697 電風(fēng)扇旋鈕注塑模設(shè)計【全套12張CAD圖+文獻(xiàn)翻譯+說明書】

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Key word: Graduation project; Mold two cavities; Plastic mold目錄1 塑件設(shè)計說明42 塑件的工藝分析53 注塑模的設(shè)計要點(diǎn)64 注塑模的設(shè)計74.1 成型零件的設(shè)計74.1.1 型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計74.1.2 型腔尺寸計算74.1.3 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計84.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計94.3 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計114.3.1 脫模力的計算114.3.2 推桿的設(shè)計114.3.3 推件板的設(shè)計124.4 系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)的設(shè)計134.4.1 主流道的設(shè)計144.4.2 分流道的設(shè)計144.4.3 澆口的設(shè)計154.4.4 冷料穴的設(shè)計174.4.5 排溢系統(tǒng)的設(shè)計174.5 分型面的設(shè)計174.6 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計184.7 模架的設(shè)計204.8 注射模與注射機(jī)的關(guān)系21參考文獻(xiàn)23致 謝24附 錄251 塑件設(shè)計說明此次畢業(yè)設(shè)計是電風(fēng)扇旋扭，它所要達(dá)到的要求：要能耐高溫，絕緣性要好，耐氣候性強(qiáng)，剛性，韌性佳，通過對產(chǎn)品的各種性能分析，選用材料為ABS，該塑件的厚度為1mm,公差等級為IT5級。它是用來調(diào)節(jié)風(fēng)速和定時的，能夠滿足人們的熱天對風(fēng)力和吹風(fēng)長短要求，同時也起到美觀的作用。設(shè)計要求：根據(jù)工件的實(shí)際形狀與尺寸，設(shè)計一副注塑模把它生產(chǎn)出來，要求它的外表面比較光滑即表面粗糙度要求高。通過對塑件外部造型、工藝結(jié)構(gòu)的設(shè)計、對塑件進(jìn)行計算仿真和生產(chǎn)驗(yàn)證，也通過對分模線、塑件的壁厚、圓角、塑件的尺寸精度、脫模斜度進(jìn)行了綜合的考慮，工件的尺寸和形狀如下圖1:圖1 工件結(jié)構(gòu)尺寸2 塑件的工藝分析ABS塑料是由丙烯、丁二烯、苯乙共聚而成。ABS具有良好的綜合力學(xué)性能，ABS成型塑件時有較好的光澤。其密度為1.021.05g/cm3 . ABS還有很好的沖擊強(qiáng)度。ABS在升溫時粘度增高。所以成型時壓力增高。塑件的脫模角度宜稍大。ABS還易吸水，所以為了得到較好的塑件，在加工之前，還必須把它進(jìn)行干燥處理。要求塑件精度較高時，可以控制模溫在50 600 C左右，熱水器的蓋要求它的外表面光澤，應(yīng)控制模溫在60 800C左右。ABS塑料的收縮率為0.3%0.8%，塑料的收縮率對塑件的質(zhì)量和形狀是一個很重要的參數(shù)。取其制品精度IT5級，要得到良好的塑件，不但要控制好塑料的收縮率，而且還要對模具質(zhì)量也很重要，一副較好的模具，模具加工容易，壽命較高，而且對產(chǎn)品的質(zhì)量得到很好的保證。該工件是屬于薄壁塑件，且過渡角也不是很大，所以模具的型腔和型芯加工是比較難的。此塑件算是小型塑件，所以模架也不算大，并且精度也不是要求特別的高，所以采用一模多腔，這樣對提高生產(chǎn)效率是很有利的。 3 注塑模的設(shè)計要點(diǎn)ABS塑料它是屬于熱塑性塑料，該產(chǎn)品是通過注塑成型的。它的原理是將顆粒或粉狀塑料從注塑機(jī)的料中送進(jìn)加熱器中，經(jīng)加熱熔化，在受壓的情況下，把它注到成型的型腔中，再冷卻成型。注塑成型它的周期短，能成型復(fù)雜的、尺寸精確的制件。它的成型工藝過程包括如下：成型前的準(zhǔn)備，注塑過程，塑件后處理。由于ABS料它是屬于易濕的塑料，所以在加工前要把它進(jìn)行充分的干燥。注塑過程它是一個比較關(guān)鍵的進(jìn)程，各個步驟都要控制好，這對塑件的質(zhì)量和形狀起著至關(guān)重要的作用。注塑成型的核心問題是：就是采用措施得到良好的塑料熔體，并把它注塑到型腔中去，在控溫下，使塑件達(dá)到所求的質(zhì)量。溫度、注塑壓力、時間是其關(guān)鍵的工藝參數(shù)。注塑模按結(jié)構(gòu)分為單分型、雙分型和多分型面，此塑件是采用側(cè)澆口工件較簡單，因此采用單分型面的模具，又因?yàn)樵摴ぜ儆诒”谒芗?dāng)采用推桿，會把塑件容易頂壞。所以該工件采用推件板推出，容易保證塑件的質(zhì)量。注塑模包括：成型零部件、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、加熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、支承零部件。只有處理好各個環(huán)節(jié)的制約關(guān)系，才能設(shè)計出一副較好的模具出來，一副模具設(shè)計出來，把它裝在注塑機(jī)上，還要通過校核，才能投入生產(chǎn)。因此注塑模與注塑機(jī)的關(guān)系也是至關(guān)重要。4 注塑模的設(shè)計4.1 成型零件的設(shè)計成型零件是決定塑件的幾何尺寸和形狀的關(guān)鍵。成型零件它直接與高溫、高壓的塑料流接觸，因此成型零件要求具有較高的強(qiáng)度、剛度和耐磨性能。成型零部件，它包括：型腔、型芯、成型桿、和成型環(huán)等。該產(chǎn)品是IT5級精度制造的，產(chǎn)品外表面要求比較光滑，因此要求成型零件的拋光性能要好，表面應(yīng)該光滑美觀。表面粗糙度要求Ra0.4以下。型腔的材料選45鋼。淬火處理，使其達(dá)到硬度40HRC以上。4.1.1 型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計件結(jié)構(gòu)比較簡單，但要求其精度也要較高，要求其塑件不充許產(chǎn)生拼接線痕跡，經(jīng)過仔細(xì)的參考，該型腔采用整體式較為合理。其結(jié)構(gòu)和尺寸如下圖2所示：圖2型腔結(jié)構(gòu)查閱資料可得塑件的理想的外壁圓角半徑為塑件的壁厚的1.5倍。即R=1.5Xt,即R=1.5mm,該型腔的加工，先下料一塊為400X400X40mm的45號鋼，然后在磨床上進(jìn)行磨削，使其達(dá)到應(yīng)有的光潔度，然后熱處理，使其達(dá)到硬度達(dá)到40HRC以上。成型的型腔可以在電火花機(jī)上加工得到所要的尺寸和精度，最后通過精磨和拋光，得到所要的型腔。4.1.2 型腔尺寸計算尺寸就是指成型零件上直接用以成形塑件部位的尺寸。它主要包括型腔的徑向尺寸、型腔的深度、中心距等尺寸。它受到塑件的尺寸精度的影響。型腔的計算公式如下：型腔的徑向尺寸計算 (LM)0z=(1+Scp)Ls-3/40z （1）=(1+0.55/100)x52-3/4x0.0130z=52.286-0.009750z =52.27650z。 (L)0z=(1+Scp)Ls-3/40z =(1+0.55/100)x15-0.75x0.0080z =15.07650z其中LM是型腔的徑向尺寸，Scp是塑料的平均收縮率，是塑件的公差值。查表得ABS塑料的最小收縮率為0.3%，最大的收縮率為0.8%，由公式得Scp=(0.3%+0.8%)/2得Scp為0.55，至于塑件的精度，在此到的系數(shù)為0.75，當(dāng)塑件的精度不同時會有變化。型腔的深度尺寸計算： （HM）0z=(1+Scp)Hs-2/30z （2） =(1+0.55/100)x26-0.009x2/30z =26.143-0.0060z =26.1360z其中HM為型腔的深度尺寸，的系數(shù)取2/3。塑件的字體是通過在型腔上做相反的字，它的深度為0.3mm,它是通過金雕工藝，把它雕到上的，因此在這里不詳細(xì)說明是怎么樣生產(chǎn)出來的。4.1.3 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計型芯是成型塑件的內(nèi)表面的的零件。此塑件它有兩個小孔，它是用小型芯來成型，主型是用來成型塑件的內(nèi)壁，塑件的內(nèi)表面精度要求要稍微低一些，因此型芯的加工可以稍稍粗糙點(diǎn)。該芯采用整體式，它結(jié)構(gòu)牢固，它固定在動模固定板上。：其工件角度都是通過核算而得到的。型芯選45鋼，淬火處理，使其硬度達(dá)到40HRC以上，以保證其硬度，不使它在加工時，變彎、變軟。它的加工過程是，先取一段60x40的一塊圓棒料，開始在車床上車削，然后進(jìn)行熱處理，再進(jìn)行電火花加工，使其達(dá)到所要求的形狀和尺寸，最后進(jìn)行磨和拋光。型芯的尺寸計算：型芯的徑向尺寸：(LM)-z0=(1+Scp)Ls+3/4-z0 （3） =(1+0.55)x50+0.75x0.011-z0 =50.2835-z0 (LM)-z0=(1+Scp)Ls+3/4-z0 （4）=(1+0.55/100)x13+0.75x0.008)-z0 =13.0775-z0其上面字母所表示的意義和型芯的字母是一樣的。型芯的高度尺寸計算如下： （HM）=(1+Scp)Hs+2/3-z0 （5） =(1+0.55/100)25+2/3x0.006-z0 =25.1425-z0塑件中心距的尺寸計算：（LM）-z0=(1+Scp)Ls /2 （6）則（LM）-z0=(1+0.55/100)x26/2塑件理想的內(nèi)角圓半徑應(yīng)為塑件壁厚的1/3以上。所以取內(nèi)角圓半徑為0.5mm.型腔由于受到熔體的高壓作用，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。如果型腔側(cè)壁和厚度過小，則會引起溢料和出現(xiàn)飛邊，這樣就降低了塑件的精度，嚴(yán)重時還會影響脫模。因此還要計算側(cè)壁和底板的厚度。模具型腔的壁厚的計算，應(yīng)以最大的壓力為準(zhǔn)。此塑件是屬于小尺寸塑件，為了防止其彈性變形，其內(nèi)應(yīng)力超過許用應(yīng)力，強(qiáng)度不足是主要原因，因此應(yīng)以強(qiáng)度計算。這個零件可以近似看作圓形件。型腔側(cè)壁的計算如下：S=r(/(-2P)1/2 （7）S是側(cè)壁厚度。P是型腔壓力，模具材料的許用應(yīng)力。r型腔半徑。經(jīng)算得，圖中型腔的壁厚已經(jīng)足夠。型腔的厚度計算公式如下：h=1.1rx(p/)1/2 （8）其中：h型腔的高度，r型腔的半徑。經(jīng)算得15mm已經(jīng)滿足要求了。型腔動模支承板的厚度的計算。因?yàn)樵撔颓皇遣捎谜w式型腔，動模墊塊厚度的選擇顯得較為自由。 S=3.14xR2 （9）則S =3.14x26x26=21.22cm2由教材上的書161頁的表5-18查得墊塊為2025mm.本副模具選厚度為25mm.4.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動模或上下模合模時，正確定位和導(dǎo)向的零件。本副模具是采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)它起到的作用有：定位作用、導(dǎo)向作用、承載作用、保持運(yùn)動平穩(wěn)的作用。導(dǎo)柱導(dǎo)向通常是由導(dǎo)柱和導(dǎo)套的間隙配合而組成的。導(dǎo)柱分帶頭導(dǎo)柱和有肩導(dǎo)柱。因?yàn)樵摦a(chǎn)品是成批量的生產(chǎn)，導(dǎo)柱經(jīng)常運(yùn)動，容易磨損，所以采用導(dǎo)套，這樣導(dǎo)套壞了，可以隨時更換。小型模具采用帶頭導(dǎo)柱。導(dǎo)柱的技術(shù)要求包括：導(dǎo)柱的長度、形狀、材料、數(shù)量及布置。此副模具把導(dǎo)柱設(shè)在動模一側(cè)，這樣有利于推桿的運(yùn)動。導(dǎo)柱固定端與模板之間采用H7/m6，而導(dǎo)柱與導(dǎo)套采用H7/f7的間隙配合。導(dǎo)套也分直導(dǎo)套和芾頭導(dǎo)套。其用法與導(dǎo)柱的用法一樣。導(dǎo)套的技術(shù)要求的技術(shù)要求包括：導(dǎo)套的形狀、導(dǎo)套的材料、及固定形式及配合精度。導(dǎo)套采用H7/r6配合鑲?cè)肽０濉?dǎo)柱結(jié)構(gòu)和尺寸如下圖3示：圖3導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)尺寸取導(dǎo)柱的長度為100mm,導(dǎo)柱的材料選T8A,導(dǎo)柱的前端做成錐臺形，這樣是為了導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)柱固定端粗糙度Ra為0.8，導(dǎo)向部分Ra為0.4該導(dǎo)柱的布置采用等直徑導(dǎo)柱對稱分布，但是為了在合模時要注意。導(dǎo)套采用直導(dǎo)套，這樣簡單易制作，而且也適用。其結(jié)構(gòu)和形狀如圖4示：圖4導(dǎo)套結(jié)構(gòu)尺寸導(dǎo)套的前端倒圓角，是為了讓導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套。材料通常也采用T8A，熱處理，使其硬度達(dá)到一定硬度，以利于耐磨。粗糙度為Ra為0.8，固定采用H7/r6配合鑲?cè)肽０濉?.3 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計使塑件從成型零件上脫出的機(jī)構(gòu)稱之為推出機(jī)構(gòu)。本副模具是通過注塑機(jī)的合模機(jī)構(gòu)，把力傳給推板，然后通過通過固定板，再通過推桿，最后傳給推件板，把塑件推出的。推出零件常分為推件板、推桿、推管、成型推桿等。此副模具所設(shè)計的塑件是屬于薄壁塑件，而且在推出時不允許有推出痕跡，所以該模具采用推件板推出，這樣有利于保證塑件的精度。此模具的設(shè)計也要滿足一般推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計原則：塑件滯于動模一側(cè)，這樣有利于設(shè)計推出推出機(jī)構(gòu)，以致于使模具結(jié)構(gòu)簡單、防止塑件變形、力求良好的塑個外觀、結(jié)構(gòu)可靠、脫模時工作可靠，運(yùn)動平穩(wěn)，制造方便，更換容易。4.3.1 脫模力的計算其計算公式如下：Ft=Fb （10）Fb=AP=3500x10-9x3x107=105N其中Ft是脫模力，F(xiàn)b是塑件對型芯的包緊力，P為塑件對型芯的單位面積的包緊力。模外冷卻取P約為2.43.9x107Pa,模內(nèi)冷卻約取0.8x1.2x107Pa,由此式可以得到，當(dāng)塑件越大，對型芯的包緊面也越大，因此脫模力也越大，在模內(nèi)脫出所需的脫模力要少于模外脫出的脫模力。但模內(nèi)脫模容易使塑件容易變形，因此該模選用模外脫模。此副模具采用簡單推出機(jī)構(gòu)。它需要設(shè)計推桿、推件板、推桿固定板、推板等的設(shè)計。 4.3.2 推桿的設(shè)計此模具由于塑件是圓形件，各處的脫模力是一樣的，為了各處平衡，設(shè)計推桿時應(yīng)均勻布置推桿。這樣使系統(tǒng)就顯得比較平衡了，增加了推桿的壽命。推桿的直徑的設(shè)計，其尺寸和結(jié)構(gòu)如下圖5 圖5推桿尺寸推桿在推推件板時，應(yīng)具有足夠的剛性，以承受推出力，條件充許的話，盡可以把推桿的直徑設(shè)得大一點(diǎn)。經(jīng)過仔細(xì)的推算，選推桿的直徑為10，為了保持推桿在工作時具有一定的穩(wěn)定性，把它進(jìn)行校核。由公式:直徑d=(L2Q/nE)1/4 （11） =1.5(1202105/4x2.2x105)10取直徑為10mm,已經(jīng)足夠了。進(jìn)行強(qiáng)度校核： =4Q/nx3.14d2s （12）=4x105/4x3.14x102 =410/1256s說明它的強(qiáng)度是滿足的。其中d是推桿直徑，是安全系數(shù)，通常取1.5，L是推桿長度，Q是脫模阻力，E彈性模量，n是推桿的根數(shù)，s是推桿的屈服極限，推桿的材料選用T8A，淬火處理。推桿的固定形式，推桿直徑與模板上的推桿孔采用H8/f7r的間隙配合。推桿的工作端面的配合部分的表面粗糙度Ra為0.8。4.3.3 推件板的設(shè)計推件板的由一塊與型芯按一定的配合精度相配合的模板，它是在塑件的周邊端面上進(jìn)行推出，因此，作用面積大，推出力大，且均勻，運(yùn)動平穩(wěn)，并且在塑件上沒有推出痕跡。推件應(yīng)與型芯呈錐面配合，這樣可以降低運(yùn)動磨擦，推件板與型芯的配合，以不產(chǎn)生溢料為準(zhǔn)，否則推件板復(fù)位困難，并且有可能造成模具損壞。推件板復(fù)位后，推板與動模座板之間應(yīng)有23mm的空隙。推件板的厚度計算：對于筒形或圓形，推件板受力狀況可以簡化為“圓環(huán)形平板周界到集中的載荷?！卑磸?qiáng)度計算可得厚度為：h=(K2Q/)1/2 （13）=(0.1x105/220)1/220mm所以對推件板采用20mm，已經(jīng)足夠了。其中h是推件板的厚度，K2是系數(shù)，Q是脫模阻力。對于推件板，雖然推出的效果要比推桿好，但是當(dāng)型芯和推件板的配合不好，則在塑件上會出現(xiàn)毛刺，而且塑件還有可能會滯在推件板上。在推出過程中，由于推件板和型芯有磨擦，所以推件板也必須進(jìn)行淬火處理，以提高其耐磨性。推件板的材料選用T8A，淬火處理，使其硬度達(dá)到5560HRC，提高其耐磨性。此副模具是采用潛伏式澆口，開模時，塑件包在動模型芯上，并且隨動模一起移動，所以它采用單分型面，這樣當(dāng)動模移動，潛伏澆口被切斷，而分流道、澆口和主流道凝料在冷料井倒錐穴的作用下，拉出定模而隨動模移動。推桿固定板的設(shè)計，其結(jié)構(gòu)和尺寸如圖7圖7推桿固定板推桿固定板它只要滿足它的強(qiáng)度和剛度則就可以滿足需要。它的粗糙度要求可以比較低。它是起到固定推桿的作用。推板的設(shè)計主要從它的強(qiáng)度和剛度去考慮，只要滿足了，則就可以了。經(jīng)核算推桿固定板和推板它們的厚度均為20mm,都采用T8A，淬火處理，使其硬度達(dá)到5055HRC.4.4 系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)的設(shè)計澆注系統(tǒng)它是獲得優(yōu)良性能和理想外觀的塑件以及最佳的成型效率有直接影響。 此塑件采用普通流道系統(tǒng)，它是主由流道、分流道、澆口、冷料穴組成的。澆注系統(tǒng)是一副模具的重要的內(nèi)容之一。從總體來說，它的作用可以作如下歸納：它是將來自注塑機(jī)噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)地輸教送到型腔，同時使型腔的氣體能及時順利排出，在塑件熔體填充凝固的過程中，將注塑壓力有效地傳遞到型的各個部位，以獲得形完整、內(nèi)外在質(zhì)量優(yōu)良的塑件制件。澆注系統(tǒng)的設(shè)計的一般原則：了解塑件的成型性能和塑件熔料的流動特性。采用盡量短的流程，以降低熱量與壓力損失。澆注系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)該有利于良好的排氣，澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利填充型腔。便于修整澆口以保證塑件外觀質(zhì)量。確保均勻進(jìn)料。4.4.1 主流道的設(shè)計主流道是澆注系統(tǒng)中從注塑機(jī)噴嘴與模具的部位開始，到分流道為止的塑件熔體的流通通道。在注塑機(jī)上，主流道垂直分型面。為了使凝料從其中順利推出，需設(shè)計成圓錐形，錐角為2060，表面粗糙度Ra0.8m,主流道部分在成型過程中，其小端入口處與注塑機(jī)及一定溫度、壓力的塑料熔體要冷熱交替反復(fù)接觸，屬易損件，對材料的要求較高，因而模具的主流道部分常設(shè)計成可拆。一般采用碳素工具鋼即T8A、T10A等。把它熱處理到5357HRC。取主流道的球面半徑為15.5mm.4.4.2 分流道的設(shè)計分流道是指主流道末端與澆口之間的通道。此副模具采用圓形的截面形狀，對于壁厚小于3mm,質(zhì)量在200g以下的塑件，截面的直徑可采用如下的的經(jīng)驗(yàn)公式： D=0.2654W1/2L1/4 （14） =0.2654x15x61/4 =1.6mm其中D是分流道的直徑，L是分流的長度，W是塑件的質(zhì)量，此副模具選分流道的截面積為D=2mm,由于分流道與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料的熔體的流動狀態(tài)較為理想，因而分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra要求比較高，一般取1.6um左右。分流道在分型面上的布置的形式，它必須遵循以下兩方面的原則，即一方面排列緊湊，縮小模具板面的尺寸，一方面流程盡量短，鎖模力力求平衡，該模具采用平衡式的分流道。分流道的布置：分流道的布置也根據(jù)型腔的位置而定，型腔位置確定要考慮模具在分型面上力的平平衡問題，它的要求是反作用力，以及鎖模力就作用于主流道中心。根據(jù)流體力學(xué)和熱力學(xué)原理可知，圓形橫截面流動陰力最小，熱量損失小，熔體降溫最慢，因此分流道選用圓柱形，設(shè)計是一模四穴平衡式布局，保證各型腔均勻地進(jìn)料。4.4.3 澆口的設(shè)計由塑料、橡膠成型模具設(shè)計手冊中查得澆口的各尺寸如下: b=（0.60.9）A1/2/30 （15） =0.655001/2/30 =1.4mm t=(1/3)b=0.45mm澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道。它是整個澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵的部位，也是最薄點(diǎn)。其形狀、大小及位置應(yīng)根據(jù)塑件大小、形狀、壁厚、成型材料及塑件技術(shù)要求等進(jìn)行而確定。澆口分限制性澆口和非限制性澆口，該塑件采用的是限制性澆口，它一方面通過截面積的突然變化，使分流道輸送來的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高剪切速率，有利于塑料進(jìn)入，使其充滿型腔。另一方面改善塑料熔體進(jìn)入型腔的流動特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時充滿，可控制填充時間、冷卻時間及塑件表面質(zhì)量，同時還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分開的作用。此副模具，開模時，澆口即被自動切斷，流道凝料自動脫落，模具采用二板式的結(jié)構(gòu)。ABS具有良好的力學(xué)性能，它適用于采用側(cè)澆式澆口，塑件從邊緣進(jìn)料，能夠提高生產(chǎn)率，并去除澆口方便，有利于熔體流動和補(bǔ)縮口，有利于型腔內(nèi)氣體的排出，減少塑件熔接痕，增加熔接強(qiáng)度。它在推出時，由于澆口及分流道成一定角度，形成了能切斷澆口切口，這一切口所形成的剪切力可以將澆口自動切斷。澆口的位置的確定：設(shè)計中，澆口的位置及尺寸的要求是比較嚴(yán)格的，初步試模，必要時還需要修改。因此澆口的位置的開設(shè)，對成型性能及成型質(zhì)量的影響是很大的。一般在選擇澆口位置時，需要根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)工藝及特征，成型質(zhì)量和技術(shù)要求，綜合分析。一般要滿足以下原則：(1) 盡量縮短流動距離。(2) 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件的壁厚。(3) 必須盡量減少或避免產(chǎn)生熔接痕。(4) 應(yīng)有利于型腔中氣體的排除。(5) 考慮分子定向的影響。(6) 避免產(chǎn)生噴射和蠕動。(7) 不在承受彎曲沖擊載荷的部位設(shè)置澆口。(8) 澆口位置的選擇應(yīng)注意塑件的外觀質(zhì)量。經(jīng)過仔細(xì)的考慮，該塑件是等壁塑件，又為了不影響塑件的外觀，該塑件采用側(cè)澆口，它能保證塑料迅速而且均勻充滿型腔。而且還有利于氣體的排除。澆注系統(tǒng)的平衡：該塑件是屬于小型塑件，采用一模多腔，這樣有利于提高生產(chǎn)效率。但是在設(shè)計時是否能同時達(dá)到充滿型腔的目的。這就要對澆注系統(tǒng)的平衡。若澆口平衡則可以得到良好的物理和較精度尺寸的塑件。分流道的布置分平衡式和非平衡式。平衡式是指從主流道到各分流道，其長度、截面形狀和尺寸均對應(yīng)相等。非平衡式即上述的參數(shù)不相等。澆口的平衡的經(jīng)驗(yàn)公式如下： BGV=AG/(LR)1/2LG （16） 其中： AG澆口的截面面積； LR從主流道中心至澆口的流動通道的長度； LG澆口的長度；此副模具是采用平衡式的，其上面的數(shù)據(jù)是一樣的，所以澆口是平衡的。為了更加精確得到澆口的平衡，可以采用以下公式： k=s/(lXe1/2) （17） =3.14x(2.5/2)2/(0.8Xe1/2) 由式得： K1/K2=M1/M2=(s1l2e1/2)/(s2l1e1/2)其中：k是澆口平衡系數(shù)；S澆口的橫截面面積；L是澆口的長度，e 是主流道至型腔澆品的距離；分流的平衡的計算： l1/l2=d1/d2=Q1/Q2 （18） =1.6/1.6=15/15 =1由于采用是一模兩腔的，且采取的是平衡式的澆口，所以分流道的長度、和分流道的截面積尺寸也是一樣的。上式的式子它沒有考慮到分流道轉(zhuǎn)彎部分阻力的影響，以及模具濕度不均勻的影響。其中：L1、L2是流道1和2的長度。 D1,d2 是流道1和2的直徑。 Q1 、Q2 別是塑料熔體在流道1和2的流量。澆注系統(tǒng)的設(shè)計后，還要對澆口平衡進(jìn)行試模。其步驟如下：(1) 首先將各澆口的長度和厚度加工成對應(yīng)相等的尺寸。(2) 試模后檢查每個型腔的塑件的質(zhì)量。(3) 將后充滿的型腔的澆口的寬度略為修大一點(diǎn)，盡可能不改變澆口厚度，因?yàn)闈部诤穸炔灰?，則澆口冷凝封固時間也就不一樣。(4) 用同樣的工藝條件重復(fù)上述步驟直到滿意為止。4.4.4 冷料穴的設(shè)計用一個井穴將主流道延長以按收冷料，防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔產(chǎn)生的井穴稱為冷料穴。冷料穴一般設(shè)計在主流道對面的動模板上，其標(biāo)稱直徑與主流道大端直徑相同或略大一些。深度約為直徑的11.5倍。冷料穴除了具有容納冷料的作用外，同時還具有在開模時將主流道和分流道的冷料勾住，使其保留在動模一側(cè)，便于脫模。4.4.5 排溢系統(tǒng)的設(shè)計ABS料在熔化時，會產(chǎn)生氣體，所以當(dāng)塑料在充滿型腔時及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣，如果在型腔中不及時排除干凈，可以會在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等缺陷。另一方面氣體的受壓產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度，還可能造成塑件碳化或燒焦。注射成型時的排氣可采用如下四種方式排氣：（1） 利用配合間隙排氣；（2） 在分型面上開設(shè)排氣槽排氣；（3） 利用排氣守排氣；（4） 強(qiáng)制性排氣；該模具是采用利用配合間隙排氣。其間隙值約為0.030.05mm.它常用于中小型的簡單模具。 4.5 分型面的設(shè)計打開模具取出塑件或澆注系統(tǒng)的凝料的面，稱之為分型面。分型面的設(shè)計它受到塑件的形狀、壁厚、和外觀、尺寸精度、及模具型腔的數(shù)目等諸多因素的影響。型腔數(shù)目的確定及布置。根據(jù)塑件的精度確定型腔的數(shù)目：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)每增加一個型腔，塑件的精度就要下降4%左右，該塑件它要求它的精度比較高，根據(jù)塑料模具技術(shù)手冊，得到經(jīng)驗(yàn)公式： n=(x-L/100)(L/100)x(4/100) （19） =2500x/L-24 =(2500x0.013)/（0.05x25）-24=2所以確定模具的型腔為2。其中x是塑件尺寸的公差，%是料的收縮率，ABS料取0.05%，L是塑件的基本尺寸。型腔的布局：由于型腔的排布與澆注系統(tǒng)布置密切相關(guān)，因而型腔的排布在設(shè)計中加以綜合考慮。型腔的排布應(yīng)使每個型腔都通過澆注系統(tǒng)從壓力中等分所得的足夠壓力，以保證塑件熔體同時均勻地充滿每個型腔。該模具采用的平衡式，其結(jié)構(gòu)裝配圖所示。分型面設(shè)計：該模具采用的是單分型面的模具，其分型分面的設(shè)計原則就滿足以下幾項原則：（1） 塑件的脫模；（2） 保證的塑件的質(zhì)量。該模具采用在最大圓周上，保證了塑件的外觀；（3） 便于模具加工，該模具采用在圓周上分型，模具的型腔容易在電火花上加上，型芯也易于加工；（4） 對成型面積的影響；（5） 對排氣效果的影響；該模具的成型面的設(shè)計可以見裝配圖，它基本符合上述要求。4.6 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計注射模具的溫度設(shè)計是否恰當(dāng)，不僅影響塑件的質(zhì)量，而且對生產(chǎn)效率、充模流動、固化定型都有重要影響。模具對塑件質(zhì)量的影響主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1、改善成形性 2、成形收縮率 3、塑件變形 4、尺寸穩(wěn)定性 5、力學(xué)性能 6、外觀質(zhì)量。當(dāng)大批量的生產(chǎn)時，而且又要滿足塑件的質(zhì)量要求時，增多型腔是不現(xiàn)實(shí)的。這時提高生產(chǎn)率顯得尤其重要了。而提高生產(chǎn)率又與模具溫度的控制有密切關(guān)系。生產(chǎn)效率主要取決于冷卻介質(zhì)（一般是水）的熱交換效果。因此縮短注射成形周期的冷卻時間是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。根據(jù)牛頓冷卻定律，冷卻介質(zhì)從模具帶走的熱量為： Q=AT （20） =8.2x4.45x10-2x40x6 =88J其中：是冷卻管道孔壁與冷卻介質(zhì)間的傳熱系數(shù)；A冷卻管道壁的傳熱面積；T模具與冷卻介質(zhì)溫度之差值；冷卻時間。（s）。由上述式子可得，當(dāng)需傳遞熱量不變時，可通過以下三條途徑來縮短冷卻時間。（1） 高傳熱系數(shù)。 =（v）0.8/d0.2 （21） =7.5x(1x2)0.8/100.2 =8.2是冷卻介質(zhì)，是冷卻介質(zhì)在該溫度下的密度，d是冷卻管道直么，v是冷卻介質(zhì)的流速。由上式得，只有提高冷卻介質(zhì)的流速，便可達(dá)到傳熱系數(shù)。（2） 高模具與冷卻介質(zhì)間的溫差T T=Tw-T （22） =60-20 =40式中Tw是模具溫度。T是冷卻介質(zhì)的溫度。一般模溫是一定，為了提高溫差T，有利于縮短冷卻時間。從而提高生產(chǎn)率。（3） 增大冷卻介質(zhì)的傳熱面積A。 A=nx3.14dL （23） =4x3.14x10x355 =44588mm2L模具上一根冷卻水孔的長度。d 是冷卻通道的直徑。n 是模具開設(shè)冷卻通道孔數(shù)。顯然，應(yīng)在模具上開盡可能多的冷卻通道，以增大傳熱面積，縮短冷卻時間，達(dá)到提高生產(chǎn)生產(chǎn)效率。冷卻時間的計算：影響冷卻時間的因素有如下：1、模具材料 2、冷卻介質(zhì)溫度和及流動狀態(tài) 3、模塑材料 4、塑件壁厚 5、冷卻回路的設(shè)計 6、模具溫度。冷卻時間指塑料熔體從充滿型腔時起到可以取出塑件時止這一段時間。本副模具采用塑件截面內(nèi)平均溫度達(dá)到規(guī)定的脫模溫度時，所需冷卻時間的簡化計算公式： =t2/(3.142k)In8(Tm-Tw)/3.142(Ts-Tw) （24） =12/3.1422.710-7In8(200-60)/3.142(80-60) =4s其中：式中是塑件所需冷卻時間；t 是塑件的厚度t=1mm；k 是塑件的熱擴(kuò)散率；k=2.7x10-7m2/s。Tm是塑料熔體溫度；Ts塑件脫時的截面內(nèi)平均溫度；Tw是模具溫度,ABS料時模具溫度為60。冷卻水的進(jìn)出口溫差由下式校核： t1-t2=Gxi/9003.14x102Cv （25）冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則：(1) 冷卻水道應(yīng)盡量多、截面尺寸應(yīng)盡量大；(2) 冷卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量相等；(3) 澆口處加強(qiáng)冷卻；(4) 冷卻水道出、入口溫差應(yīng)盡量小；(5) 冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置；(6) 冷卻水道盡量避免在塑件的熔接痕處；(7) 合理確定冷卻水接頭位置。4.7 模架的設(shè)計模架技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，是指在模具設(shè)計中和制造中所應(yīng)遵循的技術(shù)規(guī)范、基準(zhǔn)、和準(zhǔn)則。它具有以下定義：（1） 減少了模具設(shè)計者的重復(fù)性工作；（2） 改變了模具制造行業(yè)“大而全，小而全”的生產(chǎn)局面，轉(zhuǎn)為專業(yè)生產(chǎn)；（3） 模具的標(biāo)準(zhǔn)化是采用CAD/CAM技術(shù)的先決條件；（4） 有利于模具技術(shù)的國際交流和模具出口。該模具的模架采用A3型，它適應(yīng)于單分型面的模具的推件板的推出機(jī)構(gòu)，且可以用潛伏式澆口。其圖可見其裝配圖。根據(jù)塑料模具技術(shù)手冊表9-16的中小型模架的尺寸組合系列：選A3型中的編號為17號的它的各個參數(shù)如下：采用A3-355459-17-Z1 GB/T 12556-90：模寬B=355mm,模長L=459mm；模板A=40mm ,材料45鋼；模板B=25mm，材料Q235鋼；墊塊C=100mm ，材料T8A；推件板的厚度為20mm,T8A，前面已經(jīng)說明了，型芯固定板的厚度為20mm，采用45鋼。 動模座板的高度為32mm,它的材料為40Cr鋼，定模座板的高度為32mm,它的材料也為40Cr鋼。 模架的總高度計算得： H=32+32+20+20+A+B+C （26） =32+32+20+20+40+25+100 =269mm經(jīng)校核模具的強(qiáng)度和剛度都是足夠的。且模架的大小也適中，經(jīng)核算選用該模架是較為合理的。4.8 注射模與注射機(jī)的關(guān)系型腔的數(shù)量的確定和校核：此副模具選用的是SZ-320/1250的注射機(jī)。其中技術(shù)規(guī)格見塑料模具設(shè)計手冊中的235頁?，F(xiàn)詳述如下：這是由上海第一塑料機(jī)械廠生產(chǎn)的： 理論注射量為335cm3, 螺桿直徑D=48mm, 注射壓力145Mpa, 注射速率v=140g/s, 塑化能力 19g/s, 螺桿轉(zhuǎn)速 v=10200r/min, 鎖模力 F=1250KN， 拉桿內(nèi)間距 d=415x415mm, 移模行程 s=360mm, 最大模具厚度 d=550mm, 最不模具厚度 d=150mm, 鎖模形式為雙曲肘， 模具定位孔直徑為D=160mm, 噴嘴球半徑 d=SR15。由注射機(jī)料筒塑化速率確定型腔數(shù)量n得： n=2(KMt/3600-m2)/m1 （27） (0.8x19x3600x6/3600-40)/15 3.4其中n是型腔數(shù)目，K是注射機(jī)的最大注射量的利用系數(shù)，取0.8，M是注射機(jī)的額定塑化量，t 是成型周期，此時取6s(因?yàn)樵谏厦嫠懔怂芗睦鋮s時間為4s,它占整個周期的2/3.)m2 是澆注系統(tǒng)的塑料的質(zhì)量體積。型腔數(shù)為2符各要求。注射量的校核：由公式得: nm1+m280%m （28） 2x15+4080%x335/1.02 70262其中：m 是注射機(jī)充許的最大注射量，1.02是ABS的密度。所以能保證注射模內(nèi)所需熔體總量在注射機(jī)的最大注射范圍內(nèi)。塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核；經(jīng)算得，塑件在分型面的投影面積和澆注系統(tǒng)在模具分型面的投影面積之和最多不超過5500mm2,在此就作5500mm2。由鎖模力的校核公式得： (nA1+A2)PF （29） 5500x10-6x116x1061250KN 638KN1250KN其中：A1是塑件在分型面上的投影面積，A2是澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積。P是塑料熔體對型腔的成型壓力，其大小一般為注射機(jī)的80%左右。由上式可得它也是符合要求。注射壓力的校核：ABS料它是綜合力學(xué)性較好的塑料，粘度不是很高的，精度要求也不是高精度的，根據(jù)塑料模具技術(shù)手冊中的經(jīng)驗(yàn)，它所需的壓力一般選70100Mpa即可。經(jīng)查得此注射機(jī)的注射壓力為145Mpa,所以由此可得它的壓力也是中夠的。噴嘴尺寸的查表得它的球面半徑為SR15,符合R2=SR+0.5，這樣有利于主流道的凝料脫出。模具厚度的校核： HminHHmax 150mm269mm550mm由此也符合要求。開模行程的校核：此副模具采用是單分型面的注射模具，且采用的是推件板的推出機(jī)構(gòu)，因此它的開模行程為：SmaxS=25+10 360mm35mm所以也是符合的，25是塑件的高度。由上述可各個數(shù)據(jù)可以得到，選擇SZ-320/1250的注射機(jī)是合適的。選擇好的注射機(jī)是得良好的塑件的重要的因素之一，因此這個步驟是不必不可少的。參考文獻(xiàn)1中國機(jī)械工程學(xué)會，中國模具設(shè)計大典編委會,中國模具設(shè)計大典 M江西科學(xué)技術(shù)出版社，20031Chinese Mechanical engineering Academic society, Chinese Mold Design Grand ceremony Editorial committee Chinese Mold Design Grand ceremony Jiangxi science and technology publishing house, 20032賈潤禮, 陳志遠(yuǎn)編,實(shí)用注射模設(shè)計手冊 M 中國輕工業(yè)出版社，20002 Jia Runli, Chen Zhiyuan arranges, practical injects mold design handbook M China Light industry Publishing house, 20003葉久新, 王群編,塑料制品成型及模具設(shè)計 M 湖南科學(xué)技術(shù)出版社，20073 Ye Jiuxin, Wang Qun arranges, the plastic product formation and the mold design the M Hunan science and technology publishing house, 20074伍先明，王群編，塑料模具設(shè)計指導(dǎo) M 國防工業(yè)出版社 20074 Wu Xian-ming, Wang Qun parts, plastic mold design guidance M defense industry Press, 2007致 謝畢業(yè)設(shè)計是對大學(xué)四年所學(xué)的知識與能力的綜合應(yīng)用和檢測，是每個合格的大學(xué)生的必經(jīng)過的過程，也是一個重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。本次畢業(yè)設(shè)計，不僅培養(yǎng)了我們正確的設(shè)計思想；也同時讓我們掌握了機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計的一般程序和方法，以及鍛煉了我們綜合運(yùn)用知識的能力。在本次設(shè)計過程中，我們大量閱讀了各種技術(shù)資料及設(shè)計手冊，不僅認(rèn)真探討了機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)的各種基本問題，而且對模具制造工藝及模具設(shè)計有了更深的了解，即使電氣部分我們不要設(shè)計，但為了使設(shè)計完美，所以我還是閱讀很多這方面的資料。因此，本次設(shè)計不僅加深了對自己專業(yè)所學(xué)課程的理解和認(rèn)識，而且也對自己的知識面進(jìn)行了拓寬。此外，本次設(shè)計在繪圖的過程中，使用了AUTOCAD， PRO-E等二維和三維繪圖軟件，這些都不同程度地使我們學(xué)到了更多的知識，進(jìn)一步提高了我們繪圖識圖的能力。在本次畢業(yè)設(shè)計中，我得到唐明華老師耐心指導(dǎo)，細(xì)心教誨，并在設(shè)計過程中及時地給我解答疑難，讓我在本次設(shè)計中得到了自己能力上長進(jìn)和知識上的一次飛躍，這對我的將來都會有深遠(yuǎn)的影響。并且，在設(shè)計過程中還有其他老師和同組各位同學(xué)的熱忱的幫助，在此表示由衷的感謝！由于本人知識有限，實(shí)際經(jīng)驗(yàn)更加不足，因此我的設(shè)計還存在很多的不足之處，敬請各位老師指正，本人將不甚感激！ 畢業(yè)設(shè)計：楊杰 2011年5月附 錄鍛造金屬變形方法有很多種，比如通過鍛造、滾壓或擠壓，使金屬的塑料流動或加工受到控制而得到有用的形狀。這些方法中最廣為人知的是鍛造，它通過壓力、沖擊或兩者的組合使材料變形。錘鍛錘鍛是用大的半自動鍛錘打熱金屬，如果不用模具，鍛造主要取決于操作者的技巧。如使用封閉?；蛐颓荒?，對幾個模鏜的每一個模鏜都要錘打一次。同樣地，生產(chǎn)率和質(zhì)量在很大程度上取決于錘鍛操作者的技巧和所用工具。鍛壓鍛壓具有緩慢加壓的特點(diǎn)，同樣可用開模或封閉模。開模主要用于大型的形狀簡單的零件，鍛壓后再加工形成。封閉模鍛造很少依賴操作者的技巧，而更多地取決于預(yù)成形模和鍛模的設(shè)計。例如，目前能利用直齒或螺旋齒加工錐齒輪，加工過程中旋轉(zhuǎn)的模具用螺旋齒擠壓出錐齒輪。開模鍛開模鍛的顯著特點(diǎn)是：用不同模具成形時，金屬沒有被完全限制。大多數(shù)開模鍛使用平砧、V形砧或U形砧模。圓形砧和V形砧成對使用和一個平砧一起使用，上模裝在壓力機(jī)的壓頭上，下模裝在錘砧上，開模壓力鍛時裝在壓力機(jī)床身上。錘鍛或壓鍛時，將工件在模具間重復(fù)鍛打，直至金屬達(dá)到最終尺寸。鍛打后，零件再粗加工和精加工，作為一個加工余量的實(shí)例，一根直徑6.5英寸的軸的鍛打直徑為7.4英寸。在鋼的開模鍛中，一個經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)是每平方英寸橫截面需50磅鍛擊力。型腔模鍛型腔模鍛的最簡單實(shí)例是，將兩個模具相互靠攏，其間的工件經(jīng)受塑性變形直至其周邊充滿模具為止。少量材料被壓出型模膛，形成薄薄的飛邊。飛邊迅速冷卻，增加了變形阻力，變成了模具的一部分，幫助在工件內(nèi)部產(chǎn)生壓力，使材料流至未填充的型腔。封閉模鍛是一種特殊的型腔模鍛，不依賴飛邊的形成，可完整充填模具。因此，封閉模鍛更多地依賴于模具設(shè)計。因壓鍛經(jīng)常在一次沖程中完成，因此應(yīng)仔細(xì)控制工件體積，做到既能完全填充，在模具中又不產(chǎn)生多余壓力，使材料溢出。擠壓鍛造如同冷鐓，擠壓常通過冷加工完成。擠壓鍛主要有三種形式的金屬塑性流動，即正與反擠壓、管擠壓和沖擊擠壓。將金屬置于容器中，通過壓頭移動加壓直至金屬內(nèi)部壓力達(dá)到流動應(yīng)力。金屬完全填滿容器，進(jìn)一步加壓導(dǎo)致金屬通過小孔流出，形成擠壓產(chǎn)品。擠壓產(chǎn)品既可以是實(shí)心件也可以是空心件。管擠壓用來制造空心產(chǎn)品，如容器和管道。反向沖擊擠壓用于鋁罐的大批量生產(chǎn)，壓頭高速沖擊模具中的金屬原料，通常，應(yīng)力是金27