套座注塑模設(shè)計

套座注塑模設(shè)計,注塑,設(shè)計 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書/論文 前 言 現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)對模具要求越來越高，模具結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，制造難度日益增大。模具制造正由過去的勞動密集和主要依靠工人的手工技巧及采用傳統(tǒng)機(jī)械加工設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)密集，更多的依靠各種高效、高精度的數(shù)控切削機(jī)床、電加工機(jī)床，從過去的機(jī)械加工時代轉(zhuǎn)變成機(jī)、電結(jié)合加工以及其他特殊加工時代，模具鉗工量正呈逐漸減少之勢?，F(xiàn)代模具制造集中了制造技術(shù)的精華，體現(xiàn)了先進(jìn)制造技術(shù)，已成為技術(shù)密集型的綜合加工技術(shù)。 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，壽命對其它工業(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”。近十年來，隨著國民經(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)。據(jù)統(tǒng)計，我國（未包括臺灣，香港，澳門）現(xiàn)有模具生產(chǎn)廠家已超過1700家，從業(yè)人員達(dá)到60多萬人。 模具分為冷沖壓模具，熱鍛模具，塑料模具，鑄造模具，橡膠模具和玻璃模具等。其中冷沖壓模具歷史悠久，用途廣，技術(shù)成熟，在各種模具中所占比重最多。汽車，摩托車，家電行業(yè)是模具最大的市場，占整個模具市場的60%以上。例如一種車型的轎車共需模具約4000套，價值達(dá)2億元—3億元；單臺電冰箱需要模具生產(chǎn)的零件約150個，共需模具約350套，價值約400萬元；單臺彩電大約有150個零件需用模具生產(chǎn)共需模具約140套，價值達(dá)700萬元。其中所用模具大部分為冷沖壓模具。 利用模具生產(chǎn)零件的方法已成為工業(yè)上進(jìn)行成批或大批生產(chǎn)的主要技術(shù)手段，它對于保證制品質(zhì)量，縮短試制周期，進(jìn)而爭先占領(lǐng)市場，以及產(chǎn)品更新?lián)Q代和新產(chǎn)品開發(fā)都具有決定性意義。 由于模具工業(yè)的重要性，模具成型工藝在各個部門得到了廣泛的應(yīng)用，使得模具行業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)大大超過機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。這一情況充分說明在國民經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的過程中，在各個工業(yè)發(fā)達(dá)國家對世界市場進(jìn)行激烈的爭奪中，愈來愈多地采用模具來進(jìn)行生產(chǎn)，模具工業(yè)明顯的成為技術(shù)，經(jīng)濟(jì)和國力發(fā)展的關(guān)鍵。 從我國的情況來看，不少工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量上不去，新產(chǎn)品開發(fā)不出來，老產(chǎn)品更新速度慢，能源消費(fèi)指標(biāo)高，材料消耗量大，這些都與我國模具生產(chǎn)技術(shù)落后，沒有一個強(qiáng)大的，先進(jìn)的模具工業(yè)密切相關(guān)。 因此要使國民經(jīng)濟(jì)各個部門獲得高速發(fā)展，加速實現(xiàn)社會主義四個現(xiàn)代化，就必須盡快將模具工業(yè)搞上去，使模具生產(chǎn)形成一個獨立的工業(yè)部門，從而充分發(fā)揮模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的關(guān)鍵作用。 但是，我國面具工業(yè)要想在盡可能短的時間內(nèi)趕上世界工業(yè)發(fā)達(dá)國家的水平，還要付出許多艱苦的努力，主要應(yīng)叢下列幾個方面采取措施： （1）進(jìn)行專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn) （2）采用先進(jìn)的制造技術(shù) （3）研制和發(fā)展模具用材料 （4）進(jìn)一步推廣應(yīng)用計算機(jī)輔助設(shè)計和輔助制造（CAD/CAM） （5）加強(qiáng)模具技術(shù)人才的開發(fā) 為了適應(yīng)模具工業(yè)的發(fā)展，迎接新時代技術(shù)革命，今后將改變“大而全”、“小而全”的生產(chǎn)體制，大力推進(jìn)專業(yè)化生產(chǎn)，在管理體制上實現(xiàn)科學(xué)化。在模具的要求方面將朝著高效率、高精度、高壽命的方向發(fā)展，以適應(yīng)制品日趨精密、復(fù)雜和成型工藝的高速化、自動化、精密化的要求。在模具加工設(shè)備方面將著重研制和開發(fā)高效、高精度、大型自動化的關(guān)鍵設(shè)備。此外健全和完善模具的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并大力推廣和實施這些標(biāo)準(zhǔn)；建立保質(zhì)、保量、供應(yīng)及時的模具標(biāo)準(zhǔn)件、商品化供應(yīng)渠道；加強(qiáng)智力開發(fā)和人才培養(yǎng)，很抓模具的基礎(chǔ)理論研究和關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)…，使整個模具工業(yè)在范圍和素質(zhì)上獲得空前的發(fā)展。 三年大學(xué)的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計是最后一個實踐環(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，鞏固和檢驗。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)實習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識，對模具設(shè)計與制造有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對于模具設(shè)計這個實踐性非常強(qiáng)的設(shè)計課題，我們進(jìn)行了大量的實習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、中國一拖等地方的生產(chǎn)實習(xí)，使我對于模具特別是塑料模具的設(shè)計步驟有了一個全新的認(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)計中，充分利用圖書館的各種資料，與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡力搞好這次畢業(yè)設(shè)計。 設(shè)計的過程中，可能有一定的困難，但相信在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)下加上自己的認(rèn)真學(xué)習(xí)與思考，相信會完滿的完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。由于我水平有限，沒有足夠的經(jīng)驗，設(shè)計中難免多有瑕疵，肯請各位老師審查并給予諒解。 1 模具工藝規(guī)程的編制 該塑件是一個套座，其零件圖如圖1-1所示。該塑件應(yīng)用ABS塑料，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 圖1-1 套座零件圖 1.1 塑件的工藝性分析 1.1.1 塑件的原材料分析 從使用性能看，綜合性能較好，沖擊韌性和機(jī)械強(qiáng)度比較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性，電絕緣性良好，易于成型和機(jī)械加工；從成型性能來看，無定性料，流動性差，吸濕性強(qiáng)，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件必須經(jīng)長時間預(yù)熱干燥，成型時宜取高料溫，高模溫，但料溫過 高易分解。 塑件材料采用熱塑性塑料ABS，該塑料全名為丙烯腈丁烯-苯乙烯，ABS塑料屬于高強(qiáng)度塑料，在注塑成型前需要預(yù)先干燥處理，可以用熱風(fēng)干燥器或者料斗干燥器在75~85℃時進(jìn)行干燥。從使用性能上看，其粘度高，成型時流動性能稍差。 ABS塑料成型收縮率為0.003-0.008，收縮率小，脫模比較容易，所以對塑件脫模斜度要求不高，頂出均勻，塑件壁厚均勻，最好不帶嵌件，各面應(yīng)以圓弧連接，不允許有缺口，尖角。但考慮到該材料的流動性能差，所以可以采用寬澆口成型，澆口與塑件圓弧連接，以免去除澆口時損壞塑件?？捎寐輻U式或柱塞式注射機(jī)成型。噴嘴用直通式或自鎖式，但應(yīng)防止飛邊，宜用高料溫，高模溫低注塑壓力，勻速注射，并延長注射時間，有利于降低內(nèi)應(yīng)力，防止縮孔，變形。采用頂出機(jī)構(gòu)，因此在成型時注意控制成型溫度，塑件較容易成型。 1.1.2 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。 從零件圖上分析，該塑件的形狀規(guī)則，但不對稱。在長度方向上有一孔，直徑為Ф10。在高度的方向上設(shè)計時，需要采用滑塊機(jī)構(gòu)，需要設(shè)計兩個凹?；瑝K。該塑件的結(jié)構(gòu)形狀較簡單，尺寸適當(dāng)。因此，模具的設(shè)計屬中等難度。 （2）尺寸精度分析。 該塑件的尺寸精度較簡單，未注尺寸公差等級，其公差等級取ST1372-78的5級精度。各尺寸精度要求低，對應(yīng)模具相關(guān)零件的尺寸加工能夠保證。 從塑件的壁厚上來看,由圖可知，該制件的壁厚均勻，為5㎜，其壁厚在成型范圍內(nèi)，塑件可以成型。 （3）表面質(zhì)量分析。 該塑件的表面除了要求沒有缺陷，毛刺，內(nèi)部不得有導(dǎo)電雜質(zhì)外，沒有更高的表面質(zhì)量要求，故比較容易實現(xiàn)。 綜合上述分析可以看出，注塑時在工藝參數(shù)控制好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。 1.2 計算塑件的體積和質(zhì)量 計算塑件的質(zhì)量是為了選用注塑機(jī)以及確定模具型腔數(shù)量。 計算塑件的體積V ≈6860mm 計算塑件的質(zhì)量，根據(jù)設(shè)計手冊，可以查得ABS塑料的密度為ｐ=1.05g/㎝。故塑件的質(zhì)量M = Vｐ =6860×0.001×1.05g ≈7.2g 本塑件體積和質(zhì)量較大，模具采用一模一腔的結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸，以及注塑時所需的壓力等情況，初步選用注塑機(jī)為XS-ZY-125型。 1.3 塑件注塑工藝參數(shù)的確定 查找相關(guān)文獻(xiàn)，對ABS塑料的成型工藝參數(shù)作如下選擇：（試模時，根據(jù)實際情況作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整） 注塑溫度：包括料筒溫度和噴嘴的溫度。 料筒溫度：后段溫度選用160℃； 中段溫度選用170℃； 前段溫度選用190℃； 噴嘴溫度：選用175℃； 模具溫度：選用45℃； 注塑壓力：選用80MPa； 注塑時間：選用50ｓ； 保壓壓力：選用60MPa； 保壓時間：選用5ｓ； 冷卻時間：選用50ｓ； 成型周期：105ｓ。 2 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括：分型面的選擇，模具型腔數(shù)目的確定，型腔的排列方式，冷卻水道的布局，澆口位置的設(shè)置，模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計，推出、頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計等內(nèi)容。 2.1 分型面的選擇 分型面的選擇決定了模具的結(jié)構(gòu)，選擇時應(yīng)根據(jù)分型面選用原則和塑件的成型要求來選擇分型面。 該塑件為套座，其表面質(zhì)量無特殊要求。塑件高度為48㎜，除一端有Ф10mm的孔外，其截面形狀簡單，如果選擇端面為分型面，在脫模時不容易抽芯，抽芯困難。如果選擇孔處為分型面，脫模更難。經(jīng)過比較采用依靠兩個滑塊成型，所以選擇圖示為分型面，減少了模具加工的難度，便于成型后取出塑件。故應(yīng)選用如下圖1-2所示的分型方式較為合理。 圖1-2 分型面的選擇 2.2 確定型腔的排列方式 綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素該塑件在注塑時采用一模 一腔的形式，即模具設(shè)置一個型腔。 2.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 2.3.1 主流道設(shè)計 根據(jù)設(shè)計手冊查得XS-ZY-125型注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸： 噴嘴的前端孔徑：ｄ0=Ф4㎜； 噴嘴的前端半徑： R0=12㎜； 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系： 取主流道的小端直徑ｄ=5㎜. 為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計成圓錐形，其錐度取10～30，該主流道錐度選取30。經(jīng)換算得到主流道大端直徑D=9㎜。為了使熔料順利的進(jìn)入分流道，可以在主流道出料端設(shè)計半徑R=6㎜的圓弧過渡。 2.3.2 分流道的設(shè)計 分流道的形狀以及尺寸的設(shè)計，根據(jù)塑件的體積，壁厚，形狀的復(fù)雜程度，注射速率，分流道長度等因素來確定。 因為該塑件除有一孔Ф10mm外，其形狀簡單，熔料填充型腔較容易。根據(jù)型腔的排列方式可知其分流道的長度較短，為了便于加工，選用半圓形截面形狀的分流道，查表得R=4㎜。 2.3.3 澆口的設(shè)計 根據(jù)塑件的成型要求以及型腔的排列方式，選用側(cè)澆口較為合適。其澆口的截面形狀簡單，加工也比較方便。 進(jìn)料時考慮從端面進(jìn)料，并且在模具結(jié)構(gòu)上可以利用分型面排氣。采用矩形截面的側(cè)澆口，在澆口的連接處型腔的部位應(yīng)成圓角，有利于料流。 查表初選矩形截面尺寸為（ｂ×ｌ×ｈ）1.5㎜×0.5㎜×0.6㎜，試模時加以修整。 2.3.4 排氣槽的設(shè)計 因為模具尺寸較小擬采用分型面處排氣，即可滿足要求。 2.3.5 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計 從結(jié)構(gòu)分析及分型面的選擇，可知成型該塑件外表面的型芯垂直于脫模方向，阻礙成型后塑件從模具脫出。因此成型該塑件外表面的型芯必須設(shè)計成活動的型芯，即須設(shè)置抽芯機(jī)構(gòu)。本模具采用斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)。 2.3.6 確定抽拔距 抽芯距一般應(yīng)大于成型孔（或凸臺）的深度，本題中成型孔的深度為43mm,另加3～5mm的抽芯安全系數(shù)，可取抽拔距S=48mm。 2.3.7 確定斜導(dǎo)柱傾角 斜導(dǎo)柱的傾斜角α是斜抽芯機(jī)構(gòu)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)之一，它與抽拔力與抽芯距有直接關(guān)系。一般取α=15o～25o，本題取α=24o。 2.3.8 確定斜導(dǎo)柱的尺寸 斜導(dǎo)柱的直徑取決于抽拔力及其傾斜角度，可按設(shè)計資料的有關(guān)公式進(jìn)行計算。本例中經(jīng)驗估值，取斜導(dǎo)柱的直徑d=15mm。 斜導(dǎo)柱的長度根據(jù)抽芯距、固定端模板的厚度、斜導(dǎo)柱直徑及斜角大小確定，其計算根據(jù)公式： 由于定模板和型腔板尺寸尚不確定，即不確定，故暫選=78mm，如果設(shè)計中有變化，則修正L的出長度。 2.3.9 滑塊與導(dǎo)滑槽設(shè)計 (1) 滑塊的設(shè)計。本題中側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)主要是用于成型零件的側(cè)凹，考慮到滑塊的強(qiáng)度和模具裝配問題，擬采用整體式結(jié)構(gòu)。具體形狀見圖2-1，圖2-2。 圖2-1 滑塊I 圖2-2 (2) 滑塊的導(dǎo)滑方式。 本題中為使模具結(jié)構(gòu)緊湊，降低模具的裝配復(fù)雜程度，擬采用整體式滑塊和整體式導(dǎo)滑槽的形式，其結(jié)構(gòu)見裝配圖。 為提高滑塊的導(dǎo)向精度，裝配時可對導(dǎo)向槽采用配磨或配研的裝配方法。 (3) 滑塊的導(dǎo)滑長度和定位裝置的確定。 本例中由于側(cè)抽芯距較短，故導(dǎo)滑長度只要符合滑塊在開模時的定位要求即可?；瑝K的定位裝置采用彈簧與臺階的組合方式，具體結(jié)構(gòu)見裝配圖。 2.4 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，是以成型符合質(zhì)量要求的塑料制品為前提，但必須考慮金屬零件的加工性及模具制造成本。 2.4.1 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 本模具采用一模一腔的結(jié)構(gòu)形式，由于制件結(jié)構(gòu)較簡單，可以直接將型腔開在動、定模板上，減少制造時間，提高效率，降低成本。 根據(jù)主流道與澆口的設(shè)計要求，分流道和澆口均設(shè)在凹模鑲塊上，其結(jié)構(gòu)見裝配圖。 2.4.2 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計 凸模主要是與凹模相結(jié)合構(gòu)成模具型腔，本題中型芯用于成型mm的孔，具體結(jié)構(gòu)見零件圖01。 2.4.3 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計 該塑件的模具結(jié)構(gòu)采用一模一腔的形式，考慮其結(jié)構(gòu)的加工難易程度和材料的價值利用等因素，凹模擬采用凹模鑲塊，可以節(jié)省材料也能滿足使用要求。其結(jié)構(gòu)形式如零件圖02、03所示。 3 模具設(shè)計的有關(guān)計算 查手冊可知，ABS塑料的收縮率為S=0.3﹪～0.8﹪，收縮范圍較小，故其平均收縮率為 S =（0.3+0.8）﹪/2=0.55﹪ 考慮生產(chǎn)實際，模具制造的公差選取=Δ/3。 3.1 型腔和型芯工作尺寸的計算 表1-1 型腔，型芯工作尺寸計算如下表 類別 模具零件名稱 塑件尺寸 計算公式 工作尺寸 型腔的尺寸 型腔 14 Hm1=Hmax+HmaxSmid﹪-C-0.5（Tｚ+Tｍ） 14 42 Dｍ=Dmax +Dmax Ｓmax﹪-Tｚ 43 小型芯 8 Hm=Hmax+HmaxSmax﹪ -0.5(Tz+Tm) 8.23 Φ10 Dm=dmin+dminSmin﹪ +Tz 10.28 3.2型腔底板和側(cè)壁厚度計算 （1）在注塑成型過程中，型腔所受的力有塑料熔體的壓力，合模時的壓力開模時的拉力等。其中最主要的是塑料的熔體的壓力。在塑料熔體的壓力作用下，型腔將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力及變形。對于該塑料，其強(qiáng)度不足是主要問題，型腔底板厚度應(yīng)按強(qiáng)度條件計算。 由強(qiáng)度計算公式 t= 得 t= =15.3㎜ 式中 t—型腔底板的計算厚度（㎜）； Pm—模腔的壓力（MPａ）； ｒ—型腔內(nèi)孔半徑（㎜）； б—材料許用應(yīng)力（MPａ）； 型腔底板采用45鋼，其許用應(yīng)力160 MPａ （2）型腔側(cè)壁厚度計算。下凹模鑲塊型腔側(cè)壁厚度計算，下凹模鑲塊為組合式矩形型腔，由組合式矩形型腔側(cè)壁厚度計算公式得： h= 式中 P=50MP（選定值）； a=10mm; L=13.65mm(根據(jù)前面型腔工作尺寸計算的長寬尺寸分別為13.65mm和4.8mm,取最大值進(jìn)行計算)； E=2.1MP； A=40mm（初選值）； =0.025—0.04mm,取=0.035mm。 代入上面公式得： h= =1.2mm 4 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的計算 塑件在注塑成型時不要求有太高的模溫，因而模具在結(jié)構(gòu)上不需要設(shè)置加熱系統(tǒng)，是否需要冷卻系統(tǒng)做如下設(shè)計計算： 設(shè)定模具的平均工作溫度為65℃，用20℃的常溫水作為冷卻介質(zhì)，其 出口冷卻水溫度為25℃，其產(chǎn)量為（初算每兩分鐘一套）0.43kg/h。 (1) 查有關(guān)文獻(xiàn)資料得到ABS塑料的單位熱流量為53×10J/kg = =0.43×53×10 =23×10J (2) 求冷卻水的體積流量V = =0.18 由體積流量V查表可知所需的冷卻水管的直徑很小。 由上述計算可知，因為模具每分鐘所需的冷卻水體積流量很小，故可不設(shè)定冷卻系統(tǒng)，依靠空冷的方式冷卻模具即可。 5 模具閉合高度的確定 在支承與固定零件中，其尺寸設(shè)計根據(jù)經(jīng)驗確定：取定模座板厚度24mm，定模板的厚度80㎜，動模板的厚度取40㎜；型芯固定板厚度取45㎜，動模座板厚度37mm。所以，模具的閉合高度 =24+80+40+45+37 =226㎜ 6 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 該模具的外形尺寸為225㎜×190㎜×190㎜，選用的XS-ZY-125型注塑機(jī)模板最大安裝尺寸370㎜×320㎜。故該注塑機(jī)能夠滿足模具的安裝要求。由上述計算可知模具的閉合高度H=226㎜。XS-ZY-125型注塑機(jī)所允許的最小模具厚度Hmin=150mm,最大模具閉合高度Hmax=300mm。即滿足模具的安裝條件： Hmin≤H≤Hmax 查資料可知，XS-ZY-125型注塑機(jī)的最大開模行程S=270㎜，模具 頂出塑件要求開模行程 S=+（5～10）㎜ =12+8+10㎜ =30㎜ 注塑機(jī)的開模行程能夠滿足頂出塑件的要求。由于側(cè)分型抽芯距離較短，不會過大的增加開模行程，注塑機(jī)的開模行程足夠。 經(jīng)過驗證，XS-ZY-125型注塑機(jī)能夠滿足使用要求，可以采用。 7 繪制模具總裝配圖和非標(biāo)零件工作圖 該套座注塑模具總裝配圖，非標(biāo)零件圖如附圖所示。 套座注塑模具的工作原理：模具安裝在注塑機(jī)上，定模部分固定在注塑機(jī)的定模板上，動模部分固定在注塑機(jī)的動模板上。合模后，注塑機(jī)通過噴嘴將熔料經(jīng)流道注入型腔，經(jīng)過保壓，冷卻后成型塑件。模具流道和澆口設(shè)在定模板上，并由型腔底進(jìn)料。開模時，在彈簧5的作用下I-I分型面先分型，將型芯抽出。動模繼續(xù)后退，在螺栓4的作用下II-II分型面分型，滑塊在斜導(dǎo)柱作用下沿動模板上的導(dǎo)槽滑動，進(jìn)行抽芯。開模后用手將塑件取出。合模時，在斜導(dǎo)柱和鎖緊塊的作用下，滑塊復(fù)位并鎖緊，進(jìn)行下一次注塑。 8 注塑模主要零件加工工藝規(guī)程的編制 主要零件的加工工藝過程如下表1-2，1-3所示。 表1-2 機(jī)械加工工藝過程卡 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 01 產(chǎn)品名稱 型芯 零（部）件名稱 型芯 共（2）頁第（1）頁 材料牌號 45鋼 毛坯 種類 圓棒料 毛坯外型尺寸 Φ10㎜ 每個毛坯可制件數(shù) 4 每臺 件數(shù) 4 備注 無 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 車間 工段 設(shè)備 工藝裝備 工時 準(zhǔn)終 單件 05 下料 鋸割下料Φ10㎜×45㎜ 下料車間 略 鋸床 略 1 0.25 10 粗車 車端面 車削Φ9.5㎜×14.5㎜ 模具車間 略 車床 略 2 0.5 15 精車 車削至Φ9.1㎜×14.2㎜ 模具車間 略 車床 略 2 0.5 20 磨削 磨削至Φ9.05㎜×14.005㎜ 模具車間 略 磨床 略 2 0.5 25 鉗 鉗工精修尺寸至要求工作表面拋光Ra0.1 模具車間 略 手工 2 0.5 . 設(shè)計日期 審核日期 標(biāo)準(zhǔn)化日期 會簽 日期 標(biāo)記 記數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更該文件號 06年4月22 表1-3 機(jī)械加工工藝過程卡 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 02 產(chǎn)品名稱 固定板 零（部）件名稱 固定板 共（2）頁第（2）頁 材料牌號 45鋼 毛坯 種類 鋼板 毛坯外型尺寸 360190 190 mm 每個毛坯可制件數(shù) 1 每臺 件數(shù) 1 備注 無 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設(shè)備 工 藝 裝 備 工時 準(zhǔn)終 單件 01 下料 切割鋼板365mm 下料車間 略 鋸床 略 1 0.25 02 刨 刨六面至361191mm 模具車間 略 刨床 略 2 0.5 03 熱處理 調(diào)質(zhì)至尺寸20~25HRC 模具車間 略 略 略 2 1.5 04 平磨 磨至360190190 mm 模具車間 略 磨床 略 2 0.5 05 鉗 劃并鉆孔位中心線 模具車間 略 鉆床 略 2 0.5 06 線切割 切方孔2-75mm55mm 模具車間 略 線切割機(jī)床 略 2 0.5 07 銑 翻面銑4-355柱臺 模具車間 略 銑床 略 2 0.5 08 鉗 鉆孔4Φ12mm孔 模具車間 略 鉆床 略 2 0.5 09 銑 單獨銑4個鏜孔 模具車間 略 銑床 略 2 0.5 設(shè)計日期 審核日期 標(biāo)準(zhǔn)化日期 會簽日期 標(biāo)記 記數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 9 模具的裝配與調(diào)試 9.1 模具的裝配 由于型芯，型腔在合模后很難找正相對位置，故應(yīng)先 確定安裝基準(zhǔn)。裝配過程如下： （1）裝配前按照零件圖檢驗其工作零件的尺寸及其他零件是否齊備； （2）將型芯裝好，保證軸線與端面的垂直度； （3）將導(dǎo)套壓入到定模固定板中，并保證其軸線與端面的垂直度； （4）將導(dǎo)柱打入固定板1中，保證軸線與端面的垂直度； （5）在固定板與支撐板之間加墊板，在固定板與支撐板以及墊板上打孔，擰緊螺釘； （6）最后，將支架與固定板用螺釘固定； （7）裝配完成，試模。 9.2 試模 （1）試模前，先對設(shè)備的油路，水路以及電路進(jìn)行檢查； （2）選取的原料必須合格，根據(jù)選用的工藝參數(shù)將料筒和噴嘴加熱； （3）開始試模時，應(yīng)該先選擇選定的壓力，溫度和注塑時間的條件下成型，制品不符合要求然后按壓力，注塑時間，溫度這樣的先后順序變動，注意一次只改變一個參數(shù)； （4）在試模過程中作出詳細(xì)的記錄，并將結(jié)果填入試模記錄卡，注明模具是否合格，如果需要返修，提出返修意見； （5）通過不斷的試模和返修，生產(chǎn)出合格的制件后，將模具清理干凈，涂上防銹油，入庫。 9.3 試?？赡墚a(chǎn)生的問題及改善措施 試模中所獲得的樣件是對模具整體質(zhì)量的一個全面反映。以檢驗樣件來修正和驗收模具，是塑料模具這種特殊產(chǎn)品的特殊性。首先，在初次試模中我們最常遇到的問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)解決的問題。 9.3.1 粘著模腔 制品粘著在模腔上，是指塑件在模具開啟后，與設(shè)計意圖相反，離開型芯一側(cè)，滯留于模腔內(nèi)，致使脫模機(jī)構(gòu)失效，制品無法取出的一種反?，F(xiàn)象。其主要原因是： （1）注射壓力過高，或者注射保壓壓力過高。 （2）注射保壓和注射高壓時間過長，造成過量充模。 （3）冷卻時間過短，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，或分型面邊緣受過損傷性沖擊，增加了脫模阻力。 9.3.2 粘著模芯 （1）注射壓力和保壓壓力過高或時間過長而造成過量充模。 （2）冷卻時間過長，制件在模芯上收縮量過大。 （3）模腔溫度過高，使制件在設(shè)定溫度內(nèi)不能充分固化。 （4）機(jī)筒與噴嘴溫度過高，不利于在設(shè)定時間內(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)。 9.3.3 粘著主流道 （1）閉模時間太短，使主流道物料來不及充分收縮。 （2）料道徑向尺寸相對制品壁厚過大，冷卻時間內(nèi)無法完成料道物 料的固化。 （3）主流道襯套區(qū)域溫度過高，無冷卻控制，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，一方面對注射工藝進(jìn)行合理調(diào)整；另一方面要對模具成型部位進(jìn)行現(xiàn)場修正，直到認(rèn)為達(dá)到要求，方可進(jìn)行二次注射。 9.3.4 成型缺陷 當(dāng)注射成型得到了近乎完整的制件時，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，找出其主要原因來著手修正，逐個排出，逐步改進(jìn)，方可得到理想的樣件。下面就對度模中常見的成型制品主要缺陷及其改進(jìn)的措施進(jìn)行分析。 （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。其主要原因有： a.熔料流動阻力過大。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、尺寸不利于熔料流動。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。塑料流動性能不佳。制品壁厚過薄。 b.型腔排氣不良。這是極易被忽視的現(xiàn)象，但以是一個十分重要的問題。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。 c.鎖模力不足。因注射時動模稍后退，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。 （2）溢邊（毛刺、飛邊、批鋒）。與第一項相反，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： a.注射過量 b.鎖模力不足 c.流動性過好 d.模具局部配合不佳 e.模板翹曲變形 （3）制件尺寸不準(zhǔn)確。初次試模時，經(jīng)常出現(xiàn)制件尺寸與設(shè)計要求尺寸相差較大。這時不要輕易修改型腔，應(yīng)行從注射工藝上找原因: a.尺寸變大。注射壓力過高，保壓時間過長，此條件下產(chǎn)生了過量充模，收縮率趨向小值，使制件的實際尺寸偏大；模溫較低，事實上使熔料在較低溫度的情況下成型，收縮率趨于小值。這時要繼續(xù)注射，提高模具溫度降低注射壓力，縮短保壓時間，制件尺寸可得到改善。 b.尺寸變小。注射壓力偏低、保壓時間不足，制在冷卻后收縮率偏大，使制件尺寸變??；模溫過高，制件從模腔取出時，體積收縮量大，尺寸偏小。此時調(diào)整工藝條件即可。通過調(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。 9.3.5 調(diào)整措施 調(diào)整時應(yīng)注意調(diào)節(jié)進(jìn)料速度，增加排氣孔，正確設(shè)計澆注系統(tǒng)。注意控制成型周期。 總 結(jié) 歷經(jīng)近三個月的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束，敬請各位老師對我的設(shè)計過程作最后檢查。在這次畢業(yè)設(shè)計中通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請教各位老師有關(guān)模具方面的問題，并且和同學(xué)的探討，模具設(shè)計在實際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時間里，對模具有了更深入的認(rèn)識。使我對塑料模具設(shè)計的各種成型方法，成型零件的設(shè)計，成型零件的加工工藝（如線切割、電火花加工、CNC數(shù)控加工），主要工藝參數(shù)的計算，產(chǎn)品缺陷及其解決辦法，模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計及零部件的設(shè)計等都有了進(jìn)一步的理解和掌握。模具在當(dāng)今社會生活中運(yùn)用得非常廣泛，掌握模具的設(shè)計方法對我們以后的工作和發(fā)展有著十分重要的意義。 從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個人學(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過程，我對模具的認(rèn)識過程亦是如此。經(jīng)過近三個月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計一定能為三年的大學(xué)生涯劃上一個圓滿的句號，為將來的事業(yè)奠定堅實的基礎(chǔ)。 在這次設(shè)計過程中得到了老師以及許多同學(xué)的幫助，特別是翟德梅和楊占堯教授的悉心指導(dǎo)，使我受益匪淺。在此，對關(guān)心和指導(dǎo)過我各位老師和幫助過我的同學(xué)表示衷心的感謝! 參考文獻(xiàn) 1. 楊占堯主編. 塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計.清華大學(xué)出版社. 2. 翟德梅.模具制造技術(shù). 3. 王孝陪主編. 塑料成型工藝及模具簡明手冊.機(jī)械工業(yè)出版社.2000 4. 中國模具設(shè)計大典。 5. 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 6. 馮炳堯，韓泰榮，蔣文生主編.模具設(shè)計與制造簡明手冊.上海科 學(xué)技術(shù)出版社.1998 7. 黃毅宏主編. 模具制造工藝.機(jī)械工業(yè)出版社.1999 8. 賈潤禮，程志遠(yuǎn)主編.實用注塑模設(shè)計手冊.中國輕工業(yè)出版社.2000 9. 屈華昌主編.塑料成型工藝與模具設(shè)計.機(jī)械工業(yè)出版社.1995 10. 彭建聲主編.簡明模具工實用技術(shù)手冊.機(jī)械工業(yè)出版社.1993 第 24 頁 共 24 頁