電熱水壺的蓋子注塑模具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙】

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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 1 緒論 1.1 我國(guó)塑料模具業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及方向 從整體上看，中國(guó)塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面 都有了很大進(jìn)步，但與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求、世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大。一 些大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進(jìn)口。在總量供不應(yīng) 求的同時(shí)，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，還有一些技術(shù)含量不太 高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢(shì)。 加入 WTO，給塑料模具產(chǎn)業(yè)帶來了巨大的挑戰(zhàn)，同時(shí)帶來更多的機(jī)會(huì)。由于 中國(guó)塑料模具以中低檔產(chǎn)品為主，產(chǎn)品價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯，有些甚至只有國(guó)外產(chǎn)品價(jià)格 的 1/51/3，加入 WTO 后，國(guó)外同類產(chǎn)品對(duì)國(guó)內(nèi)沖擊不大，而中國(guó)中低檔模具的 出口量則加大；在高精模具方面，加入 WTO 前本來就主要依靠進(jìn)口，加入 WTO 后，不僅為高精尖產(chǎn)品的進(jìn)口帶來了更多的便利，同時(shí)還促使更多外資來中國(guó)建廠， 帶來國(guó)外先進(jìn)的模具技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)培養(yǎng)中國(guó)的專業(yè)模具人才起到了推動(dòng)作用。 進(jìn)口的塑料模具中，最多的是為汽車配套的各種裝飾件模具、為家電配套的各 種塑殼模具、為通信及辦公設(shè)備配套的各種注塑模具、為建材配套的擠塑模具以及 為電子工業(yè)配套的各種塑封模具等。出口的塑料模具以中低檔產(chǎn)品居多。由于中國(guó) 塑料模具價(jià)格較低，在國(guó)際市場(chǎng)中有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，所以進(jìn)一步擴(kuò)大出口的前景很 好，近幾年出口年均增長(zhǎng) 50%以上就是一個(gè)很好的證明。 雖然近幾年模具出口增幅大于進(jìn)口增幅，但所增加的絕對(duì)量仍是進(jìn)口大于出口， 致使模具外貿(mào)逆差逐年增大。這一狀況在 2007 年已得到改善，逆差已有減少。模 具外貿(mào)逆差增大主要有兩方面原因：一是國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展，特別是汽車產(chǎn)業(yè) 的高速發(fā)展帶來了對(duì)模具旺盛需求，有些高檔模具國(guó)內(nèi)的確生產(chǎn)不了，只好進(jìn)口； 但也確實(shí)有一些模具國(guó)內(nèi)可以生產(chǎn)，也在進(jìn)口。這與中國(guó)現(xiàn)行的關(guān)稅政策及項(xiàng)目審 批制度有關(guān)。二是對(duì)模具出口鼓勵(lì)不夠。現(xiàn)在模具與其它機(jī)電產(chǎn)品一樣，出口退稅 率只有 13%，而未達(dá) 17%。 從市場(chǎng)情況來看，塑料模具生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展那些技術(shù)含量高的大型、精密、 復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具，并大力開發(fā)國(guó)際市場(chǎng)，發(fā)展出口模具。隨著中國(guó)塑料工業(yè)，特 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 別是工程塑料的高速發(fā)展，可以預(yù)見，中國(guó)塑料模具的發(fā)展速度仍將繼續(xù)高于模具 工業(yè)的整體發(fā)展速度，未來幾年年增長(zhǎng)率仍將保持 20%左右的水平。 1.1 塑料模具的發(fā)展水平與市場(chǎng)趨勢(shì) 近年來，中國(guó)塑料模具制造水平已有較大提高。大型塑料模具已能生產(chǎn)單套重 量達(dá)到 50t 以上的注塑模，精密塑料模具的精度已達(dá)到 2m，制件精度很高的小模 數(shù)齒輪模具及達(dá)到高光學(xué)要求的車燈模具等也已能生產(chǎn)，多腔塑料模具已能生產(chǎn)一 模 7800 腔的塑封模，高速模具方面已能生產(chǎn)擠出速度達(dá) 6m/min 以上的高速塑料 異型材擠出模具及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠出 和低發(fā)泡鋼塑共擠等各種模具。在生產(chǎn)手段上，模具企業(yè)設(shè)備數(shù)控化率已有較大提 高，CAD/CAE/CAM 技術(shù)的應(yīng)用面已大為擴(kuò)展，高速加工及 RP/RT 等先進(jìn)技術(shù) 的采用已越來越多，模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率及模具商品化率都有較大幅度的提高， 熱流道模具的比例也有較大提高。另外，三資企業(yè)的蓬勃發(fā)展進(jìn)一步促進(jìn)了塑料模 具設(shè)計(jì)制造水平及企業(yè)管理水平的提高，有些企業(yè)已實(shí)現(xiàn)信息化管理和全數(shù)字化無 圖制造。 中國(guó)塑料模具行業(yè)和國(guó)外先進(jìn)水平相比，主要存在以下問題。 1）發(fā)展不平衡，產(chǎn)品總體水平較低。雖然個(gè)別企業(yè)的產(chǎn)品已達(dá)到或接近國(guó)際 先進(jìn)水平，但總體來看，模具的精度、型腔表面的粗糙度、生產(chǎn)周期、壽命等指標(biāo) 與國(guó)外先進(jìn)水平相比尚有較大差距。包括生產(chǎn)方式和企業(yè)管理在內(nèi)的總體水平與國(guó) 外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比尚有 10 年以上的差距。 2）工藝裝備落后，組織協(xié)調(diào)能力差。雖然部分企業(yè)經(jīng)過近幾年的技術(shù)改造，工 藝裝備水平已經(jīng)比較先進(jìn)，有些三資企業(yè)的裝備水平也并不落后于國(guó)外，但大部分 企業(yè)的工藝裝備仍比較落后。更主要的是，企業(yè)組織協(xié)調(diào)能力差，難以整合或調(diào)動(dòng) 社會(huì)資源為我所用，從而就難以承接比較大的項(xiàng)目。 3）大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱，創(chuàng)新能力明顯不足。一方面是技術(shù)人員比例低、水 平不夠高，另一方面是科研開發(fā)投入少；更重要的是觀念落后，對(duì)創(chuàng)新和開發(fā)不夠 重視。模具企業(yè)不但要重視模具的開發(fā)，同時(shí)也要重視產(chǎn)品的創(chuàng)新。 4）供需矛盾短期難以緩解。近幾年，國(guó)產(chǎn)塑料模具國(guó)內(nèi)市場(chǎng)滿足率一直不足 74%，其中大型、精密、長(zhǎng)壽命模具滿足率更低，估計(jì)不足 60%。同時(shí)，工業(yè)發(fā)達(dá) 國(guó)家的模具正在加速向中國(guó)轉(zhuǎn)移，國(guó)際采購(gòu)越來越多，國(guó)際市場(chǎng)前景看好。市場(chǎng)需 求旺盛，生產(chǎn)發(fā)展一時(shí)還難以跟上，供不應(yīng)求的局面還將持續(xù)一段時(shí)間。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 5）體制和人才問題的解決尚需時(shí)日。在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中，競(jìng)爭(zhēng)性行業(yè)， 特別是像模具這樣依賴于特殊用戶、需單件生產(chǎn)的行業(yè)，國(guó)有和集體所有制原來的 體制和經(jīng)營(yíng)機(jī)制已顯得越來越不適應(yīng)。人才的數(shù)量和素質(zhì)也跟不上行業(yè)的快速發(fā)展。 1.2 塑料模具的一些新的發(fā)展方向 1）在模具的質(zhì)量、交貨周期、價(jià)格、服務(wù)四要素中，已有越來越多的用戶將交 貨周期放在首位。要求模具公司盡快交貨，這已成為一種趨勢(shì)。企業(yè)千方百計(jì)提高 自己的適應(yīng)能力、提高技術(shù)水準(zhǔn)、提高裝備水平、提高管理水平及提高效率等都是 縮短模具生產(chǎn)周期的有效手段。 2）大力提高開發(fā)能力，將開發(fā)工作盡量往前推，直至介入到模具用戶的產(chǎn)品開 發(fā)中去，甚至在尚無明確用戶對(duì)象之前進(jìn)行開發(fā)，變被動(dòng)為主動(dòng)。目前，電視機(jī)和 顯示器外殼、空調(diào)器外殼、摩托車塑件等已采用這種方法，手機(jī)和電話機(jī)模具開發(fā) 也已開始嘗試。這種做法打破了長(zhǎng)期以來模具廠只能等有了合同，才能根據(jù)用戶要 求進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的被動(dòng)局面。 3）隨著模具企業(yè)設(shè)計(jì)和加工水平的提高，模具的制造正在從過去主要依靠鉗工 的技藝轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕揽考夹g(shù)。這不僅是生產(chǎn)手段的轉(zhuǎn)變，也是生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變和觀 念的上升。這一趨勢(shì)使得模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度不斷提高，模具精度越來越高，生產(chǎn)周 期越來越短，鉗工比例越來越低，最終促進(jìn)了模具工業(yè)整體水平不斷提高。中國(guó)模 具行業(yè)目前已有 10 多個(gè)國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)，約 200 個(gè)省市級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。與 此趨勢(shì)相適應(yīng)，生產(chǎn)模具的主要骨干力量從技藝型人才逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)型人才是必 然要求。 4）模具企業(yè)及其模具生產(chǎn)正在向信息化迅速發(fā)展。在信息社會(huì)中，作為一個(gè)高 水平的現(xiàn)代模具企業(yè)，單單只是 CAD/CAM 的應(yīng)用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。目前許多企業(yè)已 經(jīng)采用了 CAE、CAT、PDM、CAPP、KBE、KBS、RE 、CIMS、ERP 等技術(shù) 及其它先進(jìn)制造技術(shù)和虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，這些都是信息化的表現(xiàn)。向信息化方向發(fā) 展這一趨向已成為行業(yè)共識(shí)。 5）隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步，模具必然會(huì)向更廣泛的領(lǐng)域和更高水平發(fā)展。現(xiàn) 在，能把握機(jī)遇、開拓市場(chǎng)，不斷發(fā)現(xiàn)新的增長(zhǎng)點(diǎn)的模具企業(yè)和能生產(chǎn)高技術(shù)含量 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 模具企業(yè)的業(yè)務(wù)很是紅火，利潤(rùn)水平和職工收入都很好。因此，模具企業(yè)應(yīng)把握這 個(gè)趨向，不斷提高綜合素質(zhì)和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。 2 電熱水壺的蓋子設(shè)計(jì)及其成型工藝的分析 2.1 塑件分析 圖 2.1 電熱水壺的蓋子 上圖 2.1 所示是電熱水壺的蓋子零件。 2.1.1 結(jié)構(gòu)分析如下 該塑件為殼體，殼體具有一定的深度，表面光滑，在模具設(shè)計(jì)和制造上要有良 好的加工工藝，確保成型零件具有一定的光潔度； 殼體內(nèi)部凹下的膠位是為了插入時(shí)能配合緊密，所以必須具備一定的制造精度； 2.1.2 成型工藝分析 采用一般精度等級(jí) 5 級(jí)，大量生產(chǎn)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 該塑件壁厚約為 1.5mm 左右，考慮到殼體較淺，塑件內(nèi)表面不設(shè)脫模斜 度；由于有斜頂，型腔將被做成鑲拼式所以塑件外形沒有放脫模斜度。 2.2 塑料的選材及性能分析 該殼用于手機(jī)底殼，經(jīng)常用手觸摸，必須耐酸、對(duì)電絕緣，化學(xué)穩(wěn)定性要好； 抗拉強(qiáng)度、硬度、耐磨性要突出，綜合機(jī)械性能要好。具備這些條件的塑料首選： 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（英文名稱:Acrylonitrile Butadiene Styrene ，簡(jiǎn)稱： ABS） 。 2.2.1 使用特點(diǎn)： 1）綜合性能較好,沖擊強(qiáng)度較高,化學(xué)穩(wěn)定性,電性能良好。 2）與 372 有機(jī)玻璃的熔接性良好,制成雙色塑件,且可表面鍍鉻,噴漆處理。 3）有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強(qiáng)、透明等級(jí)別。 4）流動(dòng)性比 HIPS 差一點(diǎn)，比 PMMA、PC 等好，柔韌性好 3。 2.2.2 成型特性： 1）無定形料,流動(dòng)性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長(zhǎng)時(shí) 間預(yù)熱干燥 80-90 度,3 小時(shí)。 2）宜取高料溫,高模溫,但料溫過高易分解(分解溫度為270 度).對(duì)精度較高 的塑件,模溫宜取 50-60 度,對(duì)高光澤.耐熱塑件, 模溫宜取 60-80 度。 3）如需解決夾水紋，需提高材料的流動(dòng)性，采取高料溫、高模溫，或者改變 入水位等方法。 4）如成形耐熱級(jí)或阻燃級(jí)材料，生產(chǎn) 3-7 天后模具表面會(huì)殘存塑料分解物， 導(dǎo)致模具表面發(fā)亮，需對(duì)模具及時(shí)進(jìn)行清理，同時(shí)模具表面需增加排氣位置。 2.2.3 ABS 的主要性能指標(biāo) 4 ABS 的技術(shù)指標(biāo)見下表 2.1 密度 3/()kgdm:1.021.16 比體積 31/()vdmkg:0.860.98 吸水率 2410pc0.20.4 收縮率 s 0.40.7 熔點(diǎn) tC130160 硬度 HB 9.7 R121 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 抗拉屈服強(qiáng)度 bMPa50 拉伸彈性模量 1EMPa31.80 體積電阻率 ()Vcm:16.90彎曲強(qiáng)度 w80 0.46MP 90108 無缺口 261熱變形溫度 t/c 0.185MP 83103 沖擊韌度 2()nkJm: 缺口 11 2.3 ABS 塑料的注射過程及工藝 2.3.1 注射成型過程 1）成型前準(zhǔn)備，對(duì) ABS 進(jìn)行干燥。ABS 是吸水的塑料，于室溫下， 24 小時(shí) 可吸收 0.2%-0.35%水分，雖然這種水分不至于對(duì)機(jī)械性能構(gòu)成重大影響，但注塑 時(shí)若濕度超過 0.2%，塑料表面會(huì)受大的影響，所以對(duì) ABS 進(jìn)行成型加工時(shí)，一定 要事先干燥，而且干燥后的水分含量應(yīng)小于 0.2%。 ABS 的干燥方法: 常壓熱風(fēng)干燥 80-85 2-4 小時(shí) ；真空熱風(fēng)干燥 80 1-2 小時(shí)。 2）注射過程.塑料在注射機(jī)內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，由模具的澆注 系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型，起過程可分為充模、壓實(shí)、保壓、倒流、和冷卻 5 個(gè)階段。 2.3.2 ABS 的注射工藝參數(shù) 1）螺 桿 類 別：標(biāo) 準(zhǔn) 螺 桿（直 通 式 噴 嘴） 2）回 料 轉(zhuǎn) 速( rpm)：301minr 3）注射機(jī)料筒溫度: 前段 180200 中段 165180 后段 150170 4）噴嘴 ：170180。 5）模具 ：5080，玻纖增強(qiáng)制品取 75。 6）注射壓力:60100。 7）注射速度、注射壓力: 一般 ABS 制品采用高速及多級(jí)注射，但是對(duì)于阻燃品級(jí)，要慢速注射，可以 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 避免注射料的分解，耐熱 ABS 也要快速注射(可減少內(nèi)部應(yīng)力)，注射壓力在 75MPa 左右，保壓時(shí)可低些。 8）熔膠溫度: 190 9）成型時(shí)間( ):/s 注射時(shí)間:2090 高壓時(shí)間:05 冷卻時(shí)間:20120 總周期: 50220 在 265溫度下，物料在機(jī)筒內(nèi)停留時(shí)間最多不能超過 5-6 分鐘，若溫度為 280，則物料在機(jī)筒內(nèi)停留時(shí)間就不能超過 2-3 分鐘。 10）后處理:把塑件放在紅外線或者烘箱下,溫度設(shè)為 70 度烘干 24 小時(shí) 4。 2.4 ABS 的主要缺陷及消除措施 2.4.1 殘余應(yīng)力引起的龜裂 殘余應(yīng)力主要由于以下三種情況，即充填過剩、脫模推出和金屬鑲嵌件造成的。 作為在充填過剩的情況下產(chǎn)生的龜裂，其解決方法主要可在以下幾方面入手。 1）由于直澆口壓力損失最小，所以，如果龜裂最主要產(chǎn)生在直澆口附近，則 可考慮改用多點(diǎn)分布點(diǎn)澆口、側(cè)澆口及柄形澆口方式。 2）在保證樹脂不分解、不劣化的前提下，適當(dāng)提高樹脂溫度可以降低熔融粘度， 提高流動(dòng)性，同時(shí)也可以降低注射壓力，以減小應(yīng)力。 3）一般情況下，模溫較低時(shí)容易產(chǎn)生應(yīng)力，應(yīng)適當(dāng)提高溫度。但當(dāng)注射速度較 高時(shí)，即使模溫低一些，也可減低應(yīng)力的產(chǎn)生。 4）注射和保壓時(shí)間過長(zhǎng)也會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，將其適當(dāng)縮短或進(jìn)行 Th 次保壓切換效 果較好。 2.4.2 熔接痕 熔接痕是由于來自不同方向的熔融樹脂前端部分被冷卻、在結(jié)合處未能完全融 合而產(chǎn)生的。一般情況下，主要影響外觀，對(duì)涂裝、電鍍產(chǎn)生影響。嚴(yán)重時(shí)，對(duì)制 品強(qiáng)度產(chǎn)生影響（特別是在纖維增強(qiáng)樹脂時(shí)，尤為嚴(yán)重） ?？蓞⒖家韵聨醉?xiàng)予以改善： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 l）調(diào)整成型條件，提高流動(dòng)性。如，提高樹脂溫度、提高模具溫度、提高注 射壓力及速度等。 2）增設(shè)排氣槽，在熔接痕的產(chǎn)生處設(shè)置推出桿也有利于排氣。 3）盡量減少脫模劑的使用。 4）設(shè)置工藝溢料并作為熔接痕的產(chǎn)生處，成型后再予以切斷去除。 5）若僅影響外觀，則可改變燒四位置，以改變?nèi)劢雍鄣奈恢?。或者將熔接?產(chǎn)生的部位處理為暗光澤面等，予以修飾。 2.4.3 銀線 銀線主要是由于材料的吸濕性引起的。因此，一般應(yīng)在比樹脂熱變形溫度低 1015C 的 條件下烘干。特別是在使用自動(dòng)烘干料斗時(shí)，需要根據(jù)成型周期（成 型量）及干燥時(shí)間選用合理的容量，還應(yīng)在注射開始前數(shù)小時(shí)先行開機(jī)烘料。另外， 料簡(jiǎn)內(nèi)材料滯流時(shí)間過長(zhǎng)也會(huì)產(chǎn)生銀線。不同種類的材料混合時(shí)，例如聚苯乙烯和 ABS 樹脂、 AS 樹脂，聚丙烯和聚苯乙烯等都不混合。 2.4.4 白化 白化現(xiàn)象最主要發(fā)生在 ABS 樹脂制品的推出部分。脫模效果不佳是其主要原因。 可采用降低注射壓力，加大脫模斜度，增加推桿的數(shù)量或面積，減小模具表面粗糙 度值等方法改善，當(dāng)然，噴脫模劑也是一種方法，但應(yīng)注意不要對(duì)后續(xù)工序，如燙 印、涂裝等產(chǎn)生不良影響。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 3 模具設(shè)計(jì)方案的確定 3.1 分型面方案的確定 分型面是模具上用來取出塑件和澆注系統(tǒng)料可分離的接觸面稱為分型面,分型面 的選擇對(duì)模具設(shè)計(jì)方式影響最大,分型面設(shè)計(jì)是否合理對(duì)塑件質(zhì)量和模具復(fù)雜程度具 有很大的影響?；旧鲜且环N分型面對(duì)應(yīng)著一種模具設(shè)計(jì)方案，所以分型面的選擇 決定著模具總體的設(shè)計(jì)方案。 3.1.1 分型面的選擇原則 3 1）保證塑料制品能夠脫模。 2）使分型面容易加工。 3）盡量避免側(cè)向抽芯。 4）使側(cè)向抽芯盡量短。 5）有利于排氣。 6）有利于保證塑件的外觀質(zhì)量。 7）盡可能使塑件留在動(dòng)模一側(cè)。 8）盡可能滿足塑件的使用要求。 9）盡量減少塑件在合模方向的投影面積。 10）長(zhǎng)型芯應(yīng)置于開模方向。 11）有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。 3.1.2 分型面確定 分型面與開模方向垂直, 如圖 3.1 所示。定模型芯利用開模動(dòng)作從塑件中抽出， 塑件內(nèi)部倒扣用斜推桿來成型，整個(gè)塑件成型精度比較高。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 圖 3.1 分型面形式與位置 3.2 型腔數(shù)量確定 由于生產(chǎn)批量大，本套模具采用一模兩腔如圖 3.2 所示。 圖 3.2 型腔排列方式 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 4 模具設(shè)計(jì) 4.1 注塑機(jī)選型 注射機(jī)是安裝在注射機(jī)上使用的設(shè)備，因此設(shè)計(jì)注射模應(yīng)該詳細(xì)了解注射機(jī)的 技術(shù)規(guī)范，才能設(shè)計(jì)出符合要求的模具。 注射機(jī)規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的的大小及型腔的模具和排列方式，在確定 模具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)模具所需的注射量、鎖 模力、注射壓力、拉桿間距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行 程、開模距離進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺(tái)和模具相匹配的注射機(jī)，倘若用戶 自己提供型號(hào)和規(guī)格，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)其進(jìn)行校核，若不能滿足要求，則必須自己 調(diào)整或與用戶取得商量調(diào)整。 4.1.1 注射量計(jì)算 該產(chǎn)品為 ABS，查書設(shè)計(jì)與制造實(shí)訓(xùn) 得知其密度為 1.081.10g.cm-3 收縮率為 0.4%0.7%，計(jì)算其平均密度為 1.09，平均收縮率為 0.55%，通過計(jì)算 得兩塑件體積為： V 塑=97.5 cm 3 兩塑件的質(zhì)量： M 塑=106.3g 澆注系統(tǒng)體積： V 澆=0.955 cm 3 澆注系統(tǒng)質(zhì)量： M 澆=1.04g 故得總體積和總質(zhì)量為： V 總=98.5；M 總=107.34g 4.1.2 注射機(jī)型號(hào)的選定 根據(jù)以上的計(jì)算初步選定型號(hào)為 SZ-125/630 型臥式注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù) 見表 4.1。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 表 4.1 SZ-125/630 型注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 4 螺桿直徑/mm 40 拉桿內(nèi)間距/mm 370 x320 推動(dòng)行程/mm 550 最大模具厚度/mm 300 理論容量/ 3cm140 最小模具厚度/mm 150 注射速度 /(g/s) 110 頂出桿根數(shù) 1 塑化能力/(g/s) 16.8 定位孔直徑/mm 125 額定注射壓力/MP 126 頂出中心孔直徑/mm 35 螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min) 14200 頂出力/KN 1500 鎖模力/KN 530 球半徑 SR/mm 15 開模行程/mm 270 噴 嘴 孔直徑/mm 4.1.3 型腔數(shù)量的校核及注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 6 1）型腔數(shù)量的校核 （1）由注射機(jī)料筒塑化速率校核型腔數(shù)量 （4.1） 210.861.0473KMtmn ，t 取 60s, 符合要求。7右 邊 式中 K注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，非結(jié)晶型塑料一般取 0.8； M注射機(jī)的額定塑化量，改注射機(jī)為 16.8g/s； T成型周期，因塑件還比較大，壁厚，取 30s; m1兩個(gè)塑件的質(zhì)量，取 106.3g ; m2澆注系統(tǒng)的質(zhì)量，取 1.04g ; （2）按注射機(jī)的最大注射量校核型腔數(shù)量 210.841.04163nKm 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 符合要求。 式中 注射機(jī)允許的最大注射量，該注射機(jī)為 140g。Nm 其他符號(hào)意義與取值同前。 （3）按注射機(jī)的額定鎖模力校核型腔數(shù)量 殼體正反兩面產(chǎn)生的脹模力由內(nèi)模殼抵消；左右兩行位壓力由導(dǎo)柱和前模板的 斜面抵消，取這兩處力的一半為正壓力： 21286(730)8Am 分型面合模處的作用面積： 塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力是 ，一般是注射壓力的 30%-65%，0aMP 取平均壓力為： （4.2） 3(1865)4102型 a （4.3）12 .31().(78)FnPA型 符合要求。 2）注射機(jī)工藝參數(shù)的校核 （1）注射量的校核 注射量以容積表示最大注射容積為： 3max0.85149Vvcm 最少注射容積： in.2 而 iax3.V 符合要求。 （2）鎖模力的校核 前面計(jì)算過，符合要求。 （3）最大注射壓力的校核 注射機(jī)的額定注射壓力即為該機(jī)器的最高壓力 max126PM 應(yīng)該大于注射成型所需調(diào)用的注射壓力的 即0axk 式中 ；1.254k 為 7090 ；0PaM 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 代入數(shù)據(jù)計(jì)算，符合要求。 3）安裝尺寸的校核 最大與最小模具厚度 模具厚度 H 應(yīng)滿足 minaxH 式中 minax150,30 該套模具厚度 H=30+100+110+120+1+30=391mm 。 很明顯，選擇該注射機(jī)不能滿足模具設(shè)計(jì)的要求。 4）開模行程校核 12(50)Hm: 注射機(jī)動(dòng)模板的開模行程，取 270mm，見表 4.2；H 塑件推出行程取 28.5mm；1 為包括流道凝料在內(nèi)的塑件高度；250m 代值計(jì)算發(fā)現(xiàn)開模行程能滿足。 在這里我們選用更大的注塑機(jī)型號(hào) G54-S200/400，可知所有的參數(shù)都滿足。 4.2 模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)和澆口的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)凝料熔體從注射機(jī)噴嘴到模具型腔的進(jìn)料通道，具有傳質(zhì)、傳 壓和傳熱的功能。 4.2.1 主流道的設(shè)計(jì) 4 主流道是連接注射機(jī)的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機(jī)噴嘴在同一軸 線上，斷面為圓形，具有一頂?shù)腻F度，以便熔體的流動(dòng)和開模時(shí)主流到凝料的順利 拔除。 1）主流道尺寸和澆口的設(shè)計(jì) （1）主流道的小端直徑 D =注射機(jī)噴嘴直徑+ （ 0.51） =3+（0.51） ，取 D=3.5mm 。 （2）主流道的球面半徑 SR =注射機(jī)噴嘴球頭半徑+（1 2） =15+（12） ，取 SR=16mm 。 （3）球面的配合高度 ，取 h=3mm 。35hm （4）主流道的長(zhǎng)度 取 L=124.5mm。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 主流道大端直徑 （半錐角 ）2tan6.54DL1 取 5.8m 澆口套總長(zhǎng) 01.327.hm 2）澆口套的設(shè)計(jì) 主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料要求比較嚴(yán)，因 而模具主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套，以便有效的選 用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理，常采用碳素工具鋼，如 T8A、T10A 等，熱處 理硬度為 50HRC55HRC,如圖 4.1 所示。 圖 4.1 主流道襯套 3）定位圈的設(shè)計(jì)與固定 由于該模具主流道比較長(zhǎng)，定位圈和襯套設(shè)計(jì)成分體式，注射機(jī)定位孔尺寸為 ，定位圈尺寸取 ，兩者之間呈較松的間隙配合。0.125 0.2415 定位圈結(jié)構(gòu)尺寸如圖 4.2 所示；定位圈和襯套的固定形式如圖 4.3 所示。 圖 4.2 定位圈 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 圖 4.3 主道襯套的固定形式 1-內(nèi)六角螺紋； 2-定位圈；3-定模座板；4-主流道襯套；5-定模板 4.2.2 澆口的設(shè)計(jì) 采用梯形側(cè)澆口如圖 4.4， 。塑料熔體通過主流道然后到分流道流入型腔。 圖 4.4 側(cè)澆口的設(shè)置形式 4.3 成型零件工作尺寸的設(shè)計(jì)和計(jì)算 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、 成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時(shí)，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的 沖刷，脫模時(shí)與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高 的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度、 剛度及較好的耐磨性能。 設(shè)計(jì)成型零件時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總 體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件 的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算成型零件的工作尺寸， 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 對(duì)關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。 工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺 寸，型腔深度和型芯高度尺寸和中心距尺寸等。 ABS 的成型收縮率為 0.4%-0.7%所以平均收縮率取 s=0.55%。 塑件尺寸公差按 SJ1372-78 標(biāo)準(zhǔn)中的 5 級(jí)精度成型。 4.3.1 型芯（見圖 4.7） 圖 4.7 型芯 （1）采用臺(tái)肩固定的形式，下底面用模珂與動(dòng)模壓緊。 （2）塑件的尺寸公差源自塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)的塑件公差數(shù)值表。 塑件尺寸 ， ， 。0.417sl0.8217sl 0.86495sh 01 .24.1()(5%)6Mldx 0 022 .58.2.6. 9sl 0.26.1()(1)77Sh 式中 s塑料的平均收縮率，ABS 為 0.55%； 塑件外徑尺寸（取 25.64mm） ；d 修正系數(shù)（取 0.75） ；x 塑件尺寸公差，見上塑料尺寸公差值； 模具制造誤差，其他誤差忽略，當(dāng)尺寸小于 50mm 時(shí)， ； 4 當(dāng)塑件尺寸大于 50mm 時(shí)， 。5 4.3.2 型腔（見圖 4.8） 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 圖 4.8 動(dòng)模型腔 （1）模仁為鑲?cè)胧?，通過沉頭螺釘固定在動(dòng)模板上。 （2）尺寸計(jì)算。塑件的尺寸公差源自塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)的塑件公差 數(shù)值表 3.1。 ， ， ，01.574sL02.8617s01.152H0.298 (4.5) 151()(%)473MLx 0.25860.2220.s .1.411()(5)27H 0.250.5220.9.8Msx 式中各符號(hào)同前。 4.3.3 型腔零件剛度和強(qiáng)度校核 由于塑件成型部分采用模仁，再?gòu)哪０迳祥_框把模仁鑲?cè)耄寐萁z吃緊。成型 部分離模仁有滿足條件的規(guī)定距離（2025mm） ，而模仁離模板四周也有滿足條件 的規(guī)定距離，所以成型時(shí)型腔零件完全滿足強(qiáng)度和剛度的要求，在這里就不一一校 核。在動(dòng)模板上，由于成型壓力很大部分垂直壓在其上，底部為了節(jié)約材料不打算 采用支撐板，在這里我們采用四個(gè)中托司支撐。尺寸位置大小和中托司布局請(qǐng)見模 具組裝圖。 4.4 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 根據(jù)前面型腔的布局以及互相位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架， 選用結(jié)構(gòu)形式為 CI3050 100 110 120 01 S。即采用數(shù)量為 1 的標(biāo)準(zhǔn)模架。 1）定模座板（350mm x 500mm、厚為 25mm） 定模座板是模具與注射機(jī)連接固定的板，材料為 45 鋼。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 通過 4 個(gè) M12 的內(nèi)六角圓柱螺釘與定模固定板連接；定位圈通過 2 個(gè) M6 的 內(nèi)六角圓柱螺釘與其連接；定模座板與澆口套為 H8/f8 配合 7。 2）定模板（300mm x 500mm，厚 100mm） 用于固定型芯、導(dǎo)套。固定板應(yīng)有一定的厚度，并有足夠強(qiáng)度，一般用 45 號(hào) 鋼，調(diào)質(zhì)到 230HB270HB。其上的導(dǎo)柱和導(dǎo)套一端采用 H7/k6 配合，另外一段 采用 H7/f7 配合；定模板與澆口套采用 H7/m6 配合 7。 3）動(dòng)模座板（350mm x500mm、厚為 30mm） 材料為 45 鋼，其上的注射機(jī)頂孔為 。50 4）動(dòng)模板（300mm x 500mm，厚 110mm） 行位滑塊通過矩形導(dǎo)滑槽在模套中滑動(dòng)，以完成側(cè)向分型和合模復(fù)位，材料為 45 鋼。其上的導(dǎo)柱和導(dǎo)柱孔為 H7/k6 配合 7。 5）墊塊(58mm x 500mm 厚 120mm) （1）主要作用 在動(dòng)模座板與支撐板之間形成推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度， 以適應(yīng)注射機(jī)的模具安裝厚度要求。 （2）結(jié)構(gòu)形式 可以是平行墊塊或拐角墊塊，該模具采用平行墊塊。 （3）墊塊材料 墊塊材料為 Q235A，也可以用 HT200、球墨鑄鐵等。改套模具采用 Q235A 制造。 6）推板（180mm x 500mm，厚度 20mm） 材料為 45 鋼，其上的推板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)套采用 H7/k6 配合。用 M6 的內(nèi)六 角圓柱螺釘與推桿固定板固定。 7）推桿固定板（180mm x 500mm，厚度 25mm） 鋼材為 45 鋼,其上的推板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)套采用 H7/f9 配合 7。 模架如圖（4.11）所示： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 圖 4.11 模架 4.5 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和定位機(jī)構(gòu) 采用標(biāo)準(zhǔn)模架，模架本身帶有導(dǎo)向裝置，按模架規(guī)格選取即可。 4.5.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) 1）導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部分，其中心至模 具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的精度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后變形。 2）該導(dǎo)套采用 4 根導(dǎo)柱，其布置為等直徑導(dǎo)柱不對(duì)稱布置。 3）導(dǎo)柱安裝在支承板和模套上，導(dǎo)套安裝在定模固定板上。 4）為了保證分型面很好的接觸，導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)只有承屑槽，在導(dǎo) 柱孔口倒角。 5）在合模時(shí)，保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免凸模先進(jìn)入型腔，導(dǎo)致模具損壞。 6）動(dòng)定模板采用合并加工時(shí)，可確保同軸度要求。 4.5.2 導(dǎo)柱設(shè)計(jì) 1）采用帶頭導(dǎo)柱，加油槽，如圖 4.12 所示。 2）導(dǎo)柱長(zhǎng)度必須比凸模端面高度高出 6mm 8mm。 3）為了使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱端部常做成圓錐形的先導(dǎo)部分。 4）導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定，應(yīng)保證有足夠的抗彎強(qiáng)度。 5）導(dǎo)柱的安裝形式，導(dǎo)柱固定部分與模板按 H7/k6 配合，導(dǎo)柱滑動(dòng)部分按 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 H7/f7 或 H8/f7 間隙配合 7。 6）導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為 0.2um。 7）導(dǎo)柱應(yīng)具有堅(jiān)硬耐磨的表面、不易折斷的內(nèi)芯。多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火 處理或碳素工具鋼 T8A、T10A 經(jīng)淬火處理，硬度為 50HRC 以上或 45 鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)、 表面淬火、低溫回火、硬度為 50HRC 以上。 圖 4.12 導(dǎo)柱 4.5.3 導(dǎo)套設(shè)計(jì) 導(dǎo)套與安裝在另外一半模上的導(dǎo)柱相配合，用以確定動(dòng)、定模的相對(duì)位置，以 保證模具運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向精度的圓套形零件。導(dǎo)套常用的結(jié)構(gòu)形式有兩種：直導(dǎo)套、帶頭 導(dǎo)套。 1）采用帶頭導(dǎo)套，如圖 4.13 所示。 2）導(dǎo)套的端面應(yīng)倒圓角，導(dǎo)柱孔最好做成通孔，利于排出孔內(nèi)剩余空氣。 3）導(dǎo)套孔的的滑動(dòng)部分按 H8/f7 H7/f7 的間隙配合，表面粗糙度為 0.4um。 導(dǎo)套外徑與模板一端采用 H7/k6 配合；另外一端采用 H7/e7 配合鑲?cè)肽０濉?4）導(dǎo)套材料可用淬火鋼或銅等耐磨材料制造，該模具中采用 T8A。 圖 4.13 導(dǎo)套 4.6 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無誤地從模具的凹模中或型芯上脫出，完 成脫出塑件的裝置稱為脫模機(jī)構(gòu)，也常稱為推出機(jī)構(gòu)。 4.6.1 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 8 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 塑件推出（頂出）是注射成型過程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，推出質(zhì)量的好壞將最后 決定塑件的質(zhì)量，因此，塑件的推出是不可忽視的，應(yīng)遵循以下原則。 1）推出機(jī)構(gòu)應(yīng)近盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)。 2）保證塑件不因推出而變形損壞。 3）機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作可靠。 4）良好的塑件外觀。 5）合模時(shí)的準(zhǔn)確復(fù)位。 4.6.2 塑件的推出機(jī)構(gòu) 該套模具的塑件采用推板推出，推桿的形式為圓形。 1）推桿如圖 4.14 所示，共 8 根推桿。 圖 4.14 帶肩圓筒推桿 2）推桿應(yīng)設(shè)置在脫模阻力大的地方。 3）推桿應(yīng)布置均勻。 4）推桿應(yīng)設(shè)在塑件強(qiáng)度、剛度較大的地方。 5）推桿直接與模板上的推桿空采用 H8/f8 間隙配合。 6）通常推桿裝入模具后，其端面應(yīng)與型腔地面平齊或高出型腔底面 0.05mm0.10mm。 7）推桿與推桿固定板，通常采用單邊 0.5mm 的間隙，這樣可以降低加工要求， 又能在多推桿的情況下，不因各板上的推桿孔加工誤差引起軸線不一致而發(fā)生卡死 現(xiàn)象。 8）推桿的材料常用 T8、T10 碳素工具鋼，熱處理要求硬度 50HRC 以上，工 作端配合部分的表面粗糙度為 u=0.8um。 4.7 斜頂與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 當(dāng)在注射成型的塑件上與開合模方向不同的內(nèi)側(cè)或外側(cè)有孔、凹穴或凸臺(tái)時(shí)， 塑件就不能直接由推桿等推出機(jī)構(gòu)推出脫模，此時(shí)，模具上成型該處的零件必須制 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 成可側(cè)向移動(dòng)的活動(dòng)型芯，以便在塑件脫模推出之前，先將側(cè)向成型零件抽出，然 后在把塑件從模內(nèi)推出，否則就無法脫模。 4.7.1 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)類型的確定 殼體內(nèi)部的側(cè)凹需要用到抽芯機(jī)構(gòu)，在這里運(yùn)用斜頂抽芯。該塑件的側(cè)凹較淺, 所需的抽芯距不大,側(cè)凹的成型面積也不大,所以采用斜頂抽芯足夠.一般將主型芯和 滑塊位置設(shè)于動(dòng)模，這樣在脫模過程中，側(cè)向分型時(shí)對(duì)塑件有限制側(cè)向移動(dòng)的作用， 脫模比較順利。 4.7.2 斜頂?shù)脑O(shè)計(jì) 斜頂設(shè)置在動(dòng)模，有足夠的強(qiáng)度。斜頂中部用管位控制，底部固定在推桿固定 板上可以左右擺動(dòng)。斜頂角度為 4 度。 4.7.4 各項(xiàng)尺寸的計(jì)算與校核 斜頂?shù)南鄬?duì)位置以及脫模推出完成后的相對(duì)位置如圖所示。 圖 4.15 側(cè)向分型與抽芯分析 4.8 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 模板分型面上設(shè)置 1mm 深的排氣槽用于排氣，而且在成型殼體內(nèi)腔的型芯上 設(shè)置了 12 推桿，排氣條件足夠。 4.9 冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì) 10 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 4.9.1 加熱系統(tǒng) 該套模具的模溫要求在 70 以下，又是小型模具，所以無需設(shè)置加熱裝置。C 4.9.2 冷卻系統(tǒng) ABS 塑料注射到模具內(nèi)的塑料溫度為 180 190 左右，而塑料固化后C 從模具型腔中取出時(shí)其溫度在 60 以下，熱塑性塑料在注射成型后，須對(duì)模具進(jìn) 行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡快地傳給模具，以使塑料可靠冷卻定型并可迅 速脫模。 ABS 的成型溫度和模具溫度分別為 180 190 、50 70 ，用常CC 溫水對(duì)模具進(jìn)行冷卻。 1）冷卻介質(zhì) 冷卻介質(zhì)有冷卻水和壓縮空氣，但用冷卻水比較多，因?yàn)槔鋮s水熱容量大、傳 熱系數(shù)大，成本低。用水冷卻，即使在模具型腔周圍或者內(nèi)部開設(shè)冷卻水道。 2）冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)略計(jì)算 如果忽略模具因空氣對(duì)流、熱輻射以及與注射機(jī)接觸所散發(fā)的熱量，不考慮模具 金屬材料的熱阻，可對(duì)模具冷卻系統(tǒng)進(jìn)行初步的簡(jiǎn)略計(jì)算。 （1）求塑料固化時(shí)每分鐘釋放的熱量 Q 查表得 ABS 單位質(zhì)量放出的熱量 ，故2170/kJg10. .49QWkgjj 式中 W單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料質(zhì)量（kj/min） ，模具每分鐘注射 1 次。 （2）冷卻水的體積流量 (4.7)33127.490.581min()018(2)v kjqPC 式中 冷卻水的密度，為 ;3/gm 冷卻水出口溫度，取 25 ；1C 冷卻水進(jìn)口溫度，取 20 ；2 C冷卻水的比熱容，為 4.187 ；/()kjg: （3）冷卻管道的直徑 為使冷卻水處于湍流狀態(tài),查資料取 d=8mm。 （4）冷卻水在管道內(nèi)的流速 3220.5810.95/3()6vqmsd (4.8) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 (5)冷卻水管道水孔壁與冷卻水之間的傳熱膜系數(shù) 查參考文獻(xiàn)中的表取 f =7.22,水溫為 25 時(shí),因此C (4.9) 0.832()3.61679/()vhkjmhd: (6)冷卻管道的總傳熱面積 (4.10) 242.405.611679()QAh (7)模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻水孔數(shù) （孔） (4.11) 45.023.14(8)(1)ndl 式中 l模珂長(zhǎng)度，為 150mm. 4.9.3 冷卻裝置布置方案 理論上算得兩孔，型芯和型腔上各分布一方形水管，具體分布見裝配圖。 4.10 模具材料例表 表 4.7 該模具的選材及熱處理見表 零件名稱 材料牌號(hào) 熱處理 硬度 說明 型腔 718H 預(yù)硬化 36HRC-38HRC 保證加工后獲得較高的形狀和 尺寸精度,易于拋光 斜頂 T7A 淬火 52HRC-55HRC 型芯 718H 淬火 42HRC-54HRC 保證加工后獲得較高的形狀和 尺寸精度,沿脫模方向拋光 動(dòng)定模座板 45 調(diào)質(zhì) 230HB-270HB 墊塊 Q235 調(diào)質(zhì) 230HB-270HB 支撐柱 S50C 調(diào)質(zhì) 225HB-240HB 推板固定板 45 調(diào)質(zhì) 230HB-270HB 主流道襯套 T10A 淬火 50HRC-55HRC 導(dǎo)柱導(dǎo)套 T10A 淬火 54HRC-58HRC 定位圈 45 調(diào)質(zhì) 230HB-270HB 復(fù)位桿 45 淬火 43HRC-48HRC 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 5 模具裝配 5.1 塑料模具裝配的技術(shù)要求 塑料模具種類較多，結(jié)構(gòu)差異很大，裝配的具體內(nèi)容與要求也不同。一般注射、 壓縮和擠出模具結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，裝配環(huán)節(jié)多，工藝難度大。其他類型的塑料模具結(jié) 構(gòu)較為簡(jiǎn)單。無論哪種類型的模具，為保證成形制品的質(zhì)量，都應(yīng)具有一定的技術(shù) 要求。 1）模具裝配后各分型面應(yīng)貼合嚴(yán)密,主要分型面的間隙應(yīng)小于 0.05mm;在模 具適當(dāng)?shù)钠胶馕恢脩?yīng)裝有吊環(huán)或起吊孔;模具的外形尺寸、閉合高度、安裝固定及定 位尺寸、推出方式、開模行程等均應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖樣要求，并與所使用的設(shè)備條件相 匹配，模具應(yīng)有標(biāo)記，各模板應(yīng)打印順序編號(hào)及加工與裝配時(shí)使用的基準(zhǔn)標(biāo)記。 2）導(dǎo)向或定位精度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，動(dòng)、定模開合運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，導(dǎo)向準(zhǔn)確，無卡 阻、咬死或刮傷現(xiàn)象，安裝精定位元件的模具時(shí)，應(yīng)保證定位精度、可靠，且不得 與導(dǎo)柱、導(dǎo)套發(fā)生干涉。 3）成型零件的形狀與尺寸精度及表面粗糙度應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖樣要求，表面不得有 碰傷、劃痕、裂紋、銹蝕等缺陷；拋光方向應(yīng)與脫模方向一致，成形表面的文字、 圖案與脫模方向一致；活動(dòng)成形零件或鑲件應(yīng)定位可靠。配合間隙適當(dāng)，活動(dòng)靈活， 不產(chǎn)生溢料。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 4）澆注系統(tǒng)表面光滑，尺寸與表面粗糙度符合設(shè)計(jì)要求。 5）推出機(jī)構(gòu)應(yīng)運(yùn)動(dòng)靈活，工作平穩(wěn)、可靠；推出元件不應(yīng)承受側(cè)向力；既不允 許放生溢料，也不得有卡阻現(xiàn)象。 6）側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)應(yīng)運(yùn)動(dòng)靈活、平穩(wěn)；斜導(dǎo)柱不應(yīng)承受側(cè)向力；滑塊鎖挈 應(yīng)固定可靠，工作時(shí)不得產(chǎn)生變形。 7）模具加熱元件應(yīng)安裝可靠、絕緣安全、無破損，能達(dá)到設(shè)定溫度要求；模具 冷卻水道應(yīng)通暢，無堵塞，連接部位密封可靠。 5.2 塑料模具裝配過程 塑料模的總裝過程因模具結(jié)構(gòu)的不同而不同,但其主要的總裝配順序不變,具體 如下: 1）確定裝配基準(zhǔn)。 2）安裝導(dǎo)柱導(dǎo)套和型芯、型腔并使間隙均勻。 3）安裝側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)和推出機(jī)構(gòu)等。 4）其他零件的裝配。 5）檢驗(yàn)、試模。 下面以裝配圖上的編號(hào)為準(zhǔn)，裝配時(shí)以導(dǎo)柱、導(dǎo)套為基準(zhǔn)件，裝配過程如下。 5.2.1 裝配動(dòng)模部分 1)裝配模仁、型芯 先把圓柱型芯 12 和長(zhǎng)方塊型芯 09 壓入動(dòng)模仁 16，使 09 和 11 的底部與 16 持 平，并高出 12 有 0.01-0.02mm 的間隙，以防止型芯松動(dòng)。再把動(dòng)模仁 16 放入動(dòng) 模板并壓平，用穿過動(dòng)模板的內(nèi)六角螺絲把模珂吃緊在動(dòng)模板上。 2)裝配推出機(jī)構(gòu) 推板放在動(dòng)模固定板上，將推桿套裝在固定板上推桿孔內(nèi)并穿入型芯固定板的推 桿孔內(nèi)，在套裝到推板導(dǎo)柱上，使推板和推桿固定板重合。在推桿固定板板螺孔內(nèi) 涂紅丹粉，將螺釘孔復(fù)印到推板上。然后，取下推板固定板，在推板上鉆孔攻絲后， 重新合攏并擰緊螺釘固定。裝配后，進(jìn)行滑動(dòng)配合檢查，經(jīng)調(diào)整使其滑動(dòng)靈活，無 卡阻現(xiàn)象。最后，將卸料板拆下，把推板放到最大極限位置，檢查推桿在型芯固定 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 板上平面露出的長(zhǎng)度，將其修磨到與型芯固定板上平面平齊或低 0.02mm。 5.2.2 裝配定模部分 總裝配前澆口套、導(dǎo)套都已裝配結(jié)束并經(jīng)驗(yàn)合格。裝配時(shí)，將定模板套在導(dǎo) 柱上并與已裝澆口套的定模座板合攏，找正位置，用平行夾頭夾緊，以定模座板上 的螺釘孔定位，對(duì)定模板鉆錐窩，然后拆開，在定模板上鉆孔、攻絲后重新合攏， 用螺釘擰緊固定，最后鉆、鉸定位銷釘孔打入定位銷釘。 經(jīng)以上裝配后，要檢查定模板和澆口套的澆道錐孔是否對(duì)正，如果在接逢處有 錯(cuò)位，需要進(jìn)行鉸削修整，使其光滑一致。 總 結(jié) 從老師手里拿到課題和電熱水壺的蓋子實(shí)體塑件時(shí)，雖然在學(xué)校就學(xué)過 CAD 軟件，但用起來非常不熟練，只好停下來看別人是如何設(shè)計(jì)的并查閱了很多需要用 到的圖形，然后再試著自己設(shè)計(jì)。那段時(shí)間是很痛苦的，每前進(jìn)一步接觸到的都是 陌生的知識(shí)，心里沒有底；但也是快樂的，因?yàn)槊刻於寄芙鉀Q新問題學(xué)到新東西。 當(dāng)我把裝配圖畫好以后，我的 CAD 繪圖技巧和速度已經(jīng)飛速前進(jìn)。現(xiàn)在想來會(huì)用繪 圖軟件跟熟練操作有段很長(zhǎng)的距離，只有在實(shí)戰(zhàn)中才能逼著自己去努力學(xué)習(xí)掌握。 所有的圖紙都設(shè)計(jì)完成后，我就開始寫說明書，開始不知道如何著手，心里想 了很多版本但總感覺很多地方寫不出來，最后只好查閱以前的專業(yè)書和指導(dǎo)老師給 的資料，并參照塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)里面的范例把論文提綱擬好，接著就一張一 張充實(shí)內(nèi)容，很多地方用到塑料成型工藝和金屬選材以及加工工藝，這些都從書上 查找，逼著自己認(rèn)真看了回書。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們大學(xué)所學(xué)知識(shí)做的一次總測(cè)驗(yàn)，是鍛煉也是檢驗(yàn)自己所學(xué) 并掌握運(yùn)用知識(shí)的能力，是我們高等院校學(xué)生的最后的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，通過這次設(shè)計(jì)， 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 我學(xué)到了許多原來未能學(xué)到的東西，對(duì)過去沒有掌握的知識(shí)得到了更進(jìn)一步鞏固。 獨(dú)立思考，綜合運(yùn)用所掌握理論知識(shí)的能力得到很大的提高，學(xué)會(huì)了從生產(chǎn)實(shí)際出 發(fā)，針對(duì)實(shí)際課題解決實(shí)際問題，掌握了綜合使用各種設(shè)計(jì)手冊(cè)、圖冊(cè)、資料的方 法，提高了電腦繪圖水平，也是為我們即將參加工作所做的必要準(zhǔn)備，打下基礎(chǔ)， 更是我們四年機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)知識(shí)的一次綜合。 本次設(shè)計(jì)也暴露了我們不少的缺點(diǎn)和問題：對(duì)于所學(xué)知識(shí)還沒有做到仔細(xì)、認(rèn) 真消化，許多方面還是只有一個(gè)大概的認(rèn)識(shí)，沒有深入探討，對(duì)實(shí)際事物沒有深刻 得了解，沒有做到理論聯(lián)系實(shí)際，沒有達(dá)到對(duì)所學(xué)的知識(shí)熟練運(yùn)用的水平。這也從 一個(gè)側(cè)面反映出我們?cè)O(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，思維不夠開拓，不夠靈活。從而是我得出一個(gè) 結(jié)論：無論是現(xiàn)在還是以后走上工作崗位，還是再深造，都應(yīng)該虛心向老師和前輩 們學(xué)習(xí)，從而不斷完善自我，提高自我水平。 參考文獻(xiàn) 1林清安. Pro/ENGENEER 2.0 模具設(shè)計(jì)M. 北京：清華大學(xué)出版社，2004. 2林清安. Pro/ENGENEER 2.0 零件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)篇M. 北京：清華大學(xué)出版社，2004. 3 屈華昌. 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)M.北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，1995. 4 伍先明. 塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)M. 北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2006. 5 唐志玉. 模具設(shè)計(jì)師指南M. 北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1999. 6 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組. 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994. 7 廖念釗. 互換性與技術(shù)測(cè)量M. 北京：中國(guó)計(jì)量出版社，1991. 8 模具制造手冊(cè)編寫組. 模具制造手冊(cè)M . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1996. 9馬金駿. 塑料模具設(shè)計(jì)M. 北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，1994. 10夏巨諶,李志剛.中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002. 11張榮清. 模具制造工藝 M. 北京：高等教育出版社，2006. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 致 謝 回想大學(xué)的學(xué)習(xí)生活，在這里我獲得了知識(shí)，學(xué)會(huì)了學(xué)習(xí)，也懂得了如何利用 學(xué)到的知識(shí)去為社會(huì)做貢獻(xiàn),而這些都是我辛勤的老師教予我的。在此，對(duì)所有在學(xué) 習(xí)上、生活上給過我?guī)椭睦蠋煴硎局孕牡母兄x，感謝您們孜孜不倦的教導(dǎo)，感謝 您們教會(huì)了我如何學(xué)習(xí)、如何做人、如何做事！ 本次設(shè)計(jì)即將完成，我的心情卻無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成， 有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意！ 在這里首先要感謝我的指導(dǎo)老師。老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的 每個(gè)階段從課題的選擇、論文的撰寫到中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖等整個(gè) 過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是老師仍然細(xì)心地糾正 圖紙中的錯(cuò)誤。從他的身上，我學(xué)習(xí)到的不僅僅是專業(yè)知識(shí)，更重要的是他淵博的 學(xué)術(shù)知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度和待人以誠(chéng)的寬廣胸懷，使我受 益匪淺，必將對(duì)我以后的學(xué)習(xí)和工作產(chǎn)生巨大的影響，在此向他致以誠(chéng)摯的謝意！ 其次要感謝同學(xué)們給我?guī)椭椭С?在設(shè)計(jì)中遇到的困難,他們會(huì)熱心的給我排 憂解難;遇到不能解決的問題,大家一起討論. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 然后還要感謝我的母校對(duì)我的大力栽培,感謝大學(xué)所有的老師，為我們打下機(jī)械 專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；正是因?yàn)橛辛诉@些專業(yè)知識(shí)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。 最后感謝我的父母，他們辛勤地工作才讓我有機(jī)會(huì)坐在這里享受教育,他們豁達(dá) 的性格也影響著我從容面對(duì)人生。 目錄 1 緒論 .1 1.1 我國(guó)塑料模具業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及方向 .1 1.2 PRO/E 簡(jiǎn)介及在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 .4 2 電熱水壺的蓋子設(shè)計(jì)及其成型工藝的分析 .5 2.1 塑件分析 .5 2.2 塑料的選材及性能分析 .5 2.3 ABS 塑料的注射過程及工藝 .7 2.4 ABS 的主要缺陷及消除措施 .8 3 模具設(shè)計(jì)方案的確定 .10 3.1 分型面方案的確定 .10 3.2 型腔數(shù)量確定 .11 4 模具設(shè)計(jì) .12 4.1 注塑機(jī)選型 .12 4.2 模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)和澆口的設(shè)計(jì) .15 4.3 成型零件工作尺寸的設(shè)計(jì)和計(jì)算 .17 4.4 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 .19 4.5 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和定位機(jī)構(gòu) .21 4.6 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .22 4.7 斜頂與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)9 .23 4.8 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) .24 4.9 冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì) .24 4.10 模具材料例表 .26 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 5 模具裝配 .27 5.1 塑料模具裝配的技術(shù)要求 .27 5.2 塑料模具裝配過程 .27 總 結(jié) .29 參考文獻(xiàn) .30 致 謝 .31