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斜三通注塑模具設(shè)計(jì)
機(jī)械學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
設(shè)計(jì)題目: 斜三通注塑模具設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名： 趙陽(yáng)
學(xué) 號(hào)： 320804010330
專業(yè)班級(jí)： 08機(jī)制本三班
指導(dǎo)教師： 李章東
目 錄
1 緒論 1
1.1 模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位 1
1.2 中國(guó)塑料工業(yè)的發(fā)展 3
2 方案論證 4
3 產(chǎn)品工藝性分析 5
3.1 產(chǎn)品材料分析 5
3.1.1 成型特點(diǎn) 6
3.1.2 注射成型工藝參數(shù)： 6
3.2 塑件結(jié)構(gòu)和尺寸精度分析 7
3.2.1 其塑件的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖如下 8
3.2.2 產(chǎn)品形狀分析 8
4. 模具的計(jì)算 10
4.1 注塑機(jī)的選擇 10
4.2 具體模具尺寸計(jì)算 13
4.2.1 開(kāi)模行程 13
4.2.2厚度計(jì)算 14
4.2.3型腔、型芯尺寸確定 15
4.2.4脫模力的計(jì)算 18
4.2.5 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 19
4.2.6 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 21
4.2.7 其它零部件的設(shè)計(jì)： 25
5. 塑料模具的裝配 28
5.1塑料模零件組裝： 28
5.2 裝配調(diào)試的工藝要求及注意問(wèn)題： 29
設(shè)計(jì)總結(jié) 29
致謝 31
參 考 文 獻(xiàn) 31
1 緒論
1.1 模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位
模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備。振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關(guān)注。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，60～80%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來(lái)的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。
鑒于振興我國(guó)模具工業(yè)的重要性，在1989年3月國(guó)務(wù)院頒布的《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，把模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位、生產(chǎn)和基本建設(shè)序列的第二位。
1997年以來(lái)，國(guó)家又相繼把模具及其加工技術(shù)和設(shè)備列入了《當(dāng)前國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄》和《鼓勵(lì)外商投資產(chǎn)業(yè)目錄》。經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，從1997年到2002年，對(duì)全國(guó)部分重點(diǎn)專業(yè)模具廠實(shí)行增值稅返還70%的優(yōu)惠政策，以扶植模具工業(yè)的發(fā)展。
1999年7月國(guó)家計(jì)委和科學(xué)技術(shù)部發(fā)布的《當(dāng)前國(guó)家優(yōu)先發(fā)展的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)領(lǐng)域指南(目錄)》，把電子專用工模具、塑料成形新技術(shù)與新設(shè)備、快速原型制造工藝及成套設(shè)備、激光加工技術(shù)及成套設(shè)備、汽車關(guān)鍵零部件等等，都列進(jìn)去了。
1999年8月20日黨中央和國(guó)務(wù)院發(fā)布的《關(guān)于加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展高科技實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的決定》指出：要在電子信息特別是集成電路設(shè)計(jì)與制造、網(wǎng)絡(luò)及通訊、計(jì)算機(jī)及軟件、數(shù)字化電子產(chǎn)品等方面，在生物技術(shù)及新醫(yī)藥、新技術(shù)、新能源、航天航空、海洋等有一定基礎(chǔ)的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，形成一大批擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。要加強(qiáng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級(jí)。注重電子信息等技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的嫁接，大幅度提高國(guó)產(chǎn)技術(shù)裝備的水平。
所有這些，都充分體現(xiàn)了國(guó)務(wù)院和國(guó)家有關(guān)部門對(duì)發(fā)展模具工業(yè)的重視和支持。
從以下四個(gè)方面，可以看出模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位與作用。
第一，模具工業(yè)是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分。例如：屬于高新技術(shù)領(lǐng)域的集成電路的設(shè)計(jì)與制造，不能沒(méi)有做引線框架的精密級(jí)進(jìn)沖模和精密的集成電路塑封模；計(jì)算機(jī)的機(jī)殼、接插件和許多元器件的制造，也必須有精密塑料模具和精密沖壓模具；數(shù)字化電子產(chǎn)品(包括通訊產(chǎn)品)的發(fā)展，沒(méi)有精密模具也不行。不僅電子產(chǎn)品如此，在航天航空領(lǐng)域也離不開(kāi)精密模具。例如：形狀誤差小于0.1～0.3μ的空空導(dǎo)彈紅外線接收器的非球面反射鏡，就必須用高精度的塑料模具成形。因此可以說(shuō)，許多高精度模具本身就是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分。有些生產(chǎn)高精度模具的企業(yè)，已經(jīng)被命名為“高新技術(shù)企業(yè)”。
第二，模具工業(yè)又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。用信息技術(shù)帶動(dòng)和提升模具工業(yè)的制造技術(shù)水平，是推動(dòng)模具工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。CAD／CAE／CAM技術(shù)在模具工業(yè)中的應(yīng)用，快速原型制造技術(shù)的應(yīng)用，使模具的設(shè)計(jì)制造技術(shù)發(fā)生了重大變革。模具的開(kāi)發(fā)和制造水平的提高，還有賴于采用數(shù)控精密高效加工設(shè)備。逆向工程、并行工程、敏捷制造、虛擬技術(shù)等先進(jìn)制造技術(shù)在模具工業(yè)中的應(yīng)用，也要與電子信息等高新技術(shù)嫁接，實(shí)現(xiàn)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。
第三，模具工業(yè)是裝備工業(yè)的一個(gè)組成部分。在1998年以前，許多人把機(jī)械工業(yè)當(dāng)作一般的加工工業(yè)。1998年11月召開(kāi)的中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議，首次明確提出了加大裝備工業(yè)的開(kāi)發(fā)力度，推進(jìn)關(guān)鍵設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化。將機(jī)械工業(yè)作為裝備工業(yè)，把它同一般的加工工業(yè)區(qū)別開(kāi)來(lái)，是對(duì)機(jī)械工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用的重新定位。模具作為基礎(chǔ)工藝裝備，在裝備工業(yè)中自然有其重要地位。因?yàn)閲?guó)民經(jīng)濟(jì)各產(chǎn)業(yè)部門需要的裝備，其零部件有很大一部分是用模具做出來(lái)的。
第四，模具工業(yè)地位之重要，還在于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的五大支柱產(chǎn)業(yè)——機(jī)械、電子、汽車、石化、建筑，都要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應(yīng)。機(jī)械、電子、汽車工業(yè)需要大量的模具，特別是轎車大型覆蓋件模具、電子產(chǎn)品的精密塑料模具和沖壓模具，目前在質(zhì)與量上都遠(yuǎn)不能滿足這些支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。這幾年，我國(guó)每年要進(jìn)口近10億美元的模具。我國(guó)石化工業(yè)一年生產(chǎn)500多萬(wàn)噸聚乙烯、聚丙烯和其他合成樹(shù)脂，很大一部分需要塑料模具成形，做成制品，才能用于生產(chǎn)和生活的消費(fèi)。生產(chǎn)建筑業(yè)用的地磚、墻磚和衛(wèi)生潔具，需要大量的陶瓷模具;生產(chǎn)塑料管件和塑鋼門窗，也需要大量的塑料模具成形。從五大支柱產(chǎn)業(yè)對(duì)模具的需求當(dāng)中，也可以看到模具工業(yè)地位之重要。
1.2 中國(guó)塑料工業(yè)的發(fā)展
塑料模具產(chǎn)業(yè)近年來(lái)在我國(guó)發(fā)展很快，隨之而來(lái)的是日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，加入WTO后，外資模具廠家進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，要在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，發(fā)展模具標(biāo)準(zhǔn)件、實(shí)施模具的專業(yè)化生產(chǎn)至關(guān)重要。?
發(fā)展模具標(biāo)準(zhǔn)件對(duì)縮短模具設(shè)計(jì)制造周期、降低模具生產(chǎn)成本、提高模具質(zhì)量都具有十分重要的意義，如果能夠?qū)崿F(xiàn)模具標(biāo)準(zhǔn)件的專業(yè)化生產(chǎn)和商品化供應(yīng)，將能極大地促進(jìn)我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展。?
?國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)化程度為70％～80％，而我國(guó)只有30％左右。?
?如能廣泛應(yīng)用模具標(biāo)準(zhǔn)件，將會(huì)縮短模具設(shè)計(jì)制造周期25％～40％，并可減少由于使用者自制模具件而造成的工時(shí)浪費(fèi)。應(yīng)用模具CAD／CAM技術(shù)設(shè)計(jì)模具已較為普遍，推廣使用模具標(biāo)準(zhǔn)件，能夠?qū)崿F(xiàn)部分資源共享，這會(huì)大大減少模具設(shè)計(jì)的工作量和工作時(shí)間，對(duì)于發(fā)展CAD／CAM技術(shù)、提高模具的精密度有重要意義。?
?以往的模具即使只損壞了一個(gè)部件，也將無(wú)法使用。由于不是標(biāo)準(zhǔn)件，市場(chǎng)上很難有相應(yīng)產(chǎn)品，要到生產(chǎn)廠家去更換部件，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。而如果采用標(biāo)準(zhǔn)件，則可以很方便的維修、更換，這將大大提高模具的使用壽命。?
現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)企業(yè)已認(rèn)識(shí)到了模具標(biāo)準(zhǔn)化的重要性，目前有一定生產(chǎn)規(guī)模的模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)企業(yè)有100余家，主要產(chǎn)品有塑料模架、側(cè)沖裝置、推桿推管等，其中塑料模架已可生產(chǎn)較大型產(chǎn)品，為發(fā)展大型精密模具打下了基矗雖然國(guó)內(nèi)模具產(chǎn)業(yè)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，但與國(guó)外相比差距仍然很大。?
實(shí)施模具的專業(yè)化生產(chǎn)是加快產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。我國(guó)不少地區(qū)相繼建立了地區(qū)性的模具城，對(duì)發(fā)展模具工業(yè)起到了積極作用。如浙江寧波的余姚模具城是國(guó)內(nèi)第一家模具城，現(xiàn)已有模具企業(yè)數(shù)百家，并已推動(dòng)了余姚當(dāng)?shù)睾椭苓叺貐^(qū)模具工業(yè)發(fā)展。?
?成功地實(shí)施了模具專業(yè)化生產(chǎn)的深圳，模具加工企業(yè)已有近千家。?
其模具企業(yè)建立質(zhì)量保障體系的意識(shí)很強(qiáng)，申請(qǐng)ISO9000認(rèn)證的熱情高漲，都認(rèn)識(shí)到專業(yè)化生產(chǎn)是進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)的通行證。外商獨(dú)資的模具企業(yè)在深圳占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，專業(yè)技術(shù)水平全國(guó)領(lǐng)先、新技術(shù)應(yīng)用廣、模具品種齊全、質(zhì)量較高、制模周期短。除汽車用的大型覆蓋件模具以外的各類模具，這些企業(yè)均能制作，如高速銑加工、氣輔注塑、逆向工程、熱流道技術(shù)、快速原型技術(shù)等。?
深圳的模具企業(yè)不僅在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了專業(yè)化，在模具企業(yè)的生產(chǎn)管理方面，也有越來(lái)越多的采用以設(shè)計(jì)為龍頭、按工藝流程安排加工的專業(yè)化生產(chǎn)方式，降低了對(duì)模具工人技術(shù)全面性的要求，強(qiáng)調(diào)專業(yè)化。盡管如此，深圳生產(chǎn)的模具還只能說(shuō)屬于中上等層次，一些關(guān)鍵模具如復(fù)印機(jī)主框架模具、照相機(jī)和攝像機(jī)用等高精尖模具尚需要進(jìn)口。?
實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化推動(dòng)了我國(guó)塑料模具加工工業(yè)的發(fā)展，并將繼續(xù)為我國(guó)塑料模具生產(chǎn)企業(yè)提高技術(shù)水平、增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力、加快融入國(guó)際大市場(chǎng)的步伐提供必要的技術(shù)保障。?
2 方案論證
對(duì)于一個(gè)塑件的模具設(shè)計(jì)的第一步驟就是型腔數(shù)目的確定。
單型腔模具的優(yōu)點(diǎn)是：塑件精度高；工藝參數(shù)易于控制；模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；模具制造成本低，周期短。缺點(diǎn)是：塑件成型的生產(chǎn)率低、成本高。單型腔模具適用于塑件較大，精度要求較高或者小批量及試生產(chǎn)。
多型腔模具的優(yōu)點(diǎn)是：塑件成型的生產(chǎn)率高，成本低。缺點(diǎn)是：塑件精度低；工藝參數(shù)難以控制。模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜；模具制造成本高，周期長(zhǎng)。多型腔模具適用于大批量、長(zhǎng)期生產(chǎn)的小塑件。
確定型腔數(shù)目的方法：
1）根據(jù)經(jīng)濟(jì)性：n=[NYt/(60C1)]1/2
式中n--每副模具中型腔的數(shù)目
N--計(jì)劃生產(chǎn)塑件的總量
Y--單位小時(shí)模具加工的費(fèi)用
t--成型周期（min）
C1--每個(gè)型腔的模具加工費(fèi)用（元）
2）根據(jù)鎖模力：n=[(Q/p)-A2]/A1
式中Q--注射機(jī)鎖模力）（KN）
p--型腔內(nèi)熔體的平均壓力（Mpa）
A2--澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積
A1--每一個(gè)塑件在分型面上的投影面積
3）根據(jù)塑件的精度：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在模具中每增加一個(gè)型腔，塑件的尺寸精度就要降低4%，由于制品尺寸精度要求不高，且尺寸屬于中型，產(chǎn)量為中批量，所以選擇采用一模一腔。
4）根據(jù)注射量：n=（0.8G-m2）/m1
式中G--注射機(jī)的最大注射量（g）
m1--單個(gè)塑件的重量（g）
m2--澆注系統(tǒng)的重量（g）
根據(jù)產(chǎn)品需要，該塑件為一模一腔。
3 產(chǎn)品工藝性分析
3.1 產(chǎn)品材料分析
PVC （聚氯乙烯）化學(xué)和物理特性 剛性PVC是使用最廣泛的塑料材料之一。PVC材料是一種非結(jié)晶性材料。 PVC材料在實(shí)際使用中經(jīng)常加入穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、輔助加工劑、色料、抗沖擊劑及其它添加劑。
PVC材料具有不易燃性、高強(qiáng)度、耐氣侯變化性以及優(yōu)良的幾何穩(wěn)定性。 PVC對(duì)氧化劑、還原劑和強(qiáng)酸都有很強(qiáng)的抵抗力。然而它能夠被濃氧化酸如濃硫酸、濃硝酸所腐蝕并且也不適用與芳香烴、氯化烴接觸的場(chǎng)合。
3.1.1 成型特點(diǎn)
PVC在加工時(shí)熔化溫度是一個(gè)非常重要的工藝參數(shù)，如果此參數(shù)不當(dāng)將導(dǎo)致材料分解的問(wèn)題。 PVC的流動(dòng)特性相當(dāng)差，其工藝范圍很窄。特別是大分子量的PVC材料更難于加工（這種材料通常要加入潤(rùn)滑劑改善流動(dòng)特性），因此通常使用的都是小分子量的PVC材料。 PVC的收縮率相當(dāng)?shù)?，一般?.2~0.6%。
注塑模工藝條件
干燥處理：通常不需要干燥處理。
熔化溫度：185~205C 模具溫度：20~50C
注射壓力：可大到1500bar 保壓壓力：可大到1000bar 注射速度：為避免材料降解，一般要用相當(dāng)快地的注射速度。
流道和澆口:所有常規(guī)的澆口都可以使用。如果加工較小的部件，最好使用針尖型澆口或潛入式澆口；對(duì)于較厚的部件，最好使用扇形澆口。針尖型澆口或潛入式澆口的最小直徑應(yīng)為1mm；扇形澆口的厚度不能小于1mm。
3.1.2 注射成型工藝參數(shù)：
預(yù)熱和干燥：80～85℃ 螺桿轉(zhuǎn)速：30～60r/min
料筒溫度：前部200～210℃
中部210～230℃
后部180～200℃
模具溫度：50～70℃ 注射壓力：70～90MPa
保壓壓力：50～70MPa 注射時(shí)間：3～5S
保壓時(shí)間：15～30S 冷卻時(shí)間：15~30S
總周期：40~70S
3.2 塑件結(jié)構(gòu)和尺寸精度分析
塑件結(jié)構(gòu)工藝性，直接關(guān)系到其成形模具結(jié)構(gòu)、類型、生產(chǎn)周期與成本。只有符合模塑工藝要求塑件設(shè)計(jì)，才能順利成形，確保內(nèi)在與外觀質(zhì)量，達(dá)到高效率生產(chǎn)和低成本的目地。要求設(shè)計(jì)的模具在生產(chǎn)過(guò)程中不能出現(xiàn)外觀質(zhì)量、困氣、飛邊、燒焦、粘模等問(wèn)題。
3.2.1 其塑件的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖如下
3.2.2 產(chǎn)品形狀分析
1)測(cè)孔
從本產(chǎn)品圖可以看出零件有側(cè)孔，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重視。針對(duì)此種結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)要用楔塊和斜導(dǎo)柱配合實(shí)現(xiàn)型芯的運(yùn)動(dòng)。
2） 脫模斜度
由于制品在冷卻后產(chǎn)生收縮，會(huì)緊緊包住型心或行腔突出的部分，為了使制件能夠順利從模具中取出或者脫模，必須對(duì)塑件的設(shè)計(jì)提出脫模斜度的要求，要求在塑件設(shè)計(jì)時(shí)或者在模具設(shè)計(jì)時(shí)給予充分的考慮，設(shè)計(jì)出脫模斜度。目前并沒(méi)有精確的計(jì)算公式，只能靠前人總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)資料。塑件的脫模斜度與塑料的品種，制件形狀以及模具結(jié)構(gòu)均有關(guān)，一般情況下取0.5度，最小為15分到20分。下表為常用的脫模斜度：
幾種塑料的常用脫模斜度
制品斜度
聚酰胺
通用
聚酰胺
增強(qiáng)
聚乙稀
聚甲基丙稀酸甲脂
聚丙烯
聚碳酸脂
ABS塑料
脫模
斜度
型腔
20′-40′
20′-50′
20′-45′
20′-40′
25′-45′′
35′-1o
35′-1o30′′
型心
25′-40′
20′-40′
20′-45′
30′-1o
20′-45′
30′-50′
35′-1o
3）尺寸精度分析
塑件的尺寸精度是指成型后所獲得的塑件產(chǎn)品尺寸和圖紙中尺寸的符合程度。一般而言，塑件尺寸精度是取決于塑料因材質(zhì)和工藝條件引起的塑料收縮率范圍大小，模具制造精度、型腔型芯的磨損程度以及工藝控制因素。而模具的某些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)又在相當(dāng)大程度的影響塑件的尺寸精度。故而，塑件的精度應(yīng)盡量選擇的低些。對(duì)于本產(chǎn)品，圖紙未注明尺寸精度，我們?nèi)T10級(jí)精度。IT8=0.72mm.
此值由下表查知：
表3-4 精度等級(jí)選用推薦值：
類別
塑料品種
建議采用的等級(jí)
高精度 一般精度 低精度
1
PS
3 4 5
ABS
聚甲苯丙烯酸甲脂
PC
PSU 聚砜
PF
氨基塑料
30％玻璃纖維增強(qiáng)塑料
2
聚酰胺6.66 610 9.10 10
4 5 6
氯化聚乙醚
PVC硬
3
POM
5 6 7
PP
PE低密度
4
PVC
6 7 8
PE高密度
由于沒(méi)有規(guī)定制品尺寸精度，查表精度為6-8.
4. 模具的計(jì)算
4.1 注塑機(jī)的選擇
1． 制品的體積估算
把45°斜三通管分為三部分，三段直徑為127mm的端部為,主干直徑為110.4mm部分為，分支直徑為110.4mm部分為
＝
＝691585.86mm
＝
＝292425.46mm
＝
＝204067.66mm
2. 根據(jù)體積選擇注射機(jī)
（1）
得
＝1188078.98/0.8
＝1485098.73
＝1485.10
由此確定是用臥式螺桿式（其容量>60）
（2） 根據(jù)塑件的計(jì)算體積，選擇設(shè)備型號(hào)規(guī)格
注射機(jī)額定注射量
n:型腔數(shù)
：澆注系統(tǒng)重量（g）
:塑件重量（g）
:注射機(jī)額定注射量（g）
估算澆注系統(tǒng)的體積，根據(jù)澆注系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)方案選擇直接澆口
算得＝1952.822
則澆注系統(tǒng)塑料重量＝
（式中為塑料容重，UPVC的容重＝1.38）
塑件重量
由于模具型腔數(shù)選擇為1個(gè)，即n＝1，所以
從計(jì)算結(jié)果，并根據(jù)塑料注射機(jī)技術(shù)規(guī)格選用SZY-2000型注射機(jī)（參考《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》）。
（3）鎖模力的校核：
F
式中：－注射力，由《實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)》查得＝80～130Mpa,由于選用單腔注射，所以?。?00Mpa。
－塑件在分型面上得投影面積（）
－澆注系統(tǒng)在分型面上得投影面積（）
F－注射機(jī)額定鎖模力，參考《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》F＝6000kn
投影面積計(jì)算：
＝
＝
則： ＝
由于F＝6000KN，故滿足F
SZY-2000型注射機(jī)的一些重要特征如下：
螺桿直徑：＝90、110、120mm,取＝110mm
注射壓力：＝13500
鎖模力：＝6000KN
最大模具厚度（mm）,不用墊板800，用墊板500。
鎖模方式：液壓－機(jī)械
模板最大距離：（mm）＝1550
模板行程＝755mm
圓嘴圓弧半徑R＝18mm
噴嘴孔徑d＝10mm
噴嘴移動(dòng)距離：噴嘴可伸出模板反裝模面25mm
4.2 具體模具尺寸計(jì)算
4.2.1 開(kāi)模行程
＝115＋＋44＋10
＝232.5mm<755mm
式中 －注射機(jī)行程（＝755mm）
－脫模距離（頂出距離）
－塑件高度＋澆注系統(tǒng)高度
所以，滿足條件。
注：對(duì)于SZY-2000的開(kāi)模行程由脫模曲肘的運(yùn)動(dòng)或移模油缸決定，開(kāi)模行程與模具安裝高度無(wú)關(guān)。
4.2.2厚度計(jì)算
（1） 側(cè)壁計(jì)算：
把型腔看作圓形型腔
A． 剛度計(jì)算：
式中：r－凹模型腔內(nèi)半徑（mm）
－凹模側(cè)壁厚度(mm)
P-模腔壓力（Mpa） （常取25～45Mpa）
－泊松比 （由于材料選用38CrMoAl,所以值為0.25～0.3）
E－彈性模量（Mpa）（E取210Gpa）
B.強(qiáng)度計(jì)算
式中：－材料許用應(yīng)力（Mpa）(塑性材料，取＝2,38CrMoAl的)
（2） 底板厚度
A.剛度計(jì)算
式中：－凹模底板厚度（mm）
P－模腔壓力（Mpa）
E－彈性模量（Mpa）
－凹模型腔內(nèi)半徑（mm）
－成型零件的許用變形量（mm）
B.強(qiáng)度計(jì)算
4.2.3型腔、型芯尺寸確定
查表得，＝1.5％，＝0.6％
平均收縮率
由《實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)》查得該塑件為5級(jí)精度，按該精度等級(jí)
從表6－45中查到尺寸
基本尺寸L （mm） 公差數(shù)值
50～65 0.46
80～100 0.60
100～120 0.68
120～140 0.76
200～225 1.10
280～315 1.40
成型零件得制造公差,一般取塑件公差得1/3～1/6，對(duì)中小型塑件取對(duì)大型塑件取。
型腔徑向尺寸：
式中：
－塑料平均收縮率。
－塑件公差（mm）
-成型零件制造公差（mm）
-修正系數(shù)，一般為1/2～3/4，公差值大取小值
－型腔徑向尺寸（mm）
－塑件外形基本尺寸（mm）
,取＝1/2，＝1/6＝
＝
＝
＝
型腔高度：
式中：
－型腔高度(mm)
－塑件高度基本尺寸(mm)
-修正系數(shù)，一般為1/2～1/3，當(dāng)制品尺寸較大，精度較低時(shí)取小值，反之取大值。
?。?/2，按1/6代入公式，得：
型芯徑向尺寸：
式中：－型芯徑向尺寸（mm）
－塑件內(nèi)形基本尺寸（mm）
型芯高度：
式中：
－型芯高度(mm)
－塑件孔深基本尺寸（mm）
4.2.4脫模力的計(jì)算
初始脫模力
當(dāng)脫模開(kāi)始時(shí)，阻力最大。推桿剛度及強(qiáng)度應(yīng)按此時(shí)的受力計(jì)算。亦即無(wú)視脫模斜度（）
由于
所以制品屬于厚壁制品，應(yīng)按厚壁圓形件計(jì)算。
式中：
－脫模力（N）
t-塑件平均壁厚（mm）
E-塑料彈性模量()
S-塑料平均成形收縮率（）
L-包容凸模的長(zhǎng)度（cm）
-塑料與鋼的摩擦系數(shù)
m-塑料的泊松比
r-圓柱形半徑（cm）
代入式中：
4.2.5 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
（1） 推桿的設(shè)計(jì)
估計(jì)推桿長(zhǎng)度：底板厚度＋型腔高度＋空余值
取424mm
圓形推桿直徑d
式中：
d-圓形推桿直徑（mm）
-推桿長(zhǎng)度系數(shù)，取0.7
l-推桿長(zhǎng)度（cm）
n-推桿數(shù)量
E－推桿材料的彈性模量()
合金鋼E＝210Gpa＝
Q－總脫模力（N）
取d=16mm
推桿的應(yīng)力校核
式中：
－推桿應(yīng)力
-推桿鋼材的屈服極限強(qiáng)度
（合金鋼＝42000）
滿足條件。
推桿選A型推桿，
推桿圖
（2） 復(fù)位桿設(shè)計(jì)：
復(fù)位桿與頂桿安裝在同一固定板上，工作端面低于動(dòng)模表面，
選用沉頭內(nèi)六角螺釘。數(shù)量為2，采用45鋼，頂部淬火處理，硬度為HRC43～48，表面粗糙度為左右。
（3） 頂出導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì):
采用導(dǎo)柱導(dǎo)向，因?qū)е黄饘?dǎo)向作用，不考慮受壓力的作用，所以只需保證能導(dǎo)向就行了。
選取帶頭導(dǎo)柱。（3根）采用T8A，滲碳0.5～0.8，淬火HRC50～55。
（4） 推板尺寸設(shè)計(jì)：
式中：
H－推板厚度（cm）
L-推桿間距（cm），初選L＝10.6cm.
Q-總脫模力（N）
E-鋼材的彈性模量（），一般中碳鋼E＝
B－推板寬度（cm）(參照《實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)》，初選B＝25cm)
Y-推板允許最大變形量（cm）,一般為塑件在脫模方向的尺寸公差的1/5～1/10，得Y＝0.003。
代入，得
取H＝4cm
所以，推板的尺寸為，推桿固定板的厚度是25mm。
4.2.6 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
式中：
Q－抽拔力（N）
A－型芯被塑件包緊的斷面形狀周長(zhǎng)（mm）
h-型芯成形深度（mm）
q-由于塑件收縮形成的單位正壓力，一般取8～12Mpa
－摩擦系數(shù)，取0.1～0.2
－脫模斜度（）（由《實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)》查的為,初?。?
代入，得
B．短斜導(dǎo)柱
（1） 抽芯距：長(zhǎng)斜導(dǎo)柱S＝218＋3＝221mm;短斜導(dǎo)柱S＝65＋3＝68。
（2） 斜導(dǎo)柱尺寸計(jì)算：
由于抽芯方向與模具安裝平面平行
式中：
S－抽芯距（mm）
－斜導(dǎo)柱工作部分長(zhǎng)度（mm）
-斜導(dǎo)柱安裝角度，一般取，不大于，初取
H－抽芯距為S時(shí)所需開(kāi)模行程（mm）
代入，得：
斜導(dǎo)柱的直徑計(jì)算:
A. 長(zhǎng)斜導(dǎo)柱
所受正壓力N：
直徑d:
取d=40mm
式中：
Q－抽拔力
－許用抗彎強(qiáng)度 （由于斜導(dǎo)柱選用材料為T8A，所以＝137Mpa）
長(zhǎng)度計(jì)算：
取L＝720mm
長(zhǎng)斜導(dǎo)柱圖
B．短斜導(dǎo)柱：
所受正壓力N：
直徑d:
取d=20mm
長(zhǎng)度計(jì)算：
取L＝263mm
4.2.7 其它零部件的設(shè)計(jì)：
（1） 支架：
參照《實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)》選用規(guī)格為的模架組合，
材料選用45鋼。
（2） 澆注系統(tǒng)：
A．澆口：
選用直接澆口，開(kāi)在定模上。由于澆口尺寸大，熔體壓力損失小，流體阻力小，進(jìn)料快，容易成型，適用于任何塑料，常用于成型單腔模，大而深的殼體制品。材料選用T8A，熱處理硬度為HRC50～55。
澆注口圖
，取d＝10.06mm
，取
，取
其中：－噴嘴直徑。
－噴嘴球半徑。
B． 定位圈：
選用Ⅰ型定位圈，材料45鋼，熱處理43～48HRC。
（3） 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：（參考《塑料模具技術(shù)手冊(cè)》）
求塑件每小時(shí)在模內(nèi)釋放出的熱量Q：
A．由《塑料模具技術(shù)手冊(cè)》表3-41查的UPVC成形時(shí)放出的熱焓量。
式中：
G－單位時(shí)間內(nèi)注入模具的塑料質(zhì)量(Kg/h)
B．求冷卻水的體積流量V：
式中：
C－冷卻水的比熱容（。
－冷卻水的密度（）。
－冷卻水的出口溫度。
－冷卻水的入口溫度。
C.求冷卻水直徑，根據(jù)體積流量，由《塑料模具技術(shù)手冊(cè)》表3-14查找，選d＝10mm。
D.求冷卻水孔的流速:
E.求冷卻水孔壁與冷卻水間的傳熱系數(shù)，由表3-38查得時(shí)水的，得：
F．求冷卻水孔總傳熱面積A：
式中：
－模具溫度。
－冷卻水的平均溫度。
G．求冷卻水孔總長(zhǎng)度L：
H.求模具上應(yīng)開(kāi)設(shè)的冷卻水孔數(shù)n:
式中：
-模具密度。
I．冷卻水流動(dòng)狀態(tài)校核：
當(dāng)平均溫度為23.5時(shí)，由《塑料模具技術(shù)手冊(cè)》圖3-319查得，水的運(yùn)動(dòng)粘度
故冷卻水屬于穩(wěn)定湍流狀態(tài)，冷卻效果良好。
J．冷卻水進(jìn)出口溫差校核：
與原設(shè)定值一致。
5. 塑料模具的裝配
塑料模具裝配時(shí)常用的裝配基準(zhǔn)大致分為兩種，以塑料模中的主要工作零件如型芯、型腔和鑲塊等為裝配基準(zhǔn)件，模具的其它零件都依靠裝配基準(zhǔn)件進(jìn)行順序裝配；有導(dǎo)柱，導(dǎo)套的模具，以模板側(cè)面為基準(zhǔn)進(jìn)行修配和裝配。
5.1塑料模零件組裝：
型芯壓入前,通常在固定板的孔口加工出工藝倒角或引入錐度，有利于型芯壓入組裝和保證型芯垂直度。將型芯尖角部位修成R0.3圓弧，或?qū)⒐潭ò蹇捉遣坑娩彈l修出槽，型芯壓入過(guò)程中要多次檢查型芯的垂直度和方位。然后按劃線加工定模固定板型孔，將預(yù)加工的型芯精修成型，將動(dòng)定模固定板疊合在一起，使分型面緊密貼合，然后夾緊。下一步是將型芯壓入固定并配合緊密，裝配后，型芯外露部分要符合圖紙要求，分別將導(dǎo)套，導(dǎo)柱壓入定模，固定模并檢查導(dǎo)套，導(dǎo)柱的松緊程度，將定模上平面磨平，然后將動(dòng)模固定板下平面磨平。再將滑塊型芯裝入導(dǎo)滑槽，并推至端面與定模定位面相接觸，將滑塊上固定螺釘，使滑塊與滑塊面均勻接觸，同時(shí)分型面間留有0.2mm的間隙，此間隙可用塞尺檢查。用壓力機(jī)將澆口套壓入定模板，將定模板，復(fù)鉆螺孔后，擰入螺釘和敲入銷釘緊固，將動(dòng)模板，支架復(fù)鉆后擰入螺釘緊固。各部分裝配完成后，檢查制品，驗(yàn)證模具質(zhì)量狀況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題可以調(diào)整。
導(dǎo)柱導(dǎo)套孔在整個(gè)模具裝配過(guò)程中的順序基本上有兩種：若選定型芯和型腔為裝配基準(zhǔn)時(shí)，則導(dǎo)柱導(dǎo)套孔的加工順序應(yīng)安排在完成型芯，型腔的組裝。合模后進(jìn)行，若塑件結(jié)構(gòu)形狀使型芯，型腔在合模后很難找正相對(duì)位置，或者模具設(shè)有斜滑塊機(jī)構(gòu)時(shí)，則要先加工裝配導(dǎo)柱導(dǎo)套，作為模具裝配基準(zhǔn)。
未淬硬模板上導(dǎo)柱導(dǎo)套孔的加工，可在坐標(biāo)鏜床上分別加工或?qū)?dòng)，定模板疊合在一起用工藝銷釘定位后在車床，立銑和鏜床上加工
5.2 裝配調(diào)試的工藝要求及注意問(wèn)題：
1. 試模前，應(yīng)對(duì)零件的裝配過(guò)程再次檢查一遍，以防安裝模具過(guò)程中造成傷人，同時(shí)必須對(duì)設(shè)備的油路，水路進(jìn)行檢查，并按規(guī)定作好開(kāi)機(jī)前的準(zhǔn)備。
2. 開(kāi)模試模時(shí)，原則上選擇在低壓，低溫和較長(zhǎng)的時(shí)間條件下成型，然后按壓力，時(shí)間，溫度這樣的先后順序變動(dòng)。
3. 注射成型時(shí)，可選用高速和低速兩種工藝，一般在制件壁厚面大時(shí)采用高速注射成型。
4. 對(duì)粘度高和熱穩(wěn)定差的塑件，采用較慢的螺桿轉(zhuǎn)速和略低的背壓加料和預(yù)塑，而粘度低和熱穩(wěn)定性好的塑料，可采用較快的螺桿轉(zhuǎn)速和略高的背壓。
5. 試模后，將模具清理干凈，涂上防繡油，然后分別入庫(kù)和返修。
設(shè)計(jì)總結(jié)
經(jīng)過(guò)了一年對(duì)模具專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，自覺(jué)收獲頗多，領(lǐng)會(huì)了模具設(shè)計(jì)的要領(lǐng)，但經(jīng)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，方覺(jué)自身知識(shí)欠缺太多，思維局限于書(shū)本，許多實(shí)際生產(chǎn)方面的知識(shí)極其欠缺。
就該制品整體結(jié)構(gòu)而言并不是很復(fù)雜，塑件本身精度要求不高，但由于制件內(nèi)有45度的斜抽芯，需要設(shè)置斜型芯。其中三個(gè)型芯都的利用斜導(dǎo)柱和楔塊的配合來(lái)實(shí)現(xiàn)型芯的運(yùn)動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)型芯的靈活運(yùn)動(dòng)。
在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，多方面查找數(shù)據(jù)、圖紙，不厭其煩地進(jìn)行多種設(shè)計(jì)方案的比較選擇，同時(shí)求教于老師和同學(xué)，忙碌了一個(gè)月多余，終于有了一定的成果。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)踐的環(huán)節(jié)，對(duì)我們?cè)谏a(chǎn)實(shí)際中進(jìn)行調(diào)查研究的能力、觀察問(wèn)題、分析問(wèn)題能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)的鍛煉，我們運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力、解決問(wèn)題的能力、創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力都得到了很好的鍛煉和加強(qiáng)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)使我學(xué)到了不少新知識(shí)和研究方法，完善了知識(shí)結(jié)構(gòu)，它使我在大學(xué)里所學(xué)的全部基礎(chǔ)理論知識(shí)、專業(yè)技術(shù)知識(shí)得到了融會(huì)貫通。使我增強(qiáng)了解決實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題的能力，讓我深刻認(rèn)識(shí)到了理論與時(shí)間相結(jié)合的重要性。三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我有以下幾點(diǎn)體會(huì)：
首先，理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要性。以前在學(xué)習(xí)理論課、基礎(chǔ)課的時(shí)候，自己不十分注意理論聯(lián)系實(shí)際。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)我認(rèn)識(shí)到只有把所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去才能發(fā)揮知識(shí)的最大魅力。畢業(yè)設(shè)計(jì)運(yùn)用到了以前所學(xué)的所有基礎(chǔ)理論知識(shí)和專業(yè)技術(shù)知識(shí)，現(xiàn)在都需要重新復(fù)習(xí)一遍。因此畢業(yè)設(shè)計(jì)也是對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的總結(jié)。
其次，團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。我們組每個(gè)人的設(shè)計(jì)任務(wù)是不相同的，但是所運(yùn)用到的知識(shí)還是有共同之處的。我們?cè)谝黄鸬臅r(shí)候經(jīng)常交流自己設(shè)計(jì)部分的進(jìn)展情況，互相提供有用的資料。在相互幫助中，我們也解決了許多難題，可以說(shuō)每個(gè)人的設(shè)計(jì)部分都和其他人的幫助使分不開(kāi)的。小組成員集體討論對(duì)我?guī)椭卮螅屛疑钌罡械綀F(tuán)隊(duì)的力量，培養(yǎng)了我的團(tuán)隊(duì)、協(xié)作精神，它將對(duì)我以后的學(xué)習(xí)和生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
再次，獨(dú)立思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。小組集體討論固然重要，但個(gè)人的獨(dú)立思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力也必不可少。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，我經(jīng)常去圖書(shū)館、上網(wǎng)，查對(duì)自己有用的資料。有時(shí)候?yàn)榱讼氤鼋鉀Q一個(gè)設(shè)計(jì)要點(diǎn)的方法，整天心思都在那上面。畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我從傳統(tǒng)的被動(dòng)性學(xué)習(xí)，轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)性學(xué)習(xí)；從閉門讀書(shū)、死記硬背模式學(xué)習(xí)，轉(zhuǎn)變?yōu)檠芯啃?、合作性學(xué)習(xí)；使工作、學(xué)習(xí)、生活步入系統(tǒng)化流程等，我認(rèn)為這種改變是質(zhì)的飛躍。
經(jīng)過(guò)兩個(gè)多月的磨練和奮斗，感覺(jué)自己進(jìn)步很大，發(fā)現(xiàn)了自己的能力和未被挖掘的潛力。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅使我完善和復(fù)習(xí)了以前所學(xué)知識(shí)，同時(shí)從老師和同組同學(xué)那里學(xué)到了在課本上學(xué)不到的知識(shí)。它們將對(duì)我以后的工作、學(xué)習(xí)和生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響?？傊痪湓?，畢業(yè)設(shè)計(jì)使我受益匪淺！
其中不乏出現(xiàn)問(wèn)題,，如，如何實(shí)現(xiàn)型芯的先出后進(jìn)，也就是如何運(yùn)用斜導(dǎo)柱控制？還有由于缺乏經(jīng)驗(yàn)不乏有一些模板厚度出現(xiàn)較大誤差，等等
致謝
經(jīng)過(guò)這兩個(gè)多月時(shí)間的緊張忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有老師的督促和指導(dǎo)，以及在一起設(shè)計(jì)的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。最大的困難就是以前從未接觸過(guò)模具這一塊知識(shí)，等于說(shuō)一切從頭開(kāi)始。
在這里我首先要感謝我的指導(dǎo)老師蔣國(guó)興老師，蔣老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，比如設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖等整個(gè)過(guò)程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。從來(lái)不因?yàn)槲业膶I(yè)底子太差而放棄對(duì)我的教育，他總是細(xì)心地糾正圖紙中的每一個(gè)錯(cuò)誤，除了敬佩蔣老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。
其次要感謝我的同班同學(xué)，在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)期間給予了我很大的幫助，在我苦惱的時(shí)候?yàn)槲曳謶n解難，讓我感受到集體的溫暖，激勵(lì)我?jiàn)^發(fā)向前，勇于面對(duì)一切困難。感謝大學(xué)三年來(lái)所有的老師，為我們打下機(jī)械專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)。老師的教育不僅讓我學(xué)到了專業(yè)知識(shí)，掌握了相關(guān)技術(shù)，提高了自身素質(zhì)，更使我對(duì)人生充滿了憧憬。在往后的征途中，我會(huì)加倍努力的工作和學(xué)習(xí)。祝福老師、同學(xué)們！祝老師們永遠(yuǎn)幸福、安康。祝同學(xué)們事事稱心如意，早日覓到合意的工作。
參 考 文 獻(xiàn)
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