螺紋蓋注塑模具設計【內螺紋自動脫】

螺紋蓋注塑模具設計【內螺紋自動脫】,內螺紋自動脫,螺紋,羅紋,注塑,模具設計,自動 本科畢業(yè)論文（設計） 論文題目 ： 螺紋蓋注塑模具設計【內螺紋自動脫】 姓名 ： 學號 ： 班級 ： 年級 ： 專業(yè) ： 學院 ： 指導教師 ： 完成時間 ： 摘 要 模具是工藝生產的主要裝備，塑料注塑模具是現在所有塑料模具中使用最廣的模具，能夠成型復雜的高精度的塑料制品。以下介紹了熱流道模具的應用生產和其是如何工作的，注塑模具軟件的發(fā)展以及計算機輔助設計生產在注塑模具的設計生產中的越來越重要的作用。 本文中針對塑料蓋注塑模具制定出合理的設計結構，其中包括成型部分及其零部件設計，澆注系統(tǒng)設計，脫模機構設計，冷卻系統(tǒng)設計等。根據分析，設計了一套塑料注塑模具，并對模具以及主要零件進行了CAD繪圖。 關鍵詞：注塑模具，澆注系統(tǒng)，脫模機構，冷卻系統(tǒng) Abstract Mould is the main equipment production, plastic injection mold mold plastic mold is now the most widely used, capable of forming complex precision plastic products. The following describes the application of hot runner molds production and how it works, role in the development of injection mold software and computer aided design and production design and production in injection mold in the increasingly important. This article in view of cap injection mold making a reasonable design structure, including molding parts and components design, gating system design, demould mechanism design, cooling system design. According to the analysis, a set of plastic injection mold design and mold, and the main parts of the CAD drawing Key Words: Ejection mechanism of injection mould, Gating System, Cooling System 目 錄 摘 要 II Abstract III 目 錄 IV 第1章 緒 論 1 1.1 概述 1 1.2 模具設計的依據與設計方法的多樣性 1 1.3 模具可視化設計 1 1.4 模具標準化設計 2 1.5新型注射成型對模具設計的新要求 2 1.6 本課題的設計步驟 3 第2章 塑件的工藝分析 5 2.1塑件的工藝性分析 5 2.1.1塑件的原材料分析情況 5 2.1.2　PA6的注塑工藝參數 6 2.2塑件的結構和尺寸精度及表面質量分析 7 2.2.1結構分析情況 7 2.2.2尺寸精度分析情況 7 2.2.3表面質量分析情況 7 2.3 計算塑件的體積和質量 7 2.4 注塑機的初選 7 第3章 分型面選擇和澆注系統(tǒng)設計 9 3.1 注塑模具分型面的選擇 9 3.1.1 分型面的基本形式 9 3.1.2 分型面選擇的基本原則 9 3.1.3 分型面的選擇 9 3.2 澆注系統(tǒng)的設計 10 3.2.1 澆注系統(tǒng)的組成 10 3.2.2 注塑模具主流道的設計 10 3.2.3 分流道的設計 12 第4章 成型零件的設計 15 4.1 模具型腔的結構設計 15 4.2 型芯的結構設計 16 4.3 成型零件的尺寸確定 16 4.4確定主要零件結構及尺寸 19 4.4.1型腔 19 4.4.2型芯 19 4.4.3推板 19 4.4.4動模座板 20 第5章 頂出機構的設計 20 第6章 冷卻系統(tǒng)的設計 22 第7章 排氣系統(tǒng) 24 第8章 成型設備有關參數校核 25 第9章 模具特點和工作原理 26 結束語 27 致 謝 28 參考文獻 29 第1章 緒 論 1.1 概述 模具工業(yè)是現代工業(yè)的基礎，它的技術水平很大程度上決定了產品的質量和市場的競爭能力。隨著我國加入“WTO”步伐的日益加快?！叭胧馈睂ξ覈＞吖I(yè)產生重大而深遠的影響，經濟全球化的趨勢日益明顯，同時世界眾多知名公司不斷進行構調整，國內市場的國際性進一步現，該行業(yè)將經受更大的沖擊，競爭也會更加激烈。在如此嚴峻的行業(yè)背景下，我國的技術人員經過不斷的改革和創(chuàng)新使得我國模具水平有了較大的提高，大型，復雜，精密，高效和長壽命模具有上了新的臺階。 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。注射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射模塑成型。 1.2 模具設計的依據與設計方法的多樣性 先進制造技術的發(fā)展使人們不再單純地依賴產品圖或產品樣件來設計制作模具,逆向工程技術的應用使產品的圖片、照片或影像資料,甚至產品模具本身,都可以作為模具的設計依據。逆向工程技術特別在消化、吸收國外先進模具技術方面具有突出的優(yōu)勢, 由此還帶來設計思路上的變化,有時可以先設計模具型腔,然后據此再完善產品設計圖樣[1]。 1.3 模具可視化設計 隨著軟件技術的發(fā)展,三維(3D) 設計的誕生使模具實現了可視化設計、面向裝配的設計。模具由二維(2D) 設計到三維設計實現了模具設計技術的重大突破: (1) 模具三維設計可以立體、直觀地再現尚未加工出來的模具本體,設計資料可以直接用于加工,真正實現了CAD/ CAM 一體化和少、無圖紙加工； (2) 模具三維設計解決了二維設計難于解決的一系列問題,如干涉檢查、模擬裝配、CAE 等； (3) 模具三維設計能對模具的可制造性加以評價,大大減少了設計失誤。 1.4 模具標準化設計 標準化是為在一定的范圍內獲得最佳秩序,對實際的或潛在的問題制定共同的和重復使用的規(guī)則的活動。注塑模具標準化是關于注塑模具生產經營活動所制定的規(guī)則和技術文件,內容貫穿于模具制造的全過程,是模具經營管理和模具設計與制造活動的標準化。實現注塑模具標準化的目的與意義在于: (1) 能夠使生產經營中的復雜無序的狀態(tài)轉變?yōu)橹刃蚓坏臓顟B(tài),減少零件、刀具和夾具的種類； (2) 明確各部門對生產活動的責任與權限,管理者可以通過標準化恰當、準確地進行指示和檢查工作,對工作的判斷實現合理化,清楚地把握工作的現狀； (3) 能夠使員工明確了解工作內容,使員工的培訓任務簡單明了； (4) 能夠使具有企業(yè)特征的傳統(tǒng)技術保留下來,進而準確地流傳下去； (5) 是質量、生產、成本和設備等管理活動向前推動的基礎。 模具標準化主要包括以下三方面的內容: (1) 經營管理的標準化； (2) 模具設計的標準化； (3) 模具制造的標準化。 三方面自成體系,又互相關聯、相互制約,其核心是數據庫的內容及結構形式[2]。 1.5新型注射成型對模具設計的新要求 注射成形作為塑料加工中重要的成形方法之一,已發(fā)展和運用得相當成熟, 且應用得非常普遍。但隨著塑料制品應用的日益廣泛,人們對其在精度、形狀、功能和成本等方面提出了更高的要求,因而在傳統(tǒng)注射成形技術的基礎上,又發(fā)展出了一些新的注射成形工藝,如氣體輔助注射、多點進料注射、層狀注射、低壓注射等,以滿足不同領域的需求[3]。所有這些均需要注塑模具設計與制造體系做出相應的調整以滿足成形要求。 另外, 在微機電系統(tǒng)(Micro Elector Mechanical Systems , MEMS) 中有著巨大應用潛力的微成形技術,也促使人們開展有關微型注塑模具設計與制造技術的研究。近年來,微成形技術已成為模具技術的一個新的分支,正在得到快速的發(fā)展[4]。 隨著MEMS 產業(yè)化的進程,微成形技術有著巨大的應用潛力和發(fā)展空間。研究適合微型注塑模具和微型注塑機的成形理論和制造方法,尋找和研制適合微型塑件生產的塑料原料,開發(fā)相應的檢測元件、裝置和技術,擴展其應用范圍,已成為目前研究的熱點,即如何將現有的、常規(guī)的注塑成形技術“移植”到微成形中去,以使微成形技術得到快速發(fā)展,這是各國工程技術人員的努力方向。 1.6 本課題的設計步驟 本設計要求使用CAD，PROE等軟件對機構進行零件圖紙繪制，設計成型注射模具。 帶聯合頂出機構對于注塑模的設計比較簡單，使用常規(guī)的設計方法就能夠設計出合理簡單有效的模具。 機構的材料：PA6 根據選擇模具要一腔4模，對于模具的基本方案是： （1）對于注塑機的選擇，由于機構的結構和產量以及所給的各項要求，進行綜合的考慮，采用臥式注塑機； （2）模具結構設計 （a）澆注系統(tǒng)設計 所給設計要求是一模4兩腔，因此將型腔對稱放置，使用圓錐型主流道，使用球型頭的拉料桿的冷料井。將分流道對稱設置，分流道截面采用梯形截面，澆口采用潛伏式澆口，利用分型面或配合間隙排氣； （b）成型零件結構設計 陰模使用整體嵌入式，上下模板上均嵌入陰模。由于結構的上下結構特征，在上下模板均設計了型芯； （c）合模導向和定位機構設計 使用導向柱四根，同時與導套配合，既能夠導向，又能夠定位； （d）脫模機構設計 使用推桿進行脫模，同時在噴霧器嘴的下側使用一推環(huán)，雖然塑件有四處筋板，可使用使用四處推桿，但使用一推環(huán)可防止在推模時對塑件造成破壞； （3）零件圖的繪制 在對模具的結構進行了基本的設計后，首先要進行三維圖以及零件圖的繪制，以為后一部的加工提供必要的尺寸及一些數據參數。 （4）對模具進行模具的CAD設計 在對模具進行基本設計之后，就要進行相關的設計計算，在得到正確的數據后，利用CAD進行相關的設計，通過進行人機交互，即可得到簡單又優(yōu)良的設計。在對模具進行設計完成之后，我們得到了模具的三維圖,并生成模具的裝配圖，同時生成我們所需要的所有零件的圖紙。 進行以上的工作之后，還要進行注射模具的制造工藝設計,在完成所有的設計之后完成設計說明書的撰寫。 29 第2章 塑件的工藝分析 該塑件是塑料蓋產品，其零件圖如圖所示。生產類型為大批量生產。 圖2.1 塑料蓋圖 2.1塑件的工藝性分析 2.1.1塑件的原材料分析情況 塑料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PA6。 選擇材料：高密度聚乙烯（High Density Polyethylene，簡稱為“PA6”），是一種結晶度高、非極性的熱塑性樹脂。原態(tài)PA6的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明狀。PE具有優(yōu)良的耐大多數生活和工業(yè)用化學品的特性。某些種類的化學品會產生化學腐蝕， 例如腐蝕性氧化劑（濃硝酸），芳香烴（二甲苯）和鹵化烴 （四氯化碳）。該聚合物不吸濕并具有好的防水蒸汽性，可用于包裝用途。PA6具有很好的電性能，特別是絕緣介電強度高，使其很適用于電線電纜。中到高分 子量等級具有極好的抗沖擊性，在常溫甚至在-40F低溫度下均如此。 PA6[2]是一種結晶度高、非極性的熱塑性樹脂。高密度聚乙烯 為無毒、無味、無臭的白色顆粒，熔點約為130℃，相對密度為0.941~0.960。它具有良好的耐熱性和耐寒性，化學穩(wěn)定性好，還具有較高的剛性和韌 性，機械強度好。介電性能，耐環(huán)境應力開裂性亦較好。熔化溫度220~260℃。對于分子較大的材料，建議熔化溫度范圍在200~250℃之間。高密度聚 乙烯是種白色粉末顆粒狀產品，無毒、無味，密度在0.940～0.976 g/cm3范圍內；結晶度為80%～90%，軟化點為125～135℃，使用溫度可達100℃；硬度、拉伸強度和蠕變性優(yōu)于低密度聚乙烯；耐磨性、電絕緣 性、韌性及耐寒性均較好，但與低密度絕緣性比較略差些；化學穩(wěn)定性好，在室溫條件下，不溶于任何有機溶劑，耐酸、堿和各種鹽類的腐蝕；薄膜對水蒸氣和空氣 的滲透性小、吸水性低；耐老化性能差，耐環(huán)境開裂性不如低密度聚乙烯，特別是熱氧化作用會使其性能下降，所以，樹脂需加入抗氧劑和紫外線吸收劑等來提高改 善這方面的不足。高密度聚乙烯薄膜在受力情況下的熱變形溫度較低，這一點應用時要注意。 2.1.2　PA6的注塑工藝參數 1、注塑機類型： 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塑件的結構和尺寸精度及表面質量分析 2.2.1結構分析情況 從經零件圖分析情況，該零件總體形狀為長方形,模具設計,該零件屬于中等復雜程度. 2.2.2尺寸精度分析情況 從經塑件的壁厚上來看,壁厚最大處為3mm,壁厚均勻,，在制件的轉角處設計圓角，防止在此處出現缺陷，由于制件的尺寸中等。 2.2.3表面質量分析情況 該零件的表面除要求不要有缺陷﹑毛刺，內部不得有雜質外，沒有特別的表面質量要求，故相對容易實現。 綜上情況可以分析看出,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量 計算塑件的質量是為了選用注塑機及確定模具型腔數。 計算塑件的體積：V=17.78cm（單個） 計算塑件的質量：根據設計手冊可查得PA6的密度為ρ=1.06kg/dm 塑件質量：M=Vρ＝19g(通過3D軟件測量得到) 采用一模兩件的模具結構，考慮其外形尺寸，注塑時所需壓力和工廠現有設備等情況，初步選用注塑機XS—ZY—125型。 2.4 注塑機的初選 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柱塞臥式注射機其主要參數為： 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—型腔內塑料壓力kg/cm2，取經驗值=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。 第3章 分型面選擇和澆注系統(tǒng)設計 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 選擇的基本原則：（1）拿著一個塑料的外觀整潔；（2）分模面應利于排氣；（3）應考慮開塑料在動模一側；（4）應易于保證塑件的精度；（5）分模面應簡單使用易于加工；（6）考慮側向分型面的主要類型；（7）分模面應適應參數和成型設備；（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雜。分型面位置在模具成型是塑料，澆注系統(tǒng)的設計，對塑件結構和精密的位置，插入形狀和推出方法，模具制造，排氣，操作工藝等因素的影響，所以在分型面的選擇應綜合分析比較，更合理的優(yōu)選方案從幾種。選擇分型面時應遵循以下原則： （1）分模面應在塑料異型材的最大輪廓。 （2）對塑件脫模，試圖在移動的塑料模具制造模具側。 （3）保證塑件的精度要求。 （4）滿足塑件的外觀質量要求。 （5）對模具制造。 （6）對成型面積的影響。 （7）對排氣效果的影響。 （8）對側向抽芯的影響。 最重要的是易于模具制造和便于塑件脫模，試圖在移動的塑料模具制造模具側。為了便于模具加工制造，應分型面類型的選擇是平的工作容易加工表面，所以最大圓位于運動子表面的部分在模制零件的動態(tài)仿真中的下一個版本。 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)的設計 3.2.1 澆注系統(tǒng)的組成 澆注系統(tǒng)是熔融塑料進入模腔的注塑機噴嘴通道，包括澆口，流道，澆口及冷料。在注射模澆注系統(tǒng)設計時應注意以下原則[ 12 ]。 （1）根據確定的塑料型腔數澆注系統(tǒng)的布局合理的設計。 （2）根據許多因素的形狀、尺寸和壁厚等塑料配件，并結合形態(tài)和澆注系統(tǒng)的形式位置的選擇。 （3）應盡量縮短物料流和易于清潔的材料，節(jié)省原材料，提高注入效率。 （4）應根據塑件的成型的選擇，尤其是它的流動性能，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計 主流道是熔融塑料由注塑機噴嘴通過它的第一部分，和注塑機噴嘴在同一軸線。因為碰撞噴嘴澆口和熔體注射成型機，反復接觸，一般澆口不直接安裝在定模，為便于制造，由澆口套可拆卸，用螺絲或模板[ 13 ]迫使組合形式。 （1）主流道的設計 澆口是澆注系統(tǒng)從噴嘴和模具的注塑機接觸開始時的塑性流動通道分流道路融化后。有很大的影響，形狀和尺寸的塑料流道的熔體流動速率和灌漿時間，因此，必須使溫降和壓力損失最小熔化。 （2）主流道尺寸 用于水平或垂直于主通道的注塑機的模具，垂直于分模面。為了從主流道襯套材料使主流道凝可以順利拔出，主流道設計成錐體，2°~ 6°錐角。D注塑機噴嘴直徑0.5mm ~ 1毫米的小端直徑比。因為小的前端為球形，其深度為3mm至5毫米，注塑機噴嘴球的位置與模具的配合接觸，所以主流道球面半徑比噴嘴球面半徑為1mm ~ 2mm。流動表面粗糙度Ra值為0.08。 （3）主流道澆口套 流道設置碳素工具鋼如T8A，T10A鋼等材料制造，熱處理淬火硬度53hrc - 57hrc。 材料的澆口應采用優(yōu)質鋼T8A鋼，并應進行淬火處理，以防止注射機噴嘴無碰撞損壞，硬度的澆口應小于注塑機噴嘴的硬度。為了便于澆口是從主通道中移除，阿爾法主流道是3°~ 6°圓錐孔。在注塑機噴嘴頭接觸表面的澆口必須是一致的，由于注塑機噴嘴是一個球體，半徑是固定的，從而從噴嘴完全進入主流使熔融塑料和不溢，應使噴嘴和注塑機是好的接觸凸凹球面澆口套端，內孔直徑的錐形孔的小端直徑大于噴嘴，流道孔應基于球面角連接，不應拔下來。為了便于澆口是從主通道中移除，以3至6度oo圓錐孔α角直澆道，塑料的流動性差也可以稍大，但太大，容易導致注射速度慢，容易形成渦流。 直接接觸澆口套和塑料注射區(qū)，應該選小端直徑的材料。在注塑機噴嘴頭接觸表面的澆口必須是一致的，由于注塑機噴嘴球，從而從噴嘴完全進入主流使熔融塑料和不溢，應使噴嘴和注塑機的凹球面端的好小端內孔直徑凸接觸澆口套端，圓錐孔的直徑大于噴嘴，流道孔應基于球面角連接，不應拔下來的痕跡，為了確保順利脫模主流道凝材料[ 14 ]。 定位環(huán)定位模具和注塑機裝置，保證了澆口集和注塑機的噴嘴的中心定位，定位環(huán)直徑應定位孔的間隙和注塑機。柵面和固定模平面高度一致的部分匹配。 注塑機的噴嘴半徑xs-z-30是12毫米，噴嘴直徑為2毫米。所以你要使端部的凸球面接觸澆口套端面凹球面與注射機的噴嘴是好的，13毫米凹球半徑，小端直徑應大于錐形孔的噴嘴直徑，3毫米，如圖3.2所示。 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，主流道設計成圓錐形，其錐角為 3o。小端直徑d比成型設備噴嘴直徑大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 分流道的設計 分流道是將熔融塑料從主流道截面及其方向的變化，轉輪是改變熔融的塑料從直澆道截面和方向，順利進入進料澆口單型腔或多腔門進入通道，連接在澆口中間部分，分流和改變方向，通常分流道設置在分型面形成區(qū)域內的。 在注射過程中，塑料熔體流過分流，應其壓力損失和熱損失最小，骨料，用最少的原則產生的分流，分流的總體設計如下： 流道形狀考慮截面積分流量和其周圍的長度比是好的，它可以減少熱量和摩擦阻力的熔融區(qū)域，減少壓力損失。 在可能的情況下，流道長度應盡可能短，以減少壓力損失，避免幽靈的太大影響的成本，在多腔模具型腔分流道長度盡量相等，以達到傳遞壓力注射時的平衡，以確保盡可能，甚至全塑各腔。在某些情況下，流道長度不相等，應進行必要的補救措施，在流道，如果長，到底應該把寒冷的窯洞，放冷料進入型腔的空氣[ 15 ]。 為了滿足注射成型過程中，分流道的截面積應盡可能小，但橫截面積分流量過小會降低注射速度，使填充時間的延長，并可能缺乏材料，燒，皺紋，收縮和其它塑件缺陷，和分流冷卻時間增加冷卻時間比塑件的型腔應短，不影響注入效率。橫截面積，因此在設計時要低，以測試模式不是留有余地校正。 的亞軍和腔分布布置緊湊，合理的距離，應使用對稱或對稱，使其平衡，減少總的地區(qū)形成區(qū)域。最好是型腔和流道的幾何中心的總投影面積在分型面和鎖模力的中心重合。 在轉向頻率流道盡可能小，在拐角處應光滑，不得有尖角，這些都是為了減少壓力損失，有利于材料流動。 當賽跑運動員在定模側或分流的延伸，應該把鉤在靠近澆口和流道料桿相交，所以總在一個模式中的鉤桿的作用下從固定模具的分流，并與塑料注射。 分流的內表面不應是非常輕的，從1.6μM一般表面粗糙度可以使物料流，外部流動摩擦阻力小，分流，冷卻皮質轉輪固定，熔融塑料絕 在總體布局，應綜合考慮冷卻系統(tǒng)和布局，并預留空間冷卻水道。 a．分流道的形狀和尺寸 分流道開設在定模板上，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)的設計 ①主流道設計 根據手冊查得SZ-60/450型注塑機噴嘴的有關尺寸。 噴嘴球半徑：R=12mm 噴嘴孔直徑：d=Φ4mm 根據模具主流道與噴嘴的關系：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°。經換算得主流道大端面直徑D=5.5mm。同時為了使熔料順利進入分流道，在主流道出料端設計r=3mm的圓弧過渡。對小型模具可將主流道襯套與定位圈設計成整體式。但在大多數情況下是將主流道襯套與定位圈設計成兩個零件，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，熱處理強度為52～56HRC。 ②分流道設計 分流道的形狀及尺寸與塑件的體積、壁厚、形狀的復雜程度、注射速率等因素有關。塑料零件形狀不太復雜，且壁厚均勻，考慮到方便的處理方面，對分流半圓形截面形狀，檢查手冊R=3mm ③澆口設計 澆口的結構形式多種多樣，澆口的形狀可分成點澆口、扇形澆口、盤形澆口、環(huán)形澆口、及薄片式澆口。綜合分析比較塑料成型性能、澆口和模具結構，確定成型該塑件的模具采用點澆口形式。 ④型芯、型腔結構的確定 型芯、型腔可采用整體式或組合式結構。 該塑件型芯形狀復雜，采用組合式形式，型腔形狀比較簡單，采用整體式結構。 ⑤ 推件方式的選擇 根據塑件的形狀特點，模具型腔在定模部分。開模后，塑件和型芯一塊向后運動。其推出機構可采用推塊或推桿推出。綜合對塑件形狀結構分析，該塑件可采用推桿推出結構。 第4章 成型零件的設計 4.1 模具型腔的結構設計 型腔大體有以下幾種結構形式：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。其主要優(yōu)點是易于處理的，尤其是在一模多腔，腔單處理后，在分別安裝在模板，所以容易保證同心度和精密型腔尺寸，易于成型加工等。 用散料腔，但當地的地方組合腔形成插入。局部組合腔型腔較深或較復雜的形狀，整個模具加工更困難或局部硬化。 充分結合腔是由多個螺栓拼塊。它的特點，易于加工，方便和局部熱拋光工藝。節(jié)約優(yōu)質鋼。對于大的空腔或形成大面積的塑件加工這種形式是不容易的。這里是一個選擇積分腔。 在塑料注射模具的注塑工藝，從模具保證高壓噴射過程中的沖擊作用下，型腔，因此模具型腔應具有足夠的硬度和剛度，在一般情況下，在模具型腔壓力時的壓應力， 塑性流動注射壓力注射過程中，前確保開放時的壓應力和壓力的時刻的大門關閉，但承載力腔主要是注射壓力和確保在注射過程中的壓力，以及不斷變化的。在這些壓力，缺乏剛性空腔時，往往會產生彈性變形，導致在腔擴大，這將直接影響到塑件的質量和尺寸精度。因此在模具設計中應首先考慮厚壁空洞和底板厚度具有足夠的強度和剛度，以保證腔產生超過在注射過程中的彈性變形的極限。 因此型腔壁厚和底板的計算和選擇是十分重要的。 （1）型腔側壁厚度的計算 按強度計算 其壁厚S按下列公式計算 式中 [σ]— 型腔材料的許用應力，[σ]=156.8MPa p—型腔內單位平均壓力，P=38.4MPa r—型腔內半徑，r=10mm 代入公式得：S=4mm （2）底板厚度的計算 按強度計算 其壁厚H按下面公式計算 式中 [σ]— 型腔材料的許用應力，[σ]=156.8MPa p—型腔內單位平均壓力，P=38.4MPa r—型腔內半徑，r=10mm 代入公式得：H=5.5mm 4.2 型芯的結構設計 型芯的結構形式大體有：整體式、整體復合式、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 PA6的收縮率一般為0.3%～0.8%,從而得出PA6的平均收縮率為0.6%。 徑向尺寸 PA6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 PA6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 PA6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 PA6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，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)，應力求縮短。 對于壁厚小于3㎜，質量在200g以下的塑件可用公式 式中 W——流經分流道的塑料量，g 　L——分流道長度，㎜ 　D——分流道直徑，為6㎜ 其中　 n——型腔數目 m——塑件質量，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料，從而保證了各型腔成型出來的塑件在強度.性能.重量上的一致性。 4.4確定主要零件結構及尺寸 經過初步設計,預選中小型315×400×194標準A1模架，各板厚數值皆已有國際規(guī)定，其強度足夠。 定模座板 外形尺寸：400×315×25mm；材料：Q235A；調質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。 4.4.1型腔 外形尺寸：315×315×32mm；材料：45鋼；調質HB230-270；板上開16腔孔；采用四個φ30,孔距為230*6mm的導套孔采用過渡配合（H7/k6）。 4.4.2型芯 外形尺寸：315×315×32mm；材料：45鋼；調質HB230-270；板上開24腔孔；采用四個φ20mm、孔距為258×260mm的導柱與孔采用過渡配合（H7/k6）；260×160mm。 4.6.7、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。 4.4.3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。 4.4.4動模座板 外形尺寸：400×315×25mm；材料：Q235A；調質HB216-260；四個孔距為260×160mm的M16螺釘孔。 第5章 頂出機構的設計 對于帶螺紋的一些塑料配件，取出塑件的螺紋自動脫模機構，和運動平穩(wěn)，塑性變形是不容易的。 在塑料模具設計不考慮體積大、內螺紋，所以自動脫螺紋機構的選擇。 頂出機構的分類：按驅動方式分類可分為：手動頂出、機動頂出、啟動頂出。 按模具結構分類可分為：一次頂出、二次頂出、螺紋頂出、特殊頂出。 （1）推出機構的結構組成 在注射成型的澆注系統(tǒng)的每個周期，塑料制品和模具從毛巾從機構被稱為推動機構，也被稱為脫模機構，脫模機構。行政機關的行為通常是介紹了活塞桿安裝在機械千斤頂或液壓注塑機筒。 結構組成：由推出、復位和導向零件組成。 （2）結構分類 手動推出、機動推出、液壓或氣動推出。 （3）結構設計要求 塑件留在動模,塑件在推出過程中不變形、不損壞,不損壞塑件的外觀質量,合模時應使推出機構正確復位,動作可靠。 （4）結構設計 （a）推桿推出機構 頂出機構是一種最簡單的機制，最常見的。由于大量的免費的裝置，為圓形橫截面的推桿，易于實現和推桿孔推桿精度及模板或核心。抵抗運動推動啟動小，動作靈活，可靠，所以被廣泛應用于生產。但由于放電區(qū)域發(fā)射一般比較小，容易造成局部應力而頂穿塑性或塑性變形，所以很少用于起草和汽提管或一大盒塑件。 （b）推管推出機構 推管推出機構是用來推出圓筒形、環(huán)形塑件或帶有孔的塑件的一種特殊結構形式，其脫模運動方式和推桿相同。由于推管是一種中空推桿，使整個周邊接觸的塑料件，塑料件的力是均勻的介紹，塑性變形是不容易的，并且不會留下明顯的推出標志。 （c）推件板的推出機構 薄壁容器，殼狀部分和表面不允許的塑料產品的推出標志，推板推導出。推板機構容易說彈射板機構，它是由一個核心根據混合模板匹配和頂桿一定精度。 特點：推板頂受力均勻，運動平穩(wěn)的引進，引進和力。但對于部分不循環(huán)塑料零件，加工比較困難。 （d）活動嵌件及凹模推出機構 由于結構的形狀和材料的關系的一些塑料配件，而不是由推桿，推管，推板，簡單的推桿脫模成型，可插入或腔的塑料部件。 （5）頂出機構的設計原則： 在塑件注射成型，一般有頂出痕跡，但應盡量使殘留的痕跡，不影響塑件的外觀，這是在注射器和注射位置的選擇必須考慮的問題。在一般的頂出機構應位于塑料件和定位的內表面是不顯眼的。 因此，上模側噴射裝置，在一般的注射裝置的設計，，試圖在塑件的動態(tài)方面的設計，以方便頂部塑料零件。這應該是在分型面選擇的考慮。 在實踐中，如果塑料零件和不在情況的動態(tài)的一面，試圖找到一種方法來改善寂靜的橫向阻力，一是草案核小，或增加核心的表面粗糙度，或不影響下，塑料件的使用，該橫槽的芯側，坑釋放的障礙，為了提高系統(tǒng)的動態(tài)性能。在特殊情況下，必須塑料零件制造中可用于固定模具定模頂出機構。 在塑件注射成型，一般有頂出痕跡，但應盡量使殘留的痕跡，不影響塑件的外觀，這是在注射器和注射位置的選擇必須考慮的問題。在一般的頂出機構應位于塑料件和定位的內表面是不顯眼的。 上面應該有足夠的機械強度和耐磨性，并在長期的運行平穩(wěn)，無卡，制作方便，易于維修。 第6章 冷卻系統(tǒng)的設計 在注射成型過程中，模具溫度直接影響到塑件的質量，如收縮，翹曲變形，應力開裂性能和表面質量，并最終影響生產效率，在注射過程中，冷卻時間占80%，注射成型周期。然而，由于性能和成型工藝對各種塑料的要求，模具溫度的要求是不一樣的，因此，在一定程度上的分析，確定塑件質量和模具的冷卻系統(tǒng)的設計和優(yōu)化的成本，模具溫度直接影響到塑料，填充塑料成型，成型周期和塑件質量，模具的溫度取決于晶體的塑性水平，塑件尺寸與結構，性能要求，如熔體溫度，注射速度，注射壓力等條件，成型周期。影響冷卻的因素很多，如塑件的外形和分型面的設計，幾何和冷卻介質的空間布局類型，溫度，流速，冷卻管道，最高溫度和模具溫度，熔體溫度，模具材料的塑料配件，塑料零件和模具之間的相互作用的熱循環(huán)等。 （1）低的模具溫度可以降低收縮率。 （2）模具溫度，冷卻時間短，注射速度，可以降低塑件的翹曲變形。 （3）對結晶聚合物，提高模具溫度可使塑件尺寸穩(wěn)定性，避免結晶后，反而會造成缺陷的延伸和脆塑件的成型周期。 （4）作為聚合物的結晶增加，降低了塑料的耐應力開裂，從而降低模具溫度是有利的，但對于高粘度非晶聚合物，由于其耐應力開裂和塑性直接相關，因此提高模具溫度和填充，減少喂食的時間是有利的。 （5）提高模具溫度可以改善塑件的表面質量。 在注射成型過程中，模具溫度直接影響到塑件的成型質量和生產效率，根據塑料的要求，塑料注射模具的溫度大約是200度，并從溫度的塑料模具零件拆為600C，溫度降低是由于模具的冷卻水的溫度，將被帶走，普通模具冷卻到常溫水，通過調節(jié)水的流量可調節(jié)模具溫度。 由于電風扇葉片鎖緊螺母用塑料PA6，要求高的模具溫度，如果模具溫度太低會影響塑料的流動，增大剪切阻力，使塑件的內應力，甚至冷流標記，銀，注不滿等缺陷。因此，在開始注射，以防止填充不足，充滿了溫暖的水或加熱。 總之，達到優(yōu)質，高效的生產，模具必須調整溫度。 溫度調節(jié)系統(tǒng)的要求： （1）加熱或冷卻的測定； （2）均勻的模具溫度，塑件冷卻； （3）模具溫度低，快速和大量的冷卻水； 溫度調節(jié)系統(tǒng)應具有結構簡單，加工容易，成本低。 根據模具冷卻系統(tǒng)的冷卻水量的設計原則：盡可能多的大小的原則，盡可能大，冷卻水量大于或等于3是可行的。這樣就可以實現在同一時間盡可能減少水到水溫差原理。4根基于賬面價值，冷卻6mm噴嘴直徑 此外，冷卻系統(tǒng)的過程中，也要遵循： （1）澆口強化冷卻； （2）等于距離冷卻水腔表面； （3）的冷卻孔的數量應盡可能的多，孔徑盡可能大的； （4）冷卻水孔通道不應該通過快速或聯合，以防止漏水。 （5）進水管接頭的位置應位于模具的同一側，注塑機的表面通常是。 （6）冷卻孔應在焊縫塑件避免。 但在冷卻系統(tǒng)，連接應密封，防止冷卻水泄漏。 第7章 排氣系統(tǒng) 在注塑模具的設計過程，設計必須考慮排氣結構，否則，塑性流體熔體進入模具型腔，澆注同時放電類型和通道的空氣在空腔，氣體如不能及時排出，會使部分內的氣泡，此外，塑料熔體會產生微量的分解氣體。這些氣體必須及時排出。否則，壓縮空氣產生高溫，導致部分碳化或燃燒的塑料件，塑料件有一個泡沫，或塑件熔接不良引起強度下降，甚至充甚至會產生很高的溫度，使塑料燒焦，從而出現廢品。 排氣方式有兩種：開排氣槽排氣和利用合模間隙排氣。 由于電風扇鎖緊蓋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行排氣，而不需在模具上開設排氣槽。 第8章 成型設備有關參數校核 1、模具閉合高度的確定 根據支承與固定零件中提供的數據測量確定： H=206mm 2、 注射機有關參數的校核 1、模具閉合高度的確定和校核 ⑴模具閉合高度的確定。根據標準模架各模板尺寸及模具設計的其他零件尺寸：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，注射機模板最大安裝尺寸為400mmX450mm，固滿足模具安裝要求。 注射機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： 模具是兩板模具，設計1個水平分型面。的距離桿設計，以除去零件型面。模具一模2件，節(jié)約成本，縮短生產周期，提高生產效率。 2、模具的工作過程 模具裝配模具后，模具進入正式工作狀態(tài)，工作過程如下。 （1）干燥的塑料，進料斗。 （2）清理模具型芯，型腔，并噴上脫模劑，適當的預熱。 （3）合模，鎖模。 （4）預塑化的塑料，注射的注射裝置。 （5）注射過程包括充填，壓力，流量，澆口凍結冷卻后脫模。 （6）脫模過程。與一般的模式推出產品推出相同的方法，即注意 塑料模具推桿推動推板，從而推動頂桿之間。 結束語 這次畢業(yè)設計針對設計內容進行了大量的工作，順利完成了畢業(yè)設計中所提出的各項任務，達到了畢業(yè)設計的目的。 通過本次畢業(yè)設計，掌握方法和模具設計的步驟，結合具體零件的設計工作，包括型腔數的確定，分型面，澆注系統(tǒng)的選擇，確定分型方法，溫度控制系統(tǒng)的設計，注塑成型零件尺寸的計算。 注塑模具項目設計和相關的設計計算；最后完成模具的加工，掌握項目的完整的設計過程中，工程設計和應用能力得到鍛煉和提高。 致 謝 本次畢業(yè)設計，我學到了在模具設計知識的大學階段做了一個很好的總結和整理，也做平時學習零碎的知識系統(tǒng)的使用。也發(fā)現自己在某些方面的知識缺乏紀律，做一個好的考察和理解。 用大量的專業(yè)知識的設計，如機械設計。工程制圖。高分子材料。塑料成型機，塑料模具。材料力學。公差配合。通過對相關知識的設計和審查咨詢，奇怪的主體的再認識，并在前人研究的基礎上，更深入的了解，而且還把書本上學到的知識應用于實際設計，單一的學科與其他相關學科結合在一起，學會?？紤]的問題。在設計中也用在一些計算機輔助設計軟件，更是一個利益，如在許多使用Auto CAD設計進行平面制圖，對平面上的投影尺寸的零件設計可表示非常關鍵和非常準確。 通過這樣的設計，模具設計和加工是一個系統(tǒng)。一個全面的認識和理解，但也遇到了許多問題，但在XX老師的熱心指導，最后對該設計的順利完成，老師的幫助表示誠摯的謝意。 參考文獻 [1]屈華昌主編.《塑料成型工藝與模具設計》.北京:高等教育出版社,2001 [2]李澄,吳天生,聞百橋主編.《機械制圖》.北京:高等教育出版社,1997 [3]許發(fā)樾主編.《實用模具設計與制造手冊》.北京：機械工業(yè)出版社，2002 [4]李軍主編 , 《精通PRO/E中文野火版模具設計》.北京:中國青年出版社,2004 [5]《塑料模設計及制造》．李學鋒主編．北京：機械工業(yè)出版社，2001年