課程設(shè)計(jì) 端蓋塑料模具設(shè)計(jì)

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1、河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 課程設(shè)計(jì)說明書 題目：端蓋塑料模具設(shè)計(jì) 系部材料工程系 專業(yè)模具制造與設(shè)計(jì)專業(yè) 班級(jí)模具091班 學(xué)生姓名韓工 學(xué)號(hào)091304129 指導(dǎo)教師干智宏 2011年3月15日 目錄 緒 論 一、模塑工藝工藝規(guī)程的編 制2 1.塑件工藝性分 析2 1.1塑件的原材料分 析2 1.1.1 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì) 析3 1.3 計(jì)算塑件的體積和質(zhì) 量3 1.4 塑件注塑工藝參數(shù)的確 定4 1.5 塑件成型設(shè)備的選 取4 二、注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)5 2.1 分型面選 擇5 2.1.1 確定型腔數(shù)目和排列方 式6

2、2.1.1.1 按注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù) 量6 2.1.1.2 按注射機(jī)的注塑量確定型腔數(shù) 量6 2.1.2 型腔的排列方 式7 2.3 澆注系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)8 2.4 .推出機(jī)構(gòu)的設(shè) 計(jì)9 2.5 凹模的設(shè) 計(jì)10 三、端蓋注塑模具的有關(guān)計(jì) 算11 四、模具加熱和冷卻系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)12 五、模具閉合高度確 定13 六、注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校 核13 七、注塑模具的安裝和調(diào) 試13 八、結(jié) 論16 九、參考文 獻(xiàn)17 緒論 大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對(duì)以前 所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)

3、的迅速發(fā)展，采用 模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。 隨著工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的品種和數(shù)量不斷增加。換型不斷加快。使模 具的需要補(bǔ)斷增加。而對(duì)模具的質(zhì)量要求越來越高。模具技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作 用越來越顯得更為重要。 模具是制造業(yè)的重要工藝基礎(chǔ)，在我國(guó)，模具制造屬于專用設(shè)備制造業(yè)。 中國(guó)雖然很早就開始制造模具和使用模具，但長(zhǎng)期未形成產(chǎn)業(yè)。直到20世紀(jì)80 年代后期，中國(guó)模具工業(yè)才駛?cè)氚l(fā)展的快車道。近年，不僅國(guó)有模具企業(yè)有了很 大發(fā)展，三資企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)（個(gè)體）模具企業(yè)的發(fā)展也相當(dāng)迅速。雖然中國(guó)模具工 業(yè)發(fā)展迅速，但與需求相比，顯然供不應(yīng)求，其主要缺口集中于精密、大型、復(fù) 雜、長(zhǎng)

4、壽命模具領(lǐng)域。由于在模具精度、壽命、制造周期及生產(chǎn)能力等方面，中 國(guó)與國(guó)際平均水平和發(fā)達(dá)國(guó)家仍有較大差距，因此，每年需要大量進(jìn)口模具。中 國(guó)模具產(chǎn)業(yè)除了要繼續(xù)提高生產(chǎn)能力，今后更要著重于行業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的調(diào)整和技 術(shù)發(fā)展水平的提高。結(jié)構(gòu)調(diào)整方面，主要是企業(yè)結(jié)構(gòu)向?qū)I(yè)化調(diào)整，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向 著中高檔模具發(fā)展，向進(jìn)出口結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，中高檔汽車覆蓋件模具成形分析及結(jié) 構(gòu)改進(jìn)、多功能復(fù)合模具和復(fù)合加工及激光技術(shù)在模具設(shè)計(jì)制造上的應(yīng)用、高速 切削、超精加工及拋光技術(shù)、信息化方向發(fā)展。近年，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制 改革步伐加大，主要表現(xiàn)在，大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命、中高檔模具及模具標(biāo) 準(zhǔn)件發(fā)展速度高

5、于一般模具產(chǎn)品；塑料模和壓鑄模比例增大；專業(yè)模具廠數(shù)量及 其生產(chǎn)能力增加；“三資”及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速；股份制改造步伐加快等。從地 區(qū)分布來看，以珠江三角洲和長(zhǎng)江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部 地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)最為集中的省份是廣東和 浙江，江蘇、上海、安徽和山東等地近幾年也有較大發(fā)展。 在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、 機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識(shí)，對(duì)機(jī)械制造、加工的工 藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對(duì)于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非 常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過在

6、新飛電器有限公司、洛陽中國(guó) 一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對(duì)于模具特別是塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)， 豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過程方面的知識(shí)，而對(duì)于模具的制造工藝更是實(shí)現(xiàn) 了零的突破。在指導(dǎo)老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)查閱了很 多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體，明確了模具的一般工作原理、制 造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關(guān)手冊(cè)和書籍，設(shè)計(jì)中，將充分利用和 查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì) 的過程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會(huì)完 滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)

7、，設(shè)計(jì)中不妥之處在 所難免，肯請(qǐng)各位老師指正 第1章模塑工藝規(guī)程的編制 該塑件是端蓋產(chǎn)品，其零件圖如圖7-1所示。本塑件的材料采用尼龍1010,生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 1.1 塑件的工藝性分析 1.1.1 塑件的原材料分析 塑件的材料采用尼龍1010,屬熱塑性塑料。從使用性能上看，尼龍1010是半透明，吸水小，耐寒性較好，堅(jiān)韌、耐磨、耐油、耐水，抗霉菌，但吸水性大；從成型性能上看，塑件壁不宜取厚，并應(yīng)均勻，脫模度不宜取小，尤其對(duì)厚壁及深高塑件更應(yīng)取大。受熱時(shí)間不宜超過30min,料溫高則收縮大，易出飛邊，收縮小，取向性強(qiáng)，注射壓力低易發(fā)生凹痕，波紋。成型周期按塑件壁厚而定，

8、厚則取長(zhǎng)，薄則取短，為了減少收縮，凹痕、縮孔，一般宜取低模溫、高注射壓力的成形條件，以及采用白油作脫模劑；尼龍1010的主要技術(shù)指標(biāo)：密度是 1.04kg/dm3、比體積是0.96dm3/kg、吸水率是0.2?0.4、收縮率是1.3?2.3s 、熔點(diǎn)是205t/0c、熱變形溫度是55%、抗拉屈服強(qiáng)度是62Mpa、拉伸彈性模量 1.8X103Mpa、抗彎強(qiáng)度88Mpa、硬度9.75HB、擊穿強(qiáng)度20KV/mm 1.2.1 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 1.2.1.1 結(jié)構(gòu)分析 從零件圖上分析，該零件總體形狀為長(zhǎng)方形。從寬度方向看該零件有兩個(gè) ①9mmt勺通孔，從續(xù)航度方向上看

9、有一個(gè)長(zhǎng)1mms8mm<22.5mm的長(zhǎng)方體，在 零件的一側(cè)有兩個(gè)空心的半圓柱體，高5mn#，由于該兩件在側(cè)向沒有凹槽或凸 臺(tái)，所以不需要側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，屬于中等復(fù)雜程度的制件。 1.2.1.2 尺寸精度分析 該零件重要尺寸，如43.7mm23.5mm,7m籥尺寸精度為MT1級(jí)(GB/T14486—1993),次要尺寸，如11mm,①10mm等的尺寸精度為MT5級(jí)(GB/T14486-1993)。由以上分析可見，該零件的尺寸精度中等偏上，對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)尺寸加 工可以得到保證。 從塑件的壁厚上來看，壁厚最大處為3mm搬厚均勻，符合尼龍1010的最小壁 厚原則，在制件的轉(zhuǎn)角處設(shè)計(jì)圓角，

10、防止在此處出現(xiàn)缺陷，由于制件的尺寸較小， 尼龍1010的強(qiáng)度較大不需增設(shè)加強(qiáng) 1.2.1.3 表面質(zhì)量分析 該零件的表面除要求沒有缺陷、毛刺，內(nèi)部不得有導(dǎo)電雜質(zhì)外，沒有什么 特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易實(shí)現(xiàn)。 綜上分析可以看出,注塑時(shí)在工藝控制得較好的情況下,零件的成型要求可 以得到保證. 1.3計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量 計(jì)算塑件的質(zhì)量是為了選用注塑機(jī)及確定模具型腔數(shù)。 33 計(jì)算塑件的體積V3.8103mm3 計(jì)算塑件的質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)可查得尼龍1010的密度為尸1.04kg/dm 塑件質(zhì)量：M=Vp =3.8x103X1.04X103 =4g 采用一模兩件的模

11、具結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸，注塑時(shí)所需壓力和工廠現(xiàn)有 設(shè)備等情況，初步選用注塑機(jī)XS—ZY—125型。 1.4塑件注塑工藝參數(shù)的確定 查找有關(guān)文獻(xiàn)和參考工廠時(shí)間應(yīng)用的情況，尼龍1010的成型工藝參數(shù)可作如下 選擇：（試模時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)調(diào)整） 注塑溫度：括料筒溫度和噴嘴溫度。 料筒溫度：后段溫度t1選用190?2100c； 中段溫度t2：選用200?2200c； 前段溫度t3:選用210?2300c； 噴嘴溫度：200?2100c； 注塑壓力一：選用40?100Mpa 注塑時(shí)間：選用20?90s； 保壓壓力：選用65Mpa； 高壓時(shí)間：選用0?5s； 冷卻時(shí)間：

12、選用20?120s； 總周期：選用45?220s； 后處理方法：采用油、水、鹽水; 后處理溫度：90?100t/0c; 后處理時(shí)間：4h。 說明1：預(yù)熱和干燥均采用鼓風(fēng)烘箱。 2:凡潮濕環(huán)境使用的塑料，應(yīng)進(jìn)行調(diào)濕處理，在100?1200c水中加熱2? 18h。 1.5.塑料成型設(shè)備的選取 根據(jù)計(jì)算及原材料的注射成型參數(shù)初選注塑機(jī)為XS-ZY-125查材料知: 標(biāo)稱注射量： 192cm 螺桿直徑/cm①42mm 注射容量/克：125克 注射壓力/105Pa：1500Mpa 鎖模力10kN：90kN 最大注射面積/cm：320cm2 模具厚度/mm200?300m

13、m 模板行程/mm:300mm 噴嘴球半徑：12mm 孔半徑：4mm 定位孔直徑/mm100o.06 推出兩側(cè)孔徑/mm22mm 孔距/mm230mm 第2章注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：分型面選擇、模具型腔數(shù)目的確定、型腔的排列方式、冷卻水道布局、澆口位置設(shè)置、模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。 2.1 分型面選擇 模具設(shè)計(jì)中，分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)。應(yīng)根據(jù)分型面選 擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。 該塑件為端蓋，表面無特殊的要求，其分型面選擇如下圖所示: 如圖所示取A-A向?yàn)榉中兔?，不影響?/p>

14、件外觀質(zhì)量，有利于模具成型 2.2 確定型腔的數(shù)目及排列方式 2.2.1 模腔數(shù)量的確定 塑件的生產(chǎn)屬大批量生產(chǎn)，宜采用多型腔注塑模具，具型腔個(gè)數(shù)與注塑機(jī)的塑化能力，最大注射量以及合模力等參數(shù)有關(guān)，此外還受制件精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因素影響，有上述參數(shù)和因素可按下列方法確定模腔數(shù)量。 2.2.1.1. 按注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)量N1 N1=(F/PC)/A—B/A 其中：F注塑機(jī)的鎖模力N PC型腔內(nèi)的平均壓力MPa A每個(gè)制件在分型面上的面積（加2） B流道和澆道在分型面上的投影面積（mm2） B在模具設(shè)計(jì)前為未知量，根據(jù)多型腔模具的流動(dòng)分析B為（0.2?0.5）

15、,常取B=0.35,熔體內(nèi)的平均壓力取決于注射壓力，一般為25?40MPa實(shí)際所需鎖模力應(yīng)小于選定注塑機(jī)的名義鎖模力，為保險(xiǎn)起見常用0.8F則 N1=0.6F/APC=50000（X0.6/30X342=29.2（個(gè)） 2.2.1.2. 注射機(jī)注塑量確定型腔數(shù)目N2 N2=(G-C)/V 其中：G注射機(jī)的公稱注塑量（mm3） V單個(gè)制件體積（mm3） C流道和澆口的總體積（加3） 生產(chǎn)中每次實(shí)際注塑量應(yīng)為公稱注塑量的0.75?0.45倍，取0.6倍計(jì)算， 同時(shí)流道和澆道的體積為未知量，據(jù)統(tǒng)計(jì)每個(gè)制品所需澆注系統(tǒng)是體積的0.2? 1倍，現(xiàn)取C=0.6則 N2=0.6G/1.

16、6V=0.375G/V=60乂0.375 =10.7（個(gè)） 從以上討論可以看到模具的型腔個(gè)數(shù)必須取N1,N2中的較小值，在這里可 以選取的個(gè)數(shù)是2,4,6,8,10個(gè)，考慮的制件的取出和模具的開模等情況，以及模具的主流道長(zhǎng)度最好小于60mm以防止因?yàn)樽⑺軌毫Φ慕档投鴰淼闹萍湫筒蛔愕热毕?。我們所設(shè)計(jì)的端蓋注塑模具采用一模四腔的方案，即N=4 2.2.2 型腔的排列方式 本塑件在注塑時(shí)采用一模四腔，綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素采取如圖2-2-2-1所示的型腔排列方式。采用2-2-2-1的型腔排列方式的最大優(yōu)點(diǎn)是便于設(shè)置側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)，具缺點(diǎn)是熔料進(jìn)入型腔后到另

17、一端的料流長(zhǎng)度較大，但因本塑件較小，故對(duì)成型沒有太大影響。 若采用如圖2-2-2-2所示的型腔排列方式，顯然料流長(zhǎng)度較短，但側(cè)向分型 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)置則相當(dāng)困然，勢(shì)必成倍增大模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。所以應(yīng)該采用 2-2-2-1的排列方式。 2.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2.3.1 主流道設(shè)計(jì) 根據(jù)XS-ZY-125型注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸 噴嘴前端孔徑：d0=①4mm 噴嘴前端球面半徑：R0=12mm 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系： R=R0+(1-2)mm D=d0+(0.5?1)mm 取主流道的球面半徑：R=13mm 取主流道的小端直徑d=C>4.5mm 為了方便將凝料從主流道中

18、拔出，將主流道設(shè)計(jì)為圓錐形式其斜度取1?3 度經(jīng)換算得主流道大端直徑D=^8.5mm為了使料能順利的進(jìn)入分流道，可在主流道的出料端設(shè)計(jì)半徑r=5mm?圓弧過渡。 2.3.2 分流道設(shè)計(jì) 分流道的形式和尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的體積，壁厚和形狀的復(fù)雜程度來確定分 流道的長(zhǎng)度的。由于塑件的形狀比較簡(jiǎn)單，尼龍1010的流動(dòng)性好，沖型能力比 較好，因此可采取梯形分流道，便于加工。根據(jù)主流道大端直徑DH8.5mm則 梯形可選用上底為b=5.5mm高為h=8mm勺截面。 截面形狀為U型，在流道設(shè)計(jì)中要減小壓力損失，則希望流道的面積大。 要減少傳熱損失，又希望流道的面積小。因此可用流道的面積與周長(zhǎng)的比

19、值來表 示流道的效率。U型實(shí)質(zhì)上是一種雙梯形流道截面。 效率為0.195D 分流道的尺寸： 尼龍1010分流道直徑/mm3.8---7.5 選取6mm 分流道表面粗糙度： 分流道表面不要求太光潔，表面粗糙度常取1.25—2.5Ra這可增加對(duì) 外層塑料熔體流動(dòng)阻力，使外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層。有利于保溫。 但表面不得凸凹不平，以免對(duì)分型不利。 2.3.3 澆口設(shè)計(jì) 根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式，選用側(cè)澆口較為理想。設(shè)計(jì)時(shí)考 慮選擇從塑件的表面進(jìn)料，而且在模具結(jié)構(gòu)上采取鑲拼型腔、型心，有利于填充 、排氣。故采用截面為矩形的側(cè)澆口，查表初選尺寸為（bxixh）

20、1mm x0.8mnm<0.6mm,試模時(shí)修正. 2.3.4 排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在注塑模具的設(shè)計(jì)過程中，必須考慮排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，否則，熔融的塑 料流體進(jìn)入模具型腔內(nèi)，氣體如不能及時(shí)排出會(huì)使制件的內(nèi)部有氣泡，甚至 會(huì)產(chǎn)生很高的溫度使塑料燒焦，從而出現(xiàn)廢品。 排氣方式有兩種：開排氣槽排氣和利用合模間隙排氣。 由于端蓋注塑模是小型鑲拼式模具，可直接利用分型面和鑲拼間隙進(jìn)行排氣，而 不需在模具上開設(shè)排氣槽。（尼龍1010塑料的最小不溢料間隙為0.03mm間隙 較小，再加上尼龍1010的流動(dòng)性較好，也不宜開排氣槽. 2.3.5 主流道襯套的選取 為了提高模具的壽命在模具與注塑機(jī)頻繁接

21、觸的地方設(shè)計(jì)為可更換的主 流道襯套形式，選取材料為T8A,熱處理以后的硬度為53?57HRC主流道襯 套和定模的配合形式為H7/m6的過渡配合。 可根據(jù)抽拔距，固定端模板的厚度，斜銷直徑及斜角大小確定： L=L1+L2+L3+L4+L5 =D/2xtana+h/cosa+d/2tana+H/sina+（10?15） =99.6mm 取：L=100mm 2.4 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 如圖2-5-1 r—I 如圖2-5-1 如圖所示模具開模后，塑件包緊動(dòng)模型心的力并不大，適當(dāng)考慮脫模斜度，采用頂桿并不會(huì)將塑件頂變形，且模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單. 如圖2-5-2所示是采用推管和頂桿聯(lián)合頂出

22、,頂出平穩(wěn),塑件不會(huì)變形，但推管與中間的型心想配合，會(huì)造成制造和裝配上的困然. 由以上兩種方法的比較不然看出圖7-6的方法比圖7-7的方法更經(jīng)濟(jì)也可 以給制造帶來方便. 2.5 .凹模的設(shè)計(jì) 本副模具采用整體式凹模結(jié)構(gòu)，由于制件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，模具牢固，不易變形,制件沒拼界逢，適用用于本制件的模具。如圖所示： 材料選用T8A,硬度在50HRCZ上. 根據(jù)分流道與澆口的設(shè)計(jì)要求，分流道與澆口設(shè)在凹模型腔上其結(jié)構(gòu)見上圖所小。 凹模板尺寸：根據(jù)矩形凹模最小壁厚經(jīng)驗(yàn)曲線知，此塑件的成

23、型 壓力小于30MPA那么尺寸見下圖 由經(jīng)驗(yàn)可知【3】: 長(zhǎng)為：150mm.寬為：230mm. 凹模高為：h=30mm 件高為：7mm 加工可以直接用銃刀銃出，也可以用成型電極。為了節(jié)約成本。在這里我選用銃刀銃。 第3章端蓋注塑模具的有關(guān)計(jì)算 本例中成型零件工作尺寸計(jì)算時(shí)均采用平均尺寸，平均收縮率平均制造公差和平均磨損率來計(jì)算。 查常用塑料的收縮率塑料尼龍1010的成型收縮率為S=0.5~4.0%,故平均我們?nèi)镾cp=0.5%?？紤]到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差取B=A/3。 塑件未注公差的按照GB/T1800.3—1988取值: 凹模和型芯的工作尺寸計(jì)

24、算 類別 零件名稱 塑件尺寸 計(jì)算公式 型腔工作尺寸 凹模 徑向尺寸 90.2 Dm[DDS馬]0z 8.89+0.07 深度尺寸 23.50.2 40.50.2 23.46+0.07 40.55+0.07 型芯 徑向尺寸 100.1 hM[hhs』]°z 9.97+0.03 深度尺寸 50.2 4.88+0.07 成型零部件的制造誤差： 成型零部件的制造誤差包括成型零部件的加工誤差和安裝誤差，配合誤差等幾個(gè)方面。設(shè)計(jì)時(shí)一般應(yīng)將成型零部件的制造公差控制在塑件的1/3左右，通常取IT6—9級(jí)，綜合考慮取IT8級(jí)。 第4章模具加熱和冷卻系統(tǒng)的

25、設(shè)計(jì) 塑料在生產(chǎn)過程中由于需要對(duì)熔融的塑料流體進(jìn)行冷卻，塑料制件不能有太 高的溫度（防止出模后制件發(fā)生翹曲，變形）冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)可按下式進(jìn)行計(jì)算： 設(shè)該模具平均工作溫度為60°,用20。的常溫水作為模具的冷卻介質(zhì)，其出口溫度為30°,產(chǎn)量為（1分鐘2模）1000g/h。 ① 求塑件在硬化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量為Q3,查有關(guān)文獻(xiàn)得尼龍1010 的單位熱流量為Q2=314.3?398.1J/g,取Q2=350J/g: Q3=WQ2=1008g/h350J/h=352800J ② 求冷卻水的體積流量V V=WQ1/Pc1（T1T2） =140cm3 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件的質(zhì)量影響主要表現(xiàn)在以

26、下幾個(gè)方面： 變形尺寸精度力學(xué)性能表面質(zhì)量 在選擇模具溫度時(shí)，應(yīng)根據(jù)使用情況著重滿足制件的質(zhì)量要求。 在注射模具中溶體從2000C,左右降低到600C左右，所釋放的能量5%以 輻射，對(duì)流的方式散發(fā)到大氣中，其余95%由冷卻介質(zhì)帶走，因此注射模的冷卻時(shí)間只要取決與冷卻系統(tǒng)的冷卻效果。模具的冷卻時(shí)間約占整個(gè)循環(huán)周期的2/3?？s短循環(huán)周期的冷卻時(shí)間是提高是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。在冷卻水冷卻過程中，在湍流下的熱傳遞是層流的10—20倍。在次我選擇湍流。如圖表二： 冷卻水道直徑 d/(mrm 取低流里v /(m/s) qv/ (m3/min) 12 1.10 7.4 x10

27、3 表二 第5章模具閉合高度確定 在支撐板與固定零件的設(shè)計(jì)中根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定：定模座板厚度H1=25mm型腔 板厚度為H2=30mm型芯固定板H3=35mm1件板厚度為H4=16mm墊塊厚度H5=80mmfi模板厚度H6=25mm如下圖所示：1計(jì)算模具的閉合高度： H=H1+H2+H3+H4+H5+H6 =25+30+35+16+80+25 =211mm2( 第6章注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 本模具的外形尺寸為300m由250mme211mm,XS-ZY-125型注塑機(jī)模板最大安裝尺寸是370m佛350mm 由于上述計(jì)算的模具閉合高度為220mmXS-ZY-125型注塑機(jī)的最小模

28、具厚度為200mm最大模具厚度為300mm 模具合模時(shí)校核： 200mm<211mm<300mm 模具的工作原理： 模具安裝在注塑機(jī)上，定模部分固定在注塑機(jī)的定模板上，動(dòng)模固定在注塑機(jī)的動(dòng)模板上。合模后，注塑機(jī)通過噴嘴將熔料經(jīng)流道注入型腔，經(jīng)保壓，冷卻后塑件成型，注塑完成。開模時(shí)動(dòng)模部分隨動(dòng)模板一起漸漸將分型面打開，當(dāng)分型面 打開到23mnW,動(dòng)模運(yùn)動(dòng)停止，在注塑機(jī)頂出作用下，推動(dòng)頂桿運(yùn)動(dòng)將塑件頂出。合模時(shí)，復(fù)位桿對(duì)頂桿進(jìn)行復(fù)位。 第7章注塑模具的安裝和試模 7.1模具安裝 (1) 清理模板平面定位孔及模具安裝面上的污物，毛刺。 (2) 因本模具的外型尺寸不大，故采用整體安裝

29、法。先在機(jī)器下面兩根導(dǎo)軌 上墊好木板，模具從側(cè)面進(jìn)入機(jī)架間，定模入定位孔，并放正，慢速閉 合模板，壓緊模具，然后用壓板或螺釘壓緊定模，并初步固定動(dòng)模，然 后慢速開閉模具，找正動(dòng)模，應(yīng)保證開閉模具時(shí)平衡，靈活，無卡住現(xiàn) 象，然后固定動(dòng)模。 (3) 調(diào)節(jié)鎖模機(jī)構(gòu)，保證有足夠的開模距及鎖模力，使模具閉合適當(dāng)。 (4) 慢速開啟模板直至模板停止后退為止，調(diào)節(jié)頂出裝置，保證頂出距離。 開閉模具觀察頂出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)情況，動(dòng)作是否平衡，靈活，協(xié)調(diào)。 (5) 模具裝好后，等料筒及噴嘴溫度上升到距預(yù)定溫度20--30℃，即可校正 噴嘴與澆口套的相對(duì)位置及弧面接觸情況，可用一紙片放在噴嘴與澆口 套

30、之間，觀察兩者接觸印痕，檢查吻合情況，須使松緊合適，校正后擰 緊注射座定位螺釘，緊固定位。 (6) 開空車運(yùn)轉(zhuǎn)，觀察模具各部分運(yùn)行是否正常，然后才可注射試模。 7.2 試模 通過試模塑件上常會(huì)出現(xiàn)各種弊病，為此必須進(jìn)行原因分析，排除故障。 造成次廢品的原因很多，有時(shí)是單一的，但經(jīng)常是多個(gè)方面綜合的原因。需按 成型條件，成型設(shè)備，模具結(jié)構(gòu)及制造精度，塑件結(jié)構(gòu)及形狀等因素逐個(gè)分析 找出其中主要矛盾，然后再采取調(diào)節(jié)成型條件，修整模具等方法加以解決。首 先，在初次試模中我們最常遇到的問題是根本得不到完整的樣件。常因塑件被 粘附于模腔內(nèi)，或型芯上，甚至因流道粘著制品被損壞。這是試模首先

31、應(yīng)當(dāng)解 決的問題。 7.3 粘著模腔 制品粘著在模腔上，是指塑件在模具開啟后，與設(shè)計(jì)意圖相反，離開型芯一 側(cè)，滯留于模腔內(nèi)，致使脫模機(jī)構(gòu)失效，制品無法取出的一種反?，F(xiàn)象。其主要 原因是： ( 1) 注射壓力過高，或者注射保壓壓力過高。 ( 2) 注射保壓和注射高壓時(shí)間過長(zhǎng)，造成過量充模。 ( 3) 冷卻時(shí)間過短，物料未能固化。 ( 4) 模芯溫度高于模腔溫度，造成反向收縮。 5）型腔內(nèi)壁殘留凹槽，或分型面邊緣受過損傷性沖擊，增加了脫模阻力。 7.4 粘著模芯 （ 1） 注射壓力和保壓壓力過高或時(shí)間過長(zhǎng)而造成過量充模，尤其成型芯上有加強(qiáng)筋槽的制品，情況更為明顯。 （ 2

32、） 冷卻時(shí)間過長(zhǎng)，制件在模芯上收縮量過大。 （ 3） 模腔溫度過高，使制件在設(shè)定溫度內(nèi)不能充分固化。 （ 4） 機(jī)筒與噴嘴溫度過高，不利于在設(shè)定時(shí)間內(nèi)完成固化。 （ 5） 可能存在不利于脫模方向的凹槽或拋光痕跡需要改進(jìn)。 7.5 粘著主流道 （ 1） 閉模時(shí)間太短，使主流道物料來不及充分收縮。 （ 2） 料道徑向尺寸相對(duì)制品壁厚過大，冷卻時(shí)間內(nèi)無法完成料道物料的固化。 （ 3） 主流道襯套區(qū)域溫度過高，無冷卻控制，不允許物料充分收縮。 （4）主流道襯套內(nèi)孔尺寸不當(dāng)，未達(dá)到比噴嘴孔大0.5?1mm0 （ 5） 主流道拉料桿不能正常工作。 一旦發(fā)生上述情況，首先要設(shè)法將制品取出

33、模腔（芯），不惜破壞制件，保護(hù) 模具成型部位不受損傷。仔細(xì)查找不合理粘模發(fā)生的原因，一方面要對(duì)注射工藝 進(jìn)行合理調(diào)整；另一方面要對(duì)模具成型部位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)修正，直到認(rèn)為達(dá)到要求， 方可進(jìn)行二次注射。 7.6 成型缺陷 當(dāng)注射成型得到了近乎完整的制件時(shí)，制件本身必然存在各種各樣的缺陷， 這種缺陷的形成原因是錯(cuò)綜復(fù)雜的，一般很難一目了然，要綜合分析，找出其主 要原因來著手修正，逐個(gè)排出，逐步改進(jìn)，方可得到理想的樣件。下面就對(duì)度模 中常見的成型制品主要缺陷及其改進(jìn)的措施進(jìn)行分析。 7.7 注射填充不足 所謂填充不足是指在足夠大的壓力、足夠多的料量條件下注射不滿型腔而得不到 完整的制

34、件。這種現(xiàn)象極為常見。其主要原因有： （ 1） 熔料流動(dòng)阻力過大 這主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形狀、尺寸不利 于熔料流動(dòng)。盡量采用整圓形、梯形等相似的形狀，避免采用半圓形、球缺形料 道。熔料前鋒冷凝所致。塑料流動(dòng)性能不佳。制品壁厚過薄。 （ 2） 型腔排氣不良 這是極易被忽視的現(xiàn)象，但以是一個(gè)十分重要的問題。模具加工精度超高， 排氣顯得越為重要。尤其在模腔的轉(zhuǎn)角處、深凹處等，必須合理地安排頂桿、鑲 塊，利用縫隙充分排氣，否則不僅充模困難，而且易產(chǎn)生燒焦現(xiàn)象。 （ 3） 鎖模力不足 因注射時(shí)動(dòng)模稍后退，制品產(chǎn)生飛邊，壁厚加大，使制件料量增加而引起的

35、缺料。應(yīng)調(diào)大鎖模力，保證正常制件料量。 7.8 溢邊（毛刺、飛邊、批鋒） 與第一項(xiàng)相反，物料不僅充滿型腔，而且出現(xiàn)毛刺，尤其是在分型面處毛刺更大， 甚至在型腔鑲塊縫隙處也有毛刺存在，其主要原因有： （ 1） 注射過量 （ 2） 鎖模力不足 （ 3） 流動(dòng)性過好 （ 4） 模具局部配合不佳 （ 5） 模板翹曲變形 7.9 制件尺寸不準(zhǔn)確 初次試模時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)制件尺寸與設(shè)計(jì)要求尺寸相差較大。這時(shí)不要輕易修改 型腔，應(yīng)行從注射工藝上找原因。 （ 1） 尺寸變大注射壓力過高，保壓時(shí)間過長(zhǎng)，此條件下產(chǎn)生了過量充模， 收縮率趨向小值，使制件的實(shí)際尺寸偏大；模溫較低，事實(shí)上使熔料在

36、較低溫度 的情況下成型，收縮率趨于小值。這時(shí)要繼續(xù)注射，提高模具溫度、降低注射壓 力，縮短保壓時(shí)間，制件尺寸可得到改善。 （ 2） 尺寸變小注射壓力偏低、保壓時(shí)間不足，制在冷卻后收縮率偏大， 使制件尺寸變??；模溫過高，制件從模腔取出時(shí)，體積收縮量大，尺寸偏小。此 時(shí)調(diào)整工藝條件即可。 通過調(diào)整工藝條件，通常只能在極小范圍內(nèi)使尺寸京華，可以改變制件相互 配合的松緊程度，但難以改變公稱尺寸。 7.10 調(diào)整措施 調(diào)整時(shí)應(yīng)注意調(diào)節(jié)進(jìn)料速度，增加排氣孔，正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)。注意控型周期。 結(jié)論 大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對(duì)以前 所學(xué)的知識(shí)及所掌握的

37、技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采 用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、 生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專 業(yè)課方面的知識(shí)，對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到 了學(xué)習(xí)的目的。對(duì)于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量 的實(shí)習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、洛陽中國(guó)一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對(duì)于模具特 別是塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作 過程方面的知識(shí)，而對(duì)于模具的制造工藝更是實(shí)現(xiàn)了零的突破。在指導(dǎo)老師的 協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)查閱

38、了很多相關(guān)資料并親手拆裝了 一些典型的模具實(shí)體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖 書館借閱了許多相關(guān)手冊(cè)和書籍，設(shè)計(jì)中，將充分利用和查閱各種資料，并與 同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。 在設(shè)計(jì)的過程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力， 相信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中不 妥之處在所難免，肯請(qǐng)各位老師指正。 參考文獻(xiàn) 1. 楊占堯主編.塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì).清華大學(xué)出版社. 2. 中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典. 3. 王孝陪主編.塑料成型工藝及模具簡(jiǎn)明手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社.2000 4. 模具制造手冊(cè)編寫組.模具制造手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社.1996 5. 馮炳堯，韓泰榮，蔣文生主編.模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè).上?？茖W(xué)技術(shù)出 版社，1998 6. 賈潤(rùn)禮，程志遠(yuǎn)主編.實(shí)用注塑模設(shè)計(jì)手冊(cè).中國(guó)輕工業(yè)出版社.2000 7. 唐志玉主編.模具設(shè)計(jì)師指南.國(guó)防工業(yè)出版社.1999 8. 屈華昌主編.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社.1995 9. 黃毅宏主編.模具制造工藝.機(jī)械工業(yè)出版社.1999 10. 彭建聲主編.簡(jiǎn)明模具工實(shí)用技術(shù)手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社.1993