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Design the injection mould of the support block Abstract This design is plastic injection mold design plastic injection mold molding plastics is for supporting piece The design contents are parts of technology establishment technology Analysis of part The computation of volume and quality of part Injection machine parameter is determined structural design the choice of parting surface the determine of cavity number the design of the gate and the core pulling mechanism calculating the size Cores cavity the calculation mould heating and cooling system The mold closed highly determined Injection machine related parameter examination Plastics has the smaller dimension use a two cavity single parting surface injection structure choose the parting surface in plastic parts on the biggest section level umbriferous use push structure running calmly and safely Launched in plastic parts won t leave ejection trace due to the plastics side has holes so we must adopt slanted guide pillar core pulling mechanism The design of such a structure can be used to ensure reliable Die work to ensure that the other parts of the tie Finally has carried on the examination to the mold structure and the injection machine match Key word injection moulding supporting piece the structural design Computer Aided Design 河南機(jī)電高等專科學(xué)校 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查表 學(xué)生姓名 毛帥 學(xué) 號(hào) 111304334 指導(dǎo)教師 原國森 課題名稱 支撐塊塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 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(wù)書 有 無 開題報(bào)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(xué)習(xí)態(tài)度 出勤情況 好 一般 差 工作進(jìn)度 快 按計(jì)劃進(jìn)行 慢 中期工作匯 報(bào)及解答問 題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績?cè)u(píng)定 所在專業(yè)意見 負(fù)責(zé)人 年 月 日 河南機(jī)電高等專科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 學(xué) 生 姓 名 毛帥 學(xué) 號(hào) 111304334 設(shè)計(jì)題目 支撐塊塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 起迄日期 2013 年 11 月 02 日 2014 年 4 月 13 日 指 導(dǎo) 教 師 原國森 2013 年 11 月 2 日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 任 務(wù) 書 1 本畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 課題來源及應(yīng)達(dá)到的目的 本課題來源于實(shí)際生產(chǎn)中 設(shè)計(jì)的模具應(yīng)能夠達(dá)到大批量生產(chǎn) 滿足使 用要求 同時(shí)自己要獨(dú)立完成不得抄襲別人的或讓別的人幫你完成 2 本畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 課題任務(wù)的內(nèi)容和要求 包括原始數(shù)據(jù) 技術(shù)要求 工作要求等 生產(chǎn)批量 大批量 材料 ABS 工件精度 MT7 要求 1 了解目前國內(nèi)外塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀 2 支撐塊的結(jié)構(gòu)工藝分析并確定 其工藝方案 3 支撐塊的注塑成型工藝與模具設(shè)計(jì)計(jì)算 并編寫設(shè)計(jì)說明書一份 4 繪制模具總裝圖一張 繪制重要零件的零件圖 并手繪一張零件圖 所在專業(yè)審查意見 負(fù)責(zé)人 年 月 日 系部意見 系領(lǐng)導(dǎo) 年 月 日 零件號(hào) 零 件 名 稱 模具號(hào) 動(dòng)模板 牌 號(hào) 硬 度 機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡 58 62HRC 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工序號(hào) 工 序 名 稱 名 稱 型 號(hào) 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 工 時(shí) 01 下料 02 鍛造達(dá)尺寸 310mm 234 mm 50mm 蒸汽錘 直尺 03 粗銑六面達(dá)尺寸 208mm 226mm 42mm 銑床 虎鉗 30 面 銑刀 10 銑刀 游標(biāo)卡尺 04 磨上下表面及一直角面 平面磨 床 磁力夾 具 精 密平口 鉗 砂輪 游標(biāo)卡尺 刀口尺 05 鉗工劃線去毛刺做螺紋孔 立式鉆 床 虎鉗 鉆頭 鉸刀 絲錐 高度尺 游標(biāo)卡尺 06 熱處理處理保證硬度 58 62HRC 熱處理 爐 硬度儀 游標(biāo)卡尺 07 磨削上下面及一直角面 平面磨 床 磁力夾 具 精 密平口 鉗 砂輪 游標(biāo)卡尺 刀口尺 08 線切割各個(gè)型孔留余量 0 02mm 線切割 慢走絲 機(jī)床 復(fù)式支 撐 0 2mm 黃銅絲 千分表 游標(biāo)卡尺 09 鉗工研磨各型孔達(dá)尺寸要求 游標(biāo)卡尺 10 檢驗(yàn) 游標(biāo)卡尺 編制 校對(duì) 審核 批準(zhǔn) 零件號(hào) 零 件 名 稱 模具號(hào) 定模板 牌 號(hào) 硬 度 機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡 XYZ 004 42 46HRC 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工序號(hào) 工 序 名 稱 名 稱 型 號(hào) 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 工 時(shí) 01 下料 02 鍛造達(dá)尺寸 190 mm 121mm 112mm 蒸汽錘 直尺 03 粗銑六面達(dá)尺寸 187mm 118mm 99mm 銑床 虎鉗 30 面 銑刀 10 銑刀 游標(biāo)卡尺 04 磨上下表面及一直角面 平面磨 床 磁力夾 具 精 密平口 鉗 砂輪 游標(biāo)卡尺 刀口尺 05 鉗工劃線去毛刺做螺紋孔 立式鉆 床 虎鉗 鉆頭 鉸刀 絲錐 高度尺 游標(biāo)卡尺 06 熱處理 淬火 回火 保證硬度 42 46HRC 熱處理 爐 硬度儀 游標(biāo)卡尺 07 磨削上下面及一直角面 平面磨 床 磁力夾 具 精 密平口 鉗 砂輪 游標(biāo)卡尺 刀口尺 08 線切割各個(gè)型孔留余量 0 02mm 線切割 慢走絲 機(jī)床 復(fù)式支 撐 0 2mm 黃銅絲 千分表 游標(biāo)卡尺 09 鉗工研磨各型孔達(dá)尺寸要求 游標(biāo)卡尺 10 檢驗(yàn) 游標(biāo)卡尺 編制 校對(duì) 審核 批準(zhǔn) 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 支撐塊塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 系 部 材 料 工 程 系 專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí) 模 具 113 學(xué)生姓名 毛 帥 學(xué) 號(hào) 111304334 指導(dǎo)教師 原國森 2014 年 04 月 20 日 摘 要 本次設(shè)計(jì)是塑料注塑模具設(shè)計(jì) 注塑成型塑件為支撐塊 其中的設(shè)計(jì)內(nèi)容 有零件的工藝性編制 塑件的工藝性分析 塑件的體積和質(zhì)量計(jì)算及注射機(jī)參 數(shù)的確定 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 分型面選擇 型腔數(shù)確定 澆口設(shè)計(jì) 側(cè)向分型抽芯機(jī) 構(gòu)設(shè)計(jì) 推出及復(fù)位機(jī)構(gòu)方式確定 型芯 型腔尺寸計(jì)算 模具加熱和冷卻系 統(tǒng)計(jì)算 模具閉合高度確定 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 塑件尺寸較小 采用一模兩腔 單分型面注射結(jié)構(gòu) 把分型面選擇在塑件 水平投影最大的截面上 推件裝置采用推板 推出平穩(wěn)可靠 推出時(shí)不會(huì)在塑 件上留下頂出痕跡 并采用斜導(dǎo)柱側(cè)向分型機(jī)構(gòu) 如此設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運(yùn)用可靠 最后對(duì)模具結(jié)構(gòu)與注射機(jī)的 匹配進(jìn)行了校核 并用 autoCAD 繪制了一套模具裝配圖和零件圖 關(guān)鍵字 注塑成型 支撐塊 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) CAD 目錄 1 緒 論 1 1 1 國際國內(nèi)塑料成型模具發(fā)展概況 1 1 2 我國模具設(shè)計(jì)技術(shù)今后發(fā)展方向 2 1 3 畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及任務(wù) 4 2 塑料制件的工藝性分析及工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 2 1 成型塑料制件結(jié)構(gòu)工藝性分析 5 2 2 塑件三維 UG建模及分析 9 3 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 3 1 分型面的選擇 12 3 2 型腔數(shù)目的確定及型腔的排列 12 3 3 澆注系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 14 3 4 型芯型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 3 5 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 3 6 模架選取 18 4 注塑模具設(shè)計(jì)的有關(guān)尺寸計(jì)算 20 4 1 成型零件尺寸計(jì)算 19 4 2 脫模機(jī)構(gòu)尺寸計(jì)算 20 4 3 楔緊塊的形式 23 5 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 24 5 1 模具安裝部分的校核 22 5 2 模具開模行程校核 22 6 模溫調(diào)節(jié)與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 26 6 1 注射模冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則 27 6 2 塑料模具的熱平衡計(jì)算 28 7 繪制模具總裝圖及零件圖 29 7 1 模具裝配圖的繪制 29 7 2 模具零件圖的繪制 30 7 3 模具零件材料的選取 31 8 結(jié)論 33 參考文獻(xiàn) 34 致謝 35 河南機(jī)電高等專科學(xué)校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 評(píng) 語 學(xué)生姓名 毛 帥 班級(jí) 模具 113 班 學(xué)號(hào) 111304334 題 目 支 撐 塊 塑 料 成 型 工 藝 與 模 具 設(shè) 計(jì) 綜合成績 及 格 指導(dǎo)者評(píng)語 1 該同學(xué)基本獨(dú)立的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù) 2 該同學(xué)查閱了國內(nèi)有關(guān)塑料模具設(shè)計(jì)與制造方面的大量資料 制訂出了 基本合理的塑料成型及模具結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)中不存在創(chuàng)新 3 該同學(xué)設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容基本完整 計(jì)算存在一定的錯(cuò)誤 格式基本規(guī)范 圖紙質(zhì)量一般 整體無原則性的錯(cuò)誤 4 該同學(xué)裝配圖 零件圖設(shè)計(jì)基本合理 視圖表達(dá)存在較多的問題 5 建議該同學(xué)成績?cè)u(píng)定 及格 6 可以提交答辯 指導(dǎo)者 簽字 2014 年 4 月 16 日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 評(píng) 語 評(píng)閱者評(píng)語 該同學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)來自生產(chǎn)實(shí)際 工作量大小適中 能夠按照 要求完成設(shè)計(jì)說明書的撰寫 零件圖上存在較多問題 建議成績?cè)u(píng)定 為及格 可以提交答辯 評(píng)閱者 簽字 2014 年 4 月 18 日 答辯委員會(huì) 小組 評(píng)語 答辯委員會(huì) 小組 負(fù)責(zé)人 簽字 2014 年 4 月 30 日 支撐塊塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 1 1 緒論 1 1 國際國內(nèi)塑料成型模具發(fā)展概況 80 年代以來 在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟(jì)政策的支持和 引導(dǎo)下 我國模具工業(yè)發(fā)展迅速 年均增速為 13 2003 年我國模具工業(yè)產(chǎn)值 為 375 億 至 2007 年我國模具總產(chǎn)值約為 525 億元 其中塑料模約 35 左右 在未來的模具市場中 塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高 我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在 歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì) 有了很大發(fā)展 模具水 平有了較大提高 在大型模具方面已能生產(chǎn) 48 英寸大屏幕彩電塑殼注射模具 6 5Kg 大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表盤等塑料模具 精密塑料模具方面 已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具 多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑 封模具 如天津津榮天和機(jī)電有限公司和煙臺(tái)北極星模具有限公司制造多腔 VCD 和 DVD 齒輪模具 所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度 同軸度 跳動(dòng)等要 求都達(dá)到了國外同類產(chǎn)品的水平 而且還采用最新的齒輪設(shè)計(jì)軟件 糾正了由 于成型收縮造成齒形誤差 達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形要求 還能生產(chǎn)厚度僅為 0 08mm 的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等 注塑模型 腔制造精度可達(dá) 0 02mm 0 05mm 表面粗糙度 Ra0 2 m 模具質(zhì)量 壽命明顯 提高了 非淬火鋼模壽命可達(dá) 10 30 萬次 淬火鋼模達(dá) 50 1000 萬次 交貨 期較以前縮短 但和國外相比仍有較大差距 具體數(shù)據(jù)見表 1 1 表 1 1 國內(nèi)外塑料模具技術(shù)比較表 項(xiàng)目 國外 國內(nèi) 注塑模型腔精度 0 005 0 01mm 0 02 0 05mm 型腔表面粗糙度 Ra0 01 0 05 m Ra0 20 m 非淬火鋼模具壽命 10 60 萬次 10 30 萬次 淬火鋼模具壽命 160 300 萬次 50 100 萬次 熱流道模具使用率 80 以上 總體不足 10 標(biāo)準(zhǔn)化程度 70 80 小于 30 在模具行業(yè)占有量 30 40 25 30 成型工藝方面 多材質(zhì)塑料成型模 高效多色注射模 鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽 芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新方面也取得較大進(jìn)展 氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成 熟 如青島海信模具有限公司 天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在 29 34 英寸電視機(jī)外殼以及一些厚壁零件的模具上運(yùn)用氣輔技術(shù) 一些廠家還 使用了 C MOLD 氣輔軟件 取得較好的效果 如上海新普雷斯等公司就能為用戶 提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù) 熱流道模具開始推廣 有的廠采用率達(dá) 20 以上 一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置 少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難 度針閥式熱流道模具 但總體上熱流道的采用率達(dá)不到 10 與國外的 50 80 相 比 差距較大 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2 在制造技術(shù)方面 CAD CAM CAE 技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個(gè)新臺(tái)階 以生產(chǎn) 家用電器的企業(yè)為代表 陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的 CAD CAM 系統(tǒng) 如美國 EDS 的 UG 美國 Parametric Technology 公司的 Pro Emgineer 美國 CV 公司的 CADS5 英國 Deltacam 公司的 DOCT5 日本 HZS 公司的 CRADE 以色列公司的 Cimatron 美國 AC Tech 公司的 C Mold 及澳大利亞 Moldflow 公司的 MPA 塑模 分析軟件等等 這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn) 雖花費(fèi)了大量資金 但在我國模具行 業(yè)中 實(shí)現(xiàn)了 CAD CAM 的集成 并能支持 CAE 技術(shù)對(duì)成型過程 如充模和冷卻 等進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬 取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益 促進(jìn)和推動(dòng)了我國模具 CAD CAM 技術(shù)的發(fā)展 近年來 我國自主開發(fā)的塑料模 CAD CAM 系統(tǒng)有了很大 發(fā)展 主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的 CAXA 系統(tǒng) 華中科技開發(fā)的注塑 模 HSC5 0 系統(tǒng)及 CAE 軟件等 這些軟件具有適應(yīng)國內(nèi)模具的具體情況 能在微 機(jī)上應(yīng)用且價(jià)格低等特點(diǎn) 為進(jìn)一步普及模具 CAD CAM 技術(shù)創(chuàng)造了良好條件 近年來 國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼 如 P20 3Gr2Mo PMS SM SM 等 對(duì)模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大 影響 但總體使用量仍較少 塑料模具標(biāo)準(zhǔn)模架 標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣 泛得到應(yīng)用 并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件 但目前我國模 具標(biāo)準(zhǔn)化程度的商品化程度一般在 30 以下 和國外先進(jìn)工業(yè)國家已達(dá)到 70 80 相比 仍有差距 1 2 我國模具設(shè)計(jì)技術(shù)今后發(fā)展方向 1 提高大型 精密 復(fù)雜 長壽命模具的設(shè)計(jì)水平及比例 這是由于塑 料模成型的制品日漸大型化 復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展 的一模多腔所致 2 在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用 CAD CAM CAE 技術(shù) CAD CAM 技術(shù) 已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù) 近年來模具 CAD CAM 技術(shù)的硬件與軟件 價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度 為其進(jìn)一步普及創(chuàng)造良好的條件 基于網(wǎng)絡(luò)的 CAD CAM CAE 一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪 其將解決傳統(tǒng)混合型 CAD CAM 系統(tǒng)無法滿足實(shí)際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題 CAD CAM 軟件的智能 化程度將逐步提高 塑料制件及模具的 3D 設(shè)計(jì)與成型過程的 3D 分析將在我國 塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用 3 推廣應(yīng)用熱流道技術(shù) 氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù) 采用 熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量 并能大幅度節(jié)省塑料制件的原 材料和節(jié)約能源 所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革 制訂熱流道 元器件的國家標(biāo)準(zhǔn) 積極生產(chǎn)價(jià)廉高質(zhì)量的元器件 是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵 支撐塊塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 3 氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下 大幅度降低成本 目前在汽車 和家電行業(yè)中正逐步推廣使用 氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更 多的工藝參數(shù)需要確定和控制 而且常用于較復(fù)雜的大型制品 模具設(shè)計(jì)和控 制的難度較大 因此 開發(fā)氣體輔助成型流動(dòng)分析軟件 顯得十分重要 另一 方面為了確保塑料件精度 繼續(xù)研究開發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要 4 開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具 以適應(yīng)多品種 少批量的生產(chǎn)方 式 5 提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率 我國模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模 具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低 與國外差距甚大 在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的 發(fā)展 為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本 模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣 為此 首先要制訂統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn) 并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn) 其次要逐步形成規(guī)模 生產(chǎn) 提高商品化程度 提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量 降低成本 再次是要進(jìn)一步增加標(biāo) 準(zhǔn)件的規(guī)格品種 6 應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對(duì)于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十 分必要 7 研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程 采用三坐標(biāo)測量儀或三 坐標(biāo)掃描儀實(shí)現(xiàn)逆向工程是塑料模 CAD CAM 的關(guān)鍵技術(shù)之一 研究和應(yīng)用多樣 調(diào)整 廉價(jià)的檢測設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提 1 3 畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及任務(wù) 先對(duì)支撐塊塑件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析 確定型腔的布局 從各方面考慮其結(jié)構(gòu)布 局 我也多次到成型部門進(jìn)行現(xiàn)場模具制造學(xué)習(xí) 積累了生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗(yàn) 了解 本課題一些相關(guān)技術(shù)要求及注意事項(xiàng) 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有 1 消化塑料制件圖 了解制件的用途 分析塑料制件的工藝性 尺寸精 度等技術(shù)要求 2 消化工藝資料 分析工藝任務(wù)書所提出的成型方法 設(shè)備型號(hào) 模具 結(jié)構(gòu)類型等要求是否恰當(dāng) 能否落實(shí) 成型材料應(yīng)當(dāng)滿足塑料制件的強(qiáng)度要求 具有好的流動(dòng)性 均勻性和各向同性 熱穩(wěn)定性 根據(jù)塑料制件的用途 成型 材料應(yīng)滿足染色 鍍金屬的條件 裝飾性能 必要的彈性和塑性 透明性或者 相反的反射性能 膠接性或者焊接性等要求 選擇理想的模具結(jié)構(gòu)在于確定必 需的成型設(shè)備 理想的型腔數(shù) 在絕對(duì)可靠的條件下能使模具本身的工作滿足 該塑料制件的工藝技術(shù)和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)的要求 對(duì)塑料制件的工藝技術(shù)要求是要保 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 4 證塑料制件的幾何形狀 表面光潔度和尺寸精度 生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)要求是要使塑料制 件的成本低 生產(chǎn)效率高 模具能連續(xù)地工作 使用壽命長 節(jié)省勞動(dòng)力 3 選擇設(shè)備 根據(jù)成型設(shè)備的種類來進(jìn)行模具設(shè)計(jì) 因此必須熟知各種 成型設(shè)備的規(guī)格和性能特點(diǎn) 例如對(duì)于注射機(jī)來說 應(yīng)當(dāng)了解以下內(nèi)容 注射 容量 鎖模壓力 注射壓力 模具安裝尺寸 頂出裝置及尺寸 噴嘴孔直徑及 噴嘴球面半徑 澆口套定位圈尺寸 模具最大厚度和最小厚度 模板行程等 具體見相關(guān)參數(shù) 要初步估計(jì)模具外形尺寸 判斷模具能否在所選的注射機(jī)上 安裝和使用 4 利用 AutoCAD 和 UG 完成模具圖的繪制 支撐塊塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 5 2 塑料制件的工藝性分析及工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 1 成型塑料制件結(jié)構(gòu)工藝性分析 塑料制件主要根據(jù)使用要求進(jìn)行設(shè)計(jì) 除考慮充分發(fā)揮所用塑料的性能特點(diǎn) 外 還應(yīng)考慮塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 塑件結(jié)構(gòu)工藝性的主要內(nèi)容包括塑件的尺寸和 精度 表面粗糙度 形狀 壁厚 斜度 加強(qiáng)筋 支撐面 圓角 孔 螺紋 嵌件 鉸鏈 標(biāo)記 符號(hào)和文字 據(jù)所給零件的結(jié)構(gòu) 本設(shè)計(jì)從以下幾方面對(duì)其分析 圖 2 1 塑件圖 結(jié)構(gòu)分析 從零件圖分析 該零件總體結(jié)構(gòu)為塊形 比較簡單 在上下方 向有兩個(gè)同軸的孔直徑為 6mm 并且中間有斷面 因此 模具設(shè)計(jì)時(shí)必須設(shè)置 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu) 該零件結(jié)構(gòu)屬中等難度 尺寸精度分析 查表得 PP 塑料的一般精度為 4 級(jí) 由圖可知 塑件的重 要尺寸有四個(gè)分別為 查表可知該零件的尺寸精18 06 18 02 0 18 05 度中等偏上 對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以保證 從塑件厚來看 最大處為 16 5mm 最小處為 3mm 總的來講塑件壁厚變化 比較均勻 有利于零件成型 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 6 表面質(zhì)量分析 對(duì)于 PP 塑料 流動(dòng)性中等 采用高溫高壓注射 澆注系統(tǒng) 對(duì)于料流阻力小 能夠達(dá)到中等以上表面粗糙度要求 而該零件沒有特別的表 面質(zhì)量要求 故比較容易成型 塑件壁厚分析 塑件壁厚的設(shè)計(jì)與塑件原料的性能 塑件結(jié)構(gòu) 成型條件 塑件的質(zhì)量及其使用要求都有密切的聯(lián)系 壁厚過小 會(huì)造成充填阻力增大 特別對(duì)于大型件 復(fù)雜制件將難于成型 塑件的厚度的最小尺寸應(yīng)滿足以下要 求 滿足塑件結(jié)構(gòu)和使用性能要求下取小壁厚 能承受推出機(jī)構(gòu)等的沖擊和振動(dòng) 制品連接緊固處 嵌件埋入處等具有足夠的厚度 保證貯存 搬運(yùn)過程中強(qiáng)度所 需的壁厚 滿足成型時(shí)熔體充模所需的壁厚 塑料制件規(guī)定有最小壁厚值 表 2 1 為熱塑性塑件最小壁厚及常用壁厚推薦值 表 2 1 熱塑性塑件最小壁厚及常用壁厚推薦值 塑料類型 制件流程 50mm 的最 小壁厚 mm 一般制件的壁厚 mm 大型制件的壁厚 mm 聚丙烯 pp 0 85 2 45 2 75 2 4 3 2 脫模斜度分析 當(dāng)塑件成型后因塑料收縮而包緊型芯 若塑件外形較復(fù)雜 時(shí) 塑件的多個(gè)面與型芯緊貼 從而脫模阻力較大 為防止脫模時(shí)塑件的表面 被檫傷和推頂變形 需設(shè)脫模斜度 一般來說 塑件高度在 25mm 以下者可不考慮脫模斜度 但是 如果塑件結(jié) 構(gòu)復(fù)雜 即使脫模高度僅幾毫米 也必須認(rèn)真設(shè)計(jì)脫模斜度 斜度作用 便于塑件脫模 防止脫模時(shí)擦傷塑件 須在塑件內(nèi)外表面脫 模方向上留有足夠的斜度 在模具上稱為脫模斜度 脫模斜度選取 取決于塑件的形狀 壁厚及塑料的收縮率 一般取 30 1 30 塑件脫模斜度的選取應(yīng)遵循以下原則 1 塑料的收縮率大 壁厚 斜度應(yīng)取偏大值 反之取偏小值 2 塑件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜 脫模阻力就比較大 應(yīng)選用較大的脫模斜度 3 當(dāng)塑件高度不大 一般小于 2mm 時(shí) 可以不設(shè)斜度 對(duì)型芯長或 深型腔的塑件 斜度取偏小值 但通常為了便于脫模 在滿足制件的使用和尺 寸公差要求的前提下可將斜度值取大些 4 一般情況下 塑件外表面的斜度取值可比內(nèi)表面的小些 有時(shí)也根 據(jù)塑件的預(yù)留位置 留于凹?；蛲鼓Ｉ?來確定制件內(nèi)外表面的斜度 5 熱固性塑料的收縮率一般較熱塑性塑料的小一些 故脫模斜度也相 應(yīng)取小一些 一般情況下 脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內(nèi) 綜合以上的原則 由 于塑件高度不是很大 收縮率一般 本設(shè)計(jì)中采用 30 的脫模斜度 支撐塊塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 7 表面粗糙度分析 塑料制件的表面粗糙度 除了在成型時(shí)從工藝上盡可能 避免冷疤 云紋等癡點(diǎn)外 主要取決于模具成型零件的表面粗糙度 一般模具 的表面粗糙度值要比塑件的低 1 2 級(jí) 塑料制件的表面粗糙度 Ra 值一般為 1 6 0 2um 在模具使用中 由于型腔磨損而使表面粗糙度值不斷加大 應(yīng)隨時(shí) 給以拋光復(fù)原 非配合表面和隱蔽面可取較大的表面粗糙度值 除塑件外表面 有特殊要求以外 一般型腔的表面粗糙度值要低于型芯的 此外 塑件的表面 粗糙度與塑料的品種有關(guān) 一般 型腔表面粗糙度要求達(dá)到 0 2 0 4mm 本次 設(shè)計(jì)的為支撐塊注塑模設(shè)計(jì) 對(duì)表面的要求一般 并且屬于塊體 所以粗糙度 選擇 0 4mm 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 由圖可知該支撐塊塑件后部的壁厚為 16 5mm 側(cè)壁壁厚為 3mm 所以該 塑件的頸部的壁厚設(shè)計(jì)為 3mm 滿足壁厚的變化 PP 材料能夠滿足充模流動(dòng)要 求 考慮制件壁厚不均 為防止變形 應(yīng)強(qiáng)化冷卻 模具溫度取下限值 延長 冷卻時(shí)間 從模具總體結(jié)構(gòu)考慮 塑件為骨架主體需設(shè)置側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu) 增加剛性 減小變形的結(jié)構(gòu)分析 多數(shù)塑料的彈性模量和強(qiáng)度較低 受力時(shí) 易變形甚至破壞 可采用加強(qiáng)筋來提高塑料制品的強(qiáng)度和剛度 由于模具屬于塊 狀 可以不用考慮 因此不需要加強(qiáng)筋增加剛度和強(qiáng)度 圓角設(shè)計(jì) 在塑件設(shè)計(jì)過程中 為了避免應(yīng)力集中 提高塑件強(qiáng)度 改善 塑件的流動(dòng)情況及便于脫模 在塑件的各面或內(nèi)部連接處 應(yīng)采用圓弧過渡 尤其對(duì)增強(qiáng)塑料更有利于填充型腔 另外 塑件上的圓角對(duì)于模具制造和機(jī)械 加工及提高模具強(qiáng)度 也是不可少的 在塑件結(jié)構(gòu)上無特殊要求時(shí) 塑件的各 連接處均應(yīng)有半徑不小于 0 5 1mm 的圓角 塑件的材料 所用塑料的加工性能和工藝性能如表 2 3 所示 表 2 3 聚丙烯 PP 英文名稱 Polypropylene 的性能表 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 使用溫度 小于 164 熱性好 最低使用溫度可達(dá) 15 在低于 35 時(shí)會(huì)脆裂 化學(xué)穩(wěn)定性 聚丙烯的高頻絕緣性能好 而且由于不吸水 絕緣性能不受溫度的影響 聚丙烯在氧 熱 光 的作用下極易解聚 老化 必須加入防老化劑 具有較好的抗化學(xué)藥品侵蝕性 能耐 80 以下的 無機(jī)酸 堿液等浸泡 性能特點(diǎn) 密度 0 90 0 91 無色 無味 無毒 由于 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 在熔點(diǎn)下有較好的流動(dòng)性 成型性能好 成型制 件的表面光澤 染色效果 外傷痕留等方面都優(yōu) 于聚乙烯 是通用塑料中耐熱最高的一種 抗拉 強(qiáng)度大 屈服強(qiáng)度高 有較高的彎曲疲勞壽命 耐刮性 耐磨性也比較好 剛性不足 防火安全 性差 耐候性差 收縮率 1 0 成型特點(diǎn) 1 結(jié)晶料 吸濕性小 易發(fā)生融體破裂 長期 與熱金屬接觸易分解 2 流動(dòng)性好 但收縮范圍及收縮值大 易發(fā)生 縮孔 凹痕 變形 3 冷卻速度快 澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)緩慢散 熱 料溫低溫高壓時(shí)容易取向 模具溫度低于 50 度時(shí) 塑件不光滑 易產(chǎn)生熔接不良 流痕 90 度 以上易發(fā)生翹曲變形 4 塑料壁厚須均勻 避免缺膠 尖角 以防應(yīng)力集中 結(jié)論 聚丙烯熱容量大 注射成型模具必須設(shè)計(jì)能充分 進(jìn)行冷卻的冷卻回路 聚丙烯成型的適宜模具溫 度為 80 左右 否則會(huì)造成成型塑件表明光澤差 或產(chǎn)生熔接痕等缺陷 且溫度過高會(huì)產(chǎn)生翹曲現(xiàn) 象 2 2 塑件三維 UG 建模及分析 2 2 1UG 建模 三維零件設(shè)計(jì) 1 建模軟件 UG 圖 2 2 塑件三維模型 支撐塊塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 9 2 塑件的質(zhì)量及體積 圖 2 3 塑件的體積 PP 的密度 0 9 利用 UG 軟件 進(jìn)行三維實(shí)體建模 并可直接通過軟件 進(jìn)行測量 得到塑件的體積為 V 10 19 塑件質(zhì)量 gvm17 90 1 2 2 2 確定成型工藝參數(shù) 注塑成型工藝參數(shù)的確定 表 2 4 注塑成型工藝參數(shù) 注射時(shí)間 20 90 預(yù)熱和干燥 不需預(yù)熱和干燥 保壓時(shí)間 0 5 后段 150 170 冷卻時(shí)間 20 120 中段 180 200 成型時(shí)間 s 總周期 50 220料筒溫度 前段 200 220 噴嘴溫度 170 180 方法 紅外線燈 聚 丙 烯 模具溫度 50 80 后處理 溫度 鼓風(fēng)烘箱 60 70 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 10 注射壓力 MPa 60 100 時(shí)間 h 2 4 2 2 3 注塑機(jī)的選擇 根據(jù)以上的計(jì)算 初步選擇注塑機(jī)規(guī)格如下 注塑機(jī)規(guī)格 XS Z 60 表 2 5 XS Z 60 型注塑機(jī)的主要參數(shù) 注塑機(jī)型號(hào) XS Z 60 額定注射量 cm3 60 螺桿 柱塞 直徑 mm 38 注射壓力 Mpa 122 注射行程 mm 170 注射方式 柱塞式 鎖模力 KN 500 最大成型面積 cm3 130 最大開合模行程 mm 180 模具最大厚度 mm 200 模具最小厚度 mm 70 噴嘴圓弧半徑 mm 12 噴嘴孔直徑 mm 4 頂出形式 兩側(cè)設(shè)有頂桿 機(jī)械頂出 動(dòng) 定模固定板尺寸 mm 330 440 合模方式 液壓 機(jī)械 流量 L min 70 12 液壓泵 壓力 Mpa 6 5 電動(dòng)機(jī)功率 KW 11 支撐塊塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 11 加熱功率 KW 2 7 機(jī)器外形尺寸 mm 3610 850 1550 3 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 1 分型面的選擇 分型面的位置要有利于模具加工 排氣 脫模及成型操作 塑料制件的表 面質(zhì)量等 外表質(zhì)量 分型面最好不選在制品光亮平滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn) 角處 方便脫模 制件留在動(dòng)模邊 從制件的推出裝置設(shè)置方便考慮 包緊力 大的 芯應(yīng)設(shè)在動(dòng)模邊而將凹模放在定模邊包緊力小且不能確切判斷留向的將 型芯和凹模的主要部分都設(shè)在動(dòng)模邊對(duì)型芯無包緊力 對(duì)凹模粘附力較大的 將粘附力較大的設(shè)在動(dòng)模邊同心度要求 要求同心的部分放在模具分型面的同 一側(cè) 排氣 當(dāng)分型面作為主要排氣面時(shí) 料流的末端應(yīng)在分型面上以利排氣 分型面的選擇有如下兩種方案 方案一 圖 3 1 方案一分型面 方案二 圖 3 2 方案二分型面 采用這兩種方案 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)在動(dòng)模部分 模具結(jié)構(gòu)簡單 但塑件的澆道 與塑件一起脫下 且要使塑件留在動(dòng)模邊 但是塑件為塊狀 又有抽芯 所以 該塑件生產(chǎn)應(yīng)選用方案二 3 2 型腔數(shù)目的確定及型腔的排列 通過以下幾個(gè)方面計(jì)算型腔的數(shù)目 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 12 1 注射機(jī)的注射量 設(shè)注射機(jī)的公稱注射量為 G cm 單個(gè)制品的體積 V cm 流道口的3 3 體積為 C cm 則最大的型腔數(shù)目為 3 3 1 VCn 1 生產(chǎn)過程中每次實(shí)際注射量為公稱注射量的 0 7 倍 現(xiàn)取 0 7G 進(jìn)行計(jì)算 同樣流道口和澆道口的總體積是未知量 取 C 0 6V 故 取57 219 06 1702 Gn 2 n 2 制品精度 根據(jù)經(jīng)驗(yàn) 在模具中每增加一個(gè)型腔 制品的尺寸精度要降低 4 該制品 中能決定制品精度的一個(gè)典型尺寸 Lz mm 該尺寸公差為 x 采用單型腔時(shí) 該 制品能達(dá)到的尺寸公差為 對(duì)無定型材料 pp 取 0 05 0 07 則最 大型腔數(shù)目為 3 1 02 1 2 ZzLxn 2465 zLX 2 由于該制品有兩個(gè)孔具有較高精度要求 對(duì)于高精度制品 通常取 42 n 3 經(jīng)濟(jì)性考慮 設(shè)計(jì)劃生產(chǎn)的制品總量為 N 模具的型腔數(shù)目為 則模具的費(fèi)用為4n C 為制造每一個(gè)模具所需的費(fèi)用 為模具費(fèi)用中與型腔數(shù)目無 140Cn 0C 關(guān)的部分 注射機(jī)每小時(shí)的生產(chǎn)費(fèi)用為 Y 元 注射周期為 t s 若忽略準(zhǔn)備時(shí) 間和試模時(shí)原料費(fèi)用 則總的成型加工費(fèi)用 元 為 3 3 1404 26 ntNX 若使用的成形加工費(fèi)用 X 最小 即令 則解上式有 4 d 3 360tYn 4 從以上討論可以看到 模具的型腔數(shù)目必須取 的最小值 其中 僅1n23n 供參考 但綜合考慮注射機(jī)的成本較高和塑件的經(jīng)濟(jì)性 取 n 2 支撐塊塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 13 根據(jù)計(jì)算結(jié)果和塑料注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格 采用 XS Z 60 注射機(jī) 一模兩腔 生產(chǎn)塑件 塑件的形腔排列如下圖 圖 3 3 塑件排列 3 3 澆注系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 主流道設(shè)計(jì) XS Z 60 型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸 噴嘴球面半徑 12mm r 噴嘴孔直徑 4mm1d 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系 mm 3 2 rR1 得出 15mm m5 d 3 3mm 7mmH 澆口設(shè)計(jì) 澆口位置選擇應(yīng)注意以下幾點(diǎn) 應(yīng)有利于充模流動(dòng) 排氣和補(bǔ)料 減小制品翹曲變形 澆口位置與分子取向關(guān)系 注塑成型時(shí)的噴射現(xiàn)象與澆口位置和尺寸的關(guān)系 減少熔接痕 增加熔接牢度 澆口位置應(yīng)防止料流將型芯或鑲件技歪變形 常用塑料可以選用的澆口形式如下表 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 14 表 3 2 常用塑料可以選用的澆口形式 塑件 名 稱 測 澆 口 點(diǎn) 澆 口 潛 伏 澆 口 扇 形 澆 口 平 縫 澆 口 環(huán) 形 澆 口 輻 射 澆 口 爪 澆 口 凸 耳 澆 口 多 級(jí) 澆 口 直 接 澆 口 平 縫 隙 澆 口 多 重 澆 口 聚乙 烯 聚丙 烯 聚苯 乙烯 AS ABS 尼龍 聚甲 醛 根據(jù)分析塑件 考慮脫模的方便 由于塑件對(duì)表面質(zhì)量有一定的要求 所 以 最終選用側(cè)澆口 綜上所述 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)最終如下 圖 3 4 注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 支撐塊塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 15 3 4 型芯型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在模具設(shè)計(jì)中型芯 型腔可采用整體式或組合式結(jié)構(gòu) 但是由于該塑件成塊狀 最大長度達(dá) 38mm 且形狀較簡單 由于需要抽芯 需要上下兩個(gè)型芯 分別為圓柱形 單獨(dú)加工 加工和熱處理都較簡單 由于需要推板 型腔采用組合式 底部依靠推板成型 冷卻管道設(shè)置在上 模 3 5 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 脫模機(jī)構(gòu)的方案選擇 模具型腔在動(dòng)模部分 開模后 塑件留在動(dòng)模部分 推出機(jī)構(gòu)可采用推板推出或推桿推出 推板推出結(jié)構(gòu)可靠 頂出力均勻 不影響塑件的外觀質(zhì)量 推板制造簡單 推桿推出結(jié)構(gòu)簡單 推出平穩(wěn)可靠 推出時(shí)會(huì)在塑件上留下頂出痕跡 影 響塑件外觀質(zhì)量 所以選用推板推出機(jī)構(gòu) 但是由于塑件側(cè)有孔 所以我們必須采用推板加 斜導(dǎo)柱外側(cè)抽心機(jī)構(gòu) 2 斜導(dǎo)柱的傾斜角 的選擇 在斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)中 斜導(dǎo)柱與開模方向的夾角稱為斜導(dǎo)柱的 傾斜角 它是決定斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)中工作效果的重要參數(shù) 的大小對(duì)斜導(dǎo) 柱的有效工作長度 抽芯距 受力狀況等起直接的重要影響 通過受力分析與 理論計(jì)算可知 斜導(dǎo)柱的傾斜角 取 22 33 比較理想 一般設(shè)計(jì)時(shí)取 o o25 最常用的是 綜合考慮 取 oo21 18 3 脫模力的計(jì)算 脫模力 由兩部分組成 eQ 3 bceQ 5 式中 脫模力 e 塑件包緊力 cQ 克服真空所增加的脫模力 b 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 16 表 3 3 脫模力的計(jì)算 計(jì)算公式 已知參數(shù) 計(jì)算結(jié)果 脫 模 力 的 計(jì) 算 QcuthkEf 12 0 1Abb E 1500MPa f 0 5 t 6mm h 6mm 0 02 0 43 fk cosin1 30 19 3KNeQcB 公式字母代表含義如下 脫模力 KN E 塑料彈性模量 eQ 收縮率 mm mm t 塑件壁厚 mm h 包容凸模的長度 mm f 塑料與鋼的摩擦系數(shù) 塑料的柏松比 脫模修正系數(shù) 拔模斜度 Ab 塑件ufk 最大投影面積 4 側(cè)向抽芯力計(jì)算 3 6 QcuthkEf 12 0 1Ab 3 7 b 0 46KNecB 5 斜導(dǎo)柱直徑計(jì)算 3 8 WLFM 式中 斜導(dǎo)柱所受彎矩 WM 斜導(dǎo)柱所受彎曲力 F 斜導(dǎo)柱彎曲力臂 L 由材料力學(xué)的知識(shí)可知 3 9 WM 支撐塊塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 17 式中 斜導(dǎo)柱所用材料的許用彎曲應(yīng)力 W 抗彎截面系數(shù) 斜導(dǎo)柱的截面為圓形 其抗彎截面系數(shù)為 3 10 331 02d 由上式可推導(dǎo)出斜導(dǎo)柱的直徑為 3 11 33cos 1 0 WCWHFLd 式中 側(cè)型芯滑塊受到脫模力的作用線與斜導(dǎo)柱中心線交點(diǎn)到斜導(dǎo)柱WH 固定板的距離 由于計(jì)算比較復(fù)雜 為了方便 用查表的方法確定斜導(dǎo)柱的直徑 先已求 得側(cè)向抽芯力 0 46KN 和選定的斜導(dǎo)柱傾斜角 在表中查出最大彎曲力cFeQ 然后根據(jù) 和 以及斜導(dǎo)柱傾斜角 的數(shù)值在表中查出斜導(dǎo)柱的直徑WW 查出得 取 15mm d 3 6 模架選取 由于型芯的高度太高 其開模行程較大 如果選用標(biāo)準(zhǔn)模架 那么在標(biāo)準(zhǔn) 模架中要使用很厚的墊塊 而且也要選很大的模架才能滿足要求 那樣既浪費(fèi) 材料又增加成本 所以只選用了部分標(biāo)準(zhǔn)模架的標(biāo)準(zhǔn)件 如動(dòng)模固定板 其它基本尺寸如下表 3 4 表 3 4 模架的基本參數(shù) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) mm 定模板 17 定模固定板 17 動(dòng)模板 45 墊板 23 定位圈 8 下型芯固定板 11 推板 28 導(dǎo)柱 22 墊塊 51 模具的總高 193 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 4 注塑模具設(shè)計(jì)的有關(guān)尺寸計(jì)算 4 1 成型零件尺寸計(jì)算 查有關(guān)手冊(cè)得 PP 的收縮率為 S 1 0 2 5 故平均收縮率為 S 2 5 1 0 2 0 75 0 0075 根據(jù)塑件尺寸公差要求 模具的制造公差 取 3 Z 型腔徑向尺寸 mm mL 型腔深度尺寸 mm H 型芯徑向尺寸 mm l 型芯高度尺寸 mm mh 模具制造偏差 mm Z 平均收縮率 mm mm S 模具磨損量C 磨損嚴(yán)重時(shí) 2C 磨損輕微時(shí) 5 8 不考慮磨損時(shí) 去掉各式中的 C 型腔成型尺寸計(jì)算見表 4 1 支撐塊塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 19 表 4 1 型腔成型尺寸計(jì)算 已知 平均收縮率 0 0075 模具的制造公差取 3 修正系數(shù) X 0 5SZ 類別 模具零件名稱 塑件尺寸 計(jì)算公式 計(jì)算結(jié)果 38 38 21 0 23 23 1 0 15 15 1 8 7 7 1 06 型腔徑 向 尺寸計(jì) 算 5 5 L 1 S L X m0z z 5 5 5 型腔尺 寸計(jì)算 型腔深 度 尺寸計(jì) 算 16 5 16 6 06 型芯徑 向 尺寸計(jì) 算 6 6 106 型芯尺 寸計(jì)算 型芯高 度 尺寸計(jì) 算 6 06 1 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 20 4 2 脫模機(jī)構(gòu)尺寸計(jì)算 抽芯距的計(jì)算 S L 2 3 12 3 15mm 4 1 斜導(dǎo)柱長度計(jì)算 圖 4 1 斜導(dǎo)柱的長度 斜導(dǎo)柱長度計(jì)算 4 10 6 4321 LL 2 6 sin2tacostan 抽dhD 式中 斜導(dǎo)柱總長度 L 斜導(dǎo)柱固定部分大端直徑 取 18mm 斜導(dǎo)柱固定板厚度 取 17mm h 斜導(dǎo)柱工作部分的直徑 取 15mm d 側(cè)向抽芯距 抽s 計(jì)算得 82mmL 4 3 楔緊塊的形式 閉模后 斜銷不能使滑塊完全復(fù)位 且斜銷也不能承受熔體施于滑塊的側(cè) 向推力 為此須設(shè)置楔緊塊 圖 4 3 所示為幾種常用的楔緊塊形式 可根據(jù)滑 塊的的形狀和受力大小選用 楔緊塊的楔角 應(yīng)大于斜銷的斜角 通常取 3 2 支撐塊塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 21 根據(jù)模具的設(shè)計(jì)選用圖 a 的形式 加工方便 楔緊塊 取 20 圖 4 2 楔緊塊的形式 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 22 5 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 5 1 模具安裝部分的校核 1 噴嘴尺寸校核 注塑機(jī)噴嘴球面半徑 R0 12mm R 15mm 故合格 注塑機(jī)噴嘴孔直徑 4mm72KN 結(jié)論 所選注塑機(jī)的鎖模力滿足要求 3 拉桿間距 安裝螺孔尺寸校核 模具重量較重用螺釘固定 模具的外形尺寸應(yīng)小于注射機(jī)的拉桿間距 以 保證模具能安裝到注射機(jī)工作臺(tái)面上 該模具的外形尺寸為 246mm 296mm XS ZY 60 型注射機(jī)模板最大安裝尺寸 為 330mm 440mm 故能滿足模具安裝要求 5 2 模具開模行程校核 1 模具閉合厚度 模具總厚度應(yīng)在最大厚度與最小厚度之間 模具閉合厚度 H 閉 193mm maxHmin 所選壓力機(jī)的模具最大厚度 H 200mm 模具最小厚度 H 70mm maxmin 故滿足要求 2 對(duì)雙分型面注射模 所需開模行程為 H H H1 H2 5 10 mm 5 3 機(jī)S 式中 a 中間板與定模的分開距離 mm 180mm H 16 5 47 5 68 5mm機(jī) 而側(cè)分型抽芯距不會(huì)過大增加開模式距離 注射機(jī)的開模行程足夠 經(jīng)驗(yàn) 證 XS Z 60 型注射機(jī)能滿足使用要求 故可以采用 支撐塊塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 23 6 模溫調(diào)節(jié)與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 6 1 注射模冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則 設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)需要考慮模具的結(jié)構(gòu) 塑件的尺寸和壁厚 鑲塊的位置 熔 接痕的產(chǎn)生位置等 1 塑件厚度均勻 冷卻通道至型腔表面的距離相等 亦即冷卻通道的排 列與型腔的形狀相吻合 塑件壁厚處冷卻通道應(yīng)靠近型腔 間距要小以加強(qiáng)冷 卻 一般冷卻通道與型腔表面的距離大于 10mm 為冷卻通道直徑的 1 2 倍 2 在模具結(jié)構(gòu)允許的前提下 冷卻通道的孔徑盡量大 冷卻回路的數(shù)量 盡量多 以保證冷卻均勻 3 為防止漏水 鑲塊與鑲塊的拼接處不應(yīng)設(shè)置冷卻通道 并注意水道穿 過型芯 型腔與模板接縫處時(shí)的密封以及水管與水嘴連接處的密封 同時(shí)水管 接頭部位設(shè)置在不影響操作的方向 通常在注射機(jī)的北面 4 澆口處應(yīng)加強(qiáng)冷卻 由于澆口附近溫度最高 通?？墒估鋮s水先流經(jīng) 澆口附近 再流向澆口遠(yuǎn)端 5 降低入水與出水的溫度差 避免模具表面冷卻不均勻 6 冷卻通道要避免接近塑件熔接痕的生產(chǎn)位置 以免降低塑件的強(qiáng)度 7 冷卻通道內(nèi)不應(yīng)有存水和產(chǎn)生回流的部位 應(yīng)避免過大的壓力降 冷 卻通道直徑的選擇要易于加工清理 一般為 6 12mm 考慮到模具的結(jié) 構(gòu) 本次設(shè)計(jì)將冷卻水道開設(shè)在定模上 取 8mm 6 2 塑料模具的熱平衡計(jì)算 制品重量由 UG 分析得 9 17g 0 00917kg 查塑料模技術(shù)手冊(cè) 16 表可知 350Kj kg 塑件的成型周期為 55s 那么i 3600 50 72 n 分析可知 0 02 n 1 44 gmKpgmK 將數(shù)據(jù)代入計(jì)算得 504 6 1 piinQ hJ 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 24 式中 塑料熔體每小時(shí)冷卻固化所放出的熱量 inQhKJ 每千克塑料熔體凝固時(shí)放出熱含量 590 i i g 每小時(shí)注射次數(shù) 72 n 每次注射的塑料用量 0 02 gmgm 每小時(shí)注射的塑料量 1 44 p pK 注射時(shí)間 5s 冷卻時(shí)間 20s 開模取制件 15s 得注塑周期時(shí)間 為 20s 由模具總裝圖可得 模具四側(cè)面積 0 296 0 0 188 0 196 0 188 2 0 185 F 2 合模面積 0 196 0 296 0 058 再由設(shè)定的 和 得開模率 2m 為 0 35 故得散熱面積 F 0 14 0 12 0 35 0 18 設(shè)模具平均溫度為2 45 室溫為 20 2mt0t 代入下列公式可得 通過自然冷卻傳走的熱量 6 2 120 mQcaFt 式中 熱傳遞系數(shù)1a 為模具平均溫度 2mt 為室溫 0 傳熱系數(shù)1 75 2045 1021 tAm 模具散熱表面積 F 由輻射散發(fā)的熱量 6 3 4420737320 8 101mRttQ 式中 模具平均溫度 2mt 室溫 02 輻射率 一般加工表面取 0 8 由注塑機(jī)工作臺(tái)面?zhèn)髯叩臒崃?6 4 02 L6 3QtFm 式中 模具平均溫度 2mt 室溫 02 傳熱系數(shù) 普通鋼 140 2 WA 支撐塊塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 25 模具散熱表面積 F2m 冷卻水所帶走的熱量 按公式 6 5 計(jì)算 10215 6 5 LRCinout QQ hKJ 式中 冷卻水每小時(shí)從模具帶走的熱量 冷卻水用量的計(jì)算 6 6 10 piMT M 每一次注射所需的單位時(shí)間用水量 kg s l s 由冷卻系統(tǒng)傳去的熱功 W 1Q 水的定壓比熱 J kg k 20 4183pCpC 水之入口溫度 0T 水之出口溫度 1 參數(shù)設(shè)置 1500 418W 4178J kg k 25 1QhKJp0T 20 1T 計(jì)算結(jié)果 M 0 049 kg s 1 s 用水量 流量 校核 所計(jì)算出的用水量 流量 與表 6 1 校核 如大于允許值時(shí) 應(yīng)加大孔徑 表 6 1 冷卻水管直徑與冷卻水速度的關(guān)系表 M 0 049 kg s 1 s 5L min 即 采用直徑為 8mm 的冷卻水道能滿足要求 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 26 7 繪制模具總裝圖及零件圖 運(yùn)用 Auto CAD 軟件 按照上述幾章設(shè)計(jì)的尺寸 繪制模具裝配總圖及各零 件圖 總裝配圖按照 0 圖紙繪制 零件圖則按照 3 等圖紙繪制 圖樣幅面應(yīng)符 合國家 GB4457 1 84 標(biāo)準(zhǔn) 先繪制裝配草圖 經(jīng)指導(dǎo)老師認(rèn)可 才進(jìn)行正式圖的繪制 繪圖過程中嚴(yán) 格按照國標(biāo)制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制 7 1 模具裝配圖的繪制 裝配圖應(yīng)用足夠說明模具構(gòu)造的投影圖及必要的剖面圖 剖視圖 一般主 視圖和俯視圖對(duì)應(yīng)繪制 還要注明必要尺寸 如模具高度 輪廓尺寸 開模行 程以及裝配保證的有關(guān)尺寸和精度 畫出工件圖 填寫詳細(xì)的零件明細(xì)表和技 術(shù)要求 裝配結(jié)構(gòu)圖如圖 7 1 支撐塊塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 27 圖 7 1 模具總裝圖 7 2 模具零件圖的繪制 按設(shè)計(jì)的零件總圖 拆繪模具零件圖 零件圖也應(yīng)有足夠的投影和必要的 剖面 剖視圖 以便將零件結(jié)構(gòu)表達(dá)清楚 另外 還要標(biāo)注出零件的詳細(xì)尺寸 制造公差 形位公差 表面粗糙度 材料熱處理 技術(shù)要求等 計(jì)算成型零件 主要尺寸及公差 標(biāo)注在零件圖上 零件圖例如圖 7 2 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 28 圖 7 2 動(dòng)模板零件圖 7 3 模具零件材料的選取 大部分零件材料選用的 45 模具零件材料選取如表 7 1 表 7 1 模具零件材料 項(xiàng)目 材料 定模固定板 Q235A 支撐塊塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 29 定模板 45 下型芯固定板 45 墊板 45 動(dòng)模固定板 Q235A 推板 45 導(dǎo)柱 20 上 下型芯 4Cr13 導(dǎo)套 20 滑塊 T8A 澆口套 T8A 斜導(dǎo)柱 45 8 結(jié)論 當(dāng)接到任務(wù)以后進(jìn)行選題 選題是畢業(yè)設(shè)計(jì)的開端 選擇恰當(dāng)?shù)?感興趣 的題目 這對(duì)于整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)是否能夠順利進(jìn)行關(guān)系極大 結(jié)合自己今后的工 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 30 作方向和興趣所在 選取了塑料模具設(shè)計(jì) 在題目難度上 考慮到在專業(yè)知識(shí) 掌握的情況 選取了支撐塊注塑模具設(shè)計(jì) 1 本文結(jié)合塑性成型的原理 對(duì)注塑件進(jìn)行工藝分析和工藝結(jié)構(gòu)分析 并通過適當(dāng)?shù)挠?jì)算 選擇出了合適的工藝成型參數(shù) 同時(shí)并進(jìn)行注塑機(jī)的初步 選擇 2 針對(duì)注塑件是尺寸小 屬于塊狀結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)時(shí)采用一模兩腔的注塑模 結(jié)構(gòu) 把分型面選擇在塑件水平投影最大的截面上 推件裝置采用推板 推出 平穩(wěn)可靠 推出時(shí)不會(huì)在塑件上留下頂出痕跡 并采用斜導(dǎo)柱側(cè)向分型機(jī)構(gòu) 3 同時(shí) 在設(shè)計(jì)的過程中 充分發(fā)揮了三維軟件 UG 的作用 首先用 UG 軟件計(jì)算注塑件的體積 然后通過計(jì)算的模具工藝參數(shù) 利用 ug 的 Mold Wizard 進(jìn)行模具裝配圖的設(shè)計(jì) 注塑模具設(shè)計(jì)是一種經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng)的生產(chǎn)方式 所以在設(shè)計(jì)的過程中難免出 現(xiàn)很多不足之處 例如選擇脫模斜度 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等對(duì)經(jīng)驗(yàn)要求較高的參數(shù)設(shè)計(jì) 方面 可能設(shè)計(jì)的不太恰當(dāng) 我會(huì)繼續(xù)結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)進(jìn)行修正完善 參考文獻(xiàn) 1 楊占堯 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) M 北京 高等教育出版社 2001 2 王衛(wèi)衛(wèi) 材料成型設(shè)備 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2005 1 支撐塊塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 31 4 朱輝 曹桄 唐保寧等 畫法幾何及工程制圖 M 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 2002 5 吳宗澤 羅圣國 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) M 北京 高等教育出版社 1999 6 劉鴻文 材料力學(xué) M 北京 高等教育出版社 2004 7 黃曉燕 模具 CAD CAM 實(shí)用教程 M 北京 清華大學(xué)出版社 2004 8 中國機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會(huì)組編 塑料模設(shè)計(jì)與制造 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2001 9 甘永立 幾何量公差與檢測 M 上海 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 2004 10 李德群 唐志玉 中國模具設(shè)計(jì)大典 M 南昌 江西科學(xué)技術(shù)出版社 2003 11 許發(fā)越 實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)版社 2001 12 張峰 楊林峰 電冰箱氣輔注塑模 J 模具制造 2006 9 44 46 13 Edward S Wilks 工業(yè)聚合物手冊(cè) M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2006 14 張曉輝 李積山 用四桿機(jī)構(gòu)推件的微齒輪注塑模 J 模具制造 2007 6 49 51 15 葉長青 斜銷和斜推桿六向內(nèi)外抽芯注塑模 J 塑料科技 2007 9 86 89 16 冉成新 塑料模具結(jié)構(gòu) M 武漢 華中科技大學(xué)出版社 2009 17 王宏斌 模外卸活彎式電連接器注塑模 J 機(jī)電元件 2006 2 23 25 18 楊軍 張汝英 彩色顯像管鎖緊螺母注射模設(shè)計(jì)制造 J 工程塑料應(yīng)用 2007 3 52 55 19 俞芙芳 謝云龍 劉瓊 打火機(jī)上蓋注塑模設(shè)計(jì) J 工程塑料應(yīng)用 2006 11 66 67 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 32 致謝 到現(xiàn)在 經(jīng)過四個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于可以畫上一個(gè)句號(hào)了 但是現(xiàn)在回想 起來做畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程 頗有心得 其中有苦也有甜 不過樂趣盡在其中 從中也學(xué)到了不少知識(shí) 尤其是注塑模具設(shè)計(jì)方面的 畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面 所學(xué)專業(yè)知識(shí)的一種檢驗(yàn) 而且也是對(duì)自己能力的一種提高 本文主要闡述了支撐塊注塑模具的設(shè)計(jì) 我對(duì)注塑模具產(chǎn)生了濃厚的興趣 同時(shí) 受我主修專業(yè)的影響 我已經(jīng)習(xí)慣于關(guān)注模具這一行業(yè) 以及技術(shù)性帶 來的一系列機(jī)遇與挑戰(zhàn) 本篇論文雖然凝聚著自己的汗水 但卻不是個(gè)人智慧的產(chǎn)品 沒有導(dǎo)師的 指引和贈(zèng)予 沒有父母和朋友的幫助和支持 我在大學(xué)的學(xué)術(shù)成長肯定會(huì)大打 折扣 當(dāng)我打完畢業(yè)論文的最后一個(gè)字符 涌上心頭的不是長途跋涉后抵達(dá)終 點(diǎn)的欣喜 而是源自心底的誠摯謝意 我首先要感謝我的指導(dǎo)教師原國森老師 對(duì)我的構(gòu)思以及論文的內(nèi)容不厭其煩的進(jìn)行多次指導(dǎo)和悉心指點(diǎn) 使我在完成 論文的同時(shí)也深受啟發(fā)和教育 本次設(shè)計(jì)就這樣一步一步的完成了 在這次設(shè)計(jì)中 我也學(xué)到了許多注塑 模具設(shè)計(jì)方面的知識(shí) 以及查找資料的能力 自己獨(dú)立完成一份設(shè)計(jì)后的心情 是十分自豪的 因?yàn)樽约簭闹袑W(xué)到了知識(shí) 同時(shí)也提高了自己的動(dòng)手能力和團(tuán) 結(jié)協(xié)作意識(shí) 這對(duì)我們今后走上工作崗位是非常重要的 再次由衷感謝原國森老師對(duì)我的指導(dǎo)和教誨 我也在努力的積蓄著力量 盡自己的微薄之力回報(bào)母校的培育之情 爭取使自己的人生對(duì)社會(huì)產(chǎn)生些許積 極的價(jià)值