模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文.doc

江西環(huán)境工程職業(yè)學(xué)院2011屆模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)第一章 塑件工藝分析1.1塑件工藝性分析塑件如圖1所示，材料為聚丙烯（PP）。該塑件尺寸小，精度高，要求表面平整，無(wú)收縮凹痕、無(wú)黑點(diǎn)、顏色均勻一致等缺陷。塑件中心處有一個(gè)12的孔，環(huán)繞中心軸且距中心軸為30mm的位置有四個(gè)6的孔，其對(duì)稱度小于0.05mm，該塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)需抽芯機(jī)構(gòu)。圖11.2塑件的原料分析1.2.1關(guān)于PP材料的介紹： 全名 :聚丙烯英文名稱:Polypropylene比重:0.9-0.91克/立方厘米 成型收縮率:1.0-2.5% 成型溫度：160-220 PP為結(jié)晶型高聚物，常用塑料中PP最輕，密度僅為0.91g/cm3（比水小）。通用塑料中，PP的耐熱性最好，其熱變形溫度為80-100，能在沸水中煮。PP有良好的耐應(yīng)力開(kāi)裂性，有很高的彎曲疲勞壽命，俗稱“百折膠”。PP的綜合性能優(yōu)于PE料。PP產(chǎn)品質(zhì)輕、韌性好、耐化學(xué)性好。PP的缺點(diǎn)：尺寸精度低、剛性不足、耐候性差、易產(chǎn)生“銅害”，它具有后收縮現(xiàn)象，脫模后，易老化、變脆、易變形。日常生活中，常用的保鮮盒就是由PP材料制成。1.2.2成型特性： 1.結(jié)晶料,吸濕性小,易發(fā)生融體破裂,長(zhǎng)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. 1.2.3 PP 的工藝特點(diǎn)PP在熔融溫度下有較好的流動(dòng)性，成型性能好，PP在加工上有兩個(gè)特點(diǎn)：其一：PP熔體的粘度隨剪切速度的提高而有明顯的下降（受溫度影響較?。?；其二：分子取向程度高而呈現(xiàn)較大的收縮率。PP的加工溫度在200-300左右較好，它有良好的熱穩(wěn)定性（分解溫度為310），但高溫下（270-300），長(zhǎng)時(shí)間停留在炮筒中會(huì)有降解的可能。因PP的粘度隨著剪切速度的提高有明顯的降低，所以提高注射壓力和注射速度會(huì)提高其流動(dòng)性，改善收縮變形和凹陷。模溫宜控制在30-50范圍內(nèi)。PP熔體能穿越很窄的模具縫隙而出現(xiàn)披鋒。PP在熔化過(guò)程中，要吸收大量的熔解熱（比熱較大），產(chǎn)品出模后比較燙。PP料加工時(shí)不需干燥，PP的收縮率和結(jié)晶度比PE低1.3塑件的尺寸精度結(jié)構(gòu)分析1.3.1塑件的尺寸:塑件的總體尺寸受到塑料流動(dòng)性的限制。在一定的設(shè)備和工藝條件下,流動(dòng)性好的塑件可以成型較大尺寸的制品；反之成型出制品尺寸就較小。此外，制品外形尺寸還受到成型設(shè)備的限制。如：注射成型的制品尺寸要受到注塑機(jī)的注射量，鎖模力和模板尺寸的限制；壓縮及傳遞成型的制品尺寸要受到壓力機(jī)噸位及工作面尺寸的限制。PP的流動(dòng)性好，且此制品尺寸較小，符合要求。1.3.2制品精度:與金屬零件一樣，塑料制品也有尺寸公差要求，而且影響因素很多，如：模具制造精度及其使用后的磨損程度，塑料收縮率的波動(dòng)，成型工藝條件的變化。塑料制品的形狀，脫模斜度及成型后制品的尺寸變化等，一般適用低精度。PP模塑件公差等級(jí)： 標(biāo)注公差尺寸的公差為MT3等級(jí)，未標(biāo)注公差尺寸的公差為MT5等級(jí)。1.3.3件的表面質(zhì)量分析：塑件的表面質(zhì)量包括粗糙度和光亮度等，塑件的外觀要求越高，表面粗糙值應(yīng)越低。塑件制品的表面狀態(tài)的改善除了成型時(shí)從工藝上盡可能避免冷疤，云紋等缺陷外，模具型腔表面的粗糙度起著決定性的作用。有的制品表面要求很高，型腔表面粗糙度要求達(dá)到Ra0.020.4um。模具使用中由于型腔磨損而使表面變粗糙，應(yīng)隨時(shí)予以維護(hù)。透明制品要求型腔和型芯的粗糙度相同，不透明制品則應(yīng)根據(jù)情況分別考慮，非配合表面和隱蔽的面可取較大的表面粗糙度，一般模具表面粗糙度要比塑件的要求高級(jí)。還可利用表面粗糙度的差異來(lái)使塑件在開(kāi)模時(shí)留在表面粗糙度較大的型芯上或留在凹模中。應(yīng)指出制件的光亮程度并不完全取決于型腔的表面粗糙度，而和塑件品種有關(guān)，有時(shí)可在原料中加入光亮劑來(lái)提高光亮度。與此相反有的制品設(shè)計(jì)時(shí)有意增大塑件表面粗糙度，達(dá)到悶光的效果，或在型腔表面通過(guò)放電腐蝕或化學(xué)腐蝕生成均勻的麻紋，更能增加塑件高雅的質(zhì)感。1.3.4塑件的尺寸分析:1塑件尺寸較小，精度高，為降低成型費(fèi)用，采用一模兩腔，并不對(duì)制品進(jìn)行后加工。2為滿足制品表面不留痕跡，無(wú)黑點(diǎn)以及表面光潔的要求，采用兩板模和側(cè)進(jìn)膠方式。為了加工方便和便于以后的熱處理，型芯和型腔的部分采用鑲拼結(jié)構(gòu)。1.3.5塑件的表面質(zhì)量分析塑件間的表面粗糙度一般取Ra0.80.2um之間，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到外觀的美觀性，同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)性要求。為滿足美觀性要求，塑件的表面要求比較光滑，取Ra0.4um。1.3.6塑件的結(jié)構(gòu)分析 (1) 塑件形狀結(jié)構(gòu)合理，可以避免塑件的變形，也便于模塑。(2) 塑件的尺寸小，脫模斜度稍小一點(diǎn)。(3) 壁厚均勻，不易產(chǎn)生縮孔。(4) 加工PP用螺桿式注塑機(jī)進(jìn)行。PP對(duì)缺口很敏感，成型時(shí)尖角處容易出現(xiàn)應(yīng)力集中，降低承受載荷的能力，在受力或沖擊時(shí)易發(fā)生破裂，所以制品外型應(yīng)盡量設(shè)計(jì)得平滑而有規(guī)則，盡量避免尖角。塑件設(shè)有圓角過(guò)度，減少應(yīng)力集中?？傊芗墓に囆詢?yōu)良。第二章 注射機(jī)型號(hào)的確定2.1按預(yù)選型腔數(shù)來(lái)選擇注射機(jī)注射機(jī)型號(hào)主要是根據(jù)塑件的外形尺寸、質(zhì)量大小及型腔的數(shù)量和排列方式來(lái)確定的。在確定模具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)模具所需用的鎖模力、模具厚度、拉桿間距、安裝固定尺寸以及開(kāi)模行程等進(jìn)行計(jì)算，這些參數(shù)都與注射機(jī)的有關(guān)性能參數(shù)密切相關(guān)，如果二者不匹配，則模具無(wú)法安裝使用。因此，必須對(duì)兩者之間有關(guān)參數(shù)進(jìn)行校核，并通過(guò)校核來(lái)設(shè)計(jì)模具與選擇注射機(jī)型號(hào)。2.1.1模具所需塑料熔體注射量 m=nm1+m2=1.6nm1 (學(xué)校做設(shè)計(jì)時(shí)m2=0.6nm1) 式中 m -一副模具所需塑料的質(zhì)量(g)；n -初步選定的型腔數(shù)量；m1-單個(gè)塑件的質(zhì)量(g)；m2-澆注系統(tǒng)的質(zhì)量(g)。 塑料PP(聚丙烯) 英文名稱:Polypropylene 成型收縮率一般取1.5%,加玻璃纖維增強(qiáng)后，其收縮率變?yōu)?.5%。按照實(shí)體圖a所示塑料件圖所示，似計(jì)算:塑件體積 Vs 36.7cm查表可知塑件PP密度為0.890.91g/cm，密度可取0.9g/cm單件塑件重量 m1=0.9*36.7g33g所以m=1.6nm1=105.6g實(shí)體圖a2.1.2塑件和流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積及所需鎖模力A=nA1+A2 Fm=(nA1+A2)p型式中 A-塑件及流道凝料在分型面上的投影面積(mm2)；A1-單個(gè)塑件在分型面上的投影面積(mm2)；A2-流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積(mm2)；Fm -模具所需的鎖模力(N)；p型-塑料熔體對(duì)型腔的平均壓力(MPa)。 A2=0.35nA1所以A =1.35nA1=1.35*2*5024=13564.8 mm2Fm=(nA1+A2)p型=13564.8*30=406.9 KN2.1.3注塑機(jī)的初選根據(jù)上面計(jì)算得到的m和Fm值來(lái)選擇一種注射機(jī)，注射機(jī)的最大注射量（額定注射量G）和額定鎖模力F應(yīng)滿足 Gm/a=105.6/0.75140.8g式中 a -注射系數(shù)，無(wú)定型塑料取0.85，結(jié)晶型塑料取0.75。FFm2.2校核注射機(jī)技術(shù)參數(shù)確定型腔和選擇注射機(jī)之后，這種注射機(jī)是否合適，還要對(duì)該機(jī)型的其他技術(shù)參數(shù)進(jìn)行校核。2.2.1注射壓力的校核該項(xiàng)工作是校核所選注射機(jī)的額定壓力Pe能否滿足塑件成型時(shí)所需要的注射力P0，塑件成型時(shí)所需要的壓力一般由塑料流動(dòng)性、塑件結(jié)構(gòu)和壁厚以及澆注系統(tǒng)類型等因素所決定，在生產(chǎn)實(shí)踐中其值一般為70MPa150 Mpa。設(shè)計(jì)中要求PekP0式中 k-注射壓力安全系數(shù)，一般取k=1.251.4 。塑料PP所需注射壓力一般為70MPa120 Mpa。所以 PekP0=87.5 MPa150MPa取 Pe90 MPa2.2.2鎖模力的校核鎖模力是指注射機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所施加的最大加緊力。當(dāng)高壓的塑料熔體充滿型腔是，會(huì)沿鎖模方向產(chǎn)生一個(gè)很大的脹型力。因此，注射機(jī)的鎖模力必須大于該模的脹型力，即Fk0Ap型式中 p型-型腔的平均壓力，查表得到；k0-鎖模力安全系數(shù)，一般取k0=1.11.2。塑料PP所需p型為30Mpa。所以 Fk0Ap型406.94447.64KN2.2.3注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸的校核不同型號(hào)的注射機(jī)安裝部位的形狀和尺寸各不相同，設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)對(duì)其相關(guān)尺寸加以校核，以保證模具能順利安裝。需校核的主要內(nèi)容有噴嘴尺寸、定位圈尺寸、模具的最大與最小厚度及安裝螺釘孔等。1. 噴嘴尺寸。注射機(jī)噴嘴一般為球面，其球面半徑R與相接觸的模具主流道始端凹球面半徑R凹相適應(yīng)，即R凹=R+(12)mm（詳見(jiàn)教材主流道設(shè)計(jì)）。2. 定位圈尺寸。模具安裝在注射機(jī)上必須使模具中心線與料筒、噴嘴的中心線相重合，定位圈與注射機(jī)固定模板上的定位孔呈間隙配合。定位圈的高度，對(duì)于一般的模具為15mm，對(duì)于隔熱模具或有特殊要求的模具可取到20mm。此外，對(duì)中小型模具一般只在定模座板上設(shè)置定位圈，對(duì)大型模具可在動(dòng)、定模座板上同時(shí)設(shè)置定位圈。3. 模具厚度Hm也稱模具閉模高度，必須滿足HminHmHmax式中 Hmin -注射機(jī)允許的最小模具厚度，即動(dòng)定模之間的最小開(kāi)合距離；Hmax -注射機(jī)允許的最大模具厚度。所以 Hmin451mmHmax。4. 模具長(zhǎng)、寬尺寸與注射機(jī)拉桿距離關(guān)系。模具安裝有兩種方式，即從注射機(jī)上方直接吊入機(jī)內(nèi)進(jìn)行安裝，或者先吊到側(cè)面再由側(cè)面推入機(jī)內(nèi)安裝，為安裝方便，應(yīng)使模具尺寸與注射機(jī)拉桿間距離（拉桿中心距拉桿直徑）小于10mm。5. 模具與注射機(jī)的安裝關(guān)系。模具的安裝固定形式有壓板式與螺釘式兩種。壓板式安裝靈活而被廣泛采用，而螺釘式需模座上的孔和模板上的孔完全吻合，安裝比較麻煩，但對(duì)于大型模具的安裝，這種安裝安全可靠。2.2.4開(kāi)模行程校核與推出機(jī)構(gòu)的校核開(kāi)模行程是指從模具中取出塑件所需要的最小開(kāi)合距離，用H表示，它必須小于注射機(jī)移動(dòng)模板的最大行程S。由于注射機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)不同，開(kāi)模行程可按以下兩種情況進(jìn)行校核。1. 開(kāi)模行程與模厚無(wú)關(guān)。這種情況主要是指鎖模機(jī)構(gòu)為液壓機(jī)械聯(lián)合作用的注射機(jī)，其開(kāi)模行程由連桿機(jī)構(gòu)的最大沖程決定，而與模厚無(wú)關(guān)。a對(duì)于單分型面注射模，開(kāi)模行程H為 H= H1 + H2 + (510)mm S式中 H1 -推出距離（脫模距離）（mm）；H2 -包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度（mm）。b對(duì)于雙分型面注射模，開(kāi)模行程H為H= H1 + H2 + a + (510)mm S式中 a -取出澆注系統(tǒng)凝料必需的長(zhǎng)度（mm）。2. 開(kāi)模行程與模具厚度有關(guān)。這種情況主要是全液壓式鎖模機(jī)構(gòu)的注射機(jī)（如XSZY250）和機(jī)械鎖模機(jī)構(gòu)的直角式注射機(jī)（如SYS45、SYS60等）。其開(kāi)模行程H應(yīng)小于移動(dòng)模板與固定模板之間的最大距離S減去模具厚度Hm，即 H S - Hma對(duì)于單分型面注射模 Hm S-H1 + H2 + (510)mmb對(duì)于雙分型面注射模Hm S- H1 + H2 + a + (510) mm3. 模具有側(cè)向抽芯時(shí)的開(kāi)模行程校核。此時(shí)應(yīng)考慮抽芯距離所增加的開(kāi)模行程，為完成側(cè)向抽芯距離s所需開(kāi)模行程為H側(cè)，當(dāng)H側(cè)H1 + H2時(shí)，仍按上面相應(yīng)的公式計(jì)算開(kāi)模行程H；當(dāng)H側(cè)H1 + H2時(shí)，其開(kāi)模行程H為sH=H側(cè) + (510)mm4. 推出行程的校核。各種型號(hào)注射機(jī)的推出裝置和最大推出行程各不相同，設(shè)計(jì)模具時(shí)，推出行程應(yīng)與注射機(jī)相適應(yīng)。對(duì)所選注射機(jī)進(jìn)行精確校核，要待模具的各個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)、結(jié)構(gòu)尺寸全部確定之后才可進(jìn)行所以 H= H1 + H2 + (510)mm=6575mm。根據(jù)以上初步校核，選擇注射機(jī)為XS-ZY-1000，為螺桿式。表XS-ZY-1000的技術(shù)規(guī)范額定注射量（cm3）1000最大成型面積（cm3）1800螺桿直徑（mm）85最大開(kāi)模行程（mm）700注射壓力（MPa）121模具最大厚度(mm)700注射行程（mm）260模具最小厚度(mm)300螺桿轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）21,27,35,40,45,50,65,83拉桿空間(mm)650*550合模力(KN)4500噴嘴圓弧半徑(mm)18噴嘴孔直徑（mm）3.5 第三章 模具結(jié)構(gòu)方案的確定3.1分型面的確定如何確定分型面，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：a分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。b便于塑件順利脫模，盡量使塑件開(kāi)模時(shí)留在動(dòng)模一邊（有的塑件需要定模推出的例外）。c便于嵌件的安裝。d保證塑件的精度要求。e不影響塑件的外觀質(zhì)量，尤其是對(duì)外觀有明確要求的塑件，更應(yīng)注意分型面對(duì)外觀的影響。f便于模具加工，特別是型腔的加工。g盡量減小塑件在合模平面上的投影面積，以減小所需鎖模力。h有利于澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)置。i型芯應(yīng)置于開(kāi)模方向。圖b如圖b是一個(gè)簡(jiǎn)單的塑件，不需要設(shè)置任何側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，考慮到型芯的強(qiáng)度，把型芯放在前模，塑件的內(nèi)表面放鑲嵌件，安裝在后模上。3.2型腔數(shù)量的確定及排列該件采用一模兩腔的結(jié)構(gòu)形式，所以澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量采用從主流道到各個(gè)型腔分流道的形狀及尺寸相同的設(shè)計(jì)，即型腔平衡式布置的形式，如圖c所示圖c3.3初步設(shè)計(jì)主流道及分流道3.3.1主流道形式及位置主流道的結(jié)構(gòu)a. 整體式主流道 這是一種最簡(jiǎn)單的主流道模式，是在定模板有整體構(gòu)成中加工而成，其加工最簡(jiǎn)單，多適用于簡(jiǎn)單模具。b. 組合式主流道如果定模是由兩塊模板組成，主流道也可在兩塊模板上分別加工，再組合在一起而成，此形式簡(jiǎn)單，但要注意保證其同軸度。c. 襯套式主道這是目前最常用的主流道結(jié)構(gòu)，是以澆口套的形式鑲于模板中，適用于所有注塑模具，這種形式，便于加工、拆卸和熱處理3.3.2主流道的設(shè)計(jì)原則：a為便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料，主流道多設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐度角為24度，對(duì)流動(dòng)性差的熔料，錐角可取36度.b主流道大端呈圓角，其半徑常取r為13，以減少熔料轉(zhuǎn)向過(guò)度時(shí)的阻力c為了使熔融塑料能從噴嘴處完全進(jìn)入主流道而不溢出，應(yīng)使主流道與注塑機(jī)的噴嘴緊密對(duì)接，其對(duì)接處常設(shè)計(jì)成半球形凹坑，其半徑略大于噴嘴頭半徑d主流道的表面應(yīng)加工盡量光滑，避免留有影響塑料流動(dòng)和脫模的尖角毛刺 e對(duì)于流動(dòng)性好的塑料，如PE等，主流道的尺寸可小些，而對(duì)于流動(dòng)性差的塑料，如PC、PS等，主流道的尺寸應(yīng)大些根據(jù)以上原則，初步將主流道設(shè)計(jì)成圓錐型，其錐角度數(shù)為26。內(nèi)壁粗糙度Ra為0.4m。分流道截面設(shè)計(jì)成圓錐截面，加工容易，且熱量損失與壓力損失不大，為常用形狀。3.3.3分流道的設(shè)計(jì)分流道主要對(duì)進(jìn)入模具的熔料起分流作用，多型腔的模具一定要設(shè)置分流道，若是單腔成型大型塑件，如采用多澆口進(jìn)料，也需要設(shè)置分流道。3.3.3.1影響分流道設(shè)計(jì)的因素1） 制品的幾何形狀、壁厚、尺寸大小及尺寸的穩(wěn)定性、內(nèi)在質(zhì)量及外觀質(zhì)量要求2） 塑料的種類、亦即塑料的流動(dòng)性、熔融溫度與熔融溫度區(qū)間、固化溫度以及收縮率3） 注射機(jī)的壓力、加熱溫度及注射速度4） 主流道及分流道的拉料及脫落方式5） 型腔的布置、澆口位置及澆口形式的選擇 3.3.3.2分流道的設(shè)計(jì)原則1熔體應(yīng)以最短的路徑、最小的熱量和壓力損失，快速射入型腔；2熔料從各個(gè)澆口進(jìn)入型腔的溫度和壓力相同，以保證各型腔中制品的收縮率相同；3分流道的轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過(guò)渡，與澆口的連接處應(yīng)加工成斜面，以利熔料的流動(dòng)；4在保證足夠的注射壓力時(shí)，分流道的截面和長(zhǎng)度應(yīng)盡量取最小值；5盡量保證各型腔同時(shí)充滿，并均衡的補(bǔ)料，以保證同模各塑件的性能、尺寸盡可能一致；6各型腔之間距離恰當(dāng)，應(yīng)有足夠的空間排布冷卻水道、螺釘?shù)龋⒂凶銐虻慕孛娣e承受注射壓力；7型腔和澆注系統(tǒng)投影面積的重心應(yīng)盡量接近注塑機(jī)鎖模力的中心，一般在模板的中心上。3.3.3.3分流道的截面形狀 常用的截面形狀有圓形、U形、梯形、矩形等。在選擇截面形狀時(shí)，要綜合考慮熱量損失、流動(dòng)阻力、加工難道等幾方面的因素。熔料在流道中流動(dòng)時(shí)，與模具接觸的塑料冷凝固化，起絕熱作用，熔料僅在流道中心流動(dòng)，因此，分流道的理想狀態(tài)是其中心線與澆口中心線位于同一直線上。 比表面積：?jiǎn)挝惑w積所具有的表面積，約等于斷面周長(zhǎng)與斷面面積之比。比表面積越分流道直徑：在此PP采用圓形斷面分流道 1分流道截面尺寸的確定分流道截面尺寸越小，熱損失越少，流動(dòng)阻力也越小。圖d圓型截面分流道的直徑可根據(jù)塑件的流動(dòng)性等因素來(lái)確定。該塑件采用PP料，流動(dòng)性較好。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式分流道的直徑d可取36mm。設(shè)計(jì)如圖d所示3.4確定澆口形式及位置澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道，除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面尺寸最小的部分，但同時(shí)又是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位。澆口的位置、形狀及尺寸對(duì)塑件性能和質(zhì)量影響很大。澆口作用是使來(lái)自流道的熔融塑料以較快速度進(jìn)入并充滿型腔。澆口的設(shè)計(jì)與塑件的形狀、截面尺寸、模具結(jié)構(gòu)、注射工藝參數(shù)及塑料各方面性能等因素有關(guān)。澆口若設(shè)計(jì)不合理會(huì)造成塑件的各種質(zhì)量缺陷，如憋（困）氣、收縮、銀絲（夾水紋）、分解、波紋、變形等。一般而言，澆口截面尺寸宜小些。小澆口可以增加塑料熔體流速，并且料流經(jīng)過(guò)小澆口時(shí)產(chǎn)生很大摩擦熱而使料溫升高，降低表觀黏度，有利充填。另外小澆口固化快不會(huì)產(chǎn)生過(guò)量收縮而降低塑件內(nèi)應(yīng)力，同時(shí)可縮短注射成型周期，便于澆口去除。為了提高成型效率，采用側(cè)澆口，并避開(kāi)制品高光亮區(qū)域。澆口尺寸及位置如圖c所示。主流道上端直徑取3mm，斜度為13.5選用模架根據(jù)以上計(jì)算以及型腔尺寸及位置尺寸可確定模架的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格。 查表選用：FCI-3345-A130-B110-C150 定模板厚度： A = 130mm 動(dòng)模板厚度： B = 110mm 方鐵厚度： C = 150mm 模具厚度： H模 = 61+A+B +C = （61+130+110+150）mm= 451mm 模具外形尺寸： 330mm*450mm*451mm3.6模具材料的選擇 現(xiàn)有的模具模架已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，主要采用45號(hào)鋼。所以在模具材料的選擇時(shí)主要是根據(jù)制品的特性，和使用要求選擇合理的型腔和型芯材料。如何合理的選擇模具鋼，是關(guān)系到模具質(zhì)量的前提條件，如果選材不當(dāng)，浪費(fèi)錢，時(shí)間。在選擇模具鋼時(shí)，首先必須考慮材料的使用性能和工藝性能。從使用性能考慮：硬度是主要指標(biāo)之一。模具在高應(yīng)力作用下欲保持尺寸不變，必須有足夠的硬度，當(dāng)承受沖擊載荷時(shí)還要考慮折斷、崩刃問(wèn)題、所以韌性也是一重要指標(biāo)、耐磨性是覺(jué)得模具壽命的重要因素，此外還有紅硬性，抗壓屈服強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度和耐疲勞能力的指標(biāo)。 從工藝性能考慮：要熱加工工藝好，加工溫度范圍寬，冷加工性能如切削、銑削、拋光等加工性能好，此外還要考慮淬硬性和淬透性、熱處理變形等性能。另外從經(jīng)濟(jì)考慮，要求材料來(lái)源廣，價(jià)格低。 查手冊(cè)選擇凸凹模的材料是4Cr13，屬馬氏體類型不銹鋼。該鋼機(jī)械加工性能較好，經(jīng)熱處理后，具有優(yōu)良的耐腐蝕性能、拋光性能、較高的強(qiáng)度和耐磨性，適于承受高負(fù)荷、高耐磨及在腐蝕介質(zhì)作用下的塑料模具、透明塑料制品模具等。有關(guān)參數(shù)如下：物理性能：臨界溫度（C）AC1820;AC3:1100;線膨脹系數(shù)：10.5（在20100C）；熱導(dǎo)率：27.6W.（M.K）（在20C左右）3.7校核注射機(jī)注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度的校核 3.7.1注射壓力的校核注射壓力是指在注射時(shí)，螺桿或柱塞端面處作用與熔料單位面積上的力。對(duì)于一臺(tái)注塑機(jī)而言，所能達(dá)到的最高注塑壓力是一定值，而注射時(shí)的實(shí)際注射壓力，是由克服熔料流往噴嘴流道和模腔的流動(dòng)阻力所決定的，所以塑件成形所需要的注射壓力應(yīng)小于或等于注射機(jī)的額定注射壓力。注射壓力與塑件的關(guān)系：塑件的形狀、精度、所用原料的不同，其選用的注射壓力也不同，其大致分類如下：1）注射壓力70MPa,可用于加工流動(dòng)性好的塑件，且塑件形狀簡(jiǎn)單，壁厚較大。2）注射壓力為70100MPa,可用于加工粘度較底的塑料，且形狀和精度要求一般的塑件。3）注射壓力為100140MPa,用于加工中高粘度的塑料，且塑件的形狀精度要求一般。4）注射壓力為140180MPa,用于加工高粘度的塑料，且塑件壁薄、流程長(zhǎng)、精度要求高。5）注射壓力180MPa，可用于高粘度塑料，塑件為形狀獨(dú)特，精度要求高的精密制品。根據(jù)以上原則并系按模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)中式2-57校核成注式中成 塑件成型所需要的注射壓力(Mpa)，注 所選注射機(jī)的額定注射壓力(Mpa)，根據(jù)第三章中的數(shù)據(jù)可知：成注所以注射機(jī)的注射壓力符合塑件的注射壓力。3.7.2模具的閉合厚度的校核注射機(jī)最大開(kāi)模行程S S = H澆+ H澆 +（5 10）式中 H件 - 塑料制品高度（mm）； H澆 -澆注系統(tǒng)高度（mm）根據(jù)第三章中的數(shù)據(jù)可知滿足要求。3.7.3開(kāi)模行程和塑件的推出距離的校核1推件力的計(jì)算 注塑機(jī)的開(kāi)模行程是有限制的，取出制件所需要的開(kāi)模距離必須小于注塑機(jī)的最大開(kāi)模距離。開(kāi)模距離可分成兩類情況校核。一種是注塑機(jī)最大開(kāi)模行程與厚度無(wú)關(guān)時(shí)的校核，一種是注塑機(jī)最大開(kāi)模行程與模厚有關(guān)時(shí)的校核。該塑件選擇第一種校核。開(kāi)模行程可按下式校核：SH1+H2+a+510（mm） 式中 H1塑件脫模（推出距離）距離，mm H2塑件高度，包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)，mma取出澆注系統(tǒng)凝料必需的長(zhǎng)度，mm S注塑機(jī)最大的開(kāi)模（移動(dòng)模板行程），mm所以, H1+H2+510 =45+10+10mm=65mms55mm符合要求2確定頂出方式及頂桿位置根據(jù)制品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定在制品的圓周上設(shè)置四根普通的圓頂桿，如下圖e所示圖e對(duì)于流道的固化塑料也設(shè)置拉桿并頂出，如下圖f所示。普通的圓形頂桿按GB4169.11984 選用，均可滿足頂桿的剛度要求。查表可知，選用6mm*230.5mm型號(hào)的圓形頂桿1根,選用6mm*265mm圖f由于制件較小，推出裝置可不設(shè)導(dǎo)向自裝置。3.8冷卻系統(tǒng)的設(shè)置3.8.1冷卻介質(zhì)一般所需傳熱面積的設(shè)計(jì)計(jì)算冷卻介質(zhì)用量的計(jì)算 注塑成型時(shí)高溫塑料熔體帶入模具的熱量可計(jì)算如下，塑料制品在固化時(shí)每秒鐘釋放的熱量為： Q1= m* q = N * m * qm-平均單位時(shí)間（每秒鐘）內(nèi)注入模具塑料質(zhì)量， kg/sq -單位質(zhì)量塑料熔體在成型過(guò)程中放出的熱量，kJ/kgN -每秒鐘注塑次數(shù)m -每次注塑塑料質(zhì)量，kg/次q可直接在相關(guān)表中查取。經(jīng)計(jì)算 Q1=36kJ/s模具冷卻水單位時(shí)間帶走的熱量Q2 Q2 = Q1 Qc QR - QLQc模具向空氣對(duì)流傳熱QR模具向空氣輻射傳熱QL模具通過(guò)上下底板向注塑機(jī)傳熱在一般情況下塑料熔體帶入熱量的90%-95%都是通過(guò)模具冷卻通道由冷卻介質(zhì)（一般為冷卻水）帶走的，因此在作冷卻水通道設(shè)計(jì)時(shí)可粗略地按照熔體帶入熱全部由冷卻水帶走進(jìn)行計(jì)算，即Q2Q1，這在工程計(jì)算中是合理的，所設(shè)計(jì)的冷卻系統(tǒng)是比較安全的。即Q2Q1=36kJ/s。3.8.2冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則（1） 管道的直徑一般取d=616。管道過(guò)細(xì)，加工和清理困難，水垢和鐵銹輝是冷卻效率變壞一個(gè)數(shù)量級(jí)，因此需定期清理。所以冷卻水道應(yīng)盡量多，截面尺寸應(yīng)盡量大，只要不妨礙模具總體結(jié)構(gòu)，管道的孔徑和根數(shù)愈大愈多越好。進(jìn)水和出水的接頭盡可能在模具一側(cè)，并不妨礙注塑操作的方向。（2） 冷卻管道的布置應(yīng)以均勻?yàn)榍疤?孔壁與型腔壁的間距H=(1.53)d=612，孔壁之間間距b=(2.54)d=1016。過(guò)大的間距會(huì)使模溫不均勻；過(guò)小的間距孔壁承受型腔高壓后，由于彎曲應(yīng)力和剪切應(yīng)力及其綜合變形作用，在孔的中央部位會(huì)產(chǎn)生型腔壁的壓塌現(xiàn)象。（3） 澆口處應(yīng)加強(qiáng)冷卻，應(yīng)避免接觸塑件的熔接部位。（4） 冷卻水道出入口溫差應(yīng)盡量小，應(yīng)控制在5oC以內(nèi)。（5） 冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向進(jìn)行（6） 從冷卻效果來(lái)選用模具材料，常用的鋼的導(dǎo)熱系數(shù)均較低，含碳量和含鉻量越高的鋼種導(dǎo)熱性越差。本設(shè)計(jì)冷卻的對(duì)象是塑件的深度為45。對(duì)凹模部分和凸模部分都應(yīng)該設(shè)置冷卻水道。如圖g為凸模的冷卻水道走法，圖h為凹模的冷卻水道走法?？紤]到塑料PET加玻璃纖維增強(qiáng)后，模具為走模溫模具，所以分別在面板和底板上加了一塊240mm*240mm*5mm的隔熱板，使注射機(jī)上傳給模具的熱量得到減少。3.9排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)塑件熔體注入型腔時(shí)，如果型腔內(nèi)有氣體、蒸汽等不能順利地排出，將在制品上形成氣孔、銀絲、灰霧、接縫、表面輪廓不清，型腔不能完全充滿等弊端，同圖g圖h時(shí)還會(huì)因氣體壓縮而產(chǎn)生高溫，引起流動(dòng)前言物料溫度過(guò)高，粘度下降，容易從分型面溢出，發(fā)生飛邊，重則灼傷制件，使之產(chǎn)生焦痕。而且型腔內(nèi)氣體壓縮產(chǎn)生的反壓力會(huì)降低充模速度，影響注塑周期和產(chǎn)品質(zhì)量（特別在高速注射時(shí)）。因此設(shè)計(jì)型腔時(shí)必須充分地考慮排氣問(wèn)題。排氣方式有以下幾種：（1）利用專用排氣槽。（2）利用型芯、鑲件、推桿等的配合間隙；利用分型面上的間隙。（3）對(duì)于大中型、深型腔塑件為了防止塑件在頂出時(shí)造成真空而變形，需設(shè)置進(jìn)氣裝置。開(kāi)設(shè)排氣槽應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）根據(jù)進(jìn)料口的位置，排氣槽應(yīng)開(kāi)設(shè)在型腔最后充滿的地方。（2）盡量把排氣槽開(kāi)設(shè)在模具的分型面上，（3）對(duì)于流速較小的塑料，可利用模具的分型面及零件配合的間隙進(jìn)行排氣。（4）排氣槽的尺寸，要視塑料種類，通常為0.010.03。（5）當(dāng)型腔最后充填部位不在分型面上，起附近又無(wú)可供排氣的推桿或可活動(dòng)的型芯時(shí)，可在型腔相應(yīng)部位鑲嵌經(jīng)燒結(jié)的金屬塊以供排氣。綜上所述可知，由于制品尺寸較小，利用分型面和推桿、型芯的配合間隙排氣即可。 3.10導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用：承受注塑時(shí)產(chǎn)生的側(cè)壓力;導(dǎo)向、定位。3.10.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)1）導(dǎo)向零件應(yīng)均勻合理的分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心線至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)套和導(dǎo)柱后變形。2）該模具采用四根等徑導(dǎo)柱對(duì)稱布置，為了裝模方便，有一根應(yīng)錯(cuò)開(kāi)一段距離。推板導(dǎo)柱有兩根，對(duì)稱布置。3)導(dǎo)柱安裝在動(dòng)模板上，導(dǎo)套安裝在定模板上。4)合模時(shí)應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免凸模先進(jìn)入型腔，導(dǎo)致模具損壞，因此導(dǎo)柱應(yīng)高出凸模斷面68mm。5)為確保分型面很好的接觸，導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)制有承料槽，如在導(dǎo)套的孔口倒角。3.10.2導(dǎo)柱和導(dǎo)套設(shè)計(jì)1）導(dǎo)柱的徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來(lái)確定，應(yīng)保證模具具有足夠的抗彎強(qiáng)度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架選用30的導(dǎo)柱和42的導(dǎo)套。2）導(dǎo)柱導(dǎo)套的安裝形式： 導(dǎo)柱滑動(dòng)部分按H7/f7或H8/f8的間隙配合，導(dǎo)柱的固定部分與模板孔采用H7/k6的過(guò)渡配合，導(dǎo)套與模板孔采用H7/k6配合，另一端采用H7/e7的配合鑲?cè)肽０濉?）導(dǎo)柱應(yīng)具有堅(jiān)硬而耐磨的表面、堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯。多采用低碳鋼淬火處理或碳素工具鋼T8A或T10A經(jīng)淬火處理，導(dǎo)套采用淬火處理的T8A。3.10.3錐面定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)于導(dǎo)套和導(dǎo)柱之間有配合間隙，不可能精確定位，為了進(jìn)一步提高合模精度，同時(shí)減小導(dǎo)向機(jī)構(gòu)承受的側(cè)壓力和開(kāi)模時(shí)的磨損，這里增設(shè)了錐面定位機(jī)構(gòu)，錐面定位最大特點(diǎn)：配合間隙為零，大大提高了定位精度。本次設(shè)計(jì)的模具采用的是精定位。3.11成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.11.1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凹模是成型塑件外表面的部件，凹模按其結(jié)構(gòu)不同可分為整體式、整體嵌入式、局部鑲嵌式、大面積鑲嵌組合式和四壁拼合式五種。根據(jù)本塑件的結(jié)構(gòu)，采用整體式，可用電火花加工型腔。用螺絲固定于定模板上。3.11.2型芯和成型桿的設(shè)計(jì)本塑件較為簡(jiǎn)單，模具也較為簡(jiǎn)單，型芯采用組合式，臺(tái)肩固定。與型芯組合的模仁用螺絲固定于動(dòng)模板上3.12裝配圖如圖i、圖j和圖k分別為凸模和凹模的及它們的俯視圖技術(shù)要求1型腔、型芯鑲拼部位保證不溢料；2分型面保證不溢料；3選用XS-ZY-1000注射機(jī)；4型芯與推管H9/f9配合；5選標(biāo)準(zhǔn)模架FCI-3345-A130-B110-C150 圖i圖j圖l圖表L 結(jié)構(gòu)圖的明細(xì)表33隔水片16*2*91.5STD832導(dǎo)套30*45T10A231導(dǎo)柱20*191T10230拉料桿6*2