冰箱儲(chǔ)物盒塑料模具設(shè)計(jì)——畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 存檔編號(hào) north china university of water resources and electric power畢業(yè)設(shè)計(jì)題目冰箱儲(chǔ)物盒塑料模具設(shè)計(jì)學(xué) 院機(jī)械學(xué)院專 業(yè)材料成型及控制工程姓 名倪亞凡學(xué) 號(hào)201007322指導(dǎo)教師張占哲 張娜完成時(shí)間2014.05目 錄摘要iabstractii第一章 塑件工藝分析11.1 塑件分析11.2 材料性能1第二章 注射機(jī)的選擇與校核32.1 塑件體積計(jì)算32.2 總注射量計(jì)算32.3 注射機(jī)的初選32.4 注射機(jī)基本參數(shù)的校核42.4.1 最大注射量校核42.4.2 鎖模力的校核52.4.3 注射壓力的校核52.5 塑件模塑成型工

2、藝參數(shù)的確定6第三章 型腔的布置和分型面的選擇73.1型腔的布置73.2分型面的選擇7第四章 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)104.1 主流道104.1.1 主流道襯套104.1.2 定位圈114.2 分流道124.3 澆口設(shè)計(jì)134. 4 冷料穴與拉料桿144.4.1 冷料穴144.4.2 拉料桿154.5 排氣系統(tǒng)15第五章 成型零部件設(shè)計(jì)165.1 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)165.1.1 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)165.1.2 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)175.2 成型零部件工作尺寸計(jì)算175.2.1 型腔工作尺寸計(jì)算205.2.2 型芯工作尺寸計(jì)算22第六章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)266.1 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)266.2 導(dǎo)套的設(shè)計(jì)27第七章 脫模機(jī)構(gòu)

3、設(shè)計(jì)297.1 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則297.2 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)29第八章 模架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)318.1 模架的選擇318.2 模架高度的校核32第九章 總結(jié)33參考文獻(xiàn)34摘要本次設(shè)計(jì)內(nèi)容是冰箱儲(chǔ)物盒塑料模具設(shè)計(jì)。冰箱儲(chǔ)物盒是卡在冰箱門上的儲(chǔ)物盒，所以設(shè)計(jì)中要在儲(chǔ)物盒上加兩個(gè)凹槽，以便卡在冰箱門上。由于冰箱儲(chǔ)物盒放在冰箱里，所以材料選用耐寒材料聚苯乙烯（ps）。設(shè)計(jì)中型腔排布為一模四腔，采用點(diǎn)澆口澆注，壓力機(jī)根據(jù)制件的大小、尺寸、排布，選用xs-zy-1000型柱塞式注射機(jī)。經(jīng)過注射量校核、注射壓力校核、鎖模力校核、開模行程校核和頂出裝置的校核，對(duì)比注射機(jī)參數(shù)得出結(jié)論：所選注塑機(jī)符合要求。分型面設(shè)計(jì)為雙分

4、型面，第一次分型可取出主澆道、分流道和澆口凝料，第二次分型用推件板推出制件，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的設(shè)計(jì)。制件的精度選用it8級(jí)精度，成型零部件的尺寸根據(jù)制件的精度等級(jí)來計(jì)算。成型過程中為防止塑件變形和提高生產(chǎn)率，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)，充分對(duì)制件進(jìn)行冷卻。同樣為排出氣體，不影響制件形狀，設(shè)置排氣系統(tǒng)，使型腔和澆注系統(tǒng)中原有空氣及塑料受熱或凝固而產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體順利地排查模具之外，以保證熔體順利充滿型腔。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)中的導(dǎo)柱與導(dǎo)套設(shè)計(jì)采用h7/m6或h7/k6過渡配合。最后是模架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，模架采用四板式設(shè)計(jì)，整個(gè)模架機(jī)構(gòu)從上到下依次為定模座板，定模板，推件板，動(dòng)模板，支撐板，墊塊，動(dòng)模座板，推桿固定板

5、，推板。最后在裝配圖和零件圖的繪制中，從書中1學(xué)習(xí)并靈活應(yīng)用了cad軟件技術(shù)。關(guān)鍵詞：冰箱儲(chǔ)物盒，注塑模具，成型零部件，模架。abstract the content of this design is the refrigerator storage box of plastic mold design. refrigerator storage box, storage box is stuck in the refrigerator door, so the design with two grooves in the storage box, so that the card in t

6、he fridge door. because the refrigerator storage box in the refrigerator, so the material selection of cold resistant polystyrene (ps). the design of the cavity arrangement for a mold four cavity,using point gate pouring, depending on the size of the parts, the size, arrangement, use xs-zy-1000-type

7、 plunger injection machine.after the injection quantity check,injection pressure check,clamping force check,mould opening stroke check and the ejection device check,conclusion contrast injection machine parameter:the injection molding machine to meet the requirements.parting surface design for doubl

8、e parting surfaces,the first type can be removed the main sprue, runner and gate aggregate,the second type of push plate rolled parts,to realize automatic design.accuracy the accuracy it8, size of the molding parts calculated on the basis of precision parts. in order to prevent plastic deformation a

9、nd increase productivity in the molding process, system structure design cooling system, sufficient cooling. as for the exhaust gas, does not affect the shape of parts, exhaust system, so that the cavity and pouring system of the central plains have low molecular volatile gas and plastic heat or sol

10、idification produces smooth up the mold, in order to ensure the smooth melt filled cavity. a guide mechanism of the guide post and the guide sleeve design using h7/m6 or h7/k6 transition fit. finally is the structure design of mould, die - four type design, the entire mold mechanism from top to bott

11、om for fixing mould seat plate, a fixed template, dynamic template, the pushing plate, support plate, block, a movable mould seat plate, a fixing plate, a push plate. finally,in the parts drawing and assembly drawing, learning cad software technology from the book and flexible use.keywords:refrigera

12、tor storage boxes, plastic injection mold, molded parts, mold.第一章 塑件工藝分析1.1 塑件分析圖1.1制件名稱：冰箱儲(chǔ)物盒 材料：聚苯乙烯（ps）塑件名為冰箱儲(chǔ)物盒，是用來卡在冰箱門后的存放物品的，復(fù)雜性適中，應(yīng)具有較好的抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度，硬度適中。塑件壁厚均為2mm，未標(biāo)注圓角為r1。在其后端有兩個(gè)凹槽，用來卡在冰箱門上。材料應(yīng)透明，本設(shè)計(jì)選用材料為聚苯乙烯（ps）。1.2 材料性能聚苯乙烯（ps）屬于熱塑性材料。 主要特性及用途：主要特性電絕緣性優(yōu)良，尤其是高頻絕緣性好；無色透明，透光率僅次于有機(jī)玻璃；吸濕性低，

13、尺寸穩(wěn)定性優(yōu)良；硬度高；疲勞壽命長(zhǎng)；易燃，但燃燒速度緩慢；因產(chǎn)生靜電，易吸附灰塵；不耐苯、汽油等有機(jī)溶劑；橡膠改性后韌性提高。主要用途是儀器儀表外殼，指示燈罩，汽車燈罩，模型，裝飾件，電信零件，耐腐蝕件如氫氟酸槽等2。表1.1 ps的性能指標(biāo)屈服強(qiáng)度/mpa3563玻璃化溫度/100抗拉強(qiáng)度/mpa3563熔點(diǎn)(或粘流溫度)/131165伸長(zhǎng)率/(%)1熱變形溫度/6596拉伸彈性模量/gpa2.83.5成型收縮率/(%)0.60.8彎曲強(qiáng)度/mpa6198體積電阻率/m 1014密度/(g/cm)1.041.06硬度(hb)m2080第二章 注射機(jī)的選擇與校核2.1 塑件體積計(jì)算 根據(jù)塑件的

14、尺寸，分布計(jì)算塑件的體積，講體積分為五個(gè)部分： 盒壁：v1=84*4.8*0.2=80.64cm3 凹槽：v2=8*3.6*0.2+2*1*0.2=6.16cm3 底面：v3=（30*14-2*4*2-0.8*1.6*2）*0.2=80.288cm3 邊角重復(fù)：v4=0.2*0.2*8*4.8+0.2*0.2*3.8*4+0.2*0.2*3.6*4=2.72cm3圓角：v5=v4*/4=2.1352cm3 塑件的總體積：v=v1+v2+v3-v4*2+v5163.78cm3 塑件的質(zhì)量計(jì)算：查相關(guān)手冊(cè)，取ps的密度為=1.05g/cm,所以塑件的質(zhì)量為:m=*v=163.78*1.05=171

15、.97g2.2 總注射量計(jì)算 型腔數(shù)量初步確定為一模四腔，所以總注射量為：m總=m*4=687.88g v總=v*4=655.12cm32.3 注射機(jī)的初選 根據(jù)上述的計(jì)算結(jié)果，注射機(jī)初步選擇xs-zy-1000。注射機(jī)xs-zy-1000主要參數(shù)見表2.13。表2.1 xs-zy-1000型柱塞式注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)序號(hào)主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)值1額定注射量/cm310002注射壓力/mpa1213鎖模力/kn45004最大成型面積/cm318005最大開模行程/mm7006模具最大厚度/mm7007模具最小厚度/mm3008動(dòng)、定模固定板尺寸/mm900*10009螺桿直徑/mm8510定位圈

16、尺寸/mm1502.4 注射機(jī)基本參數(shù)的校核2.4.1 最大注射量校核 注射模內(nèi)的塑件及澆注系統(tǒng)凝料的總?cè)萘浚ㄈ莘e或質(zhì)量）應(yīng)在注射機(jī)額定注射量的80%以內(nèi)4，即使：nvs+vj0.8vg式中 vs單個(gè)塑件的容積（cm3）或質(zhì)量（g） n模具的型腔數(shù)目 vj澆注系統(tǒng)和飛邊所需要塑料的容積（cm3）或質(zhì)量（g） vg注射機(jī)額定注射量（cm3或g）經(jīng)計(jì)算得：vj21.16g nvs=687.88g 帶入式中可得687.88+21.16=709.04g800g所以符合要求。2.4.2 鎖模力的校核注射模從分型脹開的力（鎖模力）應(yīng)小于注射機(jī)額定鎖模力，即fpm(nas+aj)式中 f注射機(jī)額定鎖模力（n

17、） as、aj塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積（mm2） pm塑料熔體在模腔內(nèi)的平均壓力（mpa），通常模腔壓力為2040mpa;成型一般制 品為2434mpa；精密制品為3944mpa n型腔個(gè)數(shù)5經(jīng)計(jì)算得： pm(nas+aj)=3966.24kn5618.84kn所以符合條件2.4.3 注射壓力的校核注射機(jī)的最大壓力應(yīng)大于塑件成型所需要的壓力6，即：pzpch式中 pz注射機(jī)最大注射壓力（mpa） pch塑件成型所需要的注射壓力（mpa），聚苯乙烯（ps）所需要的壓力為60110mpa經(jīng)計(jì)算得：pz=121pch 所以符合要求2.5 塑件模塑成型工藝參數(shù)的確定 根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

18、和ps的成型性能，查有關(guān)資料初步確定塑件的注射成型工藝參數(shù)，見表2.2：表2.2工藝參數(shù) 規(guī)格 工藝參數(shù) 規(guī)格 預(yù)熱和干燥 溫度t/: 60-75成型時(shí)間/s注射時(shí)間 15-45時(shí)間/h: 2保壓時(shí)間 0-3料筒溫度t/ 后段 140-160冷卻時(shí)間 15-60中段 -總周期 40-120前段 170-190螺桿轉(zhuǎn)速n/(rmin-1)48噴嘴溫度t/ -后處理 方法 紅外線燈、鼓風(fēng)烘箱 模具溫度t/ 32-65溫度t/ 70注射壓力p/mpa60-110時(shí)間/h2-4第3章 型腔的布置和分型面的選擇3.1型腔的布置型腔的布置應(yīng)注意一下兩點(diǎn)7：（1） 型腔的布置和澆口的開設(shè)部位應(yīng)力求對(duì)稱，以防

19、模具承受偏載而產(chǎn)生溢料。（2） 型腔的排列要緊湊，以免排列分散，浪費(fèi)定、動(dòng)模型腔的優(yōu)質(zhì)鋼材。塑件的形狀不是很復(fù)雜，一模四腔，所以采用h形排列，排列方式如圖3.1：圖3.1h形排列平衡性非常好，加工較為容易，因此使用比較廣泛。本次設(shè)計(jì)采用h形排列。3.2分型面的選擇模具上用以取出塑件和凝料的可分離的接觸表面稱為分型面。分型面的選擇在注射模設(shè)計(jì)中占有相當(dāng)重要的地位，模具整體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和塑件的質(zhì)量都與分型面的選擇有關(guān)，分型面選擇的合理與否將決定著模具整體結(jié)構(gòu)和塑件的質(zhì)量。因此分型面的選擇原則與方法如下8：1） 應(yīng)有利于塑件的脫模與取出。分型面應(yīng)使塑件在開模后留在有脫模機(jī)構(gòu)的部分，一般應(yīng)留在動(dòng)模部

20、分，以便于脫模。2） 應(yīng)有利于保證塑件的表面質(zhì)量。選擇分型面時(shí)，應(yīng)選在不影響塑件外觀和塑件飛邊容易修整的部位，以保證塑件表面質(zhì)量。3） 應(yīng)有利于塑件的質(zhì)量及精度要求。對(duì)于同軸度要求的塑件，在設(shè)計(jì)時(shí)盡可能講型腔設(shè)計(jì)在同一個(gè)型面上，以保證制品精度。4） 應(yīng)有利于排氣以確保質(zhì)量及成型。分型面應(yīng)盡量選擇在塑料流動(dòng)的末端，以便有利于排氣。5） 應(yīng)有利于模具零件的加工。設(shè)計(jì)分型面時(shí)，盡量要避開斜面及曲面以便于加工。6） 應(yīng)有利于嵌件的安裝。由于嵌件一般是金屬件，所以收縮較小，而且在注射成型時(shí)一般粘附在型腔內(nèi)，故選擇分型面時(shí)要考慮將型腔放在動(dòng)模部分，而使帶嵌件的塑件不應(yīng)留在定模內(nèi)，以便于嵌件的安裝。7） 應(yīng)

21、有利于模具結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化以便于操作。選擇分型面時(shí)，應(yīng)盡量采用一個(gè)與與開模方向垂直的分型面，并盡量避免側(cè)向抽芯和側(cè)向分型。如塑件有側(cè)凹及側(cè)孔必須采用側(cè)向分型及側(cè)向抽芯時(shí)，應(yīng)使側(cè)向抽芯盡可能安放在動(dòng)模上，而避免在定模抽芯。8） 應(yīng)有利于制品的成型及模具的制造。如果制件較高，脫模斜度又小的塑件，分型面應(yīng)選在中間位置，盡管動(dòng)、定模設(shè)在兩邊，但易于脫模，又不產(chǎn)生飛邊。 除了上面的這些基本原則以外，分型面的選擇還要考慮到型腔在分型面上的投影面積的大小以避免接近或超過所選用注射機(jī)的最大注射面積而可能產(chǎn)生溢流現(xiàn)象9。此次塑件模具設(shè)計(jì)成雙分型面，結(jié)構(gòu)示意圖如圖3.2和圖3.3：圖3.2分型面一圖3.3分型面二

22、第4章 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機(jī)噴嘴到型腔制件的進(jìn)料通道。他的作用是將塑料熔體順利地充滿型腔的各個(gè)部分。并在填充及保壓過程中，將注射壓力傳遞到型腔的各個(gè)部位，以獲得外形清晰、內(nèi)在質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑件。它向型腔中的傳質(zhì)、傳熱、傳壓情況決定著塑件內(nèi)在的和外表的質(zhì)量，它的分布和安排影響著成型的難易程度和模具設(shè)計(jì)及加工的復(fù)雜程度，所以，澆注系設(shè)計(jì)的好壞是影響生產(chǎn)的一個(gè)關(guān)鍵問題，也是注塑模具設(shè)計(jì)中的主要內(nèi)容之一。由于塑料熔體在模具澆注系統(tǒng)中型腔內(nèi)的壓力、溫度和剪切速率都是隨時(shí)隨地變化的，在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)中，應(yīng)加以綜合考慮，以期在充模階段熔體以盡可能低的表現(xiàn)粘度和較快的速度充滿整個(gè)性強(qiáng)；在保壓階段，

23、又能通過澆注系統(tǒng)使壓力充分地傳遞到型腔的各個(gè)地方，同時(shí)通過澆口的適時(shí)凝固來控制補(bǔ)料時(shí)間，以獲得外形清晰、尺寸穩(wěn)定、內(nèi)應(yīng)力小而且無氣泡、縮孔和凹陷的塑料制品10。4.1 主流道注射機(jī)噴嘴到型腔（或分流道）的進(jìn)料通道，是塑料熔體進(jìn)入模具最先經(jīng)過的部位，其形狀、大小直接影響塑料的流動(dòng)速度和填充時(shí)間，它通常由主流道襯套和定位圈組成。主流道是熔體最先流經(jīng)模具的部分，其形狀與尺對(duì)塑料熔體的流動(dòng)速度和沖模時(shí)間有較大的影響。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使塑料熔體在主流道中的溫度降和壓力損失最小11。4.1.1 主流道襯套 由于主流道要與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，所以只有在小批量的注射生產(chǎn)中，注射模的主流道在注射模的定模班

24、上加工，大部分注射模中主流道部分設(shè)計(jì)成可拆卸、可更換的主流道襯套12。本次設(shè)計(jì)采用可拆卸、更換的主流道襯套，如圖所示：圖4.1澆口道襯套4.1.2 定位圈很多注射模具的定位采用單獨(dú)加設(shè)定位圈的方法，本次設(shè)計(jì)也采用了加設(shè)定位圈的方法。如圖所示，定位圈要和所選注射機(jī)的噴嘴和定位孔相一致。圖4.2定位圈主流道襯套固定方式如圖4.3所示：圖4.34.2 分流道分流道是連接主流道和澆口的進(jìn)料通道，其作用通過流道截面及方向變化，使熔體平衡地轉(zhuǎn)換流向，進(jìn)入模具型腔。分流道的截面應(yīng)盡量使比表面積小，熱量損失小，摩擦損失小，摩擦阻力小。分流道在多型腔的模具中必不可少。常用的分流道截面形狀有圓形、梯形、u形和六邊

25、形等。流道的截面積越大，壓力損失越??；流道的截面積越小，熱量損失越小。用流道的截面積與表面積的比值來表示流道的效率，效率越高，流道設(shè)計(jì)越合理。 分流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn)13：在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體能順利的充滿型腔的前提下，分流道截面積與長(zhǎng)度盡量取小值，分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過度。分流道較長(zhǎng)時(shí)，在分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料穴。分流道的位置可單獨(dú)開設(shè)在定模板上或動(dòng)模板上，也可以同時(shí)開設(shè)在動(dòng)，定模板上，合模后形成分流道截面形狀。分流道與澆口連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過度。分流道形狀如圖4.4所示：圖4.4分流道截面分流道的表面要求不高，表面粗糙度ra值通常取1.252.5m。這樣，可增加分流道表壁對(duì)外層

26、塑料熔體的阻力，使外層塑料冷卻層固定，形成絕熱層，有利于保溫。分流道的表壁應(yīng)盡量平整，以免對(duì)分型和脫模不利。分流道應(yīng)盡量布置均勻，使各澆口處壓力降相等；流程盡量短，排列緊湊，使模具尺寸較??；應(yīng)使塑件投影面積中心與鎖模力中心重合。分流道布置形式有平衡式與非平衡式兩種，這與多型腔的平衡式與非平衡式的排布是一致的。本次設(shè)計(jì)采用半圓形分流道，分流道半徑r=4mm。分流道分布如圖4.5與圖4.6所示：圖4.5分流道分布圖圖4.6分流道截面4.3 澆口設(shè)計(jì)澆口是連接分流道與型腔的進(jìn)料通道，是澆注系統(tǒng)中截面最小的部分。其作用：使熔料通過澆口時(shí)候產(chǎn)生加速度，從而迅速充滿整個(gè)型腔；接著澆口處塑料首先冷凝，封閉型

27、腔，防止熔料倒流；成型后澆口處凝料最薄，利于與塑件分離。澆口的形狀、尺寸和位置等對(duì)塑件的成型質(zhì)量影響很大，如果設(shè)計(jì)不合理容易造成塑件上的一些質(zhì)量缺陷，如縮孔、缺料、白斑、熔接痕、質(zhì)脆及翹曲等往往是由于澆口設(shè)計(jì)不合理而產(chǎn)生的。澆口設(shè)計(jì)與塑料性能、塑件形狀、截面尺寸、模具結(jié)構(gòu)及注射工藝參數(shù)等因素有關(guān)。澆口的形式有很多種，如側(cè)澆口、扇形澆口、評(píng)縫式澆口、直接澆口、環(huán)形澆口、輪輻式澆口、爪形澆口、點(diǎn)澆口、潛伏式澆口、護(hù)耳式澆口等14。本次設(shè)計(jì)為一模四腔，所以采用點(diǎn)澆口。點(diǎn)澆口，又名橄欖形澆口和菱形澆口，截面小如針點(diǎn)，適用于盆型及殼體類塑件成型，而不適宜平薄易變性和復(fù)雜形狀塑件以及流動(dòng)性差和熱敏性塑料的

28、成型。點(diǎn)澆口在開模時(shí)容易自行切斷,并且在塑件上留下的殘痕極小,不容易覺察,所以不需要修剪澆口的工序。點(diǎn)澆口如下圖所示：圖4.7點(diǎn)澆口4. 4 冷料穴與拉料桿 4.4.1 冷料穴 冷料穴的作用是儲(chǔ)存因兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料頭及熔體流動(dòng)的前鋒冷料。以防止熔體冷料進(jìn)入型腔，影響塑件質(zhì)量。冷料穴常常設(shè)計(jì)在主流道的末端。當(dāng)分流道較長(zhǎng)時(shí)，在分流道的末端有時(shí)也開設(shè)冷料穴。臥式或者立式注射機(jī)使用的模具的冷料穴設(shè)置在主流道正對(duì)面的動(dòng)模上，直徑稍大于主流道的大端直徑，以利于冷料流入。直角式注射機(jī)使用的模具的冷料穴即為主流道的延長(zhǎng)部分15。冷料穴的設(shè)計(jì)如圖4.8所示：圖4.81-主流道 2-冷料穴 3-拉料桿 4

29、.4.2 拉料桿頭部有各種形狀的拉料桿起到在模具開模時(shí)，將凝料從定模部分脫出和將塑件留在動(dòng)模的作用，拉料桿為模具常用件。4.5 排氣系統(tǒng) 排氣不良容易引起塑件燒焦、短射、填充不足、脫模不良、陰影、氣泡、色差、縮水、流紋、表面凹陷、不熔合等。排氣槽的作用主要有兩點(diǎn)：一是在注射熔融塑料時(shí)，排除模腔內(nèi)的空氣；二是排除物料在加熱過程中產(chǎn)生的各種氣體。越是薄壁制品，越是遠(yuǎn)離澆口的部位。因該模具為小型模具，且分型面適宜，可利用模具零部件的配合間隙和分型面排氣，所以無需設(shè)計(jì)排氣槽16。因?yàn)樵撍芗o側(cè)孔，所以無需側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。第5章 成型零部件設(shè)計(jì)構(gòu)成模具型腔的零部件稱為成型零部件，如凹模（型腔）、凸模（型芯）

30、、型環(huán)、和鑲件等。因?yàn)槌尚土悴考惺芩芰先垠w的沖刷、塑件脫模摩擦等作用，所以不僅要求有正確的幾何形狀、較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度外，還要求有合理的結(jié)構(gòu)，較高的強(qiáng)度、剛度以及較好的耐磨性。 成型零部件的設(shè)計(jì)步驟如下17： 確定成型零部件的結(jié)構(gòu)。從結(jié)構(gòu)工藝性的角度確定各成型零件之間的組合方式和各組成零件的具體結(jié)構(gòu)。 計(jì)算成型零件的工作尺寸。進(jìn)行關(guān)鍵成型零件的強(qiáng)度、剛度校核。5.1 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。型腔和型芯的結(jié)構(gòu)形式分為整體式和鑲拼組合式兩類。整體式適用于形狀簡(jiǎn)單的塑件，鑲拼組合式適用于形狀復(fù)雜的塑件或

31、加工不便的型腔。成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)在保證塑件成型質(zhì)量的前提下，便于加工制造、裝配和維修。成型零件工作時(shí)，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時(shí)與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能18。 5.1.1 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凹模又稱型腔，是成型塑件外表面的主要零件。按結(jié)構(gòu)不同可分為：整體式凹模和組合式凹模。整體式凹模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固不易變形、不會(huì)在塑件表面留下拼縫痕跡。采用組合式凹模，可簡(jiǎn)化復(fù)雜凹模的加工工藝，減少熱處理變形，拼合處有間隙有利于排氣，便于模具的維修。本次設(shè)計(jì)塑件

32、形狀簡(jiǎn)單，且一模四腔，所以采用整體式凹模，其結(jié)構(gòu)如圖5.1所示：圖5.1凸模結(jié)構(gòu)圖 5.1.2 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成型塑件內(nèi)表面的零件稱凸模或型芯。一般的對(duì)于簡(jiǎn)單的容器，如殼、罩、蓋之類的塑件，成型其主要內(nèi)表面的零件稱主型芯，而將其成型其他小孔的型芯稱為小型芯或成型桿19。按結(jié)構(gòu)不同主型芯可分為整體式和組合式兩種。整體式主型芯結(jié)構(gòu)牢固，但不便加工，耗材較多。組合式是將型芯單獨(dú)加工后，再鑲?cè)肽０逯?，其特點(diǎn)是節(jié)省模具鋼材料，便于維修減少熱處理變形，拼合處間隙有利于排氣。圖5.2型芯凸模的材料選用40cr，凸模熱處理硬度達(dá)到hrc4050，表面需鍍鉻和拋光處理。5.2 成型零部件工作尺寸計(jì)算構(gòu)成模具型腔空

33、間的零部件稱為成型零部件。成型零部件中，直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸稱工作尺寸。它包括型腔和型芯的徑向尺寸（含長(zhǎng)度和寬度）、高度尺寸和中心距尺寸等。所謂工作尺寸是指成型零件上直接用于成型塑件部分的尺寸，如凹模（型腔）與凸模（型芯）徑向尺寸、型腔深度或型芯高度等，確定工作尺寸除根據(jù)塑件尺寸及精度要求外，還必須考慮下列形象塑件尺寸精度的主要因素20： 成型零件的制造公差z 一般取公差的1/31/6，對(duì)中小型塑料件模具取z=；對(duì)大型塑件取z。成型零件的磨損量c 成型零件的最大磨損量對(duì)中小型塑件模具取c=1/6；對(duì)大型塑件模具取c1/6。成型收縮率s 成型收縮率隨塑件結(jié)構(gòu)與性狀，如塑件壁厚、有無嵌件等的

34、影響而變化，造成實(shí)際收縮率與計(jì)算收縮率的差異，材料批號(hào)的不同和工藝條件（如成型壓力與溫度等）的波動(dòng)都將引起收縮率的波動(dòng)，從而造成尺寸的誤差，設(shè)計(jì)時(shí)必須根據(jù)實(shí)際情況選擇合理的收縮率。一般收縮率取收縮范圍的平均值，即本次設(shè)計(jì)采用的聚苯乙烯（ps）的成型收縮率為0.6%0.8%，帶入上面公式得聚苯乙烯（ps）的平均收縮率為：塑件精度要求不高，查簡(jiǎn)明塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)p183表4-17和4-18選it8。凸模、凹模的各尺寸如圖所示圖5.3型腔工作尺寸計(jì)算公式21：徑向尺寸計(jì)算 深度尺寸計(jì)算 型芯工作尺寸計(jì)算公式：徑向尺寸計(jì)算 高度尺寸計(jì)算 其中： 塑料平均收縮率 塑件公差 成型零件制造公差，一般取 修正

35、系數(shù)，一般為1/23/4，公差值大取小值，對(duì)中小型塑件一般取3/4，本次設(shè)計(jì)取1/2 修正系數(shù)，一般為1/22/3，當(dāng)制品尺寸較大、精度比較低時(shí)取小值，反之取大值，本次設(shè)計(jì)取1/2 型腔徑向尺寸 型腔深度 塑件外形基本尺寸 塑件高度基本尺寸 型芯徑向尺寸 型芯高度 塑件內(nèi)形基本尺寸 塑件孔深基本尺寸 5.2.1 型腔工作尺寸計(jì)算5.2.1.1 型腔徑向工作尺寸計(jì)算查得各個(gè)尺寸的塑件公差為：表5.12602.02441.81401.11000.88160.40120.36帶入公式得：表5.2尺寸（mm）計(jì)算結(jié)果(mm)300=（300+300*0.007-0.5*2.2） =301260=（26

36、0+260*0.007-0.5*2.0） =260.82244=（244+244*0.007-0.5*1.8） =244.808140=（140+140*0.007-0.5*1.1） =140.43100=（100+100*0.007-0.5*0.88） =100.2616=（16+16*0.007+0.5*0.40） = 16.31212=（12+12*0.007-0.5*0.36） =11.9045.2.1.2 型腔深度工作尺寸計(jì)算查得各個(gè)尺寸的塑件公差為：表5.3尺寸（mm）塑件公差（mm）500.56120.36帶入公式得：表5.4尺寸（mm）計(jì)算結(jié)果(mm)50=（50+50*0.0

37、07-0.5*0.56） =50.0712=（12+12*0.007-0.5*0.36） =11.9045.2.2 型芯工作尺寸計(jì)算5.2.2.1 型芯徑向工作尺寸計(jì)算查得各個(gè)尺寸的塑件公差為：表5.5尺寸（mm）塑件公差（mm）2962.22562.02401.81361.1960.88200.4480.32帶入公式得：表5.6尺寸（mm）計(jì)算結(jié)果(mm)296=（296+296*0.007+0.5*2.2） =299.172256=（256+256*0.007+0.5*2.0） =258.792240=（240+240*0.007+0.5*1.8） =242.58136=（136+136*

38、0.007+0.5*1.1） =137.50296=（96+96*0.007+0.5*0.88） =97.11220=（20+20*0.007-0.5*0.44） =19.928=（8+8*0.007+0.5*0.32） =8.2165.2.2.2 型芯高度工作尺寸計(jì)算查得各個(gè)尺寸的塑件公差為：尺寸（mm）塑件公差（mm）480.56100.32表5.7 帶入公式得：表5.8尺寸（mm）計(jì)算結(jié)果（mm）48=（48+48*0.007+0.5*0.56） =48.61610=（10+10*0.007+0.5*0.32） =10.23第六章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合模導(dǎo)向裝置是保證動(dòng)模與定?；蛏夏Ｅc下模合模

39、是正確定位和導(dǎo)向的裝置。合模導(dǎo)向裝置主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位。導(dǎo)柱導(dǎo)向裝置的主要零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。 導(dǎo)向裝置的作用22： 導(dǎo)向。使上、下模準(zhǔn)確合模，避免凸?；蛐托鞠冗M(jìn)入型腔，以保證不損壞成型零件。 定位。避免模具裝配時(shí)錯(cuò)位而損壞模具，并且在模具閉合后使型腔保持正確的形狀，不會(huì)造成零件壁厚不均勻。承受一定的側(cè)向壓力。塑料注入型腔過程中會(huì)產(chǎn)生單向側(cè)面壓力，或由于成型設(shè)備精度的原因，使導(dǎo)柱在工作中承受一定的側(cè)壓力。 導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)原則： 導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套時(shí)發(fā)生變形。 對(duì)于小型模具，通常只用兩個(gè)直

40、徑相同且對(duì)稱分布的導(dǎo)柱；對(duì)于大中型模具，為了簡(jiǎn)化加工工藝，可采用三個(gè)或四個(gè)直徑相同的導(dǎo)柱，但位置分布不對(duì)稱，或?qū)е恢脤?duì)稱，但中心距不同。 為了便于塑料制件脫模，導(dǎo)柱通常安裝于定模。 當(dāng)動(dòng)模板與定模板采用同時(shí)加工時(shí)，導(dǎo)柱裝配處直徑應(yīng)與導(dǎo)套外徑相等。 為了保證分型面很好地接觸，導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面應(yīng)有承屑槽，一般是切去一個(gè)面或在導(dǎo)套的孔口倒角。各導(dǎo)柱、導(dǎo)套的軸線應(yīng)保證平行，否則將導(dǎo)致合模的準(zhǔn)確性降低，甚至損壞導(dǎo)向零件。6.1 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 導(dǎo)柱一般分為帶頭導(dǎo)柱和有肩導(dǎo)柱，根據(jù)制件冰箱儲(chǔ)物盒的特點(diǎn)，質(zhì)量較輕，模具類型一般，所以采用帶頭導(dǎo)柱即可。 導(dǎo)柱技術(shù)處理：在不妨礙脫模的情況下，導(dǎo)柱通常設(shè)置在型芯高

41、出分型面較多的一側(cè)。導(dǎo)柱導(dǎo)向部分長(zhǎng)度應(yīng)比凸模前端面的高度高出68mm，以免出現(xiàn)導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而型芯先進(jìn)入型腔的情況。導(dǎo)柱前端做成錐臺(tái)形或半球形，以使導(dǎo)柱能順利的進(jìn)入導(dǎo)向孔。由于必須具有良好的耐磨性。故采用20號(hào)鋼（表面滲碳淬火處理），硬度為hrc50-55。粗糙度一般取0.8um。圖6.1 未注表面粗糙度ra=6.3m；未注倒角c1。 a 允許開油槽 b 圓弧連接，r2r5mm. c 允許保留兩端的中心孔6.2 導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 導(dǎo)套是與導(dǎo)柱相配合的，因此其結(jié)構(gòu)主要由導(dǎo)柱形式?jīng)Q定。通過制件的結(jié)構(gòu)分析，為了便于更換，采用導(dǎo)向孔直接開設(shè)在模板上的導(dǎo)套結(jié)構(gòu)。根據(jù)設(shè)計(jì)分為帶頭導(dǎo)套和直導(dǎo)套兩個(gè)。 1、為了確保

42、導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角，導(dǎo)向孔最好做成通孔，以便于排出合模時(shí)孔內(nèi)的空氣。 2、導(dǎo)套固定部分和導(dǎo)向部分的粗糙度均可選為ra=0.8m固定形式及配合精度：此處所選帶頭導(dǎo)套應(yīng)為h7/m6或h7/k6過渡配合。圖6.2 未標(biāo)注表面粗糙度ra=6.3m；未注倒角c1 a處可選砂輪越程槽或ra0.5ra1mm圓角帶頭導(dǎo)套圖6.3 未標(biāo)注表面粗糙度ra=3.2m；未注倒角c1直導(dǎo)套第七章 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在注射成型的每一個(gè)循環(huán)過程中，使塑件從模腔中脫出的機(jī)構(gòu)成為脫模機(jī)構(gòu)。一般注射模在開模時(shí)讓塑件留在動(dòng)模邊，利用注射機(jī)的開模動(dòng)作使塑件脫模。7.1 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則（1） 盡可能使塑件留于動(dòng)模一側(cè)，以

43、利用注射機(jī)頂出裝置退出塑件。（2） 應(yīng)選擇合適的脫模方式和推出位置，脫模力應(yīng)分布均勻合理。（3） 脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)運(yùn)動(dòng)靈活，工作可靠，制造和修配方便。（4） 脫模零件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，其配合間隙應(yīng)合適，無溢料現(xiàn)象23。7.2 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)通常根據(jù)塑件的形狀、復(fù)雜程度及注射機(jī)頂出裝置的結(jié)構(gòu)形式，而采用不同的結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的不同，脫模機(jī)構(gòu)可分為兩大類：一次推出脫模機(jī)構(gòu)；二次推出脫模機(jī)構(gòu)；澆注系統(tǒng)凝料脫模機(jī)構(gòu)以及塑件螺紋脫模機(jī)構(gòu)。本次設(shè)計(jì)采用一次推出脫模機(jī)構(gòu)中的推板脫模機(jī)構(gòu)。推板脫模機(jī)構(gòu)對(duì)于薄壁容器、殼形塑件以及在塑件表面不允許留有退出痕跡時(shí)，可采用的脫模機(jī)構(gòu)。推板推出的特點(diǎn)是推出力均

44、勻，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，且推出力較大。但僅用于非圓外形塑件，且其配合部分較難加工。其設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下24：（1） 推板與凸模之間的配合為h8/f8，如采用錐面配合，其間隙必須小于塑料的溢邊值。配合斜度35。（2） 推板與其他零件配合為h7/f7。（3） 推板與塑件接觸部位應(yīng)淬硬。圖7.11推板 2推桿固定板 3、8推桿 4支撐板 5型芯固定板 6推件板7型芯 第八章 模架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8.1 模架的選擇模架的選擇主要根據(jù)型腔和型芯的結(jié)構(gòu)以及尺寸來選用合適的的標(biāo)準(zhǔn)模架，同時(shí)必須滿足以下原則的要求： 模架厚度h與注塑機(jī)的閉合高度l必須滿足以下的關(guān)系：lmaxhlmin 開模行程應(yīng)大于制件取出所需的動(dòng)、定模分開的距離；

45、模具推出距離應(yīng)小于推出機(jī)構(gòu)液壓缸的額定行程模架選擇應(yīng)符合塑件技術(shù)工藝的要求模架根據(jù)塑件大小、一模四腔結(jié)構(gòu)、點(diǎn)澆口注塑、二次分型以及型腔型芯尺寸等多項(xiàng)因素，估算型腔模板及模架尺寸，設(shè)計(jì)模架結(jié)構(gòu)如下圖：圖8.1 模架從上到下依次為定模座板，定模板，推件版，動(dòng)模板，支撐板，墊塊，推桿固定板，推板和動(dòng)模座板。表8.1名稱長(zhǎng)寬高定模座板80070070定模板80060070推件板80060050動(dòng)模板80060070支撐板80060080墊塊800600150推桿固定板80039025推板80039030動(dòng)模座板800700358.2 模架高度的校核模架的總高度為h=70+70+50+70+80+150

46、+35=525mm注射機(jī)的模具最大厚度lmax=700mm，模具最小厚度lmin=300mm，帶入式中：lmax=700mmh=525mmlmin=300mm計(jì)算結(jié)果符合要求。第九章 總結(jié)本次模具設(shè)計(jì)的裝配圖如圖9.1所示：圖9.11-定模座板 2-推板 3、10、17、25-內(nèi)六角螺釘 4-推桿固定板 5-墊塊6-支撐板 7-型芯固定板 8-彈簧墊圈 9-擋環(huán) 11推件板 12型腔13-彈簧 14-定模座板 15-拉桿導(dǎo)柱 16-型芯 18-澆口道襯套19-定位圈 20-帶頭導(dǎo)套 21-直導(dǎo)套 22-帶頭導(dǎo)柱 23拉料桿 24推桿注塑成型的工作過程：熔料從澆口套進(jìn)入，注塑結(jié)束后從定模座板和型

47、腔板間第一次分型，主流道凝料被拉料桿帶出；分型一定距離后拉桿導(dǎo)柱上固定的擋環(huán)拉動(dòng)型腔板，然后型腔板與推件板間第二次分型，型芯將塑件拉出，同時(shí)拉料桿受力與凝料分離，凝料脫落；第二次分型一段距離后注塑機(jī)推動(dòng)推板，使推桿推動(dòng)推件板將塑件從型芯上推下；然后合模時(shí)導(dǎo)柱與導(dǎo)套起到導(dǎo)向作用，使模具從原位置合模。此為一次行程。參考文獻(xiàn)1 鐘日銘主編. autocad2008基礎(chǔ)與應(yīng)用培訓(xùn). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.2 馮愛新主編. 塑料模具工程師手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.3 劉潔主編. 現(xiàn)代模具設(shè)計(jì). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.4 李云程主編. 模具制造技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社

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