0083-瓶蓋成形工藝及注塑模具設(shè)計【全套8張CAD圖】

0083-瓶蓋成形工藝及注塑模具設(shè)計【全套8張CAD圖】,全套8張CAD圖,瓶蓋,成形,工藝,注塑,模具設(shè)計,全套,cad 目 錄 引 言……………………………………………………………………………2 畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書設(shè)計說明書……………………………………………………………………3 設(shè)計說明書……………………………………………………………………5 摘要………………………………………………………………6 Abstract………………………………………………………………7 一、設(shè)計題目………………………………………………………………8 二、塑件分析 … … ………………………………………………………9 三、所選材料的成型特性與工藝參數(shù)………………………………………………10 四、澆注系統(tǒng)的設(shè)計………………………………………………………11 五、分型面的選擇及型腔布置………………………………………………………16 六、排氣系統(tǒng)的設(shè)計………………………………………………………………………………………18 七、成型零部件的設(shè)計與計算……………………………………………………………………………18 八、脫模機構(gòu)的設(shè)計…………………………………………………………………………………………25 九、合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計…………………………………………………………………………27 十、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計與計算…………………………………………28 十一、模架的選擇………………………………………………………………………………………30 十二、設(shè)計小結(jié)………………………………………………………………………………………32 參考文獻…………………………………………………………………33 引 言 本說明書為機械類塑料模注射模具設(shè)計說明書，是根據(jù)塑料模具設(shè)計手冊上的設(shè)計過程及相關(guān)工藝編寫的。本說明書的內(nèi)容包括：畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書，畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書，畢業(yè)設(shè)計說明書，畢業(yè)設(shè)計體會，參考文獻等。 編寫本說明書時，力求符合設(shè)計步驟，詳細說明了塑料注射模具設(shè)計方法，以及各種參數(shù)的具體計算方法，如塑件的成型工藝，塑料脫模機構(gòu)的設(shè)計。 本說明書在編寫過程中，得到有張蓉老師關(guān)同學(xué)的大力支持和熱情幫助，在此謹(jǐn)以致意。 由于本人設(shè)計水平有限，在設(shè)計過程中難免有錯誤之處，敬請各位老師批評指正。 畢 業(yè) 設(shè) 計 指 導(dǎo) 書 一、題目： 瓶塞 材料 聚酰胺（PA） 二、明確設(shè)計任務(wù)，收集有關(guān)資料 1、了解畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)、內(nèi)容、要求和步驟，制定設(shè)計工作進度計劃（一般需６—８周） 2、畫AUTOCAD平面圖，并標(biāo)好尺寸 3、查閱、收集有關(guān)的設(shè)計參考資料 4、了解所設(shè)計零件的用途、結(jié)構(gòu)、性能，在整個產(chǎn)品中裝配關(guān)系、技術(shù)要求、生產(chǎn)批量 5、塑膠廠車間的設(shè)備資料 6、模具制造技能和設(shè)備條件及可采用的模具標(biāo)準(zhǔn)情況 三、工藝性分析 分析塑膠件的工藝性包括技術(shù)和經(jīng)濟兩方面，在技術(shù)方面，根據(jù)產(chǎn)品圖紙，主要分析塑膠件的形狀特點、尺寸大小、尺寸標(biāo)注方法、精度要求、表面質(zhì)量和材料性能等因素，是否符合模塑工藝要求；在經(jīng)濟方面，主要根據(jù)塑膠件的生產(chǎn)批量分析產(chǎn)品成本，闡明采用注射生產(chǎn)可取得的經(jīng)濟效益。 １、塑膠件的形狀和尺寸： 塑膠件的形狀和尺寸不同，對模塑工藝要求也不同。 ２、塑膠件的尺寸精度和外觀要求 塑膠件的尺寸精度和外觀要求與模塑工藝方法、模具結(jié)構(gòu)型式及制造精度等有關(guān)。 3、生產(chǎn)批量 生產(chǎn)批量的大小，直接影響模具的結(jié)構(gòu)型式，一般大批量生產(chǎn)時，可選用一模多腔來提高生產(chǎn)率；小批量生產(chǎn)時，可采用單型腔模具等進行生產(chǎn)來降低模具的制造費用。 4、其它方面 在對塑膠件進行工藝分析時，除了考慮上述因素外，還應(yīng)分析塑膠件的厚度、塑料成型性能及模塑生產(chǎn)常見的制品缺陷問題對模塑工藝性的影響。 四、確定成型方案及模具型式： 根據(jù)對塑膠零件的形狀、尺寸、精度及表面質(zhì)量要求的分析結(jié)果，確定所需的模塑成型方案：制品的后加工、分型面的選擇、型腔的數(shù)目和排列、成型零件的結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)等。 五、工藝計算和設(shè)計 1、 注射量計算：涉及到選擇注射機的規(guī)格型號，一般應(yīng)先進行計算。對于形狀復(fù)雜不規(guī)則的制品，可以利用Pro/E的“分析/模型分析/模型質(zhì)量屬性”來計算質(zhì)量?；蛘卟捎霉浪惴ü烙嬎芰系挠昧?，以保證足夠的塑料用量為原則。 2、 澆注系統(tǒng)設(shè)計計算：這是設(shè)計注射模的第一步，只有完成澆注系統(tǒng)的設(shè)計后才能估算型腔壓力、注射時間、校核鎖模力，從而進一步校核所選擇的注射機是否符合要求。澆注系統(tǒng)設(shè)計計算包括澆道布置、主流道和分流道斷面尺寸計算、澆注系統(tǒng)壓力降計算和型腔壓力校核。 3、 成型零件工作尺寸計算：主要有凹模和型芯徑向（長/寬）尺寸和高度（深度）尺寸，其最大值直接關(guān)系到模具尺寸大小，而工作尺寸的精度則直接影響到制品精度。為計算方便，凡孔類尺寸均以其最小尺寸作為公稱尺寸，即公差為正；凡軸類尺寸均以其最大尺寸作為公稱尺寸，即公差為負；進行工作尺寸計算時應(yīng)考慮塑料的收縮率和模具壽命（磨損裕量）等因素。 4、 模具冷卻與加熱系統(tǒng)計算：冷卻系統(tǒng)計算包括冷卻時間和冷卻參數(shù)計算。冷卻時間計算有三種方法，根據(jù)塑料制品形狀和塑料性能選擇適當(dāng)?shù)墓竭M行計算即可。冷卻參數(shù)包括冷卻面積、冷卻水空長度和孔數(shù)的計算及冷卻水流動狀態(tài)的校核和冷卻水入口與出口處溫度差的校核。模具加熱工藝計算主要是加熱功率計算。 5、 注射壓力、鎖模力和安裝尺寸校核：模具初步設(shè)計完成后，還需校核所選擇的注射機注射壓力和鎖模力能否滿足塑料成型要求，校核模具外形尺寸可否方便安裝，行程是否滿足模塑成型及取件要求。 六、進行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 1、 確定凹模（模板）尺寸：先計算凹模（模板）厚度，再根據(jù)厚度確定凹模（模板）周界尺寸(長X寬),在確定凹模（模板）周界尺寸時要注意:第一,澆注系統(tǒng)的布置,特別是對于一模多腔的塑料模應(yīng)仔細考慮模腔位置和澆道布置;第二,要考慮凹模上螺孔的布置位置;第三,主流道中心與模板的幾何中心應(yīng)重合;第四, 凹模（模板）外形尺寸盡量按國家標(biāo)準(zhǔn)選取。 ２、選擇模架并確定其他模具零件的主要參數(shù)：在確定模架結(jié)構(gòu)形式和定模、動模板的尺寸后，可根據(jù)定模、動模板的尺寸，從《塑料模國家標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 12555—1990 （塑料注射模大型模架）和GB/T 12556—1990 （塑料注射模中小型模架及技術(shù)條件）中確定模架規(guī)格。待模架規(guī)格確定后即可確定主要塑模零件的規(guī)格參數(shù)。再查閱標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)零部件圖表，就可以畫裝配圖了。 七、畫裝配圖 　　一般先畫主視圖，再畫側(cè)視圖和其他視圖。由于注射機大多為臥式的，故注射模也常按安裝位置畫成臥式，畫主視圖最好從凸凹模結(jié)合面（即分型面）開始，向左右兩個方向畫較為方便，且不易出錯。 模具裝配圖包括： 1、主視圖：繪制模具工作位置的剖面圖 2、側(cè)視圖：一般情況下繪制定模部分視圖， 3、俯視圖、局部剖視圖等。 4、列出零件明細表，注明材質(zhì)和數(shù)量，凡標(biāo)準(zhǔn)件須注明規(guī)格。 5、技術(shù)要求及說明，包括所選注射機設(shè)備型號，所選用的標(biāo)準(zhǔn)模架型號，模具閉合高度，模具間隙及其它要求。 八、繪制各非標(biāo)準(zhǔn)零件圖 零件圖上應(yīng)注明全部尺寸、公差與配合、形位公差、表面粗糙度、所用材料、熱處理方法及其它要求。 九、編寫技術(shù)文件 1、編寫注射成型工藝卡片：根據(jù)塑料的成型特點，查閱有關(guān)資料，確定合理的注射成型工藝參數(shù)，并作成工藝卡片。 2、編寫加工工藝過程卡片：選取兩個重要模具成型零件，確定加工工藝路線，并作成加工工藝過程卡片 3、編寫設(shè)計說明書： 摘要：本設(shè)計為機械類塑料模注射模具設(shè)計，分析塑膠件的形狀特點、尺寸大小、尺寸標(biāo)注方法、精度要求 ，分析塑膠件的生產(chǎn)批量分析產(chǎn)品成本。確定成型方案及模具型式。 根據(jù)對塑膠零件的形狀、尺寸、精度及表面質(zhì)量要求的分析結(jié)果，確定所需的模塑成型方案：制品的后加工、分型面的選擇、型腔的數(shù)目和排列、成型零件的結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)等。 詳細說明了塑料注射模具設(shè)計方法，以及各種參數(shù)的具體計算方法，如塑件的成型工藝，塑料脫模機構(gòu)的設(shè)計。 關(guān)鍵詞：成本，成型，塑料，射模具，工藝，脫模 Abstract ：This design injects a molding tool design for the machine plastics mold, the shape characteristics, size size, size of analytical plastic piece marks a method, accuracy to request, the production batch quantity of the analytical plastic piece analyze product cost.The assurance models project and molding tool pattern. According to the analytical result requested to shape, size, accuracy and surface quality of plastic spare parts, make sure need of the mold Su model a project:Product of process behind, cent type the choice, type of the noodles the number of the chamber and arrange, model the structure of spare parts and sprinkle to note system etc.. Elaborated on plastics to inject a molding tool design method, and the concrete calculation method of various parameter, such as model of Su piece craft, the plastics takes off the design of mold organization. Keyword:Cost, model, plastics, shoot a molding tool, craft, take off a mold 第一部分 設(shè)計題目：瓶塞注射模 一 設(shè)計題目：瓶塞注射模 二 設(shè)計要求： 1．繪制產(chǎn)品零件圖 2．繪制模具裝配圖 3．繪制整套模具零件圖（除標(biāo)準(zhǔn)件外） 4．編寫設(shè)計說明書 三 設(shè)計要求： 1．模具結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，工藝性好。設(shè)計計算正確，參數(shù)選用正合理。 2．模具繪圖布局合理，視圖完整、清晰,各項要求符合規(guī)范。 3．模具裝配圖采用CAD繪制并打印。 4．繪制全套模具零件圖，除標(biāo)準(zhǔn)件（模架選擇標(biāo)準(zhǔn)的也要出圖） 5．設(shè)計說明書內(nèi)容完整，分析透徹，語言流暢，參考資料應(yīng)注明出處。 第二部分 塑件分析 1.制品圖如圖2-1： 圖2-1 2.制品分析：該制品結(jié)構(gòu)簡單，形狀尺寸小，壁厚均勻，使用PA制造。公差等級為MT5，該制品采用了凸起來增加制品的強度和剛度，表面粗糙度為1.6。采用液態(tài)石蠟作為尼龍類塑料脫模劑效果較好，硅油的效果好，但價格貴，而且使用時要與甲苯等有機溶劑配成共溶液，涂抹型腔后待有機溶劑揮發(fā)后才能顯示硅油的潤滑效果。該制品在成型后應(yīng)進行調(diào)濕處理 ，因為這類塑料在空氣中使用或存放過程中容易吸水而膨脹，需要很長時間尺寸才能穩(wěn)定下來。所以將脫模后的塑件放在熱水中處理，不僅隔絕空氣防止氧化，消除內(nèi)應(yīng)力，而且還可以加速達到吸濕平衡，穩(wěn)定其尺寸。經(jīng)調(diào)濕處理后的塑料，其調(diào)濕處理后的塑件，其沖擊韌性和抗拉強度均有所提高。調(diào)濕處理的溫度一般為100—150度。處理時間由塑料品種，塑件形狀，壁厚和結(jié)晶度的大小來決定的。達到 調(diào)濕處理后，應(yīng)緩慢冷卻至室溫。 第三部分 所選材料的成型特性與工藝參數(shù) 該制品采用PA，俗稱尼龍，于1939年實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，最初用作制造合成纖維的原料，后來由于PA具有高韌性，耐磨性，自潤滑，使用溫度范圍寬（高溫度強度好，低溫度韌度好），耐油和耐腐蝕等優(yōu)良綜合性能，已成為開發(fā)最早的工程塑料品種，并獲得廣泛的應(yīng)用，其產(chǎn)量約占工程塑料總產(chǎn)量的三分之一。 1.PA的性能特點： PA的熔點在180—280℃之間，品種不同，差別較大。然兒其熱變形溫度較低，一般均在100℃以下，長期使用就會發(fā)生脆化，必須提高熱穩(wěn)定性。PA具有良好的力學(xué)性能。它的勞性和耐油 耐溶劑性，抗拉強度 硬度 耐磨性好，PA具有吸水性，優(yōu)良的耐摩擦性和耐磨耗性，以及良好的耐疲還具有較好的電絕緣性。 2.PA的成型特點以及模具設(shè)計的注意事項： 〈1〉成型特點：PA熔點高，成型前須預(yù)熱；黏度低，流動性好，易產(chǎn)生溢流，飛邊；熔融溫度下較硬，易損模具主流道及型腔壁易黏膜。 〈2〉注意事項：防止溢料，更提高結(jié)晶化溫度，應(yīng)注意模具溫度的控制；收縮率為1.5%~2.5% 3.工藝參數(shù)： 30%玻纖增強尼龍 66的工藝參數(shù)如下；注射機類型；螺桿 預(yù)熱和干燥 溫度 100~110℃ 時間 12~16H 成型溫度 227~30℃ 模具溫度 70℃ 注射力 70~176MPa后處理方法； 油 水 鹽水 溫度； 90~100℃ 時間； 4.H 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)進行調(diào)濕處理，在100~120度水中加熱2~18H 4．注塑機的選擇： 1）注塑機的流量： 塑件的體積計算： =2×× (—)=1099 =2×× (—)=6832.64 =+=1099+6832.64=7931.64 4=4×7931.64=31725.64 取=4000 2）塑件的質(zhì)量計算： ρv=1.3×7931.64×=10.31g 4=4×10.31=41.24g 設(shè)凝料的質(zhì)量為5克 41.24+5=46.24g 取=50g 按注射量選擇4000的注射機按流量選擇注塑機， 由《料制品及成型技術(shù)》教材附錄F選擇SZ—40/32立式注射機，其參數(shù)如下： 理論注射容積：40 螺桿直徑：24cm 注射壓：150Mpa 鎖模力：320KN 拉桿內(nèi)向距：205mm 移模行程 160mm 最大模具厚度：160mm 最小模具厚度：130mm 噴嘴球半徑：10mm 噴嘴口半徑： 3mm 第四部分 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 1.澆注系統(tǒng)的設(shè)計； A 澆注系統(tǒng)的組成及設(shè)計原則 1 澆注系統(tǒng)通常由主流道 分流道 澆口料穴等組成 2 設(shè)計原則；〈1〉流程要短。減少壓力和熱量損失及塑料消耗量，同時縮短了充模時間〈2〉排氣良好。使料流平穩(wěn)順利充滿型腔。3〉防止型芯變形和嵌件位移。應(yīng)避免料流直沖較小的型芯和嵌件。 〈4〉防止塑件翹曲變形和表面形成冷疤，冷斑等缺陷。應(yīng)減輕澆口附近應(yīng)力集中?！?〉合理選擇冷料穴b 主流道設(shè)計； 主流道是指連接注射機噴嘴與風(fēng)流道或型腔〈單腔模〉的進料通道。負責(zé)將塑料溶體從噴嘴引入模具，其形狀，大小直接影響塑料的流速及填充時間。主流道垂直于分型面通常作在淬硬澆口套內(nèi)，如圖4-15a所示。為了使塑料疑料能從主流道中順利拔出，需將主流道設(shè)計成圓錐形，具有a=2-6的錐角。內(nèi)壁為ra 0.8 um 以下的表面粗糙度，小端直徑大于噴嘴直徑約0.5~1mm，凹坑半徑R也應(yīng)比噴嘴頭半徑大1-2mm，以便疑料順利拔出。澆口套大端高出定模端面H=5`10mm，起定位作用與注射機定模板的定位孔呈間隙配合。為了拆御更換方便，模具的定位圈常與澆口套分開設(shè)計，如圖4-1所示。 圖4—1 C．分流道及其平衡布置 （1〉分流道：主流道和澆口之間的進料通道。其作用是通過流道截面及方向變化使塥料平穩(wěn)地轉(zhuǎn)換流向，并均勻分配給各個型腔〈多型腔?！怠３Ｒ姺至鞯赖慕孛嫘螤钣袌A形 梯形 U形 半圓形及矩形等幾種形式，其中圓形截面分流道的比面積最小，但需要開設(shè)在分型面兩側(cè)，且對應(yīng)兩部分必須吻合，加工不方便；梯形及U形截面分流道加工較容易，且熱量損失和流動阻力均不大，為最常用形式；半圓形和矩形截面的分流道則因此比面積最大。在此設(shè)計中，采用圓形截面。 〈2〉分流道的尺寸；因為各種塑料的流動性有差異，所以a 以根據(jù)塑料的品種來粗略地估計分流道的直徑。常用塑料的分流道直徑推薦值如〈塑料制品成型及模具設(shè)計〉表4-3。對于壁厚小于3mm，質(zhì)量在200—以下的塑件可以用以下經(jīng)驗公式確定分流道的直徑；D=0.2654 式中；M-流徑分流道的塑料量 L-分流道長度〈mm〉 D-分流道直徑，對于粘度叫大的塑件，可用上式算得的D值再 以1.2~1.25的系數(shù)，據(jù)表4——3查得尼龍類分流道的直徑為1.6~9.5 取D=4。 〈3〉分流道的布置：分流道采用平衡布置，多型腔模具應(yīng)盡量均衡布置型腔，使熔融塑料幾乎同時到達每個型腔的進料口，這樣，塑料到每個型腔的壓力和溫度是相同的，塑件的品質(zhì)理應(yīng)相同 圖4—2 D 澆口的設(shè)計 〈1〉澆口又稱進料口，是分流道與型腔之間的狹窄部分，也是澆注系統(tǒng)中最短小的部分，他使塑料溶體的流速產(chǎn)生加速度，有利于迅速充滿型腔，同時還起封閉型腔防止溶體倒流的作用，并在成型后使?jié)部谀吓c塑件易于分離。澆口的設(shè)計與塑料性能，塑件形狀，截面尺寸 模具結(jié)構(gòu)及注射工藝參數(shù)等有關(guān)?？偟囊笫鞘谷芰弦暂^快的速度進入并充滿型腔，同時在充滿后能適時冷卻封閉，因此澆口的截面要小，長度要短，這樣可以增大料流速度，快速冷卻封閉，且便于塑件與凝料分離，不留明顯的澆口痕跡，保證塑件外觀質(zhì)量。 〈2〉澆口的形式；澆口的形式很多，在此設(shè)計中為了保證制件的外觀，采用推切式潛伏口。 〈3〉前途澆口的優(yōu)缺點；進料口設(shè)在塑件內(nèi)側(cè)時，塑件外邊面沒有點澆口切斷痕跡。脫模時，推桿切斷進料口可實行注射機的全自動化操作。避免了點澆口流道所需要的定模定距分型機構(gòu)。模具結(jié)構(gòu)簡單。但隧道斜孔的加工較困難。為了將斜的點澆口推出。必須是柔韌性好的塑料，必須是柔韌性好的塑料。并且要嚴(yán)格掌握塑件在模內(nèi)的冷卻時間。在流道為凝固時及時推出潛伏澆口 E 冷料穴設(shè)計； 冷料穴的作用是儲存因兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料頭以及塥體流動的前鋒冷料，以防止溶體冷料進入型腔。冷料穴一般設(shè)在主流道的末端，冷料穴底部常作成曲折的鉤行或下陷的凹槽，使冷料穴兼有分模時將主流道襯套中拉出，并留在動模一側(cè)的作用。在此設(shè)計中采用帶球型頭拉料桿的冷料穴。這種拉料桿專用于借助推板將制品脫模時模具中。前鋒冷料進入冷料穴后，緊包在拉料桿的球形頭上，開模時便可將主流道凝料從主流道中拉出。球頭拉料桿固定在動模一側(cè)的型芯固定板上，并不隨推出機構(gòu)移動，所以當(dāng)推件板從型芯上推出制品時，也就將主流道凝料從球頭拉桿上硬刮下來 圖4—3 第五部分 分型面選擇及型腔布置 A分型面的選擇原則； （1〉便于塑件脫模： 1）在開模時盡量使塑件留在動模內(nèi)； 2）應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽芯； 3）應(yīng)合理安排塑件在型腔中的方位。 〈2〉考慮和保證塑件的外觀不遭損失： （3）盡力保證塑件尺寸的精度要求 （4）有利于排氣。 （5）盡量使模具加工方便 B分型面的形式如圖5——1 圖5—1 2 型腔樹木的確定與排列形式 1.型腔數(shù)目確定方法常見的有四種： （1）根據(jù)經(jīng)濟性確定型腔樹木 （2）根據(jù)注射機的額定鎖模力確定型腔樹木 （3）根據(jù)注射機的最大注射量確定型腔數(shù)目 （4）根據(jù)制品精度確定型腔數(shù)目 對于高精度制品，由于多型腔模具難以使各型腔的成型條件均勻一致。故通常推薦型腔數(shù)目不超過4個，本設(shè)計為四型腔注射模。 2型腔的排列 此設(shè)計的型腔在模板上呈圓形排布。在設(shè)計時要注意以下幾點 （1）盡可能采用平衡式排列（參見分流道布置）確保制品的質(zhì)量的均一和穩(wěn)定 （2）型腔布置與澆口開設(shè)部位應(yīng)力求對稱，以便防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象如圖4-20 盡量使型腔排的緊湊，以便減少模具的外形尺寸。 第六部分 排氣系統(tǒng)的設(shè)計及流動比的校核 在注射成型過程中模具內(nèi)除了型腔和澆注系統(tǒng)中原有的空氣外，還有塑料受熱和凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，這些氣體若不能順利排出，則可能因充填時氣體被壓縮而產(chǎn)生高溫，引起塑件局部炭化燒焦，或使塑件產(chǎn)生氣泡，或使塑件熔接不兩而引起缺陷。 注射模的排氣方式，大多數(shù)情況下是利用模具分型面或配合間隙自然排氣。只在特殊情況下采用開設(shè)排氣槽的排氣方式。此模具排氣系統(tǒng)設(shè)計成第一種。采用間隙配合排氣。 第七部分 成型零部件的設(shè)計與計算 一 型腔，型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計 （1）型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計 凹模分為整體式和組合式凹模。整體式凹模它是由一整塊金屬材料（也稱定模板或凹模板）直接加工而成。其特點是為非穿通式模體，強度好，不易變形。但由于加工困難，故只使用于小型且形狀簡單的塑件成型。組合式凹模又可分為整體嵌入式，局部鑲嵌式以及拼塊組合式。本設(shè)計采用整體式凹模，型腔對稱 均布在定模板上，如圖7—1 圖7—1 （2）凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 凸模（即型芯）是成型塑件內(nèi)表面成型零件，通常可分為整體式和組合式兩種類型。整體式凸模是將成型的凸模與動模板做成一體，不僅結(jié)構(gòu)牢固還可省去動模墊板（既支承板）。但是由于不便于加工，故只適用于形狀簡單且凸模高度較小的單型腔模具。組合式凸模又分整體裝配式和鑲件組合式。 整體裝配式凸模：它是將凸模單獨加工后與動模板進行裝配而成。鑲件組合式凸模：對于形狀復(fù)雜的凸模，為了加工方便，可采用鑲件拼合式結(jié)構(gòu)。 綜上所述，本模具凸模采用整體裝配式凸模 凸模的固定采用帶脫模板式。結(jié)構(gòu)如圖4-24 圖7—2 二 成型零部件工件尺寸計算 （1）影響工件尺寸的因素： 〈1〉塑件的公差：塑件的公差規(guī)定按單向極限制，制品外輪廓尺寸公差取制品內(nèi)腔尺寸公差取正值 若制品上原有公差標(biāo)注方法與上不符，則應(yīng)按以上規(guī)定進行轉(zhuǎn)換。而制品孔中心距尺寸公差按對稱分布原則計算。既取 （2）模具制造公差：時間證明，模具制造公差可取塑件公差的 （3）模具的磨損量：實踐證明，對于一般的中小型塑件，最大磨損量可取塑件公差的1/6 （4）塑件的收縮率：塑件成型后的收縮率與多種因素有關(guān)，通常取平均收縮率： （5）模具分型面上的合模間隙：由于注射壓力及模具分型面平面度的影響，會導(dǎo)致動模，定模注射時存在著一定的間隙。一般當(dāng)模具分型面的平面度較高時，表面粗糙度較低時，塑件產(chǎn)生的飛邊也小，飛邊厚度一般應(yīng)小于0.02~0.1mm （2）成型零件工作尺寸的計算： 〈1〉凹模徑向尺寸的計算 [D(1+s)— =[40×（1+0.005）—×0.56 = =[H（1+S）— =[36×（1+0.005）—×0.56 = （2）型心尺寸： [d（1+s）+ =[30（1+0.005）+×0.50 零件的加工工藝： 1．定模型芯 定模型芯是主要的工作零件，這套模具的生產(chǎn)批量為大批量，且塑件成型時有一定的腐蝕性，因此選用的材料要具有良好的耐磨性，由于客戶已明確提出成型零件的材料要選用瑞典一百騰公司的718S鋼材（注：此種鋼材的性能特好，是做塑料的專用材料，具有良好的耐磨性，耐腐蝕性，它的價格為一百多元人民幣一斤），因此我們選用718S的材料。 同時考慮到此塑料對尺寸精度要求一般，但對表面要求較高，根據(jù)本工廠的實際設(shè)備情況，在對材料進行粗加工后，留0.5mm的單邊，淬火，低溫回火后，用電火花機放電到位，最后還需要對成型表面進行拋光，省模（省模：制造模具的一道很重要的工序，一般配備了專業(yè)的省模女工，即用打磨機，沙紙、油石等打磨工具將模具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙度）。 其澆道襯套孔要與襯套配合，在粗加工后，留單邊0.2—0.5mm的余量，熱處理后采用慢走絲割出即可。 綜上所述，定模型芯加工工藝如下： 1.材料：718S 2.加工工藝： 1) 開料：開出長x寬x高為241×96×31mm的毛坯。 2) 磨基準(zhǔn)：按照零件圖基準(zhǔn)方位在平面磨床上磨出基準(zhǔn)面，同時磨平各平面，留0.1—0.3mm單邊余量。 3) 按照圖樣，在銑床上鉆螺紋孔，運水孔。 4) 在數(shù)控銑床上采用Mastercam9.0軟件，采用直徑為Φ8的銑刀，銑出兩條澆道，采用直徑為Φ6的銑刀銑出分流道，同時，按照圖樣要求銑出四個型腔的形狀，單邊留0.2—0.5mm的余量。 5) 送熱處理車間進行熱處理：淬火（油淬+低溫回火），使其表面硬度達到56—60HRC。 6) 按照圖樣要求加工型芯各表面，保證型芯的平行度，垂直度，要求型芯磨后六面見光。 7) 電火花放電： a)工件準(zhǔn)備：模塊材料為718S鋼，銑、磨按圖紙要求加工成型，熱處理56—60HRC 后，六面見光，保證平行度及垂直度，同時加工兩塊模板，保證尺寸的一致電性。 b)電極制作：電極材料為紫銅，最好選用銅鎢合金，根據(jù)型腔的形狀，為了便于銅公的加工，將銅公分體做成三個依次放電到位（注：兩邊側(cè)抽芯的型腔各一個，中間型腔做一個銅公，同時考慮到銅公的裝夾，將其銑成兩邊各一半的外形，中間為方形，便于裝夾，每擋加工制作一個銅公，可連續(xù)放電四個型腔，利用銅公的別一邊用來放電動模型腔. c)校正、裝夾、安裝合格。 d)使用設(shè)備：使用北京易通電加工技術(shù)研究所制造的ETD7125電火花成形機床。 脈寬/us 間歇/us 雙邊間隙/mm 粗糙度/Ra 200 100 0.20 6.3 60 50 0.11 3.2 20 50 0.04—0.06 1.6 e)加工規(guī)準(zhǔn)：如上表所示（注：以上規(guī)準(zhǔn)只供參考，具體規(guī)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)機床的性能，及其加工工人的經(jīng)驗來確定，確保最后一檔放電加工到位）。 8)用慢走絲割出直徑為Φ32k6的澆口襯套孔，鑲件孔。 9)對成型面進行研磨達到圖樣表面粗糙度的技術(shù)要求。 10)最后用激光在型芯上刻出產(chǎn)品上的文字。 2.動模型芯 同定模型芯一樣。 3．行位 a)材料：45# b)加工工藝： 1)開料：在45#鋼板上割出一塊長x寬x高為100×177×51mm的毛坯。 2)在平面磨床上磨基準(zhǔn)。 3)在銑床上有角度分度頭調(diào)好角度，粗銑左側(cè)的斜面。 4)在銑床上銑出如圖所示右側(cè)的形狀及其導(dǎo)滑部分。 5)在銑床上銑出用分度頭調(diào)好角度，用鏜刀鏜出的直徑為Φ17mm的斜孔。 6)鉆螺釘固定孔。 7)熱處理：淬火+低溫回火，淬硬表面硬度為54—58HRC。 8)磨削基準(zhǔn)平面及其斜面，使各部分的尺寸加工到位。 9)用電火花機放電打出滑塊兩個R7的定位孔。 10)在滑塊斜面磨出45度，寬大10mm,深0.2mm的儲油槽，其它的零件在此就不一一敘述。 模具加工工藝流程: 1、 根據(jù)零件結(jié)構(gòu)和制造工藝,模架的基本組成零件有兩種:導(dǎo)柱、導(dǎo)套等回轉(zhuǎn)零件；模板等平板零件。 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的加工主要是內(nèi)、外圓柱面加工，平板內(nèi)零件的制造過程主要進行平面加工和孔隙加工，他們在模具中起定位的導(dǎo)向作用，保證凹凸模在工作時具有正確的相對置，除了要保證導(dǎo)柱，導(dǎo)套配合表面尺寸形狀精度外，還應(yīng)該保證導(dǎo)柱、導(dǎo)套各自配合面之間的同軸度要求。 導(dǎo)柱、導(dǎo)套一般采用低碳鋼進行滲碳、淬火處理，也可選用碳素工具鋼T10淬火處理，淬火處理硬度58-62HRC。 根據(jù)分析，導(dǎo)柱、導(dǎo)套加工藝過程如下： 備料——粗車、半精車內(nèi)外圓柱表面——熱處理——研磨導(dǎo)柱中心孔——粗磨、精磨配合表面——研磨導(dǎo)柱、導(dǎo)套重要配合表面。 1、 凸模加工工藝過程如下： 下料——鍛造——退火——粗加工——精磨基面準(zhǔn)面——劃線——工作型面半精加工——淬火、回火——磨削——修研。 2、 凹模加工工藝過程如下： 下料——鍛造——退火——粗加工六面——精磨基面準(zhǔn)面——劃線—型孔半精加工——型孔精加工——淬火、回火——精磨（研磨） 3、 模架的裝配： 導(dǎo)柱、導(dǎo)套與模板之間一般采用過盈配合，裝配時可采用手動壓力機將導(dǎo)柱壓入動模板的導(dǎo)柱孔，復(fù)位機構(gòu)的裝配復(fù)位桿與固定板一般采用過度配合。模架的裝配比較的簡單，主要是用螺釘將裝有導(dǎo)套的定模板連接起來。 4、 模具表面強化處理工藝特點及應(yīng)用： 滲氮處理：滲氮處理是向模具零件表面滲入氮原子的過程， 模具滲氮前應(yīng)加工到尺寸精度和表面粗糙度，最好是經(jīng)過試模確認(rèn)完全合格后再進行滲氮處理。根據(jù)模具的技術(shù)要求分別采用以下兩種工藝路線： 精密模具：備料——鍛造——退火或回火——粗加工——調(diào)質(zhì)——半精加工——裝配——試?！獫B氮——研磨拋光——裝配； 一般模具：備料——粗加工——調(diào)質(zhì)——精加工——糝氮——研磨——裝配； 5、 總裝的技術(shù)要求 a、裝配后的模具安裝表面的平行誤差不大于0.05； b、模具閉合后分型面應(yīng)均密合； c、導(dǎo)柱、導(dǎo)套滑動靈活，推件時推桿和卸料板動作一致； d、合模后動模部分和定模部分的型芯必須緊密接觸 6、 試模： 模具在裝配完成之后，在交付生產(chǎn)時試模，其目的是檢查模具在設(shè)計制造上是否存在缺陷，若有，則要求排除；對模具成型工藝條件進行試驗以有利于模具成型工藝的確定和提高。 （3）強度校核： 在注射成型過程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力，因此模具型腔應(yīng)具有足夠的強度和剛度。如果型腔的壁厚和底板的厚度不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過型腔材料 本身的應(yīng)力 時，型腔將導(dǎo)致塑性變形，甚至開裂。與此同時，若剛度不足將導(dǎo)致過大的變形從而產(chǎn)生型腔向外膨脹或溢料間隙。因此。有必要對型腔進行強度和剛度的計算，尤其對重要的精度要求高的大型塑件的型腔，不能僅憑經(jīng)驗確定型腔壁厚和底板厚度。常用的剛度和強度計算公式見《塑料制品成型及模具設(shè)計》P85 采用T10淬火。 HRC=60 側(cè)壁厚度：S 1.15（ 由《塑料制品成型及模具設(shè)計》教材查得。=0.025—0.04取 =0.03 E=2.1×Mpa P=25—40MPa 取P=30MPa S6.74 取S=10mm Sr=2 取S=10符合要求 底板厚度，即推板厚度： =3.28 取=10mm 0.87（=3.96 取=10mm符合要求 第八部分 脫模機構(gòu)的設(shè)計 （1）設(shè)計脫模機構(gòu)時，應(yīng)遵循以下原則： 1結(jié)構(gòu)可靠：機械的運動準(zhǔn)確，可靠。靈活，并有足夠的剛度和強度。 2保證塑件不變形，不損壞 3保證塑件外觀良好 4盡量使塑件留動模以便以便借助與開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作 （2）脫模力的計算： = +0.1A=PA+0.1A 式中 P—塑件對型芯產(chǎn)生的正壓力，一般P=8—12MPa，薄件取小值，厚件取大值，取P=10MPa =+0.1×=7135.65N =47135.65=28542.6 N （3）脫模板的厚度計算： 按剛度計算則為： H （ 式中H—脫模板厚度（mm） —脫模板（N） R—推桿軸線到脫模板中心的距離（mm） 與—與R/r相關(guān)的系數(shù)，由教材4—18查得： =17/15=1.13 按=1.25 取=0.0051，=0.227 H2.65mm 取H=10mm 若按強度計算： H（=4.46mm 取H=10mm 符合要求 第九部分 合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 為了保證注射模準(zhǔn)確合模和開模，在注射中必須設(shè)置導(dǎo)向機構(gòu)。導(dǎo)向機構(gòu)的作用是導(dǎo)向。定位。以及承受一定的側(cè)向壓力。本設(shè)計中采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)。導(dǎo)柱 導(dǎo)套結(jié)構(gòu)適用與精度要求高，生產(chǎn)批量大的模具。對于小批量模具可不采用導(dǎo)套，直接與模體間隙配合。同時在設(shè)計導(dǎo)柱導(dǎo)套時還應(yīng)注意以下幾點： 1 導(dǎo)柱應(yīng)合理地均布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強度 2 導(dǎo)柱的長度應(yīng)比型芯《凸模》端面的高度高出6—8mm以免型芯進入凹模時與凹模想碰而損壞。 3 導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨度和強度采用20低碳剛經(jīng)滲碳0.5——0.8mm，淬火48—55HRC，也可采用T8A碳素工具剛，經(jīng)淬火處理。 4 為了使導(dǎo)柱能順利地進入導(dǎo)套，導(dǎo)柱端應(yīng)做成錐形或半球形，導(dǎo)套的前端也應(yīng)倒角。 5 導(dǎo)柱設(shè)在動模一側(cè)可以保護型芯不受損傷，而設(shè)在定模一側(cè)便于順利脫模取出塑件，因此可根據(jù)需要而決定裝配方式。 6 一般導(dǎo)柱滑動部分的配合形式按H8/F8，導(dǎo)柱和導(dǎo)套部分配合按H7/K6，導(dǎo)套外徑的配合按H7/K6 7 除了動模，定模之間設(shè)導(dǎo)柱，導(dǎo)套外一般還在動模座板與推板之間設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套，以保證推出機構(gòu)的正常運動 8 導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具大小而決定，可參考標(biāo)準(zhǔn)模架數(shù)據(jù)選取采用直徑為20的帶頭導(dǎo)柱。 第十部分 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計與計算： 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均勻。根據(jù)經(jīng)驗，一般水孔中心線與型腔壁的距離應(yīng)為冷卻水孔直徑的1—2倍冷卻水孔中心距約為水孔直徑的3—5倍，水孔的直徑一般為8—12mm。 3盡可能便冷卻水孔至型腔邊面的距離相等，當(dāng)塑件壁厚均勻時，冷卻水孔與型腔邊面的距離應(yīng)處處相等。 4澆口處加強冷卻。 5應(yīng)降低進水與出水的溫差。 6合理選擇冷卻水管的形式。對于收縮大的塑件應(yīng)治收縮方向開設(shè)冷卻水孔。 7合理確定冷卻水管接頭位置。為不影響操作，進出口水管接頭通常設(shè)在注射機背面的模具同一側(cè) 8冷卻系統(tǒng)的水管應(yīng)盡量避免于模具上其他機構(gòu)發(fā)生干涉現(xiàn)象，設(shè)計時通盤考慮。 9冷卻水管進出接頭應(yīng)埋入模板內(nèi)，以免模具在搬運過程中造成損害，最好在進口和出口初打出冷卻系統(tǒng)的計算。 （1）計算單位時間內(nèi)從型腔中散發(fā)出的總熱量 1）計算每次需要的注射量（kg） G==4×10.31+5=46.24g=0.04624kg 2）確定生產(chǎn)周期（s） t==35+5+65=100 3）求使用的塑料的單位熱流量，查表4—25得：=280KJ/kg 4）求每小時需要注射的次數(shù) N=3600/t=3600/100=36 5）求每小時的注射量（kg/h） W=NG=36×0.04624=1.665kg （2）以凹模冷卻系統(tǒng)為例求凹模冷卻水的體積流量（/min） ===0.124×/min （3）求凹模冷卻系統(tǒng)水孔的直徑d，查表4—26選用d=8mm的水管 （4）求冷卻水的平均流速 ==0.019m/min 選用v=1.66m/s（由表4—26查得） （6）計算凹模的冷卻管的總傳熱面積： A==466.1/119×37.5×3=0.035 式中為模具溫度與冷卻介質(zhì)之間的平均溫差，即 ==65—（25+30）/2=37.5℃ （7）計算凹模上應(yīng)設(shè)冷卻水管的總長度 L=A/=0.035/3.14×=1.39m （8）求凹模冷卻水管的根數(shù) n=L/B=1.39/0.315=4 第十一部分 模架的選擇 根據(jù)注塑機的類型選用A3型模架，其規(guī)格為315×315圓柱形模架；其參數(shù)如下： 凹模板厚度 A=36mm 凸模板厚度 B=25mm 墊塊厚度 C=43mm 模具的閉合厚度 H=160mm 模板寬B0=315 長L0=315mm 座板寬B1=345 長L1=345mm 定模座板厚 H1=25mm 動模座板厚 H2=25mm 墊塊寬度 B3=40mm 頂出底板厚度 h2=25mm 頂出底板長度 B2=199mm 第十二部分 設(shè)計小結(jié) 塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長最快的工業(yè)門類之一。自從1927年聚氯乙烯塑料問世以來，隨著高分子化學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及高分子合成技術(shù)，材料改性技術(shù)的進度，愈來愈多的具有優(yōu)異性能的高分子材料不斷涌現(xiàn)，從而促使塑料工業(yè)飛躍發(fā)展。新型塑料品種的增加以及塑料成型技術(shù)的發(fā)展，為了塑件的應(yīng)用開拓了廣闊的領(lǐng)域。目前，塑料制品已深入到國民經(jīng)濟的各個部門中。特別是在辦公用品。照相器材。汽車。儀器儀表。機械。/航空。交通。通信。輕工。建材產(chǎn)品，日用品以及家用電器行業(yè)中的零件 塑料化的趨勢不斷加強，并且陸續(xù)出現(xiàn)以塑料代金屬的全塑產(chǎn)品。據(jù)報道，美國已是世界上的最大塑料生產(chǎn)國，每年的塑料消耗量已經(jīng)超過剛才。就全世界而言按照體積和質(zhì)量計算，塑料的消耗量也超過了剛材。我國自改革開放以來。塑料工業(yè)發(fā)展也很快，表現(xiàn)在不僅塑料產(chǎn)量增加而且其品種更為增多，其產(chǎn)量已上升到居世界第四位。由此可見，塑料工業(yè)已在我國過名經(jīng)濟的各個部門中發(fā)揮了愈來愈大的作用。 塑料模具是當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)中利用特定的形狀，通過一定的方式來成型塑料制品的工藝裝配或工具，它屬于型腔模的范疇。通常情況下，塑件質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低，其模具的因素約占80%，然而模具的質(zhì)量好壞又直接與模具的設(shè)計與制造有很大的關(guān)系隨著國民經(jīng)濟的領(lǐng)域的各個部門對塑件的品種和產(chǎn)量需求愈來愈大，產(chǎn)品更新?lián)Q代周期也和質(zhì)量提出了更高的要求，這就促使塑料模具設(shè)計和制造技術(shù)不斷向前發(fā)展，從而也推動了塑料工業(yè)以及機械加工工業(yè)的告訴發(fā)展，可以說，模具技術(shù)，特別是設(shè)計與制造大型，精密，長壽命的模具技術(shù)便成為衡量一個國家機械制造水平的重要標(biāo)志。模具在世界上占有的比列大，我作為一個學(xué)模具 專業(yè)的學(xué)生，應(yīng)在學(xué)完所學(xué)的知識之后來很好的進行模具設(shè)計。在我們進行設(shè)計之前，不許具備機械制圖，公差與技術(shù)測量，機械原理及零件，模具材料及熱 處理，模具制造技術(shù)，塑料制品成型工藝及模具設(shè)計等方面必要的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，并且通過教學(xué)和生產(chǎn)實習(xí)，初步了解塑料制品的生產(chǎn)過程，熟悉多種塑料模具的典型結(jié)構(gòu)。我們在設(shè)計時應(yīng)遵守設(shè)計程序： 1 擬定制品成型工藝 2 擬定模具機構(gòu) 3選擇成型設(shè)備的類型，型號及主要技術(shù)參數(shù) 4 方案論證 5 繪制模具裝配草圖 6用計算機CAD繪制模具裝配圖 7繪制零件圖 8編寫設(shè)計說明書， 參考資料: 《塑料制品成型及模具設(shè)計》 葉久新/王群 2004年 4月 《機械工程材料》 王運炎 葉尚川/主編 1991年1月 《沖壓與塑壓設(shè)備》 孫鳳蔚 主編 1999年10月 《模具材料與使用壽命》 模具使用技術(shù)叢書編委會 2000年4月 《模具結(jié)構(gòu)設(shè)計》 模具設(shè)計與制造技術(shù)教育叢書編委會 2003年10月 《聚合物材料》 凌繩 王秀芬 主編2000年3月 《幾何量公差與檢測》 甘永立 主編 2004年1月 - 33 -