線圈骨架注塑模設(shè)計(jì)-模具畢業(yè)論文

畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 課 題 名 稱 繞 線 圈 注 塑 模 具 學(xué) 生 姓 名 謝 小 雄 學(xué) 號(hào) 5 1 院 (系 )、專 機(jī)械工程學(xué)院 03 模具 1 班 指 導(dǎo) 教 師 鄧 清 方 職 稱 高 工 2006 年 6 月 1 日 內(nèi)容提要 本設(shè)計(jì)主要講述了以軟聚氯乙烯（ SPVC）為材料的線圈高骨架注塑模具的設(shè)計(jì)過(guò)程。 此模具在設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮了生產(chǎn)批量、以提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本為主要宗旨。 本產(chǎn)品為電動(dòng)機(jī)繞線圈，形狀規(guī)則，內(nèi)空心，側(cè)有凹槽，其要求它具有耐光，耐化學(xué)腐蝕、耐磨。結(jié)合這些要求，材料選擇 軟聚氯乙烯。根據(jù)計(jì)算出的體積與質(zhì)量選擇 SZ-100-60 型號(hào)的注塑機(jī)注塑。由于塑件內(nèi)空心，側(cè)有 凹槽要求模具必需采用 斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)分型。經(jīng)過(guò)比較，采用斜導(dǎo)柱在 定模，哈夫塊（斜滑塊）在動(dòng)模的結(jié)構(gòu) 。整體斜楔定位，斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯分型，推板推出工件的工作原理。 設(shè)計(jì)中對(duì)主要零件一一的進(jìn)行了設(shè)計(jì)。文中插入了非標(biāo)準(zhǔn)零件圖，以及模具結(jié)構(gòu)圖。 Contents brief summary Is it tell taking soft polyvinyl chloride (SPVC ) as material coil high skeleton mould plastics idea course of mould mainly to design originally. This mould is in the design, fully consider production lot , regard improving production efficiency , reducing the production cost as the main aim. This product winds the coil for the motor, form rule, hollow inside, the side has grooves , it requires it is able to bear all, able to bear chemistry and corroded, wear-resisting . Combine these require material choose the soft polyvinyl chloride. Choose the moulding plastics machine of SZ-100-60 type to mould plastics according to the volume and quality calculated out. Mould piece hollow , side have groove demand mould must adopt oblique to lead post side release the core organization dividing into type. Through compare, adopt oblique to lead post make mould , Haff piece (oblique to slip yuan ) Move the structure of the mould . Whole oblique wedge make a reservation, oblique to lead post side release core person who divide , push board put out operation principle of work piece. To the designing one by one of major part in the design. Have inserted the non-standard part picture, and mould structure chart in the article. 目 錄 內(nèi)容摘要 I Contents brief summary II 前言 1 第 1 章 塑件分析 2 第 1.1 節(jié) 塑件工藝性能分析 2 第 1.2 節(jié) 塑件批量 2 第 1.3 節(jié) 塑件批量體量和質(zhì)量 3 第 2 章 注塑機(jī)的選擇 4 第 2.1 節(jié) 注塑機(jī)的概述 4 第 2.2 節(jié) 選擇注塑機(jī) 6 第 3 章 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算 6 第 3.1 節(jié) 成型零件工作尺寸的計(jì)算 6 第 3.2 節(jié) 成型腔壁厚的計(jì)算 8 第 4 章 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 9 第 4.1 節(jié) 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9 第 4.2 節(jié) 模具結(jié)構(gòu)草案 14 第 4.3 節(jié) 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 第 4.4 節(jié) 塑件脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 18 第 4.5 節(jié) 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 18 第 4.6 節(jié) 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 22 第 5 章 注塑機(jī)參數(shù)的校核 23 第 5.1 節(jié) 最大注塑量的校核 23 第 5.2 節(jié) 注塑壓力的校核 23 第 5.3 節(jié) 鎖模力的校核 24 第 5.4 節(jié) 模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核 24 第 5.5 節(jié) 開模行程和頂出裝置的校核 25 結(jié)論 26 參考文獻(xiàn) 27 符號(hào)說(shuō)明 28 致謝 30 前言 隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，塑料制品在工業(yè)及日常生活中使用越來(lái)越大，因此對(duì)塑料模具設(shè)計(jì)人員的需求也在逐年的增加。同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)的人員的先進(jìn)的設(shè)計(jì)思維、掌握較多先加工技術(shù)以及加工工藝也是非常必要 的。作為學(xué)習(xí)模具專業(yè)的學(xué)生，我們有必須以提高自己的基礎(chǔ)理論為前提，為促進(jìn)我國(guó)模具行業(yè)的發(fā)展而努力，為促進(jìn)我國(guó)工業(yè)提高標(biāo)準(zhǔn)化水平而做出自己的貢獻(xiàn)。 模具畢業(yè)設(shè)計(jì)是模具專業(yè)最為重要的環(huán)節(jié)之一，同時(shí)它也是最后的一個(gè)關(guān)鍵教學(xué)環(huán)節(jié)。它是由學(xué)生過(guò)渡到生產(chǎn)的一步，由學(xué)校走向工廠的橋梁。是我們第一次系統(tǒng)地把所學(xué)理論應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)。 通過(guò)此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)制造的各個(gè)環(huán)節(jié)有了更加深入明確的了解從而培養(yǎng)和提高設(shè)計(jì)的能力。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的有兩個(gè)，第一個(gè)目的是讓我們掌握模具設(shè)計(jì)的基本技能，如繪圖，計(jì)算，查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)。熟悉國(guó)標(biāo)和各種 標(biāo)準(zhǔn)的能力，能夠熟練運(yùn)用 CAD， Pro/E。進(jìn)行繪圖。第二個(gè)目的是了解和掌握模具設(shè)計(jì)與制造的工藝，從而獨(dú)立的設(shè)計(jì)一般的塑料模具，為走出學(xué)校走向社會(huì)打下基礎(chǔ)。 我設(shè)計(jì)的是一副 斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的模具。采用斜導(dǎo)柱在定模，哈夫塊（斜滑塊）在動(dòng)模的結(jié)構(gòu) 。整體斜楔定位，斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯分型，推板推出工件的工作原理。 但因本人經(jīng)驗(yàn)不足，又加上時(shí)間倉(cāng)促。因此難避免存在一些錯(cuò)誤，敬請(qǐng)各位老師批評(píng)和指正，以便取得更大的進(jìn)步。 第 1章 塑件分析 第 1.1節(jié) 塑件工藝性分析 本產(chǎn)品為電動(dòng)機(jī)繞線圈，在工程中，我們都知道要求選擇有良 好絕緣性能的材料 ,具有此種性能的也較多，但此塑件選用軟聚氯乙烯 （ SPVC） 這種材料還具有耐光性、耐化學(xué)腐蝕性、耐磨性。 以下圖 1.1 為塑件的實(shí)物圖 圖 1.1 根據(jù)實(shí)際測(cè)量塑件的尺寸 ,如圖 1.2 所示 : R1R24040601 , 5201717201 , 5 圖 1.2 第 1.2 節(jié)塑件批量 本產(chǎn)品在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用 ,因?yàn)樽鳛槌Ｆ谏a(chǎn)的塑件 ,可以說(shuō)其批量值是比較大的，屬于大批量生產(chǎn)。故設(shè)計(jì)模具要有較高的效率 ,澆注系統(tǒng)要能自動(dòng)脫模。 第 1.3 節(jié) 塑件體積計(jì)算 塑件質(zhì)量的計(jì)算 是為了選擇合理的注塑機(jī)，提高設(shè)備利用率，確定模具的型腔數(shù)目。 因此；塑件質(zhì)量的計(jì)算則為； M 塑件 = V 塑件 （ 1.1） 而 V 塑件 = 2 2 （ 402 1.5） -(172 1.5)+(202-172) 57 =2 (3733+5814) 19.11cm3 =1.35g/cm3 (查塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè) ) 故 M 塑件 = 19.11 1.35 25.80(g) 又因； M 澆道 = V 澆道 =1.35 6200(通過(guò) pro/E 計(jì)算得出 )=8307mg 8.3g 所以； M 總 = M 塑件 +M 澆道 =19.11+8.3=27.41g 第 2章 注塑機(jī)的選擇 第 2.1 節(jié) 注射機(jī)的概述 注射機(jī)的類型和規(guī)格很多，分類方法各異，按結(jié)構(gòu)型式可分為立式、臥式、直角式三類，國(guó)產(chǎn)臥式注射機(jī)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。這三類不同結(jié)構(gòu)形式的注射成型機(jī)各特點(diǎn)如下： 立式注射機(jī)的注射柱塞（或螺桿）垂直裝設(shè)，鎖模裝置推動(dòng)模板也沿垂直方向移動(dòng)，這種注射成型機(jī)主要優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，安裝或拆卸小型模具很方便，容易在動(dòng)模上（下模 ） 安放嵌件，嵌件不易傾斜或墜落。其缺點(diǎn)是制品自模具中頂出以后不能靠重力下 落。需人工取出，有礙于全自動(dòng)操作，但附加機(jī)械手取產(chǎn)品后，也可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作，此類注射機(jī)注射量一般均在 60克以下。 臥式注射機(jī)是目前使用最廣、產(chǎn)量最大的注射成型機(jī)，其注射柱塞或螺桿與合模運(yùn)動(dòng)均沿水平方向裝設(shè)，并且多數(shù)在一條直線上（或相互平行）。優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體較低，容易操縱和加料，制件頂出模具后可自動(dòng)墜落，故能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作，機(jī)床重心較低安裝穩(wěn)妥，一般大中型注射機(jī)均采用這種形式。缺點(diǎn)是模具安裝比較麻煩嵌件放入模具有傾斜或落下的可能，機(jī)床占地 面積較大。 直角式注射機(jī)的柱塞或螺桿與合模運(yùn)動(dòng)方向相互垂直，主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于自制適于單件生產(chǎn)者，中心部位不允許留有澆口痕跡的平面制件，同時(shí)常利用開模時(shí)絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)拖動(dòng)螺紋型芯或型環(huán)旋轉(zhuǎn)，以便脫下塑件。缺點(diǎn)是機(jī)械傳動(dòng)無(wú)準(zhǔn)確可靠的注射和保壓壓力及鎖模力，模具受沖擊振動(dòng)較大。 第 2.2 節(jié) 選擇注射機(jī) 2.2.1 先考慮理論注塑量 理論注塑量是指注塑機(jī)在對(duì)空注塑的條件下，注塑螺桿（或柱塞）作一次最大注塑行程時(shí)，注塑裝置所能達(dá)到的最大注塑量。理論注塑量一般有兩種表示方法：一種規(guī)定以注塑 軟聚氯乙烯（ SPVC） （密度約為 1.35g/cm3）的最大克數(shù)（ g）為標(biāo)準(zhǔn)，稱之為理論注塑質(zhì)量；另一種規(guī)定以注塑塑料的最大容積（ cm3）為標(biāo)準(zhǔn)，稱之為理論注塑容量。 2.2.2 其次要考慮實(shí)際注塑量 根據(jù)實(shí)際情況，注塑機(jī)的實(shí)際注塑量是理論注塑量的 80左右。即有 M S= a M1 (2.1) V s =a V1 （ 2.2） 式中： M1 理論注塑質(zhì)量， g ； V1 理論注塑容量， cm3 ； MS 實(shí)際注塑質(zhì)量， g ； VS 實(shí)際注塑容量， g ； a 注塑系數(shù)，一般取值為 0.8。 在注塑生產(chǎn)中，注塑機(jī)在每一個(gè)成型周期內(nèi)向模內(nèi)注入熔融塑料的容積或質(zhì)量稱為塑件的注塑量 M，塑件的注塑量 M必須小于或等于注塑機(jī)的實(shí)際注塑量。 當(dāng)實(shí)際注塑量以實(shí)際注塑容量 VS表示時(shí)，如式（ 2.3）： MS， = ， VS （ 2.3） 式中： MS， 注塑密度為 時(shí)塑料的實(shí)際注塑質(zhì)量， g ； ， 在塑化溫度和壓力下熔融塑料密度， g/cm3 。 ， = C （ 2.4） 式中： 注塑塑料在常溫下的密度， g/cm3 ； C 塑化溫度和壓力下塑料密度變化的校正系數(shù)；對(duì)結(jié)晶型塑料， C=0.85，對(duì)非結(jié)晶型塑料 C=0.93。 當(dāng)實(shí)際注塑量以實(shí)際注塑質(zhì)量 MS表示時(shí)，有式（ 2.5）： MS， =MS（ / ps） （ 2.5） 式中： ps 軟聚氯乙烯（ SPVC） 在常溫 下的密度（約為 1.35g/cm3）。 所以，塑件注塑量 M 應(yīng)滿足式（ 2.6）： MS， M = nMZ = + MJ （ 2.6） 式中： n 型腔個(gè)數(shù)； MZ 每個(gè)塑件的質(zhì)量， g ； MJ 澆注系統(tǒng)及飛邊的質(zhì)量， g 根據(jù)塑料制品的體積或質(zhì)量查塑料模具設(shè)計(jì)教材表 5-2 或查相關(guān)手冊(cè)選定注塑機(jī)型號(hào)為； SZ-100-60 注塑機(jī)的參數(shù)如下； 注塑機(jī)的最大注塑量 100cm3 鎖模力 600Kn 注塑壓力 150Mpa 最小模厚 170mm 模板行程 300mm 注塑機(jī)定位孔直徑 125mm 噴嘴前端孔徑 4mm 噴嘴球面半徑 SR12 注塑機(jī)拉桿間距 320 320/mm mm 第 3 章 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算 第 3.1節(jié) 成型零件工作尺寸的計(jì)算 根據(jù)塑件圖可知，線圈高骨架外形尺寸無(wú)精度要求，只是塑件本身就要求達(dá)到 IT8級(jí)的精度，它屬于一般精度要求。故主要計(jì)算出相對(duì)于固定型芯和哈夫塊組合而成的型腔尺寸，其余型芯與型腔的尺寸則直接按產(chǎn)品尺寸。 3.1.1 型芯尺寸的計(jì)算 型芯的徑向尺寸的計(jì)算： 按平均收縮率計(jì)算型芯的徑向尺寸： 經(jīng)查塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)可知 SPVC 的平均收縮率為 1.8% （ SCP） 根據(jù)塑件精度等級(jí) (IT8)查得塑料模具 設(shè)計(jì)中“塑件公差數(shù)值表” ,其徑向基本尺寸為 17mm,那么它的浮動(dòng)尺寸為 17+0.48 0 根據(jù)公式 LM = LS +SCP LS + 3 4 - （ 3.1）LM = 17+17 1.8%+3 4 0.48- = /3 LM = 17.670 -0.16 式中 LM 零件制造徑向尺寸 ； LS 徑向的基本尺寸； 對(duì)于小型零件等于 /3（為制件允許的公差值 ）； 型芯尺寸的高度計(jì)算，同樣也是按收縮率來(lái)計(jì)算值： 這時(shí)規(guī)定制件孔深的名義尺寸 HS 為最小尺寸，偏差為正偏差，型芯高度的名義尺寸為 HM為最大尺寸，偏差為負(fù)偏差 ,而其基本尺寸為 60mm，浮動(dòng)尺寸為 60+0.92 0 ，同上可以得到型芯高度名義尺寸： HM = HS + SCP HS + 2 3 - （ 3.2） HM = 61.70 -0.3 3.1.2 型腔尺寸的計(jì)算 因?yàn)橐悦娴男托境叽绲挠?jì)算時(shí)都是以型腔 為準(zhǔn)的，因此有一部分的尺寸（ 60mm的尺寸）我們只考慮了型腔各尺寸的制造加工尺寸。 （ 1）型腔徑向尺寸的計(jì)算為： 同上以是按平均收縮率來(lái)計(jì)算其尺寸，已知在給定條件下的平均收縮率 SCP ，制件型腔的名義尺寸為 LM （最小尺寸），公差值為（正偏差），則型腔的平均尺寸為： LM + 2 。考慮到收縮量和磨損值， 但要注意的一點(diǎn)，那就是該設(shè)計(jì)的一大優(yōu)點(diǎn)，為了便于工人的制模，把型腔先做成一個(gè)整體，然后用線切割機(jī)床再分開，這樣也可以節(jié)約材料。因此在型腔一方將會(huì)加上一個(gè)放電間隙值和鉬絲的直徑值（設(shè)放電間隙為 0.02mm、鉬絲直徑為 0.18mm）。故也根據(jù)公式 LM = LS + LS SCP - 3 4 + （ 3.3） 可得： 1 基本尺寸為 20mm 時(shí)，可得如下值； LM = 20+20 1.8%- 3 4 0.56+ /3 LM = 19.94+0.18 0 那么 LM = 20.14+0.18 0 2 基本尺寸為 40 mm 時(shí)，可得如下值； LM = 40+40 1.8% - 3 4 0.92+ /3 LM = 40.12 +0.26 0 那么 LM = 40.32+0.26 0 （ 2）型腔深度尺寸的計(jì)算； 也是按平均收縮率計(jì)算型腔的深度尺寸，在型腔深度尺寸的計(jì)算中，規(guī)定制件高度的名義尺寸為 HS 為最大尺寸 ，公差以負(fù)偏差表示。型腔深度名義尺寸 HM為最小尺寸，公差以正偏差表示。型腔的底部或型芯的端面與分型面平行，在脫模過(guò)程中磨損很小磨損量就不考慮， 據(jù) HM = HS + HS SCP - 2 3 + (3.4) 可得 1 深度尺寸為 1.5mm 時(shí)： HM = 1.5+ 1.5 1.8% - 2 3 0.32+0.32/3 HM = 1.51+0.1 0 2 深度尺寸為 57mm 時(shí)： HM = 57+ 57 1.8% - 2 3 0.92+0.92/3 HM = 57.33+0.3 0 第 3.2節(jié) 成型腔壁厚的計(jì)算 成型腔應(yīng)具有足夠的壁厚以承受塑料熔體的高壓，如壁厚不夠可表現(xiàn)為剛度不足，即產(chǎn)生過(guò)大的彈性變形值；也可表現(xiàn)為強(qiáng)度不夠，即塑腔發(fā)生塑隆變形甚至破裂。模具的型腔在注射時(shí)，當(dāng)型腔全部充滿時(shí)，內(nèi)壓力達(dá)到極限值，然后隨著塑料的冷卻和澆口的封閉，壓力逐漸減小，在開模時(shí)接近常壓。 型腔壁厚計(jì)算以最大壓力為準(zhǔn)。理論分析和實(shí)踐證明，對(duì)于大尺寸的型腔，剛度不足是主要原因，應(yīng)按剛度來(lái)計(jì)算；而小尺寸和型腔在發(fā)生的彈性變形前，其內(nèi)應(yīng)力就超過(guò)了許用應(yīng)力，因此按強(qiáng)度來(lái)計(jì)算。而此次設(shè)計(jì)的塑件尺寸不是很大，因 此，我們就按強(qiáng)度來(lái)計(jì)算型腔壁厚。模具結(jié)構(gòu)中，都采用的是整體式且是矩形型腔，它的按強(qiáng)度來(lái)計(jì)算側(cè)壁的厚度比較的復(fù)雜。而在模具設(shè)計(jì)手冊(cè)里可以查得一些經(jīng)驗(yàn)值，如圖 3.1 所示： 圖 3.1 第 4 章 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 第 4.1 節(jié) 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4.1.1 澆口套的選用 澆口套屬于標(biāo)準(zhǔn)件，在選夠澆口套時(shí)應(yīng)注意：澆口套進(jìn)料口直徑和球面坑半徑。因此，所選澆口套如圖 4.1 所示： 38420+0.5+0.35618k63R340HRC45HRCR15? 4(2-1)4.1.2 冷料井的設(shè)計(jì) 根據(jù)實(shí)際 ,采用底部帶有頂桿的冷料井，推桿裝于推桿固定板上。如圖 4.2 所示： 圖 4.1 圖 3.1 2-24.1.3 分流道的設(shè)計(jì) （ 1）分流道截面形狀 分流道截面形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和 U形等，圓形和正方形截面流道的比表面積最?。鞯辣砻娣e與體積之比稱為比表面積），塑料熔體的溫度下降少，阻力亦小，流道的效率最高。但加工較困難，而且正方形截面不易脫模，所以在實(shí)際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及 U形。 （ 2）分流道的尺寸 分流道尺寸由塑料品種、塑件的大小及長(zhǎng)度確定。對(duì)于重量在 200g 以下，壁厚在 3mm 以下的塑件可用下面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算分流道的直徑，如式（ 4.1）。 D=0.2654W1/2 L1/4 （ 4.1） 式中： D-分流道的直徑， mm； W-塑件的質(zhì)量， g； L-分流道的長(zhǎng)度， mm. 此式計(jì)算的分流道直徑限于 3.2mm 9.5mm.對(duì)于 HPYC 和 PMMA。應(yīng)將計(jì)算結(jié)果增加 25。對(duì)于梯形分流道， H=2D/3；對(duì)于 U 形分流道， H=1.25R， R=0.5D。 D算出后一般取整數(shù)；對(duì)于半圓形 H=0.45R 對(duì)于流動(dòng)性極好的塑料（如 PE， PA 等），當(dāng)分流道很短時(shí)，其直徑可小到 2mm左右；對(duì)于流動(dòng)性差的塑料（如 PC， HPVC 及 PMMA 等），分流道直徑可以大到 13mm；圖 3.3 圖 4.2 大多數(shù)塑料所用分流道的直徑為 6mm 10mm。 4.3.3.分流道的布置 在多型腔模具中分流道的布置中有平衡式和非平衡式兩類。平衡史布置是指分流道到各型腔澆口的長(zhǎng)度、斷面形狀、尺 寸都相同的布置形式。它要求各對(duì)應(yīng)部位的尺寸相等。這種布置可實(shí)現(xiàn)均衡送料和同時(shí)充滿型腔的目的，使成型的塑件力學(xué)性能基本一致，但是，這種形式的布置使分流道比較長(zhǎng)。 非平衡式布置的指分流道到各型腔澆口長(zhǎng)度不相等的布置。這種布置使塑料進(jìn)入各型腔有先有后，因此不利于均衡送料，但對(duì)于型腔數(shù)量多發(fā)模具，為不使流道過(guò)長(zhǎng)，也常采用。為了達(dá)到同時(shí)充滿型腔的目的，各澆口的斷面尺寸要制作得不同，在試模4.3.4.分流道設(shè)計(jì)要點(diǎn) （ 1）、在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體順利充滿型腔的前提下，分流道截面面積與長(zhǎng)度盡 量取小值，分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)圓弧過(guò)度。 （ 2）、分流道較常時(shí)，在分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料井。 （ 3）、分流道的位置可單獨(dú)開設(shè)在定模板上或動(dòng)模板上，也可以同時(shí)開設(shè)在動(dòng)、定模板上，合模后形成分流道截面形狀。 （ 4）、分流道與澆口連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過(guò)度。 在選擇澆口套時(shí)應(yīng)注意： 、澆口套進(jìn)料口直徑如式（ 4.2） D=d+(0.5 1)mm （ 4.2） 式中： d-注塑機(jī)噴嘴口直徑。 、 球面凹坑半徑 R R=r+(0.5 1)mm； （ 4.3） 式中： r-注塑機(jī)噴嘴球頭半徑。 、澆口套與定模板的配合 在單腔模中，常不設(shè)分流道，而在多腔模中，一般都設(shè)置有分流道，塑料沿分流道流動(dòng)時(shí)，要求通過(guò)它盡快地充滿型腔，流動(dòng)中溫度降低盡可能小，阻力盡可能低。同時(shí)，應(yīng)能將塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔。從前兩點(diǎn)出發(fā)，分流道應(yīng)短而粗。但為了減少澆注系統(tǒng)的加回料量，分流道亦不能過(guò)粗。過(guò)粗的分流道冷卻緩慢，還 倒增長(zhǎng)模塑的周期。而該設(shè)計(jì)中使用了梯形斷面形狀的分流道。如圖 4.3 所示； ( 2 - 3 )因?yàn)樘菪螖嗝娴倪@種分流道易于機(jī)械加工，且熱量損失和阻力損失均不大，故它也是一種常用的形式其斷面尺寸比例為； H=2/3W, X=3/4W, 或?qū)⑿边吪c分模線的垂線呈 5 10的斜角。 4.1.4 澆口設(shè)計(jì) 澆口又稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)流道（除直澆口外），它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，其主要作用是： 1 、型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流。 2 、易于在 澆口切除澆注系統(tǒng)的凝料，澆口截面約為分流道截面的 0.03 0.09。 澆口長(zhǎng)度約為 0.5mm 2mm，澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限值，然后在試限時(shí)逐步糾正。 當(dāng)塑料熔體通過(guò)澆口時(shí)，剪切速率增高，同時(shí)熔體的內(nèi)摩擦加劇，使料流的溫度升高，粘度降低，提高了流動(dòng)性能，有利用充型。但澆口尺寸過(guò)小會(huì)使壓力損失增大，凝料加快，補(bǔ)縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑料質(zhì)量。 澆口的形狀和尺寸對(duì)制品質(zhì)量影響很大，澆口在多情況下，系整個(gè)流道斷面尺寸最小的部分（除主流道型的澆口外），一般匯報(bào)口的斷面積與分流道的斷面 積之比約為 0.03 0.09。斷面形狀如圖 4.3 所示，澆口臺(tái)階長(zhǎng) 1 1.5 左右雖然澆口長(zhǎng)度比分流道的長(zhǎng)度短的多，但因?yàn)槠鋽嗝娣e甚小，澆口處的阻力與分流道相比，澆口的阻力仍然是主要的，故在加工澆口時(shí)，更應(yīng)注意其尺寸的準(zhǔn)確性。 然而，根據(jù)塑件的樣品圖 1.1、生產(chǎn)的批量等，采用一模兩腔結(jié)構(gòu)。澆口采用扇形如圖 4.4 所示： 圖 4.3 (2-4)141032?16154.1.5 澆口位置的選擇 （ 1）澆口的位置的應(yīng)使填充型腔的流程最短 這樣的結(jié)構(gòu)使壓力損失最小，易保證料流充滿整個(gè)型腔。對(duì)于型塑 件，要進(jìn)行流動(dòng)比的校核。流動(dòng)比 K 由流動(dòng)通道的長(zhǎng)度 L與厚度 t之比來(lái)確定。如下式（ 4.4）： K=（ L /t ） （ 4.4） 式中： L -各段流程的長(zhǎng)度， mm； t -各段流程的厚度或直徑， mm； 流動(dòng)比的允許值隨塑料熔體的性質(zhì)、溫度壓力等的不同而變化。流動(dòng)比的計(jì)算公式為（ 7-6/8）： K=L1/t 1+L 2+L 3/t 2 （ 4.5） K= L1/t 1+L 2 /t 2+L 3/t 3+2L 4/t 4+L 5/t 5 （ 4.6） (2) 澆口位置的選擇要避免塑件變形 （ 3）澆口位置的設(shè)置應(yīng)減少或避免產(chǎn)生熔接痕 熔接痕是充型時(shí)前端較冷的料流在型腔中的對(duì)接部位，它的存在會(huì)降低塑件的強(qiáng)度，所以設(shè)置澆口時(shí)應(yīng)考慮料流的方向。為 提高熔接痕處強(qiáng)度，可在熔接處增設(shè)溢流槽，使冷料進(jìn)入逸流槽。筒形塑件采用環(huán)行澆口無(wú)熔接痕，而輪輻式澆口會(huì)有熔接痕產(chǎn)生。 圖 4.4 澆口的位置塑與件質(zhì)量有直接影響 ,位置選擇不當(dāng)會(huì)使塑件產(chǎn)生變形、熔接痕等缺陷。圖 4 5為澆口位置的布局。 (2-4)圖 圖 4.5 第 4.2 節(jié) 模具結(jié)構(gòu)草案 由于塑件內(nèi)空心 ,側(cè)有凹槽所要求模具結(jié)構(gòu)必須采用 斜導(dǎo)柱抽 芯機(jī)構(gòu)。并 采用斜導(dǎo)柱在定模，哈夫塊（斜滑塊）在動(dòng)模的結(jié)構(gòu) 。整體斜楔定位，斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯分型，推板推出工件的工作原理。 可以繪出模具草圖，如圖 4.6 所示； ? 80H9m623123456789101112131415161719202 4 0270211824? 18K6h5? 24H6m522 240 圖 4.6 （ 1）定模斜楔（ 2）冷卻水咀（ 3）哈夫塊（ 4）斜導(dǎo)柱（ 5）推件板（ 6）型芯固定板（ 7）支承板 (8) 模腳（ 9） 螺釘 M10（ 10）銷釘（ 11）模腳墊板（ 12）頂桿墊板（ 13）頂桿固定板（ 14）頂桿（ 15）拉料桿（ 16）導(dǎo)柱（ 17）導(dǎo)套（ 18）型芯（ 19）定模板 （ 20）澆口套（ 21）定位環(huán) （ 22）斜楔固定板 （ 23）螺釘 M8 第 .3 節(jié) 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)對(duì)于塑料模具是必不可少的部件，因?yàn)槟＞咴陂]合時(shí)要求有一定的方向和位置，所以必須設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，導(dǎo)柱安裝在動(dòng)模一邊或定模這一邊均可通常導(dǎo)柱設(shè)在主型芯周圍。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要定位、導(dǎo)向、承受一定側(cè)壓力三個(gè)作用。在該設(shè)計(jì)中采用了導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，而導(dǎo)柱導(dǎo)套為標(biāo)準(zhǔn)件。 所以， 1 ，以下為選用的導(dǎo)柱形式，如圖 4.7 所示： ?24k685 （ 各 個(gè) 均 是 ）525 2011020(4-2)A0.005 A0.80.2?28?16f7R 0 . 8 （ 均 是 ）0.5-0.8（ 各 個(gè) 均 是 ）從圖 4.7 中我們知道，其中對(duì)導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)有要求： 、 導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須比型芯端面的高度高出 6 8mm； 、 導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面，多采用 T8或 T10 硬度為 50 55HRC 2 ，導(dǎo)向孔的結(jié)構(gòu)要求如圖 4.8 所示： 圖 4.7 ?28?16H6?24R65R2,5110(4-3) 3 ，導(dǎo)柱導(dǎo)套配合形式，如圖 4.9 所示： (4-4)以上圖形，導(dǎo)柱裝入模板多用二級(jí)精度第二種過(guò)渡配合，而導(dǎo)套用二級(jí)精度靜配合。 4 ，導(dǎo)柱布置方式，如圖 4.10 所示： 圖 4.8 圖 4.9 ( 4 - 5 )第 4.4 節(jié) 塑件脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 在注塑成型的每一個(gè)循環(huán)中，塑件必須由模具型腔中脫出，在該設(shè)計(jì)中，為了使符合脫模機(jī)構(gòu)的要求： 1 使塑件留于動(dòng)模； 2 塑件不變形損壞 這是脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)達(dá)到的基本要求。要做到 這一點(diǎn)首先必須分析塑件對(duì)模腔的附著力的大小和所在部位，以便選擇合適的脫模方式和脫模位置，使脫模力得以均勻合理的分布。 3 良好的塑件外觀 頂出塑件的位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部，以免損壞塑件的外觀。 4 結(jié)構(gòu)可靠 因此，根據(jù) 4.6 裝配圖所示，其模具結(jié)構(gòu)的脫模機(jī)構(gòu)主要由中心拉料桿拉斷澆口，然后由頂桿推動(dòng)推板使工作推出，還有在設(shè)計(jì)主型芯時(shí)也會(huì)有一定的撥模作斜度3 5。 第 4.5 節(jié)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 當(dāng)塑件上具有與開模方向不同的內(nèi)外側(cè)孔時(shí)，塑件不能直接 脫模，必須將成型側(cè)圖 4.10 孔的零件做成可動(dòng)的，在塑件脫模前先將活動(dòng)型芯抽出，然后再自模中通過(guò)頂桿頂出塑件。而此次的設(shè)計(jì)完全符合以上要求，因此，也采用了側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)。又，該塑制品是大批量的生產(chǎn)，故也使用了機(jī)動(dòng)側(cè)向分型抽芯。 4.5.1 抽拔力和抽拔距的計(jì)算 4.5.1.1 抽拔力的計(jì)算。 4.5.1.2 而抽拔距的計(jì)算 ； 因?yàn)槌榘尉嗟扔趥?cè)孔深加 2 3mm 的安全系數(shù)，而當(dāng)結(jié)構(gòu)比較特殊時(shí)，如成型圓形線圈骨架，以及該外形為正方形的線圈骨架，（如下圖所示）設(shè)計(jì)的抽拔 距不能等于線圈骨架凹模深度 S2，因?yàn)榛瑝K抽至 S2時(shí)塑件的外徑仍不能脫出滑塊的內(nèi)徑，必須抽出 S 的距離再加上 (2 3)mm，塑件才能脫出。 故抽拔距為： S= S1+(2 3)=20+(2 3)mm=22 23mm 式中 S 抽拔距； S 抽拔的極根尺寸 （ 此為塑件最大的外形尺寸）； 4.5.1.3 斜導(dǎo)柱的尺寸與安裝形式 斜導(dǎo)柱的形狀與基本尺寸 ； 斜導(dǎo)柱的基本尺寸主要以長(zhǎng)度尺寸為主，斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度計(jì)算為如下式： L =1/2Dtan +h 1/cos +1/2dtan +S/sin +(10 15)mm （ 4.4） =1/2 20 0.45+25 1.1 1/2 15 0.45+22/0.4+(10 15)mm 110mm 式中 L 斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度； D 斜導(dǎo)柱固定部分大端直徑； h 斜導(dǎo)柱固定板厚度； 斜導(dǎo)柱的形狀與尺寸如圖 4.11 所示； 2 5AAA-A10 斜導(dǎo)柱的安裝固定形式： 如圖 4.11 所示，斜導(dǎo)柱的傾斜角 a為 24 ，而一般來(lái)說(shuō)鎖緊塊的角度 a =a+(23)mm,斜導(dǎo)柱與固定板之間用三 級(jí)精度第三種過(guò)渡配合。由于斜導(dǎo)柱只起驅(qū)動(dòng)滑塊的作用，滑塊運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性由導(dǎo)滑槽與滑塊間的配合精度保證，滑塊的最終位置由鎖緊塊保證，因此為了運(yùn)動(dòng)靈活，斜導(dǎo)柱和滑塊間采用比較松的配合，斜導(dǎo)柱的尺寸為 15-0.5 -1.0 ，頭部做成圓錐形，同時(shí)圓錐部的斜角為 30 度，它大于斜導(dǎo)柱的傾斜角，這樣避免了斜導(dǎo)柱的有效長(zhǎng)度離開滑塊時(shí)，其頭部仍然繼續(xù)驅(qū)動(dòng)滑塊。那么固定形式如圖 4.12： 圖 4.11 ( 4 - 5 ) 4.5.2 滑塊形式與導(dǎo)滑槽的形式 滑塊分為整體式與組合式，因 根據(jù)設(shè)計(jì)的需要，采用了組合式（哈夫塊）。而導(dǎo)滑槽的形式就是要能達(dá)到在抽芯的過(guò)程中，保證滑塊遠(yuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)上下竄動(dòng)和卡緊的現(xiàn)象。同時(shí)又要方便加工，故導(dǎo)滑槽采用組合式（由導(dǎo)滑板與推件板組成）其組合圖為 4.13 導(dǎo)滑板推件板(4-7) 4.5.3 鎖緊楔形式 在塑料的注塑過(guò)程可中，型芯受到塑料很大的推力作用，這個(gè)力通過(guò)滑塊傳給斜導(dǎo)柱，而一般斜導(dǎo)柱為細(xì)長(zhǎng)桿件，受力后容易變形，因此必須設(shè)置鎖緊楔，以便在模圖 4.12 圖 4.13 具閉模后鎖住滑塊，承受塑料給予型芯的推力，鎖緊楔與模件的邊連接可以根據(jù)推力的 大小，選取不同的方式，而該設(shè)計(jì)所選取的是整體式結(jié)構(gòu)，牢固可靠，側(cè)向力較大。它直接與定模固定，可見裝配圖可知。而鎖緊楔的角度在斜導(dǎo)柱的固定形式已講述了，這里不再重復(fù)。 4.5.4.1 斜導(dǎo)柱側(cè)向分型最小開模行程的校核； 因?yàn)樵撍芗眯睂?dǎo)柱側(cè)向芯是在水平的位置，因此要完成抽拔距所需要的開模行程由下式求得； H = S ctg =22 ctg24 45mm； 4.5.4.2 斜導(dǎo)柱的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算 、 斜導(dǎo)柱的受力分析； 根據(jù)斜導(dǎo)柱的形式 ，可以按公式 : Fw = Ft/cos (4.2) Fk = Ft tan (4.3) 式中 Fw 側(cè)抽芯時(shí)斜導(dǎo)柱所受的彎曲力； Ft 側(cè)抽芯的脫模力，其大小等于抽芯力； Fk 側(cè)抽芯時(shí)所需要的開模力； 綜合以上分析可知，從斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)考慮，希望斜角值大一些好；而從斜導(dǎo)柱受力情況考慮，希望斜角值小一些好。因此，該斜導(dǎo)柱 的斜角取了 24 ，經(jīng)過(guò)用上述公式的核算，滿足了模具結(jié)構(gòu)要求。 第 4.6 節(jié)模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 在注塑成型過(guò)程中，模具的溫度直接影響到塑件成型的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于各種塑料的性能和成型 工藝要求不同，模具的溫度要求也不同，一般注射到模具內(nèi)的塑溫度為 200 C 左右，而塑件固化后從模具型腔中取出時(shí)溫度在 60 C，溫度降低是由于模具通入了冷卻水，將熱量帶走了。像這樣就是我們要做的模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，（加水循環(huán)冷卻），這種方法一般用于流動(dòng)性比較好的低融點(diǎn)塑料的成型。因?yàn)?SPVC的成型的如下的特性： 雖然流動(dòng)不是很好，極 易分解，特別在高溫下與鋼接觸時(shí)極易分解，分解產(chǎn)生腐蝕性氣體，但當(dāng)給模腔表面鍍鉻或滲氮處理，可以解決以上問(wèn)題；另外就是在低溫高壓下注塑。同時(shí)模具應(yīng)有冷卻系統(tǒng)。圖 4.14 是模具結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)的大概圖： 圖 4.14 第章 注塑機(jī)參數(shù)的校核 每副模具都只能安裝在與其相適應(yīng)的注塑機(jī)上進(jìn)行生產(chǎn)，因此模具設(shè)計(jì)與所用的注塑機(jī)關(guān)系十分密切。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)校核注塑機(jī)的一些技術(shù)參數(shù) 。 第 5.1 節(jié)最大注塑量的校核 注塑機(jī)的最大注塑量 應(yīng)大于制品的質(zhì)量，其中包括了主流道及澆口的凝料。通常注塑機(jī)的實(shí)際注塑量最好是在注塑機(jī)理論注塑量的 80%之間。故有公式 0.8M 機(jī) M 塑 +M 澆 （ 5.1） M 塑 +M 澆 =27.41g 因此，最大的注塑量符合工作的需要。 第 5.2 節(jié)注塑壓力的校核 注塑壓力校核是校驗(yàn)注塑機(jī)的最大注塑壓力能不能滿足該制品成型的需要，制品240 成型所需的壓力是由注塑機(jī)類型、噴嘴形式、塑料流動(dòng)性、澆注系統(tǒng)和型腔的流動(dòng)阻力等因素決定的，例如 螺桿式注塑機(jī)，其注塑機(jī)壓力傳遞比柱塞式注塑機(jī)好，因此注塑壓力可取得小一些，流動(dòng)性差的塑料的或細(xì)長(zhǎng)流程塑件注塑壓力應(yīng)取得大一些?？蓞⒖几鞣N塑料的注塑成型工藝確定塑件的注塑壓力，再與注塑機(jī)額定壓力相比較。那么查塑料模具手冊(cè)可得，其額定注塑壓力大于所需的注塑壓力。因此所選擇的是符合要求的。 第 5.3 節(jié)鎖模力的校核 當(dāng)高壓的塑料熔體充滿模具型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的力，使模具的分型面漲開，其值等于制件和澆口流道系統(tǒng)在分型面上投影面積之和乘以型腔內(nèi)塑料壓力。而作用在這個(gè)面積上的總力，應(yīng)小于注塑機(jī)的額定鎖模力 P， 否則在注塑時(shí)會(huì)因模具不緊產(chǎn)生嚴(yán)重的溢邊現(xiàn)象。型腔內(nèi)塑料壓力，可以按公式計(jì)算。而經(jīng)查塑料模具設(shè)計(jì)中SPVC 在型腔里的理論注塑壓力在 40MP 80MP 之間。 而只有 F 機(jī)鎖 P 模 A 的不等式成立時(shí)，才能符合要求。 式中 F 機(jī)鎖 表示注塑機(jī)的最大鎖模力； P 模 表示為熔融型料在型腔內(nèi)的壓力 ； A 表示為塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影之和； 故有； F 機(jī)鎖 =400kn P 模 A=80MP 2936 2=189.88kn 所以符合要求。 第 5.4 節(jié) 模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核 5.4.1 模板尺寸和拉桿間距是否相適合 因?yàn)橐獫M足上述要求，只有達(dá)到模具長(zhǎng)寬拉桿間距這樣的條件。 而確有，模具長(zhǎng)寬 =240 200(mm mm)拉桿間距 =295 295(mm mm)成立，所以也是滿足要求的。 5.4.2 模具閉合高度的校核 通過(guò)前章各模板的尺寸選定和計(jì)算，模具實(shí)際厚度 H 模 為 270mm，而注塑機(jī)最小厚度 H 最小 為 170 mm， 即； H 模 H 最小 也滿足要求。 第 5.5 節(jié) 開模行程與頂裝置的校核 在此，本文所選注塑機(jī)的最大開模行程與模具厚度的關(guān)時(shí)的校核。且該模具結(jié)構(gòu)則屬于有側(cè)向抽芯開模動(dòng)作 的結(jié)構(gòu) ，故注塑機(jī)的開模行程要求符合下式； S 機(jī) Hc H1+H2+（ 5 10） mm （ 5.2） 式中； S 機(jī) 注塑機(jī)板間的最大開距，（ mm） Hc 完成側(cè)抽芯距離 l 所需要的開模行程，（ mm） H1 開模要頂出的距離，（ mm） H2 塑件的高度，（ mm） 而當(dāng)， Hc H1+H2可以按 S 機(jī) （ H 模 H 最小 ） H1+H2+（ 5 10） mm 進(jìn)行計(jì)算 式中， HM 成型模板的高度，（ mm） 那么可以解得不等式； S 機(jī) （ H 模 H 最小 ） =300-（ 270-170） 60+116+（ 5 10） mm=181 186mm， 故也滿足要求。 總結(jié)：根據(jù)以上章節(jié)的計(jì)算與分析得出，該模具結(jié)構(gòu)及各工作尺寸都符合要求。各模板中的相對(duì)位置可以根據(jù)零件圖便可查出，附零件圖于后。 結(jié) 論 三年的模具專業(yè)的學(xué)習(xí)，匯集于這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在這一段時(shí)間的塑模設(shè)計(jì)過(guò)程中，查閱了大量的資料、以及結(jié)合短暫的畢業(yè)實(shí)習(xí)，我鞏固了自己三年來(lái)所學(xué)的知識(shí)。掌握了塑料模具設(shè)計(jì)的一般步驟和方法，提高了塑模設(shè)計(jì)的能力，增加了自己的知識(shí)量，為以后的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò) 這次設(shè)計(jì)，使我對(duì)模具結(jié)構(gòu)，模具設(shè)計(jì)以及模具加工都有了一定的了解，同時(shí)也是我三年來(lái)所學(xué)知識(shí)的一次總結(jié)