2989 矩形后蓋注塑模具設計與制造

2989 矩形后蓋注塑模具設計與制造,矩形,注塑,模具設計,制造 河南機電高等?？茖W校學生畢業(yè)設計（論文）中期檢查表學生姓名 王震 學 號 0312233 指導教師 楊占堯課題名稱 矩形后蓋注塑模難易程度 偏難 適中 偏易選題情況工作量 較大 合理 較小任務書 有 無開題報告 有 無符合規(guī)范化 的要求外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 中 差學習態(tài)度、出勤情況 好 一般 差工作進度 快 按計劃進行 慢中期工作匯報及解答問題情況優(yōu) 良 中 差中期成績評定：所在專業(yè)意見：負責人： 年 月 日河南機電高等?？茖W校材料工程系模具設計與制造 專業(yè)畢業(yè)設計說明書設計題目： 計算機按鍵注塑模 班 級： 模具設計與制造 032姓 名： 王永付 指導老師： 楊占堯 教授 完成時間： 2006 年 5 月 10 日 插圖清單圖 1-1 分型面的選擇 3圖 2-1 分型面的設計 6圖 2-2 型腔排列方式 8圖 2-3 型 腔 結 構 9圖 2-4 型 芯 結 構10圖 5-1 導 柱15圖 7-1 閉 合 高 度17表格清單表 3-1 型腔工作尺寸計算 11表 3-2 型芯的工作尺寸計算 12 表 10-1 型芯 2 機械加工工藝過程卡22表 10-2 推件板機械加工工藝卡23 計算機按鍵注塑模 摘要該設計較系統(tǒng)的介紹了簡單注塑模具的設計過程。同時對塑件的成形工藝及模具成型結構對塑件質(zhì)量的影響進行了分析。在設計過程中，首先對塑件進行工藝分析，了解塑件的材料、形狀、尺寸及精度要求，參考工藝的可行性，選擇滿足要求的工藝方案。然后我按照設計要求對組成注塑模具的成型零部件、澆注系統(tǒng)、導向機構、脫模結構、側(cè)向分型與抽芯機構、加熱與冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和其它零部件進行設計。在模具設計過程中較多的考慮了模具結構的調(diào)整性、易更換性及模具成本。從控制制件尺寸精度出發(fā)，對計算機按鍵注塑模的各主要尺寸進行了理論計算，以確定各工作零件的尺寸。模具零件設計完畢后，對重要的工作結構和零件進行了校核。校核結束后對模具安裝并調(diào)試。從模具設計到零部件的加工工藝以及裝配工藝等進行詳細的闡述，并應用 CAD 進行各零件的設計。關鍵詞：工藝分析；塑件成型；澆注系統(tǒng)；模具結構；校核 Injection Mold for Pan of compoter AbstractThe 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 theoretical calculation 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. 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計(論文)開題報告學生姓名： 王 震 學 號： 0312233 專 業(yè)： 模具設計與制造 設計(論文) 題目： 矩形后蓋注塑模具設計與制造 指導教師： 楊占堯教授 2006 年 5 月 13 日 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告1結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，撰寫1500 字左右（本科生 200 字左右）的文獻綜述(包括目前該課題在國內(nèi)外的研究狀況、發(fā)展趨勢以及對本人研究課題的啟發(fā))：利用模具成型的方法在現(xiàn)代工業(yè)的主要部門，機械、交通、電子、和國防工業(yè)中得到了廣泛的應用。利用模具生產(chǎn)制品和零件已成為工業(yè)上進行成批和大批量生產(chǎn)的主要手段，其對產(chǎn)品的質(zhì)量，縮短試制周期，以及產(chǎn)品的更新?lián)Q代都具有決定性的意義。所以模具的設計與制造的水平高低可以代表一個國家的工業(yè)發(fā)展水平。我國的模具工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀：解放前，由于工業(yè)基礎薄弱，根本談不上有什么模具工業(yè)；解放后，國家為了繁榮經(jīng)濟，組織了專門的技術力量對模具進行研發(fā)，并取得了很大的成功和發(fā)展。在以后的蘇聯(lián)等社會主義國家對我國進行的援助期間，有關的模具設備和模具設計開始輸入我國，對我國的模具工業(yè)發(fā)展起到了促進作用。十年動亂期間，模具工業(yè)停滯不前，沒有取得進展。1977 年以來，國家模具工業(yè)發(fā)展迅速，可研制微米級精度的多工位級進模和多腔塑料成型模具。此外，精沖模具、沖裁模具和鍛模的計算機輔助設計（CAD）和計算機輔助制造（CAM）技術已開展了研究，并取得了初步的應用成果。此時我國的模具工業(yè)才真正的得到較大的發(fā)展，模具工業(yè)初具規(guī)模。但與發(fā)達國家相比許多方面存在較大差距，主要表現(xiàn)在：（1）總量供不應求、產(chǎn)品結構不夠合理。其中中低檔模具供過于求，中高檔模具自配率嚴重不足，大量進口。國內(nèi)模具總量中屬大型、精密、復雜、長壽命模具的比例不足 30%，國外在 50%以上。 （2）企業(yè)組織結構都不夠合理。 我國模具生產(chǎn)廠點中多數(shù)是自產(chǎn)自配的工模具車間（分廠） ，自產(chǎn)自配比例高達60%左右，國外 70%以上是商品模具；專業(yè)模具廠也大多數(shù)是大而全 、小而全的組織形式，國外模具企業(yè)是大而專、大而精。 （3） 工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低，技術結構、模具產(chǎn)品水平比國際水平低許多。而模具生產(chǎn)周期卻要比國際水平長許多。（4）技術人才嚴重不足，經(jīng)濟效益欠佳。隨著時代的進步和技術的發(fā)展，能掌握和運用新技術的人才如模具結構設計、模具工藝設計異常短缺，高級鉗工及企業(yè)管理人才也非常緊缺。 （5）與國際水平相比，模具企業(yè)的管理落后更甚于技術落后。技術落后易被發(fā)現(xiàn)，管理落后易被忽視。（6）專業(yè)化、標準化、商品化的程度低，協(xié)作差?？梢姡磥砦覈＞吖I(yè)和技術的主要發(fā)展方向?qū)⑹牵捍罅ζ占?、廣泛應用 CAD/CAE/CAM 技術，逐步走向集成化。現(xiàn)代模具設計制造不僅應強調(diào)信息的集成，更應該強調(diào)技術、人和管理的集成。提高大型、精密、復雜與長壽命模具的設計與制造技術，逐步減少模具的進口量，增加模具的出口量。 在塑料注射成型模具中，積極應用熱流道，推廣氣輔或水輔注射成型，以及高壓注射成型技術，滿足產(chǎn)品的成型需要。 提高模具標準化水平和模具標準件的使用率。模具標準件是模具基礎，其大量應用可縮短模具設計制造周期，同時也顯著提高模具的制造精度和使用性能，大大地提高模具質(zhì)量。我國模具商品化、標準化率均低于 30%，而先進國家均高于 70%，每年我們要從國外進口相當數(shù)量的模具標準件，其費用約占年模具進口額的 3%8%。 發(fā)展快速制造成型和快速制造模具，即快速成型制造技術，迅速制造出產(chǎn)品的原型與模具，降低成本推向市場。 積極研究與開發(fā)模具的拋光技術、設備與材料，滿足特殊產(chǎn)品的需要。 推廣應用高速銑削、超精度加工和復雜加工技術與工藝，滿足模具制造的需要。 開發(fā)優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術，提高模具的可靠性。 研究和應用模具的高速測量技術、逆向工程與并行工程，最大限度地提高模具的開發(fā)效率與成功率。 開發(fā)新的成型工藝與模具，以滿足未來的多學科多功能綜合產(chǎn)品開發(fā)設計技術。設計啟發(fā)：通過此次的模具設計，感觸良多。深深感覺到要作為一個模具設計工作者的不易，模具設計者成功設計一套模具，需要付出大量的體力與腦力勞動，需查閱大量的參考文獻，在該設計中查閱了如下文獻： 1 楊占堯.塑料注塑模結構與設計.北京：清華大學出版社,20042 塑料模具技術手冊，塑料模具技術手冊編委會編，機械工業(yè)出版社3 王孝陪主編. 塑料成型工藝及模具簡明手冊. 機械工業(yè)出版社. 2000 4 模具制造手冊編寫組. 模具制造手冊. 機械工業(yè)出版社. 19965 黃銳.塑料工程手冊. 北京：機械工業(yè)出版社,20006 黃毅宏主編. 模具制造工藝. 機械工業(yè)出版社. 19997 屈華昌.塑料成型工藝與模具設計. 北京：北京高等教育出版社，20018 陳萬林.實用注塑模設計與制造. 北京：北京機械工業(yè)出版社，20009 張克慧.注塑模設計.西安：西北工業(yè)大學出版社，200110 彭建聲主編. 簡明模具工實用技術手冊. 機械工業(yè)出版社. 1993雖然此次的設計我認真的對待，付出了很大的努力，設計過程中也頻頻受到指導老師的指點和批正，但是作為模具設計的初學者，沒有足夠的設計與生產(chǎn)實踐，況且本人能力有限，設計過程中難免有錯誤出現(xiàn)，敬請批閱老師批評指正。 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告本課題的研究思路（包括要研究或解決的問題和擬采用的研究方法、手段（途徑）及進度安排等）：設計過程：首先對塑件進行工藝分析，了解塑件的材料、形狀、尺寸及精度要求，參考工藝的可行性，選擇滿足要求的工藝方案。然后我按照設計要求對組成注塑模具的成型零部件、澆注系統(tǒng)、脫模結構、側(cè)向分型與抽芯機構、加熱與冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和其它零部件進行設計。由于塑件形狀比較復雜，所以采用了側(cè)抽芯結構以及成型推桿成型的方案，同時設計起來也比較復雜。設計過程中較多的考慮了模具結構的調(diào)整性、易更換性及模具成本。模具零件設計完畢后，對重要的工作結構和零件進行了校核。校核結束后對模具安裝并調(diào)試。從模具設計到零部件的加工工藝以及裝配工藝等進行詳細的闡述，并應用 CAD 進行各零件和裝配圖的設計。進度安排：注塑模的結構設計模具設計的有關計算模具加熱與冷卻系統(tǒng)的計算模具閉合高度的確定注塑機有關參數(shù)的校核繪制模具總裝配圖和非標零件圖模具的裝配與調(diào)試脫模機構設計模具閉合高度計算標準模架的選取模具的安裝與試模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告指導教師意見：1對“文獻綜述”的評語：2對本課題的研究思路、深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結果的預測：指導教師： 年 月 日所在專業(yè)審查意見：負責人： 年 月 日第八章 注塑模主要零件加工工藝規(guī)程的編制產(chǎn)品型號 零（部）件圖 號 型芯機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品名稱 零（部）件名稱共（2）頁第（1）頁材料牌號 45 鋼毛坯種類塊料毛坯外型尺寸80150每個毛坯可制件數(shù) 1每臺件數(shù) 1 備注工時工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容車間 工段 設備 工 藝 裝 備 準終 單件01 下料 鋸割下料 80150 鋸床02 淬火 改善毛坯的切削加工性 煤氣爐03 粗銑銑端面銑削 65115，留精加工余量及研磨量。銑床04 精銑 銑削至 60.1110.2 銑床05 磨削 磨削至 60.05110.05 磨床06銑外形數(shù)控加工中心銑出外形尺寸加工中心 10h07 拋光校驗 去除表面粗糙度，檢查工藝要求設計日期審核日期標準化日期會簽日期標記記數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù)更該文件號產(chǎn)品型號 零（部）件圖 號 型芯機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品名稱 零（部）件名稱共（ ）頁第（ ）頁材料牌號 鋼毛坯種類塊料毛坯外型尺寸 每個毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù) 備注工時工序號 工序名稱 工 序 內(nèi)容車間 工段 設備 工 藝 裝備 準終 單件下料 鋸割下料 鋸床淬火 改善毛坯的切削加工性 煤氣爐粗銑銑端面銑削 ，留精加工余量及研磨量。銑床精銑 銑削至 銑床磨削 磨削至 磨床銑外形數(shù)控加工中心銑出外形尺寸加工中心拋光校驗去除表面粗糙度，檢查工藝要求設計日期審核日期標準化日期會簽日期產(chǎn)品型號 零（部）件圖 號 型腔機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品名稱 零（部）件名稱共（2）頁第（2）頁材料牌號 45 鋼毛坯種類塊料 毛坯外型尺寸280220mm每個毛坯可制件數(shù) 1每臺件數(shù) 1 備注工時工序號 工序名稱工 序 內(nèi) 容車間 工段 設備工 藝 裝 備 準終 單件01 下料 剪切下料 280220mm毛坯 鋸床02 淬火 改善毛坯的切削加工性 煤氣爐03粗銑 銑端面粗銑出接近外形尺寸，留精加工余量及研磨量。銑床04 精銑 精銑至稍微外形尺寸 銑床05 磨削 磨至型腔外形尺寸 磨床06銑外形加工中心銑出其內(nèi)形輪廓尺寸加工中心07 拋光校驗去除表面粗糙度，檢查工藝要求設計日期審核日期標準化日期會簽日期第 1 頁 共 31 頁XXXX 高等?？茖W校材料工程系模具設計與制造 專業(yè)畢業(yè)設計說明書設計/論文題目：矩形后蓋注塑模 班 級： 模具 032 班 姓 名： XXXX 指導老師： XXXX 完成時間： 2006 05 10 第 2 頁 共 31 頁畢業(yè)設計/論文任務書題目： 矩形后蓋注塑模設計與制造內(nèi)容：（1）塑件工藝分析（2）注塑模結構設計（3）模具設計有關計算（4）加熱與冷卻系統(tǒng)設計（5）模具閉合高度（6）注塑機有關參數(shù)校合原始資料：第 3 頁 共 31 頁插圖清單圖 1-1 矩形后蓋零件圖圖 2-1 澆口形狀圖 圖 2-2 成型推桿圖圖 2-3 斜滑塊機構圖圖 2-4 推桿的形式第 4 頁 共 31 頁畢業(yè)設計/論文說明書目錄前言.5緒論.6第 1 章 塑件工藝分析.8第 2 章 注塑模的結構設計11第 3 章 模具設計的有關計算.19第 4 章 模具加熱與冷卻系統(tǒng)的計算21第 5 章 模具閉合高度的確定22第 6 章 注塑機有關參數(shù)的校核23第 7 章 繪制模具總裝配圖和非標零件圖.24第 8 章 模具的裝配與調(diào)試.25致謝.29參考文獻.30第 5 頁 共 31 頁前言大學三年的學習即將結束，畢業(yè)設計是其中最后一個實踐環(huán)節(jié)，是對以前所學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)技術得到愈來愈廣泛的應用。在完成大學三年的課程學習和課程、生產(chǎn)實習，我熟練地掌握了機械制圖、機械設計、機械原理等專業(yè)基礎課和專業(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，達到了學習的目的。對于模具設計這個實踐性非常強的設計課題，我們進行了大量的實習。經(jīng)過在新飛電器有限公司、洛陽中國一拖的生產(chǎn)實習，我對于模具特別是塑料模具的設計步驟有了一個全新的認識，豐富了各種模具的結構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。在指導老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時在現(xiàn)場查閱了很多相關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手冊和書籍，設計中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學進行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設計。在設計的過程中，將有一定的困難，但有指導老師的悉心指導和第 6 頁 共 31 頁自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設計任務。由于學生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗，設計中不妥之處在所難免，肯請各位老師指正。關鍵詞 注塑 設計 模具 緒論 1模具制造業(yè)現(xiàn)狀特點模具對于一般產(chǎn)品來說屬于工具范疇, 精度高、結構復雜、并經(jīng)常有較高的材質(zhì)要求, 使得模具設計制造相當困難。另外, 由于以它為工具的成形過程往往是封閉式的, 并涉及材料的微觀機理, 使得產(chǎn)品成形過程很不直觀, 加上相應的一些基礎理論尚不成熟, 更使模具設計制造帶有很強的經(jīng)驗性和盲目性。因此, 模具設計制造一般需要反復修改試制才能滿足需求, 無形中延長了生產(chǎn)周期, 增加了成本, 降低了市場相應能力和競爭能力。2、模具行業(yè)存在問題和現(xiàn)實性要求 現(xiàn)代化模具制造加工業(yè), 應是以面向全球市場需求為特點, 以應用模具CAD/CAE/CAM 技術來實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低費用的產(chǎn)品生產(chǎn)作為國際市場共同追第 7 頁 共 31 頁求的目標。而傳統(tǒng)的模具設計和制造大都憑借經(jīng)驗或者使用引進的或自己研制的CAD/CAM 軟件來實現(xiàn) , 整個過程是長期的、高費用的和低效率的。存在著諸多弊端: (1)設計科學性差, 對經(jīng)驗的依賴性強, 模具的試制周期漫長 , 再設計的可能性加大, 從而導致模具的總成本增高。 (2)市場需求分析,模具設計、制造和產(chǎn)品加工獨立分化。生產(chǎn)管理沒有全局的觀念。對項目往往缺乏可行性和經(jīng)濟效益評估, 不能積極關注全球市場的需求動態(tài)。(3)雖采用了一些先進的 CAD/CAE/ CAM 等技術, 但在總體管理上 , 整個運轉(zhuǎn)過程是串行的而非并行的。(4)自行開發(fā)新系統(tǒng), 需要很大的時間和精力, 且實用化和商品化并不理想 ; 購置一些成熟的軟件需要花費較大的前期投資和后期的維護資金。這些弊端是制約模具行業(yè)發(fā)展和繁榮的主要原因, 因此, 也就不能適應現(xiàn)代化制造業(yè)中要求柔性化、快捷、低成本及高質(zhì)量的要求。因而, 提出了對模具行業(yè)現(xiàn)實性的要求。模具行業(yè)不僅要在計算機輔助技術上要過關, 而且還要對用戶的需求能夠做出快速響應, 只有顯著地縮短整個模具的開發(fā)周期, 降低其制造成本, 才能快速占領市場。3、我國模具工業(yè)的發(fā)展動向目前，我國經(jīng)濟仍處于高速發(fā)展階段，國際上經(jīng)濟全球化發(fā)展趨勢日趨明顯，這為我國模具工業(yè)高速發(fā)展提供了良好的條件和機遇。一方面，國內(nèi)模具市場將繼續(xù)高速發(fā)展，另一方面，模具制造也逐漸向我國轉(zhuǎn)移以及跨國集團到我國進行模具采購趨向也十分明顯。因此，放眼未來，國際、國內(nèi)的模具市場總體發(fā)展趨勢前景看好，預計中國模具將在良好的市場環(huán)境下得到高速發(fā)展，我國不但會成為模具大國，而且一定逐步向模具制造強國的行列邁進。 “十一五”期間，中國模具工業(yè)水平不僅在量和質(zhì)的方面有很大提高，而且行業(yè)結構、產(chǎn)品水平、開發(fā)創(chuàng)新能力、企業(yè)的體制與機制以及技術進步的方面也會取得較大發(fā)展。 第 8 頁 共 31 頁第 1 章 塑件工藝分析1.1 塑料件分析：1.1.1 塑件圖第 9 頁 共 31 頁圖 1-11.1.2 塑件的結構和尺寸精度及表面質(zhì)量分析（1）注塑件沿制品長邊有兩處外凹，短邊沿口處有兩個伸處搭邊片，采用注射成型，設計模具時需要采用側(cè)向抽芯機構。另外，制品頂部有 9 道柵格，因此型腔底部需設 9 個鑲片，還要有兩個大鑲塊與之組合的結構。為保證制品良好的外觀，采用點澆口進料。（2） 該制件材料為改性 PS（改性聚苯乙烯塑料） ，根據(jù)國家標準公差等級的選用，采用未注公差的尺寸，MT5 級，查表可得制件各部分未注公差尺寸允許的偏差值，如之制件圖所示。另外，模具制造所允許的誤差根據(jù)塑件尺寸公差查表 GB/1800-79，得模具加工精度等級選取 IT11。（3）由于改性 PS 為五無色透明，易產(chǎn)生應力開裂，所以表面質(zhì)量要求比較嚴格，不允許有裂痕的出現(xiàn)。1.1.3 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以及確定模具型腔數(shù)量。計算塑件的體積 VV=V1+V2第 10 頁 共 31 頁11560mm 3計算塑件的質(zhì)量，根據(jù)設計手冊，可以查得 PS 塑料的密度為=1.05g/ 。故塑件的質(zhì)量 M 3M=V=1.0511.560g12.0138g模具采用一模一腔的結構，考慮其外形尺寸，以及注塑時所需的壓力等情況，初步選用注塑機為 XS-ZY-125 型。1.2.塑件原材料分析1.2.1 改性 PS 的使用性能。電絕緣性優(yōu)良，無色透明，透光率僅次于有機玻璃，著色性、耐水性化學穩(wěn)定性良好，機械強度一般，但性脆易產(chǎn)生應力開裂，不耐苯、汽油等有機溶劑。1.2.2 改性 PS 塑料的成型特性與工藝參數(shù)（1） 無定型料，吸濕性小，不易分解，性脆易裂，熱膨脹系數(shù)大，易產(chǎn)生應力開裂。（2）流動性較好，溢邊值 0.03mm 左右。（3）塑件壁厚應均勻，不易有嵌件（有嵌件時應預熱） ，缺口尖角各面應圓滑連接。（4）可用螺桿式或拄塞式注射機加工，噴嘴可用直痛式或自鎖式。（5）宜用高料溫模溫，低注射壓力，適當延長注射時間，有利于降低內(nèi)應力，防止縮孔變形，但料穩(wěn)高宜出現(xiàn)銀絲，料溫低或脫模劑多則透明性差。（6）可采用各種形式進料口，進料口與塑件應圓弧連接，防止去除澆口時損壞塑件，脫模度去 2 度以上，頂出均勻以防止脫模不良發(fā)生開裂，變形，可用熱流道澆注系統(tǒng)。根據(jù)此特性分析，采用柱塞式注射機成型，預熱溫度 60-75，預熱溫度 2小時。注塑溫度：包括料筒溫度和噴嘴的溫度。料筒溫度：后段溫度選用 150第 11 頁 共 31 頁前段溫度選用 180； 噴嘴溫度：選用 170；模具溫度：選用 45；注塑壓力：選用 80MPa；注塑時間：選用 40；保壓壓力：選用 60MPa；保壓時間：選用 30；冷卻時間：選用 40；成型周期：110。螺桿轉(zhuǎn)速：48r/min后處理溫度：70后處理時間：2-4 小時第 2 章 注塑模結構設計2.1 分型面選擇打開模具取出塑件或澆注系統(tǒng)凝料的面稱為分型面，分型面的設計受制件形狀，壁厚，外觀，尺寸精度及面具的型腔數(shù)目，排氣槽和澆口位置等多因素的影響。第 12 頁 共 31 頁2.1.1 型腔數(shù)目的確定：型腔數(shù)目的確定有四種方法：根據(jù)經(jīng)濟性確定型腔數(shù)目，根據(jù)鎖模力確定型腔數(shù)目，根據(jù)塑件精度確定型腔數(shù)目，根據(jù)最大注射量確定型腔數(shù)目。此塑件可根據(jù)最大注射量確定型腔數(shù)目 一個。2.1.2 分型面類型：塑件分型面應選在斷面尺寸最大處，為方便塑件的脫模，該塑件應設置雙分型面，以供澆口凝料的取出，同時有利于開模后塑件滯留在動模一側(cè)。2.1.3 排氣槽設計：當塑料熔體進入模腔后會置換出模腔內(nèi)的空氣，此外塑料熔體也會產(chǎn)生適量的氣體，這些氣體必須及時排除才能不影響塑件的成型與脫模。該模具采用在分型面上開設排氣槽即可。排氣槽寬度 b 取 3mm，深度取 0.02mm，長度 l 取 0.7-1mm,此后可加深到 0.8-1.5mm。2.2 澆注系統(tǒng)設計澆注系統(tǒng)是指模具從注射機噴最起到型腔入口為止的塑件熔體的流動通道，或在此通道內(nèi)冷凝的固體塑料。2.2.1 設計原則 1 采用平衡式噴嘴，2 型腔布置和澆口開設應盡量對稱，防止模具產(chǎn)生偏載而出現(xiàn)溢料現(xiàn)象，此模具因有鑲片結構所以澆口位置開設在一側(cè)。3 熱量及壓力損失盡量最小，流程應盡量短，斷面尺寸盡可能大，盡量減少彎折，表面粗糙度要低。4 確保均衡進料。5 消除冷料。6 排氣良好第 13 頁 共 31 頁7 防止塑件出現(xiàn)缺陷8 去除修正澆口要方便。2.2.2 主流道設計根據(jù)設計手冊查得注塑機噴嘴的有關尺寸：噴嘴的前端孔徑：0=3；噴嘴的前端半徑： R0=S12；根據(jù)模具主流道與噴嘴的關系：R=R0+（12）；D=0+（0.51）；故取主流道的球面半徑 R=14；取主流道的小端直徑=4.為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設計成圓錐形，其錐度取 13該主流道錐度選取 3。經(jīng)換算得到主流道大端直徑 D=9。為了使熔料順利的進入分流道，可以在主流道出料端設計半徑 R=1的圓弧過渡。主流道尺寸如下圖所示圖 2 - 1第 14 頁 共 31 頁2.2.3 澆口位置的選擇（1）以內(nèi)感避免塑件上產(chǎn)生缺陷。（2）應開設在塑件截面最厚處。（3） 應有利于塑料熔體流動。（4） 應有利于型腔排氣（5） 應考慮塑件受力狀況此塑件由于設軌道柵格孔，所以澆口位置開設在一側(cè)澆口形狀如圖 2-1 所示 2.3 成型零件結構設計由于成型零件直接與高溫高壓的塑料熔體接觸，所以必須具有以下性能：（1） 具有足夠的強度剛度以承受塑料熔體的高壓。（2）具有祖國的硬度和耐磨性。（3） 材料拋光性能良好，表面應該光澤美觀。（4） 切削加工性能良好，熱變形小，可淬性良好。（5）熔焊性能要好，以便于修理。（6） 成型部位必須有足夠的尺寸精度，孔類精度為 H8-H7，軸類為 h7-h10. 2.3.1 凹模結構設計針對塑件的形狀采用局部鑲嵌式凹模結構，除凹模型腔外，兩側(cè)大鑲塊和九個鑲片以成型之間頂部。如圖紙所示2.3.2 型芯結構設計用組合式型芯結構，將型芯嵌入固定板中。如圖紙所示2.3.4 成型推桿結構設計由于制品有兩個伸處搭邊片，采用成型推桿成型還可以方便頂出。如圖 2-2第 15 頁 共 31 頁圖 2 - 22.4 抽芯機構結構設計2.4.1 特點：由于制品長邊有兩處外凹，所以需要設置側(cè)向分行與抽芯機構，在此采用斜滑塊側(cè)向分型與抽芯，抽芯的同時完成塑件的推出工作。此抽芯機構屬于機動側(cè)向分型抽芯機構，借助于注射機的開模離或頂出力與合模力進行模具側(cè)向分型，抽芯，及其復位動作的機構，此類機構經(jīng)濟性好，效率高，動作可靠，實用性強。2.4.2 抽拔距與抽拔力：將側(cè)向型心或滑塊從成型位置抽拔或分開至不妨礙塑件脫模位置的距離稱為抽拔距一般抽拔距取側(cè)孔深度加 2-3mm，此塑件由于采用斜滑塊，抽罷距可定為4mm。抽出側(cè)向型心或分離側(cè)向凹模所需的力稱為抽拔力。抽拔力計算與脫模力計算相同，此塑件木斷面為矩形，所以按公式：Q = 2（a+b）EL(f-tg)/(1+k2)*k1來計算。具體計算過程見下節(jié)脫模機構設計。2.4.3 機動分型抽芯機構：第 16 頁 共 31 頁機動分型抽芯機構很多，有彈簧驅(qū)動的，斜銷驅(qū)動的，彎銷驅(qū)動的，斜滑槽驅(qū)動的等等，其特點是抽拔距不大，塑件脫出后不易自動脫落，需人工取出。斜滑塊采用整體式結構，由推桿推動斜滑塊向上動作，完成抽芯動作。如圖 2-3 所示斜滑塊抽芯機構圖 2 - 32.5 脫模機構設計注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準確無誤的從模具的凹模中或型心上脫出，完成脫出塑件的裝置稱為脫模機構，也稱頂出裝置或脫模裝置。2.5.1 設計原則：1 塑件滯留于動模邊，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作，致使模具結構較為簡單。2 防止塑件變形和損壞，分析塑件對模腔的黏附力大小及其所在部位，選擇合適脫模裝置使推出重心與脫模重心相重合。由于塑件收縮會包緊型心，因此推出力作用點應盡可能靠近型心，同時推出動作應施于塑件剛性和強度最大的部位，第 17 頁 共 31 頁，作用面積也應盡可能大，以防塑件變形和損壞。3 力求良好的塑件外觀，頂出位置應盡量設在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗绊懖淮蟮牟课弧? 結構喲合理可靠，脫模機構應工作可靠運動靈活，制造方便，更換容易，且具有足夠的強度和剛度。2.5.2 脫模機構的分類：脫模機構有簡單脫模機構，二級脫模機構，雙脫模機構，順序脫模機構，螺紋塑件脫模機構。此模具采用的是二級脫模機構。即動定模兩邊都設置有脫模機構，第一次脫模采用的是拉鉤，擺鉤，支座，擋塊與彈簧構成的簡單脫模，是為取出澆口凝料而設置的，此脫模機構設計要點是：當?shù)谝淮伍_模到可以取出澆口凝料時，彈簧作用擺鉤離開擋塊，完成第一次脫模。第而次脫模采用的是推桿兼復位桿回程脫模機構，此脫模機構設計要點是：推桿位置應設置在脫模阻力大的部位，此塑件屬于蓋類零件側(cè)面阻力較大，所以在其端面應設置成型推桿，脫模阻力特別大時應增加推桿數(shù)目模腔內(nèi)排氣困難的部位可采用推桿，以利于配合間隙排氣，推桿和模體的配合采用 H8/7 或 H7/h7,配合間隙值根據(jù)改性 PS 的不溢料間隙值取得；在注射塑料狀態(tài)時，應確保推桿端面與型腔平齊或伸入塑件內(nèi)部 0.05-0.1mm。圖 2 - 42.5.3 脫模力計算：殼體形塑件脫模力通常按薄壁和厚壁兩種類型考慮，各種類型塑件再根據(jù)斷面幾何形狀來進行計算：1 壁厚與其內(nèi)孔直徑之比小于 1/20，即 t/D=1/20，的塑件為薄壁殼體形塑件。經(jīng)過計算 t/D=1.5/581/20,所以此塑件為薄殼體形塑件，又因其橫斷面為矩第 18 頁 共 31 頁形，所以脫模力計算為：Q = 8EtLcos(f-tg)/(1-)*k1+10BE - 塑料拉伸模量 MPa，查表取為 3- 塑料成型平均收縮率%，查表取 0.5%t- 塑件的平均壁厚，由塑件形狀取為 3L- 塑件包容型心的長度，取 102- 塑料的泊松比，查表得 0.38- 脫模斜度，取 3 度f- 塑料與剛才之間的摩擦系數(shù)，查表取 0.5B- 塑件在與開模方向垂直的表面上的投影面積（cm*cm） ，當塑件低部有通孔時 10B 項取為 0，此處即為 0。K1- 由 f 和 決定的無因次數(shù)，此處取 1。由以上數(shù)值即可求出 Q=2.20610 N4第 19 頁 共 31 頁第 3 章 模具設計有關計算查手冊可知，PS 塑料的收縮率為 S=0.10.8，故其平均收縮率為 S=（0.1+0.8）/2=0.45?？紤]生產(chǎn)實際，模具制造的公差選取=/3。3.1 型腔和型芯工作尺寸的計算型腔，型芯工作尺寸計算如下表：類別 序號 模具零件名稱塑件尺寸 計算公式 型芯或型腔尺寸110 110.80+ 13.064DM=Dmax+ DmaxSmax%-TZ64.35+ 2.型腔及鑲60 dM=dmin+ dminSmin%+ TZ 60第 20 頁 共 31 頁1.5 1.6- 03.型腔 的計算1 件尺寸尺寸 1 1.1 6.58 HM=Dmax+ HmaxSmid%-0.5T 58 06.60 DM=Dmax+ DmaxSmax%-TZ 60+ 31.5 R1.6- 0.型芯的計算2 型芯1.0dM=dmin+ dminSmin%+ TZ1.02- 5.3.2 型腔底板厚度計算在注塑成型過程中，型腔所受的力有塑料熔體的壓力，合模時的壓力開模時的拉力等。其中最主要的是塑料的熔體的壓力。在塑料熔體的壓力作用下，型腔將產(chǎn)生內(nèi)應力及變形。對于該塑料，其強度不足是主要問題型腔底板厚度應按強度條件計算。由強度計算公式 th= 得pPmR4/3th= 160/5802=40.4式中 th型腔底板的計算厚度（） ；Pm模腔的壓力（MP） ；型腔內(nèi)孔半徑（） ；材料許用應力（MP） ；（材料為 45 鋼，其許用應力 160 MP）第 21 頁 共 31 頁第 4 章 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的計算塑件在注塑成型時模具溫度為 45，其溫度低于 80。因而模具在結 構上不需要設置加熱系統(tǒng)，是否需要冷卻系統(tǒng)做如下設計計算：設定模具的平均工作溫度為 45，用 20的常溫水作為冷卻介質(zhì)，其 出口冷卻水溫度為 25，其產(chǎn)量為（初算每三分鐘一套）0.36kg/h4.1 求塑件在硬化時每小時釋放的熱量 Q1查有關文獻資料得到 PS 塑料的單位熱流量為 27.210 J/kg3Q1=WQ2=0.3627.210 J4=9.810 J4根據(jù)熱平衡條件 Qout=Qin 可得Mw=(im)/cw(tout- tin)第 22 頁 共 31 頁Mw=vV=(im)/ cw(tout- tin)式中 mw 冷卻水每小時用量；cw 冷卻水的比熱容（4.187KJ/kg）tout 模具的出水口溫度；tin 模具冷卻水進水溫度；V 冷卻水的體積；V= (0.3627.210 )/604.18710 (25-20)33=7.810 mm /min 4由體積流量 V 查表可知所需的冷卻水管的直徑很小。由上述計算可知，因為模具每分鐘所需的冷卻水體積流量很小，故可不設定冷系統(tǒng)，依靠空冷的方式冷卻模具即可。第 5 章 模具閉合高度的確定在支承與固定零件中，其尺寸設計根據(jù)經(jīng)驗確定：取定模固定板的厚度 32；型腔板厚度 40；型心固定板 40mm;墊板的厚度取32； 支承板高度取 80;主流道板厚度取 20mm。因而模具的閉合高度 H=H1+H2+H3+H4+H5+H6=40+20+32+40+80+32=244第 23 頁 共 31 頁第 6 章 注塑機有關參數(shù)的校核該模具的外形尺寸為 250200244，選用的 XS-ZY-125 型注塑機模板最大安裝尺寸 370320。故該注塑機能夠滿足模具的安裝要求。由上述計算可知模具的閉合高度 H=244。XS-ZY-125 型注塑機所允許的最小模具厚度Hmin=150mm,最大模具閉合高度 Hmax=300mm。模具的安裝條件：HminHHmax 150mm244mm300mm即滿足模具的安裝查資料可知，XS-ZY-125 型注塑機的最大開模行程 S=270，模具頂出塑件要求開模行程第 24 頁 共 31 頁S=H1+H2+（510）=20+81+10=111注塑機的開模行程能夠滿足頂出塑件的要求。由于抽芯距離較短，不會過大的增加開模行程，注塑機的開模行程足夠。經(jīng)過驗證，XS-ZY-125 型注塑機能夠滿足使用要求，可以采用。第 7 章 繪制模具總裝配圖和非標零件工作圖該蓋塞注塑模具總裝配圖，非標零件圖如附圖所示。01 定模座02 澆口套03 型 心04 鑲 塊05 型 腔06 型心固定板第 25 頁 共 31 頁07 模具裝配圖08 支撐板第 8 章 模具的裝配與調(diào)試9.1 模具的裝配由于型芯，型腔，以及鑲片在合模后很難找正相對位置，故應先安裝他們將其固定好作為安裝基準。裝配過程如下：（1） 裝配前按照零件圖檢驗其工作零件的尺寸及其他零件是否齊備；（2） 將型芯 1 裝配到動模固定板 5 上，保證軸線與端面的垂直度；（3） 將導套壓入到動定模固定板中，并保證其軸線與端面的垂直度；（4） 將導柱打入固定板 16 中，保證軸線與端面的垂直度；（5） 將鑲片嵌入鑲塊中與定模固定板采用過盈配合好； (6)將定模固定板 16 與澆口套 13 及主流道板安裝配合好，并用螺釘緊固；(7)將斜滑塊 14 裝入動模固定板中，并用支撐板 35 將其壓緊，用螺釘固定好；（8） 將擋塊 27 用螺釘緊固在支撐板 35 上；（9） 將推桿 21，20，29 和復位桿 19 裝入固定板 34 中，用推板 33 壓緊，第 26 頁 共 31 頁螺釘上緊；（10）安裝動模板 26，上緊螺釘；（11）動定模安裝完成后，根據(jù)其配合安裝彈簧 9，支座 7 與擺鉤 6；（12）裝配完成，進行試模。9.2 試模試模前，先對設備的油路，水路以及電路進行檢查；（1） 選取的原料必須合格，根據(jù)選用的工藝參數(shù)將料筒和噴嘴加熱；（2） 開始試模時，應該先選擇選定的壓力，溫度和注塑時間的條件下成型，制品不符合要求然后按壓力，注塑時間，溫度這樣的先后順序變動，注意一次只改變一個參數(shù)；（3） 在試模過程中作出詳細的記錄，并將結果填入試模記錄卡，注明模具是否合格，如果需要返修，提出返修意見；（4） 通過不斷的試模和返修，生產(chǎn)出合格的制件后，將模具清理干凈，涂上防銹油，入庫。9.3 試模可能產(chǎn)生的問題及改善措施試模中所獲得的樣件是對模具整體質(zhì)量的一個全面反映。以檢驗樣件來修正和驗收模具，是塑料模具這種特殊產(chǎn)品的特殊性。首先，在初次試模中我們最常遇到的問題是根本得不到完整的樣件。常因塑件被粘附于模腔內(nèi)，或型芯上，甚至因流道粘著制品被損壞。這是試模首先應當解決的問題。9.3.1 粘著模腔制品粘著在模腔上，是指塑件在模具開啟后，與設計意圖相反，離開型芯一側(cè)，滯留于模腔內(nèi)，致使脫模機構失效，制品無法取出的一種反?，F(xiàn)象。其主要原因是：（1） 注射壓力過高，或者注射保壓壓力過高。（2） 注射保壓和注射高壓時間過長，造成過量充模。（3） 冷卻時間過短，物料未能固化。（4） 模芯溫度高于模腔溫度，造成反向收縮。（5） 型腔內(nèi)壁殘留凹槽，或分型面邊緣受過損傷性沖擊，增加了脫模阻力。第 27 頁 共 31 頁9.3.2粘著模芯（1） 注射壓力和保壓壓力過高或時間過長而造成過量充模。 （2） 冷卻時間過長，制件在模芯上收縮量過大。（3） 模腔溫度過高，使制件在設定溫度內(nèi)不能充分固化。（4） 機筒與噴嘴溫度過高，不利于在設定時間內(nèi)完成固化。（5） 可能存在不利于脫模方向的凹槽或拋光痕跡需要改進。9.3.3 粘著主流道（1） 閉模時間太短，使主流道物料來不及充分收縮。（2） 料道徑向尺寸相對制品壁厚過大，冷卻時間內(nèi)無法完成料道物料的固化。（3） 主流道襯套區(qū)域溫度過高，無冷卻控制，不允許物料充分收縮。（4） 主流道襯套內(nèi)孔尺寸不當，未達到比噴嘴孔大0.51 。（5） 主流道拉料桿不能正常工作。一旦發(fā)生上述情況，首先要設法將制品取出模腔（芯），不惜破壞制件，保護模具成型部位不受損傷。仔細查找不合理粘模發(fā)生的原因，一方面要對注射工藝進行合理調(diào)整；另一方面要對模具成型部位進行現(xiàn)場修正，直到認為達到要求，方可進行二次注射。9.3.4 成型缺陷當注射成型得到了近乎完整的制件時，制件本身必然存在各種各樣的缺陷，這種缺陷的形成原因是錯綜復雜的，一般很難一目了然，要綜合分析，找出其主要原因來著手修正，逐個排出，逐步改進，方可得到理想的樣件。下面就對度模中常見的成型制品主要缺陷及其改進的措施進行分析。（1） 注射填充不足所謂填充不足是指在足夠大的壓力、足夠多的料量條件下注射不滿型腔而得不到完整的制件。這種現(xiàn)象極為常見。其主要原因有：a. 熔料流動阻力過大這主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形狀、尺寸不利于熔料流動。盡量采用整圓形、梯形等相似的形狀，避免采用半圓形、球缺形料第 28 頁 共 31 頁道。熔料前鋒冷凝所致。塑料流動性能不佳。制品壁厚過薄。b. 型腔排氣不良這是極易被忽視的現(xiàn)象，但以是一個十分重要的問題。模具加工精度超高，排氣顯得越為重要。尤其在模腔的轉(zhuǎn)角處、深凹處等，必須合理地安排頂桿、鑲塊，利用縫隙充分排氣，否則不僅充模困難，而且易產(chǎn)生燒焦現(xiàn)象。c. 鎖模力不足因注射時動模稍后退，制品產(chǎn)生飛邊，壁厚加大，使制件料量增加而引起的缺料。應調(diào)大鎖模力，保證正常制件料量。（2） 溢邊（毛刺、飛邊、批鋒）與第一項相反，物料不僅充滿型腔，而且出現(xiàn)毛刺，尤其是在分型面處毛刺更大，甚至在型腔鑲塊縫隙處也有毛刺存在，其主要原因有：a. 注射過量b. 鎖模力不足c. 流動性過好d. 模具局部配合不佳e. 模板翹曲變形（3） 制件尺寸不準確初次試模時，經(jīng)常出現(xiàn)制件尺寸與設計要求尺寸相差較大。這時不要輕易修 a. 尺寸變大注射壓力過高，保壓時間過長，此條件下產(chǎn)生了過量充模，收縮率趨向小值，使制件的實際尺寸偏大；模溫較低，事實上使熔料在較低溫度的情況下成型，收縮率趨于小值。這時要繼續(xù)注射，提高模具溫度降低注射壓力，縮短保壓時間，制件尺寸可得到改善。b. 尺寸變小注射壓力偏低、保壓時間不足，制在冷卻后收縮率偏大，使制件尺寸變?。荒剡^高，制件從模腔取出時，體積收縮量大，尺寸偏小。此時調(diào)整工藝條件即可。通過調(diào)整工藝條件，通常只能在極小范圍內(nèi)使尺寸京華，可以改變制件相互配合的松緊程度，但難以改變公稱尺寸。9.3.5 調(diào)整措施調(diào)整時應注意調(diào)節(jié)進料速度，增加排氣孔，正確設計澆注系統(tǒng)。注意控制成型周期。第 29 頁 共 31 頁致謝歷經(jīng)近三個月的畢業(yè)設計即將結束，敬請各位老師對我的設計過程作最后檢查。在這次畢業(yè)設計中通過參考、查閱各種有關模具方面的資料，請教各位老師有關模具方面的問題，并且和同學的探討，模具設計在實際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時間里，對模具的認識有了一個質(zhì)的飛躍。使我對塑料模具設計的各種成型方法，成型零件的設計，成型零件的加工工藝（如線切割、電火花加工、CNC 數(shù)控加工），主要工藝參數(shù)的計算，產(chǎn)品缺陷及其解決辦法，模具的總體結構設計及零部件的設計等都有了進一步的理解和掌握。模具在當今社會生活中運用得非常廣泛，掌握模具的設計方法對我們以后的工作和發(fā)展有著十分重要的意義。從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個人學習事物所必經(jīng)的一般過程，我對模具的認識過程亦是如此。經(jīng)過近三個月的努力，我相信這次畢業(yè)設計一定能為三年的大學生涯劃上一個圓滿的句號，為將來的事業(yè)奠定堅實的基礎。第 30 頁 共 31 頁在這次設計過程中得到了老師以及許多同學的幫助，特別是XXXX老師的悉心指導，使我受益匪淺。在此，對關心和指導過我各位老師和幫助過我的同學表示衷心的感謝!參考文獻1. 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