固定圈的注塑模具設(shè)計【一模兩腔優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計含proe三維10張CAD圖紙】-zsmj13

固定圈的注塑模具設(shè)計【一模兩腔優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計含proe三維10張CAD圖紙】-zsmj13

固定圈的注塑模設(shè)計【一模兩腔含10張CAD圖紙及proe三維】

摘  要

模具屬于精密機械的產(chǎn)品，主要由機械零件和機構(gòu)組成，通過配套零件，可以直接改變金屬或者非金屬材料的形狀以及尺寸，使之成為合格的制件。模具設(shè)計是模具制造的基礎(chǔ)，合理的設(shè)計是正確制造模具的保證。本設(shè)計論文主要從塑件成型工藝分析、擬定模具的結(jié)構(gòu)形式、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算、模架的確定、排氣槽設(shè)計、脫模推出機構(gòu)以及冷卻系統(tǒng)設(shè)計7個方面分析并介紹了固定圈注塑模具結(jié)構(gòu)組成的重要部分。通過滾子軸承與U型架的配合，完成側(cè)向抽芯，從而使塑件在推板與推桿的聯(lián)合作用下完成進一步的脫模動作。并且通過Pro-E三維圖形演示以及CAD二維圖形的設(shè)計制作，更全面展示了此模具工作的機理，以此結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，完成對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方案的評價。

關(guān)鍵詞：精密機械  CAD  Pro-E  固定圈

ABSTRACT

Mold is a kind of precision machinery products, mainly composed of mechanical parts and institutions, through the matching parts, you can directly change the shape and size of metal or non-metallic materials, making it a qualified parts. Mold design is the basis of mold manufacturing, reasonable design is the guarantee of manufacturing mould correctly. This paper analyzes and introduces the important part of the structure of the fixed circle injection mold from 7 aspects, the plastic parts molding process analysis, the development of the mold structure, the design of the casting system, forming parts of the structural design and calculation, mold identification, exhaust slot design, mold release mechanism and cooling system design. Through the Coordination of roller bearing and U-shaped frame complete side core pulling, Thus, the plastic part is further released under the combined action of the pushing plate and the push rod. And through the Pro-E three-dimensional graphics demonstration and CAD two-dimensional graphics design,  the mechanism of this mold work is more fully demonstrated, based on this structure, The evaluation of the product structure plan is completed and the overall design modifications are proposed.

Key words  Precision machinery  CAD  Pro-E  Fixed ring

目  錄

第一章  塑件成型工藝分析 1

1.1塑件的分析 1

1.2 ABS的性能分析 2

1.3 ABS注射成型過程及工藝參數(shù) 2

第二章  模具結(jié)構(gòu)分析 4

2.1擬定模具的結(jié)構(gòu)形式 4

2.2澆注系統(tǒng)設(shè)計 6

2.3成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算 11

2.4模架的確定 14

2.5排氣槽的設(shè)計 15

2.6脫模推出機構(gòu)的設(shè)計 15

第三章  冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 17

3.1冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 17

3.2導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)設(shè)計 18

第四章  總結(jié) 19

謝  辭 20

參考文獻 21

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PROE

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動模下墊板-a1.dwg

動模板-a2.dwg

固定圈塑件-a2.dwg

定模固定板-a1.dwg

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摘 要 模具屬于精密機械的產(chǎn)品，主要由機械零件和機構(gòu)組成，通過配套零件，可以直接改變金屬或者非金屬材料的形狀以及尺寸，使之成為合格的制件。模具設(shè)計是模具制造的基礎(chǔ)，合理的設(shè)計是正確制造模具的保證。本設(shè)計論文主要從塑件成型工藝分析、擬定模具的結(jié)構(gòu)形式、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算、模架的確定、排氣槽設(shè)計、脫模推出機構(gòu)以及冷卻系統(tǒng)設(shè)計 7個方面分析并介紹了固定圈注塑模具結(jié)構(gòu)組成的重要部分。通過滾子軸承與 成側(cè)向抽芯，從而使塑件在推板與推桿的聯(lián)合作用下完成進一步的脫模動作。并且通過 全面展示了此模具工作的機理，以此結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，完成對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方案的評價。 關(guān)鍵詞 ： 精密機械 固定圈 is a of of of or it a is of is of of of of of of of is of AD of is on of is 目 錄 第一章 塑件成型工藝分析 .................................................................................................... 1 件的分析 ................................................................................................................... 1 性能分析 .......................................................................................................... 2 射成型過程及工藝參數(shù) .................................................................................. 2 第二章 模具結(jié)構(gòu)分析 ............................................................................................................ 4 定模具的結(jié)構(gòu)形式 ................................................................................................... 4 注系統(tǒng)設(shè)計 ............................................................................................................... 6 型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算 ..................................................................................... 11 架的確定 ................................................................................................................. 14 氣槽的設(shè)計 ............................................................................................................. 15 模 推出機構(gòu)的設(shè)計 ................................................................................................. 15 第三章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 ...................................................................................................... 17 卻系統(tǒng) 的設(shè)計 ......................................................................................................... 17 向與定位結(jié)構(gòu)設(shè)計 ................................................................................................. 18 第四章 總結(jié) .......................................................................................................................... 19 謝 辭 ...................................................................................................................................... 20 參考文獻 .................................................................................................................................. 21 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 1 第一章 塑件成型工藝分 析 本設(shè)計實驗為圓柱齒輪，如圖 1示。塑件相對較為簡單， 塑件的質(zhì)量要求是 不允許有變形缺陷以及裂紋，脫模斜度為 30’ ~1°，塑件材料 產(chǎn)批量為小批量，塑件公差按照模具要求進行轉(zhuǎn)換。 圖 1塑件圖 件的分析 （ 1） 外形尺寸 該塑件壁厚為 3件的外形尺寸并不非常大，且塑料熔體流程不大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 2 長，適合注塑成型，詳見零件圖。 （ 2） 精度等級 每個尺寸公差不一樣，有的屬于高精度，有的則屬于一般精度， 設(shè)計時 按照實際精度進行計算。 （ 3） 脫模斜度 由于塑件冷卻后產(chǎn)生收縮時會緊緊包在凸模上，或者由于粘 附作用而緊貼在型腔內(nèi)，為了便于脫模，防止塑件表面在脫模時出現(xiàn)頂白，頂傷、劃傷等，在塑件設(shè)計時應(yīng)該考慮其表面有合理的脫模斜度。 型收縮率較小，參照書表 2° . 性能分析 （ 1） 使用性能 綜合性能好，沖擊強度、力學(xué)強度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性，電氣性能良好：易于成型和機械加工，其表面可鍍鉻，適合制作一般機械零件、減摩零件、傳動零件和結(jié)構(gòu)零件。 （ 2） 成型性能 1） 無定型塑料。其品種很多，各品種的機電性能以及成型特點也有所差 異，應(yīng)按品種確定成型方法及成型條件。 2） 吸濕性強。含水量小于 質(zhì)量），必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長時間預(yù)熱干燥。 3） 流動性中等。溢邊料 4） 模具設(shè)計時要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進口料位置、形式。推出力過大或機械加工時塑件表面呈現(xiàn)白色痕跡。 （ 3） 表 1密度 /g· 服強度 /0 比體積、 伸強度 /8 吸水率（ %） 伸 彈 性 模 量/103 熔點 /℃ 130~160 抗彎強度 /0 計算收縮率（ %） 壓強度 /3 比熱容 /J·（ ）470 彎 曲 彈 性 模 量/103 射成型過程及工藝參數(shù) （ 1）注射成型過程 1）成型前的準(zhǔn)備。對 澤、粒度和均勻度進行檢驗，由于 水性較大，大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 3 成型前應(yīng)該充分干燥。 2）注射過程。塑件在注射機料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔成型，其過程可分 為沖模、壓實、保壓、倒流和冷卻五個階段。 3）塑件的后處理。處理的介質(zhì)為空氣和水，處理溫度為 60~75℃，處理時間為 16~20s。 （ 2）注射工藝參數(shù) 1）注射機：螺桿式，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)為 30r/ 2）料筒溫度（℃）：后段 150~170； 中段 165~180； 前段 180~200。 3）噴嘴溫度（℃）： 170~180.。 4）模具溫度（℃）： 50~80。 5）注射壓力（ 60~100。 6)成型時間（ s）： 30（注射時間取 2，冷卻時間 20，輔助時間 8）。 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 4 第二章 模具結(jié)構(gòu)分析 定模具的結(jié)構(gòu)形式 型面位置的確定 通過對塑件進行分析，分型面 應(yīng)該 選擇在制件 以圓心為基準(zhǔn)，垂直于圓弧的平面上，使截面面積達到最大并且有利于模具分型，具體如圖 2示 。 圖 2分型面選擇 腔數(shù)量和排列方式的確定 （ 1） 型腔數(shù)量的確定 該塑件采用精度取 4 級， 并且為大 批量生產(chǎn)， 可以考慮采取一模多腔的結(jié)構(gòu)形式，但是 同時考慮到塑件尺寸、模具結(jié)構(gòu)尺寸大小關(guān)系，因此 最終確定為 采用一模兩腔的結(jié)構(gòu)形式。 具體如圖 2示： 圖 2型腔排列方法 （ 2） 型腔排列方式確定 多模具型腔盡可能采用平衡式排列布置 ,且要力求緊湊 ,并與澆口開設(shè)的部位對稱，由于該設(shè)計選擇的是一模兩腔 ,故采用直線式排列。 （ 3） 模具結(jié)構(gòu)形式確定 通過 以上分析可得本模具為一模兩腔結(jié)構(gòu)，側(cè)向力平衡排列，由塑件結(jié)構(gòu)可采用推板結(jié)合推桿的推出形式。澆注系統(tǒng)設(shè)計時按照要求采大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 5 用側(cè)交口設(shè)在定模型芯內(nèi)，流道采用對稱平衡式，綜上分析選用帶推桿的單分型面注射模 射機型號確定 （ 1）注射量的計算 通過三維軟件建模設(shè)計分析計算得 塑件體積： V 塑 = 塑件質(zhì)量： =中密度參考 （ 2）澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計之前是不能準(zhǔn)確確定的，但是可以根據(jù)經(jīng)驗按照塑件體積的 于本次采用流道簡單而且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按照塑件體積的 來計算，故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積為： V 總 =V 塑 （ 1+ 2＝ 3） 選擇注射機 根據(jù)第二次計算得出一次注入模具型腔的塑料總質(zhì)量為 V 總 ＝結(jié)合式（ 4有： 步選擇公稱注射量為 250射機型號為 00 臥式注射機，其主要技術(shù)參數(shù)見下表 表 2注射機參數(shù)表 理論注射容量 /50 移模行程 /00 螺桿柱塞直徑 /注射壓力 /0/130 最大模具厚度 /50 注射速率 /g· 14 最小模具厚度 /00 塑化能 力 45 鎖模形式 液壓 螺桿轉(zhuǎn)速 /r· ~200 模具定位孔直徑/00 鎖模力 /800 噴嘴球半徑 /8 拉桿內(nèi)間距 /48× 370 噴嘴口孔徑 / （ 4） 注射機相關(guān)參數(shù)校核 1） 注射機壓力校核 查表 4知， 需注射機壓力為 80~110里取0注射機公稱壓力 P 公 =130射壓力安全系數(shù) 里取 ： 90=117＜ P 公 ，所以注射機壓力合格 2）鎖模 力校核 ①塑件在投影面上的投影面積 A 塑 =澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 A 塑 ，即流道凝料在分型面上的投影面積 A 澆 數(shù)值。大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 6 A 澆 世俗間在分型面上投影面積的 ，由于本設(shè)計較為簡單分流道較短，因此 以取小一些，取 A 澆 = ③塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積 A 總 ，則： A 總 =A 澆 +A 塑 = =2× 0152模具型腔內(nèi)的脹型力 F 脹 =A 總 P 模 =10152× 35=355320N=中， P 模 實行強的平均計算壓力值。 P 模是模具型腔內(nèi)的壓力，通常取注射機壓力的20%~40%，大致范圍為 25~40于粘度較大的精度較高的塑料制品應(yīng)該取較大值。于中等粘度塑料及有精度要求塑件，故 P 模 取 35 查表 4得該注射機的公稱鎖模力 F 鎖 =1000模力安全系數(shù)為 里取 = =F 鎖 ，所以，注射機鎖模力合格。 注系統(tǒng)設(shè) 計 流道設(shè)計 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中，主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動速度和充模時間。另外，由于其與高溫塑料熔體及注射機噴嘴反復(fù)接觸，因此設(shè)計中常設(shè)計成可拆卸更換的澆口套。 （ 1） 主流道尺寸 1） 主流道長度：大型模具 L 主應(yīng)大于 60次設(shè)計初選 行設(shè)計。 2） 主流道小端直徑： d=注射劑噴嘴尺寸 +（ ） 3） 主流道大端直徑 )2/t 2' ??? ?主4） 主流道球面半徑： 。）（注射劑噴嘴球頭半徑 2 0 m 0 ???球面的配合高度： h=3 2） 主流道的凝料體積 3332222 1. 854 c . 45m ????????? ）＋（）（ 主主主主主主 （ 3）主流道當(dāng)量直徑 3 . 3 7 5 m 2 5n ???R（ 4） 主流道澆口套的形式 主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件可選購。主流道小端入口處與注射機噴嘴反復(fù)接觸，易磨損 。對材料的要求嚴(yán)格，因為盡管小型注射?？蓪⒅髁鞯罎部谔着c定位圈設(shè)計成一個整體，但考慮其他因素仍將其分開設(shè)計，以便于拆卸和更換，同時也便于優(yōu)質(zhì)鋼材進行單獨加工和熱處理。設(shè)計中常采用碳素工具鋼（ 熱處理淬火表面硬度為 50~5如下圖： 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 7 （ 5） 圖 2主流道參數(shù)設(shè)計 流道設(shè)計 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。多型腔模具必須設(shè)置分流道，單型腔大型塑件在使用多個點澆口時也要設(shè)計分流道。分流道是塑料熔體進入型腔前的通道，可通過優(yōu)化 設(shè)置分流道的橫截面積形狀、尺寸大小以及方向，使塑料熔體平穩(wěn)充型，從而保證達到最佳效果。 （ 1）影響分流道的設(shè)計因素： 1）制品的幾何形狀、壁厚、尺寸大小以及尺寸的穩(wěn)定性，內(nèi)在質(zhì)量以及外觀質(zhì)量要求 2）塑料的種類，即塑料的流動性、熔融溫度區(qū)間、固化溫度區(qū)間以及收縮率。 3）注射機的壓力、加熱溫度以及注射速度。 4）主流道和分流道的脫落方式。 5）型腔的布置、澆口位置以及澆口形式的選擇。 （ 2）分流道的設(shè)計原則 1）塑料流經(jīng)分流道的壓力損失和溫度損失要小。 2）分流道的固化時間應(yīng) 該少后于制品的固化時間，以利于壓力的傳遞及保壓。 3）保證塑料迅速而均勻的進入各個型腔。 4）分流道長度盡可能短，其容積要小。 5）要便于加工以及刀具選擇。 （ 3）分流道橫截面的選擇 分流道的橫截面形狀：通常分流道的橫截面形狀有圓形、矩形、梯形和 U 型以及正六邊形等。為了減少流道內(nèi)的壓力損失和傳熱損失，希望流道的橫截面積大，表面積小、因此可用流道橫截面積 S 與其周長的比值來表示流道的效率。其中圓形橫截面的效率最高，即具有最小的壓力降解和熱損失。以前因為受模具加工的設(shè)備限制，加工成本通常較高，并 且圓形的分流道必須在兩側(cè)都加工時，合模兩側(cè)的半圓也難以對齊，所以圓形橫截面的分流道使用不多。但是，隨著模具加工技術(shù)的不斷發(fā)展，逐漸克服了上述困難，從而使圓形橫截面的分流道應(yīng)用越來越廣泛。正方形流道凝料脫模困難，正六邊形流道大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 8 效率低。 U 形橫截面的流動效率低于圓形與正六邊形橫截面，但加工容易，又比圓形和正方形橫截面流道容易脫模，所以， U 形橫截面分流道使用也較為廣泛。另外，雖然梯形橫截面的流道與圓形相比有較大的熱量損失，但是梯形橫截面的流道便于選擇加工刀具，同時加工也較為容易，所以，橫截面的的分流道使用也較為廣泛（ 特別是對于雙分型面刀具）。 （ 4）分流道的布置形式 在設(shè)計時候應(yīng)考慮盡量減少在分流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免溶體溫度降低，同時還要考慮到減小分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡式分流道。 （ 5）分流道的長度 由于流道設(shè)計簡單，根據(jù)二個型腔的設(shè)計，分流道較長，故設(shè)計時可適當(dāng)選擇大一些。單邊分流道長度取 50圖 （ 6）分流道的當(dāng)量直徑 因為該塑件的質(zhì)量 ，塑 1m ????根據(jù)式（ 4分流道的當(dāng)量直徑為 5 . 2 m . 3 9 4 ????? 分塑分 （ 7）分流道截面形狀 常用的分流道截面形狀有圓形、梯形、 U 形、六角形等，為了便于加工和凝料的脫模，大多設(shè)計在分型面上。本設(shè)計采用梯形截面，加工工藝性好，且塑料溶體的熱量散失、流動阻力均不大。 （ 8） 分流道截面尺寸 設(shè)梯形下底的寬度為 x，底面圓角半徑 R=1根據(jù)表 4h=4該梯形的截面積為 48t a ht a n 842?????????? ）（）（分圓面積相等，可得 5 . 52 ???????? ，即可得。）（ 分D? 則梯形上底約為 7圖 （ 動模型腔 ） （ 9） 凝料體積 1）分流道長度 50流道截面積 22542 )75. 5 ???（分3）凝料體積 33 5 0 m ????分分分 10） 校核剪切速率 1）確 定注射時間：查表 4取 t=）計算分流道體積流量 s/4 0 . 6 5 0 5 c ????? 塑分分 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 9 3）可得剪切速率 13333 ? ??????? 分分分 ??（ 2 該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流到的最佳剪切速率 132 05 ??? 之間，所以分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。 （ 11） 分流道 表面粗糙度和脫模斜度 分流道的表面粗糙度和脫模斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般都是 處取 R。另外，其脫模斜度一般在 ?10~5 之間，這里取脫模斜度為 ?8 。 口的設(shè) 計 澆口是連接分流道與型腔之間的一段細通道，其作用是使從分流道過來的塑料熔體以較快的速度進入并充滿型腔，型腔充滿后，澆口部分的熔體能夠夠迅速的凝固而封閉澆口，防止型腔內(nèi)熔體倒流。澆口的形狀、位置和尺寸對塑件的影響很大。注射成型時許多缺陷都是由于澆口設(shè)計不合理造成的，所以澆口的設(shè)計很重要。由于 該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，表面質(zhì)量要求較高，采用一模一 兩 腔注射，以便于調(diào)整充模時的剪切速率和封閉時間，采用 對稱 側(cè)澆口。其截面形狀簡單，易于加工，以便于試模后糾正，開設(shè)在 動 模 型芯 內(nèi)，從型芯邊緣進料 ， 與分流道相連 。 （ 1） 側(cè)澆口尺寸確定 ： 1）計算澆口深度。根據(jù)表 4得側(cè)澆口的深度 h 計算公式為 ??? 式中 t=壁厚， n 是塑料成型系數(shù)，對于 型系數(shù) n= 在工廠設(shè)計時澆口深度通常先取小值，，根據(jù)表 4薦 處側(cè)澆口深度取 2）計算側(cè)澆口寬度。根據(jù)表 4得側(cè)澆口寬度 B 計算公式 ???? n 是成型系數(shù)，對于 n 取 A 是凹模的內(nèi)表面積 3）計算側(cè)澆口的長度。根據(jù)表 4得側(cè)澆口長度 L 一般選用 里取L 為 2 2） 側(cè)澆口剪切速率的校核 1）計算澆口的當(dāng)量半徑。有面積相等可得 澆，由此矩形澆口當(dāng)量半徑21h ）（澆 ? 2）校核澆口的剪切速率 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 10 ①確定注射時間：查表 4取 t=2s； ②計算澆口體積流量： s/3 ????? 塑澆 V。 ③計算澆口的剪切速率：由式（ 4得：3n ?? ??澆，則 1?????????）（）（澆澆澆澆????? 該矩形側(cè)澆口剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率 105 ?? 之間，所以合格。 切速率 根據(jù)塑件體積、主流道體積、分流道體積以及主流道的當(dāng)量半徑，可求主流道熔體的剪切速率。 （ 1） 計算主流道體積流量 s/8 1 . 4 7 8 c ???????? 塑分主主 2） 計算主流道的剪切速率 1???????R?? 主主主流道內(nèi)熔體剪切速率處于澆口與分流道最佳剪切速率 105 ?? 之間，主流道剪切速率校核合格。 冷料穴位于主流到對面的動模板上，主要作用是收集熔體前鋒的冷料，防止冷料進入模具型腔而影響制品表面質(zhì)量。 一般來說，普通澆注系統(tǒng)大多是單分型面的二板模具，通常采用側(cè)澆口，直接澆口以及盤環(huán)形澆口類型的模具，其澆注系統(tǒng)凝料一般與塑膠件連在一起， 本設(shè)計采用主流道冷料穴，由于該塑件表面沒有印痕，采用 推板配合 推桿推出塑件，所以采用 圖 2冷料穴設(shè)計 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 11 型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算 型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 （ 1） 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 凹模是成型制品外表面的成型零件。按照凹模機構(gòu)的不同可將其分 為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四種。根據(jù)對塑件的分析，本設(shè)計采用組合式凹模，如圖。 （ 2） 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計（型芯） 凸模是成型塑件制品內(nèi)表面的成型零件，通?？煞譃檎w式和組合式兩種，通過對塑件的結(jié)構(gòu)分析可知，該塑件的型芯有 五 個：一個是成型零件內(nèi)表面的大型芯，另 四 個是成型零件的軸孔內(nèi)的小型芯，裝配后見圖。 型零件鋼材的選用 根據(jù)對成型零件的綜合分析，該塑件的成型零件要走足夠的剛度、強度、耐磨性以及良好的抗疲勞性能，同時考慮它的機械加工性以及拋光性。有因為該塑件為小批量生產(chǎn)，所以構(gòu)成型腔的組合式凹模 鋼材選擇 于成型塑件外的大型芯來說，由于脫模時磨損較為嚴(yán)重，散發(fā)熱量比較多，因此采用高合金工具鋼 于軸向小型芯，磨損也較為嚴(yán)重，因此也采用 芯中心冷卻水冷卻，如圖。 型零件工作尺寸的計算 采用表 4件尺寸公差按照塑件零件圖給定尺寸公差計算。 （ 1） 凹模徑向尺寸計算 塑 件外部徑向尺寸的轉(zhuǎn)換： 1 ? ??L。 ? ? ? ? z ?????????? ? ）（）（ ?內(nèi)部徑向定位尺寸計算： ? ? ? ? z ?????????? ? ）（）（ ?? ? ? ? z ?????????? ? ）（）（ ?? ? ? ? z ?????????? ? ）（）（ ?? ? ? ? z ?????????? ? ）（）（ ?? ? ? ? z ?????????? ? ）（）（ ?? ? ? ? z ?????????? ? ）（）（ ?M M 式中， 塑件的平均收縮率，查表 1得 收縮率為 所以其平均收縮率為 ；??系數(shù)，查大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 12 表 4得一般在 間，這里取 2=21 ??、 分別是塑件相應(yīng)尺寸的公差（下同）； 2? 、 是塑件相應(yīng)尺寸制造公差，對于中小型塑件取 ??61z?（下同）。 （ 2） 凹模深度尺寸計算 塑件高度方向尺寸轉(zhuǎn)換：塑件高度的最大尺寸， 1 5 m . 1 50 . 1 5???H 相應(yīng)的 ；? ? ? ? ? z ?????????? ? ）（）（ ?? ? ? ? z ?????????? ? ）（）（ ?式中， 表 4間，此處取 圖 2定模型芯 （ 3） 型芯徑向尺寸的計算 1）動模型芯徑向尺寸的計算。塑件內(nèi)部徑向尺寸的轉(zhuǎn)換： 70170 ??? ?? ? ? ? ? z ?? ?????????? ）（）（ ?式中， 表 4間，此處取 2）動模型 芯定位尺寸 ： ? ? ? ? 0 400222z ?????????? ）（）（ ?式中， 表 4間，此處取 3） 動 模型芯尺寸 高度 計算 ? ? ? ? 3z ?? ?????????? ）（）（ ?式中 模具尺寸計算系數(shù)，查表 4 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 13 圖 2動模型芯 （ 4）圓型芯高度尺寸計算 ??? ? ? ? . 0 2 3112? ?????????? ）（）（ ?式中 模具尺寸計算系數(shù)，查表 4知一般在 間，取 型零件尺寸及動模墊板厚度的計算 （ 1）凹模側(cè)壁厚度的計算 凹模側(cè)壁厚度與型腔內(nèi)壓強及凹模的深度有關(guān)，根據(jù)型 腔的布置，模架初選55250 ? 的標(biāo)準(zhǔn)模架，其厚度根據(jù)表 4 154314????????? ??? ?????????????取 100 式中， p 是型腔壓力（ ； E 是材料彈性模量（ ； ,W 是影響變形的最大尺寸，而 ；p?是模具剛度計算許用變形量。根據(jù)注射塑料品種。 2 p ???? ?? 式中， ? 12 ????? 凹模側(cè)壁是采用嵌件，為結(jié)構(gòu)緊湊，這里凹模嵌件單邊厚選 14于型腔采用直線、對稱結(jié)構(gòu)布置，故兩個型腔之間壁厚滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計就可以了。型腔與模具周邊的距離由模板的外形尺寸來確定，根據(jù)估算模板平面尺寸選用 55250 ? ，它比型腔布置的尺寸大得多，所以完全滿足剛度和強度要求。 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 14 （ 2） 動模墊板厚度的計算 動模墊板厚度和所選模架的兩個墊塊之間的跨度有關(guān)，根據(jù)前面的型腔布置，模架應(yīng)選在 55250 ? 這個范圍之內(nèi)，墊塊之間的跨度大約為 7 040402 5 0 ??? 。那么，根據(jù)型腔布置及型芯對動模墊板的壓力就可以計算得到動模墊板厚度，即 15311??????? ??? ????????????? ? 式中，p?是動模墊板剛度計算許用變形量，12 ??????????? ??????? L 是兩個墊塊之間的距離，約 1601L 是動模墊塊的長度，取 355A 是兩個型芯投影到動模墊板上的面積。 架的確定 根據(jù)模具型腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸可以計算出凹模嵌件所占的平面尺寸，又考慮凹模壁厚，導(dǎo)柱、導(dǎo)套的布置等，再同時參考 中的小型標(biāo)準(zhǔn)模架的選型經(jīng)驗公式和表 4確定選用模架序號 為 6 號（ 55250 ??? ） 如下圖 。 圖 2模架 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 15 模板尺寸的確定 1） A 板尺寸。 A 板是定模型腔板，塑件高度為 A 板厚度取 100 2） B 板尺寸。 B 板是型芯固定板，取 100 3） C 板（墊塊）尺寸。墊塊 =推出行程 +推板厚度 +推桿固定板厚度 +（ 5~10） 30+20+16+5~10） 5~80步選定 C 為 80 經(jīng)上述尺寸計算，模架尺寸已經(jīng)確定為模架序號為 6 號，板面為 55250 ? ,模架結(jié)構(gòu) 形式由計算設(shè)計得到 。其外形尺寸： 04355250 ????? 高長寬 架各尺寸的校核 根據(jù)所選注射機來校核模具設(shè)計的尺寸。 1） 模具平面尺寸 70448355250 ??? （拉桿間距），校核合格。 2） 模具高度尺寸 30450304200 ?? （模具的最大 厚度和最小厚度），校核合格。 3） 模具的開模行程模具的開模行程 5 01 9 0~1 8 (21 ??????? ）（），校核合格。 氣槽的設(shè)計 排氣槽應(yīng)該開設(shè)在型腔最后填充的部位，如塑件、流道、冷料穴的澆注終端。排氣槽最好開設(shè)在型腔一側(cè)，即使所產(chǎn)生的飛邊、凝料也較容易脫模或者去除，另外，排氣槽應(yīng)該盡量開設(shè)在便于清模的位置，以防止積存冷料。 排氣槽的深度與塑料品種的流動性、注射壓力、注射溫度有關(guān)，排氣槽寬度根據(jù)具體的情況來確定。 該塑件由于采用側(cè)澆口進料，熔體經(jīng)塑件下方的臺階 及中間的肋板充滿型腔， 側(cè)面有 6? 型芯 使用軸承配合 u 型架完成側(cè)抽芯 ，其配合間隙可作為氣體排出的方式，不會在頂部 以及側(cè)面 產(chǎn)生氣體憋氣的現(xiàn)象。同時，底面的氣體會沿著推桿的配合間隙、分型面和型芯之間的間隙向外排出。 模推出機構(gòu)的設(shè)計 在注射成型的每一個循環(huán)中，都必須使塑件從模具凹?；蛐托旧厦摮觯＞咧羞@種脫出塑件的機構(gòu)稱為脫模機構(gòu)（或稱推出機構(gòu)、頂桿機構(gòu)）。脫模機構(gòu)的作用包括塑件的脫出和取出兩個動作，即首先將塑件和澆注系統(tǒng) 凝料等與模具松動分離，稱為脫出，然后把其脫出物從模具中取出 模機構(gòu)和設(shè)計原則： （ 1）塑件滯留于動模 模具開啟后應(yīng)使塑件及澆口凝料滯留于帶有脫模裝置的動模上，以便脫模裝置在注射機推桿的作用下完成脫模動作。 （ 2）保證塑件不變形損壞 這是脫模機構(gòu)應(yīng)該達到的基本要求。首先要正確分析塑件對凹?；蛘咝托镜母街Φ拇笮∫约八诘牟课唬嗅槍π缘倪x擇合適的脫模方法和脫模位置，使推出中心與脫模阻力中心相重合。型芯由于塑料收縮時對其抱緊大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 16 力最大，因此推出的作用點應(yīng)該盡可能的靠近型芯，推出力應(yīng)該作用于塑件剛度、強度最大的位置，作用面應(yīng)該盡可能大一些。影響脫模力的因素很多，當(dāng)材料的收縮率大，塑件壁厚大，模具的型芯形狀復(fù)雜，脫模斜度小一以及凹模（型芯）表面粗糙度值高時，脫模阻力就會增大，反之則小。 （ 3）力求良好的塑件外觀 推出塑件的位置應(yīng)該盡量在塑件內(nèi)部或者對外觀影響不大的位置，在采用推桿脫模時尤其要注意這個問題。 出方式的確定 本塑件圓周采用推板配合推桿的綜合推出方式。推板配合推桿推出時為了減小推桿與型芯的摩擦，設(shè)計中在用推桿與型芯之間留出 采用錐面配合，可以防推桿因偏心而產(chǎn)生溢料 ，同時避免了推桿和型芯之間產(chǎn)生摩擦。 芯推出方式 ： 本塑件圓型芯采取側(cè)向抽芯，將型芯通過滾子軸承固定，脫模時滾子軸承沿著 而將側(cè)面型芯抽出，方便固定圈塑件使用推板配合推桿完成脫模動作。 模力的計算 （ 1） 凹模 型芯脫模力 因為 ????，所以此處可看為薄壁圓筒塑件，根據(jù)式（ 4模力為 t a i )1t a ( t a o 21??????? ????????????? ?? ? ?? ）（式中 t：塑件壁厚； L：型芯包進長度； ? ：塑料的泊松比； E：塑料的彈性模量； f：塑料與鋼材之間摩擦因數(shù)。 核推出機構(gòu)作用在塑件上的單位壓應(yīng)力 （ 1） （ 2） 推出應(yīng)力 53M 42 8 ???? ? （抗壓強度）合格 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 17 第三章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 卻系統(tǒng) 的設(shè)計 按時間單位內(nèi)塑料熔體凝固時所放出的熱量等于冷卻 水所帶走的熱量計算 成型溫度及模具溫度分別為 200℃和 50氏度。所以，模具溫度初步選定為 50℃，用常溫水對模具進行冷卻。 （ 1）單位時間內(nèi)注入模具中塑料的熔體總質(zhì)量 W 1）塑料制品體積 33 28 0 ????????塑分主 3 2）塑料制品的質(zhì)量 1 ???? ?V 3）塑件壁厚為 5以查表 4冷 取注射時間 注，脫模時間 脫，則注射在周期： ?????? ）（脫冷注。由此可得每小時注射數(shù)：次）次（ 12030/3600 ??N 4）單位時間注入模具中塑料的總質(zhì)量 : h/??? （ 2） 確定單位質(zhì)量塑件在凝固時所放出的熱量 Q 查表 4知 位熱流量 Q 的值范圍在 kg/10 J）（ 之間，故可取 kg/Q。 （ 3） 計算冷卻水體積流量221 ?? ，出水口水溫 ℃252 ?? ，取水的密度為 ,m/?? ，水的比熱容為 ℃）（ ?? kg/則根據(jù)公式可得： m i n/i n/)2225(60q 3312v s ????????? ??? （ 3 （ 4） 確定冷卻水路直徑 d 當(dāng) m in/v ?時，查表 4知，為了使冷卻水處于湍流狀態(tài)，去模具冷卻水孔直徑為 d= 5） 冷卻水管內(nèi)流速 v s/05 3 2v ??? ???? ?（ 6） 求冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù) h 因為平均水溫為 查表 4有： ℃）（℃））（ ??????????? hm/ 0 0( 8.0 7）計算冷卻水道的導(dǎo)熱總面積 A 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 18 224s 6 7 ???????? ）（?（ 8） 計算模具所需冷卻水管的總長度 L ???? ?9） 冷卻水管的根數(shù) x 根根 ?? L 有數(shù)據(jù)分析分析一條冷卻水道顯然不符合模具，需要進一步進行修改。 模嵌件和型芯冷卻水道的設(shè)置 由于塑件為 固定圈 ，推出方式為推板配合推桿 推出，所以要考慮到分型面接觸部分，并且由于動模型腔與塑件接觸面積較大，產(chǎn)生熱量較多。設(shè)計時將冷卻水道設(shè)立在動模型腔上，以便于冷卻效果達到最好。 本模具冷卻水道設(shè)計采用打孔的方式進行注水冷卻。 圖 3冷卻水道 圖 3冷卻水道 向與定位結(jié)構(gòu)設(shè)計 注射模的導(dǎo)向機構(gòu)用于動、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機構(gòu)的運動導(dǎo)向，安作用分為模外定位和模內(nèi)定位。模外定位是通過定位圈使模具澆口套能與注射機噴嘴精確定位；而模內(nèi)定位機構(gòu)則通過導(dǎo)柱導(dǎo)套進行和模定位，本塑件較為簡單，而且定位要求并不高，通過模架自 身所帶的開模合膜結(jié)構(gòu)即可完成。 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 19 第四章 總結(jié) 經(jīng)過近 14周的努力學(xué)習(xí)，已經(jīng)初步掌握了模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的一些基本要點，通過網(wǎng)上觀看學(xué)習(xí)視頻，已經(jīng)可以熟練使用 維模型制作軟件，論文主要完成以下各項目標(biāo)： （ 1）澆注系統(tǒng)的分析以及設(shè)計 （ 2）成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計以及計算 （ 3）模架的確定 （ 4）排氣槽的設(shè)計 （ 5）脫模推出機構(gòu)設(shè)計 （ 6）冷卻及定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 裝圖分析 裝圖分析 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 20 謝 辭 四年的大學(xué)生活已經(jīng)快要落下帷幕了，在這四年的生活學(xué)習(xí)中，我收獲很多，認(rèn)真學(xué)習(xí)專業(yè)知識，培養(yǎng)各方面的能力。 畢業(yè)設(shè)計是我們大學(xué)生活中很重要的一個課題， 本論文的研究和撰寫，是在 林盛 老師的悉心指導(dǎo)和幫助下完成的。在此，謹(jǐn)向他的辛勤培養(yǎng)和悉心關(guān)懷表示衷心的感謝。 經(jīng)過一學(xué)期的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及同學(xué)們的支持，想要完成這個設(shè)計是難以想象的。 在 這里我要感謝我的指導(dǎo)老師 林盛 老師和各位教導(dǎo)我的老師。林老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從查閱資料，設(shè)計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設(shè)計，制圖等整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計較為復(fù)雜煩瑣，但是老師仍然細心地糾正我設(shè)計中出現(xiàn)的錯誤。我對老師的專業(yè)水平尤為敬佩，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。感謝大學(xué)三年來所有的老師的耐心教導(dǎo)為我們打下模具專業(yè)知識的基礎(chǔ)；同時還要感謝所有的同學(xué)們，也因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)設(shè)計才會順利完 成。 在這次設(shè)計中，設(shè)計小組同學(xué)的幫助，從中我學(xué)到了很多東西，鞏固了以前所學(xué)的知識。 我們設(shè)計小組內(nèi)諸位同學(xué)熱烈的交流氛圍和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度為本論文的撰寫提供了非常優(yōu)秀的客觀條件，衷心感謝本小組的各位師兄弟的幫助、支持和啟發(fā)，與他們在一起是快樂和充實的。大家的友好與協(xié)作使我度過了一段美好的大學(xué)生活。 這次設(shè)計使我們將學(xué)過的課程貫穿起來，形成一個體系，不僅鞏固了我們學(xué)過的知識，彌補了知識漏洞，還為我們以后的工作打下了實踐的基礎(chǔ)。 馬上就要畢業(yè)了，以后我會更加努力的學(xué)習(xí)各門知識，用知識來武裝自己， 把自己所學(xué)的知識應(yīng)用 到工作中，做一個對社會有用的人。 非常感謝百忙中抽空指導(dǎo)評審 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )任務(wù)書 題 目 固定圈注塑模具設(shè)計 起訖日期 2017 年 3 月 20 日 至 2017 年 6 月 19 日 學(xué)生姓名 陳勇恒 專業(yè)班級 機械 132 所在學(xué)院 機械工程學(xué)院 指導(dǎo)教師 楊亮 職稱 副 教授 所在單位 大連交通大學(xué) 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )成績考核表 學(xué)生姓名 陳勇恒 專業(yè)班級 機械工程 132 班 題 目 固定圈注塑模具設(shè)計 評 審 者 考 核 項 目 評分（每項滿分 10 分） 指導(dǎo)教師 1 工作態(tài)度與遵守紀(jì)律的情況 2 掌握基本理論、專業(yè)知識、基本技能的程度和閱讀外文的水平 3 獨立工作能力、綜合運用所學(xué)知識分析和解決問題能力及實際工作能力提高的程度 4 完成任務(wù)的情況與水平（工作量及說明書、論文與圖紙、軟、硬件實物成 果質(zhì)量和創(chuàng)新性） 評閱人 5 說明書、論文質(zhì)量（正確性、條理性、創(chuàng)造性和實用性）及圖紙質(zhì)量（視圖完整、布局合理、圖面整潔、線條清晰、標(biāo)注規(guī)范） 6 技術(shù)水平（理論、分析、計算、實驗和軟、硬件實物性能以及創(chuàng)新性） 答辯小組（或答辯委員會） 7 完成任務(wù)的情況與水平（按規(guī)范化要求） 8 說明書、論文、圖紙與實物成果的質(zhì)量和創(chuàng)新性 9 答辯時講述的條理性及系統(tǒng)性 10 回答問題的正確性 總評成績 總評成績等級（優(yōu)、良、中、及格、不及格） 指導(dǎo)教師簽字： 評閱人簽字： 答辯小組組長（答辯委員會主任）簽字： 注：此表一式兩份，一份由教研室保存，另一份裝入學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）檔案袋中。 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )答辯記錄卡 學(xué)生姓名 陳勇恒 專業(yè)班級 機械 工程 132 班 題 目 固定圈注塑模具設(shè)計 自述情況 ： 回答問題情況： 答辯得分 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 總分 平均得分 答辯地點： 記錄人： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )評閱書 題 目 固定圈注塑模具設(shè)計 學(xué)生姓名 陳勇恒 專業(yè)班級 機械 132 班 所在學(xué)院 機械工程學(xué)院 指導(dǎo)教師 楊亮 職 稱 副 教授 所在單位 大連交通大學(xué) 簽名： 年 月 日 簽名： 年 月 日 簽名： 年 月 日 大連交通大學(xué)參加畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯申請書 學(xué)生姓名 陳勇恒 學(xué)院 機械工程學(xué) 院 專業(yè)班級 機械 132 題 目 固定圈注塑模具設(shè)計 指導(dǎo)教師 楊亮 答辯前學(xué)生填寫畢業(yè)設(shè)計（論文）工作總結(jié)和參加答辯申請： 在這段緊湊的時間里把畢業(yè)設(shè)計順利的完成，不僅是個人的努力，還有老師的指 點。我設(shè)計的是外螺紋接頭注塑模，是我們生活中常見用品 中 隨處可 見 的一個管子接 頭， 本設(shè)計的特點是哈呋彎銷分型，是為了方便制品脫螺紋外形的考慮、更方便脫模， 省 掉了其它的脫模裝置 。 設(shè)計過程中，通過對所給題目的分析、相關(guān)文獻資料的查閱以及 軟件的分析 ， 豐 富的了解熟悉 了一個塑件產(chǎn)品 ， 為今后走注塑模方面的工作打下了夯實的基礎(chǔ)。此 完整的演示了一遍注塑模加工，從頭到尾都離不開課本的知識 ,經(jīng)過簡單的復(fù)習(xí)課本， 還有問同學(xué)，也是很快獨立完成這次設(shè)計 。 特別 是 在計算，識圖能力軟件的運用和查 表花的時間非常多。 通過對之前工作過程的整理與歸納，嚴(yán)格按照所給的畢業(yè)論文和圖紙的要求，完成畢業(yè)設(shè)計 圖紙的繪制和論文的撰寫，并經(jīng)過老師多次的審核與糾正，才達到畢業(yè)設(shè)計答辯的標(biāo)準(zhǔn)。 這是一次完美的綜合鍛煉，技能提升， 知識 總結(jié)。更是一在畢業(yè)前不可缺少的專業(yè) 經(jīng) 驗和鞏固 ， 而 我的設(shè)計外螺紋接頭更是經(jīng)典有特殊，是一個很棒的設(shè)計，很開心能 在 同學(xué)老師指導(dǎo)下完成這次任務(wù)！ 綜上，本人已具備參加畢業(yè)設(shè)計答辯的能力，特此向各答辯組各位老師們提出畢業(yè)設(shè)計答辯的 正式申請，望批準(zhǔn)。 指導(dǎo)教師對學(xué)生參加畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯的意見： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )記載 題 目 固定圈注塑模具設(shè)計 學(xué)生姓名 陳勇恒 學(xué) 院 機械工程學(xué)院 專業(yè)班級 機械 工程 132 班 指導(dǎo)教師 楊亮 職 稱 副教授 所在單位 大連交通大學(xué) 成 績 綜合評語： 經(jīng)畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會綜合評定成績?yōu)椋? 答辯委員會主任 （簽字）： 年 月 日