手持式水果采摘器采摘頭注塑模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、 目錄摘要 PAGEREF _Toc24051 3Abstract PAGEREF _Toc22430 41 引言 PAGEREF _Toc344 51.1 塑料模具簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc29671 51.2 塑料模具的行業(yè)現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc28983 51.3 塑料模具的發(fā)展趨勢(shì) PAGEREF _Toc19902 62 產(chǎn)品工藝性能分析 PAGEREF _Toc119 72.1 材料性能 PAGEREF _Toc32336 72.2 塑件結(jié)構(gòu)分析 PAGEREF _Toc13804 72.3 塑件生產(chǎn)批量 PAGEREF _Toc25108 73 設(shè)計(jì)成型方案及模具結(jié)構(gòu)

2、 PAGEREF _Toc29017 83.1 分型面的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc8767 83.2 型腔數(shù)量及排布形式確定 PAGEREF _Toc26010 83.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc726 93.4 模具冷卻系統(tǒng) PAGEREF _Toc30956 103.5 成型零部件設(shè)計(jì)及工作尺寸計(jì)算 PAGEREF _Toc25152 123.5.1 型腔徑向尺寸（A類尺寸） PAGEREF _Toc25775 123.5.2 型腔深度尺寸（A類尺寸） PAGEREF _Toc32398 123.5.3 型芯徑向尺寸（B類尺寸） PAGEREF _Toc30752 12

3、3.5.4 型芯高度尺寸（B類尺寸） PAGEREF _Toc30157 133.5.5 型芯之間或成型孔之間等中心距尺寸（C類尺寸） PAGEREF _Toc15823 133.6 側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc25118 133.7 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc482 143.8 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc26475 153.8.1 脫模力計(jì)算 PAGEREF _Toc30721 163.8.2 推桿直徑計(jì)算 PAGEREF _Toc27982 163.8.3 推桿強(qiáng)度校核 PAGEREF _Toc15910 163.9 排氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) PAGE

4、REF _Toc1941 163.10 型腔壁厚的計(jì)算與校核 PAGEREF _Toc19669 173.10.1 型腔側(cè)壁厚度的計(jì)算與校核 PAGEREF _Toc22560 173.10.2 型腔底板厚度的計(jì)算與校核 PAGEREF _Toc9739 173.11 模架的選用 PAGEREF _Toc10770 173.12 模具鋼材的選用 PAGEREF _Toc23830 183.13 注塑機(jī)的選擇 PAGEREF _Toc11628 193.13.1 選擇合理的注塑機(jī) PAGEREF _Toc19508 193.13.2 注塑機(jī)最大注射量校核 PAGEREF _Toc7345 203

5、.13.3 鎖模力校核 PAGEREF _Toc20525 203.13.4 安裝尺寸校核 PAGEREF _Toc1168 203.14 定位環(huán)及澆口套的選擇 PAGEREF _Toc472 204 成型零件加工工藝 PAGEREF _Toc26076 224.1 上模仁加工工藝 PAGEREF _Toc25769 224.2 下模仁加工工藝 PAGEREF _Toc27750 225 模具相關(guān)圖形繪制 PAGEREF _Toc31411 235.1 部分模具圖紙 PAGEREF _Toc2413 235.2 成型工藝卡片 PAGEREF _Toc29132 255.3 模具工作原理 PAG

6、EREF _Toc30398 25總結(jié) PAGEREF _Toc31404 26參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc4035 27致謝 PAGEREF _Toc8777 28摘要手持式水果采摘器是用來(lái)采摘水果的工具，比起利用傳統(tǒng)手工的方式采摘水果更加方便、快捷，在生活中的應(yīng)用非常的廣泛，安裝在采摘器上的采摘頭是其最主要的部件本次論文是對(duì)手持式水果采摘器采摘頭注塑模具設(shè)計(jì)及其型腔仿真加工。首先通過(guò)對(duì)塑料采摘頭的壁厚、成型收縮及尺寸精度及PP的成型性和流動(dòng)性進(jìn)行了分析，確定了模具分型面的位置、型腔數(shù)目、側(cè)進(jìn)膠的澆口形式，型芯采用鑲拼式；其次還分析了模具受力，重新計(jì)算了脫模機(jī)構(gòu)、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、側(cè)向分型

7、與抽芯機(jī)構(gòu)、流道、冷卻系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)，并通過(guò)校核注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度和注射機(jī)閉合高度等參數(shù)，找到了各參數(shù)符合的注射機(jī)，最后對(duì)其型腔的加工進(jìn)行仿真。本模具采用的成型方案是一模兩腔、側(cè)澆口一點(diǎn)進(jìn)膠，注射機(jī)采用的是SZ-150/100。關(guān)鍵詞：采摘頭；PP；注塑成型；模具；仿真加工AbstractHandheld fruit picking apparatus is used as a tool in picking fruit, rather than using the traditional manual way picking fruit is more convenient, s

8、hortcut, application in the life is very broad, installed in picking on picking the head is the main parts of this thesis is to handheld fruit picking picking head injection mold design and mold processing simulation. First through the wall thickness of plastic pick head, molding shrinkage and dimen

9、sional accuracy and the formability of PP and liquidity are analyzed, and determine the mold parting surface, cavity number, side gate form into gel, core use insert or spell; Second force, also analyzed the mold to recalculate the demoulding mechanism, clamping guide mechanism, side parting and cor

10、e-pulling mechanism, flow, cooling system, such as structure, and through checking the injection quantity, the thickness of the clamping force, injection pressure, mold and injection machine parameters such as height, found the parameters conform to the injection machine, finally the cavity on the m

11、achining simulation. The moulding scheme used in this mold is a two-cavity, side gate with a bit of glue, and the injection machine adopts sz-150/100.Key words：Picking the head ;PP; Injection molding; The mould;The simulation process1 引言作為工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)中重要的組成部件，模具充當(dāng)著工業(yè)體系中工藝配置重要的環(huán)節(jié)。其產(chǎn)量高、節(jié)約成本等特點(diǎn)，現(xiàn)已在化工、輕工業(yè)產(chǎn)品等組

12、成，并落實(shí)了工業(yè)化生產(chǎn)的廣泛應(yīng)用。有資料顯示，我國(guó)目前以模具制作的電器配件、設(shè)備儀器、飛機(jī)元件等機(jī)電產(chǎn)品約為百分之七十范疇。1.1 塑料模具簡(jiǎn)介伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)體系的不斷壯大，大眾對(duì)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的關(guān)注度日漸加深，經(jīng)由工業(yè)產(chǎn)品推廣、生產(chǎn)等方面帶動(dòng)下，工業(yè)產(chǎn)品從數(shù)目、類型、質(zhì)量、款式方面都有所提升。為了達(dá)到大眾需求，滿足社會(huì)科研發(fā)展的水平，現(xiàn)階段，全球范圍內(nèi)多個(gè)國(guó)家針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行了規(guī)范化管理，其中之于模具技術(shù)的重視力度得以體現(xiàn)，人們開始了解到，模具制作是工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的有利要素，同時(shí)如何提升模具制作工藝，以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益的提高，成為了當(dāng)前企業(yè)乃至研發(fā)人員聚焦的熱點(diǎn)。探索模具制作工藝，了解模具技術(shù)制造水平

13、，是二十一世紀(jì)以來(lái)，工業(yè)化領(lǐng)域重大的開拓指標(biāo)。由此我們可以獲悉到，工業(yè)水平的迅猛發(fā)展，模具工業(yè)的推動(dòng)性因素不能忽視。1.2 塑料模具的行業(yè)現(xiàn)狀在國(guó)外，一些技術(shù)領(lǐng)先的國(guó)家在模具制造業(yè)的發(fā)展形勢(shì)開始往標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、高效性、制造用時(shí)短及通用化方向推進(jìn)。以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為設(shè)計(jì)構(gòu)思的方式成為主要運(yùn)營(yíng)方式。為了滿足模具制造領(lǐng)域的基本需求，模具市場(chǎng)開始注重起模具原材料及設(shè)計(jì)樣圖的質(zhì)量。對(duì)模具原材料的品種、精細(xì)化、制品化要求有所提升。伴隨模具制造業(yè)條件日漸苛刻，針對(duì)模具成品質(zhì)量的指標(biāo)不斷增高，從而要求模具行業(yè)的技術(shù)體制必須往高水平提高。為了滿足這個(gè)目的，國(guó)外一些研究團(tuán)隊(duì)借助電爐與爐外工藝制純技術(shù)來(lái)進(jìn)行模具鋼構(gòu)，

14、被廣泛應(yīng)用于制造環(huán)節(jié)，以調(diào)動(dòng)模具成品的精純度、致密性等，降低偏析。所以，模具鋼的水平得以充分體現(xiàn)。全球化經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來(lái)，一方面給予大眾發(fā)展的舞臺(tái)，一方面也致使模具產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)模式趨向集中化，以多個(gè)企業(yè)為主體的跨度合作，跨國(guó)交流模式成為了社會(huì)運(yùn)營(yíng)趨勢(shì)。為了更好的迎接市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，帶動(dòng)企業(yè)發(fā)展，就必須形成高品質(zhì)的制造工藝與設(shè)計(jì)出合理性的科研方案。宏觀立場(chǎng)上解析，國(guó)內(nèi)在模具沖壓領(lǐng)域的發(fā)展已經(jīng)得到前所未有的發(fā)展。針對(duì)一些大型的沖壓模具形勢(shì)，其已經(jīng)抬升至一定的高度，能夠?yàn)橐恍┬⌒娃I車及配套零件提供良好的依托。在國(guó)家的正確引導(dǎo)下，通過(guò)漫長(zhǎng)的一段探索時(shí)期，我國(guó)在模具系統(tǒng)中的成果已經(jīng)獲得了全面的提升，制造水平及設(shè)計(jì)

15、能力得以深化。我國(guó)模具落后和差距主要表現(xiàn)在下列5方面： 現(xiàn)時(shí)我國(guó)自配率僅為百分之八十范疇，處于中低檔水平，技術(shù)水平依然亟待提高，中檔階段的模具自配率在百分之四十范疇。我國(guó)在模具制造領(lǐng)域的技術(shù)水平相對(duì)落后，模具生產(chǎn)周期也相對(duì)過(guò)長(zhǎng)。能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳。隨之而來(lái)的較大的經(jīng)濟(jì)壓力，滯后了我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)筑，同時(shí)也造成一些企業(yè)面臨虧損，缺乏后繼動(dòng)力。 模具企業(yè)的管理體制不適用于新時(shí)期內(nèi)部需要，技術(shù)水平過(guò)低，管理能力不到位也滿足不了經(jīng)營(yíng)的需求。一些模具生產(chǎn)廠家過(guò)度追求傳統(tǒng)管理模式，漸漸披露出了陳舊體制的弊端，不利于企業(yè)的發(fā)展。1.3 塑料模具的發(fā)展趨勢(shì)在國(guó)外，一些技術(shù)領(lǐng)先的國(guó)家在模具制造業(yè)的發(fā)展形勢(shì)

16、開始往標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、高效性、制造用時(shí)短及通用化方向推進(jìn)。以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為設(shè)計(jì)構(gòu)思的方式成為主要運(yùn)營(yíng)方式。為了滿足模具制造領(lǐng)域的基本需求，模具市場(chǎng)開始注重起模具原材料及設(shè)計(jì)樣圖的質(zhì)量。對(duì)模具原材料的品種、精細(xì)化、制品化要求有所提升。伴隨模具制造業(yè)條件日漸苛刻，針對(duì)模具成品質(zhì)量的指標(biāo)不斷增高，從而要求模具行業(yè)的技術(shù)體制必須往高水平提高。伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)體系的不斷壯大，大眾對(duì)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的關(guān)注度日漸加深，經(jīng)由工業(yè)產(chǎn)品推廣、生產(chǎn)等方面帶動(dòng)下，工業(yè)產(chǎn)品從數(shù)目、類型、質(zhì)量、款式方面都有所提升。為了達(dá)到大眾需求，滿足社會(huì)科研發(fā)展的水平，現(xiàn)階段，全球范圍內(nèi)多個(gè)國(guó)家針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行了規(guī)范化管理，其中之于模具技術(shù)的重

17、視力度得以體現(xiàn)，人們開始了解到，模具制作是工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的有利要素，同時(shí)如何提升模具制作工藝，以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益的提高，成為了當(dāng)前企業(yè)乃至研發(fā)人員聚焦的熱點(diǎn)。探索模具制作工藝，了解模具技術(shù)制造水平，是二十一世紀(jì)以來(lái)，工業(yè)化領(lǐng)域重大的開拓指標(biāo)。制造和實(shí)驗(yàn)新的模具在決定產(chǎn)品可行性和整個(gè)生產(chǎn)制造的時(shí)間上具有至關(guān)重要的作用。例如，在使用復(fù)雜模具制造汽車內(nèi)飾部件的過(guò)程中，可能花費(fèi)超過(guò)五十萬(wàn)，需要用6到9個(gè)月的時(shí)間來(lái)在生產(chǎn)裝備上實(shí)驗(yàn)和制定生產(chǎn)工藝流程?？紤]到原始設(shè)備制造商需要用生產(chǎn)裝備來(lái)生產(chǎn)零件樣本，那么就需要6到9個(gè)月的時(shí)間優(yōu)先生產(chǎn)制造新的汽車模型，因此，模具的制造就顯得尤為重要。2 產(chǎn)品工藝性能分析2.1

18、材料性能PP是聚丙烯樹脂，其密度為，相比于聚乙烯而言，具有更好的力學(xué)性能，抗彎曲疲勞強(qiáng)度更高，有良好的耐熱性及絕緣性，可在100度的高溫條件使用，屬于半結(jié)晶型的熱塑性塑料。PP成型特點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：（1）適合選用較高的模具溫度和塑料溫度，其中塑料溫度一般要小于230，太高塑料會(huì)被分解掉。對(duì)精度較高的塑件，溫度選4050，對(duì)于高光澤度、耐熱的模具，選50-60。（2）對(duì)于夾水紋須提高材料的流動(dòng)性。解決方法多種多樣，比較常用的是采取較高的模具溫度和塑料溫度，或是改變?nèi)胨恢?。?）如成形耐熱級(jí)或阻燃級(jí)材料，材料的成型周期通常在一周范疇左右，一些塑料分解物會(huì)留在表層，表層從而亮光，需進(jìn)行清理，同時(shí)

19、表面需有排氣位置。2.2 塑件結(jié)構(gòu)分析圖2.1 采摘頭三維圖由圖2.1可知，該產(chǎn)品尺寸較小，屬于小型產(chǎn)品。在產(chǎn)品側(cè)面有倒扣，需要借助抽芯機(jī)構(gòu)輔助脫模。2.3 塑件生產(chǎn)批量該產(chǎn)品生產(chǎn)批量大，應(yīng)選擇自動(dòng)化生產(chǎn)，但由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)較特殊，因此選擇采用半自動(dòng)化生產(chǎn)模式，利用大水口側(cè)進(jìn)膠方式，模具開模時(shí)將整個(gè)澆注系統(tǒng)頂出，后續(xù)由人工切斷澆口來(lái)完成。3 設(shè)計(jì)成型方案及模具結(jié)構(gòu)3.1 分型面的設(shè)計(jì)宏觀立場(chǎng)上，研發(fā)人員將模具中的澆注系統(tǒng)的凝料和可以取出的塑件進(jìn)行分離處理，并且基于這兩種部件形成分型面顧慮到塑件外觀質(zhì)量問(wèn)題，需要將分型面設(shè)置在合理截面處，產(chǎn)品采摘頭，沒(méi)有異形曲面，分型面設(shè)置在斷面最大輪廓處。如圖中箭

20、頭所示：圖3.1 分型面示意圖3.2 型腔數(shù)量及排布形式確定模具的型腔除卻一些具體的尺寸之外，其他都和塑件完全吻合，僅僅將凹、凸模放在相反區(qū)間。出于注射機(jī)與模具生產(chǎn)力配套的需求，為了更好的提升生產(chǎn)效益與經(jīng)濟(jì)性，需要確保塑件的精確度，達(dá)到整體設(shè)計(jì)定型的目的。根據(jù)塑件的大小及結(jié)構(gòu)類型，本次模具設(shè)計(jì)能夠應(yīng)用一模兩型的方式進(jìn)行架構(gòu)，采用兩個(gè)塑件水平排布的方式。其排列如下圖所示：圖3.2 型腔排列圖3.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)通常情況下，人們?cè)谶M(jìn)行流道澆注系統(tǒng)構(gòu)筑時(shí)，會(huì)經(jīng)由主流道、流道澆口、分流道和冷料穴四個(gè)部分組成。流道的澆注系統(tǒng)的價(jià)值在于可以使源自注射模噴嘴的塑料熔體既能夠達(dá)到總體平穩(wěn)性，進(jìn)行壓實(shí)、保壓。

21、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般需要綜合下列幾個(gè)要求進(jìn)行：1. 分型面上進(jìn)行分流道的設(shè)置，分流道的澆口可以和隧道的形態(tài)保持一致，潛伏于分型面下方的定模板上，同時(shí)也能夠在分型面的動(dòng)模板上潛伏，能夠使熔體沿著斜面潛入到型腔之中。2.澆口位置通常選在制件的側(cè)面位置，能夠避免塑件外觀出現(xiàn)痕跡。3.進(jìn)行設(shè)置時(shí)為了防止?jié)部诔霈F(xiàn)痕跡，能夠借助推桿安設(shè)二次澆口的形式，進(jìn)行機(jī)體的維護(hù)，同時(shí)可以把二次澆口末端和塑件形成互通的內(nèi)壁。4.澆口在模具開模期間，可以自動(dòng)切斷，同時(shí)無(wú)須進(jìn)行澆口處理，不過(guò)需要塑件的側(cè)面位置留下澆口痕跡。5.分流道和潛伏澆口的夾角需要維持在三十度至五十度范疇，通常借助圓形或者橢圓形進(jìn)行截面。6.確保塑件外觀

22、及其質(zhì)量，提供良好的修葺方式；7.應(yīng)當(dāng)結(jié)合型腔布局需求，進(jìn)行適當(dāng)?shù)目剂浚?.要求熱量及壓力損失最小。圖3.3 澆注系統(tǒng)圖3.4 模具冷卻系統(tǒng)注射模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則有下列幾條：1由于型芯的冷卻狀況和凹模的狀況有一定差別，所以采用這兩種手法需要應(yīng)用上不同的回路進(jìn)行架設(shè)，并對(duì)接不同的冷卻凹模和型芯。2模具冷卻水的溫度升幅會(huì)影響熱傳遞，一般情況下，模具出水口溫度和入水口溫度相差不可以超出五攝氏度范圍，冷卻回路的長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)維持在1.21.5米區(qū)間，并防止回路彎數(shù)超出五個(gè)。3借助又多又細(xì)的冷卻管道進(jìn)行架設(shè)時(shí)，更有利于進(jìn)行模具調(diào)節(jié)。不過(guò)導(dǎo)管也不能過(guò)細(xì)，以防止堵塞現(xiàn)象出現(xiàn)，通常直徑為825毫米。4當(dāng)模具僅僅

23、規(guī)劃了單個(gè)的接水口和單個(gè)的出水口時(shí)，即需要將冷卻管串聯(lián)，當(dāng)需要聯(lián)結(jié)時(shí)，可以針對(duì)回路中的各處水量調(diào)整壓力。經(jīng)過(guò)對(duì)該采摘頭分析設(shè)計(jì)如下圖所式的冷卻水路：圖3.4 冷卻水路圖其中熱量計(jì)算公式為： (3-1)：冷卻水體積流量計(jì)算公式為： (3-2)根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定冷卻水路孔直徑為6mm。冷卻水在圓管中的平均流速計(jì)算公式為： (3-3)。冷卻管道孔壁與冷卻水之間的熱傳導(dǎo)系數(shù)計(jì)算公式為： (3-4)冷卻管道孔壁與冷卻水之間的熱傳導(dǎo)系數(shù)計(jì)算公式為： (3-5)冷卻系統(tǒng)總傳熱面積的計(jì)算公式為： (3-6)模具應(yīng)開設(shè)的冷卻管道的數(shù)目計(jì)算公式為： (3-7)，為了保證冷卻效果，在前后模各設(shè)置4條冷卻水路。3.5

24、成型零部件設(shè)計(jì)及工作尺寸計(jì)算成型零部件構(gòu)筑形態(tài)需要按照塑件需求進(jìn)行調(diào)動(dòng)，并基于穩(wěn)定的基礎(chǔ)下，對(duì)后期使用進(jìn)行檢測(cè)、維護(hù)。凹模作為成型塑件外表面的零部件，凹模結(jié)構(gòu)形態(tài)可以劃分為組合式和整體式，此次設(shè)計(jì)采用的是整體式。根據(jù)該采摘頭的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)模具模仁圖如下： 圖3.5 型腔結(jié)構(gòu)圖 圖3.6 型芯結(jié)構(gòu)圖模具內(nèi)部跟產(chǎn)品內(nèi)外形狀有關(guān)的尺寸被稱為工作尺寸。結(jié)合該零件實(shí)際情況取MT5精度。其相關(guān)尺寸計(jì)算公式如下：3.5.1 型腔徑向尺寸（A類尺寸）型腔徑向尺寸計(jì)算公式為： （3-8）3.5.2 型腔 深度尺寸（A類尺寸）型腔深度尺寸計(jì)算公式為： （3-9）3.5.3 型芯徑向尺寸（B類尺寸）型芯徑向尺寸計(jì)算

25、公式為： （3-10）3.5.4 型芯高度尺寸（B類尺寸）型芯高度尺寸計(jì)算公式為： （3-11）3.5.5 型芯之間或成型孔之間等中心距尺寸（C類尺寸） （3-12）由于零件中無(wú)C類尺寸，所以此處不作計(jì)算。（式中，為塑件相關(guān)尺寸公差；是ABS的收縮率，取0.5%；是模具制造差，對(duì)于該電池盒產(chǎn)品取0；是修正系數(shù)，取1/2。）3.6 側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)事實(shí)上，注射模中和注射機(jī)開模方向一致的分型面或者抽芯都相對(duì)容易形成，出于模具結(jié)構(gòu)不復(fù)雜的因素，所以其注塑相對(duì)簡(jiǎn)單。不過(guò)由于部分塑料制件依循上下方式進(jìn)行，所以很難防止開模方向維持一致的分型區(qū)間。針對(duì)一些結(jié)構(gòu)制件極為復(fù)雜的脫模，需要采取適宜的方式進(jìn)行。

26、3.6.1 斜導(dǎo)柱工作原理斜導(dǎo)柱工作就是指活動(dòng)型芯的復(fù)位與抽出的機(jī)構(gòu)，換言之就是抽芯機(jī)構(gòu)。其抽芯機(jī)構(gòu)按動(dòng)力源可以劃分為氣動(dòng)、手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、液壓四種類型。此次選斜導(dǎo)柱側(cè)向分型及抽芯機(jī)構(gòu)。工作原理如圖3.7。1斜導(dǎo)柱 2楔緊塊 3滑塊 4鋼珠圖3.7 斜導(dǎo)柱工作原理示意圖1開模時(shí)，滑塊3隨著楔緊塊2向下也同時(shí)向右運(yùn)動(dòng)，分型抽芯。等斜導(dǎo)柱滑道與滑塊尺寸彼此分離時(shí)，通過(guò)鋼珠4定位，使滑塊留在分離分型面區(qū)間之上，對(duì)合模階段有幫助，斜導(dǎo)柱插入到滑塊斜孔之中。但這種結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，結(jié)合塑件的具體結(jié)構(gòu)并結(jié)合實(shí)際情況決定采用圖3.8所示結(jié)構(gòu)。鏟基 斜導(dǎo)柱 滑塊 圖3.8 斜導(dǎo)柱工作原理示意圖2開模時(shí)，定模相對(duì)于動(dòng)模

27、向上運(yùn)動(dòng)，滑塊3守到斜導(dǎo)柱2向右的擠壓力向右運(yùn)動(dòng)，以便于塑件的頂出；模具完全打開之前，鏟基1限制滑塊不能上下運(yùn)動(dòng)。合模時(shí)斜導(dǎo)柱插入滑塊的斜孔中擠壓滑塊像左運(yùn)動(dòng)，完成合模?；瑝K頭的圓角能夠使斜導(dǎo)柱更容易插入滑塊中。3.6.2 確立斜導(dǎo)柱側(cè)向分型機(jī)構(gòu)的構(gòu)件參數(shù)（1）抽芯距離S的數(shù)值范圍抽芯距離實(shí)際上就是型芯從定型區(qū)間抽到不妨礙塑件脫落區(qū)間的距離。以字母S表示距離。通常抽芯距等同于側(cè)面凹度S0，留23mm的空間，即S= S0+（23）mm=8.69+312mm。（2）斜導(dǎo)柱的傾角r其傾角r是斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)件運(yùn)作成效的關(guān)鍵，其主導(dǎo)著整個(gè)橫向行程，同時(shí)對(duì)于斜導(dǎo)柱長(zhǎng)度也具備著重大的影響力。插拔方向和開模方向

28、在開模時(shí)保持垂直狀態(tài)，為了可以契合標(biāo)準(zhǔn)，則需要借助抽芯距離S進(jìn)行比配，同時(shí)按照開模行徑H與斜導(dǎo)柱r互為聯(lián)系：H=Scotr。斜導(dǎo)柱的傾角r與斜導(dǎo)柱的有效運(yùn)行長(zhǎng)度L的關(guān)系為：L=Ssinr。通常選r=1520，不應(yīng)超過(guò)25。由于滑塊較小，因此取r=23。（3）斜導(dǎo)柱的直徑d其公式為。其中Fc表示抽芯阻力，單位是N；L表示斜導(dǎo)柱側(cè)插入的精確長(zhǎng)度，單位是mm；表示斜導(dǎo)柱插入原料的彎曲受力大小，單位是KN；由此得到斜導(dǎo)柱直徑的7.32mm，根據(jù)設(shè)計(jì)原則留出余量所以斜導(dǎo)柱直徑確定為8mm。3.7 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為確保動(dòng)模與定模兩個(gè)板塊及模內(nèi)其余零部件的準(zhǔn)確對(duì)合，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的存在十分有必要，其推動(dòng)著機(jī)構(gòu)

29、的定位與導(dǎo)向發(fā)展。根據(jù)之前確定的模具結(jié)構(gòu)方案，決定采用導(dǎo)柱導(dǎo)向的方式。的如下圖所示： 圖3.9 模具導(dǎo)套 圖3.10 模具導(dǎo)柱可以看出該模具的導(dǎo)柱和導(dǎo)套都是采用的帶肩類型。采用這樣設(shè)計(jì)的原因是其具有導(dǎo)向作用，在模具生產(chǎn)加工中與導(dǎo)柱無(wú)阻滯、耐磨。從而有效提高了模具的使用壽命和更換零件的成本。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合優(yōu)先采用基孔制。由于產(chǎn)品沒(méi)有、特殊的精度要求，利用注塑機(jī)的定位系統(tǒng)及模具的導(dǎo)柱導(dǎo)套輔助定位即可，所以不需要單獨(dú)設(shè)置定位機(jī)構(gòu)。3.8 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)基于注射成型階段后期塑件成型脫離模具的工藝要求，需要藉由相關(guān)的推出零件與輔助零件構(gòu)成脫模機(jī)構(gòu)。根據(jù)該直角彎頭的形狀、大小，選擇采用圓頂針將成型的制件

30、從模具中推出。其結(jié)構(gòu)如下圖：圖3.11 圓頂針結(jié)構(gòu)圖綜上，結(jié)合模具結(jié)構(gòu)，組成模具推出結(jié)構(gòu)，其推出機(jī)構(gòu)圖如下：頂針圖3.12 模具推出機(jī)構(gòu)圖3.8.1 脫模力計(jì)算脫模力計(jì)算公式如下： （3-13）據(jù)脫模力計(jì)算公式，計(jì)算得出脫模力為2.35kN。3.8.2 推桿直徑計(jì)算根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式： （3-14）計(jì)算得出，推桿直徑為2.3mm。根據(jù)實(shí)際情況，決定選用直徑為3mm的頂針。3.8.3 推桿強(qiáng)度校核推桿強(qiáng)度校核公式如下： （3-15）。因此，該模具的推桿。3.9 排氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)本次模具設(shè)計(jì)可以利用分型面和頂針與模板配合的間隙以及頂針與模仁的配合間隙排氣即可，不需要設(shè)置單獨(dú)的排氣系統(tǒng)。如在后期試模過(guò)程中

31、發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品存在因排氣不良造成的成型缺陷，可以考慮在分型面上開設(shè)單獨(dú)的排氣槽，但需要注意的是，排氣槽的深度不能大于PP塑料最大的溢料間隙值0.03mm。3.10 型腔壁厚的計(jì)算與校核3.10.1 型腔側(cè)壁厚度的計(jì)算與校核型腔側(cè)壁厚度按照剛度的計(jì)算公式為： (3-16) 。，所以。型腔側(cè)壁厚度按照強(qiáng)度的計(jì)算公式為： (3-17) 。，所以。3.10.2 型腔底板厚度的計(jì)算與校核 (3-18)。，所以。型腔底板厚度依照剛度的計(jì)算公式為： (3-19) 計(jì)算得：。，所以的取值符合要求。其中，；，取MPa；，取0.05tmm；，取2545MPa。3.11 模架的選用模架標(biāo)準(zhǔn)化的意義在于縮短模具加工周期，且

32、方便模具替換，方便行業(yè)統(tǒng)一，利于市場(chǎng)發(fā)展。我國(guó)制訂出了與注塑模具相關(guān)的國(guó)家規(guī)范，見(jiàn)下表。表3.1 有關(guān)塑料模架的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)序號(hào)標(biāo)準(zhǔn)名稱標(biāo)準(zhǔn)號(hào)1塑料注射模零件GB/T 4169-20062塑料注射模零件技術(shù)條件GB/T 4170-20063塑料成型模術(shù)語(yǔ)GB/T 8846-20054塑料注射模技術(shù)條件GB/T 12554-20065塑料注射模模架GB/T 12555-20066塑料注射模模架技術(shù)條件GB/T 12556-2006根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)和模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，決定采納規(guī)范GB/T 12555-2006中大水口CI型模架，如圖3-13所示。定模座板 定模板 動(dòng)模板 墊塊 推桿固定板 推板 動(dòng)模座板圖3.

33、13 大水口CI型模架選擇模架型號(hào)為大水口。其中，尺寸為，40mm。3.12 模具鋼材的選用在硬度、強(qiáng)度、塑性和韌性。硬度表征了鋼對(duì)變形和接觸應(yīng)力的抗力，硬度和強(qiáng)度有一定的關(guān)系，和鋼的成分及組織均有關(guān)系；強(qiáng)度即鋼材在服役過(guò)程中，抵抗塑性變形和斷裂的能力，對(duì)于模具來(lái)說(shuō)則是整個(gè)型面或某個(gè)部位在服役過(guò)程中抵抗拉伸力、壓縮力、彎曲力、扭轉(zhuǎn)力或綜合力的能力；模具鋼塑性差，冷沖模具鋼尤差，很容易發(fā)生脆斷，一般采用斷后伸長(zhǎng)率和端面收縮率兩個(gè)指來(lái)衡量模具鋼塑性好壞；韌性是模具鋼的一種重要指標(biāo)，韌性是指材料在沖壓載荷作用下抵抗破壞的性能，韌性越高，材料脆斷的概率越低，熱疲勞度強(qiáng)度也越高6。本次模具設(shè)計(jì)選用的部分

34、模具材料如下表3.2所示。表3-2 模具零件材料表序號(hào)名稱材料1模坯452前模仁P203后模仁P204澆口套455定位環(huán)T8A6推板導(dǎo)柱GCr157推板導(dǎo)套GCr158內(nèi)六角螺釘35CrMo8垃圾釘459推桿SKH5110導(dǎo)柱GCr1511導(dǎo)套GCr1512復(fù)位桿4Gr5MoSiV113O型圈橡膠14喉塞黃銅15快速水接頭黃銅16拉料桿SKH513.13 注塑機(jī)的選擇3.13.1 選擇合理的注塑機(jī)注射機(jī)為所用的。按其外形可分為、機(jī)、。采取適宜的措施以得到良好的，作為注射成型工藝的關(guān)注重點(diǎn)，注射成型需要經(jīng)過(guò)良好的冷卻定型過(guò)程，為了滿足定型需求，在塑料定型過(guò)程中，工藝條件通常需要選取質(zhì)量較高的素材

35、。此外溫度的冷卻時(shí)間、壓力機(jī)運(yùn)行區(qū)間等都是影響塑化成型的關(guān)鍵因素。為了提升對(duì)于各個(gè)參數(shù)的控制精度，本文選取臥式注射機(jī)采用液壓傳動(dòng)和電器控制注射的方式。選用注射機(jī)時(shí)根據(jù)注射機(jī)公稱注射量GB選擇注射機(jī)，初SZ150/100注塑機(jī)，其具體參數(shù)如下表所示：表3.3 注塑機(jī)參數(shù)表內(nèi)容單位參數(shù)射膠容積cm3150射膠量（硬膠）g157螺桿直徑mm40射膠壓力（最大）Kgf/cm22000螺桿長(zhǎng)度直徑比22熔膠能力kg/h168射膠速率cm3/s285螺桿行程mm102螺桿最大轉(zhuǎn)速rpm330鎖模力（最大）t100開模行程mm320導(dǎo)柱內(nèi)距（水平垂直）mmmm800900模板最大距離mm680容模量（最薄-

36、最厚）mm210-420頂針行程mm100頂針推力（最大）t2.53.13.2 注塑機(jī)最大注射量校核因?yàn)樽⑺艹尚蜋C(jī)在注射成型制件時(shí)熔融塑膠會(huì)有一定損耗，所以，需要計(jì)算整個(gè)澆注系統(tǒng)的體積質(zhì)量，結(jié)合一定的損耗比（一般為澆注系統(tǒng)的0.20.8）來(lái)選擇符合要求的注塑成型設(shè)備。根據(jù)對(duì)產(chǎn)品的三維模型進(jìn)行分析計(jì)算，得到單個(gè)產(chǎn)品的體積約為14.3cm，由此產(chǎn)品和澆注系統(tǒng)總體積約為38.4cm，由此可以看出該注塑機(jī)的注射量150cm3遠(yuǎn)大于成型產(chǎn)品所需要的注射量，完全符合要求。3.13.3 鎖模力校核塑料制件在注射成型時(shí)，需要一定的壓力來(lái)使熔融塑膠快速射入型腔之中，而且在注射完成之后還需要一定壓力來(lái)保壓以減小產(chǎn)

37、品的翹曲變形。鎖模力校核： （3-20）式中 Pm注射壓力，取Pm=70MPa； As塑件處于分型面的投射數(shù)值，取As=4.368103mm； ，要求。3.13.4 安裝尺寸校核，板，根據(jù)表3.2可知，該注塑機(jī)的容模量為210420mm，完全符合模具要求；該注塑機(jī)，也符合要求；該注塑機(jī)的，而該模具的，說(shuō)明能滿足模具的開模行程要求；對(duì)比頂出行程也可看出該注塑機(jī)符合其頂出要求。3.14 定位環(huán)及澆口套的選擇根據(jù)所選注射機(jī)的規(guī)格，采用定位環(huán)定位環(huán)的直徑為119.8mm。定位環(huán)的詳細(xì)尺寸如下圖所示：圖3.14 定位環(huán)根據(jù)所選定位環(huán)的尺寸，對(duì)應(yīng)選用35mm的澆口套。澆口套具體尺寸如下圖所示：圖3.15澆

38、口套4 成型零件加工工藝注塑模具成型零部件主要是型腔（上模仁）和型芯（下模仁）兩個(gè)部分。成型零件決定塑料成型制件的尺寸、形狀、表面質(zhì)量等。4.1 上模仁加工工藝工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容1備料選取毛坯料180mm180mm96mm2平底銑利用平底銑刀，斷面粗糙度達(dá)Ra3.23深孔鉆加工水路孔、螺絲孔，斷面粗糙度達(dá)Ra3.24熱處理淬火再低溫回火3540HRC5數(shù)控機(jī)床加工塑件外部形狀，斷面粗糙度達(dá)Ra3.26平磨平磨上模仁表面4.2 下模仁加工工藝工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容1備料選取毛坯料180mm180mm46mm2平底銑利用平底銑刀，斷面粗糙度達(dá)Ra3.23深孔鉆加工頂針孔、水路孔、螺絲孔，斷面粗

39、糙度達(dá)Ra3.24熱處理淬火再低溫回火3540HRC5數(shù)控機(jī)床加工塑件內(nèi)部形狀，斷面粗糙度達(dá)Ra3.26平磨平磨下模仁表面5 模具相關(guān)圖形繪制5.1 部分模具圖紙?jiān)谀＞呦嚓P(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完畢之后，為了更直觀的讓人了解該采摘頭模具，需要根據(jù)所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行整合，然后繪制出該模具的裝配圖，以此表達(dá)各機(jī)構(gòu)的運(yùn)行原理，以及模具的工作過(guò)程。根據(jù)該采摘頭的成型各機(jī)構(gòu)組成，繪制其模具裝配圖如下：圖5.1 模具組立圖后模仁：圖5.2 后模仁圖前模仁：圖4.3 前模仁圖5.2 成型工藝卡片在模具設(shè)計(jì)之后，需要對(duì)成型工藝卡片進(jìn)行編寫，如下表：表5.1 成型工藝卡表塑料成型工藝卡片資料編號(hào)車間共1頁(yè)第1頁(yè)零件名稱采摘頭材

40、料牌號(hào)PP設(shè)備型號(hào)SZ-150/100裝配圖號(hào)材料定額每模件數(shù)2零件圖號(hào)單件重量工裝號(hào)材料干燥設(shè)備烘箱溫度/8085時(shí)間/h23料筒溫度（）后段/160中段/170前段/200噴嘴/180模具溫度/50時(shí)間/s注射/s1.284保壓/s10冷卻/s30壓力/MPa注射壓力150背壓后處理溫度/70時(shí)間定額輔助/min時(shí)間/24單件/min檢驗(yàn)編制校對(duì)審核組長(zhǎng)車間主任檢驗(yàn)組長(zhǎng)5.3 模具工作原理開模時(shí),定模相對(duì)于動(dòng)模向上運(yùn)動(dòng)，隨著模具的打開，滑塊守到斜導(dǎo)柱向右的擠壓力向右運(yùn)動(dòng)，以便于塑件的頂出。開模期間，澆注系統(tǒng)由拉料桿從中間板拉出，留在動(dòng)模一側(cè)。開模后塑件隨澆注的廢料在推桿的作用下被推出，并有人工去除。此后進(jìn)入下階段成型動(dòng)作。總結(jié)關(guān)于這次的對(duì)手持式水果采摘器采摘頭注塑模具的設(shè)計(jì)，讓我理清了整個(gè)模具設(shè)計(jì)過(guò)程的思路，對(duì)于設(shè)計(jì)，必須按照一定的思維和順序來(lái)進(jìn)行，才能事半功倍，因?yàn)檎麄€(gè)設(shè)計(jì)的所有環(huán)節(jié)都緊緊相扣的，如若不按照一定順序來(lái)進(jìn)行，那么在設(shè)計(jì)后期就會(huì)發(fā)現(xiàn)很多需要修改的結(jié)構(gòu)或者參數(shù)等。而具體關(guān)于此套采摘頭的模具設(shè)計(jì)，其整體設(shè)計(jì)過(guò)程為：首先需要對(duì)所給任務(wù)書進(jìn)行分析，包括產(chǎn)品二維圖形以及成型要求和材料性能等（收縮率、拔模角等），然后則是開始進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，模具設(shè)計(jì)的第一步則是選擇分型面對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分模，這是模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)；其次則是設(shè)計(jì)模具的各個(gè)機(jī)構(gòu)以保證產(chǎn)品的成型和頂出，還要根據(jù)產(chǎn)品