火鍋調(diào)料盒注塑模具設(shè)計(jì)

火鍋調(diào)料盒注塑模具設(shè)計(jì),火鍋,調(diào)料,注塑,模具設(shè)計(jì) 1 緒論 1 .1 前言 隨著中國(guó)當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的日趨好轉(zhuǎn)，在“實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興”口號(hào)的倡引下，中國(guó)的制造業(yè)也日趨蓬勃發(fā)展，而模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一，模具工業(yè)能促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和質(zhì)量提高，并能獲得極大的經(jīng)濟(jì)效益，因而引起了各國(guó)的高度重視和贊賞[1]。在日本，模具被譽(yù)為“進(jìn)入富裕的原動(dòng)力”，德國(guó)則冠之為“金屬加工業(yè)的帝王”，在羅馬尼亞則更為直接“模具就是黃金”，可見(jiàn)模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重要地位。我國(guó)對(duì)模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視，早在1989年3月頒布的《關(guān)于當(dāng)前國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，就把模具技術(shù)的發(fā)展作為機(jī)械行業(yè)的首要任務(wù)。 1.2課程設(shè)計(jì)的意義 本次課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是調(diào)味盒的注塑模具設(shè)計(jì)，也就是設(shè)計(jì)一副注塑模具來(lái)生產(chǎn)調(diào)味盒的塑件產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。針對(duì)調(diào)味盒的具體結(jié)構(gòu)，通過(guò)此次設(shè)計(jì)，使我對(duì)模具設(shè)計(jì)有了較深的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)查閱大量資料、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)、期刊等，結(jié)合教材上的知識(shí)也對(duì)注塑模具的組成結(jié)構(gòu)（澆注系統(tǒng)、成型零部件、導(dǎo)向部分、推出機(jī)構(gòu)、排氣系統(tǒng)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)）有了一定的認(rèn)識(shí)，拓寬了視野，豐富了知識(shí)，為將來(lái)獨(dú)立完成模具設(shè)計(jì)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。 1.3主要內(nèi)容 翻閱指導(dǎo)老師所發(fā)放的任務(wù)書(shū)中詳細(xì)的任務(wù)量，現(xiàn)總結(jié)本次設(shè)計(jì)主要容如下： (1) 完成調(diào)味盒二維圖繪制 (2) 完成調(diào)味盒模具裝配圖 (3) 根據(jù)繪制的模具型腔零件圖 (4) 編寫(xiě)規(guī)定字?jǐn)?shù)說(shuō)明書(shū) 4 2 調(diào)味盒工藝分析 2.1調(diào)味盒的工藝分析 開(kāi)始展開(kāi)本次模具課程設(shè)計(jì)之前，在擬定研究方案之前需要對(duì)調(diào)味盒的結(jié)構(gòu)進(jìn)行大致分析，在這個(gè)基礎(chǔ)上才能設(shè)計(jì)出合理的模具結(jié)構(gòu)方案，對(duì)調(diào)味盒結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，調(diào)味盒是一個(gè)高為50mm，長(zhǎng)85mm寬75mm的盒蓋類物體，盒蓋結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，調(diào)味盒零件圖如圖所示 圖2.1調(diào)味盒二維圖 2.2 調(diào)味盒的材料分析 在對(duì)本次設(shè)計(jì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析之前,首先為調(diào)味盒選擇合適的材質(zhì)。 調(diào)味盒的材質(zhì)的選擇PP塑料，化學(xué)名稱：聚丙烯 　英文名稱:Polypropylene（簡(jiǎn)稱PP） 　 比重:0.9-0.91克/立方厘米 成型收縮率:1.0-2.5% 成型溫度：160-220℃ 。PP為結(jié)晶型高聚物，常用塑料中PP最輕，密度僅為0.91g/cm3（比水?。Ｍㄓ盟芰现?，PP的耐熱性最好，其熱變形溫度為80-100℃，能在沸水中煮。PP有良好的耐應(yīng)力開(kāi)裂性，有很高的彎曲疲勞壽命，俗稱“百折膠”。PP的綜合性能優(yōu)于PE料。PP產(chǎn)品質(zhì)輕、韌性好、耐化學(xué)性好。PP的缺點(diǎn)：尺寸精度低、剛性不足、耐候性差、易產(chǎn)生“銅害”，它具有后收縮現(xiàn)象，脫模后，易老化、變脆、易變形。 　　 （1）成型特性 　　1.結(jié)晶料,吸濕性小,易發(fā)生融體破裂,長(zhǎng)期與熱金屬接觸易分解. 　　2.流動(dòng)性好,但收縮范圍及收縮值大,易發(fā)生縮孔.凹痕,變形. 　　3.冷卻速度快,澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)緩慢散熱,并注意控制成型溫度.料溫低溫高壓時(shí)容易取向,模具溫度低于50度時(shí),塑件不光滑,易產(chǎn)生熔接不良,流痕,90度以上易發(fā)生翹曲變形 　　4.塑料壁厚須均勻,避免缺膠,尖角,以防應(yīng)力集中. （2）pp的基本性能指標(biāo) 密度(Kg.dm-3)0.90~0.91g/cm3 收縮率%2 熔點(diǎn)℃130~160 熱變形溫度℃65~98 彎曲強(qiáng)度 Mpa 80 拉伸強(qiáng)度 MPa 50 拉伸彈性模量 GPa 1.8×103 彎曲彈性模量 Gpa 1.4 壓縮強(qiáng)度 Mpa 18~39 缺口沖擊強(qiáng)度 kJ/㎡11~20 硬度 HR R62~86 體積電阻系數(shù)Ωcm 1013 擊穿電壓 Kv.mm-115 介電常數(shù)60Hz3.7 （3）注射成型工藝參數(shù) 注射機(jī)：螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）：30——60（選30） 預(yù)熱和干燥：溫度（°C） 80——85 時(shí)間 (h) 2——3 密度（g/ cm3）：1.02——1.05 材料收縮率（%）：0.3——0.8 料筒溫度（℃）：后段 150——157 中段 165——180 前段 180——200 噴嘴溫度（℃）：170——180 模具溫度（℃）：50——80 注射壓力（MPa）：70——100 適應(yīng)注射機(jī)類型：螺桿、柱塞均可 2.3分型面的選擇 分型面是指分開(kāi)模具能取出調(diào)味盒和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面。一般的，分型面有平直分型面、傾斜分型面、階梯分型面、曲面分型面、瓣合分型面和立體分型面等幾種形式。 (1) 應(yīng)選擇在離別最大的輪廓形狀塑料部件。 (2) 以便順利的塑料模具，模制塑料部件，盡可能保持在可動(dòng)模具側(cè)。 (3) 開(kāi)模時(shí)，盡量使調(diào)味盒留在動(dòng)模一邊，一般在動(dòng)模邊設(shè)脫模機(jī)構(gòu)較為方便。 (4) 塑料件的外觀符合質(zhì)量要求。 (5) 便于模具制造。 (6) 有助于防止溢出。 (7) 排出氣體的有益效果。 (8) 簡(jiǎn)化開(kāi)模過(guò)程。 分析調(diào)味盒結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，此類盒蓋類零件，通常都選在調(diào)味盒截面最大的部位，即調(diào)味盒底部。如果選擇其他位置，會(huì)在調(diào)味盒表面留下分型線的痕跡，影響美觀，所以選則下表面為分型面是非常合理的，這樣既能滿足分型面最大橫截面積原則，又能不影響外觀，分型面位置如圖所指位置的平面所示。 圖2.3分型面位置 9 2.5型腔數(shù)目確定及型腔排列 指導(dǎo)老師在對(duì)型腔數(shù)目做的要求是一模兩腔均可，由于調(diào)味盒體積比較大，指導(dǎo)老師要求做點(diǎn)澆口，為了有更好的進(jìn)膠效果。在參考教材中找到常用的布置形式，將型腔定為做一模2腔結(jié)構(gòu)，采用一字型型腔布局如圖所示 3 注射機(jī)的選擇 3.1注射機(jī)的初選 注射模是安裝在注射機(jī)上的，因此在設(shè)計(jì)注射模具時(shí)應(yīng)該對(duì)注射機(jī)有關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行必要的了解，以便設(shè)計(jì)出符合要求的模具，同時(shí)選定合適的注射機(jī)型號(hào)。從模具設(shè)計(jì)角度考慮，需要了解注射機(jī)的主要技術(shù)規(guī)范。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，最好查閱注射機(jī)生產(chǎn)廠家提供的有關(guān)“注射機(jī)使用說(shuō)明書(shū)”上標(biāo)明的技術(shù)規(guī)范，因?yàn)榧词雇灰?guī)格的注射機(jī)，生產(chǎn)廠家不同，其技術(shù)規(guī)格也略有差異。圖3.1為注塑機(jī)的外形圖。 圖3.1注射機(jī)實(shí)圖 通過(guò)測(cè)量產(chǎn)品質(zhì)量：M塑=526g V塑=57cm3 (PP密度為0.91g/cm3 ) 流通凝料的體積還是一個(gè)未知數(shù)，由于此模具結(jié)構(gòu)型腔數(shù)目為一模一腔，而且塑件較小。根據(jù)以往設(shè)計(jì)模具的經(jīng)驗(yàn)值0.2-1，由于塑件體積較大，我們可以取塑件體積的0.2倍， 故需要的注射量為： V= 2×V塑+2×0.2×V塑=136.8cm3 模具成型的塑料制品和流道凝料總體積應(yīng)小于注射機(jī)的額定注射量的80%. 結(jié)合上面兩項(xiàng)的計(jì)算，初步確定注塑機(jī)為表3.2示，綜合考慮各種因素，選定注塑機(jī)型號(hào)為HTF120J/TJ。其主要技術(shù)參數(shù)如下[1]： 注射裝置 INJECTION UNIT A B C 螺桿直徑 Screw Diameter mm 36 40 45 螺桿長(zhǎng)徑比 Screw L/D Ratio L/D 23.3 20 18.7 理論容量 Shot Size(Theoretical) cm3 173 214 270 注射重量 Injection Weight(PS) g 157 195 246 注射壓力 Injection Pressure Mpa 197 160 126 螺桿轉(zhuǎn)速 Screw Speed rpm 0～195 合模裝置 CLAMPING UNIT 合模力 Clamp Tonnage KN 1600 移模行程 Toggle Stroke mm 350 拉桿內(nèi)距 Space Between Tie Bars mm 410x410 最大模厚 Max.Mold Height mm 430 最小模厚 Min.Mold Height mm 150 頂出行程 Ejector Stroke mm 120 頂出力 Ejector Tonnage KN 33 頂出桿根數(shù) Ejector Number Piece 5 其它 OTHERS 最大油泵壓力 Max.Pump Pressure MPa 16 油泵馬達(dá) Pump Motor Power kw 11 電熱功率 Heater Power kw 9.75 外形尺寸 Machine Dimension(LxWxH) m 4.92x1.33x1.95 重量 Machine Weight t 4.56 料斗容積 Hopper Capacity kg 25 油箱容積 Oil Tank Capacity L 240 3.2注射機(jī)的校核 3.2.1最大注射量的校核 為確保調(diào)味盒質(zhì)量，注塑模一次成型的調(diào)味盒質(zhì)量（包括流道凝料質(zhì)量）應(yīng)在公稱注塑量的35%-75%范圍內(nèi)，最大可達(dá)80%，最調(diào)味盒不調(diào)味盒于10%。為了保證調(diào)味盒質(zhì)量，充分發(fā)揮設(shè)備的能力，選擇范圍通常在50%-80%。 V實(shí) =136.8cm；滿足要求。 3.2.2鎖模力的校核 在確定了型腔壓力和澆注系統(tǒng)及調(diào)味盒在分型面投影面積之后，可以按下式校核注塑機(jī)的額定鎖模力： F＞K A分·P型 （3.3） ＞1.2×15300×30=551KN 式中 F注塑機(jī)額定鎖模力：1600KN； K安全系數(shù)，通常取1.1-1.2，取K=1.2；滿足要求。 3.2.3模具厚度的校核 模具厚度必須滿足下式： H H H （3.4） 150301360 滿足要求。 式中 H——本次設(shè)計(jì)的模具厚度為301 毫米； H——注塑機(jī)所允許的最小模具厚度為150毫米； H——注塑機(jī)所允許的最大模具厚度為430 毫米； 4 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 注射模澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機(jī)噴嘴到模腔之間的進(jìn)料通道。它的作用是平滑引進(jìn)熔體進(jìn)入型腔，在填充的壓力傳送到各個(gè)部位的空腔，以獲得尺寸穩(wěn)定性，外觀清晰，流暢和茂密的塑件表面。因此，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有直接關(guān)系的效率和注塑成型的塑料部件的質(zhì)量。三板細(xì)水口注塑模具澆注系統(tǒng)主要由主流道，分流道，澆口和冷料穴四個(gè)部分 4.1主流道設(shè)計(jì) 主流道又叫進(jìn)料口，它是連接注射機(jī)料筒噴嘴和注射模具的通道，也是熔融的塑料進(jìn)入模具型腔時(shí)最先經(jīng)過(guò)的地方。主流道的大小和塑料進(jìn)入型腔的速度及充模時(shí)間長(zhǎng)短有著密切關(guān)系。 主流道的尺寸一般遵循以下原則： (1) 主流道直接與注射機(jī)噴嘴部位連接，常常為圓錐形，錐角一般為，以便于澆注系統(tǒng)的凝料順利的拔出，塑件原材料是ABS，錐角角度為4°。 (2) 主流道與注射機(jī)的噴嘴接觸處應(yīng)做成半球形的凹坑，凹坑球半徑比噴嘴球頭半徑大1-2mm；主流道小端直徑應(yīng)比噴嘴孔直徑約大0.5-1mm。 設(shè)計(jì)中選用的注射機(jī)為HTF120J/TJ，其噴嘴直徑為3，噴嘴球面半徑為12，所以對(duì)應(yīng)主流道各具體尺寸如下： （a）主流道小端直徑 d=注射機(jī)噴嘴尺寸+（0.5～1）mm=3+（0.5～1）mm，d取4mm。 （b）主流道球面半徑 R=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+(1～2)mm=12+(1～2)mm, R取13mm。 主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料要求較嚴(yán)，因?yàn)橹髁鞯莱叽绱笮?huì)在澆口套中加工，所以澆口套結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)尤為重要。通常小型模具采用整體式澆口套，大型極其精密的模具采用分體式。本次設(shè)計(jì)采用分體式澆口套，在工作的時(shí)候，高溫熔融塑料會(huì)對(duì)澆口套進(jìn)行沖擊，造成磨損，這樣的話方便以后維修和更換。將澆口套單獨(dú)加工成一個(gè)零件，然后通過(guò)過(guò)盈配合裝配在定模板上。 4..2分流道的設(shè)計(jì) 對(duì)分流道的要求包括：塑料熔體在流動(dòng)中熱量和壓力損失最小，同時(shí)使流道中的塑料最少，即從流動(dòng)性、傳熱性等因素考慮，分流道的比表面積（分流道表面積與體積之比）應(yīng)盡可能小，塑料熔體能在相同的溫度、壓力條件下，從各個(gè)澆口同時(shí)進(jìn)入并充滿型腔。 常用的分流道截面形狀有圓形、正方形、梯形、U形、半圓形和正六角等。澆道的截面積越大，壓力的損失越??；澆道的表面積越小，熱量的損失越小。用澆道的截面積和表面積的比值來(lái)表示澆道的效率，效率越高，澆道的設(shè)計(jì)越合理。 0.25D 0.25D 0.195D 0.153D 結(jié)合教材課本《注塑模具設(shè)計(jì)實(shí)用教程》第2版169頁(yè)寫(xiě)到三板式點(diǎn)澆口采用梯形截面。這樣的截面只需在一側(cè)加工，很容易加工。本模具設(shè)計(jì)分流道也選擇梯形截面，所以本模具梯形截面上底寬度D＝6mm。 4.3冷料穴的設(shè)計(jì) 三板模具的冷料穴不同于兩板模具，常設(shè)置于分流道的末端，儲(chǔ)存制品中出現(xiàn)固化的冷料。拉料桿的常用結(jié)構(gòu)有以下兩種： (1) 帶Z形頭拉料桿的冷料穴。 (2) 帶球形頭拉料桿的冷料穴。 因?yàn)槭侨迥＞?，本設(shè)計(jì)采用三板模具常用的球形拉料桿，布置在定模板和面板上，拉料桿如下圖所示： 圖4.3 球形拉料桿 4.4澆口的設(shè)計(jì) 澆口就是澆注系統(tǒng)的最后一端，是與凹模相連的部分，它需要將運(yùn)輸至此的流體完整無(wú)缺地送入塑料模內(nèi)部，讓這些流體進(jìn)行凝固成型，變成我們想要的成品，它的設(shè)置地方一般來(lái)說(shuō)會(huì)選擇利于流體平緩進(jìn)入凹模的位置。一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇,通常要考慮以下幾項(xiàng)原則: a.盡量縮短流動(dòng)距離; b.澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件壁厚最大處; c.必須盡量減少熔接痕; d.應(yīng)有利于型腔中氣體排出; e.考慮分子定向影響; f.避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng); g.澆口處避免彎曲和受沖擊載荷; h.注意對(duì)外觀質(zhì)量的影響。 本次設(shè)計(jì)的模具為三板式模具，采用點(diǎn)澆口，為了達(dá)到良好的充模效果，本次設(shè)計(jì)的澆口位置放在塑件中間位置處。 點(diǎn)澆口位置 5 成型零部件設(shè)計(jì)及計(jì)算 在塑料熔融體通過(guò)射速機(jī)注塑到型腔內(nèi)時(shí)，對(duì)型腔產(chǎn)生巨大的壓力和沖擊，[21]所以成型零部件不但要具有一定的結(jié)構(gòu)、尺寸、精度，還應(yīng)當(dāng)具有較大的強(qiáng)度、剛度，以減少成型零部件的損壞甚至報(bào)廢，延長(zhǎng)模具壽命。 5.1型芯型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的成型盒蓋僅有型芯和型腔兩部分，型芯、型腔常用的結(jié)構(gòu)形式有整體式、嵌入式、鑲拼組合式和瓣合式四種類型。本設(shè)計(jì)中型芯、型腔均采用整體式，因?yàn)榻M合式型腔會(huì)在生產(chǎn)塑料制品的時(shí)候留下縫痕跡，影響塑料制品的外觀質(zhì)量，所以對(duì)于外觀件產(chǎn)品不常采用，所以放棄組合式結(jié)構(gòu)而采用整體式型腔是較為合理的選擇.特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，牢固可靠，不容易變形，成型出來(lái)的制品表面不會(huì)有鑲拼接縫的溢料痕跡，還有助于減少注射模中成型零部件的數(shù)量。 5.2 成型零件尺寸計(jì)算 常用成型零件尺寸的計(jì)算方法主要有兩種：平均收縮率法和公差帶法，兩種計(jì)算方法的區(qū)別在于平均收縮率法計(jì)算公式是建立在塑件的成型收縮率和成型零件工作尺寸的制造偏差及其磨損量分別等于它們各自平均值基礎(chǔ)上，當(dāng)塑件的尺寸精度要求較高或塑件尺寸比較大時(shí)，這種誤差有可能會(huì)顯著增加，這時(shí)一些模具設(shè)計(jì)單位就采用公差帶法來(lái)進(jìn)行尺寸計(jì)算，平均收縮率法計(jì)算簡(jiǎn)單無(wú)需驗(yàn)算而公差帶法計(jì)算復(fù)雜需要經(jīng)過(guò)多次初算驗(yàn)算，且考慮因素較多[9]。 采用δZ ,δC取固定值的平均收縮率法： Lm---------型腔的徑向工作尺寸Lm=[Ls+ Ls×Scp-（3/4）△] Ls---------塑件的徑向圖樣尺寸 Scp--------收縮率的平均值，查表得PP收縮率范圍是0.03~0.08 △---------塑件尺寸公差 δZ --------型腔制造公差 δC --------型腔最大許用磨損量，δC 取為塑件尺寸公差△的三分之一 δZ ,δC取固定值的平均收縮率法 型腔徑向尺寸 型芯徑向尺寸 型腔深度尺寸 型芯高度尺寸 5.3.1型腔尺寸計(jì)算 表5.1 型腔尺寸計(jì)算表 類型 塑件尺寸/mm 公式 型腔尺寸/mm 85 75 高度尺寸 50 5.3.2型芯尺寸計(jì)算 表5.2 型芯尺寸計(jì)算 類型 塑件尺寸/mm 公式 型芯尺寸/mm 徑向尺寸 81 71 高度尺寸 48 6 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 調(diào)味盒從模具上取下以前還有一個(gè)從模具的成型零部件上脫出的過(guò)程，使調(diào)味盒從成型零部件上脫出的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)。主要由推出零件，推出零件固定板和推板，推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位部件等組成[14]。 6.1 脫模力計(jì)算 對(duì)于此類盒蓋類產(chǎn)品，經(jīng)常用下式計(jì)算其脫模力（Q）： 式中 --型芯被包緊部分的斷面周長(zhǎng)（cm）; --被包緊部分的深度（cm）; --由飯盒蓋收縮率產(chǎn)生的單位面積上的正壓力，一般取 ； --磨擦系數(shù)，一般??； --脫模斜度； Q=9120N 6.2脫模機(jī)構(gòu)的選擇 在選擇脫模機(jī)構(gòu)之前，首先對(duì)塑件內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，這件內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)可以采用推桿脫模，推桿的形式采用等圓截面推桿，其尾部采用軸肩形式，推桿材料為T(mén)8A，頭部要淬火，硬度應(yīng)達(dá)到40HRC以上，滑動(dòng)配合部分表面粗糙度達(dá)到Ra0.63～1.25,頂桿的位置高在阻力大的地方。 19 6.3 推桿的直徑計(jì)算 D1=K()1/4=1/4=4.7mm 取D1=5mm； 式中--推桿長(zhǎng)度（134）；--推桿數(shù)量，取9；E--推桿材料的彈性模量（）；k是安全系數(shù)，取k=1.5。 6.4 推出機(jī)構(gòu)的布局 在設(shè)計(jì)好推桿之后，就開(kāi)始布置推桿。好的推桿布置能夠順利的頂出抽屜，脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)設(shè)置在有效位置即布局的原則為: (1)應(yīng)設(shè)置在滑塊投影面內(nèi); (2)有深槽深孔部位附近; (3)加強(qiáng)筋部位; (4)局部壁厚部位; (5)有金屬嵌件部位附近; (6)結(jié)構(gòu)復(fù)雜部位。 本次設(shè)計(jì)采用9根推桿均勻分布如圖所示： 推桿分布 7冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 模具溫度是指模具型腔和型芯的表面溫度。模具溫度是否適合、均一程度，對(duì)塑料熔體的充模流動(dòng)、固話定型、生產(chǎn)效率及塑件的形狀、外觀和尺寸精度都有重要的影響。模具中設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的就是要通過(guò)控制模具的溫度，使注射成型塑件有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)效率。 7.1冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 塑件和模具間的熱循環(huán)交互作用等。因此在設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （1）低的模具溫度可降低塑件的收縮率。 （2）模具溫度均勻、冷卻時(shí)間短、注射速度快，可降低塑件的翹曲變形。 （3）對(duì)結(jié)晶性聚合物，提高模具溫度可使塑件尺寸穩(wěn)定，避免后結(jié)晶現(xiàn)象，但是將導(dǎo)致成型周期延長(zhǎng)和塑件發(fā)脆的缺陷。 （4）隨著結(jié)晶型聚合物的結(jié)晶度的提高，塑件的耐應(yīng)力開(kāi)裂性降低，因此降低模具溫度是有利的，但對(duì)于高粘度的無(wú)定型聚合物，由于其耐應(yīng)力開(kāi)裂性與塑料的內(nèi)應(yīng)力直接相關(guān)，因此提高模具溫度和充模，減少補(bǔ)料時(shí)間是有利的。 7.2冷卻系統(tǒng)相關(guān)計(jì)算 7.2.1冷卻時(shí)間的確定 在對(duì)冷卻系統(tǒng)做計(jì)算之前，需要對(duì)某些數(shù)據(jù)取值，以便對(duì)以后的計(jì)算作出估算；取閉模時(shí)間3S，開(kāi)模時(shí)間3S，頂出時(shí)間2S，冷卻時(shí)間30S，保壓時(shí)間20S，總周期為60S。 其中冷卻時(shí)間依塑料種類、塑件壁厚而異，一般用下式計(jì)算： t冷=π2αIn[π2TE-TM] =62/(3.142×0.07)㏑[8/3.142×(200-50)/(80-50)] = 73（S） 式中：S——塑件平均壁厚，S取6mm； ——塑料熱擴(kuò)散系數(shù)(mm/s)，=0.07； TS——成型溫度160-220℃，T取200℃； TE——平均脫模溫度，T取80℃； TM——模具溫度40~80℃，T取50℃。 由計(jì)算結(jié)果得冷卻時(shí)間需要73 S，這么長(zhǎng)的冷卻時(shí)間顯然是不現(xiàn)實(shí)的。本模具型芯中的冷卻管道擴(kuò)大為腔體，使冷卻水在型芯的中空腔中流動(dòng)，冷卻效果大為增強(qiáng)。參照經(jīng)驗(yàn)推薦值，冷卻時(shí)間取30S即可。 7.2.2 確定冷卻管道直徑d 根據(jù)冷卻水處于湍流狀態(tài)下的流速與通道直徑的關(guān)系，取d=6mm。 7.2.3 求管道孔壁與冷卻介質(zhì)間傳熱系數(shù)k 式中：f——與冷卻介質(zhì)溫度相關(guān)的物理系數(shù)。 （7）求冷卻管道總傳熱面積A（） 式中： ——模具溫度與冷卻水溫度之間的平均溫差（℃）。 根據(jù)以上計(jì)算，設(shè)計(jì)冷卻水道如圖所示，冷卻水道直徑為6mm。冷卻水道結(jié)構(gòu)如圖所示 冷卻水道 8 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 8.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用及設(shè)計(jì)原則 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)、定?；蛟谏?、下模合模時(shí)，正確的定位和導(dǎo)向的零件。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式，一般情況下常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向定位。 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有三大作用：(1) 定位作用；(2) 導(dǎo)向作用；(3) 承受一定側(cè)向壓力作用。 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)應(yīng)用普遍，主要零件為導(dǎo)柱和導(dǎo)套，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單；錐面定位機(jī)構(gòu)對(duì)合精度很高，能承受很大的側(cè)向壓力。本設(shè)計(jì)中成型的側(cè)向壓力不高，導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)能滿足設(shè)計(jì)要求。所以采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。 8.2導(dǎo)柱和導(dǎo)套的選擇 8.2.1導(dǎo)柱 導(dǎo)柱既可以設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)，也可以設(shè)置在定模一側(cè)，主要是根據(jù)模具結(jié)構(gòu)來(lái)確定。在本次設(shè)計(jì)中導(dǎo)柱設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)。 a. 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式 本設(shè)計(jì)采用帶頭導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)形式，帶頭導(dǎo)柱除臺(tái)肩外，長(zhǎng)度部分基本尺寸一致，只是各部分公差不同。導(dǎo)柱設(shè)計(jì)符合GB 4169.4—84要求。三板模具的導(dǎo)柱不同于兩板模具，一般三板模具的導(dǎo)柱比較長(zhǎng)， b. 導(dǎo)柱的技術(shù)要求 導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長(zhǎng)度L應(yīng)比凸模端面高度高8~12mm；導(dǎo)柱的前端應(yīng)做成錐臺(tái)形或半球形，這樣有利于導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)向孔。 導(dǎo)柱的材料應(yīng)該具有這樣的特性：表面硬而耐磨，內(nèi)芯堅(jiān)韌不易折斷。一般導(dǎo)柱的材料有20鋼（表面經(jīng)滲碳淬火處理），T8、T10鋼（經(jīng)淬火處理），硬度達(dá)到50~55HRC。導(dǎo)柱固定端的表面粗糙度為，導(dǎo)向部分的表面粗糙度為。 導(dǎo)柱的數(shù)量一般為4根，其布置形式應(yīng)合理分布在分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具邊緣應(yīng)有足夠距離，保證模具強(qiáng)度。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，保證導(dǎo)柱中心到模具邊緣距離為導(dǎo)柱直徑的1~1.5倍。配合精度要求：導(dǎo)柱固定端與模板之間采用H7/m6或H7/k6過(guò)渡配合，導(dǎo)向部分采用H7/f7或H8f7的間隙配合。 8.2.2導(dǎo)套 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式有直導(dǎo)套（I型導(dǎo)套），其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，用于簡(jiǎn)單模具或?qū)缀竺鏇](méi)有墊板的場(chǎng)合；帶頭導(dǎo)套（II型導(dǎo)套），結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用于精度較高的場(chǎng)合，此種導(dǎo)套的固定孔便于與導(dǎo)柱的固定孔同時(shí)加工。導(dǎo)套設(shè)計(jì)符合GB 1469.3—84。三板模具的導(dǎo)套選擇也不同于兩板模具，導(dǎo)套通常選用帶肩導(dǎo)套和無(wú)肩導(dǎo)套一塊使用。 結(jié)論 經(jīng)過(guò)本次課程設(shè)計(jì),我學(xué)到了許多書(shū)本外的知識(shí)。課程設(shè)計(jì)題目選定后,面對(duì)著對(duì)注塑模具相關(guān)知識(shí)的空白,我只有盡可能的看相關(guān)的書(shū)籍,查相關(guān)的資料。而對(duì)于塑料產(chǎn)品產(chǎn)品,所以在開(kāi)題后難以入手。在一次次地翻閱書(shū)籍、查資料、進(jìn)行設(shè)計(jì)和初步構(gòu)思這期間,對(duì)系統(tǒng)的界面和思路更是做了無(wú)數(shù)次的修改。 課程設(shè)計(jì)不同于以往的課程設(shè)計(jì),涉及知識(shí)面廣,技術(shù)前沿,相關(guān)資料少,工作量龐大,同時(shí)要求也更高。驅(qū)動(dòng)裝置及控制的結(jié)合,對(duì)我來(lái)說(shuō)就是真正地實(shí)現(xiàn)了自行設(shè)計(jì),課題對(duì)我的專業(yè)來(lái)講是一次知識(shí)的鞏固,同時(shí)也是一次提高,經(jīng)過(guò)這次設(shè)計(jì)之后,對(duì)以前所學(xué)的機(jī)械基礎(chǔ)、電學(xué)控制等方面的知識(shí)有了很大的提高、加深和升華,同時(shí)也更進(jìn)一步提高了我的自學(xué)能力、解決問(wèn)題的能力和對(duì)綜合知識(shí)運(yùn)用的能力。 課程設(shè)計(jì)是一次恒心與毅力的考驗(yàn),同時(shí)也是對(duì)一個(gè)工程技術(shù)人員嚴(yán)謹(jǐn)、踏實(shí)、認(rèn)真、仔細(xì)等素質(zhì)的考查。盡管我付出了巨大心血,但由于本人的專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐水平有限,在設(shè)計(jì)中難免存在這樣或者那樣的不當(dāng)之處,懇請(qǐng)老師們批評(píng)指正。 參考文獻(xiàn) [1] 陳錫棟,周調(diào)味盒玉.實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2001.7. 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