三角衣架的注射模具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】

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I ??????????????????????????????? 前言?????????????????????????????????? 1 計(jì)的目的和意義? ??????????????????????????? 1 具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位??????????????????????? 1 國塑料模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀??????????????????????? 2 軟件的介紹???????????????????????????? 3 2 塑件成型工藝分析???????????????????????????? 4 件的使用要求???????????????????????????? 4 件的材料分析????????? ??????????????????? 4 件的尺寸精度、塑件表面質(zhì)量、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析??????????? 5 件的尺寸精度分析????????????????????????? 5 件的表面質(zhì)量分析????????????????????????? 5 件的結(jié)構(gòu)工藝性分析???????????????????????? 6 3 成型設(shè)備的選擇與模塑工藝參數(shù)的編制??????????????????? 6 件的體積和質(zhì)量??????????????? ???????????? 7 腔數(shù)量確定????????????????????????????? 7 注系統(tǒng)凝料的估算?????????????????????????? 7 射機(jī)的選用及其技術(shù)參數(shù)??????????????????????? 7 型工藝參數(shù)????????????????????????????? 8 4 模具結(jié)構(gòu)方案的確定??????????????????????????? 9 型面位置確定??????????????????????????? ? 9 腔數(shù)量的最后確定及型腔的排列形式?????????????????? 10 注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算????????????????????????? 11 流道設(shè)計(jì)????????????????????????????? 11 流道的設(shè)計(jì)??????????????????????????? 12 口的設(shè)計(jì)????????????????????????????? 14 型零件結(jié)構(gòu)的確定?????????????????????????? 15 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 2 模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)??????????????????????????? 15 模 (型芯 )的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)???????????????????????? 16 氣與引氣系統(tǒng)機(jī)構(gòu)的確定??????????????????????? 17 料穴與拉料桿設(shè)計(jì)?????????????????????????? 17 凹部分的處理???????????????????????????? 18 具結(jié)構(gòu)形式的確定?????????????????????????? 18 5 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算?????????????????????????? 18 型零件工作尺寸計(jì)算????????????????????????? 18 型零件尺寸及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算??????????????????? 21 模側(cè)壁厚度計(jì)算?????????????????????????? 21 模底部厚度計(jì)算?????????????????????????? 22 模墊板厚度計(jì)算?????????????????????????? 22 準(zhǔn)模架的選擇???????????????????????????? 23 架的確定????????????????????????????? 23 模板尺寸的確定?????????????????????????? 23 柱長度確定???????????????????????????? 24 模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算????????????????????????? 24 出方式的確定??????????????????????????? 25 模力的計(jì)算??????????????????????????? 25 桿尺寸確定及校核????????????????????????? 26 具冷卻系統(tǒng)的計(jì)算?????????????????????????? 28 卻介質(zhì)?????????????????????????????? 28 卻系統(tǒng)計(jì)算???????????????????????????? 28 路的布置形式??????????????????????????? 30 6 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核?????????????????????????? 31 射量的校核????????????????????????????? 31 射壓力的校核???????????????????????????? 31 模力的校核????????????????????????????? 31 裝部分相關(guān)尺寸的校核???????????????????????? 31 模行程的校核???????????????????????????? 32 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 3 7 模具的建模 過程???????????????????????????? 32 角衣架模型創(chuàng)建??????????????????????????? 32 架的分模步驟???????????????????????????? 34 準(zhǔn)模架的導(dǎo)入???????????????????????????? 37 8 成型零件的加工工藝設(shè)計(jì)???????????????????????? 40 模大型芯加工工藝?????????????????????????? 40 部型芯加工工藝??? ???????????????????????? 40 體式凹模加工工藝?????????????????????????? 41 模小型芯加工工藝?????????????????????????? 42 9 繪制模具裝配圖及相關(guān)零件圖??????????????????????? 42 10 結(jié)束語???????????????????????????????? 42 致謝??????????????????????????????????? 44 參考文獻(xiàn)??????????????????? ?????????????? 45 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 4 1 前言 計(jì)的目的和意義 模具在當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)中的地位越來越重要，社會(huì)上需要大批的模具從業(yè)人員。為了提高模具設(shè)計(jì)的知識(shí)水平，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和掌握計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，增強(qiáng)自身競爭力，本次三角衣架塑料模設(shè)計(jì)將會(huì)以點(diǎn)帶線，以線帶面地將大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)貫穿起來，同時(shí)也可以了解到塑料模具設(shè)計(jì)的一般過程，為其它同類設(shè)計(jì)提供借鑒參考。 本設(shè)計(jì)是用 軟件進(jìn)行的塑料模具設(shè)計(jì)，又是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)這一抽象概念的一個(gè)具體體現(xiàn)，在此，可以了解到利用 軟件進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的具體操作步驟。在以往課本上學(xué)到的都是一些單純的理論知識(shí)，如何將其應(yīng)用到實(shí)踐中呢？在這里， 軟件的應(yīng)用貫穿到整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，無論是塑件的分模還是模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，都實(shí)現(xiàn)了理論知識(shí)與實(shí)際操作的有機(jī)結(jié)合，這 不僅 有利于模具 理論水平和 軟件的應(yīng)用 技能 的提高 ，而且在 老師指導(dǎo) 下 ，通過獨(dú)立查找資料 ， 更 培養(yǎng)了 分析問題 、解決問題等綜合能力。 具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位 模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動(dòng)，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高， 產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。早在 1989年 3 月中國政府頒布的《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，將模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位。 模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機(jī)械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng) 域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中 60％ ~90％的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。 模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場的需求上，僅以汽車，摩托車行業(yè)的模具市場為例。汽車，摩托車行業(yè)是模具最大的市場，在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，這一市場占整個(gè)模具市場一半左右。汽車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車工業(yè)重點(diǎn)是發(fā)展零部件，經(jīng)濟(jì)型轎車和重型汽車，汽車模具作為發(fā)展重點(diǎn)，已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。 單 一個(gè)型號(hào)的汽車所需模具 就 達(dá)幾千副，價(jià)值上億元。為了適應(yīng)市場的需求，汽車 須要 不斷換型， 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 5 汽車換型 時(shí)約有 80％的模具需要更換。中國摩托車產(chǎn)量位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國摩托車共有 14 種排量 80 多個(gè)車型， 1000 多個(gè)型號(hào)。單輛摩托車約有零件 2000 種，共計(jì) 5000多個(gè)，其中一半以上需要模具生產(chǎn)。一個(gè)型號(hào)的摩托車生產(chǎn)需 1000副模具，總價(jià)值為 1000多萬元。其他行業(yè)，如電子及通訊，家電，建筑等，也存在巨大的模具市場。 國塑料模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 20 世紀(jì) 80 年代開始，發(fā)達(dá)工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為獨(dú)立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開放以來，我國的模具工業(yè)發(fā)展也十 分迅速。近年來， 我國 塑料模具制造水平已有較大提高 ， 每年都以 15％的增長速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。此外，許多科研機(jī)構(gòu)和大專院校也開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。 我國 塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了 很大提高。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 2μm ，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/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， 術(shù)的應(yīng)用面已大為擴(kuò)展，高速加工及 T 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。 隨著 現(xiàn)代工業(yè)特別是汽車、家電等工業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)咨分析認(rèn)為，我國模具市場的總體趨熱是平穩(wěn)向上的 ,未來的模具市場中 , 注塑模具的發(fā)展速度將高于其它模具 ,并且在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。 盡管我國模具工業(yè)有了長足的進(jìn)步，部分模具已達(dá)到國際先進(jìn)水平，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要，每年仍需進(jìn)口 10多億美元的各類大型，精密，復(fù)雜模具。設(shè)計(jì)制造水平總體上落后于德、美、日、法、意等工業(yè)發(fā)達(dá)國家許多。今后，我國模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國際先進(jìn)水平的距離。 （ 1） 注重開發(fā)大型，精密，復(fù) 雜模具；隨著我國轎車，家電等工業(yè)的快速發(fā)展，成型零件的大型化和精密化要求越來越高，模具也將日趨大型化和精密化。 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 6 （ 2） 加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用；使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造質(zhì)量。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。 （ 3） 推廣 術(shù)；模具 術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。實(shí)踐證明，模具 術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設(shè)計(jì)制造水平。 （ 4） 重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期；隨著先進(jìn)制 造技術(shù)的不斷出現(xiàn)，模具的制造水平也在不斷地提高，基于快速成形的快速制模技術(shù)，高速銑削加工技術(shù)，以及自動(dòng)研磨拋光技術(shù)將在模具制造中獲得更為廣泛的應(yīng)用。 軟件的介紹 是美國參數(shù)技術(shù)公司推出的一套 數(shù)化軟件系統(tǒng)，它的內(nèi)容涵蓋了產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)、工業(yè)造型設(shè)計(jì)、三維模型設(shè)計(jì)、分析計(jì)算、動(dòng)態(tài)模擬與仿真、工程圖的輸出、數(shù)控加工編程。經(jīng)過多年的發(fā)展，隨著版本的更新?lián)Q代，功能也越來越完善， 目前共有 8用戶提供全套解決方案。 軟件系統(tǒng)提供了豐富而實(shí) 用的實(shí)體造型和裝配功能，通過可視化的三維設(shè)計(jì)，保證了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的合理性、高效性。設(shè)計(jì)人員在較短時(shí)間內(nèi)，將設(shè)計(jì)思維在計(jì)算機(jī)中以立體造型的形式轉(zhuǎn)化出來，從而使設(shè)計(jì)人員能將注意力始終集中于創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)活動(dòng)中，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)效率。 軟件的參數(shù)化設(shè)計(jì)可使 統(tǒng)不僅具有交互式繪圖功能，還具有自動(dòng)繪圖的功能。 軟件使用單一數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中，任何時(shí)候所做的任何修改都會(huì)自動(dòng)調(diào)整到整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，如零件圖中有改動(dòng)其裝配圖也會(huì)自動(dòng)發(fā)生更改，做到了所謂全相關(guān)，這對設(shè)計(jì)復(fù)雜的裝備尤為重要。 在 模具設(shè)計(jì)方面， 軟件也是其中一款在國內(nèi)外應(yīng)用廣泛的三維軟件，它有專門面向塑料模設(shè)計(jì)模塊，通過利用其方便快捷的標(biāo)準(zhǔn)模架庫外掛（ 模具設(shè)計(jì)中的一些繁瑣工作變得尤為簡單，其智能式的設(shè)計(jì)可對零件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝配，并能隨心所欲地進(jìn)行修改，直到得出滿意的方案。這一強(qiáng)大而完善的功能無疑是模具設(shè)計(jì)的首選軟件。 2 塑件成型工藝分析 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 7 件的使用要求 該塑件（三角衣架）作為日常用品，要具備安全無毒，化學(xué)穩(wěn)定性高，不易分解等特點(diǎn)和價(jià)格低廉的要求；同時(shí)，作為承重物件在一定的高度掉下或過載時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)裂紋 甚至斷裂，這就意味著塑件所使用的材料要有一定的機(jī)械強(qiáng)度。 件的材料分析 根據(jù) 對塑件的分析要求，同時(shí)考慮原材料價(jià)格要低廉，現(xiàn)決定選用應(yīng)用廣泛的二烯、苯乙烯三種原料為單體經(jīng)過共聚而成的一種熱塑性塑料（可以反復(fù)加熱軟化冷卻成型的塑料），因此兼有三種元素的共同性能，使其具有“堅(jiān)韌、質(zhì)硬、剛性”的性質(zhì)。 味，其特點(diǎn)如下： 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：線性結(jié)構(gòu)非結(jié)晶型 使用溫度：小于 70C? 化學(xué)穩(wěn)定性：比較穩(wěn)定 性能特點(diǎn) ：有極好的抗沖擊強(qiáng)度，有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性等，利用 型的塑料件尺寸穩(wěn)定和有較好的光澤。其缺點(diǎn)是耐熱性不高，原料吸濕性大，同時(shí)其耐氣候性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。 成型特性：流動(dòng)性中等，溢邊料 濕性強(qiáng)，含水量應(yīng)小于 成型前原料必須充分干燥，該塑料的脫模性不良，塑件上的脫模斜度宜稍大，通常取 2°以上。推出力過大或機(jī)械加工時(shí)塑件表面呈現(xiàn)白色痕跡。 結(jié)論：經(jīng)以上分析， 且其成型性能良好，適宜采用注射成型方法生產(chǎn)，成 型前原料要充分干燥。 表 1 技術(shù)指標(biāo) 值 密度 (g / 3) 縮率 (%) 明度 不透明 比熱容 /(J· 1· k^1470 續(xù)上表 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 8 吸水性（ 24小時(shí)）（ %） 服強(qiáng)度 /0 拉伸彈性模量 /壓強(qiáng)度 /3 彎曲彈性模量 /點(diǎn)℃ 130～ 160 件的尺寸精度、塑件表面質(zhì)量、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 圖 1 所示為三角衣架的零件圖，其 壁厚為 2 件零件圖 件的尺寸精度分析 塑件的尺寸要求并不嚴(yán)格，各尺寸均為自由尺寸，故選取低的精度等級就能滿足日常的使用要求，根據(jù) 14486— 1993，按 件的表面質(zhì)量分析 該塑件為用來晾曬衣物的衣架，要求表面光亮美觀，塑件外表面應(yīng)無尖銳的毛刺、斑 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 9 點(diǎn)和明顯的熔接痕?？紤]到塑件表面質(zhì)量高時(shí)，其模具的加工成本也會(huì)增高，根據(jù)塑件的使用要求和模具加工成本綜合考慮， 塑件外表面的粗糙度取 塑件的內(nèi)表面沒有較高的粗糙度要求。相應(yīng)地，用于成型塑件外表面的模具型腔表面粗糙度定為 成型其內(nèi)表面的模具大型芯表面粗糙度定為 件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 從零件圖（圖 1）可看出，該塑件為外形近似三角形的殼類零件，其外形結(jié)構(gòu)簡單、對稱。腔體深 10局部地方壁厚受結(jié)構(gòu)影響外，總體壁厚均勻?yàn)?2于厚壁塑件，這有利于減少塑料填充型腔時(shí)的阻力和收縮的均勻性。塑件的總體尺寸適中，成型性能良好。 塑件中，環(huán)形分布著 3 處陣列型方孔，成型后要輪廓 清晰，其長度方向的線性變化要均勻，倒圓角量很小，成型它的模具工作零件要用電火花成型加工。 塑件中部固定掛鉤處分布著三處側(cè)凹結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)筋，通過分析，這兒須要強(qiáng)脫，所以模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要設(shè)計(jì)成強(qiáng)脫形式，同時(shí)有必要對強(qiáng)脫進(jìn)行校核。 模斜度通常取 2°以上。此塑件中，脫模表面的脫模斜度設(shè)計(jì)成3°，塑件易于脫模避免頂壞。 3 成型設(shè)備選擇與模塑工藝參數(shù)的編制 圖 2 是根據(jù)塑件壁厚均勻要求，用 三維軟件做的一個(gè)三角衣架模型，建模后除了能得到衣架體積，分型面面積等參數(shù)外，這個(gè)模型也是 分模時(shí)的 參照模型。 圖 2 塑件的 模型 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 10 件的體積和重量 三角衣架的模型建好后，可以利用 軟件的 分析 —— 模型 —— 質(zhì)量屬性 功能，方便地查出單個(gè)塑件的體積。現(xiàn)查得： 334 3 7.2 ??塑取 ?? ，于是可算得單個(gè)塑件質(zhì)量為： ???塑塑 腔數(shù)量確定 考慮到該塑件為一般日常用品，需求量大，而且產(chǎn)品的形狀簡單，模腔布置方便， 尺寸精度要求又低，因此確定為大批量生產(chǎn)，模具應(yīng)采用一模多腔的結(jié)構(gòu)，同時(shí)兼顧模具的制造成本，模具整體外形尺寸的大小關(guān)系（在滿足要求的前提下，盡量減少外形尺寸），模具零件加工的難易程度，現(xiàn)決定選用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)形式。 注系統(tǒng)凝料的估算 澆注系統(tǒng)的凝料體積，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的 1倍來估算。同時(shí)考慮到模具只有一模兩腔，其流道會(huì)比較簡單，長度也比較短，澆注系統(tǒng)中的凝料是很少的，現(xiàn)采用按塑件體積的 來進(jìn)行澆注系統(tǒng)凝料體積的估算，所以對于確定的一模兩腔，注塑機(jī)一次注入模具型腔的注射量為： 33 ?????? ）（塑總 射機(jī)的選用及其技術(shù)參數(shù) 根據(jù)上面 估算出的一次注入模具型腔塑料總體積，再按照注射機(jī)的每次注射量應(yīng)小于或等于其公稱注射量的 80%估算，于是有： 33 ???總公 選定公稱注射量為 3125型號(hào)為 125 螺桿式注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如下表 2所示。 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 11 表 2 125注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 技術(shù)參數(shù) 值 標(biāo)稱注射量 / 3125 螺桿直徑 /2 注射壓力 /50 注射行程 /60 螺桿轉(zhuǎn)速 /（ r/ 10～ 140 注射時(shí)間 /s 射方式 螺桿式 合模力 /N 5109? 最大成型面積 / 2360 模板最大行程 /00 模板最大厚度 /00 模板最小厚度 /00 拉桿空間 /60× 360 合模方式 液壓 — 機(jī)械 推出形式 中心推出 電動(dòng)機(jī)功率 /1 噴嘴球半徑 /2 噴嘴孔直徑 / 定位圈尺寸 /00 機(jī)器外形尺寸 /m 型工藝參數(shù) 塑件注射成型工藝參數(shù)如下表所示，試模時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行必要調(diào)整。要保證 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 12 塑件質(zhì)量合格及穩(wěn)定所必須的條件是準(zhǔn)確而穩(wěn)定的工藝參數(shù)，在調(diào)整工藝參數(shù)時(shí)﹐原則上應(yīng)按壓力 —— 時(shí)間 —— 溫度的順序來調(diào)機(jī)，不應(yīng)該同時(shí)變動(dòng)兩個(gè)或以上參數(shù)，防止工藝條件紊亂造成塑件質(zhì)量不穩(wěn)定。 表 3 工藝參數(shù) 規(guī)格 預(yù)熱和干燥溫度 /℃ 80～ 85 預(yù)熱和干燥時(shí)間 /h 2～ 3 料筒溫度（后段） /℃ 150～ 170 料筒溫度（中段） /℃ 165～ 180 料筒溫度（前段） /℃ 180～ 200 噴嘴 溫度 /℃ 170～ 180 結(jié)構(gòu) 直通式 注射壓力 /0～ 100 螺桿轉(zhuǎn)速 r/0 模具溫度 /℃ 50～ 80 成型時(shí)間 /s 注射時(shí)間 20～ 90 保壓時(shí)間 0～ 5 冷卻時(shí)間 20～ 120 成型周期 50～ 220 后處理方法（溫度 /℃，時(shí)間 / s） 紅外線燈、烘箱（ 70， 2～ 4） 4 模具結(jié)構(gòu)方案的確定 型面位置確定 為使產(chǎn)品順利從模具中取出，模具必須分成公母兩部分，此分界面被稱為分型面，有分模及排氣的作用，由于分型面受到塑件幾何形狀、尺寸精度、脫模方法、后處理工序、 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 13 模具類型、排氣條件、嵌件位置、澆口形式等多種因素的影響，在選擇分型面時(shí)需要注意： ① 分型面不能選擇在影響產(chǎn)品外觀的表面（或精度要求高的表面）。 ② 分型后塑件應(yīng)盡可能留在動(dòng)模一側(cè)，以便方便取出塑件。 ③ 分型面選擇應(yīng)有利于成型模具的加工制造。 ④ 對于同軸度要求高的產(chǎn)品或容易造成錯(cuò)位部分，要放置在分型面的同一側(cè)。 ⑤ 分型面應(yīng) 選在塑件截面最大處，盡量取在料流末端，有利于排氣。 該塑件形狀簡單，原則上只需一個(gè)分型面就能順利取出塑件，根據(jù)分型面的選擇要求，現(xiàn)選取三角衣架的分型面位置如下圖 3中的 A— A 處。這樣有利于排氣，塑件表面的成型質(zhì)量會(huì)較好，也便與模具的加工。 圖 3 分型面位置 腔數(shù)量的最后確定及型腔的排列形式 綜合所選注射機(jī)的各參數(shù)，考慮到模架尺寸也不宜太大以免造成裝模困難，現(xiàn)最終確定型腔數(shù)量為一模兩腔。 在多型腔模具中型腔盡可能采用平衡式排列布置，且與 澆口開設(shè)部位對稱，并在滿足剛度的條件下盡可能緊湊以減少模具外形尺寸。同時(shí)這也有利于縮短分流道的長度，這對塑件的成型是非常有利的。因現(xiàn)確定的型腔數(shù)目是一模兩腔，故采用直線對稱排列。 參照經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，多腔模各型腔間距不小于 25時(shí)模具結(jié)構(gòu)中，凹模模腔是直接在定模固定板上加工而成（即為整體式），這種形式，模具的剛度是很容易滿足的，所以型腔的距離也可以適當(dāng)取小些，以便使熔料能更快充滿型腔，防止流道冷料。綜合考慮，現(xiàn)確定兩型腔距離為 35腔的排布和間距如下圖 4所示。 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 14 圖 4 型腔排布 注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 流道設(shè)計(jì) 主流道是連接噴嘴與分流道入口處之間的一段通道。其尺寸大小與塑料流速和充模時(shí)間的長短密切相關(guān)，若太大，則造成回收冷料過多，冷卻時(shí)間也會(huì)增長，而且容易產(chǎn)生渦流，使塑件質(zhì)量下降；若流徑太小，熱量損失增大，流動(dòng)性降低，注射壓力增大，造成成型困難，而且塑件容易出現(xiàn)飛邊。主流道設(shè)計(jì)有以下要點(diǎn)： ① 澆口套內(nèi)孔錐度取值為 2～ 6 度，太大會(huì)造成壓力減少，太小會(huì)使流速增大，造成成型困難；粗糙度在 之間。 ② 主流道大端與分流道交接處應(yīng)該倒圓角 R=1～ 3減小料流阻力。 ③ 主流道盡量短，小型模具應(yīng)盡量小于 60減少冷料回收，和熱量損失。 ④ 主流道與噴嘴接觸處通常設(shè)計(jì)成半球形凹坑，深度常取 3～ 5 （ 1）主流道尺寸確定 ① 主流道長度：根據(jù)主流道設(shè)計(jì)要點(diǎn)和對模具尺寸估算，現(xiàn)初取 L=60行設(shè)計(jì)。 ② 主流道小端直徑： d=注射機(jī)噴嘴尺寸 +（ 1） 4+ ③ 主流道球面半徑： 射機(jī)噴嘴球半徑 +（ 1～ 2） 12+1） =13 ④ 主流道錐角：取 ?3?? 。 ⑤ 主流道大端直徑： a ?? ?。 ⑥ 半球形凹坑深度：取 h=5 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 15 ⑦ 主流道大端圓角：取 R=2 （ 2） 主流道的凝料體積 )????????? ）（主主主主主 ?（ 3） 主流道當(dāng)量半徑 。??（ 4） 主流道澆口套形式 主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，極易磨損，對材料的要求比較高，故將其分開設(shè)計(jì)，以便于拆卸更換。同時(shí)也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理?，F(xiàn)材料選用 熱處理淬火表面硬度為 5055時(shí)為了防止轉(zhuǎn)，澆口套采用螺釘固定結(jié)構(gòu)。與澆口套相配的定位圈直徑取Φ 100形狀如下圖 5示。 圖 5 澆口套、定位圈形狀 流道的設(shè)計(jì) 分流道介于主流道和澆口之間，起著分流和轉(zhuǎn)向作用。設(shè)計(jì)時(shí)基本原則為： ① 在條件允許下，分流道截面面積應(yīng)盡量小，長度盡量短。 ② 分流道表面不要求過分光滑，通常 。 ③ 流道設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)先取較小尺寸，以便于試模后有修正余量。 （ 1）分流道的布置形式 本設(shè)計(jì)中，根據(jù)型腔的排列形式， 只須要一級分流道就能滿足要求。同時(shí)根據(jù)塑件形 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 16 狀，澆口要開設(shè)在定模一側(cè)，所以為了加工方便分流道也設(shè)置在定模一側(cè)。 （ 2）分流道的長度 根據(jù)上面 型腔的布形式及型腔間的距離，可確定單邊分流道長度為 。 （ 3）分流道的當(dāng)量直徑 因?yàn)槿且录芩芗谋诤駷?2其質(zhì)量也小于 200g，因此分流道的當(dāng)量直徑可以用以下經(jīng)驗(yàn)公式確定?，F(xiàn)計(jì)算有： . 3 32 6 5 5 4 ?????分塑分同時(shí)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)， 料的圓形截面分流道 直徑為 算結(jié)果與經(jīng)驗(yàn)值差距較大，所以綜合理論計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，現(xiàn)取 D。 （ 4）分流道的截面形狀 為了方便加工和凝料脫模，分流道需設(shè)計(jì)在分型面上并在定模一側(cè)。因分流道很短，熱量散失是次要因素，為了便于加工，現(xiàn)選用加工性能比較好的半圓形流道，表面粗糙度取 。 （ 5）分流道的截面尺寸 根據(jù)半圓形截面面積與當(dāng)量直徑為分： ???分6）分流道的凝料體積 33232 ?????? ?? 分分分（ 7）剪切速率校核 ① 計(jì)算分流道體積流量： s/ 3 ????? 塑分分（注射時(shí)間為 t，根據(jù)查表可確定 t=同） ② 剪切速率：131333 ?? ???????）（分分分 R??由計(jì)算知，該分流道的剪切速率都處于澆口主流道與分流道的最佳剪切速率 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 17 132 105~105 ??? 以，分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。 口的設(shè)計(jì) 澆口是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的位置、類型及尺寸對塑件質(zhì)量影響很大。其作用是使塑料以較快的速度進(jìn)入并充滿型腔。它能很快適時(shí)冷卻，封閉，防止型腔內(nèi)塑料熔體倒流。 該塑件外表面質(zhì)量要求較高，為了不影響外觀，現(xiàn)決定選用矩形側(cè)澆口，而且塑件體積小，型腔容易充滿，為避免產(chǎn)生更多熔接痕，澆口數(shù)目宜選一個(gè)，并開設(shè)在分型面上定模一側(cè)。其截面形狀簡單，易于加工，便于試模后修正，降低了模具制造成本。從型腔的邊緣進(jìn)料，去除澆口容易，澆口去除后不留明顯痕跡，對產(chǎn)品外觀影響很小。 （ 1）澆口尺寸的確定 ①估算側(cè)澆口深度 通過查手冊可以得到側(cè)澆口的深度計(jì)算公式，再根據(jù)塑件厚度t=2時(shí) n=是有： ???? 查模具設(shè)計(jì)手冊又知，對于壁厚為 2慮到要預(yù)留一定的修模量（澆口深度常先取小值以便發(fā)現(xiàn)問題時(shí)修模），現(xiàn)取h= ②側(cè)澆口寬度 由側(cè)澆口的寬度計(jì)算公式可得： 4 1 ???式中， 軟件方便地測出為 5 。 ③側(cè)澆口長度 側(cè)澆口長度一般在 2間，在這里取 口L。 （ 2）側(cè)澆口剪切速率的校核 ①澆口當(dāng)量半徑 根據(jù)截面面積相等有： R ?澆?，即 0 121 ??????? ??? ）（澆 ?②計(jì)算澆口的體積流量 s/3 ??? 塑澆 切速率計(jì)算 141343 ?? ???????澆澆澆 R?? 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 18 由計(jì)算結(jié)果知，該矩形側(cè)澆口的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率143 105~105 ??? s 之間，所以，澆口的剪切速率校核合格，澆口尺寸理論上符合要求。 （ 3）主流道剪切速率校核 通過上面已經(jīng)確定了分流道尺寸，所以澆注系統(tǒng)的體積也已經(jīng)確定，因而，主流道的剪切速率就可以校核了。 ① 主流道的體積流量 s/ 3 ???????? 塑分主主② 主流道剪切速率 13141343n ??? ?????????R?? 主主由結(jié)果知，求得的主流道熔體的 剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率132 105~105 ??? 以，主流道的剪切速率也符合要求，尺寸確定合理。 圖 6 澆注系統(tǒng)與塑件的三維模型 型零件結(jié)構(gòu)的確定 模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為了加工方便，簡化加工工藝，和避免塑件上可能產(chǎn)生的拼接痕跡，型腔將直接在定模固定板上加工而成，即凹模做成整體式的結(jié)構(gòu)，型腔周邊妨礙加工部位另外做成定模小型芯，所以最終的整體式凹模的模腔周邊會(huì)分布很多用于定模小型芯嵌入的孔，如圖 7 所示。 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 19 圖 7 整體式凹模 模 （型芯）的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 通過對塑件的結(jié)構(gòu)分析可知，該塑件的型芯有兩個(gè)：一個(gè)是成型零件內(nèi)表面的動(dòng)模大型芯，通過對其進(jìn)行加工工藝分析，若大型芯做成整體式的話，加工起來是不方便的，所以現(xiàn)在考慮大型芯用組合、直通式外形結(jié)構(gòu)，把其與中部突起的部分（命名中部型芯）分開加工，中部型芯非成型部分做成階梯圓柱形式，方便固定；另一個(gè)是成型塑件周邊掛鉤的定模小型芯，它將作為嵌件嵌入定模中。另外從大型芯中分出的中部型芯需要防止轉(zhuǎn)，因?yàn)槠涑尚洼喞袑?yīng)的位置，現(xiàn)決定用圓柱銷止轉(zhuǎn)。各型芯形狀如下圖 8 示。 圖 8 大型芯、中部型芯、 小型芯 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 20 氣與引氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的確定 當(dāng)塑料熔體填充型腔時(shí)，必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內(nèi)因各種原因而產(chǎn)生的氣體不被排除干凈，一方面將會(huì)在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及填充缺料等成型缺陷，還會(huì)導(dǎo)致塑件局部碳化或燒焦，同時(shí)積存的氣體還會(huì)產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度，因此設(shè)計(jì)型腔時(shí)必須考慮排氣問題。 本設(shè)計(jì)中，塑件簡單，體積很小，所以模具成型空腔中的氣體是很少的，根據(jù)塑件形狀分析，其最后填充部位在分型面上，因此可利用分型面、推桿活動(dòng)間隙、型芯嵌件間隙進(jìn) 行排氣，就可保證塑件的質(zhì)量，同時(shí)也有利于 減少加工成本 和 不必要的工時(shí)，提高了工作效率 。 料穴與拉料桿設(shè)計(jì) 冷料穴位于主流道正對面的動(dòng)模板上，或處于分流道末端。其作用是捕足料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量；通過在冷料穴末端設(shè)置拉料桿，主流道冷料穴在開模時(shí)又能起到把主流道的凝料拉出的作用。 根據(jù) 料的性質(zhì)和加工方便為原則，主流道冷料穴決定選用 Z 形冷料穴，其圓柱體直徑通常取主流道的大端直徑或者比主流道大端直徑大 1～ 2本設(shè)計(jì)中，冷料穴直徑取 D=9料穴尺寸確定及與拉 料桿、模板之間配合關(guān)系如下圖 9 反映。而在本設(shè)計(jì)中，分流道設(shè)計(jì)得比較短，不容易積存冷料，因此無須設(shè)置分流道冷料穴。 圖 9 “ Z”型拉料桿及其配合 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 21 凹部分的處理 塑件中部固定掛鉤處分布著三處側(cè)凹結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)筋，如圖 10，因此結(jié)構(gòu)處于塑件的內(nèi)表面，而且空間很小，側(cè)抽芯，斜頂?shù)让撃＝Y(jié)構(gòu)是不可行的。所以該處只能強(qiáng)脫模。在前面已經(jīng)通過 軟件對三角衣架建了模，現(xiàn)就對強(qiáng)脫結(jié)構(gòu)處的尺寸進(jìn)行校核檢驗(yàn)，看是否滿足強(qiáng)脫的要求。 根 據(jù) 設(shè) 計(jì) 的 尺 寸 及 可 強(qiáng) 脫 條 件 有 ： %5%55 %100)???? 顯然，側(cè)凹尺寸合理，該位置作強(qiáng)脫處理可行。 具結(jié)構(gòu)形式的確定 通過上面的分析可知，塑件選用側(cè)澆口，而且塑件只有一個(gè)分型面，塑件體積很小，這就決定了模架應(yīng)選用中小型兩板模的大水口模架，同時(shí)因?yàn)槌尚退芗膭?dòng)模大型芯采用的是直通式結(jié)構(gòu)，所以模架中還要增加一塊墊板來做支承，而且通過墊板在背面用內(nèi)六角螺釘拉緊。考慮塑件的形狀、高度、壁厚等，決定選用推桿推出方式實(shí)現(xiàn)塑件脫模。 5 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 型零件工作尺寸計(jì)算 該塑件的尺寸精度要 求比較低，又沒有什么配合要求，所以各尺寸均未標(biāo)注公差。在實(shí)際生產(chǎn)中，為了簡化計(jì)算，對于這類尺寸在計(jì)算時(shí)往往只加上它的收縮量，公差則按模具的經(jīng)濟(jì)制造精度取得?，F(xiàn)對該塑件的成型零件尺寸計(jì)算也按這樣的方式處理，公差按經(jīng)濟(jì)制造精度