閆軍華畢業(yè)設(shè)計說明書

1、上門體下堵蓋注塑成型工藝及模具設(shè)計1 緒 論1.1本課題的意義、目的及應(yīng)達到的要求本設(shè)計主要意義是在我們學(xué)習(xí)完模具設(shè)計與制造的所有專業(yè)課之后，總結(jié)條理以前我們所學(xué)的知識，使之成為一個系統(tǒng)的理論體系，以便于我們在以后的工作中使用。同時也讓我們對模具的設(shè)計與制造有了初步的了解，掌握了查閱資料和使用工具書以及手冊的能力。 本設(shè)計的目的是在學(xué)生畢業(yè)前夕，將通過畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計的實踐性環(huán)節(jié)，對醫(yī)學(xué)知識進行全面的總結(jié)和應(yīng)用，提高綜合能力的培訓(xùn)以及擴大模具領(lǐng)域的新知識。具體的要求是：1 總結(jié)，鞏固過去所學(xué)的基礎(chǔ)課和專業(yè)課知識。 2 運用所學(xué)的知識解決模具技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的實際工程問題，以此進行綜合知識的訓(xùn)練。

2、3通過某項具體工程設(shè)計和實驗研究，達到多種綜合能力的培養(yǎng)，掌握設(shè)計和科研的基本過程和基本方法。4提高和運用與工程技術(shù)有關(guān)的人文科學(xué)，價值工程和技術(shù)經(jīng)濟的綜合知識。1.2 我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注塑模具、6.5Kg大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。注塑模型腔制造精度可達0.02mm0.05mm，表面粗糙度Ra0.2m，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達10

3、30萬次，淬火鋼模達501000萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距：1.成型工藝方面：多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注塑模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機構(gòu)的創(chuàng)新方面也取得較大進展。氣體輔助注塑成型技術(shù)的使用更趨成熟，電視機外殼以及一些厚壁零件的模具上運用氣輔技術(shù)，一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件，取得較好的效果。但總體上熱流道的采用率達不 到10%，與國外的50%80%相比，差距較大。 2.在制造技術(shù)方面：CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個新臺階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，美國EDS的UG、美國Parametric Technolo

4、gy公司的Pro/Engineer、美國CV公司的CADS5、以及一些塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進，雖花費了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術(shù)對成型過程，如對充模和冷卻等進行計算機模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟效益，促進和推動了我國模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國內(nèi)模具的具體情況、能在微機上應(yīng)用且價格低等特點，為進一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。 3.模具

5、材料方面：近年來，國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SM、SM等，對模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重 大影響，但總體使用量仍較少。塑料模具標準模架、標準推桿和彈簧等越來越廣泛得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標準化程度的商品化程度一般在30%以下，和國外先進工業(yè)國家已達到70%80%相比，仍有差距。 1.3我國塑料模具工業(yè)今后的主要發(fā)展趨勢據(jù)有關(guān)方面預(yù)測，模具市場的總體趨勢是平穩(wěn)向上的，在未來的模具市場中，塑料模具發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對塑料模具提出越來越高的要求是正

6、常的，因此，精密、大型、復(fù)雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時，由于近年來進口模具中，精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。建筑業(yè)的快速發(fā)展，使各種異型材擠出模具、PVC塑料管材接頭模具成為模具市場新的經(jīng)濟增長點，高速公路的迅速發(fā)展，對汽車輪胎也提出了更高要求，因此子午線橡膠輪胎模具，特別是活絡(luò)模的發(fā)展也將高于總平均水平；以塑代木，以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大；家用電器行業(yè)在“十五”期間將有較大發(fā)展，特別是電冰箱、空調(diào)器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大；而電子及通訊產(chǎn)品方面，除了

7、彩電等音像產(chǎn)品外，筆記本電腦和網(wǎng)絡(luò)機頂盒將有較大發(fā)展，這些都是塑料模具市場的增長點。1.4我國塑料模具工業(yè)和今后的主要發(fā)展方向1.提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計水平及比例這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。 2.在塑料模設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)，CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術(shù)，近年來模具CAD/CAM技術(shù)的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進一步普及創(chuàng)造良好的條件；基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無法滿足實

8、際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設(shè)計與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。3.推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注塑成型技術(shù)和高壓注塑成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項技術(shù)是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標準，積極生產(chǎn)價廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。氣體輔助注塑成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注塑成型比傳統(tǒng)的普通注塑工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且常

9、用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究開發(fā)高壓注塑成型工藝與模具也非常重要。4.開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。5.提高塑料模標準化水平和標準件的使用率。我國模具標準件水平和模具標準化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標準件的應(yīng)用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標準，并嚴格按標準生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高商品化程度、提高標準件質(zhì)量、降低成本；再次是要進一步增加標準件的規(guī)格品種。 1.5

10、國外塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀1.模具生產(chǎn)效率高，工期短，人均產(chǎn)值高。各企業(yè)共同之處是廠房設(shè)備密集，顯得十分擁擠，即使在這樣的條件下，車間管理還是有條不紊，生產(chǎn)效率高。一般模具企業(yè)，人均年產(chǎn)值為514萬美元。 2.專業(yè)分工細，技術(shù)精益求精，客戶相對穩(wěn)定。模具企業(yè)專業(yè)分工較細，生產(chǎn)協(xié)作緊密。每家企業(yè)只生產(chǎn)某一類模具，各家都有自己的拳頭產(chǎn)品，這利于在技術(shù)上精益求精，以利在激烈的競爭中生存發(fā)展。模具廠所需的模具標準件都是外購的，有些零件加工業(yè)是由其他廠協(xié)作。 3. 模具企業(yè)帶件生產(chǎn)比較普遍，有利于企業(yè)發(fā)展。模具作為單件或極小批量產(chǎn)品，技術(shù)密集和精密加工設(shè)備密集，與模具成型制品的大批量生產(chǎn)相比，投入大，產(chǎn)出低

11、，因而制約了模具企業(yè)大發(fā)展。他們注重模具與制品一體化，模具與制品相輔相成，互相促進，有利于模具企業(yè)的發(fā)展。 4.緊跟主產(chǎn)品需求開發(fā)模具，重視開拓海外市場。模具工業(yè)發(fā)展較快，緊跟主產(chǎn)品需求開發(fā)制造模具是一個重要因素。近幾年3C電子產(chǎn)品和汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，帶動了模具工業(yè)的發(fā)展。目前模具產(chǎn)值的76%源自3C產(chǎn)品和汽車、摩托車提供的產(chǎn)品。模具行業(yè)以很強的市場敏感性，以最短的生產(chǎn)周期滿足了這些行業(yè)的需求。大陸的許多3C產(chǎn)品和汽車模具就來自美國，日本和西歐，以及臺灣。 5.CAD/CAE/CAM和高速切削加工技術(shù)應(yīng)用廣泛。他們的模具生產(chǎn)效率較高，市場快速反應(yīng)能力強，CAD/CAE/CAM技術(shù)和高速切削技

12、術(shù)的普及應(yīng)用，無疑是一個重要因素。1.6本設(shè)計所要解決的問題 在我們設(shè)計的下門體下堵蓋塑料模具的設(shè)計與制造過程中， 根據(jù)所學(xué)的知識和我們在畢業(yè)實習(xí)中所積累的經(jīng)驗，所采用方案如下。該塑件是下門體下堵蓋，大批量生產(chǎn)，塑件的材料采用常用的原料ABS，屬于常用的工程材料。該模具采用一模兩腔，并通過設(shè)置滑動型腔，配以高功效的冷卻系統(tǒng)，即在定模大型芯和滑塊上都開設(shè)了水道，模具冷卻均勻。有斜抽芯機構(gòu)和定桿推出機構(gòu)完成制品脫模過程。2 上門體下堵蓋注塑成型工藝及模具設(shè)計塑件如圖2-1所示圖2-1塑件圖名 稱：上門體下堵蓋材 料：ABS(抗沖)數(shù) 量：較大批量生產(chǎn)質(zhì) 量：108g要 求：塑件外表面光滑、美觀，不

13、允許有澆口痕跡2.1塑件的工藝性分析2.1.1塑件的原材料分析1塑件材料特性： ABS塑料(丙烯晴丁二烯苯乙烯共聚物)是在聚苯乙烯分子中導(dǎo)入了丙烯晴、丁二烯等異種單體后成為德改性共聚物，也可以成為改性聚苯乙烯，具有聚苯乙烯更好的使用性能和工藝性能。ABS塑料是一種常用的具有良好的綜合力學(xué)性能的工程塑料。它具有良好的機械強度，特別是抗沖擊強度；具有一定得耐磨性、耐寒性、耐水性、耐油性。一般為無定形料，不透明，無毒，五味，成型塑件的表面有較好的光澤。其缺點是耐熱性不高，并且耐氣候性較差，在紫外線的作用下易變硬發(fā)脆。2.塑件材料成型性能： 使用ABS注塑成型塑件時，由于熔體粘度高，所需要的注塑成型壓

14、力較高，因此塑件對型芯的包緊力較大，故塑件應(yīng)采用較大的脫模斜度；另外熔體粘度高，使ABS塑件易產(chǎn)生熔接痕，所以模具設(shè)計時應(yīng)注意盡量減少澆注系統(tǒng)對料流的阻力。ABS易吸水，成型加工前應(yīng)進行干燥處理。在正常成型條件下，ABS塑件的尺寸穩(wěn)定性較好。3.ABS收縮率的選?。?查閱有關(guān)設(shè)計資料，ABS的收縮率為0.3%0.8%，鑒于該零件開設(shè)有較多的加強筋，在一定程度上減少了零件成型、冷卻后各個方向的尺寸收縮量，并結(jié)合查閱以前的資料與此相似零件模具的收縮率數(shù)據(jù)，以及對該零件的結(jié)構(gòu)分析，模具設(shè)計時，選取ABS的收縮率為0.4%。2.1.2 零件的工藝分析圖21所示是某冷藏冷凍箱的上門體下堵蓋零件，該零件的

15、結(jié)構(gòu)在冷藏冷凍箱門體塑料中具有一定的代表性，對該零件結(jié)構(gòu)和工藝特點進行分析，有利于優(yōu)化注塑模結(jié)構(gòu)，對所有堵蓋類零件的模具設(shè)計制造具有指導(dǎo)意義。堵蓋類零件是冷藏冷凍柜的外觀件，表面質(zhì)量要求比較高，不允許出現(xiàn)推桿痕、拒不收縮、劃傷、飛邊等缺陷。零件材料為ABS，通過對零件圖仔細分析，可以看出：1零件外形輪廓尺寸較大，形狀較復(fù)雜2.作為外觀件，對模具的分型面有特定的要求，即在零件的R2002mm、R18mm以及兩端輪廓表面不允許有模具分型面留下的痕跡，設(shè)計模具是應(yīng)通過設(shè)置滑動型腔鑲塊來實現(xiàn)這一要求。3.圖1零件A處厚度為1.5mm的加強筋的側(cè)面有4個直徑為2.5mm的圓孔和4處長6mm、寬4mm、深

16、3mm的凹坑，模具上需要采用抽芯機構(gòu)成型。塑件表面質(zhì)量要求很高，外型體積較大，形狀復(fù)雜，尺寸精度要求高，內(nèi)表面加強筋、筋薄且深，不易注滿且脫模困難。特別是需要在產(chǎn)品的側(cè)面進行分型，分型大滑塊需要側(cè)向抽芯，在產(chǎn)品的背面有四個與門體安裝配合的凸塊及螺釘孔也需要側(cè)向抽芯來成型，型腔、型芯均為組合而成，拼接面和配合面多，分型面和配合面進度要求高，加工、配合量大。因此模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計難度大，模具制造工藝要求高。2.1.3塑件注塑工藝參數(shù)的確定查實用注塑模設(shè)計手冊和參考工廠實際應(yīng)用情況，ABS塑料的成型工藝參數(shù)可作如下選擇：（試模時，可根據(jù)實際情況作適當(dāng)調(diào)整）密 度 ：1.02 1.05 收縮率 ：0.

17、3% 0.8%預(yù)熱溫度：8085°C 預(yù)熱時間： 23 h注塑溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度料筒溫度：后段溫度t1選用150-170中段溫度：t2選用165-180前段溫度：t3選用180-200噴嘴溫度：選用170-180模具溫度：50-80螺桿轉(zhuǎn)速：30r/min注塑壓力：選用60-100Mpa成型時間：注塑時間412s保壓時間： 05s冷卻時間： 1050s保壓壓力：選用100Mpa高壓時間：選用0-5s冷卻時間：選用20-120s總 周 期: 50-200s后處理方法：紅外線燈、烘箱溫 度：70時 間：2-4h查相關(guān)手冊得到ABS塑件的成工藝參數(shù)： 密 度： 1.021.05收

18、 縮 率： 0.3%0.8%，預(yù)熱溫度： 8085°C 預(yù)熱時間： 23 h料筒溫度： 后段溫度選用170240c； 中段溫度選用180240c； 前段溫度選用210250c噴嘴溫度： 170180°C模具溫度： 5080°C注塑壓力： 注塑壓力一112Mpa注塑壓力二115Mpa注塑壓力三110Mpa注塑壓力四90Mpa保壓壓力： 保壓壓力75Mpa成型時間： 注塑時間412s 保壓時間 05s 冷卻時間 1050s說明 ：預(yù)熱和干燥均采用鼓風(fēng)烘箱。：凡潮濕環(huán)境使用的塑料，應(yīng)進行調(diào)濕處理，在100120c水中加熱218h。2.1.4注塑機初選根據(jù)計算及原材料的注

19、塑成型參數(shù)初選注塑機為XS-ZY-1000查實用注塑模設(shè)計手冊知：螺桿直徑： 85mm注塑容量： 335注塑壓力： 145Mpa鎖 模 力： 1500kN裝模高度： 700-300mm開模行程: 700mm噴嘴球半徑： 20mm噴嘴孔半徑： 10mm定位圈直徑： 150mm 中心頂出孔徑： 20mm2.2 尺寸精度分析塑件標注尺寸塑件尺寸公差（按MT5級精度）塑件標注尺寸塑件尺寸公差（按MT5級精度）外形尺寸484mm內(nèi)形尺寸46.2mm24.5mm28mm32mmR1824mm24.5mm15mmR2mm130.5mm4mm15mm1.5mm8mm2mm2.5mm20mm 表12.3計算塑件

20、的體積和質(zhì)量計算塑件的質(zhì)量是為了選用注塑機及確定模具型腔數(shù)。計算塑件的體積：通過proe軟件中的“分析=模型=質(zhì)量屬性”的功能查的塑件的體積：v=104.85mm計算塑件的質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計手冊可查得ABS的密度為。塑件質(zhì)量：取塑件質(zhì)量為108g3 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括：模具型腔數(shù)目的確定型腔的排列方式分型面的選擇澆注系統(tǒng)的設(shè)計、模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計、側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的設(shè)計和推出機構(gòu)的設(shè)計、確定溫控系統(tǒng)等內(nèi)容。3.1確定型腔的數(shù)目及布置塑件的生產(chǎn)屬于大批量生產(chǎn)，宜采用多型腔注塑模，其型腔個數(shù)與注塑機的塑化能力，最大注塑量以及和模力等參數(shù)有關(guān)，此外還受制件精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟等因素

21、影響，有上述參數(shù)和因素可按下列方法確定模腔的數(shù)目。3.1.1按注塑機的額定鎖模力確定型腔數(shù)量：式中： 注塑機的鎖模力型腔內(nèi)熔體的平均壓力每個制件在分型面上的面積流道和澆道在分型面上的投影面積B 在模具設(shè)計前為未知量，根據(jù)多型腔模具的流動分析B為（0.20.5），常取B=0.35，型腔內(nèi)熔體的平均壓力主要取決于注塑壓力，一般為2540MPa的范圍內(nèi)。低黏度物料時取小值，高黏度物料時取大值。實際所需鎖模力應(yīng)小于選定注塑機的名義鎖模力，為保險起見常用0.8F估算，因此，實用公式為：3.1.2按注塑機的注塑量確定型腔數(shù)目：式中： 注塑機的公稱注塑量單個制件體積流道和澆口的總體積查的注塑機的公稱注塑量為

22、300，據(jù)統(tǒng)計所需澆注系統(tǒng)是體積的53.4，根據(jù)以上計算單件的體積為104.85則計算得：通過上述計算，為了提高生產(chǎn)效率，同時考慮到模具結(jié)構(gòu)的對稱性，考慮到塑件的側(cè)面圖1零件A處厚度為1.5mm的加強筋的側(cè)面有4個直徑為2.5mm的圓孔合處長6mm寬4mm、深3mm的凹坑，模具上需要采用側(cè)向抽芯機構(gòu)成型，決定采用1模2件的模具結(jié)構(gòu)，平衡式的型腔布置。由于塑件比較復(fù)雜，使得模具的設(shè)計制造都比較困難，因此再增加型腔的數(shù)目這樣會使模具變得更加復(fù)雜，制造更加困難。根據(jù)以上所述，選擇1模2件的對稱布置：型腔布置如圖3-1所示：圖3-13.2 分型面的選擇模具設(shè)計的過程中分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的

23、結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)分型面選擇的原則來確定模具的分型面。3.2.1 確定分型面1.將分型位置設(shè)在產(chǎn)品的正面圓弧與直線交接點M處，采用整體型腔成型。但這樣在產(chǎn)品的正面會有分模線痕跡，并且不方便維修，影響外觀質(zhì)量。2.將分型位置設(shè)在產(chǎn)品的正面與頂面的切點交接出如圖處、產(chǎn)品的背面處及正面處，采用組合型腔成型。型腔由滑動型腔和固定型腔兩部分組成，滑動型腔采用側(cè)向分型抽芯機構(gòu)來實現(xiàn)，這樣分模線留在了產(chǎn)品的頂面，便于維修。為了充分滿足制品零件的技術(shù)要求，通過設(shè)置滑動型腔鑲塊形式圖所示的分型面、，其中分型面是定模部分與動模部分的分型面，分型面是定模部分與滑動型腔鑲塊的分型面，分型面是動模部分與滑動型腔鑲塊的分型面。

24、很明顯方案一，產(chǎn)品的外觀不能滿足，并且由于制件的復(fù)雜，采用整體的型腔不但使模具的設(shè)計變得復(fù)雜，也增加了加工的難度。因此不采用整體式型腔成型，選用第二種方案。 如下圖3-2所示：a,b內(nèi)部形狀 c塑件正面 d塑件頂面圖3-23.2.2排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計在注塑模具的設(shè)計過程中，必須考慮排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計，否則，熔融的塑料流體進入模具型腔內(nèi)，氣體如不能及時排出會使制件的內(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，利用和模間隙排氣。由于堵蓋注塑模具是有鑲拼式凹模，且分型面較大，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(shè)排氣槽。（ABS塑料的最小不溢料間隙

25、為0.04mm，間隙較小，再加上ABS的流動性較好，也不宜開排氣槽）。3.3模具成型零件工作尺寸的計算取ABS的平均收縮率，塑件未注公差按照SJ1372種的8級公差選取，即取R18為，19為，為根據(jù)計算公式得凹模和型芯工作尺寸（過程略），結(jié)果如下表3：類別零件名稱塑件尺寸計算公式凹?；蛐托竟ぷ鞒叽绨寄较虺叽缟疃瘸叽缧托緩较虺叽缟疃瘸叽?表23.4成型零件結(jié)構(gòu)件設(shè)計3.4.1型腔的設(shè)計型腔使用來成型制件外部表面的成型零件，為提高模具強度剛度，組合型腔分別采用整體式結(jié)構(gòu)，整體加工，采用P20.P20預(yù)硬鋼是在中碳鋼中加入適量合金鋼，淬透性高，調(diào)制后的使用硬度為3638HRC，其抗拉強度為133M

26、pa，不但機械加工性能好，而且拋光性能，耐腐蝕性、抗疲勞性能好。3.4.2型芯的設(shè)計型芯用來成型制件的內(nèi)表面。為了省優(yōu)質(zhì)模具鋼，也便于機械加工和熱處理，型芯采用組合型芯結(jié)構(gòu)，分塊加工，材料采用P20，熱處理硬度3235HRC。定模圓型芯如圖3-3所示： 圖3-3 定模圓型芯3.5澆注系統(tǒng)的設(shè)計3.5.1冰箱門體堵蓋模具澆注系統(tǒng)設(shè)計與研究冰箱門體堵蓋一扁長條狀為主，前面正面多以圓弧面組成，橫截面外形也有34段圓弧，背面配合部位較多。冰箱門體堵蓋模具作為大型復(fù)雜注塑模具的典型代表。注塑成型的基本要求是在合適的溫度和壓力下是足夠的塑料熔體盡快地充滿型腔。澆注系統(tǒng)是塑料熔體進入型腔的通道，起著傳質(zhì)與傳

27、熱的雙重作用，因而塑料熔體的流變行為變成了澆注系統(tǒng)的設(shè)計的核心。澆注系統(tǒng)設(shè)計合理與否，不僅直接影響到門體堵蓋外觀質(zhì)量與內(nèi)在質(zhì)量，而且還關(guān)系到充模難易程度。澆注系統(tǒng)組成:澆注系統(tǒng)的一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。3.5.2主流道的設(shè)計根據(jù)sz-200/160型注塑機噴嘴的有關(guān)尺寸：噴嘴口孔徑： 噴嘴球半徑： 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系：取主流道的小端直徑 ：D=11mm取主流道入口的凹坑球面半徑： 圖3-3為了方便將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計為圓錐形式其半錐角通常為為斜度。主流道內(nèi)壁的表面粗糙度應(yīng)在以下，拋光時沿軸向進行。主流道的長度L，一般按模板厚度確定。為了減少熔體充模時

28、的壓力損失和無料損耗，應(yīng)盡可能縮短主流道的長度，L一般控制在60mm以內(nèi)。澆口套常用T8鋼材制作，經(jīng)淬火洛氏硬度為5055HRC。3.5.3分流道設(shè)計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)雜程度來確定分流道的長度的。由于塑件的形狀比較簡單，ABS的流動性好，沖型能力比較好，因此可采取半圓形分流道，便于加工。分流道斷面采用U形結(jié)構(gòu)，易于機械加工，并且熱量損失和流動阻力小。結(jié)構(gòu)如圖3-4所示：圖3-43.5.4澆口的設(shè)計澆口是熔體直接進入型腔的通道，它的位置、尺寸、形狀直接影響門體堵蓋的內(nèi)在質(zhì)量和外觀質(zhì)量。如果設(shè)計不當(dāng)，容易導(dǎo)致填充不良、熔接紋、氣泡、翹曲變形、密度不均、內(nèi)應(yīng)力過大等現(xiàn)

29、象。其設(shè)計基本要求是使熔料以較快速度進入并充滿型腔，同時在充滿后能適時冷卻封閉，便于制件與澆口凝料分離，不留明顯的澆口痕跡。根據(jù)某公司對澆口的崩裂統(tǒng)計可以看出，在實際生產(chǎn)使用中，澆口處常出現(xiàn)崩裂現(xiàn)象。統(tǒng)計表如表2所示： 表3查相關(guān)資料，對于門體堵蓋模具常用澆口類型有側(cè)澆口、外式潛伏澆口、內(nèi)式潛伏澆口、平縫澆口四種?，F(xiàn)在最常用的澆口形式有側(cè)澆口和外式潛伏澆口兩種：對于外觀要求較低的下門體下堵蓋由于側(cè)澆口工藝適應(yīng)性較好，工藝調(diào)整容易，常采用側(cè)澆口；在確定具體澆口類型時，有外觀要求的門體堵蓋（上門體上堵蓋、上門體下堵蓋、下門體上堵蓋）都采用外式潛伏澆口類型。3.5.4.1澆口數(shù)量澆口數(shù)量的設(shè)置既要考

30、慮到易充滿型腔，又要考慮到產(chǎn)品表面的熔接痕。熔體進料時以澆口斷面中心為圓心呈同心圓向外擴散，所以每倆個澆口中間有一條熔接線。澆口數(shù)量每腔采用雙澆口進料。3.5.4.2澆口位置澆口位置的設(shè)置對于充模及門體堵蓋表面缺陷影響較大，從充模的平衡性考慮，水平方向一般采用等分法，即： 如圖3-5所示，但在實際工程應(yīng)用中，由于門體堵蓋兩端背面加強筋比較密集，成型較為困難，在兩端上表面易產(chǎn)生縮坑現(xiàn)象。因此將澆口位置想兩端少量偏移，即： 在垂直方向位置對于側(cè)澆口一般選在分處。3.5.4.3澆口尺寸側(cè)澆口尺寸的經(jīng)驗公式為：深度：h=nt（mm） 式中：n系數(shù)，ABS的系數(shù)為0.6；t澆口處產(chǎn)品壁厚（mm）；寬度：

31、 （1）式中：n系數(shù)，ABS的系數(shù)為0.6；A型腔一側(cè)的表面積。門體堵蓋后背底面澆口處壁厚一般為2mm，因此深度h=1.2mm。門體堵蓋的表面積在1200032000，寬度通過公式（1）計算結(jié)果一般為2.13.7mm。 圖3-53.6冷料穴的設(shè)計冷料穴一般都設(shè)置在主流道末端，即主流道正對面的動模上，直徑應(yīng)稍大于主流道大端直徑，以利于冷料流入。當(dāng)分流道較長時，可將分流道的盡頭沿前進方向稍延長部分作為冷料穴。其作用是用來儲藏注塑間隔期間產(chǎn)生的冷料類的，防止冷料進入型腔而影響塑件質(zhì)量，并使塑件能順利地充滿型腔。為便于拉料桿將主流道凝料拉出，選用底部帶有拉桿的Z形拉料桿，這類冷料穴的底部由一根推桿組成

32、，推桿裝于推桿固定板上。其中Z形冷料的結(jié)構(gòu)如圖3-6所示： 圖3-6 Z形拉料桿3.7模具側(cè)向分型機構(gòu)滑動型腔的成型采用斜導(dǎo)柱外側(cè)抽芯機構(gòu)來實現(xiàn)，內(nèi)側(cè)小孔采用斜滑塊內(nèi)抽芯結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)?；瑒有颓慌c滑動導(dǎo)軌應(yīng)保持合理的間隙，保證側(cè)抽芯運動平穩(wěn)，能順利抽芯。斜導(dǎo)柱采用優(yōu)質(zhì)合金材料，熱處理硬度大于53HRC。斜導(dǎo)柱的材料為T10A，熱處理硬度達到53-58 HRC。在大批量生產(chǎn)中，斜滑塊和型芯因頻繁摩擦和碰撞而發(fā)生磨損，當(dāng)磨損到一定程度時，會嚴重影響斜滑塊頂出過程中的橫向運動最終導(dǎo)致脫模失敗，所以斜滑塊與型芯接觸的表面要進行表面淬火，以增強耐磨性。 注塑模中和模導(dǎo)向機構(gòu)主要用來確保動模和定模兩部分以及其

33、他零件的準確閉合，實現(xiàn)脫模機構(gòu)的同時進行，避免各零件發(fā)生碰撞和干涉，對中小型模具導(dǎo)向機構(gòu)多采用導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)，而需要側(cè)向抽芯的機構(gòu)常采用斜導(dǎo)柱（需要抽拔距較小的模具采用）或彎銷（需要抽拔模具采用）。堵蓋注塑模的抽拔距較小，可采用斜導(dǎo)柱就能滿足側(cè)向分型的需要。本塑件的側(cè)向抽芯部分垂直于脫模方向，阻礙成型后塑件從模具中取出，因此成型側(cè)凹的型芯可做成鑲嵌件，本模具采用斜導(dǎo)柱抽芯機構(gòu)。3.7. 1確定抽芯距根據(jù)零件圖的尺寸要求，為確保開模后成型滑塊完全分離，滑塊型腔鑲塊的最小運動距離為20mm，為便于零件從模具中順利取出，應(yīng)留出足夠的余量。設(shè)滑動型腔鑲塊的運動距離為45mm.3.7. 2確定斜銷的傾角斜

34、導(dǎo)柱的傾角a是斜銷機構(gòu)的主要技術(shù)參數(shù)，它與抽拔距和抽芯距有直接關(guān)系，一般取15°25°本副模具取a=20°.3.7. 3確定斜銷的尺寸斜導(dǎo)柱的直徑取決于抽拔力以及傾角可按設(shè)計資料有關(guān)公式進行計算，本例可采用經(jīng)驗估值，取斜導(dǎo)柱的直徑d=35mm。3.7. 4斜導(dǎo)柱尺寸的確定和計算斜導(dǎo)柱尺寸計算圖3-8： 圖3-7則斜導(dǎo)柱長度為：在直角三角ABC、EGC、FDE、DHI中分別計算，其中: 則 由此，可以確定斜導(dǎo)柱的其他尺寸，如上圖所示。3.7.5滑塊和導(dǎo)滑槽設(shè)計由于側(cè)凹的尺寸較小型芯滑塊可采用整體式加工增加強度，導(dǎo)滑槽的導(dǎo)滑長度和定位裝置的設(shè)計可采用經(jīng)驗法，側(cè)向抽芯的

35、抽拔距較小，須滑塊的限位裝置。3.8導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計本模具采用導(dǎo)柱和導(dǎo)套機構(gòu)導(dǎo)向。導(dǎo)柱的布置方式采用等直徑導(dǎo)柱的對稱布置方式。導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨性。導(dǎo)柱材料為T10A,淬火5055HRC,數(shù)量為4個導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)如圖3-9所示。為了是導(dǎo)柱能順利地進入導(dǎo)套，導(dǎo)柱端部做成錐形。導(dǎo)滑動部分的配合精度采用過盈配合H8/r7，導(dǎo)柱固定部分的配合精度采用過盈配合H8/s7.導(dǎo)套外徑的配合精度采用過盈配合H8/s7。圖3-8導(dǎo)柱3.9脫模機構(gòu)設(shè)計由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的特點，該模具采用半圓頂桿和扁頂桿聯(lián)合定出。為確保塑件在出模過程中不傾斜，不變形，頂出機構(gòu)平穩(wěn)可靠，頂出機構(gòu)設(shè)頂出導(dǎo)向裝置。推出結(jié)構(gòu)的布置如圖3-10所

36、示：圖3-9 半圓頂桿和矩形頂桿的材料都為T10A，淬火后的硬度為5358HRC,半圓頂桿24個，矩形頂桿20個。其結(jié)構(gòu)如圖3-11、3-12所示： 圖3-10 半圓頂桿 圖3-11 矩形頂桿3.10模具加熱和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計溫度調(diào)節(jié)對塑件的質(zhì)量影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面：變形、尺寸精度、力學(xué)性能和表面質(zhì)量在選擇模具溫度時，應(yīng)根據(jù)使用情況著重滿足制件的質(zhì)量要求。在注塑模具中溶體從200 C,左右降低到60C左右，所釋放的能量5以輻塑，對流的方式散發(fā)到大氣中，其余95由冷卻介質(zhì)帶走，因此注塑模的冷卻時間只要取決與冷卻系統(tǒng)的冷卻效果。模具的冷卻時間約占整個循環(huán)周期的2/3?？s短循環(huán)周期的冷卻時間是提

37、高是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。塑料在生產(chǎn)過程中由于需要對熔融的塑料流體進行冷卻，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)計可按下式進行計算：設(shè)該模具平均工作溫度為60°，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（3分鐘2模）3960g/h。求塑件在硬化時每小時釋放的熱量為Q3：查有關(guān)文獻得ABS的單位熱流量為Q2=314.3398.1J/g ,取Q2=350J/g求冷卻水的體積流量V由體積流量查表可知，所需的冷卻水管直徑非常小，假如塑件表面要求不高可不用設(shè)計冷卻水管，但本塑件表面質(zhì)量要求很高，所以為保證塑件質(zhì)量采用冷卻水管

38、冷卻系統(tǒng)。門體堵蓋對直線度有較高的要求，因此正常生產(chǎn)是模溫盡可能均勻一致，減少制件變形。根據(jù)產(chǎn)品形狀分布，動定模分別設(shè)置冷卻水路，冷卻水路的分布要均勻平衡。該模具動定模均采用直徑孔的循環(huán)冷卻方式，由上述計算可知，因為模具每分鐘所需的冷卻水量很小，故在這里我們可以初選水管直徑為8mm的孔，水冷即可。經(jīng)試模以后根據(jù)塑料制件的質(zhì)量問題然后修正冷卻系統(tǒng)的水管直徑，小的話可以通過機械加工增加孔的直徑。另外，動模冷卻水路要避開頂桿位置，以免漏水。為方便維修，采用快速水嘴。4注塑機有關(guān)參數(shù)的校核4.1閉合高度的校核本模具的外形尺寸為860mm×650mm×410mm,XS-ZY-1000

39、型。經(jīng)過計算模具的閉合高度為440mm，XS-ZY-1000型注塑機的最小模具厚度為300mm，最大模具厚度為700mm。4.2注塑量得校核（0.70.85）300104.85+53.4217255158.25式中：注塑機的理論注塑量，；每模注入的塑料量，為制件和澆注系統(tǒng)用量總和；K為安全系數(shù)，一般取0.70.85。4.3模具合模時校核300mm<440mm<700mm4.4鎖模力校核0.5x1453072.530式中：K壓力損耗系數(shù)，一般取0.5;注塑壓力，MPa；模具型腔及流道內(nèi)塑料熔料的平均壓力，Mpa。4.5模具開模行程700>156+32+ =198經(jīng)校核XS-ZY

40、-1000型注塑機能滿足使用要求故可以采用。5.模具的結(jié)構(gòu)草圖6.模具總裝圖及工作原理6.1模具總裝圖1、墊塊2、頂桿墊板3、半圓頂桿4、矩形頂桿5、頂板導(dǎo)柱6、頂板導(dǎo)套7、支柱8、Z形拉料桿9、圓形頂桿10、成形頂桿11、橫穿銷12、圓型芯13、頂絲14、頂桿固定板15、復(fù)位桿16、動模板17、定模板18、導(dǎo)套19、導(dǎo)柱20、鎖緊塊21、滑動型腔22、定模型芯固定板23、定模大型芯24、25、26、定模圓型芯27、澆口套28、定位環(huán)29、斜導(dǎo)柱30、滑塊31、限位釘32、彈簧33、頂絲34、型芯固定板35、36、大型芯37、動模固定板38、水嘴6.2模具工作過程在模具合模過程中，斜導(dǎo)柱29帶動滑塊型腔21運動，當(dāng)模具完全閉合后，鎖緊塊20將滑動型芯21鎖緊，這時模具各工作零部件均準確到位，各個零件之間的分型面準確貼合，注塑機開始進行