5号电池充电器模具毕业设计 毕业论文

第 1 页 共 26 页 目 录 前言 摘要 第一章 概论………………………………………………….. 5 第二章 设计任务…………………………………………..6 第三章 产品零件的工艺分析 ………………………………..6 第一节 塑件分析…………………………………………………..6 第二节 塑件的成型特性…………………………………….7 第三节 工艺参数…………………………………………….8 第四节 塑件的工艺要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..9 第四章 设备的选择……………………………………………..10 第五章 浇注系统的设计………………………………………..11 第一节 主流道的设计………………………………………….11 第二节 分流道的设计…………………………………………..12 第三节 冷料穴的设计…………………………………………..13 第四节 浇口的形状……………………………………………..13 第六章 成型零部件的设计与计算………………………………14 第一节 凹模的设计与计算………………………………………14 第二节 凸模的设计与计算………………………………………16 第三节 模具的装配工艺及零件工艺………………………..................19 第 2 页 共 26 页 第七章 脱模机构的设计………………………………………….21 第一节 脱模机构的设计…………………………………………21 第二节 脱模机构的计算…………………………………………21 第八章 合模导向及抽芯的设计………………………………….22 第九章 温度调节系统的设计……………………………………26 设计小结 致谢 参考资料 第 3 页 共 26 页 前 言 为 了 能 够 很 好 地 了 解 本 次 毕 业 设 计 的 设 计 过 程 ， 根 据 几 年 来 的 学 习 ，编 写 了《 模 具 设 计 说 明 书 》。以 满 足 老 师 在 评 审 的 过 程 中 能 够 更 好 地 指 导 、 评 阅 。 本 说 明 书 主 要 介 绍 了 模 具 设 计 的 一 般 方 法 、 步 骤 、 模 具 设 计 的 中 常 用 的 公 式 与 数 据 、 模 具 结 构 及 零 部 件 等 重 要 内 容 。 在 塑 件 原 材 料 转 变 为 塑 料 制 件 过 程 中 ， 塑 件 原 材 料 的 选 用 、 成 型 设 备 的 选 择 、 成 型 模 具 的 设 计 与 成 型 工 艺 的 的 制 定 是 塑 件 生 产 的 四 大 环 节 。 而 主 要 环 节 集 中 在 成 型 工 艺 的 制 定 和 塑 料 模 具 的 设 计 这 两 个 方 面 。 在 编 写 说 明 书 过 程 中 ， 我 参 考 了 《 塑 料 模 成 型 工 艺 与 模 具 设 计 》、《 实 用 注 塑 模 设 计 手 册 》 和 《 模 具 制 造 工 艺 》 等 有 关 教 材 。 引 用 了 有 关 手 册 的 公 式 及 图 ， 并 得 到 了 老 师 同 学 的 帮 助 。 但 由 于 本 人 水 平 的 有 限 ， 本 说 明 书 存 在 一 些 缺 点 和 错 误 ， 希 望 老 师 多 加 指 正 ， 以 达 到 本 次 设 计 的 目 的 。 第 4 页 共 26 页 摘 要 本次毕业设计的题目是：5 号电池充电器外壳的塑件注射模。本次设 计主要是通过对塑件的形状、尺寸及其精度的要求来进行注射成型工艺的 可行性分析。塑件的成型工艺性主要包括塑件的壁厚，斜度和圆角以及是 否有抽芯机构。通过以上的分析来确定模具分型面、型腔数目、浇口形式、 位置大小；其中最重要的是确定型芯和型腔的结构，例如是采用整体式还 是镶拼式，以及它们的定位和固紧方式。此外还分析了模具受力，脱模机 构的设计，合模导向机构的设计，冷却系统的设计等。最后绘制完整的模 具装配总图和主要的模具零件土及编制成型零部件的制造加工工艺过程 卡片。 关键词：分型面、浇口、型腔，型芯，镶块，脱摸力。 Abstract This graduate that design is:The piece that shout the on board cap injects the mold.This design primarily passeses to piece viability assessment for request for of shape, size and its accuracy coming proceeding injecting type craft.the piece the wall for of type craft primarily including the piece is thick, slope and circle angle and whether to have core-pulling or not mechanism.Pass the above analysis to come the certain molding tool cent the type the surface, type the number, gate the form, place the size;The among them and most important is a certain type core and the construction of the type , for example adopt the whole the type of type still , and their fixed position and tight way of .In addition and still analyzed the molding tool to suffer force, mold that design that the design of the pattern draw mechanism, match the design etc. to lead to the mechanism, cooling system.Finally draw the production that complete molding tool assemble the general drawing sum the soil and establishment of prinipal molding tool parts type zero the parts process the craft process the card. Key words: parting line,the gate, slide block, heel block, 第 5 页 共 26 页 core-pulling, core-pulling distance, gate. 第一章 概 论 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。 在 本 次 设 计 中 ， 采 用 中 小 型 标 准 注 模 架 ， 标 准 件 标 准 导 向 元 件 ， 标 准 模 板 等。 二、 模具加工技术的革新。 三、 各种新材料的研制和应用。 四、 CAD/CAM/CAE 技术的应用。 塑 料 成 型 加 工 技 术 发 展 很 快 ， 塑 料 模 具 的 各 种 结 构 也 在 不 断 创 新 ， 所 以 我 们 在 学 习 模 具 设 计 与 成 型 工 艺 的 同 时 还 要 了 解 塑 料 模 具 的 新 技 术 、 新 工 艺 、 新 材 料 的 发 展 状 态 。 学 习 和 掌 握 新 知 识 ， 为 振 兴 我 国 的 塑 料 成 型 加 工 技 术 做 出 贡 献 。 第 6 页 共 26 页 第二章 设计任务书 一 设计题目 本 次 设 计 的 题 目 是 5 号 电 池 充 电 器 外 壳 的 注 射 模 设 计 。 二 设计任务书 1． 一 套 产 品 零 件 图 ； 2． 模 具 总 装 配 图 一 张 （ A 1 图 纸 ）； 3． 所 有 非 标 准 件 图 纸 ； 4． 模 具 主 要 成 型 零 件 的 加 工 工 艺 （ 凹 模 、 凸 模 、 型 芯 ）； 5． 说 明 书 一 份 。 说 明 ： 所 有 图 纸 和 说 明 书 一 律 用 计 算 机 打 印 ， 严 格 按 照 要 求 完 成 设 计 。 第三章 产品零件的工艺分析 第一节 塑件分析 初 步 了 解 毕 业 设 计 的 内 容—— 5 号电池充电器外 壳 。 分 析 零 件 的 产 品 图 ， 研 究 其 尺 寸 、 公 差 、 技 术 要 求 等 。 初 步 拟 订 设 计 方 案 。 此 产 品 是 充 电 器 外 壳 ， 所 以 在 第 7 页 共 26 页 设 计 时 要 注 意 其 表 面 的 粗 糙 度 ， 要 使 表 面 光 滑 ， 达 到 效 果 。 零 件 采 用 三 向 侧 抽 芯 成 型 。 塑 件 的 尺 寸 精 度 要 求 一 般 。 由 于 塑 件 表 面 光 滑 度 较 高 ,因 此 塑 件 采 用 潜 伏 浇 口 。 此 塑 件 的 零 件 图 如 下 图 （ 1— 1） 图 （１——１） 第二节 塑件的成型特性 第 8 页 共 26 页 一 对 零 件 的 分 析 得 塑 件 材 料 取 A B S（ 丙 烯 腈 -丁 二 - 苯 乙 烯 共 聚 物 ）。 二 Ａ Ｂ Ｓ 的 基 本 特 性 １ A B S 良 好 的 综 合 力 学 性 能 ， 耐 化 学 腐 蚀 性 及 表 面 硬 度 、 韧 性 强 ， 有 良 好 的 加 工 性 和 染 色 性 能 。 ２ A B S 无 毒 、 无 味 、 呈 微 黄 色 ， 成 型 的 塑 件 有 较 好 的 光 泽 ； 有 极 好 的 抗 冲 击 强 度 ， 且 在 低 温 的 情 况 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 气 性 能 。ABS 有 一 定 的 硬 度 和 尺 寸 稳 定 性 ， 易 于 成 型 加 工 。 ３ 其 缺 点 是 耐 热 性 不 高 ， 连 续 工 作 温 度 为 70℃ 左 右 ， 热 变 形 温 度 约 为 93℃ 左 右 。 耐 气 候 性 差 ， 在 紫 外 线 作 用 下 易 变 硬 发 脆 。 ４ A B S 在 升 温 是 粘 度 增 高 ， 所 以 成 型 压 力 较 高 ， 塑 料 上 的 脱 模 斜 度 宜 稍 大 ；ABS 易 吸 水 ，成 型 加 工 前 应 进 行 干 燥 处 理 ； 易 产 生 熔 接 痕 ， 模 具 设 计 是 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 、 熔 料 温 度 及 收 缩 率 影 响 极 小 。 要 求 塑 件 精 度 高 时 ， 模 具 温 度 可 控 制 在 50～ 60℃ ， 要 求 塑 件 光 泽 和 耐 热 时 ， 应 控 制 在 60～ 80℃ 。 第三节 工艺参数 ABS 的工艺参数如下表： 第 9 页 共 26 页 塑料性能 ABS（苯乙烯共聚） 塑料性能 ABS（苯乙 烯共聚） 屈服强度 /Mpa 50 玻璃化温度 /℃ 拉伸强度 /Mpa 38 熔点（粘流温度） /℃ 130～160 断裂伸长率 /% 35 90～108 拉伸弹性模量 /Gpa 1.8 热变形温度 /℃ 45 N/cm 108 N/cm 83～103 弯曲强度 /Mpa 80 线膨胀系数/（10¯5/℃） 7.0 弯曲弹性模量 /Gpa 1.4 比热容 /[J/(kg·K)] 1470 261 热导率 /[W/(m·K)] 0.263 简支架冲击 强度/（kJ/m²） 无缺口 缺口 11 燃烧性 /(cm/min) 慢 布氏硬度 HBS 9.7 R121 体积电阻/Ω·cm 6.9×10 密度 /（g/cm³） 1.02～1.16 击穿电压/(Kv/mm) 比体积 /(cm²/g) 1.02～1.16 成型收缩率/% 0.4～0.7 拉伸模量 E/×10³ 1.91～ 1.98 吸水性 /% （24h） 长时间 0.2～0.4 泊松比 µ 0.38 透明度或透光率 不透明 与钢的摩擦因子 f 0.20～0.25 注意：ABS 为无定性料，流动性中等，吸湿性大，加工前必须充分干 燥。 第四节 塑件的工艺要求 此 塑 件 是 5 号 电 池 充 电 器 外 壳 ，顾 名 思 义 对 其 表 面 光 滑 度 要 求 较 高 。 设 计 出 的 产 品 不 能 采 用 中 心 浇 口 ， 表 面 凹 凸 不 平 等 缺 陷 。 塑 件 的 尺 寸 精 度 由 零 件 图 得 到 。 它 是 指 所 获 得 的 塑 件 尺 寸 与 产 品 图 中 尺 寸 的 符 合 程 度 。 所 以 在 设 计 时 应 注 意 模 具 的 制 造 精 度 和 模 具 的 磨 损 程 度 。 塑 件 收 缩 率 的 波 动 以 及 成 型 时 工 艺 条 件 的 变 化 ， 模 具 结 构 形 状 等 。 零 件 图 中 的 配 合 螺 纹 柱 Φ ５ 0 + 0 . 1 4， 长 短 柱 长 度 方 向 尺 寸 为 50±0.20 ， 27±0.1 6 分 别 属 于 四 级 精 度 、 三 级 精 度 、 三 级 精 度 。 在 图 中 未 注 公 差 的 尺 寸 按 公 差 等 级 IT5 计 算 。塑 件 表 面 粗 糙 度 要 求 为 Ra1 . 6 u m。塑 件 内 外 表 面 应 有 利 于 成 型 。 此 塑 件 表 面 有 三 个 内 孔 。 所 以 采 用 定 模 三 向 抽 芯 ， 为 了 便 塑 件 型 腔 中 脱 出 ， 抽 出 型 芯 ， 使 塑 件 内 外 表 面 脱 模 方 向 留 有 3 0 和 5 0 的 脱 模 斜 度 。 批注 [u1]: 第 10 页 共 26 页 第四章 设备的选择 一、此塑件采用卧式 ZY—60/450 型号注射机，其主要的技术规 格如下表： 项目 ZY-60/450 （卧式） 项目 ZY-60/450 （卧式） 理论注射量 /cm³ 105 模板行程/mm 220 螺杆（柱塞）直径/mm Φ35 最大模具厚度/mm 300 注射压力 /MPa 170 最小模具厚度/mm 100 锁模力 /kN 900 喷嘴球半径/mm 10 拉杆内间距 /mm 280x250 喷嘴口半径/mm φ2.5 顶出两侧孔径/mm Φ22 定位孔直径/mm Φ55 二、注射机的参数校核： 1、注射量校核： 为 了 保 证 制 品 质 量 ， 又 能 充 分 发 挥 设 备 能 力 ， 注 射 机 的 最 大 注 射 量 是 额 定 注 射 量 的 80％ 。 即 下 式 ： m 件 ≤ 0.8 m 注 式 中 ： ｍ 件 — — 塑 件 与 浇 注 系 统 的 重 量 (g) ｍ 件 — — 注 射 机 的 额 定 注 射 量 (g) ｍ 件 =ｖ 件 ρ = 2 1 6 2 5 . 3×1. 0 1×10 - 3 = 2 1 . 8 4ｇ 经 计 算 ｍ 件 ≤ 0.8ｍ 注 。 所 以 选 择 合 理 。 2、 注 射 压 力 的 校 核 ： 注 射 机 的 注 射 压 力 必 须 大 于 成 型 制 品 所 需 的 注 射 压 力 。 注 射 压 力 取 决 于 注 射 机 类 型 、 喷 嘴 形 式 、 塑 料 流 动 性 和 型 腔 的 流 动 阻 力 等 因 素 。ABS 的 流 动 性 比 较 差 ，所 以 应 取 大 一 些 注 射 压 力 ， 所 需 注 射 压 力 取 120 M p a 3、 锁 模 力 校 核 ： F 锁 ＞ Ｐ 腔 ×Ａ /100 0 第 11 页 共 26 页 4、 模 具 安 装 尺 寸 校 核 ： （ 1） 喷 嘴 尺 寸 注 射 模 主 流 道 衬 套 始 端 凹 坑 的 球 面 半 径 Ｒ 尺 寸 应 大 于 注 塑 喷 嘴 球 半 径 r，以 保 证 同 心 和 紧 密 接 触 ， 通 常 Ｒ =r+（ 0. 5 - 1） =1 1 m m。 主 流 道 孔 小 端 直 径 Ｄ 应 大 于 注 塑 机 喷 嘴 直 径 ｄ ，通 常 取 Ｄ =ｄ +（ 0.5— 1） mm = 3 m m . 二 模具外形尺寸 （1）模 具 长 宽 尺 寸 应 与 注 射 机 的 拉 杆 间 距 相 适 应 ，以 保 证 能 从 一 个 方 向 穿 过 拉 杆 间 的 空 间 安 装 在 注 射 机 上 。 （ 2） 模 具 厚 度 注 射 模 的 厚 度 必 须 在 所 选 注 塑 机 的 最 大 模 厚 到 最 小 模 厚 之 间 ，所 以 取 模 具 厚 度 为 228 m m， 采 用 标 准 模 架 Ａ 2 型 ， 即 长 ×宽 为 250×200。 （ 3） 开 模 行 程 的 校 核 开 模 取 出 塑 件 所 需 的 开 模 距 离 必 须 小 于 注 塑 机 的 最 大 开 模 行 程 。 此 塑 件 采 用 单 分 型 面 注 射 模 ， 所 以 开 模 行 程 按 下 式 校 核 ， 如 下 图 （ 4— 4 所 示 。 S≥ H 1 + H 2 + H 3 + ( 5— 10 ) 式 中 Ｓ — 注 塑 机 的 最 大 开 模 行 程 （ mm） H 1— 塑 件 脱 出 距 离 （ mm） H 2— 包 括 流 道 凝 料 在 内 的 塑 件 高 度 （ mm） H 3— 侧 抽 芯 距 离 （ mm） Ｓ ≥ 26+ 2 6 + 6 + 8 = 6 6 ( m m ) ∴ 取 Ｓ =70 ( m m ) 第五章 浇注系统的设计 第 12 页 共 26 页 第一节 主 流道的设计 一 喷嘴形状 主 流 道 是 连 接 注 射 机 的 喷 嘴 与 分 流 道 通 道 断 面 为 圆 形 ， 且 带 有 一 定 的 锥 度 ， 如 图 所 示 。 1— 浇 口 套 2— 机 床 喷 嘴 二 在 设 计 主 流 道 时 有 如 下 要 点 ： 1、 为 便 于 从 主 流 道 中 拉 出 浇 注 系 统 的 凝 料 及 考 虑 塑 料 熔 体 的 膨 胀 ，将 主 流 道 设 计 成 圆 锥 形 ，其 锥 角 α =3 0， 内 壁 粗 糙 度 为 Ra0 . 6 3 u m . 2、 主 流 道 大 端 呈 圆 角 ， 其 半 径 取 r=2 m m， 以 减 少 料 流 转 向 过 度 时 的 阻 力 。 3、 在 保 证 塑 件 成 型 良 好 的 情 况 下 ， 主 流 道 的 长 度 Ｌ 尽 量 短 ， 取 Ｌ =25 m m 4、 为 了 使 熔 融 塑 料 从 喷 嘴 完 全 进 入 主 流 道 而 不 溢 出 ， 应 使 主 流 道 与 注 射 机 的 喷 嘴 紧 密 对 接 ， 主 流 道 对 接 处 设 计 成 半 球 形 凹 坑 ，其 半 径 Ｒ 2=Ｒ 1 +（ 1— 2） mm = 1 1 m m , 流 道 直 径 D=d + ( 0 . 5— 1) m m = 4 . 5 m m .凹 坑 深 度 取 3.5 m m 第二节 分流道的设计 第 13 页 共 26 页 分 流 道 是 主 流 道 与 浇 口 之 间 的 通 道 ，一 般 设 计 在 分 型 面 上 ， 起 分 流 和 转 向 作 用 。 分 流 道 的 长 度 和 断 面 尺 寸 ： 分 流 道 的 长 度 取 决 于 模 具 型 腔 的 总 体 布 置 方 案 和 浇 口 位 置 。 从 输 送 熔 体 时 减 少 压 力 和 热 量 损 失 及 减 少 浇 道 凝 料 的 要 求 出 发 ， 取 分 流 道 长 度 l=21 m m . 分 流 道 断 面 尺 寸 应 根 据 塑 件 的 成 型 体 积 、塑 件 壁 厚 、 塑 件 形 状 、 所 用 塑 料 的 工 艺 性 能 、 注 射 速 率 和 分 流 道 的 长 度 等 因 素 来 决 定 。 所 以 取 断 面 直 径 Ｄ =5.5 m m 1 分 流 道 断 面 形 状 ： 常 用 的 分 流 道 截 面 形 状 有 圆 形 、 矩 形 、 梯 形 、 Ｖ 字 形 和 六 角 形 等 ， 当 分 型 面 为 平 面 时 ， 采 用 圆 形 。 2 分 流 道 的 布 置 ： 分 流 道 的 布 置 取 决 于 型 腔 的 布 局 ，两 者 相 互 影 响 ， 分 流 道 的 布 置 形 式 分 为 平 衡 式 和 非 平 衡 式 两 种 ， 这 里 采 用 平 衡 式 布 置 分 流 道 。 如 上 图 。 第三节 冷 料穴的设计 冷 料 穴 一 般 位 于 主 流 道 对 面 的 动 模 板 上 ， 或 处 于 分 流 道 的 末 端 。其 作 用 是 存 放 料 流 前 端 的“ 冷 料 ”，防 止 冷 料 进 入 型 腔 而 形 成 冷 接 缝 。 开 模 时 又 能 将 主 流 道 中 的 凝 料 拉 出 。 采 用 与 推 杆 匹 配 的 冷 料 穴 。 冷 料 穴 的 形 状 为 Ｚ 字 形 ， 其 结 构 如 右 图 。 第 四节 浇 口的形状 浇 口 是 连 接 分 流 道 与 型 腔 的 一 段 细 短 通 道 ， 它 是 下 图 。 第 14 页 共 26 页 浇 注 系 统 的 关 键 部 分 ， 浇 口 形 状 、 数 量 、 尺 寸 和 位 置 对 塑 件 的 质 量 影 响 很 大 。 浇 口 主 要 有 两 个 作 用 ： 一 是 塑 料 熔 体 流 径 的 通 道 ； 二 是 浇 口 的 适 时 凝 固 可 控 制 保 压 时 间 。 所 以 成 型 此 塑 件 时 采 用 潜 伏 浇 口 。 潜 伏 浇 口 一 般 开 设 在 推 杆 上 ，从 塑 件 的 内 侧 面 进 料 。 侧 浇 口 是 典 型 的 圆 形 截 面 浇 口 ， 能 方 便 地 调 整 充 模 时 的 剪 切 速 度 和 浇 口 封 闭 时 间 。 潜 伏 浇 口 的 特 点 是 浇 口 截 面 形 较 复 杂 ； 加 工 方 便 ； 能 对 浇 口 尺 寸 进 行 精 密 加 工 ； 浇 口 位 置 选 择 比 较 灵 活 ； 以 便 改 善 充 模 状 况 ； 去 除 浇 口 方 便 ， 表 面 无 痕 迹 。 第六章 成型零部件的设计与计算 成 型 零 件 工 作 尺 寸 是 指 成 型 零 件 上 直 接 用 来 构 成 塑 件 的 尺 寸 ，主 要 有 型 腔 和 型 芯 的 径 向 尺 寸 (包 括 矩 形 和 异 形 零 件 的 长 和 宽 )， 型 腔 的 深 度 尺 寸 和 型 芯 的 高 度 尺 寸 ， 型 芯 和 型 芯 之 间 的 位 置 尺 寸 等 ＋ 任 何 塑 料 之 间 都 有 一 定 的 几 何 形 状 和 尺 寸 的 要 求 ， 如 在 使 用 中 有 配 合 要 求 的 尺 寸 ， 则 精 度 要 求 较 高 。 在 模 具 设 计 时 ， 应 根 据 塑 件 的 尺 寸 精 度 等 级 确 定 模 具 成 型 零 件 的 工 作 尺 寸 及 精 度 等 级 。 第一节 凹模的设计与计算 一 型腔的径向尺寸和深度尺寸 (一)、型腔径向尺寸的计算： LＭ+δz =[（1+Scp）LS-3/4Δ]+δz LＭ————凹模径向尺寸（mm） LS————塑件径向公称尺寸（mm） Scp————塑料的平均收缩率（％） 第 15 页 共 26 页 Δ—————塑件公差值（mm） δz ————凹模制造公差（mm） 查 1 表 得 ： ABS 的 收 缩 率 为 0.4～ 0.7％ 。 则塑料的平均收缩率 Scp =0.5% 由：LS1=51 mm Ls2=98 mm 又查表知 IT3 级精度时塑件公差值 Δ1= 0.22mm Δ2= 0.30 mm 实践证明：成型零件的制造公差约占塑件总公差的 1/3～1/4，因此在 第二节 凸模的设计与计算 一 型芯的径向尺寸、高度尺寸和中心距尺寸 (一) 型芯径向尺寸的计算 运用平均收缩率法： LＭ–δz =[（1+Scp）LS+3/4Δ] –δz LＭ———— 型芯径向尺寸（mm） δz———— 型芯径向制造公差（mm） 其余符号同上 由：LS1=94mm LS2=47 mm 取 IT3 精度时Δ1=0.30 mm Δ2=0.20 mm 由δz=1/4Δ得：δz1=0.08 mm δz2= 0.05 mm 则：LＭ1–δz =[（1+Scp）LS+3/4Δ]–δz 第 16 页 共 26 页 =[（1+0.5%）×94+3/4×0.30]–0.08 Δ4=0.14 mm 由δz=1/4Δ得：δz1=0.02 mm δz2=0.03 mm δz3=0.04 mm δz4=0.04 mm 则：HＭ1–δz =[（1+Scp）LS+2/3Δ]–δz =[（1+0.5%）×2+2/3×0.08]–0.02 =2.06–0.02 mm HＭ2–δz =[（1+Scp）LS+2/3Δ]–δz =[（1+0.5%）×8+2/3×0.10]–0.03 =8.11 –0.03 mm HＭ3–δz =[（1+Scp）LS+2/3Δ]–δz =[（1+0.5%）×20+2/3×0.14]–0.04 =20.19–0.04 mm HＭ4–δz =[（1+Scp）LS+2/3Δ]–δz =[（1+0.5%）×24+2/3×0.14]–0.04 =24.21–0.04 mm (三 ) 型 芯 中 心 距 尺 寸 的 计 算 同样运用平均收缩率法： 第 17 页 共 26 页 =40.2±0.03 mm 第三节 模具的装配工艺及零件工艺 一 模 具的装配工艺 (一 ) 注 射 模 装 配 的 主 要 要 求 如 下 ： 1、模具上下平面的平行度偏差不大于 0.05mm，分模面处密合。 2、推件时推杆和卸料板动作要保持同步。 3、上、下模型芯必须精密接触。 (二 ) 模 具 的 装 配 顺 序 塑 件 的 结 构 形 状 是 型 芯 、型 腔 在 合 模 后 很 难 找 正 相 对 位 置 ,模 具 还 设 有 斜 滑 块 机 构 ,所 以 ,模 具 要 先 装 号 导 柱 、 导 套 作 为 模 具 的 装 配 基 准 。 (1 ) 凸 模 和 型 芯 的 装 配 凸 模 镶 块 采 用 埋 入 式 结 构 ,并 采 用 过 渡 配 合 的 方 式 连 接 。 小 型 芯 也 采 用 压 入 式 结 构 , 采 用 过 渡 配 合 的 方 式 连 接 。 (2 ) 型 腔 的 装 配 为 了 节 省 模 具 钢 ,型 腔 采 用 镶 拼 式 结 构 ,过 渡 方 式 配 合 ,用 螺 钉 和 固 定 板 紧 固 。 二 模具零件的装配工艺 模具精度是影响塑料成型件精度的重要因素之一。为了保证模具精 第 18 页 共 26 页 度，制造时要达到如下要求： 一 塑料模具的所有零件，在材料、加工精度和热处理质量等方面 均应符合相应图样的要求。 1 组成模架的零件应达到规定的加工要求，装配成套的模架应活 动自如，并达到规定的平行度和垂直度等要求。 1、 模具的功能必须达到设计要求。 4、为了鉴别塑料成型件的质量，装配好的模具必须在生产条件下 试模很大，并根据试模存在的问题进行修整，直至试出合格的成型件为止。 二 定模镶块的加工 型腔的形状往往比较复杂，而且要求尺寸精度高和表面粗糙度小， 所以型腔的加工程序为： 铣加工------平面磨削------热处理-------电火花 加工------电火花穿孔------钻孔-----线切割-----电镀 三 滑块的加工 加工程序： 铣加工------平面磨削------热处理-------平面磨削 ------钻孔------镗------研磨抛光 四 动模镶块的加工 加工程序： 铣加工------平面磨削------热处理-------电火花加 工------平面磨削------钻孔-----研磨抛光 三 模具的试模与维修 一 模具的试模 试模前，对模具进行仔细的检查，在试模过程中应作详细的记录观 察模具是否合格，有什么问题存在。试模后，将模具情理干净，涂上防 锈油。 二 模具的维修 模具在使用过程中，会产生正常的磨损或不正常的损坏。不正常的 第 19 页 共 26 页 磨损绝大多数是由于操作不当所致，这是并不需要将整个模具报废，只需 局部修复即可。局部修复应由专门的模具工进行。修模以前，应研究模具 图样，以了解模具结构、材料和热处理状态。对于零件损坏的，可将坏的 拆下，另外加工一个新的零件装上。型腔打缺的，当其未经热处理硬化时， 可用铜焊或镶嵌的方法来修复。 模具应注意经常检查维修，不要等到损坏严重了才来修复。 第七章 脱模机构的设计 第一节 脱模机构的设计 一 在 注 射 成 型 完 之 后 ， 塑 件 要 从 模 具 的 型 腔 或 型 芯 上 脱出 。此塑件 脱模 时采用 推杆推 出机构。为了 不使塑 件产 生变 形或破 坏，应 该合理 布置推 杆位 置，布置 推杆时 有如 下要 点： 1、 推 杆 应 设 在 脱 模 阻 力 大 的 地方。 2、 推杆应 均匀 布置。 3、 推 杆 应 设 在 塑 件 强 度 、 刚 度较大 处。 推 杆 直 径 采 用 Φ 5， 截 面 为 圆 形 ， 尾 部 采 用 台 肩 的 形 式 。 推 杆 直 径 d 与 模 板 上 的 推杆 孔采用 Ｈ 8/f7 间 隙 配 合 。 推 杆 固 定 端 与 推 杆 固 定 板通 常采用 单边 0.5mm 的 间 隙 。 推 杆材 料采用 Ｔ 8Ａ ， 经淬 火 处理，硬度 为 HRC54— 58。 第二节 脱模机构的计算 此塑件 属于薄 壁壳 体形塑 件，断面为 矩环 形，所 以脱 模 力 按 下 式 计 算： Ｆ =8Ｅ ε tLCo Sφ （ f-tgφ ） /（ 1-u） K 1 式 中 Ｅ — 塑 料 的 拉伸 模量（ MPa） 取 Ｅ =1.8×10 3 ε — 塑 料 成 型平 均收 缩率 取 0.5% 第 20 页 共 26 页 t—塑 件的平 均壁厚（ mm） 取 2.8 第八章 合模导向及抽芯的设计 一 合 模导向机构的设计 模导 向机构 是保证 动定 模合模 时，正确定 位和 导向零 件 。合模 导向机 构主要 有导 柱导向 和锥面 定位 两种形 式。 在 此 采 用 导 柱 导 向 定 位 。 导 向 机 构 有 如 下 作 用 ： 1、 定 位 作 用 2、 导 向 作 用。 导 柱 导 向 机 构 的 主 要 零 件 是 导 柱 和 导 套 。 在 此 模 具 中 采 用直径Φ 16 的 导 柱 ，材 料是 T 8 A 钢，经 淬火处 理，硬度 为 HRC50 -55。导 柱 固 定 部分 表面 粗糙度 Ra 为 0.8um ,导 向 部 分 表 面 粗糙度 Ra 为 0.8— 0.4um。 采 用 4 个 等 直 径 的导 柱 对称布 置。如 右图所 示。 导 柱 固 定 端 与 模 板 之 间 一 般 采 用 Ｈ 7/m6 过 渡 配 合 ， 导 柱的导 向部分 通常 采用Ｈ7/f7 间隙配合。 在 此 模 具 中 采 用 带 头 导 套 ， 直 径 Φ 35， 材 料 与 导 柱 材 料 相 同 ， 此 导 套 用 Ｈ 7/m 6 配 合 ， 镶 入 定 模 板 内 ， 并 且 采 用 中 小 型 标 准 模 架 。 二 侧抽芯机构的设计 注 射 机 采 用 斜 导 柱 侧 向 分 型 与 抽 芯 机 构 ， 如 图 所 示 。 第 21 页 共 26 页 (一 )、 抽 芯 距 的 确 定 为 了 安 全 起 见 ， 侧 向 抽 芯 距 离 通 常 比 塑 件 上 的 侧 孔 的 深 度 为 2 m m 即 抽 芯 距 S=3 m m。 (二 )， 抽 芯 力 得 计 算 抽 芯 力 得 计 算 同 脱 模 力 计 算 相 同 。 对 于 侧 向 凸 起 较 小 的 塑 件 的 抽 芯 力 往 往 是 比 较 小 的 ， 仅 仅 是 克 服 塑 件 与 侧 型 腔 的 粘 附 力 和 侧 型 腔 滑 块 移 动 时 的 摩 擦 力 。 对 于 侧 型 芯 的 抽 芯 力 ， 往 往 采 用 如 下 的 公 式 进 行 估 算 ： F c = c h p (μ Cosα -S i nα ) 式 中 F c - - - - - -抽 芯 力 (N)； c- - - - - - 侧 型 芯 成 型 部 分 的 截 面 平 均 周 长 (m) ； h - - - - - -侧 型 芯 成 型 部 份 的 高 度 (m) ； p - - - - - - 塑 件 对 侧 型 芯 的 收 缩 力 ( 包 紧 力 )，其 值 与 塑 件 的 几 何 形 状 及 塑 料 的 品 种 、成 型 工 艺 有 关 ， 一 般 情 况 下 模 内 冷 却 的 塑 件 ， p== ( 0 . 8~ 1 . 2 ) P a； µ - - - - - - -塑 件 在 热 状 态 时 对 钢 的 模 擦 系 数 ， 一 般 µ = 0 . 1 5~ 0 . 2 0； α - - - - - - - - - -侧 型 芯 的 脱 模 斜 度 或 倾 第 22 页 共 26 页 斜 角 ( º )。 将 数 据 代 入 公 式 中 得 F c = 7 . 8 5 x 1 x 1 x 1 0 7 x ( 0 . 2 x C o s 2 0 0 - S i n 2 0 0 ) = 0 . 4 6 K N (三 )、 斜 导 柱 的 设 计 取 斜 导 柱 的 工 作 端 部 设 计 成 锥 台 形 ，锥 台 的 斜 角 为 17 º。 斜 导 柱 与 其 固 定 的 模 板 之 间 采 用 过 渡 配 合 H7/ m 6 。 由 =8 . 7 7 m m 1、 与 抽 芯 距 S 对 应 的 开 模 据 H= S C t gα = 3 C t g 2 0 º = 8 . 2 4 m m 2、 斜 导 柱 的 长 度 计 算 Lz = L 1 + L 2 + L 3 + L 4 + L 5 = d 2 / 2 t gα +h/ C o s + d / 2 t gα +S/ S i nα +5~ 1 0 m m = 8 0 m m 3、 斜 导 柱 的 直 径 d= ( F w L w / 0 . 1 [δ w] ) = 1 0 m m 考 虑 到 滑 块 的 摩 擦 力 且 结 构 允 许 ， 取 d=1 2 m m (四 )、 侧 滑 块 与 导 滑 槽 的 设 计 根 据 模 具 结 构 灵 活 性 ，且 侧 型 芯 在 摩 损 后 可 以 更 换 的 情 况 下 ，滑 块 的 结 构 形 状 为 组 合 式 ，滑 块 与 侧 型 芯 联 接 方 式 为 ：小 型 芯 在 非 成 型 端 尺 寸 放 大 后 用 H7/ m 6 的 配 合 镶 入 滑 块 ，然 后 用 一 个 圆 柱 销 定 位 ，滑 块 上 放 小 型 芯 第 23 页 共 26 页 的 孔 为 直 通 孔 。 成 型 滑 块 在 侧 向 分 型 抽 芯 和 往 复 过 程 中 ，要 求 其 必 须 沿 一 定 的 方 向 平 移 地 往 复 移 动 ，这 一 过 程 在 导 滑 槽 内 完 成 的 。根 据 模 具 结 构 的 具 体 要 求 ，滑 块 与 导 滑 槽 的 配 合 采 用 T 形 槽 ， T 形 槽 采 用 压 嵌 式 式 ， 即 在 中 间 板 上 制 出 T 形 台 肩 的 导 滑 部 分 。 (五 )、 楔 紧 块 的 设 计 在 注 射 成 型 过 程 中 ，侧 向 成 型 零 件 受 到 容 融 料 很 大 的 推 力 作 用 ，这 个 力 通 过 滑 块 传 给 斜 导 柱 ，而 一 般 的 斜 导 柱 为 一 细 长 杆 件 ， 受 力 后 容 易 变 形 ， 导 致 滑 块 后 移 ， 因 此 必 须 设 置 楔 紧 块 ，以 便 在 和 模 后 锁 住 滑 块 ，承 受 熔 融 塑 料 给 予 侧 向 成 型 零 件 的 推 力 。 楔 紧 块 与 模 具 的 联 接 方 式 是 把 楔 紧 块 用 H7/n 6 配 合 整 体 镶 入 模 板 中 锁 紧 角 为 22 º (六 )、 二 次 分 型 限 位 装 置 的 设 计 限 位 装 置 在 开 模 过 程 中 用 来 保 证 二 次 分 型 。采 用 限 位 螺 钉 来 实 现 。用 摆 钩 等 装 置 来 紧 固 动 定 模 , 实 现 定 模 抽 芯 的 动 作 。 (七 )、 滑 块 的 精 确 导 向 滑 块 的 精 确 导 向 形 式 为 ：斜 导 柱 与 斜 孔 近 侧 型 芯 一 侧 的 配 合 处 一 定 要 有 0.5 m m 以 上 的 孔 隙 ，决 不 允 许 在 模 具 闭 合 时 斜 导 柱 和 滑 块 之 间 有 碰 撞 现 象 产 生 。 第九章 温度调节系统的设计 在 设计 冷却系 统时， 应注意 以下原 则： 1 冷 却 水 道 应 尽量 多，截 面尺寸 应尽量 大。 2 冷 却 水 道 至 型 腔表 面距离 应尽量 相等，此 塑件壁 厚 相等，所 以冷 却水道 到型腔 表面 距离相 等，且 距离应 第 24 页 共 26 页 在 20— 25 mm， 这 里 取 25mm。 3、 浇 口 处 加 强 冷 却 。 塑 料 熔 体 充 填 型 腔 时 ， 浇口 附近温 度最高 ，所 以要加 强冷却 浇口。 4、 冷 却 水 道 出 入 口 温 差 应 最 小 ， 尽 量 缩 短 冷 却 水 道 长度， 降低出 入口 冷却水 的温差 ，提高 冷却 效果。 5、 冷 却 水 道 应 沿 着 塑 料 收 缩 的 方 向 设 置 ， 此 外 ， 在 设 计 冷 却 水 道 时 还 要 避 免 塑 料 的 熔 融 部 位 ， 以 免 产 生 熔 接 痕 ， 并 且 还 要 易 于 清 理 ， 冷 却 水 道 孔 径 取 10 mm。 定 出 装 置 在 模 具 内 往 复 运 动 ， 除 滑 动 配 合 外 其 余 部 分 处 于 浮 动 状 态 ， 顶 出 板 和 顶 出 固 定 板 的 重 量 不 应 作 用 在 推 杆 上 ， 而 应 由 顶 出 系 统 的 导 向 零 件 来 支 撑 ， 此 注 射 模 增 设 导 柱 、 导 向 ， 这 样 两 根 导 柱 可 起 支 撑 作 用 ， 防 止 支 承 板变形 弯曲。 标准模架概述 本 次设计 采用 标准模 架 (P1 型 ) 模 架 的 基 本特 点 : 名 称 长 度 宽 度 厚 度 定 模 座 板 250 2 50 25 定 模 板 250 2 00 40 中 间 板 250 2 00 25 动 模 板 250 2 00 25 垫 块 250 3 2 63 动 模 座 板 250 2 50 25 推 板 250 1 18 16 推 杆 固 定 板 25 0 118 12. 5 第 25 页 共 26 页 总 结 致 谢 在本次 设计过 程中 ，我得 到了老 师们 的指导 和帮助， 在研 究过程 中，同 学们给 了我很 多独 特的见 解和帮 助。使 我有 了很大 的进 步，在此 本人一 并表 示诚挚 的、衷 心的感 谢。 参 考 文 献 第 26 页 共 26 页 (1)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， 2000 (2)贾润礼、程志远 主编, 实用注射模设计手册。北京：中国轻工业出 版社，2000 (3)冯炳荛、韩泰荣、蒋文森 主编, 模具设计与制造简明手册。 上海： 上海科学技术出版社，1998