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机械毕业设计全套
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MJZ01-072@套件材料聚酰胺设计,机械毕业设计全套
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1 目 录 引 言 2 毕业设计指导书 2 设计说明书 5 一、设计题目 5 二 、塑件 分析 7 三 、 所选材料的成型特性与工艺参数 8 四 、 浇注系统的设计 10 五 、 分型面的选择及型腔布置 13 六 、 排气系统的设计 13 七 、 成型零部件的设计与计算 14 八 、 脱模机构的设计 22 九 、 合模导向机构的设计 24 十 、 温度调节系统的设计与计算 25 十一、 设计 小结 27 十二 、模架的选择 29 十 三 、 参考文献 29 nts 2 引 言 本说明书为机械类塑料模 注射模 具设计说明书，是根据塑料模具设计手册上的设计过程及相关工艺编写的。本说明书的内容包括：毕业设计任务书，毕业设计指导书，毕业设计说明书，毕业设计体会，参考文献等。 编写本说明书时，力求符合设计步骤，详细说明了塑料注射模具设计方法，以及各种参数的具体计算方法，如塑件的成型工艺，塑料脱模机构的设计。 本说 明书在编写过程中，得到有 张蓉老师 关同学的大力支持和热情帮助，在此谨以致意。 由于 本人设计水平有限，在设计过程中难免有错误之处，敬请各位老师 批评指正。 毕 业 设 计 指 导 书 一、题目： 套 件 材料 聚酰胺（ PA） 二、明确设计任务，收集有关资料 1、了解毕业设计的任务、内容、要求和步骤，制定设计工作进度计划（一般需 周） 2、将 Pro/E 零件图 ,转化为 AUTOCAD 平面图，并标好尺寸 3、查阅、收集有关的设计参考资料 4、了解所设计零件的用途、结构、性能，在整个产品中装配关系、技术要求、生产批量 5、塑胶厂车间的设备资料 6、模具制造技能和设备条件及可采用的模具标准情况 三、工艺性分析 nts 3 分析塑胶件的工艺性包括技术和经济两方面，在技术方面，根据产品图纸，主要分析塑胶件的形状特点、尺寸大小、尺寸标注方法、精度要求、表面质量和材料性能等因素，是否符合模塑工艺要求；在经济方面，主要根据塑胶件的生产批量分析产品成本，阐明采用注射生产可取得 的经济效益。 、塑胶件的形状和尺寸： 塑胶件的形状和尺寸不同，对模塑工艺要求也不同。 、塑胶件的尺寸精度和外观要求 塑胶件的尺寸精度和外观要求与模塑工艺方法、模具结构型式及制造精度等有关。 3、生产批量 生产批量的大小，直接影响模具的结构型式，一般大批量生产时，可选用一模多腔来提高生产率；小批量生产时，可采用单型腔模具等进行生产来降低模具的制造费用。 4、其它方面 在对塑胶件进行工艺分析时，除了考虑上述因素外，还应分析塑胶件的厚度、塑料成型性能及模塑生产常见的制品缺陷问题对模塑工艺性的影响。 四、确定成 型方案及模具型式： 根据对塑胶零件的形状、尺寸、精度及表面质量要求的分析结果，确定所需的模塑成型方案：制品的后加工、分型面的选择、型腔的数目和排列、成型零件的结构、浇注系统等。 五、工艺计算和设计 1、 注射量计算：涉及到选择注射机的规格型号，一般应先进行计算。对于形状复杂不规则的制品，可以利用 Pro/E 的“分析 /模型分析 /模型质量属性”来计算质量。或者采用估算法估计塑料的用量，以保证足够的塑料用量为原则。 2、 浇注系统设计计算：这是设计注射模的第一步，只有完成浇注系统的设计后才能估算型腔压力、注射时间、 校核锁模力，从而进一步校核所选择的注射机是否符合要求。浇注系统设计计算包括浇道布置、主流道和分流道断面尺寸计算、浇注系统压力降计算和型腔压力校核。 3、 成型零件工作尺寸计算：主要有凹模和型芯径向（长 /宽）尺寸和高度（深度）nts 4 尺寸，其最大值直接关系到模具尺寸大小，而工作尺寸的精度则直接影响到制品精度。为计算方便，凡孔类尺寸均以其最小尺寸作为公称尺寸，即公差为正；凡轴类尺寸均以其最大尺寸作为公称尺寸，即公差为负；进行工作尺寸计算时应考虑塑料的收缩率和模具寿命（磨损裕量）等因素。 4、 模具冷却与加热系统计算：冷 却系统计算包括冷却时间和冷却参数计算。冷却时间计算有三种方法，根据塑料制品形状和塑料性能选择适当的公式进行计算即可。冷却参数包括冷却面积、冷却水空长度和孔数的计算及冷却水流动状态的校核和冷却水入口与出口处温度差的校核。模具加热工艺计算主要是加热功率计算。 5、 注射压力、锁模力和安装尺寸校核：模具初步设计完成后，还需校核所选择的注射机注射压力和锁模力能否满足塑料成型要求，校核模具外形尺寸可否方便安装，行程是否满足模塑成型及取件要求。 六、进行模具结构设计 1、 确定凹模（模板）尺寸：先计算凹模（模板）厚度， 再根据厚度确定凹模（模板）周界尺寸 (长 X 宽 ),在确定凹模（模板）周界尺寸时要注意 :第一 ,浇注系统的布置 ,特别是对于一模多腔的塑料模应仔细考虑模腔位置和浇道布置 ;第二 ,要考虑凹模上螺孔的布置位置 ;第三 ,主流道中心与模板的几何中心应重合 ;第四 , 凹模（模板）外形尺寸尽量按国家标准选取。 、选择模架并确定其他模具零件的主要参数：在确定模架结构形式和定模、动模板的尺寸后，可根据定模、动模板的尺寸，从塑料模国家标准 GB/T 12555 1990 （塑料注射模大型模架）和 GB/T 12556 1990 （塑料注射 模中小型模架及技术条件）中确定模架规格。待模架规格确定后即可确定主要塑模零件的规格参数。再查阅标准中有关零部件图表，就可以画装配图了。 七、画装配图 一般先画主视图，再画侧视图和其他视图。由于注射机大多为卧式的，故注射模也常按安装位置画成卧式，画主视图最好从凸凹模结合面（即分型面）开始，向左右两个方向画较为方便，且不易出错。 模具装配图包括： 1、主视图：绘制模具工作位置的剖面图 nts 5 2、侧视图：一般情况下绘制定模部分视图， 3、俯视图、局部剖视图等。 4、列出零件明细表，注明材质和数量，凡标准件须注明规 格。 5、技术要求及说明，包括所选注射机设备型号，所选用的标准模架型号，模具闭合高度，模具间隙及其它要求。 八、绘制各非标准零件图 零件图上应注明全部尺寸、公差与配合、形位公差、表面粗糙度、所用材料、热处理方法及其它要求。 九、编写技术文件 1、编写注射成型工艺卡片：根据塑料的成型特点，查阅有关资料，确定合理的注射成型工艺参数，并作成工艺卡片。 2、编写加工工艺过程卡片：选取两个重要模具成型零件，确定加工工艺路线，并作成加工工艺过程卡片 3、编写设计说明书： 第一部分 设计题目： 镶件 注射模 一 设计 题目： 套 件 注射模 二 设计要求： nts 6 1绘制产品零件图 2绘制模具装配图 3绘制整套模具零件图（除标准件外） 4编写设计说明书 三 设计要求： 1模具结构设计合理，工艺性好。设计计算正确，参数选用正合理。 2模具绘图布局合理，视图完整 、 清晰 ,各项要求符合规范。 3 模具装配图采用 CAD 绘制并打印（ 0 号图打印） 4 绘制全套模具零件图，除标准件（模架选择标准的也要出图） 5 设计说明书内容完整，分析透彻，语言流畅，参考资料应注明出处， 字数在 20000 左右，统一采用 A Z 纸 、 5 号宋体打印。图量一般要求为2 张半 0 号。 nts 7 第二部分 塑件分析 1. 制品图如图 2-1： 图 2-1 2.制品分析：该制品结构简单，形状尺寸小，壁厚均匀，使用 PA 制造。公差等级为 MT5，该制品采用了凸起来增加制品的强度和刚度，表面粗糙度为 1.6。采用液态石蜡作为尼龙类塑料脱模剂效果较好，硅油的效果好，但价格贵，而且使用时要与甲苯等有机溶剂配成共溶液， 涂抹型腔后待有机溶剂挥发后才能显示硅油的润滑效果。该制品在成型后应进行调湿处理 ，因为这类塑料在空气中使用或存放过程中容易吸水而膨胀，需要很长时间尺寸才能稳定下来。所以将脱模后的塑件放在热水中处理，不仅隔绝空气防止氧化，消除内应力，而且还可以加速达到吸湿平衡，稳定其尺寸。经调湿处理后的塑料，其调湿处理后的塑件，其冲击韧性和抗拉强度nts 8 均有所提高。调湿处理的温度一般为 100 150 度。处理时间由塑料品种，塑件形状，壁厚和结晶度的大小来决定的。达到 调湿处理后，应缓慢冷却至室温。 第三部分 所选材料的成型特性与 工艺参数 该制品采用 PA，俗称尼龙，于 1939 年实现工业化生产，最初用作制造合成纤维的原料，后来由于 PA 具有高韧性，耐磨性，自润滑，使用温度范围宽（高温度强度好，低温度韧度好），耐油和耐腐蚀等优良综合性能，已成为开发最早的工程塑料品种，并获得广泛的应用，其产量约占工程塑料总产量的三分之一。 1.PA 的性能特点： PA 的熔点在 180 280 之间，品种不同，差别较大。然儿其热变形温度较低，一般均在 100 以下，长期使用就会发生脆化，必须提高热稳定性。 PA 具有良好的力学性能。它的 劳性 和耐油 耐溶剂性， 抗拉强度 硬度 耐磨性好， PA 具有吸水性，优良的耐摩擦性和耐磨耗性，以及良好的耐疲 还具有较好的电绝缘性。 2.PA 的成型特点以及模具设计的注意事项： 1 成型特点： PA 熔点高，成型前须预热；黏度低，流动性好，易产生溢流，飞边；熔融温度下较硬，易损模具主流道及型腔壁易黏膜。 2 注意事项：防止溢料，更提高结晶化温度，应注意模具温度的控制；收缩率为 1.5%2.5% 3.工艺参数： 30%玻纤增强尼龙 66 的工艺参数如下； 注射机类型；螺杆 预热和干燥 温度 100110 时间 1216H nts 9 成型温度 22730 模具温度 70 注射力 70176MPa 后处理方法； 油 水 盐水 温度； 90100 时间； 4.H 说明； 1） 预热和干燥均采用鼓风烘箱 2 ） 凡潮湿环境使用的塑料，应进行调湿处理，在 100120 度水中加热 218H 4注塑机的选择： 1） 注塑机的流量： 塑件的体积计算： 1v=6 3.14（ 9.52 92） 14=2439.6 3mm 2v=6 4（ 2 2 4 0.5） 14=672 3mm v塑 = 1v + 2v =2439.6+672=3111.6 3mm v 注 6v塑 =6 3111.6=18699.6 3mm 取 v注 =25000 3mm 2）塑件的质量计算： m 塑 v=1.3 3111.6 =4.045g m注 6v塑 =6 4.045=24.27g 设凝料的质量为 5 克 m注 24.27+5=29.27g 取 m注 =30g 按注射量选择 40000 3mm 的注射机。 按流量选择注塑机，由 料制品及成型技术教材242p附录 F 选择 SZ 40/32 立式注射机，其参数如下： 理论注射容积： 40 3cm 螺杆直径： 24cm 注射压： 150Mpa 锁模力： 320KN 拉杆内向距： 205mm 移模行程 160mm nts 10 最大模具厚度： 160mm 最小模具厚度： 130mm 喷嘴球半径： 10mm 喷嘴口半径： 3mm 第 四 部分 浇注系统的设计 1.浇注系统的设计； A 浇注系统的组成及设计原则 1 浇注系统通常由主流道 分流道 浇口 料穴等组成 2 设计原则； 1流程要短。减少压力和热量损失及塑料消耗量，同时缩短了充模时间 2排气良好。使料流平稳顺利充满型腔。 3防止型芯变形和嵌件位移。应避免料流直冲较小的型芯和嵌件。 4防止塑件翘曲变形和表面形成冷疤，冷斑等缺陷。应减轻浇口附近应力集中。 5合理选择冷料穴 b 主流道设计； 主流道是指连接注 射机喷嘴与风流道或型腔单腔模的进料通道。负责将塑料溶体从喷嘴引入模具，其形状，大小直接影响塑料的流速及填充时间。主流道垂直于分型面通常作在淬硬浇口套内，如图 4-15a 所示。为了使塑料疑料能从主流道中顺利拔出，需将主流道设计成圆锥形，具有 a=2-6 的锥角。内壁为 ra 0.8 um 以下的表面粗糙度，小端直径大于喷嘴直径约 0.51mm，凹坑半径 R 也应比喷嘴头半径大 1-2mm，以便疑料顺利拔出。浇口套大端高出定模端面 H=510mm，起定位作用与注射机定模板的定位孔呈间隙配合。为了拆御更换方便，模具的定位 圈常与浇口套分开设计，如图 4-1 所示。 nts 11 定位圈浇口套定模板图 4 1 C分流道及其平衡布置 （ 1分流道：主流道和浇口之间的进料通道。其作用是通过流道截面及方向变化使塥料 平稳地转换流向，并均匀分配给各个型腔多型腔模。常见分流道的截面形状有圆形 梯形 U 形 半圆形及矩形等几种形式， 其中圆形截面分流道的比面积最小，但需要开设在分型面两侧，且对应两部分必须吻合，加工不方便；梯形及 U 形截面分流道加工较容易，且热量损失和流动阻力均不大，为最常用形nts 12 式；半圆 形和矩形截面的分流道则因此比面积最大。在此设计中，采用圆形截面。 2分流道的尺寸；因为各种塑料的流动性有差异，所以 a 以根据塑料的品种来粗略地估计分流道的直径。常用塑料的分流道直径推荐值如塑料制品成型及模具设计表 4-3。对于壁厚小于 3mm，质量在 200 以下的塑件可以用以下经验公式确定分流道的直径； D=0.2654 m 4l 式中； M-流径分流道的塑料量 L-分流道长度 mm D-分流道直径，对于粘度叫大的塑件，可用上式算得的 D值再 以 1.21.25 的系数，据表 4 3 查得尼龙类分流道的直径为 1.69.5 取D=4。 3分流道的布置：分流道采用平衡布置，多型腔模具应尽量均衡布置型腔，使熔融塑料几乎同时到达每个型腔的进料口，这样，塑料 到每个型腔的压力和温度是相同的，塑件的品质理应相同 图 4 2 nts 13 D 浇口的设计 1浇口又称进料 口，是分流道与型腔之间的狭窄部分，也是浇注系统中最短小的部分，他使塑料溶体的流速产生加速度，有利于迅速充满型腔，同时还起封闭型腔防止溶体倒流的作用，并在成型后使浇口凝料与塑件易于分离。浇口的设计与塑料性能，塑件形状，截面尺寸 模具结构及注射工艺参数等有关。总的要求是使溶料以较快的速度进入并充满型腔，同时在充满后 能适时冷却封闭，因此浇口的截面要小，长度要短，这样可以增大料流速度，快速冷却封闭，且便于塑件与凝料分离，不留明显的浇口痕迹，保证塑件外观质量。 2浇口的形式 ；浇口的形式很多，在此设计中为了保证制件 的外观，采用推切式潜伏 口。 3前途浇口的优缺点；进料口设在塑件内侧时，塑件外边面没有点浇口切断痕迹。脱模时，推杆切断进料口可实行注射机的全自动化操作。避免了点浇口流道所需要的定模定距分型机构。模具结构简单。但隧道斜孔的加工较困难。为了将斜的点浇口推出。必须是柔韧性好的塑料，必须是柔韧性好的塑料。并且要严格掌握塑件在模内的冷却时间。在流道为凝固时及时推出潜伏浇口 E 冷料穴设计； 冷料穴的作用是储存因两次注射间隔而产生的冷料头以及 塥体流动的前锋冷料，以防止溶体冷料进入型腔。冷料穴一般设在主流道的末端，冷 料穴底部常作成曲折的钩行或下陷的凹槽，使冷料穴兼有分模时将主流道衬套中拉出，并留在动模一侧的作用。在此设计中采用带球型头拉料杆的冷料穴。这种拉料杆专用于借助推板将制品脱模时模具中。前锋冷料进入冷料穴后，紧包在拉料杆的球形头上，开模时便可将主流道凝料从主流道中拉出。球头拉料杆固定在动模一侧的型nts 14 芯固定板上，并不随推出机构移动，所以当推件板从型芯上推出制品时，也就将主流道凝料从球头拉杆上硬刮下来 图 4 3 第五部分 分型面选择及 型腔布置 A 分型面的选择原则； （ 1便于塑件脱模： 1）在开模时尽量使塑件留在动模内； 2）应有利于侧面分型和抽芯； 3）应合理安排塑件在型腔中的方位。 2考虑和保证塑件的外观不遭损失： （ 3） 尽力保证塑件尺寸的精度要求 （ 4） 有利于排气。 nts 15 （ 5） 尽量使模具加工方便 B 分型面的形式如图 5 1 型腔树木的确定与排列形式 图 5 1 1.型腔数目确定方法常见的有 四种： （ 1）根据经济性确定型腔树木 （ 2）根据注射机的额定锁模力确定型腔树木 （ 3） 根据注射机的最大注射量确定型腔数目 （ 4）根据制品精度确定 型腔数目 对于高精度制品，由于多型腔模具难以使各型腔的成型条件均匀一致。故通常推荐型腔数目不超过 6 个，本设计为 六 型腔注射模 。 2 型腔的排列 此设计的型腔在模板上呈圆形排布。在设计时要注意以下几点 （ 1） 尽可能采用平衡式排列（参见分流道布置）确保制品的质量的均一和稳定 nts 16 （ 2） 型腔布置与浇口开设部位应力求对称，以便防止模具承受偏载而产生溢料现象 如 图 4-20 尽量使型腔排 的紧凑，以便减少模具的外形尺寸。 第六部分 排气系统的设计及流动比的校核 在注射成型过程中模具内除了型腔和浇注系统中原有的空气外，还有塑料受热和凝固产生的低分子挥发气体，这些气体若不能顺利排出，则可能因充填时气体被压缩而产生高温，引起塑件局部炭化烧焦，或使塑件产生气泡 ，或使塑件熔接不两而引起缺陷。 注射模的排气方式，大多数情况下是利用模具分型面或配合间隙自然排气。只在特殊情况下采用开设排气槽的排气方式。此模具排气系统设计成第一种。采用间隙配合排气。 第 七 部分 成型零部件的设计与计算 一 型腔，型芯的结构设计 （ 1）型腔的结构设计 凹模分为整体式和组合式凹模。整体式凹模它是由一整块金属材料（也称定模板或凹模板） 直接加工而成。其特点是为非穿通式模体，强度好，不易变形。但由于加工困难，故只使用于小型且形状简单的塑件成型。组合式凹模又可分为nts 17 整体嵌入式，局部镶嵌式以及拼块组合式。本设计采用整体式凹模，型腔对称 均布在定模板上，如图 7 1 图 7 1 （ 2）凸模的结构设计 凸模（即型芯）是成型 塑件内表面成型零件，通常可分为整体式和组合式两种类型。整体式凸模是将成型的凸模与动模板做成一体，不仅结构牢固还可省去动模垫板（既支承板）。但是由于不便于加工，故 只适用于形状简单且凸模高度较小的单型腔模具。组合式凸模又分整体装配式和镶件组合式。 整体装配式 凸模：它是将凸模单独加工后与动模板进行装配而成。 镶件组合式凸模：对于形状复杂的凸模，为了加工方便，可采用镶件拼合式结构。 综上所述，本模具凸模采用整体装配式凸模 凸模的固定采用带脱 模 板式。 结构如图 4-24 nts 18 图 7 2 二 成型零部件工件尺寸计算 （ 1）影响工件尺寸的因素： 塑件的公差：塑件的公差规定按单向极限制，制品外轮廓尺寸公差取制品内腔尺寸公差取正值 若制品上原有公差标注方法与上不符，则应按以上规定进行转换。而制品孔中心距 尺寸公差按对称分布原则计算。既取 （ 2）模具制造公差：时间证明，模具制造公差可取塑件公差的 （ 3）模具的磨 损量：实践证明，对于一般的中小型塑件，最大磨损量可取塑件公差的 1/6 nts 19 （ 4）塑件的收缩率：塑件成型后的收缩率与多种因素有关，通常取平均收缩率： （ 5）模具分型面上的合模间隙：由于注射压力及模具分型面平面度的影响，会导致动模，定模注射时存在着一定的间隙。一般当模具分型面的平面度较高时，表面粗糙度较低时，塑件产生的飞边也小，飞边厚度一般应小于0.020.1mm。 （ 2）成型零件工作尺寸的计算： 1凹模径向尺寸的计算 LM= LS(1+s) 43 Z0= 19（ 1+0.005） 34 0.23 323.00 =18.92 323.00 MH=H（ 1+S） 43 0 z= 14（ 1+0.005） 23 0.22 322.00 =13.92 322.00 nts 20 （ 2） 型心尺寸： lm= ls（ 1+s） + 43 0 z= 18（ 1+0.005） 34 0.23 0323.0=17.920323.0零件的加工工艺： 1定模型芯 定模型芯是主要的工作零件，这套模具的生产批量为大批量，且塑件成型时有一定的腐蚀性，因此选用的材料要具有良好的耐磨性，由于客户已明确提出成型零件的材料要选用瑞典一百腾公司的 718S 钢材（注：此种钢材的性能特好，是做塑料的专用材料，具有良好的耐磨性，耐腐蚀性，它的价格为一百多元人民币一斤），因此我们选用 718S 的材料。 同时考虑到此塑料对尺寸精度要求一般，但对表面要求较高，根据本工厂的实际设备情况，在对材料进行粗加工后，留 0.5mm 的单边，淬火，低温回火 后，用电火花机放电到位，最后还需要对成型表面进行抛光，省模（省模：制造模具的一道很重要的工序，一般配备了专业的省模女工，即用打磨机，沙纸、油石等打磨工具将模具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙度）。 其浇道衬套孔要与衬套配合，在粗加工后，留单边 0.2 0.5mm 的余量，热处理后采用慢走丝割出即可。 综上所述，定模型芯加工工艺如下： 1.材料： 718S 2.加工工艺： 1) 开料：开出长 x 宽 x 高为 241 96 31mm 的毛坯。 2) 磨基准：按照零件图基准方位在平面磨床上磨出基准面，同时磨平各平 面，留0.1 0.3mm 单边余量。 3) 按照图样，在铣床上钻螺纹孔，运水孔。 4) 在数控铣床上采用 Mastercam9.0 软件，采用直径为 8 的铣刀，铣出两条浇道，nts 21 采用直径为 6 的铣刀铣出分流道，同时，按照图样要求铣出四个型腔的形状，单边留 0.2 0.5mm 的余量。 5) 送热处理车间进行热处理：淬火（油淬 +低温回火），使其表面硬度达到56 60HRC。 6) 按照图样要求加工型芯各表面，保证型芯的平行度，垂直度，要求型芯磨后六面见光。 7) 电火花放电： a)工件准备：模块材料为 718S 钢，铣、磨按图 纸要求加工成型，热处理 56 60HRC 后，六面见光，保证平行度及垂直度，同时加工两块模板，保证尺寸的一致电性。 b)电极制作：电极材料为紫铜，最好选用铜钨合金，根据型腔的形状，为了便于铜公的加工，将铜公分体做成三个依次放电到位（注：两边侧抽芯的型腔各一个，中间型腔做一个铜公，同时考虑到铜公的装夹，将其铣成两边各一半的外形，中间为方形，便于装夹，每挡加工制作一个铜公，可连续放电四个型腔，利用铜公的别一边用来放电动模型腔 . c)校正、装夹、安装合格。 d)使用设备：使用北京易通电加工技术研究所制造的 ETD7125 电火花成形机床。 脉宽 /us 间歇 /us 双边间隙 /mm 粗糙度 /Ra 200 100 0.20 6.3 60 50 0.11 3.2 20 50 0.04 0.06 1.6 e)加工规准：如上表所示（注：以上规准只供参考，具体规准应根据机床的性能，及其加工工人的经验来确定，确保最后一档放电加工到位）。 8)用慢走丝割出直径为 32k6 的浇口衬套孔，镶件孔。 9)对成型面进行研磨达到图样表面粗糙度的技术要求。 10)最后用激光在型芯上刻出产品上的文字。 2.动模型芯 同定模型芯一样。 3行位 a)材料： 45# nts 22 b)加工工艺： 1)开料：在 45#钢板上割出一块长 x 宽 x 高为 100 177 51mm 的毛坯。 2)在平面磨床上磨基准。 3)在铣床上有角度分度头调好角度，粗铣左侧的斜面。 4)在铣床上铣出如图所示右侧的形状及其导滑部分。 5)在铣床上铣出用分度头调好角度，用镗刀镗出的直径为 17mm 的斜孔。 6)钻螺钉固定孔。 7)热处理：淬火 +低温回火，淬硬表面硬度为 54 58HRC。 8)磨削基准平面及其斜面，使各部分的尺寸加工到位。 9)用电火花机放电打出滑块两个 R7 的定位孔。 10)在滑块斜面磨出 45 度，宽大 10mm,深 0.2mm 的储油槽，其它的零件在此就不一一叙述。 模具加工工艺流程 : 1、 根据零件结构和制造工艺 ,模架的基本组成零件有两种 :导柱、导套等回转零件；模板等平板零件。 导柱、导套的加工主要是内、外圆柱面加工，平板内零件的制造过程主要进行平面加工和孔隙加工，他们在模具中起定位的导向作用，保证凹凸模在工作时具有正确的相对置，除了要保证导柱，导套配合表面尺寸形状精度外，还应该保证导柱、导套各自配合面之间的同轴度要求。 导柱、导套一般采用低碳钢进行渗碳、淬火处理，也可选用 碳素工具钢 T10淬火处理，淬火处理硬度 58-62HRC。 根据分析，导柱、导套加工艺过程如下： 备料 粗车、半精车内外圆柱表面 热处理 研磨导柱中心孔 粗磨、精磨配合表面 研磨导柱、导套重要配合表面。 1、 凸模加工工艺过程如下： 下料 锻造 退火 粗加工 精磨基面准面 划线 工作型面半精加工 淬火、回火 磨削 修研。 2、 凹模加工工艺过程如下： nts 23 下料 锻造 退火 粗加工六面 精磨基面准面 划线 型孔半精加工 型孔精加工 淬火、回火 精磨（研磨） 3、 模架的装配： 导柱、导套与 模板之间一般采用过盈配合，装配时可采用手动压力机将导柱压入动模板的导柱孔，复位机构的装配复位杆与固定板一般采用过度配合。模架的装配比较的简单，主要是用螺钉将装有导套的定模板连接起来。 4、 模具表面强化处理工艺特点及应用： 渗氮处理：渗氮处理是向模具零件表面渗入氮原子的过程， 模具渗氮前应加工到尺寸精度和表面粗糙度，最好是经过试模确认完全合格后再进行渗氮处理。根据模具的技术要求分别采用以下两种工艺路线： 精密模具：备料 锻造 退火或回火 粗加工 调质 半精加工 装配 试模 渗氮 研磨抛光 装配 ； 一般模具：备料 粗加工 调质 精加工 糁氮 研磨 装配； 5、 总装的技术要求 a、装配后的模具安装表面的平行误差不大于 0.05； b、模具闭合后分型面应均密合； c、导柱、导套滑动灵活，推件时推杆和卸料板动作一致； d、合模后动模部分和定模部分的型芯必须紧密接触 6、 试模： 模具在装配完成之后，在交付生产时试模，其目的是检查模具在设计制造上是否存在缺陷，若有，则要求排除；对模具成型工艺条件进行试验以有利于模具成型工艺的确定和提高。 （ 3） 强度校核： 在注射成型过程中，型腔主要承受塑料熔体的压力，因 此模具型腔应具有足够的强度和刚度。 如果型腔的壁厚和底板的厚度不够，当型腔中产生的内应力超过型腔材料 本身的应力 时，型腔将导致塑性变形，甚至开裂。nts 24 与此同时，若刚度不足将导致过大的变形从而产生型腔向外膨胀或溢料间隙。因此。有必要对型腔进行强度和刚度的计算，尤其对重要的精度要求高的大型塑件的型腔，不能仅凭经验确定型腔壁厚和底板厚度。常用的刚度和强度计算公式见塑料制品成型及模具设计 P85 采用 T10 淬火。 HRC=60 侧壁厚度： S 1.15（ 4phE13) 由塑料制品成型及模具设计教材 86p 查得。 =0.025 0.04 取 =0.03 E=2.1 510 Mpa P=25 40MPa 取P=30MPa 325b MPa 195s MPa S 6.74 取 S=10mm S r 12 2 P （ ）=2 取 S=10 符合要求 底板厚度，即推板厚度： 40 .5 6sPhhE （ ）=3.28 取sh=10mm sh 0.87（ 2pr12） =3.96 取sh=10mm 符合要求 第 八 部分 脱模机构的设计 （ 1） 设计脱模机构时 ，应遵循以下原则： 1 结构可靠：机械的运动准确，可靠。灵活，并有足够的刚度和强度。 2 保证塑件不变形，不损坏 nts 25 3 保证塑件外观良好 4 尽量使塑件留动模以便以便借助与开模力驱动脱模装置，完成脱模动作 （ 2） 脱模力的计算： F脱 = F正 +0.1A=PA+0.1A 式中 P 塑件对型芯产生的正压力，一般 P=8 12MPa，薄件取小值，厚件取大值，取 P=10MPa F脱 =10 3.14 7 14+0.1 3.14 7 14=3102.72N 总F=6 3102.72=18616.32N （ 3）脱模 板的厚度计算： 按刚度计算则为： H （ 21kF RE脱13） 式中 H 脱模板厚度（ mm） F脱 脱模板 （ N） R 推杆轴线到脱模板中心的距离（ mm） 1k与2k 与 R/r 相关的系数，由教材 4 18 查得： Rr =17/15=1.13 按 Rr =1.25 取 1k =0.0051， 2k =0.227 H 2.65mm 取 H=10mm 若按强度计算： H （ 0 . 2 2 7 7 1 3 5 . 6 5 4325XX12） =4.46mm 取 H=10mm 符合要求 nts 26 第 九 部分 合模导向机构的设计 为了保证注射模准确合模和开模，在注射中必须设置导向机构。导向机构的作用是导向。定位。以及承受一定的侧向压力。本设计中采用导柱导向机构。 导柱 导套结构适用与精度要求高，生产批量大的模具。对于小批量模具可不采用导套，直接与模体间隙配合。同时在设计导柱导套时还应注意以下几点： 1 导柱应合理地均布 在模具分型面的四周，导柱中心至模具外缘应有足 够的距离，以保证模具的强度 2 导柱的长度应比型芯凸模端面的高度高出 6 8mm 以免型芯进入凹模时与凹模想碰而损坏。 3 导柱和导套应有足够的耐磨度和强度采用 20 低碳刚经渗碳 0.5 0.8mm，淬火 48 55HRC，也可采用 T8A 碳素工具刚，经淬火处理。 4 为了使导柱能顺利地进入导套，导柱端应做成锥形或半球形，导套的前端也应倒角。 5 导柱设在动模一侧可以保护型芯不受损伤，而设在定模一侧便于顺利脱模取出塑件，因此可根据需要而决定装配方式。 6 一般导柱滑动部分的配合形式按 H8/F8，导柱和导套部分配合按 H7/K6，导套外径的配合按 H7/K6 7 除了动模，定模之间设导柱，导套外一般还在动模座板与推板之间设置导柱和导套 ，以保证推出机构的正常运动 8 导柱的直径应 根据模具大小而决定，可参考标准 模 架数据选取采用直径为32 的带头导柱。 nts 27 第 十 部分 温度调节系统的设计与计算 1 尽量 保证塑件收缩均匀，维持 模具的热平衡。 2 冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越均匀。 根据经验，一般水孔中心线与型腔壁的距离应为冷却水孔直径的 1 2 倍冷却水孔中心距约为水孔直径的 3 5 倍，水孔的直径一般为 8 12mm。 3 尽可能便冷却水孔至型腔边面的距离相等，当塑件壁厚均匀时，冷却水孔与型腔边面的距离应处处相等。 4 浇口处加强冷却。 5 应降低进水与出水的温差。 6 合理选择冷却水管的形式。对于收缩大的塑件应治收缩方向开设冷却水孔。 7 合理确定冷却水管接头位置。为不影响操作，进出口水管接头通常设在注射机背面的模具同一侧 8 冷却系统的水管应尽量避免于模具上其他机构发生干涉现象，设计时通盘考虑。 9 冷却水管进出接头 应埋入模板内，以免模具在搬运过程中造成损害，最好在进口和出口初打出 冷却系统的 计算 （ 1）计算单位时间内从型腔中散发出的总热量1QQ总（ ）1）计算每次需要的注射量（ kg） G=nG G件 浇=6 4.045+5=29.27=0.02927kg nts 28 2）确定生产周期（ s） t=t t t注 冷 脱=35+5+65=105 3）求使用的塑料的单位热流量SQ，查表 4 25 得：SQ=350KJ/kg 4）求每小时 需要注射的次数 N=3600/t=3600/105=34.29 取 35 5）求每小时的注射量（ kg/h） W=NG=35 0.02927=1.02445kg （ 2）以凹模冷却系统为例求凹模冷却水的体积流量（ 3m /min） vq=1/ 60Qpc T凹 出 进（ -T ）=5187.410 60/3502963/1 3 =1.61 310 3m /min （ 3）求凹模冷却系统水孔的直径 d，查表 4 26 选用 d=8mm 的水管 （ 4）求冷却水的平均流速 24 vqv d平 均=63106414.3 1061.16 =0.4807m/min 选用 v=1.66m/s（由表 4 26 查得） 0 . 83 0 . 24 . 1 8 7 4 5 . 2 6 1190 . 3 8f p vh d （ ） （ 6）计算凹模的冷却管的总传热面积： A=3QhTV凹 =466.1/119 37.5 3=0.035 2m（ ） 式中 TV 为模具温度与冷却介质之间的平均温差，即 T = /2MT T T出 进（ ） =65 （ 25+30） /2=37.5 （ 7）计算凹模上应设冷却水管的总长度 L=A/ d =0.035/3.14 310 =1.
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