2682 蓋塞注塑模具設(shè)計

2682 蓋塞注塑模具設(shè)計,注塑,模具設(shè)計 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）中期檢查表學(xué)生姓名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師課題名稱難易程度 偏難 適中 偏易選題情況工作量 較大 合理 較小任務(wù)書 有 無開題報告 有 無符合規(guī)范化 的要求外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 中 差學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況 好 一般 差工作進(jìn)度 快 按計劃進(jìn)行 慢中期工作匯報及解答問題情況優(yōu) 良 中 差中期成績評定：所在專業(yè)意見：負(fù)責(zé)人： 年 月 日 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書系 部： 材料工程系 專 業(yè)： 模具設(shè)計與制造 學(xué) 生 姓 名 : 高紅坡 學(xué) 號: 0312107 設(shè)計(論文) 題目： 蓋塞注塑模具設(shè)計 起 迄 日 期: 2006 年 4 月 15 日~ 5 月 8 日 指 導(dǎo) 教 師: 楊占堯 發(fā)任務(wù)書日期: 2006 年 4 月 10 日畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書1．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題來源及應(yīng)達(dá)到的目的：1. 系統(tǒng)總結(jié)，鞏固過去所學(xué)的基礎(chǔ)課和專業(yè)課知識。2. 運(yùn)用所學(xué)知識解決模具技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的設(shè)計工程問題，以此進(jìn)行綜合知識的訓(xùn)練。3. 通過某項具體工程設(shè)計和試驗研究，達(dá)到多種綜合能力的培養(yǎng)，掌握設(shè)計和科研的具體工程和基本方法。4. 提高和運(yùn)用與工程技術(shù)有關(guān)的人文科學(xué)，價值工程和技術(shù)經(jīng)濟(jì)的綜合知識。2．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：所在專業(yè)審查意見：負(fù)責(zé)人： 年 月 日系部意見：系領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告學(xué)生姓名： 高紅坡 學(xué) 號： 0312107 專 業(yè)： 模具設(shè)計與制造 設(shè)計(論文) 題目： 蓋塞注塑模具設(shè)計 指導(dǎo)教師： 楊占堯 2006 年 4 月 1 日 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫1500 字左右（本科生 200 字左右）的文獻(xiàn)綜述(包括目前該課題在國內(nèi)外的研究狀況、發(fā)展趨勢以及對本人研究課題的啟發(fā))：文 獻(xiàn) 綜 述這次畢業(yè)課程設(shè)計在設(shè)計中參考了許多優(yōu)秀的模具文獻(xiàn)材料，例如楊占堯主編的《塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計》 、王孝陪主編的《塑料成型工藝及模具簡明手冊》等書籍。介紹了模具發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢以及模具設(shè)計相關(guān)的知識，如這些文獻(xiàn)所述當(dāng)前模具發(fā)展現(xiàn)狀中國模具工業(yè)的發(fā)展在地域分布上存在不平衡性，東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。模具生產(chǎn)最集中的地區(qū)在珠江三角和長江三角地區(qū)，其模具產(chǎn)值約占全國產(chǎn)值的三分之二以上。而在模具制造領(lǐng)域中占有重要地位的塑料模具生產(chǎn)技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)落后，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計、模具制造工藝及設(shè)備方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具相比差距相當(dāng)大。隨著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，塑料產(chǎn)品生產(chǎn)正呈現(xiàn)多品種、少批量，復(fù)雜、大型、精密，更新?lián)Q代速度快等變化特點，塑料模具正向高效、精密、長壽命、大型化方向發(fā)展。為適應(yīng)市場變化，隨著計算機(jī)技術(shù)和制造技術(shù)的迅速發(fā)展，塑料模具設(shè)計與制造技術(shù)正由手工設(shè)計、依靠人工經(jīng)驗和常規(guī)機(jī)械加工技術(shù)向計算機(jī)輔助設(shè)計、數(shù)控切削加工、數(shù)控電加工為核心的計算機(jī)輔助設(shè)計與制造技術(shù)轉(zhuǎn)變。近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維 CAD，并陸續(xù)開始使用 UG、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在“十五” 期間將發(fā)揮更大的作用。Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS 等國際通用軟件，個別廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow 、DYNAFORM、Optris 和 MAGMASOFT 等 CAE 軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計中。以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步，東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。未來沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢：模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短” 、“精度高”、 “質(zhì)量好”、 “價格低” 的要求服務(wù)。達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項：(1) 全面推廣 CAD/CAM/CAE 技術(shù)模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，普及 CAD/CAM/CAE 技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大 CAD/CAM 技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進(jìn)一步擴(kuò)大 CAE 技術(shù)的應(yīng)用范圍。計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE 技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。(2) 高速銑削加工國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。 (3) 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的 CAD 數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“ 逆向工程” 。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、(4) 電火花銑削加工電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣) ，因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計這一技術(shù)將得到發(fā)展。(5) 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到30%左右。國外發(fā)達(dá)國家一般為 80%左右。(6) 優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積(TiN、TiC 等)、等離子噴涂等技術(shù)。(7) 模具研磨拋光將自動化、智能化模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢。(8) 模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展這是我國長遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺機(jī)床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我對塑料模具的設(shè)計有了更明了的認(rèn)識，將書本上知識進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)，鞏固了過去所學(xué)的基礎(chǔ)知識和專業(yè)課知識。提高了運(yùn)用所學(xué)知識解決模具技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的設(shè)計工程問題的能力，通過這次螺母注塑模的設(shè)計達(dá)到多種綜合能力的培養(yǎng)，掌握設(shè)計和科研的具體工程和基本方法。提高和運(yùn)用與工程技術(shù)有關(guān)的人文科學(xué)，價值工程和技術(shù)經(jīng)濟(jì)的綜合知識。 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告２．本課題的研究思路（包括要研究或解決的問題和擬采用的研究方法、手段（途徑）及進(jìn)度安排等）：這次畢業(yè)設(shè)計要設(shè)計成型螺母的螺母注塑模，螺母為生活中使用量非常大的通用件，需要在設(shè)計中考慮降生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率的問題。該零件結(jié)構(gòu)屬于中等難度，零件對精度要求較低，加工較容易。但結(jié)構(gòu)上需要成型側(cè)環(huán)形凹槽，和成型內(nèi)部螺紋，使模具結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，增加了裝配時的難度。為成型環(huán)形凹槽，模具采用了斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，為便于螺紋型芯的抽出，模具整體為直角式注塑模，與此相對應(yīng)才用直角式注塑機(jī)。進(jìn)度安排：第一周 研究零件結(jié)構(gòu)，總體上確定模具的整體機(jī)構(gòu)，及所用的注塑機(jī)型號的內(nèi)容。第二周 具體確定模具各零件的各部分結(jié)構(gòu)，按規(guī)劃好的設(shè)計順序進(jìn)行細(xì)致的設(shè)計，基本上完成設(shè)計說明書。第三周 繪制模具裝配圖和零件圖，完成其他設(shè)計部分。 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告指導(dǎo)教師意見：1．對“文獻(xiàn)綜述”的評語：2．對本課題的研究思路、深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計（論文）結(jié)果的預(yù)測：指導(dǎo)教師： 年 月 日所在專業(yè)審查意見：負(fù)責(zé)人： 年 月 日（the mould of canopy ）摘要根據(jù)蓋塞塑件的生產(chǎn)批量、PS （聚苯乙烯）塑料的成型性能特點以及蓋塞的結(jié)構(gòu)特點，設(shè)計成蓋塞注塑模具較為合理。蓋塞為通用零件，其精度要求不高但由于結(jié)構(gòu)原因，需要成型外部螺紋，使模具結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，增加了裝配時的難度。為成型螺紋，模具結(jié)構(gòu)上需要采用螺紋抽芯機(jī)構(gòu)，為便于螺紋型芯的抽出，模具采用齒輪齒條抽芯機(jī)構(gòu)，即可采用普通臥式注塑機(jī)，由與塑件對精度要求不高，成型零件加工較為容易本模具采用一模兩腔，總體上該模具機(jī)構(gòu)簡單，制造容易，生產(chǎn)周期短，節(jié)約了企業(yè)加工成本，縮短了模具制造周期。關(guān)鍵詞：外部螺紋 螺紋抽芯 齒輪齒條機(jī)構(gòu)（the mould of canopy ）AbstractModel the structure characteristics that the function characteristics and covers fill according to the production batch quantity, the PS( gather the styrene) plastics that the cover fills the piece of Plastics, the design becomes the cover to fill to note the molding tool of Plasticsto compare for the reasonable.The cover fills for the in general use spare parts, its accuracy request is not highBut because of the structure reason, need to model the exterior thread, make opposite complications of the molding tool structure, increased the assemble the difficulty of the hour.In order to model the thread, need to adopt the thread to take out the organization of core on the molding tool structure, draw out for a core of easy to thread, molding tool adoption the wheel gear tooth takes out the organization of core , adopting the commonness lie type to note the machine of Plasticsthen from having not high request to the accuracy with piece of Plastics, modeling the spare parts to process more easyThis molding tool adopts two antrums of one mold, total ascend that molding tool organization simple, make easily, produce the period short, economized the business enterprise to process the cost, shorten the molding tool manufacturing period.Keyword:The exterior thread thread takes out the tooth an organization of the core wheel gear河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書/論文蓋塞注塑模具設(shè)計第 1 章 模具工藝規(guī)程的編制該塑件是一個蓋塞，其零件圖如圖 1-1 所示。該塑件材料采用 PS（聚苯乙烯塑料） ，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。1.1 塑件的工藝性分析1.1.1 塑件的原材料分析1.1.1.1.塑件的原材料分析。塑件材料采用 PS（聚苯乙烯塑料） ，該塑料從使用性能上看，其電絕緣性（尤其是高頻絕緣性）優(yōu)良，無色透明，著色性，耐水性，化學(xué)穩(wěn)定性良好，其強(qiáng)度一般，但是質(zhì)脆，易產(chǎn)生應(yīng)力碎裂，不耐苯，汽油等有機(jī)溶劑。從成型性能上看，該塑料屬于無定形料，吸濕性小，不易分解，但熱膨脹系數(shù)大。易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。流動性較好，可用螺桿式或柱塞式注射機(jī)成型。噴嘴用直通式或自鎖式，但應(yīng)防止飛邊，宜用高料溫，高模溫低注塑壓力，延長注射時間有利于降低內(nèi)應(yīng)力，防止縮孔，變形。可以采用各種形式的澆口，澆口與塑件圓弧連接，以免去除澆口時損壞塑件。要求塑件脫模斜度大，頂出均勻，塑件壁厚均勻，最好不帶嵌件，各面應(yīng)以圓弧連接，不允許有缺口，尖角。塑件壁厚均勻，不帶嵌件，不須頂出機(jī)構(gòu)，因此在成型時注意控制成型溫度，其塑件較容易成型。1.1.1. 2.塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書/論文圖 1-1 蓋塞零件圖（1） 結(jié)構(gòu)分析從零件圖上分析，該塑件的總體形狀為圓柱形。在長度方向上的一側(cè)有一段 M30㎜的螺紋，長 8㎜。設(shè)計時需要采用螺紋抽芯機(jī)構(gòu)。在另一側(cè)的端面上有大小相同的均布的 4×Ф8 的孔。該塑件的結(jié)構(gòu)形狀尺寸較簡單，因此，模具設(shè)計較容易，設(shè)計時為了成型螺紋必須設(shè)置齒輪，齒條抽芯機(jī)構(gòu)，來實現(xiàn)螺紋成型。該模具設(shè)計屬于中等復(fù)雜程度。（2） 尺寸精度分析該塑件的尺寸精度較簡單，未注尺寸公差等級，其公差等級取 MT5。各尺寸精度要求的較低，對應(yīng)模具相關(guān)零件的尺寸加工能夠保證。從塑件的壁厚上來看，壁厚最大處為 5㎜，最小處壁厚為 2.5㎜，壁厚差為 2.5㎜，其壁厚在成型范圍內(nèi)，塑件較容易成型。（3） 表面質(zhì)量分析該塑件的表面除了要求沒有缺陷，毛刺外，沒有特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易成型。綜合上述分析可以看出，注塑時在工藝參數(shù)控制好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。1.2 計算塑件的體積和質(zhì)量計算塑件的質(zhì)量是為了選用注塑機(jī)以及確定模具型腔數(shù)量。計算塑件的體積 VV=V1+V2+V3≈8731mm 3計算塑件的質(zhì)量，根據(jù)設(shè)計手冊，可以查得 PS 塑料的密度為ｐ=1.05g /㎝ 。故塑件的質(zhì)量 M 3M=ｐV=1.05×10×8731g≈9.06g模具采用一模兩腔的結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸，以及注塑時所需的壓力等情況，初步選用注塑機(jī)為 XS-ZY-125 型。1.3 塑件注塑工藝參數(shù)的確定河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書/論文查找相關(guān)文獻(xiàn)，對 PS 塑料的成型工藝參數(shù)作如下選擇（試模時，根據(jù)實際情況作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整）：注塑溫度：包括料筒溫度和噴嘴的溫度。料筒溫度：后段溫度選用 150℃；中段溫度選用 160℃；后段溫度選用 180℃； 噴嘴溫度：選用 170℃；模具溫度：選用 45℃；注塑壓力：選用 80MPa；注塑時間：選用 40ｓ；保壓壓力：選用 60MPa；保壓時間：選用 30ｓ；冷卻時間：選用 40ｓ；成型周期：110ｓ。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書/論文第 2 章注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括：分型面的選擇，模具型腔數(shù)目的確定，型腔的排列方式，冷卻水道的布局，澆口位置的設(shè)置，模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計，推出、頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計等內(nèi)容。2.1 分型面的選擇分型面的選擇決定了模具的結(jié)構(gòu)，選擇時應(yīng)根據(jù)分型面選用原則和塑件的成型要求來選擇分型面。該塑件為蓋塞，其表面質(zhì)量無特殊要求。塑件高度為 23㎜，除一端有M30 的螺紋外，其截面形狀簡單，如果選擇端面為分型面，在脫模時不容易螺紋抽芯，抽芯困難。如果選擇臺階處為分型面，脫模較容易，可以利用4×Ф8 的孔止轉(zhuǎn)，減少了模具加工的難度，便于成型后取出塑件。故應(yīng)選用如下圖 1-2 所示的分型方式較為合理。 圖 2-2 分型面的選擇2.2 確定型腔的排列方式該塑件在注塑時采用一模兩腔的形式，即模具需要兩個型腔。綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素，擬采用下圖 1-3 所示型腔排列方式。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書/論文圖 1-3 型腔的排列方式采用上圖所示的型腔排列方式便于設(shè)計齒輪，齒條螺紋抽芯機(jī)構(gòu)，其齒條布置在開模方向上，結(jié)構(gòu)較簡單，并且結(jié)構(gòu)較為緊湊。2.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 2.3.1 主流道設(shè)計根據(jù)設(shè)計手冊查得 XS-ZY-125 型注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸：噴嘴的前端孔徑：ｄ0=Ф4㎜；噴嘴的前端半徑： R0=S12㎜；根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系：R=R0+（1～2）㎜；D=ｄ0+（0.5～1）㎜；故取主流道的球面半徑 R=14㎜；取主流道的小端直徑ｄ=5㎜.為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計成圓錐形，其錐度取 1°～3°，該主流道錐度選取 3°。經(jīng)換算得到主流道大端直徑 D=9㎜。為了使熔料順利的進(jìn)入分流道，可以在主流道出料端設(shè)計半徑 R=1㎜的圓弧過渡。2.3.2 分流道的設(shè)計分流道的形狀以及尺寸的設(shè)計，根據(jù)塑件的體積，壁厚，形狀的復(fù)雜程度，注射速率，分流道長度等因素來確定。河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書/論文因為該塑件除一段 M30 的螺紋外，其形狀簡單，熔料填充型腔較容易。根據(jù)型腔的排列方式可知其分流道的長度較短，為了便于加工，選用半圓形截面形狀的分流道，查表選取半圓形截面半徑 R=4㎜。2.3.3 澆口的設(shè)計根據(jù)塑件的成型要求以及型腔的排列方式，選用側(cè)澆口較為合適。其澆口的截面形狀簡單，加工也比較方便。進(jìn)料時考慮從臺階處進(jìn)料，并且在模具結(jié)構(gòu)上可以利用分型面排氣。采用矩形截面的側(cè)澆口，在澆口的連接處型腔的部位應(yīng)成圓角，有利于料流。查表初選矩形截面尺寸為（ｂ×ｌ×ｈ）=1.2㎜×1.0㎜×0.8㎜，試模時加以修整。2.3.4 排氣槽的設(shè)計因為模具尺寸較小擬采用分型面處排氣，即可滿足要求。2.4 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計2.4.1 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計該塑件的模具結(jié)構(gòu)采用一模兩腔的形式，考慮其結(jié)構(gòu)的加工難易程度和材料的合理利用等因素，凹模擬采用與定模固定板作成一體，可以節(jié)省材料也能滿足使用要求。其結(jié)構(gòu)形式如零件圖 01 所示，圖中的孔分別用來安裝齒條和導(dǎo)柱孔。根據(jù)分流道與澆口的設(shè)計要求，分流道，主流道均可開設(shè)在定模固定板上，節(jié)省材料，也可以滿足使用要求。2.4.2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計型芯主要是與型腔相結(jié)合構(gòu)成模具型腔，考慮其加工的難易程度，其型芯分為三個部分，一是成型螺紋部分的螺紋型環(huán)。二是成型端面圓孔的部分將其作成四個小型芯，便于加工。三是成型塑件內(nèi)部的形狀部分。其具體結(jié)構(gòu)形式如零件圖 02.03.04 所示。其中小型芯 03 與型芯 04 上的四個孔過盈配合。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書/論文第 3 章 模具設(shè)計的有關(guān)計算查手冊可知，PS 塑料的收縮率為 S=0.1﹪～0.8﹪，故其平均收縮率為 Sｃｐ=（0.1+0.8）﹪/2=0.45﹪。考慮生產(chǎn)實際，模具制造的公差選取δｚ=Δ/3。3.1 型腔和型芯工作尺寸的計算型腔，型芯工作尺寸計算如下表：類別 模具零件名稱 塑件尺寸 計算公式 工作尺寸15 Hm1=Hmax+HmaxSmid﹪-C-0.5（Tｚ+Tｍ） 14.68 06.?型腔的尺寸型腔35Dｍ=Dmax +Dmax Ｓmax﹪-Tｚ 34.8409.?Φ25 d =d +d Smax ﹪+Tz 25.2708.?大型芯17 Dm=Dmax+DmaxSmax﹪-Tz 16.8906.6 Hm=Hmax+HmaxSmax﹪-0.5(Tz+Tm) 5.9204.?型芯的尺寸小型芯Φ8 Dm=dmin+dminSmin﹪+Tz 8.1405.3.2 螺紋型環(huán)徑向尺寸計算螺紋的基本尺寸為 M30㎜，為粗牙螺紋。查手冊可知，其螺距為3.5㎜，中徑尺寸為 27.727㎜，小徑尺寸為 26.21㎜。中徑的制造公差 Δ 中=0.03，大小徑的制造公差 Δ 中=0.04。螺紋型環(huán)的中徑為由公式 Dm 中=[Ds 中+Ds 中 Scp-Δ 中] 得Dm 中=[27.727+27.727×0.45﹪-0.15]河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書/論文=27.7 03.?螺紋型環(huán)的外徑為 由公式 Dm 外=[Ds 外+Ds 外 Scp-1.2Δ 中]Dm 外=[30+30×0.45﹪-1.2×0.2]=27.73 04.?螺紋型環(huán)的內(nèi)徑為： 由公式 Dm 內(nèi)=Ds 內(nèi) Scp-Δ 中]=[26.211+26.211×0.45﹪-1.2×0.2]=26.13 04.?3.3 型腔底板厚度計算在注塑成型過程中，型腔所受的力有塑料熔體的壓力，合模時的壓力開模時的拉力等。其中最主要的是塑料的熔體的壓力。在塑料熔體的壓力作用下，型腔將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力及變形。對于該塑料，其強(qiáng)度不足是主要問題型腔底板厚度應(yīng)按強(qiáng)度條件計算。由強(qiáng)度計算公式 th= 得pPmR?4/3th= 160/5802?=21.4㎜式中 th—型腔底板的計算厚度（㎜） ；Pm—模腔的壓力（MPａ） ；ｒ—型腔內(nèi)孔半徑（㎜） ；б—材料許用應(yīng)力（MPａ） ；（材料為 45 鋼，其許用應(yīng)力 160 MPａ）3.4 螺紋抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計該塑件的一端有一段 M30 的外螺紋，脫模時阻礙成型后塑件從模具中脫出，其成型螺紋的軸線與快模方向一致，設(shè)計時需要在齒輪齒條傳動后河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書/論文再用圓錐齒輪或其他方式換向。在其塑件結(jié)構(gòu)上要求塑件或模具的一側(cè)又回轉(zhuǎn)又軸向運(yùn)動，來實現(xiàn)塑件的自動脫螺紋。該塑件模具設(shè)計擬采用動模一側(cè)設(shè)置回轉(zhuǎn)運(yùn)動，利用端面上的 4×Φ8㎜的孔可以防止塑件隨螺紋型環(huán)一起旋轉(zhuǎn)當(dāng)止動部分長度 H 和螺紋長度ｈ相等時，回轉(zhuǎn)終了即使沒有頂出機(jī)構(gòu)塑件也能落下。其齒輪齒條脫螺紋機(jī)構(gòu)如下圖 1-4 所示，其旋轉(zhuǎn)方向如圖。圖 1-4 齒輪齒條脫螺紋機(jī)構(gòu)模具的開模時所需的時間：t = s/v=270/40 s=6.75s由齒條直線運(yùn)動的速度 V 與齒輪分度圓直徑ｄ，轉(zhuǎn)速ｎ之間的關(guān)系為V=3.14dn/60 (mm/s) 選用與齒條嚙合的齒輪分度圓直徑為 20㎜，故 n=60V/3.14d≈3.8r/s選取脫螺紋的時間為 3ｓ，則螺紋型環(huán)的轉(zhuǎn)速為n5=r/s故齒輪 1 與齒輪 5 之間的傳動比 i 為i = n1/n5=3.8/1r/s=3.8r/s 則斜齒輪 2 的轉(zhuǎn)速為 3.8 r/s；齒輪 5 的轉(zhuǎn)速為 1 r/s；取斜齒輪 2，3 之間的傳動比為 2；則齒輪 4，5 之間的傳動比為i 15 =i5/i23河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書/論文=3.8/2=1.9齒輪 3 的轉(zhuǎn)速為 n 3=n2/i3=3.8/2 r/s =1.9 r/s螺紋旋轉(zhuǎn)脫模力矩 M，由公式M=f cPSr2= f cP2r2P2=1.5aE(Tf-Tj)(d2-d1)=1.5×7×10 ×20.7×10 (90-60)(30 -26.211 )=1811.4NM= f cP2r2=0.45×1811.4×(27.727/2)=11297.7N㎜式中 a—塑料的線膨脹系數(shù)；E—脫模溫度下，塑料的抗拉彈性模量（MPa） ；Tf—軟化溫度；= Tｊ—脫模頂出時制品的溫度；d—螺紋外徑；d1—螺紋內(nèi)徑；f c —脫模系數(shù)；P2 —制品外螺紋齒形對鋼型芯牙形的軸向包緊力（N ） ；r2 —螺紋中徑的半徑值；直齒輪分度圓直徑的計算：由公式 d≥2.32 3dKm?????Zeu12選用載荷系數(shù) K=1.3；齒寬系數(shù) φｄ=0.8；查得彈性影響系數(shù) ZE=189.8 ；MPa其齒輪材料選用 45 鋼，查得接觸疲勞強(qiáng)度極限[б]=470MPａ； 對于減速傳動，其齒輪的齒數(shù)比等于傳動比ｉｕ=ｉ=1.9選取齒輪 5 的齒數(shù)為 30，則大齒輪齒數(shù) Z2=ｕZ 1=30×1.9河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書/論文=57d ≥2.32 3dKm?????Zeu12=36.3㎜由公式 d1= ×d3/Kt= ×36.3㎜.2=35㎜查得式中載荷系數(shù) K=1.20；取模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值ｍ=1；則分度圓直徑：d5=mZ5=30×1=30㎜d4=mz4=57×1=57㎜齒輪的寬度：b=φdd5 =30×0.8㎜=24㎜河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書/論文第 4 章 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的計算塑件在注塑成型時模具溫度為 45℃，其溫度低于 80℃。因而模具在結(jié) 構(gòu)上不需要設(shè)置加熱系統(tǒng)，是否需要冷卻系統(tǒng)做如下設(shè)計計算：設(shè)定模具的平均工作溫度為 45℃，用 20℃的常溫水作為冷卻介質(zhì)，其 出口冷卻水溫度為 25℃，其產(chǎn)量為（初算每三分鐘一套）0.36kg/h4.1 求塑件在硬化時每小時釋放的熱量 Q1查有關(guān)文獻(xiàn)資料得到 PS 塑料的單位熱流量為 27.2×10 J/kg3Q1=WQ2=0.36×27.2×10 J4=9.8×10 J4根據(jù)熱平衡條件 Qout=Qin 可得Mw=(Δim)/[cw(tout- tin)]Mw=ΡvV=(Δim)/ [cwρ(tout- tin)]式中 mw —冷卻水每小時用量；cw —冷卻水的比熱容（4.187KJ/kg℃）tout —模具的出水口溫度；tin —模具冷卻水進(jìn)水溫度；V —冷卻水的體積；V= (0.36×27.2×10 )/[60×4.187×10 ×(25-20)]33=7.8×10 mm /min 4?由體積流量 V 查表可知所需的冷卻水管的直徑很小。由上述計算可知，因為模具每分鐘所需的冷卻水體積流量很小，故可河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書/論文不設(shè)定冷卻冷卻系統(tǒng)，依靠空冷的方式冷卻模具即可。第 5 章 模具閉合高度的確定在支承與固定零件中，其尺寸設(shè)計根據(jù)經(jīng)驗確定：取定模固定板（型腔板）的厚度 40㎜。固定板厚度取 30㎜，墊板的厚度取 50㎜；支承板厚度取 20㎜，支架的高度取 60㎜；因而模具的閉合高度 H=H1+H2+H3+H4+H5=40+30+50+20+60㎜=200㎜河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書/論文第 6 章 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核該模具的外形尺寸為 350㎜×200㎜×200㎜，選用的 XS-ZY-125 型注塑機(jī)模板最大安裝尺寸 370㎜×320㎜。故該注塑機(jī)能夠滿足模具的安裝要求。由上述計算可知模具的閉合高度 H=200㎜。XS-ZY-125 型注塑機(jī)所允許的最小模具厚度 Hmin=150mm,最大模具閉合高度Hmax=300mm。模具的安裝條件：Hmin≤H≤Hmax 150mm≤200mm≤300mm即滿足模具的安裝條件。查資料可知，XS-ZY-125 型注塑機(jī)的最大開模行程 S=270㎜，模具頂出塑件要求開模行程S=H1+H2+（5～10） ㎜=15+8+10㎜=33㎜注塑機(jī)的開模行程能夠滿足頂出塑件的要求。由于螺紋的抽芯距離較短，不會過大的增加開模行程，注塑機(jī)的開模行程足夠。經(jīng)過驗證，XS-ZY-125 型注塑機(jī)能夠滿足使用要求，可以采用。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書/論文第 7 章 結(jié)構(gòu)與輔助零部件的設(shè)計7.1 導(dǎo)柱的選用導(dǎo)柱選用帶頭導(dǎo)柱，由導(dǎo)柱直徑與模板外形尺寸關(guān)系，其尺寸選用Φ16㎜×100㎜×25㎜，材料選用 20 鋼。GB/T4169.4-1984其結(jié)構(gòu)形式如下圖 1-5 所示：圖 1-5 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式其導(dǎo)柱的安裝時與模板之間的配合的公差取 IT7 級，安裝沉孔直徑比導(dǎo)柱直徑大（1～2）㎜。7.2 導(dǎo)套的選用導(dǎo)套選用直導(dǎo)套，與導(dǎo)柱的配合。尺寸選 Φ16×40，材料選用 20鋼。GB/T4169.2-1984 其結(jié)構(gòu)形式如下圖 1-6 所示：河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書/論文圖 1-6 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式導(dǎo)套與模板的安裝孔徑之間的配合公差 IT7 級，安裝后下平面磨平。 該模具由于塑件的精度要求較低，可以采用兩根導(dǎo)柱即可滿足塑件的精度，兩根導(dǎo)柱，導(dǎo)套尺寸選用相同直徑，不對稱布置。其布置形式如零件圖定模固定板上所示。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書/論文第 8 章 繪制模具總裝配圖和非標(biāo)零件工作圖該蓋塞注塑模具總裝配圖，非標(biāo)零件圖如附圖所示。蓋塞注塑模具的工作原理：開模時，塑件被帶到動模上的同時，定板在定模上的齒條，與在動模上的齒輪的作用下，使螺紋型環(huán) 16 沿著塑件脫出方向旋轉(zhuǎn)，至塑件完全脫出螺紋型環(huán) 16 為止。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書/論文第 9 章 注塑模主要零件加工工藝規(guī)程的編制主要零件的加工工藝過程如下表 1-2，1-3，1-4 所示。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書/論文第 10 章 模具的裝配與調(diào)試10.1 模具的裝配由于型芯，型腔在合模后很難找正相對位置，故應(yīng)先安裝齒輪，齒條作為安裝基準(zhǔn)。裝配過程如下：（1） 裝配前按照零件圖檢驗其工作零件的尺寸及其他零件是否齊備；（2） 將型芯 1 裝配到型芯 15 上，保證軸線與端面的垂直度；（3） 將導(dǎo)套壓入到定模固定板 2 中，并保證其軸線與端面的垂直度；（4） 將齒條 13 壓入到定模固定板 2 中，保證其垂直度；（5） 將圓套 7 壓入到支架 14 中；（6） 將齒輪軸 6 穿過支架上的圓套 7 后，安放在齒條 13 上，找正位置，將其放上支座 25。在其銷釘孔打入銷釘，擰緊螺釘；（7） 將圓錐齒輪 4 裝在齒輪軸 6 的端面上，并用鍵 5 固定；（8） 將導(dǎo)柱打入固定板 19 中，保證軸線與端面的垂直度； （9） 型芯 15 套入螺紋型環(huán) 16 中后，放入固定板 19 中定位；（10）將圓錐齒輪套入固定軸 9 中，將固定軸定位于固定板 19 中；（11）在固定板 6 與支撐板 10 之間加上墊板 20，調(diào)整圓錐齒輪和螺紋型環(huán)，使其正確嚙合后，將其用螺母固定。在固定板 19 與支撐板 10 以及墊板上投窩，打孔，擰緊螺釘；（12）最后，將支架 14 與固定板用螺釘固定；（13）裝配完成，試模。10.2 試模（1） 試模前，先對設(shè)備的油路，水路以及電路進(jìn)行檢查；（2） 選取的原料必須合格，根據(jù)選用的工藝參數(shù)將料筒和噴嘴加熱；（3） 開始試模時，應(yīng)該先選擇選定的壓力，溫度和注塑時間的條件下成型，制品不符合要求然后按壓力，注塑時間，溫度河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書/論文這樣的先后順序變動，注意一次只改變一個參數(shù)；（4） 在試模過程中作出詳細(xì)的記錄，并將結(jié)果填入試模記錄卡，注明模具是否合格，如果需要返修，提出返修意見；（5） 通過不斷的試模和返修，生產(chǎn)出合格的制件后，將模具清理干凈，涂上防銹油，入庫。10.3 試模可能產(chǎn)生的問題及改善措施試模中所獲得的樣件是對模具整體質(zhì)量的一個全面反映。以檢驗樣件來修正和驗收模具，是塑料模具這種特殊產(chǎn)品的特殊性。首先，在初次試模中我們最常遇到的問題是根本得不到完整的樣件。常因塑件被粘附于模腔內(nèi)，或型芯上，甚至因流道粘著制品被損壞。這是試模首先應(yīng)當(dāng)解決的問題。10.3.1 粘著模腔制品粘著在模腔上，是指塑件在模具開啟后，與設(shè)計意圖相反，離開型芯一側(cè)，滯留于模腔內(nèi)，致使脫模機(jī)構(gòu)失效，制品無法取出的一種反常現(xiàn)象。其主要原因是：（1） 注射壓力過高，或者注射保壓壓力過高。（2） 注射保壓和注射高壓時間過長，造成過量充模。（3） 冷卻時間過短，物料未能固化。（4） 模芯溫度高于模腔溫度，造成反向收縮。（5） 型腔內(nèi)壁殘留凹槽，或分型面邊緣受過損傷性沖擊，增加了脫模阻力。10.3.2 粘著模芯（1） 注射壓力和保壓壓力過高或時間過長而造成過量充模。 （2） 冷卻時間過長，制件在模芯上收縮量過大。（3） 模腔溫度過高，使制件在設(shè)定溫度內(nèi)不能充分固化。（4） 機(jī)筒與噴嘴溫度過高，不利于在設(shè)定時間內(nèi)完成固化。（5） 可能存在不利于脫模方向的凹槽或拋光痕跡需要改進(jìn)。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書/論文10.3.3 粘著主流道（1） 閉模時間太短，使主流道物料來不及充分收縮。（2） 料道徑向尺寸相對制品壁厚過大，冷卻時間內(nèi)無法完成料道物料的固化。（3） 主流道襯套區(qū)域溫度過高，無冷卻控制，不允許物料充分收縮。（4） 主流道襯套內(nèi)孔尺寸不當(dāng)，未達(dá)到比噴嘴孔大0.5～1 ㎜。（5） 主流道拉料桿不能正常工作。一旦發(fā)生上述情況，首先要設(shè)法將制品取出模腔（芯），不惜破壞制件，保護(hù)模具成型部位不受損傷。仔細(xì)查找不合理粘模發(fā)生的原因，一方面要對注射工藝進(jìn)行合理調(diào)整；另一方面要對模具成型部位進(jìn)行現(xiàn)場修正，直到認(rèn)為達(dá)到要求，方可進(jìn)行二次注射。10.3.4 成型缺陷當(dāng)注射成型得到了近乎完整的制件時，制件本身必然存在各種各樣的缺陷，這種缺陷的形成原因是錯綜復(fù)雜的，一般很難一目了然，要綜合分析，找出其主要原因來著手修正，逐個排出，逐步改進(jìn)，方可得到理想的樣件。下面就對度模中常見的成型制品主要缺陷及其改進(jìn)的措施進(jìn)行分析。（1） 注射填充不足所謂填充不足是指在足夠大的壓力、足夠多的料量條件下注射不滿型腔而得不到完整的制件。這種現(xiàn)象極為常見。其主要原因有：a. 熔料流動阻力過大這主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形狀、尺寸不利于熔料流動。盡量采用整圓形、梯形等相似的形狀，避免采用半圓形、球缺形料道。熔料前鋒冷凝所致。塑料流動性能不佳。制品壁厚過薄。b. 型腔排氣不良這是極易被忽視的現(xiàn)象，但以是一個十分重要的問題。模具加工精度超高，排氣顯得越為重要。尤其在模腔的轉(zhuǎn)角處、深凹處等，必須合理地安排頂桿、鑲塊，利用縫隙充分排氣，否則不僅充模困難，而且易產(chǎn)生燒焦現(xiàn)象。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書/論文c. 鎖模力不足因注射時動模稍后退，制品產(chǎn)生飛邊，壁厚加大，使制件料量增加而引起的缺料。應(yīng)調(diào)大鎖模力，保證正常制件料量。（2） 溢邊（毛刺、飛邊、批鋒）與第一項相反，物料不僅充滿型腔，而且出現(xiàn)毛刺，尤其是在分型面處毛刺更大，甚至在型腔鑲塊縫隙處也有毛刺存在，其主要原因有：a. 注射過量b. 鎖模力不足c. 流動性過好d. 模具局部配合不佳e. 模板翹曲變形（3） 制件尺寸不準(zhǔn)確初次試模時，經(jīng)常出現(xiàn)制件尺寸與設(shè)計要求尺寸相差較大。這時不要輕易修改型腔，應(yīng)行從注射工藝上找原因:a. 尺寸變大注射壓力過高，保壓時間過長，此條件下產(chǎn)生了過量充模，收縮率趨向小值，使制件的實際尺寸偏大；模溫較低，事實上使熔料在較低溫度的情況下成型，收縮率趨于小值。這時要繼續(xù)注射，提高模具溫度降低注射壓力，縮短保壓時間，制件尺寸可得到改善。b. 尺寸變小注射壓力偏低、保壓時間不足，制在冷卻后收縮率偏大，使制件尺寸變小；模溫過高，制件從模腔取出時，體積收縮量大，尺寸偏小。此時調(diào)整工藝條件即可。通過調(diào)整工藝條件，通常只能在極小范圍內(nèi)使尺寸京華，可以改變制件相互配合的松緊程度，但難以改變公稱尺寸。10.3.5 調(diào)整措施調(diào)整時應(yīng)注意調(diào)節(jié)進(jìn)料速度，增加排氣孔，正確設(shè)計澆注系統(tǒng)。注意控制成型周期。河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書/論文結(jié)論此次畢業(yè)設(shè)計的題目為蓋塞注塑模具設(shè)計，蓋塞為生活中常用零件，需要大批量生產(chǎn)，以降低生產(chǎn)成本，該塑件對精度要求較低，便于加工生產(chǎn)。為該零件設(shè)計的注塑模采用了螺紋抽芯機(jī)構(gòu)。其中螺紋的成型較復(fù)雜。該模具采用一模兩腔，提高了生產(chǎn)效率，由于制件尺寸較小，采用空冷及能滿足冷卻要求，故此模具未開設(shè)流道。通過計算該模具能夠滿足零件的生產(chǎn)要求，結(jié)構(gòu)較為合理，由于本人能力所學(xué)知識有限，定有許多不足之處，望老師批評指正。