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机械毕业设计全套
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MJZ01-140@水平仪外盖注射模设计,机械毕业设计全套
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第 1 页 共 39 页 目录 前言 . 3 水平仪 外盖 注 射 模 设 计 . 错误 !未 定 义 书 签 。 第 一 章 、 塑 料 件 的 特 性 分 析 . 5 1、 产 品 性 能 分 析 . 5 2、 产 品 工 艺 性 与 结 构 分 析 。 . 6 3、 塑 件 工 艺 分 析 . 7 第 二 章 、 模 具 结 构 设 计 . 8 1、 型 腔 数 目 及 排 列 方 式 ： . 8 2、 分 型 面 的 设 计 . 8 3、 注 射 机 的 选 定 . 错误 !未 定 义 书 签 。 4、 主 流 道 的 设 计 . 9 6、 冷 料 穴 和 拉 料 杆 的 设 计 . 14 7、 排 气 系 统 的 设 计 . 14 8、 温 度 调 节 系 统 . 15 第 三 章 、 成 型 零 件 的 设 计 与 计 算 . 16 1.成 型 零 件 的 设 计 . 16 2、 模 具 型 腔 侧 壁 和 底 板 厚 度 的 计 算 . 17 3、模架的选用 . 21 第 四 章 、 合 模 导 向 机 构 的 设 计 . 21 1、导向 机 构 的 作 用 . 21 2、 导 柱 导 向 机 构 . 22 第 五 章 、 推 出 机 构 的 设 计 . 25 nts第 2 页 共 39 页 1、 推 出 机 构 的 设 计 原 则 . 25 2、 脱 模 力 的 计 算 . 25 第 六 章 、 侧 向 分 型 和 抽 芯 机 构 的 设 计 . 28 1 、 抽 芯 距 确 定 与 抽 芯 力 计 算 . 28 2 、 斜 锲 块 和 弹 簧 侧 向 分 型 与 抽 芯 机 构 . 30 3 、 斜 锲 块 和 弹 簧 的 设 计 . 30 第 七 章 、 注射机相关参数的校核 . 30 1、 注 射 压 力 的 校 核 . 31 2、 锁 模 力 的 校 核 及 型 腔 数 的 确 定 . 31 3、 模 具 闭 和 高 度 的 校 核 . 32 4、 开 模 行 程 的 校 核 . 32 5、 模 具 安 装 尺 寸 的 校 核 . 32 6、 安 装 螺 孔 尺 寸 . 33 第 八 章 、 设计小结 . 33 第 九 章 、 致 谢 . 37 第 十 章 、 主 要 参 考 文 献 . 38 nts第 3 页 共 39 页 前言 毕 业 设 计 是 在 修 完 所 有 课 程 之 后 ， 我 们 走 向 社 会 之 前 一 次综 合 性 设 计 。本 次 设 计 的 课 题 是 水 平 仪 外盖 注 射 模 设 计 ,是对以前 所 学 课 程 的 一 个 总 结 。 在 此 次 设 计 中 ， 主 要 用 到 所 学 的 注 射 模 设 计 ， 以 及 机 械 设计 等 方 面 的 知 识 。 着 重 说 明 了 一 副 注 射 模 的 一 般 流 程 ， 即 注 射成 型 的 分 析 、 注 射 机 的 选 择 及 相 关 参 数 的 校 核 、 模 具 的 结 构 设计 、 注 射 模 具 设 计 的 有 关 计 算 、 模 具 总 体 尺 寸 的 确 定 与 结 构 草图 的 绘 制 、 模 具 结 构 总 装 图 和 零 件 工 作 图 的 绘 制 、 全 面 审 核 投产 制 造 等 。 其 中 模 具 结 构 的 设 计 既 是 重 点 又 是 难 点 ， 主 要 包 括成 型 位 置 的 及 分 型 面 的 选 择 ， 模 具 型 腔 数 的 确 定 及 型 腔 的 排 列和 流 道 布 局 和 浇 口 位 置 的 选 择 ， 模 具 工 作 零 件 的 结 构 设 计 ， 侧面 分 型 及 抽 芯 机 构 的 设 计 ， 推 出 机 构 的 设 计 ， 拉 料 杆 的 形 式 选择 ， 排 气 方 式 设 计 等 。 通 过 本 次 毕 业 设 计 ， 使 我 更 加 了 解 模 具设 计 的 含 义 ， 懂 得 如 何 查 阅 相 关 资 料 以 及 怎 样 解 决 在 实 际 工 作中 遇 到 的 实 际 问 题 ， 这 为 我 们 以 后 更 好 的 从 事 模 具 行 业 打 下 了良 好 的 基 础 。 本 次 毕 业 设 计 也 得 到 了 广 大 老 师 和 同 学 的 帮 助 ， 由 于 我 是数 控 专 业 的 ， 同 时 缺 乏 实 践 经 验 ， 水 平 有 限 ， 且 时 间 又 仓 促 。设 计 过 程 中 难 免 有 错 误 和 欠 妥 之 处 ， 恳 请 各 位 老 师 和 同 学 指 正批 评 。 编 者 年 5 月 28 日 nts第 4 页 共 39 页 水平仪 外盖 注 射 模 设 计 摘 要 ： 在 综 合 分 析 塑 件 结 构 ， 使 用 要 求 ， 成 型 质 量 和 模 具 制 造 成 本 的 基 础 上 ， 介 绍 结 构 简 单 ， 形 状 规 则 的 塑 件 成 型 。 采 用侧 向 抽 芯 机 构 ， 使 塑 件 能 一 次 成 型 。 设 计 了 相 应 的 侧 向 抽 芯 的注 射 模 ， 并 介 绍 了 模 具 的 工 作 过 程 。 关 键 词 ： 注 射 模 抽 芯 机 构 Abstract Based on the comprehensive analysis on the plastic part s strcture service require-ment, moulding quality and mouding quality and mould manu facturing cost. Acorresponding injection mould of internal side core pulling was designed.By adopting the mulit-direction and multi-combination core-pulling .acorresponding injection mould of interal side core pulling was designed,the working process of the mould was in-troduced. Key words: Injection mould Medialcoe pulling. nts第 5 页 共 39 页 第 一 章 、 塑 料 件 的 特 性 分 析 1、 产 品 性 能 分 析 该 塑 件 为 水平仪 外盖 ， 三 维 实 体 已 经 用 UG造 型 ， 它 要 与 另外 部 件 匹 配 使 用 。 必 须 具 备 有 一 定 的 综 合 机 械 性 能 ， 包 括 良 好的 机 械 强 度 ， 一 定 的 弹 性 和 耐 油 性 ， 耐 水 性 ， 耐 磨 性 ， 化 学 稳定 性 和 电 绝 缘 性 能 。 符 合 以 上 性 能 的 有 多 种 塑 料 材 料 ， 从 材 料的 来 源 以 及 材 料 的 成 本 和 调 配 颜 色 来 看 ， ABS比 较 合 适 。 ABS是目 前 世 界 上 应 用 最 广 泛 的 材 料 ， 它 来 源 广 ， 成 本 底 ， 符 合 该 塑件 成 型 的 特 性 。 因 此 制 作 该 塑 件 选 用 ABS材料。以下是 ABS的主要 参 数 。 表 一 ： ABS的 主 要 技 术 指 标 密度 比溶 吸 水 率 收 缩 率 热 变 形 温度 1.02-1.05 0.8-0.98 0.2%-0.4% 130-160 0.3%-0.8% 83-103. 抗 拉 强 度 拉 伸 弹性 模量 弯 曲 强度 冲 击 强 度 体积 50Mpa 1.8X107 80Mpa 11HB 9.7HB 6.9X10 表二 ； ABS的 注 射 工 艺 参 数 注 射 机 类 型 螺 杆 转 数 喷 嘴 形 式 喷 嘴 温 度 螺 杆 式 50-70 直 通 式 180-190。 料 筒 的 温 度 模 具 温 度 注 射 压 力 保 压 力 190-200 200-220170-190 50-70 60-90Mpa 30-60 Mpa 注 射 时 间 保 压 时 间 冷 却 时 间 成 型 周 期 3-5 S 15-30 S 10-30 S 30-70 ABS无毒 ， 无味 ， 呈 微 黄 色 。成 型 的 塑 料 件 有 较 好 的 光 泽 。nts第 6 页 共 39 页 密 度 为 1.02-1.05g/ 。 ABS有 极 好 的 抗 冲 击 强 度 ，且 在 低 温 下也 不 迅 速 下 降 。 有 良 好 的 机 械 强 度 和 一 定 的 耐 磨 性 ， 耐 寒 性 ，耐 油 性 ，耐 水 性 ，化 学 稳 定 性 和 电 绝 缘 性 能 。 ABS有 一 定 的 硬 度和 尺 寸 稳 定 性 ， 易 于 成 型 加 工 。 经 过 调 色 可 配 成 任 何 颜 色 。 其缺 点 是 耐 热 性 不 高 ， 连 续 工 作 温 度 为 70度 左 右 ， 热 变 形 温 度 约为 90度 左 右 。 耐 气 候 差 ， 在 紫 外 线 作 用 下 易 变 硬 发 脆 。 其 成 型特点： ABS在 升 温 时 黏 度 增 高 ，所 以 成 型 压 力 较 高 ，塑 料 上 的 脱模 斜 度 稍 大 ， ABS易 吸 水 ，成 型 前 加 工 要 进 行 干 燥 处 理 ；易 产 生熔 接 痕 ， 模 具 设 计 时 应 注 意 尽 量 减 小 浇 注 系 统 对 料 流 的 阻 力 ；在 正 常 的 成 型 条 件 下 ， 壁 厚 、 溶 料 温 度 及 收 缩 率 影 响 极 小 。 表 三 ： ABS成 型 收 缩 率 ， 拉 伸 模 量 ， 泊 松 比 与 刚 的 摩 擦 因 素 。 塑 料 名称 成 型 收 缩 率/% 拉 伸 模 量 E/ 103Mpa 泊 松 比U 与 刚 的 摩 擦系数 f PE 1.5-3.5 0.212-0.98 0.49 0.23-0.5 PP 0.4-3.0 1.6-6.2 0.43 0.49-0.51 PS 0.2-0.8 1.4-8.9 0.38 0.45-0.75 ABS 0.1-0.7 1.91-1.98 0.38 0.20-0.25 2、 产 品 工 艺 性 与 结 构 分 析 1） 尺 寸 的 精 度 表 四 ： 塑 件 的 尺 寸 公 差 推 荐 值 参 考 模 具 设 计与 制 造 手 册 的 精 度 等 级 材料 高 精 度 一 般 精 度 低 精 度 ABS 3 4 5 该 塑 件 由 于 不 接 纳 其 它 装 配 尺 寸 ， 其 精 度 不 必 太 高 。 故 选用 一 般 精 度 IT6， 其 公 差 参 考 教 材 塑 料 成 型 工 艺 与 模 具 设 nts第 7 页 共 39 页 计 。 2） 粗 糙 度 作 为 外 壳 ， 不 仅 要 求 外 观 美 观 ， 光 泽 度 也 要 高 ， 塑 件 表 面 的 粗 糙 度 要 比 模 具 型 芯 低 。 塑 件 模 具 表 面 的 粗 糙度 可 取 Ra 0.8.模 具 型 芯 的 表 面 粗 糙 度 取 Ra 0.2。 3） 斜 度 脱 模 斜 度 取 决 于 塑 件 的 形 状 ， 壁 厚 及 塑 料 的 收 缩 率 ， 一 般取 35 130。 本 塑 件 由 于 型 腔 深 度 很 小 ， 两 侧 也 采 用 抽 芯 。 但 由于 考 虑 到 塑 件 跟 其 它 部 件 配 合 使 用 ， 要 使 塑 件 配 合 好 所 以 要 塑件 两 侧 角 度 ， 所 以 要 使 塑 件 强 行 脱 模 的 方 式 。 而 且 向 里 偏 有 小角 度 ； 塑 件 要 有 足 够 的 强 度 和 刚 度 ， 才 能 经 受 推 件 杆 的 推 力 而不 使 塑 件 变 形 ， 该 产 品 壁 厚 均 匀 ： 本 产 品 取 3mm. 表五 塑 料 种 类 制 件 流 程 最 小 壁厚 一 般 制 件 壁厚 大 型 制 件 壁厚 塑料 ABS 0.75 1.75 2.6 2.4 3.2 3、 塑 件 工 艺 分 析 塑 件 外 形 中 等 ，形 状 简 单 ，尺 寸 精 度 比 较 高 ，壁 厚 均 为 3 mm，材料是 ABS 收 缩 率 取 0.05%， 塑 件 体 积 Vs 288 1 5 0 . 7 2 + 9 4 5 . 1 4 4 5 5 1 . 0 7 1 3 7 . 2 8 + 3 7 8 0 . 5 6 5 5 1 . 0 7 3366.77+111 44 3 18 3 15 3cm 查 资 料 知 塑 料 ABS 的密度为 1.05g/ 3cm 单 件 塑 料 重 量 为 ms=15.6g nts第 8 页 共 39 页 净 重 约 15.6g，塑 件 外 形 长 114mm,宽 44mm，局 部 高 9mm.由于塑 件 中 有 些 地 方 通 空 和 凹 槽 ， 为 了 减 小 加 工 难 度 ， 降 低 制 作 成本 ， 所 以 采 用 凸 模 ， 凹 模 镶 块 加 入 。 因 塑 件 长 边 一 侧 是 有 两 个侧 孔 ， 所 以 要 采 侧 抽 芯 机 构 ， 使 塑 件 出 模 。 第二章、模具结构设计 1、 型 腔 数 目 及 排 列 方 式 ： 1） 型 腔 数 目 的 确 定 由 于 该 塑 件 要 进 行 长 期 大 批 量 生 产 ， 为 了 提 高 生 产 效 率 ，降 低 塑 件 的 生 产 成 本 ， 塑 件 的 质 量 控 制 要 求 的 尺 寸 精 度 ， 性 能和 表 面 粗 糙 度 较 高 ， 采 用 一 模 一 腔 生 产 模 具 可 保 证 塑 件 的 表 面的 粗 糙 度 和 质 量 ， 又 能 达 到 制 件 的 最 佳 的 技 术 经 济 性 。 2） 型 腔 的 布 局 型 腔 的 排 布 与 浇 注 系 统 布 置 密 切 相 关 ， 因 此 型 腔 的 排 布 应使 每 个 型 腔 都 能 从 总 压 力 中 均 等 地 分 得 所 须 的 足 够 压 力 ， 以 保塑 料 熔 体 同 时 均 匀 充 满 型 腔 ，使 型 腔 的 塑 件 内 在 质 量 均 一 稳 定 。 2、 分 型 面 的 设 计 分 型 面 是 决 定 模 具 结 构 形 式 的 重 要 应 素 ， 它 与 模 具 的 整 体结 构 和 模 具 的 制 造 工 艺 有 密 切 的 关 系 ， 并 且 直 接 影 响 到 塑 料 熔体 的 流 动 充 填 特 性 及 塑 件 的 脱 模 ， 因 此 ， 分 型 面 的 选 择 是 注 塑模 具 设 计 中 的 一 个 关 键 选 择 分 型 面 应 遵 循 以 下 几 项 基 本 原 则 ： a、 分 型 面 应 选 在 塑 件 外 形 最 大 轮 廓 处 。 b、 确 定 有 利 的 留 模 方 式 ， 便 于 塑 件 顺 利 脱 模 ； c、 保 证 塑 件 的 精 度 要 求 ； nts第 9 页 共 39 页 d、 满 足 塑 件 外 观 质 量 的 要 求 ； e、 便 于 模 具 的 加 工 与 制 造 ； f、 对 成 型 面 积 的 影 响 ； g、 排 气 的 效 果 的 考 虑 ； h、 对 侧 向 抽 芯 的 影 响 。 注 射 模 一 般 的 有 一 个 分 型 面 ， 有 的 有 两 个 分 型 面 。 分 型 面的 形 状 分 为 ： 平 直 分 型 面 ， 倾 斜 分 型 面 ， 阶 梯 分 型 面 ， 曲 面 分型 面 ， 复 合 分 型 面 。 在 这 里 考 虑 到 塑 件 分 型 面 选 在 塑 件 外 形 最大 轮 廓 处 ， 要 保 证 有 利 的 留 模 方 式 ， 要 便 于 塑 件 顺 利 脱 模 ， 保证 塑 件 的 精 度 要 求 ， 便 于 模 具 加 工 ， 采 用 单 个 平 直 分 型 面 。 如图； 2 选 用 试 模 （ 1） 型 腔 强 度 的 刚 度 的 计 算 型 腔 的 强 度 和 刚 度 按 型 腔 的 整 体 式 进 行 计 算 。由 于 型腔 的 壁 厚 计 算 比 较 麻 烦 ， 也 可 参 考 经 验 推 荐 数 据 。 查 资 料 知 ： S=R-r=55 nts第 10 页 共 39 页 （ 2） 初 选 注 射 机 。 1） 注 射 量 ： 该 塑 件 单 件 重 ms 15.6g 浇 注 系 统 重 量 的 计 算 可 根 据 浇 注 系 统 尺 寸 先 计算 浇 注 系 统 的 体 积 : V j 24 3+ 1.52 36+4 /327+6 2 1 +15 1000 总 体 积 : 1.058+15=16.058cm3 粗 略 计 算 浇 注 系 统 重 量 ： mjVj =1658 1.04 16.7g 满 足 注 射 量 V 机 V 塑件 10.8=16.058/0.8=20.07cm3 2） 注 射 压 力 ： P 注 P 成型 查 资 料 知 ABS 塑 料 成 型 时 的 注 射 压 力 P 成型 =40100MPa 3） 锁 模 力 PF 式中： P 塑料成型时型腔压力， ABS 塑 料 的 型 腔 压 力=P=40PMa F 浇 注 系 统 和 塑 件 在 分 型 面 上 的 投 影 面 积 m 各 型 腔 及 浇 注 系 统 及 各 型 腔 在 分 型 面 上 的 投 影 面 积 ： F=（ 114+1.8） /2 44=111 22=2442m PF=40 2442=97680N =97.68KN 根 据 以 上 分 析 ， 计 算 ， 查 资 料 ， 选 注 射 机 型 号 SYS30 注 射 机 线 相 关 技 术 参 数 如 下 ： 最 大 模 具 厚度 H200 最 小 模 具 厚 度 ： H170mm 喷 嘴 圆 弧 半 径 ： R180 喷 嘴 孔 径 2 mm d 模 板 最 大 距 离 340 L0 模 板 行 程 160 L1 锁 模 力 ： 50KN 最 大 注 射 面 积 ： 130c 注 射 行 程 130mm 动 定 模 尺 寸 250 280 nts第 11 页 共 39 页 4、 设 计 主 流 道 及 分 流 道 形 式 和 尺 寸 主流道 主 流 道 通 常 设 计 在 模 具 的 浇 口 套 中 ， 为 了 让 主 流 道 的 冷料 能 顺 利 从 浇 口 套 中 拔 出 ， 主 流 道 设 计 成 圆 锥 形 其 锥 角nts第 12 页 共 39 页 2 6 度 ， 小 端 直 径 比 注 射 机 口 喷 嘴 直 径 大 0 . 5 1 m m , 小端 前 面 是 球 面 ,深度 3 5 m m , 浇 口 套 采 用 T 8 A 或 T 1 0 A 制造 ，淬 火 硬 度 H R C 5 3 5 7，流 道 表 面 粗 糙 度 Ra 0.8 m，取 0.4 m , 主 流 道 球 面 半 径 比 喷 嘴 球 面 半 径 大 1 2 m m . 分 流 道 截 面 设 计 成 圆 形 截 面 , 热 加 工 容 易 , 且 热 量 损 失与 压 力 均 不 大 , 为 常 用 形 式 , 圆 形 截 面 分 流 道 的 直 径 可 根据 塑 件 的 流 动 性 等 因 素 确 定 ,该 塑 件 采 用 A B S ,流 支 性 较好 , 查 资 料 知 : 尼 龙 在 注 射 压 力 8 8 M P a 下 ,流 动 距 离 比 为 120 根 据 以 上 参 数 校 核 流 动 比 : = 3 6 / 3 + 3 4 / 3 + 6 / 2 + 9 / 3 + 5 7 / 3 = 1 2 + 8 + 3 + 3 + 1 9 = 4 5 查表知 A B S 的 元 件 的 流 动 比 = 1 3 0 9 0 所 以 小 件 可 不 必 校 核 流 动 比 。 5、 浇 口 的 选 择 （ 1）浇 口 的 形 式 很 多 ，但 无 论 采 取 什 么 形 式 的 浇 口 ，其 开设 的 位 置 对 塑 件 的 成 型 性 能 及 成 型 质 量 影 响 都 很 大 。 在 模 具 设计 时 ， 浇 口 位 置 及 尺 寸 要 求 比 较 严 格 ， 它 一 般 根 据 下 述 几 项 原则 来 参 考 ： a、 尽 量 缩 短 流 动 距 离 b、 浇 口 应 开 设 在 塑 件 壁 最 厚 处 c、 避免 熔 体 破 裂 现 象 引 起 塑 件 的 缺 陷 d、 考 虑 分 子 定 向 的 影 响 e、 减 少 或 避 免 熔 接 痕 提 高 熔 接 强 度 f、 应 有 利 于 型 腔 中 气 体 的 排 除 g、 不 在 承 受 弯 曲 或 冲 击 载 荷 的 部 位 设 置 浇 口 nts第 13 页 共 39 页 h、 浇 口 位 置 的 选 择 应 注 意 塑 件 外 观 质 量 （ 2） 确 定 浇 口 形 式 及 位 置 为 了 提 高 成 型 效 率 ， 采 用 侧 浇 口 ， 并 避 开 制 品 高 光 亮区 域 ， 浇 口 尺 寸 与 位 置 如 下 图 浇 口 直 径 可 根 据 经 验 公 式 计 算 d=（ 0.14 0.20）（ 2） 1/4 A 式中 d 浇 口 直 径 塑 料 浇 口 处 的 壁 厚 A 型 腔 表 面 积 （ m ） 采 用 一 模 一 件 ， 模 具 制 造 成 本 不 高 ， 能 够 适 应 生 产 的 要 求 ， 轮辐 式 侧 浇 口 ， 塑 料 流 程 短 ， 塑 件 质 量 好 ， 浇 口 容 易 去 除 。 而 采用 一 模 两 件 对 称 布 局 ， 生 产 效 率 高 ， 侧 浇 口 进 料 不 影 响 塑 件 外观 ， 浇 口 容 易 去 除 ， 但 塑 料 流 程 大 ， 模 具 制 造 成 本 相 对 较 高 ，综 合 以 上 分 析 采 用 一 模 一 件 辐 式 侧 浇 口 方 式 制 造 模 具 。 浇 口 锥 角 取 ： =150 浇 口 倾 斜 角 取 ： =450 nts第 14 页 共 39 页 轮 辐 式 侧 扇 形 浇 口 计 算 结 果 ： Lm+00 . 0 4=(1+0.0225) 144-0.5 0.15+00 . 0 4 =147.165+00 .04 Hm+00 . 0 2=(1+0.0225) 9-0.5 0.15+00 . 0 2 =9.125+00 .02 Hm z 0=(1+0.0225) 13+0.5 0.15- 0 。 0250 =13.2175- 0 。 025 0 Lm0 - 0 . 0 2 5=(1+0.0225) 36+0.5 0.150 - 0 . 0 2 5 =36.7350 - 0.025. 中心 距尺寸无 6、 冷 料 穴 和 拉 料 杆 的 设 计 冷 料 穴 的 作 用 是 容 纳 浇 注 系 统 流 道 中 料 流 的 前 锋 冷 料 ， 以免 这 些 冷 料 注 入 行 腔 。 为 了 使 料 流 的 流 动 性 更 好 ， 在 模 具 内 温度 更 均 匀 ， 故 在 主 流 道 对 面 的 动 模 板 上 开 设 冷 料 穴 ， 其 标 称 直径 与 主 流 道 大 端 直 径 相 同 ， 通 常 选 用 Z 字 形 拉 料 杆 ， 它 开 模 后通 常 用 手 工 取 出 冷 料 。 7、 排 气 系 统 的 设 计 当 塑 料 溶 体 填 充 型 腔 时 ，必 须 将 型 腔 内 和 浇 注 系 统 内 的 空气 及 塑 料 受 热 或 凝 固 产 生 的 低 分 子 挥 发 气 体 顺 利 排 出 模 外 。 如果 型 腔 内 因 各 种 因 素 没 有 将 产 生 的 气 体 排 除 干 净 ， 塑 件 就 会 形成 气 泡 、 接 缝 、 表 面 轮 廓 不 清 及 填 充 缺 料 的 成 型 缺 陷 ， 另 外 气体 受 压 ， 体 积 缩 小 会 产 生 高 温 将 导 致 塑 件 局 部 碳 化 或 烧 焦 ， 同时 积 存 的 气 体 还 会 产 生 反 向 压 力 而 降 低 充 模 速 度 。 因 此 必 须 考虑 排 气 问 题 ， 注 射 模 成 型 时 排 气 通 常 用 如 下 三 种 方 式 进 行 ： a、 利 用 配 合 间 隙 排 气 b、 在 分 型 面 上 开 设 排 气 槽 排 气 nts第 15 页 共 39 页 c、 利 用 排 气 塞 排 气 本 塑 件 可 以 利 用 配 合 间 隙 排 气 ， 不 必 专 门 开 设 排 气 系 统 ，如 果 试 模 中 认 为 必 须 开 设 ， 可 在 分 型 面 上 开 设 排 气 槽 。 8、 温 度 调 节 系 统 无 论 什 么 塑 料 进 行 注 射 成 型 ， 均 有 一 个 比 较 适 宜 的 模 具 温度 范 围 ， 在 此 模 具 温 度 范 围 内 ， 塑 料 熔 体 的 流 动 性 好 ， 容 易 充满 型 腔 ， 塑 件 脱 模 后 收 缩 和 翘 曲 变 形 小 ， 形 状 与 尺 寸 稳 定 ， 力学 性 能 以 及 表 面 质 量 较 高 。为 了 使 模 温 控 制 在 一 理 想 的 范 围 内 ，现 设 计 一 模 具 温 度 调 节 系 统 。 由 于 本 次 设 计 的 塑 料 ABS 黏 度 和流 动 性 一 般 ， 模 温 为 50 80 ， 故 无 须 设 计 加 热 系 统 ， 只 需 设计 冷 却 系 统 以 确 保 合 理 的 模 温 。 常 用 的 冷 却 方 法 有 水 冷 却 、 空气 冷 却 和 油 冷 却 ， 本 设 计 采 用 水 冷 却 ， 经 济 实 惠 。 （ 1） 冷 却 系 统 的 设 计 原 则 与 常 见 冷 却 系 统 的 结 构 1.冷 却 系 统 的 设 计 原 则 a） 冷 却 水 道 应 尽 量 多 b） 冷 却 水 道 至 型 腔 表 面 距 离 应 尽 量 相 等 c） 浇 口 出 加 强 冷 却 d） 冷 却 水 道 、 入 口 温 差 应 尽 量 小 e） 冷 却 水 道 应 沿 着 塑 料 收 缩 的 方 向 设 置 此 外 ， 冷 却 水 道 的 设 计 还 必 须 尽 量 避 免 接 近 塑 件 的 溶 接 部位 以 免 产 生 溶 接 痕 ， 降 低 塑 件 强 度 ； （ 2） 冷 却 系 统 机 构 的 确 定 塑 件 的 形 状 是 变 化 万 千 的 ， 因 此 对 于 不 同 的 塑 件 ， 冷 却 水nts第 16 页 共 39 页 道 的 位 置 形 状 也 不 一 样 。 本 塑件为浅型腔塑件，浅型腔塑件最困难的是凸模的冷却， 本 塑件凸模结构复杂，而且外部需抽芯，很难设置冷却水道，因此要加强凹模冷却。凹模设置螺旋式冷却水道，入水口在浇口附近，水流流经凹模的螺旋槽后在分型面附近流出，这种形式的冷却水道的冷却效果好。 第 三 章 、 成 型 零 件 的 设 计 与 计 算 成 型 零 件 决 定 塑 件 的 几 何 行 状 和 尺 寸 。 成 型 零 件 工 作 时 ，直 接 与 塑 料 接 触 ， 承 受 塑 料 熔 体 的 高 压 、 料 流 的 冲 刷 ， 脱 模时与 塑 料 间 还 发 生 摩 擦 。 因 此 ， 成 型 零 件 要 求 有 正 确 几 何 形 状 ，较 高 的 尺 寸 精 度 和 较 低 的 表 面 粗 糙 度 ， 此 外 ， 成 型 零 件 还 要 求结 构 合 理 ， 有 较 高 强 度 、 刚 度 及 较 好 的 耐 磨 性 能 。 1.成 型 零 件 的 设 计 为 了 提 高 零 件 的 加 工 效 率 ，装 拆 方 便 ，保 证 两 个 型 腔 形 状 ，尺 寸 一 致 ， 采 用 组 合 式 凹 模 中 的 整 体 嵌 入 式 凹 模 结 构 。 在 凹 模与 定 模 板 间 的 配 合 用 67mH 。 影 响 成 型 零 件 的 尺 寸 因 素 有 ： 1） 塑 件 的 收 缩 率 其 值 为 s=（ Smax-Sm i n ） Ls; 式中 s-塑 料 收 缩 率 波 动 所 引 起 的 塑 件 尺 寸 误 差 ； Smax-塑 料 的 最 大 收 缩 率 ； Smin-塑 料 的 最 小 收 缩 率 ； Ls -塑 件 的 基 本 尺 寸 。 2） 模 具 成 型 零 件 的 制 造 误 差 参 考 塑 料 成 型 工 艺 与 模 具 设 计 P所 列 出 的 经 验 值 ，成 型nts第 17 页 共 39 页 零 件 的 制 造 公 差 约 占 塑 件 总 公 差 的 31 - 41 ,或取 IT7-IT8级 作 为 模具 制 造 公 差 。模 具 成 型 零 件 制 造 公 差 用 z表 示 。这 里 取 z=0.05收 缩 率 的 波 动 引 起 塑 件 尺 寸 误 差 随 塑 件 的 尺 寸 增 大 而 增 大 。 在计 算 成 型 零 件 时 ， 所 用 到 的 收 缩 率 均 用 平 均 收 缩 率 来 表 示 S = 2Smin-Smax 100% 式中 S -塑 件 的 平 均 收 缩 率 ； Smax-塑 料 的 最 大 收 缩 率 ； Smin-塑 料 的 最 小 收 缩 率 。 型腔 型 芯 工 作 部 位 尺 寸 的 确 定 查 表 可 知 ： ABS 塑 料 的 收 缩 率 是 0.5%-4.0% 平 均 收 缩 率 为 ： S=（ 0.5%+4%） /2=2.25% 型 腔 工 作 部 位 尺 寸 ： 型 腔 径 向 尺 寸 ： Lm+ 2 0 =（ 1+S） Ls-X 0 + z 型 腔 高 度 尺 寸 Hm 2 0 =（ 1+S） Hs-X 0 + z 型 芯 径 向 尺 寸 tm0 - z=（ 1+S） Ls+X 0 - z 型 芯 高 度 尺 寸 hm0 - z=（ 1+S） hs+X 0 - z 中 心 距 尺 寸 C z/2=（ 1+S） Cs z/2 式中 Ls 塑 件 外 型 径 向 基 本 尺 寸 的 最 大 尺 寸 ls 塑 件 内 型 径 向 基 本 尺 寸 的 最 小 尺 寸 Hs 塑 件 外 型 厚 度 基 本 尺 寸 的 最 大 尺 寸 hs 塑 件 内 型 深 度 基 本 尺 寸 的 最 小 尺 寸 x 修 正 系 数 1/2-2/3 即 为 塑 件 尺 寸 较 大 精 度要 求 低 时 取 小 值 z 模 具 制 造 公 差 塑件公差 mm 单位 mm 计 算 结 果 ： nts第 18 页 共 39 页 Lm+00 . 0 4=(1+0.0225) 144-0.5 0.15+00 . 0 4 =147.165+00 .04 Hm+00 . 0 2=(1+0.0225) 9-0.5 0.15+00 . 0 2 =9.125+00 .02 Hm z 0=(1+0.0225) 13+0.5 0.15- 0 。 0250 =13.2175- 0 。 025 0 Lm0 - 0 . 0 2 5=(1+0.0225) 36+0.5 0.150 - 0 . 0 2 5 =36.7350 - 0.025. 中 心 距 尺 寸 无 2、 模 具 型 腔 侧 壁 和 底 板 厚 度 的 计 算 塑 料 模 具 型 腔 在 成 型 过 程 中 受 到 熔 体 的 高 压 作 用 ， 应 具 有足 够 的 强 度 和 刚 度 ， 如 果 型 腔 侧 壁 和 底 版 厚 度 过 小 ， 可 能 因 硬度 不 够 而 产 生 塑 性 变 形 甚 至 破 坏 ； 也 可 能 因 刚 度 不 足 产 生 翘 曲变 形 导 致 溢 料 和 出 现 飞 边 ， 降 低 塑 件 尺 寸 精 度 和 顺 利 脱 模 。 因此 ， 应 通 过 强 度 和 刚 度 计 算 来 确 定 型 腔 壁 厚 模 具 型 腔 壁 厚 的 计 算 ，以 最 大 压 力 为 准 ，而 最 大 压 力 是 在注 射 时 ， 熔 体 充 满 型 腔 的 瞬 间 产 生 的 ， 随 着 塑 料 的 冷 却 和 浇 口的 冻 结 ， 型 腔 内 的 压 力 逐 渐 降 低 ， 在 开 模 时 接 近 常 压 。 理 论 分析 和 生 产 实 践 表 明 ， 大 尺 寸 的 模 具 型 腔 ， 刚 度 不 足 是 主 要 主 要矛盾 ， 型 腔 壁 厚 应 以 满 足 刚 度 条 件 为 准 ； 由 于 本 模 具 采 用 “ 一模 一 件 ” 结 构 ， 总 体 尺 寸 不 是 很 大 ， 故 应 以 型 腔 的 壁 厚 的 刚 度为 准 。 刚 度 计 算 条 件 一 般 从 下 面 三 个 方 面 来 考 虑 ： （ 1） 模 具 成 型 过 程 中 不 发 生 溢 料 （ 2） 保 证 塑 件 尺 寸 精 度 nts第 19 页 共 39 页 （ 3） 保 证 塑 件 顺 利 脱 模 在 一 般 情 况 下 ， 因 塑 料 的 收 缩 率 较 大 ， 型 腔 的 弹 性 变 形 量不 会 超 过 塑 料 冷 却 时 的 收 缩 值 ， 因 此 ， 型 腔 的 刚 度 要 求 主 要 是由 不 溢 料 和 塑 件 精 度 来 决 定 。 当 塑 件 某 一 尺 寸 同 时 有 几 项 要 求时 ， 以 最 苛 刻 的 条 件 作 为 刚 度 设 计 的 依 据 。 对 于 本 塑 件 可 以 简 化 为 整 体 式 矩 形 型 腔 进 行 近 似 计 算 。 1） 矩 形 型 腔 的 结 构 尺 寸 计 算 在 本 模 具 设 计 中 采 用 了 整 体 矩 形 型 腔 ， 整 体 矩 形 型 腔 的 结构简 图 如 下 ： 图 6因 本 模 具 的 型 腔 大 体 上 似 矩 形 ， 并 且 其 l40-50 25-30 50-60 30-35 60-70 35- 42 由 于 采 用 一 模 一 腔 的 设 计 ，浇 流 道 和 浇 口 总 长 度 为 57mm.因为用到 斜 倒 柱 ， 型 腔 厚 度 取 70mm.所 以 型 腔 的 外 形 尺 寸 ： 110 74 10mm. 2） 底 板 厚 度 的 计 算 整 体 式 矩 形 型 腔 的 底 板 ，如 果 后 部 没 有 支 承 板 ，直 接 支承 在 模 脚 上 ，中 间 是 悬 空 的 ，底 板 可 以 看 成 是 周 边 固 定 的 受均 匀 载 荷 的 矩 形 板 ，由 于 溶 体 的 压 力 ，板 中 心 将 产 生 最 大 的变 形 量 ， 按 刚 度 条 件 ， 型 腔 底 板 厚 度 为 ： 34Epbch 式中 c 由 型 腔 边 长 比 bl/ 决 定 的 系 数 ； p 型 腔 内 溶 体 的 压 力 （ MPa ）； b 型 腔 短 边 长 （ mm ）； nts第 21 页 共 39 页 E 钢 的 弹 性 模 量 ， 取 MPa51006.2 ； 允 许 变 形 量 )(mm ；取 0.05 mm 经 计 算 得 ： l/b=1.4 查 表 得 c =0.0226, p=50MPa， b=80mm。 所以 3543405.01006.266500226.0Epbch 24.7mm 由 于 考 虑 到 这 是 近 似 计 算 ， 为 匹 配 标 准 模 架 ， 取 h=25mm。 3、 模 架 的 选 用 选 标 准 模 架 ：根 据 以 上 分 析 计 算 以 及 型 腔 尺 寸 及 位 置 尺寸 可 确 定 模 架 的 结 构 形 式 和 规 格 . 查 资 料 选 用 ： A2 00250 109 Z2GB/712556.1 1990 定 模 板 厚 度 25 动 模 板 厚 度 ： 25 垫 块 厚 度 ： 50 模 具 厚 度 ： H 模 =82+25+25+50=182 模 具 外 形 尺 寸 ： 200 250 182 第 四 章 、 合 模 导 向 机 构 的 设 计 导 向 机 构 的 保 证 动 摸 或 上 下 模 合 模 时 正 确 定 位 和 导 向 的 零件 。 合 模 导 向 机 构 主 要 有 导 柱 导 向 和 锥 面 定 位 两 种 形 式 。 在 这里 我 采 用 导 柱 导 向 的 形 式 。 1、 导 向 机 构 的 作 用 1） 定位作用 模 具 闭 合 后 ， 保 证 定 模 或 上 下 模 的 位 置的 正 确 ， 保 证 型 腔 形 状 和 尺 寸 的 精 度 ； 导 向 机 构 在nts第 22 页 共 39 页 模 具 装 配 过 程 中 也 起 定 位 作 用 ， 便 于 装 配 和 调 整 。 2） 导向作用 合 模 时 首 先 是 导 向 零 件 接 触 ， 引 导 动 定模 上 下 模 准 确 闭 合 ， 避 免 型 心 先 进 入 型 腔 造 成 成 型零 件 的 损 坏 。 3） 承 受 一 定 的 侧 向 压 力 承 受 塑 料 溶 体 在 充 型 过 程中 产 生 单 向 侧 压 力 和 动 模 板 （ 因 是 双 分 型 面 ） 自 身的 重 力 。 2、 导 柱 导 向 机 构 （ 1）导柱 1、 导 柱 和 导 套 结 构 采 用 如 图 所 示 ： 2、 导 柱 结 构 和 技 术 要 求 1） 长 度 导 柱 导 向 部 分 长 度 =37+50+30+2025 =164mm. 直径 由 于 模 架 200 250型 。 参 考 塑 料 注 射 模 中 小 型 模 架 标准 的 尺 寸 组 合 。 选 用 ： 导 柱 d40 170 50. 实 用 注 塑 模 设 计 手 册 。 nts第 23 页 共 39 页 （ 2）形状 导 柱 前 端 做 倒 角 。 （ 3）材 料 导 柱 应 具 有 硬 而 耐 磨 的 表 面 ，坚 韧 而 不 易 折 断 的 内心，因此采用 T10A钢经淬火热处理，硬度应达到 5055HRC。导柱 固 定 部 分 表 面 粗 糙 度 为 Ra0.8。 导 向 部 分 为 Ra0.4。 （ 4）数量布置 导 柱 均 匀 分 布 在 模 具 四 周 如 下 图 所 示 ：
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