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目錄 摘要 1 前言 2 1 彩色迷你塑料盆景花盆塑件的工藝分析 4 1 1 塑件成形工藝分析 4 1 2 塑件成形工藝參數確定 5 2 模具基本結構設計及模架選擇 7 2 1 確定成形方法 7 2 2 型腔布置 7 2 3 分型面設計 8 2 4 澆注系統(tǒng)設計 9 2 5 脫模機構設計 14 2 6 導向機構的設計 14 2 7 選擇模架 15 3 選擇成形設備 17 3 1 注塑機的選擇 17 3 2 工藝參數的校核 17 4 模具 結構尺寸的設計計算 19 4 1 型腔尺寸計算 20 4 2 型芯的尺寸計算 21 4 3 模具冷卻 加熱系統(tǒng)計算 22 5 模具的工作原理 25 6 模具總裝圖及模具的裝配 試模 26 6 1 模具總裝圖及模具的裝配 26 6 2 模具的安裝試模 27 結 束 語 29 致 謝 31 參考文獻 32 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 1 摘要 塑料制品具有原料來源豐富 價格低廉 性能優(yōu)良等特點 它在電腦 手機 汽車 電機 電器 儀器儀表 家電和通訊產品制造中具有不可替代的作用 應用極其廣泛 注射成形是成形熱塑件的主要方法 因此應用范圍很廣 注射成形是把塑料原料放入料筒中經過加熱熔化 使之成為高黏度的流體 用柱塞 或螺桿作為加壓工具 使熔體通過噴嘴以較高壓力注入模具的型腔中 經過冷卻 凝固 階段 而后從模具中脫出 成為塑料制品 本次的畢業(yè)設計是花盆的注塑模的設計 塑料花盆具有重量輕 易清潔 色彩豐富 耐腐蝕老化 強度高 使用壽命長 制作方便 價格低廉等特點 是陶土盆景花盆的理 想替代品 也是花盆的必然發(fā)展方向 依據產品的數量和塑料的工藝性能確定塑件采用注射成形法生產 該產品設計為大 批量生產 故設計的模具要有較高的注塑效率 澆注系統(tǒng)要能夠自動脫模 此外為保證 塑件表面質量采用點澆口 因此選用雙分型面注射模 點澆口自動脫模結構 模具的型 腔采用一模兩腔平衡布置 澆注系統(tǒng)采用點澆口成形 推出形式為四推桿推出機構完成 塑件的推出 由于塑件的工藝性能要求注塑模中有冷卻系統(tǒng) 因此在模具設計中也進行 了設計 本次的設計中不僅參考了大量紙質文獻 而且在互聯(lián)網上查閱資料 設計過程 比較完整 關鍵詞 雙分型面注射模具 彩色 盆景花盆 硬聚氯乙烯 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 2 前言 模具的重要意義 模具是工業(yè)生產的重要裝備 是國民經濟的基礎設備 是衡量一個國家和地區(qū)工業(yè) 水平的重要標志 模具在電子 汽車 電機 電器 儀器儀表 家電和通訊產品制造中 具有不可替代的作用 是工業(yè)發(fā)展的基石 被人稱為 工業(yè)之母 和 磁力工業(yè) 模具是制造業(yè)的重要基礎裝備 是工業(yè)化國家實現產品批量生產和新產品研發(fā)所不可 缺少的工具 用模具生產制品所表現出來的高效率 低消耗 高一致性 高精度和高復 雜程度是其他任何制造方法所不及的 換句話說 沒有高水平的模具就不會有高水平的 工業(yè)產品 模具業(yè)是否強盛也反映出一個國家工業(yè)的強弱 塑料制品和注射成形在模具業(yè)的重要地位 塑料制品具有原料來源豐富 價格低廉 性能優(yōu)良等特點 它在電腦 手機 汽車 電子 汽車 電機 電器 儀器儀表 家電和通訊產品制造中具有不可替代的作用 應 用極其廣泛 注射成形是成形熱塑件的主要方法 因此應用范圍很廣 注射成形是把塑料原料放 入料筒中經過加熱熔化 使之成為高黏度的流體 用柱塞或螺桿作為加壓工具 使熔體 通過噴嘴以較高壓力注入模具的型腔中 經過冷卻 凝固階段 而后從模具中脫出 成 為塑料制品 塑料注射成形工藝的最大特點是復制 能夠復制出所需任意數量的可直接使用或稍 作處理即可使用的制品 是一種適宜大批量生產的工藝 雖然在設備上投入較大 但是 可以生產制品的數量非常大 實屬一種經濟快捷的生產方式 因此得到廣泛的應用和快 速的發(fā)展 模具在我國的發(fā)展歷程 過去在我國工業(yè)中 模具長期未受到重視 改革開放以來 塑料成形 家用電器 儀 表 汽車等行業(yè)進入大批量生產 模具工業(yè)有了一定的發(fā)展 隨著現代工業(yè)發(fā)展的需要 塑料制品在工業(yè) 農業(yè)和日常生活等各個領域的應用越來越廣泛 質量要求也越來越高 當今社會的進步和發(fā)展 使原有的商品已經不能滿足人們對物質的需求 然而有些商品 的制造必須依靠模具才能夠生產加工出來 因此 模具的發(fā)展與人們的生活關系越來越 緊密 如我們使用的電腦 手機 汽車等產品都要依靠模具 在塑料制品的生產中 高 質量的模具設計 先進的模具制造設備 合理的加工工藝 優(yōu)質的模具材料和現代化的 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 3 成形設備等都是成形優(yōu)質塑件的重要條件 我國模具工業(yè)雖然有了長足的發(fā)展 取得了巨大進步 但是我們也要清醒地看到 我 國模具工業(yè)總體水平比工業(yè)發(fā)達國家要落后很多 這與我國制造業(yè)發(fā)展的要求相比差距 還很大 我們的企業(yè)技術裝備還比較落后 勞動生產率也較低 模具生產專業(yè)化 商品 化 標準化程度也不夠高 模具產品主要還是以中低檔為主 技術含量較低 高中檔模 具多數要依靠進口 產品結構調整的任務很重 人才緊缺 管理滯后的狀況依然突出 等等 可見 我國模具工業(yè)的發(fā)展任重而道遠 前景展望 我國進入實施國民經濟和社會發(fā)展的第十一個五年規(guī)劃期 模具工業(yè)的發(fā)展也將進 入一個關鍵時期 在這一時期 模具行業(yè)的主要任務是 在黨中央關于把我國建設成為 創(chuàng)新型國家的戰(zhàn)略思想指引下 進一步推進改革 調整結構 開拓市場 苦練內功 提 升水平 使我國模具工業(yè)在整體上再上一個新臺階 不斷提升模具制造水平 振興我國 裝備制造業(yè) 為實現把我國建設成為制造業(yè)強國的宏偉目標而奮斗 畢業(yè)設計題目選定 接到畢業(yè)班開始分組在老師的指導下進行畢業(yè)設計的通知 我被安排在塑料模具設 計的一組后 我就開始著手畢業(yè)題目的選擇 聯(lián)想到家里面一直養(yǎng)花 對于陶土花盆來 說是沒一點好感 因為這種花盆很重 粘上土之后極易臟 不易清理 影響了整體的美 觀 據調查 目前 塑料花盆雖然在我國的市場上占有一定的份額 但是還以陶土花盆 的銷售為主 陶土花盆有顏色單一 質量比較大 易碎 不易清潔等缺點 而塑料花盆 具有重量輕 易清潔 色彩豐富 耐腐蝕老化 強度高 使用壽命長 制作方便 價格 低廉彌補了陶土花盆的不足 是陶土盆景花盆的理想替代品 也是花盆的必然發(fā)展方向 因此 就考慮設計一種適用于家庭 辦公室等小型品種花養(yǎng)植或盆景裝飾上的一途多用 的盆景花盆 于是就選擇了這個彩色迷你盆景塑料花盆做為我的畢業(yè)設計題目 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 4 1 彩色迷你塑料盆景花盆塑件的工藝分析 1 1 塑件成形工藝分析 如圖 1 1 為塑料盆景花盆的二維工程圖 單位 m 圖 1 1 塑件圖 產品名稱 彩色迷你盆景塑料花盆 產品材料 硬聚氯乙烯 PVC 塑件材料特性 硬聚氯乙烯不含或含有少量增塑劑 它的機械強度高 有較好的抗拉 抗彎 抗壓和抗沖擊性能 耐磨強度好 耐化學腐蝕 對酸堿的抵抗能力極強 化學穩(wěn) 定性好 價格低廉 但成形比較困難 耐熱性不高 塑件材料成形性能 它的流動性差 過熱時極易分解 所以必須加入穩(wěn)定劑和潤滑劑并 嚴格控制成形溫度及溶料的滯留時間 成形溫度范圍小 必須嚴格控制料溫 模具應有 冷卻裝置 采用帶預塑化裝置的螺桿式注射機 模具澆注系統(tǒng)應粗短 澆口截面宜大 不得有死角滯料 模具應冷卻 其表面應該做鍍鉻處理 產品數量 大批量生產 塑件尺寸 長軸 短軸 高度 厚度 m2 13061 塑件顏色 白色 棕色 綠色 黃色 磚紅色等各種顏色 可根據需要任意選擇 查文獻 3 可得 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 5 塑件材料物理性能 密度 3cmg45 1 3 收縮率 02 熔點 C6 熱變形溫度 8 7 材料力學性能 拉伸強度 MPa503 拉伸彈性模量 G2 4 彎曲強度 9 彎曲彈性模量 a0 5 壓縮強度 P8 74 缺口沖擊強度 2mKJ 硬度 洛氏 10R 塑件質量 該產品材料為硬聚氯乙烯 由上得知其密度為 收縮率為3cmg45 1 3 計算出硬聚氯乙烯平均密度為 平均收縮率為 可根據塑 4 0 2 cg4 1 0 件形狀進行人工幾何計算得到花盆的體積 通過計算得 塑件的體積 3m7 25V 塑 塑件的重量 g4 1M 塑塑 98 35 式中 塑料密度 塑件要求 塑件外側表面光滑 不允許有較大的澆口痕跡 盆邊沿無飛邊或較少易清理 1 2 塑件成形工藝參數確定 1 2 1 硬聚氯乙烯成形的工藝參數 查文獻 2 表 1 3 得 模具溫度 C60 3 噴嘴溫度 175 料筒溫度 前段溫度 90 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 6 中段溫度 C180 65 后段溫度 注射壓力 MPa380 保壓壓力 6 4 塑化形式 螺桿式 噴嘴形式 通用式 注射時間 S5 2 保壓時間 401 冷卻時間 成形周期 9 1 2 2 關于硬聚氯乙烯設計時應考慮的問題 合理使用穩(wěn)定劑 潤滑劑等各種添加劑改善樹脂工藝性能和制品使用性能 成形 預熱 流道和澆口的設計應考慮盡量減少阻力 采用不銹鋼制做型腔或采用鍍鉻進行型腔表面耐腐蝕處理 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 7 2 模具基本結構設計及模架選擇 2 1 確定成形方法 塑件采用注射成形法生產 因為該產品設計為大批量生產 故設計的模具需要有較 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量采用點澆口 因此 選用雙分型面注射模 點澆口自動脫模結構 2 2 型腔布置 2 2 1注意的問題或原則 根據塑件的幾何結構特點 尺寸精度要求 批量大小 模具制造難易 模具成本等 確定型腔數量及其排列方式 據設計要求可知 由于該塑件形狀較簡單 質量較小 且需要大批量生產所以模具 選用一模兩腔結構且平衡布置 采用雙分型面注塑模 澆口形式采用點澆口進料 這樣 模具尺寸較小 制造加工方便 利于充滿型腔 塑件質量高 生產效率高 塑件成本低 型腔的排列根據模具的形狀及尺寸排列 其排列方法如下圖2 1所示 圖 2 1 型腔布置示意圖 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 8 2 3 分型面設計 2 3 1 分型面設計 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 選擇分型面時的考慮方向 分型面一般不取在裝飾外表面或帶圓弧的轉角處 將同心度要求高的同心部分放于分型面的同一側 以保征同心度 軸芯機構要考慮軸芯距離 分型面作為主要排氣面時 分型面設于料流的末端 塑件開模后留在動模上 分型面的痕跡不影響塑件的外觀 澆注系統(tǒng)和澆口的合理安排 推桿的痕跡不露在塑件的外觀上 使塑件易于脫模 本塑件的分型面有多種選擇 如圖 a 中分型面選擇在軸線上 這種選擇會使塑件表2 面留下分型面痕跡 影響塑件的表面質量 圖 b 中分型面選擇在花盆的上端面這樣的 選擇使塑件的外表面可以在整體凹模型腔內成形 塑件大部分外表面光滑 因此 塑件 選擇如圖 b 中所示的分型面 型腔周圍外部的平面凹下 分型面上不允2 m0 1 5 許有孔穴或凹坑 表面硬度在 以上 30HRC 圖 2 2 分型面選擇示意圖 2 3 2 排氣槽設計 當塑料熔體充填型腔時 熱固性塑料在固化時會放出大量的氣體 易阻塞縫隙 如果 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 9 氣體不能順利地排出 塑件會由于填充不足而出現氣泡 接縫式表面輪廓不清等缺陷 甚至氣體受壓而產生高溫 使塑件焦化 所以必須開設專用排氣槽排出氣體 通常排氣 槽設計有多種方式 大多數都采用配合間隙排氣的方式 但是考慮到硬聚氯乙烯流動性 差性能 本模具在分型面上設置排氣槽 深度為 寬 這樣有利于清理飛邊m05 8 及排出氣體 2 4 澆注系統(tǒng)設計 澆注系統(tǒng)是塑料熔體自注射機的噴嘴射出后 進入模具的型腔以前所流經的一段路 程的總稱 模具澆注系統(tǒng)應盡量粗短 流道設計分為主流道 分流道 澆口和冷料井的 設計 查 2 得雙分型面注射模使用的澆注系統(tǒng)是點澆口澆注系統(tǒng) 2 4 1主流道設計 主流道為注塑機的噴嘴到型腔之間的進料通道 熔體從噴嘴中以一定的動能噴出 由 于熔體在料筒內已被壓縮 此時流入模的空腔內 其體積必然要增大 流速也略為減小 主流道設計應注意的問題 便于流道凝料從主流道襯套中拔出 主流道設計成圓錐形 錐角 粗糙度 4 2 與噴嘴對接處設計成半球形凹坑 球半徑略大于噴嘴頭半徑 63 0Ra 主流道要求耐高溫和摩擦 要求設計成可拆卸的襯套 以便選 用優(yōu)質材料單獨加工 和熱處理 襯套大端高出定模端面 并與注射機定模板的定位孔成間隙配合 起定位隙m10 5 作用 查 22 5 59 得主流道直徑計算的經驗公式 KV4D 式中 主澆道大頭直徑 m 流經主澆道的熔體體積 3c 因熔體材料而異的常數 如表 14 2 表 塑料種類與K值表12 塑料種類 PSPVC EAPCOMCA 值K5 2455 11 225 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 10 故 m31 64 25D 主流道斷面尺寸 主流道設在定模板上 并且位于模具的中心 與注射機噴噴嘴在同一 軸線上 如下圖 圖 2 3 主流道襯套示意圖 表 主流道襯套中尺寸關系表2 16 20 25 30 d 注射機噴嘴直徑 0 5 1 D 與注射機定位孔間隙配合 SR 注射機噴嘴球面半徑 1 2 主流流道的大頭直徑確定為 6mm 考慮硬聚氯乙烯流動性較差 所以主流道如下選 擇 錐度 6m3R 3SmD 5d 2 4 2 分流道設計 指塑料熔體從主流道進入多腔模各個型腔的通道 對熔體流動起分流轉向作用 要 求熔體壓力和熱量在分流道中損失小 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 11 分流道的截面形狀及分布選擇 截面形狀有圓形 梯形 u形 半圓形 矩形 分流 道的長度應盡可能的短 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 m6 1Ra 表 截面形狀的對比表32 特征截面形狀 熱量損失 加工性能 流動阻力 效果 圓形 小 較難 小 最佳 梯形 較小 易 較小 良 U 形 較小 易 小 佳 矩形 大 易 大 不良 通過表 2 3 所示截面形狀的對比 圓形截面形狀效果最佳 考慮到經濟和加工難易 采用梯形 分流道截面形狀采用梯形且平衡分布 因為梯形分流道熱量損失較小 易加 工 效率較高且可保證各型腔均衡進料 從而保證塑件質量 分流道尺寸經驗計算 分流道的斷面尺寸要視塑件的大小 品種注射速度及分流道的長 度而定 一般分流道直徑在 以下時 對流動性影響較大 當直徑大于 時 m6 5 m8 對流動性影響較小 查 22 6 2 得分流道計算經驗公式 L2654 0b h3 式中 b 梯形大底邊寬度 m 塑件的質量 mg L 分流的長度 h 梯形的高度 故 m81036254 0b 8 表 各種塑料的分流道推薦值 塑料種類 ABSPSEPVCPMAD5 9 845 9235 9 617 124 8 9 7 12 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 12 梯形分流的側面斜角 常取 5o 10o 此取斜角為 10o 底部以圓角相連 綜上可得 梯形分流道的截面尺寸及圖形如下 如圖 分流道截面示意圖42 2 4 3 澆口設計 澆口不僅對塑件熔體的流動性和充模特征有關 而且與塑件的成形質量 有著密切的關系 點澆口形式采用帶圓角的圓錐過渡式的點澆口 因為這種結構有利于 熔料充滿型腔 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 且應減少熔痕 有利于型腔氣體的排出 所以 塑件的澆口選擇在花盆的底部中央 處 由于塑件所填充塑料多 這樣可以提高充模速度 澆口尺寸計算 查 22 5 64 得點澆口的直徑計算公式 m Acnd4 式中 點澆口的直徑 系數 依塑料種類而異 查表 得4 2 9 0n 依塑件壁厚而異的系數 查 22 圖5 79得c 2c 型腔表面積A 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 13 表 塑料種類與 n 值表52 塑料種類 PVCPSE APCOMPVAC 值n9 06 08 07 07 08 0 表 點澆口經驗直徑尺寸 2 m 厚度 塑料種類 5 1 3 5 13 PSE 7 0 9 062 1 80861 7VCOM 18 A2 902061 2 綜上查表得 與經驗尺寸一致 所以點澆口取 m8 5 d4 m 由上可知 塑件采用點澆口成形 澆注系統(tǒng)平衡布置 如圖 2 5 所示 主流道為圓錐形 上部直徑與注塑機噴嘴相配合 下部直徑為 錐角為 6o 分流道采用梯形截面流道 斜角為 10o 高為 寬為 點澆口直徑為 長度為 頭部球m5 811 2R 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 14 圖 2 5 分流道示意圖 2 5 脫模機構設計 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 個將塑件從模腔中推出的動作 模具上完成這一動作機構稱為脫模推出機構 推出機構的組成 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 導向及和模時推遲推出零件復位的零件 推出機構應使塑件脫模時不發(fā)生變形或損傷塑 件的外觀 推力的分布依脫模阻力的大小合理合理安排 推出機構的結構力求簡單 動 作可靠 不發(fā)生誤動作 和模時要正確復位 推模力的計算要將塑件從模腔中推出必須 克服推出所遇到的阻力 因此塑件脫模時必須有一個足夠大的脫模力 脫模力可用下式 計算 cosfAPF1 式中 脫模力 N 型芯的脫模斜度 塑件包容型芯的面積 A2m 塑件對鋼的摩擦系數 取 0 2f 塑件對型芯的單位面積上的包緊力 P 故 75 0cos 2 01 043 5F71 N8 因為本塑件結構簡單所以使用一般的推桿推出機構 推板推出機構等既可滿足塑件 脫模的要求 2 6 導向機構的設計 導向機構由導柱及導套等組成 在模具各類機構中都可能設置導向機構 以保證各 類機構在工作過程中定位 定向 導向機構主要有導銷和導柱導套兩種形式 因為導銷 主要用于移動式小型壓模 不符合設計要求 所以本模具中采用導柱導套形式的導向機 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 15 構 模具的導柱和導套的配合形式及設計尺寸如下圖 2 6 圖 2 6 導柱和導套的配合形式示意圖 2 7 選擇模架 2 7 1 模架結構 注射模標準 我國目前標準化注射模零件的國家標準有 12 個 另外還制訂了塑料注 射模具的標準模架 分 中小型模架 GB T12556 1 90 和 大型模架 GB T12555 1 90 兩種 中小型模架 標準中規(guī)定 模架的周界尺寸范圍為 560mmx900mm 并規(guī)定模架的形式為品種型號 即基本型 A1 A2 A3 和 A4 四個品種 其四種模架的組成 功能及用途見下表 2 7 表 2 7 注射模標準模架種類 型號 組成 功能及用途 A1 型 定模采用兩塊模板 動模采用一塊模板 與推桿推件機構 組成模架 適用于立式和臥式注射機 A2 型 動 定模均采用兩塊模板 與推件機構組成模架 適用于 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 16 立式和臥式注射機 可用于帶有斜導柱側向抽芯的模具 也可用于斜滑塊側向分型的模具 A3 型 定模采用兩塊模板 動模采用一塊模板 它們中間設置了 一塊推件板 用于推件板件的模具 適用于立式和臥式注 射機 A4 型 動 定模均采用兩塊模板 它們中間設置了一塊推件板 用于推件板件的模具 適用于立式和臥式注射機 根據以上四種模架的組成 功能及用途可以看出 A4 型模型適用于本次模具的設計 2 7 2 模架周界尺寸選擇 中小型模架的周界尺寸參數 規(guī)格有 100 L 125 L 160 L 180 L 200 L 250 L 315 L 355 L 400 L 450 L 和 500 L 等模架規(guī)格 根據模具型腔布置可以選用的模架規(guī)格為 模具結構為雙分型 面注射模采用拉桿和限位螺釘 控制分型面的打開距離 其開距應大于 方便取出m40 制件 周界尺寸 250mm 250mm 上 下模板的厚度為 40mm 墊板厚度為 63mm 2 7 3 塑料注射模具技術要求 塑料注射模具應優(yōu)先按 GB T12555 1 90 和 GB4169 1 11 選用標準模架和標準件 模具成形零件材料和熱處理要求 優(yōu)先按下表 2 8 內容選用 表 模具成形零件優(yōu)先選用材料和熱處理硬度82 模具材料 熱處理硬度 零件名稱 牌號 標準號 HBS HRC 45 GB699 216 260 40 45 4Cr GB3077 216 260 40 45 40CrNiMOA GB3077 216 260 40 45 3Cr2Mo GB1299 預硬狀態(tài) 35 45 4Cr 5MoSiV1 GB1299 246 280 45 55 型腔 型芯 定模鑲件 動模鑲件 活動鑲件 3Cr13 GB1220 246 280 45 55 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 17 3 選擇成形設備 3 1注塑機的選擇 3 1 1一次性注入的塑料的體積 根椐設計的澆注系統(tǒng)可計算出澆注系統(tǒng)的總體積為 31cm7V 因為模具設計為一模二腔 且一個塑件的體積為 25 所以一次性注入的塑料的體積為 31 c4 3V 根據計算的數據塑查 22 表 8 選定注塑機型號為 0S4G 注塑機的參數如下 注塑機最大注塑量 3cm20 噴嘴球面半徑 18SR 注塑機拉桿的間距 5 鎖模力 KN2540 注塑壓力 2cm19 最小模厚 6 模板最大距離 0 模板行程 噴嘴前端孔徑 4 3 2 工藝參數的校核 3 2 1 最大注射量校核 注射機的最大注塑量應大于制品的重量或體積 包括流道及流口凝料和飛邊 通常 注塑機的實際注塑量最好在注塑機的最大注塑量 80 所以 選用的注塑機最大注塑量應 澆塑 件機 V8 0 式中 注塑機的最大注塑量 單位 機 3cm 注塑機的體積 單位 塑 料V 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 18 澆注系統(tǒng)體積 單位 澆V3cm 故 35 18 0745 澆塑 件機 確定的注塑機注塑量為 滿足要求 3c2 3 2 2 鎖模力校核 鎖 機FAP模 式中 熔融型料在型腔內的壓力 70 100 Mpa 80 模 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面之和 注塑機的額定鎖模力鎖 機F 故 68 x 9782 665 KN 鎖 機 AP模 所以選定的注塑機為 滿足要求KN2540 3 2 3 模具與注塑機安裝部分相關尺寸校核 即模具長 寬 拉桿間距 模具的長寬為 注塑機拉桿間距 滿足要求 2502906 3 2 4 模具閉合高度校核 模具實際厚度 H 模 218 mm 注塑機最小閉合厚度 H 最小 m165 即 H 模 H 最小 滿足要求 3 2 5 開模行程校核 我們所選的注塑機的最大行程與模具厚度無關 故注塑機的開模行程應滿足下式 10 5aS21 式中 H 1 型芯高度 H2 包括凝料在內的塑件高度 S 注射機最大開模行程 a 中間板與定模板之間的分開距離 滿足要求 m2601350732510 Ha21 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 19 4 模具結構尺寸的設計計算 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 采用較低的尺寸精度 塑件精度等級與塑料品種有關 根據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 表 精度等級與公差數值14 精度等級 1 2 3 4 5 6 7 8 基本尺 寸 mm 公差數值 mm 3 0 04 0 06 0 08 0 12 0 16 0 24 0 32 0 46 3 6 0 05 0 07 0 08 0 14 0 18 0 28 0 36 0 56 6 10 0 06 0 08 0 10 0 16 0 20 0 32 0 40 0 64 10 14 0 07 0 09 0 12 0 18 0 22 0 36 0 44 0 72 14 18 0 08 0 10 0 12 0 20 0 24 0 40 0 48 0 80 18 24 0 09 0 11 0 14 0 22 0 28 0 44 0 56 0 56 24 30 0 10 0 12 0 16 0 24 0 32 0 48 0 64 0 96 30 40 0 11 0 13 0 18 0 26 0 36 0 52 0 72 1 00 40 50 0 12 0 14 0 20 0 28 0 40 0 56 0 80 1 2 50 65 0 13 0 16 0 22 0 32 0 46 0 64 0 92 1 4 65 80 0 14 0 19 0 26 0 38 0 52 0 76 1 04 1 60 80 100 0 16 0 22 0 30 0 44 0 60 0 88 1 20 1 80 100 120 0 18 0 25 0 34 0 50 0 68 1 00 1 36 2 00 120 140 0 28 0 38 0 56 0 76 1 12 1 52 2 20 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 20 表 硬聚氯乙烯建議采用精度等級表24 建議采用精度等級 塑料品種 高精度 一般精度 低精度 硬聚氯乙烯 4 5 6 由塑件的工作環(huán)境知道工件的精度要求不高 所以精度等級選擇一般精度 4 1 型腔尺寸計算 計算中取硬聚氯乙烯的平均收縮率 公差按照表 4 1 和表 4 2 中所查的公差進行計 3 0 算 模具制造公差 統(tǒng)一取塑件尺寸公差的 1 5 4 1 1 型腔徑向尺寸計算 對于塑件 塑件尺寸公差取 0 68m1068 43k1L塑 件模 具 式中 塑件形狀尺寸塑 件 塑件的平均收縮率k 塑件的尺寸公差 模具制造公差 68 051 430 168 L 模 具 m5 2140 對于塑件 塑件尺寸公差取 0 46604 46 051 430 146 L 模 具 m3 5 09 9 對于圓弧 塑件尺寸公差取 0 2210R2 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 21 0sxk1h塑 件 2 075 3 0 2 0 2 01 4 1 2 型腔深度尺寸計算 對于塑件高度 尺寸模具設計 塑件尺寸公差取 0 36m306 32k1L塑 件模 具 式中 塑件最高方向最大尺寸塑 件 36 051 320 136 L 模 具 m2 04 57 7 4 2 型芯的尺寸計算 4 2 1 型芯徑向尺寸計算 對于 尺寸的模具設計 塑件尺寸公差取 0 6m6 08 43k1L塑 件模 具 式中 大塑件內形徑向的最小尺寸塑 件 6 051 430 18 模 具 m69 5 21 02 4 2 2 型芯高度尺寸計算 對于塑件 尺寸的模具設計 塑件尺寸公差取 0 328 2530 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 22 32k1L塑 件模 具 式中 大塑件內腔的深度最小尺寸塑 件 32 051 320 18 25 模 具 m9 706 064 對于塑件 尺寸的模具設計 塑件尺寸公差取 0 16316 0 32k1L塑 件模 具 16 05 0 3 模 具 m12 6 903 032 4 3 模具冷卻 加熱系統(tǒng)計算 4 3 1 模具冷卻 冷卻回路所需總表面積可按下式計算 WM360qA 式中 冷卻回路總表面積 2m 單位時間內注入模具中樹脂的質量 Mhkg 單位質量樹脂在模具內釋放的熱量 q KJ 冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?2 模具成形表面的溫度 M 冷卻水的平均溫度 W 23087 4265 10369mA 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 23 冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?可用下式計算 2 0 8d 式中 冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?KmW2 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 與冷卻水溫度有關的物理系數 值查表 13 5 表 水的 值與其溫度的關系表34 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 54 101028 92 8 KmW 2 冷卻回路總長度可用下式計算 dAL 式中 冷卻回路總長度 冷卻回路總表面積 2m 冷卻水孔直徑 d 計算得 2650L 確定冷卻水孔的直徑時應注意 無論多大的模具 水孔的直徑不能大于 否則m14 冷卻水難以成為湍流狀態(tài) 以致降低熱交換效率 一般水孔的直徑可根據塑件的平均壁 厚來確定 平均壁厚為 時 水孔直徑可取 本模具的冷卻水孔直徑取m2m14 0 m10 冷卻水體積流量的計算 塑料樹脂傳給模具的熱量與自然對流散發(fā)到空氣中的模具熱量 輻射散發(fā)到空氣中的模具熱量及模具傳給注射機熱量的差值 即為用冷卻水擴散的模具 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 24 熱量 假如塑料樹脂在模內釋放的熱量全部由冷卻水傳導的話 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算 21Vc60Mq 式中 冷卻水體積流量 vqmin3 單位時間注射入模具內的樹脂質量 Mhkg 單位質量樹脂在模具內釋放的熱量 KJ 冷卻水比熱容 c KgJ 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 2160 cMqv min5 0108 435 圖 4 1 冷卻回路排布圖 4 3 2 模具加熱 當注射成形工藝要求模具溫度在 80 以上時 模具必需有加熱裝置 由于硬聚氯乙烯 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 25 注射成形工藝要求模具溫度在 20 60 因此模具中不用設置加熱裝置即可滿足注射成 形需要 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 26 5 模具的工作原理 模具工作原理 A A 為第一分型面 B B 為第二分型面 模具打開時 注射機開合模系統(tǒng)帶動動模部 分后移 模具先將 A A 第一分型面打開 中間板 7 隨動模后移 與拉料板 9 做定距分 離 供操作工人取出澆注系統(tǒng)凝料 當動模部分移動一定距離后 固定在中間板 7 上的 限位銷 6 與定距拉板 3 后端接觸 使中間板停止移動 動模繼續(xù)后移 為第二分型面 B B 打開 塑件包緊在型芯 12 上 這時澆注系統(tǒng)凝料再澆口處自行拉斷 然后在 A A 分型面之間自行脫落或人工取出 動模繼續(xù)后移 當注射機的推桿接觸推板 25 時 推出機構開始工作 推桿 23 將塑件從型芯 12 上推出 塑件在 B B 分型面自行落下 模具的組成 成形零部件 型芯 12 中間板 7 澆注系統(tǒng) 澆口套 15 中間板 7 導向部分 導柱 19 導套 17 中間板 7 拉料板 9 上的導向孔 推出部分 推板 25 推桿固定板 24 推桿 23 二次分型部分 定距拉板 3 限位銷 6 銷釘 8 拉桿 4 限位螺釘 11 結構零部件 動模座板 1 支承板 5 型芯固定板 16 定模座板 10 圖 5 1 模具工作原理圖 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 27 6 模具總裝圖及模具的裝配 試模 6 1 模具總裝圖及模具的裝配 導 柱件 號 名 稱 數 量裝 配 圖 比 例 數 量 材 料 圖 號制 圖審 核 螺 釘導 柱 推 桿推 桿 固 定 板導 柱導 套型 芯 固 定 板澆 口 套定 位 圈拉 料 桿型 芯限 位 螺 釘定 模 座 板拉 料 板銷 釘中 間 板限 位 銷支 承 板拉 桿定 距 拉 板墊 塊動 模 座 板 圖 6 1 模具裝配圖 模具總裝圖的技術要求內容 對于模具某些系統(tǒng)的性能要求 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要m05 求 模具使用 裝拆方法 防氧化處理 模具編號 刻字 標記 油封 保管等要求 有關試模及檢驗方面的要求 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 28 6 2 模具的安裝試模 6 2 1 試模前的準備 試模前要對模具及試模用的設進行檢驗 模具的閉合高度 安裝與注射機的各個配 合尺寸 推出形式 開模距 模具工作要求等符合所選設備的技術條件 檢查模具各個 滑動零件配合間隙適當 無卡住及緊澀現象 活動要靈活 可靠 起止位置的定位要準 確 各鑲嵌件 緊固件要牢固 無松動現象 各種水管接頭 閥門 附件 備件要齊全 對于試模設備也要進行全面檢查 即對設備的油路 水路 電路 機械運動部位 各操 縱件和顯示信號要檢查 調整 使之處于正常運轉狀態(tài) 6 2 2 模具的安裝及調試 模具的安裝是指將模具從制造地點運至注塑機所在地 并安裝在指定注射機的全過 程 模具安裝到注射機上要注意以下幾個問題 模具的安裝方位要滿足設計圖樣的要求 模具中有側向滑動機構時 盡量使其運動方向為水平方向 當模具長度與寬度尺寸相差較大時 應盡可能使較長的邊與水平方向平行 模具帶有液壓油路接頭 氣路接頭 熱流道元件接線板時 盡可能放置在非操作 一側 以免操作不方便 模具在注射機上的固定多采用螺釘 壓板的形式 一般每側采用 4 8 塊壓板 對 稱布置 模具安裝于注射機上之后 要進行空循環(huán)調整 其目的在于檢驗模具上各運動機構 是否可靠 靈活 定位裝置是否有效作用 要注意以下幾個方面 合模后分型面不得有間隙 要有足夠的合模力 活動型芯 推出及導向部位運動及滑動要平穩(wěn) 無干涉現象 定位要正確 可靠 開模時 推出要平穩(wěn) 保證將塑件及澆注系統(tǒng)凝料推出模具 冷卻水要暢通 不漏水 閥門控制正常 6 3 3 試模 將模具安裝在注射機上 選用合格的原料 根據推薦的工藝參數調整好注射機 采 用手動操作 開始注射時 首先采用低壓 低溫和較長的時間條件下成形 如果型腔未 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 29 充滿 則增加注射時的壓力 在提高壓力無效的時 可以適當提高溫度條件 試模注射 出樣件 試模過程中 應進行詳細記錄 將結果填入試模記錄卡 并保留試模的樣件 6 2 4修模 雖然是在選定成型材料 成型設備時 在預想的工藝條件下進行模具設計 但是人 們的認識往往是不完善的 因此必須在模具加工完成以后 進行試模試驗 看成型的制 件質量如何 發(fā)現總是以后 進行排除錯誤性的修模 塑件出現不良現象的種類居多 原因也很復雜 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 應當根據塑件出現的不良現象的實際情 況 進行細致地分析研究 找出造成塑件缺陷的原因后提出補救方法 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 當變更成型條件不能解決問題時 才考慮 修理模具 修理模具更應慎重 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原狀 6 2 5 檢驗 通過試?？梢詸z驗出模具結構是否合理 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 針對試模中發(fā)現的問題 針對試模中發(fā)現的問題 對模具進行修改 調整 再試模 使模具和生產的樣件滿足客戶的要求 試模合格的模具 應清理干凈 涂防銹油入庫保存 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 30 結 束 語 畢業(yè)設計是三年大學生活中的最后一個工作項目 具有非同尋常的意義 畢業(yè)設計 的完也為我們的大學生活畫上了圓滿的句號 它對大學三年的學習生活中所學知識的一 個總結概括 更是一次檢驗 讓我們每個人都能清楚了解自己在大學中學習的效果 確定了自己的畢業(yè)設計題目后 開始可以說腦中是一片空白 很茫然 不知所措無 從下手 于是就在互聯(lián)網上查找關于花盆的相關的資料 比如花盆的形狀 尺寸 以及 一些供求的信息等等 掌握了第一手資料 接著我又到圖書館查找相關的專業(yè)書籍 尋 找塑料注塑模具的設計思路和一些塑料注塑模具設計與制造的實例進行參考 有了這些 實例和思路就為我的畢業(yè)設計創(chuàng)造了 骨架 接下去就要為這個 骨架 添加 血肉 最后使它生動完整 我們模具設計與制造專業(yè)開設了 機械制圖及AUTOCAD 機械設計 以及 計算機 的應用基礎 等基礎課 數控機床及編程 模具制造工藝與工裝 沖壓工藝與模具 設計 塑料模具設計與制造 等專業(yè)課 這些課程對我順利進行畢業(yè)設計起到了一個 基石的作用 比如 畢業(yè)設計中零件圖和模具裝配圖的繪制與 機械制圖及AUTOCAD 的 學習是分不開的 模具的改進也要 機械設計 模具制造工藝與工裝 等課程的幫助 更不用說 塑料模具設計與制造 這門專業(yè)課的重要作用了 在畢業(yè)設計期間 系里又安排我們進行模具的拆裝實訓以及到濟源興華模具廠進行 生產實習 拆裝實訓讓我們更好了解模具的構造 實習所在的模具廠又是以塑料模具的 設計與制造為主的專業(yè)廠 這些技能訓練和實習也給畢業(yè)設計提供了極好的幫助 比如 說在設計中想提高制造效率在原有的基礎上對模具進行改裝 我就請教廠里的師傅 咨 詢改造的可行性等等 熟練地綜合運用好所學的課程 加之平時的知識積累和老師的極 大幫助和指導 畢業(yè)設計總算圓滿完成 此次畢業(yè)設計 讓我我學到了許多知識 包括課本上學不到的知識 當然 在設計 過程中出現的一些難題 通過我們翻閱相關的書籍 在網絡上尋找答案和經過任老師的 悉心指教和幫助最終才得以解決 本次畢業(yè)設計 也讓我學會了齊心協(xié)力 共同協(xié)作 努力創(chuàng)新 自始至終都抱著一顆堅定的信念 經過了漫長而又短暫的設計工作 我們的作 品終于出成效了 指導老師為此也為我們的這次畢業(yè)設計做出了很好的評價 在項目設 計過程中用到了很多以前上課時學的知識 尤其是老師上課教給我們的一些分析問題 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 31 解決問題的思想在這次項目中都得到了很好的印證 使我在這些方面能夠很快的領會 這些老師雖然有的沒有親自指導我的畢業(yè)設計 但仍然對我的畢業(yè)設計的順利進行有很 大的幫助 在此一并表示感謝 即將畢業(yè)的我 在以后的工作中將面臨著許多的問題或麻煩 我們應該善于采集和利 用各種信息資源 擴展知識面和能力 培養(yǎng)嚴謹 科學 創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè) 艱苦奮斗 團體 協(xié)作的精神 增強環(huán)境保護意識 做到清潔生產和文明生產 以最大限度的獲得企業(yè)效 益和社會效益 路漫漫其修遠兮 吾將上下而求索 畢業(yè)設計讓我明白了 書到用時方恨少 的 痛苦 知識是無窮無盡的 在以后的工作中 就需要我更加努力地學習 在此我非常感 謝任艷霞老師及第三組同學在設計過程中對我的指導和幫助 在此向任老師及幫助過我 的同學致以誠摯的謝意 因本人學識不深 文字水平有限 設計中必然存在所許多漏洞和不足之處 還望老 師給予批評指正 提出改進意見 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 32 致 謝 三年的大學生活轉眼即逝 經過緊張而又忙碌的資料搜集整理設計 一個月多月的 時間也匆匆過去 畢業(yè)設計的順利完成也為我們的大學生活畫上了圓滿的句號 光陰似 箭 轉眼間就要告別大學這段令人難忘的美好時光 心中有依戀 有遺憾 但更多的是 慶幸和感激 因為三年來無論是在學習或工作中都遇到許多的困難和挫折 因這些挫折 也迷茫過 失落過 但得到那么多師長和學友及時的無私教導和幫助 讓我也逐漸地成 熟起來 對那些在過去的日子里曾給予過我鼓勵 幫助的人們我滿懷感激 時刻沒有忘 記 所經歷的一切將讓我倍加珍惜未來的生活 此次畢業(yè)設計的順利完成 我要衷心感謝我的指導老師 任艷霞老師 任老師是濟 大碩士研究生畢業(yè) 今年第一次帶課就接手了我們班的 塑料模具設計與制造 這門專 業(yè)課 任老師從分組那天開始就非常關注我們的設計 多次集合全組同學進行指導 在她 兼職帶大一新生課程很忙的情況下還對我們盡心指導 抽空到我們所實習的工廠進行現場 解決問題 在此 感謝她在百忙之中給予我們的悉心指導 感謝她為我們指點迷律 出 謀劃策 同時 也感謝我們的這組的成員在這次設計中給予我的幫助 謝謝 向本文所參考的文獻的作者們表示我最真誠的謝意 向在百忙之中評閱本方案并提出寶貴意見的各位評委老師表示最誠摯的謝意 同時 向所有關心 幫助和支持我的老師和同學表示衷心的感謝 祝你們工作順利 萬事如意 由于本人的學識水平 時間和精力有限 文中肯定有許多不盡人意和不完善之處 我將在以后的工作 學習中不斷以思考和完善 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 33 參考文獻 1 編寫組編著 塑料模設計手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1994 2 齊衛(wèi)東主編 塑料模具設計與制造 北京 高等教育出版社 2004 3 塑模技術手冊編委會主編 塑料模具技術手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1997 4 成都科技大學等合編 塑料成型模具 北京 輕工業(yè)出版社 1983 5 編寫組編著 塑料模具設計手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1982 6 馮炳堯等編 模具設計與制造簡明手冊 上海 上?？茖W技術出版社 1985 7 李秦蕊主編 塑料模具設計 西安 西安工業(yè)大學出版社 1988 8 成都工學院四系編 塑料成型模具 內部 1977 9 李德群等編 塑料成型模具設計 武漢 華中理工大學出版社 1990 10 張如彥等譯 塑料注射成型與模具 北京 中國鐵道出版社 1987 11 李鐘猛編著 型腔模設計 西安 西北電訊工程學院出版社 1985 12 卜建新編著 側澆口點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算的探討 模具工業(yè) 1991 14 許發(fā)樾 模具標準應用手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1994 15 彭建聲 秦曉剛編著 模具技術問答 北京 機械工業(yè)出版社 1996 16 王永平編著 注塑模具設計經驗點評 北京 機械工業(yè)出版社 2004 17 閻亞林編著 塑料模具圖冊 北京 高等教育出版社 2004 18 徐佩弦編著 塑料件設計 北京 中國輕工業(yè)出版社 2001 19 編寫組編著 塑料模具設計手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1985 20 陳錫棟 周小玉編著 實用模具技術手冊 北京 機械工業(yè)出版社 2002 21 屈華昌編著 塑料成形工藝與模具設計 北京 高等育出版社 2001 22 成都科技大學等合編 塑料成形模具 北京 中國輕工業(yè)出版社 1994 23 機械電子工業(yè)部編著 模具結構與設計基礎 北京 機械工業(yè)出版社 1993 24 蔣繼宏等編著 注射模具典型結構 100 例 北京 中國輕工業(yè)出版社 2001 25 申開智編著 塑料成型模具 第二版 北京 中國輕工業(yè)出版社 2003 26 王忠銀編著 型腔模具結構圖冊 長沙 湖南科學技術出版社 1988 27 葉偉昌編著 刀量模具設計簡明手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1995 28 趙允嶺 王偉民編著 計算工程制圖 開封 河南大學出版社 2003 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 34 29 李茶英編著 AOTUCAD 機械制圖教程 北京 機械工業(yè)出版社 2003 30 張秀棉編著 塑料模設計手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1994 31 付利編著 塑料模具技術手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1997 32 張如彥編著 塑料注射成型與模具 北京 中國鐵道出版社 1987 33 馮愛欣編著 塑料注射模具機構與結構設計 北京 機械工業(yè)出版社 1997 34 李學軍編著 模具常用機械設計 北京 機械工業(yè)出版社 2003