彩笔帽注塑模设计模具设计与制造专业说明书-学位论文

浙江广厦建设职业技术学院毕业设计说明书页共21页图4.2侧浇口4.5冷料穴的设计冷料穴是为了防止冷料进入浇注系统的流道和型腔,从而影响注塑成型和塑料件质量而开设的容纳注射间隔所产生的冷料井穴,本设计中冷料穴开设在主流道和分流道的交界处。图4.3冷料穴4.6定位圈和浇口套的固定定位圈是使浇口套和注射机喷嘴孔对准定位所用。定位圈直经D为与注射机定位孔配合直经，应按选用注射机的定位孔直经确定。直经D一般比注射机孔直略小，以便装模。定位圈一般采用45号钢或Q275钢。定位圈内六角螺钉固定在模板时，一般用两个以上的M6～M8的内六角螺钉，本设计采用两个M8螺钉固定。浇口套的材料为T10、硬度HRC45；定位圈的材料为45钢，硬度为HRC50，尺寸结构如下图：图4.4定位圈5成型零件的设计和计算5.1凹模设计根据模具的结构形式，考虑加工的难易程度和材料的价值利用等因素，定模的结构很简单，加工没有特别的困难，所以定模芯采取整体式结构，其结构见图。图5.1凹模示意图5.2凸模设计成型塑件内表面的零件称凸模或型芯，主要有主型芯、小型芯、螺纹型芯和螺纹型环等。对于结构简单的容器、壳、罩、盖之类的塑件，成型其主体部分内表面的零件称主型芯或凸模，而将成型其他小孔的型芯称为小型芯或成型杆。主型芯的结构设计按结构主型芯可分为整体式和组合式两种组合式结构：为了便于加工，形状复杂型芯往往采用镶嵌组合式结构。这种构是将型芯单独加工后，再镶入模板中。所以我们采取动模型芯采取镶嵌组合式结构，将型芯割开以便加工。其型芯的结构形式另见图。图5.2凸模示意图6导向机构设计6.1导柱的设计导柱导向是指导柱与导套（导向孔）采用间隙配合使导柱在导套（导向孔）内滑动，配合间隙一般采用H7/k6级配合。因为此塑件结构复杂，所以采用台阶式导柱。在导柱的工作部分上开设油槽，可以改善导向条件，减少摩擦，但增加了成本，由于该模具要求不高，所以不再加油槽。故导柱采用不加油槽的阶梯式导柱。根据国家标准选用直径为16mm长度为85mm的导柱,材料为T8A淬硬钢。图6.1导柱示意图6.2导套的设计由于导柱已选定，且该模具较小，其导柱、导套配合之间模具结构较复杂，所以采用两个导套接连使用达到模具要求，由塑料模具设计与制造可查得与之相配的导套为=1\*ROMANI型带头导套，其直径为25mm，长度为40mm。如图所示：图3-10导套示意图7排气系统的设计塑料在熔化时会产生气体，所以当塑料在充满型腔时及浇注系统内的空气，如果在型腔中不及时排除干净，可以会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及充填缺料等缺陷。另一方面气体的受压产生反向压力而降低充模速度，还可能造成塑件碳化或烧焦。注射成型时的排气可采用如下四种方式排气：=1\*GB3①利用配合间隙排气；=2\*GB3②在分型面上开设排气槽排气；=3\*GB3③利用排气守排气；=4\*GB3④强制性排气；该模具是采用利用配合间隙排气。其间隙值约为0.03~0.05mm.它常用于中小型的简单模具。8冷却系统的设计8.1在设计冷却系统时，应从多方面考虑=1\*GB3①在保证模具材料有足够的机械强度的前提下，冷却水道尽可能设置在靠近型腔（型芯）表面。=2\*GB3②在保证模具材料有足够的机械强度的前提下，冷却水道应安排的尽量紧密。=3\*GB3③合理确定冷却水道孔的直径、中心距以及与型腔壁的距离，根据经验，水道孔的直径一般取8～12mm；水道管壁间距离不得超过5d，水管壁离型腔表面不得太近，亦不能太远。一般不超过管径的3倍，以12～15mm为宜；=4\*GB3④对于中、大型模具，由于冷却水道很长，会造成较大的温度梯度变化，导致在冷却水道末端（出口处）温度上升很高，从而影响冷却效果。从均匀冷却的方案考虑，对冷却液在出、入口处的温差，一般控制在5℃以下，冷却水道的长度在1.2～1.5以下。因此，对于中、大型模具，可将冷却水道分成几个独立的回路来增大冷却液的流量，减少压力损失，提高传热效率。=5\*GB3⑤制品较厚的部分应特别加强冷却。8.2冷却计算所需冷却水量按下式计算：（3-4）式中—通过模具的冷却流量（g）；—单位时间内进入模具的塑料重量（g）；—每克塑料的热容量（J/g）；—出水温度（）；—入水温度（）；—热传导系数；再由下式可求出冷却水道的直径d：（3-5）式中ρ——冷却液密度（g/m2）；L——冷却水道的长度（cm）；经计算水道直径d约为6mm，8.3冷却水道在定模中的位置冷却水道的位置取决于制品的形状和不同的壁厚。原则上冷却水道应设置在塑料向模具热传导困难的地方，根据冷却系统的设计原则，冷却水道应围绕模具所成型的制品，且尽量排列均匀一致。在模板上直接设置冷却水道同样应遵循冷却系统的设计原则，使冷却水道尽量靠近型腔表面和尽量围绕型腔，使制品在成型过程中冷却均匀。如果模具中成型制品的部分，是以镶件方式镶入模板，其冷却水道的分布，最好采用围绕镶件的方式。相交水道通常采用以过盈配合方式插入镶件，使冷却液改变流向。综上所述，对本制品而言，由于形状较复杂，塑料难以充填等，需要进行均匀的冷却，才能保证产品的质量；采用循环水道冷却，使入水口和出水口的温差控制在5度以内。本模具的冷却水道直径为6mm，并且围绕型腔布置。具体分布如下图：图8.1冷却水道布置图9顶出系统的设计9.1推出机构设计推出机构的作用是将塑件成型后，顺利地把塑件及浇道凝料推出模外。推出机构一般由推件板、拉料杆、推板、推件板固定板等零件组成。在设置推出机构时，首先需要确定当模具开启后，制品的留模形式（留动模部分或留定模部分），推出机构必须是建立在制品所滞留的模具部分中。通常，由于注塑机的推出机构设置在动模板一侧，因此大多数模具的推出机构是安装在动模中的。为了对推出机构进行位置调整和防止推出机构复位时受到异物阻碍，在动模座板上还设计了限位钉。推出机构的设计原则：=1\*GB3①模具的推出机构必须有足够的强度及刚度，使塑件出模后不致于变形；=2\*GB3②推力要均匀。推力面尽可能要大，其推力应设计在塑件承受力较大的地方如筋部、凸缘及壳体壁部等部位；=3\*GB3③推件不应设计在零件外表面，以免影响塑件外观质量；=4\*GB3④推出系统要动作灵敏可靠、动作平稳并便于更换于维修。9.2顶出行程顶出行程一般规定使被顶出的制品脱离模具5～10mm，在成型一些形状简单且脱模斜度较大的桶形制品，也可使顶出行程为制品深度的2/3。本设计的顶出行程为12mm。顶出机构采用推件板推出结构如图所示：图9.1推出结构示意图10模架设计塑料注射模模架现已标准化和系列化了,因此,在设计时只需根据塑件的结构和尺寸直接选用即可。塑料模的模架起装配、定位和安装作用。=1\*GB3①动模固定板和定模固定板它们是动模和定模的基座,也是固定式塑料模与成型设备连接的模板。因此,座板的轮廓尺寸和固定孔必须与成型设备上模具的安装板相适应。座板还必须具有足够的强度和刚度。150mm×200mm=2\*GB3②垫块、推板和推板固定板彩笔帽的作用是使动模支承板与动模固定板之间形成推出机构运动的空间,或调节模具总高度以适应成型设备上模具安装空间对模具总高的要求。彩笔帽的尺寸为28mm×150mm,推板和推板固定板的尺寸均为90mm×150mm。具体尺寸如图所示=3\*GB3③各板的厚度如下:=1\*alphabetica动模固定板和定模固定板根据标准选用厚度分别为20mm和20mm；=2\*alphabeticb型腔座板选用厚度为40mm；=3\*alphabeticc型芯座板选用厚度为30mm；=4\*alphabeticd彩笔帽根据已选用的模架，选择其厚度为60mm；=5\*alphabetice推件板固定板厚度取13mm。11装配图的绘制模具整体设计也就是模体的设计，随着现代工业的发展，模体设计已接近标准化，可以从市场上购买相应的模体。标准模体一般包括定模板、动模板、垫块、顶出固定板、顶板、导柱、导套、复位杆等。标准模架有12种结构，15876种规格。在本次设计中，浇口套、导柱、导套、顶杆、水嘴都采用标准件，可以外购。总装图各视图如图11.1图所示：图11.1模具装配图总结三年的大学生活即将结束，毕业设计作为对三年所学知识和所掌握技能的综合运用与检验。有着非常重要的意义和作用。在完成三年的课程学习和相应的生产实习以后，我熟练的掌握了机械制图、机械原理、机械设计、材料成型等专业基础方面的知识，并且在大二上学期进行了塑料成型工艺与模具设计这门课程的学习，对模具设计这个实践性非常强的课题，也进行了相应的课程设计和到生产现场的参观实习。在指导老师和工厂师傅的细心讲解下，使我们对模具的一般工作原理、制造及加工工艺有了一些初步的了解。并在图书馆借阅了大量的相关书籍和手册，在设计的过程中得到了充分的利用，对设计过程中不懂的地方，通过老师的讲解和与同学的讨论都得到了相应的解决。本次设计主要借助于Autocad软件得以完成，这次设计，使我对这两个软件地运用更加熟练！毕业设计作为我大学生涯中的最后一堂课，也是相当重要的一堂。通过毕业设计检验了我大学三年的学习成果并且更加全面地巩固了大学三年所学东西。同时也培养了我们独立自主，不怕吃苦的精神。提高了我的动手能力和分析问题的能力。这些为我以后的学习和工作都打下了坚实的基础，我们将受益无穷！通过设计也让我发现了自身存在的问题，比如学习之余未能充分拓展自己的知识面、软件的运用没有向更深一层次的发展、经验缺乏、考虑问题不够全面等。在毕业设计中我们可以吸取这些教训，加以改正这样在以后的人生路上就会走的更加的平坦！所以毕业设计不仅是我们大学里的一堂课，更是我们每个人人生中重要的一堂课！在这次毕业设计中无论是思想上还是能力上我都有了进一步地提高。致谢经过半年的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个专科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及小组同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。在论文写作过程中，得到了老师的亲切关怀和耐心的指导。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到任务的最终完成，老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀。在此谨向老师们致以诚挚的谢意和崇高的敬意。在论文即将完成之际，我的心情无法平静，有很多可敬的师长、同学、朋友给了我无穷的帮助与指导。最后，我还要感谢三年来辛辛苦苦教导我们的老师们，这些年来一直是你们在传授我们知识、教导我们为人，谢谢你们对我的栽培！参考文献[1]李力，崔江红，肖庆和等.塑料成型模具设计与制造.北京.国防工业出版社.2009.5[2]陈锡栋，周小玉.实用模具技术手册.北京.机械工业出版社.2003.5