2587 端蓋注塑模工藝及模具設(shè)計

2587 端蓋注塑模工藝及模具設(shè)計,注塑,工藝,模具設(shè)計 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書10 緒 論80 年代以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持和引導(dǎo)下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為 13%，1999 年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為 245億，至 2000 年我國模具總產(chǎn)值預(yù)計為 260-270 億元，其中塑料模約占 30%左右。在未來的模具市場中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。0.1 國內(nèi)塑料模的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢塑料工業(yè)是世界上增長最快的工業(yè)之一。自從上世紀(jì)初葉實現(xiàn)以純粹化學(xué)合成方法生產(chǎn)塑料算起，塑料工業(yè)已有近百年的歷史。隨著科技日新月異的發(fā)展，塑料工業(yè)得到了前所未有的發(fā)展，從而使得塑料的數(shù)量也不斷上漲。當(dāng)然塑料工業(yè)的發(fā)展是離不開塑料模具設(shè)計的，模具工業(yè)被譽為“工業(yè)之母”。隨著模具技術(shù)的迅速發(fā)展，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具已成為各種工業(yè)產(chǎn)品不可或缺的重要工藝設(shè)備。由于模具成型有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗和低成本等其它加工方法無法比擬的優(yōu)點，因此在機械、電子、輕工業(yè)、航空，日用品等工業(yè)領(lǐng)域得到了極其廣泛的應(yīng)用。尤其現(xiàn)在電子產(chǎn)品種類繁多且更新?lián)Q代速度之快，更加快了模具行業(yè)的發(fā)展?，F(xiàn)在模具成型技朮已經(jīng)成為衡量一個國家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。但隨著科技的不斷發(fā)展，各種性能的塑料產(chǎn)品的不斷開發(fā)，注塑工藝越來越多地被各個制造領(lǐng)域用以成型各種性能要求的產(chǎn)品。要高質(zhì)量、低價格、快速地生產(chǎn)注塑產(chǎn)品，必須綜合考慮成型材料，注塑模具及注塑機的問題。塑料模具設(shè)計質(zhì)量直接影響成型產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、質(zhì)量及成本。 這樣對注塑模具全方位的要求越來越高。高質(zhì)量、低價格、快速地開發(fā)模具顯得尤為重要。注射模具在注射制品成型中起極其重要的作用,除了塑料制品的表面質(zhì)量，成型精度完全由模具決定之外，塑料制品的內(nèi)在質(zhì)量,成型效率也受模具影響，所以如何提高質(zhì)量，簡明、快捷、規(guī)范化地設(shè)計注塑模具成為發(fā)揮注塑成型工藝優(yōu)越性，擴大注塑制品生產(chǎn)應(yīng)用的首要問題。以上所體現(xiàn)的各個方面，都與模具設(shè)計有著非常密切的關(guān)系。一副設(shè)計合理的模具，就有 85﹪成功的希望，其余就得依靠設(shè)備和模具制造工人的熟練程度來達到，所以，提高塑料注射模具的設(shè)計水平就顯得尤為重要。我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn) 48 英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg 大容河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書2量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機電有限公司和煙臺北極星 I.K 模具有限公司制造的多腔 VCD 和 DVD 齒輪模具，所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動等要求都達到了國外同類產(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設(shè)計軟件，糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差，達到了標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形要求。還能生產(chǎn)厚度僅為 0.08mm 的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達 0.02～0.05mm ，表面粗糙度Ra0.2μm，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達 10～30 萬次，淬火鋼模達 50～1000 萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距。成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計方面也取得較大進展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在 29～34 英寸電視機外殼以及一些厚壁零件的模具上運用氣輔技術(shù)，一些廠家還使用了 C-MOLD 氣輔軟件，取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達 20%以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達不到 10%，與國外的 50～80%相比，差距較大。在制造技術(shù)方面，CAD/CAM/CAE 技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個新臺階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進了相當(dāng)數(shù)量的 CAD/CAM 系統(tǒng)，如美國 EDS 的 UGⅡ、美國 Parametric Technology 公司的 Pro/Engineer、美國 CV 公司的 CADS5、英國 Deltacam 公司的 DOCT5、日本 HZS 公司的 CRADE、以色列公司的Cimatron、美國 AC-Tech 公司的 C-Mold 及澳大利亞 Moldflow 公司的 MPA 塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進，雖花費了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實現(xiàn)了 CAD/CAM 的集成，并能支持 CAE 技術(shù)對成型過程，如充模和冷卻等進行計算機模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟效益，促進和推動了我國模具 CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模 CAD/CAM 系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的 CAXA 系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模 HSC5.0 系統(tǒng)及 CAE軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國內(nèi)模具的具體情況、能在微機上應(yīng)用且價格較低等特點，為進一步普及模具 CAD/CAM 技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。近年來，國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如：P20、3Cr2Mo 、PMS 、SM Ⅰ、SMⅡ等，對模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大的影響，但總體使用量仍較少。塑料模標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣泛地得河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書3到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度和商品化程度一般在 30%以下，和國外先進工業(yè)國家已達到 70%-80%相比，仍有很大差距。如今，我國模具成型工業(yè)已形成了相當(dāng)規(guī)模的完整體系，越來越多的新技術(shù)，新工藝，新材料誕生，并將應(yīng)用在模具產(chǎn)業(yè)中，這將促使我國模具工業(yè)的飛躍發(fā)展。同時，我國模具工業(yè)的總體水平與世界先進國家相比還有一定差距，還要大力推進模具產(chǎn)業(yè)的科技進步，開展新技術(shù)，新材料研究開發(fā)，并進一步加強對模具工業(yè)專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)，使之可持續(xù)發(fā)展，為我國模具成型加工技術(shù)超趕世界先進水平作出貢獻。我國塑料模具工業(yè)和技術(shù)今后的主要發(fā)展方向包括：1、提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計制造水平及比例。2、在塑料模設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用 CAD/CAM/CAE 技術(shù)。3、推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。4、開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。5、提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。6、應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。7、研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程。提高和改善。0.2 國外的注塑模的發(fā)展情況 國外的注塑模的發(fā)展情況，注塑成型是最大量生產(chǎn)塑料制品的一種成型方法，二十多年來，國外的注塑模 CAD 技術(shù)發(fā)展相當(dāng)迅速。70 年代已開始應(yīng)用計算機對熔融塑料在圓形、管形和長方形型腔內(nèi)的流動情況進行分析。80 年代初，人們成功采用有限元法分析三維型腔的流動過程，使設(shè)計人員可以依據(jù)理論分析并結(jié)合自身的經(jīng)驗，在模具制造前對設(shè)計方案進行評價和修改，以減少試模時間，提高模具質(zhì)量。近十多年來，注塑模 CAD 技術(shù)在不斷進行理論和試驗研究的同時，十分注意向?qū)嵱没A段發(fā)展，一些商品軟件逐步推出，并在推廣和實際應(yīng)用中不斷改進、提高和改善。河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書41 模塑工藝規(guī)程的編制該塑件是端蓋產(chǎn)品，其零件圖如圖 7-1 所示。本塑件的材料采用尼龍 1010，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。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 1010，屬熱塑性塑料。從使用性能上看，尼龍 1010 是半透明，吸水小，耐寒性較好，堅韌﹑耐磨﹑耐油﹑耐水，抗霉菌，但吸水性大；從成型河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書5性能上看，塑件壁不宜取厚，并應(yīng)均勻，脫模度不宜取小，尤其對厚壁及深高塑件更應(yīng)取大。受熱時間不宜超過 30min，料溫高則收縮大，易出飛邊，收縮小，取向性強，注射壓力低易發(fā)生凹痕，波紋。成型周期按塑件壁厚而定，厚則取長，薄則取短，為了減少收縮，凹痕﹑縮孔，一般宜取低模溫﹑高注射壓力的成形條件，以及采用白油作脫模劑;尼龍 1010 的主要技術(shù)指標(biāo)：密度是 1.04kg/dm ﹑比體積是 0.96dm /kg﹑吸33水率是 0.2～0.4﹑收縮率是 1.3～2.3s﹑熔點是 205t/ c﹑熱變形溫度是 55 c﹑抗拉00屈服強度是 62Mpa﹑拉伸彈性模量 1.8×10 Mpa﹑抗彎強度 88Mpa﹑硬度 9.75HB﹑擊穿3強度 20KV/mm。1.2.1 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)分析從零件圖上分析，該零件總體形狀為長方形。在寬度方向的一側(cè)有兩個高度 6m,半徑為 2mm 的側(cè)孔.在高度為 8m,長為 40mm、寬為 17mm 的凸臺上,一個帶有 10mm×3mm的孔對稱分布,因此,模具設(shè)計時必須設(shè)置側(cè)向分型抽心機構(gòu),該零件屬于中等復(fù)雜程度.1.2.1.2 尺寸精度分析該零件重要尺寸，如 42mm,44mm,等尺寸精度為 MT1 級（GB/T14486—1993） ，次要尺寸，如 16mm,9mm,114mm，3mm 等的尺寸精度為 MT5 級（GB/T14486—1993） 。由以上分析可見，該零件的尺寸精度中等偏上，對應(yīng)的模具相關(guān)尺寸加工可以得到保證。從塑件的壁厚上來看,壁厚最大處為 4mm,壁厚均勻, 符合尼龍 1010 的最小壁厚原則，在制件的轉(zhuǎn)角處設(shè)計圓角，防止在此處出現(xiàn)缺陷，由于制件的尺寸較小，尼龍 1010 的強度較大不需增設(shè)加強1.2.1.3 表面質(zhì)量分析該零件的表面除要求沒有缺陷﹑毛刺，內(nèi)部不得有導(dǎo)電雜質(zhì)外，沒有什么特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易實現(xiàn)。綜上分析可以看出,注塑時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.河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書61.2 計算塑件的體積和質(zhì)量計算塑件的質(zhì)量是為了選用注塑機及確定模具型腔數(shù)。計算塑件的體積：V=31.3 cm3計算塑件的質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計手冊可查得尼龍 1010 的密度為 ρ=1.04kg/dm 3?塑件質(zhì)量：M=Vρ=31.3×10 ×1.04×1033?=32.552g采用一模兩件的模具結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸，注塑時所需壓力和工廠現(xiàn)有設(shè)備等情況，初步選用注塑機 XS—ZY—125 型。1.3 塑件注塑工藝參數(shù)的確定查找有關(guān)文獻和參考工廠時間應(yīng)用的情況，尼龍 1010 的成型工藝參數(shù)可作如下選擇：（試模時，可根據(jù)實際情況作適當(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 190～210 c；10中段溫度 t : 選用 200～220 c； 20前段溫度 t : 選用 210～230 c； 3噴嘴溫度： 200～210 c；0注塑壓力一： 選用 40～100Mpa；注塑時間： 選用 20～90s；保壓壓力： 選用 65Mpa；高壓時間： 選用 0～5s；冷卻時間： 選用 20～120s；總周期： 選用 45～220s；后處理方法： 采用油﹑水﹑鹽水；后處理溫度： 90～100t/ c;0河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書7后處理時間： 4h。說明 1：預(yù)熱和干燥均采用鼓風(fēng)烘箱。2：凡潮濕環(huán)境使用的塑料，應(yīng)進行調(diào)濕處理，在 100～120 c 水中加熱 2～18h。01.4.塑料成型設(shè)備的選取根據(jù)計算及原材料的注射成型參數(shù)初選注塑機為 XS-ZY-125 查材料知：標(biāo)稱注射量： 192cm 3螺桿直徑/cm Ф42mm注射容量/克： 125 克注射壓力/10 Pa： 1500Mpa5鎖模力 10kN： 90kN最大注射面積/㎝: 320㎝ 2模具厚度/mm： 200～300mm模板行程/mm: 300mm噴嘴 球半徑： 12mm定位孔直徑/㎜ 100 06.±推出兩側(cè)孔徑/mm 22mm河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書82 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括：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﹑側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的設(shè)計﹑推出機構(gòu)的設(shè)計等內(nèi)容。2.1 分型面選擇模具設(shè)計中，分型面的選擇很關(guān)鍵，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。該塑件為端蓋，表面無特殊的要求，其分型面選擇如下圖所示：河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書92-1 所示取 A-A 向為分型面，不影響零件外觀質(zhì)量，抽芯在動模構(gòu)簡單。如圖2-2 所示取 A-A 向為分型面，抽芯在定模，抽芯機構(gòu)復(fù)雜，應(yīng)當(dāng)避免定模抽芯。從以上兩個分型如圖面的比較可以很容易的看出應(yīng)該選擇第一個分型方法，有利于模具成型。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)，宜采用多型腔注塑模具，其型腔個數(shù)與注塑機的塑化能力，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.按注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)量 N1N1=（F/PC）/A－B/A其中： F 注塑機的鎖模力 NPC 型腔內(nèi)的平均壓力 MPaA 每個制件在分型面上的面積（㎜ ）2B 流道和澆道在分型面上的投影面積（㎜ ）B 在模具設(shè)計前為未知量，根據(jù)多型腔模具的流動分析 B 為（0.2～0.5） ，常取B=0.35，熔體內(nèi)的平均壓力取決于注射壓力，一般為 25～40MPa 實際所需鎖模力應(yīng)小于選定注塑機的名義鎖模力，為保險起見常用 0.8F 則N1=0.6F/APC=500000×0.6/30×342=29.2 （個）2.2.1.2.注射機注塑量確定型腔數(shù)目 N2N2=（G－C）/V其中： G 注射機的公稱注塑量（㎜ ）3河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書10V 單個制件體積 （㎜ ）3C 流道和澆口的總體積（㎜ ）生產(chǎn)中每次實際注塑量應(yīng)為公稱注塑量的 0.75～0.45 倍，取 0.6 倍計算，同時流道和澆道的體積為未知量，據(jù)統(tǒng)計每個制品所需澆注系統(tǒng)是體積的 0.2～1 倍，現(xiàn)取C=0.6 則N2=0.6G/1.6V=0.375G/V=60×0.375=10.7（個）從以上討論可以看到模具的型腔個數(shù)必須取 N1，N2 中的較小值，在這里可以選取的個數(shù)是 2，4，6，8，10 個，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度最好小于 60mm，以防止因為注塑壓力的降低而帶來的制件充型不足等缺陷。我們所設(shè)計的端蓋注塑模具采用一模兩腔的方案，即 N=22.2.2 型腔的排列方式本塑件在注塑時采用一模兩腔,綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素采取如圖 2-2-2-2 所示的型腔排列方式。采用 2-2-2-2 的型腔排列方式的最大優(yōu)點是便于設(shè)置側(cè)向分型抽芯機構(gòu)，其缺點是熔料進入型腔后到另一端的料流長度較大，但因本塑件較小，故對成型沒有太大影響。若采用如圖 2-2-2-1 所示的型腔排列方式，顯然料流長度較短，但側(cè)向分型抽芯機構(gòu)設(shè)置則相當(dāng)困然，勢必成倍增大模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。所以應(yīng)該采用 2-2-2-2 的排列方式。河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書112.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計2.3.1 主流道設(shè)計根據(jù) XS-ZY-125 型注塑機噴嘴的有關(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）mmD=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)計為圓錐形式其斜度取 1～3 度經(jīng)換算得主流道大端直徑 D=Ф8.5mm，為了使料能順利的進入分流道，可在主流道的出料端設(shè)計半徑 r=5mm 的圓弧過渡。2.3.2 分流道設(shè)計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度的。由于塑件的形狀比較簡單，尼龍 1010 的流動性好，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=Ф8.5mm，則梯形可選用上底為b=5.5mm,高為 h=8mm 的截面。截面形狀為 U 型，在流道設(shè)計中要減小壓力損失，則希望流道的面積大。要減少傳熱損失，又希望流道的面積小。因此可用流道的面積與周長的比值來表示流道的效率。U 型實質(zhì)上是一種雙梯形流道截面。效率為 0.195D分流道的尺寸：尼龍 1010 分流道直徑/mm 3.8---7.5選取 6mm分流道表面粗糙度：分流道表面不要求太光潔，表面粗糙度常取 1.25—2.5R μm，這可增加對外層塑a料熔體流動阻力，使外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層。有利于保溫。但表面不得河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書12凸凹不平，以免對分型不利。2.3.3 澆口設(shè)計根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式，選用側(cè)澆口較為理想。設(shè)計時考慮選擇從塑件的表面進料，而且在模具結(jié)構(gòu)上采取鑲拼型腔﹑型心，有利于填充﹑排氣。故采用截面為矩形的側(cè)澆口，查表初選尺寸為（b×l×h）1mm×0.8mm×0.6mm,試模時修正.2.3.4 排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計在注塑模具的設(shè)計過程中，必須考慮排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計，否則，熔融的塑料流體進入模具型腔內(nèi)，氣體如不能及時排出會使制件的內(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。由于端蓋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行排氣，而不需在模具上開設(shè)排氣槽。 （尼龍 1010 塑料的最小不溢料間隙為 0.03mm，間隙較小，再加上尼龍 1010 的流動性較好，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頻繁接觸的地方設(shè)計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。2.4 抽芯機構(gòu)設(shè)計此設(shè)計的塑件側(cè)壁有兩個修襖突臺,它們均垂直于脫模方向,阻礙成型后塑件從模具脫出.因此成型小突臺的零件必須做成活動的型心,即必須設(shè)置抽芯機構(gòu).本模具采用斜銷抽芯機構(gòu).2.4.1 確定抽芯距抽芯距一般大于側(cè)凹的深度本副模具設(shè)計中必須高于制件最小高度的一半河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書13H1=B2/2=22.5/2=11.25mm另加 3～5mm 的抽芯安全系數(shù)，可取抽芯距為 15mm2.4.2 確定斜銷的傾角斜導(dǎo)柱的傾角 a 是斜銷機構(gòu)的主要技術(shù)參數(shù)，它與抽拔距和抽芯距有直接關(guān)系，一般取 15°～25°本副模具取 a=20°2.4.3 確定斜銷的尺寸斜導(dǎo)柱的直徑取決于抽拔力及傾角可按設(shè)計資料有關(guān)公式進行計算，本例可采用經(jīng)驗估值，取斜導(dǎo)柱的直徑 d=Ф16mm2.4.4 斜導(dǎo)柱的長度可根據(jù)抽拔距，固定端模板的厚度，斜銷直徑及斜角大小確定：L=L1+L2+L3+L4+L5=D/2×tana+h/cosa+d/2tana+H/sina+（10～15）=99.6mm?。? L=100mm2.4.5 滑塊和導(dǎo)滑槽設(shè)計由于側(cè)凹的尺寸較小型芯滑塊可采用整體式加工增加強度，導(dǎo)滑槽的導(dǎo)滑長度和定位裝置的設(shè)計可采用經(jīng)驗法，側(cè)向抽芯的抽拔距較小，也無須滑塊的定位裝置。2.5 推出機構(gòu)設(shè)計如圖 2-5-1 所示模具開模后,塑件包緊動模型心的力并不大,適當(dāng)考慮脫模斜度,采用頂桿并不會將塑件頂變形,且模具結(jié)構(gòu)簡單. 如圖 2-5-2 所示是采用推管和頂桿聯(lián)合頂出,頂出平穩(wěn),塑件不會變形,但推管與中間的型心想配合,會造成制造和裝配上的困然.由以上兩種方法的比較不然看出圖 7-6 的方法比圖 7-7 的方法更經(jīng)濟也可以給制造帶來方便.河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書142.6 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計2.6.1 凹模的設(shè)計本副模具采用整體式凹模結(jié)構(gòu)，由于制件結(jié)構(gòu)簡單，模具牢固，不易變形，制件沒拼界逢，適用用于本制件的模具。如圖所示：材料選用 T8A, 硬度在 50HRC 以上.根據(jù)分流道與澆口的設(shè)計要求，分流道與澆口設(shè)在凹模型腔上其結(jié)構(gòu)見上圖所示。凹模板尺寸：根據(jù)矩形凹模最小壁厚經(jīng)驗曲線知，此塑件的成型壓力小于 30MPA，那么尺寸見下圖由經(jīng)驗可知【3】：長為: 150 mm. 寬為: 260 mm.凹模高為: h=45mm 件高為: 17mm加工可以直接用銑刀銑出，也可以用成型電極。為了節(jié)約成本。在這里我選用銑刀銑。河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書163 端蓋注塑模具的有關(guān)計算河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書17本例中成型零件工作尺寸計算時均采用平均尺寸，平均收縮率平均制造公差和平均磨損率來計算。查常用塑料的收縮率塑料尼龍 1010 的成型收縮率為 S=0.5～4.0％，故平均我們?nèi)?Scp=0.5％?？紤]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：凹模工作尺寸的計算：塑件尺寸 計算公式 型腔工作尺寸120 119.95+0.05114 113.95+0.0740Lm=(Ls+LsScp％－3/4Δ)+Б39.96+0.08成型 Φ36mm 的型芯：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，配合誤差等幾個方面。設(shè)計時一般應(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，綜合考慮取 IT8 級。河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書18河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書194 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計塑料在生產(chǎn)過程中由于需要對熔融的塑料流體進行冷卻，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）冷卻系統(tǒng)設(shè)計可按下式進行計算：設(shè)該模具平均工作溫度為 60°，用 20°的常溫水作為模具的冷卻介質(zhì)，其出口溫度為 30°，產(chǎn)量為（1 分鐘 2 模）1000g/h。① 求塑件在硬化時每小時釋放的熱量為 Q3，查有關(guān)文獻得尼龍 1010 的單位熱流量為 Q2=314.3～398.1J/g ,取 Q2=350J/g：Q3=WQ2=1008g/h×350J/h=352800J② 求冷卻水的體積流量 VV=WQ1/Pc1(T1－T2)=140cm3溫度調(diào)節(jié)對塑件的質(zhì)量影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面：變形 尺寸精度 力學(xué)性能 表面質(zhì)量在選擇模具溫度時，應(yīng)根據(jù)使用情況著重滿足制件的質(zhì)量要求。在注射模具中溶體從 200 C,左右降低到 60 C 左右，所釋放的能量 5％以輻射，00對流的方式散發(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間只要取決與冷卻系統(tǒng)的冷卻效果。模具的冷卻時間約占整個循環(huán)周期的 2/3?？s短循環(huán)周期的冷卻時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。 如圖表二：河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書20表二5 模具閉合高度確定在支撐板與固定零件的設(shè)計中根據(jù)經(jīng)驗確定：定模板厚度 H1=42mm，斜楔塊厚度為H2=34mm，腔板型芯固定板厚度為 H3=28mm，推件板厚度為 H4=16mm，墊塊厚度 H5=73mm動模板厚度 H6=27mm(考慮模具的抽芯距)如下圖所示：1 計算模具的閉合高度：H=H1＋H2＋H3＋H4＋H5=25＋46＋23＋70＋25＋31=220mm 2．校核注塑機的開，合?？臻g(1)：模具合模時校核：110mm<220mm<277mm （模具符合注塑機的要求）(2)：模具開模時校核：110mm<220mm＋15mm<200mm （模具符合注塑機的要求）冷卻水道直徑d/（mm）最低流量 v/（m/s）流量qv/（m /min）312 1.10 7.4×10－ ３河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書216 注塑機有關(guān)參數(shù)的校核本模具的外形尺寸為 300mm×300mm×220mm, XS-ZY-125 型注塑機模板最大安裝尺寸是 370mm×350mm。由于上述計算的模具閉合高度為 220mm，XS-ZY-125 型注塑機的最小模具厚度為200mm，最大模具厚度為 300mm1：模具合模時校核：200mm<220mm<300mm 2：模具開模時校核：200mm<220mm＋15mm<300mm 其中：15mm 為模具的抽拔距經(jīng)校核 XS-ZY-125 型注塑機能滿足使用要求故可以采用。河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書227 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7.2 本模具的工作原理：模具安裝在注塑機上，定模部分固定在注塑機的定模板上，動模固定在注塑機的動模板上。合模后，注塑機通過噴嘴將熔料經(jīng)流道注入型腔，經(jīng)保壓，冷卻后塑件成型，注塑完成。開模時動模部分隨動模板一起漸漸將分型面打開，與此同時在斜導(dǎo)柱的作用下側(cè)抽芯滑塊從型腔中退出，完成側(cè)抽芯動作當(dāng)分型面打開到 23mm 時，動模運動停止，在注塑機頂出作用下，推動頂桿運動將塑件頂出。合模時，隨著分型面的閉合側(cè)型心滑塊，同時復(fù)位桿也對頂桿進行復(fù)位。河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書23八 模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制這里對凹模和斜滑塊的加工工藝進行分析。凹模的加工工藝過程見表 2機械加工工藝過程卡產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 09機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品名稱 動模鑲件零（部）件名稱 動模鑲件共（1）第（1）頁材料牌號T8A毛坯種類圓棒料毛坯外型尺寸Φ150㎜每個毛坯可制件數(shù) 1每臺件數(shù)1 備注工時工序號 工序名稱工 序 內(nèi) 容車間 工段 設(shè)備工 藝 裝 備 準(zhǔn)終 單件05 下料鋸割下料 Φ150㎜×80㎜下料車間鋸床 0.5河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書2410 鍛 鍛成 Φ160㎜×100㎜ 鍛造車間空氣錘215 熱處理退火 熱處理車間熱處理爐1020 車削車外圓 Φ160 達尺寸；車退刀槽 2×2；車外圓 Φ150，留磨量0.5㎜；車右端面，留磨量 0.2㎜；擴 Φ34，鏜 Φ34 及底孔，各留磨量 0.5㎜和 0.2㎜（孔深度鏜至 7㎜） ；切斷；掉頭車左端，留磨量0.2㎜，鉆錐型孔；模具車間車床 525 銑削銑分流道至要求 模具車間230 熱處理淬火并回火達 54~58HRC 熱處理車間635內(nèi)外圓磨以外圓 Φ150 為基準(zhǔn)，磨錐型孔達到要求；磨孔Φ34 ；磨外圓 Φ4414.0?達圖樣要求；25.?模具車間240 鉗 研磨 Φ30 孔底及14.0?R0.5 達圖樣要求模具車間2標(biāo) 記 更改文 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更該設(shè)計日期審核日期標(biāo)準(zhǔn)化日期會簽日期河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書25記 數(shù) 件號 文件號9 注塑模具的安裝和試模9.1 模具安裝(1) 清理模板平面定位孔及模具安裝面上的污物，毛刺。(2) 因本模具的外型尺寸不大，故采用整體安裝法。先在機器下面兩根導(dǎo)軌上墊好木板，模具從側(cè)面進入機架間，定模入定位孔，并放正，慢速閉合模板，壓緊模具，然后用壓板或螺釘壓緊定模，并初步固定動模，然后慢速開閉模具，找正動模，應(yīng)保證開閉模具時平衡，靈活，無卡住現(xiàn)象，然后固定動模。(3) 調(diào)節(jié)鎖模機構(gòu)，保證有足夠的開模距及鎖模力，使模具閉合適當(dāng)。(4) 慢速開啟模板直至模板停止后退為止，調(diào)節(jié)頂出裝置，保證頂出距離。開閉模具觀察頂出機構(gòu)運動情況，動作是否平衡，靈活，協(xié)調(diào)。(5) 模具裝好后，等料筒及噴嘴溫度上升到距預(yù)定溫度 20--30℃，即可校正噴嘴與澆口套的相對位置及弧面接觸情況，可用一紙片放在噴嘴與澆口套之間，觀察兩者接觸印痕，檢查吻合情況，須使松緊合適，校正后擰緊注射座定位螺釘，緊固定位。(6) 開空車運轉(zhuǎn)，觀察模具各部分運行是否正常，然后才可注射試模。9.2 試模通過試模塑件上常會出現(xiàn)各種弊病，為此必須進行原因分析，排除故障。造成次廢品的原因很多，有時是單一的，但經(jīng)常是多個方面綜合的原因。需按成型條件，成型設(shè)備，模具結(jié)構(gòu)及制造精度，塑件結(jié)構(gòu)及形狀等因素逐個分析找出其中主要矛盾，然后再采取調(diào)節(jié)成型條件，修整模具等方法加以解決。首先，在初次試模中我們最常遇到的問題是根本得不到完整的樣件。常因塑件被粘附于模腔內(nèi)，或型芯上，甚至因流道粘著制品被損壞。這是試模首先應(yīng)當(dāng)解決的問題。9.2.1 粘著模腔制品粘著在模腔上，是指塑件在模具開啟后，與設(shè)計意圖相反，離開型芯一側(cè)，滯留于模腔內(nèi)，致使脫模機構(gòu)失效，制品無法取出的一種反?，F(xiàn)象。其主要原因是：（1） 注射壓力過高，或者注射保壓壓力過高。河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書26（2） 注射保壓和注射高壓時間過長，造成過量充模。（3） 冷卻時間過短，物料未能固化。（4） 模芯溫度高于模腔溫度，造成反向收縮。（5） 型腔內(nèi)壁殘留凹槽，或分型面邊緣受過損傷性沖擊，增加了脫模阻力。9.2.2 粘著模芯（1） 注射壓力和保壓壓力過高或時間過長而造成過量充模，尤其成型芯上有加強筋槽的制品，情況更為明顯。（2） 冷卻時間過長，制件在模芯上收縮量過大。（3） 模腔溫度過高，使制件在設(shè)定溫度內(nèi)不能充分固化。（4） 機筒與噴嘴溫度過高，不利于在設(shè)定時間內(nèi)完成固化。（5） 可能存在不利于脫模方向的凹槽或拋光痕跡需要改進。9.2.3 粘著主流道（1） 閉模時間太短，使主流道物料來不及充分收縮。（2） 料道徑向尺寸相對制品壁厚過大，冷卻時間內(nèi)無法完成料道物料的固化。（3） 主流道襯套區(qū)域溫度過高，無冷卻控制，不允許物料充分收縮。（4） 主流道襯套內(nèi)孔尺寸不當(dāng)，未達到比噴嘴孔大0.5～1 ㎜。（5） 主流道拉料桿不能正常工作。一旦發(fā)生上述情況，首先要設(shè)法將制品取出模腔（芯），不惜破壞制件，保護模具成型部位不受損傷。仔細(xì)查找不合理粘模發(fā)生的原因，一方面要對注射工藝進行合理調(diào)整；另一方面要對模具成型部位進行現(xiàn)場修正，直到認(rèn)為達到要求，方可進行二次注射。 9.2.4 成型缺陷當(dāng)注射成型得到了近乎完整的制件時，制件本身必然存在各種各樣的缺陷，這種缺陷的形成原因是錯綜復(fù)雜的，一般很難一目了然，要綜合分析，找出其主要原因來著手修正，逐個排出，逐步改進，方可得到理想的樣件。下面就對度模中常見的成型制品主要缺陷及其改進的措施進行分析。9.2.4.1 注射填充不足 所謂填充不足是指在足夠大的壓力、足夠多的料量條件下注射不滿型腔而得不到完整河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書27的制件。這種現(xiàn)象極為常見。其主要原因有：（1） 熔料流動阻力過大這主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形狀、尺寸不利于熔料流動。盡量采用整圓形、梯形等相似的形狀，避免采用半圓形、球缺形料道。熔料前鋒冷凝所致。塑料流動性能不佳。制品壁厚過薄。（2） 型腔排氣不良這是極易被忽視的現(xiàn)象，但以是一個十分重要的問題。模具加工精度超高，排氣顯得越為重要。尤其在模腔的轉(zhuǎn)角處、深凹處等，必須合理地安排頂桿、鑲塊，利用縫隙充分排氣，否則不僅充模困難，而且易產(chǎn)生燒焦現(xiàn)象。（3） 鎖模力不足因注射時動模稍后退，制品產(chǎn)生飛邊，壁厚加大，使制件料量增加而引起的缺料。應(yīng)調(diào)大鎖模力，保證正常制件料量。9.2.4.2 溢邊（毛刺、飛邊、批鋒） 與第一項相反，物料不僅充滿型腔，而且出現(xiàn)毛刺，尤其是在分型面處毛刺更大，甚至在型腔鑲塊縫隙處也有毛刺存在，其主要原因有：（1） 注射過量（2） 鎖模力不足（3） 流動性過好（4） 模具局部配合不佳（5） 模板翹曲變形9.2.4.3 制件尺寸不準(zhǔn)確初次試模時，經(jīng)常出現(xiàn)制件尺寸與設(shè)計要求尺寸相差較大。這時不要輕易修改型腔，應(yīng)行從注射工藝上找原因。（1） 尺寸變大 注射壓力過高，保壓時間過長，此條件下產(chǎn)生了過量充模，收縮率趨向小值，使制件的實際尺寸偏大；模溫較低，事實上使熔料在較低溫度的情況下成型，收縮率趨于小值。這時要繼續(xù)注射，提高模具溫度、降低注射壓力，縮短保壓時間，制件尺寸可得到改善。（2） 尺寸變小 注射壓力偏低、保壓時間不足，制在冷卻后收縮率偏大，使制件尺寸變?。荒剡^高，制件從模腔取出時，體積收縮量大，尺寸偏小。此時調(diào)整工藝條件即可。河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書28通過調(diào)整工藝條件，通常只能在極小范圍內(nèi)使尺寸京華，可以改變制件相互配合的松緊程度，但難以改變公稱尺寸。9.2.5調(diào)整措施調(diào)整時應(yīng)注意調(diào)節(jié)進料速度，增加排氣孔，正確設(shè)計澆注系統(tǒng)。注意控型周期。結(jié)束語大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計是其中最后一個實踐環(huán)節(jié)，是對以前所學(xué)的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實習(xí)，我熟練河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書29地掌握了機械制圖、機械設(shè)計、機械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識，對機械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達到了學(xué)習(xí)的目的。對于模具設(shè)計這個實踐性非常強的設(shè)計課題，我們進行了大量的實習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、洛陽中國一拖的生產(chǎn)實習(xí)，我對于模具特別是塑料模具的設(shè)計步驟有了一個全新的認(rèn)識，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動作過程方面的知識，而對于模具的制造工藝更是實現(xiàn)了零的突破。在指導(dǎo)老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時在現(xiàn)場查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關(guān)手冊和書籍，設(shè)計中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計。在設(shè)計的過程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗，設(shè)計中不妥之處在所難免，肯請各位老師指正。致 謝時光如電，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)計是一件必不可少的事情。畢業(yè)設(shè)計是一項非常繁雜的工作，它涉及的知識非常廣泛，很多都是書上沒有的河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書30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)計計算，這些都要靠自己運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，而實踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計就相當(dāng)于實戰(zhàn)前的一次總演練。畢業(yè)設(shè)計不但把我以前學(xué)的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，也使我在溫習(xí)舊知識的同時也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補我們實踐經(jīng)驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。由于本人資質(zhì)有限，很多知識掌握的不是很牢固，因此在設(shè)計中難免要遇到很多難題，在有課程設(shè)計的經(jīng)驗及老師的不時指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下，克服了一個又一個的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計日趨完善。畢業(yè)設(shè)計雖然很辛苦，但是在設(shè)計中不斷思考問題，研究問題，咨詢問題，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時也汲取了更完整的專業(yè)知識，鍛煉了自己獨立設(shè)計的能力，使我受益匪淺，我相信這些經(jīng)驗對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，讓我在這個競爭的社會里有立足之地。最后，我衷心感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師原紅玲老師在這一段時間給予我無私的幫助和指導(dǎo)，并向你們致意崇高的敬意，以后到社會上我一定努力工作，不辜負(fù)你們給予我的知識和對我寄予的厚望！參考文獻[1] 楊占堯主編. 塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計. 清華大學(xué)出版社.[2] 中國模具設(shè)計大典.[3] 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