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桶蓋注塑成型工藝與模具設(shè)計(jì)
緒 論
1. 本課題及相關(guān)領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀及發(fā)展
改革開(kāi)放以來(lái)，在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國(guó)家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為13%，1999年我國(guó)模具工業(yè)產(chǎn)值為245億，至2000年我國(guó)模具總產(chǎn)值預(yù)計(jì)為260-270億元，其中塑料模約占30%左右。在未來(lái)的模具市場(chǎng)中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。
我國(guó)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(chē)保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具；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I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齒輪模具，所生產(chǎn)的這類(lèi)齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動(dòng)等要求都達(dá)到了國(guó)外同類(lèi)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的齒形誤差，達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線齒形要求。
2. 未來(lái)我國(guó)塑料模具的主要發(fā)展方向
1）.提高大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的設(shè)計(jì)制造水平及比例。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(lái)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)造了良好的條件；基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見(jiàn)端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無(wú)法滿足實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程分工協(xié)作要求的問(wèn)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(guò)程的3D分析將在我國(guó)塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來(lái)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(guó)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。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(chē)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，而且其常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計(jì)和控制的難度較大，因此，開(kāi)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)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具也非常重要。????
?????? 4）開(kāi)發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(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(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，與國(guó)外差距甚大，在一定程度上制約著我國(guó)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(guó)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)件規(guī)格品種。???????????
?6）.應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(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(cè)量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x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(cè)設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提。
任務(wù)來(lái)源及設(shè)計(jì)目的意義
1 設(shè)計(jì)任務(wù)來(lái)源
設(shè)計(jì)題目：桶 蓋
材 料：LDPE
生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn)
技術(shù)要求：①未注圓角R0.5
②所有尺寸公差按SJ1372-78的4級(jí)精度
圖1.1
2 設(shè)計(jì)目的及意義
本設(shè)計(jì)題目為普通零件桶蓋，但對(duì)做畢業(yè)設(shè)計(jì)的畢業(yè)生有很大的設(shè)計(jì)意義，本設(shè)計(jì)概括了桶蓋塑料零件的設(shè)計(jì)要求、內(nèi)容及方向。通過(guò)對(duì)該零件模具的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加強(qiáng)了設(shè)計(jì)者注塑模設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，為設(shè)計(jì)更復(fù)雜的注塑模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗(yàn)。本次設(shè)計(jì)為即將走進(jìn)工作崗位的應(yīng)屆畢業(yè)生綜合能力的深刻考察，全面地鍛煉了應(yīng)屆畢業(yè)生的實(shí)踐動(dòng)手等綜合能力。
第1章 模塑工藝規(guī)程編制
1.1 塑件的工藝性分析
1.1.1 塑件的原材料分析
本塑件的材料是低密度聚乙烯，屬于熱塑性塑料,從使用性能上看: 低密度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(jiān)硬、耐寒性能良好，在-70℃ 時(shí)還保持柔軟?；瘜W(xué)穩(wěn)定性很高，能耐酸堿及有機(jī)溶劑。吸水性極小，有很突出的電氣性能和良好的耐輻射性，用火焰噴涂法或靜電噴涂法涂于金屬表面，可以達(dá)到減摩和防腐蝕的目的。缺點(diǎn)是力學(xué)強(qiáng)度不高，熱變形溫度很低，故不能承受較高的載荷。
從成型性能上看:該材料流動(dòng)性好,吸濕性小,吸水率小于0.01%,因此可不考慮干燥,但由于其收縮率很大以及其在相互垂直的兩個(gè)方向的收縮率差異更顯著,易引起制品翹曲等缺陷。又由于收縮率還和制品厚度有關(guān),應(yīng)嚴(yán)格控制制品壁厚差異,以保證成型質(zhì)量。
1.1.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸、精度、及表面質(zhì)量分析
⑴ 結(jié)構(gòu)分析。
從塑料建零件圖上看，該零件總體形狀唯異型狀，其中球形曲面以及提手部位形狀構(gòu)成該零件主要特征，蓋的內(nèi)側(cè)有三處內(nèi)側(cè)凹，這就要模具設(shè)計(jì)時(shí)必須設(shè)置測(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。另外要想同時(shí)成型球形曲面以及提手部位，就必須把型芯設(shè)計(jì)成組合式。由此可見(jiàn)本制品屬于較為復(fù)雜的類(lèi)型。
⑵ 尺寸精度分析
由于該塑件為普通的生活用品,還是收縮綠很大的塑件,其尺寸精度要求并不很高,多為自由精度尺寸。由于￠150要與桶口配合,自然為相對(duì)較為重要的尺寸,可取中級(jí)水平精度。而其他幾個(gè)尺寸相對(duì)而言則為次要尺寸,尺寸精度按自由精度等級(jí)看待。由此可見(jiàn)本塑件尺寸精度不高,對(duì)應(yīng)模具工作零件的加工尺寸很容易得到保證。
從塑件壁厚上看:提手截面與桶蓋壁厚尺寸有很大差異。根據(jù)有關(guān)資料查尋可知PE最小壁厚為0.6mm。本例采用經(jīng)驗(yàn)推薦值1.6mm,又因?yàn)榱吮ＷC成型質(zhì)量,應(yīng)控制制品壁厚差異在20%以?xún)?nèi),又為了增強(qiáng)提手部位與蓋體的連接強(qiáng)度,可取提手截面長(zhǎng)度20mm。
⑶ 表面質(zhì)量分析
該零件的表面除了要求沒(méi)有缺陷、毛刺、還有提手部分表面要求相對(duì)光滑,以保證制件使用時(shí)便于提拿,其他的并無(wú)特別的表面質(zhì)量要求,因此比較容易實(shí)現(xiàn)。
綜合分析,由以上可知,注塑成型時(shí)只要工藝參數(shù)控制好的情況下,零件的成型要求可以得到保證。
1.2 塑件體積和質(zhì)量的計(jì)算
計(jì)算制品重量和體積的目的是為了選擇注塑設(shè)備和確定成型總體方案。由于本塑件制品結(jié)構(gòu)外形比較復(fù)雜,要想計(jì)算其體積和質(zhì)量,必須采用分割計(jì)算的方法對(duì)其進(jìn)行分析計(jì)算。本例把制品分為三個(gè)部分如圖1.2中的I、II、III。
1.2.1 計(jì)算塑件的體積
查有關(guān)手冊(cè)獲低密度聚乙烯的密度。
⑴ 球形空間部分
根據(jù)球缺公式：。
確定公式中有關(guān)參數(shù)：H=25mm 壁厚t=1.6mm R=60mm h=23.4mm =61.6mm
=14793.6
⑵ 桶提手部分
根據(jù)公式：
公式中參數(shù): =160
40960
⑶ 桶體部分
根據(jù)公式:
公式中參數(shù):D=150mm d=146.8mm H=23.4mm
17454.9
則可知塑件總體積為:
V=++=73208.5
圖1.2
1.2.2 計(jì)算塑件的質(zhì)量
由公式可獲: W=73208.5=67.72g
1.2.3 擬選注塑設(shè)備
在本例中根據(jù)塑件的質(zhì)量以及LDPE在熔融狀態(tài)下的密度等參數(shù)來(lái)擬選注塑機(jī)。
查有關(guān)手冊(cè)獲體積膨脹率的校正系數(shù)c取0.85 =0.85=0. 。
先求成型本塑件所需的最大注塑量,因本例中澆注系統(tǒng)所占的質(zhì)量未知,這樣就得修正塑件質(zhì)量值。本例取修正值為W=70g則最大注塑量為:
g
=112.5/0.786 =143.12
依據(jù)的原則擬選XS-ZY-250型注塑機(jī),另外考慮到塑件的結(jié)構(gòu)外形尺寸擬采用一模一件的模具結(jié)構(gòu)。
1.3 塑件注塑工藝參數(shù)的確定
查找《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》卷二和參考工廠實(shí)際應(yīng)用的情況，LDPE的成型工藝參數(shù)可作如下選擇。試模時(shí)，可根據(jù)實(shí)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。
料筒溫度： 后段溫度選用160℃；
中段溫度
前段溫度選用200℃；
噴嘴溫度：選用160℃；
注塑壓力：選用 109MPa；
注塑時(shí)間：選用 5s；
保 壓：選用 72MPa；
保壓時(shí)間：選用 20s；
冷卻時(shí)間：選用 30s。
成型周期：選用 55s
模具溫度：選用 30℃
第2章 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：模具型腔數(shù)目的確定、分型面選擇及型腔的排列方式和冷卻水道布局以及澆口位置設(shè)置、模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、導(dǎo)向定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。
2.1型腔數(shù)目的確定
確定型腔數(shù)目的因素有技術(shù)參數(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。其中技術(shù)參數(shù)包括鎖模力、塑化能力、最大和最小注塑量、模板尺寸、制品尺寸精度和流變參數(shù)等。這些因素綜合影響了模具型腔數(shù)目的確定,本例根據(jù)制件的具體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)合這些因素綜合考慮.
由于制件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜而且壁厚相差很大,各部分的成型工藝有很大差異,要想保障制品成型的質(zhì)量,就必須嚴(yán)格控制制品整體綜合成型工藝。本制品從尺寸上看是中型制件;由于結(jié)構(gòu)的特殊性質(zhì),即使制品精度要求不高,然而綜合考慮側(cè)向抽芯以及制件脫模等因素,不得不選擇一模一腔。如果選擇一模具多腔,不但很難保障制品的成型質(zhì)量,而且還大大提高了模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度、增大模具的制造加工成本。綜合來(lái)看本例采用一模一腔較為合適。
2.2 制品在模具中的位置的確定
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、制品的尺寸精度和質(zhì)量等。因此，開(kāi)始制定模具方案時(shí)，首先必須正確考慮制品在其中的位置；然后再考慮具體生產(chǎn)條件(包括模具制造的)、生產(chǎn)批量所需的機(jī)械化和自動(dòng)化程度等其它設(shè)計(jì)問(wèn)題。
2.2.1 制品在模具中的位置確立的原則
制品在模具中的位置確立的基本原則：制品或制品組件(含嵌件)的正視圖，應(yīng)相對(duì)于注塑機(jī)的軸線對(duì)稱(chēng)分布，以便于成型；制品的方位應(yīng)便于脫模，注塑模塑時(shí)，開(kāi)模后制品應(yīng)留在動(dòng)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(dòng)成型零件成型孔、槽、凸臺(tái)時(shí)，制品的位置應(yīng)著眼于使成型零件的水平位移最簡(jiǎn)便，使抽芯操作方便；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。
2.2.2 制品在模具中的位置的確立
依據(jù)上述放置制品的原則,本制品根據(jù)其成型特點(diǎn)確定為附錄模具總裝圖中所示的位置。
2.3 分型面的形式以及位置選擇
模具設(shè)計(jì)開(kāi)始的關(guān)鍵一步，就是選擇分型面的位置。分型面的選擇受塑件形狀、壁厚、成型方法、后處理工序、塑件外觀、塑件尺寸精度、塑件脫模方法，模具類(lèi)型、型腔數(shù)目、模具排氣、嵌件、澆口位置與形式以及成的型機(jī)的結(jié)構(gòu)等影響。
2.3.1 分型面的形式選擇
結(jié)合模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及防止熔料從分型面濺出而形成飛邊的角度來(lái)分析本副模具分型面形式的選取。
本模具的主分型面擬采用水平分型面形式，然而除了主分型面外，由于本制件的成型結(jié)構(gòu)較為特殊，況且模具結(jié)構(gòu)存在內(nèi)外抽芯結(jié)構(gòu)，為便于制件從固定成型芯和活動(dòng)成型芯上脫模，同時(shí)為了使模具中連桿機(jī)械機(jī)構(gòu)的準(zhǔn)確運(yùn)行，就必須設(shè)置輔助分型面。
2.3.2 分型面的位置選擇
選擇分型面的原則是：脫出塑件方便、模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、型腔排氣順利、確保塑件質(zhì)量、無(wú)損塑件外觀、設(shè)備利用合理，根據(jù)此原則以及本塑件的成型要求來(lái)選擇分型面。
圖2.1
該塑件為提桶蓋，表面質(zhì)量并無(wú)特殊要求，由于提手部位是經(jīng)常與人們接觸的部位，且提手截面為圓弧過(guò)渡式的異形狀，而且厚度為制品中最大的部位，綜合這些因素，則可考慮主分型面的位置如圖2.1選擇。
另外輔助分型面的位置可參考附錄模具總裝圖的分型面A以及分型面C所示的位置。
總之，該三個(gè)分型面的上述選擇既可降低模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，又能減少模具加工難度，保證制品的順利脫模，故選擇了這種位置方式。
2.4 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)
注塑模的排氣是模具設(shè)計(jì)中不可忽視的一個(gè)問(wèn)題，排氣的優(yōu)差關(guān)系到制品的成型質(zhì)量的高低。這是因?yàn)橹萍饪住⒔M織疏松、空洞等缺陷都是因?yàn)榕艢獠粫常鼓＞叻e存氣體，產(chǎn)生氣泡引起的。因此可以看出排氣系統(tǒng)在模具設(shè)計(jì)中的重要性。
注塑模的排氣方式有多種方式，主要以排氣槽排氣、分型面排氣以及拼鑲件縫隙排氣等排氣方式。由于本模具采用鑲拼式型腔、型芯結(jié)構(gòu)，則可以利用拼鑲件的縫隙排氣，又結(jié)合多分型面的特點(diǎn)，也可以利用分型面排氣。兩種排氣方式的選擇足可以保證制品的成型質(zhì)量。而就不用考慮開(kāi)設(shè)排氣槽排氣的排氣方式了。
2.5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算
澆注系統(tǒng)在模具中占有非常重要的地位，它的設(shè)計(jì)合理與否直接對(duì)制品的成型起到?jīng)Q定的作用。這就要求模具設(shè)計(jì)者除了研究模具結(jié)構(gòu)和加工技術(shù)之外，還必須對(duì)成型技術(shù)有較為深刻的理解。這樣才能使模具制造技術(shù)與成型工藝有機(jī)地結(jié)合在一起，生產(chǎn)出既經(jīng)濟(jì)又高質(zhì)量的產(chǎn)品。
2.5.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則
澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則為首先要排氣良好，能順利地引導(dǎo)熔融塑料填充到型腔的各個(gè)深度，不產(chǎn)生渦流和紊流，并能使型腔內(nèi)的氣體順利排出；在滿足成型和排氣良好的前提下，要選取短的流程來(lái)充填型腔，且應(yīng)盡量減少?gòu)澱?，以降低壓力損失，縮短填充時(shí)間。應(yīng)盡量避免熔融塑料正面沖擊直徑較小的型芯和金屬嵌件，防止型芯彎曲變形或嵌件移位；澆口位置和形式應(yīng)結(jié)合塑件形狀考慮，做到整修方便并無(wú)損塑件的外觀和使用；另外澆注系統(tǒng)的斷面積和長(zhǎng)度應(yīng)盡量取小值，以減少澆注系統(tǒng)占用的塑料量，從而減少回收料。
2.5.2 直澆口式主流道的選擇與設(shè)計(jì)
結(jié)合本模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及制件材料和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式進(jìn)行分析選擇。在澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，由于本副模具，采取的是一模一腔的形式，所以可不考慮分流道的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中澆口形式的選擇突出整個(gè)澆注系統(tǒng)的特點(diǎn)。分析和研討各種形式澆口的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，本例擬選用直澆口式澆注系統(tǒng)，這是因?yàn)橹睗部谑揭话阌糜诩庸崦粜约案唣ざ炔牧?，成型高質(zhì)量的大、薄型制品，且用于一模一腔的模具中能夠達(dá)到流程短、充?？臁⒊尚脱杆俚仍瓌t的設(shè)計(jì)要求。
2.5.2.1 主流道設(shè)計(jì)
依據(jù)模具設(shè)計(jì)有關(guān)手冊(cè)查獲XS-ZY-250型注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸參數(shù)：
噴嘴前端孔徑 =4mm
噴嘴前球面半徑 =18mm
依據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系
取主流道球面半徑R= +（1——2）mm
小端直徑d=+（0.5——1）mm
由此可取主流道球面半徑R=19mm，取主流道小端直徑為4.5mm。
依據(jù)主澆口的以往設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在其長(zhǎng)度大于30mm時(shí)候，大端直徑可取經(jīng)驗(yàn)值D=9mm。則直澆道設(shè)計(jì)草圖如圖2.2所示：
圖2.2
2.5.2 .2直澆口式主流道襯套設(shè)計(jì)
為防止襯套在塑料熔體反壓力作用而推出定模，選用B型襯套，其結(jié)構(gòu)草圖如圖2.3所示，其中具體尺寸查有關(guān)手冊(cè)并結(jié)合本副模具設(shè)計(jì)特點(diǎn)來(lái)確定，具體如下：
圖2.3
2.5.2.3 直澆口式主流道定位環(huán)設(shè)計(jì)
直澆口式主流道定位環(huán)設(shè)計(jì)可選擇如下圖2.4所示,其所示尺寸將分別與注塑機(jī)定位孔和定模上定位孔相配合。
圖2.4
2.6 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算
本例塑件側(cè)壁有三處內(nèi)側(cè)凹，它們均垂直于脫模方向，又因?yàn)樗芗楸”诩约皼](méi)有足夠的彈性變形空間而無(wú)法利用強(qiáng)制脫模完成內(nèi)抽芯，因此必須設(shè)置側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)來(lái)完成抽芯。又由于塑件結(jié)構(gòu)限制，不能利用斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)完成。總之本例利用斜滑塊內(nèi)抽芯機(jī)構(gòu)完成內(nèi)抽芯。其利用開(kāi)設(shè)著導(dǎo)滑槽的滑塊與在固定型芯協(xié)作來(lái)完成抽芯動(dòng)作。此抽芯機(jī)構(gòu)抽芯動(dòng)作與塑件的脫出同時(shí)進(jìn)行，而且斜滑塊的剛性大，傾斜角可比斜導(dǎo)柱的傾斜角大，通常不超過(guò)30°，斜滑塊的頂出高度一般不超過(guò)導(dǎo)滑長(zhǎng)度的為2/3以免影響使用的可靠性。
2.6.1 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的參數(shù)計(jì)算
⑴ 確定抽芯距
臨界抽芯距可參照?qǐng)D2.5來(lái)確定 。
臨界抽芯距的計(jì)算公式 ：
設(shè)計(jì)抽芯距：S=+（1--2）
S=12.86mm
圖2.5
⑵ 抽芯力計(jì)算
抽芯力的計(jì)算可按以下公式確定：
公式參數(shù)確定：
側(cè)型芯成型部分截面周長(zhǎng) C=158mm
側(cè)型芯成型高度 h=0.8mm
塑件對(duì)單位面積上的包緊力，取值范圍 8—12Mpa，本例取大約數(shù)值10Mpa
摩擦系數(shù) 取0.2
脫模斜度 =
則抽芯力=251.6N
⑶ 滑塊傾斜角度
本例取滑塊傾斜角度為。
⑷ 滑塊和導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì)
2.6.2 滑塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
⑴ 滑塊的設(shè)計(jì)形式
本副模具側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)主要是為了成型制件的內(nèi)側(cè)凹，由于制件內(nèi)側(cè)凹很淺，且抽芯距很小，滑塊活動(dòng)空間不大等限制，滑塊外形尺寸很小，另外考慮到滑塊成型部分強(qiáng)度以及運(yùn)動(dòng)因素，就把滑塊設(shè)計(jì)成整體形式，其結(jié)構(gòu)可參考上圖7。其工作成型部分尺寸在以后章節(jié)詳細(xì)確定。
⑵ 滑塊的導(dǎo)滑方式
本副模具導(dǎo)滑方式，是在主型芯上開(kāi)設(shè)導(dǎo)滑槽。為了使導(dǎo)滑緊湊，不溢料，滑塊與型芯導(dǎo)滑槽的加工精度必須很高，且裝配緊密，滑動(dòng)靈活。須要采用配磨、配研的裝配方法。
2.7 模具加熱與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
本制品在注塑成型時(shí)不要求有很高的模溫，因而在模具上可不考慮開(kāi)設(shè)加熱系統(tǒng)。由于塑件體積比較大，熔料流動(dòng)區(qū)域大，且各部分料流不均勻，因此需要開(kāi)設(shè)冷卻系統(tǒng)。以下是其的設(shè)計(jì)計(jì)算：
設(shè)定模具平均工作溫度為，用 的常溫水作為模具冷卻介質(zhì)。
2.7.1 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的參數(shù)計(jì)算
⑴ 塑料傳給模具的熱量
公式： Q=nmq
公式參數(shù)確定：
① 其中比熱容查手冊(cè)獲2.31kj/kg.K。
熔體充模溫度取 ，
脫模溫度取，
熔融潛熱查手冊(cè)得468kj/kg
則得 Q=768.3kj/kg
② n =3600/T n=65次
m =0.07kg（前定）
總之，q的值可得為3495.7kj/kg
⑵ 冷卻水帶走的熱量計(jì)算
=95%Q=3320.9kj/kg
⑶ 熱傳導(dǎo)面積的計(jì)算
總計(jì)算公式：
公式中參數(shù)確定：
進(jìn)出模溫度差取℃。
冷卻水熱傳導(dǎo)系數(shù) 由公式確定。
此公式中的參數(shù)冷卻水道直徑查手冊(cè)和取經(jīng)驗(yàn)推薦值8mm，且冷卻水流速取1.66m/s。
冷卻水的平均溫度取20℃。
則從而可知為3147.3。
由以上綜合可得到=19539.9。
⑷ 冷卻水管總長(zhǎng)度計(jì)算
由公式確定：=1777.4mm。
2.7.2 冷卻水道的布置
冷卻水道的位置取決于制件的形狀和不同的壁厚。原則上：冷卻水道應(yīng)設(shè)置在塑料向模具熱傳導(dǎo)困難的地方，根據(jù)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，冷卻水道應(yīng)圍繞模具所成型的制品，且盡量排列均勻一致。
由于模具采用拼鑲結(jié)構(gòu)，且制品成型在所鑲?cè)氲蔫偧希诖蠖鄶?shù)模具中，因鑲件尺寸尺寸原因不易加工冷卻水道，可以采用冷卻水道包圍鑲件的方法。則如圖2.6所示的布置方式：
圖2.6
另外兩處冷卻管道布置在定模板和定模推板上，在模板上的水道分布方式可參照后章節(jié)的模板零件圖。
2.8 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算
脫模機(jī)構(gòu)是本副模具設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，由于制品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要保證制品的順利脫模，就必須設(shè)計(jì)合理的的脫模機(jī)構(gòu)。對(duì)于本副模具由于制件提手部位結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，不得不考慮用兩瓣式活動(dòng)型芯在連桿的驅(qū)動(dòng)下完成脫模。另外為了使定模部分主型芯上的制件順利脫模，本副模具采用拉鉤脫件板定模頂出機(jī)構(gòu)。定模頂出系統(tǒng)在成型過(guò)程中，必須嚴(yán)格控制其開(kāi)模行程，否則當(dāng)開(kāi)模行程過(guò)大時(shí)，會(huì)拉斷聯(lián)接動(dòng)模與定模頂出裝置的拉桿。
當(dāng)采用定模頂出系統(tǒng)時(shí)，為避免由于主流道過(guò)長(zhǎng)所造成廢料比例增加的問(wèn)題以及減少在成型過(guò)程中的壓力損失，可采用以加長(zhǎng)噴嘴深入到模具中去的辦法，以減小主流道的長(zhǎng)度。本例就應(yīng)用到了這一點(diǎn)。
2.8.1 拉鉤脫件板定模頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
⑴ 脫模力的計(jì)算
為了簡(jiǎn)化運(yùn)算，暫不考慮主型芯上滑動(dòng)鑲塊的作用，可對(duì)本塑件進(jìn)行受力分析。參照?qǐng)D2.7所視受力平衡坐標(biāo)系，列平衡方程。
方程中參數(shù)表示：為脫模力，為包緊力，F(xiàn)為摩擦力，為脫模斜度=。為摩擦系數(shù)
其中
另外
摩擦系數(shù)取0.2，包容面積A=10791.7 ， 單位面積包緊力p取10Mpa。
由上述可利用公式獲得=20643.7N。
圖2.7
⑵ 推件板厚度確定
推件板厚度可以利用公式來(lái)確定。
查手冊(cè)推件板變形量取0.12mm, E彈性模量。因?yàn)橛脭[鉤裝置驅(qū)動(dòng)推件板則取為450mm,另外B取400mm。
綜上所述可知,推件板厚度t=30.8mm。
⑶ 拉鉤脫件板定模頂出機(jī)構(gòu)工作行程擬訂
拉鉤脫件板定模頂出機(jī)構(gòu)工作行程,必須達(dá)到塑件順利脫離主型芯,并順利同時(shí)完成內(nèi)抽芯,還要保證主澆道能夠順利自動(dòng)脫落.然而要想達(dá)到它們協(xié)調(diào)成功完成,就必須準(zhǔn)確定出開(kāi)模行程.我們根據(jù)主澆道長(zhǎng)度以及塑件總高度,初步擬訂開(kāi)模形成為80mm,以后根據(jù)模具整體動(dòng)作協(xié)作,進(jìn)行調(diào)整。另外拉鉤脫件板定模頂出機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式可參照模具裝配總圖所示。
2.8.2 楔柱連桿協(xié)作分模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
本模具分模脫件的另一典型特征就是利用了楔柱連桿協(xié)作分模機(jī)構(gòu)。這種機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)活動(dòng)兩瓣活動(dòng)型芯轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行橫向分模抽芯.本機(jī)構(gòu)在彈簧的驅(qū)使下模具首先分型時(shí)后移楔柱,給連桿與兩瓣活動(dòng)型芯以運(yùn)行空間,使兩瓣活動(dòng)型芯繞轉(zhuǎn)軸向兩側(cè)外擺動(dòng)完成橫向分模抽芯。
楔柱連桿協(xié)作分模機(jī)構(gòu)的工作行程受多種綜合因素影響,也很難精確確定。`其中連桿在模具開(kāi)模方向上的距離L是該機(jī)構(gòu)的最關(guān)鍵參數(shù)。要求兩瓣活動(dòng)型芯隨開(kāi)模方向運(yùn)動(dòng)的同時(shí)能夠保證兩瓣活動(dòng)型芯的各瓣塊能夠順利脫離球型曲面空間且使提手部位準(zhǔn)確完成分模。其距離L可根據(jù)兩瓣活動(dòng)型芯動(dòng)作示意圖2.8確定。
看圖解析如下：
兩瓣活動(dòng)型芯開(kāi)模方向上的臨界運(yùn)動(dòng)距離
兩瓣活動(dòng)型芯橫向抽芯的臨界距離b
圖2.8
另外有以下關(guān)系式：
=R-h
b= Rsin h=Rcos
其中公式中活動(dòng)瓣塊型芯可在多次模擬實(shí)驗(yàn)的情況下確定大約值為。半徑R為活動(dòng)瓣塊型芯工作公稱(chēng)尺寸62.9mm。
由以上可知h=30.5mm b=55.01mm
=32.4mm
則L取值大約為35mm。而對(duì)于模具A分型面的開(kāi)模行程要比連桿開(kāi)模方向上的運(yùn)動(dòng)距離L要稍微增大些，使之與限位拉桿的限位距離相符合。可去開(kāi)模行程為42mm。
另外楔柱的鎖緊作用也是非常重要的，其還起到定位作用。對(duì)保證制品成型的質(zhì)量以及不產(chǎn)生缺陷有很大的意義。所以對(duì)楔柱圓錐形狀頭部以及瓣塊型芯上與之相照應(yīng)的錐形孔的形狀尺寸也有特別要求。詳細(xì)參照它們零件圖中所確定的尺寸要求。
2.9 導(dǎo)向定位系統(tǒng)以及其他零件的設(shè)計(jì)
對(duì)合導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功能是保證動(dòng)、定模部分能夠準(zhǔn)確對(duì)合。使加工在動(dòng)模和定模上的成型表面在模具閉合后形成形狀和尺寸準(zhǔn)確的腔體，從而保證塑件形狀、壁厚和尺寸的準(zhǔn)確。
導(dǎo)柱對(duì)合導(dǎo)向在注塑模中應(yīng)用最普遍，結(jié)合本例的模具總體尺寸以及成型要求，擬采用四導(dǎo)柱布局的導(dǎo)柱對(duì)合導(dǎo)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行導(dǎo)向定位。另外為了保證模具成型精度，采用兩套四導(dǎo)柱對(duì)合導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。在本副模具中定距拉桿的作用也很關(guān)鍵，以下也將對(duì)它的選用說(shuō)明。
2.9.1 導(dǎo)柱設(shè)計(jì)
根據(jù)導(dǎo)柱配合直徑d與模板外形尺寸關(guān)系和查以往經(jīng)驗(yàn)值，選d=35㎜的標(biāo)準(zhǔn)直形導(dǎo)柱為動(dòng)模推件板導(dǎo)柱。
其標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)值為d=㎜，㎜ ㎜ ㎜
結(jié)合本模具上模部分的高度，選㎜，㎜。其材料選為T(mén)8A。
另外選d=40mm的直導(dǎo)柱做為整個(gè)模具的導(dǎo)向系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)圖可參照模具總裝圖所示，其尺寸參數(shù)為d=㎜，㎜ ㎜ 為了便于固定取S=85㎜，結(jié)合模具總高度選擇L=315㎜。
其結(jié)構(gòu)如下圖2.9：
圖2.9
2.9.2 導(dǎo)套設(shè)計(jì)
為配合動(dòng)模推件板導(dǎo)柱，選擇標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)套。其結(jié)構(gòu)與尺寸查有關(guān)手冊(cè)確定如下：本例選擇帶肩導(dǎo)套I型。如圖2.10
圖2.10
其標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)值為 ㎜ ㎜ ㎜ ㎜㎜ ㎜ R=1.5 ㎜ ㎜
為了與模具整體導(dǎo)柱配合完成的上下模導(dǎo)向精確，選擇與d= 40㎜導(dǎo)柱配合的幾節(jié)導(dǎo)套共同參數(shù)為 ㎜ ㎜ ㎜ 各節(jié)導(dǎo)套長(zhǎng)度根據(jù)模板厚度選擇標(biāo)準(zhǔn)值分別為：㎜，㎜，㎜，㎜。
由于本副模具采用的是定模具頂出機(jī)構(gòu)，定模部分的推件板以及墊板都在開(kāi)模時(shí)需要導(dǎo)柱的導(dǎo)向作用，因此需要為d=32㎜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)中間導(dǎo)套。其與導(dǎo)柱配合直徑尺寸與上述導(dǎo)套尺寸一致，其長(zhǎng)度與推件板和墊板厚度總和一致，在此就不再贅述。本副模具是把起整體導(dǎo)向作用的導(dǎo)柱的布局方式選用四根直徑相同對(duì)稱(chēng)布置方式，以及結(jié)合為定模具頂出機(jī)構(gòu)起導(dǎo)向作用的兩小導(dǎo)柱的對(duì)稱(chēng)分布來(lái)構(gòu)成模具導(dǎo)向系統(tǒng)的整體布局。詳細(xì)位置尺寸和結(jié)構(gòu)形式可參照動(dòng)模板零件圖中所示。
2.9.3 限位拉桿的設(shè)計(jì)與選用
限位拉桿的設(shè)計(jì)草圖如圖2.11，限位拉桿的長(zhǎng)度可根據(jù)模板的厚度和確定，另外限位距離要根據(jù)開(kāi)模行程而定。本模具動(dòng)定模上限位拉桿長(zhǎng)度分別初定為125mm和158mm。直徑d取32mm，D取40mm。
圖2.11
2.9.4 彈簧的選用
本副模具中利用了彈簧作用進(jìn)行了首先分模，根據(jù)彈簧在模具中受到的沖擊次數(shù)的大約值，可估算其沖擊次數(shù)約在次之間，且根據(jù)與其配合作用限位拉桿的直徑，擬選中徑為38mm的標(biāo)準(zhǔn)彈簧。其其他的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)：
彈簧絲直徑d=4.5mm 節(jié)距t=12.91mm 最大工作負(fù)荷=449.36N 最大工作負(fù)荷下單圈變形=6.013mm。
2.10 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本副模具工作零件結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜，依據(jù)制品的成型要求，把本模具工作零件分為瓣?duì)钚托?、主型芯和?dòng)模鑲件。
⑴ 動(dòng)模鑲件的設(shè)計(jì)
考慮到加工的難易程度以及材料的利用等因素，本副模具凹模采用鑲嵌式結(jié)構(gòu)其結(jié)構(gòu)形式。其結(jié)構(gòu)形式如附件動(dòng)模鑲件零件圖03。
⑵ 凸模設(shè)計(jì)
本副模具中瓣?duì)钚托尽?主型芯 、小型芯以及滑塊型芯機(jī)構(gòu)都屬于模具凸模類(lèi)零件。其中瓣?duì)钚托镜慕Y(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，有一定的加工難度。另外滑塊型芯與主型芯導(dǎo)滑槽由于有很高的配合要求，對(duì)它們的加工精度的保證，也是很關(guān)鍵的問(wèn)題。它們的結(jié)構(gòu)尺寸可分別參照附件零件圖02、03、04。
第3章 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算和注塑機(jī)參數(shù)校核
3.1 模具設(shè)計(jì)的相關(guān)計(jì)算
本副模具中成型零件工作尺寸計(jì)算時(shí)均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來(lái)進(jìn)行計(jì)算。
查有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)獲得低密度聚乙烯的收縮率為S=1.5%--5%，因此平均收縮率為=（1.5+5）%/2=3.5%。根據(jù)成型零件尺寸與塑件尺寸精度的關(guān)系，模具制造公差取。
3.1.1型芯和型腔工作尺寸計(jì)算
型芯和型腔工作尺寸的計(jì)算過(guò)程見(jiàn)下表3.1。
類(lèi) 別
序號(hào)
模具零件名稱(chēng)
塑件尺寸
計(jì)算公式
工作零件尺寸
型
腔
計(jì)
算
01
動(dòng)
模
鑲
塊
型
芯
01
兩
瓣
型
芯
型
腔
計(jì)
算
02
型
腔
03
主
型
芯
型
芯
計(jì)
算
02
小
型
芯
滑
塊
型
芯
3.1.2 型腔側(cè)壁厚度和底板厚度計(jì)算
㈠ 動(dòng)模鑲件側(cè)壁厚度和底板厚度計(jì)算
動(dòng)模鑲件型腔為整體式圓形型腔，根據(jù)整體式型腔壁厚計(jì)算公式，求型腔壁厚：
公式：
公式中參數(shù)說(shuō)明：模腔壓力可?。?.2﹏0.4），則=45Mpa；動(dòng)模鑲件選用材料45鋼，其=160Mpa。則由以上可知計(jì)算結(jié)果：=35.3。
根據(jù)底板厚度計(jì)算公式可計(jì)算出底板厚度為34.4㎜?？紤]到模具中還要安裝其他零部件，故由此可確定動(dòng)模鑲件的外形尺寸為210mm
㈡ 動(dòng)模鑲件成型提手部位側(cè)壁厚度計(jì)算
由上述公式得成型提手部位側(cè)壁厚度為6.5mm，圓整為10mm。
總之，其具體結(jié)構(gòu)尺寸可參查附件模具動(dòng)模鑲件零件圖01。
3.2 模具閉合高度的確定
3.2.1 模具支撐與固定零件設(shè)計(jì)
由前述各機(jī)構(gòu)活動(dòng)空間尺寸參數(shù)以及模具工作零件的設(shè)計(jì)完成，模具支撐與固定零件設(shè)計(jì)就可以加以確定了。結(jié)合以往工作經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可選擇標(biāo)準(zhǔn)模板選擇材料為Q235鋼。在保證模具中楔柱連桿協(xié)作分模機(jī)構(gòu)工作順利的同時(shí)，可確定模具定模固定板厚度=63㎜，另外動(dòng)定模模座板厚度確定的原則是：一是要滿足結(jié)構(gòu)裝配需要，二是要滿足強(qiáng)度等需求，即在加工和工作時(shí)不變形（鎖模時(shí)受壓，開(kāi)模時(shí)受拉）?？筛鶕?jù)理論按開(kāi)模受拉時(shí)螺釘四周受剪，機(jī)床壓板同螺釘對(duì)模板對(duì)拉造成彎曲進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。一般按經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選取，顯然模板的面積越大取得越厚，本例按以往經(jīng)驗(yàn)取定模座板=40㎜，動(dòng)模座板=25㎜其中它們的外形尺寸B×L為435㎜×450㎜，而其他各模板的外形尺寸B×L為400㎜×450㎜。再定模墊板=20㎜，以及定模推件板=30㎜（已定），根據(jù)工作零件的安裝和裝配要]選標(biāo)準(zhǔn)模板厚度取動(dòng)模板=80㎜ ，在滿足楔柱連桿協(xié)作分模機(jī)構(gòu)順利工作下取動(dòng)模墊板=80㎜。模板的具體結(jié)構(gòu)尺寸特征以及公差精度要求，可參照附件模具零件圖04、05。另外固定零件可根據(jù)模具外形尺寸選取，選用標(biāo)準(zhǔn)螺栓。
3.2.2模具閉合高度的確定
由以上可知模具閉合高度可確定為：
H=++++++
=40+20+30+80+80+63+25=338㎜
3.3 注塑機(jī)參數(shù)校核
由以上可知，本副模具的外形尺寸為。XS-ZY-250型注塑機(jī)的模板最大安裝尺寸為448㎜×370㎜，故能滿足模具的安裝要求。
由上節(jié)計(jì)算模具的閉合高度H=338㎜，XS-ZY-250型注塑機(jī)所允許模具的最小厚度=200㎜，最大厚度=350㎜，可以看出模具滿足安裝條件。
由前些章節(jié)可確定模具的開(kāi)模行程。由前面章節(jié)可確定制件與直澆道的總長(zhǎng)度為80㎜，A分型面開(kāi)模行程為42㎜，而B(niǎo)分型面開(kāi)模行程可擬定為35㎜。而XS-ZY-250型注塑機(jī)的最大開(kāi)模行程S=500㎜。
=80+35+40+10
=165㎜
另外，由于側(cè)分型抽芯距很小，不會(huì)對(duì)模具行程影響很大，因此注塑機(jī)的開(kāi)模行程足夠大。
綜上所述，XS-ZY-250型注塑機(jī)能滿足使用要求，因此可以采用。
第4章 模具總裝圖和非標(biāo)準(zhǔn)零件工作圖的繪制
模具總裝草圖、模具總裝配圖和非標(biāo)準(zhǔn)零件工作圖參考附件。
本模具的工作原理：
模具安裝在注塑機(jī)上，定模部分固定在注塑機(jī)的定模板上，動(dòng)模固定在注塑機(jī)的動(dòng)模板上。合模后，注塑機(jī)通過(guò)噴嘴將熔料經(jīng)流道注入型腔，經(jīng)保壓，冷卻后塑件成型。開(kāi)模時(shí)動(dòng)模部分隨動(dòng)板一起運(yùn)動(dòng)，在彈簧5的作用下， A分型面首先被打開(kāi)，楔柱43脫離鎖緊狀態(tài)，當(dāng)彈動(dòng)L距離后，連桿26便帶動(dòng)型芯07(24)以軸25為中心轉(zhuǎn)動(dòng)完成球面和提手抽芯。當(dāng)限位拉桿4受阻時(shí)，即使B分型面分型，當(dāng)擺鉤37接觸撥塊36后，迫使C面分型，此時(shí)定模推板12托住制品，使其脫離型芯20，與此同時(shí)迫使型芯20沿著滑塊13上的斜滑槽滑動(dòng)并完成內(nèi)側(cè)抽芯。當(dāng)限位拉桿15對(duì)定模推板12限位后，C面開(kāi)距不再增大，繼續(xù)開(kāi)模將使擺鉤37被強(qiáng)行脫開(kāi)撥塊36，使B面開(kāi)距增大，完成全部開(kāi)模過(guò)程，從中取出制件以及澆口。
第5章編寫(xiě)主要工作零件加工工藝規(guī)程
在此僅對(duì)模具典型成型零件主型芯和動(dòng)的加工工藝進(jìn)行分析。
5.1 主型芯的加工工藝
主型芯的加工工藝過(guò)程如下表5-1：
表5-1型芯的加工工藝過(guò)程
序號(hào)
工藝名稱(chēng)
工 藝 內(nèi) 容
01
下料
鋸取160×160×200㎜方形塊料鍛壓，并進(jìn)行鍛后退火處理。
02
銑床加工
①粗銑方坯料為圓形，留加工余量為0.5㎜
②粗銑階梯圓軸保證直徑分別達(dá)到㎜和㎜。
03
劃線加工孔
在端面上劃線，并鉆床加工㎜的型芯孔和主流道的線切割工藝孔
04
線切割加工
線切割加工主流道。
05
數(shù)控銑加工
用數(shù)控銑床加工型芯的外輪廓以及階梯型孔。
06
鉆孔、攻螺紋
加工固定型芯的螺孔。
07
熱處理
對(duì)工件進(jìn)行淬火、回火，并檢查硬度達(dá)到62HRC。
08
拋光
對(duì)型芯，型腔進(jìn)行拋光處理，使其達(dá)到精度要求。
5.2 動(dòng)模板的加工工藝
動(dòng)模板的加工工藝過(guò)程如下表5-1：
表5-2 動(dòng)模板加工工藝過(guò)程
序號(hào)
工序名稱(chēng)
工序內(nèi)容
1
下料
標(biāo)準(zhǔn)模板規(guī)格450mm×400mm×80mm
2
熱處理
熱處理后硬度達(dá)到32~35HRC
3
平磨
留0.6mm余量上下面平行度0.01mm
4
坐標(biāo)鏜
鏜導(dǎo)套孔留0.3~0.5mm。4×M20孔定位
5
鉗工劃線
劃線型腔孔
6
銑加工
銑型腔孔至圖
7
鉗工
為導(dǎo)套孔倒角
8
熱處理
淬火、回火 保證45~50HRC
9
坐標(biāo)磨
磨導(dǎo)柱孔，型腔孔至圖
10
拋光
拋光處理如型腔孔
11
表面處理
表面鍍鉻
第6章 模具的裝配與驗(yàn)收
塑料模的裝配順序有兩種方式：一是當(dāng)動(dòng)、定模在合模后有正確配合要求，易于對(duì)中時(shí)，以其主要工作零件如型芯、型腔和鑲件等作為裝配基準(zhǔn)，再加工裝配導(dǎo)柱、導(dǎo)套。另一種是當(dāng)塑料件結(jié)構(gòu)形狀使型芯、型腔在合模后難找正或者模具設(shè)有斜滑塊機(jī)構(gòu)時(shí)，把事先裝好的導(dǎo)柱、導(dǎo)套、作為模具的裝配基準(zhǔn)進(jìn)行裝配。結(jié)合本副模具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，采用第二種方式比較合適。模具裝配的過(guò)程如下：
⑴ 裝配前按圖檢驗(yàn)主要工作零件以及其他零件的尺寸。
⑵ 鏜導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔，將定模、墊板、推件板和動(dòng)模疊合在一起，使分模面緊密接觸并夾緊，鏜導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔，在孔內(nèi)壓入工藝定位銷(xiāo)后加工模板的側(cè)面作為垂直基準(zhǔn)。
⑶ 加工動(dòng)定模組合，以上述垂直基準(zhǔn)來(lái)確定模板上主型芯和鑲件的實(shí)際位置，并以此為基準(zhǔn)來(lái)銑各模板圓形階梯孔以及通孔。
⑷ 按照上述方式鏜動(dòng)模部分的動(dòng)模墊板和固定板上的導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔，以及確定鑲套的位置，并銑削加工模板型孔。
⑸ 壓入導(dǎo)柱、導(dǎo)套。在模具各模板上分別壓入導(dǎo)柱、導(dǎo)套，使導(dǎo)向可靠，滑動(dòng)靈活。
⑹ 裝配型芯。首先將定模座、定模墊板和推件板合攏，把主型芯和三個(gè)滑塊配合后一起放入定模墊板和推件板型孔內(nèi)，然后反向把主型芯壓入定模座的型孔中。用螺孔復(fù)印法使主型芯緊固在定模座上。
⑺ 通過(guò)主型芯來(lái)引鉆定模座、定模墊板和推件板上的限位拉桿配合孔。然后并依次引鉆動(dòng)模板和動(dòng)模墊板上的限位拉桿配合孔。
⑻ 把鑲套和鑲套分別壓入動(dòng)模板和動(dòng)模墊板內(nèi)，使其位置對(duì)應(yīng)。
⑼ 組裝活動(dòng)型芯機(jī)構(gòu)。先將已和轉(zhuǎn)軸裝配好的兩瓣活動(dòng)型芯放入鑲套內(nèi)，擱放位置要精確，然后將楔柱和連桿放入動(dòng)模固定板內(nèi)，確保楔柱和連桿與兩瓣活動(dòng)型芯裝配合理，運(yùn)動(dòng)自如。使楔柱連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)行靈活，行程滿足開(kāi)模要求。
⑽ 加工定模座板。加工螺孔、銷(xiāo)釘孔和導(dǎo)柱孔，并將定位環(huán)壓入定模座用螺釘固定。
⑾ 裝配定模部分。用平行夾頭把定模中上述已裝配好的各模板夾緊。然后攻、鉆螺孔，最后用螺釘和銷(xiāo)釘固定定模部分。
⑿ 按上述方法裝配動(dòng)模部分，并校驗(yàn)和修正楔柱連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)作參數(shù)。
⒀ 總裝動(dòng)、定模，保證模具結(jié)構(gòu)的導(dǎo)向定位精度。
⒁ 試模，并投產(chǎn)驗(yàn)收。
設(shè)計(jì)總結(jié)
通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我學(xué)到了許多綜合知識(shí)，鍛煉了理論與實(shí)踐相結(jié)合的綜合能力。特別是對(duì)一些模糊的理論概念有了清楚的認(rèn)識(shí)。對(duì)所修專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課：如機(jī)械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測(cè)量、塑料模具設(shè)計(jì)與制造等有了更深刻的理解，使制造的模具既能滿足使用要求有不浪費(fèi)材料，保證了工件的經(jīng)濟(jì)性，設(shè)計(jì)的合理性。通過(guò)利用塑料模手冊(cè)、模具制造簡(jiǎn)明手冊(cè)、模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè)等手冊(cè)，不但豐富了我本人專(zhuān)業(yè)知識(shí)，還提高利用工具的動(dòng)手能力。畢業(yè)是對(duì)我們綜合的一次全面考察，為即將走向工作崗位的我們，指明了發(fā)展方向和奠定了扎實(shí)的綜合基礎(chǔ)。
緊張忙碌的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作結(jié)束了，身心疲憊之余頗感欣慰。回想整個(gè)設(shè)幾過(guò)程，我有以下總結(jié)：
必須有認(rèn)真細(xì)致的態(tài)度。畢業(yè)設(shè)計(jì)工作量很大，如果沒(méi)有認(rèn)真細(xì)致的態(tài)度是不能很好地完成設(shè)計(jì)工作的。
合理選擇模具的結(jié)構(gòu)。根據(jù)塑件的圖紙及技術(shù)要求，研究和選擇適當(dāng)?shù)某尚头椒ㄅc設(shè)備，必要時(shí)還要請(qǐng)教老師。只有模具結(jié)構(gòu)選擇好了，才能設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)合理，質(zhì)量可靠，操作方便，的模具。
正確確定模具成型零件的尺寸，成型零件是確定制件形狀，尺寸和表面質(zhì)量的直接因素，關(guān)系很大，需特別注意，一般采用平均收縮率。
設(shè)計(jì)模具必須制造方便。設(shè)計(jì)模具時(shí)，盡量做到使設(shè)計(jì)的模具制造容易，造價(jià)便宜。
充分考慮塑件設(shè)計(jì)特色，盡量減少后加。盡量用模具成型出符合塑件設(shè)計(jì)特點(diǎn)的制件，包括孔，槽，凸，凹等部分，減少澆口，溢邊的尺寸，避免不必要的后加工。
設(shè)計(jì)的模具應(yīng)當(dāng)效率高，工作可靠。這一要求涉及到的方面很多。
模具零件應(yīng)耐磨耐用，模具零件的耐用度影響整個(gè)模具的使用壽命。
模具的結(jié)構(gòu)要適應(yīng)塑料的成型特性。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，充分了解所用塑料的成型特性，并盡量滿足要求，同樣是獲得優(yōu)質(zhì)制件的措施。
由于能力有限，且缺乏一定的工作經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)中難免有疏漏之處，懇請(qǐng)老師給予指正。我在此衷心感謝楊老師這么多天來(lái)對(duì)我的大力幫助與指導(dǎo)。
致謝
畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)始以來(lái)，在楊占堯老師的精心指導(dǎo)下，我終于完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我大學(xué)三年中的學(xué)習(xí)終于獲得了圓滿的結(jié)果。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，遇到了很多問(wèn)題和疑問(wèn)，但這都在指導(dǎo)老師楊老師的悉心指導(dǎo)下得到了很好的解決。在此向楊老師表達(dá)最誠(chéng)摯的謝意。
畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中還得到了翟德梅、程芳、原紅玲、于智宏等幾位指導(dǎo)老師的大力支持和幫助，再此也向她們表示最誠(chéng)摯的感謝。在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到很多具有挑戰(zhàn)性質(zhì)的困難問(wèn)題，然而在老師和同學(xué)的幫助下，最終還是取得了順利的解決。對(duì)于設(shè)計(jì)中綜合性很強(qiáng)，又憑自己的能力很難解決的問(wèn)題，首先經(jīng)過(guò)自己的深刻思考，查詢(xún)有關(guān)資料，并且和很多同學(xué)努力研討后，帶著這已思索得很透徹但未能解決的問(wèn)題去向老師求教，最后終于在楊老師的精細(xì)輔導(dǎo)下解決了問(wèn)題。這些日子楊老師對(duì)我們不辭勞苦的辛勤指導(dǎo)，使我們每個(gè)人都有深刻的感觸。相信我們會(huì)在未來(lái)的一天，做出出色的成績(jī)，報(bào)答恩師多年來(lái)的苦心培養(yǎng)之恩！
最后向所有在我畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中幫助過(guò)我的老師和同學(xué)表示最誠(chéng)摯的謝意！
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