工藝夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)19常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院塑件工藝分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 1 頁(yè) 目 錄 第一章 概論 1 1.1 注射模塑原理 1 1.2 塑件的工藝性分析 1 1.3 塑料件的設(shè)計(jì)原則 1 1.4 塑料制件的選材 2 1.5 塑件工藝分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 第二章 模塑工藝規(guī)程的編制 3 2.1 塑件的工藝性分析 4 2.2 計(jì)算塑件的體積和重量 4 2.3 塑件注塑工藝參數(shù)的確定 5 第三章 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 3.1 分型面選擇 5 3.2 確定型腔的排列方式 6 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 2 頁(yè) 3.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 3.4 側(cè)向分型機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 第四章 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算 13 4.1 型腔 和型芯工作尺寸計(jì)算 13 4.2 型腔側(cè)壁厚度和底板厚度計(jì)算 17 4.3 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 18 第五章 模具主要零件的設(shè)計(jì)及選用 20 5.1 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用 20 5.2 澆口套的設(shè)計(jì) 21 5.3 推桿的選用 22 5.4 彈簧的選用 23 第六章 模具參數(shù)的相關(guān)校核 24 6.1 注塑機(jī)最大注塑量校核 24 6.2 與注塑機(jī)拉桿面積的校核 24 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 3 頁(yè) 6.3 模具閉合高度校核 24 6.4 開(kāi)模行程校核 24 第七章 繪制模具的總裝圖和非標(biāo)零件圖 25 第八章 模具的裝配工藝 26 8.1 模具的裝配方法 26 8.2 模具組裝及組裝工藝 26 8.3 塑料注射模具組裝工藝 27 8.4 模具的總裝與調(diào)試 28 第九章 部分零件的數(shù)控加工 31 9.1 動(dòng)模型芯的加工 31 9.2 動(dòng)模座板的加工 32 參考文獻(xiàn) 37 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 4 頁(yè) 第一章 概論 1.1 注射模塑原理 注射成型的原理是將顆粒狀或粉末狀的塑料從注塑機(jī)的料斗送進(jìn)加熱的料筒中，經(jīng)過(guò)加熱熔化呈流動(dòng)狀態(tài)后，在柱塞或螺桿的推動(dòng)下，融熔塑料被壓縮并向前移動(dòng)，進(jìn)而通過(guò)料筒前端的噴嘴以很快的速度注入溫度較低的閉 合模腔中，充滿型腔的熔料在受壓的情況下，經(jīng)冷卻固化即可保持模具型腔所賦予的形狀，然后開(kāi)模分型獲得成型塑件。這樣在操作上完成了一個(gè)成型周期，以后不斷的重復(fù)上述周期的生產(chǎn)過(guò)程。通常，一個(gè)成型周期從幾秒鐘到幾分鐘不等，時(shí)間的長(zhǎng)短取決于塑件的大小、形狀、和厚度、模具的結(jié)構(gòu)、注塑機(jī)的類型及塑料的品種和成型工藝條件等因素。每個(gè)塑件的重量可從 小于 1g到數(shù)十千克不等，視注射機(jī)的規(guī)格及塑件的需要而定。 1.2 塑件的工藝性分析 塑件的工藝性就是塑件對(duì)成型加工的適應(yīng)性。塑件工藝性的好壞不但關(guān)系到塑件能否順利成型，也關(guān)系到塑件的 質(zhì)量以及塑料模具結(jié)構(gòu)是否經(jīng)濟(jì)合理。塑件工藝性的好壞主要取決于塑件設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)塑件時(shí)不僅要滿足使用要求，而且要符合成型工藝特點(diǎn)，并盡可能簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。這樣，不僅能保證成型工藝順利實(shí)施，提高產(chǎn)品質(zhì)量，又能提高生產(chǎn)率，降低成本。 在設(shè)計(jì)塑件時(shí)，必須考慮以下一些因素： （ 1）成型方法 不同的成型方法對(duì)其塑件的工藝性要求不同。 （ 2）塑料的成型工藝性能 如流動(dòng)性，收縮率等。 （ 3）塑料的使用性能 塑料的尺寸、公差、結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)與塑件的物理性能、力學(xué)性能等相適應(yīng)。在保證使用性能的前提下，力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壁 厚均勻、使用方便。 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 5 頁(yè) （ 4）模具結(jié)構(gòu)及加工工藝性 塑料的形狀應(yīng)有利于簡(jiǎn)化模具的結(jié)構(gòu)，要考慮模具零件尤其是成型零件的加工工藝性。 塑料工藝性設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：尺寸、精度、表面質(zhì)量、結(jié)構(gòu)形狀、螺紋、齒輪、嵌件等。 1.3 塑料件的設(shè)計(jì)原則 塑料件的設(shè)計(jì)原則是在保證使用性能、物理性能、力學(xué)性能、耐熱性能和耐腐蝕性能的前提下，盡量選用價(jià)格低廉和成型性能較好的塑料。同時(shí)還應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壁厚均勻、成型方便。在設(shè)計(jì)塑件時(shí)，還應(yīng)該考慮其模具的總體結(jié)構(gòu)，使其模具易于加工制造，模具的抽芯結(jié)構(gòu)和推出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。塑件形狀有利 于模具分型、排氣、補(bǔ)縮和冷卻。此外，在塑件成型后盡量不再進(jìn)行機(jī)械加工。 1.4 塑料制件的選材 塑料制件的選材應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面，以判斷其是否滿足使用要求。 （ 1） 塑料的力學(xué)性能，如強(qiáng)度、剛度、韌性、彈性、彎曲性能、沖擊性能以及對(duì)應(yīng)力的敏感性。 （ 2） 塑料的物理性能，如對(duì)環(huán)境溫度變化的適應(yīng)性、絕熱或電氣絕緣的程度、精加工和外觀的完美程度等。 （ 3） 塑料的化學(xué)性能，如對(duì)接觸物（水、溶劑、油、藥品）的耐性以及使用的安全性等。 （ 4） 必要的精度，如收縮率的大小及各向收縮率的差異。 （ 5） 成型工藝性，如塑 料的流動(dòng)性、結(jié)晶性、熱敏性等。 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 6 頁(yè) 1.5 塑件工藝分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 若要將聚合物加工成具有一定功能用途的塑料制件，除了要選用合適的塑料材料外還必須考慮塑料制件的加工工藝性。影響成形件誤差的主要原因是塑料收縮率的波動(dòng)、模具使用的磨損、成形制品脫模后的收縮、模具制造及裝配的誤差。 為了便于脫模，并防止脫模后刮傷制品表面，要求有一定的脫模斜度，脫模斜度的大小取決于塑料的收縮率、制品的形狀及厚度。制品上所有的角均采用圓角過(guò)渡，既安全又改善了熔體在型腔的流動(dòng)性，有利于充型，避免出現(xiàn)熔合線。 1.5.1 塑件成形方法 熱塑性塑料的成形方法主要有擠塑成形、注塑成形、壓塑成形、澆注成形等。本塑件采用注塑成形方法。 1.5.2 注塑成形塑件工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在注塑成形塑件設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該盡量避免凸凹臺(tái)，然而本塑件在側(cè)壁上有凸臺(tái)，所以其成形模具中必須設(shè)計(jì)側(cè)向分型抽芯結(jié)構(gòu)。 1.5.3 脫模斜度 塑件在模具塑成形過(guò)程中，塑料從熔融狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)狀態(tài)將會(huì)產(chǎn)生一定量的尺寸收縮，從而使塑件緊緊的包圍在模具型芯或型腔中的凸起部分，為此必須考慮塑件內(nèi)外壁有足夠的脫模斜度。查手冊(cè)得熱塑性塑料增強(qiáng)聚丙烯的脫模斜度為： 塑件內(nèi)表面 20 45。 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 7 頁(yè) 塑件外表面 25 45 綜合考慮本塑件的工藝特性，選用內(nèi)表面的脫模斜度為 30 外表面的脫模斜度為 40。 。 第二章 模塑工藝規(guī)程的編制 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的塑件是一個(gè)滾輪，其零件圖如圖所示。材料采用增強(qiáng)聚丙烯（本色），屬熱塑性塑料，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 R0 .5C0 .5R0 .5R0 .5R0 .515 0.00+0.112.525518 8+0.090.0010圖 2-1 零件圖（滾輪） 2.1 塑件的工藝性分析 2.1.1 塑件的原材料分析 塑件的材料采用增強(qiáng)聚丙烯（本色），屬熱塑性塑料。從使用性能上看，該塑料具有剛度好、耐水、耐熱性強(qiáng)，其介電性能與溫度和頻率無(wú)關(guān)，是理想的絕緣 材料；從成型性能上看，該塑料吸水性小，熔料的流動(dòng)性較好，成型容易，但收縮率大。另外，該塑料成型時(shí)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，冷卻系統(tǒng)速度不宜過(guò)快。 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 8 頁(yè) 2.1.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 （ 1）結(jié)構(gòu)分析 該零件的形狀為一直徑為 15mm的圓柱體，一側(cè)有直徑為 10mm高 5mm的通孔，另一側(cè)有一個(gè)直徑為 8mm高 20mm的通孔，兩側(cè)還有 2.5mm高的凸臺(tái)。因此，模具設(shè)計(jì)時(shí)必須設(shè)置側(cè)向分型機(jī)構(gòu)， 該零件屬中等復(fù)雜程度。 （ 2）尺寸精度分析 該零件尺寸為未注公差，按 MT5計(jì)算。 該零件重要尺寸有 15 11.000.0mm， 8 09.000.0mm，次重要尺寸 10 0.16mm，18 0.29mm， R0.5mm， 2.5 0.2mm， 20 0.22mm， 5 0.12mm， C0.5 等，該零件尺寸精度一般，對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以保證。從塑件的壁厚上來(lái)看，壁厚最大處為 5，最小處為 2.5，壁厚偏差為 2.5，由于塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，相關(guān)零件尺寸可以保證，有利于成型。 （ 3）表面質(zhì)量分析 該零件的表面除 15mm 0.11， 8mm 0.09兩處精度有要求外，沒(méi)有特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易實(shí)現(xiàn)。 綜合以上分析可以看出，注射時(shí)在工藝參數(shù)控制得較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。 2.2 計(jì)算塑件的體積和重量 2.2.1 計(jì)算塑件的體積 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 9 頁(yè) V 2.5（ 92 -42 ） +（ 7.52 -52 ） +（ 92 -52 ） +17.5（ 7.52 -42 ） 1085 3 3407 3 2.2.2 計(jì)算塑件的重量 查手冊(cè)得 ABS 的密度為 =1.04 /dm3 故塑件的重量為： W V 3407 1.04 103 3.54g 采用一模兩件的模具結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸、注射時(shí)所需壓力和工廠現(xiàn)有設(shè)備等情況，初步選用注射機(jī)為 XS-Z-60型。 2.3 塑件 注塑工藝參數(shù)的確定 參考工廠實(shí)際應(yīng)用的情況，增強(qiáng)聚丙烯的成型工藝參數(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。 注射溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度。 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 10 頁(yè) 料筒溫度：后段溫度 t1 選用 220； 中段溫度 t2 選用 240； 前段溫度 t3選用 260； 噴嘴溫度：選用 220； 注射壓力：選用 100MPa； 注射時(shí)間：選用 30s； 保 壓 ：選用 72MPa； 保壓時(shí)間：選用 10s； 冷卻時(shí)間：選用 30s。 第三章 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：分型面選擇、模具形腔數(shù)目的確定以及形腔的排列方式和冷卻水道的布局及澆口位置設(shè)置、模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、側(cè)向分型機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。 3.1 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。 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 11 頁(yè) 該零件為中空滾輪，表面質(zhì)量無(wú)有一定的要求，但要考慮側(cè)向分型機(jī)構(gòu)的抽出，若選擇如圖 3-1所示的分型方式既可降低模具的復(fù) 雜程度，減少模具加工難度又便于成型后出件。故選用如圖所示的分型方式比較合理。 圖 3-1 分型面的選擇 3.2 確定型腔的排列方式 本塑件在注射時(shí)采用一模兩件，即模具需要兩個(gè)型腔。綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度等因素?cái)M采用如圖 3-2所示的型腔排列方式。 采用如圖 3-2 所示的型腔排列方式的最大優(yōu)點(diǎn)是便于設(shè)置側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)，其缺點(diǎn)是熔料進(jìn)入型腔后到另一端的料流長(zhǎng)度較長(zhǎng)，但因本塑件較小，故對(duì)成型沒(méi)有太大影響。 3.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.3.1 主流道設(shè) 計(jì) 查表得 XS-Z-60 型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸； 噴嘴前端孔徑： d0 4； 噴嘴前端球面半徑： R0 12； 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 12 頁(yè) 圖 3-2 型腔排列方式 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系 R R0（ 1 2） d d0 (0.5 1) 取主流道 球面半徑 R 13； 取主流道的小端直徑 d 4.5 為了便于將凝料從主流道中拔出將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其斜度為 1 3，經(jīng)換算得主流道大端直徑 D 6.5。 為了使熔料順利進(jìn)入分流道，可在主流道 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 13 頁(yè) 出料端設(shè)計(jì)半徑 r 3.5的過(guò)度圓弧。 3.3.2 分流道設(shè)計(jì) 分流道的形狀及尺寸，應(yīng)根據(jù)塑件的體積、壁厚、形狀的復(fù)雜程度、注射速率、分流道長(zhǎng)度等因素來(lái)確定。本塑件的形狀不算太復(fù)雜，熔料填充型腔比較容易。根據(jù)型腔的排列方式可知分流道的長(zhǎng)度較短，為了便于加工，選用截面形狀為半圓形分流道，查表 5-9(塑料模設(shè)計(jì)及制造 P216)得分流道直徑為 4.8mm 9.5mm，取 5mm。 3.3.3 澆口設(shè)計(jì) 根據(jù)塑件的成型要求及形腔的排列方式，選用側(cè)澆口較為理想。 設(shè)計(jì)時(shí)考慮選擇從壁厚為 4處進(jìn)料，料由厚處往薄處流，而且在模具結(jié)構(gòu)上采用鑲拼式型腔、型芯，有利于填充、排氣。故采用截面為矩形的側(cè)澆口，查表（塑料模設(shè)計(jì)及制造 P230 表 5-17）初選尺寸為（ b l h） 2 0.75 1 ,試模時(shí)修正。如圖 3-1所示。 3.4 側(cè)向分型機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 本塑件具有凸沿，塑件不能直接從模具中脫出，此時(shí)需要將成型塑件側(cè)凹的模具零件做成活動(dòng)的，在 塑件脫模前先將側(cè)型芯從塑件上抽出，然后再?gòu)哪＞咧型瞥鏊芗?本模具采用斜滑塊分型與抽芯機(jī)構(gòu) R1.75 R2.5 6 30 2 1 0.75 圖 3-3 (A) 澆道與澆口尺寸 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 14 頁(yè) 圖 3-3 (B) 澆注系統(tǒng)示意圖 3.4.1 斜滑塊的止動(dòng)問(wèn)題 因斜滑塊常設(shè)置在動(dòng)模，這就要求塑件對(duì)模部分的包緊力大于定模部分。但有時(shí)由于塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，塑件對(duì)定模部分的包緊力可能大于動(dòng)模部分，此時(shí)若不考慮斜滑塊的止動(dòng)問(wèn)題，則開(kāi)模時(shí)斜滑塊可能被定模帶動(dòng)，從模套中滑出， 使塑件損壞或留在定模無(wú)法取出。如圖 3-4所示。 3.4.2 塑件位置的合理選擇 塑件在斜滑塊中的位置是否合理，對(duì)能否順利脫模關(guān)系很大。如圖 3-5a所示，成型塑件孔的型芯設(shè)在定模，開(kāi)模時(shí)型芯首先從塑件中抽出，然后推桿推動(dòng)斜滑塊分型，這樣塑件必然會(huì)黏附在附著力較大的斜滑塊這邊，使塑件不易脫出。在圖 3-5b中，塑件調(diào)頭，使型芯設(shè)在動(dòng)模上，因有較長(zhǎng)型芯定向，所以塑件能很順利地從模內(nèi)脫出。 3.4.3 斜滑塊的導(dǎo)滑形式 本模具采用的斜滑塊的導(dǎo)滑形式如圖 3-6所示。 3.4.4 斜滑塊的導(dǎo)向斜度和頂出高度 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 15 頁(yè) 因斜滑塊 和凸臺(tái)的剛性較好，故斜滑塊的導(dǎo)向斜角可比斜銷的斜角取的大一些，但不宜超過(guò) 30，根據(jù)抽芯距和頂出高度確定。斜滑塊的頂出高度 l不宜過(guò)大，一般不超過(guò)導(dǎo)滑長(zhǎng)度的 L的 2/3，如圖 2-7 所示。本模具的推出高度為 25mm。 斜角是斜滑塊主要技術(shù)數(shù)據(jù)之一，它與抽拔力以及抽芯距有直接關(guān)系，一般取 15 25，這里取 22。 3.4.5 斜滑塊的裝配要求 為保證斜滑塊在合模時(shí)拼合緊密，在注射成型時(shí)不產(chǎn)生溢料，要求斜滑塊在裝配后底部與模套之間留有 0.2 0.5mm，以保證當(dāng)斜滑塊與模套的配合面有磨損時(shí)，還能保持緊 密的拼合，如圖 3-8所示。 圖 3-4開(kāi)模時(shí)止動(dòng)斜滑塊的方法 1推桿 2型芯 3斜滑塊 4錐形模套 5止動(dòng)釘 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 16 頁(yè) （ a） （ b） 圖 3-5 塑件位置的合理選擇 圖 3-6斜滑塊的導(dǎo)滑形式 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 17 頁(yè) 圖 3-7 斜滑塊的頂出高度 圖 3-8 斜滑塊與模套的配 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 18 頁(yè) 第四章 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算 該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量來(lái)進(jìn)行計(jì)算。 查表（塑料模設(shè)計(jì)及制造 附錄 C）得增強(qiáng)聚丙烯的收縮率為 S 0.4 0.8，故平均收縮率 Scp（ 0.4 0.7） /2 0.6，模具制造公差取 z /3。（中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典 P373 表 9.4-5） 。 4.1 型腔和型芯 工作尺寸計(jì)算 塑件尺寸： 15 11.000.0mm， 8 09.000.0mm， 10 0.24mm， 18 0.19mm， R0.5mm，2.5 0.2mm， 20 0.32mm， 5 0.12mm， C0.5， 20 0.22 型腔是成型塑件外形的模具零件，其工作尺寸屬包容尺寸，在使用過(guò)程中型腔的磨損會(huì)使包容尺寸逐漸的增大。所以，為了使得模具的磨損留有修模的余地以及裝配的需要，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，包容尺寸盡量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差。 4.1.1 型腔直徑的計(jì)算 D D塑（ 1 k）（ 3/4） Z0（塑料模具設(shè)計(jì) P95 6-1） 式中： D塑 塑件外形公稱直徑； K 塑料的平均收縮率； 塑件的尺寸公差； 模具制造公差，取塑件相應(yīng)尺寸公差的 1/3 1/6。 塑件型腔直徑尺寸的計(jì)算 : 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 19 頁(yè) 15 11.00化為 15.11011.0D D塑（ 1 k）（ 3/4） Z0 15.11（ 1 0.006） 3/4 0.11 3/11.00 15.11816 037.007.5 055.00化為 7.5550055.0D D塑（ 1 k）（ 3/4） Z0=7.555（ 1 0.006） 3/4 0.055 3/055.00=7.55908 0183.0018 0.19化為 18.19038.0D D塑（ 1 k）（ 3/4） Z0 18.19（ 1 0.006） 3/4 0.38 3/38.00 18.01414 127.009.095019.0D D塑（ 1 k） （ 3/4） Z0 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 20 頁(yè) =9.095（ 1 0.006） 3/4 0.19 3/19.00=9.00707 063.004.1.2 型腔的深度尺寸計(jì)算： H H塑（ 1 k） (2/3) Z0（塑料模具設(shè)計(jì) P95 6-2） 式中： H塑 塑件高度方向的公稱尺寸 。 塑件型腔深度尺寸計(jì)算： 2.5 0.2化為 2.704.0H H塑（ 1 k） (2/3) Z0 2.7（ 1 0.006） 2/3 0.4 3/4.00 2.44953 13.0020 0.32化為 20.32064.0H H塑（ 1 k） (2/3) Z0 20.32（ 1 0.006） 2/3 0.64 3/64.00 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 21 頁(yè) =20.015253 213.004.1.3 型芯直徑的計(jì)算 d d塑（ 1 k） +（ 3/4） 0Z（塑料模具設(shè)計(jì) P95 6-3） 其中 d塑 塑件孔的公稱直徑 塑件型芯直徑尺寸的計(jì)算 : 8 09.00d d塑（ 1 k） +（ 3/4） 0Z 8 (1 0.006) 3/4 0.0903/09.0 7.98050003.010 0.24化為 9.76 48.00d d塑（ 1 k） (3/4) 9.76 (1 0.006) (3/4) 0.4803/48.0 9.45856016.0 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 22 頁(yè) 4.1.4 型芯的高度尺寸計(jì)算 h h塑（ 1 k） +（ 2/3） 0Z式中： h塑 塑件孔深度方向的公稱尺寸。 塑件型芯高度尺寸計(jì)算： 20 0.22化為 19.78 44.00h h塑（ 1 k） +（ 2/3） 0Z 19.78（ 1 0.006） 2/3 0.4403/44.0=19.6053460146.05 0.12化為 4.88 24.00h h塑（ 1 k） +（ 2/3） 0Z 4.88（ 1 0.006） 2/3 0.2403/24.0=4.74928008.04.1.5 整理表格 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來(lái)進(jìn)行計(jì)算。 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 23 頁(yè) 查表得增強(qiáng)聚丙烯的收縮率為 Q=0.4-0.8%,故平均收縮率為 cpQ=（ 0.4+0.8） %/2=0.6%，考慮到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差取 z= /3。 表 4-1 型腔、型芯工作尺寸的計(jì)算 類別 序號(hào) 模具零件名稱 塑件尺寸 計(jì)算公式 型腔或型芯的工作尺寸 型腔的計(jì)算 1 左側(cè)滑塊型腔 7.5550055.0D D塑（ 1 k）（ 3/4） Z07.559 0183.009.095019.09.007 063.002.704.0H H塑（ 1 k） (2/3) Z02.45 13.0020.32064.020.015 213.002 右側(cè)滑塊型腔 7.5550055.0D D塑（ 1 k）（ 3/4） Z07.559 0183.009.095019.09.007 063.002.704.0H H塑（ 1 k） （ 2/3） Z02.45 13.0020.32064.020.015 213.00 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 24 頁(yè) 型芯的計(jì)算 1 動(dòng)模型芯的計(jì)算 8 09.00d d塑 （ 1 k） +（ 3/4） 0Z 7.9810003.019.78 44.00h h塑 （ 1 k） +（ 2/3） 0Z 19.6050146.02 定模型芯的計(jì)算 9.76 48.00d d塑 （ 1 k） +（ 3/4） 0Z 9.459016.04.88 24.00h h塑 （ 1 k） +（ 2/3） 0Z 4.749008.04.2 型腔側(cè)壁厚度和底板厚度計(jì)算 4.2.1 動(dòng)模型腔側(cè)壁厚度計(jì)算 動(dòng)模型腔為組合式圓形型腔的結(jié)構(gòu)。當(dāng)型腔受到熔體的高 壓作用時(shí)，其內(nèi)徑將增大，使側(cè)壁與底板之間產(chǎn)生縱向間隙，間隙值超過(guò)塑料產(chǎn)生溢料的允許間隙時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生溢料， 形成飛邊。當(dāng)內(nèi)徑 r86mm時(shí)，按強(qiáng)度公式計(jì)算可得到型腔壁厚。 h 1p2r （塑料模設(shè)計(jì)及制造 P111 3-35） 其中： h 型腔側(cè)壁厚度（）； 模具材料的許用應(yīng)力，一般常用的模具鋼 =200MPa； 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 25 頁(yè) P 型腔內(nèi)熔體的壓力，取 40MPa； r 型腔內(nèi)半徑（ mm）這里為 9mm 代入公式 計(jì)算： h7.31 考慮到還要安裝斜滑塊機(jī)構(gòu)，故取動(dòng)模板為 150mm 150mm 50mm。 4.2.2 動(dòng)模型腔底板厚度計(jì)算 按強(qiáng)度計(jì)算，最大應(yīng)力也在中心，底板厚度 H（ mm）為 Hpr22.1 2 （） （塑料模設(shè)計(jì)及制造 P111 3-37） 其中： H 動(dòng)模型腔底板厚度（）； 模具材料的許用應(yīng)力，一般常用的模具鋼 =200MPa； P 型腔內(nèi) 熔體的壓力，取 40MPa； r 型腔內(nèi)半徑（ mm）這里為 9mm 代入公式計(jì)算： 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 26 頁(yè) H20094022.1 2 4.46 考慮到模具的整體結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)，取 H=15mm 動(dòng)模型芯固定板尺寸為 150mm 150mm 15mm。 支撐板尺寸為 150mm 150mm 15mm。 4.3 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 本塑件在注塑成型時(shí)不要求有太高的模溫因而在模具上可不設(shè)加熱系統(tǒng)，是否需要冷卻系統(tǒng)可以做如下的設(shè)計(jì)計(jì)算。 設(shè)定模具平均工作溫度為 40，用常溫 20的水作為模具冷 卻介質(zhì)，其出口溫度為 30，產(chǎn)量為 (粗算每 2 min 1套 )0.26kg/h。 4.3.1 塑件在硬化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量 Q3查塑料模設(shè)計(jì)及制造表 3-26 得增強(qiáng)聚丙烯的單位熱流量為 59 104 J/kg1 Q3 WQ2 0.26 59 104 J/kg 15.34 104 J/kg 4.3.2冷卻水的體積流量 V 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 27 頁(yè) 由式 3-41得 V)( 21 1ttcWQ（塑料模設(shè)計(jì)及制造 P151 3-41） 式中 V 冷卻介質(zhì)的體積流量（ m3 /min） ； W 單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料重量（ kg/min） ； Q1 塑件在凝固時(shí)所放出的熱量（ J/kg） ； 冷卻介質(zhì)的密度 （ /mm3 ） ； c 冷卻介質(zhì)的比熱容 J/（ C） ； t1 冷卻介質(zhì)的出口溫度（）； t2 冷卻介質(zhì)的進(jìn)口溫度（）； 代入數(shù)據(jù) V)( 21 1ttcWQ）（ 203010187.410 /6 0101 5 .3 4 334 0.61 104 mm3 /min 查塑料模設(shè)計(jì) 及制造 P153表 3-27可知所需的冷卻水管直徑非常小。 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 28 頁(yè) 由上述計(jì)算可知，因?yàn)槟＞呙糠昼娝璧睦鋮s水體積流量很小，故可不設(shè)冷卻系統(tǒng)，依靠空冷的方式冷卻模具即可。 第五章 模具主要零件的設(shè)計(jì)及選用 5.1 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 29 頁(yè) 根據(jù)塑料模具設(shè)計(jì)附錄 B所提供的模架圖選模架型號(hào)為： LMK/大水口 1515-AI-25-50-60模架結(jié)構(gòu)圖所示。 圖 5-1 LMK/大水口 1515-AI-25-50-60模架 5.2 澆口套的設(shè)計(jì) 注塑機(jī)噴 嘴口直徑為 4，根據(jù)塑料模具設(shè)計(jì) P47 表 4-1推薦尺寸設(shè)計(jì)進(jìn)料口直徑為 4.5mmI型澆口套。具體結(jié)構(gòu)見(jiàn) 5-2 圖。 沉孔11 深6. 54- 6. 5R19A0.80.40.816 +0.001+0.0120.02 A1.6R33350R0.5C24. 51.655C10.8R13-0.20-0.100. 02010+0.05圖 5-2 I型澆口套 5.3 推桿的選用 5.3.1 脫模力的計(jì)算 脫模力公式： c ossinf1 ta nfc osFF 正脫 而正F=pA 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 30 頁(yè) 示中 p因塑件收縮對(duì)型芯產(chǎn)生的單位正壓力（ MPa），一般 p=12 20MPa。取p=20MPa； A塑件包緊型芯的側(cè)面積； f摩擦系數(shù)，一般取 f 0.15 1.0。取 f=1.0； 脫模 斜度，一般取 30 45。取 =30 帶入公式計(jì)算正F=20（ 2 4 20+2 5 5） =13188N 脫F= 5.0c o s5.0s inf1 1ta n11c o s13188 ）（=01745.1 829.12955=12733.6N 5.3.2 圓形推桿的直徑計(jì)算 圓形推桿的直徑可根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式計(jì)算 d= 412nEFLK 脫 示中： d推桿的直徑（ mm） 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 31 頁(yè) L推桿的長(zhǎng)度（ mm） 脫F塑件的脫模力（） N推桿數(shù)量 安全系數(shù)，取 1.5 彈性模量（ a）碳素綱取為 2.1 105 MPa 帶入公式計(jì)算的： d=1.5452101.246.1273375 =3.038mm 推桿直徑確定后，還應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校核 dnF4壓脫示中： 壓推桿材料的許用壓應(yīng)力 選擇推桿直徑為 12mm，實(shí)際使用時(shí)把原模架帶 有復(fù)位桿拆下當(dāng)推桿用，推動(dòng)斜滑塊向上移動(dòng)，靠斜滑塊上表面與定模的接觸實(shí)現(xiàn)模具復(fù)位。 5.4 彈簧的選用 彈簧的工作載荷： c ossinf1 ta nfc osFF 正脫 而正F=pA 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 32 頁(yè) 正F=20 2 5 5 =3140N 脫F= 1c o s1s inf1 1ta n11c o s3 1 4 0 ）（=0174.1 72.3084=3033.1N 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)計(jì)算所的彈簧為 1mm 12mm 20mm （ GB2089-80） 第六章 模具參數(shù)的相關(guān)校核 6.1 注塑機(jī)最大注塑量校核 注塑機(jī)的最大注塑量應(yīng)大于制品的質(zhì)量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機(jī)的實(shí)際注塑量最好在最大注塑量的 80。所以，選用的注塑機(jī)最大注塑量應(yīng)滿足 0.8M機(jī) M塑件 M澆式中： M機(jī) 注塑機(jī)的最 大注塑量， g； M塑件 塑件的體積， g；該零件 M塑件 3.54g 2=7.08g 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 33 頁(yè) M澆 澆注系統(tǒng)體積， g；該零件 M澆 2.88g 故 M機(jī)8.0 澆塑件MM 8.0 88.208.7 12.45g 此處選定的注塑機(jī)注塑量為 60g,所以滿足要求。 6.2 與注塑機(jī)拉桿面積的校核 模具閉合高度長(zhǎng)寬尺寸要與注塑機(jī)模板尺寸的拉桿間距相適應(yīng)， XS-Z-60型注塑機(jī)的拉桿面積是 250mm 250mm，模具長(zhǎng)寬拉桿面積 即 200mm 200mm 250mm 250mm 故滿足要求。 6.3 模具閉合高度校核 其中 A板和 B 板分別在加工時(shí)銑掉 5mm， A、 B板間還有 0.5mm 的裝配高度，支撐板銑掉 15mm，另加工一片 15mm的動(dòng)模型芯固定板，故模具的總高為 195.5mm 模具實(shí)際厚度 H模 195.5； 注射機(jī)所允許模具的最小厚度為 H最小 70，最大厚度為 H最大=200mm。 本模具 H最大 H模 H最小，故滿足要求。 6.4 開(kāi)模行程校核 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 34 頁(yè) 所選注塑機(jī)的最大行程與模具厚度有關(guān)，故注塑機(jī)的開(kāi)模行程應(yīng)滿足下式 S機(jī) H1 H2 （ 5 10） 式中： H1 推出距離，； H2 包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，； S機(jī) 注塑機(jī)最大開(kāi)模行程，。 因?yàn)?H1 H2 （ 5 10） 25 65 10 100mm 而 XS-Z-60型注塑機(jī)的最大開(kāi)模行程為 180mm，故滿足要求。 第七章 繪制模具的總裝圖和非標(biāo)零件圖 本模具的相關(guān)圖紙見(jiàn)附件 本模具的工作原理：模具安裝在注塑機(jī)上，定模部分固定在注射機(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，注射機(jī)通過(guò)噴嘴將熔料經(jīng)流通注入型腔，經(jīng)保壓，冷卻成型后塑件成型。開(kāi)模時(shí)動(dòng)模部分隨動(dòng)板一起運(yùn)動(dòng)漸漸將分型面打開(kāi)，在分型面打開(kāi)到 100mm 時(shí)，動(dòng)模運(yùn)動(dòng)停止，在注塑機(jī)頂出裝置的作用下推桿推動(dòng)斜滑塊漸漸滑出動(dòng)模板，斜滑塊兩側(cè)分型，帶動(dòng)塑件脫出動(dòng)模形芯，當(dāng)推桿 推至 25mm時(shí)停止。 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 35 頁(yè) 合模時(shí)，隨著分型面的閉合，止動(dòng)釘接觸到斜滑塊上表面使其漸漸滑回動(dòng)模板中，斜滑塊下表面推動(dòng)推桿使推板完成復(fù)位。 第八章 模具的裝配工藝 模具裝配時(shí)要求相鄰裝配單元之間的配合與聯(lián)接均需要按裝配工藝確定的裝配基準(zhǔn)進(jìn)行定位與固定，以保證其間的配合精度和位置精度，從而保證型芯與型腔間能精密均勻的配合和定位，開(kāi)合運(yùn)動(dòng)及側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)與推出脫模機(jī)構(gòu)都能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)的精確性。 具體的工藝要求： （ 1）通過(guò)裝配與調(diào)整，使裝配尺寸鏈的精度能夠完全滿足密封性的要求； （ 2）裝配完成的模具其塑料注射完全滿 足規(guī)定的要求； （ 3）壽命期限可以達(dá)到預(yù)先規(guī)定的數(shù)值和水平等。 8.1 模具的裝配方法 8.1.1 配作法 在零件加工時(shí)需對(duì)配作及裝配有關(guān)的必要部位進(jìn)行高精度加工而孔位精度需由鉗工配作來(lái)保證：在裝配時(shí)，由配作使各零件裝配后的相對(duì)位置保持正確關(guān)系，如在導(dǎo)套與導(dǎo)柱的裝配及圓柱銷的裝配等； 8.1.2 直接裝配法 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 36 頁(yè) 零件的型孔、型面及安裝孔。單件按圖樣要求加工裝配時(shí)，按圖樣要求把各零件連接在一起，如在動(dòng)模板、定模板、墊塊、動(dòng)模墊板之間的裝配均采用直接裝配法。 8.2 模具組裝及組裝工藝 塑料注塑模 結(jié)構(gòu)主要取決于塑件的形狀與結(jié)構(gòu)要素。 塑料注射模具使用過(guò)程： 精確合模 塑料注射 塑件冷卻成形 開(kāi)模主分型 側(cè)向分型抽芯 塑件脫模。 同時(shí)為適應(yīng)塑件注射成型條件，還必須設(shè)置有合理的塑料注射流道元器件，諸如： （ 1）定位、導(dǎo)向元件與配合副。包括：導(dǎo)柱與導(dǎo)套副等； （ 2）旁側(cè)向分型抽芯與配合副。 （ 3）塑件脫模、復(fù)位元件和結(jié)構(gòu)。包括：推桿、推板等； （ 5）澆口套等； （ 6）塑料注射模裝配，一般分為組裝定模組合和組裝動(dòng)模組合單元。其中，定模裝配單元又主要由動(dòng)模板與型芯裝配完之后再與動(dòng)模墊板一起裝配構(gòu)成動(dòng)模裝配單元。 8.3 塑料注射模具組裝工藝 8.3.1 模架與零件裝配具體工藝 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 37 頁(yè) 根據(jù) GB/T 12554-1990 以及 GB/T 12555.2-1990 與 GB/T12556.2-1990.塑料注射模技術(shù)條件，模架與零件技術(shù)條件是進(jìn)行注射模組裝的依據(jù)。具體工藝要求如下： （ 1）裝配前必須檢查所有零件 的基準(zhǔn)面，尺寸配合與形狀位置公差精度要求，表面粗糙度以及材料、熱處理硬度等均需達(dá)到圖紙上的要求；符合工藝質(zhì)量技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并需滿足設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)的要求，其中定動(dòng)模板的上下安裝面色平行度偏差。安裝面對(duì)其上的導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝孔軸線的垂直度以及上下模分型面合模后的帖合間隙或溢料間隙等裝配工藝參數(shù)。 注塑模具裝配參數(shù)與要求：（模具制造工藝與裝備 P427） a）動(dòng)、定模板上、下平面的平行度 400 mm的模架精度等級(jí)選用 IT6級(jí)精度； b）主分型面閉合面的貼合間隙為 0.3mm; c) 模板基準(zhǔn)面移位偏差 0.06 mm; （ 2) 裝配時(shí)，須輔以精飾加工或進(jìn)行調(diào)整修正，以滿足裝配工藝質(zhì)量與使用性能要求： a) 分型面不應(yīng)該有螺紋孔和錐度孔； b) 滑塊運(yùn)動(dòng)應(yīng)該平穩(wěn)，合模時(shí)滑塊應(yīng)該楔緊。開(kāi)模后，通過(guò)調(diào)節(jié)行程螺釘距離來(lái)保證斜導(dǎo)柱的復(fù)位準(zhǔn)確可靠； c) 注射流道表面粗糙度 8.0Ra m，以免增加流動(dòng)阻力。影響塑料的注射速度。 8.3.2 定模組裝 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 38 頁(yè) 定模組裝即定模裝配單元由定模座板與型腔板組成。 （ 1）定模座板 ：在座板的中間安裝有澆口套與注塑機(jī)噴嘴對(duì)正定位 并安裝于注射機(jī)的安裝板上。 （ 2）定模板：將定模型芯壓入定模板內(nèi)。 （ 3）固定連接采用內(nèi)六角螺釘； 8.3.3 動(dòng)模組裝 動(dòng)模組合，即動(dòng)模裝配單元其基礎(chǔ)為動(dòng)模座板，在動(dòng)模板、動(dòng)模墊板、墊塊之間則采用內(nèi)六角螺釘聯(lián)接，以便于撤開(kāi)。 動(dòng)模座板中的推件裝置，即由推桿固定板、推板、推桿等組成。 8.4 模具的總裝與調(diào)試 前面的模具裝配技術(shù)條件與要求，模具標(biāo)準(zhǔn)件，模具裝配中的定位、聯(lián)接與固定和模具裝配單元的組裝為模具的總裝與調(diào)試創(chuàng)造了條件。 8.4.1 總裝技術(shù)條件與要求 （ 1）檢查裝配單元，即檢查定模組合和動(dòng)模組合的 尺寸配合與位置精度。 A、 B板分型面形狀偏差與表面粗糙度要求；并檢查動(dòng)模組合定位、聯(lián)接與固定的精確與可靠性。 （ 2）總裝技術(shù)要求： 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 37 頁(yè) 第 39 頁(yè) a) 合模后，