酒瓶內(nèi)蓋塑料模具設(shè)計(jì)

酒瓶內(nèi)蓋塑料模具設(shè)計(jì),酒瓶,塑料,模具設(shè)計(jì) 邵 陽 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告書課 題 名 稱 酒瓶內(nèi)蓋塑料模具設(shè)計(jì) 學(xué) 生 姓 名 張 超 學(xué) 號 0440816146 院（系）、專業(yè) 機(jī)械與能源工程學(xué)院 04級模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè) 指 導(dǎo) 老 師 彭 北 山 2008年 4月28日一、 課題的來源、目的意義（包括應(yīng)用前景）、國內(nèi)外現(xiàn)狀及水平1、課題來源:課題來源于我們?nèi)粘Ｉ钪械钠胀t酒酒瓶內(nèi)的一個(gè)內(nèi)蓋。經(jīng)過不斷的摸索和探討，我對紅酒酒瓶的內(nèi)蓋進(jìn)行一個(gè)大概的設(shè)計(jì)。2、目的意義:目的是通過自己的設(shè)計(jì)能夠了解模具設(shè)計(jì)的總過程。通過此次的設(shè)計(jì)，能對塑料模具的設(shè)計(jì)、制造方面有更深的理解，能夠基本掌握模具設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。在設(shè)計(jì)中充分運(yùn)用各種設(shè)計(jì)輔助軟件，更加熟練的使用各種軟件計(jì)算數(shù)據(jù)，繪制設(shè)計(jì)所需要的各種設(shè)計(jì)圖。為以后的工作積累了更多的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，也算對大學(xué)所學(xué)的知識的一個(gè)總結(jié)，并且知道塑料模具制品在我們?nèi)粘Ｉ钪械膹V泛性和重要性。3、國內(nèi)外現(xiàn)狀及水平: 隨著機(jī)械工業(yè)（尤其是汽車、摩托車工業(yè)）、電子工業(yè)、（尤其是家電工業(yè)）、航空工業(yè)、儀器儀表工業(yè)和日常用品工業(yè)的發(fā)展，塑料成型制件的需求量越來越多，質(zhì)量要求也越來越高，這就要求成型塑件的模具的開發(fā)、設(shè)計(jì)與制造的水平也必須越來越高。因此，模具設(shè)計(jì)水平的高低、模具制造能力的強(qiáng)弱以及模具質(zhì)量的優(yōu)劣，都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，影響著各種產(chǎn)品的質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益的增長以及整體工業(yè)水平的提高。目前中國的主要塑料機(jī)械制造企業(yè)近400家，大、中企業(yè)200家左右，上規(guī)模的骨干企業(yè)有10家。新興塑料機(jī)械企業(yè)掌握高新技術(shù)，具有科技創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、管理創(chuàng)新等一系列特點(diǎn)，已引起國內(nèi)外同行的注目。 塑料模具行業(yè)的更新?lián)Q代，技術(shù)創(chuàng)新也出現(xiàn)了前所未有的喜人變化。廣東汕頭地區(qū)大部分企業(yè)已全套引進(jìn)德國、法國、意大利及我國臺灣省的最新計(jì)算機(jī)自動化模具加工技術(shù)，大大提高了模具技術(shù)性能、質(zhì)量檔次。 中國塑料機(jī)械雖然發(fā)展很快、生產(chǎn)品種也較多，基本上能供給國內(nèi)塑料原料加工與塑料制品加工、成型所需的一般技術(shù)裝備，個(gè)別產(chǎn)品也進(jìn)入世界前列，但與工業(yè)發(fā)達(dá)國家如德國、日本、意大利相比，中國塑料機(jī)械還有一定差距，主要表現(xiàn)在品種少、能耗高、控制水平低、 性能不穩(wěn)定等方面。 目前中國塑料機(jī)械產(chǎn)品主要集中在通用的中小型設(shè)備上，技術(shù)含量低，20世紀(jì)80-90年代的低檔產(chǎn)品供大于求，機(jī)械制造能力過剩，企業(yè)效益下降。有的品種特別是超精大型高檔產(chǎn)品還是空白，仍需進(jìn)口。據(jù)2001年統(tǒng)計(jì)，中國進(jìn)口塑料機(jī)械使用外匯11.2億美元，而出口塑料機(jī)械創(chuàng)匯只有1.3億美元，進(jìn)口遠(yuǎn)大于出口。 在儀器儀表、家用電器、交通、通訊等各行各業(yè)中，有70%以上的產(chǎn)品是用模具來加工成型的。工業(yè)發(fā)達(dá)國家，其模具工業(yè)年產(chǎn)值早已超過機(jī)床行業(yè)的年產(chǎn)值。在日本、韓國等國家，其生產(chǎn)塑料模與生產(chǎn)沖壓模的企業(yè)數(shù)量差不多相等；而在新加坡等國家，其生產(chǎn)塑料模的企業(yè)數(shù)量已大大超過生產(chǎn)沖壓模的企業(yè)。我國的香港與深圳等地區(qū)，其模具工業(yè)主要是從事塑料模具的制造與塑料制件的生產(chǎn)。在江蘇省、浙江省、上海市及其以南地區(qū)，尤其在浙江省，從事塑料模制造與塑料制件開發(fā)的個(gè)體企業(yè)也日益增多。綜上所述，塑料成型工業(yè)在基礎(chǔ)工業(yè)中的地位和對國民經(jīng)濟(jì)的影響顯得日益重要。 二、 課題研究的主要內(nèi)容、研究方法或工程技術(shù)方案和準(zhǔn)備采取的措施 （1）試驗(yàn)研究的主要內(nèi)容：1、 分析零件的工藝性,制定零件的工藝方案；2、 確定模具的毛坯形狀、尺寸和注塑方式；3、 確定模具內(nèi)型和結(jié)構(gòu)形式；4、 進(jìn)行必要的工藝計(jì)算；5、 繪制模具總裝圖和非標(biāo)準(zhǔn)零件圖；6、 撰寫設(shè)計(jì)說明書。（3）研究方法：本項(xiàng)目的研究主要采用行動研究、評價(jià)研究、理論研究的方法，其中主要方法是理論研究。 （2）準(zhǔn)備措施：1、 找好設(shè)計(jì)的課題，并且分析課題的工藝性，通過查找有關(guān)資料計(jì)算出工藝尺寸；2、 擬訂說明書和裝配總圖，繪出二維的裝配總圖，打印出說明書。三、現(xiàn)有基礎(chǔ)和具備的條件通過大學(xué)的學(xué)習(xí)，對模具的設(shè)計(jì)步驟和大概方法也得到了一定的掌握，對于本課題所設(shè)計(jì)的內(nèi)容和相關(guān)的問題也基本能解決。與此同時(shí)還在各種不同的課外書上學(xué)了多種經(jīng)驗(yàn)和技巧。本人多次參加實(shí)習(xí)和培訓(xùn)，包括金工實(shí)習(xí)，生產(chǎn)實(shí)習(xí)，數(shù)控加工中心培訓(xùn)，線切割培訓(xùn)，CAD培訓(xùn)等，已有一定的實(shí)踐基礎(chǔ)。具備的條件有：1.塑料模具設(shè)計(jì) 朱光力主編 清華大學(xué)出版社2.模具制造工藝與設(shè)備孫鳳勤主編 華北航天工業(yè)學(xué)院出版社3. 數(shù)控加工中心4. 電火花和線切割5.數(shù)控機(jī)床操作與編程培順教程 劉雄偉主編 機(jī)械工業(yè)出版社四、總的工作任務(wù)進(jìn)度安排以及預(yù)期結(jié)果1.總的工作任務(wù)通過自己所學(xué)的理論知識和專業(yè)知識結(jié)合圖書館的資料及手頭資料經(jīng)過老師的指導(dǎo)和同學(xué)之間的討論研究，在設(shè)計(jì)期間設(shè)計(jì)出自己所預(yù)期的課題。2.進(jìn)度安排：4月20日4月24日：選定課題題目，交給指導(dǎo)老師，通過老師綜合分析和思考后，最后確定設(shè)計(jì)題目。4月25日4月28日：通過指導(dǎo)老師的指導(dǎo)，填好設(shè)計(jì)的開題報(bào)告確定設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，并發(fā)電郵交于指導(dǎo)老師處。5月1日5月15日：在現(xiàn)有的基礎(chǔ)和條件下進(jìn)行課題設(shè)計(jì)的寫作，獨(dú)立完成初稿。5月16日5月19日：交畢業(yè)設(shè)計(jì)初稿。5月20日5月25日：等待老師的返回稿，并不斷修改，以求滿足總要求，并于22日交修改稿。5月25日5月30日：通過指導(dǎo)老師的審定，交畢業(yè)設(shè)計(jì)定稿。5月31日6月2日：充分準(zhǔn)備，進(jìn)行畢業(yè)答辯。預(yù)期的結(jié)果：在規(guī)定的時(shí)期內(nèi)完成任務(wù)，并在5月30日順利交畢業(yè)設(shè)計(jì)定稿，并努力爭取老師的好評,希望在答辯中能有出色的表現(xiàn)。 五、指導(dǎo)教師審查意見 指導(dǎo)教師（簽名） 年 月 日 六、教研室審查意見 教研室主任（簽名）年 月 日 七、院（系）審查意見 院（系）主任（簽名）年 月 日 備 注8前 言 大學(xué)三年時(shí)光轉(zhuǎn)瞬即逝。在驚嘆時(shí)光飛逝的同時(shí)，我們也面臨著畢業(yè)設(shè)計(jì)的來臨。畢業(yè)設(shè)計(jì)作為?？迫甑膶W(xué)業(yè)安排，是對大學(xué)三年所學(xué)知識的一場大檢測，是對大學(xué)三年專業(yè)知識的一次全面總結(jié)，也是在參加工作前對理論知識的進(jìn)一步加強(qiáng)和鞏固，并進(jìn)行的一次全面實(shí)踐 ，對模具設(shè)計(jì)的全過程的學(xué)習(xí)。模具是工業(yè)生產(chǎn)中極為廣泛的主要工藝裝備，采用模具生產(chǎn)零部件，具有高效、節(jié)材、成本低、保證質(zhì)量等一系列優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。許多現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和科技水平的提高，在很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平。因此，模具工業(yè)以成為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)之一。隨著中國當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)形勢的日趨好轉(zhuǎn)，在“實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興”口號的倡引下，中國的制造業(yè)也日趨蓬勃發(fā)展；而模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一，模具工業(yè)能促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和質(zhì)量提高，并能獲得極大的經(jīng)濟(jì)效益，因而引起了各國的高度重視和贊賞。在日本，模具被譽(yù)為“進(jìn)入富裕的原動力”，德國則冠之為“金屬加工業(yè)的帝王”，在羅馬尼亞則更為直接：“模具就是黃金”。可見模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中重要地位。我國對模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視，早在1989年3月頒布的關(guān)于當(dāng)前國家產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定中，就把模具技術(shù)的發(fā)展作為機(jī)械行業(yè)的首要任務(wù)。塑料以成為在鋼鐵、木材、水泥之后的第四代工業(yè)基礎(chǔ)材料，越來越廣泛地在各行各業(yè)應(yīng)用。其中注塑成型在塑料的各種成型工藝中所占的比例也越來越大。隨著社會的經(jīng)濟(jì)技術(shù)不斷發(fā)展，對注塑成型的制品質(zhì)量和精度要求都有不同程度的提高。塑料制品的造型和精度直接于模具設(shè)計(jì)和制造有關(guān)系，對注塑制品的要求就是對模具的要求。有人說，模具是現(xiàn)代工業(yè)之母。新的世紀(jì)已經(jīng)到來了，世界各國對模具生產(chǎn)技術(shù)非常重視，出現(xiàn)許多新工藝、新技術(shù)。從而促進(jìn)模具制造技術(shù)的不斷提高和發(fā)展。一個(gè)國家模具生產(chǎn)能力的強(qiáng)弱、水平的高低，直接影響著許多工業(yè)部門的新產(chǎn)品更新?lián)Q代，影響著產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的提高。塑料制品生產(chǎn)中先進(jìn)合理的成型工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少的重要因素。塑料模具對實(shí)現(xiàn)塑料成型工藝要求和塑件使用要求起著十分重要的作用。任何塑件的生產(chǎn)和更新?lián)Q代都是以模具更新為提前的，由于目前工業(yè)和民用塑件的產(chǎn)量猛增，質(zhì)量要求越來越高，因而導(dǎo)致了塑料模具研究、設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的迅猛發(fā)展。近年來，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動化、大型、長壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所戰(zhàn)比例越來越大。注塑成型模具就是將塑料先加在注塑機(jī)的加熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔化后，在注塑機(jī)的螺桿或活塞的推動下，經(jīng)過噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔內(nèi)，塑料在其中固化成型。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是紅酒酒瓶內(nèi)蓋注塑模具的設(shè)計(jì)。也就是設(shè)計(jì)一個(gè)注塑模具來生產(chǎn)酒瓶內(nèi)蓋產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)自動化提高產(chǎn)量。針對酒瓶內(nèi)蓋的具體結(jié)構(gòu)，通過此次設(shè)計(jì)，使我對注塑模具設(shè)計(jì)有了較深的認(rèn)識。同時(shí)，在設(shè)計(jì)過程中，通過查閱大量資料、手冊、標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合教材上的知識也對注塑模具的組成結(jié)構(gòu)（成型零部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部分、推出機(jī)構(gòu)、排氣系統(tǒng)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)）有了系統(tǒng)的認(rèn)識，拓寬了視野，豐富了知識，為將來獨(dú)立完成模具設(shè)計(jì)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。此次設(shè)計(jì)是在導(dǎo)師的帶領(lǐng)下通過同學(xué)的熱情幫助進(jìn)行的首次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此，衷心感謝羅玉梅老師的悉心指導(dǎo)和身邊同學(xué)的熱心幫助！對于此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，肯定難免存在很多的錯(cuò)誤和漏洞，還敬請各位老師和同學(xué)給予耐心指正。謹(jǐn)表示感謝！ 1 塑件的工藝性分析1.1 產(chǎn)品技術(shù)要求(1) 使用性能 此為酒瓶內(nèi)蓋，對于表面粗糙度的要求不高，但也不能有粗糙感。(2) 外觀 平整，光滑，不能有制造缺陷，如氣泡、凹陷、燒焦、疤痕、銀紋等。圖1-1 工件簡圖1.2 塑件工藝分析1.2.1. PE材質(zhì)簡介據(jù)注塑制品與注塑模具設(shè)計(jì)（化學(xué)工業(yè)出版社 付宏生 劉京華 主編2003年辦版）介紹。聚乙烯無味，無毒、呈乳白色。密度為0.910.96g/cm為結(jié)晶型塑料。聚乙烯有一定的機(jī)械強(qiáng)度，但和其他塑料相比其機(jī)械強(qiáng)度低，表面硬度差。聚乙烯的絕緣性能優(yōu)異，常溫下聚乙烯不溶于任何一種已知的溶劑，并耐稀硫酸、稀硝酸和任何濃度的其他酸以及各種濃度的堿、鹽溶液。聚乙烯有高度的耐水性，長期接觸水其性能可保持不變。聚乙烯透水氣性能較差，而透氧氣和二氧化碳以及許多有機(jī)物質(zhì)蒸汽的性能好。聚乙烯在熱、光、氧氣的作用下會產(chǎn)生老化和變脆。一般高壓聚乙烯的使用溫度約在80左右，低壓聚乙烯為100左右。聚乙烯能耐寒，在-60時(shí)仍有較好的機(jī)械性能，-70時(shí)仍有一定的柔軟性。聚乙烯成型時(shí)，在流動方向與垂直方向的收縮率差異較大。注射方向的收縮率大于垂直方向的收縮率，易產(chǎn)生變形，并使塑件澆口周圍部位的脆性增加；聚乙烯收縮率的絕對值較大，成型收縮率也較大，易產(chǎn)生縮孔；冷卻速度慢，必須充分冷卻，且冷卻速度要均勻；質(zhì)軟易脫模，塑件有淺的側(cè)凹時(shí)可強(qiáng)行脫模。1.3 材料收縮率 據(jù)塑料注射模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊（宋于恒 主編 航空工業(yè)出版社 1994） 表21聚乙烯（PE）1.5%3.5%。2 注塑模的設(shè)計(jì)要點(diǎn) PE塑料它是屬于通用塑料，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。注塑過程它是一個(gè)比較關(guān)鍵的進(jìn)程，各個(gè)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)到所要求的質(zhì)量。溫度、注塑壓力、時(shí)間是其最關(guān)鍵的工藝參數(shù)。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(gè)環(huán)節(jié)的制約關(guān)系，才能設(shè)計(jì)出一副較好的模具來，一副模具設(shè)計(jì)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。 3 注塑模的設(shè)計(jì)3.1 注射模與注射機(jī)的關(guān)系注射模具是安裝在注射機(jī)上使用的。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，除了應(yīng)掌握注射成型工藝過程外，還應(yīng)對所選用注射機(jī)的有關(guān)技術(shù)參數(shù)有全面的了解，以保證設(shè)計(jì)的模具與使用的注射機(jī)相適應(yīng)。3.1.1. 注塑機(jī)的選用塑件體積和質(zhì)量的確定： V圓頂=rh=3.1413213=1061.32mm V圓柱1=r1h=3.149930=7630.2 mmV圓柱2=r2h=3.148.28.230=6334 mmV蓋=V圓頂+V圓柱=1061.32+（7630.26334）=1061.32+1296.2=2357.5 mm m=v=2.358（0.910.96）=2.15g2.26g根據(jù)前面的分析，塑件的形狀大小，塑件的結(jié)構(gòu)特征及模具最小厚度、最大厚度的估算值選用XS-ZS-22型注射機(jī)，該注射機(jī)的基本參數(shù)如下： 額定注射量為20cm, 螺桿直徑D=20mm, 注射壓力75MPa 鎖模力 F=250KN， 拉桿內(nèi)間距 d=235mm, 開模行程 s=160mm, 模具最大厚度 d=180mm, 模具最小厚度 d=60mm, 噴嘴球半徑 d=SR12.3.1.2. 型腔數(shù)目的確定(1) m1澆注系統(tǒng)凝量的計(jì)算該注射模采用點(diǎn)澆口d=0.51.5mm， L=0.52mm， =615， =6090，V小圓柱=4.71 mmV圓臺=43.75 mmV澆=2V圓臺+ V小圓柱=243.75+4.71=92.1 mm(2) 按注射機(jī)最大注射量確定型腔數(shù)量n得： n(Kmp-m1)/m （3.1） n(0.822-0.092)/2.3587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)的最大注射量(cm)，m1 是澆注系統(tǒng)的塑料的質(zhì)量體積。根據(jù)對塑件的精度要求及型腔的排布，n=43.1.3. 最大注射量的校核 nm+m1kmp （3.2） 42.358+0.092=9.517.5式中mp 是注射機(jī)充許的最大注射量(g或cm)。滿足nm1+m280%mp，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)。3.1.4. 鎖模力的校核 當(dāng)高壓的塑料熔體充滿模具型腔時(shí)，會產(chǎn)生使模具分型面漲開的力，這個(gè)力的大小等于塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和乘以型腔的壓力，它應(yīng)小于注射機(jī)的額定鎖模力Fp，才能保證注射時(shí)不發(fā)生溢料現(xiàn)象即： Fz=p(nA+A1)Fp （3.3）(其中Fz為熔融塑料在分型面上的漲開力，N) A=r=3.141313=530.66 A1=r1=3.141.51.5=7.07 Fz=(1015)(4A+7.07)=2129731945.5N FzFp=250KN 其中A是塑件在分型面上的投影面積，A1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，其大小一般約為注射機(jī)的80%左右。由上式可得它也是符合要求。3.1.5. 注射壓力的校核PE塑料是綜合力學(xué)性較好的塑料，粘度不高，精度要求也比較低，根據(jù)塑料模具技術(shù)手冊，它所需的壓力一般選80100Mpa即可。經(jīng)查得此注射機(jī)的注射壓力為75Mpa,所以由此可得它的壓力也是足夠的。噴嘴尺寸的查表得它的球面半徑為SR12,則R2=SR+0.5-1，這樣有利于主流道的凝料脫出。3.1.6. 開模行程的校核注射機(jī)的開模行程是有限制的，塑件從模具中取出時(shí)所需的開模距離必須小于注射機(jī)的最大開模距離，否則塑件無法從模具中取出。開模行程可按下式校核：SH1+H2+(510)+a1+a2 （3.4）=28+30+10+15+35=118160mm所以也是符合的。由上述數(shù)據(jù)可以確定，選擇XS-ZS-22型注射機(jī)，是合適的。選擇好的注射機(jī)是得到高質(zhì)量塑件的重要前提，因此這個(gè)步驟是必不可少的。 3.2 分型面的設(shè)計(jì)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。分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的一個(gè)重要因素，它的設(shè)計(jì)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。 3.2.1. 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(jì)中加以綜合考慮。由于是一模四腔，應(yīng)該使型腔的每一處都有足夠的壓力，同時(shí)保證塑件充滿型腔每一處，所以，采用短形對稱布置。 圖3-1 型腔排布圖3.2.2. 分型面設(shè)計(jì)該模具采用的是全開分型面，其分型面的設(shè)計(jì)原則滿足了以下幾項(xiàng)原則：(1) 有利于塑件的順利脫模。(2) 應(yīng)保證塑件的質(zhì)量要求。(3) 便于模具的加工制造。(4) 應(yīng)保證塑件的精度要求。(5) 有利于排氣效果。該模具的成型面的設(shè)計(jì)可以見裝配圖，它基本符合上述要求。 3.3 澆注系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機(jī)噴嘴到型腔之間的進(jìn)料通道。 3.3.1. 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)經(jīng)分析計(jì)算，此塑件采用普通流道系統(tǒng)，由主流道、分流道、澆口、冷料穴組成。其結(jié)構(gòu)圖如下圖所示： 圖3-2 澆注系統(tǒng)示意圖 澆注系統(tǒng)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(shí)使型腔的氣體能及時(shí)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腔的各個(gè)部位，以獲得形狀完整、內(nèi)外質(zhì)量優(yōu)良的塑件。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的一般原則：(1) 了解塑件的成型性能。(2) 盡量避免或減少產(chǎn)生熔接痕。(3) 有利于型腔中的氣體排出。(4) 防止型芯的變形和嵌件的位移。(5) 盡量采用較短的流程充滿型腔。(6) 流動距離比和流動面積比的校核。 3.3.2. 主流道的設(shè)計(jì)主流道是指澆注系統(tǒng)中從注塑機(jī)噴嘴與模具接觸處開始到分流道為止的塑件熔體的流通通道，是熔體最先流經(jīng)模具的部分，它的形狀與尺寸對塑料熔體的流動速度和充模時(shí)間有較大的影響。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(jì)成圓錐形，錐角為4，表面粗糙度Ra0.8,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(jì)成可拆，采用碳素工具鋼即T8A，淬火到5357HRC。3.3.3. 分流道的設(shè)計(jì)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為0.8mm,質(zhì)量在20g以下的塑件，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。3.3.4. 澆口的設(shè)計(jì)澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道。它是整個(gè)澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵的部位。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。該塑件采用的是點(diǎn)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，提高剪切速率和剪切熱，使其順利充滿型腔。另一方面改善塑料熔體進(jìn)入型腔的流動特性，可控制填充時(shí)間、冷卻時(shí)間及塑件表面質(zhì)量，同時(shí)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。3.3.5. 澆口的位置的確定設(shè)計(jì)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(shí)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(shí)，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) 考慮分子定向的影響。(2) 減少熔接痕提高熔接強(qiáng)度。(3) 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚處。(4) 避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷。(5) 盡量縮短流動距離。經(jīng)過仔細(xì)的考慮，該塑件是均勻壁厚件，又為了不影響塑件的外觀，該塑件采用點(diǎn)澆口，它能保證塑料迅速而且均勻充滿型腔。3.3.6. 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(jì)時(shí)是否能同時(shí)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)Lg （3.5） 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。分流的平衡的計(jì)算： l1/l2=d1/d2=Q1/Q2 =130/130=10/10 =1由于采用是一模四腔的，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。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(jì)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(gè)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(shí)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。3.3.7. 排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)PE材料在熔化時(shí)，會產(chǎn)生氣體，所以當(dāng)塑料在充滿型腔時(shí)及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣，如果在型腔中不及時(shí)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(shí)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。 3.4 成型零件的設(shè)計(jì)成型零件決定了塑件的幾何尺寸和形狀。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Ra0.8。型腔的材料選Cr12MoV,淬火處理，并中溫回火，使其達(dá)到硬度達(dá)到55HRC以上。3.4.1. 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于該塑件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，且其精度較要求高，要求其塑件不充許出現(xiàn)表面刮傷，經(jīng)過仔細(xì)的參考，該型腔采用開式較為合理。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=1.5t,即R=1.2mm,該型腔的加工，先下料，經(jīng)粗加工后在磨床上進(jìn)行磨削，使其達(dá)到應(yīng)有的光潔度，然后熱處理，使其硬度達(dá)到55HRC以上，再進(jìn)行精磨，最后用電火花將型腔加工出來并拋光。3.4.2. 型腔的工作尺寸計(jì)算所謂成型零件工作尺寸是指直接用來構(gòu)成塑件型面的尺寸。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(jì)算公式如下：型腔的徑向尺寸計(jì)算 Dx1=(1+Scp)Ls-3/4 +z （3.6） =1.02526-0.750.32+0.011 =26.41+0.011 Dx1=Dx2=Dx3=Dx4 其中Dx是型腔的徑向尺寸，Da是塑件最大徑向尺寸，是塑件的設(shè)計(jì)公差值，Dg是塑件徑向公稱尺寸，Z是模具制造公差，一般取 Z =1/3-1/6查表得PE塑料的最小收縮率為1.5%，最大的收縮率為3.5%，由公式得Scp=(1.5%+3.5%)/2得Scp為2.5%，至于塑件的精度，在此到的系數(shù)為0.32，當(dāng)塑件的精度不同時(shí)會有變化。型腔的深度尺寸計(jì)算： Hx1= (1+Scp)Hs-2/3 +z （3.7） =1.02530-0.322/3+0.011 =30.54+0.011 HX1=Hx2=Hx3=Hx4其中HM為型腔的深度尺寸，Hd為制品高度最大尺寸，Hg為制品高度公稱尺寸，的系數(shù)取2/3。塑件表面的凹槽是通過在型腔上設(shè)一塊鑲塊而得到的。3.4.3. 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型芯是成型塑件的內(nèi)表面的零件。此塑件用小型芯來成型，主型是用來成圖3-3 型芯示意圖型塑件的內(nèi)壁，塑件的內(nèi)表面精度要求要稍微低一些，因此型芯的表面加工可以稍稍粗糙點(diǎn)。該芯采用鑲嵌式，它結(jié)構(gòu)牢固，它固定在動模固定板上。其形狀尺寸如上圖所示：其工件角度都是通過核算而得到的。型芯選Cr12MoV，淬火處理，使其硬度達(dá)到55HRC以上，不至于使它在注射成型時(shí)變彎、變軟。它的加工過程是，先取一段圓棒料，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(jì)算：型芯的徑向尺寸： Lm1=(1+scp)Ls+3/4)-z （3.8） d1=(1+scp)Ls+3/4)-z =(1+0.025)16.4+0.750.24-0.009 =16.99-0.009 d2=(1+scp)Ls+3/4)-z =(1+0.025)16.4+0.750.24-0.009 =16.99-0.009 d1= d2= d3= d4其上面字母所表示的意義和型腔的字母是一樣的。 型芯的高度尺寸計(jì)算如下： Hx=(1+scp)Hs+2/3)-z （3.9） H1=(1+scp)Hs+2/3)-z =(1+0.025)28+(2/3)0.32-0.011 =28.91-0.011 H2=(1+scp)Hs+3/4)-z =(1+0.025)28+(2/3)0.32-0.011 =28.91-0.011 H1=H2=H3=H4影響塑件尺寸精度的因素較為復(fù)雜，主要存在以下幾方面：(1) 零件的制造公差；(2) 設(shè)計(jì)時(shí)所估計(jì)的收縮率和實(shí)際收縮率之間的差異和生產(chǎn)制品時(shí)收縮率波動；(3) 模具使用過程中的磨損。以上三方面的影響表述如下：(1) 制造誤差： z=ai=a(0.45+0.001D) （3.10）其中，D 被加工零件的尺寸，可被視為被加工模具零件的成型尺寸； z 成型零件的制造公差值； i 公差單位；a 精度系數(shù)，對模具制造最常用的精度等級。(2) 成型收縮率波動影響： （3.11）其中， 塑件成型收縮率；LM 模具成型尺寸；LS 塑件對應(yīng)尺寸。(3) 型腔磨損對尺寸的影響：為簡便計(jì)算，凡與脫模方向垂直的面不考慮磨損量，與脫模方向平行的面才考慮磨損?？紤]磨損主要從模具的使用壽命來選定，磨損值隨產(chǎn)量的增加而增大；此外，還應(yīng)考慮塑料對鋼材的磨損情況；同時(shí)還應(yīng)考慮模具材料的耐模性及熱處理情況，型腔表面是否鍍鉻、氮化等。有資料介紹，中小型模具的最大磨損量可取塑件總誤差的1/6(常取0.020.05mm)，而對于大的模具則應(yīng)取1/6以下。但實(shí)際上對于聚烯烴(如像PP)、尼龍等塑料來說對模具的磨損是很小的，對小型塑件來說，成型零件磨損量對塑件的總誤差有一定的影響，而對于大的塑件來說影響很小。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)壁和厚度過下，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(shí)還會影響脫模。因此還要計(jì)算側(cè)壁和底板的厚度。模具型腔的壁厚的計(jì)算，應(yīng)以最大的壓力為準(zhǔn)。此塑件是屬于小尺寸塑件，側(cè)壁長L370，所以強(qiáng)度不足是主要原因，因此應(yīng)以強(qiáng)度計(jì)算。型腔側(cè)壁尺寸查表可得S=48mm底板厚度的計(jì)算：按強(qiáng)度的條件，最大應(yīng)力發(fā)生在板中，底板厚度為：H(3Pbll/4B) （3.12）=6H型腔板的高度，經(jīng)算得6mm滿足要求了。3.5 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動?；蛏舷履：夏r(shí)，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(shí)更換。小型模具采用帶頭導(dǎo)柱。3.5.1. 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)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?。?dǎo)柱結(jié)構(gòu)和尺寸如下圖所圖3-4 導(dǎo)柱示意圖取導(dǎo)柱的長度為100mm,導(dǎo)柱的材料選20鋼,淬火處理到5560HRC,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1.2，導(dǎo)向部分Ra為0.8該導(dǎo)柱的布置采用階梯導(dǎo)柱對稱分布。3.5.2. 導(dǎo)套的設(shè)計(jì)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)和形狀如下圖所示： 圖3-5 導(dǎo)套示意圖導(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20鋼，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H7/r6配合鑲?cè)肽０濉?.5.3. 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)其材料用T8A，硬度HRC55，表面粗糙度0.8,它與其固定板之間采用H7/m6配合，斜角取25。3.6 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)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(jì)的塑件是屬于薄壁塑件，而且在推出時(shí)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(jì)也要滿足一般推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則：塑件滯于動模一側(cè)，這樣有利于設(shè)計(jì)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(gè)外觀、結(jié)構(gòu)可靠、脫模時(shí)工作可靠，運(yùn)動平穩(wěn)，制造方便，更換容易。3.6.1. 脫模力的計(jì)算 由下式：Ft=Fb Fb=AP （3.13） =1914020 =382KN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2.43.9107Pa,模內(nèi)冷卻約取0.81.2107Pa,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(jì)推桿、推件板、推桿固定板、推板等的設(shè)計(jì)。 3.6.2. 推桿的設(shè)計(jì)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(jì)推桿時(shí)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。推桿在推推件板時(shí)，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8，為了保持推桿在工作時(shí)具有一定的穩(wěn)定性，把它進(jìn)行校核。由公式: 直徑d=(L2Q/nE) （3.14） =6.5取直徑為8mm,已經(jīng)足夠了。進(jìn)行強(qiáng)度校核。 =4Q/n3.14d2s （3.15） =4765/43.1462 =410/452.12s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/f7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。推件板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，但作用面積小，推出力比較小，且均勻，運(yùn)動平穩(wěn)，并且在塑件外表面上沒有推出痕跡。配合，這樣可以降低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。復(fù)位機(jī)構(gòu)采用彈簧復(fù)位，并將彈簧裝在推料桿上。3.6.3. 推件板的厚度計(jì)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。”按強(qiáng)度計(jì)算可得厚度為： h=(K2Q/) （3.16） =12所以對推件板采用12mm。其中h是推件板的厚度，K2是系數(shù)，Q是脫模阻力。此副模具是采用點(diǎn)澆口，開模時(shí)，塑件包在動模型芯上，并且隨動模一起移動，所以它采用多型面，這樣當(dāng)動模移動，點(diǎn)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。它對的設(shè)計(jì)主要從它的強(qiáng)度和剛度去考慮，只要滿足了，就可以了。經(jīng)核算推桿固定板和推板它們的厚度均為12mm,采用45。3.7 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)注射模具的溫度設(shè)計(jì)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。3.7.1. 模具對塑件質(zhì)量的影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)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(shí)，而且又要滿足塑件的質(zhì)量要求時(shí)，增多型腔是不現(xiàn)實(shí)的。這時(shí)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(shí)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 （3.17） =4.090.09243(60-45)35 =198.47J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(shí)間(s)。由上述式子可得，當(dāng)需傳遞熱量不變時(shí)，可通過以下三條途徑來縮短冷卻時(shí)間。(1) 提高傳熱系數(shù)。 =(v)4/5/d0.2 （3.18） =2.57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) 提高模具與冷卻介質(zhì)間的溫差T T=Tw-T （3.19） =60-45 =15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(shí)間。從而提高生產(chǎn)率。 (3) 增大冷卻介質(zhì)的傳熱面積A。 A=n3.14dL （3.20） =43.142630mm =9796.8 mmL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(shí)間，提高生產(chǎn)效率。3.7.2. 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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。3.8 模架的設(shè)計(jì)模架技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，是指在模具設(shè)計(jì)中和制造中所應(yīng)遵循的技術(shù)規(guī)范、基準(zhǔn)、和準(zhǔn)則。它具有以下義：(1) 減少了模具設(shè)計(jì)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)，且可以用半開式澆口。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：模寬B=260mm, 模長L=260mm.模板A=20mm， 材料45鋼。模板B=25mm， 材料45鋼。墊塊C=50mm， 材料45鋼。動模座板的高度為36mm,它的材料為45鋼，定模座板的高度為20mm,它的材料也為45鋼。 模架的總高度計(jì)算得： H=25+36+28+20+20+30+50+20 =229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 模具裝配的工藝過程設(shè)計(jì)模具裝配是模具制造過程的最后階段，裝配質(zhì)量如何將影響模具的精度、壽命各部分的功能。同時(shí)模具裝配過程階段的工作量又比較大，又將影響模具的生產(chǎn)制造和生產(chǎn)成本。因此，模具裝備是模具制造過程中的重要環(huán)節(jié)。模具裝配過程是按照模具技術(shù)要求和各零件間的相互關(guān)系，將合格的零件連接固定為組件、部件，直至裝配成合格的模具。它可以分為組件裝配和總裝配等。模具裝配內(nèi)容包括：選擇裝配基準(zhǔn)、組件裝配、調(diào)整、修配、研磨拋光、檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)，通過裝配達(dá)到模具各項(xiàng)裝配精度指標(biāo)和技術(shù)要求。4.1 模具總的裝配程序4.1.1. 模具總的裝配程序如下(1) 確定裝配基準(zhǔn)(2) 裝配前要對零件進(jìn)行測量，合格零件必須去磁并將零件擦拭干凈。(3) 調(diào)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，分型面處吻合面積不得小于80%，間隙不得超過溢料最小值，防止產(chǎn)生飛邊。(4) 配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)裝導(dǎo)向系統(tǒng)，并保證開模、合摸動作靈活，無松動和卡滯現(xiàn)象。(6) 組裝修整頂出系統(tǒng)，并調(diào)好復(fù)位及頂出位置等。(7) 組裝修整型芯、鑲塊，保證配合面間隙達(dá)到要求。(8) 組裝冷卻或加熱系統(tǒng)，保證管路暢通，不漏水、不漏電、閥門動作靈(9) 組裝液壓或氣動系統(tǒng)，保證運(yùn)行正常。(10) 緊固所有連接螺釘，裝配定位銷。(11) 試模：試模合格后打上模具標(biāo)記。如模具編號、合格標(biāo)記及組裝基面(12) 最后檢查各種配件、附件及起重吊環(huán)等零件。4.2 模具裝配要點(diǎn)4.2.1. 選擇裝配基準(zhǔn)面該模具選用標(biāo)準(zhǔn)模架和導(dǎo)柱導(dǎo)套，因此以模板相鄰兩兩側(cè)面作為裝配基準(zhǔn)；將已有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的動模和定模合模后，磨削模板相鄰兩側(cè)面呈90度，然后以側(cè)面為基準(zhǔn)分別安裝定模和動模上的其它零件。4.2.2. 組件的裝配(1) 型腔和型芯與模板的裝配該模具的型芯與固定板之間的裝配采用螺釘固定式。裝配時(shí)可按下列順序： 在加工好的型芯上壓入實(shí)心的定位銷釘套。 在型芯螺孔口部抹紅丹粉，根據(jù)型芯在固定板上的要求位置，用定位板定位，把型芯與固定板合攏，用平行夾板夾緊在固定板上。將螺釘孔位置復(fù)印到固定板上，取下型芯，在固定板上鉆螺釘孔過孔及沉孔，用螺釘將型芯初步固定。 在固定板的背面劃出銷孔位置，并與型芯一起鉆、鉸銷釘孔，壓入銷釘。該模具的型腔凹模較為簡單，該種型腔凹模鑲?cè)肽０?，關(guān)鍵是型腔形狀和模板相對位置的調(diào)整及其最終位置?？刹捎貌糠謮喝牒笳{(diào)整。調(diào)整方法：型腔凹模壓入模板極小一部分時(shí)，用百分表校正其直邊部分。當(dāng)調(diào)至正確位置時(shí)，再將型腔凹模全部壓入模板。(2) 裝配時(shí)的注意事項(xiàng) 裝配時(shí)應(yīng)注意： 型腔凹模和型芯與模板固定孔一般為H7/m6配合，如配合過緊，應(yīng)進(jìn)行磨修，否則在壓入后模板變形，對于多型腔模具，還將影響各型芯間的尺寸精度。 裝配前，應(yīng)檢查、修磨影響裝配的清角為倒棱或圓角。 為便于型芯和型腔凹模鑲?cè)肽０澹⒎乐箶D毛孔壁，應(yīng)在壓入端設(shè)計(jì)成導(dǎo)入斜度。 型芯和型腔凹模鑲?cè)肽０鍟r(shí)應(yīng)保持垂直與平穩(wěn)，在壓入過程中應(yīng)邊檢查邊壓入。(3) 盈配合零件的裝配過盈配合零件裝配后，應(yīng)該緊固，不允許有松動脫出。為保證裝配質(zhì)量，應(yīng)有適當(dāng)?shù)倪^盈量和較小的粗糙度數(shù)值，而且壓入端導(dǎo)入斜度應(yīng)做得均勻，并與軸線垂直。薄壁精密件，如導(dǎo)套或鑲套壓入模板，除上述要求外，更應(yīng)該邊檢查邊壓入。在壓入后必須檢查內(nèi)孔尺寸，如發(fā)現(xiàn)縮小后，應(yīng)進(jìn)行研磨到規(guī)定要求。或壓入再進(jìn)行精密加工。(4) 推桿的裝配與修整推桿的作用是推出制件。推件時(shí)，推桿應(yīng)動作靈活、平穩(wěn)可靠。(5) 推桿的裝配要求： 推桿的導(dǎo)向段與型腔推桿孔的配合間隙要正確，一般用H8/f8配合，注意防止間隙太大漏料。 推桿在推桿孔中往復(fù)運(yùn)動應(yīng)平穩(wěn)，無卡滯現(xiàn)象。 推桿和復(fù)位桿端面應(yīng)分別與型腔表面和分型面齊平。(6) 推桿固定板的加工與裝配為了保證制作的順利脫模，各推出組件應(yīng)運(yùn)動靈活，復(fù)位可靠，推桿固定板與推板需要導(dǎo)向裝置和復(fù)位支承。其結(jié)構(gòu)式有：用導(dǎo)柱導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)、用復(fù)位桿導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)和用模腳作推桿固定板支承的結(jié)構(gòu)。該模具采用導(dǎo)柱導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。為使推桿在推桿孔中往復(fù)平穩(wěn)，推桿在推桿固定板孔中應(yīng)有所浮動，推桿與推桿固定孔的裝配部分每邊留有0.5mm的間隙。所以推桿固定孔的位置通過型腔鑲塊上的推桿孔配鉆而得。其裝配過程： 先將型腔鑲塊上的推桿孔配鉆到支承板上，配鉆時(shí)用動模板和支承板上原有的螺釘與銷釘作定位和緊固。 再通過支承板上的孔配鉆到推桿固定板上。兩者之間可利用已裝配好的導(dǎo)柱、導(dǎo)套定位，用平行夾來夾緊。(7) 推桿的裝配與修模 將推桿孔入口處和推桿頂端倒成小圓角或斜度。 修剪推桿尾部臺肩厚度，使臺肩厚度比推桿固定板沉孔的深度小0.05mm左右。 裝配推桿時(shí)將有導(dǎo)套的推桿固定板套在導(dǎo)柱上，然后將推桿復(fù)位桿穿入推桿固定板、支承板和型腔鑲塊推桿孔，而后蓋上推板，并用螺釘緊固。 將導(dǎo)柱臺肩尺寸修磨到正確尺寸。由于模具閉合后，推桿和復(fù)位桿的極限位置決定于導(dǎo)柱的臺階尺寸。因此在修磨推桿端面之前，先將推板復(fù)位到極限位置，如果推桿低于型面，則應(yīng)修磨導(dǎo)柱臺階；如推桿高出型面，則可修磨推板的底面。 修磨推桿和復(fù)位桿的頂端面時(shí)，先將推板復(fù)位到極限位置，然后分別測量出推桿和復(fù)位桿高出型面與分型面的尺寸，確定磨修量。修磨后，推桿端面應(yīng)與型面齊平，但可高出0.05-0.10mm；復(fù)位桿與分型面齊平，但可低0.02-0.05mm。由于該模具推桿數(shù)量較多，所以應(yīng)該注意：一是應(yīng)將推桿與推桿孔進(jìn)行選配，防止組裝后，出現(xiàn)推桿動作不靈活、卡緊現(xiàn)象；二是必須使各推桿端面與制件相吻合，防止頂出點(diǎn)的偏斜，推力不均勻，使制件脫模時(shí)變形。5 模具的安裝、調(diào)試及維護(hù)模具裝配完成后，在交付生產(chǎn)之前，應(yīng)進(jìn)行試模，試模的主要目的是：查模具在設(shè)計(jì)制造上是否存在缺陷，若有缺陷，則需查明原因并進(jìn)行排除；對模具成型工藝條件進(jìn)行試驗(yàn)，以有利于模具成型工藝的確定和提高。試模應(yīng)按下列順序進(jìn)行：裝模：在模具裝注射機(jī)之前，應(yīng)按設(shè)計(jì)圖樣對模板進(jìn)行檢驗(yàn)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)行修理，減少不必要的重復(fù)安裝和拆卸。模具應(yīng)可能整體安裝。模具定位圈裝入注射機(jī)上定模板的定位圈孔后，以極慢的速度合模，由動模板將模具輕輕壓緊，然后裝上壓板。通過調(diào)節(jié)螺釘，將壓板調(diào)整到與模具的安裝基面基本平行后壓緊，壓板的數(shù)量應(yīng)跟根據(jù)模具的大小進(jìn)行選擇，一般為4-8塊。模具固緊后可慢慢啟模，直到動模部分停止后退，此時(shí)就調(diào)節(jié)注塑機(jī)的頂桿，使模具上的推桿固定板和動模支承板之間的距離不小于5mm，以防頂壞模具。為了防止制件溢邊，又保證型腔能適當(dāng)排氣，合模的松緊程度 很重要。因此，對注塑機(jī)的液壓柱塞肘節(jié)機(jī)構(gòu)要進(jìn)行，目前主要是憑目測和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，即合模時(shí)，肘節(jié)先快后慢，自然伸直時(shí)，合模的松緊程度合適。裝好模具后，接通冷卻水管或加熱路線并進(jìn)行檢驗(yàn)。試模：做好試模準(zhǔn)備好后，選用合格原料，根據(jù)推薦的工藝參數(shù)將料筒和噴嘴加熱并試調(diào)加熱溫度。判斷料筒和噴嘴溫度是否合適的最好辦法是將噴嘴和主流道脫開，用較低的注射壓力，讓塑料自料筒緩慢流出，觀察料流，如果料流沒有硬頭、氣泡、銀色，料流光滑明亮，則說明溫度比較合適，可以開機(jī)試模。試模過程中，應(yīng)作詳細(xì)記錄，將結(jié)果填入試模記錄卡，注明模具是否合格。如果需要返修，應(yīng)提出返修意見。在記錄卡中應(yīng)摘錄成型工藝條件及操作要點(diǎn)，最好能附上注射成型的制件以供參考。試模合格后模具應(yīng)清理干凈，涂油防繡后入庫。設(shè) 計(jì) 總 結(jié)在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，通過解決設(shè)計(jì)過程中所出現(xiàn)的問題，鞏固了課本里所學(xué)的知識，深刻的理解了更多的概念，同時(shí)也學(xué)到了很多書本上所學(xué)不到的東西，熟悉了整套模具的全部設(shè)計(jì)過程，并能夠解決在設(shè)計(jì)與實(shí)際生產(chǎn)中所出現(xiàn)的難題。也使我懂得了作為一個(gè)模具設(shè)計(jì)員，要有一絲不茍的精神，要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，當(dāng)然也加強(qiáng)了我查閱資料的能力。此次設(shè)計(jì)由于自己的水平有限，設(shè)計(jì)中存在漏洞和錯(cuò)誤之處，望各位老師批評和指導(dǎo)。 最后感謝指導(dǎo)老師以及幫助我的同學(xué)！正是由于他們的幫助我才會按時(shí)按量完成，在此我對你們說聲謝謝！參 考 文 獻(xiàn)1 王鵬駒.塑料模具技術(shù)手冊. 機(jī)械工業(yè)出版社，1999.9.2 奚永生.塑料橡膠成模具設(shè)計(jì)手冊. 中國輕工業(yè)出版社，2000.7.3 熊逸珍.戴立玲.黃素華.畫法幾何及工程制圖. 湖南大學(xué)出版社，1998.9. 4 丁仁亮.周而康.金屬材料及熱處理. 機(jī)械工業(yè)出版社，2001.4.5 于華主.注射模具設(shè)計(jì)技術(shù)及實(shí)例. 機(jī)械工業(yè)出版社，2002.1.6 張建中.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ). 中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1999.1.7 孫鳳勤.模具制造工藝與設(shè)備. 機(jī)械工業(yè)出出版社，2002.1.8 馮炳堯.模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊. 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1985.9 陳劍鶴.模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ). 機(jī)械工業(yè)出版社,2003.10 馬金駿.塑料模具設(shè)計(jì). 中國科學(xué)技術(shù)出版社,1994.11 宋滿倉.黃銀國.注塑模