盒蓋的塑料成型與模具設(shè)計(jì)-職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文

1、<p><b>　　滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院</b></p><p>　　設(shè)計(jì)(論文)題目: 盒蓋的塑料成型與模具設(shè)計(jì)</p><p>　　姓 名 牛 藝 松 </p><p>　　學(xué) 號(hào) 27 </p><p>　　院 (系) 機(jī)械工

2、程系 </p><p>　　專 業(yè) 模 具 </p><p>　　指導(dǎo)老師 曹鳳江 </p><p>　　2012 年12 月 31 日</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 前言

3、.………….………….………….…………. ….………5</p><p>　　1.1本研究領(lǐng)域的現(xiàn)狀和國內(nèi)外的發(fā)展趨勢……. ……………………………….…5</p><p>　　1.2 本課題的研究內(nèi)容.要求.目的及意義…………………………………….…… 6 </p><p>　　第二章 塑料的結(jié)構(gòu)工藝性分析………………….……………….…… 8</p

4、><p>　　2.1塑件的幾何形狀分析……………………………………………….………….....………….8</p><p>　　2.2塑件原材料的成型特性…………………………………………….………..……………..9</p><p>　　2.3塑件的生產(chǎn)批量……………………………………………………………...............……11</p><

5、;p>　　2.4設(shè)備的選擇……………………………………………….……………..…………....……12</p><p>　　2.5鎖模力的校核………………………………………….……………..…………....…… 13</p><p>　　2.6 開模行程的校核…………………………………….……………..…………....………14 </p><p>　　

6、第三章 分型面位置的分析和確定…………………………………… 15</p><p>　　3.1分型面的選擇原則………………………………………………….…………….......…15</p><p>　　3.2 分型面選擇方案………………………………………………………..…………………15</p><p>　　第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)………………………………..…….……

7、….17</p><p>　　4.1 主流道的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………….17</p><p>　　4.2 澆口設(shè)計(jì)…………………………………………………………………….…………….17</p><p>　　第五章 成型零部件的設(shè)計(jì)………………………………………..…19</p><p>　　5.1 成型

8、零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………….……........…….19</p><p>　　5.2 成型零件工作尺寸計(jì)算……………………………………………………..………………19</p><p>　　5.3成型零件的強(qiáng)度及底板厚度計(jì)算……………………………………..…..……….……..20</p><p>　　5.4成型零件的鋼材的選用…………

9、………………………………………..…………….……21</p><p>　　5.5標(biāo)準(zhǔn)模架的確定…………………………………………………………………….……….22</p><p>　　5.6模架各尺寸的校核………………………………………………………..…………….……23</p><p>　　第六章 成型設(shè)施備的校核計(jì)算………………………………………..24<

10、/p><p>　　6.1注射機(jī)注射壓力校核…………………………………………………………………...……24</p><p>　　6.2注射量的校核…………………………………………………………………...……24</p><p>　　6.3鎖模力的校核……………………………………………………………….………..………24</p><p>　　6.4

11、安裝尺寸的校核……………………………………………………………………..….……25</p><p>　　6.5推出機(jī)構(gòu)的校核……………………………………………………………….…………..…23</p><p>　　6.6開模行程的校核……………………………………………………………………..…….…23</p><p>　　第七章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)…………………….…

12、…………………….26</p><p>　　第八章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)……………………..…………………………27</p><p>　　8.1 模具溫度對制品質(zhì)量的影響……………………………………………….………..……..26</p><p>　　第九章 排氣槽的設(shè)計(jì)………………………………..………………29</p><p>　　第十章

13、模具的總體結(jié)構(gòu)……………………..………………………29</p><p>　　總結(jié)……………………………………………………….…………….33</p><p>　　參考文獻(xiàn)………………………………………………….…………34</p><p>　　致謝………………………………………………….…………35</p><p><b>　　第

14、一章 前 言</b></p><p>　　1.1 本研究領(lǐng)域的現(xiàn)狀和國內(nèi)外的發(fā)展趨勢</p><p><b>　　1.1.1 概述</b></p><p>　　21世紀(jì)模具制造行業(yè)的基本特征是高度集成化.智能化.柔性化和網(wǎng)絡(luò)化，追求的目標(biāo)是提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率.縮短設(shè)計(jì)及生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本，最大限度的提高模具制造業(yè)的應(yīng)變能

15、力，滿足用戶需求。</p><p>　　1.1.2 國外的發(fā)展情況</p><p>　　國外的模具發(fā)展?fàn)顩r具體表現(xiàn)為以下七個(gè)特征</p><p>　?。?） 集成化技術(shù)</p><p>　　現(xiàn)代模具制造系統(tǒng)不僅應(yīng)強(qiáng)調(diào)信息的集成，更應(yīng)該強(qiáng)調(diào)技術(shù)人員和管理的集成。在開發(fā)模式制造系統(tǒng)時(shí)強(qiáng)調(diào)“多集成”的概念，即信息集成.智能集成</p>

16、;<p>　　.串并行工作機(jī)制集成及人員集成，這更適合未來制造系統(tǒng)的需要。</p><p><b>　?。?） 智能化技術(shù)</b></p><p>　　應(yīng)用人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期各個(gè)環(huán)節(jié)的智能化，以及模具設(shè)備的智能化，也要實(shí)現(xiàn)人與系統(tǒng)的融合及人在其中智能的充分發(fā)揮。</p><p>　?。?） 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用</p&g

17、t;<p>　　網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括硬件和軟件的集成實(shí)現(xiàn)。各種通訊協(xié)議及制造自動(dòng)化協(xié)議，信息通訊接口，系統(tǒng)操作控制策略等，是實(shí)現(xiàn)各種制造系統(tǒng)自動(dòng)化的基礎(chǔ)，目前早通過了Internet實(shí)現(xiàn)跨國界模具設(shè)計(jì)的成功例子。</p><p>　?。?）多學(xué)科多功能綜合產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)</p><p>　　產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)不僅用到機(jī)械科學(xué)的理論和知識(shí)，還用到了電磁學(xué).光學(xué).控制理論等，甚至要考慮到經(jīng)濟(jì).

18、心理.環(huán)境.衛(wèi)生及社會(huì)等各方面的因素。產(chǎn)品的開發(fā)要進(jìn)行多目標(biāo)全性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以追求模具產(chǎn)品的動(dòng)靜態(tài)特性.效率.精度.使用壽命.可靠性與制造周期的最佳組合。</p><p>　?。?） 虛擬現(xiàn)實(shí)與多媒體技術(shù)的應(yīng)用</p><p>　　虛擬現(xiàn)實(shí)在21世紀(jì)整個(gè)制造中都將有廣泛的應(yīng)用，可以用于培訓(xùn).制造系統(tǒng)仿真的實(shí)現(xiàn)基于制造仿真的世紀(jì)與制造.集成設(shè)計(jì)與制造.實(shí)現(xiàn)集成人的設(shè)計(jì)等。美國已于1999年

19、借助于VR技術(shù)成功地修復(fù)了哈勃太空望遠(yuǎn)鏡。多媒體技術(shù)采用多種介質(zhì)來存儲(chǔ).表達(dá)處理多種信息，融文字.語音.圖像與一體，給人一種真實(shí)感。</p><p>　?。?） 反求技術(shù)的應(yīng)用</p><p>　　在許多情況下，一些產(chǎn)品并不是來自設(shè)計(jì)概念，而是起源于另外一些產(chǎn)品或?qū)嵨?，要在只有產(chǎn)品原型或?qū)嵨锬Ｐ停鴽]有產(chǎn)品圖樣的條件下進(jìn)行模具設(shè)計(jì)和制造以便制造出產(chǎn)品，此時(shí)需要通過實(shí)物的測量，然后利用測量數(shù)

20、據(jù)畸形實(shí)物的CAD幾何模型的重新構(gòu)造。這種過程就是反求工程PE。建立了CAD幾何模型后，就可以依據(jù)這種數(shù)字化的幾何模型用于后續(xù)的許多操作。</p><p>　　（7） 快速成型制造技術(shù)</p><p>　　快速成型制造技術(shù)RPM基于層制造原理，迅速制造出產(chǎn)品原型，而與零件的集合復(fù)雜程度無關(guān)，尤其在具有復(fù)雜曲面形狀的產(chǎn)品制造中更能顯示其優(yōu)越性它不僅能夠迅速制造出原型供設(shè)計(jì)評估.裝配校驗(yàn).功能

21、試驗(yàn)。而且還可以通過形狀復(fù)制，快速經(jīng)濟(jì)地制造出產(chǎn)品模具，從而避免了傳統(tǒng)模具制造的費(fèi)時(shí)和耗成本的NC加工，因而RPM技術(shù)在模具制造中發(fā)揮著重要的作用。</p><p>　　1.1.3 國內(nèi)的發(fā)展情況</p><p>　　目前國內(nèi)模具行業(yè)的反展情況是，隨著輕工業(yè)及汽車制造業(yè)的迅速發(fā)展，模具設(shè)計(jì)制造日漸受到人們廣泛關(guān)注，已經(jīng)成為一個(gè)行業(yè)，但是我國模具行業(yè)缺乏技術(shù)人員，存在品種少，精度低，制造周

22、期長，壽命短，供不應(yīng)求的情況。一些大型.精密.復(fù)雜的模具還不能自行制造.需要每年花幾百萬.上千萬美元從國外進(jìn)口，制約了工業(yè)的發(fā)展，所以在我國大力發(fā)展模具行業(yè)勢在必行。</p><p>　　為了提高模具企業(yè)的設(shè)計(jì)水平和加工能力，中國模具協(xié)會(huì)向全國模具行業(yè)推薦適合于模具企業(yè)用的CAD/CAM系統(tǒng)。但是國內(nèi)優(yōu)秀的CAD/CAM系統(tǒng)很少，只有少數(shù)適合模具行業(yè)應(yīng)用。而國外購買的雖有強(qiáng)大的三維曲面造型能力.強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)有限元分

23、所能力.強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)輔助制造能力.產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理能力等，但是價(jià)格昂貴，一般企業(yè)難以支持。</p><p>　　本課題的研究內(nèi)容.要求.目的及意義 </p><p>　　1.2.1本課題的研究內(nèi)容</p><p>　　做盒蓋的模具設(shè)計(jì)，使盒蓋注射模結(jié)構(gòu)簡單，型芯.型腔.推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，并可自動(dòng)脫模。并書寫開題報(bào)告，和模具說明說。根據(jù)說明書畫模具CAD圖。</

24、p><p><b>　　本課題的研究要求</b></p><p>　　檢驗(yàn)理論知識(shí)掌握情況，將理論與實(shí)踐結(jié)合。</p><p>　　初步掌握進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的方法.過程.為將來走向工作崗位進(jìn)行科技開發(fā)工作和撰寫好科研論文打下基礎(chǔ)。</p><p>　　培訓(xùn)自己的動(dòng)手能力.創(chuàng)新能力.計(jì)算機(jī)運(yùn)用能力。</p><

25、p><b>　　本課題的研究要求</b></p><p>　　此塑件外表面不允許有印痕，并且要光滑。</p><p>　　要使注射模結(jié)構(gòu)簡單，并且可自動(dòng)脫模。</p><p>　　流道設(shè)計(jì)合理，可保證產(chǎn)品質(zhì)量冰球額又節(jié)約生產(chǎn)原材料。</p><p>　　了解聚丙烯的性能.特性和設(shè)計(jì)時(shí)的要求。</p>

26、<p>　　1.2.4 研究意義</p><p>　　對于模具的設(shè)計(jì)可以從選材到設(shè)計(jì)到成型有一個(gè)完整的了解和初步的掌握。以進(jìn)一步的熟練掌握AuToCAD的運(yùn)用。</p><p>　　鍛煉自己的獨(dú)立思考能力和創(chuàng)造能力，為更好更快的適應(yīng)工作作準(zhǔn)備。</p><p>　　關(guān)鍵詞：模具設(shè)計(jì) 斜頂桿抽芯 盒蓋 注塑 塑料成型工藝 </p>

27、<p>　　第二章 塑料的結(jié)構(gòu)工藝性分析</p><p>　　2.1塑件的幾何形狀分析</p><p>　　該零件為四側(cè)有內(nèi)凹的盒蓋塑件，由于側(cè)壁有1.65mm左右的內(nèi)凹，而且交界處并沒有通過圓角或者斜面過渡，根據(jù)公式(A-B)*100%/B=1.65/23.05=7.2%大于%5不符合強(qiáng)制脫模條件，因此需要采用斜拉桿抽出，內(nèi)抽芯使模具機(jī)構(gòu)相對來說比較麻煩，由于塑件高度在25

28、mm一下，所以不需要考慮脫模斜度，其他結(jié)構(gòu)比較簡單，壁厚也比較均勻，該塑件采用聚丙烯成型。</p><p>　　2.2塑件原材料的成型特性</p><p>　　表 1 聚丙烯的力學(xué)性能</p><p>　　表2 聚丙烯的熱性能和電性能</p><p>　　表3 聚丙烯的物理性能</p><p>　　表4 聚丙烯

29、的工藝參數(shù)</p><p>　　2.3塑件的生產(chǎn)批量</p><p>　　塑件的生產(chǎn)類型對注射模具結(jié)構(gòu)、注射模具材料使用均有重要的影響。在大批量生產(chǎn)中，由于注射模具價(jià)格在整個(gè)生產(chǎn)費(fèi)用中所占比例較小，提高生產(chǎn)率和注射模具壽命問題比較突出，所以可以考慮使用自動(dòng)化程度較高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度壽命高的模具。如果是小批量生產(chǎn)，則應(yīng)盡量采用結(jié)構(gòu)簡單、制造容易的注射模具，以降低注射模具的成本。該塑件生產(chǎn)類型

30、屬于小批量生產(chǎn)，由于四側(cè)有內(nèi)凹，推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)比較麻煩，運(yùn)動(dòng)相對來說比較復(fù)雜，需要采用斜拉桿抽出，故采用一模一腔，這樣可以使模具結(jié)構(gòu)簡單，制造成本降低。</p><p><b>　　2.4設(shè)備的選擇</b></p><p>　?。?）塑件體積及重量</p><p>　　V=5.3*103*10-3=5.3cm3</p><p&

31、gt;　　又由于聚丙烯的密度為0.91g/cm3</p><p>　　m=5.3*0.91=4.9g</p><p>　　1.以容量計(jì)算時(shí)0.8V注>=V件</p><p>　　所以V注>=6.625cm3</p><p><b>　　0.8C>=G</b></p><p>&

32、lt;b>　　C>=6.125g</b></p><p>　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以采用SZ-60/450臥式注射機(jī)；該注射機(jī)的參數(shù)如下表：</p><p><b>　　2.5鎖模力的校核</b></p><p>　　鎖模力是指注射機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊力。注射機(jī)鎖模力的校核關(guān)系式為：</p>&l

33、t;p><b>　　F≥kpA</b></p><p>　　式中 F——注射機(jī)鎖模力，查相關(guān)表得SZ-60/450鎖模力為450KN</p><p>　　K——壓力損耗系數(shù)，一般取1.1～1.2；</p><p>　　P——型腔內(nèi)熔體的壓力，本塑件p=30Mpa；</p><p>　　A——塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上

34、的投影面積之和，</p><p>　　本模具A=3.6×10-³㎡</p><p>　　計(jì)算 kpA=1.2×30MPa×3.6×10-³㎡=129.6KN<450KN</p><p>　　故注射機(jī)的鎖模力足夠，滿足要求。</p><p>　　2.6 開模行程的校核<

35、;/p><p>　　開模取出塑件所需的開模距離必須小于注塑機(jī)的最大開模行程，對于液壓-機(jī)械式鎖模機(jī)構(gòu)注塑機(jī)，其最大開模行程由注塑機(jī)曲肘機(jī)構(gòu)的最大行程決定，與模具厚度無關(guān)雙。</p><p>　　雙分型面注射模，其開模行程按下式校核</p><p>　　S≥H1+H2+a+（5-10）mm</p><p>　　式中S——注射機(jī)的最大開模行程，查資料

36、得SZ-60/450機(jī)的最大開模行程S=220mm</p><p>　　H1——推出距離（脫模距離），為15mm</p><p>　　H2——包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，為10.5mm</p><p>　　a是中間板（型腔板）與定模的分開距離（mm）取30mm</p><p>　　計(jì)算得：H1+H2+a+5～10=15+10.5+30+10=

37、60.5mm<220mm</p><p>　　因此，SZ-60/450的開模行程符合要求。</p><p>　　第三章 分型面位置的分析和確定</p><p>　　3.1分型面的選擇原則</p><p>　　在塑件設(shè)計(jì)階段，首先應(yīng)該考慮成型時(shí)分型面的形狀數(shù)量，否則就無法用模具成型。在模具設(shè)計(jì)階段，應(yīng)首先確定分型面的位置，然后才選擇模具

38、的結(jié)構(gòu)。分型面選擇是否合理，對工藝操作難易程度和模具設(shè)計(jì)制造有很大影響。因此分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵塑件質(zhì)量工因素。選擇分型面總的原則是保證塑件質(zhì)量，且便于制品脫模和簡化模具結(jié)構(gòu)：由參考文獻(xiàn)[1]可知</p><p>　?、?分型面的選擇應(yīng)便于塑件脫模和簡化模具結(jié)構(gòu)，選擇分型面應(yīng)盡量使塑件開模時(shí)留在動(dòng)模；</p><p>　　②.分型面應(yīng)盡可能選擇在不影響外觀的部位，并使其產(chǎn)生

39、的溢料邊易于消除和修整；</p><p>　?、?分型面的選擇應(yīng)保證塑件尺寸精度；</p><p>　?、?分型面選擇應(yīng)有利于排氣；</p><p>　?、?分型面選擇應(yīng)便于模具零件的加工；</p><p>　　⑥.分型面選擇應(yīng)考慮注射機(jī)的規(guī)格。</p><p>　　3.2 分型面選擇方案</p><

40、;p>　　根據(jù)該塑件的形狀，分型面選擇的方案有如下幾種，分析比較如下：</p><p>　　分型面選擇方案1.如圖所示：</p><p>　　1、定模板 2、動(dòng)模板 </p><p><b>　　圖3-1</b></p><p>　　分型面與開模方向垂直，置于最大截面處，塑件包緊在動(dòng)模型芯上。利用推出機(jī)構(gòu)易于推出

41、，開模行程合理，模具結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，塑件成型精度高，能夠滿足要求。</p><p>　　分型面選擇方案2圖所示</p><p>　　1、定模板 2、動(dòng)模板 3、型芯</p><p><b>　　圖2-2</b></p><p>　　1、定模板 2、動(dòng)模板 </p><p><b&g

42、t;　　圖3-2</b></p><p>　　與方案1很類似，但是此方案比方案1加工難度大，推出機(jī)構(gòu)也相對來說比較復(fù)雜，模具成型精度不高，加大了模具的制造復(fù)雜性和成本，所以此方案不如方案1好。</p><p>　　綜上所述，分型面采用方案一，模具結(jié)構(gòu)簡單。塑件成型精度可靠。</p><p>　　第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p&

43、gt;　　澆注系統(tǒng)的作用是將塑料熔體順利地充滿到型腔各處，以便獲得外形輪廓清晰，內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良的塑件。因此要求沖模速度快而有序，壓力損失小，熱量散失少，排氣條件好，澆注系統(tǒng)凝料易于與塑件分離或切除，而且在塑件上留下的澆口痕跡小。 </p><p>　　所謂澆注系統(tǒng)是指注射模中從主流道的始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道。澆注系統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無流道澆注系統(tǒng)兩類。普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料穴四部分組

44、成。澆注系統(tǒng)的作用是將熔融塑料引入模腔，并將注射壓力傳到模腔各部位，壓實(shí)熔融塑料以獲得密度均勻、外觀清晰、尺寸穩(wěn)定的塑料制品。</p><p>　　4.1 主流道的設(shè)計(jì)</p><p>　　主流道是澆注系統(tǒng)中從噴嘴與模具相接觸部位開始，到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)通道，屬于從熱的塑料熔體到相對較冷的模具中的過渡階段，因此它的形狀和尺寸非常重要。</p><p>　　

45、主流道部分在成型過程中，其小端入口處與注射機(jī)噴嘴及一定溫度和壓力的塑料熔體冷熱交換的反復(fù)接觸，屬于易損件，對材料的要求高，因而模具的主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套式----澆口套</p><p>　　主流道部分尺寸如下:</p><p>　?、?主流道小端直徑 </p><p>　　d = 注射機(jī)噴嘴直徑 + (0.5～1)= 4 +1= 5mm</

46、p><p>　?、?主流道球面半徑 </p><p>　　SR = 注射機(jī)噴嘴球面半徑 + (1～2)= 20 + 1 = 21mm</p><p><b>　?、?凹坑深度</b></p><p>　　h = 3～5 取h =3mm</p><p>　?、?主流道錐角 α=3°～6

47、6;，取α=3° </p><p>　　流道壁表面粗糙度Ra=0.4～0.8μm 取Ra=0.63μm</p><p>　?、?主流道長度 L 一般≤60mm，取40mm</p><p>　?、?主流道大端直徑 </p><p><b>　　取D =9mm</b></p><p>

48、　　澆口套材料采用T10A鋼，熱處理淬火后表面硬度為53HRC-57HRC。將澆口套與定位圈設(shè)計(jì)成整體，用螺釘固定在定模板上，防止?jié)部谔资艿侥Ｇ粌?nèi)塑料的反壓增大。</p><p><b>　　4.2 澆口設(shè)計(jì)</b></p><p>　　澆口是連接流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，起著調(diào)節(jié)控制料流速度，補(bǔ)料時(shí)間及防止倒流等作用。澆口的形狀、尺寸、位置

49、對塑件的質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。澆口設(shè)計(jì)與塑件性能、塑件形狀、截面尺寸、模具結(jié)構(gòu)及注射工藝參數(shù)等因素有關(guān)?？偟囊笫鞘谷哿弦暂^快的進(jìn)入并充滿型腔，同時(shí)在充滿后能適時(shí)冷卻封閉，因此澆口截面要小，長度要短，這要可增大料流速度，快速冷卻封閉，且便于塑件與澆口凝料分離，不留明顯的澆口痕跡，保證塑件外觀質(zhì)量。</p><p>　　① 類型及位置的確定</p><p>　　直接澆口適用于任何塑料，常用于成

50、型大而深的塑件，熔體的壓力損失少，成型容易。但由于澆口處固化慢，容易造成成型周期延長，產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力，超壓填充，澆口處易產(chǎn)生裂紋，澆口凝料切除后塑件上疤痕較大。</p><p>　　點(diǎn)澆口位置能靈活確定，成型后表面質(zhì)量好，但由于澆口面積較小，需提高注射壓力，增加模具成本。</p><p>　　潛伏式澆口，為了不影響產(chǎn)品外觀，要開設(shè)二次澆口，但其二次澆口加工困難。</p>

51、<p>　　由于模具結(jié)構(gòu)采用的是雙分型面，在第一個(gè)分型面分開時(shí)要將澆口處的冷料拉斷，所以需要采用點(diǎn)澆口。</p><p>　　第五章 成型零部件的設(shè)計(jì)</p><p>　　構(gòu)成塑料模具模腔的零件統(tǒng)稱為成型零件。</p><p>　　5.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　?、?型腔.由于成型塑件的總體吃尋不是太大，型腔采用整

52、體式，它是在整塊金屬模板上加工而成的，其特點(diǎn)是牢固，不易變形，不會(huì)使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡，整體式型腔常用于簡單的中小型模具上。</p><p>　?、?型芯.凸模是用于成型塑件內(nèi)表面的零部件，有時(shí)又稱型芯或成型桿。凸模與模板做成整體，結(jié)構(gòu)牢固，成型質(zhì)量好，但鋼材消耗量大，適用于內(nèi)表面形狀簡單的小型凸模。由于本塑件尺寸較小 ，對材料不能構(gòu)成浪費(fèi)，為了使其結(jié)構(gòu)牢固，安裝方便，配合簡單，本制件可選用整體式凸模。</

53、p><p>　　5.2 成型零件工作尺寸計(jì)算</p><p>　　成型零部件工作尺寸計(jì)算有平均值法和公差帶法兩種。本設(shè)計(jì)為便于計(jì)算采用平均值法。塑件尺寸按一般精度取MT5級(jí)，模具制造公差等級(jí)為IT10。</p><p>　　由表1-1塑件的尺寸公差知各尺寸如下：</p><p>　　型腔的徑向尺寸70.6+0.750 </p>&

54、lt;p>　　根據(jù)塑件尺寸，查[9]表3-2 相應(yīng)δz=0.25mm</p><p>　　式中 Ls 塑件外形基本尺寸為70.6mm</p><p>　　Scp 塑件平均收縮率 (1.0-3.0)%,取Scp = 2.0%</p><p>　　Δ 塑件外形公差值 Δ =0.74mm</p><p>　　②型腔的深度 10.5 <

55、;/p><p>　　根據(jù)塑件尺寸，查[9]表3-2 相應(yīng)δz=0.10mm</p><p>　　式中 Ls 塑件外形基本尺寸,為10.5mm</p><p>　　Scp 塑件平均收縮率 (1.0-3.0)%,取Scp = 2.0%</p><p>　　Δ 塑件外形公差值 Δ =0.3mm</p><p>　?、坌托镜膹较虺?/p>

56、寸66+0.750 </p><p>　　根據(jù)塑件尺寸，查[9]表3-2 相應(yīng)δz=0.21mm</p><p><b>　　④型芯的高度8.2</b></p><p>　　根據(jù)塑件尺寸查，[9]表3-2 相應(yīng)δz=0.09mm</p><p>　　5.3成型零件的強(qiáng)度及底板厚度計(jì)算</p><

57、p>　　塑料模型腔壁厚和底板厚度的計(jì)算，是模具設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的重要問題，尤其對大型模具更為突出，目前常用的計(jì)算方法是按強(qiáng)度和剛度條件計(jì)算兩大類，但是實(shí)際的塑料膜卻要求即不允許強(qiáng)度不足而發(fā)生明顯變形，甚至破壞，也不允許因剛度不足而發(fā)生過大變形，因此，要求對強(qiáng)度和剛度加以合理考慮。</p><p>　　對于大尺寸型腔，剛度不足是主要矛盾，應(yīng)按剛度條件計(jì)算，對于小尺寸型腔，強(qiáng)度不夠則是主要矛盾，應(yīng)按強(qiáng)度條件計(jì)算，

58、強(qiáng)度計(jì)算的條件是滿足各種受力狀態(tài)下的許用應(yīng)力，剛度計(jì)算的條件則由于模具的特殊性，可以從以下幾個(gè)方面加以考慮：</p><p><b>　　要防止溢料</b></p><p><b>　　應(yīng)保證塑件精度</b></p><p><b>　　要有利于脫模</b></p><p>&

59、lt;b>　?、?型腔側(cè)壁厚度</b></p><p>　　注射成型時(shí)，為了承受型腔高壓熔體的作用，型腔側(cè)壁與底板應(yīng)該有足夠的強(qiáng)度和剛度，以免因剛度或強(qiáng)度不夠而破裂或失效。</p><p>　　該型腔側(cè)壁厚，因其直接為定模板，可按整體式圓形型腔，參考文獻(xiàn)[1]公式7-48</p><p>　　式中 p 型腔內(nèi)壓力.MPa,為40 MPa,</

60、p><p>　　r 型腔內(nèi)半徑,為34mm</p><p>　　h 型腔深度, 為10.5mm</p><p>　　[σ] 型腔材料的許用壓力 一般中碳鋼為180MPa</p><p>　　H 型腔外壁高度 為30mm</p><p>　　考慮到導(dǎo)柱的長度和安裝尺寸，預(yù)定的30mm顯然滿足上述尺寸，完全可以滿足強(qiáng)度和剛度

61、條件</p><p><b>　　② 型腔底版厚度</b></p><p>　　按強(qiáng)度條件計(jì)算獻(xiàn)[1] :參考文式7-57</p><p>　　所以對于型腔取厚度35mm,滿足要求。</p><p>　　5.4成型零件的鋼材的選用</p><p>　　此塑件是大批量件生產(chǎn)，成型零件的所選鋼材耐磨性

62、和抗疲勞性能良好；機(jī)械加工性能和拋光性能也應(yīng)良好（參考文獻(xiàn)【3】）。所以：</p><p>　　5.5標(biāo)準(zhǔn)模架的確定</p><p>　　模具的大小主要取決于塑件的大小和結(jié)構(gòu)，對于模具而言，在保證足夠強(qiáng)度和剛度的條件下，結(jié)構(gòu)越緊湊越好，可以以塑件布置在推桿的范圍之內(nèi)及復(fù)位桿與型腔保持一定距離為原則來確定模架大小，可以大致按下列經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算：</p><p>　　塑

63、件在分型面上的投影寬度W′需要滿足：W′<W2-10mm</p><p>　　塑件在分型面上的投影長度L′需要滿足：L′<lt-d-30mm</p><p>　　式中W2是推板寬度（mm）</p><p>　　是復(fù)位桿在長度方向的間距（mm）；d是復(fù)位桿直徑（mm）</p><p>　　根據(jù)以上二式可以求得W2和lt 再對照中

64、小型標(biāo)準(zhǔn)模架尺寸系列中相應(yīng)的參數(shù)就可以確定模架大小和型號(hào)了 </p><p><b>　　① A板尺寸</b></p><p>　　A板是定模型腔板，塑件高度為10.5mm，在模板上還要開設(shè)冷卻水道，冷卻水道離型腔應(yīng)有一定的距離，因此，A板的厚度取30mm。</p><p><b>　?、?B板尺寸</b></p&g

65、t;<p>　　B板是凸模固定板，按照模架標(biāo)準(zhǔn)板厚取25mm</p><p><b>　?、?C板尺寸</b></p><p>　　C板是墊塊，墊塊=推出行程+推板厚度+推板固定板厚度+（5-10）mm=40+15+20+（5-10）mm=80mm</p><p>　　經(jīng)過上述尺寸的計(jì)算，模架尺寸已經(jīng)確定為6號(hào)，板面為230*20

66、0，模架結(jié)構(gòu)形式為A1型的標(biāo)準(zhǔn)模架。其外形尺寸為230mm*200mm*175mm</p><p><b>　　如下圖4-5所示：</b></p><p>　　圖5-1所選A1型模架結(jié)構(gòu) </p><p>　　5.6 模架各尺寸的校核</p><p>　　根據(jù)所選注塑機(jī)來校核模具設(shè)計(jì)的尺寸</p><

67、p>　　模具平面尺寸230mm*200mm<280mm*250mm（拉桿間距），校核合格。</p><p>　　模具高度尺寸185mm，100mm<185mm<300mm(模具的最大厚度和最小厚度)，校核合格。</p><p>　　3）模具的開模行程S≥H1+H2+a+（5-10）mm</p><p>　　計(jì)算得：H1+H2+a+5～10=1

68、5+10.5+30+10=60.5mm<220mm（開模行程），校核合格。</p><p>　　第六章成型設(shè)施備的校核計(jì)算</p><p>　　6.1注射機(jī)注射壓力校核</p><p>　　所選注射機(jī)額定注射壓力為125Mpa，該塑件的注射壓力為70-90Mpa，由于選用的是螺桿式注射機(jī)，其注射壓力的傳遞比柱塞式要好，聚丙烯流動(dòng)性一般，因此注射壓力選用80Mp

69、a，注射應(yīng)滿足</p><p><b>　　Pmax≥k’P0</b></p><p>　　式中: Pmax注射機(jī)額定注射壓力</p><p>　　P0注射成型時(shí)所用的注射壓力</p><p>　　k’安全系數(shù)，常取k’ = 1.25～1.4</p><p>　　左邊 = 125MPa 右邊

70、 = 1.25×80～1.4×80 = 100-112MPa</p><p><b>　　滿足要求</b></p><p><b>　　6.2注射量的校核</b></p><p>　　根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，注射機(jī)的最大注射量是其允許最大注射量的80%，由此有</p><p>　　n Vn

71、+ Vj≤80% Vg</p><p>　　Vg—注射機(jī)允許的最大注射量cm3</p><p>　　Vj—澆注系統(tǒng)所需塑件的體積cm3</p><p>　　Vn –單個(gè)塑件的體積cm3。公式源自參考文獻(xiàn)[1]式5-2</p><p>　　左邊 = 10.6cm3 右邊 = 80%×105= 84 cm3</p>

72、<p><b>　　滿足要求</b></p><p><b>　　6.3鎖模力的校核</b></p><p>　　鎖模力是指注射機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊力。注射機(jī)鎖模力的校核關(guān)系式為：</p><p><b>　　F≥kpA</b></p><p>　　式

73、中 F——注射機(jī)鎖模力，查相關(guān)表得SZ-60/450鎖模力為450KN</p><p>　　K——壓力損耗系數(shù)，一般取1.1～1.2；</p><p>　　P——型腔內(nèi)熔體的壓力，本塑件p=30Mpa；</p><p>　　A——塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和，</p><p>　　本模具A=3.6×10-³㎡&l

74、t;/p><p>　　計(jì)算 kpA=1.2×30MPa×3.6×10-³㎡=129.6KN<450KN</p><p>　　故注射機(jī)的鎖模力足夠，滿足要求。</p><p>　　6.4安裝尺寸的校核</p><p>　　根據(jù)所選注塑機(jī)來校核模具設(shè)計(jì)的尺寸</p><p>　

75、　模具平面尺寸230mm*200mm<280mm*250mm（拉桿間距），校核合格。</p><p>　　模具高度尺寸185mm，100mm<185mm<300mm(模具的最大厚度和最小厚度)，校核合格。</p><p>　　3）模具的開模行程S≥H1+H2+a+（5-10）mm</p><p>　　計(jì)算得：H1+H2+a+5～10=15+10.5

76、+30+10=60.5mm<220mm（開模行程），校核合格。</p><p>　　6.5推出機(jī)構(gòu)的校核</p><p>　　各種型號(hào)注射機(jī)推出機(jī)構(gòu)的設(shè)置情況及推出距離等各不相同，設(shè)計(jì)模具時(shí)，必須了解注射機(jī)推出桿的直徑、推出形式、最大推出距離及雙推中心桿距等，以確保模具推出機(jī)構(gòu)與注射機(jī)的推出機(jī)構(gòu)相適應(yīng)。</p><p>　　6.6開模行程的校核</p&g

77、t;<p>　　開模取出塑件所需的開模距離必須小于注塑機(jī)的最大開模行程，對于液壓-機(jī)械式鎖模機(jī)構(gòu)注塑機(jī)，其最大開模行程由注塑機(jī)曲肘機(jī)構(gòu)的最大行程決定，與模具厚度無關(guān)雙。</p><p>　　雙分型面注射模，其開模行程按下式校核</p><p>　　S≥H1+H2+a+（5-10）mm</p><p>　　式中S——注射機(jī)的最大開模行程，查資料得SZ-6

78、0/450機(jī)的最大開模行程S=220mm</p><p>　　H1——推出距離（脫模距離），為15mm</p><p>　　H2——包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，為10.5mm</p><p>　　a是中間板（型腔板）與定模的分開距離（mm）取30mm</p><p>　　計(jì)算得：H1+H2+a+5～10=15+10.5+30+10=60.5m

79、m<220mm</p><p>　　因此，SZ-60/450的開模行程符合要求。</p><p>　　第七章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要用于保證動(dòng)模和定模兩大部分及其他零部件之間的準(zhǔn)確對合。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式，設(shè)計(jì)的基本要求是導(dǎo)向精確，定位準(zhǔn)確，并且有足夠的強(qiáng)度，剛度和耐磨性，多采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。</p>

80、;<p>　　7.1導(dǎo)向裝置的作用：</p><p>　　導(dǎo)向作用。上模和下模合模時(shí)，首先是導(dǎo)向零件接觸，引導(dǎo)上下模準(zhǔn)確合模，避免凸模或型芯先進(jìn)入型腔，保證不損壞成型零件。</p><p>　　定位作用，避免模具裝配時(shí)認(rèn)錯(cuò)方位而損壞模具（尤其是形狀不對稱的型腔），對于垂直分型的兩瓣對拼凹模，合模銷可以保證在合模時(shí)定位準(zhǔn)確。</p><p>　　承受一定

81、的側(cè)向壓力。塑料注入型腔過程中會(huì)產(chǎn)生單向側(cè)面壓力，或者由于成型設(shè)備精度的限制，使導(dǎo)柱在工作中承受一定的側(cè)壓力，當(dāng)側(cè)向壓力很大時(shí)，則不能完全由導(dǎo)柱來承擔(dān)，需要增設(shè)錐面定位裝置。</p><p>　　圖4-7 導(dǎo)柱導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　第八章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)</p><p>　　模具溫度是指模具型腔和型芯的表面溫度。模具溫度是否合適、均一與穩(wěn)定，對塑料熔體

82、的沖模流動(dòng)、固化定型、生產(chǎn)效率及塑件的形狀、外觀和尺寸精度都有嚴(yán)重影響。模具中設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的就是要通過控制模具的溫度，使注射成型塑件有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)效率。</p><p>　　8.1 模具溫度對制品質(zhì)量的影響</p><p>　　由于該套模具的要求在80℃以下，又是小型模具，所以無需設(shè)計(jì)加熱裝置。對熱塑性塑料，注射成型后必須對模具進(jìn)行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡可能的

83、傳給模具，以使塑料可靠冷卻定型并迅速脫模。對于黏度低，流動(dòng)性好的塑料(如聚乙烯、聚丙烯等)，因成型工藝要求模溫不太高，所以常用溫水進(jìn)行冷卻。</p><p>　　冷卻介質(zhì)有水和壓縮空氣，但用冷卻水較多，因?yàn)樗臒崃看?，傳熱系?shù)大，成本低。決定用水冷卻，即在模具型腔周圍開設(shè)冷卻水道。</p><p>　　考慮到塑件冷卻效率，加工方便，在定模板兩側(cè)各設(shè)置二根直通式水管，就能夠滿足設(shè)計(jì)要求。&l

84、t;/p><p>　　第九章 排氣槽的設(shè)計(jì)</p><p>　　此塑件成型型腔體積比較小，注射時(shí)間短，分流道設(shè)在分型面上，塑料的注入會(huì)使氣體不會(huì)在型腔頂部造成憋氣，氣體會(huì)沿著分型面和型芯與推件板之間的軸向間隙向外排出。因此不必另外開設(shè)排氣槽，以節(jié)約模具成本，同時(shí)，又不影響到塑件的成形。</p><p>　　第十章 模具的總體結(jié)構(gòu)</p><p&g

85、t;　　由以上設(shè)計(jì)步驟，綜合得設(shè)計(jì)的模具機(jī)構(gòu)如下：</p><p>　　圖10-1 A-A剖視圖</p><p>　　圖10-2 動(dòng)模移走后的定模投影視圖</p><p>　　圖10-3 定模移走后的動(dòng)模投影視圖 </p><p>　　圖10-4 B-B剖視圖</p><p>　　工作原理為：開模時(shí)，注射機(jī)開模系統(tǒng)帶動(dòng)

86、動(dòng)模部分后移，由于彈簧23的作用，模具首先A分型面分型，定模板6隨動(dòng)模一起后移，固定在動(dòng)模板上的限位銷5與定距拉板左端接觸，使定模板停止移動(dòng)，動(dòng)模繼續(xù)后移，B分型面分型，因塑件包緊在型芯上，這時(shí)澆注系統(tǒng)凝料在澆口處自行拉斷，然后在A分型面之間自行脫落或者人工取出，。動(dòng)模部分繼續(xù)后移，，當(dāng)注射機(jī)的推桿接觸推板12時(shí)，推出機(jī)構(gòu)開始工作，側(cè)滑塊在斜頂桿17和19的推動(dòng)作用下將塑件從型芯上推出，塑件在B分型面之間自行落下。 </p&g

87、t;<p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　此次課程設(shè)計(jì)是學(xué)習(xí)好塑料模具這門課程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是對整個(gè)課程的一個(gè)全面的考察，也是對我們以前學(xué)過的機(jī)械制圖，公差與技術(shù)測量，機(jī)械原理，材料成型原理，材料成型工藝，材料成型設(shè)備，等一系列課程的綜合考察。使我們能夠更好的分析和解決塑料模具設(shè)計(jì)中的問題，進(jìn)一步鞏固，加深和拓寬我們所學(xué)的知識(shí)。</p><

88、p>　　通過設(shè)計(jì)實(shí)踐，逐步樹立正確的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)思路，和流程。掌握塑料模具設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，培養(yǎng)分析和解決問題的能力。通過計(jì)算，繪圖和運(yùn)用各種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，設(shè)計(jì)手冊等有關(guān)資料，對設(shè)計(jì)一整套模具的方法有了充分的認(rèn)識(shí)，為畢業(yè)設(shè)計(jì)做好了準(zhǔn)備。 </p><p>　　在設(shè)計(jì)工程中所涉及到的公式，都是從各個(gè)參考文獻(xiàn)中經(jīng)過比較而選取的，選擇上來講，還是較為合理的，計(jì)算結(jié)果正確，能滿足塑件的制造要求。</p>

89、;<p>　　模具在選材過程中，在滿足要求的前提下盡量采用性價(jià)比高而又滿足要求的的材料，主要的零部件都是較為常用的制造方便，能夠使用標(biāo)準(zhǔn)件的盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件。模具在裝配好以后要保證適當(dāng)?shù)呐浜详P(guān)系，能夠很好的運(yùn)動(dòng)，不會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)和咬死等現(xiàn)象。使制造出的塑件達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。</p><p>　　在這次的設(shè)計(jì)過程中，我學(xué)到了很多書本上沒有學(xué)到的東西，在老師的指點(diǎn)和同學(xué)的幫助下，順利的完成了這次任務(wù)。也使我發(fā)現(xiàn)

90、了自身很多不足的地方。在選取某些材料，配合公差時(shí)，經(jīng)常是和參考文獻(xiàn)上的一樣，不是特別的熟練。使我認(rèn)識(shí)到自己水平的有限和專業(yè)知識(shí)的欠缺，另外就是缺少實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在思考某些東西的時(shí)候要查閱很多的書籍才能搞懂，為我以后的學(xué)習(xí)指明了方向。</p><p>　　總之，本次課程設(shè)計(jì)使我受益匪淺，我會(huì)在今后的學(xué)習(xí)和工作中繼續(xù)努力，為我的不足得到更好的完善。在此，感謝老師的指導(dǎo)！</p><p><b

91、>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]屈華昌主編.塑料成型加工工藝與模具設(shè)計(jì) 北京:高等教育出版社.2006.7</p><p>　　[2]陳劍鶴主編.模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 機(jī)械工業(yè)出版社 2009.3</p><p>　　[3]王善勤主編.塑料注射成型工藝與設(shè)備 北京:中國輕工出版社.2000.3</p><p>　　

92、[4]洪慎章主編.塑料加工速查手冊 機(jī)械工業(yè)出版社2009.9</p><p>　　[5]胡建國主編.機(jī)械工程圖學(xué) 機(jī)械工業(yè)出版社 2004.8</p><p>　　[6]塑料模具技術(shù)手冊編委會(huì).塑料技術(shù)手冊 北京:機(jī)械工業(yè)出版社.1997.6</p><p>　　[7]何忠保等編.典型零件模具圖冊 北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2000.11</p><

93、;p>　　[8]馮愛新主編.塑料模具工程師手冊 機(jī)械工業(yè)出版社 2009.2</p><p>　　[9]錢可強(qiáng).機(jī)械制圖 北京:高等教育出版社.2003.6</p><p>　　[10]廖念釗.古瑩庵等.互換性與技術(shù)測量 北京:中國計(jì)量出版社.2000.1</p><p>　　[11]伍先明.王群等.塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 國防工業(yè)出版社.2008.2</p

94、><p>　　[12]劉瑾主編.機(jī)械制造 機(jī)械工業(yè)出版社 2008.2</p><p>　　[13]徐學(xué)林主編.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 湖南大學(xué)出版社，2009.8</p><p>　　[14]馮愛新主編.塑料模具工程師手冊 機(jī)械工業(yè)出版社 2009.2</p><p>　　[15]陳國香主編.機(jī)械制造與模具制造工藝學(xué) 清華大學(xué)出版社 2006.5

95、</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)即將要結(jié)束了，此刻的我，心情不能平靜?；貞浽谖錆h工業(yè)學(xué)院學(xué)習(xí)的四年中，令我難忘的是我們機(jī)械系的老師們，他們那治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，品德高尚，平易近人，使我在學(xué)習(xí)期間不僅得到了做學(xué)問的道理，更懂得了做人的準(zhǔn)則，這些都將使我終生受益。</p><p>　　在做畢業(yè)設(shè)計(jì)最后的半年期

96、間，無論是在理論學(xué)習(xí)階段，還是在論文的選題、資料查詢、開題、研究及繪圖過程的每一個(gè)環(huán)節(jié)，無不得到我的指導(dǎo)師殷燕芳老師的悉心指導(dǎo)和幫助。他嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，待人以誠的寬廣胸懷以及淵博的知識(shí)為我們樹立了榜樣，做學(xué)問的楷模。</p><p>　　我愿借此機(jī)會(huì)向在這四年里關(guān)心我們的機(jī)械系老師們表示衷心的感謝！同時(shí)，也對我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)做出大量輔導(dǎo)的材料成型教研室殷燕芳老師的辛勤栽培表示由衷感謝。</p>&