螺紋蓋注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì)

螺紋蓋注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì),螺紋,羅紋,注塑,成型,工藝,模具設(shè)計(jì) 螺紋蓋注塑模設(shè)計(jì) 摘要：本設(shè)計(jì)題目為螺紋蓋注塑模設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了蓋類零件的設(shè)計(jì)要求、內(nèi)容及方向，有一定的設(shè)計(jì)意義。通過(guò)對(duì)該零件模具的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加強(qiáng)了設(shè)計(jì)者注塑模的基礎(chǔ)知識(shí)，為設(shè)計(jì)更復(fù)雜的注塑模具做好了鋪墊幷吸取了更深刻的經(jīng)驗(yàn)。 本設(shè)計(jì)運(yùn)用塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，首先分析了塑件的成分及性能要求，為選取澆口的類型做好了準(zhǔn)備；然后估算了塑件的體積，便于選取注塑機(jī)及確定型腔數(shù)目；最后分析了塑件的特征，確定模具的設(shè)計(jì)參數(shù)，設(shè)計(jì)要點(diǎn)，及推出裝置的選取。 本塑件型芯采用鑲拼式結(jié)構(gòu)，成型部分采用活動(dòng)鑲塊。由于螺紋部分采用的是手動(dòng)脫模，塑件外形結(jié)構(gòu)為圓形，尺寸不大，因此直接用頂桿推出，頂桿推出時(shí)將活動(dòng)鑲塊隨同塑件一同推出模外，手動(dòng)旋下塑件。 關(guān)鍵詞：注塑模 澆口 推桿 The thread covers the note mold desin Abstract：This design topic covers the note mold design for the thread, manifested has covered kind of components the design request, the content and the direction, had certain design significance.Through to this components mold design, further strengthened the designer to pour the mold the elementary knowledge, for designed the more complex injection molding mold to complete the upholstery to absorb a more profound experience. Through the foundation knowledge, firstly, the composion and the perfourmance of thr part is analyzed to choose the type of the gat advantagely. Secondly, the volume of the part is estimated to choose the injection molding machine and to detemine the mould quantity conveniencely. Lastly the character of the part is analyzed to determine the mould design parameter and design point and choose the ejection assembly. This models a core to use inlays puts together the type structure, the formation part uses the activity to inlay the block.Because the thread part will use is the manual drawing of patterns, models the contour structure is the circular, the size is not big, therefore promotes directly with the roof bar, the roof bar promotes when will move inlays the block to accompany models to promote outside together the mold, manual will turn on lathe models. Keywords: Injection mould , gate , push rod 目 錄 引 言 1 1 螺紋蓋模塑工藝規(guī)程的編制 3 1.1塑件的工藝性分析 3 1.1.1塑件的原材料分析 3 1.1.2塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 3 1.1.2.1結(jié)構(gòu)分析 4 1.1.2.2尺寸精度分析 4 1.1.2.3表面質(zhì)量分析 4 1.2計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量 4 1.3塑件注塑工藝參數(shù)的確定 5 1.4塑料成型設(shè)備的選取 6 2 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 2.1分型面選擇 7 2.2確定型腔的數(shù)目及排列方式 8 2.2.1模腔數(shù)量的確定 8 2.2.1.1按注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)量N1 8 2.2.1.2注射機(jī)注塑量確定型腔數(shù)目N2 8 2.2.2型腔的排列方式 9 2.3澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 2.3.1 主流道設(shè)計(jì) 10 2.3.2分流道設(shè)計(jì) 11 2.3.3澆口設(shè)計(jì) 11 2.3.4排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 11 2.4推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 2.5成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 2.5.1凹模的設(shè)計(jì) 12 3 螺紋蓋注塑模具的有關(guān)計(jì)算 15 3．1型腔的尺寸計(jì)算 15 3．2螺紋型芯尺寸計(jì)算 15 4 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 18 4.1求塑件在硬化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量Q3 18 4.2求冷卻水的體積流量V 18 5 模具閉合高度確定 20 6 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 21 6.1模具合模時(shí)校核： 21 6.2模具開模時(shí)校核： 21 7 繪制模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖 22 7.1本模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖見附圖 22 7.2本模具的工作原理 22 8模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制 23 結(jié)論 24 致謝 25 參考文獻(xiàn) 26 引 言 近年，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加大，主要表現(xiàn)在，大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命、中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度高于一般模具產(chǎn)品；塑料模和壓鑄模比例增大；專業(yè)模具廠數(shù)量及其生產(chǎn)能力增加；“三資”及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速；股份制改造步伐加快等。從地區(qū)分布來(lái)看，以珠江三角洲和長(zhǎng)江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)最為集中的省份是廣東和浙江，江蘇、上海、安徽和山東等地近幾年也有較大發(fā)展。 模具成型具有優(yōu)質(zhì)，高產(chǎn)，低消耗，低成本的特點(diǎn)。因而，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門得到了極其廣泛的應(yīng)用。在模具成型中，塑料成型占很大的比重。由于塑料具有化學(xué)穩(wěn)定性好，電絕緣性強(qiáng)，力學(xué)性能高，自潤(rùn)滑，耐磨及相對(duì)密度小等獨(dú)特的優(yōu)異性能，成為工業(yè)部分必不可少的新型材料。 根據(jù)業(yè)內(nèi)專家預(yù)測(cè)，今年中國(guó)塑料模具市場(chǎng)總體規(guī)模將增加13%左右，到2005年塑料模具產(chǎn)值將達(dá)到460億元，模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件出口將從現(xiàn)在的9000多萬(wàn)美元增長(zhǎng)到2005年的2億美元左右，產(chǎn)值在增長(zhǎng)，也就意味著市場(chǎng)在日漸擴(kuò)大。 相當(dāng)多的發(fā)達(dá)國(guó)家塑料模具企業(yè)移師中國(guó)，是國(guó)內(nèi)塑料模具工業(yè)迅速發(fā)展的重要原因之一。中國(guó)技術(shù)人才水平的提高和平均勞動(dòng)力成本低都是吸引外資的優(yōu)勢(shì)，所以中國(guó)塑模市場(chǎng)的前景一片輝煌，這是塑料模具市場(chǎng)迅速成長(zhǎng)的重要因素所在。 按照我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，模具共分為10大類46個(gè)小類，塑料模具是10大類中的l個(gè)大類，共有7個(gè)小類：熱塑性塑料注塑模、熱固性塑料注塑模、熱固性塑料壓塑模、擠塑模、吹塑模、真空吸塑模和其他類塑料模。塑料模的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的，在我國(guó)起步較晚，但發(fā)展卻很快，特別是最近幾年，無(wú)論在質(zhì)量、技術(shù)和制造能力上，都有很大發(fā)展。但就總體來(lái)看，與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和世界先進(jìn)水平相比，差距仍較大，一些大型、精密、復(fù)雜、高效、長(zhǎng)壽命的塑料模具每年仍大量進(jìn)口。 據(jù)悉目前全世界年產(chǎn)出模具約650億美元，其中塑料模具約為260億美元。我國(guó)1999年模具總產(chǎn)值245億元．其中塑料模具約為82億元，2000年近100億元。七類塑料模具中，注塑模具所占比例很大，約占全部塑料模具的80%左右。 塑料模具的主要用戶是家用電器行業(yè)、汽車、摩托車行業(yè)、電子音像設(shè)備行業(yè)、辦公設(shè)備行業(yè)、建筑材料行業(yè)、信息產(chǎn)業(yè)及各種塑料制品行業(yè)等。目前國(guó)內(nèi)年需塑料模具約130-140億元，真中有30多億元仍靠進(jìn)口，進(jìn)口量最多的塑料模具有汽車摩托車飾件模具、大屏幕彩電殼模具、冰箱洗衣機(jī)模具、通訊及辦公設(shè)備塑殼模具、塑料異型材模具等。大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。隨著我國(guó)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(lái)愈廣泛的應(yīng)用。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識(shí)，對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對(duì)于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過(guò)在新飛電器有限公司、洛陽(yáng)中國(guó)一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對(duì)于模具特別是塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過(guò)程方面的知識(shí)，而對(duì)于模具的制造工藝更是實(shí)現(xiàn)了零的突破。在指導(dǎo)老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關(guān)手冊(cè)和書籍，設(shè)計(jì)中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中不妥之處在所難免，肯請(qǐng)各位老師指正。 1 螺紋蓋模塑工藝規(guī)程的編制 該塑件是螺紋蓋產(chǎn)品，其零件圖如圖1-1所示。本塑件的材料采用PA6 GF30％ 黑色，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 如圖1-1螺紋蓋零件圖 1.1塑件的工藝性分析 1.1.1塑件的原材料分析 塑件材料采用聚酰胺6加30％玻璃纖維增強(qiáng)（黑色），屬于熱塑性塑料。從使用性能上看，該塑料具有彈性好，沖擊強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，但由于該材料吸水率高，在注塑成型前需采用真空烘箱干燥；從成型性能上看，該塑料流動(dòng)性好，成型容易，但收縮率大。另外，該塑料成型時(shí)容易產(chǎn)生縮孔，凹痕，變形等缺陷，成型溫度低時(shí)，方向性明顯，凝固速度較快，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。因此，在塑件成型時(shí)應(yīng)注意控制成型溫度，澆注系統(tǒng)應(yīng)較緩慢散熱，冷卻速度不宜過(guò)快。PA6 GF30％的主要技術(shù)指標(biāo)：密度是1.21～1.35g/cm﹑比體積是0.74～0.83cm/g﹑吸水率是0.9％～1.3％﹑收縮率是0.3％～0.7％﹑﹑抗拉屈服強(qiáng)度是1640公斤力／厘米2﹑抗彎強(qiáng)度2270公斤力／厘米2﹑硬度14.5HB。 1.1.2塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 1.1.2.1結(jié)構(gòu)分析 從零件圖上分析，在零件的一端有一個(gè)深4±0.15mm截面為正六邊形的孔，正六邊形對(duì)邊距離為6.05＋0.150mm。另一端有一個(gè)內(nèi)表面為螺紋的M20× 0.75-6H的孔。由于零件的材料不屬于柔性好的材料，所以零件上的螺紋孔 不能采用強(qiáng)制脫模，為了使模具制造容易，降低模具制造成本，因此在模具 設(shè)計(jì)時(shí)采用手動(dòng)脫模。 1.1.2.2尺寸精度分析 該零件重要尺寸，如：φ10.20－0.2 mm尺寸精度等級(jí)為MT5級(jí)，4±0.15 mm尺寸精度等級(jí)為MT4級(jí)；次要尺寸，如：6.05＋0.150mm尺寸精度等級(jí)為MT4級(jí)。由以上分析可見，該零件的尺寸精度中等偏上，對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)尺寸加工可以得到保證。 從塑件的壁厚上來(lái)看,壁厚最大處為3mm,最小處是1.5 mm,最大壁厚處是為了增強(qiáng)螺紋處的強(qiáng)度， 符合PA6 GF30％的最小壁厚原則，在制件的轉(zhuǎn)角處設(shè)計(jì)圓角和倒角，防止在此處出現(xiàn)缺陷，由于制件的尺寸較小，PA6 GF30％的強(qiáng)度較大不需增設(shè)加強(qiáng) 1.1.2.3表面質(zhì)量分析 該零件的表面除要求沒(méi)有缺陷﹑毛刺，內(nèi)部不得有導(dǎo)電雜質(zhì)外，沒(méi)有什么特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易實(shí)現(xiàn)。 綜上分析可以看出,注塑時(shí)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. 1.2計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量 計(jì)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(jì)算塑件的體積：V=3.14×132×8.5－（0.5×6.05×1.732÷3×3.025×2＋6.05×6.05×1.732÷3）×4－2×3.14×2.52×7－3.14×52×3＝3873.6mm 計(jì)算塑件的質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)可查得PA6 GF30％的密度為ρ=1.21～1.35g/cm3，該處取ρ=1.3 g/cm3. 塑件質(zhì)量：M=Vρ =3873.6×10－3×1.3=5.04g 采用一模四件的模具結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸，注塑時(shí)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。 1.3塑件注塑工藝參數(shù)的確定 查找有關(guān)文獻(xiàn)和參考工廠時(shí)間應(yīng)用的情況，PA6 GF30％的成型工藝參數(shù)可作如下選擇：（試模時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)調(diào)整） 注塑溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度。 料筒溫度：后段溫度t選用190～210c； 中段溫度t選用200～220c； 前段溫度t選用210～230c； 噴嘴溫度：200～210c； 注塑壓力：選用700～1760公斤力/厘米2； 注塑時(shí)間： 選用20～90s； 保壓壓力： 選用 65Mpa； 高壓時(shí)間： 選用0～5s； 冷卻時(shí)間： 選用20～120s； 總周期： 選用45～220s； 后處理方法： 采用油﹑水﹑鹽水； 后處理溫度： 90～100c; 后處理時(shí)間： 4h。 說(shuō)明3.1：預(yù)熱和干燥均采用鼓風(fēng)烘箱。 3.2：凡潮濕環(huán)境使用的塑料，應(yīng)進(jìn)行調(diào)濕處理，在100～120c水中加熱2～18h。 1.4塑料成型設(shè)備的選取 根據(jù)計(jì)算及原材料的注射成型參數(shù)初選注塑機(jī)為XS-ZY-125查材料知： 標(biāo)稱注射量： 75cm 螺桿直徑/cm Ф42mm 注射容量/克： 125克 注射壓力/公斤力/厘米2： 1190公斤力/厘米2 鎖模力／噸： 90噸 最大注射面積/㎝2: 320㎝ 模具厚度/mm： 200～300mm 模板行程/mm: 300mm 噴嘴 球半徑： 12mm 孔直徑： Ф4mm 定位孔直徑/㎜ Ф100＋0.0540 mm 2 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：分型面選擇﹑模具型腔數(shù)目的確定﹑型腔的排列方式﹑冷卻水道布局﹑澆口位置設(shè)置﹑模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)﹑側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)﹑推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。 2.1分型面選擇 模具設(shè)計(jì)中，分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)。應(yīng)根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來(lái)選擇分型面。 該塑件為螺紋蓋，表面無(wú)特殊的要求，其分型面選擇如下圖所示 圖2-1 分型面一 如圖2-1所示取A-A向?yàn)榉中兔妫挥绊懥慵庥^質(zhì)量。 圖2-2 分型面二 如圖2-2所示取A-A向?yàn)榉中兔妫菁y型心在定模，脫模困難，應(yīng)當(dāng)避免使塑件留在定模。開模后使塑件留在動(dòng)模部分，這樣便于利用成型設(shè)備脫模。 從以上兩個(gè)分型面的比較可以很容易的看出應(yīng)該選擇第一個(gè)分型方法，有利于模具成型。 2.2確定型腔的數(shù)目及排列方式 2.2.1模腔數(shù)量的確定 塑件的生產(chǎn)屬大批量生產(chǎn)，宜采用多型腔注塑模具，其型腔個(gè)數(shù)與注塑機(jī)的塑化能力，最大注射量以及合模力等參數(shù)有關(guān)，此外還受制件精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因素影響，有上述參數(shù)和因素可按下列方法確定模腔數(shù)量。 2.2.1.1按注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)量N1 N1=（F/PC）/A－B/A 其中： F 注塑機(jī)的鎖模力 N PC 型腔內(nèi)的平均壓力MPa A 每個(gè)制件在分型面上的面積（㎜） B 流道和澆道在分型面上的投影面積（㎜） B 在模具設(shè)計(jì)前為未知量，根據(jù)多型腔模具的流動(dòng)分析B為（0.2～0.5），常取B=0.35，熔體內(nèi)的平均壓力取決于注射壓力，一般為25～40MPa實(shí)際所需鎖模力應(yīng)小于選定注塑機(jī)的名義鎖模力，為保險(xiǎn)起見常用0.8F則 N1=（F/PC）/A－B/A ＝（0.8×90000/30）/3.14×132-0.35/3.14×132 =4.5（個(gè)） 2.2.1.2注射機(jī)注塑量確定型腔數(shù)目N2 N2=（G－C）/V 其中： G 注射機(jī)的公稱注塑量（㎜） V 單個(gè)制件體積 （㎜） C 流道和澆口的總體積（㎜） 生產(chǎn)中每次實(shí)際注塑量應(yīng)為公稱注塑量的0.75～0.45倍，取0.6倍計(jì)算，同時(shí)流道和澆道的體積為未知量，據(jù)統(tǒng)計(jì)每個(gè)制品所需澆注系統(tǒng)是體積的0.2～1倍，現(xiàn)取C=0.6則 N2=（G－C）/V =(0.6×125×103 -0.6)3873.6 =19.3（個(gè)） 從以上討論可以看到模具的型腔個(gè)數(shù)必須取N1，N2中的較小值，在這里可以選取的個(gè)數(shù)是2，4個(gè)，考慮到塑件的生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)，以及塑件的精度要求。采用一模四腔既能提高生產(chǎn)率，又能保證塑件的精度要求。因此我們所設(shè)計(jì)的螺紋蓋注塑模具采用一模四腔的方案，即N=4 2.2.2型腔的排列方式 圖2-2-2-1 型腔排列方式一 本塑件在注塑時(shí)采用一模四腔,綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素采取如圖2-2-2-1所示的型腔排列方式。采用2-2-2-1的型腔排列方式的最大優(yōu)點(diǎn)是料流長(zhǎng)度相同，能保證各個(gè)型腔同時(shí)充模，壓力相同，也便于推出機(jī)構(gòu)頂桿的布置，頂桿對(duì)稱布置，推出平穩(wěn)。其缺點(diǎn)是熔料進(jìn)入型腔后到另一端的料流長(zhǎng)度較大，但因本塑件較小，故對(duì)成型沒(méi)有太大影響。 圖2-2-2-2 型腔排列方式二 若采用如圖2-2-2-2所示的型腔排列方式，雖然料流長(zhǎng)度也相等，但頂桿在頂桿固定板上布置結(jié)構(gòu)不如圖2-2-2-1方便。所以應(yīng)該采用2-2-2-1的排列方式。 2.3澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2.3.1 主流道設(shè)計(jì) 根據(jù)XS-ZY-125型注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸 噴嘴前端孔徑： d0=Ф4mm 噴嘴前端球面半徑： R0=12mm 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系： R=R0+（1～2）mm D=d0+(0.5～1)mm 取主流道的球面半徑： R=13mm 取主流道的小端直徑d=Ф4.5mm 為了方便將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)為圓錐形式其斜度取1～3度經(jīng)換算得主流道大端直徑D=Ф8.5mm，為了使料能順利的進(jìn)入分流道，可在主流道的出料端設(shè)計(jì)半徑r=5mm的圓弧過(guò)渡。 2.3.2分流道設(shè)計(jì) 分流道的形式和尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的體積，壁厚和形狀的復(fù)雜程度來(lái)確定分流道的長(zhǎng)度的。由于塑件的形狀比較簡(jiǎn)單，PA6 GF30％的流動(dòng)性好，沖型能力比較好，因此可采取梯形分流道，便于加工。根據(jù)主流道大端直徑D=Ф8.5mm，則梯形可選用上底為b=5mm,高為h=3.5mm的截面。 截面形狀為U型，在流道設(shè)計(jì)中要減小壓力損失，則希望流道的面積大。要減少傳熱損失，又希望流道的面積小。因此可用流道的面積與周長(zhǎng)的比值來(lái)表示流道的效率。U型實(shí)質(zhì)上是一種雙梯形流道截面。 效率為0.195D 分流道的尺寸： PA6 GF30％ 分流道直徑/mm 4～4.5 選取4mm 分流道表面不要求太光潔，表面粗糙度常取1.25—2.5Rμm，這可增加對(duì)外層塑料熔體流動(dòng)阻力，使外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層。有利于保溫。但表面不得凸凹不平，以免對(duì)分型不利。 2.3.3澆口設(shè)計(jì) 根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式，選用潛伏式點(diǎn)澆口較為理想。設(shè)計(jì)時(shí)考慮選擇從塑件的表面進(jìn)料，而且在模具結(jié)構(gòu)上采用整體式型腔﹑鑲拼式型心，有利于填充﹑排氣。故采用截面為圓形的潛伏式點(diǎn)澆口，查表初選尺寸為(d)0.8mm,試模時(shí)修正. 2.3.4排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在注塑模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須考慮排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，否則，熔融的塑料流體進(jìn)入模具型腔內(nèi)，氣體如不能及時(shí)排出會(huì)使制件的內(nèi)部有氣泡，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。 由于螺紋蓋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。（PA6 GF30％塑料的最小不溢料間隙為0.03mm，間隙較小，再加上PA6 GF30％的流動(dòng)性較好，也不宜開排氣槽）. 2.4推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 如圖2-4-1所示模具開模后,塑件包緊在動(dòng)模的螺紋型芯上。型芯采用鑲拼式結(jié)構(gòu)，成型部分采用戶活動(dòng)鑲塊。由于螺紋部分采用的是手動(dòng)脫模，塑件外形結(jié)構(gòu)為圓形，尺寸不大，因此直接用推桿推出，推桿推出時(shí)將活動(dòng)鑲塊隨同塑件一同推出模外，手動(dòng)旋下塑件。 圖2-4-1 推出機(jī)構(gòu) 另外，設(shè)計(jì)模具時(shí)，采用Ф4 mm的鋼球及Ф1 mm的彈簧和M6 mm的螺釘進(jìn)行定位，在活動(dòng)鑲塊周圍開設(shè)一周邊槽，裝入嵌件型芯時(shí)卡入凹槽起定位作用，推出時(shí)彈簧受壓帶鋼球離開凹槽，順利脫模。并且合模時(shí)，推頂桿及上的彈簧起復(fù)位作用，因此此模具不需再設(shè)計(jì)復(fù)位機(jī)構(gòu)。 2.5成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.5.1凹模的設(shè)計(jì) 本副模具采用整體式凹模結(jié)構(gòu)，即將成型塑件外表面的型腔直接開設(shè)在定模板上，型腔在凹模板上的布置如圖2－5－1所示： 材料選用T8A, 硬度在50HRC以上. 根據(jù)分流道與澆口的設(shè)計(jì)要求，分流道與澆口設(shè)在凹模型腔板上其結(jié)構(gòu)見下圖2－5－2所示。 圖2－5－1 型腔布置 圖2－5－2分流道澆口布置 查設(shè)計(jì)手冊(cè)選凹模板（定模板）外形尺寸為： 長(zhǎng)為280 mm，寬為250 mm，凹模高為 h=45mm。凹模板具體尺寸結(jié)構(gòu)如圖2－5－2所示。 加工可以直接用銑刀銑出，也可以用成型電極。為了節(jié)約成本。在這里我選用銑刀銑。 3 螺紋蓋注塑模具的有關(guān)計(jì)算 凹模選用整體式凹模，在定模板上直接加工而成，尺寸如圖3－1所示。型芯（凸模）采用鑲拼式，由于該塑件一端是一個(gè)螺紋孔，型芯采用螺紋嵌件。尺寸如3－2所示。 本例中成型零件工作尺寸計(jì)算時(shí)均采用平均尺寸，平均收縮率平均制造公差和平均磨損率來(lái)計(jì)算。 查常用塑料的收縮率塑料PA6 GF30％的成型收縮率為S=0.3～0.7％，故平均我們?nèi)镾cp=0.5％?？紤]到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差取Б=Δ/3。 3．1型腔的尺寸計(jì)算 型腔內(nèi)表面（直徑）DM=Dmax+Dmax×Smax％-Tz=(26+26×0.7％-0.5)mm=25.682mm 型腔高度（深度）HM=Hmax+Hmax×Smid％-0.5(Tz+TM)=［8.5+8.5×0.5％-0.5(0.48+0.36)mm=8.1225 mm 查表圓整后，DM=25.68 mm，HM=8.12 mm 型腔斜角 查表選取a‵=30‵。 型腔內(nèi)凸臺(tái)的高度H= Hmax+Hmax×Smid％-0.5(Tz+TM)=6.22mm。 選定型腔有關(guān)尺寸的公差后，DM=25.68＋0.50mm，HM=8.12+0.480 mm,H=6.220-0.15mm.將有關(guān)尺寸標(biāo)注在型腔圖3－1中。 3．2螺紋型芯尺寸計(jì)算 螺紋型芯外徑 dM中=［ds中＋dS中×SC中＋⊿中］-S中＝［18.5＋18.5×0.5％＋5×0.02］-S中=18.690-0.02mm 螺紋型心內(nèi)徑 dM內(nèi)=［ds內(nèi)＋dS內(nèi)×SCp＋⊿中］-S中=20.20-0.02 mm 螺紋型芯螺紋部分的長(zhǎng)度L= Hmax+Hmax×Smid％-0.5(Tz+TM)=6.715 mm 螺紋型芯上端面光滑內(nèi)表面直徑DM‵=Dmax+Dmax×Smax％-Tz=10.2+10.2×0.5％-0.1mm=10.351mm 高度HM‵=Hmax+Hmax×Smid％-0.5(Tz+TM)=［4+4×0.5％-0.5(0.3+0.3)mm=3.72mm 查表圓整后，DM‵=10.35 mm L=6.71mm 型芯斜角 查表選取a‵=30‵。 選定型腔有關(guān)尺寸的公差后，DM‵=10.350+0.1mm HM‵=3.72+0.30 mm 6.71+0.280 mm 將有關(guān)尺寸標(biāo)注在圖3－2中。 圖3－1型腔相關(guān)尺寸 圖3－2活動(dòng)鑲塊相關(guān)尺寸 成型零部件的制造誤差： 成型零部件的制造誤差包括成型零部件的加工誤差和安裝誤差，配合誤差等幾個(gè)方面。設(shè)計(jì)時(shí)一般應(yīng)將成型零部件的制造公差控制在塑件的1/3左右，通常取IT6—9級(jí)，綜合考慮取IT8級(jí)。 4 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 塑料在生產(chǎn)過(guò)程中由于需要對(duì)熔融的塑料流體進(jìn)行冷卻，塑料制件不能有太高的溫度（防止出模后制件發(fā)生翹曲，變形）冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)可按下式進(jìn)行計(jì)算： 設(shè)該模具平均工作溫度為70°，用20°的常溫水作為模具的冷卻介質(zhì)，其出口溫度為30°，產(chǎn)量為（2分鐘1套）1000g/h。 4.1求塑件在硬化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量Q3 查有關(guān)文獻(xiàn)得PA6 GF30％的單位熱流量為Q2=700.14～816.48kJ/kg Q3=WQ2=1×750×103J/kg=7.5×105 J/kg 4.2求冷卻水的體積流量V V=WQ1/Pc1(T1－T2) =7.5×105÷60÷(103×4.187×10) =0.00298m3/min 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件的質(zhì)量影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：變形 尺寸精度 力學(xué)性能 表面質(zhì)量 在選擇模具溫度時(shí)，應(yīng)根據(jù)使用情況著重滿足制件的質(zhì)量要求。 在注射模具中溶體從200 C,左右降低到70C左右，所釋放的能量5％以輻射，對(duì)流的方式散發(fā)到大氣中，其余95％由冷卻介質(zhì)帶走，因此注射模的冷卻時(shí)間主要取決于冷卻系統(tǒng)的冷卻效果。模具的冷卻時(shí)間約占整個(gè)循環(huán)周期的2/3?？s短循環(huán)周期的冷卻時(shí)間是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。 在冷卻水冷卻過(guò)程中，在湍流下的熱傳遞是層流的10—20倍。在此選擇湍流。 冷卻水道直徑d/（mm） 最低流量/（m/s） 流量qv/（m/min） 12 1.10 7.4×10 5 模具閉合高度確定 在支撐板與固定零件的設(shè)計(jì)中根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定：定模板厚度H1=45mm，動(dòng)模板厚度為H2=45mm，支撐板厚度為H3=32mm，動(dòng)模座板板厚度為H4=25mm。 根據(jù)推出行程和推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸確定墊塊：H5=71mm 模具閉合高度 H=H1＋H2＋H3＋H4＋H5 =45＋45＋32＋25＋71 =218mm 6 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 本模具的外形尺寸為280mm×250mm×218mm, XS-ZY-125型注塑機(jī)模板最大安裝尺寸是370mm×350mm。 由于上述計(jì)算的模具閉合高度為218mm，XS-ZY-125型注塑機(jī)的最小模具厚度為200mm，最大模具厚度為300mm 6.1模具合模時(shí)校核： 200mm<218mm<300mm 6.2模具開模時(shí)校核： 200mm<218mm＋48.5mm<300mm 其中：48.5mm為模具的開模行程。 經(jīng)校核XS-ZY-125型注塑機(jī)能滿足使用要求故可以采用。 7 繪制模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖 7.1本模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖見附圖 7.2本模具的工作原理 模具安裝在注塑機(jī)上，定模部分固定在注塑機(jī)的定模板上，動(dòng)模固定在注塑機(jī)的動(dòng)模板上。合模后，注塑機(jī)通過(guò)噴嘴將熔料經(jīng)流道注入型腔，經(jīng)保壓，冷卻后塑件成型，注塑完成。開模時(shí)動(dòng)模部分隨動(dòng)模板一起漸漸將分型面打開，與此同時(shí)塑件從型腔板上脫離。 當(dāng)分型面打開到48.5mm時(shí)，動(dòng)模運(yùn)動(dòng)停止，在注塑機(jī)頂出作用下，推動(dòng)推桿運(yùn)動(dòng)將塑件同活動(dòng)鑲塊一同推出，手動(dòng)旋下塑件。合模時(shí)，推桿在彈簧的作用下復(fù)位，推桿復(fù)位后動(dòng)模部分停止移動(dòng)，然后人工將活動(dòng)鑲塊重新放入型芯里，鋼球恰好卡入活動(dòng)鑲塊凹槽內(nèi)，再合模后進(jìn)行下一次的注塑過(guò)程。 8模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制 這里對(duì)凹模板的加工工藝進(jìn)行分析。凹模的加工工藝過(guò)程見表一 表一 凹模的加工工藝過(guò)程 序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 1 下料 切割鋼板至尺寸285mm×255 mm ×50 mm 2 刨 刨六面尺寸到281mm×251 mm ×46 mm 3 熱處理 退火至187HBS 4 磨 磨六面至尺寸280.4mm×250.5 mm ×45.4 mm，并保證各面垂直度為0.02 mm 5 數(shù)控銑 ①銑凹模板外形及型腔孔至尺寸要求 ②銑定位環(huán)孔及主流道襯套孔到要求 ③銑分流道及澆口，至要求 6 鉗 研光型腔及澆口道Ra（0.2～0.4）mm 7 熱處理 淬火至要求 8 平磨 磨凹模板外行尺寸至要求，并保證各面垂直度0.02mm 9 鉗 研型腔到Ra0.1 um，研澆口到Ra0.8 um 結(jié)論 該設(shè)計(jì)運(yùn)用塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，首先分析了塑件的成分及性能要求，為選取澆口的類型做好了準(zhǔn)備；然后估算了塑件的體積，便于選取注塑機(jī)及確定型腔數(shù)目；最后分析了塑件的特征，確定模具的設(shè)計(jì)參數(shù)，設(shè)計(jì)要點(diǎn)，及推出裝置的選取。 該塑件型芯采用鑲拼式結(jié)構(gòu)，成型部分采用活動(dòng)鑲塊。由于螺紋部分采用的是手動(dòng)脫模，塑件外形結(jié)構(gòu)為圓形，尺寸不大，因此直接用頂桿推出，頂桿推出時(shí)將活動(dòng)鑲塊隨同塑件一同推出模外，手動(dòng)旋下塑件。另外，設(shè)計(jì)模具時(shí)，采用Ф4 mm的鋼球及Ф1 mm的彈簧和M6 mm的螺釘進(jìn)行定位，在活動(dòng)鑲塊周圍開設(shè)一周邊槽，裝入嵌件型芯時(shí)卡入凹槽起定位作用，推出時(shí)彈簧受壓帶鋼球離開凹槽，順利脫模。并且合模時(shí)，頂桿及上的彈簧起復(fù)位作用，因此此模具不需再設(shè)計(jì)復(fù)位機(jī)構(gòu)。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中不妥之處在所難免，肯請(qǐng)各位老師指正。 致謝 時(shí)光如電，歲月如梭，三年的大學(xué)生活即將結(jié)束，而我也即將離開可敬的老師和熟悉的同學(xué)踏入不是很熟悉的社會(huì)中去。在這畢業(yè)之際，作為一名工科院校的學(xué)生，做畢業(yè)設(shè)計(jì)是一件必不可少的事情。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常繁雜的工作，它涉及的知識(shí)非常廣泛，很多都是書上沒(méi)有的東西，這就要靠自己去圖書館查找自己所需要的資料；還有很多設(shè)計(jì)計(jì)算，這些都要靠自己運(yùn)用自己的思維能力去解決，可以說(shuō)，沒(méi)有一定的毅力和耐心是很難完成這樣復(fù)雜的工作。 在學(xué)校中，我主要學(xué)的是理論性的知識(shí)，而實(shí)踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次總演練。畢業(yè)設(shè)計(jì)不但把我以前學(xué)的專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的連貫起來(lái)，也使我在溫習(xí)舊知識(shí)的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識(shí)；這不但提高了我們解決問(wèn)題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 由于本人資質(zhì)有限，很多知識(shí)掌握的不是很牢固，因此在設(shè)計(jì)中難免要遇到很多難題，在有課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)及老師的不時(shí)指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下，克服了一個(gè)又一個(gè)的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)日趨完善。畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然很辛苦，但是在設(shè)計(jì)中不斷思考問(wèn)題，研究問(wèn)題，咨詢問(wèn)題，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時(shí)也汲取了更完整的專業(yè)知識(shí)，鍛煉了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力，使我受益匪淺，我相信這些經(jīng)驗(yàn)對(duì)我以后的工作一定有很大的幫助，而且也鍛煉我的吃苦耐勞的精神，讓我在這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)的社會(huì)里有立足之地。 最后，我衷心感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師于匯泳老師在這一段時(shí)間給予我無(wú)私的幫助和指導(dǎo)，并向你們致意崇高的敬意，以后到社會(huì)上我一定努力工作，不辜負(fù)你們給予我的知識(shí)和對(duì)我寄予的厚望！ 參考文獻(xiàn) ［1］楊占堯主編. 塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)[M]. 清華大學(xué)出版社. ［2］王孝陪主編. 塑料成型工藝及模具簡(jiǎn)明手冊(cè)[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2000 ［3］模具制造手冊(cè)編寫組. 模具制造手冊(cè)[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社. 1996 ［4］馮炳堯，韓泰榮，蔣文生主編. 模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)[M]. 上海科學(xué)技術(shù)出版社，1998 ［5］賈潤(rùn)禮，程志遠(yuǎn)主編. 實(shí)用注塑模設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 中國(guó)輕工業(yè)出版社. 2000 ［6］唐志玉主編. 模具設(shè)計(jì)師指南［J］. 國(guó)防工業(yè)出版社. 1999 ［7］屈華昌主編. 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社. 1995 ［8］黃毅宏主編. 模具制造工藝[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社. 1999 ［9］彭建聲主編. 簡(jiǎn)明模具工實(shí)用技術(shù)手冊(cè)[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社. 1993 30