塑料模具畢業(yè)設(shè)計(jì)

塑料模具畢業(yè)設(shè)計(jì),塑料模具,畢業(yè)設(shè)計(jì) 天津輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 前 言 本課題是自己所選的，來(lái)自日常生活中到處可見(jiàn)塑料制品。塑料制品占模具中的80%以上，所以對(duì)塑料模具的設(shè)計(jì)自目前對(duì)我們是非常重要的一門設(shè)計(jì)，學(xué)好本內(nèi)容才可以對(duì)它進(jìn)行基本的設(shè)計(jì)，也為今后設(shè)計(jì)復(fù)雜的塑料模具奠定良好的基礎(chǔ)。 本人所設(shè)計(jì)的是一般的CD盒注塑模設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中附有大量的模具結(jié)構(gòu)圖和模具局部圖，還有通過(guò)Pro/E軟件畫出它的三維立體圖，這就幫助評(píng)省老師更易看到設(shè)計(jì)者所設(shè)計(jì)的內(nèi)容的難易程度。文字大約有10000字，已詳細(xì)地說(shuō)明設(shè)計(jì)的全過(guò)程。但本人是初次設(shè)計(jì)，有很多的錯(cuò)誤和不足，敬請(qǐng)諒解。 還有在模具制造加工中用到了現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的線切割和電火花成型加工，這也是現(xiàn)代社會(huì)通用的模具制造加工機(jī)器，并數(shù)控加工也不例外。 第1章 塑件工藝分析 第1.1節(jié) 塑件分析 1.1.1、塑件三維立體圖及二維工作圖： 圖（1.1） 1.1.2塑件工藝分析 CD盒選擇的材料是聚丙烯（PP），該產(chǎn)品在使用過(guò)程中經(jīng)常接觸光盤，為防止光盤磨損因此塑件的厚度必須均勻，如果可能的話，應(yīng)沒(méi)有接觸痕，不充分熔合的熔接痕易于形成薄弱的部位，所以要盡量避免。 第1.2節(jié) CD盒原料（聚炳烯）的物料性能、成型性能與工藝參數(shù) 1.2.1、該CD盒原料為聚炳烯（PP）： 物料性能：電絕緣性能和耐腐蝕性能與聚乙烯相同,但機(jī)械強(qiáng)度,硬度較高(接近PS和硬PVC)。具有優(yōu)異的抗疲勞彎曲性能，常溫下可受300萬(wàn)次彎折。 成型性能： (1) 結(jié)晶性好料,吸濕性小,可能發(fā)生熔融破裂,長(zhǎng)期與熱金屬接觸易發(fā)生分解。 (2) 流動(dòng)性極好，溢邊值0.03mm左右。 (3) 冷卻速度快,澆注系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)應(yīng)散熱緩慢。 (4) 成形收縮范圍大，收縮率大，易發(fā)生縮孔、凹痕、變形，方向性強(qiáng)。 (5) 注意控制成形溫度，料溫低方向性明顯，尤其低溫高壓時(shí)更明顯，模具溫度低于50℃以下塑件不光澤，易產(chǎn)生熔接不良，流痕；90℃以上易發(fā)生翹曲、變形。 (6) 塑件應(yīng)壁厚均勻，避免缺口，尖角，以避免應(yīng)力集中。 1.2.2、聚炳烯塑料的主要技術(shù)指標(biāo): 密度 (Kg.dm-3) 比體積 dm-3. kg-1 1.38 吸水性 % 收縮率 % 熔 點(diǎn) ℃ 熱變形溫度 ℃ 0.46MPa 1.50MPa 抗拉屈服點(diǎn) 0.1MPa 690 拉伸彈性模量 0.1MPa 2.5×104 變動(dòng)強(qiáng)度 0.1MPa 1040 沖擊韌度 K g.dm-2 無(wú)缺口 1040 有缺口 202 邵氏硬度 D75-85 體積電阻系數(shù) Ωcm 1012—1014 擊穿強(qiáng)度 Kv.cm-1 18.6 1.2.3、（PP）的注射成型工藝參數(shù) (1) 注射機(jī)類型 螺桿式 (2) 料筒溫度℃ 前段 150～170 中段 180～190 后段 190～205 (3) 加熱和干燥 溫度℃ 170～190 時(shí)間h 3 ～ 5 (4) 噴嘴溫度℃ 170～190 (5) 模具溫度℃ 40～60 (6) 注射壓力MPa 60～100 (7) 成型時(shí)間S 注射時(shí)間 1～5 高壓時(shí)間 5 ～10 冷卻時(shí)間 10～20 總周期 15～35 (8) 螺桿轉(zhuǎn)速r/min 30~80 第2章 注塑設(shè)備選擇 第2.1節(jié) 估算塑件體積 該產(chǎn)品大批量生產(chǎn)故設(shè)計(jì)的模具要有較高的注塑效率，澆注系統(tǒng)要能自動(dòng)脫模，可采用點(diǎn)澆口自動(dòng)脫模結(jié)構(gòu)。由于塑件較大，所以模具采用一模一腔結(jié)構(gòu)，澆口形式采用點(diǎn)澆口。 該產(chǎn)品材料為PP，查書《設(shè)計(jì)與制造實(shí)訓(xùn)》得知其密度為,收縮率為1%～2.5%，計(jì)算出其平均密度為,平均收縮率為 1.75%。 通過(guò)計(jì)算得塑件體積為 塑件的質(zhì)量 (2.1) 即 澆注系統(tǒng)體積 澆注系統(tǒng)質(zhì)量 (2.2) 故 故 第2.2節(jié) 選擇注射機(jī) 根據(jù)塑料制品的體積或質(zhì)量，查《模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)訓(xùn)》書附錄5的附表5-2或查有關(guān)手冊(cè)選定注塑機(jī)型號(hào)為SZ-60/40。 注塑機(jī)的參數(shù)如下： 螺桿直徑/mm 30mm 螺桿轉(zhuǎn)速（r/min） 理論注塑容量/ 60 注塑壓力/MP 180 注塑速率（g/s） 70 塑化能力(kg/h) 35 鎖模力/kN 400 拉桿間距 模板行程/mm 250 模具最小厚度/mm 150 模具最大厚度/mm 250 定位孔直徑/mm 80 定位孔深度/mm 10 噴嘴伸出量/mm 20 頂出行程/mm 70 噴嘴半徑/mm SR 10 頂出力/kN 12 第3章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。 在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)前首先必須確定塑料的成形位置，該CD盒模具采用一模一腔二板式結(jié)構(gòu)，側(cè)澆口，頂出裝置采用推桿式結(jié)構(gòu) 第3.1節(jié) 主流道設(shè)計(jì) 3.1.1、主流道是連接注射機(jī)的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機(jī)制噴嘴在同一軸線上斷面為圓形，且有一定的錐度。 主流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下： 便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料以及考慮塑料熔體的膨脹，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，因聚炳烯（PP）的流動(dòng)性好，故其錐度取3～6度，內(nèi)壁粗糙度為R0.63um。主流道大端呈圓角，其半徑取r=1～3mm,以減少流速轉(zhuǎn)向過(guò)渡的阻力，r=1.5mm。 （1） 在保證塑件成形良好的情況下，主流道的長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，否則會(huì)使主流道的凝料增多，且增加壓力損失，使塑料熔體降溫過(guò)多影響注射成形。 （2） 為使熔融塑料完全進(jìn)入主流道而不溢出，應(yīng)使主流道與注射機(jī)的噴嘴緊密對(duì)接，主流道對(duì)接處設(shè)計(jì)成半球形凹坑，其半徑為r2=r1+(1～2),其小端直徑D=d+(0.5～1),凹坑深度常取3～4mm。在此模具中取r2=11～12mm。 （3） 于主流道要與高溫高壓的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道襯套，以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)加工和熱處理，其大端兼作定位環(huán)，圓盤凸出定模端面的長(zhǎng)度H=5～10mm。同時(shí)因該CD盒采用聚氯炳烯（PP），需加熱，所以在主流道處采用電加熱以提高料溫。 第3.2節(jié) 分流道設(shè)計(jì) 由于采用1模1腔式結(jié)構(gòu)所以不用設(shè)計(jì)分流道。 第3.3節(jié) 冷料井的設(shè)計(jì) 冷料井位于主流道正對(duì)面的動(dòng)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(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，開(kāi)模時(shí)又將主流道的凝料拉出。冷料井的直徑宜大端直徑，長(zhǎng)度約為主流道大端直徑。如下圖。 圖（3.1） 冷料井位于主流道正對(duì)面的動(dòng)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(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，開(kāi)模時(shí)又將主流道的凝料拉出。冷料井的直徑宜大端直徑，長(zhǎng)度約為主流道大端直徑。 此模具設(shè)計(jì)帶有推桿的冷料井。 這類冷料井的底部由一根推桿組成，推桿裝于推桿固定板上，因此它常與推桿或推管脫模機(jī)構(gòu)連用。并設(shè)計(jì)成倒錐孔冷料井，脫模時(shí)由冷料井倒錐將主流道凝料拉出。當(dāng)其被推出時(shí)，塑件和流道能自動(dòng)墜落，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。 冷料井如下圖： 圖（3.2） 具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)模具裝配圖。 第4章 成型零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 所謂工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸。（包括矩形和異形型芯的長(zhǎng)和寬），型腔深度和型芯高度和尺寸。中心距尺寸等。 因聚炳烯（PP）的成型收縮率為1%-2.5%所以平均收縮率取K=1.75% 塑件的尺寸公差I(lǐng)T=5 第4.1節(jié) 型腔的徑向尺寸與深度 4.1.1、凹模尺寸計(jì)算： 對(duì)于塑件、、、、、尺寸的凹模外形尺寸： 因?yàn)椋?+k）-(3/4)△] （4.1） 式中—塑件外形最大尺寸； k—塑件平均收縮率； △—塑件的尺寸公差； δ—模具制造公差，取塑件尺寸公差的1/3～1/6。 故 4.1.2、對(duì)于塑件、尺寸的凹模深度尺寸： 因?yàn)? =[（1+k）-(2/3)△] （4.2） 式中 —塑件高度方向的最大尺寸。 故 第4.2節(jié) 型芯的徑向尺寸與深度 4.2.1、凸模尺寸的計(jì)算： 對(duì)于塑件、、、、、、尺寸的凸模外形尺寸： 因?yàn)? =[（1+k）+(3/4)△] （4.3） 式中 —塑件內(nèi)形徑向的最小尺寸。 故 4.2.2、對(duì)于塑件、尺寸的凸模深度尺寸： 因?yàn)? （4.4） 式中 —塑件高度方向的最大尺寸。 故 第4.3節(jié) 模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算 4.3.1、成型零件材料選擇。 為實(shí)現(xiàn)高性能的目的；選用模具材料應(yīng)具有高耐磨性，高耐蝕睡，良好的穩(wěn)定性和良好的導(dǎo)熱性。還根據(jù)CD盒成型的特點(diǎn)和采用原材料為PP。所以該成型零件采用Cr12。即經(jīng)濟(jì)以合理。采用的熱處理方式是淬火加中溫回火，HRC≥55。 4.3.2、型腔應(yīng)具有足夠的壁厚以承受塑料熔體的高壓，對(duì)型腔厚度分別作強(qiáng)度和剛度計(jì)算，取型腔壁厚計(jì)算最大壓力為準(zhǔn)，因此CD盒的型腔不太大，故應(yīng)采 強(qiáng)度計(jì)算： 型腔側(cè)壁的厚度計(jì)算 即： （4.5） 式中：型腔側(cè)壁厚度，mm; 模具材料的許用應(yīng)力，MPa; P-型腔所受壓力，Mpa; 型腔底板厚度的計(jì)算 即： （4.6） 式中P-型腔壓力,MPa; L-模具長(zhǎng)度,mm; 根據(jù)型腔尺寸計(jì)算得型腔的側(cè)壁及底板厚度： S=41.4mm h=15.55mm 第5章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 第5.1節(jié) 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 注塑模具的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類型。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要用于動(dòng)、定模之間的開(kāi)合模導(dǎo)向。錐面定位機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的精密對(duì)中定位。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.1.1、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功用 (1) 定位作用 合模時(shí)保證動(dòng)、定模正確的位置，以便合模后保持模具型腔的正確形狀。 (2) 導(dǎo)向作用 合模時(shí)引導(dǎo)動(dòng)模按序正確閉和，防止損壞凹、凸模。 (3) 承載作用 導(dǎo)柱在工作中承受一定的側(cè)向壓力。 5.1.2、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì) 模具設(shè)計(jì)通常購(gòu)買標(biāo)準(zhǔn)模架，其中包括了導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。如模架圖。 5.1.3、定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 通常有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)就足夠動(dòng)、定模之間的正確定位了。但由于導(dǎo)套和導(dǎo)柱之間存在間隙，所以對(duì)于薄壁、精密塑件的注塑模具，僅有導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是不夠的，還必須在動(dòng)、定模之間增設(shè)錐面定位機(jī)構(gòu)，以滿足精密定位和同軸度的要求。 第6章 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 第6.1節(jié) 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 注塑成型每一循環(huán)中，塑件必須從模具中凹、凸模上脫出，完成脫出塑件的裝置稱為脫模機(jī)構(gòu)，也稱頂出機(jī)構(gòu)。 6.1.1、設(shè)計(jì)原則 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)須遵循以下原則： （1） 因?yàn)樗芰鲜湛s時(shí)抱緊凸模，所以頂出力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近凸模； （2） 頂出力應(yīng)作用在塑件剛性和強(qiáng)度最大的部位，如加強(qiáng)條、凸緣、厚壁等處，作用面積也盡可能大一些，以防止塑件變形和損壞； （3） 為保證良好的塑件外觀，頂出位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)? 塑件外觀影響不大的部位； （4） 若頂出部位需設(shè)在塑件使用或裝配的基面上時(shí)，為不影響塑 件尺寸和使用，一般頂桿與塑件接觸處凹進(jìn)塑件0.05∽0.1mm；否則塑件會(huì)出現(xiàn)凸起，影響基面的平整。 圖（6.1） 6.1.2、脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)： 按模具結(jié)構(gòu)脫模機(jī)構(gòu)分為以下幾類： 簡(jiǎn)單脫模機(jī)構(gòu) 在動(dòng)模一邊拖加一次頂出力，就可實(shí)現(xiàn)塑件脫模的機(jī)構(gòu)稱為簡(jiǎn)單脫模機(jī)構(gòu)。通常包括頂桿（或推桿）脫模機(jī)構(gòu)等。 頂桿多用T8A或T10A材料，頭部淬火硬度達(dá)50HRC以上，表面粗糙度取Ra值小于0.8μm，和頂桿孔呈H8/f8配合。頂桿是模具表準(zhǔn)件。 頂桿頂出塑件后，必須回到頂出前的初始位置，才能進(jìn)行下一次循環(huán)的工作。因此，還必須設(shè)計(jì)復(fù)位桿來(lái)實(shí)現(xiàn)這一動(dòng)作。復(fù)位桿又稱回程桿。 復(fù)位（回程）桿回程。復(fù)位桿端面與分型面平齊，合模時(shí)，定模板推動(dòng)復(fù)位桿，通過(guò)頂桿固定板，頂板使頂桿恢復(fù)到頂出前的位置。復(fù)位桿必須裝在固定桿的同一固定板上。 第7章 注塑機(jī)參數(shù)校核 第7.1節(jié) 最大注射壓力的校核 聚炳烯的原料為PP，所需注射為60-100MPa，而所選注射機(jī)壓力為180 MPa，所以注射壓力符合要求。 第7.2節(jié) 最大注塑量校核 注塑機(jī)的最大注塑量應(yīng)大于制品的質(zhì)量或體積(包括流道及澆口凝料和飛邊),通常注塑機(jī)的實(shí)際注塑量最好是注塑機(jī)的最大注量的80%。所以，選用的注塑機(jī)最大注塑量應(yīng)滿足： （7.1） 式中 -注塑機(jī)的最大注塑量,； -塑件的體積，該產(chǎn)品； -澆注系統(tǒng)體積，該產(chǎn)品。 故 而選定的注塑機(jī)注塑量為，所以滿足要求。 第7.3節(jié) 鎖模力校核 所需鎖模力計(jì)算: ＞pA （7.2） 式中 p—熔融型料在型腔內(nèi)的壓力，該產(chǎn)品質(zhì)p=20～40MPa; A—A????????? 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和，經(jīng)計(jì)算A=7791 —注塑機(jī)的額定鎖模力。 故 ＞pA=407791=268.476kN 選定的注塑機(jī)為400kN，滿足要求。 第7.4節(jié) 模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核 7.4.1、高度長(zhǎng)寬尺寸要與注塑機(jī)模板尺寸和拉桿間距相適合： 模具長(zhǎng)寬＜拉桿面積 模具長(zhǎng)寬為200mm250mm＜注塑機(jī)拉桿間距220mm300mm故滿足要求。 7.4.2、模具閉合高度校核： 模具實(shí)際厚度 =160mm 注塑機(jī)最小閉合厚度 =150mm 即 ＞，故滿足要求。 7.4.3、開(kāi)模行程校核： 注塑機(jī)的最大行程與模具厚度有關(guān)，故注塑機(jī)的開(kāi)模行程應(yīng)滿足下式： （）＞（5～10）mm （7.3） 式中 —頂出距離，mm —包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，mm —注塑機(jī)最大開(kāi)模行程， 因?yàn)? （）=540-（160-150）=530mm （5～10）=35+115+10=160mm 故滿足要求。 第8章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在注射成形過(guò)程中，模具的溫度直接影響塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率，根據(jù)塑料的要求，注射到模具內(nèi)的塑料溫度為2000C左右，而從模具中取出塑件的溫度約為600C，溫度降低是由于模具通入冷卻水，將溫度帶走了，普通的模具通入常溫的水進(jìn)行冷卻，通過(guò)調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度 因CD盒使用的塑料是聚炳烯（PP），要求模溫高，若模具溫度過(guò)低則會(huì)影響塑料的流動(dòng)性，增加剪切阻力，使塑件的內(nèi)應(yīng)力較大，甚至還出現(xiàn)冷流痕、銀絲、注不滿等缺陷。因此在注射開(kāi)始時(shí)，為防止填充不足，充入溫水或者模具加熱。 總之，要做到優(yōu)質(zhì)、高效率生產(chǎn)，模具必須進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。 對(duì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求： （1） 確定加熱或是冷卻； （2） 模溫均一，塑件各部分同時(shí)冷卻； （3） 采用低的模溫，快速且大量通冷卻水； （4） 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)盡量結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，成本低謙。 第8.1節(jié) 模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 對(duì)于大多數(shù)熱塑性塑料，模具上不需設(shè)置加熱裝置。為了縮短成型周期，需要對(duì)模具進(jìn)行冷卻，常用水對(duì)模具進(jìn)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(shè)計(jì)原則： 冷卻水孔數(shù)量應(yīng)盡可能的多，孔徑盡可能的大。冷卻水孔中心線與型腔壁的距離應(yīng)為冷卻水道直徑的1倍-2倍（通常12mm-15mm）,冷卻水道之間的中心距約為水孔直徑的3倍-5倍。水道直徑一般在8mm以上。冷卻水孔至型腔表面的距離應(yīng)盡可能相等。當(dāng)塑件壁厚均勻時(shí)，冷卻水孔與型腔表面的距離應(yīng)盡可能處處相等，當(dāng)塑件壁厚不均勻時(shí)，應(yīng)在厚壁處強(qiáng)化冷卻。澆口處要加強(qiáng)冷卻。 冷卻水孔道不應(yīng)穿過(guò)鑲塊或其接縫部位，以防漏水。 冷卻水孔應(yīng)避免設(shè)在塑件的熔接痕處。進(jìn)出口水管接頭的位置應(yīng)盡可能設(shè)在模具的同一側(cè)，通常應(yīng)設(shè)在注塑機(jī)的背面。在模具上開(kāi)設(shè)冷卻水道，通循環(huán)水對(duì)模具進(jìn)行冷卻，如下圖。 圖（8.1） 第8.2節(jié) 模具加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 因在聚炳烯（PP）要求的熔融溫度為。同時(shí)在注射時(shí)模具溫度要求為60，所以該模具必須加熱。模具加熱方法包括：熱水，熱空氣，熱油及電加熱等。由于電加熱清潔、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可調(diào)節(jié)范圍大，所以在該模具應(yīng)用電加熱。 第9章 模 具 的 裝 配 裝配模具是模具制造過(guò)程中的最后階段，裝配精度直接影響到模具的質(zhì)量、壽命和各部分的功能。模具裝配過(guò)程是按照模具技術(shù)要求和相互間的關(guān)系，將合格的零件連接固定為組件、部件直至裝配為合格的模具。 在模具裝配過(guò)程中，對(duì)模具的裝配精度應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)，模具的裝配精度包括相關(guān)零件的位置精度，相關(guān)的運(yùn)動(dòng)精度，配合精度及接觸只有當(dāng)各精度要求得到保證，才能使模具的整體要求得到保證。 塑料模的裝配基準(zhǔn)分為兩種情況，一是以塑料模中和主要零件臺(tái)定模，動(dòng)模的型腔，型芯為裝配基準(zhǔn)。這種情況，定模各動(dòng)模的導(dǎo)柱和導(dǎo)套孔先不加工，先將型腔和型芯鑲塊加工好，然后裝入定模和動(dòng)模內(nèi)，將型腔和型芯之間墊片法或工藝定位器法保證壁厚，動(dòng)模和定模合模后用平行夾板夾緊，鏜投影導(dǎo)柱和導(dǎo)套孔，最后安裝動(dòng)模和定模上的其它零件，另一種是已有導(dǎo)柱導(dǎo)套塑料模架的。故該水龍頭模具不使用標(biāo)準(zhǔn)模架，而只能使用前一種方法。 第9.1節(jié) 模具的裝配程序 因該CD盒模具使用半合模具，所有型芯都進(jìn)行側(cè)向抽芯，同時(shí)無(wú)須頂出裝置，而是當(dāng)塑料件收縮后用手取出，所以這各特殊的使用方式同時(shí)也有其特殊的結(jié)構(gòu)。因此也有不同的裝配方式。 （1）定裝配基準(zhǔn)； （2）配前要對(duì)零件進(jìn)行測(cè)量，合格零件必須去磁并將零件擦拭干凈； （3）整各零件組合后的累積尺寸誤差，如各模板的平行度要校驗(yàn)修磨，以保證模板組裝密合，分型面吻合面積不得小于80%，間隙不得小于溢料最小值，防止產(chǎn)生飛邊。 （4）在裝配過(guò)程中盡量保持原加工尺寸的基準(zhǔn)面，以便總裝合模調(diào)整時(shí)檢查； （5）組裝導(dǎo)向系統(tǒng)并保證開(kāi)模合模動(dòng)作靈活，無(wú)松動(dòng)和卡滯現(xiàn)象； （6）組裝機(jī)械抽芯機(jī)構(gòu)，弧形抽芯機(jī)構(gòu)等； （7）軸承外圈裝配后，其定位端軸承蓋與墊圈或外圈的接觸應(yīng)均勻； （8）滾動(dòng)軸承裝好后，用手轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)靈活，平穩(wěn)； （9）齒輪箱裝配后應(yīng)設(shè)計(jì)和工藝規(guī)定進(jìn)行空載試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)不應(yīng)有沖擊、噪聲、溫升和滲漏不得超過(guò)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。齒輪裝配后，齒面的接觸斑點(diǎn)和側(cè)隙應(yīng)符合GB10095和GB11365的規(guī)定； （10）裝冷卻和加熱系統(tǒng)，保證管路暢通，不漏水，不漏電，門動(dòng)作靈活緊固所連接螺釘，裝配定位銷。裝配液壓系統(tǒng)時(shí)允許使用密封填料或密封膠，但應(yīng)防止進(jìn)入系統(tǒng)中； （11） 模：試模合格后打上模具標(biāo)記，包括模具編號(hào)、合模標(biāo)記及組裝基面。 （12） 后檢查各種配件、附件待零件，保證模具裝備齊全，另外在裝配過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)防零件在裝配過(guò)程中磕、碰、劃傷和銹蝕。裝配滾動(dòng)軸承允許采用機(jī)油進(jìn)行熱裝，油的溫度不得超過(guò)1000C 第9.2節(jié) 模具零件的裝配工藝 模具精度是影響塑料成型件精度的重要因素之一。為了保證模具精度，制造時(shí)要達(dá)到如下要求： 7.2.1、塑料模具的所有零件，在材料、加工精度和熱處理質(zhì)量等方面均應(yīng)符合相應(yīng)圖樣的要求。 （1）組成模架的零件應(yīng)達(dá)到規(guī)定的加工要求，裝配成套的模架應(yīng)活動(dòng)自如，并達(dá)到規(guī)定的平行度和垂直度等要求。 （2）模具的功能必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 （3）為了鑒別塑料成型件的質(zhì)量，裝配好的模具必須在生產(chǎn)條件下試模很大，并根據(jù)試模存在的問(wèn)題進(jìn)行修整，直至試出合格的成型件為止。 第10章 注塑機(jī)與模具的關(guān)系 第10.1節(jié) 注塑機(jī)與模具的關(guān)系 10.1.1、注塑時(shí)，螺桿作用于塑料熔體的壓力，在熔料流經(jīng)機(jī)筒、噴嘴、模具的澆注系統(tǒng)后，在型腔中余下的壓力即為模腔壓力p（一般為20MPa-40MPa）,該壓力在型腔中產(chǎn)生一個(gè)使模具沿分型面脹開(kāi)的脹模力Fz，該力的大小為： Fz=pa=p(nAx+Aj) （10.1） 式中： A——塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面之和； Ax——塑件型腔在模具分型面上的投影面積； Aj——塑件澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積。 在注塑過(guò)程中，為使模具不被脹模力Fz脹開(kāi)，注塑機(jī)的合模裝置必須對(duì)模具施以足夠的夾緊力，即合模力Fs。合模力的大小必須滿足下式： Fs≥Fz=p(nAx+Aj) 10.1.2、注塑機(jī)模座行程及間距和模具閉和高度的關(guān)系 注塑機(jī)模座間距是指注塑機(jī)動(dòng)模座之間的間距，Sk是注塑機(jī)動(dòng)模座與定模座之間的最大模座間距；注塑機(jī)模座行程S是指動(dòng)模座在開(kāi)閉穆中實(shí)際移動(dòng)的距離，模具閉合高度Hm是指模具合攏時(shí)的高度。 對(duì)液壓式合模裝置，注塑機(jī)模座最大間距Sk是個(gè)固定值，注塑機(jī)最大模座行程Smax在ΔH范圍可調(diào)；對(duì)液壓機(jī)械式合模裝置，注塑機(jī)最大模座行程Smax是個(gè)定植，模座最大間距Sk在ΔH范圍內(nèi)可調(diào)。實(shí)際模座行程S可分為好幾種?？淳唧w要求而定。 10.1.3、注塑機(jī)頂出裝置和注塑模具頂出機(jī)構(gòu)的關(guān)系 注塑機(jī)頂出裝置的主要形式有機(jī)械頂出、液壓頂出和氣壓吹出。常用的是機(jī)械、液壓頂出兩種。 對(duì)機(jī)械頂出裝置，注塑機(jī)頂桿可放在動(dòng)模座的中心，也可放在動(dòng)模座的兩側(cè)；對(duì)液壓頂出裝置，頂桿放在動(dòng)模座的中心部位，對(duì)液壓機(jī)械式的頂出裝置，一般機(jī)械頂桿放在動(dòng)模座的兩側(cè)，液壓頂桿放在動(dòng)模座的中心。 氣壓吹出需要增設(shè)氣源和氣路，故少用。 注塑機(jī)動(dòng)模座頂桿大小、位置與模具頂出裝置相適應(yīng)，注塑機(jī)頂出裝置的頂出距離D應(yīng)大于或等于頂出距離H1。 圖（10.1） 10.1.4模具在注塑機(jī)上的安裝與調(diào)試 模具在注塑機(jī)上的安裝與調(diào)試包括預(yù)檢、吊裝緊固、頂出距離調(diào)整和合模松緊程度的調(diào)整及加熱線路、冷卻水管等配套部分的安裝、試模。 (1) 預(yù)檢 模具安裝前，應(yīng)根據(jù)模具裝配圖對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)，了解模具的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及注意事項(xiàng)。 (2) 吊裝與緊固 首先將注塑機(jī)全部功能置于調(diào)整手動(dòng)控制狀態(tài)，根據(jù)模具圖上標(biāo)示出的吊裝位置及方向，并按一定的吊裝方式吊起模具（盡量將模具整體吊起）。 (3)模具吊裝方向 模具吊裝方向的選擇遵照如下幾個(gè)原則： ①模具有側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)時(shí)，盡量將滑塊置于水平位置，在水平面內(nèi)左右移動(dòng)。 ②模具長(zhǎng)度與寬度方向尺寸相差較大時(shí)，使較長(zhǎng)邊與水平方向平行，可以有效地減輕導(dǎo)桿在開(kāi)模時(shí)的負(fù)載，并使因模具重量而造成導(dǎo)向件產(chǎn)生的彈性變形控制在最小范圍內(nèi)。 ③模具帶有液壓油路接頭、氣動(dòng)接頭、熱流道元件接線板時(shí)，盡可能放置在非操作面?zhèn)让?，以方便操作? 吊裝方式 一般將模具從注塑機(jī)上方之間。當(dāng)模具水平或垂直方向尺寸大于拉桿間的距離時(shí)，吊裝方式如下： 當(dāng)模具長(zhǎng)方向尺寸大于拉桿間水平距離H0時(shí)，從拉桿側(cè)面滑進(jìn)的方法，適用于中小型模具。 將模具長(zhǎng)方向平行于拉桿軸線（模具高度小于拉桿水平間距H0，模具寬方向尺寸小于拉桿垂直距離V0），從拉桿上方滑進(jìn)拉桿之后，旋轉(zhuǎn)90o即可。 整體吊裝成功，將模具定模板上的定位環(huán)裝配入注塑機(jī)定模座上的定位孔，用螺釘或壓板螺釘壓緊定模，并初步固定定模，依靠導(dǎo)柱、導(dǎo)套將動(dòng)定模兩部分啟閉幾次，檢查模具在啟閉過(guò)程中是否平穩(wěn)，靈活，無(wú)卡住現(xiàn)象，最后固定動(dòng)定模。 分體吊裝與整體吊裝相似，不同之處是模具動(dòng)模部分是在定模吊裝初步固定之后再吊裝緊固。 人工吊裝適用于中小型模具，一般從注塑面?zhèn)让嫜b入，在拉桿上墊兩塊模板將模具滑入拉桿中。 (4) 頂出距離的調(diào)節(jié) 模具緊固后，慢速開(kāi)啟模具，達(dá)到模座行程S時(shí)，動(dòng)模板停止后退，調(diào)節(jié)注塑機(jī)頂桿頂出距離D，使模具上頂出板和動(dòng)模板之間的間隙&≥5mm，既能頂出塑件，又能防止損壞模具。 (5) 合模松緊程度的調(diào)節(jié) 合模松緊程度以注塑塑件時(shí)，既不產(chǎn)生飛邊，又保證模具有足夠的排氣間隙為合適。對(duì)全液壓式鎖模機(jī)構(gòu)，合模松緊程度只要觀察合模力是否在預(yù)定的工藝范圍內(nèi)即可；對(duì)于液壓腫桿式鎖模機(jī)構(gòu)，目前主要憑經(jīng)驗(yàn)和目測(cè)來(lái)調(diào)節(jié)，即在開(kāi)模時(shí)，腫桿先快后慢，既不很自然，也不太勉強(qiáng)地伸直，合模松緊正好合適。 (6) 模具配套部分的安裝 配套部分的安裝包括：熱流道元件及電氣元件的接線；電控部分的調(diào)整；液壓回路連接；氣壓回路連接；冷卻水路的連接等輔助部分的安裝。 (7) 試模 試模前必須對(duì)設(shè)備的油路、水路及電路進(jìn)行檢查，并按規(guī)定保養(yǎng)設(shè)備，作好開(kāi)車前的準(zhǔn)備。 ① 模具預(yù)熱 模具預(yù)熱方法大致有兩種：一是利用模具本身的冷卻水孔，通入熱水進(jìn)行加熱。二是外加熱法，即將鑄鋁加熱板安裝在模具外部，從外向內(nèi)進(jìn)行加熱，這種方法加熱快，但消耗量大。對(duì)中小型模具，無(wú)需進(jìn)行模具預(yù)熱。 ② 料筒和噴嘴的加熱 根據(jù)工藝手冊(cè)中推薦的工藝參數(shù)將料筒和噴嘴加熱，與模具預(yù)熱同時(shí)進(jìn)行。 ③ 工藝參數(shù)的選擇和調(diào)整 根據(jù)工藝手冊(cè)中推薦的工藝參數(shù)初選溫度、壓力、時(shí)間參數(shù)，調(diào)整工藝參數(shù)是按壓力、時(shí)間、溫度這樣的先后順序變動(dòng)。 ④ 試注塑 當(dāng)料筒中的塑料和模具達(dá)到預(yù)熱溫度時(shí)，就可以進(jìn)行試注塑，觀察注塑塑件的質(zhì)量缺陷，分析產(chǎn)生缺陷的原因，調(diào)整工藝參數(shù)和其他技術(shù)參數(shù)，直至達(dá)到最佳狀態(tài)。 (7) 試注塑過(guò)程中，應(yīng)詳細(xì)記錄模具狀態(tài)和工藝參數(shù)，對(duì)不合格的模具應(yīng)及時(shí)進(jìn)行返修。 模具的維護(hù) 模具在使用過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生正常的磨損或不正常的損壞。不正常損壞絕大多數(shù)是由于操作不當(dāng)所致，例如嵌件沒(méi)放穩(wěn)就合模，致使型腔被打缺，或是型芯較細(xì)，當(dāng)塑件脫模不下時(shí)，用手錘重力敲擊而使型芯彎曲。 總體來(lái)說(shuō)有如下幾種情況要注意： ① 型芯或?qū)蛑鰪潯? ② 型腔局部損壞，大部分仍是好的。 ③ 由于型腔材料硬度太底或制件精度太差，使用一段時(shí)期后分型面不嚴(yán)密，以致溢邊太厚，影響制件質(zhì)量。 在這種情況下，并不需要將整個(gè)模具報(bào)廢，只需局部修復(fù)即可。局部修復(fù)應(yīng)由專門的模具工進(jìn)行。修前，應(yīng)研究模具圖樣，以了解模具結(jié)構(gòu)、材料和熱處理狀態(tài)。對(duì)于零件損壞的，可將壞的拆下，另外加工一個(gè)新零件裝上。 型腔打缺的，當(dāng)其未經(jīng)熱處理硬化時(shí)，可用銅焊或鑲嵌的方法修復(fù)；而經(jīng)熱處理硬化的型腔，可用環(huán)氧樹(shù)脂來(lái)補(bǔ)缺。 第三種情況，大多數(shù)是日用品塑件模具。由于尺寸精度要求 不高，因此往往可用平頭鑒子擠壓分型面，使其產(chǎn)生局部塑性變形而相互配合嚴(yán)密。但使用一段時(shí)間后又會(huì)出現(xiàn)同樣的問(wèn)題。所以根本途徑是改用強(qiáng)度較高模具的制造精度。 模具應(yīng)注意經(jīng)常的檢查維修，不要等到損壞嚴(yán)重了才來(lái)修復(fù)。注塑機(jī)要保持良好的工作態(tài)度，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)維修，以免損傷模具。 設(shè) 計(jì) 總 結(jié) 通過(guò)對(duì)CD盒成型模具的設(shè)計(jì)，對(duì)常用塑料在成型過(guò)程中對(duì)模具的工藝要求有了更深一層的理解，掌握了塑料成型模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算方法，對(duì)獨(dú)立設(shè)計(jì)模具具有了一次新的鍛煉。 在模具制造的加工工藝，來(lái)編寫加工工藝卡片。 在設(shè)計(jì)過(guò)程充分利用了各種可以利用的方式，同時(shí)在反復(fù)的思考中不斷深化對(duì)各種理論知識(shí)的理解，在設(shè)計(jì)的后一階段充分利用CAD軟就是一例，新的工具的利用，大在提高了工作效率。 以計(jì)算機(jī)為手段，專用模具分析設(shè)計(jì)軟件為工具設(shè)計(jì)模具。軟件可直接調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)中模架尺寸，金屬材料數(shù)據(jù)庫(kù)及加工參數(shù)，通過(guò)幾何造型及圖形變換可得到模板及模腔與型芯形狀尺寸迅速完成模具設(shè)計(jì)。 模具CAD技術(shù)是模具傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式的革命，大大提高了設(shè)計(jì)效率，尤其是系列化或類似注射模具設(shè)計(jì)效率更為提高。 總之，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)的又一次鍛煉完全清楚：充分利用CAD技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在模具符合使要求的前提下盡量降低成本。同時(shí)在實(shí)際中不斷的積累經(jīng)驗(yàn)，以設(shè)計(jì)出價(jià)廉物美的模具。 這次設(shè)計(jì)能順利完成，還得感謝戴正強(qiáng)等老師的精心指導(dǎo)。但錯(cuò)誤之處在所難免，望批評(píng)指正。非常感激！ 設(shè)計(jì)者： 年 月 參 考 資 料 喬世民主編：《機(jī)械制造基礎(chǔ)》 高等教育出版社 2008年 李月鳳主編：Pro/E Wilidefire 5.0 基礎(chǔ)實(shí)例教程 化學(xué)工業(yè)出版社 2013年 李玉慶主編：塑料成型與模具設(shè)計(jì) 天津輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2013年 張玉華 楊偉生主編：模具制造工藝的制定 化學(xué)工業(yè)出版社 2014年 郭青主編 AutoCAD計(jì)算機(jī)繪圖上機(jī)實(shí)訓(xùn) 天津輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2012年 郭青主編 機(jī)械制圖及計(jì)算機(jī)繪圖 天津輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2012年 呂偉文主編 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 東北師范大學(xué)出版社 2013年 朱光力主編：《模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)訓(xùn)》 高等教育出版社 2004年 《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫組主編： 《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》模具手冊(cè)之二 機(jī)械工業(yè)出版社 2004年 宋玉恒主編：《塑料注射模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 航天工業(yè)出版社 1994年 致 謝 在這短短的幾十天的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，碰到了許多自己開(kāi)始畢業(yè)設(shè)計(jì)前所沒(méi)想到的困難，如繪制零件圖、零件圖的標(biāo)注、零件設(shè)計(jì)時(shí)相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算、查證等等，把我這三年來(lái)所學(xué)的課程基本來(lái)了一次大綜合。好在有指導(dǎo)老師的指導(dǎo)和同學(xué)的相互幫助設(shè)計(jì)才能順利地完成。 當(dāng)然，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠相對(duì)如此順利，首先要感謝在這幾個(gè)月來(lái)幫助我完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的xxxx老師，在這幾十天的交往中xxxx老師給我的感覺(jué)就是對(duì)工作對(duì)學(xué)生負(fù)責(zé)的態(tài)度讓人敬佩。我在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中碰到的許多難題大多是在他的指導(dǎo)下解決的。無(wú)論是節(jié)假日或是休息時(shí)間他都悉心指導(dǎo)，有時(shí)他認(rèn)為設(shè)計(jì)中哪里有漏洞還會(huì)打電話過(guò)來(lái)指正xxx老師他那一絲不茍的工作作風(fēng)是我在以后的工作中所要努力學(xué)習(xí)的榜樣。再次感謝在這3年來(lái)悉心指導(dǎo)我的老師們是你們孜孜不倦的教育精神使我在這3年里學(xué)到了很多知識(shí)。在他們的教誨下我獲得了人生中最寶貴的一筆財(cái)富。在你們的指導(dǎo)下使我能夠順利畢業(yè)。在最后感謝在這3年里共同學(xué)習(xí)的同學(xué)們是他們使我的大學(xué)生活充滿了激情。也認(rèn)識(shí)了更多的朋友。 最后還是只能用非常感謝來(lái)代替現(xiàn)在的心情。再次感謝所有的人。 30