某玩具卡車車廂注塑模設(shè)計(jì)

目錄TOC\o"1-3"\u第一章前言31.1模具介紹31.2模具在加工工業(yè)中的地位31.3模具的開(kāi)展趨勢(shì)31.4模具設(shè)計(jì)流程41.5本模具設(shè)計(jì)流程4第二章塑件的成型工藝性分析52.1塑件材料的選擇及其結(jié)構(gòu)分析52.1.1塑件信息52.2PS的注射成型工藝62.2.1注射成型工藝流程圖62.2.2PS的注射成型工藝參數(shù)62.3PS性能分析62.4PS成型塑件的主要缺陷及消除措施7第三章模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)83.1模具的總體結(jié)構(gòu)83.2模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)83.2.1分型面位置確實(shí)定83.2.2型腔數(shù)量和排列方式確實(shí)定93.3注射機(jī)型號(hào)確實(shí)定93.3.1注射量的計(jì)算93.3.2澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算103.3.3選擇注射機(jī)103.3.4注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)校核113.4主流道的設(shè)計(jì)113.4.1主流道尺寸123.5分流道設(shè)計(jì)133.5.1分流道的布置形式133.5.2校核剪切速率143.5.3分流道的外表粗糙度和脫模斜度153.6澆口的設(shè)計(jì)153.6.1側(cè)澆口尺寸確實(shí)定153.6.2側(cè)澆口剪切速率的校核163.6.3校核主流道的剪切速率163.7冷料穴的設(shè)計(jì)計(jì)算173.8成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)173.8.1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)173.8.2凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)〔型芯〕183.8.3成型零件工作尺寸計(jì)算183.9模架結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)203.9.1模架確實(shí)定203.9.2模具各尺寸的校核213.10排氣槽的設(shè)計(jì)213.11導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)213.12脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)223.13側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)233.14拉料桿的形式選擇253.15冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)253.15.1冷卻系統(tǒng)的分析253.15.2冷卻系統(tǒng)的計(jì)算26第四章裝配圖繪制及零件數(shù)控編程284.1總裝圖和零件圖的繪制284.1.1裝配要求284.1.2綜合要求284.1.3裝配圖的繪制294.2工作原理304.3零件數(shù)控加工304.3.1零件及加工程序編制30第五章結(jié)論33參考文獻(xiàn)34致謝35第一章前言1.1模具介紹模具的作用是控制和限制材料〔固態(tài)或液態(tài)〕的流動(dòng)，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)本錢低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。模具主要類型有：沖模、鍛摸、塑料模、壓鑄模、粉末冶金模、玻璃模、橡膠模、陶瓷模等。除局部沖模以外的上述各種模具都屬于腔型模，因?yàn)樗鼈円话愣际且揽咳S的模具型腔是材料成型。其中塑料模約占模具總數(shù)的35％，分額最大而且有繼續(xù)上升的趨勢(shì)。塑料模主要包括壓塑模，擠塑模，注射模，此外還有擠出成型模，泡沫塑料的發(fā)泡成型模，低發(fā)泡注射成型模，吹塑模等。1.2模具在加工工業(yè)中的地位模具是工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備，模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門開(kāi)展的重要根底之一，是國(guó)際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的上下是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平上下的重要標(biāo)志。它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成局部，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機(jī)械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承當(dāng)了這些工業(yè)領(lǐng)域中60％~90％的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。振興和開(kāi)展我國(guó)的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。1.3模具的開(kāi)展趨勢(shì)20世紀(jì)80年代開(kāi)始，興旺工業(yè)國(guó)家的模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中別離出來(lái)，并開(kāi)展成為獨(dú)立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的模具工業(yè)開(kāi)展也十分迅速。近年來(lái)，每年都以15％的增長(zhǎng)速度快速開(kāi)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)開(kāi)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)開(kāi)展的重要?jiǎng)恿Α４送?，許多科研機(jī)構(gòu)和大專院校也開(kāi)展了模具技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)。模具行業(yè)的快速開(kāi)展是使我國(guó)成為世界超級(jí)制造大國(guó)的重要原因。今后，我國(guó)要開(kāi)展成為世界制造強(qiáng)國(guó)，仍將依賴于模具工業(yè)的快速開(kāi)展，成為模具制造強(qiáng)國(guó)。盡管我國(guó)模具工業(yè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，局部模具已到達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平，但無(wú)論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要，每年仍需進(jìn)口10多億美元的各類大型，精密，復(fù)雜模具。與興旺國(guó)家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。今后，我國(guó)模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國(guó)際先進(jìn)水平的距離?！?〕注重開(kāi)發(fā)大型，精密，復(fù)雜模具；隨著我國(guó)轎車，家電等工業(yè)的快速開(kāi)展，成型零件的大型化和精密化要求越來(lái)越高，模具也將日趨大型化和精密化?！?〕加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用；使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，降低模具制造本錢而且能提高模具的制造質(zhì)量。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛?！?〕推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)；模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具技術(shù)開(kāi)展的一個(gè)重要里程碑。實(shí)踐證明，模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的開(kāi)展方向，可顯著地提高模具設(shè)計(jì)制造水平?！?〕重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期；隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷出現(xiàn)，模具的制造水平也在不斷地提高，基于快速成形的快速制模技術(shù)，高速銑削加工技術(shù)，以及自動(dòng)研磨拋光技術(shù)將在模具制造中獲得更為廣泛的應(yīng)用。1.4模具設(shè)計(jì)流程通過(guò)對(duì)模具專業(yè)的學(xué)習(xí)，掌握了常用材料在成型過(guò)程中對(duì)模具的工藝要求，掌握模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算的方法，以到達(dá)能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般機(jī)械加工的知識(shí)，金屬材料的選擇和熱處理，結(jié)合模具結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝。畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠?qū)σ陨细鞣矫娴囊蠹右造`活運(yùn)用，綜合檢驗(yàn)大學(xué)期間所學(xué)的知識(shí)。1.5本模具設(shè)計(jì)流程課題調(diào)研，查閱有關(guān)資料塑件的工藝分析及工藝方案確實(shí)定模具結(jié)構(gòu)的總體方案設(shè)計(jì)模具的結(jié)構(gòu)參數(shù)及工藝性能參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算模具的裝配圖、零件工作圖的設(shè)計(jì)編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書和技術(shù)文件第二章塑件的成型工藝性分析2.1塑件材料的選擇及其結(jié)構(gòu)分析2.1.1塑件信息(1)塑件〔玩具卡車車廂〕模型圖如圖2.1：圖2.1PRO/E塑件圖(2)塑件材料的選擇:該塑件選用PS〔即聚苯乙烯〕。(3)色調(diào):黃色。(4)生產(chǎn)批量:中批量。2.1.2塑件的結(jié)構(gòu)與工藝性分析〔1〕塑件為玩具卡車車廂整體，應(yīng)有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，由于下面有車軸和車架應(yīng)該保證一定的裝配精度；該塑件為玩具卡車，所以對(duì)外表粗糙度要求不是很高?！?〕工藝性分析精度等級(jí)：采用5級(jí)低精度脫模斜度：塑件外外表4°至6°〔脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內(nèi)，塑件外形以型腔大端為準(zhǔn)，塑件內(nèi)形以型芯小端為準(zhǔn)〕產(chǎn)品外形尺寸為74㎜×50㎜×39㎜。塑件的內(nèi)外外表形狀應(yīng)盡可能保證有利于成型。塑件的壁厚對(duì)塑件的質(zhì)量有很大的影響，塑件壁厚盡可能均勻。本次設(shè)計(jì)的壁厚比擬均勻。盡量保證兩側(cè)均勻，且滿足塑件的最小壁厚。2.2PS的注射成型工藝2.2.1注射成型工藝流程圖著色〔黃色〕→料筒清洗→裝入料斗→預(yù)塑化→注射→保壓→冷卻→脫模→塑件送下工序清理模具，涂脫模濟(jì)→合模→注射2.2.2PS的注射成型工藝參數(shù)注射機(jī)：螺桿式螺桿轉(zhuǎn)速：100r/min預(yù)熱和枯燥:溫度〔℃〕70~80 時(shí)間〔h〕1~2密度:材料收縮率(%):0.5~0.8料筒溫度〔℃〕后端140~160中段-前段170~190噴嘴溫度〔℃〕：160~170模具溫度〔℃〕：40~70注射壓力〔MPa〕：60~100成型時(shí)間〔s〕注射時(shí)間：1~3高壓時(shí)間:30~40冷卻時(shí)間:15~30總周期:40~90適應(yīng)注射機(jī)型：螺桿，柱塞均可后處理方法：退火溫度〔℃〕:80時(shí)間〔h〕2~42.3PS性能分析〔1〕力學(xué)性能聚苯乙烯在熱塑性材料中屬于典型的硬而脆塑料，拉伸彎曲等常規(guī)力學(xué)性能皆高于聚烯烴，拉伸時(shí)無(wú)屈服現(xiàn)象〔2〕加工工藝性能吸濕性很小，加工前一般不需要專門大的枯燥工序，成型溫度較寬，收縮率及其變化范圍都很小，一般在0.2%~0.8%，有利于成型出尺寸精度較高和尺寸較穩(wěn)定的制品。2.4PS成型塑件的主要缺陷及消除措施〔1〕主要缺陷加熱溫度過(guò)高易產(chǎn)生氣泡混入，離型不良，缺陷產(chǎn)生，反之那么會(huì)有流紋缺陷產(chǎn)生〔2〕消除措施控制好溫度，消除內(nèi)應(yīng)力采用退火處理〔80℃溫度2~4h〕。第三章模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1模具的總體結(jié)構(gòu)1〕成型零部件型腔是直接成型塑件的局部，它由凸模凹模、凹模、推桿等構(gòu)成。2〕澆注系統(tǒng)由于塑件在模具上投影面積較大，所以采用兩個(gè)澆口，設(shè)計(jì)了分流道。3〕導(dǎo)向機(jī)構(gòu)確保動(dòng)模和定模合模時(shí)準(zhǔn)確對(duì)中而設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。4〕推出機(jī)構(gòu)在開(kāi)模過(guò)程中，將塑件和澆注系統(tǒng)凝料從模具中推出的裝置。本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)采用了一個(gè)零件六根推桿的對(duì)稱布置。5)排氣系統(tǒng)為了在注塑過(guò)程中使塑件內(nèi)不產(chǎn)生氣孔，使氣體排出模具，在分型面設(shè)置排氣槽。6〕溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)為了滿足塑件注塑工藝對(duì)模具的溫度要求，模具設(shè)有冷卻系統(tǒng)。3.2模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.2.1分型面位置確實(shí)定由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、塑件結(jié)構(gòu)工藝性及尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排氣等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析，應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)的設(shè)計(jì)原那么：1〕分型面應(yīng)選擇在塑件外形最大輪廓處。2〕分型面的選擇應(yīng)有利于塑件的順利脫模。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)滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。除了以上這些根本原那么以外，分型面的選擇還要考慮到型腔在分型面上的投影面積的大小。為了保證側(cè)向型芯的位置的放置及抽芯機(jī)構(gòu)的動(dòng)作順利，應(yīng)以淺的側(cè)向凹孔或短的側(cè)向凸臺(tái)作為抽芯方向，而將較深的凹孔或較高的凸臺(tái)放置在開(kāi)合模方向。綜合考慮以上的設(shè)計(jì)原那么并結(jié)合該塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和質(zhì)量要求，應(yīng)采用塑件外形最大輪廓處作為分形面。如圖3.1〔細(xì)線條表示分型面〕：圖3.1分型面3.2.2型腔數(shù)量和排列方式確實(shí)定〔1〕型腔數(shù)量確實(shí)定該塑件采用精度等級(jí)五級(jí)，且為大批量生產(chǎn)，可采用一模多腔的結(jié)構(gòu)形式。同時(shí)考慮到該塑件的尺寸、模具結(jié)構(gòu)形式和尺寸的大小關(guān)系，以及制造費(fèi)用和各種本錢費(fèi)等因素，初步定為一模兩腔的結(jié)構(gòu)形式?！?〕型腔排列形式確實(shí)定1〕根據(jù)經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù)目和總成型加工費(fèi)用最小的原那么,并略準(zhǔn)備時(shí)間試生產(chǎn)原材料費(fèi)用,僅考慮模具加工費(fèi)和塑件成型加工費(fèi)。2〕根據(jù)注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)目,當(dāng)成型大型平板制件時(shí)常用這種方法3〕根據(jù)注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),每加一個(gè)型腔制品尺寸精度要降低4%,對(duì)于高精度制品,由于多型腔模具難以保證各型腔的成型條件一致,故推薦型腔數(shù)目不超過(guò)4個(gè)。根據(jù)本產(chǎn)品的生產(chǎn)批量及產(chǎn)品復(fù)雜程度等綜合可慮采用一模兩腔。多型腔模具盡可能采用平衡排列布置，且要力求緊湊，并與澆口開(kāi)設(shè)的局部對(duì)稱，由于該設(shè)計(jì)選擇的是一模兩腔，故采用直線對(duì)稱排列。如圖3.2：圖3.2型腔數(shù)量的排列布置〔3〕模具結(jié)構(gòu)形式確實(shí)定從上面分析可知道，本模具設(shè)計(jì)為一模兩腔，對(duì)稱直線排列，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形狀，推出機(jī)構(gòu)擬采用推桿推出形式，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，流道采用對(duì)稱平衡式，澆口采用側(cè)澆口，且開(kāi)設(shè)在分型面上。因此定模局部不需要開(kāi)設(shè)單獨(dú)的分型面取出凝料。由上述綜合分析可確定選用單分型面注射模。3．3注射機(jī)型號(hào)確實(shí)定3.3.1注射量的計(jì)算通過(guò)手工和建模軟件的計(jì)算分析得出如圖3.3：圖3.3模具注射量塑件體積：V塑=18.435cm3塑件質(zhì)量m塑=ρV塑=13.071×1.05g=19.356g式中ρ選擇1.04~1.06g/cm3的中間1.05g/cm3。3.3.2澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算由于本設(shè)計(jì)采用了一級(jí)分流道和二級(jí)分流道，因此，澆注系統(tǒng)的凝料按塑件的體積的0.4倍來(lái)估算故一次注入模具型腔的塑料熔體的總體積〔即澆注系統(tǒng)的凝料和兩個(gè)塑件體積之和〕為：V總=V塑〔1+0.4〕×2=13.071×1.4×2cm3=36.5988cm3(3-1)3.3.3選擇注射機(jī)根據(jù)第二步計(jì)算得出一次注入模具型腔的塑料總質(zhì)量V總=36.6cm3并結(jié)合式V公=V總/0.8那么有：V總/0.8cm3=45.7cm3。根據(jù)以上的計(jì)算初步選定公稱注射量為60cm3，注射機(jī)型號(hào)為XS-Z-60臥式注射機(jī)。其主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表3.1：表3.1注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)理論注射容量/cm360移模行程/mm中心推出螺桿柱塞直徑/mmV注射壓力/MPa38最大模板厚度/mm200122最小模板厚度/mm70注射速率/g·s-1——鎖模形式液壓機(jī)械塑化能力/g·s-1——模具定位孔直徑/mm55螺桿轉(zhuǎn)速/r·min-1——噴嘴球半徑/mm12鎖模力/KN5×105噴嘴口孔徑/mm4拉桿內(nèi)間距/mm190×3003.3.4注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)校核1〕注射壓力校核。查表〔《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》機(jī)械工業(yè)出版社〕4-1可知：PS所需注射壓力為80~100MPa，這里取90MPa，該注射機(jī)的公稱注射壓力為122MPa。注射壓力平安系數(shù)k1=1.25~1.4，這里取1.3，那么：k1p0=1.3×90=117＜122，所以，注射機(jī)注射壓力合格。2〕鎖模力校核：①塑件在分型面上的投影面積A塑，那么A塑=74×55mm2=4070mm2②澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積A澆，即流道凝料包括澆口在分型面上的投影面積A澆數(shù)值，可以按照多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析來(lái)確定。A澆是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積A塑的0.2~0.5倍。取A澆=0.5A塑。③塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積A總，那么：A總=2×1.5A塑=2×1.5×4070mm2=12210mm2(3-2)④模具型腔內(nèi)的膨脹力F漲=A總P模=12210×30N=366.3KN式中，P模是型腔的平均計(jì)算壓力值。P模是模具型腔的內(nèi)壓力，通常取注射壓力的0.2~0.4，大致范圍為25~40MPa。對(duì)于粘度較大的材料取較大值，對(duì)于PS這種中低粘度的塑料及有精度要求的取P模值為30.查注射機(jī)的公稱鎖模力為800N，鎖模力平安系數(shù)為k2=1.1~1.2，這里取k2=1.2，那么：k2×F漲=1.2×366.3=439.56＜F鎖，所以注射機(jī)鎖模力合格。3.4主流道的設(shè)計(jì)1〕主流道設(shè)計(jì)成圓錐型，其錐角為1°～6°，內(nèi)壁粗糙度Ra取0.4um流道截面設(shè)計(jì)成圓型截面，加工容易，且熱量損失與壓力損失均不大為常用形式。圓形截面流道的直徑可以根據(jù)塑料的流動(dòng)性等因素確定，該塑料件采用ABS塑料，流動(dòng)性為中等，所以選圓形截面。根具經(jīng)驗(yàn)流道的直徑可以取d=3～6mm。根據(jù)型腔在分型面上的排布情況設(shè)置流道。2〕主流道大端成圓角，半徑r=1～3mm，以減小料轉(zhuǎn)向過(guò)度時(shí)的阻力3〕在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，主流道盡可能短，一般小于100mm，過(guò)長(zhǎng)那么會(huì)影響流體的順利充型4〕對(duì)于小型模具可將主流道襯套與定位圈設(shè)計(jì)成整體式，但在大多數(shù)情況下將主流道襯套與定位圈設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件，主流道襯套與定模板采用H7/m6過(guò)度配合與定位圈的配合采用H9/f9間隙配合5〕主流道襯套選用T8制造，熱處理強(qiáng)度為58～62HRC主流道位于模具中心塑料熔體的入口處，它的作用是將注射機(jī)噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動(dòng)和開(kāi)模時(shí)主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間。另外由于其與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，因此設(shè)計(jì)中常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的澆口套。3.4.1主流道尺寸1〕主流道的長(zhǎng)度：29mm2〕主流道小端直徑：d=注射機(jī)噴嘴尺寸+〔0.5~1〕mm=4+0.5=4.5mm3〕主流道大端直徑：d′=d+2L主tanα≈8mm，式中α=4°。4〕主流道球面半徑：SR0=12+2=14mm。5〕球面的配合高度h=3mm〔1〕主流道的凝料體積V主=3.14/3×29×〔4.52+2.252+4.5×2.25〕mm3=1854.56mm2=1.9cm3(3-3)主流道當(dāng)量半徑Rn=〔2.25+4.5〕/2=3.375mm〔2〕主流道澆口套的形式主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件。由于主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，易磨損。對(duì)材料的要求嚴(yán)格，考慮到上述因素，將它們分開(kāi)設(shè)計(jì)，便于拆卸，同時(shí)也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單獨(dú)加工熱處理。選用碳素工具鋼〔T8A或者T10A〕，熱處理淬火外表硬度為50~55HRC。如圖3.4,3.5所示：圖3.4主流道澆口套的結(jié)構(gòu)形式圖3.5主流道和定位圈的安裝形式3.5分流道設(shè)計(jì)3.5.1分流道的布置形式考慮到在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能的防止熔體溫度降低，同時(shí)考慮到減小分流道的容積和壓力平衡，采用平衡式分流道?！?〕分流道的長(zhǎng)度由于塑件在模具上的位置是直線對(duì)稱的形式，塑件在模具上的投影面積較大，采用一個(gè)塑件兩個(gè)側(cè)澆口的形式，所以分流道設(shè)計(jì)了一級(jí)和二級(jí)，為了盡量減小模具尺寸，所以分流道設(shè)計(jì)較短。最后根據(jù)兩個(gè)型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，單邊一級(jí)10mm二級(jí)分流道12mm。所以分流道總長(zhǎng)度L取70mm如圖3.6所示圖3.6分流道的數(shù)量排列形式〔2〕分流道的當(dāng)量直徑因?yàn)樵谏厦嬉呀?jīng)確定了主流道的大端直徑，一級(jí)分流道可以根據(jù)公式φD′=〔0.8~0.9〕φD一級(jí)分流道直徑：D′=5二級(jí)分流道直徑：D2′=4由于塑料是PS，屬于易流動(dòng)塑料，本次式中取0.8?！?〕分流道截面形狀采用梯形截面，其加工工藝性好，且塑料熔體的熱量散失、流動(dòng)阻力均不大。〔4〕分流道截面尺寸1)一級(jí)分流道設(shè)梯形的下底寬為x，底面圓角的半徑R=1mm，查表〔《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》機(jī)械工業(yè)出版社)4—6得設(shè)置梯形的高h(yuǎn)=3.5mm，那么該梯形的橫截面積為：A分=〔x+3.5×tan8°〕×4.5(3-4)再根據(jù)該面積與當(dāng)量直徑為6mm的圓面積相等，可得〔x+4.5tan8°〕×7=〔3.14×4.52〕/4，即可得x=，那么梯形的上底約為5mm，如圖3.7所示：圖3.7一級(jí)分流道截面形狀2)二級(jí)分流道二級(jí)分流道的截面尺寸即可按照一級(jí)分流道的步驟算出來(lái)，得梯形高為3.5下底為2上底為4的梯形，如圖3.8：圖3.8二級(jí)分流道的截面形狀〔5〕凝料體積的計(jì)算〔1〕一級(jí)分流道1〕一級(jí)分流道的長(zhǎng)度L分=10×2=20mm。2〕一級(jí)分流道的截面積A分=4.5×3.5mm2=15.75mm2。3〕凝料體積V分=L分A分=20×15.75=315mm3=0.315cm3。〔2〕二級(jí)分流道1〕二級(jí)分流道的長(zhǎng)度L2分=12×4=48mm。2〕二級(jí)分流道的截面積A2分=3.5×3.5mm2=12.25mm2。3〕凝料體積V2分=588mm3=0.588cm3。3.5.2校核剪切速率一級(jí)分流道剪切速率的計(jì)算1〕確定注射時(shí)間：查表〔《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》機(jī)械工業(yè)出版社)4—8得t=1.0s。2〕計(jì)算一級(jí)分流道體積流量：q分=〔0.315+0.588+13.071〕/1=13.974cm3/s(3-5)3〕查表〔《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》機(jī)械工業(yè)出版社)4—20得剪切速率為〔3.3×13.974×1000〕/〔3.14×2.253〕s-1=1.289×103s-1該分流道的剪切速率處澆口的主流道分流道的最正確剪切速率5×102~5×103s-1之間，所以，所以分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格?！?〕二級(jí)分流道的計(jì)算根據(jù)上述公式計(jì)算二級(jí)分流道剪切速率：1〕計(jì)算二級(jí)分流道體積流量：Q′分=〔0.588+13.071〕/1=13.659cm3/s(3-6)2〕查表〔《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》機(jī)械工業(yè)出版社)4—20得剪切速率為〔3.3×13.659×1000〕/〔3.14×2.253〕s-1=1.26×103s-1，該分流道的剪切速率處澆口的主流道分流道的最正確剪切速率5×102~5×103s-1之間，所以，所以分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。3.5.3分流道的外表粗糙度和脫模斜度分流道的外表粗糙度的要求不是很低，一般去Ra1.25~2.5微米即可，此處取Ra1.6微米，另外其脫模斜度一般在5°~10°之間，這里取脫模斜度為8°。3.6澆口的設(shè)計(jì)對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)遵循如下根本原那么：〔1〕了解塑料的成型性能〔2〕盡量防止或減少熔接痕〔3〕有利于型腔中氣體排出〔4〕防止型芯的變形和嵌件的位移〔5〕盡量采用較短的流程充滿型腔〔6〕流動(dòng)距離比和流動(dòng)面積比的校核綜合上面的各項(xiàng)注意再綜合本設(shè)計(jì)的具體情況：該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，外表要求質(zhì)量一般，采用一模兩腔注射，為便于調(diào)整沖模時(shí)間的剪切速率和封閉時(shí)間，因此采用側(cè)澆口。其截面形狀很簡(jiǎn)單，易于加工，便于試模后修正，且開(kāi)設(shè)在分型面上，從腔的邊緣進(jìn)料，塑件外周有十根肋板相連，而澆口正對(duì)其中兩條條肋板，有助于向四周填充。3.6.1側(cè)澆口尺寸確實(shí)定〔1〕計(jì)算側(cè)澆口的深度。根據(jù)〔《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》〕表4—11，常用塑料的側(cè)澆口推薦值可查：由于塑件的壁厚是2mm，所以在本設(shè)計(jì)取深度為1.〔2〕計(jì)算側(cè)澆口的寬度。根據(jù)表4—9，可得側(cè)澆口的寬度B的計(jì)算公式為B=nA1/2/30=0.6×√〔5648〕/30=1.6mm(3-7)式中，n是塑料成型系數(shù)，對(duì)于PS其n=0.6；A是凹模的內(nèi)外表積。澆口截面如圖3.9所示：圖3.9澆口截面形狀〔3〕計(jì)算側(cè)澆口的長(zhǎng)度。查表〔《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》機(jī)械工業(yè)出版社〕4—10可得側(cè)澆口的長(zhǎng)度L一般選用0.5~0.75mm。我在這里取L=0.6.3.6.2側(cè)澆口剪切速率的校核〔1〕計(jì)算側(cè)澆口的當(dāng)量半徑。由面積相等可得πR澆2=Bh，由此矩形澆口的當(dāng)量半徑R澆=〔Bh/π〕1/2.〔2〕校核澆口的剪切速率1〕確定注射時(shí)間：查表〔《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》機(jī)械工業(yè)出版社〕4—8可取t=1.0s；2〕計(jì)算澆口的體積流量：q澆=V塑/t=13.071/1.0=13.071cm3=1.31×104mm3/s。3〕計(jì)算澆口的剪切速率：由〔《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》機(jī)械工業(yè)出版社〕式4—20可得：剪切速率=3.3q分/πR分3=2.7×104s-1(3-8)該矩形側(cè)澆口的剪切速率處于澆口與分流道的最正確剪切速率5×103~5×104s-1之間，所以，澆口的剪切速率校核合格。3.6.3校核主流道的剪切速率已經(jīng)求出了塑件的體積，主流道的體積，分流道的體積以及主流道的當(dāng)量半徑，最后校核主流道的熔體的剪切速率?！?〕計(jì)算主流道的體積流量q主=〔V主+V分+V分+nV塑〕/t=〔1.9+0.315+0.588+26.142〕/1=28.945cm2(3-9)〔2〕計(jì)算主流道的剪切速率剪切速率=3.3q主/πR主3=7.91×102主流道內(nèi)熔體的剪切速率處于澆口與分流道的最正確剪切速率5×102~5×103之間，所以主流道的剪切速率校準(zhǔn)合格。3.7冷料穴的設(shè)計(jì)計(jì)算冷料穴位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上，或處于流道末端。其作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒的“冷料”，以防止這些冷料注入型腔而影響塑件質(zhì)量；還有便于在流道處設(shè)置主流道拉料桿的功能。開(kāi)模時(shí)又可以將主流道的冷凝料拉出，冷料穴直徑宜稍大于主流道大端直徑，長(zhǎng)度約為主流道大端直徑。流道冷料穴當(dāng)流道較長(zhǎng)時(shí)，可將流道的盡頭沿料流前進(jìn)方向延長(zhǎng)作為流道冷料穴，以貯存前鋒冷料，其長(zhǎng)度為流道直徑的1.5～2倍。本設(shè)計(jì)有分流道冷料穴，開(kāi)模時(shí)利用Z型拉料桿使凝料留在動(dòng)模一側(cè)，并且隨后隨拉料桿隨推板一起把凝料推出。3.8成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所謂成型零件是模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件，它包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時(shí)，直接與塑料接觸，承受塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時(shí)與塑件間還發(fā)生磨擦。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外表粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。設(shè)計(jì)成型零件時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算成型零件的工作尺寸，對(duì)關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。以下是成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。3.8.1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凹模是成型制品的外外表的成型零件，按凹模結(jié)構(gòu)的不同可將其分為整體式，整體嵌入式，組合式和鑲拼式四種，根據(jù)對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)分析，該塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬于易加工的形式，所以采用整體式。如圖3.10：圖3.10凹模機(jī)構(gòu)形式3.8.2凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)〔型芯〕凸模是成型塑件內(nèi)外表的成型零件，通?？煞譃檎w式和組合式兩種類型。通過(guò)對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)分析可知道，在定模局部的型腔或者型芯都是簡(jiǎn)單的長(zhǎng)方體或者是簡(jiǎn)單的型腔，所以，在動(dòng)模上采用整體式模。再者該塑件的型芯有六個(gè)，兩個(gè)是成型零件的內(nèi)外表的大型芯，塑件是上下兩層，因此定模局部一個(gè)大型芯，動(dòng)模局部一個(gè)大型芯。另外還有兩個(gè)側(cè)向型芯，和兩個(gè)底面盲孔的型芯。側(cè)孔采用側(cè)向抽芯，用滑塊，底面孔的型芯放在定模局部，有利于分散脫模力合簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。將這幾個(gè)局部裝配起來(lái)，如圖3.11,3.12所示：圖3.11滑塊型芯圖3.12動(dòng)定模成型零件裝配機(jī)構(gòu)3.8.3成型零件工作尺寸計(jì)算〔1〕型腔工作尺寸計(jì)算模具的型腔是模具和塑件的接觸其尺寸的公差直接影響了塑件工作的性能和外表粗糙度，為此工件的型腔尺寸應(yīng)做到在保證工件的質(zhì)量的前提下有足夠的加工余量。由公式得，因?yàn)椋篖模具=[L塑件(1+K)-(3/4)Δ]+δ(3-10)式中L塑件—塑件形狀最大尺寸K——塑件平均收縮率Δ——塑件的尺寸公差δ——模具制造公差，取塑件尺寸公差的1/3——1/6故對(duì)于上局部塑件65+0.16mmL模具=[74〔1+0.016〕-〔3/4〕×0.48]+〔1/3〕×0.48(3-11)74.06+0.016由公式得：因?yàn)樯暇植克芗叨葹?3+0.16尺寸模具設(shè)計(jì)H模具=[H塑件〔1+k〕-〔2/3〕×0.44]H塑件——塑件高度方向最大尺寸故對(duì)于上局部塑件H模具=[31×(1+0.015)-(2/3)×0.44]+0.15=23.73+0.15對(duì)于下局部塑件高度6+0.16mm由公式得：因?yàn)樗芗叨葹?+0.16尺寸模具設(shè)計(jì)H模具=[H塑件〔1+k〕-〔2/3〕×0.44](3-12)故H模具=[6×(1+0.015)-(2/3)×0.44]+0.15=6.03+0.15肋的型腔計(jì)算由公式得：H模具=[1×(1+0.015)-(2/3)×0.44]+0.15=1.01+0.15〔2〕型芯工作尺寸計(jì)算模具的型芯和型腔一樣也是和塑件直接接觸，其加工要求和型腔根本上相同，但是型芯架構(gòu)要保證和塑件內(nèi)腔相同，其制造公差和型芯相反取負(fù)偏差。由公式得因?yàn)椋簩?duì)于塑件74mm尺寸的模具設(shè)計(jì)：L模具=[L塑件〔1+k〕+〔3/4〕Δ]-0.15(3-13)L塑件——塑件內(nèi)腔縱向最小尺寸所以L模具=[74×〔1+0.015〕+〔3/4〕×0.44]-0.15=74.73-0.15公式得因?yàn)椋簩?duì)于塑件59-0.13mm尺寸的模具設(shè)計(jì)L模具=[L塑件〔1+k〕+〔3/4〕Δ]-0.15L塑件——塑件內(nèi)腔縱向最小尺寸L模具=[59×〔1+0.015〕+〔3/4〕×0.44]-0.15(3-14)=59.52-0.15L下前部型芯=[8×〔1+0.015〕+〔3/4〕×0.44]-0.15(3-15)=8.02-0.15L下部中間型芯=[16×〔1+0.015〕+〔3/4〕×0.44]-0.15(3-16)=16.03-0.15L下部左邊型芯=[8×〔1+0.015〕+〔3/4〕×0.44]-0.15(3-17)=8.02-0.15L上部前端=[8×〔1+0.015〕+〔3/4〕×0.44]-0.15(3-18)=8.02-0.15L上部大型芯=[65×〔1+0.015〕+〔3/4〕×0.44]-0.15(3-19)=65.43-0.15模具小型芯計(jì)算：深度度方向上4-0.16L模具=[4×〔1+0.015〕+〔3/4〕×0.44]-0.15(3-20)=4.01-0.15徑向3-0.03L模具=[3×〔1+0.015〕+〔3/4〕×0.44]-0.15(3-21)=3-0.15側(cè)向型芯的計(jì)算：側(cè)向型芯徑向2.5-0.02L模具=[2.5×〔1+0.015〕+〔3/4〕×0.44]-0.15(3-22)=2.5-0.153.9模架結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)3.9.1模架確實(shí)定根據(jù)模具型腔布局的中心距和塑件在模板上的投影，再根據(jù)最小壁厚，導(dǎo)柱，導(dǎo)套的布置，以及有斜導(dǎo)柱滑塊側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的運(yùn)用，再同時(shí)參考小型標(biāo)準(zhǔn)模架的選型經(jīng)驗(yàn)公式和表〔《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》機(jī)械工業(yè)出版社〕4—38，可確定選用模架序號(hào)為3號(hào)〔W×L=160×250mm〕，模架結(jié)構(gòu)為A2型?！?〕各模板尺寸確實(shí)定1〕A板尺寸。A板是定模型芯板，塑件高度是30.5，A板型芯型腔深度為22.8mm，又考慮在定模板上還要裝斜導(dǎo)柱和滑塊，需留有足夠的空間，A板取32mm。2〕B板尺寸。B板動(dòng)模墊板，按模架標(biāo)準(zhǔn)板厚度取20mm。3〕C板尺寸。C板是墊塊，墊塊=推出行程+推板厚度+推桿固定板厚度+〔5~10〕mm=〔30+16+12.5+5〕=63mm初步選定C為63mm。經(jīng)上述尺寸計(jì)算，模架尺寸已經(jīng)確定為模架序號(hào)為2號(hào)，板面為160×250×206，如圖3.13所示：圖3.13所選A2型模架結(jié)構(gòu)3.9.2模具各尺寸的校核根據(jù)所選注射機(jī)來(lái)校核模具設(shè)計(jì)尺寸。(1)模具平面尺寸：160mm×200mm＜200mm×250mm，校核合格。(2)模具高度尺寸：206mm，200mm＜206mm＜300mm，校核合格。3.10排氣槽的設(shè)計(jì)該塑件由于采用側(cè)澆口進(jìn)料，經(jīng)塑件周圍的肋板和和加厚壁充滿整個(gè)型腔，整個(gè)塑件是一個(gè)敞開(kāi)的車廂，因此配合間隙可以作為排氣方法，下部?jī)蓚€(gè)開(kāi)口的小孔也能作為底部排氣的方式，不會(huì)在地板上產(chǎn)生憋氣的現(xiàn)象。同時(shí)底面的氣體還能沿著倒桿推桿的配合間隙從動(dòng)模板和動(dòng)模墊板之間的間隙向外排出。3.11導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)當(dāng)定模合攏后就構(gòu)成了型腔，為了保證定模合攏時(shí)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)——合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具中得作用有三點(diǎn)，一是定位作用，模具每次合攏時(shí)，都有一個(gè)唯一的準(zhǔn)確方位，從而保證型腔的正確形狀；二是導(dǎo)向作用，引導(dǎo)動(dòng)定模正確閉合，壁免凸模型芯先進(jìn)入型腔而損壞；三是承受一定的側(cè)壓力，在成型過(guò)程中承受單向側(cè)壓力。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要由導(dǎo)柱和導(dǎo)套組成。導(dǎo)柱導(dǎo)套如圖3.15和3.16所示：圖3.15導(dǎo)柱圖3.16導(dǎo)套3.12脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)塑件在模腔中成型之后，便可以從模具中取下，但是在塑件取下以前，模具必須完成一個(gè)將塑件從模腔中推出的動(dòng)作，模具上完成這一動(dòng)作機(jī)構(gòu)陳偉脫模推出機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)的組成：第一局部是直接作用在塑件上將塑件推出的零件；第二局部是用來(lái)固定推出零件的零件，有推桿固定板，推板等；第三局部是用做推出零件推出動(dòng)作的導(dǎo)向及合模時(shí)推遲推出零件復(fù)位的零件。推出機(jī)構(gòu)應(yīng)使塑件脫模時(shí)不繁盛變形或損傷塑件的外觀；推力的分布依據(jù)脫模阻力的大小合理安排。推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單動(dòng)作可靠，不發(fā)生誤動(dòng)作，合模時(shí)正確復(fù)位。本設(shè)計(jì)的注塑零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因此采用推桿推板形式的推出機(jī)構(gòu)。推桿脫模結(jié)構(gòu)是最簡(jiǎn)單最常用的一種形式，具有制造簡(jiǎn)單，更換方便推出效果好等特點(diǎn)。根據(jù)塑件的幾何形狀和凹模型芯結(jié)構(gòu)的分析，本設(shè)計(jì)采用的推桿的橫截面形狀為圓形。如圖3.17所示：圖3.17推桿3.13側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)稱為側(cè)抽機(jī)構(gòu)，用來(lái)成型具有外側(cè)凸起、凹槽和孔的塑件；成型殼體制品的局部凸起、凹槽和肓孔。因?yàn)閭?cè)抽機(jī)構(gòu)的注射模，其可動(dòng)零件多，動(dòng)作復(fù)雜。因此，側(cè)抽機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量可靠、靈活和高效。側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程是：開(kāi)模斜道祖作用于滑塊，迫使滑塊和側(cè)型芯一起在動(dòng)模中得導(dǎo)滑槽內(nèi)向外移動(dòng)，完成側(cè)抽芯動(dòng)作，塑件由推桿推出型腔。限位機(jī)構(gòu)使滑塊保持抽芯后最終位置，以保證合模時(shí)斜導(dǎo)柱能準(zhǔn)確的進(jìn)入滑塊的斜孔，使滑塊回到成型位置。在合模時(shí)為了防止滑塊產(chǎn)生位移，用楔緊塊來(lái)鎖緊滑塊和側(cè)型芯。本次設(shè)計(jì)的斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，滑塊用的是鋼球式定位機(jī)構(gòu)定位，設(shè)置導(dǎo)滑槽，楔緊塊楔緊。將側(cè)型芯從成型位置抽至不阻礙塑件脫模位置所移動(dòng)的距離，稱為抽芯距。在一般情況下，側(cè)向抽芯距通常比塑件上的側(cè)孔深度大2~3毫米，即S=h+〔2~3〕mm(3.23)式中S是抽芯距〔mm〕，h是側(cè)孔的深度〔mm〕。本設(shè)計(jì)中孔的深度為2mm，所以：S=2+〔2~3〕mm=4~5mm(3.24)斜導(dǎo)柱的的傾斜角α取20033比擬理想，一般設(shè)計(jì)時(shí)取α≤250，最常用的是120≤α≤22°，本設(shè)計(jì)中α取22°在側(cè)型芯滑塊抽芯方向與開(kāi)模方向垂直時(shí)，可以推導(dǎo)出斜導(dǎo)柱的工作尺寸L的計(jì)算公式為S=L/sinα由此計(jì)算出斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度為34mm。斜導(dǎo)柱直徑計(jì)算：由于計(jì)算比擬復(fù)雜，有時(shí)為了便利，也可用查表的方法確定斜導(dǎo)柱的直徑。先按已求的抽芯力F和選定的斜導(dǎo)柱傾斜角α，查出最大彎曲力Fw，然后根據(jù)F和Fw以及斜導(dǎo)柱的傾斜角α的數(shù)值查出斜導(dǎo)柱的直徑d。由此查出的直徑為6mm。圖3.18斜導(dǎo)柱圖3.19滑塊的裝配圖3.20滑塊的裝配1.動(dòng)模型芯2塑件3定模型芯4滑塊型芯5滑塊6鋼球式定位機(jī)構(gòu)7斜導(dǎo)柱8動(dòng)模板9楔緊塊3.14拉料桿的形式選擇拉料桿可分為球形拉料桿，Z型拉料桿和薄片式拉料桿，根據(jù)對(duì)各種拉料桿的比照分析和對(duì)本模具成型特點(diǎn)考慮用Z型拉料桿。如圖3.21所示：圖3.21Z型拉料桿3.15冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.15.1冷卻系統(tǒng)的分析一般注射到模具內(nèi)的塑料溫度為200°C左右，而塑件固化后從模具型腔中取出時(shí)其溫度在60°C以下。熱塑性塑料在注塑成型后，必須對(duì)模具進(jìn)行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡快的傳給模具，以便使塑件可靠冷卻定型并可迅速脫模，縮短成型周期，提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。注射模的溫度對(duì)塑料熔體的充模流動(dòng)、固化定型、生產(chǎn)效率及塑件的形狀和尺寸精度都有很重要的影響。注射模中設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的，就是要通過(guò)控制模具溫度，使注射成型具有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)率。因此，在此次設(shè)計(jì)中，對(duì)液晶顯示器配件進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是必要的。在設(shè)計(jì)時(shí)綜合考慮以下選用原那么：1〕冷卻水道盡量多、截面尺寸應(yīng)盡量大；2〕冷卻水道至型腔外表距離應(yīng)盡量相等；3〕澆口處加強(qiáng)冷卻；4〕冷卻水道出入中溫差盡量??；5〕冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置；此外，冷卻水道的設(shè)計(jì)還必須盡量防止接近塑件的熔接部位，以免產(chǎn)生熔接痕，降低塑件強(qiáng)度；冷卻水道要易于加工清理，一般水道徑為6～10㎜左右；冷卻水道的設(shè)計(jì)要防止冷卻水的泄漏，但凡易漏的部位要加密封圈等。由于制品平均厚度為2㎜，制品尺寸比擬大。由于冷卻水道的位置、結(jié)構(gòu)形式、孔徑、外表狀態(tài)、水的流速、模具材料等很多因素都會(huì)影響模具的熱量向冷卻水的傳遞，精確計(jì)算比擬困難。實(shí)際生產(chǎn)中，通常都是根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)確定冷卻水路，通過(guò)調(diào)節(jié)水溫、水速來(lái)滿足要求。冷卻回路的設(shè)計(jì)應(yīng)做到回路系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)的介質(zhì)能充分吸收成型塑件所傳到的熱量，使模具成型外表的溫度穩(wěn)定的保持在所需的溫度范圍內(nèi)，并且要做到使冷卻介質(zhì)在回路系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)暢通，無(wú)滯留部位。3.15.2冷卻系統(tǒng)的計(jì)算〔1〕單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量W1〕塑料制品的體積V=V主+V1分+V2分+nV塑=29cm3(3-25)2〕塑料制品的質(zhì)量m=vρ=29×1.05=30.35g=0.031kg(3-26)3〕塑件壁厚為2mm，可以查表4—34得t冷=9.3s取注射時(shí)間=1.0s，脫模時(shí)間t=8s那么注射周期：t=t注+t冷+t脫=18.3s(3-27)由此得每小時(shí)注射次數(shù)：N=197次。4〕單位時(shí)間內(nèi)注入模具中塑料熔體的總質(zhì)量：W=Nm=197×0.031kg/h=6.1kg/h(3-28)〔2〕確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時(shí)放出的熱量Q：查表〔《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》機(jī)械工業(yè)出版社〕4—35直接可知道PS的單位熱流量Q的值在范圍〔280~350〕KJ/mol之間，故取Q=310Kj/mol?！?〕計(jì)算冷卻水的體積流量qv設(shè)冷卻水道入水口的水溫為θ1=22℃出水口的水溫為θ2=25℃，取水的密度為1000KG/m3，水的比熱容C=4.187Kj/〔Kg℃〕。根據(jù)公式可得：qv=WQ/〔(60ρc(θ1-θ2))=0.00251m3/min(3-29)〔4〕確定冷卻水路的直徑d當(dāng)qv=0.00251m3/min時(shí)，查表〔《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》機(jī)械工業(yè)出版社〕4—30可知，為了是冷卻水處于急速流動(dòng)狀態(tài)，取模具冷卻水的直徑為d=0.01m?！?〕冷卻水在管內(nèi)的流速vV=4qv/〔60πd2〕=0.53291m/s〔6〕求冷卻管壁與水交界面的模傳熱系數(shù)h應(yīng)為平均水溫為23.5℃，查表〔《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》機(jī)械工業(yè)出版社〕4—31可知f=6.7，那么有：h=4.187f〔ρv〕0.8/d0.2=1.0697×104kj/(m2h℃)(3-30)〔7〕計(jì)算冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積AA=WQ/hΔθ=0.00667m2(3-31)〔8〕計(jì)算模具所需要冷卻水管的總長(zhǎng)度LL=A/πd=0.21242m=212.42mm(3-32)〔9〕冷卻水路的根數(shù)x設(shè)每條水路的長(zhǎng)度為160mm，那么冷卻水路的根數(shù)為x=L/l=1.34根。從上述計(jì)算得出冷卻水路條數(shù)應(yīng)該大于1.314，考慮到實(shí)際情況實(shí)際應(yīng)用，本設(shè)計(jì)使用了四條冷卻水路。當(dāng)注射成型工藝要求模具在80℃以上時(shí)，模具必須有加熱裝置，由于PS注射成型工藝要求模具溫度在10~85℃一下，因此模具中不用設(shè)置加熱裝置即可滿足需要。第四章裝配圖繪制及零件數(shù)控編程4.1總裝圖和零件圖的繪制4.1.1裝配要求經(jīng)過(guò)上述一系列的計(jì)算和繪圖，把設(shè)計(jì)出來(lái)的模具用總裝圖表示，其技術(shù)要求如表4.1裝配圖見(jiàn)圖4.14.2,4.3所示：表4.1裝配圖技術(shù)要求條目編號(hào)條目?jī)?nèi)容1定模與動(dòng)模安裝平面的平行度按GB/T12555.2和GB/125556.2規(guī)定2導(dǎo)柱、導(dǎo)套對(duì)定、動(dòng)模安裝面垂直度按GB/T12555.2和GB/125556.2規(guī)定3模具所有活動(dòng)局部應(yīng)保證位置準(zhǔn)確動(dòng)作可靠，不得有歪斜和卡滯現(xiàn)象。要求固定的零件不得相對(duì)竄動(dòng)。4塑件的嵌件或者機(jī)外脫模的成型零件在模具上的安放位置應(yīng)定位準(zhǔn)確、安放可靠，具有防止錯(cuò)位措施5流道轉(zhuǎn)接出應(yīng)光滑圓弧連接，澆注系統(tǒng)外表粗糙度為Ra≤0.8μm6熱流道模具，其澆注系統(tǒng)不允許有材料泄露現(xiàn)象7滑塊運(yùn)動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)，合模后鑲塊應(yīng)壓緊，接觸面不少與3/4，開(kāi)模后定位準(zhǔn)確可靠8合模后分型面應(yīng)緊密結(jié)合，成形部位的固定鑲件配合出應(yīng)緊密貼合，其間隙應(yīng)小于塑件的額最大不落料間隙，其值應(yīng)符合如下規(guī)定：塑料流動(dòng)性好一般較差間隙/mm＜0.03＜0.05＜0.089冷卻加熱〔不包括電加熱〕系統(tǒng)應(yīng)暢通，不應(yīng)有泄露現(xiàn)象10氣動(dòng)式液壓系統(tǒng)應(yīng)暢通，不應(yīng)有泄露現(xiàn)象11電氣系統(tǒng)應(yīng)絕緣可靠，不允許有漏電式短路現(xiàn)象。12在模具上裝有吊環(huán)螺釘時(shí)，應(yīng)用符號(hào)GB825的規(guī)定13分型面上應(yīng)盡可能防止有螺釘式銷釘?shù)拇┛?，以免積存溢料。4.1.2綜合要求1〕模具、模架及其零件的工件外表，不應(yīng)有碰傷、凹痕、裂紋、毛刺、銹蝕等缺陷。2〕經(jīng)熱處理后的零件，硬度應(yīng)均勻，不允許有脫碳、軟點(diǎn)、氧化斑點(diǎn)及裂紋等缺陷。熱處理后應(yīng)去除氧化皮，臟物油污。3〕配通用模架模具，裝配后兩側(cè)面應(yīng)進(jìn)行同時(shí)磨削加工，以保證模具能順利裝入模架。4.1.3裝配圖的繪制圖4.1俯視圖4.2主視圖圖4.3左視圖1.動(dòng)模座板2.推板3.推桿固定板4.拉料桿5.動(dòng)模墊板6.動(dòng)模板7.小型芯8.定模板9.定模座板10.定位圈11.內(nèi)六角螺釘12.澆口套13.冷卻水道14.導(dǎo)柱15.導(dǎo)套16.推桿17.內(nèi)六角螺釘18.彈簧19.鋼球20.滑塊21.斜導(dǎo)柱22.楔緊塊23.內(nèi)六角螺釘24.內(nèi)六角螺釘27.復(fù)位桿28.墊塊29.內(nèi)六角螺釘30.水嘴4.2工作原理首先定模安裝在注射機(jī)固定模板上，動(dòng)模安裝在注射機(jī)移動(dòng)模板上。注射時(shí)，動(dòng)模定模閉合構(gòu)成型腔和澆注系統(tǒng)；開(kāi)模時(shí)動(dòng)模、定模別離，取出制品。開(kāi)模過(guò)程：動(dòng)模板隨注塑機(jī)移動(dòng)模板后退，滑塊型芯隨導(dǎo)桿的斜度往左右兩邊滑動(dòng)，側(cè)向型芯抽出，塑件及澆道凝料隨動(dòng)模局部一起移動(dòng)而脫離型腔，然后注射機(jī)推出機(jī)構(gòu)工作將塑件及凝料從模具上頂出。閉模過(guò)程：模具隨移動(dòng)模板移動(dòng)前移與定模在復(fù)位桿和導(dǎo)柱的作用下定向閉合，斜導(dǎo)柱與滑塊也一起復(fù)位，然后注射機(jī)開(kāi)始下一次注射。4.3零件數(shù)控加工4.3.1零件及加工程序編制本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中的零件涉及很多，在經(jīng)過(guò)對(duì)各零件的分析之后，選擇了典型零件動(dòng)模墊板進(jìn)行零件加工，采用刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償，固定循環(huán)編程。在數(shù)控加工之前以對(duì)定模座板周圍已經(jīng)加工完成，執(zhí)行鉆孔程序加工的位置如圖9.1。圖4.4數(shù)控編程動(dòng)模墊板表4.2零件鉆孔工序加工工藝卡圖號(hào)：DMDB00-00-00零件名：動(dòng)模墊板件數(shù)：1切削用量序號(hào)加工內(nèi)容刀具刀補(bǔ)號(hào)S/〔r/min〕f/(mm/min)Αp/mm1深孔鉆8×φ10鉆頭T8H830802深孔鉆12×φ5鉆頭T5H540803深孔鉆φ8鉆頭T7H73050根據(jù)孔的毛坯狀態(tài)，確定加工方法，采用刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償和固定循環(huán)編程。在數(shù)控機(jī)床上加工此零件，采用組合夾具來(lái)夾緊此零件。在加工過(guò)程中使用的刀具為T5鉆頭，T10鉆頭，T8鉆頭。該模板孔加工程序如下：00000N001G92X0Y0Z0;N002G90G00Z250.0T8M06;N003G43Z0H8;N004S30M03;N005G99G81X115.0Y-117Z-20.0R-97.0F80；N006X129Y-145.0;N007Y-216;N008G98X-115Y-188N009G99X335N010X321Y-160N011Y89N012G98X335Y-132N013X0Y0M05N014G49Z250.0T5M06N015G43Z0H5;N016S40M03;N017G99G82X145Y-169Z-20.0R-97.0F80N018Y-191;N019X175Y200;N020X196Y-191;N021Y-191;N022G98X175Y-160;N023G99X275;N024X254Y-169;N025Y-191;N026X275Y-200;N027X305Y-191N028G98Y-169N029G00X0Y0M05;N030G49Z250T7M06;N031G43Z0H7;N032S30M03;N033G98G85X225Y-180Z-20R-47F50N034G28X0Y0M05;N035G49Z0N036M00;程序停止。第五章結(jié)論通過(guò)這次長(zhǎng)達(dá)一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我收獲了很多東西，其