2891 基于proe的飲水機前殼造型設計及模具設計

2891 基于proe的飲水機前殼造型設計及模具設計,基于,proe,飲水機,造型,設計,模具設計 IXXX 學院畢 業(yè) 設 計 (論 文 )基于 proe 的飲水機前殼造型設計及模具設計所 在 學 院專 業(yè)班 級姓 名學 號指 導 老 師年 月 日誠 信 承 諾我謹在此承諾：本人所寫的畢業(yè)論文《基于 proe 的飲水機前殼造型設計及模具設計》均系本人獨立完成，沒有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點和材料，均作了注釋，若有不實，后果由本人承擔。承諾人（簽名）： 年 月 日摘 要III塑料工業(yè)是當今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類，因此，研究注塑模具對了解塑料產品的生產過程和提高產品質量有很大意義。本設計介紹了注射成型的基本原理，特別是單分型面注射模具的結構與工作原理，對注塑產品提出了基本的設計原則；詳細介紹了冷流道注射模具澆注系統(tǒng)、溫度調節(jié)系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)的設計過程，并對模具強度要求做了說明。通過本設計，可以對注塑模具有一個初步的認識，注意到設計中的某些細節(jié)問題，了解模具結構及工作原理。關鍵詞：塑料模具，分型面，標準AbstractNow The plastics industry is one of the growing quickest industry classes in the world, but the injection mold is develops the quick type. Therefore, There have biggest significance to research injection mold to understood that the plastic of production process and improve the product quality.This acticle introduced the basic principle of injection molding, especially single is divided the profile to inject mold's structure and the principle of work, That proposes the basic design principle of products; Introduced the details of the system that are cold flow channel injection of mold gating,the temperature control system and the design process of going against system, and has given the explanation to the mold intensity request;Through this design, may to cast the mold to have a preliminary understanding, notes some certain detail questions in design, understands the mold structure and the principle of 5working.Key Words: The plastic Mold，Parting Line，Standard目 錄摘 要 ....................................................................IAbstract ..................................................................2目 錄 ....................................................................3第一章 緒論 ...............................................................5第二章 飲水機前殼的 3D 造型設計 ............................................82.1 飲水機前殼的設計 ..................................................82.1.1 設計思路 ........................................................82.1.2 設計步驟 ........................................................9第三章 塑料制品的分析 ...................................................173.1 塑件的作用及結構 ................................................173.2 塑件材料的性能分析 ..............................................18第四章 注射機型號的確定 .................................................184.1 注射機選用原則 ..................................................184.2 注射模與注射機的關系 ............................................184.2.1 注射量的計算 ................................................184.2.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計算 .......19第五章 分型面的確定 .....................................................215.1 選擇分型面的基本原則 .............................................215.2 確定分型面的位置 .................................................22第六章 澆注系統(tǒng)的設計 ....................................................236.1 概述 ..............................................................236.2 澆注系統(tǒng)設計的基本要點 ............................................236.3 主流道的設計 ......................................................246.4 分流道與澆口的設計 ................................................256.5 定位環(huán)的設計 .....................................................276.6 冷料穴的設計 ......................................................27第七章 成型部件的設計 ...................................................287.1 概述 ..............................................................287.2 成型零件的結構設計 ................................................287.2.1 凹模結構的設計 ..............................................287.2.2 型芯結構的設計 ..............................................287.2.3 排氣系統(tǒng)的設計 ..............................................297.3 成型零件工作尺寸的計算 ............................................297.3.1 凹模內形尺寸的計算 ..........................................307.3.2 型芯徑向尺寸的計算 ..........................................307.3.3 型腔深度的尺寸計算 ..........................................307.3.4 型芯高度尺寸的計算 ..........................................317.4 成型零件的強度計算 ................................................317.4.1 凹模壁厚計算 ...............................................317.4.2 動模板厚度計算 ..............................................32第八章 導向機構設計 ......................................................328.1 導柱的形式 ........................................................3378.2 導套的形式 ........................................................33第九章 推出機構設計 ....................................................349.1 脫模力的計算 ......................................................349.2 推桿直徑計算 ......................................................35第十章 冷卻系統(tǒng)的設計 ..................................................36第十一章 模架的確定和標準件的選用 ........................................38總 結 ...................................................................41致 謝 ....................................................................42參考文獻 .................................................................43第 1 章 緒論模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項基礎產業(yè)，是技術成果轉化的基礎，同時本身又是高新技術產業(yè)的重要領域，在歐美等工業(yè)發(fā)達國家被稱為“點鐵成金”的“磁力工業(yè)” 。美國工業(yè)界認為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石” ；德國則認為是所有工業(yè)中的“關鍵工業(yè)” ；日本模具協(xié)會也認為“模具是促進社會繁榮富裕的動力” ，同時也是“整個工業(yè)發(fā)展的秘密” ，是“進入富裕社會的原動力” 。日本模具產業(yè)年產值達到 13000 億日元，遠遠超過日本機床總產值 9000 億日元。如今，世界模具工業(yè)的發(fā)展甚至已超過了新興的電子工業(yè)。 我國國民經濟的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求，預計到2005 年，僅汽車行業(yè)將需要各種塑料制件 36 萬噸；電冰箱、洗衣機和空調的年產量均超過 1000 萬臺；彩電的年產量已超過 3000 萬臺。近年來，我國的模具工業(yè)一直以每年 13%左右的增長速度快速發(fā)展。據(jù)預測，我國模具行業(yè)在“十五”期間的增長速度將達到 13%～15%。模具鋼的需求量也將以年 12%的速度遞增，全國年需求量約 70 萬噸左右，而國產模具鋼的品種只占現(xiàn)有國外模具鋼品種的 60%，每年進口模具鋼約 6 萬噸。我國每年進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口模具的 50%以上；沖壓模具占全部進口模具約 40%。 目前，全世界模具的年產值約為 650 億美元，我國模具工業(yè)的產值在國際上排名位居第三位，僅次于日本和美國。雖然近幾年來，我國模具工業(yè)的技術水平已取得了很大的進步，但總體上與工業(yè)發(fā)達的國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設備還很少，許多先進的技術如 CAD/CAE/CAM 技術的普及率還不高，特別是大型、精密、復雜和長壽命模具遠遠不能滿足國民經濟各行業(yè)的發(fā)展需要。 縱觀發(fā)達國家對模具工業(yè)的認識與重視，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。模具技術水平的高低，決定著產品的質量、效益和新產品開發(fā)能力，它已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志。目前，我國模具工業(yè)的當務之急是加快技術進步，調整產品結構，增加高檔模具的比重，質中求效益，提高模具的國產化程度，減少對進口模具的依賴。 現(xiàn)代模具技術的發(fā)展，在很大程度上依賴于模具標準化、優(yōu)質模具材料的研究、先進的設計與制造技術、專用的機床設備，更重要的是生產技術的管理等。21 世紀模具行業(yè)的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和網(wǎng)絡化。追求的目標是提高產品的質量及生產效率，縮短設計及制造周期，降低生產成本，最大限度地提高模具行業(yè)的應變能力，滿足用戶需要?？梢姡磥砦覈＞吖I(yè)和技術的主要發(fā)展方向將是：——大力普及、廣泛應用 CAD/CAE/CAM 技術，逐步走向集成化?，F(xiàn)代模具設計制造不僅應強調信息的集成，更應該強調技術、人和管理的集成。 ——提高大型、精密、復雜與長壽命模具的設計與制造技術，逐步減少模具的進口量，增加模具的出口量。 ——在塑料注射成型模具中，積極應用熱流道，推廣氣輔或水輔注射成型，以及高壓注射成型技術，滿足產品的成型需要。 ——提高模具標準化水平和模具標準件的使用率。模具標準件是模具基礎，其大量應用可縮短模具設計制造周期，同時也顯著提高模具的制造精度和使用性能，大大地提高模具質量。我國模具商品化、標準化率均低于 30%，而先進國家均高于 70%，每年我們要從國外進口相當數(shù)量的模具標準件，其費用約占年模具進口額的 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，迅速制造出產品的原型與模具，降低成本推向市場。 ——積極研究與開發(fā)模具的拋光技術、設備與材料，滿足特殊產品的需要。 9——推廣應用高速銑削、超精度加工和復雜加工技術與工藝，滿足模具制造的需要。 ——開發(fā)優(yōu)質模具材料和先進的表面處理技術，提高模具的可靠性。 ——研究和應用模具的高速測量技術、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。 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)，實現(xiàn)產、學、研相結合，培養(yǎng)更多的模具人才，搞好技術創(chuàng)新，提高模具設計制造水平。在制造中積極采用多媒體與虛擬現(xiàn)實技術，逐步走向網(wǎng)絡化、智能化環(huán)境，實現(xiàn)模具企業(yè)的敏捷制造、動態(tài)聯(lián)盟與系統(tǒng)集成。 隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用塑料與工程塑料在強度和精度等方面的不斷提高，塑料制品的應用范圍也在不斷地擴大，如：家用電器、儀器儀表、建筑器材、汽車工業(yè)、日用五金等眾多領域，塑料制品所占的比例正迅速增加，由于在工業(yè)產品中，一個設計合理的塑料件往往能代替多個傳統(tǒng)金屬結構件，加上利用工程塑料特有的性質，可以一次成型非常復雜的形狀，并且還能設計成卡裝結構，成倍地減少整個產品中的各種緊固件，大大地降低了金屬材料消耗量和加工及裝配件工時，因此，近年來工業(yè)產品塑料化的趨勢不斷上升。塑料模具是用于成型具有一定形狀尺寸的塑料制品的成型工具。模具是塑件生產的重要工藝裝備之一。不同的塑料成型方法使用著不同模塑工藝和原理及結構特點各不相同的塑料模具。對塑件質量的優(yōu)劣及生產效率的高低，除其他的因素外，模具的因素也是一個重要的因素。在現(xiàn)代塑件生產中，合理的模塑工藝、高效的模塑設備、先進的塑料模具和制造技術是必不可少的，尤其是塑料模具對實現(xiàn)塑料加工工藝要求，塑件的使用要求和造型設計起著重要的作用。作為產品生命周期的重要一環(huán)，模具的質量的好壞直接影響著產品的質量。塑料模具設計與制造是一項綜合性的工作，圍繞塑件成型生產涉及到成型物料，成型設備，成型工藝，成型模具及模具制造等各個方面，而這些便構成了塑件成型生產的系統(tǒng)。注塑成型是塑料加工中最普遍采用的方法。該方法適用于全部熱塑性塑料和部分熱固性塑料，制得的塑料制品數(shù)量之大是其他成型方法望塵莫及的。由于注塑成型加工實現(xiàn)了生產自動化、高速化，因此具有極高的經濟效益。作為注塑成型加工的主要工具之一注塑模具，在質量、精度、制造周期以及注塑成型過程中的生產效益等方面水平高低，直接影響產品的質量、產量、成本及產品的更新?lián)Q代，同時也決定著企業(yè)在市場競爭中的反應能力和速度。本設計從塑料注射成型的成型物料、成型設備、成型模具幾個方面講述飲水機前殼注射成型設計。第二章 飲水機前殼的 3D 造型設計2.1 飲水機前殼的設計2.1.1 設計思路針對市場上的臺式飲水機的結構和外形都比較成熟的情況，我們決定選擇多款飲水機，對它們的各種優(yōu)點進行一個綜合，在不影響其使用效果的前提下提高它的美觀度，并且嘗試性加入一些人性化的元素。使其在視覺和使用效果上能得到一些提升。下面是幾幅臺式飲水機的照片：圖 3.1 飲 水 機 原 型 一11圖 3.2 飲 水 機 原 型 機 二由 以 上 照 片 可 以 看 到 ： 原 型 機 中 的 前 面 板 與 前 殼 的 連 接 處 倒 角 不 夠 圓 滑 ， 給人 以 突 兀 的 感 覺 ， 頂 部 也 沒 有 倒 角 。 所 以 在 設 計 中 應 在 這 兩 處 進 行 倒 圓 角 ； 上 殼 沒有 一 個 平 臺 來 支 撐 水 桶 （ 圖 3.1 的 圖 片 中 有 ） ， 使 得 上 殼 在 支 撐 水 桶 的 重 量 時 更加 易 碎 。 那 么 ， 在 設 計 上 殼 時 就 應 該 在 入 水 口 周 圍 增 加 一 圈 支 撐 平 臺 來 加 強 上 殼 的支 撐 力 ； 原 型 機 中 也 沒 有 前 擋 板 （ 圖 3.2 中 的 飲 水 機 上 有 體 現(xiàn) ） ， 根 據(jù) 前 面 板 的形 狀 進 行 相 對 應 的 前 擋 板 的 設 計 ； 上 殼 與 機 身 連 接 處 使 用 套 式 連 接 ， 降 低 了 飲 水 機整 體 的 美 觀 度 ， 如 像 圖 -1 中 的 飲 水 機 采 用 焊 接 式 連 接 ， 可 解 決 此 問 題 。經 過 上 面 對 原 型 機 的 分 析 ， 我 們 在 設 計 之 前 應 該 有 一 個 大 致 的 思 路 ： 先 通 過 不同 的 曲 面 造 型 和 合 并 等 功 能 做 出 飲 水 機 前 殼 的 大 致 形 狀 ， 然 后 對 曲 面 進 行 倒 圓 角 ，之 后 再 對 曲 面 整 體 進 行 加 厚 操 作 ， 使 之 由 曲 面 變 為 實 體 ， 再 之 后 再 對 飲 水 機 前 殼 實體 完 成 打 孔 等 操 作 ， 最 后 ， 根 據(jù) 選 定 顏 色 給 實 體 著 色 即 可 。為 了 是 飲 水 機 看 起 來 更 加 美 觀 ， 還 應 在 其 前 殼 處 增 加 一 些 文 字 或 者 圖 案 。 那 么 ，在 此 處 應 該 使 用 偏 距 操 作 ， 之 后 對 偏 距 面 進 行 曲 面 著 色 。在 有 了 設 計 思 路 之 后 ， 我 們 就 按 照 設 計 思 路 來 進 行 設 計 ， 并 在 設 計 的 過 程 中 對原 有 設 計 思 路 不 斷 的 修 改 來 完 善 。2.1.2 設計步驟首 先 是 前 殼 曲 面 的 設 計 ， 前 殼 包 括 兩 個 部 分 ， 分 別 是 前 殼 和 面 板 。 那 么 我 們 先進 行 前 殼 的 設 計 ：在 設 計 之 初 ， 我 們 應 該 考 慮 到 前 殼 的 拔 模 角 問 題 ， 查 閱 資 料 后 ， 我 們 知 道 飲 水機 外 殼 的 拔 模 角 一 般 為 1°— 3°， 為 了 更 好 的 在 設 計 中 體 現(xiàn) 拔 模 角 ， 我 們 取 其 最大 值 3°。 又 因 為 前 殼 底 部 寬 度 為 320mm， 經 過 計 算 之 后 ， 有 了 數(shù) 據(jù) 之 后 ， 我 們 開始 設 計 ：操 作 步 驟 ：首 先 在 草 繪 中 畫 一 條 關 于 豎 直 的 中 心 線 對 稱 的 水 平 線 ， 之 后 修 改 其 長 度 為320mm， 再 以 其 兩 邊 的 端 點 為 起 點 畫 兩 條 豎 直 向 上 的 直 線 ， 并 把 它 們 的 長 度 都 修 改為 160mm， 然 后 使 用 約 束 功 能 把 任 意 一 條 豎 直 線 的 上 端 點 與 水 平 中 心 線 約 束 在 一 起 。使 用 基 準 面 創(chuàng) 建 一 個 新 的 基 準 面 （ DTM1 平 面 ） ， 與 剛 才 草 繪 的 平 面 （ FRONT 平 面 ）平 行 且 距 離 為 320mm。 在 新 的 基 準 面 開 始 第 二 個 草 繪 。 第 二 個 草 繪 與 第 一 個 基 本 相同 ， 完 成 兩 個 草 繪 之 后 ，在 使 用 曲 線 功 能 創(chuàng) 建 線 條 ， 分 別 連 接 剛 才 創(chuàng) 建 的 兩 個 草 繪 的 相 對 應 的 兩 個 點 ，這 樣 可 以 創(chuàng) 建 三 條 之 間 線 。 最 后 ， 使 用 拉 伸 功 能 ， 使 其 生 成 一 個 曲 面 即 可 。然后是面板的設計，我們要求面板是一個前寬后窄，且前后是用較大弧度的曲面過度的，而且還應該是上窄下寬且也是用較大的弧度來過度：首先在底面（FRONT 平面）進行草繪，以前殼的邊和水平中心線的交點為起點，在中心線上繪制一條直線，修改其長度為 70mm，再以上邊的拐點為起點，畫一條向內凹的弧線，修改其水平長度為 70mm，弧度為 R=100mm，然后以水平中心線為軸鏡像弧線（圖 4.2-a 所示） 。之后創(chuàng)建一個與底面平行且距離為 230mm 的基準面（DTM2 平面） ，在此基準面上進行草繪。以上邊為起點畫一條直線，修改其長度為70mm，修改其距水平中心線距離為 60mm，然后以水平中心線為軸鏡像。最后以剛才所繪的 5 條線為基礎，使用，再畫一個所需形狀（圖 4.2-b） ，即可完成此操作。操作步驟：生成曲面 求曲面的交線這時的面板只有一個弧形凹槽，我們還應該為它增加一個面板：填充面板后蓋 進行曲面組的合并操作對前面板的曲面進行裁剪操作,得到如下圖17選擇剛才創(chuàng)建的凹槽，按住 Ctrl 選擇之前創(chuàng)建的前殼曲面，然后合并，選擇需要的部分留下。之后使用填充功能生成一個和凹槽部分相交的面，再使用合并功能，然后對面于與面的相交處進行倒圓角。倒圓角時，根據(jù)不同部位的不同要求，倒圓角角完成上步操作之后，前殼曲面基本成型。下一步的操作是進行曲面的實體化，并且完成實體上的其他特征的操作。操作步驟：首先對合并完的曲面進行加厚處理，厚度為 2.5mm；然后使用孔工具在面板上打孔，孔的直徑為 12mm；之后以中間的基準面（RIGHT 平面）為中心鏡像孔，然后和主視平面（TOP 平面）平行創(chuàng)建一個基準面（DTM4 平面） ，而且要求和前殼的外邊相交；在之后在此平面上進行草繪，草繪一個如下圖中黃色區(qū)域部分的形狀，在進行拉伸，深度 0.05mm；再以剛才拉伸的區(qū)域的上面為草繪平面進行草繪，在草繪中使用字體功能創(chuàng)建如下圖的字體：電源和加熱（注意此處的字體一定要寬體，必須在內部形成框狀結構，以便以后操作）19到此，前殼部分全部完成，在設計過程中，我們發(fā)現(xiàn)原有的設計思路在具體的設計中存在一些問題（例如先倒圓角，在合并的話就會出現(xiàn)曲面有缺失的現(xiàn)象） ，所以我們針對這些問題對原有的設計思路進行了修改，最終較好的完成了前殼的設計。第三章 塑料制品的分析3.1 塑件的作用及結構此塑件是一個飲水機前殼。其形狀比較復雜，尺寸較大，外觀質量要求比較高。制品外表面不允許出現(xiàn)劃傷、氣泡、縮孔等缺陷，且要求較低的表面粗糙度值，所以精度要求取 9 級（GB/T1800.3-—1998） ，材料用 ABS 熱塑性材料。3.2 塑件材料的性能分析該塑料制品選用 ABS 塑料成型，ABS 是丙烯晴、丁二烯和苯乙烯三種單體的三元共聚物。ABS 具有較高的強度、硬度、耐熱性及耐化學腐蝕性，流動性好，吸濕性大；具有彈性和較高的沖擊強度；它具有優(yōu)良的介電性能及成型加工性能等綜合性的優(yōu)良性能，且價格便宜，原料易得。材料的各種性能用途如表一所示：結構特點 線性結構非結晶型 使用溫度 小于 70℃性能特點 機械強度較好，有一定耐磨性成型特點 成型效果好，成型前原料要干燥適用注射機類型 螺桿柱塞式均可 密度(g/cm 3) 1.03～1.07注射壓力(MPa) 60～100 螺桿轉速(r/min) 30計算收縮率(%) 0.3～0.8 模具溫度(℃) 50～80預熱溫度(℃) 80～85 時間/h 2～3吸水率 24h(%) 0.3 拉伸屈服強度(MPa) 1800抗拉屈服強度(MPa) 50 噴嘴溫度(℃) 170～180表一 ABS 的性質及成型條件第四章 注射機型號的確定4.1 注射機選用原則模具是安裝在注射機上使用的，在生產塑件時模具與機床是一個不可分割的整體。因此在設計模具時，除了應當了解注射成型的工藝過程外，還應對所選用注射機的有關技術規(guī)范和性能參數(shù)有全面的了解。注射機的選用包括兩方面的內容：一是確定注射機的型號，使塑料、塑件、注射模及注塑工藝等所要求的注射機的規(guī)格參數(shù)在所選的規(guī)格參數(shù)可調的范圍內；二是調整注塑機的技術參數(shù)至所需的參數(shù)。4.2 注射模與注射機的關系4.2.1 注射量的計算根據(jù)零件的三維模型，利用三維軟件可直接查詢出塑件的體積為 21G1=86925.5 mm3，取密度 ρ=1.07g/cm 3,M1=ρ×V1=1.07×86925.5=93.01g據(jù)經驗公式,澆注系統(tǒng)凝料容量 G2為制件體積的 0.15,即 12.9 cm3。一次注射所需塑料總體積 G=nG1+G =99.9 cm3 [1]4.2.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計算鎖模力是在成型時鎖緊模具的最大力。用于實現(xiàn)動、定模緊密閉合，保證塑料制品的尺寸精度，盡量減少分型面處的溢邊（或毛邊）厚度和確保操作者的人身安全。流道凝料(包括澆口)在分型面上的投影面積 A2,在模具設計前是個未知數(shù),根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計分析,A2 是每個塑件在分型面上的投影面積 A1 的 0.2-0.5 倍,因此可用0.5A1 來進行估算,所以A=A1+A2=A1+0.5A1=1.5A1=1.5×14361.24=21541.86mm2式中 A 1=( 421D??)+392.64=14361.24F>A×P 型 =21541.86mm2×30MPa=646.26kN式中型腔壓力 P 型 取 30MPa.A ——塑料與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影要積P 型 ——型腔內內平均壓強4.2.3 選擇注射機根據(jù)每一生產周期的注射量和鎖模力的計算值,可選用 SZ-160/1000，(上海第一塑機廠),見表二:型號 SZ-160/1000 注射壓力（MPa） 132公稱注射量(cm3) 179 鎖模力（KN） 1000螺桿（柱塞）直徑(mm) 44模具最小厚度（mm） 200模板最大行程（mm） 400噴嘴球半徑（mm） 10模具最大厚度（mm） 600定位圈尺寸（mm） φ120拉桿內間距（mm） 880×880 移模行程（mm） 400注射速率 110 塑化能力（g/s） 10.5（ g/s）表二 SZ-160/1000 注射機的有關參數(shù)4.2.4 注射機有關參數(shù)的校核（1）注射量的校核據(jù)式 G≤0.8G max 式中：G——塑件與澆注系統(tǒng)的體積（cm 3）G ax ——注射機的注射量（cm 3）0.8——最大注射容量的利用系數(shù)已知：V 件 =99.9cm3＜179×0.8=143.2cm 3 所以滿足要求（2） 鎖模力的校核F≥ （KN ） kPA1000式中：F——注射機的額定鎖模力（ N）A——塑料制品與澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積（ m2）P——熔融塑料在型腔內的平均壓力（ Mpa）取 35MpaK——安全系數(shù)取 1.1—1.2 這里取 1.2代入數(shù)據(jù)得10= 1038.254.6　??= 775.51KN＜1000KN所以滿足要求（3） 型腔數(shù)的校核按最大注射量確定型腔數(shù) n = kM-mm'其中 k——系數(shù) 0.8M——公稱注射量 179m——澆道、流道的體積m’——制品體積代入數(shù)據(jù)得 n=1.45＞1 所以，型腔數(shù)校核合格。4.2.5 最大注射壓力 Pmax最大注射壓力是指注射機料筒內柱塞或螺桿施于熔融塑料上的單位面積壓力（注射時） 。成型塑件所需要的注射壓力是由塑料品種、注射噴嘴的結構式、塑件形狀的復23雜程度以及澆注系統(tǒng)的壓力損失等因數(shù)決定，注射機的最大注射壓力要大于成型塑件所要求的注射壓力(60-110MPa)，即 Pmax>110MPa4.2.6 模具與注射機安裝部分相關尺寸的校核A　設計模具的長、寬方向尺寸時要與注射機模板尺寸和拉桿間距相適應，應注意模具能否穿過拉桿間的空間裝卡到模板上。B　模具安裝在注射機上必須使模具主澆道中心線與料筒、噴嘴的中心線重合，因此在注射機定模板上有一定位孔，要求模具的定位圈與之相配合。C　注射機噴嘴頭的球面半徑 R1 應與相接觸的模具主澆道始端凹下的球面半徑 R2相配合， R 2= R1+（1～2）mm。D　模具能恰當、穩(wěn)固的裝卡在注射機的動、定模板上。4.2.7　其他尺寸的校核（1）開模行程的校核對于全液壓式鎖模機構的注射機，其最大開模行程等于動模與定模之間的最大開距（L）減去模具的厚度（H） 。當模具厚度增大，則開模行程減小。對單分型面注射模，開模行程可按下式公式校核：S=L-H?H 1+H2+(5～10) mm式中 S： 注射機的最大開模行程；H1： 塑料制品的推出距離；H2： 制品高度（包括澆注系統(tǒng)） ；已知 S=300 mm H1+H2+10= 45+60+10 = 115mm 400~500，導柱直徑 d 取 30~35，先取d=32025.?mm；d 1=42018.2?mm；d 2=4205.7?mm；D=4802.?mm。圖七 導柱8.2 導套的形式導套結構形式如圖所示：圖八 導套 第九章 推出機構設計把塑料制品從凹?；蛲鼓Ｉ厦摮鰜淼臋C構即為推出機構或脫模機構，它是注塑模具的重要組成部分。推出機構的形式和推出方式與塑料制品的形狀、結構和塑料性能有關。對推出機構設計的要求：塑料制品脫模后，不能使塑料制品變形。推力分布均勻，推力面積要大，推桿盡量靠近凸模，但也不要距離太近。1.塑料制品在推出時，不能造成碎裂。推力應作用在塑料制品承受力大的部位，如塑料制品的肋部、凸緣及殼體壁等。2.不要損壞塑料制品的外觀美。3.推出機構應準確、動作可靠、制造方便、更換容易。4.推出機構的零件包括：推桿、推板和推管等。9.1 脫模力的計算經過注射機的高壓注射塑料在模具內冷卻定型，此時塑料收縮將型芯包緊，這一包緊力是開模后塑件脫出時所必須克服的，此外還有不通孔帶來的大氣壓力，塑料及型芯的粘附力，摩擦力及機構本身運行時所產生的摩擦阻力。開始脫模時的瞬時阻力最大，脫模力的計算一般總是計算初始脫模力。由 t/D=2.5/130=1/52<1/20(塑件壁厚與其內孔直徑之比)，所以應按薄壁塑件來計算脫模力： BKftLEQ10)1()tancos2???????式中 ——脫模力（ N） ；E——塑料的拉伸模量，為 2000MPa；寧波大紅鷹學院本科生畢業(yè)設計37?——塑料成型的平均收縮率,為 0.5%；t——塑件的壁厚,為 2.5m；L——被包型芯的長度，為 45 ；?——脫模斜度（ ?）,一般為 1～2 ?,這里取 1 ?；f——塑料與鋼材之間的摩擦系數(shù)，為 0.3；?——塑料的泊松比，對于 ABS 為 0.35；K——由 f和 決定的無因次系數(shù)，約等于 1。B——塑件在與開模方向垂直的平面上的投影面積（ 2m） ，當塑件底部有通孔時，10 視為 0。所以可得： Q=2472.75 N9.2 推桿直徑計算根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式計算出推桿的直徑：412)(nEFLd??(m) 式中 ——安全系數(shù)，常取 1.5L——推桿的長度(m)n——推桿的數(shù)目412)(EFd??=4162)075..(5?=0.010m=10mm得 d=10013.2?mm ；D=16 2.?mm；S=505.?；L=100 0.2?mm9.3 推桿直徑的強度校核 ??????24ndF（MPa）式中 ??——推桿材料的許用應力（MPa ）——推桿所受的應力（MPa ）?????????3205.7814.3.2所以 能保證推桿的正常工作。 第十章 冷卻系統(tǒng)的設計10.1 冷卻系統(tǒng)的設計原則1、實驗表明冷卻水孔的數(shù)量愈多，對制品的冷卻越均勻。2、 水孔與型腔表面各處最好有相同的距離，即孔的排列與型腔形狀相吻合，水孔邊距型腔的距離常用 12-15mm.3、對熱量聚集大、溫度上升高的部位應加強冷卻。同一制品的不同部位的冷卻應與制品的厚度成比例。4、進水管直徑的選擇應使水流速度不超過冷卻水道的水流速度，避免產生過大的壓力降。冷卻水道直徑一般不小于 9mm，常用 9~12mm。5、凹摸、凸?；虺尚托托緫謩e冷卻，并保證其冷卻平衡。當成型大型制品或薄壁制品時，料流程較長，而料溫愈流愈低，為在制品上取得大致相同的冷卻速度，在料流末端冷卻水道可排列稀一些。6、冷卻水道不應穿過設有鑲塊或其接縫部位，水道連接必須密封以免漏水。7、復式冷卻循環(huán)應并聯(lián)而不應串聯(lián)。8、進、出口冷卻水溫不應過大，以免造成模具表面冷卻不均。一般注射到模具內的塑料溫度為 200C 左右,而塑件固化后從模具型腔中取出時其溫度在 60℃以下。熱塑性塑料在注射成型后,必須對模具進行有效的冷卻,使熔融塑料的熱量盡快傳給模具,以便使塑件可靠冷卻定型并可迅速脫模,提高塑件定型質量和生產效率。冷卻介質采用冷卻水,這是因為水的熱容量大,傳熱系數(shù)大,成本低,且低于室溫的水也容易取得.用水冷卻即在模具型腔周圍或型腔內開設冷卻水通道,利用循環(huán)水將熱量帶走,維持恒溫。10.2 冷卻通道的理論計算模具的熱量是由輻射傳熱、對流散熱、向模板的傳熱和與注射噴嘴的傳熱等很多因素綜合作用的結果。要精確計算是十分困難的?，F(xiàn)僅考慮冷卻介質在管內強制對流的散熱，而忽略其它傳熱因素。假設由熔融塑料放出的熱量全部付給模具，其熱量為 )(21TnmCQ??(J/h)式中 n——每小時注射次數(shù)（次/小時） ；寧波大紅鷹學院本科生畢業(yè)設計39m——每次注射的塑料質量（千克/次） ；C——塑料的比熱容（J/kg ?℃）,查表得 ABS 的比熱容是 1047（J/kg ?℃） ；1T——熔融塑料進入模腔的溫度（℃） ；2——制品脫模溫度（℃） 。每小時注射次數(shù) n與注射周期有關，而注射周期 T（每兩次閉模的時間間隔）包括： )(sTrcni??式中 iT——充模時間，查表得 =1.6s;n——升壓及保壓時間， n= 2(3.0,當壁厚 s=2.5mm 時，代入可得n=4.5s;c——冷卻時間，對于 ABS 塑料，查表 5-51 得壁厚為 2.5mm 時 Tc=13.7s；Tr——其余時間，包括脫模取件及開閉模時間。這一段時間基本上與模內塑件的冷卻無甚關系。因而 Tr時間不能固定，與人為因素有關系，所以計算冷卻系統(tǒng)時，可不考慮 。代入上述數(shù)據(jù)可計算得： )(20s?所以可得每小時注射次數(shù)為： n= 186次?T，查可得其余各項值如下：m=97.1 310??千克/每次， 1T=190℃ ， 2=55℃。所以可得： ??????)5190(470.9783Q2470428（J/h ）10.3 冷卻水量和管徑的計算冷卻時所需要的冷卻水量： )(43TQM???式中 M——通過模具的冷卻水質量（ kg）3T——出水溫度（℃） ，這時定為 40℃；4——進水溫度（℃） ，這里定為室溫 20℃；?——導熱系數(shù)（J/ ?m℃） ，查得 ABS 的導熱系數(shù)為 1055 J/ ?m℃。代入各數(shù)據(jù)可得：= 08.17)240(157???（ kg）根據(jù)冷卻水處于湍流狀態(tài)下的流速 v與水管道直徑 d的關系，確定模具模具冷卻水管道直徑 d。因為 Mvd???24故有 )(103m?式中 M——通過模具的冷卻水質量（ kg） ；v——管道內冷卻水的流速，一般取 0.8～2.5m/s,這里取 1.5m/s；?——水的密度，10 33/?。所以可得：d= )(97.105.4383m??，這時取 d=10m。第十一章 模架的確定和標準件的選用11.1 模架的確定（見裝配圖） ；選擇模架11.2 標準件的選用：1、開模時定位圓頭銷（1 個） （GB119-86 ） 2、楔緊塊與定模板的固定（2 個）：內六角圓柱頭螺釘（GB 70-80） M8×25 M10×203、型心與定模板的定位圓柱銷（1 個） （GB119-86 ） A5×184、開模斜導柱（2 個） （GB/T1298-1986） 5、定位環(huán)與型心的緊固螺釘（4 個）：內六角圓柱頭螺釘（GB 70-80） M6×166、頂桿固定板與推板的固定（4 個）：內六角圓柱頭螺釘（GB 70-80） M8×257、型心與定模板的緊固螺釘（3 個）：內六角圓柱頭螺釘（GB 70-80） M4×128、型心與滑塊固定螺釘（2 個）：內六角圓柱頭螺釘（GB 70-80） M6×129、動模固定螺釘（4 個）內六角圓柱頭螺釘（GB 70-80） M12×12510、活動螺釘（1 個） （GB/T70-85） 寧波大紅鷹學院本科生畢業(yè)設計4111、緊固螺釘（2 個） （GB/T1298-1986）13、型心定位圓柱銷（2 個） （GB119-86） A3×1114、動模板定位銷（1 個） （GB119-86） A8×3015、開模定位彈簧（2 個） （GB1222-84）16、復為桿（4 個） （GB/T1298-1986）17、澆口套（1 個） （GB/T1298-1986）18、定位環(huán)（1 個） （GB/T70-85） 11.3 零件材料的選用11.3.1 模具鋼的選擇原則1） 、塑件的生產批量模具是高效率的生產工具。每一付模具的使用壽命，直接關系到制件的成本。而每一種產品的預計產量，又因市場需求而定。在考慮設計模具時，除了每模的型腔數(shù)之外，就要考慮其使用壽命。最理想的情況是當模具壽命終了時，該產品正好退出市場。但這實際很難推斷，因為市場需求是變化莫測的。批量小，則對鋼材的要求可以低些；而批量大時，必須選擇優(yōu)質鋼材，以延長使用壽命而避免重復制作模具。2） 、塑件的尺寸精度塑件的尺寸精度，有 50%取決于模具。而模具的制造精度及耐磨損性能又決定制件的合格率。對于要求高精度（SJ1372—78 的 3、4 級精度）以及超高精度（SJ1372—78 的 1、2 級精度）的塑件，既使產量極低，也應選用優(yōu)質模具鋼。3） 、制件的復雜程度制件越復雜，型腔的加工就越難，因而必須選用切削性能好的鋼材。制件復雜程度高，表現(xiàn)在制件圖樣上的尺寸數(shù)目多，加工部位多。因而加工的應力變形必須考慮。4） 、制件的體積大小制件越大，型腔的切削量也越大。用大吃刀量切削時，切削應力也大。因而對于大制件的模具最好選用易切鋼。制件小時，型腔體積小，所用的刀具（主要是銑刀）強度低，切削量很小。選擇鋼材時應選用質地均勻，合金碳化物分布細而均稱的鋼材。小模具多先作預硬化處理后加工，要考慮加工的可能性。5） 、制件的外觀要求塑件如為外觀裝飾件，則表面的質量好壞能很大程度上影響產品的銷售，凡對塑件外觀有嚴格要求的塑件，最好選用真空熔煉或電渣熔煉鋼，以達到最好的型腔拋光效果。 6） 、本設計模具鋼的選擇基于上述各個原則并逐次考慮之，結合制件為大批量生產、塑件尺寸精度要求較高、制件形狀相對復雜、體積較大以及制件要求外觀比較光滑等特點，從經濟性、加工性等方面進行綜合考慮，本設計決定選用 3Cr2Mo(P20)模具鋼。3Cr2Mo(P20)屬預硬化鋼，為我國引進美國通用的塑料模具鋼，預硬化后硬度HRC36～38。適于制造大中型和精密塑料模。真空熔煉的品種可以拋光成鏡面光澤?？估瓘姸燃s為 1330 2/mN。11.3.2 主要零件材料的選用型芯 3Cr2Mo 調質 28-35HRC導柱、導套、推桿、復位桿 T8A 淬火 50-55HRC滑塊 T8A 淬火 50-58HRC澆口套 T8A 淬火 53-57HRC表三 塑料模零件常用材料及熱處理寧波大紅鷹學院本科生畢業(yè)設計43總 結近幾個月的畢業(yè)設計終于結束了，通過這些天的設計學習，使我的專業(yè)知識和獨立思考問題的能力有了很大的提高，對我走向社會從事專業(yè)工作有著深遠的影響?，F(xiàn)在就談談對本次畢業(yè)設計過程中的認識和體會。首先，我學會了查閱資料和獨立思考。我的課題是飲水機前殼注塑模具設計。當開始拿到畢業(yè)設計題目時，心里面是一片迷茫，不知從何入手，因為以前學模具課程時在注塑這方面了解太少。后來通過認真翻閱相關資料如塑料模具設計手冊，模具設計圖冊 100 例等等，我開始了自己的設計思想，確定了自己的設計方案。再次，培養(yǎng)了我發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，根據(jù)實際情況解決問題的能力。使我深刻認識到除了理論知識外，我們還應有動手能力，而且要理論聯(lián)系實際，把理論運用于實踐中，這樣我們才能真正掌握知識。最后，在設計的過程中，也出現(xiàn)了一些客觀不足的問題，就是模具結構、注射機只能靠想象，沒有實踐條件，不能根據(jù)實際的情況來作合適、客觀地修改，這樣做出來的，難免有些缺點和不足，由于諸多原因，本次設計存在一些不足和有待改善的地方。 1、沒有對 ABS 成型前的處理作充分的論述；2、冷卻質量沒有達到很好的效果，對于冷卻系統(tǒng)的設置和分析還需進一步完善。 3、對模具鋼材的選用沒有很好的考究。致 謝經過近幾個月的努力，我終于完成了飲水機前殼的 3D 造型設計和注射模設計。這首先得益于我的指導老 XX 教授對我的幫助和指導。正是由于他精心指導，我才能順利地完成這次設計。在設計的過程中，XX 教授教我如何把握時間，做設計的具體方法，應注意的問題，這對我的設計起到了很大的幫助。同時還要感謝同學對我的幫助和支持，在與他們的交流中，我學到了很多東西。在此，我對 XX 教授和同學對我的幫助表示衷心的感謝！寧波大紅鷹學院本科生畢業(yè)設計45參考文獻[1] [塑料模具設計手冊]編寫組，模具手冊之二[塑料模具設計手冊]（第 2 版）[M]，北京：機械工業(yè)出版社，2001.2[2] 陳萬林等，[實用塑料注射模設計與制造] [M]，北京：機械工業(yè)出版社，2000[3] 黨根茂，駱志斌，李集仁，[模具設計與制造] [M]，陜西：西安電子科技大學出版社，1995.12[4] 付宏生，劉京華，[注塑制品與注塑模具設計] [M]，北京：化學工業(yè)出版社，2003.7[5] 模具實用技術編委會，[塑料模具設計制造與應用實例] [M]，第一版，北京：機械工業(yè)出版社，2002.7[6] 許發(fā)樾，[實用模具設計與制造手冊] [S]，北京：機械工業(yè)出版社，2000.10[7] [塑料模具設計手冊]編委會,陜西科技大學計算機與信息工程學院開發(fā),塑料模設計手冊（軟件版）V1.0,機械工業(yè)出版社,2004.6[8] 朱龍根，[簡明機械零件設計手冊] 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