梳子注塑模模具設計

梳子注塑模模具設計,梳子,注塑,模具設計 目 錄 中英文摘要………………………………………………2 引言………………………………………………………3 第1章 緒論………………………………………………4 第2章 產品及模具的三維型……………………………7 第3章 該塑件材料分析和工藝性分析 ……………10 3.1材料分析………………………………………10 3.2工藝分析………………………………………10 第4章 擬定的成型工藝 …………………………11 4.1 制件成型方法 ………………………………11 4.2 制件成型參數(shù) ………………………………11 4.3 確定型腔數(shù)目 ………………………………11 第5章 澆注系統(tǒng)的設計………………………………12 5.1 制件在模具中的位置…………………………12 5.2 確定澆口形式及位置…………………………13 5.3 主流道設計……………………………………14 5.4 分流道設計……………………………………15 5.5 冷料穴設計……………………………………15 第6章 成型零部件的設計……………………………16 6.1 成型零部件的結構設計 ……………………16 6.2 成型零部件工作尺寸計算……………………17 6.3 成型零部件的強度與剛度計算………………18 第7章 結構零部件的設計……………………………19 7.1 選用標準注射模架……………………………19 7.2 支承零部件的設計……………………………20 7.3 定模板與動模板的設計………………………20 7.4 合模導向機構的設計…………………………22 第8章 推出機構的設計 ……………………………22 第9章 側向分型與抽芯機構設計……………………23 第10章 溫度調節(jié)系統(tǒng)設計 …………………………24 第11章 排氣系統(tǒng)設計 ………………………………25 第12章 注塑機參數(shù)校核 ……………………………25 12.1 注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度的校核 …25 12.2 開模行程的校核 ……………………………25 12.3 模具與注射機安裝相關部分尺寸校核 ……25 第13章 繪制圖紙并編寫技術文件 …………………26 13.1 繪制各非標準零件圖紙…………………………26 13.2 編寫加工工藝和裝配技術 …………………26 設計總結…………………………………………………33 參考文獻…………………………………………………35 引 言 大學三年的學習一晃而過，為具體的檢驗這三年來的學習效果，綜合檢測理論在實際應用中的能力，除了平時的考試、實驗測試外，更重要的是理論聯(lián)系實際，即此次設計的課題為梳子的注塑模具。 本次畢業(yè)設計課題來源于生活，應用廣泛，對我來說是一個很好的考驗。它能加強對塑料模具成型原理的理解，同時鍛煉對塑料成型模具的設計和制造能力。 本次設計以注射梳子模具為主線，綜合了成型工藝分析，模具結構設計，最后到模具零件的加工方法，模具總的裝配等一系列模具生產的所有過程。能很好的學習致用的效果。在設計該模具的同時總結了以往模具設計的一般方法、步驟，模具設計中常用的公式、數(shù)據(jù)、模具結構及零部件。把以前學過的基礎課程融匯到綜合應用本次設計當中來，所謂學以致用。在設計中除使用傳統(tǒng)方法外，同時引用了CAD、UG等技術，使用word軟件，力求達到減小勞動強度，提高工作效率的目的。 由于實際經驗和理論技術有限，設計的錯誤和不足之處在所難免，希望各位老師批評指正。 梳子塑料模具設計 中文摘要:塑料工業(yè)是當今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類。因此研究注塑模具對了解塑料產品的生產過程和提高產品質量有很大意義。 本設計介紹了注射成型的基本原理，特別是側向分型與抽芯機構的結構與工作原理，并對注塑產品提出了基本的設計原則。詳細介紹了注射模具的材料及工藝分析，澆注系統(tǒng)、主要零部件、側向分型與抽芯機構、推出機構、溫度調節(jié)系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的設計過程，并對模具各參數(shù)選取和校核做相應說明。本設計利用Auto CAD和世界最先進的三維CAD/CAM軟件UG及 UG的Moldwizard模塊，對導柱、導套及各標準件和標準模架進行了參數(shù)化設計。 關鍵詞：塑料模具；參數(shù)化；鑲件；分型面；成型 Radio outer covering plastic mold design Specialized:Mold design and manufacture Author:xxx Supervising Teacher:xxx Abstract: Plastic industry is in the world grows now one of quickest industry classes, but casts the mold is development quick type, therefore, the research casts the mold to understand the plastic product the production process and improves the product quality to have the very big significance. This design introduced the injection takes shape the basic principle, specially single is divided the profile to inject the mold the structure and the principle of work, to cast the product to propose the basic principle of design; Introduced in detail the cold flow channel injection evil spirit mold pours the system, the temperature control system and goes against the system the design process, and has given the explanation to the mold intensity request; Finally introduced Auto CAD and UG Moldwizard, and led the wrap to the guide pillar to carry on the parametrization design. Key word: The plastic mold；the parametrization；inlays；divides the profile；Model. 第一章 緒 論 {一} 【模具介紹】 模具的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產品質量好，材料消耗低，生產成本低而廣泛應用于制造業(yè)中。模具主要類型有：沖模、鍛摸、塑料模、壓鑄模、粉末冶金模、玻璃模、橡膠模、陶瓷模等。除部分沖模以外的上述各種模具都屬于腔型模，因為它們一般都是依靠三維的模具型腔是材料成型。其中塑料模約占模具總數(shù)的35％，分額最大而且有繼續(xù)上升的趨勢。塑料模主要包括壓塑模，擠塑模，注射模，此外還有擠出成型模，泡沫塑料的發(fā)泡成型模，低發(fā)泡注射成型模，吹塑模等。 {二} 【模具在加工工業(yè)中的地位】 模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等各種模具。 對模具的全面要求是：能生產出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動化操作簡便；從模具制造的角度，要求結構合理、制造容易、成本低廉。 模具影響著制品的質量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機械性能、電性能、內應力大小、各向同性性、外觀質量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在加工過程中，模具結構對操作難以程度影響很大。在大批量生產塑料制品時，應盡量減少開模、合模的過程和取制件過程中的手工勞動，為此，常采用自動開合模自動頂出機構，在全自動生產時還要保證制品能自動從模具中脫落。另外模具對制品的成本也有影響。當批量不大時，模具的費用在制件上的成本所占的比例將會很大，這時應盡可能的采用結構合理而簡單的模具，以降低成本。 現(xiàn)代生產中，合理的加工工藝、高效的設備、先進的模具是必不可少是三項重要因素，尤其是模具對實現(xiàn)材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設計起著重要的作用。高效的全自動設備也只有裝上能自動化生產的模具才有可能發(fā)揮其作用，產品的生產和更新都是以模具的制造和更新為前提的。由于制件品種和產量需求很大，對模具也提出了越來越高的要求。因此促進模具的不斷向前發(fā)展 [三] 【模具的發(fā)展趨勢】 2近年來，模具增長十分迅速，高效率、自動化、大型、微型、精密、高壽命的模具在整個模具產量中所占的比重越來越大。從模具設計和制造角度來看，模具的發(fā)展趨勢可分為以下幾個方面： （1） 加深理論研究 在模具設計中，對工藝原理的研究越來越深入，模具設計已經有經驗設計階段逐漸向理論技術設計各方面發(fā)展，使得產品的產量和質量都得到很大的提高。 （2） 高效率、自動化 大量采用各種高效率、自動化的模具結構。高速自動化的成型機械配合以先進的模具，對提高產品質量，提高生產率，降低成本起了很大的作用。 （3） 大型、超小型及高精度 由于產品應用的擴大，于是出現(xiàn)了各種大型、精密和高壽命的成型模具，為了滿足這些要求，研制了各種高強度、高硬度、高耐磨性能且易加工、熱處理變形小、導熱性優(yōu)異的制模材料。 （4） 革新模具制造工藝 在模具制造工藝上，為縮短模具的制造周期，減少鉗工的工作量，在模具加工工藝上作了很大的改進，特別是異形型腔的加工，采用了各種先進的機床，這不僅大大提高了機械加工的比重，而且提高了加工精度。 （5） 標準化 開展標準化工作，不僅大大提高了生產模具的效率，而且改善了質量，降低了成本。 [四] 【設計在學習模具專業(yè)中的作用】 通過對模具專業(yè)的學習，掌握了常用材料在成型過程中對模具的工藝要求，掌握模具的結構特點及設計計算的方法，以達到能夠獨立設計一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般機械加工的知識，金屬材料的選擇和熱處理，結合模具結構的特點，根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝。 畢業(yè)設計能夠對以上各方面的要求加以靈活運用，綜合檢驗大學期間所學的知識。 第二章 產品及模具的三維造型 如圖2-1所示塑料制件,材料為ABS,收縮率0.3%～０.８％。大批量生產。需說明的是梳子作為模具畢業(yè)設計產品，主要目的是通過本產品綜合鍛煉模具設計與制造的能力。 圖2—1 本模具采用UG4.0進行模具分型，各步驟如下： 1.載入產品同時設定收縮率，如圖2-2所示 圖2-2 2.設定模具工作坐標系，以制件主分型面中心為模具工作坐標且Z 指向制件頂出方向, 如圖2-3所示 圖2-3 3.設定工件大小, 如圖2-4所示 圖2-4 4. 在各抽芯創(chuàng)建箱體，如圖2-5所示 圖2-5 5.在箱體處補實體，如圖2-6所示 如圖2-6 6.創(chuàng)建分型面，如圖2-7所示 如圖2-7 7.創(chuàng)建型芯，如圖2-8所示 如圖2-8 8.創(chuàng)建型腔，如圖2-9所示 如圖2-9 9.模具三維圖，如圖2-10所示 圖2-10 第3章 該塑件材料分析和工藝性分析 3.1 材料分析 該產品的成型材料是ABS?；咎匦裕篈BS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ABS具有良好的綜合力學性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化學腐蝕性及表面硬度，丁二烯使ABS堅韌，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。ABS無毒、無味，呈微黃色，成形的塑料件有較好的光澤。密度為1.02～1.05g/cm3。 ABS有極好的抗沖壓強度，且在低溫下也不迅速下降。有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐油性、耐水性、化學穩(wěn)定性和電氣性能。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工。經過調色可配成任何顏色。其缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70°C左右，熱變形溫度為93°C左右。耐氣候性差，在紫外線作用下變硬變脆；主要用途：ABS廣泛用于水表殼、紡織器材、電器零件、文教體育用品、玩具等；成型特點：ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力比較高，塑料上的脫模斜度宜稍大，ABS易吸水，成型加工前應進行干燥處理；易產生熔接痕，模具設計時應注意盡量減少澆口對流道的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。要求塑件精度高時，模具溫度可控制在50～60°C，要求塑件光澤和耐用時，應控制在60～80°C。 3.2 工藝分析 1）該塑件尺寸不大，一般精度等級。屬于中等難度的塑料模具。包括了模具的基本結構，其中有外側抽芯兩處，內側抽芯五處（五處內側抽芯基本尺寸及結構均一致），插破兩處。 2）為滿足制品表面質量要求與提高成型效率采用側澆口。 3）為了節(jié)約成本和方便加工與熱處理，型腔和型芯均采用整體鑲嵌式結構。 4）ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力較高，故塑件上的脫模斜度宜稍大，要有足夠的脫模斜度防止頂角；ABS易吸水，成型加工前應進行干燥處理；ABS易產生熔接痕，模具設計時應注意盡量減少澆注系統(tǒng)對料流的阻力，要注意澆口位置防止和減少熔接痕；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響極小。 模具溫度應控制在60°～80°。 第4章 擬定的成型工藝 4.1 制件的成型方法 熱塑性塑料指定采用注射成型，本設計選用熱塑性塑料ABS，可用注射成型。 4.2 制件的成型參數(shù) 根據(jù)制品結構特點及選定的原料ABS，可擬定如下工藝參數(shù)）。 塑料名稱： ABS密度（g/cm3）：1.02～1.05 計算收縮率（%）：0.5 模具溫度（℃）： 50～60 注射壓力（MPa）：60～100 成型時間（s）： 注射時間15～60；加壓時間0～3； 冷卻時間 20～90；總周期 50～160 適應注射機類型：柱塞式 4.3 確定型腔數(shù)目 （1）計算制品的體積和重量 通過三維制圖UG軟件測量得: 單件塑件面積 S=27765㎜2 ;單件 塑件體積V=18837㎜3 查有關資料可知ABS的密度為1.02～1.05g/cm3 則單件塑件重量m=20g （2）型腔數(shù)目的確定主要參考以下幾點來確定 1）根據(jù)經濟性確定型腔數(shù)目和總成型加工費用最小的原則,并略準備時間試生產原材料費用,僅考慮模具加工費和塑件成型加工費 2）根據(jù)注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)目,當成型大型平板制件時常用這種方法 3）根據(jù)注射機的最大注射量確定型腔數(shù)目,根據(jù)經驗,每加一個型腔制品尺寸精度要降低4%,對于高精度制品,由于多型腔模具難以保證各型腔的成型條件一致,故推薦型腔數(shù)目不超過4個。 （3）根據(jù)本產品的生產批量及尺寸精度要求采用一腔一模, 由于單型腔模具具有塑料制件的形狀和尺寸一致性好，成型工藝條件容易控制，模具結構簡單緊湊、模具制造成本低、制造周期短等特點，并結收音機外殼的質量要求，所以采用單型腔模具。 第5章 澆注系統(tǒng)的設計 5.1制件在模具中的位置 （1）型腔的布置 主要考慮制件在分型后能保留在動模上以便脫模，并結合制件的結構特征應將型腔設置在定模側，型芯設置在動模側。 （2）分型面的選擇 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設計、塑件結構工藝性及尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排氣等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應綜合分析，應遵循以下幾項的設計原則： 1）分型面應選擇在塑件外形最大輪廓處 2）分型面的選擇應有利于塑件的順利脫模 3）分型面的選擇應保證塑件的精度要求 4）分型面的選擇應滿足塑件的外觀質量要求 5）分型面的選擇要便于模具的加工制造 6）分型面的選擇應有利于排氣 除了以上這些基本原則以外，分型面的選擇還要考慮到型腔在分型面上的投影面積的大小。為了保證側向型芯的位置的放置及抽芯機構的動作順利，應以淺的側向凹孔或短的側向凸臺作為抽芯方向，而將較深的凹孔或較高的凸臺放置在開合模方向。 綜合考慮以上的設計原則并結合該塑件的結構特點和質量要求，應采用階梯分型面。如圖5—1粗實線所示。 圖5-1 5.2 確定澆口形式及位置 對澆注系統(tǒng)進行設計時，一般應遵循如下基本原則： （1）了解塑料的成型性能 （2）盡量避免或減少熔接痕 （3）有利于型腔中氣體排出 （4）防止型芯的變形和嵌件的位移 （5）盡量采用較短的流程充滿型腔 （6）流動距離比和流動面積比的校核 為了提高成型效率和綜合考慮以上的基本設計原則并結合制件質量要求，本模具應采用直接澆口，由兩處澆口進料。澆口位置如圖5—2所示。 澆口直徑可以根據(jù)經驗公式計算 d=（0.14～0.20） 式中 d—澆口直徑（mm） —塑件在澆口處的壁厚（mm） A—型腔的表面積㎜2 d=（0.14～0.20）×13491≈1mm (澆口直徑也可根據(jù)經驗值取 d=1mm) 澆口錐角取 澆口傾斜角取 圖5-2 5.3 主流道的設計 主流道是連接注射機噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定錐度 1）主流道設計成圓錐型，其錐角為2°～6°，內壁粗糙度Ra取0.4um 分流道截面設計成圓型截面，加工容易，且熱量損失與壓力損失均不大為常用形式。圓形截面分流道的直徑可以根據(jù)塑料的流動性等因素確定，該塑料件采用ABS塑料，流動性為中等，所以選圓形截面。根具經驗分流道的直徑可以取d=5～6mm。根據(jù)型腔在分型面上的排布情況設置分流道。 2）主流道大端成圓角，半徑r=1～3mm，以減小料轉向過度時的阻力 3）在模具結構允許的情況下，主流道盡可能短，一般小于60mm，過長則會影響流體的順利充型 4）對于小型模具可將主流道襯套與定位圈設計成整體式，但在大多數(shù)情況下將主流道襯套與定位圈設計成兩個零件，主流道襯套與定模板采用H7/m6過度配合與定位圈的配合采用H9/f9間隙配合 5）主流道襯套一般選用T8 T10制造，熱處理強度為52～56HRC 根據(jù)“常用塑料直澆口尺寸”表，選主流道始端尺寸d=2.5mm,大端尺寸D=4mm，澆口套始端半徑R=機床噴嘴小經d +（0.5～1）=10+(0.5～1)=11mm，半錐角a=2o。其長度尺寸取L=40mm，其余尺寸見圖。主流道內壁粗造度Ra=0.63，拋光時要沿軸向進行。 澆口套與定位圈采用H9/f9的配合。定位圈在模具安裝調試時應插入注射機定模板的定位孔內，用于模具與注射機的安裝定位。定位圈外徑比注射機定模板上的定位孔徑小0.2mm以下。澆口套與模板的配合為H7/m6 5.4 分流道設計 分流道設計時應注意盡量減少流動過程中的熱量損失與壓力損失。 1）分流道的形狀與尺寸 分流道的截面尺寸視塑料的品種、塑件是尺寸、成型工藝條件以及流道長短等因素來確定。通常圓形截面分流道直徑為2～10㎜ 。本制件采用的是ABS，由于ABS的流動性能較好且分流道長度教短時，因此分流道采用圓形截面。初選直徑為3㎜，具體尺寸由修模時修正。 2）分流道的長度 具體尺寸根據(jù)型腔的太小而定 3）分流道的表面粗糙度 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻,只有內部的熔體比較理想，因此分流道的表面粗糙糙不能太低，一般Ra取1.6um這可增加對外層塑料熔體的流動阻力，使外層塑料冷卻皮固定,形成絕熱層。 4）分流道在分型面的布置形式如圖5-2 根據(jù)以上設計參數(shù)校核流動比 式中 —流動比距離 Li—模具中各段料流通道及各段型腔的長度（mm） ti—模具中各段料流通道及各段型腔的截面厚度（mm） =60/3.5+37/5+4.5/5+2/2+140/2=98mm 因為影響流動比的因素主要是塑料的流動性，ABS塑料的流動性為中等，經查有關資料可知ABS允許的流動比[]=210～110，所以 〈[] 5.5 冷料穴設計 冷料穴位于主流道正對面的動模板上，或處于分流道末端。其作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒的“冷料”，以避免這些冷料注入型腔而影響塑件質量；還有便于在流道處設置主流道拉料桿的功能。開模時又可以將主流道的冷凝料拉出，冷料穴直徑宜稍大于主流道大端直徑，長度約為主流道大端直徑。分流道冷料穴當分流道較長時，可將分流道的盡頭沿料流前進方向延長作為分流道冷料穴，以貯存前鋒冷料，其長度為分流道直徑的1.5～2倍。 本模具采用Z形拉料桿，設計的具體尺寸詳見零件圖21。 第6章 成型零部件的設計 6.1 成型零部件的結構設計 由于制件抽芯機構多且復雜，為了便于加工制造，型芯型腔均采用整體鑲嵌式。 圖6-1所示，兩個外側通槽均采用斜導柱側向分型與抽芯機構。 圖6-1 6.2 成型零部件工作尺寸計算 （1）由于成型零件直接與高溫高壓的塑料熔體接觸，它必須有以 一些性能: 1） 必須具有足夠的強度、剛度，以承受塑料熔體的高壓； 2） 有足夠的硬度和耐磨性，以承受料流的摩擦和磨損。通常進行熱處理，使其硬度達到HRC40以上； 3） 對于成型會產生腐濁性氣體的塑料還應選擇耐腐濁的合金鋼理； 4） 材料的拋光性能好，表面應該光滑美觀。表面粗造度應在Ra0.4以下； 5） 切削加工性能好，熱處理變形小，可淬性良好； 6） 熔焊性能要好,以便修理； 7） 成型部位應須有足夠的尺寸精度?？最惲慵镠8~H10，軸類零件為h7~h10。 （2） 型腔、型芯工作部位尺寸的確定 經查有關資料可知ABS塑料的收縮率是0.3%～0.8% 平均收縮率為: S=（0.3%+0.8%）/2=0.55% 型腔工作部位的尺寸： 型腔徑向尺寸 型腔深度尺寸 型芯徑向尺寸 型芯高度尺寸 中心距尺寸 式中 L—塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（mm） l—塑件內型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm） H—塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm） h—塑件內型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm） C—塑件中心距基本尺寸的平均尺寸（mm） x—修正系數(shù)，取0.5～0.75 △—塑件公差（mm） —模具制造公差，取（1/3～1/4）△。 各工作部位尺寸計算結果詳見相應零件圖紙所標明 通常，制品中1mm和小于1mm并帶有大于0.05mm公差的部位以及2mm和小于2mm并帶有大于0.1mm公差的部位不需要進行收縮率計算。 6.3 成型零部件的強度與剛度計算 為了方便加工和熱處理，其型芯整體鑲嵌式，型腔為整體形式。因此，型腔的強度和剛度按型腔整體式計算。由于型腔壁厚計算比較麻煩，也可參考經驗推薦數(shù)據(jù)。經查有關資料可知型腔側壁厚S=25mm。支承板厚度計算可以經過Auto CAD的燕秀工具箱承板厚度計算器來計算，如圖6-5所示 圖6-5 第7章 結構零部件的設計 7.1 選用標準注射模架 （1）初選注射機 1）注射量：該塑料制件單件重量m=148g 澆注系統(tǒng)重量的計算可以根據(jù)澆注系統(tǒng)尺寸先計算澆注系統(tǒng)的體積 V= 3.601 粗略計算澆注系統(tǒng)重量為 3.601×1.053.5g 總體積 V塑件=（18.836+3.601）=22.437 總重量 M=22.437×1.05=24g 聚苯乙烯的密度為1.054g/cm3 ，ABS的密度為1.02～1.05g/ 滿足注射量 V機≥V塑件/0.80 式中 V機—額定注射量（） V塑件—塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和（） = 28.05 或滿足注射量M機≥M塑件 式中 M機—額定注射量（g） M塑件—塑件與澆注系統(tǒng)凝料的重量和（g） —聚苯乙烯的密度（g/cm3） —塑件采用塑料的密度（g/cm3） g 2）注射壓力： P注≥P成型 經查有關資料可知ABS塑料成型時的注射壓力P成型=70～90MPa 3）鎖模力： P鎖模力≥pF 式中p—塑料成型時型腔的壓力，ABS塑料的型腔壓力p=30MPa F—澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積和（） 各型腔及澆注系統(tǒng)及各型腔在分型面上的投影面積 F=8187.5 PF=30×8187.5=245.625KN 根據(jù)以上的分析、計算，查教材第103頁表4.2初選注射機型號為：XS-Z-30,其有關技術參數(shù)如下： 理論注射容量（cm3） 30 螺桿直徑（mm） 28 注射壓力（MPa） 119 注射行程（㎜） 130 注射方式 注塞式 鎖模力（KN） 250 拉桿內向距（mm） 350 移模行程（mm） 200 最大模具厚度（mm） 180 最小模具厚度（mm） 60 噴嘴圓弧半徑（mm） 12 噴嘴孔直徑（mm） 2 最大開合模行程（mm） 160 動、定模板尺寸（㎜） 250×280 拉桿空間（㎜） 235 （2）選標準模架 根據(jù)以上分析、計算以及型腔尺寸及位置可確定模架的結構形式和規(guī)格。通過調用Auto CAD的燕秀工具箱模架選用，如圖7-1所示 定模板厚度：A=45 ㎜ 動模板厚度：B=50 ㎜ 墊塊厚度： C=80 ㎜ 模具厚度：H模=245 ㎜ 模具外形尺寸：300㎜×250 ㎜×250 ㎜ 7.2 支承零部件的設計 支承板厚度計算可以經過Auto CAD的燕秀工具箱承板厚度計算器來計算，如圖6-5所示 7.3 定模板與動模板的設計 本模具的模架是Auto CAD的燕秀工具箱調出拉，已經設計好動定各模板的相關參數(shù)。 圖7-1 7.4 合模導向機構的設計 1.為了使導柱能順利地進入導套，導柱端部應做成錐形或半球形，導套的前端也應倒角。 2.導柱設在動模一側可以保護型芯不受損傷，而設在定模一側則便于順利脫模取出塑件，因此可根據(jù)需要而決定裝配方式。 3.一般導柱滑動部分的配合形式按H8/f8，導柱和導套固定部分配合按H7/k6，導套外徑的配合按H7/k6。 4.除了動模、定模之間設導柱、導套外，一般還在動模座板與推板之間設置導柱和導套，以保證推出機構的正常運動。 5.導柱的直徑應根據(jù)模具大小而定，可參考標準模架數(shù)據(jù)選取。一次分型導向機構設計：導柱固定在固定模板上，與固定模板為H7/m6的過渡配合。導柱直徑參考標準，取D=12mm，導柱頭部做成半圓形。導柱長度與主流導長度點澆口長度以及塑件長度等有關。 第8章 推出機構的設計 注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準確無誤的從模具的凹模中或型芯上脫出，完成模具脫模。 脫模機構設計應遵循下述原則： 1. 塑件滯留于動模邊，以便借助于開模力驅動脫模裝置，完成脫模動作，致使模具結構簡單。 2. 防止塑件結構變形或損壞，正確分析塑件對模腔的粘附力的大小及所部位，有針對性的選擇合適的脫模裝置，使推出重心與脫模阻力中心相重合。由于塑件收縮時包緊型芯，因此推出力作用點應盡量靠近型芯，同時推出力應施于塑件剛性和強度最大部位，作用面積也盡可能大一些，以防塑件變形或損壞。 3. 由于塑件收縮時包緊型芯，因此推出力作用點應盡量靠近型芯，同時推出力應施于塑件剛性和強度最大部位，作用面積也盡可能大一些，以防塑件變形或損壞。 4. 力求良好的塑件外觀，在選擇頂相互位置時，應盡量設在塑件內部或對塑件影響不大的部位。在采用推桿脫模時，尤其要注意這個問題。 5. 結構合理可靠，脫模結構應工作可靠，運動靈活，制造方便，更換容易，且有足夠的強度和剛度。 根據(jù)制件的形狀，本模具可才用頂桿頂出。 復位桿長度尺寸： L4=L頂桿固定板+L支撐板+L型芯板+100 =15+35+40+40=130mm 復位桿徑向尺寸參考標準見尺寸，取d=15mm。 推出結構的設計 1）.推件力的計算 推件力 式中 A—塑件包絡型芯的面積（） —塑件對型芯單位面積上的包緊力，p取0.8×107～1.2×107Pa —脫模斜度 —大氣壓力0.09MPa —塑件對鋼的檫系數(shù)，約為0.1～0.3； —制件垂直于脫模方向的投影面積（） 查教材第70頁可知道ABS的脫模斜度= A 103.5 =[103.5×1.0×(0.2cos -sin)/+0.09×17×15]=11.6kN （2）確定頂出方式及頂桿位置 根據(jù)制品的結構特點，確定在制品的四角上設置六根普通的圓頂桿。普通的圓形頂桿按GB4169.—1984選用，均可滿足頂桿剛度要求。 經查相關資料，選用 3㎜×155.5㎜型號的圓型頂桿7根。由于塑件不大，推出裝置可不設導向裝置。 第9章 側向分型與抽芯機構設計 9.1 外側抽芯機構設計 外側抽芯機構設計采用斜導柱側向分型與抽芯機構，把兩個凹槽連大的凹面一起做成成型滑塊。 計算斜導柱傾斜角 斜導柱傾斜角是決定斜導柱抽芯機構中工作效果的重要參數(shù)， 大小對斜導柱的有效工作長度、抽芯距、受力狀況等有直接影響。最常用的是。本模具采用中間值，則楔緊塊的楔緊角～。 （2）計算斜導柱直徑D 由于計算比較復雜，為了方便，用查表的方法來確定斜導柱的直徑。先按已經求得的抽撥力和選定的斜導柱傾斜角在教材第206頁表9.1查出最大的彎曲力，然后根據(jù)和以及斜導柱傾斜角在表9.2中查出斜導柱直徑D=16㎜。 （3）計算斜導柱長度 斜導柱長度由Auto CAD的燕秀工具箱斜導柱計算器計算，如圖9-1所示，具體尺寸詳見零件圖9。 圖9-1 第10章 溫度調節(jié)系統(tǒng)設計 一般注射到模具內的塑料溫度為200°C左右，而塑件固化后從模具型腔中取出時其溫度在60°C以下。熱塑性塑料在注塑成型后，必須對模具進行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡快的傳給模具，以便使塑件可靠冷卻定型并可迅速脫模，縮短成型周期，提高塑件定型質量和生產效率。 由于制品平均厚度為2㎜，制品尺寸不大，確定水孔直徑為10㎜。由于冷卻水道的位置、結構形式、孔徑、表面狀態(tài)、水的流速、模具材料等很多因素都會影響模具的熱量向冷卻水的傳遞，精確計算比較困難。實際生產中，通常都是根據(jù)模具的結構確定冷卻水路，通過調節(jié)水溫、水速來滿足要求。 第11章 排氣系統(tǒng)設計 對于小型模具，可利用分型面間隙排氣，但分型面須位于容體流動末端。還可以利用推桿、活動型芯等配合間隙排氣。 由于本制品尺寸不大，可利用分型面開設排氣槽、推桿的配合間隙和活動型芯排氣即可。 分型面排氣槽應離開型腔5～6㎜，深度h0.03㎜。利用間隙排氣，其配合間隙不能超過0.05㎜，一般為0.03～0.005㎜。 第12章 注塑機參數(shù)校核 12.1 最大注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度的校核 由于在初選注射機和選用標準模架時是根據(jù)以上的四個技術參數(shù)及計算壁厚等因素選用的，所以注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度不必進行校核，已經符合所選注射機要求。 12.2 開模行程的校核 注射機最大的開模行程S S≥2h件+h澆+（5～10）=111<160 式中 2h件 —塑料制品高度（mm） h澆—澆注系統(tǒng)高度 故滿足要求。 12.3 模具與注射機安裝相關部分尺寸校核 從標準模架外形尺寸看小于注射機拉桿空間，并采用壓板固定模具，所以所選注射機規(guī)格滿足要求。 第13章 繪制圖紙并編寫技術文件 13.1繪制各非標準零件圖紙 詳見裝配圖紙和非標準零件圖紙 13.2編寫加工工藝和裝配技術 模具精度是影響塑料成型件精度的重要因素之一，為了保證模具精度，塑料模具制造時應達到以下技術要求： a、組成塑料模具的所有零件，在材料加工精度和熱處理質量等方面均應符合相應圖樣的要求。 b、組成模架的零件應達到規(guī)定的加工要求，裝配成套的模架應活動自如，并達到規(guī)定的平行度和垂直度要求 c、模具的功能必須達到設計要求 d、為了鑒別塑料成型件的質量，裝配好的模具必須在生產條件下試模，并根據(jù)試模存在問題進行修整，直至試出合格的成型件為止。 （1）加工要求 1）模具分型面及組合件的結合面應很好貼合，局部間隙不大于0.02mm 2）模具成型表面的內外銳角、尖邊、圖樣上未注明圓角時允許不大于0.5mm圓角（分型面及結合面除外）。當不允許有圓角時,應在圖樣上注明。 3）圖樣中未注明公差的一般尺寸其極限偏差按GB1804標準即孔按H13，軸按h13，長度按J14來加工。 4）模具中各承壓板（模板）的兩承壓面的平行度公差按GB1184附錄一的5級。 5）導柱、導套孔對模板平面的垂直度公差按GB1184附錄一的4級。導柱、導套之間的配合按H8/f8。 6）模具中安裝鏍釘（鏍栓）之螺紋孔及其通孔的位置公差不大于2mm，或相應各孔配作。 7）導柱(直導柱、臺肩導柱)其配合部位的大徑與小徑的同軸度公差t按GB1184附錄一的5級。 8）導套（直導套、帶頭導套）外圓與內孔的同軸度公差t按GB1184附錄一的5級。 9）主流道襯套的中心錐孔應研磨拋光，不得有影響脫澆口的各種缺陷。 10）成型零部件：為了保證導向作用，動、定模的導柱，導套孔的孔距精度應控制在0.01mm以內。因此，必須用坐標鏜床對動、定模鏜孔。在缺少坐標鏜床的情況下，較普遍采用的方法是將動、定模合在一起，在車床、銑床或鏜床上進行鏜孔。成型零部件采用優(yōu)質模具鋼，強度高，耐磨性好，熱處理變形小，要求耐腐蝕，調質淬火低溫回火≥55HRC。 型芯的加工：把成型面的曲面圖通過計算機產生刀具加工路徑進行數(shù)控銑外形加工，再銑小型芯孔和凹臺，鉆推桿孔，加工澆口。再用電火花加工成型，詳見表13-1。 型腔的加工：把成型面的曲面圖通過計算機產生刀具加工路徑，留余量在數(shù)控銑上加工成型，再用電火花加工成型，詳見表13-2。 表 13-1 型芯的機加工工藝 序號 工序名稱 加工內容及要求 設備 1 下料 根據(jù)模板形狀下料 2 鍛造 鍛坯料至尺寸長168、寬75、厚50mm 3 劃線 劃線、打樣沖4個沉頭孔的中心 鉗工臺 4 鉆孔 鉆兩個￠16、兩個￠20的孔 鉆床 5 鉆孔 將￠16的孔從上表面鉆￠22、深15 鉆床 6 銑削 以孔定位銑出型腔的外形 銑床 7 刨削 精刨上下面使厚度為26mm 刨床 8 鉆孔 鉆兩型腔中間￠6的孔 鉆床 9 鉆孔 鉆旁邊側抽芯孔到規(guī)定位尺寸 鉆床 10 熱處理 淬火，表面硬度達54～58HRC 11 磨削 粗磨底面，使厚為25.5mm 平面磨床 12 磨削 精磨上表面，使厚度達圖紙要求 平面磨床 表 13-2 型腔的機加工工藝 序號 工序名稱 加工內容及要求 設備 1 下料 根據(jù)模板形狀下料 2 鍛造 鍛坯料至尺寸長168、寬75、厚65mm 3 劃線 劃線、打樣沖4個沉頭孔的中心 鉗工臺 4 鉆孔 鉆兩個￠16、兩個￠20的孔 鉆床 5 鉆孔 將￠16的孔從上表面鉆￠22、深15 鉆床 6 銑削 以孔定位銑出型腔的外形 銑床 7 刨削 精刨上下面使厚度為26mm 刨床 8 鉆孔 鉆兩型腔中間￠6的孔 鉆床 9 鉆孔 鉆旁邊側抽芯孔到規(guī)定位尺寸 鉆床 10 熱處理 淬火，表面硬度達54～58HRC 11 磨削 粗磨底面，使厚為25.5mm 平面磨床 12 磨削 精磨上表面，使厚度達圖紙要求 平面磨床 (2)裝配要求： 1）頂出制品的推桿的端面與所在的相應型面保持齊平，允許推桿端面 高出型面不大于0.1mm。 2）注射模的復位桿，其端面應與模具分型面齊平，允許低于分型面大 大于0.03mm。 3）型芯、凸模、鑲件等，其尾部高度尺寸未注明公差時，其端面應在 裝配后與其配合的零件齊平。 4）制品同一表面的成型腔分布在上、下?；騼赡r，裝配后沿分型面的錯邊不大于0.05mm，并其組合尺寸不超過型腔允許的極限尺寸。 5）凸模與凹模裝配后的配合間隙，應保持周圍均勻。 6）需保持同軸的兩個以上零件，其同軸度必須保證裝配要求，使各配合零件能順利裝卸，活動自如。 7）模具導向件的導向部分，裝配后保證滑動靈活，無卡滯現(xiàn)象。 8）模具中供兩次分型用的拉桿、拉板裝配后，各工作面應在同一平面內，允許其極限偏差為±0.1mm。 9）模具裝配后，兩安裝平面應保持平，其平行度公差按按GB1184附錄一的6級。 (3)綜合要求 1）模具、模架及其零件的工件表面，不應有碰傷、凹痕、裂紋、毛刺、銹蝕等缺陷。 2）經熱處理后的零件，硬度應均勻，不允許有脫碳、軟點、氧化斑點及裂紋等缺陷。熱處理后應清除氧化皮，臟物油污。 3）配通用模架模具，裝配后兩側面應進行同時磨削加工，以保證模具能順利裝入模架。 4）模具的冷卻水道應保證暢通。 設計總結 通過本次畢業(yè)設計收益匪淺，主要體現(xiàn)在以下幾個方面： 1．培養(yǎng)我綜合運用所學的基礎理論、基本知識和基本技能、提高分析解決實際問題的能力。 2．得到綜合訓練，提高實際工作能力。如調查研究、查閱文獻和收集資料并進行分析的能力；制訂設計或試驗方案的能力；設計、計算和繪圖能力；總結提高撰寫論文的能力。 3．檢驗我綜合素質與實踐能力，是畢業(yè)的重要依據(jù)。 心得體會：回想三年的大學生涯，可謂艱辛，但收獲是豐盛的。在這三年中，我掌握了許多機械設計方面的知識，通過這次畢業(yè)設計充分的發(fā)揮出來。我也從中認識到自己的不足，彌補了缺乏的知識面，使專業(yè)知識得到升華。這次畢業(yè)設計的零件是“梳子”。通過本設計，對注塑模具有一個初步的認識，注意到設計中的某些細節(jié)問題，掌握了模具結構及工作原理。使自己的所學的知識得以綜合運用。通過對UG和AutoCAD的學習，從而有效的提高工作效率。梳子的形狀比較復雜，所以模具設計中要考慮的因素有很多，除考慮它的出模、分型面，還需考慮它成型的質量，表面光潔度等。更重要的是考慮它的制造難度和加工成本。所以設計認真分析塑料制品的結構，尋求最佳的設計方案。應用模具設計的UG、工程圖設計的AutoCAD、文字處理排版Word等軟件更加得心應手。 在本次畢業(yè)設計過程中得到老師和同學的不少幫助，老師和同學幫我解決了很多在設計中遇到的各種問題，在此我向他們表示忠心的感謝。同時，特別感謝覃學東老師在百忙之中對我的畢業(yè)設計逐一作了仔細地審閱，并提出了許多問題和建議，使本次的設計能順利完成，得到進一步的提高。 參考文獻 1. 史鐵梁.模具設計指導.第1版.北京：機械工業(yè)出版社，2003 2. 屈華昌.塑料成型工藝與模具設計.第1版.北京：高等教育出版社,2001（教材） 3. 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