固定圈的注塑模具設計【一模兩腔優(yōu)秀課程畢業(yè)設計含proe三維10張CAD圖紙】-zsmj13

固定圈的注塑模具設計【一模兩腔優(yōu)秀課程畢業(yè)設計含proe三維10張CAD圖紙】-zsmj13固定圈的注塑模設計【一模兩腔含10張CAD圖紙及proe三維】摘  要模具屬于精密機械的產品，主要由機械零件和機構組成，通過配套零件，可以直接改變金屬或者非金屬材料的形狀以及尺寸，使之成為合格的制件。模具設計是模具制造的基礎，合理的設計是正確制造模具的保證。本設計論文主要從塑件成型工藝分析、擬定模具的結構形式、澆注系統(tǒng)的設計、成型零件的結構設計及計算、模架的確定、排氣槽設計、脫模推出機構以及冷卻系統(tǒng)設計7個方面分析并介紹了固定圈注塑模具結構組成的重要部分。通過滾子軸承與U型架的配合，完成側向抽芯，從而使塑件在推板與推桿的聯合作用下完成進一步的脫模動作。并且通過Pro-E三維圖形演示以及CAD二維圖形的設計制作，更全面展示了此模具工作的機理，以此結構為基礎，完成對產品結構方案的評價。關鍵詞：精密機械  CAD  Pro-E  固定圈ABSTRACTMold is a kind of precision machinery products, mainly composed of mechanical parts and institutions, through the matching parts, you can directly change the shape and size of metal or non-metallic materials, making it a qualified parts. Mold design is the basis of mold manufacturing, reasonable design is the guarantee of manufacturing mould correctly. This paper analyzes and introduces the important part of the structure of the fixed circle injection mold from 7 aspects, the plastic parts molding process analysis, the development of the mold structure, the design of the casting system, forming parts of the structural design and calculation, mold identification, exhaust slot design, mold release mechanism and cooling system design. Through the Coordination of roller bearing and U-shaped frame complete side core pulling, Thus, the plastic part is further released under the combined action of the pushing plate and the push rod. And through the Pro-E three-dimensional graphics demonstration and CAD two-dimensional graphics design,  the mechanism of this mold work is more fully demonstrated, based on this structure, The evaluation of the product structure plan is completed and the overall design modifications are proposed.Key words  Precision machinery  CAD  Pro-E  Fixed ring目  錄第一章  塑件成型工藝分析11.1塑件的分析11.2 ABS的性能分析21.3 ABS注射成型過程及工藝參數2第二章  模具結構分析42.1擬定模具的結構形式42.2澆注系統(tǒng)設計62.3成型零件的結構設計及計算112.4模架的確定142.5排氣槽的設計152.6脫模推出機構的設計15第三章  冷卻系統(tǒng)的設計173.1冷卻系統(tǒng)的設計173.2導向與定位結構設計18第四章  總結19謝  辭20參考文獻21【詳情如下】【需要咨詢購買全套設計請加QQ1459919609】asm0001.stpgudingquan.stpPROEU型架-a2.dwg上模座板-a1.dwg主澆口-a3.dwg副本圖紙.zip動模下墊板-a1.dwg動模板-a2.dwg固定圈塑件-a2.dwg定模固定板-a1.dwg定模板-a2.dwg文件清單.txt滾子軸承-a3.dwg表.doc裝配圖-a0.dwg說明書正文.doc調研報告.docx 摘 要 模具屬于精密機械的產品，主要由機械零件和機構組成，通過配套零件，可以直接改變金屬或者非金屬材料的形狀以及尺寸，使之成為合格的制件。模具設計是模具制造的基礎，合理的設計是正確制造模具的保證。本設計論文主要從塑件成型工藝分析、擬定模具的結構形式、澆注系統(tǒng)的設計、成型零件的結構設計及計算、模架的確定、排氣槽設計、脫模推出機構以及冷卻系統(tǒng)設計 7個方面分析并介紹了固定圈注塑模具結構組成的重要部分。通過滾子軸承與 成側向抽芯，從而使塑件在推板與推桿的聯合作用下完成進一步的脫模動作。并且通過 全面展示了此模具工作的機理，以此結構為基礎，完成對產品結構方案的評價。 關鍵詞 ： 精密機械 固定圈 is a of of of or it a is of is of of of of of of of is of AD of is on of is 目 錄 第一章 塑件成型工藝分析 . 1 件的分析 . 1 性能分析 . 2 射成型過程及工藝參數 . 2 第二章 模具結構分析 . 4 定模具的結構形式 . 4 注系統(tǒng)設計 . 6 型零件的結構設計及計算 . 11 架的確定 . 14 氣槽的設計 . 15 模 推出機構的設計 . 15 第三章 冷卻系統(tǒng)的設計 . 17 卻系統(tǒng) 的設計 . 17 向與定位結構設計 . 18 第四章 總結 . 19 謝 辭 . 20 參考文獻 . 21 大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 1 第一章 塑件成型工藝分 析 本設計實驗為圓柱齒輪，如圖 1示。塑件相對較為簡單， 塑件的質量要求是 不允許有變形缺陷以及裂紋，脫模斜度為 30 1，塑件材料 產批量為小批量，塑件公差按照模具要求進行轉換。 圖 1塑件圖 件的分析 （ 1） 外形尺寸 該塑件壁厚為 3件的外形尺寸并不非常大，且塑料熔體流程不大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 2 長，適合注塑成型，詳見零件圖。 （ 2） 精度等級 每個尺寸公差不一樣，有的屬于高精度，有的則屬于一般精度， 設計時 按照實際精度進行計算。 （ 3） 脫模斜度 由于塑件冷卻后產生收縮時會緊緊包在凸模上，或者由于粘 附作用而緊貼在型腔內，為了便于脫模，防止塑件表面在脫模時出現頂白，頂傷、劃傷等，在塑件設計時應該考慮其表面有合理的脫模斜度。 型收縮率較小，參照書表 2 . 性能分析 （ 1） 使用性能 綜合性能好，沖擊強度、力學強度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學性，電氣性能良好：易于成型和機械加工，其表面可鍍鉻，適合制作一般機械零件、減摩零件、傳動零件和結構零件。 （ 2） 成型性能 1） 無定型塑料。其品種很多，各品種的機電性能以及成型特點也有所差 異，應按品種確定成型方法及成型條件。 2） 吸濕性強。含水量小于 質量），必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應要求長時間預熱干燥。 3） 流動性中等。溢邊料 4） 模具設計時要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進口料位置、形式。推出力過大或機械加工時塑件表面呈現白色痕跡。 （ 3） 表 1密度 /g 服強度 /0 比體積、 伸強度 /8 吸水率（ %） 伸 彈 性 模 量/103 熔點 / 130160 抗彎強度 /0 計算收縮率（ %） 壓強度 /3 比熱容 /J（ ）470 彎 曲 彈 性 模 量/103 射成型過程及工藝參數 （ 1）注射成型過程 1）成型前的準備。對 澤、粒度和均勻度進行檢驗，由于 水性較大，大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 3 成型前應該充分干燥。 2）注射過程。塑件在注射機料筒內經過加熱、塑化達到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔成型，其過程可分 為沖模、壓實、保壓、倒流和冷卻五個階段。 3）塑件的后處理。處理的介質為空氣和水，處理溫度為 6075，處理時間為 1620s。 （ 2）注射工藝參數 1）注射機：螺桿式，螺桿轉數為 30r/ 2）料筒溫度（）：后段 150170； 中段 165180； 前段 180200。 3）噴嘴溫度（）： 170180.。 4）模具溫度（）： 5080。 5）注射壓力（ 60100。 6)成型時間（ s）： 30（注射時間取 2，冷卻時間 20，輔助時間 8）。 大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 4 第二章 模具結構分析 定模具的結構形式 型面位置的確定 通過對塑件進行分析，分型面 應該 選擇在制件 以圓心為基準，垂直于圓弧的平面上，使截面面積達到最大并且有利于模具分型，具體如圖 2示 。 圖 2分型面選擇 腔數量和排列方式的確定 （ 1） 型腔數量的確定 該塑件采用精度取 4 級， 并且為大 批量生產， 可以考慮采取一模多腔的結構形式，但是 同時考慮到塑件尺寸、模具結構尺寸大小關系，因此 最終確定為 采用一模兩腔的結構形式。 具體如圖 2示： 圖 2型腔排列方法 （ 2） 型腔排列方式確定 多模具型腔盡可能采用平衡式排列布置 ,且要力求緊湊 ,并與澆口開設的部位對稱，由于該設計選擇的是一模兩腔 ,故采用直線式排列。 （ 3） 模具結構形式確定 通過 以上分析可得本模具為一模兩腔結構，側向力平衡排列，由塑件結構可采用推板結合推桿的推出形式。澆注系統(tǒng)設計時按照要求采大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 5 用側交口設在定模型芯內，流道采用對稱平衡式，綜上分析選用帶推桿的單分型面注射模 射機型號確定 （ 1）注射量的計算 通過三維軟件建模設計分析計算得 塑件體積： V 塑 = 塑件質量： =中密度參考 （ 2）澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 澆注系統(tǒng)的凝料在設計之前是不能準確確定的，但是可以根據經驗按照塑件體積的 于本次采用流道簡單而且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按照塑件體積的 來計算，故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積為： V 總 =V 塑 （ 1+ 2 3） 選擇注射機 根據第二次計算得出一次注入模具型腔的塑料總質量為 V 總 結合式（ 4有： 步選擇公稱注射量為 250射機型號為 00 臥式注射機，其主要技術參數見下表 表 2注射機參數表 理論注射容量 /50 移模行程 /00 螺桿柱塞直徑 /注射壓力 /0/130 最大模具厚度 /50 注射速率 /g 14 最小模具厚度 /00 塑化能 力 45 鎖模形式 液壓 螺桿轉速 /r 200 模具定位孔直徑/00 鎖模力 /800 噴嘴球半徑 /8 拉桿內間距 /48 370 噴嘴口孔徑 / （ 4） 注射機相關參數校核 1） 注射機壓力校核 查表 4知， 需注射機壓力為 80110里取0注射機公稱壓力 P 公 =130射壓力安全系數 里取 ： 90=117 P 公 ，所以注射機壓力合格 2）鎖模 力校核 塑件在投影面上的投影面積 A 塑 =澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 A 塑 ，即流道凝料在分型面上的投影面積 A 澆 數值。大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 6 A 澆 世俗間在分型面上投影面積的 ，由于本設計較為簡單分流道較短，因此 以取小一些，取 A 澆 = 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積 A 總 ，則： A 總 =A 澆 +A 塑 = =2 0152模具型腔內的脹型力 F 脹 =A 總 P 模 =10152 35=355320N=中， P 模 實行強的平均計算壓力值。 P 模是模具型腔內的壓力，通常取注射機壓力的20%40%，大致范圍為 2540于粘度較大的精度較高的塑料制品應該取較大值。于中等粘度塑料及有精度要求塑件，故 P 模 取 35 查表 4得該注射機的公稱鎖模力 F 鎖 =1000模力安全系數為 里取 = =F 鎖 ，所以，注射機鎖模力合格。 注系統(tǒng)設 計 流道設計 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴嘴注射出的熔體導入分流道或型腔中，主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動速度和充模時間。另外，由于其與高溫塑料熔體及注射機噴嘴反復接觸，因此設計中常設計成可拆卸更換的澆口套。 （ 1） 主流道尺寸 1） 主流道長度：大型模具 L 主應大于 60次設計初選 行設計。 2） 主流道小端直徑： d=注射劑噴嘴尺寸 +（ ） 3） 主流道大端直徑 )2/t 2 主4） 主流道球面半徑： 。）（注射劑噴嘴球頭半徑 2 0 m 0 球面的配合高度： h=3 2） 主流道的凝料體積 3332222 1. 854 c . 45m ）（）（ 主主主主主主 （ 3）主流道當量直徑 3 . 3 7 5 m 2 5n R（ 4） 主流道澆口套的形式 主流道襯套為標準件可選購。主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，易磨損 。對材料的要求嚴格，因為盡管小型注射?？蓪⒅髁鞯罎部谔着c定位圈設計成一個整體，但考慮其他因素仍將其分開設計，以便于拆卸和更換，同時也便于優(yōu)質鋼材進行單獨加工和熱處理。設計中常采用碳素工具鋼（ 熱處理淬火表面硬度為 505如下圖： 大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 7 （ 5） 圖 2主流道參數設計 流道設計 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設在分型面上，起分流和轉向的作用。多型腔模具必須設置分流道，單型腔大型塑件在使用多個點澆口時也要設計分流道。分流道是塑料熔體進入型腔前的通道，可通過優(yōu)化 設置分流道的橫截面積形狀、尺寸大小以及方向，使塑料熔體平穩(wěn)充型，從而保證達到最佳效果。 （ 1）影響分流道的設計因素： 1）制品的幾何形狀、壁厚、尺寸大小以及尺寸的穩(wěn)定性，內在質量以及外觀質量要求 2）塑料的種類，即塑料的流動性、熔融溫度區(qū)間、固化溫度區(qū)間以及收縮率。 3）注射機的壓力、加熱溫度以及注射速度。 4）主流道和分流道的脫落方式。 5）型腔的布置、澆口位置以及澆口形式的選擇。 （ 2）分流道的設計原則 1）塑料流經分流道的壓力損失和溫度損失要小。 2）分流道的固化時間應 該少后于制品的固化時間，以利于壓力的傳遞及保壓。 3）保證塑料迅速而均勻的進入各個型腔。 4）分流道長度盡可能短，其容積要小。 5）要便于加工以及刀具選擇。 （ 3）分流道橫截面的選擇 分流道的橫截面形狀：通常分流道的橫截面形狀有圓形、矩形、梯形和 U 型以及正六邊形等。為了減少流道內的壓力損失和傳熱損失，希望流道的橫截面積大，表面積小、因此可用流道橫截面積 S 與其周長的比值來表示流道的效率。其中圓形橫截面的效率最高，即具有最小的壓力降解和熱損失。以前因為受模具加工的設備限制，加工成本通常較高，并 且圓形的分流道必須在兩側都加工時，合模兩側的半圓也難以對齊，所以圓形橫截面的分流道使用不多。但是，隨著模具加工技術的不斷發(fā)展，逐漸克服了上述困難，從而使圓形橫截面的分流道應用越來越廣泛。正方形流道凝料脫模困難，正六邊形流道大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 8 效率低。 U 形橫截面的流動效率低于圓形與正六邊形橫截面，但加工容易，又比圓形和正方形橫截面流道容易脫模，所以， U 形橫截面分流道使用也較為廣泛。另外，雖然梯形橫截面的流道與圓形相比有較大的熱量損失，但是梯形橫截面的流道便于選擇加工刀具，同時加工也較為容易，所以，橫截面的的分流道使用也較為廣泛（ 特別是對于雙分型面刀具）。 （ 4）分流道的布置形式 在設計時候應考慮盡量減少在分流道內的壓力損失和盡可能避免溶體溫度降低，同時還要考慮到減小分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡式分流道。 （ 5）分流道的長度 由于流道設計簡單，根據二個型腔的設計，分流道較長，故設計時可適當選擇大一些。單邊分流道長度取 50圖 （ 6）分流道的當量直徑 因為該塑件的質量 ，塑 1m 根據式（ 4分流道的當量直徑為 5 . 2 m . 3 9 4 分塑分 （ 7）分流道截面形狀 常用的分流道截面形狀有圓形、梯形、 U 形、六角形等，為了便于加工和凝料的脫模，大多設計在分型面上。本設計采用梯形截面，加工工藝性好，且塑料溶體的熱量散失、流動阻力均不大。 （ 8） 分流道截面尺寸 設梯形下底的寬度為 x，底面圓角半徑 R=1根據表 4h=4該梯形的截面積為 48t a ht a n 842 ）（）（分圓面積相等，可得 5 . 52 ，即可得。）（ 分D 則梯形上底約為 7圖 （ 動模型腔 ） （ 9） 凝料體積 1）分流道長度 50流道截面積 22542 )75. 5 （分3）凝料體積 33 5 0 m 分分分 10） 校核剪切速率 1）確 定注射時間：查表 4取 t=）計算分流道體積流量 s/4 0 . 6 5 0 5 c 塑分分 大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 9 3）可得剪切速率 13333 分分分 （ 2 該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流到的最佳剪切速率 132 05 之間，所以分流道內熔體的剪切速率合格。 （ 11） 分流道 表面粗糙度和脫模斜度 分流道的表面粗糙度和脫模斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般都是 處取 R。另外，其脫模斜度一般在 105 之間，這里取脫模斜度為 8 。 口的設 計 澆口是連接分流道與型腔之間的一段細通道，其作用是使從分流道過來的塑料熔體以較快的速度進入并充滿型腔，型腔充滿后，澆口部分的熔體能夠夠迅速的凝固而封閉澆口，防止型腔內熔體倒流。澆口的形狀、位置和尺寸對塑件的影響很大。注射成型時許多缺陷都是由于澆口設計不合理造成的，所以澆口的設計很重要。由于 該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，表面質量要求較高，采用一模一 兩 腔注射，以便于調整充模時的剪切速率和封閉時間，采用 對稱 側澆口。其截面形狀簡單，易于加工，以便于試模后糾正，開設在 動 模 型芯 內，從型芯邊緣進料 ， 與分流道相連 。 （ 1） 側澆口尺寸確定 ： 1）計算澆口深度。根據表 4得側澆口的深度 h 計算公式為 式中 t=壁厚， n 是塑料成型系數，對于 型系數 n= 在工廠設計時澆口深度通常先取小值，根據表 4薦 處側澆口深度取 2）計算側澆口寬度。根據表 4得側澆口寬度 B 計算公式 n 是成型系數，對于 n 取 A 是凹模的內表面積 3）計算側澆口的長度。根據表 4得側澆口長度 L 一般選用 里取L 為 2 2） 側澆口剪切速率的校核 1）計算澆口的當量半徑。有面積相等可得 澆，由此矩形澆口當量半徑21h ）（澆 2）校核澆口的剪切速率 大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 10 確定注射時間：查表 4取 t=2s； 計算澆口體積流量： s/3 塑澆 V。 計算澆口的剪切速率：由式（ 4得：3n 澆，則 1）（）（澆澆澆澆 該矩形側澆口剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率 105 之間，所以合格。 切速率 根據塑件體積、主流道體積、分流道體積以及主流道的當量半徑，可求主流道熔體的剪切速率。 （ 1） 計算主流道體積流量 s/8 1 . 4 7 8 c 塑分主主 2） 計算主流道的剪切速率 1R 主主主流道內熔體剪切速率處于澆口與分流道最佳剪切速率 105 之間，主流道剪切速率校核合格。 冷料穴位于主流到對面的動模板上，主要作用是收集熔體前鋒的冷料，防止冷料進入模具型腔而影響制品表面質量。 一般來說，普通澆注系統(tǒng)大多是單分型面的二板模具，通常采用側澆口，直接澆口以及盤環(huán)形澆口類型的模具，其澆注系統(tǒng)凝料一般與塑膠件連在一起， 本設計采用主流道冷料穴，由于該塑件表面沒有印痕，采用 推板配合 推桿推出塑件，所以采用 圖 2冷料穴設計 大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 11 型零件的結構設計及計算 型零件的結構設計 （ 1） 凹模的結構設計 凹模是成型制品外表面的成型零件。按照凹模機構的不同可將其分 為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四種。根據對塑件的分析，本設計采用組合式凹模，如圖。 （ 2） 凸模的結構設計（型芯） 凸模是成型塑件制品內表面的成型零件，通?？煞譃檎w式和組合式兩種，通過對塑件的結構分析可知，該塑件的型芯有 五 個：一個是成型零件內表面的大型芯，另 四 個是成型零件的軸孔內的小型芯，裝配后見圖。 型零件鋼材的選用 根據對成型零件的綜合分析，該塑件的成型零件要走足夠的剛度、強度、耐磨性以及良好的抗疲勞性能，同時考慮它的機械加工性以及拋光性。有因為該塑件為小批量生產，所以構成型腔的組合式凹模 鋼材選擇 于成型塑件外的大型芯來說，由于脫模時磨損較為嚴重，散發(fā)熱量比較多，因此采用高合金工具鋼 于軸向小型芯，磨損也較為嚴重，因此也采用 芯中心冷卻水冷卻，如圖。 型零件工作尺寸的計算 采用表 4件尺寸公差按照塑件零件圖給定尺寸公差計算。 （ 1） 凹模徑向尺寸計算 塑 件外部徑向尺寸的轉換： 1 L。 z ）（）（ 內部徑向定位尺寸計算： z ）（）（ z ）（）（ z ）（）（ z ）（）（ z ）（）（ z ）（）（ M M 式中， 塑件的平均收縮率，查表 1得 收縮率為 所以其平均收縮率為 ；系數，查大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 12 表 4得一般在 間，這里取 2=21 、 分別是塑件相應尺寸的公差（下同）； 2 、 是塑件相應尺寸制造公差，對于中小型塑件取 61z（下同）。 （ 2） 凹模深度尺寸計算 塑件高度方向尺寸轉換：塑件高度的最大尺寸， 1 5 m . 1 50 . 1 5H 相應的 ； z ）（）（ z ）（）（ 式中， 表 4間，此處取 圖 2定模型芯 （ 3） 型芯徑向尺寸的計算 1）動模型芯徑向尺寸的計算。塑件內部徑向尺寸的轉換： 70170 z ）（）（ 式中， 表 4間，此處取 2）動模型 芯定位尺寸 ： 0 400222z ）（）（ 式中， 表 4間，此處取 3） 動 模型芯尺寸 高度 計算 3z ）（）（ 式中 模具尺寸計算系數，查表 4 大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 13 圖 2動模型芯 （ 4）圓型芯高度尺寸計算 . 0 2 3112 ）（）（ 式中 模具尺寸計算系數，查表 4知一般在 間，取 型零件尺寸及動模墊板厚度的計算 （ 1）凹模側壁厚度的計算 凹模側壁厚度與型腔內壓強及凹模的深度有關，根據型 腔的布置，模架初選55250 的標準模架，其厚度根據表 4 154314 取 100 式中， p 是型腔壓力（ ； E 是材料彈性模量（ ； ,W 是影響變形的最大尺寸，而 ；p是模具剛度計算許用變形量。根據注射塑料品種。 2 p 式中， 12 凹模側壁是采用嵌件，為結構緊湊，這里凹模嵌件單邊厚選 14于型腔采用直線、對稱結構布置，故兩個型腔之間壁厚滿足結構設計就可以了。型腔與模具周邊的距離由模板的外形尺寸來確定，根據估算模板平面尺寸選用 55250 ，它比型腔布置的尺寸大得多，所以完全滿足剛度和強度要求。 大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 14 （ 2） 動模墊板厚度的計算 動模墊板厚度和所選模架的兩個墊塊之間的跨度有關，根據前面的型腔布置，模架應選在 55250 這個范圍之內，墊塊之間的跨度大約為 7 040402 5 0 。那么，根據型腔布置及型芯對動模墊板的壓力就可以計算得到動模墊板厚度，即 15311 式中，p是動模墊板剛度計算許用變形量，12 L 是兩個墊塊之間的距離，約 1601L 是動模墊塊的長度，取 355A 是兩個型芯投影到動模墊板上的面積。 架的確定 根據模具型腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸可以計算出凹模嵌件所占的平面尺寸，又考慮凹模壁厚，導柱、導套的布置等，再同時參考 中的小型標準模架的選型經驗公式和表 4確定選用模架序號 為 6 號（ 55250 ） 如下圖 。 圖 2模架 大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 15 模板尺寸的確定 1） A 板尺寸。 A 板是定模型腔板，塑件高度為 A 板厚度取 100 2） B 板尺寸。 B 板是型芯固定板，取 100 3） C 板（墊塊）尺寸。墊塊 =推出行程 +推板厚度 +推桿固定板厚度 +（ 510） 30+20+16+510） 580步選定 C 為 80 經上述尺寸計算，模架尺寸已經確定為模架序號為 6 號，板面為 55250 ,模架結構 形式由計算設計得到 。其外形尺寸： 04355250 高長寬 架各尺寸的校核 根據所選注射機來校核模具設計的尺寸。 1） 模具平面尺寸 70448355250 （拉桿間距），校核合格。 2） 模具高度尺寸 30450304200 （模具的最大 厚度和最小厚度），校核合格。 3） 模具的開模行程模具的開模行程 5 01 9 01 8 (21 ）（），校核合格。 氣槽的設計 排氣槽應該開設在型腔最后填充的部位，如塑件、流道、冷料穴的澆注終端。排氣槽最好開設在型腔一側，即使所產生的飛邊、凝料也較容易脫?；蛘呷コ硗?，排氣槽應該盡量開設在便于清模的位置，以防止積存冷料。 排氣槽的深度與塑料品種的流動性、注射壓力、注射溫度有關，排氣槽寬度根據具體的情況來確定。 該塑件由于采用側澆口進料，熔體經塑件下方的臺階 及中間的肋板充滿型腔， 側面有 6 型芯 使用軸承配合 u 型架完成側抽芯 ，其配合間隙可作為氣體排出的方式，不會在頂部 以及側面 產生氣體憋氣的現象。同時，底面的氣體會沿著推桿的配合間隙、分型面和型芯之間的間隙向外排出。 模推出機構的設計 在注射成型的每一個循環(huán)中，都必須使塑件從模具凹?；蛐托旧厦摮?，模具中這種脫出塑件的機構稱為脫模機構（或稱推出機構、頂桿機構）。脫模機構的作用包括塑件的脫出和取出兩個動作，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中取出 模機構和設計原則： （ 1）塑件滯留于動模 模具開啟后應使塑件及澆口凝料滯留于帶有脫模裝置的動模上，以便脫模裝置在注射機推桿的作用下完成脫模動作。 （ 2）保證塑件不變形損壞 這是脫模機構應該達到的基本要求。首先要正確分析塑件對凹?；蛘咝托镜母街Φ拇笮∫约八诘牟课?，有針對性的選擇合適的脫模方法和脫模位置，使推出中心與脫模阻力中心相重合。型芯由于塑料收縮時對其抱緊大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 16 力最大，因此推出的作用點應該盡可能的靠近型芯，推出力應該作用于塑件剛度、強度最大的位置，作用面應該盡可能大一些。影響脫模力的因素很多，當材料的收縮率大，塑件壁厚大，模具的型芯形狀復雜，脫模斜度小一以及凹模（型芯）表面粗糙度值高時，脫模阻力就會增大，反之則小。 （ 3）力求良好的塑件外觀 推出塑件的位置應該盡量在塑件內部或者對外觀影響不大的位置，在采用推桿脫模時尤其要注意這個問題。 出方式的確定 本塑件圓周采用推板配合推桿的綜合推出方式。推板配合推桿推出時為了減小推桿與型芯的摩擦，設計中在用推桿與型芯之間留出 采用錐面配合，可以防推桿因偏心而產生溢料 ，同時避免了推桿和型芯之間產生摩擦。 芯推出方式 ： 本塑件圓型芯采取側向抽芯，將型芯通過滾子軸承固定，脫模時滾子軸承沿著 而將側面型芯抽出，方便固定圈塑件使用推板配合推桿完成脫模動作。 模力的計算 （ 1） 凹模 型芯脫模力 因為 ，所以此處可看為薄壁圓筒塑件，根據式（ 4模力為 t a i )1t a ( t a o 21 ）（式中 t：塑件壁厚； L：型芯包進長度； ：塑料的泊松比； E：塑料的彈性模量； f：塑料與鋼材之間摩擦因數。 核推出機構作用在塑件上的單位壓應力 （ 1） （ 2） 推出應力 53M 42 8 （抗壓強度）合格 大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 17 第三章 冷卻系統(tǒng)的設計 卻系統(tǒng) 的設計 按時間單位內塑料熔體凝固時所放出的熱量等于冷卻 水所帶走的熱量計算 成型溫度及模具溫度分別為 200和 50氏度。所以，模具溫度初步選定為 50，用常溫水對模具進行冷卻。 （ 1）單位時間內注入模具中塑料的熔體總質量 W 1）塑料制品體積 33 28 0 塑分主 3 2）塑料制品的質量 1 V 3）塑件壁厚為 5以查表 4冷 取注射時間 注，脫模時間 脫，則注射在周期： ）（脫冷注。由此可得每小時注射數：次）次（ 12030/3600 N 4）單位時間注入模具中塑料的總質量 : h/ （ 2） 確定單位質量塑件在凝固時所放出的熱量 Q 查表 4知 位熱流量 Q 的值范圍在 kg/10 J）（ 之間，故可取 kg/Q。 （ 3） 計算冷卻水體積流量221 ，出水口水溫 252 ，取水的密度為 ,m/ ，水的比熱容為 ）（ kg/則根據公式可得： m i n/i n/)2225(60q 3312v s （ 3 （ 4） 確定冷卻水路直徑 d 當 m in/v 時，查表 4知，為了使冷卻水處于湍流狀態(tài)，去模具冷卻水孔直徑為 d= 5） 冷卻水管內流速 v s/05 3 2v （ 6） 求冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數 h 因為平均水溫為 查表 4有： ）（）（ hm/ 0 0( 8.0 7）計算冷卻水道的導熱總面積 A 大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 18 224s 6 7 ）（ 8） 計算模具所需冷卻水管的總長度 L 9） 冷卻水管的根數 x 根根 L 有數據分析分析一條冷卻水道顯然不符合模具，需要進一步進行修改。 模嵌件和型芯冷卻水道的設置 由于塑件為 固定圈 ，推出方式為推板配合推桿 推出，所以要考慮到分型面接觸部分，并且由于動模型腔與塑件接觸面積較大，產生熱量較多。設計時將冷卻水道設立在動模型腔上，以便于冷卻效果達到最好。 本模具冷卻水道設計采用打孔的方式進行注水冷卻。 圖 3冷卻水道 圖 3冷卻水道 向與定位結構設計 注射模的導向機構用于動、定模之間的開合模導向和脫模機構的運動導向，安作用分為模外定位和模內定位。模外定位是通過定位圈使模具澆口套能與注射機噴嘴精確定位；而模內定位機構則通過導柱導套進行和模定位，本塑件較為簡單，而且定位要求并不高，通過模架自 身所帶的開模合膜結構即可完成。 大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 19 第四章 總結 經過近 14周的努力學習，已經初步掌握了模具結構設計的一些基本要點，通過網上觀看學習視頻，已經可以熟練使用 維模型制作軟件，論文主要完成以下各項目標： （ 1）澆注系統(tǒng)的分析以及設計 （ 2）成型零部件的結構設計以及計算 （ 3）模架的確定 （ 4）排氣槽的設計 （ 5）脫模推出機構設計 （ 6）冷卻及定位系統(tǒng)的結構設計 裝圖分析 裝圖分析 大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 20 謝 辭 四年的大學生活已經快要落下帷幕了，在這四年的生活學習中，我收獲很多，認真學習專業(yè)知識，培養(yǎng)各方面的能力。 畢業(yè)設計是我們大學生活中很重要的一個課題， 本論文的研究和撰寫，是在 林盛 老師的悉心指導和幫助下完成的。在此，謹向他的辛勤培養(yǎng)和悉心關懷表示衷心的感謝。 經過一學期的忙碌和工作，本次畢業(yè)設計已經接近尾聲，由于經驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導師的督促指導，以及同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。 在 這里我要感謝我的指導老師 林盛 老師和各位教導我的老師。林老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，從查閱資料，設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計，制圖等整個過程中都給予了我悉心的指導。我的設計較為復雜煩瑣，但是老師仍然細心地糾正我設計中出現的錯誤。我對老師的專業(yè)水平尤為敬佩，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。感謝大學三年來所有的老師的耐心教導為我們打下模具專業(yè)知識的基礎；同時還要感謝所有的同學們，也因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)設計才會順利完 成。 在這次設計中，設計小組同學的幫助，從中我學到了很多東西，鞏固了以前所學的知識。 我們設計小組內諸位同學熱烈的交流氛圍和嚴謹的治學態(tài)度為本論文的撰寫提供了非常優(yōu)秀的客觀條件，衷心感謝本小組的各位師兄弟的幫助、支持和啟發(fā)，與他們在一起是快樂和充實的。大家的友好與協作使我度過了一段美好的大學生活。 這次設計使我們將學過的課程貫穿起來，形成一個體系，不僅鞏固了我們學過的知識，彌補了知識漏洞，還為我們以后的工作打下了實踐的基礎。 馬上就要畢業(yè)了，以后我會更加努力的學習各門知識，用知識來武裝自己， 把自己所學的知識應用 到工作中，做一個對社會有用的人。 非常感謝百忙中抽空指導評審 摘 要 模具屬于精密機械的產品，主要由機械零件和機構組成，通過配套零件，可以直接改變金屬或者非金屬材料的形狀以及尺寸，使之成為合格的制件。模具設計是模具制造的基礎，合理的設計是正確制造模具的保證。本設計論文主要從塑件成型工藝分析、擬定模具的結構形式、澆注系統(tǒng)的設計、成型零件的結構設計及計算、模架的確定、排氣槽設計、脫模推出機構以及冷卻系統(tǒng)設計 7個方面分析并介紹了固定圈注塑模具結構組成的重要部分。通過滾子軸承與 成側向抽芯，從而使塑件在推板與推桿的聯合作用下完成進一步的脫模動作。并且通過 全面展示了此模具工作的機理，以此結構為基礎，完成對產品結構方案的評價。 關鍵詞 ： 精密機械 固定圈 is a of of of or it a is of is of of of of of of of is of AD of is on of is 目 錄 第一章 塑件成型工藝分析 . 1 件的分析 . 1 性能分析 . 2 射成型過程及工藝參數 . 2 第二章 模具結構分析 . 4 定模具的結構形式 . 4 注系統(tǒng)設計 . 6 型零件的結構設計及計算 . 11 架的確定 . 14 氣槽的設計 . 15 模 推出機構的設計 . 15 第三章 冷卻系統(tǒng)的設計 . 17 卻系統(tǒng) 的設計 . 17 向與定位結構設計 . 18 第四章 總結 . 19 謝 辭 . 20 參考文獻 . 21 大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 1 第一章 塑件成型工藝分 析 本設計實驗為圓柱齒輪，如圖 1示。塑件相對較為簡單， 塑件的質量要求是 不允許有變形缺陷以及裂紋，脫模斜度為 30 1，塑件材料 產批量為小批量，塑件公差按照模具要求進行轉換。 圖 1塑件圖 件的分析 （ 1） 外形尺寸 該塑件壁厚為 3件的外形尺寸并不非常大，且塑料熔體流程不大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 2 長，適合注塑成型，詳見零件圖。 （ 2） 精度等級 每個尺寸公差不一樣，有的屬于高精度，有的則屬于一般精度， 設計時 按照實際精度進行計算。 （ 3） 脫模斜度 由于塑件冷卻后產生收縮時會緊緊包在凸模上，或者由于粘 附作用而緊貼在型腔內，為了便于脫模，防止塑件表面在脫模時出現頂白，頂傷、劃傷等，在塑件設計時應該考慮其表面有合理的脫模斜度。 型收縮率較小，參照書表 2 . 性能分析 （ 1） 使用性能 綜合性能好，沖擊強度、力學強度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學性，電氣性能良好：易于成型和機械加工，其表面可鍍鉻，適合制作一般機械零件、減摩零件、傳動零件和結構零件。 （ 2） 成型性能 1） 無定型塑料。其品種很多，各品種的機電性能以及成型特點也有所差 異，應按品種確定成型方法及成型條件。 2） 吸濕性強。含水量小于 質量），必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應要求長時間預熱干燥。 3） 流動性中等。溢邊料 4） 模具設計時要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進口料位置、形式。推出力過大或機械加工時塑件表面呈現白色痕跡。 （ 3） 表 1密度 /g 服強度 /0 比體積、 伸強度 /8 吸水率（ %） 伸 彈 性 模 量/103 熔點 / 130160 抗彎強度 /0 計算收縮率（ %） 壓強度 /3 比熱容 /J（ ）470 彎 曲 彈 性 模 量/103 射成型過程及工藝參數 （ 1）注射成型過程 1）成型前的準備。對 澤、粒度和均勻度進行檢驗，由于 水性較大，大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 3 成型前應該充分干燥。 2）注射過程。塑件在注射機料筒內經過加熱、塑化達到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔成型，其過程可分 為沖模、壓實、保壓、倒流和冷卻五個階段。 3）塑件的后處理。處理的介質為空氣和水，處理溫度為 6075，處理時間為 1620s。 （ 2）注射工藝參數 1）注射機：螺桿式，螺桿轉數為 30r/ 2）料筒溫度（）：后段 150170； 中段 165180； 前段 180200。 3）噴嘴溫度（）： 170180.。 4）模具溫度（）： 5080。 5）注射壓力（ 60100。 6)成型時間（ s）： 30（注射時間取 2，冷卻時間 20，輔助時間 8）。 大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 4 第二章 模具結構分析 定模具的結構形式 型面位置的確定 通過對塑件進行分析，分型面 應該 選擇在制件 以圓心為基準，垂直于圓弧的平面上，使截面面積達到最大并且有利于模具分型，具體如圖 2示 。 圖 2分型面選擇 腔數量和排列方式的確定 （ 1） 型腔數量的確定 該塑件采用精度取 4 級， 并且為大 批量生產， 可以考慮采取一模多腔的結構形式，但是 同時考慮到塑件尺寸、模具結構尺寸大小關系，因此 最終確定為 采用一模兩腔的結構形式。 具體如圖 2示： 圖 2型腔排列方法 （ 2） 型腔排列方式確定 多模具型腔盡可能采用平衡式排列布置 ,且要力求緊湊 ,并與澆口開設的部位對稱，由于該設計選擇的是一模兩腔 ,故采用直線式排列。 （ 3） 模具結構形式確定 通過 以上分析可得本模具為一模兩腔結構，側向力平衡排列，由塑件結構可采用推板結合推桿的推出形式。澆注系統(tǒng)設計時按照要求采大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 5 用側交口設在定模型芯內，流道采用對稱平衡式，綜上分析選用帶推桿的單分型面注射模 射機型號確定 （ 1）注射量的計算 通過三維軟件建模設計分析計算得 塑件體積： V 塑 = 塑件質量： =中密度參考 （ 2）澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 澆注系統(tǒng)的凝料在設計之前是不能準確確定的，但是可以根據經驗按照塑件體積的 于本次采用流道簡單而且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按照塑件體積的 來計算，故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積為： V 總 =V 塑 （ 1+ 2 3） 選擇注射機 根據第二次計算得出一次注入模具型腔的塑料總質量為 V 總 結合式（ 4有： 步選擇公稱注射量為 250射機型號為 00 臥式注射機，其主要技術參數見下表 表 2注射機參數表 理論注射容量 /50 移模行程 /00 螺桿柱塞直徑 /注射壓力 /0/130 最大模具厚度 /50 注射速率 /g 14 最小模具厚度 /00 塑化能 力 45 鎖模形式 液壓 螺桿轉速 /r 200 模具定位孔直徑/00 鎖模力 /800 噴嘴球半徑 /8 拉桿內間距 /48 370 噴嘴口孔徑 / （ 4） 注射機相關參數校核 1） 注射機壓力校核 查表 4知， 需注射機壓力為 80110里取0注射機公稱壓力 P 公 =130射壓力安全系數 里取 ： 90=117 P 公 ，所以注射機壓力合格 2）鎖模 力校核 塑件在投影面上的投影面積 A 塑 =澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 A 塑 ，即流道凝料在分型面上的投影面積 A 澆 數值。大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 6 A 澆 世俗間在分型面上投影面積的 ，由于本設計較為簡單分流道較短，因此 以取小一些，取 A 澆 = 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積 A 總 ，則： A 總 =A 澆 +A 塑 = =2 0152模具型腔內的脹型力 F 脹 =A 總 P 模 =10152 35=355320N=中， P 模 實行強的平均計算壓力值。 P 模是模具型腔內的壓力，通常取注射機壓力的20%40%，大致范圍為 2540于粘度較大的精度較高的塑料制品應該取較大值。于中等粘度塑料及有精度要求塑件，故 P 模 取 35 查表 4得該注射機的公稱鎖模力 F 鎖 =1000模力安全系數為 里取 = =F 鎖 ，所以，注射機鎖模力合格。 注系統(tǒng)設 計 流道設計 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴嘴注射出的熔體導入分流道或型腔中，主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動速度和充模時間。另外，由于其與高溫塑料熔體及注射機噴嘴反復接觸，因此設計中常設計成可拆卸更換的澆口套。 （ 1） 主流道尺寸 1） 主流道長度：大型模具 L 主應大于 60次設計初選 行設計。 2） 主流道小端直徑： d=注射劑噴嘴尺寸 +（ ） 3） 主流道大端直徑 )2/t 2 主4） 主流道球面半徑： 。）（注射劑噴嘴球頭半徑 2 0 m 0 球面的配合高度： h=3 2） 主流道的凝料體積 3332222 1. 854 c . 45m ）（）（ 主主主主主主 （ 3）主流道當量直徑 3 . 3 7 5 m 2 5n R（ 4） 主流道澆口套的形式 主流道襯套為標準件可選購。主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，易磨損 。對材料的要求嚴格，因為盡管小型注射?？蓪⒅髁鞯罎部谔着c定位圈設計成一個整體，但考慮其他因素仍將其分開設計，以便于拆卸和更換，同時也便于優(yōu)質鋼材進行單獨加工和熱處理。設計中常采用碳素工具鋼（ 熱處理淬火表面硬度為 505如下圖： 大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 7 （ 5） 圖 2主流道參數設計 流道設計 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設在分型面上，起分流和轉向的作用。多型腔模具必須設置分流道，單型腔大型塑件在使用多個點澆口時也要設計分流道。分流道是塑料熔體進入型腔前的通道，可通過優(yōu)化 設置分流道的橫截面積形狀、尺寸大小以及方向，使塑料熔體平穩(wěn)充型，從而保證達到最佳效果。 （ 1）影響分流道的設計因素： 1）制品的幾何形狀、壁厚、尺寸大小以及尺寸的穩(wěn)定性，內在質量以及外觀質量要求 2）塑料的種類，即塑料的流動性、熔融溫度區(qū)間、固化溫度區(qū)間以及收縮率。 3）注射機的壓力、加熱溫度以及注射速度。 4）主流道和分流道的脫落方式。 5）型腔的布置、澆口位置以及澆口形式的選擇。 （ 2）分流道的設計原則 1）塑料流經分流道的壓力損失和溫度損失要小。 2）分流道的固化時間應 該少后于制品的固化時間，以利于壓力的傳遞及保壓。 3）保證塑料迅速而均勻的進入各個型腔。 4）分流道長度盡可能短，其容積要小。 5）要便于加工以及刀具選擇。 （ 3）分流道橫截面的選擇 分流道的橫截面形狀：通常分流道的橫截面形狀有圓形、矩形、梯形和 U 型以及正六邊形等。為了減少流道內的壓力損失和傳熱損失，希望流道的橫截面積大，表面積小、因此可用流道橫截面積 S 與其周長的比值來表示流道的效率。其中圓形橫截面的效率最高，即具有最小的壓力降解和熱損失。以前因為受模具加工的設備限制，加工成本通常較高，并 且圓形的分流道必須在兩側都加工時，合模兩側的半圓也難以對齊，所以圓形橫截面的分流道使用不多。但是，隨著模具加工技術的不斷發(fā)展，逐漸克服了上述困難，從而使圓形橫截面的分流道應用越來越廣泛。正方形流道凝料脫模困難，正六邊形流道大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 8 效率低。 U 形橫截面的流動效率低于圓形與正六邊形橫截面，但加工容易，又比圓形和正方形橫截面流道容易脫模，所以， U 形橫截面分流道使用也較為廣泛。另外，雖然梯形橫截面的流道與圓形相比有較大的熱量損失，但是梯形橫截面的流道便于選擇加工刀具，同時加工也較為容易，所以，橫截面的的分流道使用也較為廣泛（ 特別是對于雙分型面刀具）。 （ 4）分流道的布置形式 在設計時候應考慮盡量減少在分流道內的壓力損失和盡可能避免溶體溫度降低，同時還要考慮到減小分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡式分流道。 （ 5）分流道的長度 由于流道設計簡單，根據二個型腔的設計，分流道較長，故設計時可適當選擇大一些。單邊分流道長度取 50圖 （ 6）分流道的當量直徑 因為該塑件的質量 ，塑 1m 根據式（ 4分流道的當量直徑為 5 . 2 m . 3 9 4 分塑分 （ 7）分流道截面形狀 常用的分流道截面形狀有圓形、梯形、 U 形、六角形等，為了便于加工和凝料的脫模，大多設計在分型面上。本設計采用梯形截面，加工工藝性好，且塑料溶體的熱量散失、流動阻力均不大。 （ 8） 分流道截面尺寸 設梯形下底的寬度為 x，底面圓角半徑 R=1根據表 4h=4該梯形的截面積為 48t a ht a n 842 ）（）（分圓面積相等，可得 5 . 52 ，即可得。）（ 分D 則梯形上底約為 7圖 （ 動模型腔 ） （ 9） 凝料體積 1）分流道長度 50流道截面積 22542 )75. 5 （分3）凝料體積 33 5 0 m 分分分 10） 校核剪切速率 1）確 定注射時間：查表 4取 t=）計算分流道體積流量 s/4 0 . 6 5 0 5 c 塑分分 大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 9 3）可得剪切速率 13333 分分分 （ 2 該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流到的最佳剪切速率 132 05 之間，所以分流道內熔體的剪切速率合格。 （ 11） 分流道 表面粗糙度和脫模斜度 分流道的表面粗糙度和脫模斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般都是 處取 R。另外，其脫模斜度一般在 105 之間，這里取脫模斜度為 8 。 口的設 計 澆口是連接分流道與型腔之間的一段細通道，其作用是使從分流道過來的塑料熔體以較快的速度進入并充滿型腔，型腔充滿后，澆口部分的熔體能夠夠迅速的凝固而封閉澆口，防止型腔內熔體倒流。澆口的形狀、位置和尺寸對塑件的影響很大。注射成型時許多缺陷都是由于澆口設計不合理造成的，所以澆口的設計很重要。由于 該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，表面質量要求較高，采用一模一 兩 腔注射，以便于調整充模時的剪切速率和封閉時間，采用 對稱 側澆口。其截面形狀簡單，易于加工，以便于試模后糾正，開設在 動 模 型芯 內，從型芯邊緣進料 ， 與分流道相連 。 （ 1） 側澆口尺寸確定 ： 1）計算澆口深度。根據表 4得側澆口的深度 h 計算公式為 式中 t=壁厚， n 是塑料成型系數，對于 型系數 n= 在工廠設計時澆口深度通常先取小值，根據表 4薦 處側澆口深度取 2）計算側澆口寬度。根據表 4得側澆口寬度 B 計算公式 n 是成型系數，對于 n 取 A 是凹模的內表面積 3）計算側澆口的長度。根據表 4得側澆口長度 L 一般選用 里取L 為 2 2） 側澆口剪切速率的校核 1）計算澆口的當量半徑。有面積相等可得 澆，由此矩形澆口當量半徑21h ）（澆 2）校核澆口的剪切速率 大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 10 確定注射時間：查表 4取 t=2s； 計算澆口體積流量： s/3 塑澆 V。 計算澆口的剪切速率：由式（ 4得：3n 澆，則 1）（）（澆澆澆澆 該矩形側澆口剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率 105 之間，所以合格。 切速率 根據塑件體積、主流道體積、分流道體積以及主流道的當量半徑，可求主流道熔體的剪切速率。 （ 1） 計算主流道體積流量 s/8 1 . 4 7 8 c 塑分主主 2） 計算主流道的剪切速率 1R 主主主流道內熔體剪切速率處于澆口與分流道最佳剪切速率 105 之間，主流道剪切速率校核合格。 冷料穴位于主流到對面的動模板上，主要作用是收集熔體前鋒的冷料，防止冷料進入模具型腔而影響制品表面質量。 一般來說，普通澆注系統(tǒng)大多是單分型面的二板模具，通常采用側澆口，直接澆口以及盤環(huán)形澆口類型的模具，其澆注系統(tǒng)凝料一般與塑膠件連在一起， 本設計采用主流道冷料穴，由于該塑件表面沒有印痕，采用 推板配合 推桿推出塑件，所以采用 圖 2冷料穴設計 大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 11 型零件的結構設計及計算 型零件的結構設計 （ 1） 凹模的結構設計 凹模是成型制品外表面的成型零件。按照凹模機構的不同可將其分 為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四種。根據對塑件的分析，本設計采用組合式凹模，如圖。 （ 2） 凸模的結構設計（型芯） 凸模是成型塑件制品內表面的成型零件，通?？煞譃檎w式和組合式兩種，通過對塑件的結構分析可知，該塑件的型芯有 五 個：一個是成型零件內表面的大型芯，另 四 個是成型零件的軸孔內的小型芯，裝配后見圖。 型零件鋼材的選用 根據對成型零件的綜合分析，該塑件的成型零件要走足夠的剛度、強度、耐磨性以及良好的抗疲勞性能，同時考慮它的機械加工性以及拋光性。有因為該塑件為小批量生產，所以構成型腔的組合式凹模 鋼材選擇 于成型塑件外的大型芯來說，由于脫模時磨損較為嚴重，散發(fā)熱量比較多，因此采用高合金工具鋼 于軸向小型芯，磨損也較為嚴重，因此也采用 芯中心冷卻水冷卻，如圖。 型零件工作尺寸的計算 采用表 4件尺寸公差按照塑件零件圖給定尺寸公差計算。 （ 1） 凹模徑向尺寸計算 塑 件外部徑向尺寸的轉換： 1 L。 z ）（）（ 內部徑向定位尺寸計算： z ）（）（ z ）（）（ z ）（）（ z ）（）（ z ）（）（ z ）（）（ M M 式中， 塑件的平均收縮率，查表 1得 收縮率為 所以其平均收縮率為 ；系數，查大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 12 表 4得一般在 間，這里取 2=21 、 分別是塑件相應尺寸的公差（下同）； 2 、 是塑件相應尺寸制造公差，對于中小型塑件取 61z（下同）。 （ 2） 凹模深度尺寸計算 塑件高度方向尺寸轉換：塑件高度的最大尺寸， 1 5 m . 1 50 . 1 5H 相應的 ； z ）（）（ z ）（）（ 式中， 表 4間，此處取 圖 2定模型芯 （ 3） 型芯徑向尺寸的計算 1）動模型芯徑向尺寸的計算。塑件內部徑向尺寸的轉換： 70170 z ）（）（ 式中， 表 4間，此處取 2）動模型 芯定位尺寸 ： 0 400222z ）（）（ 式中， 表 4間，此處取 3） 動 模型芯尺寸 高度 計算 3z ）（）（ 式中 模具尺寸計算系數，查表 4 大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 13 圖 2動模型芯 （ 4）圓型芯高度尺寸計算 . 0 2 3112 ）（）（ 式中 模具尺寸計算系數，查表 4知一般在 間，取 型零件尺寸及動模墊板厚度的計算 （ 1）凹模側壁厚度的計算 凹模側壁厚度與型腔內壓強及凹模的深度有關，根據型 腔的布置，模架初選55250 的標準模架，其厚度根據表 4 154314 取 100 式中， p 是型腔壓力（ ； E 是材料彈性模量（ ； ,W 是影響變形的最大尺寸，而 ；p是模具剛度計算許用變形量。根據注射塑料品種。 2 p 式中， 12 凹模側壁是采用嵌件，為結構緊湊，這里凹模嵌件單邊厚選 14于型腔采用直線、對稱結構布置，故兩個型腔之間壁厚滿足結構設計就可以了。型腔與模具周邊的距離由模板的外形尺寸來確定，根據估算模板平面尺寸選用 55250 ，它比型腔布置的尺寸大得多，所以完全滿足剛度和強度要求。 大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 14 （ 2） 動模墊板厚度的計算 動模墊板厚度和所選模架的兩個墊塊之間的跨度有關，根據前面的型腔布置，模架應選在 55250 這個范圍之內，墊塊之間的跨度大約為 7 040402 5 0 。那么，根據型腔布置及型芯對動模墊板的壓力就可以計算得到動模墊板厚度，即 15311 式中，p是動模墊板剛度計算許用變形量，12 L 是兩個墊塊之間的距離，約 1601L 是動模墊塊的長度，取 355A 是兩個型芯投影到動模墊板上的面積。 架的確定 根據模具型腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸可以計算出凹模嵌件所占的平面尺寸，又考慮凹模壁厚，導柱、導套的布置等，再同時參考 中的小型標準模架的選型經驗公式和表 4確定選用模架序號 為 6 號（ 55250 ） 如下圖 。 圖 2模架 大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 15 模板尺寸的確定 1） A 板尺寸。 A 板是定模型腔板，塑件高度為 A 板厚度取 100 2） B 板尺寸。 B 板是型芯固定板，取 100 3） C 板（墊塊）尺寸。墊塊 =推出行程 +推板厚度 +推桿固定板厚度 +（ 510） 30+20+16+510） 580步選定 C 為 80 經上述尺寸計算，模架尺寸已經確定為模架序號為 6 號，板面為 55250 ,模架結構 形式由計算設計得到 。其外形尺寸： 04355250 高長寬 架各尺寸的校核 根據所選注射機來校核模具設計的尺寸。 1） 模具平面尺寸 70448355250 （拉桿間距），校核合格。 2） 模具高度尺寸 30450304200 （模具的最大 厚度和最小厚度），校核合格。 3） 模具的開模行程模具的開模行程 5 01 9 01 8 (21 ）（），校核合格。 氣槽的設計 排氣槽應該開設在型腔最后填充的部位，如塑件、流道、冷料穴的澆注終端。排氣槽最好開設在型腔一側，即使所產生的飛邊、凝料也較容易脫?；蛘呷コ?，另外，排氣槽應該盡量開設在便于清模的位置，以防止積存冷料。 排氣槽的深度與塑料品種的流動性、注射壓力、注射溫度有關，排氣槽寬度根據具體的情況來確定。 該塑件由于采用側澆口進料，熔體經塑件下方的臺階 及中間的肋板充滿型腔， 側面有 6 型芯 使用軸承配合 u 型架完成側抽芯 ，其配合間隙可作為氣體排出的方式，不會在頂部 以及側面 產生氣體憋氣的現象。同時，底面的氣體會沿著推桿的配合間隙、分型面和型芯之間的間隙向外排出。 模推出機構的設計 在注射成型的每一個循環(huán)中，都必須使塑件從模具凹模或型芯上脫出，模具中這種脫出塑件的機構稱為脫模機構（或稱推出機構、頂桿機構）。脫模機構的作用包括塑件的脫出和取出兩個動作，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中取出 模機構和設計原則： （ 1）塑件滯留于動模 模具開啟后應使塑件及澆口凝料滯留于帶有脫模裝置的動模上，以便脫模裝置在注射機推桿的作用下完成脫模動作。 （ 2）保證塑件不變形損壞 這是脫模機構應該達到的基本要求。首先要正確分析塑件對凹?；蛘咝托镜母街Φ拇笮∫约八诘牟课唬嗅槍π缘倪x擇合適的脫模方法和脫模位置，使推出中心與脫模阻力中心相重合。型芯由于塑料收縮時對其抱緊大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 16 力最大，因此推出的作用點應該盡可能的靠近型芯，推出力應該作用于塑件剛度、強度最大的位置，作用面應該盡可能大一些。影響脫模力的因素很多，當材料的收縮率大，塑件壁厚大，模具的型芯形狀復雜，脫模斜度小一以及凹模（型芯）表面粗糙度值高時，脫模阻力就會增大，反之則小。 （ 3）力求良好的塑件外觀 推出塑件的位置應該盡量在塑件內部或者對外觀影響不大的位置，在采用推桿脫模時尤其要注意這個問題。 出方式的確定 本塑件圓周采用推板配合推桿的綜合推出方式。推板配合推桿推出時為了減小推桿與型芯的摩擦，設計中在用推桿與型芯之間留出 采用錐面配合，可以防推桿因偏心而產生溢料 ，同時避免了推桿和型芯之間產生摩擦。 芯推出方式 ： 本塑件圓型芯采取側向抽芯，將型芯通過滾子軸承固定，脫模時滾子軸承沿著 而將側面型芯抽出，方便固定圈塑件使用推板配合推桿完成脫模動作。 模力的計算 （ 1） 凹模 型芯脫模力 因為 ，所以此處可看為薄壁圓筒塑件，根據式（ 4模力為 t a i )1t a ( t a o 21 ）（式中 t：塑件壁厚； L：型芯包進長度； ：塑料的泊松比； E：塑料的彈性模量； f：塑料與鋼材之間摩擦因數。 核推出機構作用在塑件上的單位壓應力 （ 1） （ 2） 推出應力 53M 42 8 （抗壓強度）合格 大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 17 第三章 冷卻系統(tǒng)的設計 卻系統(tǒng) 的設計 按時間單位內塑料熔體凝固時所放出的熱量等于冷卻 水所帶走的熱量計算 成型溫度及模具溫度分別為 200和 50氏度。所以，模具溫度初步選定為 50，用常溫水對模具進行冷卻。 （ 1）單位時間內注入模具中塑料的熔體總質量 W 1）塑料制品體積 33 28 0 塑分主 3 2）塑料制品的質量 1 V 3）塑件壁厚為 5以查表 4冷 取注射時間 注，脫模時間 脫，則注射在周期： ）（脫冷注。由此可得每小時注射數：次）次（ 12030/3600 N 4）單位時間注入模具中塑料的總質量 : h/ （ 2） 確定單位質量塑件在凝固時所放出的熱量 Q 查表 4知 位熱流量 Q 的值范圍在 kg/10 J）（ 之間，故可取 kg/Q。 （ 3） 計算冷卻水體積流量221 ，出水口水溫 252 ，取水的密度為 ,m/ ，水的比熱容為 ）（ kg/則根據公式可得： m i n/i n/)2225(60q 3312v s （ 3 （ 4） 確定冷卻水路直徑 d 當 m in/v 時，查表 4知，為了使冷卻水處于湍流狀態(tài)，去模具冷卻水孔直徑為 d= 5） 冷卻水管內流速 v s/05 3 2v （ 6） 求冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數 h 因為平均水溫為 查表 4有： ）（）（ hm/ 0 0( 8.0 7）計算冷卻水道的導熱總面積 A 大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 18 224s 6 7 ）（ 8） 計算模具所需冷卻水管的總長度 L 9） 冷卻水管的根數 x 根根 L 有數據分析分析一條冷卻水道顯然不符合模具，需要進一步進行修改。 模嵌件和型芯冷卻水道的設置 由于塑件為 固定圈 ，推出方式為推板配合推桿 推出，所以要考慮到分型面接觸部分，并且由于動模型腔與塑件接觸面積較大，產生熱量較多。設計時將冷卻水道設立在動模型腔上，以便于冷卻效果達到最好。 本模具冷卻水道設計采用打孔的方式進行注水冷卻。 圖 3冷卻水道 圖 3冷卻水道 向與定位結構設計 注射模的導向機構用于動、定模之間的開合模導向和脫模機構的運動導向，安作用分為模外定位和模內定位。模外定位是通過定位圈使模具澆口套能與注射機噴嘴精確定位；而模內定位機構則通過導柱導套進行和模定位，本塑件較為簡單，而且定位要求并不高，通過模架自 身所帶的開模合膜結構即可完成。 大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 19 第四章 總結 經過近 14周的努力學習，已經初步掌握了模具結構設計的一些基本要點，通過網上觀看學習視頻，已經可以熟練使用 維模型制作軟件，論文主要完成以下各項目標： （ 1）澆注系統(tǒng)的分析以及設計 （ 2）成型零部件的結構設計以及計算 （ 3）模架的確定 （ 4）排氣槽的設計 （ 5）脫模推出機構設計 （ 6）冷卻及定位系統(tǒng)的結構設計 裝圖分析 裝圖分析 大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計 20 謝 辭 四年的大學生活已經快要落下帷幕了，在這四年的生活學習中，我收獲很多，認真學習專業(yè)知識，培養(yǎng)各方面的能力。 畢業(yè)設計是我們大學生活中很重要的一個課題， 本論文的研究和撰寫，是在 林盛 老師的悉心指導和幫助下完成的。在此，謹向他的辛勤培養(yǎng)和悉心關懷表示衷心的感謝。 經過一學期的忙碌和工作，本次畢業(yè)設計已經接近尾聲，由于經驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導師的督促指導，以及同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。 在 這里我要感謝我的指導老師 林盛 老師和各位教導我的老師。林老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，從查閱資料，設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計，制圖等整個過程中都給予了我悉心的指導。我的設計較為復雜煩瑣，但是老師仍然細心地糾正我設計中出現的錯誤。我對老師的專業(yè)水平尤為敬佩，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。感謝大學三年來所有的老師的耐心教導為我們打下模具專業(yè)知識的基礎；同時還要感謝所有的同學們，也因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)設計才會順利完 成。 在這次設計中，設計小組同學的幫助，從中我學到了很多東西，鞏固了以前所學的知識。 我們設計小組內諸位同學熱烈的交流氛圍和嚴謹的治學態(tài)度為本論文的撰寫提供了非常優(yōu)秀的客觀條件，衷心感謝本小組的各位師兄弟的幫助、支持和啟發(fā)，與他們在一起是快樂和充實的。大家的友好與協作使我度過了一段美好的大學生活。 這次設計使我們將學過的課程貫穿起來，形成一個體系，不僅鞏固了我們學過的知識，彌補了知識漏洞，還為我們以后的工作打下了實踐的基礎。 馬上就要畢業(yè)了，以后我會更加努力的學習各門知識，用知識來武裝自己， 把自己所學的知識應用 到工作中，做一個對社會有用的人。 非常感謝百忙中抽空指導評審