茶杯蓋注塑模模具設(shè)計

②求冷卻水的體積流量(2－17）式中：—冷卻水的密度，為；-冷卻水的比熱容，為4。187；-冷卻水的出口溫度，為２5度；—冷卻水的入口溫度，為20度.=3\*GB３\＊MＥRGEFORＭＡT③求冷卻管道直徑d查表得為使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取d=8mm。表2-4冷卻水流速與管道直徑的關(guān)系表冷卻管道直徑d(mm）最低流速v（m／s）卻水體積流量Ｖ（)８１．66５.0101。326。２１21。１07。4150.879.2200。6６12。42５0。5315。530０.4418.7=４\*GＢ３\*MＥＲＧEFORMAT④求冷卻水在管道內(nèi)的流速v（２－18)得ｖ=1.２m/s=5＼＊GB3\*MERGEＦOＲMＡT⑤求冷卻管道孔壁與冷卻水之間的傳熱模系數(shù)ｈ查表得，當(dāng)水溫為2５度時,ｆ=6.84。（2-19）=6\*GＢ３＼＊MERGEFORMAT⑥求冷卻管道總傳熱面積A（2—20）式中-模具溫度與冷卻水溫度之間的平均溫差,模具溫度取80度。綜上，該模具塑料釋放的總熱量不大，只在模具型腔周圍開設(shè)冷卻水道即可,均采用簡單流道式水道直徑為８ｍｍ，在兩瓣合模上、下各布置一根，左右對稱布置。2.１１模架零件的選用以上內(nèi)容確定之后,便根據(jù)所定內(nèi)容設(shè)計模架[21]。在學(xué)校作設(shè)計時,模架部分要自行設(shè)計;在生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)計中,盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)模架，確定出標(biāo)準(zhǔn)模架的形式,規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)代號。模板周界尺寸使用括號內(nèi)的尺寸時，原組合零件的規(guī)定尺寸允許增減。由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸,再結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，可選用標(biāo)準(zhǔn)模架180×L，其中L取250mm，可符合要求。模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘；模具外表面盡量不要有突出部分；模具外表面應(yīng)光潔，加涂防銹油.2。１1。1定模座板定模座板就是模具與注射機(jī)連接處的板，開模時定模板和定模座板直接分開,構(gòu)成第一分型面。因?qū)е枪潭ㄔ诙２糠?，定模座板與注射機(jī)直接接觸，導(dǎo)柱的臺階被壓在定模座板里，所以這里只采用H7/m６的過渡配合就能達(dá)到要求．主流道襯套與固定孔也采用H7/m6的過渡配合，為不使他們件有較大間隙，而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。2．１1。２定模板按常規(guī)這應(yīng)該是定模固定板,但是鑒與塑件的特殊性，把型腔和定模板直接做成整體式,故叫做定模板，用以成型塑件的外部部分形狀。導(dǎo)柱與定模板上的導(dǎo)柱孔采用H7／ｆ6的間隙配和，才能保證導(dǎo)柱自由的來回滑動導(dǎo)正；同時為了順利產(chǎn)生第二次分型，設(shè)置了限位螺釘以控制定模的開模行程，上面還開設(shè)了分流道和澆口.2。11。3瓣合模在本設(shè)計中,瓣合模是用以成型塑件的外部表面的，邊上設(shè)有導(dǎo)滑槽起著導(dǎo)軌的導(dǎo)向和定位的作用采用H7／f7的配合。配以瓣合模分型的斜導(dǎo)柱，與瓣合模采用的是H７/m6的配合。板合模的材料是相當(dāng)于是型腔板，故應(yīng)選用型腔的材料。2。11。4型心固定板在本設(shè)計中，是型心的固定板,也是斜導(dǎo)柱的固定板。2．1１。5支承板支承板的作用是防止型腔、型芯、導(dǎo)柱或頂桿等脫出固定板,并承受型腔、型芯或頂桿等的壓力，因此它要具有較高的平行度和硬度。一般采用４5鋼,經(jīng)熱處理23。2HRC或50鋼、40Cｒ、4０MnB等調(diào)質(zhì)23.2HR，或結(jié)構(gòu)鋼Ｑ235~Q275。還起到了支承的作用,其要承受成形壓力導(dǎo)致的模板彎曲應(yīng)力。2.11.6墊塊墊塊：是用來連接支承板與動模座板的零件。主要作用:在動模座板與支承板之間形成推出機(jī)構(gòu)的動作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應(yīng)注射機(jī)的模具安裝厚度要求。結(jié)構(gòu)型式：可以是平行墊塊、也可以是拐角墊塊(該模具采用平行墊塊）.墊塊一般用中碳鋼制造，也可用Q23５A(chǔ)制造,或用HT２0０，球墨鑄鐵等.墊塊的高度計算: h墊塊=h1＋h2＋h3+Δ(2－21)=2８＋8+1０＝54ｍm式中：ｈ1—被推出塑件的高度；h2-推桿固定板的厚度；ｈ3—推板的厚度;Δ-頂出行程的富裕量，一般為3～８mm，以免頂出板頂?shù)絼幽|板.2．11.7動模座板其所有的尺寸是按標(biāo)準(zhǔn)選取，其注射機(jī)頂桿孔為?40ｍm。２.１１。8推件板在此模具中不是平常說的完全意義的推板，而是直接和推桿固定的一塊薄板，既推件板。2。1１。9推板用以配合注射機(jī)來推出塑件。２.1２成形零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算凹模用以形成制品的外表面，型芯用以形成制品的內(nèi)表面，成形桿用以形成制品的局部細(xì)節(jié)。模具的成形零件主要是凹模型腔和底板厚度的計算,塑料模具型腔在成形過程中受到熔體的高壓作用，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，如果型腔側(cè)壁和底板厚度過小,可能因強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞;也可能因剛度不足而產(chǎn)生撓曲變形，導(dǎo)致溢料飛邊，降低制品尺寸精度并影響順利脫模。因此，應(yīng)通過強(qiáng)度和剛度計算來確定型腔壁厚,尤其對于重要的精度要求高的或大型模具的型腔,更不能單純憑經(jīng)驗來確定型腔壁厚和底板厚度。２．１２。1定模(凹模）的設(shè)計(1）凹模的結(jié)構(gòu)按其結(jié)構(gòu)可分為整體式和組合式兩大類。整體式凹模：凹模由整體材料制成，成型的塑件精度要求高，沒有拼合縫，外形美觀，適合成型外形簡單的中小型塑件。如各類化裝品器皿和帶有裝飾性的各種塑件。組合式凹模:指凹模由兩個或兩個以上零件組合而成。按其組合結(jié)構(gòu)，可分為整體嵌入式、局部鑲嵌式、底部鑲拼式、側(cè)壁鑲拼式和四壁拼合式等形式.在設(shè)計中采用何種形式，要視塑件的尺寸大小和復(fù)雜程度來合理選用。圖2-１5凹模零件圖由于該制品是在比較普通的口杯蓋上多出兩個對稱的凸起，用以裝掛環(huán)，使口杯便于攜帶。如果光憑經(jīng)驗，看完塑件的第一反映就是這個設(shè)計不怎么難?？墒亲屑?xì)分析一下它的結(jié)構(gòu)便知道需要兩個分型面才能完成零件的注塑.且還有內(nèi)螺紋，增加了脫模的難度。綜合各種因素得,采用瓣合模。故需要動、定模部分同時設(shè)置型芯。因塑件尺寸不大，出于經(jīng)濟(jì)的考慮把凹模做成整體式。該塑件用與日常生活中，沒有需要配合或裝配的表面，因此選一般的精度等級6級便可，這樣可以降低加工難度，也可以節(jié)約成本。(２）凹模徑向尺寸的計算查表得,塑件的徑向尺寸公差是依據(jù)公式有，(2－２2）（2-2３）（2-24)（2—25）(2—２6）凹模深度尺寸的計算塑件的高度,依據(jù)公式有，(2－2７)?（2-２8)2。12。2型心（凸模)的設(shè)計凸模和型芯［20]都是成型塑件內(nèi)表面的零件。凸模一般是指成型塑件中較大的、主要內(nèi)腔的零件,因此又稱主型芯;型芯一般是指成型塑件中較小的孔、槽的零件。主型芯的結(jié)構(gòu)主型芯按結(jié)構(gòu)可分為整體式和組合式兩種，整體式主要用于小型模具的簡單型芯。一般模具的型芯到采用單獨加工，然后鑲?cè)肽０逯?。采用一定結(jié)構(gòu)或方式對型芯進(jìn)行周向或軸向定位。為了方便加工，形狀復(fù)雜的型芯大多采用鑲拼式組合結(jié)構(gòu).小型芯結(jié)構(gòu)小型芯成型塑件上的小孔或槽。小型芯單獨制造，然后嵌入模板中。對于異型芯，為了方便加工，常將型芯設(shè)計成兩段，連接和固定段制成圓形,并用凸肩和模板進(jìn)行連接.螺紋型芯和螺紋型環(huán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計螺紋型芯和螺紋型環(huán)是分別用來成型塑件上內(nèi)螺紋和外螺紋的活動鑲塊。另外,螺紋型芯和螺紋型環(huán)還可以用來固定帶螺紋孔和螺桿的嵌件。=１\*ＧB3①螺紋型芯的結(jié)構(gòu)螺紋型芯按用途可分為直接成型塑件上螺紋孔和固定螺母嵌件兩種.兩種型芯在結(jié)構(gòu)上沒有原則上的區(qū)別，用來成型塑件螺紋孔的螺紋型芯在設(shè)計時必須考慮塑件收縮率，表面粗糙度要小，螺紋的開始端、末端要按塑料螺紋的機(jī)構(gòu)要求進(jìn)行設(shè)計。而固定螺母嵌件的螺紋型芯不必考慮塑料收縮率，按普通螺紋制造即可。＝２\*GB３②螺紋型環(huán)的結(jié)構(gòu)螺紋型環(huán)常見的結(jié)構(gòu)有整體式和組合式兩種。整體式螺紋環(huán)螺紋精度高，但裝拆費時間;組合式螺紋環(huán)由兩半螺紋拼和而成,兩半瓣中間用導(dǎo)向銷定位。成型后塑件外螺紋上留下難修整的拼和縫，僅用于螺紋精度要求不高的場合。圖2—1６圓柱型芯零件圖型心（凸模）的計算=1\＊GB3\*MＥRGEFORMAT①查表得塑件內(nèi)腔徑向尺寸是 （2—29） （2—30）?（２-３1） （2—３2）?（２—33）=２＼＊GB3\*MERGＥFORMAT②查表得塑件內(nèi)腔深度尺寸是依公式,則 （2—３4）?（2-35)?（２-36）?（２—3７）中心距尺寸：＝（1+）＊6±０．32/2=6.1±０。1(2-3８）=(1+）＊４±0。28/2=４.１±0。１4（2—3９）式中S—是整個塑件的平均收縮率，，。?３塑料模材料的選用及技術(shù)要求3。1塑料模材料的性能要求塑料模包括熱固性塑料壓縮模和熱塑性塑料注射模等［13]。這類模具由于制品形狀復(fù)雜,表面粗糙度要求較高，主要失效形式是磨損而造成的制品拉毛、工作部位堆塌和裂紋等，因此，塑料模對本身選用的鋼,應(yīng)具有相關(guān)的要求：(1)應(yīng)具有良好的拋光性能:塑料模的成型表面都要求鏡面表面質(zhì)量，故所選的材料，應(yīng)具有良好的拋光性能,以保證制品有良好的外觀質(zhì)量及順利脫模；（２）應(yīng)具有良好的耐磨性：模具的型面應(yīng)有足夠的硬度(表面硬度一般不低于５5HRC）以便于在壓制含有云母粉、石英粉、玻璃纖維等無機(jī)填料［1８］的塑料制品時，模具有足夠的抗力，不致于被磨損；（3）應(yīng)有足夠的抗腐蝕性能:塑料模具是在高溫下，熔融塑料侵蝕的冷熱交替條件下工作的,故材料應(yīng)具有足夠的抗腐蝕性能,以抵抗塑料中存在的有害物質(zhì)及受熱分解時析出的氣體的侵蝕而損壞;（4）應(yīng)有足夠的硬化層深度及心部強(qiáng)度：塑料模工作時，易受機(jī)械及高速熔料沖擊,為防止模具表面堆塌、變形必須具備有表面較高的硬度和心部強(qiáng)度；（5）應(yīng)具有良好的機(jī)加工性能：多數(shù)塑料模往往是先淬硬后加工，以保證模具型腔尺寸精度,所以模具要在45HＲＣ左右的硬度下有良好的加工性能;(6）應(yīng)具有良好的冷壓性能：某些形狀復(fù)雜、批量小的塑料模，往往采用冷擠壓加工，因此，模具材料應(yīng)具有在退火狀態(tài)下硬度低、塑性好、冷作硬傾向小的性能.３．2塑料模零件選材原則（１）要選擇綜合力學(xué)性能好的鋼材以滿足模具的工作要求；(２）要根據(jù)模具的加工方法選擇模具鋼材;（3)要根據(jù)模具的精度及產(chǎn)品的批量及性能要求選擇模具鋼材。3。３塑料模材料的選用(1）成型工作零件的選用表3－１塑料模成型工作零件材料的選用表[14]零件名稱工作條件選用材料凹模型芯(凸模)、螺紋型芯、螺紋型環(huán)、成型鑲嵌件、成型推桿形狀簡單，產(chǎn)量不大的小型芯型腔４5、T8A、T1０Ａ形狀復(fù)雜，要求熱處理變形小的型腔、型芯或鑲嵌件和整強(qiáng)塑料的成型模ＣrWMn、9Mn２V、Cｒ12、Cr4Ｗ2ＭoV、2０CrMnMo、20CｒＭnTｉ凹模型芯(凸模)螺紋型芯紋型環(huán)成型鑲嵌件成型推桿需高耐磨、高強(qiáng)度和高韌性的大型性芯、型腔5CｒMnＭｏ、4０CrMｎMo形狀復(fù)雜，要求耐腐蝕的高精度型腔、型芯３Ｃｒ２W８V、38CｒMoA１A形狀復(fù)雜，精度要求較高,產(chǎn)量大的熱塑性塑料注射模型腔、型芯、鑲塊5Cr2MｎWMｏVＳ5CrNiMnMoＶＳＣa需冷壓加工的型腔、型芯20、20Ｃr(2)本設(shè)計的材料選用表3-2本設(shè)計中的材料選用表零件名稱選用材料零件名稱選用材料動、定模座板45瓣合模4０Ｃr推板45推件板T１0A推桿固定板Q23５A(chǔ)圓柱型芯Cr1２MoV墊塊Q２35Ａ澆口套T10A支撐板Q235A拉料桿T10A楔緊塊Ｔ10A限位螺釘４5斜導(dǎo)柱T1０A定模板40Ｃr定位圈４5型芯固定板4５導(dǎo)柱T10Ａ推板T8Ａ（３）該套模具所用材料的性能比較表3—3材料性能比較表鋼號切削加工性淬透性淬火不變形性耐磨性耐熱性Q２35A優(yōu)差差4５優(yōu)差差中差T８A優(yōu)差差中差T10A良差差良差40Cr良優(yōu)優(yōu)優(yōu)良?４模具工作過程開模時,開合模系統(tǒng)帶動動模部分后移，動、定模從第一分型面分型.這時在拉料桿（20）Ｚ形槽的作用下,拉動澆注凝料運(yùn)動,因在靠近分流道的末端設(shè)置了側(cè)凹,阻止拉料桿拉動凝料,這樣在力的作用下就使得澆口被拉斷。當(dāng)繼續(xù)運(yùn)動到一個距離時，限位螺釘（２1）就起了作用,阻止凹模板的運(yùn)動,所以這時候瓣合模（14)就在斜到導(dǎo)柱(８）的側(cè)向力的作用下沿著定模板（22）上的導(dǎo)滑槽向兩邊分型，開始從第二分型面分型。當(dāng)側(cè)向分型時,塑件在包緊力的作用下跟隨圓柱型芯（17）繼續(xù)運(yùn)動。當(dāng)塑件完全從型腔中脫出時,停止分型動作.而后,推動推板（2）帶動推桿（25）一路把推力傳給推件板（１６)，于是強(qiáng)行推動塑件從圓柱型芯上脫下。從而完成制品和模具的分離，最后取出制品。?結(jié)論通過這次畢業(yè)設(shè)計，我基本能夠獨立設(shè)計比較復(fù)雜的注射模具了。在設(shè)計過程中，我不斷的遇到問題，也在老師的幫助下不斷解決問題,如：模具結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理，數(shù)據(jù)計算是否完備，怎么解決模具在實際生產(chǎn)上的加工問題等等。經(jīng)過幾個月的艱辛努力，我所設(shè)計的茶杯蓋注射模從無到有,從不完善到基本成型,這其中的過程也讓我學(xué)習(xí)和體會到了很多東西。我真正利用了以前四年學(xué)習(xí)的各種課程,比如機(jī)械制圖、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計等相關(guān)課程的知識內(nèi)容，都在這次設(shè)計中重新學(xué)習(xí)了一次。我會把這次設(shè)計過程中學(xué)到的東西運(yùn)用到以后的工作中去,并解決自己在這方面的不足，讓自己從事模具設(shè)計的時候能夠更加輕松.?致謝經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，作為一個本科生的畢業(yè)設(shè)計,由于經(jīng)驗的匱乏,難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及別的同學(xué)們的支持,想要完成這個設(shè)計是難以想象的。通過本次茶杯蓋注塑模設(shè)計，我把以前四年中學(xué)過的各種相關(guān)課程又重新回顧了一次，并且對各種知識有了更深刻的了解,同時也得到了很好的鞏固，切實提高了自己的動手能力,但是我們只是一個步行的起點。在此以前,雖然有過相關(guān)的課程設(shè)計，但是從難度和工作量來說,都不如畢業(yè)設(shè)計來的復(fù)雜和大量的工作。不過，由于指導(dǎo)老師的悉心指點,加上我自己查找資料和設(shè)計,并為之付諸了大量的心血，畢業(yè)設(shè)計還是比較順利的完成了.通過這次的塑料模具畢業(yè)設(shè)計，使我對模具有了更進(jìn)一步的了解，知道了模具定義、分類、結(jié)構(gòu)組成、模具的發(fā)展、未來的動向和它在工業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)中占有舉足輕重的地位。更重要的是通過這次設(shè)計,讓我得到了很大的收獲，提高了自己獨立動手動腦設(shè)計模具的能力.在設(shè)計過程中，我也遇到了很多問題，比如型腔的數(shù)目與抽芯干涉之間的問題;脫模機(jī)構(gòu)的合理設(shè)計;及采用怎么樣的設(shè)計可以既達(dá)到目的,又可以減少成本和模具尺寸等等問題；相信每個同學(xué)都有過這樣或者那樣的困惑，但是經(jīng)過老師指點和自己努力，我們都一一解決了前進(jìn)道路上的問題,但我深知對于真正的模具設(shè)計來說，我們的能力還是有限的、欠缺的。因此在我們的設(shè)計圖紙和說明書中,依舊存在著很多不足之處，希望老師在審閱時，給予指證，幫助我更好的進(jìn)步。參考文獻(xiàn)[1］戴文進(jìn)，陳瑛,楊莉。塑料模具設(shè)計技術(shù)［M].北京：清華大學(xué)出版社,201２．[２］劉海成．塑料成型工藝與模具設(shè)計[Ｍ］．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2