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哈 爾 濱 工 業(yè) 大 學(xué) 華 德 應(yīng) 用 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 中 期 報(bào) 告 題 目 散熱風(fēng)扇支架注射模設(shè)計(jì) 系 部 材料工程系 專(zhuān) 業(yè) 材料成型及控制工程 學(xué) 生 趙佳輝 學(xué) 號(hào) 1089522120 班 號(hào) 0895221 指導(dǎo)教師 朱斌海 中期報(bào)告日期 2011 年 11 月 23 日 哈工大華德學(xué)院 說(shuō) 明 一 中期報(bào)告應(yīng)包括下列主要內(nèi)容 1 論文工作是否按開(kāi)題報(bào)告預(yù)定的內(nèi)容及進(jìn)度安排進(jìn)行 2 目前已完成的研究工作及結(jié)果 3 后期擬完成的研究工作及進(jìn)度安排 4 存在的困難與問(wèn)題 5 如期完成全部論文工作的可能性 二 中期報(bào)告由指導(dǎo)教師填寫(xiě)意見(jiàn) 簽字后 統(tǒng)一交所在院 系 保存 以備檢查 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ) 指導(dǎo)教師簽字 檢查日期 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 中期報(bào)告 一 論文工作是否按開(kāi)題報(bào)告預(yù)定的內(nèi)容及進(jìn)度安排進(jìn)行 1 1 目前的論文工作已按照開(kāi)題報(bào)告預(yù)定的內(nèi)容及進(jìn)度進(jìn)行了安排 二 目前已完成的研究工作及成果 2 1 塑件模型建立 2 1 1 模 型 3D 圖 模 型 繪 制 3D 圖 采 用 PTC 公 司 的 產(chǎn) 品 Pro ENGINEER Wildfire 3 0 最 終 繪 制 出 來(lái) 的 3D 結(jié) 構(gòu) 圖 2 1 所 示 圖 2 1 塑 件 模 型 3D 圖 2 1 2 塑 件 2D 圖 及 其 技 術(shù) 條 件 模 型 2D 圖 繪 制 采 用 Autodesk 公 司 的 產(chǎn) 品 AutoCAD2006 最 終 繪 制 出 來(lái) 的 2D 結(jié) 構(gòu) 圖 2 2 所 示 圖 2 2 塑 件 模 型 2D 圖 1 塑 件 精 度 等 級(jí) 及 尺 寸 公 差 塑 件 采 用 的 精 度 等 級(jí) 為 5 級(jí) 精 度 部 分 尺 寸 的 公 差 標(biāo) 注 如 圖 2 2 所 示 2 塑 件 的 表 面 質(zhì) 量 該 塑 件 要 求 外 形 美 觀 色 澤 鮮 艷 外 表 面 沒(méi) 有 斑 點(diǎn) 及 熔 接 痕 粗 糙 度 可 取 0 4Ram 1 2 2 塑件參數(shù)設(shè)計(jì) 2 2 1 材 料 選 擇 通 常 選 擇 塑 件 的 材 料 依 據(jù) 是 它 所 處 在 的 工 作 環(huán) 境 及 使 用 性 能 的 要 求 以 及 原 材 料 廠 家 提 供 的 材 料 性 能 數(shù) 據(jù) 對(duì) 于 常 溫 工 作 狀 態(tài) 下 的 結(jié) 構(gòu) 件 來(lái) 說(shuō) 要 考 慮 的 主 要 是 材 料 的 力 學(xué) 性 能 如 屈 服 應(yīng) 力 彈 性 模 量 彎 曲 強(qiáng) 度 表 面 硬 度 等 該 塑 件 為 一 般 的 零 件 屬 于 圓 盤(pán) 類(lèi) 沒(méi) 有 特 別 的 要 求 根 據(jù) 以 上 的 依 據(jù) 選 擇 材 料 ABS 為 塑 料 件 的 材 料 5 ABS 塑 料 化 學(xué) 名 稱(chēng) 丙 烯 腈 丁 二 烯 苯 乙 烯 共 聚 物 英 文 名 稱(chēng) Acrylonitrile Butadiene Styrene 比 重 1 05 成 型 收 縮 率 0 4 0 7 3 gm 成 型 溫 度 200 240 干 燥 條 件 80 90 2 C C h 特 點(diǎn) 1 綜 合 性 能 較 好 沖 擊 強(qiáng) 度 較 高 化 學(xué) 穩(wěn) 定 性 電 性 能 良 好 2 與 372 有 機(jī) 玻 璃 的 熔 接 性 良 好 制 成 雙 色 塑 件 且 可 表 面 鍍 鉻 噴 漆 處 理 3 有 高 抗 沖 高 耐 熱 阻 燃 增 強(qiáng) 透 明 等 級(jí) 別 4 流 動(dòng) 性 比 HIPS 差 一 點(diǎn) 比 PMMA PC 等 好 柔 韌 性 好 成 型 特 性 1 無(wú) 定 形 料 流 動(dòng) 性 中 等 吸 濕 大 必 須 充 分 干 燥 表 面 要 求 光 澤 的 塑 件 須 長(zhǎng) 時(shí) 間 預(yù) 熱 干 燥 80 90 3h C 2 宜 取 高 料 溫 高 模 溫 但 料 溫 過(guò) 高 易 分 解 分 解 溫 度 為 270 對(duì) 精 度 較C 高 的 塑 件 模 溫 宜 取 50 60 對(duì) 高 光 澤 耐 熱 塑 件 模 溫 宜 取 60 80 3 如 需 解 決 夾 水 紋 需 提 高 材 料 的 流 動(dòng) 性 采 取 高 料 溫 高 模 溫 或 者 改 變 入 水 位 等 方 法 4 如 成 形 耐 熱 級(jí) 或 阻 燃 級(jí) 材 料 生 產(chǎn) 3 7 天 后 模 具 表 面 會(huì) 殘 存 塑 料 分 解 物 導(dǎo) 致 模 具 表 面 發(fā) 亮 需 對(duì) 模 具 及 時(shí) 進(jìn) 行 清 理 同 時(shí) 模 具 表 面 需 增 加 排 氣 位 置 ABS 樹(shù) 脂 是 目 前 產(chǎn) 量 最 大 應(yīng) 用 最 廣 泛 的 聚 合 物 它 將 PS SAN BS 的 各 種 性 能 有 機(jī) 地 統(tǒng) 一 起 來(lái) 兼 具 韌 硬 剛 相 均 衡 的 優(yōu) 良 力 學(xué) 性 能 ABS 是 丙 烯 腈 丁 二 烯 和 苯 乙 烯 的 三 元 共 聚 物 A 代 表 丙 烯 腈 B 代 表 丁 二 烯 S 代 表 苯 乙 烯 ABS 工 程 塑 料 一 般 是 不 透 明 的 外 觀 呈 淺 象 牙 色 無(wú) 毒 無(wú) 味 兼 有 韌 硬 剛 的 特 性 燃 燒 緩 慢 火 焰 呈 黃 色 有 黑 煙 燃 燒 后 塑 料 軟 化 燒 焦 發(fā) 出 特 殊 的 肉 桂 氣 味 但 無(wú) 熔 融 滴 落 現(xiàn) 象 ABS 工 程 塑 料 具 有 優(yōu) 良 的 綜 合 性 能 有 極 好 的 沖 擊 強(qiáng) 度 尺 寸 穩(wěn) 定 性 好 電 性 能 耐 磨 性 抗 化 學(xué) 藥 品 性 染 色 性 成 型 加 工 和 機(jī) 械 加 工 較 好 ABS 樹(shù) 脂 耐 水 無(wú) 機(jī) 鹽 堿 和 酸 類(lèi) 不 溶 于 大 部 分 醇 類(lèi) 和 烴 類(lèi) 溶 劑 而 容 易 溶 于 醛 酮 酯 和 某 些 氯 代 烴 中 ABS 工 程 塑 料 的 缺 點(diǎn) 熱 變 形 溫 度 較 低 可 燃 耐 候 性 較 差 用 途 適 于 制 作 一 般 的 機(jī) 械 零 件 磨 耐 磨 零 件 盤(pán) 體 車(chē) 配 件 日 用 品 管 材 及 文 具 等 2 2 2 塑 件 收 縮 率 根 據(jù) 以 上 選 用 的 材 料 為 ABS 查 相 關(guān) 資 料 可 知 ABS 的 收 縮 率 為 0 004 0 007 由 公 式 2 1 求 出 ABS 平 均 收 縮 率 2 1 maxin 2cp 式 中 塑 料 的 平 均 收 縮 率 cpS 塑 料 的 最 大 收 縮 率 max 塑 件 的 最 小 收 縮 率 in 計(jì) 算 如 下 maxin 2cpS 0 7 4 5 2 2 3 塑 件 的 壁 厚 一 般 說(shuō) 來(lái) 塑 件 的 厚 度 越 厚 就 越 能 滿 足 產(chǎn) 品 的 強(qiáng) 度 和 剛 度 的 性 能 要 求 但 是 從 塑 件 的 成 型 過(guò) 程 看 來(lái) 塑 件 的 壁 厚 越 厚 冷 卻 的 時(shí) 間 就 越 長(zhǎng) 整 個(gè) 塑 件 的 成 型 周 期 就 要 延 長(zhǎng) 提 高 了 生 產(chǎn) 的 成 本 降 低 了 生 產(chǎn) 的 效 率 同 時(shí) 塑 件 的 壁 厚 越 厚 收 縮 率 就 增 大 這 樣 使 的 得 產(chǎn) 品 的 尺 寸 不 穩(wěn) 定 性 增 加 降 低 了 產(chǎn) 品 的 質(zhì) 量 因 此 產(chǎn) 品 的 厚 度 必 須 得 適 中 根 據(jù) 材 料 的 的 特 性 查 閱 相 關(guān) 的 資 料 查 得 ABS 制 品 的 壁 厚 通 常 為 1 1 2 1 5 2 2 5 3 6 m 12 本 次 設(shè) 計(jì) 中 塑 件 的 壁 厚 為 6 2 2 4 塑 件 的 拔 模 斜 度 拔 模 斜 度 是 為 了 便 于 脫 模 防 止 塑 件 表 面 在 脫 模 時(shí) 劃 傷 擦 毛 在 設(shè) 計(jì) 塑 件 表 面 沿 脫 模 方 向 應(yīng) 具 有 合 理 的 脫 模 斜 度 塑 件 的 脫 模 斜 度 大 小 跟 塑 件 的 性 質(zhì) 收 縮 率 摩 擦 因 素 塑 件 的 壁 厚 和 幾 何 形 狀 有 關(guān) 在 設(shè) 計(jì) 時(shí) 可 以 參 考 一 些 資 料 來(lái) 確 定 塑 件 的 脫 模 斜 度 一 般 以 塑 件 的 材 料 為 選 擇 依 據(jù) 而 ABS 塑 料 的 脫 模 斜 度 為 本 設(shè) 計(jì) 選 擇 的 脫 模 斜 度 為40 12 1 2 2 5 分 型 面 的 設(shè) 計(jì) 選 擇 分 型 面 是 為 了 便 于 塑 件 的 脫 模 和 簡(jiǎn) 化 模 具 結(jié) 構(gòu) 該 塑 件 因 為 壁 薄 故 應(yīng) 采 用 點(diǎn) 澆 口 形 式 進(jìn) 料 采 用 點(diǎn) 澆 口 時(shí) 為 了 能 取 出 流 道 凝 料 應(yīng) 使 用 三 板 式 雙 分 型 面 模 具 2 2 6 確 定 型 腔 數(shù) 量 以 及 排 列 方 式 本 次 模 具 設(shè) 計(jì) 采 用 的 是 一 模 兩 腔 型 腔 的 分 布 如 圖 2 3 所 示 圖 2 3 型 腔 分 布 圖 3 1 注塑設(shè)備選擇 選 取 注 射 機(jī) 型 號(hào) 為 具 體 參 數(shù) 如 表 3 1 60 4SZ 表 3 1 注 塑 機(jī) 參 數(shù) 理 論 容 量 ShotSize Theoretical cm60 注 塑 速 率 Injection Rate gs70 塑 化 能 力 Plasticizing Capacity 35 注 塑 壓 力 Injection Pressure Mpa180 鎖 模 力 Clamp Tonnage KN400 移 模 行 程 Toggle Stroke m250 最 大 模 厚 Max Mold Height 250 最 小 模 厚 Min Mold Height m150 噴 嘴 球 半 徑 Spray nozzle 10 噴 嘴 口 孔 徑 Aperture nozzle 3 3 2 注塑機(jī)重要參數(shù)校核 3 2 1 注 塑 容 量 校 核 注 塑 機(jī) 標(biāo) 準(zhǔn) 規(guī) 定 以 容 量 計(jì) 算 時(shí) 必 須 使 得 在 一 個(gè) 注 塑 成 型 周 期 內(nèi) 所 需 的 注 塑 塑 料 熔 體 的 容 量 在 注 塑 機(jī) 額 定 注 塑 量 的 80 內(nèi) 也 就 是 3 1 V 塑 注 式 中 注 塑 機(jī) 最 大 注 塑 容 量 V注 3cm 成 型 塑 件 與 澆 注 系 統(tǒng) 體 積 的 總 和 塑 3c 為 最 大 注 塑 容 量 的 利 用 系 數(shù) 0 8 計(jì) 算 如 下 3 2 2V 塑 流模 63 01 458cm 式 中 成 型 塑 件 的 體 積 乘 以 2 是 因 為 本 次 的 模 具 是 一 模 兩 腔 V模 澆 注 系 統(tǒng) 中 主 流 道 分 流 道 澆 口 冷 料 穴 的 體 積 和 流 所 以 注 3 V8 0 塑 812 35 62 3cm 3 而 注 塑 機(jī) 的 注 塑 容 量 為 60 所 以 注 塑 機(jī) 的 注 塑 容 量 符 合 要 求 cm 3 2 2 鎖 模 力 校 核 當(dāng) 高 壓 的 塑 料 熔 體 充 滿 型 腔 時(shí) 會(huì) 產(chǎn) 生 一 個(gè) 沿 注 塑 機(jī) 軸 向 的 很 大 的 推 力 T推 其 大 小 等 于 制 件 與 澆 注 系 統(tǒng) 在 份 型 面 上 的 垂 直 投 影 之 和 乘 與 型 腔 內(nèi) 塑 料 熔 體 的 平 均 壓 力 該 推 力 應(yīng) 該 小 于 注 塑 機(jī) 額 定 的 鎖 模 力 否 則 在 注 塑 成 型 時(shí) 會(huì) 因 鎖 模T合 不 緊 而 發(fā) 生 溢 邊 跑 料 現(xiàn) 象 型 腔 內(nèi) 塑 料 熔 體 的 推 力 可 按 下 式 計(jì) 算T推 N 3 4 0Akp 推 式 中 型 腔 內(nèi) 塑 料 熔 體 沿 注 塑 機(jī) 軸 向 的 推 力 T推 N 塑 料 與 澆 注 系 統(tǒng) 在 分 型 面 上 的 投 影 面 積 A 2m 壓 力 損 耗 系 數(shù) 取 0 4 k 注 塑 壓 力 0p 計(jì) 算 如 下 1844 96A 180p0Tk 推 3287 1 N 也 就 是 型 腔 內(nèi) 的 塑 料 熔 體 沿 注 塑 機(jī) 軸 向 的 推 力 為 133 而 注 塑 機(jī) 的 鎖 模K 力 為 400 所 以 注 塑 機(jī) 的 鎖 模 力 符 合 要 求 KN 3 2 3 開(kāi) 模 行 程 校 核 模 具 開(kāi) 模 后 為 了 能 取 出 塑 膠 件 要 求 有 足 夠 的 開(kāi) 模 距 離 本 次 模 具 使 用 的 注 塑 機(jī) 的 開(kāi) 模 行 程 是 給 定 的 不 受 模 具 厚 度 的 影 響 當(dāng) 模 具 的 厚 度 變 化 時(shí) 可 由 其 調(diào) 模 裝 置 調(diào) 整 只 要 使 得 注 塑 機(jī) 最 大 開(kāi) 模 行 程 大 于 模 具 所 需 的 開(kāi) 模 距 離 就 符 合 注 塑 的 要 求 即 3 5 maxS 式 中 注 塑 機(jī) 最 大 開(kāi) 模 距 離 maxS 模 具 所 需 的 開(kāi) 模 距 離 SmS5 也 就 是 所 以 注 塑 機(jī) 的 鎖 模 力 符 合 要 求 max 3 3 模架選擇 根 據(jù) 型 腔 排 列 的 方 式 以 及 初 步 確 定 的 壁 厚 選 擇 模 架 A4 型 系1602 列 其 結(jié) 構(gòu) 以 及 一 些 重 要 尺 寸 如 圖 3 1 3 2 所 示 圖 3 1 模 架 尺 寸 1 圖 3 2 模 架 尺 寸 2 4 1 主流道設(shè)計(jì) 4 1 1 澆 口 套 設(shè) 計(jì) 為 了 便 于 澆 注 凝 料 從 主 流 道 取 出 主 流 道 采 用 的 圓 錐 孔 澆 口 套 與 注2 塑 機(jī) 噴 嘴 嘴 頭 的 接 觸 球 面 必 須 吻 合 注 塑 機(jī) 的 噴 嘴 是 球 面 其 半 徑 SR 是 固 定 的 為 了 澆 口 套 端 面 的 凹 球 面 與 注 塑 機(jī) 的 端 凸 球 面 接 觸 良 好 一 般 取 半 徑 10 4 1 12 rSRm 式 中 主 流 道 入 口 凹 坑 球 面 半 徑 rS 噴 嘴 球 半 徑 SRm 在 此 次 設(shè) 計(jì) 中 所 以 而 澆 口 套 的 圓 錐 孔10 21rSRm 的 小 端 直 徑 d 應(yīng) 該 大 于 噴 嘴 內(nèi) 孔 直 徑 1d 4 2 5 由 注 塑 機(jī) 的 參 數(shù) 可 以 看 到 所 以 澆 口 套 的 端13m 14dm 面 凹 球 深 度 23L 澆 口 套 的 尺 寸 如 圖 4 1 所 示 圖 4 1 澆 口 套 尺 寸 4 1 2 澆 口 套 的 固 定 形 式 本 次 設(shè) 計(jì) 中 澆 口 套 與 注 塑 機(jī) 定 位 孔 采 用 過(guò) 盈 配 合 207 6Hs 4 2 分流道設(shè)計(jì) 4 2 1 分 流 道 的 形 狀 分 流 道 的 截 面 形 狀 常 用 的 有 圓 形 梯 形 和 矩 形 其 中 圓 形 截 面 的 分 流 道 效 率 最 高 也 就 是 分 流 道 流 過(guò) 相 同 的 塑 料 流 量 其 分 流 道 的 內(nèi) 表 面 積 最 小 這 樣 可 以 減 少 注 塑 過(guò) 程 中 散 熱 面 積 即 熔 料 的 溫 度 降 低 最 小 同 時(shí) 使 得 摩 擦 力 變 小 減 少 壓 力 損 失 其 缺 點(diǎn) 就 是 制 造 起 來(lái) 比 較 麻 煩 因 為 它 必 須 將 分 流 道 分 設(shè) 在 模 板 的 兩 側(cè) 在 對(duì) 合 時(shí) 容 易 產(chǎn) 生 錯(cuò) 口 現(xiàn) 象 當(dāng) 分 型 面 為 平 面 時(shí) 候 常 采 用 圓 形 截 面 流 到 本 次 設(shè) 計(jì) 中 分 型 面 非 平 面 采 用 圓 形 截 面 分 流 道 加 工 困 難 故 采 用 效 率 較 高 的 梯 形 截 面 分 流 道 10 4 2 2 分 流 道 的 布 局 本 次 模 具 設(shè) 計(jì) 為 一 模 兩 腔 分 流 道 的 布 局 對(duì) 塑 料 件 的 成 型 影 響 也 較 大 的 由 于 前 面 已 經(jīng) 將 型 腔 的 布 局 確 定 設(shè) 計(jì) 分 流 道 的 布 局 既 要 跟 型 腔 的 布 局 協(xié) 調(diào) 同 時(shí) 還 應(yīng) 該 注 意 一 些 分 流 道 布 局 的 設(shè) 計(jì) 要 點(diǎn) 分 流 道 和 型 腔 的 分 布 原 則 是 排 列 緊 湊 間 距 合 理 應(yīng) 該 采 用 軸 對(duì) 稱(chēng) 或 者 中 心 對(duì) 稱(chēng) 使 其 平 衡 盡 量 縮 小 成 型 區(qū) 域 的 總 面 積 最 好 使 型 腔 和 分 流 道 在 分 型 面 上 的 總 投 影 面 積 的 幾 何 中 心 和 鎖 緊 力 的 中 心 重 合 在 可 能 的 情 況 下 分 流 道 的 長(zhǎng) 度 盡 可 能 的 縮 短 以 減 少 壓 力 損 失 避 免 模 體 壓 力 過(guò) 大 的 影 響 成 本 在 多 型 腔 模 具 中 各 型 腔 的 分 流 道 長(zhǎng) 度 應(yīng) 該 盡 量 相 等 以 達(dá) 到 注 塑 時(shí) 壓 力 傳 遞 的 平 衡 分 流 道 的 布 局 如 圖 4 2 分 流 道 長(zhǎng) 度 短 對(duì) 稱(chēng) 分 布 圖 4 2 分 流 道 布 局 4 2 3 分 流 道 的 長(zhǎng) 度 根 據(jù) 分 流 道 的 布 局 大 概 的 可 以 測(cè) 量 出 分 流 道 的 長(zhǎng) 度 總 長(zhǎng) 65Lm 4 3 澆口設(shè)計(jì) 本 次 設(shè) 計(jì) 采 用 的 澆 口 為 點(diǎn) 澆 口 其 優(yōu) 點(diǎn) 是 澆 口 位 置 能 靈 活 地 確 定 澆 口 附 近 變 形 小 多 型 腔 時(shí) 采 用 點(diǎn) 澆 口 容 易 平 衡 澆 注 系 統(tǒng) 對(duì) 于 投 影 面 積 大 的 塑 件 或 易 變 形 的 塑 件 采 用 多 個(gè) 點(diǎn) 澆 口 能 夠 取 得 理 想 的 效 果 適 用 一 模 多 腔 的 模 具 4 3 1 點(diǎn) 澆 口 的 尺 寸 根 據(jù) 經(jīng) 驗(yàn) 的 數(shù) 據(jù) 一 般 的 點(diǎn) 澆 口 直 徑 常 為 0 5 1 8 這 里 選 1 澆 口m 的 長(zhǎng) 度 常 為 0 5 2 這 里 選 2 m 4 3 2 澆 口 位 置 的 選 擇 本 次 設(shè) 計(jì) 澆 口 位 置 的 選 擇 如 圖 4 3 所 示 圖 4 3 澆 口 位 置 示 意 圖 4 4 冷料穴和鉤料脫模裝置 采 用 拉 桿 式 鉤 料 裝 置 由 冷 料 穴 和 拉 料 桿 組 成 在 冷 料 穴 的 底 部 設(shè) 有 一 拉 料 桿 拉 料 桿 固 定 在 型 腔 板 上 一 次 分 型 依 靠 拉 料 桿 抽 出 主 流 道 凝 料 其 基 本 形 狀 如 圖 4 4 所 示 采 用 帶 球 形 頭 的 冷 料 穴 其 中 冷 料 穴 的 直 徑 要 比 主 流 道 的 稍 大 主 流 道 末 端 的 半 徑 大 約 為 5 所 以 冷 料 穴 的 直 徑 設(shè) 為 6 此mm 處 的 拉 料 桿 直 徑 為 4 圖 4 4 拉 料 桿 形 狀 示 意 圖 5 1 型腔的設(shè)計(jì) 采 用 整 體 式 型 腔 也 就 是 由 整 塊 材 料 加 工 而 成 的 型 腔 整 體 式 型 腔 的 優(yōu) 點(diǎn) 是 強(qiáng) 度 和 剛 度 相 對(duì) 較 高 且 不 易 變 形 對(duì) 塑 件 的 上 表 面 不 會(huì) 產(chǎn) 生 拼 模 縫 的 痕 跡 缺 點(diǎn) 為 切 削 量 大 模 具 成 本 高 同 時(shí) 給 熱 處 理 和 表 面 處 理 帶 來(lái) 一 定 的 困 難 8 型 腔 的 外 形 尺 寸 為 256m 5 2 型芯的設(shè)計(jì) 本 次 設(shè) 計(jì) 塑 件 中 共 有 三 個(gè) 孔 兩 個(gè) 的 直 孔 和 一 個(gè) 階 梯 孔 故 需 要 兩 個(gè)2 8 直 型 芯 和 一 個(gè) 階 梯 型 芯 成 型 型 芯 的 徑 向 和 高 度 尺 寸 計(jì) 算 如 下 5 2 1 型 芯 的 徑 向 尺 寸 型 芯 徑 向 尺 寸 計(jì) 算 公 式 5 1 0mscpzllSx 式 中 型 芯 徑 向 基 本 尺 寸 ml m 塑 件 內(nèi) 形 尺 寸 s 塑 料 的 平 均 收 縮 率 cpS 修 正 系 數(shù) 取 3 4 x 塑 件 的 公 差 m 型 芯 制 造 公 差 取 3 z 大 型 芯 徑 向 尺 寸 計(jì) 算 如 下 0111mscpzllSx 06 4 8 35 9 06 84 小 型 芯 徑 向 尺 寸 計(jì) 算 如 下 0222mscpzllSx 0 5 8 53 16 4 0 594 5 2 2 型 芯 的 高 度 尺 寸 型 芯 高 度 尺 寸 計(jì) 算 公 式 5 2 0 mscpzhSx 式 中 型 芯 高 度 基 本 尺 寸 mh 塑 件 高 度 基 本 尺 寸 s 塑 料 的 平 均 收 縮 率 cpS 修 正 系 數(shù) 取 2 3 x 塑 件 的 公 差 m 型 芯 制 造 公 差 取 3 z 階 梯 型 芯 高 度 尺 寸 計(jì) 算 如 下 0111 mscpzhSx 0 127 52 3 01 368 0222 mscpzhSx 0 50 5 6 3 1 型 芯 尺 寸 如 圖 5 1 5 2 所 示 圖 5 1 階 梯 型 芯 尺 寸 圖 5 2 直 型 芯 尺 寸 5 3 鑲件的設(shè)計(jì) 鑲 件 位 置 放 在 定 模 板 上 其 尺 寸 形 狀 如 圖 5 3 所 示 圖 5 3 鑲 件 形 狀 及 尺 寸 5 4 加工工藝方案制訂 塑 料 模 具 的 加 工 方 法 大 體 上 可 以 分 為 切 削 機(jī) 床 加 工 鉗 加 工 和 特 殊 加 工 三 大 類(lèi) 切 削 機(jī) 床 加 工 是 指 采 用 不 同 的 切 削 機(jī) 床 如 車(chē) 床 銑 床 磨 床 等 進(jìn) 行 粗 加 工 或 精 加 工 等 鉗 加 工 是 指 采 用 銼 鏟 研 等 手 工 措 施 去 除 切 削 機(jī) 床 所 預(yù) 留 的 加 工 余 量 將 模 具 半 成 品 加 工 成 符 合 藍(lán) 圖 的 要 求 尺 寸 形 狀 以 及 表 面 粗 糙 度 的 合 格 零 件 并 通 過(guò) 組 裝 總 裝 成 符 合 要 求 的 模 具 當(dāng) 模 具 零 件 使 用 普 通 機(jī) 床 或 人 工 的 傳 統(tǒng) 的 方 法 很 難 加 工 或 者 耗 時(shí) 很 大 時(shí) 則 往 往 采 用 特 殊 加 工 的 方 法 如 電 火 花 線 切 割 以 及 等 9 5 4 1 型 腔 加 工 工 藝 方 案 表 5 1 型 腔 的 加 工 工 藝 方 案 工 序 內(nèi) 容 設(shè) 備 1 銑 削 端 銑 坯 料 的 六 個(gè) 端 面 銑 床 2 鉆 削 鉆 鑲 件 孔 鉆 床 3 CNC 粗 加 工 粗 加 工 成 型 面 CNC 4 熱 處 理 調(diào) 質(zhì) 5 磨 削 磨 上 下 端 面 磨 床 6 CNC 精 加 工 精 加 工 成 型 面 CNC 7 鉗 工 拋 光 成 型 面 倒 角 攻 絲 6 1 機(jī)動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu) 機(jī) 動(dòng) 側(cè) 向 分 型 與 抽 芯 是 利 用 注 射 機(jī) 的 開(kāi) 模 力 通 過(guò) 傳 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 改 變 運(yùn) 動(dòng) 方 向 將 側(cè) 向 的 活 動(dòng) 型 芯 抽 出 機(jī) 動(dòng) 抽 芯 機(jī) 構(gòu) 的 結(jié) 構(gòu) 比 較 復(fù) 雜 但 抽 芯 不 需 要 人 工 操 作 抽 拔 力 較 大 具 有 靈 活 方 便 生 產(chǎn) 效 率 高 容 易 實(shí) 現(xiàn) 全 自 動(dòng) 操 作 無(wú) 需 另 外 添 置 設(shè) 備 等 優(yōu) 點(diǎn) 在 生 產(chǎn) 中 被 廣 泛 采 用 機(jī) 動(dòng) 抽 芯 按 結(jié) 構(gòu) 形 式 可 分 為 斜 銷(xiāo) 彈 簧 彎 銷(xiāo) 斜 導(dǎo) 槽 斜 滑 塊 楔 塊 齒 輪 條 等 多 種 抽 芯 形 式 本 設(shè) 計(jì) 采 用 的 是 斜 銷(xiāo) 側(cè) 向 分 型 抽 芯 機(jī) 構(gòu) 6 2 斜銷(xiāo)側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)主要參數(shù) 6 2 1 抽 芯 距 型 芯 從 成 型 位 置 抽 到 不 妨 礙 塑 件 脫 模 的 位 置 所 移 動(dòng) 的 距 離 叫 抽 芯 距 用 表 示 一 般 抽 芯 距 等 于 側(cè) 向 孔 或 側(cè) 凹 深 度 加 上 2 3 余 量 即 S 0S m 6 1 0 S 式 中 抽 芯 距 m 側(cè) 向 孔 或 側(cè) 凹 深 度 0S 而 所 以1 123S 6 2 2 斜 銷(xiāo) 的 傾 角 斜 銷(xiāo) 的 傾 角 是 決 定 斜 銷(xiāo) 抽 芯 機(jī) 構(gòu) 工 作 效 果 的 一 個(gè) 重 要 參 數(shù) 它 不 僅 決 定 了 開(kāi) 模 行 程 和 斜 銷(xiāo) 長(zhǎng) 度 而 且 對(duì) 斜 銷(xiāo) 的 受 力 狀 況 有 著 重 要 的 影 響 決 定 傾 斜 角 的 大 小 時(shí) 應(yīng) 從 抽 芯 距 開(kāi) 模 行 程 和 斜 銷(xiāo) 受 力 幾 個(gè) 方 面 綜 合 考 慮 實(shí) 際 生 產(chǎn) 中 一 般 取 不 宜 超 過(guò) 選 10 225 0 6 2 3 抽 芯 力 的 計(jì) 算 抽 芯 力 的 計(jì) 算 跟 脫 模 力 的 計(jì) 算 是 一 樣 的 計(jì) 算 的 公 式 為 3 6 2 cosin FpAf 式 中 抽 芯 力 FN 單 位 面 積 塑 件 對(duì) 型 芯 的 正 壓 力 一 般 取pPa p 4 84 11 76 Ma 塑 件 包 緊 型 芯 的 側(cè) 面 積 A2m 塑 件 與 模 體 鋼 材 的 摩 擦 系 數(shù) 一 般 取 0 1 0 3 f f 脫 模 斜 度 a 計(jì) 算 得 F 46 9N 6 2 4 圓 形 斜 導(dǎo) 柱 直 徑 的 確 定 圖 6 1 導(dǎo) 柱 直 徑 計(jì) 算 計(jì) 算 公 式 字 母 對(duì) 應(yīng) 的 尺 寸 如 圖 6 1 所 示 6 3 320cosFHd 式 中 斜 導(dǎo) 柱 直 徑 dm 抽 拔 力 FN 受 力 點(diǎn) 到 斜 導(dǎo) 柱 固 定 板 平 面 的 距 離 1Hm 抽 拔 角 斜 導(dǎo) 柱 鋼 材 許 用 彎 曲 應(yīng) 力 碳 素 鋼 MPa 137 2MPa 1 3 50 942tansi2tn1siS 6 4 計(jì) 算 如 下 321046 9 6 8cos37dm 取 8dm 6 2 5 斜 導(dǎo) 柱 的 總 長(zhǎng) 度 計(jì) 算 圖 6 2 導(dǎo) 柱 長(zhǎng) 度 計(jì) 算 導(dǎo) 柱 長(zhǎng) 度 計(jì) 算 公 式 為 字 母 對(duì) 應(yīng) 的 尺 寸 如 圖 6 2 所 示 12345 1tantan costsi34LLDhdSd 6 5 式 中 斜 導(dǎo) 柱 的 總 長(zhǎng) 度 Lm 斜 導(dǎo) 柱 臺(tái) 肩 直 徑 斜 導(dǎo) 柱 抽 拔 角 斜 導(dǎo) 柱 固 定 板 厚 度 h 斜 導(dǎo) 柱 與 側(cè) 滑 塊 斜 孔 的 配 合 間 隙 抽 芯 距 實(shí) 際 距 離 加 2 4 Sm m 計(jì) 算 如 下 14170 5831tan20tan208costasi3 9mL 取 的 長(zhǎng) 度 為 40 7 1 推桿脫模機(jī)構(gòu) 采 用 圓 柱 型 推 桿 優(yōu) 點(diǎn) 由 于 圓 柱 形 狀 的 推 桿 和 推 桿 孔 最 容 易 加 工 而 且 很 容 易 保 證 其 配 合 精 度 易 于 保 證 其 互 換 性 并 且 易 于 更 換 而 且 它 還 具 有 滑 動(dòng) 阻 力 小 不 易 于 卡 滯 等 推 桿 結(jié) 構(gòu) 形 式 如 圖 7 1 a 所 示 推 桿 的 固 定 形 式 如 圖 7 1 b a b 圖 7 1 推 桿 結(jié) 構(gòu) 形 式 7 2 推桿尺寸計(jì)算及校核 7 2 1 推 桿 直 徑 計(jì) 算 推 桿 直 徑 計(jì) 算 公 式 為 7 1 2436LQdnE 式 中 圓 形 推 桿 直 徑 dm 推 桿 長(zhǎng) 度 系 數(shù) 0 7 推 桿 長(zhǎng) 度 L 推 桿 數(shù) 量 n 鋼 材 抗 拉 彈 性 模 量 EMpa 脫 模 力 QN 計(jì) 算 如 下 243560 784 31dm 取 標(biāo) 準(zhǔn) 值 推 桿 直 徑 m 7 2 2 推 桿 應(yīng) 力 校 核 推 桿 應(yīng) 力 校 核 公 式 為 7 2 24sQnd 式 中 推 桿 應(yīng) 力 Ncm 脫 模 力 Q 推 桿 數(shù) 量 n 圓 形 推 桿 直 徑 d 推 桿 鋼 材 的 屈 服 極 限 強(qiáng) 度 s 2 Ncm 一 般 中 碳 鋼 合 金 中 碳 鋼230 sc 240 sc 計(jì) 算 如 下 224719 3 8 6sc 7 3 推桿脫模機(jī)構(gòu)布局 推 桿 的 布 局 如 圖 7 2 所 示 圖 7 2 推 桿 的 布 局 8 1 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 模 具 的 冷 卻 是 將 注 塑 成 型 過(guò) 程 中 產(chǎn) 生 的 并 傳 導(dǎo) 給 模 具 的 熱 量 盡 可 能 迅 速 并 最 大 程 度 地 導(dǎo) 出 以 使 塑 件 以 較 快 的 速 度 冷 卻 固 化 因 此 冷 卻 的 效 果 直 接 決 定 著 塑 件 的 質(zhì) 量 和 注 塑 效 果 調(diào) 節(jié) 模 具 溫 度 的 主 要 目 的 是 縮 短 成 型 周 期 提 高 塑 件 質(zhì) 量 模 具 的 冷 卻 主 要 采 用 的 是 循 環(huán) 水 冷 卻 方 式 而 此 次 設(shè) 計(jì) 中 采 用 的 冷 卻 方 式 就 是 采 用 的 循 環(huán) 水 冷 卻 方 式 8 2 冷卻管道的直徑計(jì)算 已 知 條 件 塑 件 材 料 為 ABS 塑 件 的 成 型 周 期 根 據(jù) 經(jīng) 驗(yàn) 方 法 得 壁 厚 6 的 制 件 成 型 周 期 為 45 ms 成 型 周 期 內(nèi) 塑 件 的 質(zhì) 量 為 14 51 wg 水 的 密 度 為 31 0 K 8 2 1 求 塑 件 在 固 化 時(shí) 每 小 時(shí) 釋 放 的 熱 量 塑 件 的 產(chǎn) 量 計(jì) 算 公 式 為 8 1 1Wwt 式 中 塑 件 的 產(chǎn) 量 W Kgh 成 型 周 期 內(nèi) 塑 件 的 質(zhì) 量 1w 每 小 時(shí) 成 型 次 數(shù) t 計(jì) 算 如 下 hKgt 16 4530 1 查 表 8 1 得 ABS 的 單 位 熱 流 量 3QJ 表 8 1 常 用 塑 料 熔 體 的 單 位 熱 流 量 1Q 塑 料 品 種 KJg塑 料 品 種 1 KJg ABS 223 104 1 低 密 度 聚 乙 烯 225 908 聚 甲 醛 高 密 度 聚 乙 烯 6 丙 烯 酸 2 9聚 丙 烯 2 1 醋 酸 纖 維 素 310 聚 碳 酸 酯 70 聚 酰 胺 226 57 聚 氯 乙 烯 22 63 所 以 總 熱 流 量 為 8 2 1QW 式 中 總 熱 流 量 Q KJg 塑 件 的 產(chǎn) 量 Wh 單 位 熱 流 量 1Q KJg 計(jì) 算 如 下 hKJW 406 15 3621 8 2 2 求 冷 卻 水 的 體 積 流 量 冷 卻 水 的 體 積 流 量 公 式 為 8 3 1vQqc 式 中 冷 卻 水 的 體 積 流 量 vq3 min 總 熱 流 量 Q KJg 水 的 密 度 3 冷 卻 介 質(zhì) 的 比 熱 容 1c JC 模 溫 與 冷 卻 介 質(zhì) 溫 度 之 間 的 平 均 溫 差 計(jì) 算 如 下 min 1096 2 187 406 343321pcQqv 8 2 3 求 冷 卻 水 的 管 道 直 徑 查 表 8 2 為 了 使 冷 卻 水 處 于 湍 流 狀 態(tài) 取 d 8mm 表 8 2 冷 卻 水 的 穩(wěn) 定 湍 流 速 度 與 流 量 冷 卻 水 道 直 徑 dm最 低 流 速 vs流 量 3 min vq 8 1 66 5 01 10 1 32 362 12 1 10 7 4 15 0 87 39 210 8 3 冷卻管道的孔數(shù)計(jì)算 8 3 1 求 冷 卻 水 在 管 道 內(nèi) 的 流 速 冷 卻 水 在 管 道 內(nèi) 的 流 速 公 式 為 8 4 24vqd 式 中 冷 卻 水 在 管 道 內(nèi) 的 流 速 v ms 冷 卻 水 的 體 積 流 量 q3in 冷 卻 水 道 直 徑 d 計(jì) 算 如 下 42240 9613 8 0 vqdms 8 3 2 求 冷 卻 管 道 孔 壁 與 冷 卻 介 質(zhì) 之 間 的 傳 熱 系 數(shù) 查 表 8 3 取 6 48 水 溫 為 時(shí) f25C 表 8 3 不 同 水 溫 下 的 值f 平 均 水 溫 C 0 5 10 15 20 25f 4 91 5 30 5 68 6 07 6 45 6 48 由 公 式 8 5 0 812 fvhcd 式 中 冷 卻 管 道 孔 壁 與 冷 卻 介 質(zhì) 之 間 的 傳 熱 系 數(shù) h 冷 卻 介 質(zhì) 的 比 熱 容 1c KJgC 水 的 密 度 3 gm 冷 卻 水 在 管 道 內(nèi) 的 流 速 v ms 冷 卻 水 道 直 徑 d 計(jì) 算 如 下 0 8 30 8212 2 6 8 1 0 473 fvhc KJmhC 8 3 3 求 冷 卻 管 道 中 的 傳 熱 面 積 由 公 式 8 6 160WQAh 式 中 冷 卻 管 道 中 的 傳 熱 面 積 A2m 塑 件 的 產(chǎn) 量 W Kg 單 位 熱 流 量 1QJ 冷 卻 管 道 孔 壁 與 冷 卻 介 質(zhì) 之 間 的 傳 熱 系 數(shù) h 模 溫 與 冷 卻 介 質(zhì) 溫 度 之 間 的 平 均 溫 差 C 計(jì) 算 如 下 2320 910 6 5620mthWA 8 3 4 求 模 具 上 應(yīng) 開(kāi) 設(shè) 的 冷 卻 管 道 的 孔 數(shù) 由 公 式 8 7 AndL 式 中 冷 卻 管 道 中 的 傳 熱 面 積 A2m 圓 周 率 冷 卻 水 道 直 徑 d 冷 卻 管 道 長(zhǎng) 度 L 計(jì) 算 如 下 0 243 14 8 10 AndL 所 以 模 具 上 開(kāi) 設(shè) 的 管 道 孔 數(shù) 為 4 3 后期擬完成的研究工作及進(jìn)度安排 1 注射模具的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2 塑料模具部裝圖的繪制 3 零件圖的繪制 凹模嵌板的繪制 凸模嵌板的繪制 4 撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 4 存在的困難與問(wèn)題 無(wú) 5 日程安排 11 月 27 日 12 月 11 日 模具部件裝配圖的繪制 12 月 12 日 12 月 20 日 模具零件圖的繪制 12 月 21 日 1 月 01 日 撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文與準(zhǔn)備答辯 1 月 01 日 1 月 08 日 畢業(yè)答辯 6 如期完成全部論文工作的可能性 根據(jù)日程和時(shí)間的安排 可以按時(shí)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)