固定圈的注塑模設(shè)計(jì)【一模兩腔含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】

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................................................................................................................... 1 性能分析 .......................................................................................................... 2 射成型過(guò)程及工藝參數(shù) .................................................................................. 2 第二章 模具結(jié)構(gòu)分析 ............................................................................................................ 4 定模具的結(jié)構(gòu)形式 ................................................................................................... 4 注系統(tǒng)設(shè)計(jì) ............................................................................................................... 6 型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 ..................................................................................... 11 架的確定 ................................................................................................................. 14 氣槽的設(shè)計(jì) ............................................................................................................. 15 模 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ................................................................................................. 15 第三章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ...................................................................................................... 17 卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ......................................................................................................... 17 向與定位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................................................................. 18 第四章 總結(jié) .......................................................................................................................... 19 謝 辭 ...................................................................................................................................... 20 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 21 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第一章 塑件成型工藝分 析 本設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)為圓柱齒輪，如圖 1示。塑件相對(duì)較為簡(jiǎn)單，塑件的質(zhì)量要求是不允許有變形缺陷以及裂紋，脫模斜度為 30’ ~1°，塑件材料 產(chǎn)批量為小批量，塑件公差按照模具要求進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 圖 1塑件圖 件的分析 （ 1） 外形尺寸 該塑件壁厚為 3件的外形尺寸并不非常大，且塑料熔體流程不大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 長(zhǎng)，適合注塑成型，詳見(jiàn)零件圖。 （ 2） 精度等級(jí) 每個(gè)尺寸公差不一樣，有的屬于高精度，有的則屬于一般精度，設(shè)計(jì)時(shí)按照實(shí)際精度進(jìn)行計(jì)算。 （ 3） 脫模斜度 由于塑件冷卻后產(chǎn)生收縮時(shí)會(huì)緊緊包在凸模上，或者由于粘 附作用而緊貼在型腔內(nèi)，為了便于脫模，防止塑件表面在脫模時(shí)出現(xiàn)頂白，頂傷、劃傷等，在塑件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮其表面有合理的脫模斜度。 型收縮率較小，參照書(shū)表 2° . 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)性，電氣性能良好：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(wú)定型塑料。其品種很多，各品種的機(jī)電性能以及成型特點(diǎn)也有所差 異，應(yīng)按品種確定成型方法及成型條件。 2） 吸濕性強(qiáng)。含水量小于 質(zhì)量），必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥。 3） 流動(dòng)性中等。溢邊料 4） 模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進(jìn)口料位置、形式。推出力過(guò)大或機(jī)械加工時(shí)塑件表面呈現(xiàn)白色痕跡。 （ 3） 表 1密度 /g· 服強(qiáng)度 /0 比體積、 伸強(qiáng)度 /8 吸水率（ %） 伸 彈 性 模 量/103 熔點(diǎn) /℃ 130~160 抗彎強(qiáng)度 /0 計(jì)算收縮率（ %） 壓強(qiáng)度 /3 比熱容 /J·（ ）470 彎 曲 彈 性 模 量/103 射成型過(guò)程及工藝參數(shù) （ 1）注射成型過(guò)程 1）成型前的準(zhǔn)備。對(duì) 澤、粒度和均勻度進(jìn)行檢驗(yàn)，由于 水性較大，大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 成型前應(yīng)該充分干燥。 2）注射過(guò)程。塑件在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過(guò)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(guò)程可分 為沖模、壓實(shí)、保壓、倒流和冷卻五個(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℃，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)數(shù)為 30r/ 2）料筒溫度（℃）：后段 150~170； 中段 165~180； 前段 180~200。 3）噴嘴溫度（℃）： 170~180.。 4）模具溫度（℃）： 50~80。 5）注射壓力（ 60~100。 6)成型時(shí)間（ s）： 30（注射時(shí)間取 2，冷卻時(shí)間 20，輔助時(shí)間 8）。 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 第二章 模具結(jié)構(gòu)分析 定模具的結(jié)構(gòu)形式 型面位置的確定 通過(guò)對(duì)塑件進(jìn)行分析，分型面應(yīng)該選擇在制件以圓心為基準(zhǔn)，垂直于圓弧的平面上，使截面面積達(dá)到最大并且有利于模具分型，具體如圖 2示。 圖 2分型面選擇 腔數(shù)量和排列方式的確定 （ 1） 型腔數(shù)量的確定 該塑件采用精度取 4 級(jí)，并且為大批量生產(chǎn)，可以考慮采取一模多腔的結(jié)構(gòu)形式，但是同時(shí)考慮到塑件尺寸、模具結(jié)構(gòu)尺寸大小關(guān)系，因此最終確定為采用一模兩腔的結(jié)構(gòu)形式。具體如圖 2示： 圖 2型腔排列方法 （ 2） 型腔排列方式確定 多模具型腔盡可能采用平衡式排列布置 ,且要力求緊湊 ,并與澆口開(kāi)設(shè)的部位對(duì)稱，由于該設(shè)計(jì)選擇的是一模兩腔 ,故采用直線式排列。 （ 3） 模具結(jié)構(gòu)形式確定 通過(guò)以上分析可得本模具為一模兩腔結(jié)構(gòu)，側(cè)向力平衡排列，由塑件結(jié)構(gòu)可采用推板結(jié)合推桿的推出形式。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)按照要求采大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 用側(cè)交口設(shè)在定模型芯內(nèi)，流道采用對(duì)稱平衡式，綜上分析選用帶推桿的單分型面注射模 射機(jī)型號(hào)確定 （ 1）注射量的計(jì)算 通過(guò)三維軟件建模設(shè)計(jì)分析計(jì)算得 塑件體積： V 塑 = 塑件質(zhì)量： =中密度參考 （ 2）澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)之前是不能準(zhǔn)確確定的，但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的 于本次采用流道簡(jiǎn)單而且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按照塑件體積的 來(lái)計(jì)算，故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積為： V 總 =V 塑 （ 1+ 2＝ 3） 選擇注射機(jī) 根據(jù)第二次計(jì)算得出一次注入模具型腔的塑料總質(zhì)量為 V 總 ＝結(jié)合式（ 4有： 步選擇公稱注射量為 250射機(jī)型號(hào)為 00 臥式注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)下表 表 2注射機(jī)參數(shù)表 理論注射容量 /50 移模行程 /00 螺桿柱塞直徑 /注射壓力 /0/130 最大模具厚度 /50 注射速率 /g· 14 最小模具厚度 /00 塑化能 力 45 鎖模形式 液壓 螺桿轉(zhuǎn)速 /r· ~200 模具定位孔直徑/00 鎖模力 /800 噴嘴球半徑 /8 拉桿內(nèi)間距 /48× 370 噴嘴口孔徑 / （ 4） 注射機(jī)相關(guān)參數(shù)校核 1） 注射機(jī)壓力校核 查表 4知， 需注射機(jī)壓力為 80~110里取0注射機(jī)公稱壓力 P 公 =130射壓力安全系數(shù) 里取 ： 90=117＜ P 公 ，所以注射機(jī)壓力合格 2）鎖模 力校核 ①塑件在投影面上的投影面積 A 塑 =澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 A 塑 ，即流道凝料在分型面上的投影面積 A 澆 數(shù)值。大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 A 澆 世俗間在分型面上投影面積的 ，由于本設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單分流道較短，因此 以取小一些，取 A 澆 = ③塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積 A 總 ，則： A 總 =A 澆 +A 塑 = =2× 0152模具型腔內(nèi)的脹型力 F 脹 =A 總 P 模 =10152× 35=355320N=中， P 模 實(shí)行強(qiáng)的平均計(jì)算壓力值。 P 模是模具型腔內(nèi)的壓力，通常取注射機(jī)壓力的20%~40%，大致范圍為 25~40于粘度較大的精度較高的塑料制品應(yīng)該取較大值。于中等粘度塑料及有精度要求塑件，故 P 模 取 35 查表 4得該注射機(jī)的公稱鎖模力 F 鎖 =1000模力安全系數(shù)為 里取 = =F 鎖 ，所以，注射機(jī)鎖模力合格。 注系統(tǒng)設(shè) 計(jì) 流道設(shè)計(jì) 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中，主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動(dòng)和開(kāi)模時(shí)主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間。另外，由于其與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，因此設(shè)計(jì)中常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的澆口套。 （ 1） 主流道尺寸 1） 主流道長(zhǎng)度：大型模具 L 主應(yīng)大于 60次設(shè)計(jì)初選 行設(shè)計(jì)。 2） 主流道小端直徑： d=注射劑噴嘴尺寸 +（ ） 3） 主流道大端直徑 )2/t 2' ??? ?主4） 主流道球面半徑： 。）（注射劑噴嘴球頭半徑 2 0 m 0 ???球面的配合高度： h=3 2） 主流道的凝料體積 3332222 1. 854 c . 45m ????????? ）＋（）（ 主主主主主主 （ 3）主流道當(dāng)量直徑 3 . 3 7 5 m 2 5n ???R（ 4） 主流道澆口套的形式 主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件可選購(gòu)。主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，易磨損 。對(duì)材料的要求嚴(yán)格，因?yàn)楸M管小型注射?？蓪⒅髁鞯罎部谔着c定位圈設(shè)計(jì)成一個(gè)整體，但考慮其他因素仍將其分開(kāi)設(shè)計(jì)，以便于拆卸和更換，同時(shí)也便于優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理。設(shè)計(jì)中常采用碳素工具鋼（ 熱處理淬火表面硬度為 50~5下圖： 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 （ 5） 圖 2主流道參數(shù)設(shè)計(jì) 流道設(shè)計(jì) 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開(kāi)設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。多型腔模具必須設(shè)置分流道，單型腔大型塑件在使用多個(gè)點(diǎn)澆口時(shí)也要設(shè)計(jì)分流道。分流道是塑料熔體進(jìn)入型腔前的通道，可通過(guò)優(yōu)化 設(shè)置分流道的橫截面積形狀、尺寸大小以及方向，使塑料熔體平穩(wěn)充型，從而保證達(dá)到最佳效果。 （ 1）影響分流道的設(shè)計(jì)因素： 1）制品的幾何形狀、壁厚、尺寸大小以及尺寸的穩(wěn)定性，內(nèi)在質(zhì)量以及外觀質(zhì)量要求 2）塑料的種類，即塑料的流動(dòng)性、熔融溫度區(qū)間、固化溫度區(qū)間以及收縮率。 3）注射機(jī)的壓力、加熱溫度以及注射速度。 4）主流道和分流道的脫落方式。 5）型腔的布置、澆口位置以及澆口形式的選擇。 （ 2）分流道的設(shè)計(jì)原則 1）塑料流經(jīng)分流道的壓力損失和溫度損失要小。 2）分流道的固化時(shí)間應(yīng) 該少后于制品的固化時(shí)間，以利于壓力的傳遞及保壓。 3）保證塑料迅速而均勻的進(jìn)入各個(gè)型腔。 4）分流道長(zhǎng)度盡可能短，其容積要小。 5）要便于加工以及刀具選擇。 （ 3）分流道橫截面的選擇 分流道的橫截面形狀：通常分流道的橫截面形狀有圓形、矩形、梯形和 U 型以及正六邊形等。為了減少流道內(nèi)的壓力損失和傳熱損失，希望流道的橫截面積大，表面積小、因此可用流道橫截面積 S 與其周長(zhǎng)的比值來(lái)表示流道的效率。其中圓形橫截面的效率最高，即具有最小的壓力降解和熱損失。以前因?yàn)槭苣＞呒庸さ脑O(shè)備限制，加工成本通常較高，并 且圓形的分流道必須在兩側(cè)都加工時(shí)，合模兩側(cè)的半圓也難以對(duì)齊，所以圓形橫截面的分流道使用不多。但是，隨著模具加工技術(shù)的不斷發(fā)展，逐漸克服了上述困難，從而使圓形橫截面的分流道應(yīng)用越來(lái)越廣泛。正方形流道凝料脫模困難，正六邊形流道大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 效率低。 U 形橫截面的流動(dòng)效率低于圓形與正六邊形橫截面，但加工容易，又比圓形和正方形橫截面流道容易脫模，所以， U 形橫截面分流道使用也較為廣泛。另外，雖然梯形橫截面的流道與圓形相比有較大的熱量損失，但是梯形橫截面的流道便于選擇加工刀具，同時(shí)加工也較為容易，所以，橫截面的的分流道使用也較為廣泛（ 特別是對(duì)于雙分型面刀具）。 （ 4）分流道的布置形式 在設(shè)計(jì)時(shí)候應(yīng)考慮盡量減少在分流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免溶體溫度降低，同時(shí)還要考慮到減小分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡式分流道。 （ 5）分流道的長(zhǎng)度 由于流道設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，根據(jù)二個(gè)型腔的設(shè)計(jì)，分流道較長(zhǎng)，故設(shè)計(jì)時(shí)可適當(dāng)選擇大一些。單邊分流道長(zhǎng)度取 50圖 （ 6）分流道的當(dāng)量直徑 因?yàn)樵撍芗馁|(zhì)量 ，塑 1m ????根據(jù)式（ 4分流道的當(dāng)量直徑為 5 . 2 m . 3 9 4 ????? 分塑分 （ 7）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，為了便于加工和凝料的脫模，大多設(shè)計(jì)在分型面上。本設(shè)計(jì)采用梯形截面，加工工藝性好，且塑料溶體的熱量散失、流動(dòng)阻力均不大。 （ 8）分流道截面尺寸 設(shè)梯形下底的寬度為 x，底面圓角半徑 R=1根據(jù)表 4h=4該梯形的截面積為 48t a ht a n 842?????????? ）（）（分圓面積相等，可得 5 . 52 ???????? ，即可得。）（ 分D? 則梯形上底約為 7圖（動(dòng)模型腔） （ 9）凝料體積 1）分流道長(zhǎng)度 50流道截面積 22542 )75. 5 ???（分3）凝料體積 33 5 0 m ????分分分 10）校核剪切速率 1）確 定注射時(shí)間：查表 4取 t=）計(jì)算分流道體積流量 s/4 0 . 6 5 0 5 c ????? 塑分分 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 3）可得剪切速率 13333 ? ??????? 分分分 ??（ 2 該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流到的最佳剪切速率 132 05 ??? 之間，所以分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。 （ 11）分流道 表面粗糙度和脫模斜度 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，一般都是 處取 R。另外，其脫模斜度一般在 ?10~5 之間，這里取脫模斜度為 ?8 。 口的設(shè) 計(jì) 澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)通道，其作用是使從分流道過(guò)來(lái)的塑料熔體以較快的速度進(jìn)入并充滿型腔，型腔充滿后，澆口部分的熔體能夠夠迅速的凝固而封閉澆口，防止型腔內(nèi)熔體倒流。澆口的形狀、位置和尺寸對(duì)塑件的影響很大。注射成型時(shí)許多缺陷都是由于澆口設(shè)計(jì)不合理造成的，所以澆口的設(shè)計(jì)很重要。由于該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，表面質(zhì)量要求較高，采用一模一兩腔注射，以便于調(diào)整充模時(shí)的剪切速率和封閉時(shí)間，采用對(duì)稱側(cè)澆口。其截面形狀簡(jiǎn)單，易于加工，以便于試模后糾正，開(kāi)設(shè)在動(dòng)模型芯內(nèi)，從型芯邊緣進(jìn)料，與分流道相連。 （ 1） 側(cè)澆口尺寸確定： 1）計(jì)算澆口深度。根據(jù)表 4得側(cè)澆口的深度 h 計(jì)算公式為 ??? 式中 t=壁厚， n 是塑料成型系數(shù)，對(duì)于 型系數(shù) n= 在工廠設(shè)計(jì)時(shí)澆口深度通常先取小值，，根據(jù)表 4薦 處側(cè)澆口深度取 2）計(jì)算側(cè)澆口寬度。根據(jù)表 4得側(cè)澆口寬度 B 計(jì)算公式 ???? n 是成型系數(shù)，對(duì)于 n 取 A 是凹模的內(nèi)表面積 3）計(jì)算側(cè)澆口的長(zhǎng)度。根據(jù)表 4得側(cè)澆口長(zhǎng)度 L 一般選用 里取L 為 2 2） 側(cè)澆口剪切速率的校核 1）計(jì)算澆口的當(dāng)量半徑。有面積相等可得 澆，由此矩形澆口當(dāng)量半徑21h ）（澆 ? 2）校核澆口的剪切速率 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 ①確定注射時(shí)間：查表 4取 t=2s； ②計(jì)算澆口體積流量： s/3 ????? 塑澆 V。 ③計(jì)算澆口的剪切速率：由式（ 4得：3n ?? ??澆，則 1?????????）（）（澆澆澆澆????? 該矩形側(cè)澆口剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率 105 ?? 之間，所以合格。 切速率 根據(jù)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，可求主流道熔體的剪切速率。 （ 1） 計(jì)算主流道體積流量 s/8 1 . 4 7 8 c ???????? 塑分主主 2） 計(jì)算主流道的剪切速率 1???????R?? 主主主流道內(nèi)熔體剪切速率處于澆口與分流道最佳剪切速率 105 ?? 之間，主流道剪切速率校核合格。 冷料穴位于主流到對(duì)面的動(dòng)模板上，主要作用是收集熔體前鋒的冷料，防止冷料進(jìn)入模具型腔而影響制品表面質(zhì)量。一般來(lái)說(shuō)，普通澆注系統(tǒng)大多是單分型面的二板模具，通常采用側(cè)澆口，直接澆口以及盤環(huán)形澆口類型的模具，其澆注系統(tǒng)凝料一般與塑膠件連在一起，本設(shè)計(jì)采用主流道冷料穴，由于該塑件表面沒(méi)有印痕，采用推板配合推桿推出塑件，所以采用 圖 2冷料穴設(shè)計(jì) 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 1） 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模是成型制品外表面的成型零件。按照凹模機(jī)構(gòu)的不同可將其分 為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四種。根據(jù)對(duì)塑件的分析，本設(shè)計(jì)采用組合式凹模，如圖。 （ 2） 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（型芯） 凸模是成型塑件制品內(nèi)表面的成型零件，通?？煞譃檎w式和組合式兩種，通過(guò)對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)分析可知，該塑件的型芯有五個(gè)：一個(gè)是成型零件內(nèi)表面的大型芯，另四個(gè)是成型零件的軸孔內(nèi)的小型芯，裝配后見(jiàn)圖。 型零件鋼材的選用 根據(jù)對(duì)成型零件的綜合分析，該塑件的成型零件要走足夠的剛度、強(qiáng)度、耐磨性以及良好的抗疲勞性能，同時(shí)考慮它的機(jī)械加工性以及拋光性。有因?yàn)樵撍芗樾∨可a(chǎn)，所以構(gòu)成型腔的組合式凹模 鋼材選擇 于成型塑件外的大型芯來(lái)說(shuō)，由于脫模時(shí)磨損較為嚴(yán)重，散發(fā)熱量比較多，因此采用高合金工具鋼 于軸向小型芯，磨損也較為嚴(yán)重，因此也采用 芯中心冷卻水冷卻，如圖。 型零件工作尺寸的計(jì)算 采用表 4件尺寸公差按照塑件零件圖給定尺寸公差計(jì)算。 （ 1） 凹模徑向尺寸計(jì)算 塑件外部徑向尺寸的轉(zhuǎn)換： 1 ? ??L。 ? ? ? ? z ?????????? ? ）（）（ ?內(nèi)部徑向定位尺寸計(jì)算： ? ? ? ? z ?????????? ? ）（）（ ?? ? ? ? z ?????????? ? ）（）（ ?? ? ? ? z ?????????? ? ）（）（ ?? ? ? ? z ?????????? ? ）（）（ ?? ? ? ? z ?????????? ? ）（）（ ?? ? ? ? z ?????????? ? ）（）（ ?M M 式中， 塑件的平均收縮率，查表 1得 收縮率為 所以其平均收縮率為 ；??系數(shù)，查大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 表 4得一般在 間，這里取 2=21 ??、 分別是塑件相應(yīng)尺寸的公差（下同）； 2? 、 是塑件相應(yīng)尺寸制造公差，對(duì)于中小型塑件取 ??61z?（下同）。 （ 2） 凹模深度尺寸計(jì)算 塑件高度方向尺寸轉(zhuǎn)換：塑件高度的最大尺寸， 1 5 m . 1 50 . 1 5???H 相應(yīng)的 ；? ? ? ? ? z ?????????? ? ）（）（ ?? ? ? ? z ?????????? ? ）（）（ ?式中， 表 4間，此處取 圖 2定模型芯 （ 3） 型芯徑向尺寸的計(jì)算 1）動(dòng)模型芯徑向尺寸的計(jì)算。塑件內(nèi)部徑向尺寸的轉(zhuǎn)換： 70170 ??? ?? ? ? ? ? z ?? ?????????? ）（）（ ?式中， 表 4間，此處取 2）動(dòng)模型芯定位尺寸： ? ? ? ? 0 400222z ?????????? ）（）（ ?式中， 表 4間，此處取 3）動(dòng)模型芯尺寸高度計(jì)算 ? ? ? ? 3z ?? ?????????? ）（）（ ?式中 模具尺寸計(jì)算系數(shù)，查表 4 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 圖 2動(dòng)模型芯 （ 4）圓型芯高度尺寸計(jì)算 ??? ? ? ? . 0 2 3112? ?????????? ）（）（ ?式中 模具尺寸計(jì)算系數(shù)，查表 4知一般在 間，取 型零件尺寸及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算 （ 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)，根據(jù)型 腔的布置，模架初選55250 ? 的標(biāo)準(zhǔn)模架，其厚度根據(jù)表 4 154314????????? ??? ?????????????取 100 式中， p 是型腔壓力（ ； E 是材料彈性模量（ ； ,W 是影響變形的最大尺寸，而 ；p?是模具剛度計(jì)算許用變形量。根據(jù)注射塑料品種。 2 p ???? ?? 式中， ? 12 ????? 凹模側(cè)壁是采用嵌件，為結(jié)構(gòu)緊湊，這里凹模嵌件單邊厚選 14于型腔采用直線、對(duì)稱結(jié)構(gòu)布置，故兩個(gè)型腔之間壁厚滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就可以了。型腔與模具周邊的距離由模板的外形尺寸來(lái)確定，根據(jù)估算模板平面尺寸選用 55250 ? ，它比型腔布置的尺寸大得多，所以完全滿足剛度和強(qiáng)度要求。 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 （ 2） 動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算 動(dòng)模墊板厚度和所選模架的兩個(gè)墊塊之間的跨度有關(guān)，根據(jù)前面的型腔布置，模架應(yīng)選在 55250 ? 這個(gè)范圍之內(nèi)，墊塊之間的跨度大約為 7 040402 5 0 ??? 。那么，根據(jù)型腔布置及型芯對(duì)動(dòng)模墊板的壓力就可以計(jì)算得到動(dòng)模墊板厚度，即 15311??????? ??? ????????????? ? 式中，p?是動(dòng)模墊板剛度計(jì)算許用變形量，12 ??????????? ??????? L 是兩個(gè)墊塊之間的距離，約 1601L 是動(dòng)模墊塊的長(zhǎng)度，取 355A 是兩個(gè)型芯投影到動(dòng)模墊板上的面積。 架的確定 根據(jù)模具型腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸可以計(jì)算出凹模嵌件所占的平面尺寸，又考慮凹模壁厚，導(dǎo)柱、導(dǎo)套的布置等，再同時(shí)參考 中的小型標(biāo)準(zhǔn)模架的選型經(jīng)驗(yàn)公式和表 4確定選用模架序號(hào) 為 6 號(hào)（ 55250 ??? ）如下圖。 圖 2模架 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 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 A 板厚度取 100 2） B 板尺寸。 B 板是型芯固定板，取 100 3） C 板（墊塊）尺寸。墊塊 =推出行程 +推板厚度 +推桿固定板厚度 +（ 5~10） 30+20+16+5~10） 5~80步選定 C 為 80 經(jīng)上述尺寸計(jì)算，模架尺寸已經(jīng)確定為模架序號(hào)為 6 號(hào)，板面為 55250 ? ,模架結(jié)構(gòu)形式由計(jì)算設(shè)計(jì)得到。其外形尺寸： 04355250 ????? 高長(zhǎng)寬 架各尺寸的校核 根據(jù)所選注射機(jī)來(lái)校核模具設(shè)計(jì)的尺寸。 1） 模具平面尺寸 70448355250 ??? （拉桿間距），校核合格。 2） 模具高度尺寸 30450304200 ?? （模具的最大 厚度和最小厚度），校核合格。 3） 模具的開(kāi)模行程模具的開(kāi)模行程 5 01 9 0~1 8 (21 ??????? ）（），校核合格。 氣槽的設(shè)計(jì) 排氣槽應(yīng)該開(kāi)設(shè)在型腔最后填充的部位，如塑件、流道、冷料穴的澆注終端。排氣槽最好開(kāi)設(shè)在型腔一側(cè)，即使所產(chǎn)生的飛邊、凝料也較容易脫?；蛘呷コ?，另外，排氣槽應(yīng)該盡量開(kāi)設(shè)在便于清模的位置，以防止積存冷料。 排氣槽的深度與塑料品種的流動(dòng)性、注射壓力、注射溫度有關(guān)，排氣槽寬度根據(jù)具體的情況來(lái)確定。 該塑件由于采用側(cè)澆口進(jìn)料，熔體經(jīng)塑件下方的臺(tái)階 及中間的肋板充滿型腔，側(cè)面有 6? 型芯使用軸承配合 u 型架完成側(cè)抽芯，其配合間隙可作為氣體排出的方式，不會(huì)在頂部以及側(cè)面產(chǎn)生氣體憋氣的現(xiàn)象。同時(shí)，底面的氣體會(huì)沿著推桿的配合間隙、分型面和型芯之間的間隙向外排出。 模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在注射成型的每一個(gè)循環(huán)中，都必須使塑件從模具凹?；蛐托旧厦摮觯＞咧羞@種脫出塑件的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)（或稱推出機(jī)構(gòu)、頂桿機(jī)構(gòu)）。脫模機(jī)構(gòu)的作用包括塑件的脫出和取出兩個(gè)動(dòng)作，即首先將塑件和澆注系統(tǒng) 凝料等與模具松動(dòng)分離，稱為脫出，然后把其脫出物從模具中取出 模機(jī)構(gòu)和設(shè)計(jì)原則： （ 1）塑件滯留于動(dòng)模 模具開(kāi)啟后應(yīng)使塑件及澆口凝料滯留于帶有脫模裝置的動(dòng)模上，以便脫模裝置在注射機(jī)推桿的作用下完成脫模動(dòng)作。 （ 2）保證塑件不變形損壞 這是脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)該達(dá)到的基本要求。首先要正確分析塑件對(duì)凹模或者型芯的附著力的大小以及所在的部位，有針對(duì)性的選擇合適的脫模方法和脫模位置，使推出中心與脫模阻力中心相重合。型芯由于塑料收縮時(shí)對(duì)其抱緊大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 力最大，因此推出的作用點(diǎn)應(yīng)該盡可能的靠近型芯，推出力應(yīng)該作用于塑件剛度、強(qiáng)度最大的位置，作用面應(yīng)該盡可能大一些。影響脫模力的因素很多，當(dāng)材料的收縮率大，塑件壁厚大，模具的型芯形狀復(fù)雜，脫模斜度小一以及凹模（型芯）表面粗糙度值高時(shí)，脫模阻力就會(huì)增大，反之則小。 （ 3）力求良好的塑件外觀 推出塑件的位置應(yīng)該盡量在塑件內(nèi)部或者對(duì)外觀影響不大的位置，在采用推桿脫模時(shí)尤其要注意這個(gè)問(wèn)題。 出方式的確定 本塑件圓周采用推板配合推桿的綜合推出方式。推板配合推桿推出時(shí)為了減小推桿與型芯的摩擦，設(shè)計(jì)中在用推桿與型芯之間留出 采用錐面配合，可以防推桿因偏心而產(chǎn)生溢料 ，同時(shí)避免了推桿和型芯之間產(chǎn)生摩擦。 芯推出方式 ： 本塑件圓型芯采取側(cè)向抽芯，將型芯通過(guò)滾子軸承固定，脫模時(shí)滾子軸承沿著 而將側(cè)面型芯抽出，方便固定圈塑件使用推板配合推桿完成脫模動(dòng)作。 模力的計(jì)算 （ 1） 凹模型芯脫模力 因?yàn)?????，所以此處可看為薄壁圓筒塑件，根據(jù)式（ 4模力為 t a i )1t a ( t a o 21??????? ????????????? ?? ? ?? ）（式中 t：塑件壁厚； L：型芯包進(jìn)長(zhǎng)度； ? ：塑料的泊松比； E：塑料的彈性模量； f：塑料與鋼材之間摩擦因數(shù)。 核推出機(jī)構(gòu)作用在塑件上的單位壓應(yīng)力 （ 1） （ 2） 推出應(yīng)力 53M 42 8 ???? ? （抗壓強(qiáng)度）合格 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 第三章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 按時(shí)間單位內(nèi)塑料熔體凝固時(shí)所放出的熱量等于冷卻 水所帶走的熱量計(jì)算 成型溫度及模具溫度分別為 200℃和 50氏度。所以，模具溫度初步選定為 50℃，用常溫水對(duì)模具進(jìn)行冷卻。 （ 1）單位時(shí)間內(nèi)注入模具中塑料的熔體總質(zhì)量 W 1）塑料制品體積 33 28 0 ????????塑分主 3 2）塑料制品的質(zhì)量 1 ???? ?V 3）塑件壁厚為 5以查表 4冷 取注射時(shí)間 注，脫模時(shí)間 脫，則注射在周期： ?????? ）（脫冷注。由此可得每小時(shí)注射數(shù)：次）次（ 12030/3600 ??N 4）單位時(shí)間注入模具中塑料的總質(zhì)量 : h/??? （ 2） 確定單位質(zhì)量塑件在凝固時(shí)所放出的熱量 Q 查表 4知 位熱流量 Q 的值范圍在 kg/10 J）（ 之間，故可取 kg/Q。 （ 3） 計(jì)算冷卻水體積流量221 ?? ，出水口水溫 ℃252 ?? ，取水的密度為 ,m/?? ，水的比熱容為 ℃）（ ?? kg/則根據(jù)公式可得： m i n/i n/)2225(60q 3312v s ????????? ??? （ 3 （ 4） 確定冷卻水路直徑 d 當(dāng) m in/v ?時(shí)，查表 4知，為了使冷卻水處于湍流狀態(tài)，去模具冷卻水孔直徑為 d= 5） 冷卻水管內(nèi)流速 v s/05 3 2v ??? ???? ?（ 6） 求冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù) h 因?yàn)槠骄疁貫?查表 4有： ℃）（℃））（ ??????????? hm/ 0 0( 8.0 7）計(jì)算冷卻水道的導(dǎo)熱總面積 A 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 224s 6 7 ???????? ）（?（ 8） 計(jì)算模具所需冷卻水管的總長(zhǎng)度 L ???? ?9） 冷卻水管的根數(shù) x 根根 ?? L 有數(shù)據(jù)分析分析一條冷卻水道顯然不符合模具，需要進(jìn)一步進(jìn)行修改。 模嵌件和型芯冷卻水道的設(shè)置 由于塑件為固定圈，推出方式為推板配合推桿 推出，所以要考慮到分型面接觸部分，并且由于動(dòng)模型腔與塑件接觸面積較大，產(chǎn)生熱量較多。設(shè)計(jì)時(shí)將冷卻水道設(shè)立在動(dòng)模型腔上，以便于冷卻效果達(dá)到最好。本模具冷卻水道設(shè)計(jì)采用打孔的方式進(jìn)行注水冷卻。 圖 3冷卻水道 圖 3冷卻水道 向與定位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的開(kāi)合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向，安作用分為模外定位和模內(nèi)定位。模外定位是通過(guò)定位圈使模具澆口套能與注射機(jī)噴嘴精確定位；而模內(nèi)定位機(jī)構(gòu)則通過(guò)導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行和模定位，本塑件較為簡(jiǎn)單，而且定位要求并不高，通過(guò)模架自 身所帶的開(kāi)模合膜結(jié)構(gòu)即可完成。 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 第四章 總結(jié) 經(jīng)過(guò)近 14周的努力學(xué)習(xí)，已經(jīng)初步掌握了模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一些基本要點(diǎn)，通過(guò)網(wǎng)上觀看學(xué)習(xí)視頻，已經(jīng)可以熟練使用 維模型制作軟件，論文主要完成以下各項(xiàng)目標(biāo)： （ 1）澆注系統(tǒng)的分析以及設(shè)計(jì) （ 2）成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及計(jì)算 （ 3）模架的確定 （ 4）排氣槽的設(shè)計(jì) （ 5）脫模推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 6）冷卻及定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 裝圖分析 裝圖分析 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 謝 辭 四年的大學(xué)生活已經(jīng)快要落下帷幕了，在這四年的生活學(xué)習(xí)中，我收獲很多，認(rèn)真學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)各方面的能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們大學(xué)生活中很重要的一個(gè)課題， 本論文的研究和撰寫(xiě)，是在 林盛 老師的悉心指導(dǎo)和幫助下完成的。在此，謹(jǐn)向他的辛勤培養(yǎng)和悉心關(guān)懷表示衷心的感謝。 經(jīng)過(guò)一學(xué)期的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。 在 這里我要感謝我的指導(dǎo)老師林盛老師和各位教導(dǎo)我的老師。林老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，制圖等整個(gè)過(guò)程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是老師仍然細(xì)心地糾正我設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤。我對(duì)老師的專業(yè)水平尤為敬佩，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。感謝大學(xué)三年來(lái)所有的老師的耐心教導(dǎo)為我們打下模具專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，也因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完 成。 在這次設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)小組同學(xué)的幫助，從中我學(xué)到了很多東西，鞏固了以前所學(xué)的知識(shí)。 我們?cè)O(shè)計(jì)小組內(nèi)諸位同學(xué)熱烈的交流氛圍和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度為本論文的撰寫(xiě)提供了非常優(yōu)秀的客觀條件，衷心感謝本小組的各位師兄弟的幫助、支持和啟發(fā)，與他們?cè)谝黄鹗强鞓?lè)和充實(shí)的。大家的友好與協(xié)作使我度過(guò)了一段美好的大學(xué)生活。