【正文】 ...............................................................................................29 總結 參考 文獻 致謝 1 第 1 章 前言 近年來，塑料制品在醫(yī)藥、工業(yè)、建筑、電器、交通運輸、包裝等行業(yè)得到越來越廣泛的應用，是材料工業(yè)中發(fā)展較快的領域之一。經(jīng)過多年的發(fā)展，我國的塑料工業(yè)得到了極大的進步，在塑料原料、輔料的生產(chǎn)、塑件的開發(fā)設計、塑料的生產(chǎn)設備等方面已步入世界先進行列。這次畢業(yè)設計我選擇的分類是注塑成形模具，注塑模具是模具行業(yè)非?？傄慕M成部分，其特點是可以一模多腔，可以大大提高工業(yè)效率，而且塑料模具可以成形結構復雜，表面質量要求高的塑件，這使得塑料成形模具在工業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛。 2 第 2 章 塑件的設計 塑件材料的選擇 材料的概述及選擇 塑料的種類很多，按照不同的原則分類也完全不 同，最常用的一種分類是將塑料分成熱塑性塑料和熱固性塑料。 材料的選擇是設計過程重要的一個步驟，它影響著注射成形過程及成品質量，需要考慮多種影響因素。 ABS 塑料是使用非常廣泛的工程材料也是由它的眾多的優(yōu)點決定的， ABS 塑料的力學性能好、抗腐蝕性強、收縮率小，產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定，精度高、流動性能中等，有利于注射成形、著色性好。下面 數(shù)據(jù)是 ABS 的技術指標和工藝參數(shù)： ABS技術指標 ： 密度 比體積 吸水性 % 收縮率 % 熔點 130160176。 c 前段 180200176。 c 4 注射壓力： 70100Pa 注射時間： 2090 s 高壓時間： 05 s 冷卻時間： 20120 s 塑件的結構分析 塑件的二維圖 圖 21 水杯的平面二維圖 塑件的三維圖 圖 22 水杯的三維效果圖 5 塑件的結構分析 水杯的主要功能是用來盛水飲用，所以在強度和粗糙度方面沒有很大的要求 .ABS塑料的收縮率小，流動性好，注塑成型的塑件精度較好，足以滿足對于精度要求不高的水杯，所以設 計中我們采用 12 級低精度。雖然用直接澆口成形的制件在澆口位置會留下較大澆口痕，影響制件的外觀，因為該制件為塑料水杯，而杯底對外觀的要求不高，所以直接澆口在此仍然適用。先用 soliworks按 1:1的比例對水杯進行建模，然后利用 soliwoks的評估功能即可得到制件的體積： 7 3120 c mV ?塑 件 體 積 ： 3= /AB S cm?密 度 ： 122 .4mg?故 該 塑 件 的 質 量 為 ： 該模具采用的是一模一腔結構，澆口 形式為直接澆口。所以所選的注射機的公稱注射量應在 210cm2840cm2 的范圍內。 模具的漲型力的大小等于制件投影在分型面的面積和型腔內熔體對模具的平均壓力的積。所以在選擇模架之前要先確定定模板和動模板的尺寸。其結構示意圖如下。其中包括成形制件所 需要的塑料體積和滯留在澆注系統(tǒng)內的塑料體積。校核過程如下： ?注 塑 = mm+nmM 式中 M 注 —— 注射機的理論注射量 M 塑 —— 注射量 m—— 單個塑件所需的注塑量 n—— 為塑件的個數(shù) 根據(jù)第二章得 3=500cmM注 M 為 120+ 120mm3≈ 168cm3。為了抵消漲型力，注射機必須具有合適的鎖模力。查資料可知型號為 XZZY2Z的注射機的鎖模力是 3500KN，因為 3500KN=2800KN＞ 203KN。當塑料的粘度較大或者塑件形狀較細薄時，設計人員設計時注射壓力應取較大值。由第二章得所選注射機的注射壓力為 104Mpa，所以所選的注射機滿足使用要求。第三章可知模具的實際厚度 H為： H=H1+C+H2+B+A+H4+90=25+80+30+40+30+30+90=325mm 因為 300＜ 225＜ 450，所以該模具符合注射機的裝模厚度要求。 XSZY500 型注射機的合模形式為液壓 機械式，故該注射機的其最大開模行程由連桿機構的最大沖程決定，與模具厚度無關。 抽拔機構的組成類型很多，有手動的，有用液壓驅動或機動的。設計時具體選用那一種組合要視情況而定。 （ 2） 滑塊的設計 本次設計中，模具的型腔由兩個滑塊組成，開模和合模時，兩個滑塊經(jīng)由斜導柱的帶動而組合和分開，所以滑塊上應開設跟斜導柱配合的斜向通孔，而且孔的直徑應該比斜導柱的直徑大 2到 3毫米。有 soliworks 設計軟件測得塑件的 把手寬度為 11mm，所以滑塊的滑動距離必須大于 ，為了能更方便地取出塑件，這里設滑塊的滑動距離為 30mm。設計時常將導柱 頭加工成錐面或球面，是為了保證模具合模時斜導柱能正確進入滑塊導柱孔。 18 （ 3） 分型面的選擇應便于模具的加工。開模后，制件被留在動模一側，單分型面的特點是可以讓模具的結構更加簡單，分型更加的簡便和可靠。要讓熔體能夠順利地從注射機的噴嘴口流入澆注系統(tǒng)中，噴嘴口直徑應比主流道的小端直徑應小 1mm。 通常情況下主流道比較容易損壞，在工作時主流道要與高溫的熔體接觸并且與注射 機的噴嘴反復碰撞，因此為了方便主流道的維修與更新，主流道經(jīng)常設計成獨立的襯套。設 S1為塑料的最大收縮率， S2為塑料的最小收縮率，則有 S=（ S1+S2）/2 凹模徑向尺寸和深度的計算 (1) 凹模徑向尺寸的計算 計算凹模 徑向 尺寸的公式如下： ? ?00 .5 zMsL L s ??? ? ? (3— 6) 式中 LM—— 型腔的徑向尺寸（ mm） 20 S—— 塑料的平均收縮率 Δ —— 塑件的尺寸公差（ mm） Ls—— 制品的名義尺寸（ mm） 查閱相關資料得凹模長度方向各參數(shù)的值如下表 Ls/mm S Δ /mm δ z/mm 86 % 把各參數(shù)的值代入公式得凹模長度方向的徑向尺寸為： ?? (2) 凹模深度的計算 凹模深度尺寸的計算公式如下： 023 ZM S SH H H S ????? ? ? ????? (3— 7) 式中 Hs—— 制品深度的名義尺寸， 其公差為負偏差 S—— 為塑件的平均收縮率 Δ —— 是塑件的尺寸公差（ mm） δ z—— 凹 模深度的公差 查閱相關手冊得 ABS 的收縮率為 %～ %， 則 0 .4 % 0 .7 % 0 .5 5 %2S ??? 由工件的零件圖得 Hs =90mm，查閱相關手冊的 Δ =，一般取 1 Z mm? ? ? ? 把各參數(shù)的值代入公式中得： ?? 型芯徑向尺寸和型芯高度的計算 (1) 型芯徑向尺寸的計算 設型芯徑向尺寸 LM 的計算公式如下： 034 ZM S SL L L S ????? ? ? ????? (3— 8) 21 式中 LM—— 型芯 徑向名義 尺寸 LS—— 制件內表面的徑向名義尺寸 S—— 塑料的平均收縮率 ， 各參數(shù)的值如下表： S Ls/mm Δ /mm δ z/mm % 80 把各參數(shù)的值代入公式中的型芯長度方向的徑向尺寸為 ： ?? (2)型芯高度尺寸的計算 型芯高度尺寸的計 算公式為 : 023 ZM S SH H H S ????? ? ? ????? (3— 9) 查閱相關資料得各參數(shù)的值如下： Hs/mm S Δ /mm δ z/mm 79 % 把各參數(shù)的值代入公式得 : ?? 脫模機構的設計 在注塑成型的每一次周期循環(huán)中，制件必須從注塑模型腔中安全無損取出，最理想的情況是開模后制件由于自身重力的作用自動脫落，但是 實際上由于熔融的塑料在模內冷卻固化時都會產(chǎn)生體積收縮，這就導致固化后的塑件會對型芯產(chǎn)生包緊力，當塑件想從模具推出就必須克服由包緊力產(chǎn)生的摩擦阻力。設計脫模機構時應該充分考慮制件的結構特點和功能要求，選擇正確的脫模形式。 頂桿頂出機構的設計要點： （ 1） 頂桿的位置盡量避免影響塑件的表面質量，同時盡量把頂桿位置設在制件的邊緣，拐角，側壁等脫模阻力較大的部位。 （ 5） 布置頂針時，要避免頂桿與冷卻管道干涉。一般來說后面兩項是通過添加修正系數(shù)來修正脫模力的，所以脫模阻力的大小主要有上述中的前兩項決定。） μ —— 塑料的泊松比 A—— 盲孔制品型芯在脫模方向上的投影面積（ mm2） δ2—— 矩環(huán)形的平均壁厚（ mm） K2—— 無因次系數(shù)， K2=1+fsinα cosα f—— 制品與型芯間的靜摩擦系數(shù) 查閱相關資料得各參數(shù)的值如下表 ： 表 3— 3 參數(shù)表 δ 2/mm E/MPa S/% L/mm α176。而推桿所受應力的計算公式如下： 24Fnd? ?? (3— 12) 因為 ＜ 160Mpa，所以推桿直徑符合使用要求。綜上所述，在設計注塑模具時，必須要設計一個合理的冷卻系統(tǒng)以保證注塑成形時模溫能達到模具對模溫的要求。 （ 3） 對于結晶型材料，最大壁厚的中心層溫度達到固溶點，或者結晶度達到某一百分比。）。） 3 220 60 80 把各參數(shù)的值代入公式中得： t≈ 152s 設注塑成形時注射機的注射熔融塑料耗時 3s，人工取出制件要 5s，則制件的成形周期為 T=3s+152s+5s=160s。C)】 27 103 102 20 把各參數(shù)的值代入公式得 qv=在注射模中，冷卻系統(tǒng)主要是通過冷卻水在冷卻管道中的循環(huán)流動將塑料熔體的熱量帶出模具。因為這里算得的 qv 值比較小，據(jù) 此獲 得的 冷卻 管道 直徑 太小 不利 于加 工， 所以 這里 把體 積流 量設 為,則得冷卻管道的直徑為 8mm。導向機構在動模合模時起正確定位和導向的作用，同時它還能夠承受側向壓力，合模導向機構分為錐面和導柱兩種導向形式，這里用導柱導套主要是保證模具能準確合模。 （ 1） 導套和導柱通常都要進行淬火等熱工藝處理，以確保導柱和導套都要有足夠的耐磨度和強度 （ 1） 導柱直徑的選擇應以模具尺寸為根據(jù)。整個過程從不知道從何做起 到做完畢業(yè)設計，其中很多次我都算錯了，覺得很難做出一份完整的模具設計，但是回過頭來現(xiàn)在我做完設計了，我覺得在這個過程中我學習到的不僅是專業(yè)上的知識，更重要的是學習到如何去解決一個問題，如何去獲取我們所需要的知識，如何耐心去研究一樣東西。 我這次做得是生活中十分常用的塑料水杯的注塑模的設計。 最后我也要謝謝我的同學與老師，在這次畢業(yè)設計中我遇到很多難題，多謝老師和同學的幫 助才得以解決，在這個過程中我們可以體驗到一起解決一個問題的快樂。為了解決這個問題，我查閱了相關的資料，參考了前輩們的經(jīng)典設計，最后決定決定通過采用