【正文】 分流道或型腔中。 他的作用是將塑料熔體順利地充滿到模具行腔深處 ,以獲得外形輪廓清晰 ,內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良的塑料制件 .它分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng) 。 1. 技術(shù)參數(shù)根據(jù)注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目。 故： 180－ (185－ 70)＞ 55＋ (5～ 10) 故 滿足條件 10 第四章 U 盤的注塑模具設(shè)計(jì) 分型面的選擇與設(shè)計(jì) 分型面的選擇 塑料在模具型腔凝固形成塑件，為了將塑件取出來，必須將模具型腔打開，也就是必須將模具分成兩部分，即定模和動模兩大部分。） 130 最 大 開 合 模 行 程（ mm） 180 模具最大厚度（ mm） 200 模具最小厚度（ mm） 70 合模方式 液壓 — 機(jī)械 噴嘴球頭半徑（ mm） SR12 頂桿中心距（ mm） 噴嘴孔徑（ mm） 4 注射機(jī)及各個參數(shù)的校核 U 盤外殼 的原料為 ABS，所需注射為 60100MPa，而所選注射機(jī)壓力為 122 MPa，所以注射壓力符合要求。） 3）該模具一次注射共需塑料的體積約為： V0=4V1+ V2 =（ cm179。 6 ABS 不宜在高溫炮筒內(nèi)停留時間過長（應(yīng)小于 30 分鐘），否則易分解發(fā)黃 7 第三章 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 計(jì) 算 獲得 塑件體積 估算塑件體積和質(zhì)量： 該產(chǎn)品材料為 ABS，查書本得知其密度為 ，計(jì)算其平均密度為 g/cm3，平均收縮率為 ﹪。 2 ABS 樹脂的熔融粘度對溫度的敏感性較低（與其它無定型 樹脂不同）。 應(yīng)用 Pro/E的塑料顧問對其進(jìn)行模仿 CAE的注塑之后，發(fā)現(xiàn)會給 U盤外殼 的表面帶來更多的熔接痕和氣孔。 3 在畢業(yè)設(shè)計(jì)中進(jìn)行的 CAD 和 pro/e 軟件的應(yīng)用，大大提高設(shè)計(jì)效率和圖紙的表達(dá)準(zhǔn)確度，也很大程度磨練和提高了設(shè)計(jì)的水平和知識。 進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中， 雖 遇 到了一些困難，但在老師的悉心指導(dǎo)和自己的不懈努力下，我堅(jiān)持完成 畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)，由于學(xué)生的水平有限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中存在不妥之 處，再所難免，懇請各位老師給予斧正，學(xué)生定會盡力完善設(shè)計(jì)，爭取做到最好。 塑料模發(fā)展趨勢 塑料作為現(xiàn)代四大工業(yè)基礎(chǔ)材料之一，越來越廣泛地在各行各業(yè)應(yīng)用。用塑料模生產(chǎn)成型零件的主要優(yōu)點(diǎn)是制造簡、材料利用率高、生產(chǎn)率高、產(chǎn)品的尺寸規(guī)格一致，特別是對大批量生產(chǎn)的機(jī)電產(chǎn)品，更能獲得價廉物美的經(jīng)濟(jì)效果。 1 第一章 前 言 模具在加工工業(yè)中的地位 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。 在模具方面，我國模具總量雖已位居世界第三，但設(shè)計(jì)制造水平總體上比德、美、日、法、意等發(fā)達(dá)國家落后許多，模具商品化和標(biāo)準(zhǔn)化程度比國際水平低許多。其中注塑成型在塑料的各種成型工藝中所占的比例也越來越大。 塑料模具的設(shè)計(jì)是模具制造中的關(guān)鍵工作。 本設(shè)計(jì)為一個 U 盤外殼的注塑模具設(shè)計(jì)，塑件結(jié)構(gòu)簡單，塑件質(zhì)量要求不允許有裂紋和變形缺陷。也可以利用模具的可靠的精度來定位，但是這樣的話成本太高，而且易造成模具損壞。 ABS的注射溫度雖然比 PS稍高，但不能像 PS 那樣有寬松的升溫范圍，不能用盲目升溫的辦法來除低其粘度，可用增加螺桿轉(zhuǎn)速或注射壓力的辦法來提高其流動性。 使用 PRO/E 軟件畫出三維實(shí)體圖，軟件能自動計(jì)算出所畫圖形澆道凝料和塑件的體積。） 注射機(jī)型號的確定 注射機(jī)的選用原則 計(jì)算塑件及澆道凝料的總?cè)萘浚w積或重量）應(yīng)小于注射機(jī)額定容量（體積或容量）的 倍； 模具成型時需用的注射壓力應(yīng)小于所選用注射機(jī)的最大注射壓力； 模具型腔注射時所產(chǎn)生的壓力必須要小于注射機(jī)的鎖模力； 模具的閉模高度應(yīng)在注射機(jī)最大，最小閉合高度之間； 模具脫模取出朔件所需的 距離應(yīng)小于所選注射機(jī)的開模行程； 模具的外形尺寸及安裝尺寸必須與所選注射機(jī)模板適應(yīng)，既模具最大外形尺寸安裝時應(yīng)不受拉桿間距的影響，模具安裝用的定位環(huán)尺寸應(yīng)與機(jī)床定位孔直徑相配合；模具的模板各安裝孔應(yīng)與注射機(jī)固定模板的安裝孔相對應(yīng)、機(jī)床噴嘴孔徑和球面半徑應(yīng)與模具進(jìn)料孔相對應(yīng)，注射機(jī)的開模行程應(yīng)滿足脫件條件。 最大注塑量的校核 注塑機(jī)的最大注塑量應(yīng)大于制品的質(zhì)量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機(jī)的實(shí)際注塑量最好是注塑機(jī)的最大注塑量的 80%。定模和動模相接觸的面稱分型面。 注射機(jī)的最大注射量為 )(gG ， 單個制品質(zhì)量為 W1 克， 澆注系統(tǒng)的質(zhì)量為 W2 克。 該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，其包括：主流道、分流道、冷料穴、澆口。主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。 （ 3）在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下， 主流道應(yīng)盡可能短， 一般小于 60mm ， 過長剛會影響熔體的順利充型。分流道最理想的設(shè)計(jì)就是把流動樹脂在流道中的壓降降到最小。 （ 4）分流道與澆口連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過度。此處取 Ra= m。 冷料穴的作用是儲存因兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料頭及熔體流動的前鋒冷料，以防止冷料進(jìn)入型腔而影響制件質(zhì)量。對于多澆口的單型腔模具，澆口還能用以 控制熔接痕的位置。點(diǎn)澆口又稱橄欖形澆口或菱形澆口，是種截面尺寸特小的圓形澆口。 分流道平衡 對于多型腔模具，為了達(dá)到各型腔同時充滿的目的，可通過調(diào)整分流道的長度及截面面積，改變?nèi)哿显诟鞣至鞯乐械牧髁?，達(dá)到澆注平衡的目的。 該模具，從主流道到各個型腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸都相同，顯然是平衡式的。 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射成形每一循環(huán)中，塑料制品必須準(zhǔn)確無誤地從模具的凹模中或型芯上脫出，模具中這種脫出塑件的機(jī)構(gòu)，稱為脫模機(jī)構(gòu)，也常稱為推出機(jī)構(gòu)。 推管推出：適用于薄壁圓桶形塑件。 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的分類及特點(diǎn) ： 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)按其動力來源可分手動 、機(jī)動、氣動或液壓三大類。 斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn) ① 斜導(dǎo)柱和滑塊孔的配合間隙應(yīng)有 ~1mm 的間隙，以保證開模瞬間使塑件松動， 并使鎖緊楔先脫離滑塊，避免干涉抽芯動作。 ⑥ 為使滑塊在抽芯完畢，停留 在規(guī)定位置上，必須用定位裝置。 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模也稱為型腔、凹模型腔，用以形成塑件的外形輪廓。 （ 4） 四壁拼合式凹模 對于大型的復(fù)雜凹模，可以采用將凹 模四壁單獨(dú)加工后鑲?cè)肽Ｌ字?，然后再和底板組合的方式。采用一定結(jié)構(gòu)或方式對型芯進(jìn)行周向或軸向定位。 根據(jù) 對成型塑件的綜合分析，該塑件的成型零件要求足夠的剛度、強(qiáng)度和耐磨性及良好的抗疲勞性能，童年故事考慮它的機(jī)械加工性能和拋光性能，有因?yàn)楦乃芗糜诖笈可a(chǎn)，主要成型塑件的大型心選用高合金工具鋼 T8A。因此生產(chǎn)大型塑件時，若單靠提高模具制造精度等級來提高塑件精度是比較困難和不經(jīng)濟(jì)的，應(yīng)穩(wěn)定成型工藝條件和選擇收縮率波動較小 的塑料。因此，應(yīng)通過強(qiáng)度和剛度計(jì)算來確定型腔壁厚和支承板的厚度。特別是快速注射成型工藝的發(fā)展，對注射模的排氣要求就更嚴(yán)格。 模具溫度過高，成型收縮大，脫模后塑件變形率大，而且還容易造成溢料和黏模。 加熱系統(tǒng) 熱澆道模具以及成形熱固性塑料模具到需設(shè)加熱系統(tǒng)。 對于粘度低、流動性好的塑料（例如：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尼龍66等），因?yàn)槌尚喂に囈竽囟疾惶?，所以常用常溫水對模具進(jìn)行冷卻，以使塑件在模內(nèi)加快冷卻定型縮短成型周期，提高生產(chǎn)率。 ② 冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻的效果越均勻。 冷卻裝置的理論計(jì)算（僅考慮冷卻介質(zhì)在管內(nèi)作強(qiáng)制對流的散熱，而忽略其它因數(shù)） 如果忽略模具因空氣對流、熱輻射以及與注射機(jī)接觸所散發(fā)的熱量，不考慮模具金屬材料的熱阻，可對模具冷卻系統(tǒng)進(jìn)行初步的和簡略的計(jì)算，該制品平均厚度為 2mm，其冷卻時間略為 30s，成型總周期在 50～ 60s，既每分鐘注射一次： 1） 求塑件在固化時每小時釋放的熱量 Q 查表得 聚乙烯 單位 質(zhì)量放 出的 熱量 Q1= ～ ? 210 KJ/Kg，取 32 Q1=? 210 KJ/Kg，故 Q=WQ1=? 210? （ Kg/min） ? 8? 210 ? 60 =式中 W— 單位時間（每分鐘）內(nèi)注入模具中的塑料質(zhì)量（ Kg/min） ，該模具每分鐘注射一次，所以 W=?=? 210? （ Kg/min） 2） 求冷卻水的體積流量 )( 211 1 ?????? Cwqv ）（??????????322 ）（ min/ 33 m??? 式中 ? — 冷卻水的密度，為 3/1000 mkg 1C — 冷卻水的比熱容，為 CKgKJ ??（）/ ； 1? — 冷卻水的出口溫度，為 25度； 2? — 冷卻水的入口溫度，為 20度。在學(xué)校作設(shè)計(jì)時，模架部分要自行設(shè)計(jì)；在生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)計(jì)中，盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)模架，確定出標(biāo)準(zhǔn)模架的形式，規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)代號。還起到了支承的作用，其要承受成形壓力導(dǎo)致的模板彎曲應(yīng)力。 塑料模材料的選用 37 1） 成型工作零件的選用 表 塑料模成型工作零件材料的選用 零件名稱 工作條件 選用材料 凹模型芯（凸模）、螺紋型芯、螺紋型環(huán)、成型鑲嵌件、成型推桿 形狀簡單，產(chǎn)量不大的小型芯型腔 4 T8A、 T10A 形狀復(fù)雜，要求熱處理變形小的型腔、型芯或鑲嵌件和整強(qiáng)塑料的成型模 CrWMn 、 9Mn2V 、Cr12 、 Cr4W2MoV 、20CrMnMo、 20CrM nTi 凹模型芯（凸模）螺紋型芯紋型環(huán)成型鑲嵌件成型推桿 需高耐磨、高強(qiáng)度和高韌性的大型性芯、型腔 5CrMnMo、 40CrMnMo 形狀復(fù)雜，要求耐腐蝕的高精度型腔、型芯 3Cr2W8V、 38CrMoA1A 形狀復(fù)雜，精度要求較高，產(chǎn)量大的熱塑性塑料注射模型腔、型芯、鑲塊 5Cr2MnWMoVS 5CrNiMnMoVSCa 需冷壓加工的型腔、型芯 20Cr 2）本設(shè)計(jì)的材料選用 表 本設(shè)計(jì)中的材料選用 零件名稱 選用材料 零件名稱 選用材料 動、定模座板 45 瓣合模 40Cr 推板 45 推件板 T10A 推桿固定板 Q235A 圓柱型芯 Cr12MoV 墊塊 Q235A 澆口套 T10A 支撐板 Q235A 拉料桿 T10A 楔緊塊 T10A 限位螺釘 45 斜導(dǎo)柱 T10A 定模板 40Cr 定位圈 45 型芯固定板 45 導(dǎo)柱 T10A 推板 T8A 3）該套模具所用材料的性能比較 表 材料性能比較 38 鋼號 切削加工性 淬透性 淬火不變形性 耐磨性 耐熱性 Q235A 優(yōu) 差 差 45 優(yōu) 差 差 中 差 T8A 優(yōu) 差 差 中 差 T10A 良 差 差 良 差 40Cr 良 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 良 模具的精度要 求 模具是一種高精密成型工具。這是因?yàn)?，公差等級的高低，直接影響到模具的使用性能和?jīng)濟(jì)性。 ② 過渡配合：對于既要求對準(zhǔn)中心，又要拆裝方便的孔、軸選用過渡配合，對于對中要求高，拆裝次數(shù)小，承受負(fù)荷力大，沖擊和振動大的應(yīng)該選用較緊的配合，而使用后不需要刃木磨和更新，要求易拆裝所選用過渡配合形式，為了避免過盈或間隙過大應(yīng)選用 較高的公差等級，故選用 H7/m6。 模具形位公差的選用 在模具設(shè)計(jì)中，正確選擇形位公差，能保證模具零件的使用要求，并便于加工、提高模具的整體質(zhì)量和精度 形位公差項(xiàng)目的選擇 零件的形位公差項(xiàng)目是按幾何要素 的形狀特征制定的，因此要素的幾何形狀特征是選擇單一公差項(xiàng)目的依據(jù)。反之，如果公差等級定的過高，則將會增加加工難度，使成本成倍增加，不利于經(jīng)濟(jì)效益的提高。因此，模具設(shè)計(jì)與制造者，必須具有強(qiáng)烈的質(zhì)量和精密性意識及精度概念，依據(jù)制件的形狀、尺寸及位置配合精度要求，進(jìn)行設(shè)計(jì)與制造。 主要作用：在動模座板與支承板之間形成推出機(jī)構(gòu)的動作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應(yīng)注射機(jī)的模具安裝厚度要求。 模架尺寸確定之后，對模具有關(guān)零件要進(jìn)行必要的強(qiáng)度或剛度計(jì)算，以校核所選模架是否適當(dāng)，尤其時對大型模具，這一點(diǎn)尤為重要。 ② 螺旋式：其特點(diǎn)是使冷卻水在模具中產(chǎn)生螺旋狀回路，冷卻效果較好，但制造較麻煩，所以現(xiàn)場一般不采用。 ④ 澆口處加強(qiáng)冷卻，一般在注射成型時，澆口附近的溫度最高。C、 50～ 70186。C 以上時，模具應(yīng)設(shè)加 熱系統(tǒng)。 當(dāng)模具溫度不均勻時，型心和型腔溫度差過大，塑件收縮不均勻，導(dǎo)致塑件翹曲變形，會影響塑