扣蓋外殼注塑模具設(shè)計(jì)-塑料注射模斜頂滑塊抽芯含NX三維及9張CAD圖.zip
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摘 要本設(shè)計(jì)詳細(xì)地闡述了扣蓋外科造型注射工藝分析的參數(shù)化設(shè)計(jì)過程，給出了注射模具設(shè)計(jì)的一般步驟。列出了注射機(jī)選擇所要的主要依據(jù)，并對主要此產(chǎn)品注射參數(shù)進(jìn)行了數(shù)據(jù)的校核。在注塑模具基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，舉出了各模具部分設(shè)計(jì)時應(yīng)參照的原則，并結(jié)合本課題進(jìn)行了具體的分析。在分型面的選擇問題上，因?yàn)楸井a(chǎn)品較為復(fù)雜，本設(shè)計(jì)通過分析比較，選擇了一種最佳方案。重點(diǎn)分析設(shè)計(jì)了調(diào)溫系統(tǒng)，說明了調(diào)溫系統(tǒng)對產(chǎn)品成型的重要性，詳細(xì)計(jì)算了進(jìn)、出模具所產(chǎn)生的熱量，最終確定大概的散熱面積、冷卻水道直徑、冷卻水道長度等工藝參數(shù)。在設(shè)計(jì)完結(jié)構(gòu)后，對模具的安裝進(jìn)行了大致的說明，對模具的開合動作做了必要的解釋和分析，解釋了試模的原理和操作方法，并提出了對應(yīng)的解決方法。使用NX UG進(jìn)行三維造型貫穿整個設(shè)計(jì)過程，使設(shè)計(jì)變得很輕松，也可以及時地發(fā)現(xiàn)模具中的干涉等問題。 關(guān)鍵詞：注射工藝；注射機(jī)；注塑模具；分型面；三維造型IIAbstractIn this design, the parametric design process of injection process analysis for buckle surgical moulding is described in detail, and the general steps of injection mould design are given. The main basis for the selection of injection machine was listed, and the injection parameters of the main product were checked. In the process of designing the basic structure of injection mould, the principles that should be consulted in the design of each part of the mould are listed, and the specific analysis is carried out in combination with this subject. In the selection of parting surface, because the product is more complex, this design chooses the best scheme through analysis and comparison. The emphasis is put on the analysis and design of the temperature control system, which explains the importance of the temperature control system for product shaping, calculates the heat generated by the inlet and outlet moulds in detail, and finally determines the approximate heat dissipation area, cooling channel diameter, cooling channel length and other technological parameters. After the design of the structure, the installation of the die was explained roughly, the opening and closing action of the die was explained and analyzed, the principle and operation method of the test die were explained, and the corresponding solutions were put forward. NX UG is used to carry out three-dimensional modeling throughout the design process, which makes the design easy and can detect interference in the die in time.Key words: injection process; injection machine; injection mould; parting surface; three-dimensional modeling目 錄摘 要IAbstractII第一章 緒 論11.1 注射成型模具的地位及發(fā)展趨勢11.1.1 注塑成型模具的地位11.1.2 注塑成型模具的發(fā)展趨勢11.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)選題的背景、設(shè)計(jì)方法、目的和意義21.2.1 設(shè)計(jì)選題的背景和設(shè)計(jì)方法21.2.2 設(shè)計(jì)的目的和意義2第二章 塑件工藝性及成型工藝條件32.1扣蓋外科零件制品圖32.2 塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析32.2.1 塑件成型工藝條件分析32.2.2 塑件材料成型性能42.2.3注塑模工藝條件42.3 典型用途52.4 成型設(shè)備的選擇52.5 注射機(jī)基本參數(shù)的校核62.5.1 注射量的校核72.5.2 鎖模力的校核72.5.3 最大注射壓力的校核82.5.4 注射機(jī)安裝模具部分的尺寸校核82.5.5 開模行程的校核9第三章 注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)103.1 型腔數(shù)目的確定和排列方式103.2 分型面的選擇103.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)113.4 成型零部件的設(shè)計(jì)133.4.1 成型零部件工作尺寸的計(jì)算133.4.2 成型型腔壁厚的計(jì)算163.5 脫模機(jī)構(gòu)173.5.1 脫模力的計(jì)算173.5.2 推出零件尺寸的確定183.6 調(diào)溫系統(tǒng)193.6.1冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則193.6.2冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)203.6.3冷卻回路的布置203.7導(dǎo)向機(jī)構(gòu)213.8 排氣系統(tǒng)22第四章 滑塊抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)234.1 斜頂?shù)男螤罴凹夹g(shù)要求234.2 斜頂?shù)膬A斜角234.3斜頂?shù)拈L度234.4 斜頂?shù)墓潭ǚ绞?44.5 斜頂導(dǎo)滑槽244.6 斜彎銷的設(shè)計(jì)254.7 前模斜滑塊的設(shè)計(jì)25第五章 扣蓋外科模具的裝配與調(diào)試265.1 模具的安裝275.1.1 模具總裝圖275.1.2 模具的裝配285.2.試模285.2.1 試模時可能出現(xiàn)的問題和解決辦法285.2.2 試模時應(yīng)注意的事項(xiàng)30結(jié) 論31致 謝32參考文獻(xiàn)33 第一章 緒 論1.1 注射成型模具的地位及發(fā)展趨勢塑料模具是當(dāng)今世界工業(yè)領(lǐng)域非常極具活力的一門產(chǎn)業(yè)。塑料是當(dāng)今社會主要的工業(yè)結(jié)構(gòu)材料之一，非常廣泛應(yīng)用到汽車、生用品活、通信、儀器儀表外殼、文體用品、化工材料、紡織、醫(yī)藥衛(wèi)生、建筑等各個領(lǐng)域。展望21世紀(jì)，高分子合成材料將進(jìn)入質(zhì)的飛躍發(fā)展時期。1.1.1 注塑成型模具的地位從2003年我國模具進(jìn)口的海關(guān)統(tǒng)計(jì)資料可知，在沖壓模具和注射模具當(dāng)中，塑料模具占了模具進(jìn)口量的57%，而注射成型模具是大頭。注射成型模具設(shè)計(jì)是否合理，決定著注塑成型生產(chǎn)后質(zhì)量優(yōu)劣及成品率高低，通俗一點(diǎn)的講，是否能加工出優(yōu)質(zhì)的塑膠制件，在很大程度上需要優(yōu)秀的模具設(shè)計(jì)師通過合理的設(shè)計(jì)來完成這件事。 在現(xiàn)代塑料制件的生產(chǎn)過程中，較為合理的注塑成型工藝、先進(jìn)的注塑成型模具及高精度、高效率的注塑設(shè)備是當(dāng)代塑料成型加工中必不可少的三個重要因素。 在我國注塑模具產(chǎn)品水平從2004年開始，模具產(chǎn)業(yè)有了非常長足的進(jìn)步。在大型注塑模具方面，可以生產(chǎn)1219mm這么大電視機(jī)的塑料外殼模具、包括6.5kg大容量洗衣機(jī)洗衣桶的模具以及汽車保險杠、整體儀表板等非常大要求非常高的塑料模具；在一些精密注塑模具方面，我國也達(dá)到了較高的國際化水平。這一些也顯示了目前我國在注塑模方面的技術(shù)已達(dá)到了較高水平，并在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中將也發(fā)揮越來越重要的作用。現(xiàn)在考察某個國家的科學(xué)與生產(chǎn)技術(shù)水平，塑料的生產(chǎn)與應(yīng)用情況是重要標(biāo)志之一。塑料的加工與應(yīng)用和塑料工業(yè)發(fā)展的快慢，對國家科技與生產(chǎn)，以及國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展的巨大影響是不言而喻的。 1.1.2 注塑成型模具的發(fā)展趨勢我們國家的注塑模具設(shè)計(jì)與制造方面，和國外的一個工業(yè)大國之間還存在一定的差距。但在國家新的發(fā)展格局和與之相配套的一系列國家經(jīng)濟(jì)政策的支持和改革開放方針引導(dǎo)下，水平大大提高?？傮w上來看注塑模具發(fā)展趨勢，注塑成型模具正加深理論研究，加速推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，深入研究和發(fā)展高精尖的注塑模具設(shè)計(jì)和制造藝術(shù)。1.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)選題的背景、設(shè)計(jì)方法、目的和意義 1.2.1 設(shè)計(jì)選題的背景和設(shè)計(jì)方法本次設(shè)計(jì)的扣蓋外科零件是一電子商品，我國的的電子設(shè)備現(xiàn)在使用量非常大，在日常工作當(dāng)中很多的應(yīng)用。由于它的生產(chǎn)批量大，精度要求高，又屬于損耗性消費(fèi)的產(chǎn)品，經(jīng)常要壞要換，材料為塑料PC，非常適合用注塑模具來進(jìn)行生產(chǎn)。本次設(shè)計(jì)就是設(shè)計(jì)生產(chǎn)扣蓋外科的模具，其原理和諸多注射模具一樣是將粒狀塑料連續(xù)輸入到成型機(jī)的料筒中加熱熔融，然后由注射桿推進(jìn)，由噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)導(dǎo)入模具中，然后保壓冷卻，使之固化成型。為了增加效率，而且可以合理而快速的設(shè)計(jì)出模具，我們采用無參數(shù)化設(shè)計(jì)，這也是現(xiàn)在常用的模具設(shè)計(jì)方法。整個設(shè)計(jì)過程包括工藝分析、設(shè)計(jì)方案的確定、模具經(jīng)歷設(shè)計(jì)的簡單，減少成本、然后模具二維和三維圖的繪制。學(xué)習(xí)并使用UG軟件三維建模和設(shè)計(jì)，CAD軟件繪制2D的工程圖，最后整理設(shè)計(jì)說明書，完成整個設(shè)計(jì)。 1.2.2 設(shè)計(jì)的目的和意義通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，預(yù)期可以達(dá)到以下目的：1）加深對塑料材料的組成及基本性能的了解。2） 用過查看資料了解注射成型的基本原理，慢慢學(xué)會正確分析成型工藝。3）掌握一類成型模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)方法。4）具有初步分析、解決模具現(xiàn)場技術(shù)問題的能力。注塑成型是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)問，若想對它真正的了解做到融會貫通，還需要長期的通過生產(chǎn)實(shí)踐得到經(jīng)驗(yàn)才能完成。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，需要對大學(xué)四年以來學(xué)過的知識進(jìn)行綜合應(yīng)用，即可以加深對已學(xué)知識的理解，又可以通過查看資料從中發(fā)現(xiàn)不足同時，也可以加強(qiáng)創(chuàng)新以及動手能力的培養(yǎng)，加強(qiáng)獨(dú)立分析和解決問題的能力，因此，本次扣蓋外科零件的設(shè)計(jì)有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。第二章 塑件工藝性及成型工藝條件2.1扣蓋外科零件制品圖本此用UG無參數(shù)建模盡量做到和實(shí)物一樣來構(gòu)建模型，主要設(shè)計(jì)的部分為我們將要對其進(jìn)行注射模具設(shè)計(jì)，建模后的制品圖如圖2.11.1所示。圖2.1.1 扣蓋外科零件制品圖2.2 塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析本塑件壁厚均勻，有利于各部分同時冷卻，減緩內(nèi)應(yīng)力。塑件一側(cè)有2個螺絲孔位需要采用側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)，經(jīng)模流分析，氣孔和熔結(jié)痕較少，且不在關(guān)鍵部位，充型質(zhì)量很高，可以保證表面質(zhì)量。塑件不允許有裂紋、變形缺陷，精度等級為高精度。綜合以上幾點(diǎn)考慮，可以成型合格的塑料制件來。2.2.1 塑件成型工藝條件分析PC是一種線型碳酸聚酯，分子中碳酸基團(tuán)與另一些基團(tuán)交替排列，這些基團(tuán)可以是芳香族，可以是脂肪族，也可兩者皆有。雙酚A型PC是最重要的工業(yè)產(chǎn)品。PC是幾乎無色的玻璃態(tài)的無定形聚合物，有很好的光學(xué)性。PC高分子量樹脂有很高的韌性，懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度為600900J/m，未填充牌號的熱變形溫度大約為130C ，玻璃纖維增強(qiáng)后可使這個數(shù)值增加10C。PC的彎曲模量可達(dá)2400MPa以上，樹脂可加工制成大的剛性制品。低于100C 時，在負(fù)載下的蠕變率很低。PC耐水解性差，不能用于重復(fù)經(jīng)受高壓蒸汽的制品。PC主要性能缺陷是耐水解穩(wěn)定性不夠高，對缺口敏感，耐有機(jī)化學(xué)品性，耐刮痕性較差，長期暴露于紫外線中會發(fā)黃。和其他樹脂一樣，PC容易受某些有機(jī)溶劑的侵蝕。PC材料具有阻燃性，耐磨?？寡趸浴?.2.2 塑件材料成型性能1、注射溫度視原料的分子量、制品的形狀和尺寸、注塑機(jī)的類型而相應(yīng)調(diào)整。2、注射速度最好采取多級注射，采用慢-快-慢的方法。3、注射壓力視制品的形狀和尺寸而定，柱塞式注塑機(jī)一般為100160MPa，螺桿式注塑機(jī)為70140MPa。4、成型周期視制品壁厚和注射量而定，一般情況下充模時間較短，保壓時間較長，冷卻時間以脫模時不引起制品變形為原則。5、模具溫度視制品的形狀、厚薄而定，適當(dāng)提高模具溫度有利于脫模，提高產(chǎn)品質(zhì)量。6、制品后處理：對于形狀復(fù)雜、帶有金屬嵌件、使用溫度極低或很高的制品有必要進(jìn)行后處理消除或減少內(nèi)應(yīng)力。方法：制品置于烘干箱后開始升溫，由室溫升至100105時保溫1020min，繼續(xù)升溫至120125時保溫3040min，然后緩慢冷卻至60以下取出。2.2.3注塑模工藝條件1.干燥處理： 如果儲存適當(dāng)則不需要干燥處理。2.熔化溫度：270310C。注射壓力：可大到1800bar。3.注射速度：通常，使用高速注塑可以使內(nèi)部壓力減小到最小。如果制品表面出現(xiàn)了缺陷，那么應(yīng)使用較高溫度下的低速注塑。流道和澆口:對于冷流道，典型的流道直徑范圍是47mm。建議使用通體為圓形的注入口和流道。所有類型的澆口都可以使用。典型的澆口直徑范圍是11.5mm，但也可以使用小到0.7mm的澆口。對于邊緣澆口，最小的澆口深度應(yīng)為壁厚的一半；最小的澆口寬度應(yīng)至少為壁厚的兩倍。PC材料完全可以使用熱流道系統(tǒng)。2.3 典型用途 光學(xué)照明用于制造大型扣蓋外科、防護(hù)玻璃、光學(xué)儀器的左右目鏡筒等，還可廣泛用于飛機(jī)上的透明材料。電子電器聚碳酸酯是優(yōu)良的E（120）級絕緣材料，用于制造絕緣接插件、線圈框架、管座、絕緣套管、電話機(jī)殼體及零件、礦燈的電池殼等。也可用于制作尺寸精度很高的零件，如光盤、電話、電子計(jì)算機(jī)、視頻錄象機(jī)、電話交換器、信號繼電器等通訊器材。聚碳酸酯薄摸還被廣泛用作電容器、絕緣皮包、錄音帶、彩色錄象磁帶等。機(jī)械設(shè)備用于制造各種齒輪、齒條、蝸輪、蝸桿、軸承、凸輪、螺栓、杠桿、曲軸、棘輪，也可作一些機(jī)械設(shè)備殼體、罩蓋和框架等零件。醫(yī)療器材可作醫(yī)療用途的杯、筒、瓶以及牙科器械、藥品容器和手術(shù)器械，甚至還可用作人工腎、人工肺等人工臟器。其它方面建筑上用作中空筋雙壁板、暖房玻璃等；在紡織行業(yè)用作紡織紗管、紡織機(jī)軸瓦等；日用方面作奶瓶、餐具、玩具、模型、LED燈外殼和手機(jī)外殼等。2.4 成型設(shè)備的選擇選注射機(jī)應(yīng)該考慮注塑容量、產(chǎn)品需要最大成型面積、產(chǎn)品的截面尺寸、模具的頂出、定位環(huán)、澆品套，閉合高度以及成型工藝等等，現(xiàn)通過產(chǎn)品大小初步選擇一個注塑機(jī)，查資料后選擇型號為HTF300X2B，根據(jù)型腔尺寸選定模架型號為CI型號的標(biāo)準(zhǔn)模架系統(tǒng)， CI-5075-A190-B200-C180表2.1.1 注射機(jī)基本參數(shù)型號單位3602A3602B3602C 參數(shù)螺桿直徑mm657075理論注射容量cm3106812391423注射重量PSg97211271295注射壓力Mpa208180156注射行程mm322螺桿轉(zhuǎn)速r/min0180料筒加熱功率KW19.65鎖模力KN3600拉桿內(nèi)間距(水平垂直)mm760760允許最大模具厚度mm710允許最小模具厚度mm250移模行程mm660移模開距(最大)mm1370液壓頂出行程mm160液壓頂出力KN110液壓頂出桿數(shù)量PC13油泵電動機(jī)功率KW37油箱容積l922機(jī)器尺寸(長寬高)m7.62.12.5機(jī)器重量t15最小模具尺寸(長寬)mm5505502.5 注射機(jī)基本參數(shù)的校核 2.5.1 注射量的校核根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，一般情況下注射機(jī)的最大注射量是額定注射量的百分之80，按公式計(jì)算體積的方法，必須 式中單個塑件容量，用NX.UG測得（取整數(shù)）269；整個澆注系統(tǒng)所需的塑料容量，10；型腔的數(shù)目，在型腔的數(shù)目和排列方式中確定為各2；注射機(jī)額定注射量，1239。則，故注射量符合要求。塑件體積測量 2.5.2 鎖模力的校核為防止模具分型面被脹模力頂開，必須對模具施加足夠的鎖模力，否則在分型面處將產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。本設(shè)計(jì)中必須 式中注射機(jī)額定鎖模力（N）；塑料熔體在型腔內(nèi)的平均壓力，根據(jù)文獻(xiàn)4第138頁表4-1，取30；制品在分型面上的垂直投影面積，經(jīng)計(jì)算得35068。故 F鎖pA=30Mpa x35068mm xx1.1x0.001=1157.24KN,小于所選擇的3600KN的注塑機(jī)，所以滿足要求塑件投影面積測量 2.5.3 最大注射壓力的校核本設(shè)計(jì)中成型時的注射壓力為60100MPa，注射機(jī)額定注射壓力為182MPa，故注射壓力符合成型要求。 2.5.4 注射機(jī)安裝模具部分的尺寸校核定位環(huán)尺寸：定位環(huán)必須與定位孔呈間隙配合，便于模具安裝并使注流道中心線與注射機(jī)噴嘴中心線重合，定位環(huán)的高度小型模具取810mm，大型模具取1015mm，定位孔深度應(yīng)大于定位環(huán)的高度。模具厚度：確定型腔尺寸后選定標(biāo)準(zhǔn)模架，查資料6得模架的閉合厚度為665mm，在注射機(jī)允許的最大710mm、最小閉合厚度250mm之間。模具的長度與寬度：查資料6得模板長度為700mm，寬度為500mm，故可以安裝在注射機(jī)上。 2.5.5 開模行程的校核開模行程應(yīng)小于或等于注射機(jī)的模板行程，按下式校核 式中注射機(jī)最大開模行程，1370； 模具所需開模距離； 塑件脫模距離，80； 包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度，318。 可見，開模行程滿足設(shè)計(jì)要求。 第三章 注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 型腔數(shù)目的確定和排列方式確定型腔的數(shù)目有四種方法：按注射機(jī)的最大注射量、注射機(jī)的額定鎖模力、制品的精度要求以及加工的經(jīng)濟(jì)性?，F(xiàn)在根據(jù)注射機(jī)的最大注射量來確定型腔數(shù)目n （4.1）式中 注射機(jī)最大注射量，1239cm澆注系統(tǒng)凝料量，10cm單個塑件的體積，269cm則：=3.6（個）所以根據(jù)塑件大小，取n=2，即采用一模一腔形式。若為多型腔模具，則應(yīng)使各型腔的排列盡量緊湊和對稱，且盡量使用平衡進(jìn)料方式。3.2 分型面的選擇模具上用于取出塑件和（或）澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸面通稱為分型面。通常按分型面的形狀，將分型面分為平面型、曲面型和階梯形三種。常把動定模分開的面稱為主分型面。選擇分型面的基本原則：便于脫模和簡化模具結(jié)構(gòu)；不影響外觀；保證尺寸精度；有利于排氣；便于模具零件加工；考慮注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格；側(cè)向分型應(yīng)與主分型面協(xié)調(diào)。如圖3.2.1，分形面選在凸臺的下沿。經(jīng)模流分析，產(chǎn)生的氣孔和熔結(jié)痕主要集中在圖3.2.1所示A-A面上，且該面為料流未端，利于利用分型面排氣，且比較容易達(dá)到表面質(zhì)量，但是增加了側(cè)型芯的制造難度。 分型面示意圖綜上，全面考慮到制品的成型質(zhì)量和模具的制造工藝性，選擇本設(shè)計(jì)最終的設(shè)計(jì)方案。3.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料穴四部分組成，其作用是使熔體順利而平衡的充模、壓實(shí)和保壓。流道和澆口的設(shè)計(jì)如下：主流道與熔體接觸，應(yīng)選用較好的材料制造，還要進(jìn)行淬火處理，以提高硬度，常設(shè)計(jì)成澆口套，便于更換。為保證澆口套不被沖出定模，加定位環(huán)固定，同時也能讓澆口套與噴嘴對中定位。主流道設(shè)計(jì)成錐形，PC流動性好，可取較小的錐角，本設(shè)計(jì)中取=2。內(nèi)壁表面粗糙度Ra=0.63。主流道半球形=+（12）mm，本設(shè)計(jì)=18mm，=18+1=19mm。小端直徑=+(0.51)mm，=7.5mm, =7.5+0.5=8mm,取0.5是為了獲得更小的截面積，從而有更大的充型速度，并且減小溫降和壓力降。凹坑深度取h=4mm.大端過渡圓角半徑取r=2mm主流道長度根據(jù)模板厚度確定，暫取L=55mm 襯套和定模采用配合H7/m6,熱處理后硬度為5560HRC。定位環(huán)與注射機(jī)定位孔采用H11/h11配合。圖3.3.1 澆口套結(jié)構(gòu)示意圖圖3.3.2 澆口套安裝形式示意圖本模具一模一穴，比較合適側(cè)澆口進(jìn)澆。該澆口流通途徑短，壓力、能量損失小，易于加工，補(bǔ)縮作用強(qiáng)，有利于充型。為防止冷料進(jìn)入型腔，在澆口下頂針處開有冷料穴，主流道長度就盡量短，澆口直徑應(yīng)盡量小，一般D2t。圖3.3.3澆口示意圖3.4 成型零部件的設(shè)計(jì)3.4.1 成型零部件工作尺寸的計(jì)算（1）主型芯參數(shù)的確定（2）型芯徑向尺寸計(jì)算利用公式LM1=ls1(1+Scp)+ LM1=478（1+ 0.005）+0.2 =478.87LM1=230.86（1+0.005）+0.2 =231.37（3）型芯高度尺寸Hm = hs(1+Scp%)+ 將數(shù)值代入計(jì)算Hm= 130.98(1+0.005)+2/30.3=131.69（4）型腔徑向尺寸型腔徑向尺寸利用公式LM=ls(1+Scp)- 將數(shù)值代入計(jì)算 LM1=480(1+0.005)-0.2 =480.6LM1=234.86(1+0.005)-0.2 =235.75（5）型腔深度尺寸型腔深度尺寸利用公式Hm = Hs(1+Scp%)- Hm1 = 130.98（1+0.005)-0.1 =131.45圖 3.4.1 型芯示意圖圖 3.4.2 型腔示意圖3.4.2 成型型腔壁厚的計(jì)算成型型腔壁厚是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸，以及中心距尺寸等。在模具設(shè)計(jì)時要根據(jù)塑件的尺寸及精度等級確定成型零部件的工作尺寸及精度等級。影響塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收縮率，模具成型零部件的制造誤差，模具成型零部件的磨損及模具安裝配合方面的誤差。這些影響因素也是作為確定成型零部件工作尺寸的依據(jù)。由于按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量計(jì)算型芯型腔的尺寸有一定的誤差（因?yàn)槟＞咧圃旃詈湍＞叱尚土悴考谑褂弥械淖畲竽p量大多憑經(jīng)驗(yàn)決定），這里就只考慮塑料的收縮率計(jì)算模具盛開零部件的工作尺寸。塑件經(jīng)成型后所獲得的制品從熱模具中取出后，因冷卻及其它原因會引起尺寸減小或體積縮小，收縮性是每種塑料都具有的固有特性之一，選定PC材料的平均收縮率為0.5%，剛計(jì)算模具成型零部件工作尺寸的公式為： 式中 A 模具成型零部件在常溫下的尺寸 B 塑件在常溫下實(shí)際尺寸 成型零部件工作尺寸的公差值可取塑件公差的1/31/4，或取IT78級作為模具制造公差。在此取IT8級，型芯工作尺寸公差取IT7級。模具型腔的小尺寸為基本尺寸，偏差為正值；模具型芯的最大尺寸為基本尺寸，偏差為負(fù)值，中心距偏差為雙向?qū)ΨQ分布。各成型零部件工作尺寸的具體數(shù)值見圖紙。3.5 脫模機(jī)構(gòu)脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則：保證塑件不因頂出而變形損壞及影響外觀；盡量將塑件留在動模；推出機(jī)構(gòu)運(yùn)動要準(zhǔn)確、靈活、可靠，無卡死現(xiàn)象，機(jī)構(gòu)本身應(yīng)有足夠的剛度、強(qiáng)度和耐磨性。因本產(chǎn)品為扣蓋外科，材料PC質(zhì)硬，且一模一腔，為不使塑件變形，可利用推桿推出。 3.5.1 脫模力的計(jì)算本次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品為薄壁制件（t/d=2/116=0.0170.05）,所需脫模力按以下公式計(jì)算： 式中形制品的壁厚，2mm；產(chǎn)品的彈性模量，3000；產(chǎn)品平均成型收縮率,0.5%；塑件對型芯的包容長度，103；模具的脫模斜度，1；塑料的泊松比，0.32；無量綱系數(shù)，隨和而異，取1.0084；制件與型芯間的磨擦系數(shù)，0.12；盲孔制品型芯在垂直于脫模方向上的投影面積，43122。 =2174.48 3.5.2 推出零件尺寸的確定本次設(shè)計(jì)時使用推桿推出成型零部件脫模，只需計(jì)算推桿即連接桿的尺寸。根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式，可得推桿直徑（）的公式 式中推桿的最小直徑，；安全系數(shù)，可??；推桿的長度，277，脫模力，2174.48；推桿數(shù)目，16；鋼材的彈性模量，3000；=9.37,取10；推桿直徑確定后，按以下公式進(jìn)行強(qiáng)度校核 式中推桿材料的許用應(yīng)力，200；推桿所受的應(yīng)力，； 其它符號同前。=4.22200，符合受力要求。推出機(jī)構(gòu)形式如圖3.5.1所示：圖 3.5.1推出機(jī)構(gòu)示意圖3.6 調(diào)溫系統(tǒng)大型注塑模冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是產(chǎn)生均勻的冷卻、縮短成型周期。模具冷卻方式通常是將冷卻管道設(shè)置在型腔、型芯等合理的部位，再通過控制水流量及流速來調(diào)節(jié)溫度。冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)由冷卻管道的結(jié)構(gòu)、直徑及位置尺寸還有管道布局的確定等。3.6.1冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則為提高冷卻系統(tǒng)的效率，使型腔表面溫度分布均勻，冷卻回路的布置應(yīng)遵循以下基本原則:（1）在滿足冷卻所需的傳熱面積和模具結(jié)構(gòu)允許的前提下，冷卻水道數(shù)量應(yīng)盡量多，冷卻管道直徑應(yīng)盡量大些。（2）冷卻水道到型腔表面距離應(yīng)盡量相等，分布盡量與型腔輪廓吻合。當(dāng)塑件壁厚不均時，壁厚處應(yīng)為了加強(qiáng)冷卻，適當(dāng)減小水道至型腔表面的距離。（3）冷卻水道進(jìn)水與出水溫度差應(yīng)盡量小。溫差太大，表明模具的溫度不均勻，通過改變冷卻水道的排列方式來減小其長度，從而降低溫差。（4）冷卻回路的入口盡量設(shè)置于澆口附近，出口設(shè)置于熔體流動末端，從而加強(qiáng)澆口部位的冷卻。（5）避免將水孔開設(shè)置于塑料熔合部位，注意干涉及密封等問題。水孔經(jīng)過鑲塊時，適當(dāng)考慮加鑲套管密封。（6）冷卻水道應(yīng)便于加工和清理。3.6.2冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)常見的冷卻系統(tǒng)分為直通式和點(diǎn)冷式兩種結(jié)構(gòu)，下面對這兩種結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡要闡述。（1）直通式冷卻管道?？煞譃橥饨又蓖ㄊ胶蛢?nèi)接直通式兩種。外接式是指在模具外用水管接頭和橡皮管將模具內(nèi)鉆的管道連接回路;內(nèi)接式是指在模具內(nèi)部用水管接頭和螺塞將鉆的管道連接成回路。對規(guī)則的淺型塑件，直通式冷卻效果較好，且加工方便，常做為優(yōu)先的選擇。（2）點(diǎn)冷式冷卻。點(diǎn)冷式具有局部冷卻的特點(diǎn)，適用于型芯冷卻。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同，可分為噴泉式、隔板式、螺旋形塑料隔水片和導(dǎo)熱針式。大型深腔型模具常用多孔隔板式冷卻。 本文中的儀表板模具型腔采用直通式冷卻管道，使其結(jié)構(gòu)簡單，加工方便。因?yàn)樵搩x表板屬于深腔大型制品，所以型芯采用隔板式冷卻方式，加強(qiáng)對于型芯的冷卻效果。即在型芯內(nèi)鉆多個孔，插入縱向隔板，讓水從隔板一側(cè)向上流動翻到另一側(cè)，再進(jìn)入相鄰的孔，最終流出模外。同時，雖然澆注系統(tǒng)采用了熱流道方法，但熱流道與周圍模板之間有隔熱層，只有極少熱量傳遞出來，影響可以忽略，所以此處不予考慮。3.6.3冷卻回路的布置冷卻回路的布置應(yīng)保證制品均勻地冷卻，減少成型產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，提高產(chǎn)品質(zhì)量，而且能縮短冷卻時間，提高生產(chǎn)效率。因?yàn)樵搩x表板左右兩側(cè)對稱，所以冷卻回路也應(yīng)為對稱型，以確保其左右兩側(cè)冷卻均勻。 （1）型腔的冷卻回路型腔的冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用直通式冷卻管道。因?yàn)閮x表板前后兩側(cè)有側(cè)抽機(jī)構(gòu)，故水道平直布置。冷卻水道直徑取10 mm。 （2）型芯的冷卻回路型芯的冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用環(huán)繞式冷卻水道。經(jīng)過模擬，擬采冷卻回路。 圖 3.6.1 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.7導(dǎo)向機(jī)構(gòu)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面導(dǎo)向兩種形式，其設(shè)計(jì)基本要求是導(dǎo)向精確，定位準(zhǔn)確，并具有足夠的剛度、強(qiáng)度和耐磨性。模具的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用：主要用于保證動模和定模兩大部分以及模內(nèi)其他零部件之間的準(zhǔn)確對合，對模具起定位和導(dǎo)向作用。3.8 排氣系統(tǒng)模具一般的困氣位置為分布在與澆口對應(yīng)的位置；熔體中水分蒸發(fā)產(chǎn)生的氣泡一般成呈不規(guī)則的分布；熔體分解后所產(chǎn)生的氣泡一般主要分布在厚壁部分。通過觀察產(chǎn)品的外觀，可據(jù)此判斷氣泡來源，前期我們也要做事合理的預(yù)判。排氣方式很多： 利用分型面排氣； 利用型芯與模板的配合間隙排氣； 利用推桿或側(cè)型芯的間隙排氣； 開設(shè)排氣槽。經(jīng)過我們做的模流分析，本塑件中氣泡大部分都是產(chǎn)生有分型面上，所以在生產(chǎn)前，我們先可利用分型面排氣，到時若還不足夠排氣成功，則加大側(cè)型芯運(yùn)動間隙來排氣。第四章 滑塊抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)當(dāng)塑件的卡扣和孔之類的結(jié)構(gòu)特征與分型面的脫模方向垂直的時候，就無法順利脫模，就需要采用抽芯機(jī)構(gòu)才可以實(shí)現(xiàn)，本設(shè)計(jì)中，使用了內(nèi)斜頂抽芯卡扣，使用了前面斜滑塊抽芯斜孔，使用了斜彎銷滑塊完成側(cè)邊倒扣的抽芯。4.1 斜頂?shù)男螤罴凹夹g(shù)要求斜頂?shù)牟牧贤ǔ門8、T10等碳素工具鋼，亦可以采用20鋼滲碳處理(SJ/T 10519.161994)。斜頂我們正常可以采用長方形的鋼料，買回來以后，加工一些頭部就可以了。4.2 斜頂?shù)膬A斜角斜頂傾斜角是決定斜頂側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)工作效果的重要的參數(shù)；抽芯方向向動模一側(cè)傾斜；抽芯方向向定模一側(cè)傾斜。選取什么樣的斜頂結(jié)構(gòu)主要看產(chǎn)品側(cè)孔的方向，從分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)出發(fā)，其成型側(cè)孔的型芯抽出方向與開合模方向垂直。通過力分析和理論計(jì)算，一般情況是：短距離從核心是較小。當(dāng)抽芯力較大時，宜以較小的拉力為宜，而抽芯力則更為理想。在本次設(shè)計(jì)中，斜頂?shù)膬A斜角。4.3斜頂?shù)拈L度關(guān)系如下式所示6： 由公式得S=4，則斜彎銷的工作長度。斜頂?shù)目傞L度6為： 式中 。4.4 斜頂?shù)墓潭ǚ绞叫表斚旅娴牡撞?，打上一個孔，穿上一個銷釘，然后在面針板上面加工出來一個T型槽，可以把斜頂裝進(jìn)入固定，又可以對斜頂有一個導(dǎo)向作用。4.5 斜頂導(dǎo)滑槽導(dǎo)導(dǎo)槽形式如圖3-4所示，鑲針導(dǎo)軌滑動斜頂?shù)倪\(yùn)動是穩(wěn)定的，可靠的，向上和向下，或有一雙平面，以h7f7，和其余的表面留有間隙。，滑動塊的滑動部分應(yīng)具有足夠的長度，以避免在運(yùn)動中的傾斜，和滑動部分的長度應(yīng)大于3 / 2的寬度。導(dǎo)滑槽應(yīng)有足夠的耐磨性， 這個面針板材料 45 鋼，硬度 28HRC 以上3。 圖4.5 斜頂固定與導(dǎo)向4.6 斜彎銷的設(shè)計(jì)斜彎銷是側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的重要零件，其主要作用是 使滑塊正確地完成開閉動作，它決定了抽芯力和抽芯矩的大??；它的截面形狀有圓形和 矩形兩種，圓形加工方便，裝配容易且應(yīng)用較廣。此模具采用圓形矩形。斜彎銷斜角是斜彎銷軸線與其開模方向之間的夾角，斜彎銷傾角是決定斜銷抽芯 機(jī)構(gòu)工作效果的重要參數(shù)，它不僅決定了開模行程和斜銷長度，而且對斜彎銷受力狀況有著重要影響。由于注塑模開模力較大，因此，應(yīng)使斜彎銷承受彎曲應(yīng)力最小，一般在 生產(chǎn)中，斜角取 1520，由于此模具較小，所以取 15圖 4.6.1. 斜彎銷抽芯機(jī)構(gòu)4.7 前模斜滑塊的設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)中，有一個非常難的結(jié)構(gòu)，就是在塑件背部的兩個斜孔，無法用常規(guī)的滑塊來實(shí)現(xiàn)，本次設(shè)計(jì)中，采用了GCI結(jié)構(gòu)形式的模架系統(tǒng)，在頂板和定模板之間的第一次分行后，鎖緊塊與斜滑塊分開，斜滑塊在彈簧的作用下，完成斜向的抽芯工作。來成型塑件所特有的斜孔結(jié)構(gòu)，詳細(xì)的結(jié)構(gòu)如下圖所示。圖 4.6.2 前模斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)第五章 扣蓋外科模具的裝配與調(diào)試5.1 模具的安裝5.1.1 模具總裝圖 模具總裝圖5.1.2 模具的裝配 模具裝配圖主視圖5.2.試模試模是模具生產(chǎn)的最后階段，此時模具要經(jīng)受正常工作條件的考驗(yàn)。試模時可能發(fā)現(xiàn)各種各樣的產(chǎn)品缺陷，要經(jīng)具體的分析改進(jìn)注塑條件以求獲得滿意的質(zhì)量。如果生產(chǎn)由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)或模具設(shè)計(jì)、制造的問題而產(chǎn)生問題，且不能由注塑條件的調(diào)整加以解決就必須修整模具或提交有關(guān)人員解決。試模的一般過程是：先將擦干凈的模具按常規(guī)安裝到注射機(jī)上，然后調(diào)整合模、開模和頂出，在空載情況下合模開模來回活動幾下，若沒發(fā)現(xiàn)模具有異?；虿混`活等問題，就開始試打樣件。料筒的塑料應(yīng)符合要求并存放一定的量，由注射機(jī)加熱塑化，打樣件時注射量，注射壓力鎖模力通過試模確定最佳值，此時塑件應(yīng)符合外形和表面質(zhì)量達(dá)到產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。塑件在注射成型過程中模具動作靈活，操作正常，制品合格，試模工作即告結(jié)束。5.2.1 試模時可能出現(xiàn)的問題和解決辦法注射填充不足：產(chǎn)生原因：熔體流動阻力過大；型腔排氣不良；鎖模力不足。改進(jìn)措失：正確的設(shè)計(jì)流道或分流道使其合理；合理的安排頂桿、鑲塊，利用間隙充分排氣調(diào)大鎖模力，保證正常制件料量。制品尺寸超差：產(chǎn)生原因：注射壓力過高，保壓時間過長；注射壓力偏低，保壓時間不足。 改進(jìn)措失：提高模具溫度；降低注射壓力，縮短保壓時間；調(diào)整工藝參數(shù)。制品產(chǎn)生飛邊：產(chǎn)生原因：注射過量；鎖模力不足；模具局部配合不佳。 改進(jìn)措失：調(diào)整工藝參數(shù)；加大鎖模力；省模。翹曲變形： 產(chǎn)生原因：物料帶有雜質(zhì)灰塵，未干燥；排氣系統(tǒng)不佳；型腔表面粗糙度不高。改進(jìn)措失：加大噴嘴、改變冷卻水道和推出桿的位置或延長保壓時間。表面質(zhì)量差：產(chǎn)生原因：物料帶有雜質(zhì)灰塵，未干燥；排氣系統(tǒng)不佳；型腔表面粗糙度不高等。改進(jìn)措失：通過對物料的充分清潔干燥；改進(jìn)排氣系統(tǒng)；研磨型腔表面等。制品粘模:產(chǎn)生原因：澆口尺寸太大，且位置不當(dāng)、型腔的表面粗糙度太高了、脫模斜度太小或推出位置不恰當(dāng)。改進(jìn)措失：增加澆口尺寸、改正它的位置；拋光型腔的表面；增加脫模斜度；選擇合適的推出位置來達(dá)到要求。主流道粘模:產(chǎn)生原因：主流道襯套的表面粗糙度太高、主流道脫模斜度太小、噴嘴的孔徑大于主流道的直徑、主流道襯套的弧度與噴嘴的弧度不吻合。改進(jìn)措失：減低主流道粗糙度、增加主流道的斜度、減小噴嘴直徑、使噴嘴和主流道的尺寸相同并對準(zhǔn)。氣泡:產(chǎn)生原因：原料含水分、溶劑或易揮發(fā)物、塑料溫度太高或受熱時間太長，已降解或分解、注射壓力太大、注射螺桿退回太早、模具溫度太低、注射速度太快、在機(jī)筒加料端混入空氣等。改進(jìn)措失：干燥原料、降低成型溫度，或拆機(jī)換新料、降低注射壓力、延長退回時間或增加預(yù)塑時間、提高模溫、降低注射速度、適當(dāng)增加背壓排氣，或?qū)兆⑸?。凹痕：產(chǎn)生原因：流道澆口太小、制品太厚或薄厚懸殊太大、澆口位置不適當(dāng)、注射及保壓時間太短、加料量不夠、機(jī)筒溫度太高、注射壓力太小、注射速度太低。改進(jìn)措失：增加流道澆口尺寸、改進(jìn)制件工藝設(shè)計(jì)使制件薄厚相差小、澆口開在制件的厚壁處改進(jìn)澆口位置、延長注射及保壓時間、增加裝料量、降低機(jī)筒溫度、提高注射壓力、提高注射溫度等。5.2.2 試模時應(yīng)注意的事項(xiàng)試模過程中應(yīng)做詳細(xì)的記錄并將結(jié)果填入試模記錄卡，注明模具是否合格。如需返修，則應(yīng)提出相應(yīng)的返修意見，在記錄卡中應(yīng)摘錄成型工藝條件及操作注意點(diǎn)，著明產(chǎn)品的缺陷，最好能附上加工出來的制品，以供參考。試模后，將模具清理干凈，涂上防銹油，然后入庫或返修。結(jié) 論xxx學(xué)院四年的學(xué)習(xí)學(xué)到了很多東西，通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對產(chǎn)品分析、注塑模具設(shè)計(jì)及裝配、模具制造工藝模具材料的選用、二維及三維畫圖等知識有了系統(tǒng)的認(rèn)識和把握。同時，在這個忙碌充實(shí)的探索過程中我非常享受，也暴露出了自己某些方面的不足，簡單的總結(jié)如下：（1）剛開始設(shè)計(jì)時思路比較混亂，對模具的設(shè)計(jì)流程不清楚，該做的工作沒做，甚至還有順序顛倒的情況，導(dǎo)致走了很多沒必要的彎路，在此需要檢討。（2）對模具各種數(shù)據(jù)相關(guān)性認(rèn)識不夠，不懂得利用數(shù)據(jù)，以至于做了很多繁瑣反復(fù)的計(jì)算，繞來繞去發(fā)現(xiàn)實(shí)際上算的是一個地方，浪費(fèi)了很多時間。（3）基礎(chǔ)知識不太扎實(shí)，設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)過很多繪圖方面的錯誤，繪圖軟件不熟悉等，（4）解決問題角度過于單一，缺乏多方案分析的意識，老是一個人冥思苦想，效率太低。畢業(yè)設(shè)計(jì)是工作前的一次非常重要的實(shí)戰(zhàn)演練，通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，不但完成設(shè)計(jì)任務(wù)，還使我處理問題的方法，領(lǐng)悟了設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)用的重要性，也使讓我在語言組織能力上了有全面地提升，相信這為我以后從事本專業(yè)實(shí)際工作和研究工作奠定了重要的思想基礎(chǔ)。43致 謝經(jīng)過了幾個月的時間，終于比較圓滿完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。此時此刻，我要特別感謝我的導(dǎo)師的精心指導(dǎo)，想想這幾個月，感覺經(jīng)受一場艱苦的跋涉，同時也感覺自己的專業(yè)水平也有了一個較大的提升。整個設(shè)計(jì)過程中，通過查閱各類專業(yè)參考書籍，進(jìn)一步拓寬了自己的知識面，也加深了自己專業(yè)知識的理解，也加強(qiáng)了對本專業(yè)知識的運(yùn)用能力。老師指導(dǎo)我解決了關(guān)鍵性的技術(shù)難題，給我傳輸了模具設(shè)計(jì)的思路，使我對模具設(shè)計(jì)的整個流程有了深刻的把握，從而使我設(shè)計(jì)過程中始終保持著清晰的思維而少走了很多彎路，更重要的是教會了我分析問題的方法，提高了我獨(dú)立分析和解決實(shí)際問題的能力，這在以后的人生中將長期受用。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成，同時也要感謝本小組其他同學(xué)的熱心幫助，感謝院系領(lǐng)導(dǎo)對我們畢業(yè)設(shè)計(jì)的重視和關(guān)心，使我們能夠全身心的投入到設(shè)計(jì)中去，為更好、更快的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了重要保障。參考文獻(xiàn)1汪哲能.醫(yī)用輸液泵體多層式復(fù)合脫模機(jī)構(gòu)與注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)J.工程塑料應(yīng)用,2017,45(11):81-87.2許傲.斜度頭洗發(fā)液瓶蓋脫模機(jī)構(gòu)及模具設(shè)計(jì)J.塑料,2017,46(04):102-105+112.3張麗. 基于UG和Moldflow注塑模設(shè)計(jì)和CAE實(shí)例分析D.湖北工業(yè)大學(xué),2017.4張平. 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