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河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 鎖蓋塑料成型工藝及模具設計 摘要：本設計題目為鎖蓋塑料成型工藝及模具設計，體現(xiàn)了板類塑料零件的設計要求、內容及方向，有一定的設計意義。通過對該零件模具的設計，進一步加強了設計者注塑模設計的基礎知識，為設計更復雜的注塑模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經驗。 本設計運用塑料成型工藝及模具設計的基礎知識，首先分析了塑件的成分及性能要求，為選取澆口的類型做好了準備；然后估算了塑件的體積，便于選取注塑機及確定型腔數(shù)量；最后分析了塑件的特征，確定模具的設計參數(shù)、設計要點及推出裝置的選取。 該塑件壁厚均勻，而且比較薄，不允許有推桿痕跡，一般采用推件板推出機構，推件板推出機構的機構特點是：脫模力大而均勻，運動平穩(wěn)，無明顯的推出痕跡且不必另設復位機構。 關鍵詞：注塑模 澆口 推件板 injection mould design of the plastic parts of Capping Abstract: The requirement ，content and direction of the design of the side gate plastic parts are embodied on this injection mould design of the plastic parts of Capping. The designer’s foundation knowledge of the injection mould design is reinforced and is able to design more complex injection mould through the design. Through the foundation knowledge, firstly, the composion and the performance of the part is analyzed to choose the type of the gat advantagely. Secondly, the volume of the part is estimated to choose the injection molding machine and to determine the mould quantity conveniently. Lastly the character of the part is analyzed to determine the mould design parameter and design point and choose the ejection assembly. Wall thickness of the part is even and more thinner. It is inadmissibility that there is the mark of push pole. Generality, stripper plate machanism is used.Charcteristic of the stripper plate: the knockout press is large and even ,the movement is smooth.The mark of push is unapparent and it need not to install reset machanism. Keywords: Injection mould, stripper plate 2 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 參考文獻 　 [1]楊占堯主編. 塑料注塑模結構與設計.北京: 清華大學出版社,2004 [2] 李紹林、馬長福主編.實用模具技術手冊[M].上海：上?？茖W技術出版社，1998　　 [3] 王孝陪主編. 塑料成型工藝及模具簡明手冊. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2000 　　[4] 模具制造手冊編寫組. 模具制造手冊. 北京: 機械工業(yè)出版社, 1996 　　[5] 馮炳堯、韓泰榮、蔣文生主編. 模具設計與制造簡明手冊.上海：上?？? 　　學技術出版社，1998 　　[6] 賈潤禮，程志遠主編. 實用注塑模設計手冊. 北京：中國輕工業(yè)出版社, 2000 　　[7] 唐志玉主編. 模具設計師指南. 北京: 國防工業(yè)出版社, 1999 　　[8] 屈華昌主編. 塑料成型工藝與模具設計. 北京: 機械工業(yè)出版社,1995 　　[9] 黃毅宏主編. 模具制造工藝. 北京: 機械工業(yè)出版社, 1999 　　[10] 彭建聲主編.簡明模具工實用技術手冊. 北京: 機械工業(yè)出版社, 1993 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 31 機 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 工序號 零件名稱 型腔 零件號 00-02 零件重量 同時加工零件數(shù) 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 型 號 重 量 T10A 45~50HRC 設 備 夾 具 名 稱 輔 助 工 具 名 稱 型 號 安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀 長 度 走 刀 次 數(shù) 切 削 深 度 進給量 主 軸 轉 速 切 削 速 度 基 本 工 時 05 10 15 20 25 30 刨平面 型孔粗加工 加工余孔 磨平面 型孔精加工 線切割 刨刀 銑刀 銑刀 砂輪 砂輪 銅絲 游標卡尺 千分尺 千分尺 千分尺 千分尺 千分尺 0.5 0.5 1 0.25 0.05 1 400 400 800 40 80 60 設 計 者 婁雪玲 指 導 教 師 原紅玲 共 4 頁 第 1 頁 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 零件號 零 件 名 稱 00-02 型腔 工序號 工 序 名 稱 設 備 夾 具 刀 具 量 具 工 時 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 下料 鍛造 熱處理 刨平面 磨平面 鉗工畫線 型孔粗加工 加工余孔 熱處理 磨平面 型孔精加工 線切割 研磨型孔 帶鋸 鍛床 退火爐 刨床 磨床 銑床 數(shù)控銑 淬火爐 磨床 坐標磨床 慢走絲 H-1080 MMB1312 M7340 DK7710 專用銑床夾具 導磁鐵 導磁鐵 帶鋸 鍛錘 刨刀 砂輪 銑刀 銑刀 砂輪 砂輪 銅絲 直尺 直尺 直尺 游標卡尺 千分尺 高度尺 千分尺 千分尺 千分尺 千分尺 千分尺 千分尺 編制 婁雪玲 校對 審核 批準 機 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 工序號 零件名稱 型芯 零件號 00-04 零件重量 同時加工零件數(shù) 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 型 號 重 量 T10A 45~50HRC 設 備 夾 具 名 稱 輔 助 工 具 名 稱 型 號 安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀 長 度 走 刀 次 數(shù) 切 削 深 度 進給量 主 軸 轉 速 切 削 速 度 基 本 工 時 05 10 15 20 25 粗車外圓 精車外圓 鉗工劃線 磨外圓 鉗修 車刀 車刀 砂輪 游標卡尺 千分尺 千分尺 5 8 0.5 0.2 0.2 1 0.5 0.5 300 1200 800 40 80 60 設 計 者 婁雪玲 指 導 教 師 原紅玲 共 4 頁 第 3 頁 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 零件號 零 件 名 稱 00-04 型芯 工序號 工 序 名 稱 設 備 夾 具 刀 具 量 具 工 時 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 01 02 03 04 05 06 07 08 09 下料 鍛造 熱處理 粗車外圓 精車外圓 熱處理 磨外圓 拋光 鉗修 鋸床 鍛床 退火爐 車床 車床 淬火爐 磨床 油石 H-1080 CA6140 CA6140 MMB1312 卡盤 卡盤 導磁鐵 帶鋸 鍛錘 車刀 車刀 砂輪 油石 直尺 直尺 游標卡尺 千分尺 千分尺 千分尺 編制 婁雪玲 校對 審核 批準 插圖清單 圖1 塑件圖………………………………………………………………………….5 圖2 分型面…………………………………………………………………………9 圖3 型腔排布……………………………………………………………………11 圖4 主流道結構…………………………………………………………………12 圖5 主流道襯套……………………………………………………………13 圖6 分流道…………………………………………………………………13 圖7定位環(huán)…………………………………………………………………14 圖8 排氣槽………………………………………………………………….15 圖9導柱…………………………………………………………………16 圖10導套……………………………………………………………………17 圖11 型腔……………………………………………………………………19 圖12 型芯………………………………………………………………19 圖13 型腔板……………………………………………………………………22 圖14 總裝圖…………………………………………………………………25 1 緒論 塑料工業(yè)是世界上增長最快的工業(yè)之一。隨著科技日新月異的發(fā)展，塑料工業(yè)得到了前所未有的發(fā)展，從而使塑料的數(shù)量也不斷上漲。當然塑料工業(yè)的發(fā)展離不開塑料模具設計，模具工業(yè)被譽為“工業(yè)之母”。隨著模具技術的迅速發(fā)展，在現(xiàn)代工業(yè)生產中，模具已成為各種工業(yè)產品不可或缺的重要工藝設備。模具成型具有優(yōu)質、高產、低消耗、低成本的特點。因而，在國民經濟各個部門得到了極其廣泛的應用。在模具成型中，塑料成型占很大的比重。由于塑料具有化學穩(wěn)定性好，電絕緣性強，力學性能高，自潤滑，耐磨及相對密度小等獨特的優(yōu)異性能，成為工業(yè)部分必不可少的新型材料。 1.1 國內塑料模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1.1.1 國內塑料模具的現(xiàn)狀 隨著經濟的快速增長，裝備制造業(yè)良好的態(tài)勢有力地促進了我國塑料模具業(yè)發(fā)展。國內市場對模具特別是塑料模具的需求旺盛，加上國產模具在中低端產品方面具有較強的競爭力，國外用戶采購我國模具的比例繼續(xù)增大，工業(yè)發(fā)達國家將模具生產向我國轉移呈現(xiàn)加快態(tài)勢，由此促進了我國塑料模具業(yè)產需兩旺，增速達到20%左右，保持高速增長態(tài)勢。 近年來，中國塑料模具制造水平已有較大提高。大型塑料模具已能生產單套重量達到50t以上的注塑模，精密塑料模具的精度已達到2μm，制件精度很高的小模數(shù)齒輪模具及達到高光學要求的車燈模具等也已能生產，多腔塑料模具已能生產一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生產擠出速度達6m/min以上的高速塑料異型材擠出模具及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠出和低發(fā)泡鋼塑共擠等各種模具。在生產手段上，模具企業(yè)設備數(shù)控化率已有較大提高，CAD/CAE/CAM技術的應用面已大為擴展，高速加工及RP/RT等先進技術的采用已越來越多，模具標準件使用覆蓋率及模具商品化率都有較大幅度的提高，熱流道模具的比例也有較大提高。 整體來看，中國塑料模具無論在數(shù)量上，還是在質量、技術和能力等方面都有了很大進步，但與國民經濟發(fā)展的需求、世界先進水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、復雜、壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進口。在總量供不應求的同時，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場競爭激烈，還有一些技術含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢。中國塑料模具行業(yè)和國外先進水平相比，主要存在以下問題。? 1.發(fā)展不平衡，產品總體水平較低。雖然個別企業(yè)的產品已達到或接近國際先進水平，但總體來看，模具的精度、型腔表面的粗糙度、生產周期、壽命等指標與國外先進水平相比尚有較大差距。 2.工藝裝備落后，組織協(xié)調能力差。雖然部分企業(yè)經過近幾年的技術改造，工藝裝備水平已經比較先進，有些三資企業(yè)的裝備水平也并不落后于國外，但大部分企業(yè)的工藝裝備仍比較落后。 3.大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱，創(chuàng)新能力明顯不足。一方面是技術人員比例低、水平不夠高，另一方面是科研開發(fā)投入少；更重要的是觀念落后，對創(chuàng)新和開發(fā)不夠重視。模具企業(yè)不但要重視模具的開發(fā)，同時也要重視產品的創(chuàng)新。? 4.供需矛盾短期難以緩解。近幾年，國產塑料模具國內市場滿足率一直不足74%，其中大型、精密、長壽命模具滿足率更低，估計不足60%。同時，工業(yè)發(fā)達國家的模具正在加速向中國轉移，國際采購越來越多，國際市場前景看好。市場需求旺盛，生產發(fā)展一時還難以跟上，供不應求的局面還將持續(xù)一段時間。? 5.體制和人才問題的解決尚需時日。在社會主義市場經濟中，競爭性行業(yè)，特別是像模具這樣依賴于特殊用戶、需單件生產的行業(yè)，國有和集體所有制原來的體制和經營機制已顯得越來越不適應。人才的數(shù)量和素質也跟不上行業(yè)的快速發(fā)展。? 1.1.2 國內塑料模具的發(fā)展趨勢 在信息化帶動工業(yè)化發(fā)展的今天，我們既要看到成績，又要重視落后，要抓住機遇，采取措施，在經濟全球化趨向日漸加速的情況下，盡快提高塑料模具的水平，融入到國際市場中去，隨著市場的發(fā)展，塑料新材料及多樣化成型方式今后必然會不斷發(fā)展，因此對模具的要求也越來越高。為了滿足市場需要，未來的塑料模具無論是品種、結構、性能還是加工都必將有較快發(fā)展，而且這種發(fā)展必須跟上時代步伐。展望未來，下列幾方面發(fā)展趨勢預計會在行業(yè)中得到較快應用和推廣。 1）超大型、超精密、長壽命、高效模具將得到發(fā)展。 2）多種材質、多種顏色、多層多腔、多種成型方法一體化的模具將得到發(fā)展。 3）為各種快速經濟模具，特別是與快速成型技術相結合的RP/RT技術將得到快速發(fā)展。 4）模具設計、加工及各種管理將向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展CAD/CAE/CAM/CAPP及PDM/PLM/ERP等將向智慧化、集成化和網絡化方向發(fā)展。 5）更高速、更高精度、更加智慧化的各種模具加工設備將進一步得到發(fā)展和推廣應用。 6）更高性能及滿足特殊用途的模具新材料將會不斷發(fā)展，隨之將產生一些特殊的和更為先進的加工方法。 7）各種模具型腔表面處理技術，如涂覆、修補、研磨和拋光等新工藝也會不斷得到發(fā)展。 8）逆向工程、并行工程、復合加工乃至虛擬技術將進一步得到發(fā)展 9）熱流道技術將會迅速發(fā)展，氣輔和其它注射成型工藝及模具也將會有所發(fā)展。 10）模具標準化程度將不斷提高。 11）在可持續(xù)發(fā)展和綠色產品被日益重視的今天，“綠色模具”的概念已逐漸被提到議事日程上來。即，今后的模具，從結構設計、原材料選用、制造工藝及模具修復和報廢，以及模具的回收利用等方面，都將越來越考慮其節(jié)約資源、重復使用、利于環(huán)保，以及可持續(xù)發(fā)展這一趨向。 ? 在科學發(fā)展觀指導下，國內模具企業(yè)將進一步深化改革，下功夫搞好科技進步與創(chuàng)新，堅持走新型工業(yè)化道路，將速度效益型的增長模式逐步轉變到質量和水平效益型的軌道上來，模具工業(yè)必將得到又好又快的發(fā)展。 1.2 鎖蓋注塑模具設計 1.2.1 鎖蓋注塑模具設計思路 鎖蓋注塑模設計首先要確定模塑的工藝規(guī)程，包括塑件的工藝性分析，計算塑件的體積和質量，確定注塑工藝參數(shù)，選取成型設備。然后才是具體的模具結構設計，其中需要參考大量的文獻資料和繁瑣的計算工作，主要有分型面選擇，確定型腔的排列方式，澆注系統(tǒng)設計，排氣結構的設計，脫模機構設計，成型零件結構設計等。當這些工作做完后，要根據(jù)具體的情況考慮要不要設計加熱或冷卻系統(tǒng)，再校核一下所選的注塑機是不是符合使用要求，繪制出模具裝配圖和整套的零件圖，編制出主要零件的加工工藝規(guī)程。 1.2.2鎖蓋注塑模具設計進度 1.了解目前國內外注塑模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時間2天； 　　2.確定加工方案，所用時間3天； 　　3.模具的設計，所用時間25天； 2 模塑工藝規(guī)程的編制 工件名稱：鎖蓋 生產批量：大批量 材料：酚醛 塑件簡圖見圖1 圖1 2.1塑件的工藝性分析 2.1.1塑件的原材料分析 塑件的材料采用黑色酚醛塑料，屬熱固性塑料。剛性好，變形小，耐熱耐磨，能在150～200℃的溫度范圍內長期使用。在水潤滑條件下有極低的摩擦系數(shù)，其絕緣性能優(yōu)良。成型性能好，特別適用于壓縮成型；模具對流動性影響較大，一般當溫度超過160℃時，流動性迅速下降；硬化時放出大量的熱，厚壁大型塑料件內部溫度易過高，發(fā)生硬化不均及過熱現(xiàn)象。一般采用較高注塑速度，以獲得較高的摩擦熱，有利于固化，在固化反應時，會產生縮合水和低分子揮發(fā)物，模具型腔必須設有暢通的排氣系統(tǒng)，否則會在塑件表面留下氣泡和殘缺。 2.1.2.塑件的結構和尺寸精度及表面質量分析 1.結構分析 從零件圖上分析，該零件總體形狀為長圓形。有兩個錐形孔，且對稱分布。塑件中間有一帶凸耳的孔。該零件不需抽芯機構，屬于中等復雜程度. 2.尺寸精度分析 該零件重要尺寸，如40±0.5mm尺寸精度為MT2級（GB/T14486—1993），4mm,14mm,22mm，5mm，R9mm,R15mm是次要尺寸，尺寸精度為MT3級.其余尺寸精度為MT5級（GB/T14486—1993）。由以上分析可見，該零件的尺寸精度中等偏上，對應的模具相關尺寸加工可以得到保證。 從塑件的壁厚上來看,壁厚均勻, 符合酚醛塑料的最小壁厚原則，利于成型。 3.表面質量分析 該零件的表面除要求沒有缺陷﹑毛刺外，沒有什么特別的表面質量要求，故比較容易實現(xiàn)。 綜上分析可以看出,注塑時在工藝控制得較好的情況下,零件的成型要求可以得到保證. 2.2計算塑件的體積和質量 計算塑件的質量是為了選用注塑機及確定模具型腔數(shù)。 計算塑件的體積：V=(3.14×92+30×40-20×6×2-3.14×42×2-3.14×72-4×5×2)×5≈4.6×10cm 計算塑件的質量：根據(jù)設計手冊可查得酚醛塑料的密度為ρ=1.45kg/dm 塑件質量：W=Vρ =4.6×10×1.45×10 ≈6.67g 2.3塑件注塑工藝參數(shù)的確定 查找有關文獻和參考工廠時間應用的情況，酚醛塑料的成型工藝參數(shù)可作如下選擇：（試模時，可根據(jù)實際情況作適當調整） 螺桿轉速：40～60r/min 料筒溫度：前段溫度t1選用80～100℃； 后段溫度t2選用40～60℃； 噴嘴溫度：90～100℃； 注塑壓力：選用80～150Mpa； 注塑時間：選用2～10s； 模具溫度：定模165～175℃ ； 動模170～180℃； 注射壓力：80～150 Mpa； 背 壓： 0～0.5 Mpa； 注射時間：2～10s； 保持時間：25～35s； 預熱條件：溫度105±3℃； 時間15min; 成型溫度：160±3℃； 成型壓力：30～40 Mpa； 2.4塑料成型設備的選取 根據(jù)計算及原材料的注射成型參數(shù)初選注塑機為XS-ZY-125，查資料知： 標稱注射量： 192cm 螺桿直徑: Ф42mm 注射容量： 125克 注射壓力： 191Mpa 鎖模力： 900kN 最大注射面積: 360㎝ 模具厚度： 200～300mm 模板行程: 300mm 噴嘴球半徑： 12mm 孔半徑： 4mm 定位孔直徑 100+ mm 推出兩側孔徑 22mm 孔距 230mm 3 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和推出機構的設計等內容。 3.1分型面選擇 制品在模具中的位置，直接影響到模具結構的復雜程度，模具分型面的確定，澆口的設置，制品尺寸精度和質量等。因此，開始制定模具方案時，首先必須正確考慮制品在其中的位置；然后再考慮具體的生產條件（包括模具制造的），生產的批量所需的機械化和自動化程度等其他設計問題。 最后制品位置的選定，應結合澆注系統(tǒng)的澆口部位、冷卻系統(tǒng)和 加熱系統(tǒng)的布置，以及制品的商品外觀要求等綜合考慮。 選擇分型面的原則是：脫出塑件方便、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。 根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。根據(jù)以上規(guī)則，由于該塑件為鎖蓋，表面質量無特殊要求。分型面選擇如下: 圖2 3.2 型腔數(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: 3.2.1 按注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)量N1 N1= 其中： F —注塑機的鎖模力(N) PC—型腔內的平均壓力(Mpa) A—每個制件在分型面上的面積（mm2） B— 流道和澆道在分型面上的投影面積（mm2） B在模具設計前為未知量，根據(jù)多型腔模具的流動分析B為（0.2～0.5），在此取B=0.35，熔體內的平均壓力取決于注射壓力，一般為30～40Mpa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=≈6.45（個） 3.2.2 按注射機注塑量確定型腔數(shù)目N2 N2=（G－C）/V 其中： G－注射機的公稱注塑量（cm3） V－單個制件體積 （cm3） C－流道和澆口的總體積（cm3） 生產中每次實際注塑量應為公稱注塑量的0.45～0.75倍，取0.6倍計算，同時流道和澆道的體積為未知量，據(jù)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≈8（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1～6個，考慮的制件的取出和模具的開模等情況，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。我們所設計的鎖蓋模具采用一模四腔的方案，即 N=4 3.3型腔的排列方式 對多型腔模具的基本要求應使各個型腔能夠同時充滿且各個型腔的壓力相同，這樣才能保證各個型腔所成型出的塑件尺寸、性能一致。 現(xiàn)代注塑機的料筒通常置于定模板中心軸上，由此而確定了主流道的位置，各型腔到主流道的相對位置應滿足以下基本要求： (1) 各型腔應在相同溫度下同時充滿。 (2) 到各型腔流程短，以降低廢料率。 (3) 各型腔間之距應盡可能大，以便在空間設置冷卻水道，推出桿，并具有足夠的截面積，以承受注射壓力。 (4) 總的反作用力應作用于注射機模板中心。 本塑件在注塑時采用一模四腔,綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結構的復雜 程度等因素采取如下圖，最大優(yōu)點是熔料進入型腔后到另一端的料流長度較短。 圖3 3.4澆注系統(tǒng)設計 澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機的噴嘴起到型腔入口為止的塑料融體的流動通道。它的作用是將塑料融體順利的充滿型腔的各個部位，并在填充及保壓過程中，將注塑壓力傳遞到型腔的各個部位，以獲得外形清晰、內在質量優(yōu)良的塑件。它向型腔中的傳質、傳熱、傳壓情況決定著塑件的內在和外在質量，它的布置和安排影響著塑件成型的難易程度和模具的復雜程度，澆注系統(tǒng)包括主流道、分流道、澆口和冷料穴組成 3.4.1 主流道設計 根據(jù)XS-ZY-125型注塑機噴嘴的有關尺寸 噴嘴前端孔徑： d0=Ф5mm 噴嘴前端球面半徑： R0=12mm 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關系： R=R0+（1～2）mm D2=d0+(0.5～1)mm 取主流道的球面半徑: R=13mm 取主流道的小端直徑D1=Ф4.5mm 為了方便將凝料從主流道中拔出，將主流道設計為圓錐形式，其斜度取1～2度經換算得主流道大端直徑D2 =Ф8.5mm，為了使料能順利的進入分流道，可在主流道的出料端設計半徑R=5mm的圓弧過渡。主流道結 夠如圖所示 圖4 3.4.2主流道襯套的選取 主流道襯套時應注意以下事項：對于小型注塑模，可將主流道襯套與定位環(huán)設計成一個整體，但在多數(shù)情況下均分開設計；主流道襯套應選圖3-4-2。 用優(yōu)質鋼材（如T8A等），熱處理后硬度為53～57HRC；襯套的長度應與定模配合部分的厚度一致，主流道出口處的端面不得突出在分型面上，否則不僅會造成溢料，而且還會壓壞模具；襯套與定模之間的配合采用H7/m6。主流道襯套結構如下圖所示。 圖5 3.4.3分流道設計 分流道的形式和尺寸應根據(jù)塑件的體積，壁厚和形狀的復雜程度來確定分流道的長度的。由于塑件的形狀比較簡單，因此可采取梯形分流道，便于加工。根據(jù)主流道大端直徑D=Ф8.5mm，則梯形可選用上底為b1=9mm,高為h=6mm的截面。分流道長度一般在8～30mm之間，在此可以取10mm。 圖6 分流道表面不要求太光潔，表面粗糙度常取Ra=1.25～2.5μm，這可增加對外層塑料熔體流動阻力，使外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層。有利于保溫。但表面不得凸凹不平，以免對分型不利。 3.4.4定位環(huán)的設計 定位環(huán)與注塑機定模固定板中心的定位孔相配合，其作用是為了使主流道與噴嘴和料筒對中。選取材料為T8A，熱處理以后的硬度為53～57HRC，保證與定位孔成H11/h11或H11/b11配合，形式如圖所示。 圖7 3.4.5澆口設計 根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式，選用側澆口較為理想。設計時考慮選擇從塑件的表面進料，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）2mm×1mm×1mm,試模時修正. 3.5排氣結構的設計 熱固性塑料注塑模不但要排出型腔中的空氣，還有固化反應所產生的揮發(fā)性氣體，因此排氣量大。在澆口前的分流道就應該開始排氣。排氣槽寬度等于分流道寬度，在分型面上深度取0.12mm左右。一般在型腔四周均應當排氣，在料流末端更應保證排氣暢通。排氣槽允許物料溢出，并有與型腔表面相同的粗糙度和硬度。 分型面上排氣槽尺寸如下：h=0.01～0.015mm h1=0.5mm l=10～15mm，排氣槽簡圖如下圖所示： 圖8 3.6脫模機構的設計 3.6.1脫模機構的選擇 在注射成型的一個循環(huán)中，必須使塑件或凝料由模腔中或型芯中脫出，這中脫出機構稱為脫模機構。該模具采用機動推出機構，它是利用注射機的開模動作推出塑件，開模時塑件先隨動模一起移動，達到一定位置時，推出機構被注射機上固定不動的頂桿頂住不再隨動模運動時，動模繼續(xù)移動，推出機構便將塑件從動模上推出。 從塑件結構上看，該塑件壁厚比較均勻，而且比較薄，不允許有推桿痕跡，一般采用推件板推出機構，推件板推出機構的機構特點是：脫模力大而均勻，運動平穩(wěn)，無明顯的推出痕跡且不必另設復位機構，在合模過程中脫模板依靠合模力的作用回到初始位置 采用推板推出機構：因為推板推出機構主要用于深腔薄壁的容器，罩子，殼體形以及不允許有推桿痕跡的塑件，而本塑件表面質量要求較高，不允許有劃痕，毛刺等缺陷，故采用推板推出機構。 3.6.2機構特點和要求： 在塑件的整體周圍進行推出，因而脫模力大而均勻，運動平穩(wěn)，無明顯推出痕跡，但在使用過程要處理好兩個關鍵的問題，及推板和型芯之間的摩擦與吻合和推桿和型芯之間的溢料問題，為保證塑件質量故推件板與型芯的配合形式和間隙應根據(jù)塑件的形狀和尺寸確定。型芯與推板的間隙一般取0.20—0.25mm，也可以適當放大，這樣兩者接觸面摩擦機會就少，加工又方便。配合面要淬火，脫件板頂出距離不得大于導柱長度。 3.7合模導向機構設計 導向機構是保證定?；蛏舷履r，正確定位和導向的零件。合模導向機構主要有導柱導向和錐面定位兩種形式。通常采用導柱導向定位。 該模具利用導柱導向定位。導柱導向機構的主要零件是導柱和導套。 3.7.1 導柱設計 1. 導柱結構 導柱的基本結構形式有兩種，一種是直形導柱，另一種是階梯形導柱。本模具利用直形導柱，因前端設計為錐形，便于導向，工作部分設置了儲油，延長潤滑時間。 2.導柱尺寸的確定 導柱直徑尺寸隨模具分型面處模板外形尺寸而定，模板尺寸愈大，導柱之間的中心距應愈大，所選導柱直徑應愈大，導柱安裝時模板上與之配合的孔徑公差按H7確定，安裝沉孔直徑視導柱直徑可取D+（1～2）。導柱長度尺寸應能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。 圖9 3.7.2 導套設計 圖10 帶肩導套安裝需要墊板，裝入模板后復以墊板即可，帶肩型導套安裝沉孔視導套直徑可取為D+(1～2)。 導套長度取決于含導套的模板厚度，其余尺寸隨導套導向孔直徑而定。 本模具選用 d=28mm,L=20mm和d=24mm,L=22mm帶肩導套 4 注塑模主要成型零件的設計 成型零部件在注塑過程中，直接與塑料熔體接觸，需要受高溫、壓力及塑件熔體的沖壓和摩擦作用，長期工作之后，容易發(fā)生磨損、變形和斷裂，設計注塑模時應針對塑料制品的結構特點，生產批量，使用要求以及模具的使用壽命等，合理確定成型零部件的結構，滿足精度，粗糙度，強度及剛度等問題。 4.1型腔的結構設計 4.1.1型腔的材料 對于一般結構形狀比較簡單的的型腔常用T8，T10，T10A鋼；對于一般形狀比較復雜的型腔常采用T10A，CrWMn，5CrMnMo，12CrMo等等。此型腔選用T10A。 4.1.2 型腔的熱處理 對于結構形狀比較復雜的的型腔熱處理硬度要求達到40～45HRC。 4.1.3型腔的表面粗糙度 型腔表面粗糙度一般應達到Ra=0.10～0.1 μm，當塑件表面粗糙度要求較低或塑料流動性不良時應達到 Ra=0.10～0.025μm，組合結構的配合面應達到Ra=6.3～3.2μm，組合結構的配合面應達到Ra= 0.8μm,型腔或模套上下面為Ra=0.8μm其余為Ra=6.3～3.2μm 4.1.4型腔表面處理 成型表面鍍鉻，鍍鉻層深度為0.015～0.02mm，鍍鉻應拋光，達到上述表面粗糙度要求。 4.1.5 型腔的結構設計 本模具采用一模四件的結構形式，考慮加工的難易程度和材料的價值，利用率等因素，型腔擬用整體嵌入式，此結構適用于型腔部分是和采用特殊加工或者小型模具的型腔，采用優(yōu)質材料。 型腔結構如下圖： 圖11 4.2 型芯的結構設計 1.型芯的結構形式 型芯是形成塑件內表面的成型零件。根據(jù)型芯所成型零件內表面大小的不同，通常有型芯和成型桿之稱。型芯一般是指成型塑件中較主要內形的成型零件，又稱主型芯，成型桿一般是指成型塑件上較小孔的成型零件，小型芯如下圖 圖12 2.技術要求：退火 3.型芯材料：常用的有T8，T7A，T10A，Cr12。本型芯選用T10A。 4.表面粗糙度：成型部分一定要達到Ra=0.10～0.025μm，配合部分應達到Ra=0.8μm，其余部分應達到Ra=6.3～1.6μm。 5. 熱處理硬度 應達到45HRC～50HRC 6. 表面處理 成型部分鍍鉻，鍍鉻層深度為0.015～0.020mm，鍍鉻后應拋光處理。 5 鎖蓋注塑模具的有關計算 成型零件工作尺寸是指成型零件上直接構成塑件的尺寸，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等。任何塑料制件都有一定的幾何形狀和尺寸要求。在模具設計時，應根據(jù)塑件的尺寸及精度等級確定模具成型零件的工作及精度等級。 影響塑件尺寸精度的因素，相當復雜，其影響因素有：1）塑件收縮率，2）模具成型零件的制造誤差，3）模具成型零件的磨損，4）模具安裝配合的誤差。這些影響因素應做為確定成型零件工作尺寸的依據(jù)。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的。 5.1成型零部件的尺寸計算 查表得，酚醛塑料的收縮率為S=0.7%～1.2%故平均收縮率為S=（0.7+1.2）%/2=0.95%，考慮到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差取=/3。 表一型腔尺寸計算 塑件尺寸 計算公式 型腔或型芯的工作尺寸 表二大型芯尺寸計算 塑件尺寸 計算公式 型腔或型芯的工作尺寸 表三小型芯尺寸計算 塑件尺寸 計算公式 型腔或型芯的工作尺寸 5.2 型芯側壁厚度和底板厚度的計算 經驗數(shù)據(jù)法可計算出單型腔側壁厚度tc≈46 tc‘≥tc/2≈23 ，在此取tc‘=30， B=192， 型腔底壁厚度th≈20， 底板厚度H=th +H（塑件）＝20＋5=25，如圖示 圖13 6 模具加熱系統(tǒng)的計算及閉合高度確定 6.1加熱系統(tǒng) 對于酚醛塑料成型時要求較高的模溫，此時需對模具進行加熱，電加熱為最常用的加熱方式。其優(yōu)點是設備簡單、緊湊、投資小，便于安裝、維修、使用，溫度易調節(jié)，易于自動化控制，其缺點是升溫緩慢，并有加熱后效應現(xiàn)象，不能在模具中交替地加熱和冷卻。 6.2閉合高度的確定 在支撐板與固定零件的設計中根據(jù)經驗確定：定模座板厚度H1=25mm，型腔固定板厚度H2=25mm，推件板厚度H3=25,型芯固定板厚度為H4=25mm，支承板厚度為H5=40mm，墊塊厚度H6=50mm，動模座板厚度H7=25mm 模具的閉合高度： H=H1＋H2＋H3＋H4＋H5＋H6+H7 =25＋25＋25＋25＋40＋50+25 =205mm 7 注塑機有關參數(shù)的校核 本模具的外形尺寸為315mm×200mm×205mm, XS-ZY-125型注塑機模板最大安裝尺寸是420mm×450mm。 由于上述計算的模具閉合高度為205mm，XS-ZY-125型注塑機的最小模具厚度為200mm，最大模具厚度為300mm 即模具滿足的安裝條件。 ≤≤ 經查資料XS-ZY-125型注塑機的最大開模行程S=160mm，滿足下式頂出塑件的要求： =25+25+10 =60mm 注塑機的開模行程足夠。 經驗證，XS-ZY-125型注塑機能滿足使用要求，故可采用。 8 繪制模具總裝圖和非標零件工作圖 8.1本模具總裝圖和非標零件工作圖見附圖 圖14 8.2本模具的工作原理： 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，當運動到一定距離時，注塑機的頂桿將模具的頂出機構擋住，使其停止隨動模一起移動，而動模部分還在繼續(xù)移動，于是塑件連同澆注系統(tǒng)一起從動模中脫出。當塑件完全脫離后，動模停止運動，在注塑機頂出裝置作用下，推動推桿運動并驅動脫件板將塑件從型芯上脫出。合模時，推板由模具的導柱導向機構導向定位。 9 模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制 9.1成型零件加工的加工過程的工序安排 1.下料鍛造退火粗加工調制精加工淬火與回火修整拋光鍍硬鉻裝配 2.下料—鍛造—退火—粗加工—調制—精加工—修整拋光--鍍硬鉻—裝配 3.下料—鍛造—正火—粗加工—滲碳—淬火與回火—修整與拋光--鍍硬鉻—裝配 4.下料—鍛造—正火或退火—粗加工—冷擠壓（多次擠壓時中間應退火）工成型-滲碳或滲氮共滲—淬火與回火--鍍硬鉻—裝配 上述加工過程工序安排中1和2最常用，他們之間的區(qū)別是成型零件有沒有淬火與回火，2主要用在不須要淬火，硬度不高的的成型零件加工。3和4用在成型零件尺寸精度要求不是很高的場合。 9.2 型腔的加工工序 1銑 四周及兩平面,厚度留余量0.4—0.6mm. 2平磨 磨兩端面及相臨兩側面,對角尺.表面粗糙度為Ra0.8. 3劃線 鉗工劃型孔形狀及螺紋孔等位置. 4銑 按圖樣要求銑出型腔,單邊留余量0.3—0.5mm. 5鉗 鉗工鉆孔,攻螺紋等. 6熱處理 7電加工 采用電極精加工型腔. 8鉗 鉗工修整拋光. 9表面處理 按圖樣要求鍍鉻. 10鉗 鉗工修整檢驗. 此型腔的加工工序如下：下料—鍛造—熱處理—刨平面—磨平面—鉗工畫線—型孔粗加工—加工余孔—熱處理—磨平面—型孔精加工—線切割—研磨型孔 9.3 型芯的加工工序 1車削 按最大尺寸留1—2mm的余量。 2平磨 兩端及相臨兩側面,對角尺。 3劃線 鉛工按圖劃線。 4銑 按圖加工,留出精加工磨削余量0.2—0.6mm。 5檢驗 6熱處理 淬火。 7磨 按圖樣要求磨到尺寸精度要求。 8鉗 鉗工修整拋光。 9表面處理 鍍鉻。 10鉗 鉗工修整檢驗。 此型芯的加工工序如下：下料—鍛造—熱處理—粗車外圓—精車外圓—熱處理—磨外圓—拋光—鉗修 結束語 本設計運用塑料成型工藝及模具設計的基礎知識，首先分析了塑件的成分及性能要求，為選取澆口的類型做好了準備；然后估算了塑件的體積，便于選取注塑機及確定型腔數(shù)量；最后分析了塑件的特征，確定模具的設計參數(shù)、設計要點及推出裝置的選取。 該塑件壁厚比較均勻，而且比較薄，不允許有推桿痕跡，一般采用推件板推出機構，推件板推出機構的機構特點是：脫模力大而均勻，運動平穩(wěn)，無明顯的推出痕跡且不必另設復位機構，在合模過程中脫模板依靠合模力的作用回到初始位置 由于本人資質有限，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，在有課程設計的經驗及老師的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有很大的幫助，而且也鍛煉我的吃苦耐勞的精神，讓我在這個競爭的社會里有立足之地。 最后，我衷心感謝各位老師特別是我的指導老師原紅玲老師在這一段時間給予我無私的幫助和指導，并向你們致意崇高的敬意，以后到社會上我一定努力工作，不辜負你們給予我的知識和對我寄予的厚望！ 28