1 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目 ： 果盤注塑模具設(shè)計(jì) 院 (系 )： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè) ： 模具設(shè)計(jì)與制造 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 二一二年二月二十八 日 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 院（系） 機(jī)電工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文）題目 果盤注塑模具設(shè)計(jì) 任務(wù)與要求 一、設(shè)計(jì)任務(wù)： “果盤模具設(shè)計(jì)”，根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查水果盤在中國(guó)甚至國(guó)際市場(chǎng)上占有很大利潤(rùn)，且需求量大，適合大批量生產(chǎn)。 二、設(shè)計(jì)要求 合理選擇總體設(shè)計(jì)方案，綜合市場(chǎng)需求、經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)條件下，力求結(jié)構(gòu)計(jì)簡(jiǎn)單緊湊，公藝性好。 為 了經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)注射模具，要熟悉國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，盡量選用標(biāo)準(zhǔn)零部件，或利用大量已被加工至接近合格尺寸的標(biāo)準(zhǔn)零部件。 工件實(shí)體制作，并將其轉(zhuǎn)換成三視圖完成尺寸標(biāo)注，通過(guò)軟件測(cè)出工件參數(shù)。 設(shè)計(jì)計(jì)算： a.尺寸 b.強(qiáng)度，密度 c鎖模力等 完成時(shí)間段 2012年 11月 26 日 至 2013年 3 月 3 日 共 16 周 指導(dǎo)教師單位 重慶科創(chuàng)學(xué)院 職稱 高級(jí)工程師 院（系）審核意見(jiàn) 3 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )進(jìn)度計(jì)劃表 日 期 工 作 內(nèi) 容 執(zhí) 行 情 況 指導(dǎo)教師 簽 字 2012.11.26-2012.12.7 查找資料，選題 完成 2012.12.8-2012.12.30 完成論文的初稿 完成 2012.12.31-2013.1.20 完成論文二稿的寫(xiě)作 完成 2013.1.21-2013.2.15 完成論文的終稿及格式修 改 完成 2013.2.16-2013.3.4 定稿，打印論文，做好答辯 的準(zhǔn)備 完成 2013.3.5-3.18 論文答辯 完成 教師對(duì)進(jìn)度計(jì)劃 實(shí)施情況總評(píng) 簽名 年 月 日 本表作評(píng)定學(xué)生平時(shí)成績(jī)的依據(jù) 4 Abstract Injection molding is an important method of plastic molding, which is mainly applied to thermoplastic molding, can be a complex shape forming of precision plastic parts. The issue is the plastic dome as the design model, will injection mold-related knowledge as a basis to explain the process of plastic injection mold design。 Plastic dome on the right molding process analysis, design of a cavity of a mold of a plastic mold. Plastic Mould decided to geometric shape and size of the parts as molded parts, including the former template, before the mold, after the template, after the mold, after the mold inserts, Bevel Pillar, slider, etc. Design and Manufacture of process . Molding parts with plastic in direct contact with the work, at a certain temperature to withstand high temperature and high pressure melt, it must have a reasonable structure, high strength and rigidity, good wear resistance, the correct geometry , high dimensional accuracy and low surface roughness. Important part of the process parameter selection and count the bodies and the gating system and other structural design process。 Design molding parts should be under the plastic properties of the structure and use of plastic parts required to determine the overall layout of the cavity, select sub-surface to determine the stripping method, designed gating system, overflow systems, scheduling, and then processing and assembly process requirements of forming components structural design, calculation of the work of forming parts size, the shape of key parts for Strength and Rigidity。 KEY WORD : plastic mold injection molding mold designed目錄 第一章 緒言 . 1 第一節(jié) 注塑模的發(fā)展 . 1 第二節(jié) 注射成型原理 . 2 第二章 塑件工藝分析 . 4 第一節(jié) 塑件功能結(jié)構(gòu) . 4 第二節(jié) 塑料的性能 . 7 第三章 選擇注射成型設(shè)備 . 9 第一節(jié) 注射機(jī)的選用 . 9 第 二節(jié) 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 . 9 第四章 模具結(jié)構(gòu)方案及模架的選擇 . 12 第一節(jié) 模具的基本結(jié)構(gòu) . 12 第二節(jié) 確定澆注系統(tǒng) . 14 第五章 模具凸凹模及總裝圖 . 20 第一節(jié) 型芯、型腔尺寸確定 . 20 第二節(jié) 模具總裝確定 . 22 結(jié)論 . 25 致 謝 . 27 參 考 文 獻(xiàn) . 28 1 第 一章 緒言 第一節(jié) 注塑模的發(fā)展 經(jīng)過(guò)近幾年的發(fā)展，塑料模具的開(kāi)發(fā)、創(chuàng)新和企業(yè)管理等方面已顯示一 些新的發(fā)展趨勢(shì)，先綜合如下： （ 1） 在模具的質(zhì)量、交貨周期、價(jià)格、服 務(wù)四要素中，已有越來(lái)越多的用戶將交貨周期放在首位，要求模具公司盡快交貨，這將成為一種趨勢(shì)。 （ 2） 大力提高開(kāi)發(fā)能力，將開(kāi)發(fā)工作盡量往前推，直至介入到模具用戶的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中去，甚至在尚無(wú)明確用戶對(duì)象之前進(jìn)行開(kāi)發(fā)（這需要在有較大把握和敢冒一定風(fēng)險(xiǎn)的情況下進(jìn)行），變被動(dòng)為主動(dòng)，目前，電視機(jī)和顯示器外殼、空調(diào)器外殼、摩托車塑件等已采用這種方法，手機(jī)和電話機(jī)模具開(kāi)發(fā)也在嘗試，青島海爾模具公司等企業(yè)的“你給我一個(gè)概念，我還你一個(gè)產(chǎn)品”的站式服務(wù)模式以及浙江陶氏模具集團(tuán)有限公司等主動(dòng)開(kāi)發(fā)的辦法已被越來(lái)越多的企業(yè)所接受，這也 是今后的一種發(fā)展趨向。 （ 3）隨著模具企業(yè)設(shè)計(jì)和加工水平的提高，模具的制造正在從過(guò)去主要依靠鉗工的技藝而轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕揽考夹g(shù)，從某種意義上說(shuō)：“模具是一種工藝品”的概念已被“模具是一種高新技術(shù)產(chǎn)品”所代替，模具“上下模單配成套”的概念正在被“只裝不配”的概念所替代，模具正從長(zhǎng)期以來(lái)主要依靠技藝而變?yōu)榻窈笾饕揽考夹g(shù)，這不僅時(shí)一種生產(chǎn)手段的轉(zhuǎn)變，更重要的也是一種生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變和觀念的上升。 （ 4）模具企業(yè)及其模具生產(chǎn)正在向信息化迅速發(fā)展， 21世紀(jì)，信息越來(lái)越多，信息技術(shù)越來(lái)越先進(jìn)發(fā)達(dá)，信息已于人們的生產(chǎn)和生活休 戚相關(guān)，在信息社會(huì)中，作為一個(gè)高水平的現(xiàn)代模具企業(yè)，單單只是 CAD/CAM 的應(yīng)用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。目前許多企業(yè)已經(jīng)采用的 CAE、 CAT、 PDM、 CAPP、 KBE、 KBS、 RE、 CIMS、 ERP 等先進(jìn)制造技術(shù)和虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都是信息化的表現(xiàn)，向信息化方向發(fā)展這一趨勢(shì)已被行業(yè)所共識(shí)。 （ 5）隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步，模具必然會(huì)向著更廣泛的領(lǐng)域個(gè)更高水平發(fā)展，現(xiàn)在，能把握機(jī)遇，開(kāi)拓市場(chǎng)，不斷發(fā)現(xiàn)新的增長(zhǎng)點(diǎn)的模具企業(yè)和能生產(chǎn)高技術(shù)含量模具企業(yè)的生產(chǎn)任務(wù)充足，利潤(rùn)水平和職工收入都很高。 2 （ 6）發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的模具正加速向我國(guó)轉(zhuǎn)移 ，其表現(xiàn)方式為：一是遷廠，二是投資，三是采購(gòu)，近年來(lái)這一趨向更加明顯，我國(guó)的模具企業(yè)應(yīng)該抓住機(jī)遇，借用并學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)，加快自己的發(fā)展步伐。 綜合我國(guó)的現(xiàn)實(shí)狀況，在當(dāng)今的現(xiàn)實(shí)下，我們要認(rèn)清楚自己的缺點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)自己的不足，同時(shí)發(fā)揮自己具備的長(zhǎng)處，使我國(guó)的模具事業(yè)在世界的領(lǐng)域取得更進(jìn)一步的發(fā)展。 第二節(jié) 注射成型原理 注 射模又稱注塑模是根據(jù)金屬壓鑄成型原理發(fā)展起來(lái)的，首先將顆?；蚍蹱畹乃芰显霞尤氲缴錂C(jī)的料筒中加熱熔融成粘流態(tài)在柱塞或螺稈的推動(dòng)下，通過(guò)料筒前端的噴嘴或模具的澆注系統(tǒng)注射 工藝過(guò)程如圖 （ 1-1)。 圖 1.1 注射成型過(guò)程 3 首先注射機(jī)的合模機(jī)構(gòu)帶動(dòng)模具的活動(dòng)部分從 右向左移動(dòng)， 與模具的固定部分閉合，然后注射機(jī)的柱塞（螺桿）將由料斗中落入料筒里的粒料或粉料向前推進(jìn)，與此同時(shí) 進(jìn)行預(yù)熱 ， 使 料筒中 的顆?；蚍哿?熔融成黏流態(tài)的塑料，在柱塞（螺桿）的高度和高壓的推動(dòng)下，通過(guò)料筒前端的噴嘴和模具澆注系統(tǒng)注入已經(jīng)閉合的模具型腔中，充滿型腔的通體在受壓情況下，經(jīng)冷卻固化而保持 型腔所賦予的形狀。最后 柱塞（螺桿）復(fù)位，再次進(jìn)行下一次注射。 4 第二章 塑件工藝分析 第一節(jié) 塑件功能 結(jié)構(gòu) 一、 塑件 設(shè)計(jì) 根據(jù)塑件應(yīng)具有滿足使用目的的功能，并 要 滿足 在使用過(guò)程中所承受 力和一定的溫度 ，同時(shí)也要考慮消費(fèi)者使用的舒適度，和消費(fèi)者所喜歡的外形設(shè)計(jì)。 在滿足 以上功能前提下，我們要選擇能給我們帶來(lái)經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)最大，成本最低的料和生產(chǎn)工序節(jié)儉的注射系統(tǒng)。 二、 工件結(jié)構(gòu) 名稱： 果盤 材料： 改性 聚苯乙烯 （ hips） 生產(chǎn)批量：大批量 未注公差：按 MT5 級(jí)精度取 成品圖如（ 1.2） 圖 1.2 工件成型圖 5 圖 1.3 草圖 圖 1.4拉伸 圖 1.5拔摸 30 6 圖 1.5抽殼 圖 1.6內(nèi)角 圖 1.7 塑件零件圖及其參數(shù) 7 第 二 節(jié) 塑料的性能 一、 改性聚 苯乙烯 即是 hips 正名： High Impact Polystyrene 耐沖擊性聚苯乙烯 性能：耐沖擊性聚苯乙烯（ HIPS） 耐沖擊性聚苯乙烯是通過(guò)在聚苯乙烯中添加聚丁基橡膠顆粒的辦法生產(chǎn)的一種抗沖擊的聚苯乙烯產(chǎn)品。這種聚苯乙烯產(chǎn)品會(huì)添加微米級(jí)橡膠顆粒并通過(guò)枝接的辦法把聚苯乙烯和橡膠顆粒連接在一起。 當(dāng)受到?jīng)_擊時(shí)，裂紋擴(kuò)展的尖端應(yīng)力會(huì)被相對(duì)柔軟的橡膠顆粒釋放掉。因此裂紋的擴(kuò)展受到阻礙，抗沖擊性得到了提高 。 聚苯乙烯是一種用途廣泛的脆性塑料。 我們現(xiàn)在使用的許多 透明的塑料水杯，包裝用的泡沫塑料也是由聚苯乙烯制成的。 聚苯乙烯屬烯烴，是由苯乙烯通過(guò)自由基聚合而成的。 通過(guò)茂金屬催化聚合可以得到一種新型聚苯乙烯，即間同聚苯乙烯。間同聚苯乙烯上的苯環(huán)交替地連接的主鏈的兩側(cè)，而普通聚苯乙烯的苯環(huán)在無(wú)規(guī)地連接在主鏈兩側(cè)。 間同聚苯乙烯是結(jié)晶高分子，熔點(diǎn)達(dá)到 270 。 在苯乙烯聚合體系中中加入聚丁二烯，使苯乙烯在聚丁二烯主鏈上接枝聚合。 聚苯乙烯和聚丁二烯是不相容的，因此苯乙烯和丁二烯鏈段分別聚集，產(chǎn)生相分離。 這些聚丁 二烯相區(qū)可以吸收沖擊能，從而提高了聚苯乙烯的沖擊強(qiáng)度。 HIPS 工程塑料乳白色不透明顆粒 .密度為1.05g/cm3.熔融溫度 150180 .熱分解溫度 300 溶于芳香烴 ,氯化烴 ,酮類 (除爾酮外 )和酯類 .能耐許多礦物油 ,有機(jī)酸 ,堿 ,鹽 ,低級(jí)醇及其水溶液 ,不耐沸水 .HIPS 是最便宜的工程塑料之一 ,和 ABS,PC/ABS,PC 相比 ,材料的光澤性比較差 ,綜合性能也相對(duì)差一些 . HIPS 是由 PS 加丁二烯改性而成的 ,因?yàn)?PS 的沖擊強(qiáng)度很低 ,做出的產(chǎn)品很脆 ,而丁二烯的韌性很好 ,加入丁二烯后可使 PS 的沖擊性能提高 23 倍 .盡管 HIPS的沖擊強(qiáng)度比 PS 的沖擊強(qiáng)度高出很多 ,但其綜合性能還是不如 ABS,PC/ABS 等 . HIPS的沖擊性能在工程塑料中是比較低的 。 但是從我們的塑件用途來(lái)看果盤是不需要太大的沖擊強(qiáng)度，且這種 hips料在價(jià)格 滿足我們的商業(yè)性。 二、 塑件 熱 成型工藝參數(shù) 查相關(guān)手冊(cè)得到改性聚苯乙烯塑件成型的工藝參數(shù) 密度： 1.05g/cm3 收縮率： 0.4 0.7% 8 設(shè)備：螺桿式 轉(zhuǎn)速： 40 80r/min 噴嘴形式：直通式 溫度 ： 料筒一區(qū)溫度 ： 150 160 料筒二區(qū)溫度： 170 190 料筒三區(qū)溫度： 180200 噴嘴溫度： 170 180 模具溫度： 20 50 壓力 ： 注射壓力： 60 100MPa 保壓壓力 :30 50MPa 時(shí)間 ： 注射時(shí)間： 1 5s 保壓時(shí)間： 5 15s 冷卻時(shí)間： 5 15s 周期時(shí)間： 15 30s 后期處理 ： 塑件成型后應(yīng)該在紅外線烘箱 溫度： 70 80 處理時(shí)間： 2 4h 9 第三章 選擇注射成型設(shè)備 第一節(jié) 注射機(jī)的選用 一、 注射機(jī)參數(shù) 由 塑件成型 熱工藝參數(shù) : 選用 SZ-250 1250 型臥式注射機(jī)，其有關(guān)參數(shù)為： 理論注射量： 270cm3 注射壓力： 160Mpa 鎖模力： 1250KN 裝模高度： 150 550mm 最大開(kāi)模行程： 360mm 噴嘴圓弧半徑： 15mm 噴嘴孔直徑： 4mm 拉料桿間距： 415 415 第 二節(jié) 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 一 、 最大注射量的 校核 由于各種塑料的密度、壓縮比的不同，注射機(jī)最大注射能力要下降 10% 35%。因此選擇注射機(jī)時(shí)，通常要保證制品所需注射量小于或等于注射機(jī)允許 的最大注射量的 80%，即 m axm kmmnm ji 式中 m ：注射塑件需要的注射總量； n ：型腔數(shù) （ n=2） 單個(gè)塑件的體積或質(zhì)量:im ；注射機(jī)的最大利用系數(shù)；最大注射量的利用系數(shù)質(zhì)量；澆注系統(tǒng)及飛邊體積或:m:k:mm a xj通過(guò)計(jì)算取 m= 34 mm106 k maxm 符合要求 10 二、 鎖模力的校核 由公式 : F鎖 F脹 =A分 P型 =2LB P型 =22050 30 =66.15（ KN） 式中 F鎖 注射機(jī)的鎖模力 66.15（ KN）； A分 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和； P型 型腔壓力，取 P型 =30MPa ； L是塑件的長(zhǎng)度 105mm; B是塑件的寬度 105mm; 三、 注射壓力校核 0PPZ 要的注射力；：塑料制品成型時(shí)所需力；：注射機(jī)的最大注射壓z0pP 經(jīng)查閱塑件塑料參數(shù)可知 MPa160p0 MPap z 100 符合 四 、 模具安裝部分校核 模具閉合高度的確定 ,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架各模板尺寸及模具設(shè)計(jì)的其它零件尺寸 ： 定模座板 H定 =25mm 型腔固定板 H1 =50mm 型芯固定板 H2 =35mm 支撐板 H支 =45mm 墊板 H墊 =70mm 動(dòng)模座板 H動(dòng) =25mm 模具的閉合高度： H閉 = H定 + H1 + H2 + H支 + H墊 + H動(dòng) =25mm+50mm+35mm+45mm+70mm+25mm =250mm 所選用注射機(jī)的裝模高度為 150 550mm，可以知道，設(shè)計(jì)的模具與注射機(jī)在高度上不存在沖突。 該模具外形尺寸為 350mm 300mm 250mm， SZ-250 1250型臥式注射機(jī)模板的最 11 大安裝尺寸為 415 415，故可以滿足模具的安裝要求， SZ-250 1250 型臥式注射機(jī)所允許模具最小厚度為 Hmin =165mm,最大厚度 Hmax =406mm，模具的閉合高度滿足 Hmin H閉 Hmax 五、 開(kāi)模行程的校核 SZ-250 1250 型臥式注射機(jī)最大開(kāi)模行程為 S=360mm,而模具閉合高度H閉 =250mm，而制件高度為 h=7mm，所以開(kāi)模行程足夠。 另外經(jīng)校核，注射機(jī)最大注射量，注射壓力，鎖模力等參數(shù)均滿足使用要求，故可用。 12 第 四 章 模具結(jié)構(gòu)方案及模架的選擇 第一節(jié) 模具的基本結(jié)構(gòu) 一、 確定型腔數(shù)目及布置 本塑件形狀簡(jiǎn)單，生產(chǎn)批量為大批量，所以最好采用多腔模注射模具，經(jīng)過(guò)分析各種情況，決定采用一模兩腔，平衡式的型腔布置形式，這樣模具結(jié)構(gòu)尺寸較小 ，制造加工較為方便，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本較低，型腔布置如下 4.1所示 ： 圖 4.1型腔布置圖 二、 選擇分型面 塑件分型面的選擇應(yīng)該保證塑件質(zhì)量要求，本實(shí)例中分型面的位置如下圖所示，圖 a的分型面選在制件的中部，結(jié)果會(huì)使塑件表面留下分型面的痕跡，影響塑件表面的質(zhì)量，這 種分型面也會(huì)增加模具的制造難度。圖 4.2所示的分型面選擇在塑件的下端面，這樣的選擇使塑件外表面可以在整體凹模型腔內(nèi)成型，塑件外表面成型光滑，保證了塑件的表面質(zhì)量，也使得脫模方便 . 因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較具體可以從以下方面進(jìn)行選擇： （ 1） 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。 （ 2） 保證塑件的精度要求。 （ 3） 便于塑件順利脫模，盡量使塑件開(kāi)模時(shí)留在動(dòng)模一邊。 13 （ 4） 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。 （ 5） 便于模具加工制造。 （ 6） 對(duì)成型面積的影響。 （ 7） 對(duì)排氣效果的影響。 （ 8） 對(duì)側(cè)向抽芯的影響。 綜合各種情 況 ，選擇 如 圖 4.3所示的分型面位置。 圖 4.2分型面 圖 4.3分型面 14 第二節(jié) 確定澆注系統(tǒng) 一、 確定澆注系統(tǒng) 澆口可分為限制性和非限制性澆口兩種。我們將采用限制性澆口。限制性澆口一方面通過(guò)截面積的突然變化，使分流道輸送來(lái)的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高剪切速率，使其成為理想的流動(dòng)狀態(tài)，迅速面均衡地充滿型腔，另一方面改善塑料熔體進(jìn)入型腔時(shí)的流動(dòng)特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時(shí)充滿，可控制填充時(shí)間、冷卻時(shí)間及塑件表面質(zhì)量 ，同時(shí)還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分離如圖 4.4。 塑 件采用側(cè)澆口形式，側(cè)澆口一般開(kāi)在分型面上，塑料熔體從側(cè)面充型，起截面形狀多為矩形狹縫，改變截面寬度和高度可以調(diào)整熔融塑料充模時(shí)的切變速率及澆口上的凍結(jié)時(shí)間，在側(cè)澆口進(jìn)入或者連接型腔的部位，應(yīng)成圓角以防劈裂，側(cè)澆口的優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)制件的形狀特點(diǎn)靈活的選擇澆口的位置，而不像其它澆口那樣位置經(jīng)常受到限制。 圖 4.4固定澆口 (1) 側(cè)澆口深度尺寸 H的確定 H=nt = mm2.126.0 n塑料系數(shù) hips 料取 0.6 t塑件在澆口位置處的壁厚，該設(shè)計(jì)取殼體中間壁厚 t=2mm (經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明， H的取值范圍在 0.52.0mm 之間，若按澆口處壁厚計(jì)算則 H=0.6 5=3mm,超出了經(jīng)驗(yàn)值，而且由于澆口是易磨損部位，所以開(kāi)始時(shí)取小值是有好處的， 15 這有利于以后的修模 )。 (2) 側(cè)澆口寬度尺寸 W的確定 W= 30an A型腔一側(cè)的表面積 : A=V/t ； V澆注體積 ： 33108.27v mm ； t取平均壁厚取 2mm W= 3/74.0000 6/74.02/74.05.06262 = 302108.276.0 3 = 2.61 取3mm 澆口尺寸如圖 4.5所示： 圖 4.5 澆口 本塑件屬于中小型塑件，厚度 t=2mm,澆口長(zhǎng)度 l=2mm,分流道截面采用半圓形截面流，主流道為圓錐形，上端直徑與注射機(jī)噴嘴相互配合，下端直徑為 8。 圖 4.6主流道及側(cè)澆口尺寸 16 二、 澆口位置的選擇 模具設(shè)計(jì)時(shí)，澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，初步試模后還需進(jìn)一步修改澆口尺寸，無(wú)論采用何種澆口，其開(kāi)設(shè)位置對(duì)塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開(kāi)設(shè)位置是提高質(zhì)量 的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)。總之要使塑件具有良好的性能與外表，一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項(xiàng)原則： （ 1) 盡量縮短流動(dòng)距離。 （ 2) 澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件壁厚最大處。 （ 3) 必須盡量減少熔接痕。 （ 4) 應(yīng)有利于型腔中氣體排出。 （ 5) 考慮分子定向影響。 （ 6) 避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)。 （ 7) 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。 （ 8) 注意對(duì)外觀質(zhì)量的影響 這里我們選在制件的側(cè)面?？梢苑奖氵M(jìn)料。 三、 模架的確定 凹模采用整體嵌入式，嵌入的凹模，用低碳合金鋼，滲碳淬火后拋光，為 了防止嵌入件的松動(dòng)，要用防脫螺釘鎖緊。凹模上要鑲上兩個(gè)臺(tái)階形小凸模，用螺紋固定方法緊固在型腔底部 . 大凸模采用整體嵌入式，加工好后鑲在凸模固定板上，也用緊固螺釘固定防止松動(dòng)，兩個(gè)小凸模分開(kāi)加工，一端加工成螺紋形式與型腔底部的螺紋孔配合，加工好后將 2個(gè)小凸模旋入型腔底部加工好的螺紋孔中。采用這種結(jié)構(gòu)的凸模，凹模在損壞后可以更換新的，而不需要更換整套模具，提高了模具的壽命，另外采用整體式凸凹模結(jié)構(gòu)牢固，塑件成型質(zhì)量好，模具制造簡(jiǎn)單。 17 圖 4.7 模架初步圖 四、 確定推出方式 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 （ 1） 機(jī)構(gòu)盡量簡(jiǎn) 單可靠，推出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)要準(zhǔn)確、可靠、靈活、無(wú)卡死現(xiàn)象，機(jī)構(gòu)本身要有足夠的剛度和強(qiáng)度。 （ 2） 保證制品不因推出而變形損壞，這是對(duì)推出機(jī)構(gòu)最基本的要求。 （ 3） 推出力的分布要盡量靠近型芯（因型芯處包緊力最大），且推出面積應(yīng)該盡可能大，以防零件被推壞。 （ 4） 推出脫模行程應(yīng)該恰當(dāng)合理，保證制品可靠脫模， （ 5） 若推出部位需要設(shè)在塑件使用或裝配的基準(zhǔn)面上時(shí)，為不影響塑件尺寸和使用，一般使推桿與塑件接觸部位處凹進(jìn)塑件 0.1mm左右，而推桿端面則應(yīng)高于基準(zhǔn)面，否則塑件表面會(huì)出現(xiàn)凸起影響基準(zhǔn)面的平整和外觀。 由于塑件表面 積較大，對(duì)塑件內(nèi)壁又沒(méi)有特殊的要求，因此采用推桿推出方式，用推桿推出的優(yōu)點(diǎn)是推出阻力小。為防止塑件在推出時(shí)出現(xiàn)微變形，可以適當(dāng)?shù)脑黾?18 推桿數(shù)量，使得推出力均勻，平穩(wěn)，推出可靠。推桿采用軸肩墊板連接，推桿與固定板間應(yīng)留一定間隙，裝配時(shí)推桿軸線可做少許移動(dòng)，以保證推桿與型芯固定板上的推桿孔之間的同心度，鉆孔時(shí)采用配加工的方法。推桿與推桿孔間為滑動(dòng)配合，一般選H7/f6的間隙配合，其配合間隙有排氣作用，但不應(yīng)大于塑料的排氣間隙，以防漏料，配合長(zhǎng)度一般為推桿直徑的 2 3倍。復(fù)位裝置采用復(fù)位桿復(fù)位。 圖 4.8 復(fù)位裝 置 五、 確定模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 在注射模具中溫度系統(tǒng)調(diào)節(jié)的目的，是通過(guò)控制模具溫度，是注射成型具有良好的制品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，注射模具溫度的調(diào)節(jié)是采用加熱和冷卻的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，模具加熱的方法有蒸汽加熱，熱油熱水加熱及電加熱等，最常用的是電加熱法。冷卻方法則采用溫水冷卻，冷卻水強(qiáng)力冷卻或空氣冷卻等，最常用的是溫水冷卻。 注射成型時(shí)，模具應(yīng)保持合適的溫度，方能使成型正常進(jìn)行，在保證成型的情況下，要盡量使模具溫度保持在允許低溫的狀態(tài)，以縮短成型周期?？刂颇＞邷囟纫彩欠€(wěn)定制品形狀尺寸精度的主要方法之一，因?yàn)槟刈兓瘯?huì)使 塑料的收縮率有較大的波動(dòng)，模腔形狀尺寸所控制的尺寸就得不到保證。如果模具溫度控制不適當(dāng)，就會(huì)造成制品應(yīng)力增加和集中，從而影響制品的使用性能，另外塑件上常出現(xiàn)冷料斑，光澤不良，熔料流痕等缺陷，對(duì)模具溫度進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)，可以有效防止此類缺陷的產(chǎn)生。 聚苯乙烯屬于粘度低，流動(dòng)性好的塑料，只需對(duì)模具用溫水進(jìn)行冷卻，并通過(guò) 調(diào)節(jié)水的流量來(lái)控制模具溫度，下圖是凹模的冷卻回路圖 : 19 圖 4.9 凹模冷卻回路形式 六、 模具結(jié)構(gòu)方案 采用兩板式注射模具，動(dòng)定模分型面的打開(kāi)距離應(yīng) 該大于 20mm,以便推出塑件。 七 、 選擇標(biāo)準(zhǔn)模架 選用組合形式為直澆口基本型 A型的標(biāo)準(zhǔn)模架。模具的外形尺寸為 350mm 300mm 250mm,結(jié)構(gòu)如下圖： 圖 4.10 模架圖 1 動(dòng)模座板； 2 墊板； 3 推桿固定板； 4 復(fù)位桿； 5 支撐板； 6 導(dǎo)柱； 7 導(dǎo)套； 8 定模座板； 9 內(nèi)六角螺釘； 10 定模板； 11 動(dòng)模板； 12-內(nèi)六角螺釘； 13 推板； 14 內(nèi)六角螺釘。 20 第五章 模具 凸凹模及總裝圖 第一節(jié) 型芯、型腔尺寸確定 取灰色改性聚苯乙烯的收縮率為 0.5，取 Z =1 3 ，塑件未注公差按 MT5級(jí)精度公差選取 ,凸凹模實(shí)體圖如下 : 圖 5.1 型腔 小型芯 圖 5.2 型芯 一、 型腔內(nèi)形尺寸 在注塑成型過(guò)程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力，因此模具型腔應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度和剛度。如果型腔壁厚和底版的厚度不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過(guò)型腔材料本身的許用應(yīng)力 時(shí)，型腔將導(dǎo)致塑性變形，甚至開(kāi)裂。與此同時(shí)，若剛度不足將導(dǎo)致過(guò)大的 彈性變形，從而產(chǎn)生型腔向外膨脹或溢料間隙。因此，有必要對(duì)型腔進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的計(jì)算，尤其對(duì)重要的，精度要求高的大型塑件的型腔，不能僅憑經(jīng)驗(yàn)確定。 根據(jù)大型模具按剛度條件設(shè)計(jì)，按強(qiáng)度校核；小型模具按強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)，按剛度 21 校核原則：模具結(jié)構(gòu)形式如圖 4-4所示： 側(cè)壁厚度計(jì)算公式： S (4Ecph )31 =( 04.0101.2 40301 54 )31 =20.91 mm 式中 C 與型腔深度對(duì)型腔側(cè)壁長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)之比 h/L1 有關(guān)的系數(shù)；查表 C=1； p 型腔壓力， p 取 30MPa ； h 型腔深度， h =40； E 模 具材料的彈性模量（ MPa ）， E 取 2.1 105 ； 剛度條件，即允許變形量 (mm)，取 =0.04; 底板厚度計(jì)算公式： sh（421EpLc ） 31 =（04.0101.2 18030026.0 54 ） 31 =46.02 mm 1c 由底板短邊與長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)之比 12 /LL 決定的系數(shù)；查表 1c =0.026； p 型腔壓力， p 取 30MPa ； 2L 底版短邊長(zhǎng)度 (mm)， 2L =180； E 模具材料的彈性模量（ MPa ）， E 取 2.1 105 ； 剛度條件，即允許變形量 (mm)，取 =0.04; 二、 型腔和型芯的徑向尺寸 （ 1）型腔徑向尺寸 根據(jù)公式 ： （ LM） 0+ z =(1+S )Ls-（ 1/2 3/4） 0+ z (LM)0+ z=(1+0.0055)*61-0.46*0.75 0+ =61 0+0.15 校核：（ Smax-Smin） Ls+&z+&c （ 2）型腔深度尺寸 根據(jù)公式 ： （ HM） 0+ z=(1+S )Hs-x 0+ z 22 =(1+0.0055)*14-(0.75 0.13) 0+ z =1.0055*14-0.75*0.36 0+ z 三、 型芯尺寸 （ 1）型芯大端尺寸 根據(jù)公式 ： （ LM） 0- z =(1+S )Ls+0.5 0- z =(1+0.0055)*19+0.5*0.300- z =19.2550-0.10 型芯小端尺寸 根據(jù)公式 ： （ LM） 0- z =(1+S )Ls+0.5 0- z =(1+0.0055)*8s+0.5*0.200- z =8.1440-0.10 校核：（ Smax-Smin） Ls+&z+&c 3.中心距尺寸 根據(jù)公式：（ CM） z/2=(1+S )Cs z/2 =31 0.14 第二節(jié) 模具總裝 確定 一、 模具總裝圖 23 圖 5.3 模具總裝配圖 1.內(nèi)六角螺栓； 2.動(dòng)模座板； 3.墊板； 4.推桿固定板； 5.拉料桿； 6.支撐板 7.復(fù)位桿； 8.型芯固定板； 9.型腔固定板； 10.定模座板； 11. 內(nèi)六角螺栓； 12.定位環(huán)； 13.澆口套； 14.內(nèi)六角螺栓； 15. 內(nèi)六角螺栓； 16.導(dǎo)套； 17.型腔； 18.小型芯； 19.冷卻水道； 20型芯； 21.導(dǎo)柱； 22. 內(nèi)六角螺栓； 23.推桿； 24. 內(nèi)六角螺栓； 25.推板 . 二、 小型芯加工工藝過(guò)程 表 5.4 型芯 工藝表 序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 1 備料 棒料 2 鍛造 長(zhǎng) 15mm，兩端為 4.5，中間為 7的臺(tái)階軸 3 熱處理 退火 4 車 兩端車至 3.5，中段為 6 的軸，兩端部分一端長(zhǎng)5mm，另一端長(zhǎng) 6mm，中間部分長(zhǎng) 3mm 5 淬火 淬火硬度為 50 55HRC 6 粗磨 兩端磨至 3， 3.1，中間部分為 5.6，其中 3.1一端長(zhǎng) 5.3mm， 3一端長(zhǎng) 5mm，中間部分為 2.2mm 24 7 攻絲 將 3，長(zhǎng)度為 5mm 的一端攻為 M3的螺紋 8 精磨 將 3.1磨至 3， 5.6磨至 5，各段長(zhǎng)度均達(dá)到圖紙的要求 二、 型腔板加工工藝過(guò)程 5.5 型腔工藝表 序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 1 備料 棒料 2 鍛造 105mm 85mm 30mm 3 熱處理 退火 4 銑 銑六面尺寸至 103mm 83mm 28mm，銑出型腔為 60mm 40mm，四周圓角為 R2 5 粗磨 磨六平面，尺寸為 101mm 81mm 26mm，磨型腔至 61mm 42mm，四周圓角為 R2.5 6 鉗工劃線 以上下平面及一對(duì)相互垂直的側(cè)面為 基準(zhǔn)劃中心線 7 鉆孔 鉆兩個(gè) 2深 5的孔 8 淬火 熱處理的硬度為 40 45HRC 9 粗磨 磨六平面至 100mm 80mm 25mm，型腔為 61mm 42mm，圓角為 R2.7 10 精磨 精磨型腔至 61.5mm 42.5mm，圓角為 R2.8 11 拋光 至設(shè)計(jì)圖紙要求 25 結(jié)論 經(jīng)過(guò) 20 多天的時(shí)間，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于畫(huà)上了句號(hào)。在自己的努力和指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，我很認(rèn)真的完成了這次設(shè)計(jì)任務(wù)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中難免出現(xiàn)一些紕漏以及不恰當(dāng)?shù)姆桨福菍?duì)我的學(xué)習(xí)和工作還 是起到了很大的幫助，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)模具設(shè)計(jì)有了更深一步的了解，通過(guò)查找課本和借閱相關(guān)資料，使我的知識(shí)面有了更大的擴(kuò)展，具體的感受如下： 1、學(xué)到了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的方法，產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程是創(chuàng)造性勞動(dòng)的過(guò)程，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)應(yīng)按科學(xué)程序進(jìn)行，一般包括課題調(diào)研、擬定設(shè)計(jì)方案，總體設(shè)計(jì)，零部件設(shè)計(jì)、技術(shù)資料整理、產(chǎn)品試制、改進(jìn)設(shè)計(jì)等過(guò)程，一個(gè)產(chǎn)品須經(jīng)過(guò)多次改進(jìn)，才能完善和成熟。 2、提高了綜合應(yīng)用各門知識(shí)的能力。本次課程設(shè)計(jì)不僅僅單純的運(yùn)用了沖壓模具的相關(guān)知識(shí)，同時(shí)還涉及模具制造和模具材料等相關(guān)學(xué)科，幾乎把所學(xué)的專業(yè)課程知 識(shí)全部覆蓋，通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)我不僅重溫了所有相關(guān)的專業(yè)課程，還提高了綜合應(yīng)用各門課程的能力。 3、鞏固了計(jì)算機(jī)繪圖能力。以前用 CAD 繪圖，僅僅是知道主要指令的操作，通過(guò)這次繪圖大量的圖樣，更加熟悉了機(jī)械制圖中常用指令的操作方法，用簡(jiǎn)便快速方法畫(huà)出完整正確的零件圖樣。 4、提高了收集資料和查閱手冊(cè)的能力。收集資料是做課程設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備工作，資料是否全面、可靠，關(guān)系到整