257 軟管接頭模具設計

257 軟管接頭模具設計,軟管,接頭,模具設計 第 1 頁 共 28 頁前 言畢業(yè)設計的目的，是我們學生用所學各科理論和知識和技能進行的一次綜合性的應用。是對我們學生進行的一次全面、系統的基本能力的訓練和考核。它能培養(yǎng)和擴展我們獨立地分析和解決問題的工作能力。為我們走向社會鋪一個平坦的臺階。本 人 畢 業(yè) 設 計 的 題 目 是 成型聚酰胺（尼龍）軟管接頭的注射模具的設計，在參考原有的模具結構基礎上，弄清楚模具動作原理，根據自己的認識進行一定的改進，并對模具及零件進行三維造型。在設計過程中，對于經驗缺乏的我，模具的結構設計是重點，主要包括成型位置的及分型面的選擇，模具型腔數的確定及型腔的排列和流道布局和澆口位置的選擇，模具工作零件的結構設計，側面分型及抽芯機構的設計，推出機構的設計，拉料桿的形式選擇，排氣方式設計等。本 次 設 計 的 模 具 比 較 特 殊 ， 開 模 前 要 求 零 件 兩 端 同 時 脫 螺 紋 ， 模 內 設 置了 齒 輪 傳 動 機 構 ， 結 構 較 復 雜 ， 不 適 合 選 用 標 準 模 架 ， 而 是 選 用 了 多 板 拼 合式 。 另 外 ， 脫 螺 紋 的 動 力 要 求 較 大 ， 而 且 轉 速 不 能 太 快 ， 所 以 選 擇 液 壓 馬 達 。此 外 ， 還 設 置 一 個 行 程 開 關 ， 保 證 螺 紋 型 心 動 作 的 準 確 性 。通 過 這 次 設 計 ， 不 但 對 課 本 和 課 堂 上 的 知 識 有 了 一 個 更 新 和 更 深 的 理 解 ，對 普 通 模 具 的 結 構 有 了 一 個 較 清 楚 的 認 識 ， 而 且 還 掌 握 一 些 比 較 特 殊 的 模 具（ 兩 頭 同 時 脫 螺 紋 等 ） 的 基 本 結 構 ， 對 今 后 工 作 中 解 決 實 際 問 題 的 能 力 建 立了 良 好 基 礎 。本次畢業(yè)設計也得到了廣大老師和同學的幫助，在此一一表示感謝！由于實踐經驗的缺乏，且水平有限，時間倉促。設計過程中難免有錯誤和欠妥之處，懇請各位老師和同學批評指正。XXX2007.6.10第 2 頁 共 28 頁目 錄前 言 ———————————————————1緒 論 ———————————————————3第 一 章 設 計 任 務 書 —————————————6第 二 章 塑 性 材 料 的 成 型 特 征 與 工 藝 參 數 ————7第 三 章 模 架 的 選 用 —————————————10第 四 章 模 具 結 構 的 設 計 1. 型 腔 數 量 及 排 列 方 式 —————————102. 分 型 面 的 選 擇 ————————————113. 澆 注 系 統 與 排 溢 系 統 的 設 計 ——————134. 成 型 零 件 的 設 計 ———————————15第 五 章 合 模 導 向 結 構 的 設 計 —————————21第 六 章 推 出 結 構 的 設 計 ———————————23第 七 章 溫 度 調 節(jié) 系 統 的 設 計 —————————24第 八 章 其 它 輔 助 零 件 的 選 擇 —————————25第 九 章 注 射 機 相 關 參 數 的 校 核 ————————26小 結 ———————————————————28參 考 文 獻 —————————————————29工 藝 卡 的 制 訂 —————————————附 表英 語 翻 譯 ———————————————附 資 料第 3 頁 共 28 頁摘 要 : 分 析 了 軟 管 接 頭 的 結 構 特 點 及 其 成 型 材 料 的 成 型 特 征 ,介 紹 了如 何 設 計 該 塑 件 的 注 射 模 具 結 構 ,著 重 介 紹 了 機 動 脫 螺 紋 及 斜 滑 塊 側 向 抽芯 機 構 的 設 計 計 算 。Summary: Analyzed the hose-connect's construction characteristics and its type material of type characteristic, introduce how to design the structure of the inject mould ,recommend flexible to take off whorl and oblique slippery pieces of side direction smoke core design of organization calculate emphatically.關 鍵 詞 ： 軟 管 接 頭 、 注 射 模 、 脫 螺 紋 、 側 向 抽 芯 .Key words: hose-connect、 injection mould、 take off whorl、 side core.緒論第一節(jié) 我國模具企業(yè)技術現狀及發(fā)展趨勢一、現狀改革開放以來，隨著國民經濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以 15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)” ；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現已有幾千家。隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經越來越認識到產品質量、成本和新產品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎的要素之一，模具制造技術現已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定企業(yè)的生存空間。近年來許多模具企業(yè)加大了用于技術進步的投第 4 頁 共 28 頁資力度，將技術進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用 UG、Pro/Engineer 、I-DEAS 、Euclid-IS 等國際通用軟件，個別廠家還引進了 Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris 和 MAGMASOFT 等CAE 軟件。雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設備在模具加工設備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM 技術的普及率不高；許多先進的模具技術應用不夠廣泛等。二、模具的未來發(fā)展趨勢模具技術的發(fā)展應該為適應模具產品“交貨期短” 、 “精度高”、 “質量好”、 “價格低”的要求服務。達到這一要求急需發(fā)展如下幾項：（1）全面推廣 CAD/CAM/CAE 技術 　模具 CAD/CAM/CAE 技術是模具設計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，普及 CAD/CAM/CAE 技術的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大 CAD/CAM技術培訓和技術服務的力度；進一步擴大 CAE 技術的應用范圍。計算機和網絡的發(fā)展正使 CAD/CAM/CAE 技術跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現技術資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。（2）模具掃描及數字化系統高速掃描機和模具掃描系統提供了從模型或實物掃描到加工出期望的模型所需的諸多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統，可快速安裝在已有的數控銑床及加工中心上，實現快速數據采集、自動生成各種不同數控系統的加工程序、不同格式的 CAD 數據，用于模具制造業(yè)的“逆向工程” 。模具掃描系統已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應用，相信在“十五” 期間將發(fā)揮更大的作用。（3）提高模具標準化程度第 5 頁 共 28 頁我國模具標準化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標準件使用覆蓋率已達到 30%左右。國外發(fā)達國家一般為 80%左右。（4）優(yōu)質材料及先進表面處理技術選用優(yōu)質鋼材和應用相應的表面處理技術來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應發(fā)展工藝先進的氣相沉積(TiN、TiC 等) 、等離子噴涂等技術。加入世貿組織后，我國將獲得一個更加穩(wěn)定的國際經貿環(huán)境，從而有利于我國的改革開放．有利于我國與各國、各地區(qū)的經濟貿易合作，有利于世界經濟的穩(wěn)定發(fā)展。我國在制定法律法規(guī)時要遵守 WTO 的規(guī)則，增加透明度，減少行政干預等；在市場開放方面，需要逐步降低關稅，取消非關稅措施，開放服務業(yè)市場等。這無論在觀念上還是在體制上都會帶來一定的變化。我國加入 WTO 同時也將為各國、各地區(qū)的貿易伙伴提供更好、更穩(wěn)定的市場進入機會。使我國的投資環(huán)境將更為寬松、透明、穩(wěn)定，我國的利用外資領域將進一步擴大，我國的市場體系將更加完善和發(fā)達。國內和國外模具企業(yè)都可以從中得到更多的機會和收益。 由于國內某些模具在技術上和質量上與國外先進水平存在著較大的差距，使短期內國內模具難以與國外先進模具的抗衡。這對我國模具產業(yè)將產生一定的沖擊。另一方面也促進國內行業(yè)優(yōu)化資源配置、調整經濟結構、提高社會勞動效率，促使企業(yè)苦練內功，提高管理水平。應該清醒地認識到競爭才會帶來更快的發(fā)展．只要發(fā)揮自身優(yōu)勢，減少技術差距，我國的模具必將逐步占領國內市場，并拓展國際空間。 第二節(jié) 本次畢業(yè)設計應達到的目的對于一個模具專業(yè)學生來說，通過本次畢業(yè)設計應達到如下目的：1）熟悉注射模的一般流程；第 6 頁 共 28 頁2）對一般塑件能設計出其模具；3）掌握注射模具的模具的結構特點及設計計算方法；4）利用計算機編制相應的工程計算、分析和優(yōu)化的程序；具有初步分析、解決成型現場技術問題的能力；第 一 章 設 計 任 務 書（ 一 ） 設 計 題 目 ： 成型聚酰胺（尼龍）軟管接頭的注射模具專 題 ： 1、 聚酰胺（尼龍）軟管接頭中間部分的 模 具 設 計2、 聚酰胺（尼龍）軟管接頭中間部分的 模 具 設 計設 計 題 目 和 任 務 書要 求 ： 獨 立 完 成 并 與 同 組 其 他 專 題 的 設 計 協 調 配 合 。（ 二 ） 課 題 內 容 ：1、 根 據 軟 管 接 頭 的 使 用 性 能 設 計 其 零 件 實 體 ；2、 設 計 成型聚酰胺（尼龍）軟管接頭的 注 塑 模 具 ；3、 編 制 模 具 的 裝 配 工 藝 及 主 要 零 件 的 加 工 工 藝 ；4、 翻 譯 英 文 資 料（ 三 ） 進 程 要 求 ：1、 熟 悉 設 計 任 務 書 的 具 體 內 容 ， 準 備 相 關 的 參 考 資 料 ；2、 完 成 塑 料 件 的 設 計 及 繪 圖 工 作 ；3、 確 定 模 具 的 設 計 方 案 ；4、 繪 制 模 具 裝 配 圖 及 零 件 圖 ；5、 編 制 模 具 的 裝 配 工 藝 及 主 要 零 件 的 加 工 工 藝 ；6、 寫 設 計 說 明 書 ， 翻 譯 英 文 資 料 ， 做 好 畢 業(yè) 答 辯 的 準 備 工 作 ；第 7 頁 共 28 頁（ 四 ） 設 計 要 求 ：1、 模 具 裝 配 圖 用 1#或 0#圖 打 印 ；2、 根 據 零 件 的 大 小 不 同 ， 零 件 圖 用 2#、 3#、 或 4#圖 打 印 ;3、 計 說 明 書 及 英 文 資 料 打 印 裝 訂 成 冊 ， 最 后 與 相 關 資 一 起 裝入 檔 案 袋 。（ 五 ） 參 考 資 料 ：1、 塑 料 成 型 技 術 及 模 具 設 計2、 塑 料 模 具 計 算 機 輔 助 設 計第 二 章 塑 性 材 料 成 型 的 特 征 與 工 藝 參 數1. 零件結構分析軟管接頭是為了連接延伸到花園或家用的軟管。這些軟管太短，用軟管接頭可以接長軟管，或者為了修理損壞的軟管而用軟管接頭。軟管接頭由一個中間部分和兩個壓緊螺母組成。中間部分是這樣設計的，外形為圓柱體，內部為一同心弓形體，它在塑件中部通過沿塑件長度分布的環(huán)狀筋與外圓柱體相連。從筋處開始，內部弓形體向兩端成圓錐形地逐漸變尖。外圓柱體兩端都帶內螺紋。軟管端面被推到內部錐形斷面處，由壓緊螺母夾緊。零件右圖：本次要設計的是軟管接頭的中間部分，材料選用聚酰胺（尼龍） ，選用 5 級精度（參考文獻 1 表 3-9） 。零件的壁厚必須合理，不宜過小，也不不宜過大，聚酰胺塑料件的壁厚范圍為 0.6~3.0（參考文獻 2 表 1-5） ，零件符合此要求。第 8 頁 共 28 頁由于此零件為圓柱體，由瓣合成型，所以型腔不需要設置拔模斜度也可，型心的拔模斜度為 30′。零件外圓柱體兩端都帶內螺紋，螺紋型心較長，選用機動脫螺紋裝置，因此，在開模方向不宜設置澆注系統。2. 聚酰胺的使用及成型性能聚酰胺的抗拉強度、硬度高，耐磨性和潤滑性很突出，其耐磨性高于做軸承的銅及銅合金，并有很好的耐沖擊性能，疲勞強度與鑄鐵、鋁合金相當；聚酰胺耐弱堿和大多數鹽類，但不耐強酸和氧化劑；它不溶于普通的有機溶劑（如苯、汽油、煤油等）和油脂，但會被甲酚、苯酚、濃硫酸溶解；聚酰胺的耐熱性不高，長期使用范圍不超過 80℃。聚酰胺熔融溫度范圍較窄，熔點較高，品種不同，其熔點不同，熔點高的約為280℃，低的約為 180℃；由于聚酰胺的吸水性大，所以難以制造精度高的、尺寸穩(wěn)定的產品，成型前必須預熱干燥；聚酰胺熔融狀態(tài)粘度低，流動性好，有利成型薄壁制品，但必須嚴格控制成型溫度和正確設計模具，以免產生流延和溢料。熔融的聚酰胺的冷卻速度對于其結晶度及制品性能有明顯的影響，故應嚴格控制模具溫度及冷卻系統。聚酰胺的注射工藝參數注射類型 螺桿式 前段185~220o螺桿轉速 20~50r/min 中段190~240o模具溫度 70~110o料筒溫度后段160~170o注射壓力 90~130MPa 噴嘴 溫度170~185o第 9 頁 共 28 頁保壓力 50~70o 類型 形式直通式注射時間 3~5s 保壓時間 15~30s冷卻時間 15~30s 成型時間 50~110s密度ｇ／㎝ 3 1.04 比容㎝ 3／ｇ 0.96吸水率％ 0.5 糾縮率％ 0.35～0.4熔點℃ 186～190 噴嘴溫度℃ 170～180抗 拉 屈 服 強 度MPａ54 方法水 或 油拉 伸 彈 性 模 量MPａ1.4×103 溫 度 ℃ 70溫度℃ 90～100后處理時 間ｈ2～4預熱和干燥時間ｈ2.5～3.5第三章 模架的選用第 10 頁 共 28 頁由于零件需要機動脫螺紋，而且開模前，上下兩個螺紋型心同時脫出零件，故需要在模內設置齒輪轉動機構，當夜壓馬達驅動主軸時，同時經過齒輪與花鍵軸的配合轉動，驅使處于動模的螺紋型心向后退，完成脫螺紋動作，內部結構較復雜，不適合選用標準模架，所以選用多塊模板拼合式，便于齒輪及其他轉動零件的安裝，其具體形式見右圖：其特點如下：定模由四塊模板組成，分別用四個定位柱定位，四個 M8 的內六角螺釘固緊。而動模由五塊模板組成，用四個定位柱定位，模板則先用四個 M8 的螺釘固緊后再用五個 M6 的螺釘與型腔固緊。塑件用推件板推出。第四章 模具結構設計一 型腔數量及排列方式1. 型腔數目的確定模具型腔能否充滿與注射機允許的最大注射量密切相關，設計模具時應保證注射模內所需熔體總量在注射機實際的最大注射量的范圍內。本次設計選用直角注射機 YS-ZY-45。根據生產經驗，注射機的最大注射量是其允許最大注射量（額定注射量）的%80，由公式：nm1+m2≤80%m式中 m—注射機允許的最大注射量（g 或 cm3）第 11 頁 共 28 頁m1—單個塑件的質量或體積（g 或 cm3）m2—澆注系統所需塑料質量或體積（g 或 cm3）則有：n×15.4+0.8≤80%×45可取 n=1 或 2，但每增加一個型腔，塑件精度要降低 4%-8%，為了保證螺紋精度，所以選一模一腔，保證質量。另外一個重要因素就是本次設計的模具要求零件兩頭同時脫螺紋，故模具內部的結構會較為復雜，如果在增加一個型腔的話，其內部傳動關系不容易保證。從以上兩個方面考慮，選用一模一腔是最為合理的。型腔和結構零件在模具中的位置見總裝配圖。2. 注射機的主要技術參數查 《 模 具 設 計 與 制 造 簡 明 手 冊 》 可 以 初 步 選 擇 注 射 機 的 類 型 為 ：YS-ZY-45， 其 主 要 技 術 規(guī) 格 如 下 ：螺 桿 （ 柱 塞 ） 直 徑 （ cm3） Ф 35注 射 容 量 （ cm3） 45注 射 壓 力 （ Mpa） 125鎖 模 力 （ KN） 400最 大 注 射 面 積 （ cm3） 95模 具 最 小 厚 度 （ mm） 70二 分型面的選擇將 模 具 適 當 地 分 成 兩 個 或 幾 個 可 以 分 離 的 主 要 部 分 ， 這 些 可 以 分 離 部 分的 接 觸 表 面 分 開 時 能 夠 取 出 塑 件 及 澆 注 系 統 凝 料 ， 當 成 型 時 又 必 須 接 觸 封 閉 ，這 樣 的 接 觸 表 面 稱 為 模 具 的 分 型 面 。 分 型 面 是 決 定 模 具 結 構 形 式 的 重 要 因 素 ，它 與 模 具 的 整 體 結 構 和 模 具 的 制 造 工 藝 有 密 切 關 系 ， 并 直 接 影 響 著 塑 料 容 體的 流 動 充 填 特 性 及 塑 件 的 脫 模 ， 因 此 ， 分 型 面 的 選 擇 是 注 射 模 設 計 中 的 一 個第 12 頁 共 28 頁關 鍵 。由 于 分 型 面 受 到 塑 件 在 模 具 中 的 成 型 位 置 、 澆 注 系 統 設 計 、 塑 件 的 結 構工 藝 性 及 精 度 、 嵌 件 位 置 、 形 狀 及 推 出 方 法 、 模 具 的 制 造 、 排 氣 、 操 作 工 藝等 多 種 因 素 的 影 響 ， 因 此 在 選 擇 分 型 面 時 應 綜 合 分 析 比 較 ， 從 幾 種 方 案 中 優(yōu)選 出 較 為 合 理 的 方 案 。 選 擇 分 型 面 時 一 般 應 遵 循 以 下 幾 項 基 本 原 則 ：1. 分 型 面 應 選 在 塑 件 外 形 最 大 輪 廓 處 ；2. 確 定 有 利 的 留 模 方 式 ， 便 于 塑 件 順 利 脫 模 通 常 分型 面 的 選 擇 應 盡 可 能 使 塑 件 留 在 動 模 一 側 ， 這 樣 有 助 于 動 模 內 設 置的 推 出 機 構 動 作 ；3. 保 證 塑 件 的 精 度 要 求 ： 與 分 型 面 垂 直 方 向 的 高 度 尺 寸 ， 若精 度 要 求 較 高 ， 或 同 軸 度 要 求 較 高 的 外 形 或 內 孔 ， 為 保 證 其 精 度 ，應 盡 量 可 能 設 置 在 同 一 半 模 具 型 腔 內 ；4. 滿 足 塑 件 的 外 觀 質 量 要 求5. 便 于 模 具 加 工 制 造 ： 為 了 便 于 模 具 加 工 制 造 ， 應 盡 量 選 擇平 直 分 型 面 或 易 于 加 工 的 分 型 面 ；6. 對 成 型 面 積 的 影 響 ： 為 了 可 靠 的 鎖 模 以 避 免 漲 模 溢 料 現 象的 發(fā) 生 ， 選 擇 分 型 面 時 應 盡 量 減 少 塑 件 在 合 模 分 型 面 上 的 投 影 面 積 ；7. 對 排 氣 效 果 ： 分 型 面 應 盡 量 與 型 腔 充 填 時 塑 料 熔 體 的 料 流末 端 所 在 的 型 腔 內 表 面 重 合 ；8. 對 側 向 抽 芯 的 影 響本次設計的零件是軟管接頭，外型為圓柱體，取瓣合分型面較為合理。三 澆注系統與排溢系統的設計第 13 頁 共 28 頁1. 澆注系統的定義澆注系統是指塑料熔體從注射機噴嘴射出后到達型腔之前在模具內留經的通道。2. 澆注系統的作用?將來自注射機噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)地輸送到型腔，同時使型腔內的氣體能及時順利排出。?在塑料熔體填充及凝固的過程中，將注射壓力有效地傳遞到型腔的各個部位，以獲得形狀完整、內外在質量優(yōu)良的塑料制件。3. 主流道的設計本次設計使用的是直角式注射機，直接與模具配合使用，不設置澆口套。主流道開設在分型面上，因其不需沿軸線上拔出凝料，一般設計成圓柱形，其中軸線就在動定模的合模面上。由于主澆道部分在成型過程中，其小端入口處與注射機噴嘴及一定溫度、壓力的塑料熔料交替地反復接觸，屬易損件，對材料的要求較高，因而模具的主澆道部分要進行熱處理，熱處理要求淬火 53-57HRC。零件成型用的材料為 PA，流動性較好，主流道截面可取較少值，取其截面尺寸為 4mm（參考文獻 1 表 5-3） 。4. 澆口的設計澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的通道。澆口的選擇與模具和零件的布置有一定關系，由于本次設計的模具為多板式模具，選用直角式注射機，第 14 頁 共 28 頁而且產品為農用，對外觀要求不是太高，所以選用側澆口比較合適。側澆口設在分型面上，塑料熔體于型腔的側面充模，截面為矩形狹縫，具體結構及尺寸見右圖：這類澆口加工容易修整方便，并且可以根據塑料的形狀靈活地選擇進料位置，因此它是廣泛使用的一種形式。澆 口 位 置 開 設 正 確 與 否 ， 對 塑 件 質 量 的 影 響 很 大 ， 因 此 合 理 選 擇 澆 口 位置 是 提 高 塑 件 質 量 的 重 要 環(huán) 節(jié) ， 在 確 定 澆 口 位 置 時 ， 應 針 對 塑 件 的 幾 何 形 狀及 技 術 要 求 ， 來 分 析 塑 料 的 流 動 狀 態(tài) 、 填 充 及 排 氣 條 件 等 因 素 。 選 擇 澆 口 時一 般 應 遵 循 下 述 原 則 ：1) 澆 口 的 尺 寸 及 位 置 應 盡 量 避 免 產 生 噴 射 和 蠕 動2) 澆 口 應 開 設 在 塑 件 斷 面 最 厚 處3) 澆 口 位 置 的 選 擇 應 使 塑 料 流 程 最 短 ， 料 流 變 向 最 少4) 澆 口 位 置 的 選 擇 應 減 少 或 避 免 塑 件 的 熔 接 痕 ， 增 加 熔 接 牢度5) 澆 口 的 選 擇 應 注 意 塑 件 外 觀 質 量6) 不 在 承 受 彎 曲 或 沖 擊 載 荷 的 部 位 設 置 澆 口7) 考 慮 分 子 定 向 的 影 響8) 有 利 于 型 腔 中 氣 體 的 排 除澆 口 的 位 置 見 上 圖 ， 雖 然 會 產 生 溶 解 痕 ， 但 鑒 于 零 件 的 使 用 場 合 和模 具 制 造 工 藝 考 慮 ， 澆 口 位 置 的 選 擇 是 合 理 的 。5. 排溢系統的設計在模具設計中，排溢系統的設計是必要的，因為如果型腔內因各種原因而產生的氣體不被排除干凈，一方面將會在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺撩等缺陷，另一方面，氣體受壓，體積縮小而產生高溫會導致塑件第 15 頁 共 28 頁局部碳化或燒焦，同時積存的氣體還會產生反向壓力而降低充模速度。本次設計的為中小型模具，型腔型心均為組合式，可利用間隙排氣，間隙為 0.03-0.08mm。四 成型零件的設計模 具 中 決 定 塑 件 的 幾 何 形 狀 和 尺 寸 的 零 件 稱 為 成 型 零 件 ， 包 括 凹 模 、 型芯 、 鑲 塊 、 成 型 桿 和 成 型 環(huán) 等 。 成 型 零 件 工 作 時 ， 直 接 與 塑 件 接 觸 ， 承 受塑 料 熔 體 的 高 壓 、 料 流 的 沖 刷 ， 脫 模 時 與 塑 件 間 還 要 發(fā) 生 摩 擦 。 因 此 ， 成 型零 件 要 求 有 正 確 的 幾 何 形 狀 ， 較 高 的 尺 寸 精 度 和 較 低 的 表 面 粗 糙 度 ， 此 外 ，成 型 零 件 還 要 求 結 構 合 理 ， 有 較 高 的 強 度 、 剛 度 及 較 好 的 耐 磨 性 能 。成 型 零 件 的 工 作 尺 寸 是 指 成 型 零 件 上 直 接 用 來 構 成 塑 件 的 尺 寸 ， 主 要 有型 腔 和 型 芯 的 徑 向 尺 寸 (包 括 矩 形 和 異 形 零 件 的 長 和 寬 )， 型 腔 的 深 度 尺寸 和 型 芯 的 高 度 尺 寸 ， 型 芯 和 型 芯 之 間 的 在 模 具 設 計 中 ， 應 根 據 塑 件 的尺 寸 及 精 位 置 尺 寸 等 。 在 模 具 設 計 中 ， 應 根 據 塑 件 的 尺 寸 及 精 度 等 級 確 定模 具 成 型 零 件 的 工 作 尺 寸 及 精 度 等 級 。 分 析 本 塑 件 的 結 構 ， 因 此 取 塑 件精 度 為 5 級 (SJ1372-78)， 查 手 冊 知 對 應 的 模 具 精 度 應 為 IT9(GB1800-79)。 型 芯 和 型 腔 尺 寸 的 計 算 均 按 平 均 收 縮 率 的 計 算 公 式 來 得 出 。一）凹模由于零件是垂直分型，故凹模做成瓣合形式，跟斜滑塊一樣，開模時通過斜導柱使力作用于側向成型零件而將模具側向分型，合模時又靠它使側向成型零件復位。側向成型塊及其主要零件設計如下：1. 抽芯距的確定s=s1+3= = +3 mm32??rR215.7??但是由于推出機構采用推板推出，所以抽芯距要適當增第 16 頁 共 28 頁大，根據實際情況，取抽芯距為 22mm2. 斜導柱的設計1) 斜導柱的結構設計斜導柱的形狀如右圖所示 ，材料為 T8 碳素工具鋼，熱處理要求HRC≥55，表面粗糙度 Ra≤0.8 m。斜導柱在工作過程中主要用來驅動側滑塊?作往復運動，側滑塊運動的平穩(wěn)性由導滑槽與滑塊之間的配合精度保證，而合模時滑塊的最終準確位置有楔緊塊決定，為了運動的靈活，滑塊上斜導孔之間留有 1mm 的間隙。2) 斜導柱的長度計算LZ=L1+L2+L3+L4+L5= 10sincos2 ????tgdhtgd= 8i21804??tt=84.3查文獻[2]表 2-121 取 LZ=100mm3. 側向成型塊（凹模）的設計側向成型塊是模具的成型零件，用 T8 鋼， 熱處理要求 HRC≥50 。側向成型 塊的形式如右圖： 側向成型塊的工作尺寸計算：1) 聚酰胺的平均收縮率：%102minax???S DMdHMh第 17 頁 共 28 頁%1024.???3.2) 側向成型塊的徑向尺寸ZxdsM?????0])1[(09.]3675..3%.0???9.8ZxDsM?????0])1[(09.]3675..3. ??09.5?3) 高度尺寸 ZxhsM????0])1[(05.]2.7%3. ??05.2?ZxHsM????0])1[(09.]365..3. ??09.6?4. 導滑槽的設計導滑槽采用 T 形槽的形式，材料為 45 鋼，要求硬度 HRC≥40。導滑槽與滑塊導滑部分采用 H8/f8 間隙配合，其它各處留有 0.5mm 左右的間隙。配合部第 18 頁 共 28 頁分的表面要求較高，表面粗糙度應 Ra≤0.8 。m?5. 楔緊塊的設計在注射過程中，側向成型零件受到熔融塑料很大的推力作用，這個力通過滑塊傳給斜導柱，而斜導柱為一細長桿件，導致滑塊后移，因此必須設置楔緊塊。楔緊塊的形式如右圖：楔緊塊采用螺釘緊固的形式，結構簡單，加工方便，應用較普遍。楔緊塊上的凸臺，與模板配合裝配，承受主要的側向力，改善螺釘緊固承受力較差的缺點。楔緊塊的鎖緊角一般比斜導柱傾角大 ，所以取鎖緊角 。??32??20?6. 滑塊定位裝置設計滑塊定位裝置在開模過程中用來保證滑塊停留在剛剛脫離斜導柱的位置，不再發(fā)生任何移動，以避免合模過程時斜導柱不能準確地插進滑塊的斜導孔內，造成模具損壞?；瑝K定位裝置選用彈簧頂銷定位裝置，適用于側面方向的抽芯動作，彈簧的直徑選 1.2mm，頂銷的頭部制成半球狀，滑塊上的定位穴設計成 的錐穴，形式如右：?90二） 凸模和型心模具的型心右兩個螺紋型心和一個內型心組成，螺紋型心利用襯套保持中心對稱，開模時利用螺紋襯套和自身螺紋脫模，內型心為組合式，型心單獨加工，在鑲入模板中，凸模用臺肩和模板連接，在用墊板螺釘緊固。第 19 頁 共 28 頁1. 螺紋型心工作尺寸的計算1) 螺紋型心大徑0s0])d1[(ZZMd???????中大大 ）（03.15%3.0.24?0s0])d1[(ZZMd???????中中中 ）（03.156.93.0.2?0s0])d1[(ZZMd???????中小小 ）（03.1534.8%.0.52?2) 型心螺距尺寸因為零件的內螺紋是與收縮率相同的外螺紋配合，由于考慮到塑料的收縮率，計算所得到的螺距帶有不規(guī)則的小數，加工這樣特殊螺距很困難，所以螺距可以不考慮收縮率。 ????22zszMPP??????.0512. 內型心的計算?????00-z zxdsDM??????內第 20 頁 共 28 頁????05.27.89%3.01????5.?三) 模具型腔側壁和動模支承板厚度的計算在 注 射 過 程 中 ， 模 具 型 腔 將 受 到 熔 體 的 高 壓 作 用 ， 所 以 應 具 有 足 夠 的 強度 和 剛 度 ， 如 型 腔 側 壁 和 底 板 厚 度 過 小 ， 可 能 因 強 度 不 夠 而 產 生 塑 性 變 形 甚至 開 裂 。 因 剛 度 不 足 而 產 生 擾 曲 變 形 ， 導 致 溢 料 和 出 現 飛 邊 。 降 低 塑 件 尺 寸精 度 并 影 響 順 利 脫 模 ， 所 以 應 通 過 強 度 和 剛 度 計 算 來 確 定 型 腔 壁 厚 。 理 論 分析 和 生 產 實 踐 表 明 ， 大 尺 寸 的 模 具 型 腔 ， 剛 度 不 足 是 主 要 主 要 矛 盾 ， 型 腔 壁厚 應 以 滿 足 剛 度 條 件 為 準 ； 由 于 本 塑 件 屬 于 小 型 塑 件 ， 故 因 以 型 腔 的 壁 厚 的強 度 為 準 。由 于 型 腔 的 形 狀 、 結 構 形 式 是 多 種 多 樣 的 。 同 時 在 成 型 過 程 中 模 具 受力 狀 態(tài) 也 很 復 雜 ， 一 些 參 數 難 以 確 定 ， 因 此 對 型 腔 壁 厚 做 精 確 的 力 學 計算 幾 乎 是 不 可 能 的 。 只 能 從 實 用 觀 點 出 發(fā) ， 對 具 體 情 況 具 體 分 析 ， 建 立接 近 實 際 的 力 學 模 型 ， 所 以 對 于 本 塑 件 可 以 簡 化 為 鑲 拼 式 圓 形 型 腔 進 行近 似 計 算 。（ 1） 型 腔 側 壁 厚 度 計 算由 于 型 腔 的 計 算 方 式 由 型 腔 的 大 小 來 確 定 ， 本 模 具 的 型 腔 內半 徑 r<86mm， 所 以 按 強 度 理 論 來 計 算 ：????12??pS?式 中 —許 用 應 力 （ Pa）????1502165.7???S第 21 頁 共 28 頁=11由 此 看 出 型 腔 壁 厚 的 最 小 值 為 11mm， 但 考 慮 到 本 次 設 計 的 型 腔 采 用斜 滑 塊 的 形 式 ， 所 以 要 適 當 給 其 增 大 尺 寸 ， 具 體 尺 寸 見 斜 滑 塊 。（ 2） 動 模 支 承 板 厚 度 的 計 算本 次 設 計 采 用 的 是 瓣 合 結 構 ， 型 腔 由 型 腔 套 板 和 上 下 兩 塊 模 板 固 定 ， 不需 要 另 外 設 置 底 板 了 ， 動 模 支 承 板 的 厚 度 可 根 據 零 件 在 分 型 面 上 的 投 影 面 積選 擇 ， 查 文 獻 一 表 5-18， 支 承 板 的 厚 度 有 15-20mm 就 足 夠 了 ， 而 現 在 我選 用 30mm 厚 的 支 承 板 ， 更 保 險 一 點 。第五章 合模導向機構的設計1. 導向機構的作用1) 定位作用 模具閉合后，保證動定?；蛏舷履Ｎ恢玫恼_，保證型腔的形狀和尺寸精度，導向機構在模具裝配過程中也起了定位作用，便于裝配和調整。2) 導向作用 合模時，首先是導向零件接觸，引導動定模或上下模準確閉合，避免型心先進入型腔造成成型零件損壞。3) 承受一定的側向壓力 塑料熔體在充填過程中可能產生單向側壓力，或者由于成型設備精度低的影響，使導柱承受一定的側向壓力，以保證模具的正常工作。2. 導柱的設計本次設計選用導柱導向機構，導柱應具有硬耐磨的表面，堅韌而不容易折斷的內芯，材料選用 T8 鋼，經淬火處理后硬度為 50-55HRC，導柱固定部分粗糙度 Ra 為 0.8μm。導向部分表面粗糙度 Ra 為 0.8μm-0.4μm。其形式及尺寸見右圖：第 22 頁 共 28 頁導柱應合理均布在模具分型面的四周，導柱中心離模具邊緣應有足夠的距離，以保證模具強度（導柱中心大模具邊緣距離通常為導柱直徑的1-1.5 倍） 。導柱的固定端與模板之間一般采用H7/m6 的過渡配合，導柱的導向部分通常采用H7/f7 的間隙配合。3. 導套的設計導套采用帶頭導套，為使導柱順利進入導套，在導套的前端應倒角。導柱孔做成通孔，以利于排出空內空氣和殘渣廢料。導套的材料選用 T8 鋼，其硬度一般應比導柱，以減輕磨損，導套的形式如右圖：導套用與導柱相同的材料制造，硬度一般低于導柱的硬度，以減輕磨損，防止導柱或導套拉毛。導套固定部分和導滑部分的表面粗糙度一般為 Ra0.8μm。導套與模板的配合用 H7/m6 過盈配合。 第六章 推出機構的設計1. 推出機構的設計原則a) 推出機構應盡量設置在動模一側b) 保證塑件不因推出而變形c) 機構簡單動作可靠d) 良好的塑件外觀第 23 頁 共 28 頁e) 合模是的正確復位2. 推出機構的選用由于零件在開模方向的投影面積比較少，而且零件高度教深，所以選用推板推出機構。推件板推出機構作用面積大、推出力大而均勻運動平穩(wěn)，并且塑件上無推出痕跡。但如果型心和推件板的配合不好，則在塑件上會出現毛刺，而且塑件有可能會滯留在推件板上，所以推件板與型心留有0.2-0.25mm 的間隙。另外，在推出過程中，由于推件板和型心有摩擦，所以推件板必須進行淬火處理，以提高耐磨性。推件板的形式如右圖：3. 推件板的導向與復位本次設計的模具為中小型模具，固只設置兩根推板導柱，推板導柱直接與液壓頂出裝置固接，由液壓頂出裝置完成頂出和復位兩個動作。另外，零件內表面積不是太大，液壓頂出裝置的頂出力很大，所以可不考慮零件的脫模力。4. 復位零件推件板是由液壓頂出裝置復位，而螺紋型心由機動復位，所以不需要再設置復位零件。第七章 溫度調節(jié)系統無 論 何 種 塑 料 進 行 注 射 成 型 ， 均 有 一 個 比 較 適 宜 的 模 具 溫 度 范 圍 ， 在此 模 具 溫 度 范 圍 內 ， 塑 料 熔 體 的 流 動 性 好 ， 容 易 充 滿 型 腔 ， 塑 件 脫 模 后 收 縮和 翹 曲 變 形 小 ， 形 狀 與 尺 寸 穩(wěn) 定 ， 力 學 性 能 以 及 表 面 質 量 較 高 。 為 了 使 模 溫控 制 在 一 理 想 的 范 圍 內 ， 現 設 計 一 模 具 溫 度 調 節(jié) 系 統 。 由 于 本 次 設 計 用 材 料為 聚 酰 胺 ， 黏 度 低 流 動 性 好 ， 成 型 工 藝 要 求 模 溫 不 太 高 ， 故 無 須 設 計 加 熱 系第 24 頁 共 28 頁統 ， 只 需 設 計 冷 卻 系 統 以 確 保 合 理 的 模 溫 。 常 用 的 冷 卻 方 法 有 水 冷 卻 、 空 氣冷 卻 和 油 冷 卻 ， 本 設 計 設 計 采 用 的 是 水 冷 卻 ， 經 濟 實 惠 。1.冷 卻 的 計 算在 單 位 時 間 內 所 需 排 除 的 總 熱 量 可 近 似 由 下 面 公 式 計 算 ：Q = nmΔ h/60其 中 n 為 每 小 時 注 射 次 數 ， m 為 每 次 注 入 模 具 的 塑 料 質 量 （ kg） ,Δ h 為 塑 料 成 型 時 放 出 的 熱 熔 量 （ J/kg）由 于 聚 酰 胺 成 型 周 期 為 50～ 110S， 本 次 設 計 的 塑 料 注 射 量 不 大 ， 但 由于 開 模 動 作 復 雜 ， 故 取 T=80（ S） ， n=3600/80=45 (次 )； m=15.4(g)=0.0154(kg); 查 《 塑 料 模 具 設 計 》 表 3-19 得 :Δ h=326.26～ 396.48kJ/kg, 取 Δ h′ =360kJ/kg, 所 以Δ h=360×0.0154=5544（ kJ） =5544(J)Q = 45×0.0154×5544/60= 64（ J/min）為 了 滿 足 注 射 模 冷 卻 需 要 ， 在 單 位 時 間 內 所 需 冷 卻 水 量 可 按 下 式 計算 ：V = Q/ρ Cρ （ t1-t2） = nmΔ h/60ρ Cρ （ t1-t2）2.冷 卻 系 統 的 設 計 與 冷 卻 系 統 的 結 構冷 卻 系 統 的 設 計 原 則 ： 冷 卻 水 道 應 盡 量 多 ， 冷 卻 水 道 至 型 腔 表 面 距 離 應盡 量 相 等 ， 澆 口 出 加 強 冷 卻 ， 冷 卻 水 道 、 入 口 溫 差 應 盡 量 小 ， 冷 卻 水道 應 沿 著 塑 料 收 縮 的 方 向 設 置 ；此外，冷卻水道的設計還必須盡量避免接近塑件的溶接部位以免產生溶接痕，降低塑件強度。塑件的形狀是變化萬千的，因此對于不同的塑件，冷卻水道的位置形狀也不一樣。本模具分別在斜滑塊和內型心上設置冷卻水道，其具體形式見總裝第 25 頁 共 28 頁配圖。第八章 其它輔助零件的選擇在本次設計中，選擇合適的傳動零件是非常關鍵的一步，在模具工作中，傳動零件是這樣工作的，液壓馬達通過皮帶輪帶動帶輪傳給主軸轉矩，上螺紋型芯開始脫螺紋，同時旋轉運動有齒輪和華鍵軸同步傳遞到下螺紋型芯上。在設計當中，選用了三種齒輪，分別是型芯上的齒輪、過渡小齒輪、過橋輪上的齒輪，參數分別如下：Z1=18 Z2=20 Z3=20m1=2.5 m2=1.75 m3=1.75d1=45 d2=35 d3=35da1=50 da2=38.5 da3=38.5皮帶輪和皮帶的選擇：皮帶輪選用輪輻式結構，槽型為 Z，參數如下：bd=8.5 hamin=2.00 hfmin=7.0e=12 0.3 fmin=7 min=5.5? ?38??皮帶的截型為 Z，參數如下：節(jié)寬 bp=8.5 高度 h=8 頂寬 h=10楔角 ??40?06.)/(?mkgq第九章 注射機相關參數的校核在 前 面 已 經 確 定 了 模 具 的 結 構 、 類 型 和 一 些 基 本 的 參 數 尺 寸 ， 如 模 具的 型 腔 的 個 數 、 需 用 的 注 射 量 、 塑 件 在 分 型 面 上 的 投 影 面 積 、 成 型 時 所 需 的合 模 力 、 注 射 壓 力 、 模 具 的 厚 度 、 安 裝 固 定 尺 寸 以 及 開 模 行 程 等 。 這 些 數 據第 26 頁 共 28 頁都 與 注 射 機 的 有 關 性 能 參 數 密 切 相 關 ， 如 果 兩 者 不 相 匹 配 ， 則 模 具 無 法 使 用 ，為 此 ， 必 須 對 兩 者 之 間 有 關 的 數 據 進 行 校 核 以 滿 足 要 求 。1. 注 射 壓 力 的 校 核注 射 成 型 機 的 最 大 注 射 壓 力 應 稍 大 于 塑 料 制 品 的 成 型 所 需 的 注 射 壓 力 ，即 P0≥ P式 中 P0——注 射 成 型 機 的 最 大 注 射 壓 力 ；P ——塑 料 制 品 成 型 時 所 需 的 注 射 壓 力 。查 有 關 手 冊 可 知 P0=125 Mpa， P=65 Mpa所 以 P0=125≥ P=65 成 立 ， 即 注 射 壓 力 滿 足 要 求 。2. 鎖 模 力 的 校 核 及 型 腔 數 的 確 定（ 1） 由 于 所 設 計 的 注 射 模 具 采 用 的 是 側 澆 口 ， 型 腔 數 為 1 （ 2） 鎖 模 力 的 校 核 鎖 模 力 又 稱 合 模 力 ， 是 指 注 射 成型 機 的 合模 裝 置 對 模 具 所 施 加 的 最 大 夾 緊 力 。 為 了 避 免 塑 料 注 射 機 成 型 時 由 于 受到 注 射 壓 力 的 作 用 而 使 模 具 沿 分 型 面 而 脹 開 ， 注 射 成 型 機 的 鎖 模 力 可 按 下 式核 算 ： F0≥ P 模 A 分或 F0≥ K1P A 分式 中 F0——注 射 成 型 機 的 公 稱 鎖 模 力 （ 104N） ；P 模 ——模 內 壓 力 （ 型 腔 內 熔 體 壓 力 ） （ Mpa） ；K1——壓 力 損 耗 系 數 ， K1=2/3；A 分 ——塑 料 制 品 在 及 澆 注 系 統 在 分 型 面 上 的 投 影 面 積 之 和 。所 以 有 ：F0=40≥ 2/3x65x 4.2??第 27 頁 共 28 頁所 以 F0≥ P 模 A 分 成 立 ， 故 所 選 注 射 機 的 鎖 模 力 也 符 合 要 求 。3. 模 具 閉 和 高 度 的 校 核由 于 本 次 設 計 選 用 的 注 射 機 為 直 角 式 注 射 機 ， 沒 有 限 定 最 大 的 模 具 閉合 高 度 ， 而 最 小 閉 合 高 度 為 70mm， 模 具 的 閉 合 高 度 為 305mm， 所 以符 合 模 具 閉 合 高 度 的 校 核 要 求 。小結經過一個多月的努力，終于完成了對成型聚酰胺軟管接頭的模具設計。這是一個對即將走進社會的畢業(yè)生的能力鍛煉，讓我有機會把大學三年里所學到的東西作一個綜合的認識，把理論用到實際中去，提高解決實際問題的能力，是我們走出校門走進社會很重要的一次實訓，為我們成為一個合格的設計員做好準備。完成了這次畢業(yè)設計，我收獲良多，充 分 利 用 了 所 學 的 知 識 ， 查 閱 了 大 量的 參 考 書 目 ， 把 自 己 所 學 的 知 識 有 機 的 結 合 起 來 ， 懂 得 了 塑 件 的 注 射 模 具 的一 般 流 程 ， 即 注 射 成 型 制 品 的 分 析 、 注 射 機 的 選 擇 及 相 關 參 數 的 校 核 、 模具 的 結 構 設 計 、 注 射 模 具 設 計 的 有 關 計 算 、 模 具 總 體 尺 寸 的 確 定 與 結 構 草 圖的 繪 制 、 模 具 結 構 總 裝 配 圖 和 零 件 工 作 圖 的 繪 制 、 全 面 審 核 投 產 制 造 等 。 另外 ， 現 在 各 行 各 業(yè) 都 在 緊 跟 時 代 的 脈 搏 ， 模 具 制 造 業(yè) 也 一 樣 ， 越 來 越 倚 重 計第 28 頁 共 28 頁算 機 了 ， 懂 得 使 用 繪 圖 軟 件 已 經 是 我 們 這 一 代 設 計 員 的 基 本 技 能 了 ， 我 在 設計 過 程 中 ， 結 合 自 己 的 能 力 ， 分 別 用 AUTO CAD 和 PRO/E 繪 制 裝 配 圖 ，雖 然 不 能 盡 善 盡 美 ， 但 以 為 我 即 將 出 去 工 作 建 立 了 良 好 的 自 信 心 了 。在設計過程中，遇到了各種各樣的困難，但 通 過 學 校 的 大 力 支 持 和 協 助 ，還 有 諸 多 同 學 的 幫 助 ， 在 以 XXX和 XXX老 師 為 主 的 指 導 老 師 的 指 導 下 ， 順利 并 成 功 地 完 成 了 這 次 的 畢 業(yè) 設 計 ， 在 此 對 學 校 和 指 導 老 師 們 致 以 敬 禮 ，對 同 學 們 表 示 感 謝 ！參 考 文 獻1. 屈華昌主編 . 塑料成型工藝與模具設計 . 機械工業(yè)出版社2. 馮炳堯等編 . 模具設計與制造簡明手冊 . 上?？萍汲霭嫔?. E.林納 . P.恩格[德]編 . 注射成型模具設計 108 例 . 中國輕工業(yè)出版社4. 王樹勛編 . 注塑模具設計與制造使用技術 . 華南理工大學出版社5. 許鶴峰 陳言秋編 . 注塑模具設計要點與圖例 . 化學工業(yè)出版社6. 李益民主編 . 機械制造工藝設計簡明手冊 . 機械工業(yè)出版社