基于ProE的箱體零件塑料注塑模具設(shè)計(jì)與制造-抽芯注射模含三維及10張CAD圖.zip

基于ProE的箱體零件塑料注塑模具設(shè)計(jì)與制造-抽芯注射模含三維及10張CAD圖.zip,基于,ProE,箱體,零件,塑料,注塑,模具設(shè)計(jì),制造,注射,三維,10,CAD 摘 要 這次論文是在生產(chǎn)實(shí)踐的基礎(chǔ)上,對(duì)塑料箱體設(shè)計(jì)出注塑模具。根據(jù)塑料箱產(chǎn)品的要求，了解塑料件的使用要求，包含分析塑料件的工藝性過程、尺寸精度，這次模具設(shè)計(jì)選擇單模雙腔布置、側(cè)澆口、注塑機(jī)選用HTF 200XB，冷卻系統(tǒng)的設(shè)置，包括型腔的布置、澆口的形狀和位置、模具的選擇、分型面的確定、頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)置等。使用CAD軟件和Pro/ENGINEER三維軟件做出二維裝配圖以及零件圖，選擇合理的加工方法，確定了模具方案后,對(duì)工藝過程進(jìn)行了分析。根據(jù)該方案,可以達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)效果，可以大大提高注塑模具的質(zhì)量。在附加簡明的文字說明、計(jì)算分析，從而做出合理的注塑模設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：塑料箱體；注塑模具；工藝性；單模雙腔；注塑機(jī)；冷卻系統(tǒng) Abstract This paper is based on the production practice, and designs the injection mold for the plastic box. According to the requirements of the plastic box products, the requirements of the plastic parts are understood, including the analysis of the technological process and dimensional accuracy of the plastic parts. This mold design selects the single mode double cavity layout, the side gate, the injection molding machine HTF 200XB, the setting of the cooling system, including the layout of the cavity, the shape and position of the gate, the selection of the mold. The determination of the parting surface and the setting of ejection mechanism. Using CAD software and Pro/ENGINEER three-dimensional software to make two dimensional assembly drawing and part drawing, select a reasonable processing method and determine the die plan, the process process is analyzed. According to the scheme, the expected design effect can be achieved, and the quality of injection mold can be greatly improved. Additional concise description, calculation and analysis are added to make reasonable injection mold design. Key words: plastic box; injection mold; technology; single-mode double cavity; injection molding machine; cooling system 目錄 摘 要 I Abstract II 1 箱體的工藝分析 1 1.1 箱體材料的選擇 2 1.2 箱體的體積和質(zhì)量確定 2 2.模具結(jié)構(gòu)布局及注塑機(jī)的選擇 3 2.1 選擇澆注系統(tǒng)的原則 3 2.2 型腔的布局 3 2.3 注射機(jī)的選用及相關(guān)參數(shù)的校核 4 2.3.1注射膠量的計(jì)算 4 2.3.2塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 5 2.3.3 注塑機(jī)選擇確定 5 3 注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 3.1 選擇模架結(jié)構(gòu) 7 3.2 導(dǎo)向和定位機(jī)構(gòu)的選擇 8 3.3 澆注體系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9 3.3.1主流道的大小設(shè)計(jì) 9 3.3.2分流道的類型 10 3.3.3澆口的設(shè)計(jì) 11 3.3.4冷料穴的設(shè)計(jì) 11 3.4 分型面的選擇 12 3.5 成型零部件的設(shè)計(jì) 13 3.5.1 型腔零部件設(shè)計(jì) 14 3.5.2型芯零部件設(shè)計(jì) 14 3.5.3成型零部件工作尺寸的計(jì)算 15 3.5.4模具強(qiáng)度與剛度校核 16 3.6 脫模機(jī)構(gòu)的選擇 17 3.7 模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 19 3.8 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 21 3.9 模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核 22 3.9.1 模具長寬尺寸 22 3.9.2模具厚度（閉合高度） 22 3.9.3 開模行程距離計(jì)算與校核 22 3.10 模具動(dòng)作原理 23 3.11側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)部分計(jì)算 23 總結(jié) 26 參考文獻(xiàn) 27 致謝 28 IV 1 箱體的工藝分析 在模具設(shè)計(jì)之前,應(yīng)仔細(xì)研究和分析塑料零件的形狀、尺寸、公差等級(jí)以及表面粗造度等工藝，通過以上的綜合分析才可以正確地選擇塑件的模具結(jié)構(gòu)和模具加工精度要求。 這次設(shè)計(jì)選擇的產(chǎn)品是是塑料箱體，其塑件詳細(xì)的結(jié)構(gòu)和尺寸詳見下圖所示。通過任務(wù)書要求和圖紙分析可知：塑料零件結(jié)構(gòu)簡單,尺寸均可以選用MT5精度，且對(duì)未注明出選用MT8精度。塑料零件的表面粗糙度高于內(nèi)部,外表面為Ra0.8，內(nèi)部為Ra1.2。生產(chǎn)量大,成本低,成型容易。設(shè)計(jì)出的模具可選擇單模具雙型腔結(jié)構(gòu)來制作。 箱體塑件3D圖  箱體塑件二維圖 1.1 箱體材料的選擇 所選擇的塑件壁厚比較勻稱，ABS性能比較好，成本低，滿足了大批量生產(chǎn)的需求，易于成型，因而在本次設(shè)計(jì)中它被選擇作為材料是非常合適。 1.2 箱體的體積和質(zhì)量確定 選用Pro/E三維軟件來對(duì)塑料箱體的質(zhì)量，還有體積進(jìn)行查詢，那么查出來的塑料箱體體積的大小是，查看相關(guān)資料可知：ABS的密度是，那么就可以將這個(gè)塑料產(chǎn)品的質(zhì)量算出來。 2.模具結(jié)構(gòu)布局及注塑機(jī)的選擇 2.1 選擇澆注系統(tǒng)的原則 對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行分類，有普通流道的澆注系統(tǒng)，還有一種澆注系統(tǒng)里面是沒有流道的，在這篇設(shè)計(jì)中，澆注系統(tǒng)用的是一般的，澆口在側(cè)邊的。加工產(chǎn)品質(zhì)量能不能達(dá)到要求跟澆注系統(tǒng)有很大的關(guān)系。 設(shè)計(jì)澆注部分的時(shí)候，有幾點(diǎn)是要關(guān)注的： a)、塑料工件在加工時(shí)候的特征：塑料工件在進(jìn)行生產(chǎn)的時(shí)候有一些需求，那么這個(gè)澆注系統(tǒng)一定要滿足設(shè)計(jì)的需要，這樣加工的產(chǎn)品質(zhì)量才能符合要求。 b)、模具成型塑件的型腔數(shù)：對(duì)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候要注意模具的結(jié)構(gòu)，要跟模具的結(jié)構(gòu)相適應(yīng)。 c)、塑料工件有多大，還有形狀什么樣，根據(jù)生產(chǎn)的工件的大小，構(gòu)造，還有工件的壁有多厚，還有之前分型面已經(jīng)確定下來，這樣才可以設(shè)計(jì)出來，這里面澆口所處的地點(diǎn)，還有進(jìn)料口有幾個(gè)等都包括在澆注系統(tǒng)里面，另外還要避免嵌件受到流料的直接沖擊，還有要對(duì)一些不利因素都進(jìn)行考慮，這樣才能及時(shí)的進(jìn)行調(diào)整。 d)、塑件外觀：設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)，首要要設(shè)計(jì)進(jìn)料的地方，這個(gè)地方要便利一些，還有對(duì)于它的外表不能有什么壞影響。 e)、冷料：注射加工相隔的時(shí)間，噴嘴上的冷料要去掉，避免對(duì)工件的質(zhì)量有影響，設(shè)計(jì)澆注部分的時(shí)候，要知道冷料放在什么地方[6]。 根據(jù)塑件的工藝分析，在這一次設(shè)計(jì)中塑料箱體外表面質(zhì)量要保證精確，因此在論文中選擇使用側(cè)澆口進(jìn)膠方式，在加工的塑料箱體產(chǎn)品側(cè)端面位置設(shè)置側(cè)澆口，將塑料箱體組裝好了之后，澆口就擋起來，看不見了。 2.2 型腔的布局 在此次設(shè)計(jì)中選擇的是側(cè)澆口進(jìn)料，從工藝分析看的出塑料箱體外形尺寸較小，為了讓塑件不易報(bào)廢，提高加工塑件的生產(chǎn)率，論文中選擇使用單模雙型腔結(jié)構(gòu)，來對(duì)箱體進(jìn)行批量生產(chǎn)。這樣又可以經(jīng)濟(jì)實(shí)用的節(jié)約成本。 在模具里面，它的澆注系統(tǒng)是什么樣的構(gòu)造，跟型腔的構(gòu)造關(guān)系是很大的，對(duì)型腔的結(jié)構(gòu)進(jìn)行搞設(shè)計(jì)的時(shí)候，不管在哪個(gè)地方都有澆注系統(tǒng)，讓他們從總壓力分出來的壓力都比較均勻，這樣一來塑料熔體填充到型腔里面去的時(shí)候比較運(yùn)城，這樣產(chǎn)品的質(zhì)量都一樣。型腔要盡量靠近主流道，并且流道用的是平衡的，這樣澆注的質(zhì)量才是符合要求的。型腔的結(jié)構(gòu)圖紙?jiān)谙旅嬗姓故荆? 型腔布局 2.3 注射機(jī)的選用及相關(guān)參數(shù)的校核 2.3.1注射膠量的計(jì)算 對(duì)模具設(shè)計(jì)，注射加工量一定要在注射機(jī)的八成容量以內(nèi)，按照下面的公式對(duì)它進(jìn)行校核： 論文說明書中： 注塑機(jī)進(jìn)行注射加工的時(shí)候額定的量最少應(yīng)該是，那么注射量對(duì)于論文的要求完全是能夠滿足的。 2.3.2塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行注射加工的時(shí)候，鎖模力是多大，主要是塑料產(chǎn)品在分型面上投影面積是多大來確定的。要是這個(gè)投影面積比注射機(jī)允許的面積最大值還要大，那么模具就會(huì)出現(xiàn)溢料的情況了。要符合下面的關(guān)系式： 注射加工的時(shí)候，要想鎖模力足夠，那么只有滿足下面的關(guān)系式才行： /80% 公式中 查看有關(guān)材料之后，當(dāng)熔料經(jīng)過噴嘴的時(shí)候它注塑壓力可以達(dá)，經(jīng)過澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔的時(shí)型腔壓力一般是，本次設(shè)計(jì)中選。 由此可以得出： 通過計(jì)算可知設(shè)計(jì)中所要選擇的注射機(jī)額定的注塑壓力需要滿足是以上就可以達(dá)到要求。 2.3.3 注塑機(jī)選擇確定 模具的形式是一個(gè)模具兩個(gè)腔室，因?yàn)樽钌僮⑸淞渴?，流道口的廢料，總注塑量，之后按照工藝數(shù)據(jù)，都考慮進(jìn)去，確定注射機(jī)的型號(hào)是HTF 200XB。在進(jìn)行注射用的螺桿類型的注射機(jī)，它的有關(guān)數(shù)據(jù)是： 表<1> HTF 200XB注塑機(jī)參數(shù) 3 注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1 選擇模架結(jié)構(gòu) 針對(duì)塑件的綜合的研究，設(shè)計(jì)中采用平面分型面，塑件的大小和結(jié)構(gòu)有什么要求，模具的大小就能確定出來，對(duì)于模具而言，只要強(qiáng)度夠了，結(jié)構(gòu)盡可能的要小巧緊湊。通過對(duì)資料的查取，我們這次模具運(yùn)用的是CI型的標(biāo)準(zhǔn)模架，模架的尺寸大小的裝配圖見下圖： CI型模具的定模是選一塊模板，動(dòng)模是選一塊模板，同時(shí)也可以叫兩板模，大水口的模架，適合側(cè)面澆口，我們選斜導(dǎo)柱或定模側(cè)抽芯的注射方式來加工成形模具。 選出分型面再確定導(dǎo)柱導(dǎo)套如何安裝，我們把導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行正裝。按照模架的基本型，選出相對(duì)應(yīng)模板的厚度和模具的外面輪廓的尺寸，確定出的模具是一模二腔的模式。 把型腔之間的距離控制在以內(nèi) 型腔排成一模兩腔形式，測出得到長是，寬是， 模架的長是 模架的寬是 按照內(nèi)模的尺寸，求出模架的長寬之后，再排除其他螺絲導(dǎo)柱等零件對(duì)模架尺寸的影響。 綜合以上內(nèi)容，我們選取大小的模架，塑件的高度是，塑件里所有膠位都會(huì)留在定模部分，這種模具的型腔結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡單，型芯、型腔的固定是固定總高度再加上，的厚度是，這樣的參數(shù)可以滿足設(shè)計(jì)的強(qiáng)度條件，是，是，其中還要考慮到推出機(jī)構(gòu)的推出距離能不能達(dá)到推出的高度條件。 在本次設(shè)計(jì)里，我們用的是龍記的標(biāo)準(zhǔn)模架，它的標(biāo)準(zhǔn)模腳的高度是 ，這樣完全可以達(dá)到頂出的尺寸。 結(jié)合上面結(jié)論我們選模架的型號(hào)時(shí)：。 3.2 導(dǎo)向和定位機(jī)構(gòu)的選擇 開下來模具，公模，母模他們的方向是確定下來的，進(jìn)行導(dǎo)向的裝置可以進(jìn)行確保。有一邊的力會(huì)作用在導(dǎo)向零件上面，不僅可以進(jìn)行導(dǎo)向，還能夠進(jìn)行定位，進(jìn)行導(dǎo)向的零件有導(dǎo)柱，導(dǎo)套。 1. 對(duì)這個(gè)導(dǎo)向的總裝置進(jìn)行設(shè)計(jì) （1） 在模具的周邊或者是靠近嘴邊的周邊有好多導(dǎo)向零件，并且他們排列的都是均勻的，從中心點(diǎn)到最邊緣的地方，一定要非常遠(yuǎn)，只有這樣強(qiáng)度才能符合需要，避免形狀有變化。 （2） 根據(jù)模具的構(gòu)造，大小，一般來說一個(gè)模具的導(dǎo)柱是兩個(gè)到四個(gè)吧。要是凹凸模在什么地方是有要求的，這樣導(dǎo)柱的大小就不同了，或者就算是這兩個(gè)導(dǎo)柱的直徑都一樣，但是他們所處的地點(diǎn)要錯(cuò)列下來。 （3） 加工工件跟公模在一個(gè)方向上，脫離模具的時(shí)候不想太復(fù)雜，正常都是在母模上來組裝。 （4） 在導(dǎo)柱還有導(dǎo)套分型面的這個(gè)地點(diǎn)，弄一個(gè)承屑槽在這 （5） 導(dǎo)柱導(dǎo)套的軸線要跟導(dǎo)向孔的軸線平行 （6） 把模具合起來，導(dǎo)向零件是可以碰到一起的，避免模具的型腔里頭有公模，成型零件要保持完好才可以。 2. 設(shè)計(jì)導(dǎo)柱 （1） 導(dǎo)柱有兩種，一種是單節(jié)的，還有一種是臺(tái)階的 （2） 導(dǎo)柱一定要高出公模上面的面六到八毫米 （3） 要設(shè)置一個(gè)圓錐或者是球形的引導(dǎo)在導(dǎo)柱的最上面 （4） 對(duì)導(dǎo)柱進(jìn)行固定的時(shí)候有兩種方式，一種是鉚接的，一種是螺釘?shù)? （5） 對(duì)導(dǎo)柱的面進(jìn)行熱處理，處理之后導(dǎo)柱的面的耐磨性才能符合需要。 3. 導(dǎo)套和導(dǎo)向孔 （1） 要是導(dǎo)套不裝在導(dǎo)向孔的上面，直接在模板上打開，模板厚度很厚，導(dǎo)向孔是盲孔，在側(cè)邊可以開些排氣孔。 （2） 導(dǎo)套有三種，一種是套筒的，一種是臺(tái)階的，一種是凸臺(tái)的 （3） 在導(dǎo)套里頭裝導(dǎo)柱想要便利點(diǎn)，就要在導(dǎo)套最前邊的地方倒圓角。 簡單的說，導(dǎo)柱用的時(shí)候跟導(dǎo)套一起，這樣不管低動(dòng)模還是定模的零部件，都可以在對(duì)合的時(shí)候非常精確，并且確保塑料加工產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，大小精度都滿足要求，避免這些零部件相互碰撞，這樣就可以進(jìn)行合模導(dǎo)向了。 3.3 澆注體系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 注射模里面從主流道的頭上到型腔之間的熔體流動(dòng)的通道就叫做澆注系統(tǒng)，澆注系統(tǒng)在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中還是很重要的一步。 我們?cè)谠O(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)，注射機(jī)跟注射口要配套符合，注射劑的規(guī)格跟主流道、澆口套還有定位圈息息相關(guān)。根據(jù)選的材料、設(shè)備、分型面等等全面的來考量，把可能出現(xiàn)的缺陷全都排除掉。 澆注系統(tǒng)開始進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候要注意的方面是： A、要事先掌握各種不同塑料的成型特征； B、熔接痕要盡可能的避免； C、型腔里面的氣體要很方便地排出來； D、型芯不能產(chǎn)生變形、嵌件也不能發(fā)生位移； E、最好選流程比較短的來讓型腔充滿。 在這次設(shè)計(jì)過程中選擇側(cè)澆口形式進(jìn)行澆注。選擇準(zhǔn)確的正確澆注系統(tǒng)對(duì)加工出來的塑料箱體質(zhì)量有著非常大的作用。 3.3.1主流道的大小設(shè)計(jì) 澆注部分從注射機(jī)噴嘴到分流道所經(jīng)過的這么段距離就是主流道。 這篇文章里面注射機(jī)的型號(hào)是，噴嘴前端位置的孔徑是 ，噴嘴圓弧位置的半徑是， 為了能夠讓凝料能夠順利的進(jìn)行拔出，主流道的小段位置的直徑大小d應(yīng)稍大于噴嘴結(jié)構(gòu)的直徑大小。 主流道結(jié)構(gòu)我們?cè)O(shè)計(jì)成圓錐的形狀，他的錐角大小一般為，錐角的角度太大會(huì)才導(dǎo)致湍流或者渦流，會(huì)使空氣進(jìn)入，本文的錐角角度大小我們選用的大小，主流道的球面位置的半徑大小比噴嘴的球面位置的半徑大小大。本文取主流道的球面位置的半徑大小，通過測量可知主流道結(jié)構(gòu)的長度大小L取值為。 3.3.2分流道的類型 主流道的尾巴端和澆口之間有一段留給給塑料熔體流動(dòng)的通道，分流道要能受的住分下來的壓力，還要保持比較好的填充狀態(tài)。分流道的長度不能長，盡量的短，折彎也不能多，這樣流動(dòng)的話熱量損失就不大、保住了壓力。因?yàn)榉至鞯览锩娴牧黧w跟模具接觸的地方，就是靠外一層的塑料會(huì)很快的冷卻下來，只有內(nèi)里的熔體流動(dòng)的情況還算不錯(cuò)，那么分流道的表面粗糙程度不要過低，那些粘度比較大并且對(duì)透明程度要求比較高的塑料，我么一般會(huì)選大一些的分流道。 分流道進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，想要分流道里面的壓力損失降到最低，可以讓分流道的表面積跟體積之間的比值是最小的，這樣就意味著分流道的長度是固定的話，確保分流道的表面積/側(cè)面積跟它的截面積之間的比值是最小數(shù)。 這次我們選用圓形截面的分流道，這樣會(huì)讓澆道里面的熱量不會(huì)有太大損失，流動(dòng)起來阻力不大，方便加工成型。 流道布局 3.3.3澆口的設(shè)計(jì) 澆口所處的地點(diǎn)跟塑料產(chǎn)品的質(zhì)量有很大的影響，在將澆口定下來的時(shí)候，要注意下面幾個(gè)方面： 1. 在型腔里面，塑料熔體流通的時(shí)候，損耗的動(dòng)能要盡可能的小。要想實(shí)現(xiàn)這個(gè)要達(dá)到下面幾個(gè)點(diǎn)： 1)流通的行程是最短的； 2)任何一個(gè)分流基本上都能夠淌到最邊緣的地區(qū)； 3)從壁厚是最厚的這個(gè)地方，把料從這澆注進(jìn)去； 4)不管是哪一個(gè)分流，在改變方向的時(shí)候，彎度不能太大。 2. 將空氣從型腔里面排出去。 文章中，加工的這個(gè)工件對(duì)于面的要求是非常高的，澆口在側(cè)邊，側(cè)澆口設(shè)計(jì)時(shí)澆口直徑尺寸是1mm.在最上面的面的下面來安排澆口，生產(chǎn)完了之后，澆口拿切掉就好了，這個(gè)地方非常隱秘，影響不了產(chǎn)品的表面。 3.3.4冷料穴的設(shè)計(jì) 還沒開始注射以前，溫度是噴嘴最前面的熔體相對(duì)很低，這時(shí)會(huì)產(chǎn)生冷料渣，冷料渣要保存好，我們就可以在進(jìn)料的動(dòng)模板上面開一個(gè)洞，又或者在流道的末尾的地方開一個(gè)洞出來，這個(gè)洞就可以當(dāng)成冷料穴。 冷料穴位置是在主流道相對(duì)的動(dòng)模板上，它的直徑和主流道直徑一樣的，在設(shè)計(jì)中可以選擇取值是6mm，為了使冷料體積小于冷料穴體積。下面的圖所展示是所在位置： 冷料穴及拉料針 3.4 分型面的選擇 把模具分下來，分下來之后可以是兩半，也可以是好多半，這些接觸面分下來，才能將加工的工件從模具里面取出來，進(jìn)行生產(chǎn)，那么模具的面一定要再關(guān)起來，這樣的面就是分型面，它是模具里面非常重要的部分，每一個(gè)塑料產(chǎn)品的分型面，有的是一個(gè)，有的是好幾個(gè)。所以，產(chǎn)品能不能符合要求加工出來，確定分型面對(duì)于模具來說是很重要的。 在對(duì)分型面進(jìn)行確定的時(shí)候，要注意下面幾個(gè)方面： 1）分型面應(yīng)該在塑料工件外表最大的的那個(gè)地方； 2）開下來模具，可以看到加工工件跟動(dòng)模在一個(gè)方向； 3）分型面在產(chǎn)品上肯定會(huì)留下印記，不過這個(gè)印記對(duì)于產(chǎn)品的外表不能有任何影響； 4）對(duì)澆注這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是很關(guān)鍵的，尤其是澆口在什么地方； 5）加工的工件的外表上是不能有任何推桿的印記； 6）將工件從模具里面取出來的時(shí)候盡量不能復(fù)雜。 這些因素都思考了之后，還有文中確定的模具的外部形狀，在加工工件產(chǎn)品外表最大的地方就是分型面，開下來模具之后，塑料工件跟動(dòng)模是在同一邊。分型面的選擇如展示的： 分型面的選擇 3.5 成型零部件的設(shè)計(jì) 把模具合起來，型腔里面都是塑料熔體。裝在型腔里面的零件就是成型零部件，這些成型零件跟需要加工的工件是接觸最多的，在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行加工的時(shí)候，對(duì)于加工工件的構(gòu)造，外形，精度都有很大的影響，所以對(duì)注射模設(shè)計(jì)的時(shí)候，怎么樣對(duì)成型零件設(shè)計(jì)顯得更加關(guān)鍵。= 注射生產(chǎn)中，因?yàn)闊岫仁怯幸粋€(gè)壓力施加在成型零部件上，并且還會(huì)有沖擊力，摩擦力作用在塑料熔體上，成型零件加工一段時(shí)間自后，就會(huì)有磨損出現(xiàn)，所以設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)必須要合理，另外算出來成型零件的大小，算出來成型零件的公差，那么不管是剛度，強(qiáng)度就可以滿足論文的需要，另外產(chǎn)品的質(zhì)量對(duì)于論文的需要也是可以滿足的。 對(duì)成型零件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，一開始就要確保產(chǎn)品的質(zhì)量符合需要，另外無論是加工，維修，裝配等等都要方便才行。 3.5.1 型腔零部件設(shè)計(jì) 用模具加工工件中，產(chǎn)品的外表就是通過型腔來進(jìn)行生產(chǎn)的，型腔的結(jié)構(gòu)跟需要加工產(chǎn)品關(guān)系是很大的。 在這篇文章中，所選用的型腔的結(jié)構(gòu)是整體的，它的結(jié)構(gòu)比較簡單，還非常可靠，形狀還不會(huì)出現(xiàn)變化，生產(chǎn)的工件面是非常漂亮的。不過有一點(diǎn)，生產(chǎn)模具有電困難，并且還要使用到的生產(chǎn)有數(shù)控，電火花。 型腔 3.5.2型芯零部件設(shè)計(jì) 論文里面設(shè)計(jì)的零件結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，對(duì)實(shí)物進(jìn)行了研究之后，型芯是嵌入式的，這種結(jié)構(gòu)的型芯生產(chǎn)起來簡單，型芯在用的時(shí)候，想要維護(hù)也是非常便利的，型芯配合動(dòng)模板，標(biāo)準(zhǔn)確定是。 型芯圖 3.5.3成型零部件工作尺寸的計(jì)算 成型零件會(huì)影響到加工工件的體積，不僅型芯對(duì)工件的大小有影響，并且型腔的深度對(duì)工件也是有影響的，另外中心之間的距離這些都會(huì)影響生產(chǎn)產(chǎn)品的大小。 設(shè)計(jì)模具的進(jìn)程中，對(duì)于需要加工工件的體積是要考慮進(jìn)去的，并且還要知道需要加工的這個(gè)工件精度等級(jí)是多少，這樣就可以知道成型零件工作的部分有多大，還有精度等級(jí)定下來。塑料工件收縮率的大小，模具中成型零件在進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)候的誤差，并且成型零件還會(huì)有磨損，并且對(duì)模具進(jìn)行安裝，它的偏差會(huì)影響到塑料產(chǎn)品的大小，這些都可以確定成型零件的工作部分的尺寸。 加工好塑料工件，將它從非常燙的模具里頭取出來，將模具的度數(shù)降低，塑料產(chǎn)品的體積就變小了，任何一個(gè)塑料都會(huì)收縮，論文使用的原材料是ABS，它的平均收縮率是0.5%，算模具里面成型零部件的工作尺寸： 1.計(jì)算出型腔與型芯徑向尺寸值 由此可知型腔的徑向徑向尺寸值為： 由此可知型芯的徑向徑向尺寸值為： 2.計(jì)算出型腔深度和型芯高度尺寸值 由此可知型腔深度尺寸值為： 由此可知型芯深度尺寸值為： 3.5.4模具強(qiáng)度與剛度校核 對(duì)于模具，不光要對(duì)強(qiáng)度進(jìn)行校核，還要對(duì)剛度進(jìn)行校核，每一個(gè)成型零件，不光是強(qiáng)度，還是剛度都是有所要求的，只要是實(shí)現(xiàn)了這些要求，那么模具才能正常的進(jìn)行。 模具的種類是比較多的，算數(shù)據(jù)的時(shí)候都不一樣并且還非常難，真實(shí)生產(chǎn)的時(shí)候，設(shè)計(jì)都是通過經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行的，還要校核強(qiáng)度對(duì)設(shè)計(jì)來進(jìn)行調(diào)整，這樣模具才能順利工作。 算模具的強(qiáng)度的時(shí)候比較難，通常要簡單一點(diǎn)，計(jì)算的時(shí)候，因?yàn)檫x用的承受力的結(jié)構(gòu)不是多好的，安全系數(shù)是不小的，之后優(yōu)化模具的結(jié)構(gòu)，這樣一來模具的強(qiáng)度就變大了，想要模具工作順利進(jìn)行，所以要校核整個(gè)模具的強(qiáng)度，就算是某一個(gè)地方的強(qiáng)度，也是需要進(jìn)行校核的。 校核整體強(qiáng)度的時(shí)候，不僅要對(duì)型腔側(cè)邊的厚進(jìn)行校核，對(duì)型腔底板的厚進(jìn)行校核，對(duì)合模面承受的壓力進(jìn)行校核，真實(shí)的大小要比算出來數(shù)據(jù)還要大，并且取整數(shù)。校核計(jì)算要從強(qiáng)度，還有彎曲來進(jìn)行，選的數(shù)要是大一點(diǎn)的。 3.6 脫模機(jī)構(gòu)的選擇 會(huì)有脫模力的地方： ①在模具里面將加工好的工件溫度降低，這樣工件的體積就會(huì)有收縮，一旦收縮自然包緊力就有了。 ②工件要是是殼類的，那么這個(gè)零件上是沒有通孔的，脫離模具的時(shí)候要降大氣壓力克服掉。 ③機(jī)器自己在進(jìn)行工作，那么摩擦力，還有阻力就都有了。 ④在加工工件還有模具的中間，就會(huì)出現(xiàn)粘附力。 脫模時(shí)候的力在最開式的時(shí)候，從模具里面脫離出來的時(shí)候那一個(gè)時(shí)刻要將阻力克服掉。 隨著之后的脫模力，這個(gè)力要小于一開始的脫模力的，對(duì)脫模力進(jìn)行計(jì)算，這個(gè)力就是最開始的那個(gè)力。 對(duì)脫模時(shí)候的力有影響的因素： a． 對(duì)脫模時(shí)候的力有影響的是加工工件有多厚，型芯有多長，另外垂直于脫模方向的塑料工件進(jìn)行投影時(shí)候的大小，跟脫模力之間的關(guān)系是正比的關(guān)系。 b． 塑料工件進(jìn)行收縮的時(shí)候效率變大，那么彈性模量自然就變大了，這樣一來脫離模具時(shí)候需要施加的力也就變得更大了。 c． 加工的塑料工件跟型芯之間，要是摩擦力變大了的話，那么在脫離模具的時(shí)候需要克服的阻力大。 d． 不考慮大氣壓力，不考慮粘附力這些，那么型芯的斜角只要夠大，塑料產(chǎn)品自己就掉下來了。 要想將加工好的工件取出來，一開始必須要將產(chǎn)品跟成型零件分下來，幫助他們分離的這個(gè)部分就是脫模部分。 按照下面的幾個(gè)方面確定脫模裝置： （1）從加工模具里面將工件取出來之后，形狀不能有變化； （2）根據(jù)跟模具分下來的時(shí)候的阻力來安排推力； （3）施加在推桿上面的力是比較小的，防止產(chǎn)品被推桿給傷了； （4）推桿一定要強(qiáng)度滿足需要，剛性也可以滿足需要，將加工工件從模具里面推出來的時(shí)候，形狀是不會(huì)有變化的； （5）推桿推產(chǎn)品的這個(gè)地點(diǎn)，不能有任何印記留下來； 這篇論文里面的推出裝置用的是推管，這樣塑料產(chǎn)品就能從模具里面順利的拿出來。 推出機(jī)構(gòu) 3.7 模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 注射模在加工的時(shí)候熱量是多少，對(duì)于加工工件影響不小，并且還會(huì)影響到生產(chǎn)效率。加工的工件不一樣，那么對(duì)于模具是多少度也就不同了。一般，注射塑料熔體的時(shí)候，這些熔體的溫度大概在兩百度，充滿型腔了，之后對(duì)它進(jìn)行降溫，這樣從模具里面取出來，模具溫度在六十度的樣子。降低模具的溫度主要通過冷卻水來進(jìn)行。加工產(chǎn)品需要將模具的溫度降低，舉個(gè)例子，我們文中寫的ABS，設(shè)計(jì)模具冷卻系統(tǒng)，那么只需要對(duì)水的流量進(jìn)行控制，這樣就可以調(diào)整度數(shù)了。 對(duì)模具進(jìn)行降溫的時(shí)候，用的是周轉(zhuǎn)的冷卻水，要想將模具的溫度提高，使用比較熱的水，高溫度的蒸汽，用熱油等等來進(jìn)行。 模具調(diào)整溫度之后，對(duì)塑料產(chǎn)品的質(zhì)量影響不小 注射模是的度數(shù)，在模具里面填充塑料的時(shí)候，它流動(dòng)有多快，凝固起來，生產(chǎn)效率，并且這個(gè)工件有多大，精度等級(jí)是多少，都是有很大的影響，不管是加工哪一種工件，溫度太高了，對(duì)于質(zhì)量都是沒得好處的。度數(shù)要是太大了，從模具里面脫離，那么工件就有形狀的變化，要是降低溫度的時(shí)候花費(fèi)的時(shí)間是很長的，這樣流動(dòng)起來就變慢了，這樣在模具里面填充起來就沒有那么容易了，加工工件里面的應(yīng)力就加大了，工件的面上會(huì)有熔接痕等。 在論文中型芯型腔各自單獨(dú)設(shè)置做出了冷卻水回路, 冷卻水道的處于定模和動(dòng)模中的位置，通過這樣的方法可以使水溫快速冷卻, 成型的塑件冷卻比較均勻一些, 有效的保證了塑件的尺寸質(zhì)量。下圖具體展示出了冷卻水路的布局： 模具冷卻水路圖 冷卻水道部分的計(jì)算如下： 用下面的式子將單位時(shí)間里面需要消除的總熱量算出來 算出來之后： 那么前面的熱量就都沒有了，按照下面的式子算出來需要的冷卻水： 　　　　 算出來 用下面的式子可以將冷卻水道的直徑算出來： 　　　 算出來，確定選擇取值 3.8 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 對(duì)注射模進(jìn)行設(shè)計(jì)，排氣就顯得很關(guān)鍵了，要是排氣效果不好，那么這些氣在型腔里面受到壓縮，這樣一來背壓就非常大，塑料熔體就會(huì)非?？斓脑谀＞呃锩娉錆M了，并且壓縮的氣體溫度非常高，會(huì)導(dǎo)致加工工件被燒掉，填充的時(shí)候速度很快，度數(shù)變高了，粘度就變小了，注射時(shí)候壓力就變大了。在加工工件要是壁厚很大的話，壓縮的空氣就會(huì)到了塑料工件中，這樣這個(gè)工件上會(huì)有孔出現(xiàn)。特別是注射生產(chǎn)要是速度很快的話，排氣效果好不好就顯得很重要。 在模具中，塑料熔體都填滿了，在模腔里面不僅有之前的空氣，塑料產(chǎn)品因?yàn)闊崃恳矔?huì)蒸發(fā)出氣體，另外還有一些化學(xué)氣體的產(chǎn)生。要將這些氣體都排出去，用的比較多的就是通過配合間隙來進(jìn)行，開一些排氣槽在分型面上，還能通過推桿來進(jìn)行間隙排氣。 文章中的模具是不大的，排氣的時(shí)候都是通過間隙來實(shí)現(xiàn)的，排氣槽就沒得必要了，通過間隙將空氣排出來，只要是沒有溢料出來，這樣就比較好了，這個(gè)部分有多大，跟塑料熔體的粘度關(guān)系是不小的。 3.9 模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核 3.9.1 模具長寬尺寸 模具的長和寬都要比注射機(jī)的拉桿間距小一些，論文里面機(jī)臺(tái)的拉桿之間的距離是模具的長和寬是，通過計(jì)算之后，選擇的這個(gè)機(jī)器是非常合適的。 3.9.2模具厚度（閉合高度） 模具的閉合高度要符合下面的式子： 論文里面模具的厚數(shù)值是 ，，可以看出模具厚度是可以的 3.9.3 開模行程距離計(jì)算與校核 打開模具之后要想拿出產(chǎn)品方便一些，需要開模距離夠大。注射機(jī)的開模行程是有一定限制的，在對(duì)模具設(shè)計(jì)的時(shí)候，要對(duì)注射機(jī)的開模距離進(jìn)行校核，這樣才能跟模具的開模距離想配合。注射模的分型面是一對(duì)的： 論文里面 打開模具的距離要超過. 算了之后，滿足需要。 3.10 模具動(dòng)作原理 模具裝配示意圖 當(dāng)模具安裝在注射機(jī)上時(shí)，定模部分需要固定在注射機(jī)的定模板上，動(dòng)模部分固定在注射機(jī)的動(dòng)模板上。合模之后，注射機(jī)需要通過噴嘴將熔料經(jīng)過流道注入到型腔，通過保壓冷卻系統(tǒng)后塑件最終成型。 工作原理： 當(dāng)模具型腔填充完畢之后，動(dòng)模部分在注射機(jī)動(dòng)模鎖模板的帶動(dòng)下向后移動(dòng)，從而模具從分型面打開，同時(shí)，滑塊在斜導(dǎo)柱和彈簧的推動(dòng)下向后移動(dòng)，完成側(cè)孔抽芯，當(dāng)注塑機(jī)動(dòng)模移動(dòng)到一定位置時(shí)停止移動(dòng)，注塑機(jī)頂棍通過底板頂棍孔，推動(dòng)頂針墊板，帶動(dòng)頂針，從而推動(dòng)產(chǎn)品將產(chǎn)品從型芯上推出，產(chǎn)品脫離模具后，動(dòng)模鎖模板帶動(dòng)動(dòng)模部分向前移動(dòng)，移動(dòng)到一定位置時(shí)，斜導(dǎo)柱帶動(dòng)滑塊向前移動(dòng)，滑塊又回到開模前位置，讓動(dòng)模與定模又配合在一起進(jìn)行下一次填充 3.11側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)部分計(jì)算 1. 抽心距的計(jì)算公式如下： 在上述公式中： 在這一次設(shè)計(jì)過程中，抽芯的距離比較大一些，抽芯距離是就能滿足要求。 2、抽芯力的計(jì)算： 抽芯力的計(jì)算公式： （1） 滑塊的設(shè)計(jì) 滑塊在設(shè)計(jì)的時(shí)候需要注意的是滑塊在與側(cè)向的型芯連接還有注塑成型時(shí)確保塑料制品尺寸的的精確和移除的穩(wěn)定性，滑塊的的選材經(jīng)常使用45鋼材質(zhì)或T8、T10材質(zhì)予以制造，要求的硬度大小在HRC40以上。 （2）導(dǎo)滑槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）導(dǎo)滑槽與滑塊的導(dǎo)滑作業(yè)部分的間隙類型的配合，通常采用H8/f8。 2）滑塊的滑動(dòng)作業(yè)配合的長度大小一般要大于滑塊寬度大小的1.5倍 3）導(dǎo)滑槽的選材一般用45鋼的材質(zhì)予以制造，調(diào)質(zhì)的處理至HRC 28～HRC32， 4）滑塊的定位作業(yè)裝置設(shè)計(jì)，選擇使用的是行位類型的壓板結(jié)構(gòu)的方式。 （3）楔緊塊結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 楔緊角參數(shù)大小β應(yīng)比斜導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)的傾斜角參數(shù)大小α大2°～3°。 （4）斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式 1）斜導(dǎo)柱設(shè)置定模上面、滑塊在動(dòng)模上的結(jié)構(gòu)形式 2）斜導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)在動(dòng)模結(jié)構(gòu)上面、滑塊結(jié)構(gòu)在定模結(jié)構(gòu)上的結(jié)構(gòu)形式 3）斜導(dǎo)柱和滑塊一起定模結(jié)構(gòu)上面 4）斜導(dǎo)柱和滑塊一起動(dòng)模結(jié)構(gòu)上面 這次論文里面我們選擇的是用斜導(dǎo)柱頂出的抽芯來完成作業(yè) 總結(jié) 論文中設(shè)計(jì)塑料模，對(duì)它的成型性能，還有結(jié)構(gòu)特征，注射加工數(shù)據(jù)，塑料產(chǎn)品的表面粗糙度還有加工精度等等都考慮進(jìn)去了，不管是在理論上還是實(shí)際操作上，這個(gè)方案都是可以的。并且，完成論文之后，設(shè)計(jì)注射模的大概情況都知道了，對(duì)注射機(jī)也更加了解了，注射加工的原理也基本熟悉了。 設(shè)計(jì)還有三維建模的時(shí)候遇到了困難，盡管這樣，不斷的去找辦法解決，最后終于將論文完成了。我們國家發(fā)展的很快，模具行業(yè)變得越來越重要，通過書寫這篇論文之后，在實(shí)際中遇到問題之后，解決問題的能力也增強(qiáng)了很多。 參考文獻(xiàn) [1]陳孝康，周興?。畬?shí)用模具技術(shù)手冊(cè)[M]．北京：中國輕工業(yè)出版社，2001． [2]彭建生．模具設(shè)計(jì)與加工速查手冊(cè)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005． [3]申開智．塑料成型模具[M]．北京：中國輕工業(yè)出版社，2002． [4]劉守勇．機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000． [5]張錚．模具制造技術(shù)[M] ．北京：電子工業(yè)出版社，2002． [6]丁聞．實(shí)用塑料成型模具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．西安：西安交通大學(xué)出版社，1993． [7]李志剛，夏巨諶．中國模具設(shè)計(jì)大典[M]．中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)，2003． [8]潘寶權(quán)．模具制造工藝[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004． [9]王伯平．互換性與測量技術(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002． [10]李益民．機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993． [11]李云程．模具制造技術(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002． [12]黃誠駒，李鄂琴．逆向工程項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)教程[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2004． [13]劉彥國，嚴(yán)慧萍．注塑成型模腔數(shù)量的擇優(yōu)確定[J]．電加工與模，2006． 致謝 在寫論文的這段時(shí)間里面，老師和同學(xué)們都幫了我很多，我尤其要謝謝我的論文指導(dǎo)老師，每一個(gè)禮拜，老師都會(huì)抽空來檢查我們的論文進(jìn)展，這個(gè)時(shí)候有什么問題向老師提出來，老師都會(huì)及時(shí)的幫我們解決，并且還會(huì)將我們論文中設(shè)計(jì)不合理的地方指出來，這樣論文也就寫出來了。感謝老師對(duì)我的幫助，也感謝我的同學(xué)對(duì)我的幫助。馬上就要分別，祝大家工作順利。 28