塑料簸箕模具設(shè)計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計論文】

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購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 題 目 塑料簸箕模具設(shè)計 學(xué) 院 工學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 班 級 12 機(jī)制本 4 班 學(xué) 號 121010100404 學(xué)生姓名 陳喜平 指導(dǎo)教師 張宏林 完成日期 西安思源學(xué)院教務(wù)處制 二〇一 六 年 五 月 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 摘要 本文是對 塑料簸箕 進(jìn)行模具設(shè)計，首先分析塑件所用塑料硬聚氯乙烯 (工藝特性和成型特性以及塑料簸箕結(jié)構(gòu)工藝性。同時，利用 e 軟件計算出塑件、澆注系統(tǒng)的體積和質(zhì)量，根據(jù)塑件、澆注系統(tǒng)的體積和質(zhì)量的估算，選定注塑機(jī)型號為 1000;還根據(jù)塑件選定模架 ;并對注射機(jī)和模架的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行校核（如最大注射量、鎖模力、最大注射壓力、開模行程等）；根據(jù)塑料簸箕結(jié)構(gòu)特征，分型面應(yīng)選擇在塑件的最大截面處 ;再然后是對澆注系統(tǒng)的設(shè)計以及導(dǎo)向 機(jī)構(gòu)的設(shè)計 ;推出機(jī)構(gòu)根據(jù)塑件形狀采用推桿推出，并對其推出力進(jìn)行校核 ;為了使塑件快速冷卻成型，還設(shè)計了冷卻系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)設(shè)置便于塑件的推出；最后進(jìn)行模具的裝配設(shè)計。 關(guān)鍵詞 : 塑料簸箕 模具 分型面 裝配 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 as of to as in to a of as as of of an to a of it is of is a be as of of is of to of of of of 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 1 目 錄 第 一 章 前 言 ...........................................國模具行業(yè)的發(fā)展方向和前景 ......................... 2 塑模具設(shè)計與制造技術(shù) ............................... 3 G 模具設(shè)計的基本流程 ................................ 3 題意義 ............................................. 5 第二章 注塑件的設(shè)計 ....................................... 6 能設(shè)計 ............................................. 6 料選擇 ............................................. 6 構(gòu)設(shè)計 ............................................. 6 件的尺寸精度及表面質(zhì)量 ............................. 8 第 三 章 塑件 3..................... 8 件的 3D 模型 ........................................ 8 件的注射成型工藝性分析 ............................ 10 塑機(jī) .............................................. 10 第 四 章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 ...................................... 12 腔數(shù)目的確定 ...................................... 12 型面的確定 ........................................ 12 口的確定 .......................................... 12 具材料的確定 ...................................... 13 注系統(tǒng)的設(shè)計 ...................................... 14 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 2 型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 .................................... 16 芯結(jié)構(gòu)設(shè)計 ........................................ 17 具成型尺寸設(shè)計計算 ................................ 21 腔尺寸 ...................................... 18 腔深度尺寸 .................................. 18 芯徑向尺寸 .................................. 19 芯高度尺寸 .................................. 19 具加熱、冷卻系統(tǒng)的計算 ............................ 19 具加熱 ....................................... 19 具冷卻 ....................................... 19 機(jī)構(gòu)的設(shè)計 ...................... 錯誤 !未定義書簽。 第 五 章 注射機(jī)的校核 ...................................... 20 大注塑量的校核 .................................... 20 模力的校核 ........................................ 21 具外形尺寸校核 .................................... 21 具厚度校核 ........................................ 21 具安裝尺寸校核 .................................... 22 模行程校核 ........................................ 22 第 六 章 模具總裝設(shè)計 ...................................... 23 具裝配及加工要求 .................................. 23 具工作原理 ........................................ 25 謝辭 ...................................................... 27 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 3 參考文獻(xiàn) .................................................. 27 1 第一章 前 言 國模具行業(yè)的發(fā)展方向和前景 經(jīng)過 1990 年代的高速發(fā)展，中 國的模具產(chǎn)業(yè)已經(jīng)達(dá)到一定的水平，生產(chǎn)能力也有了相當(dāng)大的提高，模具市場的規(guī)模也正在逐步擴(kuò)大。過去十年，中國模具工業(yè)（主要集中在汽車、電子信息以及電器）以每年 15%左右的增長速度快速發(fā)展。 到 2005年，全國模具生產(chǎn)廠點(diǎn)已達(dá) 3 萬多家，從業(yè)人員 50多萬人；模具銷售總額高達(dá) 610 億元，比上年增長 25%；模具生產(chǎn)企業(yè)總體上任務(wù)飽滿、訂單充足。 2006 年，業(yè)界預(yù)測中國汽車的年度銷售數(shù)量將會比前一年增長 15%，年度銷售數(shù)量將會達(dá)到 640 萬臺。而汽車零部件市場比汽車整車的市場更大，可以預(yù)測汽車相關(guān)模具產(chǎn)業(yè)將會有高速發(fā)展。 與 2004年相比， 2005 年中國的模具生產(chǎn)值增加了 125%，以 610 億人民幣居世界第三位。其中，出口比前一年增加了 150%，達(dá)到了 美元。目前，國內(nèi)模具行業(yè)正隨著我國制造業(yè)特別是汽車和電子產(chǎn)業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展而逐漸步入“黃金期”。 近年來，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐加快，主要表現(xiàn)為大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具和模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度高于行業(yè)的總體發(fā)展速度；塑料模和壓鑄模比例增大；面向市場的專業(yè)模具廠家數(shù)量及能力增加較快。隨著經(jīng)濟(jì)體制改革的不斷深入，“三資”及民營企業(yè)的發(fā)展較快。 在注塑模具方面， 2006 年，注塑模 具比例進(jìn)一步上升，熱流道模具和氣輔模具水平進(jìn)一步提高，注塑模具在量和質(zhì)方面都有較快的發(fā)展，我國最大的注塑模具單套重量已超過 50 噸，最精密的注塑模具精度已達(dá)到 2 微米。在 術(shù)得到普及的同時， 術(shù) 應(yīng) 用 越 來 越 廣 ，具新結(jié)構(gòu)、新品種、新工藝、新材料的創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，專利數(shù)量增多。 據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，未來我國模具發(fā)展趨勢包括 10 個方面： (1)模具日趨大型化。 (2)模具的精度將越來越高。 10 年前精密模具的精度一般為 5 微米，現(xiàn)已達(dá)到 2米， 1 微米精度的模具 也將上市。 (3)多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展。新型多功能復(fù)合模具除了沖壓成型零件外，還擔(dān)負(fù)疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)，對鋼材的性能要求越來越高。 2 (4)熱流道模具在塑料模具中的比重也將逐漸提高。 (5)隨著塑料成型工藝的不斷改進(jìn)與發(fā)展，氣輔模具及適應(yīng)高壓注塑成型等工藝的模具也將隨之發(fā)展。 (6)標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日益廣泛。模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期，還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本。 (7)快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊。 (8)隨著車輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，壓鑄模的 比例將不斷提高。同時對壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度也將提出越來越高的要求。 (9)以塑代鋼、以塑代木的進(jìn)程進(jìn)一步加快，塑料模具的比例將不斷增大。由于機(jī)械零件的復(fù)雜程度和精度的不斷提高，對塑料模具的要求也越來越高。 (10)模具技術(shù)含量將不斷提高。 從應(yīng)用趨勢方面分析，受用戶要求模具的生產(chǎn)周期縮短影響；快速經(jīng)濟(jì)模具的開發(fā)將被重視，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛，且采用計算機(jī)控制和機(jī)械手操作的快速換模裝置、快速試模裝置技術(shù)也會得到發(fā)展和提高。 塑模具設(shè)計與制造技術(shù) 質(zhì)量、成本（價格）、時間（工期）已成為現(xiàn)代 工程設(shè)計和產(chǎn)品開發(fā)的核心因素，現(xiàn)代企業(yè)大都以高質(zhì)量、低價格、短周期為宗旨來參與競爭市場。先進(jìn)制造技術(shù)的出現(xiàn)正急劇改變著制造業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程，對模具行業(yè)也是如此。模具行業(yè)必須在設(shè)計技術(shù)、制造工藝、生產(chǎn)模式等諸方面加以調(diào)整以適應(yīng)這種要求。 塑模具的可視化設(shè)計 現(xiàn)在我們對產(chǎn)品設(shè)計的要求是快速、準(zhǔn)確。隨著軟件技術(shù)的發(fā)展，三維設(shè)計（ 3D）的誕生使模具實(shí)現(xiàn)了可視化、面向裝配的設(shè)計。模具由二維設(shè)計（ 2D）到三維（ 3D 實(shí)現(xiàn)了模具設(shè)計技術(shù)的重大突破。 模具三維設(shè)計直觀再現(xiàn)了未來加工出的模具本體，設(shè)計資料 可以直接用于加工，真正實(shí)現(xiàn)了 體化和少、無圖樣加工； 模具三維設(shè)計解決了二維設(shè)計難以解決的一系列問題，如干涉檢查、模擬裝配、 析等； 模具三維設(shè)計能對模具的可制造性加以評價，大大減少了設(shè)計失誤。 3 塑模具的快速制造 ⑴基于并行工程的模具快速制造 近些年來，為了滿足工期的要求，模具企業(yè)大都在自覺與不自覺中應(yīng)用“并行”的概念來組織生產(chǎn)、銷售工作。并行工程應(yīng)用的明確提出是對現(xiàn)有模具制造生產(chǎn)模式的總結(jié)與提高。并行工程、分散化網(wǎng)絡(luò)制造系統(tǒng)為模具快速制造提供了有效的實(shí)施平臺。 并行工 程的基礎(chǔ)是模具的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計是由三方面要素組成：統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫和文件傳輸格式是基礎(chǔ)；實(shí)現(xiàn)信息集成和數(shù)據(jù)資源共享是關(guān)鍵；高速加工等先進(jìn)制造工藝是必備條件。 （ 2）應(yīng)用快速原型技術(shù)制造快速模具（ T） 在快速原型（ P）技術(shù)領(lǐng)域中，目前發(fā)展最迅速、產(chǎn)值增長最明顯的就是快速模具 (T)技術(shù)。應(yīng)用快速原型技術(shù)制造快速模具（ T），在最終生產(chǎn)模具之前進(jìn)行新產(chǎn)品試制與小批量生產(chǎn)，可以大大提高產(chǎn)品開發(fā)的一次成功率，有效地縮短開發(fā)時間、降低成 本。這就是 T 技術(shù)產(chǎn)生根本原因。 （ 3）高速切削技術(shù)的應(yīng)用 高速切削（ 模具領(lǐng)域的應(yīng)用主要是在加工復(fù)雜曲面方面。其中高速銑削（也稱為硬銑削 M）可以把復(fù)雜形面加工得非常光滑，幾乎或者根本不再需要精加工，從而節(jié)約了點(diǎn)火花（ 工和拋光時間及有關(guān)材料的消耗，及大地提高了生產(chǎn)效率，并且形面的精度不會遭到破壞。 造模式的改變 —— 信息流驅(qū)動的模具制造 先進(jìn)制造生產(chǎn)模式對模具工業(yè)的影響主要體現(xiàn)在信息的流動。與制造活 動有關(guān)的信息包括產(chǎn)品信息和制造信息，現(xiàn)代制造過程可以看作是原材料或毛坯所含信息量的增值過程，信息流驅(qū)動將成為制造業(yè)的主流。目前，面向模具開發(fā)的 絡(luò)集成等均是圍繞如何實(shí)現(xiàn)信息的提取、傳輸與物化，即使信息流得以暢通為宗旨。 G 模具設(shè)計的基本流程 4 目前，國際上占主流地位的注射模 件有 ；結(jié)構(gòu)分析軟件有 ；注射過程數(shù)值分析軟件有 ；數(shù)控加工軟件有 。本次是運(yùn)用行模具設(shè)計的 ,下面簡單介紹以下 具設(shè)計流程。 具設(shè)計的基本流程如圖 件成品 ( 零件設(shè)計 （ 零件裝配（ 模具裝配 （ 參照零件 （ 工件（ 模型檢驗(yàn) （ 厚度檢驗(yàn) （ 拔模檢驗(yàn)（ 設(shè)置收縮率 （ 模流分析（ 5 圖 具設(shè)計的基本流程 題意義 在傳統(tǒng)塑料模具設(shè)計中，設(shè)計周期長，一般要二到三個月的時間；設(shè)計成本高，需要往返數(shù)次制模，修模；產(chǎn)品質(zhì)量不能保證，對流體在模腔內(nèi)的流動狀態(tài)，冷卻狀況缺乏了解。 本文以 塑料簸箕 的注塑模具設(shè)計為例，運(yùn)用 件智能分模， 不但保證了模具的精確性，而且分模簡單，是設(shè)計者可以節(jié)約時間，集中精力拆模做型腔；運(yùn)用 析功能，對塑料注塑過程進(jìn)行模擬分析，包括充模流動模擬、保壓過程模擬、冷卻過程模擬及翹曲模擬分析。通過模擬分析可以預(yù)測制品填充不足、熔接線、氣泡和翹曲變形等缺陷，還可以測定最佳澆口數(shù)量和位置，測定注塑時注射壓力以及注射時間，溶體流動前鋒的溫度變化等系列參數(shù)；運(yùn)用專家模架系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計參數(shù)直接選取標(biāo)準(zhǔn)模架，構(gòu)造模具三維實(shí)體。這樣設(shè)計出來的模具具有更高的質(zhì)量，更大的準(zhǔn)確性。 現(xiàn)代的模具設(shè)計在計算機(jī)的平臺上，運(yùn)用 軟件，使現(xiàn)建立模具體積塊 (建立或分割 （ 模具開啟 （ 干涉檢 驗(yàn) （ 專 家 模 具 系 （ 2程圖 (建立分模面 （ 6 代模具設(shè)計具有了高質(zhì)量，高效率，低成本等特點(diǎn)。 第二章 注塑件的設(shè)計 能設(shè)計 功能設(shè)計是要求塑件應(yīng)具有滿足使用目的功能 ,并達(dá)到一定的技術(shù)指標(biāo) 料簸箕 ,承受外力的幾率不大 ,如沖擊載荷 ,振動 ,摩擦等情況比較少 ;塑件的工作溫度是室溫 ,這使得在材料選擇時對熱變形溫度 ,脆化溫度 ,分解溫度的要求降低 ;作為一種日用品 ,生產(chǎn)批量應(yīng)該是中批中量或大批大量生產(chǎn) ,這樣 ,就必須考慮生產(chǎn)成本和模具壽命 ,在材料的選擇時要綜合各種因素。 料選擇 通常選擇塑件的材料依據(jù)是 它所處在的工作環(huán)境及使用性能的要求 ,以及原材料廠家提供的材料性能數(shù)據(jù) 要考慮的主要是材料的力學(xué)性能 ,如屈服應(yīng)力 ,彈性模量 ,彎曲強(qiáng)度 ,表面硬度等 有什么特別的要求，因此主要從容易成型方面選擇材料。 膠，聚碳酸酯英文名稱為 稱 非結(jié)晶性熱塑性塑料。它是一類分子鏈中含有碳酸酯結(jié)構(gòu)的高分子化合物及以它為基礎(chǔ)而制得的各種材料的總稱。按分子結(jié)構(gòu)中所帶酯基不同可以分為脂肪族、脂環(huán)族、芳香族和脂肪－芳香族等幾大類 。并以雙酚 A 型聚碳酸脂為最重要，分子量通常為 3－ 10 萬。在無特別說明情況下，通常所說的聚碳酸脂都指雙酚 A 型聚碳酸酯及其改性品種。由于其優(yōu)良的機(jī)械性能，俗 稱 防 彈 膠 。 聚 碳 酸 酯 的 簡 稱 ， 聚 碳 酸 酯 的 英 文 是稱 程塑料， 料其實(shí)就是我們所說的工程塑料中的一種，作為被世界范圍內(nèi)廣泛使用的材料， 著其自身的特性和優(yōu)缺點(diǎn)， 一種綜合性能優(yōu)良的非晶型熱塑性樹脂，具有優(yōu)異的電絕緣性、延伸性、尺寸穩(wěn)定性及耐化學(xué)腐蝕性，較高的強(qiáng)度、耐熱性和耐寒性；還具有自熄、阻燃 、無毒、可著色等優(yōu)點(diǎn)，在你生活的各個角落都能見到 規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)及容易加工的特性也使其價格極其低廉。 構(gòu)設(shè)計 塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性是指塑件結(jié)構(gòu)對成型工藝方法的適應(yīng)性。在塑料生產(chǎn)過程中 ,一方面成型會對塑件的結(jié)構(gòu) ,形狀 ,尺寸精度等諸方面提出要求 ,以便降低模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和制造難度 ,保證生產(chǎn)出價廉物美的產(chǎn)品 ;另一方面 ,模具設(shè)計者通過對給定塑件的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行分析 ,弄清塑件生 7 產(chǎn)的難點(diǎn) ,為模具設(shè)計和制造提供依據(jù)。 厚 塑料制品的壁厚對制品的質(zhì)量有至關(guān)重要 的影響。壁厚過厚，不但用料多，容易產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷等缺陷，而且冷卻時間長生產(chǎn)效率低；壁厚過薄，成型困難，流動阻力大。在此主要是分析壁厚對成型的影響，所以只驗(yàn)證產(chǎn)品在脫模頂出時保證不變形。該產(chǎn)品的壁厚 此材料的推薦壁厚 范圍內(nèi)。所以本次產(chǎn)品的壁厚值能滿足工藝要求。 模斜度 由于塑件成型時冷卻過程中產(chǎn)生收縮 ,使其緊箍在凸模或型芯上 ,為了便于脫模 ,防止因脫模力過大而拉壞塑件或使其表面受損 ,與脫模方向平行的塑件內(nèi) ,外表面都應(yīng)具有合理的斜度。在塑件的高度比較小時也可以 不需要脫模斜度 。 脫模斜度為 。， 1~30 ，由此確定塑件的脫模斜度。 強(qiáng)肋 塑件上適當(dāng)設(shè)置的加強(qiáng)肋可以防止塑件的翹曲變形；沿著物料流動方向的加強(qiáng)肋還能降低充模阻力，提高熔體流動性，避免氣泡，縮孔和凹陷等現(xiàn)象的產(chǎn)生。 角 塑件上各處的輪廓過度和壁厚連接處，一般采用圓角連接，有特殊要求時才采用尖角結(jié)構(gòu)。尖角容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，在受力或受沖擊載荷時會發(fā)生破裂。圓角不僅有利于物料充模，同時也有利于融料在模具型腔內(nèi)的流動和塑件的 脫模。 8 件的尺寸精度及表面質(zhì)量 寸精度 影響制品精度的因素較多。首先是模具的制造精度和模具的磨損量，其次是成型工藝條件的變化所引起的塑料收縮率的波動。另外，成型后的時效率變化和模具結(jié)構(gòu)形狀對尺寸精度也有一定的影響。因此，對塑料制品的精度要求不能太高，應(yīng)在保證使用功能的條件下，盡可能選擇低精度等級。 該 產(chǎn) 品 零 件 圖 所 有 尺 寸 為 未 注 公 差 尺 寸 ， 根 據(jù) 國 家 推 薦 標(biāo) 準(zhǔn)（ 14486定的 精度選取作為塑料制品的尺寸公差等級。已注尺寸公差等級也在 以該產(chǎn)品注射成型能夠達(dá)到此精度要求。表 2國家推薦標(biāo)準(zhǔn)的工程塑料模塑塑件尺寸公差，該表只取了在產(chǎn)品尺寸范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)。 件的表面質(zhì)量 塑件的表面粗糙度，除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤，波紋等疵點(diǎn)外，主要的由模具的表面的粗糙度決定。塑件的表觀缺陷是其特有的質(zhì)量指標(biāo)，包括缺料，溢料與飛邊，凹陷與縮癟，氣孔，翹曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的決定性因素，通常要比塑件高出一個等級。由于該制品為一般日常生活用品，對表面粗糙度要求不高，取塑件表面粗糙度為 m。 第三章 塑件 3D 建模及注射成型工藝分析 件的 3D 模型 運(yùn)用 圖軟件繪制塑件的 二維工程圖和 3D 圖，如圖 示下： 9 圖 10 件的注射成型工藝性分析 步分析 ⑴通過 3D 模型質(zhì)量屬性分析 分析結(jié)果：單件體積 = 3 單件投影面積 = 2 密度 = 單件 質(zhì)量 = 塑件注射成型工藝性 析 利用 塑件進(jìn)行最佳澆口分析，塑料流動性分析，冷卻質(zhì)量分析，縮痕分析等。 初始條件： 在 搜索到此材料 ， 可以查看材料的一些具體信息。以這些信息作為分析的初始條件。其中模具溫度為 C。38 ，熔化溫度為 C。240 ，材料融化溫度范圍： 。 280~200 ，模具溫度范圍：。 57~20 ，塑料固體密度為 3，融化密度為 3，最大剪切應(yīng)力為 塑機(jī) 塑成型工藝參數(shù) 查模具設(shè)計手冊可知 注射成型的主要工藝參數(shù)如下表 3 3工藝參數(shù) 規(guī)格 工藝參數(shù) 規(guī)格 預(yù)熱和干燥 溫度 t/℃ : 80～ 95 成型時間 /s 注射時間 0～ 5 時間 /h: 4～ 5 保壓時間 15～ 30 料筒溫度 t/℃ 后段 150～ 170 冷卻時間 15～ 30 11 中段 165～ 180 總周期 40～ 70 前段 180～ 200 螺桿轉(zhuǎn)速n/( ) 30～ 60 噴嘴溫度 t/℃ 170～ 180 后處理 方法 紅外線燈烘箱 模具溫度 t/℃ 50～ 80 溫度 t/℃ 70 注射壓力p/0～ 100 時間 /h 2～ 4 塑機(jī)的選擇 由公稱注射量選定注射機(jī) 由 析已得出單個塑件體積 V= 3 ，流道凝料 V’=4545 ㎜ 3 實(shí)際注射量為 :51443 2+4545= 根據(jù)實(shí)際注射量應(yīng)小于 公稱注射量原則 , 即： = 由上計算初步確定注塑機(jī)為 0，查模具設(shè)計手冊注塑機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如下表 3 表 3國產(chǎn)注射機(jī) 0技術(shù)參數(shù)表 特性 內(nèi)容 特性 內(nèi)容 結(jié)構(gòu)類型 臥 拉桿內(nèi)間距 (3203 520 理論注射容積（ 60 移模行程 (300 螺桿直徑 (40 最大模具厚度 (350 注射壓 (145 最小模具厚度 (170 注射速率 (g/s) 100? 鎖模形式 (液壓 塑化能力 (g/s) 具定位孔直徑 (125 螺桿轉(zhuǎn)速 (r/20~200 噴嘴球半徑 (35 鎖模力 (600 噴嘴口直徑（ 4 12 第四章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 腔數(shù)目的確定 注塑模的型腔數(shù)目 ,可以是一模 一腔 ,也可以是一模多腔 ,在型腔數(shù)目的確定時主要考慮以下幾個有關(guān)因素： （ 1） 塑件的尺寸精度 ； （ 2）模具制造成本； （ 3）注塑成型的生產(chǎn)效益； （ 4）模具制造難度。 考慮到該塑件是一般日用品，根據(jù)生產(chǎn)批量和經(jīng)濟(jì)因素，初步確定該模具為一模兩腔。 型面的確定 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、塑件結(jié)構(gòu)工藝性及尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排氣等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析，應(yīng)遵循以下幾項的設(shè)計原則： 1）分型面應(yīng)選擇在塑件外形最大輪廓處 2）分型面的選擇應(yīng)有利 于塑件的順利脫模 3）分型面的選擇應(yīng)保證塑件的精度要求 4）分型面的選擇應(yīng)滿足塑件的外觀質(zhì)量要求 5）分型面的選擇要便于模具的加工制造 6）分型面的選擇應(yīng)有利于排氣 除了以上這些基本原則以外，分型面的選擇還要考慮到型腔在分型面上的投影面積的大小。為了保證側(cè)向型芯的位置的放置及抽芯機(jī)構(gòu)的動作順利，應(yīng)以淺的側(cè)向凹孔或短的側(cè)向凸臺作為抽芯方向，而將較深的凹孔或較高的凸臺放置在開合模方向。 口的確定 可適用于各種澆口 ,為了不影響外觀 ,確定使用潛伏 13 澆口。 具材料的確定 現(xiàn)有模具模架已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化 ,所以在模具材料的選擇時主要是根據(jù)制品的特性和使用要求選擇合理的型腔和型芯材料 是關(guān)系到模具質(zhì)量的前提條件 ,如果選材不當(dāng)，則所有的精密加工所投入的工時 ,設(shè)備費(fèi)用將浪費(fèi)。 在選擇模具鋼時 ,首先必須考慮材料的使用性能和工藝性能 ,從使用性能考慮 :硬度是主要指標(biāo)之一 ,模具在高應(yīng)力作用下欲保持尺寸不變 ,必須有足夠的硬度 ,當(dāng)承受沖擊載荷時還要考慮折斷 ,崩刃問題 ,所以韌性也是一重要指標(biāo) ,耐磨性是決定模具壽命的重要因素。從工藝性能考慮 :要熱加工工藝好 ,加工溫度范圍寬 ,冷加工性能如 切削 ,銑削 ,拋光等加工性能好 ,此外還要考慮淬透性和淬硬性 ,熱處理變形和氧化脫碳等性能 要求材料來源廣 ,價格低。 模仁的材料為 。 屬優(yōu)質(zhì)碳素塑料模具鋼，與普通優(yōu)質(zhì) 45碳素鋼相比，其鋼中硫，磷含量低，鋼材純度好。制造小型塑料模具，用調(diào)質(zhì)處理可獲得較高的硬度和較好的強(qiáng)韌性。 削加工性好，淬火后具有較高的硬度，調(diào)質(zhì)處理后具有良好的強(qiáng)韌性和一定的耐磨性，被廣泛用于制造中、低擋的塑料模具。 材料預(yù)備熱處理： 斷后退火；⑵高溫回火；⑶正火 推薦回火規(guī)范：回火溫度為 500~560 C。 ，空冷，硬度為 25~33具體的模架的圖紙如下圖所示 ; 14 注系統(tǒng)的設(shè)計 注塑模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機(jī)噴嘴開始到型腔入口為止的塑料熔體的流動通道，它由主流道，分流道，冷料穴和澆口組成。它向型腔中的傳質(zhì)，傳熱，傳壓情況決定著塑件的內(nèi)、外表質(zhì)量，它的布置和安排影響著成型的難易程度和模具設(shè)計及加工的復(fù)雜程度，所以澆注系統(tǒng)是模具設(shè)計中的重點(diǎn)內(nèi)容之一。 流道設(shè)計 主流道是一端與注塑機(jī)噴嘴相接觸，另一端與分流道相連 的一段帶有有錐度的流動通道。根據(jù)注塑機(jī)型號設(shè)計主流道尺寸，具體尺寸詳見圖紙。 由于主流道要與高溫的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道部分常設(shè)計成可拆卸的主流道澆口套，以便選用優(yōu)質(zhì)的鋼材單獨(dú)加工和熱處理。澆口套結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖 53 20注塑機(jī)確定定位圈的尺寸，定位圈采用兩顆 20L 螺釘固定，如圖 示。 15 圖 圖 4流道設(shè)計 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設(shè)計應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形， U 形和六角形。澆道的截面積越大，壓力的損失就越大；澆道的表面積越小，熱量的損失就越少。用澆道的截面積和表面積的比值來表示澆道的效率，效率越高，澆道的設(shè)計越合理。考慮熱量損失和澆道加工性能等因素，查 [6] 4擇圓形截面的分澆道。 料 井 冷料井一般位于主流道對面的動模板上，或處于分流道末端，其作用是存放料流前端的冷料，防止冷料進(jìn)入型腔而形成冷接縫，此外，開模時又能將主流道凝料從定模板中拉出，冷料井的尺寸，宜稍大于主流道大端的直徑，長度約為主流道大端直徑。該模具的冷料井設(shè)計錐形的冷料井。 口 澆口是連接分流道與型腔的一段細(xì)短的通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的形狀，數(shù)量，尺寸和位置對塑件的質(zhì)量影響很大，澆口的主要作用有兩個，一是塑料熔體流經(jīng)的通道，二是澆口的適時凝固可控制保壓時間。澆口的類型有很多，有點(diǎn)澆口，側(cè)澆 口，直接澆口，潛伏式澆口等，各澆口的應(yīng)用和尺寸按塑件的形狀和尺寸而定。該模具采用潛伏式澆口，其有以下特性 : ① 形狀簡單，去除澆口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保證； ② 試模時如發(fā)現(xiàn)不當(dāng)，容易及時修改； ③ 能相對獨(dú)立地控制填充速度及封閉時間； 16 ④ 對于殼體形塑件，流 動充填效果較佳。 澆口的截面形狀和分流道的一樣都采用圓形截面，與分流道的連接方式 . 型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 所謂成型零件是模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件，它包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，承受塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(fā)生磨擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。 設(shè)計成型零件時，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，然后 根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算成型零件的工作尺寸，對關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。以下是成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 根據(jù)產(chǎn)品特征，為了便于加工制造，型腔采用整體鑲嵌式，型腔靠用 8顆 40圖 芯也采用整體鑲嵌式，型芯用 8 顆 30L 螺釘固定 . 17 圖 型面設(shè)計 內(nèi)側(cè)分型用來成型具有內(nèi)側(cè)凹槽和孔的塑件；成型殼體制品的局部凸起、凹槽和肓孔。因?yàn)槌樾緳C(jī)構(gòu)的注射模，其可動零件多，動作復(fù)雜。因此，側(cè)抽機(jī)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)盡量可靠、靈活 和高效。本產(chǎn)品圖需要 分型面 示平面所示： 圖 4.6 斜頂有相對于其他零件的運(yùn)動而且行位還是產(chǎn)品成型結(jié)構(gòu)部分，因此行位及與其想配合的零件不僅滿足一定的耐磨性要求還必須具有一定成型零件的性能。 斜頂及其組件的具體性能必須滿足以下幾點(diǎn)： （ 1）高表面硬度：表面淬火或者滲碳或滲氮處理到 （ 2）各相配合的零件不可為相同材料以防粘著磨損。 （ 3）配合要求：與固定在 B 板上的耐磨片采用 H7/隙配合；與 下模鑲件采用 H7/合。詳 細(xì)的配合情況見模具總裝的配合要求。 b. 斜頂?shù)某叽缬嬎? （ 1）斜頂?shù)某樾揪嚯x 斜頂?shù)某樾揪嚯x為 以 S≥ 2）斜頂?shù)捻敵鲂谐? 由 H≥ S/ 解得： H≥ 15 18 式中： ? 5°。 具成型尺寸設(shè)計計算 取 平均成型收縮率為 ，塑件未注公差按照 7 級精度公差值選取。 腔尺寸 模具最大磨損量取塑件公 差的 1 / 6；模具的制造公差δ z = Δ /3；取 x= 1）Φ 10+Φ 10 0]1)1[(0)1(?????????????? 2） 24+ 24%)0]2)1[(0)2(?????????????? 腔深度尺寸 模具最大磨損量取塑件公差的 1 / 6；模具的制造公差δ z = Δ /3；取x= 1） 20+ 0]1)1[(0)1(?????????????? 2） 18+ 19 0]2)1[(0)2(????????????? 芯徑向尺寸 模具最大磨損量取塑件公差的 1 / 6；模具的制造公差δ z = Δ /3；取x= 1）Φ 32 → Φ 32+0]1)1[(0)1(???????????????2） 24+ 24+0]2)1[(0)2(???????????????芯高度尺寸 模具最大磨損量取塑件公差的 1 / 6；模具的制造公差δ z = Δ /3；取x= 1） 38+ 38+0]1)1[(0)1(???????????????2） 32+ 32+0]2)1[(0)2(???????????????具加熱、冷卻系統(tǒng)的計算 具加熱 一般生產(chǎn) 料塑件的注射模具不需要外加熱。 具冷卻 20 模具的冷卻分為兩部分，一部分是型腔的冷卻，另一部分是型芯的冷卻。型腔的冷卻是由在定模板（中間板）上的兩條ф 10冷卻水道完成 。 出機(jī)構(gòu)的設(shè)計 注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無誤地從模具的凹?；蛐托旧厦摮觯瓿擅摮鏊芗难b置稱為脫模機(jī)構(gòu)，也稱頂出機(jī)構(gòu)。 本設(shè)計使用簡單的推桿脫模機(jī)構(gòu)和利用 斜頂設(shè)計推出機(jī)構(gòu)的類型為一次推出機(jī)構(gòu)。因?yàn)樵撍芗姆中兔婧唵?，結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，采用推簡單的脫模機(jī)構(gòu)可以簡化模具結(jié)構(gòu)，給制造和維護(hù)帶來方便。頂出機(jī)構(gòu)如圖 示。 圖 推出結(jié)構(gòu) 第五章 注射機(jī)的校核 大注塑量的校核 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，注射機(jī)的最大注射量是其額定注射量的 80%。所以，一個周期內(nèi)所需的塑料溶體的總量必須在注射機(jī)的額定注射量的 80%以內(nèi)。 21 0 見注塑機(jī)參數(shù)表） 80%=603 8 驗(yàn)合格。 模力的校核 在確定了型腔壓力和分型面面積之后， 可以按下式校核注塑機(jī)的額定鎖模力： F＞ 954 ㎜ 2； 0 K 安全系數(shù)，通常取 K= 59543 30=知 F=600以 F> 模力滿足要求。 具外形尺寸校核 注塑模外形尺寸應(yīng)小于注塑機(jī)工作臺面的有效尺寸。模具長寬方向的尺寸要與注塑機(jī)拉桿 間距相適應(yīng)，模具至少有一個方向的尺寸能穿過拉桿間的空間裝在注塑機(jī)的工作臺面上。由表 3得注塑機(jī)的拉桿間距為 3203 520模板 Z 座的尺寸為 2503 450滿足要求。 具厚度校核 模具厚度必須滿足下式： 270? 350 滿足要求。 式中 所設(shè)計的模具厚度 270 — 注塑機(jī)所允許的最小模具厚度 150 注塑機(jī)所允許的最大 模具厚度 350 22 具安裝尺寸校核 注塑機(jī)的動模板，定模板臺面上有許多不同間距的螺釘孔或“ T”形槽，用于安裝固定模具。模具固定安裝方法有兩種：螺釘固定，壓板固定。采用螺釘直接固定時（大型模具常用這種方法），模具動，定模板上的螺孔及其間距，必須與注塑機(jī)模板臺面上對應(yīng)的螺孔一致；采用壓板固定時（中，小模具多用這種方法），只要在模具的固定板附近有螺孔就行，有較大的靈活性。該模具外形尺寸為 2003 200 屬小型模具，所以采用壓板固定法。 模行程校核 所選注塑機(jī)為全液壓式鎖模機(jī)構(gòu)，最大開模行程 受模具厚度影響。此時最大開模行程 定模板臺面之間的最大距離減去模具厚度。 （ 5~10） 300≧ 20+104+10 300≧ 134 滿足要求。 式中 — 注塑機(jī)移模行程 300 — 推出距離 20 — 流道凝料與塑件高度 104 23 第六章 模具總裝設(shè)計 具裝配及加工要求 模具精度是影響塑料成型件精度的重要因素之一，為了保證模具精度，塑料模具制造時應(yīng)達(dá)到以下技術(shù)要求： a、組成塑料模具的所有零件，在材料加工精度和熱處理質(zhì)量等方面均應(yīng)符合相應(yīng)圖樣的要求。 b、 組成模架的零件應(yīng)達(dá)到規(guī)定的加工要求，裝配成套的模架應(yīng)活動自如，并達(dá)到規(guī)定的平行度和垂直度要求 c、模具的功能必須達(dá)到設(shè)計要求 d、為了鑒別塑料成型件的質(zhì)量，裝配好的模具必須在生產(chǎn)條件下試模，并根據(jù)試模存在問題進(jìn)行修整，直至試出合格的成型件為止。 工要求 1）模具分型面及組合件的結(jié)合面應(yīng)很好貼合，局部間隙不大于 ）模具成型表面的內(nèi)外銳角、尖邊、角（分型面及結(jié)合面除外）。當(dāng)不允許有圓角時 ,應(yīng)在圖樣上注明。 3）圖樣中未注明公差的一般尺寸其極 限偏差按 準(zhǔn)即孔按按 度按 加工。 4）模具中各承壓板（模板）的兩承壓面的平行度公差按 錄一的 5 級。 5）導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔對模板平面的垂直度公差按 錄一的 4 級。導(dǎo)柱、導(dǎo)套之間的配合按 H8/ 6）模具中安裝鏍釘（鏍栓）之螺紋孔及其通孔的位置公差不大于 2相應(yīng)各孔配作。 7）導(dǎo)柱 (直導(dǎo)柱、臺肩導(dǎo)柱 )其配合部位的大徑與小徑的同軸度公差 錄一的 5 級。 8）導(dǎo)套（直導(dǎo)套、帶頭導(dǎo)套）外圓與內(nèi)孔的同軸度公差 t 按 錄一的 5 級。 9）主流道襯套的中心錐孔應(yīng)研磨拋光，不得有影響脫澆口的各種缺 24 陷。 10）成型零部件：為了保證導(dǎo)向作用，動、定模的導(dǎo)柱，導(dǎo)套孔的孔距精度應(yīng)控制在 內(nèi)。因此，必須用坐標(biāo)鏜床對動、定模鏜孔。在缺少坐標(biāo)鏜床的情況下，較普遍采用的方法是將動、定模合在一起，在車床、銑床或鏜床上進(jìn)行鏜孔。成型零部件采用優(yōu)質(zhì)模具鋼，強(qiáng)度高，耐磨性好，熱處理變形小，要求耐腐蝕，調(diào)質(zhì)淬火低溫回火≥ 55 型芯的加工：把成型面的曲面圖通過計算機(jī)產(chǎn)生刀具加工路徑進(jìn)行數(shù)控銑外形加工，再銑小型芯孔和凹臺，鉆推桿孔，加工澆口。再用電火 花加工成型。 型腔的加工：把成型面的曲面圖通過計算機(jī)產(chǎn)生刀具加工路徑，留余量在數(shù)控銑上加工成型，再用電火花加工成型。 配要求 1）頂出制品的推桿的端面與所在的相應(yīng)型面保持齊平，允許推桿端面 高出型面不大于 2）注射模的復(fù)位桿，其端面應(yīng)與模具分型面齊平，允許低于分型面大 大于 3）型芯、凸模、鑲件等，其尾部高度尺寸未注明公差時，其端面應(yīng)在 裝配后與其配合的零件齊平。 制品同一表面的成型腔分布在上、下?；騼赡r，裝配后沿分型面的錯邊不大于 并其組合尺寸不超過型腔允許的極限尺寸。 5）凸模與凹模裝配后的配合間隙，應(yīng)保持周圍均勻。 6）需保持同軸的兩個以上零件，其同軸度必須保證裝配要求，使各配合零件能順利裝卸，活動自如。 7）模具導(dǎo)向件的導(dǎo)向部分，裝配后保證滑動靈活，無卡滯現(xiàn)象。 8）模具中供兩次分型用的拉桿、拉板裝配后，各工作面應(yīng)在同一平面內(nèi)，允許 其極限偏差為± 9）模具裝配后兩安裝平面應(yīng)保持平，其平行度公差按按 錄一的 6 級。 合要求 1）模具、模架及其零件的工件表面，不應(yīng)有碰傷、凹痕、裂紋、毛 25 刺、銹蝕 等缺陷。 2）經(jīng)熱處理后的零件，硬度應(yīng)均勻，不允許有脫碳、軟點(diǎn)、氧化斑點(diǎn)及裂紋等缺陷。熱處理后應(yīng)清除氧化皮，臟物油污。 3）配通用模架模具，裝配后兩側(cè)面應(yīng)進(jìn)行同時磨削加工，以保證模具能順利裝入模架。 4）模具的冷卻水道應(yīng)保證暢通。 具工作原理 (1)開模過程：注塑機(jī)開模時，移動板帶動動模部分向遠(yuǎn)離定模部分的方向移動，模具由分型面分型，塑件由于拉料桿和型芯的作用，連同流道內(nèi)的凝料隨動模移動，當(dāng)注射機(jī)的頂桿接觸到模具的推板的時候，推板帶動推桿將塑件和凝料推出，進(jìn)而完全脫離模具。 (2)合模過程：注塑 機(jī)合模時，移動板帶動動模部分向靠近定模部分的方向移動，在復(fù)位桿的作用下，使推板帶動推桿和拉料桿向遠(yuǎn)離定模部分移動，當(dāng)模具完全閉合后，脫模機(jī)構(gòu)也已經(jīng)復(fù)位。 (3)模具工作原理：開模時，動模部分向后移，這時塑件包在型芯上隨動模繼續(xù)后移，直至注射機(jī)頂桿與模具推板接觸，推出機(jī)構(gòu)開始工作，同時斜頂作用于內(nèi)側(cè)抽芯滑塊，完成內(nèi)側(cè)抽芯動作，推桿將塑件從型芯上推出。合模時，復(fù)位桿使推出機(jī)構(gòu)復(fù)位！ 26 模具三維裝配圖 27 致 謝 首先對指導(dǎo)老師在這次設(shè)計中給予我的幫助和支持表示衷心的感謝。由于是第一次做模具設(shè)計，所以在開 始的時候都不知道從何下手。