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滅火器桶座塑料成型工藝與模具設計 1 目 錄 1 緒 論 1 1 1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1 1 1 1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 2 1 1 2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢 2 1 2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 3 1 3 塑料磨具設計與制造方面 4 2 模塑工藝規(guī)程的編制 5 2 1 塑件的工藝性分析 5 2 1 1 塑件的原材料分析 5 2 1 1 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 5 2 2 計算塑件的質(zhì)量與體積 6 2 3 塑件注塑工藝參數(shù)的確定 6 3 注塑模的結(jié)構(gòu)設計 8 3 1 分型面的選擇 8 3 2 確定型腔的排列方式 8 3 3 澆注系統(tǒng)設計 9 3 4 抽芯機構(gòu)設計 9 3 4 1 確定抽芯距 10 3 4 2 確定斜導柱傾角 10 3 4 3 確定斜導柱的尺寸 10 3 4 4 滑塊和導滑槽設計 11 3 5 成型零件結(jié)構(gòu)設計 11 3 5 1 型腔的結(jié)構(gòu)設計 11 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 2 3 5 2 型芯的結(jié)構(gòu)設計 11 4 模具設計的有關(guān)計算 12 4 1 型腔和型芯工作尺寸計算 12 4 1 1 成型塑件 50 的型腔部分尺寸計算 12 4 1 2 成型塑件外壁的型腔分尺寸計算 12 4 1 3 成型塑件底端凸緣的型芯部分尺寸計算 13 4 1 4 成型 R 型腔部分尺寸計算 133 4 1 5 成型 34 深 6mm 孔的型芯尺寸計算 13 4 1 6 成型 90 深 80mm 異形盲孔的型芯尺寸計算 144502 4 1 7 成型制件側(cè)壁通孔滑塊尺寸計算 14 4 2 型腔板的三維尺寸確定 14 4 2 1 型腔板厚度計算 14 4 2 2 型腔板長寬尺寸計算 15 5 模具加熱及冷卻系統(tǒng)的計算 16 6 模具閉合高度及注塑機有關(guān)參數(shù)的校核 17 6 1 模具閉合高度 17 6 2 注塑機有關(guān)參數(shù)的校核 17 7 模具的裝配 試模與維修 18 7 1 裝配 18 7 2 試模 19 7 3 模具的維修 20 8 主要零件加工工藝規(guī)程的編制 21 9 結(jié) 論 22 致 謝 24 參考文獻 25 滅火器桶座塑料成型工藝與模具設計 1 1 緒 論 隨著我國改革開放步伐的進一步加快 中國正逐步成為全球制造業(yè)的基地 特別是加入 WTO 后 作為制造業(yè)基礎(chǔ)的模具行業(yè)近年來得到了迅速發(fā)展 模具是 工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備 在電子 汽車 電機 電器 儀表 家電和通信等產(chǎn) 品中 60 80 的零部件都依靠模具成型 國民經(jīng)濟的五大支柱產(chǎn)業(yè) 即機械 電子 汽車 石化 建筑 都要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應 模具生產(chǎn)水平的 高低 己成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志 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 因此 我國要從一個制造業(yè)大國發(fā)展成 為一個制造業(yè)強國 必須要振興和發(fā)展我國的模具工業(yè) 提高模具工業(yè)的整體技 術(shù)水平 目前 我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當?shù)穆浜?主要原因是我 國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝 模具標準化 模具設計 模具制造工藝及設備等 方面與工業(yè)發(fā)達的國家尚有相當大的差距 導致我國模具在壽命 效率 加工精 度 生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大 1 1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1 1 1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 我國模具近年來發(fā)展很快 目前 我國制造業(yè)的資源已突破了企業(yè) 社會 國家的界線 制造業(yè)的國際化已是一個客觀事實 據(jù)不完全統(tǒng)計 2010 年我 國模具生產(chǎn)廠點約有 2 萬多家 從業(yè)人員約 50 多萬人 2011 年模具行業(yè)的發(fā)展 保持良好勢頭 模具企業(yè)總體上訂單充足 任務飽滿 2011 年模具產(chǎn)值 530 億元 進口模具 18 13 億 美元 出口模具 4 91 億美元 分別比 2010 年增長 18 32 4 和 45 9 進出口之比 2004 年為 3 69 1 進出口相抵后的進凈口達 13 2 億美元 為凈進口量較大的國家 在 2 萬多家生產(chǎn)廠點中 有一半以上是自產(chǎn)自用的 在模具企業(yè)中 產(chǎn)值過 億元的模具企業(yè)只有 20 多家 中型企業(yè)幾十家 其余都是小型企業(yè) 近年來 模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快 主要表現(xiàn)為 大型 精密 復雜 長 壽命中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品 專業(yè)模具廠數(shù)量增加 能力提高較快 三資 及私營企業(yè)發(fā)展迅速 國企股份制改造步伐加快等 雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速 但遠遠不能適應國民經(jīng)濟發(fā)展的需要 我國尚 存在以下幾方面的不足 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 2 第一 體制不順 基礎(chǔ)薄弱 三資 企業(yè)雖然已經(jīng)對中國模具工業(yè)的發(fā) 展起了積極的推動作用 私營企業(yè)近年來發(fā)展較快 國企改革也在進行之中 但 總體來看 體制和機制尚不適應市場經(jīng)濟 再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱 因此 行業(yè)發(fā)展還不盡如人意 特別是總體水平和高新技術(shù)方面 第二 開發(fā)能力較差 經(jīng)濟效益欠佳 我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低 水平較 低 且不重視產(chǎn)品開發(fā) 在市場中經(jīng)常處于被動地位 我國每個模具職工平均年 創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1 萬美元 國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多是 15 20 萬美元 有的高 達 25 30 萬美元 與之相對的是我國相當一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管 理 真正實現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少 第三 工藝裝備水平低 且配套性不好 利用率低 雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了 先進的加工設備 但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多 特別是設備數(shù)控 化率和 CAD CAM 應用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多 由于體制和資金等原因 引進 設備不配套 設備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍 設備利用率低的問題長期得不 到較好解決 裝備水平低 帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題 第四 專業(yè)化 標準化 商品化的程度低 協(xié)作差 由于長期以來受 大而 全 小而全 影響 許多模具企業(yè)觀念落后 模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低 專 業(yè)化分工不細 商品化程度也低 目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具 商品模具只占 45 左右 其馀為自產(chǎn)自用 模具企業(yè)之間協(xié)作不好 難以完成較大規(guī)模的模具成套 任務 與國際水平相比要落后許多 模具標準化水平低 標準件使用覆蓋率低也 對模具質(zhì)量 成本有較大影響 對模具制造周期影響尤甚 第五 模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后 模具材料性能 質(zhì)量和品種往往會影 響模具質(zhì)量 壽命及成本 國產(chǎn)模具鋼與國外進口鋼相比 無論是質(zhì)量還是品種 規(guī)格 都有較大差距 塑料 板材 設備等性能差 也直接影響模具水平的提高 1 1 2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢 巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展 雖然我國的模具工業(yè)和技 術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展 但與國外工業(yè)發(fā)達國家相比仍存在較大差距 尚不能完全滿足國民經(jīng)濟高速發(fā)展的需求 未來的十年 中國模具工業(yè)和技術(shù)的 主要發(fā)展方向包括以下幾方面 1 模具日趨大型化 2 在模具設計制造中廣泛應用 CAD CAE CAM 技術(shù) 滅火器桶座塑料成型工藝與模具設計 3 3 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 4 在塑料模具中推廣應用熱流道技術(shù)輔注射成型和高壓注射成型技術(shù) 5 提高模具標準化水平和模具標準件的使用率 6 發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù) 7 模具的精度將越來越高 8 模具研磨拋光將自動化 智能化 9 研究和應用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程 10 開發(fā)新的成形工藝和模具 1 2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率 低成本 高精度 高一致性和清潔環(huán)保的 特性 是其他加工制造方法所無法替代的 近幾年 全球模具市場呈現(xiàn)供不應求 的局面 世界模具市場年交易總額為 600 650 億美元左右 美國 日本 法國 瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一 國外模具總量中 大型 精密 復雜 長壽命模具的比例占到 50 以上 國外 模具企業(yè)的組織形式是 大而專 大而精 2011 年中國模協(xié)在德國訪問時 從 德國工 模具行業(yè)組織 德國機械制造商聯(lián)合會 VDMA 工模具協(xié)會了解到 德 國有模具企業(yè)約 5000 家 2010 年德國模具產(chǎn)值達 48 億歐元 其中 VDMA 會員 模具企業(yè)有 90 家 這 90 家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的 90 可見 其規(guī)模效益 隨著時代的進步和技術(shù)的發(fā)展 國外的一些掌握和能運用新技術(shù)的人才如模 具結(jié)構(gòu)設計 模具工藝設計 高級鉗工及企業(yè)管理人才 他們的技術(shù)水平比較 高 故人均產(chǎn)值也較高 我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬美元左右 而國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多 15 20 萬美元 有的達到 25 30 萬美元 國外先進國家模具標準件使用覆蓋率達 70 以上 而我國才達到 45 1 3 塑料磨具設計與制造方面 為了順應當前高職高專的教育發(fā)展形式 人才培養(yǎng)目標和積極響應學校教育 教學環(huán)節(jié) 本著提高自己專業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)技能的原則 本著對工作認真嚴謹 求 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 4 真務實的態(tài)度 現(xiàn)將完成 滅火器注塑模 這一課題的畢業(yè)設計 這一次的畢業(yè) 設計是大學階段的最后一次技能練習 也是即將踏向社會 走向工作崗位的一張 入場券 因此 也可以說這次畢業(yè)設計是為我們就業(yè)所打開的一扇窗戶 它所要 用到的知識是各個專業(yè)知識的大熔爐 通過它 可以將以前所學的分散的知識點 進行整合和歸于系統(tǒng)化 通過它 可以加深對所學課程的印象 通過它 可以溫 故而知新 再次 通過這次模具設計將使我產(chǎn)生一種很深的認識 那就是模具設 計必須盡可能標準化 因此 在工作過程中 提高了我查閱各種手冊和標準的能 力 這對以后的實際工作是大有裨益的 本課題的設計是塑料模具 其目的和應 該具備的能力有 看懂圖紙并能夠表達視圖 了解塑料的性能 了解成型設備以 及能夠選擇 熟悉掌握注塑件結(jié)構(gòu)與模具的關(guān)系 熟悉模具結(jié)構(gòu) 這是完成本課 題設計所應具備的最基本的技能 設計程序為 接受任務書 調(diào)研 消化原始材 料 選擇成型設備 在設計模具之前 首先要選擇好成型設備 這就需要了解各 種成型設備的規(guī)格 性能和特點 然后是擬訂模具結(jié)構(gòu)方案 包括塑件成型 型 腔布置 選擇分型面 確定澆注系統(tǒng) 選擇脫模方式 模溫調(diào)節(jié) 確定主要零件 的結(jié)構(gòu)與尺寸 支承與聯(lián)結(jié) 接著是方案的討論與論證 繪制模具裝配草圖及裝 配圖 繪制零件圖 編寫設計說明書 最后是模具制造 試模與圖紙修改 滅火器桶座塑料成型工藝與模具設計 5 2 模塑工藝規(guī)程的編制 該塑件是滅火器 其零件圖如下所示 本塑件的材料采用 ABS 生產(chǎn)類型為 大批量生產(chǎn) 1 1 塑件圖 2 1 塑件的工藝性分析 2 1 1 塑件的原材料分析 塑件的材料采用 ABS 屬于熱塑性塑料 從使用性能上看 該塑料具有剛性 好 耐熱性強 化學穩(wěn)定性較好等優(yōu)點 機械性能比聚乙烯好 是理想的絕緣材 料 從成型性能上看 熔料的流動性較好 容易成型 成型性能較好 另外 該 塑料在成型時易產(chǎn)生變形 縮孔等缺陷 成型溫度低時 方向性明顯 易產(chǎn)生內(nèi) 應力 因此 在成型時應注意控制成型溫度 冷卻速度不宜過快 2 1 2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 1 結(jié)構(gòu)分析 從零件圖上看 該零件總體形狀為柱狀 內(nèi)部掏空 形似 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 6 旋轉(zhuǎn)體 在高度方向上是階梯形 頂部有一階梯孔 外形尺寸為 50mm 孔大孔 尺寸為 34mm 孔深 6mm 底部高 80mm 底部邊緣有一環(huán)形凸緣 制件總高度為 100mm 底部內(nèi)孔 制件外壁對稱分布有四個通孔 因此 模具設計時必須45029 設置側(cè)向分型抽芯機構(gòu) 該制件屬于中等復雜程度 2 尺寸精度分析 該零件重要尺寸 如 mm 50mm 100mm 的尺寸45029 度為 MT3 級 GB T14486 1993 次要尺寸 如 24mm 6mm 80mm 的尺寸精度為 MT4 GB T14486 1993 由以上分析可見 該零件的尺寸精度中等偏上 對應個 模具的相關(guān)的零件的尺寸加工可以得到保證 從塑件的壁厚來看 壁厚最大處為 11 3mm 最小處為 8mm 且制件的多數(shù)部位為 8mm 所以說制件的壁厚較均勻 零件的成型不是很困難 3 表面質(zhì)量分析 該零件的表面除要求沒有缺陷 毛刺 內(nèi)部不得有 縮孔外 沒有其他特別的表面質(zhì)量要求 故比較容易得到保證 綜合上述分析可以看出 注塑成型時 在工藝參數(shù)控制得較好的情況下 零 件的成型且生產(chǎn)出合格制件的要求可以得到保證 2 2 計算塑件的體積和質(zhì)量 計算塑件的體積和質(zhì)量是為了選用注塑機及注塑成型參數(shù) 計算塑件的體積 V 121350 54mm 過程略 3 計算塑件的質(zhì)量 根據(jù)設計手冊查得 ABS 的密度為 1 01 1 05kg dm 現(xiàn)取3 密度為 1 04kg dm 3 故塑件的質(zhì)量為 W v 1 04 121350 54 10 3 126 20g 采用一模一腔的模具結(jié)構(gòu) 考慮其外形尺寸 注塑時所需壓力等情況 初步 選用注塑機為 XS ZY 250 型 2 3 塑件注塑工藝參數(shù)的確定 查手冊可知 增強聚丙烯 ABS 的成型工藝參數(shù)可做如下選擇 試模時 應根 據(jù)實際情況作適當調(diào)整 滅火器桶座塑料成型工藝與模具設計 7 注射溫度 包括料筒溫度和噴嘴溫度 料筒溫度 后段溫度 t 選用 230 1 中段溫度 t 選用 240 2 前段溫度 t 選用 260 3 噴嘴溫度 選用 230 注射壓力 選用 100MPa 保 壓 選用 72MPa 保壓時間 選用 10s 冷卻時間 選用 30s 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 8 3 注塑模的結(jié)構(gòu)設計 注塑模的結(jié)構(gòu)設計主要包括 分型面的選擇 模具型腔數(shù)目的確定 型腔的 排列方式 冷卻水道的布置 澆口位置設置 模具工作零件和結(jié)構(gòu)設計 側(cè)向分 型與抽芯機構(gòu)設計 推出機構(gòu)的設計等內(nèi)容 3 1 分型面的選擇 模具設計中 分型面的選擇很關(guān)鍵 它在很大程度上決定了模具的結(jié)構(gòu) 應根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來確定分型面 分型面的選擇應遵循以下原則 1 制品或制品組件 含嵌件 的正視圖應盡量相對于注塑機的軸線對稱 分布 以便成型 2 制品的方位應便于脫模 開模后制品應留在動模部分 這樣便于利用 成型設備脫模 3 當用模具的互相垂直的活動成型零件成型孔 槽 凸臺時 制品的位 置應該選擇其中能使制品在成型設備工作臺安裝平面上的投影面積為最小的方案 4 長度較長的管類制品 如果將它的長軸安置在模具開模方向 而不能 開模和取出制品的 或是管接頭類制品 要求兩個方向開模的 應將管接頭的長 軸安置在與模具的開模相垂直的方向 這樣可以減少模具厚度 便于開模和取出 制品 但必須設置抽芯機構(gòu) 5 如果是自動旋出螺紋制品或螺紋型芯的模具 對制品的布置有專門的 要求 6 最后制品位置的選定 應結(jié)合澆口位置 溫調(diào)系統(tǒng)布置以及制品的外 觀要求等綜合考慮 綜合以上要求 滅火器的分型面作出如下選擇 3 2 確定型腔的排列方式 本塑件采用一模一腔 塑件布置在模具中心 注射壓力平衡 流道支路平衡 滅火器桶座塑料成型工藝與模具設計 9 生產(chǎn)出合格的制件容易得到保證 且制件的四周互成 90 度分布有四個通孔 因 此必須設置抽芯機構(gòu) 抽芯機構(gòu)采用的是斜導柱滑塊側(cè)向分型抽芯機構(gòu) 模具具 有中等復雜程度 如果設置成一模多腔 會造成 模具的復雜程度提高 模具的 設計及制造成本將成倍增長且生產(chǎn)出來的制件質(zhì)量不容易保證 綜合上述因素 采用一模一腔的型腔布置具有較好的經(jīng)濟性 3 1 分型面的選擇 3 3 澆注系統(tǒng)設計 1 主流道設計 根據(jù)設計手冊查得 XS ZY 250 型注塑機噴嘴的有關(guān)尺 寸 噴嘴前端孔徑 d 4mm0 噴嘴前端球面半徑 R 18mm 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系 R R 1 2 mm0 D d 0 5 1 mm0 現(xiàn)取主流道的小端直徑 d 4 5mm 取主流道球面半徑 R 19mm 為了便于將凝料從主流道中拔出 將主流道設計成圓錐形 其錐度為 20 4 0 現(xiàn)取 2 經(jīng)換算得主流道大端直徑為 D 10mm 因此 該模具的澆注 系統(tǒng)是主流道式的澆注系統(tǒng) 沒有分流道 故無須設計分流道 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 10 2 澆口設計 根據(jù)塑件的成型要求及制件的特點 該塑件采用圓環(huán)的澆口 較為理想 查表初選環(huán)形澆口長度為 0 75mm 在試模時修正 3 4 抽芯機構(gòu)設計 本塑件的側(cè)壁有四個通孔 它們均垂直于脫模方向 阻礙成型后塑件從模具 中脫出 因此 成型四個通孔的零件必須做成活動的型芯 即作成滑塊 本副模 具采用斜導柱滑塊抽芯機構(gòu) 3 4 1 確定抽芯距 抽芯距一般應大于成型孔 或凸臺 的深度 本塑件的側(cè)壁通孔深度均相等 均等于側(cè)壁的厚度 8mm 考慮到抽芯時的安全 另加 3 5mm 的抽芯安全系數(shù) 因 此可取抽芯距 S 12mm 抽 3 4 2 確定斜導柱傾角 斜導柱的傾角 是抽芯機構(gòu)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)之一 它與抽拔力及抽芯距離 有直接關(guān)系 一般取 15 25 本模具選取 20 3 4 3 確定斜導柱的尺寸 斜導柱的直徑取決于抽拔力及其抽拔角度 可按設計資料的有關(guān)公式進行計 算 本副模具經(jīng)驗估值 取斜導柱的直段部分直徑 D 25mm 折彎部分 d 20mm 以 后可以修正 斜導柱的長度應根據(jù)抽拔距 固定端模板的厚度 斜導柱的直徑及 斜角大小確定 直段部分的長度 L L L 4mm12 32 85 4 113mm L 定模板厚度1 L 滑塊以上的型腔板厚度2 4 斜導柱直段部分端面與滑塊間的間隙 滅火器桶座塑料成型工藝與模具設計 11 折彎部分的長度 L D cos20 S sin20 4mm 48 cos20 12 sin20 4mm 90mm D 滑塊的厚度 S 抽拔距 4 留出的安全裕度 3 4 4 滑塊和導滑槽設計 1 滑塊與型腔板的連接方式設計 本模具的側(cè)向抽芯機構(gòu)主要是用于成 型零件的側(cè)壁通孔 由于側(cè)向通孔的尺寸大小中等 考慮到型腔板的強度及裝配 問題 采用組合式結(jié)構(gòu) 型腔板與滑塊的連接采用鑲嵌方式 2 滑塊的導滑方式 本模具為使之結(jié)構(gòu)緊湊 降低模具裝配復雜程度 擬采用整體式滑塊和整體式導向槽的形式 3 滑塊的導滑長度和定位裝置設計 本副模具由于側(cè)抽芯距較短 故導 滑長度只要符合滑塊在開模時的定位要求即可 滑塊的定位采用限位拉桿的限位 與定位 3 5 成型零件結(jié)構(gòu)設計 3 5 1 型腔的結(jié)構(gòu)設計 本副模具模具采用的是一模一腔的結(jié)構(gòu)形式 考慮到加工的難易程度 材料 的利用價值和塑件的精度等因素 型腔擬采用整體式結(jié)構(gòu) 其結(jié)構(gòu)如裝配圖所示 根據(jù)本副模具澆口與主流道的設計要求 澆口設在型芯與澆口套之間 即兩 者的間隙 其結(jié)構(gòu)為環(huán)形帶 3 5 2 型芯的結(jié)構(gòu)設計 型芯主要是與型腔相結(jié)合構(gòu)成塑件的內(nèi)形 其結(jié)構(gòu)擬采用整體式結(jié)構(gòu) 中間 鑲有隔水板 從而使型芯充分冷卻 達到冷的效果 該型芯用反嵌法壓入動模板 采用軸肩定位 定位可靠 其結(jié)構(gòu)如裝配圖所示 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 12 4 模具設計的有關(guān)計算 模具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 查手冊得 ABS 的收縮率為 S 0 4 0 8 故平均收縮率為 S 0 6 考慮cp 到模具制造的現(xiàn)有條件及制造的使用要求 現(xiàn)模具制造的公差取 3 z 4 1 型腔和型芯工作尺寸計算 4 1 1 成型塑件 50 的型腔部分尺寸計算 50 屬于未注公差尺寸 取未注公差等級 MT5 級 則允許偏差為 0 42 GB T14486 1993 故制品尺寸為 50 mm 型腔內(nèi)表面尺寸 042 D D D S 3 4 Mmaxcp 30 50 50 0 6 3 4 0 42 30 49 99 mm 140 4 1 2 成型塑件外壁的型腔分尺寸計算 外壁直徑 106 未注公差取 MT5 級 則允許偏差為 0 67 GB T14486 1993 故制品尺寸為 106 對應型腔尺寸 067 D D D S 3 4 Mmaxcp 30 滅火器桶座塑料成型工藝與模具設計 13 106 106 0 6 3 4 0 67 30 106 13 mm 20 4 1 3 成型塑件底端凸緣的型芯部分尺寸計算 凸緣直徑 114mm 未注公差取 MT5 級 則允許偏差為 0 67 GB T14486 1993 故尺寸為 114 mm 對應型腔尺寸 067 D D D S 3 4 Mmaxcp 30 114 114 0 6 3 4 0 67 30 114 18 mm20 4 1 4 成型 R 型腔部分尺寸計算3 未注公差取 MT5 級 則允許偏差為 0 2 GB T14486 1993 則尺寸為 R 對應型芯圓角半徑 302 L L L S 3 4 RmaxaxRcp 30 3 3 0 6 3 4 0 2 30 R2 87 mm670 4 1 5 成型 34 深 6mm 孔的型芯尺寸計算 未注公差取 MT5 級 則允許偏差為 0 38 和 0 34 GB T14486 1993 則尺寸 為 34 mm 10 mm 則 380 240 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 14 D D D S 3 4 Mmaxcp 03 34 38 34 38 0 6 3 4 0 38 038 34 87 mm013 H H H S 2 3 Mmaxcp 03 10 24 10 24 0 6 2 3 0 24 0324 10 46 mm08 4 1 6 成型 90 深 80mm 異形盲孔的型芯尺寸計算4502 D D D S 3 4 Mmaxcp 03 90 45 90 45 0 6 3 4 0 65 0365 91 48 mm02 h h h S 2 3 Mmaxcp 03 82 6 82 6 0 6 2 3 0 6 03 83 50 mm02 滅火器桶座塑料成型工藝與模具設計 15 4 1 7 成型制件側(cè)壁通孔滑塊尺寸計算 孔寬 24mm 未注公差取 MT5 級 則尺寸為 24 mm 則 320 L L L S 3 4 Mcp 24 32 24 32 0 6 3 4 0 32 032 24 70 mm 01 現(xiàn)將模具工作零件的尺寸制成表格 1 4 2 型腔板的三維尺寸確定 4 2 1 型腔板厚度計算 該型腔板的厚度包括兩部分組成 一部分是塑件的高度 另一部分是澆口套 埋入型腔板的厚度 故該型腔板的厚度較大 現(xiàn)擬確定該厚度為 L 85 24 24 9 142mm 計算過程略 若有不確 以后修正 4 2 2 型腔板長寬尺寸計算 型腔板的長寬尺寸即是厚度尺寸 型腔板厚度計算是模具設計中的重要問 題 目前常的方法有按強度條件計算和按剛度條件計算兩大類 因為實際的模具 要求既不允許因強度不足而明顯變形 甚至破壞 也不允許因剛度不足而發(fā)生過 大變形 目前許多單位都是憑經(jīng)驗確定 在此 考慮到實際狀況 因本副模具的 型腔板是整體式的 且結(jié)構(gòu)很復雜 其中間有一個成型制件的異形孔 有與斜導 表 4 1 型腔 型芯及滑塊的工作尺寸 類 別 序 號 模具零件名稱 塑件尺寸 計算公式 型腔或型芯 滑 塊 的工作尺寸 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 16 50 042 D D Mmax D S 3 4 maxcp 30 49 99 140 R302 L L Rmax L S 3 4 axcp 30 R2 87 670 106 067 D D Mmax D S 3 4 maxcp 30 106 13 20 型 腔 的 計 算 1 型腔板 114 067 D D Mmax D S 3 4 maxcp 30 114 18 20 34 380 D D Mmax D S 3 4 maxcp 03 34 87 013 10 240 H H H Maxm S 2 3 cp 03 10 4608 型 芯 的 計 算 2 型芯 90 4502 D D Mmax D S 3 4 maxcp 03 91 48 02 滑 塊 的 計 算 3 滑塊 24 320 L L L Maxm S 3 4 cp 03 24 7001 滅火器桶座塑料成型工藝與模具設計 17 柱相配合的孔 旁邊分布有孔徑不一致的通孔 側(cè)壁有與滑塊相配合的孔 如此 復雜的端面形狀 很難對此型腔板的強度和剛度進行計算及校核 初定尺寸如下 寬度方向 L 2 114 2 28 25 25 270mm 計算過程及數(shù)字意義略 至此 動模板的型號為 315mm 355mm 32mm GB T4169 8 1984 因此 將 型腔板的長度尺寸改為 355mm 寬度尺寸改為 315mm 高度尺寸不變 142mm 根據(jù) 標準模架系列將導柱直段直徑改為 32mm 折彎段改為 25mm 5 模具加熱及冷卻系統(tǒng)的計算 本塑件在注塑成型時不要求有太高的溫度 僅在螺桿中的加熱及剪切熱 就能夠滿足注射成型要求 另一方面 能不用加熱系統(tǒng)就盡量不用 因為 設置加熱系統(tǒng)使得模具的復雜程度提高及模具成本增加 綜合上述原因 該 模具不設加熱系統(tǒng) 根據(jù)成型塑件的特點 模具的平均工作溫度在 40 左右 因此 根據(jù)經(jīng)驗判定 模具工作溫度在 80 以下的 需要設置冷卻系統(tǒng) 設 置冷卻系統(tǒng)能改善成型條件 穩(wěn)定制品的形位尺寸精度 改善制品的物理 機械性能以及提高制品的表面質(zhì)量 最重要的是能夠縮短成型周期 提高生 產(chǎn)效率 本副模具設置三對冷卻水管 型腔板上布置兩對 型芯上布置一對 見裝配圖 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 18 6 模具閉合高度及注塑機有關(guān)參數(shù)的校核 6 1 模具閉合高度 本副模具的閉合高度是定模座板 定模板 型腔板 推件板 動模板及動模 座板的和 選推件板的厚度為 32mm 動定模座板為 25mm 動模板選 40mm 因此模具的閉合高度為 H H H H H H H123456 25 32 142 32 50 25 306mm H 定模座板的厚度 1 H 定模板的厚度 2 H 型腔板厚度 3 H 推件板的厚度 4 H 動模板的厚度 5 6 2 注塑機有關(guān)參數(shù)的校核 本副模具的外形尺寸為 400mm 315mm 306mm XS ZY 250 型注塑機的模板 滅火器桶座塑料成型工藝與模具設計 19 最大安裝尺寸為 448mm 370mm 故能滿足模具的安裝要求 由上述計算得模具的閉合高度為 H 306mm XS ZY 250 型注塑機所允許模具 的 最小厚度 H 200mm 最大厚度 H 350mm 即滿足模具的安裝條件 minmax 經(jīng)查資料 XS ZY 250 型注塑機的最大開模行程 S 500mm 滿足塑件頂出要 求 S H H H 5 10 mm123 25 32 142 10 209mm 此外 由于側(cè)向分型抽芯距較短 不會過大增加開模距離 注塑機的開模行 程足夠 經(jīng)驗證 XS ZY 250 型注塑機能滿足使用要求 故可采用 7 模具的裝配 試模與維修 7 1 裝配 塑料模的裝配順序可有兩種 一種是當動 定模合模后有正確的配合要求 互相間易于對中時 以其主要工作零件如型芯 型腔和鑲件等作為裝配基準 在 動 定模之間對中后才加導柱 導套 另一種是當塑料件結(jié)構(gòu)形狀使型芯 型腔 在合模后很難找正相對位置 或在模具中設有斜滑塊機構(gòu)時 通常要先安裝好導 柱 導套作為模具的裝配基準 塑料模裝配的主要內(nèi)容如下 1 型芯的裝配 將型芯裝入固定板的方法與其連接方式有關(guān) 型芯與固 定板通常采用過度配合 或采用埋入式 對于大面積的型芯 一般是用螺釘 銷 釘直接與固定板連接 此外 在熱固性塑料壓模中 型芯與固定板常用螺紋連接 方式 2 型腔的裝配 除了形狀簡單的塑料模外 為了便于加工和保證加工精度 塑料模的型腔部分均采用鑲嵌或拼塊形式 3 導柱 導套的裝配 為了保證導向作用 動 定模的導柱 導套孔距精 度應控制在 0 01mm 以內(nèi) 因此 必須使用坐標鏜床對動 定模鏜孔 在缺少坐 標鏜床的情況下 較普遍采用的方法是將動 定模合在一起 用工藝定位銷釘 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 20 在車床 銑床或鏜床上進行鏜孔 對于淬硬模板上的導柱 導套孔 可用坐標磨 床磨孔 將導柱 導套壓入動 定模板后 要求保持導柱的垂直度 并使開模和 合模時導柱 導套間滑動自如 7 2 試模 1 試模前 必須對設備的油路 水路以及電路進行檢查 并按規(guī)定保養(yǎng)設 備 做好開機前的準備 2 原料應該合格 根據(jù)推薦的工藝參數(shù)將料筒和噴嘴加熱 資料上介紹的 料筒和噴嘴溫度只是一個大致范圍 還應根據(jù)條件試調(diào) 判斷料筒和噴嘴溫度是 否合適的最好辦法 是在噴嘴和主流道脫開的情況下 用較低的注射壓力 使塑 料自噴嘴中緩慢地流出 以觀察料流 如果沒有缺塊 氣泡 銀絲 變色 而是 光滑明亮 即說明料筒和噴嘴溫度是比較合適的 這時就可以開始試模 3 在開始試模時 原則上選擇在低壓 低壓和較長時間條件下成型 然后 按壓力 時間 溫度這樣的先后順序變動 最好不要同時變動兩個或三個工藝參 數(shù) 以便分析和判斷情況 壓力變化的影響 馬上就可從制件上反映出來 所以 如果制件充不滿 通常首先是增加注射壓力 當大幅度增加注射壓力仍無顯著效 果時 才考慮變動時間和溫度 延長時間實質(zhì)上是使塑料在料筒內(nèi)的受熱時間加 長 注射幾次后仍然未充滿 最后才提高料筒溫度 但料筒溫度的哂納感升以及 塑料溫度達到平衡需要一定的時間 一般約 15min 左右 不是馬上就可以從制件 上反映出來 所以不能一下子把料筒溫度升得太高 以免塑料過熱甚至發(fā)生降解 1 注射成型時可用高速和低速兩種工藝 一般在制件薄壁而面積大時 采 用高速注射 而壁厚面積小時采用低速注射 在高速和低速都能充滿型腔的情況 下 除玻璃纖維增強塑料外 均宜采用低速注射 2 對黏度高和熱穩(wěn)定性差的塑料 采用較慢的螺桿轉(zhuǎn)速和略低的背壓加熱 和預塑 而黏度低和熱穩(wěn)定性好的塑料可采用較快的螺桿轉(zhuǎn)速和略高的背壓 在 噴嘴溫度合適的條情況下 采用噴嘴固定的形式可提高生產(chǎn)率 但當噴嘴溫度太 低或太高時 需要采用每成型周期向后移動噴嘴的形式 噴嘴溫度低時 由于后 加料時噴嘴離開模具 減少了散熱 故可使噴嘴溫度升高 而噴嘴溫度太高時 后加料時可擠出一些過熱的塑料 在試模過程中應作詳細記錄 并將結(jié)果填入試模記錄卡 注明模具是否合格 如需返修 則應提出返修意見 在記錄卡中應摘錄成型工藝條件及操作注意要點 滅火器桶座塑料成型工藝與模具設計 21 最好能附上加工出的制件 以供參考 試模后 將模具清理干凈 涂上防銹油 然后分別入庫或返修 7 3 模具的維修 模具在使用過程中 會產(chǎn)生的磨損或不正常的的破壞 不正常的磨損絕大多 數(shù)是由于操作不當引起的 例如制件脫不下時用手錘重力敲擊而使型芯彎曲 總 的來說 大致有以下幾種情況 1 型芯或?qū)蛑鰪?2 型腔局部損壞 大部分仍是好的 3 由于型腔材料硬度太低或制件精度太差 模具使用一段時間后分型面不 嚴密 以致溢邊太厚 影響制件質(zhì)量 在這些情況下 并不需要將整個模具報廢 只需局部修復即可 局部 修復由專門的模具工進行 修復以前應研究模具圖樣以了解模具結(jié)構(gòu) 材料和熱處理狀態(tài) 對于零件損壞的 將壞的拆下 另外換上一個新的 裝上 型腔打缺的 若為經(jīng)熱處理硬化時 可用銅焊或鑲嵌的方法來修復 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 22 8 主要零件加工工藝規(guī)程的編制 表 8 1 型腔板加工工藝過程 序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 1 下料 300mm 250mm 2 鍛料 鍛至尺寸 320mm 365mm 150mm 3 熱處理 退火至 180 200HBS 4 刨六面 刨六面尺寸至 316mm 360mm 146mm 5 磨六面 磨六面至尺寸 315mm 355mm 142mm 并保證四個側(cè)面對上下底面的垂直度 6 劃線 劃出導柱孔 水嘴孔和限位拉桿孔的位置中心線 7 線切割 加工出導柱孔 水嘴孔和限位拉桿孔 8 熱處理 淬火 回火并檢查硬度 9 數(shù)控銑 銑出型腔 并保證外形尺寸 10 平磨 磨上下平面及角尺面 11 熱處理 淬火至要求 12 成型磨 磨型腔尺寸至于要求尺寸 保證公差及粗糙度要求 13 研磨 研磨型腔并與型芯相配 14 平磨 與動模板配磨 使上下齊平 使型腔深度達到要求 滅火器桶座塑料成型工藝與模具設計 23 15 研磨 研磨導柱孔及限位拉桿孔 保證配合要求 16 精研 精研量為 0 01mm 改善粗糙度并達到間隙要求 表 8 2 推板加工工藝工藝卡 序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 1 下料 切割鋼板外形尺寸 519mm 340mm 37mm 2 刨 刨六面至尺寸 515mm 336mm 33mm 3 熱處理 調(diào)質(zhì)至尺寸 20 25HRC 4 平磨 磨六面至尺寸 514mm 355mm 32mm 保證凸起部分圓弧過渡尺寸 R15 保證上下平面平行度 0 1 下平面的平面度 0 05 5 鉗 以兩個互相垂直的側(cè)面為基準劃各孔位中心線 打穿絲孔 6 線切割 以相同基準割出 91 48mm 7 銑 以相同基準銑出導套安裝孔 58mm 34mm 8 鉗 修整導套安裝孔 并與導套配合 去除轉(zhuǎn)角及圓弧過渡處的毛刺 9 研磨 研磨 91 48mm 孔 保證公差及粗糙度要求 并與型芯配合 10 平磨 與動模板配磨 保證高度一致 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 24 9 結(jié) 論 大學三年的學習即將結(jié)束 畢業(yè)設計是其中最后一個實踐環(huán)節(jié) 是對以前所 學的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗 隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展 采用模 具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應用 在完成大學三年的課程學習和課程 生產(chǎn) 實習 我熟練地掌握了機械制圖 機械設計 機械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方 面的知識 對機械制造 加工的工藝有了一個系統(tǒng) 全面的理解 達到了學習的 目的 對于模具設計這個實踐性非常強的設計課題 我們進行了大量的實習 經(jīng) 過在新飛電器有限公司 在洛陽中國一拖的生產(chǎn)實習 我對于冷沖模具 塑料模 具的設計步驟有了一個全新的認識 豐富和加深了對各種模具的結(jié)構(gòu)和動作過程 方面的知識 而對于模具的制造工藝更是有了全新的理解 在指導老師的細心指 導下和在工廠師傅的講解下 我們對于模具的設計和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的 認識 同時在實習現(xiàn)場親手拆裝了一些典型的模具實體并查閱了很多相關(guān)資料 通過這些實踐 我們熟練掌握了模具的一般工作原理 制造 加工工藝 通過在 圖書館借閱相關(guān)手冊和書籍 更系統(tǒng)而全面了細節(jié)問題 鍛煉了縝密的思維和使 我們初步具備了設計工作者應有的素質(zhì) 設計中 將充分利用和查閱各種資料 并與同學進行充分討論 盡最大努 力搞好本次畢業(yè)設計 在設計的過程中 將有一定的困難 但有指導老師的悉 心指導和自己的努力 相信會完滿的完成畢業(yè)設計任務 由于學生水平有限 而且缺乏經(jīng)驗 設計中不妥之處在所難免 肯請各位老師指正 滅火器桶座塑料成型工藝與模具設計 25 致 謝 白駒過隙 歲月如梭 在這充滿夏意的五月天 我回顧過去 展望未來 肩 負就業(yè)上崗 獨立自主的重任 順利完成了本課程的畢業(yè)設計 盡管曲曲折折 困難重重 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(jīng) 驗的不足 為以后的工作打下堅實的基礎(chǔ) 設計的過程是知識的熟悉與掌握的過程 是知識的積累與運用的過程 由于 本人資質(zhì)有限 在作業(yè)過程中難免會遇到各種困難和各種問題 問題和困難是提 升個人的機會 問題是契入點 通過反復的思考與查閱手冊 以及老師的指導 和同學的討論將問題逐個解決 最后 感謝各位老師特別是本課題設計的指導老師原國森老師所給予的辛勤 無私的幫助和指導 并向他們致以最深的敬意 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 26 參考文獻 1 楊占堯主編 塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設計 M 清華大學出版社 2004 2 中國機械工業(yè)教育協(xié)會 塑料模設計及制造 M 機械工業(yè)出版社 2001 3 閻亞林主編 塑料模具圖冊 M 高等教育出版社 2004 4 薛彥成主編 公差配合與技術(shù)測量 M 機械工業(yè)出版社 1992 5 宋玉恒主編 塑料注射模具設計實用手冊 M 航空工業(yè)出版社 1998 6 翟德梅主編 模具制造技術(shù) M 河南機電高等?？茖W校 2001 7 寇世瑤主遍 機械制圖 M 河南機電高等?？茖W校 2003 8 美 J B 戴姆著 注射模具與注射成型實用手冊 M 化學工業(yè)出版社 9 王運炎 葉尚川主遍 機械工程材料 M 機械工業(yè)出版社 1991 10 屈華昌主遍 塑料成型工藝與模具設計 M 機械工業(yè)出班社 1998 11 中國機械工業(yè)教育協(xié)會 塑料模設計與制造 M 機械工業(yè)出版社 2001 滅火器桶座塑料成型工藝與模具設計 27