畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）浮蓋塑件的注塑工藝及模具設(shè)計(jì)（全套圖紙）

1、浮蓋塑件的注塑工藝及模具設(shè)計(jì)摘 要本文是關(guān)于浮蓋模具的設(shè)計(jì)，里面對(duì)浮蓋做了正確的工藝分析，同時(shí)也對(duì)注塑成型技術(shù)的發(fā)展過程和選取的注塑材料（pp）了簡(jiǎn)單的介紹。設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括分型面的設(shè)計(jì)、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),以及模架和注塑機(jī)的選取和校核。考慮到生產(chǎn)效率，經(jīng)濟(jì)性和生產(chǎn)效率等相關(guān)因素，模具采用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)，由于型腔結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，采用組合式結(jié)構(gòu)。型芯采用整體式結(jié)構(gòu)，便于加工且節(jié)省成本。為使加工方便同時(shí)滿足塑件成型，采用側(cè)澆口形式。此模具的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，應(yīng)用到了斜導(dǎo)柱滑塊側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，它是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。然后根據(jù)浮蓋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)了模具的成型零部件（型芯、型腔、滑塊），脫模、復(fù)位及

2、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。模具是材料成型加工中的工藝裝備，它是利用其特定形狀去復(fù)制成型或復(fù)制加工具有一定形狀和尺寸的工具。浮蓋在日常生產(chǎn)中是大批量投入生產(chǎn)的，應(yīng)盡量減少開，合模取塑件過程中的手工操作，本次設(shè)計(jì)中采用自動(dòng)開、合模和頂出機(jī)構(gòu)。關(guān)鍵詞：注塑模，注塑機(jī)，pp塑料全套完整版cad圖紙，聯(lián)系153893706floating cap injection mold designabstractthis is the floating cap injection mold design, floating cap inside of a correct analysis of the technology t

3、hey are also injection molding technology development process and the selection of the injection material (pp) has made a brief introduction. the design includes the sub-surface design, the gating system design, lateral pulling mechanism of the design, and the die-injection molding machine and the s

4、election and check. taking into account production efficiency,economy and efficiency,and other related factors,the die using a two-cavity mold structure.as the cavity structure is more complex,using the combination structure. core adoption of a whole structure,and facilitate the processing cost savi

5、ngs.to facilitate processing to meet molding plastic parts,using the form side gate. die of this structure is more complex, application of the bevel-slider lateral pulling mechanism, which is the current focus of the design. according floating cap design of the structural characteristics of the die

6、molding parts (core, cavity and slider), ejection, reduction and oriented institutions. mold is the material processing technology equipment, it is using its special shape to copy or reproduce molding process with a certain shape and dimensions of the tool. floating cap in the day-to-day production

7、of large quantities of inputs for production, we should minimize the open, mold plastic parts for the process of hand. the design of automatic opening, mold and head out of institutions. key words：injection mold, injection molding machines, pp plastis目 錄前言.1第一章 塑料制件工藝性分析.31.1 塑料制件的分析.31.2 塑料材料的選用及分析

8、.31.2.1 塑料材料選擇.31.2.2 ps性能分析.41.2.3 材料成型特性及條件.41.3 塑件體積和質(zhì)量估算.5第二章 模具總體設(shè)計(jì).62.1 總體方案分析.62.2 初選注射機(jī).62.3 分型面的選擇 .72.3 型腔的排布.8第三章 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì).93.1 主流道設(shè)計(jì).93.2 分流道設(shè)計(jì).93.3 澆口設(shè)計(jì).103.4 冷料穴設(shè)計(jì).11第四章 模具成型零部件設(shè)計(jì).124.1 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).124.2 型腔壁厚強(qiáng)度和剛度計(jì)算.134.2.1 型腔側(cè)壁厚度.144.2.2 型腔底板厚度計(jì)算.14第五章 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).165.1 抽拔距與抽拔力的計(jì)算.165.2 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì).

9、165.2.1 斜導(dǎo)柱彎曲力計(jì)算.175.2.2 斜導(dǎo)柱直徑計(jì)算.175.3 滑塊的設(shè)計(jì).17第六章 合模導(dǎo)向及定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).196.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用.196.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).196.2.1 導(dǎo)柱的選取.196.2.2 導(dǎo)套的選取.20第七章 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).217.1 脫模力的計(jì)算.217.2 推桿的設(shè)計(jì).227.2.1 推桿的形式.227.2.2 推桿尺寸計(jì)算.22 7.3 復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).23第八章 排氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).24第九章 注射機(jī)參數(shù)校核 .259.1 最大注射量校核.259.2 注射壓力校核.259.3 鎖模力校核.269.4 注射機(jī)合模部分相關(guān)尺寸校核.269.4.1 開模行程

10、的校核.269.4.2 模具厚度校核.26第十章 模架的選取.27第十一章 模具材料的選用.29結(jié)論.31參考文獻(xiàn).32致謝.33前 言塑料是20世紀(jì)發(fā)展起來的新興材料，由于應(yīng)用廣泛，已替代部分金屬、木材、皮革及硅酸鹽等自然材料，成為現(xiàn)代工業(yè)不可缺少的一種人造化學(xué)合成材料，并與金屬、木材和硅酸鹽三種傳統(tǒng)材料一起，成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中四種重要的原材料之一。隨著塑料工業(yè)的發(fā)展,塑料制品以其密度小、質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高、絕緣性能好、介電損耗低、化學(xué)穩(wěn)定性高等一系列特殊的優(yōu)點(diǎn),在機(jī)械、電子、國防、交通、通訊、建筑、農(nóng)業(yè)和包裝以及輕工、日用產(chǎn)品等工業(yè)部門得到廣泛應(yīng)用。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,塑料模逐漸向標(biāo)準(zhǔn)化、理

11、論化、大型化、精密化、微型化、復(fù)雜化發(fā)展。各種新技術(shù)、新材料、新工藝得到廣泛應(yīng)用,國際先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn),尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,更加快了塑料模具行業(yè)的發(fā)展。塑料模設(shè)計(jì)已從過去的憑經(jīng)驗(yàn)手工繪圖,發(fā)展到今天通過人機(jī)對(duì)話,能迅速設(shè)計(jì)出三維視圖, 并可以轉(zhuǎn)化成二維視圖，運(yùn)用模具cae可以模擬塑料在模具中的流動(dòng)狀態(tài)，確定澆口位置以便克服塑料成型過程中可能出現(xiàn)的問題，同時(shí)模具制造周期也大大縮短。模具是以其特定的形狀通過一定的方式使原料成型。一副好的注塑模可以成型上百萬次,這同模具設(shè)計(jì)與制造有很大關(guān)系。在現(xiàn)代塑件生產(chǎn)中,合理的模塑工藝、高效的模塑設(shè)備、先進(jìn)的塑料模具和制造技術(shù)是必不可少的重要因素,尤其是塑

12、料模具對(duì)實(shí)現(xiàn)塑料加工工藝要求、對(duì)塑件的使用要求和造型設(shè)計(jì)起著重要作用。高效的自動(dòng)化設(shè)備也只有裝上自動(dòng)化生產(chǎn)的模具才可能發(fā)揮其效能，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具制造和更新為前提。隨著國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的各個(gè)部門對(duì)塑件的品種和產(chǎn)量需求量愈來愈大、產(chǎn)品更新?lián)Q代周期愈來愈短、用戶對(duì)塑件的質(zhì)量要求愈來愈高，因而對(duì)模具設(shè)計(jì)與制造的周期和質(zhì)量提出了更高的要求，促使塑料模具設(shè)計(jì)和制造技術(shù)不斷向前發(fā)展，從而也推動(dòng)了塑料工業(yè)不斷向前發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)塑件的廣泛需求，塑料模塑成型技術(shù)正在向高精度、高效率與長壽命的方向邁進(jìn)。由于它是一項(xiàng)綜合性技術(shù)，所以它的發(fā)展必然涉及許多領(lǐng)域的共同配合。主要表現(xiàn)在以下幾

13、個(gè)方面：1.塑料成型理論的進(jìn)展：塑料在充模過程中的各種流變行為的研究不斷深入，有關(guān)擠出成型的流變理論和數(shù)學(xué)模型已經(jīng)基本上建立，并且已在生產(chǎn)實(shí)際中得到應(yīng)用；有關(guān)注射成型的流變理論尚在進(jìn)行深討；注射成型的塑料熔體在一維和二維簡(jiǎn)單模腔中的充模流動(dòng)理論和數(shù)學(xué)模型已經(jīng)有所解決，今后的工作是如何將理論與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，進(jìn)一步加深塑料成型理論基礎(chǔ)和工藝原理的研究，借以改進(jìn)成型工藝方法、成型模具和成型設(shè)備。2.塑件的精密化、微型化和超大型化：為了滿足國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門對(duì)塑件的精密化、微型化和超大型化的使用要求，高精度模具、微型和大型模具得到發(fā)展，小型和新型的塑料成型設(shè)備也不斷涌現(xiàn)。3.開發(fā)模具新材料：當(dāng)前，塑料

14、模具鋼的發(fā)展有兩大趨勢(shì)；從碳素工具鋼、低合金工具鋼到高合金工具鋼發(fā)展；從高級(jí)材料（一般熱處理）到低級(jí)材料（表面硬化處理）發(fā)展。4.研制新設(shè)備：主要研制高效、精密、自動(dòng)化的模具加工設(shè)備，從手工機(jī)械操作向計(jì)算機(jī)數(shù)控操作方向發(fā)展。5.應(yīng)用新技術(shù) （1）cad/cam/cae技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。（2）模具表面強(qiáng)化處理新技術(shù)的應(yīng)用 （4）實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化在未來的模具市場(chǎng)中，塑料模具發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復(fù)雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。以塑代木，以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需

15、求量巨大；家用電器行業(yè)在“十一五”期間將有較大發(fā)展，特別是電冰箱、空調(diào)器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大；而電子及通訊產(chǎn)品方面，除了彩電等音像產(chǎn)品外，筆記本電腦和網(wǎng)機(jī)頂盒將有較大發(fā)展，這些都是塑料模具市場(chǎng)的增長點(diǎn)。對(duì)于一些新型塑料和一些具有特殊要求的塑件，舊的成型方法已不在適用，因此，近年來出現(xiàn)了許多新型的塑料成型方法，如無流道凝料的注射成型、熱固性塑料注射成型、低發(fā)泡注射成型、排氣注射成型、流動(dòng)注射成型、動(dòng)力熔融注射成型、氣體輔助注射成型以及多品種塑料的共注射成型、鑄塑成型、塑料粉末燒結(jié)成型等。本次設(shè)計(jì)課題是浮蓋注塑模具設(shè)計(jì)，是對(duì)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)的檢驗(yàn)和綜合運(yùn)用，要求通過設(shè)計(jì)，能夠熟悉一般模

16、具設(shè)計(jì)的主要步驟和方法，以及一些與模具相關(guān)的問題，如塑料嵌件的固定和定位，模具的材料及熱處理、模具的制造工藝、模具圖形的繪制、模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等等，但它具有一定的針對(duì)性和局限性，又由于是應(yīng)屆畢業(yè)生，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)有限，所掌握的東西又非最前沿和最新科技，所以，所設(shè)計(jì)的模具無法達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的水平。本次設(shè)計(jì)著重培養(yǎng)我們獨(dú)立設(shè)計(jì)、綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)和創(chuàng)新的能力。第一章 制件分析1.1 用于注塑的材料 注塑零件為浮蓋，材料是聚丙烯。聚丙烯（縮寫代號(hào)為pp）是屬于結(jié)晶性高聚物，有著質(zhì)輕、價(jià)廉、無毒、無味等特點(diǎn)，而且還具有耐腐蝕、耐高溫、機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，在醫(yī)藥、食品、化工等工業(yè)中以及人們的日常生活中有著廣泛的用途。

17、 聚丙烯也存在著較為薄弱的一面，其成型收縮性大，耐老化性和抗低溫性差等缺點(diǎn)都阻礙了應(yīng)用面的擴(kuò)大。對(duì)此，人們做了大量的改性工作，如共聚、共混、引入添加劑等等，一期改其弱項(xiàng)，開闊用途。工藝特點(diǎn)如下：1（1） 聚丙烯為結(jié)晶性聚合物，其結(jié)晶度達(dá)50%70%，具有較為明顯的熔點(diǎn)，熔點(diǎn)溫度為164170度。（2） 熱穩(wěn)性較好，分解溫度可達(dá)300度以上，與氧接觸的情況下，樹脂在260度左右開始變黃。（3） 聚丙烯的熔融流動(dòng)性要比聚乙烯好，熔體粘度隨著注塑溫度和壓力的上升而下降的程度比高密度聚乙烯來得明顯，其中壓力對(duì)熔體粘度的影響要比溫度明顯。（4） 熔體彈性較大且冷卻凝固速度快，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，同時(shí)成型收縮率

18、比較大（1%2.5%）并具有各向異性，在制品與模具設(shè)計(jì)時(shí)須加以注意。（5） 聚丙烯的成型適應(yīng)性比較強(qiáng)，一般注塑機(jī)均可使用，但由于其密度較低（0.91）,有一個(gè)設(shè)備容量溫度須加注意，通常要求制品重量不超過設(shè)備容量的50%60%，以免造成制品不足等問題。1.2 制品的設(shè)計(jì) 圖21 制件圖 制品的壁厚應(yīng)充分考慮到熔體充模的可能性。聚丙烯熔體的最大流動(dòng)長度與壁厚之比為2501，熔體的流動(dòng)性較好，但實(shí)際影響流動(dòng)性的因素眾多，還應(yīng)考慮到成型收縮率的關(guān)系，故制品的壁厚通常在0.94.0mm的范圍內(nèi)進(jìn)行選擇。當(dāng)然，制品的壁厚還應(yīng)盡可能保持均勻一致，厚薄不宜相差過大，最多不要超過50%；厚壁與薄壁之間要用圓弧逐

19、步過渡，轉(zhuǎn)角處避免銳角存在，圓弧過渡的半徑要求大一些，一般比壁厚小13即可，但最小不得低于0.4mm。 從塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)圖28中曲線可以得出圓角半徑r和厚度t應(yīng)力的關(guān)系： 當(dāng)rt0.8時(shí)，則很少出現(xiàn)應(yīng)力集中 根據(jù)上面的關(guān)系應(yīng)r/t0.8，計(jì)算得r2mm。實(shí)際大小見零件圖。與其他塑料一樣，聚丙烯制品的成型收縮率與其壁厚有關(guān)。壁厚越厚，制品的收縮率也就越大，反之壁厚越小，收縮率也就減少。表56為聚丙烯的壁厚與收縮率的關(guān)系。塑料零件的壁厚為1mm，有上表得收縮率為12%。但考慮實(shí)際能達(dá)到的精度問題，小數(shù)點(diǎn)后保留兩位，因此取收縮率為1%。塑件的成型收縮率值可用以下兩種方法計(jì)算：表11 聚丙烯制

20、品壁厚與收縮率的關(guān)系2制品壁厚，mm 成型收縮率， 13 45 6 12 22.5 2.53s實(shí)(ab)b (11)s計(jì)（cb）c (12)式中，s實(shí)實(shí)際收縮率 s計(jì)計(jì)算收縮率 a塑件在成型溫度時(shí)的單向尺寸 b塑件在常溫下的單向尺寸 c模具型腔在常溫下的單向尺寸由于上述兩種收縮率相差不大，且a值難以測(cè)定，所以通常在模具設(shè)計(jì)中采用是式12計(jì)算收縮率。根據(jù)聚丙烯的收縮率情況，塑料件冷卻后會(huì)包住型芯，為了脫模和取件方便，制品上應(yīng)設(shè)有脫模斜度。一般說來硬質(zhì)塑料比軟質(zhì)塑料斜度大；形狀愈復(fù)雜或成型孔較多時(shí)，取較大的脫模斜度；制品高度愈高、孔愈深則取較小脫模斜度；內(nèi)孔包住型芯，應(yīng)取較大斜度。一般情況下，脫模

21、斜度不包括在塑件公差范圍內(nèi)，否則應(yīng)在圖樣上加以注明。在制品圖上標(biāo)注時(shí)，內(nèi)孔以小端為基準(zhǔn)，斜度由擴(kuò)大方向取得；外形以大端為基準(zhǔn)，斜度由縮小方向取得。為方便加工型腔和型芯都取1。圖11 筋的截面塑件在使用條件下要受到各種負(fù)載作用，如果塑件結(jié)構(gòu)不能承受這些負(fù)載的作用，就會(huì)影響使用，甚至被破壞，為了抵抗這些負(fù)載的作用，增加壁厚是最簡(jiǎn)單的辦法。但這方方法易產(chǎn)生縮孔、凹痕，且浪費(fèi)材料，而在塑件的強(qiáng)度剛度最薄弱處設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋，既改善了塑件的受力情況，有節(jié)省材料。塑件往往是有很多壁面構(gòu)成的薄壁結(jié)構(gòu)，對(duì)于壁薄、面積大的塑件，稍加受力就會(huì)產(chǎn)生變形，這種變形雖不至于使塑件受到破壞，但會(huì)大大影響塑件的使用，而在這類塑件

22、的薄弱部位設(shè)置加強(qiáng)筋，將有效地克服翹曲變形。加強(qiáng)筋一般短粗厚實(shí)，截面積較大，這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如在塑件本體某些過薄處設(shè)置加強(qiáng)筋，可為熔體的快速流動(dòng)提供一個(gè)極好通道。加強(qiáng)筋的設(shè)置方向應(yīng)和熔料流動(dòng)充模時(shí)的方向一致，以免熔料的流動(dòng)受到干擾致使塑件的韌性降低。因此，塑件的筋呈輻射狀分布。制件筋的截如圖11示。1.3 塑件體積和質(zhì)量估算運(yùn)用pro/e模型分析功能對(duì)塑件體積進(jìn)行分析：v=6.698 cm3pp的密度為0.91g/ cm3質(zhì)量m=v=0.916.6986.095g第二章 模具總體設(shè)計(jì)2.1 總體方案分析該零件壁厚基本均勻，注塑成型時(shí)不會(huì)發(fā)生沖不足的現(xiàn)象。考慮到生產(chǎn)效率，經(jīng)濟(jì)性和生產(chǎn)效率等相關(guān)因素，

23、模具采用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)。從成型塑件內(nèi)腔的角度看，型芯是規(guī)則的旋轉(zhuǎn)體，可以做成一個(gè)整體，加工方便。但考慮到塑件的頂出，因?yàn)樗芗谋诤裥?，表面積大，把型芯做成兩塊。帶錐臺(tái)的做成一塊，圓柱形的做成一塊。為使加工方便同時(shí)滿足塑件成型，采用側(cè)澆口形式。分型面取在最大圓環(huán)之上。該制件側(cè)面需要側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，由于是一模兩腔，故兩面同時(shí)采用側(cè)抽。抽芯距為13.5cm，使用斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯。頂出機(jī)構(gòu)采用型芯內(nèi)鉆一個(gè)螺紋孔和頂桿連接，通過頂桿的作用實(shí)現(xiàn)推出的動(dòng)作，冷料穴采用z型結(jié)構(gòu)，利用推桿強(qiáng)制將澆注系統(tǒng)凝料推出，易于實(shí)現(xiàn)凝料的自動(dòng)脫落。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向，從而保證型芯的準(zhǔn)確對(duì)合。2.2選擇設(shè)備型號(hào)、規(guī)格

24、2.2.1 初選注射機(jī)根據(jù)塑件的計(jì)算重量或體積，選擇設(shè)備型號(hào)、規(guī)格，確定型腔數(shù)注射機(jī)的額定注射量為gb，每次的注射量不超過它的80，即：n（0.8vbvj）/vg （21）其中：n型腔數(shù)；vj澆注系統(tǒng)的重量（g）；vg塑件重量。根據(jù)澆注系統(tǒng)初步方案進(jìn)行估算：vj2.5cm3該塑件的外形尺寸較大，有一個(gè)錐臺(tái)，需要側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，這將使模具的外形尺寸變大，為了保證塑件的精度和縮小模具的外形尺寸，采用一模兩件的結(jié)構(gòu)，即：n2vb（n vgvj）/0.818.4 g（22）考慮到采用側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)后模具的外形尺寸變大，所以結(jié)合計(jì)算結(jié)果，并根據(jù)塑料注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格，選用sz-100/630型號(hào)的注射機(jī)。 該注

25、射機(jī)的主要參數(shù)如下： 表21100630的主要參數(shù)8注射量(g)75拉桿間距(mm)370*320注射壓力(mpa)170模板行程(mm)270螺桿直徑(mm)30螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)14200模具厚度(mm)最大340定位孔尺寸(mm)125最小150噴嘴球徑(mm)r15塑化能力（g/s）7.3鎖模力(kn)6302.2.2 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)校核一 .注射量的校核采用一模兩腔的結(jié)構(gòu)，由上面的計(jì)算結(jié)果可知：vg=6.095g、vj2.51.12.75g，則每次注射需要的的塑料量為：g6.09522.7514.94g注射機(jī)的最大注射量為75g14.94g能滿足要求。二. 鎖模力與注射壓力的校核

26、1. 鎖模力f由以下公式校核：fpm（nas+aj） （23）其中： pm注射壓力，一般pm（60100）mpa，取pm100mpa；as塑件在分型面上的投影面積（cm2）；aj澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積；f注射機(jī)額定的鎖模力（kn）。投影面積的計(jì)算：（按最大外輪廓尺寸計(jì)算）as（5.2/2）221.23 cm2aj（1/2）2+0.10.240.81 cm2 pm（nas+aj）100（221.230.81）423.7kn f630kn423.7kn 能滿足要求。2. sz100/630的額定注射壓力為224mpa，能滿足pp塑料成型的注射壓力70100mpa要求。三.材料厚度與開模行程的

27、校核1 材料厚度的校核用以下公式校核：hminhhmax (2-4)其中：hmin注射機(jī)允許的最小厚度（sz100/630注射機(jī)的hmin150mm）；hmax注射機(jī)允許的最大厚度（sz100/630注射機(jī)的hmax300mm）； h223mm 能滿足上式的要求。2.根據(jù)所選設(shè)備參數(shù)，經(jīng)計(jì)算所需脫凝料行程為43mm,頂出制件的行程為32mm。當(dāng)考慮操作時(shí)的空間問題，脫凝料的行程取60mm，頂出制件的行程取45mm?？偣菜璧拈_模行程為105mm，小于所選設(shè)備的開模行程，因此能滿足要求。2.3 分型面的選擇分型面的形式與塑件幾何形狀、脫模方法、模具類型及排氣系統(tǒng)、澆口形式等有關(guān)。選擇分型面時(shí)一般

28、應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則11：1、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、便于模具加工制造。5、對(duì)排氣效果的影響。6、對(duì)側(cè)向抽芯的影響。一般來說，模具上用于取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸面即為分型面。有時(shí)為了取出澆注系統(tǒng)凝料，如采用針點(diǎn)澆口時(shí)，需增設(shè)一個(gè)取出澆注系統(tǒng)凝料的分型面；有時(shí)為了實(shí)現(xiàn)側(cè)向抽芯，也需要另增輔助分型面。對(duì)于有側(cè)凹或側(cè)孔的制品，這可采用平行于開模方向的瓣合模式分型面。就這個(gè)零件而言，無需側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，只要側(cè)向分型就能把零件順利頂出。選擇分型面時(shí)，一方面要保證塑件質(zhì)量，另一方面要便于制品脫模和簡(jiǎn)化模具，盡可

29、能使塑件開模時(shí)留在動(dòng)模，這樣便于利用注射機(jī)鎖模機(jī)構(gòu)中的頂出裝置帶動(dòng)塑件脫模機(jī)構(gòu)工作。若塑件留在定模，將增加脫模機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度。此外，分型面應(yīng)盡可能選擇在不影響外觀的部位，并使其產(chǎn)生的溢料便易于消除或修整。由于分型面處不可避免地會(huì)在塑件上留下溢料痕跡或拼合縫痕跡，最好不設(shè)在塑件光亮平滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處。分型面還影響塑件飛邊的位置，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)塑件使用要求和塑料性能選擇分型面。零件如上圖所示。從外形來看是個(gè)回轉(zhuǎn)體，上面密封下面開口，加強(qiáng)筋呈圓形對(duì)稱分布，底下還有三個(gè)夾角120度的插腳。沒有側(cè)孔和側(cè)凸凹，也沒有螺紋和嵌件，但是加強(qiáng)筋下方存在一個(gè)圓臺(tái)形成一個(gè)夾角，開模時(shí)不能直接頂出塑件，需要側(cè)

30、向分型。但分型面設(shè)在圓環(huán)的上面使其大部分成型機(jī)構(gòu)在動(dòng)模上，所以設(shè)置在圓環(huán)上面。2.4 型腔的排布2-2 型腔分布確定模具型腔的方法有：根據(jù)鎖模力確定；根據(jù)最大注射量確定；根據(jù)塑件精度確定和經(jīng)濟(jì)性確定等。本零件主要從經(jīng)濟(jì)性和實(shí)際情況選擇，采用一模兩腔。如圖22所示。第三章 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 主流道設(shè)計(jì)主流道是連接注射機(jī)料筒噴嘴和注射模具的橋梁，也是熔融的塑料進(jìn)入模具型腔最先經(jīng)過的地方。主流道的大小和塑料進(jìn)入型腔的速度及充模時(shí)間長短有著密切關(guān)系。在設(shè)計(jì)主流道時(shí)其長度要盡量縮短，主流道的大端處呈圓角，其半徑r=13mm。定位環(huán)與注射機(jī)定模固定板中心的定位孔相配合,其作用是為了使主流道與噴嘴和機(jī)筒對(duì)

31、中。定位環(huán)與注射機(jī)定模固定板上的定位孔之間采用比較松動(dòng)的間隙配合，配合長度為10mm。為使注射劑噴嘴與澆口套對(duì)中，與澆口套采用h7m6的配合。根據(jù)注射機(jī)動(dòng)模板定位孔直徑，選取定位環(huán)直徑為125mm，澆口套公稱直徑為35.5mm。其他尺寸根據(jù)相關(guān)情況選擇。圖3-1 澆口套sz-100/630塑料注射機(jī)噴嘴前端直徑為do=4mm嘴前端球面直徑為ro=15mm，根據(jù)模具主流道與噴嘴r=ro+(12)mm及d=do+(0.51)mm取主流道澆口套球面直徑r=16mm,小端直徑d=5mm，為便于凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成錐形，如圖3-4所示，其斜度常取為24，取3。流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)

32、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, 澆口套承受高壓高溫的料流，應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)的鋼材，選用t10鋼，熱處理硬度為5560hrc。澆口套與定模之間采用h7k6的配合。如圖3-1所示：3.2 分流道設(shè)計(jì) 圖32 流道形式 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用，在壓力損失最小的條件下，將來自主流道的熔融塑料以較快的速度送到澆口處充模。同時(shí)，在保證充滿型腔的前提下，要求分流道中殘留的熔融塑料最少，以減少冷料的回收。因此，分流道的截面積不能太大，也不能太小。分流道截面積太小，會(huì)降低單位時(shí)間可輸送的熔融塑料量，使充模

33、時(shí)間增長，塑料制品出現(xiàn)缺料、燒焦、產(chǎn)生波紋及凹陷等；分流道截面積太大，易在模具型腔內(nèi)積存氣體，造成塑料制品出現(xiàn)缺陷，增加冷料回收量，延長了塑料制品的冷卻時(shí)間，降低了生產(chǎn)效率。對(duì)于一模多腔的模具必定要開設(shè)分流道，單腔大型制件采用多點(diǎn)澆口時(shí)也要開設(shè)分流道。流道的效率用流道的截面積與周長的比值來表示，具體數(shù)據(jù)如下圖所示。常用的流道截面形狀有圓形、矩形、梯形、u形和六角形，從圖中的數(shù)據(jù)可見，圓形和正方形流道的效率最高，但是正方形截面的流道不易于凝料的頂出。一般當(dāng)分型面為平面時(shí)，常采用圓形截面流道，當(dāng)分型面不為平面時(shí)，考慮到加工的困難，常采用梯形或半圓形截面的流道。對(duì)于此塑件來說，分型面為平面，選用圓形

34、分流道。對(duì)于壁厚小于3mm，質(zhì)量在200g以下的塑件，可用經(jīng)驗(yàn)公式確定分流道的直徑。對(duì)于粘度較大的塑件，經(jīng)驗(yàn)公式算出的d值再乘以1.21.25的系數(shù)。常用塑料的分流道直徑推薦值如表21。 表 31流道的截面形狀與效率6 。為了知道塑料熔體會(huì)不會(huì)因其流動(dòng)距離過長或流動(dòng)性較差而無法充滿整個(gè)型腔，可在模具設(shè)計(jì)之前對(duì)注射成型的流道比進(jìn)行校核，如果設(shè)計(jì)出的流道比比塑料允許使用的流道比大，注射成型便有可能發(fā)生充模不足或制品缺料的現(xiàn)象。流動(dòng)比是指塑料熔體在模具中進(jìn)行最長距離流動(dòng)時(shí)，其各段料流通道以及各段模腔之長度與其對(duì)應(yīng)截面高度比值的總和。pp 的最大流動(dòng)長度和制件最小壁厚的比值為200：1，而制件最小壁厚

35、為1mm，所以分流道最大長度為200mm94mm，不影響塑件的充填效果。由于3.3 澆口設(shè)計(jì)澆口是連接流道與型腔之間的一段細(xì)短的通道，是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，起著調(diào)節(jié)控制料流速度、補(bǔ)料時(shí)間及防止倒流等作用。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)。塑件上的一些缺陷，如縮孔、缺料、白斑、熔接痕、質(zhì)脆、分解和翹曲等往往是由于澆口設(shè)計(jì)不合理而產(chǎn)生的。澆口可分為限制性和非限制性澆口兩種。本設(shè)計(jì)將采用限制性澆口。限制性澆口一方面通過截面積的突然變化，使分流道輸送來的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高剪切速率，使其成為理想的流動(dòng)狀態(tài)，迅速面均衡地充滿型腔，另一方面改善塑料熔體進(jìn)入

36、型腔時(shí)的流動(dòng)特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時(shí)充滿，可控制填充時(shí)間、冷卻時(shí)間及塑件表面質(zhì)量，同時(shí)還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分離的作用。從圖34中可看出，采用的是側(cè)澆口。側(cè)澆口又稱邊緣澆口，國外稱之為標(biāo)準(zhǔn)澆口。側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上，塑料熔體于型腔的側(cè)面充模，其截面形狀多為矩形狹縫，調(diào)整其截面的厚度和寬度可以調(diào)節(jié)熔體充模時(shí)的剪切速率及澆口封閉時(shí)間。這種澆口加工容易，修整方便，并且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活地選擇進(jìn)料位置，因此它是廣泛使用的一種澆口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且對(duì)各種塑料的成型適應(yīng)性均較強(qiáng)。 圖22 澆口位置該塑件要求的精度不高，可利用分型面

37、的間隙和拉桿與孔配合間隙處排氣，不需要另外設(shè)置排氣槽。3.4 冷料穴設(shè)計(jì)在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機(jī)噴嘴和主流道入口這一小段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機(jī)料筒以內(nèi)約1025mm的深度有個(gè)溫度逐漸升高的區(qū)域，這時(shí)才達(dá)到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動(dòng)性能及成型性能不佳，如果這里溫度相對(duì)較低的冷料進(jìn)入型腔，便會(huì)產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個(gè)井穴將主流道延長以接收冷料，防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料穴。冷料穴一般開設(shè)在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上（也即塑料流動(dòng)的轉(zhuǎn)向處），其標(biāo)稱直徑與主流道大端

38、直徑相同或略大一些，深度約為直徑的11.5倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積。冷料穴有六種形式，本設(shè)計(jì)采用的是z字型拉料桿的形式10。3.5排氣設(shè)計(jì) 該塑件要求的精度不高，可利用分型面的間隙和拉桿與孔配合間隙處排氣，不需要另外設(shè)置排氣槽。第四章 模具成型零部件設(shè)計(jì)4.1 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成型零部件是指構(gòu)成模具型腔的零件，通常有型腔、型芯、各種成型桿和成型環(huán)等。這類零件形狀復(fù)雜、尺寸精度要求較高、表面粗糙度較小，且多為不通孔型的內(nèi)成型表面加工，所以加工難度比較大。一般選用工具鋼。在進(jìn)行成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先根據(jù)塑料的性能和塑件的形狀、尺寸、及其他使用要求，確定型腔的整體結(jié)構(gòu)、注射模的

39、澆注系統(tǒng)及澆口位置、分型面、脫模方式、排氣等，然后根據(jù)塑件的形狀、尺寸和成型零件的加工及裝配工藝進(jìn)行成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和尺寸計(jì)算14。4.1.1 凹模因?yàn)樾颓婚L期在高壓高溫的環(huán)境下工作，一定程度上會(huì)出現(xiàn)磨損和變形，為了更換方便，選用鑲拼式凹模。強(qiáng)度校核t1 = r(1) (4-1) 5mm剛度校核t1=r() (4-2)其中： 25i225（0.45w1/5+0.001w）=25（0.45281/5+0.00128）4.1.2 型芯圖51 型芯從成型塑件內(nèi)腔的角度看，型芯是規(guī)則的旋轉(zhuǎn)體，可以做成一個(gè)整體，加工方便。但考慮到塑件的頂出，因?yàn)樗芗谋诤裥?，表面積大，把型芯做成兩塊。帶錐臺(tái)的做成一塊

40、，圓柱形的做成一塊。如圖。型芯內(nèi)鉆一個(gè)螺紋孔和頂桿連接，通過頂桿的作用實(shí)現(xiàn)推出的動(dòng)作。上型芯作一個(gè)15x3mm的凹槽，下型芯作一個(gè)15x3mm的凸臺(tái)，倒r0.5的圓角，兩者起定位作用。因?yàn)閳A柱形的型芯的直徑大且壁厚,自校核錐臺(tái)的部分.按強(qiáng)度校核r 2l (4-3)213.56mm 按剛度校核r (4-4)=2.6mm 經(jīng)比較型芯的尺寸能滿足以上要求。因?yàn)殄F臺(tái)的上下半徑的差距比較大，上面是按最大的半徑校核，對(duì)于小凸臺(tái)來說，計(jì)算結(jié)果比實(shí)際的要大，能滿足強(qiáng)度要求。剛度在這里不做校核。另外，圓柱形的型芯外尺寸與型腔內(nèi)尺寸采用h7/m6配合。4.1.3 型腔圖42 型腔為了方便更換，型腔也做成鑲塊式。由

41、于壁厚只有1mm，查表取鑲塊模的最小壁厚7mm，與型芯之間采用h7/m6配合。 4.1.4 底板按強(qiáng)度校核t2 (4-5)23.44 mm按剛度校核t2 (4-6)17.64 mm為了方便加工和測(cè)量，取整為30mm。以上各式中的符號(hào)的意義和單位如下：pm模腔壓力（mpa），一般為2545 mpa，取pm45mpa；e材料的彈性模量（mpa），取e2.2105 mpa；r凹模型腔內(nèi)孔或凹模、型芯外圓的半徑；材料的許用應(yīng)力（mpa）p20鋼的300mpa；成型零部件的許用變形量；l型芯的長度；4.2 成型零部件的工作尺寸的計(jì)算本設(shè)計(jì)中成型零件工作尺寸計(jì)算時(shí)，均采用平均法，查表得pp的收縮率,平均收

42、縮率為塑件的最大收縮率（scpmax）與最小收縮率（scpmin）的和的一半，即：scp（scpmaxscpmin）/20.015(4-7)型腔徑向尺寸計(jì)算：式中 lm為型腔的徑向尺寸（mm）； ls為塑件尺寸（mm）； scp為平均收縮率（mm）； 為塑件公差（mm）；z為模具制造公差，?。?/31/4）。型腔深度尺寸計(jì)算：式中 hm為型腔深度尺寸（mm）； hs為塑件深度尺寸（mm）；4.2.1 型芯尺寸lm(1+scp)ls+ (4-8)=(1+0.015)100.320-0.107=10.390-0.107hm(1+scp)hs+-0sz (4-9)=(1+0.015)22.80.44

43、0-0.147=23.10-0.147lm1(1+scp)ls1+-0sz=(1+0.015)420.640-0.213=43.110-0.213hm1(1+scp)hs1+-0sz=(1+0.015)100.32 0-0.107=10.360-0.1074.2.2 型腔尺寸lm1(1+scp)ls2-0sz=(1+0.015)120.320-0.107=11.940-0.107lm2(1+scp)ls2-0sz=(1+0.015)12.420.320-0.107=12.370-0.107lm3(1+scp)ls3-0sz=(1+0.015)80.280-0.09=7.910-0.09lm4(

44、1+scp)ls2-0sz=(1+0.015)440.640-0.213=43.820-0.213lm5(1+scp)ls2-0sz=(1+0.015)520.740-0.247=52.230-0.247lm6(1+scp)ls2-0sz=(1+0.015)60.240-0.08=5.910-0.08lm7(1+scp)ls2-0sz=(1+0.015)30.20-0.07=2.890-0.07hm(1+scp)ls2-0sz=(1+0.015)30.20-0.07=2.890-0.07hm1(1+scp)hs-0sz =(1+0.015)100.320-0.107=9.940-0.107 h

45、m1(1+scp)hs-0sz =(1+0.015)2.50.20-0.107=2.400-0.0674.2.3 側(cè)向型芯尺寸hm(1+scp)hs-0sz =(1+0.015)13.50.320-0.107=13.490-0.107lm1(1+scp)ls2-0sz=(1+0.015)8.50.320-0.107=8.700-0.107lm1(1+scp)ls2-0sz=(1+0.015)220.440-0.147=220-0.147第五章 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)由于塑件帶有兩個(gè)側(cè)凹，模具必須帶有側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。根據(jù)動(dòng)力來源不同，側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)一般分為機(jī)動(dòng)、液動(dòng)（或氣動(dòng)）以及手動(dòng)等三大類型。其中機(jī)動(dòng)抽芯機(jī)

46、構(gòu)是指利用注射機(jī)的開模運(yùn)動(dòng)，并對(duì)其方向進(jìn)行變換后，可將側(cè)向型芯從制品中抽出，這類機(jī)構(gòu)可分為斜導(dǎo)柱、彎銷式、斜滑塊式和齒輪齒條式等許多不同的類型。在該設(shè)計(jì)中根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)，采用最常用的斜導(dǎo)柱式抽芯機(jī)構(gòu)。斜導(dǎo)柱式抽芯機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)作可靠，加工制造比較方便，因此時(shí)當(dāng)前最常用的側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)主要由斜導(dǎo)柱、滑塊。壓緊塊和定位裝置等零件組成。5.1 抽拔距與抽拔力的計(jì)算抽拔距是指型芯從成型位置到不妨礙制品頂出脫模位置所移動(dòng)的距離。為了安全起見，抽拔距通常比側(cè)孔的深度大23mm.所以抽拔距為:s=13.5+2=15.5mm抽拔力（f）用以下公式計(jì)算： f=chp（cossin） （51

47、）其中：f抽拔力（n）；c活動(dòng)型芯被塑料制品包緊的斷面狀的周長（mm）；h成型部分的深度（mm）；p單位面積包緊力（mpa），一般取812mpa；摩擦系數(shù)，取0.150.2；脫模斜度（），在該設(shè)計(jì)中，取1。式中 f為抽拔力（n）；c為成型鑲塊被塑料制品包緊的斷面狀的周長（mm）；h為成型部分的深度（mm）；p為單位面積包緊力（mpa），一般取812mpa；為摩擦系數(shù)，取0.150.2。f =13515.58(0.15cos1sin1)=1790.46n5.2 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)在塑件兩側(cè)采用側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)?；瑝K為組合式,開模時(shí)首先在斜導(dǎo)柱的作用下沿垂直于開模方向向外運(yùn)動(dòng)。5.2.1 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)1 斜導(dǎo)柱傾角（）的大小對(duì)斜導(dǎo)柱的有效工作工作長度、抽拔距和受力情況等起決定性影響。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的推導(dǎo)，取2233比較理想，但由于注射機(jī)可以提供的脫模力都比較大，所以，為了減小斜導(dǎo)柱所受的彎曲力，生產(chǎn)中一般取1520，在該設(shè)計(jì)中取152 斜導(dǎo)柱直徑的確定 計(jì)算斜導(dǎo)柱所受的彎曲力（n）斜導(dǎo)柱直徑主要受彎曲力的影響。抽芯時(shí)斜導(dǎo)柱所受的彎曲力為： （52）206