梳子注塑模模具設(shè)計

梳子注塑模模具設(shè)計,梳子,注塑,模具設(shè)計 目 錄 中英文摘要………………………………………………2 引言………………………………………………………3 第1章 緒論………………………………………………4 第2章 產(chǎn)品及模具的三維型……………………………7 第3章 該塑件材料分析和工藝性分析 ……………10 3.1材料分析………………………………………10 3.2工藝分析………………………………………10 第4章 擬定的成型工藝 …………………………11 4.1 制件成型方法 ………………………………11 4.2 制件成型參數(shù) ………………………………11 4.3 確定型腔數(shù)目 ………………………………11 第5章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計………………………………12 5.1 制件在模具中的位置…………………………12 5.2 確定澆口形式及位置…………………………13 5.3 主流道設(shè)計……………………………………14 5.4 分流道設(shè)計……………………………………15 5.5 冷料穴設(shè)計……………………………………15 第6章 成型零部件的設(shè)計……………………………16 6.1 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ……………………16 6.2 成型零部件工作尺寸計算……………………17 6.3 成型零部件的強度與剛度計算………………18 第7章 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計……………………………19 7.1 選用標(biāo)準(zhǔn)注射模架……………………………19 7.2 支承零部件的設(shè)計……………………………20 7.3 定模板與動模板的設(shè)計………………………20 7.4 合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計…………………………22 第8章 推出機構(gòu)的設(shè)計 ……………………………22 第9章 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)設(shè)計……………………23 第10章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 …………………………24 第11章 排氣系統(tǒng)設(shè)計 ………………………………25 第12章 注塑機參數(shù)校核 ……………………………25 12.1 注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度的校核 …25 12.2 開模行程的校核 ……………………………25 12.3 模具與注射機安裝相關(guān)部分尺寸校核 ……25 第13章 繪制圖紙并編寫技術(shù)文件 …………………26 13.1 繪制各非標(biāo)準(zhǔn)零件圖紙…………………………26 13.2 編寫加工工藝和裝配技術(shù) …………………26 設(shè)計總結(jié)…………………………………………………33 參考文獻…………………………………………………35 引 言 大學(xué)三年的學(xué)習(xí)一晃而過，為具體的檢驗這三年來的學(xué)習(xí)效果，綜合檢測理論在實際應(yīng)用中的能力，除了平時的考試、實驗測試外，更重要的是理論聯(lián)系實際，即此次設(shè)計的課題為梳子的注塑模具。 本次畢業(yè)設(shè)計課題來源于生活，應(yīng)用廣泛，對我來說是一個很好的考驗。它能加強對塑料模具成型原理的理解，同時鍛煉對塑料成型模具的設(shè)計和制造能力。 本次設(shè)計以注射梳子模具為主線，綜合了成型工藝分析，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，最后到模具零件的加工方法，模具總的裝配等一系列模具生產(chǎn)的所有過程。能很好的學(xué)習(xí)致用的效果。在設(shè)計該模具的同時總結(jié)了以往模具設(shè)計的一般方法、步驟，模具設(shè)計中常用的公式、數(shù)據(jù)、模具結(jié)構(gòu)及零部件。把以前學(xué)過的基礎(chǔ)課程融匯到綜合應(yīng)用本次設(shè)計當(dāng)中來，所謂學(xué)以致用。在設(shè)計中除使用傳統(tǒng)方法外，同時引用了CAD、UG等技術(shù)，使用word軟件，力求達到減小勞動強度，提高工作效率的目的。 由于實際經(jīng)驗和理論技術(shù)有限，設(shè)計的錯誤和不足之處在所難免，希望各位老師批評指正。 梳子塑料模具設(shè)計 中文摘要:塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類。因此研究注塑模具對了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。 本設(shè)計介紹了注射成型的基本原理，特別是側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的結(jié)構(gòu)與工作原理，并對注塑產(chǎn)品提出了基本的設(shè)計原則。詳細(xì)介紹了注射模具的材料及工藝分析，澆注系統(tǒng)、主要零部件、側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)、推出機構(gòu)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的設(shè)計過程，并對模具各參數(shù)選取和校核做相應(yīng)說明。本設(shè)計利用Auto CAD和世界最先進的三維CAD/CAM軟件UG及 UG的Moldwizard模塊，對導(dǎo)柱、導(dǎo)套及各標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)模架進行了參數(shù)化設(shè)計。 關(guān)鍵詞：塑料模具；參數(shù)化；鑲件；分型面；成型 Radio outer covering plastic mold design Specialized:Mold design and manufacture Author:xxx Supervising Teacher:xxx Abstract: Plastic industry is in the world grows now one of quickest industry classes, but casts the mold is development quick type, therefore, the research casts the mold to understand the plastic product the production process and improves the product quality to have the very big significance. This design introduced the injection takes shape the basic principle, specially single is divided the profile to inject the mold the structure and the principle of work, to cast the product to propose the basic principle of design; Introduced in detail the cold flow channel injection evil spirit mold pours the system, the temperature control system and goes against the system the design process, and has given the explanation to the mold intensity request; Finally introduced Auto CAD and UG Moldwizard, and led the wrap to the guide pillar to carry on the parametrization design. Key word: The plastic mold；the parametrization；inlays；divides the profile；Model. 第一章 緒 論 {一} 【模具介紹】 模具的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。模具主要類型有：沖模、鍛摸、塑料模、壓鑄模、粉末冶金模、玻璃模、橡膠模、陶瓷模等。除部分沖模以外的上述各種模具都屬于腔型模，因為它們一般都是依靠三維的模具型腔是材料成型。其中塑料模約占模具總數(shù)的35％，分額最大而且有繼續(xù)上升的趨勢。塑料模主要包括壓塑模，擠塑模，注射模，此外還有擠出成型模，泡沫塑料的發(fā)泡成型模，低發(fā)泡注射成型模，吹塑模等。 {二} 【模具在加工工業(yè)中的地位】 模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等各種模具。 對模具的全面要求是：能生產(chǎn)出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動化操作簡便；從模具制造的角度，要求結(jié)構(gòu)合理、制造容易、成本低廉。 模具影響著制品的質(zhì)量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機械性能、電性能、內(nèi)應(yīng)力大小、各向同性性、外觀質(zhì)量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在加工過程中，模具結(jié)構(gòu)對操作難以程度影響很大。在大批量生產(chǎn)塑料制品時，應(yīng)盡量減少開模、合模的過程和取制件過程中的手工勞動，為此，常采用自動開合模自動頂出機構(gòu)，在全自動生產(chǎn)時還要保證制品能自動從模具中脫落。另外模具對制品的成本也有影響。當(dāng)批量不大時，模具的費用在制件上的成本所占的比例將會很大，這時應(yīng)盡可能的采用結(jié)構(gòu)合理而簡單的模具，以降低成本。 現(xiàn)代生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進的模具是必不可少是三項重要因素，尤其是模具對實現(xiàn)材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設(shè)計起著重要的作用。高效的全自動設(shè)備也只有裝上能自動化生產(chǎn)的模具才有可能發(fā)揮其作用，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具的制造和更新為前提的。由于制件品種和產(chǎn)量需求很大，對模具也提出了越來越高的要求。因此促進模具的不斷向前發(fā)展 [三] 【模具的發(fā)展趨勢】 2近年來，模具增長十分迅速，高效率、自動化、大型、微型、精密、高壽命的模具在整個模具產(chǎn)量中所占的比重越來越大。從模具設(shè)計和制造角度來看，模具的發(fā)展趨勢可分為以下幾個方面： （1） 加深理論研究 在模具設(shè)計中，對工藝原理的研究越來越深入，模具設(shè)計已經(jīng)有經(jīng)驗設(shè)計階段逐漸向理論技術(shù)設(shè)計各方面發(fā)展，使得產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量都得到很大的提高。 （2） 高效率、自動化 大量采用各種高效率、自動化的模具結(jié)構(gòu)。高速自動化的成型機械配合以先進的模具，對提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，降低成本起了很大的作用。 （3） 大型、超小型及高精度 由于產(chǎn)品應(yīng)用的擴大，于是出現(xiàn)了各種大型、精密和高壽命的成型模具，為了滿足這些要求，研制了各種高強度、高硬度、高耐磨性能且易加工、熱處理變形小、導(dǎo)熱性優(yōu)異的制模材料。 （4） 革新模具制造工藝 在模具制造工藝上，為縮短模具的制造周期，減少鉗工的工作量，在模具加工工藝上作了很大的改進，特別是異形型腔的加工，采用了各種先進的機床，這不僅大大提高了機械加工的比重，而且提高了加工精度。 （5） 標(biāo)準(zhǔn)化 開展標(biāo)準(zhǔn)化工作，不僅大大提高了生產(chǎn)模具的效率，而且改善了質(zhì)量，降低了成本。 [四] 【設(shè)計在學(xué)習(xí)模具專業(yè)中的作用】 通過對模具專業(yè)的學(xué)習(xí)，掌握了常用材料在成型過程中對模具的工藝要求，掌握模具的結(jié)構(gòu)特點及設(shè)計計算的方法，以達到能夠獨立設(shè)計一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般機械加工的知識，金屬材料的選擇和熱處理，結(jié)合模具結(jié)構(gòu)的特點，根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝。 畢業(yè)設(shè)計能夠?qū)σ陨细鞣矫娴囊蠹右造`活運用，綜合檢驗大學(xué)期間所學(xué)的知識。 第二章 產(chǎn)品及模具的三維造型 如圖2-1所示塑料制件,材料為ABS,收縮率0.3%～０.８％。大批量生產(chǎn)。需說明的是梳子作為模具畢業(yè)設(shè)計產(chǎn)品，主要目的是通過本產(chǎn)品綜合鍛煉模具設(shè)計與制造的能力。 圖2—1 本模具采用UG4.0進行模具分型，各步驟如下： 1.載入產(chǎn)品同時設(shè)定收縮率，如圖2-2所示 圖2-2 2.設(shè)定模具工作坐標(biāo)系，以制件主分型面中心為模具工作坐標(biāo)且Z 指向制件頂出方向, 如圖2-3所示 圖2-3 3.設(shè)定工件大小, 如圖2-4所示 圖2-4 4. 在各抽芯創(chuàng)建箱體，如圖2-5所示 圖2-5 5.在箱體處補實體，如圖2-6所示 如圖2-6 6.創(chuàng)建分型面，如圖2-7所示 如圖2-7 7.創(chuàng)建型芯，如圖2-8所示 如圖2-8 8.創(chuàng)建型腔，如圖2-9所示 如圖2-9 9.模具三維圖，如圖2-10所示 圖2-10 第3章 該塑件材料分析和工藝性分析 3.1 材料分析 該產(chǎn)品的成型材料是ABS?；咎匦裕篈BS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ABS具有良好的綜合力學(xué)性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化學(xué)腐蝕性及表面硬度，丁二烯使ABS堅韌，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。ABS無毒、無味，呈微黃色，成形的塑料件有較好的光澤。密度為1.02～1.05g/cm3。 ABS有極好的抗沖壓強度，且在低溫下也不迅速下降。有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐油性、耐水性、化學(xué)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。經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。其缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70°C左右，熱變形溫度為93°C左右。耐氣候性差，在紫外線作用下變硬變脆；主要用途：ABS廣泛用于水表殼、紡織器材、電器零件、文教體育用品、玩具等；成型特點：ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力比較高，塑料上的脫模斜度宜稍大，ABS易吸水，成型加工前應(yīng)進行干燥處理；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計時應(yīng)注意盡量減少澆口對流道的阻力；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°C，要求塑件光澤和耐用時，應(yīng)控制在60～80°C。 3.2 工藝分析 1）該塑件尺寸不大，一般精度等級。屬于中等難度的塑料模具。包括了模具的基本結(jié)構(gòu)，其中有外側(cè)抽芯兩處，內(nèi)側(cè)抽芯五處（五處內(nèi)側(cè)抽芯基本尺寸及結(jié)構(gòu)均一致），插破兩處。 2）為滿足制品表面質(zhì)量要求與提高成型效率采用側(cè)澆口。 3）為了節(jié)約成本和方便加工與熱處理，型腔和型芯均采用整體鑲嵌式結(jié)構(gòu)。 4）ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力較高，故塑件上的脫模斜度宜稍大，要有足夠的脫模斜度防止頂角；ABS易吸水，成型加工前應(yīng)進行干燥處理；ABS易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計時應(yīng)注意盡量減少澆注系統(tǒng)對料流的阻力，要注意澆口位置防止和減少熔接痕；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響極小。 模具溫度應(yīng)控制在60°～80°。 第4章 擬定的成型工藝 4.1 制件的成型方法 熱塑性塑料指定采用注射成型，本設(shè)計選用熱塑性塑料ABS，可用注射成型。 4.2 制件的成型參數(shù) 根據(jù)制品結(jié)構(gòu)特點及選定的原料ABS，可擬定如下工藝參數(shù)）。 塑料名稱： ABS密度（g/cm3）：1.02～1.05 計算收縮率（%）：0.5 模具溫度（℃）： 50～60 注射壓力（MPa）：60～100 成型時間（s）： 注射時間15～60；加壓時間0～3； 冷卻時間 20～90；總周期 50～160 適應(yīng)注射機類型：柱塞式 4.3 確定型腔數(shù)目 （1）計算制品的體積和重量 通過三維制圖UG軟件測量得: 單件塑件面積 S=27765㎜2 ;單件 塑件體積V=18837㎜3 查有關(guān)資料可知ABS的密度為1.02～1.05g/cm3 則單件塑件重量m=20g （2）型腔數(shù)目的確定主要參考以下幾點來確定 1）根據(jù)經(jīng)濟性確定型腔數(shù)目和總成型加工費用最小的原則,并略準(zhǔn)備時間試生產(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(dāng)成型大型平板制件時常用這種方法 3）根據(jù)注射機的最大注射量確定型腔數(shù)目,根據(jù)經(jīng)驗,每加一個型腔制品尺寸精度要降低4%,對于高精度制品,由于多型腔模具難以保證各型腔的成型條件一致,故推薦型腔數(shù)目不超過4個。 （3）根據(jù)本產(chǎn)品的生產(chǎn)批量及尺寸精度要求采用一腔一模, 由于單型腔模具具有塑料制件的形狀和尺寸一致性好，成型工藝條件容易控制，模具結(jié)構(gòu)簡單緊湊、模具制造成本低、制造周期短等特點，并結(jié)收音機外殼的質(zhì)量要求，所以采用單型腔模具。 第5章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 5.1制件在模具中的位置 （1）型腔的布置 主要考慮制件在分型后能保留在動模上以便脫模，并結(jié)合制件的結(jié)構(gòu)特征應(yīng)將型腔設(shè)置在定模側(cè)，型芯設(shè)置在動模側(cè)。 （2）分型面的選擇 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、塑件結(jié)構(gòu)工藝性及尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排氣等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析，應(yīng)遵循以下幾項的設(shè)計原則： 1）分型面應(yīng)選擇在塑件外形最大輪廓處 2）分型面的選擇應(yīng)有利于塑件的順利脫模 3）分型面的選擇應(yīng)保證塑件的精度要求 4）分型面的選擇應(yīng)滿足塑件的外觀質(zhì)量要求 5）分型面的選擇要便于模具的加工制造 6）分型面的選擇應(yīng)有利于排氣 除了以上這些基本原則以外，分型面的選擇還要考慮到型腔在分型面上的投影面積的大小。為了保證側(cè)向型芯的位置的放置及抽芯機構(gòu)的動作順利，應(yīng)以淺的側(cè)向凹孔或短的側(cè)向凸臺作為抽芯方向，而將較深的凹孔或較高的凸臺放置在開合模方向。 綜合考慮以上的設(shè)計原則并結(jié)合該塑件的結(jié)構(gòu)特點和質(zhì)量要求，應(yīng)采用階梯分型面。如圖5—1粗實線所示。 圖5-1 5.2 確定澆口形式及位置 對澆注系統(tǒng)進行設(shè)計時，一般應(yīng)遵循如下基本原則： （1）了解塑料的成型性能 （2）盡量避免或減少熔接痕 （3）有利于型腔中氣體排出 （4）防止型芯的變形和嵌件的位移 （5）盡量采用較短的流程充滿型腔 （6）流動距離比和流動面積比的校核 為了提高成型效率和綜合考慮以上的基本設(shè)計原則并結(jié)合制件質(zhì)量要求，本模具應(yīng)采用直接澆口，由兩處澆口進料。澆口位置如圖5—2所示。 澆口直徑可以根據(jù)經(jīng)驗公式計算 d=（0.14～0.20） 式中 d—澆口直徑（mm） —塑件在澆口處的壁厚（mm） A—型腔的表面積㎜2 d=（0.14～0.20）×13491≈1mm (澆口直徑也可根據(jù)經(jīng)驗值取 d=1mm) 澆口錐角取 澆口傾斜角取 圖5-2 5.3 主流道的設(shè)計 主流道是連接注射機噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定錐度 1）主流道設(shè)計成圓錐型，其錐角為2°～6°，內(nèi)壁粗糙度Ra取0.4um 分流道截面設(shè)計成圓型截面，加工容易，且熱量損失與壓力損失均不大為常用形式。圓形截面分流道的直徑可以根據(jù)塑料的流動性等因素確定，該塑料件采用ABS塑料，流動性為中等，所以選圓形截面。根具經(jīng)驗分流道的直徑可以取d=5～6mm。根據(jù)型腔在分型面上的排布情況設(shè)置分流道。 2）主流道大端成圓角，半徑r=1～3mm，以減小料轉(zhuǎn)向過度時的阻力 3）在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，主流道盡可能短，一般小于60mm，過長則會影響流體的順利充型 4）對于小型模具可將主流道襯套與定位圈設(shè)計成整體式，但在大多數(shù)情況下將主流道襯套與定位圈設(shè)計成兩個零件，主流道襯套與定模板采用H7/m6過度配合與定位圈的配合采用H9/f9間隙配合 5）主流道襯套一般選用T8 T10制造，熱處理強度為52～56HRC 根據(jù)“常用塑料直澆口尺寸”表，選主流道始端尺寸d=2.5mm,大端尺寸D=4mm，澆口套始端半徑R=機床噴嘴小經(jīng)d +（0.5～1）=10+(0.5～1)=11mm，半錐角a=2o。其長度尺寸取L=40mm，其余尺寸見圖。主流道內(nèi)壁粗造度Ra=0.63，拋光時要沿軸向進行。 澆口套與定位圈采用H9/f9的配合。定位圈在模具安裝調(diào)試時應(yīng)插入注射機定模板的定位孔內(nèi)，用于模具與注射機的安裝定位。定位圈外徑比注射機定模板上的定位孔徑小0.2mm以下。澆口套與模板的配合為H7/m6 5.4 分流道設(shè)計 分流道設(shè)計時應(yīng)注意盡量減少流動過程中的熱量損失與壓力損失。 1）分流道的形狀與尺寸 分流道的截面尺寸視塑料的品種、塑件是尺寸、成型工藝條件以及流道長短等因素來確定。通常圓形截面分流道直徑為2～10㎜ 。本制件采用的是ABS，由于ABS的流動性能較好且分流道長度教短時，因此分流道采用圓形截面。初選直徑為3㎜，具體尺寸由修模時修正。 2）分流道的長度 具體尺寸根據(jù)型腔的太小而定 3）分流道的表面粗糙度 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻,只有內(nèi)部的熔體比較理想，因此分流道的表面粗糙糙不能太低，一般Ra取1.6um這可增加對外層塑料熔體的流動阻力，使外層塑料冷卻皮固定,形成絕熱層。 4）分流道在分型面的布置形式如圖5-2 根據(jù)以上設(shè)計參數(shù)校核流動比 式中 —流動比距離 Li—模具中各段料流通道及各段型腔的長度（mm） ti—模具中各段料流通道及各段型腔的截面厚度（mm） =60/3.5+37/5+4.5/5+2/2+140/2=98mm 因為影響流動比的因素主要是塑料的流動性，ABS塑料的流動性為中等，經(jīng)查有關(guān)資料可知ABS允許的流動比[]=210～110，所以 〈[] 5.5 冷料穴設(shè)計 冷料穴位于主流道正對面的動模板上，或處于分流道末端。其作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒的“冷料”，以避免這些冷料注入型腔而影響塑件質(zhì)量；還有便于在流道處設(shè)置主流道拉料桿的功能。開模時又可以將主流道的冷凝料拉出，冷料穴直徑宜稍大于主流道大端直徑，長度約為主流道大端直徑。分流道冷料穴當(dāng)分流道較長時，可將分流道的盡頭沿料流前進方向延長作為分流道冷料穴，以貯存前鋒冷料，其長度為分流道直徑的1.5～2倍。 本模具采用Z形拉料桿，設(shè)計的具體尺寸詳見零件圖21。 第6章 成型零部件的設(shè)計 6.1 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 由于制件抽芯機構(gòu)多且復(fù)雜，為了便于加工制造，型芯型腔均采用整體鑲嵌式。 圖6-1所示，兩個外側(cè)通槽均采用斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)。 圖6-1 6.2 成型零部件工作尺寸計算 （1）由于成型零件直接與高溫高壓的塑料熔體接觸，它必須有以 一些性能: 1） 必須具有足夠的強度、剛度，以承受塑料熔體的高壓； 2） 有足夠的硬度和耐磨性，以承受料流的摩擦和磨損。通常進行熱處理，使其硬度達到HRC40以上； 3） 對于成型會產(chǎn)生腐濁性氣體的塑料還應(yīng)選擇耐腐濁的合金鋼理； 4） 材料的拋光性能好，表面應(yīng)該光滑美觀。表面粗造度應(yīng)在Ra0.4以下； 5） 切削加工性能好，熱處理變形小，可淬性良好； 6） 熔焊性能要好,以便修理； 7） 成型部位應(yīng)須有足夠的尺寸精度?？最惲慵镠8~H10，軸類零件為h7~h10。 （2） 型腔、型芯工作部位尺寸的確定 經(jīng)查有關(guān)資料可知ABS塑料的收縮率是0.3%～0.8% 平均收縮率為: S=（0.3%+0.8%）/2=0.55% 型腔工作部位的尺寸： 型腔徑向尺寸 型腔深度尺寸 型芯徑向尺寸 型芯高度尺寸 中心距尺寸 式中 L—塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（mm） l—塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm） H—塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm） h—塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm） C—塑件中心距基本尺寸的平均尺寸（mm） x—修正系數(shù)，取0.5～0.75 △—塑件公差（mm） —模具制造公差，?。?/3～1/4）△。 各工作部位尺寸計算結(jié)果詳見相應(yīng)零件圖紙所標(biāo)明 通常，制品中1mm和小于1mm并帶有大于0.05mm公差的部位以及2mm和小于2mm并帶有大于0.1mm公差的部位不需要進行收縮率計算。 6.3 成型零部件的強度與剛度計算 為了方便加工和熱處理，其型芯整體鑲嵌式，型腔為整體形式。因此，型腔的強度和剛度按型腔整體式計算。由于型腔壁厚計算比較麻煩，也可參考經(jīng)驗推薦數(shù)據(jù)。經(jīng)查有關(guān)資料可知型腔側(cè)壁厚S=25mm。支承板厚度計算可以經(jīng)過Auto CAD的燕秀工具箱承板厚度計算器來計算，如圖6-5所示 圖6-5 第7章 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計 7.1 選用標(biāo)準(zhǔn)注射模架 （1）初選注射機 1）注射量：該塑料制件單件重量m=148g 澆注系統(tǒng)重量的計算可以根據(jù)澆注系統(tǒng)尺寸先計算澆注系統(tǒng)的體積 V= 3.601 粗略計算澆注系統(tǒng)重量為 3.601×1.053.5g 總體積 V塑件=（18.836+3.601）=22.437 總重量 M=22.437×1.05=24g 聚苯乙烯的密度為1.054g/cm3 ，ABS的密度為1.02～1.05g/ 滿足注射量 V機≥V塑件/0.80 式中 V機—額定注射量（） V塑件—塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和（） = 28.05 或滿足注射量M機≥M塑件 式中 M機—額定注射量（g） M塑件—塑件與澆注系統(tǒng)凝料的重量和（g） —聚苯乙烯的密度（g/cm3） —塑件采用塑料的密度（g/cm3） g 2）注射壓力： P注≥P成型 經(jīng)查有關(guān)資料可知ABS塑料成型時的注射壓力P成型=70～90MPa 3）鎖模力： P鎖模力≥pF 式中p—塑料成型時型腔的壓力，ABS塑料的型腔壓力p=30MPa F—澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積和（） 各型腔及澆注系統(tǒng)及各型腔在分型面上的投影面積 F=8187.5 PF=30×8187.5=245.625KN 根據(jù)以上的分析、計算，查教材第103頁表4.2初選注射機型號為：XS-Z-30,其有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下： 理論注射容量（cm3） 30 螺桿直徑（mm） 28 注射壓力（MPa） 119 注射行程（㎜） 130 注射方式 注塞式 鎖模力（KN） 250 拉桿內(nèi)向距（mm） 350 移模行程（mm） 200 最大模具厚度（mm） 180 最小模具厚度（mm） 60 噴嘴圓弧半徑（mm） 12 噴嘴孔直徑（mm） 2 最大開合模行程（mm） 160 動、定模板尺寸（㎜） 250×280 拉桿空間（㎜） 235 （2）選標(biāo)準(zhǔn)模架 根據(jù)以上分析、計算以及型腔尺寸及位置可確定模架的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格。通過調(diào)用Auto CAD的燕秀工具箱模架選用，如圖7-1所示 定模板厚度：A=45 ㎜ 動模板厚度：B=50 ㎜ 墊塊厚度： C=80 ㎜ 模具厚度：H模=245 ㎜ 模具外形尺寸：300㎜×250 ㎜×250 ㎜ 7.2 支承零部件的設(shè)計 支承板厚度計算可以經(jīng)過Auto CAD的燕秀工具箱承板厚度計算器來計算，如圖6-5所示 7.3 定模板與動模板的設(shè)計 本模具的模架是Auto CAD的燕秀工具箱調(diào)出拉，已經(jīng)設(shè)計好動定各模板的相關(guān)參數(shù)。 圖7-1 7.4 合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 1.為了使導(dǎo)柱能順利地進入導(dǎo)套，導(dǎo)柱端部應(yīng)做成錐形或半球形，導(dǎo)套的前端也應(yīng)倒角。 2.導(dǎo)柱設(shè)在動模一側(cè)可以保護型芯不受損傷，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。 3.一般導(dǎo)柱滑動部分的配合形式按H8/f8，導(dǎo)柱和導(dǎo)套固定部分配合按H7/k6，導(dǎo)套外徑的配合按H7/k6。 4.除了動模、定模之間設(shè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套外，一般還在動模座板與推板之間設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套，以保證推出機構(gòu)的正常運動。 5.導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具大小而定，可參考標(biāo)準(zhǔn)模架數(shù)據(jù)選取。一次分型導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計：導(dǎo)柱固定在固定模板上，與固定模板為H7/m6的過渡配合。導(dǎo)柱直徑參考標(biāo)準(zhǔn)，取D=12mm，導(dǎo)柱頭部做成半圓形。導(dǎo)柱長度與主流導(dǎo)長度點澆口長度以及塑件長度等有關(guān)。 第8章 推出機構(gòu)的設(shè)計 注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無誤的從模具的凹模中或型芯上脫出，完成模具脫模。 脫模機構(gòu)設(shè)計應(yīng)遵循下述原則： 1. 塑件滯留于動模邊，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作，致使模具結(jié)構(gòu)簡單。 2. 防止塑件結(jié)構(gòu)變形或損壞，正確分析塑件對模腔的粘附力的大小及所部位，有針對性的選擇合適的脫模裝置，使推出重心與脫模阻力中心相重合。由于塑件收縮時包緊型芯，因此推出力作用點應(yīng)盡量靠近型芯，同時推出力應(yīng)施于塑件剛性和強度最大部位，作用面積也盡可能大一些，以防塑件變形或損壞。 3. 由于塑件收縮時包緊型芯，因此推出力作用點應(yīng)盡量靠近型芯，同時推出力應(yīng)施于塑件剛性和強度最大部位，作用面積也盡可能大一些，以防塑件變形或損壞。 4. 力求良好的塑件外觀，在選擇頂相互位置時，應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗绊懖淮蟮牟课?。在采用推桿脫模時，尤其要注意這個問題。 5. 結(jié)構(gòu)合理可靠，脫模結(jié)構(gòu)應(yīng)工作可靠，運動靈活，制造方便，更換容易，且有足夠的強度和剛度。 根據(jù)制件的形狀，本模具可才用頂桿頂出。 復(fù)位桿長度尺寸： L4=L頂桿固定板+L支撐板+L型芯板+100 =15+35+40+40=130mm 復(fù)位桿徑向尺寸參考標(biāo)準(zhǔn)見尺寸，取d=15mm。 推出結(jié)構(gòu)的設(shè)計 1）.推件力的計算 推件力 式中 A—塑件包絡(luò)型芯的面積（） —塑件對型芯單位面積上的包緊力，p取0.8×107～1.2×107Pa —脫模斜度 —大氣壓力0.09MPa —塑件對鋼的檫系數(shù)，約為0.1～0.3； —制件垂直于脫模方向的投影面積（） 查教材第70頁可知道ABS的脫模斜度= A 103.5 =[103.5×1.0×(0.2cos -sin)/+0.09×17×15]=11.6kN （2）確定頂出方式及頂桿位置 根據(jù)制品的結(jié)構(gòu)特點，確定在制品的四角上設(shè)置六根普通的圓頂桿。普通的圓形頂桿按GB4169.—1984選用，均可滿足頂桿剛度要求。 經(jīng)查相關(guān)資料，選用 3㎜×155.5㎜型號的圓型頂桿7根。由于塑件不大，推出裝置可不設(shè)導(dǎo)向裝置。 第9章 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)設(shè)計 9.1 外側(cè)抽芯機構(gòu)設(shè)計 外側(cè)抽芯機構(gòu)設(shè)計采用斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)，把兩個凹槽連大的凹面一起做成成型滑塊。 計算斜導(dǎo)柱傾斜角 斜導(dǎo)柱傾斜角是決定斜導(dǎo)柱抽芯機構(gòu)中工作效果的重要參數(shù)， 大小對斜導(dǎo)柱的有效工作長度、抽芯距、受力狀況等有直接影響。最常用的是。本模具采用中間值，則楔緊塊的楔緊角～。 （2）計算斜導(dǎo)柱直徑D 由于計算比較復(fù)雜，為了方便，用查表的方法來確定斜導(dǎo)柱的直徑。先按已經(jīng)求得的抽撥力和選定的斜導(dǎo)柱傾斜角在教材第206頁表9.1查出最大的彎曲力，然后根據(jù)和以及斜導(dǎo)柱傾斜角在表9.2中查出斜導(dǎo)柱直徑D=16㎜。 （3）計算斜導(dǎo)柱長度 斜導(dǎo)柱長度由Auto CAD的燕秀工具箱斜導(dǎo)柱計算器計算，如圖9-1所示，具體尺寸詳見零件圖9。 圖9-1 第10章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 一般注射到模具內(nèi)的塑料溫度為200°C左右，而塑件固化后從模具型腔中取出時其溫度在60°C以下。熱塑性塑料在注塑成型后，必須對模具進行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡快的傳給模具，以便使塑件可靠冷卻定型并可迅速脫模，縮短成型周期，提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。 由于制品平均厚度為2㎜，制品尺寸不大，確定水孔直徑為10㎜。由于冷卻水道的位置、結(jié)構(gòu)形式、孔徑、表面狀態(tài)、水的流速、模具材料等很多因素都會影響模具的熱量向冷卻水的傳遞，精確計算比較困難。實際生產(chǎn)中，通常都是根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)確定冷卻水路，通過調(diào)節(jié)水溫、水速來滿足要求。 第11章 排氣系統(tǒng)設(shè)計 對于小型模具，可利用分型面間隙排氣，但分型面須位于容體流動末端。還可以利用推桿、活動型芯等配合間隙排氣。 由于本制品尺寸不大，可利用分型面開設(shè)排氣槽、推桿的配合間隙和活動型芯排氣即可。 分型面排氣槽應(yīng)離開型腔5～6㎜，深度h0.03㎜。利用間隙排氣，其配合間隙不能超過0.05㎜，一般為0.03～0.005㎜。 第12章 注塑機參數(shù)校核 12.1 最大注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度的校核 由于在初選注射機和選用標(biāo)準(zhǔn)模架時是根據(jù)以上的四個技術(shù)參數(shù)及計算壁厚等因素選用的，所以注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度不必進行校核，已經(jīng)符合所選注射機要求。 12.2 開模行程的校核 注射機最大的開模行程S S≥2h件+h澆+（5～10）=111<160 式中 2h件 —塑料制品高度（mm） h澆—澆注系統(tǒng)高度 故滿足要求。 12.3 模具與注射機安裝相關(guān)部分尺寸校核 從標(biāo)準(zhǔn)模架外形尺寸看小于注射機拉桿空間，并采用壓板固定模具，所以所選注射機規(guī)格滿足要求。 第13章 繪制圖紙并編寫技術(shù)文件 13.1繪制各非標(biāo)準(zhǔn)零件圖紙 詳見裝配圖紙和非標(biāo)準(zhǔn)零件圖紙 13.2編寫加工工藝和裝配技術(shù) 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，塑料模具制造時應(yīng)達到以下技術(shù)要求： a、組成塑料模具的所有零件，在材料加工精度和熱處理質(zhì)量等方面均應(yīng)符合相應(yīng)圖樣的要求。 b、組成模架的零件應(yīng)達到規(guī)定的加工要求，裝配成套的模架應(yīng)活動自如，并達到規(guī)定的平行度和垂直度要求 c、模具的功能必須達到設(shè)計要求 d、為了鑒別塑料成型件的質(zhì)量，裝配好的模具必須在生產(chǎn)條件下試模，并根據(jù)試模存在問題進行修整，直至試出合格的成型件為止。 （1）加工要求 1）模具分型面及組合件的結(jié)合面應(yīng)很好貼合，局部間隙不大于0.02mm 2）模具成型表面的內(nèi)外銳角、尖邊、圖樣上未注明圓角時允許不大于0.5mm圓角（分型面及結(jié)合面除外）。當(dāng)不允許有圓角時,應(yīng)在圖樣上注明。 3）圖樣中未注明公差的一般尺寸其極限偏差按GB1804標(biāo)準(zhǔn)即孔按H13，軸按h13，長度按J14來加工。 4）模具中各承壓板（模板）的兩承壓面的平行度公差按GB1184附錄一的5級。 5）導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔對模板平面的垂直度公差按GB1184附錄一的4級。導(dǎo)柱、導(dǎo)套之間的配合按H8/f8。 6）模具中安裝鏍釘（鏍栓）之螺紋孔及其通孔的位置公差不大于2mm，或相應(yīng)各孔配作。 7）導(dǎo)柱(直導(dǎo)柱、臺肩導(dǎo)柱)其配合部位的大徑與小徑的同軸度公差t按GB1184附錄一的5級。 8）導(dǎo)套（直導(dǎo)套、帶頭導(dǎo)套）外圓與內(nèi)孔的同軸度公差t按GB1184附錄一的5級。 9）主流道襯套的中心錐孔應(yīng)研磨拋光，不得有影響脫澆口的各種缺陷。 10）成型零部件：為了保證導(dǎo)向作用，動、定模的導(dǎo)柱，導(dǎo)套孔的孔距精度應(yīng)控制在0.01mm以內(nèi)。因此，必須用坐標(biāo)鏜床對動、定模鏜孔。在缺少坐標(biāo)鏜床的情況下，較普遍采用的方法是將動、定模合在一起，在車床、銑床或鏜床上進行鏜孔。成型零部件采用優(yōu)質(zhì)模具鋼，強度高，耐磨性好，熱處理變形小，要求耐腐蝕，調(diào)質(zhì)淬火低溫回火≥55HRC。 型芯的加工：把成型面的曲面圖通過計算機產(chǎn)生刀具加工路徑進行數(shù)控銑外形加工，再銑小型芯孔和凹臺，鉆推桿孔，加工澆口。再用電火花加工成型，詳見表13-1。 型腔的加工：把成型面的曲面圖通過計算機產(chǎn)生刀具加工路徑，留余量在數(shù)控銑上加工成型，再用電火花加工成型，詳見表13-2。 表 13-1 型芯的機加工工藝 序號 工序名稱 加工內(nèi)容及要求 設(shè)備 1 下料 根據(jù)模板形狀下料 2 鍛造 鍛坯料至尺寸長168、寬75、厚50mm 3 劃線 劃線、打樣沖4個沉頭孔的中心 鉗工臺 4 鉆孔 鉆兩個￠16、兩個￠20的孔 鉆床 5 鉆孔 將￠16的孔從上表面鉆￠22、深15 鉆床 6 銑削 以孔定位銑出型腔的外形 銑床 7 刨削 精刨上下面使厚度為26mm 刨床 8 鉆孔 鉆兩型腔中間￠6的孔 鉆床 9 鉆孔 鉆旁邊側(cè)抽芯孔到規(guī)定位尺寸 鉆床 10 熱處理 淬火，表面硬度達54～58HRC 11 磨削 粗磨底面，使厚為25.5mm 平面磨床 12 磨削 精磨上表面，使厚度達圖紙要求 平面磨床 表 13-2 型腔的機加工工藝 序號 工序名稱 加工內(nèi)容及要求 設(shè)備 1 下料 根據(jù)模板形狀下料 2 鍛造 鍛坯料至尺寸長168、寬75、厚65mm 3 劃線 劃線、打樣沖4個沉頭孔的中心 鉗工臺 4 鉆孔 鉆兩個￠16、兩個￠20的孔 鉆床 5 鉆孔 將￠16的孔從上表面鉆￠22、深15 鉆床 6 銑削 以孔定位銑出型腔的外形 銑床 7 刨削 精刨上下面使厚度為26mm 刨床 8 鉆孔 鉆兩型腔中間￠6的孔 鉆床 9 鉆孔 鉆旁邊側(cè)抽芯孔到規(guī)定位尺寸 鉆床 10 熱處理 淬火，表面硬度達54～58HRC 11 磨削 粗磨底面，使厚為25.5mm 平面磨床 12 磨削 精磨上表面，使厚度達圖紙要求 平面磨床 (2)裝配要求： 1）頂出制品的推桿的端面與所在的相應(yīng)型面保持齊平，允許推桿端面 高出型面不大于0.1mm。 2）注射模的復(fù)位桿，其端面應(yīng)與模具分型面齊平，允許低于分型面大 大于0.03mm。 3）型芯、凸模、鑲件等，其尾部高度尺寸未注明公差時，其端面應(yīng)在 裝配后與其配合的零件齊平。 4）制品同一表面的成型腔分布在上、下?；騼赡r，裝配后沿分型面的錯邊不大于0.05mm，并其組合尺寸不超過型腔允許的極限尺寸。 5）凸模與凹模裝配后的配合間隙，應(yīng)保持周圍均勻。 6）需保持同軸的兩個以上零件，其同軸度必須保證裝配要求，使各配合零件能順利裝卸，活動自如。 7）模具導(dǎo)向件的導(dǎo)向部分，裝配后保證滑動靈活，無卡滯現(xiàn)象。 8）模具中供兩次分型用的拉桿、拉板裝配后，各工作面應(yīng)在同一平面內(nèi)，允許其極限偏差為±0.1mm。 9）模具裝配后，兩安裝平面應(yīng)保持平，其平行度公差按按GB1184附錄一的6級。 (3)綜合要求 1）模具、模架及其零件的工件表面，不應(yīng)有碰傷、凹痕、裂紋、毛刺、銹蝕等缺陷。 2）經(jīng)熱處理后的零件，硬度應(yīng)均勻，不允許有脫碳、軟點、氧化斑點及裂紋等缺陷。熱處理后應(yīng)清除氧化皮，臟物油污。 3）配通用模架模具，裝配后兩側(cè)面應(yīng)進行同時磨削加工，以保證模具能順利裝入模架。 4）模具的冷卻水道應(yīng)保證暢通。 設(shè)計總結(jié) 通過本次畢業(yè)設(shè)計收益匪淺，主要體現(xiàn)在以下幾個方面： 1．培養(yǎng)我綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本知識和基本技能、提高分析解決實際問題的能力。 2．得到綜合訓(xùn)練，提高實際工作能力。如調(diào)查研究、查閱文獻和收集資料并進行分析的能力；制訂設(shè)計或試驗方案的能力；設(shè)計、計算和繪圖能力；總結(jié)提高撰寫論文的能力。 3．檢驗我綜合素質(zhì)與實踐能力，是畢業(yè)的重要依據(jù)。 心得體會：回想三年的大學(xué)生涯，可謂艱辛，但收獲是豐盛的。在這三年中，我掌握了許多機械設(shè)計方面的知識，通過這次畢業(yè)設(shè)計充分的發(fā)揮出來。我也從中認(rèn)識到自己的不足，彌補了缺乏的知識面，使專業(yè)知識得到升華。這次畢業(yè)設(shè)計的零件是“梳子”。通過本設(shè)計，對注塑模具有一個初步的認(rèn)識，注意到設(shè)計中的某些細(xì)節(jié)問題，掌握了模具結(jié)構(gòu)及工作原理。使自己的所學(xué)的知識得以綜合運用。通過對UG和AutoCAD的學(xué)習(xí)，從而有效的提高工作效率。梳子的形狀比較復(fù)雜，所以模具設(shè)計中要考慮的因素有很多，除考慮它的出模、分型面，還需考慮它成型的質(zhì)量，表面光潔度等。更重要的是考慮它的制造難度和加工成本。所以設(shè)計認(rèn)真分析塑料制品的結(jié)構(gòu)，尋求最佳的設(shè)計方案。應(yīng)用模具設(shè)計的UG、工程圖設(shè)計的AutoCAD、文字處理排版Word等軟件更加得心應(yīng)手。 在本次畢業(yè)設(shè)計過程中得到老師和同學(xué)的不少幫助，老師和同學(xué)幫我解決了很多在設(shè)計中遇到的各種問題，在此我向他們表示忠心的感謝。同時，特別感謝覃學(xué)東老師在百忙之中對我的畢業(yè)設(shè)計逐一作了仔細(xì)地審閱，并提出了許多問題和建議，使本次的設(shè)計能順利完成，得到進一步的提高。 參考文獻 1. 史鐵梁.模具設(shè)計指導(dǎo).第1版.北京：機械工業(yè)出版社，2003 2. 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