《塑料模具畢業(yè)》word版.doc

Xx學(xué)校 設(shè)計任務(wù)書專業(yè)模具設(shè)計與制造班次06124班27號學(xué)生姓名林波指導(dǎo)教師設(shè)計評分87二00九年5月26日 1. 設(shè)計(選題)目的(包括原始數(shù)據(jù)) 鞏固和提高塑料模具設(shè)計與制造方面知識和應(yīng)用能力,學(xué)習(xí)掌握正確的工作方法.提高查閱和運用資料的能力、分析與解決問題能力、AutoCAD軟件應(yīng)用能力。 1. 推介主要參考資料 主編 書名 出版社 閻亞林 塑料成型工藝及模具設(shè)計 校內(nèi)教材 馮炳堯 韓泰榮 蔣文森 模具設(shè)計與制造簡明手冊(第三版)上海科學(xué)技術(shù)出版社 閻亞林 塑料模具圖冊 高等教育出版社 王鵬駒 張杰 塑料模具設(shè)計師手冊 機械工業(yè)出版社 模具制造技術(shù)手冊 機械工藝師手冊 1. 設(shè)計工作任務(wù)及技術(shù)指標 1. 審查塑件圖、并繪制三維產(chǎn)品圖； 2. 設(shè)計該成型模具，要求用AutoCAD繪制全副模具圖紙(螺釘、銷釘除外)； 3. 擬制5個模具主要零件加工工藝卡(含工序定位、設(shè)備及刀具規(guī)格、加工余量) 4. 編制塑件成型工藝卡； 5. 寫設(shè)計說明書一份,要求圖、文結(jié)合； 6. 制作答辯用的PPT（10頁以內(nèi)）。 （四）畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教師評語 該生完成設(shè)計圓蓋注塑?？傃b圖1份,模具零件圖37份,編制模具零件加工工藝卡5份,塑件成型工藝卡1份,寫設(shè)計說明書1份.模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計合理,零件結(jié)構(gòu)設(shè)計工藝性較好,相關(guān)設(shè)計計算正確,圖樣及尺寸標注質(zhì)量較好,模具零件加工工藝編制基本正確，設(shè)計說明書陳述較全面。.該生在畢業(yè)設(shè)計過程中態(tài)度端正，勤奮努力,有較好的獨立思考、自覺學(xué)習(xí)精神，工作能力得到較大鍛煉和提高.商榷意見： 1. 墊板17的作用是什么?能否減除該板使流道減短,模具減輕,加工減少呢? 2、墊板17冷卻水道設(shè)計為非整環(huán)形水路,怎樣設(shè)計使其易于加工?（五）學(xué)生對商榷意見的應(yīng)答： 1. 墊板17的作用是用于開設(shè)冷卻水道。如果將水道改設(shè)在定模座板上,的確可以將該墊板減除,這樣可以減少加工并,減輕模具重量.此意見應(yīng)采納。 2. 墊板17的冷卻水道設(shè)計為非整環(huán)形狀主要是因為必須將水道阻斷,?？紤]加工方便,可以先車削或銑削一個圓環(huán)形水路,然后再用一個堵塞斷開,這樣就易于加工。 畢業(yè)設(shè)計說明書 圓蓋注塑模設(shè)計與制造系(院): 機械工程系 專業(yè)：模具設(shè)計與制造班級:06124學(xué)號：27姓名: 林波指導(dǎo)教師：成都電子機械高等?？茖W(xué)校2009年5月18日目錄 設(shè)計題目1一:塑件的工藝性分析21、塑件的原材料分析22、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析33 : 塑件的尺寸精度分析 34: 塑件表面質(zhì)量分析4二: 成型設(shè)備選擇與模塑工藝規(guī)程編制4 1:計算塑件的體積42: 注塑機的初步選擇43: 塑件模塑成型工藝參數(shù)的確定54: 填寫模塑工藝卡6三: 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計71: 分型面的選擇72: 型腔數(shù)目的確定及型腔的排列83: 澆注系統(tǒng)的設(shè)計84: 型芯、型腔結(jié)構(gòu)的確定125: 推件方式的選擇146: 側(cè)抽機構(gòu)14四: 注射模設(shè)計尺寸計算141: 成型零件尺寸計算142: 抽芯機構(gòu)零件設(shè)計與計算163: 模板尺寸設(shè)計19五: 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計201、動模模鑲件的冷卻202、定模鑲件的冷卻20六:注射機有關(guān)參數(shù)的校核21七:模具零件的配合關(guān)系22模具的工作原理及特點23 設(shè)計小結(jié)25參考文獻25圓蓋注塑模設(shè)計 學(xué)生：林波摘要：本課題主要是針對圓蓋的注塑模具設(shè)計,該圓蓋材料為丙烯晴-丁二烯-苯乙烯（ABS），是工業(yè)生產(chǎn)中常見的一種保護蓋產(chǎn)品。通過對塑件進行工藝的分析和比較,最終設(shè)計出一副注塑模。該課題從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性，具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、側(cè)抽機構(gòu)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑機的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核都有詳細的設(shè)計，同時并簡單的編制了模具的加工工藝。通過整個設(shè)計過程表明該模具能夠達到此塑件所要求的加工工藝。根據(jù)題目設(shè)計的主要任務(wù)是圓蓋注塑模具的設(shè)計，也就是設(shè)計一副注塑模具來生產(chǎn)塑件產(chǎn)品，以實現(xiàn)自動化提高產(chǎn)量。針對塑件的具體結(jié)構(gòu)，該模具是輪輻式澆口的單分型面注射模具。 關(guān)鍵詞:注塑模、圓蓋。 Yen to build injection mold design Student: Lin Bo Teacher: Yan Yalin Abstract ：The main topic covered for a round of injection mold design, the materials for the acrylic dome clear - butadiene - styrene (ABS), is commonly found in industrial production of a protective cover products. Through the process of plastic parts for analysis and comparison, the final design of an injection mold. The product mix from technology issues, and specific mold structure of the casting mold system, mold forming part of the structure, side pumped body, top of the system, cooling system, the choice of injection molding machine and related calibration parameters are detailed design, at the same time and developed a simple process dies. Through the entire design process that the mold can be achieved by the plastic parts processing requirements. Designed in accordance with the subjects main task is to build a round plastic injection mold design, that is, the design of an injection mold to produce plastic products in order to achieve automation to increase production. Plastic parts for the specific structure of the mold is the spokes-style single-gate injection mold surface. Key words： Injection mold, round cap. 前 言： 隨著中國當(dāng)前的經(jīng)濟形勢的高速發(fā)展，在“實現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興”口號的倡引下，中國的制造業(yè)也蓬勃發(fā)展；而模具技術(shù)已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標志之一，模具工業(yè)能促進工業(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)濟效益，因而引起了各國的高度重視和贊賞。在日本，模具被譽為“進入富裕的原動力”，德國則冠之為“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”?？梢娔＞吖I(yè)在國民經(jīng)濟中重要地位。我國對模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視，早在1989年3月頒布的關(guān)于當(dāng)前國家產(chǎn)業(yè)政策要點的決定中，就把模具技術(shù)的發(fā)展作為機械行業(yè)的首要任務(wù)。 近年來，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動化、大型、長壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所戰(zhàn)比例越來越大。注塑成型模具就是將塑料先加在注塑機的加熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔化后，在注塑機的螺桿或柱塞的推動下，經(jīng)過噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔內(nèi)，塑料在其中固化成型。 本次課程設(shè)計的主要任務(wù)是塑料圓蓋注塑模具的設(shè)計，也就是設(shè)計一副注塑模具來生產(chǎn)圓蓋塑件產(chǎn)品，以實現(xiàn)自動化提高產(chǎn)量。針對圓蓋的具體結(jié)構(gòu)，通過此次設(shè)計，使我對輪輻式澆口單分型面模具的設(shè)計有了較深刻的認識；同時，在設(shè)計過程中，通過查閱大量資料、手冊、標準等，結(jié)合教材上的知識也對注塑模具的組成結(jié)構(gòu)（成型零部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部分、推出機構(gòu)、側(cè)抽機構(gòu)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)）有了系統(tǒng)的認識，拓寬了視野，豐富了知識，為將來獨立完成模具設(shè)計積累了一定的經(jīng)驗。 零件名稱:圓蓋 生產(chǎn)批量:中小批量 材料:丙烯腈 丁二烯 苯乙烯(ABS)未注公差按MT4級精度 塑件立體圖形 :一、塑件的工藝性分析 塑件的工藝性分析包括:塑件的原材料分析、塑件的尺寸精度分析、塑件表面質(zhì)量和塑件的工藝性分析,其具體分析如下:1、 塑件的原材料分析:塑料品種 結(jié)構(gòu)特點 使用溫度 化學(xué)穩(wěn)定性 性能特點 成型特點 丙烯腈、丁二烯、苯乙烯(ABS),屬于熱塑性塑料 非結(jié)晶態(tài)樹脂,不透明 小于85-110,脆化溫度未-18 有較良好的耐化學(xué)試劑性,不耐濃的氧化性酸及醛、酮、酯、氧化烴等 不透明,具有良好的綜合物理力學(xué)性能,耐熱、耐腐、耐磨及良好的抗蠕變性,介電性能好,吸水性較強 熔融溫度高(超過250時才出現(xiàn)分解),熔體粘度不太高,流動性中等(溢邊值為0.04mm),與流動性和壓力有關(guān),對壓力更敏感,冷卻速度較快,成型收縮小 結(jié)論: 熔融溫度較高,熔體黏度中等,一般采用螺桿注射機成型,模具溫度可控制在60-80 吸濕性強,含水量應(yīng)小于0.3,必須充分干燥 易發(fā)生熔接熔接痕,應(yīng)注意選擇進料口位置形式,頂出力過大或機械加工時塑件表面呈現(xiàn)“白色痕跡”(但在熱水中加熱可消失),脫模斜度應(yīng)取2以上 2、 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析: 從圖紙上分析,該塑件的外形為回轉(zhuǎn)體,壁厚均勻,都為3.5mm,且符合最小壁厚要求. 塑件型腔較大,有尺寸不等的孔,如:36-3.5 、6-16,它們均符合最小孔徑要求. 在塑件側(cè)壁有四個5mm的孔,因此成型后塑件不易取出,需要考慮側(cè)抽裝置.3 、塑件的尺寸精度分析:該塑件的未注公差按MT5級公差要求,其余公差要求按制件的制件圖所示公差要求 塑件的外形尺寸: 內(nèi)形尺寸: 孔尺寸: 空心距尺寸: 4、 塑件表面質(zhì)量分析：該塑件為工業(yè)用圓蓋塑料,對其表面質(zhì)量沒有什么高的要求,粗糙度可取Ra3.2um ,塑件內(nèi)部也不需要較高的表面粗糙度要求,所以內(nèi)外表面的粗糙度都3取Ra3.2um.結(jié)論:該塑件可采用注射成型加工,且加工性能較好,但成型以后需要設(shè)置側(cè)抽芯機構(gòu)才能將塑件順利脫出.二、成型設(shè)備選擇與模塑工藝規(guī)程編制 1、計算塑件的體積:+2、 注塑機的初步選擇 塑件成型所需的注射總量應(yīng)小于所選注塑機的注射容量.注射容量以容積()表示時,塑件體積(包括澆注系統(tǒng))應(yīng)小于注塑機的注塑容量,其關(guān)系是:式中- 塑件與澆注系統(tǒng)的體積()- 注射機注射容量()0.8- 最大注射容量利用系數(shù) 根據(jù)塑件的原材料分析,查相關(guān)手冊得知該塑件的原材料所需的注射壓力為60-100 ,由于塑件的尺寸較大,型芯較多,所以選擇較大的注射壓力.模具所需的注射壓力應(yīng)小于或等于注射機的額定注射壓力,其關(guān)系按下式:式中- 塑件成型是所需的壓力()- 所選注射機的額定注射壓力()模具所需的最大鎖模力應(yīng)小于或等于注射機的額定鎖模力,其關(guān)系式如下:式中- 模具型腔壓力,取45MPa- 塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積() - 注射機額定鎖模力(N)再根據(jù)塑件形狀及尺寸采用一模一件的模具結(jié)構(gòu),由以上數(shù)據(jù),相關(guān)資料初選螺桿式注塑機:XS-ZY-250.它的注射容量為250,注塑壓力為130MPa,鎖模力為1800KN,均滿足以上條件. 3、 塑件模塑成型工藝參數(shù)的確定 ABS注射成型工藝參數(shù)見下表,試模時,可根據(jù)實際情況作適當(dāng)調(diào)整 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/Mpa60-100時間/h2-44、填寫模塑工藝卡 成都電子機械高等?？茖W(xué)校 圓蓋注射成型工藝卡片 資料編號 車間 共頁 第頁 零件名稱 圓 蓋 材料牌號 ABS設(shè)備型號 XS-ZY-250裝配圖號 材料定額 每模件數(shù) 1件 零件圖號 單件質(zhì)量 138g 工裝號 零件草圖 (見第1頁)材料干燥 設(shè)備 溫度/ 80-95時間/h4-5料筒溫度 后段/ 150-170中段/ 165-180前段/ 180-200噴嘴/ 170-180模具溫度/ 50-80時間 注射/s0-5保壓/s15-30冷卻/s15-30壓力 注射壓力/ 60-100背壓/ 后處理 溫度/ 烘箱 70時間定額 輔助/min時間/h2-4單件/min檢驗 編制 校隊 審核 組長 車間主任 檢驗組長 主管工程師 三、注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括: 分型面的選擇、模具型腔數(shù)目的確定及型腔的排列、澆注系統(tǒng)設(shè)計、型芯、型腔結(jié)構(gòu)的確定、推件方式、側(cè)抽芯機構(gòu)的設(shè)計、模具結(jié)構(gòu)零件設(shè)計等內(nèi)容.1、分型面的選擇 該塑件為工業(yè)用圓蓋塑料,對其表面質(zhì)量沒有什么高的要求,只要求外徑?jīng)]有明顯的斑點及熔接痕.在選擇分型面時,根據(jù)分型面的選擇原則,考慮不影響塑件的外觀以及成型后能夠順利取出制件,有以下幾種方案:其一,選塑件大端臺階處作為分型面,如圖(a)所示;選擇這種方案, 塑件留定模,這樣增加了塑件的脫模難度,或者增加輔助機構(gòu),先實行側(cè)抽再分型使塑件留動模,這就增加了模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度;亦或者采用型腔分成四瓣式,但這樣也加大了模具的制造難度.其二,將塑件大端朝上,如圖b所示,采用這種方案,塑件留定模,但定模板需加工一個深3.5mm的型腔.其三,選塑件大端底平面作為分型面,如圖c所示,采用這種方案,也會出現(xiàn)第一種方案的缺點,塑件留在定模等.其四,以大端底平面為分型面,大端朝上,如圖(d)所示,塑件留動模,塑件的脫模容易實現(xiàn),且模具的加工相對以上方案簡單,方便.所以,通過對以上幾種分型面的考慮以及塑件的外觀的要求,選擇大端底平面作為分型面的(d)方案較合適.2、型腔數(shù)目的確定及型腔的排列 由于該塑件采用一模一件成型,所以,型腔布置在模具的中間.這樣也有利于澆注系統(tǒng)的排列和模具的平衡.3、澆注系統(tǒng)的設(shè)計 (1)主流道設(shè)計 主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動通道，是熔體最先流經(jīng)模具的部分，它的形狀與尺寸對塑料熔體的流動速度和充模時間有較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。 根據(jù)手冊查得XS-ZY-250型注射機噴嘴的有關(guān)尺寸:噴嘴球半徑:R =18mm噴嘴孔直徑:d =4mma、主流道尺寸 主流道通常設(shè)計在澆口套中，為了讓主流道凝料能順利從澆口套中拔出，主流道設(shè)計成圓錐形，其錐角為，流道表面粗糙度，小端直徑比注射機噴嘴直徑大0.51mm?，F(xiàn)取錐角a=4mm，小端直徑比噴嘴直徑大。澆口套一般采用碳素工具鋼材料制造，熱處理淬火硬度5055HRC。由于小端的前面是球面，其深度為(現(xiàn)取為)，注射機噴嘴的球面在該位置與模具接觸并且貼合，因此要求主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大。澆口套與模板間配合采用的過渡配合 主流道是一端與注射機噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動通道。主流道小端尺寸為5mm。b、主流道襯套的形式 主流道小端入口處與注射機噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對材料要求較嚴，因而模具主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套形式，以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進行加工和熱處理。常用澆口套分為澆口套、定位圈整體式和澆口套與定位圈單獨分開兩種(下圖為后者)，由于注射機的噴嘴球半徑為18mm，所以澆口套的為R22mm。 C、主流道襯套的固定 因為采用的為分開式,所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈的外徑為125mm，內(nèi)徑35.5mm。具體固定形式如下圖所示： (2)分流道的設(shè)計 分流道的形狀及尺寸與塑件的體積、壁厚、形狀的復(fù)雜程度、注射速率等因素有關(guān).該塑件的體積比較大但形狀并不復(fù)雜,且壁厚均勻,可以考慮采用多點進料的方式,縮短分流道的長度,有利于塑件的成型和外觀質(zhì)量的保證.從便于加工的方面考慮,采用截面形狀為半圓形的分流道.查有關(guān)的手冊,選擇R=4mm. 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較為理想，因面分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6m左右既可，這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動時具有適宜的剪切速率和剪切熱。 (3)澆口設(shè)計 澆口可分為限制性和非限制性澆口兩種。我們將采用限制性澆口。限制性澆口一方面通過截面積的突然變化，使分流道輸送來的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高剪切速率，使其成為理想的流動狀態(tài)，迅速面均衡地充滿型腔，另一方面改善塑料熔體進入型腔時的流動特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時充滿，可控制填充時間、冷卻時間及塑件表面質(zhì)量，同時還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分離的作用。 a. 澆口形式的選擇 由于該塑件外觀質(zhì)量要求不高,澆口的位置和大小還是要不能太影響塑件的外觀,同時,也應(yīng)該盡量使模具結(jié)構(gòu)簡單.根據(jù)對塑件結(jié)構(gòu)的分析及已確定的分型面的位置,可選的澆口形式有幾種方案,如下:盤形澆口 特點: 主要用于圓筒形制品或中間有孔的制品,它可使進料均勻,在整個圓周上進料的流速大致相同,空氣容易順序排出,同時避免了側(cè)澆口的型芯對面的熔接痕,但是澆口凝料去除困難,需要切削加工或沖切法去除.點澆口 特點: 點澆口是一種斷面尺寸很小的澆口,當(dāng)物料通過時產(chǎn)生很高的剪切速率,這對于表觀粘度隨剪切速率變化而明顯變化的塑料熔體和粘度較低的塑料熔體是適合用的.點澆口在開模時容易自行切斷,并且在塑件上留下的殘痕極小,不容易覺察,故無需修剪澆口的工序.點澆口的另一個優(yōu)點是,它很容易向模腔多點進料,澆口位置選擇靈活,對于單腔模和多腔模均適用.因此點澆口能實現(xiàn)模具自動化生產(chǎn),生產(chǎn)效率高.但是本模具點澆口需開設(shè)在型芯內(nèi)部，型芯高度較高，點澆口長造成塑料壓力損耗大，影響塑料順利充模，因此本模具不適合用點澆口.輪輻式澆口 特點:它是中心澆口的一種變異形式.采用幾股料進入型腔,縮短流程,去除澆口時較方便, 澆口的回頭料較少,模具結(jié)構(gòu)簡單,但有澆口痕跡.綜合以上,對塑件成型性能、澆口和模具結(jié)構(gòu)的分析比較,由于塑件的尺寸及表面精度要求不高,從模具的制造及結(jié)構(gòu)考慮,確定成型該塑件的模具采用輪輻式澆口的形式.b、澆口位置的選擇 模具設(shè)計時，澆口的位置及尺寸要求比較嚴格，初步試模后還需進一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設(shè)位置對塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項原則： 1. 盡量縮短流動距離。 2. 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處。 3. 必須盡量減少熔接痕。 4. 應(yīng)有利于型腔中氣體排出。 5. 考慮分子定向影響。 6. 避免產(chǎn)生噴射和蠕動。 7. 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。 8. 注意對外觀質(zhì)量的影響。 根據(jù)本塑件的特征，綜合考慮以上幾項原則，進澆點如上圖(輪輻式澆口)所示，進澆點的分流道開型芯臺階上。4、型芯、型腔結(jié)構(gòu)的確定 型芯、型腔可采用整體式或整體嵌入式結(jié)構(gòu).整體式型腔是直接在一整塊材料上加工而成的凹模即為整體式凹模(如上圖a),其特點是牢固,不易變形,有較高的強度和剛度,成型的塑件表面不會有模具接縫痕跡.當(dāng)塑件結(jié)構(gòu)簡單時,制作整體式凹模比較容易,塑件形狀復(fù)雜時,整體式凹模的加工工藝性較差,需要采用電火花、電鑄等特殊加工手段,制作周期較長且費用較高,零件尺寸較大時加工和熱處理都較困難,消耗貴重模具鋼多.整體式結(jié)構(gòu)適用于形狀簡單的中小型塑件.整體嵌入式型腔是將凹模做為整體式(如上圖b),再嵌入模具的模板內(nèi),它在單腔和多腔模具中均可應(yīng)用.這種凹模結(jié)構(gòu)的好處是:a、加工單個型腔的凹模方便,同時零件的熱處理變形比在一塊材料上制作多個型腔的小.b、節(jié)省貴重鋼材.根據(jù)工作性質(zhì),凹模和固定板可分別采用不同的材料制作.C、易于維修更換.采取鑲嵌式安裝形式便于更換失效了的凹模,兒不影響生產(chǎn)進行.d、各型腔凹模單獨加工利于縮短制模周期.根據(jù)該塑件的外形分析,模具的動、定模都是由凸、凹模組成,由于塑件的大部分拐角都有圓弧過度,所以為便于模具的加工和減少熔接痕,把凸凹模作為整體式.由于該塑件尺寸較大,最大可達166mm,形狀雖不復(fù)雜,如采用整體式型腔,加工后,對于一塊大的板來說熱處理變形較大,且浪費貴重材料,所以采用整體嵌入式凹模.而各小型芯采用鑲拼式,并采用臺階固定方式安裝在模具的各個部位上.5、推件方式的選擇 根據(jù)塑件的形狀特點,模具的側(cè)抽芯機構(gòu)及大部分型芯在動模部分.開模后,塑件留在動模的型腔內(nèi),并包裹著中間的型芯,其推出機構(gòu)可選擇推桿推出和推板推出,若采用推板推出只能推外圍部分,而中間的型芯抱緊部分沒有推件力,且塑件上有圓弧過度,推件板制造困難;推桿推出簡單,推出平穩(wěn)可靠,雖然推出時會在塑件上留下頂出痕跡,但作為工業(yè)用的圓蓋表面質(zhì)量沒什么要求.從以上分析得出:該塑件可采用推桿推出機構(gòu),推桿的位置設(shè)置如下:6、側(cè)抽機構(gòu) 該塑件側(cè)壁上有四個5mm的孔,它垂直于脫模方向,阻礙成型后塑件從模具中脫落.因此,成型側(cè)壁四小孔的型芯必須做成活動的型芯,即設(shè)置側(cè)向抽芯機構(gòu).該塑件能考慮的抽芯機構(gòu)有斜滑塊抽芯機構(gòu)和滑塊、斜銷抽芯機構(gòu).根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)分析,若采用斜滑塊抽芯機構(gòu)需將型腔分為四瓣,并且得將型腔與型芯分開,這使得結(jié)構(gòu)不合理,故選擇滑塊、斜銷抽芯機構(gòu).四、注射模設(shè)計尺寸計算 1、成型零件尺寸計算 該塑件的成型零件尺寸均按平均值法計算.查有關(guān)手冊得ABS的收縮率為Q=0.40.7,故平均收縮率為=(0.4+0.7)/2=0.55;根據(jù)塑件尺寸公差要求,模具的制造公差取塑件公差的1/4,即已知條件: 平均收縮率為=0.0055,模具模具的制造公差取 類別 零件圖號 塑件尺寸 計算公式 型腔及型芯工作尺寸 型腔的計算 件23動模鑲件 件30定模鑲件 型芯的計算 件24、27、29件25件22 側(cè)型芯 孔心距 2、抽芯機構(gòu)零件設(shè)計與計算 (1)抽芯距的計算 其中:h為側(cè)孔深度,(23)mm為抽芯安全系數(shù).(2)斜導(dǎo)柱設(shè)計 a、斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu) 見下圖所示,斜導(dǎo)柱的斷面為圓形,其固定形式與合模導(dǎo)柱類似的臺肩固定,只是由于傾斜安裝而臺肩軸被削去一部分.斜導(dǎo)柱導(dǎo)向部分可以做成半球型或錐臺形,但應(yīng)注意錐臺的斜角須大于斜導(dǎo)柱的傾斜角,以避免斜導(dǎo)柱工作長度部分已脫離滑塊的孔之后,斜導(dǎo)柱頭部仍對滑塊有驅(qū)動作用.b、斜導(dǎo)柱傾角a確定 斜導(dǎo)柱的傾角a是決定斜導(dǎo)柱抽芯機構(gòu)工作實效的一個重要的因素.a的大小關(guān)系到模具所需開模力的大小及斜導(dǎo)柱所受彎曲力的大小,有關(guān)系到斜導(dǎo)柱的工作長度、抽芯距及開模距離長短.a的取值一般在1520間,根據(jù)塑件的側(cè)抽孔的深度,即抽芯距的大小,由于抽芯距較小為6mm,所以可取較小的傾角,取a為17 c、斜導(dǎo)柱直徑的確定 斜導(dǎo)柱主要承受彎曲力,而對斜導(dǎo)柱的直徑的確定一般按經(jīng)驗來取,由于塑件的側(cè)抽型芯孔較小,側(cè)抽力不大,所以取斜導(dǎo)柱的直徑為16mm.(3)滑塊與導(dǎo)滑槽的設(shè)計 a、側(cè)型芯與滑塊的連接形式 根據(jù)塑件的形式分析,側(cè)型芯與滑塊應(yīng)做成組合式,然后裝配在一起,這樣可以節(jié)約優(yōu)質(zhì)鋼材,且加工及維修更換方便. 為了保證型芯的強度和固定方便,將型芯嵌入滑塊內(nèi)的部分加粗,再用銷釘固定.側(cè)型芯與滑塊的鏈接形式如下:b、滑塊的導(dǎo)滑形式 根據(jù)模具型芯的大小,以及各自的使用情況,滑塊與導(dǎo)滑槽的常用配合形式各不相同,總的要求是在抽芯過程中,保證滑塊運動平穩(wěn),無上下竄動和卡滯現(xiàn)象,為此對滑塊與導(dǎo)滑槽之間有兩處位置要求間隙配合,一是在滑塊的側(cè)面處,另一是在滑塊被壓緊的臺肩面處.經(jīng)過對滑塊導(dǎo)滑形式的考慮,若采用整體式的導(dǎo)滑槽,會使導(dǎo)滑槽的加工增加難度,所以考慮采用組合式的導(dǎo)滑槽結(jié)構(gòu),導(dǎo)滑槽部分敞開,便于制造加工,保證其精度和硬度,其組合式圖形如下圖所示:c、滑塊定位裝置的設(shè)計 為了保證斜導(dǎo)柱在和模中再次準確可靠地進入滑塊的斜孔內(nèi),必須使滑塊在開模停留在抽芯的終止位置,且不可任意滑動,因此,滑塊必須設(shè)置定位裝置.常用的定位裝置有定距螺釘、彈簧、擋塊組合和活動定位釘(或鋼球)、彈簧、螺塞組合等的定位裝置.由塑件的外形,模具的四方均有側(cè)抽,所以四周都必須采用滑塊定位裝置,且采用定距螺釘、彈簧、擋塊的組合定位裝置.其結(jié)構(gòu)如下:d、楔緊塊的設(shè)計 楔緊塊的楔角a: 楔緊塊的楔角a必須大于斜導(dǎo)柱的斜角a,這樣當(dāng)模具打開開始抽芯時,楔緊塊才能為滑塊的移動讓位,否則,斜導(dǎo)柱無法帶動滑塊抽芯一般取a= a + ( 23)楔緊塊的形式:在制品成型過程中,側(cè)型芯和滑塊會受到高壓塑料的推力作用,有時這種推力相當(dāng)大,若由斜導(dǎo)柱承受,則因斜導(dǎo)柱為細長桿件,受力后容易變形,是不可靠的.因此,必須設(shè)置楔緊塊來可靠地鎖緊滑塊.根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)及塑件的形狀,確定側(cè)向力不大,所以采用貼附形式,楔緊塊緊貼模板側(cè)面由銷釘及螺釘固定,其形式如下圖:3、模板尺寸設(shè)計 (1)凹模板設(shè)計 塑料模具型腔在成型過程中承受著塑料熔體的高壓,如果側(cè)壁或底板的強度不足,則可能產(chǎn)生開裂,如果強度不足,則可能產(chǎn)生過大的變形,造成溢料,使脫模困難,型腔側(cè)壁和底板厚度的計算方法有強度計算和剛度計算兩種,一般情況下,大尺寸型腔剛度不足是主要問題,應(yīng)按剛度條件計算,小尺寸型腔強度不足是主要問題,應(yīng)按強度條件計算.根據(jù)制件的尺寸分析,本制件的成型型腔屬于較大尺寸,所以應(yīng)按剛度來計算,而型腔采用的是整體嵌入式,根據(jù)型腔的材料和經(jīng)驗,型腔的壁厚為1719mm,模套壁厚4550mm考慮到要在凹模鑲件上直接開設(shè)水道,所以將鑲件的壁厚增加至了33mm,根據(jù)塑件的外形,在鑲件上要挖出一個深42 mm的型腔,所以底板的厚度應(yīng)考慮到在加工過后結(jié)構(gòu)上的合理以及淬火的變形,所以設(shè)置鑲件的厚度為80mm,根據(jù)型腔底部的計算公式:所取的底部厚度滿足計算公式值,所以確定凹模鑲件的長寬均為212mm,厚度為80mm.由此按經(jīng)驗參考標準模架相關(guān)資料估計出各板尺寸:o 動模板: o 定模板: o 墊板: o 支承板: o 墊塊: o 動模座板: o 定模座板: o 推板: o 推桿固定板: 五、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 1. 動模模鑲件的冷卻 在動模模鑲件的周圍鉆兩排孔,并用螺塞堵住不接水嘴的孔,有與塑件的壁厚較厚,為3.5mm,所以型芯出也需要冷卻,因此在型芯中間開設(shè)一個孔,并用噴流水管對其進行噴流冷卻,其結(jié)構(gòu)如下圖:1. 定模鑲件的冷卻 其冷卻水道如下圖所示:在成型凸模部分按圓周鉆六個孔,再用隔板隔開.六、注射機有關(guān)參數(shù)的校核 模具閉合高度的確定與校核 (1)模具閉合高度的確定 動模座板 、墊塊 、支承板、動模板、定模板、墊板、定模座板 模具高度: (2)模具安裝部分的校核 該模具的外形尺寸為:, XS-ZY-250型注射機模板最大安裝尺寸為,故能滿足模具的安裝要求.由于XS-ZY-250型注射機所允許模具的最小厚度為,最大厚度,即模具閉合高度滿足的安裝條件.所以, XS-ZY-250型注射機滿足模具安裝要求.(3)模具開模行程校核 經(jīng)查資料注射機XS-ZY-250型的最大開模行程,滿足下式計算所需的出件要求:綜上:根據(jù)計算及經(jīng)驗d得出結(jié)論XS-ZY-250型注射機能夠滿足使用要求。七、模具零件的配合關(guān)系:1、導(dǎo)柱和導(dǎo)套 2、澆口套與模板 3、斜導(dǎo)柱抽芯機構(gòu) 4、推桿推出機構(gòu) 5、復(fù)位桿 6、成型鑲件 八、模具的工作原理及特點:特點:根據(jù)制品的形狀為圓盤形,小端部分上有較多的型芯,且側(cè)面壁上也有四個直徑為5mm的孔,所以制品的脫模需要設(shè)置側(cè)型芯;模具采用整體嵌入式,這樣避免貴重材料的浪費以及便于加工成型;由于制品的表面質(zhì)量沒什么要求,所以采用推件桿推出制件.工作原理:開模時,模具分型面由上圖所示的地方分型,在分型的過程中,制件的外圈部分對定模的凸凹模有包緊的作用,但由于側(cè)型芯以及動模部分較多的型芯,這樣就先使得制件留在動模部分;隨著動模的繼續(xù)移動,在制件還沒有完全脫離定模型腔而側(cè)型芯在斜導(dǎo)柱的作用下已經(jīng)完全脫離,由于模具的型腔設(shè)置2拔模斜度,況且動模的制件沒有移動,它對動模的型芯的包緊力也較大,所以 制件在與定模脫離的過程中能安全的留在動模部分,最后推桿在推件板的作用下將制件推離動模型腔,脫出制件.合模時,推桿和推件板在復(fù)位桿的作用下退回原位,而滑塊也是在斜導(dǎo)柱的作用下回到原位,并且由楔緊塊將滑塊壓緊,使其在注射機注射的過程中不會回退.設(shè)計小結(jié) 大學(xué)三年即將過去,學(xué)習(xí)生涯可能將告一段落.作為模具專業(yè)的學(xué)生,畢業(yè)設(shè)計是我們即將邁入社會的個人作業(yè),也是對我們這三年以來學(xué)習(xí)的一次總結(jié)與檢驗.經(jīng)過兩個多月的畢業(yè)設(shè)計忙碌之后，設(shè)計最終完成，心理有一種說不出的輕松，設(shè)計過程中遇到了許多的問題，在老師及朋友的幫助下予以解決。首先要感謝老師對我的指導(dǎo)和督促，給我指出了正確的設(shè)計方向，使我加深了對知識的理解,同時也避免了在設(shè)計過程中少走彎路.但是,在設(shè)計的過程中還是有較多朦朧的地方,比如模板厚度的選擇,在確定其厚度的過程中,不可能一味地按公式計算出來,那么只能按照書上的經(jīng)驗或者自己的意識來選取;水道的設(shè)計可能也有些不是好很合理;還有就是模溫的控制方面不足等,這對我們來說可能要將來工作后,有工作經(jīng)驗才會比較好解決. 但總的來說通過本次畢業(yè)設(shè)計還是收益匪淺。首先，我對模具基本設(shè)計步驟以及相關(guān)參數(shù)的選用、計算及校核有了進一步的加深；其次，本次設(shè)計是對我們前面所學(xué)的知識的一次鞏固與復(fù)習(xí)過程，使我們對以前所學(xué)知識有了更深一步的認識及運用；最后，本次課程設(shè)計為我們以后走上工作崗位后的設(shè)計工作打下了一定的基礎(chǔ)。 參考文獻 1閻亞林主編塑料成型工藝及模具設(shè)計2馮炳堯韓泰榮蔣文森主編模具設(shè)計與制造簡明手冊(第三版)上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 3鄧明主編實用模具設(shè)計簡明手冊機械工業(yè)出版社 4閻亞林主編塑料模具圖冊高等教育出版社 5塑料模設(shè)計手冊編寫組塑料模設(shè)計手冊機械工業(yè)出版社 6俞芙芳主編新編簡明塑料模實用手冊福建科學(xué)技術(shù)出版社 7章飛主編型腔模具設(shè)計與制造化學(xué)工業(yè)出版社 裝配圖明細表 2-1明細表 2-201 動模座板04 墊塊05 支承板07 擋塊12 滑塊13 楔緊塊16 定模板17 墊板18 定模座板19 斜導(dǎo)柱22 側(cè)型芯23 動模鑲件24 定模小型芯25 動模型芯26 隔板.30 定模鑲件31 澆口套32 定位圈34 噴流冷卻管37 導(dǎo)滑尺38 導(dǎo)套40 導(dǎo)柱41 動模板42 水嘴43 復(fù)位桿44 推桿固定板45 推板46 推板導(dǎo)柱47 推板導(dǎo)套48 支撐柱50 推桿51 推桿52 限位釘55 水嘴機械加工工藝卡片 零件號 12零件名稱 滑塊 材料牌號 T10A工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 機床設(shè)備名稱及編號 夾具名稱及編號 切削工具名稱及編號 量具名稱及編號 1備料 矩形板料: 756040mm 2銑削 銑六面至尺寸67.73733mm 臺階部分68.55233mm,并銑出20斜面部分,留0.3mm加工余量 立式銑床 機用平口鉗 立銑刀 3磨 磨六面至尺寸67.737.232mm,臺階部分68.55232mm 平面磨床 矩形電磁吸盤 平行砂輪 對角尺 4鉗工 以底面為基面,找正17mm斜導(dǎo)柱孔、8mm側(cè)型芯固定孔、4mm型芯固定銷孔及側(cè)面M6螺釘孔 5鉆 鉆17mm斜導(dǎo)柱孔、8mm側(cè)型芯固定孔、,4mm型芯固定銷孔,并鉸孔 ,鉆M6螺釘孔并攻絲 立式鉆床 通用平口鉗 直柄麻花鉆 6熱處理 保證滑塊對面導(dǎo)軌、20斜面、17mm斜孔淬硬至53-58HRC 7磨 磨下平面、滑動導(dǎo)軌、兩側(cè)面、斜20面及端面至要求 平面磨床 矩形電磁吸盤 平行砂輪 8磨 磨17mm斜導(dǎo)柱孔及8mm側(cè)型芯固定孔至要求 內(nèi)圓磨床 精密平口鉗 圓柱磨頭 9檢驗 機械加工工藝卡片 零件號 16零件名稱 定模板 材料牌號 45工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 機床設(shè)備名稱及編號 夾具名稱及編號 切削工具名稱及編號 量具名稱及編號 1備料 矩形板料: 35035038mm 2銑削 銑六面至尺寸340.5340.532.5mm 立式銑床 機用平口鉗 立銑刀 3磨 磨六面至尺寸34034032.1mm 平面磨床 矩形電磁吸盤 平行砂輪 對角尺 4鉗工 以底面為基面,找正6-3.65型芯孔、4-16斜導(dǎo)柱孔、4-42導(dǎo)套孔、4-M16螺紋孔,2-12銷孔;板側(cè)四面8-6銷孔、8-M8螺釘孔,并標出中間圓形孔穿絲孔等孔心 5鉆 鉆6-3.65的型芯孔,留0.1mm的加工余量; 4-16斜導(dǎo)柱孔;與件17墊板配作4-42導(dǎo)套孔至25;4 -M16至13,并攻螺紋;與件18定模座板配作2-12銷孔,留0.5mm余量;再分別鉆出側(cè)面8-M8螺紋孔并攻絲,8-6銷孔和3穿絲孔 立式鉆床 通用平口鉗 直柄麻花鉆 6鏜 鏜出4-16的階梯孔21;與件17墊板配鏜4-42導(dǎo)套孔,留0.1加工余量 坐標鏜床 鏜刀 7線切割 割出圓形孔,留0.2mm加工余量 線切割機 機架 鉬絲 8銑削 銑出164.5的臺階固定槽深5,深度留0.1加工余量 立式銑床 機用平口鉗 立銑刀 9熱理處 淬火回火至43-48HRc10磨 磨度板的上下面及臺階固定槽至要求尺寸精 平面磨床 矩形電磁吸盤 平行砂輪 11磨 各導(dǎo)柱、斜導(dǎo)柱、銷、中間圓孔至要求尺寸 內(nèi)圓磨床 精密平口鉗 圓柱磨頭 12檢驗 機械加工工藝卡片 零件號 23零件名稱 動模鑲件 材料牌號 5CrMnMo工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 機床設(shè)備 夾具名稱 切削工具 量具名稱 1備料 矩形板料:22023085mm 2銑削 銑六面至尺寸212.5212.580.5mm,并銑出固定臺階212.5220.56.2mm立式銑床 機用平口鉗 立銑刀 3磨削 磨六面至尺寸212.1212.180.1mm,212.12206.05mm平面磨床 矩形電磁吸盤 平行砂輪 對角尺 4鉗工 在臺階底面畫線找出推桿孔4-4mm、16-6mm中心 , 型芯孔24-3.5mm 、 6-16mm中心,冷卻水孔24mm及側(cè)面水孔6的中心 直尺 5銑削 銑出型腔形狀及澆注系統(tǒng)流道,分別留0.2、0.05mm的加工余量 立式銑床 機用平口鉗 立銑刀(圓弧段刃口)6鉆 分別鉆出4-4mm、16-6mm推桿孔, 24-3.5mm 、 6-16mm型芯孔,留出0.2mm的精加工余量,并擴孔4-4mm的至12mm深30mm,再鉆24mm的冷卻孔 用深孔鉆鉆6mm的孔,冷卻水孔到滿足要求 立式鉆床 通用平口鉗 直柄麻花鉆 7熱處理 淬火 回火硬度到54-58HRC8磨 磨六面、臺階及型腔、流道到成型尺寸 平面磨床 矩形電磁吸盤 平行砂輪 9磨 磨4-4mm、16-6mm, 24-3.5mm 、 6-16mm各孔到滿足要求 內(nèi)圓磨床 精密平口鉗 圓柱磨頭 10對流道拋光處理 11檢驗 機械加工工藝卡片 零件號 30零件名稱 定模鑲件 材料牌號 5CrMnMo工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 機床設(shè)備名稱及編號 夾具名稱及編號 切削工具名稱 量具名稱及編號 1備料 圓形板料: 15675mm 2車削 車外形至尺寸141,并留臺階高度7,臺階直徑至尺寸148 臥室車床 三爪卡盤、大頭頂尖 車刀 游標卡尺 3銑削 銑兩端面至尺寸71,且臺階高度為5.2,再等量銑去四面圓弧段至尺寸140立式銑床 機用平口鉗 立銑刀 4磨 磨兩端面至尺寸70.7,等量磨削四面至尺寸139.7平面磨床 矩形電磁吸盤 平行砂輪 5鉗工 畫線找正4-3.5的孔心及6-12的孔心 6銑削 銑出型腔,并留0.1mm的加工余量 立式銑床 機用平口鉗 立銑刀(圓弧段刃口)7鉆 分別鉆出4-3.5的型芯孔、留出0.1mm的精加工余量, 并擴孔4-3.5的至5.5深20,再鉆6-12的冷卻水孔 立式鉆床 通用平口鉗 直柄麻花鉆 8熱處理 淬火 回火硬度到54-58HRC9磨 磨成型型芯、型腔、臺階、端面到成型尺寸 平面磨床 矩形電磁吸盤 平行砂輪 10磨 磨4-3.5孔到滿足要求 內(nèi)圓磨床 精密平口鉗 圓柱磨頭 11檢驗 機械加工工藝卡片 零件號 41零件名稱 動模板 材料牌號 45工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 機床設(shè)備名稱及編號 夾具名稱及編號 切削工具名稱及編號 量具名稱及編號 1備料 矩形板料: 35035085mm 2銑削 銑六面至尺寸340.5340.580.5mm 立式銑床 機用平口鉗 立銑刀 對角尺 3磨 磨六面至尺寸34034080mm 平面磨床 矩形電磁吸盤 平行砂輪 對角尺 4鉗工 以底面為基面,找正4-20復(fù)位桿孔、4-32導(dǎo)柱孔、4-M16螺紋孔,2-12銷孔;板側(cè)四面8-6銷孔、8-M8螺釘孔、及4-12水孔孔心,并標出中間矩形孔穿絲孔孔心 5鉆 鉆4-20的復(fù)位桿,留0.5mm的加工余量;與件16動模板、件17墊板配作4-32導(dǎo)柱孔至25;4-M16至13深40,并攻螺紋深35;與件5配作2-12銷孔,留0.5mm余量;再分別鉆出側(cè)面8-M8螺紋孔并攻絲,8-6銷孔,以及水道孔和3穿絲孔 立式鉆床 通用平口鉗 直柄麻花鉆 6鏜 與件16動模板、件17墊板配作鏜出4-32孔,并鏜出階梯孔39深8 坐標鏜床 鏜刀 7線切割 割出矩形孔,留0.2mm加工余量 線切割機 機架 鉬絲 8銑削 銑出導(dǎo)滑槽,留0.3加工余量 立式銑床 機用平口鉗 立銑刀 9磨 導(dǎo)滑槽底面,留0.1mm余量 平面磨床 矩形電磁吸盤 平行砂輪 10鉗工 找正導(dǎo)滑板8-6銷孔及8-M8螺釘孔孔心 11鉆 鉆8-6銷孔, 8-M8螺釘孔并攻絲 立式鉆床 通用平口鉗 直柄麻花鉆 12熱處理 消除板的內(nèi)應(yīng)力 13磨 磨板的上下面至尺寸,導(dǎo)滑槽至要求尺寸精度 平面磨床 矩形電磁吸盤 平行砂輪 14磨 各銷釘孔、導(dǎo)柱孔、矩形孔到尺寸精度 內(nèi)圓磨床 精密平口鉗 圓柱磨頭 15檢驗