【正文】 廣東技術(shù)師范學(xué)院 Page 1 of 27 成人高等教育 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 牙簽桶 學(xué) 院 廣東技術(shù)師范學(xué)院 專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 年 級(jí) 高模 20班 姓 名 黃仕忠 指導(dǎo)教師 汪立勝 （ 200 年 月） 廣東技術(shù)師范學(xué)院繼續(xù)教育學(xué)院制 廣東技術(shù)師范學(xué)院 Page 2 of 27 目 錄 前 言 1 一 . 塑料制品的工藝性分析 2 二 . 注射機(jī)型號(hào)的初步擬定 3 三 . 模 具結(jié)構(gòu)方案的確定 4 1 分型面的確定 5 2 型腔的布置方案的比較與確定 6 3 澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計(jì) 7 4 成型零部件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與工作尺寸計(jì)算 9 5 頂出機(jī)構(gòu)的確定 10 6 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 11 7 其它系統(tǒng)與結(jié)構(gòu) 12 四 . 模具中相關(guān)的校核 13 1 冷卻系統(tǒng)的校核 16 五 . 相關(guān)零件的加工工藝過(guò)程 17 六 . 模具的工作過(guò)程 18 七 . 結(jié)束語(yǔ) 19 附錄一 成型零件加工工藝卡片 附錄二 成型零件零件圖 附錄三 模具總裝圖 廣東技術(shù)師范學(xué)院 Page 3 of 27 前 言 光陰似梭， 技校 三年的學(xué)習(xí)一晃而過(guò)，為具體的檢驗(yàn)這三年來(lái)的學(xué)習(xí)效果，綜合檢測(cè)理論在實(shí)際應(yīng)用中的能力，除了平時(shí)的考試、實(shí)驗(yàn)測(cè)試外，更重要的是理論聯(lián)系實(shí)際，即此次設(shè)計(jì)的課題為 牙簽桶 的注塑模具。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來(lái)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(duì)模具工作人員是一個(gè)很好的考驗(yàn)。它能加強(qiáng)對(duì)塑料模具成型原理的理解，同時(shí)鍛煉對(duì)塑料成型模具的設(shè)計(jì)和 制造能力。 本次設(shè)計(jì)以注射 牙簽桶 模具為主線，綜合了成型工藝分析，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，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(guò)程。能很好的學(xué)習(xí)致用的效果。在設(shè)計(jì)該模具的同時(shí)總結(jié)了以往模具設(shè)計(jì)的一般方法、步驟，模具設(shè)計(jì)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(guò)的基礎(chǔ)課程融匯到綜合應(yīng)用本次設(shè)計(jì)當(dāng)中來(lái)，所謂學(xué)以致用。在設(shè)計(jì)中除使用傳統(tǒng)方法外，同時(shí)引用了 CAD、 Pro/E 等技術(shù)，使用 Office 軟件，力求達(dá)到減小勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率的目的。 本次設(shè)計(jì)中得到 了 汪 老師的指點(diǎn)。同時(shí)也非常感 廣東 技術(shù)師 范 學(xué)院 各位老師 謝的精心教誨。 由于實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和理論技術(shù)有限，設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤和不足之處在所難免，希望各位老師批評(píng)指正。 廣東技術(shù)師范學(xué)院 Page 4 of 27 牙簽桶 注塑模設(shè)計(jì) 高模 20 班 汪老師 一、塑料制品 的工藝 性 分析 如圖 1所示 為 牙簽桶 。 圖 1 牙簽桶 該塑料制品 的形狀較復(fù)雜，帶有很多不同形狀的孔，在保證孔間距和孔的形狀是給模具的加工帶了很大的難度。 牙簽桶 的注塑材料首先選用 ABS，鬧鐘的后蓋絕大部分的決定了鬧鐘的重心的位置的所在。所以我們必須很好多處理后蓋壁厚的均勻，譬如 在注塑成型過(guò)程中因?yàn)楸诤竦牟痪鶆蛟斐闪耸湛s率的不一致，這樣就只能通過(guò)有效的控制模具溫度來(lái)調(diào)節(jié)收縮率。由于 牙簽桶 的主體作用是起固定作用，它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)就相應(yīng)的給注塑帶來(lái)了一定的難度。主要是它螺釘孔的壁厚相對(duì)壁厚有一定的差距，勢(shì)必會(huì)在注塑的時(shí)候到來(lái)很大的牛頓減力，造成塑件填充不滿的缺陷，可以考慮采用雙澆口，但應(yīng)用了 Pro/E 的塑料顧問(wèn)對(duì)其進(jìn)行模仿CAE 的注塑之后，發(fā)現(xiàn)會(huì)給 牙簽桶 的表面帶來(lái)更多的熔接痕和氣孔。也可以利用廣東技術(shù)師范學(xué)院 Page 5 of 27 模具的可靠的精度來(lái)定位，但是這樣的話成本太高，而且易造成模具損壞。因?yàn)榭紤]到凹凸模形狀的復(fù)雜，用整 體形式是不利于損壞后的維修，適當(dāng)?shù)氖褂们都涂梢越鉀Q這些問(wèn)題，但不能利用過(guò)多的嵌件，不然的話就會(huì)造成型腔的強(qiáng)度與剛度不夠。 牙簽桶 所用的 原料 為 ABS。 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 ABS 樹(shù)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(xué)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性和加工流動(dòng)性。因此 ABS 樹(shù)脂具有突出的力學(xué)性能和良好的綜合性能。同時(shí)具有吸濕性強(qiáng)，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。ABS 的成型特性與工藝參數(shù)如 下： ABS 塑料主要的性能指標(biāo) ： 密度 () —— 收縮率 % ~ 熔 點(diǎn) ℃ 130~160 熱變形溫度 45N/cm 65~98 彎曲強(qiáng)度 Mpa 80 拉伸強(qiáng)度 MPa 35~49 拉伸彈性模量 GPa 彎曲彈性模量 Gpa 壓縮強(qiáng)度 Mpa 18~39 缺口沖擊強(qiáng)度 kJ/㎡ 11~20 硬 度 HR R62~86 體積電阻系數(shù) Ω cm 1013 擊穿電壓 15 介電常數(shù) ABS 的注射成型工藝參數(shù) : 注塑機(jī)類型：螺桿式 噴嘴形式： 通用式 料筒一區(qū) 150—— 170 料筒二區(qū) 180—— 190 料筒三區(qū) 200—— 210 廣東技術(shù)師范學(xué)院 Page 6 of 27 噴嘴溫度 180—— 190 模具溫度 50—— 70 注塑壓 60—— 100 保壓 40—— 60 注塑時(shí)間 2—— 5 保壓時(shí)間 5—— 10 冷卻時(shí)間 5—— 15 周期 15—— 30 后處理 紅外線烘箱 溫度（ 70） 時(shí)間（ —— 1） 由為重要的是因?yàn)槟壳霸蛢r(jià)格的下降，導(dǎo)致 ABS 的市場(chǎng)價(jià)格大幅度的下跌。 二、 注射機(jī)的初步擬定 根據(jù)塑料制品的體積或質(zhì)量，且根據(jù)工廠現(xiàn)有的注射機(jī)型號(hào)和規(guī)格以及考慮制品的結(jié)構(gòu)特征，初步選定注塑機(jī)型號(hào)為 HS90A 注塑機(jī)主要技術(shù)參數(shù)所示 。 項(xiàng)目 單位 參數(shù) 射料重量： g 136 螺桿直徑： mm 38 注射體積： cm3 158 注射壓力： (Kg/cm2) 1765 螺桿轉(zhuǎn)速： 10180 鎖模力： ton 90 四柱內(nèi)空間： mm 330*260 開(kāi)模行程： mm 254 模板最大開(kāi)距： mm 564 容模厚度： mm 125310 頂出力： ton 頂出行程： mm 60 油缸容量 litre 160 電熱功率 KW 電馬達(dá)功率 KW 廣東技術(shù)師范學(xué)院 Page 7 of 27 機(jī)身重量 ton 付船尺碼 m 4** 三 模具結(jié)構(gòu)方案的確定 1 分型面的確定 塑料在模具型腔凝固形成塑件，為了將塑件取出來(lái)，必須將模具型腔打開(kāi)，也就是必須將模具分成兩部分，即定模和動(dòng)模兩大部分。定模和動(dòng)模相接觸的面稱分型面。通常有以下原則： （ 1）分型面的選擇有利于脫模：分型面應(yīng)取在塑件尺寸的最大處。而且應(yīng)使塑件流在動(dòng)模部分，由于推出機(jī)構(gòu)通常設(shè)置在動(dòng)模的一側(cè)，將型芯設(shè)置在動(dòng)模部分，塑件冷卻收縮后包緊型芯，使塑件留在動(dòng)模，這樣有利脫模。如果塑件的壁厚較大，內(nèi)孔較小或者有嵌件時(shí)，為了使塑件留在動(dòng)模，一般應(yīng)將凹模也設(shè)在動(dòng)模一側(cè)。拔模斜度小或塑件較高時(shí)，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。 （ 2）分型面的選擇應(yīng)有利于保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求。 （ 3）分型面的選擇應(yīng)有利于成型零件的加工制造。 （ 4）分型面應(yīng)有利于側(cè)向抽芯，但是此模具無(wú)須側(cè)向抽芯，此點(diǎn)可以不必考慮。 （ 5）分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 （ 6）分型面的選擇要有利于提高排氣效果 綜合考慮是以上分型面選擇的原則，結(jié)合塑料制品的結(jié)構(gòu)形狀， 該 塑料蓋的分型面的設(shè)計(jì)如圖 ： 圖 廣東技術(shù)師范學(xué)院 Page 8 of 27 2 型腔的布置方案的比較與確定 我用的是一模四腔 ,平衡式 .如圖 : 圖 3 澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計(jì) 普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)之前必須確定塑件成型位置，可以才用一模兩腔，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注塑模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，它對(duì)注塑成型周期和塑件質(zhì)量（如外觀，物理性能，尺寸精度）都有直接的影響，設(shè)計(jì)時(shí)必須按如下原則： （ 1）型腔布置和澆口開(kāi)設(shè)部位力求對(duì)稱，防止模具承受偏載而造成溢料現(xiàn)象。 （ 2）型腔和澆口的排列要盡可能地減少模具外形尺寸。 （ 3）系統(tǒng)流道應(yīng)盡可能短，斷面尺寸適當(dāng)（太小則壓力及熱量損失大，太大則塑料耗費(fèi) 大）：盡量減少?gòu)澱?，表面粗糙度要低，以使熱量及壓力損失盡可能小。 （ 4）對(duì)多型腔應(yīng)盡可能使塑料熔體在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)入各個(gè)型腔的深處及角落，及分流道盡可能平衡布置。 （ 5）滿足型腔充滿的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量小，以減少塑料的耗量。 （ 6）澆口位置要適當(dāng)，盡量避免沖擊嵌件和細(xì)小型芯，防止型芯變形澆口的殘痕不應(yīng)影響塑件的外觀。 廣東技術(shù)師范學(xué)院 Page 9 of 27 主流道設(shè)計(jì) 主流道是塑料熔體進(jìn)入模具型腔是最先經(jīng)過(guò)的部位，它將注塑機(jī)噴嘴注出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔，其形狀為圓錐形，便于熔體順利的向前流動(dòng)，開(kāi)模時(shí)主流道凝料又能順利拉出來(lái)， 主流道的尺寸直接影響到塑料熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間，由于主流道要與高溫塑料和注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，通常不直接開(kāi)在定模上，而是將它單獨(dú)設(shè)計(jì)成主流道套鑲?cè)攵０鍍?nèi)。主流道套通常又高碳工具鋼制造并熱處理淬硬。塑件外表面不許有澆口痕，又考慮取料順利，對(duì)塑件與澆注系統(tǒng)聯(lián)接處能自動(dòng)減斷。采用帶直流道與分流道的潛伏式點(diǎn)澆口，為了方便于拉出流道中的凝料，將主流道設(shè)計(jì)成錐形，錐度為 3，內(nèi)表面的粗糙度為 微米 ,孔徑為 毫米。 主流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下： （ 1）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