醫(yī)用連接管注塑模具的設(shè)計(jì)-塑料注射模1模2腔側(cè)抽芯滑塊斜導(dǎo)柱含UG三維及10張CAD圖+模流-獨(dú)家.zip
醫(yī)用連接管注塑模具的設(shè)計(jì)-塑料注射模1模2腔側(cè)抽芯滑塊斜導(dǎo)柱含UG三維及10張CAD圖+模流-獨(dú)家.zip,醫(yī)用,接管,注塑,模具,設(shè)計(jì),塑料,注射,腔側(cè)抽芯滑塊斜,導(dǎo)柱,UG,三維,10,CAD,模流,獨(dú)家
醫(yī)用連接管注塑模具設(shè)計(jì)
摘要
塑料制品有很多種成型的方法，本設(shè)計(jì)使用的是最常使用的注塑方式——注射成型，進(jìn)行醫(yī)用連接管注塑模模具設(shè)計(jì)。
本設(shè)計(jì)的模具設(shè)計(jì)對象為醫(yī)用連接管，前期對于設(shè)計(jì)對象進(jìn)行了相關(guān)的測量，數(shù)據(jù)的記錄等；用三維軟件UG來建模，建模時(shí)候的數(shù)據(jù)主要是前面測量得來的，并在塑件模型的基礎(chǔ)上利用UG制造內(nèi)的模具型腔模塊對醫(yī)用連接管作出相應(yīng)的注塑模模具設(shè)計(jì)，包括有塑件元件、滑塊分型面、主分型面、澆口等，并且加入相應(yīng)的模架、澆口、流道等；后期則是以之前作出的成果為基礎(chǔ)使用CAD軟件繪制出相應(yīng)的二維圖，也就是工程圖，更加清晰的顯示出塑件的結(jié)構(gòu)以及模具的機(jī)構(gòu)。
關(guān)鍵詞：注塑成型；模具設(shè)計(jì)；UG；三維結(jié)構(gòu)圖
Abstract
Plastic products have a variety of molding methods, the design is the most commonly used injection molding method - injection molding, medical connection tube injection mold design.
The design of the mold design object for the medical connection tube, the early design of the object for the relevant measurements, data records, etc .; with three-dimensional software UG to model, modeling time data is mainly measured in front of the plastic Based on the model, the mold cavity module of UG is used to make the corresponding injection mold design for the medical connection pipe, including plastic parts, slider parting surface, main parting surface, gate and so on, and add the corresponding Of the mold, gate, runner, etc .; later is based on the results before the use of CAD software to draw the corresponding two-dimensional map, that is, engineering drawings, more clearly show the structure of plastic parts and mold.
Key words: injection molding; Mold design; UG; Three-dimensional structure
目 錄
摘要 I
abstract II
第2章醫(yī)用連接管的工藝性分析 1
2.1塑件分析 1
2.2 塑件材料的選擇 1
2.3醫(yī)用連接管的體積計(jì)算和型腔的分布 2
2.3.1 體積 2
2.3.2質(zhì)量 2
2.3.3型腔布局 3
2.4 脫模斜度 3
2.5 注塑設(shè)備的選擇和主要參數(shù)的確定 3
2.5.1醫(yī)用連接管注塑機(jī)的選擇 4
2.5.2醫(yī)用連接管選擇注塑機(jī)的的詳細(xì)參數(shù) 4
2.6注塑機(jī)重要參數(shù)的校核 4
2.6.1最大注射量的校核 4
2.6.2醫(yī)用連接管注射壓力 5
2.6.3鎖模力的校查 5
2.6.4校核醫(yī)用連接管開模的行程 6
2.7 選擇醫(yī)用連接管標(biāo)準(zhǔn)的模架 6
第3章醫(yī)用連接管分型面的設(shè)計(jì) 8
3.1選擇醫(yī)用連接管分型面 8
3.2 本章小結(jié) 8
第4章醫(yī)用連接管澆注系統(tǒng) 9
4.1醫(yī)用連接管主流道設(shè)計(jì) 9
4.1.1醫(yī)用連接管澆口套設(shè)計(jì) 9
4.1.2澆口套的固定形式 9
4.2醫(yī)用連接管分流道的設(shè)計(jì) 9
4.2.1 分流道的設(shè)計(jì) 9
4.2.2澆口的尺寸 10
4.3 Moldflow 的分析 11
第5章 設(shè)計(jì)醫(yī)用連接管模具成型零部件 15
5.1醫(yī)用連接管型腔的設(shè)計(jì) 15
5.2醫(yī)用連接管型芯的設(shè)計(jì) 15
5.3成型零部件工作尺寸 16
第6章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 20
6.1頂桿頂出機(jī)構(gòu) 20
6.2 脫模力的計(jì)算 21
第7章 冷卻系統(tǒng)與排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 23
7.1 冷卻管道的直徑計(jì)算 23
7.2 冷卻水道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 24
第8章 側(cè)向分型以及側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu) 25
8.1 抽芯距S 25
8.2滑塊的設(shè)計(jì) 25
第9章 模具相關(guān)機(jī)構(gòu)零部件設(shè)計(jì) 27
9.1標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 27
9.2合模過程中的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 27
9.3螺釘（緊固、限位） 28
9.4支承釘 29
第10章 模具零部件材料選擇 30
10.1模具的選材及熱處理要求 30
10.2模具的裝配圖 30
10.3過程分析 31
第12章 總結(jié) 33
參考文獻(xiàn) 34
III
第2章醫(yī)用連接管的工藝性分析
2.1塑件分析
圖2.1為制品的三維立體圖。該醫(yī)用連接管工件它的圖上面可以見到，這個(gè)是生活中很好見到的塑件工件，使用在各個(gè)領(lǐng)域中，因?yàn)檫@個(gè)塑件制作是以PC材料為材料的，所以這個(gè)模具的澆注系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)是粗和短，熔料的時(shí)間不需要很長,結(jié)合零件的外表要求，模具采用側(cè)澆口。這樣一來零部件的精度就得到了保證，同時(shí)也可以將醫(yī)用連接管的效率提高，還有產(chǎn)品的性能也變的更好。從零件大致可以將該塑件看成一殼體，有四個(gè)方向需要脫模，上下脫模，前后脫模，左右也需要脫模，如何將塑件脫模是現(xiàn)在最主要的問題。
圖2.1 塑件三維
2.2 塑件材料的選擇
通過對醫(yī)用連接管零件使用環(huán)境與用量的考量，最終決定使用PC塑料作為醫(yī)用連接管的材料。
PC這種材料是五毒的，也聞不到味道，產(chǎn)品的面看上去有點(diǎn)發(fā)黃，加工出來的塑料產(chǎn)品的強(qiáng)度是很大的，產(chǎn)品的密度大小是在每立方厘米一點(diǎn)零二克到一點(diǎn)零五克，在進(jìn)行收縮的時(shí)候效率大約在百分之零點(diǎn)三到百分之零點(diǎn)八。PC它吸水的能力很厲害。它的流動(dòng)性不是很強(qiáng)。
對于PC來說一般的打擊不會(huì)使它變形的，并且，它的溫度很緩慢變化的有良好的保溫性和耐低溫性。它而且有優(yōu)秀的機(jī)械強(qiáng)度。和物理性能例如，一些酸，溫度高低對它幾乎沒有影響，它的化學(xué)性能也非常優(yōu)秀。
PC的硬度也非常好，和一般的材料比它在硬度方面有著良好的優(yōu)越性。材料的吸水性很低。這個(gè)它的缺點(diǎn)也是顯而易見的它不抗熱，不適合連續(xù)工作，因?yàn)樗B續(xù)工作溫度為70℃上下當(dāng)它的溫度超過93℃時(shí)它的形狀就會(huì)發(fā)生變化。它在夏天因?yàn)樽贤饩€很高特別輕易變的表面干硬從而使它干裂脆化。
2.3醫(yī)用連接管的體積計(jì)算和型腔的分布
2.3.1 體積
根據(jù)UG對醫(yī)用連接管的測量
可得制件的體積為V=192.4cm3
圖2.2 體積計(jì)算
2.3.2質(zhì)量
根據(jù)UG軟件的分析可得：
體積 =1924.5mm3
并由已知 密度 = 1.05000000 g/cm3 可得：
質(zhì)量 =2.02g
考慮PC的材料特性，醫(yī)用連接管的尺寸精度，醫(yī)用連接管的結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)成本和批量等等各種因素，將模具型腔設(shè)計(jì)成一個(gè)模兩腔。
醫(yī)用連接管模具只需要進(jìn)行一次注射，就可以生產(chǎn)出來一個(gè)醫(yī)用的連接管了，這個(gè)塑料產(chǎn)品的質(zhì)量總數(shù)就是： 2×2.02g≈4.04g
2.3.3型腔布局
型腔分部情況的不同也會(huì)影響到相應(yīng)的脫模機(jī)構(gòu)的選定、分型面的選定、流道的分部等等的變化。根據(jù)本設(shè)計(jì)來說，醫(yī)用連接管內(nèi)部結(jié)構(gòu)是比較復(fù)雜的，四面都有孔型結(jié)構(gòu)，需要四面抽芯，所以采用一模兩腔，為了節(jié)約成本也保證了醫(yī)用連接管平衡澆注系統(tǒng)的性能。
醫(yī)用連接管型腔圖：
圖2.3型腔分布圖
2.4 脫模斜度
因?yàn)闊崦浝淇s，生產(chǎn)好的塑料產(chǎn)品因?yàn)槔鋮s，體積會(huì)變小，這樣一來模具里面的零部件就會(huì)彼此之間產(chǎn)生擠壓，這樣之后零部件都緊緊的靠在一起，導(dǎo)致加工好的產(chǎn)品要想拿出來就有一定的難度，那么就會(huì)將塑料產(chǎn)品弄壞。破壞成型的塑料制件。
要想將產(chǎn)品從模具里面拿出來的時(shí)候順利一點(diǎn)，在對模具設(shè)計(jì)的時(shí)候，將產(chǎn)品拿出來的那個(gè)方向上的面，對它里面的表面，還有外面的表面要求要高一點(diǎn)。本設(shè)計(jì)采用0.5度脫模角度
2.5 注塑設(shè)備的選擇和主要參數(shù)的確定
2.5.1醫(yī)用連接管注塑機(jī)的選擇
醫(yī)學(xué)上使用的連接管都是一次性的，要注意生產(chǎn)成本不能高，還要注意一些外在的東西。
這個(gè)醫(yī)用連接管注塑機(jī)選擇的是XS-ZY-500
2.5.2醫(yī)用連接管選擇注塑機(jī)的的詳細(xì)參數(shù)
醫(yī)用連接管注射機(jī)參數(shù)：
項(xiàng)目
數(shù)值
注
射
裝
置
理論注射容量/cm3
500
螺桿直徑/mm
65
注射壓力/MPa
145
注射速率/g·s-1
110
塑化能力/g·s-1
10.5
螺桿轉(zhuǎn)速/r·min-1
10～150
鎖
模
裝
置
鎖模力/KN
1500
拉桿內(nèi)間距/mm
540×440
移模行程/mm
500
模具最大厚度/mm
450
模具小厚度/mm
300
模具定位孔直徑/mm
Φ100
噴嘴球半徑/mm
SR18
噴嘴口孔徑/mm
Ф4.0
2.6注塑機(jī)重要參數(shù)的校核
2.6.1最大注射量的校核
注射機(jī)在進(jìn)行空射的時(shí)候，螺桿或者是柱塞進(jìn)行的最大注射行程，設(shè)計(jì)的時(shí)候可以到的最大注射量[11]，這就是最大注射量的含義。
在論文里面，機(jī)床是主要研究對象，在算的時(shí)候每一次注射加工的量都不能大于注射機(jī)額定注射量的八成，也就是滿足下面的關(guān)系式：:
V塑≤0.8V注 （2.1）
在公式里面 V塑 也就是對產(chǎn)品進(jìn)行注射加工時(shí)候注射的最大的量cm3；
V注 醫(yī)用連接管澆注系統(tǒng)的體積的總數(shù),cm3；
0.8 容量的比例系數(shù)。
本設(shè)計(jì)中，注射量校核如下：
由UG的分析→測量→體積可得：
V?！?.924cm3, V澆≈1cm3 （2.2）
V塑＝V模＋Ｖ澆
=1.924+1≈2.924cm3
最后得出V注≥V塑/0.8=202.4/0.8≈3.5cm3；
設(shè)計(jì)中選定的醫(yī)用連接管注塑機(jī)容量的為500cm3，零件的實(shí)際需求明顯小于總?cè)萘浚弦蟆?
2.6.2醫(yī)用連接管注射壓力
檢測注射時(shí)候的壓力大小，要注意加工零件的注射壓力是多少，這個(gè)壓力要比注塑機(jī)的壓力小，在確定注塑機(jī)的時(shí)候，要滿足對壓力的要求才可以。
查閱有關(guān)資料，再結(jié)合這種產(chǎn)品的原材料，還有理論上的壓力大小，最后將注射機(jī)在生產(chǎn)產(chǎn)品的時(shí)候壓力大小確定下來，大小是八十兆帕，注塑機(jī)在生產(chǎn)的時(shí)候壓力大小可以到一百四十五兆帕。
2.6.3鎖模力的校查
鎖模力又叫漲模力，它的數(shù)值一定要比注射機(jī)的額定擴(kuò)張力還要大。算鎖模力的大小的時(shí)候，用模具的澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積的總和，乘上型腔的壓力，這個(gè)數(shù)值應(yīng)該要比注射機(jī)額定的鎖模力小，只有這樣才不會(huì)出現(xiàn)溢模的狀況。
在進(jìn)行注射加工的時(shí)候，要想鎖模可靠性高，就必須要滿足下面的關(guān)系式，即：
（）P < F
式中： P—加工產(chǎn)品的時(shí)候，熔體對型腔產(chǎn)生的壓力（MPa）
F—注射機(jī)額定鎖模力（N）
其它意義同上
查閱有關(guān)資料之后，模具型腔里面的壓力大小是二十兆帕到四十兆帕，生產(chǎn)普通產(chǎn)品的時(shí)候壓力大小在二十四兆帕到三十四兆帕，生產(chǎn)產(chǎn)品精密度要求比較高的時(shí)候，壓力大小是二十四兆帕到四十四兆帕。
（）P=13150x30x1.1x0.001= 433.95KN<1500KN
鎖模力符合要求
因?yàn)獒t(yī)用連接管的鎖模力滿足上面，既而這個(gè)醫(yī)用連接管的注塑機(jī)可以使用。
2.6.4校核醫(yī)用連接管開模的行程
模具打開來之后，要想將醫(yī)用連接管產(chǎn)品拿出來的時(shí)候方便一些，那么模具打開的距離就要足夠的大，什么是模具的行程，也就是模具打開來還有關(guān)起來的時(shí)候，動(dòng)模還有模板進(jìn)行移動(dòng)的距離。
注塑模具打開行程有限,設(shè)計(jì)模具的大小必須檢查選擇的注射機(jī)模具進(jìn)度,相應(yīng)模具型腔的距離。
式中 --模具的推出距離
--澆注系統(tǒng)長度和零件的高度
將裝配圖一起用來考慮，就能將開模距離都算出來，一定要大于H=135mm
經(jīng)計(jì)算，符合要要求。
2.7 選擇醫(yī)用連接管標(biāo)準(zhǔn)的模架
根據(jù)對醫(yī)用連接管塑件的綜合分析，確定該零件采用點(diǎn)交口的雙分型面的模具，GB/T12556.1-12556.2-1990《塑料的注射模中小型模架》可選擇FI型的模架，其基本結(jié)構(gòu)如下：
圖2.7 醫(yī)用連接管模架選擇
第3章醫(yī)用連接管分型面的設(shè)計(jì)
3.1選擇醫(yī)用連接管分型面
所謂分型面：傳統(tǒng)上來說它是在模具設(shè)計(jì)過程中用來分割工件模型的面，它可以由一個(gè)或者是多個(gè)面（可以是平面或者曲面）特征組成的，分型買的選擇對于之后模架尺寸的確定也有很大的影響，所以分型面的選擇和設(shè)計(jì)上花費(fèi)的時(shí)間最多。
1)在確定分型面的時(shí)候，模具的零部件不能太復(fù)雜，并且模具的構(gòu)造一定要簡單一點(diǎn)。
2)分型面應(yīng)選擇要不影響外觀質(zhì)量的塑料部件，使其容易清洗和恢復(fù)。
3)設(shè)計(jì)應(yīng)有利于側(cè)向抽芯。
4)有利于排氣
5)有利于模具零件加工
6)在確定分型面的時(shí)候，要將使用的醫(yī)用連接管注射機(jī)的有關(guān)數(shù)據(jù)都考慮進(jìn)去。
這篇論文在設(shè)計(jì)分型面的時(shí)候，用到了分型面工具，對分型面進(jìn)行修剪，還有合并等等，文中設(shè)計(jì)的分型面有兩個(gè)，一個(gè)是主分型面，還有一個(gè)是滑塊分型面，在確定分型面的時(shí)候要確保模具打開的時(shí)候它跟動(dòng)模在一邊，這樣可以方便之后頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。前面將要求都闡述出來了，確定分型面所在的地點(diǎn)的時(shí)候，應(yīng)該在這個(gè)零部件最大輪廓的地方，詳細(xì)的圖紙?jiān)谙旅嬲故境鰜恚?
圖3.1 分型面
3.2 本章小結(jié)
本章從醫(yī)用連接管零件的外形出發(fā)，結(jié)合了模具的加工設(shè)計(jì)，排氣結(jié)構(gòu)，塑件的最后注塑工藝加工等，選擇出了合理的分型面，并在圖上給出參考的指示。
9
第4章醫(yī)用連接管澆注系統(tǒng)
4.1醫(yī)用連接管主流道設(shè)計(jì)
4.1.1醫(yī)用連接管澆口套設(shè)計(jì)
澆口套試講注射機(jī)噴嘴噴出來的熔體，這些熔體留到分流道或者是型腔里面去。澆口套的形狀是圓錐形的，要想讓塑料熔體在流動(dòng)的時(shí)候順利一些，還有將冷凝料從管道里面能夠順利的拿出來。
確定澆口的形狀是圓錐，一般澆口的地方是在主流道上。錐度在1~2°。內(nèi)壁粗糙度在Ra≈0.63μm。
4.1.2澆口套的固定形式
一般來說，直澆口的地方會(huì)安裝一個(gè)定位環(huán)，模具比較小的，澆口跟定位圈可以看做是一個(gè)零部件。在這篇論文里面，澆口和定位圈是分開來進(jìn)行設(shè)計(jì)的。他們都是在定模座板上進(jìn)行固定的，固定時(shí)候使用的是零件是2-M6螺絲，詳細(xì)的圖紙?jiān)谙旅嬲故境鰜恚?
圖4.1 澆口套與定位環(huán)
4.2醫(yī)用連接管分流道的設(shè)計(jì)
4.2.1 分流道的設(shè)計(jì)
分流道布局方式:在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，要注意一定要將損失降低到最少，流道里面的壓力要盡量小一點(diǎn)，還有熔體的溫度不能太高，另外還要注意分流道熔體的質(zhì)量應(yīng)該均衡，在分流道里面的壓力也應(yīng)該均衡，所以要設(shè)置一個(gè)平衡式分流器，如圖所示：
圖4.2 布局圖
分流道的長度：對分流道進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候簡單一點(diǎn)，按照這次設(shè)計(jì)的模具的構(gòu)造，分流道不長，所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候數(shù)值不能太大。單邊分流道長度L1取40mm，
分流道截面形狀：截面[2]在確定的時(shí)候要使用流動(dòng)性能比較好的，分流時(shí)候效率高的，并且進(jìn)行加工的時(shí)候簡單一點(diǎn)的，這篇論文里面分流道使用的是圓形的。
4.2.2澆口的尺寸
澆口也就是將塑料熔體注射到型腔里面去的那個(gè)接口。澆口是什么形狀，對加工產(chǎn)品的好壞有很大的影響。因?yàn)閭?cè)澆口在生產(chǎn)的時(shí)候不復(fù)雜，并且在實(shí)際生產(chǎn)里面用的比較多，對提高生產(chǎn)率有很大幫助，鑒于這些實(shí)際狀況，確定使用的澆口形式是側(cè)澆口，它詳細(xì)的構(gòu)造在下面有所展示：
在設(shè)計(jì)模具的時(shí)候，查閱有關(guān)資料，確定澆口的厚數(shù)值是h=0.2～0.8mm（不能比塑料產(chǎn)品壁厚的一般還要大），長度L=0.7～1.5mm，寬度根據(jù)具體情況定。
圖4.3 澆口流道
4.3 Moldflow 的分析
現(xiàn)在電腦技術(shù)發(fā)展的很快，CAE也發(fā)展的很快，尤其是Moldflow 軟件適用的非常多，在對模具進(jìn)行生產(chǎn)加工之前，首先在電腦上對整個(gè)模具加工過程進(jìn)行模擬的分析，了解一個(gè)大致的情況。
1）填充時(shí)間：
在圖紙里面展示的就是塑料熔體在模具里面充滿的時(shí)候有個(gè)時(shí)間差，藍(lán)色就是才開始進(jìn)行填充，在整個(gè)模具的顏色都是紅色的時(shí)候，說明填充就完成了，紅色就是還沒有填充好，或者是最后填充的。如圖4.6所示
4.6 填充時(shí)間
2）注射壓力：
在進(jìn)行注射加工的時(shí)候，噴嘴釋放出來的壓力，在下面圖紙里面展示的就是不同地方壓力的狀況，在圖紙里面用顏色來表示壓力的強(qiáng)還有弱，紅色表示壓力是最大的，藍(lán)色表示壓力是最大的，藍(lán)色的壓力是最小的。設(shè)計(jì)的模具的構(gòu)造是一個(gè)模具多個(gè)腔室，澆口的數(shù)量是比較多的，物料在流動(dòng)的時(shí)候路程就沒有那么遠(yuǎn)了，這樣一來壓力就變的小了，另外要防止因?yàn)椴糠謮毫Φ木S持，會(huì)有翹曲的狀況出現(xiàn)，應(yīng)該要讓物料在流動(dòng)時(shí)候是平衡的。如圖3.7所示是注射壓力分布圖。
圖4.7 注射壓力
3）波前溫度：
波前溫度用顏色來表示溫度的高低，藍(lán)色就是溫度最低的地方，紅色就是溫度最高的地方。如圖3.8所示是波前溫度分布圖。
圖4.8 波前溫度
4）壓力：
壓力降下來之后導(dǎo)致的結(jié)果就是，紅色表示的是壓力降低的最高的地方，藍(lán)色表示的是壓力降低的最少的地方，在圖紙3.9里面代表的是壓力降低的分布圖紙。
4.9 壓力
5）溶解痕
在這個(gè)三維軟件里面，明顯能看到零部件上有一個(gè)熔接痕，用顏色來進(jìn)行表示，紅色表示是最高的地方，藍(lán)色表示是最低的地方。
4.10溶解痕
第5章 設(shè)計(jì)醫(yī)用連接管模具成型零部件
5.1醫(yī)用連接管型腔的設(shè)計(jì)
在定模板的詳見里面安裝凹模。用以成型塑料制品的外表面。它的特征就是跟著需要加工產(chǎn)品的構(gòu)造還有模具的生產(chǎn)方式而產(chǎn)生改變。凹模有兩種形式，一種是整體式的，還有一種是組合式的。從剛性上來看，組合式的比不上整體式的，并且組合式的凹模在進(jìn)行生產(chǎn)加工的時(shí)候，容易在產(chǎn)品的表面留下痕跡，對產(chǎn)品的外觀影響不好，并且這種模具的構(gòu)造是非常復(fù)雜的。不過，組合式的凹模在排氣的時(shí)候是通過間隙來進(jìn)行的，凹模的熱變形比較少一點(diǎn)；對于凹模里面容易磨損的地方，使用的是組合式的，這樣一來模具后期維修的時(shí)候比較方便，如果使用整體式的話，這個(gè)模具就沒有用了 [15]。
型腔的種類也是很多的，按照構(gòu)造的不一樣來進(jìn)行分類，比方說有整體嵌入式。說的也就是施加一個(gè)力在物料上，這個(gè)物料的形狀不會(huì)發(fā)生改變，證明它的強(qiáng)度是很好的。這個(gè)只適用于簡單的模具型腔。
文中的模具構(gòu)造相對來說是非常簡單的，體積不大，對于表面的要求也不高，所以說生產(chǎn)醫(yī)用連接管的時(shí)候使用完全式的結(jié)構(gòu)是最合理的。
論文中最終確定使用的是整體式凹模。
圖5.1 醫(yī)用連接管型腔圖
5.2醫(yī)用連接管型芯的設(shè)計(jì)
因?yàn)榱慵疃容^大，為了便于加工，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，所以來說對于醫(yī)用連接管來說選擇一定是組合式。
組合式的凸模要關(guān)注下面幾個(gè)方面：
（1） 小型芯盡量鑲餅。小型芯一不小心就會(huì)被破壞，要想加工的時(shí)候方便一點(diǎn)，還有后期壞了換起來方便，通常使用的是鑲拼的構(gòu)造。對小型芯進(jìn)行獨(dú)立的加工，生產(chǎn)好了之后再嵌入到凸模里面去，它的公差配合標(biāo)準(zhǔn)就是H7/m6。小型芯盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件[15]。
（2） 小型芯不是圓的，進(jìn)行裝配的地方可以做成圓的。這樣的好處就是生產(chǎn)加工時(shí)候比較簡單，但是成型的地方一定要做成別的形狀，型芯上一定要加防轉(zhuǎn)銷，這個(gè)一定要注意。
（3） 型芯比較復(fù)雜的，可以將凸模分成好多個(gè)零部件，然后再將這些零部件拼裝成為凸模，之后在組裝成為一個(gè)完整的型腔。
圖5.2 醫(yī)用連接管型芯圖
5.3成型零部件工作尺寸
工作尺寸專門說的就是已經(jīng)加工好的塑料產(chǎn)品的零部件對這個(gè)塑料產(chǎn)品的外形大小起決定性的作用，比較關(guān)鍵的是凸模的大小。要想確保加工出來的塑料產(chǎn)品質(zhì)量好一點(diǎn)，在設(shè)計(jì)模具的時(shí)候，它的成型零部件的大小還有精度就要根據(jù)產(chǎn)品的大小還有精度等級來進(jìn)行確定。下面的是影響它的尺寸和精度不穩(wěn)定的幾個(gè)原因：
1、成形收縮率：在實(shí)際的生產(chǎn)里面，如果產(chǎn)品成型的時(shí)候收縮率的變化是很大的，那么就會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的大小出現(xiàn)很大的變化，這個(gè)產(chǎn)品的大小的變化的數(shù)值也就是成型收縮率。
2、塑料磨具的組合縫隙的誤差：通過模具生產(chǎn)的產(chǎn)品，因?yàn)槟＞呤墙M合式的，它存在縫隙，縫隙產(chǎn)生振蕩之后就會(huì)讓產(chǎn)品的大小發(fā)生改變。加工好的產(chǎn)品的大小，方位精度跟模具的間隙配合誤差沒有任何關(guān)系。
查閱資料的材料PC的收縮率為，其平均收縮率為 。
5.3.1型腔的關(guān)鍵尺寸計(jì)算
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值模具制造公差取塑件相應(yīng)公差的，相機(jī)上下蓋注塑模具計(jì)算全部取值為[9]。
在下面表格2-5里面展示的就是型腔徑向上具體數(shù)據(jù)計(jì)算的方式；
表2-5型腔徑向尺寸計(jì)算公式
名稱
符號
單位
模具型腔的徑向公稱尺寸
mm
塑件外形的徑向公稱尺寸
mm
塑件內(nèi)表面徑向尺寸公差
mm
原材料的平均收縮率
%
(1)
(2）
表2-6 型腔深度方向尺寸計(jì)算公式
名稱
符號
單位
凸模徑向公稱尺寸
mm
塑件內(nèi)表面徑向公稱尺寸
mm
塑件內(nèi)表面徑向尺寸公差
mm
原材料的平均收縮率
%
（1）
（2）
5.3.2型芯的尺寸計(jì)算
表2-7 型芯徑向尺寸計(jì)算公式
名稱
符號
單位
凸模徑向公稱尺寸
mm
塑件內(nèi)表面徑向公稱尺寸
mm
塑件內(nèi)表面徑向尺寸公差
mm
原材料的平均收縮率
%
模具制造公差
mm
第6章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
6.1頂桿頂出機(jī)構(gòu)
推桿有好幾種，一種是圓的，還有一種是扁的，還有一種是異形的。在這個(gè)里面圓的推桿在進(jìn)行頂出的時(shí)候，受到的阻力不大，并且推出來的時(shí)候是非常靈活的，而且可靠性高，就算壞了，換起來也方便，所以現(xiàn)在生產(chǎn)里面基本上都用的是它 [15]。
本設(shè)計(jì)中，頂出系統(tǒng)采用推管頂出機(jī)構(gòu)，頂出機(jī)構(gòu)就是將零件從型芯的推出，所以推出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是模具中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。
脫模（推出）機(jī)構(gòu)有三大組成：一、推出；二、復(fù)位；三、導(dǎo)向。
根據(jù)自身的設(shè)計(jì)在機(jī)動(dòng)、液壓、手動(dòng)三種方式中選擇了機(jī)動(dòng)頂出。
要想讓圓頂桿將產(chǎn)品從模具里面很好的推出來，那么在對推桿進(jìn)行生產(chǎn)的時(shí)候，它的光潔度一定要大于零點(diǎn)八。其結(jié)構(gòu)和位置如下圖所示
圖6.1 頂桿示意圖
頂桿總長度為：
h桿=[h凸+б1]+h動(dòng)墊+[S頂+б2]+h頂固
式中： h桿 為推桿的總長度；
h凸 為凸模的總高度；
h動(dòng)墊 為動(dòng)模墊板的厚度；
S頂 為頂出行程；
h頂固 代表的是頂桿固定板有多厚；
б1為富裕量，通常數(shù)值是在（0.05～0.1）mm范圍里面，也就是說頂桿上面的面要比型腔的面高；
б2為頂出行程富裕量，一般為3～6mm。
根據(jù)以上公式計(jì)可得，推桿的總長度為140.5mm。
6.2 脫模力的計(jì)算
脫模力指的是塑料部件從核心需要克服阻力。這是脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要依據(jù)。針對實(shí)際生產(chǎn)里面形狀不一的殼類產(chǎn)品需要的脫模力的大小，一般都采納圓形或者是矩形來進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算。其計(jì)算方法有簡單估算法和分析計(jì)算法，下面本設(shè)計(jì)采用簡單估算法對該模具的脫模力進(jìn)行計(jì)算。
按照下面的公式來計(jì)算產(chǎn)品對型芯緊緊包裹的時(shí)候，脫離模具的時(shí)候阻力的大小 [11]：
在這個(gè)公式里面——塑料的拉伸彈性模量（Mpa），大小是2.0×103Mpa，查閱資料可以知道；
——塑料的平均收縮率，取0.55%；
——塑料的松泊比，取0.3；
——型芯的脫模斜度，取0；
h——型芯脫模方向的高度，45mm；
——脫模力修正系數(shù)，其計(jì)算公式為
=≈=0.45
——塑件與鋼材表面的靜摩擦因數(shù)，在這里確定數(shù)值是0.45，查表之后可以看到；
——厚壁塑件的計(jì)算系數(shù)，按照下面的公式把它算出來
==3.85
把上面算出來的結(jié)果代到公式里面去，就能算出來在脫模時(shí)候受到的阻力大小≈3531.128N。
第7章 冷卻系統(tǒng)與排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
7.1 冷卻管道的直徑計(jì)算
鑒于前面的分析，我們進(jìn)行了比較之后，確定論文里面的冷卻系統(tǒng)是循環(huán)水進(jìn)行冷卻。
塑料產(chǎn)品的質(zhì)量已經(jīng)知道了，就是二百零二點(diǎn)零二克，查閱有關(guān)資料之后就可以發(fā)現(xiàn)，塑料產(chǎn)品的厚跟冷卻耗費(fèi)的時(shí)間存在的關(guān)系。注射時(shí)間為5s。前后操作時(shí)間大概為10s。通過計(jì)算可知每小時(shí)可以做360次。冷卻水的溫度是二十度，出口這個(gè)地方的水溫是二十七度，水流是比較急的。
1．算一下塑料產(chǎn)品在進(jìn)行固化的時(shí)候放出來的熱量Q的大小
查閱有關(guān)資料可以知道，PC在固化的時(shí)候釋放的熱量焓量為這樣就能算出來
(7.1)
2．求冷卻水的體積流量
(7.2)
式中
ρ：冷卻水的密度；
c：為冷卻水比熱容。
3．求冷卻管道直徑d
查閱有關(guān)資料，確定。
4．求冷卻水在管道內(nèi)的流速V
(7.3)
5．算出來冷卻管道的孔壁和冷卻水之間傳熱系數(shù)α的大小
查閱有關(guān)資料，確定(水的溫度是三十度)。
(7.4)
6．求冷卻管道總傳熱面積Ａ
(7.5)
7．求冷卻水孔總長度
(7.6)
8．算出來在模具上要開幾個(gè)冷卻管道的孔n
(7.7)
所以應(yīng)該取1孔。
7.2 冷卻水道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在這篇論文里面，冷卻水管道是設(shè)置在型腔還有型芯里面的，冷卻水管道的直徑大小是六毫米。它在連接固定板的時(shí)候要用密封片，另外一頭有兩個(gè)孔，一個(gè)進(jìn)水孔，一個(gè)是出水孔。
圖7.1 冷卻水管的設(shè)計(jì)圖
此次的設(shè)計(jì)中，冷卻水道選擇8mm管，環(huán)在零件的四個(gè)方向。冷卻管道的數(shù)目為4根。將他們設(shè)置在零件的兩邊，這樣一來散熱的效果就更好了。
第8章 側(cè)向分型以及側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)
當(dāng)注塑塑料零件和模具的方向與內(nèi)側(cè)或外側(cè)孔不同,課間休息,或凸臺,模具成型部分必須橫向運(yùn)動(dòng),在發(fā)射前,這樣塑料脫模,側(cè)向成型零件先出來,然后從模具塑料部件,否則我們無法釋放。側(cè)分型和抽芯機(jī)構(gòu)[14]的組成部分是傳動(dòng)側(cè)分側(cè)抽芯的壓鑄模成型零件和復(fù)位裝置。
8.1 抽芯距S
從電氣外殼模具抽芯距離指的是核心位置不干擾的位置分,核心或移動(dòng)的滑塊抽芯距離的方向。將抽芯距的計(jì)算公式查閱出來，也就是型芯從加工部分拿到對脫模不妨礙的這段距離，再加上三毫米到五毫米的量，在這篇論文里面抽芯距的大小就是4+3=7mm，
8.2滑塊的設(shè)計(jì)
滑塊斜導(dǎo)柱側(cè)分型抽芯裝置是一個(gè)非常重要的零部件，它對加工產(chǎn)品的大小，還有精度有很大的影響，它在進(jìn)行移動(dòng)的時(shí)候一定要可靠性高才能確保產(chǎn)品的質(zhì)量。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn),滑塊長度(方向)寬度的1.5倍,一邊上的滑塊分型抽芯機(jī)構(gòu)和復(fù)位過程中,靜止的沿著一個(gè)方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。為了確?；瑝K運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),可靠的抽芯和重置,不跑上跑下運(yùn)動(dòng)和夾緊現(xiàn)象,導(dǎo)滑槽內(nèi)的滑塊必須導(dǎo)滑得很好。
在斜導(dǎo)柱裝置里面，滑塊是一個(gè)可以移動(dòng)的零部件，可以將滑塊跟側(cè)型芯可以作為一個(gè)整體，也可以作成分開來的，因?yàn)檫@個(gè)塑料產(chǎn)品的抽芯距是很大的，所以確定滑塊還有側(cè)型芯的結(jié)構(gòu)就是組合式的?；瑝K和導(dǎo)柱的配合精度為H7/h7?；瑝K的結(jié)構(gòu)如下圖所示：
圖8.1 滑塊
第9章 模具相關(guān)機(jī)構(gòu)零部件設(shè)計(jì)
9.1標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇
注射模中最基礎(chǔ)的就是模架，他可以將所有的部件聯(lián)系成為一個(gè)大的整體，筆者根據(jù)自己的塑件選擇了相關(guān)的模架，如圖所示：
·
圖9.1 模架結(jié)構(gòu)圖
9.2合模過程中的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用
1、 定位件用：模具閉合后。
2、 能夠保證上下開閉運(yùn)動(dòng)的正確。
3、 保證零件的尺寸精確和各要求。
4、 在生產(chǎn)模具的時(shí)候，還有對模具進(jìn)行裝配的時(shí)候，都能進(jìn)行定位。
5、 便于裝配和調(diào)整。
6、 導(dǎo)向作用
7、 承受一定的側(cè)向的壓力。
其作用是保證好動(dòng)模以及動(dòng)模和零部件之間能準(zhǔn)確的配合，對準(zhǔn)，從而保證塑件的尺寸和相應(yīng)的精度要求，避免部件之間的干涉和碰撞，主要導(dǎo)柱導(dǎo)向與錐面定位。
根據(jù)本身設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，選擇了導(dǎo)柱導(dǎo)向的形式來保證相關(guān)的尺寸和精度，選擇導(dǎo)柱機(jī)構(gòu)形式。
圖9.2 導(dǎo)柱導(dǎo)套的構(gòu)造還有大小
這篇論文里面的導(dǎo)柱是帶頭的，它的構(gòu)造一點(diǎn)都不復(fù)雜，生產(chǎn)起來也比較簡單，這樣一來模具的構(gòu)造就比較簡單了，在論文里面導(dǎo)柱有四根，分別設(shè)置在四個(gè)角上，導(dǎo)柱一定要比動(dòng)模高，要高出十毫米，這樣一來定位就比較方便了。
導(dǎo)柱還有模板在進(jìn)行配合的時(shí)候使用的標(biāo)準(zhǔn)是，導(dǎo)柱還有導(dǎo)套在進(jìn)行配合的時(shí)候使用的標(biāo)準(zhǔn)是
導(dǎo)柱還有導(dǎo)套在生產(chǎn)的時(shí)候用的材質(zhì)比較耐磨，并且硬度還很高，在這篇論文里面它的原材料用的是T8A，這種材質(zhì)的硬度大小是在50-55HRC
9.3螺釘（緊固、限位）
螺釘有很多功能，包括有定位，緊固，限位，支承等等作用，下面分別用圖9-3、9-4、9-5、9-6表示出該設(shè)計(jì)使用的螺釘形狀。
圖9-3 螺栓 圖9-4 緊固螺釘 圖9-5 限位螺釘 圖9-6 支承螺釘
9.4支承釘
主要作用是使得垃圾能夠漏掉，分部只要是在推桿下，墊在動(dòng)模座與推桿固定板之間，這里選擇的厚度為5。
圖9.7 支承釘
第10章 模具零部件材料選擇
10.1模具的選材及熱處理要求
表10-1 零部件的熱處理
零部件
選材
熱處理
動(dòng)模座板和定模座板
45鋼板
調(diào)H質(zhì) 230~270HB
推板
45鋼板
------------
推桿固定板
45鋼板
------------
墊塊
45鋼板
------------
凸模板
40Cr
淬火60-64HRc
凹模板
40Cr
淬火60-64HRc
定位圈
45鋼板
淬火 40~50HRC
澆口套
T8A圓鋼
淬火 50~55HRC
導(dǎo)套
T8A圓鋼
淬火 50~55HRC
導(dǎo)柱
T8A圓鋼
滲碳，淬火 56~60HRC
復(fù)位桿
圓鋼
淬火 50~55HRC
推桿
圓鋼
淬火 50~58HRC
10.2模具的裝配圖
根據(jù)自己的分型面以及相應(yīng)的塑件，最后做出與之相匹配的模具設(shè)計(jì)總裝圖，包括有模架，動(dòng)定模板，導(dǎo)柱，側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)等等，如圖10-1所示：
圖10.1 醫(yī)用連接管裝配圖
10.3過程分析
按照前面的分析和設(shè)計(jì)，針對過程進(jìn)行相關(guān)的闡述，有注射加工，冷卻，還有脫模。
注射過程：塑料顆粒在注射機(jī)里面，因?yàn)闇囟群芨咦兾凰芰先垠w，注射機(jī)里面壓力很高，通過注射機(jī)將塑料熔體噴射到模具的型腔里面，而且壓力還要維持好。
冷卻過程：在對模具進(jìn)行冷卻的時(shí)候，用的是冷卻水道，還要對壓力進(jìn)行維持，最后產(chǎn)品就冷卻成型了。
脫模過程：首先上下模通過推桿將動(dòng)模與定模分開，這里要注意的是，本身設(shè)有的拉料桿已經(jīng)開始將鑄件往下拉，這也是上下模能夠脫離的重要部分；之后瓣合形式的脫模將前后方向的側(cè)滑塊分開，并且在楔緊滑塊上設(shè)置限位螺釘一保證不會(huì)過度脫模，到位置之后就會(huì)自動(dòng)停下，左右方向的側(cè)滑塊通過斜導(dǎo)柱形式的側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)將左右方向的側(cè)滑塊取出，斜導(dǎo)柱、楔緊塊以及擋料板三樣相互組合使用，推桿繼續(xù)推動(dòng)下模不動(dòng)，上模繼續(xù)向上，斜導(dǎo)柱繼續(xù)向上，導(dǎo)致左右兩邊移動(dòng)，通過固定銷釘將動(dòng)?；瑒?dòng)部分與側(cè)滑塊連接，一起向上向外運(yùn)動(dòng)，最后完成左右方向脫模，塑件被推出動(dòng)模板，因?yàn)橹亓ψ饔?，掉入空白漏料部分，這里漏料處的高度在前面一定要設(shè)定為高于鑄件，否則可能造成不能將鑄件取出的情況。
合模過程：擋料班這個(gè)地方的彈簧往回壓，這個(gè)時(shí)候上面的模板就回到原來的地方，當(dāng)然在這直導(dǎo)柱就是讓模具在合起來的時(shí)候?qū)?zhǔn)，不能出現(xiàn)位置的移動(dòng)；繼續(xù)在重力作用下，瓣合式滑塊在斜槽的導(dǎo)向下回到原來位置，推桿也因?yàn)榛貜?fù)到原來的位置，這里還包括了小導(dǎo)柱的導(dǎo)向作用，在一系列的作用下，最終完成回復(fù)到原來的位置，再次進(jìn)行下一次的注塑過程。
第12章 總結(jié)
本課題主要使用軟件是CAD以及UG。其中CAD進(jìn)行的是二維圖以及模具總裝圖的設(shè)計(jì)，UG進(jìn)行相關(guān)的三維以及模架的設(shè)計(jì)，并且利用軟件進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)。
根據(jù)本模具設(shè)計(jì)，可以看出現(xiàn)在通過計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)，和傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)相比，就分型面的設(shè)計(jì)來看，簡化了許多，節(jié)約了設(shè)計(jì)的成本以及設(shè)計(jì)的時(shí)間UG三維設(shè)計(jì)中倒入模具板塊也對于設(shè)計(jì)模架等等零件有一定的幫助，并且UG可以進(jìn)行相關(guān)的脫模檢測以及直接檢測是否開模成功也是一種模具設(shè)計(jì)師父正確的檢驗(yàn)方式，如果設(shè)計(jì)錯(cuò)誤會(huì)在相應(yīng)的開模過程中不能進(jìn)行開模，從而知道設(shè)計(jì)本身是有錯(cuò)誤的，對于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)來看，也在設(shè)計(jì)時(shí)間和成本上有了很大的減少。
確定下來分型面之后，后面的一系列工作就簡單了，因?yàn)榉中兔娴倪x擇是比較合理的，在這個(gè)模具里面有三個(gè)滑塊，沒有使用太多的側(cè)向分型。因?yàn)榉中兔嫠诘牡胤绞潜容^合理的，這樣讓冷卻系統(tǒng)在Y軸方向上空降很大。再加上冷卻系統(tǒng)跟別的部分在進(jìn)行分布的時(shí)候，都是合理布置的，所有的系統(tǒng)都不會(huì)出現(xiàn)干涉的狀況，整個(gè)模具的構(gòu)造都是非常緊湊的，這樣一來模具的體積就變小了。總的來說，這個(gè)模具設(shè)計(jì)的還是比較合理的，拿到實(shí)際生產(chǎn)里面也可以使用。
在完成論文的這個(gè)過程里面，有很多困難，比方說怎么對型芯進(jìn)行定位，冷凝料怎么安置，還有加工產(chǎn)品怎么從模具里面拿出來，模具合起來的時(shí)候怎么進(jìn)行導(dǎo)向還有復(fù)位。將論文寫好了之后，我將自己學(xué)習(xí)的書本知識跟實(shí)際生產(chǎn)聯(lián)系起來，不僅完善了我的知識體系，也學(xué)到了很多書本上學(xué)不到的東西。
最后，大學(xué)生活即將結(jié)束的我心中有很多的感慨，對于老師的感謝和朋友的不舍，希望在以后的生活和工作中，不管我們分隔多遠(yuǎn)，都能過得很好。
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[13]屈華昌，《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》（修訂版），北京：高等教育出版社，2007年，P33—300。
[14]屈華昌，《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》（第二版），北京：高等教育出版社，2006年，P33—300。
[15]張維合，《注塑模具設(shè)計(jì)實(shí)用教程》（2版），北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011年，P30-250。
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