3511 塑料后蓋成型工藝與模具設(shè)計(jì)

3511 塑料后蓋成型工藝與模具設(shè)計(jì),塑料,成型,工藝,模具設(shè)計(jì) 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書11 緒 論目前，我國(guó)塑料技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)?shù)穆浜螅饕蚴俏覈?guó)在塑料?；A(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國(guó)模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具相比差距相當(dāng)大。1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)1.1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀我國(guó)模具近年來(lái)發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003 年我國(guó)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有 2 萬(wàn)多家，從業(yè)人員約 50 多萬(wàn)人，2004 年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢(shì)頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務(wù)飽滿，2004 年模具產(chǎn)值 530 億元。進(jìn)口模具 18.13 億 美元，出口模具4.91 億美元，分別比 2003 年增長(zhǎng) 18%、32.4%和 45.9%。進(jìn)出口之比 2004 年為3.69:1，進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá) 13.2 億美元，為凈進(jìn)口量較大的國(guó)家。在 2 萬(wàn)多家，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過(guò)億元的模具企業(yè)只有 20 多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)。 近年來(lái)， 模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：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)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；"三資" 及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速；國(guó)企股份制改造步伐加快等。生產(chǎn)廠點(diǎn)中雖然說(shuō)我國(guó)模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國(guó)尚存在以下幾方面的不足:第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營(yíng)企業(yè)近年來(lái)發(fā)展較快，國(guó)企改革也在進(jìn)行之中，但總體來(lái)看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，再加上國(guó)內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。 第二，開(kāi)發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國(guó)模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，在市場(chǎng)中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國(guó)每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1 萬(wàn)美元，國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多是 15～20 萬(wàn)美元，有的高達(dá) 25～30 萬(wàn)美元，與之相對(duì)的是我國(guó)相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過(guò)去作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國(guó)內(nèi)許多企業(yè)采用了先河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書2進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來(lái)看裝備水平仍比國(guó)外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM 應(yīng)用覆蓋率要比國(guó)外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問(wèn)題長(zhǎng)期得不到較好解決。裝備水平低，帶來(lái)中國(guó)模具企業(yè)鉗工比例過(guò)高等問(wèn)題。第四，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長(zhǎng)期以來(lái)受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國(guó)內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占 45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國(guó)際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對(duì)模具質(zhì)量、成本有較大影響，對(duì)模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)外進(jìn)口鋼相比，無(wú)論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。1.1.2　國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì)巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國(guó)的模具工業(yè)和技術(shù)在過(guò)去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來(lái)的十年，中國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面: 1） 模具日趨大型化； 2）在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)； 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)； 4）在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)； 5）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率； 6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)； 7）模具的精度將越來(lái)越高； 8）模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化； 9）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程； 10）開(kāi)發(fā)新的成形工藝和模具。1.2　國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書3模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無(wú)法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。近幾年，全球模具市場(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場(chǎng)年交易總額為 600～650 億美元左右。美國(guó)、日本、法國(guó)、瑞士等國(guó)家年出口模具量約占本國(guó)模具年總產(chǎn)值的三分之一。 國(guó)外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到 50%以上；國(guó)外模具企業(yè)的組織形式是" 大而專 "、"大而精"。2004 年中國(guó)模協(xié)在德國(guó)訪問(wèn)時(shí)，從德國(guó)工、模具行業(yè)組織-- 德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國(guó)有模具企業(yè)約 5000 家。2003 年德國(guó)模具產(chǎn)值達(dá) 48 億歐元。其中（ VDMA）會(huì)員模具企業(yè)有 90家，這 90 家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國(guó)模具產(chǎn)值的 90%，可見(jiàn)其規(guī)模效益。 隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級(jí)鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬(wàn)美元左右，而國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多 15～20 萬(wàn)美元，有的達(dá)到 25～30 萬(wàn)美元。國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70%以上，而我國(guó)才達(dá)到 45％．1.3　后蓋模具設(shè)計(jì)與制造方面1.3.1 后蓋模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路傳統(tǒng)的注塑模設(shè)計(jì)流程如圖 5 所示[10]。圖 5 傳統(tǒng)注塑模具設(shè)計(jì)流程圖河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書4在進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，設(shè)計(jì)者應(yīng)該明確自己要設(shè)計(jì)的事項(xiàng)，要以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)設(shè)計(jì)模具。根據(jù)設(shè)計(jì)書的內(nèi)容，設(shè)計(jì)者應(yīng)熟悉塑件的幾何形狀、明確使用要求。然后對(duì)塑件進(jìn)行成型工藝性的檢查，以確認(rèn)塑件各個(gè)細(xì)節(jié)是否符合注塑成型的工藝條件，這可以利用一些塑料 CAE 分析軟件輔助分析。在對(duì)工藝性分析之后，利用 CAD 軟件進(jìn)行塑件的型芯型腔造型，確定其收縮率和分型面。將塑件的型芯型腔設(shè)計(jì)完畢之后，根據(jù)塑件的參數(shù)，選取合適的模架。接下來(lái)的工作就是對(duì)模具的澆道系統(tǒng)、冷卻或加熱系統(tǒng)、模具其他構(gòu)件的設(shè)計(jì)，根據(jù)前面的設(shè)計(jì)，選擇合理的注射機(jī)，最后繪制模具的設(shè)計(jì)圖。隨著 CAD/CAM 技術(shù)在模具領(lǐng)域的發(fā)展，傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)正在發(fā)生著重大變化，每個(gè)公司也有自己實(shí)際的一套操作手冊(cè)。但總的來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)的基本過(guò)程和內(nèi)容，均與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本相同。1.3.2 后蓋模具設(shè)計(jì)的進(jìn)度1.了解目前國(guó)內(nèi)塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時(shí)間 5 天；2.確定加工方案，所用時(shí)間 5 天；3.模具的設(shè)計(jì)，所用時(shí)間 30 天；2 后蓋注塑工藝性分析設(shè)計(jì)要求材料：ABS板厚：t=1㎜塑件名稱：塑料后蓋河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書5圖一 零件圖設(shè)計(jì)要求：1. 任務(wù)書 2. 說(shuō)明書3. 目錄 4. 參考文獻(xiàn)5. 裝配圖（1.2 號(hào)）及零件圖2.1 塑件的工藝性分析1．塑件的原材料分析。ABS，化學(xué)名稱是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，英文名稱是 Acrylonitrile Butadiene Styrene。ABS 樹(shù)脂是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物，它將 PS、SAN、BS 的各種性能有機(jī)地統(tǒng)一起來(lái)，兼具韌、硬、剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能。ABS 是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A 代表丙烯腈，B 代表丁二烯，S 代表苯乙烯。 ABS 塑料的密度是 1.04～1.06 g/ 。ABS 的成型時(shí)收縮率為 0.3～0.8%。成型時(shí)，3cm溫度為 200～240℃。ABS 塑料需要在料斗中的進(jìn)行預(yù)熱干燥，干燥的工藝條件為在80～90℃條件下干燥 2 個(gè)小時(shí)。ABS 的使用溫度不高，一般不超過(guò) 80℃。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書6ABS 工程塑料一般是不透明的，外觀呈淺象牙色、無(wú)毒、無(wú)味，兼有韌、硬、剛的特性。ABS 塑料燃燒緩慢，火焰呈黃色，且有黑煙。燃燒后塑料會(huì)軟化、燒焦，發(fā)出特殊的肉桂氣味，但且沒(méi)有熔融滴落的現(xiàn)象。 ABS 工程塑料具有突出的力學(xué)性能和優(yōu)良的綜合性能，有極好的沖擊強(qiáng)度、電性能、耐磨性、抗化學(xué)藥品性、染色性，尺寸穩(wěn)定性好，成型加工和機(jī)械加工較好。由于其突出的性能，ABS 塑料被廣泛用于制造電器外殼、手機(jī)、電話機(jī)殼、容器等，也用于生產(chǎn)板料、管料等產(chǎn)品[3]。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意 ABS 塑料的一些相關(guān)問(wèn)題。要求模具分型面、配合面的精度要高，以免溢料。塑料 ABS 的一些注塑工藝參數(shù)見(jiàn)表 1。表 1 ABS 注塑工藝參數(shù)因此此塑件的成型溫度分別為：注射機(jī)類型 螺桿式 保壓力（MPa） 30～70螺桿轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）20～60 注射時(shí)間（s） 3～5噴嘴形式 直通式 保壓時(shí)間（s） 15～30噴嘴溫度（ ）C?180～260 冷卻時(shí)間（s） 10～30模具溫度（ ）?40～85 成型周期（s） 30～70注射壓力（MPa） 60～100河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書7融化溫度設(shè)為 245 度，模具的溫度設(shè)為 60 度，模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導(dǎo)致光潔度較低。2．2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析（1）結(jié)構(gòu)分析，該零件總體結(jié)構(gòu)為矩形，且一邊有兩個(gè)對(duì)稱的小凸臺(tái)，因此模具屬于簡(jiǎn)中等難度模具。（2）尺寸精度分析，該零件沒(méi)有標(biāo)注尺寸公差，屬于自由公差，且壁厚比較均勻，易于成型，所以模具制作精度要求不是特別高，易于加工制作。（3）表面質(zhì)量分析，該零件的表面要求除了要求沒(méi)有缺陷，毛刺，無(wú)其他特殊要求，不比較容易實(shí)現(xiàn)。2.2.1 計(jì)算塑件的體積質(zhì)量計(jì)算塑件的質(zhì)量是為了選注塑機(jī)。計(jì)算塑件的體積：67×30×1+3×8×0.5+4×4×1=2048mm =2.048cm33計(jì)算塑件的質(zhì)量：根據(jù)手冊(cè)查找得 ABS 密度為 1.05g/cm所以塑件質(zhì)量為 M=Vp=2.1504g塑件的體積不大，因此采用一模四件，根據(jù)塑件的外形尺寸初選注塑機(jī)為 S/30-250。 2.3 塑件注塑工藝參數(shù)的確定查找相關(guān)文獻(xiàn)與資料得：注塑溫度：包括料筒溫度與噴嘴溫度料筒溫度：后段溫度選用 160。c中段溫度選用 170。C前段溫度選用 190。C噴嘴溫度：選用 180。C注塑壓力：選用 132Mpa注塑時(shí)間：選用 7s河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書8保壓：選用 30—70Mpa保壓時(shí)間：選用 3s冷卻時(shí)間：選用 50s3 注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括：分型面選擇，模具型腔數(shù)目的確定排列方式，澆口設(shè)計(jì)，模具工作零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。3.1 分型面選擇模具設(shè)計(jì)中分型面的選擇是很重要的，它決定了模具的結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來(lái)選擇分型面。此塑件的分型面選擇如下圖 AA3.2 確定型腔排列方式本塑件在注塑時(shí)采用一模四件，即需要四個(gè)型腔，綜合考慮澆鑄系統(tǒng)，模具復(fù)雜河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書9程度，選擇如下；3.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.3.1 主流道的設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得 S—30/250 型注塑機(jī)的有關(guān)尺寸為：噴嘴前端孔徑為 4㎜；噴嘴前端球面半徑為 10㎜；根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系的：主流道球面半徑 R=11㎜主流道最小端直徑 r=4㎜為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其斜度為 1-3 度，經(jīng)換算的主流道大端直徑為 8㎜，為了使溶料順利進(jìn)入分流道，可以將分流道出料端設(shè)計(jì)為 R=4 的半圓。3.3.2 分流道設(shè)計(jì)本塑件的形狀不算太復(fù)雜，溶料填充比較容易，為了便于加工，設(shè)計(jì)為 R=2㎜半圓做分流道。3.3.3 澆口設(shè)計(jì)根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式，選側(cè)澆口為好。其形狀選用圓弧形,試模時(shí)修正。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書10主流道及澆口和襯套定位環(huán)形狀如圖所示：3.4 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)本例的塑件側(cè)壁個(gè)有兩個(gè)小凸臺(tái)，他們均垂直于脫模方向，阻礙了成型后塑件從模具脫出。因此成型小凸臺(tái)的零件必須有側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。本模具采用斜滑塊抽芯。根據(jù)此模具的具體形狀，我把斜滑塊作成燕尾形狀安裝于動(dòng)模板板上，其形狀如下： 59680.A3.5 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.5.1 型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本模具采用一模四腔結(jié)構(gòu)形式，考慮加工難度及材料利用率，凹模用整體式凹模，分流道與澆口設(shè)計(jì)在下凹模板上。3.5.2 上凹模型腔塑件帽型突起部分為長(zhǎng)方型，型腔尺寸為：長(zhǎng)為 60㎜，型腔為：D=DMAX+DMAX×SMIN%-TZ=59.440 0-0.25㎜ ；河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書11塑件寬為 30㎜，型腔為：D=DMAX+DMAX×SMIN%-TZ=29.930 0-0.16㎜；高為 5，型腔深為：D=DMAX+DMAX×SMIN%-TZ=4.950 0-0.14㎜；3.5.3 下凹模型腔塑件長(zhǎng)為 60㎜，型腔尺寸為；D=DMAX+DMAX×SMIN%-TZ=59.9900-0.25㎜㎜；塑件寬 30㎜，型腔尺寸為：D=DMAX+DMAX×SMIN%-TZ=29.9200-0.22㎜塑件高為 1㎜，型腔尺寸為；D=DMAX+DMAX×SMIN%-TZ=0.9400-0.10㎜各個(gè)圓角還按原來(lái)尺寸。3.5.4 主型芯尺寸凸模也大致為長(zhǎng)方形：長(zhǎng)為：dm=dmin+dminsmin%+Tz=25.6寬為：dm=dmin+dminsmin%+Tz=11.04各個(gè)圓角還按原來(lái)尺寸。3.6 成型零件壁厚設(shè)計(jì) 3.6.1 上凹模型腔壁厚的設(shè)計(jì)上凹模采用整體式設(shè)計(jì)，根據(jù)方形形型腔壁厚計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)法，單側(cè)型腔側(cè)壁厚度 tc 的計(jì)算公式為：tc=0.20 L+17=22.1㎜, 考慮到上下模要對(duì)齊，其值取為40㎜，型腔與型腔之間的壁厚為 =11.05㎜，考慮到側(cè)型芯以及干涉的問(wèn)題，其值取2t為 50㎜。其底厚為 th=0.12b=1.32㎜，具體值根據(jù)選才確定。結(jié)合全部取 150*95 的材料。其形狀如下： 310AA541423.29081.64×?1 4?63.6.2 下模型腔壁厚的設(shè)計(jì)河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書13下凹模采用整體式設(shè)計(jì)，根據(jù)矩形型腔壁厚計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式得：tc=0.20L+17=24.6㎜，因?yàn)樯舷履Ｒ獙?duì)齊，所以具體壁厚根據(jù)上模設(shè)計(jì)，與其對(duì)齊，要大于 24.6㎜，其底厚也是根據(jù)選材確定。結(jié)合全部取 150*90*20 材料，其形狀如下所示： 9830581°501.63.23.7 模具加熱與冷卻水道設(shè)計(jì)本塑件在注塑時(shí)不要求太高的模溫，因而在模具上可不設(shè)計(jì)加熱系統(tǒng)，是否需要冷卻系統(tǒng)可做如下計(jì)算；設(shè)定模具平均工作溫度為 40 度，用 20 度的水進(jìn)行冷卻，出口溫度為 30 度，產(chǎn)量為 0.26㎏/h。求塑件在硬化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量 Q，查相關(guān)文獻(xiàn)的 ABS 的單位熱流量為 Q1 為56×104J/㎏，因此 Q=WQ1=14.56×104 J/㎏，求冷卻水的體積流量 V， V= =0.61×10-4m3/mintPW?由上述計(jì)算可知，因?yàn)槟＞呙糠昼娝枰睦鋮s水體積流量很小，所以冷卻系統(tǒng)可以簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)。在上凹模上平均設(shè)計(jì) 4 個(gè) φ4 的水道即可。見(jiàn)裝配圖。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書144 模具整體設(shè)計(jì)4.1 模架的選擇本模架選用的是非標(biāo)模架，其組合尺寸如下：定模板為：350×200×44㎜推件板為：310×200×53㎜墊板高：134㎜動(dòng)模座板為：：350×200×35㎜其形狀以及各個(gè)零件之間的形狀尺寸與定位尺寸如下圖所示： 203105272314831454.2 模具閉合高度的確定河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書15在支撐與固定零件的設(shè)計(jì)中，根據(jù)零件的情況選用標(biāo)準(zhǔn)模架，可得以下各個(gè)尺寸：定模板厚 H1=44㎜，型腔板板厚 H2=53㎜，推件板板厚 H3=51㎜。型芯固定板厚H4=44mm,支撐板厚 H5=41mm,動(dòng)模座板厚 H6=35mm根據(jù)推出行程和推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸確定墊板高為 H7=134㎜。因而模具閉合高度為；H= H1+H2+H3+H4+H5+H6=44+53+51+44+41+134=408㎜4.3 冷料井的設(shè)計(jì)冷料井位于主流道出口一端，處于主分型面的動(dòng)模一側(cè)，是主流道的自然延伸，開(kāi)模時(shí)，可以將主流道凝料拉向動(dòng)模一側(cè)，以便脫模。頂出行程又可以將凝料頂出模 外，另外，冷料井要與拉料桿相互配合使用，在這采用 Z 型拉料桿。4.4 復(fù)位桿本模具采用斜劃塊復(fù)位，上模下行時(shí)會(huì)壓著斜劃塊自行復(fù)位，因此不需要復(fù)位桿。4.5 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)校核本模具外形尺寸為 350㎜×200㎜×408㎜。S—30/250 型注塑機(jī)的最大安裝尺寸為360㎜×450㎜，故能滿足要求。由上所述計(jì)算模具閉合高度為 408㎜S—30/250 型注塑機(jī)允許最小厚度為 250㎜，最大為 450㎜，滿足要求。由資料得 S—30/250 型注塑機(jī)的最大開(kāi)模行程為 150㎜，滿足了塑件頂出要求。S≥H1+H2+5=102㎜經(jīng)驗(yàn)證 S—30/250 型注塑機(jī)滿足使用要求。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書164.5.1 模具閉合高度校核250mm<408mm<430mm其中 408mm 為模具的閉合高度4.5.2 模具開(kāi)模時(shí)校核360mm<408mm+40mm<450mm其中 40mm 為模具的開(kāi)模距。經(jīng)校核 S-30/250 型注塑機(jī)滿足使用要求。4.5.3 鎖模力的校核查表得到 S-30/250 型注塑機(jī)的最大鎖模力為 250KN，而本模具的成型壓力小于30Mpa，經(jīng)過(guò)公式換算可得到注塑機(jī)鎖模力完全能夠滿足模具成型的要求，故采用 S-30/250 注塑機(jī)。 4.5.4 定位環(huán)與孔的校核查表得到 S—30/250 型注塑機(jī)可安裝的模具定位環(huán)為 φ65，可得模具在設(shè)計(jì)中選用的定位環(huán)尺寸為 φ40?？芍耆夏＞吲c注塑機(jī)的安裝要求經(jīng)校核 S—30/250 型注塑機(jī)能滿足使用要求故可以采用。4.5.5 注塑機(jī)頂桿校核查表得到 S—30/250 型注塑機(jī)的頂桿為 φ25mm,而本模具的頂桿孔為 φ30mm,可知φ25mm<φ30mm經(jīng)校核 S—30/250 型注塑機(jī)能滿足使用要求故可以采用 4.6 繪制模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書1723415167A-14321098765181920121234 401.定模座 2.螺釘 3.定位環(huán) 4.澆口套襯套 5.型腔板 6.導(dǎo)套 7.導(dǎo)柱 8.推件板 9.型芯固定板 10.主型芯 11.支撐板 12.墊板 13.推桿固定板14.推板 15.支撐釘 16.推板導(dǎo)柱 17.推板導(dǎo)套 18.動(dòng)模板 19.拉料干20.銷抽 21.斜導(dǎo)柱 22.螺釘 23.斜滑塊4.7 本模具的工作原理合模注射，完畢后開(kāi)模。8 動(dòng)模板和 9 型芯固定板貼合后退，分型面分開(kāi)，制件和凝料從澆道拉出繼續(xù)后退 19 拉桿拉 8 板，使 8 和 9 分開(kāi)，8 板停止，9 板帶動(dòng) 10主芯心后退，從而給側(cè)型芯讓位，20 和 21 開(kāi)始作用使側(cè)型芯水平移動(dòng)完成側(cè)抽取下制件。合模時(shí)，動(dòng)模板前進(jìn)，斜滑塊靠斜導(dǎo)柱的傾斜前進(jìn)來(lái)完成復(fù)位。 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書185 注塑模具的安裝和調(diào)試要求5.1 模具安裝(1)清理模板平面定位孔及模具安裝面上的污物，毛刺。(2)因本模具的外型尺寸不大，故采用整體安裝法。先在機(jī)器下面兩根導(dǎo)軌上墊好木板，模具從側(cè)面進(jìn)入機(jī)架間，定模入定位孔，并放正，慢速閉合模板，壓緊模具，然后用壓板或螺釘壓緊定模，并初步固定動(dòng)模，然后慢速開(kāi)閉模具，找正動(dòng)模，應(yīng)保證開(kāi)閉模具時(shí)平衡，靈活，無(wú)卡住現(xiàn)象，然后固定動(dòng)模。(3)調(diào)節(jié)鎖模機(jī)構(gòu)，保證有足夠的開(kāi)模距及鎖模力，使模具閉合適當(dāng)。(4)慢速開(kāi)啟模板直至模板停止后退為止，調(diào)節(jié)頂出裝置，保證頂出距離。開(kāi)閉模具觀察頂出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)情況，動(dòng)作是否平衡，靈活，協(xié)調(diào)。(5)模具裝好后，等料筒及噴嘴溫度上升到距預(yù)定溫度 20--30℃，即可校正噴嘴與澆口套的相對(duì)位置及弧面接觸情況，可用一紙片放在噴嘴與澆口套之間，觀察兩者接觸印痕，檢查吻合情況，須使松緊合適，校正后擰緊注射座定位螺釘，緊固定位。(6)開(kāi)空車運(yùn)轉(zhuǎn)，觀察模具各部分運(yùn)行是否正常，然后才可注射試模。5.2 試模通過(guò)試模塑件上常會(huì)出現(xiàn)各種弊病，為此必須進(jìn)行原因分析，排除故障。造成次廢品的原因很多，有時(shí)是單一的，但經(jīng)常是多個(gè)方面綜合的原因。需按成型條件，成型設(shè)備，模具結(jié)構(gòu)及制造精度，塑件結(jié)構(gòu)及形狀等因素逐個(gè)分析找出其中主要矛盾，然后再采取調(diào)節(jié)成型條件，修整模具等方法加以解決。首先，在初次試模中我們最常遇到的問(wèn)題是根本得不到完整的樣件。常因塑件被粘附于模腔內(nèi)，或型芯上，甚至因流道粘著制品被損壞。這是試模首先應(yīng)當(dāng)解決的問(wèn)題。5.2.1 粘著模腔制品粘著在模腔上，是指塑件在模具開(kāi)啟后，與設(shè)計(jì)意圖相反，離開(kāi)型芯一側(cè)，滯留于模腔內(nèi)，致使脫模機(jī)構(gòu)失效，制品無(wú)法取出的一種反?，F(xiàn)象。其主要原因是：（1） 注射壓力過(guò)高，或者注射保壓壓力過(guò)高。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書19（2） 注射保壓和注射高壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成過(guò)量充模。（3） 冷卻時(shí)間過(guò)短，物料未能固化。（4） 模芯溫度高于模腔溫度，造成反向收縮。（5） 型腔內(nèi)壁殘留凹槽，或分型面邊緣受過(guò)損傷性沖擊，增加了脫模阻力。5.2.2 粘著模芯（1） 注射壓力和保壓壓力過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而造成過(guò)量充模，尤其成型芯上有加強(qiáng)筋槽的制品，情況更為明顯。（2） 冷卻時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，制件在模芯上收縮量過(guò)大。（3） 模腔溫度過(guò)高，使制件在設(shè)定溫度內(nèi)不能充分固化。（4） 機(jī)筒與噴嘴溫度過(guò)高，不利于在設(shè)定時(shí)間內(nèi)完成固化。（5） 可能存在不利于脫模方向的凹槽或拋光痕跡需要改進(jìn)。5.2.3 粘著主流道（1） 閉模時(shí)間太短，使主流道物料來(lái)不及充分收縮。（2） 料道徑向尺寸相對(duì)制品壁厚過(guò)大，冷卻時(shí)間內(nèi)無(wú)法完成料道物料的固化。（3） 主流道襯套區(qū)域溫度過(guò)高，無(wú)冷卻控制，不允許物料充分收縮。（4） 主流道襯套內(nèi)孔尺寸不當(dāng)，未達(dá)到比噴嘴孔大0.5～1 ㎜。（5） 主流道拉料桿不能正常工作。一旦發(fā)生上述情況，首先要設(shè)法將制品取出模腔（芯），不惜破壞制件，保護(hù)模具成型部位不受損傷。仔細(xì)查找不合理粘模發(fā)生的原因，一方面要對(duì)注射工藝進(jìn)行合理調(diào)整；另一方面要對(duì)模具成型部位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)修正，直到認(rèn)為達(dá)到要求，方可進(jìn)行二次注射。 5.2.4 成型缺陷當(dāng)注射成型得到了近乎完整的制件時(shí)，制件本身必然存在各種各樣的缺陷，這種缺陷的形成原因是錯(cuò)綜復(fù)雜的，一般很難一目了然，要綜合分析，找出其主要原因來(lái)著手修正，逐個(gè)排出，逐步改進(jìn)，方可得到理想的樣件。下面就對(duì)度模中常見(jiàn)的成型制品主要缺陷及其改進(jìn)的措施進(jìn)行分析。5.2.4.1 注射填充不足 所謂填充不足是指在足夠大的壓力、足夠多的料量條件下注射不滿型腔而得不到完整的制件。這種現(xiàn)象極為常見(jiàn)。其主要原因有：（1） 熔料流動(dòng)阻力過(guò)大這主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形狀、尺寸不利于熔河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書20料流動(dòng)。盡量采用整圓形、梯形等相似的形狀，避免采用半圓形、球缺形料道。熔料前鋒冷凝所致。塑料流動(dòng)性能不佳。制品壁厚過(guò)薄。（2） 型腔排氣不良這是極易被忽視的現(xiàn)象，但以是一個(gè)十分重要的問(wèn)題。模具加工精度超高，排氣顯得越為重要。尤其在模腔的轉(zhuǎn)角處、深凹處等，必須合理地安排頂桿、鑲塊，利用縫隙充分排氣，否則不僅充模困難，而且易產(chǎn)生燒焦現(xiàn)象。（3） 鎖模力不足因注射時(shí)動(dòng)模稍后退，制品產(chǎn)生飛邊，壁厚加大，使制件料量增加而引起的缺料。應(yīng)調(diào)大鎖模力，保證正常制件料量。5.2.4.2 溢邊（毛刺、飛邊、批鋒） 與第一項(xiàng)相反，物料不僅充滿型腔，而且出現(xiàn)毛刺，尤其是在分型面處毛刺更大，甚至在型腔鑲塊縫隙處也有毛刺存在，其主要原因有：（1） 注射過(guò)量（2） 鎖模力不足（3） 流動(dòng)性過(guò)好（4） 模具局部配合不佳（5） 模板翹曲變形5.2.4.3 制件尺寸不準(zhǔn)確 初次試模時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)制件尺寸與設(shè)計(jì)要求尺寸相差較大。這時(shí)不要輕易修改型腔，應(yīng)行從注射工藝上找原因。（1） 尺寸變大 注射壓力過(guò)高，保壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，此條件下產(chǎn)生了過(guò)量充模，收縮率趨向小值，使制件的實(shí)際尺寸偏大；模溫較低，事實(shí)上使熔料在較低溫度的情況下成型，收縮率趨于小值。這時(shí)要繼續(xù)注射，提高模具溫度、降低注射壓力，縮短保壓時(shí)間，制件尺寸可得到改善。（2） 尺寸變小 注射壓力偏低、保壓時(shí)間不足，制在冷卻后收縮率偏大，使制件尺寸變?。荒剡^(guò)高，制件從模腔取出時(shí)，體積收縮量大，尺寸偏小。此時(shí)調(diào)整工藝條件即可。通過(guò)調(diào)整工藝條件，通常只能在極小范圍內(nèi)使尺寸京華，可以改變制件相互配合的松緊程度，但難以改變公稱尺寸。5.2.5調(diào)整措施河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書21調(diào)整時(shí)應(yīng)注意調(diào)節(jié)進(jìn)料速度，增加排氣孔，正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)。注意控型周期。6 結(jié)束語(yǔ)塑料后蓋屬于中等難度的塑料件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據(jù)計(jì)算確定本塑件的體積，然后相應(yīng)選取注塑機(jī)。本設(shè)計(jì)主要是側(cè)抽芯的設(shè)計(jì)，需要計(jì)算側(cè)型河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書22心的干涉問(wèn)題及抽芯距，還有抽芯方式等，并且還需要確定模具的總體尺寸和模具零件的結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)上面的設(shè)計(jì)繪出模具的總裝圖。由于在零件制造前進(jìn)行了預(yù)測(cè)，分析了制件在生產(chǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的缺陷，采取了相應(yīng)的工藝措施。因此，模具在生產(chǎn)零件的時(shí)候才可以減少?gòu)U品的產(chǎn)生。塑料后蓋注塑模具的設(shè)計(jì)，是理論知識(shí)與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對(duì)理論知識(shí)做了更深切貼實(shí)的闡述。也使我認(rèn)識(shí)到，要想做為一名合理的模具設(shè)計(jì)人員，必須要有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，并不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)新技術(shù)，樹(shù)立終身學(xué)習(xí)的觀念，把理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去，并堅(jiān)持科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術(shù)，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的騰飛做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。 致謝首先感謝本人的導(dǎo)師原紅玲老師，她對(duì)我的仔細(xì)審閱了本文的全部?jī)?nèi)容并對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議。兩位老師淵博的知識(shí)，誠(chéng)懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，特別是遇到困難時(shí)，她們給了我鼓勵(lì)和幫助，在這里我向他表示真誠(chéng)的感謝！河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書23感謝母?！幽蠙C(jī)電高等?？茖W(xué)校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實(shí)踐環(huán)境，使我學(xué)到了許多新的知識(shí)，掌握了一定的操作技能。感謝和我在一起進(jìn)行課題研究的同窗任建林同學(xué)，和他在一起討論、研究使我受益非淺。最后，我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識(shí)了很多可敬的老師和可親的同學(xué)，并感激師友的教誨和幫助！參考文獻(xiàn)[1] 馮炳堯 ,韓泰榮,蔣文森主編.模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)[ M].上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社. 1999[2] 楊占堯主編.塑料注射模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)[ M].北京：清華大學(xué)出版社 2004.9[3] 陳錫棟,周小玉主編.實(shí)用模具簡(jiǎn)明手 冊(cè)[ M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2001河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書24[4] 劉昌祺主編.塑料模具設(shè)計(jì)[ M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 1998[5] 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組.塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)[ M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 1994[6] 楊占堯等主編.注塑模具典型結(jié)構(gòu)圖例[ M].北京：化工工業(yè)出版社. 2005[7] 付宏生、劉京華編著.注射制品與注射模具設(shè)計(jì)[ M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社. 2003.1[8] 中國(guó)機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會(huì)組編.塑料模設(shè)計(jì)與制造 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 1999[9] 北京意大利技術(shù)開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司編.塑料模具設(shè)計(jì)與制造過(guò)程仿真[ M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社. 2007