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I 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) II 設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)題目 淘米篩的設(shè)計(jì)與制造 設(shè)計(jì)要求 1 模具圖樣的設(shè)計(jì) 1 了解制品工藝性 2 了解制品的批量 3 了解塑料制品所用的設(shè)備 2 確定模具設(shè)計(jì)方案 1 確定模具所用的材料 2 確定模具設(shè)計(jì)的基本結(jié)構(gòu) 3 確定模具選用的標(biāo)準(zhǔn)件型號 4 確定模具型腔型芯的成形尺寸 5 進(jìn)行注塑機(jī)的強(qiáng)度 剛度校核及冷卻系統(tǒng)的排布 6 完成模具圖樣的設(shè)計(jì)圖紙 設(shè)計(jì)進(jìn)度要求 第一周 查找資料確定題目 第二周 理清設(shè)計(jì)思路列出提綱初步完成論文撰寫 第三周 繪制設(shè)計(jì)所用圖紙 第四周 進(jìn)一步完善論文 第五周 清查 核對數(shù)據(jù) 第六周 校正論文格式 復(fù)查論文內(nèi)容 第七周 完成撰寫上繳指導(dǎo)教師審核并打印 指導(dǎo)教師 簽名 III 摘 要 本次設(shè)計(jì)的是 塑料淘米篩 主要介紹了塑料淘米篩的設(shè)計(jì)思路和加工過程 塑料淘米篩具有重量輕 易清潔 耐腐蝕老化 強(qiáng)度高 制造方便 價(jià)格低廉等優(yōu) 點(diǎn) 是值得人們信賴 方便使用的新產(chǎn)品 它具有非常大的發(fā)展前途 本產(chǎn)品是家庭用淘米篩 所以要求容積不要太大 且該產(chǎn)品為大批量生產(chǎn) 故 設(shè)計(jì)的淘米篩采用的是注射成形 要求有較高的注塑效率 澆注系統(tǒng)要能夠自動脫 模 此外為保證塑件表面質(zhì)量采用點(diǎn)澆口 因此選用雙分型面注射模 點(diǎn)澆口自動 脫模結(jié)構(gòu) 模具的型腔采用一模四腔平衡布置 澆注系統(tǒng)采用點(diǎn)澆口成形 推出形 式為四推桿推出機(jī)構(gòu)完成塑件的推出 塑件的工藝性能要求注塑模中有冷卻系統(tǒng) 因此在模具設(shè)計(jì)中也進(jìn)行了設(shè)計(jì) 該模具不僅能用于生產(chǎn)淘米篩 而且能有于生產(chǎn)同樣大小的小篩 只要將側(cè)抽 芯結(jié)構(gòu)換了就行 本次設(shè)計(jì)也把生產(chǎn)小篩的側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì) 關(guān)鍵詞 淘米篩 注射成形 點(diǎn)澆口 雙分型面 側(cè)抽芯 IV 目 錄 前 言 1 1 塑件工藝分析 2 1 1 成形工藝分析 2 1 1 1 塑件分析 3 1 1 2 選用塑件材料 3 1 1 3 分析研究原材料的工藝特性和成型性能 3 1 1 4 塑件對注射模設(shè)計(jì)的要求 4 1 2 塑件材料成型工藝參數(shù)確定 5 2 注塑機(jī)選用 6 2 1 確定所使用成 型設(shè)備的規(guī)格 6 3 模具結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 8 3 1 型腔尺寸計(jì)算 8 3 1 1 型腔徑向尺寸計(jì)算 8 3 1 2 型腔深度尺寸計(jì)算 9 3 2 型芯的尺寸計(jì)算 10 3 2 1 型芯的徑向尺寸計(jì)算 10 3 2 2 型芯高度尺寸計(jì)算 11 3 2 3 中心距的尺寸計(jì)算 12 3 3 圓形型腔側(cè)壁和底版厚度的計(jì)算 12 3 3 1 整體式圓形型腔側(cè)壁厚度的計(jì)算 12 3 3 2 整體式圓形型腔底版厚度的計(jì)算 13 3 4 選擇澆注系統(tǒng) 13 3 4 1 主流道的設(shè)計(jì) 13 3 4 2 分流道的設(shè)計(jì) 15 4 模具加熱 冷卻系統(tǒng)的確定 18 4 1 冷卻水體積流量的確定 18 4 2 冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 的確定 19 4 3 冷卻回路所需的總面積計(jì)算 20 4 4 冷卻回路的總長度的計(jì)算 20 4 5 冷卻水回路的布置 20 5 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22 V 5 1 塑件成型位置及分型面選擇 22 5 2 型腔數(shù)的確定 22 5 3 模具頂出機(jī)構(gòu)和抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 23 5 4 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 24 5 5 側(cè)抽芯設(shè)計(jì) 24 5 6 模具排氣設(shè)計(jì) 25 6 工藝參數(shù)的校核 26 6 1 最大注射量校核 26 6 2 鎖模力校核 26 6 3 注射壓力的校核 27 6 4 模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核 27 6 4 1 模具閉合高度校核 27 6 4 2 開模行程校核 27 6 4 3 動 定模固定板尺寸校核 28 7 模具總裝圖及模具的裝配 試模 29 7 1 模具總裝圖及模具的裝配 29 7 2 模具的安裝試模 30 7 2 1 試模前的準(zhǔn)備 30 7 2 2 模具的安裝及調(diào)試 30 7 2 3 試模 30 7 2 4 修模 31 7 2 5 檢驗(yàn) 31 致 謝 32 參考文獻(xiàn) 33 1 前 言 模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的主要工藝裝備 采用模具生產(chǎn)零部件 具有 高效 節(jié)材 成本低 保證質(zhì)量等一系列優(yōu)點(diǎn) 是當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段 許多 現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高 都取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平 事實(shí)上 在儀器儀表 家用電器 交通 通信等各行各業(yè)中 由 70 以上的產(chǎn) 品是用模具加工成型的 在日本 韓國等國家 其生產(chǎn)塑料模具與生產(chǎn)沖壓模具的 企業(yè)數(shù)量差不多相等 而在新加坡等國家 其生產(chǎn)塑料模具的企業(yè)已大大超過生產(chǎn) 沖壓模具的企業(yè) 我國香港和深圳等地區(qū) 其模具工業(yè)主要是塑料模具的制造與塑 料制件的生產(chǎn) 在江蘇 浙江 上海市及其以南地區(qū) 尤其在浙江省從事塑料模具 制造與塑料制件開發(fā)的個(gè)體企業(yè)也日益增多 綜上所述 塑料成型工業(yè)在基礎(chǔ)工業(yè) 中的地位和對國民經(jīng)濟(jì)的影響顯得日益重要 隨著機(jī)械工業(yè) 電子工業(yè) 航空工業(yè) 儀器儀表工業(yè)和日常用品工業(yè)的發(fā)展 塑料成型制件的需求量越來越多 質(zhì)量要求也越來越高 這就要求成型塑件模具的 開發(fā) 設(shè)計(jì)與制造水平也必須越來越高 本次設(shè)計(jì)也是對塑料制件的一個(gè)小小開發(fā) 用淘米篩淘米后篩內(nèi)的水能倒干凈 而且倒水時(shí)也不必用其它東西擋著米 米也不會流出篩外 此次設(shè)計(jì)共分七大章節(jié) 從對塑件的研究到塑模的設(shè)計(jì) 最后到模具的安裝試模 詳細(xì)的講解了注射成型模 具的設(shè)計(jì) 和設(shè)計(jì)中注意事項(xiàng)等等 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對我所學(xué)知識的一次總結(jié) 為以后更好的從事塑料制件的研發(fā) 從 事塑料模具的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ) 本次的設(shè)計(jì)查閱了大量的專業(yè)資料和書籍 多次請教 老師和同學(xué) 他們的幫助豐富了我的設(shè)計(jì)過程 為設(shè)計(jì)增加了很多色彩 由于個(gè)人水平有限 設(shè)計(jì)中難免存在不當(dāng)和錯(cuò)誤之處 懇請老師和各位領(lǐng)導(dǎo)批 評指正 我將在以后的工作學(xué)習(xí)中不斷思考和完善 2 1 塑件工藝分析 1 1 成形工藝分析 塑件及尺寸 如圖 1 1 所示 單位 mm 產(chǎn)品名稱 日用淘米篩 產(chǎn)品材料 聚乙烯 產(chǎn)品數(shù)量 大批量生產(chǎn) 圖 1 1 塑件圖 塑件整體尺寸 241 123 100 R r h 厚度為 2mm 通過計(jì)算得塑件面積為 1289 53 2cm 3 1 1 1 塑件分析 1 明確塑件設(shè)計(jì)要求 本塑件為家庭日常用品 結(jié)果簡單 尺寸精度和表面粗糙度要求為一般等級 2 明確塑件的生產(chǎn)批量 小批量生產(chǎn)時(shí) 為降低成本 模具盡量可能簡單 在大批量生產(chǎn)中 應(yīng)保證塑 件質(zhì)量前提下 盡量采用一模多腔或高速自動化生產(chǎn) 以縮短生產(chǎn)周期 提高生產(chǎn) 率 因此對模具的推出機(jī)構(gòu) 塑件和流道凝料的自動脫模機(jī)構(gòu)提出嚴(yán)格要求 該產(chǎn)品為大批量生產(chǎn) 故設(shè)計(jì)的模具要有較高的注塑效率 澆注系統(tǒng)要能自動 脫模 可采用點(diǎn)澆口自動脫模結(jié)構(gòu) 由于該塑件要求批量大 所以模具采用一模四 腔 同模異腔結(jié)構(gòu) 3 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量 通過計(jì)算得塑件體積為 32708 154 6cmcmV 得單個(gè)塑件質(zhì)量為 g2 95 708 1 4 塑件顏色 綠色 橘黃色 藍(lán)色等 1 1 2 選用塑件材料 表 1 1 材料性能參數(shù) 材料 代號 密度 kg m 3 收縮率 模具溫度 注射壓力 P 注 Mpa 最大不溢 料間隙 mm PE 940 960 1 5 3 6 60 70 60 100 0 02 PP 900 910 1 0 2 5 80 90 70 100 0 03 ABS 1030 1070 0 3 0 8 50 80 60 100 0 04 PVC 1380 0 6 1 5 30 60 80 130 0 03 根據(jù)設(shè)計(jì)要求和產(chǎn)品的使用條件和性能要求綜合比較選用聚乙烯 PE 為原材料 1 1 3 分析研究原材料的工藝特性和成型性能 1 塑件材料工藝特點(diǎn) 4 聚乙烯塑料重量輕 物理性能 化學(xué)性能及電氣性能等均很優(yōu)良 且很容易成 型 價(jià)格便宜 聚乙烯樹脂為無毒 無味 呈白色或乳白色 柔軟 半透明的大理 石狀粒料 密度為 0 91 0 96g cm 為結(jié)晶型塑料 聚乙烯按聚合時(shí)所采用的壓力的不同 可分為高壓 中壓和低壓聚乙烯高壓聚 乙烯的分子結(jié)構(gòu)不是單純的線型 而是帶有許多支鏈的樹枝狀分子 因此它的結(jié)晶 度不高 60 70 密度較低 相對分子質(zhì)量較小 常成為低密度聚乙烯 它的耐 熱性 硬度 機(jī)械強(qiáng)度等都較低 但是它的介電性能好 具有較好的柔軟性 耐沖 性及透明性 成形加工性能也較好 中 低壓聚乙烯的分子結(jié)構(gòu)是支鏈很少的線型 分子 其相對分子質(zhì)量 結(jié)晶度較高 高達(dá) 87 95 密度大 相對分子質(zhì)量大 常稱為高密度聚乙烯 它的耐熱性 硬度 機(jī)械強(qiáng)度等都較高 但柔軟性 耐沖性 及透明性 成形加工性能都較差 聚乙烯的吸水性極小 且介電性能與溫度 濕度無關(guān) 因此 聚乙烯是最理想 的高頻電絕緣材料 在介電性能上只有聚苯乙烯 聚異丁烯及聚四氟乙烯與之相比 2 主要用途 低壓聚乙烯可用于制造塑料管 塑料板 塑料繩以及承載不高的零件 如齒輪 中壓聚乙烯最適宜的成形方法有高速吹塑成形 可制造瓶類 包裝用的薄膜以及各 種注射成形制品 也可用在電信電纜上面 高壓聚乙烯常用于制造塑料薄膜 理想 的包裝材料 軟管 塑料瓶以及電氣工業(yè)的絕緣零件和電纜外衣等 3 成形性能 成形收縮率范圍及收縮值 方向性明顯 容易變形 翹曲 應(yīng)控制模溫 保持 冷卻均勻 溫定 流動性好且對壓力變化敏感 宜用高壓注射 料溫均勻 填充速 度應(yīng)快 保壓充分 冷卻速度慢 因此必須充分冷卻 模具應(yīng)設(shè)有冷卻系統(tǒng) 質(zhì)軟 易脫模 塑件有淺的側(cè)凹槽時(shí)可強(qiáng)行脫模 1 1 4 塑件對注射模設(shè)計(jì)的要求 1 塑件材料特性 聚乙烯不含或含有少量增塑劑 它的機(jī)械強(qiáng)度高 有較好的抗拉 抗彎 抗壓 和抗沖擊性能 對酸堿的抵抗能力極強(qiáng) 化學(xué)穩(wěn)定性好 價(jià)格低廉 但成形比較困 難 耐熱性不高 5 2 塑件材料成形性能 它的流動性差 過熱時(shí)極易分解 所以必須加入穩(wěn)定劑和潤滑劑并嚴(yán)格控制成 形溫度及溶料的滯留時(shí)間 成形溫度范圍小 必須嚴(yán)格控制料溫 模具應(yīng)有冷卻裝 置 采用帶預(yù)塑化裝置的螺桿式注射機(jī) 模具澆注系統(tǒng)應(yīng)粗短 澆口截面宜大 不 得有死角滯料 1 2 塑件材料成型工藝參數(shù)確定 查文獻(xiàn)得成形工藝參數(shù) 密度 0 91 0 97g cm 收縮率 1 5 3 6 預(yù)熱溫度 10 80 預(yù)熱時(shí)間為 1 2h 料筒溫度 中段 前段 170 200 后段 140 160 噴嘴溫度 230 240 模具溫度 60 70 注射壓力 60 100Mpa 成形時(shí)間 注射時(shí)間 15 60s 保壓時(shí)間 0 3s 冷卻時(shí)間 15 60s 成型周期 40 130s 6 2 注塑機(jī)選用 2 1 確定所使用成型設(shè)備的規(guī)格 根椐塑件的表面積和厚度可以粗略的算出塑件的體積為 32708 154 63cmcmV 因?yàn)槟＞咴O(shè)計(jì)為一模四腔 一次性注入的塑料的體積為塑件體積加澆注系統(tǒng)中塑料體積 通過估算知澆注系統(tǒng) 體積 所以一次性注入的塑料的體積為 392 516 708 1244 cmV 澆塑總 根據(jù)以上計(jì)算的數(shù)據(jù) 由塑料制品的體積或重量查文獻(xiàn) 1 的表 4 2 或查有關(guān)手冊可 選定注塑機(jī)型號 選用 XS ZY 1000 型臥式注射機(jī) 其性能參數(shù)如下 額定注射量 310cm 螺桿 注射 直徑 85 注射壓力 Mpa2 注射行程 60 注射方式 螺桿式 鎖模力 KN45 最大成形面積 2180cm 最大開合模行程 7 模具最大厚度 模具最小厚度 30 拉桿空間 m56 噴嘴直徑 7 噴嘴圓弧半徑 18 頂出形式 中心液壓頂出 兩側(cè)頂干機(jī)械頂出 動 定模固定板尺寸 m109 電動機(jī)功率 40 5 5 5 5 kW 7 螺桿驅(qū)動 13kN 加熱功率 16 5 W 機(jī)器外形尺寸 mm238017460 8 3 模具結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 為了降低模具加工難度和制造成本 在滿足塑件使用的前提下 用較低的尺寸 精度 查表得 塑件精度等級與塑料品種有關(guān) 根據(jù)塑料的收縮率的變化不同 塑 料的公差精度分為高精度 一般精度 低精度三種查手冊如表 3 1 表 3 1 塑料品種與精度等級 建議采用精度等級 塑料品種 高精度 一般精度 低精度 聚乙烯 5 6 7 由塑件的工作環(huán)境知道工件的精度要求較高 所以精度等級選擇一般精度 表 3 2 塑件成型工藝參數(shù) 材 料 代 號 密度 kg m 3 收縮 率 模具 溫度 注射壓力 P 注 Mpa 最大 不溢料間 隙 mm PE 940 960 1 5 3 6 60 70 60 100 0 02 PP 900 910 1 0 2 5 80 90 70 100 0 03 A BS 1030 1070 0 3 0 8 50 80 60 100 0 04 PV C 1380 0 6 1 5 30 60 80 130 0 03 3 1 型腔尺寸計(jì)算 計(jì)算中取聚乙烯 平均收縮率為 公差按照文獻(xiàn) 1 表 3 9 和表 3 10 中所 5 2 查的公差進(jìn)行計(jì)算 模具制造公差 統(tǒng)一取塑件尺寸公差的 31 3 1 1 型腔徑向尺寸計(jì)算 對于塑件 尺寸模具設(shè)計(jì) 塑件尺寸公差取 3 20m241 9 因?yàn)?012SL 式中 塑件形狀尺寸1S 塑件的平均收縮率 塑件的尺寸公差 模具制造公差 取塑件尺寸公差的 61 故 07 1 20 314325 215 L 對于塑件 尺寸模具設(shè)計(jì) 塑件尺寸公差取 3 20m 07 1 2 312538 2 4 L 對于塑件 尺寸模具設(shè)計(jì) 塑件尺寸公差取 1 72m6 57 0 72 133418 21 L 對于塑件 尺寸模具設(shè)計(jì) 塑件尺寸公差取 0 32mR 1 0 32 01497 25 L 對于塑件 尺寸模具設(shè)計(jì) 塑件尺寸公差取 1 28m68 43 0 28 135869 2151 L 3 1 2 型腔深度尺寸計(jì)算 對于塑件高度 尺寸模具設(shè)計(jì) 塑件尺寸公差取 1 68m 10 因?yàn)?012SH 塑件最高方向尺寸 故 56 0 68 1314 219 對于塑件高度 尺寸模具設(shè)計(jì) 塑件尺寸公差取 0 82m2 27 0 82 0319 25 1 H 對于塑件高度 尺寸模具設(shè)計(jì) 塑件尺寸公差取 0 46 15 0 46 031382 2 對于塑件高度 尺寸模具設(shè)計(jì) 塑件尺寸公差取 0 80m7 27 0 80 3135 2 H 對于塑件高度 尺寸模具設(shè)計(jì) 塑件尺寸公差取 0 524 17 0 52 0314853 25 3 2 型芯的尺寸計(jì)算 3 2 1 型芯的徑向尺寸計(jì)算 因?yàn)?012 Sl 大塑件內(nèi)形徑向的尺寸1l 對于 尺寸模具設(shè)計(jì) 塑件尺寸公差取 1 72m4 11 057 072 131 2 4 L 對于塑件 尺寸模具設(shè)計(jì) 塑件尺寸公差取 1 28m68 043 028 1327 2 1 L 對于塑件 尺寸模具設(shè)計(jì) 塑件尺寸公差取 3 2m 07 1 02 31342925 L 對于塑件 尺寸模具設(shè)計(jì) 塑件尺寸公差取 0 26m 09 026 314182 25 L 對于塑件 尺寸模具設(shè)計(jì) 塑件尺寸公差取 0 32mR 01 032 1528 25 L 3 2 2 型芯高度尺寸計(jì)算 對于塑件 尺寸的模具設(shè)計(jì) 塑件尺寸公差取 1 68m97 因?yàn)?012 Sh 塑件高度方向尺寸 故 056 068 13198 21 7 h 12 3 2 3 中心距的尺寸計(jì)算 對于塑件 尺寸的模具設(shè)計(jì) 塑件尺寸公差取 0 38m7 21 SC 模具上中心距尺寸 故 19 08 7 38 51 對于塑件 尺寸的模具設(shè)計(jì) 塑件尺寸公差取 1 72m 故 86 075 122 7 C 對于塑件 尺寸的模具設(shè)計(jì) 塑件尺寸公差取 3 54 故 75 132602 3 3 3 圓形型腔側(cè)壁和底版厚度的計(jì)算 圓形型腔是指模具型腔橫截面呈圓形的結(jié)構(gòu) 圓形型腔按結(jié)構(gòu)可以分為組合式 和整體式兩類 本次設(shè)計(jì)采用的是整體式 3 3 1 整體式圓形型腔側(cè)壁厚度的計(jì)算 由于型腔側(cè)壁厚度的計(jì)算比較麻煩 可由下表中的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出 表 3 3 矩形型腔壁厚尺寸 組合式型腔矩形型腔內(nèi)壁短邊 b 整體式型腔側(cè)壁厚 s 凹模壁厚 s1 模套壁厚 s2 40 25 9 22 40 50 25 30 9 10 22 25 50 60 30 35 10 11 25 28 60 70 35 42 11 12 28 35 70 80 42 48 12 13 35 40 13 80 90 48 55 13 14 40 45 90 100 55 60 14 15 45 50 100 120 60 72 15 17 50 60 120 140 72 85 17 19 60 70 140 160 85 95 19 28 70 80 本次設(shè)計(jì)取型腔側(cè)壁厚度 67mm 滿足要求 3 3 2 整體式圓形型腔底版厚度的計(jì)算 按強(qiáng)度條件計(jì)算 整體式圓形型腔的底版可視為周邊固定的圓板 在型腔內(nèi)熔 體壓力作用下 型腔底板最大應(yīng)力產(chǎn)生在底板周界 其數(shù)值為 2max43hpr 應(yīng)使 則型腔底板厚度為 ax 287 0prh 式中 h 型腔底板厚度 mm p 型腔內(nèi)單位面積溶體的壓力 MPa r 型腔內(nèi)壁半徑 mm 許用應(yīng)力 Pa 根據(jù)上式可以計(jì)算出值為 mprh 06 312087 87 02 取型腔底板厚度值為 50mm 滿足要求 3 4 選擇澆注系統(tǒng) 澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴起到型腔入口為止的塑料熔體的流動通道 3 4 1 主流道的設(shè)計(jì) 主流道為直接與注塑機(jī)的噴嘴連接的部分 便于流道凝料從主流道襯套中拔出 14 主流道設(shè)計(jì)成圓錐形 錐角 粗糙度 取 與噴嘴對接處設(shè)計(jì)成 4 63 0 Ra5 半球形凹坑 球半徑略大于噴嘴頭半徑 取 R 20mm 小端直徑取 5mm 主流道直徑計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式 4mKVD 式中 主澆道大頭直徑 m 流經(jīng)主澆道的熔體體積 3c 因熔體材料而異的常數(shù) 表 3 4 K 值 塑料種類 PSPE APCOMCA 值K5 2455 11 225 故 mD13 主流道襯套的材料常用 T8A T10A 制造 熱處理后硬度為 50 55HRC 主流道 襯套與定模板采用 H7 m6 的過渡配合 主流道襯套與定位圈采用 H9 m9 的過渡配合 其結(jié)構(gòu)形式如圖 6 1 圖 3 1 主流道簡圖 3 4 2 分流道的設(shè)計(jì) 指塑料熔體從主流道進(jìn)入多腔模各個(gè)型腔的通道 對熔體流動起分流轉(zhuǎn)向作用 15 要求熔體壓力和熱量在分流道中損失小 1 分流道的截面形狀及尺寸 分流道的截面形狀有 圓形 梯形 u 形 半圓形 矩形 分流道的長度應(yīng)盡 可能的短 少彎折的減少壓力損失和熱量損失 分流道的表面粗糙度為 Ra 1 6mm 如表 3 5 分流道截面形狀和特征比較 特征 截面形狀 熱量損失 加工性能 流動阻力 效果 U 形 較小 易 小 良 半圓形 小 較難 小 最佳 梯形 較小 易 較小 良 矩形 大 易 大 不良 通過以上截面形狀的對比 顯然圓形截面形狀效果最佳 但其加工較難 但需 開設(shè)在分型面兩側(cè) 在制造時(shí)一定要注意模板上兩部分形狀對中吻合 U 形和梯形 都為常用形式 因梯形在設(shè)計(jì)時(shí)易確定尺寸 所以梯形截面形狀為最佳選擇 分流道計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式 4265 0Lmb h3 式中 b 梯形大底邊寬度 m m 塑件的質(zhì)量 g 分流道長度 L h 梯形的高度 mm 各種塑料的分流道推薦值 故 4265 0Lmb 2531 16 mbh832 取 o10 其中分流道長度 L 取 253mm 其結(jié)構(gòu)如圖所示 圖 3 2 分流道簡圖 2 澆口的設(shè)計(jì) 澆口的作用是使料流加速 并控制襯料時(shí)間 控制料流狀態(tài) 常用的截面形狀 有圓形和矩形兩種 澆口位置的選擇 盡量縮短流動距離 保證熔料能迅速地充滿 型腔 澆口開在塑件壁厚處 且應(yīng)減少熔痕 有利于型腔氣體的排出 所以 塑件 的澆口選擇在塑件的壁厚處 由于大塑件所填充塑料多 為此 在大塑件處的兩壁 厚處各設(shè)一澆口 這樣可以提高充模速度 對于小塑件的澆口設(shè)在塑件的中心線上 小塑件為對稱圓形 盡量縮短流動距離 保證熔料能迅速地充滿型腔 澆口開在 塑件壁厚處 且應(yīng)減少熔痕 有利于型腔氣體的排出 所以 塑件的澆口選擇在淘 米篩的底部中央處 由于塑件所填充塑料多 這樣可以提高充模速度 且有利于氣 體排出 澆口尺寸選定 點(diǎn)澆口的直徑計(jì)算公式 4206 Akd 4189 m1 式中 點(diǎn)澆口的直徑 dm k 系數(shù) 依塑料種類而異 表 3 4 K 值 17 塑料種類 PVCSE PACPOMVAC k 值 9 06 8 07 08 塑件在澆口處的壁厚 mm 型腔表面積A 澆口圖形如下圖 圖 3 3 澆口圖形 18 4 模具加熱 冷卻系統(tǒng)的確定 4 1 冷卻水體積流量的確定 冷卻回路的設(shè)計(jì)應(yīng)做到回路系統(tǒng)內(nèi)流動的介質(zhì)能充分吸收成形塑件所傳導(dǎo)的熱 量 使模具成形表面的溫度穩(wěn)定地保持在所需的溫度范圍內(nèi) 并且要做到使冷卻介質(zhì) 在回路系統(tǒng)內(nèi)流動暢通 無滯留部位 一般水孔的直徑可根據(jù)塑件的平均壁厚來確定 平均壁厚為 時(shí) 水孔直徑m2 可取 平均壁厚為 時(shí) 水孔直徑可取 平均壁厚為m10 8m4 21 0 時(shí) 水孔直徑可取 由塑件壁厚為 2mm 取冷卻水通道直徑6410 d 10mm 假如塑料樹脂在模內(nèi)釋放的熱量全部由冷卻水傳導(dǎo)的話 即忽略其他傳熱因素 那么模具所需的冷卻水體積流量則可用下式計(jì)算 2160 cMqV 式中 冷卻水體積流量 v min 3 單位時(shí)間注射入模具內(nèi)的樹脂質(zhì)量 h kg 單位質(zhì)量樹脂在模具內(nèi)釋放的熱量 q K J 冷卻水比熱容 c Kg J 冷卻水的密度 3m 冷卻水出口處溫度 1 冷卻水入口處溫度 2 由于計(jì)算麻煩不方便 設(shè)計(jì)時(shí)可以考慮經(jīng)驗(yàn)值 由下表可查得冷卻水體積流量 值 表 4 1 冷卻水流速與水孔直徑的關(guān)系 冷卻水通道直徑 d mm 最底流速 v m s 冷卻水體積流量 V min3 19 8 1 66 5 0 310 10 1 32 6 2 12 1 10 7 4 3 15 0 87 9 2 10 20 0 66 12 4 3 25 0 53 15 5 30 0 44 18 7 310 查表得 最底流速 v 1 32 m s 冷卻水體積流量 V 6 2 3 min 4 2 冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 的確定 冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 可用下式計(jì)算 2 0 8d 式中 冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) KmW 2 冷卻水在該溫度下的密度 3g 冷卻水的流速 s 冷卻水孔直徑 d 與冷卻水溫度有關(guān)的物理系數(shù) 值查表 4 2 表 4 2 水的 值與其溫度的關(guān)系 平均水 溫 5 10 15 20 25 30 35 40 45 56 值 6 16 6 60 7 06 7 50 7 95 8 40 8 84 9 28 9 66 10 05 20 故 6 95 10 2 6840 2 38 0 KmW 2 4 3 冷卻回路所需的總面積計(jì)算 冷卻回路所需總表面積可按下式計(jì)算 WM qA 360 式中 冷卻回路總表面積 2m 單位時(shí)間內(nèi)注入模具中樹脂的質(zhì)量 Mh kg 單位質(zhì)量樹脂在模具內(nèi)釋放的熱量 q K J 冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) m W 2 模具成形表面的溫度 M 冷卻水的平均溫度 W 2564 023 9310mCA 4 4 冷卻回路的總長度的計(jì)算 冷卻回路總長度可用下式計(jì)算 d AL 10 式中 冷卻回路總長度 Lm 冷卻回路總表面積 A2 冷卻水孔直徑 d mL32 01 64 21 4 5 冷卻水回路的布置 冷卻水回路的布置一般遵循以下幾點(diǎn) 1 冷卻水道應(yīng)盡量多 截面尺寸應(yīng)盡量大 型腔表面的溫度和冷卻水道的數(shù)量 截面尺寸及冷卻水的溫度有關(guān) 2 冷卻水道離模具型腔表面的距離一般為 10 15mm 3 澆口處應(yīng)加強(qiáng)冷卻和冷卻水道的出入口溫差盡量小 4 對于聚乙烯 聚丙烯等收縮率大的塑料 冷卻水道應(yīng)盡量沿著塑料收縮的方 向設(shè)置 5 冷卻水道的布置應(yīng)盡量避開塑件易產(chǎn)生熔接痕的部位 該模具設(shè)計(jì)中冷卻水道的布置如下圖 22 圖 4 1 冷卻道分布圖 23 5 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 1 塑件成型位置及分型面選擇 選擇分型面時(shí)的考慮方向 1 塑件開模后留在動模上 2 分型面的痕跡不影響塑件的外觀 3 澆注系統(tǒng)和澆口的合理安排 4 推桿的痕跡不露在塑件的外觀上 5 使塑件易于脫模 分型面設(shè)計(jì) 分型面溢料是熱固性塑料注射模的突出問題 因此要求減少接觸面積 增加接 觸壓力 以改善塑料溢邊問題 型腔周圍外部的平面凹下 0 5 1 0mm 分型面上不 允許有孔穴或凹坑 表面硬度在 HRC30 以上 圖 5 1 分型面示意圖 5 2 型腔數(shù)的確定 由塑件決定 模具采用一模兩腔結(jié)構(gòu) 澆口形式采用點(diǎn)澆口 24 圖 5 2 型腔分布圖 5 3 模具頂出機(jī)構(gòu)和抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 當(dāng)動定模合攏后就構(gòu)成了型腔 為了保證動定模合攏時(shí)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 合模導(dǎo) 向機(jī)構(gòu) 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具中的作用 一是定位作用 模具每次合攏時(shí) 都有一 個(gè)唯一的準(zhǔn)確方位 從而保證型腔的正確形狀 二是導(dǎo)向作用 引導(dǎo)動定模正確閉 合 避免凸模式型芯先進(jìn)入型腔而損壞 三是承受一定的側(cè)壓力 在成行過程中承 受單向側(cè)壓力 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要由導(dǎo)柱和導(dǎo)套組成 圖 5 3 模具的導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合形式及設(shè)計(jì)尺寸 25 5 4 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 塑件在模腔中成形后 便可以從模具中取下 但在塑件取下以前 模具必須完 成一個(gè)將塑件從模腔中推出的動作 模具上完成這一動作機(jī)構(gòu)稱為脫模推出機(jī)構(gòu) 推出機(jī)構(gòu)的組成 第一部分是直接作用在塑件上將塑件推出的零件 第二部分 是用來固定推出零件的零件 有推桿固定板 推板等 第三部分是用作推出零件推 出動作的導(dǎo)向及和模時(shí)推遲推出零件復(fù)位的零件 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)使塑件脫模時(shí)不發(fā)生 變形或損傷塑件的外觀 圖 5 4 推出機(jī)構(gòu) 5 5 側(cè)抽芯設(shè)計(jì) 側(cè)抽芯設(shè)計(jì)形狀及圖形如下圖 圖 5 5 生產(chǎn)淘米篩的抽芯機(jī)構(gòu) 26 圖 5 6 生產(chǎn)小篩的抽芯機(jī)構(gòu) 抽芯距的確定 抽芯距 s 是將型芯從成型位置抽到不妨礙塑件脫模的位置 型芯 滑塊 所需要移 動的距離 其值可用下式計(jì)算 mS3 21 型芯成型部分的深度 單位為 mm1S 故 43 2 5 6 模具排氣設(shè)計(jì) 通過對模具型腔的研究 采用配合間隙排氣的方式為最優(yōu) 間隙值為 0 03 mm 這種類型的排氣形式 其配合間隙不能超過 0 05 mm 一般為 0 03 0 05mm 視成型塑料的流動性性能的好差而定 27 6工藝參數(shù)的校核 6 1 最大注射量校核 注射機(jī)的最大注塑量應(yīng)大于制品的重量或體積 包括流道及流口凝料和飛邊 通常注塑機(jī)的實(shí)際注塑量是注塑機(jī)的最大注塑量的 0 25 0 8 最好在注塑機(jī)的 最大注塑量 0 8 附近 所以 選用的注塑機(jī)最大注塑量應(yīng) 機(jī)澆塑 件機(jī) VnV25 08 0 式中 注塑機(jī)的最大注塑量 單位 機(jī)V3cm 注塑機(jī)的體積 單位 塑 料 該產(chǎn)品 V 塑件 128 708 3c 澆注系統(tǒng)體積 單位 澆 m 該產(chǎn)品 51 6澆 3c 型腔數(shù)目n 故 304 788 06 51248 0472 652 04 cmVV 澆塑機(jī)澆塑 確定的注塑機(jī)注塑量為 1000 所以 滿足要求 3cm 6 2 鎖模力校核 KNAnPFm72 3872 601 4501 式中 熔融型料在型腔內(nèi)的壓力 由文獻(xiàn) 1 表 4 1 查的m 單個(gè)塑件在分型面上的投影面 A2cm 28 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面 2A2cm 注塑機(jī)的額定鎖模力 KNF 型腔數(shù)目 n 所以選定的注塑機(jī)鎖模力為 4500 KN 滿足條件 6 3 注射壓力的校核 MPaPKkpimi 78603 1 2max 式中 熔融型料在型腔內(nèi)的壓力 即型腔壓力 由文獻(xiàn) 1 表 4 1 查的 塑件成型所需的注射壓力ipa 注射機(jī)標(biāo)定的注射壓力 即額定注射壓力 max MPa 壓力損失系數(shù) 取 1 3 2 3 k 安全系數(shù) 取 1 25 1 4 K 澆注系統(tǒng)等的壓力損失 p 所以選定的注塑機(jī)的注射壓力為 121 滿足條件MPa 6 4 模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核 6 4 1 模具閉合高度校核 模具實(shí)際厚度 H 模 666mm 注塑機(jī)最小模具厚度 H 最大 700 最小模具厚度 H 最小 300 mm 即 最大 H 模 H 最小 故滿足要求 6 4 2 開模行程校核 6 5 1 所選的注塑機(jī)的最大行程與模具厚度無關(guān) 故注塑機(jī)的開模行程應(yīng)滿足 下式 10 5HaS21 m 式中 S 注射機(jī)最大開模行程 29 a 中間板與定模板之間的分開距離 H1 推出距離 H2 包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度 滿足要求 mHa 703461097140 521 6 4 3 動 定模固定板尺寸校核 即 模具長 x 寬 動定模固定板尺寸 模具的長寬為 730 x730 動定模固定板尺寸 900 x1000 滿足要求 30 7 模具總裝圖及模具的裝配 試模 7 1 模具總裝圖及模具的裝配 圖 7 1 模具裝配圖 模具總裝配圖的技術(shù)要求內(nèi)容 1 對于模具某些系統(tǒng)的性能要求 2 對模具裝配工藝的要求 例如模具裝配后分型面的貼合面的貼合間隙應(yīng)不大 于 模具上 下面的平行度要求 并指出由裝配決定的尺寸和對該尺寸的m05 要求 3 模具使用 裝拆方法 4 防氧化處理 模具編號 刻字 標(biāo)記 油封 保管等要求 5 有關(guān)試模及檢驗(yàn)方面的要求 7 2 模具的安裝試模 7 2 1 試模前的準(zhǔn)備 試模前要對模具及試模用的設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn) 模具的閉合高度 安裝與注射機(jī)的 31 各個(gè)配合尺寸 推出形式 開模距 模具工作要求等符合所選設(shè)備的技術(shù)條件 檢 查模具各個(gè)滑動零件配合間隙適當(dāng) 無卡住及緊澀現(xiàn)象 活動要靈活 可靠 起止 位置的定位要準(zhǔn)確 各鑲嵌件 緊固件要牢固 無松動現(xiàn)象 各種水管接頭 閥門 附件 備件要齊全 對于試模設(shè)備也要進(jìn)行全面檢查 即對設(shè)備的油路 水路 電 路 機(jī)械運(yùn)動部位 各操縱件和顯示信號要檢查 調(diào)整 使之處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài) 7 2 2 模具的安裝及調(diào)試 模具的安裝是指將模具從制造地點(diǎn)運(yùn)至注塑機(jī)所在地 并安裝在指定注射機(jī)的 全過程 模具安裝到注射機(jī)上要注意以下幾個(gè)問題 1 模具的安裝方位要滿足設(shè)計(jì)圖樣的要求 2 模具中有側(cè)向滑動機(jī)構(gòu)時(shí) 盡量使其運(yùn)動方向?yàn)樗椒较?3 當(dāng)模具長度與寬度尺寸相差較大時(shí) 應(yīng)盡可能使較長的邊與水平方向平行 4 模具帶有液壓油路接頭 氣路接頭 熱流道元件接線板時(shí) 盡可能放置在非 操作一側(cè) 以免操作不方便 模具在注射機(jī)上的固定多采用螺釘 壓板的形式 一般每側(cè)采用 4 8 塊壓板 對稱布置 模具安裝于注射機(jī)上之后 要進(jìn)行空循環(huán)調(diào)整 其目的在于檢驗(yàn)?zāi)＞呱细鬟\(yùn)動 機(jī)構(gòu)是否可靠 靈活 定位裝置是否有效作用 要注意以下幾個(gè)方面 1 合模后分型面不得有間隙 要有足夠的合模力 2 活動型芯 推出及導(dǎo)向部位運(yùn)動及滑動要平穩(wěn) 無干涉現(xiàn)象 定位要正確 可靠 3 開模時(shí) 推出要平穩(wěn) 保證將塑件及澆注系統(tǒng)凝料推出模具 4 冷卻水要暢通 不漏水 閥門控制正常 7 2 3 試模 將模具安裝在注射機(jī)上 選用合格的原料 根據(jù)推薦的工藝參數(shù)調(diào)整好注射機(jī) 采用手動操作 開始注射時(shí) 首先采用低壓 低溫和較長的時(shí)間條件下成形 如果 型腔未充滿 則增加注射時(shí)的壓力 在提高壓力無效的時(shí) 可以適當(dāng)提高溫度條件 試模注射出樣件 試模過程中 應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)記錄 將結(jié)果填入試模記錄卡 并保留 試模的樣件 32 7 2 4 修模 雖然是在選定成型材料 成型設(shè)備時(shí) 在預(yù)想的工藝條件下進(jìn)行模具設(shè)計(jì) 但 是人們的認(rèn)識往往是不完善的 因此必須在模具加工完成以后 進(jìn)行試模試驗(yàn) 看 成型的制件質(zhì)量如何 發(fā)現(xiàn)總是以后 進(jìn)行排除錯(cuò)誤性的修模 塑件出現(xiàn)不良現(xiàn)象的種類居多 原因也很復(fù)雜 有模具方面的原因 也有工藝 條件方面的原因 二者往往交只在一起 在修模前 應(yīng)當(dāng)根據(jù)塑件出現(xiàn)的不良現(xiàn)象 的實(shí)際情況 進(jìn)行細(xì)致地分析研究 找出造成塑件缺陷的原因后提出補(bǔ)救方法 因 為成型條件容易改變 所以一般的做法是先變更成型條件 當(dāng)變更成型條件不能解 決問題時(shí) 才考慮修理模具 修理模具更應(yīng)慎重 沒有十分把握不可輕舉妄動 其原因是一旦變更了模具條件 就不能再作大的改造和恢復(fù)原狀 7 2 5 檢驗(yàn) 通過試?？梢詸z驗(yàn)出模具結(jié)構(gòu)是否合理 所提供的樣件是否符合用戶的要求 模具能否完成批量生產(chǎn) 針對試模中發(fā)現(xiàn)的問題 針對試模中發(fā)現(xiàn)的問題 對模具 進(jìn)行修改 調(diào)整 再試模 使模具和生產(chǎn)的樣件滿足客戶的要求 試模合格的模具 應(yīng)清理干凈 涂防銹油入庫保存 33 致 謝 幾個(gè)月的時(shí)間在緊張和忙碌中過去了 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我在校期間的最后一次作業(yè) 它的完成為我的大學(xué)生活畫上了圓滿的句號 它是對我所學(xué)知識的一次總結(jié) 從設(shè) 計(jì)的過程中不僅能復(fù)習(xí)以前學(xué)過的知識 同時(shí)也讓我學(xué)到了很多新知識 鍛煉了我 的自學(xué)能力 培養(yǎng)了我與老師 同學(xué)的合作意識 轉(zhuǎn)眼間就要告別大學(xué)校園 離開我敬愛的老師和親愛的同學(xué)們 從此告別學(xué)生 的身份 心中還真有點(diǎn)依戀 但更多的是感激 因?yàn)閹啄陙頍o論是在學(xué)習(xí)或生活中 都遇到過許多的困難和挫折 但在老師和同學(xué)的幫助下 在自己的努力下 這些挫 折和困難不僅沒阻礙我前進(jìn)的道路 反而成為我向上走的階梯 我將對那些曾給我 鼓勵(lì) 幫助和資助的老師和同學(xué)滿懷感激 永遠(yuǎn)不會忘記 在此對他們表示衷心的 感謝 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成 我要衷心感謝我的指導(dǎo)老師 我進(jìn)入大學(xué)后的第一節(jié) 課就是老師講的 機(jī)械制圖 從第一節(jié)課到現(xiàn)在 老師總是給予我們無私的關(guān)懷和 幫助 老師具有淵博的學(xué)術(shù)知識 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度 勤勉的工作作風(fēng) 敏銳的思路 和實(shí)事求是的工作作風(fēng) 老師對我的嚴(yán)格要求使我受益匪淺 享用終生 老師的鼓 勵(lì)和支持還有幫助給我?guī)碜龅母玫男判暮蛣恿?在此我要真誠的向老師說聲 老師您辛苦了 謝謝您對我教導(dǎo) 謝謝老師 我將在以后的工作中更加努力 不斷 學(xué)習(xí) 做出更好的成績 向在百忙之中評閱本設(shè)計(jì)的各位評委老師表示最誠摯的謝意 向所引用文獻(xiàn)的作者表示最誠摯的感謝 最后祝大家都能工作順利 萬事如意 天天好心情 34 參考文獻(xiàn) 1 屈華昌編著 塑料成形工藝與模具設(shè)計(jì) 高等育出版社 2007 2 鄭大中 譚平寧 李明編著 模具結(jié)構(gòu)圖冊 機(jī)械工業(yè)出版社 1998 3 王永平編著 注塑模具設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)評 機(jī)械工業(yè)出版社 2004 4 喬世民主編 機(jī)械制造基礎(chǔ) 高等教育出版社 2006 5 編寫組編著 塑料模具設(shè)計(jì)手冊 機(jī)械工業(yè)出版社 1982 6 編寫組編著 塑料模設(shè)計(jì)手冊 機(jī)械工業(yè)出版社 1994 7 李秦蕊主編 塑料模具設(shè)計(jì) 西安工業(yè)大學(xué)出版社 1988 8 成都工學(xué)院四系編 塑料成型模具 內(nèi)部 1977 9 李德群等編 塑料成型模具設(shè)計(jì) 華中理工大學(xué)出版社 1990 10 張如彥等譯 塑料注射成型與模具 中國鐵道出版社 1987 11 李鐘猛編著 型腔模設(shè)計(jì) 西北電訊工程學(xué)院出版社 1985 12 卜建新編著 側(cè)澆口點(diǎn)澆口并用的雙層型腔注射模 模具工業(yè) 1992 13 李大樹編著 分流道截面形狀和尺寸計(jì)算的探討 模具工業(yè) 1991 14 許發(fā)樾 模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊 機(jī)械工業(yè)出版社 1994 15 彭建聲 秦曉剛編著 模具技術(shù)問答 機(jī)械工業(yè)出版社 1996