2920 計算機按鍵注塑模設計

2920 計算機按鍵注塑模設計,計算機,按鍵,注塑,設計 河南機電高等?？茖W校學生畢業(yè)設計（論文）中期檢查表學生姓名 王永付 學 號 0312232 指導教師 楊占堯課題名稱 計算機按鍵注塑模設計難易程度 偏難 適中 偏易選題情況工作量 較大 合理 較小任務書 有 無開題報告 有 無符合規(guī)范化 的要求外文翻譯質量 優(yōu) 良 中 差學習態(tài)度、出勤情況 好 一般 差工作進度 快 按計劃進行 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：負責人： 年 月 日河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 1 頁 共 26 頁計算機按鍵注塑模設計緒 論作為模具設計與制造專業(yè)的學生，能進行簡單模具設計是我們應該掌握的一項基本技能。畢業(yè)在即，為了加強我們對已過三年中所學知識的掌握，老師為我們安排了畢業(yè)設計。畢業(yè)設計（論文）是經過指導老師評審的原始設計（研究）成果，具有一定的獨創(chuàng)性，它所探討的問題比較專深，對所研究的問題的闡述比較系統(tǒng)。老師要求我們對畢業(yè)設計嚴格對待，我們也是這樣做的，所做的設計基本可以滿足工廠的生產要求。模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項基礎產業(yè)，是技術成果轉化的基礎，同時本身又是高新技術產業(yè)的重要領域，在歐美等工業(yè)發(fā)達國家被稱為“點鐵成金”的“磁力工業(yè)” 。美國工業(yè)界認為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石” ；德國則認為是所有工業(yè)中的“關鍵工業(yè)” ；日本模具協(xié)會也認為“模具是促進社會繁榮富裕的動力” ，同時也是“整個工業(yè)發(fā)展的秘密” ，是“進入富裕社會的原動力” 。日本模具產業(yè)年產值達到 13000 億日元，遠遠超過日本機床總產值 9000 億日元。如今，世界模具工業(yè)的發(fā)展甚至已超過了新興的電子工業(yè)。 80 年代以來，在國家產業(yè)政策和與之配套的一系列國家經濟政策的支持和引導下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為 13%，1999 年我國模具工業(yè)產值為245 億，至 2002 年我國模具總產值為 360 億元，其中塑料模約占 30%左右。在未來的模具市場中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。近年來，我國的模具工業(yè)一直以每年 13%左右的增長速度快速發(fā)展。據預測，我國模具行業(yè)在“十五”期間的增長速度將達到 13%～15%。模具鋼的需求量也將以年 12%的速度遞增，全國年需求量約 70 萬噸左右，而國產模具鋼的品種只占現(xiàn)有國外模具鋼品種的 60%，每年進口模具鋼約 6 萬噸。我國每年進口模具約占市場總量的 20%左右，已超過 10 億美元，其中塑料與橡膠模具占全部進口模具的 50%以上?？v觀發(fā)達國家對模具工業(yè)的認識與重視，我們感受到制造理念陳舊則是我國模具工業(yè)發(fā)展滯后的直接原因。模具技術水平的高低，決定著產品的質量、效益和新產品開發(fā)能力，它已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志。因此，模具是國家重點鼓勵與支持發(fā)展的技術和產品，現(xiàn)代模具是多學科知識集聚的高新技術產業(yè)的一部分，是國民經濟的裝備產業(yè)，其技術、資金與勞動相對密集。河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 2 頁 共 26 頁目前，我國模具工業(yè)的當務之急是加快技術進步，調整產品結構，增加高檔模具的比重，質中求效益，提高模具的國產化程度，減少對進口模具的依賴。 現(xiàn)代模具技術的發(fā)展，在很大程度上依賴于模具標準化、優(yōu)質模具材料的研究、先進的設計與制造技術、專用的機床設備，更重要的是生產技術的管理等。21 世紀模具行業(yè)的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和網絡化。追求的目標是提高產品的質量及生產效率，縮短設計及制造周期，降低生產成本，最大限度地提高模具行業(yè)的應變能力，滿足用戶需要。可見，未來我國模具工業(yè)和技術的主要發(fā)展方向將是：——大力普及、廣泛應用 CAD/CAE/CAM 技術，逐步走向集成化?，F(xiàn)代模具設計制造不僅應強調信息的集成，更應該強調技術、人和管理的集成?！岣叽笮汀⒕?、復雜與長壽命模具的設計與制造技術，逐步減少模具的進口量，增加模具的出口量。 ——在塑料注射成型模具中，積極應用熱流道，推廣氣輔或水輔注射成型，以及高壓注射成型技術，滿足產品的成型需要。 ——提高模具標準化水平和模具標準件的使用率。模具標準件是模具基礎，其大量應用可縮短模具設計制造周期，同時也顯著提高模具的制造精度和使用性能，大大地提高模具質量。我國模具商品化、標準化率均低于 30%，而先進國家均高于 70%，每年我們要從國外進口相當數(shù)量的模具標準件，其費用約占年模具進口額的 3%～8% 。 ——發(fā)展快速制造成型和快速制造模具，即快速成型制造技術，迅速制造出產品的原型與模具，降低成本推向市場。 ——積極研究與開發(fā)模具的拋光技術、設備與材料，滿足特殊產品的需要。 ——推廣應用高速銑削、超精度加工和復雜加工技術與工藝，滿足模具制造的需要。 ——開發(fā)優(yōu)質模具材料和先進的表面處理技術，提高模具的可靠性。 ——研究和應用模具的高速測量技術、逆向工程與并行工程，最大限度地提高模具的開發(fā)效率與成功率。 ——開發(fā)新的成型工藝與模具，以滿足未來的多學科多功能綜合產品開發(fā)設計技術。 在科技發(fā)展中，人是第一因素，作為模具專業(yè)的學生，深感責任的重大。在小的方面講，模具設計與制造的水平的高低可換來個人的榮譽和財富的多少；在大的方面講，我們的模具設計與制造水平也是一個國家模具制造水平的縮影，關系到祖國模具工業(yè)能否繁榮。因此我們要特別認真，使自己變?yōu)橛杏玫哪＞呷瞬?，搞好技術創(chuàng)新，提高模具設計制造水平，實現(xiàn)祖國的繁榮與富強。河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書第 3 頁 共 26 頁第 1 章 模塑工藝規(guī)程的編制該塑件是計算機鍵盤上的一個按鍵，其塑件如圖 1-1 所示。本塑件的材料采用 ABS，生產類型為大批量生產。1.1 塑件的工藝性分析1)塑件的原材料分析該塑件材料選用 ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)。屬于熱塑性塑料,ABS具有超強的易加工性能、外觀特性、低蠕變性和優(yōu)越的尺寸穩(wěn)定性以及很高的抗沖擊強度, ABS 是一種三元共聚物,因此兼有三種組元的共同性能,是有具有堅韌、質硬、剛性的材料,耐電能力和耐化學性能較好。ABS 具有吸濕性,在注塑成型之前要進行干燥。在 80℃～90℃下最少干燥兩個小時,且溫度的波動應小于0.1％。ABS 流動性較差 ,內澆口外表面外觀不好,熔接痕顯著,升溫時制件精度較好。河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書第 4 頁 共 26 頁2)塑件的結構分析從零件圖上分析,該零件總體長度為長方形,內部有三個凹槽，中間凹槽上部有階梯孔。該塑件長 18mm,寬 6mm.中間凹槽上部較小,較小部分截面為長方形,截面尺寸長 4.6mm，寬 3mm,高度為 3mm，較大部分截面形狀為正方形,邊長為4.6mm，高度為 10.5mm。另外兩個凹槽呈對城分布,截面均為正方形,邊長尺寸為3mm,高度為 13.5mm。倒角為 0.7 45°。從零件的壁厚來看,塑件的最大壁厚為?3mm,最小壁厚為 0.7mm,壁厚差為 2.7mm,壁厚分布不均勻,但塑件體積和質量較小,所以不會出現(xiàn)成型困難。3）塑件的尺寸精度分析制件的精度等級；塑料制件的尺寸精度主要取決于塑料收縮率的波動和模具制造誤差，塑料件未注公差，由于該制件的原材料為 ABS，成型條件相對較嚴格，精度選擇可參照《塑料成型工藝與模具設計》表 2-18，選塑件精度等級為 5 級。再由《塑料成型工藝與模具設計》查表 2-17 對應塑件尺寸公差，可得各部分尺寸如下；18 、6 、3 、13.5 、4.6 、 0.7 。塑件的尺寸精度中等偏01.?1.?1.032.0??1.0?016.?下，根據現(xiàn)有條件，對應模具相關零件的尺寸加工可以保證。4)塑件的表面質量分析塑件表面要求沒有缺陷、毛刺、內部不得有導電雜質,因為塑件外表面要與人手接觸,所以要求表面盡量光滑,塑件表面沒有其它要求,所以比較容易成型。1.2 計算塑件的體積和質量計算塑件的體積和質量是為了選用注塑機及確定模具型腔數(shù)。塑件的體積=整個塑件形狀所包圍體積-塑件低部凹槽體積-倒角部分所用空間體積。所以塑件體積 V=18×6×15-3×3×13.5×2-（4×4×10.5+3×3×4）-（0.7×0.7×18+0.7×0.7×4）=1620-243-204-1.078=1171.922 立方毫米塑件的總體積=1171.922×8=9375.376 立方毫米塑件的總質量=塑件的總體積×塑件材料的密度=9375.376×1.1×1‰=10.31克本塑件采用一模八腔的模具結構，考慮起外形尺寸。注塑時所需壓力和工廠現(xiàn)有的設備情況，初步選用注塑機為 SYS-45 型。河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 5 頁 共 26 頁1.3 塑件注塑工藝參數(shù)的確定查找相關文獻和參考工廠實際應用的情況，ABS 的成型工藝參數(shù)可做如下選擇：（試模時，可根據實際情況作適當調整）注塑溫度：包括料桶溫度和噴嘴溫度。料桶溫度：后段溫度選用 160℃中段溫度選用 170℃前段溫度選用 200℃噴嘴溫度：選用 170℃注塑壓力：選用 80mp模具溫度：選用 70℃收縮率 ：（0.3～0.8）‰注塑時間：30s保 壓：選用 60mp保壓時間：5s冷卻時間：30s預 熱：（2～3）小時1.4 注射機的選用塑件成形所需的注射總量應該小于所選注射機的注射量。注射容量以容積（ cm3）表示時，塑件體積（包括澆注系統(tǒng)）應小于注射機的注射容量，其關系按“模具設計與制造簡明手冊”中式 2-54 校核：件 ≤0.8V 注V式中 V 件 ——塑件與澆注系統(tǒng)的體積（ cm3） ；取 V 件 =9.4cm3；V 注 ——注射機的注射容量（ cm3） ；0.8——最大注射容量利用系數(shù)。則有： 217.75cm3≤V 注根據 V 注 ≥9.4 cm3和“模具設計與制造簡明手冊”表 2-40 初步選取的注射機型號為 SYS-45。其主要參數(shù)如下：螺桿直徑（mm）：φ22；注射量（ cm3）： 45；河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 6 頁 共 26 頁注射壓力（MPa）：122.5；鎖模力（kN）： 40；最大注射面積（ cm2）：95；模具尺寸（mm）：300×180；模板行程（mm）：700；噴嘴： 球半徑（mm）：12；孔直徑（mm）：φ3；第 2 章 注塑模的結構設計注塑模結構設計主要包括：分型面選擇、模具型腔數(shù)目的確定、型腔的排列方式、冷卻水道布局、澆口位置設置、模具工作零件的結構設計、推出機構的設計等內容。2.1 分型面的設計模具設計中，分型面的選擇很關鍵，它決定的模具的結構。選擇分型面時，應該根據分型面選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。選擇分型面的原則是：塑件脫出方便、模具結構簡單、型腔排氣順利、確保塑件質量、無損塑件外觀、設備利用合理。該塑件為計算機按鍵，表面沒有特殊要求，但外表面常與人手接觸，故要求外表面光滑無毛刺，所以不能把分型面設在外表面。為了有利于排氣，塑料溶體的末端應在分型面上。塑件結構比較簡單，不必采用側抽芯，但是塑件內有凹槽，分型面應該取在塑件的最大表面處。為了降低模具的復雜程度和加工難度。故選用圖 2-1 所示的分型方式比較合理。河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書第 7 頁 共 26 頁圖 2-1 分型面的設計2.2 模腔數(shù)量的確定塑件的生產屬大批量生產，宜采用多型腔注塑模具，其型腔個數(shù)與注塑機的塑化能力，最大注射量以及合模力等參數(shù)有關，此外還受制件精度和生產的經濟性等因素影響，有上述參數(shù)和因素可按下列方法確定模腔數(shù)量；（1）按注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)量 N1公式：N1=（F/PC）/A－B/A參數(shù)： F 注塑機的鎖模力 NPC 型腔內的平均壓力 MPaA 每個制件在分型面上的面積（㎜ ）2B 流道和澆道在分型面上的投影面積（㎜ ）2B 在模具設計前為未知量，根據多型腔模具的流動分析 B 為（0.2～0.5） ，常取 B=0.35，熔體內的平均壓力取決于注射壓力，一般為 25～40MPa 實際所需鎖模力應小于選定注塑機的名義鎖模力，為保險起見常用 0.8F 則 N1=0.8F/APC-0.35/93=350000×0.8/40×93=70 （個）（2） 注射機注塑量確定型腔數(shù)目 N2公式：N2=（G－C）/V參數(shù)：G 注射機的公稱注塑量（㎜ ）3V 單個制件體積 （㎜ ）C 流道和澆口的總體積（㎜ ）3生產中每次實際注塑量應為公稱注塑量的 0.8 倍，取 0.8 倍計算，同時流道和澆道的體積為未知量，據統(tǒng)計每個制品所需澆注系統(tǒng)是體積的 0.2～1 倍，現(xiàn)取 C=0.6 則N2=0.8G/1.6V=0.375G/V=30×0.375/V11（個）?從以上討論可以看到模具的型腔個數(shù)必須取 N1，N2 中的較小值，在這里可以選取的個數(shù)是 2，4，6，8，10，11 個，考慮的制件的取出和模具的開模等情況，河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 8 頁 共 26 頁以及模具的主流道長度最好小于 60mm，以防止因為注塑壓力的降低而帶來的制件充型不足等缺陷。我們所設計的注塑模具采用一模八腔的方案，即 N=8 2.3 確定型腔的排列方式本塑件在注塑時采用一模八腔。綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具的復雜程度等因素擬采取如圖 2-2 所示的型腔排列方式。如此排列型腔的優(yōu)點是，熔料進入型腔后到另一端的料流長度較短，有利于塑件成型。圖 2-2 型腔的排列方式河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 9 頁 共 26 頁2.4 澆注系統(tǒng)設計澆注系統(tǒng)設計包括主流道設計、分流道設計、冷料井設計、澆口設計。澆注系統(tǒng)設計原則是：排氣良好；流程短；防止型芯和嵌件變形；整修方便；防止塑件翹曲變形；合理設計冷料穴或溢料槽；除滿足以上各點外，澆注系統(tǒng)的斷面積和長度盡量取小值以減少澆注系統(tǒng)的塑料量，從而減少回收料。（1）主流道設計。根據設計手冊查得國產 SYS-45 型注塑機的有關尺寸：噴嘴前端孔徑：d 0=3mm；噴嘴前端球面的半徑：R 0=12mm 根據主流道與噴嘴的關系： R=R0+（1~2）mmD=d0+（0.5~1）mm取主流道球面半徑 R=13mm；取主流道的小端直徑 d=4mm。主流道開設在分型面上，因此不需要沿軸線上拔出凝料，一般為等粗的圓柱形成橢圓柱形。斷面形狀還有半圓形和梯形，以橢圓形主流道斷面應用最廣。根據噴嘴與主流道關系，為了提高塑料的流動速度，使塑料均衡進入各型腔，取主流道直徑為 8mm.（2） 分流道設計 流道的形狀及尺寸，因根據塑件的體積、壁厚形狀的復雜程度、注塑速度、分流道長度等因素來確定。本塑件的形狀不算復雜，熔料填充型腔比較容易。根據型腔的排列方式可知分流道的長度較短，為了便于加工、為了減少熱傳損失少，提高流道效率采用圓形做分流道截面，查表得分流道直徑取 2mm。分流道長度 L 可根據公式 L= 得出 ??241WDD：分流道直徑W：塑件質量L：分流道長度根據經驗值，分流道長度一般取 5～8mm，這取 5mm。（3）冷料井的設計冷料井易稍大于主流道直徑，但為了易于加工，降低加工難度和提高生產效率，取冷料井直徑與主流道相等，冷料井長度取值范圍為 4～5mm，這里取 4mm。 （4）澆口設計根據塑件的成型要求及型腔的排列方式，選用側澆口較理想，因為塑件結構比較簡單，且體積較小，無成型困難等問題，所以選擇從塑件低部一端處進料，河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 10 頁 共 26 頁料由薄處往厚處流，而且模具結構上采用鑲拼式型腔，有利于填充、排氣。故采用截面為矩形的側澆口，查表初選尺寸為（b×l×h） 1mm×1mm×2mm，試模時修正。2.5 成型零件結構設計 成型零件的結構設計，是以成型符合質量要求的塑料制品為前提，但必須考慮金屬零件的加工性及模具制造成本。a 凹模的結構設計。該塑件的成型模具采用一模八腔的結構形式，考慮加工的難易程度和材料的價值利用等因素，模具采用鑲嵌式結構，其結構形式如圖 2-3 所示。該結構能節(jié)約優(yōu)質剛才使用可靠且置換方便。 凹模結構b 凸模的結構設計。該模具采用組合式凸模，每個型腔內有三個小凸模。凸模主要是與凹模相結合構成模具的型腔，在中間型芯和側型芯的結構形式如圖2-4 所示。河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書第 11 頁 共 26 頁中間型芯成型部分結構 側型芯成型部分結構第 3 章 模具設計的有關計算本設計中成型零件工作尺寸計算時均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來進行計算。根據設計手冊查表可得 ABS 的收縮率 S=0.3～0.8﹪，故平均收縮率S =0.55﹪，考慮到模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差取 = 。cp z?3/?3.1 型芯和型腔的工作尺寸計算型腔的工作尺寸計算見表 1-1表 3-1 型腔的工作尺寸計算河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 12 頁 共 26 頁類別 序號 模具零件名稱 塑件尺寸 計算公式 工作尺寸0.7×45°L =（L + L S ﹪-3△msCP／4） z?00.70 05.1 定模鑲塊4.02 01.?L =（ L + L S ﹪-3△msCP／4） z?04.00 03.16.02 01.?L =（L + L S ﹪-3△msCP／4） z?016.00 1.0型腔的計算2 定模鑲快4.02 01.?L =（L + L S ﹪-3△msCP／4） z?04.00 03.型腔鑲塊 2 底部厚度計算計算公式：T =LhpmBb?43計算結果： 10mm型腔的深度計算計算公式： H =H + H S -2△／3MsCP計算結果： mm1.0584?參數(shù)：L — 凹模徑向尺寸ML — 塑件的公稱尺寸 SS — 塑件的平均收縮率CP河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 13 頁 共 26 頁△ — 塑件公差值S — 凹模的磨損CS — 塑件的最大收縮率maxS — 塑件的最小收縮率inH — 凹模制造公差sP —型腔壓力m—材料的許用應力p?— 凹模的深度尺寸mH型芯的工作尺寸計算見表 1-2表 3-2 型芯的工作尺寸計算類別 序號 塑件尺寸 計算公式 型芯的工作尺寸4.6 1.0?L =L + L S +3△／4mCP4.66 06.?10.5 .?L =L + L S +2△／3 10.55 05.3 1.0?L =L + L S +3△／4mCP3.05 .?13 .L =L + L S +2△／3 3.08 05.3 1.0?L =L + L S +3△／4mCP3.05 06.?型芯的計算2 15 1.0L =L + L S +2△／3S 15.10 05.型芯中心距尺寸可由經驗公式 L =L △／2 得出中心距尺寸為 7.8mm。MS?河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 14 頁 共 26 頁3.2 型腔側壁厚度計算由于所設計的模具為組合嵌塊式模腔，可按下面公式計算型腔的側壁厚側壁厚計算公式：432McpPhltEH??參數(shù)： －凹模型腔側壁的計算厚度（mm）cth －型腔的深度（mm） 取 h=15－模腔壓力（MPa） 取 =40 Mp Mp－成型零件的許用變形量（mm） 取 =0.03 p? p?H－凹模外側的高度（mm） 取 =30 H－凹模型腔的長邊尺寸（mm） 取 =18 l l經計算得側壁厚 =1.84mm ct該設計中模具的實際側壁厚可滿足要求。河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 15 頁 共 26 頁第 4 章 模具加熱與冷卻系統(tǒng)的計算模具溫度對塑件質量和生產效率有很大影響，適宜的溫度可以改善塑件的成型性、成型收縮率、力學性能和外觀質量、縮短冷卻時間等因素。該塑件材料為 ABS，模具溫度要求為 40℃～60℃，塑件注塑成型時不要求很高的模溫，所以為了簡化模具結構，本設計不設置加熱系統(tǒng)。是否需要設置冷卻系統(tǒng)根據計算判定。A= = =0.44×10)(6021TCPiG???710.543??4?ABS 的 取 3.5 ／kgiJC—4178j／kg ——冷卻水的體積流量（m /min） ；V3——單位時間內注入模具內的塑料熔體的質量(kg/h)；G——塑料成型時在模具內釋放的熱焓量（J/kg） ；i?——冷卻水的比熱容[J/（kg K）]；?——冷卻水的密度（kg/m ） ；?3——冷卻水的出口溫度（℃） ；1t——冷卻水的進口溫度（℃）2根據體積流量 V 查表可知設計中需要的冷卻水管非常小，因為模具每分鐘所需要的冷卻水非常小，故可不設冷卻系統(tǒng)，依靠空冷方式冷卻模具即可。河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 16 頁 共 26 頁第 5 章 導向與定位機構計算導柱導向機構用于動定模具之間的開合模導向和脫模機構的運動導向，任何一副模具在動定模具之間都設有導向機構，導向機構有定位作用、導向作用、承載作用、保持運動平穩(wěn)作用。5.1 導柱設計導柱導向通常由導柱與導套的間隙配合組成，該模具導柱安裝在動模一側，因為主型芯在動模一側，導柱與主型芯安裝在同一側，在合模時可起保護作用。此設計采用無肩帶頭導柱，在工作部分設有儲油槽。這樣可以儲存潤滑油延長潤滑時間。導柱的直徑尺寸隨模具分型面處模板外形尺寸而定，導柱的尺寸應能保保證位于動、定模兩側的型腔和型芯開始閉合前導柱已經進入導孔的長度不小于導柱直徑。初選導柱直徑為 12mm。該設計選用直通形（A 型）如圖 5-1 所示5.2 導套的設計導向孔可以帶有導套，也可以不帶導套，帶導套的導向孔用于生產批量大或導向精度高的模具。無論帶導套或不帶導套的導向孔，都不應設計為盲孔，盲孔會增加模具閉合時的阻力，并使模具不能緊密閉合。經分析，由于該制件的制造精度要求不高，為了簡化模具結構和縮短生產周期，可以不必設計導套，只設計一個和導柱匹配的導向孔即可。河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書第 17 頁 共 26 頁第 6 章 脫模機構設計脫模機構的運動要準確、可靠、靈活、無卡死現(xiàn)象，機構本身要有足夠的強度和剛度，足以克服脫模力。該塑件結構簡單，采用一次脫模即可，選用推件板脫模機構，推件板脫模結構的優(yōu)點是頂出力均勻、力量大、運動平穩(wěn)、塑件不容易變形、表面無頂痕、結構簡單且不需要設置復位機構。該脫模機構包括推板、推桿、推板固定板。6.1 脫模力計算計算公式：Q= )1(8fmtEsl??參數(shù)：t—塑件壁厚 取 0.7mmm—塑料的泊松比 取 0.38f—塑件與模具的摩擦系數(shù) 取 0.25L—包容凸模的長度 取 15mmS—塑件的平均厚度 取 2mm計算結果：Q=774.20N6.2 推件板厚度計算計算公式：H=0.54L（ ）EBYO31參數(shù)：H—推板厚度 L—推桿間距 取 60mm O—脫模力 取 774.2nE—鋼才的彈性模量 取 2.1 710?2cmnB—推板寬度 取 165mmY—推板最大變形量 取 0.04cm計算結果：H=1.25cm 為了確保脫模結構的可靠性取推件板厚度為 20mm。河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 18 頁 共 26 頁第 7 章 模具閉合高度的確定在支撐與固定零件的設計中，根據經驗確定定模座板：H =37mm；定模1H =25mm；推板 H =15mm；型芯固定板 H =25mm；支撐板 H =25mm。23 45根據推出行程和推出機構的尺寸確定模腳 H =40mm。6根據推出行程和推出結構尺寸計算模具的閉合高度：H = H + H + H + H + H + H 123456= 37+25+20+25+25+40= 170mm如圖 7-1河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 19 頁 共 26 頁第 8 章 注塑機有關參數(shù)的校核與模架選取8-1 注塑機校核本模具的外形尺寸為 160mm×160mm×170mm。SYS-45 型注塑機模板的最大安裝尺寸 350mm×265mm，所以能滿足模具的安裝要求。由上述計算模具的閉合高度 H=170mm，SYS-45 型注塑機所容許的最小模具厚度 H =70mm，最大厚度 H =180mm，模具滿足安裝條件。minmaxH ≤ H ≤ HinaxSYS-45 型螺桿式注塑機的最大開模行程 S=280mm，滿足式頂出塑件要求。S≥H + H + 10mm12S≥14+15+10S≥39mm此外，由于該模具中不設置側抽芯機構，所以不要求過大的開模距離，該注塑機的開模行程又比較大，經經驗，SYS-45 型螺桿式注塑機能滿足使用要求，故可以使用。8-2 模架選取根據型腔板的外型尺寸和型芯固定板的厚度，參照“中國模具設計大典”模架選標準件。河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 20 頁 共 26 頁第 9 章 模具的安裝與試模9.1 模具安裝(1) 清理模板平面定位孔及模具安裝面上的污物，毛刺。(2) 因本模具的外型尺寸不大，故采用整體安裝法。先在機器下面兩根導軌上墊好木板，模具從側面進入機架間，定模入定位孔，并放正，慢速閉合模板，壓緊模具，然后用壓板或螺釘壓緊定模，并初步固定動模，然后慢速開閉模具，找正動模，應保證開閉模具時平衡，靈活，無卡住現(xiàn)象，然后固定動模。(3) 調節(jié)鎖模機構，保證有足夠的開模距及鎖模力，使模具閉合適當。(4) 慢速開啟模板直至模板停止后退為止，調節(jié)頂出裝置，保證頂出距離。開閉模具觀察頂出機構運動情況，動作是否平衡，靈活，協(xié)調。(5) 模具裝好后，等料筒及噴嘴溫度上升到距預定溫度 20--30℃，即可校正噴嘴與澆口套的相對位置及弧面接觸情況，可用一紙片放在噴嘴與澆口套之間，觀察兩者接觸印痕，檢查吻合情況，須使松緊合適，校正后擰緊注射座定位螺釘，緊固定位。(6) 開空車運轉，觀察模具各部分運行是否正常，然后才可注射試模。9.2 模具的工作原理模具安裝在注塑機上，定模部分固定在注塑機的定模板上，動模固定在注塑機的動模板上。合模后，注塑機通過噴嘴將熔料經流道注入型腔，經保壓、冷卻后塑件成型。開模時動模部分隨動模板一起運動漸漸將分型面打開，型芯隨動模一起運動，塑件依附在型芯上。型芯隨型芯固定板 17 運動一定距離后停止運動，此時推板 19 在頂桿 9 驅動下向前運動使塑件漸漸脫離型芯。使軸 20 帶動芯棒 18向外移動，實現(xiàn)抽芯。合模時，隨著分型面的逐漸閉合推件板恢復原位。 9.3 試模通過試模塑件上常會出現(xiàn)各種弊病，為此必須進行原因分析，排除故障。造河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 21 頁 共 26 頁成次廢品的原因很多，有時是單一的，但經常是多個方面綜合的原因。需按成型條件，成型設備，模具結構及制造精度，塑件結構及形狀等因素逐個分析找出其中主要矛盾，然后再采取調節(jié)成型條件，修整模具等方法加以解決。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，或型芯上，甚至因流道粘著制品被損壞。這是試模首先應當解決的問題。1) 粘著模腔制品粘著在模腔上，是指塑件在模具開啟后，與設計意圖相反，離開型芯一側，滯留于模腔內，致使脫模機構失效，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。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，尤其成型芯上有加強筋槽的制品，情況更為明顯。(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，使制件在設定溫度內不能充分固化。(4) 機筒與噴嘴溫度過高，不利于在設定時間內完成固化。(5) 可能存在不利于脫模方向的凹槽或拋光痕跡需要改進。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) 主流道襯套內孔尺寸不當，未達到比噴嘴孔大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，首先要設法將制品取出模腔（芯），不惜破壞制件，保護模具成型部位不受損傷。仔細查找不合理粘模發(fā)生的原因，一方面要對注射工藝進行合理調整；另一方面要對模具成型部位進行現(xiàn)場修正，直到認為達到要求，方可進行二次注射。4) 成型缺陷當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雜的，一般很難一目了然，要綜合分析，找出其主河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 22 頁 共 26 頁要原因來著手修正，逐個排出，逐步改進，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的措施進行分析。(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，而且易產生燒焦現(xiàn)象。c. 鎖模力不足因注射時動模稍后退，制品產生飛邊，壁厚加大，使制件料量增加而引起的缺料。應調大鎖模力，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) 制件尺寸不準確初次試模時，經常出現(xiàn)制件尺寸與設計要求尺寸相差較大。這時不要輕易修改型腔，應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。此時調整工藝條件即河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 23 頁 共 26 頁可。5) 調整措施調整時應注意調節(jié)進料速度，增加排氣孔，正確設計澆注系統(tǒng)。注意控制成型周期。第 10 章 注塑模主要零件加工工藝規(guī)程的編制在此只對型芯 2 和推件板的加工工藝進行分析。型芯 2 和推件板的加工工藝過程見表 10-1 型芯加工工藝過程卡和 10-2 推件板加工工藝卡。河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 24 頁 共 26 頁小 結注塑成型技術是材料加工技術中不可缺少的重要加工手段之一，目前在國內正處于蓬勃發(fā)展時期，具有廣泛的發(fā)展前景。注塑模具又是注塑成型中必備的設備，在大學三年學習即將結束之際，能夠按照老師的指導并綜合運用三年來的所學所知設計一套注塑模具,既是對三年來所學知識的總結，又是為日后的獨立工作創(chuàng)造一個良好的開始。在畢業(yè)設計過程中各位老師特別是楊老師一直扮演著導向者的角色，從接到設計題目那一刻起就給我指明了方向，讓我明白了設計要求、設計流程、設計中可能遇到的問題以及解決方法等。在設計過程中對我的請教細心的講解，并不厭其煩的糾正我設計中的錯誤，詳細檢查設計中的細節(jié)及重點，對設計方案提出了寶貴的修正意見，一步步完善了我的設計。在此對各位楊老師表示衷心的感謝！此外，我在設計過程中參考了一些同學的設計實例，并向他們請教，得到他們的大力幫助，為我提供了許多有關設計的資料。特別是齊小亮和曹漢龍同學，每當我遇到困難時，總是向我伸出幫助之手，和我一起攻克難關，在此一并表示深深的謝意！由于能力有限，所以在設計過程中難免有錯誤之處，敬請各位老師指正。河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 25 頁 共 26 頁致 謝時光荏苒，三年的大學生活一晃而過，而我也即將離開可敬的老師和熟悉的同學踏入不是很熟悉的社會中去。離校之前，為了將我們三年所學的知識系統(tǒng)進行復習和總結，為了達到學習的理論和實踐相結合，為了增強我們以后在社會的適應能力。學校給我們布置了畢業(yè)設計題目，要求我們在老師的指導下完成畢業(yè)設計。畢業(yè)設計是一項非常繁雜的工作，它涉及的知識比較廣泛，很多都是我們所學課本上沒有的東西，這就要靠自己去圖書館查找自己所需要的資料；還有很多設計計算，這些都要靠自己運用自己的思維能力去解決，可以說，完成這樣復雜的工作需要一定的毅力和耐心。在學校中，我們主要學的是理論性的知識，而實踐性很欠缺，而畢業(yè)設計就相當于實戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設計可是把我們以前學的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，使我們在溫習舊知識的同時也可以學習到很多新的知識；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補我們實踐經驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎。由于資質有限，很多知識掌握的不是很牢固，因此在設計中難免要遇到很多難題，由于有了課程設計的經驗及老師的不時指導和同學的熱心幫助下，克服了一個又一個的困難，使我的畢業(yè)設計日趨完善。畢業(yè)設計雖然很辛苦，但是在設計中不斷思考問題，研究問題，咨詢問題，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時也汲取了更完整的專業(yè)知識，鍛煉了自己獨立設計的能力，使我受益匪淺，我相信這些經驗對我以后的工作一定大有益處。最后，再次感謝各位老師特別是我的指導老師楊占堯老師在這一段時間給予無私的幫助和指導，并向他們致意深深的敬意。河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 26 頁 共 26 頁參考文獻[1] 楊占堯.塑料注塑模結構與設計.北京：清華大學出版社,20004[2] 翟德梅.模具制造技術.2001[3] 許發(fā)樾.實用模具設計與制造手冊.北京：機械工業(yè)出版社,2000[4] 陳錫棟，周小玉. 實用模具技術手冊. 北京：機械工業(yè)出版社,2001[5] 黃銳.塑料工程手冊. 北京：機械工業(yè)出版社,2000[6] 賈潤禮，程志遠.實用注塑模設計手冊. 北京：中國輕工業(yè)出版社，2000[7] 屈華昌.塑料成型工藝與模具設計. 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