動片瓷件塑料成型工藝及模具設(shè)計說明書

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1、設(shè)計說明書 1 緒 論 目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達的國家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當(dāng)大。 1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1.1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 我國加入WTO之后，給國內(nèi)模具制造業(yè)既帶來沖擊又帶來機遇，但總體來說是機遇大于挑戰(zhàn)。因為，我國加入WTO之前，模具進口已基本屬于免稅產(chǎn)品，國內(nèi)的模具企業(yè)長期以來就不依賴關(guān)稅壁壘的保護，存活下來的企業(yè)

2、很早就經(jīng)受了全球經(jīng)濟一體化競爭的考驗。而且，加入WTO以后，國內(nèi)企業(yè)在選擇國外進口生產(chǎn)裝備和鋼材方面有了更廣闊的選擇余地和價格下調(diào)空間，為國內(nèi)模具制造業(yè)在提高品質(zhì)、降低成本、提高市場競爭力方面創(chuàng)造了有利的條件。 目前，國內(nèi)的模具制造業(yè)總體發(fā)展水平良好，2003年我國模具業(yè)總產(chǎn)值增長25%左右，達到450億元人民幣，約合50億美元，位居世界第三。模具企業(yè)的加工水平得到很大提高，出口創(chuàng)匯能力大大增強，既在國內(nèi)市場抵抗住境外廠商的擠壓，又在國際市場上表現(xiàn)出較強的競爭力。但同時，國內(nèi)模具企業(yè)在發(fā)展過程中也暴露出一些問題：一是規(guī)模偏??；二是技術(shù)偏低；三是涉及領(lǐng)域狹窄；四是對相關(guān)行業(yè)的影響帶動

3、能力不大。綜合以上因素，國內(nèi)模具制造業(yè)總體效益還沒有發(fā)揮最好水平，其在國民經(jīng)濟中的基礎(chǔ)性作用尚不明顯。為了扭轉(zhuǎn)這種情況，業(yè)內(nèi)專家一致認為，因應(yīng)繼續(xù)加強行業(yè)技術(shù)和資源的整合 技術(shù)領(lǐng)域要加強分工協(xié)作 近年來，國內(nèi)模具盡管出口在增加，國際競爭力水平有所提升，但大多集中于中低檔領(lǐng)域，模具的技術(shù)水平偏低，附加值偏低，部分高精模具還要依賴進口。所以，國內(nèi)的模具制造業(yè)在各自的領(lǐng)域要加強整合，技術(shù)開發(fā)方面要實行分工協(xié)作，狠抓新技術(shù)、新工藝方面的研究，逐步形成有分工、有協(xié)作、多領(lǐng)域、全方位的科研開發(fā)格局，推出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的模具產(chǎn)品。在研究的過程中，我們必須克服關(guān)門主義和單打獨行的做法，完全可

4、以在前輩和同行們所積累的經(jīng)驗基礎(chǔ)上做一些前瞻性的研究，而不必埋頭重復(fù)做一些別人已經(jīng)做過的技術(shù)工作，導(dǎo)致人才和資源的浪費。 國內(nèi)模具企業(yè)傳統(tǒng)的制造方法一般是大至型芯、型腔，小至一個螺釘、銷釘都要自己設(shè)計、生產(chǎn)，結(jié)果造成陣線過長，批量大少，既浪費了精力和資源，也無法保證在每一個環(huán)節(jié)都能擁有高級專業(yè)化水準(zhǔn)，我們的模具制造商完全可以去市場上找那些專業(yè)廠家去做模板、模架、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、銷釘、螺釘，自己只加工最專業(yè)的模具的型芯、型腔組件，甚至就是在核心技術(shù)中，也只做專業(yè)技術(shù)要求最高的一部分?？梢韵胂?，由于動員了社會的力量和資源，我們的規(guī)模更大了，我們的專業(yè)化水平更高了，隨著競爭力的加強，我們的市

5、場份額也會擴大，我們分流部分零部件加工所造成的損失將會在更大的市場空間內(nèi)得到補償。所以，我們的模具加工業(yè)千萬不要再做那種事必躬親、老死不相往來的閉塞型生產(chǎn)研制之路。后工業(yè)化時代更大規(guī)模的社會化生產(chǎn)為我們分工合作創(chuàng)造了極為便利的條件，我們必須通過更加細致的社會分工來提高效率和專業(yè)化水平，從而提高模具制造業(yè)的整體經(jīng)濟效益和競爭能力。 由于模具制造過程既涉及到高技術(shù)工藝的運用，又涉及到新材料應(yīng)用研究，這些都是跨行業(yè)、跨地區(qū)，專業(yè)技術(shù)要求非常高的研究領(lǐng)域，如果僅僅靠某一個模具制造企業(yè)，甚至單單依靠模具行業(yè)本身都是無法得到有效解決的難題。要解決這些難題，我們的行業(yè)組織必須要發(fā)揮見多識廣、聯(lián)系

6、廣泛，具有寬泛視野和強大影響力的優(yōu)勢，組織行業(yè)內(nèi)部集體攻關(guān)或者委托其他科研院所加緊研究，為企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動提供必要的幫助和指導(dǎo)。而目前的狀況是競爭使企業(yè)在技術(shù)上處于一種無序的研發(fā)狀況，很多企業(yè)熱衷于新產(chǎn)品的開發(fā)而忽視了一些基礎(chǔ)研究工作，譬如新材料應(yīng)用、熱處理工藝以及表面處理工藝。如新加坡一個制造商在江蘇辦了一家合資企業(yè)，模具加工在國內(nèi)生產(chǎn)，但最后卻要空運到國外進行離子注入表面處理，成本是增加了，但模具的利潤卻可以提高十幾倍甚至幾十倍。由此可見，我們不能在低水平領(lǐng)域過多的相互傾軋，而是要在行業(yè)組織引導(dǎo)下，開展跨地區(qū)、跨部門、跨行業(yè)的合作，共同把我們模具制造業(yè)的基礎(chǔ)夯實。 1.1.2　國內(nèi)模具

7、的發(fā)展趨勢 未來我國的模具將呈現(xiàn)十大發(fā)展趨勢： 一.是模具日趨大型化。這是由于用模具成型的零件日漸大型化和高生產(chǎn)效率要求發(fā)展的“一模多腔”所造成的。 二.是模具的精度將越來越高。10年前精密模具的精度一般為5微米，現(xiàn)在已達到2-3微米，不久1微米精度的模具將上市。這要求超精加工。 三.是多功能復(fù)合模具將進一部發(fā)展。新型多功能復(fù)合模具除了沖壓成型零件外，還擔(dān)負疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)，對鋼材的性能也要求越來越高。 四.是熱流道模具在塑料模具中的比重也將逐漸提高。由于采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)約制作的原材料，因此熱流道技術(shù)的應(yīng)用在國

8、外發(fā)展很快，許多塑料模具廠所生產(chǎn)的塑料模具一半以上采用了熱流道技術(shù)，有的廠家使用率達到80%以上，效果十分明顯。熱流道模具在我國也已生產(chǎn)，有些企業(yè)使用率上升到20%—30%。 五.是隨著塑料成型工藝的不斷改進與發(fā)展，氣輔模具及適應(yīng)高壓注塑成型等工藝的模具將隨之發(fā)展。這類模具要求剛性好，耐高壓，特別是精密模具的型腔應(yīng)淬火，澆口密封性好，模溫能準(zhǔn)確控制，所以對模具鋼的性能要求很強。 六.是標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日益廣泛。模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期，且還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用在“十五”期間必將得到較大的發(fā)展。 七.是快速經(jīng)濟模具

9、的前景十分廣闊?，F(xiàn)在是多品種小批量的的生產(chǎn)時代，21世紀(jì)，這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例將達到75%以上。由此，一方面是制品使用周期縮短，另一方面花樣變化平凡，要求模具的生產(chǎn)周期愈短愈好。因此，開發(fā)快速經(jīng)濟模具將越來越引起人們的重視和關(guān)注。 八.是隨著車輛和電機等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，壓鑄模的比例將不斷提高，同時對壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度也將提出越來越高的要求。 九是以塑代鋼、以塑代木的進程進一步加快，塑料模具的比例將不斷增大。同時由于機械零件的復(fù)雜程度和精度的不斷提高，對塑料模具的要求也越來越高。 十.是模具技術(shù)含量將不斷提高，中、高檔模具比例將不斷增大，這也是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整所導(dǎo)致模

10、具市場走勢的變化。 1.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場年交易總額為600～650億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。 國外模具總

11、量中,大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的比例占到50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004年中國模協(xié)在德國訪問時，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機械制造商聯(lián)合會（VDMA）工模具協(xié)會了解到，德國有模具企業(yè)約5000家。2003年德國模具產(chǎn)值達48億歐元。其中（VDMA）會員模具企業(yè)有90家，這90家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時代的進步和技術(shù)的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具工藝設(shè)計、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高。故人均產(chǎn)值也較高。我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬美元左右，而國外

12、模具工業(yè)發(fā)達國家大多15～20萬美元，有的達到 25～30萬美元。 1.3　 動片瓷件注塑模具設(shè)計與制造方面 1.3.1 動片瓷件注塑模具設(shè)計的設(shè)計思路 注塑機是一種專用的塑料成型機械，它利用塑料的熱塑性，經(jīng)加熱融化后，加快速流入模腔，經(jīng)一段時間的保壓和冷卻，成為各種形狀的塑料制品。它不僅可以加工旋轉(zhuǎn)體零件，還可以加工盒形零件及其他形狀復(fù)雜的薄壁零件，但是，加工出來的制件的精度都很底。一般情以高的壓力使其況下，拉深件的尺寸精度應(yīng)在IT13級以下，不宜高于IT11級。 只有加強注塑基礎(chǔ)理論的研究，才能提供更加準(zhǔn)確、實用、方便的計算方法，才能正確地確定注塑工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀

13、與尺寸，解決注塑中出現(xiàn)的各種實際問題，從而，進一步提高制件質(zhì)量。 動片瓷件是最典型注塑件，根據(jù)計算的結(jié)果和選用的標(biāo)準(zhǔn)模架，判斷此次模具可以采用標(biāo)準(zhǔn)的模架。為了保證制件的順利加工和順利取件，模具必須有足夠高度。 1.3.2 動片瓷件注塑模具設(shè)計的進度 1.了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時間20天； 　　2.確定加工方案，所用時間5天； 　　3.模具的設(shè)計，所用時間30天； 4.模具的調(diào)試。所用時間5天。 2 模塑工藝規(guī)程的編制 該塑件零件圖如圖所示。本塑件的材料采用ABS，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 2.1塑件的工藝性分析 塑件的材料采用ABS，屬

14、熱塑性塑料。屬熱塑性塑料，從使用性能上看，該塑件具有高強度，良好的耐水、耐油性，其介電性能與溫度和頻率無關(guān)，使優(yōu)良的絕緣材料；從成型性能上看，該塑料具有很好的加工性，成型容易，收縮率較小，制件尺寸容易控制，但是其吸水性較大，易使成型后制件上產(chǎn)生氣泡，銀絲、斑紋等缺陷，因此應(yīng)注意注塑前對原料的干燥。另外，在成型時應(yīng)采用較高的成型溫度和注射壓力，以提高熔料的流動性，減小收縮率。對精度較高的塑件，模溫易取50~60c，對光澤、耐熱塑件，模溫易取60~80c。其綜合性能較好，沖擊強度較高，化學(xué)穩(wěn)定性、電性能良好。 2.2.塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 2.2.1結(jié)構(gòu)分析 從零件圖上分析

15、，該零件總體形狀為圓形。中間有一個通孔，最外側(cè)有一圈凸緣凸緣高為0.65mm，中間孔徑為3.1mm，零件高度為2mm。從零件圖上分析，塑件外形簡單，無須側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)。塑件的尺寸不大，結(jié)構(gòu)不易變形，可以用整體型腔和型芯，簡單方法脫模，較簡單的辦法是用頂桿脫模。從結(jié)構(gòu)上看，分型面置于零件下平面是唯一合理的選擇。結(jié)構(gòu)采用一模四腔，點澆口，頂桿脫模，簡單冷卻的模具結(jié)構(gòu)。 2.2.1.尺寸精度分析 塑件質(zhì)量沒有特殊要求，所有尺寸均為自由公差，零件總體尺寸大小適中，并且塑件的壁厚比較均勻，容易滿足要求，有利于塑件的成型。由以上分析可見，該零件的尺寸精度中等偏上，對應(yīng)的模具相關(guān)尺寸加工可以

16、得到保證。 2.2.1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)電雜質(zhì)外，沒有什么特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易實現(xiàn)。 綜上分析可以看出,注塑時在工藝控制得較好的情況下,零件的成型要求可以得到保證. 2.3計算塑件的體積和質(zhì)量 計算塑件的質(zhì)量是為了選用注塑機及確定模具型腔數(shù)。 計算塑件的體積：V=1.8cm 計算塑件的質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計手冊可查得ABS的密度為ρ=1.1g/cm 塑件質(zhì)量：M=Vρ =1.11.8 =1.98g 采用一模兩件的模具結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸，注塑時所需壓力和工廠現(xiàn)有設(shè)備等情況，初步選

17、用注塑機XS—ZY—60型。 2.4塑件注塑工藝參數(shù)的確定 查找有關(guān)文獻和參考工廠時間應(yīng)用的情況，ABS的成型工藝參數(shù)可作如下選擇：（試模時，可根據(jù)實際情況作適當(dāng)調(diào)整） 注塑溫度： 括料筒溫度和噴嘴溫度。 料筒溫度： 后段溫度t選用150～170c； 中段溫度t: 選用165～180c； 前段溫度t: 選用180～200c； 噴嘴溫度： 170～180c； 注塑時間： 選用20～90s； 保壓壓力： 選用 65Mpa； 高壓時間： 選用0～5s； 冷卻時間： 選用20～120s； 總周期： 選用45～

18、220s； 后處理方法： 采用油﹑水﹑鹽水； 后處理溫度： 90～100t/c; 后處理時間： 4h。 說明1：預(yù)熱和干燥均采用鼓風(fēng)烘箱。 2：凡潮濕環(huán)境使用的塑料，應(yīng)進行調(diào)濕處理，在100～120c水中加熱2～18h。 2.5 塑料成型設(shè)備的選取 根據(jù)計算及原材料的注射成型參數(shù)初選注塑機為XS-ZY-60查材料知： 注射容量： 60cm 螺桿直徑/cm Ф38mm 注射壓力/10Pa： 220Mpa 鎖模力10kN： 50kN 最大注射面積/㎝: 130㎝ 模具厚度/mm：

19、 200～70mm 模板行程/mm: 180mm 噴嘴球半徑： 12mm 孔半徑： 4mm 定位孔直徑/㎜ 55 3. 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括：分型面選擇﹑模具型腔數(shù)目的確定﹑型腔的排列方式﹑冷卻水道布局﹑澆口位置設(shè)置﹑模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計﹑側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的設(shè)計﹑推出機構(gòu)的設(shè)計等內(nèi)容。 3.1分型面選擇 模具設(shè)計中，分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)。應(yīng)根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。 該塑件為端蓋，表面無特殊的要求，其分型面選擇如

20、下圖所示： 圖所示取A-A向為分型面，不影響零件外觀質(zhì)量，抽芯在動模構(gòu)簡單。 有利于模具成型。 3.2確定型腔的數(shù)目及排列方式 塑件的生產(chǎn)屬大批量生產(chǎn)，宜采用多型腔注塑模具，其型腔個數(shù)與注塑機的塑化能力，最大注射量以及合模力等參數(shù)有關(guān)，此外還受制件精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟性等因素影響，有上述參數(shù)和因素可按下列方法確定模腔數(shù)量； 3.2.1按注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)量N1 N1=（F/PC）/A－B/A 其中： F 注塑機的鎖模力 N PC 型腔內(nèi)的平均壓力MPa A 每個制件在分型面上的面積（㎜）

21、 B 流道和澆道在分型面上的投影面積（㎜） B 在模具設(shè)計前為未知量，根據(jù)多型腔模具的流動分析B為（0.2～0.5），常取B=0.35，熔體內(nèi)的平均壓力取決于注射壓力，一般為25～40MPa實際所需鎖模力應(yīng)小于選定注塑機的名義鎖模力，為保險起見常用0.8F則 N1=0.8F/APC=5000000.8/303600=3.7 （個） 3.2.2注射機注塑量確定型腔數(shù)目N2 N2=（G－C）/V 其中： G 注射機的公稱注塑量（㎜） V 單個制件體積 （㎜） C 流道和澆口的總體積（㎜） 生產(chǎn)中每次實際注塑量

22、應(yīng)為公稱注塑量的0.75～0.45倍，取0.6倍計算，同時流道和澆道的體積為未知量，據(jù)統(tǒng)計每個制品所需澆注系統(tǒng)是體積的0.2～1倍，現(xiàn)取C=0.6則 N2=(0.6G-0.6C)/V=0.6(G-C)/V =0.6(60-1.8)/1.8 =19.4（個） 從以上討論可以看到模具的型腔個數(shù)必須取N1，N2中的較小值，考慮的制件的取出和模具的開模等情況，以及模具的主流道長度最好小于60mm，以防止因為注塑壓力的降低而帶來的制件充型不足等缺陷。我所設(shè)計的模具采用一模兩腔的方案，即N=2 3.2.3型腔的排列方式 本塑件在注塑時采用一模兩腔

23、,綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素采取如圖2-2所示的型腔排列方式。 3.3澆注系統(tǒng)設(shè)計 3.3.1 主流道設(shè)計 根據(jù)XS-ZY-60型注塑機噴嘴的有關(guān)尺寸 噴嘴前端孔徑： d0=Ф4mm 噴嘴前端球面半徑： R0=12mm 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 取主流道的球面半徑： R=13mm 取主流道的小端直徑d=Ф4.5mm

24、 為了方便將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計為圓錐形式其斜度取1～3度經(jīng)換算得主流道大端直徑D=Ф8.5mm，為了使料能順利的進入分流道，可在主流道的出料端設(shè)計半徑r=5mm的圓弧過渡。 3.3.2分流道設(shè)計 分流道的形式和尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的體積，壁厚和形狀的復(fù)雜程度來確定分流道的長度的。由于塑件的形狀比較簡單，ABS的流動性好，沖型能力比較好，因此可采取梯形分流道，便于加工。根據(jù)主流道大端直徑D=Ф5mm，則梯形可選用上底為b=5mm,高為h=3.5mm的截面。 截面形狀為U型，在流道設(shè)計中要減小壓力損失，則希望流道的面積大。要減少傳熱損失，又希望流道的面積小。因此可用流道的面積與周長的

25、比值來表示流道的效率。U型實質(zhì)上是一種雙梯形流道截面。 效率為0.195D 分流道的尺寸： ABS分流道直徑/mm 3.8---7.5 選取5mm 分流道表面粗糙度： 分流道表面不要求太光潔，表面粗糙度常取1.25—2.5Rμm，這可增加對外層塑料熔體流動阻力，使外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層。有利于保溫。但表面不得凸凹不平，以免對分型不利。 3.3.3澆口設(shè)計 根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式，選用側(cè)澆口較為理想。設(shè)計時考慮選擇從塑件的表面進料，而且在模具結(jié)構(gòu)上采取鑲拼型腔﹑型心，有利于填充﹑排氣。故采用截面為

26、矩形的側(cè)澆口，查表初選尺寸為（blh）1mm0.8mm0.6mm,試模時修正. 3.3.4排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計 在注塑模具的設(shè)計過程中，必須考慮排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計，否則，熔融的塑料流體進入模具型腔內(nèi)，氣體如不能及時排出會使制件的內(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：開排氣槽排氣和利用合模間隙排氣。 由于端蓋注塑模是小型鑲拼式模具，可直接利用分型面和鑲拼間隙進行排氣，而不需在模具上開設(shè)排氣槽。 3.3.5主流道襯套的選取 為了提高模具的壽命在模具與注塑機頻繁接觸的地方設(shè)計為可更換的主流道襯套形式，選取材料為T8A，熱處理以后的硬度為53～57HRC，主流道

27、襯套和定模的配合形式為H7/m6的過渡配合。 3.4推出機構(gòu)設(shè)計 如圖2-4所示模具開模后,塑件包緊動模型心的力并不大,適當(dāng)考慮脫模斜度,采用頂桿并不會將塑件頂變形,且模具結(jié)構(gòu)簡單. 3.5成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.5.1型腔的設(shè)計 本副模具采用整體式凹模結(jié)構(gòu)，由于制件結(jié)構(gòu)簡單，模具牢固，不易變形制件沒拼界逢，適用用于本制件的模具。如圖所示： 材料選用T8A, 硬度在50HRC以上. 根據(jù)分流道與澆口的設(shè)計要求，分流道與澆口設(shè)在凹模型腔上其結(jié)構(gòu)見上圖所示。 型芯固定板尺寸：根據(jù)矩形凹模最小壁厚經(jīng)驗曲線知，此塑件的成型 壓力小于30MPA，那么尺寸見下圖 長

28、為: 210 mm. 寬為: 150 mm. 凹模高為: h=20mm 加工可以直接用銑刀銑出，也可以用成型電極。為了節(jié)約成本。在這里我選用銑刀銑。 3.5.2型芯的設(shè)計 如圖所示為Ф33.84型芯 如圖所示為Ф33.84型芯 4 .模具的有關(guān)計算 本例中成型零件工作尺寸計算時均采用平均尺寸，平均收縮率平均制造公差和平均磨損率來計算。 查常用塑料的收縮率塑料ABS的成型收縮率為S=0.4～0.7％，故平均我們?nèi)镾cp=0.55％?？紤]到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差取Б=Δ/3。 塑件尺寸 計算公式 模具工

29、作尺寸 型腔內(nèi)表面 340.4 Dm=Dmax+Dmax*Smax％－Tz 0.920.2 高度 型芯外表面 60.2 成型零部件的制造誤差： 成型零部件的制造誤差包括成型零部件的加工誤差和安裝誤差，配合誤差等幾個方面。設(shè)計時一般應(yīng)將成型零部件的制造公差控制在塑件的1/3左右，通常取IT6—9級，綜合考慮取IT8級。  5 .模具加熱和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 塑料在生產(chǎn)過程中由于需要對熔融的塑料流體進行冷卻，塑料制件不能有太高的溫度（防止出模后制件發(fā)生翹曲，變形）冷卻系統(tǒng)設(shè)計可按下式進行計算： 設(shè)該模具平均工作溫度為60，

30、用20的常溫水作為模具的冷卻介質(zhì)，其出口溫度為30，產(chǎn)量為（1分鐘2模）1000g/h。 1 求塑件在硬化時每小時釋放的熱量為Q3，查有關(guān)文獻得ABS的單位熱流量為Q2=314.3～398.1J/g ,取Q2=350J/g： Q3=WQ2=1008g/h350J/h=352800J 2 求冷卻水的體積流量V V=WQ1/Pc1(T1－T2) =140cm3 溫度調(diào)節(jié)對塑件的質(zhì)量影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 變形 尺寸精度 力學(xué)性能 表面質(zhì)量 在選擇模具溫度時，應(yīng)根據(jù)使用情況著重滿足制件的質(zhì)量要求。 在注射模具中溶體從200 C,左右降低到60C左右，所釋放的能量5％

31、以輻射，對流的方式散發(fā)到大氣中，其余95％由冷卻介質(zhì)帶走，因此注射模的冷卻時間只要取決與冷卻系統(tǒng)的冷卻效果。模具的冷卻時間約占整個循環(huán)周期的2/3。縮短循環(huán)周期的冷卻時間是提高是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。在冷卻水冷卻過程中，在湍流下的熱傳遞是層流的10—20倍。在次我選擇湍流。 如下表： 冷卻水道直徑 d/（mm） 最低流量v /（m/s） 流量 qv/（m/min） 8 1.66 5.010 6.模具閉合高度確定 在支撐板與固定零件的設(shè)計中根

32、據(jù)經(jīng)驗確定：定模板厚度H1=20mm，墊板厚度為H2=10mm，型腔厚度為H3=23.45mm，型芯固定板厚度為H4=20mm，支撐板厚度為H5=10，墊塊厚度H6=50mm，動模板厚度H7=25mm(考慮模具的抽芯距)如下圖所示： 1計算模具的閉合高度： H=H1＋H2＋H3＋H4＋H5＋H6＋H7 =20＋10＋23.45＋20＋10＋50＋25 =158.45mm 2．校核注塑機的開，合?？臻g (1)：模具合模時校核： 70mm<158.45mm<200mm （模具符合注塑機的要求）

33、 (2)：模具開模時校核： 70mm<158.45mm＋15mm<200mm （模具符合注塑機的要求）  7 .注塑機有關(guān)參數(shù)的校核 本模具的外形尺寸為250mm160mm158mm, 符合XS-ZY-60型注塑機模板最大安裝尺寸。 由于上述計算的模具閉合高度為458mm，XS-ZY-125型注塑機的最小模具厚度為70mm，最大模具厚度為200mm 1：模具合模時校核： 70mm<158.45mm<200mm 2：模具開模時校核： 70mm<158.45mm＋15mm<200mm 其中：15mm為模具的抽拔距 經(jīng)校核XS-Z

34、Y-60型注塑機能滿足使用要求故可以采用。 8. 繪制模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖 8.1本模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖見附圖 8.2本模具的工作原理： 模具安裝在注塑機上，定模部分固定在注塑機的定模板上，動模固定在注塑機的動模板上。合模后，注塑機通過噴嘴將熔料經(jīng)流道注入型腔，經(jīng)保壓，冷卻后塑件成型，注塑完成。開模時動模部分隨動模板一起漸漸將分型面打開 當(dāng)分型面打開到15mm時，動模運動停止，在注塑機頂出作用下，推動頂桿運動將塑件頂出。合模時，隨著分型面的閉合復(fù)位桿也對頂桿進行復(fù)位。  總 結(jié) 大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計是其中最

35、后一個實踐環(huán)節(jié)，是對以前所學(xué)的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實習(xí)，我熟練地掌握了機械制圖、機械設(shè)計、機械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識，對機械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達到了學(xué)習(xí)的目的。對于模具設(shè)計這個實踐性非常強的設(shè)計課題，我們進行了大量的實習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、洛陽中國一拖的生產(chǎn)實習(xí)，我對于模具特別是塑料模具的設(shè)計步驟有了一個全新的認識，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動作過程方面的知識，而對于模具的制造工藝更是實現(xiàn)了零的突破。在指導(dǎo)老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同

36、時在現(xiàn)場查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關(guān)手冊和書籍，設(shè)計中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計。 在設(shè)計的過程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗，設(shè)計中不妥之處在所難免，肯請各位老師指正。  致謝 時光如電，歲月如梭，三年的大學(xué)生活即將結(jié)束，而我也即將離開可敬的老師和熟悉的同學(xué)踏入不是很熟悉的社會中去。在這畢業(yè)之際，作為一名工科院校的學(xué)生，做

37、畢業(yè)設(shè)計是一件必不可少的事情。 畢業(yè)設(shè)計是一項非常繁雜的工作，它涉及的知識非常廣泛，很多都是書上沒有的東西，這就要靠自己去圖書館查找自己所需要的資料；還有很多設(shè)計計算，這些都要靠自己運用自己的思維能力去解決，可以說，沒有一定的毅力和耐心是很難完成這樣復(fù)雜的工作。 在學(xué)校中，我主要學(xué)的是理論性的知識，而實踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計就相當(dāng)于實戰(zhàn)前的一次總演練。畢業(yè)設(shè)計不但把我以前學(xué)的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，也使我在溫習(xí)舊知識的同時也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補我們實踐經(jīng)驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。 由于本人資質(zhì)有限，很多知識

38、掌握的不是很牢固，因此在設(shè)計中難免要遇到很多難題，在有課程設(shè)計的經(jīng)驗及老師的不時指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下，克服了一個又一個的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計日趨完善。畢業(yè)設(shè)計雖然很辛苦，但是在設(shè)計中不斷思考問題，研究問題，咨詢問題，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時也汲取了更完整的專業(yè)知識，鍛煉了自己獨立設(shè)計的能力，使我受益匪淺，我相信這些經(jīng)驗對我以后的工作一定有很大的幫助，而且也鍛煉我的吃苦耐勞的精神，讓我在這個競爭的社會里有立足之地。 最后，我衷心感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師原紅玲老師在這一段時間給予我無私的幫助和指導(dǎo)，并向你們致意崇高的敬意，以后到社會上我一定努力工作，不辜負你們給予我的知識

39、和對我寄予的厚望！  參考文獻 [1] 楊占堯主編. 塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計[M]. 清華大學(xué)出版社. [2] 王孝陪主編. 塑料成型工藝及模具簡明手冊[M]. 機械工業(yè)出版社. 2000 [3] 模具制造手冊編寫組. 模具制造手冊[M]. 機械工業(yè)出版社. 1996 [4] 馮炳堯，韓泰榮，蔣文生主編. 模具設(shè)計與制造簡明手冊[M]. 上海科學(xué)技術(shù)出版社，1998 [5] 賈潤禮，程志遠主編. 實用注塑模設(shè)計手冊[M]. 中國輕工業(yè)出版社. 2000 [6] 唐志玉主編. 模具設(shè)計師指南[M]. 國防工業(yè)出版社. 1999 [7] 屈華昌主編. 塑料成型工藝與模具設(shè)計[M]. 機械工業(yè)出版社. 1995 [8] 黃毅宏主編. 模具制造工藝[M]. 機械工業(yè)出版社. 1999 [9] 彭建聲主編. 簡明模具工實用技術(shù)手冊[M]. 機械工業(yè)出版社. 1993 21