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設(shè)計(jì)任務(wù)書 課題名稱 電視遙控器前蓋注塑模設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求 1 掌握塑料成型工藝的基本原理及類型 2 了解模具設(shè)計(jì)在社會發(fā)展中的重要性 3 畫出遙控器前蓋的零件圖 4 設(shè)計(jì)并畫出遙控器前蓋零件的裝配圖 5 逐個(gè)畫出典型部件的零件圖 洛陽大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁 共 24 頁 緒 論 模具在國民經(jīng)濟(jì)中所占據(jù)的地位日益顯著 可以說人類的衣 食 住 行 沒有 哪一方面離得開模具 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(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) 模具工業(yè)不但在國民經(jīng)濟(jì)中占捬重要地位 在世界市場上也是獨(dú)樹一枝 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 伴隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對模具工業(yè)也提出了越來越高的要求 汽車 摩 托車 家電行業(yè)等是模具最大的市場 占整個(gè)模具市場的 60 以上 例如 一種型號的 轎轤生產(chǎn)線共需要模具 4000 6000 套 價(jià)值達(dá) 2 億 10 億元 一臺電冰箱需要模具 生產(chǎn)的零件約 150 個(gè) 共需要模具約 350 套 價(jià)值約 400 萬元 單臺彩電大約有 150 個(gè)零件需用模具生產(chǎn) 共需模具 140 套 價(jià)值達(dá) 700 萬元 其中所需模具大部分為注 塑模具和沖壓模具 預(yù)計(jì) 2005 年 僅汽車行業(yè)就需要各種塑料制件 36 萬噸 電冰箱 洗衣機(jī)和空調(diào)年產(chǎn)量均超過 1000 萬臺 彩電的產(chǎn)量已超過 3000 萬臺 到 2010 年 在 建筑和建材行業(yè)方面 塑料門窗的普及率達(dá)到 30 塑料管的普及達(dá)到 50 這些都會 大大增加對模具的需求重 近年來 我國的模具工業(yè)一盶以每年 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(dá)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(jìn)口模具鋼約 6 萬噸 我國每年進(jìn)口模具約占市場總量的 20 左右 已超過 10 億美元 其中塑料與橡膠模具占全部進(jìn)口模具 50 以上 沖壓模具占全部進(jìn) 口模具約 40 由此可見我國的模具工業(yè)的發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮?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(jìn)步 但總體上與工業(yè) 發(fā)達(dá)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(jìn)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(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿 足國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)的發(fā)展需要 縱觀發(fā)達(dá)國家對模具工業(yè)的認(rèn)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(gè)國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志 因此 模具是國 洛陽大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2 頁 共 24 頁 家重點(diǎn)鼓勵(lì)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(jì)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(dāng)務(wù)之急是加快技術(shù)進(jìn)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(jìn)口模具的依賴 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 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) 專用的機(jī)床設(shè)備 更重要的是生產(chǎn)技術(shù)的管理等 21 世 紀(jì)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(biāo)是提高 產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率 縮短設(shè)計(jì)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 洛陽大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 頁 共 24 頁 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?大力普及 廣泛應(yīng)用 CAD CAE CAM 技術(shù) 逐步走向集成化 現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)制 造不僅應(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 提高大型 精密 復(fù)雜與長壽命模具的設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 逐步減少模具 的進(jìn)口量 增加模具的出口量 在塑料注射成型模具中 積極應(yīng)用熱流道 推廣氣輔或水輔注射成型 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(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率 模具標(biāo)準(zhǔn)件是模具基礎(chǔ) 其大量應(yīng)用可縮短模具設(shè)計(jì)制造周期 同時(shí)也顯著提高模具的制造精度咎使用性能 大大地提高模具質(zhì)量 我國模具商品化 標(biāo)準(zhǔn)化率均低于 30 而先進(jìn)國家均高于 70 每年我們要從國外進(jìn)口相當(dāng)數(shù)量的模具標(biāo)準(zhǔn)件 其費(fèi)用約占年模具進(jìn)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(jìn)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) 逆向工程與并行工程 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(jì)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(shí)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(jì)制造水平 在制 造中積極采用多媒體與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 逐步走向網(wǎng)絡(luò)化 智能化環(huán)境 實(shí)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(jì)吆部門發(fā)展的重要基礎(chǔ) 之一 模具訟計(jì)水平的高低 加工設(shè)備的好壞 制造能力的強(qiáng)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(jì)效益的 提高 工業(yè)先進(jìn)的發(fā)達(dá)國家 其模具工業(yè)的年產(chǎn)值早已超過機(jī)床行業(yè)的產(chǎn)值 美國工業(yè)界認(rèn)為 模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石 日本模具協(xié)會認(rèn)為 模具是促進(jìn)社會繁榮富裕的動力 國際模具專家認(rèn)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(rèn)識之后 我們可以得出一個(gè)很明確的認(rèn)識 在科技飛速發(fā)展的今天 模 具作為一個(gè)高科技產(chǎn)業(yè)對國民經(jīng)濟(jì) 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(jìn)水平比起來還存在 洛陽大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁 共 24 頁 較大的差距 我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展給模具工業(yè)的發(fā)展提供了一個(gè)廣闊的空間和巨大的 發(fā)展?jié)摿?選擇了模具設(shè)計(jì)的畢業(yè)論文對我現(xiàn)在的學(xué)習(xí)和將來的工作都有極大重要的 意義 大學(xué)三年的?？茖W(xué)習(xí)即將結(jié)束 畢業(yè)設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)環(huán)節(jié) 是對以前所學(xué)的 知識及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(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) 我熟紲地掌握了機(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 對機(jī)械制造 加工的工藝有了一 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) 我對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 豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動作過程方面的知識 而對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 將充分利用和查閱各種資 料 并與同學(xué)進(jìn)行充分討論 盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)的過程中 將有一定的困難 但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力 相 信會完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù) 由于學(xué)生水平有限 而且缺乏經(jīng)驗(yàn) 設(shè)計(jì)中不妥之處 在所難免 肯請各位老師指正 設(shè)計(jì)者 目 錄 一 對塑料成型模具的認(rèn)識 5 1 我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀 6 2 我國模具技術(shù)與國外的差距 10 二 設(shè)計(jì)過程 13 洛陽大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁 共 24 頁 1 塑料成型制品的分析 2 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) a 注射模的結(jié)構(gòu) b 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) c 模具結(jié)構(gòu)零件設(shè)計(jì) 三 體會與感受 27 四 參考文獻(xiàn) 28 一 對塑料成型模具設(shè)計(jì)的認(rèn)識 隨著工業(yè)的發(fā)展 模具所占的地位越來越重要 尤其是塑料模具 其應(yīng)用更加廣 泛 技術(shù)含量更高 我們每天都在享用著它帶來的成果 塑料制件在工業(yè)中的應(yīng)用日 益普及 這是由于他們具有一系列特殊優(yōu)點(diǎn)決定的 1 重量輕 塑料是一種輕質(zhì)的材 料 一般塑料的相對密度為 0 83 2 2 最輕的塑料相對密度只有 0 83 比水還輕 最重的塑料是聚四氟乙烯 相對密度 2 2 總的來說 塑料的平均相對密度約為鋁的 1 2 鋼的 1 5 鉛的 1 8 以空氣或其他氣體為填料而制得的泡沫塑料相對密度更小 洛陽大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁 共 24 頁 幾乎只有軟木的 1 10 木材的 1 30 塑料相對密度小 這對于要求減輕自重的汽車 飛機(jī) 船舶 宇航工業(yè)等 具有特別重要的意義 2 比強(qiáng)度高 比強(qiáng)度是強(qiáng)度與密 度之比 許多塑料的比強(qiáng)度相當(dāng)高 其中玻璃纖維增強(qiáng)塑料的比強(qiáng)度達(dá)到甚至超過拉 鋼材的水平 在空間技術(shù)上使用的結(jié)構(gòu)材料 不但要求高強(qiáng)度高剛性 而且要求質(zhì)輕 因此衡量一種材料的強(qiáng)度和剛性更常用的是比強(qiáng)度和彈性模量 3 優(yōu)良的耐磨 自 潤和吸震性能 由于塑料具有磨擦系數(shù)小 耐磨性高 自潤滑性好等特點(diǎn) 并且具有 一定的機(jī)械強(qiáng)度 4 粘結(jié)能力強(qiáng) 一般塑料都有一定的粘結(jié)能力 5 優(yōu)越的化學(xué) 穩(wěn)定性 一般塑料對酸 堿 鹽等化學(xué)物質(zhì)均具有一定的抗腐能力 6 優(yōu)良的電絕 緣性能 所以注塑模具發(fā)展的特別的快是本次模具設(shè)計(jì)的重點(diǎn) 一 我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀 我國模具工業(yè)從起步到飛躍發(fā)展 歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì) 近幾年來 我國模具技術(shù) 有了很大發(fā)展 模具水平有了較大提高 大型 精密 復(fù)雜 高效和長壽命模具又上 了新臺階 大型復(fù)雜沖模以汽車覆蓋件模具為代表 我國主要汽車模具企業(yè) 已能生 產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具 體現(xiàn)高水平制造技術(shù)的多工位級進(jìn)模 覆蓋面大增 已從電 機(jī) 電鐵芯片模具 擴(kuò)大到接插件 電子零件 汽車零件 空調(diào)器散熱片等家電零件 模具上 塑料模已能生產(chǎn) 34 48 大展幕彩電塑殼模具 大容量洗衣機(jī)全套塑料模具 及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具 塑料模熱流道技術(shù)日臻成熟 氣體鋪助注射 技術(shù)已開始采用 壓鑄模方面已能生產(chǎn)自動扶梯整體梯級壓鑄模及汽車后轎齒輪箱壓 鑄模等 模具質(zhì)量 模具壽命明顯提高 模具交貨期較前縮短 模具 CAD CAM CAE 技 術(shù)相當(dāng)廣泛地得到應(yīng)用 并開發(fā)出了自主版權(quán)的模具 CAD CAE 軟件 電加工 數(shù)控加 工在模具制造技術(shù)發(fā)展上發(fā)揮了重要作用 模具加工機(jī)床品種增多 水平明顯提高 快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)得到了進(jìn)一步發(fā)展 尤其這一領(lǐng)域的高新技術(shù)快速原型制造技術(shù) RPM 進(jìn)展很快 國內(nèi)有多家已自行開發(fā)出達(dá)到國際水平的相關(guān)設(shè)備 模具標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)用 更加廣泛 品種有所擴(kuò)展 模具材料方面 由于對模具壽命的重視 優(yōu)質(zhì)模具鋼的應(yīng) 用有較大進(jìn)展 正由于模具行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步 模具水平得以提高 模具國產(chǎn)化取得了 可喜的成就 歷年來進(jìn)口模具不斷增長的勢頭有所控制 模具出口穩(wěn)步增長 模具的分類方法很多 按制造的產(chǎn)品分類 可以分為塑料模具 沖壓模具 鍛壓 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)比例大 二 我國模具技術(shù)與國外的差距 1 產(chǎn)需矛盾 工業(yè)發(fā)展水平的不斷提高 工業(yè)產(chǎn)品更新速度加快 對模具的要求越來越高 盡 管改革開放以來 模具工業(yè)有了較大發(fā)展 但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市 場的需要 目前滿足率只能達(dá)到 70 左右 造成產(chǎn)需矛盾突出的原因 一是專業(yè)化 標(biāo) 準(zhǔn)化程度低 除少量標(biāo)準(zhǔn)件外購?fù)?大部分工作量均需模具廠去完成 加工企業(yè)管理 的體制上的約束 造成模具制造周期長 不能適應(yīng)市場要求 二是設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)落 洛陽大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁 共 24 頁 后 如模具 CAD CAM 技術(shù)采用不普遍 加工設(shè)備數(shù)控化率低等 亦造成模具生產(chǎn)效率 不高 周期長 總之 是拖了機(jī)電 輕工等行業(yè)發(fā)展的后腿 2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 企業(yè)結(jié)構(gòu)等方面 模具按國家標(biāo)準(zhǔn)分為十大類 其中沖壓模 塑料模占模具總量的主要部分 按產(chǎn) 值統(tǒng)計(jì) 我國目前沖壓模占 50 60 塑料模占 25 30 國外先進(jìn)國家對發(fā)展塑料模很 重視 塑料模比例一般占 30 40 國內(nèi)模具中 大型 精密 復(fù)雜 長壽命模具比較 低 約占 20 左右 國外為 50 以上 我國模具生產(chǎn)企業(yè)結(jié)構(gòu)不合理 主要生產(chǎn)模具能 力集中在各主機(jī)廠的模具分廠 或車間 內(nèi) 模具商品化率低 模具自產(chǎn)自用比例高達(dá) 70 以上 國外 70 以上是商品化的 3 產(chǎn)品水平 衡量模具產(chǎn)品水平 主要有模具加工的制造精度和表面粗糙度 加工模具的復(fù)雜 程度 模具的使用壽命和制造周期等 國內(nèi)外模具產(chǎn)品水平仍有很大差距 4 工藝裝備水平 我國機(jī)床工具行業(yè)已可提供比較成套的高精度模具加工設(shè)備 如 加工中心 數(shù) 控銑床 數(shù)控仿形銑床 電加工機(jī)床 座標(biāo)磨床 光曲磨床 三座標(biāo)測量機(jī)等 但在 加工和定位精度 加工表面粗糙度 機(jī)床剛性 穩(wěn)定性 可靠性 刀具和附件的配套 性方面 和國外相比 仍有較大差距 三 我國模具技術(shù)的發(fā)展趨勢 當(dāng)前 我國工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)是產(chǎn)品品種多 更新快和市場競爭激烈 在這種情況 下 用戶對模具制造的要求是交貨期短 精度高 質(zhì)理好 價(jià)格低 因此 模具工業(yè) 的發(fā)展的趨勢是非常明顯的 1 模具產(chǎn)品發(fā)展將大型化 精密化 模具產(chǎn)品成形零件的日漸大型化 以及由于高效率生產(chǎn)要求的一模多腔 如塑封模 已達(dá)到一模幾百腔 使模具日趨大型化 隨著零件微型化 以及模具結(jié)構(gòu)發(fā)展的要求 如多工位級進(jìn)模工位數(shù)的增加 其步 距精度的提高 精密模具精度已由原來的 5 m 提高到 2 3 m 今后有些模具加工精度 公差要求在 1 m 以下 這就要求發(fā)展超精加工 2 多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展 新型多功能復(fù)合具是在多工位級進(jìn)模基礎(chǔ)上開發(fā)出來的 一套多功能模具除了沖 壓成形零件外 還可擔(dān)負(fù)轉(zhuǎn)位 疊壓 攻絲 鉚接 鎖緊等組裝任務(wù) 通過這種多功 能模具生產(chǎn)出來的不再是單個(gè)零件 而是成批的組件 如觸頭與支座的組件 各種小 型電機(jī) 電器及儀表的鐵芯組件等 3 熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步提高 由于采用熱流道技術(shù)的模具可提高制作的生產(chǎn)率和質(zhì)量 并能大幅度節(jié)省制作的 原材料和節(jié)約能源 所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革 國外熱流道模具 已有一半用上了熱流道技術(shù) 有的廠甚至已達(dá) 80 以上 效果十分明顯 國內(nèi)近幾年已 洛陽大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁 共 24 頁 開始推廣應(yīng)用 但總體還達(dá)不到 10 個(gè)別企業(yè)已達(dá)到 20 30 制訂熱流道元器件的 國家標(biāo)準(zhǔn) 積極生產(chǎn)價(jià)廉高質(zhì)量的元器件 是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵 4 氣體輔助注射模具和適應(yīng)高壓注射成形等工藝的模具將積極發(fā)展 氣體輔助注射成形是一種塑料成形的新工藝 它具有注射壓力低 制品翹曲變形 少 表面好以及易于成形壁厚差異較大的制品等優(yōu)點(diǎn) 可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下 大幅度降低成本 國外 已經(jīng)較成熟 國內(nèi)目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用 氣體輔助注射成形包括塑料熔體注射和氣體 一般均采用氮?dú)?注射成形兩面部份 比 傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制 而且氣體輔助注射常用于較 復(fù)雜的大型制品 模具設(shè)計(jì)和控制的難度較大 因此 開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟 件 顯得十分重要 為了確保塑料件精度 將繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成 型工藝與模具 在注射成形中 影響成型件精度的最大因素是成型收縮 高壓注射成 型可強(qiáng)制樹脂收縮率 增加塑件尺寸的穩(wěn)定性 模具要求剛性好 耐高壓 特別是精 密模具的型腔應(yīng)淬火 澆口密封性好 模具能準(zhǔn)確控制 注射壓縮成型技術(shù) 是在模 具預(yù)先半開模狀態(tài)或者在鎖模力保持中壓或低壓 模具在設(shè)定的打開量下 注射溶融 樹脂 然后以最大的鎖模力進(jìn)行壓縮成型 其效果是 1 成型件局部內(nèi)應(yīng)力小 2 可得到縮孔小的厚壁成型件 3 對于塑件狹窄的部件也可注入樹脂 4 用小注射力 能得到優(yōu)良制品 該類模具的理想結(jié)構(gòu)是 1 注射時(shí)樹脂以低的流動阻力迅速充填型 腔 2 充填完后能立即遮斷澆口部 3 壓縮作用應(yīng) 僅限于型腔部 5 模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛 使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期 而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制造 成本 因此 模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛 為此 首先要制訂統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn) 并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn) 其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn) 提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量 降低成本 再次是 要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格品種 發(fā)展和完善聯(lián)銷網(wǎng) 保證供貨迅速 8 模具使用優(yōu)質(zhì)材料及應(yīng)用先進(jìn)的表面處理技術(shù)將進(jìn)一步受重視 在整個(gè)模具價(jià)格構(gòu)成中 材料所占比重不大 一般在 20 30 之間 因此選用優(yōu) 質(zhì)鋼材和應(yīng)用的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要 對于模具鋼來說 要采用電渣重熔工藝 努力提高鋼的純凈度 等向性 致密度和均勻性及研制更高性 能或有特殊性能的模具鋼 如采用粉末冶金工藝制作的粉末高速鋼等 粉末高速鋼解 決了原來高速鋼冶煉過程中產(chǎn)生的一次碳化物粗大和偏析 從而影響材質(zhì)的問題 其 碳化物微細(xì) 組織均勻 沒有材料方向性 因此它具有韌性高 磨削工藝性好 耐磨 性高 長年使用尺寸穩(wěn)定等特點(diǎn) 是一種很有發(fā)展前途的鋼材 特別對形狀復(fù)雜的沖 件及高速沖壓的模具 其優(yōu)越性更加突出 這種鋼材還適用于注射成型器件玻璃纖維 或金屬粉末的增強(qiáng)塑料的模具 如型腔 型芯 澆口等主要部件 另外 模具鋼品種 規(guī)格多樣化 產(chǎn)品精料化 制品化 盡量縮短供貨時(shí)間亦是重要方向 洛陽大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁 共 24 頁 模具熱處理和表面處理是能否充分發(fā)揮模具鋼材性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié) 模具熱處理的 發(fā)展方向是采用真空熱處理 模具表面處理除完善普及常用表面處理方法 即擴(kuò)滲 如 滲碳 滲氮 滲硼 滲鉻 滲釩外 應(yīng)發(fā)展設(shè)備昴貴 工藝先進(jìn)的氣相沉積 TiN TiC 等 等離子噴涂等技術(shù) 9 在模具設(shè)計(jì)制造中將全面推廣 CAD CAM CAE 技術(shù) 模具 CAD CAM CAE 技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑 實(shí)踐證明 模具 CAD CAM CAE 技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向 現(xiàn)在 全面普及 CAD CAM CAE 技術(shù)已基 本成熟 由于模具 CAD CAM 技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù) 近年來模具 CAD CAM 技術(shù)的硬件與軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度 特別是微機(jī)的 普及應(yīng)用 更為廣大模具企業(yè)普及模具 CAD CAM 技術(shù)創(chuàng)造了良好的條伯 隨著微機(jī)軟 件的發(fā)展和進(jìn)步 技術(shù)培訓(xùn)工作也日趨簡化 在普及推廣模具 CAD CAM 技術(shù)的過程中 應(yīng)抓住機(jī)遇 重點(diǎn)扶持國產(chǎn)模具軟件的開發(fā)和應(yīng)用 加大技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度 應(yīng)時(shí)一步擴(kuò)大 CAE 技術(shù)的應(yīng)用范圍 對于已普 及了模具 CAD CAM 技術(shù)的一批以家電行業(yè)代表的企業(yè)來說 應(yīng)積極做好模具 CAD CAM 技術(shù)的深化應(yīng)用工作 即開展企業(yè)信息化工程 可從 CAPP PDM CIMS VR 逐步深化 和提高 二 設(shè)計(jì)過程 2 1 塑料成型制品的分析 1 制品的設(shè)計(jì)要求 本次設(shè)計(jì)的塑料制品是日常生活中的電視機(jī)遙控器的前蓋 形狀并 不復(fù)雜 形狀基本對稱 精度要求不高 2 制品的生產(chǎn)批量 本制品由于是日常生活用品所以屬于大批量生產(chǎn) 為了縮短生產(chǎn)周 期 提高生產(chǎn)效率 制品使用一模兩腔和全自動生產(chǎn) 利用側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 在開模的時(shí)候進(jìn)行側(cè)抽芯運(yùn)動 然后由脫模機(jī)構(gòu)把塑件和凝料從模具脫出 為了提高生產(chǎn)效率 制品在模具中直接成型 3 制品的質(zhì)量和體積 1 塑件的基本尺寸和基本數(shù)據(jù) 塑件長 a 107 5 mm 塑件寬 b 50 mm 塑件高 h 14 mm 塑件質(zhì)量 m 28 5mm 電子天平稱 洛陽大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁 共 24 頁 塑件密度 p 1 04 mm ABS 塑料 塑件體積 v 68 6 mm 因?yàn)?注射一次消耗塑料的總質(zhì)量 單個(gè)塑件的質(zhì)量 塑件個(gè)數(shù) 澆道 口和澆道的質(zhì)量 估算澆道口和澆道質(zhì)量取 15 30g 所以 總質(zhì)量 M 28 5 2 15 72 g 2 根據(jù)注塑的總質(zhì)量選注塑機(jī) 由于注塑機(jī)的注射量必須大于或等于總質(zhì)量 M 51 8 g 所以根據(jù)課 本 P96 的表 3 4 初選 SZ 100 500 SZ 100 500 的各項(xiàng)參數(shù)為 理論注射量 80 110 螺桿注塞直徑 30 35 注射壓力 200 150 螺桿轉(zhuǎn)速 10 150 合模力 500 拉桿內(nèi)間距 280 250 移模行程 300 最大模具厚度 250 最小模具厚度 150 模具定位孔直徑 125 噴嘴球半徑 15 大注射量的校核 利用課本 102 頁的公式 K 利 G 公 G 件 G 廢 式中 G 公 注射機(jī)公稱質(zhì)量注射量 g K 利 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù) 一般取 0 75 0 85 G 件 塑件的質(zhì)量 G 廢 澆注系統(tǒng)等廢料的質(zhì)量 0 75 110 82 5 51 8 g 合適 注射壓力的校核 利用課本 102 頁的公式 P 公 P 注 式中 P 公 注塑機(jī)的最大注射壓力 P 注 塑件成型所需的實(shí)際注射壓力 根據(jù) ABS 塑料注射壓力在 60 120MPa 而壁薄流道較長時(shí) 注射 注射壓力可提高到 130 150MPa 而本塑料的壁只有 1mm 屬于壁薄件所 洛陽大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁 共 24 頁 以 P 注取 140MPa P 公 200MPa P 公 P 注 合適 合模力的校核 利用課本 103 頁的公式 F 鎖 K 損 p 注 A 分 式中 F 鎖 注塑幾的額定合模力 N P 注 塑件成型所需的實(shí)際注射壓力 Pa K 損 注射壓力達(dá)到型腔的壓力損失系數(shù) 一般取 0 34 0 67 A 分 塑件及澆注系統(tǒng)等在分型面上的投影面積 M 2 1 5 K 損 p 注 A 分 1 5 0 5 140 1000000 0 06 0 065 2 0 75 140 1000000 0 06 0 065 2 1 5 140 6 65 10 819 KN 500KN 不合適 需要重選注塑機(jī) 根據(jù)合模力改選注塑機(jī) 一般工廠的塑膠部都擁有從小到大各種型號的注射機(jī) 中等型號的占 大部分 小型和大型的只占一小部分 所以我們不必過多的考慮注射機(jī)型 號 具體到這套模具 廠方提供的注射機(jī)型號和規(guī)格以及各參數(shù)如下 SZ 160 100 的各項(xiàng)參數(shù) 理論注射量 160 螺桿注塞直徑 40 注射壓力 150 注射速率 105 塑化能力 45 螺桿轉(zhuǎn)速 0 220 合模力 1000 拉桿內(nèi)間距 345 345 移模行程 325 最大模具厚度 300 最小模具厚度 200 模具定位孔直徑 100 噴嘴球半徑 15 大注射量校核 0 75 160 120 51 8 g 合適 洛陽大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁 共 24 頁 注射壓力的校核 P 公 150MPa P 注 140MPa P 公 P 注 合適 合模力的校核 F 鎖 1000KN 819KN 合適 開模力的校核 額定開模力一般取 1 10 1 20 的合模力 液壓頂壓力 額定液壓頂出里一般取 2 的合模力 2 2 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 一 通用注射線型系統(tǒng) 是指熱塑料的通用注射成形系統(tǒng) 其包括用來成 型的和最后成型好的塑件 以及用來保證塑件成型的注射機(jī)和注射模待組 成 常用注射成型系統(tǒng) 1 機(jī)身 2 電同及油泵 3 注射油缸 4 齒輪箱 5 齒輪傳動電同 6 料斗 7 螺桿 8 加熱器 9 料筒 10 噴嘴 11 定 模固定板 12 模具 13 導(dǎo)柱 14 動模固定板 15 合模機(jī)構(gòu) 16 合模 油缸 17 螺桿傳動齒輪 18 螺桿花鍵 19 油箱 重點(diǎn) 1 料斗 干燥 儲料作用 一般在成型之前要對塑料作干燥 2 螺桿 核心部位 起混料 碾料 產(chǎn)生壓力 推料等作用 3 噴嘴 與模具上的主膠道相連接 二 塑料成型種類 射出成型 壓鑄成型 吸塑成型 吹塑成型 發(fā)泡成 型 擠壓成型等 三 工作循環(huán) 計(jì)量 塑化 注射充模 保壓增密 制品冷卻 開模 頂件 洛陽大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁 共 24 頁 取件 閉模 后加料 四 注射機(jī)的分類 1 單色模具注射機(jī)分立式 臥式 角式等 2 單色多模注射機(jī) 3 多色單模注射機(jī) 4 多色多模的注射機(jī) 立式注射機(jī) 料斗在上面 母模在上 公模在下 開模時(shí)母模上開 公模不動 四 注射機(jī)裝置部分技朮參數(shù) 1 公稱注射量 g 或 m3 2 注射壓力 Pa 3 注射速度 4 線型時(shí)間 5 指壓 6 螺桿轉(zhuǎn)速 7 注射行程 8 噴嘴接力 9 加熱功率 10 噴嘴溫度 11 料筒溫度 12 噴嘴球半徑 13 噴嘴孔直徑 14 螺桿直徑 15 螺桿有效長度 16 螺桿長徑比 17 螺桿的壓縮比 五 合模裝置部分技朮參數(shù) 1 鎖模力 合模力 是指注射機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對模具所能施加的夾緊力 KN 2 合模速度 m s 動模轉(zhuǎn)動最高速度 3 開模力 KN 為取出制品 模具開啟最大力 4 開模速度 M S 開模時(shí) 動模移動速度 5 頂出力 KN 頂出裝置的最大推力 6 模溫控制參數(shù) 模具要求恒定的溫度值 洛陽大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁 共 24 頁 7 合模裝置的基本尺寸 二 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 強(qiáng)度計(jì)算 a 凹模型腔的強(qiáng)度 分為 中小行模具的的凹模強(qiáng)度 大型模具的凹模強(qiáng)度 根據(jù)本零件結(jié)構(gòu)選擇中小型模具的凹模強(qiáng)度 這類模具的強(qiáng)度只要模 板的有效使用面積不大于其長度和寬度的 60 深度不超過長度的 10 可 以不必通過計(jì)算 根據(jù)設(shè)計(jì)要求 本塑件是兩腔凹模 由于底部有支撐板 所以底部厚度 無須計(jì)算 根據(jù)公式 b cph E01y1 1 4 參考同上 式中 b 凹模側(cè)壁的理論寬度 cm h 凹模型腔的深度 cm p 凹模型腔內(nèi)的熔體的壓力 MPa y1 凹模邊長側(cè)壁的允許的彈性變形量 cm 一般塑件 y1 0 005 精密塑件 y1 塑件厚壁的成型收縮量 呢絨塑件 y1 0 0025 0 003 C 系數(shù) Q 系數(shù) E 鋼材的抗拉彈性模具 MP 一般中碳鋼 E 2 1 100000 預(yù)強(qiáng)化塑料模具鋼 E 2 2 100000 P 140MPa E 2 2 100000MPa h 25cm L1 320cm L2 320cm y1 0 005cm h L1 0 08 L2 L 0 04 由于深度和長度之比過小可以不必校核 選取模具結(jié)構(gòu)為 320 320mm B 支撐板的強(qiáng)度 常規(guī)結(jié)構(gòu)的凹模做在定模板上 型芯固定在動模板上 支撐板于墊塊成橋 形 承受型芯投影面上的注射壓力 因此支撐板的彈性變量必須控制在允許 的范圍之內(nèi) 2 分型面的選擇 如何確定分型面 需要考慮的因素比較復(fù)雜 由于分型面受到塑件在模 具中的成型位置 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度 嵌件位置形 洛陽大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁 共 24 頁 狀以及推出方法 模具的制造 排氣 操作工藝等多種因素的影響 因此 在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較 從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案 選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則 1 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 2 便于塑件順利脫模 盡量使塑件開模時(shí)留在動模一邊 3 保證塑件的精度要求 4 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求 5 便于模具加工制造 6 對成型面積的影響 7 對排氣效果的影響 8 對側(cè)向抽芯的影響 3 澆口的設(shè)計(jì) 澆口亦稱進(jìn)料口 是連接分流道與型腔的通道 除直接澆口外 它是 澆注系統(tǒng)中截面最小的部分 但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分 澆口的位置 形狀及尺寸對塑件性能和質(zhì)量的影響很大 4 澆口的選用 澆口可分為限制性和非限制性澆口兩種 我們將采用限制性澆口 限 制性澆口一方面通過截面積的突然變化 使分流道輸送來的塑料熔體的流 速產(chǎn)生加速度 提高剪切速率 使其成為理想的流動狀態(tài) 迅速面均衡地 充滿型腔 另一方面改善塑料熔體進(jìn)入型腔時(shí)的流動特性 調(diào)節(jié)澆口尺寸 可使多型腔同時(shí)充滿 可控制填充時(shí)間 冷卻時(shí)間及塑件表面質(zhì)量 同時(shí) 還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流 并便于澆口凝料與塑件分離的作用 我們采用的是側(cè)澆口 側(cè)澆口又稱邊緣澆口 國外稱之為標(biāo)準(zhǔn)澆口 側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上 塑料熔體于型腔的側(cè)面充模 其截面形狀多 為矩形狹縫 調(diào)整其截面的厚度和寬度可以調(diào)節(jié)熔體充模時(shí)的剪切速率及 澆口封閉時(shí)間 這燈澆口加工容易 修整方便 并且可以根據(jù)塑件的形狀 特征靈活地選擇進(jìn)料位置 因此它是廣泛使用的一種澆口形式 普遍使用 于中小型塑件的多型腔模具 且對各種塑料的成型適應(yīng)性均較強(qiáng) 但有澆 口痕跡存在 會形成熔接痕 縮孔 氣孔等塑件缺陷 且注射壓力損失大 對深型腔塑件排氣不便 詳圖見圖 a 圖 a 洛陽大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁 共 24 頁 5 澆口位置的選擇模具設(shè)計(jì)時(shí) 澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格 初 步試模后還需進(jìn)一步修改澆口尺寸 無論采用何種澆口 其開設(shè)位置對塑 件成型性能及質(zhì)量影響很大 因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的 重要環(huán)節(jié) 同時(shí)澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu) 總之要使塑件具有良好 的性能與外表 一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇 通常要考慮以下幾項(xiàng)原 則 1 盡量縮短流動距離 2 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處 3 必須盡量減少熔接痕 4 應(yīng)有利于型腔中氣體排出 5 考慮分子定向影響 6 避免產(chǎn)生噴射和蠕動 7 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷 8 注意對外觀質(zhì)量的影響 根據(jù)本塑件的特征 綜合考慮以上幾項(xiàng)原則 澆口的位置選擇在塑件中心 位置 6 脫模斜度 脫模斜度主要是為了便于脫模 脫模斜度的大小和塑件的形狀 脫模方 向的長度 塑件的表面質(zhì)量有密切的關(guān)系 熱塑性塑料在脫模時(shí)有較大的彈性 即使在較小的脫模斜度 也可以順 利脫模 但是為了減小脫模阻力 一般在產(chǎn)品沒有特殊要求的條件下 應(yīng)該 選用 2 度的脫模斜度 當(dāng)空較深的時(shí)候 其兩端的尺寸公差較小是 可以用推板 推桿等進(jìn)行強(qiáng) 制脫模 但是型芯的表面必須作成鏡面 而且不低于 HRC52 的硬度 塑料的性質(zhì)不同 是指硬度 表面的摩擦系數(shù) 彈性等 所必須的脫模斜 度也不一樣 一般規(guī)定為 硬質(zhì)塑料要比軟質(zhì)塑料的脫模斜度大 如熱固性塑料的脫模斜度應(yīng)該 大于熱固性塑料 熱塑性塑料中 有機(jī)玻璃的脫模斜度應(yīng)大于聚議席的脫模斜度 塑件的壁厚度大時(shí) 成型收縮率大 脫模斜度也要大 形狀復(fù)雜的部分要比形狀簡單的部分需要的斜度大 型腔的深溝槽的部分 比如強(qiáng)筋 突臍 需要較大的脫模斜度 一般取 3 5 度 根據(jù) 模具手冊之二 塑料模具設(shè)計(jì)手冊 第二版第 186 頁表 5 27 可以取得 ABS 塑料 凸模和凹模的脫模斜度各為 1 度 脫模斜度的標(biāo)準(zhǔn)是 凹模由大端為準(zhǔn) 斜度由小端取的 凸模以小端為準(zhǔn) 斜度以大端取得 洛陽大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁 共 24 頁 7 成型零件的設(shè)計(jì) 模具零件按起作用可以分為成型零件和結(jié)構(gòu)零件 成型零件如凸模 型芯 凹模 型腔 鑲件 成型桿 螺紋成型桿和型環(huán)等 結(jié)構(gòu)零件如導(dǎo)柱 導(dǎo)套 斜 銷 滑塊 導(dǎo)板 鎖緊快 定位圈 澆口套 推桿 推管 推件板 復(fù)位桿 拉料桿 墊 塊 墊板 固定板等 成型零件的大部分表面積直接和塑件接觸 其形狀往往叫復(fù)雜 精度和表 面粗糙度要求也比較高 因此在設(shè)計(jì)時(shí)除要考慮保證塑件成型外 還要求便 于加工制造和維修 a 凸 凹模的結(jié)構(gòu)形式 對于極為簡單的形狀可以采用整體式的凸?；虬寄Ｍ?往往采用拼鑲 的方法組合成凸?；虬寄?本模具采用凹模通孔鑲?cè)敕?模板制成通孔 型 腔鑲塊鑲?cè)?用于型腔鑲塊采用特種加工方法的場合 或采用特殊材料并淬 硬的型腔 此外 凹模板通孔可以和凸模板通孔合在一起加工 以保證型芯 和型腔的同心度 本模具凹模的拼鑲方式也采用通孔鑲?cè)敕?模板制成通孔 型芯鑲?cè)?可以使加工方便 減輕型芯的重量 可以凹模板通孔和在一起加工保證同心 b 凹模凸模的工藝性 為了凸模凹模加工的簡化 主要的方法是合理得采用拼鑲結(jié)構(gòu) 8 型腔尺寸的計(jì)算 型腔的制造尺寸收縮是受到多方面影響的 如塑料品種 塑料尺寸大小 幾何形狀 熔體的溫度 模具的溫度 注射時(shí)間 充模時(shí)間 保壓時(shí)間等 其中 影響最大的是塑料的壁厚和幾何形狀的復(fù)雜程度 a 塑料的成型收縮率 理論的成型收縮率是型腔在 20 度的溫度下的容積和塑料在 20 度下的 體積之比 即 塑件在 20 度下的體積 型腔在 20 度下的容積 成型收縮率也就是體積 的收縮 在設(shè)計(jì)是 要按線性收縮來計(jì)算 即長度收縮計(jì)算 各種塑料的收縮率是依品種而不同的 在同一品種中 又因?yàn)樗芰系慕M 成不同而存在差異 塑料廠家提供的成型收縮率 是在自由收縮的條件下測 的到 試件為一平板 收縮時(shí)不受任何約束 實(shí)際塑件的形狀是很復(fù)雜 收縮 受到各方面的約束 所以由一般廠家提供的成型收縮率資料是不能夠直接 引用的 成型收縮最大的收縮率是結(jié)晶收縮 結(jié)晶性塑料 聚乙烯 聚丙烯 聚銑 胺 聚甲醛等 的收縮又因結(jié)晶程度而異 非結(jié)晶性塑料的收縮小 基本上是 熱脹冷縮的收縮 由 模具手冊之二 塑料模具設(shè)計(jì)手冊 第二版 193 頁 表 5 33 可以查的 ABS 的收縮率為 03 0 8 b 型腔尺寸的計(jì)算原則 型腔尺寸包括凹模和凸模及中心距三類尺寸 這三類尺寸的性質(zhì)不 同 洛陽大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁 共 24 頁 凹模尺寸 凹模為成型塑件外行或外輪廓 凸出部的 從塑件上看 這一尺寸的公差一般為負(fù)偏差 而制造凹模是的公差按習(xí)慣為正偏差 正好 相反 凹模在使用的時(shí)候有磨損 磨損厚度的尺寸增大 也等于正偏差 凸模尺寸 凸模為成型塑件的內(nèi)輪廓 孔 溝槽的 從塑件上看 這一 類尺寸的公差一般為正偏差 而制造凸模時(shí)的公差按習(xí)慣為正偏差 也正好 相反 凸模在使用時(shí)有磨損 磨損后的尺寸減小 也等于負(fù)偏差 中心距尺寸 這一類尺寸為不受磨損影響的尺寸 它僅和加工精度和 收縮率有關(guān) 因此型腔尺寸的計(jì)算基本公式為 凹模 L L 1 S X M 凸模 L L 1 S X M 中心距 L L 1 S M 2 其中 L 塑件的基本尺寸 L 模具成型塑件 L 部分的相應(yīng)尺寸 塑件公差 M 模具制造偏差 C 模具磨損量 c 型腔的制造公差 型腔的制造公差 M 依塑件尺寸精度而定 由于是一般塑件 則由 模具手冊之二 塑料模具設(shè)計(jì)手冊 第二版第 196 頁表 5 35 選得 M 4 d 型腔尺寸的計(jì)算方法 因?yàn)?ABS 為結(jié)晶塑料 則所以要考慮其收縮率的變動和塑件公差的 關(guān)系 本塑件為 ABS 塑件 其孔徑為 52mm 按 SJ1372 786 級精度要求 公 差為 0 20mm 壁厚為 1mm 預(yù)計(jì)收縮率在 0 30 0 80 之間 A 成型收縮率的變動率 S S Smax Smin 100 0 008 0 003 100 0 5 B 單位尺寸下的塑件公差 L 100 0 20 52 100 0 38 S 0 5 S 0 38 根據(jù) 模具手冊之二 塑料模具設(shè)計(jì)手冊 第二版第 197 頁得 使用 公式 5 45 到 5 47 計(jì)算凹模 M 4 0 20 4 0 05 L L 1 Smax M M 52 1 0 0080 02 0 0 05 0 05 52 116 0 05 52 17 0 05 把制造公差規(guī)范化 成型厚 由于收縮率的波動 可能出現(xiàn)以下兩種 情況 凹模加工成最大極限 而收縮率為最小 此時(shí) 塑件尺寸為 洛陽大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁 共 24 頁 52 22 1 008 51 806 52 0 194 合格 但這種情況出現(xiàn)的可能性很小 凸模 加工成最小極限 而收縮率為最大 此時(shí) 塑件尺寸為 52 12 1 004 57 912 52 0 008 合格 但是 這種情況出現(xiàn)的幾率也不多 一般情況為凹模加工成中值 即 52 17 0 194 0 088 2 52 117 收縮率的平均值是 0 6 于是成行的尺寸為 因此中心距范圍為 52 287mm L 52 337mm 因此凹模的尺寸 52 8mm 凸模 M 4 0 20 4 0 05 合格 L L 1 Smin M M 52 1 0 004 0 20 0 05 0 05 52 458 0 05 mm 當(dāng)凸模為最大 收縮率為最小是 Smax 0 008 成行尺寸為 52 458 1 0 004 52 25 可以修模 當(dāng)凸模為最小 收縮率為最大是 Smax 0 008 成行尺寸為 52 458 1 0 008 52 04 可以修模 因此 凸模的尺寸為為 52 12mm 中心距 L L 1 S M 2 上述的各式計(jì)算中 L 型腔尺寸 mm L 塑件相應(yīng)部分尺寸 52mm S 平均收縮率 0 006 Smax 最大收縮率 0 008 Smin 最小收縮率 0 004 M 模具制造公差 0 005mm 當(dāng)收縮率為平均收縮率 S 0 006 是 Lmin 為 L L 1 S M 2 50 1 1 006 0 05 2 52 287 mm 當(dāng)收縮率為平均收縮率 0 06 是 Lmax 為 L L 1 S M 2 52 1 0 006 0 05 2 52 337 mm 三 模具結(jié)構(gòu)零件設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)零件是指用于安裝 定位 導(dǎo)向以及成型是完成各種動作的零件 一 導(dǎo)柱和導(dǎo)套 作用 保證模具在進(jìn)行裝配和調(diào)模試機(jī)時(shí) 保證公 母模之間一定的方 向和位置 導(dǎo)向零件應(yīng)承受一定的側(cè)向力 起了導(dǎo)向和定位的作用 洛陽大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁 共 24 頁 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)零件包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套等 1 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) 1 導(dǎo)向零件應(yīng)合理的均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位 其 中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離 以保證模具的強(qiáng)度 防止壓入 導(dǎo)柱和導(dǎo)套后發(fā)生變形 2 根據(jù)模具的形狀和大小 一副模具一般需要 2 4 個(gè)導(dǎo)柱 如果 模具的凸模與凹模合模有方位要求時(shí) 則用兩個(gè)直徑不同的導(dǎo)柱 或用兩個(gè)直徑相同 但錯(cuò)開位置的導(dǎo)柱 3 由于塑件通常留于公模 所以為了便于脫模導(dǎo)柱通常安裝在母模 4 導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)有承屑槽 5 導(dǎo)柱 導(dǎo)套及導(dǎo)向孔的軸線應(yīng)保證平行 6 合模時(shí) 應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸 避免公模先進(jìn)入模腔 損壞 成型零件 2 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 導(dǎo)柱具有定模和動模之間的導(dǎo)向作用 同時(shí)也具有保護(hù)模具作用 導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分應(yīng)具有較好的滑動性能 一般應(yīng)有潤滑油槽 其硬度應(yīng)在 50HRC 以上 采用銅為原料 經(jīng)淬火后導(dǎo)柱的滑動配合部分再進(jìn)行磨削加 工 表面粗超度應(yīng)達(dá)到 RA0 63 m 1 有單節(jié)與臺階式之分 2 導(dǎo)柱的長度必須高出公模端面 6 8mm 3 導(dǎo)柱頭部應(yīng)有圓錐或球形的引導(dǎo)部分 4 固定方式有鉚接固定和螺釘固定 5 其表面應(yīng)熱處理 以保證耐磨 3 導(dǎo)套和導(dǎo)向孔 無導(dǎo)套的導(dǎo)向孔 直接開在模板上 模板較厚時(shí) 導(dǎo)向孔必須做成盲 孔 側(cè)壁增加排氣孔 1 導(dǎo)套 有套筒式 臺階式 凸臺式 2 為了導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套孔 在導(dǎo)套前端應(yīng)倒有圓角 r 3 通常在模板上鑲配導(dǎo)套以減小導(dǎo)柱滑動部分的磨損 采用錫青 銅為原料 二 推桿 復(fù)位桿及拉料桿 1 推桿 推桿用于推出塑件的桿類零件 通稱為推桿 要求外觀無傷痕 裂紋 及 銹斑等缺陷 配合部分需進(jìn)行加工 表面粗糙度達(dá) Ra0 63 m 以下 推桿 前端部分淬火后的硬度達(dá)到 55HRC 以上 見圖 b 洛陽大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁 共 24 頁 圖 b 2 復(fù)位桿 復(fù)位桿也稱回程桿 它是用于使推出機(jī)構(gòu)復(fù)位的桿類零件 復(fù)位桿用材 料與加工要求與推桿相同 其型號與推桿同 3 拉料桿 用于拉出主流道凝料或分流道凝料的一類桿狀零件 通稱為拉料桿 根 據(jù)其功能作用的不同 又分為主流道拉料桿和分流道拉料桿兩種 主流道拉料桿時(shí)用來從澆口套流道中拉出主流道凝料的零件 其前端形 狀視樹脂種類不同而異 本次設(shè)計(jì)使用 Z 型拉料桿 詳見圖 c 三 限位釘 墊塊 1 限位釘 限位釘安裝在動模底板上 用以確定推板下限位置 2 墊塊 墊塊用以決定推出模塑件距離 調(diào)節(jié)模具高度的一類塊狀零件 四 定位圈與澆口套 1 定位圈 定位圈的作用是使注塑機(jī)的噴嘴與模具主流道澆口套保持同心 定位圈 為標(biāo)準(zhǔn)型與特殊型兩種 由于此模具為普通模具 因此選甲標(biāo)準(zhǔn)型 2 澆口套 通常澆口套與定位圈是配合使用的 澆口套是塑料熔體注入模 具的入口 其尺寸與注塑機(jī)噴嘴尺寸有關(guān) 詳見圖 d 五 模板 模板是用來固定凹凸槽 各類桿件 導(dǎo)柱和導(dǎo)套等各種成型零件的板零 洛陽大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 22 頁 共 24 頁 件 多用 45 鋼制造 為了提高模具壽命 加工后要淬火 體會與感受 時(shí)光飛逝 原以為漫長的大學(xué)生活馬上就要結(jié)束了 作為畢業(yè)之前在校 的最重要的一件事 還真是讓人有種奇怪的感覺 沒有了與老師天天的接觸 也 沒有機(jī)會聽其他老師的教導(dǎo) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們這些在校生走向社會的第一次實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn) 每個(gè)學(xué)生都很 重視 但由于沒有多少經(jīng)驗(yàn) 所以做起來有些吃力 若有任何錯(cuò)誤及漏洞 希望指導(dǎo)老師原諒并給予批評指導(dǎo) 本人在此多謝了 在此次設(shè)計(jì)期間 得到同學(xué)及指導(dǎo)老師的熱情幫助 再加上上學(xué)期在 校經(jīng)過了 塑料模具的設(shè)計(jì) 這門課的學(xué)習(xí) 設(shè)計(jì)起來還不算太難 但因 為設(shè)計(jì)工作需要用到電腦 而自己又沒有 所有論文的寫作 零件及塑件 圖形的繪制卻讓我很是難堪 雖然有困難 但有了同學(xué)的大力協(xié)助 總算 順利完成了設(shè)計(jì)任務(wù) 總之 在此期間 讓我體會到了軟件操作的重要性 特別是我們這個(gè) 學(xué)科必須掌握的 三大辦公軟件 及 Auto CAD 的操作 洛陽大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 23 頁 共 24 頁 原以為簡單的操作卻費(fèi)了我九牛二虎之力 真實(shí)眼高手底呀 通過這次設(shè)計(jì) 讓我學(xué)到了許多以前不會接觸到的有關(guān)模具方面的知 識 雖然只是很簡單的模具零件設(shè)計(jì) 但對我這個(gè)剛剛接觸設(shè)計(jì)的學(xué)生來 說 也是一次難得機(jī)會 對以后的工作或是學(xué)習(xí)都是幫助 參考文獻(xiàn) 1 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 1995 2 彭建聲 簡明模具工實(shí)用技術(shù)手冊 機(jī)械工業(yè)出版社 1993 3 唐志玉 模具設(shè)計(jì)師指南 國防工業(yè)出版社 1999 4 塑料模設(shè)計(jì)手冊 編寫組 塑料模設(shè)計(jì)手冊 機(jī)械工業(yè)出 5 版社 1994 6 賈潤禮 程志遠(yuǎn) 實(shí)用注塑模設(shè)計(jì)手冊 中國輕工業(yè)出版社 2000 7 廖念釗 互換性與技術(shù)測量 中國計(jì)量出版社 1991 8 黃毅宏 模具制造工藝 機(jī)械工業(yè)出版社 1999 9 模具制造手冊編寫組 模具制造手冊 機(jī)械工業(yè)出版社 1996 10 馮炳堯 韓泰榮 蔣文生 模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊 上?？茖W(xué)技 術(shù)出版社 1998 11 趙如福 金屬機(jī)械加工工藝人員手冊 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1990 12 徐灝 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 機(jī)械工業(yè)出版社 1991 洛陽大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 24 頁 共 24 頁