動(dòng)片瓷件塑料成型工藝及注塑模具設(shè)計(jì)【注射模含11張CAD圖帶卡片】
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11 緒 論目前，我國(guó)沖壓技術(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)在沖壓基礎(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)加入 WTO 之后，給國(guó)內(nèi)模具制造業(yè)既帶來(lái)沖擊又帶來(lái)機(jī)遇，但總體來(lái)說(shuō)是機(jī)遇大于挑戰(zhàn)。因?yàn)?，我?guó)加入 WTO 之前，模具進(jìn)口已基本屬于免稅產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)的模具企業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)就不依賴關(guān)稅壁壘的保護(hù)，存活下來(lái)的企業(yè)很早就經(jīng)受了全球經(jīng)濟(jì)一體化競(jìng)爭(zhēng)的考驗(yàn)。而且，加入 WTO 以后，國(guó)內(nèi)企業(yè)在選擇國(guó)外進(jìn)口生產(chǎn)裝備和鋼材方面有了更廣闊的選擇余地和價(jià)格下調(diào)空間，為國(guó)內(nèi)模具制造業(yè)在提高品質(zhì)、降低成本、提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力方面創(chuàng)造了有利的條件。 目前，國(guó)內(nèi)的模具制造業(yè)總體發(fā)展水平良好，2003 年我國(guó)模具業(yè)總產(chǎn)值增長(zhǎng) 25%左右，達(dá)到 450 億元人民幣，約合 50 億美元，位居世界第三。模具企業(yè)的加工水平得到很大提高，出口創(chuàng)匯能力大大增強(qiáng)，既在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)抵抗住境外廠商的擠壓，又在國(guó)際市場(chǎng)上表現(xiàn)出較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。但同時(shí)，國(guó)內(nèi)模具企業(yè)在發(fā)展過(guò)程中也暴露出一些問(wèn)題：一是規(guī)模偏小；二是技術(shù)偏低；三是涉及領(lǐng)域狹窄；四是對(duì)相關(guān)行業(yè)的影響帶動(dòng)能力不大。綜合以上因素，國(guó)內(nèi)模具制造業(yè)總體效益還沒(méi)有發(fā)揮最好水平，其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的基礎(chǔ)性作用尚不明顯。為了扭轉(zhuǎn)這種情況，業(yè)內(nèi)專家一致認(rèn)為，因應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)行業(yè)技術(shù)和資源的整合 技術(shù)領(lǐng)域要加強(qiáng)分工協(xié)作 近年來(lái)，國(guó)內(nèi)模具盡管出口在增加，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力水平有所提升，但大多集中于中低檔領(lǐng)域，模具的技術(shù)水平偏低，附加值偏低，部分高精模具還要依賴進(jìn)口。所以，國(guó)內(nèi)的模具制造業(yè)在各自的領(lǐng)域要加強(qiáng)整合，技術(shù)開(kāi)發(fā)方面要實(shí)行分工協(xié)作，狠抓新技術(shù)、新工藝方面的研究，逐步形成有分工、有協(xié)作、多領(lǐng)域、全方位的科研開(kāi)發(fā)格局，推出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的模具產(chǎn)品。在研究的過(guò)程中，我們必須克服關(guān)門主義和單打獨(dú)行的做法，完全可以在前輩和同行們所積累的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上做一些前瞻性的研究，而不必埋頭重復(fù)做一些別人已經(jīng)做過(guò)的技術(shù)工作，導(dǎo)致人才和資源的浪費(fèi)。 國(guó)內(nèi)模具企業(yè)傳統(tǒng)的制造方法一般是大至型芯、型腔，小至一個(gè)螺釘、銷釘都要自己設(shè)計(jì)、生產(chǎn)，結(jié)果造成陣線過(guò)長(zhǎng)，批量大少，既浪費(fèi)了精力和資源，也無(wú)法保證在每一個(gè)環(huán)節(jié)都能擁有高級(jí)專業(yè)化水準(zhǔn)，我們的模具制造商完全可以去市場(chǎng)上找那些專業(yè)廠家去做模板、模架、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、銷釘、螺釘，自己只加工最專業(yè)的模具的型芯、型腔組件，甚至就是在核心技術(shù)中，也只做專業(yè)技術(shù)要求最高的一部分?？梢韵胂?，由于動(dòng)員了社會(huì)的力量和資源，我們的規(guī)模更大了，我們的專業(yè)化水平更高了，隨著競(jìng)爭(zhēng)力的加強(qiáng)，我們的市場(chǎng)份額也會(huì)擴(kuò)大，我們分流部分零部件加工所造成的損失將會(huì)在更大的市場(chǎng)空間內(nèi)得到補(bǔ)償。所以，我們的模具加工業(yè)千萬(wàn)不要再做那種事必躬親、老死不相往來(lái)的閉塞型生產(chǎn)研制之路。后工業(yè)化時(shí)代更大規(guī)模的社會(huì)化生產(chǎn)為我們分工合作創(chuàng)造了極為便利的條件，我們必須通過(guò)更加細(xì)致的社會(huì)分工來(lái)提高效 2率和專業(yè)化水平，從而提高模具制造業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益和競(jìng)爭(zhēng)能力。 由于模具制造過(guò)程既涉及到高技術(shù)工藝的運(yùn)用，又涉及到新材料應(yīng)用研究，這些都是跨行業(yè)、跨地區(qū)，專業(yè)技術(shù)要求非常高的研究領(lǐng)域，如果僅僅靠某一個(gè)模具制造企業(yè)，甚至單單依靠模具行業(yè)本身都是無(wú)法得到有效解決的難題。要解決這些難題，我們的行業(yè)組織必須要發(fā)揮見(jiàn)多識(shí)廣、聯(lián)系廣泛，具有寬泛視野和強(qiáng)大影響力的優(yōu)勢(shì)，組織行業(yè)內(nèi)部集體攻關(guān)或者委托其他科研院所加緊研究，為企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)提供必要的幫助和指導(dǎo)。而目前的狀況是競(jìng)爭(zhēng)使企業(yè)在技術(shù)上處于一種無(wú)序的研發(fā)狀況，很多企業(yè)熱衷于新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)而忽視了一些基礎(chǔ)研究工作，譬如新材料應(yīng)用、熱處理工藝以及表面處理工藝。如新加坡一個(gè)制造商在江蘇辦了一家合資企業(yè)，模具加工在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)，但最后卻要空運(yùn)到國(guó)外進(jìn)行離子注入表面處理，成本是增加了，但模具的利潤(rùn)卻可以提高十幾倍甚至幾十倍。由此可見(jiàn)，我們不能在低水平領(lǐng)域過(guò)多的相互傾軋，而是要在行業(yè)組織引導(dǎo)下，開(kāi)展跨地區(qū)、跨部門、跨行業(yè)的合作，共同把我們模具制造業(yè)的基礎(chǔ)夯實(shí)。 1.1.2 國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì)未來(lái)我國(guó)的模具將呈現(xiàn)十大發(fā)展趨勢(shì)：一.是模具日趨大型化。這是由于用模具成型的零件日漸大型化 和高生產(chǎn)效率要求發(fā)展的“一模多腔 ”所造成的。二.是模具的精度將越來(lái)越高。10 年前精密模具的精度一般為 5 微米，現(xiàn)在已達(dá)到2-3 微米，不久 1 微米精度的模具將上市。這要求超精加工。三.是多功能復(fù)合模具將進(jìn)一部發(fā)展。新型多功能復(fù)合模具除了沖壓成型零件外，還擔(dān)負(fù)疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)，對(duì)鋼材的性能也要求越來(lái)越高。四.是熱流道模具在塑料模具中的比重也將逐漸提高。由于采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)約制作的原材料，因此熱流道技術(shù)的應(yīng)用在國(guó)外發(fā)展很快，許多塑料模具廠所生產(chǎn)的塑料模具一半以上采用了熱流道技術(shù)，有的廠家使用率達(dá)到 80%以上，效果十分明顯。熱流道模具在我國(guó)也已生產(chǎn)，有些企業(yè)使用率上升到 20%—30%。五.是隨著塑料成型工藝的不斷改進(jìn)與發(fā)展，氣輔模具及適應(yīng)高壓注塑成型等工藝的模具將隨之發(fā)展。這類模具要求剛性好，耐高壓，特別是精密模具的型腔應(yīng)淬火，澆口密封性好，模溫能準(zhǔn)確控制，所以對(duì)模具鋼的性能要求很強(qiáng)。六.是標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日益廣泛。模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期，且還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用在“十五”期間必將得到較大的發(fā)展。七.是快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊?，F(xiàn)在是多品種小批量的的生產(chǎn)時(shí)代，21 世紀(jì)，這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例將達(dá)到 75%以上。由此，一方面是制品使用周期縮短，另一方面花樣變化平凡，要求模具的生產(chǎn)周期愈短愈好。因此，開(kāi)發(fā)快速經(jīng)濟(jì)模具將越來(lái)越引起人們的重視和關(guān)注。八.是隨著車輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，壓鑄模的比例將不斷提高，同時(shí)對(duì)壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度也將提出越來(lái)越高的要求。九是以塑代鋼、以塑代木的進(jìn)程進(jìn)一步加快，塑料模具的比例將不斷增大。同時(shí)由于機(jī)械零件的復(fù)雜程度和精度的不斷提高，對(duì)塑料模具的要求也越來(lái)越高。十.是模具技術(shù)含量將不斷提高，中、高檔模具比例將不斷增大，這也是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整所導(dǎo)致模具市場(chǎng)走勢(shì)的變化。1.2 國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 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。1.3 動(dòng)片瓷件注塑模具設(shè)計(jì)與制造方面 1.3.1 動(dòng)片瓷件注塑模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路注塑機(jī)是一種專用的塑料成型機(jī)械，它利用塑料的熱塑性，經(jīng)加熱融化后，加快速流入模腔，經(jīng)一段時(shí)間的保壓和冷卻，成為各種形狀的塑料制品。它不僅可以加工旋轉(zhuǎn)體零件，還可以加工盒形零件及其他形狀復(fù)雜的薄壁零件，但是，加工出來(lái)的制件的精度都很底。一般情以高的壓力使其 況下，拉深件的尺寸精度應(yīng)在 IT13 級(jí)以下，不宜高于 IT11 級(jí)。只有加強(qiáng)注塑基礎(chǔ)理論的研究，才能提供更加準(zhǔn)確、實(shí)用、方便的計(jì)算方法，才能正確地確定注塑工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決注塑中出現(xiàn)的各種實(shí)際問(wèn)題，從而，進(jìn)一步提高制件質(zhì)量。動(dòng)片瓷件是最典型注塑件，根據(jù)計(jì)算的結(jié)果和選用的標(biāo)準(zhǔn)模架，判斷此次模具可以采用標(biāo)準(zhǔn)的模架。為了保證制件的順利加工和順利取件，模具必須有足夠高度。1.3.2 動(dòng)片瓷件注塑模具設(shè)計(jì)的進(jìn)度1.了解目前國(guó)內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時(shí)間20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；4.模具的調(diào)試。所用時(shí)間5天。2 模塑工藝規(guī)程的編制該塑件零件圖如圖所示。本塑件的材料采用 ABS，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 42.1塑件的工藝性分析塑件的材料采用 ABS，屬熱塑性塑料。屬熱塑性塑料，從使用性能上看，該塑件具有高強(qiáng)度，良好的耐水、耐油性，其介電性能與溫度和頻率無(wú)關(guān)，使優(yōu)良的絕緣材料；從成型性能上看，該塑料具有很好的加工性，成型容易，收縮率較小，制件尺寸容易控制，但是其吸水性較大，易使成型后制件上產(chǎn)生氣泡，銀絲、斑紋等缺陷，因此應(yīng)注意注塑前對(duì)原料的干燥。另外，在成型時(shí)應(yīng)采用較高的成型溫度和注射壓力，以提高熔料的流動(dòng)性，減小收縮率。對(duì)精度較高的塑件，模溫易取 50~60 c，對(duì)光澤、耐0熱塑件，模溫易取 60~80 c。其綜合性能較好，沖擊強(qiáng)度較高，化學(xué)穩(wěn)定性、電性能0良好。2.2.塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 2.2.1結(jié)構(gòu)分析從零件圖上分析，該零件總體形狀為圓形。中間有一個(gè)通孔，最外側(cè)有一圈凸緣凸緣高為 0.65mm，中間孔徑為 3.1mm，零件高度為 2mm。從零件圖上分析，塑件外形簡(jiǎn)單，無(wú)須側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。塑件的尺寸不大，結(jié)構(gòu)不易變形，可以用整體型腔和型芯，簡(jiǎn)單方法脫模，較簡(jiǎn)單的辦法是用頂桿脫模。從結(jié)構(gòu)上看，分型面置于零件下平面是唯一合理的選擇。結(jié)構(gòu)采用一模四腔，點(diǎn)澆口，頂桿脫模，簡(jiǎn)單冷卻的模具結(jié)構(gòu)。2.2.1.尺寸精度分析塑件質(zhì)量沒(méi)有特殊要求，所有尺寸均為自由公差，零件總體尺寸大小適中，并且塑件的壁厚比較均勻，容易滿足要求，有利于塑件的成型。由以上分析可見(jiàn)，該零件的尺寸精度中等偏上，對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)尺寸加工可以得到保證。2.2.1表面質(zhì)量分析該零件的表面除要求沒(méi)有缺陷﹑毛刺，內(nèi)部不得有導(dǎo)電雜質(zhì)外，沒(méi)有什么特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易實(shí)現(xiàn)。綜上分析可以看出,注塑時(shí)在工藝控制得較好的情況下,零件的成型要求可以得到保證. 2.3計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量計(jì)算塑件的質(zhì)量是為了選用注塑機(jī)及確定模具型腔數(shù)。計(jì)算塑件的體積：V=1.8 cm3計(jì)算塑件的質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)可查得 ABS 的密度為 ρ=1.1g/cm 3?塑件質(zhì)量：M=Vρ=1.1×1.8 5=1.98g采用一模兩件的模具結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸，注塑時(shí)所需壓力和工廠現(xiàn)有設(shè)備等情況，初步選用注塑機(jī) XS—ZY—60 型。2.4塑件注塑工藝參數(shù)的確定查找有關(guān)文獻(xiàn)和參考工廠時(shí)間應(yīng)用的情況，ABS 的成型工藝參數(shù)可作如下選擇：（試模時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)調(diào)整）注塑溫度： 括料筒溫度和噴嘴溫度。料筒溫度： 后段溫度 t 選用 150～170 c；10中段溫度 t : 選用 165～180 c； 20前段溫度 t : 選用 180～200 c； 3噴嘴溫度： 170～180 c；0注塑時(shí)間： 選用 20～90s；保壓壓力： 選用 65Mpa；高壓時(shí)間： 選用 0～5s；冷卻時(shí)間： 選用 20～120s；總周期： 選用 45～220s；后處理方法： 采用油﹑水﹑鹽水；后處理溫度： 90～100t/ c;0后處理時(shí)間： 4h。說(shuō)明 1：預(yù)熱和干燥均采用鼓風(fēng)烘箱。2：凡潮濕環(huán)境使用的塑料，應(yīng)進(jìn)行調(diào)濕處理，在 100～120 c 水中加熱 2～18h。02.5 塑料成型設(shè)備的選取根據(jù)計(jì)算及原材料的注射成型參數(shù)初選注塑機(jī)為 XS-ZY-60 查材料知：注射容量： 60cm 3螺桿直徑/cm Ф38mm注射壓力/10 Pa： 220Mpa5 6鎖模力 10kN： 50kN最大注射面積/㎝: 130㎝ 2模具厚度/mm： 200～70mm模板行程/mm: 180mm噴嘴球半徑： 12mm孔半徑： 4mm定位孔直徑/㎜ 55 06.±3. 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：分型面選擇﹑模具型腔數(shù)目的確定﹑型腔的排列方式﹑冷卻水道布局﹑澆口位置設(shè)置﹑模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)﹑側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)﹑推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。3.1分型面選擇模具設(shè)計(jì)中，分型面的選擇很關(guān)鍵，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。該塑件為端蓋，表面無(wú)特殊的要求，其分型面選擇如下圖所示：圖所示取 A-A 向?yàn)榉中兔?，不影響零件外觀質(zhì)量，抽芯在動(dòng)模構(gòu)簡(jiǎn)單。有利于模具成型。 73.2確定型腔的數(shù)目及排列方式塑件的生產(chǎn)屬大批量生產(chǎn)，宜采用多型腔注塑模具，其型腔個(gè)數(shù)與注塑機(jī)的塑化能力，最大注射量以及合模力等參數(shù)有關(guān)，此外還受制件精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因素影響，有上述參數(shù)和因素可按下列方法確定模腔數(shù)量；3.2.1按注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)量N1N1=（F/PC）/A－B/A其中： F 注塑機(jī)的鎖模力 NPC 型腔內(nèi)的平均壓力 MPaA 每個(gè)制件在分型面上的面積（㎜ ）2B 流道和澆道在分型面上的投影面積（㎜ ）B 在模具設(shè)計(jì)前為未知量，根據(jù)多型腔模具的流動(dòng)分析 B 為（0.2～0.5） ，常取B=0.35，熔體內(nèi)的平均壓力取決于注射壓力，一般為 25～40MPa 實(shí)際所需鎖模力應(yīng)小于選定注塑機(jī)的名義鎖模力，為保險(xiǎn)起見(jiàn)常用 0.8F 則N1=0.8F/APC=500000×0.8/30×3600=3.7 （個(gè)）3.2.2注射機(jī)注塑量確定型腔數(shù)目N2N2=（G－C）/V其中： G 注射機(jī)的公稱注塑量（㎜ ）3V 單個(gè)制件體積 （㎜ ）C 流道和澆口的總體積（㎜ ）3生產(chǎn)中每次實(shí)際注塑量應(yīng)為公稱注塑量的 0.75～0.45 倍，取 0.6 倍計(jì)算，同時(shí)流道和澆道的體積為未知量，據(jù)統(tǒng)計(jì)每個(gè)制品所需澆注系統(tǒng)是體積的 0.2～1 倍，現(xiàn)取C=0.6 則N2=(0.6G-0.6C)/V=0.6(G-C)/V =0.6×(60× -1.8× )/1.8×310330=19.4（個(gè)）從以上討論可以看到模具的型腔個(gè)數(shù)必須取 N1，N2 中的較小值，考慮的制件的取出和模具的開(kāi)模等情況，以及模具的主流道長(zhǎng)度最好小于 60mm，以防止因?yàn)樽⑺軌毫Φ慕档投鴰?lái)的制件充型不足等缺陷。我所設(shè)計(jì)的模具采用一模兩腔的方案，即 N=23.2.3型腔的排列方式 8出本塑件在注塑時(shí)采用一模兩腔,綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素采取如圖 2-2 所示的型腔排列方式。3.3澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.3.1 主流道設(shè)計(jì)根據(jù) XS-ZY-60 型注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸噴嘴前端孔徑： d0=Ф4mm噴嘴前端球面半徑： R0=12mm根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系：R=R0+（1～2）mmD=d0+(0.5～1)mm取主流道的球面半徑： R=13mm取主流道的小端直徑 d=Ф4.5mm為了方便將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)為圓錐形式其斜度取 1～3 度經(jīng)換算得主流道大端直徑 D=Ф8.5mm ，為了使料能順利的進(jìn)入分流道，可在主流道的出料端設(shè)計(jì)半徑 r=5mm 的圓弧過(guò)渡。3.3.2分流道設(shè)計(jì) 9分流道的形式和尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的體積，壁厚和形狀的復(fù)雜程度來(lái)確定分流道的長(zhǎng)度的。由于塑件的形狀比較簡(jiǎn)單，ABS 的流動(dòng)性好，沖型能力比較好，因此可采取梯形分流道，便于加工。根據(jù)主流道大端直徑 D=Ф5mm，則梯形可選用上底為 b=5mm,高為h=3.5mm 的截面。截面形狀為 U 型，在流道設(shè)計(jì)中要減小壓力損失，則希望流道的面積大。要減少傳熱損失，又希望流道的面積小。因此可用流道的面積與周長(zhǎng)的比值來(lái)表示流道的效率。U 型實(shí)質(zhì)上是一種雙梯形流道截面。效率為 0.195D分流道的尺寸：ABS 分流道直徑/mm 3.8---7.5選取 5mm分流道表面粗糙度：分流道表面不要求太光潔，表面粗糙度常取 1.25—2.5R μm，這可增加對(duì)外層塑料a熔體流動(dòng)阻力，使外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層。有利于保溫。但表面不得凸凹不平，以免對(duì)分型不利。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，選用側(cè)澆口較為理想。設(shè)計(jì)時(shí)考慮選擇從塑件的表面進(jìn)料，而且在模具結(jié)構(gòu)上采取鑲拼型腔﹑型心，有利于填充﹑排氣。故采用截面為矩形的側(cè)澆口，查表初選尺寸為（b×l×h）1mm×0.8mm×0.6mm,試模時(shí)修正.3.3.4排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)在注塑模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須考慮排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，否則，熔融的塑料流體進(jìn)入模具型腔內(nèi)，氣體如不能及時(shí)排出會(huì)使制件的內(nèi)部有氣泡，甚至?xí)a(chǎn)生很高的溫度使塑料燒焦，從而出現(xiàn)廢品。排氣方式有兩種：開(kāi)排氣槽排氣和利用合模間隙排氣。由于端蓋注塑模是小型鑲拼式模具，可直接利用分型面和鑲拼間隙進(jìn)行排氣，而不需在模具上開(kāi)設(shè)排氣槽。3.3.5主流道襯套的選取為了提高模具的壽命在模具與注塑機(jī)頻繁接觸的地方設(shè)計(jì)為可更換的主流道襯套形式，選取材料為 T8A，熱處理以后的硬度為 53～57HRC，主流道襯套和定模的配合形式為 H7/m6 的過(guò)渡配合。3.4推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 10出如圖 2-4 所示模具開(kāi)模后,塑件包緊動(dòng)模型心的力并不大,適當(dāng)考慮脫模斜度,采用頂桿并不會(huì)將塑件頂變形,且模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 . 3.5成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.5.1型腔的設(shè)計(jì)本副模具采用整體式凹模結(jié)構(gòu)，由于制件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，模具牢固，不易變形制件沒(méi)拼界逢，適用用于本制件的模具。如圖所示： 11材料選用 T8A, 硬度在 50HRC 以上.根據(jù)分流道與澆口的設(shè)計(jì)要求，分流道與澆口設(shè)在凹模型腔上其結(jié)構(gòu)見(jiàn)上圖所示。型芯固定板尺寸：根據(jù)矩形凹模最小壁厚經(jīng)驗(yàn)曲線知，此塑件的成型壓力小于 30MPA，那么尺寸見(jiàn)下圖 12長(zhǎng)為: 210 mm. 寬為: 150 mm.凹模高為: h=20mm 加工可以直接用銑刀銑出，也可以用成型電極。為了節(jié)約成本。在這里我選用銑刀銑。3.5.2型芯的設(shè)計(jì)如圖所示為 Ф33.84 型芯 13如圖所示為 Ф33.84 型芯 144 .模具的有關(guān)計(jì)算本例中成型零件工作尺寸計(jì)算時(shí)均采用平均尺寸，平均收縮率平均制造公差和平均磨損率來(lái)計(jì)算。查常用塑料的收縮率塑料 ABS 的成型收縮率為 S=0.4～0.7％，故平均我們?nèi)镾cp=0.55％?？紤]到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差取 Б=Δ/3。塑件尺寸 計(jì)算公式 模具工作尺寸34±0.4 0.62384型腔內(nèi)表面0.92±0.2Dm=Dmax+Dmax*Smax％－Tz 0.2571-0.2513- 0.258-高度 0.36- max*%0.5()midzmHST=+-+0.34-0.1 0.251-型芯外表面6±0.2miniin*zdST=+0.36-成型零部件的制造誤差：成型零部件的制造誤差包括成型零部件的加工誤差和安裝誤差，配合誤差等幾個(gè)方面。設(shè)計(jì)時(shí)一般應(yīng)將成型零部件的制造公差控制在塑件的 1/3 左右，通常取 IT6—9 級(jí)，綜合考慮取 IT8 級(jí)。 155 .模 具 加 熱 和 冷 卻 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì)塑料在生產(chǎn)過(guò)程中由于需要對(duì)熔融的塑料流體進(jìn)行冷卻，塑料制件不能有太高的溫度（防止出模后制件發(fā)生翹曲，變形）冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)可按下式進(jìn)行計(jì)算：設(shè)該模具平均工作溫度為 60°，用 20°的常溫水作為模具的冷卻介質(zhì)，其出口溫度為 30°，產(chǎn)量為（1 分鐘 2 模）1000g/h。1 求塑件在硬化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量為 Q3，查有關(guān)文獻(xiàn)得 ABS 的單位熱流量為Q2=314.3～398.1J/g ,取 Q2=350J/g：Q3=WQ2=1008g/h×350J/h=352800J 2 求冷卻水的體積流量 VV=WQ1/Pc1(T1－T2)=140cm3溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件的質(zhì)量影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：變形 尺寸精度 力學(xué)性能 表面質(zhì)量在選擇模具溫度時(shí)，應(yīng)根據(jù)使用情況著重滿足制件的質(zhì)量要求。在注射模具中溶體從 200 C,左右降低到 60 C 左右，所釋放的能量 5％以輻射，對(duì)00流的方式散發(fā)到大氣中，其余 95％由冷卻介質(zhì)帶走，因此注射模的冷卻時(shí)間只要取決與冷卻系統(tǒng)的冷卻效果。模具的冷卻時(shí)間約占整個(gè)循環(huán)周期的 2/3?？s短循環(huán)周期的冷卻時(shí)間是提高是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。在冷卻水冷卻過(guò)程中，在湍流下的熱傳遞是層流的 10—20 倍。在次我選擇湍流。 如下表：6.模具閉合高度確定在支撐板與固定零件的設(shè)計(jì)中根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定：定模板厚度 H1=20mm，墊板厚度為H2=10mm，型腔厚度為 H3=23.45mm，型芯固定板厚度為 H4=20mm，支撐板厚度為H5=10，墊塊厚度 H6=50mm，動(dòng)模板厚度 H7=25mm(考慮模具的抽芯距)如下圖所示：冷卻水道直徑d/（mm）最低流量 v/（m/s）流量qv/（m /min）38 1.66 5.0×10－ ３ 161 計(jì)算模具的閉合高度：H=H1＋H2＋H3＋H4＋H5＋H6＋H7=20＋10＋23.45＋20＋10＋50＋25=158.45mm 2．校核注塑機(jī)的開(kāi)，合模空間(1)：模具合模時(shí)校核：70mm<158.45mm<200mm （模具符合注塑機(jī)的要求）(2)：模具開(kāi)模時(shí)校核：70mm<158.45mm＋15mm<200mm （模具符合注塑機(jī)的要求） 177 .注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核本模具的外形尺寸為 250mm×160mm×158mm, 符合 XS-ZY-60 型注塑機(jī)模板最大安裝尺寸。由于上述計(jì)算的模具閉合高度為 458mm，XS-ZY-125 型注塑機(jī)的最小模具厚度為70mm，最大模具厚度為 200mm1：模具合模時(shí)校核：70mm<158.45mm<200mm 2：模具開(kāi)模時(shí)校核：70mm<158.45mm＋15mm<200mm 其中：15mm 為模具的抽拔距經(jīng)校核 XS-ZY-60 型注塑機(jī)能滿足使用要求故可以采用。 188. 繪制模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖8.1本模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖見(jiàn)附圖8.2本模具的工作原理：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(dòng)模固定在注塑機(jī)的動(dòng)模板上。合模后，注塑機(jī)通過(guò)噴嘴將熔料經(jīng)流道注入型腔，經(jīng)保壓，冷卻后塑件成型，注塑完成。開(kāi)模時(shí)動(dòng)模部分隨動(dòng)模板一起漸漸將分型面打開(kāi)當(dāng)分型面打開(kāi)到 15mm 時(shí)，動(dòng)模運(yùn)動(dòng)停止，在注塑機(jī)頂出作用下，推動(dòng)頂桿運(yùn)動(dòng)將塑件頂出。合模時(shí)，隨著分型面的閉合復(fù)位桿也對(duì)頂桿進(jìn)行復(fù)位。 19總 結(jié)大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。隨著我國(guó)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(lái)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(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識(shí)，對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對(duì)于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過(guò)在新飛電器有限公司、洛陽(yáng)中國(guó)一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對(duì)于模具特別是塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過(guò)程方面的知識(shí)，而對(duì)于模具的制造工藝更是實(shí)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(shí)在現(xiàn)場(chǎng)查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實(shí)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(cè)和書籍，設(shè)計(jì)中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中不妥之處在所難免，肯請(qǐng)各位老師指正。 20致謝時(shí)光如電，歲月如梭，三年的大學(xué)生活即將結(jié)束，而我也即將離開(kāi)可敬的老師和熟悉的同學(xué)踏入不是很熟悉的社會(huì)中去。在這畢業(yè)之際，作為一名工科院校的學(xué)生，做畢業(yè)設(shè)計(jì)是一件必不可少的事情。畢業(yè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常繁雜的工作，它涉及的知識(shí)非常廣泛，很多都是書上沒(méi)有的東西，這就要靠自己去圖書館查找自己所需要的資料；還有很多設(shè)計(jì)計(jì)算，這些都要靠自己運(yùn)用自己的思維能力去解決，可以說(shuō)，沒(méi)有一定的毅力和耐心是很難完成這樣復(fù)雜的工作。在學(xué)校中，我主要學(xué)的是理論性的知識(shí)，而實(shí)踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次總演練。畢業(yè)設(shè)計(jì)不但把我以前學(xué)的專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的連貫起來(lái)，也使我在溫習(xí)舊知識(shí)的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識(shí)；這不但提高了我們解決問(wèn)題的能力，開(kāi)闊了我們的視野，在一定程度上彌補(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由于本人資質(zhì)有限，很多知識(shí)掌握的不是很牢固，因此在設(shè)計(jì)中難免要遇到很多難題，在有課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)及老師的不時(shí)指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下，克服了一個(gè)又一個(gè)的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)日趨完善。畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然很辛苦，但是在設(shè)計(jì)中不斷思考問(wèn)題，研究問(wèn)題，咨詢問(wèn)題，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時(shí)也汲取了更完整的專業(yè)知識(shí)，鍛煉了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力，使我受益匪淺，我相信這些經(jīng)驗(yàn)對(duì)我以后的工作一定有很大的幫助，而且也鍛煉我的吃苦耐勞的精神，讓我在這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)的社會(huì)里有立足之地。最后，我衷心感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師原紅玲老師在這一段時(shí)間給予我無(wú)私的幫助和指導(dǎo)，并向你們致意崇高的敬意，以后到社會(huì)上我一定努力工作，不辜負(fù)你們給予我的知識(shí)和對(duì)我寄予的厚望！ 21參考文獻(xiàn)[1] 楊占堯主編. 塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)[M]. 清華大學(xué)出版社.[2] 王孝陪主編. 塑料成型工藝及模具簡(jiǎn)明手冊(cè)[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2000[3] 模具制造手冊(cè)編寫組. 模具制造手冊(cè)[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社. 1996[4] 馮炳堯，韓泰榮，蔣文生主編. 模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)[M]. 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1998[5] 賈潤(rùn)禮，程志遠(yuǎn)主編. 實(shí)用注塑模設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 中國(guó)輕工業(yè)出版社. 2000[6] 唐志玉主編. 模具設(shè)計(jì)師指南[M]. 國(guó)防工業(yè)出版社. 1999[7] 屈華昌主編. 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社. 1995[8] 黃毅宏主編. 模具制造工藝[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社. 1999[9] 彭建聲主編. 簡(jiǎn)明模具工實(shí)用技術(shù)手冊(cè)[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社. 1993