折頁盒塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)-注塑模具【含9張cad圖紙+文檔全套資料】

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粗銑磨 工序號(hào) 02 零件名稱 型芯 零件號(hào) 00-01 零件重量 同時(shí)加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號(hào) 硬 度 型 號(hào) 重 量 45 60-64HRC 設(shè) 備 夾 具 名 稱 輔 助 工 具 名 稱 型 號(hào) 銑床 虎鉗 游標(biāo)卡尺 安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀 長 度 走 刀 次 數(shù) 切 削 深 度 進(jìn)給量 主 軸 轉(zhuǎn) 速 切 削 速 度 基 本 工 時(shí) 一次 1 銑上平面 φ75面銑刀 游標(biāo)卡尺 0.5 2 1 200㎜/ min 800r/min 一次 1 銑下平面 φ75面銑刀 游標(biāo)卡尺 0.5 2 1 200㎜/ min 800r/min 一次 2 銑輪外廓面 φ20立銑刀 游標(biāo)卡尺 0.5 1 1 60㎜/ min 300r/min 一次 2 銑輪外廓面 φ20立銑刀 游標(biāo)卡尺 0.5 1 1 60㎜/ min 300r/min 設(shè) 計(jì) 者 張綠杰 指 導(dǎo) 教 師 楊占堯 共 1 頁 第1頁 型芯工藝加工過程 機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡 零件號(hào) 零 件 名 稱 8 凸模 工序號(hào) 工 序 名 稱 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工 時(shí) 名 稱 型 號(hào) 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 01 下料：390mmx260mmx140 鋸床 虎鉗 鋸條 直尺 02 退火 熱處理爐 火鉗 03 粗加工毛胚：銑六面，互為直角，單邊留余量0.5mm 銑床 虎鉗 銑刀 卡尺 04 粗磨：磨六面，互為直角，單邊留余量0.3mm 磨床 磁力夾具 砂輪 卡尺 05 精磨：磨上下平面 磨床 磁力夾具 砂輪 游標(biāo)卡尺 06 鉆床打孔攻螺紋 鉆床 虎鉗 鉆頭 游標(biāo)卡尺 07 按工藝要求淬火回火使硬度達(dá)到43~48HRC 熱處理爐 火鉗 08 線切割：按圖紙要求進(jìn)行線切割 線切割機(jī)床 復(fù)式支撐夾具 銅絲 游標(biāo)卡尺 09 鉗工：精修、拋光 拋光機(jī)銼刀等 游標(biāo)卡尺 編制 張綠杰 校對 審核 楊占堯 批準(zhǔn) 型腔加工工序 工序名稱 粗銑磨 工序號(hào) 02 零件名稱 型芯 零件號(hào) 00-02 零件重量 同時(shí)加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號(hào) 硬 度 型 號(hào) 重 量 45 60-64HRC 設(shè) 備 夾 具 名 稱 輔 助 工 具 名 稱 型 號(hào) 銑床 虎鉗 游標(biāo)卡尺 安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀 長 度 走 刀 次 數(shù) 切 削 深 度 進(jìn)給量 主 軸 轉(zhuǎn) 速 切 削 速 度 基 本 工 時(shí) 一次 1 銑上平面 φ75面銑刀 游標(biāo)卡尺 0.5 2 1 200㎜/ min 800r/min 一次 1 銑下平面 φ75面銑刀 游標(biāo)卡尺 0.5 2 1 200㎜/ min 800r/min 一次 2 銑輪內(nèi)廓面 φ20立銑刀 游標(biāo)卡尺 0.5 1 1 60㎜/ min 300r/min 一次 2 銑輪內(nèi)廓面 φ20立銑刀 游標(biāo)卡尺 0.5 1 1 60㎜/ min 300r/min 設(shè) 計(jì) 者 張綠杰 指 導(dǎo) 教 師 楊占堯 共 1 頁 第1頁 型腔工藝加工過程 機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡 零件號(hào) 零 件 名 稱 8 凸模 工序號(hào) 工 序 名 稱 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工 時(shí) 名 稱 型 號(hào) 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 01 下料：390mmx255mmx145mm 鋸床 虎鉗 鋸條 直尺 02 退火 熱處理爐 火鉗 03 粗加工毛胚：銑六面，互為直角，單邊留余量0.5mm 銑床 虎鉗 銑刀 卡尺 04 粗磨：磨六面，互為直角，單邊留余量0.3mm 磨床 磁力夾具 砂輪 卡尺 05 精磨：磨上下平面 磨床 磁力夾具 砂輪 游標(biāo)卡尺 06 鉆床打孔攻螺紋 鉆床 虎鉗 鉆頭 游標(biāo)卡尺 07 按工藝要求淬火回火使硬度達(dá)到43~48HRC 熱處理爐 火鉗 08 線切割：按圖紙要求進(jìn)行線切割 線切割機(jī)床 復(fù)式支撐夾具 銅絲 游標(biāo)卡尺 09 鉗工：精修、拋光 拋光機(jī)銼刀等 游標(biāo)卡尺 編制 張綠杰 校對 審核 楊占堯 批準(zhǔn) 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)評語 學(xué)生姓名： 張綠杰 班級(jí): 模具111學(xué)號(hào)： 110211156 題 目： 折頁盒塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 綜合成績： 及格 指導(dǎo)者評語： 1）該同學(xué)基本獨(dú)立的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)； 2）該同學(xué)查閱了國內(nèi)有關(guān)塑料注射模具設(shè)計(jì)與制造方面的大量資料，制訂出了基本合理的塑料注射工藝及模具結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)中不存在創(chuàng)新； 3）該同學(xué)設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容基本完整，計(jì)算存在一定的錯(cuò)誤，格式基本規(guī)范，圖紙質(zhì)量一般，整體無原則性的錯(cuò)誤； 4）該同學(xué)裝配圖、零件圖設(shè)計(jì)基本合理，視圖表達(dá)存在較多的問題； 5）建議該同學(xué)成績評定：及格； 6）可以提交答辯。 指導(dǎo)者(簽字)： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)評語 評閱者評語： 該同學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)來自生產(chǎn)實(shí)際，工作量大小適中，能夠按照要求完成設(shè)計(jì)說明書的撰寫，零件圖上存在較多問題，建議成績評定為及格，可以提交答辯。 評閱者(簽字)： 年 月 日 答辯委員會(huì)（小組）評語： 答辯委員會(huì)（小組）負(fù)責(zé)人(簽字)： 年 月 日 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：折頁盒塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì) 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí) 模具111 學(xué)生姓名 張綠杰 學(xué) 號(hào) 110211156 指導(dǎo)教師 楊占堯 2014年 4月 20日 目錄 第1章 緒論 ……………………………………………………………1 1.1國內(nèi)模具發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 ……………………………………………1 1.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 …………………………………………………………1 1.1.2國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢 ……………………………………………………1 1.2國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 ………………………………………………2 第2章 塑件成型工藝性分析 …………………………………………3 2.1塑件成型工藝性分析 ………………………………………………………3 2.2塑件材料的選用 ……………………………………………………………4 2.2.1 脫模斜度…………………………………………………………………………4 2.2.2 ABS的性能分析 ………………………………………………………………4 2.2.3 ABS的注射成型過程及工藝參數(shù) ……………………………………………5 第3章 注射機(jī)型號(hào)的選用 ……………………………………………6 第4章 標(biāo)準(zhǔn)模架及其相關(guān)模板尺寸的確定 …………………………7 4.1模架的確定 …………………………………………………………………7 4.2各模板尺寸的確定 …………………………………………………………7 4.3模架各尺寸的校核 …………………………………………………………8 第5章?折頁盒注射模設(shè)計(jì)……………………………………………9 5.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ……………………………………………………………9 5.1.1主流道和冷料穴的設(shè)計(jì)…………………………………………………………9 5.1.2分流道的設(shè)計(jì) …………………………………………………………………11 5.1.3澆口的設(shè)計(jì) ……………………………………………………………………12 5.1.4校核主流道的剪切速率 ………………………………………………………14 5.2模具成型部分的設(shè)計(jì)及計(jì)算………………………………………………15 5.2.1型腔數(shù)目的確定 ………………………………………………………………15 5.2.2分型面的確定 …………………………………………………………………15 5.2.3成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) …………………………………………………………15 5.2.4模具零件材料的選用及處理 …………………………………………………16 5.2.5成型零件工作尺寸的計(jì)算 ……………………………………………………16 5.2.6凹模壁厚及底板厚度的計(jì)算 …………………………………………………19 5.2.7排氣槽的設(shè)計(jì) …………………………………………………………………20 5.3模具導(dǎo)向和推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) …………………………………………20 5.3.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ………………………………………………………………20 5.3.2推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) …………………………………………………………21 5.3.3脫模力的計(jì)算及推出零件尺寸的確定 ………………………………………21 5.3.4推出零件的設(shè)計(jì) ………………………………………………………………24 5.4模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)…………………………………………………24 5.4.1冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 …………………………………………………………24 5.4.2冷卻回路形式的確定 …………………………………………………………25 5.4.3冷卻介質(zhì) ………………………………………………………………………25 5.4.4冷卻管道的簡單工藝計(jì)算 ……………………………………………………25 第6章 總結(jié)……………………………………………………………29 致 謝 …………………………………………………………………30 參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………31 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第1章 緒 論 模具是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備，隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展以及塑料制品在航空、航天、電子、機(jī)械、船舶和汽車等工業(yè)部門的推廣應(yīng)用，產(chǎn)品對模具的要求越來越高，傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)方法已無法適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和提高質(zhì)量的要求。 1.1國內(nèi)模具發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。近年來，隨著我國產(chǎn)品制造業(yè)蓬勃發(fā)展，模具制造業(yè)也相應(yīng)進(jìn)入了高速發(fā)展時(shí)期。據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，1995年我國模具工業(yè)總產(chǎn)值約為145億，而2003年已達(dá)450億左右，年均增長14%。另據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國（不含臺(tái)灣、香港、澳門地區(qū)）現(xiàn)有模具生產(chǎn)廠點(diǎn)已超過20000家，從業(yè)人員有60萬人，模具年產(chǎn)值在一億以上的企業(yè)已達(dá)十多家。可以預(yù)見，我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展將對模具提出更為大量、迫切的需求，特別需要發(fā)展的大型、精密、復(fù)雜、長壽命的模具。同時(shí)要求模具設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)周期要達(dá)到全新的水平。 1.1.2國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢 我國模具制造業(yè)面臨著發(fā)展的機(jī)遇，但同時(shí)也面臨著更大的挑戰(zhàn)。雖然我國模具行業(yè)發(fā)展迅速，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國模具行業(yè)尚存在很大的不足，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面: 第一、體制不全，基礎(chǔ)薄弱?！叭Y”企業(yè)雖然已經(jīng)對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進(jìn)行之中，但總體來看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)，再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。 第二、開發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳。我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多是15～20萬美元，有的高達(dá)25～30萬美元，與之相對的是我國相當(dāng)一部分的模具企業(yè)還沿用過去的作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 第三、工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低。雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。 第四、專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差。由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具 企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占45%左右，其余為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。 第五、模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后。模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進(jìn)口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。 根據(jù)國內(nèi)和國際模具市場的發(fā)展?fàn)顩r，有關(guān)專家預(yù)測，未來我國的模具經(jīng)過行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整后，將呈現(xiàn)十大發(fā)展趨勢：一是模具日趨大型化；二是模具的精度將越來越高；三是多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展；四是熱流道模具在塑料模具中的比重將逐漸提高；五是氣輔模具及適應(yīng)高壓注射成型等工藝的模具將有較大發(fā)展；六是模具標(biāo)準(zhǔn)化和模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛；七是快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊；八是壓鑄模的比例將不斷提高，同時(shí)對壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度也將提出越來越高的要求；九是塑料模具的比例將不斷增大；十是模具技術(shù)含量將不斷提高，中高檔模具比例將不斷增大，這也是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整所導(dǎo)致的模具市場未來走勢的變化。 1.2國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 在電子、建材、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％～80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，國外一些掌握和運(yùn)用高新技術(shù)的人才。如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級(jí)鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高。故人均產(chǎn)值也較高。我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率只有45%，而國外先進(jìn)國家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率卻已達(dá)70%以上。 綜觀模具行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，國外模具發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：理論研究的加強(qiáng)和模具的標(biāo)準(zhǔn)化；模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展；模具檢測、加工設(shè)備向精密、高效和多功能方向發(fā)展；快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)；模具材料及表面處理技術(shù)發(fā)展迅速；模具工業(yè)新工藝、新理念和新模式逐步得到了認(rèn)同。 第2章 塑件成型工藝性分析 本設(shè)計(jì)實(shí)例為一折頁盒，如圖2-1所示。 圖2-1 折頁盒塑件圖 2.1 塑件成型工藝性分析 (1)外形尺寸 該塑件壁厚6mm，塑件外形尺寸，體積不大，塑料熔體流程不太長，適合注射成型。 (2）建立三維模型 利用塑件的主要尺寸在NX UG軟件的造型界面下完成折頁盒塑件的三維造型,圖2-2為折頁盒塑件的三維立體圖. 圖2-2 塑件三維立體圖 經(jīng)NX UG軟件里的質(zhì)量分析功能測得產(chǎn)品的體積v塑=767082.87mm3 表面積 S表=266301.16mm2。 2.2 塑件材料的選用 本次材料選用ABS 中文學(xué)名：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯 英文學(xué)名：Acrylonitrile-Butadiene-Styrene copolymer簡稱（ABS） 2.2.1 脫模斜度 ABS屬無定型塑料成型收縮率小參考表2-1選擇該塑件上型芯和凹模的統(tǒng)一脫模斜度為1° 表2-1 常用塑件的脫模斜度 2.2.2 ABS的性能分析 (1）使用性能 綜合性能好，沖擊強(qiáng)度力學(xué)強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)穩(wěn)定性，電氣性能好，易于成型和機(jī)械加工其表面，可鍍鉻適合制作一般機(jī)械零件，減摩零件，傳動(dòng)零件和結(jié)構(gòu)零件 (2）成型性能 1)無定型塑料。其品種多，各品種的機(jī)電性能及成型特性也各有差異，應(yīng)按品種來確定成型方法及成型條件。 2)吸濕性強(qiáng)。水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)小于0.3%，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長時(shí)間預(yù)熱干燥。 3)流動(dòng)性中等。溢邊料004mm左右。 4)模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進(jìn)料口的位置，進(jìn)料方式。當(dāng)推出力多大或者機(jī)械加工時(shí)塑件表面易呈現(xiàn)白色痕跡。 (3）ABS的主要性能指標(biāo) 其性能指標(biāo)見表2-2。 表2-2 ABS的性能指標(biāo) 2.2.3 ABS的注射成型過程及工藝參數(shù) (1)注射成型過程 1)成型前的準(zhǔn)備對ABS的色澤、粒度和均勻度等進(jìn)行檢驗(yàn)，由于ABS吸水性較大，成型前應(yīng)進(jìn)行充分的干燥。 2)注射過程。塑件在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔。成型其過程可分為充模、壓實(shí)、保壓、倒流和冷卻5個(gè)階段。 3)塑件的后處理。處理的介質(zhì)為空氣和水，處理溫度為60~75°C，處理時(shí)間為16~20s 。 (2）注射工藝參數(shù) 1)注射機(jī)：螺桿式，螺桿轉(zhuǎn)速為30r/min。 2)料筒溫度（°C）：后段150~170；中段165~180；前段180~200。 3)噴嘴溫度(°C)：170~180。 4)模具溫度（°C）：50~80。 5)注射壓力（MPa）：60~100。 6)成型時(shí)間（s）：95（注射時(shí)間30s，冷卻時(shí)間50s，輔助時(shí)間15s）。 第3章 注射機(jī)型號(hào)的選用 (1)注射量的計(jì)算 通過NX UG三維建模設(shè)計(jì)分析計(jì)算得， 塑件體積： v塑=767082.87mm3≈767.038cm3 塑件質(zhì)量： m塑件=pv=767.038*1.05g=805.44g 式中,p參考表2-2,取p=1.05g/cm3。 (2）澆注系統(tǒng)凝料體積的初步計(jì)算 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的0.2~1倍來估算。本次設(shè)計(jì)中取0.2，則 V總塑 =v（1+0.2）=767.038*1.2cm3=902.5cm3 (3) 選擇注射機(jī) 根據(jù)第二步計(jì)算得出一次注入模具型腔的塑料總體積V總=902.5cm3，依公式（V公總=v/0.8），則有 V公總=v/0.8=902.5/0.8cm3=1128.13 cm3 因此，查工具書初步選定公稱注射量為2000cm3，注射機(jī)型號(hào)為XZY-2000臥式注射機(jī)， (4)注射機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核 1)注射壓力校核。查工具書，ABS所需注射壓力為60~100MPa，而注射機(jī)公稱注射壓力P公= 90MPa，即P公>P總， 所以注射機(jī)注射壓力合格。 2)鎖模力校核 ① 塑件在分型面上的投影面積為： ② 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積A澆，即流道凝料(包括澆口)在分型面上的投影面積,通常A澆是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積A塑的0.2~0.5倍，這里取A澆= 0.3A塑，則 ③ 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積為： ④ 模具型腔內(nèi)的脹型力為： 式中，P模是型腔的平均計(jì)算壓力值，通常取注射壓力的20%~40%，大致范圍為25~40MPa。對于黏度較大且精度要求較高的塑料制品應(yīng)取較大值，ABS屬于中等黏度塑料且塑件有一定的精度要求，故P模取35MPa。 查表3-1可得該注射機(jī)的的公稱鎖模力F鎖= 6000kN，則 所以該注射機(jī)鎖模力合格 第4章 標(biāo)準(zhǔn)模架及其相關(guān)模板尺寸的確定 4.1 模架的確定 中小型標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇方法有兩種，均是經(jīng)驗(yàn)法。這里根據(jù)其中一種方法，即模板有效使用面積（型腔在模板上的平面尺寸）來選擇標(biāo)準(zhǔn)模架。 模具的大小主要取決于塑件的大小和結(jié)構(gòu)。對于模具而言，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推出的范圍之內(nèi)及復(fù)位桿與型腔保持一定距離為原則來確定模架大小。 ： 即推板寬度W2≥210mm，查《塑料注射模中小型標(biāo)準(zhǔn)模架的尺寸組合》表，可得W2= 225mm，對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)模架的寬度B 355mm。復(fù)位桿的直徑d 20mm。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式（4-2）有： 即復(fù)位桿在長度方向上的間距l(xiāng)、≥400mm，查《塑料注射模中小型標(biāo)準(zhǔn)模架的尺寸組合》表，可得l、 =429mm，對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)模架長度L =500mm。故所選模架為《塑料注射模中小型標(biāo)準(zhǔn)模架的尺寸組合》表中第10號(hào)A3型標(biāo)準(zhǔn)模架，其規(guī)格為W×L =355×500mm 4.2 各模板尺寸的確定 (1)A板尺寸。A板是定模型腔板，塑件高度為116mm，考慮在模板上開設(shè)冷卻水道，還需流出足夠的距離，故A板厚度取145mm 。 (2)B板尺寸。B板是型芯固定板，由于塑件尺寸較大，按照模架標(biāo)準(zhǔn)，板厚取60mm 。 (3)C板尺寸。C板即為墊塊，其厚度為： 墊塊厚度+推出行程+推板厚度+推桿固定板厚度+(5~10)mm =[120+30+30+(5~10)]mm =185~190mm 這里初步選定C板厚度為185mm。 經(jīng)上述尺寸的計(jì)算，模架尺寸已確定為模架序號(hào)為10號(hào)，板面為355×500mm，模架結(jié)構(gòu)形式為A3型的標(biāo)準(zhǔn)模架。其外形尺寸為W×L×H=355mm×500mm×610mm。 4.3模架各尺寸的校核 根據(jù)所選注塑機(jī)來校核模具設(shè)計(jì)的尺寸。 (1)模具平面尺寸W×L=355mm×500mm<760 mm×550 mm (拉桿間距)，校核合格。 (2)模具高度尺寸610mm，因?yàn)?00mm（模具的最小厚度）<610mm< 890mm(模具的最大厚度)校核合格。 (3)模具的開模行程： 校核合格。 第5章?折頁盒注射模設(shè)計(jì) 5.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 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。 5.1.1主流道和冷料穴的設(shè)計(jì) 由于主流道要與高溫塑料熔體及注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，所以在注射模中主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套 。 在設(shè)計(jì)中，主流道垂直于模具分型面。為了使塑料凝料能從主流道中順利拔出，需將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形具有2°~6°的錐角，內(nèi)壁表面粗糙度小端直徑常為4~8mm。同時(shí)，為了使主流道中的凝料能夠順利拔出，將小端直徑設(shè)計(jì)為大于注射機(jī)噴嘴直徑的1mm左右；凹坑半徑R也應(yīng)比注射機(jī)噴嘴頭半徑大1~2mm。由于尖銳的拐角不利于熔體的流動(dòng)，因此在主流道的根部拐角處增加1~2mm的圓角。 (1)主流道尺寸的確定 1)主流道的長度：通常，中型模具l、應(yīng)盡量小于100mm，本次設(shè)計(jì)l、初取 90mm。 2)主流道小端直徑d= 注射機(jī)噴嘴尺寸+（0.5~1）mm，通常小端直徑為4~8mm，本次設(shè)計(jì)中取d =6mm。 3)主流道大端直徑：式中a為主流道的錐角，通常取2°~6°，本次設(shè)計(jì)取4°，則D=（6+2×90×tan4°）mm=18mm 。 4)主流道凹坑半徑：SR0 =注射機(jī)噴嘴球頭半徑=（1~2）mm=（18+2）mm=20mm 。 5)凹坑的配合高度：h=5mm。 (2)主流道的凝料體積 根據(jù)公式： (3）主流道的當(dāng)量半徑 (4）主流道澆口套形式 主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，易磨損，設(shè)計(jì)中通常采用碳素工具鋼，本次設(shè)計(jì)選用T10A，熱處理淬火表面硬度為5055HRC，如圖5-1所示。 圖5-1 主流道澆口套的結(jié)構(gòu)形式 (5）冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料穴的作用是貯存因兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷聊頭以及熔體流動(dòng)的前鋒冷料，以防止熔體冷料進(jìn)入型腔。常見的冷料穴有以下兩種結(jié)構(gòu) ： 1)帶Z頭拉料桿的冷料穴 在冷料穴底部有一根Z頭的拉料桿，這是最常用的冷料穴形式。拉料桿頭部的側(cè)凹能將主流道凝料鉤住，開模時(shí)滯留在動(dòng)模一側(cè)。拉料桿是固定在推件板上的，故凝料與拉料桿一道被推出機(jī)構(gòu)從模具中推出，開模后將制品稍許作側(cè)向移動(dòng)。即可將制品連凝料一道從拉料桿上取下。 同類型的還有帶頂桿的倒錐形冷料穴和圓環(huán)槽形冷料穴在開模時(shí)靠冷料穴的倒錐或側(cè)凹起拉料作用，使凝料脫出主流道襯套并滯留在動(dòng)模一側(cè)，然后通過推出機(jī)構(gòu)強(qiáng)制推出凝料。這兩種形式宜用于彈性較好的塑料制品。由于在取出主流道凝料時(shí)無需作側(cè)向移動(dòng)，故采用倒錐形和圓環(huán)槽形這兩種冷料穴形式易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。 2)帶球形頭拉料桿的冷料穴 這種拉料桿專用于借助推件板將制品脫模的模具中。前鋒冷料靜茹冷料穴，后緊包在拉料桿的球形頭上，開模時(shí)便可將主流道凝料從主流道中拉出。球頭拉料桿固定在動(dòng)模一側(cè)的型芯固定板上，并不隨推出機(jī)構(gòu)移動(dòng)，所以當(dāng)推件板從型芯上推出制品時(shí)，也將主流道凝料從球頭拉料桿上硬刮下來，如圖（5-3a）。所示蘑菇形拉料桿圖（5-3b）和錐形拉料桿圖（5-3c）均是球形拉料桿的變異形式。其中錐形拉料桿無儲(chǔ)存冷料的作用，它依靠塑料收縮的包緊力將主流道凝料拉出，故可靠性差。但尖錐的分流作用好，常用在成型帶中心孔的制品上，如塑料齒輪等。 圖5-3 用于推件板脫模的拉料桿 a球形 b蘑菇形 c錐形 通過對塑件的分析本次設(shè)計(jì)中選擇圖5-3a所示的倒錐形帶球形頭的冷料穴 5.1.2分流道的設(shè)計(jì) (1)分流道的長度和布置形式 雖然該模為一模一腔，但由于塑件表面積較大，故選擇兩個(gè)點(diǎn)澆口，同時(shí)為了減少在流道內(nèi)的壓力損失并盡可能避免熔體溫度降低，減小分流道的容積和壓力平衡，本次設(shè)計(jì)中采用平衡式分流道。由于流道設(shè)計(jì)簡單，根據(jù)模件的體積大小，設(shè)計(jì)時(shí)可適當(dāng)選小一些，單邊分流道長度取L= 45mm 。 (2）分流道的當(dāng)量半徑 查表可知，ABS的分流道直徑為4.8~9.5mm 。 在本次設(shè)計(jì)中由于塑件的質(zhì)量不能運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行確定，這里初定選取 d=7mm。 (3)分流道截面形狀 常用的分流道截面形狀有圓形、梯形、U形、六角形等。如圖5-4所示。在流道設(shè)計(jì)中要減少在流道內(nèi)的壓力損失，則希望流道的截面積大；要減少傳熱損失，則希望流道的表面積小，因此可用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率，比值大則流道的效率高。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，圓形和正方形截面的效率最高，但是正方形截面流道不易將凝料頂出；且當(dāng)分型面為平面時(shí)，常采用圓形截面的流道，故在本次設(shè)計(jì)中，采用圓形截面分流道。根據(jù)前面的計(jì)算，分流道的直徑 圖5-4 流道的截面形狀與效率 (4)凝料體積 1)分流道的長度 2)分流道截面積 3)凝料體積 (5)校核剪切速率 1)確定注射時(shí)間:查注射機(jī)公稱注射量表可取t=4.0s 2)計(jì)算分流道體積流量 3)計(jì)算剪切速率： 根據(jù)公式 式中，q—體積流量（cm3/s） R—表征流道截面尺寸的當(dāng)量半徑（cm） 代入數(shù)據(jù) 該分流道的剪切速率處于分流道的最佳剪切速率之間，所以分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格，同時(shí)，分流道直徑也符合設(shè)計(jì)要求。 (6)分流道的表面粗糙度和脫模斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很低,一般取Ra1.25~2.5μm，即可此處取Ra1.6μm。另外，其脫模斜度一般在5°10°之間，本次設(shè)計(jì)中取脫模斜度為8°。 5.1.3澆口的設(shè)計(jì) 澆口是連接流道與型腔之間的一段細(xì)短通道。它是澆注系統(tǒng)中截面最小的部分，但它卻是最關(guān)鍵的部分。它的位置、形狀和尺寸對塑件的成型有著很大的影響。澆口的主要作用有以下幾點(diǎn)： a 熔體充模后，首先在澆口處凝固，當(dāng)注射機(jī)螺桿抽回時(shí)可防止熔體向流道回流。 b 熔體在流經(jīng)狹窄的澆口時(shí)產(chǎn)生摩擦熱，使熔體升溫，有助于充模。 c 易于切除澆口尾料，二次加工方便。 d 對于多型腔模具，澆口能用來平衡進(jìn)料；對于多澆口單型腔模具，澆口既能用來平衡進(jìn)料，又能用以控制融合紋在制品中的位置。 澆口的理想尺寸很難用手工的方法計(jì)算出來，除了可使用式(5-2)作初步計(jì)算外，一般可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，澆口截面尺寸約為分流道面積的3%~9%，截面形狀為矩形或圓形，澆口的長度約為1~1.5mm。設(shè)計(jì)時(shí)，一般先取較小的尺寸值，以便在試模時(shí)逐步加以修正。 (1)澆口類型的選擇 1)直接澆口 直接澆口由主流道直接進(jìn)料，故熔體的壓力損失小，成型容易，適用于任何塑料，常用于成型大而深的塑料制品。但由于澆口處固化慢，故易造成成型周期長，導(dǎo)致產(chǎn)生殘余應(yīng)力過度填充，澆口處易產(chǎn)生裂紋，澆口凝料切除后制品上的疤痕較大。 2)矩形側(cè)澆口 矩形側(cè)澆口一般開在模具的分型面上，從制品的邊緣進(jìn)料。其廣泛用于中小制品的多腔注射模。其優(yōu)點(diǎn)是截面形狀簡單、易于加工、便于試模后修正、缺點(diǎn)是在制品的表面留有澆注痕跡。 3)扇形澆口 扇形澆口是矩形側(cè)澆口的一種變異形式。在成型大平面板狀及薄壁制品時(shí)宜采用此澆口。 4)膜狀澆口 該澆口用于成型管狀制品及平板狀制品，其特點(diǎn)是將澆口的厚度減薄，而把澆口的寬度同制品的寬度做成一致，故這種澆口又稱為平面澆口或縫隙澆口。 5)點(diǎn)澆口 點(diǎn)澆口又稱為針狀澆口，是一種在制品中央開設(shè)澆口時(shí)使用圓形限制性澆口，常用于成型各種殼類、盒類。制品其優(yōu)點(diǎn)是：①澆點(diǎn)前后存在較大反差，增大熔體的剪切速率，產(chǎn)生剪切熱，從而使熔體的表面黏度下降，流動(dòng)性增加，有利于填充型腔。②澆口疤痕小。③易達(dá)到澆注系統(tǒng)的平衡。④當(dāng)制件尺寸較大時(shí)，可以從幾個(gè)點(diǎn)同時(shí)進(jìn)料，縮短流程，加快進(jìn)料速度，降低流動(dòng)阻力，減少翹曲變形。⑤澆口凝料便于脫落，有利于自動(dòng)化生產(chǎn)。其缺點(diǎn)是由于澆口的截面積小，流動(dòng)阻力大，需提高注射壓力。點(diǎn)澆口宜用于成型流動(dòng)性好的塑料。采用點(diǎn)澆口時(shí)，為了取出流道凝料，必須使用三板式雙分型面模具，或兩板式熱流道模具成本較高。 其它還有環(huán)形澆口、盤形澆口、輪輻澆口、爪形澆口、潛伏澆口和護(hù)耳澆口等。 本次設(shè)計(jì)的塑件是盒類制品制品，尺寸較大需要大，批量生產(chǎn)，因此，本次設(shè)計(jì)選用點(diǎn)澆口作為澆注系統(tǒng)的澆口。 (2)澆口直徑的確定 一般地，點(diǎn)澆口的截面積取矩形側(cè)澆口截面的0.5~0.7倍。這里取05，設(shè)點(diǎn)澆口的直徑為d(mm)，根據(jù)公式： 式中，n—與塑料品種有關(guān)的關(guān)系 T—制品壁厚(mm) A—制品外表面積(mm2) 在本次設(shè)計(jì)中，t= 6mm，A= 266301.16mm2，對于ABS，n= 0.7。 代入數(shù)據(jù) (3)澆口長度的確定 對于點(diǎn)澆口的長度L一般選用0.5~2mm，這里取L= 1mm。為了防止在切除澆口凝料時(shí)損壞制品表面，在不影響使用的前提下，將澆口對面的壁厚加厚并以圓弧R過度 。 (4)澆口位置的確定 澆口開設(shè)的位置對制品的質(zhì)量影響甚大，設(shè)計(jì)原則如下。 a.澆口應(yīng)設(shè)置在能使型腔各個(gè)角落同時(shí)充滿的位置。 b.澆口應(yīng)設(shè)置在制品壁厚較厚的部位，使熔體從厚截面，流向薄截面以利于補(bǔ)料。 c 澆口的位置應(yīng)選擇在有利于排出型體中氣體的部位。當(dāng)制品的壁厚不均勻時(shí)，由于流體在型腔內(nèi)較厚位置的流速比較薄的位置快，更應(yīng)仔細(xì)分析困氣的可能性。 d.澆口位置應(yīng)選擇在能避免制品表面產(chǎn)生熔合紋的部位。 e.對于帶有細(xì)長型芯的模具，澆口位置不當(dāng)會(huì)使型芯受到熔體的沖擊而產(chǎn)生變形。 f.澆口的設(shè)置應(yīng)避免產(chǎn)生噴射現(xiàn)象。 g.澆口應(yīng)設(shè)置在不影響制品外觀的部位。 h.不要再制品中承受彎曲載荷或沖擊載荷的部位設(shè)置澆口，一般，制品澆口附近的殘余應(yīng)力較大而強(qiáng)度較差。 本次設(shè)計(jì)的折頁盒，結(jié)構(gòu)較簡單，將澆口的位置設(shè)置在折頁盒箱體的底部外表面中間位置為佳。 (5)校核澆口的剪切速率 a.確定注射時(shí)間：查表5-2，t= 4.0s b.計(jì)算澆口的體積流量 c.計(jì)算澆口的剪切速率： 根據(jù)公式(5-2)， 代入數(shù)據(jù)，有 該點(diǎn)澆口的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率之間，所以，該點(diǎn)澆口的剪切速率合格，同時(shí)，點(diǎn)澆口直徑d=6mm也符合設(shè)計(jì)要求。 5.1.4校核主流道的剪切速率 根據(jù)前面已設(shè)計(jì)計(jì)算出的塑件體積、主流道體積、分流道體積以及主流道的當(dāng)量半徑，對主流道熔體的剪切速率進(jìn)行校核，同時(shí)也主流道當(dāng)量半徑進(jìn)行校驗(yàn)。 (1)主流帶體積流量的計(jì)算： 2)主流道剪切速率的計(jì)算 根據(jù)公式(5-2)， 代入數(shù)據(jù)，有 主流道內(nèi)熔體的剪切速率處于其最佳剪切速率之間，所以，主流道的剪切速率合格，同時(shí)，主流道當(dāng)量半徑也符合設(shè)計(jì)要求。 5.2 模具成型部分的設(shè)計(jì)及計(jì)算 5.2.1型腔數(shù)目的確定 根據(jù)塑件的生產(chǎn)實(shí)際，塑件的體積、表面積大小以及工藝精度，確定本次設(shè)計(jì)的模具為一模一腔。 5.2.2分型面的確定 (1)分型面形狀的確定 分型面的形狀應(yīng)盡可能簡單，以便于制品脫模和模具的制造。分型面可以是平面、階梯面或者曲面，本次設(shè)計(jì)中選擇平面作為分型面的形狀。 1)分型面位置的確定 分型面位置的選擇原則： a.分型面必須開設(shè)在制品截面輪廓最大的部位才能使制品順利的脫模。 b.因?yàn)榉中兔娌豢杀苊獾匾谥破飞狭粝潞圹E，所以分型面最好不選在制品光滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處。 c.在注射成型時(shí)因推出機(jī)構(gòu)一般設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)，故分型面應(yīng)盡量選在能使制品留在動(dòng)模內(nèi)的地方。 d.對于同軸度要求較高的制品如雙聯(lián)齒輪等，在選擇分型面時(shí)，最好把要求同軸的部分放在分型面同一側(cè)。 e.一般側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)的側(cè)向抽拔距離都較小，故選擇分型面時(shí)應(yīng)將抽芯或分型距離長的一邊放在動(dòng)、定模的方向上，而將短的一邊作為側(cè)向分型的抽芯。 f.因側(cè)向合模緊鎖力較小，故對于投影面積較大的大型制品，應(yīng)將投影面積大的分型面放在動(dòng)、定模的合模主平面上，而將投影面積較小的分型面作為側(cè)向分型面。 g.當(dāng)分型面作為排氣面時(shí)，應(yīng)將分型面設(shè)計(jì)在料流的末端，以利于排氣。 h.不能有分型面與開模方向平行，應(yīng)當(dāng)盡量使分型面與開模方向垂直或有較大角度。這樣才能保證在導(dǎo)向間隙下動(dòng)模與定模正確接觸形成封閉型腔。 i.分型面應(yīng)避免使模具上產(chǎn)生尖角等強(qiáng)度薄弱的部位。 5.2.3成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1)凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 按凹模結(jié)構(gòu)的不同可將凹模分為： 1)整體式凹模 整體式凹模由整塊材料加工制成。其特點(diǎn)是牢固，不會(huì)使制品產(chǎn)生拼接縫痕跡，常用于中、小型簡單模具。但由于整體式凹模加工困難，熱處理不方便，因此不適宜作復(fù)雜形狀制品的模具。 2)整體嵌入式凹模 在多型腔的凹模常被單獨(dú)加工為鑲件，其外形多采用帶臺(tái)階的圓柱體或矩形鑲件，從下部嵌入到凹模固定板中。如果制品不是旋轉(zhuǎn)體，圓形鑲件還需用銷釘或螺釘定位。 3)局部鑲嵌式凹模 為了加工方便，或者因?yàn)榘寄５哪骋徊糠秩菀讚p壞，常使用局部鑲嵌式凹模。 4)大面積鑲嵌式凹模 對于形狀復(fù)雜的凹模，最常用的方法是將凹模做成通孔式的，在鑲以底板；或者是將宗門壁做成鑲嵌塊。采用大面積鑲嵌式結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)仔細(xì)將各個(gè)結(jié)合面磨平、拋光這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是便于加工和熱處理，但增加了工時(shí)。 5)四壁拼合式凹模 對于大型和形狀復(fù)雜的凹模，可將四壁和底板分別加工經(jīng)研磨后壓入模套之中，側(cè)壁之間用扣鎖連接以保證連接的準(zhǔn)確性，這種結(jié)構(gòu)牢固、受力大，因此常被采用。 根據(jù)對制品的結(jié)構(gòu)分析，本設(shè)計(jì)選用整體嵌入式凹模。 (2)凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型芯分為整體式和組合式兩種。因?yàn)樾托镜募庸け劝寄Ｏ鄬θ菀滓恍源蠖鄶?shù)型芯常做成整體式。在小型模具中常常將型芯和模板做成一體，而在大、中型模具中型芯常采用組合式結(jié)構(gòu)。 根據(jù)對制品的結(jié)構(gòu)分析，本設(shè)計(jì)選用組合式凸模。 根據(jù)對制品的結(jié)構(gòu)分析可知，該模有三個(gè)型芯，一個(gè)是成型折頁盒深桶的內(nèi)表面。一個(gè)是折頁盒蓋的內(nèi)表面還有一個(gè)就是蓋前端扣子的內(nèi)表面由于制品尺寸較大、包緊力較大，所以前兩個(gè)型芯均設(shè)在動(dòng)模部分，第三個(gè)型芯和斜推桿裝在一起，同制品一起推出。 5.2.4模具零件材料的選用及處理 作為用于模具的鋼材，特別是用作成型部位的鋼材，應(yīng)具備以下性能： a.可加工性好，熱處理變形小，可淬透性好。 b.拋光性能好，加工后的成型部位表面應(yīng)該光滑美觀。 c.耐磨性好以便延長模具的壽命。 d.具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。 e.耐腐蝕性好，在使用中不易生銹。 根據(jù)對成型塑件的綜合分析，該塑件的成型零件要有足夠的剛度、強(qiáng)度、耐磨性及良好的抗疲勞性能，同時(shí)考慮它的機(jī)械加工性能和拋光性能。又因?yàn)樵撍芗榇笈可a(chǎn)，所以構(gòu)成型腔的嵌入式凹模選用P20(美國牌號(hào))。對于三個(gè)型芯，由于脫模時(shí)與塑件的磨損嚴(yán)重，同時(shí)在推出時(shí)型芯B和型芯C之間還會(huì)相互摩擦，因此，三個(gè)型芯的材料也選用P20。 為了提高模具成型零件的耐磨性，一般的成型零件都要進(jìn)行淬火處理，要求達(dá)到的硬度為52~57HRC。導(dǎo)柱、導(dǎo)套、復(fù)位桿等為了延長使用壽命，同時(shí)保證具有一定的韌性，通常進(jìn)行高頻感應(yīng)加熱淬火處理。為了防銹、耐磨、修補(bǔ)尺寸、降低塑料制品的表面粗糙度值、便于制品脫模，模具零件的成型面常采用鍍鉻處理。 模具零件材料的選擇和熱處理詳見零件圖紙。 5.2.5成型零件工作尺寸的計(jì)算 (1)凹模和型芯尺寸的計(jì)算 1)塑件深桶凹、凸模尺寸的計(jì)算 ①深桶凹模徑向尺寸(長×寬)的計(jì)算 塑件深桶外部徑向尺寸的轉(zhuǎn)化： 相應(yīng)塑件制造公差相應(yīng)塑件制造公差相應(yīng)塑件制造公差 應(yīng) 相應(yīng)塑件制造公差 根據(jù)表5-4中所列公式，有 ② 深桶凹模深度尺寸的計(jì)算 塑件深桶外部高度方向尺寸的轉(zhuǎn)換：塑件高度的最大尺寸 相應(yīng)的 根據(jù)表5-4中所列公式，有 ③深桶型芯徑向尺寸（長×寬）的計(jì)算 塑件深桶內(nèi)部徑向尺寸的轉(zhuǎn)化： 相應(yīng)塑件制造公差 相應(yīng)塑件制造公差 根據(jù)表5-4中所列公式，有 ④深桶型芯高度的計(jì)算 塑件深桶內(nèi)部高度方向尺寸的轉(zhuǎn)換：塑件高度的最大尺寸 相應(yīng)的 根據(jù)表5-4中所列公式，有 2)塑件蓋體凹凸模尺寸的計(jì)算 ①蓋體凹模徑向尺寸(長×寬)的計(jì)算 塑件蓋體外部徑向尺寸的轉(zhuǎn)化： 相應(yīng)塑件制造公差 相應(yīng)塑件制造公差 相應(yīng)塑件制造公差 應(yīng)塑件制造公差 相應(yīng)塑件制造公差 根據(jù)表5-4中所列公式，有 ② 蓋體凹模深度尺寸的計(jì)算 塑件蓋體外部高度方向尺寸的轉(zhuǎn)換：塑件高度的最大尺寸 相應(yīng)的 根據(jù)表5-4中所列公式，有 ③蓋體型芯徑向尺寸(長×寬)的計(jì)算 塑件蓋體內(nèi)部徑向尺寸的轉(zhuǎn)化： 相應(yīng)塑件制造公差 相應(yīng)塑件制造公差 根據(jù)表5-4中所列公式，有 ④蓋體型芯高度的計(jì)算 塑件蓋體內(nèi)部高度方向尺寸的轉(zhuǎn)換：塑件高度的最大尺寸 相應(yīng)的 根據(jù)表5-4中所列公式，有 5.2.6凹模壁厚及底板厚度的計(jì)算 凹模和底板均應(yīng)有足夠的厚度，厚度過薄將會(huì)導(dǎo)致模具的剛度不足或強(qiáng)度不夠。一般情況下，對于大、中型模具，剛度不足是主要矛盾；對于小型模具，強(qiáng)度問題更為重要。 強(qiáng)度不夠會(huì)使模具發(fā)生塑性變形甚至破裂；剛度不夠?qū)?huì)使模具產(chǎn)生過大的彈性變形，導(dǎo)致凹模尺寸擴(kuò)大并產(chǎn)生溢料的間隙，當(dāng)變形量大于制品收縮量時(shí)，制品成型后模具型腔的彈性恢復(fù)會(huì)使凹模緊緊包住制品而造成開模困難。 (1)凹模側(cè)壁厚度的計(jì)算 凹模側(cè)壁厚度與型腔內(nèi)壓強(qiáng)及凹模的深度有關(guān)，從剛度的觀點(diǎn)出發(fā)，根據(jù)凹模最小壁厚t(mm)的公式 在本次設(shè)計(jì)中取p=30MPa，L1=199.1mm，a=6mm，E=2.1×105MPa，h=116.6mm。 凹模最小壁厚為t=19.4m，根據(jù)所選標(biāo)準(zhǔn)模架的尺寸進(jìn)行凹模的設(shè)計(jì)，就可以完全滿足剛度和強(qiáng)度要求。 (2)底板厚度的計(jì)算 底板厚度和所選模架的兩個(gè)墊塊之間的跨度有關(guān)，假定型腔的長度等于墊塊的跨度。根據(jù)型腔布置及型芯對底板的壓力計(jì)算出底板的厚度，即 此底板計(jì)算尺寸相對于中、小型模具來說還可以再小一些，可以增加2根支撐柱來進(jìn)行支撐，可近似得到底板厚度為： 在本次設(shè)計(jì)中底板厚度取t=60mm。 5.2.7排氣槽的設(shè)計(jì) 該塑件通過兩個(gè)點(diǎn)澆口進(jìn)料，熔體經(jīng)塑件的深桶底部充滿型腔，模具的兩邊有兩塊嵌件，其與凹模之間有間隙，可作為氣體排出的方式；由于熔體是從下至上的充滿整個(gè)型腔的，則不會(huì)在頂部產(chǎn)生憋氣現(xiàn)象，只需在分型面附近設(shè)計(jì)排氣槽即可；三塊型芯是分開加工的，它們之間也有間隙；模具中的氣體沿著推桿的配合間隙、兩塊嵌件與凹模的間隙、型芯之間的間隙、分型面和型芯與型芯固定板之間的間隙向外排出。 5.3模具導(dǎo)向和推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 5.3.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要起定位、導(dǎo)向以及承受一定側(cè)壓力的作用：其主要有兩種形式，即導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位。注射模一般采用四個(gè)導(dǎo)柱和導(dǎo)套，通常設(shè)在主型芯四周，其保護(hù)型芯的作用。 本次設(shè)計(jì)中采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。 設(shè)計(jì)導(dǎo)柱和導(dǎo)套時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 導(dǎo)柱應(yīng)合理均布在模具分型面四周，導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度。 ②導(dǎo)柱的長度應(yīng)比型芯端面的高度高出6~8mm，以免型芯進(jìn)入凹模時(shí)與凹模相碰而損壞。 ③導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨性和強(qiáng)度。 ④為了使導(dǎo)柱能順利的進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)柱頭部應(yīng)做成錐形或半球形，導(dǎo)套的前端也應(yīng)倒圓角。 ⑤導(dǎo)柱設(shè)在動(dòng)模一側(cè)可以保護(hù)型芯不受損壞，設(shè)在定模一側(cè)便于塑料制品脫模卸出，因此需根據(jù)具體情況來確定導(dǎo)柱是倒裝還是正裝。 ⑥一般導(dǎo)柱滑動(dòng)部分的配合精度按H8/f8，導(dǎo)柱固定部分的配合精度按H8/s7，導(dǎo)套外徑的配合精度按H8/s7。 ⑦除在動(dòng)模和定模之間設(shè)置導(dǎo)柱導(dǎo)、導(dǎo)套外，一般還在動(dòng)模座板和頂出板之間設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套，以保證推板順利的實(shí)現(xiàn)推出運(yùn)動(dòng)。 ⑧導(dǎo)柱直徑應(yīng)根據(jù)模具的尺寸來選取，選取時(shí)刻參考國內(nèi)外注射模標(biāo)準(zhǔn)模架數(shù)據(jù)，采用類比的方法選取。 本次設(shè)計(jì)的導(dǎo)柱如圖5-7所示。 圖5-7 D型導(dǎo)柱 5.3.2推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1) 推出機(jī)構(gòu)的典型結(jié)構(gòu) 從模具中推出塑料制品及其澆注系統(tǒng)凝料的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)。 推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)因模具的結(jié)構(gòu)和用途不同而有所變化，但對推出機(jī)構(gòu)應(yīng)達(dá)到的基本要求是一致的，即： 使制品在推出過程中不致變形損壞。 ②使制品盡可能滯留在動(dòng)模的一側(cè)。 ③使脫模后的制品有良好的外觀。 ④推出動(dòng)作可靠更換推出零件容易。 (2) 推出機(jī)構(gòu)類型的確定 推出機(jī)構(gòu)的類型取決于制品的形狀、塑料的性能及注射機(jī)的推出結(jié)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)常用的類型有：一次推出機(jī)構(gòu)、二次推出機(jī)構(gòu)、動(dòng)定模雙向推出機(jī)構(gòu)。 本次設(shè)計(jì)中，由于塑件形狀結(jié)構(gòu)簡單，推出動(dòng)作能一次完成，故采用一次推出機(jī)構(gòu)。 本次設(shè)計(jì)中，由于塑件為矩形制品，且結(jié)構(gòu)簡單，故采用推桿推出機(jī)構(gòu)。 5.3.3脫模力的計(jì)算及推出零件尺寸的確定 (1)脫模力的計(jì)算 將制品從抱緊的型芯上脫出時(shí)所需克服的阻力稱為脫模力。計(jì)算脫模力時(shí)應(yīng)考慮： a由收縮包緊力造成的制品與型芯的摩擦阻力，應(yīng)由試驗(yàn)確定。 b由大氣壓造成的阻力。 c由塑料的粘附力造成的脫模阻力。 d推出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)摩擦阻力。 在注射模設(shè)計(jì)時(shí)，通常使用以下公式對脫模力作初步計(jì)算； 1) 厚壁制品(t/d>0.05) 制品為圓形截面時(shí)所需脫模力F(N)為 ②制品為矩形截面時(shí)所需脫模力F(N)為 2) 薄壁制品(t/d≤0.05) 制品為圓形截面時(shí)所需脫模力F(N)為 ②制品為矩形截面時(shí)所需脫模力F(N)為 2)推出零件尺寸的確定 本設(shè)計(jì)采用的是推桿一次推出機(jī)構(gòu),根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式,可得推桿直徑d(mm) 的公式為 5.3.4推出零件的設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)中，由于制品形狀結(jié)構(gòu)簡單，故采用圖a所示推桿。本次設(shè)計(jì)的推桿如5-11所示。 圖5-11 推桿 5.4模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在塑料注射成型過程中，模具型腔及熔體溫度場的變化直接影響生產(chǎn)效率和制品的質(zhì)量，成型溫度與制品的應(yīng)力、應(yīng)變及翹曲有著直接的關(guān)系。對于ABS，由于其要求的模具溫度較低(一般低于80°C)，通過調(diào)節(jié)水的流量就可以達(dá)到調(diào)節(jié)模具溫度的目的。 5.4.1冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 為了提高冷卻系統(tǒng)的效率和使型腔表面溫度分布均勻，在冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中應(yīng)遵守如下原則： a.在設(shè)計(jì)時(shí)冷卻系統(tǒng)應(yīng)先于推出機(jī)構(gòu)。 b.注意凹模和型芯的熱平衡。 c.對于簡單的模具，可先設(shè)定冷卻水出入口的溫差，然后計(jì)算冷卻水的流量、冷卻通道直徑、保溫湍流的流速以及維持這一流速所需的壓力降便已足夠。 d.普通模具和精密模具在冷卻方式上應(yīng)有差異。 f.模具中冷卻水溫度升高會(huì)使熱傳遞減小精密模具中出入口水溫相差應(yīng)在2°C以內(nèi)普通模具也不要超過5°C。 g.由于凹模與型芯的冷卻情況不同，一般應(yīng)采用兩條冷卻回路分別冷卻凹模和型芯。 h.當(dāng)模具僅設(shè)一個(gè)入水接口和一個(gè)出水接口時(shí)，應(yīng)將冷卻通道進(jìn)行串聯(lián)連接。 i.采用多而細(xì)的冷卻通道，比采用獨(dú)根大冷卻通道好。 j.在收縮率大的塑料制品模具中，應(yīng)沿其收縮方向設(shè)置冷卻回路。 k.合理的確定冷卻通道的中心距以及冷卻通道與型腔壁的距離。 l.盡可能使所有冷卻通道孔分別到各處型腔表面的距離相等。 m.應(yīng)加強(qiáng)澆口處的冷卻。 n.應(yīng)避免將冷卻通道開設(shè)在制品熔合紋的部位。 o.注意水管的密封問題，以免漏水。 p.進(jìn)出口水管接頭的位置應(yīng)盡可能設(shè)在模具的同一側(cè)。 q.以冷卻效果來選取模具材料。 5.4.2冷卻回路形式的確定 (1)凹模冷卻回路 冷卻回路應(yīng)盡可能按照型腔的形狀布置，在本次設(shè)計(jì)中，由于型腔側(cè)壁較厚、凹模較厚且為矩形截面，對于凹模的冷卻系統(tǒng)，通過分層設(shè)置布局相同的矩形冷卻回路，對型腔側(cè)壁進(jìn)行冷卻，如圖5-13所示。 (2)型芯冷卻回路 在實(shí)際生產(chǎn)中，常用的型芯冷卻方法有： 1)臺(tái)階式通道冷卻法。 2)斜交叉通道冷卻法。 3)直孔隔板式通道冷卻法。 4)噴流式冷卻法。 5)襯套式冷卻法。 6)銅棒冷卻法。 在本次設(shè)計(jì)中，采用直孔隔板式通道冷卻法。作為型芯冷卻方法 5.4.3冷卻介質(zhì) ABS屬中等黏度材料，其成型溫度及模具溫度分別為200°C和50~80°C。所以，模具溫度初步選定為50°C，用常溫水對模具進(jìn)行冷卻。 5.4.4冷卻管道的簡單工藝計(jì)算 (1)冷卻時(shí)間的計(jì)算 制品在模具內(nèi)的冷卻時(shí)間，通常是指塑料熔體從充滿型腔時(shí)起到可以開模取出制品的這一段時(shí)間?？梢蚤_模的標(biāo)準(zhǔn)是制品已充分固化，具有一定的強(qiáng)度和剛度，在開模時(shí)不致變形開裂。 本設(shè)計(jì)中，由于制品屬于無定型塑料的薄壁制品，則其已充分固化的標(biāo)準(zhǔn)為：制品截面內(nèi)的平均溫度已達(dá)到所規(guī)定的制品的出模溫度。 其冷卻時(shí)間可根據(jù)下面公式粗略得出，即 表5-7 常用塑料的熱擴(kuò)散率 (2)冷卻通道傳熱面積及通道數(shù)目的簡易計(jì)算 1)單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量W ①塑料制品的體積： ②塑料制品的質(zhì)量： ③塑件厚為6mm，注射時(shí)間t注= 20~90s，這里取t注=30s，保壓時(shí)間t保=5s，冷卻時(shí)間t冷=30s，脫模時(shí)間t脫=10s。則注射周期： 由此可知每小時(shí)注射次數(shù)N=3600/75(次)=48(次)。 ④ 單位時(shí)間內(nèi)注如模具中的塑料熔體的總質(zhì)量： 2)冷卻水體積流量qv的計(jì)算 忽略模具因空氣對流、熱輻射以及與注射機(jī)接觸所散發(fā)的熱量，則模具冷卻時(shí)所需冷卻介質(zhì)的體積流量可按下式計(jì)算： 3) 確定冷卻水路的直徑d 4)冷卻水在管內(nèi)的流速v 5)冷卻管壁與水交界面的傳熱系數(shù)h 6)冷卻水通道導(dǎo)熱率總面積A 7)模具所需冷卻水管總長度L 8)模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻通道孔數(shù) n模具的寬度為355mm，則 在本次設(shè)計(jì)中，共采用了8根冷卻水管。 第7章 總結(jié) 在本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)了一個(gè)比較常見的折頁盒塑件的模具。在完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，本人漸漸地熟悉了注塑模具設(shè)計(jì)的一般過程和步驟。設(shè)計(jì)過程中需要自學(xué)大量地模具設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)，配合老師介紹的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和自己動(dòng)手所得到的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對所學(xué)的相關(guān)知識(shí)掌握得更加牢固。在本次設(shè)計(jì)過程中遇到過不少問題，例如對軟件的不熟悉，軟件的很多功能不能熟練運(yùn)用，模具設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)之前沒有接觸學(xué)習(xí)過等，因此需從頭學(xué)起，邊學(xué)邊做，也因?yàn)檫@樣，現(xiàn)在印象特別深刻，掌握得特別牢固。通過這次模具設(shè)計(jì)，加深了我模具方面的認(rèn)識(shí)。在這個(gè)過程中，培養(yǎng)了我自學(xué)、獨(dú)立思考問題、解決問題的能力。 由于本人在模具設(shè)計(jì)方面的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，本畢業(yè)設(shè)計(jì)的模具存在著很多不足和有待改進(jìn)的地方，例如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在不合理之處、生產(chǎn)出來的產(chǎn)品可能會(huì)存在溶解痕等問題，希望在以后積累更多的經(jīng)驗(yàn)，解決可能出現(xiàn)的缺陷問題。 致 謝 首先感謝本人的導(dǎo)師楊占堯老師，他對我的仔細(xì)審閱了本文的全部內(nèi)容并對我的畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容提出了許多建設(shè)是性建議。楊占堯老師淵博的知識(shí)，誠懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，特別是遇到困難時(shí)，他給了我鼓勵(lì)和幫助，在這里我向他表示真誠的感謝！ 感謝母?！幽蠙C(jī)電高等專科學(xué)校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實(shí)踐環(huán)境，使我學(xué)到了許多新的知識(shí)，掌握一定的操作技能。 感謝和我在一起進(jìn)行課題研究的同窗志方同學(xué)，和他在一起討論、研究使我受益非淺。 最后，我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識(shí)了很多可敬的老師和可親的同學(xué)，并感激師友的教誨和幫助！ 參考文獻(xiàn) [1]李德群.黃志高．塑料注射成型工藝及模具設(shè)計(jì)[M]．北京機(jī)械工業(yè)出版社2009 [2]付偉.陳碧龍．注塑模具設(shè)計(jì)原則、要點(diǎn)及實(shí)例解析[M]．北京機(jī)械工業(yè)出版社2010 [3] 楊占堯．復(fù)雜、精密、高效、長壽命注塑模具典型結(jié)構(gòu)圖例[M]．北京化學(xué)工業(yè)出版社2005 [4] 孫玲．塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)[M]．北京清華大學(xué)出版社2008 [5] 屈華昌．塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)[M]．北京高等教育出版社2005 [6] 朱冬梅.胥北瀾．注塑機(jī)原理[M]．北京高等教育出版社1995 [7] 濮良貴.紀(jì)名剛．機(jī)械設(shè)計(jì)[M]．北京高等教育出版社2001 [8] 編寫組．塑料模具設(shè)計(jì)手冊[M]．北京機(jī)械工業(yè)出版社1994 [9] 章飛.陳國平．型腔模具設(shè)計(jì)與制造[M]．北京化學(xué)工業(yè)出版社2003 [10] 黃虹．塑料成型加工與模具[M]．北京化學(xué)工業(yè)出版社2003 [11] 李銘蕘．模具CADCAM應(yīng)用[M]．北京機(jī)械工業(yè)出版社2004 [12]吳緯緯.徐勤雁.謝黧UG NX6模具設(shè)計(jì)技術(shù)教程[M].清華大學(xué)出版社.2010.1 [13] 付宏生．注塑制品與注塑模具設(shè)計(jì)[M]．北京化學(xué)工業(yè)出版社2004 [14] 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