畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）一模兩腔的塑料模具設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)論文一模兩腔的塑料模具設(shè)計(jì)姓名： 系別：機(jī) 械 工 程 系專業(yè)：模具設(shè)計(jì)與制造班級： 學(xué)號： 目 錄緒 論51 模具概論81.1注射模簡介81.1.1注射模的定義81.2塑料制件幾何形狀及材料11注射機(jī)的選用112.1注射機(jī)的分類122.2分析制件結(jié)構(gòu)、尺寸精度及表面質(zhì)量122.2.1結(jié)構(gòu)分析152.2.2尺寸精度分析172.2.3表面質(zhì)量分析172.3注射機(jī)選定172.3.1計(jì)算制品的體積和質(zhì)量:172.3.2 初步選定注射機(jī)183確定型腔數(shù)目及位置布局193.1型腔數(shù)目的確定193.2 型腔布局方案204 確定模具結(jié)構(gòu)方案214.1分型面214.1.1分型面的選擇214.1.2分型

2、面?zhèn)€數(shù)的確定214.3澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)224.3.1主流道設(shè)計(jì)224.3.2主流道澆口套的設(shè)計(jì)234.3.3分流道設(shè)計(jì)244.3.4澆口的設(shè)計(jì)254.3.5冷料穴的設(shè)計(jì)274.3.6排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)275成型零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算285.1成型零部件設(shè)計(jì)285.2成型零件工作尺寸的計(jì)算方法285.2.1 成型零件型腔的計(jì)算結(jié)果295.2.2 確定標(biāo)準(zhǔn)模架型號和規(guī)格296 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)306.1抽芯距的確定316.2抽芯力的確定316.3合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)236.4設(shè)計(jì)推出脫模機(jī)構(gòu)326.5澆注系統(tǒng)凝料的脫出機(jī)構(gòu)347 注射機(jī)與模具有關(guān)的參數(shù)及尺寸的校核367.1 注射機(jī)注射量的校核367.1.1注射

3、壓力和鎖模力的校核367.2注射機(jī)閉合高度和開模行程的校核367.3 模具在注射機(jī)上安裝尺寸的校核37結(jié) 論27參 考 文 獻(xiàn)38致 謝39緒 論1.塑料工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的作用：由于塑料具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、絕緣性好、易著色、制件可加工成任意形狀，而且具有生產(chǎn)率高、價格低廉等特點(diǎn)，所以應(yīng)用日趨廣泛，年增長居四大工業(yè)材料之首已經(jīng)深入到國民經(jīng)濟(jì)的各個部門。我國塑料制品工業(yè)發(fā)展于20世紀(jì)50年代后期，主要用于日常用品，如塑料鞋、日用塑料薄膜等。進(jìn)入20世紀(jì)70年代以來，塑料的應(yīng)用已涉及到國民經(jīng)濟(jì)和人民生活中的各個方面，如儀表、機(jī)械制造、汽車、家用電器、化工、建材、醫(yī)療衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)、軍事、航天和原

4、子能工業(yè)中，塑料已經(jīng)成為金屬的良好代用材料，出現(xiàn)了金屬零件塑料化的趨勢。由于塑料材料具有不能被其它材料所替代的特性，使得塑料工業(yè)在促進(jìn)現(xiàn)代科技發(fā)展、加速國防現(xiàn)代化建設(shè)、推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、改善和提高人們生活方面，發(fā)揮著越來越重要的作用。2.模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的重要性：用模具生產(chǎn)的塑料制品(簡稱塑件)具有高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗等特點(diǎn)，因此廣泛用于儀器、儀表、家用電器、汽車等行業(yè)。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值，往往是模具價值的幾十倍、上百倍。模具技術(shù)己成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，決定著產(chǎn)品質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。美國工業(yè)界認(rèn)為“模具

5、工業(yè)是美國工業(yè)的基石”，日本則稱“模具是促進(jìn)社會繁榮富裕的動力”。模具工業(yè)在我國國民經(jīng)濟(jì)中的重要性，表現(xiàn)在國民經(jīng)濟(jì)的五大支柱產(chǎn)業(yè)機(jī)械、電子、汽車、石油化工和建筑，都要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應(yīng)，以滿足五大支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。以汽車、摩托車行業(yè)模具市場為例，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，汽車、摩托車行業(yè)是模具的最大市場，其占整個模具市場的一半左右。汽車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之，汽車模具作為發(fā)展重點(diǎn)，已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到明確。據(jù)介紹到2005年，我國生產(chǎn)的各類汽車模具只能滿足規(guī)劃需要量的50左右。目前，全世界的模具年產(chǎn)值約有600650億美元。發(fā)達(dá)國家，如美國、日本、法國及瑞士等國家，模具出口約占

6、本國模具年產(chǎn)值的13。而我國模具出口數(shù)量極少，1998年模具出口為0.96億美元，約占我國度具總產(chǎn)值的3.6，與發(fā)達(dá)國家的差距比較大。3.當(dāng)今模具的特點(diǎn)：當(dāng)前，由于產(chǎn)品品種增多，更新加快，市場競爭激烈，因此對模具的要求是交貨期短、精度高及成本低，塑料成型模具正朝著高效率、高精度及高壽命方向發(fā)展。隨著現(xiàn)代產(chǎn)品對形狀、尺寸、精度及零件整體性要求的提高，以及許多新材料、新工藝的廣泛應(yīng)用，對現(xiàn)代模具的結(jié)構(gòu)形式和型腔形狀的要求也日益復(fù)雜。許多精密塑料成型模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度近似于一臺精密機(jī)床，不僅型腔表面形狀復(fù)雜，而且模具中零件的配套性要求極高加工中必須保證多個模具之間幾何形狀的協(xié)調(diào)一致。例如塑料注射模具

7、的設(shè)計(jì)與制造具有三維幾何形狀復(fù)雜及運(yùn)動配合精度要求高等特點(diǎn)，同時涉及模具強(qiáng)度計(jì)算、模具壽命計(jì)算及熔融塑料在模具中流動預(yù)測等復(fù)雜的工程運(yùn)算問題，是一項(xiàng)綜合性的復(fù)雜技術(shù)工作。只有在成型設(shè)備和模具設(shè)計(jì)及制造方面引入cad/camcae先進(jìn)技術(shù)，才能迅速地完成模具各類尺寸的計(jì)算以及平衡澆注系統(tǒng)、模擬注射過程的計(jì)算和分析，通過反復(fù)交互，完成查詢表格數(shù)據(jù)、零件目錄，繪制模具圖紙和明細(xì)表等工作，使設(shè)計(jì)的模具達(dá)到盡可能的完美，讓模具設(shè)計(jì)人員從繁重的重復(fù)勞動中解脫出來，有較多的時間從事創(chuàng)造性工作，以提高模具的設(shè)計(jì)質(zhì)量。1 模具概論模具是近代工業(yè)產(chǎn)品大量生產(chǎn)所依賴的一項(xiàng)重要工業(yè)與技術(shù)。模具制造的精密程度和技術(shù)層次

8、，對于生產(chǎn)成品的品質(zhì)，生產(chǎn)原料的有效利用，以及生產(chǎn)力的提高等方面，均有絕對性的影響。模具業(yè)為一切工業(yè)之母，而模具業(yè)又以塑料模為主。與我們生活息息相關(guān)的家電產(chǎn)品、電信產(chǎn)品及汽車零件中，大部分皆為塑料制品。在塑料模具中又由于注射模具有高效、精密、可成型各種復(fù)雜制品，工藝先進(jìn)等諸多其它成型模具所不及的特點(diǎn)而成為塑料制品成型工藝中最重要的并起主導(dǎo)作用的模塑成型工藝裝備。 1.1注射模簡介1.1.1注射模的定義注射模又稱注塑模。注射成型是根據(jù)金屬壓鑄成型原理發(fā)展起來的，首先將粒狀或粉狀的塑料原料加入到注射機(jī)的料簡中，經(jīng)過加熱熔融成粘流態(tài)，然后在柱塞或螺桿的推動下，以一定的流速通過料筒前端的噴嘴和模具的澆

9、注系統(tǒng)注射入閉合的模具型腔中，經(jīng)過一定時間后，塑料在模內(nèi)硬化定型，接著打開模具，從模內(nèi)脫出成型的塑化注射模主要用于熱塑性塑料制件的成型，近年來，熱固性塑料注射成型的應(yīng)用也在逐漸增加。注射模具的分類方法很多：按其成型塑料的材料可分為熱塑性塑料注射模具和熱固性塑料注射模具；按其使用注射機(jī)的類型可分為臥式注射機(jī)用的注射模具、立式注射機(jī)用的注射模具及角式注射機(jī)用的注射模具；按其采用的流道形式可分為普通流道注射模具和熱流道注射模具；按其結(jié)構(gòu)特征可分為單分型面注射模具、雙分型面注射模具、斜導(dǎo)柱(彎銷、斜導(dǎo)柱、斜滑塊、齒輪齒條)側(cè)向分型與抽芯注射核具、帶有活動鑲件的注射模具、定模帶有推出裝置的注射模具和自動

10、卸螺紋注射模具等。1.2塑料制件幾何形狀及材料塑料成形模具按成形原理分有注射模、壓縮模、壓注模、擠出模、吹塑成形模和擠壓成形模。本次設(shè)計(jì)的模具需要成形的塑料零件是插座外殼，材質(zhì)是ps，所采用的成型模具是注射模。設(shè)計(jì)模具之前，先明確ps材料的特性，以及簡單了解注射模具。聚苯乙烯（ps）是一種用途廣泛的脆性塑料。你現(xiàn)在正在使用的計(jì)算機(jī)的外殼就是聚苯乙烯的。透明的塑料水杯，包裝用的泡沫塑料也是由聚苯乙烯制成的。聚苯乙烯屬于聚烯烴，是由苯乙烯通過自由基聚合而成的。聚苯乙烯的生產(chǎn)工藝簡單，原料來源豐富。性能ps一般為頭尾結(jié)構(gòu)，主鏈為飽和碳鏈，側(cè)基為共軛苯環(huán)，使分子結(jié)構(gòu)不規(guī)整，增大了分子的剛性，使ps成為

11、非結(jié)晶性的線型聚合物。由于苯環(huán)存在，ps具有較高的tg（8082），所以在室溫下是透明而堅(jiān)硬的，由于分子鏈的剛性，易引起應(yīng)力開裂。聚苯乙烯無色透明，能自由著色，相對密度也僅次于pp、pe，具有優(yōu)異的電性能，特別是高頻特性好，次于f-4、ppo。另外，在光穩(wěn)定性方面僅次于甲基丙烯酸樹脂，但抗放射線能力是所有塑料中最強(qiáng)的。聚苯乙烯最重要的特點(diǎn)是熔融時的熱穩(wěn)定性和流動性非常好，所以易成型加工，特別是注射成型容易，適合大量生產(chǎn)。成型收縮率小，成型品尺寸穩(wěn)定性也好。熱性能：最高工作溫度為6080。當(dāng)加熱至tg以上，ps轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)，且保持這種狀態(tài)在較寬的范圍內(nèi)，這就使其熱成型提供方便。ps的熱變形溫度為

12、7080，脆化溫度為-30，ps在高真空和330380下劇烈降解。機(jī)械性能：ps的分子量過高，加工困難，所以通常聚苯乙烯的分子量為520萬。ps的機(jī)械性能，隨溫度升高，剛性（彈性模量、抗拉強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度等下降，而斷裂伸長率較大。ps有主要缺點(diǎn)是性脆和耐熱性低。對ps進(jìn)行改性，如橡膠改性的高抗沖ps（hips）；mma-丁二烯-苯乙烯（mbs）；a（丙烯腈）b（丁二烯）s 。 種類聚苯乙烯主要有一般用（gp）ps、抗沖（hi）ps、耐光聚苯乙烯、玻璃纖維增強(qiáng)聚苯乙烯、雙軸拉伸聚苯乙烯膜、發(fā)泡聚苯乙烯等種類。 (3)用途通用級聚苯乙烯，可用于日用品、電氣、儀表外殼、玩具、燈具、家用電器、文具、化妝

13、品容器、室內(nèi)外裝飾品、果盤、光學(xué)零件（如三棱鏡、透鏡）透鏡窗鏡和模塑、車燈、電訊配件，電頻電容器薄膜，高頻絕緣材料、電視機(jī)等集裝箱、波導(dǎo)管，化工容器等。懸浮聚合樹脂可制成不同密度的泡沫塑料，用作絕熱、隔音、防震、漂浮、包裝材料，軟木代用品，預(yù)發(fā)泡體可作水過濾介質(zhì)及制備輕質(zhì)混凝土，低發(fā)泡塑料可制成合成木材做家具等。高抗沖擊級聚苯乙烯（hips）可注塑或擠塑成各種制品，適合家電產(chǎn)品外殼，電器用品、儀器儀表配件、冰箱內(nèi)襯、板材、電視機(jī)、收錄機(jī)、電話機(jī)殼體、文教用品、玩具、包裝容器、日用品、家具、餐具、托盤、餐具、結(jié)構(gòu)泡沫制品等。(4)成型加工聚苯乙烯流動性好，加工性能好，易著色，尺寸穩(wěn)定性好?？捎米?/p>

14、塑、擠塑、吹塑、發(fā)泡、熱成型、粘接、涂覆、焊接、機(jī)加工、印刷等方法加工成各種制件。特別適用于注塑成型，注塑成型時物料一般可不經(jīng)過干燥直接使用。但為了提高制品質(zhì)量，可在5570鼓風(fēng)烘箱內(nèi)預(yù)干燥12h。具體加工條件大致為：料筒溫度200左右，模具溫度6080，注塑溫度170至220，注塑壓力比為1.64.0。成型后的制品應(yīng)在紅外線燈或鼓風(fēng)烘箱內(nèi)，于70恒溫處理24h。初步了解了材料，下面我們就開始步入正題設(shè)計(jì)，首先對其進(jìn)行拔模斜度的設(shè)定，零件原始圖如圖一圖一其中青色的面為沒有拔模斜度的面，要求我們?yōu)槠湓O(shè)定好拔模斜度其中有些小于兩毫米可以不設(shè)拔模斜度如圖二圖二其中有一處地方要使用側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)如圖三圖三

15、 分析完后我們可以了解到他的分型面是最大的輪廓曲線，如圖四所示圖四其中我們可以發(fā)現(xiàn)有些地方的最大輪廓曲線是不相連接的，如圖五圖五同種所示的圓的最大輪廓曲線是直徑。我們可以用分割面的方法把這個圓形的面分割開，使我們的分型面（最大輪廓曲線）更簡單，更便于分模其分割完了的圖形如圖六所示圖六分析好產(chǎn)品的外形和分模形式后，我們可以進(jìn)入到模具設(shè)計(jì)的正題。注射機(jī)的選用2.1注射機(jī)的分類1.注射機(jī)按外型結(jié)構(gòu)特征分類（1）立式注射機(jī)。特點(diǎn)是注射系統(tǒng)與合模系統(tǒng)的軸線重合，并與機(jī)器安裝底面垂直。其優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，模具裝拆方便。其缺點(diǎn)是不易實(shí)現(xiàn)自動操作，適用于注射量小于的多嵌件制品，一般為注塞式結(jié)構(gòu)。（2）臥式注射

16、機(jī)。特點(diǎn)是注射系統(tǒng)與合模系統(tǒng)的軸線重合，并與機(jī)器安裝底面平行。是注射機(jī)中最普遍、最主要的形式。其優(yōu)點(diǎn)是機(jī)身低，易于操作加料，制品推出后可自動墜落，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化自動化。其缺點(diǎn)是模具裝拆不便，且占地面積大。（3）直角式注射機(jī)。特點(diǎn)是注射機(jī)構(gòu)直立布置，鎖模、推出機(jī)構(gòu)及動、定模板臥式排列，它們相互成直角。其缺點(diǎn)是加料比較困難，嵌件、活動型芯安裝不便。適用于生產(chǎn)形狀不對稱的制品及使用側(cè)澆口的模具。2.按塑化方式分類（1）柱塞式注射機(jī)。塑料在料筒內(nèi)受到料筒壁和分流梭兩方面?zhèn)鱽淼臒崃慷芑扇廴跔顟B(tài)。由于塑料的導(dǎo)熱性很差，如果塑料層太厚，則它的外層熔融塑化時，內(nèi)層尚未塑化，若要使塑料的內(nèi)層也熔融塑化，塑料

17、的外層就會因受熱時間過長而分解。因此，柱塞式結(jié)構(gòu)不宜用于加工流動性差、熱敏性強(qiáng)的塑料。（2）螺桿式注射機(jī)?？墒惯M(jìn)入料筒內(nèi)的塑料顆粒有一個預(yù)先塑化的過程，注射機(jī)內(nèi)的注射柱塞用螺桿代替。螺桿除作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動外，還可作往復(fù)運(yùn)動。進(jìn)入料筒的塑料，一方面在料筒的傳熱及螺桿與塑料之間的剪切摩擦發(fā)熱的加熱下逐步熔融塑化，另一方面被螺桿不斷推向料筒前端。當(dāng)靠近噴嘴處的塑料熔體達(dá)到一次注射量時，螺桿停止轉(zhuǎn)動，并在液壓系統(tǒng)的驅(qū)動下向前推動，將熔體注入模具型腔中去。由于聚苯乙烯熔融時的熱穩(wěn)定性和流動性非常好，而且螺桿式注射機(jī)最為常見，因此，此塑件選用臥式螺桿注射機(jī)進(jìn)行成形加工。根據(jù)技術(shù)規(guī)格的不同，此類注射機(jī)分有多種型號

18、。結(jié)合實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊，選型號為xs-z-60的注射機(jī)。2.2分析制件結(jié)構(gòu)、尺寸精度及表面質(zhì)量2.2.1結(jié)構(gòu)分析從零件圖21上可以看出，在模具設(shè)計(jì)時要考慮側(cè)向分型與抽芯結(jié)構(gòu)。表2(ps的成形條件工藝參數(shù))注射機(jī)類型螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）成形收縮率噴嘴形式噴嘴溫度（）機(jī)筒溫度（）預(yù)熱溫度（）預(yù)熱時間（h）模具溫度（）前段中段后段螺桿式480.6%0.8%直通式160170170190_140160607523265注射壓力（mpa）注射時間(s)保壓時間(s)冷卻時間(s)成形周期(s)60110154503156040120表2 （xs-z-60注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格）額定注射量（cm）螺桿直

19、徑（mm）注射壓力（mpa）注射行程（mm）注射時間（min）螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）注射方式鎖模力（kn）60381221702.9螺桿式500最大成形面積（cm）最大開（合）行程（mm）模具最大厚度（mm）模具最小厚度（mm）動、定模固定板尺寸(mmmm)拉桿空間（mmmm）定位圈尺寸（mm）噴嘴球頭半 徑（mm）1301802307033044019030055sr62.2.2尺寸精度分析零件圖中，重要尺寸如、等的尺寸精度為it4級；由以上分析可見該零件的尺寸精度屬于一般精度，對應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加以保證。2.2.3表面質(zhì)量分析該零件的表面除要求沒有缺陷、毛刺外，無特別的表面質(zhì)量要求，

20、注射機(jī)只要控制好相應(yīng)的各項(xiàng)工藝參數(shù)，就能比較容易達(dá)到要求。2-1塑件零件圖2.3注射機(jī)選定 2.3.1計(jì)算制品的體積和質(zhì)量:經(jīng)計(jì)算得到制品的體積為 根據(jù)設(shè)計(jì)手冊查得ps的密度為所以制件的質(zhì)量為，一般情況下，澆注系統(tǒng)體積可根據(jù)主,分流道尺寸,大小及布局情況進(jìn)行估計(jì)，這里,2.3.2 初步選定注射機(jī)根據(jù)計(jì)算制品體積及質(zhì)量來確定注射機(jī)型號和規(guī)格，注塑成型的正常進(jìn)行，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)式中注射機(jī)最大注射量（或g）；制品成型所需的塑料總量（或g）；該制品及澆注系統(tǒng)的總體體積總質(zhì)量為, 所以根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，選定型腔數(shù)目為2 ,即一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)，考慮模具外形尺寸，并查閱塑料注射機(jī)技術(shù)規(guī)格表，可初步確定選用x

21、s-zy-60型注射機(jī)。3確定型腔數(shù)目及位置布局3.1型腔數(shù)目的確定注射模具每一次注射循環(huán)所能成型的塑料件數(shù)量是由模具的型腔數(shù)目來決定的。對于長期大批量生產(chǎn)而言，多型腔模具是更為有益的形式，它可以提高生產(chǎn)效率，降低塑件的生產(chǎn)成本。在現(xiàn)在生產(chǎn)中，由于批量和交貨周期的要求模具往往設(shè)計(jì)成多型腔的形式。使得一次注射成形多個相同的制件。xs-z-60注射機(jī)的額定注射量為，而且，此塑件成形模具必須帶有側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，型腔越多，模具結(jié)構(gòu)就越復(fù)雜，從而提高模具的制造難度及加工成本。另外，型腔越多，成形出的制品精度也就越低。經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為每增加一個型腔，制品尺寸精度降低4%，因此型腔數(shù)也不宜過大。本制品由于采用一模四腔

22、的模具結(jié)構(gòu)。為了保證四腔同時進(jìn)料，考慮采用平衡式的型腔布置形式，圖-1所示的型腔排列方式，最大優(yōu)點(diǎn)是便于設(shè)置側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu);選用圖-1所示的型腔布置形式較為合理。綜合考慮，初步確定為一模兩腔的結(jié)構(gòu)。模具的型腔排列方式如圖7所示：圖73.2 型腔布局方案由于xs-z-60注射機(jī)為臥式注射機(jī)，模具也應(yīng)該設(shè)計(jì)成臥式的，因此模具在水平方向上實(shí)現(xiàn)合開模動作。而側(cè)向抽芯運(yùn)動方向既可鉛垂也可水平，但對兩者進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，前者上下兩個側(cè)型芯的自重會影響各自的抽芯力，導(dǎo)致兩個側(cè)型芯所用抽芯力的大小不同，破壞兩個斜導(dǎo)柱的受力平衡。而且在開模后，上下兩個側(cè)型芯所需的限位形式也會有所不同，從而增加模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。若

23、采用后者結(jié)構(gòu)，上述缺點(diǎn)就會全被消除，因此應(yīng)該選用如裝配圖所示的水平抽芯結(jié)構(gòu)。側(cè)向型芯位置確定后，為了使斜導(dǎo)柱的安裝位置不與分流道的開設(shè)位置發(fā)生干涉，將兩個型腔上下設(shè)置。4 確定模具結(jié)構(gòu)方案4.1分型面為了將塑件和澆注系統(tǒng)等從密閉的模具內(nèi)取出，以及為了安放嵌件，將模具適當(dāng)?shù)姆殖蓛蓚€或若干個主要部分，這些可以分離的接觸表面，通稱為分型面。塑料注射模分型面的位置直接影響到模具的使用、制造及塑料質(zhì)量。故在設(shè)計(jì)模具之前必須合理選擇分型面，而分型面的選擇是一個很復(fù)雜的問題，受很多因素的制約。主要原則是應(yīng)有利于塑件脫模，方便模具加工。4.1.1分型面的選擇注射模具有的只有一個分型面，有的有多個分型面，而且分

24、型面有平面、曲面、斜面等多種方式，分型面的設(shè)計(jì)要遵循以下原則：1.分型面應(yīng)選擇在塑件外型的最大輪廓處。2.分型面的選取應(yīng)有利于塑件留在動模型芯上，便于塑件順利脫模。3.要滿足塑件外觀要求。4.便于模具的制造。5.增加排氣效果。4.1.2分型面?zhèn)€數(shù)的確定采用單分型面還是多分型面首先要了解一下它們的特點(diǎn)。單分型面結(jié)構(gòu)簡單，有利于節(jié)約成本，塑成型的穩(wěn)定性好。但由于只有一個分型面，增加了模具取出的困難，工人的勞動強(qiáng)度大，不利于自動化生產(chǎn)。多數(shù)情況下都選用多型腔模具。原因是采用點(diǎn)澆口的多分型面注塑模具可以把制品和凝料在模內(nèi)分離，為此應(yīng)該設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)凝料的脫出機(jī)構(gòu)，保證將點(diǎn)澆口拉斷，還要可靠的將澆注系統(tǒng)凝

25、料從定模板上脫離，這樣就要增加必要的輔助裝置，模具比較復(fù)雜。綜合以上的各種因素，最終選擇一個分型面機(jī)構(gòu)。如圖4-1圖4-1此時，注射機(jī)、型腔數(shù)與布局及分型面都已確定，接下去就可以對模架的組成形式作出大致的確定。4.3澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指塑料熔體從注射機(jī)噴嘴出來后，到達(dá)型腔之前在模具中所流經(jīng)的通道，其作用是：1.保證熔融塑料從噴嘴到型腔流動過程中保持成型工藝所需的溫度和壓力。2.控制熔融塑料進(jìn)入型腔的速度、流向和保壓時間。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對注射成型效率和制件質(zhì)量有直接影響，是獲得優(yōu)質(zhì)塑料制品的關(guān)鍵。澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。4.3.1主流道設(shè)計(jì)主流道是指從注射機(jī)噴嘴

26、與模具接觸處起到分流道為止的一段料流通道，負(fù)責(zé)將塑料熔體從噴嘴引入模具 。當(dāng)模具閉合后，注射機(jī)噴嘴壓緊模具主流道襯套，熔體材料直接從料筒流入主流道。熔體在主流道中不改變流動方向。 此次設(shè)計(jì)的模具在臥式注射機(jī)上使用，主流道應(yīng)垂直于分型面。為了使冷凝料能從主流道中順利拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形,如圖3-2。圖3-2主澆道形狀在保證制品成形的條件下，主流道的長度應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失及廢料，但由于主流道的長度由與定模座板的厚度及主流道襯套的安裝位置有關(guān)，必須結(jié)合主流道襯套的設(shè)計(jì)一同對其進(jìn)行確定，因此主流道長度待定，接下去先設(shè)計(jì)主流道襯套4.3.2主流道澆口套的設(shè)計(jì)由于注射成形時，注射機(jī)對模具施加

27、的壓力很大，主要作用于主流道澆口套上，且主流道在與高溫塑料熔體和注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以一般不將主流道直接開設(shè)在定模上，而將主流道部分單獨(dú)作成一個完整的澆口套裝于定模上，稱為主流道澆口套。通常在淬火后嵌入模具，這樣在損壞時便于更換或修磨，如圖4-3所示圖4-34.3.3分流道設(shè)計(jì)分流道是介于主流道與澆口之間的一段料流通道，是塑料熔體由主流道流入型腔的過渡通道，是澆注系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)將熔體的流向進(jìn)行平穩(wěn)轉(zhuǎn)換，在多型腔模中起著將熔體向各個型腔分配的作用，對于單型腔可以不設(shè)置分流道，只有當(dāng)塑件尺寸較大，要采用多澆口進(jìn)料時也要選擇分流道。本次設(shè)計(jì)的塑件尺寸較大，所以有必要開設(shè)分流道，且開設(shè)在定模

28、座板上，并在定模型芯上加工。分流道的布置形式有平衡式進(jìn)料和非平衡式進(jìn)料。平衡式進(jìn)料就是保證各個進(jìn)料口同時均衡的進(jìn)料。非平衡式進(jìn)料就是不能同時進(jìn)料。為了保證塑件的成型質(zhì)量，在設(shè)計(jì)中采用平衡式進(jìn)料如圖4-4所示圖4-4分流道其截面形狀及尺寸主要取決于制品的大小、模具結(jié)構(gòu)以及所加工的塑料種類。根據(jù)此塑料零件、材料及加工難易程度，確定分流道截面為拋物線截面，其尺寸依據(jù)推薦值及主流道直徑大小定為如圖4-5 所示尺寸。分流道表面粗糙度不宜太小，以防將冷凝料帶入型腔，一般要求達(dá)到ra值為1.6m即可。這樣可增大對外層塑料熔體的流動阻力，減小流速，并與中心熔體之間具有一定的速度差，以保證熔體流動時具有合適的切

29、變速率和剪切熱。主流道與分流道結(jié)合處采用半徑r為13mm的圓角過渡，以減少料流轉(zhuǎn)向過渡時的阻力。 圖4-5 分流道截面形狀在容易修磨情況下，分流道的長度應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失及廢料。 4.3.4澆口的設(shè)計(jì)澆口是分流道與型腔之間長度非常短，截面又很狹窄的一段料流通道是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位。澆口的基本作用是因其截面狹窄，可使經(jīng)過分流道之后壓力和溫度都已有所下降的塑料熔體，產(chǎn)生加速度和較大的剪切熱，保證熔體充模時具有較快的流動速度和較好的流動性。又因其長度短，所以澆口內(nèi)可容納的塑料熔體體積很小，故很容易冷卻固化，從而有助于防止保壓力不足或保壓時間過短而引起的倒流現(xiàn)象。而且，澆口內(nèi)冷卻固化的塑料熔體

30、強(qiáng)度很低，非常容易斷裂，故使制品與廢料分離，并便于制品脫模。澆口的長度和截面尺寸一般均可在試模過程中適當(dāng)調(diào)整。特別是調(diào)整其截面尺寸時，截面高度的變化對澆口的容積及澆口凍結(jié)時間影響很大。澆口的形式很多，要考慮塑料的成型特征，塑件形狀，尺寸及要求，塑件生產(chǎn)批量，成型條件，注射機(jī)等諸多因素條件的綜合考慮。常用的有側(cè)澆口、重疊式澆口、點(diǎn)澆口、扇形澆口等多種形式。因?yàn)槲覀兊漠a(chǎn)品為兩腔模具，所以我們就采用較為簡單的兩板模具的小型側(cè)交口如圖4-6圖4-6澆口的位置選擇：澆口位置開設(shè)的正確與否對塑件的質(zhì)量影響很大，因此合理的選擇澆口位置是提高塑件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。澆口的選擇要遵循以下原則：1.澆口應(yīng)設(shè)在塑件端面

31、最后處2.澆口位置選擇應(yīng)使塑料的流程最短，料流變向最小。3.澆口位置的選擇應(yīng)有利于型腔內(nèi)氣體的排出。4.澆口位置的選擇應(yīng)減少和避免塑件的熔接痕圖4-7交口在塑件上的位置最終由以上要求選擇的澆口位如圖4-6所示4.3.5冷料穴的設(shè)計(jì)冷料穴是用來收集料流前鋒的冷料，常設(shè)在主流道或分流道末端。注射時，最先進(jìn)入注塑模的塑料，因接觸冷模而使料溫下降，若讓這部分溫度下降的塑料流入型腔則會影響塑件質(zhì)量，所以需設(shè)置冷料穴。冷料穴分兩種，一種是用于專門收集儲存熔體前鋒的冷料，另一種除儲存冷料外還兼有開模時拉出流道凝料，便于脫模的作用。冷料穴的長度不能過短，否則部分冷料將流入型腔，其長度通常取分流道直徑的1.52

32、倍。4.3.6排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)由于制品尺寸較小，利用分型面和推桿，推管的間隙配合可以排氣。5成型零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算5.1成型零部件設(shè)計(jì)注射模閉合后，其內(nèi)部零部件將組合成一個能容納塑料的閉合空腔，即所說的型腔，它將接受由注射機(jī)注射出來的塑料熔體，并使它們在其內(nèi)部固化成形為塑料制品。顯然，型腔的幾何形狀和尺寸決定了制品的幾何形狀和尺寸，所以構(gòu)成型腔的所有零部件統(tǒng)稱為成型零部件。成型零部件在注射成形過程中直接與塑料熔體接觸，需要承受溫度、壓力及塑料熔體的沖擊和摩擦，長期工作之后，容易發(fā)生磨損、變形和斷裂，因此成型零部件必須采用優(yōu)質(zhì)鋼材制作?？蛇x用3cr2mo。由于塑料零件外形有孔，對應(yīng)成型模上必須有凸起

33、部分，設(shè)計(jì)成一個整體,即型芯嵌入定模板中形成型腔結(jié)構(gòu)。另外，與其它結(jié)構(gòu)件不同，成型零部件采用的是更為優(yōu)質(zhì)的材料，出于材料費(fèi)用考慮，也應(yīng)設(shè)計(jì)成嵌入式的。5.2成型零件工作尺寸的計(jì)算方法查有關(guān)表可得ps的收縮率為0.6%-0.8%，參見塑料成型工藝及模具簡明手冊的規(guī)定，型腔的最小尺寸為基本尺寸，偏差為正值；型芯的最大尺寸為基本尺寸，偏差為負(fù)值。根據(jù)塑料平均收縮率法計(jì)算型腔、型芯的工作尺寸，各工作部位尺寸計(jì)算結(jié)果：（一般取,）。表5尺寸類型計(jì)算公式x值型腔凹模徑向尺寸0.50.75型芯徑向尺寸凹模深度尺寸0.50.67型芯高度尺寸凹模內(nèi)凸臺或孔的中心線至側(cè)壁距離型芯上凸臺或孔的中心線至側(cè)壁距離5.2

34、.1 成型零件型腔的計(jì)算結(jié)果1.型腔徑向工作尺寸計(jì)算 為型腔的徑向名義尺寸(最小尺寸)； 塑件的名義尺寸（最大尺寸）；scp為塑料的平均收縮率； 制品公差（負(fù)偏差）； 模具制造公差x修正系數(shù)2.型芯徑向尺寸 型芯的徑向名義尺寸(最大尺寸)； 制品的名義尺寸（最小尺寸）；3.型芯高度工作尺寸計(jì)算 為型芯高度名義尺寸(最大尺寸)；制品孔深名義尺寸（最小尺寸）；4.型腔深度尺寸計(jì)算 制品高度名義尺寸（最大尺寸）型腔深度名義尺寸（最小尺寸）；公差正偏差為塑料的平均收縮率；5.側(cè)型芯型腔徑向尺寸 為型腔的徑向基本尺寸；為型腔的最大尺寸；為塑料的平均收縮率；6.側(cè)型芯工作高度尺寸 為型芯高度名義尺寸(最大

35、尺寸)；制品孔深名義尺寸（最小尺寸）；5.2.1 確定標(biāo)準(zhǔn)模架型號和規(guī)格根據(jù)以上分析，計(jì)算以及型腔的尺寸，可以初步確定標(biāo)準(zhǔn)模架的結(jié)構(gòu)和規(guī)格。查設(shè)計(jì)手冊選用標(biāo)準(zhǔn)模架為：gb/t12556.1-90; a4-180250-01定模板厚度：a=70 mm動模板厚度：b=60mm模具厚度：hm=251mm模具外形尺寸：250 mm251mm300 mm6 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)因塑料件有側(cè)孔，所以成型機(jī)構(gòu)中必須帶有側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)為實(shí)現(xiàn)分型時自動抽芯，把其設(shè)計(jì)成機(jī)動式的側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。機(jī)動式側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)利用注射機(jī)的開模運(yùn)動，并對其方向進(jìn)行變化后，可將模具側(cè)向分型或把側(cè)向芯從制品中抽出。此

36、次設(shè)計(jì)采用斜導(dǎo)柱式抽芯機(jī)構(gòu)，如圖4-8、4-9。圖4-8圖4-96.1抽芯距的確定模具采用二等分滑塊合模，其抽芯距必須保證瓣合模塊完全退到瓶蓋最大直徑之外且開模行程大于瓶蓋最大高度才能保證抽出側(cè)孔和將制品脫模，此時抽芯距離應(yīng)比側(cè)孔的距離大2-3mm，查注塑模具設(shè)計(jì)與制造使用技術(shù)可得，最后確定滑塊的抽芯距離為45mm。6.2抽芯力的確定將側(cè)型芯從制品中抽出所需的力叫抽芯力。影響抽芯力的因素很多，它與側(cè)型芯成型部分的表面積部分受其幾何形狀、壁厚塑料的收縮率、剛性對成型零件的摩擦系數(shù)、制品同一側(cè)面同時抽芯的數(shù)量、成型工藝主要參數(shù)（注射壓力、保壓時間、冷卻時間）脫模斜度等因素有關(guān)，其計(jì)算公式為：抽芯力

37、(n)；c側(cè)型芯成型部分的截面平均周長(m)；h側(cè)型芯成型部分的高度(m)；p塑件對側(cè)型芯的收縮府力(包緊力)，其值與塑件的幾何形狀及塑料的品種、6.3合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具中，用來保證動模和定?；蚰?nèi)其它零部件之間準(zhǔn)確對合，在模具中起定位、導(dǎo)向和承受一定側(cè)壓力的作用。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式。錐面定位是用在注射大型、深腔、高精度制品或薄壁容器及偏心制品時，成形時往往有很大的側(cè)向作用力，因此不適合用在此次設(shè)計(jì)的模具當(dāng)中，此次設(shè)計(jì)的模具采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是利用導(dǎo)柱與導(dǎo)柱孔之間的配合來保證模具的對合精度。導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求：1.導(dǎo)柱導(dǎo)向部分長度應(yīng)比凸模端面高出8

38、12mm，以避免出現(xiàn)導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而型芯先進(jìn)入型腔。2.導(dǎo)柱前端應(yīng)作成錐臺形或半球形，以便使導(dǎo)柱順利的進(jìn)入導(dǎo)向孔。3.導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面，堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此多用t8、t10鋼淬火處理，硬度為hrc5055。4.導(dǎo)柱固定半與模板之間一般采用過度配合，導(dǎo)柱與導(dǎo)向部分通常采用間隙配合。導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求1.為使導(dǎo)柱順利的進(jìn)入導(dǎo)套，在導(dǎo)套的前端一貫倒圓角。2.導(dǎo)套用與導(dǎo)柱相同的材料，其硬度一般應(yīng)底于導(dǎo)柱硬度，以減輕磨損，防止柱或?qū)桌?.導(dǎo)套一般與模板過盈配合，與導(dǎo)柱之間間隙配合。6.4設(shè)計(jì)推出脫模機(jī)構(gòu)為了使成形后的塑料制品能自動脫模，就需設(shè)置推出脫模機(jī)構(gòu)。推出脫模機(jī)構(gòu)設(shè)置在動模上

39、，通過注射機(jī)的開模動作啟動而將制品推出。推出脫模機(jī)構(gòu)的推出零件種類也很多，主要有以下幾種：1.推桿推出機(jī)構(gòu) 由于設(shè)置推桿的自由度大，因而推桿推出機(jī)構(gòu)是最常用的推出機(jī)構(gòu)，常被用來推出各種塑件。2.推管推出機(jī)構(gòu) 對于中心孔的圓形塑件，通常使用推管推出機(jī)構(gòu)。3.推件板推出機(jī)構(gòu) 是由一塊與凸模按一定配合精度相配合的模板，在塑件的整個周邊端面上進(jìn)行推出，因此作用面積大，推出力大且均勻，運(yùn)動平穩(wěn)，并且塑件上無推出接痕。根據(jù)上述機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，結(jié)合本次塑件的特點(diǎn)最終選用推件板推出機(jī)構(gòu)脫模，在完成一次脫模動作，開始下一個注射工作循環(huán)時，與制品接觸的推件板必須回復(fù)到初始位置。因此，必須設(shè)有復(fù)位裝置或復(fù)位桿，而推件板

40、推出機(jī)構(gòu)可以用推件板直接帶動推桿使推出機(jī)構(gòu)復(fù)位。這樣以來又簡化了模具，不必單獨(dú)設(shè)置復(fù)位機(jī)構(gòu)。為保證推板在推進(jìn)過程中不發(fā)生歪斜，就必須在推板上設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，可以由推桿與推桿導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向，而且推板由推桿帶動復(fù)位，其行程終端必須設(shè)有限位機(jī)構(gòu)，用限位釘進(jìn)行限位，即簡單又可靠。6.5澆注系統(tǒng)凝料的脫出機(jī)構(gòu)由于本次設(shè)計(jì)選擇的是點(diǎn)澆口，所以要選擇側(cè)澆口式澆注系統(tǒng)凝料推出機(jī)構(gòu)如圖6-5圖6-5這里有幾種澆注系統(tǒng)凝料自動切斷、脫落的幾種方法。1.利用側(cè)凹拉斷點(diǎn)澆口凝料 設(shè)計(jì)思想是在分流道末端鉆一斜孔，開模時澆注系統(tǒng)凝料受斜孔內(nèi)的冷凝塑料限制，在澆注處與塑件斷開，然后有主流澆道冷料穴的倒錐鉤住澆注系統(tǒng)凝料脫離斜孔

41、，再由中心頂桿頂出澆注系統(tǒng)凝。2.利用拉料桿拉斷點(diǎn)澆口凝料 開模時澆注系統(tǒng)凝料在澆口出與澆注系統(tǒng)切斷并留在定模一邊，帶分開一定的距離后，定距拉桿帶動流道推板將注系統(tǒng)凝料推掉。繼續(xù)開模時，型腔板受到定距拉桿的阻礙不能移動，塑件隨動模型腔移動，脫離型腔板，最后在頂桿的作用下由推板將塑件頂出。3.利用定模推板切斷點(diǎn)澆口凝料 開模時，首先是主分型面分型，塑件由于抱緊力的作用隨動模型芯一起運(yùn)動，點(diǎn)澆口處被拉斷，當(dāng)塑件隨動模一起移動到一定距離后，由于定距拉桿的作用使定模板與中間板分型，由于拉料桿的作用，使流道凝料停留在中間板上，當(dāng)凝料完全退出定模板以后，定模板與限位螺釘接觸，在限位螺釘?shù)膸酉?，中間板也隨

42、之運(yùn)動，將主澆道凝料從交口套拉出。 7 注射機(jī)與模具有關(guān)的參數(shù)及尺寸的校核7.1 注射機(jī)注射量的校核查表知xs-z-60型注射機(jī)最大注射量,本模每次注射所需塑料的總質(zhì)量約為45.65g,所以能滿足要求。7.1.1注射壓力和鎖模力的校核查表得xs-z-60型注射機(jī)額定注射壓力為122mpa,ps塑料成型時的注射壓力為70-130mpa能滿足的要求。高壓塑料熔體充滿型腔時，會產(chǎn)生很大的力，使模具沿分型面漲開，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)熔體的壓力pm(pm常取2040mpa)，即為作用在這個面積上的總力fl，該力稱為工藝鎖模力，它必須小于注射機(jī)的額定鎖模力f，否則在注射成形過程

43、中會因鎖模不緊出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象。為保證注射成形時模腔能夠可靠的鎖閉，。ps成形所需保壓力，為3040mpa，則，而,所以,鎖模力合格。7.2注射機(jī)閉合高度和開模行程的校核查表得xs-z-60型注射機(jī)所允許模具的最小的閉合厚度為70mm,而最大閉合厚度為200mm，而模具厚度為,即模具的安裝要求。查表xs-z-60型注射機(jī)的最大開模行程為,能滿足模具推出制品需要120mm的行程，所以能滿足開模要求。7.3 模具在注射機(jī)上安裝尺寸的校核從標(biāo)準(zhǔn)模架外形尺寸250250200mm, xs-z-60型注射機(jī)拉桿空間190300能滿足安裝和拆卸要求。校核結(jié)果xs-z-60型注射機(jī)能滿足使用要求，故可采用。結(jié) 論畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，通過本次注射模具的畢業(yè)設(shè)計(jì)，可以說是對我們大學(xué)所學(xué)知識的一個驗(yàn)收，同時在這個過程中也檢驗(yàn)了我們對問題的處理能力。從接到畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書到論文最后的撰寫，能夠感覺到一定的成就感。我們把以前