电脑光驱支架外壳的注塑模具设计【UG】-[机械毕业设计论文A3275]
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模具设计
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机械
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a3275
- 资源描述：
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文档包括:
说明书一份，33页，14000字左右。
开题报告一份。
UG造型一份。
图纸共5张，如下所示
A0-装配图.dwg
A2-光驱外壳.dwg
A2-型腔模套.dwg
A2-型腔镶块.dwg
A2-型芯模套.dwg
A2-型芯镶块.dwg
- 内容简介：
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徐 州 师 范 大 学 毕业设计（论文）开题报告及工作实施计划 院 系 专 业 年级 、 班级 姓 名 指 导 教 师 开题报告日期 徐州师范大学教务处印制 一、毕业设计（论文）开题报告 设计（论文）题目 光驱外壳注塑模设计 研 究 方 向 课 题 来 源 国家 部委 省 市 厂矿 自选 备注 课 题 类 型 理论 研究 应用 研究 工程 技术 跨学科 研 究 其他 一、课题综述及研究意义 模具是工业生产中的重要工艺装备模具工业是国民经各部门发展的重要基础之一。塑料模具是指用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一种类型。模具设计水平的高低、加工设备的好坏、制造力量的强弱模具质量的优劣，直接影响着许多新产品的开发和老产品的更新换代，影响着产品质量和经济效益的提高。 在现代塑料制件的生产中，采用合理的加工工艺 ，高效设备，先进的模具。塑料成型技术的发展趋势是： 一、模具的标准化 具的标准化工作十分重要。 二、模具加工技术的革新。 短模具制造周期，塑料模成型零件加工广泛应用仿行加工，电加工，数控加工及微机控制加工等先进技术，并使用坐标镗，坐标磨和三坐标测量仪等精密加工与测量设备。 三、各种新材料的研制和应用。 四、 术的应用。 二、课题拟采取的 研究方法和技术路线 光驱外壳的选料及其性能 选用热塑性塑料 为光驱外壳的材料。 纪四十年代末开始研制成功并于五十年代开始投入工业化生产的一种热塑性塑料。是在聚苯乙烯改性的基础上发展起来的热塑性工程塑料。主要是由丙烯腈 (A)丁二烯 (B)苯乙烯 (S)三元共聚而成的高聚物，因而具有优异的耐冲击性和综合性能。 脂是一种成型收缩率小，表面光洁度高，电性能和机械性能良好，质硬，坚韧的材料，并且是工程塑料中最易加工的品种之一。可采用热塑性材料的各种成型方法加工。其注射成型可生产冲击强度 高，制件尺寸较稳定的工业产品，如机电产品，交通工业中的齿轮、叶片、轴承、仪表仪器的外壳，电视机外壳，冰箱内衬，纺织用各类管材及汽车零件等等。其制品具有强度高，重量轻，光洁度高等优点。可节约大量的金属材料，降低成本，实现以塑代钢，以塑代木。从而可节约大量能源，起到环保的效果。 综上所述， 射成型工艺具有广泛的发展前景，下面就 性能，加工特性 及生产中可能产生的不正常现象及其解决方法作论述。 一、 性能： 1、物理性能： 浅象牙色，不透明，无毒，无味的非晶型材料。可缓慢燃烧 ,燃烧时火苗呈黄色，冒黑烟，有特殊气味，但无滴落。其密度为 c ，热变型温度 93124 ，流动温度 110120 ，使用温度 00, 吸水率 2、化学性能：能耐水、无机酸、碱、盐及大部份烃和醇，但溶于酮、醛及某些卤代烃，可被浓硫酸和硝酸腐蚀，被芳烃类溶剂溶胀。 3、电性能： 性能良好 ,温度和湿度的变化对电性能的影响很小。 4、机械性能：具有优良的抗冲击性，耐磨性和很好的尺寸稳定性，且具有优良的着色性。 兼有 “ 韧、钢、硬 ” 三种 综合性能，而被称为塑料中的合金材料。 二、 加工特性： 1、 于无定型聚合物，由于分子中氢基团 (存在，吸水性大，吸水率高达 而塑料加工时含水率要求小于 因而在加工前需在 7080 度烘箱中对物料进行 24 小时的干燥处理 (料层厚度 )。 2、 脂流动温度范围宽，但它的融体粘度大，不易流动，成型温度要高，压力要大速度要快，成型模具的流道和浇口应适当大些，但因 脂中含有橡胶成份 (丁二烯 )，过高的加工温度并不会使其流动性增加，相反会引起橡 胶分解而流动性降低。因此，加工时应严格控制温度在允许范围内，选用螺杆式注塑机的成型温度一般控制在，后端 150170 ，中间 165180 ，前端 180200 ，喷嘴 170180 。 3、 稳定性不如 型后最好清洗螺杆机筒。 成型收缩率较小，一般 但它易产生内应力。制件成型后应进行退火处理。一般在 70 的热空气中静置 24 小时。 4、 熔融状态下，呈假塑性流变行为。其表观粘度对加工中的剪切应力，剪切速率，温度的敏感程度并不一致，实验表明，表观粘度随 剪切应力的增大下降很快。同样，表观粘度对剪切速 率也较敏感，剪切速率增大时，表观粘度下降也很快。相反，表观粘度对温度的变化却不敏感。由此可见， 型加工应注意剪切应力和剪切速率对流动性的影响，重点是控制螺杆转速及注射速度。 三、主要参考文献 王鹏驹主编 北京 :机械工业出版社 ,1997 李海梅 ,申长雨主编 北京 : 化工业出版社 ,2002 蒋继宏 ,王效岳编绘 00 例 . 北京 : 化学工业出版社 ,2000 屈华昌主编 . 塑料成型工艺与模具设计 , 北京 : 机械工业出版社 , 1998 贾润礼 , 程志远主编 . 实用注塑模设计手册 . 北京 : 中国轻工业出版社 ,2000 付宏生 , 刘京华编著 . 注塑制品与注塑模具设计 . 北京 : 化学工业出版社 , 2003 黄虹主编 . 塑料成型加工与模具 . 北京 ; 化学工业出版社 ,2002 许发樾主编 北京 ; 机械工业出版社 2003 许鹤峰 ,陈言秋编著 . 注塑模具设计要点与图例 , 北京 :化学工业出版社 ,1999 许发樾主编模具结构设计 . 北京 ; 机械工业出版社 ,2003 郭广思主编 . 注塑成型技术 . 北京 ; 机械工业出版社 ,2002 陈志刚主编 . 塑料模具设计 , 北京 ; 机械工业出版社 ,2002 二、毕业设计（论文）工作实施计划 （一）毕业设计（论文）的理论分析与软硬件要求及其应达到的水平与结果 光驱外壳注射成形工艺过程如下 ： 注射成型工艺 1、工艺流程 开车前准备 原料制备（加入辅料搅拌均匀） 干燥 加料 合模 注射（充模） 保压冷却 开模 制件顶出 合模 2、开车前的准备 检查电源，电压是否与额定电压相符。各按钮，电器线路及限位开关是否正常。安全门滑动是否灵活，打开润滑开关，并检查料斗内有无杂物。对料筒进行预热，达到设定温度后，恒温半小时。检查喷嘴是否堵塞，并调整喷嘴模具位置，用螺栓固定模具并进行试模。模具调试好后进行注射，注射压力应逐渐提高。 3、原料的预热干燥 由于 湿性大，为保证产品质量，将制备好的物料放入烘箱，在 7080度下干燥 14 小时（视料层的厚度而定），以达到树脂加工规定的含水率。 4、配色 根据制件所需色彩加入相应的色母粒，用量适当（一般视颜色的深浅而定）搅拌均匀。 5、注射过程 注射过程一般包括加料，塑化，注射（充模），冷却保压和脱模，各步骤分述如下： a、加料：由于注射成型是一个间歇过程，因此要保持定量定额加料，以保证操作稳定，物料塑化均匀，最终获得良好的制品。加料过多，受热时间过长，易引起物料的热降解，同时注塑机功率损耗增加。加料过少，料筒内缺少传压介质，模腔内塑料熔体压力降低，难以补塑，容易引起制品收缩，凹陷，空洞等缺陷。 b、注射：加入的物料在料筒中加热，由固态粒子转变为熔 体，通过混合与塑化后，塑化好的熔体被螺杆推挤至料筒前端。 经过喷嘴，模具，浇 注系统进入并填满型腔（充模）。 C、保压 冷却：在模具中，熔体冷却收缩时，继续保持施压状态的螺杆迫使浇口和喷嘴附近的熔体不断补充入模（补塑）。使模腔中的塑料能形成形状完整而致密的制品（保压）。当模腔中的塑料已经冷却硬化（凝封）后。退回螺杆加入新料（预塑），同时通入冷却水等冷却介质，对模具进一步冷却。实际上冷却过程从塑料注入模腔就开始了。它包括充模完成，保压，到脱摸这段时间。 d、后处理：制品冷却到所需温度后，即可脱模。由于物料在料筒中塑化不均匀或在模腔中冷却速度不同，因此常会产生不均匀的结晶 ，定向收缩。使制品有内应力存在，因而要对制品进行后处理一般是在 70 热空气循环烘箱中静置一段时间。 （二）毕业设计（论文）工作进度与安排 起讫日期 工 作 内 容 和 要 求 备 注 查找资料，进行初步分析，撰写开题报告； 确定模具总体结构方案 ； 总体方案设计 ； 绘制模具装配图； 绘制零件图； 用 e 等构建三维实体模型和模拟加工 编写论文 ； 整理论文、准备答辩 ； 三、对开题报告的审阅意见 指导教师综合意见 指导教师（签名） 年 月 日 开题报告审议意见 教研室主任（签名） 年 月 日 院 系 意 见 教 学 院 长 （签名） 年 月 日 中南大学机电学院 第 1 页 2017 录 第 1 章 绪 论 3 第 2 章 光驱外壳 的 造型设计 3 驱外壳 的选料及其性能 3 驱外壳 注射成型工艺过程 4 驱外壳 的结构分析 5 驱外壳 造型设计过程 6 第 3 章 注射机的选择 7 塑机的初选 7 射机的有关工艺参数校核 7 具与注射机的安装部分相关尺寸的校核 9 第 4 章 成型零件与浇注系统的设计 9 、凸模成型零件的设计 9 载参照模型 9 型零件设计 9 注系统设计 12 浇道的设计 13 浇道的设计 13 口及冷料穴设计 14 模和开模 15 4. 3 冷却系统设计 16 、凸模冷却系统设计 16 第 5 章 模具零件设计 17 出 系统设计 17 定模架 18 架各装配零件设计 19 向零件设计 19 注系统零件设计 20 出机构零件 22 位圈 22 他零件 23 第 6 章 模具的装配和调试 25 具的装配 25 具的调试 26 中南大学机电学院 第 2 页 2017束语 32 参考文献 33 中南大学机电学院 第 3 页 2017 1 章 绪 论 注射成型也称注塑，是塑料的一种重要成型方法。除极少数几种热塑性塑料外，几乎所有的热塑性塑料部可用此法成型。注射成型也能加工某些热固性塑料，如酚醛塑料等。 注射成型是将粒状或粉状塑料从注射成型机的料斗送入机简内加热 熔融塑化后，在柱塞或螺杆加压下，物料被压缩并向前移动，通过机简前端的喷嘴，以很快的速度注入温度较低的闭合模具内，经过一定时间的冷却定型后，开启模具即得制品。这种成型方法是一种间歇式的操作过程。 注射成型周期从几秒钟到几分钟不等。周期的长短取决于制品的壁厚、大小、形状、注射成型机的类型以及所采用的塑料品种和工艺条件等。注射成型制品的重量从一克到几十公斤不等，视需要而定。 注射成型具有生产周期快、生产效率高、能成型形状复杂、尺寸精确或带微件的制品以及易于实现自动化等特点，因此广泛用于各种塑料制品的生 产。其成型制品占目前全部塑料制品的 20 30。注射成型是一种比较先进的成型工艺，目前正继续向着高速化和自动化方向发展。 注射成型机是由塑料塑化、模具闭合、注射入模、压力保持、制品固化定型、开模取出制品等多道工序组成的连续生产过程。液压传动和电器控制则是为了保证注射成型机按照成型工艺的要求，如压力、速度、温度等和动作程序准确有效地进行工作而设置的。 第 2 章 光驱外壳 的造型设计 驱外壳 的选料及其性能 选用热塑性塑料 为 光驱外壳 的材料。 纪四十年代末开始研制成功并于五十年代开始投入工业化生产的一种热塑性塑料。是在聚苯乙烯改性的基础上发展起来的热塑性工程塑料。主要是由丙烯腈 (A)丁二烯 (B)苯乙烯 (S)三元共聚而成的高聚物，因而具有优异的耐冲击性和综合性能。 面光洁度高，电性能和机械性能良好，质硬，坚韧的材料，并且是工程塑料中最易加工的品种之一。可采用热塑性材料的各种成型方法加工。其注射成型可生产冲击强度高，制件尺寸较稳定的工业产品，中南大学机电学院 第 4 页 2017机电产品，交通工业中的齿轮、叶片、轴承、仪表仪器的外 壳，电视机外壳，冰箱内衬，纺织用各类管材及汽车零件等等。其制品具有强度高，重量轻，光洁度高等优点。可节约大量的金属材料，降低成本，实现以塑代钢，以塑代木。从而可节约大量能源，起到环保的效果。 综上所述， 射成型工艺具有广泛的发展前景，下面就 性能，加工特性 及生产中可能产生的不正常现象及其解决方法作论述。 一、 1、物理性能： 透明，无毒，无味的非晶型材料。可缓慢燃烧 ,燃烧时火苗呈黄色，冒黑烟，有特殊气味，但无滴落。c ，热变型温度 93124 ，流动温度 110120 ，使用温度00, 吸水率 2、化学性能：能耐水、无机酸、碱、盐及大部份烃和醇，但溶于酮、醛及某些卤代烃，可被浓硫酸和硝酸腐蚀，被芳烃类溶剂溶胀。 3、电性能： 温度和湿度的变化对电性能的影响很小。 4、机械性能：具有优良的抗冲击性，耐磨性和很好的尺寸稳定性，且具有优良的着色性。 兼有 “ 韧、钢、硬 ” 三种综合性能，而被称为塑料中的合金材料。 二、 1、 无定型聚合物，由于分子中氢基团 (存在，吸水性大，吸水率高达 而塑料加工时含水率要求小于 因而在加工前需在 7080度烘箱中对物料进行 24小时的干燥处理 (料层厚度 )。 2、 它的融体粘度大，不易流动，成型温度要高，压力要大速度要快，成型模具的流道和浇口应适当大些，但因 脂中含有橡胶成份 (丁二烯 )，过高的加工温度并不会使其流动性增加，相反会引起橡胶分解而流动性降低。因此，加工时应严格控制温度在允许范围内，选用螺杆式注塑机的成型温 度一般控制在，后端 150170 ，中间 165180 ，前端 180200 ，喷嘴 170180 。 3、 O，成型后最好清洗螺杆机筒。 般 但它易产生内应力。制件成型后应进行退火处理。一般在70 的热空气中静置 24小时。 4、 假塑性流变行为。其表观粘度对加工中的剪切应力，剪切速率，温度的敏感程度并不一致，实验表明，表观粘度随剪切应力的增大下降很快。同样，表观粘度对剪切速 率也较敏感，剪切速率增大时，表观粘 度下降也很快。相反，表观粘度对温度的变化却不敏感。由此可见， 点是控制螺杆转速及注射速度。 驱外壳 注射成型工艺过程 光驱外壳 注射成形工艺过程如下 ： 注射成型工艺 1、工艺流程 中南大学机电学院 第 5 页 2017车前准备 原料制备（加入辅料搅拌均匀） 干燥 加料 合模 注射（充模） 保压冷却 开模 制件顶出 合模 2、开车前的准备 检查电源，电压是否与额定电压相符。各按钮，电器线路及限位开关是否正常。安全门滑动是否灵活，打开润滑开关，并检查料斗内有 无杂物。对料筒进行预热，达到设定温度后，恒温半小时。检查喷嘴是否堵塞，并调整喷嘴模具位置，用螺栓固定模具并进行试模。模具调试好后进行注射，注射压力应逐渐提高。 3、原料的预热干燥 由于 保证产品质量，将制备好的物料放入烘箱，在 7080度下干燥 14小时（视料层的厚度而定），以达到树脂加工规定的含水率。 4、配色 根据制件所需色彩加入相应的色母粒，用量适当（一般视颜色的深浅而定）搅拌均匀。 5、注射过程 注射过程一般包括加料，塑化，注射（充模），冷 却保压和脱模，各步骤分述如下： a、加料：由于注射成型是一个间歇过程，因此要保持定量定额加料，以保证操作稳定，物料塑化均匀，最终获得良好的制品。加料过多，受热时间过长，易引起物料的热降解，同时注塑机功率损耗增加。加料过少，料筒内缺少传压介质，模腔内塑料熔体压力降低，难以补塑，容易引起制品收缩，凹陷，空洞等缺陷。 b、注射：加入的物料在料筒中加热，由固态粒子转变为熔 体，通过混合与塑化后，塑化好的熔体被螺杆推挤至料筒前端。 经过喷嘴，模具，浇注系统进入并填满型腔（充模）。 C、保压 冷却：在模具中，熔体冷却收缩时，继续保持施压状态的螺杆迫使浇口和喷嘴附近的熔体不断补充入模（补塑）。使模腔中的塑料能形成形状完整而致密的制品（保压）。当模腔中的塑料已经冷却硬化（凝封）后。退回螺杆加入新料（预塑），同时通入冷却水等冷却介质，对模具进一步冷却。实际上冷却过程从塑料注入模腔就开始了。它包括充模完成，保压，到脱摸这段时间。 d、后处理：制品冷却到所需温度后，即可脱模。由于物料在料筒中塑化不均匀或在模腔中冷却速度不同，因此常会产生不均匀的结晶，定向收缩。使制品有内应力存在，因而要对制品进行 后处理一般是在 70 热空气循环烘箱中静置一段时间。 驱外壳 的结构分析 此制品是大批量生产，所以我将设计一套塑料成型模具。在设计模具时需要考虑制品的一些特点。 制品的主要特点是其结构形状比较复杂，且在两侧伸长的部位有一斜锲台，在这里利用模具成型时，可用小滑块进行侧向抽芯，在这里采用强制性脱模。 制品在外性尺寸和内部结构尺寸方面是按照标准系列来定的，在模具设计时中南大学机电学院 第 6 页 2017要注意！ 下面确定 光驱外壳 的各项技术参数： 1）尺寸大小和精度 光驱外壳 的尺寸大小根据干 测量 的大小即可。 光驱外壳 壁厚的厚度不宜过大或过小。 如果壁厚太小，则 光驱外壳 的强度、刚度不够，同时给制造带来困难。如果壁厚太大，不仅造成才量浪费，而且容易产生气泡、缩孔等缺陷，同时因冷却时间过长而降低生产率，所以 光驱外壳 壁厚取 件的尺寸精度主要取决于塑料收缩率的波动和模具制造误差，由于我们要设计的零件的工作环境对精度要求不高，加之选用的塑料 荐精度等级为 3、 4、5 级，所以只要求 光驱外壳 能与 光驱外壳 的其它零件能正常装配即可，因此 光驱外壳 选用 4 级精度。 2）壁厚和圆角 塑件壁厚力求各处均匀，以免产生不均匀收缩等成形缺陷。塑件转角处一般采用圆角 过渡，其半径为塑件壁厚的 1/3 以上，转角处的半径见附录零件工作图，即 03 号图纸。 3）加强肋 为了保证 光驱外壳 的强度和刚度而不使 光驱外壳 的壁厚过大，在 光驱外壳 的适当位置设置了加强肋。 4）孔 严格意义上讲塑件上的通孔和盲孔通常用单独型芯或分段型芯来成形，对于易弯曲变形的型芯，须附设支承住。但是本次设计中，考虑到生产成本的尽量缩小，该空孔的高度不高，以及我们需要的孔在工艺上要求不高，我们采用分型面直接成形法。 驱外壳 造型设计过程 在设计 光驱外壳 之前，首先看看 所需要设计的 光驱外壳 的具体形状，以便在接下来的设计中能快速、准确的设计出 光驱外壳 。需要设计的 光驱外壳 的具体形状如图所示： 中南大学机电学院 第 7 页 2017 3 章 注射机的选择 选注射机 a制品截面的面积为： S= =以制品的底板的体积估计为 V=S L=1=4（ 2 1）=2=选注射机的型号为： 125型号的螺杆式注射机！ 射机的有关工艺参数校核 a). 型腔数量的确定和校核 由于制品为小尺寸的塑件，为了不浪费材料为提高效率，选用一模二腔。 b)nm+n 型腔的数量为 2； 中南大学机电学院 第 8 页 2017m 单个塑件的质量或体积， g/ 浇注系统所需塑件质量或体积 g/k 注射机最大注射量的利用系数，一般为 注射机允许的最大注射量 g/系统凝料设为 左边 =2 边 =125=100 不等式成立！ 注射量的标准符合要求！ c)、锁模力的校核 p(1) 熔融塑件在分型面上的涨开力； 注射机 的额定锁模力； A 单个塑件在模具分型面上的投影面； P 成型压力 小一般为注射压力的 80%； 由于制品为 料， 左边 =125（ 2 82+2 82） =100480N=边 =900 不等式成立！ 锁模力符合要求！ d)由于注射机的额定注射压力为 120成型时所需的注射压力为100 注射压力符合要求！ e) 侧向抽芯所需的开模行程 推出距离 包括浇注系统在内的塑件高度 S=160计算 0m m =2=7+8=15c2 S 2+(510) 中南大学机电学院 第 9 页 2017 开模行程符合要求！ 具与注射机的安装部分相关尺寸的校核 一般情况下设计模具时应对应校核的部分 包括喷嘴尺寸、定位圈尺寸、模具的最大和最小厚度及模板上安装螺孔尺寸等。 第 4 章 成型零件与浇注系统的设计 、凸模成型零件的设计 设计中，利用 立好分型面后自动创建凹、凸模来设计凹凸成型模具。 1导入零件 2选择毛胚 3进行分型处理 设计塑料成型模具时，分型面的设计是一个重要的设计内容，分型面选择合中南大学机电学院 第 10 页 2017，模具结构简单，塑件容易成型，并且塑件质量高。如果分型面选择不合理，模具结构变得复杂，塑件成型困难，并且塑件质量差。 分型面的形状 主要有平面、斜面、阶 梯面、曲面等。 选择分型面的一般原则 如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则： 1)为了便于塑件起模，分型面一般使塑件在开模时留在下模或动模上，且分型面应选在塑件外形的最大轮廓处。 2)选择分型面时，应尽量只采用一个与开模方向垂直的分型面，并尽量避免侧向抽芯与 侧向分型。 3)对于有同轴度要求的塑件，模具设计时应将有同轴度要求的部分设计在同一模板内。 4)分型面的选择应有利于防止溢料。当塑件在分型面上的投影面积接近于注射机的最大面积时，就有可能产生溢料。 5)分型面的选择应有利于排气。为此，一般分型面应与熔体流动的末端重合。 对于高度较高的塑件，其外观无严格要求时，可将分型面选择在中间。此外，选择分型面是还应考虑到塑件的精度、塑件的外观质量要求、模具加工难易程度等因素。 （ 1） 抽取分型面作分型面。如下图 中南大学机电学院 第 11 页 2017 2）做型芯、型腔。如下图 （型芯） （型腔） （ 3）分布 中南大学机电学院 第 12 页 2017分布） （ 4）导入模架 注系统设计 注射模的普通浇注系统由主浇道、分浇道、浇口、冷料穴四部分组成。 主浇道：从注射机的喷嘴与模具接触的 部分到分浇道为止的一段流道。 中南大学机电学院 第 13 页 2017浇道：从主浇道的末端到浇口为止的一段流道。 浇口：从分流道的末端到模具型腔为止的一段狭窄的浇道。 冷料穴：一般设在主浇道的对面，有时也设在分浇道的末端。 浇道的设计 主浇道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流 动通道。主流道小端尺寸为直径为 5流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式，俗称浇口套，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。本设计中浇口套由于与定位圈有配合需求，而且注射机喷嘴球半径 12，遵循注射机球半径小于等于浇口套球半径的国标要求，浇口套的规格有 几种。由于注射机的喷嘴半径为 以为浇口套取 流道的形式见附录模具装配图，即 04 号图纸。 主流道浇口套固定配合见图 4示。 图 4 分浇道的设计 在多型腔或单型腔多浇口（塑件尺寸大）时应设置分流道，分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态，并在流动过程中压力损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。分流道的设计应尽量使比面积小，热量损失少，摩擦阻力小。常用分流道的截面形状及尺寸参见模具设计与制造简明手册表 2考虑分流道设计时，由于其水平高度 已经被主流道位置确定，因此，我们只要设计分流道的布置形式和截面形状即可。考虑中南大学机电学院 第 14 页 2017圆形截面的分流道在注射过程中对塑料流动的阻力最小，流动效率最高，因此我们选用圆形截面的分流道，直径为 3于我们所设计的模具是一腔四穴的形式，因此在主浇道分流后，设计了四根分浇道。这样设计的优点是塑料在填充过程中较均匀和平稳，避免出现冷隔现象，有利于保证成形零件的成形质量。 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度 不要求很低，一般取 m 左右既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。 口及冷料穴设计 1、浇口是分流道与型腔的连接通道，它是浇注系统中截面最小的部分。当熔融的塑料流通过浇口时，流速加快，同时，由于摩擦作用，塑料流的温度升高、粘度降低，流动性提高，有利于充满型腔。所以，浇口的表面粗糙度 不大于 口的大小对塑件是否成型和成型后的质量有很大的关系。浇口位置的选择有以下几个原则： 1）浇口设置在正对着型腔壁 或粗大型心的地方，使高速料流直接冲击在型腔壁或型心壁上，从而改变流向，降低流速，平稳的充满型腔，可避免溶体破裂现象，消除塑件明显的溶接痕。 2）浇口的位置应开设在塑件截面最厚处，以利于熔体填充材料。 3）浇口的位置应使熔体流程最短，流向变化最小，能量损失最小。 4）浇口的位置应有利于型腔内气体的排出。 5）避免塑件产生熔接痕。 6）防止料流将型心或嵌件挤压变形。 7）浇口位置应尽量避免由于高分子定向作用产生的不利影响，利用高分子定向作用产生的有利影响。 根据以上一些原则，本设计采用侧浇口（如图 4示）， 侧浇口又称边缘浇口，国外称之为标准浇口。侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体于型腔的侧面充模，其截面形状多为矩形狭缝，调整其截面的厚度和宽度可以调节熔体充模时的剪切速率及浇口封闭时间。这种浇口加工容易，修整方便，并且可以根据塑件的形状特征灵活地选择进料位置，因此它是广泛使用的一种浇口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且对各种塑料的成型适应性均较强；但有浇口痕迹存在，会形成熔接痕、缩孔、气孔等塑件缺陷，且注射压力损失大，对深型腔塑件排气不便。浇口的各类形式和尺寸参见模具设计与制造简明手册中表中南大学机电学院 第 15 页 20172 2、冷料穴 在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主浇道入口这一小段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约 10 25深度有个温度逐渐升高的区域，这时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳，如果这里温度相对较低的冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这一现象的影响，用一个井穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴。 冷料穴的形状见模具设计与制造简明 手册中表 2料穴一般开设在主流道对面的动模板上（也即塑料流动的转向处），其标称直径与主流道大端直径相同或略大一些，深度约为直径的 1 ，最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积，冷料穴有六种形式，常用的是端部为 Z 字形和拉料杆的形式，具体要根据塑料性能合理选用。考虑到后面采用 Z 形拉料秆，冷料穴选取相应形式，这种冷料穴常用于热塑性塑料注射模。冷料穴的形状和尺寸参见附录凸模工作图，即 02 号图纸。 模和开模 当型心、型腔和浇注系统都生成后，模具内部就形成了一个完整的流料通道，能 够沿着这个通道将浇注系统和型腔充满，形成一个独立的模具元件，这个过程我们称只为铸模。铸模完成后生成的铸模零件如图所示： 为了能够看清模具内部结构，并检查开模时的干涉情况， 提供了开模中南大学机电学院 第 16 页 2017能。图为模具开模后的情况： 4. 3 冷却系统设计 、凸模冷却系统设计 设置冷却装置的目的，主要是防止塑件在脱模时发生变形，缩短成形周期及提高塑件质量。凹模的冷却系统采用开设冷却水孔的方式，冷却水孔的开设原则如下： 冷却水孔的数量应尽可能多，直径尽量大。 各冷却水孔至型腔表面的距离应相等，一般保 持在 15 20离太近则冷却不易均匀，太远则效率低。水孔直径一般取 812距最好为水孔直径的 5 倍。 水孔通过镶块时，防止镶套管等漏水。 冷却管路一般不宜设在型腔内塑料熔接的地方，以免影响塑件强度。 水管接头（冷却水嘴）应设在不影响操作的一侧。 凹模上的冷却水孔采用直流式，其中深孔为工艺孔，空口处用螺纹密封，浅孔通过水嘴与水管相连，冷却冷却水孔的直径为 8却水孔的布置形式如图 所示 。 中南大学机电学院 第 17 页 2017 4 5 章 模具零件设计 出系统设计 确定推出系统形式 ，是确定模架选择的基础。在此，我们只介绍推杆推出和推件板推出两种机构，其他推出机构的结构型式参见模具设计与制造简明手册中第二章第六节的内容。 1推杆推出 推杆推出是一种最简单常用的推出形式。推出元件制造简便，更换容易，滑动阻力小，推出效果好，其结构型式见模具设计与制造简明手册表 2 推杆设计要点如下： 推杆应设在塑件能承力较大的部位，尽量使推出的塑件受力均匀，但不宜与型芯或镶件距离过近，以免影响凸、凹模强度。 推杆直径不宜过细，要有足够的强度承受推力，一般取 2 3下的推杆宜用阶梯式，即推杆下部增粗。 推杆装配后不应有轴向窜动，杆固定方式见模具设计与制造简明手册图 2 塑件浇口处尽量不设推杆，以防该处内应力大而碎裂。 中南大学机电学院 第 18 页 2017 推杆的布置应避开冷却水道和侧抽芯，以免推杆和抽芯机构发生干扰。如果无法避开侧抽芯，则应设置先复位机构 。 推杆和模体的配合间隙不大于所用塑料的溢边值，常用塑料的溢边值见模具设计与制造简明手册表 2溢边值为 2推件板推出 推件板 推出面积大，推力均匀，模具不必设复位秆。但型芯周边形状复杂时，推件板的型孔加工较困难。常用于推出深腔、薄壁和不允许有推杆痕迹的塑件，其结构型式见模具设计与制造简明手册表 2 推件板设计要点如下： 推件板须淬硬，在推出过程中不得脱开导柱。 推件板与其他零件的配合一般采用 H7/ 采用有配合斜度的推件板，其配合间隙须小于塑料溢边值。 基于以上原因，在这个设计中，采用推杆推出的推出机构。推件板的结构型式和尺寸见附录模具装配图，即 04号图纸。推杆形状如图所示 ： 定模架 1模架组合 形式 注射模模架的组成零件及名称见模具设计与制造简明手册图 2射模中小型模架的组合型式见模具设计与制造简明手册表 2们选择 定模和动模均由两块模板组成。 推杆推出塑件 。 2模架组合尺寸 中南大学机电学院 第 19 页 2017射模中小型模架组合尺寸见模具设计与制造简明手册表 2据成型零件大小，我们选择 250 250 的 模架，其具体尺寸见表 5 表 5 L t lM 模座板 定模板 250 194 210 128 234 25 40 动模板 支 承板 垫块 动模座板 导柱直径 复位杆直径 40 40 63 25 16 8 架各装配零件设计 向零件设计 注射模导柱标准尺寸见模具设计与制造简明手册表 2 2射模导套尺寸见模具设计与制造简明手册表 2 2 1导柱设计 在这个设计中，我们选用带头导柱，其尺寸如表 5示， 表 5-2 d(d1(0 0 0 基本尺寸 极限尺寸 基本尺寸 极限尺寸 16 6 +0 6 112 外形见图。 中南大学机电学院 第 20 页 2017导套设计 本设计导套选用带头导套。带头导套的尺寸见表 5形见图 5 表 5-3 d(d1(d2(基本尺寸 极限尺寸 基本尺寸 极限尺寸 基本尺寸 极限尺寸 16 + 24 +4 d 0 10.0s R L 28 16 6 1 80 注系统零件设计 1 浇口套设计 注射模浇口套的推荐尺寸见模具设计与制造简明手册表 2们选用注射模型浇口套。其尺寸见表 5形见图。 表 5-4 d(d2(d3 h R 基本尺寸 极限尺寸 基本尺寸 极限尺寸 20 +0 8 3 15 5 50 中南大学机电学院 第 21 页 2017拉料杆 拉料杆的推荐尺寸见模具设计与制造简明手册表 2们选用型拉料杆，其尺寸见表 5形见图。 表 5-5 d(d1(D R L 基本尺寸 极限尺寸 基本尺寸 极限尺寸 6 0 +0 20 中南大学机电学院 第 22 页 2017 推出机构零件 1 复位杆 复位杆的推荐尺寸见模具设计与制造简明手册表 2们选用的推件板推杆的外形见图， 尺寸见表 5 表 5-6 d（ D H L 基本尺寸 极限尺寸 4 4 5 123 位圈 1定位圈 、型定位圈推荐尺寸见模具设计与制造简明手册表 2型定位圈推荐尺寸见模具设计与制造简明手册表 2们选用型定位圈，其外形见图，尺寸见表 5 表 5-7 d d1 d2 d3 h c H 基本尺寸 极限尺寸 基本尺寸 极限尺寸 中南大学机电学院 第 23 页 20175 0 + 40 7 11 12 他零件 1水嘴 水嘴的推荐尺寸见模具设计与制造简明手册表 2们选用的水嘴的外形见图，尺寸见表 5 表 5压胶管直径 D D1 d2 B （ L 16 14 17 22 20 20 40 1、 密封隔板 密封隔板为自制件，如图所示。 中南大学机电学院 第 24 页 2017造密封隔板的目的有两方面，一方面是为了使冷却系统正常工作，把深孔密封起来，防止水从冷却管路中泄露出来；另一方面是为了控制水的流动路线，起到良好的 冷却效果，当水流动是遇到密封隔板时，水流改变流向，饶过隔板，继续向前流动，这个过程能够控制水流流到凸模难以冷却到的地方，从而达到冷却的目的。 至此完成模架装配体中需要的零件模型。 总体图如下 中南大学机电学院 第 25 页 2017 6 章 模具的装配和调试 具的装配 模具的装配过程相对要简单一些，主要工作就是给每个零件添加约束关系。装配过程主要还是围绕凹模和凸模来进行的，将以上设计的模架零件和模具零件添加一定的约束。 为了能够更加清楚的看清楚各个零件及零件与零件之间的装配关系，特制作了爆炸图，如图所示： 中南大学机电学院 第 26 页 2017 具的调试 试模中所获得的样件是对模具整体质量的一个全面反映。以检验样件来修正和验收模具，是塑料模具这种特殊产品的特殊性。 首先，在初次试模中我们最常遇到的问题是根本得不到完整的样件。常因一般塑件被粘附于模腔内，或型芯上，甚至因流道粘着制品被损坏。这是试模首先应当解决的问题。原因分析： 1粘着模腔 制品粘着在模腔上，是指塑件在模具开启后，与设计意图相反，离开型芯一侧，滞留于模腔内，致使脱模机构失效，制品无法取出的一种反常现象。其主要原因是： （ 1） 注射压力过高，或者注射保压压力过高。 （ 2） 注射保压和注 射高压时间过长，造成过量充模。 （ 3） 冷却时间过短，物料未能固化。 （ 4） 模芯温度高于模腔温度，造成反向收缩。 （ 5） 型腔内壁残留凹槽，或分型面边缘受过损伤性冲击，增加了脱模阻力。 2粘着模芯 （ 1） 注射压力和保压压力过高或时间过长而造成过量充模，尤其成型芯上有加强筋槽的制品，情况更为明显。 （ 2） 冷却时间过长，制件在模芯上收缩量过大。 （ 3） 模腔温度过高，使制件在设定温度内不能充分固化。 （ 4） 机筒与喷嘴温度过高，不利于在设定时间内完成固化。 （ 5） 可能存在不利于脱模方向的凹槽或抛光痕迹 需要改进。 3粘着主流道 （ 1） 闭模时间太短，使主流道物料来不及充分收缩。 （ 2） 料道径向尺寸相对制品壁厚过大，冷却时间内无法完成料道物料的固化。 （ 3） 主流道衬套区域温度过高，无冷却控制，不允许物料充分收缩。 （ 4） 主流道衬套内孔尺寸不当，未达到比喷嘴孔大 1 。 （ 5） 主流道拉料杆不能正常工作。 一旦发生上述情况，首先要设法将制品取出模腔（芯），不惜破坏制件，保护模具成型部位不受损伤。仔细查找不合理粘模发生的原因，一方面要对注射工艺进行合理调整；另一方面要对模具成型部位进行现场修正， 直到认为达到要求，中南大学机电学院 第 27 页 2017可进行二次注射。 4成型缺陷 当注射成型得到了近乎完整的制件时，制件本身必然存在各种各样的缺陷，这种缺陷的形成原因是错综复杂的，一般很难一目了然，要综合分析，找出其主要原因来着手修正，逐个排出，逐步改进，方可得到理想的样件。下面就对度模中常见的成型制品主要缺陷及其改进的措施进行分析。 （ 1） 注射填充不足 所谓填充不足是指在足够大的压力、足够多的料量条件下注射不满型腔而得不到完整的制件。这种现象极为常见。其主要原因有： a. 熔料流动阻力过大 这主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理 。流道截面形状、尺寸不利于熔料流动。尽量采用整圆形、梯形等相似的形状，避免采用半圆形、球缺形料道。熔料前锋冷凝所致。塑料流动性能不佳。制品壁厚过薄。 b. 型腔排气不良 这是极易被忽视的现象，但以是一个十分重要的问题。模具加工精度超高，排气显得越为重要。尤其在模腔的转角处、深凹处等，必须合理地安排顶杆、镶块，利用缝隙充分排气，否则不仅充模困难，而且易产生烧焦现象。 c. 锁模力不足 因注射时动模稍后退，制品产生飞边，壁厚加大，使制件料量增加而引起的缺料。应调大锁模力，保证正常制件料量。 （ 2） 溢边（毛刺、 飞边、批锋） 与第一项相反，物料不仅充满型腔，而且出现毛刺，尤其是在分型面处毛刺更大，甚至在型腔镶块缝隙处也有毛刺存在，其主要原因有： a. 注射过量 b. 锁模力不足 c. 流动性过好 d. 模具局部配合不佳 e. 模板翘曲变形 （ 3） 制件尺寸不准确 初次试模时，经常出现制件尺寸与设计要求尺寸相差较大。这时不要轻易修改型腔，应行从注射工艺上找原因。 a. 尺寸变大 注射压力过高，保压时间过长，此条件下产生了过量充模，收缩率趋向小值，使制件的实际尺寸偏大；模温较低，事实上使熔料在较低温度的情况下成型，收缩 率趋于小值。这时要继续注射，提高模具温度、降低注射压力，缩短保压时间，中南大学机电学院 第 28 页 2017件尺寸可得到改善。 b. 尺寸变小 注射压力偏低、保压时间不足，制在冷却后收缩率偏大，使制件尺寸变小；模温过高，制件从模腔取出时，体积收缩量大，尺寸偏小。此时调整工艺条件即可。通过调整工艺条件，通常只能在极小范围内使尺寸京华，可以改变制件相互配合的松紧程度，但难以改变公称尺寸。 对以上出现的缺陷调试时，尽可能先采用改变成形工艺条件，后采用修正模具来消除成形缺陷。以下的内容均从这两个方面来讨论。 热塑性塑料注射成形件的常见缺陷及消除措施如 下。 1. 缺料（注射量不足） 消除措施如下： 工艺条件：增大注射压力；延长成形周期；延长保压时间；调整材料供给；提高熔料温度；提高模具温度；供给干燥过的熔料。 模具条件：加大主流道、分流道和浇口；减小浇口区面积；加大喷嘴；增加排气槽；改变浇口位置。 2. 气孔 消除措施如下： 工艺条件：增大注射压力；延长成形周期；调整材料供给；降低熔料温度；降低模具温度。 模具条件：加大主流道、分流道和浇口；改变冷却水道位置；改变浇口位置。 3. 溢料飞边 消除措施如下： 工艺条件：减小注射压力；缩短保压时间；降低熔料温度；增大合模压力。 模具条件：矫正修理分型面。 4. 着色不均匀 消除措施如下： 工艺条件：缩短保压时间；降低熔料温度；提高模具温度；供给干燥过的物料；物料不得带有杂质、灰尘。 模具条件：加大主流道、分流道和浇口；减小浇口区面积。 5. 翘曲变形 消除措施如下： 工艺条件：增大注射压力；延长成形周期；延长保压时间；降低熔料温度；降低模具温度；使用矫正框架。 模具条件：加大喷嘴；改变冷却水道位置。 6. 波状痕迹 中南大学机电学院 第 29 页 2017除措施如下： 工艺条件：增大注射压力；延长成形周期；延长保压时间；调整原料供给；降低熔料温度；降低模具温度。 模具条件：加大 喷嘴；改变冷却水道位置。 7. 尺寸不
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