畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）盒蓋的塑料成型與模具設(shè)計(jì)

1、武漢工業(yè)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論 文)設(shè)計(jì)(論文)題目: 盒蓋的塑料成型與模具設(shè)計(jì)姓 名 學(xué) 號(hào) 院 (系) 機(jī)械工程系 專(zhuān) 業(yè) 模 具 指導(dǎo)老師 2011 年9 月 1 日目錄第一章 前言. .51.1本研究領(lǐng)域的現(xiàn)狀和國(guó)內(nèi)外的發(fā)展趨勢(shì). .51.2 本課題的研究?jī)?nèi)容.要求.目的及意義. 6 第二章 塑料的結(jié)構(gòu)工藝性分析. 82.1塑件的幾何形狀分析.8 2.2塑件原材料的成型特性.92.3塑件的生產(chǎn)批量.112.4設(shè)備的選擇.12 2.5鎖模力的校核. 13 2.6 開(kāi)模行程的校核.14 第三章 分型面位置的分析和確定 15 3.1分型面的選擇原則.153.2 分型面選擇方案.15第四章 澆

2、注系統(tǒng)的設(shè)計(jì).174.1 主流道的設(shè)計(jì).174.2 澆口設(shè)計(jì).17第五章 成型零部件的設(shè)計(jì).195.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).195.2 成型零件工作尺寸計(jì)算.195.3成型零件的強(qiáng)度及底板厚度計(jì)算.205.4成型零件的鋼材的選用.215.5標(biāo)準(zhǔn)模架的確定.22 5.6模架各尺寸的校核.23第六章 成型設(shè)施備的校核計(jì)算.246.1注射機(jī)注射壓力校核.246.2注射量的校核.246.3鎖模力的校核.246.4安裝尺寸的校核.256.5推出機(jī)構(gòu)的校核.236.6開(kāi)模行程的校核.23第七章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).26第八章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng).278.1 模具溫度對(duì)制品質(zhì)量的影響.26第九章 排氣槽的設(shè)計(jì).29第

3、十章 模具的總體結(jié)構(gòu).29總結(jié).33參考文獻(xiàn).34致謝.35第一章 前 言1.1 本研究領(lǐng)域的現(xiàn)狀和國(guó)內(nèi)外的發(fā)展趨勢(shì)1.1.1 概述21世紀(jì)模具制造行業(yè)的基本特征是高度集成化.智能化.柔性化和網(wǎng)絡(luò)化，追求的目標(biāo)是提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率.縮短設(shè)計(jì)及生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本，最大限度的提高模具制造業(yè)的應(yīng)變能力，滿(mǎn)足用戶(hù)需求。1.1.2 國(guó)外的發(fā)展情況 國(guó)外的模具發(fā)展?fàn)顩r具體表現(xiàn)為以下七個(gè)特征（1） 集成化技術(shù)現(xiàn)代模具制造系統(tǒng)不僅應(yīng)強(qiáng)調(diào)信息的集成，更應(yīng)該強(qiáng)調(diào)技術(shù)人員和管理的集成。在開(kāi)發(fā)模式制造系統(tǒng)時(shí)強(qiáng)調(diào)“多集成”的概念，即信息集成.智能集成.串并行工作機(jī)制集成及人員集成，這更適合未來(lái)制造系統(tǒng)的需要。（

4、2） 智能化技術(shù)應(yīng)用人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期各個(gè)環(huán)節(jié)的智能化，以及模具設(shè)備的智能化，也要實(shí)現(xiàn)人與系統(tǒng)的融合及人在其中智能的充分發(fā)揮。（3） 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括硬件和軟件的集成實(shí)現(xiàn)。各種通訊協(xié)議及制造自動(dòng)化協(xié)議，信息通訊接口，系統(tǒng)操作控制策略等，是實(shí)現(xiàn)各種制造系統(tǒng)自動(dòng)化的基礎(chǔ)，目前早通過(guò)了internet實(shí)現(xiàn)跨國(guó)界模具設(shè)計(jì)的成功例子。（4）多學(xué)科多功能綜合產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)不僅用到機(jī)械科學(xué)的理論和知識(shí)，還用到了電磁學(xué).光學(xué).控制理論等，甚至要考慮到經(jīng)濟(jì).心理.環(huán)境.衛(wèi)生及社會(huì)等各方面的因素。產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)要進(jìn)行多目標(biāo)全性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以追求模具產(chǎn)品的動(dòng)靜態(tài)特性.效率.精度.使用壽

5、命.可靠性與制造周期的最佳組合。（5） 虛擬現(xiàn)實(shí)與多媒體技術(shù)的應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)在21世紀(jì)整個(gè)制造中都將有廣泛的應(yīng)用，可以用于培訓(xùn).制造系統(tǒng)仿真的實(shí)現(xiàn)基于制造仿真的世紀(jì)與制造.集成設(shè)計(jì)與制造.實(shí)現(xiàn)集成人的設(shè)計(jì)等。美國(guó)已于1999年借助于vr技術(shù)成功地修復(fù)了哈勃太空望遠(yuǎn)鏡。多媒體技術(shù)采用多種介質(zhì)來(lái)存儲(chǔ).表達(dá)處理多種信息，融文字.語(yǔ)音.圖像與一體，給人一種真實(shí)感。（6） 反求技術(shù)的應(yīng)用在許多情況下，一些產(chǎn)品并不是來(lái)自設(shè)計(jì)概念，而是起源于另外一些產(chǎn)品或?qū)嵨?，要在只有產(chǎn)品原型或?qū)嵨锬Ｐ停鴽](méi)有產(chǎn)品圖樣的條件下進(jìn)行模具設(shè)計(jì)和制造以便制造出產(chǎn)品，此時(shí)需要通過(guò)實(shí)物的測(cè)量，然后利用測(cè)量數(shù)據(jù)畸形實(shí)物的cad幾何模型的

6、重新構(gòu)造。這種過(guò)程就是反求工程pe。建立了cad幾何模型后，就可以依據(jù)這種數(shù)字化的幾何模型用于后續(xù)的許多操作。（7） 快速成型制造技術(shù)快速成型制造技術(shù)rpm基于層制造原理，迅速制造出產(chǎn)品原型，而與零件的集合復(fù)雜程度無(wú)關(guān)，尤其在具有復(fù)雜曲面形狀的產(chǎn)品制造中更能顯示其優(yōu)越性它不僅能夠迅速制造出原型供設(shè)計(jì)評(píng)估.裝配校驗(yàn).功能試驗(yàn)。而且還可以通過(guò)形狀復(fù)制，快速經(jīng)濟(jì)地制造出產(chǎn)品模具，從而避免了傳統(tǒng)模具制造的費(fèi)時(shí)和耗成本的nc加工，因而rpm技術(shù)在模具制造中發(fā)揮著重要的作用。1.1.3 國(guó)內(nèi)的發(fā)展情況目前國(guó)內(nèi)模具行業(yè)的反展情況是，隨著輕工業(yè)及汽車(chē)制造業(yè)的迅速發(fā)展，模具設(shè)計(jì)制造日漸受到人們廣泛關(guān)注，已經(jīng)成為

7、一個(gè)行業(yè)，但是我國(guó)模具行業(yè)缺乏技術(shù)人員，存在品種少，精度低，制造周期長(zhǎng)，壽命短，供不應(yīng)求的情況。一些大型.精密.復(fù)雜的模具還不能自行制造.需要每年花幾百萬(wàn).上千萬(wàn)美元從國(guó)外進(jìn)口，制約了工業(yè)的發(fā)展，所以在我國(guó)大力發(fā)展模具行業(yè)勢(shì)在必行。為了提高模具企業(yè)的設(shè)計(jì)水平和加工能力，中國(guó)模具協(xié)會(huì)向全國(guó)模具行業(yè)推薦適合于模具企業(yè)用的cad/cam系統(tǒng)。但是國(guó)內(nèi)優(yōu)秀的cad/cam系統(tǒng)很少，只有少數(shù)適合模具行業(yè)應(yīng)用。而國(guó)外購(gòu)買(mǎi)的雖有強(qiáng)大的三維曲面造型能力.強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)有限元分所能力.強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)輔助制造能力.產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理能力等，但是價(jià)格昂貴，一般企業(yè)難以支持。1.2 本課題的研究?jī)?nèi)容.要求.目的及意義 1.2.1

8、本課題的研究?jī)?nèi)容做盒蓋的模具設(shè)計(jì)，使盒蓋注射模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，型芯.型腔.推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，并可自動(dòng)脫模。并書(shū)寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告，和模具說(shuō)明說(shuō)。根據(jù)說(shuō)明書(shū)畫(huà)模具cad圖。1.2.2 本課題的研究要求（1） 檢驗(yàn)理論知識(shí)掌握情況，將理論與實(shí)踐結(jié)合。（2） 初步掌握進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的方法.過(guò)程.為將來(lái)走向工作崗位進(jìn)行科技開(kāi)發(fā)工作和撰寫(xiě)好科研論文打下基礎(chǔ)。（3） 培訓(xùn)自己的動(dòng)手能力.創(chuàng)新能力.計(jì)算機(jī)運(yùn)用能力。1.2.3 本課題的研究要求（1） 此塑件外表面不允許有印痕，并且要光滑。（2） 要使注射模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且可自動(dòng)脫模。（3） 流道設(shè)計(jì)合理，可保證產(chǎn)品質(zhì)量冰球額又節(jié)約生產(chǎn)原材料。（4） 了解聚丙烯的性能.特性和設(shè)

9、計(jì)時(shí)的要求。1.2.4 研究意義 （1） 對(duì)于模具的設(shè)計(jì)可以從選材到設(shè)計(jì)到成型有一個(gè)完整的了解和初步的掌握。以進(jìn)一步的熟練掌握autocad的運(yùn)用。（2） 鍛煉自己的獨(dú)立思考能力和創(chuàng)造能力，為更好更快的適應(yīng)工作作準(zhǔn)備。關(guān)鍵詞：模具設(shè)計(jì) 斜頂桿抽芯 盒蓋 注塑 塑料成型工藝 第二章 塑料的結(jié)構(gòu)工藝性分析2.1塑件的幾何形狀分析該零件為四側(cè)有內(nèi)凹的盒蓋塑件，由于側(cè)壁有1.65mm左右的內(nèi)凹，而且交界處并沒(méi)有通過(guò)圓角或者斜面過(guò)渡，根據(jù)公式(a-b)*100%/b=1.65/23.05=7.2%大于%5不符合強(qiáng)制脫模條件，因此需要采用斜拉桿抽出，內(nèi)抽芯使模具機(jī)構(gòu)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較麻煩，由于塑件高度在25mm

10、一下，所以不需要考慮脫模斜度，其他結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，壁厚也比較均勻，該塑件采用聚丙烯成型。2.2塑件原材料的成型特性 表 1 聚丙烯的力學(xué)性能材料性能純聚丙烯玻纖增強(qiáng)聚乙烯屈服強(qiáng)度/mpa3778-90拉伸強(qiáng)度/mpa-78-90斷裂伸長(zhǎng)率/%200-彎曲強(qiáng)度/mpa67132彎曲彈性模量/mpa1.454.5簡(jiǎn)支梁沖擊強(qiáng)度（無(wú)缺口）/（kj/m2）7851簡(jiǎn)支梁沖擊強(qiáng)度（缺口）/（kj/m2）3.5-4.814.1布氏硬度hbs8.659.1 表2 聚丙烯的熱性能和電性能材料性能純聚丙烯玻纖增強(qiáng)聚丙烯玻璃化溫度/c-18-10-熔點(diǎn)（粘流溫度）/c170-176170-18045n/cm2102

11、-115127180/cm256-67127線膨脹系數(shù)/（10-5/c）9.84.9比熱容/j/(kg*k)1930-熱導(dǎo)率/【w/(m*k)】0.118-燃燒性/（cm/min）慢-體積電阻/歐姆*cm1016-擊穿電壓/（kv/mm）30-表3 聚丙烯的物理性能材料性能純聚丙烯玻纖增強(qiáng)聚丙烯密度/（g/cm3）0.90-0.91-比體積/（cm2/g）1.10-1.11-吸水性（%（24小時(shí)）0.01-0.030.05長(zhǎng)時(shí)間浸水18d0.5-透明度或透光度半透明- 表4 聚丙烯的工藝參數(shù)材料性能純聚丙烯玻纖聚丙烯成型收縮率/%1.0-3.00.4-0.8拉伸模量e/*103mpa1.6-1

12、.73.1-6.2泊松比u0.43-與鋼的摩擦因數(shù)f0.49-0.51-2.3塑件的生產(chǎn)批量塑件的生產(chǎn)類(lèi)型對(duì)注射模具結(jié)構(gòu)、注射模具材料使用均有重要的影響。在大批量生產(chǎn)中，由于注射模具價(jià)格在整個(gè)生產(chǎn)費(fèi)用中所占比例較小，提高生產(chǎn)率和注射模具壽命問(wèn)題比較突出，所以可以考慮使用自動(dòng)化程度較高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度壽命高的模具。如果是小批量生產(chǎn)，則應(yīng)盡量采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易的注射模具，以降低注射模具的成本。該塑件生產(chǎn)類(lèi)型屬于小批量生產(chǎn)，由于四側(cè)有內(nèi)凹，推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)比較麻煩，運(yùn)動(dòng)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜，需要采用斜拉桿抽出，故采用一模一腔，這樣可以使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本降低。2.4設(shè)備的選擇（1）塑件體積及重量v=

13、5.3*103*10-3=5.3cm3又由于聚丙烯的密度為0.91g/cm3m=5.3*0.91=4.9g1.以容量計(jì)算時(shí)0.8v注=v件所以v注=6.625cm30.8c=gc=6.125g根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以采用sz-60/450臥式注射機(jī)；該注射機(jī)的參數(shù)如下表：理論注射量/cm3105螺桿（柱塞）直徑/mm35注射壓力/mpa125注射速率/（g/s）75塑化能力/（g/s）10螺桿轉(zhuǎn)速/（r/min）14-200鎖模力/kn450拉桿內(nèi)間距/mm280*250移模行程/mm220最大模具厚度/mm300最小模具厚度/mm100鎖模形式雙屈肘定位孔直徑/mm55噴嘴球直徑/mm202.5鎖模

14、力的校核鎖模力是指注射機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所能施加的最大夾緊力。注射機(jī)鎖模力的校核關(guān)系式為： fkpa式中 f注射機(jī)鎖模力，查相關(guān)表得sz-60/450鎖模力為450kn k壓力損耗系數(shù)，一般取1.11.2；p型腔內(nèi)熔體的壓力，本塑件p=30mpa；a塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和，本模具a=3.610-計(jì)算 kpa=1.230mpa3.610-=129.6kn450kn故注射機(jī)的鎖模力足夠，滿(mǎn)足要求。2.6 開(kāi)模行程的校核開(kāi)模取出塑件所需的開(kāi)模距離必須小于注塑機(jī)的最大開(kāi)模行程，對(duì)于液壓-機(jī)械式鎖模機(jī)構(gòu)注塑機(jī)，其最大開(kāi)模行程由注塑機(jī)曲肘機(jī)構(gòu)的最大行程決定，與模具厚度無(wú)關(guān)雙。雙分型面注射模

15、，其開(kāi)模行程按下式校核 sh1+h2+a+（5-10）mm式中s注射機(jī)的最大開(kāi)模行程，查資料得sz-60/450機(jī)的最大開(kāi)模行程s=220mm h1推出距離（脫模距離），為15mm h2包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，為10.5mma是中間板（型腔板）與定模的分開(kāi)距離（mm）取30mm計(jì)算得：h1+h2+a+510=15+10.5+30+10=60.5mm220mm因此，sz-60/450的開(kāi)模行程符合要求。 第三章 分型面位置的分析和確定3.1分型面的選擇原則在塑件設(shè)計(jì)階段，首先應(yīng)該考慮成型時(shí)分型面的形狀數(shù)量，否則就無(wú)法用模具成型。在模具設(shè)計(jì)階段，應(yīng)首先確定分型面的位置，然后才選擇模具的結(jié)構(gòu)。分

16、型面選擇是否合理，對(duì)工藝操作難易程度和模具設(shè)計(jì)制造有很大影響。因此分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵塑件質(zhì)量工因素。選擇分型面總的原則是保證塑件質(zhì)量，且便于制品脫模和簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)：由參考文獻(xiàn)1可知.分型面的選擇應(yīng)便于塑件脫模和簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，選擇分型面應(yīng)盡量使塑件開(kāi)模時(shí)留在動(dòng)模；.分型面應(yīng)盡可能選擇在不影響外觀的部位，并使其產(chǎn)生的溢料邊易于消除和修整；.分型面的選擇應(yīng)保證塑件尺寸精度；.分型面選擇應(yīng)有利于排氣；.分型面選擇應(yīng)便于模具零件的加工；.分型面選擇應(yīng)考慮注射機(jī)的規(guī)格。3.2 分型面選擇方案根據(jù)該塑件的形狀，分型面選擇的方案有如下幾種，分析比較如下： 分型面選擇方案1.如圖所示：1、定模

17、板 2、動(dòng)模板 圖3-1分型面與開(kāi)模方向垂直，置于最大截面處，塑件包緊在動(dòng)模型芯上。利用推出機(jī)構(gòu)易于推出，開(kāi)模行程合理，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，塑件成型精度高，能夠滿(mǎn)足要求。 分型面選擇方案2圖所示 1、定模板 2、動(dòng)模板 3、型芯圖2-21、定模板 2、動(dòng)模板 圖3-2與方案1很類(lèi)似，但是此方案比方案1加工難度大，推出機(jī)構(gòu)也相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜，模具成型精度不高，加大了模具的制造復(fù)雜性和成本，所以此方案不如方案1好。綜上所述，分型面采用方案一，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。塑件成型精度可靠。第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的作用是將塑料熔體順利地充滿(mǎn)到型腔各處，以便獲得外形輪廓清晰，內(nèi)在質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑件。因此要求沖

18、模速度快而有序，壓力損失小，熱量散失少，排氣條件好，澆注系統(tǒng)凝料易于與塑件分離或切除，而且在塑件上留下的澆口痕跡小。 所謂澆注系統(tǒng)是指注射模中從主流道的始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道。澆注系統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無(wú)流道澆注系統(tǒng)兩類(lèi)。普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料穴四部分組成。澆注系統(tǒng)的作用是將熔融塑料引入模腔，并將注射壓力傳到模腔各部位，壓實(shí)熔融塑料以獲得密度均勻、外觀清晰、尺寸穩(wěn)定的塑料制品。4.1 主流道的設(shè)計(jì)主流道是澆注系統(tǒng)中從噴嘴與模具相接觸部位開(kāi)始，到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)通道，屬于從熱的塑料熔體到相對(duì)較冷的模具中的過(guò)渡階段，因此它的形狀和尺寸非常重要。主流道部分在成

19、型過(guò)程中，其小端入口處與注射機(jī)噴嘴及一定溫度和壓力的塑料熔體冷熱交換的反復(fù)接觸，屬于易損件，對(duì)材料的要求高，因而模具的主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套式-澆口套主流道部分尺寸如下: 主流道小端直徑 d = 注射機(jī)噴嘴直徑 + (0.51)= 4 +1= 5mm 主流道球面半徑 sr = 注射機(jī)噴嘴球面半徑 + (12)= 20 + 1 = 21mm 凹坑深度 h = 35 取h =3mm 主流道錐角 =36，取=3 流道壁表面粗糙度ra=0.40.8m 取ra=0.63m 主流道長(zhǎng)度 l 一般60mm，取40mm 主流道大端直徑 取d =9mm澆口套材料采用t10a鋼，熱處理淬火后表面

20、硬度為53hrc-57hrc。將澆口套與定位圈設(shè)計(jì)成整體，用螺釘固定在定模板上，防止?jié)部谔资艿侥Ｇ粌?nèi)塑料的反壓增大。4.2 澆口設(shè)計(jì)澆口是連接流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，起著調(diào)節(jié)控制料流速度，補(bǔ)料時(shí)間及防止倒流等作用。澆口的形狀、尺寸、位置對(duì)塑件的質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。澆口設(shè)計(jì)與塑件性能、塑件形狀、截面尺寸、模具結(jié)構(gòu)及注射工藝參數(shù)等因素有關(guān)?？偟囊笫鞘谷哿弦暂^快的進(jìn)入并充滿(mǎn)型腔，同時(shí)在充滿(mǎn)后能適時(shí)冷卻封閉，因此澆口截面要小，長(zhǎng)度要短，這要可增大料流速度，快速冷卻封閉，且便于塑件與澆口凝料分離，不留明顯的澆口痕跡，保證塑件外觀質(zhì)量。 類(lèi)型及位置的確定直接澆口適用于任何塑料

21、，常用于成型大而深的塑件，熔體的壓力損失少，成型容易。但由于澆口處固化慢，容易造成成型周期延長(zhǎng)，產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力，超壓填充，澆口處易產(chǎn)生裂紋，澆口凝料切除后塑件上疤痕較大。點(diǎn)澆口位置能靈活確定，成型后表面質(zhì)量好，但由于澆口面積較小，需提高注射壓力，增加模具成本。潛伏式澆口，為了不影響產(chǎn)品外觀，要開(kāi)設(shè)二次澆口，但其二次澆口加工困難。由于模具結(jié)構(gòu)采用的是雙分型面，在第一個(gè)分型面分開(kāi)時(shí)要將澆口處的冷料拉斷，所以需要采用點(diǎn)澆口。第五章 成型零部件的設(shè)計(jì)構(gòu)成塑料模具模腔的零件統(tǒng)稱(chēng)為成型零件。5.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型腔.由于成型塑件的總體吃尋不是太大，型腔采用整體式，它是在整塊金屬模板上加工而成的

22、，其特點(diǎn)是牢固，不易變形，不會(huì)使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡，整體式型腔常用于簡(jiǎn)單的中小型模具上。 型芯.凸模是用于成型塑件內(nèi)表面的零部件，有時(shí)又稱(chēng)型芯或成型桿。凸模與模板做成整體，結(jié)構(gòu)牢固，成型質(zhì)量好，但鋼材消耗量大，適用于內(nèi)表面形狀簡(jiǎn)單的小型凸模。由于本塑件尺寸較小 ，對(duì)材料不能構(gòu)成浪費(fèi)，為了使其結(jié)構(gòu)牢固，安裝方便，配合簡(jiǎn)單，本制件可選用整體式凸模。5.2 成型零件工作尺寸計(jì)算成型零部件工作尺寸計(jì)算有平均值法和公差帶法兩種。本設(shè)計(jì)為便于計(jì)算采用平均值法。塑件尺寸按一般精度取mt5級(jí)，模具制造公差等級(jí)為it10。由表1-1塑件的尺寸公差知各尺寸如下： 型腔的徑向尺寸70.6+0.750 根據(jù)塑件尺寸，

23、查9表3-2 相應(yīng)z=0.25mm式中 ls 塑件外形基本尺寸為70.6mmscp 塑件平均收縮率 (1.0-3.0)%,取scp = 2.0% 塑件外形公差值 =0.74mm型腔的深度 10.5 根據(jù)塑件尺寸，查9表3-2 相應(yīng)z=0.10mm式中 ls 塑件外形基本尺寸,為10.5mmscp 塑件平均收縮率 (1.0-3.0)%,取scp = 2.0% 塑件外形公差值 =0.3mm 型芯的徑向尺寸66+0.750 根據(jù)塑件尺寸，查9表3-2 相應(yīng)z=0.21mm型芯的高度8.2根據(jù)塑件尺寸查，9表3-2 相應(yīng)z=0.09mm5.3成型零件的強(qiáng)度及底板厚度計(jì)算 塑料模型腔壁厚和底板厚度的計(jì)算

24、，是模具設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的重要問(wèn)題，尤其對(duì)大型模具更為突出，目前常用的計(jì)算方法是按強(qiáng)度和剛度條件計(jì)算兩大類(lèi)，但是實(shí)際的塑料膜卻要求即不允許強(qiáng)度不足而發(fā)生明顯變形，甚至破壞，也不允許因剛度不足而發(fā)生過(guò)大變形，因此，要求對(duì)強(qiáng)度和剛度加以合理考慮。 對(duì)于大尺寸型腔，剛度不足是主要矛盾，應(yīng)按剛度條件計(jì)算，對(duì)于小尺寸型腔，強(qiáng)度不夠則是主要矛盾，應(yīng)按強(qiáng)度條件計(jì)算，強(qiáng)度計(jì)算的條件是滿(mǎn)足各種受力狀態(tài)下的許用應(yīng)力，剛度計(jì)算的條件則由于模具的特殊性，可以從以下幾個(gè)方面加以考慮：1） 要防止溢料2） 應(yīng)保證塑件精度3） 要有利于脫模 型腔側(cè)壁厚度注射成型時(shí)，為了承受型腔高壓熔體的作用，型腔側(cè)壁與底板應(yīng)該有足夠的強(qiáng)度和

25、剛度，以免因剛度或強(qiáng)度不夠而破裂或失效。該型腔側(cè)壁厚，因其直接為定模板，可按整體式圓形型腔，參考文獻(xiàn)1公式7-48式中 p 型腔內(nèi)壓力.mpa,為40 mpa,r 型腔內(nèi)半徑,為34mmh 型腔深度, 為10.5mm 型腔材料的許用壓力 一般中碳鋼為180mpah 型腔外壁高度 為30mm考慮到導(dǎo)柱的長(zhǎng)度和安裝尺寸，預(yù)定的30mm顯然滿(mǎn)足上述尺寸，完全可以滿(mǎn)足強(qiáng)度和剛度條件 型腔底版厚度按強(qiáng)度條件計(jì)算獻(xiàn)1 :參考文式7-57所以對(duì)于型腔取厚度35mm,滿(mǎn)足要求。5.4成型零件的鋼材的選用此塑件是大批量件生產(chǎn)，成型零件的所選鋼材耐磨性和抗疲勞性能良好；機(jī)械加工性能和拋光性能也應(yīng)良好（參考文獻(xiàn)【3

26、】）。所以：動(dòng)模座板45鋼墊塊q235推板固定板45鋼圓柱頭內(nèi)六角螺釘45鋼推板導(dǎo)柱t8a推板導(dǎo)套t8a型芯固定板45鋼推板45鋼導(dǎo)柱t8a導(dǎo)套t8a定模板45鋼定模座板45鋼定位圈t10a澆口套t10a 5.5標(biāo)準(zhǔn)模架的確定 模具的大小主要取決于塑件的大小和結(jié)構(gòu)，對(duì)于模具而言，在保證足夠強(qiáng)度和剛度的條件下，結(jié)構(gòu)越緊湊越好，可以以塑件布置在推桿的范圍之內(nèi)及復(fù)位桿與型腔保持一定距離為原則來(lái)確定模架大小，可以大致按下列經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算：塑件在分型面上的投影寬度w需要滿(mǎn)足：ww2-10mm塑件在分型面上的投影長(zhǎng)度l需要滿(mǎn)足：llt-d-30mm 式中w2是推板寬度（mm） 是復(fù)位桿在長(zhǎng)度方向的間距（m

27、m）；d是復(fù)位桿直徑（mm） 根據(jù)以上二式可以求得w2和lt 再對(duì)照中小型標(biāo)準(zhǔn)模架尺寸系列中相應(yīng)的參數(shù)就可以確定模架大小和型號(hào)了 a板尺寸a板是定模型腔板，塑件高度為10.5mm，在模板上還要開(kāi)設(shè)冷卻水道，冷卻水道離型腔應(yīng)有一定的距離，因此，a板的厚度取30mm。 b板尺寸b板是凸模固定板，按照模架標(biāo)準(zhǔn)板厚取25mm c板尺寸c板是墊塊，墊塊=推出行程+推板厚度+推板固定板厚度+（5-10）mm=40+15+20+（5-10）mm=80mm經(jīng)過(guò)上述尺寸的計(jì)算，模架尺寸已經(jīng)確定為6號(hào)，板面為230*200，模架結(jié)構(gòu)形式為a1型的標(biāo)準(zhǔn)模架。其外形尺寸為230mm*200mm*175mm如下圖4-5

28、所示： 圖5-1所選a1型模架結(jié)構(gòu) 5.6 模架各尺寸的校核根據(jù)所選注塑機(jī)來(lái)校核模具設(shè)計(jì)的尺寸1） 模具平面尺寸230mm*200mm280mm*250mm（拉桿間距），校核合格。2） 模具高度尺寸185mm，100mm185mm300mm(模具的最大厚度和最小厚度)，校核合格。3）模具的開(kāi)模行程sh1+h2+a+（5-10）mm計(jì)算得：h1+h2+a+510=15+10.5+30+10=60.5mm220mm（開(kāi)模行程），校核合格。第六章成型設(shè)施備的校核計(jì)算6.1注射機(jī)注射壓力校核所選注射機(jī)額定注射壓力為125mpa，該塑件的注射壓力為70-90mpa，由于選用的是螺桿式注射機(jī)，其注射壓力的

29、傳遞比柱塞式要好，聚丙烯流動(dòng)性一般，因此注射壓力選用80mpa，注射應(yīng)滿(mǎn)足 pmaxkp0 式中: pmax注射機(jī)額定注射壓力 p0注射成型時(shí)所用的注射壓力k安全系數(shù)，常取k = 1.251.4左邊 = 125mpa 右邊 = 1.25801.480 = 100-112mpa滿(mǎn)足要求6.2注射量的校核根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，注射機(jī)的最大注射量是其允許最大注射量的80%，由此有 n vn+ vj80% vg vg注射機(jī)允許的最大注射量cm3 vj澆注系統(tǒng)所需塑件的體積cm3 vn 單個(gè)塑件的體積cm3。公式源自參考文獻(xiàn)1式5-2左邊 = 10.6cm3 右邊 = 80%105= 84 cm3滿(mǎn)足要求6.3

30、鎖模力的校核鎖模力是指注射機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所能施加的最大夾緊力。注射機(jī)鎖模力的校核關(guān)系式為： fkpa式中 f注射機(jī)鎖模力，查相關(guān)表得sz-60/450鎖模力為450kn k壓力損耗系數(shù)，一般取1.11.2；p型腔內(nèi)熔體的壓力，本塑件p=30mpa；a塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和，本模具a=3.610-計(jì)算 kpa=1.230mpa3.610-=129.6kn450kn故注射機(jī)的鎖模力足夠，滿(mǎn)足要求。6.4安裝尺寸的校核根據(jù)所選注塑機(jī)來(lái)校核模具設(shè)計(jì)的尺寸3） 模具平面尺寸230mm*200mm280mm*250mm（拉桿間距），校核合格。4） 模具高度尺寸185mm，100mm18

31、5mm300mm(模具的最大厚度和最小厚度)，校核合格。3）模具的開(kāi)模行程sh1+h2+a+（5-10）mm計(jì)算得：h1+h2+a+510=15+10.5+30+10=60.5mm220mm（開(kāi)模行程），校核合格。6.5推出機(jī)構(gòu)的校核各種型號(hào)注射機(jī)推出機(jī)構(gòu)的設(shè)置情況及推出距離等各不相同，設(shè)計(jì)模具時(shí)，必須了解注射機(jī)推出桿的直徑、推出形式、最大推出距離及雙推中心桿距等，以確保模具推出機(jī)構(gòu)與注射機(jī)的推出機(jī)構(gòu)相適應(yīng)。6.6開(kāi)模行程的校核開(kāi)模取出塑件所需的開(kāi)模距離必須小于注塑機(jī)的最大開(kāi)模行程，對(duì)于液壓-機(jī)械式鎖模機(jī)構(gòu)注塑機(jī)，其最大開(kāi)模行程由注塑機(jī)曲肘機(jī)構(gòu)的最大行程決定，與模具厚度無(wú)關(guān)雙。雙分型面注射模，

32、其開(kāi)模行程按下式校核 sh1+h2+a+（5-10）mm式中s注射機(jī)的最大開(kāi)模行程，查資料得sz-60/450機(jī)的最大開(kāi)模行程s=220mm h1推出距離（脫模距離），為15mm h2包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，為10.5mma是中間板（型腔板）與定模的分開(kāi)距離（mm）取30mm計(jì)算得：h1+h2+a+510=15+10.5+30+10=60.5mm220mm因此，sz-60/450的開(kāi)模行程符合要求。第七章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要用于保證動(dòng)模和定模兩大部分及其他零部件之間的準(zhǔn)確對(duì)合。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式，設(shè)計(jì)的基本要求是導(dǎo)向精確，定位準(zhǔn)確，并且有足夠的強(qiáng)度，剛度和耐磨

33、性，多采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。7.1導(dǎo)向裝置的作用：1） 導(dǎo)向作用。上模和下模合模時(shí)，首先是導(dǎo)向零件接觸，引導(dǎo)上下模準(zhǔn)確合模，避免凸?；蛐托鞠冗M(jìn)入型腔，保證不損壞成型零件。2） 定位作用，避免模具裝配時(shí)認(rèn)錯(cuò)方位而損壞模具（尤其是形狀不對(duì)稱(chēng)的型腔），對(duì)于垂直分型的兩瓣對(duì)拼凹模，合模銷(xiāo)可以保證在合模時(shí)定位準(zhǔn)確。3） 承受一定的側(cè)向壓力。塑料注入型腔過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生單向側(cè)面壓力，或者由于成型設(shè)備精度的限制，使導(dǎo)柱在工作中承受一定的側(cè)壓力，當(dāng)側(cè)向壓力很大時(shí)，則不能完全由導(dǎo)柱來(lái)承擔(dān)，需要增設(shè)錐面定位裝置。 圖4-7 導(dǎo)柱導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式第八章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)模具溫度是指模具型腔和型芯的表面溫度。模具溫度是否合適、均一

34、與穩(wěn)定，對(duì)塑料熔體的沖模流動(dòng)、固化定型、生產(chǎn)效率及塑件的形狀、外觀和尺寸精度都有嚴(yán)重影響。模具中設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的就是要通過(guò)控制模具的溫度，使注射成型塑件有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)效率。8.1 模具溫度對(duì)制品質(zhì)量的影響由于該套模具的要求在80以下，又是小型模具，所以無(wú)需設(shè)計(jì)加熱裝置。對(duì)熱塑性塑料，注射成型后必須對(duì)模具進(jìn)行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡可能的傳給模具，以使塑料可靠冷卻定型并迅速脫模。對(duì)于黏度低，流動(dòng)性好的塑料(如聚乙烯、聚丙烯等)，因成型工藝要求模溫不太高，所以常用溫水進(jìn)行冷卻。冷卻介質(zhì)有水和壓縮空氣，但用冷卻水較多，因?yàn)樗臒崃看?，傳熱系?shù)大，成本低。決定用水冷卻，即在模

35、具型腔周?chē)_(kāi)設(shè)冷卻水道。 考慮到塑件冷卻效率，加工方便，在定模板兩側(cè)各設(shè)置二根直通式水管，就能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。第九章 排氣槽的設(shè)計(jì)此塑件成型型腔體積比較小，注射時(shí)間短，分流道設(shè)在分型面上，塑料的注入會(huì)使氣體不會(huì)在型腔頂部造成憋氣，氣體會(huì)沿著分型面和型芯與推件板之間的軸向間隙向外排出。因此不必另外開(kāi)設(shè)排氣槽，以節(jié)約模具成本，同時(shí)，又不影響到塑件的成形。第十章 模具的總體結(jié)構(gòu) 由以上設(shè)計(jì)步驟，綜合得設(shè)計(jì)的模具機(jī)構(gòu)如下： 圖10-1 a-a剖視圖 圖10-2 動(dòng)模移走后的定模投影視圖 圖10-3 定模移走后的動(dòng)模投影視圖 圖10-4 b-b剖視圖工作原理為：開(kāi)模時(shí)，注射機(jī)開(kāi)模系統(tǒng)帶動(dòng)動(dòng)模部分后移，由

36、于彈簧23的作用，模具首先a分型面分型，定模板6隨動(dòng)模一起后移，固定在動(dòng)模板上的限位銷(xiāo)5與定距拉板左端接觸，使定模板停止移動(dòng)，動(dòng)模繼續(xù)后移，b分型面分型，因塑件包緊在型芯上，這時(shí)澆注系統(tǒng)凝料在澆口處自行拉斷，然后在a分型面之間自行脫落或者人工取出，。動(dòng)模部分繼續(xù)后移，當(dāng)注射機(jī)的推桿接觸推板12時(shí)，推出機(jī)構(gòu)開(kāi)始工作，側(cè)滑塊在斜頂桿17和19的推動(dòng)作用下將塑件從型芯上推出，塑件在b分型面之間自行落下。 總結(jié)此次課程設(shè)計(jì)是學(xué)習(xí)好塑料模具這門(mén)課程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是對(duì)整個(gè)課程的一個(gè)全面的考察，也是對(duì)我們以前學(xué)過(guò)的機(jī)械制圖，公差與技術(shù)測(cè)量，機(jī)械原理，材料成型原理，材料成型工藝，材料成型設(shè)備，等一系列課程的

37、綜合考察。使我們能夠更好的分析和解決塑料模具設(shè)計(jì)中的問(wèn)題，進(jìn)一步鞏固，加深和拓寬我們所學(xué)的知識(shí)。通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)踐，逐步樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)思路，和流程。掌握塑料模具設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，培養(yǎng)分析和解決問(wèn)題的能力。通過(guò)計(jì)算，繪圖和運(yùn)用各種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，設(shè)計(jì)手冊(cè)等有關(guān)資料，對(duì)設(shè)計(jì)一整套模具的方法有了充分的認(rèn)識(shí)，為畢業(yè)設(shè)計(jì)做好了準(zhǔn)備。 在設(shè)計(jì)工程中所涉及到的公式，都是從各個(gè)參考文獻(xiàn)中經(jīng)過(guò)比較而選取的，選擇上來(lái)講，還是較為合理的，計(jì)算結(jié)果正確，能滿(mǎn)足塑件的制造要求。模具在選材過(guò)程中，在滿(mǎn)足要求的前提下盡量采用性?xún)r(jià)比高而又滿(mǎn)足要求的的材料，主要的零部件都是較為常用的制造方便，能夠使用標(biāo)準(zhǔn)件的盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件。模具在裝配好以后要保證適當(dāng)?shù)呐浜详P(guān)系，能