畢業(yè)設計----塑料衣架模具的設計和典型模具零件的數(shù)控加工

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在現(xiàn)代生產(chǎn)中，模具是大批量生產(chǎn)各種產(chǎn)品和日用生活品的重要工藝裝備，它以其特定的形狀通過一定的方式使原料成型。由于模具成型具有優(yōu)質、高產(chǎn)、省料和成本低等特點，現(xiàn)已在國民經(jīng)濟各個部門，特別是汽車、拖拉機、航天航空、儀器儀表、機械制造、家用電器、石油化工、輕工日用品等部門得到極其廣泛的應用。以塑料衣架模具的設計和典型模具零件的

2、數(shù)控加工為例，介紹了注塑模具的設計方法和流程。首先根據(jù)塑件材料及工藝特性用pro/e軟件對零件進行模型分析，然后選擇注塑機并確定型腔數(shù)目，接著確定成形方案：總體結構設計、分型面設計、澆注系統(tǒng)設計、脫模機構設計、冷卻系統(tǒng)設計等。最后進行注塑機工藝參數(shù)校核，包括注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度和注射機閉合高度等方面，然后運用MasterCAM軟件對成型零件的數(shù)控加工，確定刀具路徑和加工方法，模擬其加工過程</p><p

3、>　　關鍵詞：注塑模 數(shù)控加工 模具設計 </p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Abstract: This paper introduce the design and process of injection mold base on the example

4、of Plastic mold design of clothes racks and it’s typical mold components process by NC. At first, under the pieces of plastic materials and process characteristics with software pro / e for model analysis, then choose in

5、jection molding machine and to determine the number of cavity, then determine forming programs : overall structural design, type design, gating system design, ejection mechanism design, de</p><p>　　Keyword:

6、 injection mold NC mold design MasterCAM</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　引 言1</p><p>　　第一章 制品圖樣2</p><p>　　1.1 制品3D圖2</p><p>　　1.2

7、 制品的尺寸2</p><p>　　第二章 制品分析5</p><p>　　2.1 材料的選擇5</p><p>　　2.2 材料的性能參數(shù)：5</p><p>　　2.3 工藝參數(shù)5</p><p>　　2.4 產(chǎn)品結構和質量分析6</p><p>　　2.5 脫模斜度

8、的確定：6</p><p>　　2.6 塑料工件的結構工藝性：6</p><p>　　第三章 確定制品的基本參數(shù)、計算及其注射機的選用8</p><p>　　第四章 注射機有關參數(shù)的校核10</p><p>　　4.1 衣架身注塑機的校核10</p><p>　　4.2 衣架頭注塑機的校核10</p

9、><p>　　第五章 標準模架的選擇12</p><p>　　5.1衣架身注射模架的選擇12</p><p>　　5.2 衣架頭注射模架的選擇：13</p><p>　　第六章 模具結構的確定14</p><p>　　6.1位置的確定14</p><p>　　6.2 分型面選擇15<

10、;/p><p>　　6.3 澆注系統(tǒng)與排氣系統(tǒng)的結構15</p><p>　　6.4 脫模機構（推出機構）的結構形式19</p><p>　　6.5 側抽芯的設計21</p><p>　　6.6 冷卻方式與裝置的選擇23</p><p>　　第七章 模架及其它結構零件25</p><p>

11、;　　7.1 注射模的標準模架25</p><p>　　7.2 支承零部件設計25</p><p>　　7.2.1 墊塊（支承塊）25</p><p>　　7.2.3 動定模座板26</p><p>　　7．3 導向裝置26</p><p>　　7.3.1 導柱導向機構26</p><p

12、>　　7.3.2 導套27</p><p><b>　　結 論28</b></p><p><b>　　致 謝29</b></p><p><b>　　參考文獻30</b></p><p><b>　　引 言</b><

13、/p><p>　　在現(xiàn)代生產(chǎn)中，模具是大批量生產(chǎn)各種產(chǎn)品和日用生活品的重要工藝裝備，它以其特定的形狀通過一定的方式使原料成型。由于模具成型具有優(yōu)質、高產(chǎn)、省料和成本低等特點，現(xiàn)已在國民經(jīng)濟各個部門，特別是汽車、拖拉機、航天航空、儀器儀表、機械制造、家用電器、石油化工、輕工日用品等部門得到極其廣泛的應用。模具是塑料成型加工的一種重要的工藝裝備，模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍，因此模具工業(yè)是國

14、民經(jīng)濟的基礎工業(yè)，模具的生產(chǎn)技術水平的高低，已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造業(yè)水平高低的重要標志。由于塑料模具工業(yè)快速發(fā)展及上述各方面差距的存在，因此我國今后塑料模具的發(fā)展必將大于模具工業(yè)總體發(fā)展速度。塑料模具生產(chǎn)企業(yè)在向著規(guī)?；同F(xiàn)代化發(fā)展的同時，“小而專”、“小而精” 仍舊是一個必然的發(fā)展趨勢。從技術上來說，為了滿足用戶對模具制造的“交貨期短”、“精度高”、“質量好”、“價格低”的要求。</p><p>　　本課題

15、是《塑料衣架模具的設計和典型模具零件的數(shù)控加工》。通過對塑件材料、質量、體積的分析與計算，合理選用注塑機，并對各個參數(shù)進行了校核，設計出一副合理，經(jīng)濟，適用的塑料注塑模具。</p><p><b>　　重點解決的問題</b></p><p><b>　　材料的選用</b></p><p><b>　　抽芯機構的確

16、定</b></p><p><b>　　頂出系統(tǒng)的設計</b></p><p>　　數(shù)控加工的工序卡的編制</p><p><b>　　第一章 制品圖樣</b></p><p>　　1.1 制品3D圖</p><p>　　圖1-1 衣架頭3D圖</p&g

17、t;<p>　　圖1-2 衣架身3D圖</p><p>　　1.2 制品的尺寸</p><p>　　該制件只要能滿足一般使用要求，對精度要求一般，根據(jù)ABS塑料的性質及特性，其精度等級可按MT3來查并取其公差，其主要尺寸的公差如圖1-3，1-4所示。</p><p><b>　　圖1-3衣架頭尺寸</b></p>

18、<p>　　圖1-4 衣架身尺寸</p><p><b>　　第二章 制品分析</b></p><p>　　2.1 材料的選擇</p><p>　　本設計選用ABS塑料成型，ABS是一種具有良好綜合性能的工程材料，它具有苯聚乙烯的良好成型性，聚丁二烯的韌性，聚丙烯晴的化學穩(wěn)定性和表面硬度，其抗拉強度可達35～50Mpa，ABS

19、粘度適中，流動性好。它的另一個優(yōu)點是耐氣候性，其制品的使用溫度范圍40℃～100℃。ABS的線膨脹系數(shù)小，制品具有良好的尺寸穩(wěn)定性，且抗蠕變性好；拉伸強度、沖擊強度、硬度值都較高；能耐水、無機酸、堿等.由于ABS中B組分的存在，耐候性差，易發(fā)生光氧化老化和熱氧化老化，為了提高耐候性，可加入抗氧化劑和光穩(wěn)定劑。綜上所述，由于ABS具有良好的耐酸堿性、較強力學性能、使用溫度范圍較寬，相比之下ABS更加適合做衣架的成型材料。</p>

20、;<p>　　2.2 材料的性能參數(shù)：</p><p>　　ABS是目前較常用的塑料材料，它是一種非結晶性材料。ABS的密度1.05--1.08g/cm3。收縮率在0.3--0.8%之間，熔點（130--160）。C，熱變形溫度（65—98）。C ，拉伸強度：35--44MP，拉伸彈性模量1.8GPa，彎曲強度：800MP，彎曲彈性模量：1.4GPa，壓縮強度18~39MPa，硬度R62~86。

21、</p><p>　　ABS（丙烯晴-丁二烯-苯乙烯聚物）具有耐熱、表面硬度高、尺寸穩(wěn)定、耐化學及電性能好、易成型加工、可鍍金各等特點。</p><p>　　鑒別：外觀：淺象牙色或白色，不透明。 火焰：顏色---黃色 形態(tài)—軟化無滴 氣味—特殊味 煙—慢然煙黑。</p><p><b>　　2.3 工藝參數(shù)</b></p>&l

22、t;p>　　干燥處理：吸濕性強，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件須經(jīng)長時間預熱干燥。</p><p>　　模具溫度：60~68 ℃</p><p>　　噴嘴溫度：180~190 ℃</p><p>　　中段溫度：210~230 ℃</p><p>　　后段溫度：180~200 ℃</p><p>　　注射壓力：

23、70~90 MPa</p><p><b>　　塑化形式：螺桿式</b></p><p><b>　　噴嘴形式：直通式</b></p><p><b>　　注射時間：3~5s</b></p><p>　　保壓時間：15~30s</p><p>　　冷卻時

24、間：15~30s</p><p>　　成型周期：40~70s</p><p>　　2.4 產(chǎn)品結構和質量分析</p><p>　　1）、產(chǎn)品的結構分析：本產(chǎn)品是生活當中經(jīng)常用到的衣架，該制品要求有高的耐氣候性以及優(yōu)良的集合穩(wěn)定性，這就要求材料具有良好的強度，材料均勻。衣架身有個孔，需要用到側抽芯機構。</p><p>　　2）、表面質量分析

25、：</p><p>　　該制品用于晾曬衣服，所以要求沒有缺陷、毛刺、斑點及熔接痕，粗糙度可取Ra=1.6μm。</p><p>　　2.5 脫模斜度的確定：</p><p>　　塑件高度在25mm以下時可以不考慮脫模斜度。本產(chǎn)品的衣架身有個側抽芯機構，必須考慮下脫模的斜度，取脫模斜度為0.5°。衣架頭不采用側抽芯機構，采取碰穿的形式，所以必須采用脫模斜度

26、，也同樣取0.5°。其他的因為制品的截面比較簡單，而且高度小于25mm，所以不考慮脫模斜度。</p><p>　　2.6 塑料工件的結構工藝性：</p><p>　?。?）、塑件公差等級的選用與塑料的品種有關：模具塑件尺寸公差的代號為MT，公差等級分為7級,每一級又可分為A、B兩部分，其中A為不受模具活動部分影響尺寸的公差，B為受模具活動部分影響尺寸的公差。塑件尺寸精度的確定應

27、合理選擇，盡可能選用低精度等級。常用材料模塑件公差等級的選用。材料為ABS時，選取一般精度等級為MT3，未注公差尺寸的公差等級為MT5。</p><p>　　（2）、塑件的表面粗糙度，除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點外，主要取決于模具成型零件的表面粗糙度。一般模具的表面粗糙度要比塑件的低1~2級，塑料制件的表面粗糙度Ra值一般為3.2~0.2μm，在模具使用中，由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷加大，應

28、隨時給以拋光復原。透明制件要求型腔和型芯的表面粗糙度相同；而不透明制件則根據(jù)使用情況而定，非配合表面和隱藏面可取較大的表面粗糙度值,除塑件外表面有特殊要求外，一般型腔的表面粗糙度要低于型芯的表面粗糙度。ABS塑料表面粗糙度的取值范圍為0.025μm～1.6μm。在本設計中表面粗糙度采用1.6μm。</p><p>　　第三章 確定制品的基本參數(shù)、計算及其注射機的選用</p><p>　　體

29、積 = 4.61×104mm3 </p><p>　　密度 = 1.06×10-6 g/ mm3</p><p>　　體積 = 7.993×103mm3 </p><p>　　密度 = 1.06×10-6 g/ mm3</p><p>　　質量 = 8.48g</p><p

30、>　　由于衣架的長和寬比較大，所以采用一模一腔，衣架的注塑量為4.61×104mm3 。要求注射成型時的總注射量應是注射機最大注射量的80%以下，</p><p>　　初選注射機為XS-ZY-200～400技術參數(shù)如 表3.1：</p><p>　　表3-1 XS-ZY-200～400注塑機技術參數(shù)</p><p>　　采用一模四腔，總體積是7.

31、993×103mm3 ×4=31.972㎝3 要求注射成型時的總注射量應是注射機最大注射量的80%以下，由公式（3-1）得Gmax= G/0.8=31.972 /0.8=39.965 mm3</p><p>　　表3-2初選注射機為XS-ZY-125 </p><p>　　第四章 注射機有關參數(shù)的校核</p><p>　　4.1 衣架身注塑

32、機的校核</p><p>　　最大注射量應滿足以下關系：</p><p>　　NM+Mj≤KMn （4-1）</p><p>　　其中N--------型腔數(shù)量；</p><p>　　M--------單個塑件的體積或質量,cm3或g</p><p>　　Mj-------澆注

33、系統(tǒng)的凝量，cm3或g；</p><p>　　Mn-------注射機最大注射量，cm3或g；</p><p>　　K---------注射機最大注射量利用系數(shù)，一般取0.8；</p><p>　　M=46.1 cm3 ，Mj=10cm3 ，KMn=0.8×200=160 cm3</p><p>　　將已知數(shù)據(jù)帶入可得：</p

34、><p>　　NM+Mj=56.1cm ≤KMn=160 cm </p><p>　　所以校核最大注射量滿足要求。</p><p>　　型腔壓力的估算：根據(jù)表3-6，ABS注射壓力Pi 為100～130Mpa，取Pi =115Mpa，則模腔壓力按式（3-3）得，PM=kPi =0.4×115=46Mpa。</p><p>　　鎖模力等于

35、制品與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和乘以型腔內(nèi)熔體壓力PM.。</p><p>　　FL=2.62×10-2×4.6×106=1205.2<(0.8～0.9)F=2540=2031KN～2286KN</p><p>　　所以鎖模力滿足要求。</p><p>　　常用塑料推薦選用型腔內(nèi)熔體平均壓力p=35Mpa注射機的注射壓力為1

36、09Mpa，即注射壓力>型腔成型壓力，所以注射壓力滿足要求。</p><p>　　4.2 衣架頭注塑機的校核</p><p>　　M=7.993 cm3 ，N=4,Mj=15cm3 ，KMn=0.8×200=160 cm3</p><p>　　將已知數(shù)據(jù)代入公式（4-1）可得：</p><p>　　NM+Mj=46.972cm

37、 ≤KMn=160 cm </p><p>　　所以校核最大注射量滿足要求。</p><p>　　型腔壓力的估算：根據(jù)表3-6，ABS注射壓力Pi 為100～130Mpa，取Pi =115Mpa，則模腔壓力按式（3-3）得，PM=kPi =0.4×115=41Mpa。</p><p>　　鎖模力等于制品與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和乘以型腔內(nèi)熔體壓力P

38、M.。</p><p>　　FL=4×4.572×10-3×4.6×106=84.12KN<(0.8～0.9)F=(0.8～0.9)2540=2031KN～2286KN</p><p>　　所以鎖模力滿足要求。</p><p>　　常用塑料推薦選用型腔內(nèi)熔體平均壓力p=35Mpa，注射機的注射壓力為109Mpa，即注射壓

39、力>型腔成型壓力，所以注射壓力滿足要求。</p><p>　　第五章 標準模架的選擇</p><p>　　5.1衣架身注射模架的選擇</p><p>　　衣架身采用A1型整體式模架。</p><p>　　有關壁厚公式的計算來的到型腔壁厚尺寸。</p><p>　　tc=0.21+17(5-1)</p>

40、<p>　　式中 ——型腔側壁厚</p><p><b>　　L——型腔長度</b></p><p>　　數(shù)據(jù)代入得 tc =0.2×401.4+17=97.28 mm</p><p><b>　　型腔模板的長：</b></p><p><b>　　型腔模板的寬

41、：</b></p><p>　　N= tc+B+S </p><p>　　式中 L——型腔模板的長度</p><p>　　N——型腔模板的寬度</p><p>　　tc——型腔側壁厚，經(jīng)驗數(shù)據(jù)見表3-36</p><p><b>　　A——型腔長度</b></p>&

42、lt;p><b>　　B——型腔寬度</b></p><p>　　tc’——型腔間壁厚，經(jīng)驗數(shù)據(jù)見表3-36</p><p>　　S——系數(shù)，一般取5～10 mm。</p><p>　　代入數(shù)據(jù)得L=97.28+110.9+10=508.68 mm</p><p>　　N=97.28+110.9+10=218.18

43、 mm</p><p>　　有步驟（3）計算的模板周界不大可能與標準的尺寸相等，所以必須將計算的數(shù)據(jù)想標準尺寸“靠攏”，一般取向叫大的修整。另外還得考慮到在壁厚位置上應該有足夠的位置安裝其他的零部件，如果不夠的話，需要增大尺寸。一般情況下，動定模鑲塊的尺寸比制件的外形尺寸大30～80mm，制件外形尺寸也大，鑲塊尺寸與制件外形的尺寸的差值也應該選的越大。這里根據(jù)制件外形尺寸和型腔排列情況，選取動定模鑲塊尺寸為160

44、mm×440mm，可以確定模板的周界尺寸為250 mm×560 mm。</p><p>　　因為選擇了A1型的模板，所以H=h1＋A＋B＋C＋h1 具體機構如圖4-1</p><p>　　圖4-1 模架結構</p><p>　　因此整副模架的厚度為H=h1＋A＋B＋C＋h1 =25＋50＋50＋63＋25=213 mm </p>

45、<p>　　5.2 衣架頭注射模架的選擇：</p><p>　　衣架頭也采用A1型整體式模架。</p><p>　　查表3.3.6有關壁厚公式的計算來的到型腔壁厚尺寸。數(shù)據(jù)代入公式</p><p>　　tc =0.2l +17=0.2×114.8+17=39.96 mm</p><p>　　tc’ 19.98 mm&l

46、t;/p><p><b>　　數(shù)據(jù)代入公式</b></p><p>　　型腔模板的長：=39.96+114.8+19.98＋114.8＋10=299.54 mm</p><p>　　型腔模板的寬：N= tc+B+S=39.96+72+19.98＋72＋10=213.96 mm</p><p>　　有步驟（3）計算的模板周界不

47、大可能與標準的尺寸相等，所以必須將計算的數(shù)據(jù)想標準尺寸“靠攏”，一般取向叫大的修整。另外還得考慮到在壁厚位置上應該有足夠的位置安裝其他的零部件，如果不夠的話，需要增大尺寸。一般情況下，動定模鑲塊的尺寸比制件的外形尺寸大30～80mm，制件外形尺寸也大，鑲塊尺寸與制件外形的尺寸的差值也應該選的越大。這里根據(jù)制件外形尺寸和型腔排列情況，選取動定模鑲塊尺寸為200mm×300mm，可以確定模板的周界尺寸為400mm×500

48、 mm。</p><p>　　因為選擇了A1型的模板，所以H=h1＋A＋B＋C＋h1，因此整副模架的厚度為H=h1＋A＋B＋C＋h1 =32＋50＋50＋100＋32=264 mm </p><p>　　第六章 模具結構的確定</p><p><b>　　6.1位置的確定</b></p><p>　　制品的成型位置：本設

49、計衣架身采用單型腔模具，如圖6-1，衣架頭采用一模四腔模具，兩者都采用塑件在動模中和定模中都有的分布，如圖6-2。</p><p>　　圖6-1 衣架身模腔分布圖</p><p>　　圖6-2 衣架頭的型腔分布圖 </p><p><b>　　6.2 分型面選擇</b></p><p>　　分

50、型面的選擇是注射模設計中的一個關鍵。它是決定模具結構形式的一個重要因素，它與模具的整體結構、澆注系統(tǒng)的設計、塑件的脫模和模具的制造工藝有關。</p><p>　　（1）分型面應先在塑件外形的最大輪廓處</p><p>　?。?）分型面的選擇應有利于塑件的順利脫模</p><p>　　（3）分型面的選擇應保證塑件的尺寸精度和表面質量</p><p&

51、gt;　?。?）分型面的選擇應有利于模具的加工 </p><p>　　（5）分型面的選擇要有利于排氣</p><p>　　該衣架設計中，注射模具只有一個分型面，分型面的形狀采用平直分型面，將分型面選在塑件外形最大輪廓處；并使塑件在開模后留在動模一側，有利于塑件的順利脫模，分型面的選擇保證了塑件的尺寸精度和表面質量，有利于模具的加工，

52、有利于排氣，符合設計原則。</p><p>　　6.3 澆注系統(tǒng)與排氣系統(tǒng)的結構</p><p>　　澆注系統(tǒng)的結構：澆注系統(tǒng)指模具中由注射機噴嘴到型腔之間的進料通道。普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。</p><p><b>　　主流道的設計原則：</b></p><p>　　1.要能保證塑件

53、的質量(避免常見的充填問題 )</p><p>　　2.盡量減小及縮短澆注系統(tǒng)的斷面及長度</p><p>　　3.盡可能做到同步填充</p><p>　　主流道為直接與注射幾的噴嘴連接的部分。主流道要與高溫塑料及噴嘴反復接觸，容易損壞，為便于更換，常設計成可拆卸的主流道襯套結構。主流道襯套的進口端在注射時承受很大的噴嘴壓力，同時，其出口端與分流道、澆口也承受型腔的

54、反壓力，因此，主流道襯套應代凸緣，使之固定在定模上。主流道為一圓錐孔，其小頭正對注射機的噴嘴，因噴嘴外形為球面，所以主澆道小頭孔端的外形應為一凹球面，為了配合緊密，防止溢料，凹球面的半徑應比噴嘴的球面半徑略大2～3mm，主流道的個部分尺寸如圖6-3：</p><p>　　圖6-3 澆道的形式</p><p>　　衣架模具主流道的尺寸：</p><p>　　d=噴嘴孔

55、徑＋1（mm）=4＋1=5 mm</p><p>　　R=噴嘴球面徑＋（2～3）（mm）=18＋（2～3）=20～21mm</p><p>　　=2°～4° 本設計中取2°</p><p>　　r=1～3（mm）取2mm</p><p>　　H=（1/3～1/5）R=6.66mm～7mm</p>&

56、lt;p><b>　　D=10mm</b></p><p>　　衣架頭主流道的尺寸：</p><p>　　d=噴嘴孔徑＋1（mm）=4＋1=5 mm</p><p>　　R=噴嘴球面徑＋（2～3）（mm）=18＋（2～3）=20～21mm</p><p>　　=2°～4° 本設計中取2°

57、;</p><p>　　r=1～3（mm）取2mm</p><p>　　H=（1/3～1/5）R=6.66mm～7mm，取7mm</p><p><b>　　D=10mm</b></p><p>　　技術參數(shù)：澆口套材料選用T8A，熱處理后達到50～55HRC。粗糙度為Ra（0.4～0.8）vmm.</p>

58、<p><b>　　分流道的設計原則：</b></p><p>　　1.保證熔體迅速而均勻地充滿型腔</p><p>　　2.分流道的尺寸盡可能短，容易盡可能小</p><p>　　3.要便于加工及刀具的選擇</p><p>　　分流道是指主流道與澆口的通道，其作用是使熔融塑料過度和轉向。本設計采用半圓形截面

59、，如圖6-4 。</p><p>　　圖6-4 分澆道的截面示意圖和尺寸</p><p>　　本設計當中衣架身的分流道的d取6mm，衣架頭的分流道d取6mm。</p><p>　　衣架身分流道和衣架頭的布置如圖6-5，6-6。</p><p>　　圖6-5 衣架身分流道的布置方式</p><p>　　圖6-6 衣架頭

60、分流道的布置方式</p><p>　　在一模多腔時，主流道截面面積應不小于分流道面積的總和，分流道的表面粗糙度應高于主流道表面的粗糙度，從增大外層料流的阻力，降低流速以獲得中心料流有相對速度差，有利于熔融塑料冷皮層固定，起到保溫作用。</p><p>　　常在主流道或一級分流道的轉彎的末端設置冷料井</p><p>　　冷料井的直徑稍大于主流道大端直徑d2，冷料井與

61、拉料桿頭部結構緊密相連。本設計采用倒錐形拉料桿冷料井，這種結構形式有足夠大的冷料井，在成型韌性好的塑料制品時，應用比較廣泛。在取出主流道凝料時無需作側向移動，易于實現(xiàn)自動化操作。如圖6-7</p><p>　　圖6-7 冷料井的結構形式</p><p>　　衣架身和衣架頭的主流道直徑D都取10mm，所以冷料井的直徑D=12mm。</p><p>　　6.4 脫模機構

62、（推出機構）的結構形式</p><p><b>　?。?）推出機構分類</b></p><p>　　推出機構一般由推出、復位和導向等三大元件組成，推出機構設計的合理性與可靠性直接影響到塑料制件的質量。</p><p>　　推出機構按基本傳動形式可分為機動推出、液壓推出和手動推出等三類。本設計采用液壓推出，它是利用開模動作，由注射機上的液壓缸推動

63、模具上的推出機構，將塑件從動模部分推出。</p><p>　　推出機構按推出元件的類別可分為推桿推出、推管推出、推件板推出等。本設計采用推桿推出機構，推桿推出機構是推出機構中最簡單、動作最可靠、最常見的結構形式，因為設置推桿的自由度較大，而且推桿截面大部分為圓形，制造、修配方便，容易達到推桿與模板或型芯上推桿孔的配合精度，推桿推出時運動阻力小，推出動作靈活可靠，推桿損壞后也便于更換。</p><

64、;p><b>　　（2）推桿的形狀</b></p><p>　　本設計中推桿的形狀采用圓柱頭直通式推桿，尾部采用臺肩固定，這種形式通常在d>3mm時采用，是最常用的形式。本設計中衣架身和衣架頭的推桿直徑d都取4mm。</p><p>　　推桿尺寸（GB/T4169.1-1984）</p><p>　　（3）推桿的固定與配合</

65、p><p>　　在推桿固定板上制有臺階孔，將推桿裝入其中。這種形式強度高，不易變形，但在推桿很多的情況下，臺階孔深度的一致性很難保證，本設計a）衣架身所使用的推桿數(shù)為4，不是很多，可采用此種形式。b）衣架頭所使用的推桿數(shù)為8。推桿固定板上的孔為d+1mm，即5mm；推桿臺階部分的直徑為8mm，推桿固定板上的臺階孔為9mm。</p><p>　　推桿工作部分與模板或型芯上推桿孔的配合常采用H8/

66、f7~H8/f8的間隙配合，視推桿直徑的大小與塑料品種的不同而定。推桿直徑大、塑料流動性差可以取H8/f8，反之采用H8/f7。本設計采用的推桿直徑較小，且ABS塑料的流動性好，據(jù)此取H8/f7。</p><p>　　推桿與推桿孔的配合長度視推桿直徑的大小而定，L=1.5~3d，本設計取配合長度為3d即12mm。推桿工作端配合部分的粗糙度Ra一般取0.8μm。</p><p>　　（4）推

67、桿的材料與熱處理要求</p><p>　　材料為T8A鋼，端部淬火到50~55HRC</p><p>　?。?）推桿位置的選擇</p><p>　　衣架身設計采用的推桿數(shù)為4，為使推桿位置的選擇能保證塑件推出時受力均勻。推桿位置如圖6-8</p><p>　　圖6-8 衣架身推桿的布置方式</p><p>　　衣架頭設

68、計當中，推桿數(shù)為8，就是一個衣架頭均勻分布兩個推桿。具體布置如圖6-8</p><p>　　圖6-8 衣架頭的推桿布置方式</p><p>　　推桿的工作端面在合模注射時是型腔底面的一部分，推桿的端面如果低于或高于該處型腔底面，在塑件就會出現(xiàn)凸臺或凹痕，影響塑件的使用或美觀。因此，通常推桿裝入模具后，其端面應與相應處型腔底面平齊。本設計中推桿的端面與相應處型腔底面平齊。</p>

69、<p>　　6.5 側抽芯的設計</p><p>　　在衣架身的塑件有個長為12.3mm的側孔，所以必須設計一個側抽芯機構，本設計采用斜導柱抽芯機構，斜導柱分型抽芯機構是應用最廣的分型抽芯機構，它借助注塑機開模力或推出力完成側向抽芯，結構簡單，制造方便，動作可靠。側型心裝在T形導滑槽內(nèi)，可沿抽拔方向平穩(wěn)滑移，驅動滑塊的斜導柱與開模運動方向（或推出運動方向）成斜角安裝，斜導柱與滑塊上對應的孔呈松動配合

70、，開模或推出時斜導柱和滑塊發(fā)生相對運動，斜導柱對滑塊產(chǎn)生一個側向分力，迫使滑塊完成抽芯動作。其結構如圖6-10所示。</p><p>　　1—鎖緊塊 2—滑塊 3—斜導柱 4—導滑槽</p><p>　　5—限位銷 6—側型芯 7—圓頭銷</p><p>　　式中 S——抽拔距離；</p><p>　　S1—

71、—塑件上的側孔、側凹的深度或側向凸臺的高度。</p><p>　　代入數(shù)據(jù)得：S=12.3+(2～3)=14.3mm～15.3mm, S取15mm。</p><p>　　式中 ——型芯的抽拔力（N）；</p><p>　　A——塑件包容型芯的表面積（㎜2 ）；</p><p>　　P——塑件對型芯的單位面積上的包緊力（Mpa），一般情況下，

72、模外冷卻的塑件：P=24~39Mpa；模內(nèi)冷卻的塑件P=8~12Mpa；</p><p>　　——塑料對鋼的摩擦系數(shù)，約為0.1~0.3；</p><p><b>　　——型芯脫模斜度。</b></p><p>　　A=417mm2,P取39Mpa,取0.2,取0.5。代入數(shù)據(jù)得=3235.2 N</p><p>　　斜

73、導柱的材料選用T8A，淬火硬度HRC50~55，加工后的表面粗糙度值Ra為0.8。取斜導柱的傾斜角為15度。鎖緊塊的安裝角度為18度。</p><p>　　斜導柱的工作長度，代入數(shù)據(jù)得，L=64.2mm，取65mm。</p><p>　　開模行程H=，代入數(shù)據(jù)得，H=56mm。</p><p>　　= &

74、lt;/p><p>　　=3235.2/cos15°=3327.1 N</p><p>　　=3235.2×tan15°=776.6 N</p><p>　　式中 ——側抽芯時滑塊受到斜導柱的作用力，N；</p><p>　　——滑塊抽拔力，N；</p><p>　　——側抽芯時模具的開模力

75、。</p><p>　　初取斜導柱驅動部分直徑d=12㎜，D=d+5=17㎜，模板A=30㎜，則斜導柱的總長度為：</p><p>　　代入數(shù)據(jù)得L=84.1mm。取85mm。</p><p>　　6.6 冷卻方式與裝置的選擇</p><p>　　假設由熔融塑料放出的熱量全部傳給模具，其熱量為</p><p>　　Q1

76、=nmC(T1-T2) (J/h) </p><p>　　式中 n—每小時注射次數(shù)（次/小時）；</p><p>　　m—每次注射的塑料質量（千克/次）；</p><p>　　C—塑料的比熱容（J/kg.℃）；</p><p>　　T1—熔融塑料進入模腔的溫度（℃）；</p><p>　　T2—制品脫模溫度（℃）&

77、lt;/p><p>　　取T1=200℃， T2=50℃，m=48.9g，C=1047 J/kg.℃。成型周期為60秒。代入數(shù)據(jù)得 Q=460784.7（J/h）</p><p>　　冷卻時所需要的冷卻水量</p><p>　　式中 M1—通過模具的冷卻水質量（kg）；</p><p>　　T3—出水溫度（℃）；</p><

78、p>　　T4—進水溫度（℃）；</p><p>　　取5℃。=1055 </p><p>　　代入數(shù)據(jù)得，M1 =87.3Kg。</p><p>　　根據(jù)冷卻水處于湍流狀態(tài)下的流速與水道直徑d的關系，確定模具冷卻水管道直徑d。</p><p>　　式中 M1—冷卻水的質量（kg）；</p><p>　　—管道內(nèi)

79、冷卻水的流速成，一般取0.8～2.5m/s；</p><p>　　—水的密度（kg/m3）。</p><p>　　代入數(shù)據(jù)得：d=7.45 mm。d取8mm。</p><p>　　冷卻管道總傳熱面積計算式為</p><p>　　式中 R—冷卻管道壁與冷卻介質間的傳熱系數(shù)</p><p>　　式中 —水的密度（kg/

80、m3）；</p><p>　　f—與冷卻介質有關的物理系數(shù)。</p><p>　　—模溫與冷卻介質之間的平均溫差（℃）。</p><p>　　代入數(shù)據(jù)得：R=13220995.43（J/m2·℃）</p><p>　　A=0.33×10-6 （m2）</p><p>　　通過上面的計算，可以得出需

81、要的冷卻面積太小，考慮到加工的費用，而且制品的覆蓋面比較廣，故無須設冷卻水道，以節(jié)省模具的成本。</p><p>　　第七章 模架及其它結構零件</p><p>　　注射模具由成型零部件和結構零部件組成。結構零部件部分包括注射模的標準模架、注射模的支承零部件和合模導向機構。支承零部件主要由固定板（動、定模板）、支承板和動、定模座板等組成。</p><p>　　7.

82、1 注射模的標準模架</p><p>　　模架是注射模的骨架和基體，通過它將模具的各個部分有機地聯(lián)系成為一個整體。標準模架一般由定模座板、定模板、動模板、動模支承板、墊塊、動模座板、推桿固定板、推板、導柱、導套及復位桿等組成。</p><p>　　我國塑料注射模架的國家標準有兩個，即《塑料注射模中小型模架及技術條件》（GB/T12556—1990）和《塑料注射模大型模架》（GB/T1255

83、5—1990）。前者按結構特征分為基本型（4種）和派生型（9種），適用的模板尺寸為B（寬）×L（長）≤560mm×900mm；后者也分為基本型（2種）和派生型（4種），適用的模板尺寸為B（寬）×L（長）為630mm×630mm至1250mm×2000mm。</p><p>　　本設計零件尺寸屬于中小型，所以采用中小型模架標準制造生產(chǎn)，選取基本型A1型作為基本模架結

84、構，公制單位（mm），衣架身模架尺寸為250mm×560mm，其中定模取標準值高度為50mm，動模取標準值50mm，標記為A1-250560-16 GB/T12556—1990。衣架身模架尺寸為400mm×500mm，其中定模取標準值高度為50mm，動模取標準值50mm。 標記為A1-400500-16 GB/T12556—1990。</p><p>　　模架的精度直接決定著模具的精度和質量，

85、一般對于模架生產(chǎn)要保證的工藝條件有：模架四周的垂直度、板件的平行度、板件平面度與側面的垂直度、導柱導套與模板配合的松緊程度、相對運動板件間的開合自如程度，另外還有整套模架的外觀，如表面粗糙度、倒角等。</p><p>　　7.2 支承零部件設計</p><p>　　7.2.1 墊塊（支承塊）</p><p>　　墊塊的作用主要是在動模支承板與動模座板之間形成推出機構

86、所需的動作空間。另外，也起到調節(jié)模具總厚度，以適應注射機模具安裝厚度要求的作用。因為該模具為中小型模具，所以適合用角架式墊塊。在安裝時，務必保持所有的墊塊高度保持一致，否則由于負荷不均勻會造成相關模板的損壞，墊塊與動模支承板之間一般用螺栓連接，要求高時可用銷釘定位。本設計采用模架庫中的標準件，衣架身模架墊塊高度為63mm，長為560mm，寬為50mm，材料為45鋼，GB /T4169.6—1984，M12螺栓連接。衣架頭模架墊塊高度為1

87、00mm，長為500mm，寬為68mm。材料為45鋼，GB /T4169.6—1984，M16螺栓連接。</p><p>　　7.2.3 動定模座板</p><p>　　設計時必須保證它們的輪廓形狀和尺寸與注射機上的動定固定模板相匹配，開設的安裝結構也必須與注射機定模固定板安裝螺孔的大小和位置相適應。</p><p>　　它在注射成型過程中起著傳遞合模力并承受成型力

88、，為保證定模座板具有足夠的剛度和強度，動定模座板也應具有一定的厚度。在衣架身的設計中動定模座板采用模架庫中的標準件，尺寸為315mm×560mm，厚度為25mm，在衣架頭的設計當中動定模座板采用模架庫中的標準，尺寸為450mm×500mm，厚度為32mm。</p><p><b>　　7．3 導向裝置</b></p><p>　　7.3.1 導柱導

89、向機構</p><p>　　1）導柱的設計 導柱的結構一般可按標準件選用，也可以自行設計。本設計中采用標準件當中的有肩導柱，衣架身模架取d為25mm，衣架頭模架d為32mm。</p><p>　　2 ）導柱的安裝與配合</p><p>　　導柱安裝時模板上與之配合的孔徑公差按H7確定，安裝沉孔直徑視導柱直徑可取D+（1～2mm）</p><p&g

90、t;　　3 ）導柱結構的技術要求</p><p>　　a.長度 導柱導向部分的長度應比凸模端面的高度高出6～10mm。</p><p>　　b.形狀 導柱前端面應做成錐面或半球面，以使導柱能順利地進入導向孔。</p><p>　　c.材料 導柱材料采用T8A（GB/T1298-1986）</p><p>　　d.表面粗糙度 導柱固定部分的表面

91、粗糙度為Ra=0.8μm。導滑部分表面常用Ra=0.4μm</p><p>　　e.技術條件：①熱處理50～55HRC，</p><p>　?、趯е睆絛的尺寸公差根據(jù)使用要求可在相同公差等級內(nèi)變動</p><p><b>　　f.導柱布置</b></p><p>　　一副模具至少用兩根導柱，本設計中采用4根直徑相同的導

92、柱對稱布置。</p><p><b>　　7.3.2 導套</b></p><p><b>　　1）導套的設計</b></p><p>　　因本設計中的導柱采用有肩導柱，所以導套須采用有肩導套。</p><p>　　2）導套的安裝與配合</p><p>　　導套安裝時模板上與

93、之配合的孔徑公差按H7確定，有肩導套安裝沉孔直徑視導柱直徑可取D+（1～2mm）。導套長度由模板厚度決定。</p><p>　　3）導柱結構的技術要求</p><p>　　a）形狀 為使導柱順利進入導套，導套前端應倒角。</p><p>　　b）材料 導柱材料采用T8A（GB/T1298-1986），</p><p>　　c）表面粗糙度 帶頭

94、導套用H7/m6或H7/k6過渡配合鑲入模板，導向固定部分的粗糙度為Ra=0.8μm。導向部分粗糙度為Ra=0.4～08μm</p><p>　　d）技術條件：①熱處理50～55HRC，</p><p>　　②導柱直徑d的尺寸公差根據(jù)使用要求可在相同公差等級內(nèi)變動</p><p><b>　　e）導柱布置</b></p><

95、p>　　導柱應合理均布在模具分型面的四周，導柱中心至模具邊緣應有足夠的距離，以保證模具強度（導柱中心到模具邊緣距離通常為導柱直徑的1～1.5倍）本設計中取導柱中心到模具邊緣距離為導柱直徑的1倍。為了確保合模時只能按一個方向合模，導柱的布置采用等直徑導柱不對稱布置。</p><p><b>　　結 論</b></p><p>　　掐指一算，畢業(yè)設計即將結束了

96、，從選題到查找資料，再到動手設計，足足花了好幾個月的時間。本次設計使我對塑料模具設計的各種成型方法，成型零件的設計，成型零件的數(shù)控加工工藝，主要工藝參數(shù)的計算，產(chǎn)品缺陷及其解決辦法，模具的總體結構設計及零部件的設計等都有了進一步的理解和掌握。從衣架模具設計中體會到理論知識和實踐動手方面存在著較大的差異，使得在設計中困難重重，不過也在當中學到了很多以前沒有學到的知識。在模架的設計和數(shù)控加工方面 ，老師給我的幫助是最大的。及時糾正了我在設計

97、當中的錯誤，因為沒有接觸到實際的東西，所以設計出來的東西跟實際生產(chǎn)有很多想矛盾的問題。例如在數(shù)控加工中，衣架頭的一部分尺寸比較小，在數(shù)控模擬當中是可以加工出來，但是在實際當中很難達到加工的要求。xx老師馬上指出這個加工的不足之處，必須分數(shù)控銑削加工和數(shù)控電極加工兩部分，這樣子才適合實際的加工工藝。</p><p>　　這段時間當中我發(fā)現(xiàn)我對專業(yè)認識的還不夠，很多關于制造和工藝的知識有待我們提高，更多的是需要我們自

98、己去觀察、實踐、學習。不具備這項能力就難以勝任未來的挑戰(zhàn)。隨著科學的迅猛發(fā)展，新技術的廣泛應用，會有很多領域是我們未曾接觸過的，只有敢于去嘗試才能有所突破，有所創(chuàng)新。</p><p>　　人就是在困難中慢慢的成長的。從一開始有些茫然到現(xiàn)在初有成就的喜悅，相信未來的結果一定是令人滿意的。這個畢業(yè)設計充實了我的知識，也為我以后走上工作崗位奠定了基礎，期盼獲得收獲的那一天！</p><p>&l

99、t;b>　　致 謝</b></p><p>　　在本次畢業(yè)設計過程中，***老師對該論文從選題、構思、資料收集到最后定稿的</p><p>　　各個環(huán)節(jié)給予細心指引與教導，使我對注塑模有了深刻的認識，使我得以最終完成《塑料衣架模具的設計和典型模具零件的數(shù)控加工》的畢業(yè)設計，在此表示衷心感謝。盛老師在設計的各個階段給出了許多寶貴意見。從一無所知到基本掌握注塑模具制造和

100、工藝設計的基本流程，這期間老師和同學們對我的幫助是巨大的，這里給你們最衷心的感謝！</p><p>　　最后，我要向在百忙之中抽時間對本文進行審閱、評議和參加本人論文答辯的各位師長表示感謝！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1 王孝培.塑料成型工藝及模具簡明手冊.機械工業(yè)出版社,2000</p>

101、<p>　　2 《塑料模設計手冊》編寫組.塑料模設計手冊第3版[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002</p><p>　　3 黃曉燕.簡明塑料成型工藝與模具設計手冊[M].上海：上?？茖W技術出版社，2006</p><p>　　4 黨根茂.模具設計與制造.西安電子科技大學出版社，2004 </p><p>　　5 王永平.注塑模具設計經(jīng)驗點評[M

102、].北京：機械工業(yè)出版社，2005 </p><p>　　6 鄒繼強.塑料模具設計參考資料匯編.清華大學出版社，2005 </p><p>　　7 王華山.塑料注塑技術與實例[M].北京:化學工業(yè)出版社，2006</p><p>　　8 齊曉杰.塑料成型工藝與模具設計[M].北京:機械工業(yè)出版社,2005.</p><p>　　9 李