【導(dǎo)讀】本次設(shè)計的題目為打印機壓輪設(shè)計。由于制件的形狀復(fù)雜，考慮到脫模過程比較困。難，所以采用兩次分型。第二次為側(cè)向分型，直接制件從型腔中取出的脫模思路。本次設(shè)計的塑件的材料為聚乙烯，生產(chǎn)批量為小批量。注射機選用TTF-200型注射機。另外，所有模具設(shè)計都經(jīng)過仔細校核，達到

　　

【正文】 的大小要合理安排。 ③推桿分布不可太大，以免造成塑件的被頂出部分產(chǎn)生局部隙裂。 ④推桿強度及剛性足夠，在推出動作時不產(chǎn)生彈性變形。 ⑤推桿位置痕跡須不影響塑件外觀 ⑥脫模機構(gòu)的運動應(yīng)保持靈活、可靠，不發(fā)生錯誤動作。 相關(guān)公式及尺寸 《塑料模具設(shè)計手冊》 234 頁 公式 594 厚壁圓形件： Q=2πrESLf/(1+m+k)(1+f) K=2r178。/(t178。+2tr) Q脫模力（ N） T塑件平均厚度（ cm） E塑件彈性模量（ N/cm2） S塑料平均成型收縮 率（ mm/mm） L包容凸模的長度（ cm） f塑料與鋼的磨擦系數(shù) m塑料的泊松比 r— 圓柱形半徑（ cm） 由手冊查得： t= r= E=9 104N/cm2 S= L=4cm f= m= K trt 2r 2 22 2 ???????? Q=2πrESLf/(1+m+k)(1+f)= 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 23 頁 共 36 頁 推桿的導(dǎo)向機構(gòu) ①在其頂出過程中防止其歪斜和扭曲是很重要的，否則會造成頂桿變形、折斷或者使推板與型腔磨損研傷。因 此在脫模機構(gòu)中必須設(shè)計導(dǎo)直裝置，導(dǎo)柱還有支撐作用以減少中間桿彎曲。 ②構(gòu)在完成塑料脫模以后，為了進入下一個行程，必須回到初始位置，除了推板脫模以外，其它脫模機構(gòu)都沒有回程桿。 注射模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 在設(shè)計塑料注射模具時，必須考慮用冷卻和加熱的方法來調(diào)節(jié)模具溫度，溫度對塑料質(zhì)量的影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 成型收縮率 利用溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)來保持模具溫度恒定能減少制品成型收縮率的波動，提高制品尺寸精度。 變形 模具的型芯和型腔溫度差別過大，會使制件翹曲變形，影響制品的美觀和實用。特別是對壁厚不一致和形狀復(fù)雜的塑料制品，經(jīng)常會出現(xiàn)因收縮率不均勻而變形的情況。因此，必須采用合適的冷卻回路，才能使模具型腔的各個部分基礎(chǔ)上保持均勻，從而使制件各處都能同時凝固。 尺寸穩(wěn)定性 除模具溫度波動會影響制品尺寸穩(wěn)定性外，模具的大小也會影響尺寸的穩(wěn)定性。對于結(jié)晶型塑料，為保證制品尺寸穩(wěn)定、合理控制模溫，這樣可以使塑料均勻結(jié)晶。否則在制件存放和使用時，其尺寸由于塑料結(jié)晶不均勻而發(fā)生變化。 力學(xué)性能 對于結(jié)晶性塑料，結(jié)晶度越高，制品的應(yīng)力開裂傾向也越大。這時降低模溫是有利的。 表面粗糙度 提高模溫能改變?nèi)秉c聽表面狀態(tài)，過低溫度會使制品表面粗糙度降低。 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 24 頁 共 36 頁 綜合 以上 考慮 ： 一般注射模具從注射到型腔熔體溫度為 190℃左右。其中 5%以熱輻射形式散發(fā)到大氣中去，其余 95%由冷卻介質(zhì)帶走。因此模具冷卻時間主要決定于冷卻系統(tǒng)的冷卻效果。 根據(jù)《塑料模具設(shè)計手冊》 232 頁，注射周期每兩次閉模之間的時間間隔其中包括： 充模時間 Ti 升壓及保壓時間 Tn 冷卻時間 Tc 升閉模及取件時間 Tr 注射周期 T T=Ti+Tn+Tc+Tr Tn=(S+2 S2) = (3+32)= Ti 由 14 表 14 得 Ti=15~60s 取 40s. Tc=16~60s 取 40s. Tr 取 30s. 則： T=+40+40+30= ?120s 該模具成型 PE 的產(chǎn)量。 W=為獲得良好的塑料制件，應(yīng)使模具在工作中維持適當而均勻的溫度。這由型腔的幾何形狀和模具的總體積以及注射機周圍環(huán)境并非易事。主要靠經(jīng)驗的積累來大致確定冷卻孔數(shù)和到工作面的位置。 限位桿設(shè)計 為使本模具結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計合理。故使用限位桿限位螺釘，開模一定的距離后，順利的取出塑料制件既澆口套中的費料。 限位桿限位釘設(shè)計如下： 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 25 頁 共 36 頁 圖 限位桿限位釘 定位桿的設(shè)計 總的來說，精密零件應(yīng)該有很高零件加工精度，模具裝配精度、足夠的剛度、良好的冷卻系統(tǒng)、合理的澆注系統(tǒng)、正確協(xié)調(diào)的模具動作。應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)模具鋼材制造，使模具經(jīng)久耐用，要達到上述要求，就與模具的導(dǎo)向和機構(gòu)的合理設(shè)計有著密切的關(guān)系。 本模具型芯較長，所以要保證型芯的正確位置就要有定位機構(gòu)。本模具采用四個導(dǎo)柱導(dǎo)套定位， 圓柱銷輔助定位，避免了型芯的前后左右竄動，以及由此而損壞上下模的模面。 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的尺寸、形狀如下： 圖 導(dǎo)柱、導(dǎo)套 塑料模具設(shè)計如下 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 26 頁 共 36 頁 限位深4?34.00spspspspspspspspspKO sp 6M8 圖 左視圖 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 27 頁 共 36 頁 圖 主視圖 動模座底 螺釘 定模型芯 復(fù)位彈簧 復(fù)位桿 動模板 動模型芯定模板 定模型芯 彈簧 1脫流道板 1限位螺釘 1定模型芯鑲塊 1澆口套 1導(dǎo)套 ?2B A15141110131298765413290176。?14176。???12?中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 28 頁 共 36 頁 圖 俯視圖 1滑動型芯 1導(dǎo)柱 1限位桿型芯 1限位桿型芯 墊塊 2推桿固定板2限位螺 釘 2推板 23226176。212019181716? 155.00? 1 1 7 . 0 050.0040.0025.0020.0030.0010.001.0030.0090.00110.0070.0030.0045.0014176。10176。中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 29 頁 共 36 頁 模具和注射機的關(guān)系 我們知道每副模具只能安裝在與其想適應(yīng)的注射機上進行生產(chǎn)。因此，模具的設(shè)計與使用關(guān)系十分密切，在設(shè)計模具時，應(yīng)該詳細了解注射機的技術(shù)規(guī)范，才能設(shè)計出合乎要求的模具。從模具的設(shè)計角度來看，應(yīng)該了解的技術(shù)規(guī)范有：注射機的最大注射量、最大注射壓力、最大頂出力、最大成型面積、模具的最大厚度及最小厚度、最大開模行程、以及機床安裝模板螺釘孔（或丁形槽）的位置與尺寸。 最大注射量的校核 ①主流道擴大計算按 d=6mm 圓柱計算。 321 )26(2 mmV ???? ? ②分流道 332 )26(4311042 mmV ?????? ? ③工件質(zhì)量 33 ? gmmgvm ????? ?? 總質(zhì)量為： gVm )( 31212 ?????? ?? gmm ?????? 注射機的注射容量為 250g 則： 250 =200g 注射量符合要求。 鎖模力的校核 當高壓塑料熔體充滿型腔時，會產(chǎn)生很大的壓力，使模具沿分型面脹開 ，其值等于制件和澆注系統(tǒng)的面積之和的投影乘以型腔內(nèi)的塑料的壓力。作用在這個面積上的總力應(yīng)該小于射機的鎖模力，否則在注射高壓塑料時會因鎖模不緊而發(fā)生逸料現(xiàn)象。 根據(jù)《塑料模具設(shè)計手冊》 181 頁 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 30 頁 共 36 頁 注射基本壓力 P=PB Kc Ks P— 型腔內(nèi)注射壓力強度（ Mpa） PB— 基本壓力（ Mpa） Kc— 依材料的系數(shù) Ks— 依塑料幾何形狀的復(fù)雜程度而異的系數(shù) Ks=1~ 平均壁厚 t=3mm 最長流程為 86+7+55=148mm 由圖 553 壁厚為 3mm 時 L/t=148/3=≈ 50 Ps= 由表 525 查得 Kc=1 塑件形狀復(fù)雜 Ks= 由公式 523 求得： P= 1 =≈ 27Mpa 2 腔的總投影面積為： 222 )2/31(2 cmmmA ??????? 由公式 524 F= A F— 所需鎖模力（ KN） P— 型腔單位面積的注射壓力（ MPa） A— 型腔（包括澆注系統(tǒng)）的投影面積（ cm2） F= 27 =≈ 79(KN) F=79KN注射機鎖模力 1800KN 鎖緊楔塊剛度校核： cmaLEBPac 5 2 )13(][2 3 ??? ? 本模具取 作用于螺釘?shù)目偫? NtgatgHbbPRn 5252 ]15)([10300])([ ????????? ?? 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 31 頁 共 36 頁 螺釘直徑尺寸 cmnRnd 211][ ~1055 ???? ???? ??? 拉 本模具取 10mm 由《模具設(shè)計與制造簡明手冊》 428 頁 模具厚度校核 所設(shè)計的模具總厚度應(yīng)在注射機的最大模具厚度 250mm 和最小厚度 250mm 之間。所以我所設(shè)計的模具厚度為 345mm，所以滿足要求。同時校核模具的外形尺寸，使得模具從注射機拉桿間裝入。 開模行程的校核 各種注射機模 具開模行程是有限制的，取出制品所需的開模距離必須小于注射機的最大開模距。 注射機的最大開模行程與厚度無關(guān)。 當注射機采用液壓機械聯(lián)合作用鎖模機構(gòu)時，最大開模行程的決定與厚度的大小不發(fā)生影響，對于本模具的開模行程可以按以下進行校核。 S≥ K1+K2+（ 5~10） K1— 制品的脫模距離 mm K2— 三板模澆道分型距離 mm 本模具的脫模尺寸為 K1=50mm,K2=80mm, 則： S=35050+80+10= 140mm 滿足開模行程要求。 推桿的強度校核 推桿的應(yīng)力校核根據(jù)《塑料模具手冊》 244 頁 )/(dn4Q 22 cmNs??? ??? 式中 — 推桿應(yīng)力（ N/cm2） ?s— 推桿鋼材的屈服極限強度（ N/cm） 一般中碳鋼2/320 00cmNs?? 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 32 頁 共 36 頁 合金結(jié)構(gòu)鋼2/420 00cmNs?? 則：222 /320 00/ 54 cmNscmN ???????? ??? ∴推桿的強度合格。 推桿的有效位置： mmmmL ???? ? 推板的強度校核 推板的厚度 H 按下式計算： H=（ EBYQ） 1/3 （ cm） H— 推板厚度（ cm） L— 推板間距（ cm） Q— 總脫模力（ N） E— 鋼材的彈性模量（ N/cm2）一般中碳鋼 E= 107 B— 推板寬度（ cm） Y— 推板允許的最大變形量（ cm） 則： ) 206 ( 3/17 ???????? ∴推板強度合格 推板與推桿孔之間的雙邊間隙，應(yīng)保證即不溢料而又能排氣，對于流動性較好的塑料聚乙烯，應(yīng)大大于 ～ 。 凹模及模局底板校核 a、組合式凹模側(cè)壁剛度校核 1 5 m 1 5 c )1 0 0 0 103 0 0 0 ()11urPErPEu1(rh1 11 511??????? ??????????????? ?? 本模具選 5mm 5 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 33 頁 共 36 頁 所以 模具側(cè)壁合格。 。 h2=3 ?E=3 11 45 ?? ??== 本模具選 10mm 所以 模具底板合格。 以上出自《模具制造與設(shè)計簡明手冊》 416 頁表 2158 彈簧的有關(guān)數(shù)據(jù) 根據(jù)《機械零件設(shè)計手冊》 369 頁表 2510 常用壓縮彈簧主要尺寸和基本性能（ GB208980） a、 d=， D=6mm， p≈ ， Flim==， f’ =， H0=9～ 48mm， n=～ 圈， n 取 6 圈， 1=， q= 103kg， D1=D2d=62 = LI 型 Ho=(n+1) d+D1(6+1) +=9mm b、 d=， D=14mm， p≈ ， Flim=， f’ =， Ho=22～ 115mm， n=～