骨輪零件塑料成型工藝及注塑模具設(shè)計(jì)

1、第一章.緒 論在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，國(guó)防建設(shè)和科學(xué)技術(shù)，交通運(yùn)輸，石油化工，機(jī)械電子，郵政通 信，建筑旅游，醫(yī)療衛(wèi)生，環(huán)境保護(hù)，家用電器，教育文化，體育藝術(shù)等各個(gè)領(lǐng)域， 塑料制品已經(jīng)無(wú)處不在，在目光難及的人造衛(wèi)星，宇宙飛船上，塑料制品占其體積的 一半，甚至塑制人體器官也離不開塑料. “塑料模具設(shè)計(jì)”課程是該專業(yè)的一門專業(yè)課，通過(guò)“塑料模具設(shè)計(jì)”課的學(xué) 習(xí)，能夠讓我們對(duì)“塑料模具設(shè)計(jì)與制造”這門課有了進(jìn)一步的了解，使我們更加清 晰的知道塑料注射模的發(fā)展?jié)摿?。通過(guò)“塑料注射模畢業(yè)設(shè)計(jì)”的學(xué)習(xí)，使我了解到 塑料行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)及發(fā)展前景。隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，塑料注射模已經(jīng)成為制造塑 料制造品的主要手

2、段之一，且發(fā)展成為最有前景的模具之一。實(shí)際上，塑料制品是目 標(biāo)，塑料注射模是實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的一種手段，所以不能“孤立地為模具而只考慮模具” ， 應(yīng)從系統(tǒng)工程角度出發(fā)，把塑料注射模作為塑料注射成型加工系統(tǒng)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，這 樣在設(shè)計(jì)和制造塑料注射模時(shí)， 就應(yīng)把這個(gè)系統(tǒng)中的其它環(huán)節(jié)作為塑料注射模設(shè)計(jì)與 制造的考慮因素. 1.1 塑料模的發(fā)展歷史我國(guó)發(fā)展塑料工業(yè)從50年代末開始，60年代石油工業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)了塑料工業(yè) 的飛速發(fā)展。70 年代引進(jìn)成套設(shè)備，使聚乙烯、聚丙烯等材料的生產(chǎn)不僅產(chǎn)量增加 而且質(zhì)量上了新臺(tái)階。特別是近幾年，我國(guó)的注射成型設(shè)備也可以自主開發(fā)。注射成 型是塑料加工中最普

3、遍采用的方法， 該方法適合用于全部熱塑性塑料和部分熱固性塑 料，制得的塑料制品數(shù)量之大是其它成型方法望塵莫及的。由于注射成型加工不僅常 量多而且適用多種原料，能夠成批，連續(xù)地生產(chǎn)，并且具有固定的尺寸，可以實(shí)現(xiàn)自 動(dòng)化、高速化。因此，具有極高的經(jīng)濟(jì)效益。但是，我國(guó)在成型工藝方面發(fā)展的確與 國(guó)外還有著較大的差距。單就從模具標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化方面看，就有著很大的差距。目 前，先進(jìn)國(guó)家象美國(guó)、德國(guó)、日本等國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)化達(dá) 70%，專業(yè)化達(dá) 80%。而我國(guó)僅 為 20%和 5%。至 2002 年，全球所生產(chǎn)的塑料制品超過(guò) 1.65 億噸之多.塑料已經(jīng)成為 在鋼鐵，木材，水泥之后的第四大工業(yè)基礎(chǔ)材料.6

4、0;1.2 塑料模具的類型塑料模有很多種，包括注射模，壓縮模，傳遞模，擠出模，中空吹塑模等多種塑 料成型模具.在上述各種塑料模具中，由于注射模具具有高效，精密，可成型各種復(fù)雜制品， 工藝先過(guò)等諸多其它成型模具所不及的特點(diǎn)而成為塑料制品成型工藝中最重 要的并且起主導(dǎo)作用的模塑成型工藝裝備.所以在骨輪塑料模的設(shè)計(jì)中采用注塑模. 主要設(shè)計(jì)的內(nèi)容有:合理地選擇模具結(jié)構(gòu)；正確地確定模具成型零件的尺寸；設(shè)計(jì)的 模具應(yīng)當(dāng)制造方便；充分考慮設(shè)計(jì)特色盡量減少后加工；設(shè)計(jì)的模具應(yīng)當(dāng)效率高，安 全可靠；模具零件應(yīng)耐磨耐用;模具結(jié)構(gòu)要適應(yīng)塑料的成型特性.1 1.3 課程設(shè)計(jì)的目的

5、0;1.了解了聚合物的物理性能，流動(dòng)特性，成型過(guò)程中的物理化學(xué)變化及塑料組成分 類及性能；2.了解塑料成型的其本原理和工藝特點(diǎn)，正確分析成型工藝對(duì)模個(gè)的要 求；3.能掌握各種成型設(shè)備對(duì)各類模具的要求；4.掌握各類成型模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及 設(shè)計(jì)計(jì)算方法，能設(shè)計(jì)中等復(fù)雜程度的模具；5.具有初步分析解決成型現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)問(wèn) 題的能力，包括具有初步分析成型缺陷產(chǎn)生的原因和提出克服的辦法；6.使之能滿 足與此專業(yè)相關(guān)的企業(yè)，事業(yè)單位對(duì)就業(yè)者的要求，并為學(xué)習(xí)者的進(jìn)步發(fā)展和創(chuàng) 業(yè)打下較為牢固的基礎(chǔ)。 1.4 課程設(shè)計(jì)的要求學(xué)習(xí)本課程的要求是理論聯(lián)系實(shí)際在學(xué)習(xí)好， 相關(guān)的基礎(chǔ)理論知識(shí)和基本設(shè)計(jì)方 法

6、的同時(shí)，還必須具備實(shí)際動(dòng)手的能力即掌握上機(jī)操作，生產(chǎn)塑料制品的基本技能和 用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)塑料制品和塑料模具的技能. 1.5 課程設(shè)計(jì)的意義本課程設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的為一骨輪塑件制品，而且選用注塑成型的方法，一方面比 較適合塑料原材料的成型性能特點(diǎn)，另一方面用注塑成型方法加工的塑料制品，不僅 可以成型其制品的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，而且制品精度高，質(zhì)量好，注塑成型的生產(chǎn)率也高.通 過(guò)這次設(shè)計(jì)，可以真實(shí)的感覺到不論在專業(yè)知識(shí)，還是在基礎(chǔ)知識(shí)方面，我的能力都 有了很大的提高和進(jìn)步.一方面可以把平時(shí)所學(xué)的知識(shí)融會(huì)貫通，另一方面.可以使設(shè) 計(jì)出來(lái)的東西有創(chuàng)新的特點(diǎn).同時(shí)在蘇老師的身上，我還學(xué)到一種治學(xué)精神.

7、第 2章 塑料工藝設(shè)計(jì)本節(jié)根據(jù)一個(gè)塑件的模塑成型要求,綜合介紹塑件的注塑成型工藝的選擇,成 型模具的設(shè)計(jì)程序,模具主要零部件的加工工藝規(guī)程的編制及模具裝配與試模的工 藝方法等內(nèi)容.3 2.模塑工藝規(guī)程的編制由零件圖可知：本設(shè)計(jì)的塑件是一個(gè)骨輪線架，而且本塑件所采用的材料為聚 甲醛，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 2.1 塑件的工藝分析b熱敏性強(qiáng)，極易分解，一般在240是發(fā)生分解，(在200中滯留30min 上也會(huì)發(fā)生分解),分解時(shí)產(chǎn)生刺激性，腐蝕性氣體。 c流動(dòng)性中等，溢邊值為 004mm左右，流動(dòng)性對(duì)溫度變化不敏感，對(duì)注 射壓力變化敏感。d結(jié)晶度高，

8、結(jié)晶化時(shí)體積變化大，成型收縮范圍大，收縮率大， e吸濕性低，水分對(duì)成型影響極小，一般可不干燥處理，但為了防止樹脂表 面粘附水分，加工前可進(jìn)行干燥并起預(yù)熱作用，特別是對(duì)大面積薄壁塑件，改善 塑件表面光澤有較好效果。 f摩擦因數(shù)低，彈性高，塑件表面可帶皺紋花樣，但易產(chǎn)生表面缺陷，如毛 斑，折皺，熔接痕，縮孔，凹痕等弊病。綜合性能良好，加工方便，減摩，耐摩，耐疲勞性能優(yōu)異，制品彈性，剛性， 尺寸穩(wěn)定性好，可用手尺寸要求穩(wěn)定的，配合表面要求高的零部件。2 212 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 a.結(jié)構(gòu)分析。從零件圖上分析，本制品為一個(gè)圓柱形。在寬

9、度方向有一個(gè)內(nèi) 側(cè)。在高度方向有一個(gè)厚度為3mm的翻邊。因此，模具設(shè)計(jì)時(shí)必須設(shè)置側(cè)向分型 抽芯機(jī)構(gòu)，該零件屬于中等復(fù)雜程度。 + 0. 3 + 0.35 b.尺寸精度分析。該零件重要尺寸，如 Æ108  , Æ170  , 40± 0 . 2 等。尺寸 0 0 + 0.50 精度為 MT3（GB/T14486­1993）級(jí)。次重要尺寸，如 Æ 176 ­ 0

10、.42 ， 60± 0.16 ， Æ 114± 0.25 ， 等尺寸精度為 MT4（GB/T14486­1993）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)零件的尺寸加工可以保證。從模具的壁厚上來(lái)看，壁厚為3mm,而且各處都一致，均勻的壁厚有利于制件 的成型。 c.表面質(zhì)量分析。本制品要求零件表面無(wú)銀絲，起泡，縮孔，折皺等現(xiàn)象， 還要達(dá)到外觀光滑，聞不到刺激性的氣味。其它，沒有很高的要求，所以可以很 容易實(shí)現(xiàn)。綜上分析可以看出，注塑是在工藝參數(shù)控制的較好的情況下，零

11、件的成型要 求可以得到保證。 22 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 = 116.7609 mm 3 （過(guò)程略） ；計(jì)算塑件的質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)可查得聚甲醛的密度 1.41kg/cm 3 故塑件的質(zhì)量 為： W = V r = 1.41´ 116.760 = 165.8 g 由上面的分析可得，本模具應(yīng)用一模一腔的結(jié)構(gòu)，既考慮了注塑機(jī)的最大的 注塑量和本材料的各項(xiàng)性能因素

12、，還有結(jié)構(gòu)的尺寸因素。同時(shí)考慮其外形，注塑 時(shí)所需壓力和工廠現(xiàn)在設(shè)備等情況，初步先用注塑機(jī)為G54­S200/400。23 塑件注塑工藝參數(shù)的確定查找相關(guān)文獻(xiàn)和參考工廠實(shí)際應(yīng)用的情況，共聚甲醛的成型工藝參數(shù)可作如 下選擇：（試模時(shí)，可根據(jù)實(shí)孫情況作適當(dāng)調(diào)整）5 注塑機(jī)型：密度： 螺桿式； 1.411.43；1.23.0；80100；后段溫度：160170；中段溫度：170180；前段溫度：180190；噴嘴溫度： 模具溫度： 注射速度： 注射時(shí)間： 保壓時(shí)間： 冷卻時(shí)間： 總周期： 螺

13、桿轉(zhuǎn)速： 螺桿背壓/MPa： 噴嘴孔徑： 170180； 90120；（通過(guò)模溫調(diào)節(jié)液來(lái)控制） 50（在盡量長(zhǎng)，工藝允許的時(shí)間內(nèi)填充） 2090； 05； 2060； 50160 ； 28r/min； 0.6； 4mm； 計(jì)算收縮率 / % ： 預(yù)熱：溫度： 時(shí)間h： 料筒溫度： 35； 注射壓力/MPa： 80130；噴嘴形式：逆向倒錐形的直通式；（為了避免物料與模具接觸時(shí)發(fā)生固化堵住 通道，同時(shí)也防止產(chǎn)生流涎，并能減少制品的變形）后處理：紅外線燈，鼓風(fēng)烘箱100110； 

14、812h；余料量：4mm；(過(guò)大容易增大注射壓力損失,并延長(zhǎng)物料受熱時(shí)間,從而收起降 解)。在成型過(guò)程中要盡量使料充分結(jié)晶，還要盡量避免料二次結(jié)晶，繼續(xù)收縮， 從而影響制件的精度。 注塑時(shí)可用螺桿式和柱塞式成型，長(zhǎng)徑比18，壓縮比2 3，計(jì)量的長(zhǎng)度45。第三章注塑模的結(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。7 31 分型面的選擇在設(shè)計(jì)中，只有選擇分型面的位置，然后才能去設(shè)計(jì)其他生產(chǎn)條件及生產(chǎn) 批量所需的機(jī)械化和自動(dòng)化程度等

15、細(xì)節(jié)方面的問(wèn)題。所以說(shuō)，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)分型面的選 擇原則和塑件的成型要求來(lái)選擇分型面。所以要求選取的分型面位置不會(huì)使塑 件卡在型腔無(wú)法取出，也同時(shí)要做到塑件在動(dòng)定模打開的時(shí)候，盡可能滯留在 動(dòng)模一側(cè)。由于本塑件為一個(gè)骨輪制品，總體形狀為圓柱形。表面質(zhì)量沒有其它的特 殊要求，制品的形狀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單對(duì)稱，且垂直于軸線方向，綜上考慮，選擇如圖 2­2 所示的分型方式既可以降低模具的復(fù)雜程度，減少模具加工難度又于成型 后取出制件，故所以選擇所示的分型方式。 32 確定型腔的排列方式由于本塑料的形狀和尺寸決定，還同時(shí)考慮澆注系

16、統(tǒng)，模具復(fù)雜程度，和注塑機(jī)的注射量等因素，采用一模一腔的形式. 圖 3 澆口的分布 33 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 331 主流道設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得G54­S200/400 型注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸噴嘴前端孔徑：4mm；噴嘴前端球面半徑：18mm；根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系： R = R 1  2 ) mm ； D = d 0 . 5  1 ) m

17、m 0 + ( 0 + ( 取主流道球面半徑 R = 20 mm ；取主流道的小端直徑 d = Æ 5mm；主流道截面積的大小最先影響塑料熔體的流速和充模時(shí)間，主流道出口端應(yīng)有 圓角，圓角半徑約為2.0mm。表面粗糙度小于Ra0。631。25 m m ，主流道進(jìn) 口端與噴嘴頭部做成凹下的球面，以便與噴嘴頭部的球面半徑匹配，否則會(huì)造 成漏料，給脫下主流道帶來(lái)困難。為了便于將凝料從主流道中撥出，將主流道設(shè)計(jì)為圓錐形，其錐角可選24º， 經(jīng)換算得主流道大端直徑D7mm。小端直徑D=5mm。為

18、使熔料順利進(jìn)入分 流道，可在主流道出料端設(shè)計(jì)半徑r=5mm的圓弧過(guò)渡。主流道長(zhǎng)度選60mm。 主流道襯套設(shè)計(jì)：主流道先用 B 型襯套，其材料要選用優(yōu)質(zhì)鋼材（T8A），熱 處理后硬度為5357HRC。與定模的配合為H7/m6。定位環(huán)設(shè)計(jì)： 定位環(huán)秘注塑機(jī)定模固定板中心的定位孔相配合,其作用是為了使 主流道與噴嘴和料筒對(duì)中. 332 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，注塑 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，雖然理論上來(lái)講，分流 道以圓形為好，

19、但為了便于加工模具，可采用梯形分流道。分流道尺寸為： b2=3/4b1=6mm,h=2/3b1=5mm；選用b1=8mm；分流道的分支和拐角要盡量少，要平衡或?qū)ΨQ地分布，拐角處要高分流道 冷料穴。2 333 拉料桿的設(shè)計(jì)：由于本模具采用脫件板脫模機(jī)構(gòu),所以采用端頭為球形 的拉料桿,球形拉料桿的球頭和細(xì)頸部分伸到冷料井內(nèi).動(dòng),定模打開時(shí)將主流 道凝料拉向動(dòng)模一側(cè),頂出行程中,脫件板將塑件從主型芯上脫下的同時(shí)也將 主流道從球頭上脫下. 334 澆口設(shè)計(jì)根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式，選用針尖澆口也就是點(diǎn)澆口比較 合適，點(diǎn)澆口截面一般為圓形，其直

20、徑選為1.5mm。澆口與模腔接合處采取倒角或圓弧，以避免澆口順開模拉斷時(shí)損壞制品， 同時(shí)本制品尺寸較大，可以使用多個(gè)點(diǎn)澆口進(jìn)料方式。澆口尺寸：34 該骨輪制品塑件有一內(nèi)側(cè)凹，并且垂直于脫模方向，阻礙成型后塑件從模 具中脫出。因此，成型內(nèi)側(cè)必須做成活動(dòng)的型芯就必須要設(shè)計(jì)抽芯機(jī)構(gòu)。 本模具選用斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)。 341 確定抽芯距 抽芯距要保證側(cè)向瓣合模塊完全退到骨架臺(tái)肩之外才能將 制品頂出脫模。 S = S 1+ ( 2  3 ) mm ； S1  = R 2

21、 - r 2 = 67 mm ； S = 68  69 mm ； 其中：S為設(shè)計(jì)抽芯距； Sc為臨界抽芯距； 342 斜導(dǎo)柱傾角a斜導(dǎo)柱的傾斜角a 是斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)主要技術(shù)數(shù)據(jù)之一，它與抽撥力和抽撥 距有直接關(guān)系，一般取a 15º25º，在本模具中選取a 20º。a 的大小對(duì)斜銷的有效長(zhǎng)度,抽撥距和受力情況等起決定性作用。 343 斜導(dǎo)柱的尺寸斜導(dǎo)柱直徑的確定：斜導(dǎo)柱直徑主要受彎曲力影響。斜導(dǎo)柱的直徑取決于抽撥力及其

22、傾斜角度,可按設(shè)計(jì)資料的有關(guān)公式進(jìn)行 計(jì)算,本模具經(jīng)驗(yàn)估值,取斜導(dǎo)柱的直徑為 d = Æ 25 mm； 344 斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度計(jì)算斜導(dǎo)柱長(zhǎng)度計(jì)算參考如圖。其總長(zhǎng)度與斜導(dǎo)柱直徑傾角,抽撥距,以及斜導(dǎo)柱 固定板尺寸有關(guān)；L 總=L1+L2+L3+L4+L5=D/2tana +h/cosa +s/sina +d/2tana +(1015)mm =88mm 取D=30mm,L4為斜導(dǎo)柱的有效長(zhǎng)度； 345 斜導(dǎo)柱形狀斜導(dǎo)柱頭部可以做成半球形或錐臺(tái)形,但應(yīng)注意錐臺(tái)的斜角必須大于斜導(dǎo)柱 傾角a ,以避免工作長(zhǎng)

23、度(L)脫離滑塊斜孔之后,斜導(dǎo)柱頭部仍有驅(qū)動(dòng)作用,為了減 小斜導(dǎo)柱與滑塊斜孔之間的摩擦,可在斜導(dǎo)柱外部圓輪廓上銑出出兩個(gè)對(duì)稱平面。 346 斜導(dǎo)柱的材料及安裝配合斜導(dǎo)柱與導(dǎo)柱一樣,可用45鋼或碳素工具鋼,也可用20鋼滲碳(熱處理要求 硬度³55HRC。表面粗糙度Ra小于0.631.25 m m 。斜導(dǎo)柱與固定板之間采用過(guò) 渡配合。H7/m8配合。由于斜導(dǎo)柱在模具工作過(guò)程中主要用于驅(qū)動(dòng)側(cè)向滑塊的導(dǎo)滑 等問(wèn)題均與斜導(dǎo)柱的安裝配合關(guān)系不大,斜導(dǎo)柱與滑塊斜孔之間可用較松的間隙 配合H11/b11。8347 滑塊,滑槽設(shè)計(jì)滑塊是斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)中的最重要零

24、部件,其上安裝有側(cè)向型芯或成型鑲塊 注射成型的可靠性都要由它的運(yùn)動(dòng)精度保證。其結(jié)構(gòu)形式采用組合配合結(jié)構(gòu)。既可節(jié)約優(yōu)質(zhì)鋼材,又可使加工方便,結(jié)構(gòu)如 圖。側(cè)向抽芯過(guò)程中,滑塊必須在滑槽內(nèi)運(yùn)動(dòng),并要求運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)且有一定精度,為 使模具結(jié)構(gòu)緊湊,降低模具裝配的復(fù)雜程度,先用整體式結(jié)構(gòu)。當(dāng)滑塊完成抽撥動(dòng)作后,其滑動(dòng)部分仍有全部或部分留在滑槽內(nèi)。 滑槽對(duì)滑 塊的導(dǎo)滑部位采用間隙配合,特性為H8/g7。H8/h8。 348 定位裝置設(shè)計(jì)和導(dǎo)滑長(zhǎng)度定模裝置在開模過(guò)程中用來(lái)保證滑塊停留在剛剛脫離斜導(dǎo)柱的地方,不可能 發(fā)生任何移動(dòng),以避免再次合模時(shí)斜導(dǎo)柱不能準(zhǔn)確地插進(jìn)滑塊的斜孔?；瑝K的定位 裝置

25、采用彈簧與臺(tái)階的組合方式。導(dǎo)滑長(zhǎng)度是根據(jù)抽芯距的長(zhǎng)度來(lái)決定的。由計(jì) 算抽芯距可得導(dǎo)滑長(zhǎng)度為30mm. 349 壓緊塊設(shè)計(jì)a壓緊塊的工作部分一般都是斜楔面,為了保證斜楔面能在合查勘時(shí)壓緊滑塊 而又能在開模時(shí)又能迅速脫開。以避免壓緊塊影響斜導(dǎo)柱對(duì)滑塊的驅(qū)動(dòng)楔角a 一般都比斜導(dǎo)柱傾角a 大一些。使模具開模時(shí),壓緊楔塊起到讓位作用。a 選取23º. 35 成型零部件設(shè)計(jì)注塑模閉合時(shí),成型零件構(gòu)成成型塑料制品的型腔,成型零件主要包括凹模, 凸模,型芯,鑲拼塊件,各種成型桿與成型環(huán)。其中。成型零件的結(jié)構(gòu),才料和熱處 理的選擇以及加工工藝性,是影響模具工作壽

26、命的主要因素。成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),要以成型符合質(zhì)量要求的塑料制品為前提,但必須考慮金 屬零件的加工性及模具制造成本。4 351 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凹模是成型塑料外表面的成型零件,考慮模具加工的復(fù)雜程度,及材料的利用 因素,采用鑲拼結(jié)構(gòu),有利于排氣系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的加工,對(duì)改善工藝性有明顯好處,根據(jù)本制件分流道貌岸然與澆口的設(shè)計(jì)要求分流道均設(shè)在凹模鑲塊上，如圖所 示： 352 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凸模是用來(lái)成型塑料制品的內(nèi)表面的成型零件,同時(shí)與凹模相結(jié)合構(gòu)成模具 型腔。考慮模具型腔和材料的有效利用和加工方便等因素,選用組合式凸模。其圖 如下： 353 

27、;成型零部件的材料選擇要求機(jī)械加工性能良好,拋光性能良好,耐磨性能和抗疲勞性能良好。而且具 有耐腐蝕性能。綜上考慮選P20。第四章模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算成型零件工作尺寸計(jì)算時(shí)要考慮制品的尺寸公差,所成型塑料的收縮率,溢料 飛邊厚度,塑料制品脫模,模具制造的加工條件及可達(dá)到的水平等因素,采用平均 尺寸,平均收縮率,平均制造公差和平均磨損量。2查表得到POM的收縮率為1.2%3.0%,同時(shí)考慮到工廠的現(xiàn)在設(shè)備和條件, 模具制造公差 d z = 1 / 3 D . Scp=(1.2+3.0)%/2=2.1%。查表得聚甲醛的一般尺寸公差

28、等級(jí)為MT4。Æ176IT5=0.92mm； Æ114IT4=0.50mm；60IT4=0.32mmm；3IT4=0.12mm； 41 型腔的計(jì)算徑向尺寸Æ176： LM=(Ls+lsScp%­3/4D) 0 + d z ； d z =1/3D=1/3×0.920。31mm； =(176+176×2.1%­3/4×0.92) 0 . 31 =175 0 0 

29、. 31 0 徑向尺寸Æ114： + d z LM=(Ls+lsScp%­3/4D) 0 ； d z =1/3D=1/3×0.500.17mm； =(114+114×2.1%­3/4×0.50) =113.9 0 0 . 17 0 . 17 0 式中：LM­­­­­­凹模徑向公稱

30、尺寸(mm)； Ls­­­­制品徑向公稱尺寸(mm)； Scp­­­塑料平均收縮率(%)；D­­­制品公差； d z ­­­模具制造公差；深度尺寸60： HM=(Hs+HsScp%­3/4D) 0 + d z ； d z =1/3D=1/3×0.320.106mm； 0 . 106 =(60+60×

31、2.1%­3/4×0.32) 0 0 . 106 =59.9 0 深度尺寸40： + d z HM=(Hs+HsScp%­3/4D) 0 ； d z =1/3D=1/3×0.40.13mm； =(40+40×2.1%­3/4×0.4) 0 =39.8 0 深度尺寸3： + d z HM=(Hs+HsScp%­3/4D)

32、 0 0 . 13 0 . 13 ； ； d z =1/3D=1/3×0.12=0.04mm； 0 . 04 =(3+3×2.1%­3/4×0.12) 0 0 . 04 =2.92 0 式中：HM­­­­­­凹模徑向公稱尺寸(mm)； Hs­­

33、73;­制品徑向公稱尺寸(mm)； Scp­­­塑料平均收縮率(%)；D­­­­制品公差； d z ­­模具制造公差； 42 型芯的尺寸計(jì)算徑向尺寸 Æ 170 ：0 LM=(Ls+lsScp%-3/4D) - d z ； d z =1/3D=1/3×0.350.117mm 0 =(170+170×2.1%-3/4×0.35) - 0 .

34、 117 0 =170 - 0 . 117 徑向尺寸 Æ 108 ：0 LM=(Ls+lsScp%-3/4D) - d z ； d z =1/3D=1/3×0.3=0.1mm =(108+108×2.1%-3/4×0.3) - 0 . 1 =108 - 0 . 1 式中：LM-凹模徑向公稱尺寸(mm)；Ls-制品徑向公稱尺寸(mm)； Scp-塑料平均收縮率(%)；D-制品公差；

35、0;0 0 d z -模具制造公差；深度尺寸60：0 HM=(Hs+HsScp%+2/3D) - d z ； d z =1/3D=1/3×0.320.106mm =(60+60×2.1%+2/3×0.32) - 0 . 106 =60.3 - 0 . 106 深度尺寸17：IT4=0。28mm 0 HM=(Hs+HsScp%+2/3D) - d z ； 0 0 d z =1/3D=1/3

36、×0.280.093mm =(17+17×2.1%+2/3×0.28) -0 . 093 0 =17.2 - 0 . 093 式中：HM-凹模徑向公稱尺寸(mm)；Hs-制品徑向公稱尺寸(mm)；Scp-塑料平均收縮率(%)；D-制品公差； 0 d z -模具制造公差； 4.3 型腔側(cè)壁厚和底板厚度計(jì)算 由于本模具采用的是組合式圓形型腔,為了避免因強(qiáng)度不夠產(chǎn)生變形,甚至開 裂損壞,同時(shí)還要避免因剛度不足產(chǎn)生撓曲變形,才能脫?；虍a(chǎn)生大量飛

37、邊溢料, 從而降低制品精度.本制品的尺寸較大,所以按剛度條件計(jì)算： S=R­r=31mm 式中: P成型壓力(模腔壓力)； R型腔外圓半徑； r型腔內(nèi)圓半徑；m ­­泊松比； E鋼材的彈性模量； d ­型腔允許變形量；第五章.模具加熱與冷卻系統(tǒng)的計(jì)算注塑模溫對(duì)于塑料熔體的充模流動(dòng)。固定成型,生產(chǎn)效率以及制品形狀和尺寸 精度都有重要影響。若模溫過(guò)低,則會(huì)影響塑料的流動(dòng)性,產(chǎn)生較大的流動(dòng)剪切力, 使塑件內(nèi)應(yīng)力較大,還會(huì)出現(xiàn)冷流痕,銀絲,注不滿等缺陷。 51&#

38、160;加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)：由于聚甲醛需要使用轉(zhuǎn)高的模溫,而且塑件的要求在80 以上,所以要選用加熱裝置。本模具采用的加熱方式選用為加熱板中插入電熱棒加 熱。由表查得,加熱棒d1=20mm。允許偏差±0.12。蓋板直徑14.5mm,槽深3mm,長(zhǎng) 度200mm。 52 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)： 冷卻系統(tǒng)是否需要可做如下設(shè)計(jì)計(jì)算：設(shè)定平均工作溫度為80,用20常溫水作為模具冷卻介質(zhì),出口溫度為30, 產(chǎn)量為0.26kg/h。 (1) 求塑件在硬化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量Q3,查得聚甲醛單位熱流量為41。9×10 Q3=WQ2=0.26&#

39、215;41.9×10 =10.89×10 J/kg (2) 求冷卻水的體積流量V 4 4 4 WQ1  V=Pc 1 ( t 1 - t 2 ) × 10.89 × 10 /60 =0.26 3 3 10 ´ 4 . 187 ´ 10 ´

40、 10 - 4 3 =0.43´10 m 由體積流量V查表可知所需的冷卻水管直徑非常小。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,所以可以不設(shè)冷卻 系統(tǒng),依靠空冷的方式冷卻模具即可。第六章.其它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 61 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：在塑料熔體填充注射模腔的過(guò)程中,模腔內(nèi)除了原有空氣外, 還有塑料含有水分在注射溫度下蒸發(fā)而成的水蒸氣。2 塑料局部過(guò)熱分解產(chǎn)生的低分子,揮發(fā)性氣體,塑料助劑揮發(fā)所產(chǎn)生的氣體,如 不將其排出模具外,將會(huì)影響制件質(zhì)量,所以在模具中開設(shè)排氣槽, 排氣槽可以做成彎曲狀,

41、其截面由細(xì)到粗逐漸加大,這樣可以降低塑料熔體從 排氣槽溢出時(shí)的動(dòng)能還能降低塑料熔體溢出時(shí)的流速以防發(fā)生事故。盡量開在塑 料熔體最后才能填充的板腔部位如流道的終端。還在盡量設(shè)在分型面上,可以使排 氣槽溢出的塑料飛邊隨制品一起脫模。通常開設(shè)的位置,在試模以后才能確定下來(lái),主要尺寸為：排氣槽深度為0.010.03mm；寬度為1.56mm； 62頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：頂出脫模機(jī)構(gòu)是注射模的重要功能之工,它由一系列頂出零件 和輔助零件組成,可以具有不同的頂出動(dòng)作。同時(shí)要保證,制品留在動(dòng)模一側(cè),方便 手動(dòng)取出或自重脫落,還有不因頂出而損壞制品。頂出機(jī)構(gòu)還要簡(jiǎn)單,不應(yīng)增加模 具復(fù)雜程度。頂出零件要有足夠的

42、強(qiáng)度,剛度和硬度。分析本塑件,由于制品底面積較大,而且不允許有頂出痕跡,所以選用推板頂出脫 模機(jī)構(gòu),主要特點(diǎn)是頂出脫模力大而均勻,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),不需要設(shè)置復(fù)位裝置。 所選用的推桿的形式和尺寸為: Æ 6 mm ´ 160 mm (GB/T4196.1­1984)。由于本塑料的特點(diǎn),采用二次頂出,即二次分型,以方便取出凝料.所以在定模座 板和定模板之間增加一個(gè)限位塊,也就是一個(gè)限位拉桿.其尺寸為 Æ 32´ 50 mm 。 63.對(duì)合導(dǎo)向機(jī)構(gòu)：對(duì)合導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功能

43、是保證動(dòng)。定模部分能夠準(zhǔn)確對(duì)合。使 分別加工在動(dòng)模和定模上的成型表面在模具閉合形成形狀和尺寸準(zhǔn)確的腔體。從 而保證塑件形狀,壁厚和尺寸準(zhǔn)確。避免發(fā)生碰撞和干涉。2 本模具采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu),由于成型制件的主型芯多裝在動(dòng)模一側(cè),所以把導(dǎo) 柱和主型芯安裝在同一側(cè),合模時(shí)可起保護(hù)作用。同時(shí)本導(dǎo)向機(jī)構(gòu)具有定位準(zhǔn)確,導(dǎo) 向精確,并具有足夠的剛度,強(qiáng)度及耐磨性。導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)采用有肩導(dǎo)柱I型；導(dǎo)柱 Æ 32 mm ´100mm ´25mm(I)GB/T­20鋼 4169。 5­1984；導(dǎo)套尺寸： 

44、98; 32 mm ´30mm(I)­20鋼GB/T 4169。02­1984；帶肩導(dǎo)套安裝需要墊 板。裝入模板復(fù)以墊板即可。 64.模具閉合高度的確定： 模具的閉合高度主要是由定模座板,動(dòng)模座板,推件板, 墊板,型芯固定板,型腔固定板等幾塊模板組成,同時(shí)，考慮到制件尺寸較大，所以選 用355´ L系列的模架，所選用的尺寸如下：2 定模座板： 動(dòng)模座板： 墊塊： 推件板： 固定板： 型腔固定板： 動(dòng)模固定板： 支承板：

45、0;355´450´25mm； 355´450´25mm； 355´63´80mm；(GB/T4169.6­1984) 355´400´10mm； 355´400´20mm； 355´400´60mm； 355´400´20mm； 355´400´15mm；因而模具的閉合高度：H=25+25+80+10+20+60+20+15=255mm 本模具的外形尺寸為355´450´255mm。G

46、54­S200/400型注塑機(jī)模板的最大 安裝尺寸為532´634mm。故能滿足模具的安裝要求。1 由上述計(jì)算模具的閉合高度H=255mm, G54­S200/400型注塑機(jī)所允許模具 的最小厚度Hmin=165mm,最大厚度Hmax=406mm,即模具滿足該安裝條件。 Hmin   H  Hmax 經(jīng)查資料G54­S200/400型注塑機(jī)的最大開模行程S=260mm,滿足塑件頂出要求。 SH1 + H2  +(51

47、0) mm, =67+60+10 =137mm 此外,由于側(cè)分型抽芯距較短,不會(huì)過(guò)大增加開模距離,注塑機(jī)的開模行程足 夠。經(jīng)驗(yàn)證。 G54­S200/400型注塑機(jī)能滿足使用要求,所以可以采用。第七章 繪制模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖本模具的總裝圖如圖所示.非標(biāo)零件圖如圖所示. 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，模具打開，動(dòng)模部分隨動(dòng)模板一起 運(yùn)動(dòng)漸漸將第一個(gè)分型面打開，凝料被拉出流

48、道板外。與此同時(shí)在斜導(dǎo)柱的作用 下，側(cè)型芯逐漸脫離塑件，做側(cè)向運(yùn)動(dòng)。開模到一定距離，限位拉桿起作用，從 第二個(gè)分型面分型，斜導(dǎo)柱完成側(cè)向抽芯動(dòng)作，當(dāng)分型面打開到150mm時(shí)，動(dòng)模 部分停止運(yùn)動(dòng)，在注塑機(jī)頂出裝置作用下，推動(dòng)推桿運(yùn)動(dòng)將塑件頂出。合模時(shí)， 隨著分型面的閉合側(cè)型芯滑塊復(fù)位至型腔，同時(shí)復(fù)位桿對(duì)推桿進(jìn)行復(fù)位。第八章 注塑模主要零件加工工藝規(guī)程的編制 在此僅對(duì)凹?；瑝K，型芯固定板的加工工藝進(jìn)行分析。（1）上凹?；瑝K。上凹?；瑝K加工工藝過(guò)程見表1­1 表1­1 上凹?；瑝K的加工工藝過(guò)程（2）下固定板結(jié) 論塑料模具產(chǎn)業(yè)近年來(lái)在我國(guó)發(fā)展很快，隨之而來(lái)的是日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)， 加入WTO后，外資模具廠家進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，要在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，發(fā)展模 具標(biāo)準(zhǔn)件、實(shí)施模具的專業(yè)化生產(chǎn)至關(guān)重要。發(fā)展模具標(biāo)準(zhǔn)件對(duì)縮短模具設(shè)計(jì)制造周期、降低模具生產(chǎn)成本、提高模具 質(zhì)量都具有十分重要的意義，如果能夠?qū)崿F(xiàn)模具標(biāo)準(zhǔn)件的專業(yè)化生產(chǎn)和商品化供 應(yīng)，將能極大地促進(jìn)我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)化程度為7080，而我國(guó)只有30左右。 如能 廣泛應(yīng)用模具標(biāo)準(zhǔn)件，將會(huì)縮短模具設(shè)計(jì)制造周期 2540，并可減少由于使 用者自制模具件而造成的工時(shí)浪費(fèi)。 應(yīng)用模具CADCAM技術(shù)設(shè)計(jì)模具已較為普遍， 推廣使用模具標(biāo)準(zhǔn)件，能夠?qū)崿F(xiàn)部分資源共享，這會(huì)大大減少模具設(shè)計(jì)的