動(dòng)片瓷件塑料成型工藝及注塑模具設(shè)計(jì)【注射模含11張CAD圖帶卡片】
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動(dòng)片瓷件塑料成型工藝及注塑模具設(shè)計(jì)【注射模】摘要：系統(tǒng)介紹了塑件的成形工藝及模具成型結(jié)構(gòu)對(duì)塑件質(zhì)量的影響分析，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，模具成型部分和總裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。介紹了端蓋注塑模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意的要點(diǎn)，并較多的考慮了模具結(jié)構(gòu)的調(diào)整性、易更換性及模具成本。從控制制件尺寸精度出發(fā)，對(duì)端蓋注塑模的各主要尺寸進(jìn)行了理論計(jì)算，以確定各工作零件的尺寸，從模具設(shè)計(jì)到零部件的加工工藝以及裝配工藝等進(jìn)行詳細(xì)的闡述，并應(yīng)用 CAD 進(jìn)行各重要零件的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：工藝分析；塑件成型；澆注系統(tǒng)；模具結(jié)構(gòu)。Rotor china piece of plastic molding and processing handicraft and design for die and mouldAbstract：The molding process of plastic parts, the effect analysis to plastic parts quality caused by molding structure, as well as the casting system design, partial and general design of mold moulding introduced respectively. The critical points of mold for plastic design are introduced, and the adjustable character of molding structure、exchange character as well as the molding costs are all considered farther. Starting from controlling dimensional accuracy, the carry the cover to the main dimensions of injection molding are carried out so as to determine the size of different parts, the molding design and the process of parts as well as assembling process and etc of injection molding are stated in details.Key words: process analysis; plastic parts moulding; casting system; molding structure. 目 錄1 緒論………………………………………………………………………………11.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)…………………………………………………11.1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀………………………………………………………………11.1.2 國外模具的發(fā)展趨勢(shì)…………………………………………………………21.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) ………………………………………………31.3 動(dòng)片瓷件注塑模具設(shè)計(jì)與制造方面……………………………………………31.3.1 動(dòng)片瓷件注塑模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路…………………………………………3 1.3.2 動(dòng)片瓷件注塑模具設(shè)計(jì)的進(jìn)度……………………………………………42 模塑工藝規(guī)程的編制……………………………………………………………5 2.1 塑件的工藝性分析………………………………………………………………52.1.1 塑件的原材料分析……………………………………………………………5 2.2.1 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析……………………………………52.3 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量………………………………………………………52.4 塑件注塑工藝的確定…………………………………………………………62.5 塑料成型設(shè)備的選取…………………………………………………………73 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………………83.1 分型面選擇……………………………………………………………………83.2 確定型腔的數(shù)目及排列方式…………………………………………………83.2.1 按注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)量 N1……………………………………83.2.2 注射機(jī)注塑量確定型腔數(shù)目 N2………………………………………………93.2.3 型腔的排列方式………………………………………………………………93.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)…………………………………………………………………103.3.1 主流道設(shè)計(jì)……………………………………………………………………103.3.2 分流道設(shè)計(jì)……………………………………………………………………103.3.3 澆口設(shè)計(jì)………………………………………………………………………113.3.4 排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………………………………………………………113.3.5 主流道襯套的選取……………………………………………………………113.4 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………………113.5 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………………123.5.1 型腔的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………123.5.2 型芯的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………144 模具的有關(guān)計(jì)算…………………………………………………………………165 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)……………………………………………………176 模具閉合高度確定………………………………………………………………187 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核…………………………………………………………198 繪制模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖……………………………………………208.1 本模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖見附圖……………………………………20 8.2 本模具的工作原理……………………………………………………………20總結(jié)……………………………………………………………………………………21致謝……………………………………………………………………………………22參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………23 1 緒 論目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)?shù)穆浜螅饕蚴俏覈跊_壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)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(dá)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(shì)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(jī)遇，但總體來說是機(jī)遇大于挑戰(zhàn)。因?yàn)?，我國加?WTO 之前，模具進(jìn)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(hù)，存活下來的企業(yè)很早就經(jīng)受了全球經(jīng)濟(jì)一體化競爭的考驗(yàn)。而且，加入 WTO 以后，國內(nèi)企業(yè)在選擇國外進(jìn)口生產(chǎn)裝備和鋼材方面有了更廣闊的選擇余地和價(jià)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(dá)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(qiáng)，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(qiáng)的競爭力。但同時(shí)，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)模偏小；二是技術(shù)偏低；三是涉及領(lǐng)域狹窄；四是對(duì)相關(guān)行業(yè)的影響帶動(dòng)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(jì)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(rèn)為，因應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)行業(yè)技術(shù)和資源的整合 技術(shù)領(lǐng)域要加強(qiáng)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(jìn)口。所以，國內(nèi)的模具制造業(yè)在各自的領(lǐng)域要加強(qiáng)整合，技術(shù)開發(fā)方面要實(shí)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(shí)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(dú)行的做法，完全可以在前輩和同行們所積累的經(jīng)驗(yàn)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(fèi)。 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(gè)螺釘、銷釘都要自己設(shè)計(jì)、生產(chǎn)，結(jié)果造成陣線過長，批量大少，既浪費(fèi)了精力和資源，也無法保證在每一個(gè)環(huán)節(jié)都能擁有高級(jí)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(dòng)員了社會(huì)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(qiáng)，我們的市場份額也會(huì)擴(kuò)大，我們分流部分零部件加工所造成的損失將會(huì)在更大的市場空間內(nèi)得到補(bǔ)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(shí)代更大規(guī)模的社會(huì)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(xì)致的社會(huì)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(jì)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(yùn)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(gè)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(shí)廣、聯(lián)系廣泛，具有寬泛視野和強(qiáng)大影響力的優(yōu)勢(shì)，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(dòng)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(gè)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(yùn)到國外進(jìn)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(shí)。 1.1.2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì)未來我國的模具將呈現(xiàn)十大發(fā)展趨勢(shì)：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(dá)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(jìn)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(fù)疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)，對(duì)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(dá)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(jìn)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(duì)模具鋼的性能要求很強(qiáng)。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(jì)模具的前景十分廣闊。現(xiàn)在是多品種小批量的的生產(chǎn)時(shí)代，21 世紀(jì)，這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例將達(dá)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(jì)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(jī)等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，壓鑄模的比例將不斷提高，同時(shí)對(duì)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(jìn)程進(jìn)一步加快，塑料模具的比例將不斷增大。同時(shí)由于機(jī)械零件的復(fù)雜程度和精度的不斷提高，對(duì)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)致模具市場走勢(shì)的變化。1.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 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(jī)、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(gè)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(shí)，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國有模具企業(yè)約5000家。2003年德國模具產(chǎn)值達(dá)48億歐元。其中（ VDMA）會(huì)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(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級(jí)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(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多15～20 萬美元，有的達(dá)到 25～30 萬美元。1.3 動(dòng)片瓷件注塑模具設(shè)計(jì)與制造方面 1.3.1動(dòng)片瓷件注塑模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路注塑機(jī)是一種專用的塑料成型機(jī)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(shí)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(jí)以下，不宜高于 IT11 級(jí)。只有加強(qiáng)注塑基礎(chǔ)理論的研究，才能提供更加準(zhǔn)確、實(shí)用、方便的計(jì)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與尺寸，解決注塑中出現(xiàn)的各種實(shí)際問題，從而，進(jìn)一步提高制件質(zhì)量。動(dòng)片瓷件是最典型注塑件，根據(jù)計(jì)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(dòng)片瓷件注塑模具設(shè)計(jì)的進(jìn)度1.了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時(shí)間20天；2.確定加工方案，所用時(shí)間5天；3.模具的設(shè)計(jì)，所用時(shí)間30天；4.模具的調(diào)試。所用時(shí)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(qiáng)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(duì)原料的干燥。另外，在成型時(shí)應(yīng)采用較高的成型溫度和注射壓力，以提高熔料的流動(dòng)性，減小收縮率。對(duì)精度較高的塑件，模溫易取 50~60 c，對(duì)光澤、耐熱塑件，模溫易取060~80 c。其綜合性能較好，沖擊強(qiáng)度較高，化學(xué)穩(wěn)定性、電性能良好。02.2.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，該零件總體形狀為圓形。中間有一個(gè)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(jī)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(diǎn)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(duì)應(yīng)的模具相關(guān)尺寸加工可以得到保證。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(shí)現(xiàn)。綜上分析可以看出,注塑時(shí)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(jì)算塑件的體積和質(zhì)量計(jì)算塑件的質(zhì)量是為了選用注塑機(jī)及確定模具型腔數(shù)。計(jì)算塑件的體積：V=1.8 cm3計(jì)算塑件的質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)可查得 ABS 的密度為 ρ=1.1g/cm 3?塑件質(zhì)量：M=Vρ=1.1×1.8=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(shí)所需壓力和工廠現(xiàn)有設(shè)備等情況，初步選用注塑機(jī) 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(xiàn)和參考工廠時(shí)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(shí)，可根據(jù)實(shí)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 150～170 c；10中段溫度 t : 選用 165～180 c； 20前段溫度 t : 選用 180～ 200 c； 3噴嘴溫度： 170～180 c；0注塑時(shí)間： 選用 20～90s；保壓壓力： 選用 65Mpa；高壓時(shí)間： 選用 0～5s；冷卻時(shí)間： 選用 20～120s；總周期： 選用 45～220s；后處理方法： 采用油﹑水﹑鹽水；后處理溫度： 90～100t/ c;0后處理時(shí)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(jìn)行調(diào)濕處理，在 100～120 c 水中加熱 2～18h。02.5 塑料成型設(shè)備的選取根據(jù)計(jì)算及原材料的注射成型參數(shù)初選注塑機(jī)為 XS-ZY-60 查材料知：注射容量： 60cm 3螺桿直徑/cm Ф38mm注射壓力/10 Pa： 220Mpa5鎖模力 10kN： 50kN 最大注射面積/㎝: 130㎝ 2模具厚度/mm： 200～70mm模板行程/mm: 180mm噴嘴球半徑： 12mm孔半徑： 4mm定位孔直徑/㎜ 55 06.±3. 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)﹑側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)﹑推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。3.1分型面選擇模具設(shè)計(jì)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，其分型面選擇如下圖所示：圖所示取 A-A 向?yàn)榉中兔?，不影響零件外觀質(zhì)量，抽芯在動(dòng)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(gè)數(shù)與注塑機(jī)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(jì)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(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)量N1N1=（F/PC）/A－B/A其中： F 注塑機(jī)的鎖模力 NPC 型腔內(nèi)的平均壓力 MPaA 每個(gè)制件在分型面上的面積（㎜ ）2B 流道和澆道在分型面上的投影面積（㎜ ）B 在模具設(shè)計(jì)前為未知量，根據(jù)多型腔模具的流動(dòng)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(shí)際所需鎖模力應(yīng)小于選定注塑機(jī)的名義鎖模力，為保險(xiǎn)起見常用 0.8F 則N1=0.8F/APC=500000×0.8/30×3600=3.7 （個(gè)）3.2.2注射機(jī)注塑量確定型腔數(shù)目N2N2=（G－C）/V其中： G 注射機(jī)的公稱注塑量（㎜ ）3V 單個(gè)制件體積 （㎜ ）C 流道和澆口的總體積（㎜ ）3生產(chǎn)中每次實(shí)際注塑量應(yīng)為公稱注塑量的 0.75～0.45 倍，取 0.6 倍計(jì)算，同時(shí)流道和澆道的體積為未知量，據(jù)統(tǒng)計(jì)每個(gè)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× )/1.8×30330=19.4（個(gè)）從以上討論可以看到模具的型腔個(gè)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?yàn)樽⑺軌毫Φ慕档投鴰淼闹萍湫筒蛔愕热毕荨Ｎ宜O(shè)計(jì)的模具采用一模兩腔的方案，即 N=23.2.3型腔的排列方式 出本塑件在注塑時(shí)采用一模兩腔,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(jì)3.3.1 主流道設(shè)計(jì)根據(jù) XS-ZY-60 型注塑機(jī)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）mmD=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為了方便將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)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(jìn)入分流道，可在主流道的出料端設(shè)計(jì)半徑 r=5mm 的圓弧過渡。 3.3.2分流道設(shè)計(jì)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(dòng)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(jì)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比值來表示流道的效率。U 型實(shí)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—2.5R μm，這可增加對(duì)外層塑料熔a體流動(dòng)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(duì)分型不利。3.3.3澆口設(shè)計(jì)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(jì)時(shí)考慮選擇從塑件的表面進(jìn)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。故采用截面為矩形的側(cè)澆口，查表初選尺寸為（b×l×h）1mm×0.8mm×0.6mm,試模時(shí)修正.3.3.4排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)在注塑模具的設(shè)計(jì)過程中，必須考慮排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，否則，熔融的塑料流體進(jìn)入模具型腔內(nèi)，氣體如不能及時(shí)排出會(huì)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(jìn)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(jī)頻繁接觸的地方設(shè)計(jì)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，主流道襯套和定模的配合形式為 H7/m6的過渡配合。3.4推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 出如圖 2-4 所示模具開模后,塑件包緊動(dòng)模型心的力并不大,適當(dāng)考慮脫模斜度,采用頂桿并不會(huì)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(jì)3.5.1型腔的設(shè)計(jì)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(jì)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(yàn)曲線知，此塑件的成型壓力小于 30MPA，那么尺寸見下圖 長為: 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(jì)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(jì)算本例中成型零件工作尺寸計(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率來計(jì)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％。考慮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(jì)算公式 模具工作尺寸34±0.4 0.62384型腔內(nèi)表面0.92±0.2Dm=Dmax+Dmax*Smax％－Tz 0.2571-0.2513- 0.258-高度 0.36- max*%0.5()midzmHST=+-+0.34-0.1 0.251-型芯外表面6±0.2miniin*zdST=+0.36-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(gè)方面。設(shè)計(jì)時(shí)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(jí)，綜合考慮取 IT8 級(jí)。 5 .模 具 加 熱 和 冷 卻 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì)塑料在生產(chǎn)過程中由于需要對(duì)熔融的塑料流體進(jìn)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(jì)可按下式進(jìn)行計(jì)算：設(shè)該模具平均工作溫度為 60°，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(shí)每小時(shí)釋放的熱量為 Q3，查有關(guān)文獻(xiàn)得 ABS 的單位熱流量為Q2=314.3～398.1J/g ,取 Q2=350J/g：Q3=WQ2=1008g/h×350J/h=352800J 2 求冷卻水的體積流量 VV=WQ1/Pc1(T1－T2)=140cm3溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件的質(zhì)量影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)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(shí)，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 60 C 左右，所釋放的能量 5％以輻射，對(duì)流的00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(shí)間只要取決與冷卻系統(tǒng)的冷卻效果。模具的冷卻時(shí)間約占整個(gè)循環(huán)周期的 2/3?？s短循環(huán)周期的冷卻時(shí)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：6.模具閉合高度確定在支撐板與固定零件的設(shè)計(jì)中根據(jù)經(jīng)驗(yàn)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(dòng)模板厚度 H7=25mm(考慮模具的抽芯距)如下圖所示：冷卻水道直徑d/（mm）最低流量 v/（m/s）流量qv/（m /min）38 1.66 5.0×10－ ３ 1 計(jì)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(jī)的開，合?？臻g(1)：模具合模時(shí)校核：70mm<158.45mm<200mm （模具符合注塑機(jī)的要求）(2)：模具開模時(shí)校核：70mm<158.45mm＋15mm<200mm （模具符合注塑機(jī)的要求） 7 .注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核本模具的外形尺寸為 250mm×160mm×158mm, 符合 XS-ZY-60 型注塑機(jī)模板最大安裝尺寸。由于上述計(jì)算的模具閉合高度為 458mm，XS-ZY-125 型注塑機(jī)的最小模具厚度為 70mm，最大模具厚度為 200mm1：模具合模時(shí)校核：70mm<158.45mm<200mm 2：模具開模時(shí)校核：70mm<158.45mm＋15mm<200mm 其中：15mm 為模具的抽拔距經(jīng)校核 XS-ZY-60 型注塑機(jī)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(jī)上，定模部分固定在注塑機(jī)的定模板上，動(dòng)模固定在注塑機(jī)的動(dòng)模板上。合模后，注塑機(jī)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(shí)動(dòng)模部分隨動(dòng)模板一起漸漸將分型面打開當(dāng)分型面打開到 15mm 時(shí)，動(dòng)模運(yùn)動(dòng)停止，在注塑機(jī)頂出作用下，推動(dòng)頂桿運(yùn)動(dòng)將塑件頂出。合模時(shí)，隨著分型面的閉合復(fù)位桿也對(duì)頂桿進(jìn)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(jì)是其中最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。隨著我國經(jīng)濟(jì)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(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識(shí)，對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對(duì)于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)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(shí)習(xí)，我對(duì)于模具特別是塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過程方面的知識(shí)，而對(duì)于模具的制造工藝更是實(shí)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，同時(shí)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(shí)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(cè)和書籍，設(shè)計(jì)中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)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(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中不妥之處在所難免，肯請(qǐng)各位老師指正。 致謝時(shí)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(huì)中去。在這畢業(yè)之際，作為一名工科院校的學(xué)生，做畢業(yè)設(shè)計(jì)是一件必不可少的事情。畢業(yè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常繁雜的工作，它涉及的知識(shí)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(jì)計(jì)算，這些都要靠自己運(yùn)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(shí)，而實(shí)踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次總演練。畢業(yè)設(shè)計(jì)不但把我以前學(xué)的專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的連貫起來，也使我在溫習(xí)舊知識(shí)的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識(shí)；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(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由于本人資質(zhì)有限，很多知識(shí)掌握的不是很牢固，因此在設(shè)計(jì)中難免要遇到很多難題，在有課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)及老師的不時(shí)指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下，克服了一個(gè)又一個(gè)的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)日趨完善。畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然很辛苦，但是在設(shè)計(jì)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(shí)也汲取了更完整的專業(yè)知識(shí)，鍛煉了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力，使我受益匪淺，我相信這些經(jīng)驗(yàn)對(duì)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(gè)競爭的社會(huì)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(shí)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(huì)上我一定努力工作，不辜負(fù)你們給予我的知識(shí)和對(duì)我寄予的厚望！ 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