畢業(yè)設(shè)計（論文）-帶輪注塑模具設(shè)計

。（3）主流道大端直徑。（4）主流道球面半徑。（5）球面的配合高度h=3mm。4.1.2主流道的凝料體積4.1.3主流道當量。4.1.4主流道澆口套的形式對于小型注射模，可以將主流道襯套與定位圈設(shè)計成一個整體。在本設(shè)計中，即采用此種設(shè)計，可以使拆卸更換方便，定位準確。材料采用碳素工具鋼T10A，熱處理淬火表面硬度為。如圖3-1所示。4.2爪形澆口的設(shè)計爪形澆口是分流澆口和輪輻式澆口的變異形式，它的結(jié)構(gòu)特點是型芯的頂端圓錐體伸入定模內(nèi)，起對準定位作用，保證塑件內(nèi)孔與外形的同軸度要求。此外，它的澆口較小，有助于去除澆注系統(tǒng)的凝料而不影響塑件的外觀。4.2.1澆口數(shù)量的確定在本次設(shè)計中取澆口數(shù)量為六個，沿帶輪中心孔呈環(huán)形陣列分布。4.2.2澆口截面形狀的確定對于爪形澆口，一般其截面形狀為扁平狀，由主流道向澆注處光滑過度。4.2.3澆口尺寸的確定（1）計算澆口的平均厚度。根據(jù)參考文獻[1]圖4-65可知，其平均厚度一般取約等于1.5mm。(2)計算澆口的高度。本設(shè)計中取爪形澆口高度為7mm。（3）計算澆口內(nèi)孔進料的深度。根據(jù)參考文獻[1]圖4-65可知為，這里取3mm。(4)計算澆口的寬度。本設(shè)計中取澆口的平均寬度為3mm。4.2.4爪形澆口剪切速率的校核。（1）確定注射時間：查參考文獻[1]表4-8，可?。唬?）計算澆口的體積流量：（3）計算澆口的剪切速率：由式可得：，則該爪形澆口的剪切速率處于澆口與主流道的最佳剪切速率之間，所以，澆口的剪切速率校核合格。4.3主流道剪切速率的校核上面分別求出了塑件的體積、主流道的體積（無分流道和澆口的體積太小可以忽略不計）以及主流道的當量半徑，這樣就可以校核主流道熔體的剪切速率。4.3.1計算主流道的體積流量4.3.2計算主流道的剪切速率主流道內(nèi)熔體的剪切速率處于澆口與主流道的最佳剪切速率之間，所以，主流道的剪切速率合格。第五章成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿等。成型零件工作時，直接與塑件接觸，塑料熔體的高壓料流的沖刷，脫模是與塑件發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強度、剛度和及較好的耐摩擦性能和良好的拋光性能。5.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計為了便于模具的制造和零部件的加工、更換、維修，改善模具成型零件的加工工藝性，模具型腔采用組合式，動、定模部分都設(shè)計成鑲拼的結(jié)構(gòu)形式。V型輪槽、中心孔及環(huán)形槽在動模中成型，而上端大圓筒及其上所開缺口和加強肋則在定模上成型。凹模由兩半對接斜滑塊組成，用來成型塑件輪槽;定模型芯（凸模）由成型上端大圓筒、圓筒上缺口及開設(shè)在定模固定板上的用來成型塑件3條加強肋的這三部分組成;動模型芯（凸模)則由成型環(huán)形槽及成型中心孔的拉料桿組成。5.2成型零件鋼材的選用根據(jù)對成型塑件的綜合分析，該塑件的成型零件要有足夠剛度、強度、耐磨性及良好的耐疲勞性，同時考慮它的機械加工性能和拋光性能。又因為該塑件為大批量生產(chǎn)，所以對于構(gòu)成塑件內(nèi)表面的型芯和開設(shè)有成型加強肋的定模固定板，鋼材選用。對于構(gòu)成塑件V型輪槽的兩半斜滑塊凹模，由于脫模時與塑件的磨損嚴重，因此鋼材選用鋼，進行滲氮處理。5.3成型零件工作尺寸的計算采用文獻[1]表4-15中的平均尺寸法計算成型零件尺寸，塑件自由尺寸公差按照MT5選取。查有關(guān)手冊得，故平均收縮率，根據(jù)塑件公差要求，模具制造公差取。5.3.1斜滑塊凹模徑向尺寸的計算自由公差按MT5查得，相應(yīng)的塑件制造公差；，相應(yīng)的塑件制造公差。不需要轉(zhuǎn)換，因此得5.3.2斜滑塊凹模深度尺寸的計算13.5、3.5、5、4、1自由公差按MT5查得、、、、。不需要轉(zhuǎn)換，因此得5.3.3型芯徑向尺寸的計算(1)定模型芯徑向尺寸的計算、自由公差按MT5查得：，；，。不需要轉(zhuǎn)換，因此得(2)動模型芯徑向尺寸的計算、、9自由公差按MT5查得、、和已注公差尺寸。不需要轉(zhuǎn)換，因此得5.4成型零件尺寸及動模墊板厚度的計算5.4.1斜滑塊凹模側(cè)壁厚度的計算。凹模側(cè)壁厚度與型腔內(nèi)壓強及凹模的深度有關(guān)，其厚度根據(jù)參考文獻[1]表4-19中的剛度公式計算。式中，P是型腔壓力;E是材料的彈性模量;r=W,W是影響變形的最大尺寸，而;是模具剛度計算許用變形量;是模具鋼材的泊松比，。根據(jù)注射塑料品種查參考文獻[1]表4-20得式中，。斜滑塊凹模嵌件初定單邊厚選20mm。根據(jù)型腔的布置，初步估算模板平面尺寸選用，它比型腔布置的尺寸大得多，所以完全滿足強度和剛度的要求。5.4.2動模墊板厚度的計算。動模墊板厚度和所選模架的兩個墊塊之間的跨度有關(guān)，根據(jù)前面的型腔布置，模架應(yīng)選在這個范圍之內(nèi)，查文獻[2]表7-4墊塊之間的跨度大運為。那么，根據(jù)型腔布置及型芯對動模墊板的壓力就可以計算得到動模墊板的厚度。即式中，動模墊板剛度計算許用變形量，；L是兩個墊塊之間的距離，約114mm;是動模墊板的長度，取250mm;A是型芯投影到動模墊板上的面積。。對于此動模墊板計算尺寸相對來說可以再小些，可以增加兩根支柱來進行支撐，故可以近似得到動模墊板厚度故動模墊板厚度可取16mm。第六章模架的確定根據(jù)凹模嵌件的尺寸可以算出凹模嵌件所占的平面尺寸為直徑為的圓形區(qū)域，，又考慮到是采用斜推桿推出，推桿布置在遠離凸模的中心，這樣推桿邊緣與推桿固定板邊緣距離較小，同時又考慮到導柱、導套、水路的布置等因素，根據(jù)參考文獻[2]表7-1可確定選用帶推件板的直澆口B型模架為基本形式，查參考文獻[2]表7-4得及各板的厚度尺寸。6.1各模板尺寸的確定6.1.1A板尺寸A板是定模固定板，分型面上端圓筒高度為8mm，考慮到模板上還要開設(shè)冷卻水道，還需留出足夠的距離，故A板厚度取24mm。6.1.2B板尺寸B板是型芯固定板，選為14mm。6.1.3C板（墊塊）尺寸墊塊尺寸初步定為108mm。經(jīng)上述尺寸的計算，模架尺寸已經(jīng)基本確定，版面為。其外形尺寸:。如圖6-1所示。圖6-1模架結(jié)構(gòu)6.2模架各尺寸的校核根據(jù)所選注射機來校核模具設(shè)計的尺寸。6.2.1模具平面尺寸(拉桿間距），校核合格。模具高度尺寸240mm，（模具的最大厚度和最小厚度），校核合格。6.2.2模具的開模行程,校核合格。第七章排氣槽的設(shè)計當塑料熔體充填型腔時，必須有順序的排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱分解而產(chǎn)生的氣體；若不及時的排出氣體，塑件會因填充不足而出現(xiàn)氣泡或表面輪廓不清。一般模具采用間隙配合進行排氣，也可以在分型面上開設(shè)排氣槽進行排氣。根據(jù)實際情況并考慮成本，故本模具采用間隙排氣較為合適。第八章模具推出機構(gòu)的設(shè)計8.1推出方式的確定本塑件四側(cè)有內(nèi)凹，采用斜拉桿抽出，從而使分型抽芯及推出塑件同時進行。8.2脫模力的計算8.2.1成型塑件上端圓筒大型芯的脫模力計算因為，所以此處視為薄壁圓筒塑件，根據(jù)參考文獻[1]式（4-24）脫模力為8.2.2成型塑件下端環(huán)形槽大型芯的脫模力計算因為，所以，此處視為厚壁圓筒塑件，根據(jù)參考文獻[1]式（4-26）脫模力為8.2.3成型塑件中心孔型芯的脫模力計算因為，所以，此處視為厚壁圓筒塑件，根據(jù)參考文獻[1]式（4-26）脫模力為8.3校核推出機構(gòu)作用在塑件上的單位壓應(yīng)力8.3.1推出面積8.3.2推出應(yīng)力第九章冷卻系統(tǒng)的設(shè)計冷卻系統(tǒng)的計算很麻煩，在此只進行簡單的計算。設(shè)計時忽略因空氣對流、輻射以及與注射機接觸所散發(fā)的熱量，按單位時間內(nèi)塑料熔體凝固時所放出的熱量應(yīng)等于冷卻水所帶走的熱量。9.1冷卻介質(zhì)ABS屬中等粘度材料，其成型溫度及模具溫度分別為和。所以，模具溫度初步選定為，用常溫水對模具進行冷卻。9.2冷卻系統(tǒng)的簡單計算9.2.1單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量W(1)塑料制品的體積(2)塑料制品的質(zhì)量(3)塑件平均厚度為3mm,查參考文獻[1]表4-34得。取注射時間，脫模時間，則注射周期：。由此得每小時注射次數(shù)：(4)單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量：。9.2.2確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時所放出的熱量查考文獻[1]表4-35直接可知ABS的單位熱量的值的范圍在之間，故可取。9.2.3計算冷卻水的體積流量設(shè)冷卻水入水口的的水溫為，出水口的水溫為，取水的密度，水的比熱容。則根據(jù)公式可得：9.2.4確定冷卻水路的直徑當時，查參考文獻[1]表4-30可知，為了使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取模具模具冷卻水孔的直徑。9.2.5冷卻水在管內(nèi)的流速9.2.6求冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù)h因為平均水溫為，查參考文獻[1]表4-31可得，則有:9.2.7計算冷卻水通道的導熱總面積A9.2.8計算模具所需冷卻水管的總長度L9.2.9冷卻水管的根數(shù)設(shè)每條水路的長度為，則冷卻水路的根數(shù)為由上述計算可以看出，一條冷卻水道對于模具來說顯然已經(jīng)合適，本設(shè)計中采用動定模各一條冷卻水道對型芯和凹模嵌件進行冷卻。第十章導向與定位機構(gòu)的設(shè)計注射模的導向機構(gòu)用于動、定模之間的開合模導向和脫模機構(gòu)的運動導向。按作用分為模外定位和模內(nèi)定位。模外定位通過定位圈使模具的澆口套能與注射機噴嘴精確定位；而模內(nèi)定位機構(gòu)則通過導柱導套進行合模定位。錐面定位用于動、定模之間的精密定位。本模具所成型的塑件比較簡單，模具定位精度要求不是很高，因此可采用模架所帶的定位機構(gòu)。第十一章模具工作過程經(jīng)過上述一系列計算和繪圖繪制模具的結(jié)構(gòu)裝配圖，如圖所示圖11-1模具結(jié)構(gòu)裝配圖其工作過程為：塑件四側(cè)有內(nèi)凹，采用斜拉桿抽出。開模時，模具從件6與件12處分型。成型件7、件8上的凹入部分使塑件留于動模上，件7、件8在推桿件20的推動下，沿斜面上升分型，脫出塑件。件7、件8由件9定距。該模具采用斜滑塊成型，使結(jié)構(gòu)簡單，可靠。第十二章安裝與調(diào)試試模是模具中的一個重要環(huán)節(jié)，試模中的修改、補充和和調(diào)整是對于模具設(shè)計的補充。12.1試模前的準備試模前要對模具及試模用的設(shè)備進行檢驗。模具的閉合高度，安裝與注射機各個配合尺寸、推出形式、開模距、模具工作要求等要符合所選設(shè)備的技術(shù)條件。檢查模具各滑動零件配合間隙適當，無卡住及緊澀現(xiàn)象。活動要靈活、可靠，起止位置的定位要正確。各鑲嵌件、緊固件要牢固，無松動現(xiàn)象。各種水管接頭、閥門、附件、備件要齊全。對于試模設(shè)備也要進行全面檢查，即對設(shè)備的油路、水路、電路、機械運動部位、各操縱件和顯示信號要檢查、調(diào)整，使之處于正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)。12.2模具的安裝及調(diào)試模具的安裝是指將模具從制造地點運至注射機所在地，并安裝在指定注射機的全過程。模具安裝在注射機上要注意以下幾方面：（1）模具的安裝方位要滿足設(shè)計圖樣的要求。（2）模具中有側(cè)向滑動結(jié)構(gòu)時，盡量使其運動方向為水平方向。（3）當模具長度與寬度尺寸相差較大時，應(yīng)盡可能使較長的邊與水平方向平行。（4）模具帶有液壓油路接頭，氣路接頭，熱流道元件接線板時，盡可能放在非操作一側(cè)，以免操作不方便。模具在注射機上的固定多采用螺釘，壓板的形式，如圖10.1所示。一般每側(cè)4～8塊壓板，對稱布置。圖10.1模具的固定1—壓板；2—螺釘；3—模具；4—注射機模面模具安裝于注射機上之后，要進行空循環(huán)調(diào)整。其目的在于檢驗?zāi)＞呱细鬟\動機構(gòu)是否可靠、靈活，定位裝置是否能夠有效作用。要注意以下方面：（1）合模后分型面不得有間隙，要有足夠的合模力。、（2）活動型芯、推出及導向部位運動及滑動要平穩(wěn)、無干涉現(xiàn)象，定位要正確可靠。（3）開模時，推出要平穩(wěn)，保證將塑件及澆注系統(tǒng)凝料推出模具。（4）冷卻水要暢通，不漏水，閥門控制正常。12.3試模模具安裝調(diào)試后既可以進行試模12.3.1加入原料原料的品種、規(guī)格、牌號應(yīng)符合產(chǎn)品圖樣中的要求，成形性能應(yīng)符合相關(guān)標準的規(guī)定。原料一般要預先進行干燥。12.3.2調(diào)整設(shè)備按照工藝條件要求調(diào)整注射壓力、注射速度、注射量、成形時間、成形溫度等工藝參數(shù)。12.3.3試模將模具安裝在注射機上，選用合格的原料，根據(jù)推薦的工藝參數(shù)調(diào)整好注射機，采用手動操作。開始注射時，首先采用低壓、低溫和較長的時間條件下成形。如果型腔未充滿，則增加注射時的壓力。在提高壓力無效時，可以適當提高溫度條件。試模注射器出樣件。試模過程中，應(yīng)進行詳細記錄，將結(jié)果填入試模記錄卡，并保留試模的樣件。12.4檢驗通過試?？梢詸z驗出模具結(jié)構(gòu)是否合理；所提供的樣件是否符合用戶的要求；模具能否完成批量生產(chǎn)。針對試模中發(fā)現(xiàn)的問題，對模具進行修改、調(diào)整、再試模，使模具和生產(chǎn)出的樣件滿足客戶的要求，試模合格的模具，應(yīng)清理干凈，涂防銹油入庫保存。第十三章結(jié)論通過三個多月對帶輪注塑模具的設(shè)計，我對注塑模具的設(shè)計方法與流程有了一個比較全面的了解。在這個不斷設(shè)計、學習、再設(shè)計的反復操作過程中，我潛移默化地學習到了一種科學的設(shè)計思路和方法，這對我以后的工作態(tài)度和方法將產(chǎn)生積極的影響。特別是在利用現(xiàn)代化的設(shè)計上，我有了很多的自己的設(shè)計思想。在設(shè)計的過程中，遇到了很多的問題，尤其是在流道的設(shè)計、抽芯機構(gòu)的設(shè)計以及成型零件的計算等方面，費了很多周折，也走了很多彎路。而在裝配圖的繪制中，又遇到了前面設(shè)計上的很多結(jié)構(gòu)錯誤，對細節(jié)的反復修改較多。經(jīng)過很長時間的思考和查閱資料，才成功地完成了本套模具的設(shè)計過程。當然，本模具的設(shè)計也存在很多的問題，在實際中也許并沒有辦法正常運作。畢竟是在學校做畢業(yè)設(shè)計，難免會存在各種各樣的問題。我會再努力學習，以期望達到更好的效果。參考文獻1.伍先明等.《塑料模具設(shè)計指導》.北京：國防工業(yè)出版社.2010.4.廖念釗，古盈菴，莫雨松等.《互換性與技術(shù)測量》.北京：中國計量出版社.2009.6.王琳，陳雪江，肖新華.《AutoCAD2008中文版機械圖形設(shè)計》北京:清華大學出版社.2007.7.譚雪松，王金，鐘廷志.《Pro/ENGINEERWildfire4.0中文版模具設(shè)計》.北京：人民郵電出版社.2009.11.管耀文.《Pro/ENGINEER野火版模具設(shè)計實例精講》.北京：人民郵電出版社.2007.12.何滿才.《模具設(shè)計—Pro/ENGINEERWildfire中文版實例詳解》.北京：人民郵電出版社.2005.5.齊衛(wèi)東.《塑料模具設(shè)計與制造》.北京：高等教育出版社.2004.閻亞林.《塑料模具圖冊》.北京:高等教育出版社.2