裝配圖電風(fēng)扇上蓋注塑成型模具設(shè)計(jì)

裝配圖電風(fēng)扇上蓋注塑成型模具設(shè)計(jì),裝配,電風(fēng)扇,注塑,成型,模具設(shè)計(jì) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) ( 2009屆) 題 目： 電風(fēng)扇上蓋注塑成型模具設(shè)計(jì) 學(xué) 院: 機(jī)電工程學(xué)院 ?！　I(yè): 機(jī)械工程及自動(dòng)化 班　　級(jí): 姓 名: 學(xué) 號(hào): 指導(dǎo)老師: 完成日期: 2009年5月 電風(fēng)扇上蓋注塑成型模具設(shè)計(jì) 摘要：塑料注塑成型可以制作大量具有高精度和復(fù)雜型腔形狀的制件。通過用注塑模 CAE軟件 MOLDFLOW對(duì)塑件進(jìn)行模流分析，選擇聚丙烯的成型工藝參數(shù) ，設(shè)計(jì)了一模一腔的注射模具。按聚丙烯的平均收縮率設(shè)計(jì)計(jì)算模具成型尺寸。分析了電風(fēng)扇上蓋的結(jié)構(gòu)工藝特點(diǎn),介紹了電風(fēng)扇上蓋注射模結(jié)構(gòu)及模具的工作過程, 介紹了模具設(shè)計(jì)方案、工作原理, 闡述了成型部件、澆注系統(tǒng)凝料雙層結(jié)構(gòu)、頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。同時(shí)介紹了成型零件的加工制造的過程。 關(guān)鍵字：注塑模；MOLDFLOW分析；制造 Design Of Injection Mould For Cover Of Fan Abstract ：The plastic injection molding is known to be the most effective process for producing discrete plastic parts of complex shape to the highest precision at a low cost.An injection die with a mold cavity was designed though using the injection mold CAE software MOLDFLOW to simulate plastic flow and choosing the molding parameters of polypropylene. The molding size was designed according to the average shrinkage ratio of polypropylene.Analyzing on the structural character of cover of fan, the structure of injection mold and the mold working process are introduced. The design specialities of molding parts，the double deck structure of concretionary plastic for the gating system and the ejection mechanism were presented as well.Meanwhile,manufacturing of the molding size were introduced. Keyword：Injection mould;Analyzing of MOLDFLOW;Manufacturing 目 錄 中文摘要 英文摘要 1 塑料的工藝性分析……………………………………………………… 4 1.1 塑件的原材料分析……………………………………………… 4 1.2 塑件的尺寸精度分析…………………………………………… 4 1.3 塑件的表面質(zhì)量分析…………………………………………… 4 1.4 塑件結(jié)構(gòu)的工藝性分析………………………………………… 4 2 注塑過程的分析及確定成型設(shè)備選擇………………………………… 5 2.1 注塑過程的分析………………………………………………… 5 2.2 選用注塑機(jī)……………………………………………………… 7 3 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………… 8 3.1 分型面的選擇…………………………………………………… 8 3.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)………………………………………………… 9 3.2.1 主流道設(shè)計(jì)……………………………………………… 10 3.2.2 分流道的設(shè)計(jì)…………………………………………… 11 3.2.3 澆口設(shè)計(jì)………………………………………………… 11 3.3 成型零件的設(shè)計(jì)……………………………………………… 11 3.3.1 凹模、凸模和型芯的基本尺寸的確定………………… 12 3.3.2 凹模壁厚確定…………………………………………… 13 3.3.3 底板厚度確定…………………………………………… 14 3.3.4 成型零件的位置布置及其三維造型…………………… 15 3.4 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………………………………………… 18 3.5 推出部分的設(shè)計(jì)………………………………………………… 18 3.5.1 脫模力的計(jì)算…………………………………………… 18 3.5.2 推件板的厚度計(jì)算……………………………………… 19 3.6 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………………………… 19 3.7 冷卻部分的設(shè)計(jì)………………………………………………… 21 3.8 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用………………………………………………… 22 3.9 注塑機(jī)的校核…………………………………………………… 22 4 標(biāo)準(zhǔn)零件的加工圖和非標(biāo)準(zhǔn)零件的加工工藝規(guī)劃…………………… 22 5 小結(jié)……………………………………………………………………… 26 參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………… 26 1 塑料的工藝性分析 1.1 塑件的原材料分析 塑料的品種：PP（聚丙烯）。結(jié)晶材料，吸濕性小，流動(dòng)性極好，溢邊值為0.03mm左右；成形收縮率大，易產(chǎn)生縮孔、凹痕及變形；熱容量大，成形模具必須設(shè)置能充分進(jìn)行冷卻的調(diào)溫系統(tǒng)；它成形的適宜模具溫度為80℃左右，不可低于50℃。否則，會(huì)造成塑料件表面光澤度差或者產(chǎn)生熔接痕等缺陷。溫度過高會(huì)產(chǎn)生翹曲變形。主要用于汽車工業(yè)（主要使用含金屬添加劑的PP：擋泥板、通風(fēng)管、風(fēng)扇等），器械（洗碗機(jī)門襯墊、干燥機(jī)通風(fēng)管、洗衣機(jī)框架及機(jī)蓋、冰箱門襯墊等），日用消費(fèi)品（草坪和園藝設(shè)備如剪草機(jī)和噴水器等）。 1.2 塑件的尺寸精度分析 影響塑料制品的尺寸精度的主要因素是材料的收縮和模具的制造誤差。查得PP的收縮率為1.0%～2.5%,分析時(shí)都采用S=1.75%。由于對(duì)于制品的精度無(wú)特殊要求，根據(jù)GB/T14486-1993規(guī)定，參照下表的收縮特性和選用的公差等級(jí)表，可得到制件的公差等級(jí)為MT6。 表1-1收縮特性和選用的公差等級(jí) 收縮率特性值S(%) 公差等級(jí) 標(biāo)準(zhǔn)公差尺寸 未標(biāo)準(zhǔn)公差尺寸 高精度 一般精度 >0～1 MT2 MT3 MT5 >1～2 MT3 MT4 MT6 >2～3 MT4 MT5 MT7 >3 MT5 MT6 MT7 1.3 塑件的表面質(zhì)量分析 塑件外表面要求粗糙度較低，表面光滑，內(nèi)表面要求低點(diǎn)。而PP在不同加工方法所能達(dá)到的表面的粗糙讀值為0.1～1.6μm。因?yàn)閷?duì)表明粗糙度無(wú)特殊要求，為了方便實(shí)際的加工，制造加工過程中可選擇Ra=0.8μm。 1.4 塑件結(jié)構(gòu)的工藝性分析 設(shè)計(jì)的塑件如下圖1-1和圖1-2： 圖1-1 圖1-2 電風(fēng)扇上蓋的三維造型可看到：該制件主要是以圓柱形為主，在上部的位置處還有四處加強(qiáng)筋，在設(shè)計(jì)模具是要特別注意該處，甚至要將結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步的改進(jìn)；還有就是為了注出上部的沉孔，就要采用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)時(shí)側(cè)向抽芯也是重點(diǎn)考慮的部分；雖然該制件的要求并不是很高，但在設(shè)計(jì)模具時(shí)候要考慮一些即經(jīng)濟(jì)，又實(shí)用的方法改進(jìn)模具的結(jié)構(gòu)，以期達(dá)到最佳的設(shè)計(jì)效果，有助于實(shí)際的生產(chǎn)。 2 注塑過程的分析及確定成型設(shè)備選擇 2.1 注塑過程的分析 在注塑過程中,還要對(duì)注塑階段進(jìn)行必要的分析,主要是填充和保壓兩個(gè)階段的分析與確定,通過Moldflow分析結(jié)果如下： 從上述的Moldflow的分析過程中可知，其1.51秒時(shí)速度壓力開始切換，而在1.53秒時(shí)填充完成，而壓力最大值出現(xiàn)在1.508秒處，鎖模力大致在3.69秒處出現(xiàn)峰值。在生產(chǎn)過程中注塑機(jī)的注塑過程的速度與壓力切換參數(shù)設(shè)置可根據(jù)上述分析結(jié)果得出。 2.2 選用注塑機(jī) 通過采用Moldflow分析可得到： （a）澆注系統(tǒng)及塑件的總體體積為110 cm^3 （b）鎖模力曲線圖（圖2-1）：所選的注塑機(jī)的鎖模力應(yīng)至少大于15tone 圖2-1 （c）注塑壓力曲線圖（圖2-2）：最大的壓力為20.93MPa 圖2-2 初步計(jì)算可知模具的工作行程大致為150 而開模行程：S≥H+113=151mm，H為斜導(dǎo)柱部分的高度，側(cè)抽芯距為S=13.5mm，開模距H =S/tanα=37.1mm，取38mm，而113為整個(gè)塑件的高度。α=20° 通過上述，可大致選擇注塑機(jī)的型號(hào)：SZ-100/800 SZ-100/800型注塑機(jī)的理論注射容積為138 cm^3，螺桿直徑為40 mm，塑化能力11.9g/s，注射壓力140MPa,鎖模力為800KN，拉桿有效間距329mm×294mm，模板行程270mm，模具最小厚度80 mm，模具最大厚度400mm，最大開距570 mm，噴嘴半徑為SR10mm。 3 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 注塑模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：分型面的選擇，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，成型零件的設(shè)計(jì)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，推出部分的設(shè)計(jì)，側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，冷卻部分的設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)模架的選用。 3.1 分型面的選擇 圖3-1 通過上述的Moldflow分析（圖3-1），應(yīng)將分型面選擇在圖中灰色部分的區(qū)域，該處在整個(gè)注塑過程中會(huì)出現(xiàn)排放不暢，且該處在最大截面處，因此分型面要選擇在該處。另外還考慮到在塑件的上部還有一個(gè)側(cè)向抽芯的機(jī)構(gòu)，為了使模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及制造的方便，以及塑件的脫模和取出，因此采用二次分型，另一個(gè)設(shè)置在塑件的Ф86所在的平面。 3.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 先通過Moldflow分析該塑件的最佳澆口位置，分析結(jié)果如圖3-3與圖3-3： 圖3-2 圖3-3 由分析圖3-2可知：最佳澆口位置在深藍(lán)色的區(qū)域，但設(shè)置在這些區(qū)域會(huì)造成模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜或者澆口位置在外表面，雖然該塑件對(duì)表面要求不是很高，考慮到如果采用一個(gè)澆口，那么其填充的均勻性不是很好，綜合考慮之下，可設(shè)置成輪輻式澆口，如圖3-4 圖3-4 3.2.1 主流道設(shè)計(jì) 澆口套進(jìn)口的直徑d應(yīng)比注射機(jī)噴嘴孔直徑大0.5～1 mm,取0.8mm。澆口套一般采用T8A或T10A材料，熱處理硬度為50～55HRC,澆口套直接從市場(chǎng)上購(gòu)買。澆口套與頂模座板的配合一般按照H7/k6過渡配合。 圖3-5 3.2.2 分流道的設(shè)計(jì) 采用的是中心澆口形式，因此對(duì)于模具而言，其分流道主要是其主澆道與澆口的連接部分的形狀及尺寸的確定，以及澆口本身的形狀和尺寸的確定兩部分的設(shè)計(jì)內(nèi)容。出于加工方便以及成本的考慮，連接部分主要采用圓形的，其尺寸為Ф3mm。 3.2.3 澆口設(shè)計(jì) 由于采用中心澆口中的輪輻式澆口（如下圖）形式,開設(shè)在模具的第一分型面處,這種澆口是將圓形進(jìn)料改為幾小股進(jìn)料。這樣，澆口的去除較為方便，澆注系統(tǒng)的凝料也比較少。輪輻式澆口主要應(yīng)用于圓筒形、扁平和淺杯塑料件的成形。由于對(duì)塑件的強(qiáng)度及表面質(zhì)量的要求并不是非常嚴(yán)格，即使這種澆口形式易使塑料件產(chǎn)生熔接痕，影響強(qiáng)度與表面質(zhì)量，但這種澆口還是能滿足注塑的要求。 圖3-6 3.3 成型零件的設(shè)計(jì) 一般影響塑料件尺寸精度的主要因素有： a、塑料成形收縮率。 塑料成形收縮率與塑料的品種，塑料件的形狀、尺寸大小、壁厚的分布，成形模具的結(jié)構(gòu)以及成形的工藝條件等因素有關(guān)。 b、模具成形零件的制造誤差； 生產(chǎn)實(shí)際證明，成形零件的制造誤差約為塑料件總公差的1/3～1/4，因此，在確定成形零件的工作尺寸公差值時(shí)，可去塑料件公差值的1/3～1/4，或取IT7～I(xiàn)T8級(jí)作為模具的制造公差 c、模具成形零件的磨損； 在使用過程中，由于塑料熔體高速流動(dòng)的沖刷、脫模時(shí)與塑料件的摩擦、成形過程中可能產(chǎn)生的腐蝕性氣體的腐蝕以及由于上述各種原因造成的成形零件表面粗糙度值的增大而重新打磨拋光等，造成模具尺寸的變化，其結(jié)果使型腔尺寸變大而型芯尺寸變小。當(dāng)然磨損的大小還與模具的材料及其熱處理有關(guān)。 d、模具裝配的誤差； 很明顯裝配工藝的好壞直接影響各個(gè)部分的尺寸。 下面對(duì)各個(gè)模具的成形部分的尺寸進(jìn)行相應(yīng)的確定 3.3.1 凹模、凸模和型芯的基本尺寸的確定 根據(jù)凹模徑向尺寸的計(jì)算公式：，計(jì)算結(jié)果如表（表3-1）。 表3-1凹模徑向尺寸 基本尺寸 塑件公差值? 材料收縮率S 計(jì)算得基本尺寸 基本尺寸取值 ?/3 模具公差取值?T=?/3 11 0.46 0.0175 10.8475 10.85 0.153333 0.15 28 0.7 0.0175 27.965 27.97 0.233333 0.23 35 0.8 0.0175 35.0125 35.01 0.266667 0.27 39 0.8 0.0175 39.0825 39.08 0.266667 0.27 68 1.28 0.0175 68.23 68.20 0.426667 0.43 86 1.48 0.0175 86.395 86.40 0.493333 0.49 119 1.92 0.0175 119.6425 119.64 0.64 0.64 121 2.2 0.0175 121.4675 121.47 0.733333 0.73 根據(jù)凸模徑向尺寸的計(jì)算公式：，計(jì)算結(jié)果如表（表3-2）。 表3-2凸模徑向尺寸表 基本尺寸 塑件公差值? 材料收縮率S 計(jì)算得基本尺寸 基本尺寸取值 ?/3 模具公差?T=?/3 1.5 0.26 0.0175 1.72125 1.72 0.086667 0.09 7 0.38 0.0175 7.4075 7.41 0.126667 0.13 22 0.62 0.0175 22.85 22.85 0.206667 0.21 37 0.8 0.0175 38.2475 38.25 0.266667 0.27 66 1.28 0.0175 68.115 68.12 0.426667 0.43 81 1.48 0.0175 83.5275 83.53 0.493333 0.49 115 1.72 0.0175 118.3025 118.30 0.573333 0.57 根據(jù)凹模深度尺寸的計(jì)算公式：，計(jì)算結(jié)果如表（表3-3）。 表3-3凹模深度尺寸表 基本尺寸 塑件公差值? 材料收縮率S 計(jì)算得基本尺寸 基本尺寸取值 ?/3 模具公差?T=?/3 6 0.389 0.0175 6.105 6.11 0.129667 0.13 14 0.54 0.0175 13.73625 13.74 0.18 0.18 19 0.62 0.0175 19.3325 19.33 0.206667 0.21 113 1.72 0.0175 114.9775 114.98 0.573333 0.57 根據(jù)凸模高度尺寸的計(jì)算公式：，計(jì)算結(jié)果表（表3-4）。 表3-4凸模高度尺寸表 基本尺寸 塑件公差值? 材料收縮率S 計(jì)算得尺寸 取值 ?/3 模具公差?T=?/3 19 0.62 0.0175 19.74583 19.75 0.206667 0.21 92 1.48 0.0175 94.59667 94.60 0.493333 0.49 3.3.2 凹模壁厚確定 剛度要求計(jì)算型腔壁厚： 式3-1 強(qiáng)度要求計(jì)算型腔壁厚： 式3-2 式中 p-----------型腔內(nèi)塑料熔體的壓力Mpa E-----------型腔材料的彈性模量，碳素鋼取MPa r-----------型腔半徑mm μ-----------泊松比，碳素鋼取0.25 [σ] --------模具材料的許用應(yīng)力，45鋼取160MPa，一般材料取200MPa [δ] ---------型腔內(nèi)半徑的允許增大量mm 當(dāng)p=50MPa，許用應(yīng)力[σ]=160MPa,允許的變形量[δ]=0.05mm條件下,r>86mm,用剛度計(jì)算公式,r<86mm用強(qiáng)度計(jì)算公式，顯然應(yīng)采用強(qiáng)度計(jì)算公式。由前Moldflow分析可得p為20.93MPa；查得[σ] 為160MPa；顯然r為50mm（應(yīng)除去Ф22的孔）。 采用強(qiáng)度計(jì)算公式計(jì)算可得：h≥8.5mm 設(shè)計(jì)過程中其壁厚由于結(jié)構(gòu)的需要，可選擇h=26mm 3.3.3 底板厚度確定 剛度要求計(jì)算底板厚度： 式3-3 強(qiáng)度要求計(jì)算底板厚度： 式3-4 式中 p-----------型腔內(nèi)塑料熔體的壓力Mpa E-----------型腔材料的彈性模量，碳素鋼取MPa r-----------型腔半徑mm [σ] -------模具材料的許用應(yīng)力，45鋼取160MPa，一般材料取200MPa 當(dāng)p=50MPa，許用應(yīng)力[σ]=160MPa,允許的變形量[δ]=0.05mm條件下,r>67mm,用剛度計(jì)算公式,r<67mm用強(qiáng)度計(jì)算公式。p為20.93MPa；查得[σ] 為160MPa；顯然r為50mm。 采用強(qiáng)度計(jì)算公式計(jì)算可得：H≥20mm 在設(shè)計(jì)時(shí)采用H=40mm， 3.3.4 成型零件的位置布置及其三維造型 采用鑲嵌的結(jié)構(gòu)，各個(gè)部分如下： 凸模組合件01圖3-7 凸模組合件02圖3-8 凸模組合件03圖3-9 裝配后凸模圖3-10 凹模圖3-11 凹模圖3-12 3.4 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要功能是保證其動(dòng)模部分和定模部分在模具工作時(shí)，能夠進(jìn)行正確的導(dǎo)向與定位。有時(shí)在頂出機(jī)構(gòu)中設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，為了使模具的頂出機(jī)構(gòu)平穩(wěn)的工作。 在該模具的設(shè)計(jì)時(shí)主要采用導(dǎo)柱和導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)柱布置在模具的四周，并且采用對(duì)稱不等徑布置；導(dǎo)柱和導(dǎo)套采用T8碳素工具鋼，淬火處理，配合面的Ra值要求為0.4μm，而固定部分的Ra值要求為0.8μm；導(dǎo)柱滑動(dòng)部分的配合精度按H7/g6（間隙配合）；導(dǎo)柱固定部分的配合精度按H7/k6（過渡配合）；導(dǎo)套外徑的配合精度按H7/k6（過渡配合），并用一個(gè)Ф6mm緊定螺釘固定其位置，這樣主要是為了增加導(dǎo)套嵌入的牢固性，防止開模時(shí)背拉出，因此將導(dǎo)套的側(cè)面極加工出缺口，從模板的側(cè)面用緊定螺釘固定導(dǎo)套。 表3-5導(dǎo)柱和導(dǎo)套的推薦值 導(dǎo)柱直徑/mm 導(dǎo)套直徑/mm d d1 d2 d3 D D1 8 14 20 8 14 20 12 18 24 12 18 24 15 21 27 15 21 27 20 28 36 20 28 36 25 34 43 25 34 43 30 39 47 30 39 47 35 45 55 35 45 55 45 57 67 45 57 67 設(shè)計(jì)時(shí)選擇的兩組導(dǎo)柱與導(dǎo)套的尺寸為表中字體加粗的兩組。 3.5 推出部分的設(shè)計(jì) 3.5.1 脫模力的計(jì)算 由于推出部分的設(shè)計(jì)計(jì)算在很大程度上與塑件的脫模力有關(guān)，因此在設(shè)計(jì)計(jì)算之前就必選先計(jì)算塑件在脫模過程中的脫模力，塑件的屬于薄壁件（/d≤0.05，其中為塑件壁厚，d為塑件的直徑）。 脫模力的計(jì)算公式為： 式3-5 其中 K2--------無(wú)量綱系數(shù) --------圓環(huán)形塑料件的壁厚(mm） Scp--------塑件平均成型收縮率 E-----------塑料的彈性模量（MPa） L-----------塑料件對(duì)型芯的包容長(zhǎng)度（mm） f-----------塑料件與型芯之間的摩擦因數(shù) φ---------模具型芯的拔模斜度 μ---------塑料的泊松比 A----------不通孔塑料件型芯在垂直于脫模方向上的投影面積（mm^2）,通孔為0 經(jīng)查得：K2=1.07；δ1=2mm；Scp=1.75%；E =1340MPa；L =3.14*121=380mm；f= 0.392；φ=10°；μ= 0.25；A=0 mm^2。 計(jì)算可得脫模力F=15040N 3.5.2 推件板的厚度計(jì)算 為了使制件在推遲時(shí)不發(fā)生表形，可采用推件板推出的結(jié)構(gòu)形式，推板推出機(jī)構(gòu)是由一塊與凸模按一定配合精度相配合的模板，在塑料件的整個(gè)周邊端面上進(jìn)行推出，作用面積大，推出力大而且均勻，動(dòng)作平穩(wěn)順暢，在塑料件上無(wú)推出痕跡。 推件板的厚度計(jì)算： 通過剛度要求計(jì)算推件板的厚度公式為： 式3-6 通過強(qiáng)度要求計(jì)算推件板的厚度公式為： 式3-7 式中 C3------------系數(shù)，隨R/r而異，按表格選取 R-------------推桿作用在推板上所形成的幾何半徑（mm） r--------------推件板環(huán)形內(nèi)孔（或型腔）的半徑（mm） [δ]----------- 推件板板中心所允許的最大變動(dòng)量，一般可取塑料件在被推出方向上的尺寸公差的1/5～1/10（mm） F-------------脫模力（N） K3-----------系數(shù)，隨R/r而異，按表格選取 [σ]----------- 推件板材料的許用應(yīng)力 經(jīng)查得：K3=13.5；[σ]= 160MPa。而脫模力由前計(jì)算可得F=15040N。 采用強(qiáng)度計(jì)算可得：t≥11mm。 設(shè)計(jì)過程中取推件板的厚度t=16mm 3.6 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 由于在注塑件上部有一個(gè)沉孔，因此在模具上成型該沉孔的零件就必須制作成可以側(cè)向移動(dòng)的，為了使模具在脫模具過程中能夠順利的脫模，因此必須采用側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。 結(jié)構(gòu)采用斜銷機(jī)動(dòng)分型與抽芯，該種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，動(dòng)作可靠，勞動(dòng)強(qiáng)度小，生產(chǎn)效率高，借助機(jī)床開模行程來完成抽芯動(dòng)作，廣泛用于延時(shí)抽芯或接近分型面抽芯力不大的型芯。斜導(dǎo)柱的使用材料為T8A。由于導(dǎo)柱經(jīng)常和滑塊摩擦，所以，其熱處理硬度要求為55～58HRC，表面粗糙度值低于Ra0.4μm。斜導(dǎo)柱與其固定板之間采用過渡配合形式H7/k6。 a、抽芯行程的計(jì)算：側(cè)抽芯的傾斜角α=20°(一般α的選取范圍為15°≤α≤22°，以20或22選用最多。),抽芯距s=13.5mm。 工作長(zhǎng)度L=s/sinα=39.5mm，取40mm 開模距 H=s/tanα=37.1mm，取38mm 實(shí)際的模具中工作長(zhǎng)度L取48mm b、抽芯力的計(jì)算： 式3-8 式中 c----------側(cè)抽芯成型部分的截面平均周長(zhǎng)（m） h-----------側(cè)抽芯成型部分的高度（m） p----------塑料件對(duì)側(cè)抽芯的收縮應(yīng)力（包緊力），一般模內(nèi)冷卻的塑件，p=（0.8～1.2）×10^7Pa，模外為(2.4～3.9)×10^7Pa μ---------塑料在熱狀態(tài)對(duì)鋼的摩擦因數(shù)，一般0.15～0.2 α---------斜導(dǎo)柱的斜度（°） 經(jīng)查及計(jì)算可得：c=0.022m，h=0.0135m，p=3×10^7Pa，μ=0.18,α=20° 計(jì)算得抽芯力Fc=1541N 而彎曲力Fw=Fc/cosα=1640N，由Fw和Hw（Hw為脫模力的作用線到斜導(dǎo)柱中心線交點(diǎn)到斜導(dǎo)柱固定板之間的距離，為6.5mm）及導(dǎo)柱斜角α確定斜導(dǎo)柱的直徑，查得直徑可取Ф14mm。 圖3-7斜導(dǎo)柱的工作結(jié)構(gòu) 3.7 冷卻部分的設(shè)計(jì) 對(duì)該塑件注塑的冷卻性能進(jìn)行Moldflow的分析，其結(jié)果如圖3-8： 圖3-8 顯然，通過分析可知在沉孔的厚實(shí)部分易使模具在冷卻過程中溫度高于其他的部位，因此在設(shè)置冷卻管道時(shí)應(yīng)特別注意該處冷卻的效果，在設(shè)置管道時(shí)，可將該處的冷卻管道更靠近制件，并且盡量設(shè)置進(jìn)水口靠近這個(gè)位置。 由于并不需要考慮管道內(nèi)部的質(zhì)量要求，則加工這些冷卻管道主要采用的是在成型零件加工完畢后，在需要設(shè)置冷卻管道的部位進(jìn)行加工，先直接加工處通孔，在用一些堵頭堵住那些不需要通的位置。當(dāng)然這樣會(huì)一定程度上影響制件內(nèi)表面的加工精度，但對(duì)制件本身的內(nèi)表面無(wú)特殊的要求，而采用此種方式可大大降低加工的難度，并且在設(shè)置冷卻管道時(shí)更加靈活。 3.8 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用 根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)和尺寸的要求，而且在模具設(shè)計(jì)中是采用推件板推出，查塑料注塑模具的標(biāo)準(zhǔn)模架手冊(cè)，可選擇A4型標(biāo)準(zhǔn)模架，315×315。 模板厚度A=25mm,B=40mm,以及墊板厚度C=80mm,因此得到模架的整體高度H=115+A+B+C=115+25+40+80=260mm。 而模架的具體的結(jié)構(gòu)見裝配圖。 3.9 注塑機(jī)的校核 整個(gè)注塑過程及模具結(jié)構(gòu)尺寸都確定，注塑機(jī)需要校核的主要內(nèi)容為注射量的校核，注塑壓力的校核，鎖模力的校核，模具在注塑機(jī)上安裝部位的相關(guān)尺寸的校核，開模行程的校核。 a、注射量的校核：所選注塑機(jī)的138mm cm^3，而塑件與澆注系統(tǒng)的整個(gè)體積為110 cm^3,而根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)m1+m2≤0.8m（m1+m2為塑件與澆注系統(tǒng)的整個(gè)體積，m為注塑機(jī)公稱注射量），因此該注塑機(jī)的注射量符合要求。 b、注塑壓力的校核：由前面的分析可知，實(shí)際的注塑壓力為20.93MPa，而所選注塑機(jī)注塑壓力為140MPa，完全符合使用需要。 c、鎖模力的校核：注塑機(jī)鎖模力為800KN=80T,而在整個(gè)注塑過程中，最大的鎖模力小于15T, 完全符合要求。 d、模具在注塑機(jī)上安裝部位的相關(guān)尺寸的校核：模具的高度在裝配圖中可知為364mm，低于注塑機(jī)的最大安裝尺寸。 e、開模行程的校核：由于是二次分型，開模行程為斜導(dǎo)柱的開模距（38mm）和推件板的行程（120mm）之和，而注塑機(jī)的最大開模行程為570mm。 綜合上述校核結(jié)果可知該注塑機(jī)完全符合該模具的注塑要求。 4 標(biāo)準(zhǔn)零件的加工圖和非標(biāo)準(zhǔn)零件的加工工藝規(guī)劃 a、非標(biāo)準(zhǔn)零件的加工工藝規(guī)劃 在非標(biāo)準(zhǔn)件的加工主要是四個(gè)成型零件，具體加工工藝規(guī)劃在表4-1到表4-4 型芯件組合件01的加工工藝卡表4-1 機(jī)電工程學(xué)院 產(chǎn)品型號(hào) 機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 型芯 材料 名稱 型號(hào)及規(guī)格 毛坯種類 毛坯尺寸 毛重/kg 40Cr 圓鋼 φ132×168 凈重/kg 序號(hào) 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 設(shè)備 工藝裝備名稱與編號(hào) 夾具 量具 刃具 輔具 1 粗車 粗車外腔和內(nèi)部的φ70×125，留1mm的加工余量 cjk6132 三抓卡盤 游標(biāo)卡尺 車刀 2 半精車 半精車外腔和內(nèi)部的φ70×125，留0.3mm的加工余量 cjk6132 專用夾具 游標(biāo)卡尺 車刀 3 鉆 鉆側(cè)邊的φ8孔 鉆頭 4 銑 銑出上部25×19的槽 銑刀 5 熱處理 表面滲碳淬火 6 磨削 磨削外腔 專用夾具 游標(biāo)卡尺 7 精車 精車內(nèi)部的φ70×125 cjk6132 游標(biāo)卡尺 車刀 8 鉗 去毛刺 型芯件組合件02的加工工藝卡表4-2 機(jī)電工程學(xué)院 產(chǎn)品型號(hào) 機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 型芯 材料 名稱 型號(hào)及規(guī)格 毛坯種類 毛坯尺寸 毛重/kg 45 圓鋼 φ72×126 凈重/kg 序號(hào) 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 設(shè)備 工藝裝備名稱與編號(hào) 夾具 量具 刃具 輔具 1 粗車 粗車外徑至φ71 cjk6132 三抓卡盤 游標(biāo)卡尺 外圓車刀 2 半精車 半精車外徑至φ70.3 cjk6132 三抓卡盤 游標(biāo)卡尺 外圓車刀 3 精車 精車外徑至φ70 cjk6132 三抓卡盤 外徑千分尺 外圓車刀 4 車 車環(huán)形槽φ54 cjk6132 三抓卡盤 游標(biāo)卡尺 切槽刀 5 銑 銑出沿軸向的8×8的兩個(gè)槽 專用銑夾具 游標(biāo)卡尺 Ф8立銑刀 6 鉆 鉆各個(gè)φ8孔 專用夾具 7 鉗 去毛刺 型芯件組合件03的加工工藝卡表4-3 機(jī)電工程學(xué)院 產(chǎn)品型號(hào) 機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 型芯 材料 名稱 型號(hào)及規(guī)格 毛坯種類 毛坯尺寸 毛重/kg 45 圓鋼 φ32×47 凈重/kg 序號(hào) 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 設(shè)備 工藝裝備名稱與編號(hào) 夾具 量具 刃具 輔具 1 粗車 粗車外徑一端至φ24.35×40，另一端端為φ29.5×5 Cjk6132 三抓卡盤 游標(biāo)卡尺 外圓車刀 2 半精車 半精車一端外徑至φ23.35×40，另一端為φ28.5×5 cjk6132 三抓卡盤 游標(biāo)卡尺 外圓車刀 3 精車 精車一端外徑至φ23.35×40，另一端為φ28.5×5 cjk6132 三抓卡盤 外徑千分尺 外圓車刀 4 銑 銑側(cè)邊至尺寸25 千分尺 5 鉗 去毛刺 凹模的尺寸315×315×114.98，并且側(cè)邊的兩個(gè)槽都已經(jīng)加工完成，現(xiàn)在主要加工型腔以及孔系，采用加工中心。 凹模的加工工藝卡表4-4 機(jī)電工程學(xué)院 產(chǎn)品型號(hào) 機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 型芯 材料 名稱 型號(hào)及規(guī)格 毛坯種類 毛坯尺寸 毛重/kg 40Cr 半成品 315×315×114.98 凈重/kg 序號(hào) 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 設(shè)備 工藝裝備名稱與編號(hào) 夾具 量具 刃具 輔具 1 粗銑 粗銑型腔，留0.5mm的加工余量 加工中心 平口鉗 銑刀 2 精銑 精銑型腔，留0.1mm的加工余量 加工中心 平口鉗 銑刀 3 熱處理 型腔滲碳淬火 4 精加工 型腔的電火花成型加工 3 鉆孔 孔系的加工，注意其位置精度要求 加工中心 平口鉗 鉆頭和鉸刀 4 鉗 去毛刺 b、標(biāo)準(zhǔn)零件的加工圖 主要是定模固定板的加工，定模固定板的的三維造型如圖4-1 圖4-1 而定模固定板的加工主要是涉及到上部的孔系的加工，因此可采用在加工中心上加工，而加工工藝過程為，先鉆中心孔，在鉆底孔，最后根據(jù)孔的精度與位置度的要求加工出最終的孔，鉆中心孔的走刀路線圖如下： 圖4-2 圖4-3 5小結(jié)： 本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我又重新溫習(xí)了書本上的內(nèi)容，我明白了不論什么時(shí)候不管干什么事總是離不開書本，不管什么時(shí)候從書上我們總可以找得到我們想要的東西。書上的東西永遠(yuǎn)是基礎(chǔ)的，而基礎(chǔ)正是向更深的領(lǐng)域邁進(jìn)，沒有這個(gè)基礎(chǔ)我們永遠(yuǎn)都不會(huì)享受到成功的喜悅。這次的設(shè)計(jì)我基本上是滿意的，因?yàn)檫@是我完成的這次設(shè)計(jì)。在此之前我總是莫名其妙感到茫然，不知道從何下手。但是我們的計(jì)劃安排的很緊湊，都有具體的進(jìn)度安排。通過這次的課程設(shè)計(jì)使我明白了一個(gè)良好的設(shè)計(jì)思路往往可以省掉一大半的時(shí)間，所以我感覺今后不論設(shè)計(jì)什么，一定要在設(shè)計(jì)思路上下工夫，哪怕前期很慢很慢，但是一旦有了思路那么后期的制作就會(huì)勢(shì)如破竹，會(huì)節(jié)省很大一部分的時(shí)間的。還有在繪制各種零件圖和裝配圖的時(shí)候，一定要細(xì)心不能馬虎一點(diǎn)，因?yàn)檫@些圖都比較煩瑣，所以必須一步一步來，不可貪圖方便。當(dāng)然在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中還是暴露處許多的問題，比如自己的小細(xì)節(jié)的處理上還是比較大意的，有些基本的內(nèi)容也不是理解的非常清晰，有些時(shí)候處理問題也比較單一，粗糙，沒有綜合考慮，特別在設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)時(shí)就是如此，開始的方案定下后，在設(shè)計(jì)過程中并沒有考慮到干涉和加工難度的問題，導(dǎo)致在后來的三維造型中發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)做了修改，但浪費(fèi)了大量的時(shí)間和精力。 通過本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我會(huì)在以后的工作中將理論與實(shí)際的內(nèi)容相結(jié)合，在工作中不斷完善自己，使自己在各個(gè)方面都有所提高。當(dāng)然也非常感謝指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)，在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，遇到問題他都能認(rèn)真幫我解答，為我提供了很多有用的資料，使我能較順利的完成該畢業(yè)設(shè)計(jì)。 參考文獻(xiàn)： [1] 沈言錦.林章輝.塑料模課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M] .長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)出版社，2008.3 .9-173 [2] 申開智.塑料成型模具（第二版）[M]中國(guó)輕工業(yè)出版社 ，2004年； [3] 翁其金.塑料模塑成型技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2001年； [4] 李建軍.李德群.模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及模具CAD[M].北京:機(jī)械工程出版社,2005.7.106-192. [5] 陳萬(wàn)林.實(shí)用塑料注射模設(shè)計(jì)與制造[M].北京:機(jī)械工程出版社,2000.34-205. [6] 張磊.Pro/ENGINEER Wildfire4模具設(shè)計(jì)實(shí)例[M] .北京:清華大學(xué)出版社,2008. [7] 王旭.塑料膜結(jié)構(gòu)圖冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994. [8] 虞福榮.橡膠模具實(shí)用手冊(cè)[M].第2版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001.10 [9] 奚永生.塑料·橡膠成型模具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社,2000.7 [10] [德]E.林納等著，吳崇峰主譯.注射模具130例（原著第三版）[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2005年； [11] 吳生緒.塑料成形模具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2008年； 27