球形頂蓋塑料模具設(shè)計(jì)與制造

1、河南機(jī)電高等專科學(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)球形頂蓋塑料模具設(shè)計(jì)與制造緒 論模具乃工業(yè)的基礎(chǔ)，隨著工業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)品的品種和數(shù)量不斷增加，使模具的需求也不斷增加，而對(duì)模具的質(zhì)量要求也越來(lái)越高。因此設(shè)計(jì)出合格的模具關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，關(guān)系到社會(huì)主義的建設(shè)，關(guān)系到全面“全面建設(shè)小康社會(huì)”的進(jìn)程！注塑成型是塑料成型的主要方法之一，用注塑成型方法加工的塑料制品，不僅可以成型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制品，而且制品精度高，質(zhì)量好，注塑成型的生產(chǎn)率也高。由于塑料的物理性能化學(xué)性能與其它材料不同，因此注塑塑料制品的設(shè)計(jì)與成型加工以及模具設(shè)計(jì)亦有它獨(dú)特的一面。要設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)合理，造型優(yōu)美，經(jīng)濟(jì)耐用的塑料制品，不但要考慮塑料本身

2、的特性，而且要考慮到塑料成型的工藝，模具的結(jié)構(gòu)，制品的使用環(huán)境以及制品的經(jīng)濟(jì)效益。為制得理想的模塑制品，除選用合適的塑料品種以外，還必須考慮塑料制品的模塑工藝性。塑料制品的模塑工藝性與模具設(shè)計(jì)有著密切的關(guān)系，然而模具是根據(jù)制品設(shè)計(jì)的，因此，制品設(shè)計(jì)能適應(yīng)模塑工藝要求，才能設(shè)計(jì)出合格的模具結(jié)構(gòu)。由此而見(jiàn)，根據(jù)模塑工藝要求設(shè)計(jì)制品關(guān)系到制品的順利制造，提高制品質(zhì)量和生產(chǎn)效率及降低成本等問(wèn)題。該制品為球形端蓋，材料是尼龍1010，屬于熱塑性塑料，從使用性能上看該塑料性質(zhì)堅(jiān)韌、耐磨、耐疲勞、耐油、耐水、抗霉菌，其尼龍1010半透明，吸水性較小，且熔點(diǎn)高。從成型工藝看，其屬于結(jié)晶型塑料，熔融溫度范圍窄，

3、且熱穩(wěn)定性能差，溫超過(guò)300、滯留30分鐘即分解，且流動(dòng)性能好，容易溢料，易發(fā)生“流涎現(xiàn)象”成型收縮率大，易發(fā)生縮孔、凹痕，所以成型條件要穩(wěn)定，料溫不宜超過(guò)300，應(yīng)該低模溫低料溫，高注射壓力以及采用白油脫模劑等措施。該制件的結(jié)構(gòu)特征可知:（1）其內(nèi)部有一倒鉤式凸臺(tái)，因此需要內(nèi)抽芯機(jī)構(gòu)，內(nèi)抽芯不同于一般的側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)，因?yàn)樗荒苡泻艽蟮某榘尉?，也很難利用開(kāi)模合模動(dòng)力。（2）由于制件外圍有一圓環(huán)凸緣，由此又需要二級(jí)脫模機(jī)構(gòu)，脫模機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)單與否對(duì)模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度和制造成本有很大的影響。（3）由于該材料為尼龍1010，其成型工藝比較復(fù)雜，根據(jù)本材料的成型工藝特性，設(shè)計(jì)合格的模具結(jié)構(gòu)和成型工藝

4、參數(shù)的選定是其又一個(gè)難點(diǎn)。（4）考慮到耗費(fèi)，成本，成型周期，生產(chǎn)效率及后序加工方面，要才用合適的澆注系統(tǒng)，根據(jù)當(dāng)前模具技術(shù)水平，選用效率高，耗費(fèi)低的無(wú)流道澆注系統(tǒng)較為方便；，因此設(shè)計(jì)和各的無(wú)流道模具又是本模具設(shè)計(jì)的一個(gè)核心?？偵纤?，根據(jù)材料的成型工藝特點(diǎn)，選定合適的注塑工藝參數(shù)，設(shè)計(jì)出合格的型腔型芯，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單可靠的內(nèi)抽芯機(jī)構(gòu)和二級(jí)脫模機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)高效率，低成本的無(wú)流道澆注系統(tǒng)是本設(shè)計(jì)的幾個(gè)關(guān)鍵所在，技術(shù)所在。1 塑件工藝性分析1. 1 設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作1.1.1明確設(shè)計(jì)任務(wù)和準(zhǔn)備必要的技術(shù)資料注塑模具設(shè)計(jì)工作必須以模具設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)作為依據(jù)，以設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)了解塑料制品的技術(shù)圖樣，生產(chǎn)綱領(lǐng)，使用技術(shù)要

5、求，以及設(shè)計(jì)時(shí)所要掌握的細(xì)節(jié)，注塑成型工藝規(guī)程以及對(duì)模具質(zhì)量要求和完成時(shí)間等內(nèi)容，明確設(shè)計(jì)任務(wù)后，通過(guò)必要的技術(shù)資料進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。1.1.2分析研究原始材料的工藝特性和成型性能 本設(shè)計(jì)為球形頂蓋，塑料件要求采用的材料為尼龍1010;尼龍為聚恓安代號(hào)為PA，它又是屬于工程材料，熱塑性塑料，機(jī)械強(qiáng)度高，可代替全金屬而用作工程材料的塑料。從使用性能上看該塑料性質(zhì)堅(jiān)韌、耐磨、耐疲勞、耐油、耐水、抗霉菌，其尼龍1010半透明，吸水性較小，且熔點(diǎn)高?！?】結(jié)晶型塑料，品種牌號(hào)很多，各品種的物性和成型性能也各有差異，應(yīng)按品種確定成型方法和工藝條件；【2】熔點(diǎn)高，熔融溫度較窄，熔融狀態(tài)下熱穩(wěn)定性差，故應(yīng)避免在

6、高溫機(jī)筒中停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；【3】容易吸溫，成型前需要預(yù)熱干燥，并應(yīng)防止干燥后再次吸溫成型時(shí)的含水量不應(yīng)得超過(guò)0.3，否側(cè)流動(dòng)性下降，制品容易出現(xiàn)氣泡和銀紋等缺陷；對(duì)于要求精度高的制件成型后，需做調(diào)濕處理，調(diào)濕后制件會(huì)發(fā)生尺寸脹大現(xiàn)象；【4】流動(dòng)性好，塑件間隙約為0.02，成型過(guò)程中容易發(fā)生塑料流延現(xiàn)象，采用螺桿或注塑機(jī)時(shí)，螺桿需帶止逆環(huán)，噴嘴宜用自鎖式結(jié)構(gòu)，并能對(duì)其加熱；【5】收縮值大，收縮率波動(dòng)范圍大，各向異性明顯，容易發(fā)生縮孔和變形等缺陷，成型條件應(yīng)穩(wěn)定；【6】熔體冷卻速度對(duì)結(jié)晶度和制品性能影響較大，故應(yīng)根據(jù)制品厚度等因素，正確選擇和控制模溫，模溫范圍20900C;模溫過(guò)低時(shí)容易產(chǎn)生縮孔和結(jié)

7、晶度等問(wèn)題；對(duì)伸長(zhǎng)率和透明度要求較高，對(duì)柔軟性要求較好的薄壁制品疫區(qū)較低模溫；對(duì)硬度和耐磨性要求較高以及在使用過(guò)程中要求變形較小的厚壁制件，易取較高模溫；【7】收縮量；縮孔和凹陷等問(wèn)題對(duì)成型工藝條件比較敏感，機(jī)筒溫度需要根據(jù)品種，制品形狀及注塑機(jī)類型設(shè)定，對(duì)于柱塞式注塑機(jī)，機(jī)筒易取較高溫度，但是一般不應(yīng)使料溫超過(guò)3000，受熱時(shí)間及應(yīng)不易超過(guò)30min，如果料溫過(guò)高，不僅收縮量大，而且還容易益料產(chǎn)生飛邊；【8】注塑壓力應(yīng)根據(jù)注塑機(jī)類型，料溫，制品形狀尺寸和澆注系統(tǒng)得特性等因素設(shè)定；注塑壓力過(guò)大時(shí)，雖可減少收縮值，但是容易出現(xiàn)溢料飛邊，且各向異性明顯；注塑壓力過(guò)低時(shí)，制品容易出現(xiàn)凹陷和波紋等缺陷

8、；【9】成型周期按制件壁厚等因素而定；壁厚大時(shí)，成型周期長(zhǎng)；壁厚小時(shí)，成型周期短；注塑時(shí)間及保壓時(shí)間對(duì)制件收縮，凹陷，變形，縮孔等缺陷影響較大，為了減少收縮，凹陷和縮孔，可以采用較低的模溫，料溫以及熔體粘度，同時(shí)可以提高注塑壓力，延長(zhǎng)注塑時(shí)間和保壓時(shí)間，并可以采用自由作為脫模劑；【10】澆注系統(tǒng)的形式及尺寸可與成型聚苯乙烯時(shí)相似，但是在增大澆道以及澆口截面尺寸，這樣可以改善縮孔和凹陷情況，設(shè)計(jì)模腔工作尺寸時(shí)，對(duì)于預(yù)定收縮率，一般要控制制件壁厚，但是在取壁厚要取較大值，薄壁取較小值，另外模溫分布應(yīng)均勻，同時(shí)還應(yīng)該設(shè)置排氣結(jié)構(gòu)，并防止益料產(chǎn)生飛邊；【11】 制件壁部不易過(guò)厚，應(yīng)該做到均勻，脫磨斜度

9、不易過(guò)?。ㄓ绕鋵?duì)于厚壁及深度高制件更應(yīng)如此）；從成型工藝看，其屬于結(jié)晶型塑料，熔融溫度范圍窄，且熱穩(wěn)定性能差，溫超過(guò)300、滯留30分鐘即分解，且流動(dòng)性能好，容易溢料，易發(fā)生“流涎現(xiàn)象”成型收縮率大，易發(fā)生縮孔、凹痕，所以成型條件要穩(wěn)定，料溫不宜超過(guò)300，應(yīng)該低模溫低料溫，高注射壓力以及采用白油脫模劑等措施！1.1.3分析制件的工藝性和注塑成型工藝規(guī)程對(duì)模具設(shè)計(jì)的要求塑件制品為球形端蓋，球形端蓋是通過(guò)中間的四方型芯以及周邊的圓與機(jī)身連接，為了更好的保證球形端蓋與機(jī)身的裝配關(guān)系與要求，周?chē)膱A裝配公差為0.1其余部分偏差值可按Js15，要求表面光滑，無(wú)毛刺，工作環(huán)境為一般； 從該塑料制件制品圖

10、形上可以看出，該制件的形狀結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜，但對(duì)尺寸大小，精度以及表面質(zhì)量要求較高；1.1.3.1 制品的尺寸制品尺寸的大小，主要取決于塑料品種的流動(dòng)性和注塑機(jī)的規(guī)格有關(guān)，在一定的設(shè)備和工藝條件下，流動(dòng)性好的塑料品種可以成型出較大尺寸的制品；反之，流動(dòng)性差的塑料及其薄壁塑料制件的尺寸不能設(shè)計(jì)的過(guò)大；本設(shè)計(jì)原料為尼龍1010，它的流動(dòng)性為一般，能滿足尺寸大小要求高；1.1.3.2 制品的尺寸精度 制品的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和模具的制造精度；該塑料的尺寸精度往往要求較高，應(yīng)在保證使用要求的前提下，經(jīng)可能選用等精度等級(jí)，本設(shè)計(jì)圓周的精度高和中間柱芯的高度以及大小精度要求：高為0.1，0.2，屬

11、于一般精度，其余為Js15屬于較低精度； 由于該零件尺寸未標(biāo)注，未注公差的精度按MT6計(jì)算，則零件圖中各個(gè)尺寸為1000.086， R14000.10，R 13500.10，7800.064，8800.074， 260.0180.018， 140.0270，600.02100.0230， 600.019， 30.0160。1.1.3.3 制品的形狀結(jié)構(gòu)制品的形狀結(jié)構(gòu)如圖所示為： 圖一 制品的形狀從圖上可以看出，形狀比較簡(jiǎn)單，但是尺寸不大。由于該工件的精度不高，對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工容易保證；還從零件的確厚來(lái)看,壁厚最大處為10MM，最薄處為5MM，壁厚較均勻，有利于零件的成型。根據(jù)塑件的

12、用途，工作環(huán)境，對(duì)塑件圖上制品形狀尺寸精度，以及表面粗糙度等要求，進(jìn)行綜合分析，可以知道該塑件的工藝性較好，比較容易注射成型。該表面沒(méi)有特別的要求，保證一般質(zhì)量即可，沒(méi)有缺陷，毛刺，內(nèi)部不得有導(dǎo)電雜質(zhì)，但尼龍1010的成型過(guò)程不穩(wěn)定，較復(fù)雜，要做好工藝安排。從零件圖上分析，該零件總體形狀為球形，在邊緣有一周凸緣，高位14MM，內(nèi)部有一倒鉤形凸臺(tái)，內(nèi)寬為直徑6MM，外寬為直徑10MM，零件為中心對(duì)稱形狀，因此該模具設(shè)計(jì)時(shí)要使用內(nèi)抽芯機(jī)構(gòu)和二級(jí)脫模機(jī)構(gòu)，成型該零件的模具屬于中等復(fù)雜程度的注塑模具結(jié)構(gòu)！注射成型工藝規(guī)程對(duì)模具設(shè)計(jì)的要求在設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)上無(wú)特殊要求，故此地不做特殊要求和說(shuō)明。1.1.3.4

13、 分析研究制品的生產(chǎn)綱領(lǐng)該注射成型制品的生產(chǎn)綱領(lǐng)屬于大批量生產(chǎn)，對(duì)于大批量生產(chǎn)，由于模具價(jià)格在整個(gè)生產(chǎn)費(fèi)用當(dāng)中，所占的比例較小，生產(chǎn)率和模具壽命問(wèn)題比較容易突出，因此在設(shè)計(jì)時(shí)可以使用自動(dòng)化程度較高的復(fù)雜模具結(jié)構(gòu)，以及對(duì)成型零部件采用較好的模具材料。1.2.計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量是為了選用注塑機(jī)及確定模具型腔數(shù)量。計(jì)算塑料制件的體積： V V1 + V2 + V3（其中圓角處尺寸可不預(yù)考慮在選取注塑機(jī)時(shí)適當(dāng)放大） 在計(jì)算定圓體積時(shí)可以利用公式計(jì)算如：頂圓體積=大球缺體積小球缺體積 V11/3H(3r-H)-h(3r-h) 1/3 × (3x14012)49×

14、(3×1357) 392503 V214（442392） 18243.43 V39× =4583 VV1+V2+V3 39250+18243.4+458 57951.43 57.95143 查模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)知：尼龍的密度為；1.05g/. M V 57.9514×1.05 60.84897g注：塑件的體積為：V ； 頂圓的體積為： V1 ；凸緣的體積為：V2 ； 內(nèi)凸臺(tái)的體積為：V3 ； 考慮實(shí)際情況，采用一模一腔的模具結(jié)構(gòu)，并初步選用XS-ZY-150的注塑機(jī)。1.3.塑件注塑工藝參數(shù)的確定 查閱相關(guān)資料及參考工廠實(shí)際情況，尼龍1010的成型工藝參數(shù)初步

15、選定為：（試模時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)） 查中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典，尼龍1010的滯流溫度為200，分解溫度為300，由此可以選定工藝參數(shù)為： 料筒溫度：后段：190-210 中段：200-220 前段：210-230 預(yù)熱：100-110，時(shí)間12-16S； 噴嘴溫度為：210-220 注塑壓力為：90MPa 注塑時(shí)間為：30S; 保壓：10S； 冷卻：20S； 高壓：5S； 總周期：120S：2.注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 注塑模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：分型面的選擇，模具型腔數(shù)目的確定，型腔的排列方式，冷卻水道布局，澆口位置的設(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.

16、分型面的選擇 模具設(shè)計(jì)的過(guò)程中分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)，復(fù)雜程度，模具的制造難易，模具的成本，應(yīng)根據(jù)分型面選擇的原則和塑件的成型要求選擇分型面。使型腔內(nèi)總壓力較大的方向與分型面垂直,因?yàn)樵谒芗⑸鋾r(shí)型腔內(nèi)各方向的壓強(qiáng)P相同，故某方向總壓力F=PxS, S為某方向的投影面積，當(dāng)S越大，則F越大，選擇總壓力較大的方向與分型面垂直，利用注射機(jī)的鎖模力來(lái)承受較大注射壓力。因此模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，否則需另設(shè)計(jì)鎖緊機(jī)構(gòu)，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本增加，加工周期延長(zhǎng)。    綜上所述，選擇注射模分型面影響的因素很多，總的要求是順利脫模，保證塑件技術(shù)要求，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單制造容易。當(dāng)選定一個(gè)分

17、型面方案后，可能會(huì)存在某些缺點(diǎn)，再針對(duì)存在的問(wèn)題采取其他措施彌補(bǔ)，以選擇接近理想的分型面。其分型面選擇如下圖所示： 圖二 分型面的選擇 此種分型制品的方位便于脫模，開(kāi)模后制品留在動(dòng)模部分，這樣便于利用成型設(shè)備脫模，同時(shí)降低了模具的復(fù)雜程度，減少模具加工難度又便于脫件，所以此種分型較為合理。2.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.2.1主流道設(shè)計(jì) 根據(jù)XS-Z-150型注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸 噴嘴前端孔徑： d0=4mm 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+（12）mm D=d0+(0.51)mm 取主流道的球面半徑： R=13mm 取主流道的小端直徑d=4.5mm為了方便

18、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13度經(jīng)換算得主流道大端直徑D=8.5mm，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。2.2.2主流道襯套的選取 為了提高模具的壽命在模具與注塑機(jī)頻繁接觸的地方設(shè)計(jì)為可更換的主流道襯套形式，選取材料為T(mén)8A，熱處理以后的硬度為5357HRC，主流道襯套和定模的配合形式為H7/m6的過(guò)渡配合。 圖三 主流套襯套2.2.3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，尼龍1010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

19、大端直徑D=8.5mm，則梯形可選用上底為b=5.5mm,高為h=8mm的截面。2.2.4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(kāi)排氣槽排氣，利用和模間隙排氣。由于線圈骨架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(kāi)設(shè)排氣槽。（PA塑料的最小不溢料間隙為0.04mm，間隙較小，再加上PA的流動(dòng)性較好，也不宜開(kāi)排氣槽。）由于該模具為單型腔生產(chǎn)，考慮到塑料的塑料的耗費(fèi)及成型周期以及后加工問(wèn)題，該澆注系統(tǒng)采用

20、無(wú)流道注塑模具澆注系統(tǒng)。由于該制件質(zhì)量體積都不小，所以成型周期不宜短，因此不宜采用井噴式熱流道模具，由于尼龍1010的成型部穩(wěn)定，又不能采用塑料絕熱延伸式噴嘴，設(shè)計(jì)分析，采用空氣絕熱式延伸式噴嘴成型系統(tǒng)。中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典說(shuō)明，延伸式噴嘴有標(biāo)準(zhǔn)件，但噴嘴設(shè)計(jì)加工都比較方便，可以根據(jù)模具的具體形式自行設(shè)計(jì)延伸式噴嘴及澆口襯套?？諝饨^熱的延伸式噴嘴，噴嘴通過(guò)直徑1MM，臺(tái)階長(zhǎng)度1MM左右的點(diǎn)澆口直接注入型腔。采用空氣絕熱時(shí)，噴嘴與型腔在澆口附近系直接接觸，因此有大量的熱從噴嘴傳向型腔。為了降低傳熱量，應(yīng)該減少二者的接觸面積，除澆口周?chē)鈱⑵溆嗟貐^(qū)留作空氣間隙。由于與噴嘴尖端接觸處的型腔壁很薄，容易被

21、噴嘴頂壞或變形，不能靠它來(lái)承受?chē)娮斓娜客屏Γ虼嗽趪娮炫c模具之間還設(shè)計(jì)有一環(huán)形的承壓面。2.3.抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)根據(jù)制件的結(jié)構(gòu)特征，其內(nèi)部有一倒鉤式小凸臺(tái)，成型后不易脫模，因此要設(shè)計(jì)已內(nèi)抽芯機(jī)構(gòu)；該內(nèi)抽芯不同于一般的外抽芯機(jī)構(gòu)，此機(jī)構(gòu)不允許有側(cè)向抽動(dòng)距離，斜道主斜導(dǎo)柱也不可靠，因此只能采用彈性抽芯機(jī)構(gòu)，所以要考慮分型型芯的往復(fù)左右運(yùn)動(dòng);同時(shí)，根據(jù)制件和模具特征，該抽芯機(jī)構(gòu)還要充當(dāng)二級(jí)脫模機(jī)構(gòu)和復(fù)位的任務(wù)。其結(jié)構(gòu)形式如圖所示：尺寸及結(jié)構(gòu)如圖所示，該抽芯結(jié)構(gòu)有固定的兩個(gè)擺桿1.2完成，當(dāng)模具在注塑時(shí)，其受內(nèi)壁的壓力處于閉合狀態(tài)，當(dāng)模具打開(kāi)，動(dòng)模后退，頂桿頂東向前推出時(shí)，由于內(nèi)芯的彈簧的頂力下，兩擺

22、桿張開(kāi)，內(nèi)凸臺(tái)脫出，完成抽芯任務(wù)；當(dāng)模具閉合時(shí)，定模推動(dòng)型芯端部使脫模機(jī)構(gòu)逐漸后退，運(yùn)動(dòng)到一定位置，動(dòng)模推動(dòng)推板使模具的脫模機(jī)構(gòu)最終達(dá)到初始位置，此時(shí)完成了整個(gè)抽芯脫模的工作。說(shuō)明：該擺桿形式的內(nèi)抽芯機(jī)構(gòu)比兩活塊形式的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，它很好的解決了活塊運(yùn)動(dòng)時(shí)的定位和運(yùn)動(dòng)的可靠性，但也存在一定的問(wèn)題，比如，兩擺桿外擺時(shí)擺桿超出了內(nèi)芯，這樣在抽芯和復(fù)位過(guò)程中兩擺桿的活動(dòng)量要受到限制，同時(shí)在復(fù)位時(shí)候兩擺桿會(huì)和定模產(chǎn)生接觸及摩擦，這樣會(huì)對(duì)擺桿的強(qiáng)度和表面質(zhì)量提出一定的要求，對(duì)定模內(nèi)表面也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。但此只是次要矛盾不會(huì)影響主要矛盾，如果把擺桿的活動(dòng)圓心設(shè)置在推桿中心會(huì)解決以上問(wèn)題，但會(huì)使推桿和內(nèi)芯

23、的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，強(qiáng)度也不易保證。該內(nèi)芯的外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為圓型，其制造過(guò)程要不方形復(fù)雜，打磨圓面時(shí)候也沒(méi)有平面簡(jiǎn)單，但圓型結(jié)構(gòu)比方形結(jié)構(gòu)在配合和運(yùn)動(dòng)過(guò)程中要方便。圖四 抽芯機(jī)構(gòu) 2.4.脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)由制件的結(jié)構(gòu)可知，該制件外圍的凸緣需要采用二級(jí)脫模機(jī)構(gòu)，當(dāng)球蓋內(nèi)腔脫離凸模后，外凸緣要與推件板分離，這要求推件板停止運(yùn)動(dòng)，制件繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，或有一個(gè)超前運(yùn)動(dòng)，使制件與推件板分離。根據(jù)要求，結(jié)合模具結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)出了連桿式二級(jí)脫模機(jī)構(gòu)；當(dāng)連桿在凸臺(tái)上時(shí)，推板向前運(yùn)動(dòng)能帶動(dòng)推桿推動(dòng)推件板向前運(yùn)動(dòng)，在脫件后期，連桿脫離凸臺(tái)，此時(shí)推板的運(yùn)動(dòng)不再帶動(dòng)推板，而只帶動(dòng)與型芯的連桿，此時(shí)制件與推件板產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而完成二級(jí)脫模

24、。其機(jī)構(gòu)如裝備圖所示。具體尺寸看零件圖。2.5.成型零件的結(jié)構(gòu)尺寸2.5.1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：模具采用一模一腔結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式，由于采用無(wú)流道結(jié)構(gòu)，所以在其上還要開(kāi)設(shè)澆口襯套的位置，以及冷卻水道。其結(jié)構(gòu)如零件圖所示；2.5.2凸模的結(jié)構(gòu)：凸模的外型與零件內(nèi)型相配合，內(nèi)部還要設(shè)置彈性抽芯槽，以安裝內(nèi)抽芯機(jī)構(gòu)，其大小與形狀參考零件圖。3.模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算 3.1.型腔與型芯工作尺寸的計(jì)算類別序號(hào)零件名稱塑件尺寸計(jì)算公式工作尺寸型腔的計(jì)算1 型腔內(nèi)表面 2型芯外表面 3各尺寸高度型芯的計(jì)算1直徑2高度 表一 型腔和型心工作尺寸的計(jì)算 上式中：分別指塑料制品中的最大極限尺寸（） 分別指塑料制品的最小極限

25、尺寸（）; 分別指塑件的最大，最小，平均收縮率（%）； 分別指塑件和成型零件的尺寸公差。 查相關(guān)資料得PA1010的收縮率S=0.5%4%，平均收縮率=2.25%，考慮制件的精度，及模具制造水平，取/3；3.2.型腔側(cè)壁厚度和底板厚度的計(jì)算3.2.1查相關(guān)手冊(cè)知該模具型腔壓力 49MPa，29MPa；由型腔底壁厚度th的經(jīng)驗(yàn)公式得： th=(0.12-0.13)b×(1.5-1.6) =0.18b B為凹模型腔的內(nèi)孔短邊尺寸或其底面的受壓寬度： b=100mm th=18mm 3.2.2型腔側(cè)壁厚度 Tc=0.20L+17 (L為凹模型腔內(nèi)孔邊長(zhǎng)尺寸) =20+17 =37 由于其為

26、圓型內(nèi)孔，比矩形受力稍小，因此可以圓整取35mm;4.模具加熱與冷卻系統(tǒng)的計(jì)算注塑模溫度調(diào)節(jié)是采用加熱或冷卻方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，確保模具溫度在成型范圍之內(nèi)。模具加熱方法有蒸汽、熱油、熱水加熱及電加熱等方法，最常用的方法是電阻加熱；冷卻方法則采用常溫水冷卻、冷卻水強(qiáng)力冷卻或空氣冷卻等方法。而大部分采用常溫水冷卻法。模具溫調(diào)系統(tǒng)的功用：改善成型條件、穩(wěn)定制品形狀尺寸精度、改善制件物理性能、提高制品表面質(zhì)量。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40，用20°的常溫水作為模具的

27、冷卻介質(zhì)，其出口溫度為30°，產(chǎn)量為（2分鐘1模）1000g/h。4.1計(jì)算熱流量求塑件在硬化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量為Q，查有關(guān)文獻(xiàn)得PA的單位熱流量為Q=314.3398.1J/g ,取Q=350J/g：Q=W Q=1008g/h×350J/h=352800J4.冷卻水的體積流量VV=WQ/Pc(TT)=352800/60×1/1000×4.2（3020）=140cm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60

28、C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)間只要取決與冷卻系統(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。縮短循環(huán)周期的冷卻時(shí)間是提高是提高生產(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1020倍。在次我選擇湍流。冷卻水道直徑 d/（mm） 最低流量 v/（m/s）流量/（m/min） 12 1.10 7.4×10表二 冷卻水道的選?。海ㄓ捎?jì)算選取）冷卻回路的布置應(yīng)根據(jù)塑件的形狀及所需冷卻溫度分布要求以及澆口位置等，設(shè)計(jì)冷卻回路為直通式，為使塑件受熱均勻，冷卻回路應(yīng)同時(shí)開(kāi)設(shè)在動(dòng)定模兩側(cè)。示意圖: 圖五 冷卻水

29、道5.其它零件的設(shè)計(jì)及模具的閉合高度的確定 5.1支承和固定零件的設(shè)計(jì) 在支承和固定零件的設(shè)計(jì)中，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定：定模座板=40mm,動(dòng)模座板=40mm,支架=190mm,其厚度=40，凸模支承板=35mm,凸模固定板=35mm,推件板=25mm，凹模型腔板80mm,固定零件均有用標(biāo)準(zhǔn)件，也有非標(biāo)準(zhǔn)件，標(biāo)準(zhǔn)件型號(hào)見(jiàn)其固定件的零件圖；非標(biāo)準(zhǔn)件如圖所示，其用于支架的固定和連接： 圖六 螺釘 5.2.模具閉合高度的確定 H=H1+H2+H3+H4+H5+H6+L =40+40+190+35+35+25+80 =445mm6.注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 本模具的外型尺寸為445mm×380mm

30、15;380mm。XSZY150型注塑機(jī)最大安裝尺寸為550mm×480mm，故能滿足模具的安裝要求。模具的閉合高度H445mm，XSZY150型注塑機(jī)所允許的模具最小厚度=370mm，=600mm，即滿足模具的安裝條件。 H經(jīng)查資料XSZY150型注塑機(jī)最大開(kāi)模行程S=1300，滿足頂出塑件的要求；經(jīng)驗(yàn)證，XSZY150型注塑機(jī)能滿足使用要求，故可采用。 7 其它設(shè)計(jì)說(shuō)明本設(shè)計(jì)中對(duì)脫模斜度及排氣槽均無(wú)特別說(shuō)明，在制造過(guò)程中要適當(dāng)考慮，或制造后由鉗工修復(fù)；其它不祥之處見(jiàn)零件圖；8 模具的裝配裝配主要要求如下：（1） 模具上下平面的平行度偏差不大于0.05mm 分模處要求密合。（2）

31、推件時(shí)推桿與卸料板要保持同步。（3） 上、下模型芯必須緊密接觸。裝配時(shí)以分型面密合作為該模具的裝配基準(zhǔn)，裝配順序如下：（1） 裝配前按圖檢驗(yàn)主要工作零部件及其它零件尺寸。（2） 鏜導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔。將定模板、動(dòng)模板、型芯固定板疊合在一起，使分模面緊密接觸并加緊，鏜導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔，在孔內(nèi)壓入工藝定位銷(xiāo)后，加工側(cè)面的垂直基準(zhǔn)。加工定模。用定模側(cè)面的垂直基準(zhǔn)確定定模上型芯中心的實(shí)際位置，并以次作為加工基準(zhǔn)， （3） 壓入導(dǎo)柱、導(dǎo)套。將定模、板動(dòng)模板、支撐板上分別壓入導(dǎo)柱、導(dǎo)套，使其導(dǎo)向可靠，滑動(dòng)靈活。（4） 裝配型芯。在定模和型芯固定板孔內(nèi)壓入型芯，用鏍孔復(fù)印法和壓銷(xiāo)釘套法使型芯緊固在支撐板上，將其一起磨

32、平。（5） 通過(guò)型芯鉆支撐板上的推桿孔。（6） 通過(guò)支撐板鉆推桿固定板上的孔。（7） 在推桿固定板和支撐板和支撐板上加工限位螺釘和復(fù)位桿孔。（8） 組裝墊塊和支撐板。（9） 加工定模座板。加工螺孔、銷(xiāo)釘孔和導(dǎo)柱孔，并將澆口套、導(dǎo)柱套壓入定模座板。（10） 定模部分的裝配。用平行夾頭把它們加緊（澆口套的澆道孔與鑲塊上的澆道口對(duì)中，在上面鉆固定在注塑機(jī)上的孔，使其與注塑機(jī)相配合。（11） 裝配動(dòng)模部分。修正推桿和復(fù)位桿的長(zhǎng)度。完成裝配后進(jìn)行試模，并校驗(yàn)入庫(kù)。 9試模過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決辦法缺陷名稱注塑機(jī)或成型條件問(wèn)題模具或材料（塑料原料）問(wèn)題解決辦法填充不滿1.注塑機(jī)的注塑力不夠 2.加料量不夠

33、3.注塑壓力太低4.注塑速度太慢1.澆口平衡不好2.模具溫度太低3.排氣不良4.塑料原料的流動(dòng)性不好提高注射壓力和速度；增加澆口尺寸和加料量提高模具和料筒溫度溢邊1.注塑壓力太大2.鎖模壓力不夠3.加料量太大4.料溫過(guò)高1.模具配合面不嚴(yán)2.成型期間塑料原料粘性太低降低模具溫度和料筒溫度；減少保壓時(shí)間和澆口尺寸；增大鎖模力熔接線1.料溫太低2.注射壓力過(guò)低3.注塑速度過(guò)慢4.注塑機(jī)噴嘴溫度低1.模具溫度較低2.澆口的數(shù)目與位置不對(duì)3.塑料原料干燥不夠4.塑料原料流動(dòng)性差提高注射速度；增加模具溫度和料筒溫度龜裂1.注射壓力過(guò)高2.料溫太低導(dǎo)致流動(dòng)不好3.保壓壓力過(guò)高1.模具溫度過(guò)低2.型腔設(shè)計(jì)不

34、良3.塑料原料粘性不良4.塑料原料退火不良降低注射壓力和保壓壓力；提高模具溫度；改良型強(qiáng)設(shè)計(jì)表三：試模過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決辦法結(jié)論通過(guò)這次模具設(shè)計(jì)，讓我熟悉了模具設(shè)計(jì)的基本流程和在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該考慮的問(wèn)題及注意事項(xiàng)，通過(guò)設(shè)計(jì)結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出以下方法：合理的選擇模具結(jié)構(gòu)：根據(jù)塑件的圖紙和技術(shù)要求，研究和選擇適當(dāng)?shù)某尚头椒ㄅc設(shè)備，結(jié)合工廠的機(jī)械加工能力，提出模具結(jié)構(gòu)方案，充分征求有關(guān)方面的意見(jiàn)，進(jìn)行分析討論，以使設(shè)計(jì)出的模具結(jié)構(gòu)合理，質(zhì)量可靠，操作方便。必要時(shí)候可以根據(jù)模具設(shè)計(jì)和加工的需要，提出修改塑件圖紙的要求；正確地確定模具成型零件的尺寸：成型零件是確定之間形狀，尺寸和表面質(zhì)量的直接因素，

35、關(guān)系甚大，需要特別注意。計(jì)算零件的尺寸時(shí)，一般可以根據(jù)平均收縮率法。對(duì)精度較高并需控制修模余量的制件，可按公差帶法計(jì)算，對(duì)于大型精密制件，最好用類比法；涉及的模具應(yīng)當(dāng)制造方便：設(shè)計(jì)模具時(shí)，盡量做到使設(shè)計(jì)的模具制造容易，造價(jià)便宜，特別那些比較復(fù)雜的成型零件，必須考慮采用一般機(jī)械加工方法和還是采用特殊的加工方法。同時(shí)還要考慮試模以后的俄修模，要留有足夠的修模余量；充分考慮塑件設(shè)計(jì)特色，盡量減少后加工：盡量用模具成型出符合塑件設(shè)計(jì)特點(diǎn)的制件，包括孔槽，凸凹等部分，減少澆口和溢邊的尺寸，避免不必要的后加工；設(shè)計(jì)的模具應(yīng)當(dāng)效率高，安全可靠：這一要求涉及到模具設(shè)計(jì)的多方面，如澆注系統(tǒng)需充?？欤]?？欤瑴囟日{(diào)節(jié)系統(tǒng)效果好，脫模機(jī)構(gòu)靈活可靠，自動(dòng)化程度高等；模具結(jié)構(gòu)要適應(yīng)塑料的成型特性：在設(shè)計(jì)模具時(shí)，充分了解所用塑料的成型特性，并盡量滿足要求，同樣是獲得優(yōu)質(zhì)制件的重要措施；模具零件要耐磨耐用；致謝經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在原紅玲教授的指導(dǎo)下，使我系統(tǒng)的復(fù)習(xí)了機(jī)械學(xué)基