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江蘇財經(jīng)職業(yè)技術學院 綜 合 畢 業(yè) 實 踐 說 明 書 論 文 標題 塑料套筒注射模設計 系 別 機電工程系 專 業(yè) 模具設計與制造 學 號 0810403226 姓 名 王晶晶 指導教師 陳青云 2011 年 5 月 15 日 1 摘 要 本次畢業(yè)設計任務是完成塑料套筒注射模設計 根據(jù)塑件的結構 技術要求及企 業(yè)生產(chǎn)的實際情況 和應用 CAD 進行塑料套筒的注射模設計 本次設計通過分析塑料 套筒的工藝性 結構性 從而設計出塑料套筒的注塑模具結構 并通過型腔壓力和鎖 模力的計算 選擇注塑機 給出了相關工藝參數(shù) 為了降低模具成本 提高生產(chǎn)效率 對于有國家標準的零件 本設計均采用標準件 其中包括注塑模標準模架 標準導柱 導套等 對于有推薦尺寸的零件 均選用推薦值設計 如澆口套等 關鍵詞 塑料套筒 注塑機 分型面 凹模 型腔 2 目 錄 摘 要 1 目 錄 2 引 言 5 1 塑件工藝性分析 6 1 1 塑件成型工藝分析 6 1 1 1 材料的基本性能 6 1 1 2 材料的成型工藝特性 6 1 2 塑件的結構工藝性 6 1 2 1 塑件的尺寸精度分析 6 1 2 2 塑件表面質量分析 8 1 2 3 塑件的結構工藝性分析 8 1 2 4 塑件的生產(chǎn)批量 9 2 關于注射機 9 2 1 計算塑件體積和質量 9 2 1 1 塑件的體積計算 9 2 1 2 塑件的質量計算 9 2 2 初選注射機 9 2 3 確定型腔數(shù)量 10 2 4 確定注射成型的工藝參數(shù) 10 3 分型面的選擇及澆注系統(tǒng)的設計 11 3 1 分型面的選擇 11 3 2 澆注系統(tǒng)的設計 11 3 2 1 主流道和定位圈的設計 12 3 2 2 澆口的設計 13 3 2 3 分流道的設計 13 3 2 4 冷料穴的設計 14 4 模具設計方案論證 14 3 4 1 型腔布置 14 4 2 成型零件的結構確定 15 4 2 1 凹模設計 15 4 2 2 凸模設計 15 4 3 導向定位機構的設計 15 4 4 推出機構設計 15 5 主要零部件的設計計算 16 5 1 成型零件尺寸計算 16 5 1 1 型腔計算 16 5 1 2 型芯計算 16 5 1 2 型芯計算 18 5 2 模具型腔壁厚的確定 18 6 標準模架的選擇 18 6 1 模板的周界尺寸的確定 18 6 2 A 板厚度的確定 19 6 3 B 板厚度的確定 19 6 4 C 板厚度的確定 19 6 5 標準模架的選擇 19 7 導柱和導套的加工 19 7 1 導柱的加工 19 7 1 1 用兩頂尖孔定位裝夾 20 7 1 2 用外圓柱表面定位裝夾 20 7 1 3 外圓與頂尖相結合的定位裝夾 20 7 1 4 影響導柱車削加工質量的因素 20 7 2 導套的加工 21 8 模具總裝圖 21 8 1 模具總裝圖 21 8 2 模具的安裝試模 23 結束語 25 4 致 謝 26 參考文獻 27 5 塑料套筒注射模設計 引 言 塑料制品在人們的生活中以及現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的到日益廣泛的運用 隨著塑料工 業(yè)的發(fā)展 社會對塑料制品的需求也越來越大 若要生產(chǎn)出比較好的塑料制品 那就 必須有先進的塑料模具 因此 對模具的設計和生產(chǎn)又成為人們關注的焦點 該零件是套筒 該產(chǎn)品目前的市場需求很大 價格較低 市場競爭力大 改進前 該產(chǎn)品的模具采用側澆口 虛人工切除凝料 提高了成本 從模具的角度考慮 要想 降低成本 需設計全自動脫落式的模具 該產(chǎn)品要求精度一般 結構簡單 可設計成 多模腔以提高生產(chǎn)率 關鍵是怎樣實現(xiàn)全自動脫模 從而省去人工切除凝料的過程 本文還論述塑料零件的注射成型工藝的選擇 模具主要零部件的加工工藝規(guī)程的編制 及模具裝配與試模的工藝方法等 6 1 塑件工藝性分析 1 1 塑件成型工藝分析 1 1 1 材料的基本性能 聚丙烯無色 無味 無毒 密度僅為 0 90 0 91g cm3 它不吸水 光澤好易著色 聚丙烯屈服強度 抗拉強度 抗壓強度和硬度及彈性比聚乙烯好 聚丙烯熔點為 164 170 C 以上的溫度下進行消毒滅菌 其低溫使用溫度過 15 C 低于 35 C 時會 脆裂 聚丙烯的高頻絕緣性能好 絕緣性能不受溫度的影響 但在氧 熱 光的作用 下極易解聚 老化 所以必須加入防老化劑 1 1 2 材料的成型工藝特性 成型收縮率大 易發(fā)生縮孔 凹痕 變形 方向性強 流動性極好 易于成型 熱容量大 注射成型模具必須設計能充分進行冷卻的冷卻回路 注意控制成型溫度 聚丙烯成型的適宜模溫為 80 C 左右 不可低于 50 C 否則會造成成型制件表面光澤 差或產(chǎn)生熔接痕等缺陷 溫度過高會產(chǎn)生翹曲和變形 1 2 塑件的結構工藝性 1 2 1 塑件的尺寸精度分析 1 型芯徑向尺寸 22 0 25 0 2 由模具材料及熱處理中表 1 2 查得該尺寸的精度等級為 MT4 由模具材料及熱處理中表 1 3 查得聚丙烯塑料的一般精度為 MT4 由于尺寸的精度等級 MT4 等于材料的精度等級故該尺寸公差合理 2 型芯徑向尺寸 28 0 28 0 24 由模具材料及熱處理中表 1 2 查得該尺寸的精度等級為 MT4 由模具材料及熱處理中表 1 3 查得聚丙烯塑料的一般精度為 MT4 由于尺寸的精度等級 MT4 等于材料的精度等級故該尺寸公差合理 3 型芯深度尺寸 32 0 25 0 2 由模具材料及熱處理中表 1 2 查得該尺寸的精度等級為 MT4 由模具材料及熱處理中表 1 3 查得聚丙烯塑料的一般精度為 MT4 由于尺寸的精度等級 MT4 等于材料的精度等級故該尺寸公差合理 7 4 型芯深度尺寸 14 0 28 0 26 由模具材料及熱處理中表 1 2 查得該尺寸的精度等級為 MT5 由模具材料及熱處理中表 1 3 查得聚丙烯塑料的一般精度為 MT4 由于尺寸的精度等級 MT5 小于材料的精度等級故該尺寸公差合理 5 型芯深度尺寸 22 0 34 0 24 由模具材料及熱處理中表 1 2 查得該尺寸的精度等級為 MT5 由模具材料及熱處理中表 1 3 查得聚丙烯塑料的一般精度為 MT4 由于尺寸的精度等級 MT5 小于材料的精度等級故該尺寸公差合理 6 型芯高度尺寸 10 0 28 0 26 由模具材料及熱處理中表 1 2 查得該尺寸的精度等級為 MT4 由模具材料及熱處理中表 1 3 查得聚丙烯塑料的一般精度為 MT4 由于尺寸的精度等級 MT4 等于材料的精度等級故該尺寸公差合理 7 型芯高度尺寸 5 0 34 0 24 由模具材料及熱處理中表 1 2 查得該尺寸的精度等級為 MT6 由模具材料及熱處理中表 1 3 查得聚丙烯塑料的一般精度為 MT4 由于尺寸的精度等級 MT6 小于材料的精度等級故該尺寸公差合理 8 型腔徑向尺寸 24 0 25 0 24 由模具材料及熱處理中表 1 2 查得該尺寸的精度等級為 MT4 由模具材料及熱處理中表 1 3 查得聚丙烯塑料的一般精度為 MT4 由于尺寸的精度等級 MT4 等于材料的精度等級故該尺寸公差合理 9 型腔徑向尺寸 30 0 36 0 14 由模具材料及熱處理中表 1 2 查得該尺寸的精度等級為 MT4 由模具材料及熱處理中表 1 3 查得聚丙烯塑料的一般精度為 MT4 由于尺寸的精度等級 MT4 等于材料的精度等級故該尺寸公差合理 10 型腔徑向尺寸 34 0 28 0 24 由模具材料及熱處理中表 1 2 查得該尺寸的精度等級為 MT4 由模具材料及熱處理中表 1 3 查得聚丙烯塑料的一般精度為 MT4 8 由于尺寸的精度等級 MT4 等于材料的精度等級故該尺寸公差合理 11 型芯深度尺寸 16 0 34 0 24 由模具材料及熱處理中表 1 2 查得該尺寸的精度等級為 MT5 由模具材料及熱處理中表 1 3 查得聚丙烯塑料的一般精度為 MT4 由于尺寸的精度等級 MT5 小于材料的精度等級故該尺寸公差合理 12 型芯深度尺寸 24 0 25 0 20 由模具材料及熱處理中表 1 2 查得該尺寸的精度等級為 MT5 由模具材料及熱處理中表 1 3 查得聚丙烯塑料的一般精度為 MT4 由于尺寸的精度等級 MT5 小于材料的精度等級故該尺寸公差合理 13 型芯高度尺寸 12 0 18 0 14 由模具材料及熱處理中表 1 2 查得該尺寸的精度等級為 MT4 由模具材料及熱處理中表 1 3 查得聚丙烯塑料的一般精度為 MT4 由于尺寸的精度等級 MT4 等于材料的精度等級故該尺寸公差合理 14 型芯高度尺寸 5 0 28 0 26 由模具材料及熱處理中表 1 2 查得該尺寸的精度等級為 MT6 由模具材料及熱處理中表 1 3 查得聚丙烯塑料的一般精度為 MT4 由于尺寸的精度等級 MT6 小于材料的精度等級故該尺寸公差合理 1 2 2 塑件表面質量分析 對該塑件表面沒有特殊要求 一般情況下 外表面要求光潔 表面粗糙度 Ra 可以 取 1 6um 沒有特殊要求的塑件內(nèi)部表面粗糙 Ra 可取 32um 1 2 3 塑件的結構工藝性分析 脫模斜度分析 由模具材料及熱處理表 1 5 查得該制件行腔脫模斜度一般為 25 45 型芯的 脫模斜度為 20 45 而該制件的脫模斜度為 35 滿足要求 壁厚分析 制件的厚度大小一樣 都是 5mm 比較均勻 有利于成型 加強肋分析 該制件高度較小 壁厚適中 可不設加強肋 支承面和凸臺 9 該制無整體支承面和凸臺 圓角分析 該制件內(nèi)外表面連接處有圓角 孔的分析 該制件的表面有一個 12 0 18 0 14mm 的孔成型方便 塑件的側孔和側凹分析 該制件無側孔和側凹 塑件的金屬鑲嵌件分析 該塑件無金屬鑲嵌件 塑件的螺紋分析 該塑件無螺紋 塑件的文字 符號及標記分析 該塑件無文字 符號及標記 通過以上分析可見 注射時在工藝參數(shù)控制的較好的情況下 制件的成型要求得 到保證 1 2 4 塑件的生產(chǎn)批量 該塑件的生產(chǎn)類型的大批量生產(chǎn) 因此在模具設計中要求高塑件的生產(chǎn)率 傾向 于采用多型腔 高壽命 自動脫模模具 以便降低成本 2 關于注射機 2 1 計算塑件體積和質量 2 1 1 塑件的體積計算 經(jīng)計算 計算過程略 得到塑件的體積為 V 11201mm3 2 1 2 塑件的質量計算 經(jīng)計算 W 0 9x11 021 9 9g 由于塑件采用注射成型加工 使用一模四腔分布 因此可計算出一次注射成型過 程所用塑料量為 W 4w w 廢料 4 9 9 9 9 20 41 58g 2 2 初選注射機 根據(jù)以上一次注射量的分析以及考慮到塑件的品種 塑件結構 生產(chǎn)批量及注射 工藝參數(shù) 注射模具尺寸大小因素 參考現(xiàn)有設備 初選 HCHT5 型螺桿式注塑機 注 10 射劑的主要參數(shù)的選擇如表所示 表 2 2 主要參數(shù)項目 參數(shù)數(shù)值 最大注射量 cm3 122 注射壓力 mpa 181 鎖模力 kn 75 最大模具厚度 mm 320 最小模具厚度 mm 100 最大開模行程 mm 70 定位圈直徑 mm 100 2 3 確定型腔數(shù)量 考慮到該注射機的額定注射量為 122cm3 本設計中的塑件結構簡單 單個塑件的 體積約為 11cm3 注射機的額定注射量限制成型該塑件的最多數(shù)量為 4 而該塑件的生 產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn) 為滿足注射機要求決定采用一模四件的模具結構 型腔布置在 型腔版的兩側這樣有利于澆注系統(tǒng)的排列和模具的平衡 2 4 確定注射成型的工藝參數(shù) 根據(jù)所選用塑件的特性和本設計中塑件自身的成型特點 查閱資料 I 得注射成型 工藝參數(shù)見下表 表 2 4 塑件的注射成型工藝參數(shù) 工藝參數(shù) 內(nèi)容 工藝參數(shù) 內(nèi)容 預熱和干燥 注 射時間 1 5 后 段 150 170 成型時間 s 保 壓時間 5 10 中 段 180 190 料筒溫度 t 前 段 190 205 螺桿溫度 n r min 11 續(xù)表 2 4 噴嘴溫度 t 170 190 方 法 模具溫度 t 40 60 溫 度 t 注射溫度 t 60 100 后處理 時 間 h 雖然塑件體積 壁厚不大 但該塑件生產(chǎn)類型為大批量 加上低密度聚丙烯比熱 容大 冷卻速度慢 成型時必須充分冷卻 模具設計時要求有冷卻系統(tǒng) 所以該模具 應采用冷卻水強制冷卻 冷卻要均勻 以縮短成型周期 提高生產(chǎn)率 3 分型面的選擇及澆注系統(tǒng)的設計 3 1 分型面的選擇 該塑件為塑料套筒注射模 外形表面質量要求高 在選擇分型面時 根據(jù)分型面 的選擇原則 考慮不影響塑件的外觀質量 便于清除毛刺及飛邊 有利于排除模具型 腔內(nèi)的氣體 分模后塑件留在動模一側及便于取出塑件等因素 分型面選擇在塑件外 形輪廓的最大處 分型面的結構尺寸圖如下圖所示 圖 1 分型面的結構圖 3 2 澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)由主流道 分流道 澆口 冷料穴四部分組成 考慮到塑件的外觀要求 12 較高 外表面不允許有成型斑點和熔接痕 以及一模四腔的布置等因素 澆口采用方 便加工修整 凝料去除容易且不會在塑件外壁留下痕跡的側澆口 模具采用單分型面 結構兩板模 模具制造成本比較容易控制在合理范圍內(nèi) 澆注系統(tǒng)的設計如圖 2 所示 圖 2 澆注系統(tǒng)的結構圖 3 2 1 主流道和定位圈的設計 主流道與注射機的高溫噴嘴反復接觸碰撞 故應設計成獨立可折卸更換的澆口套 分開設計 澆口套的結構如圖 3 所示 圖 3 澆口套結構圖 查資料得到 HCHT5 型注射機與噴嘴的有關尺寸 噴嘴前端球面半徑 SR0 8mm 噴嘴 孔直徑 d0 16mm 定位圈直徑為 100 為保證模具主流道與噴嘴的緊密接觸 避免溢料 主流道與噴嘴的關系為 SR SR0 1 2 d d 0 5 因此 取主流道球面半徑 SR 2mm 主流道的水端直徑 d 2 5mm 為了便于將凝料從主流道中拔出 應將主流道設計成圓錐形 其斜度為 2 4 計算其大端直徑約為 10mm 為避免模內(nèi)的高壓塑料產(chǎn)生過大的反壓力 配合段直徑 D 不宜過大 取 D 25mm 同時為了使熔料順利進入分流道出料端設計 R2 的圓弧過渡 為補償在注射機噴嘴沖擊力作用下澆口套的變形 將澆口套的長度設計得比模板厚度 13 短 0 02mm 澆口套外圓盤軸肩轉角半徑 R 宜大一些 取 R 3mm 以免淬火開裂和應力 集中 定位圈是安裝模具時做定位用的 查資料得 HCHT5 型螺桿式注射機的定位圈直徑 為 100mm 一般定位圈高出定模座板表面 5 10mm 由于澆口套與定位圈均屬于注射模具的通用件 所以澆口套和定位圈應采用推薦 尺寸 澆口套和定位圈的詳細設計見后面的介紹零件圖 3 2 2 澆口的設計 根據(jù)塑件的外觀要求及型腔分布情況 選用如下圖所示的側澆口 從塑件的底側 中部進料 去除凝料時不會在塑件的外壁留下澆口痕跡 不影響塑件的外觀 圖 4 澆口結構圖 2 0 3 0mm 取 l1 2 5mm 0 6 0 9 b 2 取 l 2mm 澆口深度 t 0 5 2 0mm 取 t 1 0mm 澆口寬度 b 0 6 0 9 A 30mm 取 b 4mm 3 2 3 分流道的設計 本方案采用 U 形斷面分流道 在一塊模板切削加工容易實現(xiàn) 且比表面積不大 熱量 損失和阻力損失太大 查相關經(jīng)驗表格得聚丙烯的分流道推薦直徑為 5 10mm 內(nèi)取 8mm 分流道的結構圖如圖 5 所示 14 圖 5 分流道結構圖 3 2 4 冷料穴的設計 采用帶 Z 形頭拉料桿的冷料穴 將其設置在主流道的末端 既起到冷料穴的作用 又兼起開模分型時將凝料從主流道中拉出留在動模一側 稍做側向移動便可取出凝料 的作用 冷料穴的結構圖如圖 6 所示 圖 6 l 主流道 2 冷料穴 3 拉料桿 4 模具設計方案論證 4 1 型腔布置 對于一模多件的模具型腔布置 在保證澆注系統(tǒng)分流道的流程短 模具結構緊湊 模具能正常工作的前提下 盡可能使模具型腔對稱均衡 取件方便 本方案的模具采 用一模四腔 型腔平衡布置在型腔板兩側 型腔嵌件如下圖 7 所示 15 圖 7 型腔嵌件 4 2 成型零件的結構確定 動模固定板如下圖 8 所示 圖 8 動模固定板 4 2 1 凹模設計 采用整體嵌入式凹模 放在定模板一側 主要是從節(jié)省優(yōu)質模具鋼材料 方便熱 處理 方便日后的更換維修等方面考慮的 16 4 2 2 凸模設計 型芯結構設計采用組合式 可節(jié)省貴重模具鋼 減少加工工作量 成型塑件內(nèi)壁 的大型芯裝在動模板上方便型芯的制作安裝 塑件飛邊的去除 4 3 導向定位機構的設計 由于塑件基本對稱且無單向側壓力 所以采用直導柱導向便可滿足合模導向及閉 模的定位 4 4 推出機構設計 根據(jù)塑件套筒的形狀特點 其推出機構可采用推件板推出或推件桿推出 其中推 件板推出結構可靠 頂出力均勻 不影響塑件的外觀質量 但制造困難 成本高 推 桿推出結構簡單 推出平穩(wěn)可靠 雖然推出時會在塑件內(nèi)部型腔上留下頂出痕跡 但 不影響塑件外觀 所以采用推桿推出機構 5 主要零部件的設計計算 5 1 成型零件尺寸計算 成型零件尺寸均按平均值法計算 查有 塑料模具設計指導與資料匯編 表 7 7 得 pp 的收縮率為 1 0 2 5 故平均收縮率 SCP 1 0 2 5 2 1 75 0 0175 根 據(jù)塑件尺寸公差要求 模具制造公差取 z 3 成型零件尺寸計算 5 1 1 型腔計算 徑向尺寸 1 32 0 25 0 2 mm 32 250 0 450mm LM1 LS LS SCP 3 4 z 0 32 25 32 28 0 0175 3 4 z 0 32 48 0 15 0mm 2 28 0 28 0 24mm 28 28 0 0 52mm LM2 LS LS SCP 3 4 0 17 0 30 36 30 36 1 75 3 4 0 5 0 17 0 28 38 0 17 0mm 深度尺寸 1 14 0 28 0 26mm 14 28 0 0 54mm HM1 HS HS SCP 2 3 z 0 17 16 34 16 34 1 75 2 3 0 6 0 2 0 14 17 0 18 0mm 2 22 0 24 0 24mm 22 280 0 58mm HM2 HS HS SCP 2 3 z 0 24 25 24 25 0 0175 2 3 0 45 0 15 0 22 28 0 11 0mm 由上計算可得型腔的徑向尺寸為 32 48mm 28 38mm 深度尺寸為 14 17mm 22 28mm 5 1 2 型芯計算 徑向尺寸計算 1 22 0 25 0 20mm 21 8 0 45 0mm lm1 ls ls scp 3 4 0 z 24 20 24 20 0 0175 3 4 0 45 0 0 15 22 520 0 15mm 2 10 0 28 0 26mm 9 74 0 54 0mm lm2 ls ls scp 3 4 0 z 11 86 11 86 0 0175 3 4 0 32 0 0 10 10 320 0 18mm 高度尺寸計算 5 0 34 0 24mm 4 76 0 58 0mm hm hs hs scp 2 3 0 z 4 74 4 74 0 0175 2 3 0 54 0 0 18 5 230 0 18mm 徑向尺寸 1 34 0 24 0 28mm 340 28 0 520mm LM1 LS LS SCP 3 4 z 0 34 28 34 28 1 75 3 4 0 52 0 17 0 34 49 0 17 0mm 2 30 0 36 0 14mm 30 360 0 50mm 18 LM2 LS LS SCP 3 4 z 0 30 36 30 36 1 75 3 4 0 5 0 17 0 30 52 0 17 0mm 深度尺寸 1 16 0 34 0 24mm 16 0 34 0 60mm HM1 HS HS SCP 2 3 z 0 16 34 16 34 1 75 2 3 0 6 0 2 0 16 22 0 2 0mm 2 24 0 25 0 20mm 24 250 0 45mm HM2 HS HS SCP 2 3 z 0 24 25 24 25 0 0175 2 3 0 45 0 15 0 24 37 0 15 0mm 由上計算可得 型芯的徑向尺寸為 22 52mm 10 32mm 34 49mm 30 52mm 深度尺寸 為 16 22mm 24 37mm 高度尺寸為 52 23mm 5 1 2 型芯計算 徑向尺寸計算 1 24 0 25 0 20mm 24 20 0 45 0mm lm1 ls ls scp 3 4 0 z 24 20 24 20 0 0175 3 4 0 45 0 0 15 24 960 0 15mm 2 12 0 18 0 14mm 11 86 0 32 0mm lm2 ls ls scp 3 4 0 z 11 86 11 86 0 0175 3 4 0 32 0 0 10 12 030 0 10mm 高度尺寸計算 5 0 28 0 26mm 4 74 0 54 0mm hm hs hs scp 2 3 0 0 18 4 74 4 74 0 0175 2 3 0 54 0 0 18 5 180 0 18mm 19 由上計算可得 型芯的徑向尺寸為 24 96mm 12 03mm 高度尺寸為 5 18mm 5 2 模具型腔壁厚的確定 采用經(jīng)驗數(shù)據(jù)法 依據(jù)直徑 34mm 查閱 塑料模具設計指導與資料匯編 表 9 25 得該型腔的推薦壁厚為 36mm 6 標準模架的選擇 6 1 模板的周界尺寸的確定 模板周界尺寸如圖 9 所示 圖 9 模板周界尺寸圖 由 塑料成型工藝與模具設計 表 1 27 查得 S 8 18 26mm t 1 3 1 4 S 1 3 26 8mm l 2S 2A t 2 26 2 34 8 128mm N 2S 2B t 2 26 2 34 8 128mm 因此型腔板周界尺寸為 N L 128 128 模板周界的調(diào)整 如圖分流道的分布 一級分流寬度為 8mm 二級分流寬度為 8mm 交口長度為 1mm 由上述得 L 128 26 10 146 由 塑料成型工藝與模具設計 II 表 8 27 查得 L 為 180mm W 為 200mm 6 2 A 板厚度的確定 由型腔深度 24mm 查得 塑料成型工藝與模具設計 表 8 27 得 A 取 30mm 6 3 B 板厚度的確定 由 塑料成型工藝與模具設計 表 8 27 查得 B 取 30mm 6 4 C 板厚度的確定 由 塑料成型工藝與模具設計 表 8 27 查得 H5 13mm H6 15mm 20 推出空間 24 5 5 34mm C 13 15 34 62mm C 取 70mm 6 5 標準模架的選擇 綜合考慮 本塑件采用一模四腔平衡布置直澆口一次分型結構 推出機構為推桿 推出 且型芯的形式為鑲拼組合式 因此選用 A 型模架 標記為 模架 A1818 30 30 70 GB T12555 2006 7 導柱和導套的加工 7 1 導柱的加工 為了保證導向精度 除了要求保證導柱 導套配合部分的尺寸精度外 還應保證 配合表面間的同心度以及導套內(nèi)外表面的同心度 導柱用棒料車制 熱處理后修復中心孔 在外圓磨床上磨削 磨削時 應在一次 裝夾中將導柱的表面磨出 以保證兩個配合面的同心度 導套也是用棒料車制 熱處理后進行磨削 磨削時 首先在內(nèi)圓磨床上以外圓定 位磨內(nèi)孔 然后將導套固定在心軸上 以內(nèi)孔定位在外圓磨床上磨外圓 這樣就保證 了內(nèi)外表面間的同心度 符合互為基準原則 為保證導柱 導套耐磨且中心部分具有良好的韌度 通常采用 20 號低碳鋼制造 熱處理時一般進行滲碳淬火 其表面滲碳深度為 0 8 1 2mm 導柱零件的材料還有 T8A 及 T10 等 對于這些材料 采用熱處理淬火即可達到規(guī)定的硬度要求 導柱外圓柱配合表面的加工路線為 粗車 半精車 熱處理 粗磨 精磨 IT6 IT7 Ra0 4 0 8um 對于一般精度要求的導柱 其外圓配合表面可按上述加工路線加工至精磨即可 7 1 1 用兩頂尖孔定位裝夾 導柱零件的設計基準通常為軸心線 所以用兩端頂尖孔裝夾符合基準原則同 時用作基準面的頂尖孔可在后續(xù)的磨削加工中心重復使用 又符合基準統(tǒng)一原則 同 時用作基準面的頂尖孔裝夾加工導柱可以有效地消除加工誤差 該裝夾方式在導柱零 件加工中應用非常普遍 兩頂尖孔裝夾導柱 不需要找正 用精度較高 但必須通過雞心夾頭或拔盤帶動 21 導柱旋轉 用雞心夾頭裝夾時會增加加工頂尖孔的工序和工步 7 1 2 用外圓柱表面定位裝夾 用三爪卡盤直接裝夾不需要找正 加工出的回轉表面與夾持表面的同軸度誤差一 般在 0 05mm 內(nèi) 7 1 3 外圓與頂尖相結合的定位裝夾 當導柱直徑與長度均較大時 通常采用一端用三爪卡盤 另一端用頂尖 簡稱一 夾一頂 裝夾 一夾一頂裝夾可提高導柱在加工過程中的剛性 7 1 4 影響導柱車削加工質量的因素 車削毛坯的準備工作主要有校直 切斷 加工端面和鉆孔等 校直分別為冷校直 和熱校直兩種方法 目的在于減少毛坯的彎曲度 熱校直是熱加工工序 在毛坯車間 進行 冷校直可在壓力機上進行 細長的棒料用專用的校直機校直 冷校直后 毛坯 內(nèi)部存在內(nèi)應力 會使零件在加工或使用過程中產(chǎn)生新的變形 因此 對于技術要求 非常高的導柱零件一般不允許采用冷校直 在鉆頂尖孔前 要特別注意 先加工端面 以免鉆頭引偏或打斷 頂尖孔的幾何形狀誤差過大 會加速頂尖孔的磨損 使工件旋轉中心位置不穩(wěn)定 而造成外圓柱表面的跳動和圓柱度誤差等 頂尖孔的深度不一致時 會引起導柱的軸 向誤差等 此外 若導柱兩端面的頂尖孔軸線不重合 工作時定錐面只與頂尖的一邊 相接觸 如圖 7 4 所示 在切削力與重力的作用下 磨損面將很快失去原有的定位精 度 使加工誤差加大 重復使用時還會因定位軸線的變動而增加新的誤差 因此 頂 尖孔的加工必須保證同軸度 7 2 導套的加工 導套的加工路線如下 鉆孔 粗車 鏜孔 半精車 鏜孔 熱處理 粗磨 精磨 IT6 IT7 Ra0 4 0 8um 導套的磨削是先鏜內(nèi)孔 再穿芯棒磨削外圓 以保證內(nèi)外圓同軸度要求 其中 16 孔內(nèi)表面滲碳淬火 58 62HRC 深度 0 6 1 0mm 8 模具總裝圖 8 1 模具總裝圖 模具總裝圖如下圖 10 所示 22 1 定 模 與 動 模 安 裝 平 面 的 平 行 度 按 GB T 1256 0的 規(guī)定 2 導 柱 導 套 對 動 定 模 安 裝 面 的 垂 直 度 按 的規(guī) 定 3 模 具 所 有 活 動 部 分 應 保 證 位 置 準 確 動 作 可 靠 不 得 有 歪斜 和 卡 滯 現(xiàn) 象 要 求 固 定 的 零 件 不 得 相 對 竄 動 4 流 到 轉 接 處 應 用 光 滑 圓 弧 鏈 接 澆 注 系 統(tǒng) 表 面 粗 糙 度 Ra為0 8um 5 合 模 后 分 型 面 應 緊 密 接 觸 貼 合 成 型 部 分 的 固 定 鑲 件 配 合處 應 緊 密 貼 合 其 間 隙 應 小 于 塑 件 的 最 大 不 溢 料 間 隙 2 6 開 模 時 推 出 要 平 穩(wěn) 保 證 將 塑 料 件 及 澆 注 系 統(tǒng) 凝 料 推 出 模具 審 核校 對繪 圖 班 號比 例 數(shù) 量學 號 圖 號序 號 名 稱 數(shù) 量 材 料 備 注動 模 座 板墊 塊螺 釘 20螺 釘 1支 撐 板動 模 固 定 板推 桿定 模 固 定 板型 芯定 模 座 板螺 釘 12 5澆 口 套型 腔導 套導 柱復 位 桿拉 料 桿推 桿 固 定 板推 板 23510235正 火正 火正 火正 火正 火正 火局 部 淬 火 低 溫 回 火淬 火 低 溫 回 火正 火正 火正 火淬 火 低 溫 回 火淬 火 低 溫 回 火淬 火 低 溫 回 火淬 火 低 溫 回 火局 部 淬 火 低 溫 回 火1 技 術 要 求 王 晶 晶 06 圖 10 模具總裝圖 裝配要求 塑料注射模具的質量 取決于模具零件的加工制造質量和裝配質量 因此 提高裝配質量是非常重要的 在模具裝配時應注意以下幾點 1 成形零件及澆注系統(tǒng) 成形零件的形狀 尺寸必須符合圖樣要求 一般型腔盡量取下偏差尺寸 型芯 盡量取上偏差尺寸 以延長模具的使用壽命 成形零件及澆注系統(tǒng)的表面應平整 光潔 成形零件表面要經(jīng)過拋光或鍍鉻 使表面平整 光潔 拋光時 其拋光紋路應與脫模方向一致 互相接觸承壓零件應有適當?shù)拈g隙或合理的承壓面積 合理的承壓面積可以防 止模具使用的零件互相擠壓而損壞 2 推出系統(tǒng)零件 推出系統(tǒng)的位置要求 推出系統(tǒng)在模具打開時能順利推出制件 并方便取出制 件和廢料 閉模時能準確回復到初始位置 推出系統(tǒng)零件動作靈活 各推出零件在裝配后要動作平衡 靈活 不得卡住及 發(fā)澀出現(xiàn) 3 滑塊及活動零件 保證裝配精度 滑塊及活動零件裝配后要間隙適當 起止位置要安裝正確 不 23 準有卡住 歪斜現(xiàn)象 保證運動精度 滑塊及活動零件運動時要保證動作平衡 可靠 動作靈活 協(xié) 調(diào) 準確 保證裝配可靠 各緊固螺釘 銷釘要擰緊 保證安全可靠 不松動 4 導向機構 保證裝配垂直度 導柱 導套在安裝后要垂直于模座 不得歪斜 保證配合精度 導柱 導套的導向精度要滿足設計圖樣的要求 5 加熱與冷卻系統(tǒng) 冷卻水路要通暢 不漏水 閥門控制可靠 電路加熱系統(tǒng)要絕緣良好 無漏電現(xiàn)象 并且安全可靠 能達到模具溫度的要 求 6 模具外觀 為搬運安裝方便 模具上應沒有起重吊孔或吊環(huán) 模具裝配后其閉合高度 安裝尺寸等要符合設計圖的要求 模具閉合后 分型面 承壓面之間要閉合嚴密 模具外露部分的棱邊要倒角 裝配后的模具應打印標記 編號及合模標記 8 2 模具的安裝試模 試模是模具制造中的一個重要環(huán)節(jié) 試模中的修改 補充和調(diào)整是對于模具設計 的補充 試模前的準備 試模前要對模具及試模用的設備進行檢驗 模具的閉合高度 安裝與注射機的各 個配合尺寸 推出形式 開模距 模具工作要求要符合所選設備的技術條件 檢查模 具各滑動零件配合間隙適當 無卡住及緊澀現(xiàn)象 活動要靈活 可靠 止位置的定位 要正確 各鑲嵌件 緊固件要牢固 無松動現(xiàn)象 對于試模設備也要進行全面檢查 即對設備的油路 水路 電路 機械動力部位 各操作件和顯示信號要檢查和調(diào)整 使之處于運轉狀態(tài) 模具的安裝與調(diào)試 模具的安裝是指將模具從制造地點運至注射機所在地 并安裝在指定注射機的全 過程 24 模具安裝在注射機上要注意以下幾個方面 模具的安裝方位要滿足設計圖樣的要求 模具中有側向滑塊結構時 盡量使其運動方向為水平方向 當模具長度與寬度尺寸相差較大時 應盡可能使較長的邊向水平方向運動 模具帶有液壓油路接頭 氣路接頭 熱流道元件接線板時 盡可能放置在非操 作一側 以免操作不方便 模具在注射機上的固定多采用螺釘 壓板的形式 一般每側采用 4 8 塊壓板 且 對稱布置 模具安裝于注射機上之后 要進行空循環(huán)調(diào)整 其目的在于檢驗模具上各運動機 構是否可靠 靈活 定位裝置是否能夠有效作用 要注意以下幾點 合模后分型面不得有間隙 要有足夠的合模力 活動型芯 推出及導向部位運動要平衡 無干涉現(xiàn)象 定位正確 可靠 開模時 推出要平穩(wěn) 保證將塑件及澆注系統(tǒng)凝料推出模具 試模 模具安裝調(diào)整后即可進行試模 加入原料 原料的品種 規(guī)格 牌號應符合產(chǎn)品圖樣中的要求 成形性能應符合有關標準規(guī) 定 原料一般要預先進行干燥處理 調(diào)整設備 按照工藝條件調(diào)整注射壓力 注射速度 注射量 成形時間 成形溫度等工藝參 數(shù) 試模 將模具安裝在注射機上 選用合格的原料 根據(jù)推薦的工藝參數(shù)調(diào)整好注射機 采用手動操作 開始注射時 首先采用低壓 低溫和較長的時間 條件下成形 如果 型腔未充滿 則增加注射時的壓力 在提高壓力無效時 可以適當提高溫度條件 試 模注射出樣品 檢驗 通過試?？梢詸z驗出模具結構是否合理 所提供的樣品是否符合用戶要求 模具 能否完成批量生產(chǎn) 25 針對試模中發(fā)現(xiàn)的問題 對模具進行修改 調(diào)整 再試模 使模具和生產(chǎn)出的樣 品滿足客戶的要求 試模合格的模具 應清理干凈 涂防銹油入庫保存 26 結束語 通過本次塑料模的設計 使我對注射模有了更多的了解 在老師和我的共同努力 下 終于結束了 通過這次實習 使我在原來的理論基礎上增加了不少實戰(zhàn)性的知識 經(jīng)過兩個月的模具設計 使我大大提高了綜合應用所學的基本理論和專業(yè)知識的能 力 理論聯(lián)系實際 分析 思考和解決實際問題的能力 調(diào)查研究 整理資料 分析 論證和論文寫作的能力 運用所學知識進行設計 計算和解決實際問題的綜合能力 更重要的是知道了模具的設計必須做到大膽謹慎 大膽的想象 謹慎的布局 嚴格遵 循量和單位及其符號均應符合國家標準的規(guī)定 國家標準中未規(guī)定的 應執(zhí)行國際標 準或行業(yè)標準 不同的量必須用不同的符號表示 不得一符多義 含義相同的量則必 須用同一符號表示 在設計中 我們利用計算機輔助設計 CAD 來進行塑料模的設計 計算機輔助設計 是在設計時 把原始數(shù)據(jù)圖形數(shù)據(jù)化的參數(shù)輸入計算機對其進行分 析和處理并通過顯示器給出分析結果和圖形 同時還可在顯示器上對分析結果和圖形 進行補充修改和完整 使設計達到最佳水平 比動手畫圖更省時和省力 而且清晰明 了 可見 CAD 技術在塑料模設計中已從研究階段走上了實用階段 這次設計得到老師的幫助和輔導 在這里我向老師表示衷心的感謝 使我們明白 了 CAD 在模具設計時的總體流程 以后我一定更加努力學習 為將來打下堅固的基礎 27 致 謝 通過這次設計加深了對模具如何用頂針推出 如何冷卻 型芯 型腔加工容易程 度的理解 使我對模具設計理念有了更深的認識 熟練使用各種繪圖軟件對模具進行 設計 同時也使我的實踐與理論結合更加符合實際 對運用工具書查資料等等能力都 得到了加強 也使我對塑料注射模有了個全新的認識 以前 我對著一副模具圖紙或 一套模具形體 我總以為它的構成是模具設計者隨意設計成的 是一件很簡單的事情 不需要耗費什么精力的 可是 經(jīng)過這次塑料注射模設計 我才意識到以前一直在犯 這樣一個錯誤 一套模具的設計從開始到結束都是根據(jù)現(xiàn)在市場需要所決定的 就此 次瓶蓋塑料注射模設計來說 任何一個模具設計者不可能憑空想象就能做出整套模具 的 還可以讓它正常工作 一套模具的設計 除了選材外 還要根據(jù)塑件的材料 工 藝性能以及尺寸精度等來確定設計那種模具 以及該模具適合于那種型號的注塑機 從這次模具設計來看 我的收獲是不小的 至少它讓我了解到模具設計所需要考慮的 各種因素 對于這次塑料注射模設計來說 取的什么成果不敢說 但是至少我對其設 計的內(nèi)容和步驟有了充分了認識 可以使我以后的學習有了明確的目標 本設計的完成是在我們的指導師老師的細心指導下進行的 在每次設計遇到問題 時老師不辭辛苦的講解才使得我的設計順利的進行 從設計的選題到資料的搜集直至 最后設計的修改的整個過程中 花費了指導老師很多的寶貴時間和精力 在此向導師 表示衷心地感謝 導師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度 開拓進取的精神和高度的責任心都將使學生 受益終生 還要感謝和我同一設計小組的幾位同學 是你們在我平時設計中和我一起探討問題 并指出我設計上的誤區(qū) 使我能及時的發(fā)現(xiàn)問題把設計順利的進行下去 沒有你們的 幫助我不可能這樣順利地結稿 在此表示深深的謝意 28 參考文獻 1 李奇 塑料成型工藝與模具設計 北京 中國勞動社會保障出版社 2006 年 8 月 2 廖月瑩 何冰強 塑料模具設計指導與資料匯編 大連 大連理工大學出 版社 2007 年 8 月 3 王立華 模具制作實訓 清華 大學出版社 2006 4 李奇主 模具材料及熱處理 北京理工大學出版社 2007 5 齊衛(wèi)東 塑料模具圖集 北京 理工大學出 2007