塑料多格盒注射模設(shè)計(jì)本科畢業(yè)論文

哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - I - 說明書+CAD 圖紙 +qq864200146 摘要 塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中 發(fā)展較快的種類，因此，研究注塑模具對(duì)了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - II - 品質(zhì)量有很大意義。 本設(shè)計(jì)介紹了注射成型的基本原理，特別是多分型面注射模具的結(jié)構(gòu) 與工作原理，對(duì)注塑產(chǎn)品提出了基本的設(shè)計(jì)原則；詳細(xì)介紹了注射模具澆注 系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，并對(duì)模具強(qiáng)度要求做了說明； 利用 CAD/CAM 系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)軟件對(duì)模具進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)。并根據(jù)塑件得特殊 性添加了氣動(dòng)脫模裝置和限位拉桿裝置來使模具結(jié)構(gòu)更加合理，工作更加可 靠。 通過本設(shè)計(jì)，可以對(duì)注塑模具有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，注意到設(shè)計(jì)中的某 些細(xì)節(jié)問題，了解模具結(jié)構(gòu)及工作原理；通過繪圖使自己對(duì) CAD 制圖軟件 有了更好的掌握。 關(guān)鍵詞：塑料模具；參數(shù)化；分型面； Abstract The plastics industry in the world today, one of the fastest growing 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - III - industry category, while the injection mold is one of the fast-growing species, so researchers in understanding the plastic injection mold production process and improve product quality is very significant. This design describes the basic principle of injection molding, in particular, is a multi-parting injection mold the structure and working principle of injection molding products made the basic design principles; details of the injection mold gating system, temperature regulation system and the push-out system design process, and die strength requirement is explained; the use of CAD / CAM system, the parameters of standard software for mold design. And in accordance with particularity of plastic parts were added to limit rod pneumatic ejection devices and devices to make the mold structure is more reasonable and more reliable work. Through the design, injection mold can have a preliminary understanding, noting some of the details of the design to understand the mold structure and working principle; by drawing on the CAD drawing software itself has a better grasp. Keywords: plastic mold; parameter; parting surface; 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - IV - 目錄目錄 摘要I Abstract.II 第 1 章 緒論.1 1.1 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位1 1.2 我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀2 1.3 塑料模具的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)3 1.4 本章小結(jié)4 第 2 章 塑件成型工藝性分析6 2.1 產(chǎn)品分析.6 2.2 塑料材料成型特性與工藝參數(shù)7 2.3 塑件的注射工藝參數(shù)的確定9 2.4 料的成型收縮及尺寸精度10 2.5 注射成型工藝過程 10 2.6 本章小結(jié).10 第 3 章 注塑機(jī)的選擇.11 3.1 注射機(jī)的選擇.11 3.1.1 注塑機(jī)簡(jiǎn)介.11 3.1.2 注塑機(jī)基本參數(shù)12 3.1.3 型腔的配置.13 3.1.4 塑件的參數(shù)計(jì)算.16 3.1.5 注射壓力的校核.16 3.1.6 鎖模力校核17 3.1.7 模架的初選與校核17 3.2 本章小結(jié).19 第 4 章模具設(shè)計(jì).20 4.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則20 4.2 流道的設(shè)計(jì).21 4.2.1 主流道的設(shè)計(jì). 21 4.2.2 冷料穴的設(shè)計(jì). 22 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - V - 4.2.3 分流道的設(shè)計(jì). 22 4.2.4 澆口套的設(shè)計(jì). 22 4.2.5 澆口的選擇23 4.3 分型面的設(shè)計(jì).24 4.4 確定型腔的排列方式25 4.5 排氣槽的設(shè)計(jì).26 4.6 拉料桿.26 4.7 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).27 4.7.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用27 4.7.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).27 4.7.3設(shè)計(jì)導(dǎo)套和導(dǎo)柱須注意的事項(xiàng).28 4.7.4 導(dǎo)柱與導(dǎo)套.29 4.8 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).29 4.8.1 確定推出機(jī)構(gòu). 29 4.8.2 氣動(dòng)脫模.31 4.8.3 流道凝料的推出32 4.9 本章小結(jié).32 第 5 章 成型零件設(shè)計(jì)與計(jì)算33 5.1 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).33 5.2 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)33 5.3 凹模尺寸的計(jì)算.34 5.3.1 凹模徑向尺寸的計(jì)算.34 5.3.2 凹模深度尺寸的計(jì)算35 5.4 凸模尺寸的計(jì)算36 5.4.1 凸模徑向尺寸的計(jì)算36 5.4.2 凸模高度尺寸的計(jì)算37 5.5 型腔側(cè)壁以及底板厚度尺寸.38 5.5.1 型腔側(cè)壁厚度計(jì)算.38 5.5.2 底板厚度計(jì)算. 39 5.6 本章小結(jié)39 第 6 章 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)41 6.1 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響.41 6.2 對(duì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求.41 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - VI - 6.3 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則. 41 6.4 本章小結(jié)42 結(jié)論43 致謝44 參考文獻(xiàn).45 附錄46 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 1 - 第第 1 章章 緒論緒論 模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固 態(tài)或液態(tài)）的流動(dòng)，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高， 產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。 1.1 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位 模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固 態(tài)或液態(tài)）的流動(dòng)，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高， 產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生 產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它在很大 程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模 具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。早在 1989 年 3 月中國政府頒布的關(guān)于 當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定中，將模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一 位。 模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的 重要領(lǐng)域。模具在機(jī)械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域 里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中 60 90的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。 模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場(chǎng)的需求上，僅以汽車，摩托車行業(yè) 的模具市場(chǎng)為例。汽車，摩托車行業(yè)是模具最大的市場(chǎng)，在工業(yè)發(fā)達(dá)的國 家，這一市場(chǎng)占整個(gè)模具市場(chǎng)一半左右。汽車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)五大支柱 產(chǎn)業(yè)之一，汽車工業(yè)重點(diǎn)是發(fā)展零部件，經(jīng)濟(jì)型轎車和重型汽車，汽車模具 作為發(fā)展重點(diǎn)，已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。汽車基本車型不斷增 加，2005 年將達(dá)到 170 種。一個(gè)型號(hào)的汽車所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億 元。為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求，汽車將不斷換型，汽車換型時(shí)約有 80的模具 需要更換。中國摩托車產(chǎn)量位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國摩托車共有 14 種 排量 80 多個(gè)車型，1000 多個(gè)型號(hào)。單輛摩托車約有零件 2000 種，共計(jì) 5000 多個(gè)，其中一半以上需要模具生產(chǎn)。一個(gè)型號(hào)的摩托車生產(chǎn)需 1000 副 模具，總價(jià)值為 1000 多萬元。其他行業(yè)，如電子及通訊，家電，建筑等， 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 2 - 也存在巨大的模具市場(chǎng)。 目前世界模具市場(chǎng)供不應(yīng)求，模具的主要出口國是美國，日本，法 國，瑞士等國家。中國模具出口數(shù)量極少，但中國模具鉗工技術(shù)水平高，勞 動(dòng)成本低，只要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生 產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會(huì)有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術(shù)， 提高模具技術(shù)水平，對(duì)于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。 1.2我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀 自 20 世紀(jì) 80 年代以來，我國的經(jīng)濟(jì)逐漸起飛，也為模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提 供了巨大的動(dòng)力。20 世紀(jì) 90 年代以后，大陸的工業(yè)發(fā)展十分迅速，模具工 業(yè)的總產(chǎn)值在 1990 年僅 60 億元人民幣，1994 年增長到 130 億元人民幣， 1999 年已達(dá)到 245 億元人民幣，2000 年增至 260270 億元人民幣。今后預(yù) 計(jì)每年仍會(huì)以 10%15%的速度快速增長。 目前，我國 17000 多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)五十多萬。除了國有的 專業(yè)模具廠外，其他所有制形式的模具廠家，包括集體企業(yè)，合資企業(yè)，獨(dú) 資企業(yè)和私營企業(yè)等，都得到了快速發(fā)展。其中，集體和私營的模具企業(yè)在 廣東和浙江等省發(fā)展得最為迅速。例如，浙江寧波和黃巖地區(qū)，從事模具制 造的集體企業(yè)和私營企業(yè)多達(dá)數(shù)千家，成為我國國內(nèi)知名的“模具之鄉(xiāng)”和最 具發(fā)展活力的地區(qū)之一。在廣東，一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)， 為了提高其產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，紛紛加入了對(duì)模具制造的投入。例如，科 龍，美的，康佳和威力等知名集團(tuán)都建立了自己的模具制造中心。中外合資 和外商獨(dú)資的模具企業(yè)則多集中于沿海工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，現(xiàn)已有幾千家。 在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷 售的約占三分之一。其中，沖壓模具約占 50%（中國臺(tái)灣：40%），塑料模 具約占 33%（中國臺(tái)灣：48%），壓鑄模具約占 6（中國臺(tái)灣：5%），其 他各類模具約占 11（中國臺(tái)灣：7%）。 中國臺(tái)灣模具產(chǎn)業(yè)的成長，分為萌芽期（19611981），成長期 （19811991），成熟期（19912001）三個(gè)階段。 萌芽期，工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備與技術(shù)的不斷改進(jìn)。由于紡織，電子，電 氣，電機(jī)和機(jī)械業(yè)等產(chǎn)品外銷表現(xiàn)暢旺，連帶使得模具制造，維修業(yè)者和周 邊廠商（如熱處理產(chǎn)業(yè)等）逐年增加。在此階段的模具包括：一般民生用品 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 3 - 模具，鑄造用模具，鍛造用模具，木模，玻璃，陶瓷用模具，以及橡膠模具 等。 1981 年1991 年是臺(tái)灣模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展最為迅速且高度成長的時(shí)期。 有鑒于模具產(chǎn)業(yè)對(duì)工業(yè)發(fā)展的重要性日益彰顯，自 1982 年起，臺(tái)灣地區(qū)就 將模具產(chǎn)業(yè)納入“策略性工業(yè)適用范圍”，大力推動(dòng)模具工業(yè)的發(fā)展，以配合 相關(guān)工業(yè)產(chǎn)品的外銷策略，全力發(fā)展整體經(jīng)濟(jì)。隨著民生工業(yè)，機(jī)械五金 業(yè)，汽機(jī)車及家電業(yè)發(fā)展，沖壓模具與塑料模具，逐漸形成臺(tái)灣模具工業(yè)兩 大主流。從 1985 年起，模具產(chǎn)業(yè)已在推行計(jì)算機(jī)輔助模具設(shè)計(jì)和制造等 CAD/CAM 技術(shù)，所以臺(tái)灣模具業(yè)接觸 CAD/CAM/CAE/CAT 技術(shù)的時(shí)間相 當(dāng)早。 成熟期，在國際化，自由化和國際分工的潮流下，1994 年，1998 年， 由臺(tái)灣地區(qū)政府委托金屬中心執(zhí)行“工業(yè)用模具技術(shù)研究與發(fā)展五年計(jì)劃”與 “工業(yè)用模具技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展計(jì)劃”，以協(xié)助業(yè)界突破發(fā)展瓶頸，并支持產(chǎn)業(yè) 升級(jí)，朝向開發(fā)高附加值與進(jìn)口依賴高的模具。1997 年 11 月間臺(tái)灣憑借模 具產(chǎn)業(yè)的實(shí)力，獲得世界模具協(xié)會(huì)（ISTMA）認(rèn)同獲準(zhǔn)入會(huì)，正式成為世 界模具協(xié)會(huì)會(huì)員，。整體而言，臺(tái)灣模具產(chǎn)業(yè)在這一階段的發(fā)展，隨著機(jī)械 性能，加工技術(shù)，檢測(cè)能力的提升，以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，臺(tái)灣模具廠商供 應(yīng)對(duì)象已由傳統(tǒng)的民用家電，五金業(yè)和汽機(jī)車運(yùn)輸工具業(yè)，提升到計(jì)算機(jī)與 電子，通信與光電等精密模具，并發(fā)展出汽機(jī)車用大型鈑金沖壓，大型塑料 射出及精密鍛造等模具。 1.3塑料模具的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 20 世紀(jì) 80 年代開始，發(fā)達(dá)工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中分離出 來，并發(fā)展成為獨(dú)立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開放 以來，我國的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來，每年都以 15的增長速 度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入 力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。此外，許多科研機(jī)構(gòu)和大專院 校也開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國成為世界 超級(jí)制造大國的重要原因。今后，我國要發(fā)展成為世界制造強(qiáng)國，仍將依賴 于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強(qiáng)國。 中國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展， 模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn) 48“（約 122CM）大屏幕 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 4 - 彩電塑殼注射模具，6.5KG 大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整 體儀表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具，多形 腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過多年的努力，在模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)，模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)，快速成型與快速制模技術(shù)，新型模具 材料等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方 面作出了貢獻(xiàn)。 盡管我國模具工業(yè)有了長足的進(jìn)步，部分模具已達(dá)到國際先進(jìn)水平， 但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場(chǎng)的需要，每年仍需進(jìn)口 10 多億 美元的各類大型，精密，復(fù)雜模具。與發(fā)達(dá)國家的模具工業(yè)相比，在模具技 術(shù)上仍有不小的差距。今后，我國模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不斷的技術(shù) 創(chuàng)新，以縮小與國際先進(jìn)水平的距離。 1.注重開發(fā)大型，精密，復(fù)雜模具；隨著我國轎車，家電等工業(yè)的快速 發(fā)展，成型零件的大型化和精密化要求越來越高，模具也將日趨大型化和精 密化。 2.加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用；使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期， 降低模具制造成本而且能提高模具的制造質(zhì)量。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必 將日漸廣泛。 3.推廣 CAD/CAM/CAE 技術(shù)；模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具技術(shù)發(fā) 展的一個(gè)重要里程碑。實(shí)踐證明，模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制 造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設(shè)計(jì)制造水平。 4.重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期；隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不 斷出現(xiàn)，模具的制造水平也在不斷地提高，基于快速成形的快速制模技術(shù)， 高速銑削加工技術(shù)，以及自動(dòng)研磨拋光技術(shù)將在模具制造中獲得更為廣泛的 應(yīng)用。 1.4本章小結(jié) 本章調(diào)查了模具在國民經(jīng)濟(jì)中的地位和我國模具技術(shù)和模具工業(yè)的現(xiàn) 狀及發(fā)展趨勢(shì)，分析了模具工業(yè)與國外技術(shù)的差距。以及如何來縮小差距。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 5 - 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 6 - 第第 2 章章 塑件成型工藝性分析塑件成型工藝性分析 2.1產(chǎn)品分析 1制件如圖 2-1 2-2 所示。 圖 2-1塑料多格盒二維零件圖 圖 2-2 塑料多格盒三維零件圖 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 7 - 該塑件為多格盒而且深度較大，因此不方便脫模，因此需要在凸模上 添加進(jìn)氣口，這樣在脫模時(shí)能保證腔內(nèi)腔外大氣壓強(qiáng)一致，脫模板能方便脫 下塑件。也是因?yàn)樗芗槎喔?，因此要考慮填充時(shí)進(jìn)料得速度和是否能均勻 填充，同時(shí)還要不影響塑件外觀，這樣我們應(yīng)選用多點(diǎn)澆口，通過對(duì)塑件材 料、形狀及外形尺寸的觀察分析和設(shè)計(jì)方案制定。 2.2塑料材料成型特性與工藝參數(shù) 此次材料是采用 PP 注塑成的。查相關(guān)手冊(cè)可知:PP 聚丙烯英文名 稱:Polypropylene分子式:C3H6n簡(jiǎn)稱: PP ,由丙烯聚合而制得的一種熱 塑性樹脂。有等規(guī)物、無規(guī)物和間規(guī)物三種構(gòu)型，工業(yè)產(chǎn)品以等規(guī)物為主要 成分。聚丙烯也包括丙烯與少量乙烯的共聚物在內(nèi)。通常為半透明無色固 體，無臭無毒。由于結(jié)構(gòu)規(guī)整而高度結(jié)晶化,故熔點(diǎn)高達(dá) 167,耐熱,制品可 用蒸汽消毒是其突出優(yōu)點(diǎn)。密度 0.90g/cm3,是最輕的通用塑料。耐腐蝕,抗 張強(qiáng)度 30MPa，強(qiáng)度、剛性和透明性都比聚乙烯好。缺點(diǎn)是耐低溫沖擊性 差，較易老化，但可分別通過改性和添加抗氧劑予以克服。特點(diǎn)：無毒、無 味，密度小， 強(qiáng)度 、剛度、硬度耐熱性均優(yōu)于低壓 聚乙烯 ,可在 100 度 左右使用.具有良好的電性能和高頻 絕緣 性不受濕度影響,但低溫時(shí)變脆、 不耐磨、易老化.適于制作一般機(jī)械零件,耐腐蝕零件和絕緣零件 。常見的 酸、堿有機(jī)溶劑對(duì)它幾乎不起作用，可用于食具。 材料聚丙烯的成型特性： 1.結(jié)晶料,吸濕性小,易發(fā)生融體破裂,長期與熱金屬接觸易分解. 2.流動(dòng)性好,但收縮范圍及收縮值大,易發(fā)生縮孔.凹痕,變形. 3.冷卻速度快,澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)緩慢散熱,并注意控制成型 溫度.料溫低溫高壓時(shí)容易取向,模具溫度低于 50 度時(shí),塑件不光滑,易產(chǎn) 生熔接不良,流痕,90 度以上易發(fā)生翹曲變形 4.塑料壁厚須均勻,避免缺膠,尖角,以防應(yīng)力集中. 下表 2-1 介紹了聚丙烯（PP）的某些性能。 表 2-1熱塑性材料的某些性能 材料名稱拉 伸彈 性模 量 壓縮 比 成型 收縮率/% 與 鋼的摩 擦因數(shù) 泊 松比 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 8 - /MPa 聚 乙烯 HDPE LDPE 8 40 950 1.73 1.9 1.8 1.3 1.5 3.0 1.5 3.6 0. 11 0. 23 0 .38 聚 丙烯 PP GFR 1 100 1600 1.92 1.96 1.0 3.0 0.4 0.8 0. 14 0.34 0 .32 有 機(jī)玻璃 PMM A 與苯 乙烯共聚 3 160 3 500 0.5 0.7 0 .35 聚 氯乙烯 硬 PVC 軟 PVC 2 400 4200 2.3 2.3 0.2 0.4 1.5 3.0 聚 苯乙烯 GPC HIPS GFR （20% 30%） 2 800 3500 1 400 3100 3 200 1.9 2.2 0.2 0.8 0.2 0.8 0.3 0.6 0. 12 0. 45 0 .32 AB S 抗沖 型 耐熱 型 GFR （30%） 1 900 1 800 1 800 1.8 2.0 0.5 0.7 0.4 0.5 0.1 0.14 0. 21 聚 甲醛 POM F-4 填 充 2 800 1.8 2.0 2.0 3.5 2.0 2.5 0. 10.2 聚 碳酸脂 PC GFR （20% 30%） 1 440 3 120 4000 1.750.5 0.7 0. 35 0. 37 0 .38 0 .38 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 9 - 尼 龍-1010 PA101 0 GFR （30%） 1 800 8 700 2.0 2.1 1.0 2.5 0.3 0.6 0. 31 尼 龍-6 PA101 0 GFR （30%） 2 600 2.0 2.1 1.0 2.5 0.3 0.6 0. 26 尼 龍-66 PA66 GFR （30%） 1 250 2880 6 020 1260 2.0 2.1 10 2.5 0.4 0.55 2.3塑件的注射工藝參數(shù)的確定 PP 的注射成型工藝參數(shù): 注塑機(jī)類型：螺桿式 噴嘴形式：直通式 料筒一區(qū)/180200 料筒二區(qū)/200220 料筒三區(qū)/160170 噴嘴溫度/170190 模具溫度/4080 注塑壓力/MPa70120 注塑時(shí)間/s05 保壓時(shí)間/s2060 冷卻時(shí)間/s1550 成型周期/s40120 干燥處理：如果儲(chǔ)存適當(dāng)則不需要干燥處理。 熔化溫度：220275C，注意不要超過 275C。 模具溫度：4080C，建議使用 50C。結(jié)晶程度主要由模具溫度決 定。注射壓力：可大到 1800bar。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 10 - 注射速度：通常，使用高速注塑可以使內(nèi)部壓力減小到最小。如果 制品表面出現(xiàn)了缺陷，那么應(yīng)使用較高溫度下的低速注塑。 流道和澆口：對(duì)于冷流道，典型的流道直徑范圍是 47mm。建議 使用通體為圓形的注入口和流道。所有類型的澆口都可以使用。典型的 澆口直徑范圍是 11.5mm，但也可以使用小到 0.7mm 的澆口。對(duì)于邊 緣澆口，最小的澆口深度應(yīng)為壁厚的一半；最小的澆口寬度應(yīng)至少為壁 厚的兩倍。PP 材料完全可以使用熱流道系統(tǒng)。 2.4料的成型收縮及尺寸精度 塑料制件從模具中取出發(fā)生尺寸收縮的特性稱為塑料的收縮性。因?yàn)?塑料制件的收縮率不僅于塑料本身的熱脹冷縮性質(zhì)有關(guān)，而且還與模具結(jié)構(gòu) 及成型工藝條件有關(guān)，故將塑料制件的收縮稱為成型收縮。 由于塑料多格盒壁厚較薄，因此對(duì)模具的精度要求較高。初選精度等級(jí)為 6 級(jí)。查表得聚丙烯的成型收縮率為 1.02.5%。 2.5注射成型工藝過程 1.預(yù)烘干裝入料斗預(yù)塑化注射裝置準(zhǔn)備注射注射 保壓冷卻脫模塑件送下工序 2.清理模具、涂脫模劑合模注射 2.6本章小結(jié) 本章主要介紹了本設(shè)計(jì)使用的材料聚丙烯的基本特性、主要用途與其 成型特點(diǎn)；通過分析聚丙烯材料的特性及工藝參數(shù)，確定了本設(shè)計(jì)提供塑件 的壁厚和表面質(zhì)量。使用 CAD 繪圖軟件繪制出塑料多格盒的二維圖形；又 使用 Pro/E 三維繪圖軟件繪制出塑料多格盒的三維圖形，知道了此塑件的體 積與質(zhì)量，為以后的設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 11 - 第第 3 章章 注塑機(jī)的選擇注塑機(jī)的選擇 3.1注射機(jī)的選擇 1956年制造出世界上第一臺(tái)往復(fù)螺桿式注塑機(jī),這是注塑成型工藝技術(shù) 的一大突破,目前注塑機(jī)加工的塑料量是塑料產(chǎn)量的30%;注塑機(jī)的產(chǎn)量占整 個(gè)塑料機(jī)械產(chǎn)量的50%.成為塑料成型設(shè)備制造業(yè)中增長最快,產(chǎn)量最多的機(jī) 種之一。 3.1.1 注塑機(jī)簡(jiǎn)介 根據(jù)塑料注射成型過程,一般可將注射機(jī)分為以下幾個(gè)部分: （1）注射裝置 （2）合模裝置 （3）液壓傳動(dòng)和電器控制 隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的飛速發(fā)展,注射機(jī)控制系統(tǒng)升級(jí)換代很快。微型計(jì) 算機(jī)控制的注射機(jī)已較常見。其控制系統(tǒng)由CPU、存儲(chǔ)器、顯示器等組成， 并有初始化和調(diào)試、注射和模具動(dòng)作、壓力和速度控制、數(shù)字PID調(diào)節(jié)、油 路和診斷等功能軟件。 注塑機(jī)的分類方式很多,目前尚未形成完全統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的分類方法。常用 的說法有: （1）按設(shè)備外形特征分類: 臥式,立式,直角式,多工位注塑機(jī)； （2）按加工能力分類: 超小型,小型,中型,大型和超大型注塑機(jī)。 此外還有按用途分類和按合模裝置的特征分類,但日常生活中用的較 少。注射機(jī)為塑料注射成型所用的主要設(shè)備，圖3-1所示為最常用的臥式注 射機(jī)。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 12 - 圖3-1臥式注射機(jī)外形 1-鎖模液壓缸；2-鎖模機(jī)構(gòu)；3-動(dòng)模板；4-推桿；5-定模板 6-控制臺(tái)；7-料筒及加熱器；8-料斗；9-定量供料裝置；10-注射缸 注射成型時(shí)注射模具安裝在注射機(jī)的動(dòng)模板和定模板上，由鎖模裝置 合模并鎖緊，塑料在料筒內(nèi)加熱呈熔融狀態(tài)，由注射裝置將塑料熔體注入型 腔內(nèi)，塑料制品固化冷卻后由鎖模裝置開模，并由推出裝置將制件推出。 3.1.2 注塑機(jī)基本參數(shù) 注塑機(jī)的主要參數(shù)有公稱注射量,注射壓力,注射速度,塑化能力,鎖模力, 合模裝置的基本尺寸,開合模速度,空循環(huán)時(shí)間等.這些參數(shù)是設(shè)計(jì),制造,購買 和使用注塑機(jī)的主要依據(jù)。 (1)公稱注塑量 指在對(duì)空注射的情況下,注射螺桿或柱塞做一次最大注射 行程時(shí),注射裝置所能達(dá)到的最大注射量,反映了注塑機(jī)的加工能力。 (2)注射壓力為了克服熔料流經(jīng)噴嘴,澆道和型腔時(shí)的流動(dòng)阻力,螺桿(或 柱塞)對(duì)熔料必須施加足夠的壓力,我們將這種壓力稱為注射壓力。 (3)注射速率 為了使熔料及時(shí)充滿型腔,除了必須有足夠的注射壓力外, 熔料還必須有一定的流動(dòng)速率,描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時(shí)間或注 射速度。 常用的注射速率如表3-1所示。 表3-1 注射量與注射時(shí)間的關(guān)系 注射 量/Cm 3 12 5 2 50 5 00 1 000 2 000 4 000 60 00 10 000 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 13 - 注射 速率/Cm/s 12 5 2 00 3 33 5 70 8 90 1 330 16 00 20 00 注射 時(shí)/s 11 .25 1 .5 1 .75 2 .25 33. 755 (4)塑化能力 單位時(shí)間內(nèi)所能塑化的物料量.塑化能力應(yīng)與注塑機(jī)的整個(gè) 成型周期配合協(xié)調(diào),若塑化能力高而機(jī)器的空循環(huán)時(shí)間長,則不能發(fā)揮塑化裝 置的能力,反之則會(huì)加長成型周期。 (5)鎖模力 注塑機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所能施加的最大夾緊力,在此力的作 用下模具不應(yīng)被熔融的塑料所頂開。 (6)合模裝置的基本尺寸 包括模板尺寸,拉桿空間,模板間最大開距,動(dòng)模 板的行程,模具最大厚度與最小厚度等。這些參數(shù)規(guī)定了機(jī)器加工制件所使 用的模具尺寸范圍。 (7)開合模速度 為使模具閉合時(shí)平穩(wěn),以及開模,推出制件時(shí)不使塑料制 件損壞,要求模板在整個(gè)行程中的速度要合理,即合模時(shí)從快到慢,開模時(shí)由慢 到快在到停。 (8)空循環(huán)時(shí)間 在沒有塑化,注射保壓,冷卻,取出制件等動(dòng)作的情況下,完 成一次循環(huán)所需的時(shí)間。 3.1.3 型腔的配置 型腔的配置決定了模具結(jié)構(gòu)總體方案的設(shè)計(jì)。一但型腔布置完成，澆 注系統(tǒng)走向和類型便確定。冷卻系統(tǒng)和脫模機(jī)構(gòu)在配置型腔時(shí)也必須統(tǒng)籌考 慮。若冷卻通道布置與推桿孔、螺孔發(fā)生沖突時(shí)要在型腔配置中進(jìn)行協(xié)調(diào)。 當(dāng)型腔、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、脫模機(jī)構(gòu)的初步位置確定后，模板的外行尺 寸也基本確定。 多型腔在模具上通常采用圓形排列、H 形排列、直線形排列以及復(fù)合排 列等，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意如下幾點(diǎn)： (1)盡可能采用平衡式排列，以便構(gòu)成平衡式澆注系統(tǒng)，確保塑件質(zhì)量 的均一穩(wěn)定。 (2)型腔布置和澆口開設(shè)部位應(yīng)力求對(duì)稱，以便防止模具承受偏載而產(chǎn) 生溢料現(xiàn)象，如圖 3-2（b）的布局就比 3-2（a）的布局合理。 (3)盡量使型腔排列得緊湊一些，以便減小模具的外形尺寸。如圖 3-3 所示，圖（b）的布局優(yōu)于圖（a）布局，因?yàn)閳D（b）的模板總面積小，可 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 14 - 節(jié)省鋼材，減輕模具質(zhì)量。 (4)型腔的圓形排列所占的模板尺寸大，雖有利于澆注系統(tǒng)的平衡，但 加工麻煩，除圓形制品和一些高精度制品外，在一般情況下常用直線排列和 H 形排列，從平衡的角度來看應(yīng)盡量選擇 H 形排列，從平衡的角度來看應(yīng) 盡量選擇 H 形排列，如圖 3-4（b） 、 （c）的布局比（a）要好。 （a）（b） 圖 3-2型腔的布置力求對(duì)稱 （a）（b） 圖 3-3型腔的布置力求緊湊 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 15 - 圖 3-4一模十六腔的幾種排列方案 注塑模的型腔數(shù)目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔數(shù)目的確 定時(shí)主要考慮以下幾個(gè)有關(guān)因素： （1）塑件的尺寸精度； （2）模具制造成本； （3）注塑成型的生產(chǎn)效益； （4）模具制造難度。 型腔數(shù)的確定有多種方法，本題采用注射機(jī)的注射量來確定它的數(shù) 目。其公式如下： n2=(G-C)/V(3-1) 式中 G注射機(jī)的實(shí)際公稱注射量/cm3 V單個(gè)制品的體積/cm3 C澆道和澆口的總體積/cm3 生產(chǎn)中每次實(shí)際注射量應(yīng)為公稱注射量 G 的（0.750.45）倍，現(xiàn)取 0.7G 進(jìn)行計(jì)算。每件制品所需澆注系統(tǒng)的體積為制品體積的（0.21）倍， 現(xiàn)取 C0.6V 進(jìn)行計(jì)算。 由公式（3-1）得， n2=0.7G-0.6V/V = 0.6994 取一個(gè)，根據(jù)制件的最后要求，最后確定模具為一模一腔的模具結(jié)構(gòu)。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 16 - 3.1.4 塑件的參數(shù)計(jì)算 （1）根據(jù)塑件形狀估算體積： V=417.464mm 塑件的質(zhì)量： M=V（3- 2) =417.4640.90=375.7176g 式中 M塑件的質(zhì)量（kg） ； V塑件的體積(cm3) ； 塑件的密度(kg/ cm3) 。 由公式（3-2）得，M=375.7176g （2）注射機(jī)的選擇 根據(jù)注射所需的壓力和塑件的重量以及其它情況，可初步選用的注射 機(jī)為：SZY-1000 型注塑成型機(jī)，該注塑機(jī)的各參數(shù)如表 3-2 所示。 表 3-2 注塑機(jī)參數(shù) 理論注射量/cm31000移模行程/mm700 螺桿直徑/mm85最大模具厚度/mm700 注射壓力/Mpa121最小模具厚度/mm300 鎖模力/KN4500噴嘴球半徑/mm18 拉桿內(nèi)間距/mm650550噴嘴口孔徑/mm7.5 3.1.5 注射壓力的校核 注塑機(jī)的最大注塑量應(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)際注塑量最好是注塑機(jī)的最大注塑量的 80%。所 以選用的注塑機(jī)最大注塑量應(yīng)滿足： 0.8 V 機(jī) V 塑V澆 （3-3） 式中 V 機(jī)注塑機(jī)的最大注塑量，1000cm3 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 17 - V 塑塑件的體積，該產(chǎn)品 V塑404.216cm3 V 澆澆注系統(tǒng)體積，該產(chǎn)品 V澆13.248cm3 故由公式（3-3）, V 機(jī)417.464cm3 3.1.6 鎖模力校核 F 鎖PA (3-4) 式中 p熔融型料在型腔內(nèi)的壓力 A塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面之和，經(jīng)計(jì)算 A=10920 mm3 F 鎖注塑機(jī)的額定鎖模力。 故由公式（3-4） ， F 鎖pA=200Mpa10920 mm3 選定的注塑機(jī)的鎖模力為 4500KN，滿足要求。 3.1.7 模架的初選與校核 （1）模架的選定 目前塑料注塑模具標(biāo)準(zhǔn)模架國家標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)，即塑料注射模中小型 模架及技術(shù)條件（GB/T12556-90）和塑料注射模大型模架 （GB/T12556-90）。本設(shè)計(jì)中考慮到塑料多格盒型腔較深，故將多格盒腔 模板分為兩塊模板的加工方法，這樣可以較好的解決深腔底部的型腔板加工 困難的工藝問題。經(jīng)過各方面的協(xié)調(diào)考慮與比較，使用非標(biāo)準(zhǔn)模架。如下圖 3-5 所示 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 18 - 圖 3-5 模架 （2）模具與注射機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核 模具閉合高度長寬尺寸要與注塑機(jī)模板尺寸和拉桿間距相合適。 模具長模具寬拉桿面積(3-5) 由公式 3-5 得 175000357500 （3）模具閉合高度校核 HmaxHHmin(3-6) 式中 Hmin注塑機(jī)允許最小模厚，取值為 300mm； Hmax注塑機(jī)允許最大模厚，取值為 700mm； H模具閉合高度，取值為 536mm。 故模具的閉合高度滿足設(shè)計(jì)要求。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 19 - （4）開模行程校核 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)的開模行程應(yīng)滿足下式： S 機(jī)(H模Hmin)H1H2a (510)(3-7) 式中 S 機(jī)注塑機(jī)最大開模行程，取值為 700mm； H1頂出距離，取值為 115mm； H2包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，取值為 200mm； a取出澆注系統(tǒng)凝料所需澆口板與固定模板之間的距離。 由公式 3-7 得 464335 滿足設(shè)計(jì)要求。 3.2 本章小結(jié) 對(duì)注射機(jī)的結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)概述，通過對(duì)塑件的體積和質(zhì)量的計(jì)算和 對(duì)注射機(jī)的校核，初步選用國產(chǎn)注射機(jī)的型號(hào)和工藝參數(shù)。并對(duì)一系列的參 數(shù)進(jìn)行校核。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 20 - 第第 4 章章模具設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì) 4.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 所謂澆注系統(tǒng)是指注射模中從主流道的始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通 道。澆注系統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無流道凝料澆注系統(tǒng)兩類。此次設(shè) 計(jì)主要介紹普通流道澆注系統(tǒng)。 普通流道澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料穴四部分組成。澆 注系統(tǒng)的作用是使來自注射模噴嘴的塑料熔體平穩(wěn)而順利的充模、壓實(shí)和保 壓。 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則： 1適應(yīng)塑件的工藝性為此，應(yīng)深入了解塑料的工藝性，分析澆注系統(tǒng) 對(duì)塑料熔體流動(dòng)的影響，以及在充模，保壓補(bǔ)縮和倒流各階段中，型腔內(nèi)塑 料的溫度，壓力變化情況，以便設(shè)計(jì)出適合塑料工藝特性的理想的澆注系 統(tǒng)，保證塑件的質(zhì)量； 2排氣良好排氣的順利與否直接影響成型過程和塑件質(zhì)量，不能順利 排氣會(huì)使注射成型過程充填不滿或產(chǎn)生明顯的熔接痕等缺陷。因此，澆注系 統(tǒng)應(yīng)能順利地引導(dǎo)熔體充滿型腔，并在填充過程中不產(chǎn)生紊流或渦流，是型 腔內(nèi)的氣體能順利地排出； 3流程要短在保證成型質(zhì)量和滿足良好排氣的前提下，盡量縮短熔體 的流程和減少拐彎，以減少熔體壓力和熱量損失，保證必需的充填型腔的壓 力和速度，縮多填充及冷卻時(shí)間縮多，縮短成型周期，從而提高效率，減少 塑料用量；提高熔接痕強(qiáng)度，或使溶接痕不明顯。對(duì)于大型塑件可采用多澆 口進(jìn)料，從而縮短流程； 4避免料流直沖型芯或嵌件高速熔體進(jìn)入型腔時(shí)，要盡量避免料流直 沖小型芯或嵌件，以防型芯和嵌加變形和位移； 5修整方便，保證塑件外觀質(zhì)量設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)要結(jié)合塑件大小，結(jié) 構(gòu)形狀，壁厚及技術(shù)要求，綜合考慮澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，澆口數(shù)量和位 置。做到去除，修整澆口方便，無損塑件的美觀和使用。例如電視機(jī)，錄音 機(jī)等外殼，澆口絕不能開設(shè)在對(duì)外觀有嚴(yán)重影響的外表面上，而應(yīng)設(shè)在隱蔽 處； 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 21 - 6防止塑件變形由于冷卻收縮的不均勻性或需要采用多澆口進(jìn)料時(shí)， 澆口收縮等原因可能引起塑件變形，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取必要措施以減少或消除塑 件變形； 7澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積應(yīng)盡量小，容積也應(yīng)盡量少，這樣既 能減少塑料耗量，又能減小所需鎖模力； 8澆注系統(tǒng)的位置盡量與模具的軸線對(duì)稱，澆注系統(tǒng)與型腔的布置應(yīng)盡 量減小模具的尺寸。 4.2流道的設(shè)計(jì) 4.2.1 主流道的設(shè)計(jì) 按按主流道的軸線與分型面的關(guān)系，澆注系統(tǒng)有直澆注系統(tǒng)和橫澆注 系統(tǒng)。在臥式和立式注射機(jī)中，主流道軸線垂直于分型面，屬于直澆注系 統(tǒng)；在直角式注射機(jī)中，主流道軸線平行于分型面，屬于橫澆注系統(tǒng)。 澆口套又稱為主流道襯套。主流道上端與注射機(jī)噴嘴緊密接觸，因此 其尺寸應(yīng)該按注射機(jī)噴嘴尺寸選擇。澆口套的長度按模具模板厚度尺寸選 取。 主流道一般位于模具中心線上，它與注射機(jī)噴嘴的軸線重合，以利于 澆注系統(tǒng)的對(duì)稱布置。主流道一般設(shè)計(jì)得比較粗大，以利于熔體順利地向 分流道流動(dòng)，但不能太大，否則會(huì)造成塑料消耗增多。反之主流道也不宜過 小，否則熔體流動(dòng)阻力增大，壓力損失大，對(duì)沖模不利。因此，主流道尺寸 必須恰當(dāng)。通常對(duì)于黏度大的塑料或尺寸較大的塑件，主流道截面尺寸應(yīng)設(shè) 計(jì)得大一些；對(duì)于黏度小的塑件或尺寸較小的塑件，主流道截面尺寸設(shè)計(jì)得 小一些。 為了便于凝料從主流道拔出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其半錐角 62，取 2，內(nèi)壁必須光滑，粗糙度 Ra 一般為m63. 0。小端直徑 一般取mm63比注射機(jī)噴嘴直徑大mm15 . 0，Rammr) 15 . 0(，主流道 的長度有定模座厚度確定，一般總長度不超過 60mm。 根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得 SZY-1000 型注射機(jī)噴嘴有關(guān)尺寸如下： 噴嘴前端孔徑：d0=7.5mm 噴嘴前端球面半徑：R018mm 為了使凝料能順利拔出，主流道的小端直徑 D 應(yīng)稍大于注射噴嘴直徑 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 22 - d。 Dd+(0.51)mm（4- 1） 根據(jù)公式（4-1） ，D=8.5mm 主流道的半錐角通常為 12過大的錐角會(huì)產(chǎn)生湍流或渦流，卷入空 氣，過小的錐角使凝料脫模困難，還會(huì)使充模時(shí)熔體的流動(dòng)阻力過大，此處 的錐角選用 2。經(jīng)換算得主流道大端直徑 D17mm,為使熔料順利進(jìn)入分 流道，可在主流道出料端設(shè)計(jì)半徑6mm 的圓弧過渡。主流道的長度 L 一般控制在 60mm 之內(nèi)，可取 L55mm。 4.2.2 冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料穴的作用是儲(chǔ)存因兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料以及熔體流動(dòng)的前 鋒冷料，以防止熔體冷料進(jìn)入型腔。冷料穴位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上， 或處于分流道末端，其作用是接受料流前鋒的“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大 端直徑，長度約為主流道大端直徑。 4.2.3 分流道的設(shè)計(jì) 分流道在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮盡量減小在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔 體溫度的降低，同時(shí)還要考慮減小流道的容積。圓形和正方形流道的效率最 高，當(dāng)分型面為平面時(shí)一般采用圓形的截面流道，但考慮到加工的方便性， 可采用半圓形的流道。 一般分流道直徑在 310mm 范圍內(nèi)，分流道的截面尺寸可根據(jù)制品所 用的塑料品種、重量和壁厚，以及分流道的長度由中國模具設(shè)計(jì)大典第 2 卷中圖 9.212 所示的經(jīng)驗(yàn)曲線來選定，經(jīng)查取 D=8mm 較為合適，分流 道長度取 L90mm 從圖 9.214 中查得修正系數(shù) fL=1.02，則分流道直徑經(jīng) 修正后為 DDfL=81.02=8.16，取 D8mm 4.2.4 澆口套的設(shè)計(jì) 由于主澆道要于高溫塑料及噴嘴接觸和碰撞，所以要模具的主流道部 分通常設(shè)計(jì)成可以拆卸更換的主流道襯套。主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 23 - 反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料要求較嚴(yán)，因而模具主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆 卸更換的主流道襯套形式（俗稱澆口套），以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn) 行加工和熱處理。本次選用的澆口套如圖 4-1 所示。 圖4-1 澆口套 4.2.5 澆口的選擇 澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短流道，也是澆注系統(tǒng)的關(guān)健 部分。澆口的形狀、數(shù)量、尺寸和位置對(duì)塑件質(zhì)量影響很大。澆口能使從分 流道送來的熔融塑料的流速產(chǎn)生加速，形成理想的流態(tài)，順序迅速地充滿型 腔，同時(shí)還可封閉型腔防止熔料倒流，并在成型后便于使?jié)部谂c塑件分離。 澆口表面粗糙度不高于mRa4 . 0，否則產(chǎn)生摩擦阻力。模具設(shè)計(jì)時(shí)，澆口的 位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，初步試模后還需進(jìn)一步修改澆口尺寸，無論采用 何種澆口，其開設(shè)位置對(duì)塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口 的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)。 總之要使塑件具有良好的性能與外表，一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇，通 常要考慮以下幾項(xiàng)原則： 1避免引起熔體破裂現(xiàn)象； 2有利于熔體流動(dòng)和縮補(bǔ)口； 3保證流動(dòng)比在允許范圍內(nèi)； 4有利于型腔內(nèi)氣體排出； 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 24 - 5減少塑件熔接痕增加熔接強(qiáng)度； 6防止撩流將型芯或嵌件擠壓變形； 7高分子取向?qū)λ芗阅艿挠绊憽?對(duì)于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式，設(shè)計(jì)應(yīng)盡量 保證所有的型腔同時(shí)得到均一的充填和成型。一般在塑件形狀及模具結(jié)構(gòu)允 許的情況下，應(yīng)將從主流道到各個(gè)型腔的分流道設(shè)計(jì)成長度相等、形狀及截 面尺寸相同（型腔布局為平衡式）的形式。綜合以上分析，塑料多格盒澆口 設(shè)計(jì)成多點(diǎn)點(diǎn)澆口形式來保證以上的技術(shù)要求。 1.點(diǎn)澆口尺寸確定 （1）直徑 d =0.5 1.8mm； （2）長度 l=0.52.0mm。 2.澆口位置與數(shù)目 根據(jù)澆口選擇和多格盒的具體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將點(diǎn)澆口設(shè)在多格盒的底部 比較合適，為了更好的成型將點(diǎn)澆口設(shè)計(jì)成對(duì)角線形式的五點(diǎn)交口。 4.3分型面的設(shè)計(jì) 如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在 模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形 狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在 選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇 分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則： 1.分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。 2.便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時(shí)留在動(dòng)模一邊。 3.保證塑件的精度要求。 4.滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。 5.便于模具加工制造。 6.對(duì)成型面積的影響。