3407 手機充電器模具設計

3407 手機充電器模具設計,手機充電器,模具設計 第 1 頁 共 28 頁目 錄前言摘要第一章 概論………………………………………………….. 5第二章 設計任務書…………………………………………..6第三章 產(chǎn)品零件的工藝分析 ………………………………..6 第一節(jié) 塑件分析…………………………………………………..6第二節(jié) 塑件的成型特性…………………………………….7第三節(jié) 工藝參數(shù)…………………………………………….8 第四節(jié) 塑件的工藝要求……………………………………..9第四章 設備的選擇……………………………………………..10第五章 澆注系統(tǒng)的設計………………………………………..11第一節(jié) 主流道的設計………………………………………….11第二節(jié) 分流道的設計…………………………………………..12第三節(jié) 冷料穴的設計…………………………………………..13第四節(jié) 澆口的形狀……………………………………………..13第六章 成型零部件的設計與計算………………………………14第一節(jié) 凹模的設計與計算………………………………………14第二節(jié) 凸模的設計與計算………………………………………16第三節(jié) 模具的裝配工藝及零件工藝………………………..................19第七章 脫模機構的設計………………………………………….21第一節(jié) 脫模機構的設計…………………………………………21第 2 頁 共 28 頁第二節(jié) 脫模機構的計算…………………………………………21第八章 合模導向及抽芯的設計………………………………….22第九章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計……………………………………26設計小結致謝參考資料 第 3 頁 共 28 頁前 言為 了 能 夠 很 好 地 了 解 本 次 畢 業(yè) 設 計 的 設 計 過 程 ， 根 據(jù) 幾 年來 的 學 習 ， 編 寫 了 《 模 具 設 計 說 明 書 》 。 以 滿 足 老 師 在 評審 的 過 程 中 能 夠 更 好 地 指 導 、 評 閱 。本 說 明 書 主 要 介 紹 了 模 具 設 計 的 一 般 方 法 、 步 驟 、 模 具 設計 的 中 常 用 的 公 式 與 數(shù) 據(jù) 、 模 具 結 構 及 零 部 件 等 重 要 內(nèi) 容 。 在塑 件 原 材 料 轉 變 為 塑 料 制 件 過 程 中 ， 塑 件 原 材 料 的 選 用 、 成 型設 備 的 選 擇 、 成 型 模 具 的 設 計 與 成 型 工 藝 的 的 制 定 是 塑 件 生 產(chǎn)的 四 大 環(huán) 節(jié) 。 而 主 要 環(huán) 節(jié) 集 中 在 成 型 工 藝 的 制 定 和 塑 料 模 具 的設 計 這 兩 個 方 面 。在 編 寫 說 明 書 過 程 中 ， 我 參 考 了 《 塑 料 模 成 型 工 藝 與模 具 設 計 》 、 《 實 用 注 塑 模 設 計 手 冊 》 和 《 模 具 制 造 工 藝 》等 有 關 教 材 。 引 用 了 有 關 手 冊 的 公 式 及 圖 表 ， 并 得 到 了 老 師 同學 的 幫 助 。 但 由 于 本 人 水 平 的 有 限 ， 本 說 明 書 存 在 一 些 缺 點 和錯 誤 ， 希 望 老 師 多 加 指 正 ， 以 達 到 本 次 設 計 的 目 的 。 第 4 頁 共 28 頁摘 要本次畢業(yè)設計的題目是：5 號電池充電器外殼的塑件注射模。本次設計主要是通過對塑件的形狀、尺寸及其精度的要求來進行注射成型工藝的可行性分析。塑件的成型工藝性主要包括塑件的壁厚，斜度和圓角以及是否有抽芯機構。通過以上的分析來確定模具分型面、型腔數(shù)目、澆口形式、位置大?。黄渲凶钪匾氖谴_定型芯和型腔的結構，例如是采用整體式還是鑲拼式，以及它們的定位和固緊方式。此外還分析了模具受力，脫模機構的設計，合模導向機構的設計，冷卻系統(tǒng)的設計等。最后繪制完整的模具裝配總圖和主要的模具零件土及編制成型零部件的制造加工工藝過程卡片。關鍵詞：分型面、澆口、型腔，型芯，鑲塊，脫摸力。AbstractThis graduate that design is:The piece that shout the on board cap injects the mold.This design primarily passeses to piece viability assessment for request for of shape, size and its accuracy coming proceeding injecting type craft.the piece the wall for of type craft primarily including the piece is thick, slope and circle angle and whether to have core-pulling or not mechanism.Pass the above analysis to come the certain molding tool cent the type the surface, type the number, gate the form, place the size;The among them and most important is a certain type core and the construction of the type , for example adopt the whole the type of type still , and their fixed position and tight way of .In addition and still analyzed the molding tool to suffer force, mold that design that the design of the pattern draw mechanism, match the design etc. to lead to the mechanism, cooling system.Finally draw the production that complete molding tool assemble the general drawing sum the soil and establishment of prinipal molding tool parts type zero the parts process the craft process the card.Key words: parting line,the gate, slide block, heel block, core-pulling, core-pulling distance, gate.第 5 頁 共 28 頁第一章 概 論模 具 是 工 業(yè) 生 產(chǎn) 中 的 重 要 工 藝 裝 備 模 具 工 業(yè) 是 國 民 經(jīng) 各 部門 發(fā) 展 的 重 要 基 礎 之 一 。 塑 料 模 具 是 指 用 于 成 型 塑 料 制 件 的 模具 ， 它 是 型 腔 模 的 一 種 類 型 。 模 具 設 計 水 平 的 高 低 、 加 工 設 備的 好 壞 、 制 造 力 量 的 強 弱 模 具 質 量 的 優(yōu) 劣 ， 直 接 影 響 著 許 多 新產(chǎn) 品 的 開 發(fā) 和 老 產(chǎn) 品 的 更 新 換 代 ， 影 響 著 產(chǎn) 品 質 量 和 經(jīng) 濟 效 益的 提 高 。在 現(xiàn) 代 塑 料 制 件 的 生 產(chǎn) 中 ， 采 用 合 理 的 加 工 工 藝 ， 高 效 設備 ， 先 進 的 模 具 。 塑 料 成 型 技 術 的 發(fā) 展 趨 勢 是 ：一、 模具的標準化。在 本 次 設 計 中 ， 采 用 中 小 型 標 準 注 模 架 ， 標 準 件 標 準 導 向 元件 ， 標 準 模 板 等 。二、 模具加工技術的革新。三、 各種新材料的研制和應用。四、 CAD/CAM/CAE技術的應用。塑 料 成 型 加 工 技 術 發(fā) 展 很 快 ， 塑 料 模 具 的 各 種 結 構 也 在 不斷 創(chuàng) 新 ， 所 以 我 們 在 學 習 模 具 設 計 與 成 型 工 藝 的 同 時 還 要 了 解塑 料 模 具 的 新 技 術 、 新 工 藝 、 新 材 料 的 發(fā) 展 狀 態(tài) 。 學 習 和 掌 握新 知 識 ， 為 振 興 我 國 的 塑 料 成 型 加 工 技 術 做 出 貢 獻 。第 6 頁 共 28 頁第 二 章 設 計 任 務 書一 設 計 題 目本 次 設 計 的 題 目 是 5 號 電 池 充 電 器 外 殼 的 注 射 模 設 計 。二 設 計 任 務 書1． 一 套 產(chǎn) 品 零 件 圖 ；2． 模 具 總 裝 配 圖 一 張 （ A1 圖 紙 ） ；3． 所 有 非 標 準 件 圖 紙 ；4． 模 具 主 要 成 型 零 件 的 加 工 工 藝 （ 凹 模 、 凸 模 、 型 芯 ） ；5． 說 明 書 一 份 。說 明 ： 所 有 圖 紙 和 說 明 書 一 律 用 計 算 機 打 印 ， 嚴 格 按 照 要求 完 成 設 計 。第 三 章 產(chǎn) 品 零 件 的 工 藝 分 析第 一 節(jié) 塑 件 分 析初 步 了 解 畢 業(yè) 設 計 的 內(nèi) 容 ——5 號 電 池 充 電 器 外 殼 。分 析 零 件 的 產(chǎn) 品 圖 ， 研 究 其 尺 寸 、 公 差 、 技 術 要 求 等 。 初 步 擬訂 設 計 方 案 。 此 產(chǎn) 品 是 充 電 器 外 殼 ， 所 以 在 設 計 時 要 注 意 其 表面 的 粗 糙 度 ， 要 使 表 面 光 滑 ， 達 到 效 果 。 零 件 采 用 三 向 側 抽 芯成 型 。 塑 件 的 尺 寸 精 度 要 求 一 般 。 由 于 塑 件 表 面 光 滑 度 較 高 ,因此 塑 件 采 用 潛 伏 澆 口 。 此 塑 件 的 零 件 圖 如 下 圖 （ 1—1）第 7 頁 共 28 頁圖?。ǎ薄保┑诙?jié)　　塑件的成型特性一　　對 零 件 的 分 析 得 塑 件 材 料 取 ABS（ 丙 烯 腈 -丁 二 -苯 乙 烯 共 聚 物 ） 。二 　 　 Ａ Ｂ Ｓ 的 基 本 特 性第 8 頁 共 28 頁１ 　 ABS 良 好 的 綜 合 力 學 性 能 ， 耐 化 學 腐 蝕 性 及 表 面 硬 度 、韌 性 強 ， 有 良 好 的 加 工 性 和 染 色 性 能 。２ 　 ABS 無 毒 、 無 味 、 呈 微 黃 色 ， 成 型 的 塑 件 有 較 好 的 光澤 ； 有 極 好 的 抗 沖 擊 強 度 ， 且 在 低 溫 的 情 況 下 也 不 迅 速 下 降 。有 良 好 的 機 械 強 度 和 一 定 的 耐 磨 性 、 耐 寒 性 、 耐 油 性 、 耐 水 性 、化 學 穩(wěn) 定 性 和 電 氣 性 能 。 ABS 有 一 定 的 硬 度 和 尺 寸 穩(wěn) 定 性 ，易 于 成 型 加 工 。３ 　 其 缺 點 是 耐 熱 性 不 高 ， 連 續(xù) 工 作 溫 度 為 70℃ 左右 ， 熱 變 形 溫 度 約 為 93℃ 左 右 。 耐 氣 候 性 差 ， 在 紫 外 線 作用 下 易 變 硬 發(fā) 脆 。４ 　 ABS 在 升 溫 是 粘 度 增 高 ， 所 以 成 型 壓 力 較 高 ， 塑 料 上的 脫 模 斜 度 宜 稍 大 ； ABS 易 吸 水 ， 成 型 加 工 前 應 進 行 干 燥 處理 ； 易 產(chǎn) 生 熔 接 痕 ， 模 具 設 計 是 應 注 意 盡 量 減 小 澆 注 系 統(tǒng) 對 料流 的 阻 力 ； 在 正 常 的 成 型 條 件 下 ， 壁 厚 、 熔 料 溫 度 及 收 縮 率 影響 極 小 。 要 求 塑 件 精 度 高 時 ， 模 具 溫 度 可 控 制 在50～ 60℃ ， 要 求 塑 件 光 澤 和 耐 熱 時 ， 應 控 制 在 60～ 80℃ 。第三節(jié)　　工藝參數(shù)ABS 的工藝參數(shù)如下表：塑料性能ABS（苯乙烯共聚） 塑料性能ABS（苯乙烯共聚）屈服強度 /Mpa 50 玻璃化溫度 /℃拉伸強度 /Mpa 38 熔點（粘流溫度） /℃ 130～160斷裂伸長率 /% 35 熱變形溫度/℃45 N/cm108 N/cm90～108Comment [u1]: 頁：9第 9 頁 共 28 頁拉伸彈性模量 /Gpa 1.8 83～103彎曲強度 /Mpa 80 線膨脹系數(shù)/（10ˉ 5/℃） 7.0彎曲彈性模量 /Gpa 1.4 比熱容　/[J/(kg·K)] 1470261 熱導率　/[W/(m·K)] 0.263簡支架沖擊強度/（kJ/m2）無缺口缺口 11 燃燒性　/(cm/min) 慢布氏硬度　HBS 9.7 R121 體積電阻/Ω·cm 6.9×10密度　/（g/cm3） 1.02～1.16 擊穿電壓/(Kv/mm)比體積　/(cm2/g) 1.02～1.16 成型收縮率/% 0.4～0.7拉伸模量 E/×103 1.91～1.98吸水性 /% （24h）長時間 0.2～0.4泊松比　 μ 0.38透明度或透光率 不透明 與鋼的摩擦因子 f 0.20～0.25注意：ABS 為無定性料，流動性中等，吸濕性大，加工前必須充分干燥。第四節(jié)　　塑件的工藝要求此 塑 件 是 5號 電 池 充 電 器 外 殼 ， 顧 名 思 義 對 其 表 面 光 滑度 要 求 較 高 。 設 計 出 的 產(chǎn) 品 不 能 采 用 中 心 澆 口 ， 表 面 凹 凸 不 平等 缺 陷 。 塑 件 的 尺 寸 精 度 由 零 件 圖 得 到 。 它 是 指 所 獲 得 的 塑 件尺 寸 與 產(chǎn) 品 圖 中 尺 寸 的 符 合 程 度 。 所 以 在 設 計 時 應 注 意 模 具 的制 造 精 度 和 模 具 的 磨 損 程 度 。 塑 件 收 縮 率 的 波 動 以 及 成 型 時 工藝 條 件 的 變 化 ， 模 具 結 構 形 狀 等 。 零 件 圖 中 的 配 合 螺 紋 柱Φ ５ 0+0.14， 長 短 柱 長 度 方 向 尺 寸 為 50±0.20 ， 27±0.16分 別 屬 于 四 級 精 度 、 三 級 精 度 、 三 級 精 度 。 在 圖中 未 注 公 差 的 尺 寸 按 公 差 等 級 IT5計 算 。 塑 件 表 面 粗 糙 度要 求 為 Ra1.6um。 塑 件 內(nèi) 外 表 面 應 有 利 于 成 型 。 此 塑 件 表 面有 三 個 內(nèi) 孔 。 所 以 采 用 定 模 三 向 抽 芯 ， 為 了 便 塑 件 型 腔 中 脫 出 ，抽 出 型 芯 ， 使 塑 件 內(nèi) 外 表 面 脫 模 方 向 留 有 30和 50的 脫 模斜 度 。第四章 設備的選擇第 10 頁 共 28 頁一、此塑件采用臥式 ZY—60/450 型號注射機，其主要的技術規(guī)格如下表：項目ZY-60/450（臥式）項目ZY-60/450（臥式）理論注射量 /cm3 105 模板行程/mm 220螺桿（柱塞）直徑/mm Φ35 最大模具厚度/mm 300注射壓力 /MPa 170 最小模具厚度/mm 100鎖模力 /kN 900 噴嘴球半徑/mm 10拉桿內(nèi)間距 /mm 280x250 噴嘴口半徑/mm φ2.5頂出兩側孔徑/mm Φ22 定位孔直徑/mm Φ55二、注射機的參數(shù)校核：1、注射量校核：為 了 保 證 制 品 質 量 ， 又 能 充 分 發(fā) 揮 設 備 能 力 ， 注 射 機 的 最大 注 射 量 是 額 定 注 射 量 的 80％ 。 即 下 式 ：m 件 ≤ 0.8m 注式 中 ： ｍ 件 ——塑 件 與 澆 注 系 統(tǒng) 的 重 量 (g)ｍ 件 ——注 射 機 的 額 定 注 射 量 (g)ｍ 件 =ｖ 件 ρ=21625.3×1.01×10-3=21.84ｇ經(jīng) 計 算 ｍ 件 ≤ 0.8ｍ 注 。 所 以 選 擇 合 理 。2、 注 射 壓 力 的 校 核 ：注 射 機 的 注 射 壓 力 必 須 大 于 成 型 制 品 所 需 的 注 射 壓 力 。 注射 壓 力 取 決 于 注 射 機 類 型 、 噴 嘴 形 式 、 塑 料 流 動 性 和 型 腔 的 流動 阻 力 等 因 素 。 ABS 的 流 動 性 比 較 差 ， 所 以 應 取 大 一 些 注 射壓 力 ， 所 需 注 射 壓 力 取 120Mpa3、 鎖 模 力 校 核 ：F 鎖 ＞ Ｐ 腔 ×Ａ /1000式 中 ： Ｆ 鎖 ——鎖 模 力 （ Ｋ Ｎ ）Ｐ 腔 ——型 腔 壓 力 (MPa)Ａ ——塑 件 及 流 道 系 統(tǒng) 在 分 型 面 上 的 投 影 面積 （ mm2）第 11 頁 共 28 頁F 鎖 ＞ Ｐ 腔 ×Ａ /1000=30×4998/1000=149.94 KN∴ 取 Ｆ 鎖 =150 KN4、 模 具 安 裝 尺 寸 校 核 ：（ 1） 噴 嘴 尺 寸注 射 模 主 流 道 襯 套 始 端 凹 坑 的球 面 半 徑 Ｒ 尺 寸 應 大 于 注 塑 噴 嘴 球 半 徑 r，以 保 證 同 心 和 緊 密 接 觸 ， 通 常Ｒ =r+（ 0.5-1） =11 mm。主 流 道 孔 小 端 直 徑 Ｄ 應 大 于 注 塑 機 噴 嘴直 徑 ｄ ， 通 常 取Ｄ =ｄ +（ 0.5—1） mm=3 mm. 二 模具外形尺寸 （1 ） 模 具 長 寬 尺 寸 應 與 注 射 機 的 拉 桿 間 距 相 適 應 ， 以 保 證能 從 一 個 方 向 穿 過 拉 桿 間 的 空 間 安 裝 在 注 射 機 上 。（ 2） 模 具 厚 度注 射 模 的 厚 度 必 須 在 所 選 注 塑 機 的 最 大 模 厚 到 最 小 模 厚 之間 ， 所 以 取 模 具 厚 度 為 228 mm， 采 用 標 準 模 架 Ａ 2 型 ，即 長 ×寬 為 250×200。（ 3） 開 模 行 程 的 校 核開 模 取 出 塑 件 所 需 的 開 模 距 離 必 須 小 于 注 塑 機 的 最 大 開 模行 程 。 此 塑 件 采 用 單 分 型 面 注 射 模 ， 所 以 開 模 行 程 按 下 式 校 核 ，如 下 圖 （ 4—4 所 示 。S≥ H1+H2+H3+(5—10)式 中 Ｓ —注 塑 機 的 最 大 開 模 行 程 （ mm）H1—塑 件 脫 出 距 離 （ mm）H2—包 括 流 道 凝 料 在 內(nèi) 的 塑 件 高 度 （ mm）H3—側 抽 芯 距 離 （ mm）Ｓ ≥ 26+26+6+8=66(mm)∴ 取 Ｓ =70(mm)第 五 章 澆 注 系 統(tǒng) 的 設 計第 12 頁 共 28 頁第 一 節(jié) 主 流 道 的 設 計一 噴嘴形狀主 流 道 是 連 接 注 射 機 的 噴 嘴 與 分 流 道通 道 斷 面 為 圓 形 ， 且 帶 有 一 定 的 錐 度 ，如 圖 所 示 。1—澆 口 套 2—機 床 噴 嘴二 在 設 計 主 流 道 時 有 如 下 要 點 ：1、 為 便 于 從 主 流 道 中 拉 出 澆 注 系 統(tǒng) 的 凝 料 及 考 慮 塑 料 熔體 的 膨 脹 ， 將 主 流 道 設 計 成 圓 錐 形 ， 其 錐 角 α =30， 內(nèi) 壁粗 糙 度 為 Ra0.63 um.2、 主 流 道 大 端 呈 圓 角 ， 其 半 徑 取 r=2 mm， 以 減 少料 流 轉 向 過 度 時 的 阻 力 。3、 在 保 證 塑 件 成 型 良 好 的 情 況 下 ， 主 流 道 的 長 度 Ｌ 盡 量短 ， 取 Ｌ =25mm4、 為 了 使 熔 融 塑 料 從 噴 嘴 完 全 進 入 主 流 道 而 不 溢 出 ， 應使 主 流 道 與 注 射 機 的 噴 嘴 緊 密 對 接 ， 主 流 道 對 接 處 設 計 成 半 球形 凹 坑 ， 其 半 徑 Ｒ 2=Ｒ 1+（ 1—2） mm=11 mm,流 道 直 徑D=d+(0.5—1) mm=4.5 mm.凹 坑 深 度 取 3.5 mm第二節(jié) 分流道的設計分 流 道 是 主 流 道 與 澆 口 之 間的 通 道 ， 一 般 設 計 在 分 型 面 上 ，起 分 流 和 轉 向 作 用 。第 13 頁 共 28 頁分 流 道 的 長 度 和 斷 面 尺 寸 ：分 流 道 的 長 度 取 決 于 模 具 型 腔 的 總 體 布 置 方 案 和 澆 口 位 置 。從 輸 送 熔 體 時 減 少 壓 力 和 熱 量 損 失 及 減 少 澆 道 凝 料 的 要 求 出 發(fā) ，取 分 流 道 長 度 l=21 mm.分 流 道 斷 面 尺 寸 應 根 據(jù) 塑 件 的 成 型 體 積 、 塑 件 壁 厚 、 塑 件形 狀 、 所 用 塑 料 的 工 藝 性 能 、 注 射 速 率 和 分 流 道 的 長 度 等 因 素來 決 定 。 所 以 取 斷 面 直 徑 Ｄ =5.5 mm 1 分 流 道 斷 面 形 狀 ：常 用 的 分 流 道 截 面 形 狀 有 圓 形 、 矩 形 、 梯 形 、 Ｖ 字 形 和 六角 形 等 ， 當 分 型 面 為 平 面 時 ， 采 用 圓 形 。2 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 形 式 分 為 平 衡 式 和 非 平 衡 式 兩 種 ， 這 里 采 用 平 衡 式 布 置分 流 道 。 如 上 圖 。第 三 節(jié) 冷 料 穴 的 設 計冷 料 穴 一 般 位 于 主 流 道 對 面 的 動 模板 上 ， 或 處 于 分 流 道 的 末 端 。 其作 用 是 存 放 料 流 前 端 的 “冷 料 ”，防 止 冷 料 進 入 型 腔 而 形 成 冷 接 縫 。開 模 時 又 能 將 主 流 道 中 的 凝 料 拉出 。 采 用 與 推 桿 匹 配 的 冷 料 穴 。冷 料 穴 的 形 狀 為 Ｚ 字 形 ， 其 結 構如 右 圖 。第 四 節(jié) 澆 口 的 形 狀澆 口 是 連 接 分 流 道 與 型 腔 的 一 段細 短 通 道 ， 它 是 下 圖 。澆 注 系 統(tǒng) 的 關 鍵 部 分 ， 澆 口 形 狀 、第 14 頁 共 28 頁數(shù) 量 、 尺 寸 和 位 置 對 塑 件 的 質 量 影 響 很 大 。 澆 口 主 要 有 兩個 作 用 ： 一 是 塑 料 熔 體 流 徑 的 通 道 ； 二 是 澆 口 的 適 時 凝固 可 控 制 保 壓 時 間 。 所 以 成 型 此 塑 件 時 采 用 潛 伏 澆 口 。潛 伏 澆 口 一 般 開 設 在 推 桿 上 ， 從 塑 件 的 內(nèi) 側 面 進 料 。 側 澆口 是 典 型 的 圓 形 截 面 澆 口 ， 能 方 便 地 調(diào) 整 充 模 時 的 剪 切 速 度 和澆 口 封 閉 時 間 。 潛 伏 澆 口 的 特 點 是 澆 口 截 面 形 較 復 雜 ； 加 工 方便 ； 能 對 澆 口 尺 寸 進 行 精 密 加 工 ； 澆 口 位 置 選 擇 比 較 靈 活 ； 以便 改 善 充 模 狀 況 ； 去 除 澆 口 方 便 ， 表 面 無 痕 跡 。第六章 成型零部件的設計與計算成 型 零 件 工 作 尺 寸 是 指 成 型 零 件 上 直 接 用 來 構 成 塑 件 的 尺寸 ， 主 要 有 型 腔 和 型 芯 的 徑 向 尺 寸 (包 括 矩 形 和 異 形 零 件 的長 和 寬 )， 型 腔 的 深 度 尺 寸 和 型 芯 的 高 度 尺 寸 ， 型 芯 和 型 芯 之間 的 位 置 尺 寸 等 ＋ 任 何 塑 料 之 間 都 有 一 定 的 幾 何 形 狀 和 尺 寸 的要 求 ， 如 在 使 用 中 有 配 合 要 求 的 尺 寸 ， 則 精 度 要 求 較 高 。 在 模具 設 計 時 ， 應 根 據(jù) 塑 件 的 尺 寸 精 度 等 級 確 定 模 具 成 型 零 件 的 工作 尺 寸 及 精 度 等 級 。第 一 節(jié) 凹 模 的 設 計 與 計 算一 型 腔 的 徑 向 尺 寸 和 深 度 尺 寸(一)、型腔徑向尺寸的計算：LＭ +δz =[（1+S cp）L S-3/4Δ] +δz LＭ———— 凹模徑向尺寸（mm）LS————塑件徑向公稱尺寸（mm）Scp————塑料的平均收縮率（％）Δ —————塑件公差值（mm）δz ————凹模制造公差（mm）第 15 頁 共 28 頁查 1 表 得 ： ABS 的 收 縮 率 為 0.4～ 0.7％ 。則塑料的平均收縮率 Scp =0.5%由：L S1=51 mm Ls2=98 mm 又查表知 IT3 級精度時塑件公差值 Δ 1= 0.22mm Δ 2= 0.30 mm實踐證明：成型零件的制造公差約占塑件總公差的 1/3～1/4，因此在確定成型零件工作尺寸公差值時可取塑件公差的 1/3～1/4。為了保持較高精度選 1/4。由于： δz= 1/4Δ 得： δz 1=1/4×0.22=0.05 mm δz 2=1/4×0.30=0.08 mm則： L Ｍ1 +δz =[（1+S cp）L S-3/4Δ] +δz=[（1+0.5%）×51-3/4×0.22] +0.05 =51.09+0.05 mmLＭ2 +δz =[（1+S cp）L S-3/4Δ] +δz=[（1+0.5%）×98-3/4×0.30] +0.08=98.27+0.03 mm(二)、型腔深度尺寸的計算：凹模深度尺寸同樣運用平均收縮率法： HＭ +δz =[（1+S cp）L S-2/3Δ] + δzHＭ———— 凹模深度尺寸（mm）δz ————凹模深度制造公差（mm）其余符號同上由：H S1=26 mm HS2=23 mm 取 IT3 精度時 Δ 1=0.16 mm Δ 2=0.14 mm 第 16 頁 共 28 頁由 δz=1/4Δ 得： δz 1=0.04 mm δz 1=0.03 mm則：H Ｍ1 +δz =[（1+S cp）L S-2/3Δ] +δz=[（1+0.5%）×26-2/3×0.16] +0.04=26.02 +0.04 mmHＭ2 +δz =[（1+S cp）L S-2/3Δ] +δz=[（1+0.5%）×23-2/3×0.14] +0.03=23.02 +0.03 mm第二節(jié) 凸模的設計與計算一 型芯的徑向尺寸、高度尺寸和中心距尺寸(一) 型芯徑向尺寸的計算運用平均收縮率法：LＭ–δz =[（1+S cp）L S+3/4Δ] –δzLＭ———— 型芯徑向尺寸（mm）δz ———— 型芯徑向制造公差（mm）其余符號同上由：L S1=94mm LS2=47 mm 取 IT3 精度時 Δ 1=0.30 mm Δ 2=0.20 mm由 δz=1/4Δ 得：δz 1=0.08 mm δz 2= 0.05 mm 則：L Ｍ1–δz =[（1+S cp）L S+3/4Δ] –δz=[（1+0.5%）×94+3/4×0.30] –0.08=94.55–0.08 mm第 17 頁 共 28 頁LＭ2–δz =[（1+S cp）L S+3/4Δ] –δz=[（1+0.5%）×47+3/4×0.20] –0.05=47.39–0.05 mm(二) 型芯高度尺寸的計算運用平均收縮率法： HＭ–δz =[（1+S cp）L S+2/3Δ] –δzHＭ———— 型芯高度尺寸（mm）δz ————型芯高度制造公差（mm）其余符號同上由：H Ｓ1 =2 mm HＳ2 =8 mm HＳ 3=20 mm HＳ4 =24 mm 取 IT3 精度時 Δ 1=0.08 mm Δ 2=0.10 mm Δ 3=0.14 mm Δ 4=0.14 mm由 δz=1/4Δ 得：δz 1=0.02 mm δz 2=0.03 mm δz 3=0.04 mm δz 4=0.04 mm則：H Ｍ1–δz =[（1+S cp）L S+2/3Δ] –δz=[（1+0.5%）×2+2/3×0.08] –0.02 =2.06–0.02 mmHＭ2–δz =[（1+S cp）L S+2/3Δ] –δz=[（1+0.5%）×8+2/3×0.10] –0.03 =8.11 –0.03 mmHＭ3–δz =[（1+S cp）L S+2/3Δ] –δz第 18 頁 共 28 頁=[（1+0.5%）×20+2/3×0.14] –0.04 =20.19–0.04 mmHＭ4–δz =[（1+S cp）L S+2/3Δ] –δz=[（1+0.5%）×24+2/3×0.14] –0.04 =24.21–0.04 mm(三 ) 型 芯 中 心 距 尺 寸 的 計 算同樣運用平均收縮率法： Ｌ Ｍ ±δz/2=[（1+S cp）L S]±δz/2Ｌ Ｍ———— 模具中心距尺寸（mm）Ｌ Ｓ———— 模具中心矩尺寸（mm）δz ————模具中心矩尺寸制造公差（mm）其余符號同上由： L S1=13 mm LS2=46 mm LS3=50 mm LS4=40 mm 取 IT3 精度時：Δ 1=0.13 mm Δ 2=0.20 mm Δ 3=0.20 mm Δ 4=0.20 mm由 δz=1/4Δ 得：δz 1=0.03 mm δz 2=0.05 mm δz 3=0.05 mmδz 4=0.05 mmLＭ1 ±δz/2=[（1+S cp）L S] ±δz/2=[（1+0.5%）×13]±0.02=13.07 ±0.02 mmLＭ2 ±δz/2=[（1+S cp）L S] ±δz/2=[（1+0.5%）×46]±0.03第 19 頁 共 28 頁=46.23 ±0.05 mmLＭ3 ±δz/2=[（1+S cp）L S] ±δz/2=[（1+0.5%）×50]±0.03=50.25±0.03 mmLＭ3 ±δz/2=[（1+S cp）L S] ±δz/2=[（1+0.5%）×40]±0.03=40.2±0.03 mm第 三 節(jié) 模 具 的 裝 配 工 藝 及 零 件 工 藝一 模 具 的 裝 配 工 藝(一 ) 注 射 模 裝 配 的 主 要 要 求 如 下 ：1、模具上下平面的平行度偏差不大于 0.05mm，分模面處密合。2、推件時推桿和卸料板動作要保持同步。3、上、下模型芯必須精密接觸。(二 ) 模 具 的 裝 配 順 序塑 件 的 結 構 形 狀 是 型 芯 、 型 腔 在 合 模 后 很 難 找 正 相 對 位置 ,模 具 還 設 有 斜 滑 塊 機 構 ,所 以 ,模 具 要 先 裝 號 導 柱 、導 套 作 為 模 具 的 裝 配 基 準 。(1) 凸 模 和 型 芯 的 裝 配凸 模 鑲 塊 采 用 埋 入 式 結 構 ,并 采 用 過 渡 配 合 的 方 式 連接 。 小 型 芯 也 采 用 壓 入 式 結 構 , 采 用 過 渡 配 合 的 方 式 連接 。(2) 型 腔 的 裝 配為 了 節(jié) 省 模 具 鋼 ,型 腔 采 用 鑲 拼 式 結 構 ,過 渡 方 式 配第 20 頁 共 28 頁合 ,用 螺 釘 和 固 定 板 緊 固 。二 模 具 零 件 的 裝 配 工 藝模具精度是影響塑料成型件精度的重要因素之一。為了保證模具精度，制造時要達到如下要求：一 塑料模具的所有零件，在材料、加工精度和熱處理質量等方面均應符合相應圖樣的要求。1 組成模架的零件應達到規(guī)定的加工要求，裝配成套的模架應活動自如，并達到規(guī)定的平行度和垂直度等要求。1、 模具的功能必須達到設計要求。4、為了鑒別塑料成型件的質量，裝配好的模具必須在生產(chǎn)條件下試模很大，并根據(jù)試模存在的問題進行修整，直至試出合格的成型件為止。二 定模鑲塊的加工型腔的形狀往往比較復雜，而且要求尺寸精度高和表面粗糙度小，所以型腔的加工程序為：銑加工------平面磨削------熱處理-------電火花加工------電火花穿孔------鉆孔-----線切割-----電鍍 三 滑塊的加工 加工程序：銑加工------平面磨削------熱處理-------平面磨削------鉆孔------鏜------研磨拋光四 動模鑲塊的加工加工程序：銑加工------平面磨削------熱處理-------電火花加工------平面磨削------鉆孔-----研磨拋光三 模具的試模與維修一 模具的試模第 21 頁 共 28 頁試模前，對模具進行仔細的檢查，在試模過程中應作詳細的記錄觀察模具是否合格，有什么問題存在。試模后，將模具情理干凈，涂上防銹油。二 模具的維修模具在使用過程中，會產(chǎn)生正常的磨損或不正常的損壞。不正常的磨損絕大多數(shù)是由于操作不當所致，這是并不需要將整個模具報廢，只需局部修復即可。局部修復應由專門的模具工進行。修模以前，應研究模具圖樣，以了解模具結構、材料和熱處理狀態(tài)。對于零件損壞的，可將壞的拆下，另外加工一個新的零件裝上。型腔打缺的，當其未經(jīng)熱處理硬化時，可用銅焊或鑲嵌的方法來修復。模具應注意經(jīng)常檢查維修，不要等到損壞嚴重了才來修復。第七章 脫模機構的設計第一節(jié) 脫模機構的設計一 在 注 射 成 型 完 之 后 ， 塑 件 要 從 模 具 的 型 腔 或 型 芯 上 脫 出 。此 塑 件 脫 模 時 采 用 推 桿 推 出 機 構 。 為 了 不 使 塑 件 產(chǎn) 生 變 形 或 破壞 ， 應 該 合 理 布 置 推 桿 位 置 ， 布 置 推 桿 時 有 如 下 要 點 ：1、 推 桿 應 設 在 脫 模 阻 力 大 的 地 方 。2、 推 桿 應 均 勻 布 置 。3、 推 桿 應 設 在 塑 件 強 度 、 剛 度 較大 處 。推 桿 直 徑 采 用 Φ 5， 截 面 為 圓 形 ，尾 部 采 用 臺 肩 的 形 式 。 推 桿 直 徑 d 與 模 板 上 的 推 桿 孔 采 用Ｈ 8/f7 間 隙 配 合 。 推 桿 固 定 端 與 推 桿 固 定 板 通 常 采 用 單 邊0.5mm 的 間 隙 。 推 桿 材 料 采 用 Ｔ 8Ａ ， 經(jīng) 淬 火 處 理 ， 硬 度 為HRC54—58。第 22 頁 共 28 頁第二節(jié) 脫模機構的計算此 塑 件 屬 于 薄 壁 殼 體 形 塑 件 ， 斷 面 為 矩 環(huán) 形 ， 所 以 脫 模 力按 下 式 計 算 ： Ｆ =8Ｅ ε tLCoSφ （ f-tgφ ） /（ 1-u） K1式 中 Ｅ —塑 料 的 拉 伸 模 量 （ MPa） 取 Ｅ =1.8×103ε —塑 料 成 型 平 均 收 縮 率 取 0.5%t—塑 件 的 平 均 壁 厚 （ mm） 取 2.8L—塑 件 包 容 型 芯 的 長 度 （ mm） 取 66.4u —塑 件 的 泊 松 比 取 0.38φ —脫 模 斜 度 取 30 f— 塑 料 與 鋼 材 之 間 的 摩 擦 因 數(shù) 取 0.38K1 —由 f 和 φ 決 定 的 因 次 數(shù) 取 0.22K1 =1+fSinφ CoSφ =1.006將 數(shù) 據(jù) 代 入 公 式 中 得Ｆ 1=8.26 KN由 L2=26 mm 得 Ｆ 2=5.32 KN塑 件 壁 厚 與 其 內(nèi) 孔 長 度 之 比 大 于 1/20 時 ， 采 用 如 下 公 式 ：Ｆ =2（ a+b） Eε L(f-tgφ )/(1+u+K2)K1式 中 a—矩 形 型 腔 的 短 邊 長 度 （ mm） 取 51b—矩 形 型 腔 的 長 邊 長 度 （ mm） 取 98K2—由 λ （ λ =r/ｔ ） 和 φ 決 定 的 因 次 數(shù)K2=2λ 2/CoSφ 2+2λCoSφ=1.63將以上數(shù)據(jù)代入公式中得Ｆ 3=9.48 KN 第 八 章 合 模 導 向 及 抽 芯 的 設 計 一 合 模 導 向 機 構 的 設 計模 導 向 機 構 是 保 證 動 定 模 合 模 時 ， 正 確 定 位 和 導 向 零 件 。 合模 導 向 機 構 主 要 有 導 柱 導 向 和 錐 面 定 位 兩 種 形 式 。 在 此 采 用 導 柱導 向 定 位 。 導 向 機 構 有 如 下 作 用 ： 1、 定 位 作 用 2、 導 向 作用 。導 柱 導 向 機 構 的 主 要 零 件 是導 柱 和 導 套 。 在 此 模 具 中 采 用 直第 23 頁 共 28 頁徑 Φ 16 的 導 柱 ， 材 料 是 T8A 鋼 ， 經(jīng) 淬 火 處 理 ， 硬 度 為HRC50-55。 導 柱 固 定 部 分 表 面 粗 糙 度 Ra 為 0.8um,導 向 部分 表 面 粗 糙 度 Ra 為 0.8—0.4um。 采 用 4 個 等 直 徑 的 導 柱 對稱 布 置 。 如 右 圖 所 示 。導 柱 固 定 端 與 模 板 之 間 一 般 采 用 Ｈ 7/m6 過 渡 配 合 ， 導柱 的 導 向 部 分 通 常 采用Ｈ7/f7 間隙配合。在 此 模 具 中 采 用 帶 頭 導 套 ， 直 徑 Φ 35， 材 料 與 導 柱 材料 相 同 ， 此 導 套 用 Ｈ 7/m6 配 合 ， 鑲 入 定 模 板 內(nèi) ， 并 且 采 用中 小 型 標 準 模 架 。 二 側 抽 芯 機 構 的 設 計注 射 機 采 用 斜 導 柱 側 向 分 型 與 抽 芯 機 構 ， 如 圖 所 示 。(一 )、 抽 芯 距 的 確 定為 了 安 全 起 見 ， 側 向 抽 芯 距 離 通 常 比 塑 件 上 的 側 孔 的 深 度為 2mm 即 抽 芯 距 S=3mm。(二 )， 抽 芯 力 得 計 算抽 芯 力 得 計 算 同 脫 模 力 計 算 相 同 。 對 于 側 向 凸 起 較 小 的塑 件 的 抽 芯 力 往 往 是 比 較 小 的 ， 僅 僅 是 克 服 塑 件 與 側 型 腔 的 粘附 力 和 側 型 腔 滑 塊 移 動 時 的 摩 擦 力 。 對 于 側 型 芯 的 抽 芯 力 ， 往往 采 用 如 下 的 公 式 進 行 估 算 ：第 24 頁 共 28 頁Fc=chp(μ Cosα -Sinα )式 中 Fc------抽 芯 力 (N)；c------側 型 芯 成 型 部 分 的 截 面 平 均 周 長 (m) ；h------側 型 芯 成 型 部 份 的 高 度 (m) ；p------塑 件 對 側 型 芯 的 收 縮 力 (包 緊 力 )，其 值 與 塑 件 的 幾 何 形 狀 及 塑 料 的 品 種 、 成 型 工 藝 有 關 ， 一 般 情況 下 模 內(nèi) 冷 卻 的 塑 件 ， p==(0.8~1.2)Pa；μ-------塑 件 在 熱 狀 態(tài) 時 對 鋼 的 模 擦 系 數(shù) ，一 般 μ=0.15~0.20；α ----------側 型 芯 的 脫 模 斜 度 或 傾 斜 角(o)。將 數(shù) 據(jù) 代 入 公 式 中 得 Fc =7.85x1x1x107x(0.2xCos200-Sin200)=0.46 KN(三 )、 斜 導 柱 的 設 計取 斜 導 柱 的 工 作 端 部 設 計 成 錐 臺 形 ， 錐 臺 的 斜 角 為17o。 斜 導 柱 與 其 固 定 的 模 板 之 間 采 用 過 渡 配 合H7/m6。 由 于 斜 導 柱 在 工 作 過 程 中 主 要 用 來 驅 動 側 滑 塊 作 往 復運 動 ， 側 滑 塊 運 動 的 平 穩(wěn) 性 由 導 滑 槽 與 滑 塊 之 間 的 配 合 精 度 保證 ， 而 核 模 時 滑 塊 的 最 終 準 確 位 置 由 楔 緊 塊 決 定 ， 因 此 ， 為 了運 動 的 靈 活 ， 滑 塊 上 斜 導 孔 與 斜 導 柱 之 間 可 以 采 用 較 松 的 間 隙配 合 H11/b11， 或 者 兩 者 之 間 保 留 0.5~1mm 的 間 隙 。由 于 抽 芯 距 較 小 ， 取 斜 導 柱 傾 斜 角 取 20o由 此 計 算 斜 導 柱 下 列 尺 寸 ：1、 斜 導 柱 的 工 作 長 度L=S/Sinα=3/Sin20o第 25 頁 共 28 頁=8.77mm2、 與 抽 芯 距 S 對 應 的 開 模 據(jù)H=SCtgα=3Ctg20o=8.24mm3、 斜 導 柱 的 長 度 計 算Lz=L1+L2+L3+L4+L5=d2/2tgα +h/Cos+d/2tgα +S/Sinα +5~10mm= 80mm4、 斜 導 柱 的 直 徑d=(FwLw/0.1[δ w])=10mm考 慮 到 滑 塊 的 摩 擦 力 且 結 構 允 許 ， 取 d=12 mm(四 )、 側 滑 塊 與 導 滑 槽 的 設 計根 據(jù) 模 具 結 構 靈 活 性 ， 且 側 型 芯 在 摩 損 后 可 以 更 換 的 情 況下 ， 滑 塊 的 結 構 形 狀 為 組 合 式 ， 滑 塊 與 側 型 芯 聯(lián) 接 方 式 為 ： 小型 芯 在 非 成 型 端 尺 寸 放 大 后 用 H7/m6 的 配 合 鑲 入 滑 塊 ， 然后 用 一 個 圓 柱 銷 定 位 ， 滑 塊 上 放 小 型 芯 的 孔 為 直 通 孔 。成 型 滑 塊 在 側 向 分 型 抽 芯 和 往 復 過 程 中 ， 要 求 其 必 須 沿 一定 的 方 向 平 移 地 往 復 移 動 ， 這 一 過 程 在 導 滑 槽 內(nèi) 完 成 的 。 根 據(jù)模 具 結 構 的 具 體 要 求 ， 滑 塊 與 導 滑 槽 的 配 合 采 用 T 形 槽 ，T 形 槽 采 用 壓 嵌 式 式 ， 即 在 中 間 板 上 制 出 T 形 臺 肩 的 導滑 部 分 。(五 )、 楔 緊 塊 的 設 計在 注 射 成 型 過 程 中 ， 側 向 成 型 零 件 受 到 容 融 料 很 大 的 推 力作 用 ， 這 個 力 通 過 滑 塊 傳 給 斜 導 柱 ， 而 一 般 的 斜 導 柱 為 一 細 長桿 件 ， 受 力 后 容 易 變 形 ， 導 致 滑 塊 后 移 ， 因 此 必 須 設 置 楔 緊 塊 ，以 便 在 和 模 后 鎖 住 滑 塊 ， 承 受 熔 融 塑 料 給 予 側 向 成 型 零 件 的 推力 。第 26 頁 共 28 頁楔 緊 塊 與 模 具 的 聯(lián) 接 方 式 是 把 楔 緊 塊 用 H7/n6 配 合整 體 鑲 入 模 板 中 鎖 緊 角 為 22o(六 )、 二 次 分 型 限 位 裝 置 的 設 計限 位 裝 置 在 開 模 過 程 中 用 來 保 證 二 次 分 型 。 采 用 限 位 螺 釘來 實 現(xiàn) 。 用 擺 鉤 等 裝 置 來 緊 固 動 定 模 , 實 現(xiàn) 定 模 抽 芯 的動 作 。(七 )、 滑 塊 的 精 確 導 向滑 塊 的 精 確 導 向 形 式 為 ： 斜 導 柱 與 斜 孔 近 側 型 芯 一 側 的 配合 處 一 定 要 有 0.5mm 以 上 的 孔 隙 ， 決 不 允 許 在 模 具 閉 合 時斜 導 柱 和 滑 塊 之 間 有 碰 撞 現(xiàn) 象 產(chǎn) 生 。第 九 章 溫 度 調(diào) 節(jié) 系 統(tǒng) 的 設 計在 設 計 冷 卻 系 統(tǒng) 時 ， 應 注 意 以 下 原 則 ：1 冷 卻 水 道 應 盡 量 多 ， 截 面 尺 寸 應 盡 量 大 。2 冷 卻 水 道 至 型 腔 表 面 距 離 應 盡 量 相 等 ， 此 塑 件 壁 厚 相等 ， 所 以 冷 卻 水 道 到 型 腔 表 面 距 離 相 等 ， 且 距 離 應 在20—25 mm， 這 里 取 25mm。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 ， 所 以 要 加 強 冷 卻 澆 口 。4、 冷 卻 水 道 出 入 口 溫 差 應 最 小 ， 盡 量 縮 短 冷 卻 水 道 長度 ， 降 低 出 入 口 冷 卻 水 的 溫 差 ， 提 高 冷 卻 效 果 。5、 冷 卻 水 道 應 沿 著 塑 料 收 縮 的 方 向 設 置 ， 此 外 ， 在 設 計冷 卻 水 道 時 還 要 避 免 塑 料 的 熔 融 部 位 ， 以 免 產(chǎn) 生 熔 接 痕 ， 并 且還 要 易 于 清 理 ， 冷 卻 水 道 孔 徑 取 10 mm。 定 出 裝 置 在 模 具內(nèi) 往 復 運 動 ， 除 滑 動 配 合 外 其 余 部 分 處 于 浮 動 狀 態(tài) ， 頂 出 板 和頂 出 固 定 板 的 重 量 不 應 作 用 在 推 桿 上 ， 而 應 由 頂 出 系 統(tǒng) 的 導 向零 件 來 支 撐 ， 此 注 射 模 增 設 導 柱 、 導 向 ， 這 樣 兩 根 導 柱 可 起 支撐 作 用 ， 防 止 支 承 板 變 形 彎 曲 。標準模架概述第 27 頁 共 28 頁本 次 設 計 采 用 標 準 模 架 (P1 型 )模 架 的 基 本 特 點 :名 稱 長 度 寬 度 厚 度定 模 座 板 250 250 25定 模 板 250 200 40中 間 板 250 200 25 動 模 板 250 200 25墊 塊 250 32 63動 模 座 板 250 250 25推 板 250 118 16推 桿 固 定 板 250 118 12.5總 結經(jīng) 過 一 個 月 的 時 間 ， 我 完 成 了 畢 業(yè) 設 計 。 在 這 短 短 的 一 個月 內(nèi) ， 我 學 到 了 很 多 東 西 ， 可 說 是 受 益 非 淺 。 雖 說 是 短 短 的 一個 月 ， 但 我 認 為 通 過 實 踐 所 得 比 從 書 本 上 學 到 的 東 西 要 有 價 值的 多 。 通 過 畢 業(yè) 設 計 使 我 真 正 做 到 了 理 論 聯(lián) 系 實 際 。 在 張 云 老師 耐 心 、 認 真 的 教 導 下 ， 使 我 獨 立 地 完 成 了 這 次 畢 業(yè) 設 計 。 在此 設 計 中 我 還 學 會 了 如 何 查 閱 設 計 手 冊 ， 如 何 對 塑 件 的 工 藝 分析 ， 如 何 模 具 設 計 。 在 梁 老 師 的 帶 領 下 ， 還 看 到 了 型 腔 、 型 芯 、滑 塊 等 各 種 模 具 零 部 件 。 這 樣 在 我 腦 海 里 有 了 一 個 深 刻 的 印 象 ，不 至 于 對 模 具 模 棱 兩