【正文】 9 斜滑塊分型抽芯機構(gòu)的設(shè)計 ............................................. 40 側(cè)向分型抽芯機構(gòu) ................................................ 40 斜滑塊分型抽芯機構(gòu)特點 .......................................... 41 斜滑塊的組合形式 ................................................ 41 斜滑塊設(shè)計要點 .................................................. 42 10 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 ...................................................... 42 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) ................................................... 42 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 VI 冷卻系統(tǒng)的簡單計算 ............................................. 43 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 ................................................... 44 11 導(dǎo)向與定位機構(gòu)的設(shè)計 ................................................ 45 導(dǎo)向機構(gòu)的分類 ................................................. 45 導(dǎo)柱的設(shè)計 ..................................................... 45 導(dǎo)套的設(shè)計 ..................................................... 45 導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的配合形式 ....................................... 46 錐面定位機構(gòu) ................................................... 47 12 結(jié)論 ................................................................ 47 參考文獻 ................................................................ 48 致 謝 .................................................................. 49 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 1 1 緒論 綜述 塑料模的功能 模具是工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)用的重要工藝裝備，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中， 60%90%的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具，模具工業(yè)已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，許多新產(chǎn)品的開發(fā)和研制在很大程度上都依賴于模具生產(chǎn)，特別是汽車、摩托車、輕工、電子、航空等行業(yè)尤為突出。模具工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵是模具技術(shù)的進步 [11]。據(jù)預(yù)測，我國模具行業(yè)在 “ 十五 ” 期間的增長速度將達到 13%～ 15%。我國每年進口模具約占市場總量的 20%左右，已超過 10 億美元，其中塑料與橡膠模具占全部進口模具的 50%以上；沖壓模具占全部進口模具約 40%[12]。雖然近幾年來，我國模具工業(yè)的技術(shù)水平已取得了很大的進步，但總體上與工業(yè)發(fā)達的國家相比仍有較大的差距。縱觀發(fā)達國家對模具工業(yè)的認識與重視，我們感受到制造理念陳舊則是我國模具工業(yè)發(fā)展滯后的直接原因。因此，模具是國家重點鼓勵與支持發(fā)展的技術(shù)和產(chǎn)品，現(xiàn)代模具是多學(xué)科知識集聚的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分，是國民經(jīng)濟的裝備產(chǎn)業(yè)，其技術(shù)、資金與武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 2 勞動相對密集?，F(xiàn)代模具技術(shù)的發(fā)展，在很大程度上依賴于模具標(biāo)準(zhǔn)化、優(yōu)質(zhì)模具材料的研究、先進的設(shè)計與制造技術(shù)、專用的機床設(shè)備，更重要的是生產(chǎn)技術(shù)的管理等。追求的目標(biāo)是提高產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率，縮短設(shè)計及制造周期，降低生產(chǎn)成本，最大限度地提高模具行業(yè)的應(yīng)變能力，滿足用戶需要?，F(xiàn)代模具設(shè)計制造不僅應(yīng)強調(diào)信息的集成，更應(yīng)該強調(diào)技術(shù)、人和管理的集成。 ——在塑料注射成型模具中，積極應(yīng)用熱流道，推廣氣輔或水輔注射成型，以及高壓注射成型技術(shù)，滿足 產(chǎn)品的成型需要。模具標(biāo)準(zhǔn)件是模具基礎(chǔ)，其大應(yīng)用可縮短模具設(shè)計制造周期，同時也顯著提高模具的制造精度和使用性能，大大地提高模具質(zhì)量。 ——發(fā)展快速制造成型和快速制造模具，即快速成型制造技術(shù)，迅速制造出產(chǎn)品的原型與模具，降低成本推向市場。 ——推 廣應(yīng)用高速銑削、超精度加工和復(fù)雜加工技術(shù)與工藝，滿足模具制造的需要。 ——研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)、逆向工程與并行工程，最大限度地提高模具的開發(fā)效率與成功率。在制造中積極采用多媒體與虛擬現(xiàn)實技術(shù)，逐步走向網(wǎng)絡(luò)化、智能化環(huán)境，實現(xiàn)模具企業(yè)的敏捷制造、動態(tài)聯(lián)盟與系統(tǒng)集成。 本設(shè)計的意義及目的 當(dāng)今世界工業(yè)界認為 “模具是進入富裕社會的原動力 ”“模具是材料加工業(yè)中的帝王 ”“模具就是黃金 ”。特別是在汽車、家電、玩具等行業(yè)，模具水平更是起到?jīng)Q定其命脈的作用。而作為制造業(yè)基礎(chǔ)的機械行業(yè)，根據(jù)國際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會的預(yù)測， 21 世紀(jì)機械；制造工業(yè)的零件，其粗加工的 75%和精加工的 50%都將依靠模具完成，因此，模具工業(yè)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)工業(yè)。 2 塑件成型工藝性分析 塑件的分析 外形尺寸 該塑件壁厚為 5mm,塑件外形尺寸較大，塑料熔體流程較長，適合注射成型，制件是帶有提手的塑料桶蓋，桶蓋內(nèi)型有 3 處內(nèi)側(cè)凹，需分別由 3 個內(nèi)側(cè)抽芯的斜滑塊成型，提手部 位為便于提拿設(shè)計成球形空間，模具需兩瓣擺動對合型芯成型球形和提手，按圓弧軌跡抽芯。按 SJ1372—1978 標(biāo)準(zhǔn)，塑料件尺寸精度分為 8 級 ,由此查塑料模具設(shè)計手冊可知，本塑件宜選用一般精度 5 級 ,每個尺寸的公差不一樣，有的屬于一般精度，有的屬于高精度，該按實際公差進行計算 [21]。為了方便脫模，塑件設(shè)計時必須考慮與脫模（及軸芯）方向平行的內(nèi)、外表面，設(shè)計足夠的脫模斜度。最小脫模斜度與塑料性能、收縮率、塑件的幾何形狀等因素有關(guān)。在不影響外觀的情況，脫模斜度盡量大一點，以便脫模。 塑件圓角 塑料制件除了使用上要求采用尖角之處外，其余所有轉(zhuǎn)角處均應(yīng)盡可能采用圓弧過渡，因為當(dāng)制件帶有尖角時，往往會在尖角處產(chǎn)生應(yīng)力集中，在受力或受沖擊振動時會發(fā)生破裂。設(shè)置一般圓角半徑 R 和厚度 T：當(dāng) R/T＜ 時，應(yīng)力容易集中；當(dāng) R/T＞ 時則很少出現(xiàn)應(yīng)力集中。 PEHD 的性能分析 使用性能 耐腐蝕性、電絕緣性優(yōu)良，可以 氯 化，可用玻璃纖維增強，低密度聚乙烯柔軟性、伸長率、沖擊強度和透明性較好，且適于制作耐腐零件和絕緣零件。 (2) 流動性好，溢邊值為 左右，流動性對壓力變化敏感。 (4) 收縮率范圍大，收縮值大，取向性明顯，易變性、翹曲、結(jié)晶度及模具冷卻條件對收縮影響大，應(yīng)控制模溫 ，保持冷卻均勻、穩(wěn)定。 PEHD 的主要性能指標(biāo)表 表 PEHD 的性能指標(biāo) 密度 3/cmg ~ 熔點 c? 132~135 收縮比 拉伸強度 Mpa 17~41 拉伸彈性模量 Mpa 840~950 泊松比 與鋼 磨擦因數(shù) 彈性模量 Gpa ~ PEHD 的注射成型過程及工藝參數(shù) 注射成型過程 (1) 成型前的準(zhǔn)備 :對 PEHD 的色澤、粒度和均勻等進行檢驗，由于 PEHD 吸收性較大，成型前應(yīng)進行充分的干燥。 (3) 塑件的后處理 :處理的介質(zhì)為空氣和水，處理溫度為 60~75℃ 處理時間為 16~20s。 (2) 料筒溫度：后段 140~160 c? 中段 180~220 c? 后段 180~190 c? (3) 噴嘴溫度： 30~70 c? (4) 模具溫度： 70~95 c? (5) 注射壓力： 70~100Mpa (6) 成型時間： 68s( 注射時間取 ,冷卻時間 ,輔助時間 8s)。 (2) 對于粘度較小、流動 性好的塑料，模具溫度可以較低，這樣可以縮短冷卻時間、提高生產(chǎn)率。 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 7 (4) 在滿足注射要求的前提下，應(yīng)采用盡可能低的模具溫度，縮短冷卻時間，提高生產(chǎn)率。塑化壓力又稱螺桿背壓（針對螺桿式注射機），為注射機螺桿頭部熔料在螺桿轉(zhuǎn)動后退時所受到的壓力。 塑化壓力 塑化壓力的作用：主要體現(xiàn)塑料的塑化效果及塑化能力。但增大塑化壓力若不提高螺桿轉(zhuǎn)速，熔體在螺桿槽中將會產(chǎn)生較大的逆流和漏流，降低塑化能力。 注射壓力 注射機上常用壓力表表示注射壓力的大小，一般熱塑性塑料在 40～ 130Mpa 之間，熱固性塑料在 100～ 170Mpa。 注射壓力的作用是克服塑料熔體從料筒流向型腔的流動阻力；給予熔體一定的充模速率充滿型腔；對模具內(nèi)熔料進行壓實 。塑料品種：塑料的摩擦系數(shù)和熔融粘度越大，流動阻力越大，所需注射壓力應(yīng)越高。 注射壓力過低，物料不易充滿型腔，成型不足，塑件易產(chǎn)生凹痕、波紋、熔接痕跡等缺陷 。影響充模速率的因素很多，最主要的是塑件的壁厚，一般壁 厚越大，注射壓力越低，充模速率越小。常見的取出塑件的主分型面與開模方向垂直，也有采用與開模方向一致的側(cè)向主分型面。 （ 2）有利于保證塑件尺寸精度 。如圖所示，為保證雙聯(lián)齒輪的齒廓與孔的同軸度，武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 9 兩齒輪型腔和型芯都設(shè)在動模邊，而因合模誤差，難于保證同軸度要求。 塑料熔體容易在分型面上產(chǎn)生飛邊，影響外觀質(zhì)量，因此，在光滑平整表面或圓弧曲面上應(yīng)盡量避免選擇分型面。 圖 分型面應(yīng)有利于保證塑件的外觀質(zhì)量 (4) 考慮滿足塑件的使用要求。如圖 (b)，塑件完全在動模一側(cè)脫出，會使脫模斜度過大，而圖 (a)分別在動模、定模安排型腔，可減小脫模斜度。如圖所示的彎角板塊類塑件，圖 (a)結(jié)構(gòu)比圖 (b)合理，能防止溢料，并簡化分型面的加工。盡可能將塑件留在動模一側(cè)，如圖（ a），將型芯設(shè)在動模邊，依靠薄壁塑件對型芯足夠的包緊力，讓塑件留在動模一側(cè)。 (a) (b) 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 11 圖 塑件應(yīng)盡可能留在動模一側(cè) （ 7）長型芯應(yīng)置于開模方向。 圖 較長型芯應(yīng)置于開模方向 為保證塑件能順利分型，主分型面應(yīng)首先考慮選在塑件外形的最大輪廓處，根據(jù)制件的特征選擇三次定距分型，分型面 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 。常用的有如下四種方 法： (1) 根據(jù)經(jīng)濟性確定型腔數(shù)目 。 (a) (b) 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 12 (3) 根據(jù)塑件精度確定型腔數(shù)目 。 根據(jù)制件的特點，我們選取的是一模一腔的結(jié)構(gòu) 。最常見的是按注射機外形特征分類，即按注射裝置和鎖模裝置的排列方式分類，可分為：臥式注射機、立式注射機、角式注射機等 [3]。 1 2 31 2312312 31 2 31 2312312 3 圖 注射機示意圖 1 合模裝置； 2模具； 3注射裝置 優(yōu)點：重心低，便于操作、維修和加料，塑件出模后可自動落下，容易實現(xiàn)全自動操作。 缺點：模具安裝比較麻煩，嵌件放入模具后應(yīng)采用彈性裝置將其卡緊，否則可能傾斜或落下，機床占地面積較大。 缺點：塑件頂出后不能靠自重落下，需人工取出，不易實現(xiàn)全自動操作，機身重心較高，穩(wěn)定性較差。目前國內(nèi)使用較多的角式注射機沿水平方向開模，垂直方向注射。 缺點 :無法準(zhǔn)確可靠地注射和保持壓力及鎖模力，模具受沖擊和振動較大 。 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 14 我國早期的注射機多采用注射量表示法，如 XS—ZY－ 125， XS 表示塑料成型機械，Z 表示注射成型， Y 表示螺桿式（無 Y 則表示 柱塞式）， 125 表示公稱注射容積為 125 cm3圖 410 所示為國產(chǎn) XS－ ZY－ 125 注射機鎖模部分。 350177。 （ 1） 理論注射量 指在對空注射條件下，注射螺桿或柱塞做一次最大行程時，注射裝置所能達到的最大注射量。理論注射量為螺桿或柱塞最大注射行程時對應(yīng)的注射量，條件為對空注射。 （ 2）注射壓力 指注射過程中螺桿或柱塞頭部的最大壓力作用：克服注射過程中塑料熔體流經(jīng)噴嘴、流道和型腔的阻力，同時對注入型腔的熔體給予一定的壓力，以完成物料補充，使塑件密實。 （ 3）鎖模力 指鎖模機構(gòu)施于模具上的最大夾緊力（ KN）。 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 15 鎖模力不夠會使塑件產(chǎn)生飛邊，不能成型薄壁塑件；鎖模力過大，又易損壞模具。 鎖模裝置的基本參數(shù)包括：動、定模固定板尺寸（ B H），拉桿間距（ B0 H0），動、定模固定板最大開距 SK，模具厚度 Hm 和動模固定板行程（開模行