110 冰箱調(diào)溫按鈕塑模設(shè)計(jì)
110 冰箱調(diào)溫按鈕塑模設(shè)計(jì),冰箱,調(diào)溫,按鈕,設(shè)計(jì)
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)題目 冰箱調(diào)溫按鈕塑模設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 班級(jí) 03 級(jí) 模 具 二 班 姓名 王 鐵 橋 學(xué)號(hào) 2003103207 指導(dǎo)教師 錢(qián) 書(shū) 琨 (教授) 2006 年 5 月 22 日湖南大學(xué)衡陽(yáng)分校畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 說(shuō) 明目 錄一、產(chǎn)品介紹 (1) 二、產(chǎn)品材料的選擇與配方設(shè)計(jì) (1)三、工藝參數(shù)的確定 (3)四、設(shè)備的選擇 (4)五、模具設(shè)計(jì) (5)1、選擇制品的分型面 (5)2、型腔布置 (6)3、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) (7)4、成型零件的設(shè)計(jì) (10)5、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)置 (15)6、脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) (16)7、模具調(diào)溫系統(tǒng)的設(shè)置 (19)8、排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) (20)9、模具外形尺寸的確定 (21)10、注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 (22)六、設(shè)計(jì)小結(jié) (23)七、參考資料 (24)湖南大學(xué)衡陽(yáng)分校畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 說(shuō) 明一、產(chǎn)品介紹1、 產(chǎn)品名稱(chēng)：冰箱調(diào)溫按鈕2、 產(chǎn)品用途：用于各種電氣系統(tǒng)的控制按鈕鍵3、 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸（見(jiàn)產(chǎn)品圖1）4、 生產(chǎn)量：月產(chǎn)量 150 萬(wàn)只。5、 產(chǎn)品性能及使用要求：（1） 外觀為原料本色，透明美觀；無(wú)其它雜色或斑點(diǎn)，表面平滑無(wú)裂紋、銀絲，無(wú)氣泡，無(wú)形變等缺陷；質(zhì)量輕，可減輕設(shè)備自重。（2） 性能要求：收縮率不大于 0.5%，吸水性不高于 0.8，沖擊強(qiáng)度 15 KGcm2，彎曲強(qiáng)度70 KGcm 2 .表面電阻系數(shù)70。（3） 使用條件：使用溫度：室溫，220V 用電場(chǎng)所；使用負(fù)荷：人工手指操作按壓力。二、產(chǎn)品材料的選擇與配方設(shè)計(jì)根據(jù)產(chǎn)品的使用要求和性能要求，選擇 PSH-GN-095-06 的樹(shù)脂作主原料，PS 是所有塑料當(dāng)中最輕的一種，能減輕設(shè)的自重。透光率不低于 88%，霧度約 3%，折射率比較大具有特殊的光亮性。PS 的拉伸、彎曲常規(guī)力學(xué)性能皆高于其它聚烯烴，是屬于硬而脆的材料，所以必須加入一些增韌劑以改善制品的柔韌性，加入量為 15 份。由于制品屬于透明塑件，無(wú)需加染色劑。如表1表1 PSH-GN-095-06 樹(shù)脂性能參數(shù)表 3項(xiàng)目 參數(shù)值 項(xiàng)目 參數(shù)值相對(duì)密度吸水性%收縮率%比體積率%拉伸屈服強(qiáng)度 Mpa沖擊韌性 KJm-21.050.040.70.954820.6拉伸彈性模量 Mpa馬丁耐熱溫度熱變形溫度（1.82MPa）體積電阻率 cm熔點(diǎn)軟化溫度2.8103529211016165120PS 中文名：聚苯乙烯英文名：Polystyrene1、基本特性：聚苯乙烯是僅次于聚氯乙烯和聚乙烯的第三大塑料品種。聚苯乙烯無(wú)色透明、無(wú)毒無(wú)味，落地時(shí)發(fā)出清脆的金屬聲，密度為 1.054g/cm。聚苯乙烯的力學(xué)性能與聚合方法、相對(duì)分子質(zhì)量大小、定向度和雜質(zhì)量有關(guān)。相對(duì)分子質(zhì)量越大，機(jī)械強(qiáng)度起高。聚苯乙烯有優(yōu)良的電性能（尤其是高頻絕緣性能）和一定的化學(xué)穩(wěn)定性。能耐堿、硫酸、磷酸、1030的鹽3P15 共 24 頁(yè) 第 1 頁(yè)設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 說(shuō) 明酸、稀醋酸及其他有機(jī)酸，但不耐硝酸及氧化劑的作用。對(duì)水、乙醇、汽油、植物油及各種鹽溶液也有足夠的抗蝕能力。能溶于苯、甲苯、四氯化碳、氯仿、酮類(lèi)和脂類(lèi)等。聚苯乙烯的著色性能優(yōu)良，能染成各種鮮艷的色彩。但耐熱性低，熱變形溫度一般在 7098 oC，只能在不高的溫度下使用。質(zhì)地硬而脆，有較高的熱膨脹系數(shù)，因此限制了它在工程上的應(yīng)用。近幾十年來(lái)，發(fā)展了改性聚苯乙烯和以苯乙烯為基體的共聚物，在一定程度上克服了聚苯乙烯的缺點(diǎn)，又保留了它的優(yōu)點(diǎn)，從而擴(kuò)大了它的用途。2、成型特性：1.無(wú)定形料,吸濕性小，不易分解，性脆易裂，熱膨脹系數(shù)大，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力2.流動(dòng)性較好， 溢邊值 0.03mm左右，防止出飛邊。3.塑件壁厚應(yīng)均勻，不宜有嵌件，(如有嵌件應(yīng)預(yù)熱)，缺口，尖角，各面應(yīng)圓滑連接4.可用螺桿或柱塞式注射機(jī)加工，噴嘴可用直通式或自鎖式。5.宜用高料溫，模溫、高注射壓力，延長(zhǎng)注射時(shí)間有利于降低內(nèi)應(yīng)力，防止縮孔、變形（尤其對(duì)厚壁塑件） ，但料溫高易出銀絲，料溫低或脫模劑多則透明性差。6.可采用各種形式澆口，澆口與塑件應(yīng)圓弧連接，防止去除澆口時(shí)損壞塑件，脫模斜度宜取 2度以上，頂出均勻以防止脫模不良發(fā)生開(kāi)裂、變形，可用熱澆道結(jié)構(gòu)。3、綜合性能：熱變形溫度： 65oC - 96oC 屈服強(qiáng)度: 3563 MPa抗拉強(qiáng)度: 3563 MPa斷裂伸長(zhǎng)率 1.0%拉伸彈性模量： 2.83.5 GPa抗彎強(qiáng)度： 6198MPa抗壓強(qiáng)度： 80112 MPa4、PS 的成形條件：注射機(jī)類(lèi)型： 螺桿式預(yù)熱： 溫度 6075 oC時(shí)間 2h料筒溫度： 前段 170190oC 后段 140160oC模具溫度： 3265 oC成形時(shí)間： 注射時(shí)間 1545s高壓時(shí)間 03s冷卻時(shí)間 1560s總 周 期 40120s注射壓力： 60110Mpa螺桿轉(zhuǎn)速： 48（r/min）3P15湖南大學(xué)衡陽(yáng)分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 24 頁(yè) 第 2 頁(yè)湖南大學(xué)衡陽(yáng)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 共 24 頁(yè) 第 3 頁(yè)設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 說(shuō) 明參照樹(shù)脂性能對(duì)照產(chǎn)品性能與使用要求可知， PSH-GN-095-06 能滿(mǎn)足要求，故除加增強(qiáng)劑外不需加其它助劑配方，即可生產(chǎn)產(chǎn)品。三、工藝參數(shù)的確定1、注射量計(jì)算根據(jù)一次注射出的產(chǎn)品和澆注系統(tǒng)的體積進(jìn)行計(jì)算V 實(shí)=6(V 塑+ V 分)+ V 主V 塑= d12+(d2- d3 )1+ d2 0.5= (13.5)2+(10- 6)1+ 100.5=316V 分= (d/2)h=3.14410=12.56V 主= h(r +Rr+R)=35(1.75+1.7 53+3)=634.2 V 主=6(376+12.56)+634.2=2965.56=2.9662、鎖模力計(jì)算：根據(jù) 3： F=K P A根據(jù) PS 的流動(dòng)性和模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選取 K=0.6；注射壓力考慮采用多型腔注射，壓力應(yīng)高些，取 P=60MPa/cm2。 A 表示表示成型面積A 的計(jì)算：A= d=0.2513.5=1.4316cm 2F=K P A=0.6601.4316=51.696KN3、保壓時(shí)間的計(jì)算:T 保=0.3(S+2 S2）=0.3(2+23 2)=3s4、冷卻時(shí)間的計(jì)算:T 冷=S/k in8(Ts-Tm)/(TE-Tm)=3s5、塑化時(shí)間的計(jì)算:T 塑= 一次注射量/塑化能力=2.3/10=0.23sTs成型溫度 5 Tm模具溫度TE脫模溫度 熱擴(kuò)散系數(shù)（/h） ，取 3.210 45P137 表422常見(jiàn)塑料的Ts、 Tm、 TE湖南大學(xué)衡陽(yáng)分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 24 頁(yè) 第 4 頁(yè)設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 說(shuō) 明表 2注射工藝控制參數(shù)四、設(shè)備的選擇1、注射機(jī)的選擇 （1）注射量的確定由工藝參數(shù)的確定中已知一次注射量為 2.4cm3射機(jī)的公稱(chēng)注射量 Q 為：Q2.41.22.88cm 3取注射機(jī)的公稱(chēng)注射量為3 cm 3（2）鎖模力的計(jì)算由工藝參數(shù)的確定中已知為（ 0.6）噸，成型面積為（ 1.4316 ）cm 2項(xiàng)目 控制部位 控制參數(shù) 備注干燥 60料筒后段 1505料筒中段 1805料筒前段 1605噴嘴 1505溫度（）模具 6055P237 附錄D塑化背壓 20注射壓力 60保壓壓力 3040壓力(Map)鎖模力（噸） 52干燥時(shí)間 2h注射時(shí)間 0.2保壓時(shí)間 3冷卻時(shí)間 3開(kāi)合模時(shí)間 5時(shí)間（秒）成型周期 12湖南大學(xué)衡陽(yáng)分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 24 頁(yè) 第 5 頁(yè)設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 說(shuō) 明（3）所需注射機(jī)臺(tái)數(shù)的計(jì)算由月產(chǎn)量和注射機(jī)的生產(chǎn)能力（成型周期）及考慮設(shè)備利用率求出:本產(chǎn)品生產(chǎn)工作制度設(shè)計(jì)為 24h 三班工作制，設(shè)備 24 小時(shí)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，設(shè)備利用率設(shè)為 0.85，根據(jù)如前初設(shè)的工藝控制參數(shù)成型周期約為 12 秒，生產(chǎn)模具一模六件，則所需注射機(jī)臺(tái)數(shù)為:（ 60.85） =1.36（臺(tái)） 取整數(shù)值 2 臺(tái)243015160根據(jù)以上計(jì)算出的公稱(chēng)注射量（ 3）cm 3, 鎖模力（ 0.6 ）噸，成型面積選用 SYS-10 型號(hào)注射機(jī)）數(shù)量為（2 ）臺(tái)。表 3注射機(jī)技術(shù)性能參數(shù)表 3項(xiàng)目 單位 參數(shù) 備注理論注射量 cm3 10注射壓力 Map 150最大注射面積 cm2 90鎖模力 KN 15最大模具厚度 180最小模具厚度 100模板行程 120噴嘴球半徑 12噴嘴口半徑 2.5五、模具設(shè)計(jì)1、 選擇制品的分型面 5 分型面應(yīng)設(shè)置在零件截面最大的部位，塑件冷卻時(shí)會(huì)因?yàn)槭湛s作用而包覆在凸模上，故從塑件脫模件精度要角度考慮，應(yīng)有利于塑件滯留在動(dòng)模一側(cè)，以便于脫模，而且不影響塑件的質(zhì)量和外觀形狀，以及尺寸精度。如 A-A 面，箭頭的朝向代表動(dòng)模的位置，塑料包整動(dòng)模天型芯而留在動(dòng)模，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。3P79 表5-2 立式塑料注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)8P194 表 4-6 混合機(jī)的基本參數(shù)湖南大學(xué)衡陽(yáng)分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 24 頁(yè) 第 6 頁(yè)設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 說(shuō) 明分型如下圖：圖-1 分型面2、型腔布置已知的體積 V 塑 或質(zhì)量 W 塑 ，又因?yàn)榇水a(chǎn)品屬大批量生產(chǎn)的小型塑件，綜合考慮生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本及產(chǎn)品質(zhì)量等各種因素，以及注射機(jī)的型號(hào)選擇，初步確定采用一模六腔平衡式排列；根椐制品的形狀，在模板上的的排列形式為圓形。以確保制品的均一和穩(wěn)定，而且型腔布置與澆口開(kāi)設(shè)部位也非常對(duì)稱(chēng)，這樣防止了模具承受偏載而產(chǎn)生的溢料現(xiàn)象。排布圖如下圖所示： 圖2 型腔布置5P55湖南大學(xué)衡陽(yáng)分校畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 說(shuō) 明3、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括主流道、分流道、澆口、冷料井和拉料桿的設(shè)計(jì)。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)保證塑件熔體的流動(dòng)平穩(wěn)、流程應(yīng)盡量短、防止型芯變形、整修應(yīng)方便、防止制品變形和翹曲、應(yīng)與塑件材料品種相適用、冷料穴設(shè)計(jì)合理、盡量減少塑料的消耗。根據(jù)塑件的形狀采用推桿推出。（1）主流道及主流道襯套 5主流道的主要設(shè)計(jì)要點(diǎn)：a、 在模具結(jié)構(gòu)的允許的情況下，L 盡量短，一般小于 60mm，過(guò)大則會(huì)影響熔體的順利充型。b、 主流道大端呈圓角，以減少料流轉(zhuǎn)向過(guò)渡時(shí)的阻力，c、 大多數(shù)情況下，將主流道和定位圈設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件，然后配合固定在模板上，主流道襯套采用 H7/m6 過(guò)渡配合，與定位圈的配合采用 H9/f9 間隙配合。d、 主流道襯套選用 T8、T10 制造，熱處理強(qiáng) 5256HRC。e、 定位環(huán)固定螺釘一般取 M6M8，螺釘一般選用兩個(gè)以上。R =噴嘴球面半徑+23=12+3=15mm d=噴嘴孔徑+1=2.5+1=3.5mma=4 r=1mm D=6mm圖3 主流道及主流道襯套的結(jié)構(gòu)(2)分流道 3a:分流道截面和尺寸選用 U 形分流道截面,表面積 /體積比小,冷卻速度慢最低,熱量及摩擦損失小,進(jìn)料流中心冷凝慢,有利于保壓尺寸的確定:根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式確定分流道的直徑 5D=0.2654(m)（L） m流經(jīng)分流道的塑料量(g)L分流道的長(zhǎng)度(mm) D分流道直徑(mm)查資料得部分塑料常用分流道斷面尺寸推薦范圍:苯乙烯是 3.510 之間根據(jù)實(shí)際情況取 D=5mm5P563P905P5 表 4-23P59 表6-15P59(4-5)5P59表(4-3) 共 24 頁(yè) 第 7 頁(yè) 湖南大學(xué)衡陽(yáng)分校畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 說(shuō) 明圖4 分流道截面形狀b:分流道布置根據(jù)型腔的布置,分門(mén)巴道貌岸然也是選用平衡式布置,其長(zhǎng)度、形狀和斷面尺寸都必須對(duì)應(yīng)相等，以保證塑件在強(qiáng)度、性能及質(zhì)量上的一致性。分流道表面粗糙度 Ra 一般為 1.6um圖5 分流道的布置C、澆口 5：各澆口的尺寸計(jì)算 1=2 l=1 r=2 經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 h=nt=0.62.5=2.5 n塑料系數(shù),PS 為 3.6b=n(A) /30=0.2 圖6 澆口尺寸5P63 圖4-151P121 表3-6 澆口的尺寸計(jì)算 共 24 頁(yè) 第 8 頁(yè)湖南大學(xué)衡陽(yáng)分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 24 頁(yè) 第 9 頁(yè)設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 說(shuō) 明D、冷料井 6結(jié)構(gòu)及尺寸：圖7 冷料井d=6 H1=(5/4)d= 8H2=(3/4)d=5 =20E、拉料桿 3拉料桿的結(jié)構(gòu)：圖8 拉料桿的結(jié)構(gòu)下圖為主流道的拉料桿組合形式，同時(shí)還具有脫除主流道凝料的作用。一般拉料桿安裝在主流道的對(duì)面，開(kāi)模時(shí)，拉料桿將主流道凝料拉出。d= 6 公差為 0.015 ,與拉料桿配合的型板孔 配合長(zhǎng)度 M1=(1.52)d =10 D= 10 H=4 M 根據(jù)模板尺寸確定 6P174 圖3.3.8 頂出桿成型的冷料井3P109 表6-7 主流道拉桿尺寸/mm湖南大學(xué)衡陽(yáng)分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 24 頁(yè) 第 10 頁(yè)設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 說(shuō) 明圖 38 拉料桿的組合形式4、成型零件的設(shè)計(jì)1）成型零件的工作尺寸的計(jì)算根據(jù)塑件形狀簡(jiǎn)單，體積較小，適宜采用整體式型腔，見(jiàn)圖2和圖3 ，組合式型芯見(jiàn)圖4。這種形式的型腔形狀簡(jiǎn)單，牢固可靠，不易變形，成型塑件的質(zhì)量較好。 、本產(chǎn)品為 PS制品，屬于大批量生產(chǎn)的小型塑件，此產(chǎn)品采用 6 級(jí)精度，屬于一般精度制品。因此，凸凹模徑向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造與作用修正系數(shù) x 取值可在 0.50.75的范圍之間，凸凹模各處工作尺寸的制造公差，因一般機(jī)械加工的型腔和型芯的制造公差可達(dá)到 IT IT級(jí)，綜合參考，相關(guān)計(jì)算具體如下：收縮率 Sax=0.8% Sin=0.6%平均收縮率為 S=0.7%, 3P109 圖6-37湖南大學(xué)衡陽(yáng)分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 24 頁(yè) 第 11 頁(yè)設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 說(shuō) 明圖9 塑件成型尺寸 如上圖所示塑件尺寸單位/mm已知 D=13.50-0.24 D1=100-0.16 H1=1.50-0.16 H2=20-0.16 H3=1.50-0.16 d=6+0.20 h=1+0.160型腔尺寸: Dm=D(1+S）-0.75 0+z=13.5(1+0.007)-0.750.240+0.043=13.40+0.043Dm1=D m1（1+S）-0.75 0+z=10(1+0.007)-0.750.160+0.036=9.99540+0.036Hm1=H 1（1+S）-0.667 0+z=1.5(1+0.007)-0.6670.160+0.025=1.4040+0.025湖南大學(xué)衡陽(yáng)分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 24 頁(yè) 第 12 頁(yè)設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 說(shuō) 明Hm2=H 2（1+S）-0.667 0+z=2（1+0.007）-0.6670.16 0+0.025=1.9070+0.025Hm3=H3（1+S）-0.667 0+z=1.5（1+0.007）-0.6670.16 0+0.025=1.4040+0.025型芯尺寸dm=d （1+S）0.75 0-z=6(1+0.007)-0.750.2-0.0360=6.19-0.0360hm=h（1+S）0.667 0-z=1(1+0.007)-0.6670.16-0.0250=1.017-0.02502)型腔壁厚和底板厚度計(jì)算注射成型過(guò)程中,型腔主要承受塑料熔體的壓力, 如注射壓力、保壓力、合模力和脫模力等，因此模具的型腔必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度,如果型腔壁厚和底板厚度不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過(guò)型腔材料的許應(yīng)力時(shí),型腔將導(dǎo)致塑性變形，甚至開(kāi)裂。與此同時(shí),若剛度不足將導(dǎo)致過(guò)大的彈性變形，從而產(chǎn)生型腔由外膨脹或溢料間隙，從而導(dǎo)致整個(gè)模具失效或無(wú)法達(dá)到技術(shù)質(zhì)量要求，因此必須對(duì)型腔進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的計(jì)算。型腔板采用調(diào)質(zhì)鋼 45，彈性模量 E=2105MPa 強(qiáng)度計(jì)算的許用應(yīng)力 =160MPa型腔壓力=50 Map 型腔半徑 r=6.75 h=3.5由表 3.4-16對(duì)于中粘度塑料 PS，模具制造精度 IT9級(jí)時(shí)，有許用變形量=25i 且 W=H=3.5湖南大學(xué)衡陽(yáng)分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 24 頁(yè) 第 13 頁(yè)設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 說(shuō) 明I 2 = 0.45w0.2 +0.001w=0.58所以=250.666=14.54um=0.0145圖10 圓形整體型腔整體式圓筒型腔壁厚 6A 按鋼度計(jì)算: 按強(qiáng)度計(jì)算：整體式圓筒型底板厚度B 按鋼度計(jì)算按強(qiáng)度計(jì)算6P227 模具型腔避壁厚剛度計(jì)算公式12PS3456.0phhs87.2s3415.phs湖南大學(xué)衡陽(yáng)分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 24 頁(yè) 第 14 頁(yè)設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 說(shuō) 明公式分別計(jì)算出相應(yīng)的值為：按強(qiáng)度計(jì)算得： S=4.27 hs=3.28按剛度計(jì)算得：s=1.55mm hs=0.76mm比較強(qiáng)度和剛度條件計(jì)算結(jié)果,取整體式圓筒形型腔壁厚為 15。按強(qiáng)度的剛度分別計(jì)算取底板厚度為 18。3）支承板的強(qiáng)度常規(guī)結(jié)構(gòu)凹模做在定模上，型芯固定在動(dòng)模上。支承板與墊塊構(gòu)成橋形，承受型芯投影注射壓力，因此支承彈性變形量必須控制在允許的范圍之內(nèi)。支承板的受力狀態(tài)可以簡(jiǎn)化為受均布荷重的簡(jiǎn)支梁圖11 支承板的變形支承板的厚度計(jì)算如下 2： =95503.1429/322.1105200.005=1.927=202P147支承板的強(qiáng)度計(jì)算3214.5ByRPLH湖南大學(xué)衡陽(yáng)分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 24 頁(yè) 第 15 頁(yè)設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 說(shuō) 明H-支承板的厚度 L-支承板在墊塊之間的跨度P-型腔內(nèi)壓力表 R-凹模型腔半徑B-支承板的寬度 E-鋼材的彈性模量一般為 2.1105y-支承板允許最大彎曲變形量,一般取 0.005其整體形狀與尺寸見(jiàn)圖54)墊塊的設(shè)計(jì) 2墊塊設(shè)在支撐板與動(dòng)模座板之間,可以減少動(dòng)模座板的變形,或可減少動(dòng)模座板的厚度.L=50 D=30螺釘直徑選用 M10, d1=11 d2=16 H=115、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套，主要作用是導(dǎo)向、定位、承受一定的側(cè)壓力。 ，導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)定模或上下模合模時(shí)，正確定位和導(dǎo)向的零件。導(dǎo)柱導(dǎo)套的選擇：一般在注射模中，動(dòng)、定模之間的導(dǎo)柱既可設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)，也可設(shè)置在定模一側(cè)，視具體情況而定，通常設(shè)置在型芯凸出分型面最長(zhǎng)的那一側(cè)。導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具的尺寸選用，必須保證足夠的強(qiáng)度、剛度和足夠的抗彎強(qiáng)度。導(dǎo)柱設(shè)計(jì)要點(diǎn)：長(zhǎng)度：導(dǎo)柱導(dǎo)向的長(zhǎng)度應(yīng)該比凸模端高出 10。形狀：導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺(tái)，以使導(dǎo)柱能順利進(jìn)入導(dǎo)向孔。材料：導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面和堅(jiān)韌不易折斷的內(nèi)芯。因此多采用T8、T10 鋼（經(jīng)淬火處理） ，硬度為 5055HRC。數(shù)量及分布：導(dǎo)柱應(yīng)合理均勻分布在模具的分型面上，根據(jù)此模具形狀，數(shù)量為四根。固定部分粗糙度 Ra=0.8um,導(dǎo)向部分 Ra=0.5um配合精度:固定端與模板之間采用 H7/m6的過(guò)渡配合,導(dǎo)柱導(dǎo)向部分采用H7/m6的間隙配合.導(dǎo)柱尺寸圖14 導(dǎo)柱2P177支撐柱的形式及尺寸湖南大學(xué)衡陽(yáng)分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 24 頁(yè) 第 16 頁(yè)設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 說(shuō) 明導(dǎo)套設(shè)計(jì)要點(diǎn)：（1） 形狀 為使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，在導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角。導(dǎo)柱孔最好做好通孔，以利于排出孔內(nèi)空氣及殘?jiān)鼜U料。（2） 材料 導(dǎo)套用導(dǎo)柱相同的材料或銅合金耐磨材料制造，其硬度一般低于導(dǎo)柱硬度。導(dǎo)套固定部分和導(dǎo)滑部分的表面粗糙度一般為 Ra0.8um。（3） 固定形式及配合精度 直導(dǎo)套用 H7/r6 的配合鑲?cè)肽０?，為了增加?dǎo)套鑲?cè)氲睦喂绦苑乐箤?dǎo)套被拉出來(lái)。圖15 導(dǎo)套6、脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 61）脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：為了保證塑件在頂出過(guò)程中不變形或不損壞，必須正確分析塑件對(duì)模腔粘附力的大小及所在部位。以便選擇合適的頂出方式，和頂出裝置。頂出位置應(yīng)設(shè)在頂出阻力大的地方，根據(jù)此塑件的形狀，零件的推出阻力不大，將推桿設(shè)在 6 孔的內(nèi)部，推桿參與成型，此類(lèi)推桿又稱(chēng)為成型推桿。2）脫模力的計(jì)算 6脫模力 Fe由兩部分組成，即：Fe=Fc+FbFc-克服塑料件對(duì)型芯包整的脫模力，NFb-一端封閉殼體需克服的真空阻力，N其中 Fb=0.1Ab Ab-型芯的斷面面積,Ab=0.253.14d=28.26所以 Fb=2.86N已知 rcp=3 t=2 h=1 =06P2316P236表 3-5-1塑料件脫模力計(jì)算參量湖南大學(xué)衡陽(yáng)分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 24 頁(yè) 第 17 頁(yè)設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 說(shuō) 明E=2.8103 MPa f=0.4 v=0.32 s=0.007=rcp/t=3/2=1.510 為厚壁圓筒塑料件= 60.4N 所以: Fe=Fc+Fb=60.4+2.826=63NE塑料材料的拉伸彈性模量,MPa S塑料的平均收縮率塑料材料的泊松比 型芯的脫模斜度h型芯脫模方向高度 f脫模斜度修正系數(shù)厚壁塑料的計(jì)算因子= 60.4N所以: Fe=Fc+Fb=60.4+2.826=63NE塑料材料的拉伸彈性模量,MPa S塑料的平均收縮率塑料材料的泊松比 型芯的脫模斜度h型芯脫模方向高度 f脫模斜度修正系數(shù)厚壁塑料的計(jì)算因子3)推桿脫模機(jī)構(gòu) 2推桿直接與塑件接觸,開(kāi)模后將塑件推出,此成型推桿除了推出塑件之外還參與塑件局部成型,即作為型芯。推桿的計(jì)算公式:圓形推桿的直徑可由歐拉公式簡(jiǎn)化得湖南大學(xué)衡陽(yáng)分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 24 頁(yè) 第 18 頁(yè)設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 說(shuō) 明=1.2d推桿直徑 E推桿材料的彈性模量,MPa L推桿長(zhǎng)度 F 脫塑件的脫模力 安全系數(shù)取 1.5 為推桿長(zhǎng)度系數(shù)n推桿數(shù)量推桿直徑確定后還應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校核,其計(jì)算式為 壓為推桿材料許用力,MPas推桿鋼材的屈服極限強(qiáng)度 ,N/cm,一般中碳鋼的 s 為 3200 N/m=373200N/m所以此材料合符要求,推桿的具體形狀及尺寸見(jiàn)型芯圖44）推桿位置推桿應(yīng)設(shè)置于有效部位，根據(jù)此塑件形狀，可將推桿設(shè)置在凹模內(nèi)部，從投影面上看，如下圖應(yīng)在陰影部位范圍之內(nèi)。圖12 推桿位置布置推桿的設(shè)計(jì)要點(diǎn)：（1）推桿和模體的配合性質(zhì)一般為 H8/f7，以保證同軸度，配合長(zhǎng)度一般為走私的（1.52）倍,但至少要大于 15（2）推桿材料多用 45鋼,T8、T10 碳素工具鋼，淬火硬度為 HRC50以上，（3）表面粗糙度在 Ra1.6以下.2P245（5-97）湖南大學(xué)衡陽(yáng)分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 24 頁(yè) 第 19 頁(yè)設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 說(shuō) 明5)復(fù)位機(jī)構(gòu)為了使推出機(jī)構(gòu)合模后能回到原來(lái)的位置,推出機(jī)構(gòu)通常設(shè)有復(fù)位桿,復(fù)位桿在結(jié)構(gòu)上與推桿相似,所不同的是與與模板的間隙比較大,同時(shí)復(fù)位桿頂面不應(yīng)高出分型面.復(fù)位桿的材料選用一般 T8、T10，淬火 55-60HRC。頂桿長(zhǎng)度計(jì)算如下 6：H=（H 凸+1）+H 動(dòng)模+H 墊塊-H 頂墊=（1+0.1）+30+50-13=67.1圖13 復(fù)位桿的結(jié)構(gòu)與裝配尺寸7、模具調(diào)溫系統(tǒng)的設(shè)置基本原則：熔體熱量 95%由冷卻介質(zhì)（水）帶走，冷卻時(shí)間占成型周期的 2/3。A、注射模冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)：1）冷卻水道應(yīng)盡量多、截面尺寸應(yīng)盡量大，型腔表面的溫度與冷卻水道的數(shù)量、截面尺寸及冷卻水的溫度有關(guān)。2）冷卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量相等： 當(dāng)塑件壁厚均勻時(shí)，冷卻水道到型腔表面最好距離相等，但是當(dāng)塑件不均勻時(shí)，厚的地方冷卻水道到型腔表面的距離應(yīng)近一些，間距也可適當(dāng)小一些。一般水道孔邊至型腔表面的距離應(yīng)大于 10mm，常用 1215mm.3）澆口處加強(qiáng)冷卻 塑料熔體充填型腔時(shí)，澆口附近溫度最高，距澆口越遠(yuǎn)溫度就越低，因此澆口附近應(yīng)加強(qiáng)冷卻，通常將冷卻水道的入口處設(shè)置在澆口附近，使?jié)部诟浇哪＞咴谳^低溫度下冷卻，而遠(yuǎn)離澆口部分的模具在經(jīng)過(guò)一定程度熱交換后的溫水作用下冷卻。4）冷卻水道出、入口溫差應(yīng)盡量小 ： 如果冷卻水道較長(zhǎng)，則冷卻水出、入口的溫差就比較大，易使模溫不均勻，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)引起注意。冷卻水道的總長(zhǎng)度的計(jì)算可公式：Lw=Aw/Lw冷卻水道總長(zhǎng)度 Aw熱傳導(dǎo)面積 Dw冷卻水道直徑6P151圖 9-13a復(fù)位桿的結(jié) 構(gòu)與裝配尺寸湖南大學(xué)衡陽(yáng)分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 24 頁(yè) 第 20 頁(yè)設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 說(shuō) 明5）冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置：聚苯乙烯的收縮率較小，水道應(yīng)盡量沿著收縮方向設(shè)置。冷卻水道的設(shè)計(jì)必須盡量避免接近塑件的熔接部位，以免產(chǎn)生熔接痕，降低塑件強(qiáng)度；冷卻水道要易于加工清理一般水道孔徑為 10mm 左右，不小于 8mm。根據(jù)此套模具結(jié)構(gòu)，采用孔徑為 8mm 的冷卻水道。冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：根據(jù)塑料制品形狀及其所需冷卻效果，冷卻回流可選擇直通式既簡(jiǎn)單流道式，這是生產(chǎn)過(guò)程中最常用的形式。其具體結(jié)構(gòu)及尺寸如下圖所示：冷卻水孔直徑 d=8，兩水孔的中心距 C=20圖16 直通式冷卻系統(tǒng)B、加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要設(shè)置加熱系統(tǒng)的一般是對(duì)模具溫度要求在 80以上、熔融黏度高、流動(dòng)性差的熱塑性塑料，或者是熱固性塑料。而 PS 對(duì)模溫的要求只需 60以下，且是屬于熔融黏度低、流動(dòng)性好的熱塑性塑料，所以此模具對(duì)加熱系統(tǒng)的設(shè)置可以不予考慮。8、排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1）排氣槽的設(shè)計(jì)要點(diǎn)當(dāng)塑料熔體填充型腔時(shí),必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內(nèi)因各種原因而產(chǎn)生的氣體不被排除干凈,一方面將會(huì)在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等成型缺陷，另一方面氣體受壓，體積縮小而產(chǎn)生高溫會(huì)導(dǎo)致塑件局部碳化或燒焦（褐色斑紋） ，同時(shí)積存的氣體還會(huì)產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度，因此設(shè)計(jì)型腔時(shí)必須考慮排氣問(wèn)題。有時(shí)在注射成型過(guò)程中，為保證型腔充填量的均勻合適及增加塑料熔體匯合處的熔接強(qiáng)度，還需在塑料最后充填到的型腔部位開(kāi)設(shè)溢流槽以容納余料，也可容納一定量的氣體。通常中小型模具的簡(jiǎn)單型腔，可利用推桿、活動(dòng)型芯以及雙支點(diǎn)的固定型芯端部與模板的配合間隙進(jìn)行排氣，其間隙為 0.030.05mm。湖南大學(xué)衡陽(yáng)分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 24 頁(yè) 第 21 頁(yè)設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 說(shuō) 明2）排氣槽的設(shè)置 4排氣槽應(yīng)開(kāi)設(shè)在型腔最后被充滿(mǎn)的地方，最好是在分型號(hào)面上，因?yàn)榉中兔嫔吓艢獠郛a(chǎn)生的毛邊也很容易隨塑件脫出。排氣槽的出口不要正對(duì)操作人員，與塑件的深度不應(yīng)超過(guò)塑料的溢料值，其斷面為矩形或梯形。圖17 排氣槽系統(tǒng)1分流道 2澆口 3排氣槽4導(dǎo)向溝 5分型面9、模具外形尺寸的確定圖18 模具外形尺寸4P111排氣槽的設(shè)計(jì)湖南大學(xué)衡陽(yáng)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 共 24 頁(yè) 第 22 頁(yè)設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 說(shuō) 明10、注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核（1）注射量的校核為了保證正常的注射成型，模具每次需要的實(shí)際注射量應(yīng)該小于本注射機(jī)的公稱(chēng)注射量，既：V 實(shí)V 公=0.810=8 V 實(shí)實(shí)際塑料(包括澆注系統(tǒng)凝料)的總體所以 V 實(shí)=6(V 塑+ V 分)+ V 主V 塑=316V 分= (d/2) h=3.14410=12.56V 主= h(r +Rr+R)=35(1.75+1.7 53+3)=634.2 V 主=6(376+12.56)+634.2=2965.56=2.9668所以注射量滿(mǎn)足要求(2)鎖模力的校核鎖模力是指注射機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所施加的最大夾緊力,當(dāng)高壓與塑料熔體充填模腔時(shí),會(huì)沿鎖模方向產(chǎn)生一個(gè)很大的脹型號(hào)力,為此,注射機(jī)的額定鎖模力必須大于該脹型力, 既：F 鎖F 脹= A 分P 型 5F 鎖注射機(jī)的額定鎖模力P 型模具型腔內(nèi)塑料熔體平均壓力表 MPa，通常為 2030MPa，在此取 25MPa A 分塑料和澆注系統(tǒng)在分型號(hào)面上的投影面積之和，A 分=d =0.253.1413.5=143.1故：F 脹=A 分P 型=143.125=3.58KN F 鎖=15KN(3)注射壓力校核該項(xiàng)工作是校核所選注射機(jī)的公稱(chēng)壓力 P 公能否滿(mǎn)足塑成型時(shí)所需要的注射壓力Po，成型時(shí)所需的壓力一般由塑料流動(dòng)性，塑件的結(jié)構(gòu)和壁厚，以及澆注系統(tǒng)類(lèi)型等因素決定。其值一般為 70150 MPa通常要求：P 公P o5聚苯乙烯的 Po 為 100 MPa P 公=150 MPa（4）模具厚度校核模具厚度 Hm=160 Hmax=180 Hmin=100故： HminHmHmaxHm模具閉合總厚度，Hmax注射機(jī)允許的最大厚度，Hmin注射機(jī)允許的最小厚度，5P47 表3-3 常用塑件注射時(shí)的的型腔平均壓力5P46 表3-2 部分塑料所需注射壓力P0湖南大學(xué)衡陽(yáng)分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 24 頁(yè) 第 23 頁(yè)設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 說(shuō) 明（5）開(kāi)模行程的校核對(duì)于單分型面注射模所需開(kāi)模 H為SH=H1+H2+（510）=1+39+10=50120H1塑件推出距離（也可作凸模的高度） H2包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度S注射機(jī)移動(dòng)板的最大行程H所需開(kāi)模行程七、設(shè)計(jì)小結(jié)通過(guò)這次系統(tǒng)的注射模的設(shè)計(jì)，我更進(jìn)一步的了解了注射模的結(jié)構(gòu)及各工作零部件的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)要點(diǎn)，了解了注射模具設(shè)計(jì)的一般程序。進(jìn)行塑料產(chǎn)品的模具設(shè)計(jì)首先要對(duì)成型制品進(jìn)行分析，再考慮澆注系統(tǒng)、型腔的分布、導(dǎo)向推出機(jī)構(gòu)等后續(xù)工作。通過(guò)制品的零件圖就可以了解制品的設(shè)計(jì)要求。對(duì)形態(tài)復(fù)雜和精度要求較高的制品，有必要了解制品的使用目的、外觀及裝配要求，以便從塑料品種的流動(dòng)性、收縮率，透明性和制品的機(jī)械強(qiáng)度、尺寸公差、表面粗糙度、嵌件形式等各方面考慮注射成型工藝的可行性和經(jīng)濟(jì)性。模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求經(jīng)濟(jì)合理，認(rèn)真掌握各種注射模具的設(shè)計(jì)的普遍的規(guī)律，可以縮短模具設(shè)計(jì)周期，提高模具設(shè)計(jì)的水平。要設(shè)計(jì)過(guò)程中可以鍛煉自己獨(dú)立思考的能力、動(dòng)手能力和其它一些綜合能力。同時(shí)，還可以為今后的工作奠定一個(gè)良好的基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中我們始終結(jié)合計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，提高了我們對(duì)UG、Pro/E、AutoCAD 等軟件的應(yīng)用能力。通過(guò)設(shè)計(jì)，也發(fā)現(xiàn)自己的很多不足和有待提高的知識(shí)，主要有：1. 各門(mén)基礎(chǔ)課知識(shí)掌握的不夠扎實(shí)，運(yùn)用起來(lái)不夠熟練。2. 實(shí)際工作能力還有待提高，設(shè)計(jì)與社會(huì)上的實(shí)際生產(chǎn)還有很大差距。3. 專(zhuān)業(yè)軟件的使用能力（包括熟練度和使用的廣度）還需要再提高一個(gè)層次。通過(guò)運(yùn)用 CAD/CAM 軟件來(lái)更好的完成和優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過(guò)這樣，來(lái)進(jìn)一步地充實(shí)自我、增強(qiáng)自我能力、提高自我水平?？偠灾?，我認(rèn)為，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然還存在這樣那樣的錯(cuò)誤和缺陷，但通過(guò)這次設(shè)計(jì)我又學(xué)到了很多的知識(shí)，把自己的工作能力提高到一個(gè)更高的層次。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是自己邁向模具設(shè)計(jì)師很重要的第一步。設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題請(qǐng)老師批評(píng)指正。湖南大學(xué)衡陽(yáng)分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 24 頁(yè) 第 24 頁(yè)設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 說(shuō) 明八、參考資料書(shū)名代號(hào) 書(shū)名 編書(shū)作者 出版社 出版年月1 塑料模具技術(shù)手冊(cè) 塑料模具技 術(shù)編委會(huì) 機(jī)械工業(yè)出版社 1999 年 9 月第一版2 塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組機(jī)械工業(yè)出版社 1999 年 8 月第二版3 注塑制品與注塑模 具設(shè)計(jì) 付宏生、劉京 華 化學(xué)工業(yè)出版社 2003 年 7 月第一版4 實(shí)用塑料注射模設(shè) 計(jì)與制造 陳萬(wàn)林、 機(jī)械工業(yè)出版社 2004 年 1 月第一版5 塑料制品成型及模 具設(shè)計(jì) 葉久新、王群 湖南科學(xué)技術(shù)出 版社 2004 年 7 月第一版6 塑料制品與模具設(shè) 計(jì) 徐佩弦 中國(guó)輕工業(yè)出版 社 2001 年 7 月第一版7 塑料成型工藝學(xué) 黃銳 中國(guó)輕工業(yè)出版 社 2005 年 8 月第二版8 塑料成型設(shè)備 陳濱楠 化學(xué)工業(yè)出版社 2004 年 6 月第一版
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