球形頂蓋塑料模具設(shè)計與制造

1、河南機電高等專科學(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計說明書球形頂蓋塑料模具設(shè)計與制造緒 論模具乃工業(yè)的基礎(chǔ)，隨著工業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)品的品種和數(shù)量不斷增加，使模具的需求也不斷增加，而對模具的質(zhì)量要求也越來越高。因此設(shè)計出合格的模具關(guān)系到國民經(jīng)濟的發(fā)展，關(guān)系到社會主義的建設(shè)，關(guān)系到全面“全面建設(shè)小康社會”的進程！注塑成型是塑料成型的主要方法之一，用注塑成型方法加工的塑料制品，不僅可以成型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制品，而且制品精度高，質(zhì)量好，注塑成型的生產(chǎn)率也高。由于塑料的物理性能化學(xué)性能與其它材料不同，因此注塑塑料制品的設(shè)計與成型加工以及模具設(shè)計亦有它獨特的一面。要設(shè)計出結(jié)構(gòu)合理，造型優(yōu)美，經(jīng)濟耐用的塑料制品，不但要考慮塑料本身

2、的特性，而且要考慮到塑料成型的工藝，模具的結(jié)構(gòu)，制品的使用環(huán)境以及制品的經(jīng)濟效益。為制得理想的模塑制品，除選用合適的塑料品種以外，還必須考慮塑料制品的模塑工藝性。塑料制品的模塑工藝性與模具設(shè)計有著密切的關(guān)系，然而模具是根據(jù)制品設(shè)計的，因此，制品設(shè)計能適應(yīng)模塑工藝要求，才能設(shè)計出合格的模具結(jié)構(gòu)。由此而見，根據(jù)模塑工藝要求設(shè)計制品關(guān)系到制品的順利制造，提高制品質(zhì)量和生產(chǎn)效率及降低成本等問題。該制品為球形端蓋，材料是尼龍1010，屬于熱塑性塑料，從使用性能上看該塑料性質(zhì)堅韌、耐磨、耐疲勞、耐油、耐水、抗霉菌，其尼龍1010半透明，吸水性較小，且熔點高。從成型工藝看，其屬于結(jié)晶型塑料，熔融溫度范圍窄，

3、且熱穩(wěn)定性能差，溫超過300、滯留30分鐘即分解，且流動性能好，容易溢料，易發(fā)生“流涎現(xiàn)象”成型收縮率大，易發(fā)生縮孔、凹痕，所以成型條件要穩(wěn)定，料溫不宜超過300，應(yīng)該低模溫低料溫，高注射壓力以及采用白油脫模劑等措施。該制件的結(jié)構(gòu)特征可知:（1）其內(nèi)部有一倒鉤式凸臺，因此需要內(nèi)抽芯機構(gòu)，內(nèi)抽芯不同于一般的側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)，因為它不能有很大的抽拔距，也很難利用開模合模動力。（2）由于制件外圍有一圓環(huán)凸緣，由此又需要二級脫模機構(gòu)，脫模機構(gòu)的簡單與否對模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度和制造成本有很大的影響。（3）由于該材料為尼龍1010，其成型工藝比較復(fù)雜，根據(jù)本材料的成型工藝特性，設(shè)計合格的模具結(jié)構(gòu)和成型工藝

4、參數(shù)的選定是其又一個難點。（4）考慮到耗費，成本，成型周期，生產(chǎn)效率及后序加工方面，要才用合適的澆注系統(tǒng)，根據(jù)當前模具技術(shù)水平，選用效率高，耗費低的無流道澆注系統(tǒng)較為方便；，因此設(shè)計和各的無流道模具又是本模具設(shè)計的一個核心?？偵纤觯鶕?jù)材料的成型工藝特點，選定合適的注塑工藝參數(shù)，設(shè)計出合格的型腔型芯，設(shè)計簡單可靠的內(nèi)抽芯機構(gòu)和二級脫模機構(gòu)，設(shè)計高效率，低成本的無流道澆注系統(tǒng)是本設(shè)計的幾個關(guān)鍵所在，技術(shù)所在。1 塑件工藝性分析1. 1 設(shè)計前的準備工作1.1.1明確設(shè)計任務(wù)和準備必要的技術(shù)資料注塑模具設(shè)計工作必須以模具設(shè)計任務(wù)書作為依據(jù)，以設(shè)計任務(wù)書了解塑料制品的技術(shù)圖樣，生產(chǎn)綱領(lǐng)，使用技術(shù)要

5、求，以及設(shè)計時所要掌握的細節(jié)，注塑成型工藝規(guī)程以及對模具質(zhì)量要求和完成時間等內(nèi)容，明確設(shè)計任務(wù)后，通過必要的技術(shù)資料進行初步設(shè)計。1.1.2分析研究原始材料的工藝特性和成型性能 本設(shè)計為球形頂蓋，塑料件要求采用的材料為尼龍1010;尼龍為聚恓安代號為PA，它又是屬于工程材料，熱塑性塑料，機械強度高，可代替全金屬而用作工程材料的塑料。從使用性能上看該塑料性質(zhì)堅韌、耐磨、耐疲勞、耐油、耐水、抗霉菌，其尼龍1010半透明，吸水性較小，且熔點高?！?】結(jié)晶型塑料，品種牌號很多，各品種的物性和成型性能也各有差異，應(yīng)按品種確定成型方法和工藝條件；【2】熔點高，熔融溫度較窄，熔融狀態(tài)下熱穩(wěn)定性差，故應(yīng)避免在

6、高溫機筒中停留時間過長；【3】容易吸溫，成型前需要預(yù)熱干燥，并應(yīng)防止干燥后再次吸溫成型時的含水量不應(yīng)得超過0.3，否側(cè)流動性下降，制品容易出現(xiàn)氣泡和銀紋等缺陷；對于要求精度高的制件成型后，需做調(diào)濕處理，調(diào)濕后制件會發(fā)生尺寸脹大現(xiàn)象；【4】流動性好，塑件間隙約為0.02，成型過程中容易發(fā)生塑料流延現(xiàn)象，采用螺桿或注塑機時，螺桿需帶止逆環(huán)，噴嘴宜用自鎖式結(jié)構(gòu)，并能對其加熱；【5】收縮值大，收縮率波動范圍大，各向異性明顯，容易發(fā)生縮孔和變形等缺陷，成型條件應(yīng)穩(wěn)定；【6】熔體冷卻速度對結(jié)晶度和制品性能影響較大，故應(yīng)根據(jù)制品厚度等因素，正確選擇和控制模溫，模溫范圍20900C;模溫過低時容易產(chǎn)生縮孔和結(jié)

7、晶度等問題；對伸長率和透明度要求較高，對柔軟性要求較好的薄壁制品疫區(qū)較低模溫；對硬度和耐磨性要求較高以及在使用過程中要求變形較小的厚壁制件，易取較高模溫；【7】收縮量；縮孔和凹陷等問題對成型工藝條件比較敏感，機筒溫度需要根據(jù)品種，制品形狀及注塑機類型設(shè)定，對于柱塞式注塑機，機筒易取較高溫度，但是一般不應(yīng)使料溫超過3000，受熱時間及應(yīng)不易超過30min，如果料溫過高，不僅收縮量大，而且還容易益料產(chǎn)生飛邊；【8】注塑壓力應(yīng)根據(jù)注塑機類型，料溫，制品形狀尺寸和澆注系統(tǒng)得特性等因素設(shè)定；注塑壓力過大時，雖可減少收縮值，但是容易出現(xiàn)溢料飛邊，且各向異性明顯；注塑壓力過低時，制品容易出現(xiàn)凹陷和波紋等缺陷

8、；【9】成型周期按制件壁厚等因素而定；壁厚大時，成型周期長；壁厚小時，成型周期短；注塑時間及保壓時間對制件收縮，凹陷，變形，縮孔等缺陷影響較大，為了減少收縮，凹陷和縮孔，可以采用較低的模溫，料溫以及熔體粘度，同時可以提高注塑壓力，延長注塑時間和保壓時間，并可以采用自由作為脫模劑；【10】澆注系統(tǒng)的形式及尺寸可與成型聚苯乙烯時相似，但是在增大澆道以及澆口截面尺寸，這樣可以改善縮孔和凹陷情況，設(shè)計模腔工作尺寸時，對于預(yù)定收縮率，一般要控制制件壁厚，但是在取壁厚要取較大值，薄壁取較小值，另外模溫分布應(yīng)均勻，同時還應(yīng)該設(shè)置排氣結(jié)構(gòu)，并防止益料產(chǎn)生飛邊；【11】 制件壁部不易過厚，應(yīng)該做到均勻，脫磨斜度

9、不易過?。ㄓ绕鋵τ诤癖诩吧疃雀咧萍鼞?yīng)如此）；從成型工藝看，其屬于結(jié)晶型塑料，熔融溫度范圍窄，且熱穩(wěn)定性能差，溫超過300、滯留30分鐘即分解，且流動性能好，容易溢料，易發(fā)生“流涎現(xiàn)象”成型收縮率大，易發(fā)生縮孔、凹痕，所以成型條件要穩(wěn)定，料溫不宜超過300，應(yīng)該低模溫低料溫，高注射壓力以及采用白油脫模劑等措施！1.1.3分析制件的工藝性和注塑成型工藝規(guī)程對模具設(shè)計的要求塑件制品為球形端蓋，球形端蓋是通過中間的四方型芯以及周邊的圓與機身連接，為了更好的保證球形端蓋與機身的裝配關(guān)系與要求，周圍的圓裝配公差為0.1其余部分偏差值可按Js15，要求表面光滑，無毛刺，工作環(huán)境為一般； 從該塑料制件制品圖

10、形上可以看出，該制件的形狀結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜，但對尺寸大小，精度以及表面質(zhì)量要求較高；1.1.3.1 制品的尺寸制品尺寸的大小，主要取決于塑料品種的流動性和注塑機的規(guī)格有關(guān)，在一定的設(shè)備和工藝條件下，流動性好的塑料品種可以成型出較大尺寸的制品；反之，流動性差的塑料及其薄壁塑料制件的尺寸不能設(shè)計的過大；本設(shè)計原料為尼龍1010，它的流動性為一般，能滿足尺寸大小要求高；1.1.3.2 制品的尺寸精度 制品的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計和模具的制造精度；該塑料的尺寸精度往往要求較高，應(yīng)在保證使用要求的前提下，經(jīng)可能選用等精度等級，本設(shè)計圓周的精度高和中間柱芯的高度以及大小精度要求：高為0.1，0.2，屬

11、于一般精度，其余為Js15屬于較低精度； 由于該零件尺寸未標注，未注公差的精度按MT6計算，則零件圖中各個尺寸為1000.086， R14000.10，R 13500.10，7800.064，8800.074， 260.0180.018， 140.0270，600.02100.0230， 600.019， 30.0160。1.1.3.3 制品的形狀結(jié)構(gòu)制品的形狀結(jié)構(gòu)如圖所示為： 圖一 制品的形狀從圖上可以看出，形狀比較簡單，但是尺寸不大。由于該工件的精度不高，對應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工容易保證；還從零件的確厚來看,壁厚最大處為10MM，最薄處為5MM，壁厚較均勻，有利于零件的成型。根據(jù)塑件的

12、用途，工作環(huán)境，對塑件圖上制品形狀尺寸精度，以及表面粗糙度等要求，進行綜合分析，可以知道該塑件的工藝性較好，比較容易注射成型。該表面沒有特別的要求，保證一般質(zhì)量即可，沒有缺陷，毛刺，內(nèi)部不得有導(dǎo)電雜質(zhì)，但尼龍1010的成型過程不穩(wěn)定，較復(fù)雜，要做好工藝安排。從零件圖上分析，該零件總體形狀為球形，在邊緣有一周凸緣，高位14MM，內(nèi)部有一倒鉤形凸臺，內(nèi)寬為直徑6MM，外寬為直徑10MM，零件為中心對稱形狀，因此該模具設(shè)計時要使用內(nèi)抽芯機構(gòu)和二級脫模機構(gòu)，成型該零件的模具屬于中等復(fù)雜程度的注塑模具結(jié)構(gòu)！注射成型工藝規(guī)程對模具設(shè)計的要求在設(shè)計任務(wù)書上無特殊要求，故此地不做特殊要求和說明。1.1.3.4

13、 分析研究制品的生產(chǎn)綱領(lǐng)該注射成型制品的生產(chǎn)綱領(lǐng)屬于大批量生產(chǎn)，對于大批量生產(chǎn)，由于模具價格在整個生產(chǎn)費用當中，所占的比例較小，生產(chǎn)率和模具壽命問題比較容易突出，因此在設(shè)計時可以使用自動化程度較高的復(fù)雜模具結(jié)構(gòu)，以及對成型零部件采用較好的模具材料。1.2.計算塑件的體積和質(zhì)量計算塑件的體積和質(zhì)量是為了選用注塑機及確定模具型腔數(shù)量。計算塑料制件的體積： V V1 + V2 + V3（其中圓角處尺寸可不預(yù)考慮在選取注塑機時適當放大） 在計算定圓體積時可以利用公式計算如：頂圓體積=大球缺體積小球缺體積 V11/3H(3r-H)-h(3r-h) 1/3 × (3x14012)49×

14、(3×1357) 392503 V214（442392） 18243.43 V39× =4583 VV1+V2+V3 39250+18243.4+458 57951.43 57.95143 查模具設(shè)計與制造簡明手冊知：尼龍的密度為；1.05g/. M V 57.9514×1.05 60.84897g注：塑件的體積為：V ； 頂圓的體積為： V1 ；凸緣的體積為：V2 ； 內(nèi)凸臺的體積為：V3 ； 考慮實際情況，采用一模一腔的模具結(jié)構(gòu)，并初步選用XS-ZY-150的注塑機。1.3.塑件注塑工藝參數(shù)的確定 查閱相關(guān)資料及參考工廠實際情況，尼龍1010的成型工藝參數(shù)初步

15、選定為：（試模時可根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)） 查中國模具設(shè)計大典，尼龍1010的滯流溫度為200，分解溫度為300，由此可以選定工藝參數(shù)為： 料筒溫度：后段：190-210 中段：200-220 前段：210-230 預(yù)熱：100-110，時間12-16S； 噴嘴溫度為：210-220 注塑壓力為：90MPa 注塑時間為：30S; 保壓：10S； 冷卻：20S； 高壓：5S； 總周期：120S：2.注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 注塑模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括：分型面的選擇，模具型腔數(shù)目的確定，型腔的排列方式，冷卻水道布局，澆口位置的設(shè)置，模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的設(shè)計，推出機構(gòu)的設(shè)計等內(nèi)容。2.1.

16、分型面的選擇 模具設(shè)計的過程中分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)，復(fù)雜程度，模具的制造難易，模具的成本，應(yīng)根據(jù)分型面選擇的原則和塑件的成型要求選擇分型面。使型腔內(nèi)總壓力較大的方向與分型面垂直,因為在塑件注射時型腔內(nèi)各方向的壓強P相同，故某方向總壓力F=PxS, S為某方向的投影面積，當S越大，則F越大，選擇總壓力較大的方向與分型面垂直，利用注射機的鎖模力來承受較大注射壓力。因此模具結(jié)構(gòu)簡單，否則需另設(shè)計鎖緊機構(gòu)，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本增加，加工周期延長。    綜上所述，選擇注射模分型面影響的因素很多，總的要求是順利脫模，保證塑件技術(shù)要求，模具結(jié)構(gòu)簡單制造容易。當選定一個分

17、型面方案后，可能會存在某些缺點，再針對存在的問題采取其他措施彌補，以選擇接近理想的分型面。其分型面選擇如下圖所示： 圖二 分型面的選擇 此種分型制品的方位便于脫模，開模后制品留在動模部分，這樣便于利用成型設(shè)備脫模，同時降低了模具的復(fù)雜程度，減少模具加工難度又便于脫件，所以此種分型較為合理。2.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計2.2.1主流道設(shè)計 根據(jù)XS-Z-150型注塑機噴嘴的有關(guān)尺寸 噴嘴前端孔徑： d0=4mm 噴嘴前端球面半徑： R0=12mm 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系： R=R0+（12）mm D=d0+(0.51)mm 取主流道的球面半徑： R=13mm 取主流道的小端直徑d=4.5mm為了方便

18、將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計為圓錐形式其斜度取13度經(jīng)換算得主流道大端直徑D=8.5mm，為了使料能順利的進入分流道，可在主流道的出料端設(shè)計半徑r=5mm的圓弧過渡。2.2.2主流道襯套的選取 為了提高模具的壽命在模具與注塑機頻繁接觸的地方設(shè)計為可更換的主流道襯套形式，選取材料為T8A，熱處理以后的硬度為5357HRC，主流道襯套和定模的配合形式為H7/m6的過渡配合。 圖三 主流套襯套2.2.3分流道設(shè)計分流道的形式和尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的體積，壁厚和形狀的復(fù)雜程度來確定分流道的長度的。由于塑件的形狀比較簡單，尼龍1010的流動性好，沖型能力比較好，因此可采取梯形分流道，便于加工。根據(jù)主流道

19、大端直徑D=8.5mm，則梯形可選用上底為b=5.5mm,高為h=8mm的截面。2.2.4排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計在注塑模具的設(shè)計過程中，必須考慮排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計，否則，熔融的塑料流體進入模具型腔內(nèi)，氣體如不能及時排出會使制件的內(nèi)部有氣泡，甚至?xí)a(chǎn)生很高的溫度使塑料燒焦，從而出現(xiàn)廢品。排氣方式有兩種：開排氣槽排氣，利用和模間隙排氣。由于線圈骨架注塑模是小型鑲拼式模具，可直接利用分型面和鑲拼間隙進行排氣，而不需在模具上開設(shè)排氣槽。（PA塑料的最小不溢料間隙為0.04mm，間隙較小，再加上PA的流動性較好，也不宜開排氣槽。）由于該模具為單型腔生產(chǎn)，考慮到塑料的塑料的耗費及成型周期以及后加工問題，該澆注系統(tǒng)采用

20、無流道注塑模具澆注系統(tǒng)。由于該制件質(zhì)量體積都不小，所以成型周期不宜短，因此不宜采用井噴式熱流道模具，由于尼龍1010的成型部穩(wěn)定，又不能采用塑料絕熱延伸式噴嘴，設(shè)計分析，采用空氣絕熱式延伸式噴嘴成型系統(tǒng)。中國模具設(shè)計大典說明，延伸式噴嘴有標準件，但噴嘴設(shè)計加工都比較方便，可以根據(jù)模具的具體形式自行設(shè)計延伸式噴嘴及澆口襯套。空氣絕熱的延伸式噴嘴，噴嘴通過直徑1MM，臺階長度1MM左右的點澆口直接注入型腔。采用空氣絕熱時，噴嘴與型腔在澆口附近系直接接觸，因此有大量的熱從噴嘴傳向型腔。為了降低傳熱量，應(yīng)該減少二者的接觸面積，除澆口周圍外將其余地區(qū)留作空氣間隙。由于與噴嘴尖端接觸處的型腔壁很薄，容易被

21、噴嘴頂壞或變形，不能靠它來承受噴嘴的全部推力，因此在噴嘴與模具之間還設(shè)計有一環(huán)形的承壓面。2.3.抽芯機構(gòu)的設(shè)計根據(jù)制件的結(jié)構(gòu)特征，其內(nèi)部有一倒鉤式小凸臺，成型后不易脫模，因此要設(shè)計已內(nèi)抽芯機構(gòu)；該內(nèi)抽芯不同于一般的外抽芯機構(gòu)，此機構(gòu)不允許有側(cè)向抽動距離，斜道主斜導(dǎo)柱也不可靠，因此只能采用彈性抽芯機構(gòu)，所以要考慮分型型芯的往復(fù)左右運動;同時，根據(jù)制件和模具特征，該抽芯機構(gòu)還要充當二級脫模機構(gòu)和復(fù)位的任務(wù)。其結(jié)構(gòu)形式如圖所示：尺寸及結(jié)構(gòu)如圖所示，該抽芯結(jié)構(gòu)有固定的兩個擺桿1.2完成，當模具在注塑時，其受內(nèi)壁的壓力處于閉合狀態(tài)，當模具打開，動模后退，頂桿頂東向前推出時，由于內(nèi)芯的彈簧的頂力下，兩擺

22、桿張開，內(nèi)凸臺脫出，完成抽芯任務(wù)；當模具閉合時，定模推動型芯端部使脫模機構(gòu)逐漸后退，運動到一定位置，動模推動推板使模具的脫模機構(gòu)最終達到初始位置，此時完成了整個抽芯脫模的工作。說明：該擺桿形式的內(nèi)抽芯機構(gòu)比兩活塊形式的機構(gòu)簡單可靠，它很好的解決了活塊運動時的定位和運動的可靠性，但也存在一定的問題，比如，兩擺桿外擺時擺桿超出了內(nèi)芯，這樣在抽芯和復(fù)位過程中兩擺桿的活動量要受到限制，同時在復(fù)位時候兩擺桿會和定模產(chǎn)生接觸及摩擦，這樣會對擺桿的強度和表面質(zhì)量提出一定的要求，對定模內(nèi)表面也會產(chǎn)生一定的影響。但此只是次要矛盾不會影響主要矛盾，如果把擺桿的活動圓心設(shè)置在推桿中心會解決以上問題，但會使推桿和內(nèi)芯

23、的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，強度也不易保證。該內(nèi)芯的外形結(jié)構(gòu)設(shè)計為圓型，其制造過程要不方形復(fù)雜，打磨圓面時候也沒有平面簡單，但圓型結(jié)構(gòu)比方形結(jié)構(gòu)在配合和運動過程中要方便。圖四 抽芯機構(gòu) 2.4.脫模機構(gòu)的設(shè)計由制件的結(jié)構(gòu)可知，該制件外圍的凸緣需要采用二級脫模機構(gòu)，當球蓋內(nèi)腔脫離凸模后，外凸緣要與推件板分離，這要求推件板停止運動，制件繼續(xù)運動，或有一個超前運動，使制件與推件板分離。根據(jù)要求，結(jié)合模具結(jié)構(gòu)，設(shè)計出了連桿式二級脫模機構(gòu)；當連桿在凸臺上時，推板向前運動能帶動推桿推動推件板向前運動，在脫件后期，連桿脫離凸臺，此時推板的運動不再帶動推板，而只帶動與型芯的連桿，此時制件與推件板產(chǎn)生相對運動，從而完成二級脫模

24、。其機構(gòu)如裝備圖所示。具體尺寸看零件圖。2.5.成型零件的結(jié)構(gòu)尺寸2.5.1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計：模具采用一模一腔結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式，由于采用無流道結(jié)構(gòu)，所以在其上還要開設(shè)澆口襯套的位置，以及冷卻水道。其結(jié)構(gòu)如零件圖所示；2.5.2凸模的結(jié)構(gòu)：凸模的外型與零件內(nèi)型相配合，內(nèi)部還要設(shè)置彈性抽芯槽，以安裝內(nèi)抽芯機構(gòu)，其大小與形狀參考零件圖。3.模具設(shè)計的有關(guān)計算 3.1.型腔與型芯工作尺寸的計算類別序號零件名稱塑件尺寸計算公式工作尺寸型腔的計算1 型腔內(nèi)表面 2型芯外表面 3各尺寸高度型芯的計算1直徑2高度 表一 型腔和型心工作尺寸的計算 上式中：分別指塑料制品中的最大極限尺寸（） 分別指塑料制品的最小極限

25、尺寸（）; 分別指塑件的最大，最小，平均收縮率（%）； 分別指塑件和成型零件的尺寸公差。 查相關(guān)資料得PA1010的收縮率S=0.5%4%，平均收縮率=2.25%，考慮制件的精度，及模具制造水平，取/3；3.2.型腔側(cè)壁厚度和底板厚度的計算3.2.1查相關(guān)手冊知該模具型腔壓力 49MPa，29MPa；由型腔底壁厚度th的經(jīng)驗公式得： th=(0.12-0.13)b×(1.5-1.6) =0.18b B為凹模型腔的內(nèi)孔短邊尺寸或其底面的受壓寬度： b=100mm th=18mm 3.2.2型腔側(cè)壁厚度 Tc=0.20L+17 (L為凹模型腔內(nèi)孔邊長尺寸) =20+17 =37 由于其為

26、圓型內(nèi)孔，比矩形受力稍小，因此可以圓整取35mm;4.模具加熱與冷卻系統(tǒng)的計算注塑模溫度調(diào)節(jié)是采用加熱或冷卻方式來實現(xiàn)的，確保模具溫度在成型范圍之內(nèi)。模具加熱方法有蒸汽、熱油、熱水加熱及電加熱等方法，最常用的方法是電阻加熱；冷卻方法則采用常溫水冷卻、冷卻水強力冷卻或空氣冷卻等方法。而大部分采用常溫水冷卻法。模具溫調(diào)系統(tǒng)的功用：改善成型條件、穩(wěn)定制品形狀尺寸精度、改善制件物理性能、提高制品表面質(zhì)量。塑料在生產(chǎn)過程中由于需要對熔融的塑料流體進行冷卻，塑料制件不能有太高的溫度（防止出模后制件發(fā)生翹曲，變形）冷卻系統(tǒng)設(shè)計可按下式進行計算：設(shè)該模具平均工作溫度為40，用20°的常溫水作為模具的

27、冷卻介質(zhì)，其出口溫度為30°，產(chǎn)量為（2分鐘1模）1000g/h。4.1計算熱流量求塑件在硬化時每小時釋放的熱量為Q，查有關(guān)文獻得PA的單位熱流量為Q=314.3398.1J/g ,取Q=350J/g：Q=W Q=1008g/h×350J/h=352800J4.冷卻水的體積流量VV=WQ/Pc(TT)=352800/60×1/1000×4.2（3020）=140cm溫度調(diào)節(jié)對塑件的質(zhì)量影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面：變形 ,尺寸精度 , 力學(xué)性能 ,表面質(zhì)量;在選擇模具溫度時，應(yīng)根據(jù)使用情況著重滿足制件的質(zhì)量要求。在注射模具中溶體從200 C,左右降低到60

28、C左右，所釋放的能量5以輻射，對流的方式散發(fā)到大氣中，其余95由冷卻介質(zhì)帶走，因此注射模的冷卻時間只要取決與冷卻系統(tǒng)的冷卻效果。模具的冷卻時間約占整個循環(huán)周期的2/3?？s短循環(huán)周期的冷卻時間是提高是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。在冷卻水冷卻過程中，在湍流下的熱傳遞是層流的1020倍。在次我選擇湍流。冷卻水道直徑 d/（mm） 最低流量 v/（m/s）流量/（m/min） 12 1.10 7.4×10表二 冷卻水道的選?。海ㄓ捎嬎氵x?。├鋮s回路的布置應(yīng)根據(jù)塑件的形狀及所需冷卻溫度分布要求以及澆口位置等，設(shè)計冷卻回路為直通式，為使塑件受熱均勻，冷卻回路應(yīng)同時開設(shè)在動定模兩側(cè)。示意圖: 圖五 冷卻水

29、道5.其它零件的設(shè)計及模具的閉合高度的確定 5.1支承和固定零件的設(shè)計 在支承和固定零件的設(shè)計中，根據(jù)經(jīng)驗確定：定模座板=40mm,動模座板=40mm,支架=190mm,其厚度=40，凸模支承板=35mm,凸模固定板=35mm,推件板=25mm，凹模型腔板80mm,固定零件均有用標準件，也有非標準件，標準件型號見其固定件的零件圖；非標準件如圖所示，其用于支架的固定和連接： 圖六 螺釘 5.2.模具閉合高度的確定 H=H1+H2+H3+H4+H5+H6+L =40+40+190+35+35+25+80 =445mm6.注塑機有關(guān)參數(shù)的校核 本模具的外型尺寸為445mm×380mm

30、15;380mm。XSZY150型注塑機最大安裝尺寸為550mm×480mm，故能滿足模具的安裝要求。模具的閉合高度H445mm，XSZY150型注塑機所允許的模具最小厚度=370mm，=600mm，即滿足模具的安裝條件。 H經(jīng)查資料XSZY150型注塑機最大開模行程S=1300，滿足頂出塑件的要求；經(jīng)驗證，XSZY150型注塑機能滿足使用要求，故可采用。 7 其它設(shè)計說明本設(shè)計中對脫模斜度及排氣槽均無特別說明，在制造過程中要適當考慮，或制造后由鉗工修復(fù)；其它不祥之處見零件圖；8 模具的裝配裝配主要要求如下：（1） 模具上下平面的平行度偏差不大于0.05mm 分模處要求密合。（2）

31、推件時推桿與卸料板要保持同步。（3） 上、下模型芯必須緊密接觸。裝配時以分型面密合作為該模具的裝配基準，裝配順序如下：（1） 裝配前按圖檢驗主要工作零部件及其它零件尺寸。（2） 鏜導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔。將定模板、動模板、型芯固定板疊合在一起，使分模面緊密接觸并加緊，鏜導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔，在孔內(nèi)壓入工藝定位銷后，加工側(cè)面的垂直基準。加工定模。用定模側(cè)面的垂直基準確定定模上型芯中心的實際位置，并以次作為加工基準， （3） 壓入導(dǎo)柱、導(dǎo)套。將定模、板動模板、支撐板上分別壓入導(dǎo)柱、導(dǎo)套，使其導(dǎo)向可靠，滑動靈活。（4） 裝配型芯。在定模和型芯固定板孔內(nèi)壓入型芯，用鏍孔復(fù)印法和壓銷釘套法使型芯緊固在支撐板上，將其一起磨

32、平。（5） 通過型芯鉆支撐板上的推桿孔。（6） 通過支撐板鉆推桿固定板上的孔。（7） 在推桿固定板和支撐板和支撐板上加工限位螺釘和復(fù)位桿孔。（8） 組裝墊塊和支撐板。（9） 加工定模座板。加工螺孔、銷釘孔和導(dǎo)柱孔，并將澆口套、導(dǎo)柱套壓入定模座板。（10） 定模部分的裝配。用平行夾頭把它們加緊（澆口套的澆道孔與鑲塊上的澆道口對中，在上面鉆固定在注塑機上的孔，使其與注塑機相配合。（11） 裝配動模部分。修正推桿和復(fù)位桿的長度。完成裝配后進行試模，并校驗入庫。 9試模過程中出現(xiàn)的問題及解決辦法缺陷名稱注塑機或成型條件問題模具或材料（塑料原料）問題解決辦法填充不滿1.注塑機的注塑力不夠 2.加料量不夠

33、3.注塑壓力太低4.注塑速度太慢1.澆口平衡不好2.模具溫度太低3.排氣不良4.塑料原料的流動性不好提高注射壓力和速度；增加澆口尺寸和加料量提高模具和料筒溫度溢邊1.注塑壓力太大2.鎖模壓力不夠3.加料量太大4.料溫過高1.模具配合面不嚴2.成型期間塑料原料粘性太低降低模具溫度和料筒溫度；減少保壓時間和澆口尺寸；增大鎖模力熔接線1.料溫太低2.注射壓力過低3.注塑速度過慢4.注塑機噴嘴溫度低1.模具溫度較低2.澆口的數(shù)目與位置不對3.塑料原料干燥不夠4.塑料原料流動性差提高注射速度；增加模具溫度和料筒溫度龜裂1.注射壓力過高2.料溫太低導(dǎo)致流動不好3.保壓壓力過高1.模具溫度過低2.型腔設(shè)計不

34、良3.塑料原料粘性不良4.塑料原料退火不良降低注射壓力和保壓壓力；提高模具溫度；改良型強設(shè)計表三：試模過程中出現(xiàn)的問題及解決辦法結(jié)論通過這次模具設(shè)計，讓我熟悉了模具設(shè)計的基本流程和在設(shè)計過程中應(yīng)該考慮的問題及注意事項，通過設(shè)計結(jié)合實踐經(jīng)驗總結(jié)出以下方法：合理的選擇模具結(jié)構(gòu)：根據(jù)塑件的圖紙和技術(shù)要求，研究和選擇適當?shù)某尚头椒ㄅc設(shè)備，結(jié)合工廠的機械加工能力，提出模具結(jié)構(gòu)方案，充分征求有關(guān)方面的意見，進行分析討論，以使設(shè)計出的模具結(jié)構(gòu)合理，質(zhì)量可靠，操作方便。必要時候可以根據(jù)模具設(shè)計和加工的需要，提出修改塑件圖紙的要求；正確地確定模具成型零件的尺寸：成型零件是確定之間形狀，尺寸和表面質(zhì)量的直接因素，

35、關(guān)系甚大，需要特別注意。計算零件的尺寸時，一般可以根據(jù)平均收縮率法。對精度較高并需控制修模余量的制件，可按公差帶法計算，對于大型精密制件，最好用類比法；涉及的模具應(yīng)當制造方便：設(shè)計模具時，盡量做到使設(shè)計的模具制造容易，造價便宜，特別那些比較復(fù)雜的成型零件，必須考慮采用一般機械加工方法和還是采用特殊的加工方法。同時還要考慮試模以后的俄修模，要留有足夠的修模余量；充分考慮塑件設(shè)計特色，盡量減少后加工：盡量用模具成型出符合塑件設(shè)計特點的制件，包括孔槽，凸凹等部分，減少澆口和溢邊的尺寸，避免不必要的后加工；設(shè)計的模具應(yīng)當效率高，安全可靠：這一要求涉及到模具設(shè)計的多方面，如澆注系統(tǒng)需充?？?，閉模快，溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)效果好，脫模機構(gòu)靈活可靠，自動化程度高等；模具結(jié)構(gòu)要適應(yīng)塑料的成型特性：在設(shè)計模具時，充分了解所用塑料的成型特性，并盡量滿足要求，同樣是獲得優(yōu)質(zhì)制件的重要措施；模具零件要耐磨耐用；致謝經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計，在原紅玲教授的指導(dǎo)下，使我系統(tǒng)的復(fù)習(xí)了機械學(xué)基