塑料水杯模具設計畢業(yè)論文[1]

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湖南電子科技職業(yè)學院 畢 業(yè) 設 計 課題名稱 塑料水杯模具制作 姓 名 許道偉 學 號 所 在 系 機電系 年 級 MC20903 二 O 一 O 年 八 目 錄 摘要 2 2 前言 3 緒論 4 第一章 塑料的工藝分析 5 第二章 注塑機的選用 6 2 1 注塑機類型的選擇 6 2 2 注射部分的選擇 6 2 3 合模部分的選用 6 第三章 模具的設計 8 3 1 成型部分 8 3 1 1 分型面的確定 8 3 1 2 型腔數(shù)的確定 8 3 1 3 成型零件 8 3 2 澆注系統(tǒng) 9 3 2 1 澆注套 澆口套 9 3 2 2 點澆口 9 3 2 3 冷料穴設計 9 3 3 脫模系統(tǒng)零件 9 3 4 冷卻及加熱機構(gòu) 9 3 5 結(jié)構(gòu)零件 10 3 6 導向零件 11 3 7 緊固零件 11 第四章 抽芯機構(gòu)設計 13 4 1 機動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu) 13 4 2 液壓或氣動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu) 13 4 3 手動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu) 13 第五章 電火花成型加工 定模型腔 17 5 1 模具裝配及配作的總過程 17 5 2 模具的動作過程 18 第六章 模具的壽命 19 第七章 裝配要點 20 結(jié)束與展望 21 致謝 22 參考文獻 23 摘 要 模具是工業(yè)的重要工藝裝備 是許多工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中不可缺少的組成部分 我國加 入WTO以后 吸引外資能力的逐年增強 成為世界產(chǎn)品制造工廠地位愈加突出 而模具也 在這其間扮演著越來越重要的角色 塑料作為現(xiàn)代社會經(jīng)濟發(fā)展的基礎材料之一 是農(nóng) 業(yè) 工業(yè) 能源 交通運輸?shù)冉?jīng)濟領域不可缺少的重要材料 其用途已滲透到經(jīng)濟和生 活的各個領域 和鋼鐵 木材 水泥成為材料領域的四大支柱 模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎 工藝裝備 被各行業(yè)廣泛用于生產(chǎn)最終產(chǎn)品 其產(chǎn)生的價值往往是模具自身價值的幾十 倍 上百倍 被譽為 效益放大器 模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低 已成為衡量一個地區(qū)制 造水平高低的重要標志 大學時光將要成為過眼云煙 然而我們在畢業(yè)前還有一個環(huán)節(jié) 畢業(yè)設計 我在 實習中接觸的大多數(shù)模具是塑料模具 所以我就選擇了在實習時我們公司接到的一模具 的設計 塑料水杯模具制作 的設計 我結(jié)合公司的設計圖紙設計了這套模具的分型面 主流道 澆口 分流道 推桿 導柱 推板等部分 由于在公司沒有相應的設計手冊 許多計算的部分我都是借鑒的公司的設計圖紙 本套模具是一套一腔四模的注射模 比 之單型腔模具而言提高了生產(chǎn)效率 縮短了生產(chǎn)周期 本設計為塑料水杯模具制作設計 它系統(tǒng)的介紹了塑料水杯模具中的各個零部件的 加工工藝過程及整套模具的裝配和使用 其中 涉及到注射機各種參數(shù)的選取 零部件 的加工方法 注射模的結(jié)構(gòu)及相關(guān)的計算問題及特種加工工藝 在該模具設計中 利用 計算機繪圖軟件繪制了零件圖和裝配圖 以及制定了機械加工工藝過程卡 本設計在保證加工質(zhì)量的前提下 盡量做到在提高生產(chǎn)率的同時把生產(chǎn)成本降到最 低 前 言 隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展 人們意識的提高 使我們國家模具技術(shù)的發(fā)展進入了一個 新的階段 過去在我國工業(yè)中 模具長期未受到重視 改革開放以來 塑料成形 家用 電器 儀表等行業(yè)進入大批量生產(chǎn) 模具工業(yè)有一定發(fā)展 但高效多工位模壓設備 大 型塑料成形設備以及供應高效沖壓用的卷料設備仍落后于需要 由于歷史原因遺留下來 的工廠大而全 專業(yè)化程度落后 這些不足的現(xiàn)象 需要我們有足夠的認識 更需要我 們從結(jié)構(gòu)調(diào)整上下功夫 在這次塑料模具設計的過程中 我們對塑料模有了一個整體的認識與理解 并在設 計過程中 對塑料模的性能 塑料結(jié)構(gòu)的工藝性 以及注射模設計 塑料模制造工藝及 裝配 此外 由于近一二十年來電子技術(shù)和計算機科學的迅猛發(fā)展 促使模具制造業(yè)發(fā) 生著深刻的變化 目 前 數(shù) 控 機 床 已 成 為 模 具 加 工 的 主 要 設 備 繼 而 CAD CAM 技 術(shù) 在 模 具 領 域 也 得 到 應 用 緒 論 我 們 只 是 制 造 一 個 簡 單 的 塑 料 模 具 也 是 對 我 們 知 識 的 一 個 鞏 固 但 是 還 有 很 多 不 足 的 地 方 希 望 老 師 多 多 指 點 我 們 加 以 改 正 最 后 我 們 感 謝 老 師 這 些 天 來 對 我 們 的 指 導 模具是利用其特定的形狀成型具有一定形狀的制成品的工具 注射塑料模具的結(jié)構(gòu)構(gòu)成 包括 1 成型零件 2 澆注系統(tǒng)零件 3 脫模系統(tǒng)零件 4 冷卻 加熱機構(gòu) 5 導向零件 6 分型抽芯機構(gòu) 7 緊固零件 模具一般為單件生產(chǎn) 制造技術(shù)要求較高 模具精度是影響塑料成型件的重要因素 之一 為了保證模具精度 制造時應達到如下技術(shù)要求 1 組成塑料模具的所有零件 在材料 加工精度和熱處理質(zhì)量等方面均應符合相應 圖樣的要求 2 組成模架的零件應達到規(guī)定的加工要求 裝配成套的模架應活動自如 并且達到 規(guī)定的平行度和垂直度要求 3 模具的功能必須達到設計要求 4 為了鑒別塑料成型件的質(zhì)量 裝配好的模具必須在生產(chǎn)條件下或用試模機試模 并根據(jù)試模存在的問題進行修整 直至試出合格的零件為止 本模具為塑料水杯注射模具 由以下零部件組成 動模固定板 內(nèi)六角圓柱頭螺釘 鎖緊楔 斜導柱 定模固定板 定模板 澆口套 導柱 導套 動模板 型芯 墊板 模腿 頂桿板 墊釘 頂桿 復位桿 推板 漲釘 限位環(huán) 塑料水杯注射模具采用了直流道側(cè)澆口 一次推桿推出機構(gòu) 其工作原理如下 模 具在工作時 將定模固定在注射機定模板上 動模固定在動模板上 將注射機噴嘴用定 位圈定位 對準澆料口 模具首先將動模與定模合模鎖住并開啟注射機活塞 將在料筒 內(nèi)的熔融塑料以高壓 高速擠入動模與定模合模所組成的型腔 并使其充滿 保壓 保 壓后 開動動模 使其與定模分開回到原來的位置 此時在頂桿的作用下 將塑件從動 塑內(nèi)卸下 在第二次合模時在復位桿的作用下動模與定模恢復到合模位置準備下一行程 的注射 第一章 塑料的工藝分析 由于零件圖中標注該水杯的材料是 PC 所以有 PC 屬于熱塑性塑料 熱塑性塑料 在特定的溫度范圍內(nèi)能反復加熱軟化和冷卻硬 化的塑料 PC 的性能 綜合性能較好 無毒 化學穩(wěn)定性好 耐水 油等 吸水性較小 透 光率很高 介電性能良好 PC 的用途 適于制作傳遞中 小負荷的零部件 因 PC 無毒無味 可以制造醫(yī)療器 械 小型日常用品等 因透光率較高 可制造大型燈罩 門窗玻璃等等透明制品 PC 是非結(jié)晶型的線型結(jié)構(gòu)的高聚物 PC 的塑件脫模斜度 型腔 35 1 型芯 30 50 綜合上述條件 又根據(jù)常用熱塑性塑料的成型條件 可知 PC 材料的特性如下 1 表 1 1 PC 材料的特性 縮寫 密度 g mm 3 計算收縮率 注射壓力 Mpa 適用注射機類型 PC 1 19 1 22 0 5 0 6 60 100 螺桿 柱塞式均可 第二章 注射機的選用 塑料的種類很多 其成形的方法也很多 有注射成形 壓縮成形 壓注成形 擠出 成形 氣動與液壓成形 泡沫塑料的成形等 其中前四種方法最為常用 其中 注射成 形所用模具稱為注射成形模具 簡稱注射模 注射模主要應用于成形熱塑性塑料 因此 根據(jù)對零件的分析 該 PC 材料的塑料水杯用注射成形為最佳 另外 注射模區(qū)別于其他 塑料模的特點是 模具先由注射機合模機構(gòu)合緊密 然后 由注射機注射裝置將高溫高 壓的塑料熔體注入模腔內(nèi) 經(jīng)冷卻或固化定型后 開模取出塑件 因此 注射?？梢淮?成形出外形復雜 尺寸精確或帶有嵌件的塑料制件 對水杯的外觀有精美 無明顯毛刺 等要求的情況下 應用注射成形可以很好的達到工藝要求 注射成形所用的設備是注射 機 2 1 注射機類型的選擇 根據(jù)對塑件的分析 可選用 XS Z 60 型熱塑性塑料注射機 該型號的注射機螺桿直徑為 38 所以 應在模具的動模座板上加工出 一個大于該直 徑 例如 40 的孔 以便頂出用 2 2 注射部分的選擇 2 2 1 注射壓力的校核 p 公 p 注 122 Mpa 60 100 Mpa p 公 注射機的最大注射壓力 Mpa p 注 塑件成型所需的實際注射壓力 Mpa 2 2 2 前端的孔和球 D2 D1 0 5 1 mm 4 0 5 4 5 mm R2 R1 1 2 mm 12 1 13 mm D2 模具流道入口直徑 mm D1 噴嘴注口直徑 mm R2 模具澆注套球面半徑 mm R1 噴嘴球面半徑 mm 2 3 合模部分的選用 2 3 1 A R 3 14x0 046 0 007122 A 2x0 4x0 02 2x0 1x0 02 0 24x0 02 0 26x0 02 0 032 鎖模力的校核 F 鎖 K 損 p 注 A A12 500000 0 67x100000000 x0 007x0 03 14070 F 鎖 注射機的額定鎖模力 N p 注 塑件成型所需的實際注射壓力 Pa K 損 注射壓力到達型腔的壓力損失系數(shù) 一般取 0 34 0 67 A 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 m 2 1 A 塑件在分型面上的投影面積 m 2 2 經(jīng)計算 鎖模力合格 2 3 2 模具閉合厚度及開模行程的校核 Hmin Hm Hmax 70 mm 133 mm 200 mm Hmin 可裝模具最小厚度 Hm 模具閉合厚度 該模具閉合厚度為 133 mm Hmax 可裝模具最大厚度 經(jīng)計算 模具的閉合厚度合格 經(jīng)查表知 XS Z 60 型熱塑性塑料注射機的模板行程為 180mm 大于設計模具的最大 開距 因此 該注射機可達到設計要求之用 第三章 模具的設計 前述已知 該模具要應用注射模加工 根據(jù)對塑料水杯零件圖的分析 可采用中小 型模架標準 GB T 12556 1 90 中派生組合類型的模架標準 它是以點澆口和多分型 面為主的結(jié)構(gòu)形式 其代號取 P 派生組合中 動 定模座板的連接方式 如采用螺釘 定距拉桿或定距拉板等 有承制單位自定 模具中各種零部件具體尺寸要求可見模具裝 配圖或零件圖標注 一般注射模可由以下幾個部分組成 澆注系統(tǒng) 導向機構(gòu) 脫模機構(gòu) 側(cè)向分型機 構(gòu)與抽芯機構(gòu) 其它零件 對該水杯零件注射模具的基本設計 3 1 成型部分 3 1 1 分型面的確定 塑件分型面決定了模具的基本結(jié)構(gòu)和飛邊產(chǎn)生的位置 根據(jù)該塑料水杯的形狀要求 外表面要求精美 無明顯的毛刺 另外 水杯手柄部位形狀比較復雜 所以 將分型面 選擇在水杯中間剖切面上 這樣 不致影響塑件外觀 既有利于脫模 注 分型面應使 塑料件在開模時留在有脫模機構(gòu)的一邊 通常是在動模一側(cè) 又使模具的加工制造更 容易 3 1 2 型腔數(shù)的確定 設計為一模一腔 3 1 3 成型零件 包括定模板 動模板和型芯等零件 在注射時 這類零件直接接觸塑料 以成形制 品 其精度要求較高 是注射模的核心零件 動 定模板 主要成形塑料件的外部形狀 由于該工藝品盒的形狀比較簡單 尺寸 也較小 所以采用整體式的凹模 它是由整塊金屬材料直接加工而成的 見零件圖 06 20 這種形式的凹模結(jié)構(gòu)簡單 牢固可靠 不容易變形 成型的塑料件質(zhì)量較好 由于 零件技術(shù)要求中要求塑件的外觀精美無明顯的毛刺 所以 用特種加工中的電火 花進行加工較好 見 電火花成型加工 型芯 又稱凸模 主要成形塑料件的內(nèi)部形狀 根據(jù)對該塑件整體進行分析 知其 內(nèi)形比較簡單 深度較大 可以采用整體式凸模 整體凸模的結(jié)構(gòu)簡單牢固 成型塑料 件的質(zhì)量好 且適合用于這種小型的凸模 在實際的加工中 采用了型芯主要部分粗 精車 外圓和端面精磨 這樣保證了零件圖樣中對圓弧半徑 內(nèi)圓弧角尺寸要求及對稱 度等技術(shù)要求 而且降低了零件的加工成本 最后 用拋光機對型芯進行了表面拋光處 理 使得塑料制件的內(nèi)壁光滑 美觀 3 2 澆注系統(tǒng) 澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通道 其由主流道 分流道 澆口及冷料穴組成 零件主要包括澆口套等零件 其主要作用是將注射機料筒 內(nèi)的熔融塑料填充到模具型腔內(nèi) 并起傳遞壓力的作用 3 2 1 澆注套 澆口套 由于主流道要與高溫塑料及噴嘴接觸和碰撞 所以模具的主 流道部分經(jīng)常設計成可拆卸更換的主流道襯套 簡稱澆注套或澆口套 以便選用優(yōu)質(zhì)鋼 材單獨加工和熱處理 3 2 2 點澆口 一般點澆口又稱針澆口 橄欖形澆口或菱形澆口 它是一種尺寸很小的直接澆口的 特殊形式 點澆口因為直徑很小 一般為 0 5 1 5mm 所以去除澆口后殘留痕跡小 開模時澆口可自動拉斷 有利于自動化操作 3 2 3 冷料穴設計 是用來儲藏注射間隔期間產(chǎn)生的冷料頭的 防止冷料進入型腔而影響塑件質(zhì)量 并 使熔料能順利地充滿型腔 該模具的冷料穴形狀為小圓柱型腔 3 3 脫模系統(tǒng)零件 注射機的脫模機構(gòu)又稱推出機構(gòu) 是由推出塑料件所需的全部結(jié)構(gòu)零件組成 如頂 桿 頂桿板 頂桿固定板等零件 這類零件使用時應便于脫出塑件 且不允許有任何使 塑件變形 破裂和刮傷等現(xiàn)象 其機構(gòu)要求靈活 可靠 并要使更換 維修方便 1 頂桿 是為了從模具型腔內(nèi)把塑料件頂出來的桿件 2 推板 是為了從模具型腔內(nèi)把塑料件頂出來的板件 常用于斜度較大零件的頂 出 由于頂在塑料件的外壁 頂出力大 方便可靠 不需很大頂出行程 在該套模具中同時應用了圓柱頂桿 見零件圖 07 和推板 見零件圖 02 兩種形式 組成了脫模系統(tǒng) 頂桿由兩部分組成 其中的頂桿頭與動模板零件型腔部分配合不好 塑件成型之后 配合部分會有少量毛刺 需要人工修理 而且 在盤形頂桿上應用了彈 簧裝置 提高了頂出時的平穩(wěn)程度 也起到了有效的緩沖作用 這樣 頂桿不但可以脫 出塑件 還可以起到一定導向作用 即當注射機的螺桿推動模具的推板 見零件圖 02 和推桿固定板 見零件圖 03 沿推板導柱 見零件圖 28 運動時 頂桿受推力也向前頂 出塑件 把塑件從型芯上脫下來 以完成脫件的過程 塑件脫落后 待下次工作前 動 模板和定模板合模時 定模板先是與復位桿頂端接觸 復位桿受力帶動推板和推桿固定 板復位 頂桿也由工作位置回到起始位置 因頂桿與動模板配合較好 所以起到導向作 用 3 4 冷卻及加熱機構(gòu) 冷卻及加熱機構(gòu)主要包括冷卻水嘴 水管通道 加熱板等 主要是為了調(diào)節(jié)模具的 溫度 以保證塑料件的質(zhì)量 加熱系統(tǒng)主要應用于熔融粘度高 流動性差的塑料 一般注射到模具內(nèi)的塑料溫度為 200 左右 而塑料固化后從模具型腔中取出時其 溫度在 60 以下 熱塑性塑料在注射成型后 有些需要對模具進行有效的冷卻 使熔融 塑料的熱量盡量快地傳給模具 以便使塑料可靠冷卻定型并可迅速脫模 提高塑件定型 質(zhì)量和生產(chǎn)效率 此模具不需要冷卻及加熱機構(gòu) 雖然 PC 的流動性較一般 但由于塑件較小 液體充 滿型腔比較快 而且散熱比較快 所以可以滿足塑件的成型需要 3 5 結(jié)構(gòu)零件 模具的結(jié)構(gòu)零件主要是固定成形零件 使其組成一體的零件 主要包括定模座板 動模座板 定模板和動模板等 1 定模固定板 它是固定連接定模部分并使之安裝在注射機上用的板 也是鑲嵌澆口套 的支承板 2 動模固定板 固定連接動模部分并使之安裝在注射機上用的板 3 定模板 為了形成定模型腔或直接加工成形用的板 4 動模板 為了形成動模型腔或直接加工成形用的板 5 墊板 主要是為了推 頂 板 能完成推頂動作而形成一定活動空間用的板 表 3 5 模腔工作尺寸計算 尺寸部位 計算公式及過程 說明 凹模徑向尺寸 LM 1 Scp Ls 3 4 0 z 1 0 55 X30 3 4X0 2 0 0 03 30 015 0 0 03 LM 1 Scp Ls 3 4 0 z 1 0 55 X24 3 4X0 2 0 0 03 23 98 0 0 03 3 4 項 系數(shù)隨塑件精度和 尺寸變化 LM 凹件徑向尺寸 mm Ls 塑件徑向公稱尺寸 mm Scp 塑料的平均收縮率 塑料公差值 mm z 凹模制造公差 mm 凹模深度尺寸 HM 1 Scp Hs 2 3 0 z 1 0 55 X40 2 3X0 2 0 0 03 40 090 0 03 HM 1 Scp Hs 2 3 0 z 1 0 55 X2 5 2 3X0 2 0 0 03 2 380 0 03 2 3 項 有資料介紹系數(shù)為 0 5 HM 凹模深度尺寸 mm Hs 塑件高度公稱尺寸 mm z 凹模深度制造公差 mm 其余符號同上 型芯徑向尺寸 LM 1 Scp Ls 3 4 0 z 1 0 55 X26 3 4X0 2 0 0 03 26 290 0 03 LM 1 Scp Ls 3 4 0 z 1 0 55 X20 3 4X0 2 0 0 03 20 260 0 03 LM 1 Scp Ls 3 4 0 z 1 0 55 X18 3 4X0 2 0 0 03 18 250 0 03 3 4 項 系數(shù)隨塑件精度和 尺寸變化 LM 型芯徑向尺寸 mm z 型芯制造公差 mm 其余符號同上 型芯高度尺寸 HM 1 Scp Hs 2 3 0 z 1 0 55 X1 2 3X0 2 0 0 03 1 1360 0 03 HM 1 Scp Hs 2 3 0 z 1 0 55 X38 2 3X0 2 0 0 03 38 340 0 03 2 3 項 有資料介紹系數(shù)為 0 5 HM 型芯高度尺寸 mm Hs 塑件孔深度尺寸 mm z 型芯高度制造公差 mm 其余符號同上 3 6 導向零件 導向零件主要包括導柱 導套 主要是對定模和動模起導向作用 在該套模具中 應 用了帶頭導柱 用種導柱可以不用導套 其導向孔直接開設在模板上 并做成通孔 但 考慮到軸與孔磨損比較嚴重 磨損后影響定位和導向精度 在適當部位加導套 以便磨 損后可以更換導套 而不用更換定模板 另外為了防止導柱從模板中脫出來 在導柱凸 臺底部用支承板壓住 3 7 緊固零件 緊固零件主要包括螺釘 銷子等標準零件 其作用是連接 緊固各零件 使其成為 模具整體 模具中 動模固定板 見零件 01 模腿 見零件 04 動模板 見零件 05 模腿 見零件 22 采用合鉆的方法 利用四個帶頭導柱連接并固定 推板 見零件 02 推 桿固定板 見零件 03 也采用合鉆的方法 利用四個內(nèi)六角螺釘連接并固定 表 3 7 標準件明細表 名 稱 型 號 件 數(shù) 國 標 內(nèi)六角螺釘 M3X19 M3X14 M5X18 2 4 4 GB70 85 GB70 85 GB70 85 第四章 抽芯機構(gòu)設計 當注射成型側(cè)壁帶有孔 凸臺等的塑料制件時 模具上成型該處的零件就必須制成 可側(cè)向移動的零件 以便衣脫模之前先抽掉側(cè)向成型零件 否則就無法脫模 帶動側(cè)向 成型零件作側(cè)向移動的整個機構(gòu)稱為側(cè)向分型與抽芯機構(gòu) 對于成型側(cè)向凸臺的情況 常常稱為側(cè)向分型 對于成型側(cè)孔或側(cè)凹的情況 往往稱為側(cè)向抽芯 但是 在一般的 設計中 側(cè)向分型與側(cè)向抽芯常?；鞛橐徽?不加分辯 統(tǒng)稱為側(cè)向分型抽芯 甚至只 稱側(cè)向抽芯 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的分類 根據(jù)動力來源的不同 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)一般可分為機動 液壓 雙動 或氣動以 及手動等三大類型 4 1 機動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu) 機動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)是利用注射機開模力作為動力 通過有關(guān)傳動零件 如斜導 柱 使力作用于側(cè)向成型零件而將模具側(cè)向分型或把側(cè)向型芯從塑料制件中抽出 合模時 又靠它使倒向成型零件夏位 這類機構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)比較復雜 但分型與抽芯無需手工操作 生產(chǎn)率高 在生產(chǎn)中應用最為廣泛 根據(jù)傳動零件的不同 這類機構(gòu)可分為斜導柱 彎 銷 斜導槽 斜滑塊和齒輪齒條等許多不同類型的側(cè)向分型與抽芯機構(gòu) 其中斜導柱側(cè) 向分型與抽芯機構(gòu)最為常用 下面將分別介紹 4 2 液壓或氣動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu) 液壓或氣動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)是以液壓力或壓縮空氣作為動力進行側(cè)向分型與抽 芯 同樣亦靠液壓力或壓縮空氣使側(cè)向成型零件復位 液壓或氣動側(cè)問分型與抽芯機構(gòu)多用于抽拔力大 抽芯距比較長的場合 例如大型 管子塑件的抽芯等 這類分型與抽芯機構(gòu)是靠液壓缸或氣缸的活塞來回運動進行的 抽 芯的動作比較平穩(wěn) 特別是有些注射機本身就帶有抽芯液壓缸 所以來用液壓側(cè)向分型 與抽芯更為方便 但缺點是液壓或氣動裝置成本較高 4 3 手動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu) 手動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)是利用人力將模具側(cè)向分型或把側(cè)向型芯從成型塑件中抽 出 這一類機構(gòu)操作不方便 工人勞動強度大 生產(chǎn)率低 但模具的結(jié)構(gòu)簡單 加工制 造成本他因此常用于產(chǎn)品的試制 小批量生產(chǎn)或無法采用其他側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的場 合 手動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的形式很多 可根據(jù)不同塑料制件設計不同形式的手動側(cè) 向分型與抽芯機構(gòu) 手動側(cè)向分型與抽芯可分為兩類 一類是模內(nèi)手動分型抽芯 另一 類是模外手動分型抽芯 而模外手動分型抽芯機構(gòu)實質(zhì)上是帶有活動鑲件的模具結(jié)構(gòu) 此套模具抽芯機構(gòu)采用斜導柱和液壓兩種抽芯機構(gòu) 下面根據(jù)斜導柱和液壓抽芯機 構(gòu)的特點來具體論述此套模具的設計思路 此套模具也可采用雙斜導柱形式 根據(jù)斜導柱抽芯機構(gòu)的優(yōu)點可知 該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點 在于小巧緊湊 運動靈活 易于拆裝及維護保養(yǎng) 此結(jié)構(gòu)同樣可應用于淺內(nèi)凹槽塑件的情 況 常用設在該處的斜推桿來完成塑件內(nèi)凹槽的抽芯運動 如圖 1 圖 1 塑件內(nèi)凹槽的抽芯 下面結(jié)合液壓抽芯機構(gòu)的優(yōu)點具體論述 液壓抽芯機構(gòu)抽拔力大 抽拔距長 運動 平穩(wěn) 用液壓缸抽拔塑件側(cè)面滑動型芯的模具結(jié)構(gòu) 現(xiàn)在小型液壓缸已制成標準件 作為模具附件供應 采用這種方法抽拔側(cè)面滑動型 芯 可使模具結(jié)構(gòu)相對簡化 此套模具選用液壓抽芯機構(gòu)與斜導柱抽芯機構(gòu)結(jié)合 是利用液壓抽芯機構(gòu)與斜導柱 抽芯機構(gòu)互補 由于塑件幾乎沒有錐度 脫模斜度也很小 所以塑件與型芯的摩擦力很大 要用較大的抽拔力才能把型芯從塑件內(nèi)部抽出 如果用斜導柱抽芯機構(gòu) 會造成斜導柱 過長 極易造成斜導柱的彎折 從而損壞模具 為防止此類情況發(fā)生 此模具選用液壓抽 芯機構(gòu)實現(xiàn)型芯的抽出 既考慮了斜導柱抽芯結(jié)構(gòu)緊湊 動作靈活 經(jīng)濟等優(yōu)點 也考 12tlEP 慮了液壓抽芯機構(gòu)能解決實際問題 使此套模具更加經(jīng)濟 更加具有使 圖 2 裝配圖 用性 從而提高生產(chǎn)率 提高模具的壽命 裝配圖如圖 2 圖示的兩個型芯 左邊用斜導柱抽芯機構(gòu) 右邊由于抽拔距比較長 所以采用液壓 抽芯機構(gòu) 型芯與連接桿做成一體 液壓缸的活塞桿與型芯連接桿用凸緣式連軸器連接 抽芯時 液壓缸活塞受液壓力 液壓缸的抽芯力是可調(diào)的 當液壓力大于型芯與塑件間 拔模力時 活塞桿帶動型心連接桿進行抽芯 液壓抽芯機構(gòu)不僅可以彌補斜導柱抽芯機 構(gòu)的缺點 而且可以減小模具結(jié)構(gòu) 對于簡化模具結(jié)構(gòu)有比較好的效果 脫模阻力計算 從主型芯上脫下塑件的脫模阻力可近似寫為 Q Q c Qb Qc 克服塑件對型芯包緊的脫模阻力 N Qb 一端封閉殼體需克服的真空吸力 Qb 0 1MPa Ab Ab 型芯的橫斷面面積 Ab d2 3 14 262 2 12 103mm Qb 0 1MPa Ab 0 1 2 12 103 2 12 102N 對于薄壁塑件 包緊力 E 塑性彈性模量 E 3 1 10 3 MPa 塑料收縮率 0 55 塑料泊松比 0 37 t 塑件壁厚 t 2mm l 塑件對型芯的包緊長度 l 38mm 因此 代入得 N4 3 1029 7 0138 5 4 321 tlEP 克服塑件對型芯包緊的脫模阻力 Q c P K K 是無因次系數(shù) 只與脫模斜度和摩擦系數(shù)有關(guān) 可查表得 K 0 29 代入得 Q c P K 1 29 104 0 29 3 745 103N 最后 得從主型芯上脫下塑件的脫模阻力為 Q Qc Qb 3 745 103 2 12 102 3957N 在選用液壓缸的時候 應考慮脫模阻力的影響 大于注射力 第五章 電火花成型加工 定模型腔 目前 模具特種加工不僅有系列化的先進設備 而且廣泛用于模具制造的各個部門 成了模具制造中一種必不可少的重要加工辦法 由于該塑料水杯的外觀要求精美 所以 其型腔的制造應用了特種加工中的電火花成型加工 電火花成形加工的原理是基于工具和工件 正 負電極 之間脈沖性火花放電時的 電腐蝕現(xiàn)象除去多余的金屬 以達到對工件的尺寸 形狀和表面質(zhì)量預定的要求 相當 高的頻率連續(xù)不斷地放電 工具電極不斷地向工件進給 就可將工具的形狀復制在工件 上 加工所需要的零件 整個加工表面將由無數(shù)個相互重疊的小坑所組成 1 尺寸精度 電火花加工時 工具電極與工件之間都存在一定的放電間隙 如果加工過程中放電 間隙能保持不變 則可以通過修正工具電極尺寸來進行補償 也能獲得較高的加工精度 然而 放電間隙的大小實際上是變化的 電參數(shù)對放電間隙的影響是很大的 精加工時的單面放電間隙一般只有 0 01mm 而 粗加工時的單面放電間隙可達 0 5mm 以上 2 形狀精度 a 斜度 電火花加工時側(cè)面產(chǎn)生斜度 是上端尺寸大而底端尺寸小 這是由于 二 次放電 和電極損耗而產(chǎn)生的 b 圓角 采用高頻窄脈沖進行精加工時 由于放電間隙小 圓角半徑也可以很小 一般可以獲得圓角半徑小于 0 01mm 的尖棱 3 表面粗糙度 電火花加工的表面質(zhì)量主要包括加工表面粗糙度 表面層組織變化及表面微觀 裂紋等三部分 該套模具中型腔的加工過程首先是用普通銑床進行粗加工 并進行孔的定位后 在 進行特種加工 在用電火花機床加工之前 要先加工出所需的電極 實際加工中我們應 用了紫銅通過加工中心利用球形銑刀加工出尺寸達到零件圖技術(shù)要求的電極后 在利用 電火花機床進行了型腔的加工 然后 利用了拋光機對型腔進行拋光處理 達到表面精 度要求 5 1 模具裝配及配作的總過程 研究分析總裝配圖 零件圖 了解各零件的作用 特點及其技術(shù)要求 掌握裝配關(guān) 聯(lián)尺寸 檢驗待裝配的所以零件 確定哪些零件有配作加工內(nèi)容 確定裝配基準 裝配及配 作 檢驗 試模及修正 入庫 該套模具的裝配基準是以型芯 型腔等作裝配的基準件 模具的其他零件都依裝配 基準件進行配制和裝配 在裝配過程中 利用了搖臂鉆床 臺鉆 壓板 鉆套等專用工 具 5 2 模具的動作過程 注射機注射完成后 待塑料在模腔內(nèi)冷卻定型后 模具開啟 注射機的動模板帶動模 具動模部分開始動作 由于漲釘張力的作用 模具從 2 2 面先分型 模具動模部分沿分 型面拉桿 零件 18 運動 塑件針狀澆道 分澆道里的凝料和冷料井中的凝料一起帶至 模具定模一邊 注射機繼續(xù)運動 當分型面拉桿 零件 18 的有效距離全部運動到終端 限位環(huán)起到限位作用 2 2 分型結(jié)束 動模部分由于漲釘?shù)牧νＶ惯\動 當開模力大于 漲釘力時 1 1 分型開始 這時斜導柱 零件 13 開始受力 由于斜導柱對型芯 1 零 件 08 有個反作用力 使型芯 1 零件 08 抽出 澆口的凝料留在定模一側(cè) 當導柱 零件 21 脫出導套 零件 19 完成 1 1 分型 同時液壓缸由于液壓力的作用 使活 塞桿受力 活塞桿與型芯桿之間用凸緣式連軸器連接 當抽芯力大于型芯與塑件的摩擦 力時 型芯 2 零件 14 由于液壓力的作用抽出塑件 完成第二次抽芯 此時 注射機 的螺桿推動模具的推板 零件 02 使其帶動頂桿 零件 07 頂桿直接頂塑件的外壁 復位桿 零件 17 也隨之頂出分型面 這樣以來就把塑件從型腔脫離下來 完成塑件的 頂出 注射機回程時 定模型腔與復位桿接觸 使復位桿回到起始位置 完成復位 合 模完畢 第六章 模具的壽命 模具因磨損或其他形式失效 終至不可修復 而報廢之前所加工的產(chǎn)品的件數(shù) 稱 模具的使用壽命 簡稱模具壽命 模具壽命對生產(chǎn)影響很大 主要如下 1 高質(zhì)量 壽命長的模具 可以提高制品的生產(chǎn)率及質(zhì)量 其中 模具壽命的長短不但 影響到模具本身的制造綜合成本 而且也影響到制品的成本和工藝部門工作量等 因 此 一般要求模具有較長的壽命 2 模具的壽命影響到一些先進的高效率 多工位加工設備正常效能的發(fā)揮 3 模具的壽命也影響模具鋼的消耗 4 提高模具壽命實際上意味著和模具的失效作斗爭 為了提高模具的壽命 可分析影響它的內(nèi)在因素和外在因素 配合科學實驗 找出 失效原因 采取有效的措施解決 例如合理的設計模具 正確的選材 開發(fā)模具新的材 料 改善原材料質(zhì)量 采用先進的熱處理工藝 提高模具熱處理質(zhì)量 保證加工質(zhì)量 采用新的加工方法 改進加工設備 合理使用 維護模具等 在該套模具中 設計了冷卻裝置 它可以模具在工作時溫差小 壽命相對有所提高 避免了模具因溫度過高 強度太低而產(chǎn)生塑性變形 另外 還設計了導向裝置 一對帶 頭導柱進行模具的導向 那么 采用導向裝置的模具 能保證在模具工作中模具零件相 互位置的精度 增加模具抗彎曲 抗偏載的能力 避免模具不均勻磨損 第七章 裝配要點 1 裝配前各個零件均需擦示干凈 2 墊釘和動模固定板裝配后 同時修整四個墊釘表面 保證其在同一平面內(nèi) 3 模腿與動模固定板用四個導柱定位 定模精度稍差 與型腔無關(guān) 4 用導柱連接模腿與動模固定板時應注意導柱不露出動模固定板表面即可 這樣 即不影響動模固定板固定時的安裝 又不致因銷釘過深影響動模板 墊板和模腿的定位 連接 5 模板上安裝導柱時邊裝配邊控制與動模板的垂直度 6 動模板和墊板 模腿和動模固定板裝配前應注意把固定好頂桿與復位桿的桿板 和推板放在兩模腿之間 7 動模板和墊板 與模腿和動模固定板用螺釘連接的同時 先將頂桿和復位桿分 別插入墊板和動模板的頂桿孔與復位桿孔中 否則會因為頂桿和復位桿過長不能安裝 8 裝動模板 將動模板 模腿 動模固定板裝配連接 9 型腔的外形尺寸是根據(jù) PC 材料的收縮量 5 1000 和拔模斜度加 30 計算后的 大端尺寸 型腔裝配好以后 鉗工進行銼削 修整出拔模斜度 以便于脫模 10 復位桿與動模板裝配時 修整頂桿與復位桿的端面 使其與動模板在同一平 面 偏差允許在上 下偏差 0 02 以內(nèi) 11 導柱與導套為小間隙配合與動模板小過盈配合 12 定模板和定模固定板聯(lián)接以后 再安裝澆口套 以利于保證凹模的平面度 澆口套與定模固定板是過盈配合 13 把動模板和定模板放在一起鉆導柱導套孔作為工藝孔 并以此為基準制作工 件 14 動模板 定模板按組安裝以后 修整型腔 15 修整型芯 保證尺寸精度 16 為了美觀 裝配完成后 如外形錯位較大 修整外形 17 整體檢查裝配結(jié)果 結(jié)束與展望 大學三年的時光一晃即過 在完成大學三年的課程學習和畢業(yè)設計中 我熟練地掌 握了模具制造 模具設計 機械制圖等專業(yè)基礎課和專業(yè)課方面的知識 對模具制造 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)過在學校實習基地的實訓 東星表業(yè)的 見習尤其是在臨淄超宇模具有限公司為期五個月的頂崗實習更加加深了模具尤其是塑料 模具認識 更加堅定了我從事模具行業(yè)的決心 在這次畢業(yè)設計中我選擇了這套模具的 設計 并主要設計了這套模具的分型面 主流道 澆口 分流道 推桿 導柱 推板等 部分 在這套模具的設計當中有許多地方與書本中的設計思路有所偏離但卻體現(xiàn)出了實 際生產(chǎn)的靈活性 然而百疏終有一漏 設計中不妥之處在所難免 肯請各位老師指正 現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展為素有 工業(yè)之母 美譽的模具工業(yè)帶來前所未有的發(fā)展機遇 而模具材料的應用在模具制造中起舉足輕重的作用 塑料 作為重要的模具材料之一 隨著家電 汽車 電子 電器 通訊產(chǎn)品的迅猛發(fā)展而得到更為廣泛的應用 而且發(fā)達 國家將塑料模具向我國轉(zhuǎn)移的趨勢進一步明朗化 由于模具行業(yè)是一個技術(shù) 資金 勞 動力和都相對密集的產(chǎn)業(yè) 我國的平均勞動力成本僅是美國的 1 40 1 30 隨著我國經(jīng) 濟的快速發(fā)展 我國技術(shù)人才的水平也逐步提高 而工業(yè)發(fā)達國家塑料模具發(fā)展逐漸萎 縮的趨勢 也加速了這些國家把本國模具工業(yè)向工業(yè)和技術(shù)基礎較好的國家轉(zhuǎn)移 相信 在不久的將來我們中國的塑料模具業(yè)必在世界同行業(yè)中大放光彩 致 謝 在這次畢業(yè)設計中通過參考 查閱各種有關(guān)模具方面的資料 請教工廠中極具經(jīng)驗 的模具設計人員和工人師傅以及各位老師有關(guān)模具方面的問題 特別是模具在實際中可 能遇到的具體問題 使我在這短暫的時間里 對模具的認識有了一個質(zhì)的飛躍 使我對 塑料模具設計的各種成型方法 成型零件的設計 成型零件的加工工藝 如線切割 電 火花加工 CNC 電腦數(shù)控加工 主要工藝參數(shù)的計算 產(chǎn)品缺陷及其解決辦法 模具 的總體結(jié)構(gòu)設計及零部件的設計等都有了進一步的理解和掌握 模具在當今社會生活中 運用得非常廣泛 掌握模具的設計方法對我們以后的工作和發(fā)展有著十分重要的意義 從陌生到開始接觸 從了解到熟悉 這是每個人學習事物所必經(jīng)的一般過程 我對 模具的認識過程亦是如此 經(jīng)過的努力 我相信這次畢業(yè)設計一定能為三年的大學生涯 劃上一個圓滿的句號 為將來的事業(yè)奠定堅實的基礎 在這次設計過程中得到了公司設計人員 工人師傅和李福偉老師以及許多同學的幫 助 特別是李老師的悉心指導 使我受益匪淺 在此 對關(guān)心和指導過我各位老師和幫 助過我的同學表示衷心的感謝 參考文獻 1 馮炳光等編 模具設計與制造簡明手冊 上海 上?？茖W技術(shù)出版社 1998 2 王季琨 沈中偉 劉錫珍 機械制造工藝學 天津 天津大學出版社 1998 3 薛彥成 公差與技術(shù)測量 北京 機械工業(yè)出版社 1999 4 黃毅宏 李明輝 模具制造工藝 北京 機械工業(yè)出版社 2003 5 華中理工大學等院校 機械制圖 北京 高等教育出版社 1999 6 胡石玉 模具制造技術(shù) 沈陽 東北大學出版社 1997 7 屈華昌 塑料成型工藝與模具設 北京 高等教育出版社 1997