畢業(yè)設(shè)計(jì)塑料衣夾模具設(shè)計(jì).pdfVIP

塑料衣夾模具設(shè)計(jì)塑料衣夾模具設(shè)計(jì)塑料衣夾模具設(shè)計(jì)塑料衣夾模具設(shè)計(jì)塑料衣夾模具設(shè)計(jì)塑料衣夾模具設(shè)計(jì) 廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系：廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系： 設(shè)設(shè)計(jì)：計(jì)： 指指導(dǎo)：導(dǎo)： 引引言言 本次課程設(shè)計(jì)從 2006 年 5 月份開始到本年本月份下旬結(jié)束，長(zhǎng)達(dá) 1 個(gè)月。課程設(shè)計(jì)是我們 必要的一次也是重要的一次課程設(shè)計(jì)，說(shuō)其重要主要是因?yàn)樗鼘⑽覀冊(cè)诖髮W(xué)生活中所學(xué)知識(shí)的扎 實(shí)程度，其間我們必須復(fù)習(xí)所學(xué)過(guò)的一些課程，學(xué)習(xí)一些要用到的新的知識(shí)，它還將練習(xí)你的動(dòng) 手能力，思考能力，創(chuàng)新能力，是你在大學(xué)學(xué)習(xí)生活的一次升華，是一次提升階段，更是走向工 作崗位的一次練兵，因此我們都對(duì)此極為重視，更是投入了極大的熱情與努力來(lái)更好的完成它。 本次設(shè)計(jì)在呂超珍師的指導(dǎo)下有條不紊的進(jìn)行。有些問(wèn)題是由于設(shè)計(jì)的難度，有些還是因?yàn)?自己知識(shí)上的欠缺和不扎實(shí)造成的?？梢哉f(shuō)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是個(gè)查缺補(bǔ)漏的機(jī)會(huì)。尤其是在同學(xué)的 幫助下，特別是呂超珍老師的指導(dǎo)下，遇到困難不逃避，主動(dòng)請(qǐng)教，主動(dòng)學(xué)習(xí)，獨(dú)立思考提出方 案，困難被一個(gè)個(gè)解決了，有了本次設(shè)計(jì)的成功。更鍛煉了團(tuán)體協(xié)作精神，獨(dú)立作業(yè)能力，專業(yè) 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，對(duì)自己將來(lái)都是一次具有深遠(yuǎn)的意義的事件。 2006 年 5 月 目目錄錄 一、塑件分析塑件分析 1、明確塑件設(shè)計(jì)要求 2、明確塑件批量 3、計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量 二、注塑機(jī)的確定注塑機(jī)的確定 三、模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算三、模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算 1、相對(duì)于配合凹模工作尺寸計(jì)算 2、相對(duì)于配合凸模工作尺寸計(jì)算 四、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)四、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1、 分型面的選擇 2、模具型腔數(shù)的確定，型腔的排列和流道布局以及澆口位置設(shè)置 （1）模具型腔數(shù)的確定和型腔的排列 （2）流道布局以及澆口位置設(shè)置 3、冷料井的設(shè)計(jì)及拉料桿形式選擇 4、模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1)選定澆口套 (2)頂桿的結(jié)構(gòu) 5、頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 6、成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7、排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 五、模具總體尺寸的確定，選購(gòu)模架五、模具總體尺寸的確定，選購(gòu)模架 六、注塑機(jī)參數(shù)校核六、注塑機(jī)參數(shù)校核 1、 最大注塑量校核 2、鎖模力校核 3、模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核 （1）模具閉合高度長(zhǎng)寬尺寸要與注塑機(jī)模板尺寸和拉桿問(wèn)距相適合 （2）模具閉合高度校核 4、開模行程校核 5、型腔壁厚、底板厚度的確定 6、模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 七、加工工序卡七、加工工序卡 八、謝辭八、謝辭 一、塑件分析一、塑件分析 設(shè)計(jì)如圖 1 塑料衣夾注塑模具（該模具為廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電機(jī)工程系高模 0431 班實(shí) 訓(xùn)課題，實(shí)訓(xùn)時(shí)間四周） 。 1、明確塑件設(shè)計(jì)要求 如圖 1、圖 2 分別為塑料衣夾三維立體圖和二維工程圖。該產(chǎn)品普遍用于日常生活中，當(dāng)你 在戶外晾曬較小的衣物時(shí)， 常常會(huì)出現(xiàn)這些小衣物被無(wú)情的風(fēng)吹走而掉到地上， 甚至有時(shí)被吹走， 無(wú)影元蹤；當(dāng)你每天早上起床的時(shí)候，被子疊好了，蚊帳門又如何解決呢？當(dāng)你在書房工作的時(shí) 候，桌面上又是一堆亂七八糟的文件、資料，看到這一切，你不感覺到煩惱嗎？處處都在困 擾著你，現(xiàn)在好了，就這么一個(gè)小小的塑料夾子，它可以為你解決這一切。 圖 1塑料衣夾三維立體圖 該產(chǎn)品材料為 ABS 樹脂為微黃色或白色不透明顆粒料，無(wú)毒無(wú)味；是丙烯腈丁二烯苯 乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油、耐熱、耐化學(xué)腐蝕；丁二烯使聚合物具有卓越的柔性、韌性； 苯乙烯賦予聚合物良好的剛性和加工流動(dòng)性。因此，ABS 樹脂具有突出的力學(xué)性能和良好的綜合 性能，所以該產(chǎn)品選用 ABS 樹脂為材料，常常在戶外晾曬衣物就不必?fù)?dān)心該夾子容易老化了。 該產(chǎn)品必需相互配合，形狀如英文大寫字母“A” ，再加上一個(gè)賦有彈性的小鋼圈，便形成一 個(gè)具有相互作用力的夾子了，它的精度要求不高，但在夾子固定相互配合的地方有一 定的精度要求。 2、明確塑件批量 該產(chǎn)品大批量生產(chǎn)。故設(shè)計(jì)的模具要有較高的注塑效率，由于該塑件較小，所以模具采用一 模 12 腔結(jié)構(gòu)，澆口形式采用側(cè)澆口；由于該模具型腔數(shù)量多，為了不使流道過(guò)長(zhǎng)，所以采用非 平衡式布置，如圖 3 所示。 圖 3 塑料衣夾一模 12 腔澆注系統(tǒng) 3、計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量 該產(chǎn)品材料為丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物，查本教材附錄 A 表 A3 得知其密度為 1.02g/cm 31.16g/cm3,收縮率為 0.4%0.7%，計(jì)算平均密度為 1.09g/cm3,平均收縮率為 0.55%。 使用畫出三維實(shí)體圖，軟件能自動(dòng)計(jì)算所畫圖形的體積，當(dāng)然也可根據(jù)形狀進(jìn)行手動(dòng)幾何計(jì) 算得到塑料衣夾的體積。 通過(guò) Pro/E 軟件自動(dòng)計(jì)算該塑件的體積 V塑1.70cm 3，可得塑件的質(zhì)量為 M塑件V塑1.091.701.85g 式中：塑料密度，g/cm 3。 通過(guò) Pro/E 軟件自動(dòng)計(jì)算澆注系統(tǒng)體積 V澆6.48cm 3可計(jì)算出澆注系統(tǒng)質(zhì)量為 M澆V澆6.481.097.06g 故V總12V塑V澆121.706.4826.88cm 3 M總V總26.881.0929.30g 二、二、注塑機(jī)的確定注塑機(jī)的確定 根據(jù)塑料制品的體積或質(zhì)量查本教材表 53 選定注塑機(jī)型號(hào)為：JPH50A 注塑機(jī)的參數(shù)如下： 注塑機(jī)最大注塑量：67g； 鎖模力：500kN； 注塑壓力：241MPa； 最小模厚：150mm； 開模行程：380mm； 最大開距：530mm； 頂出行程：60mm； 注塑機(jī)定位孔直徑：100mm； 噴嘴前端孔徑：3mm; 噴嘴球面半徑：SR10mm； 注塑機(jī)拉桿的間距：295295/mmmm。 三、模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算三、模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算 相關(guān)計(jì)算主要是凹、凸模工作尺寸的計(jì)算。由于塑料衣夾外形尺寸無(wú)精度要求，只是在每塊 夾子之間有配合要求，故要計(jì)算相對(duì)配合的凹、凸模尺寸，其余凹、凸模型腔尺寸則直接按產(chǎn)品 尺寸。 1、 相對(duì)于配合凹模工作尺寸計(jì)算 對(duì)于塑件 1.80.08尺寸，因?yàn)?L模具L塑件（1k）(3/4) 式中：L塑件塑件外形最大尺寸； K塑件的平均收縮率； 塑件的尺寸公差； 模具制造公差，取塑件尺寸公差的 1/31/6。 故L模具1.8(10.0055)(3/4)0.08 (1/6)0.081.750.013 2、相對(duì)于凸模的工作尺寸計(jì)算 對(duì)于塑件 1.8 0.08尺寸，因?yàn)?l模具l塑件（1k）(3/4) 式中：l塑塑件內(nèi)形徑向的最小尺寸。 故l模具1.8(10.0055)（3/4）0.08（1/6）0.081.870.013 其他尺寸由于沒(méi)有精度要求，模具型腔可直接按制品有關(guān)尺寸加工制作。 四、四、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模具結(jié)構(gòu)采用一模 12 腔二板式結(jié)構(gòu)，側(cè)澆口自動(dòng)脫落澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，頂出機(jī)構(gòu)采用頂桿式。 1、 分型面的選擇 分型面的選擇好壞對(duì)塑件質(zhì)量、操作難易、模具結(jié)構(gòu)及制造都有很大的影響。分型面選擇應(yīng) 有利于脫模，應(yīng)使塑件留在動(dòng)模部分，由于推出機(jī)構(gòu)不設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)，塑件冷卻收縮后會(huì)包緊 凸模，使塑件留在動(dòng)模，這樣有利于脫模，如下圖所示 分型面 平面分型面 2、 模具型腔數(shù)的確定，型腔的排列和流道布局以及澆口位置設(shè)置 （1）模具型腔數(shù)的確定和型腔的排列 該模具采用一模 12 腔結(jié)構(gòu)，澆口形式采用側(cè)澆口；由于該模具型腔數(shù)量多，為了不使流道 過(guò)長(zhǎng)，所以采用非平衡式布置，如下圖所示 分流道非平衡式布置示意圖 （2）流道布局以及澆口位置設(shè)置 分流道截面為半圓形，設(shè)計(jì)分流道為半圓形是因?yàn)槿菀酌撃?、容易加工由于該模具為一?12 腔，而采用側(cè)澆口進(jìn)料為適合。如下圖所示 分流道與澆口的連接方式 3、 冷料井的設(shè)計(jì)及拉料桿形式選擇 冷料井位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上， 或處于分流道末端。 其作用是捕集料流前鋒的 “冷料” ， 防止“冷料”進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，開模時(shí)又能將主流道的凝料拉出。冷料井的直徑宜大于 主流道大端直徑，長(zhǎng)度約為主流道大端直徑。該模具的冷料井底部帶有推桿的冷料井倒錐孔 冷料井。 冷料井的底部由一根拉料桿構(gòu)成，拉料桿裝于型芯固定板上，與推桿脫模機(jī)構(gòu)連用。如下圖 所示 倒錐孔冷料井 4、 模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1)選定澆口套 澆口套也可選標(biāo)準(zhǔn)件，因?yàn)樽⑺軝C(jī)噴嘴口直徑為3，但考慮到該模具結(jié)構(gòu)為一模 12 腔，所 以澆口套改選為由本教材第四章的表 41 進(jìn)料口直徑為3.5 的澆口套。如下圖所示 淬火52 澆口套結(jié)構(gòu)圖 (2)頂桿的結(jié)構(gòu) 該模具選用標(biāo)準(zhǔn)件頂桿，共有 27 根頂桿，其中6mm 有 24 根，7mm 有 1 根，4mm 有 2 根。材料為 T10A，頭部淬火 55HRC，表面粗糙度取 0.5m，和頂桿孔呈 H8Hs 配合，根據(jù)該塑件 的尺寸要求，頂桿需去除一定的長(zhǎng)度，具體尺寸如下圖所示 頂桿結(jié)構(gòu)圖 5、頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 該模具采用頂桿脫模機(jī)構(gòu)，共有 27 根頂桿，這些頂桿只起頂出作用。如下圖所示 頂桿頂出機(jī)構(gòu)圖 6、 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于制件小，故設(shè)計(jì)整體嵌入式凸凹模，將稍大于塑件外形（大一個(gè)足夠強(qiáng)度的壁厚）的較 好的材料（CrNiMo 淬火 55HRC）制成凸凹模，再將此凸凹模嵌入模板中固定，設(shè)計(jì)整體嵌放式凸 凹模，既保證了凸凹模的壽命，又不浪費(fèi)價(jià)格昂貴的材料，并且凸凹模損壞后，維修、更換更方 便。如下圖所示，該模具主要型腔的零件尺寸如圖 6 所示。 凸凹模整體嵌入式結(jié)構(gòu)圖 7、排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 塑料熔體在填充模具的型腔過(guò)程中同時(shí)要排出型腔及流道原有的空氣，除此以外，塑料熔體 會(huì)產(chǎn)生微量的分解氣體。這些氣體必須及時(shí)排出。否則被壓縮的氣體產(chǎn)生高溫，會(huì)引起塑件局部 碳化燒焦，或使塑件產(chǎn)生氣泡，或使塑個(gè)熔接不良引起強(qiáng)度下降，甚至充模不滿等。因此必需設(shè) 計(jì)排氣系統(tǒng)，由于該模具屬小型模具，淺腔，塑件小，故利用分型面的間隙排氣。由于該產(chǎn)品的 塑料品種為 ABS，查本教材表 6-5 排氣間隙為 0.03mm。如下圖所示 分型面間隙排氣 五、模具總體尺寸的確定，選購(gòu)模架五、模具總體尺寸的確定，選購(gòu)模架 根據(jù)本教材附錄 B 所提供的標(biāo)準(zhǔn)模架圖例選模架型號(hào)為：2030AI303070，模架結(jié)構(gòu) 如圖 4 所示。 具體結(jié)構(gòu)見模具裝配圖 5 所示。 六、注塑機(jī)參數(shù)校核六、注塑機(jī)參數(shù)校核 1、 最大注塑量校核 注塑機(jī)的最大注塑里應(yīng)大于制品的質(zhì)量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊） ，通常注塑機(jī) 的實(shí)際注塑里好在注塑機(jī)的最大量的 80%。所以，選用的注塑機(jī)最大注塑量應(yīng)： 08M機(jī)M塑件M澆 式中：M機(jī)注塑機(jī)的最大注塑里，g; M塑件塑件的體積，g，該產(chǎn)品M塑件1.85g; M澆澆注系統(tǒng)體積，g,該產(chǎn)品M澆7.06g。 故M機(jī)（M塑件M澆）0.8（121.857.06）0.836.58g 此處選定的注塑機(jī)注塑量為 67g，所以滿足要求。 2、鎖模力校核 式中：P模熔融型料在型腔內(nèi)的壓力（20MPa40MPa） ； A通過(guò) Pro/E 軟件計(jì)算過(guò)塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面之和為 9049 2； F鎖機(jī)注塑機(jī)的額定鎖模力，kN。 故F鎖機(jī)P模A409049361.96kN 此處選定的注塑機(jī)為 500kN。 3、模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核 （1）模具閉合高度長(zhǎng)寬尺寸要與注塑機(jī)模板尺寸和拉桿問(wèn)距相適合： 模具長(zhǎng)寬拉桿面積； 模具的長(zhǎng)寬為 200300（mmmm）注塑機(jī)拉桿的間距 295295（mmmm） ， 故滿足要求。 （2）模具閉合高度校核： 模具實(shí)際厚度H模210mm; 注塑機(jī)最小閉合厚度H最小150mm； 即H模H最小，故滿足要求。 4、開模行程校核 所以選注塑機(jī)的最大行程與模具厚度有關(guān)（如全液壓合模機(jī)構(gòu)的注塑機(jī)） ，故注塑機(jī)開模行 程應(yīng)滿足下式： S機(jī)（H模H最?。〩1H2（510）mm 因?yàn)镾機(jī)（H模H最小）380（210150）320mm H1H2（510）14721096mm 故滿足要求。 式中：H1推出距離，mm； H2包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，mm; S機(jī)注塑機(jī)最大開模行程，mm。 5、型腔壁厚、底板厚度的確定 具體厚度見模具裝配圖 5。 6、模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在模具上開設(shè)冷卻水道，通循環(huán)水對(duì)模具進(jìn)行冷卻，由于該塑件的材料為 ABS，查本教材表 6-10 得，模具的溫度應(yīng)保持在 4060，溫度不是很高，所以可以不考慮加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。結(jié) 構(gòu)如下圖所示 冷卻水道的出、入口排布 七、加工工序卡七、加工工序卡 動(dòng)動(dòng) 定定 模模 型型 腔腔 工序號(hào)工序內(nèi)容工藝裝備 1下料訂購(gòu)定模長(zhǎng)寬高尺寸為：17414440，定模長(zhǎng)寬高尺 寸為：17414430，材料都為 CrNiMo 淬火 55HRC， 由鋼材供應(yīng)商完成 2開粗普通銑床完成，粗加工后的余量為 0.20.3mm, 具體尺 寸見型腔圖 6 3磨六面直角平面銑床完成，不允許偏差 0.01mm，直角余量為+0.04 0.05mm，各表面粗糙度 1.6m, 具體尺寸見型腔圖 6 4配入?？蛴?CNC 數(shù)控加工中心用進(jìn)口合金鍍鈦刀具加工出?？?， 為了使動(dòng)定模胚更合適的配入?？?，模胚的六面直角每 次磨 0.010.015mm,由人工完成, 各表面粗糙度 1.6m, 具體尺寸見型腔圖 6 5打上對(duì)位碼打在角邊上，用英文字母表示 6CNC 數(shù)控粗加工通過(guò)三維的模擬并執(zhí)行數(shù)控的加工，使用大刀具、大進(jìn) 給、 快走刀去除加工部位的大部分材料, 具體尺寸見二維 工程圖 2 7CNC 數(shù)控精加工根據(jù)上一步 CNC 數(shù)控粗加工方向，再次切削，切削量較 小，走刀較慢, 具體尺寸見二維工程圖 2 8電火花粗加工用大電流，間隙放電時(shí)間長(zhǎng)，加工速度快，為電火花精 加工做準(zhǔn)備 9電火花精加工先打插穿位和碰穿位，涂上紅丹檢查密合情況，再進(jìn)行 電火花精加工，把微小變形的部分打掉 10鉆動(dòng)模頂桿孔鉆床完成，自動(dòng)