底座模具設(shè)計(jì) 80×100×30
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)
題 目： 底座模具設(shè)計(jì) 80×100×30
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)： 機(jī)制1203班
學(xué)生姓名： 孫曉雨
指導(dǎo)教師： 陳慧珍
論文提交日期： 2016年 5月 30 日
論文答辯日期： 2016年 6月 6 日
摘要
隨著我國家工業(yè)的高速穩(wěn)定的發(fā)展，對(duì)模具工業(yè)，尤其是注塑模具帶來了巨大的發(fā)展，帶動(dòng)了我國注塑模具的發(fā)展。2004年，注塑模具在在模具行業(yè)占到30%左右，據(jù)有關(guān)專家預(yù)測(cè)，在未來幾年中，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中國注塑模具工業(yè)還將以年均增長速度10%以上的速度快速發(fā)展。在國內(nèi)注塑模具市場(chǎng)，工程注塑模具需求量最大。注射成型是塑料成型的一種常用的方法，適用于熱塑性塑料的快速成型，可以一次成型形狀復(fù)雜塑件。本設(shè)計(jì)題目為底板模具設(shè)計(jì)，主要涉及模具設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)以及和模具設(shè)計(jì)相關(guān)的CAD軟件等相關(guān)專業(yè)得應(yīng)用。通過對(duì)該模具的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加強(qiáng)了對(duì)注塑模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)掌握，為設(shè)計(jì)更復(fù)雜的注塑模具做好鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗(yàn)。
在設(shè)計(jì)之前，要具備機(jī)械制圖，公差與技術(shù)測(cè)量，模具制造工藝，塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)等方面必要的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，初步了解塑件的成型工藝和生產(chǎn)過程，熟習(xí)各種注塑模具的結(jié)構(gòu)。綜合運(yùn)用注塑模具設(shè)計(jì)，機(jī)械制圖，互換性與技術(shù)測(cè)量673A械原理及零件，模具材料及熱處理，模具制造工藝，塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)等方面必要的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，分析和解決注塑模具設(shè)計(jì)問題，進(jìn)一步鞏固加深和開拓所學(xué)的知識(shí)。通過設(shè)計(jì)實(shí)踐，逐步樹立正確的設(shè)計(jì)思想，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，基本掌握注塑模具的一般規(guī)律，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。
本設(shè)計(jì)運(yùn)用塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，首先分析塑件的成分及性能要求，為選取澆口的類型做好了準(zhǔn)備；然后估算塑料的體積，便于選取注塑機(jī)及確定型腔數(shù)量；最后分析了塑件的特征，確定模具的設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)要點(diǎn)及推出裝置的選取。
關(guān)鍵詞：注塑模具；注射成型； 模具設(shè)計(jì)
Abstract
In recent years, the rapid development of our country's industry, the mold industry, especially plastic mold put forward more and more high requirements. In 2004, plastic mold in in mold industry accounted for about 30%, according to the relevant experts predict, in the next few years, with the rapid development of economy, China plastic mold industry will also with an average annual growth rate of more than 10% of the speed of rapid development. In the domestic plastic mold market, engineering plastic mold demand is the largest. Injection molding is an important method of plastic molding, it is mainly applicable to thermoplastic plastic molding, can be a complex shape of precision plastic parts. This design topic for the bottom plate mold design, mainly related to the design of the mold related knowledge and mold design and related to the application of CAD software and other related professional. Through the design of the mold, to further strengthen the injection mold design of the basic knowledge to master, for the design of more sophisticated injection mold to pave the way and draw a more profound experience.
Before the design, it is necessary to have a mechanical drawing, tolerance and technical measurement, mold manufacturing process, plastic molding process and mold design and other aspects the necessary basic knowledge and professional knowledge, a preliminary understanding of plastic forming technology and production process, familiar with all kinds of plastic mold structure.
The integrated use of plastic mold design, mechanical drawing, swap and technical measurement 673A mechanical principle of parts and components, material and heat treatment of die and mold, mold manufacturing process, plastic molding process and mold design and other aspects the necessary basic knowledge and professional knowledge, analysis and to solve the problem of plastic mold design, to further consolidate and deepen and develop the theory of knowledge.
Through the design practice, gradually establish the correct design ideas, enhance the sense of innovation and competition, the basic grasp of the general law of plastic mold, the ability to analyze and solve problems.
The design using the basic knowledge of plastic molding process and mold design, the first analysis of plastic parts of the composition and performance requirements, prepare for the selection of the type of the gate; and then estimate the plastic volume, easy selection of injection molding machines and determine the number of cavity is analysed. Finally, the plastic parts, determine the characteristics of mold design parameters, design points and launch device selection.
Key words: plastic mold ；injection ；mold design
目錄
緒論 1
第一章 模具的設(shè)計(jì)背景 2
1.1模具設(shè)計(jì)背景 2
第二章 塑件的工藝性分析 4
2.1塑件的成型工藝性分析 4
2.1.1原料：低密度聚乙烯（LDPE） 4
2.1.2塑件的結(jié)構(gòu)分析 4
2.1.3制件的精度分析 5
2.1.4脫模斜度 5
2.1.5結(jié)論 5
2.2塑料成型工藝參數(shù) 5
2.3塑件的結(jié)構(gòu)、尺寸精度及表面質(zhì)量分析 6
2.3.1結(jié)構(gòu)分析 6
2.3.2 尺寸精度分析 6
2.3.3 表面質(zhì)量分析 6
2.4計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量 6
第三章 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8
3.1分型面的選擇 8
3.2確定型腔數(shù)目及布置 8
3.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9
3.3.1澆注系統(tǒng)的組成 9
3.3.2主流道的設(shè)計(jì) 9
3.3.3澆口套的設(shè)計(jì) 10
3.3.4分流道的設(shè)計(jì) 11
3.3.5澆口的設(shè)計(jì) 11
3.3.6冷料穴 11
3.3.7調(diào)溫系統(tǒng) 11
3.3.8功能特性 12
3.3.9排氣方式 13
3.4推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 13
3.5成型零部件的設(shè)計(jì) 14
3.6模架的選擇 15
第四章 成型設(shè)備的選擇及有關(guān)參數(shù)的計(jì)算 17
4.1注射機(jī)的選擇 17
4.2鎖模力的計(jì)算 18
第五章模具成型零件工作尺寸的計(jì)算 20
第六章 繪制模具總裝圖 22
總結(jié) 23
致謝 24
參考文獻(xiàn) 25
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 緒論
緒論
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，合理的塑料件往往能代替多個(gè)傳統(tǒng)金屬結(jié)構(gòu)件，同時(shí)工程塑料特有的物理性質(zhì)，可以一次成型金屬件無法成型的構(gòu)件，現(xiàn)對(duì)于金屬件優(yōu)點(diǎn)是明顯的，因此，近些年構(gòu)件塑料化的趨勢(shì)日益明顯。塑料在加工中采用最多的辦法就是注塑成型，注塑模具作為重要的一項(xiàng)已經(jīng)被廣泛的采用。它在質(zhì)量、精度、制造周期、生產(chǎn)效率等方面有著明顯的優(yōu)勢(shì)。相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械行業(yè)，注塑模具有如下特點(diǎn)：
第一，模具的生產(chǎn)成本高，不能作為基本定型的商品在市場(chǎng)中購買到。同時(shí)模具制造不是批量生產(chǎn)，模具再次加工的可能性越小也就意味著模具的使用壽命長。
第二，為了產(chǎn)品能夠更好地投放市場(chǎng)，為塑料制品而訂制的模具一定要有很短的生產(chǎn)周期。
第三，技術(shù)性很強(qiáng)的模具制造工作，要求工人有較高的文化水平 以及高超的手工技巧，其加工過程集中了機(jī)械制造中先進(jìn)技術(shù)的部分精華與鉗工技術(shù)的手工技巧，
綜上，現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)中模具制造存在成本高，制造周期短，技術(shù)性強(qiáng)等特點(diǎn)，但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展這些問題得到了很大的改善。
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 模具設(shè)計(jì)背景
第一章 模具的設(shè)計(jì)背景
1.1模具設(shè)計(jì)背景
模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的基礎(chǔ)工藝裝備。在汽車、電機(jī)、儀表、電器、電子、通信、家電和輕工業(yè)等行業(yè)中，60%～80%的零件都依靠模具成形，并且隨著近年來這些行業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)模具的要求越來越高，結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜性、高一致性、高生產(chǎn)效率和低耗率，是其它加工制造方法所不能比擬的。隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用塑料與工程塑料在強(qiáng)度和精度等方面的不斷提高，塑料制品的應(yīng)用范圍也在不斷地?cái)U(kuò)大，越來越普遍地采用塑料成型。該方法適用于全部熱塑性塑料和部分熱固性塑料，制得的塑料制品數(shù)量之大是其它成型方法望塵莫及的。注射模的種類很多，其結(jié)構(gòu)與塑料品種、塑件的復(fù)雜程度和注射機(jī)的種類等很多因素,由于模具的使用特點(diǎn)，決定了模具設(shè)計(jì)也區(qū)別與其他行業(yè)。模具設(shè)計(jì)要考慮的要點(diǎn)如下:
1.塑件的物理力學(xué)性能，如強(qiáng)度、剛度、韌性、彈性、吸水性等對(duì)應(yīng)力的敏感性， 不同塑料品種其性能各有所長,避免或補(bǔ)償其 缺點(diǎn)。
2.塑料的成型工藝性，如流動(dòng)性、成型收縮率的各向差異等。塑件形狀應(yīng)有利于成 型時(shí)充模、排氣、補(bǔ)縮，同時(shí)能使熱塑性塑料制品達(dá)到高效、均勻冷卻或使熱固性塑料制 品均勻地固化。
3.塑件的結(jié)構(gòu)能使模具總體結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)化，避免側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)和簡(jiǎn)化脫 模結(jié)構(gòu)。使模具零件符合制造工藝的要求。
目前，我國的模具制造技術(shù)已從過去只能制造簡(jiǎn)單模具發(fā)展到可以制造大型、精密、復(fù)雜、長壽命的模具。在注塑模具方面，能設(shè)計(jì)制造汽車保險(xiǎn)杠及整體儀表盤大型注射模。在模具制造加工之前，在計(jì)算機(jī)上對(duì)整個(gè)注射成型過程進(jìn) 行模擬分析，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)熔體的填充、保壓、冷卻情況，以及制品中的應(yīng)力分布、和分子取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況，以便設(shè)計(jì)者能盡早發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)修改制件 和模具設(shè)計(jì)，而不是等到試模以后再返修模具。這不僅是對(duì)傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)方法的一次突破， 而且對(duì)減少甚至避免模具返修報(bào)廢、提高制品質(zhì)量和降低成本等，都有著重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì),我國經(jīng)濟(jì)仍處 于高速發(fā)展階段，國際上經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展趨勢(shì)日趨明顯，這為我國模具工業(yè)高速發(fā)展提供 了良好的條件和機(jī)遇。一方面，國內(nèi)模具市場(chǎng)將繼續(xù)高速發(fā)展；另一方面，模具制造也逐 漸向我國轉(zhuǎn)移以及跨國集團(tuán)到我國進(jìn)行模具采購趨向也十分明顯。
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 塑件工藝分析
第二章 塑件的工藝性分析
2.1塑件的成型工藝性分析
塑件如圖1所示
圖1 塑件成品
2.1.1原料：低密度聚乙烯（LDPE）
低密度聚乙烯（LDPE）又稱高壓聚乙烯，是一種塑料材料，它適合熱塑性成型加工的各種成型工藝，成型加工性好。
2.1.2塑件的結(jié)構(gòu)分析
外表看塑料件形狀為L形，兩側(cè)有大小不等的圓孔，但是側(cè)面沒孔不需要側(cè)抽芯，該制件的最小壁厚為1mm，符合壁厚要求。
2.1.3制件的精度分析
由于塑件所有尺寸都未注公差，故取MT7作為塑件的尺寸精度。塑件的表面粗糙度分析：查塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)表1-4可知，POM注射成時(shí)，表面粗糙度的范圍在Ra0.05-3.2um之間，而該制件的表面粗糙度未做要求，可取Ra1.6um。
2.1.4脫模斜度
查塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)表1-5可知，材料為POM的制件其型腔脫模斜度一般為35/-130/。型芯脫模斜度為30/-40/。該制件未作脫模斜度要求，由于制件高度尺寸不大，故可不設(shè)脫模斜度。
2.1.5結(jié)論
塑件可能適合單分型面和雙分型面注射模的加工方式，本件采用單分型面注射模。選用的澆口形式為側(cè)澆口。
2.2塑料成型工藝參數(shù)
低密度聚乙烯成型工藝參數(shù)數(shù)據(jù)見表1
表1 低密度聚乙烯成型工藝參數(shù)
注射機(jī)類型
柱塞式
模具溫度（oC）
80～100
收縮率
2%~3%
注射壓力(MPa)
80～130
噴嘴形式
直通式
保壓壓力(MPa)
40～60
噴嘴溫度（oC）
170～180
注射時(shí)間(s)
2～5
料桶一區(qū)溫度（oC）
170～180
保壓時(shí)間(s)
20～40
料桶三區(qū)溫度（oC）
170～190
冷卻時(shí)間(s)
20～40
密度（g.cm-3）
1.41~1.42
成型周期(s)
40～80
后處理方法
紅外線烘箱
后處理時(shí)間（h）
1
后處理溫度（0C）
140~150
備注
材料預(yù)干燥2小時(shí)
2.3塑件的結(jié)構(gòu)、尺寸精度及表面質(zhì)量分析
2.3.1結(jié)構(gòu)分析
獲得合格的塑料制品除了要有優(yōu)質(zhì)的原料，同時(shí)還要考慮塑件的結(jié)構(gòu)工藝和現(xiàn)實(shí)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)生產(chǎn)的關(guān)系，滿足成型工藝要求的塑件設(shè)計(jì)才能防止成型時(shí)產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷、及開裂等缺陷，從而更好地滿足生產(chǎn)，提高生產(chǎn)率和降低成本和殘品率。
2.3.2 尺寸精度分析
生產(chǎn)所獲得的尺寸與產(chǎn)品設(shè)計(jì)尺寸相符合程度，就是塑件尺寸的精度。塑件的尺寸精度往往不高，這與模具的制造精度、磨損程度等多方面因素有關(guān)，所以，在保證使用前提下盡可能的選用相對(duì)較低的精度等級(jí)。塑件未注尺寸公差的情況下，查表得到低密度聚乙烯（LDPE）材料為MT7級(jí)。
2.3.3 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)電介質(zhì)外。除此外沒有特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易實(shí)現(xiàn)。綜上分析可以看出，注塑時(shí)在工藝參數(shù)控制得較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。
2.4計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量
計(jì)算塑件的質(zhì)量，通過PROE計(jì)算出產(chǎn)品的體積為16.3cm3,根據(jù)體積采用一模兩件的模具結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)有設(shè)備以及注塑壓力同時(shí)考慮其外形尺寸以及澆注系統(tǒng)的冷凝料，用XS-Z-125型注塑機(jī)。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
第三章 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1分型面的選擇
1．便于塑件脫模：
2． 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有利于型腔的加工
3．確保塑件尺寸精度
4.型腔排氣順利
5. 無損塑件外形
6. 合理利用設(shè)備
根據(jù)塑料分型面選擇的原則同時(shí)保證塑件的質(zhì)量要求的原則，分型面位置如圖2所示。
圖2 分型面
3.2確定型腔數(shù)目及布置
由于塑件形狀較簡(jiǎn)單，質(zhì)量較小，生產(chǎn)批量較大的原因，根據(jù)現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)需要故使用多型腔注射模具。模具采用一模四腔平衡式的型腔布置，這樣生產(chǎn)的模具有著結(jié)構(gòu)尺寸小，制造加工方便，生產(chǎn)效率高，等等的優(yōu)點(diǎn)。型腔布置如圖3所示：
圖3 型腔布局圖
3.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.3.1澆注系統(tǒng)的組成
澆注系統(tǒng)是指從主流道的始端到型腔之間的熔體流動(dòng)通道。一般是由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。
3.3.2主流道的設(shè)計(jì)
圖4 主流道
根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得XS-ZY-125注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸：
噴嘴口孔徑：d=φ4mm，
噴嘴前端球面半徑：R=18 mm
根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系：
R=R0 +（1～2）mm
D=d0 +(0.5～1) mm
取主流道球面半徑 R=19 mm
取主流道的小端直徑 D=Ф4.5mm
3.3.3澆口套的設(shè)計(jì)
因?yàn)橹髁鞯琅c高溫塑料熔體和注塑機(jī)噴嘴會(huì)在注塑成型時(shí)反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道開設(shè)在一個(gè)嵌套中，然后將此套再嵌入定模內(nèi)，該嵌套稱為主流道襯套(也有文獻(xiàn)稱為澆口套)。
圖5 澆口套
1)將澆口套與定位環(huán)設(shè)計(jì)成一個(gè)整體只適用工業(yè)中的小型注模，在多數(shù)情況下均分開設(shè)計(jì)。
2) 澆口套的鋼材應(yīng)選用熱處理后硬度為53～57HRC優(yōu)質(zhì)鋼材（如T8A等），
3) 澆口套的長度應(yīng)與定模配合部分的厚度一致。
4) 澆口套與定模之間采用H7/m6的配合。
3.3.4分流道的設(shè)計(jì)
1.分流道的截面形狀：設(shè)計(jì)中采用圓形的分流道，這樣能夠減少流道內(nèi)的壓力損失和傳熱損失，提高效率，降低加工難度。
2.分流道的尺寸：
分流道的圓形截面尺寸：
H=（2/3）B，α=—，B=4—12mm
3.分流道的布置：設(shè)計(jì)中考慮到型腔的布局，選用的是平衡式的布置。
4.分流道與澆口的連接：生產(chǎn)中為了利于塑料熔體的流動(dòng)及充填，加工成斜面分流道與澆口的連接處采用圓弧過渡。
3.3.5澆口的設(shè)計(jì)
連接分流道和型腔的進(jìn)料通道是澆注系統(tǒng)中截面尺寸最小且長度最短的部分稱為澆口。澆口的設(shè)計(jì)是十分重要的一環(huán)，設(shè)計(jì)選用側(cè)澆口是考慮塑件的成型及型腔的排列方式。表初選尺寸為(b×l×h) 1.5mm×0.6mm×0.8mm的矩形側(cè)澆口。
3.3.6冷料穴
冷料穴主要是來收集注塑過程中兩次注塑之間噴嘴所產(chǎn)生的廢料，廢料的收集及處理防止了主流道及噴嘴的堵塞幾率。如果冷料不慎進(jìn)入型腔，注塑生產(chǎn)的塑件就容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。冷料穴的直徑約8-10mm，深度為6mm。生產(chǎn)過程中為了方便塑件脫模。脫模桿的設(shè)計(jì)是將其頂部設(shè)計(jì)成曲折鉤形或設(shè)下陷溝槽，這樣的設(shè)計(jì)可以在開模的時(shí)候以便脫模時(shí)能順利拉出主流道贅物。
3.3.7調(diào)溫系統(tǒng)
現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)過程中為了滿足注射工藝的相關(guān)條件，模具的溫度要進(jìn)行調(diào)節(jié)處理，這時(shí)就要調(diào)溫系統(tǒng)發(fā)揮相應(yīng)的作用。注塑模具的調(diào)溫系統(tǒng)對(duì)于熱塑性塑料用注塑模，在設(shè)計(jì)中主要設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)常用辦法是在模具內(nèi)開設(shè)冷卻水循環(huán)通道，利用循環(huán)流動(dòng)的冷卻水帶走模具注塑時(shí)產(chǎn)生的熱量，減少產(chǎn)品的殘品率；相對(duì)于模具的冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，模具的加熱除系統(tǒng)除了熱水流通和蒸汽加熱方法外，還可在模具內(nèi)部和周圍安裝電加熱元件。加工中注塑模具個(gè)點(diǎn)的溫度是不同的，這和注塑機(jī)注塑的周期及時(shí)間點(diǎn)的選擇有關(guān)。模溫機(jī)的主要作用是控制模內(nèi)溫度的相對(duì)恒定，將溫度變化保持在一個(gè)很小的范圍內(nèi)，這樣就減少了溫差的變化對(duì)產(chǎn)品的影響。相對(duì)于上面介紹的模溫控制辦法以下的也是常見的控制方法:生產(chǎn)中采用最多的，最常見的是控制材料的流體溫度，這種控制方法簡(jiǎn)單有效并且控制精度可以滿足大多數(shù)情況要求。但這種控制方法有著較大的缺點(diǎn)，這種控制方法，實(shí)時(shí)控制器的溫度和模溫在一般情況下是不一致的，模具內(nèi)模溫有著較大的溫度變化。因?yàn)橛绊懩＞叩臏囟鹊囊蛩睾芏?，沒有直接的辦法測(cè)量或是相應(yīng)的補(bǔ)償，包括注射周期的改變，注射速度，熔化溫度和室溫等都能對(duì)模溫產(chǎn)生相應(yīng)的影響。相對(duì)于對(duì)流體溫度的控制，還能對(duì)模溫進(jìn)行直接控制，對(duì)模溫進(jìn)行直接控制需要在模具內(nèi)部添裝溫度傳感器，但由于該種方法要求較高，這在模具溫度控制精度要求比較高的情況下才會(huì)采用。這種注塑模具溫度控制的主要特點(diǎn)包括：產(chǎn)品生產(chǎn)的最佳溫度與模具溫度一致，外在因素對(duì)模溫的影響較小，影響模具溫度的相關(guān)條件可以進(jìn)行直接測(cè)量并作出相關(guān)的補(bǔ)償。這種方法相對(duì)于對(duì)流體溫度控制方法對(duì)模具內(nèi)溫度的穩(wěn)定性比通過控制流體溫度更好，更加容易控制，模具溫度控制在生產(chǎn)過程控制中的重復(fù)性較好。第三種方法是聯(lián)合控制。聯(lián)合控制是流體溫度控制和模具內(nèi)溫度的綜合，它能同時(shí)控制流體和模具的溫度。在聯(lián)合控制中，溫度傳感器在模具中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，在放置溫度傳感器時(shí)，必須考慮形狀、結(jié)構(gòu)及冷卻通道的位置。鑒于溫度傳感器至關(guān)重要的作用溫度傳感器應(yīng)被放置也是相當(dāng)重要的。一般溫度傳感器被放置在對(duì)注塑件質(zhì)量起決定性作用的地方。模溫機(jī)到注塑機(jī)的鏈接有很多辦法，一般采用數(shù)字連接。
綜上根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)以及經(jīng)濟(jì)效益的雙重考慮，本設(shè)計(jì)采用控制流體溫度來控制模具溫度。
3.3.8功能特性
控制模具溫度的主要目的是模具溫度對(duì)注塑工藝的影響較大，控制模具溫度的主要方法是將模具加熱到工作并維持其工作溫度不變，可以把循環(huán)時(shí)間最優(yōu)化，進(jìn)而保證注塑件穩(wěn)定的高質(zhì)量。模具溫度在一定程度上會(huì)影響產(chǎn)品的表面質(zhì)量，流體流動(dòng)性，產(chǎn)品的收縮率，注塑周期以及變形等幾方面。模具溫度的相應(yīng)變化會(huì)對(duì)材料產(chǎn)生不同的影響。模具溫度高一點(diǎn)通常會(huì)改善對(duì)熱塑性塑料表面質(zhì)量和流動(dòng)性，但會(huì)延長冷卻時(shí)間和注塑周期。模具溫度低一點(diǎn)會(huì)降低在模具內(nèi)的收縮，但會(huì)增加脫模后注塑件的收縮率。而對(duì)熱固性塑料來說，高一點(diǎn)的模具溫度通常會(huì)減少循環(huán)時(shí)間，且時(shí)間由零件冷卻所需時(shí)間決定。具體要根據(jù)生產(chǎn)的需要進(jìn)行修改。
3.3.9排氣方式
在注塑模具的設(shè)計(jì)過程中，為了保證產(chǎn)品的合格率，必須考慮排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，否則，很容易因?yàn)槿廴诘乃芰狭黧w進(jìn)入模具型腔內(nèi)，氣體不能及時(shí)排出，是產(chǎn)品會(huì)有內(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、利用合模間隙排氣。由于聚乙烯的特性，注射模不但要排出型腔中的空氣，同時(shí)還要將聚乙烯固化反應(yīng)所產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體進(jìn)行排放，排氣量大，故在澆注前就應(yīng)該開始排氣。因此選用在分型面上開排氣槽，寬度為3——8mm，深度為0.06——0.18mm。
3.4推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
圖6 推桿
1) 推桿的形式 采用頭部要淬火，硬度應(yīng)達(dá)到40HRC以上等圓截面推桿，其尾部采用軸肩形式，滑動(dòng)配合部分表面粗糙度達(dá)到Ra0.64～1.26。
2)根據(jù)實(shí)際需要推桿選用d=8mm推桿推出距離d=14mm。
推桿的固定方式如圖7所示：
圖7 推桿的固定方式
3.5成型零部件的設(shè)計(jì)
工業(yè)生產(chǎn)中成型零件為免熔體鉆模故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免鑲拼結(jié)構(gòu)?？紤]到設(shè)計(jì)模具是一模四腔的結(jié)構(gòu)形式，以及現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中的難易程度和材料的利用采用整體嵌入式的凹模結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)形式如圖8所示；
圖8 陷入式凹模
凸模和型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：
凸模（外文名 punch-pin) 又叫沖針、沖頭 、陽模、上模等，凸模是模具中用于成型制品內(nèi)表面的零件。主要功能用于成型制品內(nèi)表面零件。
凸模和型芯都是用來成型塑件制品的內(nèi)表面的成型零件。分為以下幾種；
1 )、整體式凸模：結(jié)構(gòu)牢固，不易變形的整體式凸模使用整塊材料加工而成。使用整體式凸模會(huì)加工出不會(huì)帶有鑲拼接縫的溢料痕跡的產(chǎn)品，其缺點(diǎn)是形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
2 )、圓柱型新結(jié)構(gòu)：有利于排氣的軸肩與墊板的固定方法。
3 )、拼凸模結(jié)構(gòu)：生產(chǎn)制造內(nèi)型結(jié)構(gòu)復(fù)雜凸模加工復(fù)雜的工業(yè)產(chǎn)品時(shí)采用拼凸模結(jié)構(gòu)。
4 )、活動(dòng)凸模：為了方便生產(chǎn)可以移動(dòng)的凸模包括瓣式凸模，側(cè)向型芯，型芯和成塊等。
根據(jù)設(shè)計(jì)的需要以及難易程度，同時(shí)考慮到現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中材料的價(jià)值利用等諸多的因素，設(shè)計(jì)采用活動(dòng)式結(jié)構(gòu)凸模。
3.6模架的選擇
1、 側(cè)壁厚
設(shè)計(jì)模型屬于整體圓柱型，查相關(guān)的文獻(xiàn)求得：
Sp=25i =0.018
S=50mm
腔內(nèi)平均壓力P=40MPA。
2、底板厚度
Sp=25i=0.016
T=(0.175prX 4/(ESp))X(1/3)
=20mm
腔內(nèi)平均壓力P=40MPA.。
模架的結(jié)構(gòu)如圖9所示：
圖9 模架結(jié)構(gòu)
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 成型設(shè)備的選擇及有關(guān)參數(shù)的計(jì)算
第四章 成型設(shè)備的選擇及有關(guān)參數(shù)的計(jì)算
4.1注射機(jī)的選擇
注塑機(jī)的選擇要以實(shí)際的注塑量作為首要的選擇條件，從而初步選擇某一型號(hào)注塑機(jī)型，最終確定的型號(hào)還要再根據(jù)設(shè)計(jì)的注射壓力、公稱鎖模力等進(jìn)行一一的校核，從而選定合適的注塑機(jī)。這樣選擇的注塑機(jī)才能和模具相適合，才能保證實(shí)際生產(chǎn)中的產(chǎn)品合格率。在選擇上可以根據(jù)注塑機(jī)來設(shè)計(jì)模具也可以根據(jù)模具選擇注塑機(jī)。但實(shí)際注塑模與注塑機(jī)需作以下兩方面的校核：
一、工藝參數(shù)的校核，包括：
1、注塑量的最大值?
2、注塑壓力最大值
3、鎖模力最大值
4、成型面積最大值
5、塑化能力
二、安裝尺寸的校核，包括：
1、模厚的最大差值
2、模具尺寸的核對(duì)
3、模板螺釘、釘孔的位置和尺寸
4、注塑機(jī)噴嘴孔直徑
5、注塑機(jī)噴嘴球頭半徑值
根據(jù)以上條件計(jì)算出底板模具的體積為16.9cm3，因?yàn)樵O(shè)計(jì)為4腔，在經(jīng)過相關(guān)的選擇并查閱塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)的國產(chǎn)注射機(jī)技術(shù)規(guī)范及特性，初選擇XS-ZY-125.其最大理論注射容量為125cm3，符合：為了保證正常的注射成型，在一個(gè)注射成型周期內(nèi)，需注射入模具內(nèi)塑料熔體的容量，應(yīng)為制件和澆注系統(tǒng)倆部分容量之和，即
V=n+
式中 V——一個(gè)成型周期內(nèi)所需注射的塑料熔體的容量
n——型腔的數(shù)目
——單個(gè)塑件的容量
——澆注系統(tǒng)凝料和飛邊所需的塑料容量，故應(yīng)使
n+≤0.8
進(jìn)過計(jì)算可得塑件的體積為16.9 ，模具是一模四腔，澆注系統(tǒng)的凝料為0.6 可得：
n+=16.9x4+0.6=68.2≤0.8
為了保證生產(chǎn)時(shí)注射成型的成功，選用注射機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)注射壓力應(yīng)該大于模具生產(chǎn)時(shí)所需要的注塑壓力。查表得低密度聚乙烯的注射壓力為30-40Mpa 取40Mpa,查閱相關(guān)的參考資料根據(jù)國產(chǎn)注塑機(jī)的使用指南以及特性，最后選擇XS—ZY—125型注塑機(jī)。
XS—ZY—125型注射機(jī)的主要參數(shù)如下
額定注射量 ： 125 ㎝3
柱 塞 直 徑 ： 38㎜
注 射 壓 力 ： 121ＭＰａ
注 射 行 程 ： 180㎜
鎖 模 力 ： 900ｋＮ
最大成型面積： 131㎝3
模板最大行程： 280㎜
模 具 厚 度 ： 30-200㎜
噴嘴圓弧半徑： 10㎜
噴 嘴直 徑 ： 20㎜
拉 桿 間 距 ： 260×290㎜
4.2鎖模力的計(jì)算
鎖模力是指注射機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所施加的最大夾緊力。當(dāng)高壓的熔融塑料溶體進(jìn)入模具后會(huì)產(chǎn)生很大的膨脹力，為了防止模具的開裂，所以要用鎖模機(jī)構(gòu)將模具夾緊。為此，注射機(jī)的額定鎖模力必須大于該脹型力，即：
F≥pm（n+ ）=
式中 F—鎖模力（N）
Pm—塑料熔體在型腔內(nèi)的平均壓力（MPa）
注射機(jī)可用的安全鎖模力應(yīng)取額定鎖模力的80％，即
F=0.8Fe≥
F=0.8 Fe=0.8×500=400KN
=20×（2×2000+160）=83200N=83.1KN
經(jīng)計(jì)算符合設(shè)計(jì)要求。
1)開模距離計(jì)算
開模行程的最大距離要小于注塑機(jī)模板移動(dòng)的最大距離。開模行程用H表示，注塑機(jī)最大的模板移動(dòng)距離用S表示。
對(duì)單分型面注射模，所需開模行程為：
H = H1 + +（5～10）=5+10+10=25mm
式中 —制品所用的脫模距離
—制品高度
模板最大行程：180㎜，可得符合要求。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章模具成型零件工作尺寸的計(jì)算
第五章模具成型零件工作尺寸的計(jì)算
該塑件的成型零件尺寸計(jì)算時(shí)均采用平均尺寸,平均收縮率,平均制造公差和平均磨損量來進(jìn)行計(jì)算。查有關(guān)模具設(shè)計(jì)手冊(cè)得低密度聚乙烯的收縮率為s= 0.2~1.0,故平均收縮率為0.6。塑件公差按照SJ1372中的7級(jí)精度公差選取，即取總長100，總寬80，總高30
根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取。型腔和型芯工作尺寸計(jì)算如下:
類別
塑件尺寸
計(jì)算公式
型芯或型腔尺寸
型腔深度
尺寸
30
=（H+HS—△／2—／2）
29.81
型腔內(nèi)型
尺寸
100
=（D+DS—△／2—／2）
99.99
80
=（D+DS—△／2—／2）
79.90
30
=（D+DS—△／2—／2）
29.84
5
=（D+DS—△／2—／2）
4.82
類別
塑件尺寸
計(jì)算公式
型芯或型腔尺寸
型芯外形
尺寸
15
=（d+ds+△／2+／2）
15.30
30
=（d+ds+△／2+／2）
30.32
型芯高度
尺寸
4
=（h+hs+△／2+／2）
4.27
10
=（h+hs+△／2+／2）
10.30
中心尺寸
30
= [L+LS ]±
30.15±0.14
20
= [L+LS ]±
20.09±0.11
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第六章 繪制模具總裝圖
第六章 繪制模具總裝圖
圖10 模具裝配圖
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第七章 總結(jié)
總結(jié)
緊張的畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這次設(shè)計(jì)中我學(xué)會(huì)了很多，對(duì)常用塑料的模具注塑成型有了進(jìn)一步的了解掌握了塑料成型模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及相應(yīng)的計(jì)算方法。在這次設(shè)計(jì)中相對(duì)于知識(shí)的掌握我更多的是懂得了如何系統(tǒng)的去完成一件事。在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中檢驗(yàn)了我對(duì)知識(shí)的掌握，檢驗(yàn)了我大學(xué)四年的學(xué)習(xí)成果，也培養(yǎng)了我獨(dú)立自主的性格，讓我學(xué)會(huì)了成長。同時(shí)我也要感謝在設(shè)計(jì)過程中老師同學(xué)對(duì)我的幫助和指導(dǎo)。在這個(gè)過程中我們相互學(xué)習(xí)，相互進(jìn)步。學(xué)會(huì)了合作，學(xué)會(huì)了分享，學(xué)會(huì)了寬容，學(xué)會(huì)了理解，也學(xué)會(huì)了如何做人。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用的集中表現(xiàn)，這是我們?nèi)松钪匾囊源私?jīng)歷，面對(duì)即將通踏入社會(huì)的我們，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)會(huì)了如何合理有序的安排工作，學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地工作，這些書本上沒有的知識(shí)成為我一生寶貴的財(cái)富，同時(shí)也是一次寶貴的人生經(jīng)歷。
在這次設(shè)計(jì)過程中，體現(xiàn)了自己所學(xué)知識(shí)的匱乏以及自己對(duì)所學(xué)知識(shí)運(yùn)用的不夠自如，但是還是體會(huì)了學(xué)以致用、獨(dú)立完成工作的喜悅和激動(dòng)。但是從中發(fā)現(xiàn)暴露出的問題也說明了自己平時(shí)的不夠刻苦，不夠認(rèn)真、不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)戎T多的不足，在今后的工作學(xué)習(xí)生活中要努力的改正。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第七章 致謝
致謝
時(shí)光荏苒，白駒過隙，轉(zhuǎn)眼間四年的大學(xué)生涯就要結(jié)束了，會(huì)看四年的大學(xué)生涯，從當(dāng)初的懵懂無知到現(xiàn)在的自己，四年的時(shí)間里改變了太多太多，學(xué)會(huì)了很多的知識(shí)，交到了很多的朋友，四年的生活是人生一筆寶貴的財(cái)富。
緊張而又充實(shí)的設(shè)計(jì)生活結(jié)束了，在這個(gè)過程中發(fā)現(xiàn)了自己學(xué)習(xí)中的不足，檢驗(yàn)了自己的學(xué)習(xí)成果，更學(xué)會(huì)了如何有序的安排一件事情，做一件事情。在這個(gè)過程中，和同學(xué)相互探討，相互幫助，和老師的積極溝通讓我順利的完成了我的設(shè)計(jì)。
首先我要感謝我的父母，如果么沒有他們的辛勤付出我就沒有機(jī)會(huì)走進(jìn)象牙塔，就沒有機(jī)會(huì)接觸到現(xiàn)在的生活，謝謝爸爸媽媽，是你們讓我成就了夢(mèng)想。
其次我要感謝我的同學(xué)，在設(shè)計(jì)的過程中，和他們想探討、相互幫助，如果沒有他們，我的設(shè)計(jì)不能順利的完成，謝謝你們，讓我在學(xué)習(xí)的過程中收獲了友誼，它將成為我人生寶貴的財(cái)富。
最后我要感謝陳慧珍老師，陳老師的嚴(yán)謹(jǐn)，孜孜不倦的態(tài)度是我學(xué)習(xí)的榜樣，感謝老師對(duì)我無私的指導(dǎo)和幫助，本次設(shè)計(jì)的成功離不開老師的付出，在此，我要對(duì)我的指導(dǎo)老師說聲：“陳老師，辛苦了，謝謝老師對(duì)我的無私幫助”。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第八章 參考文件
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