筆盒注塑模具設(shè)計和實現(xiàn) 機械制造專業(yè)

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1、 筆盒注塑模具設(shè)計 摘要 本次畢業(yè)設(shè)計課題來源于我們常用的文具——筆盒，本文詳細記錄筆盒注塑模具的設(shè)計過程。設(shè)計過程包括塑件材料特性分析、注塑機型號、產(chǎn)品分型面的選擇、塑件結(jié)構(gòu)的分析，注塑模具系統(tǒng)設(shè)計包括澆注系統(tǒng)及選擇、注塑模具成型零件分型面的選擇、模體、注塑模具倒扣的側(cè)抽芯機構(gòu)設(shè)計、注塑模具頂桿脫模機構(gòu)設(shè)計、注塑模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)等。綜合筆盒塑件的結(jié)構(gòu)特點，該模具設(shè)計采用了側(cè)澆口、頂針脫模的形式。在粗步設(shè)計完注塑模具之后還要對注塑機各項參數(shù)進行校核。在這次設(shè)計過程中，運用了很多大學(xué)學(xué)習(xí)到的專業(yè)知識

2、，從理論到設(shè)計，用設(shè)計檢驗理論，從而更好的運用理論，加深我對注射模具設(shè)計原理的理解，設(shè)計中除了用理論的傳統(tǒng)計算方法，我還多次使用AuToCAD、UG等軟件，精簡了設(shè)計過程，提高了設(shè)計精度和效率。 關(guān)鍵詞：注塑筆盒；澆口；注塑機；脫模 Abstract The graduation design topic comes from our common stationery pen boxes, pen box injection mold design process in detail in this paper.Des

3、ign process including plastic material characteristic, choice of injection molding machine, the parting surface of product model, the analysis of the plastic parts structure and injection molding system design including the gating system and selection, the parting surface selection of plastic inject

4、ion molding parts, mold, injection mold, east side core-pulling mechanism design, injection mold ejector demoulding mechanism design, injection mold temperature control system, etc.Integrated box, plastic pieces of the structure characteristics of the mould design adopted the form of the side gate,

5、thimble stripper.Step in coarse after design the injection mold and to the , injection pressure, injection machine biggest mould stroke as well as the content, check is the guarantee for the purpose of the injection machine and mold to cooperate with each other, and mass production.In the design pro

6、cess, use a lot of university to learn the professional knowledge, from theory to design, with the theory of design, inspection, so as to better apply theory, deepened my understanding of the principle of the injection mold design, using the theory of design, in addition to traditional calculation m

7、ethod, many times I still use AuToCAD, UG software, simplify the design process, improve the design precision and efficiency. Keywords: Plastic box; Gate; Injection molding machine; Mold release 目 錄 第1章 前言 1 第2章 塑件的設(shè)計 2 2.1 塑件材料的選擇 2 2.1.1 材料的概述及選擇 2 2.1.2 ABS塑料的性能 3 2.2

8、 塑件的結(jié)構(gòu)分析 4 2.2.2 塑件的三維圖 5 2.2.3 塑件的結(jié)構(gòu)分析 6 第3章 模具結(jié)構(gòu)的擬定及運動部件設(shè)計 6 3.1 確定塑件的排位 6 3.2 澆注系統(tǒng)及脫模形式的初步擬定 7 3.3 注射機的選用 8 3.3.1 注射量的計算 9 3.3.2 所需鎖模力的計算 10 3.3.3 注塑機型號的初步確定 11 3.4 模架的選用 11 3.4.1 凹模壁厚的計算 12 3.4.2 凹模底板厚度的計算 13 3.4.3 標(biāo)準模架的選擇 14 3.5 模具參數(shù)的校核 16 3.5.1 最大注射量校核 16 3.5.2

9、鎖模力的校核 17 3.5.3 注射壓力的校核 17 3.5.4 模具厚度的校核 18 3.5.5 模具的長度和寬度校核 18 3.5.6 開模行程的校核 19 3.6 抽拔結(jié)構(gòu)的設(shè)計 19 3.6.1 抽拔結(jié)構(gòu)的作用 19 3.6.2 抽拔結(jié)構(gòu)類型的選擇和各零部件的設(shè)計 20 3.7 分型面的選擇與澆注系統(tǒng)的設(shè)計 20 3.7.1 分型面的選擇 20 3.7.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 21 3.8 成形零件工作尺寸的計算 22 3.9 脫模機構(gòu)的設(shè)計 22 3.9.1 脫模機構(gòu)類型的選擇 23 3.9.2 脫模力的計算 24 3.9.3

10、推出零件尺寸的確定 24 第4章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 26 4.1 冷卻時間的計算 26 4.2 冷卻介質(zhì)體積流量的計算 27 4.3 冷卻管道傳熱面積的計算 27 第5章 其他零部件的設(shè)計 28 5.1 排氣機構(gòu)的設(shè)計 28 5.2 模具導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 28 5.3 復(fù)位桿的設(shè)計 29 總結(jié) 1 參考文獻 3 - 6 - 第1章 前言 第一次了解模具，師傅告訴我模具是工業(yè)之母。 很不理解的我，帶著“模具為什么是工業(yè)之母”這個問題，在模具制造車間實習(xí)了兩個暑假。苦苦思索仍然得不到答案。轉(zhuǎn)眼間，大學(xué)四年馬上就迎來了終極考核了，所學(xué)的課程已經(jīng)接近尾

11、聲，選題時，我興趣盎然的選擇了模具設(shè)計。 當(dāng)真正要去設(shè)計的時候才會發(fā)現(xiàn)自己不懂的真是太多了。學(xué)習(xí)，不斷地學(xué)習(xí)，我覺得這就是大學(xué)教育的目的，為了做一個課題，需要不斷地去學(xué)習(xí)，就是對大學(xué)教育目的的檢測。 查閱不同的文獻，開拓了自己的眼界，很多問題才會迎刃而解。在這個過程中，我終于真正的領(lǐng)略到了模具的魅力。 模具的結(jié)構(gòu)就是圍繞產(chǎn)品來進行設(shè)計的，模具上所有的組件都是為了更好的生產(chǎn)出設(shè)計人員設(shè)計出來的產(chǎn)品。也許其他的方法也可以加工出來，比如說現(xiàn)在正火的3D打印技術(shù)。但是真正的大批量生產(chǎn)，只有模具能達到快速，高效，尺寸一致的產(chǎn)品，模具是現(xiàn)在的工業(yè)時代不能被取代的東西。模具所具有的能量，模具產(chǎn)品占據(jù)了

12、我們生活當(dāng)中大部分，小到牙刷，臺燈，手機，大到各種批量的設(shè)備，只要我們能大量見到相同的東西，都是由模具生來的。 是的，生活中的很多東西，現(xiàn)在都可以看到一模一樣的東西，比如說同一款的手機，同一款的電視機，同一款的漱口杯，等等.......這些大批量可以在市場上買到的東西，都得益于模具的大范圍的使用。那我們可以叫模具“生活之母”，為什么是“工業(yè)之母”呢？這個問題我想我的工廠實習(xí)可以讓我想過來。在工廠中，模具的加工都是非常常見的加工方法。加工方法傳統(tǒng)，不需要什么特別的設(shè)備，就可以進行模具加工，模具的誕生，非常大的提高的生活用品的豐富，讓我們有更多的選擇，同時，因為模具的大范圍的普及，所以模具生產(chǎn)需

13、哦需要耗費的社會資源大大降低，生產(chǎn)技術(shù)的完善，模具的生產(chǎn)速度大大提高，沒有模具，那么我們生活中很多東西都不會想現(xiàn)在這樣普及到千家萬戶。 在日常生活中，注塑模具的注塑模具的產(chǎn)品隨處可見，品種、外形、結(jié)構(gòu)、功能各不相同。 第2章 塑件的設(shè)計 2.1 塑件材料的選擇 2.1.1 材料的概述及選擇 本次筆盒模具說明書要求是選用硬質(zhì)ABS塑料，模具成型零部件工作尺寸的制造精度為IT8級。 2.1.2 ABS塑料的性能 ABS材料是一種運用非常多的材料，材料的各方面屬性，和筆盒的使用范圍非常配合。筆盒我們都是放在背包里面，或者放在教室上課的課桌上，或者是在圖書館的桌子上。筆盒

14、使用的人群有小學(xué)，初中，高中，大學(xué)，包括某些上班人群，都會用到筆盒。考慮到小孩是在使用的時候，喜歡用嘴咬，所以我們在選用材料的時候，必須考慮材料是否有毒副作用。在這里ABS材料是無毒的，在這一點，非常有優(yōu)勢。 在平常使用的時候，筆盒容易掉地上，考慮到桌子一般高度一米二左右，所以我們所選材料一定要抗摔，在一米二左右的高度，里面東西裝滿的情況下，筆盒不能摔破了，而且盡量要保證筆盒里面的東西不摔出來。我們設(shè)計的時候要把筆盒使用的環(huán)境都考慮在內(nèi)。而我們這次的產(chǎn)品筆盒一般都是在室內(nèi)使用，能夠避免陽光照射。陽光中所包含的紫外線，對塑料的是有一定影響的。 ABS技術(shù)指標(biāo)：密度1.02-1.16g.cm-

15、3 比體積0.86-0.98 cm.g-1 吸水性0.2-0.4% 收縮率0.4-0.7% 熔點130-160c 熱變形溫度90-108c 抗拉屈服強度830-1030 Pa 拉伸彈性模強5000 Pa 彎曲強度180Pa 硬度9.7HBS ABS注射成形工藝參數(shù)：注射機類型：螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速：30-60r/min 料筒溫度：后段150-157c 中段165-180c 前段180-200c 噴嘴溫度：170-180c

16、 預(yù)熱溫度：80-85c 模具溫度：50-80c 注射壓力：70-100Pa 注射時間：20-90 s 高壓時間：0-5 s 冷卻時間：20-120 s 2.2 塑件的結(jié)構(gòu)分析 2.2.1 塑件的二維圖 長：156mm 寬：16mm 上蓋：1.2mm 下蓋5.8mm 圖2-1 筆盒的平面二維圖 2.2.2 塑件的三維圖 圖2.2 筆盒內(nèi)

17、表面三維視圖 圖2-3 筆盒外表面的三維效果圖 2.2.3 塑件的結(jié)構(gòu)分析 筆盒的是用來裝鉛筆、圓珠筆、鋼筆等等......各種文具中的墨水對ABS沒有腐蝕作用。使用的場合對筆盒的外形尺寸和外邊的光滑的要求不是特別高。ABS材料的由熔融狀態(tài)冷卻下來會有熱脹冷縮效應(yīng)，會有一點收縮，但是我們選用的該材料熔融到冷卻變化不大，這也是材料的特性，在融化的時候流動性好，用ABS注塑成型的塑件精度較好，可以滿足筆盒的精度要求，所以我們采用7級低精度。由于筆盒是一模兩件，我們?yōu)榱吮ＷC產(chǎn)品和我們預(yù)期的一樣，對稱分布，分型面為圓柱狀的截面，上下蓋，開模時滑塊由斜緊固，倒扣由斜頂針側(cè)抽芯機構(gòu)實現(xiàn)功能和

18、順利脫模。 第3章 模具結(jié)構(gòu)的擬定及運動部件設(shè)計 3.1 確定塑件的排位 該模具為筆盒的成形模具，設(shè)計思路是一摸兩腔，分別為筆盒上蓋和筆盒下蓋。其中有6個部位需要用斜頂側(cè)抽芯成形，利用斜頂針控制成型部位成型，以及順利脫模，型腔平行對稱排布，熔融的塑料進去型腔的每個角落的時候很容易，型腔位置如圖3-1所示。 圖3-1 模仁型腔分布圖 3.2 澆注系統(tǒng)及脫模形式的初步擬定 (1)澆口的位置設(shè)置應(yīng)該把制品在橫方向和縱方向不同的收縮計算在內(nèi)。，從而保證各型腔中制品的收縮率相同。 于華,陳洪勛.注塑模具的澆口設(shè)計[J].機械工程師.1990(04)

19、 考慮到制件的外形好使用的時候的要求特點，該模具可以采用側(cè)澆口的形式，如圖3-2澆口位置設(shè)在筆盒正面兩側(cè)。本套模具的澆口位置設(shè)計在分型面上，從型腔的一側(cè)開始進行填充，。在設(shè)計的時候側(cè)澆口的尺寸一般都很小，不會再產(chǎn)品的外形留下特別大的缺口，避免的產(chǎn)品的外觀很不好看情況出現(xiàn)。我們選用的該澆口，簡易，加工方便。在工廠制造的時候非常方便，制作的尺寸可以達到設(shè)計要求，還可以快速改變，綜合起來非常適合我們本次筆盒模具。 圖3-2 澆口位置三維渲染圖 本模具采用頂針脫模，分別是有六個是斜頂針側(cè)抽芯脫模和九個是常規(guī)的圓頂針。具體的排布如圖3-3： 圖3-3 頂針排位圖

20、3.3 注射機的選用 接到一個設(shè)計注塑模具的任務(wù)時，第一步是選好符合模具生產(chǎn)要求的注射機，第二步確定好注射機后，確定技術(shù)參數(shù)后，再由所算。 3.3.1 注射量的計算 每次合模充填、保壓冷卻，然后分開前后模，頂出我們的預(yù)期的筆盒，再讓前后模合下，進行下一次生產(chǎn)的準備，那么每次的注射量就是由澆口套經(jīng)過澆注系統(tǒng)注射入型腔的體積，主要是由塑件和澆注道中殘留的塑料的體積構(gòu)成。本次設(shè)計的制件為扁長的矩形結(jié)構(gòu)的筆盒，內(nèi)部是空的，還有枕位，扣位，內(nèi)腔等，因為內(nèi)表面計算起來非常復(fù)雜，而且相對麻煩，我采用的是用UG軟件按照筆盒的尺寸和外形結(jié)構(gòu)畫出產(chǎn)品的模型。借助UG設(shè)計軟件快速準確地得出的型

21、腔的體積。然后利用UG的實體體積測量功能，進行測量，這樣就非常方便的得到了制件的體積： 圖3-4 UG軟件測量塑件體積圖 筆盒產(chǎn)品的體積：V=11.3cm3 ABS材料密度：ρ=1.02g/cm3 可知產(chǎn)品質(zhì)量為：M=11.4g 筆盒任務(wù)書中要求是一套模具直接產(chǎn)出筆盒上蓋和下蓋，所以對應(yīng)模具上也應(yīng)該有兩個型腔。我們選用的模具的澆口樣式為模具兩側(cè)的對稱側(cè)澆口。模具成形時所需的注射塑料的體積，相當(dāng)于塑件的體積和澆注系統(tǒng)中殘留的原料體積的相加的總體積。然后在運用UG將澆注道模擬成實體，再運用一次UG測量澆注道的模擬實體體積，體積為圖3-5. 圖3-5 UG測澆注道模擬

22、體積 澆注道的模擬體積為：8.7cm3 為了確保成形塑件的質(zhì)量，我們需要注射量為20cm3，那么相對應(yīng)的我們需要的注射量，對應(yīng)注射的注射量的百分之二十到百分之八十的范圍，由此我們可以得出，我們這套模具，需要注射機的公稱注射量，應(yīng)在25cm3-100cm3的范圍內(nèi)。 3.3.2 所需鎖模力的計算 模具在和注射機搭配起來，進行筆盒的生產(chǎn)過程中，需要將塑料注射入型腔，當(dāng)型腔充滿了時候，注射機沒有立即停止，所以腔內(nèi)熔融的ABS會擠壓模具，壓力都將集中在前模仁和后模仁接觸的位置，也就是分型面的位置，將前后膜漲開，這個力就叫做漲模力。如果模具貼合的壓力不夠大，模具將會分開，導(dǎo)致產(chǎn)品不能正

23、常的成型。為了使成品更好的成型，達到要求的密度，減弱ABS材料的缺陷，是產(chǎn)品中沒有氣泡、熔接痕，那么就必須要求注射機必須要有更大的鎖模力，而且注射機的鎖模力必須大于漲模力，參考我們設(shè)計產(chǎn)品的精度要求，注射機的鎖模力的百分之八十漲模力。 模具的漲模力的大小可以由制件對模具的平均壓力的積計算得出。 《塑料模設(shè)計手冊》編寫組編著.塑料模設(shè)計手冊[M]. 機械工業(yè)出版社, 2002 表示為公式3-1： F漲模力=S投影*P （3-1） 產(chǎn)品在分型面的投影面積為 ：S投影=156*20=3

24、120mm2 查閱文獻《中國模具設(shè)計大典》[5]可知:ABS材料對模具的平均壓力約為：35Mpa[5]； 則的漲型力的大小為：F漲模力=3120mm235Mpa≈109200N=109.2KN， 則注射機的鎖模力應(yīng)大于：F鎖模力=109.2/0.8=136.5KN 3.3.3 注塑機型號的初步確定 查閱文獻《注射模具設(shè)計與制造》[6]，根據(jù)以上的初步計算選定型號為 SZ-30/250的螺桿臥式注射機，頂出方式為中心頂出。其技術(shù)參數(shù)見下表3-1： 表3-1 SZ-30/250的臥式注射機的主要技術(shù)參數(shù) 注塑機各項目 單位 參數(shù) 螺桿直徑 螺桿轉(zhuǎn)速 理論容量

25、 塑化能力 注射速率 額定注射壓力 鎖模力 拉桿內(nèi)間距 最大模具厚度 最小模具厚度 開模行程 定位孔直徑 噴嘴球半徑SR 外形尺寸 重量（約） mm r/min cm3 g/s g/s MPa KN mm mm mm mm mm mm mmmmmm T 30 30～50 35 50 4.0 5.5 35 50 180 132 250 540*400 340 180 500 φ63.5H7 SR20 2407451350 1.1 3.4

26、 模架的選用 在設(shè)計注塑模具的時候，只有和成型有直接外形的影響因素的型芯和型腔必須特別設(shè)計，還有一些輔助成型的部件，都是需要具體設(shè)計的。而模具的其他零部件都可以有通用件和標(biāo)準件可供選用。 [5] 楊俊秋,陳少艾. 高職院?！端芰夏＞咴O(shè)計》課程“教、學(xué)、做”一體化實踐[J]. 模具工業(yè). 2012(03) 標(biāo)準化的意義在減輕設(shè)計人員的工作量，擺脫大量重復(fù)的設(shè)計行為，使工作重心可以轉(zhuǎn)移到關(guān)鍵部位的設(shè)計，模具標(biāo)準件和標(biāo)準模架有專業(yè)的大批量生產(chǎn)，可以降低消耗的社會資源和金錢方面的支出，是模具生產(chǎn)的又好又快。模具廠主要是負責(zé)型腔部位、輔助成型部位的加和模具的組裝。 因為模具整體目的就

27、是實現(xiàn)型腔的造型功能，生產(chǎn)出符合要求形狀的產(chǎn)品外觀和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。因此使用的模架尺寸必須要和型腔和型芯相匹配。 3.4.1 凹模壁厚的計算 模具在發(fā)揮工作時，原料由注射機加熱，達到可塑形態(tài)，注入型腔。由于型腔被塑料填滿了，但是注射機沒有立即停止注射，因此凹模必須具有合適的壁厚和滿足凹模對和的要求。 由于本套筆盒模具的母模是長方形的，不是正方形的形狀，母模和后模板是分開的，由剛度的觀點來計算凹模最小壁厚的公式如3-2： （3—2） 在公式中： P——型腔內(nèi)熔體的壓力（MPa）， 一般取p為25~45MPa； L1—

28、—凹模側(cè)壁長邊尺寸，mm； a——型腔收到熔體壓力的高度，mm； E——彈性模量，鋼材的E取為 圖 3-6 矩形組合式型腔 A ——凹模高度，mm； δ——允許的變形量，mm。 在注射壓力的作用下，為了不讓有多余的原料出現(xiàn)在不該出現(xiàn)的地方，可以根據(jù)不同塑料的最大溢料間隙來決定。查閱文獻《塑料模具設(shè)計與制造》有表3-2： 表3-2 塑料允許變形量范圍表 塑料名稱 允許變形量δ（mm） 塑料名稱 允許變形量δ（mm） 尼龍、聚乙烯、聚丙烯 0.025-0.04 聚碳酸

29、酯、硬聚氯乙烯 0.06-0.08 聚苯乙烯、ABS 0.04-0.06 P=35KPa L1=250mm a=5.8mm A=35mm 由以上數(shù)值代入公式計算可得： H≈20 設(shè)計技術(shù)的結(jié)果得這個的厚度必須大于20mm。 3.4.2 凹模底板厚度的計算 由底板厚度的剛度公式計算出底板厚度為[4]： (3—3) 將各參數(shù)的具體數(shù)值代入公

30、式中可以算得h=22mm。 由底板厚度的強度公式可計算出底板厚度為： (3—4) 將各參數(shù)的具體數(shù)值值代入公式可以算得H=8； 設(shè)計要求模架底板的厚度不能小于22mm。 3.4.3 標(biāo)準模架的選擇 其三維的模具示意圖如下。為了讓模具在使用的時不出現(xiàn)問題，減少故障的發(fā)生，后期模具的相關(guān)維修換原料。同時也為了滿足六個定準順利幫助脫模。所以選擇模架為: LKM3035-A70-B70-C100 根據(jù)上述要求選得的模架的各項參數(shù)如下：

31、 龍記標(biāo)準模架 前模：30mm 后模：35mm 上模固定板：70mm 下模固定板：70mm 方鐵：100mm 圖3—7 模架三維圖 圖3—8模架剖面圖 3.5 模具參數(shù)的校核 設(shè)計好模架相關(guān)尺寸后，為了讓模具和注塑機完全匹配，配合起來更順暢，在使用過程中的時候不出現(xiàn)低級問

32、題，減少故障發(fā)生，提高單位時間生產(chǎn)量，接下來我們將對模具的特征和注塑機技術(shù)指標(biāo)進行校核。 3.5.1 最大注射量校核 注射量指的是，注塑機在工作的時后一個循環(huán)過程周期中，也就是合模一次，注射機由澆口套，經(jīng)過澆道，注射到型腔，那么澆注系統(tǒng)和型腔的總體積，就是一個生產(chǎn)周期的注塑量。查閱文獻《塑料模具設(shè)計》，得出模具需求的注射機一次的注射量，是和注塑機的一次可以注射最多的塑料的體積是有密切關(guān)系的。所以我們將對這個來進行校核，看我們的注射機是否和模具相互匹配。 那么就可以通過注入澆注系統(tǒng)和塑膠件（也就是型腔）的體積來校核注射機的最大注射量。分析如下： 前文我們已經(jīng)通過UG軟件進行實體

33、分析，可以得出型腔的體積為：11.3cm3。 澆注系統(tǒng)由于是空心的，所以我們采用的是先將澆注系統(tǒng)中的空腔實體化測出來的體積為：8.7cm3。 接下來進行注射機的最大注射量的校核，運用公式3-4過程如下： 0.8M注＞M塑件+M澆注系統(tǒng) (3-4) 式中 M注——注射機的額定注射量 M塑件——塑膠件的總體積 M澆注系統(tǒng)——澆注系統(tǒng)總殘留 由該注塑機的參數(shù)可知M注=50cm3; M塑件為11.3cm3，M澆注系統(tǒng)=8.

34、7cm3; 因此有：0.8*50cm3>11.3+8.7cm3; 由此，可以得出所選的注射機符合要求，校核通過。 3.5.2 鎖模力的校核 在進行型腔充填的過程中，因為這個力和模具分型面程90，所以壓力會讓模具從分型面處分開。為了消除漲型力對于模具的影響，使前后模仁不會分開。查閱文獻可知，漲型力的大小必須保證在鎖模力的大小的百分之八十以內(nèi)，才不會使?jié)q型力影響模具形狀，否則會因為鎖模力不夠，產(chǎn)生多余的原料跑出來導(dǎo)致塑件邊產(chǎn)生異?；蛘咧苯影涯＞邠伍_了的的現(xiàn)象。 漲型力的計算公式為： Fz =APc

35、 (3—5) 該公式中 Fz——漲型力; Pc—熔體對模具型腔的平均壓力（N）; 對產(chǎn)品分析可得到：A=5059.2mm2; 查閱文獻《塑料注射成型》得:Pc=35MPa; 將數(shù)據(jù)帶入公式可計算出: Fz=5059.2*35N=177072N。 查閱文獻《注射模具設(shè)計與制造》可知，型號為SZ-30/250的注射機的鎖模力是250KN； 因為0.8250KN=200KN＞177KN。

36、 綜上計算可知，型號為SZ-30/250注射機鎖模力符合要求，完全可以抵消漲型力。 3.5.3 注射壓力的校核 注射機的工作原理就是將ABS原料加熱到熔融狀態(tài)，通過施加一定的壓力，注入到模具內(nèi)部。注射時，壓力是由螺桿產(chǎn)生的，熔融狀態(tài)下的ABS原料經(jīng)由機筒、噴嘴，然后就進入了澆注系統(tǒng)。在型腔中剩下的殘留的在型腔的壓力，會對成型有一些影響。校核注射壓力的大小，可以減小誤差，是熔融塑料充分的填滿型腔，避免對塑膠件的精度的影響。 因為塑料的品種會對注射壓力由影響。所以我們著重分析本次所選擇的材料ABS。 因為我們已知該材料的流動性很好，我們設(shè)計的筆盒外形比較合理，最小厚度在

37、該材料的允許范圍之內(nèi)，查閱文獻《塑料模具設(shè)計》，我們知道該材料，在注射過程中，需要的螺桿施加的力在100-140MPa這個范圍之內(nèi)，我們選擇的注塑機的額定注射壓力為132-180MPa[2]。所以分析可以得到該型號的注射壓力大于改材料所需的注射壓力，校核通過。 3.5.4 模具厚度的校核 查表3-1有注射機的技術(shù)參數(shù)得： H最小裝模厚度=180mm； H最大裝模厚度=340mm； 測量模具尺寸有H模具厚度=300mm； 3.5.5 模具的長度和寬度校核 模具是安裝好了之后，然后才能工作加工塑料產(chǎn)品，但是要把模具裝到定模和動模上，則必須從相鄰的兩根拉

38、桿中間通過，所以模具尺寸是必須小于兩個之間的這個絕對距離的。下面我們就來進行模具長的尺寸和寬的尺寸的校核。 有該型號注塑機的技術(shù)參數(shù)有： 拉桿間距為540mm*400mm 模具面板和地板的面積一樣為350mm*350mm 所以我們設(shè)計的模具外形長的尺寸和寬的尺寸是完全可以在注射機上面使用的，放入注塑機，從而固定在注塑機的動模板和定模扳上面的，通過校核。 3.5.6 開模行程的校核 ABS原料熔融狀態(tài)填充在型腔當(dāng)中，經(jīng)過冷卻成型之后，模具開模后，產(chǎn)品不會自動的從型腔中出來，需要我們頂出機構(gòu)把產(chǎn)品從型腔中推出來，當(dāng)然產(chǎn)品推出來需要一個距離，這個距離就是保證模具的順利的打開，從

39、而使產(chǎn)品可以拿出來。這個行程需要和注塑機的開模行程相互匹配，所以我們需要對注射機的開模行程進行校核。 查閱文獻《塑料注射成型》可知。一般當(dāng)注塑機的開模行程大于開模的時候塑件被推出距離5cm-10cm[8]。 所以可以用公式3-6校核： S≧H1+H2+10mm （3-6） 查詢表注射機的技術(shù)參數(shù)，注塑機的極端的分開上下模板取出筆盒塑件行程為S=500mm； 模具總厚度為：H1=300mm，成型件的厚度為：H2=5.8mm； 由此，我們可以得出我們選用的注塑機符合我們的設(shè)計要求，

40、校核通過。 由上面的計算、校核、數(shù)據(jù)比對，符合生產(chǎn)要求。因此可以得出所選的注射機可以順利的配合模具工作。 3.6 抽拔結(jié)構(gòu)的設(shè)計 3.6.1 抽拔結(jié)構(gòu)的作用 3.6.2 抽拔結(jié)構(gòu)類型的選擇和各零部件的設(shè)計 分析模具的結(jié)構(gòu)，有六個地方需要設(shè)計特殊的抽拔機構(gòu)，如圖3-9 圖3-9 需要特殊設(shè)計的位置 圖3-6中，按順序1、2、3、4小圖分別是筆盒上下蓋的連接處，需要滿足筆盒翻轉(zhuǎn)的要求，分析產(chǎn)品我們定在筆盒上蓋旋轉(zhuǎn)90的范圍內(nèi)。這四處地方有一個內(nèi)腔側(cè)孔，需要成型的位置直接分型無法達到產(chǎn)品外形、結(jié)構(gòu)的要求，那么我們就需要設(shè)計一種抽拔機構(gòu)沿產(chǎn)品的橫向

41、來抽出來，從而達到生成側(cè)孔的目的。按順序5、6小圖是筆盒蓋扣位，我們需要讓產(chǎn)品的內(nèi)腔生產(chǎn)我們產(chǎn)品上的形狀能達到功能要求。 我設(shè)計的工作原理是:當(dāng)模具合起來的時候，型腔是個產(chǎn)品的外形一樣一樣的，然后當(dāng)注射完，到頂出的時候，這些斜頂針隨著尾部的卡銷可以旋轉(zhuǎn)，開模的時候，注塑機的中心頂出機構(gòu)把頂針板往前推，斜頂針隨著頂針板和模仁是相對運動的，扣位可以打開，圓形的小孔里面的頂針會退出來。左側(cè)會有產(chǎn)品擋住一點，考慮我們產(chǎn)品的材料是ABS，我們采用的是強拖，不會對塑件產(chǎn)生影響。 我們針對本次抽拔機構(gòu)的特點，我針對扣位采用的是斜頂針側(cè)抽芯機構(gòu)。如圖3-7所示： 圖 3-7 斜頂針側(cè)抽芯兩個扣位角度圖

42、 這兩個斜頂針尾部可以旋轉(zhuǎn)，前面和產(chǎn)品的內(nèi)部接觸，當(dāng)注塑的時候就在如圖3-7所在位置，在脫模的時候會沿著斜度想內(nèi)傾斜，直接脫模了，方便、簡單的實現(xiàn)的倒扣的成型。 影響模具正常脫模的地方分別有以下幾個地方：上下筆盒背部的連接處有四處，需要用斜頂側(cè)抽芯機構(gòu)來實現(xiàn)；上下筆盒正面的連接倒扣需要用斜頂側(cè)抽芯來實現(xiàn)。 3.7 分型面的選擇與澆注系統(tǒng)的設(shè)計 3.7.1 分型面的選擇 圖3-8選擇的分型面示意圖 我們選擇的分型面如上圖3-8，正好是筆盒模型的結(jié)合部位。選擇這個位置符合我們的選擇原則人，讓模具結(jié)構(gòu)簡單，方便脫模，提高生產(chǎn)的速度。減少生產(chǎn)是可能會出現(xiàn)

43、的故障。 3.7.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 我們采用的側(cè)澆口，因為筆盒的外形是矩形，比較長，如果是一個澆口，那么會導(dǎo)致成型的時候時間過長，而且成型的時候溫度不均勻，所以我們采用的是如圖3-9的澆注道設(shè)計，這樣人工平衡流道的設(shè)計，可以讓我們的產(chǎn)品有更好的成型效果。 圖3-9 模具澆注道設(shè)計效果圖 圖3—10 定位圈與主流道襯套的結(jié)構(gòu)圖 3.8 成形零件工作尺寸的計算 我本次采用的是UG軟件的注塑模向?qū)нM行建模的，在該軟件中有一項功能可以輸入材料的種類和收縮率來生成模仁，如圖3-11： 圖3-11 UG注塑模向?qū)Чぞ邫? 在該功能中我們可以直接選擇材料為AB

44、S，ABS的收縮率為0.4%～0.7%[4],在這里我們可以取平均值來計算。 3.9 脫模機構(gòu)的設(shè)計 為此設(shè)計脫模機構(gòu)時應(yīng)該遵循下列原則： 3.9.1 脫模機構(gòu)類型的選擇 因為模具的外形結(jié)構(gòu)，在設(shè)計中，設(shè)計了六個斜頂針側(cè)抽芯機構(gòu)，來幫助成型出所需要的產(chǎn)品外形，所以我們采用的是斜頂針側(cè)抽芯加上頂針脫模。 3.9.2 脫模力的計算 查閱文獻《塑料模具設(shè)計》得各參數(shù)的值如下表： 表3—3 參數(shù)表 δ2/mm E/MPa S/% L/mm α f μ K2 A mm2 1 1.4103 0.55 4 1 0.2

45、1 0.35 1.0035 9240 把各參數(shù)的值代入公式中得: F≈0.997KN 第4章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 4.1 冷流道的設(shè)計加工 模具的型號LKM3035-A70-B70-C100，模具體積不大，考慮到加工流道都是用R8 的麻花鉆，進行通孔的加工，然后在用銅或者鋁的塞子，將開孔的地方堵住。在這里因為銅或者鋁的熱漲性比模仁的材料熱漲性大，所以可以用這種方法堵住開孔處。R8的流道完全可以滿足模具冷卻的需要。 冷凝道的示意圖如圖3-12和3-13： 圖4-1 凹模的冷凝道設(shè)計圖 圖4-2 凸模冷凝道設(shè)計圖 第5章 其他零部件的設(shè)計 一個

46、模具要實現(xiàn)他的功能，還需要一些其他的輔助的零部件，以下介紹一些輔助部件的設(shè)計，一般我們在市場可以直接買到的零件，我們都是采用直接買，因為大批量生產(chǎn)的成本肯定要低一些，符合我們的市場原則，降低我們一套模具所花的錢，保證生產(chǎn)出來的產(chǎn)品合格。 5.1 排氣機構(gòu)的設(shè)計 排氣機構(gòu)就是讓我們的ABS原料完全充滿型腔，要想完全充滿，我們就需要讓型腔里面的空氣順利的排出去，騰出來空間，然后注射機的壓力將原料全部充滿型腔。由前文的計算，可以找到空氣總體積為20cm3，空氣相對較少，所以本身模具的透氣性可以將所有氣體排出，不需要額外設(shè)計排氣機構(gòu)。 5.2 模具導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 本次設(shè)計當(dāng)

47、中的導(dǎo)柱和導(dǎo)套尺寸如圖5-1和圖5-2 圖5-1 導(dǎo)柱尺寸圖 圖5-2導(dǎo)套尺寸圖 5.3 復(fù)位桿的設(shè)計 復(fù)位桿如圖5-3所示 圖5—3 復(fù)位桿的結(jié)構(gòu)圖 32 總 結(jié) 一套模具的結(jié)構(gòu)，停留在想法的階段，覺得很簡單，因為一套模具就那么幾個鐵板疊加在一起，實現(xiàn)產(chǎn)品造型的功能就可以的。但是事實呢？當(dāng)自己真正的著手去設(shè)計的時候，并不簡單。真正去做的時候，才發(fā)現(xiàn)自己欠缺的不是一點點。在大腦里面不能拿出來的，什么都不是，只有做出來的時候才是真正有成就感的時候。我想畢業(yè)設(shè)計的總結(jié)并不是局限

48、于這個過程給我?guī)砹耸裁?，而是這種經(jīng)歷給我的人生到來了什么。 經(jīng)過四個月的時間，一套很簡單的模具終于設(shè)計出來了，收獲感讓自己覺得大學(xué)生活至少充實了四個月。平常總是說大學(xué)學(xué)的東西很膚淺，或者說什么都聽不懂，什么都沒學(xué)到，其實不然。我感覺大學(xué)教會我們的就是不斷地學(xué)習(xí)的技能。當(dāng)我們需要什么知識的時候，我們知道通過什么途徑去找到我們需要的資料，圖書館就是一個等待我們?nèi)ヌ剿鞯脑忌?。在原始森林里面，其實什么東西都有，都需要我們?nèi)ふ遥欢鴮ふ业倪^程，就是自己不斷成長，不斷擴充知識的過程。原始森林等待著我們?nèi)グl(fā)掘，去努力尋找能讓我們生存下來的食物。當(dāng)我們生存得到滿足的時候，我們回去探尋更多有趣有

49、意義的事情，去尋找自己想去尋找的東西。 這個過程就是我們在圖書館的過程。我們努力的尋找我們想要的東西去填補我們知識的空缺，去提升自身的能力，擴充自己的眼界，了解更多的東西，讓自己更好的做好自己的工作。當(dāng)我們的工作得到滿足的時候，我們還是會去圖書館，因為已經(jīng)愛上了那里。我們還是在圖書館尋找我們不曾經(jīng)歷的東西找自己感興趣的東西，去看，去體悟，然后我們生活的更充實。 現(xiàn)在，馬上大學(xué)生活就要結(jié)束了，我們即將走上自己的工作崗位，陪伴我們四年的老師不僅僅是對我們知識的教育，更多的是對我們以后人生的指引。在這里感謝紡大給我們這么好的一個環(huán)境，老師給我們的教誨。在這里祝福我們的老師，我們的學(xué)校越來越好。

50、 我想我對大學(xué)的領(lǐng)悟就是，大學(xué)：大是淵博的意思，學(xué)是思考學(xué)習(xí)；在以后的生活中，多多的去學(xué)習(xí)，去思考，讓自己閱歷變的更淵博，學(xué)習(xí)是沒有止境的，希望在以后的生活中，能從本次畢業(yè)設(shè)計中學(xué)到的經(jīng)驗，更好的去思考。 參考文獻 [1] 于華,陳洪勛.注塑模具的澆口設(shè)計[J].機械工程師.1990(04) [2] 蔣美麗.合理選用塑料模具的材料與熱處理,提高模具使用壽命[J].機床與液壓.2004(01) [3] 《塑料模設(shè)計手冊》編寫組編著.塑料模設(shè)計手冊[M]. 機械工業(yè)出版社, 2002 [4] 王興天等編.注塑成型技術(shù)[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社, 1989 [5] 楊俊秋,陳少艾. 高職院校《塑料模具設(shè)計》課程“教、學(xué)、做”一體化實踐[J]. 模具工業(yè). 2012(03)