軸套注塑模具設(shè)計【一模一腔】

軸套注塑模具設(shè)計【一模一腔】,一模一腔,軸套,注塑,模具設(shè)計 自動化表面精加工注塑模具鋼球形研磨和拋光工藝球英文翻譯 學院：機械學院 專業(yè)班級：機制07-1班 指導老師：向道輝 學號：310704010124 姓名：楊勇自動化表面精加工注塑模具鋼球形研磨和拋光工藝球收件日期：2004年3月30日/接受日期：2004年7月5日/發(fā)表時間：05年3月30號施普林格出版社倫敦有限公司2005要 本研究探討球形研磨和拋光表面處理的自動化的可能性，正如在自由曲面注塑模具鋼PDS5 在數(shù)控加工中心。設(shè)計和制造，研磨工具持有人已經(jīng)完成了這項研究。最佳參數(shù)的確定，采用磨削的塑料注射成型法交PDS5加工中心。最佳表面磨削，荷蘭國際集團的注塑模具鋼PDS5參數(shù) 一個PA的氧化鋁，研磨材料組合磨削，荷蘭國際集團18 000 rpm時，磨削深度為20微米的速度，以及50毫米/分鐘。試樣的表面粗糙度Ra可提高到1.60微米至0.35微米的最佳使用表面磨削參數(shù)。表面粗糙度Ra可進一步改善至約0.343微米至0.06微米之間，擠光與拋光的最佳參數(shù)。 應用表面打磨和拋光最佳參數(shù)，順序為細研磨自由曲面模，表面粗糙度Ra的自由曲面上的測試區(qū)部分可提高到約2.15微米至0.07微米。關(guān)鍵詞自動化表面精加工球研磨拋光工藝過程測量表面粗糙度的方法塑料是重要的工程材料，由于其特定的特性，如耐化學腐蝕，密度低，易于制造，并有越來越多在工業(yè)應用中替代金屬部件。 注射成型是重要的質(zhì)粒成形工藝之一 。該模具的注塑表面的光潔度是一個基本要求，由于其直接影響塑料的外觀。整理過程，如研磨，拋光和研磨常用來改善表面光潔度。裝入的研磨工具（輪），已被廣泛應用于在傳統(tǒng)模具精加工產(chǎn)業(yè)。幾何模型安裝工具磨床自動化表面光潔度，荷蘭國際集團過程中引入了1。一個整理過程模型球研磨系統(tǒng)自動化表面精加工的工具，電信設(shè)備制造商開發(fā)了在2。磨削速度，切削深度，進給如研磨材料，磨料率，車輪性能，晶粒尺寸，都為球形研磨主導參數(shù)，荷蘭國際集團的過程，如圖所示。 1、最佳球面磨床，注塑模具鋼的參數(shù)尚未掌控的以文獻為基礎(chǔ)。 近年來，一些研究已經(jīng)在德國進行了擠光球的最佳參數(shù)的研究（圖2）。例如，它已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，塑料對工件表面形成可減少使用碳化鎢球或滾子，從而提高了表面粗糙度，表面硬度和抗疲勞性3-6。該拋光過程是由加工中心3，4和車床5，6。主要參數(shù)有打磨。表面粗糙度的影響是滾珠或滾子的材料，打磨力，進給速度，拋光速度，潤滑，打磨等3通過。最佳注塑模具鋼拋光參數(shù)PDS5是一個組合的潤滑脂，進給速度200毫米/分鐘，打磨拋光速度是40微米，力量是 300 N。該深度的滲透拋光表面采用最佳球擠光參數(shù)約2.5微米的表面粗糙的改善，通過打磨一般介于40和903-7。這項研究的目的是開發(fā)和球面磨削擠光表面光潔度過程而言，是一個自由曲面。 2、 在注塑模具加工中心。該流程圖利用自動化表面光潔度研磨球，其過程如圖所示。 3、我們通過設(shè)計和制造球形研磨工具及其對準去副加工中心上使用。最佳表面球形磨削工藝參數(shù)進行了測定，利用正交表的方法。四因素三對應，然后選擇了矩陣實驗。最佳裝球的表面磨削參數(shù)研磨，然后應用到一個自由曲面光潔度表面的載體。為了改善表面粗糙度，對表面進一步打磨，使用最佳擠光參數(shù)。 2設(shè)計和球面磨削工具的定位裝置了能從球面磨削過程中的自由曲面表面上看，球磨床中心應配合Z軸加工中心軸。裝入的研磨球工具及其調(diào)節(jié)裝置的設(shè)計，如圖4所示。電動砂輪機是安裝在刀架上有兩個支點螺絲。該磨床球中心以及相同走線的COM的錐形槽求助。經(jīng)對齊磨床球，兩個可調(diào)整的支點螺釘擰緊之后，校準組件可能被取消。中心坐標之間的偏差，球磨床和納茨是約5微米，它是衡量一臺數(shù)控三坐標測量機。由機床振動引起的力量是AB - 吸附由螺旋彈簧。所生產(chǎn)的球形磨削荷蘭國際集團的工具和球擠光工具被安裝，如圖5主軸被鎖定為球面磨床，其進程和由主軸鎖球及制程機制。3規(guī)劃矩陣實驗3.1配置的直交幾個參數(shù)的影響可以達到有效通過開展正交陣列的實驗8。為配合上述球面磨削的PA，該磨床球研磨材料（與直徑10毫米），進料速度，磨削深度和電動砂輪機被選定為四個實驗因素（參數(shù)）和一個指定的因子D（見表1）研究。三個等級（設(shè)置）為每個因素被配置，其范圍是由數(shù)字1，2和3確定。三研磨材料，即碳化硅（SiC），白鋁氧化物（氧化鋁，），粉紅色三氧化二鋁（Al2O3微粉，）分別被選用和研究。每個因素三個數(shù)值乃根據(jù)預先研究的結(jié)果開展4個3級的球形研磨工藝因素矩陣實驗。3.2定義的數(shù)據(jù)分析工程設(shè)計問題可分為較小的，更好的類型，標稱的最佳類型，較大的，更好的類型，簽署的目標類型，其中包括8。該信號與信噪比（S / N）作為優(yōu)化目標函數(shù)的產(chǎn)品或工藝設(shè)計。表面粗糙度值通過適當?shù)哪ハ鲄?shù)組合應比原表面小。因此，球面磨削過程是一個較小的，更好的類型問題的例子。S / N比，是由以下方程定義8：之后的S / N從每個實驗數(shù)據(jù)比 正交表進行計算，各因素的主效應測定使用方差分析（ANOVA） 8。較小的，很好的解決問題的優(yōu)化策略是盡量由公式式定義。 水平，最大限度地將負責的因素，有一個顯著的影響的選擇。球形研磨的最佳條件可以被確定。4實驗工作和結(jié)果在這項研究中所使用的材料是PDS5工具鋼（相當于采用AISI P20的）9，這是常見的大型注塑產(chǎn)品的模具用于汽車零部件和家用電器領(lǐng)域。這種材料的硬度為HRC33（HS46）9。這樣做的一個好處是物質(zhì)特殊加工后，模具可直接用于未經(jīng)熱處理的進一步整理，由于其特殊的前處理工藝。該標本的設(shè)計和制造，使它們可以在一個測力計測量反應上。大體標本的PDS5加工，然后安裝在測功機上進行三軸加工中心作出銑削。鋼鐵公司（類型的MV - 3A）款，配備了FUNUC的數(shù)控控制器（類型0M的）10。預加工表面的粗糙度進行了測量，使用Hommelwerke T4000裝備，將約1.6微米。圖6顯示了實驗設(shè)置在球面磨削工藝。一個MP10觸摸觸發(fā)由雷尼紹公司生產(chǎn)的探針也集成加工中心刀庫來衡量和確定試樣的原產(chǎn)地。該數(shù)控為球擠光加工路徑生成所需的代碼是PowerMILL CAM軟件。這些代碼可以傳到該加工中心。數(shù)控控制器通過RS232串行接口。表2總結(jié)了地面測量表面粗糙度值Ra和計算的S / N為每18課比正交氬 光用均衡器。 1，后執(zhí)行的18式實驗。平均的S / N為每四個因素可以得到的比率，如表3所列，采取的數(shù)值見表2。平均的S / N為每四個因素的比率是圖形如圖所示。 7圖。實驗裝置，以確定運算球面磨削參數(shù) 表2.PDS5試樣表面粗糙度表3.平均的S / N比值因子水平（分貝）朗讀顯示對應的拉丁字符的拼音在球面磨削過程的目的是盡量減少表面的粗糙度由determin地面標本價值荷蘭國際集團各因素的最佳水平。因為是一個單調(diào)減函數(shù)，我們應盡量的使用S / N比。形成機制，我們能確定每個因素的最佳水平作為一級的最高值。因此，在試驗的基礎(chǔ)矩陣，最佳研磨材料呈粉紅色氧化鋁;最佳的進給為50毫米/分鐘;最佳的磨削深度為20微米，以及最佳轉(zhuǎn)速18000轉(zhuǎn)，如表4所示。各因素的主要作用是進一步確定使用方差分析（ANOVA）技術(shù)分析和F比為了測試，以確定其意義（見表5）。該 F0.10，2,13是平等的顯著性水平2.76至0.10（或90置信水平）;因素的自由度為2，匯集了錯誤的自由度為13，根據(jù)F分布表11。一架F比值大于2.76可歸納為表面粗糙度有顯著影響，并確定了一個星號。因此，進給和深度磨削表面粗糙度有一個顯著的效果。五，進行了驗證實驗，觀察重復性使用研磨的最佳組合，如表6。表面粗糙度的索取這些標本價值進行測量，約為0.35微米。在使用球面磨削參數(shù)的最佳組合后表面粗糙度提高約78。在表面進一步打磨使用最佳擠光參數(shù)的RA = 0.06m的表面粗糙度值的OB 拋光球。用30 光學顯微鏡觀察改進光面粗糙度，如圖所示。預加工表面粗糙度的改善約95，打磨的過程。 表面研磨球的最佳工藝參數(shù)的OB從實驗被應用于對自由曲面模具插入到evalu表面光潔度， 表面粗糙度的改善，一個選定為測試載體。模具的數(shù)控加工，為測試對象是與PowerMILL CAM的SERT的模擬軟件。經(jīng)過精細加工的模具，進一步地插入與球面磨削獲得最佳參數(shù)的矩陣實驗。此后不久，表面拋光的最佳擠光參數(shù)，進一步提高被測物體的表面粗糙度（見圖。9）。模具的表面粗糙度測量插入， 與Hommelwerke T4000設(shè)備。平均表面粗糙度對模具的插入精細研磨表面價值平均為2.15微米，這對表面為0.45微米 圖7 控制因素的影響表4。優(yōu)化組合球面磨削參數(shù)因子水平磨料Al2 O3 , PA進給50 mm/min磨削深度20 m公轉(zhuǎn)18000 rpm表5。方差分析表的S / N的表面粗糙度比因子 自由度 平方和 平均平方 F比率A224.79112.3963.620B20.6920.346C228.21814.1094.121D24.7762.388錯誤939.043總和1797.520匯集錯誤1344.5113.424* F比率值 2.76有顯著影響表面粗糙度表6.表面的粗糙度值測試后驗證實驗標本圖。 8。一個工具制造者對被測樣品表面和預加工表面之間的打磨情況在顯微鏡下的比較（30 ）圖. 9.精細研磨，研磨和拋光模t圖85結(jié)論在這項工作中，自動球形的最佳參數(shù)，卡爾研磨和球擠光表面處理過程中一個自由曲面注塑模具開發(fā)了cessfully的加工中心。裝入的研磨球工具（和其排列組成部分）的設(shè)計和制造。最佳球形表面磨削參數(shù)磨削確定了矩陣進行實驗。最佳球面磨削參數(shù)為注塑模具鋼PDS5是對合并磨料粉紅色的鋁氧化物（氧化鋁，），50毫米/分鐘，20微米的磨削深度，以及18000轉(zhuǎn)的壽命。試樣的表面粗糙度Ra可提高約1.6微米的表面用研磨球的最佳條件，以0.35微米研磨。通過應用最佳表面打磨和拋光參數(shù)對自由曲面模的表面光潔度，表面粗糙度進行測量，為改善表面約79.1，在表面上，約96.7的磨光表面上。朗讀顯示對應的拉丁字符的拼音致謝：作者感謝國科會的支持與中華人民共和國共和國授予國科會89 - 2212 - - 011 - 059本研究。References 1. Chen CCA, Yan WS (2000) Geometric model of mounted grindingtools for automated surface finishing processes. In: Proceedings of the6th International Conference on Automation Technology, Taipei, May 9-11, pp 43-472. Chen CCA, Duffie NA, Liu WC (1997) A finishing model of spherical grinding tools for automated surface finishing systems. Int J Manuf SciProd 1(1):17-263. Loh NH, Tam SC (1988) Effects of ball burnishing parameters on surface finish-a literature survey and discussion. Precis Eng 10(4):215-2204. Loh NH, Tam SC, Miyazawa S (1991) Investigations on the surface roughness produced by ball burnishing. Int J Mach Tools Manuf 31(1):75-815. Yu X, Wang L (1999) Effect of various parameters on the surface roughness of an aluminum alloy burnished with a spherical surfaced polycrystalline diamond tool. Int J Mach Tools Manuf 39:459-469 6. Klocke F, Liermann J (1996) Roller burnishing of hard turned surfaces.Int J Mach Tools Manuf 38(5):419-4237. 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Wiley, New York 寧武漢職業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計(論文)軸套注塑模具設(shè)計【1腔】所在學院專 業(yè)班 級姓 名學 號指導老師 年 月 日摘 要隨著各種性能優(yōu)越的工程塑料的不斷開發(fā)，工業(yè)、民業(yè)的各種塑料制品需要的不斷增長，注塑工藝越來越多地用于制造領(lǐng)域成形各種性能要求的制品。而注塑模具的設(shè)計質(zhì)量、注塑機應用等直接影響成形制品的生產(chǎn)效率、質(zhì)量及成本。一副好的注射模具可成型上百萬次，由于其壽命的延長，從另一方面降低了塑件的成型成本，并且好的模具由于更換，檢修少，從而提高了其生產(chǎn)效率。為了滿足日益發(fā)展的工業(yè)的要求和民需生活品的需要，我們應不斷的研究開發(fā)，設(shè)計出能提高注射模性能的注射模，以滿足各行各業(yè)的需要。在本設(shè)計中，通過運用CAD對軸套進行一模一腔的設(shè)計開發(fā)，其中包括凸、凹模的設(shè)計、推出機構(gòu)的設(shè)計、注射機的選擇與校核、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計、模架的選擇等各項工作。在本設(shè)計中，設(shè)計的重點在成型零部件即凸、凹模的設(shè)計和澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計。其中澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計是一副模具的設(shè)計靈魂，澆注系統(tǒng)的設(shè)計直接影響著塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率1。因此，對澆注系統(tǒng)的設(shè)計是注射模具設(shè)計的重點工作。而與此同時，模具的溫度對塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率也著直接的影響，模具溫度的控制直接影響著模具的凝固時間和收縮內(nèi)應力，從而影響模具的成型周期長短和塑件質(zhì)量好壞，及其表面粗糙度等。在本設(shè)計中著重設(shè)計了凸、凹模尺寸、澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的尺寸及其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。通過本次設(shè)計，我們首先學習了解了我國塑料模具的現(xiàn)狀和發(fā)展狀況、注射模的基本結(jié)構(gòu)和注射模成型工藝過程以及模具設(shè)計的基本原理。 關(guān)鍵詞：軸套；注射模；設(shè)計；POM31POMtractWith the superior performance of the continuous development of engineering plastics, industry, public sector, the needs of a variety of plastic products is growing, injection technology increasingly used in the manufacture of various performance requirements of forming the products. The quality of injection mold design, injection molding machine aPOMlications products, forming a direct impact on productivity, quality and cost. Mold can be a good injection molding millions of times, because of their longer life expectancy, on the other hand reduces the cost of plastic parts molding and die as a result of a good replacement, less maintenance, thereby increasing their production efficiency. In order to meet the growing industry demands and the people need to live goods, we should continue research and development designed to enhance the performance of injection mold injection mold in order to meet the needs of all walks of life. In this design, through the use of CAD base on the remote control to carry out a second cave-mode design and development, including convex and concave mold design, the introduction of body design, the choice of injection machine and check, gating system design, cooling system design, selection of moldbase work. In this design, is designed to focus on parts and components in the molding that is convex and concave mold design and casting systems, cooling system design. One of gating system and cooling system design is the soul of a mold design, gating system design of a direct impact on the molding plastic parts quality and production efficiency. Therefore, the gating system design is the focus of injection mold design work. At the same time, mold temperature on the plastic parts of the quality and production efficiency is also a direct impact, mold temperature control of a direct impact on the clotting time mold and contraction stress, thus affecting the molding cycle the length of mold and plastic parts of good quality bad, and its surface roughness. During the design focused on the design of the convex and concave mold size, gating system and cooling system size and its system architecture. Through this design, we first learn to understand the plastic mold of our current situation and development situation, the basic structure of injection mold and injection-casting process, as well as the basic principles of mold design. Key Words: remote base, injection mold, design, POM目 錄摘 要IIPOMtractIII目 錄IV第1章 緒論11.1蓬勃發(fā)展的模具工業(yè)11.2塑料模具工業(yè)的現(xiàn)狀和技術(shù)的主要發(fā)展方向1第2章 軸套塑料模工藝設(shè)計42.1軸套塑件的工藝分析42.1.1塑料材料的性能及基本成型工藝參數(shù)42.1.2軸套塑料的選材52.1.3 POM材料成型特性52.2注射成型基本過程62.3軸套的設(shè)計件8第3章 注射機的選擇和校核83.1注射機規(guī)格的選擇83.2注射機的校核93.2.1注射機注射容量的校核93.2.2注射機注射壓力的校核103.2.3注射機鎖模力的校核103.2.4注射機模具厚度校核注射機模具厚度校核103.2.5注射機最大開模行程校核113.3確定型腔數(shù)目和分模面的選擇113.3.1確定型腔數(shù)目113.3.2分模面的選擇11第4章澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)設(shè)計134.1澆注系統(tǒng)設(shè)計134.1.1主流道的設(shè)計134.1.2分流道的設(shè)計134.1.3澆口設(shè)計144.1.4冷料穴和拉料桿設(shè)計154.1.5澆注系統(tǒng)的平衡154.2排氣系統(tǒng)的設(shè)計154.3冷卻系統(tǒng)設(shè)計164.3.1設(shè)計冷卻系統(tǒng)的必要性164.3.2冷卻系統(tǒng)尺寸計算17第4章 主要零部件的設(shè)計計算184.1 成型零件的成型尺寸184.2模具型腔壁厚的確定184.2.1 型腔側(cè)壁厚度S的計算194.2.2 型腔底板厚度T的計算194.3 推出機構(gòu)的設(shè)計204.4標準模架的設(shè)計20第5章 其他零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計205.1脫模機構(gòu)設(shè)計205.1.1脫模機構(gòu)的分類205.1.2脫模機構(gòu)設(shè)計原則205.2導向機構(gòu)設(shè)計215.2.1導向機構(gòu)設(shè)計原則215.2.2導柱的外形尺寸計算215.2.3導向孔的設(shè)計225.2.4導柱的數(shù)量和布置225.3定位圈225.3.1定位圈的定義225.3.2導柱的數(shù)量和布置225.4主流道襯套235.5其他結(jié)構(gòu)零件設(shè)計23第6章模具加工工藝設(shè)計246.1 坯料的確定246.2 模板的平面加工246.2.1 平面的粗加工246.2.2 平面的半精加工256.2.3 平面的精加工256.2.4 薄板的精加工256.3 孔及孔系的加工256.3.1 孔系的加工266.3.2 導柱導套的孔加工27第7章 繪制模具圖287.1繪制總裝配結(jié)構(gòu)圖和部分零件圖287.2 繪制部分零件圖28參考文獻30致 謝31 第1章 緒論1.1蓬勃發(fā)展的模具工業(yè)從20世紀80年代初開始，發(fā)達工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為獨立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過機床工業(yè)的產(chǎn)值。在隨后隨著模具技術(shù)的不斷發(fā)展，模具工業(yè)也被廣泛的被投用于汽車、電子、電器、航空、儀表、輕工、塑料以及日用品等工業(yè)部門中。在發(fā)達國家人們認為，沒有模具，就沒有高質(zhì)量的產(chǎn)品。并且模具享有“發(fā)展工業(yè)的一把鑰匙”；“一個企業(yè)的心臟”；“富裕社會的一種動力”等之美譽。改革開放以來，我國的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來，每年都以15%的增長速度快速發(fā)展。模具企業(yè)也如雨后春筍，迅速萌生，蓬勃發(fā)展。隨著模具工業(yè)規(guī)模的不斷擴大，我國的模具技術(shù)水平也有較大的提高已能制造體現(xiàn)現(xiàn)代模具設(shè)計制造水平的大型、負責、精密的模具，部分模具達到了國際先進水平。雖然我國模具工業(yè)有了長足的進步，部分模具已經(jīng)到達了國際先進水平，但是無論是數(shù)量上還是在質(zhì)量上仍滿足不了國內(nèi)市場的需要，每年仍需進口10多億美元的大型、精密、復雜模具。為了縮小與發(fā)達國家的模具行業(yè)的差距，我國的模具正積極的向著開發(fā)大型、精密、復雜模具；加強模具標準件的應用；推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)等幾方面進行大力發(fā)展。1.2塑料模具工業(yè)的現(xiàn)狀和技術(shù)的主要發(fā)展方向（1）現(xiàn)狀近年來國外塑料模的發(fā)展速度也迅速增長，在諸多國家中（日本、德國、瑞士等）其塑料模工業(yè)的發(fā)展都高于了沖壓模，塑料模生產(chǎn)的經(jīng)濟經(jīng)額占據(jù)了整個模具產(chǎn)業(yè)的1/2。國外大量生產(chǎn)的塑料模主要采用多腔模、多層模和多層多腔、多工位多腔等類型模具，多層模已發(fā)展到6464腔，還研制了多層模專用的注射成形機，各試飲料塑料瓶、杯子幾鞋模多采用多工位多腔模，飲料瓶模多達32腔。日本和歐美一些國家用鋁材制作注塑模，由于鋁導熱性比鋼好，是鋼的三倍，注射周期可縮短2530%，并且模具重量也大為減輕。塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的,在我國,起步較晚,但發(fā)展很快,特別是最近幾年，無論在質(zhì)量、技術(shù)和制造能力上都有很大發(fā)展,取得了很大成績。我國在塑料模的發(fā)展中用30年的時間就走過了國外90年的發(fā)展歷程，現(xiàn)已具備相當規(guī)模。在1987年我過塑料產(chǎn)量已達297萬噸，位居世界第5位。如今我國塑料產(chǎn)業(yè)已形成了相當規(guī)模的完整體系，塑料模的設(shè)計技術(shù)、制造技術(shù)、CAD技術(shù)、CAPOM技術(shù)已有相應的設(shè)計和開發(fā)應用。塑料的生產(chǎn)，成型加工，塑料機械設(shè)備。模具工業(yè)以及科研等，都已發(fā)展都了一定規(guī)模。（2）發(fā)展趨勢隨著人類社會的不斷進步和高新技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對產(chǎn)品的要求越來越高，這就促使了我們必須大力研發(fā)模具設(shè)計技術(shù)。世界各國對塑料模設(shè)計技術(shù)也給予了高度的重視和關(guān)注并投入重金進行研究和開發(fā)。在國際上塑料模具未來的發(fā)展主要向著以下幾方面進行：在模具設(shè)計制造中全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個重要里程碑，實踐證明，CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向。注射模CAD的實用化塑料模MoldFlow或CFlow軟件和塑料模MoldCool或CCool軟件已經(jīng)商品化，注射模CAD正向?qū)嵱没较蜻~進。我國政府對注射模CAD實用化進程也十分重視。專門組織了“八五”國家重點技術(shù)攻關(guān)項目“注射模CAD/CAM/CAE集成系統(tǒng)研究”。目前，美國PSP公司的IMES專家系統(tǒng)，能幫助模具設(shè)計人員用專家的知識解決注射模的問題。塑料模專用材料研究和開發(fā)目前，塑料模鋼擁有的類型有：基本型、預硬化型、時效硬化型、熱處理硬化型、馬氏體時效鋼和粉末冶金模具鋼等鋼種。在“八五”期間，國家也組織了諸多鋼鐵廠單位大力研究和開發(fā)塑料模專用系列鋼，這將進一步擴大和完善塑料模鋼材。塑料模加工程控化機械技術(shù)與電子技術(shù)的密切結(jié)合，日益更多地采用數(shù)控數(shù)顯、計算機程序控制的加工方法，實現(xiàn)高層次、多工位加工，使塑料模在質(zhì)量上、效率上產(chǎn)生一個新的飛躍。激光成型技術(shù)也在塑料模腔加工中取得了巨大成功。模具研磨拋光自動化、智能化模具表面的光整加工是模具加工中未能很好解決的難題之一。模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響,我國目前仍以手工研磨拋光為主,不僅效率低（約占整個模具周期的1/3),且工人勞動強度大,質(zhì)量不穩(wěn)定,制約了我國模具加工向更高層次發(fā)展。因此,研究拋光自動化、智能化是重要的發(fā)展趨勢。日本已研制了數(shù)控研磨機,可實現(xiàn)三維曲面模具的自動化研磨拋光。第2章 軸套塑料模工藝設(shè)計2.1軸套塑件的工藝分析2.1.1塑料材料的性能及基本成型工藝參數(shù)塑料是指常溫下呈高彈態(tài)的高分子聚合物。它是以樹脂（高分子聚合物）為主要成分，加入各種能改善其加工性能和使用性能的添加劑，在一定溫度、壓力和溶劑等作用下，利用模具可成型為一定幾何形狀和尺寸的塑料制件，并在常溫、常壓下能保持此種形態(tài)的一類材料，它品種繁多，且不同的塑料具有不同的性能。塑料普遍具有質(zhì)量輕、密度小、比強度高、優(yōu)良的電、熱、聲絕緣性能、較強的耐腐蝕性能和較強的光學性能、耐磨性能等優(yōu)良的性能。塑料成型的成型工藝特性表現(xiàn)在許多方面，有的只與操作有關(guān)，有些特性直接影響成型方法和工藝參數(shù)的選擇。對于熱塑性塑料來說，其成型工藝參數(shù)特性主要包括收縮性、流動性、相容性、吸濕性及其熱敏感性以及熱力學特性、結(jié)晶性及取向性等等12.1.2軸套塑料的選材塑料材料是根據(jù)材料的用途來選擇的，而作為軸套，他不需要承載大負荷，且工作溫度不高，因此對耐熱性的要求也不高。根據(jù)其要求和所用條件范圍看來，一般的結(jié)構(gòu)材料的塑料就可以滿足其要求，所以可在此類材料中選擇軸套材料。而作為一般結(jié)構(gòu)材料的塑料，主要有高，低密度聚乙烯、聚丙烯、POM、聚碳酸酯、有機玻璃、高抗沖聚苯乙烯、環(huán)氧樹脂玻璃鋼和丙烯晴-丙烯酸酯共聚物等。但基于本設(shè)計中的塑件是通過注射模成型，并根據(jù)材料在注射模成型時的優(yōu)良初步選擇了，低密度聚乙烯、聚丙烯、POM、聚碳酸酯等四種材料作為制造軸套的原材料。2.1.3 POM材料成型特性無定形塑料,流動性中等,吸濕性小,一般不需要很大程度上的干燥,也可得到表面質(zhì)量較好的塑件。高料溫,高模溫,材料分解溫度為270度，對精度要求較高的塑件,模溫宜取50-60度,對高光澤度高，耐熱塑件,模溫宜取60-80度。如出現(xiàn)水紋，需提高材料的流動性，采取高料溫、高模溫，或者改變澆口位置等方法。2.2注射成型基本過程圖2.1. 注射成型基本過程生產(chǎn)前的準備工作一般是，為了使注射成型生產(chǎn)順利進行和保證制件質(zhì)量，在生產(chǎn)前進行的包括原料的預處理、清洗機筒、預熱嵌件和選擇脫模劑等準備工作。1、原料的預處理原料的預處理包括三個方面：一是，分析檢驗成型物料的質(zhì)量。這個環(huán)節(jié)包括檢驗物料的含水量、外觀色澤、顆粒情況、有無雜質(zhì)等，并測試其熱穩(wěn)定性、流動性、收縮率等指標。對于粉狀物料，在注射成型前還需要將其配制成粒料。二是，著色。根據(jù)制件物品的需要，在塑料成型時往成型物料中添加一種色料或者是色劑的物質(zhì)，以達到所需要的色澤。粉狀或粒狀熱塑性塑料的著色，有直接法和間接法兩種工藝方法來實現(xiàn)。其中前者有稱一次著色法，它是將細粉狀的著色劑與本色塑料簡單的摻混后即可直接用于成型，或經(jīng)塑煉造型后再用于成型。其方法比較簡單，操作容易。相比來說間接著色法就比較困難，它需要用被稱為“色母料”的高顏料濃度的塑料粒子與本色塑料粒子按比例稱量后放入混合機，經(jīng)充分攪拌后再送往成型設(shè)備中使用。它著色步驟簡單、著色易均勻分散，制件色澤鮮艷且無顏料粉塵污染，并且它還可以實現(xiàn)著色過程的自動化。但是它由于只是和本色塑料粒子簡單混合，無混煉功能或只需要混煉功能很差的成型設(shè)備，所以當需要成型顏色均一性高的制品時不能采用此法著色的成型物料。三是，預熱干燥。對于吸濕性和粘水性強的物料，根據(jù)注射成型工藝允許的含水量要求進行適當?shù)念A熱干燥處理，以此來出去物料中過多的水分及揮發(fā)物，以防止成型后制品出現(xiàn)氣泡和銀紋等缺陷，同時也可以避免注射時候發(fā)生水降解。但對于吸濕性和粘水性不強的物料，如果包裝儲存的較好也可以不用預熱干燥。2、清洗料筒生產(chǎn)中如果需要改變塑料品種、更換物料、調(diào)換顏色或是發(fā)現(xiàn)成型過程中出現(xiàn)了熱分解或是降解反應時候，都需要對注射機的料筒進行清洗。通常情況下，注塞式機的料筒存料量大，必須將機筒拆卸清洗，對螺桿式機筒，可采用對空注射法清洗。3、預熱嵌件這個步驟主要用于那種帶有嵌件的塑料制件，由于金屬和塑料收縮率不同，導致嵌件周圍的塑料容易出現(xiàn)收縮應力和裂紋，為防止此種現(xiàn)象的發(fā)生，在成型前可以將嵌件先預熱，減少它在成型時與塑料熔體的溫差，避免或抑制嵌件周圍的塑料發(fā)生收縮應力和裂紋。4、選擇脫模劑常用的脫模劑有硬脂酸鋅、液體石蠟（白油）和硅油等。其中除了硬脂酸鋅不能用于聚先胺外，這三種脫模劑對于一般塑料均可使用，尤其是硅油的脫模效果是最好的，只要對模具施用一次，即可以長效脫模，但是價格昂貴。硬脂酸鋅通常多用于高溫模具而液體石蠟多用于中低溫模具。另外，對于含有橡膠的軟制品或透明制品不宜采用脫模劑，否則將影響制品的透明度。加料：計量將粒料和粉料加入料斗，通過料斗進入注射機料筒，物料一般是在注射機的料筒中塑化。通過對塑化計量的計算設(shè)定好后，物料在設(shè)定的計量中塑化完全，即粒料和粉料變成塑料熔體后，注射模閉合，注射機注射充模。注射充模：注射充模一般劃分為流動充模、保壓補縮和倒流三個階段。流動充模是指注射機將塑化好的熔體注射進入模腔的過程。在注射過程中注射壓力是隨時間不斷改變的，在流動期內(nèi)，注射壓力和噴嘴處的壓力急劇上升，而模腔（澆口末端）壓力卻近乎于零，故注射壓力主要用來克服熔體在模腔以為的阻力。當在充模期間，由于熔體流入模腔，模腔壓力急劇上升，注射壓力和噴嘴壓力也會隨之增加到最大，然后停止變化，此時注射壓力對熔體起了兩個作用，一是克服溶體在模腔內(nèi)的流動阻力，二是對熔體進行一定程度的壓實。保壓補縮，保壓補縮階段是指從熔體充滿型腔至螺桿開始在機筒中開始后撤為止。保壓是指注射壓力對模腔內(nèi)的熔體繼續(xù)進行壓實的過程，補縮則是保壓過程中，注射機對模腔內(nèi)逐漸開始冷卻的熔體因成型收縮而出現(xiàn)的空隙進行補料的動作。倒流是指柱塞或螺桿在機筒中向后退時（即撤除保壓力后），模腔內(nèi)熔體朝著澆口和流道方向進行反方向的流動。冷卻定型：冷卻定型從澆口凍結(jié)時間開始，到制品脫模為止，這是注射成型工藝過程的最后階段。在此階段中需要注意的問題有模腔的壓力、制件密度、熔體在模內(nèi)的冷卻情況以及脫模條件等。 制件的后處理：制件從模具中脫出后，由于成型過程中塑料熔體在溫度和壓力的作用下的變形流動行為非常復雜，再加上流動前塑化不均以及充模后冷卻速度的不等，制件內(nèi)常常會出現(xiàn)一些不均勻的結(jié)晶、取向和收縮率，導致制件產(chǎn)生相應的結(jié)晶、取向和收縮應力，脫模后除引起實效變形外，還會使制件的力學性能、光學性能及表面質(zhì)量變換，更有甚至開裂，為解決這一系列問題我們必須對制件進行相應的后處理。當注射過程完成后我們將制品脫模，卸料，清洗模具并可以將凝料返回料筒重新塑化注射，開始循環(huán)進行下一個成型周期。2.3軸套的設(shè)計件 該塑件經(jīng)測量所得，其基本幾何值為：密度：p=0.9g/cm3；體積：V=21cm3；質(zhì)量：M=18.9g；長度：L=150mm；塑件平均寬度：B=60mm；投水平投影面積：S=73.4cm2；制件表面積：S=194.3cm2第3章 注射機的選擇和校核3.1注射機規(guī)格的選擇 注射機為塑料注射成型所用的主要設(shè)備，按其外形可以分為立式、臥式、直角式三種注射機。按塑料在料筒中的塑化方式分可以分為，柱塞式和螺桿式兩種注射機。在此我們通過假設(shè)的模腔數(shù)目初步確定注射機的規(guī)格。初步設(shè)計模腔個數(shù)為兩個，POM材料的密度p為p=0.9g/cm3（0.90.91）。通過測量所得出塑件的體積（V）和質(zhì)量（M）以及水平投影面積（S）分別為V=21cm3、M=18.9g、S=73.4cm2。一模設(shè)計兩個模腔，那么每次注射機的注射量必須大于：2M= 221cm3=42cm3。根據(jù)注射機的最大注射量初步選擇型號為XSZ60的注射機，其工藝參數(shù)如下：螺桿直徑/mm：38 注射容量cm3：60注射壓力/105Pa：122 鎖模力/10KN：500最大成型面積/cm2：130 模板最大行程/mm：180定位孔直徑/mm： 55mm模具厚度/mm：（最大）：200（最?。?0噴嘴：（球半徑/mm）：12（孔直徑/mm）：43.2注射機的校核3.2.1注射機注射容量的校核模具設(shè)計時，必須是得在一個注射成型周期內(nèi)所需注射的塑件料溶體的容量或質(zhì)量在注射機額定注射量的80%以內(nèi)，且在一個注射成型周期內(nèi)，需注射入模具內(nèi)的塑料溶體的容量和質(zhì)量，應為制件和澆注系統(tǒng)兩部分容量和質(zhì)量之和，即V=nVn+Vj或M=nMn+Mj式中：V（M）一個成型周期內(nèi)所需要注射的塑料容積和質(zhì)量，cm3或g；n 型腔數(shù)目；Vn（Mn）單個塑件的容量或質(zhì)量，cm3或g；Vj（Mj）澆注系統(tǒng)凝料的容量和質(zhì)量，cm3或g；故應使0.8Vn+Vj0.8Vg或M=0.8Mn+Mj0.8Mg式中：Vg（Mg）注射機額定注射量，cm3或g；將數(shù)據(jù)代入以上不等式（取其中之一的質(zhì)量不等式來對注射量進行校核）得：M=nMn+Mj=218.9+5.5=43.3g0.8Mg=0.860=48g滿足要求上式中的：Mj=M主流道+M橫澆道+M分流道+M澆口+M拉料鉤5.5g由于為制件所選的材料為POM，該材料非熱敏性材料，所以只需對其進行最大注射量即可，不必對其進行最小注射量的校核。3.2.2注射機注射壓力的校核注射壓力的校核是校驗注射機的最大注射壓力能否滿足制品的成型要求。只有在注射機額定的注射壓力內(nèi)才能調(diào)整出某一制件所需要的注射壓力，因此注射機的最大注射壓力要大于該制件所要求的注射壓力。制件成型時所需要的注射壓力，與塑料品種、注射機類型、噴嘴形狀、制件形狀的復雜程度和澆注系統(tǒng)等因素有關(guān)系?？梢愿鶕?jù)塑料的成型工藝參數(shù)數(shù)據(jù)來確定制品成型時所需要的注射壓力。根據(jù)塑料成型工藝參數(shù)表查得POM材料的成型注射壓力在（70120Mpa）之間，而我們所選擇的注射機的額定注射壓力為119Mpa，在其設(shè)定的注射壓力之間，滿足工藝要求。3.2.3注射機鎖模力的校核當高壓的塑料熔體充滿型腔時，會產(chǎn)生一個沿注射機軸向的很大的推力，該推力的大小必須小于注射機的鎖模力，否則在注射成型時會因鎖模不緊而發(fā)生溢邊跑料現(xiàn)象。型腔內(nèi)塑料熔體的壓力（MPa）值可根據(jù)以下經(jīng)驗公式算得：P=KPo式中：P 型腔內(nèi)塑料熔體的壓力 （MPa）Po 注射壓力（MPa）K 壓力損耗系數(shù) 0.20.4將數(shù)據(jù)代入上式得：P=KPo=(0.20.4)119MPa=23.8MPa47.6MPa在該次設(shè)計中，并基于POM這種塑料上我們?nèi)⌒颓恢腥垠w的平均壓力為：P=30MPa再由公式T=PS計算推力大小。式中：T 塑料熔體在注射機軸向上的推力（MPa）P 型腔內(nèi)塑料熔體的壓力，在此我們?nèi)=30MPaS 制件與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（cm2）將數(shù)據(jù)代入該公式得：T=PS=30MPa73.4cm2220.2KN500KN滿足要求經(jīng)校核合格。3.2.4注射機模具厚度校核注射機模具厚度校核注射機規(guī)定的模具的最大與最小厚度是指模板閉合后達到規(guī)定鎖模力時動模板到定模板的最大與最小距離。所以，所設(shè)計的模具的厚度必須要在注射機規(guī)定的模具最大與最小厚度范圍內(nèi)，否則將不可能獲得規(guī)定的鎖模力，當模具厚度小時，可以加墊板。根據(jù)要求模具的厚度必須滿足HminHHmax式中：H 模具厚度 mmHmin 注射機允許的最小模具厚度 mmHmax 注射機允許的最大模具厚度 mm根據(jù)我們已選擇的注射機得到Hmin=70mm；Hmax=200mm。根據(jù)已選擇的中小型標準模架中的模板規(guī)格BoL為350350的模架，根據(jù)模架的布置方式，則模具閉合高度H為：H=32+A+B+C+h4+2h1。將數(shù)據(jù)代入式中得：H=180mm將上述的數(shù)據(jù)代入HminHHmax得：70180200滿足不等式HminHHmax，符合要求。3.2.5注射機最大開模行程校核 模具開模后為了便于取出書簡，要求有足夠的開模距離，而注射機的開模行程是有限的，所以我們在設(shè)計是必須進行注射模開模行程的校核，在我們所選擇的這個規(guī)格的注射機中開模最大行程為180mm。注射機的開模行程應大于模具開模時取出塑件（包括澆注系統(tǒng)）所需要的開模距離，即是必須滿足下式：SkH1+H2+(5 10)式中：Sk 注射機行程 Sk=300mmH1 脫模距離（頂出距離）H1=5mmH2 塑件高度+澆注系統(tǒng) H2=10+50=60mm所以H1+H2+(5 10)=5+50+10=65Sk=300mm能滿足要求。通過上述校核得出該規(guī)格的注射機滿足要求，因此，確定選擇型號為：XSZ60的注射機。3.3確定型腔數(shù)目和分模面的選擇3.3.1確定型腔數(shù)目根據(jù)上面計算結(jié)果，N能取到1個。所以取N = 1。符合設(shè)計要求，所以確定型腔數(shù)目為1個。）3.3.2分模面的選擇分模面為定模與動模的分界面。用于取出塑料件或澆注系統(tǒng)凝料的面。合理地選擇分型面是使塑件能完好的成形的先決條件。選擇分型面時，應從以下幾個方面考慮：使塑件在開模后留在動模上；分型面的痕跡不影響塑件的外觀；澆注系統(tǒng)，特別是澆口能合理的安排；使推桿痕跡不露在塑件外觀表面上；使塑件易于脫模。由于本塑件的結(jié)構(gòu)形狀較為特殊，根據(jù)選擇分模面時，應遵守以上的原則。再綜合我的塑件形狀的考慮，以及模具整體設(shè)計、制造、加工的要求，我選擇采用A-A平面分型面。第4章澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)設(shè)計4.1澆注系統(tǒng)設(shè)計4.1.1主流道的設(shè)計主流道的設(shè)計通常設(shè)計成圓錐形，塑件所選擇的塑料為POM材料，該塑料的流動性較差，所以我們選擇的錐角度數(shù) =36，以便于凝料從主澆道中拔出，內(nèi)壁的粗糙度一般為Ra=0.63m為防止主流道與噴嘴處溢料，主流道對接處緊密對接，主流道對接處應制成半球形凹坑。其半徑為：R2=R1+(12)mm式中：R1注射機噴嘴球半徑R1= 12mm將數(shù)據(jù)代入上式得澆口套半徑為：R2= R1+(12)mm=12+(12)=1314mm澆口套半徑為：R2=13mm小端直徑：d1=d2+(0.51)mm式中：d2注射機噴嘴直徑d=4mm所以小端直徑d1= d2+(0.51)mm=4+(0.51) = 4.55mm取小端直徑為：d1=5mm錐角取為3且主澆道的縱截面為梯形橫截面，所以大端直徑：d= d1+2(Ltan3)當L=60mm時大端直徑d為：d= d1+2(Ltan3)=5+2(47.50.052)9.94mm凹坑深：h=(35)mm為減小料流轉(zhuǎn)向過渡的阻力，主流道大端呈圓角過渡，其圓角半徑為：r=13mm4.1.2分流道的設(shè)計1、分流道截面形狀的選擇8分流道的截面形狀有圓形、半圓形、矩形、梯形、V 形等多種。其中圓形截面最理想，使用越來越多。本次設(shè)計采用圓形截面。分流道的尺寸由公式：d=Tmax1.5式中：Tmax塑件最大壁厚d=51.56.5mm2、分繞道的布置形式分澆道的布置形式，取決于型腔的布局，其遵循的原則應是排列緊湊，能縮小模板尺寸，減小流程，鎖模力力求平衡。 分繞道的布置形式有平衡式和非平衡式兩種，本次設(shè)計采用平衡式布置。3、分流道的表面粗糙度7分流道的表面不要求太光潔，表面粗糙度通常取為Ra=1.252.5m，這可以增加對外層塑料熔體的流動阻力，使外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層，有利于保溫。但為了保證脫模和分型，我們又必需保證表面的粗糙度不能過大以至于表面出現(xiàn)凹凸不平的現(xiàn)象，從而給脫模和分型都帶來難度。所以我們在此選擇分流道的表面粗糙度為Ra=1.5m。4.1.3澆口設(shè)計1、分流道與澆口的連接形式分流道與澆口的連接形式通常有斜面和圓弧連接等兩種連接方式，根據(jù)我們型腔的排樣方式和分流道的布置方式，分流道與澆口的連接地方選擇在寬度方向連接更佳。但在寬度上的連接時候，由于斜面會使分流到逐漸變窄，那么不同階段冷卻較快，產(chǎn)生不必要的壓力損失，而圓弧過渡的接口較斜面的寬，所以以上出現(xiàn)的缺陷能得到解決，所以分流道與澆口的連接選擇為在寬度上的圓弧過渡連接。2、澆口形狀的選擇及其尺寸確定澆口是連接流道與型腔之間的一段細短通道，是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，起著調(diào)節(jié)控制料流速、補料時間及防止倒流等作用。澆口的形狀、尺寸和進料位置等對塑件成型質(zhì)量的影響很大，塑件上的一些缺陷，例如：縮孔、缺料、白斑、熔接痕、質(zhì)脆、分解和翹曲等多數(shù)都是因為澆口設(shè)計的不合里而產(chǎn)生的。所以在設(shè)計澆口時我們一定要結(jié)合塑料性能、塑件形狀、截面尺寸、模具結(jié)構(gòu)及注射工藝參數(shù)等因素周全考慮。在設(shè)計澆口時要求其熔料教快進入并充滿型腔，同時在充滿型腔后能適時冷卻封閉，因此澆口截面要小，長度要短，以便增大流速，快速冷卻封閉，其便于塑件與澆口凝料分離，不留明顯的澆口痕跡，從而保證塑件外觀形狀?；谶@些因素并根據(jù)型腔的排樣方式，選擇潛伏澆口。4.1.4冷料穴和拉料桿設(shè)計冷料穴常有帶Z 形頭拉料桿的冷料穴、帶球形頭的冷料穴、帶尖錐頭拉料桿及無拉料桿的冷料穴等三種冷料穴。其中帶Z 形頭拉料桿的冷料穴，其底部做成鉤形，塑件成型后，穴內(nèi)冷料與拉料桿的鉤頭搭接在一起，拉料桿固定在推桿固定板上。開模時，拉料桿通過鉤頭拉住穴內(nèi)冷料，使主流道的凝料脫出定模，將凝料與塑件一起推出動模。此種冷料穴的凝料脫模較易，且與推桿搭配使用脫模快捷，能與塑件一起脫模，提高生產(chǎn)速度。而帶球形頭的冷料穴，專用于推板脫模機構(gòu)中，在我們的設(shè)計中，選擇了推桿脫模機構(gòu)，所以不宜選擇此種冷料穴。帶尖錐頭拉料桿及無拉料桿的冷料穴是帶球形頭的冷料穴的變異形式，這類拉料桿一般不配用冷料穴，是靠塑件的收縮時對尖錐頭的包緊力，將主流道的凝料拉出定模。此種形式的冷料穴的可靠性不如前兩種高，很容易出現(xiàn)凝料不能脫模的現(xiàn)象，并且要求塑件的收縮率高。條件苛刻效果不佳。綜上所述，本設(shè)計常選擇帶Z 形頭拉料桿的冷料穴。其中拉料桿的直徑和主流道的大端直徑相等，其長度由選擇的模架決定。4.1.5澆注系統(tǒng)的平衡該模具雖是設(shè)計的一模多腔型模具，但是模腔數(shù)量不多，并且根據(jù)模腔的排樣方式，模腔和主澆道的距離是一致的，并且他們的排樣方式是一個圓周形狀，所以主流道的熔體進入每個模腔的路徑長度都是一樣的，不會出現(xiàn)因為流道的長短或是因型腔離主流道的遠近不一樣，而帶來澆注系統(tǒng)中的各段流速不等，或是模腔的壓力不等，導致成型不一致的現(xiàn)象。所以按照該種型腔的排列方式，澆注系統(tǒng)能夠達到平衡，不再需要手動平衡澆注系統(tǒng)。4.2排氣系統(tǒng)的設(shè)計排氣系統(tǒng)是指在注塑模成型過程中將注塑過程中的氣體（氣體來源：原本型腔中的空氣、溶解于熔體的氣體、水蒸氣、塑料的分解產(chǎn)生的氣體等）排除的一種裝置。它一般回開設(shè)在溶體流到的末端。在本設(shè)計中由于塑件的體積較小，在成型過程中產(chǎn)生的氣體不會很大，因此，我們在此可以不必設(shè)計特殊的排氣系統(tǒng)，我們可以直接利用分型面和推桿配合間隙來排氣。在利用分型面排氣時，我們需要分型面具備一定粗糙度，因此，在研磨分型面時，砂輪路線必須指向外側(cè)，以此來保證熔體在填充過程中，氣體能沿分型面排除。另外，為了在分型面良好的排氣，可以在動模板與定模板結(jié)合的同時，在定模板上開一個寬2mm、高1mm的槽，從而加強了分型面的排氣功能。4.3冷卻系統(tǒng)設(shè)計4.3.1設(shè)計冷卻系統(tǒng)的必要性.1 設(shè)計冷卻系統(tǒng)的必要性在注射成型中，模具的溫度對塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率都有著直接影響。其對質(zhì)量的影響主要表現(xiàn)在如下幾個方面：1、變形模具溫度穩(wěn)定，冷卻速度均衡，可以減少塑件的變形量。而對于壁厚不均勻的和形狀叫復雜的制件，更常會由于收縮率不均勻而產(chǎn)生翹曲變形，所以必須要設(shè)計一個合理的冷卻系統(tǒng)來調(diào)節(jié)制件的各部位的溫度，使其冷卻溫度保持平衡，以便型腔內(nèi)的熔體能同時凝固。2、尺寸精度溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)保持了模具的溫度，能減少制件成型收縮率的波動，從而提高了塑件尺寸精度的穩(wěn)定性。3、力學性能對于結(jié)晶塑料，結(jié)晶度越高，塑件的應力開裂傾向越大，降低模具溫度有利于減小應力開裂。4、表面質(zhì)量過低的模溫會使制件輪廓清晰并產(chǎn)生明顯的熔接痕，導致制件表面的粗糙度提高。而提高模溫能改善制件表面質(zhì)量，使其表面光滑，粗糙度降低。以上及格方面對模具溫度的要求有相互矛盾的地方，所以在選擇模具穩(wěn)定時，必須根據(jù)使用情況著重滿足制件的主要性能要求。溫度調(diào)節(jié)對生產(chǎn)效率的影響：在注射模中熔體的溫度一般要從200左右冷卻到60，而在這期間所釋放的熱量中只有5%是以輻射、對流的方式散發(fā)到大氣中去的，其余95%的熱量將有冷卻介質(zhì)所帶走，因此，注射模的冷卻時間主要由冷卻介質(zhì)的冷卻效果來決定，并且在整個注射循環(huán)的周期中，模具的冷卻時間占據(jù)了整個周期的2/3，所以，縮短模具的冷卻時間是提高注射模具生產(chǎn)效率最有效也是最關(guān)鍵的地方。模具溫度的控制系統(tǒng)包括兩個方面：冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)，但因為我們所選擇的塑件的材料是POM塑料，該種塑料對于模溫的要求較地（一般80），所以在設(shè)計中我們只需要設(shè)計一個冷卻系統(tǒng)即可。4.3.2冷卻系統(tǒng)尺寸計算塑件要達到一定的脫模溫度需要合足夠的時日。這一時間和橫具的溫度、塑件的尺寸(厚度)以及材料性質(zhì)等有關(guān)。如果假設(shè)塑件中心部位的溫度達到熱變形溫度時即可脫模，那么冷卻時間就是使塑件溫度由注塑溫度降到中心溫度為熱變形溫度所需要的時間，那么我們可根據(jù)公式求得：t2=nm2式中：t2 固化時間(s)；m 塑件的厚度(cm)；n 塑料經(jīng)驗參數(shù) POM取338t2=3380.52=84.5s該制件開模時是靠頂出裝置頂出，設(shè)開模時間為t3為t3=15s。根據(jù)查表得注射時間t1=2.9s。制品的周期：t=t1+t2+t3=2.9s+84.5s+15s=102.4s每次注射所需的塑料質(zhì)量m為： m=mg+mj=18.92+9=46.8g式中： mg 塑件的質(zhì)量（g）mj 凝料的質(zhì)量（g）每小時注射次數(shù)為：360084.542(次)單位時間的注射量：W=46.8g4219.65kg用20的水作為冷卻介質(zhì)，設(shè)定其出口溫度為24。那么模具冷卻時所需冷卻介質(zhì)的體積流量（忽略模具因空氣對流、熱輻射以及與注射機接觸所散發(fā)的熱量）：第4章 主要零部件的設(shè)計計算4.1 成型零件的成型尺寸該塑件的成型零件尺寸均按平均值法計算，查有關(guān)手冊得ABS的收縮率為0.40.7，故平均收縮率S=（0.4+0.7）/2=0.0055，根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具制造公差取=/3，成型零件尺寸計算見表4-1：表4-1類別塑件尺寸計算公式工作尺寸型腔計算44=38328104型芯計算40=83284中心距計算40.3=(1+)40.520.1074.2模具型腔壁厚的確定塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓作用，應有足夠的強度和鋼度，本模具的凹模采用的是整體式凹模，因此可用整體式矩形型腔壁厚計算公式來確定型腔側(cè)壁厚S和型腔底板厚度T。4.2.1 型腔側(cè)壁厚度S的計算1、按剛度條件計算=2.01mm式中 c由h/l決定的系數(shù)，查相關(guān)表得c=0.93； P型腔內(nèi)最大熔體壓力，可取注射成型壓力的2550，p取30MPa； h型腔深度，h=38mm； E磨具鋼的彈性模量，一般中碳鋼E=2.110MPa，預硬化塑料剛E=2.210MPa; 模具剛度計算許用變形量，查表得=32.3mm。2、按強度條件計算=21.55mm式中p型腔內(nèi)最大熔體壓力，取p=30MPa； h型腔深度，h=40mm； W抗彎截面系數(shù)，由h/l決定，查相關(guān)表得W=0.108； 矩形型腔的變長比，=b/l=44/32=0.67； 模具強度計算許用應力，一般中碳鋼=160MPa；預硬化塑料模具鋼=300MPa。4.2.2 型腔底板厚度T的計算1、按剛度條件計算=0.11mm式中c由型腔邊長比l/b決定的系數(shù)，查相關(guān)表得c=0.024； p型腔內(nèi)最大熔體壓力，可取注射成型壓力的2550，p取30MPa； b矩形型腔短邊長度，b=32mm； E模具鋼的彈性模量，取E=2.1MPa;模具鋼計算許用變形量，查相關(guān)表得=32.3mm。2、按強度條件計算=7.14mm式中由墊塊之間距離和型腔短邊長l/b所決定的系數(shù)，查相關(guān)表得=0.4975； P型腔內(nèi)最大熔體壓力，可取注射成型壓力的可取注射成型壓力的2550，p取30MPa； b矩形型腔短邊長度，b=32mm； 模具強度計算許用應力，一般中碳=160MPa；預硬化塑料模具鋼=300MPa。根據(jù)以上剛度、強度的計算，得出型腔壁厚的要求為：型腔側(cè)壁厚度S21.55mm；型腔底板厚度T7.14mm。4.3 推出機構(gòu)的設(shè)計采用推件板推出機構(gòu)，推件板又名卸料板，它的脫模特點是推力均勻、推出力大、工作平穩(wěn)，塑件表面平整而且無推出痕跡。推桿的尺寸根據(jù)標準模架的標準選取直徑為12.5mm。4.4標準模架的設(shè)計綜合考慮本塑件采用一模一腔平衡布置、點澆口二次分型、行腔壁厚的要求、塑件尺寸大小、冷卻水道的布置等多項因素，估算型腔模板的概略尺寸，查相關(guān)表選取A4型標準模架，標記為：A42002005P4 GB/T125556.190。 第5章 其他零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計5.1脫模機構(gòu)設(shè)計5.1.1脫模機構(gòu)的分類注射成型后，使塑件從凸?；虬寄Ｉ厦摮龅臋C構(gòu)稱為脫模機構(gòu)。脫模機構(gòu)由一系列推出零件和輔助零件組成，可具有不同的脫模動作。由于塑件的形狀與尺寸的變化，因此脫模機構(gòu)的種類也是千變?nèi)f化的。按推出動作的動力源對機構(gòu)可分為：手動脫模、機動脫模、氣動和液壓脫模等幾種脫模方式。按推出機構(gòu)動作特點可分為：一次推出（簡單脫模機構(gòu)）、二次推出、順序脫模、點澆口自動脫模和帶螺紋塑件脫模等幾類。5.1.2脫模機構(gòu)設(shè)計原則脫模機構(gòu)的種類繁多，設(shè)計也復雜，且要求在脫模時不對塑件造成損壞變質(zhì)和影響其外觀形狀，所以在是設(shè)計時必須要求正確分析塑件對模具粘附力的大小和作用位置，一邊選擇更合適的脫模方式和恰當?shù)拿撃Ｎ恢?，使塑件平穩(wěn)脫出。同時推出位置也應盡量選擇在塑件的內(nèi)表面比較隱蔽的地方，使塑件外表面不留下推出痕跡。為使推出機構(gòu)簡單、可靠、開模時應使塑件留于動模，以利用注射機移動部分的頂桿或液壓桿夫人活塞推出塑件。推出機構(gòu)結(jié)構(gòu)運動要準確、靈活、可靠、無卡死與干涉現(xiàn)象。機構(gòu)本身應有足夠的剛度、強度和耐磨性。5.2導向機構(gòu)設(shè)計5.2.1導向機構(gòu)設(shè)計原則導向機構(gòu)主要用于保證動模和定模兩大部分或模內(nèi)其他零部件之間的準確對合，起定位和定向作用。其結(jié)構(gòu)類型（如圖5.1所示）。其中的A型導柱主要適用于簡單模具和小批量生產(chǎn)，一般不要求配置導套使用。B型導柱適用于塑件精度要求高及生產(chǎn)批量大的模具，通常與導套配套使用，以便在磨損后，通過更換導套繼續(xù)保持導向精度。裝在模具另一邊的安裝孔可以和導柱安裝孔以同一尺寸加工而成，從而保證了同軸度。為了確保導柱能起到很好的導向、定位并且保護型芯的作用，我們一般將導柱的長度設(shè)計得要比型芯的長度長出（510mm）左右，以免在導柱未導正時凸模先進入凹模型腔與其碰撞而損壞。導柱的直徑視模具大小而定。但必須滿足足夠的抗彎強度，并且表面要耐磨，芯部要堅韌，因此導柱的材料多半回采用低碳鋼（20）滲碳淬火，或是碳素工具鋼（T8，T10）淬火處理，硬度一般要求在5055HRC。導柱端部設(shè)計成錐形或半球形，以便導柱能順利的進入導向孔。導柱與導向孔通常采用間隙配合H7 / f 6或H8/ f 8，而與安裝孔之間采用H7 /m6或H7 / k6，配合部分表面粗糙度為R a =0.8m。同時必須要采用適當?shù)姆椒ǚ乐箤е鶑陌惭b孔中脫出。導柱直徑尺寸按模具模板外形尺寸確定，模板尺寸也，導柱間中心距應越大，導柱直徑就越大。5.2.2導柱的外形尺寸計算本設(shè)計中導柱的材料選擇為碳素工具鋼 T8，淬火處理，硬度為55HRC，導柱的長度要高出凸模（510mm）在本設(shè)計中取6.5mm，其端部設(shè)計成半球形。由于我們所設(shè)計的塑件精度要求不高，為簡化設(shè)計和降低成本，我們選擇A型導柱。模板外形尺寸選擇為250250，導柱直徑一般選擇為1535mm，在設(shè)計中我們將導柱直徑選為20mm。導柱的長度L 為：L=L1+L2+8式中：L 導柱的總長度mmL1 動模板的厚度mmL2 型芯的高度mm5.2.3導向孔的設(shè)計我們選擇了 A 型導柱，它沒有配套的導套，所以不需設(shè)計導套機構(gòu)，而只需要在模板上加工設(shè)計一個導孔即可。導向孔設(shè)計要點：導向孔在設(shè)計時必須要設(shè)計成為一個通孔，如是盲孔必須在導向孔的底部開設(shè)通氣孔，否則當導柱進入了盲孔后，導向孔中的空氣將會無法排除，而無法排除的空氣將會產(chǎn)生反壓力，給導柱運動造成阻力。為了能讓導柱順利進入導套中，在導套的前端應設(shè)計成為倒圓角。導套的材料采用淬火鋼或銅等耐磨材料，其硬度必須比導柱低，以改善摩擦和防止導套或?qū)е?。導套孔的滑動部分按H8/ f 8間隙配合，導套外徑按H7 /m6過渡配合。導套安裝固定方式可用臺階式導柱，利用軸肩防止開模時拔出導套，也可采用直導套，用螺釘起止動作用。在本設(shè)計中選擇了后種導套的安裝方式。5.2.4導柱的數(shù)量和布置注射模的導柱一般取4根，其數(shù)量和布置形式根據(jù)模具的機構(gòu)形式和尺寸來確定。5.3定位圈5.3.1定位圈的定義定位圈是主要用于與注塑機定位孔配合的，為了便于模具在注塑機的安裝以及主流道襯套與注塑機的噴嘴孔精確定位，而在模具（一般是在定模）上安裝的一種定位裝置。它除了能保證澆口套和噴嘴孔的精確定位外，還具有防止?jié)部谔讖哪?nèi)脫出的功能。5.3.2導柱的數(shù)量和布置定位圈與注塑機上的定位孔上的配合長度的選擇。對于小型模具一般選擇810mm；對于大型模具取1015mm。定位圈的外徑D 比注塑機上的孔位徑小0.20.3mm，以便于裝模。根據(jù)定位圈的選擇要求和所設(shè)計的模具大小我們選擇的定位圈規(guī)格如下：定位圈與注塑機上的定位孔配合長度選為L=10mm；直徑：D=DO 0.2（DO：注塑機定位孔的直徑為100mm）D=DO0.2=1000.2=99.8mm在本設(shè)計中，一方面由于模具是小型模具，且精度要求并不高；另一方面，從設(shè)計的工作量，以及模具中澆注系統(tǒng)的主流道較短等幾方面綜合考慮看來，定位圈與定模的安裝搭配方式，我們可以選擇最常用型的安裝方式，其剖面圖（如圖5.2所示）5.4主流道襯套主流道襯套選擇：根據(jù)實用注射模設(shè)計手冊查的，主流道襯套尺寸是根據(jù)使用情況所決定的。而主流道襯套的常用材料為T8A，HRC55, 其剖面圖（如圖5.3所示）5.5其他結(jié)構(gòu)零件設(shè)計 支承塊支承塊又稱支架，可以和動模固定板設(shè)計為一體，也可以單獨設(shè)計為一個零件。單獨設(shè)計為一個零件時又稱墊塊。外形為圓形的模具單獨設(shè)計為一個零件比較經(jīng)濟，而方形模具則是常常設(shè)計為與動模固定板為一體的結(jié)構(gòu)。在本設(shè)計中，模具外形為方形模具，我們可以選擇后者設(shè)計方法，將支承塊設(shè)計為與動模固定板為一體。 動模墊板動模墊板是墊在動模型腔下面（后面）或主型芯固定板下面的一塊平板，其作用是承受成型時塑料熔體對動模型腔和型芯的作用力，防止型腔底部或是主型芯脫出型芯固定板。動模墊板在設(shè)計時要注意其平衡度和必要的硬度和強度。通?？筛鶕?jù)經(jīng)驗類比的方法來選擇，必要的時還要按動模部分受力狀況進行厚度計算。在本設(shè)計中，由于塑件的尺寸教小，其充模時對型腔和主型芯的壓力不是很大，所以對動模墊板的設(shè)計我們就可以根據(jù)經(jīng)驗類比的方法來選擇。在此我們是通過動模、定模的外型尺寸和標準模架的選擇來確定動模墊板的尺寸和厚度。 模座模座是與注射機連接的模具底版，分為動模座和定模座。它在注射成型過程中，傳遞合模力并承