132 三抓卡盤(pán) 外徑千分尺 外圓車(chē)刀 4 銑 銑側(cè)邊至尺寸25 千分尺 5 鉗 去毛刺 凹模的尺寸315315114.98，并且側(cè)邊的兩個(gè)槽都已經(jīng)加工完成，現(xiàn)在主要加工型腔以及孔系，采用加工中心。 表4.4 凹模的加工工藝卡 船山學(xué)院 產(chǎn)品型號(hào) 機(jī) 械 加 工 工 藝 過(guò) 程 型芯 材料 名稱(chēng) 型號(hào)及規(guī)格 毛坯種類(lèi) 毛坯尺寸 毛重/kg 40Cr 半成品 315315114.98 凈重/kg 序號(hào) 工序名稱(chēng) 工 序 內(nèi) 容 設(shè)備 工藝裝備名稱(chēng)與編號(hào) 夾具 量具 刃具 輔具 1 粗銑 加工中心 平口鉗 銑刀 2 精銑 加工中心 平口鉗 銑刀 3 熱處理 4 精加工 3 鉆孔 加工中心 平口鉗 鉆頭和鉸刀 4 鉗 去毛刺 b、標(biāo)準(zhǔn)零件的加工圖 固定模固板的加工，固定模固定板的三維形狀，如在圖4.1中示出 圖4.1 定模固定板的的三維造型 工，加工過(guò)程中，首先鉆中心孔，鉆底部鉆具最后，根據(jù)孔的精度和最終孔的位置的處理的要求，鉆的中心孔的切割路線(xiàn)圖如下： 圖4.2 鉆中心孔的走刀路線(xiàn)圖 圖4.3 鉆中心孔的走刀路線(xiàn)圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程，可以讓我重新研究這本書(shū)的內(nèi)容，我明白任何時(shí)候不管是什么總是離不開(kāi)書(shū)，從書(shū)中無(wú)論什么時(shí)候，我們總能找到我們想要的東西。書(shū)本上的東西永遠(yuǎn)是基礎(chǔ)，基礎(chǔ)是移動(dòng)到更深的領(lǐng)域，此基礎(chǔ)上，我們將永遠(yuǎn)不會(huì)享受到成功的喜悅。這樣的設(shè)計(jì)，我基本上滿(mǎn)意，因?yàn)檫@是我完成這個(gè)設(shè)計(jì)。在此之前，我總是莫名其妙地感到茫然，不知道從哪里開(kāi)始。不過(guò)，我們計(jì)劃安排非常緊湊，有一個(gè)具體的時(shí)間表。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我明白，一個(gè)好的設(shè)計(jì)思路往往可以節(jié)省超過(guò)一半的時(shí)間，所以我覺(jué)得未來(lái)無(wú)論設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)思路上，一定要作出努力，即使非常緩慢，但一旦思路然后后期制作將成為不可抗拒的力量，將可以節(jié)省大量的時(shí)間。繪制各種零件和裝配圖紙，一定要小心，不能馬虎，因?yàn)檫@些數(shù)字是比較繁瑣的，它必須一步一步來(lái)，不要貪圖方便。當(dāng)然，在畢業(yè)設(shè)計(jì)或??暴露的許多問(wèn)題，如一些基本內(nèi)容，治療效果的小細(xì)節(jié)還不是很清楚的了解，有時(shí)處理問(wèn)題比較簡(jiǎn)單，粗糙，也沒(méi)有全面考慮，尤其是在的冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是在設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)置的程序開(kāi)始后，不考慮干擾的問(wèn)題和加工難度，導(dǎo)致在隨后的三維建模，找出問(wèn)題，作出及時(shí)，但浪費(fèi)了大量的時(shí)間和精力。 畢業(yè)設(shè)計(jì)，我會(huì)在今后的工作結(jié)合起來(lái)將是理論和實(shí)踐內(nèi)容，在工作中不斷提高自己，使自己在各方面改善。當(dāng)然，也非常感謝教練的指導(dǎo)，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，他可以認(rèn)真地幫我解答一個(gè)問(wèn)題，給我提供了很多有用的信息，圓滿(mǎn)完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。 參考文獻(xiàn) [1] 沈言錦.林章輝.塑料模課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M] .長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)出版社，2008.3 .9-173 [2] 申開(kāi)智.塑料成型模具（第二版）[M]中國(guó)輕工業(yè)出版社 ，2004年； [3] 翁其金.塑料模塑成型技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2001年； [4] 李建軍.李德群.模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及模具CAD[M].北京:機(jī)械工程出版社,2005.7.106-192. 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