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文檔簡介
1、<p> 學(xué)校代碼:10410</p><p> 序 號:20055023</p><p> 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)</p><p> 題目: 控制盒面蓋塑模設(shè)計(jì) </p><p> 學(xué) 院: 工 學(xué) 院 </p><p> 姓 名:
2、 謝 永 康 </p><p> 學(xué) 號: 20055023 </p><p> 專 業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 </p><p> 年 級: 052 </p><p> 指導(dǎo)教師: 蔡 金 平 </p><p&g
3、t;<b> 二OO九年 五 月</b></p><p><b> 摘 要</b></p><p> 本文分為兩大部分,第一部分是機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)容包括塑料模具的工作原理及應(yīng)用,設(shè)計(jì)準(zhǔn)則以及產(chǎn)品的簡介。塑料注塑模的結(jié)構(gòu)計(jì)算,包括模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),注射機(jī)的選用,澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面。第二部分是介紹CAD/CAM在模具上的應(yīng)用。</p&g
4、t;<p> 關(guān)鍵詞:CAD/CAM,塑料,注射模,注射機(jī)。</p><p><b> Abstract</b></p><p> In this paper ,it is divided into two parts.The first part is about the design of the structure of mold .It i
5、s including the working theory and application of a plastic injection mold,the design princible, and the introducing the desing of mold,the selecting of plastic injection mold machine,and the pour syetem injection mold.&
6、lt;/p><p> Key Words:</p><p> CAD/CAM, Plastic, Plastic injection mold , Plastic injection mold machine.</p><p><b> 目 錄</b></p><p><b> 1設(shè)計(jì)內(nèi)容2&
7、lt;/b></p><p> 1.1控制盒面蓋注射模2</p><p> 2本次設(shè)計(jì)的目的2</p><p><b> 2.1設(shè)計(jì)目的2</b></p><p> 3 塑件成型的基本過程3</p><p> 3.1 塑化過程3</p><p>
8、; 3.2 充模過程3</p><p> 3.3 冷卻凝固過程3</p><p> 3.4 脫模過程3</p><p> 4 塑件制品分析4</p><p> 4.1 影響塑件制品的因素4</p><p> 4.2塑件制品的選材及其物理性能4</p><p> 4.3
9、塑件材料的成型特性5</p><p> 5 注射機(jī)的選擇與校核6</p><p> 5.1注射機(jī)的選定6</p><p> 5.2注射機(jī)的校核6</p><p> 5.2.1注射量的校核6</p><p> 5.2.2鎖模力的校核6</p><p> 5.2.3注射機(jī)安
10、裝模具部分的尺寸校核7</p><p> 5.2.4開模行程的校核7</p><p> 6 分型面的確定8</p><p> 6.1分型面的選擇8</p><p> 7 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)9</p><p> 7.1澆口系統(tǒng)的組成9</p><p> 7.2澆口系統(tǒng)的作用
11、9</p><p> 7.3澆口套的設(shè)計(jì)9</p><p> 7.4 流道設(shè)計(jì)9</p><p> 7.5澆口的設(shè)計(jì)10</p><p> 8 排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)12</p><p> 9 型腔、型芯的設(shè)計(jì)13</p><p> 9.1設(shè)計(jì)型腔和型芯的結(jié)構(gòu)形式13<
12、;/p><p> 9.2型芯和型腔設(shè)計(jì)13</p><p> 9.2.1型芯設(shè)計(jì)13</p><p> 9.2.2 型腔設(shè)計(jì)13</p><p> 9.3型腔、型芯工作尺寸的計(jì)算14</p><p> 9.4 型腔壁厚的計(jì)算15</p><p> 9.4.1型腔的強(qiáng)度及剛度要求
13、15</p><p> 9.4.2對凹模底板厚度:15</p><p> 9.4.3確定型腔的壁厚15</p><p> 10 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)17</p><p> 11脫模與復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)19</p><p> 11.1脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)19</p><p> 11.2復(fù)位機(jī)
14、構(gòu)的確定19</p><p> 12冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)20</p><p> 13 整體設(shè)計(jì)22</p><p> 結(jié) 束 語23</p><p> 參 考 文 獻(xiàn)24</p><p><b> 設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p> 1.1控制
15、盒面蓋注射模</p><p> 產(chǎn)品(圖1)設(shè)計(jì)一副注射模。</p><p><b> 圖1</b></p><p><b> 本次設(shè)計(jì)的目的</b></p><p><b> 2.1設(shè)計(jì)目的</b></p><p> ?。?)掌握注射模設(shè)計(jì)的一
16、般方法;</p><p> (2)了解注射機(jī)的工作原理;</p><p> ?。?)了解模具的加工方法;</p><p> ?。?)進(jìn)一步掌握設(shè)計(jì)的一般方法,熟練設(shè)計(jì)的一般過程。</p><p> 3 塑件成型的基本過程</p><p> 注塑成型是把塑料原料(一般經(jīng)過造粒、染色、添加劑等處理之后的顆粒)放入料
17、間當(dāng)中,經(jīng)過加熱溶化使之成為高粘度的流體-----熔體用柱塞或螺桿作為加壓工具,使得熔體通過噴嘴以較高的壓力(約20~85mpa),溶入模具的型腔中經(jīng)過冷卻、凝固階段,而后從模具中脫出,成為塑料制品。</p><p><b> 3.1 塑化過程</b></p><p> 現(xiàn)代式的注射機(jī)基本上采取螺桿式的塑化設(shè)備,塑料原粒(稱為物料)自從送料斗以定容方式送入料筒,通
18、過料筒外的點(diǎn)加熱裝置和料筒內(nèi)的螺桿旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的摩擦熱,使物理熔化達(dá)到一定的溫度后即可注射,注射動(dòng)作是由螺桿的推進(jìn)來完成的。</p><p><b> 3.2 充模過程</b></p><p> 熔體自注射機(jī)的噴嘴噴出來后,進(jìn)入模具的型腔內(nèi),將型腔內(nèi)的空氣排出,并充滿型腔,然后升到一定壓力,使溶體的密度增加,充實(shí)型腔的每一個(gè)角落。</p><p&
19、gt; 充模過程是注射成型的最主要的過程,由于塑料溶體的流動(dòng)是非牛頓流動(dòng),而且粘度很大,所以在壓力損耗,粘度變化,多般匯流等現(xiàn)象左右塑件的質(zhì)量,因此充模過程的關(guān)鍵問題------澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就成為注射模具設(shè)計(jì)過程的重點(diǎn),現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)運(yùn)用了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)以解決澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)中疑難問題。</p><p> 3.3 冷卻凝固過程</p><p> 熱塑性塑料的注射成型過程是熱交換過程
20、,即:</p><p> 塑化——注射充?!袒尚?lt;/p><p> 加熱——理論上絕熱——散熱</p><p> 熱交換效果的好壞決定了塑件的質(zhì)量,報(bào)考外表質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量。因此,模具設(shè)計(jì)時(shí),散熱交換也要充分考慮,在現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法中也采用了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)來解決問題。</p><p><b> 3.4 脫模過程</b&
21、gt;</p><p> 塑件在型腔內(nèi)固化后,必須采取機(jī)械的方式把它從型腔內(nèi)取出,這個(gè)動(dòng)作由脫模機(jī)構(gòu)來完成。不合理的脫模機(jī)構(gòu)對塑件的質(zhì)量影響很大,但塑件的幾何形狀是千變?nèi)f化的,必須采用最有效和最好的脫模方式。因此,脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)也是注射模具設(shè)計(jì)的一個(gè)主要環(huán)節(jié),由于標(biāo)準(zhǔn)化的推廣,許多標(biāo)準(zhǔn)化的脫模機(jī)構(gòu)零部件也有商品供應(yīng)。</p><p> 由3.1至3.4形成了一個(gè)循環(huán),就完成了一次成型乃
22、至很多塑件。</p><p><b> 4 塑件制品分析</b></p><p> 本塑件是控制面板蓋殼體,形狀如圖2所示:</p><p><b> 圖2</b></p><p> 4.1 影響塑件制品的因素</p><p> 塑料制作的設(shè)計(jì)主要根據(jù)使用要求進(jìn)行
23、,由于塑料有特殊的物理性能,在設(shè)計(jì)塑件時(shí)必須考慮一下幾個(gè)方面的因素:</p><p> ?。?)料的物理性能,如強(qiáng)度、剛性、韌性、彈性、吸水性以及對力的敏感性;</p><p> ?。?)塑料的成型工藝性,如流動(dòng)性;</p><p> ?。?)塑料形狀應(yīng)有利于充模流動(dòng)、排氣、補(bǔ)縮,同時(shí)能適應(yīng)高效冷卻硬化(熱塑性塑料制品)或快速受熱固化(熱固性塑料制品);</p
24、><p> ?。?)塑料在成型后收縮情況及各向收縮率的差異;</p><p> ?。?)模具的總體結(jié)構(gòu),特別是抽心與脫出塑件的復(fù)雜程度;</p><p> (6)模具零件的形狀及其制造工藝。</p><p> 4.2塑件制品的選材及其物理性能</p><p> 綜合考慮以上因素,本塑件采用ABS做材料。</p&
25、gt;<p> ABS是由丙烯晴,丁二烯,苯乙烯共聚而成的。這三種組分的各自特性,使ABS具有良好的綜合力學(xué)性能。</p><p> 特點(diǎn):它無毒,無味,顯微黃色,沖擊韌性較好,機(jī)械強(qiáng)度較大,尺寸穩(wěn)定,耐化學(xué)性能良好;易于成型和機(jī)械加工,與372有機(jī)玻璃的熔接性良好。成型的塑件有加好的光澤。</p><p> 成型收縮率為:0.4%~0.7%</p>&l
26、t;p> 吸濕性為:0.05 %~0.06%</p><p> 密度為:1.03~1.07g/</p><p> 4.3塑件材料的成型特性</p><p> ABS的成型特性如下幾點(diǎn):</p><p> ?。?)無定性料,流動(dòng)性中等,比聚苯乙烯,PS差,但比聚碳酸酯,聚氯乙烯好,溢邊值為0.04毫米左右。</p>
27、<p> (2)吸濕性強(qiáng),必須充分干燥表面要求光澤的塑件須經(jīng)過長時(shí)間的預(yù)熱干燥。</p><p> ?。?)成型時(shí)宜取高料溫,高模溫,但料溫過高易分解(分解溫度=250度)。對精度較高的塑件,模溫宜取50~60度,對光澤,耐熱塑件,模溫宜取60~80度。注射壓力高于聚苯乙烯。用柱塞式注射機(jī)成型時(shí),料溫為180~230度,注射壓力為1000~1400公斤力/。</p><p>
28、 5 注射機(jī)的選擇與校核</p><p><b> 5.1注射機(jī)的選定</b></p><p> 根據(jù)《模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊》表2-40選擇注射機(jī)XS-ZY-125螺桿式注射機(jī),其參數(shù)如下:</p><p><b> 額定注射量:125</b></p><p><b> 螺桿直
29、徑:42mm</b></p><p> 注射壓力:120Mpa</p><p><b> 鎖模力:900KN</b></p><p> 最大成型面積:320</p><p> 模具最大厚度:300mm</p><p> 模具最小厚度:200mm</p><
30、p> 模板最大行程:300mm</p><p> 噴嘴圓弧半徑:15mm</p><p><b> 噴嘴孔直徑:8mm</b></p><p> 定位孔直徑:100mm</p><p> 合模方式:液壓—機(jī)械 </p><p><b> 5.2注射機(jī)的校核</b&
31、gt;</p><p> 5.2.1注射量的校核</p><p> 根據(jù)《模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊》可知:塑件的體積應(yīng)小于注射機(jī)的注射容量,其公式按下式校核:</p><p> 0.8=0.8125=100</p><p> 式中:——塑件與澆注系統(tǒng)的體積總和</p><p> ——注射機(jī)的注射量()</
32、p><p> 0.8——最大注射量的利用系數(shù)</p><p><b> 經(jīng)估計(jì)算得:50</b></p><p> 所以=50<100 故合格</p><p> 5.2.2鎖模力的校核</p><p><b> 由 </
33、b></p><p> 查《模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表6-5ABS塑料成型時(shí)的注射壓力=70~90Mp</p><p><b> pF</b></p><p> 式中 p——塑料成型時(shí)型腔壓力,ABS塑料的型腔壓力p=20Mpa</p><p> F——澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積和()</p>
34、<p> 各型腔及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積</p><p> F=(90954+282+156-45754)=20912</p><p> pF=3020912=627.36KN</p><p> 因?yàn)?900KN> pF=627.36KN 故合格</p><p> 5.2.3注射機(jī)安裝模具部分
35、的尺寸校核</p><p> 噴嘴尺寸:噴嘴尺寸與澆口套相適應(yīng),澆口套是根據(jù)噴嘴尺寸來設(shè)計(jì)的;</p><p> 定位環(huán)尺寸:定位環(huán)高度10mm,直徑100mm(與定位孔相配合);</p><p> 模具厚度:Hmin=200mm<Hm=200<Hmax=300 合格 </p><p> 5.
36、2.4開模行程的校核</p><p> 由式:Smax=300>S=23+25+10=58 合格</p><p><b> 6 分型面的確定</b></p><p><b> 6.1分型面的選擇</b></p><p> 分型面的選擇主要考慮以下幾個(gè)問題:</
37、p><p> ?。?)分型面不僅應(yīng)選擇在對制品外觀沒有影響的位置,而且還必須考慮如何能比較方便地清除分型面產(chǎn)生地溢料飛邊。同時(shí),還應(yīng)避免分型而產(chǎn)生飛邊;</p><p> ?。?)分型面的選擇應(yīng)有利于脫模,否則,模具結(jié)構(gòu)便會(huì)變得比較復(fù)雜。通常,分型面的選擇應(yīng)盡可能使制品在開模后滯留在動(dòng)模一側(cè);</p><p> ?。?)分型面不影響制品的形狀和尺寸精度;</p&g
38、t;<p> ?。?)分型面應(yīng)盡量與最后填充的型腔表面重合,以利于排氣;</p><p> ?。?)選擇分型面是,應(yīng)盡量減少脫模斜度給制品大小端尺寸帶來的差異;</p><p> ?。?)分型面應(yīng)便于模具加工;</p><p> ?。?)選擇分型面時(shí),應(yīng)盡量減少制品在分型面上的投影面積,以防止面積過大,造成鎖模困難,產(chǎn)生嚴(yán)重的溢料;</p>
39、<p> ?。?)有側(cè)孔或側(cè)凹的制品,選擇分型面時(shí)應(yīng)首先考慮將抽心或分離距離長的一邊放在動(dòng)、定模的方向,而將短的一邊作為側(cè)向分型抽心機(jī)構(gòu)時(shí),除液壓抽心能獲得較大的側(cè)向抽拔距離外,一般分型抽心機(jī)構(gòu)側(cè)向抽拔距離都較小。</p><p> 7 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p> 7.1澆口系統(tǒng)的組成</p><p> 澆注系統(tǒng)由主流道,分流道,澆口,和
40、冷料穴四個(gè)部分組成。</p><p> 7.2澆口系統(tǒng)的作用</p><p> 澆注系統(tǒng)的作用有如下兩點(diǎn):</p><p> ?。?)能將來自注射機(jī)噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)地輸送到型腔,同時(shí)使型腔內(nèi)的氣體能及時(shí)順利排出。</p><p> ?。?)在塑料熔體填充及凝固的過程中,將注射壓力有效的傳遞到型腔的各個(gè)部位,以獲得形狀完整,內(nèi)外在質(zhì)
41、量優(yōu)良的塑料制件。</p><p><b> 7.3澆口套的設(shè)計(jì)</b></p><p> 澆口套的設(shè)計(jì)如圖3:</p><p><b> 7.4 流道設(shè)計(jì)</b></p><p> 流道的形式和尺寸往往受到塑料成型特性、塑件大小和形狀、模具成型數(shù)目和用戶要求等因素的影響,因此沒有固定的形式
42、。但是流道的設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮如下問題:</p><p><b> 流道的截面形狀</b></p><p><b> 流道的布置</b></p><p> 本模具的流道截面圖如圖4:</p><p> 流道布置:在多腔成型時(shí),型腔布置決定流道的設(shè)計(jì)。從流動(dòng)平衡的角度出發(fā),應(yīng)該使各型腔到澆道的距離相
43、等,同時(shí)也有利于澆口平衡布置。如圖5:</p><p><b> 7.5澆口的設(shè)計(jì)</b></p><p> 從開模和塑件的外觀,綜合其它方面的因素綜合考慮,選擇了潛伏式澆口。如圖6:</p><p> 潛伏式澆口又稱剪切澆口,這類澆口的分流道一般位于分型面上,而澆口本身設(shè)在模具的隱蔽處,塑料熔體通過型腔側(cè)面斜向注入型腔,因而塑件外表不受
44、損傷,不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質(zhì)量及美觀效果。</p><p> 8 排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p> 排溢是指排出充模冷料中和模具中的氣體等。廣義的注射模排溢系統(tǒng)應(yīng)包括澆注系統(tǒng)的排溢和成型部分的排溢。通常指的排溢是指成型部分的排溢。</p><p> 模具充型過程中,除了型腔內(nèi)原有的空氣外,還有塑件受熱或凝固而產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體,尤其是在高速注射成
45、型時(shí),必須考慮如何將多余的氣體排出模外,否則被壓縮的氣體產(chǎn)生高溫引起塑件局部碳化,或是塑件產(chǎn)生氣泡的工藝缺陷。為了解決該問題,必要時(shí)可開設(shè)排氣槽等辦法。但是對于ABS這種材料。排氣間隙不得高于0.05mm。為了能快速充滿型腔,得到質(zhì)量合格的產(chǎn)品。采用以下措施:</p><p> ?。?)型芯采用組合式,型芯的長度高于型腔吧型腔板上的型芯孔打通,型芯與型腔小間隙配合。這樣可以成為主要的排氣途徑;</p>
46、<p> ?。?)由于型腔板和推薦板存在小的間隙,這樣也可以排出一部分氣體。</p><p> 9 型腔、型芯的設(shè)計(jì)</p><p> 9.1設(shè)計(jì)型腔和型芯的結(jié)構(gòu)形式</p><p> ?。?)型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):由于模具采用一模四腔,若是采用鑲拼組合式,這將增加加工量,特別會(huì)給裝配帶來極大的難度。因此型腔采用整體式結(jié)構(gòu)。也就是型腔和定模板做成一塊,
47、即兩板模。型腔可通過電火花成型進(jìn)行加工。這種結(jié)構(gòu)形式具有以下優(yōu)點(diǎn):加工效率高,減少裝配難度,可節(jié)約優(yōu)質(zhì)鋼材,減少加工量。</p><p> (2)型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):型芯采用鑲拼組合式結(jié)構(gòu),這樣就可方便更換,若是某根型芯由于磨損或其他原因北損壞,就可以直接更換,就不需換整體。</p><p> 由于型芯個(gè)部分分開,這樣就降低了型芯的加工難度,把復(fù)雜的型芯加工轉(zhuǎn)化為鑲拼塊的表面加工,且易于保證
48、加工精度。各鑲拼件采用H7/m6配合。這種結(jié)構(gòu)形式具有以下優(yōu)點(diǎn):加工難度不大,加工成本低,易于保證型芯精度,易于更換。</p><p> 9.2型芯和型腔設(shè)計(jì)</p><p><b> 9.2.1型芯設(shè)計(jì)</b></p><p> 型芯的尺寸計(jì)算:型芯的尺寸按以下公式計(jì)算</p><p><b> =[
49、]</b></p><p> 式中——型芯外形尺寸</p><p><b> ——塑件內(nèi)形尺寸</b></p><p><b> ——塑件公差</b></p><p><b> ——塑件平均收縮率</b></p><p> ——成型
50、零件制造公差,取</p><p> 9.2.2 型腔設(shè)計(jì)</p><p> 型腔徑向尺寸按以下公式計(jì)算 </p><p> 式中——型腔的內(nèi)形尺寸</p><p> ——塑件外形基本尺寸</p><p><b> ——塑件公差</b></p><p&g
51、t;<b> ——塑件平均收縮率</b></p><p> ——成型零件制造公差,取</p><p> 9.2.3由于該產(chǎn)品不是透明的,所以型芯的表面粗糙度的要求不那么高。一般取Ra1.6,在機(jī)床上加工就可以直接投入使用,不需要經(jīng)過其它的特殊加工??紤]模具的修模以及型芯的磨損,在精度范圍內(nèi),型芯尺寸盡量取最大值,型腔的表面粗糙將決定產(chǎn)品的外觀,因此型腔的表面粗糙
52、度則要求高,一般取Ra8~0.4。在本次設(shè)計(jì)中,型腔取Ra0.8</p><p> 4X——綜合修正系數(shù)(考慮塑件收縮率的偏差和波動(dòng),成型零件的磨損等因素),塑件精度低、批量較小時(shí),X??;蘇建安精度高、批量比較大,X取,設(shè)計(jì)要求取X為。</p><p> 9.3型腔、型芯工作尺寸的計(jì)算</p><p> 要計(jì)算型芯、型腔的工作尺寸,必須先確定塑件的公差及模具的
53、制造公差。根據(jù)要就塑件取七級精度。根據(jù)塑件制件公差數(shù)值表,塑件在七級精度下,基本對應(yīng)的尺寸公差如下:</p><p> 型腔:=95 取=0.5% (以下的收縮率都取0.5%)</p><p><b> =</b></p><p> 型腔深度:H=12.66 X=0.5</p><p><b> 型芯
54、:=78</b></p><p> 9.4 型腔壁厚的計(jì)算</p><p> 9.4.1型腔的強(qiáng)度及剛度要求</p><p> 塑料模具型腔的側(cè)壁和底壁厚度計(jì)算是模具設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的問題,尤其對大型模具更為突出。目前常用的計(jì)算方法有按強(qiáng)度條件計(jì)算和按剛度條件計(jì)算兩類,但塑料模具要求既不許因強(qiáng)度不足而發(fā)生明顯變形,甚至破壞,也不許剛度不足而變形過大的
55、情況,因此要求對強(qiáng)度和剛度加以考慮。對于型腔主要受到的力是塑件熔體的壓力,在塑件熔體的壓力作用下,型腔將發(fā)生內(nèi)應(yīng)力及變形。如果型腔側(cè)壁和底壁厚度不夠。當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過材料的許用應(yīng)力時(shí),型腔發(fā)生強(qiáng)度破壞,與此同時(shí),剛度不足則發(fā)生彈性變形,從而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象,將影響塑件成型質(zhì)量,所以模具對剛度和強(qiáng)度都有要求。</p><p> 但是,實(shí)踐證明,模具對強(qiáng)度和剛度的要求并非同時(shí)兼顧,對大型腔,按剛度條件,對小型腔
56、則按強(qiáng)度條件計(jì)算即可。(在本設(shè)計(jì)中按強(qiáng)度條件來計(jì)算)</p><p> 9.4.2對凹模底板厚度:</p><p> 式中p——型腔內(nèi)塑料熔體的壓力(Mpa)</p><p> r——型腔內(nèi)半徑(mm)</p><p> ——材料彎曲許用應(yīng)力。材料為45#鋼,取100Mpa</p><p> 根據(jù)條件:r=4
57、5mm p=100Mpa</p><p> h=45=38.9mm</p><p> 先確定模板厚度為35mm,可以滿足型腔的強(qiáng)度要求。</p><p> 9.4.3確定型腔的壁厚</p><p> 如未用淬火鋼,應(yīng)乘以系數(shù)1.2~1.5</p><p> 根據(jù)上表,s=R-r==40mm</p>
58、<p> R=40=+50=90mm</p><p> 由于在生產(chǎn)中,兩腔同時(shí)充滿塑料熔體,受到大小相等的壓力,形成作用力與反作用力?,F(xiàn)取型腔中心到定模板的中心的距離為105mm是可以滿足型腔的強(qiáng)度要求的。</p><p> 10 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p> 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要包括導(dǎo)柱(如圖7)、導(dǎo)套(如圖8),主要作用是在動(dòng)模與定模合模時(shí)保證
59、型芯和型腔的精確定位。導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分別在模具的周圍或靠近邊緣的部位,其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離,以保證模具的強(qiáng)度,防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后發(fā)生變形。根據(jù)模具的形狀和大小,一副模具一般采用2到4根導(dǎo)柱。在此設(shè)計(jì)中采用了4根導(dǎo)柱。</p><p> 加工個(gè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔時(shí),應(yīng)將定模板、推件板、動(dòng)模板合在一起,一次性加工出來,以保證孔的同心度,然后再在定模板、動(dòng)模板上加工沉頭孔。</p><
60、p><b> 圖7</b></p><p><b> 圖8</b></p><p> 11脫模與復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p> 11.1脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p> 塑件冷卻后由于有少量的收縮,塑件會(huì)緊抱在型芯上,所以在脫出產(chǎn)品時(shí)不像沖壓件那么可以自動(dòng)脫落。這樣,我們必須設(shè)計(jì)推出
61、機(jī)構(gòu)將塑件頂出,推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)我們考慮的是要使塑件各部分受力均勻,在此設(shè)計(jì)中,由于采用了一模四腔的結(jié)構(gòu),故利用多個(gè)頂針把產(chǎn)品同時(shí)推出,這樣每個(gè)產(chǎn)品的受力相同且均勻。</p><p> 11.2復(fù)位機(jī)構(gòu)的確定</p><p> 注射機(jī)上液壓機(jī)構(gòu)將頂針推出之后,塑件也被完全頂出但是模具要合模,要使頂針,拉料桿恢復(fù)到原來的位置,而不影響下一周期的正常生產(chǎn),具體結(jié)構(gòu)見總裝圖。</p>
62、;<p><b> 12冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</b></p><p> 冷卻裝置的目的,主要是防止塑件在脫模時(shí)發(fā)生變形,縮短成型周期及提高塑件質(zhì)量。一般在型腔,型芯等部位設(shè)置合理的冷卻水路,通過調(diào)節(jié)冷卻水流量和流速來控制模溫。</p><p><b> 圖9</b></p><p> 冷卻水孔開孔的原則:&
63、lt;/p><p> ?。?)冷卻水孔的數(shù)量應(yīng)盡可能的多,直徑應(yīng)盡量大;</p><p> (2) 每個(gè)冷卻水孔至型腔表面的距離應(yīng)相等,一般保持在0~15mm范圍內(nèi),距離太近則冷卻不易均勻,太遠(yuǎn)則效率低。水孔直徑一般保持在8~12mm。</p><p> ?。?)水孔通過鑲塊時(shí),防止鑲套管等漏水。</p><p> ?。?)冷卻管路一般不宜設(shè)在
64、型腔內(nèi)塑料熔接的地方,以免影響塑件的強(qiáng)度。</p><p> ?。?)水管接頭應(yīng)設(shè)在不影響操作的一側(cè)。</p><p> 在此設(shè)計(jì)中,沒此要注射的量只有50g,由此可以得到注射一次所放出的熱量:Q=G</p><p> 式中Q——熔體塑件所放出的熱量(J)</p><p> G——每次注射的塑料量(包括澆注系統(tǒng)在內(nèi),kg);</p
65、><p> ——塑料從熔體狀態(tài)進(jìn)入型腔的溫度到塑件冷卻后的脫模溫度的焓之差;Q=50200=10000(J)</p><p> 為了防止型腔受熱變形,在定模板加兩根水道,這樣可以保證產(chǎn)品進(jìn)度。冷卻時(shí)所需要的冷卻水量:</p><p> 式中:——通過模具的冷卻水質(zhì)量(Kg)</p><p> ——熔融塑料進(jìn)入模腔的溫度()=120<
66、/p><p> ——制品脫模溫度()=60</p><p> ——出水溫度()=40</p><p> ——進(jìn)水溫度()=20</p><p> C——塑料的比熱容()C=1759</p><p> ——導(dǎo)熱系數(shù)()=829</p><p> 故 =40501759(120-60)/82
67、9(40-20)=12.73Kg</p><p> 根據(jù)冷卻水處于流滿狀態(tài)下的流速和水管直徑的關(guān)系,確定模具冷卻水管直徑D:</p><p><b> D=</b></p><p> 式中:——管道內(nèi)冷卻水的流速(m/s) =0.6m/s</p><p> ——水的密度(Kg/) = Kg/</p>
68、;<p> 故:D==5.20mm</p><p><b> 13 整體設(shè)計(jì)</b></p><p> 模具整體設(shè)計(jì)也就是模體的設(shè)計(jì),隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,模體設(shè)計(jì)已接近標(biāo)準(zhǔn)化,可以從市場上購買相應(yīng)的模體。標(biāo)準(zhǔn)模體一般包括定模板、動(dòng)模板、墊塊、頂出固定板、頂板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、復(fù)位桿等。標(biāo)準(zhǔn)模架有12種結(jié)構(gòu),15876種規(guī)格。在本次設(shè)計(jì)中,澆口套、導(dǎo)柱、
69、導(dǎo)套、頂桿、水嘴都采用標(biāo)準(zhǔn)件,可以外購。</p><p> 該模具總體結(jié)構(gòu)采用一模四腔,分型面為平面;定模座板和動(dòng)模座板的長為450mm、寬為400mm、厚為30mm。</p><p> 下面確定模板的厚度——各模板厚度總和應(yīng)小于500mm,這是注射機(jī)的要求。</p><p> 定模座板、動(dòng)模座板都為30mm,動(dòng)模板厚度為100mm,而定模板厚度取70mm,墊
70、塊的高度取100mm,可以保證產(chǎn)品能順利的脫模。</p><p> 根據(jù)以上選取,模具的厚度</p><p> H=30+70+100+100+30=330(mm)<500(mm),符合條件。</p><p> 推板及頂桿固定板分別為10mm及25mm。各板的厚度已經(jīng)確定。 </p><p><b> 結(jié) 束
71、語</b></p><p> 經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì),我覺得自己學(xué)到了不少東西,歸納起來,主要有以下幾點(diǎn):</p><p> 1 大學(xué)幾年的時(shí)間都是在學(xué)習(xí)機(jī)械理論基礎(chǔ)知識,并未真正地去應(yīng)用和實(shí)踐。平時(shí)很少接觸設(shè)計(jì),加工,生產(chǎn),但是在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中,我在指導(dǎo)老師的帶領(lǐng)下多次深入工廠了解產(chǎn)品的注塑方法和模具的加工過程。在參觀學(xué)習(xí)中,發(fā)現(xiàn)了自己很多的不足之處。我還體會(huì)到了所學(xué)理論
72、知識的重要性:知識掌握的越多,設(shè)計(jì)的就更完善,更順利。</p><p> 2 了解進(jìn)行一向設(shè)計(jì)必不可少的幾個(gè)階段。畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠從理論設(shè)計(jì)和工程實(shí)踐相結(jié)合、鞏固基礎(chǔ)知識與培養(yǎng)創(chuàng)新意識想結(jié)合、個(gè)人作用和集體協(xié)作相結(jié)合等方面全面的培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì),我經(jīng)過這次系統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計(jì),熟悉對模具進(jìn)行設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的詳細(xì)過程。這些對我將來的工作和學(xué)習(xí)都會(huì)有很大的幫組和啟發(fā)。</p><p> 3學(xué)會(huì)了怎樣查
73、閱資料和利用工具書。平時(shí)課堂上所學(xué)習(xí)的只是不夠全面,作為機(jī)械專業(yè)的學(xué)生,由于專業(yè)特點(diǎn)自己更要積極查閱吸取別人在設(shè)計(jì),加工中的寶貴經(jīng)驗(yàn)。一個(gè)人不可能什么都學(xué)過,什么都懂,因此,當(dāng)你在設(shè)計(jì)過程中需要用一些不曾學(xué)過的東西時(shí),就要去有針性地查找資料,然后加以吸收利用,以提高自己應(yīng)用的能力,而且還能增長自己的見識,補(bǔ)充最新的專業(yè)知識。</p><p> 4 畢業(yè)設(shè)計(jì)對以前學(xué)過的理論知識起到了回顧作用,并對其加以進(jìn)一步的消
74、化和鞏固。</p><p> 5 畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)了嚴(yán)肅認(rèn)真和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,而且培養(yǎng)了吃苦耐勞的精神已經(jīng)相應(yīng)的知識,同學(xué)之間的友誼互助也充分的在畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中體現(xiàn)出來了。</p><p> 在這里,我要感謝我的指導(dǎo)老師,在我做設(shè)計(jì)的過程中,他給予了我很多的幫助,此外我還要感謝學(xué)校和工學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)和老師對我的栽培,還有很多給予我?guī)椭耐瑢W(xué)。</p><p> 參
75、 考 文 獻(xiàn)</p><p> [1]馮炳堯、韓泰榮、蔣文森主編,模具設(shè)計(jì)及制造簡明手冊,第二版,上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1998</p><p> [2]黨根茂、駱志斌、李集仁主編,模具設(shè)計(jì)與制造,西安電子科技大學(xué)出版社,2001年</p><p> [3]塑料模具設(shè)計(jì)手冊編寫組主編,塑料模具設(shè)計(jì)手冊,第二版,機(jī)械工業(yè)出版社,2000年</p>
76、<p> [4]模具實(shí)用技術(shù)叢書編委會(huì)主編,塑料模具設(shè)計(jì)制造與應(yīng)用實(shí)例,機(jī)械工業(yè)出版社,2002年</p><p> [5]傅秦生、何雅玲、趙小明主編,熱工基礎(chǔ)與應(yīng)用,機(jī)械工業(yè)出版社,2001年</p><p> [6]馮曉曾、李士瑋、武維揚(yáng)、何世禹主編,模具用鋼和熱處理,機(jī)械工業(yè)出版社,1982年</p><p> [7]史鐵梁主編,模具設(shè)計(jì)指
77、導(dǎo),機(jī)械工業(yè)出版社,2005年</p><p> [8]屈華昌主編,塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì),機(jī)械工業(yè)出版社,2005年</p><p> [9]白雁鈞、祝凌云主編,《Pro/ENGINEER野火版 繪圖指南》,人民郵電出版社,2006年</p><p> [10]劉鴻文主編,材料力學(xué),第三版,高等教育出版社,1991年</p><p>
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