【文章內容簡介】 用中影響模具磨損的因素復雜多變，一般不考慮此處修正，所以 X取 0； δ z – 此塑件選用 IT7級，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。模具設計時，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 型腔工作尺寸計算表 類型 塑件尺寸 計算公式 制造公差 計算結果 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 型芯工作尺寸的計算 型芯的工作尺寸的計算同型腔一樣，如下表： 類型 塑件尺寸 計算公式 制造公差 計算結果 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 合模導向機構的設計 導向機構的功用 任何一副模具在定動模之間都設置有導向機構。其作用有如下： 定位作用：合模時維持動定模之間的一定方位，合模后保持模腔的正確形狀。 導向作用：合模時引導動模按序閉合，防止損壞型芯，并承受一定的側向力。 承載作用：采用推件板脫?；蛉迨侥＞呓Y構，導柱有承受推件板和定模板的重載荷作用。 保持運動平穩(wěn)作用：對于大中型模具的脫模結構，有保持機構運動靈活平穩(wěn)的作用。 導向機構的設計 （ 1）導柱 國家標準規(guī)定了兩種結構形式，帶頭導柱和有肩導柱。有肩導柱開設油槽，內存潤滑劑，以減小導柱導向的摩檫，小型模具和生產批量小 的模具主要采用帶頭導柱，大型模具和生產批量大的模具多采用有肩導柱。中小型模具導柱直徑約為模板兩直角邊之和的 1/20— 1/35。大型模具導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準。國家規(guī)定導柱頭部為接錐形，截錐形長度為導柱直徑的 1/3，半錐角為10 186。— 15 186。，也有頭部采用半球形的導柱，導柱具體尺寸可查有關國家標準 [7]。如圖 a所示：在該模具中為帶頭導套 ,S=15 L=745 d=60 其 3D結構示意圖見圖 11 （ 2）導套 直導套多用于較薄的模板，比較厚的模板須采用帶頭導套，導套壁厚通常在310mm ，視內孔大小而定，大者取大值，帶頭導套軸向固定容易，直導套裝入模板后，應有防止被拔出的結構，導套具體尺寸可查有關國家標準 [7]。如圖 d 所示：在該模具中為帶頭導套 ,S=15 L=350 d=60 =80 壁厚為 10，其 3D結構示意圖見圖 11。 當采用標準模架時，因模架本身帶有導向裝置，一般情況下，設計人員只要按模架規(guī)格選用即可。若需采用精密導向定位裝置時，則需設計人員根據模具結構進行具體設計。 ` 29 圖 導套 3D示意圖 ` 30 圖 導套 2D示意圖 第七章 脫模頂出機構的設計 推出機構的組成：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作的導向及合模時推回零件復位的零件。推出機構應使塑件脫模時不發(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；推出機構的結構力求簡單，動作可靠，不發(fā)生錯誤動作，合模時要正確復位。推模力的計算要將塑件從模腔中推出必須克服推出所遇到的阻力，因此塑件脫模時必須有一個足夠大的脫模力，脫模力可用下式計算： )s inc os( )s inc os( ??? ??? ?? ?? ApFF t 式中 A—— 塑件包裹型芯的面積，在 UG 中可以計算得出 A= ? —— 塑件對鋼的摩擦系數，約為 ～ ，去 ? ＝ ? —— 拔模斜度，本塑件沒有拔模斜度， ? ＝ 3176。 p —— 塑件對型芯單位面積的包緊力，一般情況下，模內冷卻的塑件取 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構即可。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，模具必須完成一個將塑件從模腔中推出的動作，模具上完成這一動作機構稱為脫模推出機構。 [10] 本次設計采用圓柱型頂桿也就是型芯的內部，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，還要對頂桿進行精加工。本次設計采用 22根φ 2 頂針頂出塑件，其結構和位置如下圖 13所示。 ` 32 ` 33 圖 13. 頂針推出結構示意圖 ` 34 第八章 冷卻系統(tǒng)的設計 塑模溫控制系統(tǒng)設計 在注射過程中 ,模具的溫度直接影響著制品質量和注射周期 ,各種塑料的性能不同 ,成型工藝要求的不同相應的模具對溫度要求也不同 , ABS 在注射成型時所需的模具溫度為40— 60度之間。對任何塑料制品，模溫波動較大都是不利的。過高的模溫會使制品在脫模后發(fā)生變形，延長冷卻時間，使生產率下降。過低的模溫會降低塑料的流動性，難于充滿型腔，增加制品的內應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，因此必須加冷卻機構。 冷卻裝置系統(tǒng)的設計要點 （ 1）實驗表明冷卻水孔的數量愈多，對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）對熱量聚積大溫度上升高的部位應加強冷卻。 （ 4）進水管直徑的選擇應使水流速度不超過冷卻水道的水流速度，避免產生過大的壓力降。冷卻水道直徑一般不小于 4mm,常用 4— １ 6mm。 （ 5）凹模、凸?；虺尚托托緫謩e冷卻，并保證其冷卻平衡。 （ 6）冷卻水道不應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）復式冷卻循環(huán)并聯而不應串聯。 （ 8）進、出口冷卻水溫差不應過大，以免造成模具表面冷卻不均。 [10] 冷卻系統(tǒng)的計算 塑料傳給模具的熱量： Q1=nmC( 1T 2) （ kJ/h） ` 35 式中 Q1— 單位時間內塑料傳給模具的熱量（ kJ/h） n— 每小時的注射次數，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量（ kg） ?— 導熱系數 （ 3T 4） — 進出水溫度差（ C?），不應太大，取 3 C? 1M=179。 105/1055179。 3= 根據冷卻水處于湍流狀態(tài)下的流速 v與水管道直徑 d的關系，確定模具冷卻水道的水道直徑 d為： d= （ mm） 式中 v— 管道內冷卻水的流速，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間的傳熱系數（ J/2m178。 C?） R= v)4187f(? （ J/2m178。 C?） ? ? 2 1 v ? ? ? ? 1 M 10 7 ` 36 f— 與冷卻介質有關的物理系數， f= T?— 模溫與冷卻介質之間的平均溫差， T?=30 C? R= 0 .20 .84 )( ???=179。 105 J/2m178。 C? A= = 冷卻孔道的孔數： 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、定模板之中各取一道冷卻水路就可以達到冷卻效果。由于塑件材料為 ABS，其注射成型模具并無加熱要求。 冷卻水管的結構設計 冷卻水管分布在定模板和動模板上，直徑是 14mm。定模板和動模板上分別開有冷卻水道，塑件的上下各有一道冷卻水道，實現了最大冷卻效果，如下圖 14所示； 3 3 10 18 10 14x ? ? ? ? ? ? 3 10 30 ? 5 10 ` 37 圖 14 冷卻水管的設計圖 第九章 模具的工作過程原理 模具完成一次注塑塑件產品主要有以下流程： （ 1）對塑料 ABS：對其色澤、粒度及雜質檢驗，并進行適當的干燥； （ 2）清理模具型芯、型腔，并噴上脫模劑，將模具裝上注塑機并合模鎖緊模具，對注塑機和模具進行預熱，預熱溫度設定為 8085℃，預熱時間 23小時； （ 3）將 ABS塑料粒倒入注塑機，對塑料進行預塑化，對注塑機設置以下參數： 螺桿轉速（ 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 成型時間（ s）：注射 20～ 90；保壓 0～ 5；冷卻時間 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，注塑機螺桿注嘴前進與澆口套 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，注塑機上的運動模板 5帶動模具動模向右移動，移動的距離至少要大于此塑件產品在脫模方向長度的兩倍，以便于塑件產品取出容易，動、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，從而使塑件產品留在動模一側，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。當開模完全后，動模停在遠處不動，注塑機推桿推動頂針板往左走，頂針板及頂針固定板帶動頂針4往左頂出塑件產品，隨后塑件及凝料自動脫落，澆口部分需要人工切除。 （ 6）塑件的后處理 塑件后處理包括：退火和調濕處理。退火處理是指將塑件在定溫的加熱液體介質或熱空氣循環(huán)烘箱中靜置一段時間，然后緩慢冷卻。其目的是減少塑件內部產生的內應力，這在生產厚壁或帶有金屬嵌件的塑件時更為重要。調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 模具脫模運動示意圖 圖 16 模具全 3D示意圖 ` 40 設計心得 經過接近二個月多的努力，畢業(yè)設計終于完成了?？赡艽水厴I(yè)設計尚存在不足之處，但通過這段時間的學習與工作，從中學習到了很多相關的知識和經驗。這對以后的學習和工作都有著很大的幫助和作用。 畢業(yè)設計是檢驗我們在校期間對專業(yè)知識