蠟燭座注塑模具設(shè)計(jì)【一模一腔優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計(jì)含proe三維14張CAD圖紙+帶外文翻譯】-zsmj05

蠟燭座注塑模具設(shè)計(jì)【一模一腔優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計(jì)含proe三維14張CAD圖紙+帶外文翻譯】-zsmj05

蠟燭座注塑模具設(shè)計(jì)【一模一腔含14張CAD及proe三維】

摘  要

塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類，因此，研究注塑模具對(duì)了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。

    塑料制品的成型方法很多，其主要用于是注射，擠出，壓制，壓鑄和氣壓成型等。而注射模，擠出約占成型總數(shù)的60%以上。注射成型分為加料，熔融塑料，注射制件冷卻和制件脫膜等五個(gè)步驟。當(dāng)然如利用電氣控制，可實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化或自動(dòng)化作業(yè)。

    本設(shè)計(jì)介紹了注射成型的基本原理，特別是單分型面注射模具的結(jié)構(gòu)與工作原理。對(duì)注射產(chǎn)品提出了基本的設(shè)計(jì)原則，詳細(xì)介紹了冷流道注射模具澆注系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，并對(duì)模具強(qiáng)度要求做了說明。

    通過本設(shè)計(jì)，可以對(duì)注塑模具有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，注意到設(shè)計(jì)中的某些細(xì)節(jié)問題，了解模具結(jié)構(gòu)及工作原理。

關(guān)鍵詞： 模具設(shè)計(jì)；CAD繪制二維圖；分型面；PROE繪制3D圖。

Abstract

 Abstract Now The plastics industry is one of growing quickest industry classed in the world, but the injection mold is develops the quick type. Therefore,There have biggest significance to research injection, mold to understood that the plastic of production process and improve the product quality. 

The plastics products of the type method is a lot of . Among them most of inject, die-casting to compatibly press type etc. But inject the mold ,extrude roughly share type total amount of 60% above inject the type is divided in to add the material, meltdown plastics, and inject to make piece to cool off with make the piece to take off the mold to wait five steps. Certainly if make use off the electricity control.Can realize half auto or automatic homework.   

This design introduced the basic principle of injection molding, specially single is divided the profile to inject mold is structure and the principle of work.That proposes the basic design principle of products; Introduced details of the system that are cold flow channel injection of mold gating, the temperature control system and the design process of going against system, and has given the explanation to the mold intensity request.

Through this design, may to cast the mold to have a preliminary understanding, notes some certain detail question design, understands the mold structure and the principle of working.

Key Word:  mold design; CAD drawing two-dimensional map;Parting line; PROE draw 3D maps.

目錄

第一章  前言 3

1.1 塑料的概述 3

1.2注塑模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 4

第二章  設(shè)計(jì)及計(jì)算 4

2.1塑件成型成型工藝分析 4

2.1.1塑件的分析 4

2.1.2 ABS的性能分析 6

2.1.3 ABS的注射成型及工藝參數(shù) 6

2.2擬定模具的結(jié)構(gòu)形式 7

2.2.1分型面位置的確定 7

2.2.2型腔數(shù)量和排列方式的確定 8

2.2.3注射機(jī)型號(hào)的確定 8

2.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9

2.3.1 主流道的設(shè)計(jì) 9

2.3.2分流道的設(shè)計(jì) 10

2.3.3 澆口的設(shè)計(jì) 11

2.3.4校核主流道的剪切速率 12

2.4成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 12

2.4.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12

2.4.2成型零件鋼材的選用 13

2.4.3成型零件工作尺寸的計(jì)算 13

2.5模架的確定 14

2.5.1 各模板尺寸的確定 14

2.5.2 模架各尺寸的校核 15

2.6 排氣槽的設(shè)計(jì) 16

2.7脫膜推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 16

2.7.1脫模機(jī)構(gòu)的選擇 16

2.7.2 脫膜力的計(jì)算 17

2.7.3 校核推出機(jī)構(gòu)作用在塑件上的單位壓應(yīng)力 17

2.8側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 17

2.9 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 18

2.9.1溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 18

2.9.2冷卻介質(zhì) 18

2.9.3冷卻系統(tǒng)的簡單計(jì)算 18

2.9.4 冷卻水道在動(dòng)模和定模中的位置 19

2.10組裝圖跟塑件圖 20

第三章  畢業(yè)設(shè)計(jì)心得體會(huì)及總結(jié) 21

謝  辭 23

參考文獻(xiàn) 24

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型芯板.dwg

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大連交通大學(xué) 2017 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)論文外文翻譯 1 使用 術(shù)的微型，多級(jí)，錐形模具插件的數(shù)值模擬和制造 摘要 ： 對(duì)高分辨率微結(jié)構(gòu)（ 經(jīng)濟(jì)制造技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。使用金屬基 電和化學(xué)應(yīng)用尤為重要。在許多應(yīng)用中，需要具有兩個(gè)或更多高度的 過壓縮成型制造這些多級(jí) 要兩級(jí)或多級(jí)模具插入件。此外，錐形模具插入件將有助于實(shí)現(xiàn)簡單的插入件分離。本文報(bào)道了通過結(jié)合 步金屬電沉積，拋光和水平，然后 除去 蝕劑來制造兩級(jí)錐形模插件的方法。沒有傾斜和在光刻步驟期間的旋轉(zhuǎn)，通過采用 用的 們的方法的功效通過兩級(jí)模具插入物原型來證明。 關(guān)鍵詞 多級(jí) 錐形插入物 一步電沉積 1 簡介 大多數(shù)當(dāng)前的微機(jī)電系統(tǒng)（ 是用硅基材料的表面微機(jī)械加工或體微加工制造的。 在需要金屬或聚合物微結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，光刻膠， 藝是優(yōu)選的制造技術(shù)。 藝首先使用 X 射線光刻技術(shù)（ 人， 1991; 人， 1992; 人 1993; 人 1998; 998; 人 1999 ; 人 2000; 人 2002; 人 2004; 004）已被用于制造用于機(jī)械，電氣，化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)裝置和系統(tǒng)中的高縱橫比微結(jié)構(gòu)（ 1991; 1992; 993; 人 1998; 998; 人 1999; 人 2000; 人 2002; 004; 004），包括微加速器（ 1999）， 001），微型混合器 /反應(yīng)器（ 004），聚合酶鏈反應(yīng)（ 統(tǒng)（ 003）等。光刻，電沉積和成型的 三步 經(jīng)報(bào)道了使用 技術(shù)來生產(chǎn)基于聚合物，金屬和陶瓷的 人 2000; 004; 003; 2003， 2004;曹和孟 2004; 004; 003）。 性如高縱橫比和垂直側(cè)壁。在電沉積后也可以容易地除去 人， 1991; 人， 1992; 人1993; et 1998; 998;亨利等人 1999; et 2000; 2002; 2004; 連交通大學(xué) 2017 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)論文外文翻譯 2 2004）。由于暴露時(shí)間大大降低， 理中也采用了 X 射線光刻技術(shù)（ 002; 002; et 2003; 005）。 刻技術(shù)以更低的成本為厚 供了出色的品質(zhì)，因此是 最近在理解 00的 2003）。 仔細(xì)控制光刻條件也導(dǎo)致了相當(dāng)?shù)暮媒Y(jié)果，質(zhì)量垂直側(cè)壁（ et 2003）。 基于 005; 人 2002）。 在文獻(xiàn)中已經(jīng)報(bào)道了去除交聯(lián) 力（ 人 2001;里斯 2001; et 2000）。用于制造單個(gè)高度的模具插入件的工藝是很好理解的。多級(jí) 多常用的方法是使用對(duì)準(zhǔn)的多個(gè)光刻和電鍍步驟（ 998; 2005）。機(jī)械拋光和對(duì)準(zhǔn)在步驟之間需要。如圖 1所示。 如圖 1所示，在電鍍結(jié)構(gòu)中，由于多次電鍍步驟而導(dǎo)致的接觸面積可能具有減小的強(qiáng)度。這些強(qiáng)度降低由于多個(gè)電鍍步驟之間的電鍍條件的波動(dòng)進(jìn)一步加劇。 因此，通過這種多步驟方 法制造的多級(jí)模具插入件的成型性能可能受到損害。 制造多層次 另一種方法是使用預(yù)先構(gòu)造的襯底（ 1999）?；谧罱K 心設(shè)計(jì)的用作犧牲層的微結(jié)構(gòu)在基板上制成。然后將預(yù)結(jié)構(gòu)化襯底用于光刻和電鍍工藝。在鍍覆圖案填充所需金屬并過度鍍覆后，剩余的抗蝕劑被剝離。然后對(duì)預(yù)先構(gòu)造的特征（犧牲層）進(jìn)行化學(xué)蝕刻以從基底釋放模具插入物。這種方法的主要困難是由不均勻的基板表面導(dǎo)致的不均勻的電鍍速率。較高初始高度的圖案傾向于具有高得多的電鍍速率。一般來說，電鍍成具有小開口的深層特征往往是困難的 。具有較高電鍍速率的凸起區(qū)域可能被快速地過度鋪展并生長成“蘑菇”結(jié)構(gòu)，如圖 1所示。這些“溢出”的金屬然后覆蓋相鄰的更深的微圖案，并防止進(jìn)一步電鍍到它們中。這導(dǎo)致較小 /較深的孔 /通道的無填充或部分填充。 圖 1 由于多次曝光和電鍍步驟，電鍍界面的結(jié)構(gòu)弱點(diǎn)可能會(huì)損害這種多級(jí) 大連交通大學(xué) 2017 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)論文外文翻譯 3 如模具插入 人（ 2002）報(bào)道了一種有趣的制造多層高縱橫比微結(jié)構(gòu)和模具插入物的方法。他們通過使用 具在對(duì)準(zhǔn)的多光刻和電鍍工藝中引入了中間步驟。在其方法中，使用 射線光刻的組合制造 然后從案制成 具。然后將 具用種子層濺射并鍍鎳。然后通過剝離 具將鍍鎳的鎳結(jié)構(gòu)從電鍍模中釋放出來。然后釋放的鎳微結(jié)構(gòu)可用作模具插入物。該方法解決了傳統(tǒng)對(duì)齊多光刻和電鍍工藝中的結(jié)構(gòu)問題。它可以對(duì)于需要中空結(jié)構(gòu)或沒有顯著的機(jī)械載荷的一些應(yīng)用（例如微針陣列）（ 人2002）非常有用。使用 間步驟的一個(gè)潛在的回溯是減少最終模具插入物的準(zhǔn)確性。另一個(gè)限制是在電鍍結(jié)構(gòu)中可能形成一些空隙，因?yàn)榉N子層在 在脫模過程中，模具插入件與模制材料 之間的分離可能是困難的。插入物上的微特征的體積減少隨著特征線性尺寸的減小，比其表面積快。這種縮放表明，微特征經(jīng)歷的摩擦力可能會(huì)變得如此在足夠小的特征特征尺寸下顯著并超過其承載能力。為了避免插入物的塑性變形或模制部件的撕裂，錐角可能是有幫助的（ 人， 2000; ， 1997）。立體光刻可以制造具有錐角的模具插入件（ 997; 000; 002）。然而，立體光刻模具是逐層形成的，當(dāng)錐角設(shè)定時(shí)可能產(chǎn)生步進(jìn)效應(yīng)，并 導(dǎo)致增加的摩擦力（ 1997; 000; 002）。通過 X 射線平版印刷技術(shù)，通過傾斜和旋轉(zhuǎn)的多次曝光在 蝕劑上制造（ 002; 2003; 005），暴露時(shí)間大大增加，成本高得多。 在本文中，我們提出了一種制造兩級(jí)模具插件的新工藝。 在光刻步驟中 兩級(jí)模具插件的電鍍可以在一個(gè)步驟中完成，不產(chǎn)生外部界面。 度的明顯變化。 2 具有錐形側(cè)壁的 構(gòu)的數(shù)值模擬和制造 與軟 緣或狹縫周圍的衍射效應(yīng)在近紫外范圍的波長（例如， 405更為顯著。 該現(xiàn)象用于獲得 為了達(dá)到一個(gè)有用的錐角， 圖 3顯示了 別為負(fù)，零和正錐角。 具有正錐度的插入物角度被認(rèn)為是最好的成型目的。 大連交通大學(xué) 2017 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)論文外文翻譯 4 圖 2 示意圖顯示不均勻的影響電鍍率在不同地區(qū)的預(yù)先構(gòu)造基板 基于惠 更斯原理，通過菲涅爾 - 基爾霍夫積分公式可以描述通過具有任意形狀的開口在不透明分區(qū)中的衍射： 其中 k = 2p / k， k 是入射光波長， 示入射單色球面波， r 和 示孔徑上的點(diǎn)的位置相對(duì)于屏幕和源，（ n， r）和（ n， 別表示向量與積分表面的法線之間的角度，積分在孔徑區(qū)域之上。為了更好地了解 V 光刻及其對(duì)側(cè)壁輪廓的影響，使用 E（ A， 行數(shù)值模擬。 該軟件基于方程式中所示的衍射原理 。 1，可用于執(zhí)行與 在 k = 365i 線）處， 折射率分別為 n = k = 405 n = 透射率與厚度曲線如圖 1所示。 4在這兩個(gè)選定的波長。 對(duì)于給定的掩模圖案，整個(gè) 蝕劑被分成不同的數(shù)值層。用 算不同數(shù)值層內(nèi)的光強(qiáng)分布，并將其導(dǎo)入 A， 以在整個(gè)抗蝕劑層中產(chǎn)生光能分布輪廓。 假設(shè) 吸收與局部能量強(qiáng)度成正比。 因此劑量輪廓與能量分布的輪廓一致。 總曝光劑量的輪廓和顯影條件結(jié)合起來確定 對(duì)于兩種不同的掩模圖案進(jìn)行了數(shù)值模擬，如圖 1所示。一個(gè)是開口槽，另一個(gè)是遮光。這些分別在負(fù)光刻膠如 起和開放的通道中產(chǎn)生。當(dāng)顯示模擬結(jié)果時(shí)，光強(qiáng)度通過其在抗蝕劑表面處的值歸一化：在相同水平或高于入射光刻光的光強(qiáng)度被表示為 1 并示為亮灰色 ; 抗蝕劑中較低的光強(qiáng)度區(qū)域用較小的數(shù)字表示，并顯示為較深的灰色。 圖 6 顯示了分別對(duì)應(yīng)于具有 i 線（ 365 h 線（ 405光的 20μ 所有模擬中，假定抗蝕劑厚度為 500氣隙為零。更亮和更暗的區(qū)域分別代表較高和較低的暴露劑量。虛線表示在具有或不具有足夠劑量的區(qū)域之間的邊界以交聯(lián) 此開發(fā)后最終 60 6017 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)論文外文翻譯 5 分布。圖 6c 顯示了總曝光劑量分布，結(jié)合衍射和反射效應(yīng)。圖 6d 顯示了 h 線（ 405露的總劑量分布。可以看出，圖 1所示 的劑量分布 6上到下的差異顯著降低。這意味著與 i 線曝光相比，最終 構(gòu)的頂部和底部之間的寬度差異將遠(yuǎn)小于 圖 3 不同的 圖 4 圖 5 在 a 用于產(chǎn)生柱的開孔 ; 0m 時(shí)隙的模大連交通大學(xué) 2017 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)論文外文翻譯 6 擬結(jié)果如圖 1所示。 7a， b。由于 用槽遮蔽曝光獲得的圖案將是通道。如圖所示。如圖 7a， 部較寬 。使用 道在頂部較寬，底部較窄。為了在用于模具插入件制造的 鍍模具中獲得所需的錐度，應(yīng)當(dāng)選擇 405曝光波長。圖 7影區(qū)域內(nèi)的這種局部高劑量條帶負(fù)責(zé)這樣的事實(shí)，即當(dāng)期望的通道圖案變得太窄時(shí)，充分發(fā)展變得非常困難。 圖 8示出了設(shè)計(jì)寬度為 20度為 1,150 描電子顯微鏡（ 像顯示 5后在底部的 表 示錐角為θ 1o。 3 制造兩級(jí)模具插件 為了展示我們的 藝的多級(jí)模插件制造，建立了一個(gè)具有 50050 通道的兩級(jí)電鍍 了在插入物上的所有突出的微尺度特征上形成小的正錐角，選擇 405 h 線暴露。對(duì) 鍍模具幾何形狀進(jìn)行了數(shù)值模擬。電鍍模具包括直徑為 200度為 500孔，寬度為 200度為 250 使用 擬顯示從頂部的 20093孔徑減小，對(duì)應(yīng)于± 正錐角。仿真也顯示了通道 寬度從頂部的 20097應(yīng)于α = 正錐角。曝光后的抗蝕劑顯影過程中沒有攪動(dòng)，較小深度的抗蝕劑會(huì)受到較長的顯影時(shí)間和曝光于較新鮮的顯影劑液體。這種發(fā)展差異趨向于進(jìn)一步增加正錐角。 圖 6個(gè) 20 365衍射效應(yīng)引起的劑量分布 ; 365連交通大學(xué) 2017 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)論文外文翻譯 7 的底物反射引起的劑量分布 ; c 一個(gè) 20 槽的總劑量分布光圈為 i 線曝光（ 365 所得結(jié)構(gòu)顯示出較寬的頂部和較窄的底部 ; 0 405 與 得到的結(jié)構(gòu)顯示出較小的錐度圖 2中示意性地示出了兩級(jí)模具插入件的處理流程圖。需要兩個(gè)曝光口罩。成品兩級(jí)模具插入件具有直徑為 200度為 500度為 18,000度為 200度為 250矩形突起。制造工藝如下：（ 1）用丙酮，異丙醇清潔 去離子水，干燥 ;（ 2）電子束蒸發(fā) （ 3）電鍍種子層上的圖案對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記 ;（ 4）旋轉(zhuǎn)涂層 2500，900 5）預(yù)烘烤旋涂 6）暴露 。 1 曝光面膜 ;（ 7）烤后暴露的 8）電子束在暴露的 r / （ 9）攪拌形成時(shí)剝離附著于未曝光的第二 子層開發(fā) 10）以 8700;（ 11）預(yù)烘烤旋涂 12）暴露 2曝光面膜 ;（ 13）后烘烤和發(fā)展 14）電鍍鎳，直到完成過鍍 ;（ 15）拋光 （ 16） （ 17）蝕刻 后除去 在我們的實(shí) 驗(yàn)中，使用 作為從 i 線輻射的過濾器。 濾前后紫外光源的光譜輸出如圖 1 所示。 波后的光譜輸出由 h 線和 g 線（ 434組合組成。較長的波長 g 線強(qiáng)化了衍射效應(yīng)，從而強(qiáng)化了取樣角度對(duì)結(jié)果特征的影響。 因?yàn)? h 線相比約為 1/3），所以 h 線顯示了曝光。因此，本研究忽略了 g 線輻射的影響。圖 11 顯示了 級(jí)電鍍模具的 微照片。圖 7 用于產(chǎn)生 用 365 20 0 h 線曝光（ 405 大連交通大學(xué) 2017 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)論文外文翻譯 8 8 具有錐形側(cè)壁的 起（較窄的頂部和較寬的底部）使用由 50050的微通道組成的兩級(jí) 鍍模具，通過 鍍制造 入 鍍模具，然后過鍍。 9r / 鍍種子層分別連接到微孔和微通道。在電鍍過程中，連接了微孔的種子層首先進(jìn)入電鍍電路。在將微孔中的 積物電鍍到與矩形突起的種子層相同的高度或稍高的位置之后，兩個(gè)種子層在電鍍期間連續(xù)地連接在一起，同時(shí)電鍍繼續(xù)。這個(gè)過程導(dǎo)致微孔和微通道在 鍍模具同時(shí)“填充”。在完成 鍍模具填充后，繼續(xù) i 模插件的背板。因此，與其他方法中使用的圖案化，電鍍和拋光的多個(gè)步驟相比， 且導(dǎo)致 于電鍍柱的電鍍電流為 流密度為 10）。用于平板化通道的電流為 相當(dāng)于 10的電流密度）。柱和通道的總電鍍時(shí)間為約 166小時(shí)，每步驟約為 83 小時(shí)。柱的平均高度測(cè)量為 415道的平均高度為約 335圖 1所示 12a。 電鍍工序完成后，用研磨機(jī)將研磨基板作為研磨基板，研磨過鍍 插件的背面。研磨后獲得平面模具插入物背面。然后使用 液除去 底。在蝕刻 子層之后 ， 將 入物與 鍍模具一起在 浸入 鍍模具。據(jù) 1998），當(dāng)退火溫度低于 200℃時(shí)，電沉積 此，由于 沉積 入物的顯著軟化是不可預(yù)期的。在除去 丙酮和的任何殘留物。在圖 1的 12。 圖 9二級(jí)模具插入件的十四個(gè)制造步驟的流程圖：步驟 1; ; 0246; 7 大連交通大學(xué) 2017 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)論文外文翻譯 9 圖 10 光刻光譜 電鍍鎳 經(jīng)直接用作金屬基結(jié)構(gòu)難熔金屬和合金的復(fù)制復(fù)制的插入件（ et 2005）。 指某東西的用途用于將多級(jí)微圖案直接轉(zhuǎn)移到高溫金屬和合金的多級(jí)電沉積 電鍍鎳 經(jīng)直接用作通過沉積保 形陶瓷涂層來工程化表面后金屬基結(jié)構(gòu)復(fù)制的插入件（ et 2003; 004）。最近，單層高溫 通過轉(zhuǎn)移微米級(jí)制造相容的模具插件由電鍍 義為難熔金屬和合金的模式（ et 2005）。使用多層次的電沉積 多級(jí)微圖案直接轉(zhuǎn)移到高溫金屬和合金上仍有待探索。 圖 11一個(gè)二級(jí) 圖 12電鍍?cè)?大連交通大學(xué) 2017 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)論文外文翻譯 10 4 總結(jié)和結(jié)論 描述了通過在 蝕劑，一步 鍍，以及完全 蝕劑去除之 后組合 用在 蝕劑上進(jìn)行的多個(gè) 用單個(gè) 過程消除了電鍍 數(shù)值衍射模擬表明， 致謝：通過合同 2004過授權(quán) 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)論文 目錄 第一章 前言 ...................................................... 3 料的概述 ............................................................................................................ 3 塑模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) ................................................................................. 4 第二章 設(shè)計(jì)及計(jì)算 ................................................................................................... 4 件成型成型工藝分析 ......................................................................................... 4 件的分析 .......................................................................................................... 4 性能分析 ................................................................................................... 6 注射成型及工藝參數(shù) ............................................................................... 6 定模具的結(jié)構(gòu)形式 ............................................................................................. 7 型面位置的確定 .............................................................................................. 7 腔數(shù)量和排列方式的確定 .............................................................................. 8 射機(jī)型號(hào)的確定 .............................................................................................. 8 注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 9 流道的設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 9 流道的設(shè)計(jì) .................................................................................................... 10 口的設(shè)計(jì) ....................................................................................................... 11 核主流道的剪切速率 .................................................................................... 12 型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 ............................................................................... 12 型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ........................................................................................ 12 型零件鋼材的選用 ........................................................................................ 13 型零件工作尺寸的計(jì)算 ................................................................................ 13 架的確定 ........................................................................................................... 14 模板尺寸的確定 ........................................................................................... 14 架各尺寸的校核 ........................................................................................... 15 氣槽的設(shè)計(jì) ...................................................................................................... 16 膜推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ........................................................................................... 16 模機(jī)構(gòu)的選擇 ................................................................................................ 16 膜力的計(jì)算 ................................................................................................... 17 核推出機(jī)構(gòu)作用在塑件上的單位壓應(yīng)力 ................................................... 17 向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ............................................................................... 17 卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .................................................................................................. 18 度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 ............................................................................ 18 卻介質(zhì) ............................................................................................................ 18 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)論文 卻系統(tǒng)的簡單計(jì)算 ........................................................................................ 18 卻水道在動(dòng)模和定模中的位置 ................................................................... 19 裝圖跟塑件圖 ................................................................................................. 20 第三章 畢業(yè)設(shè)計(jì)心得體會(huì)及總結(jié) ......................................................................... 21 謝 辭 ......................................................................................................................... 23 參 考文獻(xiàn) ..................................................................................................................... 24 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)論文 1 摘 要 塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類，因此，研究注塑模具對(duì)了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。 塑料制品的成型方法很多，其主要用于是注射，擠出，壓制，壓鑄和氣壓成型等。而注射模，擠出約占成型總數(shù)的 60%以上。注射成型分為加料，熔融塑料，注射制件冷卻和制件脫膜等五個(gè)步驟。當(dāng)然如利用電氣控制，可實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化或自動(dòng)化作業(yè)。 本設(shè)計(jì)介紹了注射成型的基本原理，特別是單分型面注射模具的結(jié)構(gòu)與工作原理。對(duì)注射產(chǎn)品提出了基本的設(shè)計(jì)原則，詳細(xì)介紹了冷流道注射模具澆注系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，并對(duì)模具強(qiáng)度要求做了說明。 通過本設(shè)計(jì)，可以對(duì)注塑模具有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，注意到設(shè)計(jì)中的某些細(xì) 節(jié)問題，了解模具結(jié)構(gòu)及工作原理。 關(guān)鍵詞 ： 模具設(shè)計(jì)； 型面； 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)論文 2 he is of in is to to of of is a of to 0% is in to to to to to if or of is to is of of of of of to to to a of D 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)論文 3 第一章 前言 料的概述 塑料是以合成樹脂為基本成分，再加入各種添加劑，如填充劑、穩(wěn)定劑、增塑劑、固化劑、 潤滑劑、著色劑、抗靜電劑、發(fā)泡劑、稀釋劑等，經(jīng)一定的溫度和壓力塑制成形，且在常溫下能保持形狀不變。 (1)塑料的主要特性 ①大多數(shù)塑料質(zhì)輕，化學(xué)性穩(wěn)定，不會(huì)銹蝕 ,。一般塑料均具有一定的抗酸、堿、鹽等化學(xué)腐蝕的能力。其中最突出的代表是聚四氟乙烯，它對(duì)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及各種氧化劑等腐蝕性很強(qiáng)的介質(zhì)都完全穩(wěn)定。由于質(zhì)量輕，塑料特別適合制造輕巧的日用和家用電器。 ②耐沖擊性好，可由于制造一些高速運(yùn)轉(zhuǎn)的儀表齒輪、滾動(dòng)軸承的保護(hù)架、機(jī)構(gòu)的導(dǎo)軌等。 ③具有較好的透明性和耐磨耗性。 ④絕緣性好，導(dǎo)熱性低。其相對(duì)介電常數(shù)低至 高值可達(dá)十幾甚至更高。被廣泛用于電機(jī)、電器、電子工業(yè)中。 ⑤一般成型性、著色性好，加工成本低。 ⑥大部分塑料耐熱性差，熱膨脹率大，易燃燒。 ⑦尺寸穩(wěn)定性差，容易變形。 ⑧多數(shù)塑料耐低溫性差，低溫下變脆。 ⑨容易老化。 ⑩某些塑料易溶于溶劑。 (2)塑料的主要成型方法 隨著加工溫度的逐漸升高，塑料將經(jīng)歷玻璃態(tài)、高彈態(tài)、粘流態(tài)直至分解。處于不同狀態(tài)下的塑料表現(xiàn)不同的性能，這些性能在很大程度上決定了塑料對(duì)加工的適應(yīng)性、可模塑性、可延性、可機(jī)加工性等。一般的，塑料成型方法很多，主要有八種： ①注射成型 注射成型是通過注射機(jī)的螺桿或柱塞的作用，將熔融塑料注入閉合的模具型腔，經(jīng)過保壓、冷卻、硬化定型后。即可得到模具成型出的塑件。 ②壓塑成型 是將預(yù)熱過得塑料原料放在經(jīng)過加熱的模具型腔內(nèi)，凸模向下運(yùn)動(dòng)，在熱和壓力的作用下，塑料呈熔融狀態(tài)并充滿型腔，然后固化成型。 ③壓鑄成型 壓 鑄成型時(shí)指通過壓料柱將加料室內(nèi)受熱熔融的塑料經(jīng)過澆注系統(tǒng)壓入加熱的模具型腔，然后固化定型。 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)論文 4 ④擠出成型 擠出成型時(shí)利用擠出機(jī)的螺旋桿加壓，連續(xù)地將熔融塑料從料筒中擠出，通過特定的截面形狀的機(jī)頭模成型并借助于牽引裝置講擠出的塑料均勻擠出，同時(shí)冷卻定型，獲得截面形狀一致的連續(xù)型材。 ⑤吹塑成型 它是將擠出的熔融塑料毛坯，置于模具內(nèi)，借助壓縮空氣吹脹而貼于型腔壁上，經(jīng)冷卻硬化為塑料。此方法主要用于成型空心塑件。 ⑥壓延成型 它將塑化的熱塑性塑料，通過兩道或多道旋轉(zhuǎn)的滾筒間隙擠壓延展，連續(xù)生產(chǎn)塑料薄膜或片材。 ⑦發(fā)泡成型 將發(fā)泡性樹脂直接填入模具內(nèi)，使受熱熔融，形成氣液飽和溶液。 ⑧真空及壓塑空氣成型 把熱塑性塑料板片固定在模具上，用輻射加熱器進(jìn)行加熱，加熱到軟化溫度后，用真空泵把板材和模具間的空氣抽掉，靠大氣的壓力使板材貼合在模具的型腔表面，冷卻后固化成型。 塑模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低不僅是衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，而且在很大程度上決定著這個(gè)國家的產(chǎn)品質(zhì)量、效益及新產(chǎn)品開發(fā)能力。我國目前的模具開發(fā)制造水平比國際先進(jìn)水平至少相差 10 年，特別是大型、精密、復(fù)雜、長壽命 模具的產(chǎn)需矛盾十分突出，已成為嚴(yán)重制約我國制造業(yè)發(fā)展的瓶頸。 模具是工業(yè)的基礎(chǔ)工藝裝備，在電訊、汽車、摩托車、電機(jī)、電器、儀器、家電、建材等產(chǎn)品中， 80%以上都要依靠模具成形，用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)力和低消耗，是其它加工制造方法所不能比擬的。因此，我們應(yīng)該認(rèn)清形勢(shì)，認(rèn)準(zhǔn)方向加快發(fā)展速度，而不是永遠(yuǎn)依靠進(jìn)口產(chǎn)品。當(dāng)然，近年來我國的注塑模行業(yè)發(fā)展速度也不可小覷，我們應(yīng)該以此為契機(jī)，在最短的時(shí)間內(nèi)趕上發(fā)達(dá)國家。 第二章 設(shè)計(jì)及計(jì)算 件成型成型工藝分析 件的分析 (1)外形尺寸 該塑件平均壁厚為 14件外形尺寸不大，塑件熔體流程不太長，適合于注射成型，如圖 22示。 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)論文 5 圖 2件實(shí)體圖 圖 2件二維圖 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)論文 6 (2)精度等級(jí) 每個(gè)尺寸的公差不一樣，有的屬于一般精度，有的屬于高精度，就按實(shí)際公差計(jì)算。 (3)脫模斜度 無定型塑料，成型收縮率較小，參考《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》書中的表 2°。 性能分析 (1)使用性能 綜合性好，沖擊強(qiáng)度、力學(xué)強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性，電氣性能良好；易于成型和機(jī)械加工，其表面可鍍鉻，適合制作一般機(jī)械零件、減摩零件、傳動(dòng)零件和結(jié)構(gòu)零件。 (2)成型性能 1）無定型塑料。其品種很多，各品種的機(jī)電性能及成型特性也各有差異，應(yīng)按品種來確定成型方法及成型條件。 2）吸濕性強(qiáng)。含水量應(yīng)小于 質(zhì)量），必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長時(shí)間預(yù)熱干燥。 3）流動(dòng)性中等。溢邊料 4）模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進(jìn)料口位置、形式。推出力過大或機(jī)械加工時(shí)塑件表面呈現(xiàn)白色痕跡 。 5） 性能指標(biāo)見表 2 2密度 /g· 8 屈服強(qiáng)度 /0 比體積 / 8 拉伸強(qiáng)度 /8 吸水率 (%) 伸彈性模量 /103 熔點(diǎn) /℃ 130彎強(qiáng)度 /0 計(jì)算收縮率 (%) 壓強(qiáng)度 /3 比熱容 /(㎏·℃ )470 彎曲彈性模量 /103 注射成型及工藝參數(shù) (1)注射成型過程 1）成型前的準(zhǔn)備。對(duì) 色澤、粒度和均勻度等進(jìn)行檢驗(yàn)，由于 型前應(yīng)進(jìn)行充分的干燥。 2）注射過程。塑件在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔進(jìn)行成型，其過程可分為充模、壓實(shí)、保壓、倒流和大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)論文 7 冷卻五個(gè)階段。 3）塑件的后處理。處理的介質(zhì)為空氣和水，處理溫度為 60處理時(shí)間為 16 (2)注射工藝參數(shù) 1)注射機(jī)：螺桿式，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)為 30r/ 2）料筒溫度（℃）：后段 150段 165段 180）噴嘴溫度（℃）： 170）模具溫度（℃）： 50）注射壓力（ 60）成型時(shí)間（ s）： 30（注射時(shí)間取 卻時(shí)間 助時(shí)間 8） 定模具的結(jié)構(gòu)形式 型面位置的確定 該塑件在進(jìn)行塑件設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)充分考慮了分型面的設(shè)計(jì)原則，同時(shí)通過塑件塑件圖樣可以看出該塑件外面多圓弧形曲面，內(nèi)為階梯型通孔，所以分型是需進(jìn)行軸向抽芯和側(cè)向抽芯分型，且選擇分型面注射模。所以分型面確定為下圖 2 圖 2型面 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)論文 8 腔數(shù)量和排列方式的確定 型腔數(shù)量的確定 該塑件采用的精度一般在 2為大批量生產(chǎn)，可采取一模多腔的結(jié)構(gòu)模式。同時(shí)，考慮到塑件尺寸、模具結(jié)構(gòu)尺寸的大小關(guān)系，以及制造費(fèi)用和各種成本等因素，初步定為一模一腔結(jié)構(gòu)形式。 射機(jī)型號(hào)的確定 (1)注射量的計(jì)算 通過三維軟件建模設(shè)計(jì)分析計(jì)算得：塑件體積： 件質(zhì)量 ： m 塑 =V 塑 ? ? =中， ? 參考表 1可取 (2)澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 澆注系統(tǒng)的凝料體積在設(shè)計(jì)之前是不能確定準(zhǔn)確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的 一次注入模具型腔塑料熔體的總體積為 V 總 =V 塑 （ 1+? 1=3)選擇注射機(jī) 根據(jù)第二部計(jì)算得出一次注入模具型腔的塑料總質(zhì)量 結(jié)合式 V 公 =V 總 /有： V 總 /據(jù)以上計(jì)算，初步選定公稱注射量為 200射機(jī)型號(hào)為 80 臥式注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)見表 2 2射機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 理論注射容量 /50 移模行程 /00 螺桿柱塞直徑 /注射壓力 /0 最大模具厚度 /50 147 最小模具厚度 /00 注射速率 /g· 14 鎖模形式 液壓 塑化能力 /g· 5 定位孔徑 /00 注射方式 螺桿式 噴嘴球直徑 /8 鎖模力 /800 噴嘴移出量 /0 拉桿間距 /95× 373 (4)注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)的校核 1）注射壓力校核。查表 1 可知， 需注射壓力為 80里取00注射機(jī)的公稱注射壓力 p 公 =147射壓力安全系數(shù)，這里取 ： 100=130p 公 ，所以，注射機(jī)注射壓力合格。 2)鎖模力校核 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)論文 9 ①塑件在分型面上的投影面積 A 塑 =? (802 /4=4982②澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 A 澆 ，即流道凝料在分型面上的投影面積A 澆 的值，可以按照多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析來確定。 A 澆 是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積 A 塑 的 。由于本流道設(shè)計(jì)簡單，分流道相對(duì)較短，因此流道凝料投影面積適當(dāng)取小一些。這里取 A 澆 = 。 ③塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積 A 總 ，則 A 總 =n（ A 塑 +A 澆 ） =n（ ） = =4982④模具型腔內(nèi)的脹型力 則 A總 35N=209244N=中， p 模 是型腔的平均計(jì)算壓力值。 p 模 是模具型腔內(nèi)的壓力，通常取注射壓力的 20%大致范圍是 25于粘度較大的精度較高的塑料制品應(yīng)取較大值。 p 模 取 35 查表 2 可得該注射機(jī)的公稱鎖模力 F 鎖 =1800模力安全系數(shù)為 這里取 = =F 鎖 ，所以，注射機(jī)鎖模力合格。 對(duì)于其他安裝尺寸的校核要等模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定后方可進(jìn)行。 注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 流道的設(shè)計(jì) 主流 道 通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便熔體流動(dòng)和開模時(shí)主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間。另外，由于其與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，因此設(shè)計(jì)中常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的澆口套。 (1)主流道尺寸 1）主流道的長度：小型模具 L 主應(yīng)盡量小于 60次設(shè)計(jì)中初取 50 2）主流道小端直徑： d=注射機(jī)噴嘴尺寸 +（ 1） 3+ 3）主流道大端直徑： d′=d+2L 主 /2)≈ 7中α =4°。 4）主流道球面半徑： 射機(jī)噴嘴球半徑 +（ 1～ 2） 8+2=20 5）球面的配合高度 ： h=3 (2)主流道的凝料體積 V 主 =3?L 主（ R2主 +r2主 +R 主 r 主） =3?×（ 連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)論文 10 = (3)主流道當(dāng)量半徑 = (4)主流道澆口套的形式 主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件可選購。主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，易磨損。對(duì)材料的要求較嚴(yán)格，因而盡管小型注射模可以將主流道澆口套與定位圈設(shè)計(jì)成一個(gè)整體，但考慮上述因素通常仍然將其分開來設(shè)計(jì)，以便于拆卸更換。同時(shí)也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理。設(shè)計(jì)中常采用碳素工具鋼（ 10A），熱處理淬火表面硬度為 50～ 55 流道的設(shè)計(jì) （ 1） 分流道的布置形式 在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮盡量減少在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低，同時(shí)還要考慮小分流道的容積和壓力平衡。 （ 2） 分流道的長度 由于流道設(shè)計(jì) 簡單，根據(jù)型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分流道較短，故設(shè)計(jì)時(shí)可適當(dāng)選小一些。單邊分流道長度 5 （ 3） 分流道的當(dāng)量直徑 因?yàn)樵撍芗馁|(zhì)量 m 塑 =? V 塑 =200g,根據(jù)公式 D= 4L 得 D=35 4） 分流道截面形狀 常用的分流道截面形狀有圓形，梯形， 角形等，為了加工和凝料的脫膜，分流道大多設(shè)計(jì)在分型面上。本設(shè)計(jì)采用圓形截面，其加工工藝性好，且塑料熔體的熱量散失、流動(dòng)阻力均不大。 （ 5） 分流道截面尺寸 設(shè)分流道的直徑為 D，則橫截面積為 A 分 =?D/2=可得 D= 6） 凝料體積 1)分流道的長度 35× 1=35 2）分流道截面積 ? D/2= 3）凝料體積 分 =35× (7)校核剪切速率 1）確定注射時(shí)間： 查《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》中表 4取 t= 2）計(jì)算分流道體積流量： （ V 塑） /2=（ 3/s。 3）由《塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)》中式（ 4得剪切速率 ?? =分 分（ 0 ?? 103 分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流道的最佳剪切速率 5× 102～ 5× 103以，分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。 （ 8）分流道的表面粗糙度和脫膜斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很低，大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)論文 11 一般取 2.5 m? 即可，此處取 m? 脫膜斜度一般在 5°～10°之間，這里取脫膜斜度為 8°。 口的設(shè)計(jì) 該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，表面質(zhì)量要求較高，采用一模一腔注射，為便于調(diào)整充模時(shí)間的剪切速率和封閉時(shí)間，因此采用側(cè)澆口，其截面形狀簡單，易于加工，便于試模后的修正，且開設(shè)在分型面上，從型腔的邊緣進(jìn)料。 （ 1） 側(cè)澆口尺寸的確定 ① 計(jì)算側(cè)澆口的深度 根據(jù)《塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)》中表 4得側(cè)澆口的深度 h=3=中， 里 t=3于 成型系數(shù)n= ②計(jì)算側(cè)澆口的深度。根據(jù)《塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)》中表 4得側(cè)澆口的寬度 B 的計(jì)算公式為 B=300 =3計(jì)算側(cè)澆口的長度。根據(jù)《塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)》中表 4得側(cè)澆口的長度 L 澆 一般選用 里選 L 澆 為 2)校核澆口的剪 切速率 1）確定注射時(shí)間：查表 2，可取 t= 2）計(jì)算澆口的體積流量： t/塑V =s 3)計(jì)算澆口的剪切速率： ?? = 澆澆 R?/104s 該側(cè)澆口的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率 5× 103～ 5× 104間 ，所以，澆口的剪切速率校核合格。 （ 3） 冷卻穴的設(shè)計(jì)計(jì)算 冷卻穴位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上，其作用主要是收集熔融體前鋒的冷料，防止冷料進(jìn)入模具型腔而影響制品的表面質(zhì)量。 澆口套如圖 2連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)論文 12 圖 2澆口套 核主流道的剪切速率 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選取側(cè)澆口，尺寸詳見圖紙校核主流道的剪切速率 （ 1）計(jì)算主流道的體積流量 q 主 = t 分主 ??V = ???s （ 2）計(jì)算主流道的剪切速率 主q?? = ? ? ???? 流道內(nèi)熔體的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率 5? 102～ 5× 103以主流道的剪切速率校核合格。 型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 1）凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模是成形制品的外表面的成型零件。按凹模結(jié)構(gòu)的不同可將其分為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四種。根據(jù)對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)分析，本設(shè)計(jì)中采鑲嵌式凹模。 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)論文 13 （ 2）凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（型芯） 凸模是成形塑件內(nèi)表面的成型零件，通?？?以分為整體式和組合式兩種類型。通過對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)分析知，型芯有一個(gè)，采用整體式。 型零件鋼材的選用 根據(jù)對(duì)成型塑件的整體分析，該塑件的成型零件要有足夠的剛度、強(qiáng)度、耐磨性及良好的抗疲勞性能，同時(shí)考慮它的機(jī)械加工性能和拋光性能。又因?yàn)樵撍芗榇笈可a(chǎn)，所以構(gòu)成型腔的嵌入式凹模鋼材選用 國牌號(hào)）。對(duì)于成型塑件型芯來說，由于脫膜時(shí)與塑件的磨損嚴(yán)重，因此鋼材選用高合金工具鋼 型零件工作尺寸的計(jì)算 （ 1）凹模徑向尺寸的計(jì)算 由于該塑件采用側(cè)向抽芯結(jié)構(gòu)，型芯由左右瓣合模組 成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具體參考零件裝配圖。 ①徑向尺寸 已知該塑件的公差等級(jí)為五級(jí)，根據(jù)零件的型芯尺寸為 13m， ?1=32= 33?3 =264 = 275 =386 =97s ? , ? ; L , ??8 根據(jù)凹模模徑向尺寸 (1+z??] X:數(shù)隨塑件精度和尺寸變化，一般在 間，此處取 M— 凹模徑向尺寸（ 塑件徑向基本尺寸（ 塑料的平均收縮率（ %） ? — 塑件公差值（ z? — 凹模制造公差（ 一般為塑件公差的 1/3～ 1/6該處選 1/6? ; ? ??????M ?? ?? ?????? 26)0 0 5 ? ??????27)0 0 5 ? ?????? ? ??????29)0 0 5 ? ??????大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)論文 14 ? ??????② 凹模高度尺寸 已知塑件的公差等級(jí)為五級(jí)，根據(jù)參考文獻(xiàn)的型芯尺寸為： ? ? ? ③凹模深度尺寸 X:數(shù)隨塑件精度和尺寸變化，一般在 間，此處取 H — 凹模深度尺寸（ 塑件高度基本尺寸（ z? — 凹模深度制造公差（ mm）????? ])1[( 3] 4)0 0 5 ? ?????? 1] 2)0 0 5 ? ?????? 9] 0)0 0 5 ? ??????架的確定 模板尺寸的確定 模架是注射模的骨架和基體，通過它將模具的各個(gè)部分有機(jī)聯(lián)系成一個(gè)整體，也可以說塑料的模架起裝配、定位和安裝作用。塑料模架現(xiàn)已標(biāo)準(zhǔn)化和系統(tǒng)化了，因此在設(shè)計(jì)時(shí)只需塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸來直接選用即可，也可以自己設(shè)計(jì)。 由于該模具采用側(cè)澆口，且需要抽芯，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，參照標(biāo)準(zhǔn)選 模架。已知該塑件在分型面上的投影寬度為： W′=80′≤ 90合考慮抽芯機(jī)構(gòu)的橫向移動(dòng)距離，查知，選 4應(yīng)模架為 W=160桿直徑 d=10 已知塑件在分型面上的投影長度為 L′=80據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 L′≤ 120 22應(yīng)的模架寬度為 L=160選模架為 標(biāo)準(zhǔn)模架，其規(guī)格為 W× L=160× 160 標(biāo)準(zhǔn)模架選完后，查《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》中表 4以得到，00度 0向抽芯滑塊厚度由型芯計(jì)算可知 A=104模板厚度 5模厚度 B=16據(jù)動(dòng)模和型腔板厚度可確定墊塊的厚度，又墊塊寬度 2墊塊尺寸， C=3280桿固定板尺寸為4板尺寸為 416圖 2連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)論文 15 圖 2架各尺寸的校核 根據(jù)所選注射機(jī)來校核模具設(shè)計(jì)的尺寸。 （ 1）模具平面尺寸 160160295373桿間距），校大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)論文 16 核合格。 （ 2）模具高度尺寸 265200265350具的最大厚度和最小厚度），校核合格。 （ 3）模具的開模行程 S=2+(5～ 10)20+20)5～ 50500模行程），校核合格。 氣槽的設(shè)計(jì) 排氣是注射模設(shè)計(jì)中不可忽視的一個(gè)問題。在注射成型中，若模具排氣不良，型腔內(nèi)的氣體受壓縮將產(chǎn)生很大的背壓，阻止熔體正常快速充模，同時(shí)氣體壓縮所產(chǎn)生的熱量可能使塑料燒焦。 一般情況下，模具不開設(shè)專門的排氣槽，氣體也能有分型面的間隙中排出。由于本課題設(shè)計(jì)的是塑料蠟燭座的模具，有一個(gè)分型面，型腔內(nèi)的氣體是完全可以由分型面與動(dòng)模之間的軸向間隙排出。又因?yàn)榇怂芗暮穸容^小，所以該模具適合利用配合間隙直接進(jìn)行排氣，不需要開排氣槽。 膜推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 塑件從模具上取下以前還有一個(gè)從模具的成型零部件上脫出的過程，使塑 件從成型零部件上脫出的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)。主要由推出零件，推出零件固定板和推板，推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位部件等組成 。 模機(jī)構(gòu)的選擇 脫模機(jī)構(gòu)按其推出動(dòng)作的動(dòng)力來源分為手動(dòng)推出機(jī)構(gòu)，機(jī)動(dòng)推出機(jī)構(gòu)，液壓和氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu)。根據(jù)推出類別還可分為推桿推出機(jī)構(gòu)、套管推出機(jī)構(gòu)、推板推出機(jī)構(gòu)、推塊推出機(jī)構(gòu)、利用成型零部件推出和斜滑桿側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)等。 本設(shè)計(jì)中采用推桿推出 和側(cè)向抽芯 機(jī)構(gòu)使塑料制件順利脫模。 推桿如圖 2 圖 2桿 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)論文 17 膜力的計(jì)算 中心型芯脫模力 因?yàn)?＜1063/18r/t ???? ，所以此處應(yīng)視為 厚 壁塑件，根據(jù)公式 )c o ss i t a 1()t a n(103??????????????????? ?≈ 得脫膜力 F= 校核推出機(jī)構(gòu)作用在塑件上的單位壓應(yīng)力 （ 1）推出面積 A 2222 4)(4 ????? ?? （ 2）推出應(yīng)力 合格（抗壓強(qiáng)度） a＜5 3M 5 7 ????? 向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) （ 1）該套模具采用導(dǎo)桿導(dǎo)滑，利用限位板與導(dǎo)桿力的傳導(dǎo)使滑塊沿著彎銷斜度方向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)側(cè)向抽芯的目的。為了滑塊的位置，采用了限位板，限制了滑塊水平方向上的運(yùn)動(dòng)距離。 （ 2）由于滑塊側(cè)向抽芯距離較大，彎銷側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)就是斜度最大可達(dá) 30°，通過計(jì)算，該套模具彎銷的傾斜度為 20°。 彎銷如圖 2圖 2銷 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)論文 18 卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在注射模中，模具的溫度直接影響到塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，對(duì)模具溫度的要求也不相同。一般注射到模具內(nèi)的塑料粉體的溫度為 C?200 左右，熔體固化成為塑件后，從 C?60 左右的模具中脫模、溫度的降低是依靠在模具內(nèi)通入冷卻水，將熱量帶走。對(duì)于要求較低模溫（一般小于 C?80 ）的塑料，如本設(shè)計(jì)中的 需要設(shè)置冷系統(tǒng)即可，因?yàn)榭梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度。 模具的冷卻主要采用循環(huán)水冷卻方式，模具的加熱有通入熱水、蒸汽，熱油和電阻絲加熱等。 度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 注射模的溫度對(duì)于塑料熔體的充模流動(dòng)、固化成型、生產(chǎn)效率以及制品的形狀和尺寸精度都有影響，對(duì)于任一個(gè)塑料制品，模具溫度波動(dòng)過大都是不利的。過高的模溫會(huì)使塑件在脫模后發(fā)生變形，若延長冷卻時(shí)間又會(huì)使生產(chǎn)率下降。過低的模溫會(huì)降低塑料的流動(dòng)性，使其難于充模，增加制品的內(nèi)應(yīng)力和明顯的熔接痕等缺陷。 卻介質(zhì) 中度黏度材料，其成型溫度及模具溫度分別為 200℃和 50～ 80℃。所以，模具初步選定為 50℃，用常溫水對(duì)模具進(jìn)行冷卻。 卻系統(tǒng)的簡單計(jì)算 （ 1）單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量 W ①塑料制品的體積 33 5 6 79 4 ?????? ）（塑分主 ②塑料制品的質(zhì)量 ??? ? ③塑件壁厚為 14以查《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》表 4 ,t 冷 =90s。取注射時(shí)間 t 注 =膜時(shí)間 t 脫 =8s，則注射周期： t=t 注 +t 冷 +t 脫 =（ 0+8）s=100s。由此得每小時(shí)注射次數(shù)： N=(3600/100)=36 次。 ④單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量： W= 36 ×h。 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)論文 19 確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時(shí)所放出的熱量《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》表 4接可知 單位熱量310～ 400） k 之間，故可取 370?。 （ 2）計(jì)算冷卻水的體積流量? =20℃，出水口的溫度為 1? =25℃，取水的密度為 1000kg/m3,水的比熱容 ℃）?? (則根據(jù)公式可得： m i n/103 7 0 060 3 7 1(60q 33sv Q ?????? ???? ???（ 4）確定冷卻水路的直徑 d 當(dāng) m 時(shí)，查《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》表 4知，為了使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取模具冷卻水孔的直徑為 d=8 5）冷卻水在管內(nèi)的流速 v v /v 22 ??? ??? ?（ 6）求冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù) h 因?yàn)槠骄疁貫?查《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》表 4f=有 ℃））（???????? （ 7）計(jì)算冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積 A 7068.4 s ?????? ?（ 8）計(jì)算模具所需冷卻水管的總長度 L ???? ? （ 9）冷卻水路的根數(shù) x 設(shè)每條水路的長度 l=200冷卻水路的根數(shù)為 根根 14≈02 72 0x ??? 卻水道在動(dòng)模和定模中的位置 冷卻水道的位置取決于制品的形狀和定、動(dòng)模板的厚度，原則上冷卻水道應(yīng)設(shè)置在塑料向模具熱傳導(dǎo)困難的地方，根據(jù)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，冷卻水道應(yīng)圍繞模具所成型的制品，且盡量排列均勻一致。不少小型模具的型腔時(shí)直接在模板大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)論文 20 上加工而成的（也可以采用拼鑲結(jié)構(gòu)，但是由于模具尺寸較小，所以型腔與型芯的鑲件尺寸更?。瑢?duì)于這類模具，可以直接在模板上設(shè)置冷卻水道。 在模板上直接設(shè)置冷卻水 道，同樣應(yīng)遵循冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，使冷卻水道盡量靠近型腔表面和盡量圍繞型腔，使制品在成型過程中冷卻均勻。 裝圖跟塑件圖 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)論文 21 第三章 畢業(yè)設(shè)計(jì)心得體會(huì)及總結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是蠟燭座注塑模設(shè)計(jì)，經(jīng)過三個(gè)多月的努力我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了，但是現(xiàn)在回想起來做畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程頗有心得，其中有苦也有甜，艱辛同時(shí)又充滿樂趣。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我感受到了設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性。沒有接受任務(wù)以前覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì) 自己能力的一種提高，我學(xué)到了很多關(guān)于模具設(shè)計(jì)和塑料的知識(shí)，能熟練的應(yīng)用 件。對(duì) 制二維圖 ， 制三維圖有了更深的了解。 開始接到任務(wù)以后進(jìn)行選題，選題是畢業(yè)設(shè)計(jì)的開端。題目確定后就是找資料了，查資料是做畢業(yè)設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備工作到圖書館、網(wǎng)站查閱。通過上面的過程，已經(jīng)積累了不少資料，對(duì)所選的題目也大概有了一些了解，明白了研究注塑模具對(duì)了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義，塑料制品的成型方法很多，我主要研究的是注塑模。接下來我按照注射成型五個(gè)步驟加料，熔融塑料，注射制件冷卻和 制件脫膜進(jìn)行了介紹。對(duì)單分型面注射模具的結(jié)構(gòu)與工作原理、冷流道注射模具澆注系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、模具強(qiáng)度要求做了詳細(xì)介紹。同時(shí)用 制二維圖， 制三維圖來進(jìn)行模具模型的設(shè)計(jì)。 通過本設(shè)計(jì)，對(duì)注塑模具有了一個(gè) 深刻 的認(rèn)識(shí)，我也遇到了許許多多的問題，例如：對(duì)所設(shè)計(jì)的課題塑件結(jié)構(gòu)分析不夠透徹，影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)