【正文】 本次設(shè)計(jì)的有柄蓋要求壁厚均勻，表面光滑?？紤]到塑件的尺寸較大，在設(shè)計(jì)中使用用一模一腔的形式。為了保證有柄蓋表面光滑無(wú)頂出痕跡，邊緣無(wú)變形，采用氣動(dòng)頂出機(jī)構(gòu)，這同時(shí)也簡(jiǎn)化了模具結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。 關(guān)鍵詞 有柄蓋；注塑模；哈夫機(jī)構(gòu)；氣動(dòng)頂出 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 有柄蓋注塑模具設(shè)計(jì) `II Abstract This design needing the thickness of plastic uniform, the surface should be smooth .Considering the size of product is large, so the design uses onemode and onecavity form in this case. The design also use halfstructure to forming the handle of product after analyzing the structure of the product. In order to ensuring the surface smooth, the edge without distortion, we use pneumatic ejection structure. This structure also simplifies the mold structure, economical and practical. Meanwhile, we measured the connection between product quality and the cost. Making the mold of simple structure、 low processing costs of production、 easy processing and usability as much as possible. Key words Mug。 Halfstructure。要高質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)出注塑制品，必須綜合考慮成型樹脂、注塑模具及注塑機(jī)的問題，注塑模具的設(shè)計(jì)質(zhì)量直接影響成型制品的生產(chǎn)效率、質(zhì)量及成本。 傳統(tǒng)的注塑模具設(shè)計(jì)，主要是依賴設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)的速度、質(zhì)量及可靠性的程度，因設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)而異。目前世界上工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家和地區(qū)都已相繼采用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行注塑模具設(shè)計(jì)，其主要是采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)即 CAD 及計(jì)算機(jī)輔助工程 CAE。大型、精密、復(fù)雜 、高 效和長(zhǎng)壽命模具又上了新臺(tái)階。模具 CAD/CAM/CAE技術(shù)相當(dāng)廣泛地得到應(yīng)用，并開發(fā)出了自主版權(quán)的模具 CAD/CAE 軟件。近年來，我國(guó)塑料模有長(zhǎng)足的進(jìn)步。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 有柄蓋注塑模具設(shè)計(jì) `2 制件的分析 如下圖所示，該制件為塑料 有柄蓋，使用材料為 PP。并用氣閥引導(dǎo)防止塑件在脫模時(shí)由于型腔內(nèi)外的氣壓差導(dǎo)致變形。合模時(shí)，哈夫機(jī)構(gòu)在斜導(dǎo)柱的引導(dǎo)下復(fù)位 ，順利完成合模。 圖 23總裝圖 25. 內(nèi)六角圓柱頭螺釘 34.氣壓泵接口 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 有柄蓋注塑模具設(shè)計(jì) `4 3. 塑料的成型特性及工藝參數(shù) PP 的材料名稱是 聚丙烯（百折膠） 。可應(yīng)用于微波爐、餐具、盆、塑料桶、保溫瓶外殼、編織袋等生活用品，也可用于法蘭，齒輪，接頭，把手等工業(yè)元件?？捎锰砑涌寡趸瘎┡c紫外光吸收劑等加以克服。 質(zhì)量：材料 PP的密度取 ? =，則單個(gè)塑件的質(zhì)量 m=? V=。注射機(jī)的額定注射量為 Vb，每次的注射量不超過它的 80%，即 n=( jV )/gV (41) 式 中 n— 型腔數(shù)； Vj— 澆注系統(tǒng)的 體積 （ g） ； gV — 塑件 體積 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 有柄蓋注塑模具設(shè)計(jì) `5 jV = 3cm 由于該塑件外形較大，且需要比較復(fù)雜的抽芯機(jī)構(gòu)，因此采用一模一腔，即 n=1 則 Vb=(nVg+Vj)/= 3cm (42) 根據(jù)所計(jì)算的各項(xiàng)參數(shù)，選用 J54S200/400 型注塑機(jī)，注塑機(jī)的參數(shù)如下： 表 41 注塑機(jī)主要參數(shù) 標(biāo)稱 注射量 (cm3) 400 注射行程 (mm) 160 注射壓力 (Mpa) 109 合模力 /N 10? 螺桿直徑 (mm) 55 最 大 成 型 面 積（ cm2） 645 模 板 厚度 /mm 最大 406 螺桿轉(zhuǎn)速 (r/min) 16,28,48 最小 165 噴嘴球半徑（ mm） 12 注射時(shí)間 (s) 噴嘴孔直徑（ mm） 4 5. 澆注系統(tǒng) 確定成型位置 由于塑件的手柄處有側(cè)凹，我們使用哈夫機(jī)構(gòu)來成型，將兩個(gè)滑塊安排在手柄的兩側(cè)，每個(gè)滑塊成型手柄的一半側(cè)凹。 綜上所述，結(jié)合本塑件實(shí)際情況，將分型面定為如圖 51 所示 圖 51 分型面 為了避免 A 板和滑塊有尖角產(chǎn)生，分型面應(yīng)在邊倒圓底端。 流程比的校核 在確定澆口位置及數(shù)量時(shí)，對(duì)于大型塑件還應(yīng)該考慮所允許的最大流程比。流程比是指塑料熔體在型腔內(nèi)流動(dòng)的最大流程與其厚度之比。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 有柄蓋注塑模具設(shè)計(jì) `8 6. 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 頂出機(jī)構(gòu) 有柄蓋屬于薄壁、深腔殼狀物件，故采用氣動(dòng)頂出，可簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，縮短模具閉合時(shí)間，同時(shí)塑件無(wú)頂痕，保證了有柄蓋表面的光滑度。多腔模具中各腔供應(yīng)的壓縮空氣必須均衡。 氣動(dòng)頂出裝置如圖 23所示 脫模力的計(jì)算 脫模力是指將塑件從型芯上脫出時(shí)所需克服的阻力。對(duì)于不帶通孔的殼體類塑件，脫模時(shí)還要克服大氣壓力；此外，尚需克服機(jī)構(gòu)本身運(yùn)動(dòng)的摩擦阻力幾塑料和鋼材之間的粘附力。 由于 ? =， d=90mm； ? /d= 所以 該塑件為 薄壁 塑件，又因?yàn)樗芗臄嗝鏋?圓 環(huán)形， 根據(jù)參考知其計(jì)算公式： F= 122 c o s ( ta n )(1 )E Sl fk?? ? ?? ?? + （ 61） 式中， S 是塑料平均成型收縮率（ %）； E 是塑料的彈性模量（ MPa） 。? 是模具型芯的脫模斜度（ 176。A 是盲孔塑件型芯畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 有柄蓋注塑模具設(shè)計(jì) `9 在脫模方向上的投影面積， 2k =1+fsin? cos? ? 1。 ； 代入求得： 脫模力 F=。帶動(dòng)側(cè)向成型零件作側(cè)向移動(dòng)的整個(gè)機(jī)構(gòu)稱為側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。其中機(jī) 動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu)是利用注射機(jī)的開模運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，通過傳動(dòng)零件將側(cè)型芯或側(cè)型腔抽出。根據(jù)傳動(dòng)零件的不同，機(jī)動(dòng)抽芯又可分為斜導(dǎo)柱抽芯、斜滑塊抽芯、彎銷抽芯、斜導(dǎo)槽抽芯、彈簧抽芯、齒輪齒條抽芯等多種抽芯形式。斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)是最常用的一種抽芯機(jī)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、安全可靠等特點(diǎn)；其工作原理是：斜導(dǎo)柱固定在定模板上，滑塊在動(dòng)模板的導(dǎo)滑槽內(nèi)可以移動(dòng)。斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)主要由滑塊、滑塊槽、滑塊固定板和斜導(dǎo)柱等零件組成。 又因?yàn)槌樾揪嗖皇呛艽螅瑐?cè)凸的成型面積較小，故可采 用斜滑塊內(nèi)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。另外，還應(yīng)使斜滑塊的組合部分具有足夠的強(qiáng)度。一般抽 芯 距等于側(cè)孔深加 2～ 3mm。 則 22( c os sin )Q lhp f ????=（ ++++3? ） ? 45? 8（ ? — sin2? ） = 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 有柄蓋注塑模具設(shè)計(jì) `11 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1. 螺塞 圖 71 斜導(dǎo)柱 抽芯機(jī)構(gòu) 塑件的側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)如上圖所示，開模時(shí)，斜導(dǎo)柱隨定模一起運(yùn)動(dòng)，其帶動(dòng)滑塊運(yùn)動(dòng)，直到運(yùn)動(dòng)到 定位裝置 的位置；閉模時(shí)，斜導(dǎo)柱先進(jìn)入斜導(dǎo)柱孔，在斜導(dǎo)柱和楔緊塊的作用下，使側(cè)向機(jī)構(gòu)順利合模。 (2)滑塊槽的設(shè)計(jì) 側(cè)向抽芯過程中，滑塊必須在滑槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)，并要求運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)且具有一定的精度。 設(shè)計(jì)滑槽時(shí)還應(yīng)注意下面問題： 1 滑塊完成抽拔動(dòng)作后，其滑動(dòng)部分仍應(yīng)有全部或部分長(zhǎng)度留在滑槽內(nèi)，滑塊的滑動(dòng)配合長(zhǎng)度常大于滑塊寬度的 倍；滑塊完成抽拔動(dòng)作后，其滑動(dòng)部分留在導(dǎo)滑槽中的長(zhǎng)度不應(yīng)小于滑塊配合 長(zhǎng)度的 2/3，否則，滑塊復(fù)位時(shí)容易傾斜，甚至破壞模具。 在本設(shè)計(jì)中，查閱《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 2474，選定滑槽高度為 12mm，滑槽寬度為 9mm，材料選為 T10A，熱處理 54～ 58HRC。鋼珠直徑 7mm，彈簧絲直徑 1mm。斜導(dǎo)柱傾斜角選為 20176。其中 S 為抽芯距。 =38mm 斜導(dǎo)柱直徑取決于斜導(dǎo)柱所受的最大彎曲力，按斜導(dǎo)柱所受的最大彎曲應(yīng)力小于其許用彎曲應(yīng)力的原則，直徑的計(jì)算公式為 d=3 [ ]PH??彎= 3 10? m= （ 73） 其中 P為斜導(dǎo)柱所受的彎曲力 ,主要取決于抽拔力 Q 和傾斜角α，其簡(jiǎn)化計(jì)算公式為 ?cosQP? ； （ 74） 在這里 P=?20 = H是抽芯孔中心與 A 點(diǎn)的垂直距離（ mm）； ? ?彎? 是斜導(dǎo)柱材料的許用彎曲應(yīng)力（ MPa），可取 ? ?彎? =300MPa。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 有柄蓋注塑模具設(shè)計(jì) `13 8. 溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的選擇 模具溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 (1)尺寸精度 對(duì)一般 塑件 ,必須使模溫較低 ,并保持恒定溫度 ,以減少塑件成型收縮率的波動(dòng) ,提高塑件尺寸穩(wěn)定性 ； (2)形狀精度 模具型芯和型腔的各部分溫差太大 ,會(huì)使塑件收縮不均勻?qū)е侣N曲變形 ,特別是對(duì)于壁厚不一致和形狀復(fù)雜的塑件 ,常常會(huì)出現(xiàn)因收縮不均勻而變形的情況 ,因此 ,必須設(shè)計(jì)合適的冷卻回路 ,使模具型腔、型芯各個(gè)部分的溫度基本一致，從而使塑件各部分的冷卻速度相同； (3)力學(xué)性能 對(duì)于結(jié)晶型塑料冷卻速度影響其結(jié)晶度，而結(jié)晶度又影響其力學(xué)性能。一般可采用較高的熔體溫度、較低的模具溫度、較 短的保壓時(shí)間和快速填充，這樣成型條件來減少塑件應(yīng)力開裂的傾向。 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 (1)冷卻系統(tǒng)的布置應(yīng)先于脫模機(jī)構(gòu) (2)合理地確定冷卻管道的直徑中心距以及與型腔壁的距離 (3)降低進(jìn)出水的溫度差，普通模具的進(jìn)出水溫差不應(yīng)超過 5℃ (4)澆口處應(yīng)加強(qiáng)冷卻 (5)應(yīng)避免將冷卻水道開設(shè)在塑件熔接痕處 (6)冷卻水路應(yīng) 便于加工和清理。 有限元法是求解復(fù)雜工程問題的一種近似數(shù)值解法，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用到力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)等各個(gè)學(xué)科，主要分析工作環(huán)境下物體的線性和非線性靜動(dòng)態(tài)特性等性能。曾經(jīng)有人做過統(tǒng)計(jì)：三個(gè)階段所用的時(shí)間分別占總時(shí)間的40%~50%、 5%及 50%~55%。如果采用人工方法離散對(duì)象和處理計(jì)算結(jié)果，勢(shì)必費(fèi)力、費(fèi)時(shí)且極易出錯(cuò)，尤 其當(dāng)分析模型復(fù)雜時(shí)，采用人工方法甚至很難進(jìn)行，這將嚴(yán)重影響高級(jí)有限元分析程序的推廣和使用。 有限元 分析的基本步驟和幾個(gè)問題： 離散化： （ 1）單元怎樣劃分？編排單元碼和節(jié)點(diǎn)碼有什么原則？ （ 2）荷載如何移置？ 單元分析： （ 1）節(jié)點(diǎn)力怎樣用節(jié)點(diǎn)位移表示？ （ 2）如何建立以節(jié)點(diǎn)位移表示的節(jié)點(diǎn)平衡 方程式？ （ 3）怎樣去求單元的內(nèi)力（應(yīng)力）？ 整體分析：如何以最快的速度、最少的時(shí)間、最好的方案解出方程組，以得到最佳（可行精度）的結(jié)果？ 有柄蓋模型前處理 （ 1）網(wǎng)格的劃分，處理，診斷 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 有柄蓋注塑模具設(shè)