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湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 1 湖南科技大學 畢業(yè)設(shè)計 論文 任務(wù)書 機電工程學院 院 機械工程 系 教研室 系 教研室 主任 簽名 年 月 日 學生姓名 劉萬學 學號 2003181311 專業(yè) 機械制造設(shè)計及其自動化 1 設(shè)計 論文 題目及專題 雪碧瓶蓋注塑模 2 學生設(shè)計 論文 時間 自 3 月 28 日開始至 5 月 30 日止 3 設(shè)計 論文 所用資源和參考資料 塑料成型工藝與模具設(shè)計 模具制造工藝 塑料模設(shè)計手冊 實用模具技術(shù)手冊 塑料制品成型及模具設(shè)計 塑料 橡膠成型模具 設(shè)計手冊 注塑模具設(shè)計與制造實用技術(shù) 畫法幾何與機械制圖 工程塑料實用手冊 塑料模具設(shè)計指導 幾何量公差與檢測 塑料成型技術(shù) 注塑成型及模具設(shè)計實用技術(shù) 熱塑性材料及其注塑 塑料模結(jié)構(gòu)圖冊 塑料模具設(shè)計 機械制圖 4 設(shè)計 論文 完成的主要內(nèi)容 模具結(jié)構(gòu)的選擇與設(shè)計計算 型腔 凹模 型芯 凸模 推出機構(gòu)等零件的設(shè)計 澆注系統(tǒng)的設(shè)計及計算 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計和計算 5 提交設(shè)計 論文 形式 設(shè)計說明與圖紙或論文等 及要求 模具裝配圖 繪制零件圖 設(shè)計說明書按湖南科技大學畢業(yè)設(shè)計論文說明書的要求進行排版 打印 不少于 40 頁 6 發(fā)題時間 2007 年 3 月 21 日 指導教師 簽名 學 生 劉萬學 簽名 湖南科技大學 畢業(yè)設(shè)計 論文 指導人評語 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 2 主要對學生畢業(yè)設(shè)計 論文 的工作態(tài)度 研究內(nèi)容與方法 工作量 文獻應(yīng) 用 創(chuàng)新性 實用性 科學性 文本 圖紙 規(guī)范程度 存在的不足等進行綜 合評價 指導人 簽名 年 月 日 指導人評定成績 湖南科技大學 畢業(yè)設(shè)計 論文 評閱人評語 主要對學生畢業(yè)設(shè)計 論文 的文本格式 圖紙規(guī)范程度 工作量 研究內(nèi)容與方法 實 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 3 用性與科學性 結(jié)論和存在的不足等進行綜合評價 評閱人 簽名 年 月 日 評閱人評定成績 湖南科技大學 畢業(yè)設(shè)計 論文 答辯委員會記錄 日期 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 4 學生 劉萬學 學號 2003181311 班級 03 機本三班 題目 雪碧瓶蓋注塑模 提交畢業(yè)設(shè)計 論文 答辯委員會下列材料 1 設(shè)計 論文 說明書 共 頁 2 設(shè)計 論文 圖 紙 共 頁 3 指導人 評閱人評語 共 頁 畢業(yè)設(shè)計 論文 答辯委員會評語 主要對學生畢業(yè)設(shè)計 論文 的研究思路 設(shè)計 論文 質(zhì)量 文本圖紙規(guī)范程度和對設(shè) 計 論文 的介紹 回答問題情況等進行綜合評價 畢業(yè)設(shè)計 論文 答辯委員會主任 簽名 委員 答辯成績 總評成績 學生實習報告 院 系 機械工程學院 專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班級 姓名 劉萬學 一 實習的主要內(nèi)容 生產(chǎn)實習是機械類專業(yè)教學中的一項重要實踐環(huán)節(jié) 其目的是使學生了解 和掌握本專業(yè)基本生產(chǎn)實際知識 培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際及初步的獨立工作能 力 為后續(xù)有關(guān)課程的學習打下基礎(chǔ) 實習可分為兩個階段 第一階段為見習 實習 第二階段為結(jié)合專業(yè)方向的生產(chǎn)實習 實習內(nèi)容是使學生接觸和了解機 械制造的生產(chǎn)過程 學習到有關(guān)主要工種加工方法的基本知識 為學好金屬工 藝學 機械制造基礎(chǔ)奠定必要的感性知識基礎(chǔ) 同時也為學習其他技術(shù)基礎(chǔ)課 建立一些實踐基礎(chǔ) 實習目的是使學生了解各類機械的運轉(zhuǎn)和工作原理 并結(jié)合本專業(yè)的需要 和目的 了解和觀察本專業(yè)涉及到的各類機械的組成結(jié)構(gòu) 運轉(zhuǎn)機構(gòu)和工作原 理以及生產(chǎn)過程 為課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計打下基礎(chǔ) 結(jié)合專業(yè)方向的生產(chǎn)實習 應(yīng)根據(jù)專業(yè)特點 有針對性的到一些工礦企業(yè)單位進行 2006 年初我在岳陽華容機械廠實習 1 參加由公司組織的理論知識的學習 由有經(jīng)驗的領(lǐng)導 工程師授課 學 習公司的文化 以及公司的發(fā)展前景 主要產(chǎn)品的生產(chǎn)流程和必要的技術(shù)要求 以及一些改進方向 公司必須保留和更新發(fā)展的技術(shù)核心等等 2 在有經(jīng)驗的師傅的指導下 親自動手拆裝模具 維修模具以及學習模具 的結(jié)構(gòu)組成以及工藝技術(shù)要求 模具的裝拆的方法和技巧 同時也要求設(shè)計一 些簡單實用的模具 為以后設(shè)計或改進大型模具做準備 3 參加由公司有經(jīng)驗的技術(shù)員指導的模具設(shè)計 學習如何根據(jù)模具的用途 設(shè)計一些實用的模具 以及設(shè)計制造模具時應(yīng)該注意的主要問題和細節(jié) 二 實習取得的經(jīng)驗及收獲 畢業(yè)實習是一門專業(yè)實踐課 是機械類各專業(yè)學生學習了各門專業(yè)課程之 后 在進行畢業(yè)設(shè)計或畢業(yè)論文時必不可少的實踐教學環(huán)節(jié) 它對于培養(yǎng)我們 的動手能力有很大的意義 而且可以使我們了解傳統(tǒng)的機械制造工藝和現(xiàn)代機 械制造技術(shù) 我國現(xiàn)行的教育體制 使得通過高考而進入大學的大學生的動手 JX07 3 實踐能力比較薄弱 因此 處于學校和社會過渡階段的大學就承擔了培養(yǎng)學生 實踐能力的任務(wù) 畢業(yè)實習就是培養(yǎng)學生實踐能力的有效途徑 通過實習掌握 了模具的一些基本知識 如模具的組成結(jié)構(gòu) 如何根據(jù)用戶的需要去設(shè)計一些 簡單的模具 在模具設(shè)計時的工藝 公差 粗造度 等如何選擇和應(yīng)用有了初 步的理解 我們機械制造及自動化專業(yè)所學習的重點在于各種機械成型設(shè)備 本次實 習就是為了讓我們能夠?qū)τ谖覀兯鶎W過的各種儀器 設(shè)備有一個感性的直觀的 認識 從而把書本上的理論和現(xiàn)實中的傳統(tǒng)技術(shù)和已經(jīng)被應(yīng)用于實際的最新發(fā) 展的高新技術(shù)聯(lián)系與結(jié)合起來 進一步鞏固和深化所學的理論知識 彌補以前 單一理論教學的不足 為后續(xù)專業(yè)課學習和畢業(yè)設(shè)計打好基礎(chǔ) 三 存在的不足及建議 通過實習我本人感覺到還有很多不足的地方 1 專業(yè)知識還不是很扎實 特別是公差方面的 為了讓設(shè)計出來的產(chǎn)品達 到要求而一味的加大精度 給制造帶來了難度 2 實際操作能力不夠 現(xiàn)在是技術(shù)更新的時候 公司都引進了很多先進的 生產(chǎn)設(shè)備 但自己對這些高新設(shè)備束手無策 3 初到公司缺乏工作經(jīng)驗 很多的工作感到無從下手 沒有一個完整的頭 緒 很難單獨去接受一個實際的課題 通過實習我想對學校一點建議 雖然自己只工作了兩個月 但還是感覺到了學校和公司之間有很大的差距 如果能縮小這種差距的話 對以后學校就業(yè)將有很大優(yōu)勢 更對學生能夠很快 融入工作環(huán)境打下堅實的基礎(chǔ) 我就以過來人的身份建議學校能夠更加注重學 生的實際動手能力 加強學生的實踐能力的培養(yǎng) 如增加學生的在校實習的機 會和延長學生的實踐活動的時間 更加注重在老師的指導下讓學生真正的參與 到實踐中去 畢業(yè)設(shè)計期間學校是否能考慮組織學生到生產(chǎn)現(xiàn)場去參觀實習 讓學生接受最為直接的設(shè)計基本知識 比憑空去設(shè)想更有效果 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 1 目 錄 1 塑件分析 2 2 塑件材料的選擇及材料特性 3 3 塑件的形狀尺寸計算 5 4 型腔數(shù)目的確定及排布 6 5 分型面的選擇 8 6 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 9 7 注射機的選擇及型號和規(guī)格 12 8 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及工作尺寸計算 14 9 導向機構(gòu)的設(shè)計 21 10 脫模機構(gòu)的設(shè)計 26 11 溫控系統(tǒng)設(shè)計 29 12 模具的閉模高度和開模行程的驗算 35 13 模具工作過程 36 14 設(shè)計總結(jié) 37 15 致謝 38 16 參考資料 39 摘要 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 2 本次設(shè)計主要對雪碧瓶蓋注射模的設(shè)計 包括方案分析及確定 尺寸計算 模具結(jié)構(gòu)計算等內(nèi)容 該塑件有內(nèi)螺紋 需兩次分型 故設(shè)計中主要解決了分型 面的選擇 型腔數(shù)目的確定 脫模機構(gòu)的設(shè)計 采用了二次脫模機構(gòu)來脫模 保證 塑件能順利的成型出模 關(guān)鍵詞 注射模 脫模機構(gòu) 結(jié)構(gòu)設(shè)計 Abstract The main design graduate of XueBi lid injection mold design including the analysis of the program and determine size count mold design calculations content The plastic parts within a thread need twice disport model Therefore the design of the project profile for the plastic parts of sub surface choices determining the number of cavity the demoulded mechanism design Using twice demoulding agencies Guarantee a smooth plastic parts from the moldel Key Word Plastics injection Mold Structural design Demoulding agencies 前言 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè) 被稱為 工業(yè)之母 而塑料模具又是整個模具行 業(yè)的一朵奇葩 其發(fā)展極為迅速 在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn) 有 69 90 工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具 加工 模具已成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ) 許多新產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)在有大程度上都依賴于模具 生產(chǎn) 特別是汽車 輕工 電子 航空等行業(yè)尤為突出 自改革開放以來 我國塑料工業(yè) 發(fā)展很快 表現(xiàn)在不僅塑料增加而且其品種更為增多 產(chǎn)量已上升到世界第四位 由此可 見 塑料工業(yè)已在我國國民經(jīng)濟中發(fā)揮越來大的作用 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 3 傳統(tǒng)的模具制造技術(shù) 主要是根據(jù)設(shè)計圖紙 用仿形加工 成行磨削以及電火花加工 方法來制造模具 而現(xiàn)代模具不同 它不僅形狀與結(jié)構(gòu)十分復雜 而且技術(shù)要求更高 用 傳統(tǒng)的模具制造方法顯然難于制造 必須借助于現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展 采用先進制造技術(shù) 才能達到它的技術(shù)要求 當前 整個工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展特點是產(chǎn)品品種多 更新快 市場競 爭劇烈 為了適用市場對模具制造的短交貨期 高精度 低成本的迫切要求 模具將有如 下發(fā)展趨勢 1 模具的精度將越來越高 10 年前 精密模具的制造精度一般為 5 m 現(xiàn)在已達 2 m 3 m 不久 1 m 精度的模具即將上市 隨著零件微型化及精度要求的提高 有些模 具的加工精度要求在 1 m 以內(nèi) 這就要求發(fā)展超精加工工藝 不斷提高模具的設(shè)計 制造 技術(shù) 使模具能更精確 簡易 省料地加工出形狀復雜的零件 并提高模具使用的穩(wěn)定性和 壽命 2 模具日趨大型化 這一方面是由于運用模具制造的零件日漸大型化 另一方面也是 由于高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔 現(xiàn)在有的已達到一個模幾百腔 所致 3 多功能復合模具將進一步發(fā)展 新型多功能復合模具是在多工位級進?；A(chǔ)上開發(fā) 出來的 一副多功能模具除了沖壓成型零件外 還擔負著疊壓 攻絲 鉚接和鎖緊等組裝 任務(wù) 這種多功能模具生產(chǎn)出來的不再是單個零件 而是成批的組件 如觸頭與支座的組 件 各種微小電機 電器及儀表的鐵芯組件等 可大大產(chǎn)品的生產(chǎn)和裝配周期 4 隨著熱流道技術(shù)的日漸推廣應(yīng)用 熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步提高 由 于采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量 并能大幅度節(jié)約制件的原材料 因 此 熱流道技術(shù)的應(yīng)用在國外發(fā)展很快 已十分普遍 許多塑料模具廠所生產(chǎn)的塑料模具 已有一半以上采用了熱流道技術(shù) 有的廠使用率甚至已達 80 以上 效果十分明顯 5 隨著塑料成形工藝的不斷改進與發(fā)展 氣體輔助注塑成型模具及適應(yīng)高壓注射成型 等工藝的模具將隨之發(fā)展 塑料件的精度分為尺寸精度 幾何形狀精度和外觀精度 即光 譯 色調(diào)等 為了確保精度要求 模具生產(chǎn)企業(yè)將繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝 以及 注射壓縮成型工藝 在注射成型中 影響成型件精度的最大因素是成型收縮 高壓注射成 型可減小樹脂收縮率 增加塑件尺寸的穩(wěn)定性 氣體輔助注射成型技術(shù)已比較成熟 它能 改善塑件的內(nèi)在和外觀質(zhì)量 具有注射壓力低 制品變形小 易于成型壁厚差異較大的制 品等優(yōu)點 而且可以節(jié)約原料及提高制件生產(chǎn)率 從而大幅度降低成本 6 模具標準件的應(yīng)用將更加廣泛 模具標準化及模具標準件的應(yīng)用能極大地影響模具 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 4 制造周期 使用模具標準件不但能縮短模具制造周期 而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制 造成本 因此模具標準件的應(yīng)用必將日漸廣泛 努力實現(xiàn)模具行業(yè)的規(guī)范化 標準化 使 模具行業(yè)在更大的范圍內(nèi)實現(xiàn)資源的整合 提高模具業(yè)發(fā)展的速度和后勁 因此 模具標 準件的應(yīng)應(yīng)用在 十五 期間必得到較大發(fā)展 7 快速經(jīng)濟模具的發(fā)展前景十分廣闊 目前是多品種小批量生產(chǎn)的時代 在 21 世紀 這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例將達 75 以上 因此 一方面使制品生產(chǎn)周期縮短 另一 方面花樣變化頻繁 要求模具的生產(chǎn)周期愈短愈好 開發(fā)快速經(jīng)濟模具越來越引起人們的 重視 充分利用現(xiàn)代信息技術(shù) 開發(fā)一體化程度更高 信息交換性更好的 CAD CAE CAM 系統(tǒng) 以不斷縮短模具開發(fā)周期 降低開發(fā)制造成本 同時研制各種超塑性材料來制作模 具 用環(huán)氧 EP 聚酯 P 或其中填充金屬 M 玻璃 G 等增強性原料制作簡易模 具 這些模具的主要特點是制造工藝簡單 精度易控制 收縮率較小 價格便宜 壽命較 高 8 隨著車輛和電機等產(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 壽命和復雜程度將提出越來越高的要求 9 隨著塑料原材料的性能不斷提高 各行業(yè)的零件以塑代鋼 以塑代木技術(shù)的進一步 發(fā)展 塑料模具的比例不斷提高 同時 由于機械零件的復雜程度和精度的逐步提高 對 塑料模的要求也將越來越高 10 模具技術(shù)含量將不斷提高 中 高檔模具比例將不斷增大 這也是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整 所帶來的市場走勢 11 發(fā)展性能更優(yōu)良的模具用材料 從根本上提高模具性能 減少模具材料的消耗 減輕模具重量 并能使模具的生產(chǎn)制造更容易 國內(nèi)塑性成型技術(shù)與國外相比還有一定的差距 加入 WTO 后 為了塑性成型技術(shù)逐 步提高達到國際水平 尚需在如下六方面努力 1 塑性成型 有限元分析金屬流動 數(shù)值仿真金屬流動 成型工藝過程模擬 納米材料成型 快速 原形成型 2 模具設(shè)計 計算機輔助設(shè)計 反 逆 向工程 并行工程 快速設(shè)計 協(xié)同設(shè)計 人工智能 基 于知識的工程 基于事例的推理 集成化設(shè)計 網(wǎng)絡(luò)化技術(shù) 特征化技術(shù) 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 5 3 模具結(jié)構(gòu) 標準化模具 模塊單元組合模具 基于 Web 的 CAPP 體系結(jié)構(gòu) 納米模具 4 模具材料 新型模具材料 冷作 熱作 剛結(jié)合金 5 模具制造 數(shù)控 電火花 線切割 超精密加工 高速銑削 計算機集成制造系統(tǒng) 快速模具制 造 柔性制造系統(tǒng) 敏捷制造系統(tǒng) 智能制造系統(tǒng) 協(xié)同制造系統(tǒng) 綠色制造系統(tǒng) 信息 管理系統(tǒng) 6 綠色環(huán)保技術(shù) 無色熱鍛潤滑劑 拉深潤滑劑 無噪聲技術(shù) 消震 隔震技術(shù) 一 塑件的分析 該塑料制品為瓶蓋 其塑件的結(jié)構(gòu)以及表面形狀較為簡單 整個塑件呈筒狀 整個塑 件高達 15mm 外徑為 28mm 壁厚 1mm 中間銜接部分以圓弧過渡 作為實用零件對其 尺寸公差沒有太嚴格的要求 故在本次設(shè)計中可以忽略此方面的考慮 以降低模具的加工 制造成本 且塑件本身壁厚較小 均勻 適合于大批大量的注塑模具生產(chǎn) 塑件圖如下所 示 9610 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 6 塑件圖 壁厚分析 塑件的壁厚對塑件質(zhì)量的影響很大 壁厚過小 成型時熔融塑料流動阻力大 充模困 難 特別是大型且形狀復雜的塑件更為突出 壁厚過大 不但浪費原料 而且增加冷卻時 間 更重要的是塑件產(chǎn)生氣泡 縮孔 翹曲變形等缺陷 查相關(guān)手冊可知 該塑件的壁厚 均為 1mm 在其最小壁厚范圍內(nèi) 因此 該塑件符合注塑模具成型的厚度條件 圓角分析 為了避免應(yīng)力集中 提高塑件的局部強度 改善熔體的流動情況且便于脫模 在塑件 各內(nèi)外表面的連接處 應(yīng)采用過渡圓弧 塑件上的過渡圓弧對于模具制造也是必要的 在 無特殊要求時 塑件連接處均應(yīng)有不小于 0 5 1mm 的圓角 按照圓角的設(shè)計原則 一般 外圓弧半徑應(yīng)是厚度的 1 5 倍 內(nèi)圓弧半徑應(yīng)是厚度的 0 5 倍 本次設(shè)計要求該塑件的內(nèi)外 圓弧半徑結(jié)合生產(chǎn)實際來設(shè)計 根據(jù)現(xiàn)有的生產(chǎn)力狀況以及條件設(shè)備 此塑件的內(nèi)外過渡 圓弧是小半徑為 0 5mm 適合注塑制品的結(jié)構(gòu)和工藝要求 二 塑件材料的選擇及材料特性 材料的選擇 該塑件在尺寸上要求比較高 且在長期的使用過程中需要較高的強度和硬度 也要求有 一定的耐磨性 在保證塑料制品的功能和性能的同時還要考慮到加工生產(chǎn) 成本和供應(yīng) 綜合上述各方面的考慮和甄選以及結(jié)合工廠的實際生產(chǎn) 選用收縮率較小 綜合性能優(yōu)良 在工程技術(shù)中應(yīng)用廣泛的塑料 LDPE 低密度聚乙烯 材料簡介 LDPE 中文名 低密度聚乙烯 英文名 Low density polyethylene 基本特性 低密度聚乙烯 LDPE 是高壓下乙烯自由基聚合而獲得的熱塑性塑料 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 7 無毒 無味 呈乳白色 密度為 0 94 0 965g cm 3 有一定的機械強度 具有較好的柔軟 性 耐沖擊性及透明性 但和其他塑料相比機械強度低 表面硬度差 聚乙烯的絕緣性能 優(yōu)異 常溫下聚乙烯不溶于任何一種已知的溶劑 并耐稀硫酸 稀硝酸和任何濃度的其他 酸以及各種濃度的堿 鹽溶液 聚乙稀有高度的耐水性 長期與水接觸其性能可保持不變 其透水氣性能較差 而透氧氣和二氧化碳以及許多有機物質(zhì)蒸氣的性能好 在熱 光 氧 氣的作用下會產(chǎn)生老化和變脆 一般使用溫度約在 80 oC 左右 能耐寒 在 60 oC 時仍有較 好的力學性能 70 oC 時仍有一定的柔軟性 成型特性 結(jié)晶形塑料 吸濕性小 成型前可不預(yù)熱 熔體粘度小 成型時不易分解 流動性極好 溢邊值為 0 02mm 左右 流動性對壓力變化敏感 加熱時間長則易發(fā)生分解 冷卻速度快 必 須充分冷卻 設(shè)計模具時要設(shè)冷料穴和冷卻系統(tǒng) 收縮率大 方向性明顯 易變形 翹曲 結(jié)晶度及模具冷卻條件對收縮率影響大 應(yīng)控制模溫 宜用高壓注射 料溫要均勻 填充 速度應(yīng)快 保壓要充分 不宜采用直接澆口注射 否則會增加內(nèi)應(yīng)力 使收縮不均勻和方 向性明顯 應(yīng)注意選擇澆口位置 質(zhì)軟易脫模 塑件有淺的側(cè)凹時可強行脫模 綜合性能 壓縮比 1 84 2 30 熱變形溫度 1 88MPa 48oC 0 46MPa 60 82oC 抗拉屈服強度 22 39 MPa 拉伸彈性模量 0 84 0 95GPa 彎曲強度 25 40MPa 彎曲彈性模量 1 1 1 4 GPa 壓縮強度 225 MPa 疲勞強度 11 Mpa 10 7 周 脆化溫度 70 LDPE 的注射工藝參數(shù) 注射機類型 柱塞式 噴嘴形式 直通式 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 8 噴嘴溫度 150 170oC 料筒溫度 前 170 200oC 后 140 160oC 模溫 30 45oC 注射壓力 60 100Mpa 保壓力 40 50Mpa 注射時間 0 5s 保壓時間 15 60s 冷卻時間 15 60s 成型周期 40 140s 三 塑件的形狀尺寸的計算 塑件圖如下所示 9610 塑件圖 塑件的工作條件對精度要求較高 根據(jù) LDPE 的性能可選擇其塑件的精度等級為 6 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 9 級精度 查閱 塑料成型工藝與模具設(shè)計 P 67 表 3 9 外徑 28mm 壁厚 1mm 內(nèi)徑 16mm 壁厚 1mm 由體積計算公式可計算得塑件的近似體積得 V 塑 S H 2 825cm3 查得 LDPE 低密度聚乙烯 密度約為 由公式 代入數(shù)據(jù)可得塑3 94 0cmg vw 件的質(zhì)量為 W 塑 V 塑 r 塑 2 6 g 四 型腔數(shù)目的確定及排布 為了使模具與注射機的生產(chǎn)能力相匹配 提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟性 并保證塑件精度 模具設(shè)計時應(yīng)確定型腔數(shù)目 常用的方法有以下 1 根據(jù)經(jīng)濟性確定型腔數(shù)目 根據(jù)總成型加工費用最小的原則 并忽略準備時間和試生產(chǎn)原材料費用 僅考 慮模具加工費和塑件成型加工費 2 根據(jù)注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)目 當成型大型平板制件時 常用這種方法 設(shè)注射機的額定鎖模力大小為 F N 型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力為 Pm 單個制品在分型面上的投影面積為 A1 澆注系 統(tǒng)在分型面上的投影面積為 A2 則 nA1 A2 Pm F 即 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 10 n 12APFm 3 根據(jù)制品精度確定型腔數(shù)目 根據(jù)經(jīng)驗 在模具中每增加一個型腔 制品尺寸精度要降低 4 高模具中的型 腔數(shù)目為 n 制品的基本尺寸為 L 塑件尺寸公差為 單型腔模具注塑模具生產(chǎn)時可能性 產(chǎn)生的尺寸誤差為 不同的材料 有不同的值 如 聚甲醛為 0 2 尼龍 66 為 s s 0 3 聚碳酸酯 聚氯乙烯 ABS 等非結(jié)晶型塑料為 0 05 則有塑件尺寸精度的表達 式為 L n 1 L 4 s s 簡化后可得型腔數(shù)目為 n 2450 s 對于高精度制品 由于多型腔模具難以使各型腔的成型條件均勻一致 故通常推薦型 腔數(shù)目不超過 4 個 4 根據(jù)注射機的額定最大注射量確定型腔數(shù)目 設(shè)注射機的最大注射量 G g 單個制品的質(zhì)量為 W1 g 澆注系統(tǒng)的質(zhì)量 為 W2 g 則型腔數(shù)目 n 為 n 128 0W 型腔的排布設(shè)計原則 多型腔有模板上的排列形式通常有圓形 H 形 直線型及復合型等 在設(shè)計時應(yīng) 遵循以下原則 1 盡可能采用平衡式排列 確保制品質(zhì)量的均一和穩(wěn)定 2 型腔布置與澆口開高部位應(yīng)力求對稱 以便停止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象 3 盡量使型腔排列得緊湊 以便減小模具的外形尺寸 已知的體積 V 塑 或質(zhì)量 W 塑 又因為此產(chǎn)品屬大批量生產(chǎn)的小型塑件 但制件尺寸 精度 表面粗糙度較高 綜合考慮生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本及產(chǎn)品質(zhì)量等各種因素 以及注射機 的型號選擇 初步確定采用一模四腔對稱性排布 分流道直徑可選 1 6 9 5mm 參見 塑料制 品成型及模具設(shè)計 P59 表 4 3 部分塑料常用分流道斷面尺寸推薦范圍 由塑件的外形尺 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 11 寸 塑件壁厚 0 8 1 0 2 4 和機械加工的因素 確定采用點澆口 根椐塑件的材料及尺寸 澆口直徑可選 0 8 1 3mm 參見 塑料制品成型及模具設(shè)計 P67 表 4 7 側(cè)澆口和點澆口的 推薦值 采用對稱平衡的排布 如下圖示 型腔數(shù)目及排布圖 五 分型面的選擇 分型面是指分開模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面 一副模具根據(jù)需 要可能有一個或兩個以上的分型面 分型面可以是垂直于合模方向 也可以與合模方向平行或 傾斜 分型面的選擇應(yīng)遵循以下原則 1 便于塑件脫模 開模是應(yīng)盡量使塑件留在動模內(nèi) 應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽芯 應(yīng)合理塑件在型腔中的方位 2 考慮和保證塑件的外觀不遭損害 3 盡力保證塑件尺寸的精度要求 4 有利于排氣和盡量使模具加工方便 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 12 本塑件屬于薄壁殼小型塑件 塑件冷卻時會因為收縮作用而包覆在凸模上 故從塑件 脫模和精度要求角度考慮 應(yīng)有利于塑件滯留在動模一側(cè) 以便于脫模 而且不影響塑件 的質(zhì)量和外觀形狀 以及尺寸精度 綜合以上因素 分型面應(yīng)選擇在瓶蓋的下部較為合理 如圖所示 分型面圖 六 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 注射模的澆注系統(tǒng)是指從注流道的開始端到型腔之間的熔體流動通道 其作用是使 塑料熔體平穩(wěn)而有序地充真到型腔中 以獲得組織致密 外形輪廓清晰的塑件 澆注系統(tǒng)一般由主流道 分流道 澆口和冷料穴等四部分組成 設(shè)計原則 澆注系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)保證塑件熔體的流動平穩(wěn) 流程應(yīng)盡量短 防止型芯變形 整修應(yīng) 方便 防止制品變形和翹曲 應(yīng)與塑件材料品種相適用 冷料穴設(shè)計合理 盡量減少塑料 的消耗 1 主流道設(shè)計 主流道是連接注射機噴嘴與公流道的一段通道 通常和注射機噴嘴在同一軸線上 斷 面為圓形 帶有一定的錐度 本塑件所用的材料為 LDPE 底密度聚乙烯 根據(jù)其流動性特點 主流道設(shè)計的主 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 13 要參數(shù)如下 主流道圓錐角 內(nèi)壁粗糙度為 Ra0 63 m 5 主流道大端呈圓角 取半徑 r 3mm 以減小料流轉(zhuǎn)過渡時的阻力 主流道應(yīng)盡可能的短 過長則會影響熔體的順利充型 此處根據(jù)實際情況選 35mm 襯套與主流道設(shè)計成整體 材料使用 T8 熱處理強度為 53 57HRC 2 冷料穴的設(shè)計 冷料穴一般位于主流道對面的動模板上 其作用就是存放料流前峰的 冷料 防止 冷料 進入型腔而形成冷接縫 此外 在開模時又能將主流道凝料從定模 板中拉出 本塑件采用無拉料桿的冷料穴 分流道設(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 多型腔模具必定設(shè)計分流道 單型腔大型塑件在使用多個點澆口時也要設(shè)置分流 道 分流道截面形狀和尺寸的選擇 通常的分流道截面形狀有圓形 矩形 梯形 U 形和六角形等 為了減少流道內(nèi)壓 力損失和傳熱損失 希望流道的截面積大 表面積小 因此可用流道截面積與其周長的比 值來表示流道的效率 由于正方形流道凝料脫模困難 六角形流道效率低而圓形截面流道 在加工時兩半很難對準 在此 選擇半圓形 取半圓直徑 4 5mm 參見 塑料制品成型及模 具設(shè)計 59 頁表 4 3 分流道的布置 分流道的布置取決于型腔的布局 兩者相互影響 分流道的布置分平衡式與非 平衡式兩種 根據(jù)上面所選型腔的布局 分流道采用平衡式的布置如下圖 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 14 3 澆口設(shè)計 澆口是連接分流道與型腔之間的一段細短通道 它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分 澆口 的形狀 位置和尺寸對塑件質(zhì)量的影響很大 本塑件屬于小型塑件 用一模多腔 其表面要求較高 而點澆口截面積小 對于纖維 增強的塑料 澆口斷開時不會損傷塑件表面 故而確定采用點澆口 澆口位置的選擇 澆口開設(shè)的位置對制品的質(zhì)量影響很大 在確定澆口時 應(yīng)遵循以下原則 澆口應(yīng)開在能使型腔各個角落同時充滿的位置 澆口應(yīng)開設(shè)在制品壁厚較厚的部位 以利于補縮 澆口的位置應(yīng)選擇在有利于型腔中氣體的排除 澆口的位置應(yīng)選擇在能避免制品產(chǎn)生熔合紋的部位 對于圓筒類制品 采用中心澆口 比側(cè)澆口好 對于帶細長的型芯模具 宜采用中心頂部進料方式 以避免型芯因沖擊變形 澆口應(yīng)設(shè)在不影響制品外觀的部位 根據(jù)以上原則 瓶蓋屬于圓筒類制品 故而采用中心澆口 基本參數(shù)如下圖所示 澆注系統(tǒng)圖 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 15 根據(jù)塑件的外形尺寸和質(zhì)量等決定影響因素 初步取值如下 由塑件質(zhì)量 W 塑 2 6g 可得 d 取 4 D 取 6 d 4mm D 6mm R 15mm h 5mm d1 1mm H1 4 5mm l 60 70mm L 25mm a 4 a1 10 L1 17mm 4 溢流排氣系統(tǒng)的設(shè)計 排氣系統(tǒng)對于讓塑料充滿型腔 防止產(chǎn)生接縫和表面輪廓不完整等缺陷有著很重要的 作用 一般大型模具 要在分型面開設(shè)專門的排氣槽 以利型腔內(nèi)氣體的排除 排氣方式 排氣槽一般通常開設(shè)在分型面上凹模一邊 位置位于塑料熔體流動的末端 一般情況下 排氣槽尺寸以氣體能夠順利排出而不產(chǎn)生溢料為原則 排氣槽寬度可取 1 5 6 mm 深度可取 0 025 0 1 mm 長度可取 0 8 1 5 mm 但對于此模具 無需設(shè)計專門的排氣槽來排氣 可通過分型面及活動型芯與模板之間 配合間隙來排氣 足夠能使氣體順利排出 注 在工廠中 可以利用推桿和模板間的間隙 模板和型芯定位孔 模板和鑲塊的縫 隙 側(cè)抽芯和型腔板的間隙 定模活動型芯和定面板的間隙等排氣 甚至當動定模接觸表 面的粗糙度較大時 動定模之間也可以排氣 在本設(shè)計中 可利用頂桿間隙和定模型芯間隙排氣 不再開設(shè)排氣系統(tǒng) 七 注射機的選擇及型號和規(guī)格 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 16 根據(jù)所選擇的參數(shù) 初步估算澆注系統(tǒng)的 體積 V 澆 8 9cm3 其質(zhì)量約為 W 澆 V 澆 r 塑 7 5 8 5g S n W 塑 W 澆 0 8 23 24g 可以初步選項注射機型號為 XS Z 30 XS Z 30 注射機的技術(shù)規(guī)格如下 型號 XS Z 30 額定注射量 cm 3 30 螺桿直徑 mm 28 注射壓力 MPa 119 注射行程 mm 130 注射時間 s 0 7 注射方式 柱塞式 合模力 kN 250 最大注射面積 cm 2 90 最大開 合 模行程 mm 160 模具最大厚度 mm 180 模具最小厚度 mm 60 模板最大距離 mm 340 動 定模固定板尺寸 mm 250 280 噴嘴圓弧 mm 12 噴嘴孔徑 mm 2 以上參數(shù)參見 塑料制品成型及模具設(shè)計 第 240 頁附錄 E 部分國產(chǎn)注射成型機 的型號及技術(shù)參數(shù) 柱塞式注射機成型原理 先將粉狀或粒狀從注射機的料斗中送進配備加熱裝置的料筒中 塑化成熔融狀態(tài) 然后 在柱塞的推動下 塑料熔體被壓縮 并以極快的速度向前經(jīng)噴嘴注入到模具型腔中 最后充滿型腔的熔體經(jīng)過保壓 冷卻而固華成塑件開模取出 如此即完成一個成型周期 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 17 柱塞式成型機中 塑料熔化成黏流態(tài)的熱量主要由筒外部的加熱器提供 在柱塞的 平穩(wěn)推動下 料流是一種平緩的滯流態(tài)勢 料筒內(nèi)同一橫截面上不同徑距的質(zhì)點有著梯度 變化的流速 結(jié)果靠料筒軸心的流速快 靠近料筒壁的流速慢 料筒同一截面上的溫度分 布也有差異 靠近筒壁的料 因流速慢 又直接接受外壁的電熱圈加熱 所以溫度高 而 靠近軸心的料 因流動快 且又與料筒加熱圈隔了一層熱阻很大的塑料層 所以溫度低 可見在柱塞式料筒內(nèi) 塑料的塑化程度很不均勻 注射機的分類 按外形可分為 臥式 立式和直角式 按傳動方式可分為 機械式 液壓式和液壓 機械聯(lián)合式 按用途又可分為 通用型和專用型 所選注射機的型號為 XS Z 30 屬于臥式通用型注射機 八 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及工作尺寸計算 一 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 18 塑料在成型加工過程中 用來充填塑料熔體以成型制品的空間被稱為型腔 而構(gòu)成 這個型腔的零件叫做成型零件 通常包括凹模 凸模 小型芯 螺紋型芯或型環(huán)等 由于 這些成型零件直接與高溫 高壓的塑料熔體接觸 并且脫模時反復與塑件摩擦 因此要求 它有足夠的強度 剛度 硬度 耐摩性和較低的表面粗糙度 同時還應(yīng)考慮零件的加工性 和模具的制造成本 凹模的的結(jié)構(gòu)設(shè)計 凹模又稱陰模 是成型塑件外輪廓的零件 凹模有整體結(jié)構(gòu)式和組合式 1 整體式凹模 由整塊金屬材料直接加工而成 這種形式的結(jié)構(gòu)簡單 牢固可靠 不易變形 成型的塑件質(zhì)量較好 但當塑件形狀復雜時 采用一般機械加工方法制造型腔 比較困難 因此它適用于形狀簡單的塑件 2 組合式凹模 對于形狀復雜的塑件或難于機械加工的整體式凹模 為了節(jié)省貴金 屬 便于型腔加工 減少熱處理 通常采用組合式凹模 亦可以分為 整體式凹模 整體嵌入式凹模 局部鑲嵌式凹模 大面積鑲嵌式凹模 四壁拼合式凹模 本塑件的外形簡單 采用整體式凹模 其適用于形狀簡單且凸模高度較小的塑件 整 體式凹模為非穿通式模體 強度好 不易變形 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 凸模 即型芯 是成型塑件內(nèi)表面的成型零件 通?？煞譃檎w式和組合式 1 整體式凸模 當塑件的內(nèi)形比較簡單 深度不大時 可采用整體式凸模 其結(jié)構(gòu) 牢固 成型塑件的質(zhì)量好 但機械加工不便 鋼材耗量較大 適用于小型凸模 2 組合式凸模 當塑件的內(nèi)形比較復雜而不便于機械加工時 或形狀雖不復雜 但 為了節(jié)省貴金屬 減少加工量 通常采用組合式凸模 固定板和凸?？煞謩e采用不同的材 料制造和熱處理 然后再連接成一體 這種結(jié)構(gòu)形式適用于大型凸模 由瓶蓋的特殊結(jié)構(gòu) 有兩層 內(nèi)有螺絲 采用鑲件組合式凸模 二 成型零件工作尺寸計算 成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構(gòu)成塑件的尺寸 通常包括凹模和凸模的徑 向尺寸 包括零件的長和寬 凹模和凸模的高度尺寸及位置尺寸 故零件的工作尺寸計算 主要是凹模和凸模的尺寸計算 1 產(chǎn)生偏差的原因 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 19 塑料的成型收縮 成型收縮引起制品產(chǎn)生尺寸偏差的原因有 預(yù)定收縮率 設(shè)計算成型 零部件工作尺寸所用的收縮率 與制品實際收縮率之間的誤差 成型過程中 收縮率可能 在其最大值和最小值之間發(fā)生的波動 s Smax Smin 制品尺寸 s 成型收縮率波動引起的制品的尺寸偏差 Smax S min 分別是制品的最大收縮率和制品的最小收縮率 成型零部件的模具制造偏差 工作尺寸的制造偏差包括模具的加工偏差 和裝配偏差 加工偏差就是模具在制造過程中所產(chǎn)生的尺寸偏差 裝配偏差主要是模具在 分型面上的合模間隙以及組合模具的配合偏差 成型零部件的磨損 成型零部件的摩損相對于精度要求不高的大型零部件來說 可以不考慮 但對 于精度要求較高的小型零部件 就必須要對其進行考慮 本產(chǎn)品為 LDPE 制品 屬于大批量生產(chǎn)的小型塑件 預(yù)定的收縮率的最大值和最 小值分別取 1 5 和 3 5 平均收縮率 為 2 5 此產(chǎn)品采用 6 級精度 屬于一般精度制品 s 因此 凸凹模徑向尺寸 高度尺寸及深度尺寸的制造與作用修正系數(shù) x 取值可在 0 5 0 75 的范圍之間 凸凹模各處工作尺寸的制造公差 因一般機械加工的型腔和型芯的制造公差 可達到 IT IT 級 綜合參考 相關(guān)計算具體如下 凹模徑向尺寸計算 相關(guān)公式參見 塑料制品成型及模具設(shè)計 第 79 80 頁 圖 B mLsLZZsMM12 048 0101468 5 2 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 20 C1 z 2 1 s C1S z 2 1 2 5 2 0 32 2 2 05 0 16 mm 凸模計算 圖 A 中 LM1 0 z 1 s LM1S 0 5 0 z 1 2 5 26 0 5 0 48 0 0 48 4 26 650 0 12 L1 0 z 1 s L1S 0 5 0 z 1 2 5 16 0 5 0 4 0 4 40 16 2 0 10 lx 0 z 1 s lXS 0 5 0 z 1 2 5 2 0 5 0 24 0 24 40 1 93 0 040 mLsLZZsMM09 0436 202513 1 mHsZZMSM1 04 0075 2 1 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 21 CX z 2 1 s CXS z 2 1 2 5 11 0 38 2 11 27 0 19 wx 0 z 1 s w XS 0 5 0 z 1 2 5 0 5 0 5 0 24 0 24 40 0 4 0 060圖 A圖 B圖 cl 1 圖 C 中 螺紋型芯與大型芯的配合采用 H8 f8 型芯徑向尺寸計算 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 22 18 0362 il hQ 0 z 1 s hQS 0 5 0 z 1 2 5 3 0 5 0 24 0 24 40 2 96 0 060 hQ1 0 z 1 s hQ1s 0 5 0 z 1 2 5 10 0 5 0 32 0 0 32 4 10 09 0 0 08 lQ2 0 z 1 s lQ2S 0 5 0 z 1 2 5 9 0 50 32 0 0 32 4 9 070 0 08 計算螺紋型芯的工作尺寸 1 螺紋型芯大徑 dM 大 0 z 1 s ds 大 中 0 z 螺紋型芯中徑 dM 中 0 z 1 s ds 中 中 0 z 螺紋型芯小徑 dM 小 0 z 1 s ds 小 中 0 z dM 大 dM 中 dM 小 分別為螺紋型芯的大 中 小徑 ds 大 ds 中 d s 小 分別為塑件內(nèi)螺紋大 中 小徑基本尺寸 中 塑件螺紋中徑公差 z 螺紋型芯的中徑制造公差 其值取 5 將數(shù)據(jù)代入以上公式計算得 dM 大 0 z 1 2 5 14 0 03 0 0 03 5 14 380 0 006 dM 中 0 z 1 2 5 12 701 0 03 0 0 03 5 13 0490 0 006 dM 小 0 z 1 2 5 11 835 0 03 0 0 03 5 12 1610 0 006 3 型腔壁厚和底板厚度計算 注射模在其工作過程需要承受多種外力 如注射壓力 保壓力 合模力和脫模力等 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 23 如果外力過大 注射模及其成型零部件將會產(chǎn)生塑性變形或斷裂破壞 或產(chǎn)生較大的彈性 彎曲變形 引起成型零部件在它們的對接面或貼合面處出現(xiàn)較大的間隙 由此而發(fā)生溢料 及飛邊現(xiàn)象 從而導致整個模具失效或無法達到技術(shù)質(zhì)量要求 因此 在模具設(shè)計時 成 型零部件的強度和剛度計算和校核是必不可少的 一般來說 凹模型腔的側(cè)壁厚度和底部的厚度可以利用強度計算決定 但凸模和型芯 通常都是由制品內(nèi)形或制品上的孔型決定 設(shè)計時只能對它們進行強度校核 因在設(shè)計時采用的是鑲嵌式圓形型腔 因此 計算參考公式如下 側(cè)壁 按強度計算 12 mPrs 按剛度計算 125 7 0 rpErsp 底部 按強度計算 21 rphms 按剛度計算 349 0 ErPhms 凸模計算 按強度計算 mPLr2 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 24 按剛度計算 34 ELPrm 參數(shù)符號的意義和單位以及經(jīng)查表所得值如下 Pm 模腔壓力 MPa 取值范圍 50 70 E 材料的彈性模量 MPa 查得 2 06 105 材料的許用應(yīng)力 MPa 查得 176 5 成型零部件的許用變形量 mm 查得 0 05 將以上值代入公式計算可得 按強度計算得 s 4 93mm hs 4 38mm r 8 52mm 按剛度計算得 s 0 93mm hs 1 91mm r 3 97mm 模具采用材料為 3Gr2W8V 淬火中溫回火 46HRC 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 25 九 導向機構(gòu)的設(shè)計 為了保證注射模準確合模和開模 在注射模中必須設(shè)置導向機構(gòu) 導向機構(gòu)的作用是 導向 定位以及承愛一定的側(cè)向壓力 導向機構(gòu)包括導柱導向和錐面定們兩種 根據(jù)本塑 件的實際情況 采用導柱導向機構(gòu) 一 導柱導向機構(gòu)的作用 1 定位件用 模具閉合后 保證動定模或上下模位置正確 保證型腔的形狀和尺寸精確 在 模具的裝配過程中也起定位作用 便于裝配和調(diào)整 2 導向作用 合模時 首先是導向零件接觸 引導動定?；蛏舷履蚀_閉合 避免型芯先進 入型腔造成成型零件損壞 3 承受一定的側(cè)向壓力 二 導柱導套的設(shè)計原則 1 導柱應(yīng)合理地均布在模具分型面的四周 導柱中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離 以保證模具的強度 2 導柱的長度應(yīng)比型芯端面的高度高出 6 8mm 以免型芯進入凹模時與凹模相 碰而損壞 3 導柱和導套應(yīng)有足夠的耐磨度和強度 4 為了使導柱能順利的進入導套 導柱端部應(yīng)做成錐形或半球形 導套的前端 也應(yīng)倒角 5 導柱設(shè)在動模一側(cè)可以保護型芯不愛損傷 而設(shè)在定模一側(cè)則便于順利脫模 取出塑件 因此可根據(jù)需要而決定裝配方式 6 一般導柱滑動部分的配合形式按 H8 f8 導柱和導套固定部分配合按 H7 k6 導套外徑的配合按 H6 k6 7 除了動模 定模之間設(shè)導柱 導套外 一般還在動模座板與推板之間設(shè)置導 柱和導套 以保證推出機構(gòu)的正常運動 8 導柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具大小而決定 可參考標準框架數(shù)據(jù)選取 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 26 三 導柱導套的設(shè)計 一般在注射模中 動 定模之間的導柱既可設(shè)置在動模一側(cè) 也可設(shè)置在定模一側(cè) 視 具體情況而定 通常設(shè)置在型芯凸出分型面最長的那一側(cè) 而雙分型的注射模 為了中間 板在工作過程中的支承和導向 所以在定模一側(cè)一定要設(shè)置導柱 如下圖所示 模具結(jié)構(gòu)圖 導柱的設(shè)計 1 導柱的結(jié)構(gòu) 1 鉚合式導柱 結(jié)構(gòu)簡單 加工方便 但導柱損壞后更換麻煩 2 直通式導柱 拆裝方便 便于維修 但制造比較費時 且需增加墊板 適用于 大型固定式模具 3 壓入式合模銷 在垂直分型面的模具中 為了保證錐模套中的對拼凹模相對位 置準確 常采用兩個合模銷 本次設(shè)計結(jié)合零件結(jié)構(gòu)及其它各方面的要求 選用直通式導柱 2 對導柱的要求 1 導柱的長度必須比凸模端面的高度高出 6 8 以免在導柱未導正方向之前型 芯進入型腔時與凹模相碰而損壞 此外 導柱長于凸模端面 脫模后可按任何利于操作的 位置放在工作臺上 而不致于擦傷凸模成型表面 2 為使導柱能順利地進入導套 導柱的端部應(yīng)該做成圓錐形或半球形的先導部分 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 27 球形先導部分因制造費時 一般很少采用 3 導柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定 應(yīng)保證導柱具有足夠的抗彎強度 4 導柱應(yīng)具有堅硬而耐磨的表面 堅韌而不易折斷的型芯 5 導柱尾部通常應(yīng)埋入模板內(nèi) 6 導柱配合部分的表面光潔度應(yīng)高一些 7 導柱滑動部分按 H8 h8 間隙配合 固定部分按 H7 m6 過渡配合 導柱的尺寸如下圖 導柱與導套選用間隙配合 導套的設(shè)計 1 導套的結(jié)構(gòu) 1 套筒式導套 用于模套高度不大的簡單模具 2 臺階式導套 檢修方便 能保證導向精度 主要用于精度要求較高的大型模具 3 凸臺式導套 主要用于固定式模具中的推出機構(gòu) 4 帶油槽的導套 可以改善導向條件 減少磨擦 但增加了制造成本 僅用于模具 溫度不高的固定式注射模 結(jié)合零件結(jié)構(gòu)及模具整體要求 選用臺階式導套 2 對導套的要求 1 為使導柱比較順利地進入導套 在導套的前端應(yīng)倒有圓角 R 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 28 2 對于大型注射模 當開模力過大時 為了防止導套拔出 應(yīng)在導套上部加裝蓋板 4 導套材料可用淬火鋼或銅等耐磨材料制造 但其硬度應(yīng)低于導柱的硬度 這樣可 以改善摩擦 以防止導柱或?qū)桌?4 導套配合部分的表面光潔度不能過低 5 導套孔的滑動部分按 H8 h8 間隙配合 導套外徑按 H7 m6 過渡配合 導套設(shè)計及尺寸如下圖所示 點澆口形式的雙分型號面注射模應(yīng)注意使分型面 A 的分型號距離能保證澆注系統(tǒng)凝料 順利取出 一般 A 分型號面分型距離為 s s1 3 5mm s A 分型面分型距離 mm s1 澆注系統(tǒng)凝料在合模方向上的長度 mm 雙分型面模具中要注意導術(shù)的設(shè)置及導柱的長度 如刻導柱同時對動模部分導向 則 導柱導向部分的長度應(yīng)按下式計算 L s H 8 10mm L 導柱導向部分長度 mm s A 分型面分型距離 mm 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 29 H 中間板的厚度 mm s1 46 5mm s 49 5 51 5mm H 34 5mm L 92mm 定端與模板間用 H7 m6 或 H7 k6 的過渡配合 導向部分通常采用 H7 f7 或 H8 f7 的間隙 配合 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的要求 與導柱同動作的彈簧應(yīng)布置 4 個 并盡可能對稱布置于 A 分型 面的四周 以保持分型時彈力均勻 中間板不被卡死 布局形式如圖所示 導柱排布圖 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 30 十 脫模機構(gòu)的設(shè)計 在注射成型的每一循環(huán)中 都必須便塑件從模具型腔中型芯上脫出 模具中這種脫出機 構(gòu)稱為脫模機構(gòu) 或推出機構(gòu) 頂出機構(gòu) 脫模機構(gòu)的作用包括脫出 取出兩個動作 即 首先將塑件和澆注系統(tǒng)凝料等與模具松動分離 稱為脫出 然后把其脫出物從模具內(nèi)取出 1 脫模機構(gòu)的組成 推出機構(gòu)由推出零件 推出零件固定板和推板 推出機構(gòu)的導向與復位部件組成 即 推件板 推件板緊固螺釘 推板固定板 推桿墊板 頂板導柱 頂板導套以及推板緊固螺 釘 脫模機構(gòu)的分類 一 按驅(qū)動方式分 1 手動脫模 它是在開模后 用人工操作推出機構(gòu)取出塑件 其動作平穩(wěn) 對塑件 無撞擊 操作安全 但勞動強度大 生產(chǎn)效率低 2 機動脫模 是利用注射機的開模動作使塑件脫離型腔 開模時塑件先隨動模一起 移動 達到一定位置時 脫模機構(gòu)被注射機上固定不動的推桿 或頂桿 頂住而不能隨動 模繼續(xù)移動 從而使塑件脫離模腔 機動脫模生產(chǎn)效率高 推出力大 生產(chǎn)中被廣泛采用 3 液壓脫模 注射機上設(shè)置有專用的液壓頂出裝置 即液壓缸 當開模到一定距離 后 通過液壓缸活塞驅(qū)動而實現(xiàn)脫模動作 液壓式的頂出力 速度和時間可通過液壓系統(tǒng) 調(diào)節(jié) 但需要專用液壓裝置 4 氣動脫模 利用壓縮空氣 通過型腔里微小的頂出氣孔或受氣閥將塑件吹出 氣 動方式可以真截吹出塑件 且制件表面無任何痕跡 但是需要專用裝置 二 按推出零件的類別分類 1 推桿式脫模 應(yīng)用廣泛 常用圓形截面推桿 其具有制造簡單 更換方便 推出 效果好等特點 是推桿直接與塑件直接接觸 開模后將塑件推出 2 推管推出脫模 又稱空心推桿或頂桿 特別適用于圓環(huán)形 圓筒形等中心帶孔及 薄壁圓桶形塑件 推管整個周邊推頂塑件 使塑件受力均勻 無變形 無推出痕跡等優(yōu)點 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 31 推管推出機構(gòu)的常用方式是將主型芯固定于動模座板的推管脫模機構(gòu) 3 推件板推出脫模 又稱卸料板或刮板 其特點是推出面積大 推力均勻 塑件不 易變形 表面無推出痕跡 結(jié)構(gòu)簡單 模具無需設(shè)置復位桿 適用于大筒形塑件或薄壁容 器及各種罩殼形塑件 4 利用成型零件推出制品的脫模 適用于螺紋型環(huán)一類的制品 利用模具中某些成 型零件推出塑件 5 多元聯(lián)合式脫模 對于某些深腔殼體 薄壁制品以及帶有環(huán)狀凸起 凸肋或金屬 嵌件的復雜制品 為防止其出現(xiàn)缺陷 常采用兩種或兩種以上的推出機構(gòu)聯(lián)合動作以完成 脫模過程 三 按脫模動作分類 1 一次推出脫模 最常用的一種脫模方式 塑件只經(jīng)過推出機構(gòu)一次動作就能脫模 故又稱簡單機構(gòu) 2 二次推出脫模 一般的塑件 其推出動作都是一次完成的 但是某些特殊形狀的塑件 一次推出動 作難以將制品從型腔中推出或者制品不能自動脫落 這時就必須增加一次推出動作才能使 制品脫落 二次推出脫模兩次推出的行程一般都有一定的差值 行程大與行程小者既可以同時動 作 也可以滯后動作 同時動作時要求行程小者提前停止動作 若不同時動作時 要求行 程大者的零件滯后運動 3 動定模雙向推出脫模 在某些情況下 當塑件被推出后還需延遲動作再推出澆 注凝料等 尤其用于潛伏式澆注系統(tǒng)注射模具 4 帶螺紋塑件的脫模機構(gòu)可采用強制脫模 活動型芯和型環(huán)形式脫螺紋及回轉(zhuǎn)式 脫螺紋 2 設(shè)計原則 a 推出機構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)在動模一側(cè) 以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置 完成脫模動 作 b 保證塑件不因推出而變形損壞 外形良好 c 結(jié)構(gòu)簡單可靠 機械的運動準確 可靠 靈活 并有足夠的剛度和強度 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 32 3 脫模力的計算 脫模力是指將塑件從型芯上脫出時所需克服的阻力 它是設(shè)計脫模機構(gòu)的重要依據(jù)之 一 當塑件收縮包緊型芯時 其受力情況為 正壓力 F 正 F 包 即它的正壓力就是塑件對 型芯的包緊力 些時的摩擦阻力為 F 阻 f F 正 f F 包 當型芯存在錐度的時候 故在 脫模力 F 脫 的作用下 塑件對型芯的正壓力降低了 F 脫 sina 即變成了 F 正 F 脫 sina 所以些時的摩擦阻力為 F 阻 f F 正 F 脫 sina f F 正 f F 脫 sina 式中 F 阻 摩擦阻力 N f 摩擦系數(shù) 一般取 f 0 15 1 0 F 正 因塑件收縮對型芯產(chǎn)生的正壓力 即包緊力 N F 脫 脫模力 A 脫模斜率 一般為 1 度到 2 度 根據(jù)力平衡原理 列出平衡方程式 F x 0 F 脫 F 正 sin F 阻 cos 由于 a 一般非常小 式中的 f sina 會非常接近于 0 故與之相乘的項之值可近似的等于 0 因此上式中的 f F 脫 sina 可以忽略 當該項忽略時 上式變成 F 脫 f F 正 cosa F 正 Sina F 正 f cosa sina 當 f sina F 脫 項忽略不記時 即為 F 脫 F 正 sina f F 正 f F 脫 sina cosa F 脫 afFaf cosin1 t cosin1 i 正正 F 脫 p A 式中 p 塑件對型芯產(chǎn)生的單位正壓力 包緊力 一般 p 8 12MPa 薄件取小值 厚件 取大值 A 塑件包緊型芯的側(cè)壓力 對于不通孔的殼形塑件脫模時 還需要克服大氣壓力造成的阻力 F 阻 其值為 F 阻 0 1A A 為型芯端面面積 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 33 故總的脫模力應(yīng)為 F 總脫 F 脫 F 阻 或 F 總脫 F 脫 0 1A p 為塑件對型芯的單位面積上的包緊力 在一般情況下 模外冷卻的塑件 p 取 2 4 3 9 107Pa 模內(nèi)冷卻的塑件 p 約取 0 8 1 2 107Pa 經(jīng)計算 A 615 44mm2 式中 取 0 25 p 取 1 107Pa 取 45 將數(shù)據(jù)代入上面導出的公式可得 Ft 615 44 10 6 1 107 0 25 cos45 sin45 1457 91N 脫模力的大小隨塑件包容型芯的面積增加而增大 隨脫模斜度的增加而減小 由于影 響脫模力大小的因素很多 如推出機構(gòu)本身運動時的摩擦阻力 塑料與鋼材間的粘附力 大氣壓力及成型工藝條件的波動等等 因此要考慮到所有因素的影響較困難 因此上面計算 出來的結(jié)果只是一個近似值 實際的脫模力應(yīng)比計算出來的要大才合理 4 用推件板推出機構(gòu)中 為了減少推件板與型芯的摩擦 在推件板與型芯間留 0 20 0 25mm 的間隙 并用錐面配合 防止推件因偏心而溢料 5 復位零件 對于推件板推出機構(gòu)而言 由于推桿端面與推件板接觸 可以起到復位桿的作用 因 此 可以不必再另外設(shè)置復位桿 6 排氣系統(tǒng) 當塑料熔體填充型腔時 必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生 的低分子揮發(fā)氣體 如果型腔內(nèi)因各種原因而產(chǎn)生的氣體不被排除干凈 一方面將會在塑件 上形成氣泡 接縫 表面輪廓不清及充填缺料等成型缺陷 另一方面氣體受壓 體積縮小 而產(chǎn)生高溫會導致塑件局部碳化或燒焦 褐色斑紋 同時積存的氣體還會產(chǎn)生反向壓力而 降低充模速度 因此設(shè)計型腔時必須考慮排氣問題 有時在注射成型過程中 為保證型腔 充填量的均勻合適及增加塑料熔體匯合處的熔接強度 還需在塑料最后充填到的型腔部位 開設(shè)溢流槽以容納余料 也可容納一定量的氣體 通常中小型模具的簡單型腔 可利用推桿 活動型芯以及雙支點的固定型芯端部與模板的 配合間隙進行排氣 其間隙為 0 03 0 05mm 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 34 十一 溫控系統(tǒng)設(shè)計 塑料在成型過程中 模具溫度會直接影響到塑料的充模 定型 成型周期和塑件質(zhì)量 模具溫度過高 成型收縮大 脫模后塑件變形率大 而且還容易造成溢料和黏模 模具溫 度過低 則熔體流動性差 塑件輪廓不清晰 表面會產(chǎn)生明顯的銀絲或流紋等缺陷 當模 具溫度不均勻時 型芯和型腔溫度差過大 塑件收縮不均勻 導致塑件翹曲變形 會影響 塑件的形狀和尺寸精度 高置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以達到理想的溫度要求 冷卻系統(tǒng)的作用 1 防止塑件脫模變形 2 縮短成型周期 3 使結(jié)晶性塑料冷凝形成較低的結(jié)晶度 以得到柔軟性 撓曲性 伸長率較好 的塑件 設(shè)計冷卻系統(tǒng)時應(yīng)考慮的因素 1 模具的結(jié)構(gòu)形式 2 模具的大小 3 塑件熔接痕的位置 冷卻系統(tǒng)的開設(shè)原則 1 當模具僅設(shè)一個入水接口和一個出水接口時 應(yīng)將冷卻管道進行串聯(lián)連接 2 采用多而細的冷卻管道 比采用獨根大冷卻管道好 因為多而細的冷卻管道擴大了 模溫調(diào)節(jié)的范圍 3 在收縮率大的塑料制品模具中 應(yīng)沿其收縮方向設(shè)置冷卻回路 4 普通模具的冷卻水應(yīng)采用常溫下的水 通過調(diào)節(jié)水的流量來調(diào)節(jié)模具溫度 5 合理地確定冷卻管道的中心距以及冷卻管道與型腔壁的距離 一般為冷卻管道直徑 d 的 1 2 倍 管道與管道間的距離一般為 2 5 4 d 6 盡可能使所有的冷卻管道孔分別到各處型腔表面的距離相等 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 35 7 應(yīng)加強澆口處的冷卻 8 應(yīng)避免將冷卻管道開設(shè)在制品熔合紋的部位 9 注意水管的密封問題 10 進 出口水管接頭的位置應(yīng)盡可能設(shè)在模具的同一側(cè) 為了不影響操場作 通常 應(yīng)將進 出口水管接頭設(shè)在注射機背面的模具一側(cè) 基本原則 熔體熱量 95 由冷卻介質(zhì) 水 帶走 冷卻時間占成型周期的 2 3 注射模冷卻系統(tǒng)設(shè)計原則 1 冷卻水道應(yīng)盡量多 截面尺寸應(yīng)盡量大 型腔表面的溫度與冷卻水道的數(shù)量 截 面尺寸及冷卻水的溫度有關(guān) 2 冷卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量相等 當塑件壁厚均勻時 冷卻水道到型腔表 面最好距離相等 但是當塑件不均勻時 厚的地方冷卻水道到型腔表面的距離應(yīng)近一些 間距也可適當小一些 一般水道孔邊至型腔表面的距離應(yīng)大于 10mm 常用 12 15mm 3 澆口處加強冷卻 塑料熔體充填型腔時 澆口附近溫度最高 距澆口越遠溫度 就越低 因此澆口附近應(yīng)加強冷卻 通常將冷卻水道的入口處設(shè)置在澆口附近 使?jié)部诟?近的模具在較低溫度下冷卻 而遠離澆口部分的模具在經(jīng)過一定程度熱交換后的溫水作用 下冷卻 4 冷卻水道出 入口溫差應(yīng)盡量小 如果冷卻水道較長 則冷卻水出 入口的溫 差就比較大 易使模溫不均勻 所以在設(shè)計時應(yīng)引起注意 冷卻水道的總長度的計算可公式 Lw Aw Lw 冷卻水道總長度 Aw 熱傳導面積 Dw 冷卻水道直徑 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)要求 冷卻水道長度 5 冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置 聚乙烯的收縮率大 水道應(yīng)盡量沿著收縮方向設(shè)置 6 合理確定冷卻水管接頭位置 為不影響操作 進出口水管接頭通常設(shè)在注射機背 面的模具同一側(cè) 7 冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其它機構(gòu) 如推桿孔 小型芯等 發(fā)生干涉現(xiàn) 象 設(shè)計時要通盤考慮 8 冷卻水道水管接頭應(yīng)埋入模板內(nèi) 以免模具在運動過程中造成損壞 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 論文 36 冷卻水道的設(shè)計必須盡量避免接近塑件的熔接部位 以免產(chǎn)生熔接痕 降低塑件強度 冷卻水道要易于加工清理一般水道孔徑為 10mm 左右 不小于 8mm 根據(jù)此套模具結(jié)構(gòu) 采用孔徑為 8mm 的冷卻水道 冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)塑料制品的形狀及其所需的冷卻效果 冷卻回跟可分為直通式 圓周式 多級式 螺旋式 噴射式 隔板式等多種樣式 同時還可以互相配合 構(gòu)成各種冷卻回路 冷卻系 統(tǒng)的主要形式有 1 簡單流道式 即通過在模具上直接打孔 并通以冷卻水而進行冷卻 是生產(chǎn)中最 常用的一種形式 適用于成型較淺且面積較大的塑件 對深腔和高度較大的型芯冷卻效果 好 2 螺旋式 其特點是使冷卻水在模具中產(chǎn)生螺旋狀態(tài)回路 冷卻效果好 但制造比 較麻煩 3 隔片導流式 一種用于多型芯的冷卻形式 4 噴流式 用于長型芯的冷卻形式 是在型芯中間裝有一個噴水管 冷卻水從噴水 管的頂端噴出 向四周分流冷卻芯壁 5 導熱桿及導熱型芯式 是在型芯上鑲有導熱性能好的鈹銅合金 冷卻水與鈹銅合 金的全部接觸 以提高冷卻效率 冷卻系統(tǒng)的主要零件 冷卻系統(tǒng)對應(yīng)不同的冷卻裝置有不同的零件 主要有以下幾種 1 水管接頭 一般由黃銅制成 對要求不高的模具也可用一般結(jié)構(gòu)鋼制成 2 螺塞 主要用來構(gòu)造水路 起截流作用 要求高的模具用黃銅制作 3 密封圈 主要用來使冷卻回路不泄漏 4 密封膠帶 主要用來使螺塞或水管接頭與冷卻通道連接不泄漏 5 軟管 主要作用是連接并構(gòu)造模外冷卻回路 冷卻系統(tǒng)的計算 本塑件屬于小型模具 可忽略空氣對流 輻射以及注射機接觸傳走的熱量 同時也忽 略高溫噴嘴頭向模具的接觸傳給型腔的熱 對其進行簡單計算 及以塑料熔體釋放出的熱 Q1 作總熱量 全部由冷卻介質(zhì)傳走 模具實