某玩具飛機(jī)注塑模具成型系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要現(xiàn)在的日常生活已經(jīng)離不開塑料制品，現(xiàn)在技術(shù)較為完善且應(yīng)用較全面的塑件制造方法為注射成型。本次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品對象是玩具飛機(jī)模型。因此，需要設(shè)計(jì)的注塑摸具能做到開模和脫模，并分析其外部特性零件的形狀、結(jié)構(gòu)和尺寸，以及產(chǎn)品的生產(chǎn)和塑件原材料的工藝性能，分為兩部分模具表面和模具型腔的布置經(jīng)過科學(xué)的規(guī)劃，最終選擇一模一腔的布置方式，分型面采用單分型面。通過合理分析設(shè)計(jì)采用的澆口為直澆口方式來生產(chǎn)。注塑機(jī)是根據(jù)注塑塑料零件所需的注塑量來選擇的，應(yīng)檢查相關(guān)重要數(shù)據(jù)。為提高塑件的質(zhì)量要設(shè)計(jì)冷卻和排氣系統(tǒng)。還對本課題涉及的一些重要部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)并且利用CAD和UG等軟件制作了零件圖和裝配圖。關(guān)鍵詞：飛機(jī)模型；分型面；直澆口；冷卻系統(tǒng)目錄28827摘要 ⅠTOC\o"1-3"\h\u288271緒論 圖5-2所示。圖5-SEQ圖\*ARABIC\s12主流道5.1.2主流道體積經(jīng)過以上設(shè)計(jì)，主流道小端直徑3.5mm大端直徑為6.8mm高度106mm所以該主流道的體積V=圖5-SEQ圖\*ARABIC\s13主流道體積5.1.3主流道澆口套固定形式一般來說，模具的主流道采用可拆卸澆口套筒的樣式。所以選用優(yōu)質(zhì)鋼材熔化主流道，主流道也可單獨(dú)加工和熱處理，收縮成本。雖然本次塑料件較小，但由于主流道較長，采用了分體式定位圈和澆口套。定位圈的具體設(shè)計(jì)如圖5-4所示。圖5-SEQ圖\*ARABIC\s14定位圈5.2澆口的設(shè)計(jì)為了保證產(chǎn)品的外觀精度，所以一般設(shè)計(jì)直澆口，一般情況下，澆口能迅速地冷卻，并能防止未完全冷卻的塑料在模腔中出現(xiàn)倒流現(xiàn)象。直澆口的具體設(shè)計(jì)如圖5-5所示。圖5-5澆口三維建模如圖5-6所示。圖5-6澆口設(shè)計(jì)5.3排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)由于我們設(shè)計(jì)的玩具飛機(jī)注塑模具不是很大，選擇的分離面位于熔體流動(dòng)的最后一側(cè)，因此您可以借助空間進(jìn)行排氣，無需特殊的排氣系統(tǒng)。因此，本次設(shè)計(jì)的玩具飛機(jī)模型注射模采用了兩種方法：配合間隙和分型面排氣。

6模架的設(shè)計(jì)6.1模架型號的選擇(1)計(jì)算型腔模板周界根據(jù)成型零件的尺寸，計(jì)算凹模周界尺寸型腔模板的長度計(jì)算公式：（6-1）型腔模板的寬度計(jì)算公式：（6-2）式中：A--塑件的長度206.5mmB--塑件的寬度120mmS--塑件距離型腔邊的距離30mm左右所以型腔尺寸為180×257mm。由于塑件完全位于型腔,所以型腔厚度設(shè)計(jì)為69.5mm型芯厚度設(shè)計(jì)為40mm。(2)計(jì)算模板周界尺寸根據(jù)型芯型腔的尺寸，計(jì)算模板周界尺寸模板的長度計(jì)算公式：（6-3）模板的寬度計(jì)算公式：（6-SEQ公式\*ARABIC\s14）式中：a--型腔的長度257mmb--型腔的寬度180mms型腔距離模板邊的距離60-90mm經(jīng)查表得出標(biāo)準(zhǔn)模架尺寸為300×450mm依據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及型腔布局，計(jì)算出各部件的厚度，并結(jié)合本次設(shè)計(jì)的澆口形狀，最后選定了龍記標(biāo)準(zhǔn)模架，型號是CI-3045-A90-B80-C120。圖6-1模架7推出結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)7.1推出結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)通常，在頂出機(jī)構(gòu)中，有一些可供選擇的，例如：推板、圓推桿、推桿、推桿等。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，在模具設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中，一般的盒蓋類產(chǎn)品都會選擇圓筒推桿或推片板作為脫模機(jī)構(gòu)，因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)工藝規(guī)范，不易出現(xiàn)錯(cuò)誤，更換起來也更加方便，根據(jù)本設(shè)計(jì)塑料零件設(shè)計(jì)要求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，經(jīng)過研究，使用推桿頂出塑件，推桿設(shè)置在塑件表面，推桿要進(jìn)行止轉(zhuǎn)，具體設(shè)計(jì)如圖7-1所示。圖7-SEQ圖\*ARABIC\s11推出結(jié)構(gòu)

8抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)8.1油缸抽芯的設(shè)計(jì)8.1.1抽拔距的計(jì)算抽芯距：其中：S為抽芯機(jī)構(gòu)需要行走的總距離，S1孔為通過測量出來的側(cè)凹深度，通過測量，側(cè)孔長度為150毫米。2-3mm為產(chǎn)品抽芯后的安全距離。8.1.2滑塊的設(shè)計(jì)1.滑塊設(shè)計(jì)滑塊設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是滑塊與側(cè)芯的連接、產(chǎn)品尺寸的準(zhǔn)確性以及注塑過程中運(yùn)動(dòng)的可靠性。滑動(dòng)材料通常由45鋼或T8、T10等制成。，硬度要求高于hrc40。2.導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì)導(dǎo)滑槽與滑塊導(dǎo)滑部分采用間隙配合，一般為H8/f8。一般情況下，滑塊的滑動(dòng)安裝長度是滑塊寬度的1.5倍，導(dǎo)軌中保持的長度不能小于導(dǎo)軌滑動(dòng)安裝長度的2/3。導(dǎo)軌一般由45鋼制成，經(jīng)淬火和回火至HRC28~hrc32，滑塊的設(shè)計(jì)示意圖見圖8-1。圖8-SEQ圖\*ARABIC\s11滑塊8.1.3油缸的設(shè)計(jì)液壓或氣動(dòng)抽芯與機(jī)動(dòng)抽芯的區(qū)別：液壓或氣壓抽芯與機(jī)動(dòng)抽芯的區(qū)別:1)液壓或氣壓抽芯的優(yōu)點(diǎn)是效率高,質(zhì)量小,節(jié)省模具材料,操作簡單。但缺點(diǎn)是容易產(chǎn)生應(yīng)力開裂。2)因?yàn)樗哂辛己玫哪湍バ院涂煽啃远粡V泛應(yīng)用。而且他們擁有單獨(dú)的控制系統(tǒng)所以它的抽芯動(dòng)作不受模具開啟時(shí)間和推出時(shí)間的影響。液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu)的比較：液壓傳動(dòng)平穩(wěn)，且可得到較大的抽拔力和較長的抽芯距離。液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡單,重量輕,工作阻力小,可靠性高;能實(shí)現(xiàn)無極變速和動(dòng)態(tài)范圍調(diào)節(jié)。缺點(diǎn)是對精度要求較高。由于模具數(shù)量少且采用塑料制件時(shí)易脫模、維修等問題難以解決;而且溫度過高時(shí)會造成熔接痕或塑性變形而不能鎖緊在同一個(gè)位置上使其容易被燒壞或者影響使用壽命液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn):控制方便,動(dòng)作準(zhǔn)確可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速和動(dòng)態(tài)范圍調(diào)節(jié)以及過載保護(hù)功能較好。芯體的液壓牽引機(jī)構(gòu)設(shè)有鎖緊裝置，側(cè)向活動(dòng)芯體置于活動(dòng)基體的一側(cè)。在成形過程中，橫向活動(dòng)芯被固定螺母上的鎖緊塊擋住。當(dāng)模具打開時(shí)，鎖緊塊離開，橫向活動(dòng)芯通過液壓芯拉伸裝置拉出，然后將工件推出?；謴?fù)推力機(jī)構(gòu)后，再次恢復(fù)側(cè)向堆芯。這次選用直徑32mm的油缸。具體結(jié)構(gòu)如圖8-2所示：圖8-SEQ圖\*ARABIC\s12油缸抽芯8.2側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)8.2.1抽拔距的計(jì)算在開模的時(shí)候，滑塊需要橫向移動(dòng)，移動(dòng)的距離就是抽芯機(jī)構(gòu)的抽拔距，由于本次設(shè)計(jì)側(cè)凹槽的深度為41mm，所以抽拔距S=41+2=43mm。8.2.2抽拔力的計(jì)算熔料澆筑在側(cè)型芯上對其有一個(gè)包緊力，該力就是抽芯機(jī)構(gòu)的抽拔力（8-1）式中：L就是成型孔的周長31.42mm。圖8-SEQ圖\*ARABIC\s13側(cè)型芯周長h就是成型孔的深度41mmp塑件對側(cè)型芯的收縮應(yīng)力正常情況模內(nèi)冷卻的塑件取(0.8～1.2)×107Paf塑料在熱狀態(tài)時(shí)對剛的摩擦系數(shù)，一般取0.1～0.2；θ側(cè)型芯的脫模斜度或傾斜角(°)，這里。8.2.3斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱的角度，一般設(shè)計(jì)為15-23度。由于本次抽芯距離較長，所以本次設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱的角度為23°。斜導(dǎo)柱長度：斜導(dǎo)柱的工作長度即由滑塊所包裹的部分與抽芯之間的距離有關(guān)圖8-SEQ圖\*ARABIC\s14斜導(dǎo)柱斜導(dǎo)柱的整體長度由抽芯距、直徑、傾角、固定板的厚度組成。所以斜導(dǎo)柱的長度是：8.2.4滑塊的設(shè)計(jì)1.本次設(shè)計(jì)中，導(dǎo)滑槽與滑塊導(dǎo)滑的部分將采用間隙配合，基本偏差采用H8/f8；2.滑塊的滑動(dòng)配合長度通常要大于滑塊寬度的1.5倍，而保留在導(dǎo)滑槽內(nèi)的長度不應(yīng)小于導(dǎo)滑配合長度的2/3；3.本次設(shè)計(jì)中導(dǎo)滑槽的材料將會使用45鋼制造（導(dǎo)滑槽與動(dòng)模板為一體式），調(diào)質(zhì)至HRC28～HRC32。本課題是一種整體式導(dǎo)滑槽，也就是將導(dǎo)滑槽直接在動(dòng)模上進(jìn)行加工：滑塊的具體結(jié)構(gòu)如下圖8-5所示：圖8-SEQ圖\*ARABIC\s15滑塊

9冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模具冷卻系統(tǒng)包括：冷卻水溫、模具溫度控制器和加熱元件。冷卻摸具不是其主要目的，而是讓模具在成型過程中能夠持續(xù)釋放熱量，從而控制模具的冷卻速度，從而提高產(chǎn)品的注塑性能和生產(chǎn)效率。以上內(nèi)容設(shè)計(jì)完成后，必須進(jìn)行水管布置設(shè)計(jì)。由于本次設(shè)計(jì)中的塑料件有長線條、單個(gè)模具和單個(gè)空腔，而型芯的空腔仍然是矩形的，因此本次設(shè)計(jì)采用了環(huán)繞型水路設(shè)計(jì)。如圖9-1所示，顯示了中心空腔中兩條水道的條件，并分別設(shè)計(jì)了入口和出口。圖9-SEQ圖\*ARABIC\s11冷卻水管三維建模如圖9-2所示。圖9-SEQ圖\*ARABIC\s12冷卻水管

10導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)10.1導(dǎo)柱導(dǎo)套和導(dǎo)柱等組成了導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可設(shè)置在各種模具機(jī)構(gòu)中，以確保各種機(jī)構(gòu)在工作過程中的定位和定向。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要有兩種形式：導(dǎo)銷、導(dǎo)桿導(dǎo)套。由于導(dǎo)銷不能滿足設(shè)計(jì)要求，本次玩具飛機(jī)注塑摸具采用導(dǎo)柱導(dǎo)套形式的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。具體設(shè)計(jì)如圖10-1所示。圖10-SEQ圖\*ARABIC\s11導(dǎo)柱10.2導(dǎo)套當(dāng)導(dǎo)桿和固定模型相對移動(dòng)時(shí)，會產(chǎn)生一定的摩擦力。因此，為了減少模型與導(dǎo)桿之間的摩擦力，通常在導(dǎo)桿與固定模型之間設(shè)置設(shè)計(jì)導(dǎo)套，以減小摩擦力。導(dǎo)套的設(shè)計(jì)如圖10-2所示，導(dǎo)柱導(dǎo)套的配合如圖10-3所示。圖10-SEQ圖\*ARABIC\s12導(dǎo)套圖10-SEQ圖\*ARABIC\s13導(dǎo)柱導(dǎo)套配合

11模具工作原理塑料件冷卻后，由于有少量收縮，塑料件將牢牢地固定在芯上。因此，當(dāng)與產(chǎn)品分離時(shí)，它不會單獨(dú)作為成型零件落下。這樣，我們就需要設(shè)計(jì)一個(gè)推動(dòng)機(jī)構(gòu)來推動(dòng)塑料部件。在設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)平衡塑料件各部分的應(yīng)力。在本設(shè)計(jì)中，我們采用了模具和型腔的結(jié)構(gòu)。由于產(chǎn)品的形狀，我們需要拉動(dòng)側(cè)芯。整個(gè)產(chǎn)品可由型芯腔和滑塊組合而成。在打開模具的過程中，由于注塑機(jī)的張力，模具被固定模型和移動(dòng)模型分開，因?yàn)樗芰喜考喂痰匕谛托旧希㈦S著型芯向打開模具的方向移動(dòng)，同時(shí)操作如下：1.拉料桿引導(dǎo)導(dǎo)流槽的余料和主流道的零料向開模方向移動(dòng)；2.斜導(dǎo)柱固定在基體的定模板上，不會移動(dòng)?；瑝K和移動(dòng)基體板屬于配合關(guān)系，即滑塊和移動(dòng)基體板的導(dǎo)向滑塊一起工作，使滑塊和移動(dòng)基體板朝著開啟方向移動(dòng)。同時(shí)，滑塊也將橫向移動(dòng)，以引導(dǎo)橫向芯完成。油缸開始工作，并引導(dǎo)滑塊側(cè)向移動(dòng)。最后，摸具的橫向抽芯運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)到一定位置（主流道里面的凝料全部被拉出，橫向抽芯完成，不存在阻擋塑件脫模的因素）然后，注塑機(jī)的脫模機(jī)構(gòu)作用在模具推桿的座板上，推桿的座板與推桿的固定板連接。因此，推桿在推桿座和推桿固定板的共同作用下將塑料件推出模具。總裝圖如圖11-1所示。圖11-SEQ圖\*ARABIC\s11裝配圖

12總結(jié)通過以上設(shè)計(jì)，我們可以了解一整套注塑模具的設(shè)計(jì)過程。首先分析了塑料玩具飛機(jī)模型的實(shí)體形狀，然后通過查閱文獻(xiàn)和材料選擇合適的材料。然后設(shè)計(jì)零件和所需系統(tǒng)，最后用注塑機(jī)進(jìn)行檢查，完成模具裝配。經(jīng)過本次設(shè)計(jì)最終總結(jié)如下：（1）ABS的流動(dòng)性較好且成本低所以塑件材料選擇普通ABS（2）由于飛機(jī)模型是有側(cè)孔和凹槽的，為了避免脫模時(shí)候脫模困難，所以針對飛機(jī)模型整體做了滑塊抽芯脫模結(jié)構(gòu)以及油缸抽芯機(jī)構(gòu)。（3）由于該產(chǎn)品飛機(jī)模型是軸對稱，所以在設(shè)計(jì)模具的分型面的時(shí)候，要選擇機(jī)身中間作為本次設(shè)計(jì)的分型面（4）由于此次設(shè)計(jì)的塑件線條較長，而且是一模一腔，設(shè)計(jì)采用了環(huán)繞型水路設(shè)計(jì)，分別設(shè)計(jì)了進(jìn)、出水口。（5）觀察日常生活中的飛機(jī)模型產(chǎn)品的澆口痕跡，一般位于產(chǎn)品的頂部，所以本次設(shè)計(jì)為直澆口，一般設(shè)計(jì)直澆口的模具均為2板模，2板模需要進(jìn)行1次分型，所以本次設(shè)計(jì)不需要設(shè)計(jì)控制分型面的控制元件，比如小拉桿以及開閉器等部件。由于條件限制，導(dǎo)致整個(gè)模具的設(shè)計(jì)有些地方可能還有些欠缺。但是通過指導(dǎo)老師的指導(dǎo)，修改了許多問題和不足。通過這次畢設(shè)讓我懂得如何去做好一個(gè)產(chǎn)品。在做之前要充分考慮所選材料性能、成本等因素;然后再選擇合適零件形狀尺寸大小并確定最后成型工藝方案與設(shè)備型號等等一系列問題都離不開老師和同學(xué)們共同討論決定的,所以在這個(gè)過程中我對模具也有了更深層次的了解,并能夠?qū)⑦@些知識綜合運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中去。經(jīng)過這次畢設(shè)讓我們認(rèn)識到了自己專業(yè)基礎(chǔ)還不夠扎實(shí)。雖然之前沒有接觸過注塑模這門課程但是對于它還是很陌生的,需要我們以后不斷學(xué)習(xí)才能更好地掌握和加工玩具飛機(jī)零件這樣才會使他們在今后工作中能得心應(yīng)手而受益良多!當(dāng)然在這次畢設(shè)過程中也有不足之處,如模具較厚,需要多把注射壓力注到型腔的時(shí)候;澆口位置不合適導(dǎo)致熔體流動(dòng)困難等。這些問題都是以后學(xué)習(xí)應(yīng)該注意和解決好。這次畢設(shè)讓我對注塑模有了更深入的了解,也認(rèn)識到塑料模具在現(xiàn)代社會中所占比重越來越大。本課題對類似塑件制品的注塑摸具的設(shè)計(jì)有參考價(jià)值和借鑒意義。

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