【文章內(nèi)容簡介】 (2) 酸堿度適合居?。ǔ厥夥块g外） 。 (3) 無陽光直射 。 (4) 滾輪 使用頻繁 。 (5) 不需要經(jīng)常更換， 安裝位置較高 。 (6) 使用過程中，滾輪 出現(xiàn)微小裂紋可以繼續(xù)使用 。 制件工藝性分析 材料分析 根據(jù)課題相關的圖紙可知所設計的材料是 塑料。塑料的種類很多。 根據(jù)合成樹脂的分子結構和受熱時的行為可分為熱塑性塑料和熱固性塑料 ，根據(jù)塑料應用可分為通用塑料、工程塑料和特種塑料等。 那么結合滾輪的應用環(huán)境與有經(jīng)驗人士的指導，滾輪選用 屬于工程塑料的 ABS。 ABS 屬于常用塑料 的一種，由丙烯 腈 、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物。這三種組分的各自特性，使 ABS 具有“硬 、 韌 、 剛 ”的綜合性能。 ABS無毒、無味 ， 呈微黃色 ，成型塑件光澤性好。密度為 — 。 ABS 5 有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性 、耐油性、耐水性、化學穩(wěn)定性和電氣性能 。其尺寸穩(wěn)定性好，易于成型加工。水、無機鹽、堿 、酸類對 ABS 幾乎無影響。其缺點是：耐熱性不高，連續(xù)工作溫度只有 70℃ 左右；耐氣候性差，在紫外線作用下易變硬而脆 。故而， ABS 用于滾輪是比較好的。 ABS 原料易吸水，成型加工前應進行干燥處理。 ABS 在升溫時 粘度增高，所以成型壓力較高 。 所以 ,一定溫度調(diào)節(jié)有利于成型。 ABS 流動溫度較寬 ，但熔體粘度較大， 模具的流道、澆口應適當放大，而且注射機應采用螺桿式。 ABS 屬于無定型塑料，成性收縮率較小，一般為 %到 %，在結構分析時， 選擇平均收縮率，取 %。 不同類型的 ABS 塑料注塑工藝條件略有不同，如表 21。 表 21 ABS 塑料注射成型工藝參數(shù) 型號 通用型 高流動 型 電鍍型 耐寒型 耐熱型 機筒溫度 /℃ 190～ 250 180～ 190 200～ 250 200～ 250 200～ 250 噴嘴溫度 /℃ 190～ 220 170～ 180 200～ 220 200～ 220 200～ 250 模具溫度 /℃ 40～ 80 40～ 80 40～ 80 40～ 80 40～ 80 注射壓力 /MPa 70～ 110 60～ 100 70～ 110 70～ 110 70～ 110 結構分析 該任務的所給圖形如圖 21 所示： 圖 21 任務圖紙 及 零件 3D 形狀 的圖片 該制件類似工字型零件，也是圓環(huán)的一種 。 根據(jù)塑件的圖樣，滾輪的3D 形狀圖片被 Pro/E 軟件 形象生動的表達。根據(jù)三維形狀可以判斷模具設計重點考慮的部位： 內(nèi)孔和周邊曲度的成型。結合 類似 制件的 成型模具圖， 6 如圖 22， 本課題 制件的成型原理與其相似。 圖 22 其他制件成型不同選擇的模具結構圖 由 Pro/E 軟件可測的 該制件的體積為 ，可得質(zhì)量大約 克。 通過相關軟件或手工計算 ，可得制件投影面積 。 由圖可知，制件 的特殊結構會 涉及分型面的選擇，即不可能僅一個分型面可以成型。同時，該制件的孔成型 需要型芯凸模，而且孔徑的變化使得 型芯選擇時進行對比。 這將在分型面中提出。脫模機構和澆注系統(tǒng)等都是根據(jù)分型面及型腔的設計而設計。那么分型面的選擇以及型腔的布局是本課題設計的核心問題。當然 ，模架標準化選擇等是結合制件總體設計而選擇的。這里不再一一分析，下面將仔細提到。 關于生產(chǎn)，該結構的特殊性使生產(chǎn)時有一定自動化難度。 不同的模具設計是生產(chǎn)的效率不同。由于現(xiàn)代化進程比較大，該結構的 復雜性可輔助其他機械設備完成，如機械手或機器人等。生產(chǎn)效率是根據(jù)需求量及勞務費用而定 。不同的模具設計適合不同的生產(chǎn)環(huán)境。這里，設計者以最先進的生產(chǎn)環(huán)境設計模具。標準模架的參考、 標準零件的選擇以及結構盡可能自動化等為 高效率、低采購成本的客戶服務。 本課題所設計的模具 抽芯活動 是在模內(nèi)完成 的。 當然，本課題會略微提高 模外手動抽芯。 模外手動抽芯嚴重影響之間的生產(chǎn)率，所應用的環(huán)境范圍狹小。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 7 第 3 章 核心設計及注射機初選 選擇分型面 分型面的設計方案 分型面 決定塑件在模具中的位置。它的設計依據(jù)是 塑 件的結構、精度要求、澆注系統(tǒng)形式、排氣方式、脫模方式 及模具制造工藝等因素。它要綜合考慮這些因素 ，根據(jù)塑件的結構合理設計。分型面設計是否合理直接影響塑件質(zhì)量、 模具使用可靠性及模具壽命等，進而影響產(chǎn)品的經(jīng)濟效益。 分型面的種類有四種，如圖 31 所示 。 采用第一類分型 面 時 ，制件全部在動模內(nèi)成形 ；采用第二類分型面時，制 件 全部再定模內(nèi) 成形；采用第三類分型面時 ，制件同時在動定模內(nèi)成形；采用第四類分型面時，制件在多個瓣合模塊中成形。此外， 分型面按其位置與注射機開模運動方向可分為 ：分型面垂直于注射機開模運動方向 ，平行于開模方 向，傾斜于開模方向。按分型面的形狀來分類 ：平面分型面，曲面分型面，階梯分型面和斜面分型面。在一套模具中 分型面可以是一個也可以是多個。在模具常見分型面中，一般單分型面模具其分型面與開模方向垂直 ；雙分型面模具是為去除塑件和澆注系統(tǒng)冷凝料 開設一個以上分型面；在瓣合模具中，為取出塑件 ，除主分型面Ⅰ外，還需增設側向分型面Ⅱ 。具體結構不在用圖表示，可以參 看 《 塑料成型工藝與模具設計》中的圖案。 圖 31 分型面種類 根據(jù)本課題制件的結構，可設計兩種分型面方案： 垂直分型面， 兩側洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 8 抽芯 （即 主分型面Ⅰ外，還需增設側向分型面Ⅱ ） 成型制件 ，主要用到側向抽芯結構 ，如圖 32 左側圖片 ；垂直分型面和平行分型面綜合利用（即主分型面Ⅰ外，還需增設水平分型面Ⅱ ），主要用到 瓣合模 塊 的 鑲拼結構 ，如圖 32 右側圖片。 圖 32 不同的分型面設計方案 分型面的確定 由上述兩種方案，并根據(jù)設計分型面的基本原則選擇一種更為合理的分型面 ，這是模具設計的核心問題。設計者必須慎重考慮。下面介紹選擇設計分型面的基本原則 ，首先應考慮的 分型面 分在 塑件端面輪廓的最大位置。接著還要考慮 以下因素： (1) 便于脫模并簡化結構 。 (2) 塑件的技術要求 。 (3) 不影響 塑件 外觀及工作面 。 (4) 有利于排氣 。 (5) 便于模具零件加工 。 (6) 注射機的技術參數(shù) 。 (7) 有利成形，防止溢料 。 結合以上選擇因素，綜合比較兩種分型方案。設計者選擇第二種，即圖 32 右側 模格式。圖片所對應的動定模被設計為兩個 瓣合模塊 鑲拼結構即 滑塊的一種，具體設計分型面，如圖 33。 選擇的原因是側向抽芯涉及到斜滑塊結構。 因 為 采用 圖例分型結構 時需要 增強鎖模作用 ，斜滑塊受力成形時過大易出飛邊。為防止溢料及定位不精確，模具設計者多采用瓣合模塊，上下抽芯。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 9 圖 33 分型面設計 在上面已提到 有 兩個型芯設計，圖 22 已列出 類似的對比情況。那么，本課題中的兩個孔徑大小不同， 一個直徑是 18mm，一個直徑是 14mm。那么主型芯的選擇也是 確定分型面的一個重要細節(jié)。 由 不同孔徑對應的夾角對比可知 ， 進而對兩者對應的 抽拔 力 [Q=lhp(f9cosθ sinθ )]進行定性分析，可得直徑為 18mm 的型芯比直徑 14mm 的 型芯更易脫模。故而 直徑 端部 為 18mm 的型芯 留在定模中更有利于制件脫模。同時 兩圓臺間的 4mm與直徑為 14mm 的連為一體 設計成型芯 在動模中 。 另一個理由是較細的型芯留在動模中，故分型面如圖 33。 有時，為了 使制件易從模具內(nèi)推出，設計者會 在設計時給定足夠斜度，以保證塑件脫模。 該制件的需要脫模高度僅 10mm，其中 6mm 都有斜度，在生產(chǎn)中脫模斜度設定問題可以忽略不計。 由于之跡那要求精度不高，本洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 10 課題中的模具不討論脫模斜度。 這里就不再詳細介紹了。 型腔設計 型腔的數(shù)目 影響型腔數(shù)目設計的因素有 注射機的鎖模力，注射機的注射量 ，制件精度及 制件結構等。這里主要考慮制件結構 因素 。由于制件 所涉及的成形模具 結構復雜，模具 不便于設計 ， 并且 瓣合凹模 由 定位銷 等組成限位結構分別 設計位 于 模架的 兩側， 故而選擇一模兩腔。 型腔的布置 型腔的布局為 以澆口套為中心，兩型腔 分別 對稱分布在左右兩側。 型腔布置在 瓣合凹模內(nèi)，固定在凹模固定板上。 裝配草案初定 分析設計總結構 注射模由動模 和定模 兩大部分組成。根據(jù)模具各個零件的不同功能 可分為以下七個系統(tǒng)和結構： (1) 成型零部件，如型腔、型芯 及鑲件等 (用于成型塑件 )。 (2) 澆注系統(tǒng)， 由主流道、分流道、澆口和冷料穴等 組 成（用于 進料） 。 (3) 導向與定位機構，如導柱、導套、螺釘及銷等（ 保證精確度） 。 (4) 脫模機構，由推桿、推桿固定板、 拉料桿等組成（用于脫 模） 。 (5) 側向分型與抽芯機構， 由滑塊、斜導柱等組成（用于 成型側孔等） 。 (6) 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)， 由冷卻水道、水管、介質(zhì)等組成（ 控制溫度） 。 (7) 排氣系統(tǒng)，由排氣槽、推桿間間隙等構成（用于 排氣） 。 那么，根據(jù)滾輪以及分型面的基本確定，參考《塑料成型工藝與模具設計》中相關的模具圖案，如圖 34。 本課題的模具工作如圖中相似。所涉及到的結構與系統(tǒng)也是基本相同。分析該圖的開閉模狀態(tài)及 結構設計可洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 11 以為接下來的 裝配草案圖做準備。 圖中模具的瓣合模塊設計及定位銷設計的限位設置是本課題需要參考的。 兩個分型面設計及對應結構 是本課題重點參考資料。 圖 34 相關模具的開閉幕狀態(tài)參考圖片 該模具設計是模內(nèi)抽芯，機械化生產(chǎn)效率高。相對 來說， 模外抽芯 模具設計， 如圖 37，比較適用于實驗和手工作坊。 模外抽芯 成本低 ，而且適應性強 ，對工人技能要求不高，不適應大批量生產(chǎn) 。 圖 37 模外抽芯的例子 繪制裝配初稿 如圖 35， 草繪初稿。工作過程：開模時，上型芯隨定模 與制件脫離，同時，冷料穴 內(nèi)的殘余料可將制件固定在動模上 ，然后，制件在推出裝置作用下 使瓣合 模塊分開， 制件脫模 。該草稿有待指導老師審閱。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 12 圖 35 裝配草案圖 修改草稿定方向 根據(jù)老師指正的裝配圖草案，設計者重新畫一幅圖，如圖 36。該圖為接下來的 設計奠定了基礎，更為整個設計定了方向。 圖 36 裝配草案修改圖 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 13 注射機的初選 注射機的種類 及 結構 注射機根據(jù)注射合模裝置的排列方式可分為立式注射成型機 ，臥式注射成型機，角式注射成型機等。 注射成型機由注射裝置、合模裝置、液壓傳動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等部分組成。 注射 裝置主要形式 有柱塞式、螺桿預塑式 和往復螺桿式（簡稱螺桿式）。目前采用最多的是 往復螺桿式，其次是柱塞式。 注射機 頂出機構 大致可分 為： (1) 中心頂桿機械頂出，如臥式 60、 350，立式 30，角式 4 60等 。 (2) 兩側雙頂桿機械頂出 ，如 臥式 125 等 。 (3) 機械頂桿與中心液壓頂桿聯(lián)合 ，如臥式 250 等 。 (4) 中心液壓頂出與其他聯(lián)合作用 ，如臥式 XS— ZY— 1000（與其輔助油缸聯(lián)合作用） 。 注射機初定 根據(jù)制件的體積 V=， 以及一模兩腔的布局， 可知一次注射量的大小。 據(jù)統(tǒng)計，每個制品所需澆注系統(tǒng)體積是制品 體積的 到 1 倍。當物料粘度高、制品體積小 或型腔數(shù)目多，澆注系統(tǒng) 的體積甚至更大。這里選擇 2 倍，大概估算注射量為 6cm3 。 根據(jù)注射機正常工作 所需的注射量不大于最大注射量的 80%（對于熱敏性材料，最小注射量不低于 20%，此處可以不考慮），設計者可以計算注射機最小公稱注射量為 。因此，根據(jù) 《中國模具設計大典》表 可查的表內(nèi)注射機全符合條件。這里初定為 SZ10/ 如下： (1) 理論注射容量 10cm3。 (2) 注射壓力 150MPa。 (3) 鎖模力 160kN。 (4) 拉桿內(nèi)間距 180mm。 (5) 最大模具厚度 150mm。 (6) 最小模具厚度 60mm。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 14 (7) 模具定位孔直徑 55mm。 (8) 噴嘴球半徑 SR10mm。 (9) 噴嘴口孔直徑 3mm。 (10)中心頂桿 直徑 50mm。 (11)移模行程 130mm。 根據(jù)注射機進行下一步設計。最終注射機尺寸在校核時確定。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 15 第 4 章 模具 結構設計 凸凹模結構設計 凸模（型芯）設計 如圖 33 所示，型芯 的結構形式是 整體嵌入式 。 嵌入式凸模主要是指模具小型芯 或成型鑲塊。 這種 結構 采用過渡配合將型芯壓入模具，型芯底部用 凸肩固定，適合于長徑比較小的圓形型芯。 該結構減少模具零件的切削加工量和便于加工 ，