塑料成型模具畢業(yè)設計---拖把左護蓋注塑模具設計

1、<p>　　塑料成型模具畢業(yè)設計</p><p>　　拖把左護蓋注塑模具設計 </p><p><b>　　學部：機械工程學部</b></p><p>　　專業(yè)：材料成型及控制工程</p><p><b>　　班級： </b></p><p>&l

2、t;b>　　姓名： </b></p><p><b>　　指導老師及職稱： </b></p><p>　　完成日期：2011年4月25日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1.前言………………………………………………………………………………1<

3、;/p><p>　　2.設計任務書……………………………………………………………………1</p><p>　　3.塑件工藝分析…………………………………………………………………1—4</p><p>　　4.注塑機的選擇及型腔數(shù)量的確定……………………………………………4—5</p><p>　　5.分型面的選擇及澆注系統(tǒng)的設計………………………

4、……………………5—8</p><p>　　6.模具設計方案論證……………………………………………………………8—10</p><p>　　7.主要零部件的設計計算……………………………………………………10—12</p><p>　　8.注塑機有關參數(shù)的校核……………………………………………………12—13</p><p>　　9.模具的裝

5、配…………………………………………………………………1—4</p><p>　　10.繪制模具裝配圖和零件圖…………………………………………………見附錄</p><p>　　11.設計總結…………………………………………………………………………13</p><p>　　參考文獻 ………………………………………………………………………13</p><

6、;p>　　附錄………………………………………………………</p><p>　　拖把左護蓋注塑模具設計</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　光陰似箭,轉眼間大學四年即將結束了.在這即將畢業(yè)之際,一方面為了檢驗大學四年來所學的知識,另一方面為了將來走進社會工作時從事設計工作做準備,綜合各方面考慮,因此搞這樣一次具有重

7、大歷史意義的畢業(yè)設計.</p><p>　　本次設計的題目是拖把左護蓋注射模具,該塑件來源于生活,主要是用于拖把上,做保護支持作用.目前該塑件主要產于國外,國內市場有待開發(fā).因此搞這樣一個全新的設計,具有很大的意義.其一,能是自己在完全沒有參照的情況下搞設計,使自己主動動腦,主動想辦法和創(chuàng)新.其二,可以開發(fā)國內市場.因此,這次設計很能鍛煉能力,能起到畢業(yè)設計應起到的效果.</p><p>

8、　　選定這個設計題目后,經過自己的思考,對本次設計的一個大致過程有了一個輪廓.首先,該塑件外形結構復雜,完全為曲面結構且不規(guī)則,外形比較大,設計零件圖時相對比較困難,用Pro-E造型時要綜合考慮各方面問題,盡量把塑件外形表達得準確形象.其次,將塑件設計出來后,就要確定分型面,設計型芯和型腔.再次,就要選擇注塑機和模架,布置型腔,決定型腔數(shù)量,澆注系統(tǒng)的設計,冷卻系統(tǒng)的設計,相應圖紙的繪制等等.最后,就是設計說明書的編寫,技術文件的編寫.

9、</p><p>　　設計過程中,用到了如Auto-CAD,Pro-E,UG三種制圖軟件.繪圖過程中,三種制圖軟件針對不同的制圖要求,及相應的方便性,交錯使用,相得益彰.給本次設計帶來了很大的便利.如Pro-E方便繪制塑件圖,UG對復雜零件分型比較好用,且可以方便調用模架,設計模具爆炸圖,而Auto-CAD可方便設計零件二維圖等等.編寫畢業(yè)論文的時候,還用到了截圖軟件等等.總之,本次設計需要考慮的問題多,考察的知

10、識廣泛,對各種制圖軟件要熟練,對相應的操作要熟悉.所以這次設計對設計者的要求比較高,能真正達到畢業(yè)設計想要達到的目的.</p><p>　　最后,本次設計得到了各位老師們的指導和教育,同學的幫助,我在此一并表示感謝!同時,由于實際經驗及理論技術有限,設計中存在的一些錯誤和不足之處在所難免,希望能得到老師們的諒解!</p><p><b>　　設計任務書</b><

11、/p><p><b>　?。ㄒ唬┱撐囊?lt;/b></p><p>　　畢業(yè)論文的形式應為學術論文，畢業(yè)設計（論文）字數(shù)一般不少于8000字。畢業(yè)論文應觀點明確、材料充實、結構合理、層次清楚、語言通順、格式規(guī)范。</p><p>　?。ǘ┊厴I(yè)設計圖紙要求</p><p>　　1、使用CAD/CAM軟件（Pro/E、UG等三維

12、設計軟件）繪制產品三維立體圖一張；</p><p>　　2、模具三維爆炸圖一張；</p><p>　　3、二維模具裝配圖一張零號圖；</p><p>　　4、模具工作圖一套；</p><p>　　5、全套模具非標準零件二維工程圖；</p><p>　　6、典型零件工藝規(guī)程及數(shù)控加工程序一套。并把該零件在數(shù)控機床上編程加

13、工出來。</p><p><b>　　三、 塑件工藝分析</b></p><p>　?。ㄒ唬?、塑件成型工藝分析</p><p>　　如圖1.1,圖1.2,圖1.3所示：</p><p><b>　　圖1.1</b></p><p><b>　　圖1.2</b&

14、gt;</p><p><b>　　圖1.3</b></p><p>　　該塑件為電動拖把左護蓋，用于拖把中，主要起保護作用。從圖中可以看出，塑件結構復雜，且極不規(guī)則，主要為曲面結構，有螺釘孔、通風槽、加強筋、工藝孔等各種繁雜結構。因此，塑件脫模時應考慮能成功脫模，且不損傷塑件。此外，考慮到它作為覆蓋件，起保護作用，應該有一定的承載能力。綜合以上考慮，選擇ABS作為該

15、成型該塑件的材料。</p><p>　　塑件的尺寸較大，所以必須要保證塑料的流動速度，使塑料能及時流動到各個部位，填充滿每個部位。因此，注塑機的壓力的選擇、塑件的澆口設計、塑件的冷料井設計等問題都要充分考慮好。塑件的結構復雜多樣，所以必須保證塑料的各個部分的壁厚問題，如塑件主要形體輪廓的壁厚、螺釘孔的壁厚、加強筋的壁厚；必須考慮好塑件脫出機構的設計，如推桿的設計，模板的設計等，保證塑件每個部分都能成功的脫模，不能

16、使某些薄弱的部分在脫模的時候折斷或者變形等。此外，該塑件作為護蓋件，必須考慮到它表面的粗糙的和光潔度等問題。</p><p>　?。ǘ?、拖把左護蓋原料（ABS）的成型特性與工藝參數(shù)</p><p>　　丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS樹脂微黃色或白色不透明，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐熱，耐化學腐蝕，丁二烯使聚合物具有優(yōu)越的柔性，韌性；苯乙烯賦予聚合物良好的剛

17、性和加工流動性。因此ABS樹脂具有突出的力學性能和良好的綜合性能。同時具有吸濕性強，但原料要干燥，它的塑件尺寸穩(wěn)定性好，塑件盡可能偏大的脫模斜度。</p><p>　　1. ABS的注射成型工藝參數(shù): </p><p>　　2. 塑件表面質量分析:</p><p>　　該塑件表面沒有特殊要求，一般情況下，外表面要求光潔，表面粗糙度可以取0.8um；沒有特殊要求的塑

18、件內部表面粗糙度可取3.2um。</p><p>　　3. 塑件的結構工藝性</p><p>　?。?）塑件的尺寸精度分析</p><p>　　根據塑件原料為ABS（查書Ⅱ -P7 -表2-1-2）（注：書Ⅱ—申開智 塑料成型模具 北京：中國輕工業(yè)出版社 2009.3;下同）</p><p>　　確定塑件公差等級MT4，其主要尺寸的公差要求見

19、表1-1：</p><p>　　表1-1塑件尺寸公差</p><p>　　四、 注塑機的選擇及型腔數(shù)量的確定</p><p>　?。ㄒ唬⒂嬎闼芗捏w積和質量</p><p>　　該產品材料為ABS，查書本得知其密度為1.13-1.14g/cm3，收縮率為，計算其平均密度為1.135 g/cm3，平均收縮率為0.55﹪。</p>

20、<p>　　使用PRO/E軟件畫出三維實體圖，軟件能自動計算出所畫圖形塑件的體積（160cm3）。</p><p>　　另預置澆道凝料為5cm3</p><p>　　因此估算注塑一個塑件需要ABS 160+5=165cm3。</p><p>　　則塑件的質量為M=V*P=165*1.135=187.275g</p><p>　?。?/p>

21、二）、確定注塑機型號</p><p>　　根據塑件制品一次注塑所需材料的體積和質量（查資料<塑料模具設計指導>）,　選定注塑機型號為：XZY-300.</p><p>　　注塑機參數(shù)如表1-2所示：</p><p><b>　　表1-2注塑機參數(shù)</b></p><p>　?。ㄈ?、型腔數(shù)量的確定</p

22、><p>　　考慮到塑件的尺寸比較大，結構復雜，脫模比較困難，脫模機構比較復雜，為了保證注塑質量，型腔數(shù)量不宜過多。而且，由于一個塑件成型所需的塑料ABS的體積為V=165 cm3，而所選注塑機XZY-300的最大注塑量為320cm3 ，即注塑機一次注塑量實際值為：320*80%=256cm3，只能滿足一個塑件所需塑料的體積。綜上考慮，決定采用一模一腔的模具結構。</p><p>　　五、分型

23、面的選擇及澆注系統(tǒng)的設計</p><p>　?。ㄒ唬?、分型面的選擇</p><p>　　塑料在模具型腔凝固形成塑件，為了將塑件取出來，必須將模具型腔打開，也就是必須將模具分成兩部分，即定模和動模兩大部分。定模和動模相接觸的面稱分型面。通常有以下原則：</p><p>　　1、分型面的選擇有利于脫模：分型面應取在塑件尺寸的最大處。而且應使塑件流在動模部分，由于推出機構

24、通常設置在動模的一側，將型芯設置在動模部分，塑件冷卻收縮后包緊型芯，使塑件留在動模，這樣有利脫模。如果塑件的壁厚較大，內孔較小或者有嵌件時，為了使塑件留在動模，一般應將凹模也設在動模一側。拔模斜度小或塑件較高時，為了便于脫模，可將分型面選在塑件中間的部位，但此塑件外形有分型的痕跡。</p><p>　　2、分型面的選擇應有利于保證塑件的外觀質量和精度要求。如便于清除毛刺，有利于排除模具型腔內的氣體等。</p

25、><p>　　3、分型面的選擇應有利于成型零件的加工制造。</p><p>　　4分型面應有利于側向抽芯，但是此模具無須側向抽芯，此點可以不必考慮。</p><p>　　綜合考慮各種因素，結合該塑件結構，決定將分型面選擇在塑件外形輪廓的最大處。如圖1.4所示：</p><p><b>　　圖1.4</b></p>

26、<p>　?。ǘ?、澆注系統(tǒng)的設計</p><p><b>　　1．主流道的設計</b></p><p>　　主流道是塑料熔體進入模具型腔是最先經過的部位，它將注塑機噴嘴注出的塑料熔體導入分流道或型腔. 主流道的主要設計原則如下：</p><p>　　為便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料以及考慮塑料熔體的膨脹，主流道設計成圓錐形，因

27、ABS的流動性為中性，故其錐度取3度，過大會造成流速減慢，易成渦流，內壁粗糙度為R0.8um。</p><p>　　主流道大端呈圓角，其半徑取r=1～3mm,以減少流速轉向過渡的阻力，r=1.5mm.</p><p>　　在保證塑件成形良好的情況下，主流道的長度應盡量短，否則會使主流道的凝料增多，且增加壓力損失，使塑料熔體降溫過多影響注射成形。</p><p>　　

28、為使熔融塑料完全進入主流道而不溢出，應使主流道與注射機的噴嘴緊密對接，主流道對接處設計成半球形凹坑，其半徑為r2=r1+(1～2),其小端直徑D=d+(0.5～1),凹坑深度常取3～4mm。在此模具中取r2=11～12mm。</p><p>　　由于主流道要與高溫高壓的塑料熔體和噴嘴反復接觸和碰撞，所以主流道部分常設計成可拆卸的主流道襯套，以便選用優(yōu)質鋼材單獨加工和熱處理，其大端兼作定位環(huán)，圓盤凸出定模端面的長度

29、H=5～10mm。同時因該鬧鐘后蓋采用ABS，需加熱，所以在主流道處采用電加熱以提高料溫。</p><p>　　由于選擇注塑機型號為XZY-300,其噴嘴的有關尺寸如下：</p><p>　　噴嘴球半徑：r=18mm ,噴嘴孔直徑：d=5mm </p><p>　　根據主流道與噴嘴的關系（查參考文獻）下公式：</p><p>　　球面凹坑

30、半徑:R=r+（0.5~1）mm, 其中r——注塑機噴嘴球半徑, 取R=18.5</p><p>　　澆口套進料口直徑:D=d+（0.5~1）mm, 取D=5.5</p><p>　　為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設計成圓錐形。主流道襯套采用可拆卸更換的澆口套，澆口套的形狀尺寸設計采用推薦尺寸的常用澆口套；為了能與注塑機的定位圈相

31、配合采用外加定位環(huán)的形式。這樣不僅減少了澆口套的總體尺寸，還避免了澆口套在使用過程中的磨損。</p><p>　　澆口套圖如圖1.5所示：</p><p><b>　　圖1.5</b></p><p><b>　　2．分流道的設計</b></p><p>　　分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開在

32、分型面上，起分流和轉向的作用。分流道截面的形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和U形等，圓形和正方形截面流道的比面積最?。鞯辣砻娣e于體積之比值稱為比表面積），塑料熔體的溫度下降小，阻力小，流道的效率最高。但加工困難，而且正方形截面不易脫模，所以在實際生產中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及U形。</p><p>　?。?）分流道設計要點：</p><p>　　a.在保證足夠的注塑壓力使塑料熔

33、體能順利的充滿型腔的前提下，分流道截面積與長度盡量取小值，分流道轉折處應以圓弧過度。</p><p>　　b.分流道較長時，在分流道的末端應開設冷料井。對于此模來說在分流道上不須開設冷料井。</p><p>　　c.分流道的位置可單獨開設在定模板上或動模板上，也可以同時開設在動，定模板上，合模后形成分流道截面形狀。</p><p>　　d.分流道與澆口連接處應加工成

34、斜面，并用圓弧過度。</p><p>　　(2) 分流道的長度</p><p>　　分流道的長度取決于模具型腔的總體布置方案和澆口位置，從在輸送熔料時減少壓力損失，熱量損失和減少澆道凝料的要求出發(fā)，應力求縮短。</p><p>　　(3) 分流道的斷面</p><p>　　分流道的斷面尺寸應根據塑件的成形的體積，塑件的壁厚，塑件的形狀和所用

35、塑料的工藝性能，注射速率和分流道長度等因素來確定。</p><p>　　因ABS的推薦斷面直徑為4.5～9.5(查參考文獻)，部分塑件常用斷面尺寸推薦范圍。分流道要減小壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，同時因考慮加工的方便性。分流道應考慮出料的流暢性和制造方便，熔融料的熱量損失小，流動阻力小，比表面和小等問題.由于采用的是潛伏式澆口對熱損失及流動提出了較高的要求，決定采用U型的分流道，為了保

36、證外形無澆口痕，澆口前后兩端形成較大的壓力差，增加流速，得到外形清晰的制件，提高熔體冷凝速度，保證熔融的塑料不回流，同時可隔斷注射壓力對型腔內塑料的后續(xù)作用，冷卻后快速切除.</p><p>　　(4) 分流道的布局</p><p>　　在多型腔模具中分流道的布置中有平衡和非平衡兩種，根據本模具為一模一腔的結構,選取非平衡式.</p><p>　　分流道的尺寸又

37、塑料種類、塑件大小及流道長度確定。</p><p>　　對于重量在200g以下，壁厚在3mm以下的塑件可采用經驗公式計算：</p><p>　　D=0.2654W½L¼ （查書Ⅰ- P78 ）</p><p>　　D——分流道直徑mm。</p><p><b>　　W——塑件質量g。</b>&

38、lt;/p><p>　　L——分流道長度mm。</p><p>　　D=0.2654X160X1.14 ½X5 ¼=8mm</p><p><b>　　取D=9mm</b></p><p>　　分流道截面及尺寸如圖1.6所示：</p><p><b>　　圖1.6<

39、/b></p><p><b>　　3. 澆口的設計</b></p><p>　　澆口又稱進料口，是連接分流道與型腔之間的一段細短流道（除直接澆口外），它是澆注系統(tǒng)的關鍵部分。其主要作用是：</p><p>　　(1)型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結，防止其倒流。</p><p>　　(2)易于在澆口切除澆注系統(tǒng)的

40、凝料。澆口截面積約為分流道截面積的0.03～0.09，澆口的長度約為0.5mm～2mm，澆口具體尺寸一般根據經驗確定，取其下限值，然后在試模是逐步糾正。當塑料熔體通過澆口時，剪切速率增高，同時熔體的內磨檫加劇，使料流的溫度升高，粘度降低，提高了流動性能，有利于充型。但澆口尺寸過小會使壓力損失增大，凝料加快，補縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑件質量。</p><p><b>　　澆口位置的選擇：</

41、b></p><p>　　(1)澆口位置應使填充型腔的流程最短。這樣的結構使壓力損失最小，易保證料流充滿整個型腔，同時流動比的允許值隨塑料熔體的性質，溫度，注塑壓力等的不同而變化，所以我們在考慮塑件的質量都要注意到這些適當值。</p><p>　　(2)澆口設置應有利于排氣和補塑。</p><p>　　(3)澆口位置的選擇要避免塑件變形。采側澆口在進料時頂部形

42、成閉氣腔，在塑件頂部常留下明顯的熔接痕，而采用點澆口，有利于排氣，整件質量較好，但是塑件壁厚相差較大，澆口開在薄壁處不合理；而設在厚壁處，有利于補縮，可避免縮孔、凹痕產生。</p><p>　　(4)澆口位置的設置應減少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型時前端較冷的料流在型腔中的對接部位，它的存在會降低塑件的強度，所以設置澆口時應考慮料流的方向，澆口數(shù)量多，產生熔接痕的機會很多。流程不長時應盡量采用一個澆口，以減少熔

43、接痕的數(shù)量。對于大多數(shù)框形塑件，澆口位置使料流的流程過長，熔接處料溫過低，熔接痕處強度低，會形成明顯的接縫，如果澆口位置使料流的流程短，熔接處強度高。為了提高熔接痕處強度，可在熔接處增設溢溜槽，是冷料進入溢溜槽。筒形塑件采用環(huán)行澆口無熔接痕，而輪輻式澆口會使熔接痕產生。</p><p>　　(5)澆口位置應避免側面沖擊細長型心或鑲件。</p><p>　　因點口在脫開時會傷塑件的內表面在這

44、里是可以的，考慮到點澆口有利澆注系統(tǒng)的廢料和塑件的脫離，所以選取用點繞口。分流道與澆口的連接。在利用了Pro/E的塑料顧問對其進行模仿CAE的注塑之后選擇了更具優(yōu)勢的澆口， </p><p>　　由于該塑件外觀質量要求較高，所以澆口的位置和大小應不影響塑件的外觀質量為前提，同時也應模具結構更簡單。根據對該塑件結構的分析，綜合考慮塑件外觀質量的要求以及型腔的安放方式，進料位置實際在塑件的頂部，決定采用潛伏式澆口,如

45、圖1.7所示.</p><p><b>　　4.冷料井的設計</b></p><p>　　冷料井位于主流道正對面的動模板上，或處于分流道末端，其作用是接受料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進入型腔而影響塑件質量，開模時又能將主流道的凝料拉出。冷料井的直徑宜大于大端直徑，長度約為主流道大端直徑?；诒敬卧O計的模具，可采用底部帶有拉料桿的冷料井，這類冷料井的底部由一個拉料桿

46、構成。拉料桿裝于型芯固定板上，因此它不能隨脫模機構運動。利用Z形拉料桿配合冷料井。</p><p>　　冷料井設計在主流道正對面的動模上，如圖1.7所示:</p><p><b>　　圖1.7</b></p><p>　　六、 模具設計方案論證</p><p>　　(一)、 型腔的布局</p><p&

47、gt;<b>　　1.成型零件的結構</b></p><p>　　型芯型腔的設計結構參見零件圖.</p><p>　　2. 推出機構的確定</p><p>　　在對塑件進行脫模是必須遵循以下原則：</p><p>　　(1)、因為塑料收縮是抱緊凸模，所以頂出力的作用點應盡量靠近凸模。。</p><p&

48、gt;　　(2)、頂出力應作用在塑件剛性和強度最大的部位，如加強筋，壁厚等處。作用面積盡可能大一些，以防止塑件變形和損壞。</p><p>　　(3)、為了保證良好的塑件外觀，頂出位置應盡量設在塑件內部或對塑件外觀影響不大的部位。將頂桿設計在塑件的內部型腔。</p><p>　　(4)、若頂出部位需設在塑件使用或裝配的基準面上時，對不影響塑件尺寸和使用，一般頂桿與塑件接觸處凹進塑件0.1m

49、m；否則塑件會出現(xiàn)凸起，影響基面的平整。</p><p>　　由于該塑件尺寸比較大,結構復雜,因此脫模比較困難.脫模時必須考慮受力要均勻,不能讓塑件受損傷,且要能成功脫模,決定采用推桿將塑件進行推出, 頂桿多用T8AV、T10A材料，頭部淬火硬度達50HRC以上，表面粗糙度取Ra值小于0.8微米，和頂桿孔呈H8/f8配合。 具體設計見總裝圖和爆炸圖和零件圖.</p><p>　　3. 導向

50、定位機構的設計</p><p>　　導向合模機構對于塑料模具是必不可少的部分，因為模具在閉合時要求有一定的方向和位置，所以必須設有導向機構，導柱安裝在動模一邊或定模一邊均可，通常導柱設在主型腔周圍。導向機構的主要作用有：定位、導向和承受一定側壓力。定位作用是為避免裝配時方位搞錯而損壞模具，并且在模具閉合后使型腔保持正確形狀，不至因為位置的偏移而引起塑件壁厚不均。塑件在注入型腔過程中會產生單向側壓力，或由于注射機的

51、精度限制，使導柱工作中承受一不定的導向作用。動定模合模時，首先導向機構接觸，引導動定模正確閉合，避免凸?；蛐托鞠冗M入型腔，產生干涉而壞零件。由于注塑壓力的各向性就會對導柱進行徑向的剪力，導致導柱容易折斷。對型芯和型腔改進后，其的配合可以進行定位。結合本塑件結構,設計導柱、導套零件如下： </p><p><b>　　圖6.1 導柱</b></p><p><b

52、>　　圖6.2 導套</b></p><p>　　4. 冷卻系統(tǒng)與排氣系統(tǒng)的設計</p><p>　　設計冷卻系統(tǒng)的過程中應遵循的原則：</p><p>　　(1)澆口處加強冷卻；</p><p>　　(2)冷卻水孔到型腔表面的距離相等；</p><p>　　(3)冷卻水孔數(shù)量應盡可能的多，孔徑應盡

53、可能的大；</p><p>　　(4)冷卻水孔道不應穿過鑲快或其接縫部位，以防漏水。</p><p>　　(5)進水口水管接頭的位置應盡可能設在模具的同一側，通常應設在注塑機的背面。</p><p>　　(6)冷卻水孔應避免設在塑件的熔接痕處。而且在冷卻系統(tǒng)內，各相連接處應保持密封，防止冷卻水外泄。</p><p>　　根據模具冷卻系統(tǒng)設計原

54、則：冷卻水孔數(shù)量盡量多，尺寸盡量大的原則可知，冷卻水孔數(shù)量大于或等于3根都是可行的。這樣做同時可實現(xiàn)盡量降低入水與出水的溫度差的原則?？紤]該塑件外形比較大,對冷卻要求比較高,結合參考文獻上的經驗值,決定取10根冷卻水，冷卻水口直徑為6mm.具體結構見總裝配圖.</p><p>　　5．溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計</p><p>　　在注射成型過程中，模具溫度直接影響到塑件的質量如收縮率、翹曲變形、

55、耐應力開裂性和表面質量等，并且對生產效率起到決定性的作用，在注射過程中，冷卻時間占注射成型周期的約80%，然而，由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具溫度的要求有盡相同，因此，對模具冷卻系統(tǒng)的設計及優(yōu)化分析在一定程度上決定了塑件的質量和成本，模具溫度直接影響到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件質量，而模具溫度的高低取決于塑料結晶性，塑件尺寸與結構、性能要求以及其它工藝條件如熔料溫度、注射速度、注射壓力、模塑周期等。影響注射模冷

56、卻的因素很多，如塑件的形狀和分型面的設計，冷卻介質的種類、溫度、流速、冷卻管道的幾何參數(shù)及空間布置，模具材料、熔體溫度、塑件要求的頂出溫度和模具溫度，塑件和模具間的熱循環(huán)交互作用等。</p><p>　　低的模具溫度可降低塑件的收縮率。</p><p>　　模具溫度均勻、冷卻時間短、注射速度快，可降低塑件的翹曲變形。</p><p>　　對結晶性聚合物，提高模具溫度

57、可使塑件尺寸穩(wěn)定，避免后結晶現(xiàn)象，但是將導致成型周期延長和塑件發(fā)脆的缺陷。</p><p>　　隨著結晶型聚合物的結晶度的提高，塑件的耐應力開裂性降低，因此降低模具溫度是有利的，但對于高粘度的無定型聚合物，由于其耐應力開裂性與塑料的內應力直接相關，因此提高模具溫度和充模，減少補料時間是有利的。</p><p>　　提高模具溫度可以改善塑件的表面質量。</p><p>

58、;　　在注射成形過程中，模具的溫度直接影響塑件的成型質量和生產效率，根據塑料的要求，注射到模具內的塑料溫度為2000C左右，而從模具中取出塑件的溫度約為600C，溫度降低是由于模具通入冷卻水，將溫度帶走了，普通的模具通入常溫的水進行冷卻，通過調節(jié)水的流量就可以調節(jié)模具的溫度</p><p>　　因該塑件使用的塑料是ABS，要求模溫高，若模具溫度過低則會影響塑料的流動性，增加剪切阻力，使塑件的內應力較大，甚至還出現(xiàn)

59、冷流痕、銀絲、注不滿等缺陷。因此在注射開始時，為防止填充不足，充入溫水或者模具加熱。</p><p>　　總之，要做到優(yōu)質、高效率生產，模具必須進行溫度調節(jié)。對溫度調節(jié)系統(tǒng)的要求：</p><p><b>　　確定加熱或是冷卻；</b></p><p>　　模溫均一，塑件各部分同時冷卻；</p><p>　　采用低的模溫

60、，快速且大量通冷卻水；</p><p>　　溫度調節(jié)系統(tǒng)應盡量結構簡單，加工容易，成本低謙。</p><p>　　因在ABS要求的熔融溫度為200。而且流動性能為中性，同時在注射時模具溫度要求為50——70，所以該模具必須加熱。模具加熱方法包括：熱水，熱空氣，熱油及電加熱等。由于電加熱清潔、結構簡單、可調節(jié)范圍大，所以在該模具應用電加熱。</p><p>　　七、主

61、要零部件的設計計算</p><p>　?。ㄒ唬?、成型零件的成型尺寸計算</p><p>　　該塑件的材料為ABS,其收縮率為0.3%~0.8% （查書Ⅰ- P234 -表A3）</p><p>　　其平均收縮率為:K=（ 0.3%+0.8%）/2=0.55%</p><p>　　根據塑件尺寸公差的要求，取模具制造公差δ=Δ/4</p&

62、gt;<p>　　成型零件尺寸的計算見表1-4: </p><p>　　表1-4成型零件尺寸的計算 </p><p>　?。ǘ?模具型腔壁厚的確定</p><p>　　塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓作用，應有足夠的強度和剛度。</p><p>　　查相關參考文獻(以前課程設計時所用參考書P192,表9-24),得型腔

63、側壁厚30<S<35mm,而型腔板尺寸為550X350X80,即滿足要求.</p><p>　　為實現(xiàn)高性能的目的；選用模具材料應具有高耐磨性，高耐蝕睡，良好的穩(wěn)定性和良好的導熱性。必須具有一定的強度，表面需要耐磨，淬火變型要小，但不需要耐腐蝕性，因為ABS沒有腐蝕性?？梢圆捎肞20，經過滲碳，淬火回火,HRC50-55。</p><p>　?。ㄈ?、 標準模架的確定</

64、p><p>　　綜合考慮本塑件采用的是一模一腔結構、潛伏式澆口、一次分型、型腔壁厚要求、塑件尺寸大小、冷卻水道的布置等諸多因素，加上前面已確定的型腔模板尺寸550mmX350mmX80mm，（查參考文獻）,決定選取FUTABA.S SA355型標準模架。</p><p>　　八、 注塑機有關參數(shù)的校核</p><p>　　（一）、 模具閉合高度的校核</p>

65、;<p>　　組成模具閉合高度的模板及其他零件的尺寸有:</p><p>　　定模座板:H1=30 mm</p><p>　　型腔固定板(定模板):H2=80 mm</p><p>　　型芯固定板(動模板):H3=40 mm</p><p>　　支承板:H4=45 mm</p><p>　　墊塊:H5=1

66、10 mm</p><p>　　動模座板:H6=30 mm</p><p>　　故該模具閉合高度為:H=H1+H2+H3+H4+H5+H6=30+80+40+45+110+30=335 mm</p><p>　　由于所選注塑機最小模具厚度為285mm，最小模具厚度為355mm</p><p>　　即 285mm< H<355mm

67、 故滿足要求。</p><p>　?。ǘ?、模具安裝部分校核</p><p>　　所選模架的尺寸為:長*寬=550X400 mm<注塑機拉桿間距710X510（mmXmm）</p><p>　　注塑機可安裝模具的尺寸為:長*寬=620*520 mm</p><p><b>　　故滿足要求。</b><

68、;/p><p>　?。ㄈ㈤_模行程校核</p><p>　　開模行程也叫合模行程,指模具開合過程中動模座板的移動距離,用符號S表示.所選注塑機的最大開模行程Smax=340 mm.為了使塑件成型后能夠順利脫模,并結合該模具為單分型面特點,確定該模具的開模行程S應滿足</p><p>　　S=S1++a+(5-10)=50+100+10=160 mm</p>

69、<p>　　其中 S1為塑件高度,a為澆注系統(tǒng)凝料所必需的長度</p><p>　　因為Smax=340 mm>S=160 mm, 所以注塑機的開模行程滿足要求.</p><p><b>　?。ㄋ模?、鎖模力校核</b></p><p>　　Fs > Pm A （查書Ⅰ-P140）</p><

70、;p>　　式中：Pm——熔融型料在型腔內的壓力，MPa；這里最大壓力為90MPa。</p><p>　　A——塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和，mm ²；這里約為16000mm ²</p><p>　　Fs——注塑機的額定鎖模力，KN</p><p>　　PmXA=90X16000=1440KN</p><p>

71、;　　此處選定的注塑機鎖模力為1500KN>1440KN, 故滿足要求。</p><p>　?。ㄎ澹⒆畲笞⑺芰啃：?lt;/p><p>　　考慮到流道，澆口凝料和飛邊，通常注塑機的實際注塑量是理論注塑量的80%。所以，選用注塑機最大注塑量應：</p><p>　　0.8V機>V塑+V澆 (查參考文獻）</p><p>　

72、　式中：V機——注塑機的最大注塑體積(cm3)；</p><p>　　V塑——塑件的體積(cm3),（用PRO/E算其體積）；</p><p>　　V澆——澆注系統(tǒng)的體積(cm3),（用PRO/E算其體積）；</p><p>　?。╒塑+V澆）/0.8=（160+5）/0.8=206.5 cm3</p><p>　　該注塑機的注塑量為320

73、cm3>206.5 cm3, </p><p><b>　　故滿足要求。</b></p><p>　?。?、最大注射壓力的校核</p><p>　　該塑件材料為ABS，所需注射為60-100MPa，而所選注射機壓力為175 MPa，所以注射壓力符合要求。</p><p>　　九、模 具 的 裝

74、配</p><p>　　裝配模具是模具制造過程中的最后階段，裝配精度直接影響到模具的質量、壽命和各部分的功能。模具裝配過程是按照模具技術要求和相互間的關系，將合格的零件連接固定為組件、部件直至裝配為合格的模具。</p><p>　　在模具裝配過程中，對模具的裝配精度應控制在合理的范圍內，模具的裝配精度包括相關零件的位置精度，相關的運動精度，配合精度及接觸只有當各精度要求得到保證，才能使模具

75、的整體要求得到保證。</p><p>　　塑料模的裝配基準分為兩種情況，一是以塑料模中和主要零件臺定模，動模的型腔，型芯為裝配基準。這種情況，定模各動模的導柱和導套孔先不加工，先將型腔和型芯鑲塊加工好，然后裝入定模和動模內，將型腔和型芯之間墊片法或工藝定位器法保證壁厚，動模和定模合模后用平行夾板夾緊，鏜投影導柱和導套孔，最后安裝動模和定模上的其它零件，另一種是已有導柱導套塑料模架的。</p><

76、;p>　　澆口套與定模部分裝配后，必須與分模面有一定的間隙，其間隙為0.05——0.15毫米，因為該處受噴嘴壓力的影響，在注射時會發(fā)生變形，有時在試模中經常發(fā)現(xiàn)在分模面上澆口套周圍出現(xiàn)塑料飛邊，就是由于沒有間隙的原因。為了有效的防止飛邊，可以接近塑件的有相對位移的面上銼一個三角形的槽，由于空氣的壓力的緣故可以更好的防止飛邊。</p><p>　?。ㄒ唬⒛＞叩难b配順序</p><p>

77、;<b>　　1.確定裝配基準；</b></p><p>　　2.裝配前要對零件進行測量，合格零件必須去磁并將零件擦拭干凈；</p><p>　　3.調整各零件組合后的累積尺寸誤差，如各模板的平行度要校驗修磨，以保證模板組裝密合，分型面吻合面積不得小于80%，間隙不得小于溢料最小值，防止產生飛邊。</p><p>　　4.在裝配過程中盡量保持原

78、加工尺寸的基準面，以便總裝合模調整時檢查；</p><p>　　5.組裝導向系統(tǒng)并保證開模合模動作靈活，無松動和卡滯現(xiàn)象；</p><p>　　6.組裝冷卻和加熱系統(tǒng)，保證管路暢通，不漏水，不漏電，門動作靈活緊固所連接螺釘，裝配定位銷。裝配液壓系統(tǒng)時允許使用密封填料或密封膠，但應防止進入系統(tǒng)中；</p><p>　　7.試模：試模合格后打上模具標記，包括模具編號、合

79、模標記及組裝基面。</p><p><b>　　(1)模具預熱</b></p><p>　　模具預熱的方法，采用外部加熱法，將鑄鋁加熱板安裝在模具外部，從外部向內進行加熱，這種方法加熱快，但損耗量大。</p><p>　　(2)筒和噴嘴的加熱</p><p>　　根據工藝手冊中推薦的工藝參數(shù)將料筒和噴嘴加熱，與模具同時進

80、行。</p><p>　　(3)工藝參數(shù)的選擇和調整</p><p>　　根據工藝手冊中推薦的工藝參數(shù)初選溫度，壓力，時間參數(shù)，調整工藝參數(shù)時按壓力，時間，溫度這樣的先后順序變動。</p><p><b>　　(4)注塑</b></p><p>　　在料筒中的塑料和模具達到預熱溫度時，就可以進行試注塑，觀察注塑塑件的質量

81、缺陷，分析導致缺陷的原因，調整工藝參數(shù)和其他技術參數(shù)，直至達到最佳狀態(tài)。</p><p><b>　　8.模具的維護</b></p><p>　　模具在使。那么優(yōu)化設計的鑲件和嵌件在這里就起到了很大的作用，只須更換個別已損壞的零件，不會導致用過程中，會出現(xiàn)正常的磨損或不正常的磨損。不正常的損壞絕大多數(shù)是由于操作不當所致模具的徹底報廢。</p><p

82、>　　最后檢查各種配件、附件待零件，保證模具裝備齊全，另外在裝配過程中應嚴防零件在裝配過程中磕、碰、劃傷和銹蝕。裝配滾動軸承允許采用機油進行熱裝，油的溫度不得超過1000C。</p><p>　　十、繪制模具裝配圖和零件圖（見附錄）</p><p>　　在繪制模具裝配圖和零件圖的過程中，模具各結構之間的尺寸以及各零件的尺寸的確定，參考（書Ⅰ、書Ⅱ、書Ⅲ、書Ⅳ的公式及查表）。繪圖軟件采

83、用CAD、Pro/E繪圖，繪圖過程及具體的公差配合計算過程（略）</p><p><b>　　十一、設計總結</b></p><p>　　經過近四個月緊張的設計,終于把這次畢業(yè)設計完成.這個過程是一個長久而艱難的過程,也是一個緊張的過程.期間,重新學習了一些新知識, 比如Pro-E軟件的新的造型(封閉式曲面設計)方法, UG軟件的應用,新技術文獻的查閱等等.總之,設計

84、過程雖然艱苦,但是設計結果讓人很有成就感.</p><p>　　本次畢業(yè)設計主要是設計拖把坐護蓋注射模具,該產品在國內還應用較少,因此比較少見.塑件比較復雜,主要是曲面結構.當我拿到要設計的塑件時,看到復雜的零件時,想到的是這樣復雜的零件不可能能夠設計出來,因此壓力非常大,對自己沒有一點信心.但是沒辦法,選擇了就要做,不可能更改.在抱著試一試的心態(tài)下,我開始用Pro-E設計零件圖.由于塑件曲面太多,不規(guī)則,開始根

85、本不知道怎么下手,不知道先畫哪,再畫哪,最后畫哪.還有就是不知道怎么定位,不知道怎么測量尺寸.沒辦法,難畫也得畫,一次畫不好只能再畫,畫不對只能改了再畫.就這樣,在自己反復的修改,反復的畫,花費近兩個月的時間下,終于將塑件圖的大概輪廓給畫出來了.塑件圖出來后,就開始設計模具了.首先是分型面的選擇及型芯型腔的設計.我先是用Pro-E軟件進行分型,但是由于塑件圖設計的不很規(guī)則,方法不是很正確,分型時,有的面選不到,或者幾個面相互之間沖突等原

86、因,一開始分型不出來.后面,自己又將塑件圖進行多次修改,對有些結構進行簡化處理,又再次用Pro-E分型,但是由于塑件面比較多,選擇面時困難,所以還是未能成功分型.此時,我非常的焦急,因為時間不多了,我差不多崩</p><p>　　本次畢業(yè)設計無疑是對我多方面的考驗,包括心理素質的考驗,專業(yè)技術知識的考察,以及對時間的把握,對設計進程的統(tǒng)籌兼顧等等.說說實話,本次設計我壓力非常大,一直都非常擔心設計不出來,所幸的是

87、,在自己日夜努力不放棄下,在老師同學的指導和幫助下,終于將這次畢業(yè)設計成功的完成了!</p><p>　　設計中學到了很多新知識,培養(yǎng)了一定的思維方式,溫習了以前學過的很多知識,對模具的設計過程和步驟有了更加清楚的認識,為以后的設計奠定了一定的基礎.同時,此次設計,要感謝我的老師和同學們,是他們的指導和幫助下才使我的這次畢業(yè)設計能成功的完成,在此,對他們表示忠心的感謝!</p><p>　

88、　設計中存在的一些不足之處在所難免,希望能得到老師的諒解!在以后的工作生活中,我將會繼續(xù)努力學習新知識,使自己成為一名真正的工程設計師!</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 塑料模具設計指導與資料匯編(原課程設計參考資料)</p><p>　　[2] 申開智. 塑料成型模具. 北京：中國輕工業(yè)出版社 200

89、9.3,第二版</p><p>　　[3] 許洪斌,樊澤云. 塑料注塑成型工藝及模具. 北京：化學工業(yè)出版社,2007.1</p><p>　　[4] 朱光力,萬金寶. 塑料模具設計. 北京：清華大學出版社 2003.1</p><p>　　[5] 陳于萍,周兆元. 互換性與測量技術基礎. 北京：機械工業(yè)出版社 2008.4第二版</p><p&

90、gt;　　[6] 劉潭玉,黃星梅,張愛軍. 畫法幾何與機械制圖. 長沙：湖南大學出版社, 2004.8</p><p>　　[7]伍先明,王群等. 塑料模具設計指導. 北京:國防工業(yè)出版社,2006.</p><p>　　[8]王建華,徐佩弦. 注射模的熱流道技術. 北京:機械工業(yè)出版社,2005.</p><p>　　[9]徐學林. 互換性與測量技術基礎. 長沙:

91、中南大學出版社,2009.</p><p>　　[10]陳萬林等. 實用塑料注射模設計與制造. 北京:機械工業(yè)出版社,2002.</p><p>　　[11]楊占堯. 塑料模具標準件及設計應用手冊. 北京:化學工業(yè)出版社,2008.</p><p>　　[12]許鶴峰, 陳言秋.注射模具設計要點與圖例. 北京:化學工業(yè)出版社,1998.</p><

92、;p>　　[13]詹友剛. Pro/ENGINEER中文野火版3.0模具實例教程. 北京:機械工業(yè)出版社,2007.</p><p>　　[14]陳宏鈞. 實用機械加工工藝手冊. 北京:機械工業(yè)出版社,2000.</p><p>　　[15]王少懷. 機械設計師手冊. 北京:電子工業(yè)出版社,2006.</p><p>　　[16]機械設計手冊編委會. 機械設計