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洛陽理工學(xué)院機械課程設(shè)計論文
防塵塑料帽的模具設(shè)計與制造
中文摘要
隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，塑料制品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和日常生活等各個領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，質(zhì)量要求也越來越高。在塑料制品的生產(chǎn)中，高質(zhì)量的模具設(shè)計、先進的模具制造設(shè)備、合理的加工工藝、優(yōu)質(zhì)的模具材料和現(xiàn)代化的成形設(shè)備等都是成形優(yōu)質(zhì)塑料的重要條件。
特別是近年來，隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用與工程塑料在強度和精度等方面的不斷提高，塑料制品的應(yīng)用范圍也在不斷擴大，如：家用電器、儀器儀表，建筑器材，汽車工業(yè)、日用五金等眾多領(lǐng)域，塑料制品所占的比例正迅猛增加。一個設(shè)計合理的塑料件往往能代替多個傳統(tǒng)金屬件。工業(yè)產(chǎn)品和日用產(chǎn)品塑料化的趨勢不斷上升。在工業(yè)生產(chǎn)中，用各種壓力機和裝在壓力機上的專用工具，通過壓力把金屬或非金屬材料制出所需要形狀的零件或制品，這種專用工具統(tǒng)稱模具。
模具在國民經(jīng)濟中所占據(jù)的地位日益顯著，可以說人類的衣、食、住、行，沒有拿一方面離得開模具。模具是機械、汽車、電子、通訊、家電等工業(yè)產(chǎn)品的基礎(chǔ)工藝裝備，屬于高新技術(shù)產(chǎn)品。作為基礎(chǔ)工業(yè)，模具的質(zhì)量、精度、壽命對其他工業(yè)的發(fā)展起著十分重要的作用，在國際上稱為“工業(yè)之母”。隨著我國國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，作為工業(yè)品基礎(chǔ)的模具工業(yè)，也得到了蓬勃發(fā)展，已成為國民經(jīng)濟建設(shè)中的重要產(chǎn)業(yè)。模具工業(yè)不但在國民經(jīng)濟中占據(jù)重要地位，在世界市場上也是獨樹一幟。世界模具市場總體上供不應(yīng)求，市場需求在600到650億美元。如今，模具工業(yè)的發(fā)展甚至已經(jīng)超過了新興的電子工業(yè)。
模具按制造的產(chǎn)品分類，可以分為塑料模具（又分為注塑模具、鑄壓模具和吹塑模具）、沖壓模具、鑄造模具、橡膠模具和玻璃模具等。其中，尤以注塑模具和沖壓模具用途廣、技術(shù)成熟、占據(jù)的比重大。本文以防塵塑料帽的模具設(shè)計為例，詳細論述塑料的工藝特性、ABS塑料的工藝參數(shù)、型腔和型芯的結(jié)構(gòu)形式、模具的機構(gòu)設(shè)計、模架的選擇原則，力求做到理論聯(lián)系實際和反映國內(nèi)外先進水平。
關(guān)鍵詞：塑料特性、型芯和型腔結(jié)構(gòu)、模具結(jié)構(gòu)、標準模架
Shields mold design and manufacture
English Abstract
With modern industrial development needs in the plastics industry, agriculture and daily life, and other fields of application become wider, and more high-quality requirements. Plastic products in the production of high-quality die design, advanced mold manufacturing equipment and reasonable processing, high-quality materials and modern mould forming equipment are forming an important condition for high quality plastics.
Especially in recent years, with the rapid development of the plastics industry, and GM and engineering plastics in areas such as strength and accuracy of the continuous enhancement of the scope of the application of plastic products is growing, such as: household appliances, instrumentation, construction equipment, automotive industry , the daily hardware, and many other fields, the proportion of plastic products is rapidly increasing. A rational design of plastic parts can often replace more than traditional metal pieces. Industrial products and plastic products daily and the trend is rising. In the industrial production and various press installed in the press and on the special instruments, through pressure on the metal or non-metallic materials produced by the need to shape parts or products, such special instruments collectively die.
Die in the national economy in the occupied status is increasingly significant, it can be said of human clothing, food, housing, transportation, not with one hand Chideikai die. Die those in the machinery, automotive, electronics, telecommunications, household appliances, and other industrial products based process equipment, high-tech products are. As basic industries, the quality of molds, precision, life on other industrial development plays an important role in the international community as "the mother of industry." With the rapid development of China's national economy, as the basis of industrial tooling industry, has also been vigorous development of the national economy has become an important industry in the building. Tooling industry in the national economy not only occupy an important position in the world market is also unique. World Die overall market demand, the market demand in the 600 to 65 billion US dollars. Today, the development of mould industry has exceeded even the emerging electronics industry.
Die by manufacturing the product category, can be divided into plastic molds (also divided into injection mold, pressure die casting and blow mould
), stamping dies, die casting, rubber molds and mold, and other glass. Among them, especially injection molds and stamping die-use, technological maturity, which hold the majority. This paper shields to prevent the mold design for example, discussed in detail the process of plastic, ABS plastics processing parameters, cavity and core structural forms Die Design, mode-choice principles, and strive to do with reality and theory reflect the advanced level both at home and abroad.
Key words: plastic characteristics of core and cavity structure, die structure, the standard mold base
29
目 錄
前言----------------------------------------------------------------------1
第一章 塑料成型工藝--------------------------------------------------4
1. 1 塑件的成型工藝分析------------------------------------------------4
1. 2 ABS塑料的材料特性-------------------------------------------------4
1. 3 ABS塑料的成型特性-------------------------------------------------5
1. 4 ABS塑料的成型工藝參數(shù)---------------------------------------------5
第二章 設(shè)計方案及參數(shù)的確定----------------------------------------7
2. 1 注射機的選用------------------------------------------------------7
2. 2 型腔數(shù)目和分布----------------------------------------------------8
2. 3 選擇分型面--------------------------------------------------------9
第三章 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計-----------------------------------------------10
3. 1 確定型腔和型芯的結(jié)構(gòu)形式-----------------------------------------10
3. 2 澆注系統(tǒng)設(shè)計-----------------------------------------------------12
3. 3 機構(gòu)的設(shè)計-------------------------------------------------------16
3. 4 注射模標準模架的設(shè)計---------------------------------------------21
3. 5 注射模排氣系統(tǒng)的設(shè)計---------------------------------------------25
第四章 注射模的設(shè)計結(jié)果參數(shù)---------------------------------------27
小結(jié)和致謝--------------------------------------------------------------33
參考文獻----------------------------------------------------------------35
模具裝配圖和零件圖
洛陽理工學(xué)院機械課程設(shè)計論文
前言
隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要,塑料制品在工業(yè),農(nóng)業(yè)和日常生活等各個領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛,質(zhì)量要求也越來越高.在塑料制品和生產(chǎn)中,高質(zhì)量的模具設(shè)計先進的模具制造設(shè)備,合理的加工工藝,優(yōu)質(zhì)的模具材料和現(xiàn)代化的成型設(shè)備等都是成型優(yōu)質(zhì)塑料的重要條件.
塑料模具技術(shù)的發(fā)展日新月異,在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用十分廣泛,塑料模具種類很多,按照塑料之間的不同分類方法可分為:注射模,壓注模,擠出模,氣動成型模等.注塑模又可稱注射成型,是熱塑性塑料制品生產(chǎn)的一種重要的方法.除了少數(shù)塑料制品外,幾乎所有的熱塑料制品都可以用注射成型的方法生產(chǎn)塑料制品.注射塑料不僅用天塑料的成型.而且也成功的應(yīng)用于熱固性.塑料的成型,模具以特定的形狀,通過一定的方式,因此應(yīng)延長模具的使用壽命,盡量縮短模具的制造周期,來降低生產(chǎn)成本.
近年來，我國的模具工業(yè)一直以每年13%左右的增長速度快速發(fā)展，據(jù)預(yù)測，我國模具行業(yè)在“十五”期間的增長速度將達到13%--15%。模具鋼的需求量也將以每年12%的速度遞增，全國年需求量約70萬噸左右，而國產(chǎn)模具鋼的品種只占現(xiàn)有國外模具鋼品種的60%，每年進口模具鋼約6萬噸。我國每年進口模具約占市場總量的20%左右，已超過10億美元，其中塑料及橡膠模具占全部進口模具50%以上；沖壓模具占全部進口模具約40%。由此可見我國模具工業(yè)的發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮摹?
雖然近幾年來，我國模具工業(yè)的技術(shù)水平已取得了很大的進步，但總體上與工業(yè)發(fā)達的國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備還很少，許多先進的技術(shù)如CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率還不高，特別是大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具遠遠不能滿足國民經(jīng)濟各行業(yè)發(fā)展的需要。
縱觀發(fā)達國家對模具工業(yè)的認識與重視，我們感受到制造理念陳舊則是我國模具工業(yè)發(fā)展滯后的直接原因。模具技術(shù)水平的高低，決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開發(fā)能力，它已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高底的重要標志。因此，模具是國家重點鼓勵與支持發(fā)展的技術(shù)和產(chǎn)品，現(xiàn)代模具是多學(xué)科知識集聚的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分，是國民經(jīng)濟的裝備產(chǎn)業(yè)，其技術(shù)、資金與勞動相對密集。目前，我國模具工業(yè)的當務(wù)之急是加快技術(shù)進步，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，增加高檔模具的比重，質(zhì)中求效益，提高模具的國產(chǎn)化程度，減少對進口模具的依賴。
現(xiàn)代模具的技術(shù)發(fā)展，在很大程度上依賴模具標準化、優(yōu)質(zhì)模具材料的研究、先進的設(shè)計與制造技術(shù)、專用的機床設(shè)備，更重要的是生產(chǎn)技術(shù)的管理等。21世紀模具行業(yè)的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和網(wǎng)絡(luò)化。追求的目標是提高產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率，縮短設(shè)計及制造周期，降低生產(chǎn)成本，最大限度地提高模具行業(yè)的應(yīng)變能力，滿足用戶需要。
可見，未來我國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向?qū)⑹牵?
——大力普及、廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM的技術(shù)，逐步走向集成化?，F(xiàn)代模具設(shè)計制造
洛陽理工學(xué)院機械課程設(shè)計論文
不僅應(yīng)強調(diào)信息的集成，更應(yīng)該強調(diào)技術(shù)、人和管理的集成。
——提高大型、精密、復(fù)雜與長壽命模具的設(shè)計與制造技術(shù)，逐步減少模具的進口量。
——在塑料注射成型模具中，積極應(yīng)用熱流道，推廣氣輔和水輔注射成型，以及高壓注射成型技術(shù)，滿足產(chǎn)品的成型需要。
——提高模具標準化水平和模具標準件的使用率。模具標準件是模具基礎(chǔ)，其大量應(yīng)用可縮短模具設(shè)計制造周期，同時也顯著提高模具的制造精度和使用性能，大大地提高模具質(zhì)量。我國模具商品化、標準化率均低于30%，而先進國家均高于70%，每年我們要從國外進口相當數(shù)量的模具標準件，其費用約占年模具進口額的3%--8%。
——發(fā)展快速制造成型和快速制造模具，即快速成型制造技術(shù)，迅速制造出產(chǎn)品的原型與模具，降低成本推向市場。
——積極研究與開發(fā)模具的拋光技術(shù)、設(shè)備與材料，滿足特殊產(chǎn)品的需要。
——推廣應(yīng)用高速銑削、超精度加工和復(fù)雜加工技術(shù)與工藝，滿足模具制造的需要。
——開發(fā)優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù)，提高模具的可靠性。
——研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)、逆向工程于并行工程，最大限度地提高模具的開發(fā)效率與成功率。
——開發(fā)新的成型工藝與模具，以滿足未來的多學(xué)科多功能綜合產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計技術(shù)。
在科技發(fā)展中，人是第一因素，因此我們要特別注重人才的培養(yǎng)，實現(xiàn)產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合，培養(yǎng)更多的模具人才，搞好技術(shù)創(chuàng)新，提高模具設(shè)計制造水平。在制造中積極采用媒體與虛擬現(xiàn)實技術(shù)，逐步走向網(wǎng)絡(luò)化、智能化環(huán)境，實現(xiàn)模具企業(yè)的敏捷制造、動態(tài)聯(lián)盟與系統(tǒng)集成。
模具是工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟各部門發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一，模具設(shè)計水平的高低，加工設(shè)備的好壞，制造能力的強弱，模具質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響著許多新老產(chǎn)品的開發(fā)和老產(chǎn)品的更新?lián)Q代。影響著產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效益的提高。工業(yè)先進的發(fā)達國家，其模具工業(yè)的年產(chǎn)值早已超過機床行業(yè)的產(chǎn)值。
美國工業(yè)界認為：“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”；
日本模具協(xié)會認為：“模具是促進社會繁榮富裕的動力”；
國際模具專家認為：“模具是金屬加工業(yè)的帝王”。
難怪模具工業(yè)贏得了“不衰亡工業(yè)”之稱。在對模具、模具產(chǎn)品、模具工業(yè)有了比較全面的認識之后，我們可以得出一個很明確的認識：在科技飛速發(fā)展的今天，模具作為一個高科技產(chǎn)業(yè)對國民經(jīng)濟、人們生活和國防建設(shè)都起著極其重要的作用。我國的模具工業(yè)在近年來得到了長足的發(fā)展，但是總體上和國際先進水平比起來還存在較大的差距。我國經(jīng)濟的高速發(fā)展給模具工業(yè)的發(fā)展提供了一個廣闊的空間的巨大的發(fā)展?jié)摿Α＿x擇了模具設(shè)計的畢業(yè)論文對我現(xiàn)在的學(xué)習和將來的工作都有極其重要的意義。
模具在國民經(jīng)濟中所占據(jù)的地位日益顯著，可以說人類的衣、食、住、行，沒有拿一方面離得開模具。模具是機械、汽車、電子、通訊、家電等工業(yè)產(chǎn)品的基礎(chǔ)工藝裝備，屬于高新技術(shù)產(chǎn)品。作為基礎(chǔ)工業(yè)，模具的質(zhì)量、精度、壽命對其他工業(yè)的發(fā)展起著十分重要的作用，在國際上稱為“工業(yè)之母”。隨著我國國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，作為工業(yè)品基礎(chǔ)的模具工業(yè)，也得到了蓬勃發(fā)展，已成為國民經(jīng)濟建設(shè)中的重要產(chǎn)業(yè)。模具工業(yè)不但在國民經(jīng)濟中占據(jù)重要地位，在世界市場上也是獨樹一幟。世界模具市場總體上供不應(yīng)求，市場需求在600到650億美元。如今，模具工業(yè)的發(fā)展甚至已經(jīng)超過了新興的電子工業(yè)
塑料制品以其密度小,質(zhì)量輕的優(yōu)點在工業(yè)的應(yīng)用日漸普遍.模具的設(shè)計與制造日漸重要塑料模具可以滿足塑料制品的加工工藝要求和使用要求,可以很好的降低塑料制品的生產(chǎn)成本.為了滿足各種工業(yè)產(chǎn)品的使用要求.塑料模具成型技術(shù)正朝著密集化,微型化和超大型化等方面發(fā)展.塑件的質(zhì)量要靠模具的正確結(jié)構(gòu)和模具成型塑件的正確形狀,精確尺寸及較低的表面粗糙來保征.合格的塑料制品首先取決于模具的設(shè)計和制造的質(zhì)量,其次取決于合理的成型工藝.
本次設(shè)計的模具用ABS塑料制品的生產(chǎn)制造,ABS是由三種成份組成,故它有三種成份的綜合力學(xué)性能,而每一種成份又在其中起著固有的作用,ABS具有良好的表面硬度,耐熱性及耐化學(xué)腐蝕性,堅韌,優(yōu)良的成型加工性和著色性能.ABS塑料在加熱中軟化并熔融,成為可流動的粘稠液體.以成型為一定形狀,冷卻后保持以成型的形狀.如果再次加熱,又可以軟化溶體,可再次成型為一定形狀的制品,可反復(fù)多次利用.
通過這次畢業(yè)設(shè)計,使我三年以來學(xué)到和知識,得到了初步的實踐,并且從中學(xué)到了很多以前并未涉及的知識.在設(shè)計期間,王雅紅副教授和院系其它領(lǐng)導(dǎo),花費了大量的時間和心血給我們講解設(shè)計中的難點和易錯點,特別是王雅紅副教授給予了無微不至的幫助得指導(dǎo),在此深表感謝!
由于本人知識儲備的不足和經(jīng)驗的缺乏,免在設(shè)計中存在不足之處,懇請老師給予批評指正,在此不勝感謝
第一章 塑料成型工藝
第一章 塑料成型工藝
1．2 塑件的成型工藝分析
產(chǎn)品名稱：防塵塑料帽
產(chǎn)品材料：ABS(抗沖)
產(chǎn)品數(shù)量：大批量生產(chǎn)
產(chǎn)品要求：塑件表面外觀光滑，質(zhì)量好，塑件允許最大脫模斜度為0.5度
產(chǎn)品尺寸：如圖 1—1 所示
圖1—1
在proe中建模，如圖 1—2 所示：
塑件質(zhì)量：14.73g
塑件體積：14.3cm3
塑件成型投影面積：15.2平方厘米塑件的結(jié)構(gòu)特點：塑件結(jié)構(gòu)簡單，尺寸適中，屬薄殼類塑件。為提高生產(chǎn)率，可采用一模多穴式型腔；塑件側(cè)向沒有孔和槽，模具不需要設(shè)計側(cè)分型與抽芯機構(gòu)。根據(jù)塑件特征，選用澆注系統(tǒng)為側(cè)澆口的單分型面多型腔注射模，采用側(cè)澆口基本不影響塑件外觀。
1. 2 ABS塑料的材料特性
圖1—2
ABS是一種新型工程塑料。具有綜合的優(yōu)良性能(堅固、堅韌、堅硬)，價格便宜，原料易得，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的一種工程塑料。 ABS是微黃色或白色不透明粒料，無毒、無味。
ABS是在聚苯乙烯中導(dǎo)入丙烯，丁二烯等異種單體后成為改性共聚物形成，具有良好的綜合力學(xué)性能。在機械性能方面，ABS具有質(zhì)硬、堅韌、剛性好。有一定化學(xué)穩(wěn)定性和良好的介電性能。它還有很好的成型加工性能以及能與其他塑料和橡膠相混熔的特點。ABS塑料的表面可以電鍍。
ABS樹脂的缺點是耐熱性不高，耐低溫性不好，而且不耐燃、不透明，耐氣候性不好，特別是耐紫外線性能不好。
1.2 ABS塑料的成型特性
1)、使用ABS塑料成型塑件時，由于溶體的黏度值較高，注射成形的壓力值高，所以塑件對型芯的包緊力較大，為便脫模，塑件應(yīng)采用較大的脫模斜度；
2)、ABS塑料的溶體黏度高，制品易產(chǎn)生熔接痕，設(shè)計模具時應(yīng)減少澆注系統(tǒng)對料流的阻力，流道長度短一些；
3)、ABS塑料吸濕性強，易吸水，成型前應(yīng)進行干燥處理；
4)、在正常成型條件下，ABS塑件的尺寸穩(wěn)定性好。
1.3 ABS塑料的成型工藝參數(shù)
ABS塑料的成型工藝參數(shù)如表2—1所示：
第二章 設(shè)計方案及參數(shù)的確定
表2—1
參數(shù)
取值范圍
選取數(shù)值
密度ρ
1.02～1.05g/cm3
1.03g/cm3
收縮率S
0.3%～0.8%
0.5%
溫度/℃
噴嘴
180-190
180
料筒
210-230
220
模具
50-70
60
壓力MPa
注射
70-90
80
保壓
50-70
60
時間/S
注射
3-5
3
保壓
15-30
20
冷卻
15-30
25
總計
40-70
48
第二章 設(shè)計方案及參數(shù)確定
第二章 設(shè)計方案及參數(shù)的確定
2.1注射機的選用
根據(jù)塑件的大小和實際中常用的注射機，注射端蓋塑件選用XS-YZ-125型螺桿式注射機。其主要參數(shù)如下：
額定注射量－－－ 125
注射壓力－－－－ 120MPa
鎖 模 力－－－－ 900KN
最大成型面積－－320
最大開模行程－－300mm
最大模具厚度－－ 300mm
最小模具厚度－－200mm
噴嘴圓弧半徑－－ 12mm
噴嘴孔直徑－－－ Φ4mm
模板尺寸－－－－428mm X 528mm
拉桿空間－－－－260mm X 290mm
定位孔直徑：Φ100+0.054
注射機的頂出方式：
機械式頂桿頂出。
兩根頂桿設(shè)在兩側(cè)。
模板面上螺紋孔M16 X 25共36個
注射機的參數(shù)校核
1）、最大注射量的校核
注射機的額定注射量為125cm3
塑件體積：14.3cm3，每次成型4個塑件。
假設(shè)澆道凝料為20cm3。
實際注射量＝14.3X4 + 20 = 77.2cm3 < 125 X 80% =100cm3
2）、注射壓力的校核
ABS塑料的注射壓力為70～90MPa, 取80MPa;
SX-ZY-125注射機的注射壓力為 120 MPa
注射機的注射壓力滿足要求。
3）、鎖模力的校核
注射機的鎖模力為 900KN；
ABS塑料的注射壓力為70～90MPa, 取80MPa;
單個塑件在分型面上的投影面積為15.2;
澆道凝料為20;
注射時模具的膨脹力＝ (15.2 X 4 + 20) X 80
= 652.8 KN < 900 KN
鎖模力滿足要求。
4）、最大注射成型面積的校核
SX-ZY-125注射機的最大注射成型面積為 320；
單個塑件在分型面上的投影面積為9.62;
澆道凝料為20;
注射時模具的成型面積＝ (15.2 X 4 + 20)
= 80.8 < 320
最大注射成型面積滿足要求。
因上面四方面校核都滿足要求，選用XS-YZ-125型螺桿式注射機合適。
2. 2 型腔數(shù)目和分布
確定型腔數(shù)目時要考慮的因素：
1、滿足注射機的最大注射量
2、鎖（合）模力
3、塑件精度
4、經(jīng)濟性
型腔數(shù)目n的確定
(1)、按注射機的最大注射量確定型腔數(shù)量。
Vg(mg)—注射機量大注射量(cm3或g)，取125cm3.
Vj(mj)——澆注系統(tǒng)凝料量(cm3或g), 假設(shè)澆道凝料為20cm3
Vz(mz)——單個制品的容積或質(zhì)量(cm3或g),單個塑件為14.3cm3.
(2)按注射機的額定合模力確定型腔數(shù)
F ——注射機的額定合模力(N)。查手冊為900 KN.
Pm——塑料熔體對型腔的平均壓力 (MPa)。取50 MPa
Aj ——澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積()。取50
Az——單個制品在分型面上的投影面積()。由計算得15。2
由于塑件的形狀簡單，重量較輕，且生產(chǎn)批量大，所以應(yīng)使用多型腔模具。綜合分析本設(shè)計采用一模四腔、平衡布置。這樣模具的尺寸較小，生產(chǎn)率高，塑件質(zhì)量可靠，成本較低。如圖 2—1布置：
圖2—1
2. 3 選擇分型面
塑件的分型面應(yīng)位于截面尺寸最大的部位，本實例中塑件的分型面選取如圖所示。這樣選取的塑件的外表面可以在整體的定模型腔內(nèi)成型，表面質(zhì)量好，而且塑件脫模方便。
圖 2—2
第三章 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計
第三章 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計
3. 1 確定型腔和型芯的結(jié)構(gòu)形式
型腔、型芯可分別有整體式和組合式兩種形式。
1）由于塑件的結(jié)構(gòu)簡單，型腔加工容易，所以選用整體式型腔和組合式型芯。在定模板上直接加工型腔，如圖 3—1 所示：
圖3—1
因定模板與型腔一體，應(yīng)選用較好的材料。通常選用優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼T10A，淬火處理，HRC50～55。整體式型腔如圖 3—2 所示：
第三章 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計
圖 3—2
2）型芯的結(jié)構(gòu)采用組合式型芯，如圖3—3 圖3—4 所示：
圖 3—3
圖 3—4
因型芯零件與塑化的塑料接觸，是模具的重要零件，應(yīng)選用較好的材料。通常選用優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼T10A，淬火處理，HRC50～55。
3)確定型腔和型芯的尺寸
ABS的收縮率在0.3～0.8%，取0.5% 。
⑴、型腔的直徑 Lm
⑵、型腔的深度 Hm
⑶、型芯的直徑 lm
⑷、型芯的高度 hm
1）型腔徑向尺寸
ABS塑件的精度一般為4級，模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.08mm；取x=0.75， ABS塑料的收縮率在0.3～0.8%，取0.5% 。
2）型腔深度
塑件高度尺寸40mm差值為0.56，模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.08mm；取x=0.5。
3）型芯徑向尺寸
模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.08mm；取x=0.75。 ABS的收縮率為0.3～0.8%，取0.5% 。
4）型芯高度
模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.08mm；取x=0.5。 ABS塑料的收縮率為0.3～0.8%，取平均收縮率為0.5% 。
3. 2 澆注系統(tǒng)設(shè)計
塑件采用側(cè)澆口成型，其澆注系統(tǒng)如圖所示。側(cè)澆口寬度b=2mm，深度為t=0.5mm，長度l=1mm。
分流道采用梯形截面流道，梯形大底邊寬度b=6mm，梯形高度h=4mm，側(cè)面斜角α=8°。
主流道為圓錐形，上部直徑與注射機噴嘴相配合，下部直徑φ6～８mm。如圖 3—5 所示：
圖3—5
組成澆注系統(tǒng)的零件有：
澆口套
定位圈
拉料桿
定模板
澆注系統(tǒng)的組成部分：
主流道
分流道
澆 口
冷料穴
澆口套的結(jié)構(gòu)。使用XS－ZY－125注射機時定位孔直徑為100mm，與澆口套下部尺寸相差較大，所以選用定位圈與澆口套分離的結(jié)構(gòu)。
1）、 澆口套的設(shè)計。
XS－ZY－125注射機的注射部分噴嘴球頭半徑為12mm，噴嘴直徑為4mm。如圖 3—6 所示：
澆口套凹球面半徑取14mm，深度取5mm。
澆口套進料口直徑取5mm，出料口直徑取8mm。
澆口套外徑取40mm。
澆口套的材料選T10A碳素工具鋼，淬火處理HRC50-55
2）、 定位圈的設(shè)計。
XS－ZY－125注射機的固定模板上定位孔直徑為100mm。如圖3—7所示：
圖3—6
圖3—7
定位圈的外徑取100mm，厚度15mm。
定位圈的固定使用M6內(nèi)六角螺釘。
定位圈的材料選用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼A3，不需熱處理。
3）、 拉料桿的設(shè)計。
澆口套出料口直徑為8mm，取拉料桿的直徑與出料口相等8mm。拉料桿上部選用鉤頭（Z字形）形結(jié)構(gòu)。如圖3—8 所示：
圖3—8
材料選用45#鋼，淬火處理HRC40～45，表面粗糙度Ra1.6。
與動模板的配合H8/f8
外徑尺寸取8mm
4）澆注系統(tǒng)的主流道
主流道由澆口套形成
主流道上端直徑為5mm,下端直徑取8mm，高度為60mm,錐角3°。
5）澆注系統(tǒng)的分流道
分流道由定模板形成，分流道的截面形狀常選用梯形或U形，但考慮便于加工選梯形，一級分流道上口8mm, 錐度8，高度為4mm,二級分流道上口為6，錐度為8，高度為3。
如圖3—9 所示：
圖3—9
5）澆注系統(tǒng)的分流道
分流道在定模板
上銑削加工形成。如圖3—10所示：
圖3—10
6）澆注系統(tǒng)的澆口
澆口共有十種形式，按照塑件的結(jié)構(gòu)特點選用標準側(cè)澆口，形狀為矩形。
側(cè)澆口寬度 b = 2mm，
深度為 t = 0.5mm，
長 度 l = 1mm。
7）澆注系統(tǒng)的冷料穴
3. 3 機構(gòu)的設(shè)計
推出機構(gòu)的形式
注射模的推出機構(gòu)有推桿、推管、推板三種形式。
1）、推桿
由于塑件形狀簡單為圓柱形外殼，所以采用普通推出機構(gòu)中的推桿推出方式。每個制件用三根頂桿頂出，其結(jié)構(gòu)簡單，推出可靠 。如圖3—11，3—12所示：推桿的直徑選3m，采用圓柱形結(jié)構(gòu)，長度由模板厚度和塑件的推出距離決定，取75mm
推桿材料選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45號鋼，淬火處理，低溫回火，HRC45-50,表面粗糙度Ra1.6，與型芯的配合為間隙配合H8/g7。
2）、復(fù)位桿
如圖3—13，3—14所示：
圖3—11
圖3—12
圖3—13
圖3-4
復(fù)位桿的直徑選25mm，采用圓柱形結(jié)構(gòu)，長度由模板厚度和塑件的推出距離決定，取155mm。
推桿材料選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45號鋼，淬火處理，低溫回火，HRC45-50,表面粗糙度Ra1.6，與動模板的配合為間隙配合H8/f8。
3）、推板導(dǎo)套
如圖3—15，3—16所示：
圖3—15
材料選用碳素工具鋼T8A淬火處理HRC45～48。
4） 推板導(dǎo)柱
如圖3—16所示：
圖3—16
材料選擇：
碳素工具鋼T8A
熱處理為淬火處理硬度HRC52-55
5）推板
如圖3—17所示：
圖3—17
長、寬、厚分別250、160、25mm為采用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼A3
6）推桿固定板
如圖3—18所示：
圖3—18
尺寸為：250X160X29.9材料為A3鋼。
7） 固定螺釘
如圖3—19所示：
圖3—19
選用M6內(nèi)六角螺釘，長度為185mm。
8）支承釘
如圖3—20所示：
圖3—20
支承釘工作部分的直徑為20mm,高度為10mm。下面直徑12mm，材料選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理HB270-290。
3. 4 注射模標準模架的設(shè)計
選用標準模架應(yīng)設(shè)計的內(nèi)容：
1)、選擇標準模架型號；
2)、確定模架的長度和寬度；
3)、確定模架的厚度，并使之與注射機要求的最大、最小模具厚度適應(yīng)。
4)、設(shè)計動定模板和座板。
如圖3—21所示：
1)、選擇標準模架型號；
中小型模架國家標準有四種基本型的結(jié)構(gòu)。因為采用整體式型腔和組合式型芯，所以選用A2型標準模架。
2)、動模板的設(shè)計
如圖3—22所示：
圖3—21
圖3—22
動模板設(shè)計尺寸為：250 × 160 × 50 mm. 材料為A3鋼。
3)、設(shè)計動模墊板
如圖3—23所示：
圖3—23
動模墊板設(shè)計尺寸為：250 X 160 X 30 mm. 材料為A3鋼。
4)、設(shè)計定模板
如圖3—24所示：
圖3—24
定模板的設(shè)計尺寸為：
250×160× 40 mm. 材料為碳素工具鋼淬火處理中溫回火HRC45-50。
5)、設(shè)計定模座板
如圖3—25所示：
圖3—25
定模座板設(shè)計尺寸為：250 × 160 × 25 mm. 材料為A3鋼。
6)、設(shè)計動模墊塊
如圖3—26所示：
圖3—26
動模墊塊設(shè)計尺寸為：250 X 67.9X 100 mm. 材料為A3鋼。
7)、選擇動模部分和定模部分的緊固螺釘
如圖3—27所示：
圖3—27
定模部分的緊固螺釘選用M12×40的內(nèi)六角螺釘，共8個。
動模部分的緊固螺釘選用M12×130的內(nèi)六角螺釘，共6個；另外M12×40的內(nèi)六角螺釘2個 。
3. 5 注射模排氣系統(tǒng)的設(shè)計
如圖3—28所示：
圖3—28
由于塑件的尺寸適中，為薄殼型塑件，模具型腔空間較小，排氣量不大。另外模具的推桿較多，形成的排氣通道較多，所以可利用推桿與模板間的縫隙排氣。
第四章 注射模的設(shè)計結(jié)果參數(shù)
1)、 模具外形尺寸(長×寬×厚）：
400×400×220mm
2)、定位圈尺寸：100mm
3)、模具開模距離：
80 ＋ 2×30 ＋ 20 ＝ 180mm
4)、塑件推出距離：23 + 5 = 28mm
5)、成型周期：48 + 24 = 72 s
6)、模具固定壓板螺釘：M16×25mm
洛陽理工學(xué)院機械課程設(shè)計論文
小結(jié)和致謝
經(jīng)過將近三個月的畢業(yè)設(shè)計，個人對模具有了進一步的了解。我們曾經(jīng)學(xué)過《塑料模具設(shè)計與制造》這門專業(yè)課，在這次設(shè)計中，大部分的知識來源都是這門課上所學(xué)的，由于對這門課比較熟悉，再加上指導(dǎo)老師王雅紅副教授的認真指導(dǎo)和耐心教誨下，使我能比較順利的完成這次的畢業(yè)設(shè)計。
個人認為，日常生活中處處可見模具產(chǎn)品，比如塑料盆，水筆，水杯等等，都與生活息息相關(guān)，這次設(shè)計的防塵塑料帽，是計算機的一個零件，雖然形狀比較小，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所用的型心結(jié)構(gòu)形狀比較新奇，在這次的設(shè)計中遇到了很多的困難，很多的選擇。模具中的很多的組件并不是唯一的。選用這種，經(jīng)計算可以；選用另外的形狀，經(jīng)計算也可以。就這樣的反反復(fù)復(fù)的實驗，一遍一遍的計算，反而使我學(xué)過的知識得到了鞏固和提高。使自己對模具的種類，注塑機的型號有了更深的認識。
通過這次的畢業(yè)設(shè)計，使我三年中學(xué)到的知識都有了用武之地。CAD，PRO/E，液壓等等，另外還從中領(lǐng)會很多書本外的知識，得到了寶貴的經(jīng)驗。一個題目的設(shè)計，不僅需要扎實的專業(yè)知識，協(xié)作精神同樣重要。我們設(shè)計是在小組成員的討論中，以及王雅紅副教授的指導(dǎo)下有條不紊的進行的。
畢業(yè)設(shè)計完成了，但從中得到的感悟和體會，將會永遠伴隨我的人生。通過對這次畢業(yè)設(shè)計中所遇到的一些困難和實際問題的解決，我對今后工作中所遇到的挫折有了適應(yīng)性的磨練，對自己分析問題，解決問題的能力也有所提高，為自己今后的人生目標有了更現(xiàn)實的定位，使我今后的努力和學(xué)習有了更明確的方向。本次設(shè)計也是對以前所學(xué)知識的一次大檢查，是一次難得的理論和實踐相結(jié)合的鍛煉機會。通過該設(shè)計，我對注塑模具系統(tǒng)的工作原理與過程有了更深刻的體會和掌握，讓我在大學(xué)三年所學(xué)到的知識綜合運用起來總而言之，我學(xué)到了很多，積累了一定的經(jīng)驗，實踐了所學(xué)的知識，同時也培養(yǎng)了自己的團隊精神。我相信，從中的所得，將使我終身受益，為我以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。
由于本人知識疏淺和經(jīng)驗的欠缺，難免在設(shè)計中有不足之處，懇請各位老師給予批評指正，在此不勝感激！
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