盒蓋的塑料成型與模具設計-職業(yè)學院畢業(yè)論文

1、<p><b>　　滄州職業(yè)技術(shù)學院</b></p><p>　　設計(論文)題目: 盒蓋的塑料成型與模具設計</p><p>　　姓 名 牛 藝 松 </p><p>　　學 號 27 </p><p>　　院 (系) 機械工

2、程系 </p><p>　　專 業(yè) 模 具 </p><p>　　指導老師 曹鳳江 </p><p>　　2012 年12 月 31 日</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 前言

3、.………….………….………….…………. ….………5</p><p>　　1.1本研究領(lǐng)域的現(xiàn)狀和國內(nèi)外的發(fā)展趨勢……. ……………………………….…5</p><p>　　1.2 本課題的研究內(nèi)容.要求.目的及意義…………………………………….…… 6 </p><p>　　第二章 塑料的結(jié)構(gòu)工藝性分析………………….……………….…… 8</p

4、><p>　　2.1塑件的幾何形狀分析……………………………………………….………….....………….8</p><p>　　2.2塑件原材料的成型特性…………………………………………….………..……………..9</p><p>　　2.3塑件的生產(chǎn)批量……………………………………………………………...............……11</p><

5、;p>　　2.4設備的選擇……………………………………………….……………..…………....……12</p><p>　　2.5鎖模力的校核………………………………………….……………..…………....…… 13</p><p>　　2.6 開模行程的校核…………………………………….……………..…………....………14 </p><p>　　

6、第三章 分型面位置的分析和確定…………………………………… 15</p><p>　　3.1分型面的選擇原則………………………………………………….…………….......…15</p><p>　　3.2 分型面選擇方案………………………………………………………..…………………15</p><p>　　第四章 澆注系統(tǒng)的設計………………………………..…….……

7、….17</p><p>　　4.1 主流道的設計…………………………………………………………………………….17</p><p>　　4.2 澆口設計…………………………………………………………………….…………….17</p><p>　　第五章 成型零部件的設計………………………………………..…19</p><p>　　5.1 成型

8、零件的結(jié)構(gòu)設計……………………………………………………….……........…….19</p><p>　　5.2 成型零件工作尺寸計算……………………………………………………..………………19</p><p>　　5.3成型零件的強度及底板厚度計算……………………………………..…..……….……..20</p><p>　　5.4成型零件的鋼材的選用…………

9、………………………………………..…………….……21</p><p>　　5.5標準模架的確定…………………………………………………………………….……….22</p><p>　　5.6模架各尺寸的校核………………………………………………………..…………….……23</p><p>　　第六章 成型設施備的校核計算………………………………………..24<

10、/p><p>　　6.1注射機注射壓力校核…………………………………………………………………...……24</p><p>　　6.2注射量的校核…………………………………………………………………...……24</p><p>　　6.3鎖模力的校核……………………………………………………………….………..………24</p><p>　　6.4

11、安裝尺寸的校核……………………………………………………………………..….……25</p><p>　　6.5推出機構(gòu)的校核……………………………………………………………….…………..…23</p><p>　　6.6開模行程的校核……………………………………………………………………..…….…23</p><p>　　第七章 導向機構(gòu)的設計…………………….…

12、…………………….26</p><p>　　第八章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)……………………..…………………………27</p><p>　　8.1 模具溫度對制品質(zhì)量的影響……………………………………………….………..……..26</p><p>　　第九章 排氣槽的設計………………………………..………………29</p><p>　　第十章

13、模具的總體結(jié)構(gòu)……………………..………………………29</p><p>　　總結(jié)……………………………………………………….…………….33</p><p>　　參考文獻………………………………………………….…………34</p><p>　　致謝………………………………………………….…………35</p><p><b>　　第

14、一章 前 言</b></p><p>　　1.1 本研究領(lǐng)域的現(xiàn)狀和國內(nèi)外的發(fā)展趨勢</p><p><b>　　1.1.1 概述</b></p><p>　　21世紀模具制造行業(yè)的基本特征是高度集成化.智能化.柔性化和網(wǎng)絡化，追求的目標是提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率.縮短設計及生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本，最大限度的提高模具制造業(yè)的應變能

15、力，滿足用戶需求。</p><p>　　1.1.2 國外的發(fā)展情況</p><p>　　國外的模具發(fā)展狀況具體表現(xiàn)為以下七個特征</p><p>　?。?） 集成化技術(shù)</p><p>　　現(xiàn)代模具制造系統(tǒng)不僅應強調(diào)信息的集成，更應該強調(diào)技術(shù)人員和管理的集成。在開發(fā)模式制造系統(tǒng)時強調(diào)“多集成”的概念，即信息集成.智能集成</p>

16、;<p>　　.串并行工作機制集成及人員集成，這更適合未來制造系統(tǒng)的需要。</p><p><b>　?。?） 智能化技術(shù)</b></p><p>　　應用人工智能技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)品生命周期各個環(huán)節(jié)的智能化，以及模具設備的智能化，也要實現(xiàn)人與系統(tǒng)的融合及人在其中智能的充分發(fā)揮。</p><p>　?。?） 網(wǎng)絡技術(shù)的應用</p&g

17、t;<p>　　網(wǎng)絡技術(shù)包括硬件和軟件的集成實現(xiàn)。各種通訊協(xié)議及制造自動化協(xié)議，信息通訊接口，系統(tǒng)操作控制策略等，是實現(xiàn)各種制造系統(tǒng)自動化的基礎(chǔ)，目前早通過了Internet實現(xiàn)跨國界模具設計的成功例子。</p><p>　?。?）多學科多功能綜合產(chǎn)品設計技術(shù)</p><p>　　產(chǎn)品的開發(fā)設計不僅用到機械科學的理論和知識，還用到了電磁學.光學.控制理論等，甚至要考慮到經(jīng)濟.

18、心理.環(huán)境.衛(wèi)生及社會等各方面的因素。產(chǎn)品的開發(fā)要進行多目標全性能的優(yōu)化設計，以追求模具產(chǎn)品的動靜態(tài)特性.效率.精度.使用壽命.可靠性與制造周期的最佳組合。</p><p>　　（5） 虛擬現(xiàn)實與多媒體技術(shù)的應用</p><p>　　虛擬現(xiàn)實在21世紀整個制造中都將有廣泛的應用，可以用于培訓.制造系統(tǒng)仿真的實現(xiàn)基于制造仿真的世紀與制造.集成設計與制造.實現(xiàn)集成人的設計等。美國已于1999年

19、借助于VR技術(shù)成功地修復了哈勃太空望遠鏡。多媒體技術(shù)采用多種介質(zhì)來存儲.表達處理多種信息，融文字.語音.圖像與一體，給人一種真實感。</p><p>　?。?） 反求技術(shù)的應用</p><p>　　在許多情況下，一些產(chǎn)品并不是來自設計概念，而是起源于另外一些產(chǎn)品或?qū)嵨?，要在只有產(chǎn)品原型或?qū)嵨锬Ｐ?，而沒有產(chǎn)品圖樣的條件下進行模具設計和制造以便制造出產(chǎn)品，此時需要通過實物的測量，然后利用測量數(shù)

20、據(jù)畸形實物的CAD幾何模型的重新構(gòu)造。這種過程就是反求工程PE。建立了CAD幾何模型后，就可以依據(jù)這種數(shù)字化的幾何模型用于后續(xù)的許多操作。</p><p>　　（7） 快速成型制造技術(shù)</p><p>　　快速成型制造技術(shù)RPM基于層制造原理，迅速制造出產(chǎn)品原型，而與零件的集合復雜程度無關(guān)，尤其在具有復雜曲面形狀的產(chǎn)品制造中更能顯示其優(yōu)越性它不僅能夠迅速制造出原型供設計評估.裝配校驗.功能

21、試驗。而且還可以通過形狀復制，快速經(jīng)濟地制造出產(chǎn)品模具，從而避免了傳統(tǒng)模具制造的費時和耗成本的NC加工，因而RPM技術(shù)在模具制造中發(fā)揮著重要的作用。</p><p>　　1.1.3 國內(nèi)的發(fā)展情況</p><p>　　目前國內(nèi)模具行業(yè)的反展情況是，隨著輕工業(yè)及汽車制造業(yè)的迅速發(fā)展，模具設計制造日漸受到人們廣泛關(guān)注，已經(jīng)成為一個行業(yè)，但是我國模具行業(yè)缺乏技術(shù)人員，存在品種少，精度低，制造周

22、期長，壽命短，供不應求的情況。一些大型.精密.復雜的模具還不能自行制造.需要每年花幾百萬.上千萬美元從國外進口，制約了工業(yè)的發(fā)展，所以在我國大力發(fā)展模具行業(yè)勢在必行。</p><p>　　為了提高模具企業(yè)的設計水平和加工能力，中國模具協(xié)會向全國模具行業(yè)推薦適合于模具企業(yè)用的CAD/CAM系統(tǒng)。但是國內(nèi)優(yōu)秀的CAD/CAM系統(tǒng)很少，只有少數(shù)適合模具行業(yè)應用。而國外購買的雖有強大的三維曲面造型能力.強大的結(jié)構(gòu)有限元分

23、所能力.強大的計算機輔助制造能力.產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理能力等，但是價格昂貴，一般企業(yè)難以支持。</p><p>　　本課題的研究內(nèi)容.要求.目的及意義 </p><p>　　1.2.1本課題的研究內(nèi)容</p><p>　　做盒蓋的模具設計，使盒蓋注射模結(jié)構(gòu)簡單，型芯.型腔.推出機構(gòu)設計合理，并可自動脫模。并書寫開題報告，和模具說明說。根據(jù)說明書畫模具CAD圖。</

24、p><p><b>　　本課題的研究要求</b></p><p>　　檢驗理論知識掌握情況，將理論與實踐結(jié)合。</p><p>　　初步掌握進行模具設計的方法.過程.為將來走向工作崗位進行科技開發(fā)工作和撰寫好科研論文打下基礎(chǔ)。</p><p>　　培訓自己的動手能力.創(chuàng)新能力.計算機運用能力。</p><

25、p><b>　　本課題的研究要求</b></p><p>　　此塑件外表面不允許有印痕，并且要光滑。</p><p>　　要使注射模結(jié)構(gòu)簡單，并且可自動脫模。</p><p>　　流道設計合理，可保證產(chǎn)品質(zhì)量冰球額又節(jié)約生產(chǎn)原材料。</p><p>　　了解聚丙烯的性能.特性和設計時的要求。</p>

26、<p>　　1.2.4 研究意義</p><p>　　對于模具的設計可以從選材到設計到成型有一個完整的了解和初步的掌握。以進一步的熟練掌握AuToCAD的運用。</p><p>　　鍛煉自己的獨立思考能力和創(chuàng)造能力，為更好更快的適應工作作準備。</p><p>　　關(guān)鍵詞：模具設計 斜頂桿抽芯 盒蓋 注塑 塑料成型工藝 </p>

27、<p>　　第二章 塑料的結(jié)構(gòu)工藝性分析</p><p>　　2.1塑件的幾何形狀分析</p><p>　　該零件為四側(cè)有內(nèi)凹的盒蓋塑件，由于側(cè)壁有1.65mm左右的內(nèi)凹，而且交界處并沒有通過圓角或者斜面過渡，根據(jù)公式(A-B)*100%/B=1.65/23.05=7.2%大于%5不符合強制脫模條件，因此需要采用斜拉桿抽出，內(nèi)抽芯使模具機構(gòu)相對來說比較麻煩，由于塑件高度在25

28、mm一下，所以不需要考慮脫模斜度，其他結(jié)構(gòu)比較簡單，壁厚也比較均勻，該塑件采用聚丙烯成型。</p><p>　　2.2塑件原材料的成型特性</p><p>　　表 1 聚丙烯的力學性能</p><p>　　表2 聚丙烯的熱性能和電性能</p><p>　　表3 聚丙烯的物理性能</p><p>　　表4 聚丙烯

29、的工藝參數(shù)</p><p>　　2.3塑件的生產(chǎn)批量</p><p>　　塑件的生產(chǎn)類型對注射模具結(jié)構(gòu)、注射模具材料使用均有重要的影響。在大批量生產(chǎn)中，由于注射模具價格在整個生產(chǎn)費用中所占比例較小，提高生產(chǎn)率和注射模具壽命問題比較突出，所以可以考慮使用自動化程度較高、結(jié)構(gòu)復雜、精度壽命高的模具。如果是小批量生產(chǎn)，則應盡量采用結(jié)構(gòu)簡單、制造容易的注射模具，以降低注射模具的成本。該塑件生產(chǎn)類型

30、屬于小批量生產(chǎn)，由于四側(cè)有內(nèi)凹，推出機構(gòu)設計比較麻煩，運動相對來說比較復雜，需要采用斜拉桿抽出，故采用一模一腔，這樣可以使模具結(jié)構(gòu)簡單，制造成本降低。</p><p><b>　　2.4設備的選擇</b></p><p>　　（1）塑件體積及重量</p><p>　　V=5.3*103*10-3=5.3cm3</p><p&

31、gt;　　又由于聚丙烯的密度為0.91g/cm3</p><p>　　m=5.3*0.91=4.9g</p><p>　　1.以容量計算時0.8V注>=V件</p><p>　　所以V注>=6.625cm3</p><p><b>　　0.8C>=G</b></p><p>&

32、lt;b>　　C>=6.125g</b></p><p>　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以采用SZ-60/450臥式注射機；該注射機的參數(shù)如下表：</p><p><b>　　2.5鎖模力的校核</b></p><p>　　鎖模力是指注射機的合模機構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊力。注射機鎖模力的校核關(guān)系式為：</p>&l

33、t;p><b>　　F≥kpA</b></p><p>　　式中 F——注射機鎖模力，查相關(guān)表得SZ-60/450鎖模力為450KN</p><p>　　K——壓力損耗系數(shù)，一般取1.1～1.2；</p><p>　　P——型腔內(nèi)熔體的壓力，本塑件p=30Mpa；</p><p>　　A——塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上

34、的投影面積之和，</p><p>　　本模具A=3.6×10-³㎡</p><p>　　計算 kpA=1.2×30MPa×3.6×10-³㎡=129.6KN<450KN</p><p>　　故注射機的鎖模力足夠，滿足要求。</p><p>　　2.6 開模行程的校核<

35、;/p><p>　　開模取出塑件所需的開模距離必須小于注塑機的最大開模行程，對于液壓-機械式鎖模機構(gòu)注塑機，其最大開模行程由注塑機曲肘機構(gòu)的最大行程決定，與模具厚度無關(guān)雙。</p><p>　　雙分型面注射模，其開模行程按下式校核</p><p>　　S≥H1+H2+a+（5-10）mm</p><p>　　式中S——注射機的最大開模行程，查資料

36、得SZ-60/450機的最大開模行程S=220mm</p><p>　　H1——推出距離（脫模距離），為15mm</p><p>　　H2——包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，為10.5mm</p><p>　　a是中間板（型腔板）與定模的分開距離（mm）取30mm</p><p>　　計算得：H1+H2+a+5～10=15+10.5+30+10=

37、60.5mm<220mm</p><p>　　因此，SZ-60/450的開模行程符合要求。</p><p>　　第三章 分型面位置的分析和確定</p><p>　　3.1分型面的選擇原則</p><p>　　在塑件設計階段，首先應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。在模具設計階段，應首先確定分型面的位置，然后才選擇模具

38、的結(jié)構(gòu)。分型面選擇是否合理，對工藝操作難易程度和模具設計制造有很大影響。因此分型面的選擇是注射模設計中的一個關(guān)鍵塑件質(zhì)量工因素。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)：由參考文獻[1]可知</p><p>　?、?分型面的選擇應便于塑件脫模和簡化模具結(jié)構(gòu)，選擇分型面應盡量使塑件開模時留在動模；</p><p>　?、?分型面應盡可能選擇在不影響外觀的部位，并使其產(chǎn)生

39、的溢料邊易于消除和修整；</p><p>　?、?分型面的選擇應保證塑件尺寸精度；</p><p>　?、?分型面選擇應有利于排氣；</p><p>　?、?分型面選擇應便于模具零件的加工；</p><p>　?、?分型面選擇應考慮注射機的規(guī)格。</p><p>　　3.2 分型面選擇方案</p><

40、;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><p>　　分型面選擇方案1.如圖所示：</p><p>　　1、定模板 2、動模板 </p><p><b>　　圖3-1</b></p><p>　　分型面與開模方向垂直，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

41、，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圖所示</p><p>　　1、定模板 2、動模板 3、型芯</p><p><b>　　圖2-2</b></p><p>　　1、定模板 2、動模板 </p><p><b&g

42、t;　　圖3-2</b></p><p>　　與方案1很類似，但是此方案比方案1加工難度大，推出機構(gòu)也相對來說比較復雜，模具成型精度不高，加大了模具的制造復雜性和成本，所以此方案不如方案1好。</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>　　第四章 澆注系統(tǒng)的設計</p><p&

43、gt;　　澆注系統(tǒng)的作用是將塑料熔體順利地充滿到型腔各處，以便獲得外形輪廓清晰，內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良的塑件。因此要求沖模速度快而有序，壓力損失小，熱量散失少，排氣條件好，澆注系統(tǒng)凝料易于與塑件分離或切除，而且在塑件上留下的澆口痕跡小。 </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

44、成。澆注系統(tǒng)的作用是將熔融塑料引入模腔，并將注射壓力傳到模腔各部位，壓實熔融塑料以獲得密度均勻、外觀清晰、尺寸穩(wěn)定的塑料制品。</p><p>　　4.1 主流道的設計</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>　　

45、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接觸，屬于易損件，對材料的要求高，因而模具的主流道部分常設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 </p><p>　　d = 注射機噴嘴直徑 + (0.5～1)= 4 +1= 5mm</

46、p><p>　?、?主流道球面半徑 </p><p>　　SR = 注射機噴嘴球面半徑 + (1～2)= 20 + 1 = 21mm</p><p><b>　　③ 凹坑深度</b></p><p>　　h = 3～5 取h =3mm</p><p>　　④ 主流道錐角 α=3°～6

47、6;，取α=3° </p><p>　　流道壁表面粗糙度Ra=0.4～0.8μm 取Ra=0.63μm</p><p>　　⑤ 主流道長度 L 一般≤60mm，取40mm</p><p>　?、?主流道大端直徑 </p><p><b>　　取D =9mm</b></p><p>

48、　　澆口套材料采用T10A鋼，熱處理淬火后表面硬度為53HRC-57HRC。將澆口套與定位圈設計成整體，用螺釘固定在定模板上，防止?jié)部谔资艿侥Ｇ粌?nèi)塑料的反壓增大。</p><p><b>　　4.2 澆口設計</b></p><p>　　澆口是連接流道與型腔之間的一段細短通道，是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，起著調(diào)節(jié)控制料流速度，補料時間及防止倒流等作用。澆口的形狀、尺寸、位置

49、對塑件的質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。澆口設計與塑件性能、塑件形狀、截面尺寸、模具結(jié)構(gòu)及注射工藝參數(shù)等因素有關(guān)。總的要求是使熔料以較快的進入并充滿型腔，同時在充滿后能適時冷卻封閉，因此澆口截面要小，長度要短，這要可增大料流速度，快速冷卻封閉，且便于塑件與澆口凝料分離，不留明顯的澆口痕跡，保證塑件外觀質(zhì)量。</p><p>　?、?類型及位置的確定</p><p>　　直接澆口適用于任何塑料，常用于成

50、型大而深的塑件，熔體的壓力損失少，成型容易。但由于澆口處固化慢，容易造成成型周期延長，產(chǎn)生較大的殘余應力，超壓填充，澆口處易產(chǎn)生裂紋，澆口凝料切除后塑件上疤痕較大。</p><p>　　點澆口位置能靈活確定，成型后表面質(zhì)量好，但由于澆口面積較小，需提高注射壓力，增加模具成本。</p><p>　　潛伏式澆口，為了不影響產(chǎn)品外觀，要開設二次澆口，但其二次澆口加工困難。</p>

51、<p>　　由于模具結(jié)構(gòu)采用的是雙分型面，在第一個分型面分開時要將澆口處的冷料拉斷，所以需要采用點澆口。</p><p>　　第五章 成型零部件的設計</p><p>　　構(gòu)成塑料模具模腔的零件統(tǒng)稱為成型零件。</p><p>　　5.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設計</p><p>　?、?型腔.由于成型塑件的總體吃尋不是太大，型腔采用整

52、體式，它是在整塊金屬模板上加工而成的，其特點是牢固，不易變形，不會使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡，整體式型腔常用于簡單的中小型模具上。</p><p>　?、?型芯.凸模是用于成型塑件內(nèi)表面的零部件，有時又稱型芯或成型桿。凸模與模板做成整體，結(jié)構(gòu)牢固，成型質(zhì)量好，但鋼材消耗量大，適用于內(nèi)表面形狀簡單的小型凸模。由于本塑件尺寸較小 ，對材料不能構(gòu)成浪費，為了使其結(jié)構(gòu)牢固，安裝方便，配合簡單，本制件可選用整體式凸模。</

53、p><p>　　5.2 成型零件工作尺寸計算</p><p>　　成型零部件工作尺寸計算有平均值法和公差帶法兩種。本設計為便于計算采用平均值法。塑件尺寸按一般精度取MT5級，模具制造公差等級為IT10。</p><p>　　由表1-1塑件的尺寸公差知各尺寸如下：</p><p>　　型腔的徑向尺寸70.6+0.750 </p>&

54、lt;p>　　根據(jù)塑件尺寸，查[9]表3-2 相應δz=0.25mm</p><p>　　式中 Ls 塑件外形基本尺寸為70.6mm</p><p>　　Scp 塑件平均收縮率 (1.0-3.0)%,取Scp = 2.0%</p><p>　　Δ 塑件外形公差值 Δ =0.74mm</p><p>　?、谛颓坏纳疃?10.5 <

55、;/p><p>　　根據(jù)塑件尺寸，查[9]表3-2 相應δz=0.10mm</p><p>　　式中 Ls 塑件外形基本尺寸,為10.5mm</p><p>　　Scp 塑件平均收縮率 (1.0-3.0)%,取Scp = 2.0%</p><p>　　Δ 塑件外形公差值 Δ =0.3mm</p><p>　?、坌托镜膹较虺?/p>

56、寸66+0.750 </p><p>　　根據(jù)塑件尺寸，查[9]表3-2 相應δz=0.21mm</p><p><b>　　④型芯的高度8.2</b></p><p>　　根據(jù)塑件尺寸查，[9]表3-2 相應δz=0.09mm</p><p>　　5.3成型零件的強度及底板厚度計算</p><

57、p>　　塑料模型腔壁厚和底板厚度的計算，是模具設計中經(jīng)常遇到的重要問題，尤其對大型模具更為突出，目前常用的計算方法是按強度和剛度條件計算兩大類，但是實際的塑料膜卻要求即不允許強度不足而發(fā)生明顯變形，甚至破壞，也不允許因剛度不足而發(fā)生過大變形，因此，要求對強度和剛度加以合理考慮。</p><p>　　對于大尺寸型腔，剛度不足是主要矛盾，應按剛度條件計算，對于小尺寸型腔，強度不夠則是主要矛盾，應按強度條件計算，

58、強度計算的條件是滿足各種受力狀態(tài)下的許用應力，剛度計算的條件則由于模具的特殊性，可以從以下幾個方面加以考慮：</p><p><b>　　要防止溢料</b></p><p><b>　　應保證塑件精度</b></p><p><b>　　要有利于脫模</b></p><p>&

59、lt;b>　?、?型腔側(cè)壁厚度</b></p><p>　　注射成型時，為了承受型腔高壓熔體的作用，型腔側(cè)壁與底板應該有足夠的強度和剛度，以免因剛度或強度不夠而破裂或失效。</p><p>　　該型腔側(cè)壁厚，因其直接為定模板，可按整體式圓形型腔，參考文獻[1]公式7-48</p><p>　　式中 p 型腔內(nèi)壓力.MPa,為40 MPa,</

60、p><p>　　r 型腔內(nèi)半徑,為34mm</p><p>　　h 型腔深度, 為10.5mm</p><p>　　[σ] 型腔材料的許用壓力 一般中碳鋼為180MPa</p><p>　　H 型腔外壁高度 為30mm</p><p>　　考慮到導柱的長度和安裝尺寸，預定的30mm顯然滿足上述尺寸，完全可以滿足強度和剛度

61、條件</p><p><b>　?、?型腔底版厚度</b></p><p>　　按強度條件計算獻[1] :參考文式7-57</p><p>　　所以對于型腔取厚度35mm,滿足要求。</p><p>　　5.4成型零件的鋼材的選用</p><p>　　此塑件是大批量件生產(chǎn)，成型零件的所選鋼材耐磨性

62、和抗疲勞性能良好；機械加工性能和拋光性能也應良好（參考文獻【3】）。所以：</p><p>　　5.5標準模架的確定</p><p>　　模具的大小主要取決于塑件的大小和結(jié)構(gòu)，對于模具而言，在保證足夠強度和剛度的條件下，結(jié)構(gòu)越緊湊越好，可以以塑件布置在推桿的范圍之內(nèi)及復位桿與型腔保持一定距離為原則來確定模架大小，可以大致按下列經(jīng)驗公式來計算：</p><p>　　塑

63、件在分型面上的投影寬度W′需要滿足：W′<W2-10mm</p><p>　　塑件在分型面上的投影長度L′需要滿足：L′<lt-d-30mm</p><p>　　式中W2是推板寬度（mm）</p><p>　　是復位桿在長度方向的間距（mm）；d是復位桿直徑（mm）</p><p>　　根據(jù)以上二式可以求得W2和lt 再對照中

64、小型標準模架尺寸系列中相應的參數(shù)就可以確定模架大小和型號了 </p><p><b>　?、?A板尺寸</b></p><p>　　A板是定模型腔板，塑件高度為10.5mm，在模板上還要開設冷卻水道，冷卻水道離型腔應有一定的距離，因此，A板的厚度取30mm。</p><p><b>　?、?B板尺寸</b></p&g

65、t;<p>　　B板是凸模固定板，按照模架標準板厚取25mm</p><p><b>　?、?C板尺寸</b></p><p>　　C板是墊塊，墊塊=推出行程+推板厚度+推板固定板厚度+（5-10）mm=40+15+20+（5-10）mm=80mm</p><p>　　經(jīng)過上述尺寸的計算，模架尺寸已經(jīng)確定為6號，板面為230*20

66、0，模架結(jié)構(gòu)形式為A1型的標準模架。其外形尺寸為230mm*200mm*175mm</p><p><b>　　如下圖4-5所示：</b></p><p>　　圖5-1所選A1型模架結(jié)構(gòu) </p><p>　　5.6 模架各尺寸的校核</p><p>　　根據(jù)所選注塑機來校核模具設計的尺寸</p><

67、p>　　模具平面尺寸230mm*200mm<280mm*250mm（拉桿間距），校核合格。</p><p>　　模具高度尺寸185mm，100mm<185mm<300mm(模具的最大厚度和最小厚度)，校核合格。</p><p>　　3）模具的開模行程S≥H1+H2+a+（5-10）mm</p><p>　　計算得：H1+H2+a+5～10=1

68、5+10.5+30+10=60.5mm<220mm（開模行程），校核合格。</p><p>　　第六章成型設施備的校核計算</p><p>　　6.1注射機注射壓力校核</p><p>　　所選注射機額定注射壓力為125Mpa，該塑件的注射壓力為70-90Mpa，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，聚丙烯流動性一般，因此注射壓力選用80Mp

69、a，注射應滿足</p><p><b>　　Pmax≥k’P0</b></p><p>　　式中: Pmax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 = 125MPa 右邊

70、 = 1.25×80～1.4×80 = 100-112MPa</p><p><b>　　滿足要求</b></p><p><b>　　6.2注射量的校核</b></p><p>　　根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，注射機的最大注射量是其允許最大注射量的80%，由此有</p><p>　　n Vn

71、+ Vj≤80% Vg</p><p>　　Vg—注射機允許的最大注射量cm3</p><p>　　Vj—澆注系統(tǒng)所需塑件的體積cm3</p><p>　　Vn –單個塑件的體積cm3。公式源自參考文獻[1]式5-2</p><p>　　左邊 = 10.6cm3 右邊 = 80%×105= 84 cm3</p>

72、<p><b>　　滿足要求</b></p><p><b>　　6.3鎖模力的校核</b></p><p>　　鎖模力是指注射機的合模機構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊力。注射機鎖模力的校核關(guān)系式為：</p><p><b>　　F≥kpA</b></p><p>　　式

73、中 F——注射機鎖模力，查相關(guān)表得SZ-60/450鎖模力為450KN</p><p>　　K——壓力損耗系數(shù)，一般取1.1～1.2；</p><p>　　P——型腔內(nèi)熔體的壓力，本塑件p=30Mpa；</p><p>　　A——塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和，</p><p>　　本模具A=3.6×10-³㎡&l

74、t;/p><p>　　計算 kpA=1.2×30MPa×3.6×10-³㎡=129.6KN<450KN</p><p>　　故注射機的鎖模力足夠，滿足要求。</p><p>　　6.4安裝尺寸的校核</p><p>　　根據(jù)所選注塑機來校核模具設計的尺寸</p><p>　

75、　模具平面尺寸230mm*200mm<280mm*250mm（拉桿間距），校核合格。</p><p>　　模具高度尺寸185mm，100mm<185mm<300mm(模具的最大厚度和最小厚度)，校核合格。</p><p>　　3）模具的開模行程S≥H1+H2+a+（5-10）mm</p><p>　　計算得：H1+H2+a+5～10=15+10.5

76、+30+10=60.5mm<220mm（開模行程），校核合格。</p><p>　　6.5推出機構(gòu)的校核</p><p>　　各種型號注射機推出機構(gòu)的設置情況及推出距離等各不相同，設計模具時，必須了解注射機推出桿的直徑、推出形式、最大推出距離及雙推中心桿距等，以確保模具推出機構(gòu)與注射機的推出機構(gòu)相適應。</p><p>　　6.6開模行程的校核</p&g

77、t;<p>　　開模取出塑件所需的開模距離必須小于注塑機的最大開模行程，對于液壓-機械式鎖模機構(gòu)注塑機，其最大開模行程由注塑機曲肘機構(gòu)的最大行程決定，與模具厚度無關(guān)雙。</p><p>　　雙分型面注射模，其開模行程按下式校核</p><p>　　S≥H1+H2+a+（5-10）mm</p><p>　　式中S——注射機的最大開模行程，查資料得SZ-6

78、0/450機的最大開模行程S=220mm</p><p>　　H1——推出距離（脫模距離），為15mm</p><p>　　H2——包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，為10.5mm</p><p>　　a是中間板（型腔板）與定模的分開距離（mm）取30mm</p><p>　　計算得：H1+H2+a+5～10=15+10.5+30+10=60.5m

79、m<220mm</p><p>　　因此，SZ-60/450的開模行程符合要求。</p><p>　　第七章 導向機構(gòu)的設計</p><p>　　導向機構(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確對合。導向機構(gòu)主要有導柱導向和錐面定位兩種形式，設計的基本要求是導向精確，定位準確，并且有足夠的強度，剛度和耐磨性，多采用導柱導向機構(gòu)。</p>

80、;<p>　　7.1導向裝置的作用：</p><p>　　導向作用。上模和下模合模時，首先是導向零件接觸，引導上下模準確合模，避免凸模或型芯先進入型腔，保證不損壞成型零件。</p><p>　　定位作用，避免模具裝配時認錯方位而損壞模具（尤其是形狀不對稱的型腔），對于垂直分型的兩瓣對拼凹模，合模銷可以保證在合模時定位準確。</p><p>　　承受一定

81、的側(cè)向壓力。塑料注入型腔過程中會產(chǎn)生單向側(cè)面壓力，或者由于成型設備精度的限制，使導柱在工作中承受一定的側(cè)壓力，當側(cè)向壓力很大時，則不能完全由導柱來承擔，需要增設錐面定位裝置。</p><p>　　圖4-7 導柱導套的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　第八章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)</p><p>　　模具溫度是指模具型腔和型芯的表面溫度。模具溫度是否合適、均一與穩(wěn)定，對塑料熔體

82、的沖模流動、固化定型、生產(chǎn)效率及塑件的形狀、外觀和尺寸精度都有嚴重影響。模具中設置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的就是要通過控制模具的溫度，使注射成型塑件有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)效率。</p><p>　　8.1 模具溫度對制品質(zhì)量的影響</p><p>　　由于該套模具的要求在80℃以下，又是小型模具，所以無需設計加熱裝置。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

83、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>　　冷卻介質(zhì)有水和壓縮空氣，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冷卻水道。</p><p>　　考慮到塑件冷卻效率，加工方便，在定模板兩側(cè)各設置二根直通式水管，就能夠滿足設計要求。&l

84、t;/p><p>　　第九章 排氣槽的設計</p><p>　　此塑件成型型腔體積比較小，注射時間短，分流道設在分型面上，塑料的注入會使氣體不會在型腔頂部造成憋氣，氣體會沿著分型面和型芯與推件板之間的軸向間隙向外排出。因此不必另外開設排氣槽，以節(jié)約模具成本，同時，又不影響到塑件的成形。</p><p>　　第十章 模具的總體結(jié)構(gòu)</p><p&g

85、t;　　由以上設計步驟，綜合得設計的模具機構(gòu)如下：</p><p>　　圖10-1 A-A剖視圖</p><p>　　圖10-2 動模移走后的定模投影視圖</p><p>　　圖10-3 定模移走后的動模投影視圖 </p><p>　　圖10-4 B-B剖視圖</p><p>　　工作原理為：開模時，注射機開模系統(tǒng)帶動

86、動模部分后移，由于彈簧23的作用，模具首先A分型面分型，定模板6隨動模一起后移，固定在動模板上的限位銷5與定距拉板左端接觸，使定模板停止移動，動模繼續(xù)后移，B分型面分型，因塑件包緊在型芯上，這時澆注系統(tǒng)凝料在澆口處自行拉斷，然后在A分型面之間自行脫落或者人工取出，。動模部分繼續(xù)后移，，當注射機的推桿接觸推板12時，推出機構(gòu)開始工作，側(cè)滑塊在斜頂桿17和19的推動作用下將塑件從型芯上推出，塑件在B分型面之間自行落下。 </p&g

87、t;<p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　此次課程設計是學習好塑料模具這門課程的一個重要環(huán)節(jié)，是對整個課程的一個全面的考察，也是對我們以前學過的機械制圖，公差與技術(shù)測量，機械原理，材料成型原理，材料成型工藝，材料成型設備，等一系列課程的綜合考察。使我們能夠更好的分析和解決塑料模具設計中的問題，進一步鞏固，加深和拓寬我們所學的知識。</p><

88、p>　　通過設計實踐，逐步樹立正確的設計思想，設計思路，和流程。掌握塑料模具設計的一般規(guī)律，培養(yǎng)分析和解決問題的能力。通過計算，繪圖和運用各種技術(shù)標準和規(guī)范，設計手冊等有關(guān)資料，對設計一整套模具的方法有了充分的認識，為畢業(yè)設計做好了準備。 </p><p>　　在設計工程中所涉及到的公式，都是從各個參考文獻中經(jīng)過比較而選取的，選擇上來講，還是較為合理的，計算結(jié)果正確，能滿足塑件的制造要求。</p>

89、;<p>　　模具在選材過程中，在滿足要求的前提下盡量采用性價比高而又滿足要求的的材料，主要的零部件都是較為常用的制造方便，能夠使用標準件的盡量使用標準件。模具在裝配好以后要保證適當?shù)呐浜详P(guān)系，能夠很好的運動，不會出現(xiàn)松動和咬死等現(xiàn)象。使制造出的塑件達到設計的要求。</p><p>　　在這次的設計過程中，我學到了很多書本上沒有學到的東西，在老師的指點和同學的幫助下，順利的完成了這次任務。也使我發(fā)現(xiàn)

90、了自身很多不足的地方。在選取某些材料，配合公差時，經(jīng)常是和參考文獻上的一樣，不是特別的熟練。使我認識到自己水平的有限和專業(yè)知識的欠缺，另外就是缺少實踐經(jīng)驗，在思考某些東西的時候要查閱很多的書籍才能搞懂，為我以后的學習指明了方向。</p><p>　　總之，本次課程設計使我受益匪淺，我會在今后的學習和工作中繼續(xù)努力，為我的不足得到更好的完善。在此，感謝老師的指導！</p><p><b

91、>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]屈華昌主編.塑料成型加工工藝與模具設計 北京:高等教育出版社.2006.7</p><p>　　[2]陳劍鶴主編.模具設計基礎(chǔ) 機械工業(yè)出版社 2009.3</p><p>　　[3]王善勤主編.塑料注射成型工藝與設備 北京:中國輕工出版社.2000.3</p><p>　　

92、[4]洪慎章主編.塑料加工速查手冊 機械工業(yè)出版社2009.9</p><p>　　[5]胡建國主編.機械工程圖學 機械工業(yè)出版社 2004.8</p><p>　　[6]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>　　[7]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><

93、;p>　　[8]馮愛新主編.塑料模具工程師手冊 機械工業(yè)出版社 2009.2</p><p>　　[9]錢可強.機械制圖 北京:高等教育出版社.2003.6</p><p>　　[10]廖念釗.古瑩庵等.互換性與技術(shù)測量 北京:中國計量出版社.2000.1</p><p>　　[11]伍先明.王群等.塑料模具設計指導書 國防工業(yè)出版社.2008.2</p

94、><p>　　[12]劉瑾主編.機械制造 機械工業(yè)出版社 2008.2</p><p>　　[13]徐學林主編.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 湖南大學出版社，2009.8</p><p>　　[14]馮愛新主編.塑料模具工程師手冊 機械工業(yè)出版社 2009.2</p><p>　　[15]陳國香主編.機械制造與模具制造工藝學 清華大學出版社 2006.5

95、</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　畢業(yè)設計即將要結(jié)束了，此刻的我，心情不能平靜?；貞浽谖錆h工業(yè)學院學習的四年中，令我難忘的是我們機械系的老師們，他們那治學嚴謹，學識淵博，品德高尚，平易近人，使我在學習期間不僅得到了做學問的道理，更懂得了做人的準則，這些都將使我終生受益。</p><p>　　在做畢業(yè)設計最后的半年期

96、間，無論是在理論學習階段，還是在論文的選題、資料查詢、開題、研究及繪圖過程的每一個環(huán)節(jié)，無不得到我的指導師殷燕芳老師的悉心指導和幫助。他嚴謹求實的治學態(tài)度，待人以誠的寬廣胸懷以及淵博的知識為我們樹立了榜樣，做學問的楷模。</p><p>　　我愿借此機會向在這四年里關(guān)心我們的機械系老師們表示衷心的感謝！同時，也對我們的畢業(yè)設計做出大量輔導的材料成型教研室殷燕芳老師的辛勤栽培表示由衷感謝。</p>&