φ250臺式電風(fēng)扇鎖緊蓋注塑模具設(shè)計【說明書+CAD+PROE】

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4.3 成型零件的尺寸確定 14 4.4確定主要零件結(jié)構(gòu)及尺寸 17 第5章 頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計 19 第6章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 19 第7章 排氣系統(tǒng) 21 第8章 成型設(shè)備有關(guān)參數(shù)校核 21 第9章 模具特點和工作原理 22 第10章 注塑模加工工藝設(shè)計 23 10.1 坯料確定 23 10.2 模板的平面加工 23 結(jié)束語 25 致 謝 25 參考文獻(xiàn) 27 第1章 前言 塑料制品的成型是塑料成為具有實用價值制品的重要環(huán)節(jié)。塑料成型方法已達(dá)40多種。其中最重要的是注射，擠出，吹塑和壓制等。它們幾乎占了整個塑料成型的85%；其中注射尤為突出，占塑料成型的30%以上。注塑模具成形是熱塑性塑料成型的一種方法，幾乎所有的熱塑性塑料都可以用此方法成型，有些熱固性塑料也可以用注塑模塑成型。 先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展使人們不再單純地依賴產(chǎn)品圖或產(chǎn)品樣件來設(shè)計制作模具,逆向工程技術(shù)的應(yīng)用使產(chǎn)品的圖片、照片或影像資料,甚至產(chǎn)品模具本身,都可以作為模具的設(shè)計依據(jù)。逆向工程技術(shù)特別在消化、吸收國外先進(jìn)模具技術(shù)方面具有突出的優(yōu)勢, 由此還帶來設(shè)計思路上的變化,有時可以先設(shè)計模具型腔,然后據(jù)此再完善產(chǎn)品設(shè)計圖樣。 27 第2章 塑件的工藝分析 該塑件是φ250臺式電風(fēng)扇鎖緊蓋產(chǎn)品，其零件圖如圖所示。生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 圖2.1 φ250臺式電風(fēng)扇鎖緊蓋圖 2.1塑件的工藝性分析 φ250臺式電風(fēng)扇鎖緊蓋對其有著較高的外觀要求，要求表面色澤均勻，成型收縮率小，制件成型后不能有明顯色差、縮痕、熔接痕、污點、銀絲等缺陷，還需要有一定的手感。綜合考慮選擇ABS。 選擇材料：ABS Acrylonitrile-butadiene-styrene 丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物 塑料分析：(１)、基本特性:ＡＢＳ是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ＡＢＳ具有良好的綜合力學(xué)性能。丙烯腈使ＡＢＳ有良好的耐化學(xué)腐蝕性及表面硬度，丁二烯使ＡＢＳ堅韌，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。 ABS無毒、無味，呈微黃色，成型的塑料件有較好的光澤。密度為1.02~1.05/cm。ABS有極好的抗沖擊強(qiáng)度，且在低溫下也不迅速下降。有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機(jī)鹽、堿、酸類對ABS幾乎無影響，在酮、醛、酯、氯代烴中會溶解或形成乳濁液，不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹。ABS塑料表面受冰醋酸、植物油等化學(xué)藥品的侵蝕會引起應(yīng)力開裂。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工。經(jīng)過色可配成任何顏色。其缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70度左右，熱變形溫度約為93度左右。耐氣侯性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。 根據(jù)ABS中三種組分之間的比例不同，其性能也略有差異，從而適應(yīng)各種不同的應(yīng)用。根據(jù)應(yīng)用不同可分為超高沖擊型、高沖擊型、中沖擊型、低沖擊型和耐熱型等。 （2）、主要用途 ABS在機(jī)械工業(yè)上用來制造齒輪、泵葉輪、軸承、把手、管道、電機(jī)外殼、儀表殼、儀表盤、水箱外殼、蓄電池、冷藏庫和冰霜襯里等。汽車工業(yè)上用ABS制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)管、加熱器等，還有用ABS夾層板制小轎車車身。ABS還可用來制作水表殼、紡織器材、電器零部件、文教體育用品、玩具、電子琴及收錄機(jī)殼體、食品包裝容器、農(nóng)藥噴霧器及家具等。 （3）成型特點:ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力較高，塑料上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計時應(yīng)注意盡量減小澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。要求塑件精度高時，模具溫度可控制在50~60度，要求塑件光澤和耐熱時，應(yīng)控制在60~80度。 2.1.2 ABS的注塑工藝參數(shù) 1、注塑機(jī)類型： 螺桿式 7、保壓力 50~70MP 2、噴嘴形式 直通式 8、注射時間 3~5s 3、螺桿轉(zhuǎn)速（r/min） 30~60 9、保壓時間 15~30s 4、噴嘴溫度 180~190C 10、模具溫度 50~70 5、成型溫度 C 料筒： 前200~210 中210~230 后180~200 11、冷卻時間 15~30s 6、注射壓力 70~90 MP 12、成型周期 40~70s 2.2塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 2.2.1結(jié)構(gòu)分析 從零件圖上分析，該零件總體形狀為圓形。因此,模具設(shè)計,該零件屬于中等復(fù)雜程度. 2.2.2尺寸精度分析 從塑件的壁厚上來看,壁厚最大處為3mm,壁厚均勻,，在制件的轉(zhuǎn)角處設(shè)計圓角，防止在此處出現(xiàn)缺陷，由于制件的尺尺寸中等。 2.2.3表面質(zhì)量分析 該零件的表面除要求沒有缺陷﹑毛刺，內(nèi)部不得有雜質(zhì)外，沒有什么特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易實現(xiàn)。 綜上分析可以看出,注塑時在工藝控制得較好的情況下,零件的成型要求可以得到保證. 2.3 計算塑件的體積和質(zhì)量 計算塑件的質(zhì)量是為了選用注塑機(jī)及確定模具型腔數(shù)。 計算塑件的體積：V=17.78cm（單個） 計算塑件的質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計手冊可查得ABS的密度為ρ=1.06kg/dm 塑件質(zhì)量：M=Vρ＝19g(通過3D軟件測量得到) 采用一模兩件的模具結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸，注塑時所需壓力和工廠現(xiàn)有設(shè)備等情況，初步選用注塑機(jī)XS—ZY—125型。 2.4 注塑機(jī)的初選 由塑料制件尺寸計算，其成型零件體積約為9907mm3固出選XS-ZS-22柱塞臥式注射機(jī)其主要參數(shù)為： 額定注射量 30，20cm3 注射壓力 75，117MP 柱塞直徑 25*2，20*2mm 注射行程 130mm 合模力 250KN 最大合模行程 160mm 模具最大厚度 180mm 模具最小厚度 60mm 動，定模固定板尺寸 250*280mm 拉桿空間 235mm 鎖模力公式如下： 其中：p—作用于模面的壓力kg; q—型腔內(nèi)塑料壓力kg/cm2，取經(jīng)驗值=200~400kg/cm2 F---------制件在分型面上的最大投影面積cm2 F=1/4π(75.42-42.62) =3038.3mm2=30.38cm2 P=400*30.38=12152kg=125.152kn<250kn 則鎖模力滿足要求。 總結(jié) 第3章 分型面選擇和澆注系統(tǒng)設(shè)計 3.1 注塑模具分型面的選擇 3.1.1 分型面的基本形式 分型面的形式由塑料的具體情況而定，但大體上有平面式分型面、階梯式分型面、斜面式分型面、曲面式分型面、綜合式分型面。 3.1.2 分型面選擇的基本原則 選擇分型面的基本原則：（1）保持塑料外觀整潔；（2）分型面應(yīng)有利于排氣；（3）應(yīng)考慮開模是塑料留在動模一側(cè)；（4）應(yīng)容易保證塑件的精度要求；（5）分型面應(yīng)力求簡單適用并易于加工；（6）考慮側(cè)向分型面與主分型面的協(xié)調(diào)；（7）分型面應(yīng)與成型設(shè)備的參數(shù)相適應(yīng)；（8）考慮脫模斜度的影響[11]。 3.1.3 分型面的選擇 如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、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(yīng)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(yīng)遵循以下幾項原則： （1）分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。 （2）便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊。 （3）保證塑件的精度要求。 （4）滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。 （5）便于模具加工制造。 （6）對成型面積的影響。 （7）對排氣效果的影響。 （8）對側(cè)向抽芯的影響。 其中最重要的是便于模具加工制造和便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊。為了便于模具加工制造，應(yīng)盡是選擇平直分型面工易于加工的分型面,所以此次在零件最大圓處設(shè)分型面在運動時成型零件在動模部分這樣便于下一步的脫模。 具體位置如下圖3.1： 圖3.1 工件分型面 所以取A-A分型面。 3.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 3.2.1 澆注系統(tǒng)的組成 澆注系統(tǒng)是將熔融的塑料從成型設(shè)備噴嘴進(jìn)入模具型腔所經(jīng)的通道，它包括主流道、分流道、澆口及冷料。在設(shè)計注塑模具的澆注系統(tǒng)應(yīng)注意以下幾項原則[12]。 （1）根據(jù)所確定的塑件型腔數(shù)設(shè)計合理的澆注系統(tǒng)布局。 （2）根據(jù)塑件的形狀和大小以及壁厚等諸多因素，并結(jié)合選擇分型面的形式選擇澆注系統(tǒng)的形式及位置。 （3）應(yīng)盡量的縮短物料的流程和便于清除料把，以節(jié)省原料，提升注射效率。 （4）應(yīng)根據(jù)所選用塑件的成型性能，特別是它的流動性能，選擇澆注系統(tǒng)的截面積和長度，并使其圓滑過渡以利于物流的流動。 3.2.2 注塑模具主流道的設(shè)計 主流道是熔融塑料由成型設(shè)備噴嘴先經(jīng)過的部位，它與成型設(shè)備噴嘴在同一軸心線上。由于主流道與熔融成型設(shè)備噴嘴反復(fù)接觸、碰撞，一般澆口不直接開設(shè)在定模上，為了制造方便，都制成可拆卸的澆口套，用螺釘或迫合形式在定模板上[13]。 （1）主流道的設(shè)計 主流道是指澆注系統(tǒng)中從成型設(shè)備噴嘴與模具接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動通道。主流道的形狀與尺寸對塑料熔體的流動速度和充模時間有較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。 （2）主流道尺寸 在臥式或立式成型設(shè)備上使用的模具中，主流道垂直于分型面。為了讓主流道凝料能從澆口套中順利拔出，主流道設(shè)計成圓錐形，其錐角 為2o～6o。小端直徑d比成型設(shè)備噴嘴直徑大0.5mm～1 mm。由于小端的前面是球面，其深度為3mm～5 mm，成型設(shè)備噴嘴的球面在該位置與模具接觸并且貼合，因此要求主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大1mm～2mm。流道的表面粗糙度值Ra為0.08 。 （3）主流道澆口套 主流道澆口套一般采用碳素工具鋼如T8A、T10A等材料制造，熱處理淬火硬度53HRC—57HRC。 澆口套的材料應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)鋼T8A，并應(yīng)進(jìn)行淬火處理，為了防止成型設(shè)備噴嘴不被碰撞而損壞，澆口套的硬度應(yīng)低于成型設(shè)備噴嘴的硬度。為了便于澆注凝料從主流道中取出，主流道采用α為3o～6o左右的圓錐孔。澆口套于成型設(shè)備的噴嘴頭的接觸球面必須吻合，由于成型設(shè)備噴嘴是球面，半徑是固定的，所以為使熔融塑料從噴嘴完全進(jìn)入主流道而不溢出，應(yīng)使?jié)部谔锥嗣娴陌记蛎媾c成型設(shè)備噴嘴端的凸面接觸良好，圓錐孔的小端直徑則大于噴嘴的內(nèi)孔直徑，球面與主流道孔應(yīng)以清角連接，不應(yīng)有倒拔痕跡。為了便于澆注凝料從主流道中取出，主流道采用α為3o～6o度左右的圓錐孔，對流動性較差的塑料也可取得稍大一些，但過于大則容易引起注射速度緩慢，并容易形成渦流。 澆口套與塑料注射區(qū)直接接觸時，其出料端端面直徑應(yīng)盡量選得小些。澆口套于成型設(shè)備的噴嘴頭的接觸球面必須吻合，由于成型設(shè)備噴嘴是球面，所以為使熔融塑料從噴嘴完全進(jìn)入主流道而不溢出，應(yīng)使?jié)部谔锥嗣娴陌记蛎媾c成型設(shè)備噴嘴端的凸面接觸良好，圓錐孔的小端直徑則大于噴嘴的內(nèi)孔直徑，球面與主流道孔應(yīng)以清角連接，不應(yīng)有倒拔痕跡，以保證主流道凝料順利脫模[14]。 定位環(huán)是模體與成型設(shè)備的定位裝置，它保證澆口套與成型設(shè)備的噴嘴對中定位，定位環(huán)的外徑應(yīng)與成型設(shè)備的定位孔間隙配合。澆口套端面應(yīng)與定模相配合部分的平面高度一致。成型設(shè)備SZ-63／400的噴嘴球半徑為18 mm，噴嘴孔徑為2 mm。所以要使?jié)部谔锥嗣娴陌记蛎媾c成型設(shè)備噴嘴的端凸球面接觸良好，凹球面半徑取19 mm，圓錐孔的小端直徑則應(yīng)大于噴嘴口內(nèi)徑，取3 .2mm，如圖3.2。 圖3.2 澆口套 主流道垂直于分型面。為了讓主流道凝料能順利從澆口中拔出，主流道設(shè)計成圓錐形，其錐角為 3o。小端直徑d比成型設(shè)備噴嘴直徑大0.5－1mm。由于小端的前面是球面，其深度為3－5mm，取值為5mm，成型設(shè)備噴嘴的球面在該位置與模具接觸并且貼合，因此要求主流道球面半徑比噴嘴球面大1－2mm。 3.2.3 分流道的設(shè)計 分流道是將熔融塑料從主流道截面及其方向的變化，平穩(wěn)進(jìn)入單腔中的進(jìn)料澆口或主流道進(jìn)入多腔的澆口的通道，它是主流道與澆口的中間連接部分，起分流和轉(zhuǎn)換方向的作用，通常分流道設(shè)置在分型面的成型區(qū)域內(nèi)。 在注射過程中，熔融的塑料在流經(jīng)分流道時，應(yīng)是它的壓力損失以及熱量損失最小，而以分流道中產(chǎn)生的凝料最少為原則，分流道的設(shè)計要點總體歸納如下： 分流道的形狀要考慮分流道的截面積與其周邊長度的比最大為好，這樣可以減少熔料的散熱面積和摩擦阻力，減少壓力損失。 在可能情況下，分流道的長度應(yīng)盡量的短，以減少壓力損失，避免模體過大影響成本，在多型腔模具中和型腔的分流道長度盡量相等，以達(dá)到注射大時壓力傳遞的平衡，保證塑料盡可能同時均勻的充滿各個型腔。在有些情況下分流道長度不能相等時，則應(yīng)在澆口處作必要的補(bǔ)救措施，如果分流道較長時，應(yīng)在其末端設(shè)置冷料穴，放置冷料和空氣進(jìn)入模腔[15]。 在滿足注射成型工藝的前提下，分流道的截面積應(yīng)盡量的小，但分流道的截面積過小會降低注射速度，使填充時間延長，同時可能出現(xiàn)缺料、焦燒、皺紋、縮孔等塑件缺陷，而分流道過大則增大冷卻時間應(yīng)比型腔中塑件的冷卻時間要短，才不影響注射時的效率。因此在設(shè)計時應(yīng)采用較小的截面積，以便于在試模是為不要的修正留有余地。 分流道和型腔的分布是排列緊湊，距離合理，應(yīng)采用軸對稱或中心對稱，使其平衡，盡量縮小成型區(qū)域的總面積。最好使型腔和分流道在分型面上的總投影面積的幾何中心和鎖緊力的中心相重合。 在分流道上的轉(zhuǎn)向次數(shù)盡量少，在轉(zhuǎn)向處應(yīng)圓滑過渡，不能有尖角，這些都是為了減小壓力損失，有利于物料的流動。 當(dāng)分流道設(shè)在定模一側(cè)或分流道延伸較長時，應(yīng)在澆口附近或分流道的交叉處設(shè)置鉤料桿，以便于在開模時在鉤料桿的作用下首先從定模中拉出分流道的凝料，并與塑料一起頂出。 分流道的內(nèi)表面不必要求很光，一般表面粗糙度取1.6μm即可，這樣可以在分流道的摩擦阻力下使料流外層的流動小些，使其分流道的冷卻皮層固定，有利于熔融塑料的保溫。 在總體分布中，應(yīng)綜合考慮冷卻系統(tǒng)的方式和布局，并留出冷卻水路的空間。 a．分流道的形狀和尺寸 分流道開設(shè)在定模板上，其截面形狀為半圓形，底部以圓角相連。分流道為二次分流道 3、 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 ①主流道設(shè)計 根據(jù)手冊查得SZ-60/450型注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸。 噴嘴球半徑：R=12mm 噴嘴孔直徑：d=Φ4mm 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系：R=Ro+（1～2）mm，d=do+0.5mm 取主流道球面半徑：R=14mm 取主流道的小端直徑：d=Φ5 為了便于將凝料從主流道中拔出，其斜度為1～3°。經(jīng)換算得主流道大端面直徑D=5.5mm。同時為了使熔料順利進(jìn)入分流道，在主流道出料端設(shè)計r=3mm的圓弧過渡。對小型模具可將主流道襯套與定位圈設(shè)計成整體式。但在大多數(shù)情況下是將主流道襯套與定位圈設(shè)計成兩個零件，然后配合固定在模板上。主流道襯套與定模座板采用H7/m6過渡配合，與定位圈的配合采用間隙配合。主流道襯套一般選用T8、T10制造，熱處理強(qiáng)度為52～56HRC。 ②分流道設(shè)計 分流道的形狀及尺寸與塑件的體積、壁厚、形狀的復(fù)雜程度、注射速率等因素有關(guān)。該塑件形狀不算太復(fù)雜，且壁厚均勻，從便于加工的方面考慮，采用截面形狀為半圓形的分流道，查有關(guān)手冊得R=3mm ③澆口設(shè)計 澆口的結(jié)構(gòu)形式很多，按照澆口的形狀可以分為點澆口、扇形澆口、盤形澆口、環(huán)形澆口、及薄片式澆口。綜合對塑料成型性能、澆口和模具結(jié)構(gòu)的分析比較，確定成型該塑件的模具采用點澆口形式。如圖所示： ④型芯、型腔結(jié)構(gòu)的確定 型芯、型腔可采用整體式或組合式結(jié)構(gòu)。 該塑件型芯形狀比較復(fù)雜，因此應(yīng)采用組合式形式，而型腔形狀比較簡單，可采用整體式結(jié)構(gòu)。型腔尺寸如下： ⑤ 推件方式的選擇 根據(jù)塑件的形狀特點，模具型腔在定模部分。開模后，塑件和型芯一塊向后運動。其推出機(jī)構(gòu)可采用推塊或推桿推出。綜合對塑件形狀結(jié)構(gòu)分析，該塑件可采用推桿推出結(jié)構(gòu)。 第4章 成型零件的設(shè)計 4.1 模具型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計 型腔大體有以下幾種結(jié)構(gòu)形式：整體式、整體組合式、局部組合式和完全組合式。 型腔由整塊材料制成，用臺肩或螺栓固定在模板上。它的主要優(yōu)點是便于加工，特別是在多型腔模具中，型腔單個加工后，在分別裝入模板，這樣容易保證各型腔的同心度以及尺寸精度要求，并且便于部分成型件進(jìn)行處理等。 型腔由整塊材料制成，但局部鑲有成型嵌件的局部組合式型腔。局部組合式型腔多于型腔較深或形狀較為復(fù)雜，整體加工比較困難或局部需要淬硬的模具。 完全組合式是由多個螺栓拼塊組合而成的型腔。它的特點是，便于機(jī)加工，便于拋光研磨和局部熱處理。節(jié)約優(yōu)質(zhì)鋼材。這種形式多用于不容易加工的型腔或成型大面積塑件的大型型腔上。這里選擇整體式型腔。 在塑料注塑模具的注射過程中，型腔從合模到注射保證過程中受到高壓的沖擊力，因此模具型腔應(yīng)該有足夠的硬度和剛度，總的來說，型腔所承受的力大體有合模時的壓應(yīng)力、注射過程中塑料流動的注射壓力、澆口封閉前一瞬間的壓力保證和開模時的壓應(yīng)力，但型腔所承受的力主要是注射壓力和保證壓力，并在注射過程中總是在變化。在這些壓力作用下，當(dāng)型腔的剛度不足時，往往會產(chǎn)生彈性變形，導(dǎo)致型腔向外膨脹，它將直接影響塑件的質(zhì)量和尺寸精度。所以在模具設(shè)計時要首先考慮使型腔的壁厚和底板厚度都有足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證型腔在注射過程中產(chǎn)生超過規(guī)定限度的彈性變形。因此型腔壁厚和底板的計算和選擇是十分重要的。 （1）型腔側(cè)壁厚度的計算 按強(qiáng)度計算 其壁厚S按下列公式計算 式中 [σ]— 型腔材料的許用應(yīng)力，[σ]=156.8MPa p—型腔內(nèi)單位平均壓力，P=38.4MPa r—型腔內(nèi)半徑，r=10mm 代入公式得：S=4mm （2）底板厚度的計算 按強(qiáng)度計算 其壁厚H按下面公式計算 式中 [σ]— 型腔材料的許用應(yīng)力，[σ]=156.8MPa p—型腔內(nèi)單位平均壓力，P=38.4MPa r—型腔內(nèi)半徑，r=10mm 代入公式得：H=5.5mm 4.2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計 型芯的結(jié)構(gòu)形式大體有：整體式、整體復(fù)合式、局部組合式、完全組合式。 4.3 成型零件的尺寸確定 （1）平均收縮率計算型腔尺寸 ABS的收縮率一般為0.3%～0.8%,從而得出ABS的平均收縮率為0.6%。 徑向尺寸 ABS的一般精度等級為6級。同時得出塑料制件的尺寸公差。 又由于塑件的外徑D=25.00㎜，所以查表得Δ=0.45 按照平均收縮率計算凹模徑向尺寸公式 式中 LM——凹模的徑向尺寸，mm Scp——塑料的平均收縮率，% Ls——塑件徑向公稱尺寸，㎜ Δ——塑件公差值，㎜ δz——凹模制造公差，㎜ 已知　Ls =25.00㎜　　Scp =0.006　　Δ=0.45㎜ 所以 δz=Δ/3=0.15㎜ 深度尺寸 ABS的一般精度等級為6級。同時得出塑料制件的尺寸公差。 又由于塑件的深度尺寸Hs =15.00㎜，所以查表得Δ=0.40㎜ 按照平均收縮率計算凹模深度尺寸公式 式中　HM——凹模的深度尺寸，㎜ Scp——塑料的平均收縮率，% Hs——塑件高度公稱尺寸，㎜ Δ——塑件公差值，㎜ δz——凹模深度制造公差，㎜ 已知　Hs =15.00㎜　　Scp =0.006　　Δ=0.40㎜ 所以　δz=Δ/3=0.13㎜ （2）按平均收縮率計算組合型芯尺寸 徑向尺寸 ABS的一般精度等級為6級。同時得出塑料制件的尺寸公差。 所以　d=9㎜，所以查表得Δ=0.37 按照平均收縮率計算型芯徑向尺寸公式 式中　LM——組合型芯的徑向尺寸，㎜ Scp——塑料的平均收縮率，% Ls——塑件徑向公稱尺寸，㎜ Δ——塑件公差值，㎜ δz——組合型芯制造公差，㎜ 已知　Ls =9.00㎜　　Scp =0.006　　Δ=0.37㎜ 所以　δz =Δ/3=0.12㎜ 高度尺寸 ABS的一般精度等級為6級。同時得出塑料制件的尺寸公差。 又由于塑件的深度尺寸Hs=15.00-3.00=12.00㎜，所以查表得Δ=0.36㎜ 按照平均收縮率計算組合型芯高度尺寸公式 式中　HM——型芯高度尺寸，㎜ Scp——塑料的平均收縮率，% Hs——塑件孔深度公稱尺寸，㎜ Δ——塑件公差值，㎜ δz——組合型芯高度制造公差，㎜ 已知　Hs =13.00㎜　　Scp =0.006　　Δ=0.36㎜ 所以　δz =Δ/3=0.12㎜ （3）分流道的設(shè)計 采用半圓形截面流道。因為塑料熔體在流道中流動時，表面冷凝凍結(jié)，起絕熱的作用，熔體僅在流道中心流動，因此分流道的理想狀態(tài)應(yīng)是其中心線與澆口的中心線位于同一直線上，而半圓形截面可以滿足。 分流道的長度取決于模具型腔的總體布置方案和澆口的位置，從輸送熔體時的減少壓力損失和熱量損失及減少澆道凝料的要求出發(fā)，應(yīng)力求縮短。 對于壁厚小于3㎜，質(zhì)量在200g以下的塑件可用公式 式中 W——流經(jīng)分流道的塑料量，g 　L——分流道長度，㎜ 　D——分流道直徑，為6㎜ 其中　 n——型腔數(shù)目 m——塑件質(zhì)量，g 得出 取分流道的長度為112㎜ 分流道的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響。分流道的布置形式有平衡式和非平衡式兩種。此設(shè)計中我采用的是平衡式布置。平衡式布置可以使各型腔同時均衡的進(jìn)料，從而保證了各型腔成型出來的塑件在強(qiáng)度.性能.重量上的一致性。 4.4確定主要零件結(jié)構(gòu)及尺寸 經(jīng)過初步設(shè)計,預(yù)選中小型315×400×194標(biāo)準(zhǔn)A1模架，各板厚數(shù)值皆已有國際規(guī)定，其強(qiáng)度足夠。 定模座板 外形尺寸：400×315×25mm；材料：Q235A；調(diào)質(zhì)HB216-260；澆口套與板之間采用φ20H7/k6過渡配合，四個孔距為260×160mm，四個小孔為160×100的銷釘孔。如圖5所示。 圖5 定模座板 4.4.1、型腔 外形尺寸：315×315×32mm；材料：45鋼；調(diào)質(zhì)HB230-270；板上開16腔孔；采用四個φ30,孔距為230*6mm的導(dǎo)套孔采用過渡配合（H7/k6）。 4.4.2、型芯 外形尺寸：315×315×32mm；材料：45鋼；調(diào)質(zhì)HB230-270；板上開24腔孔；采用四個φ20mm、孔距為258×260mm的導(dǎo)柱與孔采用過渡配合（H7/k6）；260×160mm。 4.4.3、推桿固定板 外形尺寸：199×315×20mm；材料：Q235A；四個與φ2.6推桿過渡配合、孔距為150×240mm的孔；四個用于連接推板的M12螺釘孔，孔距為285×160mm，如圖8所示。 4.4.4、推板 外形尺寸：315×199×20mm；材料：45鋼；淬火HRC43-48；四個用于連接推桿固定板的φ12孔，孔距為285×160mm。如圖9所示。 圖9 4.4.5、動模座板 外形尺寸：400×315×25mm；材料：Q235A；調(diào)質(zhì)HB216-260；四個孔距為260×160mm的M16螺釘孔。如圖10所示。 圖10 動模座板 第5章 頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計 自動脫螺紋機(jī)構(gòu) 對于某些帶有螺紋的塑件，采用自動脫螺紋機(jī)構(gòu)方便塑件的取出，而且運動平穩(wěn)，塑件不易變形。 在該模具設(shè)計中考慮到塑件體積不是很大且有內(nèi)螺紋，所以選擇自動脫螺紋機(jī)構(gòu)。 第6章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 在注射成型過程中，模具溫度直接影響到塑件的質(zhì)量如收縮率、翹曲變形、耐應(yīng)力開裂性和表面質(zhì)量等，并且對生產(chǎn)效率起到?jīng)Q定性的作用，在注射過程中，冷卻時間占注射成型周期的約80%，然而，由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具溫度的要求不盡相同，因此，對模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計及優(yōu)化分析在一定程度上決定了塑件的質(zhì)量和成本，模具溫度直接影響到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件質(zhì)量，而模具溫度的高低取決于塑料結(jié)晶性，塑件尺寸與結(jié)構(gòu)、性能要求以及其它工藝條件如熔料溫度、注射速度、注射壓力、模塑周期等。影響注塑模冷卻的因素很多，如塑件的形狀和分型面的設(shè)計，冷卻介質(zhì)的種類、溫度、流速、冷卻管道的幾何參數(shù)及空間布置，模具材料、熔體溫度、塑件要求的頂出溫度和模具溫度，塑件和模具間的熱循環(huán)交互作用等。 （1）低的模具溫度可降低塑件的收縮率。 （2）模具溫度均勻、冷卻時間短、注射速度快，可降低塑件的翹曲變形。 （3）對結(jié)晶性聚合物，提高模具溫度可使塑件尺寸穩(wěn)定，避免后結(jié)晶現(xiàn)象，但是將導(dǎo)致成型周期延長和塑件發(fā)脆的缺陷。 （4）隨著結(jié)晶型聚合物的結(jié)晶度的提高，塑件的耐應(yīng)力開裂性降低，因此降低模具溫度是有利的，但對于高粘度的無定型聚合物，由于其耐應(yīng)力開裂性與塑料的內(nèi)應(yīng)力直接相關(guān)，因此提高模具溫度和充模，減少補(bǔ)料時間是有利的。 （5）提高模具溫度可以改善塑件的表面質(zhì)量。 在注射成形過程中，模具的溫度直接影響塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率，根據(jù)塑料的要求，注射到模具內(nèi)的塑料溫度為2000C左右，而從模具中取出塑件的溫度約為600C，溫度降低是由于模具通入冷卻水，將溫度帶走了，普通的模具通入常溫的水進(jìn)行冷卻，通過調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度。 因電風(fēng)扇葉片鎖緊螺母使用的塑料是PE，要求模溫高，若模具溫度過低則會影響塑料的流動性，增加剪切阻力，使塑件的內(nèi)應(yīng)力較大，甚至還出現(xiàn)冷流痕、銀絲、注不滿等缺陷。因此在注射開始時，為防止填充不足，充入溫水或者模具加熱。 總之，要做到優(yōu)質(zhì)、高效率生產(chǎn)，模具必須進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。 對溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求： （1）確定加熱或是冷卻； （2）模溫均一，塑件各部分同時冷卻； （3）采用低的模溫，快速且大量通冷卻水； 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)盡量結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，成本低謙。 根據(jù)模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計原則：冷卻水孔數(shù)量盡量多，尺寸盡量大的原則可知，冷卻水孔數(shù)量大于或等于3根都是可行的。這樣做同時可實現(xiàn)盡量降低入水與出水的溫度差的原則。根據(jù)書上的經(jīng)驗值取4根，冷卻水口口徑為6mm. 另外，具冷卻系統(tǒng)的過程中，還應(yīng)同時遵循： （1）澆口處加強(qiáng)冷卻； （2）冷卻水孔到型腔表面的距離相等； （3）冷卻水孔數(shù)量應(yīng)盡可能的多，孔徑應(yīng)盡可能的大； （4）冷卻水孔道不應(yīng)穿過鑲快或其接縫部位，以防漏水。 （5）進(jìn)水口水管接頭的位置應(yīng)盡可能設(shè)在模具的同一側(cè)，通常應(yīng)設(shè)在注塑機(jī)的面。 （6）冷卻水孔應(yīng)避免設(shè)在塑件的熔接痕處。 而且在冷卻系統(tǒng)內(nèi)，各相連接處應(yīng)保持密封，防止冷卻水外泄。 第7章 排氣系統(tǒng) 在注塑模具的設(shè)計過程中，必須考慮排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計，否則，熔融的塑料流體進(jìn)入模具型腔內(nèi)，在填充模具的型腔過程中同時要排出型強(qiáng)及流道原有的空氣，氣體如不能及時排出會使制件的內(nèi)部有氣泡， 除此以外，塑料熔體會產(chǎn)生微量的分解氣體。這些氣體必須及時排出。否則，被壓縮的空氣產(chǎn)生高溫，會引起塑件局部碳化燒焦，或塑件產(chǎn)生氣泡，或使塑件熔接不良引起強(qiáng)度下降，甚至充模不滿甚至?xí)a(chǎn)生很高的溫度使塑料燒焦，從而出現(xiàn)廢品。 排氣方式有兩種：開排氣槽排氣和利用合模間隙排氣。 由于XX零件注塑模是小型鑲拼式模具，可直接利用分型面和鑲拼間隙進(jìn)行排氣，而不需在模具上開設(shè)排氣槽。 第8章 成型設(shè)備有關(guān)參數(shù)校核 1、模具閉合高度的確定 根據(jù)支承與固定零件中提供的數(shù)據(jù)測量確定： H=206mm 2、 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 1、模具閉合高度的確定和校核 ⑴模具閉合高度的確定。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架各模板尺寸及模具設(shè)計的其他零件尺寸：定模座板H定=20mm。 ⑵定模板H=30mm，型芯固定板H固=20mm，模腳H模=60mm，動模固定板H動=20mm模具閉合高度H閉=20+30+20+60+20mm=150mm 2模具安裝部分的校核 該模具外形尺寸為315mmX315mm，注射機(jī)模板最大安裝尺寸為400mmX450mm，固滿足模具安裝要求。 注射機(jī)允許模具最小厚度為Hmin=70mm，最大厚度為Hmax=200mm，所以模具閉合高度滿足Hmin＜H閉＜Hmax的安裝條件 第9章 模具特點和工作原理 1、模具的特點： 該模具是兩板模，設(shè)計了1 個水平分型面。設(shè)計了定距拉桿， A 分 型面是為了取出制件。該模具一模2件，節(jié)省了成本，降低了制造周期，提高了生產(chǎn)效率。 2、模具的工作過程 模具裝配試模完畢后，模具進(jìn)入正式工作狀態(tài)，其基本工作過程如 下。 （1）對塑料進(jìn)行烘干，并裝入料斗。 （2）清理模具型芯、型腔，并噴上脫模劑，進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱。 （3）合模、鎖緊模具。 （4）對塑料進(jìn)行預(yù)塑化，注射裝置準(zhǔn)備注射。 （5）注射過程包括充模、保壓、倒流、澆口凍結(jié)后的冷卻和脫模。 （6）脫模過程。制件的推出同一般注塑模具推出方式相同，即由注 塑機(jī)推桿推動模具推板，從而推動推件桿將之間頂出。 第10章 注塑模加工工藝設(shè)計 塑料模具的零件類型很多，加工條件不同其加工方法各不相同。目前模具的主要加工手段有：經(jīng)濟(jì)低精度的通用加工、電火化成型與線切割加工、精密數(shù)控加工、高速切削加工等。 由于電風(fēng)扇葉片鎖緊螺母注塑模精度要求一般，模具結(jié)構(gòu)尤其是型腔結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度一般，因此模具的加工立足于經(jīng)濟(jì)、可行，故采用了普通加工與電火花成型結(jié)合的工藝方法。根據(jù)零件類型下面簡單分析一下主要類型零件的加工工藝。 10.1 坯料確定 坯料是指模具零件采用材料的原始狀態(tài)。一般情況下，采用標(biāo)準(zhǔn)棒料或板材，也可采用鍛造坯料。在專業(yè)模具企業(yè)中，對性能要求不高的材料多采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格材料，而對性能要求較高發(fā)材料要經(jīng)鍛造，然后經(jīng)熱出路調(diào)質(zhì)后具有適當(dāng)硬度和便于加工拋光的專用模具用鋼切割成坯料，這種形式加工余量小，節(jié)省了人工和材料用量。坯料通過鍛造可使金屬材料的金相組織密實，對其強(qiáng)度和剛度也有提高。只是應(yīng)嚴(yán)格控制加工余量，加工余量過大，會引起材料和加工工時的浪費。 10.2 模板的平面加工 （1）模板平面的粗加工 平面切削加工是指車床、刨床、銑床等對坯料的6個方面進(jìn)行粗加工，再去掉坯料的加工余量后，在留出足夠的半精加工余量，同時對模板上較大的孔也應(yīng)該進(jìn)行粗加工。 粗加工完成了以后，應(yīng)進(jìn)行一次退火處理或調(diào)質(zhì)處理，以去除模板的內(nèi)部應(yīng)力，使其組織穩(wěn)定，以防止在模具制造、模具成型或淬火過程中的變形或淬裂。 （2）模板平面的半精加工 在經(jīng)過退火而消除內(nèi)應(yīng)力之后，模板會產(chǎn)生不同程度的變形。半精就是去除其變形量，并給精加工留出適當(dāng)?shù)募庸び嗔俊? （3）模板平面的精加工 通過以上的加工程序，模板已形成了基本輪廓。采用平面磨床磨削模板厚度的兩平面，并達(dá)到要求的厚度尺寸和表面粗糙度。這兩個分模面即是z軸方向上的加工基準(zhǔn)面。取任意相鄰的兩個側(cè)面進(jìn)行高精度的直角加工，并與模板平面相互垂直。這兩個面即是x，y方向上的加工基準(zhǔn)面，分別作文字標(biāo)記，如x，y。當(dāng)平面的精度要求，特別是平面度公差要求很高時，可以采用研磨的方法，即采用鑄鐵平板作為研具，由很細(xì)的金剛砂做磨料，施以較小的壓力均勻平衡的去除配合面的余量，達(dá)到多面積的良好接觸。 （4）薄板的精加工 當(dāng)薄板較薄或太薄時，在淬火填質(zhì)或淬硬后容易發(fā)生彎曲或翹曲形變的現(xiàn)象。薄板在磨削發(fā)生形變時，應(yīng)使用薄而寬的擋板，將薄板四周擋住，并將被加工的薄板的凹面向下，然后以很小的磨削量對凸面進(jìn)行磨削，當(dāng)磨削的部分長度達(dá)到薄板長度的2/3時，將薄板翻面，依然采取精度磨削的狀態(tài)，這樣反復(fù)數(shù)次，直到翹曲的現(xiàn)象完全消失，才能按常規(guī)磨削。 因此，薄板的預(yù)留量應(yīng)該加大，以防止達(dá)到尺寸要求時局部仍有凹處，而導(dǎo)致薄板報廢現(xiàn)象。 結(jié)束語 這次畢業(yè)設(shè)計針對設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行了大量的工作，順利完成了畢業(yè)設(shè)計中所提出的各項任務(wù)，達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計的目的。 通過此畢業(yè)設(shè)計，掌握了模具設(shè)計的方法和步驟，并結(jié)合具體的零件進(jìn)行了具體的設(shè)計工作，包括確定型腔的數(shù)目、選擇分型面、確定澆注系統(tǒng)、脫模方式、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計、注塑模成型零件尺寸的計算等。 畢業(yè)設(shè)計進(jìn)行三維造型繪制；完成塑件注塑模具方案設(shè)計和相關(guān)設(shè)計計算；最后完成模具加工，掌握了完整的工程設(shè)計過程，工程設(shè)計應(yīng)用能力得到了鍛煉和提高。 致 謝 本次畢業(yè)設(shè)計，對我在大學(xué)階段所學(xué)習(xí)的模具設(shè)計方面的知識做了一個很好的總結(jié)和鞏固，也對平時所學(xué)習(xí)的比較零散的知識做到了系統(tǒng)化的運用。也發(fā)現(xiàn)了自己在學(xué)科內(nèi)的某些方面知識的欠缺，做到了很好的復(fù)習(xí)和理解。 設(shè)計中用到了大量專業(yè)知識，例如機(jī)械設(shè)計.工程制圖.聚合物材料.塑料成型機(jī)械.塑料成型模具.材料力學(xué).公差與配合等學(xué)科。通過在設(shè)計中查閱和復(fù)習(xí)其相關(guān)知識，對部分已生疏的學(xué)科又重新做了認(rèn)識，且在以前學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上更加深了理解，同時也把書本上學(xué)到的知識用到了實際設(shè)計中，將單一的學(xué)科和其他配套學(xué)科融合在一起，學(xué)會了綜合考慮問題。在設(shè)計中還用到了一些計算機(jī)輔助設(shè)計軟件，更是受益匪淺，例如在設(shè)計中大量用到Auto CAD 來進(jìn)行平面制圖，使得在設(shè)計中對于零件的平面投影以及尺寸可以很至關(guān)且很精確的表達(dá)。 通過本次設(shè)計，對模具的設(shè)計和加工有了一個比較系統(tǒng).全面的認(rèn)識和了解，同時也遇到了很多問題，但在XX老師的熱心指導(dǎo)下，終于圓滿完成了設(shè)計，在此對給予幫助的老師們表示真摯的感謝。 參考文獻(xiàn) 1. 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