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河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 1 鎖蓋塑料成型工藝及模具設(shè)計 摘要 本設(shè)計題目為鎖蓋塑料成型工藝及模具設(shè)計 體現(xiàn)了板類塑料零件的設(shè)計要求 內(nèi)容及方向 有一定的設(shè)計意義 通過對該零件模具的設(shè)計 進一步加強了設(shè)計者注 塑模設(shè)計的基礎(chǔ)知識 為設(shè)計更復(fù)雜的注塑模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗 本設(shè)計運用塑料成型工藝及模具設(shè)計的基礎(chǔ)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(zhǔn)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(shè)計參數(shù) 設(shè)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(gòu) 推件板推出機構(gòu)的機構(gòu)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(shè)復(fù)位機構(gòu) 關(guān)鍵詞 注塑模 澆口 推件板 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 2 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 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(shè) 備 名 稱 型 號 夾 具 名 稱 輔 助 工 具 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(zhuǎn) 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(biāo)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(shè) 計 者 婁雪玲 指 導(dǎo) 教 師 原紅玲 共 4 頁 第 1 頁 零件號 零 件 名 稱 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 00 02 型腔 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工序號 工 序 名 稱 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 工 時 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(biāo)磨床 慢走絲 H 1080 MMB1312 M7340 DK7710 專用銑 床夾具 導(dǎo)磁鐵 導(dǎo)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(biāo)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(zhǔn) 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(shè) 備 名 稱 型 號 夾 具 名 稱 輔 助 工 具 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(zhuǎn) 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(biāo)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(shè) 計 者 婁雪玲 指 導(dǎo) 教 師 原紅玲 共 4 頁 第 3 頁 零件號 零 件 名 稱 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 00 04 型芯 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工序號 工 序 名 稱 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 工 時 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(dǎo)磁鐵 帶鋸 鍛錘 車刀 車刀 砂輪 油石 直尺 直尺 游標(biāo)卡尺 千分尺 千分尺 千分尺 編制 婁雪玲 校對 審核 批準(zhǔn) 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(jié)構(gòu) 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(dǎo)柱 16 圖 10 導(dǎo)套 17 圖 11 型腔 19 圖 12 型芯 19 圖 13 型腔板 22 圖 14 總裝圖 25 0 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(dāng)然塑料工業(yè)的發(fā)展離不開塑 料模具設(shè)計 模具工業(yè)被譽為 工業(yè)之母 隨著模具技術(shù)的迅速發(fā)展 在現(xiàn)代工業(yè)生 產(chǎn)中 模具已成為各種工業(yè)產(chǎn)品不可或缺的重要工藝設(shè)備 模具成型具有優(yōu)質(zhì) 高產(chǎn) 低消耗 低成本的特點 因而 在國民經(jīng)濟各個部門得到了極其廣泛的應(yīng)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(xué)穩(wěn)定性好 電絕緣性強 力學(xué)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(nèi)塑料模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1 1 1 國內(nèi)塑料模具的現(xiàn)狀 隨著經(jīng)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(nèi)市場對模具特別是塑料模具的需求旺盛 加上國產(chǎn)模具在中低端產(chǎn)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(chǎn)向我 國轉(zhuǎn)移呈現(xiàn)加快態(tài)勢 由此促進了我國塑料模具業(yè)產(chǎn)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(chǎn)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 2 m 制件精度很高的小模數(shù)齒 輪模具及達到高光學(xué)要求的車燈模具等也已能生產(chǎn) 多腔塑料模具已能生產(chǎn)一模 7800 腔的塑封模 高速模具方面已能生產(chǎn)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(chǎn)手段上 模具企業(yè)設(shè)備數(shù)控化率已有較大提高 CAD CAE CAM 技 術(shù)的應(yīng)用面已大為擴展 高速加工及 RP RT 等先進技術(shù)的采用已越來越多 模具標(biāo)準(zhǔn) 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(zhì)量 技術(shù)和能力等方面都有了 很大進步 但與國民經(jīng)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(fù)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(yīng)求的同時 一 1 些低檔塑料模具卻供過于求 市場競爭激烈 還有一些技術(shù)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(chǎn)品總體水平較低 雖然個別企業(yè)的產(chǎn)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(chǎn)周期 壽命等指標(biāo)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(diào)能力差 雖然部分企業(yè)經(jīng)過近幾年的技術(shù)改造 工藝 裝備水平已經(jīng)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(shù)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(chǎn)品的創(chuàng)新 4 供需矛盾短期難以緩解 近幾年 國產(chǎn)塑料模具國內(nèi)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(zhuǎn)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(chǎn) 發(fā)展一時還難以跟上 供不應(yīng)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(jīng)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(chǎn)的行業(yè) 國有和集體所有制原來的體制和 經(jīng)營機制已顯得越來越不適應(yīng) 人才的數(shù)量和素質(zhì)也跟不上行業(yè)的快速發(fā)展 1 1 2 國內(nèi)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(jīng)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(jié)構(gòu) 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(yù)計會在行業(yè)中得到較快應(yīng)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(zhì) 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(jīng)濟模具 特別是與快速成型技術(shù)相結(jié)合的 RP RT 技術(shù)將得到快速 2 發(fā)展 4 模具設(shè)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(wǎng)絡(luò)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(shè)備將進一步得到發(fā)展和推廣 應(yīng)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(chǎn)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(shù) 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(fù)合加工乃至虛擬技術(shù)將進一步得到發(fā)展 9 熱流道技術(shù)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(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高 11 在可持續(xù)發(fā)展和綠色產(chǎn)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(jié)構(gòu)設(shè)計 原材料選用 制造工藝及模具修復(fù) 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(fù)使用 利于 環(huán)保 以及可持續(xù)發(fā)展這一趨向 在科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)下 國內(nèi)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(zhuǎn)變到質(zhì)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(shè)計 1 2 1 鎖蓋注塑模具設(shè)計思路 鎖蓋注塑模設(shè)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(zhì)量 確定注塑工藝參數(shù) 選取成型設(shè)備 然后才是具體的模具結(jié)構(gòu)設(shè)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(shè)計 排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計 脫模機構(gòu)設(shè)計 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計等 當(dāng) 這些工作做完后 要根據(jù)具體的情況考慮要不要設(shè)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 3 件的加工工藝規(guī)程 1 2 2 鎖蓋注塑模具設(shè)計進度 1 了解目前國內(nèi)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(shè)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(chǎn)批量 大批量 材料 酚醛 塑件簡圖見圖 1 4 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(nèi)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(dāng)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(nèi)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(yīng)時 會產(chǎn)生縮合水和低分子揮發(fā)物 模具型腔必須設(shè)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(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(gòu) 屬于中等復(fù)雜程度 5 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(yīng)的模 具相關(guān)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(zhì)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(zhì)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(zhì)量 計算塑件的質(zhì)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 9 2 30 40 20 6 2 3 14 42 2 3 14 72 4 5 2 5 4 6 10 cm3 計算塑件的質(zhì)量 根據(jù)設(shè)計手冊可查得酚醛塑料的密度為 1 45kg dm 3 塑件質(zhì)量 W V 4 6 10 1 45 1033 6 67g 2 3 塑件注塑工藝參數(shù)的確定 查找有關(guān)文獻和參考工廠時間應(yīng)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(dāng)調(diào)整 螺桿轉(zhuǎn)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 6 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(yù)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(shè)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(biāo)稱注射量 192cm 3 螺桿直徑 42mm 注射容量 125 克 注射壓力 191Mpa 鎖模力 900kN 最大注射面積 360 2 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 06 推出兩側(cè)孔徑 22mm 孔距 230mm 7 3 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)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(shè)置 模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和推出機構(gòu)的設(shè)計等內(nèi)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(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度 模具分型面的確定 澆 口的設(shè)置 制品尺寸精度和質(zhì)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(chǎn)條件 包括模具制造的 生產(chǎn)的批量所需 的機械化和自動化程度等其他設(shè)計問題 8 最后制品位置的選定 應(yīng)結(jié)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(jié)構(gòu)簡單 型腔排氣順利確保塑件質(zhì) 量 無損塑件外觀 設(shè)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(zhì)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(chǎn)屬大批量生產(chǎn) 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(guān) 此外還受制件精度和生產(chǎn)的經(jīng)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 1FBPCA 其中 F 注塑機的鎖模力 N PC 型腔內(nèi)的平均壓力 Mpa A 每個制件在分型面上的面積 mm 2 B 流道和澆道在分型面上的投影面積 mm 2 B 在模具設(shè)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(nèi)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(yīng)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 90 80354 9 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 cm 3 V 單個制件體積 cm 3 C 流道和澆口的總體積 cm 3 生產(chǎn)中每次實際注塑量應(yīng)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(shè)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(yīng)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(yīng)滿足以下基本要求 1 各型腔應(yīng)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(yīng)盡可能大 以便在空間設(shè)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(yīng)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(jié)構(gòu)的復(fù)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 10 圖 3 3 4 澆注系統(tǒng)設(shè)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(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良的塑件 它向型腔中的 傳質(zhì) 傳熱 傳壓情況決定著塑件的內(nèi)在和外在質(zhì)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(fù)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(shè)計 根據(jù) XS ZY 125 型注塑機噴嘴的有關(guān)尺寸 噴嘴前端孔徑 d 0 5mm 噴嘴前端球面半徑 R 0 12mm 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)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 4 5mm 為了方便將凝料從主流道中拔出 將主流道設(shè)計為圓錐形式 其斜度取 1 2 度經(jīng) 換算得主流道大端直徑 D2 8 5mm 為了使料能順利的進入分流道 可在主流道的出 11 料端設(shè)計半徑 R 5mm 的圓弧過渡 主流道結(jié) 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(yīng)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(shè)計 成一個整體 但在多數(shù)情況下均分開設(shè)計 主流道襯套應(yīng)選圖 3 4 2 用優(yōu)質(zhì)鋼材 如 T8A 等 熱處理后硬度為 53 57HRC 襯套的長度應(yīng)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(jié)構(gòu)如下圖所示 圖 5 3 4 3 分流道設(shè)計 分流道的形式和尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的體積 壁厚和形狀的復(fù)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 12 大端直徑 D 8 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 5 m 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(shè)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 13 圖 7 3 4 5 澆口設(shè)計 根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式 選用側(cè)澆口較為理想 設(shè)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(cè)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(jié)構(gòu)的設(shè)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(yīng)所產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體 因此排氣量大 在澆口前的分流道就應(yīng)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(yīng)當(dāng)排氣 在料流末端更應(yīng)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 h 1 0 5mm l 10 15mm 排氣槽 簡圖如下圖所示 圖 8 3 6 脫模機構(gòu)的設(shè)計 3 6 1 脫模機構(gòu)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(gòu)稱為脫模機構(gòu) 該模具采用機動推出機構(gòu) 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(gòu)被注射機上固定 14 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(gòu)便將塑件從動模上推 出 從塑件結(jié)構(gòu)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(gòu) 推件板推出機構(gòu)的機構(gòu)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(shè)復(fù)位機構(gòu) 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(gòu) 因為推板推出機構(gòu)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(zhì)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(gòu) 3 6 2 機構(gòu)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(guān)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(zhì)量故推件板與型芯的配合形式和間隙應(yīng)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(dāng)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(dǎo)柱長度 3 7 合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 導(dǎo)向機構(gòu)是保證定?；蛏舷履r 正確定位和導(dǎo)向的零件 合模導(dǎo)向機構(gòu)主要 有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式 通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向定位 該模具利用導(dǎo)柱導(dǎo)向定 位 導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)的主要零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套 3 7 1 導(dǎo)柱設(shè)計 1 導(dǎo)柱結(jié)構(gòu) 導(dǎo)柱的基本結(jié)構(gòu)形式有兩種 一種是直形導(dǎo)柱 另一種是階梯形導(dǎo) 柱 本模具利用直形導(dǎo)柱 因前端設(shè)計為錐形 便于導(dǎo)向 工作部分設(shè)置了儲油 延 長潤滑時間 2 導(dǎo)柱尺寸的確定 導(dǎo)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(dǎo)柱之間的中心距應(yīng)愈大 所選導(dǎo)柱直徑應(yīng)愈大 導(dǎo)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(dǎo)柱直徑可取 D 1 2 導(dǎo)柱長度尺寸應(yīng)能 保證位于動定模兩側(cè)的型腔和型芯 開始閉合前導(dǎo)柱已經(jīng)進入導(dǎo)孔的長度不小于導(dǎo)柱 15 直徑 圖 9 3 7 2 導(dǎo)套設(shè)計 圖 10 帶肩導(dǎo)套安裝需要墊板 裝入模板后復(fù)以墊板即可 帶肩型導(dǎo)套安裝沉孔視導(dǎo)套 直徑可取為 D 1 2 導(dǎo)套長度取決于含導(dǎo)套的模板厚度 其余尺寸隨導(dǎo)套導(dǎo)向孔直徑而定 本模具選用 d 28mm L 20mm 和 d 24mm L 22mm 帶肩導(dǎo)套 16 4 注塑模主要成型零件的設(shè)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(shè)計注塑模時應(yīng)針 對塑料制品的結(jié)構(gòu)特點 生產(chǎn)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(jié)構(gòu) 滿足精度 粗糙度 強度及剛度等問題 4 1 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計 4 1 1 型腔的材料 對于一般結(jié)構(gòu)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(fù)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(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)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(yīng)達到 Ra 0 10 0 1 m 當(dāng)塑件表面粗糙度要求較低或 塑料流動性不良時應(yīng)達到 Ra 0 10 0 025 m 組合結(jié)構(gòu)的配合面應(yīng)達到 Ra 6 3 3 2 m 組合結(jié)構(gòu)的配合面應(yīng)達到 Ra 0 8 m 型腔或模套上下面為 Ra 0 8 m 其余為 Ra 6 3 3 2 m 4 1 4 型腔表面處理 17 成型表面鍍鉻 鍍鉻層深度為 0 015 0 02mm 鍍鉻應(yīng)拋光 達到上述表面粗 糙度要求 4 1 5 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計 本模具采用一模四件的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(zhì)材料 型腔結(jié)構(gòu)如下圖 圖 11 4 2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1 型芯的結(jié)構(gòu)形式 型芯是形成塑件內(nèi)表面的成型零件 根據(jù)型芯所成型零件內(nèi)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(nèi)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 18 圖 12 2 技術(shù)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 0 025 m 配合部分應(yīng)達到 Ra 0 8 m 其余部分應(yīng)達到 Ra 6 3 1 6 m 5 熱處理硬度 應(yīng)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(yīng)拋光處理 19 5 鎖蓋注塑模具的有關(guān)計算 成型零件工作尺寸是指成型零件上直接構(gòu)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(shè)計時 應(yīng)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(dāng)復(fù)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(yīng)做為確定成型零件工作尺寸的依據(jù) 本設(shè)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 cp 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 z 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016 9 TzSDM maxax 05 8 20 表二大型芯尺寸計算 表三小型芯尺寸計算 5 2 型芯側(cè)壁厚度和底板厚度的計算 經(jīng)驗數(shù)據(jù)法可計算出單型腔側(cè)壁厚度 tc 46 tc t c 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 02 15 07 8314 4 0 5 0 maxaTzCSHidM 5 09 塑件尺寸 計算公式 型腔或型芯的 工作尺寸4 02 015 2 38 1 7 42 05 TzSddm miniin 01 8 07 5 0maxaTzCSHidM 07 塑件尺寸 計算公式 型腔或型芯的 工作尺寸2 05 07 35 38 014 TzSddm miniin 1 04 5 9 32 05 5 0axaTzHidM 01 32 21 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(shè)備簡單 緊湊 投資小 便于安裝 維修 使用 溫度易調(diào) 節(jié) 易于自動化控制 其缺點是升溫緩慢 并有加熱后效應(yīng)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(shè)計中根據(jù)經(jīng)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 H 2 H 3 H 4 H 5 H 6 H7 25 25 25 25 40 50 25 205mm 7 注塑機有關(guān)參數(shù)的校核 22 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 minHmax 經(jīng)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 S10 521 25 25 10 60mm 注塑機的開模行程足夠 經(jīng)驗證 XS ZY 125 型注塑機能滿足使用要求 故可采用 23 8 繪制模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖 8 1 本模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖見附圖 24 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(jīng)流道注入型腔 經(jīng)保壓 冷卻后塑件成 25 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(dāng)運動到一定距離時 注 塑機的頂桿將模具的頂出機構(gòu)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(dāng)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(qū)動脫件板將塑件從型芯上脫出 合模時 推板由模具的導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)導(dǎo)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(diào)制精加工淬火與回火修整拋光鍍硬鉻裝配 26 2 下料 鍛造 退火 粗加工 調(diào)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(yīng)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(cè)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(cè)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 27 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(jié)束語 本設(shè)計運用塑料成型工藝及模具設(shè)計的基礎(chǔ)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(zhǔn)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(shè)計參數(shù) 設(shè)計要點及推出裝置的 選取 28 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(gòu) 推件板推出機構(gòu)的機構(gòu)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(shè)復(fù)位機構(gòu) 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(zhì)有限 很多知識掌握的不是很牢固 因此在設(shè)計中難免要遇到很多 難題 在有課程設(shè)計的經(jīng)驗及老師的指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下 克服了一個又一個的 困難 使我的畢業(yè)設(shè)計日趨完善 畢業(yè)設(shè)計雖然很辛苦 但是在設(shè)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(shè)計的能力 使我受益匪淺 我相信這些經(jīng)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(dǎo)老師原紅玲老師在這一段時間給予我 無私的幫助和指導(dǎo) 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