2764 管接頭注塑模具設計

2764 管接頭注塑模具設計,管接頭,注塑,模具設計 本 科 畢 業(yè) 論 文題目： 管接頭注塑模具設計 學 院： 姓 名： 學 號： 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化年 級： 指導教師： xxxxxxx 二 00 二 年 五 月 管接頭注塑模具設計摘要：通模具按制造的產(chǎn)品分類，可以分為塑料模具（又分為注塑模具、鑄壓模具和吹塑模具） 、沖壓模具、鑄造模具、橡膠模具和玻璃模具等。其中，尤以注塑模具和沖壓模具用途廣、技術(shù)成熟、占據(jù)的比重大。過對電器支架工藝的正確分析，設計了一副一模一腔的塑料模具。詳細的敘述了模具成型零件包括型腔、型芯等設計，重要零件的工藝參數(shù)的選擇與計算，澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)以及其它結(jié)構(gòu)的設計過程，模架的選擇原則。并利用 PRO/E 中的 Plastic Advisor(塑料顧問)對設計完成的塑料模具進行了塑料流動分析。關(guān)鍵詞： 管接頭 注塑模具 PRO/E CADDesign of Plastic Injection Mould forPipe joint injectionAbstract: Die by manufacturing the product category, can be divided into plastic molds (also divided into injection mold, pressure die casting and blow mould), stamping dies, die casting, rubber molds and mold, and other glass. Among them, especially injection molds and stamping die-use, technological maturity, which hold the majority.A set of mould with one module and one cavities had been designed through the correct analysis of the technology of a toy’S top crust in the graduate design．The design and machining technology process of its molding part including the concave moulding plate、the protrude moulding plate、the moveing mould plate、the fix mould plate、the moulding seat，the choice and calculation of technology parameters of the importent part，the design process of extrusion outfit，inject system and other makeup were specified in detail，mode-choice principles .The plastic material flow analysis was also done using Plastic Adivisor of Pro／EKey words：pipe joint injection injeetion mould Pro／E CAD 目 錄第一章 緒論 ............................................................................................................................................11.1 塑料成形模具在加工工業(yè)中的地位 ..........................................................................11.2 塑料模具的發(fā)展趨勢 ..................................................................................................11.3 CDA/CAE/CAM 在塑料模具中的運用 .........................................................................1第二章 塑料的成型特性 ........................................................................................................................32.1 塑件制品的工藝分析與選材 ......................................................................................32.2 ABS 塑料的材料特性 ..................................................................................................42.3 ABS 塑料的成型工藝參數(shù) ..........................................................................................4第三章 設計方案及參數(shù)的確定 .............................................................................................................63.1 注塑機的確定 ..............................................................................................................63.2 澆注系統(tǒng)設計 .............................................................................................................73.2.1 主澆道設計 ..............................................................................................................73.2.2 冷料井的設計 .........................................................................................................83.2.3 分流道的設計 ..........................................................................................................93.2.4 澆口的設計 .............................................................................................................93.3 分型面的選擇 ............................................................................................................103.4 排氣系統(tǒng)的設計 ........................................................................................................113.5 冷卻系統(tǒng)的設計 ........................................................................................................12第四章 模具的結(jié)構(gòu)設計 .......................................................................................................................144.1 成型零件的設計 ........................................................................................................144.2 動、定模的工作尺寸計算 ........................................................................................144.3 機構(gòu)的設計 ................................................................................................................164.3.1 推出機構(gòu)的設計 ....................................................................................................164.3.2 復位桿的設計 ........................................................................................................184.3.3 導向機構(gòu)的設計 ....................................................................................................184.3.4 拉桿的設計 ...........................................................................................................194.4 注射模標準模架的設計 ............................................................................................204.4.1 芯子固定板的設計 ................................................................................................214.4.2 設計動模支承板 ....................................................................................................214.4.3 設計流道板 ............................................................................................................224.4.4 定模座板設計 ........................................................................................................224.4.5 動模座墊塊設計 ....................................................................................................234.4.6 動模座板板設計 ....................................................................................................244.4.7 推板的設計 ............................................................................................................244.5 模具的整體設計 ........................................................................................................25致謝 27參考文獻 28 第一章 緒論1.1 塑料成形模具在加工工業(yè)中的地位模具是工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備，模具工業(yè)是國以經(jīng)濟各部門發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一。塑料模是指用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一種類型。模具設計水平的高低、加工設備的好壞、制造力量的強弱、模具質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響著許多新產(chǎn)品的開發(fā)和老產(chǎn)品的更新?lián)Q代，影響著產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效益的提高。美國工業(yè)界認為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石” ，日本則稱“模具是促進社會繁榮富裕的動力” 。事實上，在儀表儀器、家用電器、交通、通訊和輕工業(yè)等各行業(yè)的產(chǎn)品零件中，有 70%以上是采用模具加工而成的。工業(yè)先進的發(fā)達國家，其模具工業(yè)年產(chǎn)值早已超過機床行業(yè)的產(chǎn)值。近年來，我國各行各業(yè)對模具工業(yè)的發(fā)展十分重視，1989 年，國務院頒布了“當前產(chǎn)業(yè)政策要點的決定” ，在后果點支持技術(shù)改造的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品中，把模具制造列為機械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位，它確定了模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的重要地位，也提出了振興模具工業(yè)的主要任務。總之要盡快提高我國模具工業(yè)的整體技術(shù)水平并迎頭趕上發(fā)達國家的模具技術(shù)水平。1.2 塑料模具的發(fā)展趨勢(1)模具產(chǎn)品將向著更大型、更精密、更復雜及更經(jīng)濟快速方向發(fā)展；模具生產(chǎn)將朝著信息化、無圖化、精細化、自動化方向發(fā)展；模具企業(yè)將向著技術(shù)集成化、設備精良化、產(chǎn)品品牌化、管理信息化、經(jīng)營國際化方向發(fā)展。(2)模具 CAD/CAE/CAM/PDM 正向集成化、三維化、智能化、網(wǎng)絡化和信息化方向發(fā)展?？旖莞咚俚男畔⒒瘯r代將帶領(lǐng)模具行業(yè)進入新時代。(3)模具的質(zhì)量、周期、價格、服務四要素中，已有越來越多的用戶將周期放在首位，要求模具盡快交貨，因此模具生產(chǎn)周期將繼續(xù)不斷縮短。(4)大力提高開發(fā)能力，將開發(fā)工作盡量往前推，直至介入到模具用戶的產(chǎn)品開發(fā)中去，甚至在尚無明確的用戶對象之前進行開發(fā)(這需要在有較大把握和敢冒一定風險的情況下進行)，變被動為主動。以及“你給我一個概念，我還你一個產(chǎn)品”的一站式服務模式都已成為發(fā)展趨勢。(5)隨著模具企業(yè)設計和加工水平的提高，過去以鉗工為核心，大量依靠技藝的現(xiàn)象已有了很大變化。在某種意義上說： “模具是一種工藝品”的概念正在被“模具是一種高新技術(shù)工業(yè)產(chǎn)品”所替代，模具“上下模單配成套”的概念正在被 “只裝不配"的概念所替代。模具正從長期以來主要依靠技藝而變?yōu)榻窈笾饕揽考夹g(shù)。這不但是一種生產(chǎn)手段的改變，也是一種生產(chǎn)方式的改變，更是一種觀念的改變。這一趨向使得模具標準化程度不斷提高，模具精度越來越高，生產(chǎn)周期越來越短，鉗工比例越來越低，最終促使整個模具工業(yè)水平不斷提高。(6)高速加工、復合加工、精益生產(chǎn)、敏捷制造及新材料、新工藝、新技術(shù)將不斷得到發(fā)展。1.3 CDA/CAE/CAM 在塑料模具中的運用隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展，塑料注射模傳統(tǒng)的手工設計與制造已無法適應當前的形勢。實踐表明，縮短模具設計與制造周期提高塑料制造精度與性能的正確途徑之一是采用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)。80 年代以來，注 射模 CAD/CAM 技術(shù)已從實驗室研究階段進入了實用化階段，并在生產(chǎn)中取得了明顯的經(jīng)濟效益。21 世紀已進入通訊時代，像手機這樣的高端通訊產(chǎn)品，更新?lián)Q代的周期越來越短，對產(chǎn)品外觀、功能要求越來越苛刻，相應地對模具設計制造的周期、質(zhì)量、成本的要求也越來越高，因此應用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)必將帶來巨大的經(jīng) 濟效益。在國外，70 年代末期 CAD 技術(shù)就大量的應用在塑料機械工業(yè)中。首先是在模具設計和制造部門。目前國外的模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)已經(jīng)達到相當高的水平。據(jù)前西德聯(lián)邦貿(mào)易部在 1981 年的報導，西德 25%的模具 是采用 CAD/CAM 技術(shù)設計和生產(chǎn)的。美國塑料行業(yè)的 CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展也極為迅速，其 CAD軟件銷售量以每年 30%的增長率上升。英國 67%的塑料模具是用 CAD 技術(shù)設計的。MOLDFLOW 軟件是世界上第一套塑料模具 CAD 軟件，是澳大利亞 MOLDFLOW 公司于 1976 年推出的。目前 MOLDFLOW 已經(jīng)發(fā)展得比較完善，實現(xiàn)了對注塑過程的模擬、設計原理的應用和精確計算，并逐步優(yōu)化模擬過程，使設計工程師在產(chǎn)品設計階段可以在計算機上“制造”塑料產(chǎn)品，并能靈活地適應市場需求的變化。塑料模具 CAD/CAE/CAM 的應用帶來了巨大的社會效益，據(jù)報導，美國 Protetype &Plastic Mold 公司采用了 Computool 公司的 CAD/CAE/CAM 系統(tǒng)后，一年內(nèi)生產(chǎn)效率提高了一倍，節(jié)省了 35%的準備時間，制造周期平均縮短了 30%，材料節(jié)省了 10%，模具成本降低了 10%～ 30%。國內(nèi)部分科研單位、大專院校也在塑料行業(yè)開展了 CAD/CAE/CAM 技術(shù)的研制和開發(fā)工作。華中理工大學國家重點實驗室研制成功了“實用化注塑模 CAD/CAE/CAM 微機系統(tǒng) HSC1.1” ；北京化工學院進行了注塑沖模過程計算機仿真；其他部分企業(yè)科研單位也做了一些探討工作，并且收到了一定的經(jīng)濟效益。近年來，隨著計算機硬件和軟件技術(shù)的迅猛發(fā)展，CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展和應用越來越普遍，出現(xiàn)了很多可以用于注塑模 具 設計和制 造的軟件，其中 PRO/ENGINEER 技術(shù)近年來在中國應用的最廣泛的模具設計軟件之一。由于模具和制造之間的關(guān)系密切，可以說，制造是設計的延續(xù)。而采用人工設計方法比較遲緩，不可能實現(xiàn)模具設計與制造一體化，也不可達到優(yōu)化設計的要求。實踐證明，模具 CAD/CAM 技術(shù)是當代最合理的模具生產(chǎn)方式。模具生產(chǎn)也將可以實現(xiàn)高度標準化、通用化和系統(tǒng)化，有利于采用先進設計與制造技術(shù)，使模具越做越精，同時，有利于縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)費用。為了適應市場激烈競爭的需要，不斷提高模具設計計制造的質(zhì)量，進而改善注塑產(chǎn)品的外觀品質(zhì)、尺寸精度，降低成本，縮短交貨期，提高效率，CAD/CAE/CAM 技術(shù)的進展正是適應這種需要而得以不斷完善和發(fā)展，必將在塑料注塑模具的領(lǐng)域內(nèi)得到更加廣泛的應用。第二章 塑料的成型特性2.1 塑件制品的工藝分析與選材本課題設計的塑料制品為電器支架，本實體如圖 2-1： 圖 2-1 塑件實體圖由圖可知，該制品的內(nèi)部有兩個到凸臺的盲孔，和兩個 D 形的通孔，所以要建兩個滑塊來實現(xiàn)內(nèi)部的凹陷孔。從圖 2-2 中可知內(nèi)部凹陷孔的尺寸為和 ，考慮其強度，防止型芯變彎和損傷塑件將型芯做成三部分。m12?4從圖（2）中可知塑件的最大外形尺寸為 ，外部也得向兩側(cè)分型，使得m80?模具的結(jié)構(gòu)更為復雜，為防止模具過大，再加上分型復雜，應該設計一模一腔結(jié)構(gòu)。 圖 2-2 塑件尺寸此管接頭制品我選用的塑料材料是：聚甲醛（POM） 。聚甲醛是一種沒有側(cè)鏈，高密度，高結(jié)晶性的線性聚合物，具有優(yōu)異的綜合性能，聚甲醛是一種表面光滑，有光澤的硬而致密的材料，淡黃或白色，可在-40-100°C 溫度范圍內(nèi)長期使用。它的耐磨性和自潤滑性也比絕大多數(shù)工程塑料優(yōu)越，又有良好的耐油，但 POM 是結(jié)晶性材料并且不易吸收水分，高結(jié)晶程度導致它有相當高的收縮率，可高達到 2%~3.5% ，耐過氧化物性能，很不耐酸，不耐強堿和不耐太陽光紫外線的輻射。聚甲醛的拉伸強度達 70MPa，吸水性小，尺寸穩(wěn)定，有光澤，這些性能都比尼龍好，聚甲醛為高度結(jié)晶的樹脂，在熱塑性樹脂中是最堅韌的。具抗熱強度，彎曲強度，耐疲勞性強度均高，耐磨性和電性能優(yōu)良。POM 塑料目前主要用途是：特別適合做軸承使用，也大量用來制造滾輪,氣化器，齒輪，軸套墊圈，線圈骨架，管接頭，化工容器和各種儀表儀器外殼等。2.2 聚甲醛（POM）塑料的材料特性注塑模工藝條件: 　　1）干燥處理：如果材料儲存在干燥環(huán)境中，通常不需要干燥處理。 　　 2）熔化溫度：均聚物材料為 190~230℃；共聚物材料為 190~210℃。 　　3）模具溫度：80~105℃ 。為了減小成型后收縮率可選用高一些的模具溫度。4）注射壓力：700~1200bar。 　　5）注射速度：中等或偏高的注射速度。 　　6）流道和澆口：可以使用任何類型的澆口。如果使用隧道形澆口，則最好使 用較短的類型。對于均聚物材料建議使用熱注嘴流道。對于共聚物材料既可使用內(nèi)部的熱流道也可使用外部熱流道。2.3 POM 塑料的成型工藝參數(shù) POM 塑料的成型工藝參數(shù)如表 2—1 所示：參數(shù) 取值范圍 選取數(shù)值密度 ρ 1.39～1.45g/cm3 1.39g/cm3收縮率 S 1.8%～3% 2%噴嘴 180-190 180料筒 190-210 190溫度/℃模具 40-120 60注射 100-150 100壓力 MPa保壓 80-100 80時間/S 注射 3-5 3保壓 15-30 20冷卻 15-30 25總計 40-70 48脫模斜度 型腔 35′-1°35′　 1°型芯 30′-40′　 35′第三章 設計方案及參數(shù)的確定3.1 注塑機的確定 該產(chǎn)品的材料為 POM，查手冊可知其密度 1.39～ ,收縮率為： 3/45.1cmg1.8﹪～3﹪,計算出其平均密度為 ,平均收縮率為 2﹪.3/9.1cmg使用 PRO/E 軟件計算出圖形的體積，可以得出塑件的體積為 根據(jù)塑件的密度可以計算出塑件的質(zhì)量 3067.4cmV?件 gM86.5907.49.1??件件 ?澆注系統(tǒng)內(nèi)的凝料的體積計算大約為 可以計算出澆注系統(tǒng)內(nèi)3715.2cmV?注凝料的質(zhì)量為 由此可以得出所需塑料的g4.31???注注 ?總體積和總質(zhì)量3782.51.2067.4cV??注件總 gM643859??注件總根據(jù)所需塑料的總體積查表可以選擇注射機的型號為：XS-ZY-250（塑料成形級-注射機-螺桿式）注射機的參數(shù)為：額定注射量為： 3250cm注射壓力為： Mpa130合模力為： KN8最大成型面積為： 25cm模具最大厚度為： 30模具最小厚度為： 最大開（合）模行程： 動定模固定板尺寸為： 5298?噴嘴球頭半徑為： SR1定位圈的直徑為： m?注射機的參數(shù)校核：1） 、最大注射量的校核注射機的額定注射量為 250cm3塑件體積：43.067cm3，每次成型 1 個塑件。澆道凝料為 2.715cm3。實際注射量＝43.067 + 2.715= 45.782cm3 < 250X 80% =200cm32） 、注射壓力的校核POM 塑料的注射壓力為 100～150MPa, 取 100MPa;SX-ZY-250 注射機的注射壓力為 130 MPa注射機的注射壓力滿足要求。3） 、鎖模力的校核注射機的鎖模力為 1800KN；POM 塑料的注射壓力為 100～150MPa, 取 100MPa;單個塑件在分型面上的投影面積為 178.01 ;2cm注射時模具的膨脹力＝ KN180.701.8???鎖模力滿足要求。4） 、最大注射成型面積的校核SX-ZY-250 注射機的最大注射成型面積為 550 ；2c塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積為 178.01 ;m注射時模具的成型面積＝ 22501.78cm?最大注射成型面積滿足要求。因上面四方面校核都滿足要求，選用 XS-YZ-250 型螺桿式注射機合適。3.2 澆注系統(tǒng)設計 澆注系統(tǒng)是塑料熔體自注射機的噴嘴射出后，到進入模具型腔以前所流經(jīng)的一段路程的總稱。普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、冷料穴和澆口組成。澆注系統(tǒng)的設計原則：（1） 型腔的布置和澆口開設部位力求對稱，防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象（2） 型腔和澆口的排列要盡可能減小模具外形尺寸（3） 系統(tǒng)流道應盡可能短，斷面尺寸適當；盡可能減少彎折，表面粗糙度要低，以使熱量及壓力損失盡可能小。（4） 對多型腔應盡可能使塑料熔體在同一時間內(nèi)進入各個型腔的深處及角落，即分流道盡可能采用平衡式布置。（5） 滿足型腔充滿的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡可能小，以減小塑料的耗量（6） 澆品位置要適當，盡量避免沖擊嵌件和細小的型芯，防止型芯變形，澆口的殘痕不應影響塑件的外觀3.2.1 主澆道設計主澆道是塑料熔體進入模具型腔時最先經(jīng)過的部位，它將注塑機噴嘴注出的塑料熔體導入分流道或型腔。其尺寸直接影響到塑料熔體的流動速度和充模時間。由于主流道要與高溫塑料和注塑機噴嘴反復接觸和碰撞，通常不直接開在定模板上，而是將它單獨設計成主流道襯套鑲?cè)攵０鍍?nèi)。澆口套的設計尺寸如圖 3-1： 圖 3-1 澆口套3.2.2 冷料井的設計冷料井位于主流道正對面的動模板上，或處于分流道末端。其作用是捕集料流前鋒的“冷料” ，防止“冷料”進入型腔而影響塑件質(zhì)量，載模時對能將主流道的凝料拉出。冷料井的直徑宜大于主流道大端的直徑，長度約為主流道大端直徑。本設計中采用倒錐形，如圖 3-2 所示：圖 3-2 冷料井示意圖3.2.3 分流道的設計 分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔之前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段，因此要求所設計的分流道應能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快地泫經(jīng)分流道充滿型腔，并且流動過程中壓力損失及熱量損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。分流道截面形狀采用 U 型，分流道的長度取為 60mm,形狀及其尺寸如圖： 圖 3-3 U 形分流道截面3.2.4澆口的設計澆口的位置與塑料的質(zhì)量有直接影響。在確定進料口位置時，應考慮以下幾點： １）　澆口的位置應使填充型腔的流程最短２） 澆口設置應有利于排氣和補縮３） 澆口的位置的選擇要避免塑件變形４） 澆口位置的設置應減少或避免產(chǎn)生熔接痕５） 澆口的位置應避免側(cè)面沖擊細長的型芯或鑲件在選擇澆口的位置時，采用 PRO/E　中的 Plastic Advisor 進行了最佳澆口位置分析，分析的結(jié)果如圖：根據(jù)分析的結(jié)果，澆口采用點澆口形式，并且采用兩個對稱澆口。采用點澆口成型塑件，去除澆口后殘留痕跡小，易取得澆注系統(tǒng)的平衡，也利于自動化操作。點澆口的截面形狀和尺寸如下圖 3-5 所示：圖 3-5 點澆口截面圖在本設計中選取 ， ，md5.1??15?ml?3.3 分型面的選擇塑料在模具型腔凝固形成塑件，為了將塑件取出來，必須交模具型腔打開，也就是必須將模具分成兩部分，即定模和動模兩大部分。定模和動模相接角的面稱為分型面。分型面的選擇好壞對塑件質(zhì)量、操作難易、模具結(jié)構(gòu)及制造都有很大的影響。通常遵循以下原則：（1）分型面不僅應選擇在制品外觀沒有影響的位置，而且還必須考慮如何能比較方便的清除分型而產(chǎn)生地溢料飛邊。同時，還應避免分型而產(chǎn)生飛邊。分型面一般選擇在塑件的尺寸的最大處。（2）分型面的選擇應有利于制品脫模。否則，模具結(jié)構(gòu)便會變得比較復雜，通常分型面的選擇應盡可能使制品在開模厚滯留在動模一側(cè)。（3） 分型面不影響制品的形狀和尺寸精度。（4） 分型面應盡量與最后填充溶體的型腔表面重合，以利于排氣。（5） 選擇分型面時，應盡量減少脫模斜度給制品大小端尺寸帶來的差異。（6）分型面的選擇應便于模具加工。為了便于模具加工制造，應盡量選擇平直分型面或易于加工的分型面。（7）選擇分型面時，應盡量減少制品在分型面上的投影面積，以防止面積過大，造成鎖模困難，產(chǎn)生嚴重溢料。（8）有側(cè)孔或側(cè)凹的制品，選擇分型面時應自首先考慮將抽心或分型面距離長的一邊放在動、定模的方向，而將短的一邊作為側(cè)向分型抽心機構(gòu)時，除水液壓抽心能獲得較大的側(cè)向抽拔距離外，一般分型抽心機構(gòu)側(cè)向抽拔距離都較小。綜合考慮以上因素，選擇塑件尺寸的最大處為主分型面，所以分析該零件可知，本設計須采用三個分型面。如圖 3-6 所示。 圖 3-6 分型面一分型面二 分型面三3.4 排氣系統(tǒng)的設計塑料熔體在填充模具的型腔過程中同時要排出型腔及流道原有的空氣，除此之外，塑料熔體會產(chǎn)生微量的氣體。這些氣體必須及時排出。否則，被壓縮的氣體產(chǎn)生高溫，會引起塑件局部碳化燒焦，或使塑件產(chǎn)生氣泡，或使塑件熔接不良引起強度下降，甚至充模不滿等。為了解決該問題，必要時可開設排氣槽等方法。但是對于 ABS 這種材料，排氣間隙不得高于 0.05mm.在本設計中排氣方式采用在分型面處，利用動、定模板的配合間隙排氣，另外模具的推管、型芯較多，形成的排氣通道較多，所以可利用推管與模板間的縫隙以及型芯與推管間的縫隙排氣。 圖 3-7 氣泡形成位置圖由圖可以看出，氣泡最可能形成的位置為塑件的最大外形邊緣和體積塊處，所以，采用分型面處動、定模板的縫隙，推板與模板、型芯與推板的配合縫隙排氣是可行的，合理的。3.5 冷卻系統(tǒng)的設計為了縮短成型周期，需要對模具進行冷卻，常用水對模具進行冷卻。即在注塑完成后通循環(huán)冷水到靠近型腔的零件上或型腔零件上的孔內(nèi)，以便迅速使模具冷卻。冷卻水孔的設計原則：1） ，冷卻水孔的數(shù)量應盡可能的多，孔徑盡可能的大。冷卻水孔的中心線與型腔壁的距離應為冷卻水道直徑的 1～2 倍（通常 12～15cm） ，冷卻水道之間的中心距約為水孔直徑的 3～5 倍。水道直徑一般在 8mm 以上。2） ，冷卻水孔至型腔表面的距離應盡可能的相等。3） ，澆口處要加強冷卻。4） ，冷卻水孔道不應穿過鑲塊或其接縫部位，以防止漏水。5） ，冷卻水孔應避免設在塑件的熔接痕處。6） ，進出口水管接頭的位置應盡可能設在模具的同一側(cè)，通常應設在注塑機的背面。根據(jù)以上原則，本設計中冷卻系統(tǒng)如下圖 3-8 所示：本設計中取水線的直徑為 10mm，初過初步的估算可以滿足要求?？紤]到型腔和型芯滑塊的結(jié)構(gòu)，水線分別安排在型腔和型芯中，一滿足塑件質(zhì)量，如圖所示。型腔水線 型芯水線圖 3-8 水線分布圖第四章 模具的結(jié)構(gòu)設計4.1 成型零件的設計成型零件是直接與塑料接觸構(gòu)成塑件形狀的零件。其中構(gòu)成塑件外形的成型零件稱為凹模，構(gòu)成塑件內(nèi)部形狀的成型零件稱為凸模(或型芯)。由于凹、凸模件直接與高溫、高壓的塑料接觸，并且脫模時反復與塑件摩擦，因此，要求凹、凸模件具有足夠的強度、剛度、硬度、耐磨性、耐腐蝕性以及足夠低的表面粗糙度。如果凹、凸模都采用整體式，優(yōu)點是加工成本低，但是常用模架的模板材料為普通的中碳鋼，用作凹、凸模，使用壽命短，若選用好材料的模板制作整體的凹、凸模，則制造成本較高。綜合考慮以上的因素，凹、凸模都采用整體嵌入式。這樣既保證了模具的使用壽命，又不浪費價格昂貴的材料，并且損壞后，維修、更換方便。4.2 動、定模的工作尺寸計算通常，凹、凸模的工作尺寸根據(jù)塑料的收縮率，凹、凸模零件的制造公差以及磨損量 3 個因素確定。本設計中塑件的精度采用 5 級精度計算。塑件的尺寸及偏差如下圖：圖 4-1 塑件尺寸1） ，型腔的尺寸計算POM 塑件的一般精度為 6 級，對于中小型塑件，最大磨損量 δc 可取塑件總公差 Δ 的 1/6；模具的制造公差 δz 一般可取塑件總公差 Δ 的 1/3~1/4,取δz=Δ/3； 圖 4-2 定模型腔根據(jù)圖 4-1 和圖 4-2 計算型腔的尺寸：型腔徑向尺寸的計算公式： ?????zZxLsLM???????001式中：L ：型腔的徑向尺寸 : 塑料的平均收縮率，0.02s： 塑件的基本尺寸S: 系數(shù) 取為 0.75x: 塑件的成形公差 取為z??31: 塑件公差?根據(jù)公式可計算出型腔的各徑向尺寸：?????17.052.03101 .70352. ???? ????zl?2.064.026z ?????25.076.03103 98.750682.1 ???? ????zl?.0.04z型腔深度尺寸計算公式： 取值為 0.5??????zZxHsM??????01x??? 17.052.0310 9.382.1??? ???zMh?2), 型芯的尺寸計算圖 4-3 動模型芯根據(jù)圖 4-1 和圖 4-3 計算型芯的尺寸型芯的徑向尺寸計算公式： ?????001zZxLsLM????????=0.75 ， =0.02 xs根據(jù)公式計算型芯各徑向尺寸： ?????016.048.3101 92.7529. ???? ????ZL?7.052.023Z?????19.63103 .04. ????Z?0.05.4 47921????ZL?????21.064.03105 .5. ????Z?型芯高度尺寸計算公式： 取值為 ??????0zZxHsM????0.5 ， 取值為 0.02s根據(jù)公式計算型芯高度尺寸：?????0253.076.310 9.5762.1???? ????ZMH?4.3 機構(gòu)的設計4.3.1 推出機構(gòu)的設計注射模的推出機構(gòu)有推桿、推管、推板三種形式。根據(jù)塑件的形狀，構(gòu)造，設計中選擇型腔以工字滑塊的的形式，中間的型芯滑塊再用推板的組合推出機構(gòu)，如圖 4-4 所示。這種推出機構(gòu)用到了斜滑塊和推料板的組合，機構(gòu)推出安全可靠。斜滑塊和推料板的尺寸、形狀如圖 4-5所示： 圖4-4 推出機構(gòu)推料板斜工字塊圖4-5 推料板,斜工字塊推桿材料選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 T10A 號鋼，淬火處理，低溫回火，HRC45-50,表面粗糙度 Ra1.6，與型芯的配合為間隙配合 H8/g7。4.3.2 復位桿的設計如圖 4-6，圖 4-7 所示：圖 4-6 復位桿實體圖圖 4-7 復位桿二維圖復位桿的直徑選 8mm，采用圓柱形結(jié)構(gòu)，長度由模板厚度和塑件的推出距離決定，取 72mm。復位桿材料選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 T10A 號鋼，淬火處理，低溫回火，HRC45-50,表面粗糙度 Ra1.6，與動模板，U 板的配合為間隙配合 H8/f8。4.3.3 導向機構(gòu)的設計導向機構(gòu)主要包括導柱（如圖 4-8） 、導套（如圖 4-9） ，主要作用是在動模與定模合模時保證型芯與型腔的精確定位，以便合模后保持模具型腔的正確形狀；合模時引導動模按順序閉合，防止損壞凹凸、模。導向零件應合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣部位，其中心至模具邊緣應有足夠的距離，以保證模具的強度，與防止壓入導柱和導套后發(fā)生變形。根據(jù)模具的形狀和大小，一副模具，一般采用 2 到 4 根導柱。在此設計中采用了 4 根導柱。加工 4 個導柱、導套孔時，應將定模板、動模板，兩板合在一起，一次性加工出來，以保證孔的同心度，然后再在定模板，動模板上加工沉頭孔。導柱、導套的材料均選用碳素工具鋼 T8A 淬火處理 HRC45～48。C2x45°圖 4-8 導柱C2x45圖 4-9 導套4.3.4 拉料桿的設計拉桿的作用主要是在開模時打開分型面。為塑件的頂出作好準備。拉桿的直徑選為 35mm，長度由模板的厚度和開模行程的大小決定，選為 300mm.如圖4-10 所示。拉桿的材料選用碳素工具鋼 T10A 淬火處理 HRC45～48。 圖 4-10 拉料桿4.4 注射模標準模架的設計選用標準模架應設計的內(nèi)容： 1)、選擇標準模架型號；2)、確定模架的長度和寬度；3)、確定模架的厚度，并使之與注射機要求的最大、最小模具厚度適應。4)、設計動定模板和座板。本設計中選取標準模架型號為 S5050， 其結(jié)構(gòu)示意圖為：該模架的的參數(shù)為： mx430287?圖 4-11 模架示意圖 4.4.1 芯子固定板的設計如圖 4-12 所示：動模板設計尺寸為： 材料為 45 鋼。m5.70?圖 4-12 芯子固定板4.4.2 設計動模支承板如圖 4-13 所示：動模支承板設計尺寸為： 。 材料為 45 鋼。m9570? 圖 4-13 動模支承板4.4.3 設計流道板如圖 4-14 所示：定模板的設計尺寸為： . 材料 45 鋼淬火處理中m6570?溫回火 HRC45-50。圖 4-14 流道板4.4.4 定模座板設計如圖 4-15 所示：定模座板設計尺寸為： . 材料為 45 鋼。m7546? 圖 4-15 定模座板4.4.5 動模座墊塊設計如圖 4-17 所示：動模墊塊設計尺寸為： . 材料為 45 鋼。m265.170? 圖 4-17 墊塊4.4.6 動模座板設計如圖 4-18 所示：頂件固定板的設計尺寸為： 。材料為 45 鋼。m654?圖 4-18 動模座板4.4.7 推板的設計如圖 4-19 所示：推板的設計尺寸為： 。材料為 45 鋼。m6235? 圖 4-19 推板4.5 模具的整體設計 圖 4-20 模具整體圖模具由以下部份組成:成型零部件,合模導向機構(gòu),澆注系統(tǒng),推出機構(gòu),加熱和冷卻系統(tǒng),排氣系統(tǒng).要保證生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品,各組成部份都應滿足設計的技術(shù)要求.為了保證塑件的質(zhì)量與模具的壽命要求,各組成部分應滿足以下技術(shù)要求:a) 成型部位及分型面: 型面粗糙度及尺寸形狀,型腔與型空間尺寸,脫模斜度必須達到設計的要求;分型面光滑平整,棱邊清晰;鑲件組合等符合質(zhì)量要求,固定結(jié)合部分配合嚴密,不得有間隙;凹凸模組合后應保持間隙一致,塑件同一表面由上下?；騼砂肽３尚蜁r錯位應在允許的范圍內(nèi).b) 頂出系統(tǒng):頂出時動作靈活輕松,頂出行程滿足要求,各頂出件無晃動,竄動;頂出桿等在塑件上殘留的痕跡應在塑件要求范圍內(nèi)(一般允許高出型面 0.1mm);復位可靠正確,復位桿卅復位系統(tǒng)裝配正確,一般應低于型面0.02～0.05mm;c) 導向系統(tǒng):導柱,導套垂直度為 100mm:0.02mm,導套內(nèi)外孔同軸度0.01mm;滑動靈活,無松動及吸死現(xiàn)象;保證導向部位和各零件相對位置;導柱，導套軸線對模板垂直度公差為 100mm:0.02mm;d) 澆注系統(tǒng):主澆道,分澆道,進料口的尺寸、形狀、糙度等均應符合要求;流道平直,圓滑連接,無死角,縫隙,坑;澆口套的主流道,加工粗糙度,加工痕跡應有利于塑料流動及澆注系統(tǒng)脫模;不得有與注射橫噴嘴 R 吻合的側(cè)坑,進料端口孔不得有影響脫模的倒錐模具各零部件的加工應保證精度要求,導柱,導套應保證同軸度要求;加工導柱,導套孔時應同時加工,以保證同軸度要求,其它有同軸度要求的孔都采用同時加工的方法.模具在裝配時應保證各零件的準確位置精度.模具上,下平面的平行度誤差不大于 0.05mm.相鄰零件或相鄰單元之間的配合與連接均需按裝配工藝確定的裝配基準進行定位與固定,以保證其間的配合精度和位置精度. 致謝這次畢業(yè)設計是在 xxxxxxx 老師的精心指導下完成的，在整個學習和做論文的過程中，蔡老師對我們悉心指導和嚴格要求，為我們創(chuàng)造了良好的學習氛圍；他嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、高尚的敬業(yè)精神和淵博的學識，給我留下了深刻的印象，對我產(chǎn)生了巨大的影響，使我不僅掌握了更多的理論知識，而且在分析問題、解決問題的能力上有了很大的提高。 在設計過程中，一方面我深感自己知識的貧乏和平時鍛煉的重要性，深刻領(lǐng)會到實踐與理論的差異性；另一方面，通過這次獨立的設計，深深體會到理論與實踐的有機結(jié)合是學習和掌握知識的重要途徑，面對工作我們應該有強大的學習努力，大學只是我們一個學習的一個天堂。在整個畢業(yè)設計過程中，使我提高了獨立思考問題和解決實際問題的能力。我通過各種方式收集、查找相關(guān)資料，發(fā)現(xiàn)了自己很多地方的不足，提高了對模具設計的興趣，更加堅定了自己的選擇。在此過程中我刻苦努力，虛心請教，不放過任何難點與疑問。設計中的很多問題都親自前往車間看產(chǎn)品相關(guān)設備和工人的實踐操作。這使我忘不了指導老師對我的多層次的認真的技術(shù)指導和真誠幫助。在此，我再次向他致以我最真誠的敬意和衷心的感謝。總結(jié)就是，這次畢業(yè)設計的收益頗多，自我分析及解決問題的方式方法有了很好的提高，大學四年中的所學的知識得到了很好的匯總和升華，也體會到了和同學一起熬夜解決問題的樂趣，為此我十分感激。 參考文獻[1] 盧頌峰. 機械零件課程設計手冊. 北京：中央廣播電視大學出版社，2001[2] 齊曉杰. 塑料成型工藝與模具設計.北京：機械工業(yè)出版社，2005[3] 申樹義、高濟. 塑料模具設計.北京：機械工業(yè)出版社，2002[4] 王樹勛、鄧庾厚. 典型注塑模具結(jié)構(gòu)手冊.北京：中南工業(yè)大學出版社，2004[5] 楊占饒. 模具設計與制造.北京：人民郵電出版社，2009[6] 廖念釗. 互換性與技術(shù)測量.北京：中國計量出版社，1994[7] 楊寧寧、李乃文。 Proe/E 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