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插圖清單
圖1 塑件圖………………………………………………………………………….5
圖2 分型面…………………………………………………………………………9
圖3 型腔排布……………………………………………………………………11
圖4 主流道結(jié)構(gòu)…………………………………………………………………12
圖5 主流道襯套……………………………………………………………13
圖6 分流道…………………………………………………………………13
圖7定位環(huán)…………………………………………………………………14
圖8 排氣槽………………………………………………………………….15
圖9導(dǎo)柱…………………………………………………………………16
圖10導(dǎo)套……………………………………………………………………17
圖11 型腔……………………………………………………………………19
圖12 型芯………………………………………………………………19
圖13 型腔板……………………………………………………………………22
圖14 總裝圖…………………………………………………………………25
1 緒論
塑料工業(yè)是世界上增長最快的工業(yè)之一。隨著科技日新月異的發(fā)展，塑料工業(yè)得到了前所未有的發(fā)展，從而使塑料的數(shù)量也不斷上漲。當(dāng)然塑料工業(yè)的發(fā)展離不開塑料模具設(shè)計，模具工業(yè)被譽為“工業(yè)之母”。隨著模具技術(shù)的迅速發(fā)展，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具已成為各種工業(yè)產(chǎn)品不可或缺的重要工藝設(shè)備。模具成型具有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗、低成本的特點。因而，在國民經(jīng)濟各個部門得到了極其廣泛的應(yīng)用。在模具成型中，塑料成型占很大的比重。由于塑料具有化學(xué)穩(wěn)定性好，電絕緣性強，力學(xué)性能高，自潤滑，耐磨及相對密度小等獨特的優(yōu)異性能，成為工業(yè)部分必不可少的新型材料。
1.1 國內(nèi)塑料模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
1.1.1 國內(nèi)塑料模具的現(xiàn)狀
隨著經(jīng)濟的快速增長，裝備制造業(yè)良好的態(tài)勢有力地促進了我國塑料模具業(yè)發(fā)展。國內(nèi)市場對模具特別是塑料模具的需求旺盛，加上國產(chǎn)模具在中低端產(chǎn)品方面具有較強的競爭力，國外用戶采購我國模具的比例繼續(xù)增大，工業(yè)發(fā)達國家將模具生產(chǎn)向我國轉(zhuǎn)移呈現(xiàn)加快態(tài)勢，由此促進了我國塑料模具業(yè)產(chǎn)需兩旺，增速達到20%左右，保持高速增長態(tài)勢。
近年來，中國塑料模具制造水平已有較大提高。大型塑料模具已能生產(chǎn)單套重量達到50t以上的注塑模，精密塑料模具的精度已達到2μm，制件精度很高的小模數(shù)齒輪模具及達到高光學(xué)要求的車燈模具等也已能生產(chǎn)，多腔塑料模具已能生產(chǎn)一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生產(chǎn)擠出速度達6m/min以上的高速塑料異型材擠出模具及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠出和低發(fā)泡鋼塑共擠等各種模具。在生產(chǎn)手段上，模具企業(yè)設(shè)備數(shù)控化率已有較大提高，CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用面已大為擴展，高速加工及RP/RT等先進技術(shù)的采用已越來越多，模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率及模具商品化率都有較大幅度的提高，熱流道模具的比例也有較大提高。
整體來看，中國塑料模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大進步，但與國民經(jīng)濟發(fā)展的需求、世界先進水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、復(fù)雜、壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進口。在總量供不應(yīng)求的同時，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場競爭激烈，還有一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢。中國塑料模具行業(yè)和國外先進水平相比，主要存在以下問題。?
1.發(fā)展不平衡，產(chǎn)品總體水平較低。雖然個別企業(yè)的產(chǎn)品已達到或接近國際先進水平，但總體來看，模具的精度、型腔表面的粗糙度、生產(chǎn)周期、壽命等指標(biāo)與國外先進水平相比尚有較大差距。
2.工藝裝備落后，組織協(xié)調(diào)能力差。雖然部分企業(yè)經(jīng)過近幾年的技術(shù)改造，工藝裝備水平已經(jīng)比較先進，有些三資企業(yè)的裝備水平也并不落后于國外，但大部分企業(yè)的工藝裝備仍比較落后。
3.大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱，創(chuàng)新能力明顯不足。一方面是技術(shù)人員比例低、水平不夠高，另一方面是科研開發(fā)投入少；更重要的是觀念落后，對創(chuàng)新和開發(fā)不夠重視。模具企業(yè)不但要重視模具的開發(fā)，同時也要重視產(chǎn)品的創(chuàng)新。?
4.供需矛盾短期難以緩解。近幾年，國產(chǎn)塑料模具國內(nèi)市場滿足率一直不足74%，其中大型、精密、長壽命模具滿足率更低，估計不足60%。同時，工業(yè)發(fā)達國家的模具正在加速向中國轉(zhuǎn)移，國際采購越來越多，國際市場前景看好。市場需求旺盛，生產(chǎn)發(fā)展一時還難以跟上，供不應(yīng)求的局面還將持續(xù)一段時間。?
5.體制和人才問題的解決尚需時日。在社會主義市場經(jīng)濟中，競爭性行業(yè)，特別是像模具這樣依賴于特殊用戶、需單件生產(chǎn)的行業(yè)，國有和集體所有制原來的體制和經(jīng)營機制已顯得越來越不適應(yīng)。人才的數(shù)量和素質(zhì)也跟不上行業(yè)的快速發(fā)展。?
1.1.2 國內(nèi)塑料模具的發(fā)展趨勢
在信息化帶動工業(yè)化發(fā)展的今天，我們既要看到成績，又要重視落后，要抓住機遇，采取措施，在經(jīng)濟全球化趨向日漸加速的情況下，盡快提高塑料模具的水平，融入到國際市場中去，隨著市場的發(fā)展，塑料新材料及多樣化成型方式今后必然會不斷發(fā)展，因此對模具的要求也越來越高。為了滿足市場需要，未來的塑料模具無論是品種、結(jié)構(gòu)、性能還是加工都必將有較快發(fā)展，而且這種發(fā)展必須跟上時代步伐。展望未來，下列幾方面發(fā)展趨勢預(yù)計會在行業(yè)中得到較快應(yīng)用和推廣。
1）超大型、超精密、長壽命、高效模具將得到發(fā)展。
2）多種材質(zhì)、多種顏色、多層多腔、多種成型方法一體化的模具將得到發(fā)展。
3）為各種快速經(jīng)濟模具，特別是與快速成型技術(shù)相結(jié)合的RP/RT技術(shù)將得到快速發(fā)展。
4）模具設(shè)計、加工及各種管理將向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展CAD/CAE/CAM/CAPP及PDM/PLM/ERP等將向智慧化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
5）更高速、更高精度、更加智慧化的各種模具加工設(shè)備將進一步得到發(fā)展和推廣應(yīng)用。
6）更高性能及滿足特殊用途的模具新材料將會不斷發(fā)展，隨之將產(chǎn)生一些特殊的和更為先進的加工方法。
7）各種模具型腔表面處理技術(shù)，如涂覆、修補、研磨和拋光等新工藝也會不斷得到發(fā)展。
8）逆向工程、并行工程、復(fù)合加工乃至虛擬技術(shù)將進一步得到發(fā)展
9）熱流道技術(shù)將會迅速發(fā)展，氣輔和其它注射成型工藝及模具也將會有所發(fā)展。
10）模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高。
11）在可持續(xù)發(fā)展和綠色產(chǎn)品被日益重視的今天，“綠色模具”的概念已逐漸被提到議事日程上來。即，今后的模具，從結(jié)構(gòu)設(shè)計、原材料選用、制造工藝及模具修復(fù)和報廢，以及模具的回收利用等方面，都將越來越考慮其節(jié)約資源、重復(fù)使用、利于環(huán)保，以及可持續(xù)發(fā)展這一趨向。
? 在科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)下，國內(nèi)模具企業(yè)將進一步深化改革，下功夫搞好科技進步與創(chuàng)新，堅持走新型工業(yè)化道路，將速度效益型的增長模式逐步轉(zhuǎn)變到質(zhì)量和水平效益型的軌道上來，模具工業(yè)必將得到又好又快的發(fā)展。
1.2 鎖蓋注塑模具設(shè)計
1.2.1 鎖蓋注塑模具設(shè)計思路
鎖蓋注塑模設(shè)計首先要確定模塑的工藝規(guī)程，包括塑件的工藝性分析，計算塑件的體積和質(zhì)量，確定注塑工藝參數(shù)，選取成型設(shè)備。然后才是具體的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，其中需要參考大量的文獻資料和繁瑣的計算工作，主要有分型面選擇，確定型腔的排列方式，澆注系統(tǒng)設(shè)計，排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計，脫模機構(gòu)設(shè)計，成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計等。當(dāng)這些工作做完后，要根據(jù)具體的情況考慮要不要設(shè)計加熱或冷卻系統(tǒng)，再校核一下所選的注塑機是不是符合使用要求，繪制出模具裝配圖和整套的零件圖，編制出主要零件的加工工藝規(guī)程。
1.2.2鎖蓋注塑模具設(shè)計進度
1.了解目前國內(nèi)外注塑模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時間2天；
2.確定加工方案，所用時間3天；
3.模具的設(shè)計，所用時間25天；
2 模塑工藝規(guī)程的編制
工件名稱：鎖蓋
生產(chǎn)批量：大批量
材料：酚醛
塑件簡圖見圖1
圖1
2.1塑件的工藝性分析
2.1.1塑件的原材料分析
塑件的材料采用黑色酚醛塑料，屬熱固性塑料。剛性好，變形小，耐熱耐磨，能在150～200℃的溫度范圍內(nèi)長期使用。在水潤滑條件下有極低的摩擦系數(shù)，其絕緣性能優(yōu)良。成型性能好，特別適用于壓縮成型；模具對流動性影響較大，一般當(dāng)溫度超過160℃時，流動性迅速下降；硬化時放出大量的熱，厚壁大型塑料件內(nèi)部溫度易過高，發(fā)生硬化不均及過熱現(xiàn)象。一般采用較高注塑速度，以獲得較高的摩擦熱，有利于固化，在固化反應(yīng)時，會產(chǎn)生縮合水和低分子揮發(fā)物，模具型腔必須設(shè)有暢通的排氣系統(tǒng)，否則會在塑件表面留下氣泡和殘缺。
2.1.2.塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析
1.結(jié)構(gòu)分析
從零件圖上分析，該零件總體形狀為長圓形。有兩個錐形孔，且對稱分布。塑件中間有一帶凸耳的孔。該零件不需抽芯機構(gòu)，屬于中等復(fù)雜程度.
2.尺寸精度分析
該零件重要尺寸，如40±0.5mm尺寸精度為MT2級（GB/T14486—1993），4mm,14mm,22mm，5mm，R9mm,R15mm是次要尺寸，尺寸精度為MT3級.其余尺寸精度為MT5級（GB/T14486—1993）。由以上分析可見，該零件的尺寸精度中等偏上，對應(yīng)的模具相關(guān)尺寸加工可以得到保證。
從塑件的壁厚上來看,壁厚均勻, 符合酚醛塑料的最小壁厚原則，利于成型。
3.表面質(zhì)量分析
該零件的表面除要求沒有缺陷﹑毛刺外，沒有什么特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易實現(xiàn)。
綜上分析可以看出,注塑時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.
2.2計算塑件的體積和質(zhì)量
計算塑件的質(zhì)量是為了選用注塑機及確定模具型腔數(shù)。
計算塑件的體積：V=(3.14×92+30×40-20×6×2-3.14×42×2-3.14×72-4×5×2)×5≈4.6×10cm
計算塑件的質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計手冊可查得酚醛塑料的密度為ρ=1.45kg/dm
塑件質(zhì)量：W=Vρ
=4.6×10×1.45×10
≈6.67g
2.3塑件注塑工藝參數(shù)的確定
查找有關(guān)文獻和參考工廠時間應(yīng)用的情況，酚醛塑料的成型工藝參數(shù)可作如下選擇：（試模時，可根據(jù)實際情況作適當(dāng)調(diào)整）
螺桿轉(zhuǎn)速：40～60r/min
料筒溫度：前段溫度t1選用80～100℃；
后段溫度t2選用40～60℃；
噴嘴溫度：90～100℃；
注塑壓力：選用80～150Mpa；
注塑時間：選用2～10s；
模具溫度：定模165～175℃ ；
動模170～180℃；
注射壓力：80～150 Mpa；
背 壓： 0～0.5 Mpa；
注射時間：2～10s；
保持時間：25～35s；
預(yù)熱條件：溫度105±3℃；
時間15min;
成型溫度：160±3℃；
成型壓力：30～40 Mpa；
2.4塑料成型設(shè)備的選取
根據(jù)計算及原材料的注射成型參數(shù)初選注塑機為XS-ZY-125，查資料知：
標(biāo)稱注射量： 192cm
螺桿直徑: Ф42mm
注射容量： 125克
注射壓力： 191Mpa
鎖模力： 900kN
最大注射面積: 360㎝
模具厚度： 200～300mm
模板行程: 300mm
噴嘴球半徑： 12mm
孔半徑： 4mm
定位孔直徑 100+ mm
推出兩側(cè)孔徑 22mm
孔距 230mm
3 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計
注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括：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)計和推出機構(gòu)的設(shè)計等內(nèi)容。
3.1分型面選擇
制品在模具中的位置，直接影響到模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，模具分型面的確定，澆口的設(shè)置，制品尺寸精度和質(zhì)量等。因此，開始制定模具方案時，首先必須正確考慮制品在其中的位置；然后再考慮具體的生產(chǎn)條件（包括模具制造的），生產(chǎn)的批量所需的機械化和自動化程度等其他設(shè)計問題。
最后制品位置的選定，應(yīng)結(jié)合澆注系統(tǒng)的澆口部位、冷卻系統(tǒng)和
加熱系統(tǒng)的布置，以及制品的商品外觀要求等綜合考慮。
選擇分型面的原則是：脫出塑件方便、模具結(jié)構(gòu)簡單、型腔排氣順利確保塑件質(zhì)量,無損塑件外觀、設(shè)備利用合理。
根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。根據(jù)以上規(guī)則，由于該塑件為鎖蓋，表面質(zhì)量無特殊要求。分型面選擇如下:
圖2
3.2 型腔數(shù)量的確定
塑件的生產(chǎn)屬大批量生產(chǎn)，宜采用多型腔注塑模具，其型腔個數(shù)與注塑機的塑化能力，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 按注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)量N1
N1=
其中： F —注塑機的鎖模力(N)
PC—型腔內(nèi)的平均壓力(Mpa)
A—每個制件在分型面上的面積（mm2）
B— 流道和澆道在分型面上的投影面積（mm2）
B在模具設(shè)計前為未知量，根據(jù)多型腔模具的流動分析B為（0.2～0.5），在此取B=0.35，熔體內(nèi)的平均壓力取決于注射壓力，一般為30～40Mpa實際所需鎖模力應(yīng)小于選定注塑機的名義鎖模力，為保險起見常用 0.8F則
N1=≈6.45（個）
3.2.2 按注射機注塑量確定型腔數(shù)目N2
N2=（G－C）/V
其中： G－注射機的公稱注塑量（cm3）
V－單個制件體積 （cm3）
C－流道和澆口的總體積（cm3）
生產(chǎn)中每次實際注塑量應(yīng)為公稱注塑量的0.45～0.75倍，取0.6倍計算，同時流道和澆道的體積為未知量，據(jù)統(tǒng)計每個制品所需澆注系統(tǒng)是體積的0.2～1倍，現(xiàn)取C=0.6則
N2≈8（個）
從以上討論可以看到模具的型腔個數(shù)必須取N1，N2中的較小值，在這里可以選取的個數(shù)是1～6個，考慮的制件的取出和模具的開模等情況，以及模具的主流道長度最好小于60mm，以防止因為注塑壓力的降低而帶來的制件充型不足等缺陷。我們所設(shè)計的鎖蓋模具采用一模四腔的方案，即
N=4
3.3型腔的排列方式
對多型腔模具的基本要求應(yīng)使各個型腔能夠同時充滿且各個型腔的壓力相同，這樣才能保證各個型腔所成型出的塑件尺寸、性能一致。
現(xiàn)代注塑機的料筒通常置于定模板中心軸上，由此而確定了主流道的位置，各型腔到主流道的相對位置應(yīng)滿足以下基本要求：
(1) 各型腔應(yīng)在相同溫度下同時充滿。
(2) 到各型腔流程短，以降低廢料率。
(3) 各型腔間之距應(yīng)盡可能大，以便在空間設(shè)置冷卻水道，推出桿，并具有足夠的截面積，以承受注射壓力。
(4) 總的反作用力應(yīng)作用于注射機模板中心。
本塑件在注塑時采用一模四腔,綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜
程度等因素采取如下圖，最大優(yōu)點是熔料進入型腔后到另一端的料流長度較短。
圖3
3.4澆注系統(tǒng)設(shè)計
澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機的噴嘴起到型腔入口為止的塑料融體的流動通道。它的作用是將塑料融體順利的充滿型腔的各個部位，并在填充及保壓過程中，將注塑壓力傳遞到型腔的各個部位，以獲得外形清晰、內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良的塑件。它向型腔中的傳質(zhì)、傳熱、傳壓情況決定著塑件的內(nèi)在和外在質(zhì)量，它的布置和安排影響著塑件成型的難易程度和模具的復(fù)雜程度，澆注系統(tǒng)包括主流道、分流道、澆口和冷料穴組成
3.4.1 主流道設(shè)計
根據(jù)XS-ZY-125型注塑機噴嘴的有關(guān)尺寸
噴嘴前端孔徑： d0=Ф5mm
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）mm
D2=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D1=Ф4.5mm
為了方便將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計為圓錐形式，其斜度取1～2度經(jīng)換算得主流道大端直徑D2 =Ф8.5mm，為了使料能順利的進入分流道，可在主流道的出料端設(shè)計半徑R=5mm的圓弧過渡。主流道結(jié)
夠如圖所示 圖4
3.4.2主流道襯套的選取
主流道襯套時應(yīng)注意以下事項：對于小型注塑模，可將主流道襯套與定位環(huán)設(shè)計成一個整體，但在多數(shù)情況下均分開設(shè)計；主流道襯套應(yīng)選圖3-4-2。
用優(yōu)質(zhì)鋼材（如T8A等），熱處理后硬度為53～57HRC；襯套的長度應(yīng)與定模配合部分的厚度一致，主流道出口處的端面不得突出在分型面上，否則不僅會造成溢料，而且還會壓壞模具；襯套與定模之間的配合采用H7/m6。主流道襯套結(jié)構(gòu)如下圖所示。
圖5
3.4.3分流道設(shè)計
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)雜程度來確定分流道的長度的。由于塑件的形狀比較簡單，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=Ф8.5mm，則梯形可選用上底為b1=9mm,高為h=6mm的截面。分流道長度一般在8～30mm之間，在此可以取10mm。
圖6
分流道表面不要求太光潔，表面粗糙度常取Ra=1.25～2.5μm，這可增加對外層塑料熔體流動阻力，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，以免對分型不利。
3.4.4定位環(huán)的設(shè)計
定位環(huán)與注塑機定模固定板中心的定位孔相配合，其作用是為了使主流道與噴嘴和料筒對中。選取材料為T8A，熱處理以后的硬度為53～57HRC，保證與定位孔成H11/h11或H11/b11配合，形式如圖所示。
圖7
3.4.5澆口設(shè)計
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)計時考慮選擇從塑件的表面進料，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）2mm×1mm×1mm,試模時修正.
3.5排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計
熱固性塑料注塑模不但要排出型腔中的空氣，還有固化反應(yīng)所產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體，因此排氣量大。在澆口前的分流道就應(yīng)該開始排氣。排氣槽寬度等于分流道寬度，在分型面上深度取0.12mm左右。一般在型腔四周均應(yīng)當(dāng)排氣，在料流末端更應(yīng)保證排氣暢通。排氣槽允許物料溢出，并有與型腔表面相同的粗糙度和硬度。
分型面上排氣槽尺寸如下：h=0.01～0.015mm h1=0.5mm l=10～15mm，排氣槽簡圖如下圖所示：
圖8
3.6脫模機構(gòu)的設(shè)計
3.6.1脫模機構(gòu)的選擇
在注射成型的一個循環(huán)中，必須使塑件或凝料由模腔中或型芯中脫出，這中脫出機構(gòu)稱為脫模機構(gòu)。該模具采用機動推出機構(gòu)，它是利用注射機的開模動作推出塑件，開模時塑件先隨動模一起移動，達到一定位置時，推出機構(gòu)被注射機上固定不動的頂桿頂住不再隨動模運動時，動模繼續(xù)移動，推出機構(gòu)便將塑件從動模上推出。
從塑件結(jié)構(gòu)上看，該塑件壁厚比較均勻，而且比較薄，不允許有推桿痕跡，一般采用推件板推出機構(gòu)，推件板推出機構(gòu)的機構(gòu)特點是：脫模力大而均勻，運動平穩(wěn)，無明顯的推出痕跡且不必另設(shè)復(fù)位機構(gòu)，在合模過程中脫模板依靠合模力的作用回到初始位置
采用推板推出機構(gòu)：因為推板推出機構(gòu)主要用于深腔薄壁的容器，罩子，殼體形以及不允許有推桿痕跡的塑件，而本塑件表面質(zhì)量要求較高，不允許有劃痕，毛刺等缺陷，故采用推板推出機構(gòu)。
3.6.2機構(gòu)特點和要求：
在塑件的整體周圍進行推出，因而脫模力大而均勻，運動平穩(wěn)，無明顯推出痕跡，但在使用過程要處理好兩個關(guān)鍵的問題，及推板和型芯之間的摩擦與吻合和推桿和型芯之間的溢料問題，為保證塑件質(zhì)量故推件板與型芯的配合形式和間隙應(yīng)根據(jù)塑件的形狀和尺寸確定。型芯與推板的間隙一般取0.20—0.25mm，也可以適當(dāng)放大，這樣兩者接觸面摩擦機會就少，加工又方便。配合面要淬火，脫件板頂出距離不得大于導(dǎo)柱長度。
3.7合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計
導(dǎo)向機構(gòu)是保證定?；蛏舷履r，正確定位和導(dǎo)向的零件。合模導(dǎo)向機構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式。通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向定位。 該模具利用導(dǎo)柱導(dǎo)向定位。導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)的主要零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。
3.7.1 導(dǎo)柱設(shè)計
1. 導(dǎo)柱結(jié)構(gòu) 導(dǎo)柱的基本結(jié)構(gòu)形式有兩種，一種是直形導(dǎo)柱，另一種是階梯形導(dǎo)柱。本模具利用直形導(dǎo)柱，因前端設(shè)計為錐形，便于導(dǎo)向，工作部分設(shè)置了儲油，延長潤滑時間。
2.導(dǎo)柱尺寸的確定 導(dǎo)柱直徑尺寸隨模具分型面處模板外形尺寸而定，模板尺寸愈大，導(dǎo)柱之間的中心距應(yīng)愈大，所選導(dǎo)柱直徑應(yīng)愈大，導(dǎo)柱安裝時模板上與之配合的孔徑公差按H7確定，安裝沉孔直徑視導(dǎo)柱直徑可取D+（1～2）。導(dǎo)柱長度尺寸應(yīng)能保證位于動定模兩側(cè)的型腔和型芯，開始閉合前導(dǎo)柱已經(jīng)進入導(dǎo)孔的長度不小于導(dǎo)柱直徑。
圖9
3.7.2 導(dǎo)套設(shè)計
圖10
帶肩導(dǎo)套安裝需要墊板，裝入模板后復(fù)以墊板即可，帶肩型導(dǎo)套安裝沉孔視導(dǎo)套直徑可取為D+(1～2)。
導(dǎo)套長度取決于含導(dǎo)套的模板厚度，其余尺寸隨導(dǎo)套導(dǎo)向孔直徑而定。
本模具選用 d=28mm,L=20mm和d=24mm,L=22mm帶肩導(dǎo)套
4 注塑模主要成型零件的設(shè)計
成型零部件在注塑過程中，直接與塑料熔體接觸，需要受高溫、壓力及塑件熔體的沖壓和摩擦作用，長期工作之后，容易發(fā)生磨損、變形和斷裂，設(shè)計注塑模時應(yīng)針對塑料制品的結(jié)構(gòu)特點，生產(chǎn)批量，使用要求以及模具的使用壽命等，合理確定成型零部件的結(jié)構(gòu)，滿足精度，粗糙度，強度及剛度等問題。
4.1型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計
4.1.1型腔的材料
對于一般結(jié)構(gòu)形狀比較簡單的的型腔常用T8，T10，T10A鋼；對于一般形狀比較復(fù)雜的型腔常采用T10A，CrWMn，5CrMnMo，12CrMo等等。此型腔選用T10A。
4.1.2 型腔的熱處理
對于結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜的的型腔熱處理硬度要求達到40～45HRC。
4.1.3型腔的表面粗糙度
型腔表面粗糙度一般應(yīng)達到Ra=0.10～0.1 μm，當(dāng)塑件表面粗糙度要求較低或塑料流動性不良時應(yīng)達到 Ra=0.10～0.025μm，組合結(jié)構(gòu)的配合面應(yīng)達到Ra=6.3～3.2μm，組合結(jié)構(gòu)的配合面應(yīng)達到Ra= 0.8μm,型腔或模套上下面為Ra=0.8μm其余為Ra=6.3～3.2μm
4.1.4型腔表面處理
成型表面鍍鉻，鍍鉻層深度為0.015～0.02mm，鍍鉻應(yīng)拋光，達到上述表面粗糙度要求。
4.1.5 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計
本模具采用一模四件的結(jié)構(gòu)形式，考慮加工的難易程度和材料的價值，利用率等因素，型腔擬用整體嵌入式，此結(jié)構(gòu)適用于型腔部分是和采用特殊加工或者小型模具的型腔，采用優(yōu)質(zhì)材料。
型腔結(jié)構(gòu)如下圖：
圖11
4.2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計
1.型芯的結(jié)構(gòu)形式
型芯是形成塑件內(nèi)表面的成型零件。根據(jù)型芯所成型零件內(nèi)表面大小的不同，通常有型芯和成型桿之稱。型芯一般是指成型塑件中較主要內(nèi)形的成型零件，又稱主型芯，成型桿一般是指成型塑件上較小孔的成型零件，小型芯如下圖
圖12
2.技術(shù)要求：退火
3.型芯材料：常用的有T8，T7A，T10A，Cr12。本型芯選用T10A。
4.表面粗糙度：成型部分一定要達到Ra=0.10～0.025μm，配合部分應(yīng)達到Ra=0.8μm，其余部分應(yīng)達到Ra=6.3～1.6μm。
5. 熱處理硬度 應(yīng)達到45HRC～50HRC
6. 表面處理 成型部分鍍鉻，鍍鉻層深度為0.015～0.020mm，鍍鉻后應(yīng)拋光處理。
5 鎖蓋注塑模具的有關(guān)計算
成型零件工作尺寸是指成型零件上直接構(gòu)成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸等。任何塑料制件都有一定的幾何形狀和尺寸要求。在模具設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸及精度等級確定模具成型零件的工作及精度等級。
影響塑件尺寸精度的因素，相當(dāng)復(fù)雜，其影響因素有：1）塑件收縮率，2）模具成型零件的制造誤差，3）模具成型零件的磨損，4）模具安裝配合的誤差。這些影響因素應(yīng)做為確定成型零件工作尺寸的依據(jù)。本設(shè)計中成型零件工作尺寸計算時均采用平均尺寸，平均收縮率，平均制造公差和平均磨損量來進行計算的。
5.1成型零部件的尺寸計算
查表得，酚醛塑料的收縮率為S=0.7%～1.2%故平均收縮率為S=（0.7+1.2）%/2=0.95%，考慮到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差取=/3。
表一型腔尺寸計算
塑件尺寸
計算公式
型腔或型芯的工作尺寸
表二大型芯尺寸計算
塑件尺寸
計算公式
型腔或型芯的工作尺寸
表三小型芯尺寸計算
塑件尺寸
計算公式
型腔或型芯的工作尺寸
5.2 型芯側(cè)壁厚度和底板厚度的計算
經(jīng)驗數(shù)據(jù)法可計算出單型腔側(cè)壁厚度tc≈46 tc‘≥tc/2≈23 ，在此取tc‘=30， B=192， 型腔底壁厚度th≈20， 底板厚度H=th +H（塑件）＝20＋5=25，如圖示
圖13
6 模具加熱系統(tǒng)的計算及閉合高度確定
6.1加熱系統(tǒng)
對于酚醛塑料成型時要求較高的模溫，此時需對模具進行加熱，電加熱為最常用的加熱方式。其優(yōu)點是設(shè)備簡單、緊湊、投資小，便于安裝、維修、使用，溫度易調(diào)節(jié)，易于自動化控制，其缺點是升溫緩慢，并有加熱后效應(yīng)現(xiàn)象，不能在模具中交替地加熱和冷卻。
6.2閉合高度的確定
在支撐板與固定零件的設(shè)計中根據(jù)經(jīng)驗確定：定模座板厚度H1=25mm，型腔固定板厚度H2=25mm，推件板厚度H3=25,型芯固定板厚度為H4=25mm，支承板厚度為H5=40mm，墊塊厚度H6=50mm，動模座板厚度H7=25mm
模具的閉合高度：
H=H1＋H2＋H3＋H4＋H5＋H6+H7
=25＋25＋25＋25＋40＋50+25
=205mm
7 注塑機有關(guān)參數(shù)的校核
本模具的外形尺寸為315mm×200mm×205mm, XS-ZY-125型注塑機模板最大安裝尺寸是420mm×450mm。
由于上述計算的模具閉合高度為205mm，XS-ZY-125型注塑機的最小模具厚度為200mm，最大模具厚度為300mm
即模具滿足的安裝條件。
≤≤
經(jīng)查資料XS-ZY-125型注塑機的最大開模行程S=160mm，滿足下式頂出塑件的要求：
=25+25+10
=60mm
注塑機的開模行程足夠。
經(jīng)驗證，XS-ZY-125型注塑機能滿足使用要求，故可采用。
8 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)零件工作圖見附圖
圖14
8.2本模具的工作原理：
模具安裝在注塑機上，定模部分固定在注塑機的定模板上，動模固定在注塑機的動模板上。合模后，注塑機通過噴嘴將熔料經(jīng)流道注入型腔，經(jīng)保壓、冷卻后塑件成型。開模時動模部分隨動模板一起運動漸漸將分型面打開，當(dāng)運動到一定距離時，注塑機的頂桿將模具的頂出機構(gòu)擋住，使其停止隨動模一起移動，而動模部分還在繼續(xù)移動，于是塑件連同澆注系統(tǒng)一起從動模中脫出。當(dāng)塑件完全脫離后，動模停止運動，在注塑機頂出裝置作用下，推動推桿運動并驅(qū)動脫件板將塑件從型芯上脫出。合模時，推板由模具的導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)導(dǎo)向定位。
9 模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制
9.1成型零件加工的加工過程的工序安排
1.下料鍛造退火粗加工調(diào)制精加工淬火與回火修整拋光鍍硬鉻裝配
2.下料—鍛造—退火—粗加工—調(diào)制—精加工—修整拋光--鍍硬鉻—裝配
3.下料—鍛造—正火—粗加工—滲碳—淬火與回火—修整與拋光--鍍硬鉻—裝配
4.下料—鍛造—正火或退火—粗加工—冷擠壓（多次擠壓時中間應(yīng)退火）工成型-滲碳或滲氮共滲—淬火與回火--鍍硬鉻—裝配
上述加工過程工序安排中1和2最常用，他們之間的區(qū)別是成型零件有沒有淬火與回火，2主要用在不須要淬火，硬度不高的的成型零件加工。3和4用在成型零件尺寸精度要求不是很高的場合。
9.2 型腔的加工工序
1銑 四周及兩平面,厚度留余量0.4—0.6mm.
2平磨 磨兩端面及相臨兩側(cè)面,對角尺.表面粗糙度為Ra0.8.
3劃線 鉗工劃型孔形狀及螺紋孔等位置.
4銑 按圖樣要求銑出型腔,單邊留余量0.3—0.5mm.
5鉗 鉗工鉆孔,攻螺紋等.
6熱處理
7電加工 采用電極精加工型腔.
8鉗 鉗工修整拋光.
9表面處理 按圖樣要求鍍鉻.
10鉗 鉗工修整檢驗.
此型腔的加工工序如下：下料—鍛造—熱處理—刨平面—磨平面—鉗工畫線—型孔粗加工—加工余孔—熱處理—磨平面—型孔精加工—線切割—研磨型孔
9.3 型芯的加工工序
1車削 按最大尺寸留1—2mm的余量。
2平磨 兩端及相臨兩側(cè)面,對角尺。
3劃線 鉛工按圖劃線。
4銑 按圖加工,留出精加工磨削余量0.2—0.6mm。
5檢驗
6熱處理 淬火。
7磨 按圖樣要求磨到尺寸精度要求。
8鉗 鉗工修整拋光。
9表面處理 鍍鉻。
10鉗 鉗工修整檢驗。
此型芯的加工工序如下：下料—鍛造—熱處理—粗車外圓—精車外圓—熱處理—磨外圓—拋光—鉗修
結(jié)束語
本設(shè)計運用塑料成型工藝及模具設(shè)計的基礎(chǔ)知識，首先分析了塑件的成分及性能要求，為選取澆口的類型做好了準(zhǔn)備；然后估算了塑件的體積，便于選取注塑機及確定型腔數(shù)量；最后分析了塑件的特征，確定模具的設(shè)計參數(shù)、設(shè)計要點及推出裝置的選取。
該塑件壁厚比較均勻，而且比較薄，不允許有推桿痕跡，一般采用推件板推出機構(gòu)，推件板推出機構(gòu)的機構(gòu)特點是：脫模力大而均勻，運動平穩(wěn)，無明顯的推出痕跡且不必另設(shè)復(fù)位機構(gòu)，在合模過程中脫模板依靠合模力的作用回到初始位置
由于本人資質(zhì)有限，很多知識掌握的不是很牢固，因此在設(shè)計中難免要遇到很多難題，在有課程設(shè)計的經(jīng)驗及老師的指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下，克服了一個又一個的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計日趨完善。畢業(yè)設(shè)計雖然很辛苦，但是在設(shè)計中不斷思考問題，研究問題，咨詢問題，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時也汲取了更完整的專業(yè)知識，鍛煉了自己獨立設(shè)計的能力，使我受益匪淺，我相信這些經(jīng)驗對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，讓我在這個競爭的社會里有立足之地。
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間給予我無私的幫助和指導(dǎo)，并向你們致意崇高的敬意，以后到社會上我一定努力工作，不辜負你們給予我的知識和對我寄予的厚望！
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河南機電高等?？茖W(xué)校課程設(shè)計說明書
目 錄
1緒論………………………………………………………………1
1.1 國內(nèi)塑料模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢…………………………………1
1.1.1國內(nèi)塑料模具的現(xiàn)狀………………………………………………1
1.1.2 國內(nèi)塑料模具的發(fā)展趨勢………………………………………2
1.2 鎖蓋注塑模具設(shè)計…………………………………………………4
1.2.1 鎖蓋注塑模具設(shè)計思路…………………………………………4
1.2.2 鎖蓋注塑模具設(shè)計進度…………………………………………4
2模塑工藝規(guī)程的編制………………………………………………5
2.1 塑件的工藝性分析…………………………………………………5
2.1.1 塑件的原材料分析………………………………………………5
2.1.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析………………………6
2.2 計算塑件的體積和重量……………………………………………6
2.3 塑件注塑工藝參數(shù)的確定…………………………………………7
2.4 塑料成型設(shè)備的選取………………………………………………7
3注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………………………………… 9
3.1 分型面選擇…………………………………………………………9
3.2 型腔數(shù)量的確定……………………………………………………9
3.2.1按注射機的額定鎖模力確定型腔………………………………10
3.2.2 按注射機注塑量確定型腔數(shù)目…………………………………10
3.3型腔的排列方式………………………………………………………11
3.4澆注系統(tǒng)的設(shè)計………………………………………………………11
3.4.1 主流道設(shè)計………………………………………………………12
3.4.2 主流道襯套的選取………………………………………………12
3.4.3 分流道設(shè)計………………………………………………………13
3.4.4 定位環(huán)設(shè)計………………………………………………………13
3.4.5 澆口設(shè)計…………………………………………………………14
3.5 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計………………………………………………………14
3.6 脫模機構(gòu)設(shè)計……………………………………………………15
3.6.1 脫模機構(gòu)的選擇…………………………………………………15
3.6.2 機構(gòu)特點和要求………………………………………………15
3.7 合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計…………………………………………………16
3.7.1 導(dǎo)柱設(shè)計…………………………………………………………16
3.7.2 導(dǎo)套設(shè)計…………………………………………………………16
4 注塑模主要成型零件的設(shè)計………………………………………18
4.1 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………………………………………18
4.1.1型腔的材料……………………………………………………18
4.1.2型腔的熱處理 ……………………………………………………18
4.1.3型腔的表面粗糙度………………………………………………18
4.1.4型腔表面處理………………………………………………18
4.1.5型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………………18
4.2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………………………………………19
5鎖蓋注塑模具的有關(guān)計算…………………………………………………21
5.1 成型零部件的尺寸計算…………………………………………21
5.2 型腔側(cè)壁厚度和底板厚度計算……………………………………22
6模具加熱系統(tǒng)的計算及閉合高度確定…………………23
6.1 加熱系統(tǒng)設(shè)計………………………………………………………23
6.2閉合高度的確定……………………………………………………23
7注塑機有關(guān)參數(shù)的校核……………………………………………24
8 繪制模具總裝圖和非標(biāo)準(zhǔn)零件工作圖……………………………25
8.1本模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖見附圖……………………………25
8.2 本模具的工作原理…………………………………………………26
9模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制………………………………27
9.1成型零件加工的加工過程的工序安排……………………………27
9.2型腔的加工工序………………………………………………27
9.3型芯的加工工序………………………………………………27
結(jié)束語……………………………………………………………29
致謝…………………………………………………………………………30
參考文獻……………………………………………………………………31
2