【文章內(nèi)容簡介】 實(shí)際應(yīng)用中影響模具磨損的因素復(fù)雜多變，一般不考慮此處修正，所以 X取 0； δ z – 此塑件選用 IT7 級(jí)，參考表 4。 模具成形零件的制造公差，它直接影響塑件的尺寸公差，成形零件的精度高，則塑件的 精度也高。模具設(shè)計(jì)時(shí)，成形零件的制造公差δ z 可選為塑件公差△的 1/31/14，或選 IT7級(jí)左右公差精度，表面粗糙度 Ra 為 。 [6] 表 4 模具成型零件制造公差值 ` 26 表 5 型腔工作尺寸計(jì)算表 類型 塑件尺寸 計(jì)算公式 制造公差 計(jì)算結(jié)果 型腔長度尺寸 480 177。 ? ? zzz z xLSL sm ???? 2/1 2/12/1 2/1 )1()( ???? ???? IT7 177。 型腔寬度尺寸 177。 ? ? zzz z xDSD sm ???? 2/1 2/12/1 2/1 )1()( ???? ???? IT7 177。 型腔深度尺寸 177。 ? ? zzz z xHSH sm ???? 2/1 2/12/1 2/1 )1()( ???? ???? IT7 177。 ` 27 型芯工作尺寸的計(jì)算 型芯的工作尺寸的計(jì)算同型腔一樣，如下表： 類型 塑件尺寸 計(jì)算公式 制造公差 計(jì)算結(jié)果 型芯長度尺寸 480 177。 ? ? zzz z xLSL sm ???? 2/1 2/12/1 2/1 )1()( ???? ???? IT7 177。 型芯寬度尺寸 177。 ? ? zzz z xDSD sm ???? 2/1 2/12/1 2/1 )1()( ???? ???? IT7 177。 型芯深度尺寸 177。 ? ? zzz z xHSH sm ???? 2/1 2/12/1 2/1 )1()( ???? ???? IT7 177。 ` 28 第六章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功用 任何一副模具在定動(dòng)模之間都設(shè)置有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。其作用有如下： 定位作用：合模時(shí)維持動(dòng)定模之間的一定方位，合模后保持模腔的正確形狀。 導(dǎo)向作用：合模時(shí)引導(dǎo)動(dòng)模按序閉合，防止損壞型芯，并承受一定的側(cè)向力。 承載作用：采用推件板脫模或三板式模具結(jié)構(gòu)，導(dǎo)柱有承受推件板和定模板的重載荷作用。 保持運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)作用：對(duì)于大中型模具的脫模結(jié)構(gòu)，有保持機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)靈活平穩(wěn)的作用。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) （ 1）導(dǎo)柱 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種結(jié)構(gòu)形式，帶頭導(dǎo)柱和有肩導(dǎo)柱。有肩導(dǎo)柱開設(shè)油槽，內(nèi)存潤滑劑，以減小導(dǎo)柱導(dǎo)向的摩檫，小型模具和生產(chǎn)批量小的模具主要采用帶頭導(dǎo)柱，大型模具和生產(chǎn)批量大的模具多采用有肩導(dǎo)柱。中小型模具導(dǎo)柱直徑約為模板兩直角邊之和的 1/20— 1/35。大型模具導(dǎo)柱直徑約為模板兩直角邊之和的 1/30— 1/40。具體直徑可查塑料模架標(biāo)準(zhǔn)。國家規(guī)定導(dǎo)柱頭部為接錐形，截錐形長度為導(dǎo)柱直徑的 1/3，半錐角為10 186。— 15 186。，也有頭部采用半球形的導(dǎo)柱，導(dǎo)柱具體尺寸可查有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn) [7]。如圖 a所示：在該模具中為帶頭導(dǎo)套 ,S=15 L=745 d=60 其 3D 結(jié)構(gòu)示意圖見圖 11 （ 2）導(dǎo)套 直導(dǎo)套多用于較薄的模板，比較厚的模板須采用帶頭導(dǎo)套，導(dǎo)套壁厚通常在310mm ，視內(nèi)孔大小而定，大者取大值，帶頭導(dǎo)套軸向固定容易，直導(dǎo)套裝入模板后，應(yīng)有防止被拔出的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)套具體尺寸可查有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn) [7]。如圖 d 所示：在該模具中為帶頭導(dǎo)套 ,S=15 L=350 d=60 =80 壁厚為 10，其 3D 結(jié)構(gòu)示意圖見圖 11。 當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)，因模架本身帶有導(dǎo)向裝置，一般情況下，設(shè)計(jì)人員只要按模架規(guī)格選用即可。若需采用精密導(dǎo)向定位裝置時(shí)，則需設(shè)計(jì)人員根據(jù)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。 ` 29 圖 導(dǎo)套 3D 示意圖 ` 30 圖 導(dǎo)套 2D 示意圖 第七章 脫模頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 推出機(jī)構(gòu)的組成：第一部分是直接作用在塑件上將塑件推出的零件；第二部分是用來固定推出零件的零件，有推桿固定板、推板等；第三部分是用作推出零件推出動(dòng)作的導(dǎo)向及合模時(shí)推回零件復(fù)位的零件。推出機(jī)構(gòu)應(yīng)使塑件脫模時(shí)不發(fā)生變形或損傷塑件的外觀；推力的分布依脫模阻力的大小合理安排；推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)力求簡單，動(dòng)作可靠，不發(fā)生錯(cuò)誤動(dòng)作，合模時(shí)要正確復(fù)位。推模力的計(jì)算要將塑件從模腔中推出必須克服推出所遇到的阻力，因此塑件脫模時(shí)必須有一個(gè)足夠大的脫模力，脫模力可用下式計(jì)算： )s inc os( )s inc os( ??? ??? ?? ?? ApFF t 式中 A—— 塑件包裹型芯的面積，在 UG中可以計(jì)算得出 A= ? —— 塑件對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，約為 ～ ，去 ? ＝ ? —— 拔模斜度，本塑件沒有拔模斜度， ? ＝ 3176。 p —— 塑件對(duì)型芯單位面積的包緊力，一般情況下，模內(nèi)冷卻的塑件取 179。 107～ 179。 107Pa ，此塑件取 179。 107Pa 。 ` 31 上式中 Ft=，而該注塑機(jī)的頂出力為 3000N，因此符要求。 由于塑件的材料工藝性能好，而且塑件不易變形，所以采用推桿推出機(jī)構(gòu)即可。塑件在模腔中成形后，便可以從模具中取下，但在塑件取下以前，模具必須完成一個(gè)將塑件從模腔中推出的動(dòng)作，模具上完成這一動(dòng)作機(jī)構(gòu)稱為脫模推出機(jī)構(gòu)。 [10] 本次設(shè)計(jì)采用圓柱型頂桿也就是型芯的內(nèi)部，為了使頂桿能較好的將塑件推出，而且又要有成型面的要求，所以需要有一定的形狀和較大的截面積，還要對(duì)頂桿進(jìn)行精加工。本次設(shè)計(jì)采用 22 根φ 2頂針頂出塑件，其結(jié)構(gòu)和位置如下圖 13 所示。 ` 32 ` 33 圖 13. 頂針推出結(jié)構(gòu)示意圖 ` 34 第八章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 塑模溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 在注射過程中 ,模具的溫度直接影響著制品質(zhì)量和注射周期 ,各種塑料的性能不同 ,成型工藝要求的不同相應(yīng)的模具對(duì)溫度要求也不同 , ABS 在注射成型時(shí)所需的模具溫度為40— 60 度之間。對(duì)任何塑料制品，模溫波動(dòng)較大都是不利的。過高的模溫會(huì)使制品在脫模后發(fā)生變形，延長冷卻時(shí)間，使生產(chǎn)率下降。過低的模溫會(huì)降低塑料的流動(dòng)性，難于充滿型腔，增加制品的內(nèi)應(yīng)力和明顯的溶接痕等缺陷。由于模溫不斷地被注入熔融塑料加熱，模溫升高，單靠模具自身散熱不能使其保持較低的溫度，因此必須加冷卻機(jī)構(gòu)。 冷卻裝置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn) （ 1）實(shí)驗(yàn)表明冷卻水孔的數(shù)量愈多，對(duì)制品的冷卻也愈均勻。 （ 2）水孔與型腔表面各處最好有相同的距離，即孔的排列與型腔形狀相吻合，水孔邊距型腔的距離常用 1２ — １５ mm。 （ 3）對(duì)熱量聚積大溫度上升高的部位應(yīng)加強(qiáng)冷卻。 （ 4）進(jìn)水管直徑的選擇應(yīng)使水流速度不超過冷卻水道的水流速度，避免產(chǎn)生過大的壓力降。冷卻水道直徑一般不小于 4mm,常用 4— １ 6mm。 （ 5）凹模、凸模或成型型芯應(yīng)分別冷卻，并保證其冷卻平衡。 （ 6）冷卻水道不應(yīng)穿過沒有鑲塊或其接縫部位，水道連接必須密封以免漏水。 （ 7）復(fù)式冷卻循環(huán)并聯(lián)而不應(yīng)串聯(lián)。 （ 8）進(jìn)、出口冷卻水溫差不應(yīng)過大，以免造成模具表面冷卻不均。 [10] 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 塑料傳給模具的熱量： Q1=nmC( 1T 2) （ kJ/h） ` 35 式中 Q1— 單位時(shí)間內(nèi)塑料傳給模具的熱量（ kJ/h） n— 每小時(shí)的注射次數(shù)，取 n=50 m— 每次注射的塑料量（ kg） C— 塑料的比熱容（ J/kg178。 C?）， C=1047 J/kg178。 C? 1T— 熔融塑料進(jìn)入模腔的溫度（ C?） 2T— 制品脫模溫度（ C?） Q1=50179。 179。 1047179。（ 18060） =179。 kJ/h 冷卻時(shí)所需要的冷卻水量： 1M= Q /?（ 3T 4） （ kg） 式中 1M— 通過模具的冷卻水質(zhì)量（ kg） ?— 導(dǎo)熱系數(shù) （ 3T 4） — 進(jìn)出水溫度差（ C?），不應(yīng)太大，取 3 C? 1M=179。 105/1055179。 3= 根據(jù)冷卻水處于湍流狀態(tài)下的流速 v 與水管道直徑 d的關(guān)系，確定模具冷卻水道的水道直徑 d為： d= （ mm） 式中 v— 管道內(nèi)冷卻水的流速，一般取 ~，取 ?— 水的密度（ kg/3m） d=() 189。= 取冷卻水道的直徑 d=14mm 冷卻管道總傳熱面積： TRMA 1 ?? 式中 R— 冷卻管道壁與冷卻介質(zhì)間的傳熱系數(shù)（ J/2m178。 C?） R= v)4187f(? （ J/2m178。 C?） ? ? 2 1 v ? ? ? ? 1 M 10 7 ` 36 f— 與冷卻介質(zhì)有關(guān)的物理系數(shù)， f= T?— 模溫與冷卻介質(zhì)之間的平均溫差， T?=30 C? R= 0 .20 .84 )( ???=179。 105 J/2m178。 C? A= = 冷卻孔道的孔數(shù)： dLAn ?? 式中 A— 冷卻裝置總的傳熱面積（2m） d— 冷卻水道管道直徑（ m） L— 冷卻管道長度（ m） n= ≈ 2 因此，冷卻水道在動(dòng)、定模板之中各取一道冷卻水路就可以達(dá)到冷卻效果。由于塑件材料為 ABS，其注射成型模具并無加熱要求。 冷卻水管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 冷卻水管分布在定模板和動(dòng)模板上，直徑是 14mm。定模板和動(dòng)模板上分別開有冷卻水道，塑件的上下各有一道冷卻水道，實(shí)現(xiàn)了最大冷卻效果，如下圖 14 所示； 3 3 10 18 10 14x ? ? ? ? ? ? 3 10 30 ? 5 10 ` 37 圖 14 冷卻水管的設(shè)計(jì)圖 第九章 模具的工作過程原理 模具完成一次注塑塑件產(chǎn)品主要有以下流程： （ 1）對(duì)塑料 ABS：對(duì)其色澤、粒度及雜質(zhì)檢驗(yàn)，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)母稍铮? （ 2）清理模具型芯、型腔，并噴上脫模劑，將模具裝上注塑機(jī)并合模鎖緊模具，對(duì)注塑機(jī)和模具進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度設(shè)定為 8085℃，預(yù)熱時(shí)間 23 小時(shí)； （ 3）將 ABS塑料粒倒入注塑機(jī)，對(duì)塑料進(jìn)行預(yù)塑化，對(duì)注塑機(jī)設(shè)置以下參數(shù)： 螺桿轉(zhuǎn)速（ r/min）： 30 料筒溫度（℃）后段： 150～ 170 中段： 165～ 180 前段： 180～ 200 噴嘴溫度（℃） 170～ 180 模具溫度（℃）： 50～ 80 注射壓力（ Mpa）： 60～ 100 保壓壓力（ Mpa）： 60～ 100 成型時(shí)間（ s）：注射 20～ 90；保壓 0～ 5；冷卻時(shí)間 20～ 120； 成型周期 (s)： 50～ 100 （ 4）開始注射，注射過程包括充模、保壓、放氣、固化成型、脫模等 如圖 15所示，注塑機(jī)螺桿注嘴前進(jìn)與澆口套 11 的左端圓弧接觸，住嘴射出熔融狀態(tài)的 ABS 料由澆口套 11流入型腔 12，直至充滿整個(gè)型腔，然后開始保壓冷卻 ； ` 38 （ 5）脫模工作過程及原理 如下圖 15 所示，開模時(shí)，注塑機(jī)上的運(yùn)動(dòng)模板 5帶動(dòng)模具動(dòng)模向右移動(dòng)，移動(dòng)的距離至少要大于此塑件產(chǎn)品在脫模方向長度的兩倍，以便于塑件產(chǎn)品取出容易，動(dòng)、定模分開后由于塑件與型芯 6 的包緊力大于與型腔 12 的包緊力，從而使塑件產(chǎn)品留在動(dòng)模一側(cè)，塑件包在型芯 6 上，澆口套 11 中的 凝料也被拉料桿拉出與塑件連在一起。當(dāng)開模完全后，動(dòng)模停在遠(yuǎn)處不動(dòng)，注塑機(jī)推桿推動(dòng)頂針板往左走，頂針板及頂針固定板帶動(dòng)頂針4往左頂出塑件產(chǎn)品，隨后塑件及凝料自動(dòng)脫落，澆口部分需要人工切除。 （ 6）塑件的后處理 塑件后處理包括：退火和調(diào)濕處理。退火處理是指將塑件在定溫的加熱液體介質(zhì)或熱空氣循環(huán)烘 箱中靜置一段時(shí)間，然后緩慢冷卻。其目的是減少塑件內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，這在生產(chǎn)厚壁或帶有金屬嵌件的塑件時(shí)更為重要。調(diào)濕處理是指將剛脫模的塑件放在熱水中，隔絕空氣，防止塑件的氧化，加快吸濕平衡速度。其目的是使塑件的顏色、性能以及尺寸穩(wěn)定。 [10] ` 39 圖 15 模具脫模運(yùn)動(dòng)示意圖 圖 16 模具全 3D 示意圖 ` 40 設(shè)計(jì)心得 經(jīng)過接近二個(gè)月多的努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了?？赡艽水厴I(yè)設(shè)計(jì)尚存在不足之處，但通過這段時(shí)間的學(xué)習(xí)與工作，從中學(xué)習(xí)到了很多相關(guān)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。這對(duì)以后的學(xué)習(xí)和工作都有著很大的幫助和作用。