卡尺盒注塑模具設(shè)計【一模一腔】【側(cè)抽芯】【說明書+CAD】

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Uses the duplex profile time in order to can enable the mold to separate from a request minute profile，Has used the spring thrust augmentation measure。Because the workpiece size quite is big,Therefore uses 4 guide pillars the ways。Among adds group of guide pillars to lead the wrap again,Prevents the roof bar and so on the stretch forming distortion。Because the workpiece quite is big,Takes shape when cooling quite is slow,Considers to the time question,In the mold uses the cooling system。But as a result of design level and experience limitation,In the design appears the mistake unavoidably,For instance the mold work components material price is high，The mold production cost is high and so on。Through diligently,This graduation supposed the successful design Caliper box note to mold。 Key word:Slanting slide, guide pillar。 緒論 這次畢業(yè)設(shè)計是對三年學習生涯的一次總結(jié)，三年學習中所學到的知識如：機械制圖、公差技術(shù)與配合、機械設(shè)計、模具制造技術(shù)、沖壓模具設(shè)計與制造，塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計等都在這次設(shè)計中得到應(yīng)用。鞏固了所學的知識，也進一步加深了對模具的認識，使自己的理論知識得到應(yīng)用。在設(shè)計過程中，應(yīng)做到認真，仔細，做好每一個步驟，每一個環(huán)節(jié)。數(shù)據(jù)，公式等的出處都要有據(jù)可查，這次畢業(yè)設(shè)計設(shè)計的是空調(diào)墊片級進模，該模具結(jié)構(gòu)較為簡單，容易加工，精度容易得到保證，級進模的重點在于如何精確定位。 該設(shè)計要先對塑件進行工藝性分析，以確定它的注塑工藝性和生產(chǎn)批量等。然后進行計算設(shè)計，確保更好的利用材料，提高經(jīng)濟利益。通過模具總體設(shè)計和主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計可以畫出裝配圖，校核所選注塑機的可用性，確定模具主要零件的加工工藝等。通過以上設(shè)計，使我掌握了模具設(shè)計的大體步驟，為以后的工作，學習打下了一定的基礎(chǔ)。 模具是大批量生產(chǎn)同形產(chǎn)品的工具，是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備。模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)。 利用模具成型零件的方法,實質(zhì)上是一種少切削、無切削、多工序重合的生產(chǎn)方法,采用模具成型的工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝,可以提高生產(chǎn)效率,保證零件的質(zhì)量,節(jié)約材料,降低成本,從而取得很高的經(jīng)濟效益。因此，模具成型方法在現(xiàn)代工業(yè)的主要部門，如機械、電子、輕工、交通和國防工業(yè)中得到了極其廣泛的應(yīng)用。例如70%以上的汽車、拖拉機、電機、電器、儀表零件，80%以上的塑料制品，70%以上的日用五金及耐用消費品零件，都采用模具成型的方法來生產(chǎn)。由此可見，；利用模具生產(chǎn)零件的方法已經(jīng)成為工業(yè)上進行成批或大批生產(chǎn)的主要技術(shù)手段，它對保證制件質(zhì)量，縮短試制周期，進而爭先占領(lǐng)市場，以及產(chǎn)品更新?lián)Q代和產(chǎn)品開發(fā)都具有決定性意義。因此德國把模具成為“金屬加工中的帝王”，把模具工業(yè)視為“關(guān)鍵工業(yè)”，美國把模具成為“美國工業(yè)的基石”，把模具工業(yè)視為“不可估量其力量的工業(yè)”，日本把模具說成是“促進社會富裕繁榮的動力”，把模具工業(yè)視為“整個工業(yè)發(fā)展的秘密”。 由于模具工業(yè)的重要性，模具成型工業(yè)工藝在各個部門得到了廣泛的應(yīng)用，是模具行業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)大大超過機床工業(yè)的產(chǎn)值。這一情況充分說明在國民經(jīng)濟蓬勃發(fā)展的過程中，在各個工業(yè)發(fā)達國家對世界市場進行激烈的爭奪中，愈來愈多地采用模具來進行生產(chǎn)，模具工業(yè)明顯地成為技術(shù)、經(jīng)濟和國力發(fā)展的關(guān)鍵。 從我國的情況來看，不少工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量上不去，新產(chǎn)品開發(fā)不出來，老產(chǎn)品更新速度太慢，能源消耗指標高，材料消耗量大，這些都與我國模具生產(chǎn)技術(shù)落后，沒有一個強大的、先進的模具工業(yè)密切相關(guān)。 因此，要使國民經(jīng)濟各個部門或得高速發(fā)展，加速實現(xiàn)社會主義的現(xiàn)代化，就必須盡快將模具工業(yè)搞上去，使模具生產(chǎn)形成一個獨立的工業(yè)部門，從而充分發(fā)揮模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的關(guān)鍵作用模具的出現(xiàn)可以追溯到幾千年前的陶器燒制和青銅器鑄造，但其大規(guī)模應(yīng)用卻是隨著現(xiàn)代工業(yè)的崛起而發(fā)展起來的。19世紀，隨著軍火工業(yè)、鐘表工業(yè)、無線電工業(yè)的發(fā)展，模具開始得到廣泛使用。第二次世界大站后，隨著世界經(jīng)濟的飛速發(fā)展，它又成了大量生產(chǎn)家用電器、車、電子儀器、照相機、鐘表等零件的最佳方式。從世界范圍看，當時美國的沖壓技術(shù)走在最前列，而瑞士的精沖、德國的冷擠壓技術(shù)，蘇聯(lián)對塑性加工的研究也處于世界先進行列。20世紀50年代中期以前，模具設(shè)計多憑經(jīng)驗，參考已經(jīng)有圖紙和感性認識，根據(jù)用戶的要求，制作能滿足產(chǎn)品要求的模具，但對所設(shè)計模具零件的機械性能缺乏了解。從1955年到1965年，人們通過對模具主要零件的機械性能和受力狀況進行數(shù)學分析，對金屬塑性加工工藝及原理進行深入討論，使得沖壓技術(shù)得到迅猛發(fā)展。在此期間歸納出的模具設(shè)計原則，使得壓力機械、沖裁材料、加工方法、模具結(jié)構(gòu)、模具材料、模具制造方法、自動化裝置等領(lǐng)域面貌一新，并向?qū)嵱没较蛲七M。進入20世紀70年代，不斷涌現(xiàn)出各種高效率、高精度、高壽命的多功能自動模具。其代表是五十多個工位的級進模和十幾個工位傳遞模。在此期間，日本以“模具加工精度進微米級”而站 了世界工業(yè)的最先列。從20世紀70年代中期至今，計算機逐漸進入模具生產(chǎn)設(shè)計的各個領(lǐng)域，顯著的提高了模具工業(yè)的水平。 我國的模具工業(yè)發(fā)展到今天經(jīng)歷了一個艱辛的歷程。 我國模具工業(yè)是19世紀末20世紀初隨軍火和鐘表業(yè)引進的壓力機發(fā)展起來的。從那時到20世紀50年代初，模具多采用作坊式生產(chǎn)，憑工人經(jīng)驗，用簡單的加工手段制造。在以后的幾十年中，隨著國民經(jīng)濟的大規(guī)模發(fā)展，模具工業(yè)進步很快。當時我國大量引進蘇聯(lián)的圖紙、設(shè)備和先進經(jīng)驗，其水平不低于當時工業(yè)發(fā)達的國家。此后直到20世紀70年代末，由于錯過了世界經(jīng)濟發(fā)展的大浪潮，我國模具業(yè)沒有跟上世界發(fā)展的步伐。20世紀80年代末，伴隨家電、輕工、汽車生產(chǎn)線模具的大量進口和模具國產(chǎn)化的呼聲日益高漲，我國先后引進了一批現(xiàn)代化模具加工機床。在此基礎(chǔ)上，參照以后的進口模具，我國成功地復(fù)制了一批替代品。如汽車覆蓋件模具等。模具的國產(chǎn)化雖然使我國模具制造水平逐漸趕上了國際先進水平，但計算機應(yīng)用方面仍然存在很大的差距。 我國模具工業(yè)起步晚，基礎(chǔ)差，就總量來看，大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具產(chǎn)需矛盾仍然十分突出。為了進一步振興模具工業(yè)，國家有關(guān)部門進一步部署。相信在政府的大力支持下，通過本行業(yè)和相關(guān)行業(yè)以及廣大模具工作者的共同努力，我國模具工業(yè)水平必將大大提高，為國家經(jīng)濟建設(shè)作出更大的貢獻。 設(shè)計者：趙世廣 2006年5月10 XXX高等?？茖W校 材料工程系 模具制造與設(shè)計 專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計/論文 設(shè)計/論文題目： 卡尺盒注塑模的設(shè)計 班 級： 姓 名： XXX 指導(dǎo)老師：XXX 完成時間： 畢業(yè)設(shè)計（論文）成績 畢業(yè)設(shè)計成績 指導(dǎo)老師認定成績 小組答辯成績 答辯成績 指導(dǎo)老師簽字 答辯委員會簽字 答辯委員會主任簽字 畢業(yè)設(shè)計/論文任務(wù)書 題目：卡尺盒注塑模的設(shè)計 內(nèi)容：（1）卡尺盒的結(jié)構(gòu)工藝分析； （2）卡尺盒注射模設(shè)計，繪制模具總裝 一張； （3）畫出非標準件的零件圖； （4）編寫設(shè)計說明書一份； （5）編制主要零件加工工藝過程卡。 原始資料: 圖1 目錄 前言…………………………………………………………........................1 一 模具工藝規(guī)程的編制…………………………………………………..6 二 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………………..….8 三 模具設(shè)計有關(guān)設(shè)計計算……………………………………..................12 四 模具 加熱與冷卻系統(tǒng)的計算………………………………………...13 五 模具閉合高度的確定………………………………………………..…15 六 注塑機有關(guān)參數(shù)的校核……………………………………….………15 七 結(jié)構(gòu)與輔助零部件的設(shè)計……………………………………………17 八 繪制模具總裝配圖和非標零件工作圖…………................................18 九 模具的裝配與調(diào)試………………………………………………….. .19 致謝 ……………………………………………………….…..22 參考文獻……………………………………………………………………23 前 言 大學三年的學習即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計是最后一個實踐環(huán)節(jié)，是對以前所學知識及所掌握技能的綜合運用及畢業(yè)設(shè)計。。 在完成大學三年的課程學習和課程、生產(chǎn)實習，熟練地掌握了機械制圖、機械設(shè)計、機械原理等專業(yè)基礎(chǔ)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(shè)計這個實踐性非常強的設(shè)計課題，我們進行了大量的實習。通過在新飛電器有限公司、中國一拖的生產(chǎn)實習，我對模具特別是塑料模具的設(shè)計有了一個全面的掌握。在指導(dǎo)老師和在同班同學的幫助下，查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實體，掌握了模具的一般工作原理及其制造、加工工藝。 在設(shè)計的過程中，遇到很多的困難，但有指導(dǎo)教師的耐心指導(dǎo)，再通自己的努力，較順利的完成了畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。由于我水平有限，而且缺乏經(jīng)驗，設(shè)計中有不妥之處在所難免，請各位老師指正。 設(shè)計者：XXX 2006年4月 1.模具工藝規(guī)程的編制 該塑件是一個卡尺盒，其零件圖如圖1-1所示。該塑件材料采用PE（聚乙烯塑料），生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 1.1塑件的工藝分析 1.1.1塑件的原材料的分析： 塑件的材料采用的聚乙烯（PE），屬熱塑性的塑料。按聚合方法所采用的壓力不同可分為高壓、中壓和低壓三種。高壓聚乙烯由于有較低的密度。分子量及結(jié)晶度，因此質(zhì)地柔軟；低壓聚乙烯，由于含有較高的分子量、密度及結(jié)晶度，因此質(zhì)地堅硬，耐寒性能良好，在-70℃時還能保持柔軟。化學穩(wěn)定性很高，能耐酸堿及有機溶劑。吸水性極小，有很突出的電氣性能和良好的耐輻射性，用火焰噴涂發(fā)涂于金屬表面，可以達到減摩和防腐蝕的目的。缺點是力學強度不高，熱變形溫度很低，故不能承受較高的載荷。此外高密度聚乙烯和低密度聚乙烯之間也有明顯的差別。 具體如下表[11]： 塑件性能 高密度聚乙烯 低密度聚乙烯 屈服強度/MPa 22～30 7～19 拉伸強度/MPa 27 7～16 伸長率（%） 15～100 90～650 拉伸彈性模量/GPa 0.84～0.95 0.12～0.24 彎曲強度/MPa 27～40 25 彎曲彈性模量/GPa 1.1～1.4 0.11SZ—160/1000F～0.24 體積電阻率/Ω 10~13～10~14 ?。?0~14 擊穿電壓/KV.MMˇ-1 17.7～19.7 18.1～27.5 耐電弧度/S 150 135～160 密度G。CMˇ-3 0.941～0.965 0.910～0.925 吸水率24H長時間/% ＜0.01 ＜0.01 透光率或透明度/% 不透明 半透明 熔點（粘流溫度/℃ 105～137 105～125 熱變形溫度/℃（45MPa）（180MPa） 60～82，48 38～49 綜合分析以上數(shù)據(jù)，再根據(jù)實際的經(jīng)濟考慮，選取低密度聚乙烯及可。 1.2塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及邊面質(zhì)量分析： 1.2.1結(jié)構(gòu)分析： 從零件圖上分析，該零件總體為兩個長方形盒體。在總高度為35MM的寬度上，在總為平面，只是豎直方向有一定的斜度，具體要根據(jù)實際情況考慮。同樣高度為35MM方向上，一側(cè)有高為20MM的凹槽，均勻地分布在一個的盒體的兩邊。其中間有個相對寬的凹槽。和其對應(yīng)的是，對面一側(cè)都相對分布著倒鉤，以使盒體制成后能順利閉合。 盒體的中間并不是一個平面，而是有凸凹程度和凹槽尺寸相等的部分和一個大平面組成。 從塑件的壁厚上來分析，壁厚最大處為2.5MM。最小處為中間凹下去的部分，壁厚差大約有0.5MM，不是很均勻，不利于零件的成型。還好此處處于中間地段，塑件有足夠的注塑力來完成注塑。 1.2.2表面質(zhì)量分析： 該零件的表面沒有缺陷、毛刺，內(nèi)部不得有異雜質(zhì)等基本塑件的要求外，并沒有其它特別的表面質(zhì)量上的要求。故比較容易實現(xiàn)。 綜合分析可得出，塑件注塑時在工藝參數(shù)控制在要求的情況下，零件的成型要求是可以得到保證的。 1.3計算塑件的質(zhì)量與體積： 計算塑件的質(zhì)量是為了選用注塑機及確定模具型腔數(shù)。本塑件采用的是一模一腔式，于是質(zhì)量的計算主要是選擇注塑機。 計算塑件的體積：V=252×181×2.5+2.5×（252+181-5）×35 =114030+37450 =151400mm 計算塑件的質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計手冊可查得聚乙烯的密度為 故塑件的質(zhì)量為W=V =0.920×10×151400 =139.288g 除去圓角部分和中間空缺部分的質(zhì)量，塑件的質(zhì)量大約為130g。 采用一模一腔的模具結(jié)構(gòu)，考慮到其外型尺寸，注塑時所需的壓力和工廠現(xiàn)有設(shè)備等情況，初選SZ—200/1000型。 1.4塑件注塑工藝參數(shù)的確定： 查有關(guān)文獻和參考工廠實際應(yīng)用的情況，聚乙烯的成型工藝參數(shù)可作如下選擇：（試模時，可根據(jù)實際情況做適當?shù)恼{(diào)整）。 注塑溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度。 料筒溫度：后段溫度T，選用150℃。 中段溫度T的要求不是很高，與后段溫度差不多即可，取160℃。 前段溫度T選用180℃。 噴嘴溫度：選用160℃。 注塑壓力：選用80MPa； 注塑時間：選用30s（要求充分考慮生產(chǎn)效率和生產(chǎn)環(huán)境等因素）； 保壓：選用60MPa； 保壓時間：選用10s； 冷卻時間：選用30s； （成形的總周期要控制在40～130s之間，于是上面步驟中的時間可作相應(yīng)的調(diào)整和修改）。 2注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 注塑模機構(gòu)設(shè)計主要包括：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、側(cè)向分型和抽芯機構(gòu)的設(shè)計、推出機構(gòu)的設(shè)計等內(nèi)容。 2.1分型面選擇 模具設(shè)計中，分型面的選擇很重要，它決定了模具的結(jié)構(gòu)。應(yīng)根據(jù)分型面當選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。 要點如下： 1） 應(yīng)選在制件最大外形尺寸之外，否則，制品無法脫模。同時還應(yīng)選在能使制品留在動模之處，有利于脫模。 2） 不能影響制品外觀。 3） 便于澆口進料，利于成型易于排氣。 4） 利于型腔加工，從而使制品的精度易于得到保證。 5） 有助于避免側(cè)抽芯或便于側(cè)抽芯；利于型腔或型芯結(jié)構(gòu)的裝卸和保證其強度。 6） 利于嵌件的安裝以及活動鑲件和彈性活動螺紋型芯的安裝。 該塑件為卡尺盒，表面質(zhì)量并無特殊要求，底面平面為了避免與儀器的強硬接觸而造成儀器的精度影響，應(yīng)做成圓角，相應(yīng)的外表面也做成圓角。該零件的總體結(jié)構(gòu)比較簡單，一大平面構(gòu)成的底面和一個高為20mm的截面，按上面所述的原則應(yīng)選大截面的平面作為分型米秒年 ，而避免脫模困難的問題。但是高為20mm的截面上分別有側(cè)凹和倒鉤。選擇大平面 的底面作為分型面的話，則側(cè)凹和倒鉤的側(cè)向抽芯就有一定的難度，而有可能無法制成。綜合上述考慮，選用如圖所示的分型方法比較合理。 圖2 此外為了取出廢料，減少自動化程度，節(jié)約成本，可在注塑口處開設(shè)另一個分型面，從而使肥料通過分型過程中的拉力而自行拉斷而脫落，節(jié)約工人操作的時間，從而達到提高制作零件的效率。 2.2確定行腔的排列方式 因為本塑料在注塑時采用一模一件的方式。即模具只需要一個型腔即可?？紤]塑件的實際尺寸大小問題。 一模多腔的方式的話，模具的體積必然很大，這樣既達不到提高效率，有有可能會導(dǎo)致模具復(fù)雜程度增加，而提高模具制作的成本，在當今效率第一的前提下，適用一模一腔的形式即可。具體見裝配圖所示，在這里不做簡圖示范。 2.3澆注系統(tǒng)設(shè)計 （1）、主流道設(shè)計。根據(jù)手冊查得SZ—200/1000型注塑機噴嘴的有關(guān)尺寸： 噴嘴前端孔徑：d=Φ4mm； 噴嘴前端球面半徑：R=15mm； 根據(jù)模具主流道也噴嘴的關(guān)系：R=R+（1～2）mm D=d+（0.5～1）mm 取主流道球面半徑R=16mm； 取主流道的小端面直徑d=Φ4.5mm。 為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計成圓錐形，其斜度取1~3°，經(jīng)換算得主流道大端直徑D=Ф8mm.為了使熔料順利地進入分流道，可在主流道出料端設(shè)計半徑r=5mm的圓弧過渡。 （2）分流道設(shè)計：分流道的形狀及尺寸，應(yīng)根據(jù)塑件的體積，壁厚，形狀的復(fù)雜程度，注塑速率，分流道長度等因素來確定，本塑件的形狀不太復(fù)雜，熔料填充型腔比較容易。根據(jù)型腔的排列方式可知分流道的長度較長，為了使分流道便于加工，而又使熔體熱量損失不多，流動阻力小，選用常用的半圓形截面分流道。 由主流道直徑D=8mm,查得分流道截面尺寸R=4 mm。 (3)澆口設(shè)計：根據(jù)成型要求及型腔的個數(shù)，選用直流道較為理想。 設(shè)計時考慮到塑件的大小，從中間進料比較好，到中間不是一個完整的個體，從而注塑時塑料的流向可能有困難，而且在模具結(jié)構(gòu)上采用鑲件式型腔，有利于填充、排氣。故從中間靠上處取澆口，采用截面為矩形的側(cè)澆口，查表初選尺寸為D=4.5，α=4°L=40，r=2。 2.4.芯機構(gòu)設(shè)計： 由于盒形的側(cè)壁部有小凹槽和小凸臺，它們均垂直于脫模方向，阻礙成型后塑件從模具脫出。本問題也可以用強制脫模的方法來實現(xiàn)，但強制脫模時，由于側(cè)凹的尺寸所限，有極大可能損壞制件，而減少勞工生產(chǎn)率。因此成型小凹槽或小凸臺的零件須做成活動的型芯，即須設(shè)置抽芯機構(gòu)。本模具采用斜滑塊抽芯機構(gòu)。 1） 確定抽芯距。 抽芯距一般應(yīng)大于成型孔（或凸臺）的深度。 孔壁H=2mm， 凸臺高度H=2mm。 另加3～5mm的抽芯安全系數(shù)，可去抽芯距S=4mm。 2） 確定斜銷傾角。 斜導(dǎo)柱的傾角α是斜抽芯機構(gòu)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)之一，它與抽拔力及抽芯距有直接關(guān)系。一般取α=15°～25°，取α=20°。 3） 確定斜滑塊的尺寸。 （斜滑塊內(nèi)側(cè)抽芯） 斜滑塊的寬度根據(jù)實際情況來得取。 斜滑塊的長度根據(jù)抽芯距，固定模板的厚度，斜角大小，及墊板的尺寸來確定。如圖所示 圖3 4 ）排氣槽的設(shè)計： 該卡尺盒注塑模的尺寸較大，且模具型腔為鑲拼式，因此該模具可從分型面處和型芯與推管的間隙處排氣，便可滿足塑件的成型工藝要求，故在分型面處可以不開設(shè)排氣槽。 5） 斜滑塊與導(dǎo)滑槽設(shè)計 a， 斜滑塊與型芯的連接設(shè)計。 側(cè)向抽芯機構(gòu)主要用語成型零件的側(cè)凹和側(cè)向凸臺，由于側(cè)凹和側(cè)向凸臺的尺寸較小，考慮型芯強度和裝配問題。采用組合式結(jié)構(gòu)。 b，滑塊的導(dǎo)滑方式： 為使模具結(jié)構(gòu)緊湊，降低模具裝配復(fù)雜程度，擬采用整體滑塊和整體式導(dǎo)向槽形式。其結(jié)構(gòu)見裝配圖。 為提高滑塊的導(dǎo)向精度，裝配時可對導(dǎo)向槽或滑塊采用配磨、配研的裝配方法。 b， 滑塊的導(dǎo)滑長度和定位位置設(shè)計。 由于側(cè)抽芯鋸較短，故導(dǎo)滑長度只要符合滑塊在開模時的定位要求即可。 2.5成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 1）凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 模具采用的是一模一腔的結(jié)構(gòu)形式，考慮到制件本身的結(jié)構(gòu)比較簡單，除側(cè)凹和側(cè)向凸臺，中間有部分比較難以加工，因此型芯采用鑲拼式，分三部分，兩個主體型芯，和一個小塊鑲塊組成，鑲塊可以通過粘結(jié)劑和兩大主體相連，型芯的固定采用螺釘。 2）凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計。模具的凹模比較簡單，為了不引起不必要的加工難度，和加工精度的要求，凹模采用整體式。 其結(jié)構(gòu)形式見零件圖（另附）。 3模具設(shè)計有關(guān)設(shè)計計算 成型之間的工作尺寸計算時采用平均收縮率，平均制造公差和平均磨損量來計算。 3.1型腔和型芯工作尺寸計算： 查手冊得低壓聚乙烯的收縮率S=1.5%～3.6%。故平均收縮為 Scp=（1.5+3.6）/2=2.55% 考慮到工廠模具制造的現(xiàn)有條件。模具制造公差取S=△/3。 又塑件上沒有精度上的要求，即為自由尺寸，一般選8級精度。 型腔、型芯工作尺寸計算見表[1]： 類別 序號 模具零件名稱 塑件尺寸 計算公式 型腔或型芯的工作尺寸 型芯的計算 1 凸模 176（總寬） d=d+ d·Scp%+Tz 180.49 247（長） d=d+ d·Scp%+Tz 253.30 82（寬） d=d+ d·Scp%+Tz 84.1 2 鑲塊 6（寬） d=d+ d·Scp%+Tz 6.15 型腔的計算 1 凹模 181（寬） D=D+ D· Scp%-Tz 185.62 252（長） D =D+ D· Scp%-Tz 258.43 84.5（寬） D =D+ D· Scp%-Tz 86.65 高度（與飛邊厚度有關(guān)的型腔高） 30（高） H=H+H· Scp%-C-0.5（T+T） 3.2型腔側(cè)壁厚度及底板厚度的計算： a)側(cè)壁厚度T。按模具的強度來計算數(shù)值。 則由公式[1]T=h α為系數(shù)根據(jù)L/H=2.4＞2，取3.0的值及a=2.105。 P模腔壓力（MP）選取P=50 MP（25%～50%開模力）。 ζ成型零部件的許用應(yīng)力（MP）ζ=182MP。 [1]T=35.59==27mm a) 底板度的計算： [1]T=b α’為系數(shù)，查得α’=0.5 P=50。 ζ=182MPa T=13.20mm。 取T=15mm。 3.3型芯壁厚及底板厚度的計算： 與型腔相應(yīng)尺寸一致。 3.4鑲塊的厚度計算： 據(jù)型芯的厚度來取相應(yīng)的數(shù)值。 4模具加熱與冷卻系統(tǒng)的計算 本塑件在注射成型時不要求有太高的模溫，因而在模具上可不設(shè)加熱系統(tǒng)。是否需要冷卻系統(tǒng)可作如下設(shè)計計算： 設(shè)模具品軍工作溫度為180℃，用20℃的常溫水作為模具冷卻介質(zhì)，其出口溫度為160℃。常量（初算3分鐘一套），由此可初步估算注塑機每小時的產(chǎn)量 125×1×20×10=2.5Kg/h 1） 本塑件在硬化時每小時釋放的熱量Q，查有關(guān)文獻聚乙烯的單位熱流量為6.91×10J/Kg [1]Q=W Q=2.6×6.91×10=1.8×10J/Kg 2） 求冷卻水的體積[1]V= 3） 冷卻水道的設(shè)計。 冷屈辱水道的直徑應(yīng)優(yōu)先選用大于8㎜，在這里取10㎜。并且各個水道的直徑應(yīng)盡量相同，避免由于因水道直徑的不同而造成冷卻液流速不均。 5 模具閉合高度的確定 在支承與固定零件中，其尺寸設(shè)計根據(jù)經(jīng)驗確定： 取定模固定板（型腔板）的厚度40㎜。 固定板厚度取30㎜，墊板的厚度取30㎜； 支承板厚度取50㎜，型芯厚度取15mm； 型腔厚度取15mm； 因而模具的閉合高度H=H1+H2+H3+H4+H+H =40+30×2+50+20+15+15mm+35m =245mm 6 注塑機有關(guān)參數(shù)的校核 該模具的外形尺寸B×L×H為315㎜×315㎜×235㎜，選用的SZ—200/100型注塑機模板最大安裝尺寸315㎜×315mm。故SZ—200/1000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=200㎜。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=350mm。模具的安裝條件： Hmin≤H≤Hmax 150mm≤245mm≤350mm 即滿足模具的安裝條件。 查資料可知，SZ—200/1000型注塑機的最大開模行程S=300㎜，模具頂出塑件要求開模行程 S=H1+H2+（5～10）㎜ =20+15+10㎜ =45㎜ 注塑機的開模行程能夠滿足頂出塑件的要求。 由于模具的抽芯距離較短，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，SZ—200/1000型注塑機能夠滿足使用要求，可以采用。 7 結(jié)構(gòu)與輔助零部件的設(shè)計 7.1 導(dǎo)柱的選用 導(dǎo)柱選用階梯形導(dǎo)柱，由導(dǎo)柱直徑與模板外形尺寸關(guān)系，其尺寸選用 20mm×100mm×25mm，材料選用20鋼。GB/T4169.4-1984 其結(jié)構(gòu)形式如下圖所示： 圖4 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式 其導(dǎo)柱的安裝時與模板之間的配合的公差取IT7級，安裝沉孔直徑比導(dǎo)柱直徑大（1～2）㎜。 由于定位的需要，需要在導(dǎo)柱上安裝一個螺帽，螺帽選M16×1.5，D=28，mm=6，C=0.5，C1=0.5。 7.2導(dǎo)套的選用 導(dǎo)套也由于定位的需要，導(dǎo)套選用帶階導(dǎo)套，與導(dǎo)柱的配合。尺寸選Φ20×40，材料選用20鋼。GB/T4169.2-1984 其結(jié)構(gòu)形式如下圖所示： 圖5 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式 導(dǎo)套與模板的安裝孔徑之間的配合公差I(lǐng)T7級，安裝后下平面磨平。 該模具由于塑件的精度要求較低，可以采用兩根導(dǎo)柱即可滿足塑件的精度，但塑件尺寸太大。所以四根導(dǎo)柱，導(dǎo)套尺寸選用相同直徑，不對稱布置。其布置形式如零件圖定模固定板上所示。 8 繪制模具總裝配圖和非標零件工作圖 該卡尺盒注塑模具總裝配圖，非標零件圖如附圖所示。 卡尺盒注塑模具的工作原理：開模時，在彈簧的作用下，模具從第一個分型面分開，塑件被帶到動模上的同時，開到一定距離，在限位螺母的作用下，定模板不動，第二個分型面打開，同時頂桿頂塑件，同時斜滑塊也脫離側(cè)凹槽或側(cè)凸，而頂桿繼續(xù)頂出塑件，直至全部頂出，由工人取出塑件。具體原理請看裝配圖。 9模具的裝配與調(diào)試 9.1 模具的裝配 該卡尺盒注塑模的動定模合模后，互相間不易對中，在裝配時要先裝好導(dǎo)柱，導(dǎo)套，作為模具的裝配基準。 裝配要求如下： (1) 模具上下平面的平行度偏差不大于0.05mm，分型面處需密合。 （2）上下模的型芯必須緊密接觸。 裝配時應(yīng)以分型面密合作為該模具的裝配基準，裝配順序如下： （1）裝配前按圖檢驗主要工作零件及其它零件的尺寸。 （2） 鏜導(dǎo)柱，導(dǎo)套孔。將定模座板，定模板，以及凸模固定板，疊合在一起。 使分型面緊密接觸并夾緊，鏜導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔，在孔內(nèi)壓入工藝定位銷后，加工側(cè)面的垂直基準。 (3) 加工定模。用定模板側(cè)面的垂直基準確定定模板上主流道襯套安裝孔的位置，并以此作為加工基準，在鏜床上鏜出這些孔。 （5）壓入導(dǎo)柱，導(dǎo)套。在定模板，定模座板，和支承板上分別壓入導(dǎo)柱，導(dǎo)套，使導(dǎo)向可靠，滑動靈活。 （6）通過型芯加工支承板，推板，推板支撐板上的推管孔。 （7）以推板，推板支撐板上的推管孔為基準加工推力軸承安裝孔。 （8）鏜導(dǎo)柱，導(dǎo)套孔。將動模座板，推板，推板支撐板，和支承板疊合在一起，按中心線對齊并夾緊，鏜導(dǎo)柱，導(dǎo)套孔。并加工出推板，推板支撐板的螺釘孔。 （9）將推力軸承裝入推板，推板支撐板。將推桿穿入推板，支承板，導(dǎo)套壓入推板，將推板支撐板疊合在推板上，并用螺釘緊固。 （10）將墊塊和動模座板按安裝要求疊放到已疊放到一塊的各模板上，將其夾緊，加工出螺釘孔和銷釘孔，加工完后打入銷釘，并用螺釘緊固。 （11）安裝主流道襯套，并用螺釘和固定環(huán)將其固定在定模部分。 （12）將動模部分未安裝的型芯，導(dǎo)柱裝入動模部分，并用螺釘及相關(guān)固定件將其固定在動模部分。 （13）完成裝配后進行試模，并交檢入庫。 9.2 試模 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(yīng)當解決的問題。 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(shè)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(gòu)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。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，尤其成型芯上有加強筋槽的制品，情況更為明顯。 （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(shè)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(shè)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。 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0.5～1 ㎜。 （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(shè)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。 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(fù)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(yīng)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(shè)計要求尺寸相差較大。這時不要輕易修改型腔，應(yīng)行從注射工藝上找原因。 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。 5）調(diào)整措施 調(diào)整時應(yīng)注意調(diào)節(jié)進料速度，增加排氣孔，正確設(shè)計澆注系統(tǒng)。注意控制成型周期。 10.注塑模主要零件加工工藝規(guī)程的編制 10.1.動模鑲件加工工藝過程卡（另附）。 10.2.動模鑲件固定板加工工藝過程卡（另附）。 構(gòu)成模具型腔的其它環(huán)形零件的結(jié)構(gòu)與形狀較簡單，其加工 較動模鑲件的簡單，采用車削加工和鏜削加工并輔以相關(guān)輔工序便能達到設(shè)計要求。 型芯的加工工藝過程卡 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 01 產(chǎn)品名稱 型心 零（部）件名稱 型心 共（ ）頁第（ ）頁 材料牌號 C5MnMo 毛坯 種類 板料 毛坯外型尺寸 315×260×40mm 每個毛坯可制件數(shù) 1 每臺 件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設(shè)備 工 藝 裝 備 工時 準終 單件 05 下料 先鑄造出相應(yīng)尺寸的板料，并留有加工余量，鍛造加強強度，留有相應(yīng)的加工余量 下料車間 鑄模、鍛模 2 2 10 粗車 車端面，車出凸模 并留有相應(yīng)的加工余量 模具車間 車床 2 2 15 精車 車相應(yīng)端面，并留有加工余量 模具車間 車床 2 2 20 鏜孔 根據(jù)設(shè)計，鏜出外表面的螺釘，導(dǎo)柱導(dǎo)套孔 模具車間 鏜床 2 2 25 鉆孔 按照設(shè)計要求鉆出冷卻孔 模具車間 鉆床 2 2 30 粗磨 磨相應(yīng)的成型端面，留有相應(yīng)的加工余量 模具車間 磨床 2 2 35 精磨 磨相應(yīng)的成型端面至設(shè)計標準 模具車間 磨床 2 2 40 鉗工修整 修相應(yīng)的端面，保證加工成設(shè)計要求 模具車間 1 1 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 型腔的加工工藝過程卡 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 01 產(chǎn)品名稱 型腔 零（部）件名稱 型腔 共（ ）頁第（ ）頁 材料牌號 C5MnMo 毛坯 種類 板料 毛坯外型尺寸 315×260×40mm 每個毛坯可制件數(shù) 1 每臺 件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設(shè)備 工 藝 裝 備 工時 準終 單件 05 下料 先鑄造出相應(yīng)尺寸的板料，并留有加工余量，鍛造加強強度，留有相應(yīng)的加工余量 下料車間 鑄模、鍛模 2 2 10 粗車 車端面，車出凹槽 并留有相應(yīng)的加工余量 模具車間 車床 2 2 15 精車 車相應(yīng)端面，并留有加工余量 模具車間 車床 2 2 20 粗磨 磨相應(yīng)的成型端面，留有相應(yīng)的加工余量 模具車間 磨床 2 2 25 鏜孔 按照設(shè)計要求，鏜出相應(yīng)的孔 模具車間 鏜床 2 2 30 精磨 磨相應(yīng)的成型端面至設(shè)計標準 模具車間 磨床 2 2 35 鉗工修整 修相應(yīng)的端面，保證加工成設(shè)計要求 模具車間 1 1 設(shè)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 11.設(shè)計總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計是學生即將完成學業(yè)的最后一個重要環(huán)節(jié)，它既是對學校所學知識的全面總結(jié)和綜合應(yīng)用，又為今后走向社會的實際操作應(yīng)用鑄就了一個良好的開端。畢業(yè)設(shè)計是作者對所學知識理論的檢驗與總結(jié)，能夠培養(yǎng)和提高設(shè)計者獨立分析問題和解決問題的能力，使學生學習并掌握科學研究、工程設(shè)計和撰寫技術(shù)報告的基本方法。畢業(yè)設(shè)計主要涉及科研、技術(shù)設(shè)備的革新、改造等方面，強調(diào)設(shè)計的獨創(chuàng)性和實用性。要求具備清晰的設(shè)計思路，具體的設(shè)計方案和步驟，準確的設(shè)計參數(shù)和計算分析，同時畢業(yè)設(shè)計也要求邏輯性強，條理清楚，語言精練。優(yōu)秀的畢業(yè)設(shè)計可以使作者的設(shè)計思路和創(chuàng)新理念得到很好的展現(xiàn)，充分體現(xiàn)設(shè)計者對知識掌握和運用的熟練程度，也使設(shè)計方案能夠推廣應(yīng)用。 這次畢業(yè)設(shè)計受益匪淺，特別是能參加畢業(yè)設(shè)計，讓我能夠把所學同工程實際相結(jié)合。在畢業(yè)設(shè)計后，我進行了總結(jié)，希望這些經(jīng)驗?zāi)芙o自己今后的工作提供借鑒。 致謝 經(jīng)近三個月的畢業(yè)設(shè)計快要結(jié)束，請各位老師對我的設(shè)計過 程作最后檢查。在這次畢業(yè)設(shè)計中通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請教各位老師有關(guān)模具方面的問題，并且和同學們探討模具設(shè)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(shè)計的各種成型方法，成型零件的設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)計及零部件的設(shè)計等都有了更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(shè)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(shè)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(chǔ)。 在這次設(shè)計過程中得到了很多老師和同學的幫助。在此，對關(guān)心和指導(dǎo)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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