長套管注塑模具設計

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分 類 號 TB21 密 級 寧寧波大紅鷹學院 畢業(yè)設計(論文) 長套管注塑模具設計 所在學院 寧波大紅鷹學院 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 08機自2班 姓 名 盧海波 學 號 08141010220 指導老師 涂晶潔 2012年03月04日 誠 信 承 諾 我謹在此承諾：本人所寫的畢業(yè)論文《長套管注塑模具設計》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 塑料工業(yè)是當今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，隨之而來的是快速發(fā)展的塑料模具產業(yè)，因此，研究注塑模具不僅可以了解塑料產品的生產過程，而且對于提高塑料產品質量也是十分有益。 本設計介紹了長套管注射成型模具設計過程，著重闡述了注射模具澆注系統的設計；注射模具分型面的選擇；注射模具側抽芯機構的設計，同時還對主要成型零件的加工工藝進行了設計。 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，為將來從事相關工作奠定基礎。 關鍵詞：注射模，一模兩腔，抽芯機構，導柱 III Abstract The plastic industry is one of the fastest growing industrial categories in the world, Followed by the rapid development of the plastic is mold industry. Therefore, study on the injection mold can not only understand the plastic product but also the production process, it is also very useful for improving the quality of plastic products. This design introduced the long casing injection molding mould design process, Focuses on the gating system of injection mold design, Choice parting surface of injection mold; injection mold side core-pulling mechanism design, but also on the main forming part of the design process. Through this design, may to the cast of mold have a preliminary understanding, notes some detail question in the design, understands the mold structure and working principle, lay the foundation to the furture related work. Key Words: Injection Mould，Two cavity in one mould， Core-pulling Mechanism, Guide Column 目 錄 摘 要 I Abstract II 目 錄 III 第1章 引言 1 1.1 塑料模具的現狀及未來的發(fā)展方向 1 1.1.1 模具工業(yè)的概況 1 1.1.2 國外模具技術現狀 1 1.1.3 國內模具技術現狀 2 1.1.4 模具技術未來的發(fā)展方向 3 1.2 本課題任務要求 3 第2章 長套管成型工藝參數及成型條件 4 2.1 材料的成型特性 4 2.1.1 塑件的結構工藝性分析 4 2.1.2 長套管材料的選擇 4 2.1.3 材料的成型特性與工藝參數 5 第3章 成型方案的確定 6 3.1 方案分析與設計 6 3.2 注射模具分型面的選擇 7 3.2.1 分型面的基本形式 7 3.2.2 分型面選擇的基本原則 7 3.2.3 分型面的選擇 7 3.3 型腔數目的確定及布置 8 3.4 注射模具澆注系統的設計 8 3.4.1 注射模具澆注系統的組成及其設計原則 8 3.4.2 注射模具主流道的設計 9 3.4.3 注射模具分流道的設計 10 3.4.4 注射模具澆口的設計 11 3.5 冷料穴的設計 13 第4章 成型零件的設計與計算 14 4.1 注射模具成型零件和模體的設計 14 4.1.1 注射模具型腔的結構設計 14 4.1.2 注射模具型芯的結構設計 14 4.1.3 注射模具成型零件的尺寸確定 14 第5章 注塑模具導向及推出機構設計 17 5.1 注射模具的斜導柱側抽芯機構設計 17 5.2 注射模具的頂出機構 18 第6章 塑料注射模具的溫度調節(jié)系統設計 19 6.1 塑料注射模具的溫度調節(jié)系統的重要性 19 6.2 塑料注射模具冷卻系統的設計原則 19 6.3 過濾網注射模具的冷卻系統設計 19 第7章 注射機的選擇及參數的校核 1 第8章 典型零件加工工藝設計 21 結束語 22 致 謝 23 參考文獻 24 第1章 引言 第1章 引言 1.1 塑料模具的現狀及未來的發(fā)展方向 1.1.1 模具工業(yè)的概況 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，如今，世界模具工業(yè)的發(fā)展甚至己超過了新興的電子工業(yè)。在模具工業(yè)的總產值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占11%[1]。 塑料模具工業(yè)是隨塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的，自塑料問世后的幾十年以來，由于其原料豐富、制作方便和成本低廉，塑料工業(yè)發(fā)展很快，它在某些方面己取代了多種有色金屬、黑色金屬、水泥、橡膠、皮革、陶瓷、木材和玻璃等，成為各個工業(yè)部門不可缺少的材料[2]。 1.1.2 國外模具技術現狀 近十多年來，國外先進國家的模具技術水平飛速發(fā)展，主要表現在以下幾個方面： （1）在模具設計制造已普遍應用CAD/CAM/CAE 技術。該技術的應用，能極大地提高模具產品的設計水平、制造水平和分析測試水平。從而達到縮短生產周期提高產品質量和精度，降低產品成本的目的。 （2）快速原型法和快速制模技術（RPM/RMT）已得到廣泛的應用。RPM一項集激光、材料、信息及控制等技術于一體的先進制造技術，其突出特點就是能直接根據產品的CAD數據快捷地制造出具有一定結構和功能的原型甚至產品，而不需要任何工裝夾具，而迭加形成三維實體。 （3）模具專業(yè)化生產及標準化程度高 專業(yè)化生產是現代工業(yè)生產的重要特征之一，國外工業(yè)先進的國家模具專業(yè)化生產已達75%以上。標準化是實現模具專業(yè)化生產的基本前提，能系統提高整個模具行業(yè)技術水平和經濟效益的重要手段，是機械制造業(yè)向深層次發(fā)展必由之路。 （4）模具敏捷制造系統發(fā)展較快 目前國外先進國家的模具敏捷制造系統發(fā)展較快。這也是我國模具行業(yè)的近期發(fā)展目標。另外，高速銑削加工、超精加工和復合加工技術、熱流道技術等已在國外先進國家得到了很好的應用。這些先進的技術的應用極大的提高了這些國家模具產品的質量、精度。縮短了生產周期，提高了經濟效益，提高了產品的競爭力。盡快吸收，應用國外先進技術，是我國模具行業(yè)技術發(fā)展的一個方向。 以下是（表1）國內外塑料模具技術的比較： 表1 國內外塑料模具技術比較 項目 國內 國外 注塑模型腔精度 0.02 mm～0.05mm 0.005 mm～0.01mm 型腔表面粗糙度 Ra0.20μm Ra0.01μm～0.05μm 非淬火鋼模具壽命 10萬次～30 萬次 10萬次～60 萬次 淬火鋼模具壽命 50萬次～100 萬次 160萬次～300 萬次 熱流道模具使用率 總體不足10 % 80 % 標準化程度 小于30 % 70 %～80 % 中型塑料生產周期 2個月～4 個月 1 個月左右 在模具行業(yè)中的占有量 25 %～30 % 30 %～40 % 1.1.3 國內模具技術現狀 從起步到現在，我國模具工業(yè)經歷了半個多世紀的發(fā)展，已有了較大的提高，與國外的差距正在進一步縮小。我國的模具工業(yè)，既存在著高速迅猛發(fā)展的良好勢頭，又存在著精度低、結構欠合理、壽命短等一系列不足，無法滿足整個工業(yè)迅速發(fā)展的迫切要求。為了推進社會主義現代化建設，適應國民經濟各部門發(fā)展的需要，模具工業(yè)面臨著進一步技術結構調整和加速國產化的繁重任務。具體表現在以下幾個方面： （1）模具行業(yè)日趨大型化，精度將越來越高。10年前，精密模具的精度一般為5μｍ，現在已達2μｍ-3μｍ。不久，1μｍ精度的模具將上市。隨著零件微型化及精度要求的提高，有些模具的加工精度公差就要求1μｍ以下，這就要求發(fā)展超精加工。 （2）熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步提高。采用熱流道技術的模具可提高制件的生產率和質量，并能大幅度節(jié)約制件的原材料，這項技術的應用在國外發(fā)展很快，已十分普遍。國內熱流道模具也已經生產，有些企業(yè)已達30%左右，但總的來看，比例太低，亟待發(fā)展。 （3）模具CAD/CAM/CAE技術較廣泛地得到應用，并開發(fā)出了自主版權的模具CAD/CAM/CAE軟件。電加工，數控加工在模具制造技術發(fā)展上發(fā)揮重要作用，部分骨干企業(yè)已開始使用這一技術。 1.1.4 模具技術未來的發(fā)展方向 今后我國模具工業(yè)的發(fā)展趨勢是現代設計方法與工藝設計相結合，在模具的開發(fā)和制造過程中，采用數控精密高效加工設備、采用逆向工程、并行工程、敏捷制造、虛擬技術等先進制造技術，模具工業(yè)向著集團化、規(guī)?；较虬l(fā)展，走出一條自主開發(fā)模具的成功之路，具體有以下兩個方面： （1）管理統一化、等級化 如果我們要想向世界高水準模具看齊，必須走改革之路。改革方案很多，適合我國國情并有利于管理、有利于模具質量的提高即可。例如：我們可以向國外模具高水準的國家學習，進行深入了解和研究，如果他們管理模式適合我國國情的發(fā)展，則可效仿其經驗，這樣我們會少走許多彎路。 （2）提高人才技術水平 有資料顯示：由于技術人才的缺乏及其技術水準低下，目前，我國工業(yè)產品合格率只有7 0 % ，不良產品每年帶來的經濟損失近兩千億元。由此看來要想加強我國技術人才隊伍，提高技術人才技術含量，首先要求國家重視技術人才。加大對技術領域建設和技術人才的投資力度，增開高質量的模具技術人才培訓機構，加大、加深對技術人才的培養(yǎng)和再深造。提高技術人才的社會地位、經濟地位、福利待遇。 1.2 本課題任務要求 （1）對長套管零件的注塑模具設計； （2）制作典型零件加工工藝卡片； （3）完成該注塑模具裝配圖設計，全部零件圖紙設計，模具成型零件三維造型設計。 3 第7章 注射機的選擇及參數的校核 第2章 長套管成型工藝參數及成型條件 2.1 材料的成型特性 2.1.1 塑件的結構工藝性分析 （1）本課題是對長套管的注塑模設計。首先對實物長套管進行測繪，并對塑件的使用性能和結構要求有一個基本的了解。圖1所示為長套管零件圖。 圖1 長套管零件圖 （2）尺寸精度?? 由于塑件的尺寸精度主要決定于塑料收縮率的波動，而本塑件的配合精度不高，所以塑件公差數值根據《模具實用技術設計綜合手冊》中表3-1-1確定。尺寸精度根據給定的0.6。 （3）表面粗糙度??? 由于塑件的外觀要求比較高，所以表面粗糙度有較高要求，一般模具的表面粗糙度要比塑件的要求低1～2級，所以塑件的表面粗糙度在 1.6～0.2之間。我們選取 0.8。 2.1.2 長套管材料的選擇 （1）塑料的性能 塑料材料的相對密度在0.83 ～ 2.2范圍內，在眾多的材料中只比木材的相對密度稍高。且在各種的材料中，塑料材料具有最高的比強度，甚至比特種合金鋁還要高。塑料還具有很好的絕緣性、防震、隔熱、隔音性能。耐腐蝕性很高，其耐腐蝕性僅次于玻璃及陶瓷材料。且塑料材料具有優(yōu)異的加工性能。 （2）PA66的特性 長套管給定的材料為PA66（聚酰胺66或尼龍66）。PA66是半透明或不透明乳白色結晶形聚合物，具有可塑性。能耐酸、堿、大多數無機鹽水溶液、鹵代烷、酯類、烴類、酮類等腐蝕。因其機械強度較高且具有優(yōu)良的耐磨性、自潤滑性，故廣泛應用于需要有抗沖擊性和高強度要求的產品。 2.1.3 材料的成型特性與工藝參數 本塑件材料為聚酰胺66（尼龍66），簡稱為PA66。 （1）基本特性：堅韌，耐磨，耐疲勞，耐油，耐水，抗霉菌，但吸水性大。 （2）主要用途：適于制作一般機械零件，減摩耐磨零件，傳動零件，以及化工、電器儀表等零件； （3）成型特點：熔融狀態(tài)熱穩(wěn)定性差；成型收縮范圍和收縮率大，方向性明顯，易發(fā)生縮孔、凹痕、變形等弊病，成型條件應穩(wěn)定；流動性好，易溢料；吸濕性較好；融料冷卻速度對結晶塑件結構性能有明顯影響，成型時要嚴格控制模溫；模具澆注系統的形式和尺寸與成型聚苯乙烯時相似，但增大澆道和澆口截面尺寸可改善縮孔及凹痕現象。 （4） PA66塑料的注射參數　 注射類型：螺桿式 噴嘴溫度：200～210°C 料筒溫度：前段190～210°C；中段200～220°C；后段210～230°C　 模具溫度：40～80°C 注射壓力：40～100 MPa 注射時間：20～90 S 保壓時間：0～5S 冷卻時間：20～120 S 成型時間：45～220 S 第3章 成型方案的確定 3.1 方案分析與設計 長套管具有通孔，需有型芯，且上面小下面大，不均勻。成型模具還需采用分型等成型結構。該塑件的長度為270mm，所以型芯較長，利用普通上下分型的脫模方式會需要很大行程的注塑機，經過具體的分析及有關難度零件的資料查閱，現給出以下兩種方案，下面對模具結構方案進行分析論證： 方案1： 本方案采用PLC控制系統控制電動機，電動機跟齒輪嚙合，在分型時電動機轉動帶動齒輪旋轉使得型芯松動，使塑件自行掉落。但經過分析，型芯旋轉會影響到塑件的精度，而且一開始的設計疏忽了兩個齒輪旋轉方向并不一致，這樣也會影響塑件的正常成型。 方案2： 該制品為長管，需要很長距離抽芯，該模具采用了先由斜拉桿做短距離抽芯，然后由彈簧將滑塊和制品同時彈移使制品自行掉落的方式，使模具結構較為簡化。 方案2能更好的完成長套管塑件注塑成型，所以本次設計采用方案2. 3.2 注射模具分型面的選擇 3.2.1 分型面的基本形式 分型面的形式由塑料的具體情況而定，但大體上分型面的形狀有平面式分型面、斜面式分型面、階梯面式分型面和曲面式分型面。 3.2.2 分型面選擇的基本原則 選擇分型面的基本原則：a)盡量使塑件在開模后留動、下模邊；b)保證塑件外觀和質量要求；c)要確保塑件的精度要求；d)便于實現側向分型抽芯動作；e)分型面有利于排氣；f)有利于塑件脫模；g)考慮溢邊對塑件的影響；h)考慮對設備合模力的要求；i)考慮脫模斜度的影響。 3.2.3 分型面的選擇 由于長套管的上下面均有一個圓形小孔，考慮到該塑件需要側抽芯，如果采用上下面分型，會使得塑件的上下面凹部分需要復雜的側抽芯，且該塑件為細長管件，采用上下面分型會需要很長的行程，根據對長套管模型的觀察和分型面選擇的基本原則現選擇以軸心為基準平行的平面為分型面（見圖2），這樣解決了塑件復雜的側抽芯問題及大行程問題。 圖2 分型面選擇圖 3.3 型腔數目的確定及布置 為了制模具與注塑機的生產能力相匹配，提高生產效率和經濟性，并保證塑件精度，模具設計時應確定型腔數目。該塑件精度要求不高，要求大批量生產，使用一模一腔不能滿足該要求，不經濟，且該塑件具有較長抽芯，從模具加工成本，制品生產時的成本考慮，而且如果擬定為一模四腔，塑件將無法進行放置，故擬定為一模兩腔。布置形式采用平衡式布置，兩個塑件平行放置，這樣能實現均衡進料、同時充滿的目的。 3.4 注射模具澆注系統的設計 3.4.1 注射模具澆注系統的組成及其設計原則 注射模具的澆注系統由主流道， 分流道，澆口，冷卻穴等部分組成。注射模具設計中對澆注系統進行合理的布局和形式的選擇是一個重要的環(huán)節(jié)。所以在設計注射模具的澆注系統時有以下幾項原則： （1）確保塑料充滿整個型腔； （2）保證塑料熔體流動平穩(wěn)； （3）應盡量減短流程； （4）流道表壁的粗糙度要低； （5）防止制品變形和翹曲； （6）防止型芯變形和嵌件位移； （7）去除澆口應盡量方便，且不影響制品質量； （8）合理設計冷卻穴。 3.4.2 注射模具主流道的設計 主流道是從注塑機噴嘴與模具接觸位起，到分流道為止的這一段流道。作用是負責將塑料熔體輸往分流道。主流道常設在模具的中心位置，模腔內的塑料就以模具的中心進行對稱平衡布局。由于主流道與注射機反復接觸、碰撞，一般都不將主流道直接開在定模板上，而是將其單獨設在一個襯套中，然后將襯套鑲入模板內，此襯套稱為澆口套。 （1）主流道的設計： （a）主流道進口端與噴嘴頭部接觸處應做成球面凹坑。通常主流道進口端凹坑的球面半徑Sr要比噴嘴球面半徑Sr大1mm ～ 2mm,凹入深度約5mm，為了補償主流道與噴嘴的對中誤差，主流道進口端的直徑D應比噴嘴出口直徑d大0.5mm～ 1mm； （b）主流道的錐角取2°～ 4°，對流性差的塑料可增加大到 6°左右；取4° （c）主流道表壁的表面粗糙度取Ra 0.8 ～ Ra 0.4；取Ra 0.8 （d）主流道出口端應與分流道之間呈圓滑過渡，過渡角R為0.3mm ～ 3mm；取1mm （e）澆口套與安裝孔應為過渡配合； （f）澆口套與定模板之間的連接力必須足夠； （g）采用定位圈定位法，定位圈與定位孔的配合長度，該模具為中小型模具，所以選10mm, 圖3 定位圈 圖4 主流道圖 （2）澆口套的設計 初選注射機HTF120J/TJ的噴嘴球半徑為12 mm，噴嘴孔徑為4 mm.所以要使?jié)部谔锥嗣娴陌记蛎媾c注射機噴嘴的端凸球面接觸良好，凸球面半徑取13 mm，圓錐孔的小端直徑則大于噴嘴口內徑，取5.5 mm。 圖5 澆口套 3.4.3 注射模具分流道的設計 分流道是介于主流道和澆口之間的一段流道，它開設在分型面上。作用是將主流道送來的塑料分配后，輸往各個澆口。 （1）分流道的設計要點： （a）制品的體積和壁厚，分流道的截面厚度要大于制品的壁厚； （b）成型樹脂的流動性，對于含有玻璃纖維等流動性較差的樹脂, 分流道截面要大一些； （c）分流道方向改變的拐角處, 應適當設置冷料穴； （d）使塑件和澆道在分型面上的投影面積的幾何中心與鎖模力的中心重合； （e）保證熔體迅速而均勻地充滿型腔； （f）分流道的尺寸盡可能短，容易盡可能??； （g）分流道要便于加工及刀具的選擇； （h）分流道每一節(jié)流道要比下一節(jié)流道大； （2）分流道的設計 長套管的注射模要求一模兩腔，在布局上選擇平衡式分流道。所謂平衡式布置就是將通往各個型腔的分流道的斷面形狀、大小及分流道長度都取作一致以保證各個型腔同時均勻進料，同時注射完畢。分流道的截面形狀選擇半圓形截面，它的效率比圓形稍差，但加工起來比圓形截面要簡單。 如果選擇過大的分流道直徑D，則分流道內積存空氣過多，塑件易產生氣泡，塑件消耗量過大，材料利用率低，冷卻時間過長，所以取D=6mm。 3.4.4 注射模具澆口的設計 澆口是連接分流道和型腔的橋梁，是澆注系統的終端。一般這段很短的通道截面積很小，這樣可以增加物料的充模流速，產生摩擦熱或增大剪切速率來提高流動性，控制澆口封閉時間，降低模塑周期，易于平衡各型腔的進料速度，尤其是使平衡式分流道達到各澆口同時進料，容易與塑件斷離，因此它是澆注系統的關鍵部位。 （1）澆口的基本類型 （a）直接澆口 直接澆口是熔融塑料從直流道直接注入型腔的最普通的澆口，又稱主流道型澆口，廣泛應用于單型腔模具。 （b）側澆口 側澆口一般開設在分型面上，由塑件側面進料。廣泛使用于一模多腔，適用于成型各種形狀的塑件，澆口去除方便。 圖6 側澆口 （c）扇形澆口 扇形澆口是矩形側澆口的一種變異形式。它能使塑料充模時橫向得到更均勻的分配，降低制品的內應力和帶入空氣的可能性。常用來成型寬度較大的薄片狀制品。 （d）點澆口 點澆口是一種斷面尺寸很小的澆口。它能自行切斷，無需修剪澆口，生產效率高。單腔模多腔模均適用。斷離后的點澆口凝料可以由手工取出或靠點澆口自動脫落機構脫模。 （e）潛伏式澆口 澆口位置一般選擇在制品側面不影響外觀的地方，開模時澆口自動切斷。 （2）澆口的選擇 本模具要求一模兩腔，選擇點澆口，可以大大的縮短冷卻時間，縮短成型周期，點澆口疤痕小，易于去除澆注系統的凝料而不影響塑件的外觀。而且，PA66的流動性較好，用點澆口更有利于填充型腔。澆口位置在選擇分型面上，澆口截面位置簡單，容易加工，且注射效率高。 由于點澆口的種類較多，查參考文獻《模具實用技術設計綜合手冊》中P496 的表3-6-6點狀進料口相關數據得點澆口尺寸： 直徑 d=1.0mm 長度 l=2.0mm 3.5 冷料穴的設計 當注射機未注射塑料之前，噴嘴最前面的熔體塑料的溫度較低，形成冷凝料頭，為了防止這些冷料進入型腔而影響塑件質量，在進料口的末端的動模板上開設一洞穴或者在流道的末端開設洞穴，這個洞穴就是冷料穴。它的作用是儲存因兩次注塑間隔而產生的冷料頭以及熔體流動的前鋒冷料，防止冷料進入型腔而形成冷接縫。冷料穴的尺寸約等于主流道大端的直徑，長度約為主流道大端的直徑。為了使主流道凝料能順利地從主流道襯套中脫出，往往是冷料穴兼有開模時將主流道凝料從主流道拉出而附在動模一邊的作用，根據拉料的方式的不同，冷料穴的形式又可分為與推桿匹配的冷料穴、與拉料桿匹配的冷料穴和無拉料桿的冷料穴三種。 （1） 主流道冷料穴的設計 開模時應將主流道中的凝料拉出，所以冷料穴直徑稍大于或等于主流道大端直徑。開模時，主流道中的凝料由Z 形頭冷料穴拉出定模，當塑件被推出時，凝料同時被推出。該模具采用與拉料桿匹配的冷料穴，如圖7 所示。冷料穴深度取10mm。 圖7 主流道冷料穴 （2）分流道冷料穴的設計 該模具設計采用點澆口形式，故無須考慮分流道的冷料穴設計。 第4章 成型零件的設計與計算 4.1 注射模具成型零件和模體的設計 4.1.1 注射模具型腔的結構設計 （1）型腔的結構形式： （a）整體式 型腔由整塊材料構成，牢固、不易變形、塑件質量好。適用于形狀簡單或形狀復雜但型腔可用電火花和數控加工的中小型塑件。 （b）整體嵌入式 型腔由整塊金屬材料加工成并鑲入模套中，型腔尺寸小，凹模鑲件外形多為旋轉體，更換方便，適用于塑件尺寸較小的多型腔模具。 （c）局部鑲嵌式 將型腔中易磨損的部位做成鑲件嵌入模體中，使得易磨損鑲件部分易加工易更換。 長套管的型腔部分不是很復雜，只有一個型芯。這里選用整體鑲入式型腔。 4.1.2 注射模具型芯的結構設計 型芯的結構形式大體有：整體式；整體組合式；局部組合式；完全組合式。 本模具選擇的是整體組合式。整體組合式就是將主體型芯鑲嵌在模板上面固定而成。它加工簡單，易修復更換，也有很高的強度和剛度。 4.1.3 注射模具成型零件的尺寸確定 （1）型腔尺寸計算 型腔的各部分尺寸一般都是趨于增大尺寸，因此應選擇塑件公差△的1/2，取負偏差，再加上-1/4△的磨損量，而型芯深度則再加上-1/6△的磨損量，這樣的型腔的計算尺寸的表達如下。 （a）型腔的徑向尺寸的計算式： = （3.1） 式中——型腔的最小基本尺寸； ——塑件的最大基本尺寸； ——塑件的平均收縮率，S=0.005； ——塑件的公差，取7級精度； ——模具制造公差，按1/4△選取。 型腔徑向尺寸：12.05 15.0705 18.095 21.1475 25.1875 19.1125 22.165 根據（3.1）式計算各型腔的各徑向尺寸： （b）型腔的深度尺寸的計算公式： （3.2） 式中——型腔深度的最小尺寸； ——塑件的最大基本尺寸； 其余符號與（3.1）相同。 根據（3.2）式計算得型腔的各深度尺寸： 4.9475 2.9325 252.32785 （c）型芯尺寸計算 型芯的各部分尺寸除特殊情況以外都是趨于縮小尺寸，因此應選擇塑件公差的1/2，取正偏差，再加上+1/4的磨損量，而型芯高度則加上+1/6的磨損量。型芯的計算尺寸表達如下。 （d）型芯的徑向尺寸的計算式： （3.3） 式中——型芯的最大基本尺寸 ——塑件的最小基本尺寸 其余符號與（3.1）相同。 型芯徑向尺寸：10.285 16.4 根據（3.3）式計算得型芯的各徑向尺寸： （e）型芯的高度尺寸計算： （3.4） 式中——型芯高度的最大尺寸; ——型芯內形深度的最小尺寸； 其余符號與（3.1）相同。 根據（3.4）式計算得型芯的各高度尺寸：275.975 第5章 注塑模具導向及推出機構設計 5.1 注射模具的斜導柱側抽芯機構設計 斜導柱是斜導柱側抽芯機構的重要零件。設計斜導柱主要包括斜導柱的結構形式和安裝形式、斜導柱的工作直徑、抽拔角的選擇、斜導柱的長度的確定以及斜導柱的加工精度、選用材質及其熱處理等等。 （1）斜導柱傾斜角α 斜導柱的傾斜角是決定其抽芯工作效果的重要工作。傾斜角的大小關系到斜導柱的彎曲力和實際達到的抽拔力，也關系到斜導柱有效工作長度、抽芯距和開模行程。計算公式為 (3.5) 式中——斜導柱的抽拔角 ——抽芯距,=5 mm H——斜導柱完成抽芯距所需的開模具行程,H=95 mm 根據(3.5)式計算： =16.47°， 取=17° （2）圓柱形斜導柱總長度的計算 斜導柱的總長度取決于抽芯距、斜導柱直徑和傾斜角。 圓柱形斜導柱總長度的計算式： mm (3.6) 式中——斜導柱長度 ——斜導柱工作部分直徑 ——-抽芯距 ——斜導柱抽拔角 根據(3.6)式計算L =77.13 mm, 取=78 mm 斜導柱結構如圖8所示。 圖8斜導柱圖 5.2 注射模具的頂出機構 注射成型的每一周期中，必須將塑件從模具型腔中脫出，這種把塑件從型腔中脫出的機構稱為脫模機構，也可稱為頂出機構或推出機構。脫模機構的作用包括脫出、取出兩個動作。 推出機構設計原則： （a）結構可靠； （b）保證塑件推出時不變形不損壞； （c）推出位置盡量選在塑件內側,保證塑件外觀良好； （d）盡量使塑件留于動模一側； （e）把塑件推出模具10mm左右；如果脫模斜度較大時可以頂出塑件深度的2/3就可以了； （f）盡量選在垂直壁厚的下方，可以獲得較大的頂出力； （g）每一副模具的頂桿直徑最好是加工成直徑相同的，使加工容易； （h）圓推桿的頂部不是平面時要防轉； 本設計中采用塑件自行掉落的方式，所以不需要推出機構。 第6章 塑料注射模具的溫度調節(jié)系統設計 6.1 塑料注射模具的溫度調節(jié)系統的重要性 模具溫度是否合理直接關系到成型塑件的尺寸精度、表觀及內在質量，以及塑件的生產效率，因此是模具設計中的一項重要工作。 塑料品種不同則對于模具的溫度要求也不同?？傄笫?，使模具溫度達到適宜制品成型的工藝條件要求，能通過控溫系統的調節(jié)，使模腔各個部位上的溫度基本相同；在較長時間內，即在生產過程中的每個成型周期中，模具溫度應均衡一致。 6.2 塑料注射模具冷卻系統的設計原則 （1）合理確定冷卻水道與型腔表壁的距離； （2）合理地進行冷卻水道總體布局； （3）應加強澆口處的冷卻； （4）控制冷卻水入口處的溫度差盡量??； （5）應使冷卻水道中的水呈湍流狀態(tài)流動； （6）考慮和利用模具材料的導熱性； 水路布置如圖9 圖9 水路布置圖 6.3 過濾網注射模具的冷卻系統設計 根據塑料制品形狀及其所需的冷卻效果，冷卻回路可分為直通式、圓周式、多級式、螺旋線式、噴射式、隔板式等，同時還可以互相配合，構成各種冷卻回路。其基本形式有六種，由于過濾網為薄壁零件，且零件體積不是很大，所以熱傳遞的熱量也不是很大，這里選用的是簡單流道式。 第7章 注射機的選擇及參數的校核 7.1 注射機的選擇及計算 （1）注射容量 注射容量是選擇注射機的重要參數，它在一定的程度上注射機的注射能力，標志著注射機成型最大體積的塑料制品。 確定了單個塑件的體積(質量)和?？讛盗烤涂梢源篌w計算出多模塑件的總體積，再加上澆注系統中主流道、分流道、澆口、冷料穴的體積，即是一模塑料的總體積Vm。 ≤0.8 式中——成型零件與澆注系統體積總和，cm3； ——注射機最大注射容量,cm3； 通過PROE軟件計算出單個零件的體積為32.5cm3 ，澆注系統體積為9.8cm3。 估算：=2×32.5+9.8=74.8cm3 ，所以≥93.5 cm3 選擇注塑機HTF120J/TJ，有關參數見表2 表 2 注塑機參數 置 INJECTION UNIT B 螺桿直徑 Screw Diameter mm 40 螺桿長徑比 Screw L/D Ratio L/D 20 理論容量 Shot Size(Theoretical) cm3 214 注射重量 Injection Weight(PS) g 195 注射壓力 Injection Pressure Mpa 160 螺桿轉速 Screw Speed rpm 0～195 合模裝置 CLAMPING UNIT 合模力 Clamp Tonnage KN 1200 移模行程 Toggle Stroke mm 350 拉桿內距 Space Between Tie Bars mm 410x410 最大模厚 Max.Mold Height mm 430 最小模厚 Min.Mold Height mm 150 頂出行程 Ejector Stroke mm 120 頂出力 Ejector Tonnage KN 33 頂出桿根數 Ejector Number Piece 5 其它 OTHERS 最大油泵壓力 Max.Pump Pressure MPa 16 7.2 注射機有關參數的校核 7.2.1 型腔數的校核 （1）以機床的注射能力為基礎，每次注射量不超過注射機最大注射量的80％，按下面的公式計算 N=（0.8S-W澆）/W件 =（0.8×1.13×214-1.13×9.8）/73.45 =2.48＞2 型腔數校核合格。 式中 N ─型腔數； S ─注射機的注射量，g； W澆 ─澆注系統的質量，g； W件 ─塑件質量，g。 （2）以注射機料筒塑化能力為基礎校核型腔數時，應考慮不得超過塑化能力的85％，按下面的公式計算 N=（0.85PT- W澆）/W件 =（0.85×7×3.6×200-1.13×9.8）/73.5 =58.14＞2 型腔數校核合格。 式中 P ─料筒塑化能力，kg/h； T ─成型周期，s； W澆 ─澆注系統的質量，g； W件 ─塑件質量，g。 7.2.2 注射機工藝參數的校核 （1）最大注射壓力的校核 塑料壓力校核的目的是校核注射機的最大注射壓力能否滿足塑件成型的需要。注射機最大注射壓力應稍大于塑件成型所需要的注射壓力。即 Pe≥kP0=1.3×100=130MPa 而Pe=236MPa，注射壓力校核合格。 式中 Pe ─注射機額定注射壓力（MPa）； K ─注射壓力安全系數，取1.3； P0 ─成型所需的注射壓力（MPa），PA66為40～100； （2）鎖模力校核 F≥KF鎖=KAP型=1.2×259.86=311.83kN 而F=1200kN，鎖模力校核合格 7.2.3 開模行程的校核 H≥H1＋H2＋（5～10）mm 式中 H ─注射機動模板的開模行程（mm），取120mm； H1─塑件推出行程（mm），取25mm（塑件壁高處的高度）； H2 ─包括流道凝料在內的塑件高度（mm），其值為36 H2＝36＋（5～10）mm＝41～46mm （25mm 由裝配圖直接量?。? 所以，H＝120mm＞25＋40～45＝66～81mm 由計算可得，符合要求。 第8章 典型零件加工工藝設計 第8章 典型零件加工工藝設計 寧波大紅鷹學院 工 藝卡 第 1頁 共 1頁 產品型號 定模座板 零（組）件號 定模座板 零（組）件名稱 定模座板 材 料 45鋼板 毛坯種類 型材 工序號 工 序 名 稱 機 床 夾 具 備注 機床類別 型 號 0 開 料 鋸 床 J305 床夾具 5 銑四周輪廓 銑床 X6132 銑床夾具 10 銑上平面 銑床 X6132 銑床夾具 15 銑底面 銑床 X6132 銑床夾具 20 鉆上平面各孔 鉆床 Z51 鉆床夾具 25 鉗工修整 30 檢驗 35 23 致 謝 結束語 通過此畢業(yè)設計，掌握了模具設計的方法和步驟，并結合具體的零件進行了具體的設計工作，包括確定型腔的數目、選擇分型面、確定澆注系統、脫模方式、冷卻系統的設計、注射模成型零件尺寸的計算等。 畢業(yè)設計從測繪塑件圖紙，到完成PROE造型設計；完成塑件注射模具方案設計和相關設計計算；模具成型零件PROE造型設計；最后完成模具加工，掌握了完整的工程設計過程，工程設計應用能力得到了鍛煉和提高。 完成注射模具的制造工藝設計，但由于缺乏實際工作經驗，在這些設計過程中也遇到了很多困難，但在指導老師的指導下，問題都迎刃而解。 在設計期間，我學習并運用PROE對長套管及注射模的所有零件進行了造型設計和對所有零件進行裝配設計。提高了我對PROE的運用能力和計算機的應用能力，為以后我的工作奠定了基礎。 總之，通過本次畢業(yè)設計，加強了我對各項知識的學習深度，更培養(yǎng)了分析問題和解決問題的能力，教會我怎樣才能按步驟有條不紊地進行工作。這些為我走上工作崗位奠定了堅實的基礎。 致 謝 論文從開題、具體設計、論文的撰寫，均得到了老師、同學和朋友的大力支持。 特別感謝老師對我的指導。他們在繁忙的教學工作期間，對我的畢業(yè)設計付出了大量的心血，多次給我提出深刻而具有指導性的意見。正是有了他們對我時時刻刻的指導，才使我能正確把握論文的方向，并順利地完成。 感謝所有給我傳道授業(yè)的老師們，正是你們的辛勤教授才使學生有了完成畢業(yè)設計的知識與能力儲備，奠定了我的理論與實踐基礎。 參考文獻 [1] 羅繼相. 淺析我國模具行業(yè)現狀及發(fā)展趨勢和對策[J]. 模具技術, 2001. 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