扣蓋外殼注塑模具設(shè)計-塑料注射模斜頂滑塊抽芯含NX三維及9張CAD圖.zip

扣蓋外殼注塑模具設(shè)計-塑料注射模斜頂滑塊抽芯含NX三維及9張CAD圖.zip,外殼,注塑,模具設(shè)計,塑料,注射,模斜頂滑塊抽芯含,NX,三維,CAD 摘 要 本設(shè)計詳細(xì)地闡述了扣蓋外科造型注射工藝分析的參數(shù)化設(shè)計過程，給出了注射模具設(shè)計的一般步驟。列出了注射機選擇所要的主要依據(jù)，并對主要此產(chǎn)品注射參數(shù)進行了數(shù)據(jù)的校核。在注塑模具基本結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，舉出了各模具部分設(shè)計時應(yīng)參照的原則，并結(jié)合本課題進行了具體的分析。在分型面的選擇問題上，因為本產(chǎn)品較為復(fù)雜，本設(shè)計通過分析比較，選擇了一種最佳方案。重點分析設(shè)計了調(diào)溫系統(tǒng)，說明了調(diào)溫系統(tǒng)對產(chǎn)品成型的重要性，詳細(xì)計算了進、出模具所產(chǎn)生的熱量，最終確定大概的散熱面積、冷卻水道直徑、冷卻水道長度等工藝參數(shù)。在設(shè)計完結(jié)構(gòu)后，對模具的安裝進行了大致的說明，對模具的開合動作做了必要的解釋和分析，解釋了試模的原理和操作方法，并提出了對應(yīng)的解決方法。使用NX UG進行三維造型貫穿整個設(shè)計過程，使設(shè)計變得很輕松，也可以及時地發(fā)現(xiàn)模具中的干涉等問題。 關(guān)鍵詞：注射工藝；注射機；注塑模具；分型面；三維造型 II Abstract In this design, the parametric design process of injection process analysis for buckle surgical moulding is described in detail, and the general steps of injection mould design are given. The main basis for the selection of injection machine was listed, and the injection parameters of the main product were checked. In the process of designing the basic structure of injection mould, the principles that should be consulted in the design of each part of the mould are listed, and the specific analysis is carried out in combination with this subject. In the selection of parting surface, because the product is more complex, this design chooses the best scheme through analysis and comparison. The emphasis is put on the analysis and design of the temperature control system, which explains the importance of the temperature control system for product shaping, calculates the heat generated by the inlet and outlet moulds in detail, and finally determines the approximate heat dissipation area, cooling channel diameter, cooling channel length and other technological parameters. After the design of the structure, the installation of the die was explained roughly, the opening and closing action of the die was explained and analyzed, the principle and operation method of the test die were explained, and the corresponding solutions were put forward. NX UG is used to carry out three-dimensional modeling throughout the design process, which makes the design easy and can detect interference in the die in time. Key words: injection process; injection machine; injection mould; parting surface; three-dimensional modeling 目 錄 摘 要 I Abstract II 第一章 緒 論 1 1.1 注射成型模具的地位及發(fā)展趨勢 1 1.1.1 注塑成型模具的地位 1 1.1.2 注塑成型模具的發(fā)展趨勢 1 1.2 畢業(yè)設(shè)計選題的背景、設(shè)計方法、目的和意義 2 1.2.1 設(shè)計選題的背景和設(shè)計方法 2 1.2.2 設(shè)計的目的和意義 2 第二章 塑件工藝性及成型工藝條件 3 2.1扣蓋外科零件制品圖 3 2.2 塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析 3 2.2.1 塑件成型工藝條件分析 3 2.2.2 塑件材料成型性能 4 2.2.3注塑模工藝條件 4 2.3 典型用途 5 2.4 成型設(shè)備的選擇 5 2.5 注射機基本參數(shù)的校核 6 2.5.1 注射量的校核 7 2.5.2 鎖模力的校核 7 2.5.3 最大注射壓力的校核 8 2.5.4 注射機安裝模具部分的尺寸校核 8 2.5.5 開模行程的校核 9 第三章 注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 10 3.1 型腔數(shù)目的確定和排列方式 10 3.2 分型面的選擇 10 3.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 11 3.4 成型零部件的設(shè)計 13 3.4.1 成型零部件工作尺寸的計算 13 3.4.2 成型型腔壁厚的計算 16 3.5 脫模機構(gòu) 17 3.5.1 脫模力的計算 17 3.5.2 推出零件尺寸的確定 18 3.6 調(diào)溫系統(tǒng) 19 3.6.1冷卻系統(tǒng)設(shè)計原則 19 3.6.2冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 20 3.6.3冷卻回路的布置 20 3.7導(dǎo)向機構(gòu) 21 3.8 排氣系統(tǒng) 22 第四章 滑塊抽芯機構(gòu)的設(shè)計 23 4.1 斜頂?shù)男螤罴凹夹g(shù)要求 23 4.2 斜頂?shù)膬A斜角 23 4.3斜頂?shù)拈L度 23 4.4 斜頂?shù)墓潭ǚ绞?24 4.5 斜頂導(dǎo)滑槽 24 4.6 斜彎銷的設(shè)計 25 4.7 前模斜滑塊的設(shè)計 25 第五章 扣蓋外科模具的裝配與調(diào)試 26 5.1 模具的安裝 27 5.1.1 模具總裝圖 27 5.1.2 模具的裝配 28 5.2.試模 28 5.2.1 試模時可能出現(xiàn)的問題和解決辦法 28 5.2.2 試模時應(yīng)注意的事項 30 結(jié) 論 31 致 謝 32 參考文獻 33 第一章 緒 論 1.1 注射成型模具的地位及發(fā)展趨勢 塑料模具是當(dāng)今世界工業(yè)領(lǐng)域非常極具活力的一門產(chǎn)業(yè)。塑料是當(dāng)今社會主要的工業(yè)結(jié)構(gòu)材料之一，非常廣泛應(yīng)用到汽車、生用品活、通信、儀器儀表外殼、文體用品、化工材料、紡織、醫(yī)藥衛(wèi)生、建筑等各個領(lǐng)域。展望21世紀(jì)，高分子合成材料將進入質(zhì)的飛躍發(fā)展時期。 1.1.1 注塑成型模具的地位 從2003年我國模具進口的海關(guān)統(tǒng)計資料可知，在沖壓模具和注射模具當(dāng)中，塑料模具占了模具進口量的57%，而注射成型模具是大頭。注射成型模具設(shè)計是否合理，決定著注塑成型生產(chǎn)后質(zhì)量優(yōu)劣及成品率高低，通俗一點的講，是否能加工出優(yōu)質(zhì)的塑膠制件，在很大程度上需要優(yōu)秀的模具設(shè)計師通過合理的設(shè)計來完成這件事。 在現(xiàn)代塑料制件的生產(chǎn)過程中，較為合理的注塑成型工藝、先進的注塑成型模具及高精度、高效率的注塑設(shè)備是當(dāng)代塑料成型加工中必不可少的三個重要因素。 在我國注塑模具產(chǎn)品水平從2004年開始，模具產(chǎn)業(yè)有了非常長足的進步。在大型注塑模具方面，可以生產(chǎn)1219mm這么大電視機的塑料外殼模具、包括6.5kg大容量洗衣機洗衣桶的模具以及汽車保險杠、整體儀表板等非常大要求非常高的塑料模具；在一些精密注塑模具方面，我國也達到了較高的國際化水平。這一些也顯示了目前我國在注塑模方面的技術(shù)已達到了較高水平，并在國民經(jīng)濟發(fā)展中將也發(fā)揮越來越重要的作用。 現(xiàn)在考察某個國家的科學(xué)與生產(chǎn)技術(shù)水平，塑料的生產(chǎn)與應(yīng)用情況是重要標(biāo)志之一。塑料的加工與應(yīng)用和塑料工業(yè)發(fā)展的快慢，對國家科技與生產(chǎn)，以及國民經(jīng)濟的發(fā)展的巨大影響是不言而喻的。 1.1.2 注塑成型模具的發(fā)展趨勢 我們國家的注塑模具設(shè)計與制造方面，和國外的一個工業(yè)大國之間還存在一定的差距。但在國家新的發(fā)展格局和與之相配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持和改革開放方針引導(dǎo)下，水平大大提高?？傮w上來看注塑模具發(fā)展趨勢，注塑成型模具正加深理論研究，加速推進標(biāo)準(zhǔn)化進程，深入研究和發(fā)展高精尖的注塑模具設(shè)計和制造藝術(shù)。 1.2 畢業(yè)設(shè)計選題的背景、設(shè)計方法、目的和意義 1.2.1 設(shè)計選題的背景和設(shè)計方法 本次設(shè)計的扣蓋外科零件是一電子商品，我國的的電子設(shè)備現(xiàn)在使用量非常大，在日常工作當(dāng)中很多的應(yīng)用。由于它的生產(chǎn)批量大，精度要求高，又屬于損耗性消費的產(chǎn)品，經(jīng)常要壞要換，材料為塑料PC，非常適合用注塑模具來進行生產(chǎn)。本次設(shè)計就是設(shè)計生產(chǎn)扣蓋外科的模具，其原理和諸多注射模具一樣是將粒狀塑料連續(xù)輸入到成型機的料筒中加熱熔融，然后由注射桿推進，由噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)導(dǎo)入模具中，然后保壓冷卻，使之固化成型。為了增加效率，而且可以合理而快速的設(shè)計出模具，我們采用無參數(shù)化設(shè)計，這也是現(xiàn)在常用的模具設(shè)計方法。整個設(shè)計過程包括工藝分析、設(shè)計方案的確定、模具經(jīng)歷設(shè)計的簡單，減少成本、然后模具二維和三維圖的繪制。學(xué)習(xí)并使用UG軟件三維建模和設(shè)計，CAD軟件繪制2D的工程圖，最后整理設(shè)計說明書，完成整個設(shè)計。 1.2.2 設(shè)計的目的和意義 通過這次畢業(yè)設(shè)計，預(yù)期可以達到以下目的： 1）加深對塑料材料的組成及基本性能的了解。 2） 用過查看資料了解注射成型的基本原理，慢慢學(xué)會正確分析成型工藝。 3）掌握一類成型模具的結(jié)構(gòu)特點及設(shè)計方法。 4）具有初步分析、解決模具現(xiàn)場技術(shù)問題的能力。 注塑成型是一門實踐性很強的學(xué)問，若想對它真正的了解做到融會貫通，還需要長期的通過生產(chǎn)實踐得到經(jīng)驗才能完成。在畢業(yè)設(shè)計中，需要對大學(xué)四年以來學(xué)過的知識進行綜合應(yīng)用，即可以加深對已學(xué)知識的理解，又可以通過查看資料從中發(fā)現(xiàn)不足同時，也可以加強創(chuàng)新以及動手能力的培養(yǎng)，加強獨立分析和解決問題的能力，因此，本次扣蓋外科零件的設(shè)計有非常重要的現(xiàn)實意義。 第二章 塑件工藝性及成型工藝條件 2.1扣蓋外科零件制品圖 本此用UG無參數(shù)建模盡量做到和實物一樣來構(gòu)建模型，主要設(shè)計的部分為我們將要對其進行注射模具設(shè)計，建模后的制品圖如圖2.11.1所示。 圖2.1.1 扣蓋外科零件制品圖 2.2 塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析 本塑件壁厚均勻，有利于各部分同時冷卻，減緩內(nèi)應(yīng)力。塑件一側(cè)有2個螺絲孔位需要采用側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)，經(jīng)模流分析，氣孔和熔結(jié)痕較少，且不在關(guān)鍵部位，充型質(zhì)量很高，可以保證表面質(zhì)量。塑件不允許有裂紋、變形缺陷，精度等級為高精度。綜合以上幾點考慮，可以成型合格的塑料制件來。 2.2.1 塑件成型工藝條件分析 PC是一種線型碳酸聚酯，分子中碳酸基團與另一些基團交替排列，這些基團可以是芳香族，可以是脂肪族，也可兩者皆有。雙酚A型PC是最重要的工業(yè)產(chǎn)品。 PC是幾乎無色的玻璃態(tài)的無定形聚合物，有很好的光學(xué)性。PC高分子量樹脂有很高的韌性，懸臂梁缺口沖擊強度為600~900J/m，未填充牌號的熱變形溫度大約為130°C ，玻璃纖維增強后可使這個數(shù)值增加10°C。PC的彎曲模量可達2400MPa以上，樹脂可加工制成大的剛性制品。低于100°C 時，在負(fù)載下的蠕變率很低。PC耐水解性差，不能用于重復(fù)經(jīng)受高壓蒸汽的制品。 PC主要性能缺陷是耐水解穩(wěn)定性不夠高，對缺口敏感，耐有機化學(xué)品性，耐刮痕性較差，長期暴露于紫外線中會發(fā)黃。和其他樹脂一樣，PC容易受某些有機溶劑的侵蝕。 PC材料具有阻燃性，耐磨?？寡趸?。 2.2.2 塑件材料成型性能 1、注射溫度視原料的分子量、制品的形狀和尺寸、注塑機的類型而相應(yīng)調(diào)整。 2、注射速度最好采取多級注射，采用慢-快-慢的方法。 3、注射壓力視制品的形狀和尺寸而定，柱塞式注塑機一般為100—160MPa，螺桿式注塑機為70—140MPa。 4、成型周期視制品壁厚和注射量而定，一般情況下充模時間較短，保壓時間較長，冷卻時間以脫模時不引起制品變形為原則。 5、模具溫度視制品的形狀、厚薄而定，適當(dāng)提高模具溫度有利于脫模，提高產(chǎn)品質(zhì)量。 6、制品后處理：對于形狀復(fù)雜、帶有金屬嵌件、使用溫度極低或很高的制品有必要進行后處理——消除或減少內(nèi)應(yīng)力。 方法：制品置于烘干箱后開始升溫，由室溫升至100—105時保溫10—20min，繼續(xù)升溫至120—125時保溫30—40min，然后緩慢冷卻至60以下取出。 2.2.3注塑模工藝條件 1.干燥處理： 如果儲存適當(dāng)則不需要干燥處理。? 2.熔化溫度： 270~310C。?注射壓力：可大到1800bar。? 3.注射速度： 通常，使用高速注塑可以使內(nèi)部壓力減小到最小。如果制品表面出現(xiàn)了缺陷，那么應(yīng)使用較高溫度下的低速注塑。?流道和澆口:對于冷流道，典型的流道直徑范圍是4~7mm。建議使用通體為圓形的注入口和流道。所有類型的澆口都可以使用。典型的澆口直徑范圍是1~1.5mm，但也可以使用小到0.7mm的澆口。對于邊緣澆口，最小的澆口深度應(yīng)為壁厚的一半；最小的澆口寬度應(yīng)至少為壁厚的兩倍。PC材料完全可以使用熱流道系統(tǒng)。 2.3 典型用途 光學(xué)照明 用于制造大型扣蓋外科、防護玻璃、光學(xué)儀器的左右目鏡筒等，還可廣泛用于飛機上的透明材料。 電子電器 聚碳酸酯是優(yōu)良的E（120℃）級絕緣材料，用于制造絕緣接插件、線圈框架、管座、絕緣套管、電話機殼體及零件、礦燈的電池殼等。也可用于制作尺寸精度很高的零件，如光盤、電話、電子計算機、視頻錄象機、電話交換器、信號繼電器等通訊器材。聚碳酸酯薄摸還被廣泛用作電容器、絕緣皮包、錄音帶、彩色錄象磁帶等。 機械設(shè)備 用于制造各種齒輪、齒條、蝸輪、蝸桿、軸承、凸輪、螺栓、杠桿、曲軸、棘輪，也可作一些機械設(shè)備殼體、罩蓋和框架等零件。 醫(yī)療器材 可作醫(yī)療用途的杯、筒、瓶以及牙科器械、藥品容器和手術(shù)器械，甚至還可用作人工腎、人工肺等人工臟器。 其它方面 建筑上用作中空筋雙壁板、暖房玻璃等；在紡織行業(yè)用作紡織紗管、紡織機軸瓦等；日用方面作奶瓶、餐具、玩具、模型、LED燈外殼和手機外殼等。 2.4 成型設(shè)備的選擇 選注射機應(yīng)該考慮注塑容量、產(chǎn)品需要最大成型面積、產(chǎn)品的截面尺寸、模具的頂出、定位環(huán)、澆品套，閉合高度以及成型工藝等等，現(xiàn)通過產(chǎn)品大小初步選擇一個注塑機，查資料后選擇型號為HTF300X2B，根據(jù)型腔尺寸選定模架型號為CI型號的標(biāo)準(zhǔn)模架系統(tǒng)， CI-5075-A190-B200-C180 表2.1.1 注射機基本參數(shù) 型號 單位 360×2A　 360×2B 360×2C 參數(shù) 螺桿直徑 mm 65 70 75 理論注射容量 cm3 1068 1239 1423 注射重量PS g 972 1127 1295 注射壓力 Mpa 208 180 156 注射行程 mm 322 螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 0~180 料筒加熱功率 KW 19.65 鎖模力 KN 3600 拉桿內(nèi)間距(水平×垂直) mm 760×760 允許最大模具厚度 mm 710 允許最小模具厚度 mm 250 移模行程 mm 660 移模開距(最大) mm 1370 液壓頂出行程 mm 160 液壓頂出力 KN 110 液壓頂出桿數(shù)量 PC 13 油泵電動機功率 KW 37 油箱容積 l 922 機器尺寸(長×寬×高) m 7.6×2.1×2.5 機器重量 t 15 最小模具尺寸(長×寬) mm 550×550 2.5 注射機基本參數(shù)的校核 2.5.1 注射量的校核 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，一般情況下注射機的最大注射量是額定注射量的百分之80，按公式計算體積的方法，必須 式中——單個塑件容量，用NX.UG測得（取整數(shù)）269； ——整個澆注系統(tǒng)所需的塑料容量，10； ——型腔的數(shù)目，在型腔的數(shù)目和排列方式中確定為各2； ——注射機額定注射量，1239。 則，故注射量符合要求。 塑件體積測量 2.5.2 鎖模力的校核 為防止模具分型面被脹模力頂開，必須對模具施加足夠的鎖模力，否則在分型面處將產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。本設(shè)計中必須 式中——注射機額定鎖模力（N）； ——塑料熔體在型腔內(nèi)的平均壓力，根據(jù)文獻[4]第138頁表4-1，取30； ——制品在分型面上的垂直投影面積，經(jīng)計算得35068。 故 F鎖＞pA=30Mpa x35068mm xx1.1x0.001=1157.24KN, 小于所選擇的3600KN的注塑機，所以滿足要求 塑件投影面積測量 2.5.3 最大注射壓力的校核 本設(shè)計中成型時的注射壓力為60～100MPa，注射機額定注射壓力為182MPa，故注射壓力符合成型要求。 2.5.4 注射機安裝模具部分的尺寸校核 定位環(huán)尺寸：定位環(huán)必須與定位孔呈間隙配合，便于模具安裝并使注流道中心線與注射機噴嘴中心線重合，定位環(huán)的高度小型模具取8～10mm，大型模具取10～15mm，定位孔深度應(yīng)大于定位環(huán)的高度。 模具厚度：確定型腔尺寸后選定標(biāo)準(zhǔn)模架，查資料6得模架的閉合厚度為665mm，在注射機允許的最大710mm、最小閉合厚度250mm之間。 模具的長度與寬度：查資料6得模板長度為700mm，寬度為500mm，故可以安裝在注射機上。 2.5.5 開模行程的校核 開模行程應(yīng)小于或等于注射機的模板行程，按下式校核 式中——注射機最大開模行程，1370； ——模具所需開模距離； ——塑件脫模距離，80； ——包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度，318。 可見，開模行程滿足設(shè)計要求。 第三章 注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.1 型腔數(shù)目的確定和排列方式 確定型腔的數(shù)目有四種方法：按注射機的最大注射量、注射機的額定鎖模力、制品的精度要求以及加工的經(jīng)濟性。 現(xiàn)在根據(jù)注射機的最大注射量來確定型腔數(shù)目n （4.1） 式中 ——注射機最大注射量，1239cm3 ——澆注系統(tǒng)凝料量，10cm3 ——單個塑件的體積，269cm3 則：=3.6（個） 所以根據(jù)塑件大小，取n=2，即采用一模一腔形式。 若為多型腔模具，則應(yīng)使各型腔的排列盡量緊湊和對稱，且盡量使用平衡進料方式。 3.2 分型面的選擇 模具上用于取出塑件和（或）澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸面通稱為分型面。 通常按分型面的形狀，將分型面分為平面型、曲面型和階梯形三種。常把動定模分開的面稱為主分型面。選擇分型面的基本原則：①便于脫模和簡化模具結(jié)構(gòu)；②不影響外觀；③保證尺寸精度；④有利于排氣；⑤便于模具零件加工；⑥考慮注射機的技術(shù)規(guī)格；⑦側(cè)向分型應(yīng)與主分型面協(xié)調(diào)。 如圖3.2.1，分形面選在凸臺的下沿。經(jīng)模流分析，產(chǎn)生的氣孔和熔結(jié)痕主要集中在圖3.2.1所示A-A面上，且該面為料流未端，利于利用分型面排氣，且比較容易達到表面質(zhì)量，但是增加了側(cè)型芯的制造難度。 分型面示意圖 綜上，全面考慮到制品的成型質(zhì)量和模具的制造工藝性，選擇本設(shè)計最終的設(shè)計方案。 3.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料穴四部分組成，其作用是使熔體順利而平衡的充模、壓實和保壓。 流道和澆口的設(shè)計如下： 主流道與熔體接觸，應(yīng)選用較好的材料制造，還要進行淬火處理，以提高硬度，常設(shè)計成澆口套，便于更換。為保證澆口套不被沖出定模，加定位環(huán)固定，同時也能讓澆口套與噴嘴對中定位。 ①主流道設(shè)計成錐形，PC流動性好，可取較小的錐角，本設(shè)計中取=2?。 內(nèi)壁表面粗糙度Ra=0.63。 ②主流道半球形=+（1~2）mm，本設(shè)計=18mm，=18+1=19mm。 小端直徑=+(0.5~1)mm，=7.5mm, =7.5+0.5=8mm,取0.5是為了獲得更小的截面積，從而有更大的充型速度，并且減小溫降和壓力降。 凹坑深度取h=4mm. ③大端過渡圓角半徑取r=2mm ④主流道長度根據(jù)模板厚度確定，暫取L=55mm 襯套和定模采用配合H7/m6,熱處理后硬度為55~60HRC。 ⑤定位環(huán)與注射機定位孔采用H11/h11配合。 圖3.3.1 澆口套結(jié)構(gòu)示意圖 圖3.3.2 澆口套安裝形式示意圖 本模具一模一穴，比較合適側(cè)澆口進澆。該澆口流通途徑短，壓力、能量損失小，易于加工，補縮作用強，有利于充型。為防止冷料進入型腔，在澆口下頂針處開有冷料穴，主流道長度就盡量短，澆口直徑應(yīng)盡量小，一般D≤2t。 圖3.3.3澆口示意圖 3.4 成型零部件的設(shè)計 3.4.1 成型零部件工作尺寸的計算 （1）主型芯參數(shù)的確定 （2）型芯徑向尺寸計算利用公式 LM1=[ls1(1+Scp﹪)+△] LM1=[478（1+ 0.005）+×0.2] =478.87 LM1=[230.86（1+0.005）+×0.2] =231.37 （3）型芯高度尺寸 Hm = [hs(1+Scp%)+△] 將數(shù)值代入計算 Hm= [130.98(1+0.005)+2/3×0.3] =131.69 （4）型腔徑向尺寸 型腔徑向尺寸利用公式 LM=[ls(1+Scp﹪)-△] 將數(shù)值代入計算 LM1=[480(1+0.005)-×0.2] =480.6 LM1=[234.86(1+0.005)-×0.2] =235.75 （5）型腔深度尺寸 型腔深度尺寸利用公式 Hm = [Hs(1+Scp%)-△] Hm1 = [130.98（1+0.005)-×0.1] =131.45 圖 3.4.1 型芯示意圖 圖 3.4.2 型腔示意圖 3.4.2 成型型腔壁厚的計算 成型型腔壁厚是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸，以及中心距尺寸等。 在模具設(shè)計時要根據(jù)塑件的尺寸及精度等級確定成型零部件的工作尺寸及精度等級。影響塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收縮率，模具成型零部件的制造誤差，模具成型零部件的磨損及模具安裝配合方面的誤差。這些影響因素也是作為確定成型零部件工作尺寸的依據(jù)。 由于按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量計算型芯型腔的尺寸有一定的誤差（因為模具制造公差和模具成型零部件在使用中的最大磨損量大多憑經(jīng)驗決定），這里就只考慮塑料的收縮率計算模具盛開零部件的工作尺寸。 塑件經(jīng)成型后所獲得的制品從熱模具中取出后，因冷卻及其它原因會引起尺寸減小或體積縮小，收縮性是每種塑料都具有的固有特性之一，選定PC材料的平均收縮率為0.5%，剛計算模具成型零部件工作尺寸的公式為： 式中 A — 模具成型零部件在常溫下的尺寸 B — 塑件在常溫下實際尺寸 成型零部件工作尺寸的公差值可取塑件公差的1/3～1/4，或取IT7～8級作為模具制造公差。在此取IT8級，型芯工作尺寸公差取IT7級。模具型腔的小尺寸為基本尺寸，偏差為正值；模具型芯的最大尺寸為基本尺寸，偏差為負(fù)值，中心距偏差為雙向?qū)ΨQ分布。各成型零部件工作尺寸的具體數(shù)值見圖紙。 3.5 脫模機構(gòu) 脫模機構(gòu)設(shè)計原則：①保證塑件不因頂出而變形損壞及影響外觀；②盡量將塑件留在動模；③推出機構(gòu)運動要準(zhǔn)確、靈活、可靠，無卡死現(xiàn)象，機構(gòu)本身應(yīng)有足夠的剛度、強度和耐磨性。 因本產(chǎn)品為扣蓋外科，材料PC質(zhì)硬，且一模一腔，為不使塑件變形，可利用推桿推出。 3.5.1 脫模力的計算 本次設(shè)計的產(chǎn)品為薄壁制件（t/d=2/116=0.017<0.05）,所需脫模力按以下公式計算： 式中——形制品的壁厚，2mm； ——產(chǎn)品的彈性模量，3000； ——產(chǎn)品平均成型收縮率,0.5%； ——塑件對型芯的包容長度，103； ——模具的脫模斜度，1o； ——塑料的泊松比，0.32； ——無量綱系數(shù)，隨和而異，取1.0084； ——制件與型芯間的磨擦系數(shù)，0.12； ——盲孔制品型芯在垂直于脫模方向上的投影面積，43122。 =2174.48 3.5.2 推出零件尺寸的確定 本次設(shè)計時使用推桿推出成型零部件脫模，只需計算推桿即連接桿的尺寸。根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式，可得推桿直徑（）的公式 式中——推桿的最小直徑，； ——安全系數(shù)，可??； ——推桿的長度，277， ——脫模力，2174.48； ——推桿數(shù)目，16； ——鋼材的彈性模量，3000； =9.37,取10； 推桿直徑確定后，按以下公式進行強度校核 式中——推桿材料的許用應(yīng)力，200； ——推桿所受的應(yīng)力，； 其它符號同前。 =4.22<200，符合受力要求。 推出機構(gòu)形式如圖3.5.1所示： 圖 3.5.1推出機構(gòu)示意圖 3.6 調(diào)溫系統(tǒng) 大型注塑模冷卻系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)是產(chǎn)生均勻的冷卻、縮短成型周期。模具冷卻方式通常是將冷卻管道設(shè)置在型腔、型芯等合理的部位，再通過控制水流量及流速來調(diào)節(jié)溫度。冷卻系統(tǒng)的設(shè)計由冷卻管道的結(jié)構(gòu)、直徑及位置尺寸還有管道布局的確定等。 3.6.1冷卻系統(tǒng)設(shè)計原則 為提高冷卻系統(tǒng)的效率，使型腔表面溫度分布均勻，冷卻回路的布置應(yīng)遵循以下基本原則: （1）在滿足冷卻所需的傳熱面積和模具結(jié)構(gòu)允許的前提下，冷卻水道數(shù)量應(yīng)盡量多，冷卻管道直徑應(yīng)盡量大些。 （2）冷卻水道到型腔表面距離應(yīng)盡量相等，分布盡量與型腔輪廓吻合。當(dāng)塑件壁厚不均時，壁厚處應(yīng)為了加強冷卻，適當(dāng)減小水道至型腔表面的距離。 （3）冷卻水道進水與出水溫度差應(yīng)盡量小。溫差太大，表明模具的溫度不均勻，通過改變冷卻水道的排列方式來減小其長度，從而降低溫差。 （4）冷卻回路的入口盡量設(shè)置于澆口附近，出口設(shè)置于熔體流動末端，從而加強澆口部位的冷卻。 （5）避免將水孔開設(shè)置于塑料熔合部位，注意干涉及密封等問題。水孔經(jīng)過鑲塊時，適當(dāng)考慮加鑲套管密封。 （6）冷卻水道應(yīng)便于加工和清理。 3.6.2冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 常見的冷卻系統(tǒng)分為直通式和點冷式兩種結(jié)構(gòu)，下面對這兩種結(jié)構(gòu)進行簡要闡述。 （1）直通式冷卻管道?？煞譃橥饨又蓖ㄊ胶蛢?nèi)接直通式兩種。外接式是指在模具外用水管接頭和橡皮管將模具內(nèi)鉆的管道連接回路;內(nèi)接式是指在模具內(nèi)部用水管接頭和螺塞將鉆的管道連接成回路。對規(guī)則的淺型塑件，直通式冷卻效果較好，且加工方便，常做為優(yōu)先的選擇。 （2）點冷式冷卻。點冷式具有局部冷卻的特點，適用于型芯冷卻。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同，可分為噴泉式、隔板式、螺旋形塑料隔水片和導(dǎo)熱針式。大型深腔型模具常用多孔隔板式冷卻。 本文中的儀表板模具型腔采用直通式冷卻管道，使其結(jié)構(gòu)簡單，加工方便。因為該儀表板屬于深腔大型制品，所以型芯采用隔板式冷卻方式，加強對于型芯的冷卻效果。即在型芯內(nèi)鉆多個孔，插入縱向隔板，讓水從隔板一側(cè)向上流動翻到另一側(cè)，再進入相鄰的孔，最終流出模外。同時，雖然澆注系統(tǒng)采用了熱流道方法，但熱流道與周圍模板之間有隔熱層，只有極少熱量傳遞出來，影響可以忽略，所以此處不予考慮。 3.6.3冷卻回路的布置 冷卻回路的布置應(yīng)保證制品均勻地冷卻，減少成型產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，提高產(chǎn)品質(zhì)量，而且能縮短冷卻時間，提高生產(chǎn)效率。因為該儀表板左右兩側(cè)對稱，所以冷卻回路也應(yīng)為對稱型，以確保其左右兩側(cè)冷卻均勻。 （1）型腔的冷卻回路 型腔的冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用直通式冷卻管道。因為儀表板前后兩側(cè)有側(cè)抽機構(gòu)，故水道平直布置。冷卻水道直徑取10 mm。 （2）型芯的冷卻回路 型芯的冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用環(huán)繞式冷卻水道。經(jīng)過模擬，擬采冷卻回路。 圖 3.6.1 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 3.7導(dǎo)向機構(gòu) 導(dǎo)向機構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面導(dǎo)向兩種形式，其設(shè)計基本要求是導(dǎo)向精確，定位準(zhǔn)確，并具有足夠的剛度、強度和耐磨性。模具的導(dǎo)向機構(gòu)的作用：主要用于保證動模和定模兩大部分以及模內(nèi)其他零部件之間的準(zhǔn)確對合，對模具起定位和導(dǎo)向作用。 3.8 排氣系統(tǒng) 模具一般的困氣位置為分布在與澆口對應(yīng)的位置；熔體中水分蒸發(fā)產(chǎn)生的氣泡一般成呈不規(guī)則的分布；熔體分解后所產(chǎn)生的氣泡一般主要分布在厚壁部分。通過觀察產(chǎn)品的外觀，可據(jù)此判斷氣泡來源，前期我們也要做事合理的預(yù)判。 排氣方式很多： ① 利用分型面排氣； ② 利用型芯與模板的配合間隙排氣； ③ 利用推桿或側(cè)型芯的間隙排氣； ④ 開設(shè)排氣槽。 經(jīng)過我們做的模流分析，本塑件中氣泡大部分都是產(chǎn)生有分型面上，所以在生產(chǎn)前，我們先可利用分型面排氣，到時若還不足夠排氣成功，則加大側(cè)型芯運動間隙來排氣。 第四章 滑塊抽芯機構(gòu)的設(shè)計 當(dāng)塑件的卡扣和孔之類的結(jié)構(gòu)特征與分型面的脫模方向垂直的時候，就無法順利脫模，就需要采用抽芯機構(gòu)才可以實現(xiàn)，本設(shè)計中，使用了內(nèi)斜頂抽芯卡扣，使用了前面斜滑塊抽芯斜孔，使用了斜彎銷滑塊完成側(cè)邊倒扣的抽芯。 4.1 斜頂?shù)男螤罴凹夹g(shù)要求 斜頂?shù)牟牧贤ǔ門8、T10等碳素工具鋼，亦可以采用20鋼滲碳處理(SJ/T 10519.16—1994)。斜頂我們正?？梢圆捎瞄L方形的鋼料，買回來以后，加工一些頭部就可以了。 4.2 斜頂?shù)膬A斜角 斜頂傾斜角是決定斜頂側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)工作效果的重要的參數(shù)；抽芯方向向動模一側(cè)傾斜；抽芯方向向定模一側(cè)傾斜。 選取什么樣的斜頂結(jié)構(gòu)主要看產(chǎn)品側(cè)孔的方向，從分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點出發(fā)，其成型側(cè)孔的型芯抽出方向與開合模方向垂直。通過力分析和理論計算，一般情況是：短距離從核心是較小。當(dāng)抽芯力較大時，宜以較小的拉力為宜，而抽芯力則更為理想。在本次設(shè)計中，斜頂?shù)膬A斜角。 4.3斜頂?shù)拈L度 關(guān)系如下式所示[6]： 由公式得S=4，，則斜彎銷的工作長度。 斜頂?shù)目傞L度[6]為： 式中 。 4.4 斜頂?shù)墓潭ǚ绞? 斜頂下面的底部，打上一個孔，穿上一個銷釘，然后在面針板上面加工出來一個T型槽，可以把斜頂裝進入固定，又可以對斜頂有一個導(dǎo)向作用。 4.5 斜頂導(dǎo)滑槽 導(dǎo)導(dǎo)槽形式如圖3-4所示，鑲針導(dǎo)軌滑動斜頂?shù)倪\動是穩(wěn)定的，可靠的，向上和向下，或有一雙平面，以h7f7，和其余的表面留有間隙。，滑動塊的滑動部分應(yīng)具有足夠的長度，以避免在運動中的傾斜，和滑動部分的長度應(yīng)大于3 / 2的寬度。導(dǎo)滑槽應(yīng)有足夠的耐磨性， 這個面針板材料 45 鋼，硬度 28HRC 以上[3]。 圖4.5 斜頂固定與導(dǎo)向 4.6 斜彎銷的設(shè)計 斜彎銷是側(cè)向抽芯機構(gòu)的重要零件，其主要作用是 使滑塊正確地完成開閉動作，它決定了抽芯力和抽芯矩的大??；它的截面形狀有圓形和 矩形兩種，圓形加工方便，裝配容易且應(yīng)用較廣。此模具采用圓形矩形。 斜彎銷斜角α是斜彎銷軸線與其開模方向之間的夾角，斜彎銷傾角α是決定斜銷抽芯 機構(gòu)工作效果的重要參數(shù)，它不僅決定了開模行程和斜銷長度，而且對斜彎銷受力狀況 有著重要影響。由于注塑模開模力較大，因此，應(yīng)使斜彎銷承受彎曲應(yīng)力最小，一般在 生產(chǎn)中，斜角α取 15°~20°，由于此模具較小，所以取 15° 圖 4.6.1. 斜彎銷抽芯機構(gòu) 4.7 前模斜滑塊的設(shè)計 本次設(shè)計中，有一個非常難的結(jié)構(gòu)，就是在塑件背部的兩個斜孔，無法用常規(guī)的滑塊來實現(xiàn)，本次設(shè)計中，采用了GCI結(jié)構(gòu)形式的模架系統(tǒng)，在頂板和定模板之間的第一次分行后，鎖緊塊與斜滑塊分開，斜滑塊在彈簧的作用下，完成斜向的抽芯工作。來成型塑件所特有的斜孔結(jié)構(gòu)，詳細(xì)的結(jié)構(gòu)如下圖所示。 圖 4.6.2 前模斜滑塊抽芯機構(gòu)設(shè)計 第五章 扣蓋外科模具的裝配與調(diào)試 5.1 模具的安裝 5.1.1 模具總裝圖 模具總裝圖 5.1.2 模具的裝配 模具裝配圖主視圖 5.2.試模 試模是模具生產(chǎn)的最后階段，此時模具要經(jīng)受正常工作條件的考驗。試模時可能發(fā)現(xiàn)各種各樣的產(chǎn)品缺陷，要經(jīng)具體的分析改進注塑條件以求獲得滿意的質(zhì)量。如果生產(chǎn)由于產(chǎn)品設(shè)計或模具設(shè)計、制造的問題而產(chǎn)生問題，且不能由注塑條件的調(diào)整加以解決就必須修整模具或提交有關(guān)人員解決。 試模的一般過程是：先將擦干凈的模具按常規(guī)安裝到注射機上，然后調(diào)整合模、開模和頂出，在空載情況下合模開模來回活動幾下，若沒發(fā)現(xiàn)模具有異?；虿混`活等問題，就開始試打樣件。料筒的塑料應(yīng)符合要求并存放一定的量，由注射機加熱塑化，打樣件時注射量，注射壓力鎖模力通過試模確定最佳值，此時塑件應(yīng)符合外形和表面質(zhì)量達到產(chǎn)品設(shè)計要求。塑件在注射成型過程中模具動作靈活，操作正常，制品合格，試模工作即告結(jié)束。 5.2.1 試模時可能出現(xiàn)的問題和解決辦法 注射填充不足： 產(chǎn)生原因：熔體流動阻力過大；型腔排氣不良；鎖模力不足。 改進措失：正確的設(shè)計流道或分流道使其合理；合理的安排頂桿、鑲塊，利用間隙充分排氣調(diào)大鎖模力，保證正常制件料量。 制品尺寸超差： 產(chǎn)生原因：注射壓力過高，保壓時間過長；注射壓力偏低，保壓時間不足。 改進措失：提高模具溫度；降低注射壓力，縮短保壓時間；調(diào)整工藝參數(shù)。 制品產(chǎn)生飛邊： 產(chǎn)生原因：注射過量；鎖模力不足；模具局部配合不佳。 改進措失：調(diào)整工藝參數(shù)；加大鎖模力；省模。 翹曲變形： 產(chǎn)生原因：物料帶有雜質(zhì)灰塵，未干燥；排氣系統(tǒng)不佳；型腔表面粗糙度不高。 改進措失：加大噴嘴、改變冷卻水道和推出桿的位置或延長保壓時間。 表面質(zhì)量差： 產(chǎn)生原因：物料帶有雜質(zhì)灰塵，未干燥；排氣系統(tǒng)不佳；型腔表面粗糙度不高等。 改進措失：通過對物料的充分清潔干燥；改進排氣系統(tǒng)；研磨型腔表面等。 制品粘模: 產(chǎn)生原因：澆口尺寸太大，且位置不當(dāng)、型腔的表面粗糙度太高了、脫模斜度太小或推出位置不恰當(dāng)。 改進措失：增加澆口尺寸、改正它的位置；拋光型腔的表面；增加脫模斜度；選擇合適的推出位置來達到要求。 主流道粘模: 產(chǎn)生原因：主流道襯套的表面粗糙度太高、主流道脫模斜度太小、噴嘴的孔徑大于主流道的直徑、主流道襯套的弧度與噴嘴的弧度不吻合。 改進措失：減低主流道粗糙度、增加主流道的斜度、減小噴嘴直徑、使噴嘴和主流道的尺寸相同并對準(zhǔn)。 氣泡: 產(chǎn)生原因：原料含水分、溶劑或易揮發(fā)物、塑料溫度太高或受熱時間太長，已降解或分解、注射壓力太大、注射螺桿退回太早、模具溫度太低、注射速度太快、在機筒加料端混入空氣等。 改進措失：干燥原料、降低成型溫度，或拆機換新料、降低注射壓力、延長退回時間或增加預(yù)塑時間、提高模溫、降低注射速度、適當(dāng)增加背壓排氣，或?qū)兆⑸洹? 凹痕： 產(chǎn)生原因：流道澆口太小、制品太厚或薄厚懸殊太大、澆口位置不適當(dāng)、注射及保壓時間太短、加料量不夠、機筒溫度太高、注射壓力太小、注射速度太低。 改進措失：增加流道澆口尺寸、改進制件工藝設(shè)計使制件薄厚相差小、澆口開在制件的厚壁處改進澆口位置、延長注射及保壓時間、增加裝料量、降低機筒溫度、提高注射壓力、提高注射溫度等。 5.2.2 試模時應(yīng)注意的事項 試模過程中應(yīng)做詳細(xì)的記錄并將結(jié)果填入試模記錄卡，注明模具是否合格。如需返修，則應(yīng)提出相應(yīng)的返修意見，在記錄卡中應(yīng)摘錄成型工藝條件及操作注意點，著明產(chǎn)品的缺陷，最好能附上加工出來的制品，以供參考。試模后，將模具清理干凈，涂上防銹油，然后入庫或返修。 結(jié) 論 xxx學(xué)院四年的學(xué)習(xí)學(xué)到了很多東西，通過本次畢業(yè)設(shè)計，使我對產(chǎn)品分析、注塑模具設(shè)計及裝配、模具制造工藝模具材料的選用、二維及三維畫圖等知識有了系統(tǒng)的認(rèn)識和把握。同時，在這個忙碌充實的探索過程中我非常享受，也暴露出了自己某些方面的不足，簡單的總結(jié)如下： （1）剛開始設(shè)計時思路比較混亂，對模具的設(shè)計流程不清楚，該做的工作沒做，甚至還有順序顛倒的情況，導(dǎo)致走了很多沒必要的彎路，在此需要檢討。 （2）對模具各種數(shù)據(jù)相關(guān)性認(rèn)識不夠，不懂得利用數(shù)據(jù)，以至于做了很多繁瑣反復(fù)的計算，繞來繞去發(fā)現(xiàn)實際上算的是一個地方，浪費了很多時間。 （3）基礎(chǔ)知識不太扎實，設(shè)計過程中出現(xiàn)過很多繪圖方面的錯誤，繪圖軟件不熟悉等， （4）解決問題角度過于單一，缺乏多方案分析的意識，老是一個人冥思苦想，效率太低。 畢業(yè)設(shè)計是工作前的一次非常重要的實戰(zhàn)演練，通過這次的畢業(yè)設(shè)計，不但完成設(shè)計任務(wù)，還使我處理問題的方法，領(lǐng)悟了設(shè)計規(guī)范和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的運用的重要性，也使讓我在語言組織能力上了有全面地提升，相信這為我以后從事本專業(yè)實際工作和研究工作奠定了重要的思想基礎(chǔ)。 43 致 謝 經(jīng)過了幾個月的時間，終于比較圓滿完成了畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。此時此刻，我要特別感謝我的導(dǎo)師的精心指導(dǎo)，想想這幾個月，感覺經(jīng)受一場艱苦的跋涉，同時也感覺自己的專業(yè)水平也有了一個較大的提升。整個設(shè)計過程中，通過查閱各類專業(yè)參考書籍，進一步拓寬了自己的知識面，也加深了自己專業(yè)知識的理解，也加強了對本專業(yè)知識的運用能力。 老師指導(dǎo)我解決了關(guān)鍵性的技術(shù)難題，給我傳輸了模具設(shè)計的思路，使我對模具設(shè)計的整個流程有了深刻的把握，從而使我設(shè)計過程中始終保持著清晰的思維而少走了很多彎路，更重要的是教會了我分析問題的方法，提高了我獨立分析和解決實際問題的能力，這在以后的人生中將長期受用。 這次畢業(yè)設(shè)計的順利完成，同時也要感謝本小組其他同學(xué)的熱心幫助，感謝院系領(lǐng)導(dǎo)對我們畢業(yè)設(shè)計的重視和關(guān)心，使我們能夠全身心的投入到設(shè)計中去，為更好、更快的完成畢業(yè)設(shè)計提供了重要保障。 參考文獻 [1]汪哲能.醫(yī)用輸液泵體多層式復(fù)合脫模機構(gòu)與注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].工程塑料應(yīng)用,2017,45(11):81-87. 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