模具課程設(shè)計--工具盒注塑成型工藝與模具設(shè)計

1、<p>　　《塑料模具設(shè)計》課程設(shè)計</p><p><b>　　設(shè)計說明書</b></p><p>　　工具盒注塑成型工藝與模具設(shè)計</p><p>　　起止日期： 2011 年 12 月 19 日 至 2011 年 12 月 25 日</p><p><b>　　包裝與印刷學(xué)院</

2、b></p><p>　　11年12月 31日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　課程設(shè)計任務(wù)書…………………………………………………………4</p><p>　　第1章 塑料成型工藝性分析·······&

3、#183;····································

4、;·························7</p><p>　　1.1 塑件分析······&

5、#183;····································

6、;····································

7、83;··················7</p><p>　　1.2 性能分析·············

8、;····································

9、83;····································&

10、#183;···········8</p><p>　　1.3 注射工藝參數(shù)···················&

11、#183;····································

12、;··································8</p>&l

13、t;p>　　第 2 章 分型面位置的分析和確定································&

14、#183;··························9</p><p>　　2.1分型面的選擇原則····

15、····································

16、3;····································&#

17、183;······9</p><p>　　2.2分型面選擇方案························&#

18、183;····································

19、·························10</p><p>　　第 3 章 塑件型腔數(shù)量及排列方式的確定····

20、····································

21、3;· 11</p><p>　　3.1 數(shù)量······························

22、;····································

23、83;································ 11</p><p>　

24、　3.2 排列方式···································

25、····································

26、3;······················11</p><p>　　第 4 章 注射機的選擇和有關(guān)工藝參數(shù)的校核······&#

27、183;····························11</p><p>　　4.1 所需注射量的計算·

28、3;····································&#

29、183;····································

30、·····12</p><p>　　4.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計算·············12</p><p>　　4.3 注射機型號的選定···

31、····································

32、3;····································&#

33、183;···12</p><p>　　4.4 有關(guān)工藝參數(shù)的校核 ··························&#

34、183;····································

35、············13</p><p>　　第5章 澆注系統(tǒng)的形式選擇和截面尺寸的計算·················

36、;················15</p><p>　　5.1主流道的設(shè)計 ··············

37、3;····································&#

38、183;····································

39、·15</p><p>　　5.2冷料穴的設(shè)計· ·····························

40、;····································

41、83;·······················16</p><p>　　5.3分流道的設(shè)計· ······&#

42、183;····································

43、····································

44、3;········17</p><p>　　5.4澆口設(shè)計·······················

45、····································

46、3;····································&#

47、183;·17</p><p>　　5.5澆注系統(tǒng)的平衡·····························&

48、#183;····································

49、;·····················18</p><p>　　第6章 成型零件的設(shè)計及力學(xué)計算········

50、83;····································&

51、#183;··········18</p><p>　　6.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè) ···················&#

52、183;····································

53、····················19</p><p>　　6.2成型零件工作尺寸計算· ·········&

54、#183;····································

55、;·························19</p><p>　　6.3成型零件的強度及支撐板厚度計算· ···&

56、#183;····································

57、;·············21</p><p>　　第7章 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用· ···············&#

58、183;····································

59、·21</p><p>　　第8章 導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計·····························

60、83;····································&

61、#183;·········21</p><p>　　第9章 脫模機構(gòu)的設(shè)計····················

62、3;····································&#

63、183;···················21</p><p>　　第10章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計··········&#

64、183;····································

65、····················22</p><p>　　第11 章 模具總體結(jié)構(gòu)··········&#

66、183;····································

67、······························25</p><p>　　設(shè)計總結(jié)··

68、;····································

69、83;····································&

70、#183;····························26</p><p>　　參考文獻···

71、····································

72、3;····································&#

73、183;···························27</p><p><b>　　課程設(shè)計任務(wù)書</b><

74、;/p><p>　　2011-2012學(xué)年第1學(xué)期</p><p>　　課程名稱：塑料成型模具設(shè)計</p><p>　　設(shè)計題目：工具盒注塑成型工藝及模具設(shè)計</p><p>　　完成期限：自2011年12月19日至2011年12月25日共1周</p><p>　　指導(dǎo)教師（簽字）：________________

75、 年 月 日</p><p>　　系(教研室)主任(簽字)：_________________ 年 月 日</p><p><b>　　工具盒產(chǎn)品圖</b></p><p><b>　　平面圖</b></p>

76、;<p><b>　　立體圖</b></p><p><b>　　技術(shù)要求：</b></p><p>　　1、塑件外表光滑，不得翹曲變形；</p><p>　　2、脫模斜度30′～1°；</p><p><b>　　3、中批量生產(chǎn)；</b></p&

77、gt;<p>　　4、未注圓角半徑R1～R2；5、材料HDPE</p><p>　　第1章 塑料成型工藝性分析</p><p><b>　　1.1塑件分析</b></p><p>　　該塑件為游標(biāo)卡尺盒,所用材料為HDPE(高密度聚氯乙烯),無顏色要求,生產(chǎn)批量為中批量。該塑料外表要求光滑，無注射缺陷，不允許有飛邊、毛刺及其他

78、外觀上明顯的缺陷，色澤均勻協(xié)調(diào)，不允許有氣泡、裂紋、劃痕和縮孔等缺陷。</p><p>　　由塑件圖分析可知,精度未注,采用一般精度6級。所用塑料為高密度聚乙烯,該塑料流動性好,注射充型流動平穩(wěn),塑件外設(shè)置有脫模斜度。</p><p><b>　　塑件圖如下：</b></p><p><b>　　1.2性能分析</b>&l

79、t;/p><p><b>　?、?使用性能</b></p><p>　　高密度聚乙烯的產(chǎn)生:聚乙烯按聚合時采用的壓力不同分為高壓,中壓,低壓。低壓聚乙烯的分子鏈上支鏈較少,相對分子質(zhì)量,結(jié)晶度和密度較高,因此稱為高密度聚乙烯,廣泛應(yīng)用于制造塑料管塑料板塑料繩,以及承載不高的零件,如齒輪軸,手柄等。</p><p><b>　　② 成型性能

80、</b></p><p><b>　　⑴.結(jié)晶料吸濕性小</b></p><p>　　⑵.流動性極好,溢邊值0.02mm左右,流動性對壓力敏感</p><p>　　⑶.可能發(fā)生熔融破裂,與有機溶劑接觸可能發(fā)生開裂</p><p>　?、?加熱時間過長則發(fā)生分解燒焦</p><p>　　

81、⑸.冷卻速度慢,因此必須充分冷卻,宜設(shè)冷料穴,模具應(yīng)有冷卻系統(tǒng)</p><p>　　⑹.收縮率范圍大,應(yīng)控制模溫,保持冷卻,均勻穩(wěn)定</p><p>　?、?宜高壓低溫注射,料溫均勻,填充速度快,保壓充分</p><p>　?、?不宜用直接進料口,可能產(chǎn)生收縮不均勻,應(yīng)選擇進料的位置與數(shù)量,防止產(chǎn)生縮孔和縮松</p><p><b>

82、;　?、?質(zhì)軟易脫模</b></p><p>　　③主要性能指標(biāo) 表１-１</p><p>　　數(shù)據(jù)源自參考文獻[4]</p><p><b>　　1.3注射工藝參數(shù)</b></p><p><b>　　表１-２</b></p><p>　　源

83、自參考文獻[1]表4-18</p><p>　　第 2 章 分型面位置的分析和確定</p><p>　　2.1分型面的選擇原則</p><p>　　在塑件設(shè)計階段,就應(yīng)該考慮成型時分型面的形狀數(shù)量,否則就無法用模具成型。在模具設(shè)計階段,應(yīng)首先確定分型面的位置,然后才選擇模具的結(jié)構(gòu)。分型面選擇是否合理,對塑件質(zhì)量工藝,操作難易程度和模具設(shè)計制造有很大影響。因此分型面的

84、選擇是注射模設(shè)計中的一個關(guān)鍵因素。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):由參考書[1]可知</p><p>　　①.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)盡量使塑件開模時留在動模;</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)生的溢料邊易于消除和修整;</p><p>　　③.分型面的選擇應(yīng)保證塑件

85、尺寸精度;</p><p>　?、?分型面選擇應(yīng)有利于排氣;</p><p>　　⑤.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)考慮注射機的規(guī)格</p><p>　　2.2 分型面選擇方案</p><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>

86、<p>　　分型面選擇方案1.如圖所示</p><p><b>　　圖１-１</b></p><p>　　分型面與開模方向平行,置于最大截面處,塑件包緊在動模型芯上。利用推出機構(gòu)易于推出,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如圖所示</p><

87、p><b>　　圖１-２</b></p><p>　　分型面與開模方向平行,但是沒有置于最大截面處,塑件包緊在動模型芯上。利用推出機構(gòu)不易于推出,開模行程也合理,所以不能能夠滿足要求。</p><p>　　分型面選擇方案3圖所示</p><p><b>　　圖１-３</b></p><p>　

88、　與方案1很類似,但與“分型面應(yīng)選擇在塑件的最大截面處”的原則不一致。對于塑件到底留在動模還是定模不能確定。雖然可以采用推板進行脫模,但由于球頭下部很小,很容易造成此處破裂。對于球頭型腔的加工工藝性也不好。故該方案不合理</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 3 章 塑件型腔數(shù)量及排列方式的確定</p>&l

89、t;p><b>　　3.1 數(shù)量</b></p><p>　　分型面確定以后,就需要考慮是采用單型腔模還是多型腔模。一般來說,大中型塑件和塑件精度要求較高的小型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)。但對于精度要求不高的小型塑件(沒有配合精度要求),形狀簡單,又是大批量生產(chǎn)時,若采用多型腔?？墒股a(chǎn)率大為提高降低成本。結(jié)合塑件的批量,質(zhì)量要求,塑料的品種形狀尺寸及塑件的生產(chǎn)成本,所選用的技術(shù)要求和

90、規(guī)范,選擇一模一腔。</p><p><b>　　3.2 排列方式</b></p><p>　　由于是采用單型腔模具，所以型腔的排列方式的設(shè)計步驟可以省略。</p><p>　　第 4 章 注射機的選擇和有關(guān)工藝參數(shù)的校核</p><p>　　注射模是安裝在注射機上使用的工藝裝備,因此設(shè)計注射模是應(yīng)該詳細了解現(xiàn)有注射機的

91、技術(shù)規(guī)格才能設(shè)計出符合要求的模具。注射機規(guī)格的確定主要是依據(jù)塑件的大小及型腔的數(shù)目和排列方式,在確定模具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下,設(shè)計人員應(yīng)對模具所需的注射量,鎖模力,注射壓力,拉桿間距,最大和最小模具厚度,推出形式,推出位置,開模距離等進行計算。</p><p>　　4.1所需注射量的計算</p><p>　?、?塑件質(zhì)量和體積的計算</p><p>　

92、　對于該設(shè)計,用戶提供了塑件樣圖,據(jù)此進行三維見建模,對其分析得:</p><p>　　塑件體積V1≈146.75cm3</p><p>　　塑件質(zhì)量m1＝ρV1≈0.95×146.75＝139.41g</p><p>　?、?澆注系統(tǒng)凝料體積的估算</p><p>　　可按塑件體積的0.6倍計算,由于該模具采用一模四腔,所以澆注系

93、統(tǒng)凝料體積為</p><p>　　V2＝V1×0.6＝146.75×0.6＝88.05 cm3</p><p>　?、?該模具一次注射所需塑料</p><p>　　體積V0＝ V1+ V2≈146.75+88.05= 234.80cm3</p><p>　　質(zhì)量m0＝ρV0≈0.95×234.80=223.06g

94、</p><p>　　4.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計算</p><p>　　流道凝料(包括澆口)在分型面上的投影面積為A2,在模具設(shè)計前是個未知數(shù),根據(jù)多型腔模的設(shè)計分析,A2是每個塑件在分型面上的投影面積A1的0.2-0.5倍,因此可用0.35 A1來進行計算,所以</p><p>　　A = n A1+ A2= n A1+ 0.35n

95、A2 = 1.35n A1</p><p>　　A1 = 234×83×2+ 20×8×2+ 8×8 = 39228mm2</p><p>　　A =1.35×1×39228 =52957.9mm2</p><p>　　則Fm = A×P型 =52957.8×20 =10591

96、56N = 1059.16KN</p><p>　　其中P型由參考文獻[1]表5-1查得P型 =20Mpa</p><p>　　4.3 注射機型號的選定</p><p>　　由上述數(shù)據(jù)查參考文獻[1]附錄6及參考文獻[3]選注射機型號為SZ160/1000,基本參數(shù)如下</p><p><b>　　表４-１</b><

97、;/p><p>　　4.4 有關(guān)工藝參數(shù)的校核</p><p>　?、?按注射機的最大注射量校核型腔數(shù)量，公式源自參考文獻[3]式4-2</p><p>　　n<2.7 , 符合要求。</p><p>　　式中，K—注射機的最大注射量的利用系數(shù)一般取0.8；</p><p>　　成型周期一般為40-140s,因塑件壁

98、厚不大，取40s</p><p>　　m1—單個塑件的質(zhì)量或體積（g或cm3），m1=139.41g</p><p>　　m2—澆注系統(tǒng)所需塑料的質(zhì)量或體積（g或cm3），m2=0.6×m1=83.65g</p><p>　　mN—為注射機的最大注射量（g或cm3）該注射機質(zhì)量為634×0.9=570.6g，其他符號意義與取值同前。</p&

99、gt;<p><b>　　滿足要求</b></p><p><b>　?、?注射量的校核</b></p><p>　　一般情況下必須使一個注射成型同期內(nèi)塑料的焙體的容量或質(zhì)量應(yīng)為制體或澆注系統(tǒng)額定注射兩的80%以內(nèi)。</p><p>　　式中n為型腔數(shù)，( )單個塑件容量或質(zhì)量或g, ()澆注系統(tǒng)的凝料容量

100、或質(zhì)量或g, 注射機的額定注射量。</p><p><b>　　即 </b></p><p>　　當(dāng)每次注射量過小時，塑料在塑筒中停留的時間將過長，如此會使塑料高溫分解，影響制件的質(zhì)量和性能，因此，其最小的注射量不應(yīng)該小于注射量的20%。</p><p><b>　　因此</b></p><p>

101、;　　而=234.80滿足 符合要求。</p><p><b>　　滿足要求</b></p><p>　?、?塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核</p><p><b>　　式中</b></p><p>　　A2是每個塑件分型向上的投影、面積的0.2～0.5倍，該處取0.35倍，</p&

102、gt;<p>　　A2 =0.35nA1=13729.8mm2</p><p>　　T推=AP平均≤AP=AkP0 </p><p>　　其中，A—塑料與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積mm2；</p><p>　　k--壓力損耗系數(shù)，取0.4；</p><p>　　P0--注射壓力，取90Mpa；</p><

103、p>　　P平均—型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力，20MPa。</p><p>　　T推=52957.8×20=1059156N=1059KN</p><p>　　1059KN≤52957.8×0.4×90N=1906480.8N=1906.5KN＜鎖模力=3500KN</p><p><b>　　滿足要求</b>&

104、lt;/p><p><b>　?、?注射壓力的校核</b></p><p>　　所選注射機額定注射壓力為130MPa,該塑件的注射壓力為70-100MPa,由于選用的是螺桿式注射機,其注射壓力的傳遞比柱塞式要好,同時HDPE流動性好,因此注射壓力選用80MPa,注射應(yīng)滿足</p><p><b>　　Pmax≥k’P0</b>

105、</p><p>　　式中: max注射機額定注射壓力</p><p>　　P0注射成型時所用的注射壓力</p><p>　　k’安全系數(shù),常取k’ = 1.25-1.4</p><p>　　左邊 = 150MPa 右邊 = 1.25×80---1.4×100= 100-140MPa</p><p

106、><b>　　滿足要求。</b></p><p>　　⑤ 模具厚度的校核</p><p>　　模具厚度指模板閉合后達到規(guī)定鎖模力時,動模板與定模板之間的距離。</p><p>　　模具厚度H應(yīng)滿足: Hmin≤H≤Hmax</p><p>　　對于所選注射機 式中Hmin = 250mm, Hmax = 490m

107、m</p><p>　　而模具厚度為H = 260mm</p><p><b>　　滿足要求</b></p><p><b>　　⑥定位環(huán)尺寸</b></p><p>　　注射機定位孔的尺寸為，定位環(huán)與定位孔要呈較松動的間隙配合，由于此處為小型模具，所以定位環(huán)的高度取8～10mm.</p>

108、;<p><b>　　⑦噴嘴尺寸的校核</b></p><p>　　主流通道的小端D直徑大于注射機噴嘴直徑d以有利于塑料熔體流動，通常為</p><p>　　對于該模取d=4mm 取D=4.5mm滿足條件。</p><p>　　主流道入口處的凹坑球面半徑SR0應(yīng)該大于注射機的噴嘴球頭半徑SR,以利用同心和緊密接觸,否則主流通道凝料

109、無法脫出.通常取SR0= SR+(1～2)mm</p><p>　　對于該模具SR=18mmm ， 所以SR0=19mm 符合條件。</p><p><b>　?、?開模行程的校核</b></p><p>　　該套模具用的注射機為具有液壓-機械式機構(gòu)的注射機，其最大開模行程由肘桿機構(gòu)的最大行程所決定，而不受模具厚度的影響，當(dāng)模具厚度變化時可由調(diào)

110、整裝置調(diào)整。故校核時只要使注射機最大開模行程大于模具所需的開模距離，即</p><p>　　Smax≥S </p><p>　　對于雙分型面模具，模具所需開模距離為：</p><p><b>　　mm</b></p><p>　　式中 H1—塑件脫模需要的頂出距離，為15mm；</p><p&

111、gt;　　H2—塑件厚度（包括流道凝料在內(nèi)），H2=15+30=45mm。</p><p>　　—取出澆注系統(tǒng)凝料所需澆口板與固定板之間的距離，mm</p><p><b>　　開模行程需要滿足：</b></p><p>　　，而（由表2-1得） </p><p><b>　　所以，符合要求。</b

112、></p><p>　　綜上,注射機選擇合理,能夠滿足使用要求</p><p>　　第5章 澆注系統(tǒng)的形式選擇和截面尺寸的計算</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.冷料穴四部分組成。澆注系統(tǒng)的作用是使來自注射模噴嘴的塑料熔體平

113、穩(wěn)而順利的充模,壓實,保壓。</p><p>　　5.1 主流道的設(shè)計</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>　　主流道部分在成型過程中,其小端入口處與注射機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

114、易損件,對材料的要求高,因而模具的主流道部分常設(shè)計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 d = 注射機噴嘴直徑 + (0.5-1)</p><p>　　= 4 + 0.5 = 4.5mm</p><p>　　② 主流道球面半徑 SR = 注射機噴嘴球面半徑

115、+ (1-2)</p><p>　　= 18 + 1 = 19mm</p><p>　?、?球面配合高度 h = 3- 5 取h = 4mm</p><p>　?、?主流道錐角 α=2°-6° 取α=4°</p><p>　?、?主流道長度 L 盡量≤60mm 42+5 = 47mm</p

116、><p>　?、?主流道大端直徑 D = d + 2Ltg=7mm</p><p><b>　　取D = 7mm </b></p><p>　　為減少料流轉(zhuǎn)向過渡時的阻力，主流道大端要設(shè)計成圓角過渡，圓角半徑r=1～3mm。</p><p>　　主流道襯套及定位圈的固定形式如下圖:</p><p>&

117、lt;b>　　圖５-１</b></p><p>　　5.2 冷料穴的設(shè)計</p><p>　　冷料穴的作用是貯存兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料及熔體流動前鋒冷料,以防止熔體冷料進入型腔。冷料穴一般設(shè)置在主流道的末端,當(dāng)分流道較長時,在分流道的末端有時也設(shè)冷料穴。同時冷料穴兼有分模時將主流道凝料從主流道襯套中拉出并滯留在動模一側(cè)。本設(shè)計采用推板脫模機構(gòu),采用代球形頭的冷料穴,適用

118、于彈性較好的HDPE,結(jié)構(gòu)如圖所示:</p><p><b>　　圖５-２</b></p><p>　　5.3 分流道的設(shè)計</p><p>　　分流道的布置與前面的型腔排列密切相關(guān)，有多種不同的布置形式，應(yīng)遵守兩方面的原則：一方面應(yīng)排列緊密，縮小模具板面尺寸；另一方面應(yīng)考慮盡量減少在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低，同時還要考慮減小流

119、道的容積，使流程盡量短，鎖模力力求平衡。由于該模具采用的是單型腔注塑，模具，所以其分流道可以省去。</p><p><b>　　5.4 澆口設(shè)計</b></p><p>　　澆口是連接分流道與型腔的通道，是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的位置、形狀以及對塑件的 性能影響很大。澆口面積通常為分流道面積的0.03～0.09，澆口面積形狀有矩形和圓形的兩種，澆口長度約為0.5～2

120、mm，澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗確定，取其限值，然后在試模時逐步修正。</p><p>　?、?類型及位置的確定</p><p>　　該模具是中小型塑件的多型腔模具。有塑料顧問分析可知,選擇在SR20與分型面交界處合理。類型選用常用的點澆口,這類澆口加工容易,修整方便,并且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活選擇進料位置。</p><p>　?、?澆口的結(jié)構(gòu)尺寸經(jīng)驗數(shù)據(jù)<

121、/p><p>　　點澆口的截面積與矩形側(cè)澆口的截面積相等，設(shè)點澆口直徑為d（mm）,則</p><p>　　式中，t—塑件厚度（平均厚度約為3 mm）</p><p>　　n—與塑料品種有關(guān)的系數(shù)，由教材133表6—4查得n=0.6.</p><p>　　A—塑件的外表面面積</p><p>　　(上式中，等式右邊的B、J

122、分別為塑件上各處對應(yīng)的尺寸。)</p><p><b>　　從而求得</b></p><p>　　此時，取澆口長度為3.2mm，圓弧半徑為2.1mm，H為1.8mm。</p><p><b>　　如下圖：</b></p><p>　　5.5澆注系統(tǒng)的平衡</p><p>　　

123、對于該模具,從主流道到各個型腔和分流道的長度相等,形狀及截面尺寸相同,各個澆口也相同,澆注系統(tǒng)顯然是平衡的。</p><p>　　第6章成型零件的設(shè)計及力學(xué)計算</p><p>　　模具中確定塑件幾何形狀和尺寸精度的零件稱為成型零件。成型零部件在工作時，直接與塑料接觸，承受塑料容體的高壓。料流的沖刷以及脫模時與塑件的摩擦，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底的表面粗糙度

124、。此處成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。</p><p>　　成型零部件工作尺寸計算方法有平均值法和公差帶法。在這里采用平均值法計算。即：按塑料收縮率、成型零件制造公差和磨損量均為平均值時，制件獲得的平均尺寸來計算的。</p><p>　　6.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　?、?型腔.型腔采用整體式,用機械加工方法易于成型,結(jié)構(gòu)

125、簡單,牢固不易變形。塑件無拼接縫痕跡,適用于簡單形狀的塑件。</p><p>　?、?型芯.球內(nèi)壁八個筋板的成型采用八個小型芯,考慮到制造安裝準(zhǔn)確方便,其底部采用圓形。中間深孔由于長度較大,脫模時采用推管推出,需單獨設(shè)置型芯。這樣八個小型芯的內(nèi)孔即為深孔的型腔,計算考慮時需特別注意。</p><p>　　6.2 成型零件工作尺寸計算</p><p>　　成型零部件工

126、作尺寸計算有平均值法和公差帶法兩種。本設(shè)計為便于計算采用平均值法。塑件尺寸按一般精度取6級,除中心孔已注公差外,在計算之前,將各個尺寸按入體原則注上公差如下:（公式參考文獻[1]7-7，7-9，7-11，7-13，7-14）</p><p><b>　　. . . .</b></p><p>　　6.2.1凸模：（型芯）</p><p>&

127、lt;b>　?、傩托緩较虺叽?lt;/b></p><p>　　設(shè)塑件內(nèi)型尺寸為，塑料平均收縮率為，其公差為，則其平均尺寸為；型芯基本尺寸為，制造公差為，其平均尺寸為。</p><p>　　則，可得 式中，</p><p>　　對于游標(biāo)卡尺盒模具中可采用中、小型塑件計算公式：</p><p><b>　　即

128、 </b></p><p><b>　　式中，；</b></p><p>　?。ù颂幦?.5%）；</p><p>　?。ㄋ芗?nèi)徑為168mm;HDPE一般精度等級為6查表得值）</p><p><b>　　，取</b></p><p><b>

129、;　　所以</b></p><p><b>　　型芯高度尺寸</b></p><p>　　按公差帶標(biāo)注原則，塑件高度尺寸為，型芯高度尺寸為，因磨損小，計算時磨損量可不予考慮，</p><p><b>　　則 </b></p><p>　　對于游標(biāo)卡尺盒采用中、小型塑件計算公式：

130、 </p><p><b>　　即 </b></p><p><b>　　式中，；;查表得；</b></p><p><b>　　所以</b></p><p>　　6.2.2凹模：（型腔）</p><p><b>

131、　　型腔徑向尺寸</b></p><p>　　設(shè)塑件平均收縮率為；塑件外型基本尺寸為，其公差為，則塑件平均尺寸為；型腔基本尺寸為，其制造公差為，則型腔基本尺寸為。</p><p>　　對于游標(biāo)卡尺盒采用中、小型塑件計算公式：</p><p><b>　　式中，；；查表得；</b></p><p><b&

132、gt;　　所以</b></p><p><b>　　型腔深度尺寸</b></p><p>　　按公差帶標(biāo)注原則，塑件高度尺寸為，型腔深度尺寸為，型腔底面和型芯端面均與塑件脫模方向垂直，因磨損小，計算時磨損量可不予考慮。</p><p><b>　　則 </b></p><p>　　對

133、于游標(biāo)卡尺盒用中、小型塑件計算公式： </p><p><b>　　即 </b></p><p><b>　　式中，；;查表得；</b></p><p><b>　　所以</b></p><p>　　6.3成型零件的強度及支撐板厚度計算&l

134、t;/p><p><b>　　① 型腔側(cè)壁厚度</b></p><p>　　該型腔屬于組合式矩形型腔，剛度計算時，將每一側(cè)壁視為均布載荷的兩端固定梁，其最大撓度發(fā)生在中點，由此得側(cè)壁厚度的計算公式</p><p>　　式中 p----型腔內(nèi)壓力,Mpa,查教材P113可得為15Mpa</p><p>　　E----彈性

135、模量,Mpa;一般中碳鋼E=2.1 ×105Mpa, </p><p>　　預(yù)硬化塑料模具鋼E=2.2×105Mpa,</p><p>　　----型腔材料的許用應(yīng)力,此處取=300</p><p>　　h---型腔內(nèi)壁受壓部分的高度，mm;</p><p>　　H---型腔外壁高度，mm;</p><

136、p>　　1---型腔內(nèi)壁長度，mm;</p><p><b>　?、?型腔底版厚度</b></p><p>　　該底板屬于組合式矩形型腔的底板，可視為均布載荷簡支梁.設(shè)支腳間距L和型腔長度相等.</p><p>　　按強度條件計算，簡支梁最大彎曲應(yīng)力也發(fā)生在底板中部，其值為</p><p>　　故按強度計算所得底板

137、厚度為</p><p>　　第7章 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用</p><p>　　以上計算內(nèi)容確定以后,便可根據(jù)計算結(jié)果確定模架。在生產(chǎn)中盡量選用標(biāo)準(zhǔn)模架,這樣可大大縮短模具制造周期,提高企業(yè)經(jīng)濟效益。由于該模具預(yù)直接采用定模板作型腔以節(jié)省材料,同時尺寸較小,但墊塊厚度很厚,難以選擇模架,故決定自制。</p><p>　　第8章 導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計</p>

138、;<p>　　導(dǎo)向機構(gòu)主要用于保證動模和定模兩大部分及其他零部件之間的準(zhǔn)確對合。導(dǎo)向機構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式,設(shè)計的基本要求是導(dǎo)向精確,定位準(zhǔn)確,并且有足夠的強度,剛度和耐磨性,多采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)。</p><p>　　① 動定模合模導(dǎo)向機構(gòu)</p><p>　　設(shè)計時將導(dǎo)柱置于動模,其導(dǎo)向部分尺寸由資料查得直徑為16mm。.導(dǎo)柱與動模板的配合精度及導(dǎo)套與定模板的

139、配合精度在裝配圖中得以體現(xiàn)。</p><p><b>　?、?推出板的導(dǎo)向</b></p><p>　　推出板在推出塑件過程,必須采用導(dǎo)向機構(gòu)以使塑件受力均勻,保證塑件不變形,其導(dǎo)向本設(shè)計采用與動定模合模導(dǎo)向機構(gòu)合二為一的設(shè)計,原因是厚度不大,運動距離不大,以節(jié)約材料。</p><p><b>　?、?頂板的導(dǎo)向</b>&

140、lt;/p><p>　　由于設(shè)計時采用推管推出機構(gòu),推管不僅起了推出塑件的作用,還起了對頂桿導(dǎo)向的作用,無需另設(shè)導(dǎo)柱導(dǎo)套而使模具機構(gòu)復(fù)雜而且成本提高。</p><p>　　第9章 脫模機構(gòu)的設(shè)計</p><p>　　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型芯上脫出,完成脫出塑件的裝置稱為脫模機構(gòu)也稱推出機構(gòu)。</p><p>

141、<b>　　脫模機構(gòu)的設(shè)計原則</b></p><p>　　塑件推出(頂出)機構(gòu)是注射成型過程中最后一個環(huán)節(jié),推出質(zhì)量的好壞將最后決定塑件的質(zhì)量,因此,塑件的推出不可忽視。在設(shè)計推出脫模機構(gòu)時應(yīng)遵循以下原則:</p><p>　　.盡量設(shè)置在動模的一側(cè);</p><p>　　.保證塑件不因推出而變形損壞;</p><p>

142、;　　.機構(gòu)簡單,動作可靠;</p><p><b>　　.良好的塑件外觀;</b></p><p>　　.合模時的準(zhǔn)確復(fù)位。</p><p><b>　　塑件的脫模機構(gòu)</b></p><p>　　由于本塑件的形狀所確定,采用推板推出機構(gòu)和推管推出機構(gòu)。推板推出機構(gòu)在塑件表面不留推出痕跡,同時受力

143、均勻,推出平穩(wěn),且推出力大,結(jié)構(gòu)簡單,用于將本塑件球柄部分脫模。推管脫模機構(gòu)用于環(huán)形,筒形或塑件帶孔部分的推出,由于推管以環(huán)形周邊接觸塑件,故推頂塑件力量均勻,塑件不易變形,也不會留下明顯的推出痕跡。對于此塑件合理適用簡單。</p><p><b>　　復(fù)位機構(gòu)及其他</b></p><p>　　推出及復(fù)位時,推管始終在成型套內(nèi)運動,能夠起導(dǎo)向作用,可以保證準(zhǔn)確復(fù)位,

144、無需另設(shè)復(fù)位桿。推板在運動過程中的移動距離和推管一樣,為保證推出板不掉下,故應(yīng)將導(dǎo)柱長度設(shè)置較長。</p><p>　　第10章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計</p><p><b>　　加熱系統(tǒng)</b></p><p>　　由于該套模具的要求在80℃,又是小型模具,所以無需設(shè)計加熱裝置。</p><p><b>　　

145、冷卻系統(tǒng)</b></p><p>　　對熱塑性塑料,注射成型后必須對模具進行有效的冷卻,使熔融塑料的熱量盡可能的傳給模具,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,所以常用溫水進行冷卻。</p><p><b>　　冷卻介質(zhì)</b></p><p>　　冷卻介質(zhì)有水和

146、壓縮空氣,但用冷卻水較多,因為水的熱量大,傳熱系數(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><b>　　冷卻系統(tǒng)的簡單計算</b></p><p>　　塑件固化每小時釋放的熱量</p><p>　　由參考文獻[1]表10-4查得高密度聚乙烯的單位熱流量Q1 = (6.9-8.1)×102KJ/kg<

147、;/p><p><b>　　Q = WQ1</b></p><p>　　W---單位時間(每分鐘)內(nèi)注入模具的塑料質(zhì)量(Kg/min),</p><p>　　T為成型周期，HDPE為40～140s,此處取50s.</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得</b></p><p>　

148、　B. 冷卻水的體積流量（用20℃的水做冷卻液）</p><p>　　由[1]中式（102）得</p><p><b>　　—冷卻水密度 ，取</b></p><p>　　—冷卻介質(zhì)比熱容，取4.187</p><p>　　—冷卻介質(zhì)出口溫度℃，取25</p><p>　　—冷卻介質(zhì)進口溫度℃，取

149、20</p><p>　　C. 冷卻管道直徑d，查[1]中表10—1得，為使冷卻水處于湍流狀態(tài)取</p><p>　　D. 冷卻水在管道內(nèi)的流速: 查[1]中式10-16得</p><p>　　E. 冷卻管道孔壁與冷卻介質(zhì)之間的傳熱膜系數(shù)h</p><p>　　查[1]中表10—5得,f=7.22(水溫為30℃時)，在由[1]中式（10—2）

150、得</p><p>　　式中，—與冷卻介質(zhì)有關(guān)的物理系數(shù)，查[1]中表10-5得</p><p>　　—冷卻介質(zhì)在一定溫度下的密度，此處取</p><p>　　—冷卻介質(zhì)在圓管中的流速m/s,0.099m/s</p><p>　　—冷卻管道的直徑，取</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得</b>

151、</p><p>　　F. 冷卻管道的總傳熱面積</p><p>　　式中，—模具與冷卻水溫度之間的平均溫差，模具溫度取80℃。</p><p><b>　　其余均已求出</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得</b></p><p>　　G. 模具應(yīng)開設(shè)的冷卻管道數(shù)

152、</p><p>　　式中，為模具長度340mm</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得</b></p><p><b>　　根</b></p><p>　　考慮到塑件的冷卻效率,在定模板中設(shè)兩個水管,能夠滿足設(shè)計要求。</p><p>　　第11章 模具總體結(jié)構(gòu)</p

153、><p>　　由以上設(shè)計步驟，綜合得設(shè)計的模具機構(gòu)如下：</p><p>　　1—澆口套 2—定位圈 3—螺釘 4—定模板 5—拉桿 6—彈簧 7—型腔板 </p><p>　　8—動模板 9—盒底型芯 10—支撐板 11—支腳 12—頂出桿 13—螺釘</p><p>　　14—動模底板 15—推桿固定板 16—推板

154、17—螺釘 18—型芯 19—盒底型芯 20—密封圈 21—成型頂桿 22—螺釘 23—螺釘 24—導(dǎo)柱 25—導(dǎo)套 26—吊環(huán)27—回拉桿</p><p><b>　　圖１１-１</b></p><p>　　工作原理為：該模具為三板式點澆口結(jié)構(gòu)。</p><p>　　注射時，熔融塑料經(jīng)澆注系統(tǒng)進行充型，經(jīng)保壓補縮冷卻后開模。開

155、模時，在彈簧（件6）的作用和制品對型腔的脹力作用下，型腔板（件7）隨動模移動，拔斷點澆口，拉桿（件5）限位，制品脫出型腔，最后靠頂出裝置將制件頂出。由于制品只有一處凹槽，故成型桿（件21）頂出后，制品靠自重即可落下。</p><p><b>　　設(shè)計總結(jié)</b></p><p>　　在設(shè)計過程中的經(jīng)驗教訓(xùn)總結(jié)：</p><p>　　1、設(shè)計的過

156、程中必須嚴(yán)肅認(rèn)真，刻苦專研，一絲不茍，精益求精，才能在設(shè)計思想，方法和技能各方面獲得較好的鍛煉與提高。</p><p>　　2模具設(shè)計課程設(shè)計是在老師的指導(dǎo)下獨立完成的。必須發(fā)揮設(shè)計的主動性，主動思考問題分析問題和解決問題。</p><p>　　3、設(shè)計中要正確處理參考已有資料和創(chuàng)新的關(guān)系。熟悉和利用已有的資料，既可避免許多重復(fù)的工作，加快設(shè)計進程，同時也是提高設(shè)計質(zhì)量的重要保證。善于掌握

157、和使用各種資料，如參考和分析已有的結(jié)構(gòu)方案，合理選用已有的經(jīng)驗設(shè)計數(shù)據(jù)，也是設(shè)計工作能力的重要方面。</p><p>　　4、在教師的指導(dǎo)下訂好設(shè)計進程計劃，注意掌握進度，按預(yù)定計劃保證質(zhì)量完成設(shè)計任務(wù)。機械設(shè)計應(yīng)邊計算，邊繪圖，邊修改，設(shè)計計算與結(jié)構(gòu)設(shè)計繪圖交替進行，這與按計劃完成設(shè)計任務(wù)并不矛盾，應(yīng)從第一次設(shè)計開始就注意逐步掌握正確的設(shè)計方法。</p><p>　　5、整個設(shè)計過程中要

158、注意隨時整理計算結(jié)果，并在設(shè)計草稿本上記下重要的論據(jù)，結(jié)果，參考資料的來源以及需要進一步探討的問題，使設(shè)計的各方面都做到有理有據(jù)。這對設(shè)計正常進行，階段自我檢查和編寫計算說明書都是必要的。</p><p>　　通過這次為期幾個星期的課程設(shè)計，我拓寬了知識面，鍛煉了能力，綜合素質(zhì)得到較大提高。</p><p>　　安排課程設(shè)計的基本目的，在于通過理論與實際的結(jié)合、人與人的溝通，進一步提高思想

159、覺悟。尤其是觀察、分析和解決問題的實際工作能力，以便培養(yǎng)成為能夠主動適應(yīng)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)需要的高素質(zhì)的復(fù)合型人才。</p><p>　　作為整個學(xué)習(xí)體系的有機組成部分，課程設(shè)計雖然安排在一周進行，但并不具有絕對獨立的意義。它的一個重要功能，在于運用學(xué)習(xí)成果，檢驗學(xué)習(xí)成果。運用學(xué)習(xí)成果，把課堂上學(xué)到的系統(tǒng)化的理論知識，嘗試性地應(yīng)用于實際設(shè)計工作，并從理論的高度對設(shè)計工作的現(xiàn)代化提出一些有針對性的建議和設(shè)想。檢驗學(xué)

160、習(xí)成果，看一看課堂學(xué)習(xí)與實際工作到底有多大距離，并通過綜合分析，找出學(xué)習(xí)中存在的不足，以便為完善學(xué)習(xí)計劃，改變學(xué)習(xí)內(nèi)容與方法提供實踐依據(jù)。</p><p>　　對我們非機械專業(yè)的本科生來說，實際能力的培養(yǎng)至關(guān)重要，而這種實際能力的培養(yǎng)單靠課堂教學(xué)是遠遠不夠的，必須從課堂走向?qū)嵺`。這也是一次預(yù)演和準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計工作。</p><p>　　通過課程設(shè)計，讓我們找出自身狀況與實際需要的差距，并在以

161、后的學(xué)習(xí)期間及時補充相關(guān)知識，為求職與正式工作做好充分的知識、能力準(zhǔn)備，從而縮短從校園走向社會的心理轉(zhuǎn)型期。課程設(shè)計促進了我系人才培養(yǎng)計劃的完善和課程設(shè)置的調(diào)整。課程設(shè)計達到了專業(yè)學(xué)習(xí)的預(yù)期目的。在一個星期的課程設(shè)計之后，我們普遍感到不僅實際動手能力有所提高，更重要的是通過對機械設(shè)計流程的了解，進一步激發(fā)了我們對專業(yè)知識的興趣，并能夠結(jié)合實際存在的問題在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)進行更深入的學(xué)習(xí)。</p><p>　　由于時間緊

162、迫，所以這次的設(shè)計存在許多缺點。但我相信，通過這次的實踐，能使我在以后的設(shè)計中避免很多不必要的工作，有能力設(shè)計出結(jié)構(gòu)更合理科學(xué)的模具。</p><p>　　讀萬卷書，行萬里路。實踐是認(rèn)識的來源，實踐是認(rèn)識的 動力，實踐是認(rèn)識的目的，實踐也是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn) 。今后應(yīng)該更加重視實踐。 </p>&

163、lt;p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1].黃虹主編.塑料成型加工與模具.北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2002</p><p>　　[2].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>　　[3].屈華昌.塑料成型工藝與模具設(shè)計.北京:機械工業(yè)出版社1996.4</p>

164、;<p>　　[4].塑料模具技術(shù)手冊編委會.塑料技術(shù)手冊.北京:機械工業(yè)出版社.1997.6</p><p>　　[5].何忠保等編.典型零件模具圖冊.北京:機械工業(yè)出版社.2000.11</p><p>　　[6].錢可強.機械制圖.北京:高等教育出版社.2003.6</p><p>　　[7].廖念釗,古瑩庵等.互換性與技術(shù)測量.北京:中國計量出