端蓋筒注塑模課程設(shè)計

1、<p>　　端蓋筒注塑模課程設(shè)計</p><p>　　前言 ………………………………………………………1 </p><p>　　緒論………………………………………………………2 </p><p>　　塑料的工藝分析…………………………………………4 </p><p>　　1.1塑件成形工藝分析

2、……………………………………4 </p><p>　　1.2端蓋筒的成型特性與工藝參數(shù)………………………4</p><p>　　2  注塑設(shè)備的選擇………………………………………7 </p><p>　　2.1  估算塑件體積………………………………………7</p><p>　　2.

3、2  選擇注射機(jī)…………………………………………7 </p><p>　　2.3  模架的選定…………………………………………7 </p><p>　　2.4  最大注射壓力的校核………………………………8</p><p>　　3  塑料件的工藝尺寸的計算………………

4、…………10 </p><p>　　3.1  型腔的徑向尺寸…………………………………10</p><p>　　3.2  型芯的計算………………………………………10 </p><p>　　3.3  模具型腔壁厚的計算……………………………11 </p><

5、p>　　4  澆注系統(tǒng)的設(shè)計……………………………………12 </p><p>　　4.1  主流道的設(shè)計……………………………………12 </p><p>　　4.2  冷料井的設(shè)計……………………………………13 </p><p>　　4.3  分

6、流道的設(shè)計……………………………………13 </p><p>　　4.4  澆口的選擇………………………………………14</p><p>　　5  分型面的選擇與排氣系統(tǒng)的設(shè)計…………………17</p><p>　　5.1 分型面的選擇………………………………………</p><p>

7、　　5.2 排氣槽的設(shè)計………………………………………17 </p><p>　　6  合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計…………………………………18 </p><p>　　7  脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計………………………………………20 </p><p>　　8  溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計………

8、…………………………21 </p><p>　　8.1  模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計………………………………22 </p><p>　　8.2  模具加熱系統(tǒng)的設(shè)計………………………………22</p><p>　　9  模具的裝配 …………………………………………23 <

9、;/p><p>　　9.1  模具的裝配順序 …………………………………23 </p><p>　　9.2  開模過程分析……………………………………24 </p><p>　　設(shè)計總結(jié) ………………………………………………25 </p><p>　　參考資

10、料………………………………………………26 </p><p>　　致 謝……………………………………………………27 </p><p>　　光陰似梭，大學(xué)三年的學(xué)習(xí)一晃而過，為具體的檢驗這三年來的學(xué)習(xí)效果，綜合檢測理論在實際應(yīng)用中的能力，除了平時的考試、實驗測試外，更重要的是理論聯(lián)系實際，即此次設(shè)計的課題為端蓋筒的注塑模具。 </p>

11、<p>　　本次畢業(yè)設(shè)計課題來源于生活，應(yīng)用廣泛，但成型難度大，模具結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，對模具工作人員是一個很好的考驗。它能加強(qiáng)對塑料模具成型原理的理解，同時鍛煉對塑料成型模具的設(shè)計和制造能力。 </p><p>　　本次設(shè)計以注射模端蓋筒為主線，綜合了成型工藝分析，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，最后到模具零件的加工方法，模具總的裝配等一系列模具生產(chǎn)的所有過程。能很好的學(xué)習(xí)致用的效果。在設(shè)計該模具的同時總結(jié)了以往模

12、具設(shè)計的一般方法、步驟，模具設(shè)計中常用的公式、數(shù)據(jù)、模具結(jié)構(gòu)及零部件。把以前學(xué)過的基礎(chǔ)課程融匯到綜合應(yīng)用本次設(shè)計當(dāng)中來，所謂學(xué)以致用。在設(shè)計中除使用傳統(tǒng)方法外，同時引用了CAD等技術(shù)，使用Office軟件，力求達(dá)到減小勞動強(qiáng)度，提高工作效率的目的。  </p><p>　　由于實際經(jīng)驗和理論技術(shù)有限，設(shè)計的錯誤和不足之處在所難免，希望各位老師批評指正。 </p><

13、;p>　　一} 【模具在加工工業(yè)中的地位】 </p><p>　　模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等各種模具。 </p><p>　　對模具的全面要求是：能生產(chǎn)出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用要求的公

14、有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動化操作簡便；從模具制造的角度，要求結(jié)構(gòu)合理、制造容易、成本低廉。 </p><p>　　模具影響著制品的質(zhì)量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進(jìn)澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機(jī)械性能、電性能、內(nèi)應(yīng)力大小、各向同性性、外觀質(zhì)量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在加工過程中

15、，模具結(jié)構(gòu)對操作難以程度影響很大。在大批量生產(chǎn)塑料制品時，應(yīng)盡量減少開模、合模的過程和取制件過程中的手工勞動，為此，常采用自動開合模自動頂出機(jī)構(gòu)，在全自動生產(chǎn)時還要保證制品能自動從模具中脫落。另外模具對制品的成本也有影響。當(dāng)批量不大時，模具的費用在制件上的成本所占的比例將會很大，這時應(yīng)盡可能的采用結(jié)構(gòu)合理而簡單的模具，以降低成本。 </p><p>　　現(xiàn)代生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具

16、是必不可少是三項重要因素，尤其是模具對實現(xiàn)材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設(shè)計起著重要的作用。高效的全自動設(shè)備也只有裝上能自動化生產(chǎn)的模具才有可能發(fā)揮其作用，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具的制造和更新為前提的。由于制件品種和產(chǎn)量需求很大，對模具也提出了越來越高的要求。因此促進(jìn)模具的不斷向前發(fā)展</p><p>　　[二] 【模具的發(fā)展趨勢】 </p><p>　　

17、近年來，模具增長十分迅速，高效率、自動化、大型、微型、精密、高壽命的模具在整個模具產(chǎn)量中所占的比重越來越大。從模具設(shè)計和制造角度來看，模具的發(fā)展趨勢可分為以下幾個方面：</p><p>　?。?） 加深理論研究 在模具設(shè)計中，對工藝原理的研究越來越深入，模具設(shè)計已經(jīng)有經(jīng)驗設(shè)計階</p><p>　　段逐漸向理論技術(shù)設(shè)計各方面發(fā)展，使得產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量都得到很大的提高。&

18、lt;/p><p>　　（2） 高效率、自動化 </p><p>　　大量采用各種高效率、自動化的模具結(jié)構(gòu)。高速自動化的成型機(jī)械配合以先進(jìn)的模具，對提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，降低成本起了很大的作用。 </p><p>　　（3）大型、超小型及高精度 </p><p>　　由于產(chǎn)品應(yīng)用的擴(kuò)大，于是出現(xiàn)了各種大

19、型、精密和高壽命的成型模具，為了滿足這些要求，研制了各種高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性能且易加工、熱處理變形小、導(dǎo)熱性優(yōu)異的制模材料。</p><p>　?。?） 革新模具制造工藝 </p><p>　　在模具制造工藝上，為縮短模具的制造周期，減少鉗工的工作量，在模具加工工藝上作了很大的改進(jìn)，特別是異形型腔的加工，采用了各種先進(jìn)的機(jī)床，這不僅大大提高了機(jī)械加工的比重，而且提高

20、了加工精度。 </p><p><b>　?。?） 標(biāo)準(zhǔn)化 </b></p><p>　　開展標(biāo)準(zhǔn)化工作，不僅大大提高了生產(chǎn)模具的效率，而且改善了質(zhì)量，降低了成本。 </p><p>　　[三] 【設(shè)計在學(xué)習(xí)模具制造中的作用】 </p><p>　　通過對模具專

21、業(yè)的學(xué)習(xí)，掌握了常用材料在各種成型過程中對模具的工藝要求，各種模具的結(jié)構(gòu)特點及設(shè)計計算的方法，以達(dá)到能夠獨立設(shè)計一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般機(jī)械加工的知識，金屬材料的選擇和熱處理，了解模具結(jié)構(gòu)的特點，根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝。 </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計能夠?qū)σ陨细鞣矫娴囊蠹右造`活運用，綜合檢驗大學(xué)期間所學(xué)的知識。</p><p>　　1.塑件成型工藝分析

22、</p><p>　　1.在此模具設(shè)計過程中，注意零件的厚度比較薄長度比較長，因而模具設(shè)計時考慮凸凹模的間隙，另外該制件較小，設(shè)計模具時，考慮退模出料的安全與方便，加工該零件為一次成型，故模具的結(jié)構(gòu)不宜復(fù)雜化，應(yīng)優(yōu)化合理，考慮經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　2.由于該制件較簡單，且毛坯為注射成型件，根據(jù)其工藝性分析，可確定該零件的加工方案為：合模---注料---退模卸料。在毛坯落料過程中還

23、要注意毛坯的導(dǎo)向定位等因素。3.如圖所示，該零件要求工藝不高，要求材料為ABS，該材料成型溫度在200-270℃之間，查閱資料可知其收縮率為0.4％-0.8％，計算其平均收縮率為:</p><p><b>　　==0.6</b></p><p>　　初步估算零件的體積和質(zhì)量</p><p><b>　　V=</b><

24、/p><p><b>　　4.注射機(jī)的選擇</b></p><p>　　根據(jù)體積，初選注射機(jī)為：XS-Z-500 </p><p>　　查閱注射機(jī)使用說明書，得到參數(shù)如下：</p><p>　　注射劑的最大注射量：500cm³鎖模力：3500KN </p><p>　　注射壓力：200／Mp

25、a 最小模具厚度：300mm </p><p>　　最大模具厚度：450mm 模板形程：500mm </p><p>　　注射機(jī)定位孔直徑：φ100mm 注射機(jī)拉桿間距：540mm×440mm </p><p>　　噴嘴孔直徑:φ4㎜弧嘴圓弧半徑：SR12㎜</p><p>　　合模方

26、式：液壓—機(jī)械推出方式：兩側(cè)推出</p><p><b>　　5.型腔數(shù)量的確定</b></p><p>　　若采用一模一腔，此零件的外形尺寸不是多大，模架相對這個零件相對顯然很大，這樣就會造成設(shè)備的資源浪費，且不適合大批量生產(chǎn)，成本較高。</p><p>　　若采用一模多腔，生產(chǎn)效率高，資源利用率也高。這里選用一模四腔，型腔對稱分布于模具兩側(cè)

27、，經(jīng)過兩次次分流即可，適合批量生產(chǎn)。</p><p><b>　　6.澆注系統(tǒng)的設(shè)計</b></p><p>　　根據(jù)塑件的外觀形狀，不允許在外圓周側(cè)面留下有澆口痕跡，所以塑件采用點澆口進(jìn)料。為了保證進(jìn)料充分在凸模內(nèi)部加一加熱裝置。</p><p><b>　　7.主流道的設(shè)計</b></p><p&g

28、t;　　進(jìn)料口的直徑d=d1+(0.5-1)mm,取d=4.8mm, 球面的凹坑半徑SR=SR1+(1-2) mm；可取SR=8mm；錐角=2º-6º,可取=4º。采用碳鋼T8,并加熱熱處理淬火到55HRC。</p><p>　　澆口套與定模板的配合采用H7/m6,如圖所示。</p><p><b>　　8.分流道的設(shè)計</b></

29、p><p>　　根據(jù)選用的材料和性質(zhì)，因為該零件的體積比較小，可選用圓形分流道形狀，半徑取3mm。為了保證與分流道接觸的外層塑料熔體迅速冷卻，形成絕熱層，只有內(nèi)部熔體平穩(wěn)流動，保證粗糙度Ra=1.6µm。此模具布置的形式為平衡式，分布形式如圖所示</p><p><b>　　9.冷卻穴的設(shè)計</b></p><p>　　防止“冷料”注入型

30、腔而影響成型塑件的質(zhì)量，在開模時，將主流道凝料從定模澆口套中拉出，最后由推出機(jī)構(gòu)將澆注系統(tǒng)凝料一起推出模外。我們選用有拉料桿的冷卻穴，在開模時起到拉凝料的作用，選用球頭形。</p><p><b>　　三．成型零件的設(shè)計</b></p><p><b>　　1.塑件的工作尺寸</b></p><p>　　該塑件未標(biāo)注公差的

31、自由尺寸可按MT5級查取公差表所列為塑件主要公差要求</p><p>　　該塑件的成型尺寸見表</p><p>　　成型零件的成型零件尺寸按平均值法計算，已知=0.006,根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具制造公差取=成型零件尺寸計算見表</p><p><b>　　2.推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計</b></p><p>　　因為塑件為筒形

32、零件，壁較薄，而且長度較長，尺寸精度要求比較高，決定選用推板推出方式推出板的厚度為20mm。</p><p>　　推出距離=凸模型芯沿脫模方向的最大尺寸=120mm</p><p><b>　　3.導(dǎo)柱的設(shè)計</b></p><p>　　導(dǎo)柱應(yīng)該有良好的耐磨性，內(nèi)部堅硬而不易折斷，因此采用20鋼（表面滲碳加淬火處理）硬度為50-55HRC，導(dǎo)柱

33、的固定部分的表面粗糙度Ra值為0.8mμm,導(dǎo)柱部分的表面粗糙度Ra取0.6μm。導(dǎo)柱的長度由定模板和推出板厚度和推出零件的行程決定。取導(dǎo)柱的長度為130mm，取導(dǎo)柱的直徑為20mm。如圖4.導(dǎo)套的設(shè)計</p><p>　　導(dǎo)套的壁厚取4mm，導(dǎo)套的長度為110mm,與模板配合的直徑為30mm,,長度為10mm.導(dǎo)套的材料采用T8A。如圖</p><p><b>　　5.限位螺釘

34、的設(shè)計</b></p><p>　　限位螺釘也應(yīng)該有良好的耐磨性，內(nèi)部堅韌而不易折斷，而不易變形。因此采用45鋼（表面滲碳加淬火處理）硬度為50-55HRC，限位螺釘用于最后一次開模時為防止推料板和整個模具體不脫落，一便再次加工。長度由推板移動的距離而決定。如圖</p><p><b>　　6.加熱裝置的設(shè)計</b></p><p>

35、;　　經(jīng)查表可知，ABS的成型溫度為200-270℃，模具溫度為40-80℃。因為該零件體積比較大，尤其是長度比較長，在注射的過程中可能會出現(xiàn)凝固現(xiàn)象，而導(dǎo)致加工失敗，為了保證能迅速充滿整個型腔，必須有一加熱裝置，所以我們在凸模的內(nèi)部裝一加熱裝置，該裝置有電阻絲繞成。保持模具的溫度均勻而平衡，如圖</p><p><b>　　7.排氣的設(shè)計原則</b></p><p>

36、;　　通常，選擇排氣槽的開設(shè)位置時，應(yīng)考慮以下原則：</p><p>　　1）排氣口不能正對操作者，以防意外事故；</p><p>　　2）排氣孔最好設(shè)計在凸模上，一便模具的加工和清理方便；</p><p>　　3）開設(shè)在靠近嵌件和制件壁的最薄處，因為這樣的部位最容易形成熔接痕；</p><p>　　4）高速注射薄壁型制件時，排氣槽設(shè)在澆口附

37、近，可以使氣體連續(xù)排出；本制件為深腔型腔，脫模時會形成真空狀態(tài)從而形成很大的壓力，使零件變形要引入引氣系統(tǒng)</p><p>　　根據(jù)以上原則，本模具的排氣孔設(shè)計在凸模上</p><p>　　四.注射機(jī)參數(shù)的選擇及校核</p><p>　　1.最大注射量的校核</p><p>　　通常，注射機(jī)一次的實際注射量應(yīng)該小于等于注射機(jī)最大注射量的80％

38、。注射該塑件時一次的注射量大約為3㎝³</p><p>　　選用注射機(jī)為塑件生產(chǎn)車間最小注射機(jī) XS-ZY-500, 一次最大注射量為500㎝³，滿足3≦500×80％所以選用的注射機(jī)滿足要求</p><p>　　2.模具與注射機(jī)安裝部分的校核</p><p>　?、倌＞唛]合高度的由模具的實際高度為：Hm=220mm </p>

39、;<p>　　注射機(jī)的最小裝模高度為：Hmin=300mm </p><p>　　注射機(jī)的最大裝模高度Hmax=450mm</p><p>　　即滿足Hmin+5≦Hm≦Hmax+5 </p><p>　　所以模具滿足注射機(jī)裝備高度要求。</p><p>　?、谀＞叩耐庑纬叽?20mm×220mm，XS-ZY-125注

40、射機(jī)的拉桿距離為540mm×440mm。由此可知模具能裝入注射機(jī)模板并固定</p><p><b>　　2.開模行程的校核</b></p><p>　　可知需要開模的距離為65+70+40+10=185mm 而模板的行程為200mm，</p><p>　　符合要求?？芍O(shè)計的模具可行。</p><p>　　9&

41、#160;模 具 的 裝 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(zhì)量、壽命和各部分的功能。模具裝配過程是按照模具技術(shù)要求和相互間的關(guān)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(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)，模

42、具的裝配精度包括相關(guān)零件的位置精度，相關(guān)的運動精度，配合精度及接觸只有當(dāng)各精度要求得到保證，才能使模具的整體要求得到保證。 </p><p>　　塑料模的裝配基準(zhǔn)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(zhǔn)。這種情況，定模各動模的導(dǎo)柱和導(dǎo)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(nèi)，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，

43、鏜投影導(dǎo)柱和導(dǎo)套孔，最后安裝動模和定模上的其它零件，另一種是已有導(dǎo)柱導(dǎo)套塑料模架的。 </p><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(jīng)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

44、以更好的防止飛邊。 </p><p>　　9.1  [模具的裝配順序] </p><p>　?。?）確定裝配基準(zhǔn)； </p><p>　?。?）裝配前要對零件進(jìn)行測量，合格零件必須去磁并將零件擦拭干凈； </p><p>　?。?）調(diào)整各零件組合后的累積尺寸誤差，如各模板的平行度要校

45、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(chǎn)生飛邊。 </p><p>　?。?）在裝配過程中盡量保持原加工尺寸的基準(zhǔn)面，以便總裝合模調(diào)整時檢查； </p><p>　　（5）組裝導(dǎo)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，

46、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(yīng)防止進(jìn)入系統(tǒng)中； </p><p>　　（7）試模：試模合格后打上模具標(biāo)記，包括模具編號、合模標(biāo)記及組裝基面。 ① 模具預(yù)熱 </p><p>　　模具預(yù)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(nèi)進(jìn)行加熱，這種方法加熱快，但損耗量大

47、。 </p><p>　?、?#160;筒和噴嘴的加熱 </p><p>　　根據(jù)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(jìn)行。 </p><p>　?、?#160;工藝參數(shù)的選擇和調(diào)整 </p><p>　　根據(jù)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(diào)整工藝參數(shù)時按壓力，時間，

48、溫度這樣的先后順序變動。 </p><p><b>　?、?#160;注塑 </b></p><p>　　在料筒中的塑料和模具達(dá)到預(yù)熱溫度時，就可以進(jìn)行試注塑，觀察注塑塑件的質(zhì)量缺陷，分析導(dǎo)致缺陷的原因，調(diào)整工藝參數(shù)和其他技術(shù)參數(shù)，直至達(dá)到最佳狀態(tài)。 </p><p><b>　　（8）模具的維護(hù)

49、0;</b></p><p>　　模具在使。那么優(yōu)化設(shè)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(dǎo)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(dāng)所致模具的徹底報廢。 </p><p>　　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(yīng)嚴(yán)防零件在裝配過程中磕、碰、劃傷和銹蝕。裝配滾動軸承允許

50、采用機(jī)油進(jìn)行熱裝，油的溫度不得超過1000C。  </p><p>　　9.2  [開模過程分析] </p><p>　　注塑機(jī)推動推桿墊板兼頂管墊板使動定模分開，在導(dǎo)柱導(dǎo)向的情況下，動定模順利分型，同時拉料桿拉斷澆口，使塑件在推板和頂管的作用下順利脫出。閉合時，同樣在導(dǎo)柱和導(dǎo)套的導(dǎo)向作用下通過頂柱使頂桿先于型腔復(fù)位。以免頂桿碰到型腔，損壞

51、模具。 </p><p><b>　　設(shè)計總結(jié) </b></p><p>　　通過對鬧鐘后蓋塑料成型模具的設(shè)計，對常用塑料在成型過程中對模具的工藝要求有了更深一層的理解，掌握了塑料成型模具的結(jié)構(gòu)特點及設(shè)計計算方法，對獨立設(shè)計模具具有了一次新的鍛煉。</p><p><b>　　參考資料 </b>

52、;</p><p>　　[1]高等教育出版社朱光力主編，《模具設(shè)計與制造實訓(xùn)》</p><p>　　[2]中國輕工業(yè)出版社賈潤禮編，《實用注塑模具設(shè)計手冊》。 </p><p>　　[3]中國輕工業(yè)出版社，孫鳳琴編，《模具制造工藝與設(shè)備》。 </p><p>　　[4]機(jī)械工業(yè)出版社，《塑料模具技術(shù)手冊》編委會。