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鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 0 前言 塑料工業(yè)的發(fā)展具有得天獨(dú)厚的發(fā)展 其原料來(lái)源豐富 注塑工藝也越來(lái)越多地 被各個(gè)制造領(lǐng)域用以成型各種性能要求的制品 要高質(zhì)量 經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)出注塑料制品 必須綜合考慮成型樹(shù)脂注塑模具及注塑機(jī)的問(wèn)題 注塑模具的設(shè)計(jì)質(zhì)量直接影響成型 制品的生產(chǎn)效率 質(zhì)量及成本 能否生產(chǎn)出達(dá)到設(shè)計(jì)要求的制品 不僅僅取決于模具 的結(jié)構(gòu)與加工精度 還取決于廣義的成型技術(shù) 模具是當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛 的工藝裝備 是最重要的工業(yè)生產(chǎn)手段及工藝發(fā)展方向 一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的高低 在很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平 模具工業(yè)的發(fā)展水平 是一個(gè)國(guó)家工業(yè)水 平的標(biāo)志之一 現(xiàn)代模具技術(shù)的發(fā)展 在很大程度上依賴于模具標(biāo)準(zhǔn)化程度 優(yōu)質(zhì)模 具材料的研究 先進(jìn)的設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 專(zhuān)用的機(jī)床設(shè)備及生產(chǎn)技術(shù)管理等方面工作 的綜合 但其中 CAD CAM 技術(shù)在模具生產(chǎn)方面的應(yīng)用 無(wú)疑占有很重要的地位 它被 認(rèn)為是現(xiàn)代模具技術(shù)的核心和重要的發(fā)展方向 1 協(xié)同創(chuàng)新設(shè)計(jì)將成為模具設(shè)計(jì)的主要方向 制造業(yè)垂直整合的模式使得世界范圍內(nèi)產(chǎn)品銷(xiāo)售 產(chǎn)品設(shè)計(jì) 產(chǎn)品生產(chǎn)和模具制 造分工更明確 為了縮短產(chǎn)品上市周期 使模具設(shè)計(jì)充分理解產(chǎn)品設(shè)計(jì)的意圖 在產(chǎn) 品的設(shè)計(jì)階段 模具設(shè)計(jì)也同時(shí)開(kāi)始 產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師和模具設(shè)計(jì)工程師需盡早進(jìn)入 協(xié)同設(shè)計(jì)狀態(tài) 由于在制造流程中各個(gè)環(huán)節(jié)所采用的 CAD 系統(tǒng)不一定相同 這就要求 CAD 系統(tǒng)要具備協(xié)同的能力 能夠隨時(shí)交換上下游的數(shù)據(jù) 能夠處理彼此的數(shù)據(jù) 數(shù) 據(jù)產(chǎn)生及處理標(biāo)準(zhǔn)化 2 模具 CAD 技術(shù)的 ASP 模式將成為發(fā)展方向 今天的模具行業(yè)已經(jīng)成為高技術(shù)密集的行業(yè) 要掌握全部先進(jìn)的技術(shù) 成本都 將非常高昂 要培養(yǎng)并且留住掌握這些技術(shù)的人才也會(huì)非常困難 于是 模具 CAD 的 ASP 模式就應(yīng)運(yùn)而生了 這樣整個(gè)社會(huì)就形成了一個(gè)大的模具制造企業(yè) 按照價(jià)值鏈 和制造流程分工 將制造資源最優(yōu)發(fā)揮 應(yīng)用服務(wù)包括如遞向設(shè)計(jì) 快速原型制造 數(shù)控加工外包 模具設(shè)計(jì) 模具成型過(guò)程分析等 我們相信 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的先進(jìn)的 CAD 技術(shù)必將把模具工業(yè)推上新的臺(tái)階 3 模具 CAD CAM 發(fā)展趨勢(shì) 21 世紀(jì)模具制造行業(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(biāo)是提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率 縮短設(shè)計(jì)周期及制造周期 降低生產(chǎn)成本 最大 限度的提高模具制造業(yè)的應(yīng)變能力 滿足用戶需求 具體表現(xiàn)出以下幾個(gè)特征 1 集成化技術(shù) 現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)不僅應(yīng)強(qiáng)調(diào)信息的集成 更應(yīng)該強(qiáng)調(diào)技術(shù) 人和管理的集 成 2 智能化技術(shù) 童心吸水杯杯蓋注塑模設(shè)計(jì) 2 4 應(yīng)用人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期 包括產(chǎn)品設(shè)計(jì) 制造 使用 各個(gè)環(huán)節(jié)的 智能化 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程 包括組織 管理 計(jì)劃 調(diào)度 控制等 各個(gè)環(huán)節(jié)的智能化 以及模具設(shè)備的智能化 也要實(shí)現(xiàn)人與系統(tǒng)的融合及人在其中智能的充分發(fā)揮 3 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括硬件與軟件的集成實(shí)現(xiàn) 各種通訊協(xié)議及制造自動(dòng)化協(xié)議 信息通 訊接口 系統(tǒng)操作控制策略等 是實(shí)現(xiàn)各種制造系統(tǒng)自動(dòng)化的基礎(chǔ) 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用 為我國(guó)模具企業(yè)實(shí)現(xiàn)敏捷制造和動(dòng)態(tài)聯(lián)盟奠定了技術(shù)基礎(chǔ) 4 多學(xué)科多功能綜合產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù) 未來(lái)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)不僅用到機(jī)械科學(xué)的理論與知識(shí) 而且還用到電磁學(xué) 光學(xué) 控制理論等 甚至要考慮到經(jīng)濟(jì) 心理 環(huán)境 衛(wèi)生及社會(huì)等各方面的因素 產(chǎn)品的 開(kāi)發(fā)要進(jìn)行多目標(biāo)全性能的優(yōu)化設(shè)計(jì) 以追求模具產(chǎn)品動(dòng)靜態(tài)特性 效率 精度 使 用壽命 可靠性 制造成本與制造周期的最佳組合 5 虛擬現(xiàn)實(shí)與多媒體技術(shù)的應(yīng)用 虛擬現(xiàn)實(shí) VR Virtual Reality 是人造的計(jì)算機(jī)環(huán)境 人處在這種環(huán)境中有身 臨其境的感覺(jué) 并強(qiáng)調(diào)人的介入與操作 6 反求技術(shù)的應(yīng)用 這種過(guò)程就是反求工程 RE Reverse Engineering 一旦建立了 CAD 幾何 模型后 就可以依據(jù)這種數(shù)字化的幾何模型用于后續(xù)的許多操作 如實(shí)物 CAD 模型 的修改 零件的重新設(shè)計(jì) 有限元分析 誤差分析 數(shù)控 NC 加工指令生成以及 模具的設(shè)計(jì)和制造等 7 快速成形技術(shù) 快速成形制造技術(shù) RPM Rapid Prototyping 2 定位孔的直徑 模具安裝用的定位環(huán)尺寸應(yīng)與機(jī)床定位孔直徑相配合 小型 機(jī)床一般只在定模部分設(shè)置定位孔 大型 機(jī)床則定 動(dòng)模板都設(shè)置定位孔 3 頂出桿的位置 設(shè)計(jì)模具時(shí) 必須了解機(jī)床頂出桿的直徑及位置 并應(yīng)將 頂出桿的行程和模具頂出裝置動(dòng)作一起考慮 4 噴嘴前端的孔徑筆球面的半徑 是澆口套的孔徑和球面尺寸的依據(jù) 5 安裝螺孔的位置及妃徑 機(jī)床定 動(dòng)模板上設(shè)有一系列螺孔 以供安裝模 具壓裝所用 安裝形式如下 1 用螺釘直接固定模具 2 用壓板固定模具形式 童心吸水杯杯蓋注塑模設(shè)計(jì) 10 4 4 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模具設(shè)計(jì)要點(diǎn) 熔體的流動(dòng)情況 流動(dòng)陰力 速度 引程 重新融合 排氣 熔體冷卻收縮與補(bǔ)縮 模具的冷卻與加熱 模具的相關(guān)尺寸與注射機(jī)關(guān)系 模具的總體結(jié)構(gòu)與零部件的結(jié)構(gòu) 考慮模具安裝與加工強(qiáng)度 精度 4 1 模具的型腔數(shù)目的確定 模具中的型腔數(shù)目的確定是一項(xiàng)綜合項(xiàng)目 首先應(yīng)考慮注射機(jī)的各項(xiàng)規(guī)格及工作 性能 以及考慮制品的精度要求 模具制造的費(fèi)用等 確定合適的成型型腔數(shù) 應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素 1 以機(jī)床注射能力為基礎(chǔ) 每次注射量不超過(guò)注射機(jī)最大注射量的 80 按 公式 計(jì)算 注塑模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)與圖例 P件 澆WSN 8 0 3 式中 N 型腔數(shù) S 注射機(jī)的注射量 g 澆注系統(tǒng)的注射量 g 澆 塑件重量 g 件 初定注射 機(jī)為 XS ZY 125 型 該注射機(jī)的注射 量為 104g 即 S 104g 初 估澆注系統(tǒng)的重量為 65g 即 65g 塑件的重量 16g 澆W件W 所以 05 1648 0 N 因此 模具的型腔數(shù)初定為 1 2 根據(jù)塑件的精度考慮 一般單型腔時(shí)制造精度高 塑件精度也高 該制品 的表面精度要求很高 表面要求光滑 粗糙度很高 不易打采用多型腔 在精度要 要求前提的情況下 采用一模一腔 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 11 3 據(jù)塑件形狀及進(jìn)料口位置考慮 該制品為童心吸水杯杯蓋 圓形 制品高度為 46mm 在制品 的中心部分 采 用點(diǎn)澆口 困此 采用一模一腔能滿足點(diǎn)澆口的要求 綜合以上 3 個(gè)方面的因素 該模具的型腔數(shù)確定為 1 個(gè) 4 2 分型面的確定 分開(kāi)模具能取出塑件的面 稱(chēng)作分型面 其它的面稱(chēng)作分離面或稱(chēng)分模面 注 射模只有一個(gè)分型面 分型面的方向盡量采用與注塑機(jī)開(kāi)模是垂直方向 形狀有平面 斜面 曲面 選擇分型面的位置時(shí) 1 分型面一般不取在裝飾外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處 2 使塑件留在動(dòng)模一邊 利于脫模 3 將同心度要求高的同心部分放于分型面的同一側(cè) 以保征同心度 4 軸芯機(jī)構(gòu)要考慮軸芯距離 5 分型面作為主要排氣面時(shí) 分型面設(shè)于料流的末端 從塑件形狀結(jié)構(gòu)分析塑件為高度 46mm 直徑 78cm 2mm 厚的殼體 外側(cè)面 拔模斜度 又前面為外形面 要求保證光潔 不能留下澆口和頂桿痕跡 根據(jù)分型面必須開(kāi)設(shè)在制件斷面輪廓最大的地方的基本原則 并綜合以 下幾點(diǎn)分析 1 因?yàn)榉中兔娌豢杀苊獾匾谥萍狭粝乱缌虾圹E 或拼合縫痕跡 故分型面 不選在制件光滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處 2 從制件的頂出考慮分型面要盡可能留在動(dòng)模這一邊 3 為避免使用側(cè)抽型芯 分型面的選擇也要充分考慮 確定分型面位置如圖所示 aAss A 童心吸水杯杯蓋注塑模設(shè)計(jì) 12 4 分型面選在此處不會(huì)對(duì)塑件外觀有何影響 也不易產(chǎn)生飛邊 也利于開(kāi)模和脫 模 加工也方便 4 3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴接觸處到型腔為止的塑料熔體的流動(dòng)通道 作用 1 輸送流體 2 傳遞壓力 澆注系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)原則 1 組成 由主流道 分流道 內(nèi)澆口 冷料穴等結(jié)構(gòu)組成 2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 1 考慮塑料的流動(dòng)性 保征流體流動(dòng)順利 快 不紊亂 2 避免熔體正面沖出小直徑型芯或脆弱的金屬鑲件 3 一模多腔時(shí) 防止大小相差懸殊的制件放一模內(nèi) 4 進(jìn)料口的位置和形狀要結(jié)合塑件的形狀和技術(shù)要求確定 5 流道的進(jìn)程要短 以減少成型周期及減少?gòu)U料 4 3 1 澆注系統(tǒng)的分析 澆注系統(tǒng)對(duì)塑件的質(zhì)量和成型效率有直接影響 是整套模具設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié) 對(duì)該塑件分析 具體設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮以下因素 1 塑件成形特性 澆注系統(tǒng)需適應(yīng) ABS 成形特性要求 以保證塑件質(zhì)量 2 塑件的大小及形狀 根據(jù)該塑件的大小 形狀 壁厚及技術(shù)要求等因素 前 面已擬定了分型面的位置 同時(shí)也考慮了設(shè)置澆注系統(tǒng)的形式 進(jìn)料口數(shù)量及位置 保證塑件的正常成形 防止流料直接沖擊嵌件和受力不均 進(jìn)料不勻 3 塑件型腔數(shù)目 該注塑模具是一模一腔 主流道放置中間 4 塑件外觀質(zhì)量 為了便于去除 修整進(jìn)料口 澆口選在不影響制件外觀的位 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 13 置 5 成形效率 批量生產(chǎn)時(shí)在保證成形質(zhì)量的前提盡量縮短填充及冷卻時(shí)間和成 形時(shí)間 同時(shí)還節(jié)約了塑料 6 冷料 噴嘴端部的冷料必須去除 在主流道底端設(shè)有流道冷料推板 4 3 2 澆口的設(shè)計(jì) 澆口指流道末端與型腔之間的細(xì)小通道 1 作用 a 使熔體快速進(jìn)入型腔 按順序填充 b 冷卻材料作用 2 澆口參數(shù) a 形狀一般為圓形或矩形 b 面積與分流道比為 0 03 0 09 c 長(zhǎng)度一般 0 5 2 0mm 3 小澆口的優(yōu)點(diǎn) a 改變塑料非牛頓流體的表觀粘度 增剪切速率 b 小澆口改變流體流速 產(chǎn)生熱量 溫度升高 c 易凍結(jié) 防止型腔內(nèi)熔體的倒流 d 便于塑件與澆注系統(tǒng)的分高 本澆注系統(tǒng)澆口采用點(diǎn)澆口形式 其尺寸很小 這類(lèi)澆口由于前后兩端存在較大的 壓力差 能有效地增大塑料熔體的剪切速率并產(chǎn)生較大的剪切熱 從而導(dǎo)致熔體的 表觀粘度下降 流動(dòng)性增加 利于填充 采用點(diǎn)澆口成型塑件 去除澆口后殘留痕跡小 易取得澆注系統(tǒng)的平衡 也利于 自動(dòng)化操作 但壓力損失大 收縮大 塑件易變形 同時(shí)在定模部分需另加一個(gè)分 型面 以便澆口凝料脫模 點(diǎn)澆口的截面為圓形 直徑 d 一般在 0 8 2 0mm 范圍內(nèi)選取 常用直徑是 0 8 1 5mm 點(diǎn)澆口直徑也可用下面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 420 1 Ad 點(diǎn)澆口直徑 mm 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) Pd 124 塑件在澆口處壁厚 mm 型腔表面積 mm A2 澆口的厚度尺寸將直接影響澆口的固化時(shí)間 長(zhǎng)度尺寸則決定壓力下降程度 壓力下降與澆口長(zhǎng)度成正比例 參考 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 點(diǎn)澆口設(shè)計(jì) 澆 童心吸水杯杯蓋注塑模設(shè)計(jì) 14 4 口尺寸結(jié)構(gòu)如圖所示 4 3 3 主流道襯套的設(shè)計(jì) 主流道襯套位于模具的入口部 其作用是將塑化熔融的樹(shù)脂導(dǎo)入流道或型腔 注流道垂直于分型面 注流道襯套內(nèi)孔呈圓錐形 圓弧 R 處為錐孔的小端 錐孔的 錐度越大 及內(nèi)壁 的粗糙度在 0 8 以上 主流道越容易脫出 主流道襯套的設(shè)um 計(jì)要點(diǎn)如下幾點(diǎn) 1 主流道襯套的圓弧半徑 R 應(yīng)比噴嘴頭部半徑大 1mm 左右 2 錐孔的小端直徑比噴嘴孔直徑大 0 5 1mm 3 盡可能縮短長(zhǎng)度 本澆注系統(tǒng)采用最為常用的 v 形澆道 這種澆道易于機(jī)械加工 且熱量損失和阻 力損失均不太大 截面尺寸如圖所示 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 15 4 3 4 模具的排氣部分 排氣槽的設(shè)計(jì)原則 1 如果型腔中產(chǎn)生乞阻現(xiàn)象 將直接影響制品的外觀 設(shè)計(jì)模具時(shí) 必須考慮 排氣問(wèn)題 如發(fā)生氣阻 型腔中排不出的空氣會(huì)因高壓而燃燒 使制品的局部被燒蝕 影響制品的質(zhì)量 2 簡(jiǎn)單模具氣阻的準(zhǔn)確位置易確定 對(duì)于復(fù)雜的模具 可以通過(guò)試模來(lái)確定 氣阻位置 3 找出氣阻位置 便可設(shè)置排氣槽 一般在分型面凹模一側(cè)開(kāi)設(shè)一條深 0 025 0 1mm 寬 1 5 6 mm 的排氣槽 4 該套模具的排氣槽設(shè)置在分型面處及鑲塊的嚙合處 塑件外形尺寸較小 對(duì)于此類(lèi)小型模具 可利用分型面間隙排氣 分型面位于 熔體流向的末端 可達(dá)到很好的排氣效果 因而本模具不另外設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng) 直接 由分型面間隙 鑲件縫隙 推桿間隙等進(jìn)行排氣 具體的結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示 童心吸水杯杯蓋注塑模設(shè)計(jì) 16 4 4 4 成型零件的設(shè)計(jì) 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱(chēng)為成型零件 包括凹模 型芯 鑲塊 成型桿和成型環(huán)等 成型零件工作時(shí) 直接與塑料接觸 承受塑料熔體的高壓 料 流的沖刷 脫模時(shí)與塑件間還發(fā)生摩擦 因此 成型零件要求有正確的幾何形狀 較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度 此外成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理 有較高的強(qiáng) 度 剛度及較好的耐磨性能 設(shè)計(jì)成型零件時(shí) 應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求 確定型腔的總體 結(jié)構(gòu) 選擇分型面和澆口位置 確定脫模方式 排氣部位等 然后根據(jù)成型零件的 加工 熱處理 裝配等要求進(jìn)行零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 計(jì)算成型零件的工作尺寸 對(duì)關(guān)鍵 的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核 4 4 1 成型零件型腔計(jì)算 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) P P1485 凹模是成型塑件的主要零件 按其結(jié)構(gòu)不同 可分為整體式和組合式兩類(lèi) 本 設(shè)計(jì)中采用整體式凹模 其特點(diǎn)是牢固 不易變形 型芯是成型塑件的內(nèi)表面的零 件 型芯按結(jié)構(gòu)可分為整體式和組合式兩種 本設(shè)計(jì)中采用整體式 特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)牢 固 但不便加工 消耗的模具鋼多 這種結(jié)構(gòu)是將型芯單獨(dú)加工 再鑲?cè)肽０逯?成型零件工作尺寸的確定 成型零件的工作尺寸指直接成型塑件的尺寸 成型零件尺寸計(jì)算的基本公式是 1 SBA 考慮塑件公差 模具制造公差 模具磨損量等 其計(jì)算公式如下 1 型腔內(nèi)徑尺寸的計(jì)算 00 43 1 SD 式中 D 型腔內(nèi)徑尺寸 D 塑件外徑標(biāo)稱(chēng)尺寸 mm 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 17 S 塑料平均收縮率 即 2minaxs 塑件公差 型腔制造公差2 代入數(shù)據(jù)得 05 05 178 3842 6 D 2 型心外徑尺寸計(jì)算 00 431 Sd 其中 d 型芯外徑尺寸 d 塑件內(nèi)徑標(biāo)稱(chēng)尺寸0 型芯制造公差 代入數(shù)據(jù) 05 05 647384 1 d 3 型腔高度尺寸計(jì)算 0021SH 式中 H 型腔深度尺寸 H 塑件高度標(biāo)稱(chēng)尺寸0 型腔深度制造公差 一般取 或 31 4 代入數(shù)據(jù)得 13 0 0462859 4 型心高度尺寸計(jì)算 002 sh 童心吸水杯杯蓋注塑模設(shè)計(jì) 18 4 式中 h 型芯高度尺寸 h 塑件深度標(biāo)稱(chēng)尺寸0 型芯高度制造公差 代入數(shù)據(jù)得 h 013 013 4285 4 4 2 圓型零件型腔壁厚的計(jì)算及強(qiáng)度校核 注塑模具設(shè)計(jì)及應(yīng)用 P P1670 塑料模具型腔在成型過(guò)程中受到熔體的高壓作用 應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛 度 模具型腔壁厚的計(jì)算應(yīng)以最大壓力為準(zhǔn) 型腔壁厚的強(qiáng)度計(jì)算條件是型腔在各種受力形式下的應(yīng)力值 不得超過(guò)模具 材料的許用應(yīng)力 而剛度計(jì)算條件由于模具的特殊性應(yīng)從以下三個(gè)方面來(lái)考慮 模具成型過(guò)程中不發(fā)生溢出 保證塑件尺寸精度 尺寸范圍 50 200 i 15 塑件精度等級(jí) 取 4i 塑件尺寸公差值 取 0 38 代入數(shù)據(jù)得 05 38 15 保證塑件順利脫模 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 19 s 保證塑件順利脫模的型腔允許彈性變形量 塑件壁厚 塑料的收縮率s 根據(jù)重復(fù)承受內(nèi)壓力的圓筒體原理計(jì)算壁厚 并按此計(jì)算強(qiáng)度 1 壁厚計(jì)算 prRt 2 式中 在半徑 r 圓周產(chǎn)生的切線應(yīng)力 Mpa 其值為所用模具用鋼的抗拉t 應(yīng)力 安全系數(shù) 型腔壓力 Mpap 模具外圓半徑R 模具型腔內(nèi)圓半徑r 已知 m39 Mpa30pat10 模具抗拉應(yīng)力 取安全系數(shù)為 4 4 側(cè) mR5301392 rh94 h 為最大壁厚與最小壁厚的平均值 按變形量校核型腔壁厚 mrREp2 式中 型腔內(nèi)半徑徑向的變形量 型腔壓力 Mpa 彈性模量 碳鋼取 Mpa510 2 童心吸水杯杯蓋注塑模設(shè)計(jì) 20 4 型腔內(nèi)半徑r 型腔外半徑R 橫向變形系數(shù) 泊松比 碳鋼取 0 25m 代入數(shù)據(jù)得 018 25 03952392 所以 變形限制在 0 2mm 以下符合要求 定模強(qiáng)度校核 2435EBhPLS 式中 墊板厚度h 模內(nèi)成型壓力P 支撐塊間距離L 模具寬度 B 凸模板的允許變形量S 彈性模量 鋼取EMpa510 2 代入數(shù)據(jù)得 047 35201 32 852546 S 變形量限制在 0 1 以下 符合要求 4 5 頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在注射成型中 制品的頂出對(duì)制品的質(zhì)量以及是否可以自動(dòng)成型等起著重要的 作用 頂出方法由使用塑料的種類(lèi) 制品形狀 澆口的種類(lèi) 制品的商品價(jià)值 模 具的制作周期及價(jià)格等所決定 原則上必須能夠在不使制品產(chǎn)生變形和損壞的情況 下 可靠而迅速地脫模 故障要少 維修要簡(jiǎn)單 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 21 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 1 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè) 2 保證塑件不因推出而變形 3 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單 動(dòng)作可靠 4 良好的塑件外觀 5 合模時(shí)的正確復(fù)位 頂出方式的種類(lèi)有很多種 本設(shè)計(jì)中由于制品內(nèi)壁有一圈螺紋 精度不高 因而采用頂板頂出機(jī)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)行脫模 這各機(jī)構(gòu)的原理是在型芯根部安裝一與之密 切配合的推板 頂出時(shí) 推板沿成型周邊移動(dòng) 將塑件推離型芯 這種機(jī)構(gòu)主要用 于頂出支撐面很小的塑件 如薄壁容器等 在不允許留有頂桿殘痕的情況下 也可 采用這種頂出板頂出機(jī)構(gòu) 為了防止推板刮傷型芯 推板和型芯之間最少應(yīng)留有 0 25mm 的間隙 頂板內(nèi)側(cè) 邊緣斜角應(yīng)在 左右選取 頂板應(yīng)設(shè)有導(dǎo)向裝置 10 本設(shè)計(jì)中 脫模時(shí)頂板帶動(dòng)頂桿 頂桿頂出推板 向前把塑件推出 頂出行程 一般是被頂出制品高的 所以頂桿的行程 不要將頂出行程做得過(guò)32cm40326 長(zhǎng) 脫模力的計(jì)算 塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì) P 170 注射成型后 塑件在模具內(nèi)冷卻定型 由于體積的收縮 對(duì)型芯產(chǎn)生包緊力 塑件要從模腔中脫出 就必須克服因包緊力而產(chǎn)生的摩擦阻力 對(duì)于不帶通孔的殼 類(lèi)塑件 脫模時(shí)還要克服大氣壓力 一般而論 塑料制件剛開(kāi)始脫模時(shí) 所需克服 的阻力最大 即所需的脫模力最大 b 童心吸水杯杯蓋注塑模設(shè)計(jì) 22 4 sinco uAPFT 式中塑料對(duì)鋼的摩擦系數(shù)約為 0 1 0 3 塑件包容型芯的面積 塑件對(duì)型芯的單位面積上的包緊力 一般情況下 模外冷卻的塑件 p 約 取 24 39Mpa 模內(nèi)冷卻的塑件 p 約取 8 12Mpa 代入數(shù)據(jù)得 23104 3718mSHA MpaP0 NFt3718 4 合模時(shí) 推板通過(guò)回程桿復(fù)位 使得生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行 4 6 冷卻孔的設(shè)計(jì) 模具設(shè)計(jì)中 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)部分的設(shè)計(jì)是必不可少的 因?yàn)槟＞叩臏囟戎苯佑?響到塑件成型的質(zhì)量和生產(chǎn)效率 這要求我們的設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)時(shí)必須讓模具迅速均 勻地使模具和塑件冷卻下來(lái) 以縮短成型周期 同時(shí)能使塑料的收縮率小 變形小 尺寸穩(wěn)定 耐應(yīng)力 開(kāi)裂性好 表面光潔 模具設(shè)置冷卻裝置的目的 1 防止塑件脫模變形 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 23 2 縮短成型周期 3 使結(jié)晶性塑料快速冷卻 水道孔徑的選擇 冷卻水道的直徑采用 8mm 的冷卻水道 最低流速是 水孔位置設(shè)計(jì) 如圖sm6 1 所示 4 7 確定各模板的厚度 塑料模具設(shè)計(jì) P 218 對(duì)于模具中各模板的厚度 包括頂出固定板 墊板 動(dòng)定模固定板 支撐板等 在滿足強(qiáng)度要求的前提下 應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)模架 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架及一些尺寸的要求 初步確定模架的尺寸如下 單位 mm 定模固定板 23509 流道冷料推板 16 定模板 推板 8 動(dòng)模板 250 動(dòng)模墊板 3 頂出板 16 頂出固定板 支撐板 75204 動(dòng)模固定板 39 模具用鋼 童心吸水杯杯蓋注塑模設(shè)計(jì) 24 4 選擇模具零件的材料應(yīng)按其用途而定 對(duì)成形零件的用料應(yīng)考慮以下因素 1 要承受在高溫 高壓下長(zhǎng)期工作 因此應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度 耐疲勞性能及 耐熱性 2 用于成批大量生產(chǎn)的模具應(yīng)具有良好的熱處理性能 對(duì)形狀復(fù)雜的零件及易 變形零件則還應(yīng)要求材料在熱處理時(shí)變形小 3 對(duì)成型零件尺寸精度要求較高的 應(yīng)考慮使用尺寸穩(wěn)定性好的材料 4 模具鋼要便于加工 易拋光 根據(jù)以上要求 模具的材料分別為 動(dòng)模板 定模板等模板使用 45 鋼 導(dǎo)柱 導(dǎo)套材料為 T8A 或 20 號(hào)鋼滲碳處理 其它零件所用材料見(jiàn)總裝配圖明細(xì)欄 5 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè) 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組 5 1 最小注射量的校核 對(duì)于螺桿式注射機(jī) 其最小注射能力以螺桿在料筒內(nèi)最大推進(jìn)容積 M cm3 表示 因此最大注射量就是該體積的塑料熔體在料筒內(nèi)的溫度及壓力下的重量 Gmax M DC g 式中 M 注射機(jī)規(guī)定注射容積 cm3 D 注射塑料在常溫下的比重 g cm3 C 料筒溫度在塑料體積膨脹率校正系數(shù) 結(jié)晶塑料取 0 85 非結(jié)晶塑 料取 0 93 因塑件體積小 壓力對(duì)塑件比重影響很小 可忽略不記 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 25 Gmax 60X1 05X0 93 58 59 g 塑件質(zhì)量使用 Pro E 分析模組計(jì)算得 G 塑件 16g Gmax 所以 此注射機(jī)最大注射量滿足該塑件要求 5 2 注射壓力校核 查 模具手冊(cè) 得 ABS 樹(shù)脂在螺桿式注射機(jī)下注射壓力應(yīng)在 60 100 MPa 而 SZ ZY 125 型注射壓力為 116 6Mpa 因此能滿足該塑件要求 5 3 鎖模力校核 當(dāng)高壓塑料熔體充滿模具型腔時(shí) 產(chǎn)生一個(gè)使模具沿分型面分開(kāi) 其值等 于制件和澆口流道系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和乘以型腔內(nèi)塑料壓力 pKF P 式中 p 料筒內(nèi)注射機(jī)柱塞或螺桿施于塑料上的壓力 MPa K 損耗系數(shù) 1 3 2 3 F 投影總面積 m2 P 注射機(jī)的額定鎖模力 KN pKF 390000N 2489000N 204 1 326 1 故鎖模力滿足要求 6 使用說(shuō)明及操作過(guò)程 一 試模與修正 1 對(duì) 童心吸水杯杯蓋 模具設(shè)計(jì)完成后 必須進(jìn)行試模 通過(guò)試模 來(lái)檢驗(yàn)?zāi)?具是否合格以及選擇最佳成型工藝 2 經(jīng)過(guò)第一次試模后 就合格的模具是理想的 實(shí)際上難以做到 所以 在試 模后一般即需按照模具委托加工說(shuō)明書(shū)進(jìn)行修正加工 修改委托書(shū)內(nèi)容時(shí) 必須慎重 行事 二 操作過(guò)程 1 開(kāi)模后 定模與定動(dòng)模之間分開(kāi) 2 隨著機(jī)床的后退 在頂板的作用下 完成塑件的強(qiáng)行脫摩過(guò)程 3 機(jī)床繼續(xù)后退 在拉板和拉桿螺釘?shù)淖饔孟?使得定模和冷料流道推板 與冷料流道推板和定模固定板的兩次分離 如廢料不能自行彈出時(shí) 由工人手工取 童心吸水杯杯蓋注塑模設(shè)計(jì) 26 4 出廢料 5 合模 繼續(xù)下一個(gè)循環(huán)操作 三 該套模具可采用半自動(dòng)操作 有一定的工作量 但這樣做可以降低成本 帶 來(lái)很好的經(jīng)濟(jì)效益 7 模具的保養(yǎng) 每一套模具 往往造價(jià)及為昂貴 對(duì)模具必須進(jìn)行保養(yǎng) 1 防銹措施 卸模時(shí) 必須從下部卸下冷卻管 用棉絲擦干 用壓縮空氣吹凈 在防銹方法上 可涂飾耐水性的黃油 也可以打用除銹液將型腔和冷卻孔銹體清除 2 保持滑動(dòng)部分的潤(rùn)滑 在保養(yǎng)上要定其在滑動(dòng)部分涂油 涂飾必須適當(dāng) 如潤(rùn)滑油涂飾太多則會(huì)污染 制品 涂少起不到潤(rùn)滑的效果 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 27 小結(jié) 三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)已接近尾聲 在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程 我做了大量的工作 從資料的搜 集到參觀學(xué)習(xí) 以及對(duì)模具進(jìn)行設(shè)計(jì)等工作 我都能按計(jì)劃要求完成任務(wù) 注塑模設(shè)計(jì) 這門(mén)課是作為選修課開(kāi)設(shè)的 我沒(méi)有選 給我的畢業(yè)設(shè)計(jì)帶來(lái)不便 在老師的指導(dǎo)下 我通過(guò)自學(xué) 對(duì)這們課程有一定程度的認(rèn)識(shí) 加上課外書(shū)籍的閱讀 和參觀實(shí)習(xí) 對(duì)模具的了解越來(lái)越多 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)給了我一個(gè)很好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì) 我 搜集了大量的資料 在圖書(shū)館借了數(shù)本有關(guān)注塑料模方面的書(shū) 認(rèn)真仔細(xì)地看過(guò)多遍 并且做了筆記 這都為我以后的設(shè)計(jì)工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 在參觀幾家塑料廠的時(shí)候 我能做到多看 多問(wèn) 多動(dòng)手 在其中是三家塑料廠 我還親手拆裝了幾套模具 進(jìn)行了分析與研究 和同學(xué)一起探討 使我對(duì)注塑行業(yè)也有 了一定的了解 并對(duì)注塑模具有了一定的感性認(rèn)識(shí) 在進(jìn)行設(shè)計(jì)與繪圖的時(shí)候 我查閱了大量的資料 對(duì)每一個(gè)零件的尺寸 對(duì)每一個(gè) 童心吸水杯杯蓋注塑模設(shè)計(jì) 28 4 部件的安裝位置 對(duì)每一個(gè)動(dòng)作運(yùn)動(dòng)機(jī)理 進(jìn)行了深入的分析下研究 并和指導(dǎo)老師及 同學(xué)進(jìn)行了探討 盡可能完善每一個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程 我是用 AUTOCAD 與 PRO E 進(jìn)行繪圖 這使我能更加熟練地運(yùn)用這兩種軟件 由于人的知識(shí)有限 在設(shè)計(jì)過(guò)程中 經(jīng)驗(yàn)不 足 在某些地方的設(shè)計(jì)與實(shí)際相脫離或者在某些地方的設(shè)計(jì)不完美 希望老師能予 以指正 三個(gè)月的設(shè)計(jì)業(yè)已結(jié)束 在這個(gè)過(guò)程中 我對(duì)模具設(shè)計(jì)及塑料行業(yè)有了一 定了解 學(xué)到了很多的知識(shí) 培養(yǎng)了我嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng) 精益求精的工作態(tài)度 并鍛練了我的意志 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)即將完成 我學(xué)到的東西還很多 使大學(xué)四 年所學(xué)的書(shū)本知識(shí)與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合 加深了理論的理解 提高了動(dòng)手能力 在將來(lái)的工作中能夠做到得心應(yīng)手 乘風(fēng)破浪會(huì)有時(shí) 直掛云帆濟(jì)滄海 參考文獻(xiàn) 1 陸寧編著 實(shí)用注塑模設(shè)計(jì) 北京 中國(guó)輕工業(yè)出版社 1997 5 2 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè) 編寫(xiě)組 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 1982 12 3 張克惠 注塑模設(shè)計(jì) 西北工業(yè)大學(xué)出版社 1995 1 4 王樹(shù)勛 模具實(shí)用技術(shù)綜合手冊(cè) 廣州 華南進(jìn)工大學(xué)出版社 1995 6 5 宋玉恒 塑料注射模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè) 北京 航空工業(yè)出版社 1994 8 6 陳秀寧 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 浙江大學(xué)出版社 1993 7 7 虞傳寶 冷沖壓及塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)資料 機(jī)械工業(yè)出版社 1992 10 8 工程畫(huà)教研室 機(jī)械制圖 大連理工大學(xué) 北京 高等教育出版社 1993 5 9 成都科技大學(xué) 北京化工學(xué)院 天津輕工業(yè)學(xué)院 塑料成型模具 輕工業(yè)出版 社 1990 8 10 王伯平 互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 機(jī)械工業(yè)出版社 2001 1 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 29 11 申樹(shù)義 高濟(jì)編 塑料模具設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 1993 9 12 馮炳堯等主編 模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè) 上?？萍汲霭嫔?1987 8 13 葉屋臣一 注塑模設(shè)計(jì)和應(yīng)用 輕工業(yè)出版社 1989 1 14 許鶴峰 注塑模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)與圖例 化學(xué)工業(yè)出版社 1999 1 15 馬金駿 塑料模具設(shè)計(jì) 中國(guó)科學(xué)計(jì)算出版社 1994 6 16 屈華昌 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 1994 6 附件清單 童心吸水杯杯蓋模具裝配圖 MJ 001 A0 1 張 模具零件圖 頂出板導(dǎo)向桿 MJ 001 01 A4 1 張 拉桿螺釘 MJ 001 02 A4 1 張 型芯 MJ 001 03 A3 1 張 拉板 MJ 001 04 A4 1 張 定模安裝板 MJ 001 05 A2 1 張 定位環(huán) MJ 001 06 A4 1 張 導(dǎo)套 MJ 001 07 A4 1 張 導(dǎo)柱 MJ 001 08 A4 1 張 主流道襯套 MJ 001 09 A4 1 張 導(dǎo)柱 MJ 001 10 A4 1 張 童心吸水杯杯蓋注塑模設(shè)計(jì) 30 4 流道冷料推板 MJ 001 11 A2 1 張 定模型板 MJ 001 12 A2 1 張 推板 MJ 001 13 A2 1 張 動(dòng)模型板 MJ 001 14 A2 1 張 動(dòng)模墊板 MJ 001 15 A2 1 張 支撐板 MJ 001 16 A3 1 張 動(dòng)模固定板 MJ 001 17 A2 1 張 頂出固定板 MJ 001 18 A3 1 張 頂出板 MJ 001 19 A3 1 張 支撐釘 MJ 001 20 A4 1 張 制品圖 LJ 001 A3 1 張 三維實(shí)體造型圖冊(cè)一份 A4 16 張