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河南機電高等?？茖W(xué)校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 畢業(yè)設(shè)計題目：球形頂蓋注塑模設(shè)計 系 部 專 業(yè) 班 級 學(xué)生姓名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 2007 年 6 月 10 日 河南機電高等專科學(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計說明書 2 畢業(yè)設(shè)計/論文說明書目錄 前言……………………………………………………………6-7 一 模塑工藝規(guī)程的編制…………………………………………8-10 二 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………………………………10-17 三 頂蓋注塑模具的有關(guān)計算……………………………………18 四 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計…………………………………18-19 五 模具閉合高度的確定…………………………………………19-20 六 注塑機有關(guān)參數(shù)的校核………………………………………20 七 繪制模具總裝配圖和非標(biāo)準(zhǔn)零件工作圖……………………21 八 模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制…………………………22-23 九 結(jié)束語…………………………………………………………23 致謝……………………………………………………………24 參考文獻………………………………………………………25 河南機電高等專科學(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計說明書 3 插圖和附表清單 一 球形頂蓋零件圖…………………………………………………………8 二 分型面選擇方式…………………………………………………………12 三 型腔排列方式………………………………………………………………12 四 點澆口結(jié)構(gòu)…………………………………………………………………14 五 主流道襯套形式……………………………………………………………15 六 二級脫模結(jié)構(gòu)設(shè)計示意圖…………………………………………………15 七 型腔板凹模組合結(jié)構(gòu)………………………………………………………16 八 凸模結(jié)構(gòu)圖…………………………………………………………………17 九 分半型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計………………………………………………………17 附表 機械加工工藝過程卡………………………………………………………22 河南機電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計說明書 4 球形頂蓋注塑模設(shè)計 摘要 對塑件的工藝性進行分析，該模具適合采用一模兩件結(jié)構(gòu)。由于塑件原料 為尼龍 1010，流動性好，故適合點澆口凝料自動脫落結(jié)構(gòu)，但需增加一個分型 面。塑件內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不能直接脫模，故對于塑件不能直接脫模的中間部分， 采用分半型芯結(jié)構(gòu)，模外手動脫模。由于成型后塑件對型腔的粘著力和對型芯 的包緊力較大，一次脫?？赡茉斐伤芗嗔褤p傷，故采用頂桿推件板二級脫模 機構(gòu)。 關(guān)鍵詞：分半型芯 點澆口 二級脫模 河南機電高等專科學(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計說明書 5 THE TOP PROBABLY PRODUCING PLASTIC ARTICLES BY INJECTION MOULDING, THE MODEL DESIGNS SPHERE Structure carrying out analysis on to moulding piece of manufacturability , being a mould's turn to be fit to adopt one two pieces of models. Be a nylon since moulding piece of raw material 1010, flowability is good , structure, but necessaries increases by a mark of type face therefore being suitable to a running gate curdle to expect that the automation comes off. Mould piece of inner structure complicated , can not demould directly , adopt half mark of core structure , model right-hand side to move drawing of patterns therefore to moulding piece of unable deciduate direct centre part. The force is firmly bigger since the molding queen moulds piece of the adhesion force to type cavity and the parcel to the core , a drawing of patterns may bring about moulding piece of tearing loss, therefore adopt top material to push piece of board two stage drawing of patterns organization. Keywords: Be allotted half cores Count a running gate The two stage is deciduate 河南機電高等專科學(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計說明書 6 前 言 近年，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加大，主要表現(xiàn)在，大型、精密、 復(fù)雜、長壽命、中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度高于一般模具產(chǎn)品；塑料模 和壓鑄模比例增大；專業(yè)模具廠數(shù)量及其生產(chǎn)能力增加；“三資”及私營企業(yè)發(fā) 展迅速；股份制改造步伐加快等。從地區(qū)分布來看，以珠江三角洲和長江三角 洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā) 展最快、模具生產(chǎn)最為集中的省份是廣東和浙江，江蘇、上海、安徽和山東等 地近幾年也有較大發(fā)展。 模具成型具有優(yōu)質(zhì)，高產(chǎn)，低消耗，低成本的特點。因而，在國民經(jīng)濟各 個部門得到了極其廣泛的應(yīng)用。在模具成型中，塑料成型占很大的比重。由于 塑料具有化學(xué)穩(wěn)定性好，電絕緣性強，力學(xué)性能高，自潤滑，耐磨及相對密度 小等獨特的優(yōu)異性能，成為工業(yè)部分必不可少的新型材料。 根據(jù)業(yè)內(nèi)專家預(yù)測，今年中國塑料模具市場總體規(guī)模將增加 13%左右，到 2005 年塑料模具產(chǎn)值將達到 460 億元，模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件出口將從現(xiàn)在的 9000 多萬美元增長到 2005 年的 2 億美元左右，產(chǎn)值在增長，也就意味著市場 在日漸擴大。 相當(dāng)多的發(fā)達國家塑料模具企業(yè)移師中國，是國內(nèi)塑料模具工業(yè)迅速發(fā) 展的重要原因之一。中國技術(shù)人才水平的提高和平均勞動力成本低都是吸引外 資的優(yōu)勢，所以中國塑模市場的前景一片輝煌，這是塑料模具市場迅速成長的 重要因素所在。 河南機電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計說明書 7 按照我國國家標(biāo)準(zhǔn)，模具共分為 10 大類 46 個小類，塑料模具是 10 大類 中的 l 個大類，共有 7 個小類：熱塑性塑料注塑模、熱固性塑料注塑模、熱固 性塑料壓塑模、擠塑模、吹塑模、真空吸塑模和其他類塑料模。塑料模的發(fā)展 是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的，在我國起步較晚，但發(fā)展卻很快，特別是最 近幾年，無論在質(zhì)量、技術(shù)和制造能力上，都有很大發(fā)展。但就總體來看，與 國民經(jīng)濟發(fā)展和世界先進水平相比，差距仍較大，一些大型、精密、復(fù)雜、高 效、長壽命的塑料模具每年仍大量進口。 據(jù)悉目前全世界年產(chǎn)出模具約 650 億美元，其中塑料模具約為 260 億美 元。我國 1999 年模具總產(chǎn)值 245 億元．其中塑料模具約為 82 億元，2000 年 近 100 億元。七類塑料模具中，注塑模具所占比例很大，約占全部塑料模具的 80%左右。 塑料模具的主要用戶是家用電器行業(yè)、汽車、摩托車行業(yè)、電子音像設(shè)備 行業(yè)、辦公設(shè)備行業(yè)、建筑材料行業(yè)、信息產(chǎn)業(yè)及各種塑料制品行業(yè)等。目前 國內(nèi)年需塑料模具約 130-140 億元，真中有 30 多億元仍靠進口，進口量最多 的塑料模具有汽車摩托車飾件模具、大屏幕彩電殼模具、冰箱洗衣機模具、通 訊及辦公設(shè)備塑殼模具、塑料異型材模具等。大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè) 設(shè)計是其中最后一個實踐環(huán)節(jié)，是對以前所學(xué)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(shù)得到愈來愈廣泛的 應(yīng)用。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實習(xí)，我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(xué)習(xí)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(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、 洛陽中國一拖的生產(chǎn)實習(xí)，我對于模具特別是塑料模具的設(shè)計步驟有了一個全 新的認識，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)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(dǎo)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(guān)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(guān)手冊和書籍，設(shè) 計中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進行充分討論，盡最大努力搞好 河南機電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計說明書 8 本次畢業(yè)設(shè)計。 在設(shè)計的過程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努 力，相信會完滿的完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗，設(shè) 計中不妥之處在所難免，肯請各位老師指正。 頂蓋塑料模設(shè)計 設(shè)計題目：頂蓋產(chǎn)品造型與模具設(shè)計 圖 1 球形頂蓋零件圖 第一章：模塑工藝規(guī)程的編制 該塑件是頂蓋產(chǎn)品，其零件圖如圖 1 所示。本塑件的材料采用尼龍 1010，生 產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 1.塑件的工藝性分析 1. 1 塑件的原材料分析 塑件的材料采用尼龍 1010，屬熱塑性塑料。從使用性能上看，尼龍 1010 是半透明，吸水小，耐寒性較好，堅韌﹑耐磨﹑耐油﹑耐水，抗霉菌，但吸水 性大；從成型性能上看，塑件壁不宜取厚，并應(yīng)均勻，脫模度不宜取小，尤其 對厚壁及深高塑件更應(yīng)取大。受熱時間不宜超過 30min，料溫高則收縮大，易 出飛邊，收縮小，取向性強，注射壓力低易發(fā)生凹痕，波紋。成型周期按塑件 壁厚而定，厚則取長，薄則取短，為了減少收縮，凹痕﹑縮孔，一般宜取低模 溫﹑高注射壓力的成形條件，以及采用白油作脫模劑; 尼龍 1010 的主要技術(shù)指 標(biāo)：密度是 1.1kg/dm ﹑比體積是 0.96dm /kg﹑吸水率是 0.2～0.4﹑收縮率是 1.3～2.3s﹑熔點是 205t/ c﹑熱變形溫度是 55 c﹑抗拉屈服強度是 62Mpa﹑拉 河南機電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計說明書 9 伸彈性模量 1.8×10 Mpa﹑抗彎強度 88Mpa﹑硬度 9.75HB﹑擊穿強度 20KV/mm。 1.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 1.2.1 結(jié)構(gòu)分析 從零件圖上分析，該零件總體形狀為圓形，由于制品內(nèi)部具有圓形突起， 故采用哈夫塊結(jié)構(gòu)使制品脫模，制品脫模阻力較大，故采用二次頂出機構(gòu) 。該 零件屬于中等復(fù)雜程度. 1.2.2 尺寸精度分析 由制件可知，此制件為未注公差尺寸，選用公差等級為 MT5 級 （GB/T14486—1993） 。由以上的分析可知，該零件的尺寸精度中等，對應(yīng)的模 具相關(guān)零件的尺寸加工可以得到保證。 從塑件的壁厚來看，壁厚較均勻，有利于制件的成型。 1.2.3 表面質(zhì)量分析 該零件的表面沒有特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易實現(xiàn)。 綜上分析可以看出，注塑時在工藝參數(shù)控制得較好的情況下，零件的成 型要求可以得到保證。 2.計算塑件的體積和質(zhì)量 計算塑件的重量是為了選用注塑機及確定模具型腔數(shù)。 計算塑件的體積： =59643mm3V 過程：V=大圓蓋的體積+小圓柱的體積+圓錐形的體積+圓桶形的體積 大圓蓋的體積=π×502×5 =39270mm3 小圓柱的體積=π×32×6 1 =170 mm3 圓錐形的體積=π×9.52×3=851 mm 3 圓桶形的體積=π×14×5×88=19352 mm 3 V= 59643mm3 計算塑件的重量：根據(jù)設(shè)計手冊可查得尼龍 1010 的密度為 =1.1kg／dm 3? 故塑件的重量為： ?VW? = 59643×1.1×10-3 = 65.6g 采用一模兩件的模具結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸，注塑時所需壓力和工廠現(xiàn)有 設(shè)備等情況，初步選用注塑機 SZ-200/1000 型。 3.塑件注塑工藝參數(shù)的確定 查找有關(guān)文獻和參考工廠時間應(yīng)用的情況，尼龍 1010 的成型工藝參數(shù)可作如下 選擇：（試模時，可根據(jù)實際情況作適當(dāng)調(diào)整） 注塑溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度。 河南機電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計說明書 10 料筒溫度：后段溫度 t 選用 190～210 c；10 中段溫度 t 選用 200～220 c； 2 前段溫度 t 選用 210～230 c； 30 噴嘴溫度：200～210 c； 注塑壓力一：選用 40～100Mpa； 注塑時間： 選用 20～90s； 保壓壓力： 選用 65Mpa； 保壓時間： 選用 0～5s； 冷卻時間： 選用 20～120s； 總周期： 選用 45～220s； 后處理方法： 采用油﹑水﹑鹽水； 后處理溫度： 90～100t/ c;0 后處理時間： 4h。 說明 3.1：預(yù)熱和干燥均采用鼓風(fēng)烘箱。 3.2：凡潮濕環(huán)境使用的塑料，應(yīng)進行調(diào)濕處理，在 100～120 c0 水中加熱 2～18h。 4：塑料成型設(shè)備的選取 根據(jù)計算及原材料的注射成型參數(shù)初選注塑機為 SZ- 200/1000 型。查材料知：理論注射量：210 ；3cm 螺桿（柱塞）直徑:42mm; 模具定位孔直徑：125mm 注射壓力：150MPa； 注塑行程：300mm; 注射方式：臥式； 合模力:1000kN； 模板最大行程：685mm; 模具最大厚度：350mm; 模具最小厚度：150mm; 第二章：注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 河南機電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計說明書 11 注塑模結(jié)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)向分型與 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 制品在模具中的位置，直接影響到模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，模具分型面的確 定，澆口的設(shè)置，制品尺寸精度和質(zhì)量等。因此，開始制定模具方案時，首先 必須正確考慮制品在其中的位置；然后再考慮具體的生產(chǎn)條件（包括模具制造 的） ，生產(chǎn)的批量所需的機械化和自動化程度等其他設(shè)計問題。 制品在模具中的位置設(shè)計時應(yīng)遵循以下基本要求：制品或制品組件(含嵌件)的 正視圖，應(yīng)相對于注塑機的軸線對稱分布，以便于成型；制品的方位應(yīng)便于脫 模，開模后制品應(yīng)留在動模部分，這樣便于利用成型設(shè)備脫模；當(dāng)用模具的互 相垂直的活動成型零件成型孔、槽、凸臺時，制品的位置應(yīng)著眼于使成型零件 的水平位移最簡便，使抽芯操作方便；如果制品的安置有兩個方案，兩者的分 型面不相同又互相垂直，那么應(yīng)該選擇其中能使制品在成型設(shè)備工作臺安裝平 面上的投影面積為最小的方案；長度較長的管類制品，如果將它的長軸安置在 模具開模方向，而不能開模和取出制品的；或是管接頭類制品，要求兩個平面 開模的，應(yīng)將制品的長軸安置在與模具開模相垂直的方向。這樣布置可顯著減 小模具厚度，便于開模和取出制品。但此時需采用抽芯距較大的抽芯機構(gòu)(如杠 桿的、液壓的、氣動的等)；如果是自動旋出螺紋制品或螺紋型芯的模具，對制 品的安置有專門要求;最后制品位置的選定，應(yīng)結(jié)合澆注系統(tǒng)的澆口部位、冷卻 系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)的布置，以及制品的商品外觀要求等綜合考慮。 選擇分型面的原則是：脫出塑件方便、模具結(jié)構(gòu)簡單、型腔排氣順利、確 保塑件質(zhì)量,無損塑件外觀、設(shè)備利用合理。 所以，模具設(shè)計中，分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)。應(yīng)根據(jù) 分型面選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。 根據(jù)以上規(guī)則，該塑件為球形頂蓋，表面質(zhì)量無特殊要求，球面可以保持 壁厚均勻一致，增加了塑件的美感。此外，該零件高度為 26mm，且垂直于軸線 的截面形狀比較簡單和規(guī)范，若選擇如圖 2 所示水平分型方式既可降低模具的 復(fù)雜程度，減少模具加工難度又便于成型后出件。故選用如圖 2 所示的分型方 河南機電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計說明書 12 式較為合理。這樣有利于成型后，塑件的脫模。還有利于注塑時塑料產(chǎn)生氣體 的排放。 圖 2 2.2 確定型腔的數(shù)目及排列方式 本塑件在注塑時采用一模兩件，即模具需要兩個型腔。綜合考慮澆注系統(tǒng)， 模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素擬采取如圖 3 所示的型腔排列方式。 采用圖 3 所示的型腔排列方式的最大優(yōu)點就是流動支路平衡，這種情況是指相 對于主流道按一定布局分布的各個型腔，從主流道到達各個型腔的分流道、澆口， 其長度、斷面形狀和尺寸都完全相同、即到達各型腔的流動支路是完全相同的。 只要對各個流動支路加工的誤差很小，就能保證各個型腔同時充模，壓力相同。 圖 3 2.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計 2.3.1 主流道設(shè)計 河南機電高等專科學(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計說明書 13 根據(jù)設(shè)計手冊查得 SZ-200/1000 型注塑機噴嘴的有關(guān)尺寸： 模具定位孔直徑： 0=φ 125mm；d 噴嘴前端球面半徑： 0 = 15mm；R 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系 R = RO +（1～2）mm D = d0 +（0.5～1）mm 取主流道球面半徑 R = 16mm； 取主流道的小端直徑 d =φ 5mm。 為了方便將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計為圓錐形式其斜度取 1～3 度經(jīng)換算得主流道大端直徑 D=Ф8.5mm，為了使料能順利的進入分流道， 可在主流道的出料端設(shè)計半徑 r=5mm 的圓弧過渡。 2.3.2 分流道設(shè)計 分流道的形式和尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的體積，壁厚和形狀的復(fù)雜程度來確定 分流道的長度的。由于塑件的形狀比較簡單，尼龍 1010 的流動性好，沖型 能力比較好，因此可采取梯形分流道，便于加工。根據(jù)主流道大端直徑 D=Ф8.5mm，則梯形可選用上底為 b=5.5mm,高為 h=8mm 的截面。 截面形狀為 U 型，在流道設(shè)計中要減小壓力損失，則希望流道的面積大。 要減少傳熱損失，又希望流道的面積小。因此可用流道的面積與周長的比值 來表示流道的效率。U 型實質(zhì)上是一種雙梯形流道截面。 效率為 0.195D 分流道的尺寸： 尼龍 1010 分流道直徑/mm 3.8---7.5 選取 6mm，長度為 70mm。 分流道表面粗糙度： 分流道表面不要求太光潔，表面粗糙度常取 1.25—2.5R μm，這可增加對 外層塑料熔體流動阻力，使外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層。有利于保溫。 但表面不得凸凹不平，以免對分型不利。 2.3.3 澆口設(shè)計 根據(jù)本塑件的成型要求及型腔的排列方式，選用點澆口較為理想。設(shè)計時 考慮選擇從頂蓋上端進料，料由上往下流，該塑件為頂蓋，點澆口是一種很小 的澆口，長用于流動性很好的塑料，如聚苯乙烯（ PS） 、尼龍等。澆口的長度很 短，不超過其直徑，所以脫模后塑件上的澆口殘痕不明顯，不需要再修正澆口 河南機電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計說明書 14 痕跡。這種澆口被廣泛采用，但采用這種澆口時，常常要在模具上增加一分型 面，以便澆口凝料脫模。如圖 4。初選點澆口(l×b×d)為（0.5×0.5×0.5）, 試模時修正。 圖 4 2.3.4 排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計 在注塑模具的設(shè)計過程中，必須考慮排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計，否則，熔融的塑 料流體進入模具型腔內(nèi)，氣體如不能及時排出會使制件的內(nèi)部有氣泡，甚至 會產(chǎn)生很高的溫度使塑料燒焦，從而出現(xiàn)廢品。 排氣方式有兩種：開排氣槽排氣和利用合模間隙排氣。 由于頂蓋注塑模是小型模具，可直接利用分型面間隙進行排氣，而不需在模具 上開設(shè)排氣槽。 （尼龍 1010 塑料的最小不溢料間隙為 0.03mm，間隙較小，再加 上尼龍 1010 的流動性較好，也不宜開排氣槽. 2.3.5 主流道襯套的選取 為了提高模具的壽命在模具與注塑機頻繁接觸的地方設(shè)計為可更換的主 流道襯套形式，選取材料為 T8A，熱處理以后的硬度為 53～57HRC，主流道 襯套和定模的配合形式為 H7/m6 的過渡配合。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖 5： 河南機電高等專科學(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計說明書 15 圖 5 2.4 抽芯機構(gòu)設(shè)計 本模具沒有特殊結(jié)構(gòu)，無須進行側(cè)向抽芯機構(gòu)設(shè)計。 2.5 推出機構(gòu)設(shè)計 由于模具脫模阻力較大，所以采用推件板一級脫模，頂桿二級脫模結(jié)構(gòu)設(shè)計。 如圖 6 所示： 河南機電高等專科學(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計說明書 16 圖 6 2.6 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 2.6.1 凹模的設(shè)計 本副模具采用型腔板凹模組合結(jié)構(gòu)，制件結(jié)構(gòu)不很復(fù)雜，模具牢固，不 易變形，適用用于本制件的模具。如圖 7 所示： 圖 7 材料選用 T8A, 硬度在 50HRC 以上. 加工可以直接用銑刀銑出，也可以用成型電極。為了節(jié)約成本。在這里選用銑 刀銑。 2.6.2 凸模和型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計 凸模和型芯都是用來成型塑料制品內(nèi)表面的成型零件。凸模也稱主型芯， 用來成型塑件整體的內(nèi)部形狀。小型芯也稱成型桿，用來成型塑件的孔或槽。 本模具采用圓柱型芯和兩分半模芯的組合結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)節(jié)省了大量的優(yōu) 質(zhì)模具鋼，便于機加工和熱處理，也便于定模與動模對準(zhǔn)。凸模結(jié)構(gòu)圖如圖 8： 河南機電高等專科學(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計說明書 17 圖 8 分半型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計如下圖 9 示： 圖 9 河南機電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計說明書 18 第三章：頂蓋注塑模具的有關(guān)計算 本例中成型零件工作尺寸計算時均采用平均尺寸，平均收縮率平均制造公 差和平均磨損率來計算。 查常用塑料的收縮率塑料尼龍 1010 的成型收縮率為 S=0.5～4.0％，故平 均我們?nèi)?Scp=0.5％?？紤]到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差取 Б=Δ/3。 成型零部件的制造誤差： 成型零部件的制造誤差包括成型零部件的加工誤差和安裝誤差，配合誤差 等幾個方面。設(shè)計時一般應(yīng)將成型零部件的制造公差控制在塑件的 1/3 左右， 通常取 IT6—9 級，綜合考慮取 IT8 級。 第四章：模具加熱和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 塑料在生產(chǎn)過程中由于需要對熔融的塑料流體進行冷卻，塑料制件不能有 太高的溫度（防止出模后制件發(fā)生翹曲，變形） 。在注射模具中熔體從 200 C,0 左右降低到 60 C 左右，所釋放的能量 5％以輻射，對流的方式散發(fā)到大氣中，0 其余 95％由冷卻介質(zhì)帶走，因此注射模的冷卻時間只要取決與冷卻系統(tǒng)的冷卻 效果。模具的冷卻時間約占整個循環(huán)周期的 2/3。縮短循環(huán)周期的冷卻時間是 提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。 冷卻系統(tǒng)設(shè)計可按下式進行計算： 設(shè)該模具平均工作溫度為 60°，用 20°的常溫水作為模具的冷卻介質(zhì)，其 出口溫度為 30°，產(chǎn)量為（1 分鐘 2 模）G=1008g/h。 ① 求塑件在硬化時每小時釋放的熱量為 Q3，查有關(guān)文獻得尼龍 1010 的單位熱流量為 Q2=314.3～398.1J/g ,取 Q2=350J/g： Q3=GQ2=1008g/h×350J/h=352800J ② 求冷卻水的體積流量 V V=GQ2/PC1(T1－T2) =352800/60×1/1000×4.2×（30－20） =2.5× m3/min310? 河南機電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計說明書 19 根據(jù)冷卻水處于湍流狀態(tài)下的流速和通道直徑的關(guān)系，確定模具冷卻水孔直 徑為 8mm.冷卻水孔總傳熱面積 A 由下式計算： A=GQ2/3600(60-20) =325800/3600×40=2.26 冷卻水孔總長度計算如下： L=GQ2/3600×3.14×Φ (60-20)0.8( vd)? =11.4 冷卻水孔數(shù)目的計算如下： n=A/3.14×8×L=3.89。取 4 個 冷卻水道直徑 d/（mm） 最低流速 v /（m/s） 流量 qv/（m /min）3 8 1.66 5.0×10－ ３ 第五章：模具閉合高度確定 在支撐板與固定零件的設(shè)計中根據(jù)經(jīng)驗確定：定模板厚度 H1=32mm，定模 推板厚度為 H2=10mm，型腔板厚度 H3=32，型芯固定板厚度為 H4=32mm，推件板 厚度為 H5=32mm，支撐板厚度 H6=50，墊塊厚度 H7=80mm 動模板厚度 H8=32mm 如 下圖所示： 5.1 計算模具的閉合高度： H=H1＋H2＋H3＋H4＋H5+H6+H7+H8 =32＋10＋32＋32＋32＋50+80+32 =300mm 5.2．校核注塑機的開?？臻g 150mm<300mm<350mm （模具符合注塑機的要求） 河南機電高等專科學(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計說明書 20 第六章：注塑機有關(guān)參數(shù)的校核 本模具的外形尺寸為 450mm×355mm×300mm, SZ-200/1000 型注塑機模板最 大安裝尺寸是 685mm×550mm。 由于上述計算的模具閉合高度為 300mm，SZ-200/1000 型注塑機的最小模具 厚度為 150mm，最大模具厚度為 350mm 模具開模時校核： 150mm<300mm<350mm 經(jīng)校核 SZ-200/1000 型注塑機能滿足使用要求故可以采用。 河南機電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計說明書 21 第七章繪制模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖 7.1 本模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖見附圖 7.2本模具的工作原理：該模具采用一模兩件，點澆口凝料自動脫落。剛球 式二級脫模機構(gòu)完成制品脫模過程。 注塑完成，模具打開，動模后退。模具在頂銷14的作用下從A面首先打開， 當(dāng)澆注系統(tǒng)凝料完全從主流道襯套脫出時，限位螺釘13使定模推板11停止后退， B分型面打開。當(dāng)澆注系統(tǒng)凝料完全脫落時，鏈條21拉動型腔板10使模具從C打 開。動模繼續(xù)后退，當(dāng)推板32碰到注塑及頂桿時，頂桿29，33，34推動推件板 9，塑件和分半型芯一起運動，D面打開，完成第一次脫出。 當(dāng)塑件脫離主型芯7時，鋼球脫離頂桿29，推件板停止移動，頂桿33，34繼 續(xù)移動，完成第二次頂出。 分半型芯在模外手動取出。合模時，分半型芯靠注塑壓力復(fù)位，其它機構(gòu) 靠頂桿復(fù)位。注塑完成，模具打開，動模后退。模具在頂銷14 的作用下首先從A分 型面打開，當(dāng)澆注系統(tǒng)凝料完全從主流道襯套脫出時，限 位螺釘13使定模推板11停止后退， B分型面打開。當(dāng)澆注系統(tǒng)凝料完全脫落時，鏈條21拉動型 腔板10使模具從C分型面打開。動 模繼續(xù)后退，當(dāng)推板32碰到注塑機頂桿時，頂桿 29、33、34推動推件板9、塑件和分半型芯8 一起移動，D分型面打開，完成第一次頂出。當(dāng)塑件脫離主 型芯7時，鋼球27脫離頂桿29，推 件板停止移動，頂桿33、34繼續(xù)移動，完成第二次頂出。 分半型芯在模外手動取出。合模時， 分半型芯 河南機電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計說明書 22 靠第八章：模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制 這里對凹模的加工工藝進行分析。 凹模的加工工藝過程見下表 表 凹模的加工工藝過程 機械加工工藝過程卡 產(chǎn)品型號 零（部）件圖 號 10機械加工工藝過 程卡片 產(chǎn)品名稱 凹 模 零（部）件名 稱 凹模 共（1）第 （1）頁 材料牌 號 T8 A 毛坯 種類 板 料 毛坯 外型 尺寸 500X 400 ㎜ 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(shè)備 工 藝 裝 備 準(zhǔn)終 單件 05 下 料 鋸割下料 455㎜× 360㎜ 下料 車間 鋸床 0.5 15 熱 處 理 退火 熱處 理車 間 熱處 理爐 10 20 車 削 車端面 450 達尺寸； 車端面 355，留磨量 0.5㎜；車右端面，留 磨量 0.2㎜； 掉頭車左端，留磨量 0.2㎜，鉆錐型孔； 模具 車間 車床 5 25 銑 削 銑分流道至要求，銑 Φ100 孔球面致要求 模具 車間 2 30 熱 處 理 淬火并回火達 54~58HRC 熱處 理車 間 6 河南機電高等專科學(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計說明書 23 35 內(nèi) 外 圓 磨 以外圓 Φ100 為基準(zhǔn)， 磨球型孔達到要求 模具 車間 2 40 鉗 研磨 Φ100 孔底及 R0.5 達圖樣要求 模具 車間 2 設(shè) 計 日 期 審核 日期 標(biāo)準(zhǔn)化 日期 會簽 日期 標(biāo)記 記 數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標(biāo)記 處 數(shù) 更該 文件 號 第九章 結(jié)束語 三年的大學(xué)生活即將結(jié)束，而我也即將離開可敬的老師和熟悉的同學(xué)踏入 不是很熟悉的社會中去。在學(xué)校中，我主要學(xué)的是理論性的知識，而實踐性很 欠缺，而畢業(yè)設(shè)計就相當(dāng)于實戰(zhàn)前的一次總演練。畢業(yè)設(shè)計不但把我以前學(xué)的 專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，也使我在溫習(xí)舊知識的同時也可以學(xué)習(xí)到很多新的 知識；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上 彌補我們實踐經(jīng)驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。 由于本人資質(zhì)有限，很多知識掌握的不是很牢固，因此在設(shè)計中難免要遇 到很多難題，在有課程設(shè)計的經(jīng)驗及老師的不時指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下，克 服了一個又一個的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計日趨完善。 河南機電高等專科學(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計說明書 24 致謝 時光如電，歲月如梭，三年的大學(xué)生活即將結(jié)束，而我也即將離開可敬的 老師和熟悉的同學(xué)踏入不是很熟悉的社會中去。在這畢業(yè)之際，作為一名工科 院校的學(xué)生，做畢業(yè)設(shè)計是一件必不可少的事情。 畢業(yè)設(shè)計是一項非常繁雜的工作，它涉及的知識非常廣泛，很多都是書上 沒有的東西，這就要靠自己去圖書館查找自己所需要的資料；還有很多設(shè)計計 算，這些都要靠自己運用自己的思維能力去解決，可以說，沒有一定的毅力和 耐心是很難完成這樣復(fù)雜的工作。 在學(xué)校中，我主要學(xué)的是理論性的知識，而實踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計就 相當(dāng)于實戰(zhàn)前的一次總演練。畢業(yè)設(shè)計不但把我以前學(xué)的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫 起來，也使我在溫習(xí)舊知識的同時也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識；這不但提高了 我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補我們實踐經(jīng)驗的 不足，為以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。 由于本人資質(zhì)有限，很多知識掌握的不是很牢固，因此在設(shè)計中難免要遇 到很多難題，在有課程設(shè)計的經(jīng)驗及老師的不時指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下，克 服了一個又一個的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計日趨完善。畢業(yè)設(shè)計雖然很辛苦，但 是在設(shè)計中不斷思考問題，研究問題，咨詢問題，一步步提高了自己，一步步 完善了自己。同時也汲取了更完整的專業(yè)知識，鍛煉了自己獨立設(shè)計的能力， 使我受益匪淺，我相信這些經(jīng)驗對我以后的工作一定有很大的幫助，而且也鍛 煉我的吃苦耐勞的精神，讓我在這個競爭的社會里有立足之地。 最后，我衷心感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師原紅玲老師在這一段時間 給予我無私的幫助和指導(dǎo)，并向你們致意崇高的敬意，以后到社會上我一定努 力工作，不辜負你們給予我的知識和對我寄予的厚望。 河南機電高等專科學(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計說明書 25 參考文獻 1. 楊占堯主編. 塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計. 清華大學(xué)出版社. 2. 中國模具設(shè)計大典. 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. 1996 5. 馮炳堯，韓泰榮，蔣文生主編. 模具設(shè)計與制造簡明手冊. 上?？?學(xué)技術(shù)出版社，1998 6. 賈潤禮，程志遠主編. 實用注塑模設(shè)計手冊. 中國輕工業(yè)出版社. 2000 7. 唐志玉主編. 模具設(shè)計師指南. 國防工業(yè)出版社. 1999 8. 屈華昌主編. 塑料成型工藝與模具設(shè)計. 機械工業(yè)出版社. 1995 9. 黃毅宏主編. 模具制造工藝. 機械工業(yè)出版社. 1999 10. 彭建聲主編. 簡明模具工實用技術(shù)手冊. 機械工業(yè)出版社. 1993