手輪注塑模具設計

手輪注塑模具設計,手輪,注塑,模具設計 摘 要 本次設計以注射塑料手輪模具為主線，綜合了成型工藝分析，模具結(jié)構(gòu)設計，最后到模具零件的加工方法，模具總的裝配等一系列模具生產(chǎn)的所有過程。此產(chǎn)品的材料為ABS塑料，有利于提高制品的強度，采用一模一腔的布局方法，澆口的形式為點澆口。通過以下的計算和設計，此設計是可行的，并可以用于實際生產(chǎn)當中。并且，在設計該模具的同時，總結(jié)了以往模具設計的一般方法、步驟，溫習了模具設計中常用的公式、模具結(jié)構(gòu)及零部件等。 關(guān)鍵詞：注射成型 模具設計 合模導向 推出機構(gòu) Abstract This design with injecting plastics hand-wheel the molding tool is lord line, synthesized to model craft analysis, molding tool structure design, finally arrive molding tool spare parts of process a method, the molding tool total assemble waits all processes that a series of molding tool produces.The material of this product is an ABS plastics, be advantageous to the strength that raises a product, adopt the layout method of one mold one chamber, sprinkle oscular form for order to sprinkle.Pass following calculation and design, this design is viable, and can used for among the actual production.And, while designing the molding tool, tallied up the former molding tool designs of general method, step, reviewed a molding tool to design in the in common use formula, molding tool structure and zero parts etc.. KEYWORD:Inject to modelThe molding tool designsMatch a mold directionRelease organization 目 錄 一 前 言 7 二、塑件成形工藝分 7 一、塑件材料分析 7 二、塑件的尺寸精度分析 8 2.1 塑件表面質(zhì)量分析 9 2.2塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析 9 2.3生產(chǎn)實際考慮 9 三、分型面的選擇 9 3.1分型面的選擇原則 9 3.2方案分析 10 四、注射機的初選 11 4.1計算塑件的體積 11 4.2計算所需的體積 11 4.3選用注射機 11 4.4注射機的終選 11 五、模具的結(jié)構(gòu)分析與設計 11 5.1確定模架 12 5.1.1 確定型腔布局 12 5.1.2 確定模板尺寸 12 5.1.3 確定模架尺寸 12 六、 成型零件的設計 14 6.1 成型零件的結(jié)構(gòu)分析 14 6.2 排氣系統(tǒng)的設計 15 6.3 成型零件的尺寸計算 15 6.4 脫模機構(gòu)的設計 16 6.4.1 頂桿設計 16 6.4.2脫模力的計算 17 6.4.3 塑件的頂出方案 17 6.4.4 凝料的推出 17 6.5 合模定位和導向機構(gòu)設計 18 6.5.1. 導向機構(gòu)的總體設計 18 6.5.2 導柱設計 18 6.5.3 導套設計 19 6.5.4推板導柱與導套設計 19 6.6 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計（冷卻系統(tǒng)） 19 6.7 排氣系統(tǒng)的設計 20 七、澆注系統(tǒng)的設計 20 7.1 澆注系統(tǒng)設計原則 20 7.2 主流道設計 21 7.2.1 主流道尺寸 21 7.2.2 主流道襯套形式及其固定 21 7.3 分流道的設計 22 7.4 澆口的設計 23 7.5澆口形式的選擇 23 八、成型設備的校核 24 8.1模具閉合高度的校核 24 8.2 模具安裝部分的校核 24 8.3 模具開模行程的校核 24 8.4鎖模力的校核 24 8.5注射壓力的校核 25 九、成型工藝參數(shù)的確定 25 十、 設計小結(jié) 27 參考文獻 28 致謝 28 一 前 言 一個學期的課程即將結(jié)束，為檢驗這一個學期以來對于塑料模設計的學習效果，綜合檢測理論在實際應用中的能力，除了平時的考試、實驗測試外，更重要的是理論聯(lián)系實際，即我們將努力認真的完成此次課程設計，我們的課程設計題目為：手輪注塑模具設計。 本次課程設計課題來源于生產(chǎn)實際，應用廣泛，但成型難度相對較難，模具結(jié)構(gòu)相對復雜，對我們初學模具設計的學生是一個很好的考驗。它能加強對塑料模具成型原理的理解，同時鍛煉對塑料成型模具的設計和制造能力。 本次設計以手輪注塑模具為主線，綜合了成型工藝分析，模具結(jié)構(gòu)分析，最后是模具的設計計算等一系列模具設計的所有過程。能很好的達到學以致用的效果。在設計該模具的同時總結(jié)了以往模具設計的一般方法、步驟，模具設計中常用的公式、數(shù)據(jù)、模具結(jié)構(gòu)及零部件。把以前學過的基礎課程融匯到綜合應用本次設計當中來，所謂學以致用。在設計中除使用傳統(tǒng)方法外，同時使用了AutoCAD軟件。 本次課程設計得到了xx老師的關(guān)心指導。正因為老師的悉心指導和幫助，我們才得以解決一個又一個難題，最后完成課程設計，在此謹代表小組全體同學向老師表示感謝。 由于實際經(jīng)驗和理論技術(shù)有限，設計的錯誤和不足之處在所難免，希望各位老師和同學批評指正。 二、塑件成形工藝分 一、塑件材料分析 ABS無毒、無味、呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤。密度為1.02～1.05g/cm3 。ABS有極好的抗沖擊強度，且在低溫下也不迅速下降。ABS有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐水性、化學穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機鹽、堿和酸類對ABS幾乎無影響，但在酮、醛、酯、氟代烴中會溶解或形成乳溶液。ABS不溶于大部分醇類級烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹。ABS塑料表面手冰醋酸、植物油等化學藥品的侵蝕會引起應力開裂。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工，經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。ABS的缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70°C左右，熱變形溫度為93°C 左右，且耐氣候性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。 ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物化學和物理特性 ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學單體合成。每種單體都具有不同特性： 丙烯腈有高強度、熱穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性；丁二烯具有堅韌性、抗沖擊特性； 苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強度。從形態(tài)上看，ABS是非結(jié)晶性材料。 三中單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三元共聚物，一個是苯乙烯-丙烯腈的連續(xù)相，另一個是聚丁二烯橡膠分散相。 ABS的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相 中的分子結(jié)構(gòu)。這就可以在產(chǎn)品設計上具有很大的靈活性，并且由此產(chǎn)生了市場 上百種不同品質(zhì)的ABS材料。這些不同品質(zhì)的材料提供了不同的特性，例如從中等 到高等的抗沖擊性，從低到高的光潔度和高溫扭曲特性等。 ABS材料具有超強的易加工性，外觀特性，低蠕變性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及很高 的抗沖擊強度。 注塑模工藝條件 干燥處理：ABS材料具有吸濕性，要求在加工之前進行干燥處理。 ABS在升溫是粘度增高，所以成型壓力較高，故塑件上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前應進行干燥處理；ABS易產(chǎn)生熔接痕，模具設計時應注意盡量減少澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚，熔料溫度對收縮率影響極小。在要求塑件精度高時，模具溫度可控制為50~60°C而在強調(diào)塑件光澤和耐熱性時，模具溫度應控制在60~80°C （模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導致光潔度較低）。 注射壓力：500~1000bar。 注射速度：中高速度。典型用途 汽車（儀表板，工具艙門，車輪蓋，反光鏡盒等），電冰箱， 大強度工具（頭發(fā)烘干機，攪拌器，食品加工機，割草機等），電話機殼體， 打字機鍵盤，娛樂用車輛如高爾夫球手推車以及噴氣式雪撬車等。 二、塑件的尺寸精度分析 該塑件無尺寸精度特殊要求，所有尺寸均為自由尺寸，按MT7查取公差。其主要尺寸公差要求如表3.9所示： 塑件標注尺寸 塑件尺寸公差 （按MT7級精度） 塑件標注尺寸 塑件尺寸公差 （按MT7級精度） 外形尺寸 Φ13 Φ13-0.88 內(nèi)形尺寸 14.85 14.85+0.78 R1 R1-0.38 Φ16 Φ16+0.38 R2 2-0.38 Φ100 Φ100-2.10 27 27-1 4 10 10-0.88 12 12-0.88 2.1 塑件表面質(zhì)量分析 該塑件表面沒有提出特殊要求，一般情況下外表面要求光潔，表面粗糙度可以取到。沒有特殊要求時，塑件內(nèi)部表面粗糙度可取。 2.2塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析 （1）壁厚分析：設計合理，壁厚相對均勻，且符合最小壁厚的一昂球。 （2）圓角過渡：要從分型面位置、型芯、型腔結(jié)構(gòu)來分析過渡圓角的設置。根據(jù)本塑件的壁厚，均采用圓角半徑R1mm。 （3）脫模斜度：為便于塑件從模腔中取出，塑件的內(nèi)外壁需要足夠的脫模斜度。外形尺寸以大端為基準，斜度往小處取；內(nèi)形尺寸以小端為基準，斜度往大處取。根據(jù)ABS的性能和《模具設計與制造簡明手冊（第三版）》P433—表2-2-5：型芯脫模斜度為：0.7°，型腔脫模斜度為0.5° 2.3生產(chǎn)實際考慮 該塑件的生產(chǎn)類型應該是大批量生產(chǎn)，因此在設計模具時，要提要塑件的生產(chǎn)效率，傾向于采用多型腔、高壽命、自動脫模的模具，以降低生產(chǎn)成本。 三、分型面的選擇 3.1分型面的選擇原則 如何確定分型面，需要考慮的因素比較復雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、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應綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較。 為合理的方案。選擇分型面時一般應遵循以下幾項原則： （1）分型面應選擇在制品的最大截面處，無論塑件以何形式布置，都應將此作為首要原則； （2）便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊。 （3）有利于保證塑件的精度要求。 （4）盡可能滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。分型面上型腔壁面稍有間隙，就會產(chǎn)生飛邊。 （5）便于模具加工制造，在選擇非平面分型面時，應有利于型腔加工和制品的脫模方便。 （6）對成型面積的影響，盡量減少制品在合模方向上的投影面積,以減小所需鎖模力。 （7）對排氣效果的影響，盡可能有利于排氣。 （8）對側(cè)向抽芯的影響（本塑件沒有抽芯）。 其中最重要的是第（2）和第（5）、第（8）點。為了便于模具加工制造，應盡是選擇平直分型面工易于加工的分型面。 3.2方案分析 該塑件為家用的旋鈕塑料,要求表面光滑平整；無毛刺無毛邊；不允許縮水、凹坑；無劃傷；無污物。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以及成型后能夠順利取出制件，有以下幾種方案： 分型面選擇的首要原則是必須選擇塑件斷面輪廓最大的地方作為分型面，這是確保塑件能夠脫出模具而必須遵循的基本原則。 _A 該塑件采用水平分型，型腔在定模，型芯在動模，分型后塑件包緊在型芯上，隨型芯一起留在動模，然后有動模的推管和推桿的共同作用將塑件從動模中脫出，這種分型方式，首先，塑件的外形由定模的型腔成型，這樣不緊能夠保正塑件的外觀質(zhì)量，成型后由而且型腔采用鑲塊式更加節(jié)省材料，便于加工；其次，分型后由動模的推管和推桿作用于塑件內(nèi)部將塑件從動模的脫出，這樣就不會影響塑件的外觀質(zhì)量，而且模具的結(jié)構(gòu)簡單，加工方便。無論從成型性能上看，還是從經(jīng)濟性看此方案都較為合理，所以此方案相對前兩個方案來說更家好一些。 四、注射機的初選 4.1計算塑件的體積 求得塑件的體積為：V1=32851mm3。 澆注系統(tǒng)凝料體積可按塑件體積的0.6倍估算，所以澆注系統(tǒng)凝料體積為： V澆注系統(tǒng)凝料=V塑件 ×0.6=32851×0.6=19710.6 mm3 4.2計算所需的體積 塑件和澆注系統(tǒng)凝料總體積為（按一模一腔算），該模具一次住宿需要塑料的體積為： V一次注塑 =V塑件 + V澆注系統(tǒng)凝料=32851 + 19710.6=52561.6 mm3 4.3選用注射機 根據(jù)總體積V= 52561.6 mm3，所以初步選取XS-Z-60型螺桿式注射成型機。 XS-Z-60型螺桿式注射成型機主要參數(shù)如下表所示 項 目 參 數(shù) 項 目 參 數(shù) 理論注射量 60 cm3 移模行程 180mm 注射壓力 1220MPa 定位孔的直徑 Φ55 鎖模力 500Kn 噴嘴球半徑 SR12mm 最大模具厚度 200mm 噴嘴口孔徑 Φ4 最小模具厚度 70mm 4.4注射機的終選 注射量的校核公式是 （0.8 ~ 0.85） 式中 ——注射機的公稱注射量，cm3 ——每模的塑料體積量，cm3 如前所述，塑件及澆注系統(tǒng)的總體積為52.5616cm3，遠小于注射劑的理論注射量60 cm3，故滿足要求。 五、模具的結(jié)構(gòu)分析與設計 5.1確定模架 5.1.1 確定型腔布局 模具采用一模一腔，布局如下圖所示，需要確定圖中尺寸。 （1）確定S1和S2 查《塑料模具課程設計指導與范例》P120表6-27可得：S1=7； S2=18 （2）確定L和b L=S1+S2+d=7+18+100=125mm b=L=125 5.1.2 確定模板尺寸 根據(jù)上面的b和L，考慮注塑機的大小、導柱、導套和螺釘?shù)炔贾?，根?jù)GB/T 12555-2006《塑料注射模模架》，模架型號為：A型，200mm×180mm。 5.1.3 確定模架尺寸 模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘；模具外表面盡量不要有突出部分；模具外表面應光潔，加涂防銹油。兩模板之間應有分模間隙，即在裝配、調(diào)試、維修過程中，可以方便地分開兩塊模板。 1. 定模座板（200mm×150mm、厚40mm） 定模座板是模具與注射機連接固定的板，定模座板上固定導柱和定位圈，材料為45鋼。定位圈通過4個M6的內(nèi)六角圓柱螺釘與其連接。定模座板上的導柱與導柱孔采用H7/k6配合，定模座板與拉料桿采用H7/k6配合。 2. 定模板（150mm×150mm、厚40mm） 用于固定定模模仁（型腔鑲塊）和導套。應該有一定的厚度，并有足夠的強度。一般用45鋼。其上的導套孔與導套一端采用H7/k6配合，定模與定模模仁（型腔鑲塊）采用H7/m6配合。 3. 動模板（150mm×150mm、厚40mm） 用于固定動模模仁（型芯鑲塊）和導套。一般用45鋼。動模板應具有較高的平行度和硬度。動模模仁（型芯鑲塊）通過6個沉頭螺釘M10固定在動模板上面。其上的導套孔與導套一端采用H7/k6配合，動模與動模模仁（型芯鑲塊）采用H7/m6配合。 4. 墊塊（28×150mm、厚80 mm） 主要作用：在動模座板與支承板之間形成推出機構(gòu)的動作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應注射機的模具安裝厚度要求。 結(jié)構(gòu)形式：可以是平行墊塊或拐角墊塊，該模具采用平行墊塊。 墊塊材料：墊塊材料為45 墊塊的高度h校核： h=h5+h6+h2+B=13+15+30+40=98mm 式中h5——推板厚度，為13mm； h6——推桿固定板厚度，為15mm； h2——支撐板厚度，為10mm； B——動模板厚度，取8mm。 5．動模座板（200mm×150mm、厚25mm） 動模座板上的注射機頂桿孔為Φ150mm，動模座板上還有四個擋釘孔，動模座板的推板導套孔與推板導柱采用H7/n6配合。擋釘與擋釘孔采用H7/n6配合，材料為45鋼。 6．推桿固定板（90mm×1500mm、厚13mm） 材料為45鋼。其上的推板導套孔與推板導套采用H7/f9配合。 六、 成型零件的設計 6.1 成型零件的結(jié)構(gòu)分析 1. 型腔的設計 （1）定模模仁（型腔鑲塊） 型腔采用整體嵌入式結(jié)構(gòu)。整體式型腔有較高的強度和剛度，在使用中不易發(fā)生變形。 本模具是一模一腔，型腔做在模仁內(nèi)。 （2）定模模仁（型腔鑲塊）的固定 由于定模模仁（型腔鑲塊）比較大，而且厚度較厚，故采用螺釘連接，這樣做能夠達到很好的緊固作用。 2. 型芯的設計 （1）型芯 本塑件考慮到排氣效果，因此，型芯采用鑲拼組合式。共有兩個型芯組成。 型芯均為圓形，但較小，因此采用臺階固定，銷釘防轉(zhuǎn)。 （2）動模模仁（型芯鑲塊） 由于分型面取在塑件最大投影面積處，因此，動模部分也有型腔。 由于動模板厚度較厚，因此動模模仁（型芯鑲塊） 6.2 排氣系統(tǒng)的設計 在注射成型過程中，模具內(nèi)除了型腔和澆注系統(tǒng)原有的空氣外，還有塑料受熱或凝固時產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。這些氣體若不能順利排出，則可能因填充時氣體被壓縮而引起塑件局部炭化燒焦，或使塑件形成氣泡、產(chǎn)生熔接不牢、表面輪廓不清及充填不滿等成性缺陷。另外氣體的 存在還會產(chǎn)生反壓力而降低充模速度，因此設計模具時必須考慮型腔的排氣問題。 由于該模具的總體尺寸一般，屬于中小型模具，可以利用推桿、活動型芯以及型芯端部與模板的配合間隙、分型面進行排氣。其配合間隙為0.03~0.05mm 6.3 成型零件的尺寸計算 塑件的尺寸如圖所示平均收縮率尺寸偏差取IT7級 （1）型腔尺寸計算： ? 徑向尺寸計算公式： ? 高度尺寸計算公式： ? ? （2）型芯尺寸計算： ? 徑向尺寸計算公式： ? 高度尺寸計算公式： ? ? ? （3）計算結(jié)果如表所示： 已知條件：平均收縮率Scp=0.5%；模具的制造公差取對應的值 類別 類型 塑件尺寸 計算公式 工作尺寸 型腔計算 徑向尺寸 Φ3 型芯尺寸 徑向尺寸 Φ Φ 6.4 脫模機構(gòu)的設計 6.4.1 頂桿設計 注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準確無誤地從模具的凹模中或型芯上托出，完成拖出塑件的裝置稱為脫模機構(gòu)，也常稱為推出機構(gòu)。 脫模推出機構(gòu)的設計原則 塑件推出（頂出）是注射成型過程中的最后一個環(huán)節(jié)，推出質(zhì)量的好壞將最后決定塑件的質(zhì)量，因此，塑件的推出是不可忽視的。在設計推出脫模機構(gòu)時應遵循下列原則： （1）推出機構(gòu)應盡量設置在動模一側(cè)。 （2）保證塑件不因推出而變形損壞。 （3）機構(gòu)簡單、動作可靠。 （4）良好的塑件外觀。 （5）合模時的準確復位。 本模具采用頂桿頂出，頂出桿頂出出是一種基本的、也是一種常用的塑件頂出方式。常用的頂桿形式有圓形、矩形、階梯形。我們采用圓形頂桿。 6.4.2脫模力的計算 因為壁厚與直徑之比 >0.05，故，該塑件為厚壁制件。 該制件為圓環(huán)形截面，脫模力計算公式為 式中 r——型芯平均半徑 r=16.43mm K2——無量綱系數(shù)，其值隨f和φ而異，查表得，K2=1.0013 K1——無量綱系數(shù)，其值隨λ和φ而異，查表得，K1=1.6 S——塑料平均成型收縮率 S=0.5% E——塑料的彈性模量，MPa，查表得E=2900MPa L——塑件對型芯的包容長度，mm，L=9mm f——塑件與型芯之間的摩擦因數(shù)，f=0.21 φ——模具型芯的脫模斜度，φ=0.7° μ——塑料的泊松比，μ=無 A——盲孔塑件型芯在垂直于脫模方向上的投影面積，A=0mm2 由上可得，脫模力 6.4.3 塑件的頂出方案 頂桿布置在包緊力較大的地方。布置在：角、加強筋、四周等。推桿不能太靠邊，距離邊界1~2mm。盡量不要放在鑲拼處。根據(jù)經(jīng)驗放置12根。 6.4.4 凝料的推出 本模具是一板模，因此澆注系統(tǒng)凝料的推出需要用頂針推出。 6.5 合模定位和導向機構(gòu)設計 當采用標準模架時，因模架本身帶有導向裝置，一般情況下，設計人員只要按模架規(guī)格選用即可。若需采用精密導向定位裝置，則須由設計人員根據(jù)模具結(jié)構(gòu)進行具體設計。 6.5.1. 導向機構(gòu)的總體設計 （1）導向零件應合理地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有足夠的距離，以保證模具的強度，防止壓入導柱和導套后變形。 （2）該模具采用4根導柱，其布置為等直徑導柱對稱布置。 （3）該模具導柱安裝在定模座板上，導套有三個，分別安裝在流道推板、定模板和動模板。 （4）為了保證分型面很好接觸，導柱和導套在分型面處應制有承屑槽，即可削去一個面或在導套的孔口倒角，該模具采用后者。 （5）在合模時，應保證導向零件首先接觸，避免凸模先進入型腔，導致模具損壞。 （6）動定模板采用合并加工時，可確保同軸度要求。 6.5.2 導柱設計 （1）該模具采用帶頭導柱，不加油槽，如圖所示。 （2）導柱的長度必須比凸模斷面高度高出6mm~8mm。 （3）為使導柱能順利地進入導向孔，導柱的端部常做成圓錐形或球形的先到部分。 （4）導柱的直徑應根據(jù)模具尺寸來確定，應保證具有足夠的抗彎強度（該導柱直徑由標準模架可知為Φ12mm）。 （5）導柱的形式，導柱固定部分與模板按H7/f7配合，導柱滑動部分按H7/f7配合。 （6）導柱工作不分的表面粗糙度為Ra=0.4μm。 （7）導柱應具有堅硬而耐磨的表面、堅韌而不易折斷的內(nèi)芯。多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理或碳素工具鋼T8A、T10A經(jīng)淬火處理，硬度為50HRC以上或45鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)、表面淬火、低溫回火，硬度為50HRC以上。本模具采用T8A。 6.5.3 導套設計 導套與安裝在另一半模上的導柱相配合，用以確定動、定模的相對位置，保證模具運動導向精度的圓套形零件。導套常用的結(jié)構(gòu)形式有兩種：直導套（GB/T4169.2-1984）、帶頭導套（GB/T4169.3-1984）。 （1）結(jié)構(gòu)形式。采用帶頭導套和直導套，如圖所示。 （2）導套的端面應倒圓角，導柱孔最好做成通孔，利于排除孔內(nèi)剩余空氣。 （3）導套的滑動部分按H7/f7配合，表面粗糙度為0.4μm。帶頭導套外徑與動定模板一端采用H7/k6配合；與流道推板一端采用H7/n6配合鑲?cè)肽０濉? （4）導套材料可用淬火鋼或銅（青銅合金）等耐磨材料制造，該模具中采用T8A。 導柱導套的裝配布置如下： 導柱 直導套 帶頭導套 帶頭導套 定模座板 定模板 動模板 墊塊 6.5.4推板導柱與導套設計 該套模具采用推板導柱固定在動模座板上的形式。推板導柱除了起導向作用外，還支撐著支承板，從而改善了支承板的受力狀況，大大提高了支承板的剛性。該模具設置了4套推板導柱與導套，它們之間采用H8/f7配合，其形狀與尺寸配合如圖所示。 支承板 推板導柱 推板導 6.6 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計（冷卻系統(tǒng)） 該塑件為大批量生產(chǎn)，應該盡量縮短成型周期，提高生產(chǎn)率。LDPE是結(jié)晶型塑料，成型時需要充分冷卻，冷卻要均勻。因此，該模具的凸模和凹模均開設冷卻水道，采用冷卻水進行循環(huán)冷卻。 為了使得模具冷卻更快，而且制件不同部位冷卻速度必須相等，則必須采用較為復雜的冷卻系統(tǒng)。該冷卻系統(tǒng)分兩部分，第一部分是型腔部分的冷卻，因為定模模仁（型腔鑲塊）是整體嵌入式，因此該部分冷卻系統(tǒng)是在定模板上開設兩條分別與分型面平行的冷卻水道，水道開設在型腔上方。第二部分是型芯的冷卻，因為型芯是圓形，而且是鑲拼組合式，因此該部分是環(huán)繞型芯的冷卻水道。 冷卻水道直徑按經(jīng)驗取8mm，水嘴采用外置型水嘴。 考慮到防止漏水，需要在型芯上加上密封圈，如圖。 冷卻水道布置如下圖: 6.7 排氣系統(tǒng)的設計 在注射成型過程中，模具內(nèi)除了型腔和澆注系統(tǒng)原有的空氣外，還有塑料受熱或凝固時產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。這些氣體若不能順利排出，則可能因填充時氣體被壓縮而引起塑件局部炭化燒焦，或使塑件形成氣泡、產(chǎn)生熔接不牢、表面輪廓不清及充填不滿等成性缺陷。另外氣體的 存在還會產(chǎn)生反壓力而降低充模速度，因此設計模具時必須考慮型腔的排氣問題。 由于該模具的總體尺寸一般，屬于中小型模具，可以利用推桿、活動型芯以及型芯端部與模板的配合間隙、分型面進行排氣。其配合間隙為0.03~0.05mm 七、澆注系統(tǒng)的設計 7.1 澆注系統(tǒng)設計原則 （1）澆注系統(tǒng)與塑件一起在分型面上，應有壓降，流量和溫度的分布的均衡布置； （2）結(jié)合型腔布置考慮，盡可能采用平衡式分流道布置； （3）盡量縮短熔體的流程，以便降低壓力損失、縮短充模時間； （4）澆口尺寸、位置和數(shù)量的選擇十分關(guān)鍵，應有利于熔體流動、避免產(chǎn)生湍流、渦流、噴射和蛇形流動，有利于排氣和補縮，且應設在塑件較厚的部位，以使熔料從后斷面移入薄斷面，以利于補料； （5）避免高壓熔體對模具型芯和嵌件產(chǎn)生沖擊，防止變形和位移的產(chǎn)生； （6）澆注系統(tǒng)凝料脫出應方便可靠，凝料應易于和制品分離或者易于切除和整修； （7）熔接痕部位與澆口尺寸、數(shù)量及位置有直接關(guān)系，設計澆注系統(tǒng)時要預先考慮到熔接痕的部位、形態(tài)，以及對制品質(zhì)量的影響； （8）盡量減少因開設澆注系統(tǒng)而造成的塑料凝料用量； （9）澆注系統(tǒng)的模具工作表面應達到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中澆口應有IT8以上的精度要求； （10）設計澆注系統(tǒng)時應考慮儲存冷料的措施； （11）盡可能使主流道中心與模板中心重合，若無法重合應使兩者的偏離距離盡可能小。 7.2 主流道設計 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴射出的熔體導入分流道或型腔中。 主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。 7.2.1 主流道尺寸 （1）主流道小端直徑d 主流道小端直徑d = 注射機噴嘴直徑+0.5 ～ 1 = 4 + 0.5～1 取d = 5（mm）這樣便于噴嘴和主流道能同軸對準，也能使的主流道凝料能順利脫出 （2）主流道球面半徑 主流道入口的凹坑球面半徑R，應該大于注射機噴嘴球頭半徑的2～3mm。反之，兩者不能很好的貼合,會讓塑件熔體反噴,出現(xiàn)溢邊致使脫模困難. SR = 注射機噴嘴球頭半徑 + 2～3 SR = 12 + 2～3 取d = 14（mm） （3）主流道長度L 一般按模板厚度確定，但為了減小充模時壓力降和減少物料損耗，以短為好，小模具控制在50之內(nèi)。在出現(xiàn)過長流道時，可以將主流道襯套挖出深凹坑，讓噴嘴伸入模具。本設計中結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu)，取L=43（mm） （4）主流道大端直徑 D = d + 2 Ltgα（半錐角α： 為1°～ 2°，取α=2°）≈ 12 7.2.2 主流道襯套形式及其固定 主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，屬易損件，對材料要求較嚴，因而模具主流道部分常設計成可拆卸更換的主流道襯套形式，即澆口套。本模具是三板模，因此需要盡量減少主流道長度。 用澆口套標準件，這樣只需購買，但是主流道長度過大，在凝料脫模時會產(chǎn)生困難。。固定形式：用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是標準件，其形式如下： 定位圈及澆口套裝配圖： 定位圈（用螺釘固定在定模座板上） 定模座板 螺釘固定在定模座板內(nèi) 定模板 澆口套 7.3 分流道的設計 本模具的流道布置形式采用平衡式，分流道的形狀及尺寸與塑件的體積、壁厚、形狀的復雜程度、注射速率等因素有關(guān)。該塑件的體積不大而且形狀不復雜，且壁厚均勻，可以考慮采用點進料的方式，有利于塑件的成型和外觀質(zhì)量的保證。從便于加工的方面考慮，采用截面形狀為0形的分流道.查有關(guān)的手冊,選擇R=5mm。 此外該模具是一模4件，型腔的數(shù)量較少,模具的結(jié)構(gòu)簡單而不緊湊，所以采用平衡式，各個型腔的分流道的斷面形狀及大小、分流道長度都取作一致。這樣，熔體就能以相同的成型壓力和溫度同事充滿各個型腔，使一模內(nèi)成型出的各個塑件的尺寸及性能容易保持一致。 7.4 澆口的設計 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入型腔時的流動特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時充滿，可控制填充時間、冷卻時間及塑件表面質(zhì)量，同時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。 模具設計時，澆口的位置及尺寸要求比較嚴格，初步試模后還需進一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設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位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認真考慮澆口位置的選擇。通常要考慮以下幾項原則： a.盡量縮短流動距離。 b.澆口應開設在塑件壁厚最大處。 c.必須盡量減少熔接痕。 d.應有利于型腔中氣體排出。 e.考慮分子定向影響。 f.避免產(chǎn)生噴射和蠕動。 g.澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。 h.注意對外觀質(zhì)量的影響。 7.5澆口形式的選擇 由于該塑件外觀質(zhì)量要求高，澆口的位置和大小還是要不能太影響塑件的外觀，同時，也應該盡量使模具結(jié)構(gòu)簡單。根據(jù)對塑件結(jié)構(gòu)的分析及已確定的分型面的位置，可選的澆口形式有幾種方案，如下： 點澆口是一種斷面尺寸很小的澆口,當物料通過時產(chǎn)生很高的剪切速率,這對于表觀粘度隨剪切速率變化而明顯變化的塑料熔體和粘度較低的塑料熔體是適合用的.點澆口在開模時容易自行切斷,并且在塑件上留下的殘痕極小,不容易覺察,故無需修剪澆口的工序.點澆口的另一個優(yōu)點是,它很容易向模腔多點進料,澆口位置選擇靈活,對于單腔模和多腔模均適用.因此點澆口能實現(xiàn)模具自動化生產(chǎn),生產(chǎn)效率高. 采取雙分型面模具(亦稱三板式模具),可以自動脫膠無需要設計機械手或者人工將澆注系統(tǒng)的凝料從主流道中取出，并且塑件的表面經(jīng)過很小的修整就可以達到塑件的表面質(zhì)量要求。 對塑件成型性能、澆口和模具結(jié)構(gòu)的分析比較,由于塑件的尺寸及表面精度要求不高，從模具的制造及結(jié)構(gòu)考慮，確定成型該塑件的模具采用點澆口的形式。 八、成型設備的校核 8.1模具閉合高度的校核 模具閉合高度的校核公式為： 由裝配圖可知模具的閉合高度=250mm，而注射機的最大模具厚度=300mm，最小模具厚度=250mm，滿足安裝要求。 8.2 模具安裝部分的校核 模具定位圈的直徑Φ125mm與注射機定位孔的直徑Φ125相等，滿足安裝要求。 澆口套的球面半徑SR1=SR+（1~2）mm=20mm，滿足要求。 澆口套小端直徑R1=R+（1~2）mm=8mm，滿足要求。 8.3 模具開模行程的校核 模具開模行程的校核公式為： 式中 ——模具的開模行程，mm ——注射機的移模行程，mm ——制件的推出距離，mm ——包括流道凝料在內(nèi)的制品的高度，mm ——取出凝料所需分開的距離，mm 代入數(shù)據(jù)得：，滿足要求。 8.4鎖模力的校核 鎖模力的校核公式為： 式中 F——注射機的額定鎖模力，kN A——制件和流道在分型面上的投影面積之和，cm2 ——型腔的平均壓力，MPa K——安全系數(shù)，通常取1.1~1.2 代入數(shù)據(jù)得：。滿足要求。 8.5注射壓力的校核 注射壓力的校核公式為： 式中 ——注射機的額定注射壓力，MPa ——注射成型時的所需用的注射壓力，MPa ——安全系數(shù) 代入數(shù)據(jù)得：。滿足要求。 綜上所述：選取XS-ZY-250型螺桿式注射成型機完全符合本模具的使用要求 九、成型工藝參數(shù)的確定 成型工藝卡片：（具體見附錄一） 原料 參數(shù) 名稱 ABS 廠家 日本住友化學公司 牌名、品級 Sumikathene LDPE 顏色 灰色 混合比 (公司技術(shù)保密) 預備干燥溫度、時間 85~96℃ 1h 比容 1.08~1.10cm3/g 比熱容 2.3J/ g·℃ 導熱系數(shù) 0.45 收縮率 0.3~0.8% 熔點 180~240℃ 熱分解溫度 240℃ 　 注射機參數(shù) 最大注塑容量 60cm3 最大注射壓力 1220MPa 最大鎖模力 500kN 最大開模行程 200mm 最大裝模尺寸 200mm 最大封閉高度 300mm 最小封閉高度 120mm 噴嘴球徑 12mm 噴嘴口徑 Φ4 定位孔徑 Φ55+0.06 頂桿直徑 中心Φ40 液壓系統(tǒng)油溫 　 計量行程 　 十、 設計小結(jié) 通過對手輪注塑模具的設計，對常用塑料在成型過程中對模具的工藝要求有了更深一層的理解，掌握了塑料成型模具的結(jié)構(gòu)特點及設計計算方法，對獨立設計模具具有了一次新的鍛煉。 在設計過程充分利用了各種可以利用的方式，參考各類書籍，同時在反復的思考中不斷深化對各種理論知識的理解，在設計的后一階段充分利用CAD軟件就是一例，新的工具的利用，大在提高了工作效率。 模具CAD技術(shù)是模具傳統(tǒng)設計方式的革命，大大提高了設計效率，尤其是系列化或類似注射模具設計效率更為提高。以計算機為手段，專用模具分析設計軟件為工具設計模具。軟件可直接調(diào)用數(shù)據(jù)庫中模架尺寸，金屬材料數(shù)據(jù)庫及加工參數(shù)，通過幾何造型及圖形變換可得到模板及模腔與型芯形狀尺寸迅速完成模具設計。 總之，通過課程設計的又一次鍛煉完全清楚：注塑模的整個設計過程，同時充分利用CAD技術(shù)進行設計，并在實際中不斷的積累經(jīng)驗，以設計出價廉物美并且實用性更強的模具。 參考文獻 [1] 馮炳蕘、韓泰榮、蔣文森等編. 模具設計與制造簡明手冊. 上海科學技術(shù)出版社 [2] 張維合. 注塑模具設計實用教程. 化學工業(yè)出版社 [3] 楊占堯. 塑料模具課程設計指導與范例. 化學工業(yè)出版社 [6] 黃虹. 塑料成型加工與模具 化學工業(yè)出版社 [7] 機械工人切削手冊 機械工業(yè)出版社 致 謝 本課題在選題及研究過程中得到xx老師的悉心指導。xx老師多次詢問研究進程，并為我指點迷津，幫助我開拓研究思路，精心點撥、熱忱鼓勵。xx老師一絲不茍的作風，嚴謹求實的態(tài)度，踏踏實實的精神，不僅授我以文，而且教我做人，雖歷時三載，卻終生受益。對張南老師的感激之情是無法用言語表達的。 感謝xx老師對我的教育培養(yǎng),細心指導我的學習與研究，在此，我要向老師深深地鞠上一躬。  2000屆畢業(yè)設計說明書 設計題目：手輪注塑模設計 作 者 姓 名 xxx 作 者 學 號 01 專 業(yè) 班 級 模具設計與制造1班 指導教師姓名 xxx 專業(yè)技術(shù)職稱 副教授 xx職業(yè)技術(shù)學院·機電系 2011年06月10日 畢業(yè)設計（論文）任務書 題 目： 手輪注塑模設計 專 業(yè)： 模具設計與制造 班 級： 1班 學生姓名： xxx 學號： 01 3 月 18 日至 6 月 15 日共 13 周 一、設計內(nèi)容（論文闡述的問題） 要求完成兩個注塑件的工藝路線過程卡的制定及模具設計工作，主要內(nèi)容有： 1. 分析注塑件的工藝性，制定塑件注射成型工藝過程卡。 2. 完成相關(guān)工藝計算，具體包括：模具工作零件尺寸計算、零件體積計算、零件質(zhì)量計算、主要零部件的計算等相關(guān)工藝計算。 3. 確定模具結(jié)構(gòu)，繪制模具裝配草圖。草圖要求按照正式裝配圖1：1繪制，圖面上應繪有主、俯視圖，零件圖以及標題欄和明細表，在繪制工程中，完成模架、導柱、拉料桿、澆口套等標準件的選用工作。 4. 繪制裝配正式圖紙。 件圖：如圖所示為制品的圖樣。 5. 繪制指定的模具零件圖，零件圖上應標明所有尺寸、公差以及技術(shù)條件。 二、課程設計目的 本課程設計的目的是使我們在學完《塑料模具設計》課程之后，鞏固和加深對塑料模有關(guān)理論的認識，提高設計計算、制圖和查閱參考資料的能力。使得我們能正確運用專業(yè)知識，初步掌握制定注塑工藝規(guī)程及進行注塑模具設計的原則和方法。 在課程設計中應本著技術(shù)上先進、經(jīng)濟上合理的原則，制定注塑工藝規(guī)程和設計有關(guān)的注塑模具。 ①塑料制品名稱：手輪 ②成型方法與設備：在適當?shù)乃芰献⑸錂C上注射成型； ③塑料原料：ABS； ④收縮率：.0.3%~0.8%； 四、畢業(yè)設計（論文）進程安排 序號 設計（論文）各階段工作內(nèi)容 時間分配（起止日期） 1 分析設計題目，收集設計資料 1~2 2 注塑件工藝性分析 3~4 3 工藝計算 5~8 4 裝配圖設計 9~10 5 零件圖設計 11~12 6 準備答辯 13 五、主要參考資料 [1] 劉小年 楊月英 《機械制圖》 高等教育出版社 2007年 [2] 齊衛(wèi)東 《塑料模具設計與制造》 高等教育出版社 2008年 [3] 何冰強 高漢華 《塑料模具設計指導與資料匯編》 大連理工大學出版社 2009年 [4] 王茂元 《機械制造技術(shù)基礎》 機械工業(yè)出版社 2006年 [5] 劉魁敏 《計算機繪圖AutoCAD2008中文版》 機械工業(yè)出版社 2006年 學 生 （簽 字）： 教研室主任（簽字）： 指導教師（簽字）： 系主任 （簽字）： 評 定 項 目 評定等級 優(yōu) 良 中 差 1、選題的適用性與先進性 2、設計方案、工藝和結(jié)構(gòu)的合理性 3、圖紙的質(zhì)量和數(shù)量 4、選用標準零部件的正確性 5、計算方法與運算結(jié)果 6、畢業(yè)設計過程中的表現(xiàn) 綜 合 評 價 等 級 指導教師簽字： 日期： 答辯委員會評價及成績 評 定 項 目 評定等級 優(yōu) 良 中 差 1、選題的適用性與先進性 2、設計方案、工藝和結(jié)構(gòu)的合理性 3、圖紙的質(zhì)量和數(shù)量 4、選用標準零部件的正確性 5、計算方法與運算結(jié)果 6、自述表達問題的清晰度 7、回答問題的正確性、獨立性、完整性 綜 合 評 價 等 級 評語： 答辯組長簽字： 答辯組成員簽字： 日期： 答辯組長簽字： 答辯組成員簽字： 日期： 第 33 頁 共 33 頁