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膜片夾片注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì)
摘 要
該設(shè)計(jì)題目為罩注塑模設(shè)計(jì)，通過對(duì)該塑件模具的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加強(qiáng)了設(shè)計(jì)者注塑模設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，為設(shè)計(jì)更復(fù)雜的注塑模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗(yàn)。
本設(shè)計(jì)運(yùn)用塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，首先分析了塑件的材料及性能要求，為選取澆口的類型做好了準(zhǔn)備；然后估算了塑件的體積，便于選取注塑機(jī)及確定型腔數(shù)量；最后分析了塑件的特征，確定模具的設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)要點(diǎn)及推出裝置的選取。
本副模具的設(shè)計(jì)需要推桿頂出機(jī)構(gòu)，在開模時(shí)用推桿頂出塑件，直到塑件脫出型芯。這種機(jī)構(gòu)脫?？煽?，設(shè)計(jì)方便且在模具中占用空間較小，非常適合在本副模具中使用。
關(guān)鍵詞：注塑模 澆口
Injection molding designing of The shell
This design topic is the shell of the Injection molding design, After the plastic part of the Injection molding designed The designer’s foundation knowledge of the injection mould design is reinforced and is able to design more complex injection mould through the design.
Through the foundation knowledge, first, I analysed the plistic material and its properties,so I made selecting the typeal of the gate for preparation,I estimated the plistic parts’ physical vlume which good for choosing the injection-molding machine and the cavity.Last Ianalysed the plistic parts’ chavalteristic,I made the parameter of design,the importance of design and ejctor.
This molde design need other side to open on the open molde. When the open molde the ejector plate ejects the plistic parts until the plistic parts ejector the core,this molde ejector is very good,because this molde use short area and design easy,we often use it.
Keywords: Injection molding , Gate
河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校
學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查表
學(xué)生姓名
劉輝輝
學(xué) 號(hào)
051304213
指導(dǎo)教師
于匯泳
選題情況
課題名稱
膜片夾片注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì)
難易程度
偏難
適中
√
偏易
工作量
較大
合理
√
較小
符合規(guī)范化的要求
任務(wù)書
有
√
無
開題報(bào)告
有
√
無
外文翻譯質(zhì)量
優(yōu)
良
√
中
差
學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況
好
√
一般
差
工作進(jìn)度
快
按計(jì)劃進(jìn)行
√
慢
中期工作匯報(bào)及解答問題情況
優(yōu)
良
√
中
差
中期成績(jī)?cè)u(píng)定：
所在專業(yè)意見：
負(fù)責(zé)人：
2008年4月28日
河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校
畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書
系 部： 材料工程系
專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造
學(xué)生姓名: 劉輝輝 學(xué) 號(hào): 051304213
設(shè)計(jì)題目： 膜片夾片注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì)
起 迄 日 期: 2008年 3 月20 日~ 6 月 8 日
指 導(dǎo) 教 師: 于 匯 泳
2008 年 3 月 20 日
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書
1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題來源及應(yīng)達(dá)到的目的：
該課題來源于楊占堯老師主編的《Proe野火版2.0》罩產(chǎn)品造型與模具設(shè)計(jì)。
在完成該課題之后，應(yīng)對(duì)注塑工藝生產(chǎn)較為熟悉，能熟練掌握相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)的使用，能獨(dú)立完成一套模具的設(shè)計(jì)及模具工作零件加工工藝的編制，能夠運(yùn)用模具設(shè)計(jì)軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制。
2．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：
（1）了解目前國(guó)內(nèi)外塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀；
（2）塑件的結(jié)構(gòu)工藝分析；
（3）罩注塑模設(shè)計(jì)，并編寫設(shè)計(jì)說明書一份；
（4）繪制模具總裝圖一張，并畫出非標(biāo)準(zhǔn)零件的零件圖；
（5）編制主要零件加工工藝過程卡。
材料：6GF30%
生產(chǎn)批量：中等批量
所在專業(yè)審查意見：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
系部意見：
系領(lǐng)導(dǎo)：
年 月 日
機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡
零件號(hào)
零 件 名 稱
03
型腔
工序號(hào)
工 序 名 稱
設(shè) 備
夾 具
刀 具
量 具
工 時(shí)
名 稱
型 號(hào)
名 稱
規(guī) 格
名 稱
規(guī) 格
名 稱
規(guī) 格
01
下料
鋸床
鋼直尺
0.5
02
鍛
空氣錘
鉗
卡尺
2
03
熱處理
熱處理爐
鉗子
10
04
刨削
刨床
彎頭刨刀
卡尺
5
05
電火花
電火花機(jī)床
06
銑削
平口鉗
立銑刀
卡尺
2
07
熱處理
鉗子
6
08
磨外形
卡尺
2
09
鉗、拋光
紗布
千分尺
2
編制 劉輝輝 校對(duì) 審核 批準(zhǔn)
河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校
材料工程系模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)
畢 業(yè) 實(shí) 習(xí) 報(bào) 告
專業(yè)班級(jí)： 模具設(shè)計(jì)與制造054
學(xué) 號(hào)： 051304213
學(xué)生姓名： 劉 輝 輝
指導(dǎo)老師： 于 匯 泳
成 績(jī)：
2008年4月
河南機(jī)電高等專科學(xué)校
畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：膜片夾片注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì)
系 部 材料工程系
專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造
班 級(jí) 模具054
學(xué)生姓名 劉輝輝
學(xué) 號(hào) 051304213
指導(dǎo)教師 于匯泳
2008年 6 月 8 日
插圖與附表
膜片夾片零件圖1-1…………………………………………………………………3
圖2-2-2-1確定型腔的數(shù)目及排列方式………………………………………………9
圖2-3-3-1主流道圖…………………………………………………………………10
圖2-3-1-1分流道圖……………………………………………………………………10
圖2-4-2推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)……………………………………………………………11
圖2-5-1-1型腔的設(shè)計(jì)尺寸…………………………………………………………13
圖2-6-2-1主型芯尺寸………………………………………………………………13
冷卻水道的分布圖……………………………………………………………………17
模具總裝圖……………………………………………………………………………19
表一：凹模工作尺寸的計(jì)算…………………………………………………………15
目 錄
緒論……………………………………………………………………………………1
1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)…………………………………………………2
第一章 塑料工藝規(guī)程的編制………………………………………………………2
1.1 塑件的工藝性分析……………………………………………………………3
1.1.1塑件的原材料分析………………………………………………………………3
1. 2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析……………………………………3
1.2.1.1結(jié)構(gòu)分析………………………………………………………………………4
1.2.1.2尺寸精度分析…………………………………………………………………4
1.2.1.3表面質(zhì)量分析 ……………………………………………………………4
1.3計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量…………………………………………………………4
1.4塑件注塑工藝參數(shù)的確定………………………………………………………5
1.5塑料成型設(shè)備的選取……………………………………………………………5
第二章 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………6
2.1分型面選擇………………………………………………………………………6
2.2確定型腔的數(shù)目及排列方式 …………………………………………………6
2.2.1模腔數(shù)量的確定………………………………………………………………6
2.2.1.1.按注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)量N1…………………………………7
2.2.1.2.注射機(jī)注塑量確定型腔數(shù)目N2……………………………………………7
2.2.2型腔的排列方式………………………………………………………………8
2.3澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)……………………………………………………………………8
2.3.1主流道設(shè)計(jì)……………………………………………………………………8
2.3.2分流道設(shè)計(jì)……………………………………………………………………9
2.3.3澆口設(shè)計(jì)………………………………………………………………………10
2.3.4排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………………………………………………………10
2.3.5主流道襯套的選取……………………………………………………………10
2.3.6冷料井的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………10
2.4斜滑塊的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………11
2.4.1斜滑塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………………11
2.4.2確定斜滑塊的傾斜角度………………………………………………………11
2.4.3確定斜滑塊的尺寸……………………………………………………………11
2.5推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………………………11
2.6成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………………12
2.6.1型腔的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………12
2.6.1.1 型腔的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………12
2.6.1.2型腔的尺寸設(shè)計(jì)……………………………………………………………12
2.6.2型芯的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………13
第3章 端蓋注塑模具的有關(guān)計(jì)算…………………………………………………14
第4章 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)………………………………………………15
第5章 模具閉合高度確定…………………………………………………………16
第6 章注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核………………………………………………………17
第7章 繪制模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖………………………………………18
7.1本模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖見附圖………………………………………18
結(jié)論 …………………………………………………………………………………19
致謝 …………………………………………………………………………………20
參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………21
河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
膜片夾片注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì)
摘 要
該設(shè)計(jì)題目為罩注塑模設(shè)計(jì)，通過對(duì)該塑件模具的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加強(qiáng)了設(shè)計(jì)者注塑模設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，為設(shè)計(jì)更復(fù)雜的注塑模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗(yàn)。
本設(shè)計(jì)運(yùn)用塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，首先分析了塑件的材料及性能要求，為選取澆口的類型做好了準(zhǔn)備；然后估算了塑件的體積，便于選取注塑機(jī)及確定型腔數(shù)量；最后分析了塑件的特征，確定模具的設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)要點(diǎn)及推出裝置的選取。
本副模具的設(shè)計(jì)需要推桿頂出機(jī)構(gòu)，在開模時(shí)用推桿頂出塑件，直到塑件脫出型芯。這種機(jī)構(gòu)脫模可靠，設(shè)計(jì)方便且在模具中占用空間較小，非常適合在本副模具中使用。
關(guān)鍵詞：注塑模 澆口
Injection molding designing of The shell
This design topic is the shell of the Injection molding design, After the plastic part of the Injection molding designed The designer’s foundation knowledge of the injection mould design is reinforced and is able to design more complex injection mould through the design.
Through the foundation knowledge, first, I analysed the plistic material and its properties,so I made selecting the typeal of the gate for preparation,I estimated the plistic parts’ physical vlume which good for choosing the injection-molding machine and the cavity.Last Ianalysed the plistic parts’ chavalteristic,I made the parameter of design,the importance of design and ejctor.
This molde design need other side to open on the open molde. When the open molde the ejector plate ejects the plistic parts until the plistic parts ejector the core,this molde ejector is very good,because this molde use short area and design easy,we often use it.
Keywords: Injection molding , Gate
緒 論
目前，我國(guó)沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我?guó)在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國(guó)模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具相比差距相當(dāng)大。
模具是制造業(yè)的重要工藝基礎(chǔ)，在我國(guó)，模具制造屬于專用設(shè)備制造業(yè)。中國(guó)雖然很早就開始制造模具和使用模具，但長(zhǎng)期未形成產(chǎn)業(yè)。直到20世紀(jì)80年代后期，中國(guó)模具工業(yè)才駛?cè)氚l(fā)展的快車道。三資”及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速；股份制改造步伐加快等。從地區(qū)分布來看，以珠江三角洲和長(zhǎng)江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。三資”及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速；股份制改造步伐加快等。從地區(qū)分布來看，以珠江三角洲和長(zhǎng)江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。近年，不僅國(guó)有模具企業(yè)有了很大發(fā)展，三資企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)（個(gè)體）模具企業(yè)的發(fā)展也相當(dāng)迅速。雖然中國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速，但與需求相比，顯然供不應(yīng)求，其主要缺口集中于精密、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具領(lǐng)域。由于在模具精度、壽命、制造周期及生產(chǎn)能力等方面，中國(guó)與國(guó)際平均水平和發(fā)達(dá)國(guó)家仍有較大差距，因此，每年需要大量進(jìn)口模具。
中國(guó)模具產(chǎn)業(yè)除了要繼續(xù)提高生產(chǎn)能力，今后更要著重于行業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的調(diào)整和技術(shù)發(fā)展水平的提高。結(jié)構(gòu)調(diào)整方面，主要是企業(yè)結(jié)構(gòu)向?qū)I(yè)化調(diào)整，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向著中高檔模具發(fā)展，向進(jìn)出口結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，中高檔汽車覆蓋件模具成形分析及結(jié)構(gòu)改進(jìn)、多功能復(fù)合模具和復(fù)合加工及激光技術(shù)在模具設(shè)計(jì)制造上的應(yīng)用、高速切削、超精加工及拋光技術(shù)、信息化方向發(fā)展。近年，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加大，主要表現(xiàn)在，大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命、中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度高于一般模具產(chǎn)品；塑料模和壓鑄模比例增大；專業(yè)模具廠數(shù)量及其生產(chǎn)能力增加；“三資”及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速；股份制改造步伐加快等。從地區(qū)分布來看，以珠江三角洲和長(zhǎng)江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)最為集中的省份是廣東和浙江，江蘇、上海、安徽和山東等地近幾年也有較大發(fā)展。
模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場(chǎng)年交易總額為600～650億美元左右。美國(guó)、日本、法國(guó)、瑞士等國(guó)家年出口模具量約占本國(guó)模具年總產(chǎn)值的三分之一。?
國(guó)外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到50%以上；國(guó)外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004年中國(guó)模協(xié)在德國(guó)訪問時(shí)，從德國(guó)工、模具行業(yè)組織--德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國(guó)有模具企業(yè)約5000家。2003年德國(guó)模具產(chǎn)值達(dá)48億歐元。其中（VDMA）會(huì)員模具企業(yè)有90家，這90家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國(guó)模具產(chǎn)值的90%，可見其規(guī)模效益。
1 模塑工藝規(guī)程的編制
圖 1-1
塑件名稱：膜片夾片
材 料：6GF30%
生產(chǎn)類型：大批量
1.1塑件的工藝性分析
1.1.1塑件的原材料分析
塑件的材料采用尼龍6GF30%，屬熱塑性塑料。尼龍6為半透明或不透明的乳白色結(jié)晶形聚合物顆粒，熔點(diǎn)220℃，熱分解溫度大于310℃，相對(duì)密度是1.34，吸水率為1.8﹪，具有優(yōu)良的耐磨性和自潤(rùn)滑性，機(jī)械強(qiáng)度高，耐熱性，電絕緣性好，低溫性能優(yōu)良，能自熄，耐化學(xué)藥品性好，耐油性優(yōu)良，加工成型比尼龍66容易，制品表面光澤性好。但吸水率較高，尺寸穩(wěn)定性差。剛性小，熔點(diǎn)低，在惡性環(huán)境下能長(zhǎng)期使用，在較寬的溫度范圍內(nèi)仍能保持足夠應(yīng)力，連續(xù)使用溫度105℃，介電損耗0.03MHZ，體積電阻率1012Ωcm,擊穿電壓16KV/mm，阻燃等級(jí)V-2，耐寒溫度-30℃。拉伸強(qiáng)度≧139MPa，沖擊強(qiáng)度≧9.8KJ/m。
1.2.塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析
1.2.1.1結(jié)構(gòu)分析
由塑件圖可知，該零件總體輪廓為回轉(zhuǎn)體。開口壁厚處有一個(gè)7°的錐度,底部中心有一個(gè)底面半徑為Φ3mm的圓錐孔，底部外端有側(cè)凹的凸臺(tái)，因側(cè)凹較淺，為其簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，模具設(shè)計(jì)時(shí)只需設(shè)計(jì)一組對(duì)合斜滑塊機(jī)構(gòu)代替?zhèn)瘸樾炯纯?。?jiǎn)化模具的結(jié)構(gòu)，使其緊湊美觀，又降低了熱處理的難度。
1.2.1.2尺寸精度分析
該零件重要尺寸，如Φ3.2mm, Φ3mm, Φ24.7mm等尺寸精度為MT4級(jí)（GB/T14486—1993），次要尺寸，如Φ20.6mm等的尺寸精度為MT5級(jí)（GB/T14486—1993）。未注公差的自由尺寸采用標(biāo)準(zhǔn)中的8級(jí)精度，查公差表得Φ3+0.580mm， 5.5+0.580mm，1.4+0.480mm，0.9+0.480mm.
塑件的壁厚為3.2mm , 符合尼龍6的最小壁厚原則，在制件的轉(zhuǎn)角處設(shè)計(jì)圓角，防止在此處出現(xiàn)缺陷，由于制件的尺寸較小，尼龍6GF30%6的強(qiáng)度較大不需增設(shè)加強(qiáng)。
1.2.1.3表面質(zhì)量分析
該零件的表面除主要要求沒有缺陷﹑毛刺，內(nèi)部不得有導(dǎo)電雜質(zhì)外，要求較底，故比較容易實(shí)現(xiàn)。
由上分析可以看出,注塑時(shí)在工藝控制得較好的情況下,零件的成型要求可以得到保證.
1.3計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量
計(jì)算塑件的質(zhì)量是為了選用注塑機(jī)及確定模具型腔數(shù)。
計(jì)算塑件的體積：V=1.22cm
計(jì)算塑件的質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)可查得尼龍6GF30%的密度為ρ=1.34g/cm
塑件質(zhì)量：M=Vρ
=1.22×10×1.34×10
=1.388g
采用一模四件的模具結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸，注塑時(shí)所需壓力和工廠現(xiàn)有設(shè)備等情況，初步選用注塑機(jī)XS—Z-30型。
1.4塑件注塑工藝參數(shù)的確定
查找有關(guān)文獻(xiàn)和參考工廠時(shí)間應(yīng)用的情況，尼龍6GF30%的成型工藝參數(shù)可作如下選擇：（試模時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)調(diào)整）
注塑溫度： 括料筒溫度和噴嘴溫度。
料筒溫度： 后段溫度t選用200～210c；
中段溫度t: 選用230～250c；
前段溫度t: 選用220～240c；
噴嘴溫度： 選用200～210c；
注塑壓力： 選用90～130Mpa；
模具溫度： 選用80～120c；
保壓時(shí)間： 選用15～40s；
高壓時(shí)間： 選用2～5s；
冷卻時(shí)間： 選用20～40s；
總周期： 選用40～90s；
后處理方法： 采用油﹑水；
后處理溫度： 90～100t/c;
后處理時(shí)間： 4~10h。
說明1：上述預(yù)熱條件為采用鼓風(fēng)烘箱。
2：凡潮濕環(huán)境使用的塑料，應(yīng)進(jìn)行調(diào)濕處理，在100～120c水中加熱2～18h。
1.5塑料成型設(shè)備的選取和相關(guān)參數(shù)
根據(jù)計(jì)算及原材料的注射成型參數(shù)初選注塑機(jī)為XS—Z-30查材料知：
標(biāo)稱注射量： 30cm
螺桿直徑/cm Ф28mm
注射壓力/10Pa： 119Mpa
鎖模力10kN： 250kN
最大注射面積/㎝: 90㎝
模具厚度/mm： 60～180mm
模板行程/mm: 160mm
噴嘴 球半徑： 12mm
孔半徑： Ф4mm
定位孔直徑/㎜ Ф63.5
推出兩側(cè)孔徑/mm Ф20mm
孔距/mm 170mm
2 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：分型面選擇﹑模具型腔數(shù)目的確定﹑型腔的排列方式﹑冷卻水道布局﹑澆口位置設(shè)置﹑模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)﹑側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)﹑推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。
2.1分型面選擇
在模具設(shè)計(jì)中，分型面的選擇比較重要，它決定了模具的結(jié)構(gòu)。應(yīng)根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。
該塑件為膜片夾片，易采用一模多腔，塑件尺寸不大，為了便于取出澆注系統(tǒng)凝料，采用雙分型面分型。第一次分型在Ⅰ處分型，利用中間板與定模部分的分離來完成澆注系統(tǒng)的取出動(dòng)作。第二次分型是在Ⅱ處分型，將塑件從模腔中取出，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下所示：
2.2確定型腔的數(shù)目及排列方式
2.2.1模腔數(shù)量的確定
塑件的生產(chǎn)屬大批量生產(chǎn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸較小，宜采用多型腔注塑模具，其型腔個(gè)數(shù)與注塑機(jī)的塑化能力，最大注射量以及合模力等參數(shù)有關(guān)，此外還受制件精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因素影響，有上述參數(shù)和因素可按下列方法確定模腔數(shù)量；
2.2.1.1.按注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)量N1
N1=(F1-PAj)/PAs
其中： F- 注塑機(jī)的鎖模力 N
P- 型腔內(nèi)的平均壓力MPa
As- 每個(gè)制件在分型面上的面積（㎜）
Aj - 流道和澆道在分型面上的投影面積（㎜）
Aj 在模具設(shè)計(jì)前為未知量，根據(jù)多型腔模具的流動(dòng)分析Aj為（0.2～0.5）As，常取B=0.35 As，熔體內(nèi)的平均壓力取決于注射壓力，一般成型工業(yè)制品為35MPa，實(shí)際所需鎖模力應(yīng)小于選定注塑機(jī)的名義鎖模力，為保險(xiǎn)起見常用0.8F則
N1=(F1-PAj)/PAs
=250000×0.8-0.35×16762.2/16762.2=11.58（個(gè)）
2.2.1.2.注射機(jī)注塑量確定型腔數(shù)目N2
N2=（KM1-Mj）/Ms
其中： M1 注射機(jī)的公稱注塑量（㎜）
Ms 單個(gè)制件體積 （㎜）
Mj 流道和澆口的總體積（㎜）
K 注塑機(jī)最大注塑量的利用系數(shù)，一般取0.8;
生產(chǎn)中每次實(shí)際注塑量應(yīng)為公稱注塑量的0.75～0.45倍，取0.6倍計(jì)算，同時(shí)流道和澆道的體積為未知量，據(jù)統(tǒng)計(jì)每個(gè)制品所需澆注系統(tǒng)是體積的0.2～1倍，現(xiàn)取C=0.6則
N2=（KM1-Mj）/Ms =0.8G-0.6×1.388/1.388=19.36（個(gè)）
由以上討論可以看到模具的型腔個(gè)數(shù)必須取N1，N2中的較小值，在這里可以選取的個(gè)數(shù)是2，4，6，8，10個(gè)，考慮的制件的取出和模具的開模等情況，以及模具的主流道長(zhǎng)度最好小于60mm，以防止因?yàn)樽⑺軌毫Φ慕档投鴰淼闹萍湫筒蛔愕热毕?。我們所設(shè)計(jì)的端蓋注塑模具采用一模四腔的方案，即N=4
2.2.2型腔的排列方式
該塑件屬于小尺寸塑件的大批量生產(chǎn),綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等，為保證各個(gè)型腔所成型出的塑件尺寸性能一致，應(yīng)使各個(gè)型腔能夠同時(shí)充滿且各個(gè)型腔的壓力相同，因此，在布置型腔的排列結(jié)構(gòu)時(shí)，我們采用流動(dòng)支路平衡方式，即型腔的布置使主流道到達(dá)各個(gè)型腔的分流道、澆口，其長(zhǎng)度、斷面形狀和尺寸都完全相同。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下所示：
圖2-2-2-1
2.3澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.3.1 主流道設(shè)計(jì)
根據(jù)XS—Z-30型注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸
噴嘴前端孔徑： d0=Ф4mm
噴嘴前端球面半徑： R0=12mm
根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系：
R=R0+（1～2）mm
D=d0+(0.5～1)mm
取主流道的球面半徑： R=13mm
取主流道的小端直徑d=Ф4.5mm
為了方便將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)為圓錐形式其斜度取2～4度經(jīng)換算得主流道大端直徑D=Ф6mm（L=d+2Ltgα/2），為了使料能順利的進(jìn)入分流道，可在主流道的出料端設(shè)計(jì)半徑r=3mm的圓弧過渡。
2.3.2分流道設(shè)計(jì)
分流道的形式和尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的體積，壁厚和形狀的復(fù)雜程度來確定分流道的長(zhǎng)度的。由于塑件的形狀比較簡(jiǎn)單，尼龍6GF30%的流動(dòng)性好，沖型能力比較好，因此可采取梯形分流道，便于加工。根據(jù)主流道大端直徑D=Ф6mm，則梯形可選用上底為b=6mm,高為h=4mm的截面。其分流道截面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下所示：
圖2-3-2-1
分流道表面粗糙度：
分流道表面粗糙度要求不高，表面粗糙度常取1.25—2.5Rμm，這可增加對(duì)外層塑料熔體流動(dòng)阻力，使外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層。有利于保溫。但表面不得凸凹不平，以免對(duì)分型不利。
2.3.3澆口設(shè)計(jì)
因采用雙分型面分型，故選用點(diǎn)澆口較為理想，以便澆口凝料脫模。設(shè)計(jì)時(shí)考慮不影響塑件的外觀質(zhì)量，從底部錐孔處進(jìn)料，料的流向是從厚處往薄處流，而且在模具結(jié)構(gòu)上采用瓣合斜滑塊式型腔，有利于填充﹑排氣。由于尼龍6GF30%的凝固時(shí)間很短，所以澆口位置非常重要。澆口孔徑不要小于0.5t（t為塑件厚度），查表初選尺寸為l=1.5mm，d=1.5mm，H=0.75D=4.5mm
試模時(shí)修正.
圖2-3-3-1
2.3.4排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
在注塑模具的設(shè)計(jì)過程中，必須考慮排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，否則，熔融的塑料流體進(jìn)入模具型腔內(nèi)，氣體如不能及時(shí)排出會(huì)使制件的內(nèi)部有氣泡，甚至?xí)a(chǎn)生很高的溫度使塑料燒焦，從而出現(xiàn)廢品。
排氣方式有兩種：開排氣槽排氣和利用合模間隙排氣。
由于膜片夾片注塑模是小型鑲拼式模具，可直接利用分型面和鑲拼間隙進(jìn)行排氣，而不需在模具上開設(shè)排氣槽。尼龍6GF30%塑料的最小不溢料間隙為0.03mm，間隙較小，再加上尼龍6GF30%的流動(dòng)性較好，也不宜開排氣槽.
2.3.5主流道襯套的選取
為了提高模具的壽命在模具與注塑機(jī)頻繁接觸的地方設(shè)計(jì)為可更換的主流道襯套形式，選取材料為T8A，熱處理以后的硬度為53～57HRC，主流道襯套和定模的配合形式為H7/m6的過渡配合。
2.3.6冷料井的設(shè)計(jì)
為了防止冷料進(jìn)流入型腔而影響塑件質(zhì)量，因此在主流道正對(duì)面的中間板上設(shè)計(jì)一個(gè)冷料井是很必要的。對(duì)于主流道的冷料井，開模時(shí)應(yīng)將主流道中的冷凝料拉出，所以冷料井直徑易稍大于主流道大端直徑。此處是配合推桿使用，選用倒錐形。
2.4斜滑塊的設(shè)計(jì)
2.4.1斜滑塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
此設(shè)計(jì)的塑件底部凸臺(tái)處有一淺內(nèi)凹,它們均垂直于脫模方向,阻礙成型后塑件從模具脫出.因此成型小內(nèi)凹的零件必須做成活動(dòng)的型芯或滑塊,由于側(cè)凹較淺，抽拔距較小，為簡(jiǎn)化模具設(shè)計(jì)，采用瓣合式斜滑塊。
由于頂桿與斜滑塊是螺紋連接，且塑件高度不大，因此此處不用考慮斜滑塊脫落問題。與動(dòng)模板的固定采用T形滑槽。此外，初次分型是定模座與中間板的分離，不用考慮斜滑塊的斜向移動(dòng)，可不用設(shè)計(jì)止動(dòng)銷。
2.4.2確定斜滑塊的傾斜角度
這種抽芯機(jī)構(gòu)的抽芯動(dòng)作和塑件的頂出同時(shí)進(jìn)行，而且斜滑塊的剛性較大，傾斜角可比斜導(dǎo)柱的傾斜角大，通常不超過30°，本副模具取a=20°。
2.4.3確定斜滑塊的尺寸
根據(jù)塑件尺寸以及查閱相關(guān)資料取斜滑塊的長(zhǎng)L=62mm,寬B1=40mm，B2=30,厚度H=30mm。
2.5推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
采用推桿推出，
圖2-5-1
如圖2-5-1所示,由于塑件底部有一凸臺(tái)，模具開模后，塑件將留在動(dòng)模一側(cè)斜滑塊內(nèi)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)一段距離后，頂桿帶動(dòng)滑塊斜向上運(yùn)動(dòng)，同時(shí)完成塑件的脫模和抽芯動(dòng)作。
2.6成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.6.1型腔的設(shè)計(jì)
2.6.1.1 型腔的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本副模具采用一模四件的結(jié)構(gòu)形式，因?yàn)椴捎眯被瑝K式抽芯機(jī)構(gòu)，所以斜滑塊就是型腔材料選用45鋼, 硬度在50HRC以上.
2.6.1.2型腔的尺寸設(shè)計(jì)
膜片夾片屬于中小尺寸塑件，計(jì)算時(shí)主要考慮其強(qiáng)度問題。所以按強(qiáng)度計(jì)算
（1）側(cè)壁厚度的計(jì)算
r-型腔內(nèi)孔徑（mm）；
σρ-許用應(yīng)力（MPa）；
Pm-模腔壓力（MPa）。一般取25-50 MPa，此處取35 MPa。
代入得tc=2.55mm，取tc=3mm。
（2）底部厚度的計(jì)算
代入得th=5mm。
圖2-6-1-2-1
型腔的加工方法采用成型電極方法。
2.6.2型芯的設(shè)計(jì)
為節(jié)省優(yōu)質(zhì)模具鋼，便于機(jī)械加工和熱處理，采用組合式型芯結(jié)構(gòu)。型芯成7°傾斜.其結(jié)構(gòu)如下圖所示：
圖2-6-2-1
根據(jù)分流道與澆口的設(shè)計(jì)要求，分流道設(shè)在定模座澆口設(shè)在型芯上其結(jié)構(gòu)見下圖所示。
圖2-6-2-2
3 膜片注塑模具的有關(guān)計(jì)算
本例中成型零件工作尺寸計(jì)算時(shí)均采用平均尺寸，平均收縮率平均制造公差和平均磨損率來計(jì)算。
查常用塑料的收縮率塑料尼龍6GF30%的成型收縮率為S=0.5～1.0％，故平均我們?nèi)镾cp=0.75％。考慮到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差取Б=Δ/3。
表一：凹模工作尺寸的計(jì)算：
塑件尺寸
計(jì)算公式
型腔工作尺寸
Φ24.7-0.20
Dm=(Dmax+DmaxScp％－3/4Δ)0+Б
Φ24.740+0.067
Φ3-0.20
Φ2.950+0.033
Φ3.20+0.1
Φ3.250+0.033
7.8+-0.1
Hm=(Hs+HsScp％－2/3Δ)0+Б
7.830+0.067
2.3+0.1-0.58
1.960+0.227
5.50+0.58
5.70+0.193
塑件尺寸
計(jì)算公式
型芯工作尺寸
Φ20.60+0.3
dm=(dmin+dminScp％+3/4Δ)0-Б
Φ20.980-0.1
Φ30+0.58
Φ3.50-0.193
4.10+0.58
hs=（ hs+ hs Scp％+2/3Δ）0-Б
4.50-0.193
材料選用45鋼, 硬度在50HRC以上.
成型零部件的制造誤差：
成型零部件的制造誤差包括成型零部件的加工誤差和安裝誤差，配合誤差等幾個(gè)方面。設(shè)計(jì)時(shí)一般應(yīng)將成型零部件的制造公差控制在塑件的1/3左右，通常取IT6—9級(jí)，綜合考慮取IT8級(jí)。
4 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
塑料在生產(chǎn)過程中由于需要對(duì)熔融的塑料流體進(jìn)行冷卻，塑料制件不能有太高的溫度（防止出模后制件發(fā)生翹曲，變形）.在注射模具中溶體從200 C,左右降低到80C左右，所釋放的能量5％以輻射，對(duì)流的方式散發(fā)到大氣中，其余95％由冷卻介質(zhì)帶走，因此注射模的冷卻時(shí)間只要取決與冷卻系統(tǒng)的冷卻效果。如果忽略模具因空氣對(duì)流，熱輻射與注射機(jī)接觸所散失的熱量，假設(shè)塑料熔體在模內(nèi)釋放的熱量，全部由冷卻水帶走。則冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)可按下式進(jìn)行計(jì)算：
設(shè)該模具平均工作溫度為80°，用20°的常溫水作為模具的冷卻介質(zhì)，其出口溫度為25°，產(chǎn)量為（1分鐘4模）0.45Kg/h。
1） 求塑件在硬化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量為Q1，查表得尼龍6GF30%成型時(shí)冷卻應(yīng)排除的熱量Q1=627X103Kg/h。
2） 求冷卻水的體積流量V
V=WQ1/60Cρ (T1－T2)
=0.22 X10-3 m3/min
式中V-冷卻水的體積流量（m3/min）；
W-單位時(shí)間內(nèi)注入模具內(nèi)的塑料溶體的質(zhì)量（Kg/h）；
C-冷卻水的比熱容【J/(Kgk）；
ρ-冷卻水的密度（Kg/ m3）；
T1-冷卻水的出口溫度（C）；
T2-冷卻水的進(jìn)口溫度（C）；
溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件的質(zhì)量影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
變形 尺寸精度 力學(xué)性能 表面質(zhì)量
在選擇模具溫度時(shí)，應(yīng)根據(jù)使用情況著重滿足制件的質(zhì)量要求。
模具的冷卻時(shí)間約占整個(gè)循環(huán)周期的2/3?？s短循環(huán)周期的冷卻時(shí)間是提高是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。在冷卻水冷卻過程中，在湍流下的熱傳遞是層流的10—20倍。在次我選擇湍流。 如圖下表：
冷卻水道直徑
d/（mm）
最低流量v
/（m/s）
流量
qv/（m/min）
8
1.16
5.0×10
冷卻水孔總傳熱面積A由下式計(jì)算得：A= WQ1/3600(Tw－Tθ)
將數(shù)據(jù)代入得A=1.3 m2
式中A- 冷卻水孔總傳熱面積（m2）；
Tw-模具溫度（C）；
Tθ-冷卻時(shí)的平均溫度（C）；
由于冷卻水孔傳熱面積較小，其水孔數(shù)目及長(zhǎng)度可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)而定。
由于模具中成型制品的成型部分是側(cè)滑塊，其尺寸較小。所以冷卻水道的分布，采用環(huán)繞滑塊的方法。如下圖所示：
圖4-1
5 模具閉合高度確定
在支撐板與固定零件的設(shè)計(jì)中根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定：定模座板德厚度H1=25mm，中間板厚度H2=10mm，斜滑塊厚度為H3=30mm，動(dòng)模板厚度為H4=32mm，墊塊厚度H5=50mm動(dòng)模座厚度H6=25mm。
1計(jì)算模具的閉合高度：
H=H1＋H2＋H3＋H4＋H5+ H6
=25＋10＋30＋32＋50＋25
=172mm
6 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核
本模具的外形尺寸為230mm×200mm×172mm, XS-Z-30型注塑機(jī)模板最大安裝尺寸是235mm×235mm。
由于上述計(jì)算的模具閉合高度為172mm，XS-ZY-125型注塑機(jī)的最小模具厚度為60mm，最大模具厚度為180mm，最大開模行程為160mm。
1：模具厚度校核：
60mm<172mm<180mm
2：模具開模行程校核：
H1+H2+a+(5-10)mm=10+8+43+10=71mm
71mm<160mm
H1-制品所用的脫模距離（mm）；
H2-制品高度（mm）；
a-取出澆注系統(tǒng)凝料的長(zhǎng)度（mm）。
經(jīng)校核XS-Z-30型注塑機(jī)能滿足使用要求故可以采用。
7 繪制模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖
7.1本模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖見附圖
圖7-1
1-角螺釘 2-定距螺釘 3-彈簧 4-斜滑塊 5-澆口套 6-型芯7-定模座板 8-中間板 9-導(dǎo)套 10-導(dǎo)套 11-導(dǎo)柱 12-支承板 13-墊板 14-復(fù)位桿 15-動(dòng)模座板 16-內(nèi)六角螺釘 17-推板 18-推板固定板 19-拉料桿 20-推桿 21-動(dòng)模板
7.2本模具的工作原理：
模具安裝在注塑機(jī)上，定模部分固定在注塑機(jī)的定模板上，動(dòng)模固定在注塑機(jī)的動(dòng)模板上。合模后，注塑機(jī)通過噴嘴將熔料經(jīng)流道注入型腔，經(jīng)保壓，冷卻后塑件成型，注塑完成。開模時(shí)動(dòng)模部分隨動(dòng)模板一起向右運(yùn)動(dòng)，在彈簧3的作用下，迫使初次在B處分型，塑件留在動(dòng)模一側(cè)向右運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，冷凝料也在錐形拉料桿19的作用下隨動(dòng)模運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到一定距離時(shí)，在注塑機(jī)頂桿的作用下推桿20推動(dòng)滑塊4斜向上運(yùn)動(dòng)將塑件推出，同時(shí)，拉料桿19將冷凝料推出。合模時(shí)，復(fù)位桿14對(duì)滑塊和頂桿進(jìn)行復(fù)位。
9 結(jié)束語
通過塑料模課程設(shè)計(jì)，它使得我對(duì)沖裁理論知識(shí)進(jìn)一步加深了認(rèn)識(shí)。并且也加深了相關(guān)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)。同時(shí)熟練掌握了專業(yè)工具書的使用方法。在整個(gè)過程中，增強(qiáng)了自己的動(dòng)手能力及分析及獨(dú)立思考解決問題的能力。當(dāng)然，由于本人水平有限及缺乏生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，該設(shè)計(jì)難免存在不足之處。希望老師對(duì)此提出批評(píng)意見， 在此表示萬分的感謝。
通過設(shè)計(jì)實(shí)踐，逐步樹立正確的設(shè)計(jì)思想，增強(qiáng)了創(chuàng)新意識(shí)和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，熟悉掌握了沖壓設(shè)計(jì)的一般規(guī)律。在設(shè)計(jì)過程中，進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖及運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊(cè)等有關(guān)設(shè)計(jì)資料，進(jìn)行全面的機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練。
致 謝
時(shí)光如歌，歲月如梭，三年的大學(xué)生活即將結(jié)束，而我也即將離開可敬的老師和熟悉的同學(xué)踏入不是很熟悉的社會(huì)中去。在這畢業(yè)之際，作為一名工科院校的學(xué)生，做畢業(yè)設(shè)計(jì)是一件必不可少的事情。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常繁雜的工作，它涉及的知識(shí)非常廣泛，很多都是書上沒有的東西，這就要靠自己去圖書館查找自己所需要的資料；還有很多設(shè)計(jì)計(jì)算，這些都要靠自己運(yùn)用自己的思維能力去解決，可以說，沒有一定的毅力和耐心是很難完成這樣復(fù)雜的工作。
在學(xué)校中，我主要學(xué)的是理論性的知識(shí)，而實(shí)踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次總演練。畢業(yè)設(shè)計(jì)不但把我以前學(xué)的專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的連貫起來，也使我在溫習(xí)舊知識(shí)的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識(shí)；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
由于本人資質(zhì)有限，很多知識(shí)掌握的不是很牢固，因此在設(shè)計(jì)中難免要遇到很多難題，在有課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)及老師的不時(shí)指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下，克服了一個(gè)又一個(gè)的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)日趨完善。畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然很辛苦，但是在設(shè)計(jì)中不斷思考問題，研究問題，咨詢問題，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時(shí)也汲取了更完整的專業(yè)知識(shí)，鍛煉了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力，使我受益匪淺，我相信這些經(jīng)驗(yàn)對(duì)我以后的工作一定有很大的幫助，而且也鍛煉我的吃苦耐勞的精神，讓我在這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)的社會(huì)里有立足之地。
最后，我衷心感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師于匯泳老師在這一段時(shí)間給予我無私的幫助和指導(dǎo)，并向你們致意崇高的敬意，以后到社會(huì)上我一定努力工作，不辜負(fù)你們給予我的知識(shí)和對(duì)我寄予的厚望！
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