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斜三通注塑模具設計 機械學院 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 設計題目 斜三通注塑模具設計 學生姓名 學 號 專業(yè)班級 指導教師 斜三通注塑模具設計 目 錄 1 緒論 1 1 1 模具工業(yè)在國民經濟中的重要地位 1 1 2 中國塑料工業(yè)的發(fā)展 3 2 方案論證 4 3 產品工藝性分析 5 3 1 產品材料分析 5 3 1 1 成型特點 6 3 1 2 注射成型工藝參數(shù) 6 3 2 塑件結構和尺寸精度分析 7 3 2 1 其塑件的產品結構圖如下 8 3 2 2 產品形狀分析 8 4 模具的計算 10 4 1 注塑機的選擇 10 4 2 具體模具尺寸計算 13 4 2 1 開模行程 13 4 2 2 厚度計算 14 4 2 3 型腔 型芯尺寸確定 15 4 2 4 脫模力的計算 18 4 2 5 脫模機構的設計 19 4 2 6 側向分型與抽芯機構設計 21 4 2 7 其它零部件的設計 25 5 塑料模具的裝配 28 5 1 塑料模零件組裝 28 5 2 裝配調試的工藝要求及注意問題 29 設計總結 29 致謝 31 參 考 文 獻 31 斜三通注塑模具設計 1 緒論 1 1 模具工業(yè)在國民經濟中的重要地位 模具是工業(yè)生產的基礎工藝裝備 振興和發(fā)展我國的模具工業(yè) 日益受到 人們的重視和關注 在電子 汽車 電機 電器 儀器 儀表 家電和通訊等 產品中 60 80 的零部件 都要依靠模具成形 用模具生產制件所表現(xiàn)出來的 高精度 高復雜程度 高一致性 高生產率和低消耗 是其他加工制造方法所 不能比擬的 模具又是 效益放大器 用模具生產的最終產品的價值 往往 是模具自身價值的幾十倍 上百倍 模具生產技術水平的高低 已成為衡量一 個國家產品制造水平高低的重要標志 在很大程度上決定著產品的質量 效益 和新產品的開發(fā)能力 鑒于振興我國模具工業(yè)的重要性 在 1989 年 3 月國務院頒布的 關于當前 產業(yè)政策要點的決定 中 把模具列為機械工業(yè)技術改造序列的第一位 生產 和基本建設序列的第二位 1997 年以來 國家又相繼把模具及其加工技術和設備列入了 當前國家重 點鼓勵發(fā)展的產業(yè) 產品和技術目錄 和 鼓勵外商投資產業(yè)目錄 經國務 院批準 從 1997 年到 2002 年 對全國部分重點專業(yè)模具廠實行增值稅返還 70 的 優(yōu)惠政策 以扶植模具工業(yè)的發(fā)展 1999 年 7 月國家計委和科學技術部發(fā)布的 當前國家優(yōu)先發(fā)展的高新技術 產業(yè)化重點領域指南 目錄 把電子專用工模具 塑料成形新技術與新設備 快速原型制造工藝及成套設備 激光加工技術及成套設備 汽車關鍵零部件等 等 都列進去了 1999 年 8 月 20 日黨中央和國務院發(fā)布的 關于加強技術創(chuàng)新發(fā)展高科技 實現(xiàn)產業(yè)化的決定 指出 要在電子信息特別是集成電路設計與制造 網絡及 通訊 計算機及軟件 數(shù)字化電子產品等方面 在生物技術及新醫(yī)藥 新技術 新能源 航天航空 海洋等有一定基礎的高新技術產業(yè)領域 加強技術創(chuàng)新 形成一大批擁有自主知識產權 具有競爭優(yōu)勢的高新技術產業(yè) 要加強傳統(tǒng)產 斜三通注塑模具設計 業(yè)的技術升級 注重電子信息等技術與傳統(tǒng)產業(yè)的嫁接 大幅度提高國產技術 裝備的水平 所有這些 都充分體現(xiàn)了國務院和國家有關部門對發(fā)展模具工業(yè)的重視和 支持 從以下四個方面 可以看出模具工業(yè)在國民經濟中的重要地位與作用 第一 模具工業(yè)是高新技術產業(yè)的一個組成部分 例如 屬于高新技術領 域的集成電路的設計與制造 不能沒有做引線框架的精密級進沖模和精密的集 成電路塑封模 計算機的機殼 接插件和許多元器件的制造 也必須有精密塑 料模具和精密沖壓模具 數(shù)字化電子產品 包括通訊產品 的發(fā)展 沒有精密模 具也不行 不僅電子產品如此 在航天航空領域也離不開精密模具 例如 形 狀誤差小于 0 1 0 3 的空空導彈紅外線接收器的非球面反射鏡 就必須用高 精度的塑料模具成形 因此可以說 許多高精度模具本身就是高新技術產業(yè)的 一部分 有些生產高精度模具的企業(yè) 已經被命名為 高新技術企業(yè) 第二 模具工業(yè)又是高新技術產業(yè)化的重要領域 用信息技術帶動和提升 模具工業(yè)的制造技術水平 是推動模具工業(yè)技術進步的關鍵環(huán)節(jié) CAD CAE CAM 技術在模具工業(yè)中的應用 快速原型制造技術的應用 使模具 的設計制造技術發(fā)生了重大變革 模具的開發(fā)和制造水平的提高 還有賴于采 用數(shù)控精密高效加工設備 逆向工程 并行工程 敏捷制造 虛擬技術等先進 制造技術在模具工業(yè)中的應用 也要與電子信息等高新技術嫁接 實現(xiàn)高新技 術產業(yè)化 第三 模具工業(yè)是裝備工業(yè)的一個組成部分 在 1998 年以前 許多人把機 械工業(yè)當作一般的加工工業(yè) 1998 年 11 月召開的中央經濟工作會議 首次明 確提出了加大裝備工業(yè)的開發(fā)力度 推進關鍵設備的國產化 將機械工業(yè)作為 裝備工業(yè) 把它同一般的加工工業(yè)區(qū)別開來 是對機械工業(yè)在國民經濟中的地 位與作用的重新定位 模具作為基礎工藝裝備 在裝備工業(yè)中自然有其重要地 位 因為國民經濟各產業(yè)部門需要的裝備 其零部件有很大一部分是用模具做 出來的 第四 模具工業(yè)地位之重要 還在于國民經濟的五大支柱產業(yè) 機械 斜三通注塑模具設計 電子 汽車 石化 建筑 都要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應 機械 電子 汽車工業(yè)需要大量的模具 特別是轎車大型覆蓋件模具 電子產品的精密塑料 模具和沖壓模具 目前在質與量上都遠不能滿足這些支柱產業(yè)發(fā)展的需要 這 幾年 我國每年要進口近 10 億美元的模具 我國石化工業(yè)一年生產 500 多萬噸 聚乙烯 聚丙烯和其他合成樹脂 很大一部分需要塑料模具成形 做成制品 才能用于生產和生活的消費 生產建筑業(yè)用的地磚 墻磚和衛(wèi)生潔具 需要大 量的陶瓷模具 生產塑料管件和塑鋼門窗 也需要大量的塑料模具成形 從五大 支柱產業(yè)對模具的需求當中 也可以看到模具工業(yè)地位之重要 1 2 中國塑料工業(yè)的發(fā)展 塑料模具產業(yè)近年來在我國發(fā)展很快 隨之而來的是日益激烈的市場競爭 加入 WTO 后 外資模具廠家進入國內市場 要在激烈的競爭中脫穎而出 發(fā)展 模具標準件 實施模具的專業(yè)化生產至關重要 發(fā)展模具標準件對縮短模具設計制造周期 降低模具生產成本 提高模具 質量都具有十分重要的意義 如果能夠實現(xiàn)模具標準件的專業(yè)化生產和商品化 供應 將能極大地促進我國模具工業(yè)的發(fā)展 國外發(fā)達國家模具標準化程度為 70 80 而我國只有 30 左右 如能廣泛應用模具標準件 將會縮短模具設計制造周期 25 40 并 可減少由于使用者自制模具件而造成的工時浪費 應用模具 CAD CAM 技術設計 模具已較為普遍 推廣使用模具標準件 能夠實現(xiàn)部分資源共享 這會大大減 少模具設計的工作量和工作時間 對于發(fā)展 CAD CAM 技術 提高模具的精密度 有重要意義 以往的模具即使只損壞了一個部件 也將無法使用 由于不是標準件 市 場上很難有相應產品 要到生產廠家去更換部件 費時費力 而如果采用標準 件 則可以很方便的維修 更換 這將大大提高模具的使用壽命 現(xiàn)在 國內企業(yè)已認識到了模具標準化的重要性 目前有一定生產規(guī)模的 模具標準件生產企業(yè)有 100 余家 主要產品有塑料模架 側沖裝置 推桿推管 等 其中塑料模架已可生產較大型產品 為發(fā)展大型精密模具打下了基矗雖然 斜三通注塑模具設計 國內模具產業(yè)有了長足的發(fā)展 但與國外相比差距仍然很大 實施模具的專業(yè)化生產是加快產業(yè)發(fā)展的重要環(huán)節(jié) 我國不少地區(qū)相繼建 立了地區(qū)性的模具城 對發(fā)展模具工業(yè)起到了積極作用 如浙江寧波的余姚模 具城是國內第一家模具城 現(xiàn)已有模具企業(yè)數(shù)百家 并已推動了余姚當?shù)睾椭?邊地區(qū)模具工業(yè)發(fā)展 成功地實施了模具專業(yè)化生產的深圳 模具加工企業(yè)已有近千家 其模具企業(yè)建立質量保障體系的意識很強 申請 ISO9000 認證的熱情高漲 都認識到專業(yè)化生產是進入國際市場的通行證 外商獨資的模具企業(yè)在深圳占 絕對優(yōu)勢 專業(yè)技術水平全國領先 新技術應用廣 模具品種齊全 質量較高 制模周期短 除汽車用的大型覆蓋件模具以外的各類模具 這些企業(yè)均能制作 如高速銑加工 氣輔注塑 逆向工程 熱流道技術 快速原型技術等 深圳的模具企業(yè)不僅在技術上實現(xiàn)了專業(yè)化 在模具企業(yè)的生產管理方面 也有越來越多的采用以設計為龍頭 按工藝流程安排加工的專業(yè)化生產方式 降低了對模具工人技術全面性的要求 強調專業(yè)化 盡管如此 深圳生產的模 具還只能說屬于中上等層次 一些關鍵模具如復印機主框架模具 照相機和攝 像機用等高精尖模具尚需要進口 實施標準化 專業(yè)化推動了我國塑料模具加工工業(yè)的發(fā)展 并將繼續(xù)為我 國塑料模具生產企業(yè)提高技術水平 增強競爭實力 加快融入國際大市場的步 伐提供必要的技術保障 2 方案論證 對于一個塑件的模具設計的第一步驟就是型腔數(shù)目的確定 單型腔模具的優(yōu)點是 塑件精度高 工藝參數(shù)易于控制 模具結構簡單 模 具制造成本低 周期短 缺點是 塑件成型的生產率低 成本高 單型腔模具 適用于塑件較大 精度要求較高或者小批量及試生產 多型腔模具的優(yōu)點是 塑件成型的生產率高 成本低 缺點是 塑件精度 低 工藝參數(shù)難以控制 模具結構復雜 模具制造成本高 周期長 多型腔模 斜三通注塑模具設計 具適用于大批量 長期生產的小塑件 確定型腔數(shù)目的方法 1 根據(jù)經濟性 n NYt 60C1 1 2 式中 n 每副模具中型腔的數(shù)目 N 計劃生產塑件的總量 Y 單位小時模具加工的費用 t 成型周期 min C1 每個型腔的模具加工費用 元 2 根據(jù)鎖模力 n Q p A2 A1 式中 Q 注射機鎖模力 KN p 型腔內熔體的平均壓力 Mpa A2 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 A1 每一個塑件在分型面上的投影面積 3 根據(jù)塑件的精度 根據(jù)經驗 在模具中每增加一個型腔 塑件的尺寸精度就 要降低 4 由于制品尺寸精度要求不高 且尺寸屬于中型 產量為中批量 所 以選擇采用一模一腔 4 根據(jù)注射量 n 0 8G m2 m1 式中 G 注射機的最大注射量 g m1 單個塑件的重量 g m2 澆注系統(tǒng)的重量 g 根據(jù)產品需要 該塑件為一模一腔 斜三通注塑模具設計 3 產品工藝性分析 3 1 產品材料分析 PVC 聚 氯 乙 烯 化 學 和 物 理 特 性 剛 性 PVC 是 使 用 最 廣 泛 的 塑 料 材 料 之 一 PVC 材 料 是 一 種 非 結 晶 性 材 料 PVC 材 料 在 實 際 使 用 中 經 常 加 入 穩(wěn) 定 劑 潤 滑 劑 輔 助 加 工 劑 色 料 抗 沖 擊 劑 及 其 它 添 加 劑 PVC 材 料 具 有 不 易 燃 性 高 強 度 耐 氣 侯 變 化 性 以 及 優(yōu) 良 的 幾 何 穩(wěn) 定 性 PVC 對 氧 化 劑 還 原 劑 和 強 酸 都 有 很 強 的 抵 抗 力 然 而 它 能 夠 被 濃 氧 化 酸 如 濃 硫 酸 濃 硝 酸 所 腐 蝕 并 且 也 不 適 用 與 芳 香 烴 氯 化 烴 接 觸 的 場 合 3 1 1 成型特點 PVC 在 加 工 時 熔 化 溫 度 是 一 個 非 常 重 要 的 工 藝 參 數(shù) 如 果 此 參 數(shù) 不 當 將 導 致 材 料 分 解 的 問 題 PVC 的 流 動 特 性 相 當 差 其 工 藝 范 圍 很 窄 特 別 是 大 分 子 量 的 PVC 材 料 更 難 于 加 工 這 種 材 料 通 常 要 加 入 潤 滑 劑 改 善 流 動 特 性 因 此 通 常 使 用 的 都 是 小 分 子 量 的 PVC 材 料 PVC 的 收 縮 率 相 當 低 一 般 為 0 2 0 6 注 塑 模 工 藝 條 件 干 燥 處 理 通 常 不 需 要 干 燥 處 理 熔 化 溫 度 185 205C 模 具 溫 度 20 50C 注 射 壓 力 可 大 到 1500bar 保 壓 壓 力 可 大 到 1000bar 注 射 速 度 為 避 免 材 料 降 解 一 般 要 用 相 當 快 地 的 注 射 速 度 流 道 和 澆 口 所 有 常 規(guī) 的 澆 口 都 可 以 使 用 如 果 加 工 較 小 的 部 件 最 好 使 用 針 尖 型 澆 口 或 潛 入 式 澆 口 對 于 較 厚 的 部 件 最 好 使 用 扇 形 澆 口 針 尖 型 澆 口 或 潛 入 式 澆 口 的 最 小 直 徑 應 為 1mm 扇 形 澆 口 的 厚 度 不 能 小 于 1mm 斜三通注塑模具設計 3 1 2 注射成型工藝參數(shù) 預熱和干燥 80 85 螺桿轉速 30 60r min 料筒溫度 前部 200 210 中部 210 230 后部 180 200 模具溫度 50 70 注射壓力 70 90MP a 保壓壓力 50 70MP a 注射時間 3 5S 保壓時間 15 30S 冷卻時間 15 30S 總周期 40 70S 3 2 塑件結構和尺寸精度分析 塑件結構工藝性 直接關系到其成形模具結構 類型 生產周期與成本 只有符合模塑工藝要求塑件設計 才能順利成形 確保內在與外觀質量 達到高效率生產和低成本的目地 要求設計的模具在生產過程中不能出現(xiàn) 外觀質量 困氣 飛邊 燒焦 粘模等問題 3 2 1 其塑件的產品結構圖如下 斜三通注塑模具設計 技 術 要 求使 用 工 作 壓 力 使 用 溫 度 度 使 用 介 質 是 中 性 酸 堿 流 體 3 2 2 產品形狀分析 1 測孔 從本產品圖可以看出零件有側孔 在設計時應重視 針對此種結構在設計 時要用楔塊和斜導柱配合實現(xiàn)型芯的運動 2 脫模斜度 由于制品在冷卻后產生收縮 會緊緊包住型心或行腔突出的部分 為了使制 件能夠順利從模具中取出或者脫模 必須對塑件的設計提出脫模斜度的要求 斜三通注塑模具設計 要求在塑件設計時或者在模具設計時給予充分的考慮 設計出脫模斜度 目前 并沒有精確的計算公式 只能靠前人總結的經驗資料 塑件的脫模斜度與塑料 的品種 制件形狀以及模具結構均有關 一般情況下取 0 5 度 最小為 15 分到 20 分 下表為常用的脫模斜度 幾種塑料的常用脫模斜度 制品 斜度 聚酰胺 通用 聚酰胺 增強 聚乙稀 聚甲基 丙稀酸 甲脂 聚丙烯 聚碳酸 脂 ABS 塑料 型 腔 20 40 20 50 20 45 20 40 25 45 35 1 35 1 30 脫 模 斜 度 型 心 25 40 20 40 20 45 30 1 20 45 30 50 35 1 3 尺寸精度分析 塑件的尺寸精度是指成型后所獲得的塑件產品尺寸和圖紙中尺寸的符合程 度 一般而言 塑件尺寸精度是取決于塑料因材質和工藝條件引起的塑料收縮 率范圍大小 模具制造精度 型腔型芯的磨損程度以及工藝控制因素 而模具 的某些結構特點又在相當大程度的影響塑件的尺寸精度 故而 塑件的精度應 盡量選擇的低些 對于本產品 圖紙未注明尺寸精度 我們取 IT10 級精度 IT8 0 72mm 此值由下表查知 表 3 4 精度等級選用推薦值 類別 塑料品種 建議采用的等級 高精度 一般精度 低精度 PS ABS 聚甲苯丙烯酸甲脂1 PC 3 4 5 斜三通注塑模具設計 PSU 聚砜 PF 氨基塑料 30 玻璃纖維增強塑料 聚酰胺 6 66 610 9 10 10 氯化聚乙醚2 PVC 硬 4 5 6 POM PP3 PE 低密度 5 6 7 PVC 4 PE 高密度 6 7 8 由于沒有規(guī)定制品尺寸精度 查表精度為 6 8 4 模具的計算 4 1 注塑機的選擇 1 制品的體積估算 把 45 斜三通管分為三部分 三段直徑為 127mm 的端部為 主干直徑為1V 110 4mm 部分為 分支直徑為 110 4mm 部分為2V3 1V 691585 86mm 2 292425 46mm 3V 3 670 2 94 61 23 70 1 8 2 94 4 859 22 2 94 45 2 10 2 9 2 4 10 斜三通注塑模具設計 204067 66mm 3321 98 1076 204 9586 15 mV 總 2 根據(jù)體積選擇注射機 1 注件 8 0 得 件注 V 1188078 98 0 8 1485098 73 3m 1485 10 c 由此確定是用臥式螺桿式 其容量 60 3cm 2 根據(jù)塑件的計算體積 選擇設備型號規(guī)格 注射機額定注射量 8 0jsBGn n 型腔數(shù) 澆注系統(tǒng)重量 g jG 塑件重量 g s 注射機額定注射量 g B 估算澆注系統(tǒng)的體積 根據(jù)澆注系統(tǒng)初步設計方案選擇直接澆口jV 算得 1952 82 2jm c 則澆注系統(tǒng)塑料重量 jjG g76 2381 式中 為塑料容重 UPVC 的容重 1 38 3 cm 斜三通注塑模具設計 塑件重量 gVGgs 164038 1 由于模具型腔數(shù)選擇為 1 個 即 n 1 所以 gnjsB 45 2038 7648 0 從計算結果 并根據(jù)塑料注射機技術規(guī)格選用 SZY 2000 型注射機 參考 塑料模設計手冊 3 鎖模力的校核 F jsmAnP 式中 注射力 由 實用模具設計與制造手冊 查得 80 130Mpa 由于選用單腔注射 所以取 100Mpa m mP 塑件在分型面上得投影面積 sA2 澆注系統(tǒng)在分型面上得投影面積 j F 注射機額定鎖模力 參考 塑料模設計手冊 F 6000kn 投影面積計算 sA 221 54 31927 106 1985 7 mS j 26 394m 則 jsmnP KN316 48316 654 19 0 由于 F 6000KN 故滿足 F jsmAnP SZY 2000 型注射機的一些重要特征如下 螺桿直徑 90 110 120mm 取 110mmsdsd 斜三通注塑模具設計 注射壓力 13500MAXV注 2 cmN 鎖模力 6000KN鎖P 最大模具厚度 mm 不用墊板 800 用墊板 500 鎖模方式 液壓 機械 模板最大距離 mm 15500L 模板行程 755mm1 圓嘴圓弧半徑 R 18mm 噴嘴孔徑 d 10mm 噴嘴移動距離 噴嘴可伸出模板反裝模面 25mm 4 2 具體模具尺寸計算 4 2 1 開模行程 10 5 21 HSk 115 44 107 232 5mm 755mm 式中 注射機行程 755mm kSkS 脫模距離 頂出距離 1H 塑件高度 澆注系統(tǒng)高度2 所以 滿足條件 注 對于 SZY 2000 的開模行程由脫模曲肘的運動或移模油缸決定 開模 行程與模具安裝高度無關 斜三通注塑模具設計 4 2 2 厚度計算 1 側壁計算 把型腔看作圓形型腔 A 剛度計算 1 rPEtc 式中 r 凹模型腔內半徑 mm 凹模側壁厚度 mm ct P 模腔壓力 Mpa 常取 25 45Mpa 泊松比 由于材料選用 38CrMoAl 所以 值為 0 25 0 3 E 彈性模量 Mpa E 取 210Gpa mtc 67 01 28 0 453 12 5 B 強度計算 12 Prtc 式中 材料許用應力 Mpa 塑性材料 取ns 2 38CrMoAl 的 nMPas835 mtc 18 7452832 1 2 底板厚度 A 剛度計算 斜三通注塑模具設計 3 4P7 0 Ertd 式中 凹模底板厚度 mm dt P 模腔壓力 Mpa E 彈性模量 Mpa 凹模型腔內半徑 mm r 成型零件的許用變形量 mm mtd 15 24 01 23573 B 強度計算 rtd 18 202835 P2 1 4 2 3 型腔 型芯尺寸確定 查表得 1 5 0 6 maxSminS 平均收縮率 05 12iaxcp 由 實用模具設計與制造手冊 查得該塑件為 5 級精度 按該精度等級 從表 6 45 中查到尺寸 基本尺寸 L mm 公差數(shù)值 50 65 0 46 80 100 0 60 100 120 0 68 120 140 0 76 200 225 1 10 280 315 1 40 斜三通注塑模具設計 成型零件得制造公差 一般取塑件公差 得 1 3 1 6 對中小型塑件Z 取 對大型塑件取 31Z 31 型腔徑向尺寸 ZxSLcpsm 0 式中 塑料平均收縮率 cp 塑件公差 mm 成型零件制造公差 mm Z 修正系數(shù) 一般為 1 2 3 4 公差值大取小值x 型腔徑向尺寸 mm mL 塑件外形基本尺寸 mm s 取 1 2 1 6 s076 12 xZ m127 06 mL 127 0127 0 615 s mtd68 04 8294 mL m13 013 02 15 0 1 型腔高度 ZxSHcpsm 0 式中 型腔高度 mm m 塑件高度基本尺寸 mm s 修正系數(shù) 一般為 1 2 1 3 當制品尺寸較大 精度較低時取 x 斜三通注塑模具設計 小值 反之取大值 mHs04 128395 取 1 2 按 1 6 代入公式 得 xZ mm 23 023 078541105 283 Hs01 6 m 183 0183 0627205 2 型芯徑向尺寸 0ZxSllcpsm 式中 型芯徑向尺寸 mm 塑件內形基本尺寸 mm slmls68 031 mm 013 013 8262105 ls60 294 m 01 01 4956215 型芯高度 0 ZxShcpsm 式中 型芯高度 mm m 塑件孔深基本尺寸 mm shs 40 128395 斜三通注塑模具設計 mhm 023 023 6784105 283 s1 06 hm 0183 0183 725 2 4 2 4 脫模力的計算 初始脫模力 當脫模開始時 阻力最大 推桿剛度及強度應按此時的受力計算 亦即無 視脫模斜度 0 由于 1 875 321 tr 所以制品屬于厚壁制品 應按厚壁圓形件計算 fkmLSErQ 1 rtk 2 式中 脫模力 N Q t 塑件平均壁厚 mm E 塑料彈性模量 2 cm S 塑料平均成形收縮率 L 包容凸模的長度 cm 塑料與鋼的摩擦系數(shù)f m 塑料的泊松比 r 圓柱形半徑 cm 25 103cmNE 斜三通注塑模具設計 47 35 6802 1735 043 28981 0 kcmrmf cLSt 代入式中 NQ31 5264 017 35 01 328 4 2 5 脫模機構的設計 1 推桿的設計 估計推桿長度 底板厚度 型腔高度 空余值 取 424mm 圓形推桿直徑 d 4132 6 QEnl 式中 d 圓形推桿直徑 mm 推桿長度系數(shù) 取 0 7 l 推桿長度 cm n 推桿數(shù)量 E 推桿材料的彈性模量 2 cmN 合金鋼 E 210Gpa 710 Q 總脫模力 N 斜三通注塑模具設計 mcd 5 13 31 52610 23476 47 取 d 16mm 推桿的應力校核 sdnQ 24 式中 推桿應力 2cmN 推桿鋼材的屈服極限強度s 2c 合金鋼 42000 s2 scmN 230 196 354 滿足條件 推桿選 A 型推桿 Ld0 2016 274 推桿圖 2 復位桿設計 復位桿與頂桿安裝在同一固定板上 工作端面低于動模表面 選用沉頭內六角螺釘 數(shù)量為 2 采用 45 鋼 頂部淬火處理 硬 度為 HRC43 48 表面粗糙度為 左右 6 1aR 3 頂出導向裝置設計 5 HRC 斜三通注塑模具設計 采用導柱導向 因導柱只起導向作用 不考慮受壓力的作用 所以只需保證能導向就行了 選取帶頭導柱 3 根 采用 T8A 滲碳 0 5 0 8 淬火 HRC50 55 4 推板尺寸設計 31 54 0YBEQLH 式中 H 推板厚度 cm L 推桿間距 cm 初選 L 10 6cm Q 總脫模力 N E 鋼材的彈性模量 一般中碳鋼 E 2 cmN27 10 2cmN B 推板寬度 cm 參照 實用模具設計與制造手冊 初選 B 25cm Y 推板允許最大變形量 cm 一般為塑件在脫模方向的尺寸公差 的 1 5 1 10 得 Y 0 003 代入 得 cmH39 2 0 251 36 6054 17 取 H 4cm 所以 推板的尺寸為 推桿固定板的厚度是m42 25mm 4 2 6 側向分型與抽芯機構設計 sinco AhqQ 式中 Q 抽拔力 N 斜三通注塑模具設計 A 型芯被塑件包緊的斷面形狀周長 mm h 型芯成形深度 mm q 由于塑件收縮形成的單位正壓力 一般取 8 12Mpa 摩擦系數(shù) 取 0 1 0 2 脫模斜度 由 實用模具設計與制造手冊 查的 為 0 初取 2 50 2 01894 MPaqmhA 代入 得 NQ24 1750 2sinco2 0 184 95 B 短斜導柱 mh 21 380 sin2co 0 1654 29 1 抽芯距 長斜導柱 S 218 3 221mm 短斜導柱 S 65 3 68 2 斜導柱尺寸計算 由于抽芯方向與模具安裝平面平行 tgSHL sin3 式中 S 抽芯距 mm 斜導柱工作部分長度 mm 3L 斜導柱安裝角度 一般取 不大于 初取 2015 25 0 H 抽芯距為 S 時所需開模行程 mm 代入 得 斜三通注塑模具設計 mtgH L19 6072 4sin3 斜導柱的直徑計算 A 長斜導柱 NtgQSkhN 83 16427 27506 158 20 3 2211 所受正壓力 N NQ16 58920sin1 20cos3 647 175sinco 21 直徑 d mNLd 62 1 0137 cos6589 1 033 取 d 40mm 式中 Q 抽拔力 許用抗彎強度 由于斜導柱選用材料為 T8A 所以 137Mpa 長度計算 mdShL 37 1940216 20cos51sinco432 取 L 720mm 長斜導柱圖 斜三通注塑模具設計 B 短斜導柱 NtgQSkhN 65 421 38015 620 2211 所受正壓力 N NQ46 91220sin1 20cos65 4 38sinco 21 直徑 d mNLd 85 7 103 2cos469 1 033 取 d 20mm 長度計算 mdshL 03 2618 920cos51inco431 取 L 263mm 0 841 608 R20 5 斜三通注塑模具設計 4 2 7 其它零部件的設計 1 支架 參照 實用模具設計與制造手冊 選用規(guī)格為 的模架組合 m560 材料選用 45 鋼 2 澆注系統(tǒng) A 澆口 選用直接澆口 開在定模上 由于澆口尺寸大 熔體壓力損失小 流 體阻力小 進料快 容易成型 適用于任何塑料 常用于成型單腔模 大而深的殼體制品 材料選用 T8A 熱處理硬度為 HRC50 55 澆注口圖 取 d 10 06mm 1 5 0 1 5 0 d 取42 3 取 2 1 9 1 RmR1 tgD65 8 4206 斜三通注塑模具設計 其中 噴嘴直徑 d 噴嘴球半徑 1R B 定位圈 選用 型定位圈 材料 45 鋼 熱處理 43 48HRC 3 冷卻系統(tǒng)的設計 參考 塑料模具技術手冊 求塑件每小時在模內釋放出的熱量 Q A 由 塑料模具技術手冊 表 3 41 查的 UPVC 成形時放出的熱焓量 KgJi 10 35 103 0 36775hJGQi 式中 G 單位時間內注入模具的塑料質量 Kg h B 求冷卻水的體積流量 V min 1043 6 27 104863 60 321tCVi 式中 C 冷卻水的比熱容 kKgJ 冷卻水的密度 3m 冷卻水的出口溫度 1t 冷卻水的入口溫度 2 C 求冷卻水直徑 根據(jù)體積流量 由 塑料模具技術手冊 表 3 14 查找 選 d 10mm D 求冷卻水孔的流速 vsmdVv 36 10 4622 E 求冷卻水孔壁與冷卻水間的傳熱系數(shù) 由表 3 38 查得 時水的 c 30 斜三通注塑模具設計 得 40 8 108 601 396 232 2 0 kmWdv F 求冷卻水孔總傳熱面積 A 23 7013 2 40 18 630 360TGAwi 式中 模具溫度 wT 冷卻水的平均溫度 G 求冷卻水孔總長度 L mTvdLwi 41 0 2 74 01 369 4 8360 360 8 78 0 H 求模具上應開設的冷卻水孔數(shù) n 孔 17 1056 dlAn 式中 模具密度 l I 冷卻水流動狀態(tài)校核 當平均溫度為 23 5 時 由 塑料模具技術手冊 圖 3 319 查得 水c 的運動粘度 109 26sm 46105 3 vdRe 故冷卻水屬于穩(wěn)定湍流狀態(tài) 冷卻效果良好 J 冷卻水進出口溫差校核 cvCdGti 736 1048701 9390 2221 斜三通注塑模具設計 與原設定值一致 5 塑料模具的裝配 塑料模具裝配時常用的裝配基準大致分為兩種 以塑料模中的主要工作零 件如型芯 型腔和鑲塊等為裝配基準件 模具的其它零件都依靠裝配基準件進 行順序裝配 有導柱 導套的模具 以模板側面為基準進行修配和裝配 5 1 塑料模零件組裝 型芯壓入前 通常在固定板的孔口加工出工藝倒角或引入錐度 有利于型芯 壓入組裝和保證型芯垂直度 將型芯尖角部位修成 R0 3 圓弧 或將固定板孔角 部用鋸條修出槽 型芯壓入過程中要多次檢查型芯的垂直度和方位 然后按劃 線加工定模固定板型孔 將預加工的型芯精修成型 將動定模固定板疊合在一 起 使分型面緊密貼合 然后夾緊 下一步是將型芯壓入固定并配合緊密 裝 配后 型芯外露部分要符合圖紙要求 分別將導套 導柱壓入定模 固定模并 檢查導套 導柱的松緊程度 將定模上平面磨平 然后將動模固定板下平面磨 平 再將滑塊型芯裝入導滑槽 并推至端面與定模定位面相接觸 將滑塊上固 定螺釘 使滑塊與滑塊面均勻接觸 同時分型面間留有 0 2mm 的間隙 此間隙 可用塞尺檢查 用壓力機將澆口套壓入定模板 將定模板 復鉆螺孔后 擰入 螺釘和敲入銷釘緊固 將動模板 支架復鉆后擰入螺釘緊固 各部分裝配完成 后 檢查制品 驗證模具質量狀況 發(fā)現(xiàn)問題可以調整 導柱導套孔在整個模具裝配過程中的順序基本上有兩種 若選定型芯和型 腔為裝配基準時 則導柱導套孔的加工順序應安排在完成型芯 型腔的組裝 合模后進行 若塑件結構形狀使型芯 型腔在合模后很難找正相對位置 或者 模具設有斜滑塊機構時 則要先加工裝配導柱導套 作為模具裝配基準 未淬硬模板上導柱導套孔的加工 可在坐標鏜床上分別加工或將動 定模 板疊合在一起用工藝銷釘定位后在車床 立銑和鏜床上加工 斜三通注塑模具設計 5 2 裝配調試的工藝要求及注意問題 1 試模前 應對零件的裝配過程再次檢查一遍 以防安裝模具過程中造成傷 人 同時必須對設備的油路 水路進行檢查 并按規(guī)定作好開機前的準備 2 開模試模時 原則上選擇在低壓 低溫和較長的時間條件下成型 然后按 壓力 時間 溫度這樣的先后順序變動 3 注射成型時 可選用高速和低速兩種工藝 一般在制件壁厚面大時采用高 速注射成型 4 對粘度高和熱穩(wěn)定差的塑件 采用較慢的螺桿轉速和略低的背壓加料和預 塑 而粘度低和熱穩(wěn)定性好的塑料 可采用較快的螺桿轉速和略高的背壓 5 試模后 將模具清理干凈 涂上防繡油 然后分別入庫和返修 設計總結 經過了一年對模具專業(yè)課程的學習 自覺收獲頗多 領會了模具設計的要 領 但經此次畢業(yè)設計 方覺自身知識欠缺太多 思維局限于書本 許多實際 生產方面的知識極其欠缺 就該制品整體結構而言并不是很復雜 塑件本身精度要求不高 但由于制 件內有 45 度的斜抽芯 需要設置斜型芯 其中三個型芯都的利用斜導柱和楔塊 的配合來實現(xiàn)型芯的運動 來實現(xiàn)型芯的靈活運動 在整個設計過程中 多方面查找數(shù)據(jù) 圖紙 不厭其煩地進行多種設計方案 的比較選擇 同時求教于老師和同學 忙碌了一個月多余 終于有了一定的成 果 畢業(yè)設計是綜合運用所學知識進行設計實踐的環(huán)節(jié) 對我們在生產實際中 進行調查研究的能力 觀察問題 分析問題能力的培養(yǎng)至關重要 通過畢業(yè)設 計的鍛煉 我們運用所學知識的能力 解決問題的能力 創(chuàng)新設計的能力都得 斜三通注塑模具設計 到了很好的鍛煉和加強 畢業(yè)設計使我學到了不少新知識和研究方法 完善了知識結構 它使我在 大學里所學的全部基礎理論知識 專業(yè)技術知識得到了融會貫通 使我增強了 解決實際生產問題的能力 讓我深刻認識到了理論與時間相結合的重要性 三 個月的畢業(yè)設計 我有以下幾點體會 首先 理論與實踐相結合的重要性 以前在學習理論課 基礎課的時候 自己不十分注意理論聯(lián)系實際 通過畢業(yè)設計我認識到只有把所學知識運用到 實踐中去才能發(fā)揮知識的最大魅力 畢業(yè)設計運用到了以前所學的所有基礎理 論知識和專業(yè)技術知識 現(xiàn)在都需要重新復習一遍 因此畢業(yè)設計也是對以前 所學知識的總結 其次 團隊協(xié)作精神 我們組每個人的設計任務是不相同的 但是所運用 到的知識還是有共同之處的 我們在一起的時候經常交流自己設計部分的進展 情況 互相提供有用的資料 在相互幫助中 我們也解決了許多難題 可以說 每個人的設計部分都和其他人的幫助使分不開的 小組成員集體討論對我?guī)椭?特大 讓我深深感到團隊的力量 培養(yǎng)了我的團隊 協(xié)作精神 它將對我以后 的學習和生活產生深遠影響 再次 獨立思考問題 解決問題的能力 小組集體討論固然重要 但個人 的獨立思考問題 解決問題的能力也必不可少 在做畢業(yè)設計期間 我經常去 圖書館 上網 查對自己有用的資料 有時候為了想出解決一個設計要點的方 法 整天心思都在那上面 畢業(yè)設計讓我從傳統(tǒng)的被動性學習 轉變?yōu)橹鲃有?學習 從閉門讀書 死記硬背模式學習 轉變?yōu)檠芯啃?合作性學習 使工作 學習 生活步入系統(tǒng)化流程等 我認為這種改變是質的飛躍 經過兩個多月的磨練和奮斗 感覺自己進步很大 發(fā)現(xiàn)了自己的能力和未 被挖掘的潛力 畢業(yè)設計不僅使我完善和復習了以前所學知識 同時從老師和 同組同學那里學到了在課本上學不到的知識 它們將對我以后的工作 學習和 生活產生深遠影響 總之 一句話 畢業(yè)設計使我受益匪淺 其中不乏出現(xiàn)問題 如 如何實現(xiàn)型芯的先出后進 也就是如何運用斜導 柱控制 還有由于缺乏經驗不乏有一些模板厚度出現(xiàn)較大誤差 等等 斜三通注塑模具設計 致謝 經過這兩個多月時間的緊張忙碌和工作 本次畢業(yè)設計已經接近尾聲 由 于經驗的匱乏 難免有許多考慮不周全的地方 如果沒有老師的督促和指導 以及在一起設計的同學們的支持 想要完成這個設計是難以想象的 最大的困 難就是以前從未接觸過模具這一塊知識 等于說一切從頭開始 在這里我首先要感謝我的指導老師蔣國興老師 蔣老師平日里工作繁多 但在我做畢業(yè)設計的每個階段 比如設計草案的確定和修改 中期檢查 后期 詳細設計 裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導 從來不因為我的專 業(yè)底子太差而放棄對我的教育 他總是細心地糾正圖紙中的每一個錯誤 除了 敬佩蔣老師的專業(yè)水平外 他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的 榜樣 并將積極影響我今后的學習和工作 其次要感謝我的同班同學 在我做畢業(yè)設計期間給予了我很大的幫助 在 我苦惱的時候為我分憂解難 讓我感受到集體的溫暖 激勵我奮發(fā)向前 勇于 面對一切困難 感謝大學三年來所有的老師 為我們打下機械專業(yè)知識的基礎 老師的教育不僅讓我學到了專業(yè)知識 掌握了相關技術 提高了自身素質 更 使我對人生充滿了憧憬 在往后的征途中 我會加倍努力的工作和學習 祝福 老師 同學們 祝老師們永遠幸福 安康 祝同學們事事稱心如意 早日覓到 合意的工作 斜三通注塑模具設計 參 考 文 獻 1 馮炳堯等主編 模具設計與制造簡明手冊 上?？茖W技術出版社 1984 2 邱宣懷等主編 機械設計 高等教育出版社 1997 3 郭芝俊 左寶山等主編 機械設計便覽 天津技術出版社 1986 4 李海梅 塑料模具 CAE 技術概況及發(fā)展趨勢 工程塑料應 用 2001 29 2 40 5 陳靜波 王利霞 注塑模中冷卻系統(tǒng)的流動分析 模具工 業(yè) 1998 4 30 6 成都科技大學等 塑料成型模具 中國輕工出版社 1982 7 陳靜波 申長雨 注射模冷卻分析設計系統(tǒng)的研究與開發(fā) 中國塑 料 1999 13 4 93 8 汪 游 接線盒注射模設計 模具工業(yè) 2002 8 36 9 向雄方 頂塊頂件方式在注射模中的應用 模具工業(yè) 2001 2 38 10 朱錫坤等 帶定模推出機構的模具設計 模具工業(yè) 2002 8 40 11 屈華昌 杯蓋內襯塑料注射模設計 模具工業(yè) 2004 6 43 12 申開智主編 塑料成型模具 中國輕工業(yè)出版社 2003 13 現(xiàn)代模具編委會 塑料成型原理與注塑模設計 國防出版社 1996 斜三通注塑模具設計