尾蓋的塑料模具與制造

1、尾蓋的塑料模具設(shè)計與制造1 前言11 塑料模具設(shè)計的意義隨著我國濟的迅速發(fā)展， 采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。 模具 在國民生產(chǎn)中的具有重要地位： 模具是制造業(yè)中一種基本的工藝裝備。 在工業(yè)制 品中，各種金屬、塑料、橡膠、玻璃、陶瓷、粉末冶金、復(fù)合材料等制品的生產(chǎn) 都離不開模具。工業(yè)生產(chǎn)中用模具生產(chǎn)零件，具有生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材 料消耗低，生產(chǎn)成本低等優(yōu)點 1 。模具生產(chǎn)在國民經(jīng)濟中占有很重要的地位，模 具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個組成部分， 又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。 模 具技術(shù)已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的一個重要標(biāo)志。 模具的主要類型有沖 模、鍛模、塑料模、壓鑄模、

2、粉末冶金模、玻璃模、橡膠模、陶瓷模等。其中塑 料模具約占模具總數(shù)的 33，塑料模具以壓塑模、擠塑模、注塑模為主，而注 塑模又占塑料成型模具的二分之一以上， 故研究注塑模具的設(shè)計制造具有重要的 工程意義 2 。12 我國模具生產(chǎn)發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢1、我國模具工業(yè)自解放以來一直飛速發(fā)展。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精 度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比 擬的。模具又是“效益放大器” ，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值，往往是模具自 身價值的幾十倍、上百倍。目前全世界模具年產(chǎn)值約為 600 億美元，日、美等工 業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具工業(yè)產(chǎn)值已超過機床工業(yè)。 近幾年，我國模具工業(yè)一

3、直以每年 15%左右的增長速度發(fā)展。 2003 年，我國模具總產(chǎn)值超過 50 億美元，總量排名 緊隨日本、美國，居世界第三，出口價值 3.368 億美元，同比增長 33.5 。2、模具生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展迅速，但是與發(fā)達(dá)國家相比，差距明顯。（1）沖模 以大型覆蓋件沖模為代表，我國已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。 在設(shè)計制造方法、 手段上已基本達(dá)到了國際水平， 模具結(jié)構(gòu)功能方面也接近國際 水平，但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面，與國外相比還存在一定的差 距。標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級進(jìn)模和多功能模具， 是我國重點發(fā)展的精 密模具品種，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上，與國外多工位級進(jìn)模 和多

4、功能模具相比，仍存在一定差距。(2) 塑料模 我國塑料模具工業(yè)從起步到現(xiàn)在 , 歷經(jīng)半個多世紀(jì) , 有了很大的 發(fā)展, 在大型模具方面已能生產(chǎn) 48 英寸大屏幕彩電塑殼注射模具 !6.5kg 大容量 洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具。 精密塑料模具方 面，已能生產(chǎn)多型腔小模數(shù)齒輪模具和 600 腔塑封模具，還能生產(chǎn)厚度僅為 0.08 毫米的 1 模 2 腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等。 內(nèi)熱式或外熱式 熱流道裝置得以采用， 少數(shù)單位采用了具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道 模具，完全消除了制件的澆口痕跡。 氣體輔助注射技術(shù)已成功得到應(yīng)用。 在精度 方面，塑料

5、模型腔制造可達(dá)0.020.05毫米(國外可達(dá)0.0050.01毫米)，分 型面接觸間隙為模板的彈性變形為 0.05毫米，分型面的表面粗糙度值為Ra0.2 Ra0.25卩m塑料模壽命已達(dá)100萬次(國外可達(dá)300萬次)模具制造周期仍比 國外長 24 倍。這些標(biāo)志著模具總體水平的參數(shù)指標(biāo)與國外相比尚有較大差距。(3) 壓鑄模 總體水平有了較大提高。壓鑄模制造精度可達(dá) 0.020.05mm (國外為0.010.03毫米)，型腔表面粗糙度值為 Ra0.4Ra0.2卩m (國外為Ra0.02Ra0.01卩m ,模具制造周期為中小型模具為 34個月，中等復(fù)雜模具 為 48 個月，大型模具為 812 個月，

6、約為國外的 2 倍。模具壽命：鋁合金鑄 件模具一般為 48 萬次，個別可超過 10 萬次，國外可達(dá) 815 萬次以上。(4) 模具CAD/CAM術(shù)CAD/CAh技術(shù)有了很好的發(fā)展和普及，國產(chǎn)計算機 輔助設(shè)計軟件有了一定發(fā)展，但還處于較低水平。(5) 模具標(biāo)準(zhǔn)件 得到了推廣和應(yīng)用，標(biāo)準(zhǔn)化程度還有待提高。(6) 模具材料與熱處理 國內(nèi)模具鋼品種規(guī)格不合理狀況有所改善， 模具鋼 質(zhì)量有較大程度的提高。但國產(chǎn)模具鋼鋼種不全，不成系列，多品種、精料化、 制品化等方面尚待解決。另外，還需要研究適應(yīng)玻璃、陶瓷、耐火磚和地磚等成 型模具用材料系列。 模具熱處理國內(nèi)大部分企業(yè)在模具淬火時仍采用鹽熔爐或電 爐加熱

7、，由于模具熱處理工藝執(zhí)行不嚴(yán)，處理質(zhì)量不高，而且不穩(wěn)定，直接影響 模具使用壽命和質(zhì)量。近年來，真空熱處理爐開始廣泛應(yīng)用于模具制造。3、新世紀(jì)模具發(fā)展的趨勢如下：(1) CAD/CAE/CAMJ術(shù)廣泛應(yīng)用，并向集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)協(xié)作化方面 發(fā)展。（2）模具制造向精密、高效、復(fù)合、多功能方向發(fā)展。（3）快速經(jīng)濟制模技術(shù)得到應(yīng)用。（4）特種加工技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。（5）模具自動加工系統(tǒng)研制與發(fā)展。（6）模具材料及表面處理技術(shù)發(fā)展迅速。（7）模具新工藝技術(shù)發(fā)展。13 本課題需要解決的問題本課題研究的是XXX尾蓋的塑料模具設(shè)計與制造，此塑料尾蓋尺寸大，注塑量大，精度要求較高，并且有半封閉型腔，成型比較困難

8、。此塑件產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比 較復(fù)雜，用其他的方法根本無法成型。因此，討論塑件材料的選擇，塑件結(jié)構(gòu)的 改進(jìn)，以及模具設(shè)計制造，注塑工藝的控制，塑件成型后機械加工，控制模具的 成本具有積極意義， 力求在滿足使用條件的前提下， 通過合理改進(jìn)塑件結(jié)構(gòu)， 優(yōu) 化模具設(shè)計，避免塑件出現(xiàn)縮孔、翹曲等缺陷，減少塑件的機械加工，提高生產(chǎn) 效率，降低生產(chǎn)成本。14 說明書內(nèi)容安排 本設(shè)計說明書共十四章，第一章前言，第二章到第十二章為具體設(shè)計內(nèi)容， 其中第二章塑件工藝性分析， 第三章模具結(jié)構(gòu)形式的確定及澆注系統(tǒng)的設(shè)計， 第 四章成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計， 第五章模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選擇， 第六章合模導(dǎo)向 機構(gòu)的設(shè)計， 第七章脫模

9、推出機構(gòu)設(shè)計， 第八章復(fù)位裝置的設(shè)計， 第九章側(cè)向分 型機構(gòu)設(shè)計， 第十章排氣系統(tǒng)的設(shè)計， 第十一章溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計， 第十二章 典型零件的制造工藝。第十三章模具的動作過程，第十四章結(jié)束語。2 塑件工藝分析21 塑件結(jié)構(gòu)工藝性能分析分析從塑件的原圖上可知該塑件壁厚較厚，達(dá)到 5 毫米，手柄處厚度甚至超過10毫米，達(dá)到了 12mm尺寸較大，最大處直徑為 340mm精度要求太高，為精 密級別三級精度；并且有半封閉型腔，需要設(shè)計活動型芯，脫模困難。塑件側(cè)壁 有一小凸起，不能直接脫模， 需要設(shè)計側(cè)向分型機構(gòu)。 表面粗糙度沒有特別要求 , 可以不用考慮，選擇一般要求就可。塑件結(jié)構(gòu)的特殊性， 給塑件成型

10、工藝的確定， 以及模具成型零件的加工造成 一定困難， 現(xiàn)將塑件結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定的改進(jìn)， 使其在滿足使用要求的前提下， 提高 塑件的成型性能，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約成本，提高經(jīng)濟效益。22 塑件結(jié)構(gòu)的改進(jìn)由于該塑件主要的工作尺寸在凸起處， 其他的結(jié)構(gòu)外形都是輔助作用， 而該 塑件在設(shè)計時顯然對工藝性能估計不足，因此有必要對它們進(jìn)行一定的改進(jìn)。1）塑件壁太厚，浪費材料，而且造成成型困難，生產(chǎn)效率下降，因此，把手柄 內(nèi)腔，尾蓋底面尺寸厚度改成 3.5mm。2）手柄尺寸12mm太厚，成型時容易造成縮孔，而改小后使用不方便，考慮到 手把主要用處是安裝在配套零件上以后便于取出， 因此，在手把外表面設(shè)計一個 凹槽，

11、使厚度減少，提高成型工藝性能。3）手柄內(nèi)凹， 圓角設(shè)置不合理， 塑件壁厚不均勻， 因此取內(nèi)圓角半徑為 R10mm， 外圓角半徑為R13.5mm使圓角處壁厚均勻為3.5mm4）尾蓋上端面手柄處兩個半圓邊沿的圓角，設(shè)計圖紙為手把處為 R5mm半圓處 為R15mm在實體造型時發(fā)生干涉，建議統(tǒng)一為 R5mm便于實體造型，同時也有 利于模具加工和注塑成型。5）尾蓋外圓凸臺，圖紙尺寸為單邊高為 1.3mm尾蓋產(chǎn)生的彈性變形不足以滿足裝入尾蓋試驗件孔內(nèi)。而且凸臺直徑為 336.6mm公差為0.2mm 查表2.1 可知，該塑件精度等級過高，將造成加工困難，成本高。由于擬定選擇ABS乍為該塑件的材料， 而由塑件

12、推薦使用精度等級可知， 該塑件可以選擇一般等級， 四 級精度，公差值為1.2mm因此，將整圈的凸起設(shè)置成八個小段，均勻布置在圓 周上，各小段的長度約為 30mm并且在成型以后，可以考慮在沿著塑件圓周開 一些小槽，以此解決彈性不足的問題，同時也可以減低精度要求。6）塑料端蓋外端面，圓周尺寸精度要求太高，考慮到該尺寸非工作尺寸可以適 當(dāng)選擇一般精度等級，即六級精度。公差取2.4mm具體的改進(jìn)內(nèi)容見附圖塑件改進(jìn)圖。表2.1塑件推薦選用精度3魏料晶種磁誼說用的幡廈尊鍛LABS豪甲基丙烯SS甲酣30鳴肢申野罐堆強熬料3n$2瓢脫載仇 66. 6LO. 9. 1010乙烯4563催甲戰(zhàn)S674戟離擅乙烯

13、恢密度班乙嫦6'178注其它如料可按戴虎3S時尺寸的極宦性，畚愿上表透檸戟旋邯緘；L亠2卷為嵇幣纏只在轉(zhuǎn)殊玉件下 來即；對脫険方向曲鵰尺于均奇要求時，電考慮嵐樓黑度對憫貶的骼明”經(jīng)過改進(jìn)的尾蓋塑件實體造型4如下:圖2.1改進(jìn)尾蓋塑件造型2. 3塑件材料的選擇由于該塑件的使用條件比較特殊，要求尺寸穩(wěn)定性好，耐老化，能長久貯存, 并且要有一定的機械強度和彈性。因此對塑件材料的選擇很重要。表22常用熱塑性塑料基本特征和用途品 名特征用途電氣機械建筑用品其他PVC強度、電器絕緣性、 耐藥品性、加可塑 劑會軟化、耐熱性。電線被覆、 電線管、絕 緣材料、膠 帶。車用座 墊、化學(xué) 工廠配 管。水管、

14、塑料 地板、屋頂 材料、隔熱 材料。手提袋、皮 帶、塑料鞋。玩具、農(nóng) 業(yè)用薄 皮、涂 料。PVDC比PVC耐藥品性大。車用座 墊。防蟲網(wǎng)、家 俱表層皮涂 膜。防濕紙、帳 篷、唱片、 發(fā)泡體、軟 水管。漁網(wǎng)、成 型品、發(fā) 泡體。PVAC無色透明，接著性 好、耐旋光性佳、 耐熱差，吸水性大、 大部分之溶劑皆可 溶。皮帶。涂料、地板、 安全玻璃。工作服、襪 子、塑手套。PVAL 的原料、口香糖PVA無色透明彈性體， 耐熱、絕緣、軟化 點咼。電線被覆。安全硝 子的中 間膜。安全玻璃涂 料。合成纖維、 接著劑、塑 料皮。PMMA無色透明、光學(xué)性 良、強韌、絕緣性 好、加工性好。照明器具 零件、透明 板。

15、防風(fēng)玻 璃、車尾 燈。廣告燈、燈 座、廣告牌。紐扣及其它 裝飾品。眼鏡、假 牙、光學(xué) 零件。續(xù)表22品名特征用途電氣機械建筑用品其他無色透明，易于染收音機外車尾燈、百葉窗、隔杯子、容器、玩具、嬰色，絕緣性佳，耐殼、電視冷凍庫熱材料、招各種箱子、兒車、軟PS水、耐藥品、不耐柜、絕緣壁。rF.rrt 牌。牙刷、梳子墊用品。沖擊。物。強韌、自己油滑且電線被覆、齒輪、軸戶車、尼龍梳、包裝材漁網(wǎng)、衣耐磨、吸震性強、電器零件。承、座墊。皮（農(nóng)業(yè)料、刷子、材用品、PA耐熱、耐寒、耐藥用）。家用品。醫(yī)療器品。具。強韌、自己油滑且電線被覆、齒輪、軸戶車、尼龍梳、包裝材漁網(wǎng)、衣耐磨、吸震性強、電器零件。承、座墊。

16、皮（農(nóng)業(yè)料、刷子、材用品、PA耐熱、耐寒、耐藥用）。家用品。醫(yī)療器品。具。比水輕、柔軟、不電波機器擋泥板，水管。包裝材料、玩具、雜耐熱、耐藥品、耐零件、電線迫緊。食器、容器貨。PE電氣絕緣、接著印被覆。藥品、水筒。刷差。氟咼低溫電器絕緣、高級絕緣軸承、輸耐藥品素耐藥品性、強度很材料、絕緣送帶。管。樹大、耐熱佳。管、電線。脂透明，可撓性、力口收音機殼、汽車方向涂料。照相膠卷、難燃燒CA工性良好、著色易。電話機。盤、電扇物。錄曰帶、乂葉片。具。續(xù)表22品名特征用途PP最輕的塑料，機械 強度比PE高、電氣、 耐水、耐藥品。電氣絕緣 材料，電氣 制品之被 覆。機器包裝 薄皮。洗臉盆、容 器、食器。膠卷

17、、水 管、各種 成型品。POM強韌、耐久、力大、 耐熱、耐藥品、類 似尼龍、耐磨耗。高級絕緣 材料。金屬代用 品、齒輪、 彈性凸 輪。窗簾滑動 器、各種受 把。容器類。各種成 型品、玩 具。PC高低溫之機械性 良，特別耐沖擊， 低溫女疋性好、耐 候、透明性。計算器零 件、電氣零 件。精密機械 零件、螺 帽、齒輪、 軸承等。安全帽、涂 料。家庭用品、 膠卷。接著劑。ABS乳白色半透明，沖 擊性比PS差，流動 性佳，耐熱性佳。電氣零件、 收音機外 殼。機械之構(gòu) 造體、金 屬化用 品。數(shù)組櫥。文具、容器、 吸塵機械零 件?？紤]到塑件的使用環(huán)境特殊，綜合使用性，加工性能和成型工藝性能，通過 比較，選擇

18、ABS工程塑料作為塑件材料，ABS工程塑料使用性能優(yōu)良，成型性能 好，使用廣泛，價格便宜。2. 3. 1 ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物性能綜述 典型應(yīng)用范圍：汽車（儀表板，工具艙門，車輪蓋，反光鏡盒等），電冰箱，大強度工具（頭 發(fā)烘干機，攪拌器，食品加工機，割草機等），電話機殼體，打字機鍵盤，娛樂 用車輛如高爾夫球手推車以及噴氣式雪撬車等。注塑模工藝條件：干燥處理：ABS材料具有吸濕性，要求在加工之前進(jìn)行干燥處理。要求干燥 條件為8090C下最少干燥2小時。材料溫度應(yīng)保證小于 0.1%。熔化溫度：210280E ;建議溫度：245C。模具溫度：2570C。（模具溫度將影響塑件光潔度，溫度

19、較低則導(dǎo)致光潔 度較低）。注射壓力：60100MPa注射速度：中高速度?；瘜W(xué)和物理特性ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單體合成。每種單體都具有不同 特性：丙烯腈有高強度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具有堅韌性、抗沖擊特 性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強度。從形態(tài)上看，ABS是非結(jié)晶性材料。 三中單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三元共聚物， 一個是苯乙烯-丙烯腈的連續(xù)相， 另一個是聚丁二烯橡膠分散相。ABS的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相 中的分子結(jié)構(gòu)。這就可以在產(chǎn)品設(shè)計上具有很大的靈活性， 并且由此產(chǎn)生了市場 上百種不同品質(zhì)的ABS材料。這些不同品質(zhì)的材料提供了不同的特性， 例如從

20、中 等到高等的抗沖擊性，從低到高的光潔度和高溫扭曲特性等。ABS材料具有超強的易加工性，外觀特性，低蠕變性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及很高的抗沖擊強度。2. 3. 2 ABS工程塑料的基本性能：表2.3 ABS工程塑料的基本性能比重g/cm31.05吸水率%0.45透光率%33表面硬度R85-105收縮率（范圍）%05-7收縮率（做模）%05連續(xù)耐熱C60-98熱變形溫度2(18.6kg/cm ) C93-103熱變形溫度2(4.6kg/cm ) C99抗張強度kg/cm2310-530拉伸強度模量3210 kg/cm16續(xù)表2.3伸長率(%)%5-70彎曲屈服強度kg/cm2420-770彎曲彈性

21、模量"3.210 kg/cm14-27壓縮強度2kg/cm320-650壓縮彈性模量"3.210 kg/cm10-21懸臂缺口磅.英尺/英寸5-12熔點C170分解溫度C260烘料溫度C70-85烘料時間h2-3注塑溫度C180-240模具溫度C30-603 模具結(jié)構(gòu)形式的確定及澆注系統(tǒng)的設(shè)計模具總體設(shè)計的任務(wù)是模具結(jié)構(gòu)形式及注射機的初步確定， 澆注系統(tǒng)的形式 和澆口位置的選擇， 成型零件的設(shè)計， 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計， 側(cè)向分型和抽芯機 構(gòu)的設(shè)計， 合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計， 以及溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計， 為各個部分的零件 設(shè)計，裝配圖設(shè)計做準(zhǔn)備。 本章主要討論模具結(jié)構(gòu)形式及注射機的

22、確定， 澆注系 統(tǒng)的設(shè)計。31 型腔數(shù)量以及排列方式的確定通過對塑件結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，又因選擇ABS工程塑料為原料，客戶對產(chǎn)品的型腔 數(shù)目沒有特別要求， 考慮到該產(chǎn)品的生產(chǎn)批量不大， 產(chǎn)品尺寸大， 產(chǎn)品體積質(zhì)量 較大，要求注射量多， 而且該塑件最后還有側(cè)向分型， 活動型芯。 綜合脫模方式， 加工成本等因素考慮，最終選擇一模一腔的模具形式。32 分型面位置的確定由于該塑件具有凸起，需要側(cè)向抽芯，而封閉型腔需要活動型芯，因此，分 型面的選擇比較復(fù)雜。如何確定分型面， 需要考慮的因素比較復(fù)雜。 由于分型面受到塑件在模具中 的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計、 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、 嵌件位置形狀以及推出 方法、模

23、具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應(yīng) 綜合分析比較， 從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。 選擇分型面時一般應(yīng)遵循 以下幾項原則：1) 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。2) 便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊。3) 保證塑件的精度要求。4) 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。5) 便于模具加工制造。6) 對成型面積的影響。7) 對排氣效果的影響。8) 對側(cè)向抽芯的影響。4 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計成型零部件是指構(gòu)成模具型腔的零件，通常有型腔、型芯、各種成型桿和成型環(huán)。對于該模具成型零件主要有定模模仁、瓣合模、動模型芯等。4. 1成型零件工作尺寸的計算所謂工作尺寸是指成型零件

24、上直接用以成型塑件部位的尺寸。工作尺寸的計算受塑件尺寸精度的制約，影響塑件尺寸精度的因素很多，而且十分復(fù)雜，其中收縮率和模具精度對塑件尺寸影響最大，因此塑件尺寸難以達(dá)到較高的精度。為了計算簡便，規(guī)定凡是孔類尺寸均以最小尺寸作為公稱尺寸,即公差為正;凡是軸類尺寸均以其最大尺寸作為公稱尺寸，公差為負(fù)。計算公式8有:.型腔徑向尺寸:LM 0LS0.5 0.75.型芯徑向尺寸:lS0.5 0.75.型腔深度尺寸:Hs0.5 0.65hs0.5 0.65.型芯高度尺寸:塑料的平均收縮率，該處取0.005。x 取值范圍為0.50.75，該處取0.6。50mmP寸，3該塑件的公差。對于該塑件酌情取五級到六級

25、公差。3模具成型零件的制造公差（其他因素忽略，當(dāng)尺寸小于11=-，當(dāng)塑件尺寸大于50mm寸，3 =-。454. 1. 1定模模仁部分定模部分主要有三個成型尺寸，都為未注公差，選擇一般精度。Ds116001.4HS146.501'2ds232601.2hs22500.24所以模具尺寸為:由 Lm 0Z1 Ls0.5 0.750 Z 得 DM= 159.96+0'28由 Hm ° Z1 Hs0.5 0.650Z 得皿=46.O00.3由 Im 0z1 Is由 hM 0Z0.5 0.75Z0得 dM= 328.35°0.241hs0.5 0.65Z0得 hM=25

26、.27-o.o6由于采用的是模仁結(jié)構(gòu)，設(shè)計大大的簡化,根據(jù)上面的尺寸，模架考慮，模具本身強度以及剛度，定模模仁的結(jié)構(gòu)示意圖如下，詳細(xì)圖見圖0000-03圖4.1定模模仁示意圖III J5模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選擇根據(jù)前面的分析、計算，可以選定標(biāo)準(zhǔn)模架?？紤]到該塑件沒有什么特別的 結(jié)構(gòu)形式和脫模要求，而現(xiàn)在社會上有專業(yè)的模架生產(chǎn)廠商， 該成型零件選用模 架生產(chǎn)廠家的標(biāo)準(zhǔn)模架，這樣可以大大縮短模具制造周期，提高經(jīng)濟效益。模架尺寸確定以后，對模具的有關(guān)零件要進(jìn)行必要的剛度和強度計算，以校核所選擇模架是否適當(dāng)，尤其對于大型模具。下面根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)可以選擇模架。對于該塑件，利于AUTOCA中的模具設(shè)計插件

27、，我們選用龍記（KLM標(biāo)準(zhǔn) 模架，模胚類型為大水口，模胚型號為AI型，模胚規(guī)格為6565, A板厚度為70mm B板厚度為70，C板厚度為150mm AB板間距為0,導(dǎo)柱位置為動模，模胚總重 量為1318.2Kg,模胚最大尺寸為750X 650X 590，內(nèi)模胚最大尺寸為410X 530。推冒屜雎尺材料FT格快煉計苴書國"D列桂lEffl干1I4K biAD 可按主韭覆且砒音加式匡割薩粧祖貝郭.比和產(chǎn)晶血t忙血護(hù)程.一 一告招粗佇椎低吋間£-滋號青業(yè)t十觥礙測礦掠明卻fij匸HOME) 戸胖叭KI蚣醴弓棋粧奕塑強口AKtaU朋水口腹堆規(guī)格耶ttt證創(chuàng)雪YXti |T0 I

28、|kT + iW呈A B腹間貶:拉圾習(xí)咼度|Q.O | Td 卜0 | 5. DIBI二I01酬IB?lcxrpH城IB1ICTI.PTSD5D5DD5D5D IT3BEA 賽ET5Bce(xc7Hoe LT 5 u-llruLO 5 & b & b &56 U J bIU導(dǎo)壯說胃 *后桓 廠前福 卞口邊他肯： 廚伴訓(xùn) O里血AW柜址烷苗晝呼T 1：皿？険 桓圧BAE寸一勒昭心收 Fl-S*±尺寸：41081530 閘期I貳理P寸OH J、酉耳進(jìn)/畫融 丿叵回針 J畫導(dǎo)柱叵中回確認(rèn)作若主豆r赴旁工其FH*餌SE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

29、不要有突出部分， 模具內(nèi)表面應(yīng)光潔，加涂防銹油，兩模板之間應(yīng)有分模間隙，即在轉(zhuǎn)配、調(diào)試、 維修過程中，可以方便地分開兩塊模板。5. 1 定模座板(750mM 650mm 厚 35mm定模座板是模具與注射機連接固定的板，材料為 45鋼。通過六個M20的內(nèi)六角圓柱螺釘與定模板固定相連，定位圈通過四個M8的內(nèi)六角圓柱螺釘與其連接，定模板與澆口套為H8/f8配合。5. 2 定模板(650mnX650mm 厚 70mm)用于固定定模型芯，導(dǎo)套。固定板應(yīng)有一定的厚度，并且有足夠強度，一般 選用45鋼或者Q235A制成，最好調(diào)質(zhì)230HB-270HB本模具選用45鋼，調(diào)質(zhì)為 230HB-270HB其上的導(dǎo)套

30、孔與導(dǎo)套一端采用 H7/k6配合，另一端采用H7/e7配合；定模板 與澆口套采用H8/m6配合；定模板與定模型芯采用 H7/m6配合。5. 3 支承板(650mr650mm 厚 90mrh支撐板應(yīng)有較高的平行度和硬度，該套模具的動模型芯放置在支承板上， 所 以，支承板材料選擇為45鋼，調(diào)質(zhì)230HB-270HB推桿孔與塑件推桿采用間隙配合。5. 4 墊塊（120mrK 650mr，i 厚為 150mr）i1 ）主要作用 在動模板與支承板之間形成推出機構(gòu)的動作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度， 以適應(yīng)注射機模具安裝厚度的要求。2）可以是平行墊塊或者拐角墊塊，該模具采用平行墊塊。3）墊塊材料墊塊材料為Q

31、235A也可以采用HT200球墨鑄鐵等，該模具采用 Q235A 制造。4）墊塊高度 h 校核h = hi + h2 + hh+ s+S = 5 + 30+ 25+ 50+ 6 111mm 符合要求。hi頂出板限位釘?shù)暮穸?，該模具限位釘?shù)暮穸葹?mmh2推板厚度，為30mmh3推桿固定板厚度，為25mms推出行程，為50mmS推出行程富余量，一般為 3m 6mm取6mm5. 5 動模座板（650mm< 650mm 厚 70mm）材料為45鋼，其上的注射機頂桿孔為直徑30mm其上的推板導(dǎo)柱孔與導(dǎo)柱采用H7/m6配合。5. 6 模套瓣合模通過矩形導(dǎo)滑槽在模套中滑行， 以完成側(cè)向分型和合模復(fù)位。

32、 材料為 45鋼。該模具的模套采用的是與動模做成整體式， 其上的導(dǎo)柱孔與導(dǎo)柱為 H7/k6 配合，有利于合模時壓緊，模套厚度應(yīng)稍小于瓣合模厚度， （28.5mm,取28mm 5. 7 推板（650m< 400mm 厚度 30mr）i材料為 45鋼。其上的推板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)套采用 H7/k6 配合。用 4個 M12 內(nèi)六角圓柱螺釘與推桿固定板固定。5. 8 推桿固定板（650m< 400mm厚度25mr）i材料為 45 鋼。其上的推板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)套采用 H7/f9 配合。圖5.1模架示意圖6合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)模架時，因模架本身帶有導(dǎo)向裝置，一般情況下，設(shè)計人員只需 按照模

33、架規(guī)格選用即可，若需采用精密導(dǎo)向定位裝置，才需設(shè)計人員根據(jù)模具結(jié) 構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計。對于該模具不需要設(shè)計導(dǎo)向機構(gòu)，為了更清楚的了解本套模具， 在此對其進(jìn)行必要的敘述解釋。6. 1導(dǎo)向機構(gòu)的總體設(shè)計1）導(dǎo)向零件應(yīng)該合理均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心到模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保障模具的強度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后變形。2）模具采用四根導(dǎo)柱，其布置為等直徑導(dǎo)柱對稱布置。3）該模具導(dǎo)柱安裝在支承板和模套上，導(dǎo)套安裝在定模板上。4）為了保證分型面很好的接觸，導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)制有承屑槽，即可削去一個面或在導(dǎo)套的孔口倒角，該模采用后者。5）在合模時，應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免凸模先進(jìn)入型

34、腔，導(dǎo)致模具損壞。6）定模模板采用合并加工時，可以確保同軸度要求。6. 2導(dǎo)柱設(shè)計1）該模具采用帶頭導(dǎo)柱，加油槽。2）導(dǎo)柱長度必須比凸模端面高出 68mm3) 為了使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱的端面常做成圓錐形或球形的先導(dǎo)部分。4) 導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具的尺寸來確定，應(yīng)保證具有足夠的抗彎強度(該導(dǎo)柱 的直徑由標(biāo)準(zhǔn)模架可知為直徑 mm。5) 導(dǎo)柱的安裝形式，導(dǎo)柱固定部分與模板安裝按 H7/k6 配合，導(dǎo)柱滑動部分按 H7/f6 配合或 H8/f7 的間隙配合。6) 導(dǎo)柱工作部分的粗糙度為Ra= 0.4卩m7) 導(dǎo)柱應(yīng)具有堅硬而耐磨的表面、堅韌而不易折斷的內(nèi)芯。多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理，或碳素工具

35、鋼T8A T10A經(jīng)淬火處理，硬度為50HRC以上或45 鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)、表面淬火。低溫回火，印度為50HRC以上。63 導(dǎo)套設(shè)計導(dǎo)套與安裝在另一半模上的導(dǎo)柱相配合， 用以確定動模定模的相對位置， 保 證模具 運動導(dǎo)向的圓套形零件。 導(dǎo)套常用的結(jié)構(gòu)形式有兩種：直導(dǎo)套(GB/T4169.2-1984)、帶頭導(dǎo)套(GB/T4169.3-1984)。1) 結(jié)構(gòu)形式。采用帶頭導(dǎo)套( I 型)。2) 導(dǎo)套的端面應(yīng)倒圓角，導(dǎo)柱孔最好做成通孔，利于排出孔內(nèi)剩余空氣。3) 導(dǎo)柱孔的滑動部分按H8/f7或H7/f7的間隙配合，表面粗糙度為0.4卩m導(dǎo) 套外徑與模板一端采用 H7/k6 配合，另一端采用 H7/e7 配

36、合，鑲?cè)肽０濉?) 導(dǎo)套材料采用淬火鋼或銅 (青銅合金) 等耐磨材料制造， 該模具中采用 T8A。 64 推板導(dǎo)柱與導(dǎo)套設(shè)計頂出裝置在模具內(nèi)往復(fù)運動， 除了配合外其余部分都處于浮動狀態(tài)， 頂出板 和頂出固定板的重量不應(yīng)作用在推桿上，而應(yīng)該由頂出系統(tǒng)的導(dǎo)向零件來支撐， 頂板的導(dǎo)向有三種形式：1) 利用回程桿導(dǎo)向。對于頂出距離不大、生產(chǎn)批量小的模具，可借助回程桿導(dǎo) 向和支撐，但是要注意，回程桿的滑動配合面應(yīng)加長，以減少滑動面上的壓 強，回程桿與動模板的配合間隙應(yīng)小于推桿與動模板的配合間隙。2) 利用模腳導(dǎo)向。如圖 6.1 所示，當(dāng)頂出距離較大，但推桿數(shù)量不多，而且對稱封閉的情況下，可利用模腳側(cè)面作

37、為頂出板的導(dǎo)軌，此時A面與分型面應(yīng)有良好的垂直度。圖6.1模角導(dǎo)向3）增設(shè)導(dǎo)柱導(dǎo)向。導(dǎo)柱、導(dǎo)套作為推桿固定板的導(dǎo)向，是最精確的形式。當(dāng)頂出板受力不均衡或推桿必須有精密導(dǎo)向的場合采用這種形式的。如圖5.2所示，其中圖6.2（a）和圖6.2 （b）的導(dǎo)柱還起支撐中間墊板的作用。生產(chǎn) 批量小、頂桿數(shù)量少的模具，頂出系統(tǒng)可以不用導(dǎo)套，如圖6.2（a）所示，圖6.2（c）導(dǎo)柱固定板在上，因而加工方便，是一種常見的結(jié)構(gòu)形式。圖6.2本設(shè)計，模具采用圖6.2（ b）所示形式。推板導(dǎo)柱除了起導(dǎo)向作用以外，還支承著支承板從而改善了支承板的受了狀況，大大提高了支承板的剛性。該套模具設(shè)置了 4套推板導(dǎo)柱導(dǎo)套，它們之

38、間采用 H8/f7配合。7 脫模推出機構(gòu)設(shè)計注射成型每一循環(huán)中， 塑件必須準(zhǔn)確無誤地從模具的凹模中或成型型芯上脫 出，完成推出塑件的裝置稱為脫模機構(gòu)，也可稱為推出機構(gòu)。71 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計原則塑件推出是注射成型過程中的最后一個環(huán)節(jié)， 推出質(zhì)量的好壞將最后決定塑 件的質(zhì)量，因此，塑件的推出是不可忽視的。在設(shè)計推出脫模機構(gòu)時應(yīng)遵循下列原則：1) 推出機構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動模一側(cè)。 由于推出機構(gòu)的動作是通過裝在注射機 合模機構(gòu)上的頂桿來驅(qū)動的， 所以一般情況下， 推出機構(gòu)設(shè)在動模一側(cè)。 正因如 此，在分型面設(shè)計時應(yīng)盡量注意，開模后使塑件能留在動模一側(cè)。2) 保證塑料不因推出而變形損壞。 為了保證塑件

39、在推出過程中不變形、 不損壞， 設(shè)計時應(yīng)仔細(xì)分析塑件對模具的包緊力和粘附力的大小， 合理的選擇推出方式及 推出位置。推力點應(yīng)作用在制品剛性好的部位，如筋部、凸緣、殼體形制品的壁 緣處，盡量避免推力點作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如殼體形 制件及筒形制件多采用推板推出。從而使塑件受力均勻、不變形、不損壞。3) 機構(gòu)簡單、動作可靠。推出機構(gòu)應(yīng)使推出動作可靠、靈活，制造方便，機構(gòu) 本身要有足夠的強度、 剛度和硬度， 以承受推出過程中的各種力的作用， 確保塑 件順利脫模。4) 良好的塑件外觀。推出塑件的位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部，或隱蔽面和非裝飾 面，對于透明塑件尤其要注意頂出位置和頂出形式的

40、選擇， 以免推出痕跡影響塑 件的外觀質(zhì)量。5) 合模時準(zhǔn)確復(fù)位。設(shè)計推出機構(gòu)時，還必須考慮合模時機構(gòu)的正確復(fù)位，并 保證不與其他模具零件相干涉。72 塑件推出的基本方式1) 推桿推出推桿推出是一種基本的、 也是一種常用的塑件推出方式。 常用的推桿形式有 圓形、矩形、階梯形。2) 推件板推出對于輪廓封閉且周長較長的塑件， 采用推件板推出結(jié)構(gòu)。 推件板推出部分的 形狀根據(jù)塑件形狀而定。3）氣壓推出對于大型深型腔塑件，經(jīng)常采用或輔助采用氣壓推出方式。對于本套模具的推出機構(gòu)形式比較復(fù)雜， 采用推件板推出。 因為該塑件在分 型面上投影面積較大，塑件對包緊力較大，要求塑件不變形，不損壞，合模時能 很好的復(fù)

41、位。第一次分型的時候，塑件在瓣合模和動模型芯的包緊下和帶動下， 與定模分開；第二次分型的時候，瓣合模在液壓分型機構(gòu)的帶動下完成側(cè)向分型， 而后塑件推件板塑件使其脫離型芯。73 尾蓋塑件推出機構(gòu)該塑件采用的是圓形推件板推出， 推件板直徑等于塑件最大面直徑， 推件板 推出過程中為了減少推件板與型芯的摩擦，推件板與型芯間留出0.2mm- 0.25mm 的間隙，本設(shè)計中取0.2mm并采用錐面配合，以防止推件板因偏心而溢料。 74 脫模力的計算脫模力是從動模一側(cè)的主型芯上脫出塑件所需要施加的外力， 需要克服塑件 對型芯的包緊力、真空吸力和脫模機構(gòu)本身的阻力。脫模力是注射模脫模機構(gòu)設(shè)計的重要依據(jù)。 其計算

42、方法有簡單估算法和分析 計算法。下面應(yīng)用簡單估算法對該套模具的脫模力進(jìn)行計算。脫模力 Qe 由兩部分組成。Q= QC + Q式中：Q塑件對型芯的包緊力（N）Q使封閉殼體脫模需克服的真空吸力 （N） , Q = 0.1Ab，這里0.1 系數(shù)單位是取MPa A為型芯的橫截面積（口市。殼體塑件的脫模阻力通常按照薄壁和厚壁兩種類型考慮， 每種類型再根據(jù)斷 面幾何形狀進(jìn)行計算。薄壁殼體形塑件，指塑件壁厚與其內(nèi)孔徑之比小于1/20，即t/D < 1/20的塑件。厚壁殼體形塑件，指塑件壁厚與其內(nèi)孔徑之比大于 1/20，即 t/D>=1/20 的 塑件經(jīng)計算，判斷該塑件為薄壁殼體形塑件塑件的環(huán)形脫

43、模力公式為：8E tLcos f tg Q10B1K,式中：Q脫模力e塑料的拉伸模量（MPa&塑料成型平均收縮率（%t塑件的平均壁厚（mmL塑件包容型芯的長度（mm卩一一塑料的泊松比© 脫模斜度f塑料與鋼材之間的摩擦因素r型芯大小端的平均直徑b塑件在與開模方向垂直的平面上的投影面積（cm）,當(dāng)塑件底部有孔時取為0。Ki由f和©決定的無因次數(shù)，可由下式計算 K, 1 f sin cos對于該模具脫模力的計算，采用塑料模具設(shè)計手冊軟件版（R1）中薄壁圓形件脫模力計算模塊進(jìn)行計算。其中各種參數(shù)如下：p正壓力（MPa ；E塑料的彈性模量（N/cmT）;取20000 N/cm

44、A2S成形收縮率（mm/mm 取0.005t塑件平均壁厚（cm）;取0.35mma脫模斜度（°）；因軟件不允許出現(xiàn)零度值，因此選用0.001 °。R凸模半徑（指圓形截面，矩形截面時可求其相等遠(yuǎn)，即以其周長除以n） （cm）;取為 16.5cm。m塑料的帕松比，約為 0.380.39。取0.38。Q脫模力（N）;L包容凸模的長度（cm）;取2.5cm。f 塑料與鋼的摩擦系數(shù)；取 0.35。計算得第一分型脫模力 Q=2298.8874N,由于塑件型腔比較淺，大氣壓力不會很大，因此修正取 Q=2.5KN同理可以求得第二次脫模時的脫模力 Q=0.4KN,考慮到有活動型芯，因此取較大

45、值，取為1KN本團(tuán)隊全部是在讀機械類研究生，熟練掌握專業(yè)知識，精通各類機械設(shè)計，服務(wù)質(zhì)量優(yōu)秀。 可全程輔導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計，知識可貴，帶給你的不只是一份設(shè)計，更是一種能力。聯(lián)系方式： QQ712070844，請看 QQ 資料。8復(fù)位裝置的設(shè)計頂出機構(gòu)在完成塑件的頂出動作之后，為了進(jìn)行下一步的循環(huán)必須回到初始 位置，常用的復(fù)位裝置有彈簧復(fù)位機構(gòu)和復(fù)位桿復(fù)位機構(gòu)， 因為彈簧復(fù)位機構(gòu)不 可靠，所以在此處選用復(fù)位桿復(fù)位。該標(biāo)準(zhǔn)模具自帶了復(fù)位四根復(fù)位桿， 不需要 要具體設(shè)計。9側(cè)向分型機構(gòu)設(shè)計當(dāng)注射成型側(cè)壁帶有孔、凹穴、凸臺等的塑料制件時，模具上成型該處的零 件就必須制成可側(cè)向移動的零件，以便在脫模之前先抽掉側(cè)

46、向成型零件， 否則就 無法脫模。帶動側(cè)向成型零件作側(cè)向移動 （抽拔與復(fù)位） 的整個機構(gòu)稱為側(cè)向分 型與抽芯機構(gòu)。在本課題中，塑件材料為ABS不能采用強制脫模，結(jié)構(gòu)上存在一個小凸起， 故采用側(cè)向分型機構(gòu)。91 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的分類根據(jù)動力來源的不同， 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)一般可分為機動、 液壓或氣動以 及手動等三大類型。根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理選用。本套模具選用機動。由于該塑件側(cè)向分型距離不大， 凹槽較淺且有一定的斜度， 因此分型力不大， 故采用斜導(dǎo)柱側(cè)向分型。92 分型距確定 抽芯與分型距離的計算抽芯距S是指將活動型芯（側(cè)向型芯或瓣合模塊）從成型位置抽至不妨礙塑 件脫模位置所移動的距離。為了安全，抽芯距通常比側(cè)孔或側(cè)凹的深度大2mnr3mm若活動型芯與脫模機構(gòu)出現(xiàn)干涉現(xiàn)象時，那抽芯距就不能簡單的按照這種 方法確定，本設(shè)計中不存在這種現(xiàn)象。抽芯距公式為：S=S1+（2-3）mm對于該塑件有 R=170mm r = 165.5mm計算得 S=（氏-r2） 1/2 +（23）= 38.86 + 3=42mm93 分型力計算分型力的計算同脫模力計算相同。 對于側(cè)向凸起較少的塑件的抽芯力往往是 比較小的，僅僅是克服塑件與側(cè)型腔的粘附力和側(cè)型滑塊移動時的摩擦阻力。對于側(cè)型芯的抽芯力，往往采用如下公式進(jìn)行估算：FC chp cos sin式中Fc抽芯力