【正文】 高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設(shè)計 第 40 頁 共 47 頁 斜導柱傾角 ?的確定 斜導柱的傾角 ? 是決定斜導柱抽芯機構(gòu)工作效果的一個重要參數(shù)，它不僅決定了開模行程和斜導柱的長度，而且對斜導柱的受力狀況也有著重要的影響。 代入數(shù)據(jù)，計算得： 05 ????n 因為冷卻水管的數(shù)目是整數(shù)，所以取冷卻水管的數(shù)目為 6 根。），取 ? =1000kg/m179。 型腔側(cè)壁厚度計算 （ 1）利用剛度公式計算，其計算公式如下： ? ?? ? ???????????????????? 111????MPMPcrpErpErt （ 10） 式中 ct — 凹模型腔的側(cè)壁厚度（ mm）； E— 材料的彈性模量（ MPa），取 E = 105 Mpa； P? — 成型零部件的許用變形量（ mm）， P? =~，取P? =； r— 凹模型腔內(nèi)孔的半徑 （ mm），取 r =； Mp — 模腔壓力（ MPa），取 Mp =40MPa； ?— 材料的泊松比，碳鋼為 。 ? ?? ? 0 % ?? ??????ML （ 4）對于 35mm 的尺寸 ,其徑向公稱尺寸為 SL =35 ? ，成型零件制造公差為Z? =? /3=。 ? ?? ? % ?? ??????ML （ 5）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=。 而且在冷卻系統(tǒng)內(nèi)，各處連接處應(yīng)保持密封，防止冷卻水外泄。 （ 6）對于小型薄壁零件，當成型工藝要求的模溫不太高時，可依靠 自然空氣冷卻。導滑槽應(yīng)有足夠的耐磨性，由 T8A 鋼制造，硬度在 50HRC以上。斜導柱與其固定板采用 H7/m6 的配合，與滑塊斜孔之間留有 ~1mm的間隙， 此間隙使滑塊運動滯后于開模運動，且使分型面處打開一縫隙，使塑件在活動型芯未抽出前獲得松動，然后再驅(qū)動滑塊抽芯。由于右側(cè)的滑塊運動距離比較大，所以右側(cè)的定位裝置與左側(cè)的不同。斜導柱側(cè)抽芯機構(gòu)是應(yīng)用最廣的分型機構(gòu)，它借助開模力完成側(cè)向抽芯，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，動作可靠。 （ 2）液壓或氣動抽芯。復位桿的材料為 T8A，直徑為 216。； E— 塑料的拉伸彈性模量（ Mpa）， 取 E =； ?— 塑料的平均成型收縮率（ %），取 ? =%； t— 塑件的壁厚（ mm），取 t =； ?— 模具型芯的脫模斜度（ 176。 直 導套的結(jié)構(gòu)圖如圖 13 所示： 圖 13 直導套 高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設(shè)計 第 22 頁 共 47 頁 推出機構(gòu)設(shè)計 成型結(jié)束后，模具打開，需要把塑件從型腔中推出，因此，推出 機構(gòu)是必不可少的。由于半球形加工困難，所以導柱前端采用錐臺形的形式。導柱導向在注射模中應(yīng)用最普 遍，主要零件包括導柱和導套，分別安裝在動 、定模的兩半部分。所以該模具不需要再設(shè)排氣槽，減少了模具設(shè)計的難度。其形狀如圖 9 所示： 圖 8 冷料井與拉料桿的配合 圖 9 拉料桿 高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設(shè)計 第 18 頁 共 47 頁 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 注射模的排氣是設(shè)計中不可忽視的一個問題，特別是 快速注射成型工藝對注射模排氣的要求更加嚴格。 （ 4）有利于排氣及消除熔接痕。由于該塑件的壁厚為 ，采用雙分型面結(jié)構(gòu)加大了模具設(shè)計的困難，使得生產(chǎn)成本增高 ，所以該模具不適合采用點澆口。 （ 2）澆口設(shè)置應(yīng)有利于排氣和補縮。在保證塑料良好成型的前提下，主流道長度 L 應(yīng)盡量短，以減少凝料，降低壓力損失。 ~4176。澆注系統(tǒng)是注塑模設(shè)計的一個重要的環(huán)節(jié)，它對注塑成型周期和塑件的質(zhì)量（如外觀 、 物理性能 、 尺寸精度）都有著直接的影響，設(shè)計時必須按如下原則 [7]： （ 1）型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對稱，防止模具承受偏載而造成溢料現(xiàn)象。g/h。此外，還應(yīng)考慮以下幾項基本原則 [6]： （ 1）盡量使塑件在開模后留在動模； （ 2）應(yīng)合理安排塑件在型腔中的方位； 高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設(shè)計 第 10 頁 共 47 頁 （ 3）應(yīng)有利于側(cè)面分 型和抽芯； （ 4）盡量保證塑件外觀質(zhì)量要求； （ 5）應(yīng)確保塑件的位置及尺寸精度； （ 6）盡量使成型零件便于加工，且有利于模具制造； （ 7）應(yīng)有利于防止溢料并考慮飛邊在塑件上的部位； （ 8）應(yīng)有利于排氣； （ 9）考慮對塑件造成的脫模阻力大??； （ 10）考慮脫模斜度對塑件尺寸的影響。； q— 模具型腔內(nèi)塑料 熔體的平均壓力（ MPa），取 q =50 Mpa； K— 安全系數(shù)，通常取 ~。； 澆V — 澆注系統(tǒng)的體積（ cm179。試模時，可根據(jù)實際情況作適當調(diào) 整。 綜上分析可以看出， 注射時在工藝參數(shù)控制的較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。在其內(nèi)壁上還有 2 個凸筋，其高度為 ，長度為 。近十年來，注塑模 CAD 技術(shù)在不斷進行理論和試驗研究的同時，十分注意向?qū)嵱没A段發(fā)展，一些商品軟件逐步推出，并在推廣和實際應(yīng)用中不斷改進。 我國模具標準件水平和模具標準化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標準件的應(yīng)用要大力推廣。 在社會主義市場經(jīng)濟中，競爭性行業(yè)，特別是像模具這樣依賴于特殊用戶、需單件生產(chǎn)的行業(yè)，國有和集體所有制原來的體制和經(jīng)營機制已顯得越來越不適應(yīng)。 （ 3）大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱，創(chuàng)新能力明顯不足。 為了提高模具企業(yè)的設(shè)計水平和加工能力，中國模具協(xié)會向全國模具行業(yè)推薦適合模具企業(yè)使用的 CAD/CAE/CAM 系統(tǒng)。在未來的模具市場中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。 2 選題背景 課題來源 課題來源于生產(chǎn) /社會實際。做為二十一世紀的大學生， 并且我們又學的是模具制造專業(yè)，因此，我們要抓住這次機會，盡可能多的了解和掌握塑料模具設(shè)計方面的知識，為中國塑料模具的發(fā)展貢獻自己的力量。在經(jīng)濟全球化趨向日漸加速的情況下，塑料模具行業(yè)的發(fā)展水平 對一個國家的制造業(yè)有著巨大的影響。由于我對塑料模具設(shè)計不是很了解，所以在論文中存在一些缺點和錯誤，希望老師多加指正。 國內(nèi) 的現(xiàn)狀 、 存在的主要問題及發(fā)展趨勢 國內(nèi)的現(xiàn)狀 80 年代以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng) 濟政策的支持和引導下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為 13%， 1999 年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為 245 億，至 2021 年我國模具總產(chǎn)值約為 360 億元，其中塑料模約 30%左右[1]。 近年來，我國自主開發(fā)的塑料模 CAD/CAM 系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航 華正軟選題背景 第 3 頁 共 47 頁 件工程研究所開發(fā)的 CAXA 系統(tǒng)、華中理工大學開發(fā)的注塑模 系統(tǒng)及CAE 軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國內(nèi)模具的具體情況、能在微機上應(yīng)用且價格低等特點，為進一步普及模具 CAD/CAM 技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。更主要的是，企業(yè)組織協(xié)調(diào)能力差，難以整合或調(diào)動社會資源為我所用，從而就難以承接比較大 的項目。 （ 5）體制和 人才問題的解決尚需時日。 （ 5）提高塑料模具標準化水平和標準件的使用率。 80年代初，成功采用有限 元法分析三維型腔的流動過程，使設(shè)計人員可以依據(jù)理論分析并結(jié)合自身的經(jīng)驗，在模具制造前對設(shè)計方案進注射成型工藝規(guī)程的編制 第 5 頁 共 47 頁 行評價和修改，以減少試模時間，提高模具質(zhì)量 [3]。因此，模具設(shè)計時必須設(shè)置側(cè)向分型抽芯機構(gòu)。該零件的表面除要求沒有缺陷 、 毛刺，內(nèi)部不得有導電雜質(zhì)外，沒有特別的表面質(zhì)量要求，因此表面要求比較容易實現(xiàn)。 塑件注射工藝參數(shù)的確定 查找相關(guān)文獻資料， ABS 塑料的成型工藝參數(shù) [4]可作如下選擇。），取 塑V = cm179。），取 A = mm178。 選擇模具分型面時，首先應(yīng)該選擇塑件斷面輪廓最大的地方做為分型面。/h） ,取 pm =55 10179。 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 普通澆注系統(tǒng)由主流道 、 分流道 、 澆口和冷料井組成。 主流道的設(shè)計 主流道的形狀如圖 4 所示： 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 第 13 頁 共 47 頁 圖 4 主流道 XSZY250 型注射機 噴嘴的有關(guān)尺寸如下： 噴嘴前端孔徑： 0d =φ 4mm； 噴嘴前端球面半徑： 0R =18mm； 為便于將凝料從主流道中拔出，將主流道 設(shè)計成圓錐形，其錐角 α =2176。 為減小料流轉(zhuǎn)向時的阻力，主流道呈圓角過渡，其圓角半徑為 r=3mm。 澆口位置的選擇應(yīng)遵循下列原則： （ 1）澆口位置應(yīng)使填充型腔的流程最短。 但是，采用點澆口時，為了能夠取出澆注系統(tǒng)的冷凝料，模具必須使用雙分型面的結(jié)構(gòu)或單分型面熱流道結(jié)構(gòu)，費用較高，并且點澆口不適合用于厚壁或壁厚不均勻的塑件成型。 （ 3）保壓補縮作用強，易于完全成型。本次設(shè)計的拉料桿為球頭型拉料桿。同時， 氣體還可以通過分型面和側(cè)型芯的間隙排出。合模導向機構(gòu)主要有導柱導向和錐面定位兩種形式。 導柱前端應(yīng)做成錐臺形或 半球形，以使導柱能順利的進入導套。 本副模具采用直導套，直導套用 H7/r6 過盈配合鑲?cè)肽０?。），?A =178。推桿的結(jié)構(gòu)圖如圖 15 所示： 圖 15 推桿 復位機構(gòu)設(shè)計 本設(shè)計采用復位桿 復位，用 4 根復位桿。手動抽芯機構(gòu)的模具結(jié)構(gòu)簡單，但生產(chǎn)效率低 、 勞動強度大 、 抽拔力有限，僅在特殊場合使用，因此本次設(shè)計中不采用。 塑件左側(cè)小孔的抽芯 側(cè)壁上的小孔和長孔的抽芯設(shè)計采用斜導柱側(cè)抽芯機構(gòu)。 塑件右側(cè)小孔的抽芯 塑件右側(cè)的小孔和把手處的長孔的抽芯機構(gòu)如圖 18 所示： 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 第 27 頁 共 47 頁 圖 18 右側(cè)抽芯機構(gòu) 把手處地型芯通過螺釘與滑塊連在一起 ，隨著滑塊一起運動。斜導柱采用 T8A 號鋼，熱處理硬度在 55HRC 以上，表面粗糙度 Ra 不大于 。 滑塊的導槽部分應(yīng)有足夠的長度， 避免運動中產(chǎn)生歪斜，一般導槽部分長度應(yīng)大于滑塊寬度的 2/3。 （ 5）對于流程很長 、 壁厚又較厚的塑件，或者是黏流溫度或熔點雖然不高 、但成型面積很大的塑件，可對模具采取適當?shù)募訜岽胧? （ 5）在模具總體設(shè)計過程中應(yīng)給冷卻水道留出足夠的空間。 ? ?? ? % ?? ??????ML （ 4）對于 116mm 的尺 寸，其徑向公稱尺寸為 SL =116 ? ， 成型零件制造公差為 Z? =? /3=。 高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設(shè)計 第 34 頁 共 47 頁 ? ?? ? 0 % ?? ??????ML （ 3）對于 65mm 的尺寸，其徑向公稱尺寸為 SL =65 ? ， 成型零件制造公差為Z? =? /3=。采用 45 號鋼為側(cè)壁和底板的材料，其物理參數(shù)： P? =200MPa,E=105 Mpa 。J/(kg. ℃ )； ?— 冷卻水的密度（ kg/m179。 冷卻水孔數(shù)目的計算 受模具尺寸的限制，每一根水孔的長度為 l ，則模具內(nèi)開設(shè)的冷卻水孔數(shù)目計算公式為： dlAn ?? （ 16） 式中 n— 冷 卻水孔數(shù)目； l— 單根水孔的長度（ m），取 l =； d— 冷卻水孔的直徑（ m），取 d =。 代入數(shù)據(jù)，計算得： ???S mm （ 2）對于塑件把手處的長孔， 1S =57mm。 斜導柱的長度計算 斜導柱的長度計算公式如下所示： ????????? ?? ???? s inc osc ost a n2 ShdDL(5~10) （ 19） 式中 L— 斜導柱的總長度（ mm）； D — 斜導柱大端直徑（ mm）； d — 斜導柱工作部分的直徑（ mm）； h — 斜導柱固定板的厚度（ mm） ； S — 抽芯距（ mm）； ? — 小孔的傾斜角（ 176。 （ 1）對于塑件左側(cè)的小孔， NF =(cos18176。 。 模具安裝尺寸校核 本副模具的外形尺寸為 355mm 315mm 294mm， XSZY250 型注射機模板最大安裝尺寸為 500mm 350mm，故能滿足模具的安裝要求。開模時，動模部分隨動模 板一起運動漸漸將分型面打開，與此同時在斜導柱的作用下側(cè)抽芯滑塊從型腔中退出，完成側(cè)抽芯動作。 總結(jié) 經(jīng)歷了四個月的畢業(yè)設(shè)計終于走到了尾聲，回顧這四個月的畢業(yè)設(shè)計過程，我感慨良多 。在設(shè)計的過程中還有很多計算，這都要靠我們自己努力去解決，可以說，要完成這次畢業(yè)設(shè)計，需要我們有很大的毅力和耐