【正文】 本次模具設(shè)計中采用一模一腔的結(jié)構(gòu)形式，考慮到塑件的結(jié)構(gòu)特點，以及加工的難易程度和材料的利用價值等因素，凹模采用鑲嵌式結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)形式如圖 10所示： 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 第 19 頁 共 47 頁 圖 10 凹模 圖中件 2 為左滑塊，其上 3 用于安放左斜導(dǎo)柱， 4 用于安放左側(cè)型芯。 注射模內(nèi)的氣體有以下幾個來源： （ 1）進料系統(tǒng)和型腔中存有的空氣； （ 2）塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而成的水蒸氣； （ 3）由于注射溫度 過高，塑料分解所產(chǎn)生的氣體； （ 4）塑料中某些添加劑揮發(fā)或化學反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體。 由于該塑件的壁厚為 ，并且該模具為單腔模具，所以采用直接澆口合適。 高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設(shè)計 第 16 頁 共 47 頁 圖 6 輪輻式澆口 如圖 6 所示為輪輻式澆口，采用輪輻式澆口的優(yōu)點是： （ 1）進料均勻，澆口小，易除去澆口凝料且減小了塑料用量。 （ 3）澆口位置的選擇要避免塑件變形。 高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設(shè)計 第 14 頁 共 47 頁 分流道的設(shè)計 由于該模具為單腔模具，且塑件的投影面積較大，深度 較大，且外形基本上為圓形，熔料可以直接通過主流道進入型腔，不需要再設(shè)分流道。 ，對流動性較差的塑料可取 α =3176。 （ 2）型腔和澆口的排列要盡可能的減少模具外形尺寸。 t — 成型周期（ s） ,取 t =40s； jm — 澆注系統(tǒng)和飛邊所需的質(zhì)量或體積（ g 或 cm179。 該塑件為高壓瓶蓋，表面質(zhì)量無特殊要求， 其分型面選擇如下圖所示： 圖 2 方案一 如圖 2 所示的方案一，取 AA 為分型面，有利于塑件的脫模，由于塑件本身就有一定的斜度，所以脫模斜度對塑件沒有影響 ，并且有利于側(cè)面的分型和抽芯。 代入數(shù)據(jù)，計算得： 7 7 6 2 3 5 2 ????K A q 179。），取 澆V = cm179。 注射溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度。 計算塑件的體積和重量 注射成型工藝規(guī)程的編制 第 7 頁 共 47 頁 計算塑件的體積：用 Proe 軟件 繪制塑件的三維圖形，計算出塑件的體積為179。因此，用推桿或推板不能直接推出塑件，可以采用斜滑塊推出機構(gòu)來推出塑件。國外塑料模具存在的主要問題是；相比較國內(nèi)塑料模具的價格，國外塑料模具的價格要高上很多，因此生產(chǎn)成本也要高很多。 （ 6）應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。人才的數(shù)量和素質(zhì)也高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設(shè)計 第 4 頁 共 47 頁 跟不上行業(yè)的快速發(fā)展。 一方面是技術(shù)人員比例低、水平不夠高，另一方面是科研開發(fā)投入少；更重要的是觀念落后，對創(chuàng)新和開發(fā)不夠重視。對于國內(nèi)一些大型模具企業(yè)，它們的CAD/CAM 應(yīng)用狀況多停留在購買國外先進的 CAD/CAM 系統(tǒng)和設(shè)備上，但在其上進行的二次開發(fā)較少，資源利用率低。 我國塑料模具工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀，有了很大的發(fā)展，模具水平有了較大提高。 目的 高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設(shè)計 第 2 頁 共 47 頁 模具行業(yè)的發(fā)展日新月異，塑料模具行業(yè)的發(fā)展對我國制造業(yè)有著重要的影響。 這次 畢業(yè)設(shè)計 是 我們 在修完所有的課程之后，走向社會之前的一次綜合性設(shè)計。注射成型是大量生產(chǎn)塑料制品的一種成型方法，二十多年來，國外的注塑模 CAD 技術(shù)發(fā)展相當迅速。 在寫畢業(yè)論文的過程中，我參考了《塑料膜 成型 模具設(shè)計》 、 《中國模具設(shè)計大典》 、 《簡明塑料成型工藝與模具設(shè)計手冊》等有關(guān)教材，引用了其中的公式及圖表。同時，我們還能夠從這次設(shè)計中學到在實際工作中解決困難的途徑，為我們撿來的工作奠定了基礎(chǔ)。 在制造技術(shù)方面， CAD/CAM/CAE 技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個新臺階 。 雖然部分企業(yè)經(jīng)過近幾年的技術(shù)改造，工藝裝備水平已經(jīng)比較先進，有些三資企業(yè)的裝備水平也并不落后于國外，但大部分企業(yè)的工藝裝備仍比較落后。市場需求旺盛，生產(chǎn)發(fā)展一時還難以跟上，供不應(yīng)求的局面還將持續(xù)一段時間。 （ 4）開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟模具，以適應(yīng)多品種 、 少批量的生產(chǎn)方式。 70年代已經(jīng)開始應(yīng)用計算機對熔融塑料在圓形 、 管形和長方形型腔內(nèi)的流動情況進行分析。 從零件圖上分析， 該零件總體形狀為圓錐形，在頂部兩側(cè)壁上有 2 個小孔，其為通孔。 （ 3）表面質(zhì)量分析。 故塑件的質(zhì)量為： W=V? = = g 經(jīng)計算塑件的體積和質(zhì)量，根基手冊，采用一模一件的模具結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸，注塑時所需的壓力和工廠現(xiàn)有設(shè)備等情況，初步選用注塑機為 XSZ250 型。； 塑V — 塑件的體積（ cm179。 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 第 9 頁 共 47 頁 鎖模力的校核 在注射成型時，為了防止模具分型面被注射壓力頂開，必須對模具施加足夠的鎖模力，否則在分型面處將產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，因此注射機的額定鎖模力必須大于注射壓力，即 ： KAqF? 式中 F — 注射機的額定鎖模力（ N），取 F =1800 310? N； A— 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積（ cm178。 分型面的選擇 模具設(shè)計中，分型面的選擇很關(guān)鍵，它是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造工藝有密切的關(guān)系，并且直接影響到塑料熔體的流動充填特性及塑件的脫模，因此，分型面的選擇是注塑模具設(shè)計中的一個關(guān)鍵。 按注射機的塑化能力確定型腔的數(shù)量 1NsjpmmtKm ?? 3600 （ 1） 式中 1N — 型腔的數(shù)量； K — 注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取 ； pm — 注射機的額定塑化量（ g/h 或 cm179。 由于型腔的數(shù)目為一腔，所以這里就不需要再確定型腔的排列方式了。澆口的殘痕不應(yīng)影響塑件的外觀。主流道與注射機 噴嘴應(yīng)緊密對接，主流道對接處應(yīng)制成半球形的凹坑，則有： R=R0 +(1~2)mm D=d0 +(~1)mm 取主流道球面半徑 R=20mm； 取 主流道的小端直徑 d=φ 5mm； 凹坑的深度為 h=5mm。但澆口尺寸過小會使壓力損失大，凝料加快，補縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象， 影響塑件質(zhì)量 [7]。 （ 3）點澆口一般開在塑件的頂部，注射流程短，拐角小，排氣好，易于成型。 （ 2）模具結(jié)構(gòu)簡單緊湊，便于加工， 流程短，壓力損失小。開模時，拉料桿通過鉤頭拉住井內(nèi)的冷料，使主流道凝料脫出定模，然后隨推出機構(gòu)運動，將凝料與塑件一起推出動模。另外，由于該模具還設(shè)有拉料桿，氣體也可以通過拉料桿和型芯之間的間隙排出。型芯的結(jié)構(gòu)形式如圖 11 所示： 圖 11 型芯 高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設(shè)計 第 20 頁 共 47 頁 合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 合模 導(dǎo)向機構(gòu) 是塑料模具設(shè)計中必不可少的部分 ，導(dǎo)向機構(gòu)是保證動模和定模合模時，正確定位和導(dǎo)向的零件。 導(dǎo)柱設(shè)計 導(dǎo) 柱導(dǎo)向部分的長度應(yīng)比型芯端面的高度高出 8mm~12mm，以免出現(xiàn)導(dǎo)柱未進入導(dǎo)套，而型芯先進入型腔的情況。 導(dǎo)套的材料與導(dǎo)柱相同，也為 T8A，但其硬度應(yīng)略低于導(dǎo)柱硬度，這樣可以減輕磨損，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌? 脫模力的計算公式如下： ? ? Af ftLEF d o ss in1 t a nc o s12 ???? ???? ?? ????? （ 3） 式中 dF — 脫模力（ N）； A— 垂直抽芯方向型芯的投影面積（ mm178。8mm，推桿的材料為 T8A（ GB/T 12981986），推桿與推桿孔的配合一般為 H8/f8 或 H9/f9。手動抽芯是在推出塑件前或脫模后用手工方法將活動型芯取出。因此本次設(shè)計將采用機動抽芯機構(gòu)。楔緊塊的作用是在閉模時鎖緊滑 塊，以免注塑時滑塊因受到塑料的壓力而產(chǎn)生位移。 斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計 斜導(dǎo)柱的斷面形狀為圓柱形，斜導(dǎo)柱的端部 做成錐形，錐體角應(yīng)大于斜導(dǎo)柱的傾斜角，避免斜導(dǎo) 柱有效工作長度部分脫離滑塊斜孔之后，錐體仍有驅(qū)動作用。 高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設(shè)計 第 30 頁 共 47 頁 滑塊的導(dǎo)槽 滑塊的導(dǎo)槽與滑塊的配合要求運動平穩(wěn)，不宜過分松動，亦不宜過緊， 兩者之間上下 、 左右各有一對平面配合，配合取 H7/f7，其余各面留有間隙。 （ 4）對于黏流溫度或熔點高的塑料，可采用溫水控制溫度。 （ 4）進出水口應(yīng)設(shè)在不影響操作的方位，通常設(shè)在注射機操作位置的對面或模具下方。 ? ?? ? % ?? ??????ML （ 3） 對于 的尺寸，其徑向公稱尺寸為 SL =? ， 成型零件制造公差為 Z? =? /3=。 ? ?? ? 0 % ?? ??????ML （ 2）對于 的尺寸，其徑向公稱尺寸為 SL = ? ，成型零件制造公差為 Z? =? /3=。 ? ? 0 % ????????? ?????MH 型腔側(cè)壁厚度和底板厚度計算 由于模具的型腔為組合式圓形型腔，所以采用圓形 組合式的計算公式來計算其厚度。/s）； G — 單位時間內(nèi)注入 模具中的塑料 熔體的質(zhì)量（ kg/h），取G =； q— 塑件成型時單位質(zhì)量塑料熔體在模具內(nèi)釋放出的熱量（ J/kg），查表取 q = 510? J/kg； c— 冷卻水的比熱容 [J/(kg. ℃ )],取 c = 10179。 代入數(shù)據(jù)，計算得： 高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設(shè)計 第 38 頁 共 47 頁 ? ? 0 5 6 0 0 2 ??? ???A m178。抽芯距的計算公式如下所示： ?? 1SS (2~3) （ 18） 式中 S— 抽芯距（ mm）； 1S — 取出塑件型芯時滑塊移動的最小距離（ mm）； （ 1） 對于塑件左側(cè)小孔， 1S =。 。 代入數(shù)據(jù)，計算得： 2511018s in 6c o s6018c o s4018t a n2 1620 ??? ???????????? ??右L mm 斜導(dǎo)柱直徑的計算 斜導(dǎo)柱的直徑計算公式如下所示： 模具零件的計算 第 41 頁 共 47 頁 ? ?3 10 ? NN LFd ? （ 20） 式中 d— 斜導(dǎo)柱的直徑（ mm）； NF — 斜導(dǎo)柱所受的側(cè)壓力（ N）； NL — 斜導(dǎo)柱的彎曲力臂 （ mm）； ??? — 斜 導(dǎo) 柱 所 用 材 料 的 許 用 彎 曲 應(yīng) 力 ， 查 表 得 T8A 的??? =120~160MPa,取 ??? =120MPa。 ），取 ? =18176。由于 D =5mm， 0d =4mm； R =20mm， 0R =18mm，所以噴嘴尺寸滿足要求。合模后，注射機通過噴嘴將熔料經(jīng)流道注入型腔，經(jīng)保壓，冷卻后塑件成型。我的解決思路是，將側(cè)型芯做成螺釘?shù)男问剑苯庸潭ㄔ诨瑝K上，并且更換也很方便，頁避免了毛刺的出現(xiàn)。 畢業(yè)設(shè)計是一項很繁重的工作，它涉及的知識非常廣，有很多東西都是我們沒有學到的，需要我們?nèi)D書館和在電腦上查閱相關(guān)的資料。 t? € 戯憤焿驆罳騙 ^萡 P ? 躀 cP縮蒕 \ ?nP砫 }?C?Z豸值 ? 箾殶竛吐 K?M轂 ?藑琶 qv栃 ?? 譇 橒 忋喏曚 NI 耔 nENB峢 mT鸏 s眑 +? 該Ζ |紖 ? !汩 ?膾。 在學校中，我們學到的主要是理論性的知識， 動手能力很差，而畢業(yè)設(shè)計就相當于實戰(zhàn)前的一次總演練。畢業(yè)設(shè)計完 了，我對塑料模具的設(shè)計從剛了解變成了基本掌握。當分型面打開到195mm時，動模運動停止，在注射機頂出裝置的作用下，推動推桿運動，推桿推動斜滑塊將塑件頂出。 開模行程的校核 由于該模具的側(cè)向抽芯是利用注射機的開模動作，通過斜導(dǎo)柱機構(gòu)來完成的，所以其所需注射機的開模行程應(yīng)根據(jù)側(cè)向分型抽芯的抽拔距離和塑件高度 、 推出距離 、 模具厚度等因素確定。 代入數(shù)據(jù)，計算得： 1 8 518cot60 ????H mm 模架的選擇 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)和計算出的型腔側(cè)壁厚度和底板厚度，確定 模架的結(jié)構(gòu)如圖 24所示： 高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設(shè)計 第 42 頁 共 47 頁 圖 24 模架6 注射機有關(guān)參數(shù)的校核 模具閉合厚度校核 設(shè)計的模具閉合厚度應(yīng)在注射機的最大模具厚度值 maxH 和最小模具厚度值minH 之間，即應(yīng)滿足式（ 22）。 )=， NL =。 ），取 ? =6176。 代入數(shù)據(jù)，計算得： 60357 ???S mm