遙控器上蓋、遙控器面板的注塑模具設(shè)計(jì)-斜頂抽芯塑料注射模含NX三維及11張CAD圖
遙控器上蓋、遙控器面板的注塑模具設(shè)計(jì)-斜頂抽芯塑料注射模含NX三維及11張CAD圖,遙控器,面板,注塑,模具設(shè)計(jì),斜頂抽芯,塑料,注射,NX,三維,11,CAD
遙控器面板注塑模設(shè)計(jì)
摘 要
本設(shè)計(jì)為遙控器面板注塑模具設(shè)計(jì)，它介紹了注塑成型的基本原理，課題任務(wù)書要求是對(duì)一種遙控器面板進(jìn)行合理結(jié)構(gòu)的模具設(shè)計(jì),分析塑件的材料和結(jié)構(gòu)后，可以知道這一類的產(chǎn)品都是需要采用注射模具的成型工藝來(lái)生產(chǎn)的產(chǎn)品,這次主要是用電腦繪圖完成這次課題設(shè)計(jì)。注塑模具現(xiàn)在使用的比較多，主要是針對(duì)產(chǎn)量高的塑件產(chǎn)品使用:特別適合精度要求搞，需求量又大的這一類塑膠產(chǎn)品比較適合,這樣來(lái)生產(chǎn)又可以保證產(chǎn)量，也可以保證使用功能不受影響。注塑模具的應(yīng)用用途也很廣泛，基本所有的塑料材料都可以生產(chǎn),模具質(zhì)量可靠的前提下，產(chǎn)品的質(zhì)量也會(huì)很高 ,而且可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。這次設(shè)計(jì)過(guò)程主要分為幾部，先分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性能，然后三維UG軟件進(jìn)行建模，然后分模，畫出主要的成型零件，在這之前需要進(jìn)行一系列的計(jì)算，保證自己設(shè)計(jì)的強(qiáng)度是可以滿足要求的、而且需要選擇好成型模具的穴數(shù),這個(gè)主要按照產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和注塑機(jī)的大小決定是否合適，后面設(shè)計(jì)好裝配圖，然后還需要設(shè)計(jì)出來(lái)模具的各零件的細(xì)節(jié)，然后吧那些零件的圖紙轉(zhuǎn)換成CAD的二維工程圖,做完圖紙，需要整理好之前的設(shè)計(jì)計(jì)算。把這些計(jì)算都寫說(shuō)明書，按照規(guī)定的格式完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書的排版。
關(guān)鍵詞: 塑料； 注塑成形； 模具設(shè)計(jì)；CAD/CAM；模具；成型；注塑機(jī)
Abstract
This design is the injection mold design of the automobile door handle bracket. It introduces the basic principle of injection molding. The task of the paper is the mold design of a reasonable structure of the automobile door handle bracket, after analyzing the material and structure of the plastic parts, we can know that this kind of products are all products that need to be produced by the molding process of injection mold. Injection mold is now used more, mainly for the use of high-yield plastic products: especially suitable for precision requirements, demand is large for this type of plastic products are more suitable, so that production can be guaranteed, can also ensure that the use of function is not affected. Injection mold applications are also very wide, almost all plastic materials can be produced, mold quality reliable premise, product quality will be very high, and can be automated production. This design process is mainly divided into several parts, first analysis of the product structure and performance, then three-dimensional Ug software modeling, and then sub-mold, drawing out the main molding parts, before this needs to carry out a series of calculations, make sure that the strength of your design can meet the requirements, and you need to select the number of holes in the molding die, this is mainly according to the structure of the product and the size of the injection molding machine to decide whether or not appropriate, and then design a good assembly diagram, and then need to design the details of the mold parts, and then those parts of the drawings into CAD two-dimensional engineering drawings, finished drawings, need to tidy up the design before the calculation. Write the instructions for each of these calculations and complete the Product requirements document in the prescribed format.
Keywords: Plastic; injection molding; mold design; CAD ; mold; molding; molding; injection molding machine
目錄
第一章 緒論 4
1.1 課題背景 4
1.2 課題分析 4
第二章 塑料的工藝分析 6
2.1 原料（ABS）的成型特性和工藝參數(shù) 7
2.1.1 ABS塑料主要的性能指標(biāo) 7
第三章 初步設(shè)計(jì)方案制定 9
3.1 型腔的布局 9
3.2 分型面的設(shè)計(jì) 10
3.3 模具所需塑料熔體注射量 10
3.4選擇注射機(jī) 11
第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13
4.1 主流道的設(shè)計(jì) 13
4.2 分流道的設(shè)計(jì) 14
4.3 澆口的選擇 15
4.4 冷料穴的設(shè)計(jì) 15
第五章 成型零件的設(shè)計(jì) 17
4.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17
5.2 成型零件工作尺寸計(jì)算 18
第六章 模架和側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 20
6.1 模架的選用 20
6.2導(dǎo)柱結(jié)構(gòu) 21
6.3 側(cè)抽芯斜頂結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 22
6.3.1 抽拔力 22
6.3.2 抽芯距 22
第七章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 25
7.1 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的總原則 25
7.2 推桿設(shè)計(jì) 25
7.2.1 推桿的形狀 25
7.2.2 推桿的位置和布局 25
第八章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 27
第九章 注射機(jī)的校核 29
9.1最大注射量的校核 29
9.2 鎖模力校核 29
9.3模具與注射機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核 29
總 結(jié) 31
參 考 文 獻(xiàn) 32
致 謝 33
3
第一章 緒論
1.1 課題背景
塑料的主要成分是樹脂，樹脂是通過(guò)天然或者石油萃取的原始材料，合成樹脂是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)出來(lái)的。所以在壓力和溫度允許的條件下塑性很好，在最近幾年的時(shí)間力，機(jī)械行業(yè)特別是模具在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展十分的迅速，很多的塑膠零件因?yàn)閺?qiáng)度不行，都再最近幾年改成塑膠材料，所以需要改善結(jié)構(gòu)，保證塑膠件強(qiáng)度是現(xiàn)在設(shè)計(jì)方向，塑膠的材料又90%以上的都是模具成型生產(chǎn)的，這樣讓注塑的模具使用率一下高出了許多，隨之而來(lái)是產(chǎn)量多了很多，自然對(duì)模具質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。為了可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，對(duì)模具結(jié)構(gòu)的要求也多很多,所以設(shè)計(jì)模具的時(shí)候需要考慮操作簡(jiǎn)單,生產(chǎn)效率高才能滿足要求。注塑模具的設(shè)計(jì)還滿足表面質(zhì)量、尺寸的精度、生產(chǎn)效率等一些客觀的現(xiàn)實(shí)要求?，F(xiàn)代科技應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越多了,現(xiàn)在很多人和公司都愿意花錢購(gòu)入或者研究自己的自動(dòng)化裝置、因?yàn)槿斯ぷ罱鼛啄隄q的太厲害，這樣讓機(jī)械手和機(jī)器人有了很大發(fā)展空間。注塑模的發(fā)展對(duì)生產(chǎn)水平的先進(jìn)性、合理性有這重要的參考價(jià)值。所以，研究注塑模具的設(shè)計(jì)，提高注塑模具的質(zhì)量效率穩(wěn)定性，都對(duì)國(guó)家的工業(yè)實(shí)體經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著十分重要的意義。
這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是針對(duì)注塑零件的分析，然后模具設(shè)計(jì)可行性分析，分析出一個(gè)合理的設(shè)計(jì)方案后，然后進(jìn)行一個(gè)設(shè)計(jì)模具。注塑方案選擇的是塞蓋零件的模具設(shè)計(jì)，模具設(shè)計(jì)分為好幾種的大體結(jié)構(gòu)，主要是考慮這個(gè)是零件應(yīng)該怎么生產(chǎn)比較好，在選擇的時(shí)候需要利用之前學(xué)的注塑模具設(shè)計(jì)、模具基礎(chǔ)工藝設(shè)計(jì)、AutoCAD很多的課題，利用好課程的知識(shí)，整理好材料，選擇自己需要的設(shè)計(jì)方案，自己規(guī)劃好設(shè)計(jì)思路，一步步完成設(shè)計(jì)。其中的過(guò)程主要是進(jìn)行繪圖和計(jì)算，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)需要先學(xué)好課本專業(yè)知識(shí)才可以順利的進(jìn)行下去，目的是通過(guò)設(shè)計(jì)，讓自己學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)流程，鞏固書本知識(shí)，然后可以獨(dú)立熟練的用好CAD。
1.2 課題分析
選擇做遙控器面板塑模具設(shè)計(jì)，首選要確定好選做的什么材料進(jìn)行注塑，通過(guò)分析這次設(shè)計(jì)的材料是ABS，本次的設(shè)計(jì)先是從學(xué)習(xí)軟件入手，主要借閱了CAD和相關(guān)書籍，按照塑膠件的樣子，然后把他畫出來(lái)，然后詢問(wèn)咨詢學(xué)長(zhǎng)們之前的類似設(shè)計(jì)是怎么樣的方法，結(jié)合書本知識(shí)，然后分析注塑模具的設(shè)計(jì)過(guò)程，設(shè)計(jì)之前需要先大致知道模具設(shè)計(jì)的先要準(zhǔn)備什么東西，流程怎么樣的。對(duì)選擇的塑膠件進(jìn)行觀察和分析，按照標(biāo)準(zhǔn)先將蓋子零件設(shè)計(jì)出來(lái)，然后按照其實(shí)際的尺寸大小來(lái)畫圖，需要畫出UG三維和CAD產(chǎn)品，然后分析精度以及選用的塑膠注塑件的材料。這次選得的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，因?yàn)楫厴I(yè)設(shè)計(jì)畢竟主要目的是熟悉設(shè)計(jì)流程，塑膠件的厚度比較小，是比較薄的零件，設(shè)計(jì)出來(lái)的使用的精度也較低，所以直接一套一般的模具結(jié)構(gòu)就可以生產(chǎn)出來(lái)，合格率也是相對(duì)比較高的。結(jié)合生產(chǎn)效率等之前選擇好的工藝，所以選擇大批量的來(lái)進(jìn)行零件生產(chǎn)。模具基本結(jié)構(gòu)出來(lái)以后，我們就需要進(jìn)行細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)了，先需要一定的計(jì)算，只有有可靠的計(jì)算數(shù)據(jù)，才可以設(shè)計(jì)出一套合理的模具，這次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，我們都是以計(jì)算數(shù)據(jù)為依據(jù)。最終進(jìn)行這套模具的CAD圖的繪制，先進(jìn)行了三維軟件設(shè)計(jì)然后轉(zhuǎn)到CAD進(jìn)行詳細(xì)標(biāo)注。
通過(guò)設(shè)計(jì)一套完整的畢業(yè)設(shè)計(jì)模具能使我們能綜合運(yùn)用能力得到意想不到的提升，這樣還可以熟悉之前學(xué)習(xí)的基本知識(shí)，提供自己的獨(dú)立設(shè)計(jì)水平，也可以讓解決設(shè)計(jì)中遇到各種問(wèn)題的能力也得到提升。課題的目標(biāo)還要求熟悉注塑的的模設(shè)計(jì)和然后從新拾起之前被遺忘丟掉的專業(yè)課的知識(shí)，然后通過(guò)總結(jié)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，來(lái)完成以后可以獨(dú)立設(shè)計(jì)的目標(biāo)。這次設(shè)計(jì)的工件通過(guò)擬定設(shè)計(jì)方案，完成模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完全可以達(dá)到預(yù)期，而且寫說(shuō)明書的時(shí)候，通過(guò)查找謝謝相關(guān)的資料?？梢允炀毜倪\(yùn)用有關(guān)圖表、手冊(cè)等，這樣對(duì)以后工作，從事這方便的工作有十分好的幫助。。
5
第二章 塑料的工藝分析
圖1-1□□遙控器面板
本次的遙控器面板的產(chǎn)品需要有一定技術(shù)要求：1.首先要保證壁厚的均勻，這樣才可以使其表面平整；2.不可以出現(xiàn)明顯的裂紋和變形；3.整個(gè)的塑件側(cè)壁脫模斜度3′～1o；4.未注圓角一般設(shè)計(jì)在R1～R2。
2.1 原料（ABS）的成型特性和工藝參數(shù)
本次設(shè)計(jì)選擇的是ABS樹脂材料，考慮到本次的設(shè)計(jì)需要一定的強(qiáng)度，這樣才能滿足基本使用要求，需要一定的抗壓能力的材料，ABS材料可以滿足這個(gè)要求，設(shè)計(jì)時(shí)候選擇ABS料做為遙控器面板的材料，主要是原因是知道這個(gè)材料的韌性很強(qiáng)。對(duì)于高強(qiáng)度需要抗壓的零件比較適合。此款塑料其他的優(yōu)點(diǎn)很多，比如減振性和抗腐蝕性也都是比其他塑膠材料可靠。
2.1.1 ABS塑料主要的性能指標(biāo)
2.1.2 ABS的注射成型工藝參數(shù)
第三章 初步設(shè)計(jì)方案制定
3.1 型腔的布局
型腔的布局方式一般有陣列布局，旋轉(zhuǎn)陣列布局，環(huán)形布局。一般還要考慮以下幾個(gè)因素：
（1） 、澆注系統(tǒng)流道到各個(gè)型腔的矩形應(yīng)該盡可能的短，而且要均衡，要減少流道廢料的損耗。
（2） 、進(jìn)入每個(gè)型腔內(nèi)的壓力、射速、溫度等參數(shù)要基本相同。
（3） 、在型腔布局的時(shí)候，要考慮冷卻水道，頂桿頂出機(jī)構(gòu)，抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)置，不能有相互干涉現(xiàn)象。
（4） 每個(gè)型腔承受的壓力均衡的情況下，最好保證注射的壓力中心在模具的壓力中心上。
（5） 每個(gè)型腔還要考慮排氣系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)較好的排氣。
型腔的布局直接影響著模具的整體結(jié)構(gòu)，包括澆注系統(tǒng)充填是否平衡，模具的工作受力是否均勻，成型冷卻水道流動(dòng)是否順暢均勻等，綜合以上因素，本次設(shè)計(jì)中，型腔布局采用平衡方式布局，如下圖所示。
考慮到模具實(shí)際加工，還有生產(chǎn)成本，和批量情況，設(shè)計(jì)按常規(guī)的一模兩穴設(shè)計(jì)，這樣可以提高生產(chǎn)率，同時(shí)也可以保證塑件質(zhì)量，型腔排列方式如圖4-1所示：
圖4-1□□型腔布局圖
3.2 分型面的設(shè)計(jì)
一般情況下，首先需要判斷出產(chǎn)品的最大外形的位置在哪里，然后選擇最大外形位置的一個(gè)比較好分型的位置來(lái)設(shè)計(jì)分型面，這樣才可以讓產(chǎn)品順利的脫開，模具在加工的時(shí)候也才方便，這次設(shè)計(jì)都是取在最大輪廓的位置上，最下面的邊緣位置做主要分型位置，結(jié)構(gòu)示意圖具體如裝配圖的三維圖所示。分型面的設(shè)計(jì)方面，主要是要結(jié)合塑件的結(jié)構(gòu)形式來(lái)選擇，分型是整套模具的核心要點(diǎn)，如果選擇錯(cuò)了，那么整套模具后續(xù)的所有工作基本都是白做，一般根據(jù)以下幾個(gè)原則來(lái)選擇分型面。
1、 最好選擇在零件的最大的端面處。
2、 保證塑件成型以后留在型芯部分。
3、 不能夠影響塑件的外觀質(zhì)量。
4、 澆口能夠合理的進(jìn)澆。
5、 頂出脫模簡(jiǎn)單可靠，最好頂出能夠在塑件的背面或者內(nèi)部。
5） 分型面的選擇，
綜上分型面如圖所示：
圖5.1 分型面的選擇
3.3 模具所需塑料熔體注射量
通過(guò)建模后的產(chǎn)品圖，然后利用三維軟件測(cè)量這種簡(jiǎn)單的方法得到產(chǎn)品的重量，在UG軟件中，點(diǎn)擊分析按鈕里面，會(huì)出來(lái)有一個(gè)測(cè)量體積的選項(xiàng)，選好好我們?cè)O(shè)計(jì)的塑件后, 測(cè)得體積為13.8，這個(gè)因?yàn)楫a(chǎn)品比較小，所以測(cè)的體積比較小，密度為1.05，可以算出來(lái)質(zhì)量。 通過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算可以算出來(lái)產(chǎn)品的重量。產(chǎn)品材料為ABS，密度為1.03-1.05g/m3，收縮率為0.3%-0.8%，首先需要計(jì)算其平均密度為1.04 g/m3，平均收縮率為0.55﹪。
一副模具所需塑料的體積：
V= n V1 + V2 =2.6nV1=37 cm3
式中V1代表的是一個(gè)一穴的情況下塑件的體積；
V2代表的是流道也就是澆注系統(tǒng)的體積（設(shè)計(jì)中選取V2=0.6 nV1）；
n代表的是型腔數(shù)量（設(shè)計(jì)取2）。
質(zhì)量M=ρV=40g。
圖3-1□□體積測(cè)量圖
3.4選擇注射機(jī)
按照之前設(shè)計(jì)的注塑機(jī)重量，然后參考塑件的大小尺寸，我們初步設(shè)計(jì)選擇的注塑機(jī)型號(hào)為海天HTF200XB，先按此注塑機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)模具，最后在進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的校核驗(yàn)證，看看大小是否滿足需求，如果不可以再適當(dāng)加大注塑機(jī)的型號(hào)。
注塑機(jī)其有關(guān)性能參數(shù)為：
表一：海天HTF200XB注塑機(jī)參數(shù)
型號(hào)
單位
200×A
200×B
200×C
參數(shù)
螺桿直徑
mm
45
50
55
理論注射容量
cm3
334
412
499
注射重量PS
g
304
375
454
注射壓力
Mpa
210
170
141
注射行程
mm
210
螺桿轉(zhuǎn)速
r/min
0~150
料筒加熱功率
KW
12.45
鎖模力
KN
2000
拉桿內(nèi)間距(水平×垂直)
mm
510×510
允許最大模具厚度
mm
510
允許最小模具厚度
mm
200
移模行程
mm
470
移模開距(最大)
mm
980
液壓頂出行程
mm
130
液壓頂出力
KN
62
液壓頂出桿數(shù)量
PC
9
油泵電動(dòng)機(jī)功率
KW
18.5
油箱容積
l
300
機(jī)器尺寸(長(zhǎng)×寬×高)
m
5.2×1.6×2.1
機(jī)器重量
t
6
最小模具尺寸(長(zhǎng)×寬)
mm
350×350
12
第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
4.1 主流道的設(shè)計(jì)
主流道主要是連接模具的注塑機(jī)的一個(gè)媒介，需要設(shè)計(jì)數(shù)值要和注塑機(jī)匹配，具體結(jié)構(gòu)如圖所示。
圖4.1□□主流道結(jié)構(gòu)
所選用的注射機(jī)，有些參數(shù)需要和澆口套定位圈配對(duì)，具體的數(shù)值為下：
噴嘴前段孔徑d0=3mm
噴嘴圓弧半徑R0=10mm
為了了一拉出流道來(lái)，主流道的上面的直徑大小應(yīng)稍大于噴嘴直徑，只有這樣填充完以后，流道才能順利拔出。
d=d0+（0.5~1）=3.5mm
最終設(shè)計(jì)的澆口套上面的球面半徑R11mm，考慮到其他模板厚度，和流道的合理設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過(guò)程的主流道長(zhǎng)度L最好小于60毫米，最長(zhǎng)不超過(guò)95毫米。
□ □ 主流道襯套是被了保證強(qiáng)度，材料一般是需要硬度比較大，因?yàn)橐妥⑺芙?jīng)常碰撞。定位環(huán)也是標(biāo)準(zhǔn)件，一般選擇一般45號(hào)剛就可以。尺寸方便這次設(shè)計(jì)的選擇外徑Φ150mm，內(nèi)徑Φ28mm。
4.2 分流道的設(shè)計(jì)
分流道是主流道到產(chǎn)品澆口者一節(jié)，主要是在分叉的時(shí)候設(shè)計(jì)的，還沒(méi)到澆口位置這段流道就叫分流道。分流道的作用主要是承載壓力和連接澆口這些作用，因?yàn)榭紤]到流道性要比較高，所有表面的光潔度要比較高，這樣壓力損失就比較小了，設(shè)計(jì)的時(shí)候一般取Ra0.8，三板模具的分流道設(shè)計(jì)的時(shí)候一般都是梯形的，這樣方便拉住流道，流道的具體形狀結(jié)構(gòu)和布局如圖所示：，這次是使用經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定尺寸：
式中 ：B代表的為設(shè)計(jì)的流道底邊的寬度（mm）
M代表的是重量（g）
L代表的是分流道的長(zhǎng)度（mm）
H表的是流道的總體的高度（mm）
設(shè)計(jì)的過(guò)程中，分流道的長(zhǎng)度預(yù)計(jì)設(shè)計(jì)成50mm長(zhǎng)，且有2個(gè)型腔，所以
取B為6mm
=5.333mm 取H為5mm
按照書上的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，需要設(shè)計(jì)成整數(shù)直徑為6mm。設(shè)計(jì)的基本機(jī)構(gòu)如下圖5-3所示
圖4.2□□分流道圖
4.3 澆口的選擇
澆口的設(shè)計(jì)方案一般有五六種的，這是書上比較多的方法，參考工廠資料的數(shù)據(jù)，還有些不是很常用的，我們?cè)O(shè)計(jì)一般選擇書上的幾種，，因?yàn)橐呀?jīng)確定為側(cè)澆口了，設(shè)計(jì)好澆口大小就行，這次設(shè)計(jì)好尺寸后我們還通過(guò)軟件的分析計(jì)算這個(gè)大小可以填充滿產(chǎn)品，并且澆口斷開后，痕跡不大，可以滿足設(shè)計(jì)要求。
澆口的設(shè)計(jì)會(huì)直接影響塑件的尺寸精度，產(chǎn)品成型后的外觀質(zhì)量等因素，主要要求點(diǎn)如下：
（1） 、澆口的截面要小，長(zhǎng)度要短。
（2） 、盡可能大的增加融料流速。
（3） 、澆口的痕跡要小，不能影響塑件的表面質(zhì)量。
（4） 、澆口的要具備可加工性。
（5） 、澆口在完成注塑后要輕易切斷和去除。
模具設(shè)計(jì)的過(guò)程中，澆口位置與尺寸的是比較嚴(yán)格，不可以太大也不可以太小，要選擇適當(dāng)大小，然后還要進(jìn)行合理的位置，產(chǎn)品填充過(guò)程才可以平衡，本次是通過(guò)軟件簡(jiǎn)單分析實(shí)物后得出的位置，通過(guò)模擬仿真后，設(shè)計(jì)的為潛伏式澆口，這個(gè)位置是完全滿足要求.
圖4.3□□分流道圖
4.4 冷料穴的設(shè)計(jì)
對(duì)于中小型注塑模具，特別要注意冷穴的設(shè)計(jì)，這次設(shè)計(jì)的流道結(jié)構(gòu)冷料穴一需要般開設(shè)在主流道對(duì)面的定模板背面上，大小的選擇進(jìn)來(lái)選擇大一點(diǎn)，因?yàn)槎迥部诙啵瑥U料也多，本次設(shè)計(jì)取5mm，設(shè)計(jì)出來(lái)的具體結(jié)構(gòu)如下圖所示，主要是主流道下面這段是主要冷料位置，冷料穴又叫冷料井，一般設(shè)計(jì)在主流道末端，冷料穴主要是用于儲(chǔ)藏充填前端的冷料，防止冷料進(jìn)入型腔之后影響塑件成型。 本次設(shè)計(jì)的冷料穴在主流道末端，下部設(shè)置了Z型拉料桿。
冷料穴如圖所示：
圖4.7 冷料穴設(shè)計(jì)
第五章 成型零件的設(shè)計(jì)
成型零部件是按照產(chǎn)品的形狀來(lái)分模后出來(lái)的，一般設(shè)計(jì)的步驟是做好分型面。分模后就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)基本的形狀，然后通過(guò)計(jì)算來(lái)算出外形的大小，這個(gè)要保證強(qiáng)度，然后還要設(shè)固定方式，因?yàn)樾枰阉潭ㄔ谀０謇锩?，然后還要設(shè)計(jì)水路螺絲那些，具體設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)如下圖所示。
4.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本次設(shè)計(jì)沒(méi)有使用的整體結(jié)構(gòu)，因?yàn)檎w結(jié)構(gòu)加工更困難而且過(guò)程的復(fù)雜形狀。因而采用組合式模具結(jié)構(gòu)。同時(shí)允許模具材料下方的材料的性質(zhì)的管芯邊緣，以避免單芯片使用相同的材料作為不經(jīng)濟(jì)的，因?yàn)樵撃５蔫偳督Y(jié)構(gòu)可有利于通過(guò)的間隙的廢氣和降低的熱變形主模型。
本次設(shè)計(jì)中，采用了鑲嵌式的整體型腔、型芯結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)加工簡(jiǎn)單，制造周期短，更換維修方便。結(jié)構(gòu)安全可靠。
型芯、型腔的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,深度不大,在型芯和型腔與模具的裝配要求按照公差配合裝配。結(jié)合模簡(jiǎn)化了復(fù)雜的加工過(guò)程，幫助成型零件的熱處理和修模。該設(shè)計(jì)的凹模結(jié)構(gòu)如圖6-1所示。
圖5.1型腔3D圖
圖5.2□型芯3D圖
5.2 成型零件工作尺寸計(jì)算
成尺寸計(jì)算時(shí)候要先知道收縮率，資料顯示 ABS收縮率為0.5%，確定好收縮率后，需要用到計(jì)算公式來(lái)算尺寸，公式為：
A=B+0.005B
式中 A 代表的平常實(shí)際用的時(shí)候的尺寸
B 代表的是塑件在常溫下實(shí)際尺寸
1.型腔和型芯徑向尺寸的計(jì)算
型腔長(zhǎng)度向尺寸計(jì)算：Lm=[(1+s)Ls-XΔ]+制造公差
Lm代表的是模徑向基本尺寸，這個(gè)暫時(shí)取得時(shí)塑件的外形
Ls代表的是塑件徑向基本尺寸，是原始產(chǎn)品的標(biāo)注值
S代表的是收縮率
X代表的是修正系數(shù)（0.05~0.075）
Δ-塑件外表面徑向基本尺寸的公差
所以 = [（1+0.005）16-0.075x0.2]
=16.065(+0.026)
型腔寬度向尺寸計(jì)算：Lm=[(1+s)Ls-XΔ]+制造公差
所以 = [（1+0.005）16-0.075x0.2]
=16.065(+0.026)
型芯長(zhǎng)度尺寸計(jì)算：lm =[（1+s）ls+XΔ]-模具制造公差
lm-模具型芯徑向基本尺寸
ls-塑件內(nèi)表面的徑向基本尺寸
所以 = [（1+0.005）14+0.075x0.2]
=14.085 (-0.026)
型芯寬度尺寸計(jì)算：lm =[（1+s）ls+XΔ]-模具制造公差
lm-模具型芯徑向基本尺寸
ls-塑件內(nèi)表面的徑向基本尺寸
所以 = [（1+0.005）14+0.075x0.2]
=14.085 (-0.026)
2.型腔深度和型芯高度尺寸的計(jì)算
型腔深度：Hm=[（1+s）Hs-XΔ]+制造公差
=[（1+0.005）19-0.75x0.2]
=19.08（+0.026）
型芯高度：hm=[（1+s）Hs-XΔ]+制造公差
hm-模具型芯高度基本尺寸
hs-塑件孔或凹槽深度尺寸
=[（1+0.005）19+0.75*0.2]
=19.11（-0.026）
第六章 模架和側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
6.1 模架的選用
注塑模具的結(jié)構(gòu)多種多樣、模架的結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定了模具造價(jià)，模架的選擇應(yīng)該滿足塑件的注塑成型工作要求，結(jié)合本次的塑件、型腔布局方式、澆注系統(tǒng)方式，可以選擇中小型的模架，通過(guò)查書標(biāo)準(zhǔn)模架型號(hào)和結(jié)構(gòu)，可以選擇標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)的龍記CI模架系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)如下：
圖7.1模架結(jié)構(gòu)圖
該模架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，包括了頂板、定模板、動(dòng)模板、面針板、底針板、墊塊、底板這幾塊主要的板，導(dǎo)柱導(dǎo)套采用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)形式，這個(gè)模架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合本次設(shè)計(jì)：
在確定了模具的長(zhǎng)款尺寸型號(hào)之后，還需要確定動(dòng)定模板的厚度，以及頂出行程墊塊的高度尺寸，動(dòng)定模板的厚度需要考慮冷卻水道、一般定模板的厚度為型腔尺寸加30-50mm之間，動(dòng)模板的厚度尺寸取值為40-60mm之間。
綜上所述所選擇的模架的型號(hào)為：CI-3540-A90-B100-C100。
6.2導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)
導(dǎo)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是為了保證模具在進(jìn)行開合模時(shí)，保證精度用的一種常用的結(jié)構(gòu)。查參考資料可得：注射機(jī)選用Ф30的導(dǎo)柱與導(dǎo)套與之相配合。一方面出于結(jié)構(gòu)方面的考慮，可以選擇一個(gè)比較常規(guī)的形狀，也就是帶頭導(dǎo)柱和帶頭導(dǎo)套，這兩個(gè)都需要進(jìn)行一個(gè)熱處理，因?yàn)橄鄬?duì)強(qiáng)度硬度要求比較高
□□帶頭導(dǎo)柱如圖所示
圖6.2□□導(dǎo)柱圖
□□帶頭導(dǎo)套如圖所示
圖6.3□導(dǎo)套圖
6.3 側(cè)抽芯斜頂結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
6.3.1 抽拔力
抽拔力F 可用下式計(jì)算：
F= （4-21）
式中：
P——塑件收縮應(yīng)力(Mpa)，模具的冷卻時(shí)P=39.2MPa；
A——塑件包圍型芯的側(cè)面積，10152mm2
F——摩擦系數(shù)，一般f=0.15-1.0，取0.6
——脫模斜度， 1°
F——抽拔力
F=39.2×101.52×COS(0.6-tan15°)/(1+0.6sin1°×COS1°)=3937.8N （4-22）
斜頂受彎曲力為：
（4-23）
式中 ——斜頂?shù)膬A斜角，8°
——斜頂所受彎曲力，N
=2076.7N （4-24）
6.3.2 抽芯距
抽芯距離一般要比產(chǎn)品的倒扣長(zhǎng)度大一些才可以，這是設(shè)計(jì)中的一個(gè)必備條件，本次的設(shè)計(jì)取的是行程是0.5mm，需要加2-5MM才可以滿足要求，設(shè)計(jì)的抽芯距離應(yīng)該為S=0.5+2.5≈3mm。
本次設(shè)計(jì)斜頂結(jié)構(gòu)，斜頂角度是關(guān)系到抽芯距離的關(guān)鍵，數(shù)值一般范圍在=1°～12°。
分析上面的行程，需要一個(gè)合適的角度才能滿足，不然會(huì)導(dǎo)致斜頂太長(zhǎng)或者太短，容易斷裂，最終設(shè)計(jì)取=8°。算公式為
式中：代表的是斜頂直徑，單位是mm；
代表的是脫模力，單位是N；
代表的是斜頂中心線的交點(diǎn)到斜頂固定板的距離，單位是mm；
代表的是斜頂彎曲應(yīng)力，單位是MPa；
代表的是斜頂傾斜角。
設(shè)計(jì)具體的計(jì)算計(jì)算如下：
=7.53mm
通過(guò)計(jì)算的數(shù)值往往不能完全可靠，需要預(yù)留一定的空間保證強(qiáng)度，這次設(shè)計(jì)取ig整數(shù)，最終取8mm。
然后開始計(jì)算長(zhǎng)度，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的公式為
（5～10）mm
式中：代表的是斜頂總長(zhǎng)度，也是本次計(jì)算的結(jié)果，110mm；
代表的是斜頂固定部厚度，8mm；
代表的是傾斜角，這里不是說(shuō)滑塊沒(méi)，是斜頂角度；8度
代表的是固定板厚度，這個(gè)厚度是為了保證強(qiáng)度，35mm；
代表的是斜頂工作部分寬度，10mm；
通過(guò)上面的數(shù)值，然后代入之前的數(shù)據(jù)，可以得到的計(jì)算如下：
（5～10）mm=110.08mm
圖63□斜斜斜推桿圖
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第七章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
7.1 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的總原則
脫模力是設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)的要主要參數(shù)，產(chǎn)品因?yàn)樽⑺軌毫鋮s收縮后悔包住模具，這時(shí)需要把它推出來(lái)，就需要算好這個(gè)力的大小。因?yàn)檫@個(gè)比較復(fù)雜，脫模力計(jì)算與測(cè)量十分復(fù)雜，一般都是估計(jì)，然后加大設(shè)計(jì)量，保證可以拖出產(chǎn)品就可以。
7.2 推桿設(shè)計(jì)
7.2.1 推桿的形狀
如圖8—1所示
□□
圖7.1 推桿圖
7.2.2 推桿的位置和布局
脫模力是設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)的要主要參數(shù)，產(chǎn)品因?yàn)樽⑺軌毫鋮s收縮后悔包住模具，這時(shí)需要把它推出來(lái)，就需要算好這個(gè)力的大小。因?yàn)檫@個(gè)比較復(fù)雜，脫模力計(jì)算與測(cè)量十分復(fù)雜，一般都是估計(jì)，然后加大設(shè)計(jì)量，保證可以拖出產(chǎn)品就可以。對(duì)于計(jì)算脫模力只能簡(jiǎn)單的計(jì)算，通過(guò)近似計(jì)算得出估計(jì)值。
在脫模力計(jì)算中，圓形的規(guī)則的形狀的產(chǎn)品一般用的是=≥10、不規(guī)則的方形的產(chǎn)品可以用=≥10視為薄壁塑件，反之，則視為厚壁塑件，本次產(chǎn)品不大，估計(jì)值比較小，可以需要特意計(jì)算。
本次設(shè)計(jì)產(chǎn)品比較小，而且滑塊開模后，產(chǎn)品的抱緊力比較小，直接找位置設(shè)計(jì)推桿都完全可以推出塑件，所有設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)品多個(gè)推桿，設(shè)計(jì)的配合一為，具體的位置結(jié)構(gòu)形狀看裝配圖。
圖7.2 推桿布局圖
第八章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
注為了可以保證冷卻的均勻，產(chǎn)品不容易變形，設(shè)計(jì)的原則是數(shù)量越多越好，但是有時(shí)候需要考慮加工成本，盡量設(shè)計(jì)的合理就行，設(shè)計(jì)的水路位置一定要保證可以加工的出來(lái)，不能破孔漏水等。
冷卻水道設(shè)計(jì)的時(shí)候要盡量圍繞產(chǎn)品設(shè)計(jì)，在模板上的冷卻水道盡量少一點(diǎn)，因?yàn)檫@一段是沒(méi)有冷卻效果的，或者效果不好，盡量要繞到內(nèi)模當(dāng)中去冷卻一些型腔，使制品在成型過(guò)程中冷卻均勻，盡量減少成型周期和保障產(chǎn)品的頂出和外觀要求。本設(shè)計(jì)中型芯型腔各一組冷卻水回路, 設(shè)計(jì)的位置也是盡量的靠近產(chǎn)品，不讓水路離得產(chǎn)品遠(yuǎn)了。
冷卻系統(tǒng)需要進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單計(jì)算，計(jì)算的過(guò)程可以參考文獻(xiàn)中的公式計(jì)算，這個(gè)計(jì)算也是大概的計(jì)算，實(shí)際的熱量受很多因素的影響不一定準(zhǔn)確，具體計(jì)算公式：
Q=W1 × a
式中 W1代表的是塑料的重量g
A代表的是每次帶走的熱容量(J/g)
經(jīng)計(jì)算：Q=61．8265×1．1÷1．6×130≈5525．74J
熱量散發(fā)量按下式計(jì)算：
式中 W代表的是水路里面的水的重量(g/h)
T3代表的是模具運(yùn)走后出來(lái)水的溫度℃
T4代表的是還沒(méi)進(jìn)去之前常溫狀態(tài)的一個(gè)水的溫度℃
K代表的是熱傳遞的單位系數(shù)；
經(jīng)計(jì)算 W≈378．997 g/h
卻水道的直徑可以通過(guò)下面的公式預(yù)計(jì)算得出：
式中 代表的是容重kg/cm3 =0．001 kg/cm3，
L 代表的是水路的長(zhǎng)度cm L=300mm
D設(shè)計(jì)計(jì)算的冷卻水路的直徑cm
經(jīng)計(jì)算d≈7.428 cm，取8mm
圖8.1 冷卻布局
第九章 注射機(jī)的校核
9.1最大注射量的校核
最計(jì)算的結(jié)果需要滿足一個(gè)條件，也就是填充的總的注塑量需要小于注射量的80%以內(nèi)。校核公式為：
0.8 V機(jī) ≥ V塑＋V澆
式中V機(jī)代表的是設(shè)計(jì)選擇的最大注塑量，416cm3
V塑代表的是體積，該產(chǎn)品V塑＝13.8cm3
V澆代表的是流道澆口這些相加的體積，該產(chǎn)品V澆＝13cm3
故 V機(jī)≥60cm3
選定的注塑機(jī)的注射容積為412cm3，滿足要求。
9.2 鎖模力校核
設(shè)計(jì)選擇注塑機(jī)的鎖模力必須大于開模力，投影面積是衡量鎖模力的主要因素型模具的力大，即
F ≥k0AP塑
式中P塑代表的平均壓力；
k0 代表的系數(shù)，通常取k0＝1.1~1.2，本設(shè)計(jì)取1.2；
F代表的額定的鎖模力。
故F ≥k0AP塑＝1286.46KN，
設(shè)計(jì)過(guò)程選擇的注塑機(jī)的壓力為2000KN，主要完全可以滿足基本的要求。
9.3模具與注射機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核
1. 首先要驗(yàn)證的就是模具閉合高度是否可以滿足設(shè)計(jì)要求，也就是長(zhǎng)寬尺寸要不注塑機(jī)的拉桿距離小，這樣才可以把模具放進(jìn)去，不然是無(wú)法進(jìn)行生產(chǎn)的。本次設(shè)計(jì)模具大小為350*350mm，拉桿間距為510*510mm，模具小于拉桿間距，所以設(shè)計(jì)符合注塑機(jī)外形要求。
2.需要驗(yàn)證一下模具閉合高度，對(duì)其進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的校核，也就是要大于最新，小于最大，原因很簡(jiǎn)單，不然無(wú)法安裝生產(chǎn)。
Hmin代表的是注塑機(jī)要求的最小模厚=200mm
Hmax代表的是注塑機(jī)要求的許最大模厚=500mm
H代表的是設(shè)計(jì)出來(lái)后模具閉合高度=271mm，這樣是完全符合要求的。
3.開模行程的簡(jiǎn)單校核：行程應(yīng)滿足下式：
S機(jī)代表的是注塑機(jī)要求的最大極限的開模行程，350mm;
H1代表的是頂出距離，50mm；
H2代表的是塑件高度，計(jì)算過(guò)程需要加上流道，因?yàn)橐苍诔尚筒糠掷锩妫?2mm;
S機(jī)－(H模－Hmin)＞H1＋H2＋(5～10)
故：
350－(180－130)＞50＋(5～10)
明顯可以得出也是滿足條件。
總 結(jié)
隨著畢業(yè)設(shè)計(jì)的結(jié)束。我四年的大學(xué)生活也即將進(jìn)入尾聲。這是我緊張、興奮、憂愁、，酸甜苦辣的綜合。
首先，這是我精神上得到的一次收獲，它是讓我進(jìn)入社會(huì)工作之前的一次對(duì)自己的聯(lián)系。因?yàn)橹暗恼n程設(shè)計(jì)相對(duì)比較容易，針對(duì)性也比較強(qiáng)，所涉及的知識(shí)內(nèi)容也不會(huì)特別的分散和復(fù)雜。而這次畢業(yè)設(shè)計(jì)就完全不同了，它所設(shè)計(jì)的知識(shí)層面較為深，所涉及的學(xué)術(shù)內(nèi)容也頗為多。這就需要我對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工藝過(guò)程進(jìn)行學(xué)習(xí)和了解。
其次，可以說(shuō)在之前的四年學(xué)習(xí)生活中，我也沒(méi)有這么頻繁的使用過(guò)這些軟件。這使我對(duì)于二維的制圖軟件CAD以及三維的制圖軟件Proe等有了更深的運(yùn)用。能夠獨(dú)立對(duì)于較為復(fù)雜的圖形進(jìn)行繪制和尺寸標(biāo)識(shí)。
最后，通過(guò)大學(xué)最后這幾個(gè)月的努力和鍛煉，我的毅力和對(duì)一件事的執(zhí)著以及對(duì)于探知學(xué)習(xí)的興趣耐力都有了極大的提高。
另一方面，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我也有一些遺憾和不足。我在剛開始的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)自己十分的茫然和不知所措，好像什么都不會(huì)。這使我進(jìn)入了反思，我認(rèn)為是我之前最好的光陰沒(méi)有進(jìn)行認(rèn)真的學(xué)習(xí)，老是反復(fù)重復(fù)的知識(shí)點(diǎn)和專業(yè)內(nèi)容沒(méi)有進(jìn)行了解和消化，這讓我十分的苦惱。畢竟這是大學(xué)至為關(guān)鍵的一步。同時(shí)，由于本人的經(jīng)驗(yàn)不足，模具設(shè)計(jì)中肯定有不夠完善和優(yōu)秀，敬請(qǐng)老師們諒解。
但是總的來(lái)說(shuō)，我覺得我在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中努力過(guò)、盡心過(guò)、認(rèn)真過(guò)也詢問(wèn)過(guò)和懊惱過(guò)。但是這不會(huì)對(duì)我?guī)?lái)負(fù)面的影響，反而會(huì)更加激勵(lì)著我，讓我在未來(lái)的工作學(xué)習(xí)中會(huì)有更好的應(yīng)變和處理事情的能力。我一直堅(jiān)信，只要自己能夠不斷吸取經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)錯(cuò)誤，不斷提高自己，就能在未來(lái)奪得屬于自己的一片天空。
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致 謝
忙碌的畢業(yè)3個(gè)月的設(shè)計(jì)后，設(shè)計(jì)完成，有一個(gè)奇特的心理放松，在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的各種問(wèn)題，在史雙喜老師和同學(xué)的幫助下解決了很多問(wèn)題。首先要感謝我的指導(dǎo)教師史雙喜老師教導(dǎo)和監(jiān)督，史老師給我指出了正確的設(shè)計(jì)方向，讓我加深了對(duì)知識(shí)的理解，而且在設(shè)計(jì)過(guò)程中少走彎路，老師的督促使我一直把畢業(yè)設(shè)計(jì)放在心里，給予了質(zhì)量和數(shù)量完成的重要保障;同時(shí)想感謝的同組學(xué)生，為我們創(chuàng)造了一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，在設(shè)計(jì)過(guò)程中互相幫助，所以我的CAD操作水平比以前大大提高了，同時(shí)對(duì)Word編輯功能有了更全面的掌握。
另一方面，我還要要感謝我的室友們。因?yàn)檫@是大家共同制造了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和氣氛。雖然大家的課題不同，但是專業(yè)的知識(shí)點(diǎn)是相通的。做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中大家可以相互討論，大家也會(huì)一起去圖書館查閱資料并且分享所學(xué)得的知識(shí)。相互之間查漏補(bǔ)缺。在生活上，大家也十分的關(guān)心彼此，相互鼓勵(lì)。讓生活充滿了愉快。也正是這樣，讓我真正的感覺到友誼，一種無(wú)關(guān)地域的距離的感情。這是我大學(xué)生活中極為重要的一部分，也是我認(rèn)真完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的其中一種很大動(dòng)力來(lái)源。
同時(shí)，我也想感謝我大學(xué)里對(duì)我進(jìn)行授課和教導(dǎo)的每一位老師，是你們培養(yǎng)出了一代又一代優(yōu)秀的接班人，讓大家在不同領(lǐng)域大展宏圖。我也感謝我大學(xué)里遇到的每一個(gè)同學(xué)、朋友，你們都十分優(yōu)秀，都對(duì)我有大大小小的影響和幫助，希望未來(lái)的日子里你們都能發(fā)光發(fā)亮。
大學(xué)生活至今標(biāo)志著一個(gè)圓滿的句號(hào)。在大學(xué)這塊土地上有眾多莘莘學(xué)子辛勤的耕耘，在這塊土地上我健康快樂(lè)的成長(zhǎng)，我永遠(yuǎn)不會(huì)忘記可親的同學(xué)，我會(huì)永遠(yuǎn)記得這片土地。
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