水瓶蓋注射模設(shè)計(jì)

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題目： 水瓶蓋注射模設(shè)計(jì) 姓 名： 指導(dǎo)教師： 專 業(yè)： 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）I摘 要本課題借用 AutoCAD 設(shè)計(jì)軟件，繪出了水瓶蓋的零件圖紙，并在此基礎(chǔ)上完成了裝配圖紙。論述了水瓶蓋的注塑模設(shè)計(jì)，這種模具成型周期短，生產(chǎn)效率高，同時(shí)給出了詳細(xì)的設(shè)計(jì)過程及其裝配圖，并進(jìn)行塑件的成型工藝性分析，達(dá)到了虛擬設(shè)計(jì)的目的。對塑料模具的全面要求是：能生產(chǎn)出在尺寸精度，外觀，物理性能等各方面均能夠滿足使用要求的優(yōu)質(zhì)制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動(dòng)化，操作簡便；從模具制造的角度，要求結(jié)構(gòu)合理、制造容易，成本低廉關(guān)鍵詞：模具設(shè)計(jì)，模型分析，虛擬設(shè)計(jì)IIABSTRACTBased on AutoCAD, it completed the drawing of the of design procedure and the detailed assembly drawings are presented. by using Plastic-advisior, the analysisi of molding process was bought out ,too.Plastic mold for a comprehensive requirements are: to produce the dimensional accuracy, appearance, physical properties and other areas were able to meet the requirements of quality products. The angle of the mold used to require high efficiency, automation, easy operation; from the perspective of mold, requiring reasonable structure, easy manufacturing and low cost.Key words: Mould design，Analysis of molding process，Dummy designIII目 錄摘 要 .IABSTRACTII1 緒論 11.1 塑料模設(shè)計(jì)要點(diǎn) 11.2 注射模設(shè)計(jì)原則 22 塑件工藝分析 32.1 塑件成型工藝性分析 .32.2 塑件結(jié)構(gòu)工藝性 .42.3 注射成型原理、特點(diǎn)及應(yīng)用 43 設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及步驟 63.1 塑件設(shè)計(jì) 63.2 成型工藝設(shè)計(jì) 73.3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 74.1 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 84.2 成型零件的工作尺寸計(jì)算 84.3 型腔及模板的剛度及強(qiáng)度計(jì)算 104.4 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 114.4.1 澆注系統(tǒng)的作用 .114.4.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 .114.5 脫模阻力計(jì)算 124.6 模具冷卻水道設(shè)計(jì)計(jì)算 .135 注射機(jī)的選擇 .155.1 最大注射量校核 155.2 注射壓力校核 155.3 鎖模力的校核 155.4 開模行程及其頂出行程校核 165.5 模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸得校核 166 模具主要零件加工工藝規(guī)程 .176.1 模具凸模工藝規(guī)程 176.2 模具凹模零件圖及工藝規(guī)程 177 模具總裝圖 .197.1 模具總裝圖 197.2 模具的安裝試模 20總結(jié) 22IV參考文獻(xiàn) 23致 謝 2611 緒論1.1 塑料模設(shè)計(jì)要點(diǎn)在進(jìn)行塑料注射模模具設(shè)計(jì)時(shí),其設(shè)計(jì)程序和設(shè)計(jì)要點(diǎn)大致如下:（1） 詳細(xì)研究分析產(chǎn)品零件圖紙,掌握塑件的用途、使用和外觀要求、裝配精度及確定所允許的澆口及飛邊位置，并了解塑料品種及其成型的工藝特性。（2） 確定注射機(jī)的規(guī)格、型號。（3） 按塑件生產(chǎn)批量及注射機(jī)的規(guī)格和塑件大小,確定出一?？沙鰩讉€(gè)塑件及相應(yīng)的位置布置方案。（4） 確定模具的結(jié)構(gòu)方案。在確定時(shí),可構(gòu)思幾種不同的模具結(jié)構(gòu)形式,進(jìn)行分析比較,最后確定一種容易制造、便于操作、確保成型塑件質(zhì)量的模具結(jié)構(gòu)。（5） 核定以下幾個(gè)注射工藝參數(shù)。Ⅰ.根據(jù)塑件大小以及所確定的一模多件的實(shí)際狀況,核定注射機(jī)的容量是否合適。Ⅱ. 計(jì)算型腔壓力,校核注射機(jī)鎖模力。Ⅲ.選擇與注射機(jī)工作臺面相適應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)模架規(guī)格,核定模架能否容納所定的一模多腔的塑件數(shù)量,并考慮模架的安裝及固定方法。Ⅳ. 經(jīng)上述計(jì)算和核定后,若不合適,應(yīng)重新確定模具結(jié)構(gòu)方案。Ⅴ. 確定推出機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)一定要設(shè)計(jì)得合理,不能使塑件變形。并要核對注射機(jī)的開模距離能否取出塑件及推出方式。（6）繪制模具總裝配圖.Ⅰ. 繪出模具中心線及模具主視及俯視圖外形線。確定動(dòng)模模與定模的分型面,確保塑件留在動(dòng)模一側(cè)。Ⅱ. 繪出塑件位置及動(dòng)模、定模型芯、流道和澆口位置。Ⅲ.在動(dòng)模投影面上繪出塑像件位置、動(dòng)模芯、流道、冷卻水道、布置導(dǎo)向孔、復(fù)位桿孔、推桿孔及固定螺釘和銷釘孔位置.并在主視圖上表示各零件的裝配關(guān)系,必要時(shí)可加剖面剖視圖。Ⅳ. 填寫標(biāo)題欄及補(bǔ)充技術(shù)要求.（7）對模具各部位進(jìn)行相應(yīng)的強(qiáng)度及剛度計(jì)算和核對,不例行時(shí),應(yīng)給以適當(dāng)修訂或加強(qiáng)。（8）繪出各零件圖。如成型零件的成形尺寸要進(jìn)行必要的計(jì)算,并標(biāo)出公差,表面質(zhì)量及技術(shù)要求。2（9） 校對、審核并進(jìn)行必要的修改。（10） 完成設(shè)計(jì)、制圖、校對或?qū)徍撕炞趾?可進(jìn)行出圖。 1.2 注射模設(shè)計(jì)原則在設(shè)計(jì)注射模,一般應(yīng)遵循下述原則:（1） 選用合理的模具結(jié)構(gòu).合理的模具結(jié)構(gòu)是獲得正確的塑件尺寸的重要條件之一。（2） 塑件的側(cè)孔或側(cè)凹,應(yīng)考慮嵌鑲抽芯機(jī)構(gòu)。（3） 所設(shè)計(jì)的模具中的推桿頂出機(jī)構(gòu),要在使用時(shí)滿足推出迅速可靠。（4） 所設(shè)計(jì)的模具,在零件成形后,其澆道澆口的去除應(yīng)較為容易。在設(shè)計(jì)時(shí)要盡量采用潛伏澆口點(diǎn)澆口。（5） 用模具注射成形的零件,其表面粗糙度應(yīng)細(xì)微、硬度要高,使其使用壽命加長。（6） 所設(shè)計(jì)的模具應(yīng)制造容易、生產(chǎn)周期要短、成本要低廉。（7） 在選擇分型面時(shí),應(yīng)確保塑件應(yīng)在注射后留在動(dòng)模一側(cè)。（8） 選擇容易成型的澆道和流道。（9） 在設(shè)計(jì)時(shí),選擇能迅速推動(dòng)型腔與型芯的背離水道。（10）所設(shè)計(jì)的模具,應(yīng)易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn),并保證長期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)而不出故障。32 塑件工藝分析圖 2-1 制件：暖瓶蓋 制件說明：用途：塑料制品的暖瓶蓋要求：制品要保持光滑，有良好外觀材料：聚乙烯收縮率: 計(jì)算收縮率 0.1~0.22.1 塑件成型工藝性分析學(xué)名： 聚乙烯聚乙烯塑料的產(chǎn)量為塑料工業(yè)之冠，其中以高壓聚乙烯的產(chǎn)量為最大。聚乙烯樹脂為無毒、無味的，呈白色、柔軟、半透明的大理石狀粒料。密度為 0.91-0.96g/cm3,為結(jié)晶型塑料。聚乙烯按聚合時(shí)所采用壓力的不同，可分為高壓、中壓及低壓聚乙烯。高壓聚乙烯的分子結(jié)構(gòu)并非單純的線型結(jié)構(gòu)，而是帶有許多支鏈的樹枝狀分子。因此它的結(jié)晶度不高、密度較低、相對分子質(zhì)量較低，常稱為低密度聚乙烯。它的耐熱性、4硬度、機(jī)械強(qiáng)度等都相對較低。但是它具有較好的柔軟性、耐沖擊性及通明性，并且成形加工性能也較好。中、低壓聚乙烯的分子結(jié)構(gòu)是支鏈很少的線型分子，其相對分子質(zhì)量、結(jié)晶度較高，常稱為高密度聚乙烯。它的耐熱性、硬度、機(jī)械強(qiáng)度等都較高，但柔軟性、耐沖擊性及透明性、成形加工性能較差。聚乙烯的吸水性極小、加之其介電性能與溫度、濕度無關(guān)。因此，聚乙烯是最理想的高頻電絕緣材料。在介電性能上只有聚苯乙烯、聚四氟乙稀可與之相比。主要用途：低聚壓乙稀可用于制造塑料管、塑料板、以及承載不高的零件，如齒輪、軸承等。中壓聚乙烯最適宜的成型方法有高速吹塑成形，可制造瓶類、包裝用的薄膜以及各種注射成形制品和旋轉(zhuǎn)成形制品，也可使用在電線電纜上面。高壓聚乙烯用于制作塑料薄膜、軟管、塑料瓶以及電氣工業(yè)的絕緣零件和電纜外皮等。成形特點(diǎn)：成形收縮率范圍以及相應(yīng)的收縮值大，方向性明顯，容易變形、翹曲。應(yīng)控制模溫，保持冷卻均勻、穩(wěn)定。流動(dòng)性好且對壓力變化敏感，宜用高壓注射，料溫均勻，填充速度快，保壓充分。冷卻速度慢，因此必須充分冷卻，模具應(yīng)該設(shè)有冷卻系統(tǒng)。質(zhì)軟易脫模，塑件有淺的側(cè)凹槽時(shí)可強(qiáng)行脫模。2.2 塑件結(jié)構(gòu)工藝性要獲得合格的塑料制件，除需要選用合理的塑件原材料外，還必須考慮塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性。塑件的結(jié)構(gòu)工藝性與模具設(shè)計(jì)有著直接的關(guān)系，只有塑件設(shè)計(jì)滿足成型工藝要求，才能設(shè)計(jì)出合理的模具結(jié)構(gòu)，以防止成型時(shí)產(chǎn)生氣泡，縮孔，凹陷及開裂缺陷，達(dá)到提高生產(chǎn)率和降低成本的目的。在進(jìn)行塑件結(jié)構(gòu)工藝性設(shè)計(jì)時(shí)，必須遵循以下幾個(gè)原則：1）在設(shè)計(jì)塑件時(shí)，應(yīng)考慮原材料的成型工藝性，如流動(dòng)性，收縮率等。2）在保證使用性能、物理與力學(xué)性能、電性能、耐化學(xué)腐蝕性能和耐熱能等的前提下，力求結(jié)構(gòu)簡單、壁厚均勻、使用方便。3）在設(shè)計(jì)塑件時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮其成型模具的總體結(jié)構(gòu)，使模具型腔易于制造、抽芯和推出機(jī)構(gòu)簡單。4）當(dāng)設(shè)計(jì)的塑件外觀要求較高時(shí)，應(yīng)先通過造型，而后再逐步繪制出圖樣。5）塑件制品結(jié)構(gòu)工藝性設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：尺寸和精度、表面粗糙度、塑件形狀、壁厚等。 [10]52.3 注射成型原理、特點(diǎn)及應(yīng)用注射成型原理是將顆粒狀或粉狀塑件從注射機(jī)的料斗送進(jìn)加熱的料筒中，經(jīng)過加熱熔化呈流動(dòng)狀態(tài)后在柱塞式螺桿的推動(dòng)下，熔融塑料被壓縮向前移動(dòng)，通過料筒前的噴嘴以很快的速度注入溫度較低的閉合模腔中，充滿型腔的熔料在受壓情況下，經(jīng)冷卻固化即可保持模具型腔所賦予的形狀，然后開模，獲得成型件。 [1]這樣，在操作上就完成了一個(gè)成型周期。注射成型周期短，能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精度高、對成型各種塑件的適應(yīng)性強(qiáng)、生產(chǎn)效率較高，易于實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)等一系列的優(yōu)點(diǎn)。因此，被廣泛地應(yīng)用于塑件的生產(chǎn)，其產(chǎn)品目前占塑件生產(chǎn)總量的百分之三十左右。目前，熱固性塑料也采用注射成型，具有生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的特點(diǎn)。 [2]63 設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及步驟3.1 塑件設(shè)計(jì)1) 塑件的材料：按照制品的實(shí)際用途，需要材料具有耐高溫，無毒，抗蠕變性能較強(qiáng)的特點(diǎn)。根據(jù)《塑料模設(shè)計(jì)手冊》 [3]選取塑件的材料為：聚乙烯（PE） 。表 1-4 查得 PE 材料的各種性能如下：注射機(jī)類型：螺桿式密度：0.94～0.96 3cmg計(jì)算收縮率：1.5～3.6％預(yù)熱：1～2h料筒溫度： 后段 140～160中段 —前段 170～200噴嘴溫度： — 模具溫度：60～70 0c成形時(shí)間：注射時(shí)間 15～60高壓時(shí)間 0～3冷卻時(shí)間 15～60總周期 40～130螺桿轉(zhuǎn)速： —注射壓力：60～100MPA2) 外觀要求：表面要光滑，不易變形。3）壁厚及制件體積計(jì)算：取壁厚為：5mm體積：＝ 3.14×422×30+3.14×232×12）＝186.11V 3cm＝3.14×18 2×12+3.14×372×25＝119.67 2＝ - ＝66.42 123cm74）起模斜度由于材料收縮率較大， 選起模作斜度為：23.2 成型工藝設(shè)計(jì)1）合模，加料，加熱，塑化，擠壓；2）注射，保壓，冷卻，固化，定型；3）螺桿嵌塑，起模頂出。 [4]3.3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）成型零部件 型腔是直接成型塑件的部分，它由凸模、凹模、推桿等構(gòu)成。2）澆注系統(tǒng) 由于塑件較大，所以要采用兩個(gè)澆口，所以設(shè)計(jì)了流道。3）導(dǎo)向部分 確保動(dòng)模和定模合模時(shí)準(zhǔn)確對中而設(shè)導(dǎo)向零件。4）推出機(jī)構(gòu) 在開模過程中，將塑件和澆注系統(tǒng)凝料從模具中推出的裝置。5）排氣系統(tǒng) 為了在注塑過程中將型腔內(nèi)原有的空氣排出，在分型面處開設(shè)排氣槽。6）模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng) 為了滿足注塑工藝對模具溫度的要求，模具設(shè)有冷卻或加熱系統(tǒng)。[5] 84 設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算型腔結(jié)構(gòu)由定模板、定模鑲件二大部分組成，定模板構(gòu)成塑件側(cè)壁，型芯成形塑件頂部，而且提高模具的使用壽命。型芯有四個(gè)，型芯于推件板采用間隙配合，以保證配合緊密，防止塑件產(chǎn)生飛邊。另外，配合還可以減少推板在推件塊運(yùn)動(dòng)時(shí)與型芯之間的磨損。型腔開有冷卻流道。 [6]導(dǎo)柱有帶頭導(dǎo)柱和肩導(dǎo)柱。前者結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，用于簡單模具，小批量生產(chǎn)，一般不需要用導(dǎo)套，生產(chǎn)批量大時(shí)，也可在模具中設(shè)置導(dǎo)套。導(dǎo)向孔磨損后，只需要更改導(dǎo)柱即可。后者結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用于精度要求較高，生產(chǎn)批量較大的模具。導(dǎo)柱與導(dǎo)套配合，導(dǎo)套固定直徑與導(dǎo)柱固定直徑相等。 [7]4.2 成型零件的工作尺寸計(jì)算1）型腔的長、寬尺寸計(jì)算 [9]塑件的×收縮率 η 為： ％＝2.25％,模具制造公差取 的制品公差。1.532?31= (1+15%)×84－0.5×0.72] ＝[1.15×84－0.36] ＝96.24 mmML[ 4.0 24.024.0式中： ——型腔的 L 方向公稱尺寸11L ——制品 L 方向最大尺寸dL ——制品 L 方向公稱尺寸1g1η——收縮率Δ——制品的設(shè)計(jì)公差——模具制造公差。z?=[(1+15%)×46－0.5 x 0.48] ML16.0＝(52.9-0.24)16.0＝52.66 mm16.0式中： ——型腔的 L 方向公稱尺寸2L2= [[(1+15%)×74+0.5 X0.64] ml 021.?9=(1.15×74+0.32) 021.?=85.42 mm021.?=[(1+15%) x 36+0.5×0.42] ml 014.?=(41.4+0.21) 014.?=41.61 mm.02）型腔的深度尺寸計(jì)算 [8]＝[(1+15%)×42.64－0.5×0.64]MH21.0＝(1.15×42.64-0.32) 21.0＝48.72 mm21.0式中：H －型腔深度公稱尺寸， －制品高度最大尺寸， －制品高度公稱尺寸。x dHgH＝[(1+15%)×30.5-0.5×0.5]M17.0＝[35.075－0.25] 17.0＝34.83 mm17.03）型芯的長、寬尺寸計(jì)算 [11],[12]＝ [(1+15%)×12+0.5×0.32]mh01.?＝13.8+0.16 01.?＝13.96 mm.0式中： —— 方向最小尺寸1ill＝ [(1+15%)×25＋0.5×0.5]mh017.＝28.75+0.25 017.＝29.00 mm.04）中心距尺寸 [11-12]＝(1+0.15)×12 0.053MC??10＝1.15×12 0.053??＝13.8 0.053mm式中：h －型心高度公稱尺寸x－制品深度最小尺寸i－制品深度公稱尺寸。g5）型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算對凹模的側(cè)壁和底板的厚度作精確的力學(xué)計(jì)算是相當(dāng)困難，一般在工程設(shè)計(jì)上常采用經(jīng)驗(yàn)公式來近似計(jì)算凹模的側(cè)壁和底板的厚度。 ??3415.?EphS?=45.20mm?3540.1.28.?4.3 型腔及模板的剛度及強(qiáng)度計(jì)算1）凹模型腔的強(qiáng)度 [14]13()cphbEy??b：凹模側(cè)壁的理論寬度h: 凹模型腔的深度p: 凹模型腔內(nèi)的熔體壓力; y: 凹模長邊側(cè)壁的允許彈性變形量 圖 2-2已知： =130Mpa ; E=2.1× Mpa ; h =4.2cm cmP51010.5y?11由《塑料模設(shè)計(jì)手冊》 [3]圖 5-8： ＝42/200=0.21 得：c=0.211/hl由《塑料模設(shè)計(jì)手冊》 [3]圖 5-9： ＝200/200=1 得： 2將以上各數(shù)值代入式（5-1）得：=42× =42.55b3150.1.24???????2）支撐板強(qiáng)度的計(jì)算根據(jù)《塑料模設(shè)計(jì)手冊》 [3]147 頁，式 5-6支撐板厚度 = LH31235???????yBElpp =130Mpa ; ;17.4lcm?2l; 12BL?; y = 0.005 cm5.*0EMPa代入上式，得 H = 5 cm4.4 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算澆注系統(tǒng)是指塑料熔體從注射機(jī)噴嘴射出后到達(dá)型腔之前，在模具內(nèi)流經(jīng)的通道。澆注系統(tǒng)分為普通澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩大類。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注射模具設(shè)計(jì)的一個(gè)相對重要的環(huán)節(jié)，它對獲得優(yōu)良性能和理想外觀的塑料制件以及最佳的成型效率有著直接影響，是模具設(shè)計(jì)工作者十分重視的技術(shù)問題。 [15]4.4.1 澆注系統(tǒng)的作用普通流道澆注系統(tǒng)從總體來看，其作用可概述如下：（1）.將來自注射機(jī)噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)地輸送到型腔，同時(shí)使型腔內(nèi)的氣體能夠及時(shí)順利的排出。（2）.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(gè)部位，以獲得形狀完整，內(nèi)外在質(zhì)量優(yōu)良的塑件制件。 [16-19]4.4.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理不僅對塑件性能、結(jié)構(gòu)、尺寸、內(nèi)外在質(zhì)量等影響很大，而且還與塑件所用塑料的利用率、成型生產(chǎn)率等相關(guān)，因此澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)的一12個(gè)重要環(huán)節(jié)。對澆注系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)遵循如下基本原則：（1）了解塑料的成型性能和塑料熔體的流動(dòng)性。固體顆粒狀或粉狀的塑料經(jīng)過加熱，在注射成型時(shí)已熔融狀態(tài)（粘流態(tài)） ，因此對塑料熔體的流動(dòng)特性如溫度、粘度、剪切速率及型腔內(nèi)的壓力周期等進(jìn)行分析，就顯得非常必要。因此，設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)于所用塑料的成型特性要求，以保證塑料制件的生產(chǎn)質(zhì)量。（2）.澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)有利于很好的排氣。澆注系統(tǒng)應(yīng)順利地引導(dǎo)塑料熔體充滿型腔的各個(gè)角落，使型腔內(nèi)澆注系統(tǒng)中的氣體有序地排出，以保證填充過程中不產(chǎn)生紊流或渦流，也不會導(dǎo)致因氣體積而引起的凹陷、氣泡等塑件成型缺陷。因此，設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)注意與模具的排氣方式相適應(yīng)，使塑件獲得很好的成型質(zhì)量。（3）. 澆注系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合型腔布局同時(shí)考慮。澆注系統(tǒng)的分布形式與型腔的排布密切相關(guān)，應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)盡可能保證在同一時(shí)間內(nèi)塑料熔體充滿各型腔，并且使型腔及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積總重心與注射機(jī)鎖模力作用中心相重合，這對于鎖模的可靠性及鎖模機(jī)構(gòu)受力的均勻性都是有利的。（4）.便于修整澆口以保證塑件外觀質(zhì)量。脫模后，澆注系統(tǒng)凝料要與成型后的塑件分離，為保證塑件的美觀和使用性能等、應(yīng)要使?jié)沧⑾到y(tǒng)凝料與塑件易于分離，且澆口痕跡易于清除處理。 [20-22]根據(jù)《塑料模設(shè)計(jì)手冊》 [3]205 頁，式（5-59）4*VDK??式中：D 為主流道大頭直徑V 為流經(jīng)主澆道的熔體容積K 為熔體常數(shù)其中 K 取 5V=66.42×（1+20%）＝ 79. 71 3cm代入式算得：D=5.1mm 取 D=6mm4.5 脫模阻力計(jì)算根據(jù)《塑料模設(shè)計(jì)手冊》 [3]：薄壁圓形件Q= +B×10??fmLSEt?????14.3213式中：Q 脫模力(N)t 塑件平均壁厚（cm）E 塑料彈性模量S 塑料平均成形收縮率L 包容凸模的長度f 塑料與鋼的摩擦系數(shù)m 塑料的帕松比E＝2.1×10 ；S＝0.15 ； L＝12.7cm ；f=0.3 ；m=0.3；t=0.552/Nc代入上式得：Q= =2760440N??3.017214.35????4.6 模具冷卻水道設(shè)計(jì)計(jì)算模具溫度及其波動(dòng)對制品的收縮率、尺寸穩(wěn)定性、力學(xué)性能、變形、應(yīng)力開裂等均有影響。模具溫度過低，熔體流動(dòng)性差，制品輪廓不清晰，甚至充不滿型腔或形成熔接痕，制品表面不光澤、缺陷多、力學(xué)性能降低。模具溫度過高，成型收縮率大，起模及起模后制品變形大，并且易造成溢料和粘模。模具熱量的輸入靠的是加熱裝置，而制品需要成型也需要對其冷卻，冷卻時(shí)間幾乎占到成型周期的 80%。因此提高冷卻效率更有利于提高生產(chǎn)效率，其中散熱包括自然散熱和向外熱傳導(dǎo)，其中 95%的熱量是靠傳熱介質(zhì)（冷卻夜）傳遞走。由于塑料轉(zhuǎn)換成為制件必須對模具進(jìn)行加熱和冷卻，才能順利的完成一系列的過程，由此，塑料熔體充模流動(dòng)，固化定型，生產(chǎn)效率及塑料的尺寸精度和形狀都很重要。所以，必須考慮設(shè)計(jì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過合理的溫度調(diào)節(jié)，才能有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)效率。 [23]1. 模具加熱一般生產(chǎn)塑件的注射模需要加熱2. 模具冷卻塑料模可以看成是一種熱交換器，如果冷卻介質(zhì)不能及時(shí)有效地帶走必須傳遞走的熱量，則在一個(gè)成型周期內(nèi)就不能維持熱平衡，從而就無法進(jìn)行穩(wěn)定的模塑成形。對于塑料模具來說，只有進(jìn)行高效率的熱交換，才有可能進(jìn)行快速成型，從而提高14生產(chǎn)效率。在這里，冷卻時(shí)間是關(guān)鍵，所謂冷卻時(shí)間通常是從熔體充滿型腔到制品最厚壁部中心溫度降到熱變形溫度所需要的時(shí)間或制品斷面內(nèi)平均溫度降到脫模溫度所需要的時(shí)間。 [28]155 注射機(jī)的選擇5.1 最大注射量校核根據(jù)《塑料·橡膠成型模具設(shè)計(jì)手冊》 [19]144 頁，式（5-2-1）cG?max?式中： 注塑機(jī)最大注謝量（ cm3）c 料筒溫度下塑料的體積膨脹率的校正系數(shù)，對于結(jié)晶形塑料，c=0.85:對于非結(jié)晶形塑料，c=0.93;所用塑料在常溫下的密度 ?3/gcm代入數(shù)據(jù)得：=0.93×0.95×500=441.75maxG根據(jù)式（5-2-3）()zjfsbnm??式中： n 模具的型腔數(shù) , 塑件的質(zhì)量 g ， 澆注系統(tǒng)分流道凝料的質(zhì)量j fmg ， 主流道凝料質(zhì)量 g ， 塑件飛邊質(zhì)量 gsmb代入數(shù)據(jù)得：=4×（69.9+13.97）+10+5=350.5z根據(jù)校核式（5-2-2）=441.5×80%350.5maxG故：合格5.2 注射壓力校核根據(jù)《塑料·橡膠成型模具設(shè)計(jì)手冊》 [19]P145，P ＝145Mpa，Pch＝30j（0.75～0.9）P ＝108.75～130.5MpaPch，故也是合格的。式中：P －注塑j j額定最大注射壓力，Pch－模具成型時(shí)需要的注射壓力。5.3 鎖模力的校核根據(jù)《塑料·橡膠成型模具設(shè)計(jì)手冊》 [19]P14516＝pKqPP 取 30Mpa，k 取 ，32＝30× ＝20Mpaq由表 5-2-1，取 F＝17.6Mpa有 F，故合格。qP式中： －型腔內(nèi)塑料壓力P－料筒內(nèi)注塑機(jī)柱塞或螺桿施加于塑料的壓力K－損耗系數(shù)，F(xiàn)－注射機(jī)的額定鎖模力。5.4 開模行程及其頂出行程校核根據(jù)《塑料·橡膠成型模具設(shè)計(jì)手冊》 [19]P149H + H +a+（5～10）12H ＝ 43mm，H ＝42mm，a＝60mm，s=300H + H +（5～10）＝150～155mmS，符合要求。12式中：H －脫模距離H －塑件加澆注系統(tǒng)總高2S－注塑機(jī)最大開模行程5.5 模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸得校核因材料為 PE，總體積為 79. 71 ，所以選擇螺桿式注塑機(jī)的型號為：3cmXS-ZY-500. 1.噴嘴尺寸：噴嘴圓弧半徑為 18mm2.最大及最小模厚：最大模厚為 450mm，最小模厚為 300mm。 [25]176 模具主要零件加工工藝規(guī)程6.1 模具凸模工藝規(guī)程凸模零件圖如圖 5-1 所示：圖 5-1 凸模零件圖凸模的加工工藝規(guī)程：（1）粗加工 104×127 的外輪廓?？捎脭?shù)控車床加工。?（2） 粗加工 74×112 的凸臺（3） 粗加工 36×12（4）依次精加工 104×127； 74×112； 36×12 的外形輪廓?（5）一次精加工至外輪廓尺寸 [27]6.2 模具凹模零件圖及工藝規(guī)程凹模零件圖如圖 5-2 所示：18圖 5-2 凹模零件圖凹模加工工藝如下：(1) 以基準(zhǔn)角定位，加工 460×400 的型腔外輪廓，可用數(shù)控銑床來完成。（2） 粗加工 84×30； 46×12；鉆 20×80； 25×80；銑 60×80??（3） 依次精加工 84×30； 46×12；鉆 20×80； 25×80；銑 60×80 的內(nèi)形輪廓（4）一次精加工至外輪廓尺寸。（5）鉗工裝配型芯。197 模具總裝圖7.1 模具總裝圖一、模具裝配要求：塑料注射模具的質(zhì)量取決于模具零件的加工制造質(zhì)量和裝配質(zhì)量。因此，提高裝配質(zhì)量是非常必要的。在模具裝配時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：① 成形零件的形狀、尺寸必須符合圖樣要求。一般型腔盡量取下偏差尺寸，型芯盡量取上偏差尺寸，以延長模具的使用壽命。② 成形零件及澆注系統(tǒng)的表面應(yīng)平整、光潔。成形零件表面要經(jīng)過拋光或鍍鉻，使表面平整、光潔。拋光時(shí)，其拋光紋路應(yīng)與脫模方向一致。③ 互相接觸承壓零件應(yīng)有適當(dāng)?shù)拈g隙或合理的承壓面積。合理的承壓面積可以防止模具使用的零件互相擠壓而損壞。 [29-30]二、推出系統(tǒng)零件 ① 推出系統(tǒng)的位置要求。推出系統(tǒng)在模具打開時(shí)能順利推出制件，并方便取出制件和廢料，閉模時(shí)能準(zhǔn)確回復(fù)到初始位置。② 推出系統(tǒng)零件動(dòng)作靈活。各推出零件在裝配后要?jiǎng)幼髌胶忪`活，不的出現(xiàn)卡住及發(fā)澀出現(xiàn)。 [31-34]三、滑塊及活動(dòng)零件① 保證裝配精度 滑塊及活動(dòng)零件裝配后要間隙適當(dāng)，起止位置要安裝正確。不得出現(xiàn)卡住、歪斜現(xiàn)象。② 保證運(yùn)動(dòng)精度 滑塊及活動(dòng)零件運(yùn)動(dòng)時(shí)要保證動(dòng)作平衡、可靠，動(dòng)作靈活、協(xié)調(diào)、準(zhǔn)確。③ 保證裝配可靠 各緊固螺釘、銷釘要擰緊，保證安全可靠，不松動(dòng)。四、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)① 保證裝配垂直度 導(dǎo)柱、導(dǎo)套在安裝后要垂直于模座，不得歪斜。② 保證配合精度 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的導(dǎo)向精度要滿足設(shè)計(jì)圖樣的要求。五、加熱與冷卻系統(tǒng)① 冷卻水路要通暢，不漏水，閥門控制可靠。② 電路加熱系統(tǒng)要絕緣良好，無漏電現(xiàn)象，并且安全可靠，能達(dá)到模具溫度的要求。六、模具外觀20① 為搬運(yùn)安裝方便，模具上應(yīng)設(shè)有起重吊孔或吊環(huán)。② 模具裝配后其閉合高度，安裝尺寸等要符合設(shè)計(jì)圖的要求。③ 模具閉合后，分型面、承壓面之間要閉合嚴(yán)密，模具外露部分的棱邊要倒角。④ 裝配后的模具應(yīng)打印標(biāo)記、編號及合模標(biāo)記。 [35-36]7.2 模具的安裝試模試模是模具制造中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。試模中的修改、補(bǔ)充和調(diào)整是對于模具設(shè)計(jì)的重要補(bǔ)充。一、 試模前的準(zhǔn)備試模前要對模具及試模用的設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)，模具的閉合高度、安裝與注射機(jī)的各個(gè)配合尺寸、推出形式、開模距，模具工作要求要符合所選設(shè)備的技術(shù)條件。檢查模具各滑動(dòng)零件配合間隙適當(dāng)，無卡住及緊澀現(xiàn)象。活動(dòng)要靈活可靠，止位置的定位要準(zhǔn)確。各鑲嵌件、緊固件要牢固，且無松動(dòng)現(xiàn)象。對于試模設(shè)備也要進(jìn)行全面檢查，即對設(shè)備的油路、水路、電路、各操作件和顯示信號要檢查和調(diào)整，使之處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。 [37-39]二、模具的安裝與調(diào)試模具的安裝是將模具從制造地點(diǎn)運(yùn)至注射機(jī)所在地，并安裝在指定注射機(jī)的全過程。[18]模具安裝在注射機(jī)上要注意以下幾個(gè)方面：1） 模具的安裝方位要滿足設(shè)計(jì)圖樣的要求。2） 模具中有側(cè)向滑塊結(jié)構(gòu)時(shí)，盡量使其運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樗椒较颉?） 當(dāng)模具長度與寬度尺寸相差較大時(shí)，應(yīng)盡可能使較長的邊向水平方向運(yùn)動(dòng)。4） 模具帶有液壓油路接頭，氣路接頭，熱流道元件接線板時(shí)，盡可能放置在非操作一側(cè)，以免操作不方便。 [40]模具在注射機(jī)上的固定多采用螺釘、壓板的形式，一般每側(cè)采用 4～8 塊壓板，且對稱布置。 [41]模具安裝于注射機(jī)上之后，要進(jìn)行空循環(huán)調(diào)整。其目的在于檢驗(yàn)?zāi)＞呱细鬟\(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是否可靠、靈活，定位裝置是否能夠有效作用。要注意以下幾點(diǎn)：① 合模后分型面不得有間隙，要有足夠的合模力。② 活動(dòng)型芯、推出及導(dǎo)向部位運(yùn)動(dòng)要平衡，無干涉現(xiàn)象，定位正確、可靠。21③ 開模時(shí)，推出要平穩(wěn)，保證將塑件及澆注系統(tǒng)凝料推出模具。 [42-45]三、試模模具安裝調(diào)整后即可進(jìn)行試模。1） 加入原料原料的品種、規(guī)格、牌號應(yīng)符合產(chǎn)品圖樣中的要求，成形性能應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。原料一般要預(yù)先進(jìn)行干燥處理。2）調(diào)整設(shè)備按照工藝條件調(diào)整注射壓力、注射速度、注射量、成形時(shí)間、成形溫度等工藝參數(shù)。3）試模將模具安裝在注射機(jī)上，選用合格的原料，根據(jù)推薦的工藝參數(shù)調(diào)整好注射機(jī)，采用手動(dòng)操作。開始注射時(shí)，首先采用低壓、低溫和較長的時(shí)間、條件下成形，如果型腔未充滿，則增加注射時(shí)的壓力。在提高壓力無效時(shí)，可以適當(dāng)提高溫度條件。 [16]四、檢驗(yàn)通過試?？梢詸z驗(yàn)出模具結(jié)構(gòu)是否合理、所提供的樣品是否符合用戶要求，模具能否完成批量生產(chǎn)。22總結(jié)轉(zhuǎn)眼之間，歷經(jīng)整整大四的下半個(gè)學(xué)期、近四個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)馬上就要結(jié)束了，這是我們大學(xué)之中最后一個(gè)也是最重要的一個(gè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對我們大學(xué)這四年所學(xué)知識的考驗(yàn)，它要求我們將大學(xué)這三年來所學(xué)到的知識能夠融會貫通、熟練應(yīng)用，并要求我們能夠理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)我們的綜合運(yùn)用能力以及解決實(shí)際問題的能力。畢業(yè)論文是我們對在校期間所學(xué)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識、基本技能以及從事科學(xué)研究能力的綜合考核，是培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際和鍛煉我們獨(dú)立工作能力的有效手段，是對我們進(jìn)行基礎(chǔ)訓(xùn)練以期達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)的必要步驟。經(jīng)過兩個(gè)月的模具設(shè)計(jì)，使我大大提高了綜合應(yīng)用所學(xué)的基本理論和專業(yè)知識的能力。理論聯(lián)系實(shí)際，分析、思考和解決實(shí)際問題的能力。調(diào)查研究、整理資料、分析論證和論文寫作的能力。運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算和解決實(shí)際問題的綜合能力。更重要的是知道了模具的設(shè)計(jì)必須做到大膽謹(jǐn)慎，大膽的想象，謹(jǐn)慎的布局。嚴(yán)格遵循量和單位及其符號均應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，國家標(biāo)準(zhǔn)中未規(guī)定的，應(yīng)執(zhí)行國際標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；不同的量必須用不同的符號表示，不得一符多義，含義相同的量則必須用同一符號表示。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，是對我這四年來所學(xué)的專業(yè)知識是否踏實(shí)的檢驗(yàn)，讓我對這三年中所學(xué)知識進(jìn)行了綜合，也讓我溫習(xí)了一些已經(jīng)快要淡忘的專業(yè)知識，并且還學(xué)到了一些實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)。與此同時(shí)，我也充分認(rèn)識到自身的許多不足：基礎(chǔ)知識學(xué)得不夠扎實(shí)，缺乏綜合運(yùn)用及理論聯(lián)系實(shí)際的能力等。我會在今后的工作中更加明確自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)！同時(shí)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)與機(jī)械制圖、公差配合、材料學(xué)、模具制造工藝、塑料模具設(shè)計(jì)與制造等課程緊密，是以前學(xué)過內(nèi)容的綜合應(yīng)用，它培養(yǎng)了我們的設(shè)計(jì)能力，尤其是塑料模具的設(shè)計(jì)能力，提高了解決實(shí)際問題的能力。23參考文獻(xiàn)[1] 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