05模具技師煙灰盒 論文

1、煙灰盒注塑模模具設(shè)計(jì)姓名05模具技師摘要：本論文的主要是針對(duì)煙灰盒的模具設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)塑件進(jìn)行工藝的分析和比較，最終設(shè)計(jì)出一副注塑模。從制件的結(jié)構(gòu)工藝性，具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對(duì)模具的澆注系統(tǒng)，模具成型部分的結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑機(jī)的選擇及有關(guān)參數(shù)的效核，都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)，同時(shí)簡(jiǎn)單的編制了模具的加工工藝。通過(guò)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程表明該模具能夠達(dá)到此塑件所要求的加工工藝。根據(jù)題目設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是煙灰盒的注塑模具設(shè)計(jì)。也就是設(shè)計(jì)一副注塑模具來(lái)生產(chǎn)煙灰盒塑件的產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)品質(zhì)量。針對(duì)煙灰盒的具體結(jié)構(gòu)，該模具是側(cè)澆口的單分型面注射模具。通過(guò)模具設(shè)計(jì)表明該模具能達(dá)到煙灰盒的質(zhì)量加工工藝要求。論文正文

2、：一.煙灰盒的造型設(shè)計(jì)：煙灰盒在我們的生活中非常的普遍，幾乎每家都會(huì)有。市場(chǎng)上也有各種各樣的煙灰盒，形狀各異，有的是把煙灰盒做成卡通人物的，有的是做成汽車(chē)樣的，但都是用來(lái)吸引顧客的目光，以吸引人們購(gòu)買(mǎi)，此次設(shè)計(jì)的煙灰盒結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，主要是煙灰盒上有豁口，這樣可以讓沒(méi)吸完的煙放在上面，以便拿取。 圖1二.煙灰盒塑料的結(jié)構(gòu)與工藝特性：本煙灰盒的材料選用聚苯乙烯，聚苯乙烯是有苯乙烯的單體聚合而成的高聚物，屬于無(wú)定型塑料，具有良好的耐熱性、耐光性、透明性、以及良好的電絕緣性，加工流動(dòng)性好。聚苯乙烯的流動(dòng)性好，容易成型，由于聚苯乙烯熔體粘度對(duì)剪切速率和溫度都比較敏感，所以在注射中，無(wú)論是增大注射壓力或升

3、高機(jī)筒溫度都會(huì)使熔體粘度下降，均可達(dá)到改善聚苯乙烯熔體流動(dòng)性的目的，聚苯乙烯熔體的最大流動(dòng)長(zhǎng)度與壁厚之比為200：1所以壁厚一般在1.04.0mm之間選取。聚苯乙烯為非結(jié)晶行聚合物，成型收縮率較低，通常為0.50.8，提高注射壓力對(duì)降低成型收縮率是有利的，但注射速度不宜過(guò)高，否則模具腔內(nèi)的空氣難以及時(shí)排出，還會(huì)使制件表面不光滑，同時(shí)較大的剪切力還會(huì)導(dǎo)致制品的內(nèi)應(yīng)力增加，因此對(duì)聚苯乙烯來(lái)說(shuō)在不發(fā)生波紋、熔接痕等缺陷的前提下應(yīng)盡可能采用較低的注射速度。三.分析制件的結(jié)構(gòu)工藝性1.該制件的尺寸中等，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度要求相對(duì)較低，再結(jié)合祁材料性能，古選一般精度等級(jí)：五級(jí)。制件工藝參數(shù)：成型時(shí)間：注射

4、時(shí)間：0s3s 模具溫度：2060 保壓時(shí)間：15s40s 噴嘴溫度：180190 冷卻時(shí)間：15s30s 保壓壓力：3040Mp 總周期：40s90s 注射壓力：60100Mp結(jié)論：由分析可確定為注射成型的模具2.工藝性分析：為了滿足制品表面光滑的要求與提高成型效率采用潛伏式澆口。該澆口的分流到位于模具的分型面上，而澆口卻斜向開(kāi)設(shè)在模具的隱蔽處。塑料熔體通過(guò)型腔的側(cè)面或推桿的端部注入型腔，因而塑件外表面不受損傷，不致因澆口痕跡而影響制件的表滿質(zhì)量與美觀效果。3.注射機(jī)的選擇：選擇制件尺寸的近似值，圖1得其體積V26cm³，質(zhì)量M=26×1.035g=26.91g選用注射機(jī)

5、為國(guó)產(chǎn)的注射機(jī)XS-ZY-125臥式注塑機(jī)。查表得額定注射量為125cm³，注射壓力為125MPa，鎖模力為90×104N,注射方式為螺桿式，噴嘴球半徑R為18mm，噴嘴口直徑為4mm。頂出形式是兩側(cè)設(shè)有頂桿，機(jī)械頂出。四.制件在模具中的位置與澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1.根據(jù)注射機(jī)的額定鎖模力F的要求來(lái)確定型腔數(shù)n，即 n 式中 F注射機(jī)額定鎖模力（N）P行腔內(nèi)熔料平均壓力（MPa）A1 、A2分別為澆注系統(tǒng)和單個(gè)制件在模具分型面生的投影面積（mm²）大多數(shù)小型件常用多型腔注射模，而高精度制件的型腔數(shù)原則上不超過(guò)四個(gè)，因此根據(jù)上述公式估算，采用一模二腔。2.型腔的分布：在實(shí)

6、際模具設(shè)計(jì)制造中，對(duì)于精度要求較高，物理與力學(xué)性能要求均衡穩(wěn)定的制品，應(yīng)盡量采用平衡對(duì)稱式分布的形式。3.分型面的選擇：在選擇分型面時(shí)我們應(yīng)遵循一下原則 1）分型面應(yīng)選在制件外形最大輪廓處 2）分型面的選擇應(yīng)有利于塑件順利脫模 3）分型面的選擇應(yīng)保證塑件的精度要求 4）分型面的選擇應(yīng)滿足制件的外觀要求 5）分型面的選擇應(yīng)便于模具的加工制造 6）分型面的選擇應(yīng)有利于排氣除此之外還要考慮型腔在分型面上的投影面積大小以避免接近或超過(guò)所選用注射機(jī)的最大注射面積而可能產(chǎn)生溢流的現(xiàn)象。如下圖4.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：1頂模板 2澆口套 3注射機(jī)噴嘴1)主流道的設(shè)計(jì)：為了讓主流道凝料能順利從澆口套中拔出，主流道設(shè)

7、計(jì)成圓錐形，其錐角a為26°，小端直徑d比注射機(jī)噴嘴直徑大0.51mm，一般d=2.55mm。由于小端的前面是球面，其深度為35mm，注射機(jī)噴嘴的球面在該位置與模具接觸并貼合，因此要求主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大12mm。留到的表面粗糙度Ra0.8um。根據(jù)選用的根據(jù)選用的 XS-ZY-125 型號(hào)注射機(jī)的相關(guān)尺寸得 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=13mmd=d0+(0.51)mm=5mm錐角為2060，取其值為30，經(jīng)換算得主流道大端直徑為7.6mm。澆口套的選擇應(yīng)根據(jù)注射機(jī)里的定位孔來(lái)選擇，它與定位

8、孔是過(guò)度配合，查表可知定位孔直徑為100mm，所以澆口套的尺寸為100mm。2.分流到的設(shè)計(jì)與布置：流道長(zhǎng)度宜短，因?yàn)殚L(zhǎng)的流到不但會(huì)造成壓力損失，不利于生產(chǎn)性，同時(shí)也浪費(fèi)材料；但過(guò)短，產(chǎn)品的殘余應(yīng)力增大，并容易殘生毛邊。流道長(zhǎng)度可以按如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算:D分流道直徑mm W產(chǎn)品質(zhì)量g L流道長(zhǎng)度mm所以分流道的直徑應(yīng)取8mm長(zhǎng)度一般在830mm之間，不宜小于8mm，所以長(zhǎng)度取15mm。分流道的布置，流道排列的原則a盡可能使熔融塑料從主流道到各澆口的距離相等。b使型腔壓力中心盡可能與注射機(jī)的中心重合。流道的布置要平衡，可以說(shuō)自然平衡，如果自然沒(méi)法平衡的話需要人工平衡。3.澆口的設(shè)計(jì)：澆口是連接分流

9、道與型腔的橋梁。澆口過(guò)小易造成填充不足、收縮凹陷、熔接痕等外觀上的缺陷，且成型收縮率會(huì)增大。澆口過(guò)大會(huì)造成澆口周?chē)a(chǎn)生過(guò)剩的殘余應(yīng)力，導(dǎo)致產(chǎn)品變形或破裂，且澆口的去除加工困難等。所以綜合塑料使用的澆口類(lèi)型與原則這次設(shè)計(jì)選用側(cè)澆口。澆口開(kāi)在型芯一側(cè)，開(kāi)模時(shí)澆口自動(dòng)切斷。4.冷料穴和拉桿的設(shè)計(jì)：冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料，以免這些冷料進(jìn)入型腔，它還有便于在該處設(shè)置主流道拉料桿的功能，注塑結(jié)束模具分型時(shí)，在拉料桿的作用下，主流道凝料從定模澆口套中被拉出，最后推出機(jī)構(gòu)開(kāi)始工作，將塑件和澆注系統(tǒng)凝料一起推出模外。拉料桿的常用形式上Z字形結(jié)構(gòu)，其典型的結(jié)構(gòu)形式如圖拉料桿的材料為T(mén)8，進(jìn)

10、行熱處理時(shí)頭部硬度為HRC5055，配合部分粗造度為Ra0.8um。5.排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：適當(dāng)?shù)拈_(kāi)設(shè)排氣槽可以大大降低注射注射壓力、注射時(shí)間、保壓時(shí)間和鎖模壓力，使制件成型由困難變?yōu)槿菀?，從而提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，降低機(jī)器的能量消耗。其設(shè)計(jì)往往主要靠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)試模與修模再加以完善，此模利用模具零件部件配合間隙及分型面自然排氣，排氣間隙以不產(chǎn)生溢料為限，通常為0.030.05mm。五.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和尺寸計(jì)算1.凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：凹模也就是型腔，是制件外表面的主要零件，按結(jié)構(gòu)分為整體適合組合式，整體式的特點(diǎn)是牢固，不易變形，不會(huì)使制件產(chǎn)生拼接痕，但由于整體式型腔加工困難熱處理不方便，所以

11、一般用于形狀簡(jiǎn)單的中小型模具，根據(jù)此次設(shè)計(jì)要求和技工特點(diǎn)，可以選用整體式凹模，凹模的材料選40Cr，凹模熱處理硬度達(dá)到HRC4050，表面需鍍硌和拋光處理，型腔表面的粗造度為Ra0.20.1um，配合面需達(dá)到0.8um。2.型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：由于煙灰盒的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單所以在這里選用整體式型芯，型芯的材料選40Cr，熱處理硬度達(dá)到HRC4050，表面的粗造度為0.10.25um，配合面為0.8um，型芯表面熱處理時(shí)需要鍍硌和拋光處理。3.型芯和型腔的尺寸計(jì)算：塑件成型后的收縮率與多種因素有關(guān)，通常按平均收縮率計(jì)算。*100%參考 文獻(xiàn)PS的收縮率是0.6%0.8%，它的平均收縮率是S=0.7%（1）型腔

12、徑向尺寸的計(jì)算因?yàn)樗芗叽巛^小，精度級(jí)別高，c可取/6、z可取/3,此時(shí)，X取0.75。根據(jù)公式 LM=基本尺寸/mm 公差值/mm 計(jì)算124.74 1.48 LM = =124.584.6 1.2 LM = = =84.29（2）型芯徑向尺寸的計(jì)算根據(jù)公式 M=基本尺寸/mm 公差值/mm 計(jì)算119.26 1.48 m= =79.4 1.2 m= =14.71 0.58 m= = =（3）型腔深度的尺寸計(jì)算在計(jì)算型腔深度和型芯高度尺寸時(shí)，由于型腔的底面或型芯的端面磨損很小，所以可以不考慮磨損量。根據(jù)公式 HM=以下x為2/3基本尺寸/mm 公差值/mm 計(jì)算 27.35 0.7 H1M=

13、27.07（4）型芯高度的尺寸計(jì)算根據(jù)公式 ： M=基本尺寸/mm 公差值/mm 計(jì)算 24.65 0.7 M= =25.29（5）中心距的尺寸計(jì)算塑件上的中心距基本尺寸Cs和模具上的中心距的基本尺寸Cm均為平均尺寸Cm=(1+S)Cs標(biāo)注制造公差后得：Cm=(1+S)Cs基本尺寸/mm 公差值/mm 計(jì)算15 0.58 Cm=(1+S)Cs =15(1+0.7%)=15.105根據(jù)參考文獻(xiàn)可以得出，矩形型腔內(nèi)壁短邊長(zhǎng)為84mm，所以凹模壁厚范圍為1314mm，模套壁厚S2是4045mm，根據(jù)自己的設(shè)計(jì)來(lái)看，此次選用凹模厚度是13mm，模套壁厚是40mm。足以滿足設(shè)計(jì)的強(qiáng)度需要。六.注射木架與

14、導(dǎo)向及推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)1.模架是設(shè)計(jì)、制造塑料注射模的基礎(chǔ)部件，如圖模架模型標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，中小模架的周界尺寸范圍是<560mm×900mm，此次選用的模架周界尺寸為560mm×900mm。2.導(dǎo)向機(jī)構(gòu)對(duì)于小型模具一般只設(shè)有兩根導(dǎo)柱，對(duì)于有特殊要求或中大型模具時(shí)會(huì)設(shè)置三個(gè)或四個(gè)導(dǎo)柱，根據(jù)要求我們選用兩根導(dǎo)柱，對(duì)稱布置。導(dǎo)柱的材料應(yīng)具有高耐磨性硬度達(dá)到5055HRC的堅(jiān)韌材料，長(zhǎng)度應(yīng)比凸模端面高度高出8-12cm，以免出現(xiàn)導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而型芯先進(jìn)入型腔的情況，形狀應(yīng)做成錐臺(tái)型，容易順利的進(jìn)入導(dǎo)向孔。導(dǎo)套得材料應(yīng)于導(dǎo)柱相同，硬度略低于導(dǎo)柱，這樣可以減少磨損，為使導(dǎo)柱可以順利進(jìn)入

15、導(dǎo)套，導(dǎo)套前端應(yīng)倒角，導(dǎo)向孔應(yīng)做成通孔，以利于排除孔內(nèi)的空氣。3.推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì):此次采用推桿推出，推桿截面為圓形，推桿推出動(dòng)作靈活可靠，推桿損毀后也好便于更換。推桿的位置選擇在脫模阻力最大的地方，制件各處的脫模阻力相同時(shí)需均勻布置，以保證制件推出時(shí)受力均勻，塑件推出平穩(wěn)和不變形。根據(jù)推桿本身的剛度要求，采用四根推桿推出。推桿裝入模具后，起端應(yīng)于型腔底面平齊或高出型腔0.05-0.1cm。4推出力的計(jì)算：對(duì)于一般塑件和通孔殼形塑件，按下式計(jì)算，并確定其脫模力（Ft）Ft=AP（ucos-sin）式中 Ft塑件脫模力 A塑件包絡(luò)型芯的面積 P塑件對(duì)型芯單位面積上的包緊力 u塑件對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，為

16、0.10.3 脫模斜度，由此估算出脫模力為8000N5.推桿的設(shè)計(jì)：1）推桿的強(qiáng)度計(jì)算 查塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)之二由式5-97得d圓形推桿直徑cm 推桿長(zhǎng)度系數(shù)0.7 l推桿長(zhǎng)度cm n推桿數(shù)量 E推桿材料的彈性模量N/cm2 (鋼的彈性模量E=2.1×10 7N/ cm2 ) Q總脫模力 取d=5mm2）推桿壓力校核 查塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)式5-98·· 推桿應(yīng)力合格，硬度5065HRC 圖為推出機(jī)構(gòu)工作圖。1推板 2推桿固定板 3墊塊 4推桿5型芯 6型腔七冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1.冷卻回路孔直徑的設(shè)計(jì)：設(shè)定模具的平均工作溫度為60，用常溫20的水作為模具的冷卻介質(zhì)，其出口溫度為

17、30。制件在硬化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量為Q1查表得聚苯乙烯的單位流量為27×104 J/Kg得Q1=WQ2=0.26×27×104=7.02×104一般水孔的直徑可根據(jù)塑件的平均壁厚來(lái)確定。平均壁厚為2mm時(shí)，水孔直徑可取8-10mm,平均壁厚為2-4mm時(shí)，水孔直徑可取10-12mm，平均壁厚為4-6mm時(shí)，水孔直徑可取10-14mm。 此次制件，壁厚為2mm，所以選擇冷卻水孔的直徑為8mm，足以滿足要求。2.冷卻回路的布置：當(dāng)制件的壁厚均勻時(shí)，冷卻水道的型腔表面最好距離相當(dāng)，但當(dāng)壁厚不均勻時(shí)，后廚冷卻收道到型腔的距離應(yīng)近一些，間距也可以適當(dāng)?shù)男⌒?，一般?/p>

18、道孔邊至型腔表面距離為10-15mm，冷卻水道應(yīng)沿著塑件收縮方向設(shè)置，應(yīng)避開(kāi)塑件易產(chǎn)生熔接痕的部位如圖冷卻道示意圖九.模具的效核1.模具的厚度效核：根據(jù)所選注射機(jī)的種類(lèi)模具的最大厚度為300mm最小厚度為200mm，模具厚度為30+30+25+50+70=205mm介于最大與最小之間，所以模具厚度滿足要求。2.開(kāi)模行程的效核：對(duì)于雙型面的模具效核公式為：SH1+H2+a+（5-10）mm式中S注射機(jī)最大模行程，300mmH推出距離H塑件高度a定模板與中間模板之間的分開(kāi)距離帶入公式得 S26+27+30+8=88mm所以符合要。3.裝配原理圖注釋：畢業(yè)設(shè)計(jì)就這樣在自己的忙碌中結(jié)束了，如果不是老師細(xì)心與耐心的指導(dǎo)，我也不會(huì)這么快的做到好，畢竟自己知識(shí)太少了，通過(guò)老師對(duì)自己設(shè)計(jì)的分析，然后自己再修改，這中間學(xué)到很多東西。通過(guò)這次設(shè)計(jì)也讓我認(rèn)清自己的實(shí)力，自己懂得的還是很少，在做設(shè)計(jì)的時(shí)候，要串聯(lián)很多方面的知識(shí)，而我有時(shí)候真的不知道該如何去做，也就是通過(guò)查閱資料，雖然說(shuō)不可能記住很多，但是我要做到的就是遇到