套座注塑模設(shè)計(jì)

套座注塑模設(shè)計(jì),注塑,設(shè)計(jì) 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/論文 前 言 現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)對(duì)模具要求越來越高，模具結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，制造難度日益增大。模具制造正由過去的勞動(dòng)密集和主要依靠工人的手工技巧及采用傳統(tǒng)機(jī)械加工設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)密集，更多的依靠各種高效、高精度的數(shù)控切削機(jī)床、電加工機(jī)床，從過去的機(jī)械加工時(shí)代轉(zhuǎn)變成機(jī)、電結(jié)合加工以及其他特殊加工時(shí)代，模具鉗工量正呈逐漸減少之勢?，F(xiàn)代模具制造集中了制造技術(shù)的精華，體現(xiàn)了先進(jìn)制造技術(shù)，已成為技術(shù)密集型的綜合加工技術(shù)。 模具是機(jī)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(duì)其它工業(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”。近十年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(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(jì)建設(shè)中的重要產(chǎn)業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國（未包括臺(tái)灣，香港，澳門）現(xiàn)有模具生產(chǎn)廠家已超過1700家，從業(yè)人員達(dá)到60多萬人。 模具分為冷沖壓模具，熱鍛模具，塑料模具，鑄造模具，橡膠模具和玻璃模具等。其中冷沖壓模具歷史悠久，用途廣，技術(shù)成熟，在各種模具中所占比重最多。汽車，摩托車，家電行業(yè)是模具最大的市場，占整個(gè)模具市場的60%以上。例如一種車型的轎車共需模具約4000套，價(jià)值達(dá)2億元—3億元；單臺(tái)電冰箱需要模具生產(chǎn)的零件約150個(gè)，共需模具約350套，價(jià)值約400萬元；單臺(tái)彩電大約有150個(gè)零件需用模具生產(chǎn)共需模具約140套，價(jià)值達(dá)700萬元。其中所用模具大部分為冷沖壓模具。 利用模具生產(chǎn)零件的方法已成為工業(yè)上進(jìn)行成批或大批生產(chǎn)的主要技術(shù)手段，它對(duì)于保證制品質(zhì)量，縮短試制周期，進(jìn)而爭先占領(lǐng)市場，以及產(chǎn)品更新?lián)Q代和新產(chǎn)品開發(fā)都具有決定性意義。 由于模具工業(yè)的重要性，模具成型工藝在各個(gè)部門得到了廣泛的應(yīng)用，使得模具行業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)大大超過機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。這一情況充分說明在國民經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的過程中，在各個(gè)工業(yè)發(fā)達(dá)國家對(duì)世界市場進(jìn)行激烈的爭奪中，愈來愈多地采用模具來進(jìn)行生產(chǎn)，模具工業(yè)明顯的成為技術(shù)，經(jīng)濟(jì)和國力發(fā)展的關(guān)鍵。 從我國的情況來看，不少工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量上不去，新產(chǎn)品開發(fā)不出來，老產(chǎn)品更新速度慢，能源消費(fèi)指標(biāo)高，材料消耗量大，這些都與我國模具生產(chǎn)技術(shù)落后，沒有一個(gè)強(qiáng)大的，先進(jìn)的模具工業(yè)密切相關(guān)。 因此要使國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門獲得高速發(fā)展，加速實(shí)現(xiàn)社會(huì)主義四個(gè)現(xiàn)代化，就必須盡快將模具工業(yè)搞上去，使模具生產(chǎn)形成一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)部門，從而充分發(fā)揮模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的關(guān)鍵作用。 但是，我國面具工業(yè)要想在盡可能短的時(shí)間內(nèi)趕上世界工業(yè)發(fā)達(dá)國家的水平，還要付出許多艱苦的努力，主要應(yīng)叢下列幾個(gè)方面采取措施： （1）進(jìn)行專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn) （2）采用先進(jìn)的制造技術(shù) （3）研制和發(fā)展模具用材料 （4）進(jìn)一步推廣應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和輔助制造（CAD/CAM） （5）加強(qiáng)模具技術(shù)人才的開發(fā) 為了適應(yīng)模具工業(yè)的發(fā)展，迎接新時(shí)代技術(shù)革命，今后將改變“大而全”、“小而全”的生產(chǎn)體制，大力推進(jìn)專業(yè)化生產(chǎn)，在管理體制上實(shí)現(xiàn)科學(xué)化。在模具的要求方面將朝著高效率、高精度、高壽命的方向發(fā)展，以適應(yīng)制品日趨精密、復(fù)雜和成型工藝的高速化、自動(dòng)化、精密化的要求。在模具加工設(shè)備方面將著重研制和開發(fā)高效、高精度、大型自動(dòng)化的關(guān)鍵設(shè)備。此外健全和完善模具的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并大力推廣和實(shí)施這些標(biāo)準(zhǔn)；建立保質(zhì)、保量、供應(yīng)及時(shí)的模具標(biāo)準(zhǔn)件、商品化供應(yīng)渠道；加強(qiáng)智力開發(fā)和人才培養(yǎng)，很抓模具的基礎(chǔ)理論研究和關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)…，使整個(gè)模具工業(yè)在范圍和素質(zhì)上獲得空前的發(fā)展。 三年大學(xué)的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用，鞏固和檢驗(yàn)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。 在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識(shí)，對(duì)模具設(shè)計(jì)與制造有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對(duì)于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、中國一拖等地方的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，使我對(duì)于模具特別是塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過程方面的知識(shí)，而對(duì)于模具的制造工藝更是實(shí)現(xiàn)了零的突破。在指導(dǎo)老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時(shí)在現(xiàn)場查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關(guān)手冊和書籍，設(shè)計(jì)中，充分利用圖書館的各種資料，與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡力搞好這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)的過程中，可能有一定的困難，但相信在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)下加上自己的認(rèn)真學(xué)習(xí)與思考，相信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于我水平有限，沒有足夠的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中難免多有瑕疵，肯請各位老師審查并給予諒解。 1 模具工藝規(guī)程的編制 該塑件是一個(gè)套座，其零件圖如圖1-1所示。該塑件應(yīng)用ABS塑料，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 圖1-1 套座零件圖 1.1 塑件的工藝性分析 1.1.1 塑件的原材料分析 從使用性能看，綜合性能較好，沖擊韌性和機(jī)械強(qiáng)度比較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性，電絕緣性良好，易于成型和機(jī)械加工；從成型性能來看，無定性料，流動(dòng)性差，吸濕性強(qiáng)，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件必須經(jīng)長時(shí)間預(yù)熱干燥，成型時(shí)宜取高料溫，高模溫，但料溫過 高易分解。 塑件材料采用熱塑性塑料ABS，該塑料全名為丙烯腈丁烯-苯乙烯，ABS塑料屬于高強(qiáng)度塑料，在注塑成型前需要預(yù)先干燥處理，可以用熱風(fēng)干燥器或者料斗干燥器在75~85℃時(shí)進(jìn)行干燥。從使用性能上看，其粘度高，成型時(shí)流動(dòng)性能稍差。 ABS塑料成型收縮率為0.003-0.008，收縮率小，脫模比較容易，所以對(duì)塑件脫模斜度要求不高，頂出均勻，塑件壁厚均勻，最好不帶嵌件，各面應(yīng)以圓弧連接，不允許有缺口，尖角。但考慮到該材料的流動(dòng)性能差，所以可以采用寬澆口成型，澆口與塑件圓弧連接，以免去除澆口時(shí)損壞塑件。可用螺桿式或柱塞式注射機(jī)成型。噴嘴用直通式或自鎖式，但應(yīng)防止飛邊，宜用高料溫，高模溫低注塑壓力，勻速注射，并延長注射時(shí)間，有利于降低內(nèi)應(yīng)力，防止縮孔，變形。采用頂出機(jī)構(gòu)，因此在成型時(shí)注意控制成型溫度，塑件較容易成型。 1.1.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 （1）結(jié)構(gòu)分析。 從零件圖上分析，該塑件的形狀規(guī)則，但不對(duì)稱。在長度方向上有一孔，直徑為Ф10。在高度的方向上設(shè)計(jì)時(shí)，需要采用滑塊機(jī)構(gòu)，需要設(shè)計(jì)兩個(gè)凹?；瑝K。該塑件的結(jié)構(gòu)形狀較簡單，尺寸適當(dāng)。因此，模具的設(shè)計(jì)屬中等難度。 （2）尺寸精度分析。 該塑件的尺寸精度較簡單，未注尺寸公差等級(jí)，其公差等級(jí)取ST1372-78的5級(jí)精度。各尺寸精度要求低，對(duì)應(yīng)模具相關(guān)零件的尺寸加工能夠保證。 從塑件的壁厚上來看,由圖可知，該制件的壁厚均勻，為5㎜，其壁厚在成型范圍內(nèi)，塑件可以成型。 （3）表面質(zhì)量分析。 該塑件的表面除了要求沒有缺陷，毛刺，內(nèi)部不得有導(dǎo)電雜質(zhì)外，沒有更高的表面質(zhì)量要求，故比較容易實(shí)現(xiàn)。 綜合上述分析可以看出，注塑時(shí)在工藝參數(shù)控制好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。 1.2 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量 計(jì)算塑件的質(zhì)量是為了選用注塑機(jī)以及確定模具型腔數(shù)量。 計(jì)算塑件的體積V ≈6860mm 計(jì)算塑件的質(zhì)量，根據(jù)設(shè)計(jì)手冊，可以查得ABS塑料的密度為ｐ=1.05g/㎝。故塑件的質(zhì)量M = Vｐ =6860×0.001×1.05g ≈7.2g 本塑件體積和質(zhì)量較大，模具采用一模一腔的結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸，以及注塑時(shí)所需的壓力等情況，初步選用注塑機(jī)為XS-ZY-125型。 1.3 塑件注塑工藝參數(shù)的確定 查找相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)ABS塑料的成型工藝參數(shù)作如下選擇：（試模時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整） 注塑溫度：包括料筒溫度和噴嘴的溫度。 料筒溫度：后段溫度選用160℃； 中段溫度選用170℃； 前段溫度選用190℃； 噴嘴溫度：選用175℃； 模具溫度：選用45℃； 注塑壓力：選用80MPa； 注塑時(shí)間：選用50ｓ； 保壓壓力：選用60MPa； 保壓時(shí)間：選用5ｓ； 冷卻時(shí)間：選用50ｓ； 成型周期：105ｓ。 2 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：分型面的選擇，模具型腔數(shù)目的確定，型腔的排列方式，冷卻水道的布局，澆口位置的設(shè)置，模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，推出、頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。 2.1 分型面的選擇 分型面的選擇決定了模具的結(jié)構(gòu)，選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)分型面選用原則和塑件的成型要求來選擇分型面。 該塑件為套座，其表面質(zhì)量無特殊要求。塑件高度為48㎜，除一端有Ф10mm的孔外，其截面形狀簡單，如果選擇端面為分型面，在脫模時(shí)不容易抽芯，抽芯困難。如果選擇孔處為分型面，脫模更難。經(jīng)過比較采用依靠兩個(gè)滑塊成型，所以選擇圖示為分型面，減少了模具加工的難度，便于成型后取出塑件。故應(yīng)選用如下圖1-2所示的分型方式較為合理。 圖1-2 分型面的選擇 2.2 確定型腔的排列方式 綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素該塑件在注塑時(shí)采用一模 一腔的形式，即模具設(shè)置一個(gè)型腔。 2.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2.3.1 主流道設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)手冊查得XS-ZY-125型注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸： 噴嘴的前端孔徑：ｄ0=Ф4㎜； 噴嘴的前端半徑： R0=12㎜； 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系： 取主流道的小端直徑ｄ=5㎜. 為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐度取10～30，該主流道錐度選取30。經(jīng)換算得到主流道大端直徑D=9㎜。為了使熔料順利的進(jìn)入分流道，可以在主流道出料端設(shè)計(jì)半徑R=6㎜的圓弧過渡。 2.3.2 分流道的設(shè)計(jì) 分流道的形狀以及尺寸的設(shè)計(jì)，根據(jù)塑件的體積，壁厚，形狀的復(fù)雜程度，注射速率，分流道長度等因素來確定。 因?yàn)樵撍芗幸豢拽?0mm外，其形狀簡單，熔料填充型腔較容易。根據(jù)型腔的排列方式可知其分流道的長度較短，為了便于加工，選用半圓形截面形狀的分流道，查表得R=4㎜。 2.3.3 澆口的設(shè)計(jì) 根據(jù)塑件的成型要求以及型腔的排列方式，選用側(cè)澆口較為合適。其澆口的截面形狀簡單，加工也比較方便。 進(jìn)料時(shí)考慮從端面進(jìn)料，并且在模具結(jié)構(gòu)上可以利用分型面排氣。采用矩形截面的側(cè)澆口，在澆口的連接處型腔的部位應(yīng)成圓角，有利于料流。 查表初選矩形截面尺寸為（ｂ×ｌ×ｈ）1.5㎜×0.5㎜×0.6㎜，試模時(shí)加以修整。 2.3.4 排氣槽的設(shè)計(jì) 因?yàn)槟＞叱叽巛^小擬采用分型面處排氣，即可滿足要求。 2.3.5 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 從結(jié)構(gòu)分析及分型面的選擇，可知成型該塑件外表面的型芯垂直于脫模方向，阻礙成型后塑件從模具脫出。因此成型該塑件外表面的型芯必須設(shè)計(jì)成活動(dòng)的型芯，即須設(shè)置抽芯機(jī)構(gòu)。本模具采用斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)。 2.3.6 確定抽拔距 抽芯距一般應(yīng)大于成型孔（或凸臺(tái)）的深度，本題中成型孔的深度為43mm,另加3～5mm的抽芯安全系數(shù)，可取抽拔距S=48mm。 2.3.7 確定斜導(dǎo)柱傾角 斜導(dǎo)柱的傾斜角α是斜抽芯機(jī)構(gòu)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)之一，它與抽拔力與抽芯距有直接關(guān)系。一般取α=15o～25o，本題取α=24o。 2.3.8 確定斜導(dǎo)柱的尺寸 斜導(dǎo)柱的直徑取決于抽拔力及其傾斜角度，可按設(shè)計(jì)資料的有關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算。本例中經(jīng)驗(yàn)估值，取斜導(dǎo)柱的直徑d=15mm。 斜導(dǎo)柱的長度根據(jù)抽芯距、固定端模板的厚度、斜導(dǎo)柱直徑及斜角大小確定，其計(jì)算根據(jù)公式： 由于定模板和型腔板尺寸尚不確定，即不確定，故暫選=78mm，如果設(shè)計(jì)中有變化，則修正L的出長度。 2.3.9 滑塊與導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì) (1) 滑塊的設(shè)計(jì)。本題中側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)主要是用于成型零件的側(cè)凹，考慮到滑塊的強(qiáng)度和模具裝配問題，擬采用整體式結(jié)構(gòu)。具體形狀見圖2-1，圖2-2。 圖2-1 滑塊I 圖2-2 (2) 滑塊的導(dǎo)滑方式。 本題中為使模具結(jié)構(gòu)緊湊，降低模具的裝配復(fù)雜程度，擬采用整體式滑塊和整體式導(dǎo)滑槽的形式，其結(jié)構(gòu)見裝配圖。 為提高滑塊的導(dǎo)向精度，裝配時(shí)可對(duì)導(dǎo)向槽采用配磨或配研的裝配方法。 (3) 滑塊的導(dǎo)滑長度和定位裝置的確定。 本例中由于側(cè)抽芯距較短，故導(dǎo)滑長度只要符合滑塊在開模時(shí)的定位要求即可?；瑝K的定位裝置采用彈簧與臺(tái)階的組合方式，具體結(jié)構(gòu)見裝配圖。 2.4 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是以成型符合質(zhì)量要求的塑料制品為前提，但必須考慮金屬零件的加工性及模具制造成本。 2.4.1 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本模具采用一模一腔的結(jié)構(gòu)形式，由于制件結(jié)構(gòu)較簡單，可以直接將型腔開在動(dòng)、定模板上，減少制造時(shí)間，提高效率，降低成本。 根據(jù)主流道與澆口的設(shè)計(jì)要求，分流道和澆口均設(shè)在凹模鑲塊上，其結(jié)構(gòu)見裝配圖。 2.4.2 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸模主要是與凹模相結(jié)合構(gòu)成模具型腔，本題中型芯用于成型mm的孔，具體結(jié)構(gòu)見零件圖01。 2.4.3 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 該塑件的模具結(jié)構(gòu)采用一模一腔的形式，考慮其結(jié)構(gòu)的加工難易程度和材料的價(jià)值利用等因素，凹模擬采用凹模鑲塊，可以節(jié)省材料也能滿足使用要求。其結(jié)構(gòu)形式如零件圖02、03所示。 3 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算 查手冊可知，ABS塑料的收縮率為S=0.3﹪～0.8﹪，收縮范圍較小，故其平均收縮率為 S =（0.3+0.8）﹪/2=0.55﹪ 考慮生產(chǎn)實(shí)際，模具制造的公差選取=Δ/3。 3.1 型腔和型芯工作尺寸的計(jì)算 表1-1 型腔，型芯工作尺寸計(jì)算如下表 類別 模具零件名稱 塑件尺寸 計(jì)算公式 工作尺寸 型腔的尺寸 型腔 14 Hm1=Hmax+HmaxSmid﹪-C-0.5（Tｚ+Tｍ） 14 42 Dｍ=Dmax +Dmax Ｓmax﹪-Tｚ 43 小型芯 8 Hm=Hmax+HmaxSmax﹪ -0.5(Tz+Tm) 8.23 Φ10 Dm=dmin+dminSmin﹪ +Tz 10.28 3.2型腔底板和側(cè)壁厚度計(jì)算 （1）在注塑成型過程中，型腔所受的力有塑料熔體的壓力，合模時(shí)的壓力開模時(shí)的拉力等。其中最主要的是塑料的熔體的壓力。在塑料熔體的壓力作用下，型腔將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力及變形。對(duì)于該塑料，其強(qiáng)度不足是主要問題，型腔底板厚度應(yīng)按強(qiáng)度條件計(jì)算。 由強(qiáng)度計(jì)算公式 t= 得 t= =15.3㎜ 式中 t—型腔底板的計(jì)算厚度（㎜）； Pm—模腔的壓力（MPａ）； ｒ—型腔內(nèi)孔半徑（㎜）； б—材料許用應(yīng)力（MPａ）； 型腔底板采用45鋼，其許用應(yīng)力160 MPａ （2）型腔側(cè)壁厚度計(jì)算。下凹模鑲塊型腔側(cè)壁厚度計(jì)算，下凹模鑲塊為組合式矩形型腔，由組合式矩形型腔側(cè)壁厚度計(jì)算公式得： h= 式中 P=50MP（選定值）； a=10mm; L=13.65mm(根據(jù)前面型腔工作尺寸計(jì)算的長寬尺寸分別為13.65mm和4.8mm,取最大值進(jìn)行計(jì)算)； E=2.1MP； A=40mm（初選值）； =0.025—0.04mm,取=0.035mm。 代入上面公式得： h= =1.2mm 4 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 塑件在注塑成型時(shí)不要求有太高的模溫，因而模具在結(jié)構(gòu)上不需要設(shè)置加熱系統(tǒng)，是否需要冷卻系統(tǒng)做如下設(shè)計(jì)計(jì)算： 設(shè)定模具的平均工作溫度為65℃，用20℃的常溫水作為冷卻介質(zhì)，其 出口冷卻水溫度為25℃，其產(chǎn)量為（初算每兩分鐘一套）0.43kg/h。 (1) 查有關(guān)文獻(xiàn)資料得到ABS塑料的單位熱流量為53×10J/kg = =0.43×53×10 =23×10J (2) 求冷卻水的體積流量V = =0.18 由體積流量V查表可知所需的冷卻水管的直徑很小。 由上述計(jì)算可知，因?yàn)槟＞呙糠昼娝璧睦鋮s水體積流量很小，故可不設(shè)定冷卻系統(tǒng)，依靠空冷的方式冷卻模具即可。 5 模具閉合高度的確定 在支承與固定零件中，其尺寸設(shè)計(jì)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定：取定模座板厚度24mm，定模板的厚度80㎜，動(dòng)模板的厚度取40㎜；型芯固定板厚度取45㎜，動(dòng)模座板厚度37mm。所以，模具的閉合高度 =24+80+40+45+37 =226㎜ 6 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 該模具的外形尺寸為225㎜×190㎜×190㎜，選用的XS-ZY-125型注塑機(jī)模板最大安裝尺寸370㎜×320㎜。故該注塑機(jī)能夠滿足模具的安裝要求。由上述計(jì)算可知模具的閉合高度H=226㎜。XS-ZY-125型注塑機(jī)所允許的最小模具厚度Hmin=150mm,最大模具閉合高度Hmax=300mm。即滿足模具的安裝條件： Hmin≤H≤Hmax 查資料可知，XS-ZY-125型注塑機(jī)的最大開模行程S=270㎜，模具 頂出塑件要求開模行程 S=+（5～10）㎜ =12+8+10㎜ =30㎜ 注塑機(jī)的開模行程能夠滿足頂出塑件的要求。由于側(cè)分型抽芯距離較短，不會(huì)過大的增加開模行程，注塑機(jī)的開模行程足夠。 經(jīng)過驗(yàn)證，XS-ZY-125型注塑機(jī)能夠滿足使用要求，可以采用。 7 繪制模具總裝配圖和非標(biāo)零件工作圖 該套座注塑模具總裝配圖，非標(biāo)零件圖如附圖所示。 套座注塑模具的工作原理：模具安裝在注塑機(jī)上，定模部分固定在注塑機(jī)的定模板上，動(dòng)模部分固定在注塑機(jī)的動(dòng)模板上。合模后，注塑機(jī)通過噴嘴將熔料經(jīng)流道注入型腔，經(jīng)過保壓，冷卻后成型塑件。模具流道和澆口設(shè)在定模板上，并由型腔底進(jìn)料。開模時(shí)，在彈簧5的作用下I-I分型面先分型，將型芯抽出。動(dòng)模繼續(xù)后退，在螺栓4的作用下II-II分型面分型，滑塊在斜導(dǎo)柱作用下沿動(dòng)模板上的導(dǎo)槽滑動(dòng)，進(jìn)行抽芯。開模后用手將塑件取出。合模時(shí)，在斜導(dǎo)柱和鎖緊塊的作用下，滑塊復(fù)位并鎖緊，進(jìn)行下一次注塑。 8 注塑模主要零件加工工藝規(guī)程的編制 主要零件的加工工藝過程如下表1-2，1-3所示。 表1-2 機(jī)械加工工藝過程卡 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零（部）件圖號(hào) 01 產(chǎn)品名稱 型芯 零（部）件名稱 型芯 共（2）頁第（1）頁 材料牌號(hào) 45鋼 毛坯 種類 圓棒料 毛坯外型尺寸 Φ10㎜ 每個(gè)毛坯可制件數(shù) 4 每臺(tái) 件數(shù) 4 備注 無 工序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 車間 工段 設(shè)備 工藝裝備 工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 05 下料 鋸割下料Φ10㎜×45㎜ 下料車間 略 鋸床 略 1 0.25 10 粗車 車端面 車削Φ9.5㎜×14.5㎜ 模具車間 略 車床 略 2 0.5 15 精車 車削至Φ9.1㎜×14.2㎜ 模具車間 略 車床 略 2 0.5 20 磨削 磨削至Φ9.05㎜×14.005㎜ 模具車間 略 磨床 略 2 0.5 25 鉗 鉗工精修尺寸至要求工作表面拋光Ra0.1 模具車間 略 手工 2 0.5 . 設(shè)計(jì)日期 審核日期 標(biāo)準(zhǔn)化日期 會(huì)簽 日期 標(biāo)記 記數(shù) 更改文 件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更該文件號(hào) 06年4月22 表1-3 機(jī)械加工工藝過程卡 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零（部）件圖號(hào) 02 產(chǎn)品名稱 固定板 零（部）件名稱 固定板 共（2）頁第（2）頁 材料牌號(hào) 45鋼 毛坯 種類 鋼板 毛坯外型尺寸 360190 190 mm 每個(gè)毛坯可制件數(shù) 1 每臺(tái) 件數(shù) 1 備注 無 工序號(hào) 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設(shè)備 工 藝 裝 備 工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 01 下料 切割鋼板365mm 下料車間 略 鋸床 略 1 0.25 02 刨 刨六面至361191mm 模具車間 略 刨床 略 2 0.5 03 熱處理 調(diào)質(zhì)至尺寸20~25HRC 模具車間 略 略 略 2 1.5 04 平磨 磨至360190190 mm 模具車間 略 磨床 略 2 0.5 05 鉗 劃并鉆孔位中心線 模具車間 略 鉆床 略 2 0.5 06 線切割 切方孔2-75mm55mm 模具車間 略 線切割機(jī)床 略 2 0.5 07 銑 翻面銑4-355柱臺(tái) 模具車間 略 銑床 略 2 0.5 08 鉗 鉆孔4Φ12mm孔 模具車間 略 鉆床 略 2 0.5 09 銑 單獨(dú)銑4個(gè)鏜孔 模具車間 略 銑床 略 2 0.5 設(shè)計(jì)日期 審核日期 標(biāo)準(zhǔn)化日期 會(huì)簽日期 標(biāo)記 記數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 9 模具的裝配與調(diào)試 9.1 模具的裝配 由于型芯，型腔在合模后很難找正相對(duì)位置，故應(yīng)先 確定安裝基準(zhǔn)。裝配過程如下： （1）裝配前按照零件圖檢驗(yàn)其工作零件的尺寸及其他零件是否齊備； （2）將型芯裝好，保證軸線與端面的垂直度； （3）將導(dǎo)套壓入到定模固定板中，并保證其軸線與端面的垂直度； （4）將導(dǎo)柱打入固定板1中，保證軸線與端面的垂直度； （5）在固定板與支撐板之間加墊板，在固定板與支撐板以及墊板上打孔，擰緊螺釘； （6）最后，將支架與固定板用螺釘固定； （7）裝配完成，試模。 9.2 試模 （1）試模前，先對(duì)設(shè)備的油路，水路以及電路進(jìn)行檢查； （2）選取的原料必須合格，根據(jù)選用的工藝參數(shù)將料筒和噴嘴加熱； （3）開始試模時(shí)，應(yīng)該先選擇選定的壓力，溫度和注塑時(shí)間的條件下成型，制品不符合要求然后按壓力，注塑時(shí)間，溫度這樣的先后順序變動(dòng)，注意一次只改變一個(gè)參數(shù)； （4）在試模過程中作出詳細(xì)的記錄，并將結(jié)果填入試模記錄卡，注明模具是否合格，如果需要返修，提出返修意見； （5）通過不斷的試模和返修，生產(chǎn)出合格的制件后，將模具清理干凈，涂上防銹油，入庫。 9.3 試模可能產(chǎn)生的問題及改善措施 試模中所獲得的樣件是對(duì)模具整體質(zhì)量的一個(gè)全面反映。以檢驗(yàn)樣件來修正和驗(yàn)收模具，是塑料模具這種特殊產(chǎn)品的特殊性。首先，在初次試模中我們最常遇到的問題是根本得不到完整的樣件。常因塑件被粘附于模腔內(nèi)，或型芯上，甚至因流道粘著制品被損壞。這是試模首先應(yīng)當(dāng)解決的問題。 9.3.1 粘著模腔 制品粘著在模腔上，是指塑件在模具開啟后，與設(shè)計(jì)意圖相反，離開型芯一側(cè)，滯留于模腔內(nèi)，致使脫模機(jī)構(gòu)失效，制品無法取出的一種反常現(xiàn)象。其主要原因是： （1）注射壓力過高，或者注射保壓壓力過高。 （2）注射保壓和注射高壓時(shí)間過長，造成過量充模。 （3）冷卻時(shí)間過短，物料未能固化。 （4）模芯溫度高于模腔溫度，造成反向收縮。 （5）型腔內(nèi)壁殘留凹槽，或分型面邊緣受過損傷性沖擊，增加了脫模阻力。 9.3.2 粘著模芯 （1）注射壓力和保壓壓力過高或時(shí)間過長而造成過量充模。 （2）冷卻時(shí)間過長，制件在模芯上收縮量過大。 （3）模腔溫度過高，使制件在設(shè)定溫度內(nèi)不能充分固化。 （4）機(jī)筒與噴嘴溫度過高，不利于在設(shè)定時(shí)間內(nèi)完成固化。 （5）可能存在不利于脫模方向的凹槽或拋光痕跡需要改進(jìn)。 9.3.3 粘著主流道 （1）閉模時(shí)間太短，使主流道物料來不及充分收縮。 （2）料道徑向尺寸相對(duì)制品壁厚過大，冷卻時(shí)間內(nèi)無法完成料道物 料的固化。 （3）主流道襯套區(qū)域溫度過高，無冷卻控制，不允許物料充分收縮。 （4）主流道襯套內(nèi)孔尺寸不當(dāng)，未達(dá)到比噴嘴孔大0.5～1 ㎜。 （5）主流道拉料桿不能正常工作。 一旦發(fā)生上述情況，首先要設(shè)法將制品取出模腔（芯），不惜破壞制件，保護(hù)模具成型部位不受損傷。仔細(xì)查找不合理粘模發(fā)生的原因，一方面對(duì)注射工藝進(jìn)行合理調(diào)整；另一方面要對(duì)模具成型部位進(jìn)行現(xiàn)場修正，直到認(rèn)為達(dá)到要求，方可進(jìn)行二次注射。 9.3.4 成型缺陷 當(dāng)注射成型得到了近乎完整的制件時(shí)，制件本身必然存在各種各樣的缺陷，這種缺陷的形成原因是錯(cuò)綜復(fù)雜的，一般很難一目了然，要綜合分析，找出其主要原因來著手修正，逐個(gè)排出，逐步改進(jìn)，方可得到理想的樣件。下面就對(duì)度模中常見的成型制品主要缺陷及其改進(jìn)的措施進(jìn)行分析。 （1）注射填充不足。所謂填充不足是指在足夠大的壓力、足夠多的料量條件下注射不滿型腔而得不到完整的制件。這種現(xiàn)象極為常見。其主要原因有： a.熔料流動(dòng)阻力過大。這主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形狀、尺寸不利于熔料流動(dòng)。盡量采用整圓形、梯形等相似的形狀，避免采用半圓形、球缺形料道。熔料前鋒冷凝所致。塑料流動(dòng)性能不佳。制品壁厚過薄。 b.型腔排氣不良。這是極易被忽視的現(xiàn)象，但以是一個(gè)十分重要的問題。模具加工精度超高，排氣顯得越為重要。尤其在模腔的轉(zhuǎn)角處、深凹處等，必須合理地安排頂桿、鑲塊，利用縫隙充分排氣，否則不僅充模困難，而且易產(chǎn)生燒焦現(xiàn)象。 c.鎖模力不足。因注射時(shí)動(dòng)模稍后退，制品產(chǎn)生飛邊，壁厚加大，使制件料量增加而引起的缺料。應(yīng)調(diào)大鎖模力，保證正常制件料量。 （2）溢邊（毛刺、飛邊、批鋒）。與第一項(xiàng)相反，物料不僅充滿型腔，而且出現(xiàn)毛刺，尤其是在分型面處毛刺更大，甚至在型腔鑲塊縫隙處也有毛刺存在，其主要原因有： a.注射過量 b.鎖模力不足 c.流動(dòng)性過好 d.模具局部配合不佳 e.模板翹曲變形 （3）制件尺寸不準(zhǔn)確。初次試模時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)制件尺寸與設(shè)計(jì)要求尺寸相差較大。這時(shí)不要輕易修改型腔，應(yīng)行從注射工藝上找原因: a.尺寸變大。注射壓力過高，保壓時(shí)間過長，此條件下產(chǎn)生了過量充模，收縮率趨向小值，使制件的實(shí)際尺寸偏大；模溫較低，事實(shí)上使熔料在較低溫度的情況下成型，收縮率趨于小值。這時(shí)要繼續(xù)注射，提高模具溫度降低注射壓力，縮短保壓時(shí)間，制件尺寸可得到改善。 b.尺寸變小。注射壓力偏低、保壓時(shí)間不足，制在冷卻后收縮率偏大，使制件尺寸變小；模溫過高，制件從模腔取出時(shí)，體積收縮量大，尺寸偏小。此時(shí)調(diào)整工藝條件即可。通過調(diào)整工藝條件，通常只能在極小范圍內(nèi)使尺寸京華，可以改變制件相互配合的松緊程度，但難以改變公稱尺寸。 9.3.5 調(diào)整措施 調(diào)整時(shí)應(yīng)注意調(diào)節(jié)進(jìn)料速度，增加排氣孔，正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)。注意控制成型周期。 總 結(jié) 歷經(jīng)近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，敬請各位老師對(duì)我的設(shè)計(jì)過程作最后檢查。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請教各位老師有關(guān)模具方面的問題，并且和同學(xué)的探討，模具設(shè)計(jì)在實(shí)際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時(shí)間里，對(duì)模具有了更深入的認(rèn)識(shí)。使我對(duì)塑料模具設(shè)計(jì)的各種成型方法，成型零件的設(shè)計(jì)，成型零件的加工工藝（如線切割、電火花加工、CNC數(shù)控加工），主要工藝參數(shù)的計(jì)算，產(chǎn)品缺陷及其解決辦法，模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及零部件的設(shè)計(jì)等都有了進(jìn)一步的理解和掌握。模具在當(dāng)今社會(huì)生活中運(yùn)用得非常廣泛，掌握模具的設(shè)計(jì)方法對(duì)我們以后的工作和發(fā)展有著十分重要的意義。 從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個(gè)人學(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過程，我對(duì)模具的認(rèn)識(shí)過程亦是如此。經(jīng)過近三個(gè)月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定能為三年的大學(xué)生涯劃上一個(gè)圓滿的句號(hào)，為將來的事業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 在這次設(shè)計(jì)過程中得到了老師以及許多同學(xué)的幫助，特別是翟德梅和楊占堯教授的悉心指導(dǎo)，使我受益匪淺。在此，對(duì)關(guān)心和指導(dǎo)過我各位老師和幫助過我的同學(xué)表示衷心的感謝! 參考文獻(xiàn) 1. 楊占堯主編. 塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì).清華大學(xué)出版社. 2. 翟德梅.模具制造技術(shù). 3. 王孝陪主編. 塑料成型工藝及模具簡明手冊.機(jī)械工業(yè)出版社.2000 4. 中國模具設(shè)計(jì)大典。 5. 模具制造手冊編寫組.模具制造手冊. 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