3512 塑料后蓋塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)
3512 塑料后蓋塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì),塑料,成型,工藝,模具設(shè)計(jì)
河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書11 緒 論1.1 本課題的意義、目的及應(yīng)達(dá)到的要求本設(shè)計(jì)主要意義是在我們學(xué)習(xí)完模具設(shè)計(jì)與制造的所有專業(yè)課之后，總結(jié)條理以前我們所學(xué)的知識(shí)，使之成為一個(gè)系統(tǒng)的理論體系，以便于我們在以后的工作中使用。同時(shí)也讓我們對模具的設(shè)計(jì)與制造有了初步的了解，掌握了查閱資料和使用工具書以及手冊的能力。 本設(shè)計(jì)的目的是在學(xué)生畢業(yè)前夕，將通過畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐性環(huán)節(jié)，對醫(yī)學(xué)知識(shí)進(jìn)行全面的總結(jié)和應(yīng)用，提高綜合能力的培訓(xùn)以及擴(kuò)大模具領(lǐng)域的新知識(shí)。具體的要求是：1．系統(tǒng)總結(jié)、鞏固過去所學(xué)的基礎(chǔ)課和專業(yè)課知識(shí)。2．運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)解決模具技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的實(shí)際工程問題，以此進(jìn)行綜合知識(shí)的訓(xùn)練。3．通過某項(xiàng)具體工程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)研究，達(dá)到多種綜合能力的培養(yǎng)，掌握設(shè)計(jì)和科研的基本過程和基本方法。4．提高和運(yùn)用與工程技術(shù)有關(guān)的人文科學(xué)，價(jià)值工程和技術(shù)經(jīng)濟(jì)的綜合知識(shí)。1.2 本課題的國內(nèi)外現(xiàn)狀 1.2.1 我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn) 48 英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5Kg 大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。注塑模型腔制造精度可達(dá) 0.02mm～0.05mm，表面粗糙度 Ra0.2μm，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá) 10～30 萬次，淬火鋼模達(dá) 50～1000 萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距，河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書2（1）成型工藝方面：多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新方面也取得較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，電視機(jī)外殼以及一些厚壁零件的模具上運(yùn)用氣輔技術(shù)，一些廠家還使用了 C-MOLD 氣輔軟件，取得較好的效果。但總體上熱流道的采用率達(dá)不到 10%，與國外的 50%～80%相比，差距較大。 （2）在制造技術(shù)方面：CAD/CAM/CAE 技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個(gè)新臺(tái)階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的 CAD/CAM 系統(tǒng)，美國 EDS 的 UGⅡ、美國Parametric Technology 公司的 Pro/Engineer、美國 CV 公司的 CADS5、以及一些塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn)，雖花費(fèi)了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實(shí)現(xiàn)了 CAD/CAM 的集成，并能支持 CAE 技術(shù)對成型過程，如對充模和冷卻等進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)和推動(dòng)了我國模具 CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模 CAD/CAM 系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的 CAXA 系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模 HSC5.0 系統(tǒng)及 CAE 軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價(jià)格低等特點(diǎn)，為進(jìn)一步普及模具 CAD/CAM 技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。 （3）模具材料方面：近年來，國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等，對模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重 大影響，但總體使用量仍較少。塑料模具標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣泛得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度的商品化程度一般在 30%以下，和國外先進(jìn)工業(yè)國家已達(dá)到 70%～80%相比，仍有差距。1.2.2 我國塑料模具工業(yè)今后的主要發(fā)展趨勢據(jù)有關(guān)方面預(yù)測，模具市場的總體趨勢是平穩(wěn)向上的，在未來的模具市場中，塑料模具發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復(fù)雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時(shí)，由于近年來進(jìn)口模具中，精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進(jìn)口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。建筑業(yè)的快速發(fā)展，使各種異型材擠出模具、PVC 塑料管材接頭模具成為模具市場新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，高速公路的迅速發(fā)展，對汽車輪胎也提出了更高要求，因此子午線橡膠輪胎模具，特別是活絡(luò)模的發(fā)展也將高于總平均水平；以塑代木，以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大；家用電河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書3器行業(yè)在“十一五”期間將有較大發(fā)展，特別是電冰箱、空調(diào)器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大；而電子及通訊產(chǎn)品方面，除了彩電等音像產(chǎn)品外，筆記本電腦和網(wǎng)絡(luò)機(jī)頂盒將有較大發(fā)展，這些都是塑料模具市場的增長點(diǎn)。 1.2.3 我國塑料模具工業(yè)和今后的主要發(fā)展方向（1）提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計(jì)水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。（2）在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用 CAD/CAM/CAE 技術(shù)。CAD/CAM 技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù)，近年來模具 CAD/CAM 技術(shù)的硬件與軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進(jìn)一步普及創(chuàng)造良好的條件；基于網(wǎng)絡(luò)的 CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型 CAD/CAM 系統(tǒng)無法滿足實(shí)際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題；CAD/CAM 軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的 3D 設(shè)計(jì)與成型過程的 3D 分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。（3）推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價(jià)廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計(jì)和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動(dòng)分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究開發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要。（4）開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。（5）提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。我國模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高商品化程度、提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格品種。 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書4（6）應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。 （7）研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測量儀或三坐標(biāo)掃描儀實(shí)現(xiàn)逆向工程是塑料模 CAD/CAM 的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價(jià)的檢測設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提。1.3 國外塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀（1）模具生產(chǎn)效率高，工期短，人均產(chǎn)值高。各企業(yè)共同之處是廠房設(shè)備密集，顯得十分擁擠，即使在這樣的條件下，車間管理還是有條不紊，生產(chǎn)效率高。一般模具企業(yè)，人均年產(chǎn)值為 5～14 萬美元。 （2）專業(yè)分工細(xì)，技術(shù)精益求精，客戶相對穩(wěn)定。模具企業(yè)專業(yè)分工較細(xì)，生產(chǎn)協(xié)作緊密。每家企業(yè)只生產(chǎn)某一類模具，各家都有自己的拳頭產(chǎn)品，這利于在技術(shù)上精益求精，以利在激烈的競爭中生存發(fā)展。模具廠所需的模具標(biāo)準(zhǔn)件都是外購的，有些零件加工業(yè)是由其他廠協(xié)作。 （3）模具企業(yè)帶件生產(chǎn)比較普遍，有利于企業(yè)發(fā)展。模具作為單件或極小批量產(chǎn)品，技術(shù)密集和精密加工設(shè)備密集，與模具成型制品的大批量生產(chǎn)相比，投入大，產(chǎn)出低，因而制約了模具企業(yè)大發(fā)展。他們注重模具與制品一體化，模具與制品相輔相成，互相促進(jìn)，有利于模具企業(yè)的發(fā)展?！ 。?）緊跟主產(chǎn)品需求開發(fā)模具，重視開拓海外市場。模具工業(yè)發(fā)展較快，緊跟主產(chǎn)品需求開發(fā)制造模具是一個(gè)重要因素。近幾年 3C 電子產(chǎn)品和汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，帶動(dòng)了模具工業(yè)的發(fā)展。目前模具產(chǎn)值的 76%源自 3C 產(chǎn)品和汽車、摩托車提供的產(chǎn)品。模具行業(yè)以很強(qiáng)的市場敏感性，以最短的生產(chǎn)周期滿足了這些行業(yè)的需求。大陸的許多 3C 產(chǎn)品和汽車模具就來自美國，日本和西歐，以及臺(tái)灣。 ?。?）CAD/CAE/CAM 和高速切削加工技術(shù)應(yīng)用廣泛。他們的模具生產(chǎn)效率較高，市場快速反應(yīng)能力強(qiáng)，CAD/CAE/CAM 技術(shù)和高速切削技術(shù)的普及應(yīng)用，無疑是一個(gè)重要因素。1.4 本設(shè)計(jì)的進(jìn)度1.了解目前國內(nèi)外塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時(shí) 5 天；河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書52.確定加工方案，所用時(shí)間 10 天；3.模具的設(shè)計(jì)，所用時(shí)間 35 天；4.模具的調(diào)試，所用時(shí)間 5 天。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書62 模塑工藝規(guī)程的編制該塑件是后蓋,其零件圖如圖一所示.本塑件的材料采用 ABS,尺寸精度為 4 級(jí)，生產(chǎn)類型是大批量生產(chǎn).2.1 塑件的工藝性分析圖 1 塑件圖2.1.1 塑件的原材料分析塑件的材料采用 ABS 屬熱塑性塑料。ABS 的化學(xué)和光學(xué)性能和物理特點(diǎn):ABS 樹脂有耐熱,阻燃,高沖,高光澤,抗靜電,抗震,抗蠕變,流動(dòng)性好.ABS 在成型時(shí)需進(jìn)行干燥(這是因?yàn)槠湮鼭窈驼掣剿謨A向).干燥的作用是除去塑料中的超量水分,防止成型制品出現(xiàn)銀絲,斑紋,氣泡等疵點(diǎn),避免塑件在成型時(shí)產(chǎn)生降解現(xiàn)象. ABS 的主要技術(shù)指標(biāo)：密度是 1.02～1.07kg/dm ﹑比體積是 0.86～0.98dm /kg﹑ 吸水率是 0.2～0.4﹪﹑收3 3縮率是 0.4～0.7﹪﹑熔點(diǎn)是 130～160 c﹑抗拉屈服強(qiáng)度是 50Mpa﹑拉伸彈性模量01.8×10 Mpa﹑ 抗彎強(qiáng)度 80Mpa﹑硬度 9.7HB。32.1.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書7(1) 結(jié)構(gòu)分析 要想獲得合格的塑料制件除選用塑料的原材料外，還必須考慮塑件的結(jié)構(gòu)工藝性，塑件的結(jié)構(gòu)工藝性與模具設(shè)計(jì)有直接關(guān)系，該制件外觀總體是長方形，長度為 60mm，寬度為 30㎜,高度為 4㎜的后蓋.后蓋里面有兩個(gè)側(cè)突,長度為 3㎜,寬為2㎜.由于側(cè)突的存在,模具采用斜滑抽芯機(jī)構(gòu).此機(jī)構(gòu)既方便脫模又動(dòng)作連貫,效率高. （2）尺寸精度分析 塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸與產(chǎn)品圖中尺寸相符合程度，即所獲得塑件尺寸的準(zhǔn)確度。制件尺寸選用尺寸精度 4 級(jí)（GB/T14486—1993）,零件的尺寸精度中等，對應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以得到保證。從塑件的壁厚來看，壁厚較均勻，有利于制件的成型。(3) 表面質(zhì)量分析 該零件的表面除要求沒有質(zhì)量缺陷外，除此外沒有特別的表面質(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)在工藝參數(shù)控制得較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。2.2 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)。計(jì)算塑件的體積：因?yàn)樗芗?fù)雜，故省略冗長的計(jì)算過程，取約數(shù)：V=2000mm3計(jì)算塑件的質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計(jì)手冊 查得 ABS 的密度 P 為 1.02～1.07g/ ，?? 3cm取 1.05 g/ ，故零件的質(zhì)量為：3cmM=VP=2000×1.05× 310?=2.1g2.3 成型設(shè)備的選擇河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書8注射模具是安裝在注射機(jī)上的，模具與注射機(jī)應(yīng)當(dāng)相適應(yīng)，這將關(guān)系到制件的質(zhì)量，均勻性及成型周期。選擇注塑機(jī)時(shí)，必須保證制品的注射量小于注射機(jī)允許的最大注射量。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，制品注射量一般不超過注射機(jī)最大注射量的 80%，由于采用大批量生產(chǎn)，此模具采用一模兩件。又由于 ABS 的注射壓力為 60～100Mpa,初步選擇SYS-10 的注塑機(jī), SYS-10 的額定注射壓力是 150Mpa.其參數(shù)如下：結(jié)構(gòu)形式 柱塞注射方式 螺桿式最大注射量 g： 10螺桿直徑/mm 22?注射壓力/MPa： 150鎖模力/kN： 150模具最大厚度 H/mm 180模具最小厚度 H/mm 250模板行程/mm: 300噴嘴孔直徑 R/mm 2402.4 塑件注塑工藝參數(shù)的確定查閱相關(guān)文獻(xiàn)和參考工廠實(shí)際應(yīng)用的情況，ABS 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） ??1注塑溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度。料筒溫度：后段溫度 ： 選用 190℃ (180～200℃)1t中段溫度 ： 選用 220℃ (210～230℃)2t河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書9前段溫度 ： 選用 205℃ (200～210℃)3t噴嘴溫度： 選用 180℃ (180～190℃)注塑壓力： 選用 100Mpa注塑時(shí)間： 選用 10s保壓壓力： 選用 70MPa保壓時(shí)間： 選用 20s冷卻時(shí)間： 選用 25s河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書103 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：分型面的選擇、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。3.1 分型面的選擇制品在模具中的位置，直接影響到模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，模具分型面的確定，澆口的設(shè)置，制品尺寸精度和質(zhì)量等。因此，開始制定模具方案時(shí)，首先必須正確考慮制品在其中的位置；然后再考慮具體的生產(chǎn)條件（包括模具制造的） ，生產(chǎn)的批量所需的機(jī)械化和自動(dòng)化程度等其他設(shè)計(jì)問題。制品在模具中的位置設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下基本要求：制品或制品組件(含嵌件)的正視圖，應(yīng)相對于注塑機(jī)的軸線對稱分布，以便于成型；制品的方位應(yīng)便于脫模，注塑模塑時(shí)，開模后制品應(yīng)留在動(dòng)模部分，這樣便于利用成型設(shè)備脫模；當(dāng)用模具的互相垂直的活動(dòng)成型零件成型孔、槽、凸臺(tái)時(shí)，制品的位置應(yīng)著眼于使成型零件的水平位移最簡便，使抽芯操作方便；如果制品的安置有兩個(gè)方案，兩者的分型面不相同又互相垂直，那么應(yīng)該選擇其中能使制品在成型設(shè)備工作臺(tái)安裝平面上的投影面積為最小的方案；長度較長的管類制品，如果將它的長軸安置在模具開模方向，而不能開模和取出制品的；或是管接頭類制品，要求兩個(gè)平面開模的，應(yīng)將制品的長軸安置在與模具開模相垂直的方向。這樣布置可顯著減小模具厚度，便于開模和取出制品。但此時(shí)需采用抽芯距較大的抽芯機(jī)構(gòu)(如杠桿的、液壓的、氣動(dòng)的等)；如果是自動(dòng)旋出螺紋制品或螺紋型芯的模具，對制品的安置有專門要求;最后制品位置的選定，應(yīng)結(jié)合澆注系統(tǒng)的澆口部位、冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)的布置，以及制品的商品外觀要求等綜合考慮。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來選擇分型面。 該 塑 件 塑 料 后 蓋 ， 表 面 無 特 殊 要 求 ，且制件高度不高,所以選擇最大截面處為分型面，即如圖所示。此外,垂直于軸線的截面形狀比較簡單和規(guī)范，選擇下圖所示水平分型方式既可降低模具的復(fù)雜程度，減少模具加工難度又便于河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書11成型后出件。故選用下圖所示的分型方式較為合理。這樣有利于成型后，塑件的脫模。還有利于注塑時(shí)塑料產(chǎn)生氣體的排放圖 2 分型面3.2 型腔的排列方式由于塑件是大批量生產(chǎn)，所以在注塑時(shí)采用一模兩件，即塑件在模板的兩側(cè)圖 3 型腔排列方式3.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機(jī)的噴嘴起到型腔入口為止的塑料融體的流動(dòng)通道。它的作用是將塑料融體順利的充滿型腔的各個(gè)部位，并在填充及保壓過程中，將注塑壓力傳遞到型腔的各個(gè)部位，以獲得組織緊密、外形清晰的塑件。由于 ABS 流動(dòng)性中等，所以可以采用點(diǎn)澆口的形式。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書123.3.1 主流道設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)手冊查得 SYS-10 型注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸:噴嘴前端孔徑: =Ф2mm;0d噴嘴前端球面半徑: =8mm;R根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系:R= +（1～2）mm0RD= +(0.5～1)mmd取主流道球面半徑 R=10mm;取主流道小端直徑 。4.5dm??為了便于將凝料從主流道中撥出,將主流道設(shè)計(jì)成圓錐行,其斜度為 ,經(jīng)換算得02~4主流道大端直徑 D=Ф6mm。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=2.5mm 的圓弧過渡3.3.2 分流道設(shè)計(jì)分流道的形狀及尺寸,應(yīng)根據(jù)塑件的體積、壁厚、形狀的復(fù)雜程度、注塑速率、分流道長度等因素來確定。本塑件的形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度一般,熔料填充型腔比較容易。根據(jù)型腔的排列的方式可知分流道的長度較短, 分流道和主流道設(shè)計(jì)為一體，選用截面形狀和主流道相對稱。3.3.3 澆口設(shè)計(jì):根據(jù)塑件的成型要求,選用側(cè)澆口較為理想。故采用截面為矩形的側(cè)澆口,查表初選尺寸為(b×l×h) 1mm×1.5mm×3mm，試模試修正。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書133.4 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，襯套的長度應(yīng)與定模配合的厚度一致。主流道襯套和定模的配合形式為 H7/m6 的過渡配合。3.5 定位環(huán)設(shè)計(jì)定位環(huán)與注塑機(jī)定模板固定中心的定位孔相配合，其作用是為了使主流道與噴嘴和料筒對中。定位環(huán)與注塑機(jī)定模板固定中心的定位孔的配合形式為比較松動(dòng)的H11/h11 間隙配合。3.6 排氣系統(tǒng)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?xí)a(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。由于塑料后蓋是小型鑲拼式模具，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。3.7 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)本塑件的內(nèi)測有兩個(gè)相同的高為 4mm 的凸臺(tái)，它們均垂直于脫模方向，阻礙成型后塑件成型后從模具中脫出。因此成型兩個(gè)小凸臺(tái)的零件必須做成活動(dòng)的型腔即設(shè)置側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。本模具采用斜滑塊內(nèi)測抽芯機(jī)構(gòu)。3.7.1 確定抽芯距抽芯距是將側(cè)型芯從成型位置抽到不妨礙塑件頂出時(shí)側(cè)型芯所移動(dòng)的距離。S=S +(2～3) mmC河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書14式中 S-設(shè)計(jì)抽芯距（mm）S -臨界抽芯距（mm） ，即側(cè)型芯與塑件投影不重合時(shí)所移動(dòng)的距離C所以抽芯距 S＝3+3＝63.7.2 確定斜滑塊的傾角斜導(dǎo)柱的傾角 a 是斜銷機(jī)構(gòu)的主要技術(shù)參數(shù)，它與抽拔距和抽芯距有直接關(guān)系，一般取 15°～25°本副模具取 a=20°3.7.3 確定斜滑塊的尺寸斜導(dǎo)柱的直徑取決于抽拔力及傾角可按設(shè)計(jì)資料有關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算，本例可采用經(jīng)驗(yàn)估值，取斜導(dǎo)柱的直徑 d=Ф10mm3.7.4 斜導(dǎo)柱的長度可根據(jù)抽拔距，固定端模板的厚度，斜銷直徑及斜角大小確定：L=L +L +L +L +L12345=D/2×tana+h/cosa+d/2tana+S/sina+（5～10）式中 L－斜導(dǎo)柱的長度D-斜導(dǎo)柱固定部分臺(tái)肩直徑a―斜導(dǎo)柱斜角S-抽芯距d-斜導(dǎo)柱直徑h-斜導(dǎo)柱固定板的厚度由于斜導(dǎo)柱固定板的厚度尺寸還不確定，故暫選 h＝32mm，如果設(shè)計(jì)中 h 有變化，則修正 L 的長度，取 D=25，則 L＝65.3,查表對應(yīng)推薦的標(biāo)準(zhǔn)值則取 L=753.7.5 斜滑塊和型芯座的設(shè)計(jì)河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書153.7.5.1 滑塊與型芯座的連接方式設(shè)計(jì) 根據(jù)斜滑塊和型心的形狀，決定選用“T”型槽。3.7.5.2 滑塊的導(dǎo)滑方式 本設(shè)計(jì)中為使模具結(jié)構(gòu)緊湊，降低模具裝配復(fù)雜程度，為提高滑塊的導(dǎo)向精度，裝配時(shí)可對導(dǎo)向槽或滑塊采用配磨、配研的裝配方法。3.7.5.3 滑 塊 的 導(dǎo) 滑 長 度 和 定 位 裝 置 設(shè) 計(jì) 本 設(shè) 計(jì) 中 由 于 側(cè) 抽 芯 距 較 短 ， 故 導(dǎo) 滑 長 度 只 要符 合 滑 塊 在 開 模 時(shí) 的 定 位 要 求 即 可3.8 成型零部件設(shè)計(jì)3.8.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮加工的難易程度和材料的價(jià)值利用等因素,凹模采用整體式。根據(jù)本設(shè)計(jì)中分流道與澆口的設(shè)計(jì)要求，分流道和側(cè)澆口開在凹模板上。3.8.2 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凸模主要是與凹模結(jié)合構(gòu)成模具的型腔，為了便于加工和熱處理的工藝性，根據(jù)塑件的特殊形狀，擬采用拼合式型心來完成注塑，并在左右兩個(gè)斜滑塊上均開設(shè)一個(gè)小型腔，以便形成兩個(gè)凸臺(tái)。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書164 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算4.1 凹模工作尺寸的計(jì)算該成型零件尺寸計(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量來進(jìn)行計(jì)算。查表 得 ABS 的收縮率為 s=0.4%～0.7%,故平均收縮率為[1]3?.(0.47)%/20.5cpS???4.1.1 凹模的徑向尺寸計(jì)算凹模的徑向尺寸 ??001zzMcpSLLx?????????A其中 —塑料的平均收縮率 cpS—塑件的外形最大尺寸(mm)LX—系數(shù),在這里因?yàn)楣ぜ叽巛^小,可取 0.5△—塑件尺寸的公差考慮到工廠模具制造的現(xiàn)有條件,模具制造 公差為 = △z?13河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書17凹模的長 ???10.50.17310.5%0.269zL?? ?????????????10.50.17320..z ?? ?????????10.40.153301.50.29zL?? ?????????????10.3340 0.%.5z ????? ??????=5.91???1351..zl ???????????????0.8?4.1.2 凹模的深度尺寸計(jì)算凹模的深度尺寸 ??001zzMcpSHx?????????A—塑件的高度最大尺寸SX 的取值范圍在 ,在這里 X 取123?13???10.50.1710.5%zH?? ????????????????10.7430.2520. 68z ?? ???????????4.1.3 凹模壁厚的計(jì)算因?yàn)槟＞叩某叽绮淮?，所以按?qiáng)度計(jì)算其壁厚， ??12ctrP?????????河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書18R=45,模具材料是預(yù)硬化塑料模具鋼取 ＝160N/mm ,P 為模腔壓力取 40 N/mm???2 2代入數(shù)值可得 ＝20mmct底部壁厚也按強(qiáng)度計(jì)算為??2'1.prt????????＝18mm4.2 凸模工作尺寸的計(jì)算型芯的徑向尺寸 ???1z zMcpSllx??????????????A=27.43?? 11 30.65%0.zl ?????? ??????????????0.17?=24.38?12 3..zl ?????? ??????????0.15?=21.34?? 13 310.50.5zl ?????? ??????????????0.15?=6.15?14 3.%.zl ?????? ???????????0.8?側(cè)型芯的徑向尺寸 =15.27??15 30.5.5zl ?????? ??????????????0.13?式中 為塑件的內(nèi)形最小尺寸，其余符號(hào)意義同凹模工作尺寸計(jì)算中的符號(hào)意義一樣Sl型芯的高度方向上的尺寸： ???1123z zMcpShh?????? ?????????????????A為塑件內(nèi)形深度的最S 小尺寸河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書19＝57.57???11 30.5%70.46zh?????? ????????????0.21?＝3.0712 3..2z ?????? ?????????0.7?側(cè)型芯的高度方向上的尺寸 ＝30.37???13 310.5.45zh?????? ???????????0.17?5 模具冷卻與加熱系統(tǒng)的計(jì)算為防止塑件出模后發(fā)生翹曲、變形，就要使模具保持塑料冷卻固化所需的最佳溫度。這時(shí)必須對高溫塑料帶入模具的溫度進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)和控制，常用且又簡便的方法，就是利用冷卻介質(zhì)水對模具進(jìn)行循環(huán)冷卻，將模具中多余的熱量，帶出模外，以保持制品冷卻所需的最佳模溫。是否設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)可作如下計(jì)算:設(shè)定模具平均工作溫度為 60℃，用 20℃的常用水作為模具冷卻介質(zhì)，其出口溫度為 40℃，產(chǎn)量為（初算為每 2 分鐘 1 套）1.37Kg/h。(1) 求塑件在硬化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量 ，查得 ABS 的單位熱流量為 SQ40× J/㎏。4104431.701/5.810sQWKgJgJ????(2) 求冷卻水的體積質(zhì)量4 4313325.810/61.09/min()7(2)cVPt ???????河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書20由體積流量 V 查表可知所需的冷卻水管直徑非常小。由上述計(jì)算可知，因?yàn)槟＞呙糠昼娝璧睦鋮s水體積流量很小，故可不設(shè)冷卻系統(tǒng)，依靠空冷的方式冷卻模具即可。因?yàn)樗芗某叽绮淮?，模具的外形尺寸也不大，所以可不設(shè)置加熱系統(tǒng)，剛開始可有熔融的流體對模具進(jìn)行加熱。溫度調(diào)節(jié)對塑件的質(zhì)量影響主要表現(xiàn)在以下幾個(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 200 C、左右降低到 60 C 左右，所釋放的能量 5 以輻射。00對流的方式散發(fā)到大氣，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。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書216 模具閉合高度的確定 本模具是采用中小型模架,規(guī)格是 A4-355355-41-Z1 GB/T-12556.1-1990. 在選定了模架后,可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架選定各模板的厚度.定模座板 =25mm,定模板 =32mm,動(dòng)模1H2板 =28mm, 支撐板 H4＝25mm,墊塊 =70mm,動(dòng)模座板 =24mm.因而模具的閉合高度 3H56H=H1＋H 2＋H 3＋H 4＋H 5＋H 6=25+32+28+25+70+24=204mm河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書227 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核本模具的外形尺寸為 200mm×200mm×220mm, SYS-10 型注塑機(jī)模板最大安裝尺寸是 270mm×250mm。由于上述計(jì)算的模具閉合高度為 204mm，SYS-10 型注塑機(jī)的最小模具厚度為180mm，最大模具厚度為 270mm。經(jīng)查資料 SYS-10 型注塑機(jī)的最大開模行程 S =270mm，滿足式子 S≥H1+H2+a+（5—10） S≥46mm式中：H1—制品所用的脫模距離；H1=10mmH2—制品高度；H2=6mm河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書23α—取出澆注系統(tǒng)凝料必需的長度。a=25mm7.1 模具閉合高度校核200mm<204mm<270mm其中 204mm 為模具的閉合高度7.2 模具開模時(shí)校核200mm<205mm＋45mm<270mm其中：45mm 為模具的開模距。經(jīng)校核型注塑機(jī)能滿足使用要求故可以采用。7.3 注塑機(jī)頂桿校核查表得到 SYS-10 型注塑機(jī)的頂桿為 φ25mm,而本模具的頂桿孔為 φ30mm,可知φ25mm<φ30mm經(jīng)校核 SYS-10 型注塑機(jī)能滿足使用要求故可以采用。7.4 鎖模力的校核查表得到 SYS-10 型注塑機(jī)的最大鎖模力為 150kN,而本模具的成型壓力小于 20Mpa,經(jīng)過工式的換算可得到注塑機(jī)鎖模力完全能夠滿足模具成型的要求，故可采用 SYS-10 型注塑機(jī)。7.5 注塑機(jī)安裝校核查表得到 SYS-10 型注塑機(jī)可安裝的模具定位環(huán)為 φ65，可得模具在設(shè)計(jì)中選用的定位環(huán)尺寸為 φ56。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書24可知完全符合模具與注塑機(jī)的安裝要求經(jīng)校核 SYS-10 型注塑機(jī)能滿足使用要求故可以采用。8 繪制模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖本模具的工作原理：合模，注塑完成以后，塑件包緊在動(dòng)模部分的型芯上隨動(dòng)模向下移動(dòng)，在開模的過程中，斜導(dǎo)柱同時(shí)驅(qū)動(dòng)側(cè)型芯滑塊在動(dòng)模板的導(dǎo)滑槽內(nèi)向右滑動(dòng)而進(jìn)行內(nèi)側(cè)抽芯，最后推桿將塑件從型芯上推出，合模的時(shí)候，動(dòng)模板前進(jìn)，復(fù)位桿完成復(fù)位，側(cè)型芯滑塊推斜導(dǎo)柱傾斜前進(jìn)完成復(fù)位。 1234567 891023145 61781920234 圖 4 模具總裝圖河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書251－定模座板 2-螺釘 3-定位環(huán) 4-澆口套襯套 5-型腔板 6-導(dǎo)套 7-推件板導(dǎo)柱 8-動(dòng)模板9-型芯固定板 10-主型芯 11 -支承板 12-墊板 13-斜導(dǎo)柱 14- 推桿固定板 15- 推板 16-支撐釘 17－推板導(dǎo)柱 18－推板導(dǎo)套 19－動(dòng)模座 20－拉料桿 21－銷軸 22－推桿 23－側(cè)型芯滑塊 24－斜導(dǎo)柱 結(jié)束語大學(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、洛陽中國一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對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，肯請各位老師指正。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書26致謝首先感謝本人的導(dǎo)師于智宏老師，她仔細(xì)審閱了本文的全部內(nèi)容并對我的畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議。于智宏老師淵博的知識(shí)，誠懇的為人，對學(xué)習(xí)認(rèn)真態(tài)度，以及對我嚴(yán)格的要求，使我受益匪淺，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，特別是遇到困難時(shí)，她給了我鼓勵(lì)和幫助，在這里我向她表示真誠的感謝！感謝母校——河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實(shí)踐環(huán)境，使我學(xué)到了許多新的知識(shí)，掌握了一定的操作技能。感謝和我在一起進(jìn)行課題研究的同窗曾凡啟同學(xué)，和他在一起討論、研究使我受益非淺。最后，我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識(shí)了很多可敬的老師和可親的同學(xué)，并感激師友的教誨和幫助！河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書27參考文獻(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. 中國模具設(shè)計(jì)大典.3. 王孝陪主編. 塑料成型工藝及模具簡明手冊. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2000河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書284. 模具制造手冊編寫組. 模具制造手冊. 機(jī)械工業(yè)出版社. 19965. 馮炳堯，韓泰榮，蔣文生主編. 模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊. 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，19986. 賈潤禮，程志遠(yuǎn)主編. 實(shí)用注塑模設(shè)計(jì)手冊. 中國輕工業(yè)出版社. 20007. 唐志玉主編. 模具設(shè)計(jì)師指南. 國防工業(yè)出版社. 19998. 屈華昌主編. 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì). 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