圓錐型蓋子注塑成型模具設(shè)計(jì)【說(shuō)明書(shū)+CAD】

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通過(guò)本設(shè)計(jì)，可以對(duì)注塑模具有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，注意到設(shè)計(jì)中的某些細(xì)節(jié)問(wèn)題，了解模具結(jié)構(gòu)及工作原理；通過(guò)對(duì)AutoCAD的學(xué)習(xí)，可以建立較簡(jiǎn)單零件的零件庫(kù)，從而有效的提高工作效率。 關(guān)鍵詞：生產(chǎn)工藝， 注射模， 成型零件， 裝配， 塑料模具， 分型面 目 錄 摘 要 II 目 錄 III 第1章 緒論 1 1.1塑料模的概況 1 1.1.1中國(guó)塑料模具市場(chǎng)分析 1 1.2塑料模的常用類型 2 1.3 論文的主要研究目標(biāo)及內(nèi)容 3 1.3.1 設(shè)計(jì)目標(biāo) 3 1.3.2 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 3 1.3.3 設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題 3 第2章 塑料的工藝性分析 4 2.1 塑件的原材料分析 4 2.2 塑件的尺寸精度分析 4 2.3 塑件的表面質(zhì)量分析 4 2.4 塑件結(jié)構(gòu)的工藝性分析 5 第3章 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 3.1 分型面的選擇 7 3.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 7 3.2.1 主流道設(shè)計(jì) 8 3.2.2 分流道的設(shè)計(jì) 9 3.2.3 澆口設(shè)計(jì) 9 3.3 成型零件的設(shè)計(jì) 10 3.3.1 凹模、凸模和型芯的基本尺寸的確定 11 3.3.2 凹模壁厚確定 13 3.3.3 底板厚度確定 14 3.3.4 成型零件 14 3.4 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 15 3.5 推出部分的設(shè)計(jì) 16 3.5.1 脫模力的計(jì)算 16 3.5.2 推件板的厚度計(jì)算 16 3.6 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 17 3.7 冷卻部分的設(shè)計(jì) 19 3.8 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用 19 3.9 注塑機(jī)的校核 19 總 結(jié) 21 致 謝 22 參考文獻(xiàn) 23 第1章 緒論 第1章 緒論 近年來(lái)，中國(guó)的模具工業(yè)一直以年均 13％左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展。據(jù)預(yù)測(cè)，中國(guó)模具行業(yè)在“十五”期間的增長(zhǎng)速度將達(dá)到13％～15 ％。中國(guó)每年進(jìn)口模具約占市場(chǎng)總量的20％左右，已超過(guò)10億美元，其中塑料模具占全部進(jìn)口模具的50%以上。雖然目前中國(guó)塑料模具工業(yè)的技術(shù)水平已取得了很大的進(jìn)步，但總體上與發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家相比仍有較大的差距。專家認(rèn)為,制造理念陳舊是其發(fā)展滯后的直接原因。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，減少對(duì)進(jìn)口模具的依賴，是塑料模具工業(yè)發(fā)展的方向。在未來(lái)的模具市場(chǎng)中，塑料模具在模具總量中的比例將逐步提高，且發(fā)展速度將高于其它模具。 1.1塑料模的概況 1.1.1中國(guó)塑料模具市場(chǎng)分析 1中國(guó)塑料模具市場(chǎng)現(xiàn)狀及展望 我國(guó)模具行業(yè)近年來(lái)發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前模具生產(chǎn)廠點(diǎn)共有2萬(wàn)多家，從業(yè)人員約50萬(wàn)人，全年模具產(chǎn)值約360億元，總量供不應(yīng)求，出口約2億美元。進(jìn)口約10億美元。當(dāng)前，我國(guó)模具行業(yè)的發(fā)展具有如下特征：大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于行業(yè)總體發(fā)展水平；塑料模和壓鑄模成比例增長(zhǎng)；專業(yè)模具廠家數(shù)量及其生產(chǎn)能力增加較快；“三資”企業(yè)及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速；股份制改造步伐加快等。目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)最集中的省份是廣東和浙江，其模具產(chǎn)值約占全國(guó)總產(chǎn)值的60％以上．我國(guó)模具總量雖然已位居世界第三，但設(shè)計(jì)制造水平總體上落后于德、美、日、法、意等發(fā)達(dá)國(guó)家，模具商品化和標(biāo)準(zhǔn)化程度也低于國(guó)際水平。 預(yù)計(jì)到2018年，中國(guó)將一躍成為全球最大的模具制造業(yè)基地之一，但這并不意味著中國(guó)發(fā)展的一切都是那么的理想和完美。因?yàn)橹袊?guó)的市場(chǎng)過(guò)早陷入了價(jià)格戰(zhàn)的誤區(qū)，還缺乏自主創(chuàng)新的能力，沒(méi)有相應(yīng)地建立起誠(chéng)信可靠的市場(chǎng)體系。一種比較理想的解決方法是，加強(qiáng)中歐雙方的合作，并在此過(guò)程中不斷學(xué)習(xí)歐洲先進(jìn)的技術(shù)及管理理念，加快工業(yè)化的改造，努力提高企業(yè)自身的核心優(yōu)勢(shì)和競(jìng)爭(zhēng)力。 2中國(guó)塑料模具需求旺盛 隨著中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，各相關(guān)行業(yè)對(duì)于塑料模具需求越來(lái)越多，要求也日益提高。預(yù)計(jì)到2005年底，僅汽車行業(yè)就將需要各種塑料制品36萬(wàn)噸；電冰箱、洗衣機(jī)和空調(diào)的年產(chǎn)量均超過(guò)1000萬(wàn)臺(tái)。到2010年，在建筑與建材行業(yè)方面，塑料門(mén)窗的普及率為30%，塑料管的普及率將達(dá)到50%，這些都會(huì)大大增加對(duì)模具的需求量。雖然目前中國(guó)塑料模具工業(yè)的技術(shù)水平已取得了很大的進(jìn)步，但總體上與發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家相比仍有較大的差距。 專家認(rèn)為，制造理念陳舊是其發(fā)展滯后的直接原因。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，減少對(duì)進(jìn)口模具的依賴，是塑料模具工業(yè)發(fā)展的方向。且在未來(lái)的模具市場(chǎng)中，塑料模具在模具總量中的比例將逐步提高，且發(fā)展速度將高于其他模具。 3 未來(lái)模具設(shè)計(jì)行業(yè)的主要發(fā)展方向 近年來(lái),全球制造業(yè)正以垂直整合的模式向中國(guó)及亞太地區(qū)轉(zhuǎn)移，中國(guó)正成為世界制造業(yè)的重要基地。制造業(yè)模式的變化，必將產(chǎn)生對(duì)新技術(shù)的需求，也必將導(dǎo)致CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。從我國(guó)國(guó)情出發(fā)，認(rèn)真面對(duì)模具工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀，加快模具CAD/CAM技術(shù)的推廣，建立起一套軟件開(kāi)發(fā)、使用評(píng)價(jià)維護(hù)體系，形成區(qū)域規(guī)模優(yōu)勢(shì)，相互交流與協(xié)作，組成行業(yè)集團(tuán)，盡快與國(guó)際接軌，參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。我們有理由相信，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，模具行業(yè)將逐漸與國(guó)際CAD/CAM行業(yè)接軌，適應(yīng)國(guó)CAD/CAM的要求，創(chuàng)造出具有中國(guó)特色的模具設(shè)計(jì)制造模式。 4目前我國(guó)塑料模具存在的問(wèn)題 我國(guó)塑料模具存在六大問(wèn)題： 塑料模具行業(yè)與其發(fā)展需要和國(guó)外先進(jìn)水平相比，主要存在六個(gè)方面的問(wèn)題。（1）發(fā)展不平衡，產(chǎn)品總體水平較低。（2）工藝裝備落后，組織協(xié)調(diào)能力差。（3）多數(shù)企業(yè)開(kāi)發(fā)能力弱。一方面是技術(shù)人員比例低、水平不夠高，另一方面是科研開(kāi)發(fā)投入少，更重要的是觀念落后，對(duì)開(kāi)發(fā)不夠重視。（4）管理落后。（5）供需矛盾一時(shí)還難以解決。（6）體制和人才問(wèn)題的解決尚待時(shí)日。 1.2塑料模的常用類型 注塑模具種類很多，常見(jiàn)的有：注射模、壓塑模、擠出模等。但以注射模最為常用。 注射模是安裝在注射機(jī)上，完成注射成形工藝所使用的模具。 注射模的種類很多，其結(jié)構(gòu)與塑料的品種、塑件的結(jié)構(gòu)和注射機(jī)的種類等很多因素相關(guān)。一般情況，注射模是由成形部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部件、推出機(jī)構(gòu)、調(diào)溫系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和支承零部件組成．如果塑件有側(cè)向的孔或凸臺(tái)，注射模還包括側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。 注射成型工藝的過(guò)程是，將顆粒狀的固體塑料加在注射機(jī)的料筒內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱，然后在螺桿機(jī)構(gòu)內(nèi)進(jìn)一步加熱形成熔融狀態(tài)，模具閉合以后螺桿機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)推動(dòng)熔融狀態(tài)的塑料高速通過(guò)噴嘴，使塑料在很短的時(shí)間內(nèi)具有很高的壓力和速度填充型腔。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的保溫，冷卻，硬化成型，即可從模具中取出制品。 注射工藝優(yōu)點(diǎn)： ①生產(chǎn)周期低效率高，容易實(shí)現(xiàn)單機(jī)生產(chǎn)自動(dòng)化； ②制品質(zhì)量好，組織緊密； ③能夠成型薄壁件和型狀很復(fù)雜的零化； ④勞動(dòng)強(qiáng)度低。 1.3 論文的主要研究目標(biāo)及內(nèi)容 1.3.1 設(shè)計(jì)目標(biāo) （1） 完成圓錐型蓋子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 （2） 完成圓錐型蓋子的模具設(shè)計(jì)。 （3） 完成圓錐型蓋子零件圖和模具裝配圖的繪制。 1.3.2 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 本論文，主要是對(duì)圓錐型蓋子結(jié)構(gòu)和模具設(shè)計(jì)做了研究和探討，所做的工作主要有以下幾個(gè)方面： （1） 介紹了圓錐型蓋子在當(dāng)前社會(huì)上發(fā)展的結(jié)構(gòu)形式狀況，以這些情況為主要思路，設(shè)計(jì)出圓錐型蓋子的結(jié)構(gòu)形式。 （2） 根據(jù)圓錐型蓋子的結(jié)構(gòu)形式，選出模具的基本模架，然后根據(jù)外罩的工藝要求設(shè)計(jì)出外罩的成型零件和模具所有構(gòu)件。 （3） 對(duì)模具進(jìn)行試模、調(diào)整。以得到符合實(shí)際生產(chǎn)要求的模具。 1.3.3 設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題 在設(shè)計(jì)模具的過(guò)程中，要解決的最主要問(wèn)題是，各個(gè)構(gòu)件之間相互配合的問(wèn)題。各個(gè)構(gòu)件之間選用合適的配合的方式，使各個(gè)構(gòu)件之間不發(fā)生碰撞，靈活自如，整個(gè)模具平穩(wěn)運(yùn)作。 第2章 塑料的工藝性分析 2.1 塑件的原材料分析 塑料的品種：PP（聚丙烯）。結(jié)晶材料，吸濕性小，流動(dòng)性極好，溢邊值為0.03mm左右；成形收縮率大，易產(chǎn)生縮孔、凹痕及變形；熱容量大，成形模具必須設(shè)置能充分進(jìn)行冷卻的調(diào)溫系統(tǒng)；它成形的適宜模具溫度為80℃左右，不可低于50℃。否則，會(huì)造成塑料件表面光澤度差或者產(chǎn)生熔接痕等缺陷。溫度過(guò)高會(huì)產(chǎn)生翹曲變形。主要用于汽車工業(yè)（主要使用含金屬添加劑的PP：擋泥板、通風(fēng)管、風(fēng)扇等），器械（洗碗機(jī)門(mén)襯墊、干燥機(jī)通風(fēng)管、洗衣機(jī)框架及機(jī)蓋、冰箱門(mén)襯墊等），日用消費(fèi)品（草坪和園藝設(shè)備如剪草機(jī)和噴水器等）。 2.2 塑件的尺寸精度分析 影響塑料制品的尺寸精度的主要因素是材料的收縮和模具的制造誤差。查得PP的收縮率為1.0%～2.5%,分析時(shí)都采用S=1.75%。由于對(duì)于制品的精度無(wú)特殊要求，根據(jù)GB/T14486-1993規(guī)定，參照下表的收縮特性和選用的公差等級(jí)表，可得到制件的公差等級(jí)為MT6。 表1-1收縮特性和選用的公差等級(jí) 收縮率特性值S(%) 公差等級(jí) 標(biāo)準(zhǔn)公差尺寸 未標(biāo)準(zhǔn)公差尺寸 高精度 一般精度 >0～1 MT2 MT3 MT5 >1～2 MT3 MT4 MT6 >2～3 MT4 MT5 MT7 >3 MT5 MT6 MT7 2.3 塑件的表面質(zhì)量分析 塑件外表面要求粗糙度較低，表面光滑，內(nèi)表面要求低點(diǎn)。而PP在不同加工方法所能達(dá)到的表面的粗糙讀值為0.1～1.6μm。因?yàn)閷?duì)表明粗糙度無(wú)特殊要求，為了方便實(shí)際的加工，制造加工過(guò)程中可選擇Ra=0.8μm。 2.4 塑件結(jié)構(gòu)的工藝性分析 設(shè)計(jì)的塑件如下圖1-1 圖1-1 圓錐型蓋子的三維造型可看到：該制件主要是以圓柱形為主，在上部的位置處還有四處加強(qiáng)筋，在設(shè)計(jì)模具是要特別注意該處，甚至要將結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步的改進(jìn)；還有就是為了注出上部的沉孔，就要采用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)時(shí)側(cè)向抽芯也是重點(diǎn)考慮的部分；雖然該制件的要求并不是很高，但在設(shè)計(jì)模具時(shí)候要考慮一些即經(jīng)濟(jì)，又實(shí)用的方法改進(jìn)模具的結(jié)構(gòu)，以期達(dá)到最佳的設(shè)計(jì)效果，有助于實(shí)際的生產(chǎn)。 23 第2章 本章標(biāo)題 初步計(jì)算可知模具的工作行程大致為150 而開(kāi)模行程：S≥H+113=151mm，H為斜導(dǎo)柱部分的高度，側(cè)抽芯距為S=13.5mm，開(kāi)模距H =S/tanα=37.1mm，取38mm，而113為整個(gè)塑件的高度。α=20° 通過(guò)上述，可大致選擇注塑機(jī)的型號(hào)：SZ-100/800 SZ-100/800型注塑機(jī)的理論注射容積為138 cm^3，螺桿直徑為40 mm，塑化能力11.9g/s，注射壓力140MPa,鎖模力為800KN，拉桿有效間距329mm×294mm，模板行程270mm，模具最小厚度80 mm，模具最大厚度400mm，最大開(kāi)距570 mm，噴嘴半徑為SR10mm。 第3章 本章標(biāo)題 第3章 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 注塑模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：分型面的選擇，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，成型零件的設(shè)計(jì)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，推出部分的設(shè)計(jì)，側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，冷卻部分的設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)模架的選用。 3.1 分型面的選擇 圖3-1 通過(guò)上分析（圖3-1），應(yīng)將分型面選擇在最大截面處，因此分型面要選擇在該處。另外還考慮到在塑件的上部還有一個(gè)側(cè)向抽芯的機(jī)構(gòu)，為了使模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及制造的方便，以及塑件的脫模和取出，因此采用二次分型，另一個(gè)設(shè)置在塑件的Ф86所在的平面。 3.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 考慮到如果采用一個(gè)澆口，那么其填充的均勻性不是很好，綜合考慮之下，可設(shè)置成輪輻式澆口，如圖3-4 圖3-4 3.2.1 主流道設(shè)計(jì) 澆口套進(jìn)口的直徑d應(yīng)比注射機(jī)噴嘴孔直徑大0.5～1 mm,取0.8mm。澆口套一般采用T8A或T10A材料，熱處理硬度為50～55HRC,澆口套直接從市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)。澆口套與頂模座板的配合一般按照H7/k6過(guò)渡配合。 圖3-5 3.2.2 分流道的設(shè)計(jì) 采用的是中心澆口形式，因此對(duì)于模具而言，其分流道主要是其主澆道與澆口的連接部分的形狀及尺寸的確定，以及澆口本身的形狀和尺寸的確定兩部分的設(shè)計(jì)內(nèi)容。出于加工方便以及成本的考慮，連接部分主要采用圓形的，其尺寸為Ф3mm。 3.2.3 澆口設(shè)計(jì) 由于采用中心澆口中的輪輻式澆口（如下圖）形式,開(kāi)設(shè)在模具的第一分型面處,這種澆口是將圓形進(jìn)料改為幾小股進(jìn)料。這樣，澆口的去除較為方便，澆注系統(tǒng)的凝料也比較少。輪輻式澆口主要應(yīng)用于圓筒形、扁平和淺杯塑料件的成形。由于對(duì)塑件的強(qiáng)度及表面質(zhì)量的要求并不是非常嚴(yán)格，即使這種澆口形式易使塑料件產(chǎn)生熔接痕，影響強(qiáng)度與表面質(zhì)量，但這種澆口還是能滿足注塑的要求。 圖3-6 3.3 成型零件的設(shè)計(jì) 一般影響塑料件尺寸精度的主要因素有： a、塑料成形收縮率。 塑料成形收縮率與塑料的品種，塑料件的形狀、尺寸大小、壁厚的分布，成形模具的結(jié)構(gòu)以及成形的工藝條件等因素有關(guān)。 b、模具成形零件的制造誤差； 生產(chǎn)實(shí)際證明，成形零件的制造誤差約為塑料件總公差的1/3～1/4，因此，在確定成形零件的工作尺寸公差值時(shí)，可去塑料件公差值的1/3～1/4，或取IT7～I(xiàn)T8級(jí)作為模具的制造公差 c、模具成形零件的磨損； 在使用過(guò)程中，由于塑料熔體高速流動(dòng)的沖刷、脫模時(shí)與塑料件的摩擦、成形過(guò)程中可能產(chǎn)生的腐蝕性氣體的腐蝕以及由于上述各種原因造成的成形零件表面粗糙度值的增大而重新打磨拋光等，造成模具尺寸的變化，其結(jié)果使型腔尺寸變大而型芯尺寸變小。當(dāng)然磨損的大小還與模具的材料及其熱處理有關(guān)。 d、模具裝配的誤差； 很明顯裝配工藝的好壞直接影響各個(gè)部分的尺寸。 下面對(duì)各個(gè)模具的成形部分的尺寸進(jìn)行相應(yīng)的確定 3.3.1 凹模、凸模和型芯的基本尺寸的確定 根據(jù)凹模徑向尺寸的計(jì)算公式：，計(jì)算結(jié)果如表（表3-1）。 表3-1凹模徑向尺寸 基本尺寸 塑件公差值? 材料收縮率S 計(jì)算得基本尺寸 基本尺寸取值 ?/3 模具公差取值?T=?/3 11 0.46 0.0175 10.8475 10.85 0.153333 0.15 28 0.7 0.0175 27.965 27.97 0.233333 0.23 35 0.8 0.0175 35.0125 35.01 0.266667 0.27 39 0.8 0.0175 39.0825 39.08 0.266667 0.27 68 1.28 0.0175 68.23 68.20 0.426667 0.43 86 1.48 0.0175 86.395 86.40 0.493333 0.49 119 1.92 0.0175 119.6425 119.64 0.64 0.64 121 2.2 0.0175 121.4675 121.47 0.733333 0.73 根據(jù)凸模徑向尺寸的計(jì)算公式：，計(jì)算結(jié)果如表（表3-2）。 表3-2凸模徑向尺寸表 基本尺寸 塑件公差值? 材料收縮率S 計(jì)算得基本尺寸 基本尺寸取值 ?/3 模具公差?T=?/3 1.5 0.26 0.0175 1.72125 1.72 0.086667 0.09 7 0.38 0.0175 7.4075 7.41 0.126667 0.13 22 0.62 0.0175 22.85 22.85 0.206667 0.21 37 0.8 0.0175 38.2475 38.25 0.266667 0.27 66 1.28 0.0175 68.115 68.12 0.426667 0.43 81 1.48 0.0175 83.5275 83.53 0.493333 0.49 115 1.72 0.0175 118.3025 118.30 0.573333 0.57 根據(jù)凹模深度尺寸的計(jì)算公式：， ，計(jì)算結(jié)果如表（表3-3）。 表3-3凹模深度尺寸表 基本尺寸 塑件公差值? 材料收縮率S 計(jì)算得基本尺寸 基本尺寸取值 ?/3 模具公差?T=?/3 6 0.389 0.0175 6.105 6.11 0.129667 0.13 14 0.54 0.0175 13.73625 13.74 0.18 0.18 19 0.62 0.0175 19.3325 19.33 0.206667 0.21 113 1.72 0.0175 114.9775 114.98 0.573333 0.57 根據(jù)凸模高度尺寸的計(jì)算公式：，計(jì)算結(jié)果表（表3-4）。 表3-4凸模高度尺寸表 基本尺寸 塑件公差值? 材料收縮率S 計(jì)算得尺寸 取值 ?/3 模具公差?T=?/3 19 0.62 0.0175 19.74583 19.75 0.206667 0.21 92 1.48 0.0175 94.59667 94.60 0.493333 0.49 3.3.2 凹模壁厚確定 剛度要求計(jì)算型腔壁厚： 式3-1 強(qiáng)度要求計(jì)算型腔壁厚： 式3-2 式中 p-----------型腔內(nèi)塑料熔體的壓力Mpa E-----------型腔材料的彈性模量，碳素鋼取 MPa r-----------型腔半徑mm μ-----------泊松比，碳素鋼取0.25 [σ] --------模具材料的許用應(yīng)力，45鋼取160MPa，一般材料取200MPa [δ] ---------型腔內(nèi)半徑的允許增大量mm 當(dāng)p=50MPa，許用應(yīng)力[σ]=160MPa,允許的變形量[δ]=0.05mm條件下,r>86mm,用剛度計(jì)算公式,r<86mm用強(qiáng)度計(jì)算公式，顯然應(yīng)采用強(qiáng)度計(jì)算公式。由前Moldflow分析可得p為20.93MPa；查得[σ] 為160MPa；顯然r為50mm（應(yīng)除去Ф22的孔）。 采用強(qiáng)度計(jì)算公式計(jì)算可得：h≥8.5mm 設(shè)計(jì)過(guò)程中其壁厚由于結(jié)構(gòu)的需要，可選擇h=26mm 3.3.3 底板厚度確定 剛度要求計(jì)算底板厚度： 式3-3 強(qiáng)度要求計(jì)算底板厚度： 式3-4 式中 p-----------型腔內(nèi)塑料熔體的壓力Mpa E-----------型腔材料的彈性模量，碳素鋼取 MPa r-----------型腔半徑mm [σ] -------模具材料的許用應(yīng)力，45鋼取160MPa，一般材料取200MPa 當(dāng)p=50MPa，許用應(yīng)力[σ]=160MPa,允許的變形量[δ]=0.05mm條件下,r>67mm,用剛度計(jì)算公式,r<67mm用強(qiáng)度計(jì)算公式。p為20.93MPa；查得[σ] 為160MPa；顯然r為50mm。 采用強(qiáng)度計(jì)算公式計(jì)算可得：H≥20mm 在設(shè)計(jì)時(shí)采用H=40mm， 3.3.4 成型零件 采用鑲嵌的結(jié)構(gòu) 3.4 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要功能是保證其動(dòng)模部分和定模部分在模具工作時(shí)，能夠進(jìn)行正確的導(dǎo)向與定位。有時(shí)在頂出機(jī)構(gòu)中設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，為了使模具的頂出機(jī)構(gòu)平穩(wěn)的工作。 在該模具的設(shè)計(jì)時(shí)主要采用導(dǎo)柱和導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)柱布置在模具的四周，并且采用對(duì)稱不等徑布置；導(dǎo)柱和導(dǎo)套采用T8碳素工具鋼，淬火處理，配合面的Ra值要求為0.4μm，而固定部分的Ra值要求為0.8μm；導(dǎo)柱滑動(dòng)部分的配合精度按H7/g6（間隙配合）；導(dǎo)柱固定部分的配合精度按H7/k6（過(guò)渡配合）；導(dǎo)套外徑的配合精度按H7/k6（過(guò)渡配合），并用一個(gè)Ф6mm緊定螺釘固定其位置，這樣主要是為了增加導(dǎo)套嵌入的牢固性，防止開(kāi)模時(shí)背拉出，因此將導(dǎo)套的側(cè)面極加工出缺口，從模板的側(cè)面用緊定螺釘固定導(dǎo)套。 表3-5導(dǎo)柱和導(dǎo)套的推薦值 導(dǎo)柱直徑/mm 導(dǎo)套直徑/mm d d1 d2 d3 D D1 8 14 20 8 14 20 12 18 24 12 18 24 15 21 27 15 21 27 20 28 36 20 28 36 25 34 43 25 34 43 30 39 47 30 39 47 35 45 55 35 45 55 45 57 67 45 57 67 設(shè)計(jì)時(shí)選擇的兩組導(dǎo)柱與導(dǎo)套的尺寸為表中字體加粗的兩組。 3.5 推出部分的設(shè)計(jì) 3.5.1 脫模力的計(jì)算 由于推出部分的設(shè)計(jì)計(jì)算在很大程度上與塑件的脫模力有關(guān)，因此在設(shè)計(jì)計(jì)算之前就必選先計(jì)算塑件在脫模過(guò)程中的脫模力，塑件的屬于薄壁件（ /d≤0.05，其中 為塑件壁厚，d為塑件的直徑）。 脫模力的計(jì)算公式為： 式3-5 其中 K2--------無(wú)量綱系數(shù) --------圓環(huán)形塑料件的壁厚(mm） Scp--------塑件平均成型收縮率 E-----------塑料的彈性模量（MPa） L-----------塑料件對(duì)型芯的包容長(zhǎng)度（mm） f-----------塑料件與型芯之間的摩擦因數(shù) φ---------模具型芯的拔模斜度 μ---------塑料的泊松比 A----------不通孔塑料件型芯在垂直于脫模方向上的投影面積（mm^2）,通孔為0 經(jīng)查得：K2=1.07；δ1=2mm；Scp=1.75%；E =1340MPa；L =3.14*121=380mm；f= 0.392；φ=10°；μ= 0.25；A=0 mm^2。 計(jì)算可得脫模力F=15040N 3.5.2 推件板的厚度計(jì)算 為了使制件在推遲時(shí)不發(fā)生表形，可采用推件板推出的結(jié)構(gòu)形式，推板推出機(jī)構(gòu)是由一塊與凸模按一定配合精度相配合的模板，在塑料件的整個(gè)周邊端面上進(jìn)行推出，作用面積大，推出力大而且均勻，動(dòng)作平穩(wěn)順暢，在塑料件上無(wú)推出痕跡。 推件板的厚度計(jì)算： 通過(guò)剛度要求計(jì)算推件板的厚度公式為： 式3-6 通過(guò)強(qiáng)度要求計(jì)算推件板的厚度公式為： 式3-7 式中 C3------------系數(shù)，隨R/r而異，按表格選取 R-------------推桿作用在推板上所形成的幾何半徑（mm） r--------------推件板環(huán)形內(nèi)孔（或型腔）的半徑（mm） [δ]----------- 推件板板中心所允許的最大變動(dòng)量，一般可取塑料件在被推出方向上的尺寸公差的1/5～1/10（mm） F-------------脫模力（N） K3-----------系數(shù)，隨R/r而異，按表格選取 [σ]----------- 推件板材料的許用應(yīng)力 經(jīng)查得：K3=13.5；[σ]= 160MPa。而脫模力由前計(jì)算可得F=15040N。 采用強(qiáng)度計(jì)算可得：t≥11mm。 設(shè)計(jì)過(guò)程中取推件板的厚度t=16mm 3.6 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 由于在注塑件上部有一個(gè)沉孔，因此在模具上成型該沉孔的零件就必須制作成可以側(cè)向移動(dòng)的，為了使模具在脫模具過(guò)程中能夠順利的脫模，因此必須采用側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。 結(jié)構(gòu)采用斜銷機(jī)動(dòng)分型與抽芯，該種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，動(dòng)作可靠，勞動(dòng)強(qiáng)度小，生產(chǎn)效率高，借助機(jī)床開(kāi)模行程來(lái)完成抽芯動(dòng)作，廣泛用于延時(shí)抽芯或接近分型面抽芯力不大的型芯。斜導(dǎo)柱的使用材料為T(mén)8A。由于導(dǎo)柱經(jīng)常和滑塊摩擦，所以，其熱處理硬度要求為55～58HRC，表面粗糙度值低于Ra0.4μm。斜導(dǎo)柱與其固定板之間采用過(guò)渡配合形式H7/k6。 a、抽芯行程的計(jì)算：側(cè)抽芯的傾斜角α=20°(一般α的選取范圍為15°≤α≤22°，以20或22選用最多。),抽芯距s=13.5mm。 工作長(zhǎng)度L=s/sinα=39.5mm，取40mm 開(kāi)模距 H=s/tanα=37.1mm，取38mm 實(shí)際的模具中工作長(zhǎng)度L取48mm b、抽芯力的計(jì)算： 式3-8 式中 c----------側(cè)抽芯成型部分的截面平均周長(zhǎng)（m） h-----------側(cè)抽芯成型部分的高度（m） p----------塑料件對(duì)側(cè)抽芯的收縮應(yīng)力（包緊力），一般模內(nèi)冷卻的塑件，p=（0.8～1.2）×10^7Pa，模外為(2.4～3.9)×10^7Pa μ---------塑料在熱狀態(tài)對(duì)鋼的摩擦因數(shù)，一般0.15～0.2 α---------斜導(dǎo)柱的斜度（°） 經(jīng)查及計(jì)算可得：c=0.022m，h=0.0135m，p=3×10^7Pa，μ=0.18,α=20° 計(jì)算得抽芯力Fc=1541N 而彎曲力Fw=Fc/cosα=1640N，由Fw和Hw（Hw為脫模力的作用線到斜導(dǎo)柱中心線交點(diǎn)到斜導(dǎo)柱固定板之間的距離，為6.5mm）及導(dǎo)柱斜角α確定斜導(dǎo)柱的直徑，查得直徑可取Ф14mm。 圖3-7斜導(dǎo)柱的工作結(jié)構(gòu) 3.7 冷卻部分的設(shè)計(jì) 顯然，通過(guò)分析可知在沉孔的厚實(shí)部分易使模具在冷卻過(guò)程中溫度高于其他的部位，因此在設(shè)置冷卻管道時(shí)應(yīng)特別注意該處冷卻的效果，在設(shè)置管道時(shí)，可將該處的冷卻管道更靠近制件，并且盡量設(shè)置進(jìn)水口靠近這個(gè)位置。 由于并不需要考慮管道內(nèi)部的質(zhì)量要求，則加工這些冷卻管道主要采用的是在成型零件加工完畢后，在需要設(shè)置冷卻管道的部位進(jìn)行加工，先直接加工處通孔，在用一些堵頭堵住那些不需要通的位置。當(dāng)然這樣會(huì)一定程度上影響制件內(nèi)表面的加工精度，但對(duì)制件本身的內(nèi)表面無(wú)特殊的要求，而采用此種方式可大大降低加工的難度，并且在設(shè)置冷卻管道時(shí)更加靈活。 3.8 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用 根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)和尺寸的要求，而且在模具設(shè)計(jì)中是采用推件板推出，查塑料注塑模具的標(biāo)準(zhǔn)模架手冊(cè)，可選擇A4型標(biāo)準(zhǔn)模架，315×315。 模板厚度A=25mm,B=40mm,以及墊板厚度C=80mm,因此得到模架的整體高度H=115+A+B+C=115+25+40+80=260mm。 而模架的具體的結(jié)構(gòu)見(jiàn)裝配圖。 3.9 注塑機(jī)的校核 整個(gè)注塑過(guò)程及模具結(jié)構(gòu)尺寸都確定，注塑機(jī)需要校核的主要內(nèi)容為注射量的校核，注塑壓力的校核，鎖模力的校核，模具在注塑機(jī)上安裝部位的相關(guān)尺寸的校核，開(kāi)模行程的校核。 a、注射量的校核：所選注塑機(jī)的138mm cm^3，而塑件與澆注系統(tǒng)的整個(gè)體積為110 cm^3,而根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)m1+m2≤0.8m（m1+m2為塑件與澆注系統(tǒng)的整個(gè)體積，m為注塑機(jī)公稱注射量），因此該注塑機(jī)的注射量符合要求。 b、注塑壓力的校核：由前面的分析可知，實(shí)際的注塑壓力為20.93MPa，而所選注塑機(jī)注塑壓力為140MPa，完全符合使用需要。 c、鎖模力的校核：注塑機(jī)鎖模力為800KN=80T,而在整個(gè)注塑過(guò)程中，最大的鎖模力小于15T, 完全符合要求。 d、模具在注塑機(jī)上安裝部位的相關(guān)尺寸的校核：模具的高度在裝配圖中可知為364mm，低于注塑機(jī)的最大安裝尺寸。 e、開(kāi)模行程的校核：由于是二次分型，開(kāi)模行程為斜導(dǎo)柱的開(kāi)模距（38mm）和推件板的行程（120mm）之和，而注塑機(jī)的最大開(kāi)模行程為570mm。 綜合上述校核結(jié)果可知該注塑機(jī)完全符合該模具的注塑要求 總 結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，這也標(biāo)志著我大學(xué)生活已經(jīng)拉開(kāi)了帷幕。在過(guò)去的幾個(gè)月中，有喜悅、有苦惱，有緊張也有放縱?？梢哉f(shuō)，這是我大學(xué)生活的一個(gè)縮影，也是我大學(xué)期間的最后一次做作業(yè)。 首先，是精神上的收獲，它是我今后走上工作崗位之前的一次大練兵。在過(guò)去，雖然我作過(guò)多次各個(gè)學(xué)科方面的課程設(shè)計(jì)，但是這次作畢業(yè)設(shè)計(jì)給我的感覺(jué)和以前完全不同。之前作的課程設(shè)計(jì)所要解決的課題相對(duì)比較簡(jiǎn)單，而且跨學(xué)課，牽涉的其它方面的內(nèi)容比較少、比較淺。而這次畢業(yè)設(shè)計(jì)就截然不同拉，它要解決的，不是單方面的內(nèi)容，而是要解決一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的整個(gè)模具系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及各個(gè)部件之間能夠協(xié)調(diào)運(yùn)做，能夠制造出符合要求的產(chǎn)品的課題。所以說(shuō)，畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成，在精神上，對(duì)于我今后走上工作崗位是個(gè)很大的鼓舞。 其次，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我在查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等能力方面有了很大提高，特別是在電腦制圖方面。過(guò)去的六個(gè)月，是我在大學(xué)期間，把電腦用在學(xué)習(xí)上使用頻率最高的一段時(shí)間。在這段時(shí)間里，通過(guò)理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作相結(jié)合，使我對(duì)AutoCAD等繪圖軟件進(jìn)行了比較系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。對(duì)一些復(fù)雜圖形的繪制、尺寸的標(biāo)注都能比較熟練的操作和運(yùn)用。查閱各種文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)和設(shè)計(jì)規(guī)范是我完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，各種系統(tǒng)的使用條件，各種設(shè)備的選用標(biāo)準(zhǔn)，各種管道的安裝方式，我都是隨著設(shè)計(jì)的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會(huì)應(yīng)用的。在設(shè)計(jì)中遇到的一些問(wèn)題，比如頂蓋模具澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，由于頂蓋比較深，澆注水道的選擇比較困難。特別是在怎樣能夠保證設(shè)計(jì)的可靠性，避免設(shè)計(jì)的模具發(fā)生干涉、碰撞等問(wèn)題方面的問(wèn)題，都是通過(guò)查閱各種設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范和通過(guò)與導(dǎo)師、同學(xué)的交流來(lái)解決的。 最后，這段時(shí)間的磨練，使我的意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。 總的說(shuō)來(lái)，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)做得還比較有成效，確確實(shí)實(shí)學(xué)到了知識(shí)，拓寬了視野。雖然還有一些不足和遺憾，可這些不會(huì)給我打擊只會(huì)更好的鞭策我前行，讓我在未來(lái)的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力，更強(qiáng)的溝通力和理解力。提高是有限的但提高也是全面的。我相信，只要自己今后牢記教訓(xùn)不斷的改變和提高，就能在激烈的崗位競(jìng)爭(zhēng)中，始終擁有的一席之地。 致 謝 經(jīng)過(guò)半年的忙碌，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。 在這里首先要感謝我的導(dǎo)師老師。我的畢業(yè)設(shè)計(jì)及論文都是在老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。在設(shè)計(jì)過(guò)程中老師給我指出了正確的設(shè)計(jì)方向，使我加深了對(duì)知識(shí)的理解,同時(shí)也避免了在設(shè)計(jì)過(guò)程中少走彎路。而且，她還給我提供了大量的學(xué)習(xí)資料，并且在我的實(shí)際設(shè)計(jì)中給予很大的幫助，指導(dǎo)我，啟發(fā)我，為我解答了很多設(shè)計(jì)上的難題。老師的督促使我一直把畢業(yè)設(shè)計(jì)放在心理，保證按質(zhì)按量的完成。在論文的寫(xiě)作、修改這一方面，老師也為我投入了很多時(shí)間。 還要要感謝宿舍同學(xué)，是大家營(yíng)造了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中大家互幫互助，是大家把從圖書(shū)館接來(lái)的資料和從網(wǎng)上下載的資料共同分享，是大家把遇到的問(wèn)題集中起來(lái)共同探討、共同解決、共同進(jìn)步，是大家在CAD的學(xué)習(xí)和操作中共同交流、共同傳授繪圖技巧和經(jīng)驗(yàn)共同提高。在生活上，大家相互照顧。在精神上大家相互鼓勵(lì)。也正式這樣，讓我體驗(yàn)到了我們這個(gè)小家庭的溫暖，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。 最后還要特別的感謝我父母。雖然他們還在遙遠(yuǎn)的家鄉(xiāng)，但是，正是他們保證了我在學(xué)習(xí)期間的衣食物憂，為我提供了一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。正是他們一次次的打電話，一次次的鼓勵(lì)我，使我擁有克服困難的勇氣。他們永遠(yuǎn)是我精神上和心靈深處的堅(jiān)強(qiáng)后盾。 借次機(jī)會(huì)，還要感謝大學(xué)來(lái)所有的老師，為我們打下機(jī)械專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，為我提供無(wú)私的支持和幫助。感謝陪伴在我身邊的每一個(gè)人，謝謝你們！ 參考文獻(xiàn) [1]. 李德群，唐志玉．中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典．江西科學(xué)技術(shù)出版社．2003．1． [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)．北京機(jī)械工業(yè)出版社．1982．12． [3] 屈華昌．塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)．北京機(jī)械工業(yè)出版社．2003．3． [4] 徐佩弘．塑料制品與模具設(shè)計(jì)．北京中國(guó)輕工業(yè)出版社．2001．7． [5] 姜勇．AutoCAD2006基礎(chǔ)培訓(xùn)教程．人民郵電出版社．2006．3． [6] 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