3040控制面蓋注塑模具設(shè)計(jì)

1、<p>　　學(xué)校代碼：10410</p><p>　　序 號(hào)：20055023</p><p>　　本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)</p><p>　　題目： 控制盒面蓋塑模設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué) 院： 工 學(xué) 院 </p><p>　　姓 名：

2、 謝 永 康 </p><p>　　學(xué) 號(hào)： 20055023 </p><p>　　專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 </p><p>　　年 級(jí)： 052 </p><p>　　指導(dǎo)教師： 蔡 金 平 </p><p&g

3、t;<b>　　二OO九年 五 月</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文分為兩大部分，第一部分是機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，內(nèi)容包括塑料模具的工作原理及應(yīng)用，設(shè)計(jì)準(zhǔn)則以及產(chǎn)品的簡(jiǎn)介。塑料注塑模的結(jié)構(gòu)計(jì)算，包括模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，注射機(jī)的選用，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面。第二部分是介紹CAD/CAM在模具上的應(yīng)用。</p&g

4、t;<p>　　關(guān)鍵詞：CAD/CAM，塑料，注射模，注射機(jī)。</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　In this paper ，it is divided into two parts.The first part is about the design of the structure of mold .It i

5、s including the working theory and application of a plastic injection mold,the design princible, and the introducing the desing of mold,the selecting of plastic injection mold machine,and the pour syetem injection mold.&

6、lt;/p><p>　　Key Words:</p><p>　　CAD/CAM, Plastic, Plastic injection mold , Plastic injection mold machine.</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1設(shè)計(jì)內(nèi)容2&

7、lt;/b></p><p>　　1.1控制盒面蓋注射模2</p><p>　　2本次設(shè)計(jì)的目的2</p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)目的2</b></p><p>　　3 塑件成型的基本過(guò)程3</p><p>　　3.1 塑化過(guò)程3</p><p>

8、;　　3.2 充模過(guò)程3</p><p>　　3.3 冷卻凝固過(guò)程3</p><p>　　3.4 脫模過(guò)程3</p><p>　　4 塑件制品分析4</p><p>　　4.1 影響塑件制品的因素4</p><p>　　4.2塑件制品的選材及其物理性能4</p><p>　　4.3

9、塑件材料的成型特性5</p><p>　　5 注射機(jī)的選擇與校核6</p><p>　　5.1注射機(jī)的選定6</p><p>　　5.2注射機(jī)的校核6</p><p>　　5.2.1注射量的校核6</p><p>　　5.2.2鎖模力的校核6</p><p>　　5.2.3注射機(jī)安

10、裝模具部分的尺寸校核7</p><p>　　5.2.4開(kāi)模行程的校核7</p><p>　　6 分型面的確定8</p><p>　　6.1分型面的選擇8</p><p>　　7 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)9</p><p>　　7.1澆口系統(tǒng)的組成9</p><p>　　7.2澆口系統(tǒng)的作用

11、9</p><p>　　7.3澆口套的設(shè)計(jì)9</p><p>　　7.4 流道設(shè)計(jì)9</p><p>　　7.5澆口的設(shè)計(jì)10</p><p>　　8 排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)12</p><p>　　9 型腔、型芯的設(shè)計(jì)13</p><p>　　9.1設(shè)計(jì)型腔和型芯的結(jié)構(gòu)形式13<

12、;/p><p>　　9.2型芯和型腔設(shè)計(jì)13</p><p>　　9.2.1型芯設(shè)計(jì)13</p><p>　　9.2.2 型腔設(shè)計(jì)13</p><p>　　9.3型腔、型芯工作尺寸的計(jì)算14</p><p>　　9.4 型腔壁厚的計(jì)算15</p><p>　　9.4.1型腔的強(qiáng)度及剛度要求

13、15</p><p>　　9.4.2對(duì)凹模底板厚度：15</p><p>　　9.4.3確定型腔的壁厚15</p><p>　　10 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)17</p><p>　　11脫模與復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)19</p><p>　　11.1脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)19</p><p>　　11.2復(fù)位機(jī)

14、構(gòu)的確定19</p><p>　　12冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)20</p><p>　　13 整體設(shè)計(jì)22</p><p>　　結(jié) 束 語(yǔ)23</p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)24</p><p><b>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　1.1控制

15、盒面蓋注射模</p><p>　　產(chǎn)品（圖1）設(shè)計(jì)一副注射模。</p><p><b>　　圖1</b></p><p><b>　　本次設(shè)計(jì)的目的</b></p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　（1）掌握注射模設(shè)計(jì)的一

16、般方法；</p><p>　?。?）了解注射機(jī)的工作原理；</p><p>　?。?）了解模具的加工方法；</p><p>　?。?）進(jìn)一步掌握設(shè)計(jì)的一般方法，熟練設(shè)計(jì)的一般過(guò)程。</p><p>　　3 塑件成型的基本過(guò)程</p><p>　　注塑成型是把塑料原料（一般經(jīng)過(guò)造粒、染色、添加劑等處理之后的顆粒）放入料

17、間當(dāng)中，經(jīng)過(guò)加熱溶化使之成為高粘度的流體-----熔體用柱塞或螺桿作為加壓工具，使得熔體通過(guò)噴嘴以較高的壓力（約20~85mpa），溶入模具的型腔中經(jīng)過(guò)冷卻、凝固階段，而后從模具中脫出，成為塑料制品。</p><p><b>　　3.1 塑化過(guò)程</b></p><p>　　現(xiàn)代式的注射機(jī)基本上采取螺桿式的塑化設(shè)備，塑料原粒（稱為物料）自從送料斗以定容方式送入料筒，通

18、過(guò)料筒外的點(diǎn)加熱裝置和料筒內(nèi)的螺桿旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的摩擦熱，使物理熔化達(dá)到一定的溫度后即可注射，注射動(dòng)作是由螺桿的推進(jìn)來(lái)完成的。</p><p><b>　　3.2 充模過(guò)程</b></p><p>　　熔體自注射機(jī)的噴嘴噴出來(lái)后，進(jìn)入模具的型腔內(nèi)，將型腔內(nèi)的空氣排出，并充滿型腔，然后升到一定壓力，使溶體的密度增加，充實(shí)型腔的每一個(gè)角落。</p><p&

19、gt;　　充模過(guò)程是注射成型的最主要的過(guò)程，由于塑料溶體的流動(dòng)是非牛頓流動(dòng)，而且粘度很大，所以在壓力損耗，粘度變化，多般匯流等現(xiàn)象左右塑件的質(zhì)量，因此充模過(guò)程的關(guān)鍵問(wèn)題------澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就成為注射模具設(shè)計(jì)過(guò)程的重點(diǎn)，現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)運(yùn)用了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)以解決澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)中疑難問(wèn)題。</p><p>　　3.3 冷卻凝固過(guò)程</p><p>　　熱塑性塑料的注射成型過(guò)程是熱交換過(guò)程

20、，即：</p><p>　　塑化——注射充模——固化成型</p><p>　　加熱——理論上絕熱——散熱</p><p>　　熱交換效果的好壞決定了塑件的質(zhì)量，報(bào)考外表質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量。因此，模具設(shè)計(jì)時(shí)，散熱交換也要充分考慮，在現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法中也采用了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)來(lái)解決問(wèn)題。</p><p><b>　　3.4 脫模過(guò)程</b&

21、gt;</p><p>　　塑件在型腔內(nèi)固化后，必須采取機(jī)械的方式把它從型腔內(nèi)取出，這個(gè)動(dòng)作由脫模機(jī)構(gòu)來(lái)完成。不合理的脫模機(jī)構(gòu)對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大，但塑件的幾何形狀是千變?nèi)f化的，必須采用最有效和最好的脫模方式。因此，脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)也是注射模具設(shè)計(jì)的一個(gè)主要環(huán)節(jié)，由于標(biāo)準(zhǔn)化的推廣，許多標(biāo)準(zhǔn)化的脫模機(jī)構(gòu)零部件也有商品供應(yīng)。</p><p>　　由3.1至3.4形成了一個(gè)循環(huán)，就完成了一次成型乃

22、至很多塑件。</p><p><b>　　4 塑件制品分析</b></p><p>　　本塑件是控制面板蓋殼體，形狀如圖2所示：</p><p><b>　　圖2</b></p><p>　　4.1 影響塑件制品的因素</p><p>　　塑料制作的設(shè)計(jì)主要根據(jù)使用要求進(jìn)行

23、，由于塑料有特殊的物理性能，在設(shè)計(jì)塑件時(shí)必須考慮一下幾個(gè)方面的因素：</p><p>　　（1）料的物理性能，如強(qiáng)度、剛性、韌性、彈性、吸水性以及對(duì)力的敏感性；</p><p>　　（2）塑料的成型工藝性，如流動(dòng)性；</p><p>　　（3）塑料形狀應(yīng)有利于充模流動(dòng)、排氣、補(bǔ)縮，同時(shí)能適應(yīng)高效冷卻硬化（熱塑性塑料制品）或快速受熱固化（熱固性塑料制品）；</p

24、><p>　　（4）塑料在成型后收縮情況及各向收縮率的差異；</p><p>　?。?）模具的總體結(jié)構(gòu)，特別是抽心與脫出塑件的復(fù)雜程度；</p><p>　?。?）模具零件的形狀及其制造工藝。</p><p>　　4.2塑件制品的選材及其物理性能</p><p>　　綜合考慮以上因素，本塑件采用ABS做材料。</p&

25、gt;<p>　　ABS是由丙烯晴，丁二烯，苯乙烯共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ABS具有良好的綜合力學(xué)性能。</p><p>　　特點(diǎn)：它無(wú)毒，無(wú)味，顯微黃色，沖擊韌性較好，機(jī)械強(qiáng)度較大，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性能良好；易于成型和機(jī)械加工，與372有機(jī)玻璃的熔接性良好。成型的塑件有加好的光澤。</p><p>　　成型收縮率為：0.4%~0.7%</p>&l

26、t;p>　　吸濕性為：0.05 %~0.06%</p><p>　　密度為：1.03~1.07g/</p><p>　　4.3塑件材料的成型特性</p><p>　　ABS的成型特性如下幾點(diǎn)：</p><p>　?。?）無(wú)定性料，流動(dòng)性中等，比聚苯乙烯，PS差，但比聚碳酸酯，聚氯乙烯好，溢邊值為0.04毫米左右。</p>

27、<p>　?。?）吸濕性強(qiáng)，必須充分干燥表面要求光澤的塑件須經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的預(yù)熱干燥。</p><p>　?。?）成型時(shí)宜取高料溫，高模溫，但料溫過(guò)高易分解（分解溫度=250度）。對(duì)精度較高的塑件，模溫宜取50~60度，對(duì)光澤，耐熱塑件，模溫宜取60~80度。注射壓力高于聚苯乙烯。用柱塞式注射機(jī)成型時(shí)，料溫為180~230度，注射壓力為1000~1400公斤力/。</p><p>　

28、　5 注射機(jī)的選擇與校核</p><p><b>　　5.1注射機(jī)的選定</b></p><p>　　根據(jù)《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2-40選擇注射機(jī)XS-ZY-125螺桿式注射機(jī)，其參數(shù)如下：</p><p><b>　　額定注射量：125</b></p><p><b>　　螺桿直

29、徑：42mm</b></p><p>　　注射壓力：120Mpa</p><p><b>　　鎖模力：900KN</b></p><p>　　最大成型面積：320</p><p>　　模具最大厚度：300mm</p><p>　　模具最小厚度：200mm</p><

30、p>　　模板最大行程：300mm</p><p>　　噴嘴圓弧半徑：15mm</p><p><b>　　噴嘴孔直徑：8mm</b></p><p>　　定位孔直徑：100mm</p><p>　　合模方式：液壓—機(jī)械 </p><p><b>　　5.2注射機(jī)的校核</b&

31、gt;</p><p>　　5.2.1注射量的校核</p><p>　　根據(jù)《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》可知：塑件的體積應(yīng)小于注射機(jī)的注射容量，其公式按下式校核：</p><p>　　0.8=0.8125=100</p><p>　　式中：——塑件與澆注系統(tǒng)的體積總和</p><p>　　——注射機(jī)的注射量（）</

32、p><p>　　0.8——最大注射量的利用系數(shù)</p><p><b>　　經(jīng)估計(jì)算得：50</b></p><p>　　所以=50<100 故合格</p><p>　　5.2.2鎖模力的校核</p><p><b>　　由 </

33、b></p><p>　　查《模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表6-5ABS塑料成型時(shí)的注射壓力=70~90Mp</p><p><b>　　pF</b></p><p>　　式中 p——塑料成型時(shí)型腔壓力，ABS塑料的型腔壓力p=20Mpa</p><p>　　F——澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積和（）</p>

34、<p>　　各型腔及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積</p><p>　　F=（90954+282+156-45754）=20912</p><p>　　pF=3020912=627.36KN</p><p>　　因?yàn)?900KN> pF=627.36KN 故合格</p><p>　　5.2.3注射機(jī)安裝模具部分

35、的尺寸校核</p><p>　　噴嘴尺寸：噴嘴尺寸與澆口套相適應(yīng)，澆口套是根據(jù)噴嘴尺寸來(lái)設(shè)計(jì)的；</p><p>　　定位環(huán)尺寸：定位環(huán)高度10mm，直徑100mm（與定位孔相配合）；</p><p>　　模具厚度：Hmin=200mm<Hm=200<Hmax=300 合格 </p><p>　　5.

36、2.4開(kāi)模行程的校核</p><p>　　由式：Smax=300>S=23+25+10=58 合格</p><p><b>　　6 分型面的確定</b></p><p><b>　　6.1分型面的選擇</b></p><p>　　分型面的選擇主要考慮以下幾個(gè)問(wèn)題：</

37、p><p>　?。?）分型面不僅應(yīng)選擇在對(duì)制品外觀沒(méi)有影響的位置，而且還必須考慮如何能比較方便地清除分型面產(chǎn)生地溢料飛邊。同時(shí)，還應(yīng)避免分型而產(chǎn)生飛邊；</p><p>　?。?）分型面的選擇應(yīng)有利于脫模，否則，模具結(jié)構(gòu)便會(huì)變得比較復(fù)雜。通常，分型面的選擇應(yīng)盡可能使制品在開(kāi)模后滯留在動(dòng)模一側(cè)；</p><p>　?。?）分型面不影響制品的形狀和尺寸精度;</p&g

38、t;<p>　?。?）分型面應(yīng)盡量與最后填充的型腔表面重合，以利于排氣；</p><p>　?。?）選擇分型面是，應(yīng)盡量減少脫模斜度給制品大小端尺寸帶來(lái)的差異；</p><p>　?。?）分型面應(yīng)便于模具加工;</p><p>　?。?）選擇分型面時(shí)，應(yīng)盡量減少制品在分型面上的投影面積，以防止面積過(guò)大，造成鎖模困難，產(chǎn)生嚴(yán)重的溢料；</p>

39、<p>　　（8）有側(cè)孔或側(cè)凹的制品，選擇分型面時(shí)應(yīng)首先考慮將抽心或分離距離長(zhǎng)的一邊放在動(dòng)、定模的方向，而將短的一邊作為側(cè)向分型抽心機(jī)構(gòu)時(shí)，除液壓抽心能獲得較大的側(cè)向抽拔距離外，一般分型抽心機(jī)構(gòu)側(cè)向抽拔距離都較小。</p><p>　　7 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　7.1澆口系統(tǒng)的組成</p><p>　　澆注系統(tǒng)由主流道，分流道，澆口，和

40、冷料穴四個(gè)部分組成。</p><p>　　7.2澆口系統(tǒng)的作用</p><p>　　澆注系統(tǒng)的作用有如下兩點(diǎn)：</p><p>　?。?）能將來(lái)自注射機(jī)噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)地輸送到型腔，同時(shí)使型腔內(nèi)的氣體能及時(shí)順利排出。</p><p>　?。?）在塑料熔體填充及凝固的過(guò)程中，將注射壓力有效的傳遞到型腔的各個(gè)部位，以獲得形狀完整，內(nèi)外在質(zhì)

41、量?jī)?yōu)良的塑料制件。</p><p><b>　　7.3澆口套的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　澆口套的設(shè)計(jì)如圖3：</p><p><b>　　7.4 流道設(shè)計(jì)</b></p><p>　　流道的形式和尺寸往往受到塑料成型特性、塑件大小和形狀、模具成型數(shù)目和用戶要求等因素的影響，因此沒(méi)有固定的形式

42、。但是流道的設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮如下問(wèn)題：</p><p><b>　　流道的截面形狀</b></p><p><b>　　流道的布置</b></p><p>　　本模具的流道截面圖如圖4：</p><p>　　流道布置：在多腔成型時(shí)，型腔布置決定流道的設(shè)計(jì)。從流動(dòng)平衡的角度出發(fā)，應(yīng)該使各型腔到澆道的距離相

43、等，同時(shí)也有利于澆口平衡布置。如圖5：</p><p><b>　　7.5澆口的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　從開(kāi)模和塑件的外觀，綜合其它方面的因素綜合考慮，選擇了潛伏式澆口。如圖6：</p><p>　　潛伏式澆口又稱剪切澆口，這類澆口的分流道一般位于分型面上，而澆口本身設(shè)在模具的隱蔽處，塑料熔體通過(guò)型腔側(cè)面斜向注入型腔，因而塑件外表不受

44、損傷，不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質(zhì)量及美觀效果。</p><p>　　8 排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　排溢是指排出充模冷料中和模具中的氣體等。廣義的注射模排溢系統(tǒng)應(yīng)包括澆注系統(tǒng)的排溢和成型部分的排溢。通常指的排溢是指成型部分的排溢。</p><p>　　模具充型過(guò)程中，除了型腔內(nèi)原有的空氣外，還有塑件受熱或凝固而產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，尤其是在高速注射成

45、型時(shí)，必須考慮如何將多余的氣體排出模外，否則被壓縮的氣體產(chǎn)生高溫引起塑件局部碳化，或是塑件產(chǎn)生氣泡的工藝缺陷。為了解決該問(wèn)題，必要時(shí)可開(kāi)設(shè)排氣槽等辦法。但是對(duì)于ABS這種材料。排氣間隙不得高于0.05mm。為了能快速充滿型腔，得到質(zhì)量合格的產(chǎn)品。采用以下措施：</p><p>　?。?）型芯采用組合式，型芯的長(zhǎng)度高于型腔吧型腔板上的型芯孔打通，型芯與型腔小間隙配合。這樣可以成為主要的排氣途徑；</p>

46、<p>　?。?）由于型腔板和推薦板存在小的間隙，這樣也可以排出一部分氣體。</p><p>　　9 型腔、型芯的設(shè)計(jì)</p><p>　　9.1設(shè)計(jì)型腔和型芯的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　（1）型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：由于模具采用一模四腔，若是采用鑲拼組合式，這將增加加工量，特別會(huì)給裝配帶來(lái)極大的難度。因此型腔采用整體式結(jié)構(gòu)。也就是型腔和定模板做成一塊，

47、即兩板模。型腔可通過(guò)電火花成型進(jìn)行加工。這種結(jié)構(gòu)形式具有以下優(yōu)點(diǎn)：加工效率高，減少裝配難度，可節(jié)約優(yōu)質(zhì)鋼材，減少加工量。</p><p>　?。?）型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：型芯采用鑲拼組合式結(jié)構(gòu)，這樣就可方便更換，若是某根型芯由于磨損或其他原因北損壞，就可以直接更換，就不需換整體。</p><p>　　由于型芯個(gè)部分分開(kāi)，這樣就降低了型芯的加工難度，把復(fù)雜的型芯加工轉(zhuǎn)化為鑲拼塊的表面加工，且易于保證

48、加工精度。各鑲拼件采用H7/m6配合。這種結(jié)構(gòu)形式具有以下優(yōu)點(diǎn)：加工難度不大，加工成本低，易于保證型芯精度，易于更換。</p><p>　　9.2型芯和型腔設(shè)計(jì)</p><p><b>　　9.2.1型芯設(shè)計(jì)</b></p><p>　　型芯的尺寸計(jì)算：型芯的尺寸按以下公式計(jì)算</p><p><b>　　=[

49、]</b></p><p>　　式中——型芯外形尺寸</p><p><b>　　——塑件內(nèi)形尺寸</b></p><p><b>　　——塑件公差</b></p><p><b>　　——塑件平均收縮率</b></p><p>　　——成型

50、零件制造公差，取</p><p>　　9.2.2 型腔設(shè)計(jì)</p><p>　　型腔徑向尺寸按以下公式計(jì)算 </p><p>　　式中——型腔的內(nèi)形尺寸</p><p>　　——塑件外形基本尺寸</p><p><b>　　——塑件公差</b></p><p&g

51、t;<b>　　——塑件平均收縮率</b></p><p>　　——成型零件制造公差，取</p><p>　　9.2.3由于該產(chǎn)品不是透明的，所以型芯的表面粗糙度的要求不那么高。一般取Ra1.6，在機(jī)床上加工就可以直接投入使用，不需要經(jīng)過(guò)其它的特殊加工?？紤]模具的修模以及型芯的磨損，在精度范圍內(nèi)，型芯尺寸盡量取最大值，型腔的表面粗糙將決定產(chǎn)品的外觀，因此型腔的表面粗糙

52、度則要求高，一般取Ra8~0.4。在本次設(shè)計(jì)中，型腔取Ra0.8</p><p>　　4X——綜合修正系數(shù)（考慮塑件收縮率的偏差和波動(dòng)，成型零件的磨損等因素），塑件精度低、批量較小時(shí)，X??；蘇建安精度高、批量比較大，X取，設(shè)計(jì)要求取X為。</p><p>　　9.3型腔、型芯工作尺寸的計(jì)算</p><p>　　要計(jì)算型芯、型腔的工作尺寸，必須先確定塑件的公差及模具的

53、制造公差。根據(jù)要就塑件取七級(jí)精度。根據(jù)塑件制件公差數(shù)值表，塑件在七級(jí)精度下，基本對(duì)應(yīng)的尺寸公差如下：</p><p>　　型腔：=95 取=0.5% （以下的收縮率都取0.5%）</p><p><b>　　=</b></p><p>　　型腔深度：H=12.66 X=0.5</p><p><b>　　型芯

54、：=78</b></p><p>　　9.4 型腔壁厚的計(jì)算</p><p>　　9.4.1型腔的強(qiáng)度及剛度要求</p><p>　　塑料模具型腔的側(cè)壁和底壁厚度計(jì)算是模具設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的問(wèn)題，尤其對(duì)大型模具更為突出。目前常用的計(jì)算方法有按強(qiáng)度條件計(jì)算和按剛度條件計(jì)算兩類，但塑料模具要求既不許因強(qiáng)度不足而發(fā)生明顯變形，甚至破壞，也不許剛度不足而變形過(guò)大的

55、情況，因此要求對(duì)強(qiáng)度和剛度加以考慮。對(duì)于型腔主要受到的力是塑件熔體的壓力，在塑件熔體的壓力作用下，型腔將發(fā)生內(nèi)應(yīng)力及變形。如果型腔側(cè)壁和底壁厚度不夠。當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過(guò)材料的許用應(yīng)力時(shí)，型腔發(fā)生強(qiáng)度破壞，與此同時(shí)，剛度不足則發(fā)生彈性變形，從而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，將影響塑件成型質(zhì)量，所以模具對(duì)剛度和強(qiáng)度都有要求。</p><p>　　但是，實(shí)踐證明，模具對(duì)強(qiáng)度和剛度的要求并非同時(shí)兼顧，對(duì)大型腔，按剛度條件，對(duì)小型腔

56、則按強(qiáng)度條件計(jì)算即可。（在本設(shè)計(jì)中按強(qiáng)度條件來(lái)計(jì)算）</p><p>　　9.4.2對(duì)凹模底板厚度：</p><p>　　式中p——型腔內(nèi)塑料熔體的壓力（Mpa）</p><p>　　r——型腔內(nèi)半徑（mm）</p><p>　　——材料彎曲許用應(yīng)力。材料為45#鋼，取100Mpa</p><p>　　根據(jù)條件：r=4

57、5mm p=100Mpa</p><p>　　h=45=38.9mm</p><p>　　先確定模板厚度為35mm，可以滿足型腔的強(qiáng)度要求。</p><p>　　9.4.3確定型腔的壁厚</p><p>　　如未用淬火鋼，應(yīng)乘以系數(shù)1.2~1.5</p><p>　　根據(jù)上表，s=R-r==40mm</p>

58、<p>　　R=40=+50=90mm</p><p>　　由于在生產(chǎn)中，兩腔同時(shí)充滿塑料熔體，受到大小相等的壓力，形成作用力與反作用力?，F(xiàn)取型腔中心到定模板的中心的距離為105mm是可以滿足型腔的強(qiáng)度要求的。</p><p>　　10 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要包括導(dǎo)柱（如圖7）、導(dǎo)套（如圖8），主要作用是在動(dòng)模與定模合模時(shí)保證

59、型芯和型腔的精確定位。導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分別在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后發(fā)生變形。根據(jù)模具的形狀和大小，一副模具一般采用2到4根導(dǎo)柱。在此設(shè)計(jì)中采用了4根導(dǎo)柱。</p><p>　　加工個(gè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔時(shí)，應(yīng)將定模板、推件板、動(dòng)模板合在一起，一次性加工出來(lái)，以保證孔的同心度，然后再在定模板、動(dòng)模板上加工沉頭孔。</p><

60、p><b>　　圖7</b></p><p><b>　　圖8</b></p><p>　　11脫模與復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　11.1脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　塑件冷卻后由于有少量的收縮，塑件會(huì)緊抱在型芯上，所以在脫出產(chǎn)品時(shí)不像沖壓件那么可以自動(dòng)脫落。這樣，我們必須設(shè)計(jì)推出

61、機(jī)構(gòu)將塑件頂出，推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)我們考慮的是要使塑件各部分受力均勻，在此設(shè)計(jì)中，由于采用了一模四腔的結(jié)構(gòu)，故利用多個(gè)頂針把產(chǎn)品同時(shí)推出，這樣每個(gè)產(chǎn)品的受力相同且均勻。</p><p>　　11.2復(fù)位機(jī)構(gòu)的確定</p><p>　　注射機(jī)上液壓機(jī)構(gòu)將頂針推出之后，塑件也被完全頂出但是模具要合模，要使頂針，拉料桿恢復(fù)到原來(lái)的位置，而不影響下一周期的正常生產(chǎn)，具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)總裝圖。</p>

62、;<p><b>　　12冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　冷卻裝置的目的，主要是防止塑件在脫模時(shí)發(fā)生變形，縮短成型周期及提高塑件質(zhì)量。一般在型腔，型芯等部位設(shè)置合理的冷卻水路，通過(guò)調(diào)節(jié)冷卻水流量和流速來(lái)控制模溫。</p><p><b>　　圖9</b></p><p>　　冷卻水孔開(kāi)孔的原則：&

63、lt;/p><p>　?。?）冷卻水孔的數(shù)量應(yīng)盡可能的多，直徑應(yīng)盡量大；</p><p>　?。?） 每個(gè)冷卻水孔至型腔表面的距離應(yīng)相等，一般保持在0~15mm范圍內(nèi)，距離太近則冷卻不易均勻，太遠(yuǎn)則效率低。水孔直徑一般保持在8~12mm。</p><p>　　（3）水孔通過(guò)鑲塊時(shí)，防止鑲套管等漏水。</p><p>　　（4）冷卻管路一般不宜設(shè)在

64、型腔內(nèi)塑料熔接的地方，以免影響塑件的強(qiáng)度。</p><p>　?。?）水管接頭應(yīng)設(shè)在不影響操作的一側(cè)。</p><p>　　在此設(shè)計(jì)中，沒(méi)此要注射的量只有50g，由此可以得到注射一次所放出的熱量：Q=G</p><p>　　式中Q——熔體塑件所放出的熱量（J）</p><p>　　G——每次注射的塑料量（包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)，kg）；</p

65、><p>　　——塑料從熔體狀態(tài)進(jìn)入型腔的溫度到塑件冷卻后的脫模溫度的焓之差；Q=50200=10000（J）</p><p>　　為了防止型腔受熱變形，在定模板加兩根水道，這樣可以保證產(chǎn)品進(jìn)度。冷卻時(shí)所需要的冷卻水量：</p><p>　　式中：——通過(guò)模具的冷卻水質(zhì)量（Kg）</p><p>　　——熔融塑料進(jìn)入模腔的溫度（）=120<

66、/p><p>　　——制品脫模溫度（）=60</p><p>　　——出水溫度（）=40</p><p>　　——進(jìn)水溫度（）=20</p><p>　　C——塑料的比熱容（）C=1759</p><p>　　——導(dǎo)熱系數(shù)（）=829</p><p>　　故 =40501759（120-60）/82

67、9（40-20）=12.73Kg</p><p>　　根據(jù)冷卻水處于流滿狀態(tài)下的流速和水管直徑的關(guān)系，確定模具冷卻水管直徑D：</p><p><b>　　D=</b></p><p>　　式中：——管道內(nèi)冷卻水的流速（m/s） =0.6m/s</p><p>　　——水的密度（Kg/） = Kg/</p>

68、;<p>　　故：D==5.20mm</p><p><b>　　13 整體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　模具整體設(shè)計(jì)也就是模體的設(shè)計(jì)，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，模體設(shè)計(jì)已接近標(biāo)準(zhǔn)化，可以從市場(chǎng)上購(gòu)買相應(yīng)的模體。標(biāo)準(zhǔn)模體一般包括定模板、動(dòng)模板、墊塊、頂出固定板、頂板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、復(fù)位桿等。標(biāo)準(zhǔn)模架有12種結(jié)構(gòu)，15876種規(guī)格。在本次設(shè)計(jì)中，澆口套、導(dǎo)柱、

69、導(dǎo)套、頂桿、水嘴都采用標(biāo)準(zhǔn)件，可以外購(gòu)。</p><p>　　該模具總體結(jié)構(gòu)采用一模四腔，分型面為平面；定模座板和動(dòng)模座板的長(zhǎng)為450mm、寬為400mm、厚為30mm。</p><p>　　下面確定模板的厚度——各模板厚度總和應(yīng)小于500mm，這是注射機(jī)的要求。</p><p>　　定模座板、動(dòng)模座板都為30mm，動(dòng)模板厚度為100mm，而定模板厚度取70mm，墊

70、塊的高度取100mm，可以保證產(chǎn)品能順利的脫模。</p><p>　　根據(jù)以上選取，模具的厚度</p><p>　　H=30+70+100+100+30=330（mm）<500（mm），符合條件。</p><p>　　推板及頂桿固定板分別為10mm及25mm。各板的厚度已經(jīng)確定。 </p><p><b>　　結(jié) 束

71、語(yǔ)</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我覺(jué)得自己學(xué)到了不少東西，歸納起來(lái)，主要有以下幾點(diǎn)：</p><p>　　1 大學(xué)幾年的時(shí)間都是在學(xué)習(xí)機(jī)械理論基礎(chǔ)知識(shí)，并未真正地去應(yīng)用和實(shí)踐。平時(shí)很少接觸設(shè)計(jì)，加工，生產(chǎn)，但是在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我在指導(dǎo)老師的帶領(lǐng)下多次深入工廠了解產(chǎn)品的注塑方法和模具的加工過(guò)程。在參觀學(xué)習(xí)中，發(fā)現(xiàn)了自己很多的不足之處。我還體會(huì)到了所學(xué)理論

72、知識(shí)的重要性：知識(shí)掌握的越多，設(shè)計(jì)的就更完善，更順利。</p><p>　　2 了解進(jìn)行一向設(shè)計(jì)必不可少的幾個(gè)階段。畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠從理論設(shè)計(jì)和工程實(shí)踐相結(jié)合、鞏固基礎(chǔ)知識(shí)與培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)想結(jié)合、個(gè)人作用和集體協(xié)作相結(jié)合等方面全面的培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，我經(jīng)過(guò)這次系統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，熟悉對(duì)模具進(jìn)行設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的詳細(xì)過(guò)程。這些對(duì)我將來(lái)的工作和學(xué)習(xí)都會(huì)有很大的幫組和啟發(fā)。</p><p>　　3學(xué)會(huì)了怎樣查

73、閱資料和利用工具書。平時(shí)課堂上所學(xué)習(xí)的只是不夠全面，作為機(jī)械專業(yè)的學(xué)生，由于專業(yè)特點(diǎn)自己更要積極查閱吸取別人在設(shè)計(jì)，加工中的寶貴經(jīng)驗(yàn)。一個(gè)人不可能什么都學(xué)過(guò)，什么都懂，因此，當(dāng)你在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要用一些不曾學(xué)過(guò)的東西時(shí)，就要去有針性地查找資料，然后加以吸收利用，以提高自己應(yīng)用的能力，而且還能增長(zhǎng)自己的見(jiàn)識(shí)，補(bǔ)充最新的專業(yè)知識(shí)。</p><p>　　4 畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)以前學(xué)過(guò)的理論知識(shí)起到了回顧作用，并對(duì)其加以進(jìn)一步的消

74、化和鞏固。</p><p>　　5 畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)了嚴(yán)肅認(rèn)真和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，而且培養(yǎng)了吃苦耐勞的精神已經(jīng)相應(yīng)的知識(shí)，同學(xué)之間的友誼互助也充分的在畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中體現(xiàn)出來(lái)了。</p><p>　　在這里，我要感謝我的指導(dǎo)老師，在我做設(shè)計(jì)的過(guò)程中，他給予了我很多的幫助，此外我還要感謝學(xué)校和工學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)和老師對(duì)我的栽培，還有很多給予我?guī)椭耐瑢W(xué)。</p><p>　　參

75、 考 文 獻(xiàn)</p><p>　　[1]馮炳堯、韓泰榮、蔣文森主編，模具設(shè)計(jì)及制造簡(jiǎn)明手冊(cè)，第二版，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1998</p><p>　　[2]黨根茂、駱志斌、李集仁主編，模具設(shè)計(jì)與制造，西安電子科技大學(xué)出版社，2001年</p><p>　　[3]塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組主編，塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)，第二版，機(jī)械工業(yè)出版社，2000年</p>

76、<p>　　[4]模具實(shí)用技術(shù)叢書編委會(huì)主編，塑料模具設(shè)計(jì)制造與應(yīng)用實(shí)例，機(jī)械工業(yè)出版社，2002年</p><p>　　[5]傅秦生、何雅玲、趙小明主編，熱工基礎(chǔ)與應(yīng)用，機(jī)械工業(yè)出版社，2001年</p><p>　　[6]馮曉曾、李士瑋、武維揚(yáng)、何世禹主編，模具用鋼和熱處理，機(jī)械工業(yè)出版社，1982年</p><p>　　[7]史鐵梁主編，模具設(shè)計(jì)指

77、導(dǎo)，機(jī)械工業(yè)出版社，2005年</p><p>　　[8]屈華昌主編，塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)出版社，2005年</p><p>　　[9]白雁鈞、祝凌云主編，《Pro/ENGINEER野火版 繪圖指南》，人民郵電出版社，2006年</p><p>　　[10]劉鴻文主編，材料力學(xué)，第三版，高等教育出版社，1991年</p><p>