汽車保險(xiǎn)杠模具畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、中北大學(xué)2013屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)汽車保險(xiǎn)杠注射模具設(shè)計(jì)摘要：隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車保險(xiǎn)桿作為一種重要的安全裝置走向了革新的道路，保險(xiǎn)桿除了有保護(hù)功能外，還要追求與車體造型的和諧與統(tǒng)一，追求本身的輕量化和表亮化。本文敘述了其注塑模具設(shè)計(jì)的一般流程，包括塑膠件的工藝分析；模具具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；及模具各種2D、3D工程圖的繪制；熱流道技術(shù)；注塑成型設(shè)備的選擇；相關(guān)參數(shù)的計(jì)算與說(shuō)明等等。相比其他注塑模設(shè)計(jì)，本文采用目前模具設(shè)計(jì)中先進(jìn)的熱流道技術(shù)，包括噴嘴的設(shè)計(jì)、流道板的具體參數(shù)的選擇與設(shè)計(jì)等等。本塑件是一個(gè)寬度1.6米左右，高0.3米左右，厚度2.54厘米之間的汽車后保險(xiǎn)杠。塑件整體尺寸較大，無(wú)螺

2、紋，所以不需要涉及螺紋設(shè)計(jì)。這次設(shè)計(jì)的模具的頂出方式采用簡(jiǎn)單脫模機(jī)構(gòu)中的頂桿脫模機(jī)構(gòu)。頂桿脫模機(jī)構(gòu)是最典型的簡(jiǎn)單脫模機(jī)構(gòu)，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易且維修方便。在整個(gè)設(shè)計(jì)工作中，本文主要運(yùn)用3D軟件Pro/E以及CAD軟件來(lái)完成產(chǎn)品的造型。此外還利用CAD繪制了模具裝配圖以及各種成型零件圖。這是第一次利用繪圖軟件對(duì)整套模具進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行了全面鞏固，意義重大！關(guān)鍵詞：熱流道；注塑模設(shè)計(jì)；Pro/E; CADBumper Mould DesignAbstract：The birth of mobile phones has changed many peoples living habits,

3、 and the cell phone charge at GM because of its exceptional circumstances (price, convenience, etc.) get more people liked it, so in our lives was widely used. Block, which is connected rechargeable cell phone battery charging devices and the key positions. This paper describes the design of its inj

4、ection mold of the general processes, including plastic pieces of technology analysis; specific structure of the mold and die various 2 D, 3D rendering of the plan; hot runner technology; injection molding equipment choice of the relevant parameters Calculation and description, and so on. The plasti

5、c parts are a width of 1.6 meters, 0.3 meters high, the thickness of 2.5 to 4 cm between the car rear bumper. Overall size larger plastic parts, non-threaded, so do not involve thread design. The design of the mold ejection ejection mechanism with a simple way of mandrel pulling mechanism. Mandrel e

6、jection mechanism is the most typical simple stripping mechanism, its simple structure, easy to manufacture and easy maintenance.Compared to other injection mold design, mold design currently used in this paper in the hot runner advanced technologies, including the nozzle design, flow-specific param

7、eters of choice and design, and so on. Throughout the design work in this paper use 3 D software Pro / E to complete the modeling products. In addition, also has drawn up the mold assembly drawing as well as each kind of Molding Parts drawing using CAD . This is that the first time makes use of the

8、software drawing to carry out design on package mould , have carried out all-round consolidation on what be learned knowledge，The significance is significant！Keywords：Hot Runner；Injection Mould Design；Pro/E; CAD46目錄1前言12塑件結(jié)構(gòu)與成型工藝分析42.1汽車保險(xiǎn)杠模具的設(shè)計(jì)42.1.1汽車保險(xiǎn)杠的立體示意圖42.1.2汽車保險(xiǎn)杠的二維視圖42.1.3汽車保險(xiǎn)杠的結(jié)構(gòu)尺寸特征分析42

9、.1.4塑件工藝性分析52.2塑料彎管原材料的選擇分析52.2.1塑料的原材料的選擇52.2超高沖擊強(qiáng)度PP性能指標(biāo)53成型工藝方案的確定73.1尺寸精度分析73.2塑件的體積和質(zhì)量73.3選擇注射機(jī)73.4型腔數(shù)量以及注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核83.4.1型腔數(shù)量83.4.2最大注射量校核83.4.3鎖模力的校核93.4.4注射壓力校核93.4.5開(kāi)模行程校核93.5分型面的選擇94澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)114.1澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則114.2熱流道注塑模具技術(shù)134.3主流道設(shè)計(jì)144.2加熱管功率的計(jì)算154.3噴嘴164.4流道板184.5氣動(dòng)系統(tǒng)194.6注塑模的熱流道系統(tǒng)的裝配215成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)

10、計(jì)245.1型芯與型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)245.2整體式矩形型腔側(cè)壁厚度計(jì)算。245.3整體式矩形底板厚度計(jì)算255.4型芯的尺寸計(jì)算265.4.1型芯的徑尺寸計(jì)算265.4.2型芯高度尺寸計(jì)算265.5型腔尺寸計(jì)算275.5.1型腔徑向尺寸275.5.2型腔高度尺寸計(jì)算276冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)286.1冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則286.2塑料注射量的計(jì)算286.3制品所需冷卻時(shí)間的計(jì)算296.4冷卻水體積流量的計(jì)算306.5水孔直徑的選擇316.6冷卻水在管道內(nèi)的流速316.7冷卻水流動(dòng)狀態(tài)的校核316.8冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù)h316.9計(jì)算冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積A326.10計(jì)算模具所需冷卻水管道的總

11、長(zhǎng)度L326.11冷卻水路的根數(shù)x326.12冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)327排氣系統(tǒng)348塑件脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)358.1脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則358.2脫模力的計(jì)算368.21矩形臺(tái)錐形型芯脫模力計(jì)算368.3頂桿的尺寸的計(jì)算：379繪制模具裝配圖和模具的安裝制造389.1裝配圖的繪制389.2模具零件加工制造399.2.1 注塑模主要零件加工工藝399.3模具的安裝與試模399.3.1 熱流道模具的安裝399.3.2熱流道模具的試模4010.動(dòng)作原理41致謝441前言 隨著社會(huì)的發(fā)展，越來(lái)越多的汽車進(jìn)入到我們千家萬(wàn)戶。從2009年開(kāi)始，我國(guó)已居汽車生產(chǎn)和消費(fèi)世界第一，但同時(shí)汽車的安全性能也廣受大家的關(guān)注，

12、保險(xiǎn)杠作為汽車的重要安全裝置也倍受各個(gè)汽車生產(chǎn)廠家的重視汽車保險(xiǎn)杠是吸收緩和外界沖擊力、防護(hù)車身前后部的安全裝置。轎車前后保險(xiǎn)杠在20年前是以金屬材料為主，用厚度為3毫米以上的鋼板沖壓成U形槽鋼，表面處理鍍鉻，與車架縱梁鉚接或焊接在一起，與車身有一段較大的間隙，這樣的保險(xiǎn)杠既不美觀，而且成型困難，增加了車體重量且容易腐蝕破壞。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，全金屬保險(xiǎn)杠越來(lái)越不適合現(xiàn)代汽車在輕量化以及車體造型一體化等方面的要求，尤其在轎車、輕型車上，用塑料保險(xiǎn)杠取代全金屬保險(xiǎn)杠的已成為一種趨勢(shì)。作為鋼鐵件的替代產(chǎn)品，其優(yōu)點(diǎn)很多：一、塑料的韌性好：可以吸收部分沖擊、碰撞、飛扎等帶來(lái)的沖擊能量。一般來(lái)說(shuō)，目前

13、的汽車保險(xiǎn)杠材料是由PP改造而成，主要有POE添加或者EPDM添加。質(zhì)量高的保險(xiǎn)杠用進(jìn)口原裝PP，普通的就添加或者全部用進(jìn)口PP。二、質(zhì)量輕。與鋼材相比，塑料保險(xiǎn)杠的質(zhì)量只有鋼材的六分之一到七分之一，能大大減少汽車自重。三、塑料保險(xiǎn)杠加工成型方便。一旦開(kāi)好一套模具，即可不停地注塑、產(chǎn)能大，而且檢測(cè)方便快捷。四、塑料保險(xiǎn)杠成本低且易控制。從結(jié)構(gòu)上說(shuō)，保險(xiǎn)杠是由外板、緩沖材料和橫梁三部分組成。其中外板和緩沖材料用塑料制成，橫梁用厚度為1.5毫米左右的冷軋薄板沖壓而成U形槽；外板和緩沖材料附著在橫梁上，橫梁與車架縱梁螺絲連接，可以隨時(shí)拆卸下來(lái)。塑料保險(xiǎn)杠使用的塑料，大體上使用聚酯系和聚丙烯系兩種材料

14、，采用注射成型法制成。例如標(biāo)致轎車的保險(xiǎn)杠，采用了聚酯系材料并用反應(yīng)注射模成型法做成。而大眾的奧迪、高爾夫、上海的桑塔納、天津的夏利等型號(hào)轎車的保險(xiǎn)杠，采用了聚丙烯系材料用注射成型法制成。國(guó)外還有一種稱為聚碳酯系的塑料，滲入合金成分，采用合金注射成型的方法，加工出來(lái)的保險(xiǎn)杠不但具有高的強(qiáng)度和剛性，還具有可以焊接的優(yōu)點(diǎn)，而且涂裝性能好，在轎車上的用量越來(lái)越多。盡管塑料保險(xiǎn)杠有這么多的優(yōu)點(diǎn)，但像大型塑料件如汽車保險(xiǎn)杠在加工成型時(shí)卻比較困難，一般多采用注塑的方法；汽車保險(xiǎn)杠在注塑的時(shí)候也會(huì)遇到短射、翹曲、縮水、氣紋，氣孔，熔接痕、顏色異常等注塑缺陷。從20世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速，平均

15、每年的增長(zhǎng)速度均為13% ，在1999年我國(guó)模具工業(yè)產(chǎn)值為245億，到2000年我國(guó)模具總產(chǎn)值為260270億元，其中塑料模具占30%左右。在未來(lái)的模具市場(chǎng)中，塑料模具在模具總量中的比例還將逐步提高。 我國(guó)塑料模具工業(yè)從起步發(fā)展到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，從總體來(lái)說(shuō)，各個(gè)方面都有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。根據(jù)各種顯示數(shù)據(jù)的表明，我國(guó)模具市場(chǎng)的總體趨勢(shì)是穩(wěn)定提升的，在未來(lái)的模具市場(chǎng)中，塑料模具的發(fā)展速度將繼續(xù)高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。這次模具設(shè)計(jì)總主要運(yùn)用到熱流道注射模具技術(shù), 從20世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速，平均每年的增長(zhǎng)速度均為13% ，在1999年我國(guó)模

16、具工業(yè)產(chǎn)值為245億，到2000年我國(guó)模具總產(chǎn)值為260270億元，其中塑料模具占30%左右。在未來(lái)的模具市場(chǎng)中，塑料模具在模具總量中的比例還將逐步提高。 我國(guó)塑料模具工業(yè)從起步發(fā)展到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，從總體來(lái)說(shuō)，各個(gè)方面都有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。根據(jù)各種顯示數(shù)據(jù)的表明，我國(guó)模具市場(chǎng)的總體趨勢(shì)是穩(wěn)定提升的，在未來(lái)的模具市場(chǎng)中，塑料模具的發(fā)展速度將繼續(xù)高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。在未來(lái)的發(fā)展中，精密、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命塑料模具將成為主流，這類模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展的速度，其中國(guó)產(chǎn)化的占有率也會(huì)提高；在塑料模具設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)，先進(jìn)

17、的CAD/CAE/CAM技術(shù)對(duì)提高模具生產(chǎn)效率和質(zhì)量起到了直接的作用；推廣和應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注塑成型技術(shù)和高壓注塑成型技術(shù)，隨著生產(chǎn)的快速自動(dòng)化要求，這類先進(jìn)的成型技術(shù)將得到越來(lái)越多的關(guān)注和應(yīng)用；開(kāi)發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具，隨著塑料工業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，要求模具的生產(chǎn)周期大大縮短和經(jīng)濟(jì)實(shí)用；提高塑料模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率，由于現(xiàn)代工業(yè)的分工越來(lái)越細(xì)，模具行業(yè)也要提高模具的標(biāo)準(zhǔn)化，方便模具各零件的生產(chǎn)加工和使用，縮短模具的生產(chǎn)周期；應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)；研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程等。2塑件結(jié)構(gòu)與成型工藝分析2.1汽車保險(xiǎn)杠模具的設(shè)計(jì)2.1.1汽車保險(xiǎn)杠

18、的立體示意圖 圖2.1 汽車保險(xiǎn)杠3D圖2.1.2汽車保險(xiǎn)杠的二維視圖圖2.2 汽車保險(xiǎn)杠三視圖2.1.3汽車保險(xiǎn)杠的結(jié)構(gòu)尺寸特征分析該塑件是前汽車保險(xiǎn)杠，其二維圖如圖2.2所示。塑件的壁厚為3.5mm，材料為改性PP-EPDM-T10，成型工藝性好，可以注射成型。2.1.4塑件工藝性分析本塑件是一個(gè)寬度1.6米左右，高0.3米左右，厚度2.54厘米之間的汽車后保險(xiǎn)杠。塑件整體尺寸較大，無(wú)螺紋，所以不需要涉及螺紋設(shè)計(jì)。這次設(shè)計(jì)的模具的頂出方式采用簡(jiǎn)單脫模機(jī)構(gòu)中的頂桿脫模機(jī)構(gòu)。頂桿脫模機(jī)構(gòu)是最典型的簡(jiǎn)單脫模機(jī)構(gòu)，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易且維修方便。目前，PP汽車保險(xiǎn)杠專用材料主要是以PP為主材，加入

19、一定比例的橡膠或彈性體材料、無(wú)機(jī)填料、色母粒、助劑等經(jīng)過(guò)混煉加工而成。由于塑件較大，注塑過(guò)程選用熱流道澆注系統(tǒng)，以減少澆口數(shù)量以及冷凝料。從參考實(shí)體上可以看到，制件合理設(shè)置了加強(qiáng)筋。增加了制件剛性，減少變形。制件中加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)同時(shí)能承受較大的頂出力，有利于布置頂桿。同時(shí)，加強(qiáng)筋厚度約等于制件壁厚，有利于塑料的充模。2.2塑料彎管原材料的選擇分析2.2.1塑料的原材料的選擇實(shí)際生產(chǎn)采用的材質(zhì)為改型聚丙烯，超強(qiáng)沖擊強(qiáng)度PP。這種材質(zhì)相近的專業(yè)保險(xiǎn)杠PP(聚丙烯)材料，PP為結(jié)晶型高聚物，常用塑料中PP最輕，密度僅為0.91g/cm（比水?。Ｍㄓ盟芰现?，PP的耐熱性最好，其熱變形溫度為80-100

20、，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，易老化變形。 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（受溫度影響較小）；其二：分子取向程度高而呈現(xiàn)較大的收縮率。 2.2超高沖擊強(qiáng)度PP性能指標(biāo) 表2.1超高沖擊強(qiáng)度PP材料的技術(shù)參數(shù) 性能參數(shù) 測(cè)試方法 PP企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 密度（g/CM3） GB/T1033 0.89-0.93 熔體流動(dòng)速率 G

21、B/T1033 3-7 (g/10min) 拉伸強(qiáng)度(MPa) GB/T1040 15.7 伸長(zhǎng)率（%） GB/T1040 400 彎曲強(qiáng)度（MPa） GB/T1042 15.7 彈性模量(MPa) GB/T1042 588 缺口沖擊強(qiáng)度(J/m) GB/T1843 500 3成型工藝方案的確定3.1尺寸精度分析該塑件所有尺寸的精度為IT4級(jí)，對(duì)塑件的尺寸精度要求不高，對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以保證。從塑件的壁厚上來(lái)看，該塑件的所有壁厚均勻，都為3.5。3.2塑件的體積和質(zhì)量塑件的工作條件對(duì)精度要求較高，根據(jù)PP的性能可選擇其塑件的公差等級(jí)為MT4使用ProE 3.0的分析測(cè)量實(shí)體功能，

22、可以自動(dòng)計(jì)算出制件的體積為體積4223966。根據(jù)測(cè)出的體積，以及制件所用塑料的密度，可以算出每個(gè)制件的質(zhì)量，=4223.9660.95=4012.7677g 式（3.1） 3.3選擇注射機(jī) 按塑化方式(即塑化用的零部件及原理)不同,注射機(jī)可分為柱塞式和螺桿式兩大類注射機(jī)。螺桿式注射機(jī)。先是動(dòng)模部分和定模部分合模，接著注射油缸活塞推動(dòng)螺桿按要求的注射壓力和注射速度將已塑化好的塑料經(jīng)噴嘴及模具的澆注系統(tǒng)射入型腔，當(dāng)塑科充滿型腔后，螺桿繼續(xù)對(duì)塑料保持一定的壓力，促使塑料補(bǔ)充塑件冷卻收縮所需之料，同時(shí)阻止塑料倒流，經(jīng)一定時(shí)問(wèn)的保壓后，注射油缸活塞壓力消失，螺桿開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)。這時(shí)，由料斗落入科簡(jiǎn)的塑料在料

23、簡(jiǎn)中塑化。當(dāng)模具型腔內(nèi)的塑件冷卻定型后，摸具打開(kāi)，在模具推出機(jī)構(gòu)的作用下，塑件由模具型芯中脫出.柱塞式注射機(jī)。由注射機(jī)的合模機(jī)構(gòu)帶動(dòng)模具的動(dòng)模部分與定模部分合模，然后注射機(jī)的柱塞將塑料推進(jìn)到加料筒中，使其熔融成粘流態(tài)。在高壓下，高速地通過(guò)噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔。充滿型腔的熔體在型腔中保壓冷卻定型。然后，柱塞復(fù)位，料斗中的塑料又落入料筒。合模機(jī)構(gòu)帶動(dòng)動(dòng)模部分把模具打開(kāi)，由推件板把塑件由型芯上推下。模塑設(shè)備的選擇主要依據(jù)注射量，因此需計(jì)算塑件的質(zhì)量，注塑模一次成型的塑料重量(塑件與流道凝料之和)應(yīng)在注塑機(jī)理論注塑量的1080之間，這樣既能保證產(chǎn)品質(zhì)量，又可以充分發(fā)揮設(shè)備的能力，以選在5080

24、之間為最好。因此，鑒于以上選取思想，本次設(shè)計(jì)中擬采用HTF3600X1c型注塑機(jī)，主要性能指標(biāo)見(jiàn)表3.1所示： 表3.1 注射機(jī)HTF3600X1c有關(guān)技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)HTF3600X1c技術(shù)參數(shù)HTF3600X1c最大鎖模力36000KN最大開(kāi)合模行程2250模具最大厚度 2100模具最小厚度1100噴嘴圓弧半徑20噴嘴孔直徑10注射重量17557g拉桿間距2200理論注射量19293注射壓力161Mpa定位孔徑直徑315mm最大注射速度17793.4型腔數(shù)量以及注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核3.4.1型腔數(shù)量 從注塑容積來(lái)看，此注塑機(jī)已屬于大型注塑機(jī)的級(jí)別，通過(guò)對(duì)此注塑機(jī)最大注塑容積與制件的體積

25、的比較，模具采用一模一腔的模具結(jié)構(gòu)。本實(shí)驗(yàn)采取一模一腔設(shè)計(jì)。3.4.2最大注射量校核注塑機(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)際注塑量最好為注塑機(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： 式（3.2）塑件體積為4223966澆鑄系統(tǒng)體積大約為200000最大注射容積為11811。很明顯該注塑機(jī)的注塑量滿足要求。3.4.3鎖模力的校核 由于型腔平均壓力為50Mpa。 A=245771mm3 PA=24577150=7373.31KN 明顯小于注射機(jī)合模力36000KN，鎖模力合格。3.4.4注射壓力校核 制品注塑壓力為70100Mpa，同

26、時(shí)較大注塑壓力的5點(diǎn)進(jìn)澆的最大注塑壓力約為50Mpa，4點(diǎn)進(jìn)澆最大注塑壓力約為60Mpa， 小于注射機(jī)：注射壓力 (MPa)：137Mpa,所以符合要求。3.4.5開(kāi)模行程校核所選注塑機(jī)的模板行程為2250mm。由于塑件高度只有310.5mm，加上需要頂出的距離，以及510mm的額外行程，仍然小于注塑機(jī)的模板行程，故該注塑機(jī)的開(kāi)模行程滿足要求。其允許最大模厚最小模厚分別為2.1m和1.1m，初選模具模厚為1.9m左右，滿足開(kāi)模行程要求。綜合以上的校核，所選的注塑機(jī)完全符合要求。3.5分型面的選擇如何確定分型面，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)

27、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。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(kāi)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) 有利于防止溢料。（7) 有利于排氣的效果。該塑件分型面沒(méi)有懸念，就選取在塑件投影面積最大處。圖3.1分型面4澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則塑料制件在注塑成型時(shí)，塑料在注射機(jī)噴嘴中熔融，經(jīng)過(guò)主流道、分流道，最后通過(guò)澆口進(jìn)入模具的型腔中，經(jīng)過(guò)冷卻固化后可

28、得到所需的制件。所以注塑模具的澆注系統(tǒng)是指從注射機(jī)噴嘴到型腔的塑料熔體的流動(dòng)通道。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注塑模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，占有非常重要的地位，它的設(shè)計(jì)合理與否對(duì)注塑的成型周期和制件質(zhì)量（幾何特征、物理性能、尺寸精度等）都有直接影響。因此，澆注系統(tǒng)的作用是保證塑料熔體順利、平穩(wěn)地填充到型腔當(dāng)中，在這個(gè)過(guò)程中，把壓力充分地傳遞到各個(gè)部位，以便于獲得組織緊密、外形清晰的塑料制件。由于澆注系統(tǒng)在模具設(shè)計(jì)中的重要地位，所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循如下原則：（1）型腔布置和澆口開(kāi)設(shè)的部位應(yīng)對(duì)稱，防止溢料現(xiàn)象的產(chǎn)生；（2）型腔和澆口的排列要合理，盡量地縮小模具的外形尺寸；（3）流程應(yīng)盡可能短，斷面尺寸適當(dāng)（太小則壓

29、力及熱量損失大，太大則塑料耗費(fèi)大），且應(yīng)盡量減小彎折，降低壓力損失，縮短填充時(shí)間；（4）對(duì)多型腔應(yīng)盡可能使塑料熔體在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)入各個(gè)型腔的深處及角落，即分流道盡可能采用平衡式布置；（5）在滿足充滿型腔的前提下，澆注系統(tǒng)的容積應(yīng)盡量小，以減少塑料的耗量；（6）澆口位置要適當(dāng)，盡量避免沖擊嵌件和細(xì)小的型芯，防止型芯變形，澆口的殘痕不應(yīng)影響塑件的外觀。（7）澆注系統(tǒng)的排氣要良好，能夠順利地引導(dǎo)熔融塑料填充到型腔的各個(gè)深度，不產(chǎn)成渦流和紊流，并能使模腔內(nèi)的氣體順利排除。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包含了主流道的設(shè)計(jì)、冷料井的設(shè)計(jì)、分流道的設(shè)計(jì)、澆口的設(shè)計(jì)等。其中澆口又稱進(jìn)料口，是連接分流道末端與型腔入口之間的一段

30、細(xì)短的流道（直接澆口除外），它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的位置對(duì)制件的質(zhì)量有直接的影響，位置選擇不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生變形、熔接痕、凹陷等等。所以在一般的澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，澆口的設(shè)計(jì)要注意以下幾點(diǎn)：（1）澆口的位置應(yīng)使充模的流程最短；（2）澆口的位置應(yīng)有利于排氣；（3）澆口的位置的選擇應(yīng)該避免制件的變形；（4）澆口的位置避免選擇在細(xì)長(zhǎng)薄壁上；（5）澆口的位置設(shè)計(jì)應(yīng)該避免產(chǎn)生熔接痕。這是傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)的重要設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，對(duì)于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，采用的是熱流道型注塑模具設(shè)計(jì)，所以澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與熱流道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)合在一起，流道和澆口的直徑大小，主流道與分流道的布置等內(nèi)容將在熱流道系統(tǒng)中提及，所以這部分將省略。 由于塑件尺寸

31、很大，熔料流程很長(zhǎng)，使得前鋒熔料到達(dá)型腔末端時(shí)溫度過(guò)低。容易產(chǎn)生熔接不牢和充填不足現(xiàn)象。通常注射工藝上會(huì)采取增大注射壓力的辦法來(lái)提高熔料的流動(dòng)性。但是注射壓力增大，熔料易粘模，塑件脫模困難，而且在強(qiáng)大的注射壓力作用下模具可能會(huì)鎖不緊，易產(chǎn)生溢料飛邊。因此該模具考慮了采用熱流道澆注系統(tǒng)。節(jié)約原料、降低制品成本是熱流道模具最顯著的特點(diǎn)。普通澆注系統(tǒng)中要產(chǎn)生大量的料柄，在生產(chǎn)小制品時(shí)澆注系統(tǒng)凝料的重量可能超過(guò)制品重量。由于塑料在熱流道模具內(nèi)一直處于熔融狀態(tài)，制品不需修剪澆口，基本上是無(wú)廢料加工，因此可節(jié)約大量原材料。由于不需廢料的回收、挑選、粉碎、染色等工序，故省工、省時(shí)、節(jié)能降耗。注射料中因不再摻

32、入經(jīng)過(guò)反復(fù)加工的澆口料，故產(chǎn)品質(zhì)量可以得到顯著的提高，同時(shí)由于澆注系統(tǒng)塑料保持熔融，流動(dòng)時(shí)壓力損失小，因而容易實(shí)現(xiàn)多澆口、多型腔模具及大型制品的低壓注射。熱澆口有利于壓力傳遞，在一定程度上能克服塑件由于補(bǔ)料不足而形成的凹陷、縮孔、變形等缺陷.熱流道注射模在注射成型過(guò)程中，澆注系統(tǒng)內(nèi)的熔料始終處于熔熔狀態(tài)，流道暢通無(wú)阻，壓力損失小，熔料易于填充，而且澆注系統(tǒng)不需脫模，在下一次成型時(shí)，與從注塑機(jī)料筒來(lái)的新料一起，再注入型腔，使流道凝料大大減少。4.2熱流道注塑模具技術(shù)從20世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速，平均每年的增長(zhǎng)速度均為13% ，在1999年我國(guó)模具工業(yè)產(chǎn)值為245億，到2000年我

33、國(guó)模具總產(chǎn)值為260270億元，其中塑料模具占30%左右。在未來(lái)的模具市場(chǎng)中，塑料模具在模具總量中的比例還將逐步提高。 我國(guó)塑料模具工業(yè)從起步發(fā)展到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，從總體來(lái)說(shuō)，各個(gè)方面都有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。根據(jù)各種顯示數(shù)據(jù)的表明，我國(guó)模具市場(chǎng)的總體趨勢(shì)是穩(wěn)定提升的，在未來(lái)的模具市場(chǎng)中，塑料模具的發(fā)展速度將繼續(xù)高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。在未來(lái)的發(fā)展中，精密、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命塑料模具將成為主流，這類模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展的速度，其中國(guó)產(chǎn)化的占有率也會(huì)提高；在塑料模具設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)，先進(jìn)的CAD/CAE/CAM技術(shù)對(duì)提高模

34、具生產(chǎn)效率和質(zhì)量起到了直接的作用；推廣和應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注塑成型技術(shù)和高壓注塑成型技術(shù)，隨著生產(chǎn)的快速自動(dòng)化要求，這類先進(jìn)的成型技術(shù)將得到越來(lái)越多的關(guān)注和應(yīng)用；開(kāi)發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具，隨著塑料工業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，要求模具的生產(chǎn)周期大大縮短和經(jīng)濟(jì)實(shí)用；提高塑料模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率，由于現(xiàn)代工業(yè)的分工越來(lái)越細(xì)，模具行業(yè)也要提高模具的標(biāo)準(zhǔn)化，方便模具各零件的生產(chǎn)加工和使用，縮短模具的生產(chǎn)周期；應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)；研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程等。盡管在很多方面，熱流道模具與冷流道模具相比有顯著的優(yōu)點(diǎn)，但熱流道模具也存在一些缺點(diǎn)與不足。概括起來(lái)有以下幾

35、點(diǎn)。（1）模具的總體成本上升。由于熱流道模具的元件價(jià)格比較貴，所以熱流道模具成本可能會(huì)大幅度增高。如果制件為小批量生產(chǎn)，成本價(jià)格貴是影響熱流道模具廣泛使用的主要問(wèn)題之一。（2）熱流道模具制作工藝要求高。由于熱流道模具需要精密的加工機(jī)械作保證，所以熱流道系統(tǒng)與模具的配合要求極為嚴(yán)格，否則在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)很多嚴(yán)重問(wèn)題，如噴嘴與澆口相對(duì)位置不好導(dǎo)致制品質(zhì)量嚴(yán)重下降等。 （3）溫度控制系統(tǒng)的精確要求很高。 （4）熱輻射難以控制，熱流道系統(tǒng)最大的毛病就是流道的熱量損耗，是一個(gè)需要解決的重大課題。 （5）與冷流道模具相比，熱流道模具的生產(chǎn)操作與維修比較復(fù)雜，對(duì)這方面的技術(shù)人員要求較高。由于快速自動(dòng)化注塑

36、成型工藝的發(fā)展，熱流道注塑模具正在我國(guó)逐漸推廣使用。在20世紀(jì)70年代，我國(guó)已經(jīng)有熱流道技術(shù)的應(yīng)用，從20實(shí)際90年代開(kāi)始，已相繼創(chuàng)建了不少熱流道裝備的經(jīng)營(yíng)企業(yè)。雖然目前我國(guó)的熱流道模具技術(shù)有了很大的進(jìn)步，但是在模具設(shè)計(jì)和模具加工工藝、制造精度、表面粗糙度、加工模具的復(fù)雜程度以及模具的制造周期和使用壽命方面等與國(guó)外相比差距十分明顯。此外，模具工業(yè)的整體設(shè)備水平也存在相對(duì)落后和利用率低、高素質(zhì)的模具技術(shù)人才缺乏等現(xiàn)象。針對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)熱流道模具存在的情況，我國(guó)的熱流道模具工業(yè)主要發(fā)展趨勢(shì)要包括以下幾個(gè)方面：熱流道元件的小型化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化；提高熱流道模具材料的耐磨性和耐熱性；4.3主流道設(shè)計(jì)本塑件

37、所用的材料為超高沖擊強(qiáng)度PP，根據(jù)其流動(dòng)性特點(diǎn)，主流道設(shè)計(jì)的主要參數(shù)如下：根據(jù)塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)初步得型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸：噴嘴前端孔徑：d=10mm噴嘴前端球面半徑：=20mm；根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系： ； 式（4.1）； 式（4.2）取主流道球面半徑：R=21mm；取主流道的小端直徑：d=11mmm；圖4.1 澆注系統(tǒng)示意圖 4.2加熱管功率的計(jì)算熱流道澆注系統(tǒng)如圖39所示，主流道和分流道均在熱流道板內(nèi)，在分流道周圍鉆有4個(gè)孔，孔內(nèi)插入管式加熱器，功率為每根1 700W，而且在2個(gè)分澆口套外各套一個(gè)功率為500W的螺旋式加熱圈熱流道板相當(dāng)于延伸了注塑機(jī)噴嘴，使得熔料流程大為縮短，有利于

38、熔料的填充。但是采用熱流道澆注系統(tǒng)需配備精確的模具溫度控制器，以防止熔料溫度過(guò)高而燒焦。加熱管功率一般憑經(jīng)驗(yàn)按每kg熱流道板需01到015kW之間： 式（4.3）式中：P加熱器功率，kWW流道板重量，kgC鋼材比熱，碳鋼為0115J(kgK)T升溫時(shí)間，一般取051hT熱流道板溫度，t室溫，4.3噴嘴熱流道噴嘴是熱流道系統(tǒng)的終端，它包括加熱器，熱電偶和澆口。它將熔體輸送到模具的型腔中。熱流道噴嘴也是熱流道系統(tǒng)的購(gòu)置部件，包括主流道噴嘴和注射點(diǎn)的噴嘴。主流道噴嘴，也稱中央噴嘴，有關(guān)零件組成部件也被稱為主流道杯。主流道噴嘴可直接注射成型塑料制件的型腔，也就是沒(méi)有分流道和流道板，這種熱流道噴嘴被稱為

39、單噴嘴。另外一類的主流道噴嘴下游有多個(gè)噴嘴注射型腔，這是多噴嘴的熱流道系統(tǒng)。 本文設(shè)計(jì)的是后者，注射機(jī)射來(lái)的熔體經(jīng)過(guò)主流道杯送到流道板里面的分流道，后經(jīng)注射點(diǎn)的噴嘴由澆口進(jìn)入模具型腔內(nèi)。 另外一種就是注射點(diǎn)的噴嘴，許多場(chǎng)合，這種購(gòu)置的噴嘴沒(méi)有澆口套零件，由模具制造者將澆口制造在定模上。不帶澆口的噴嘴，有輸出的流道，把熔體導(dǎo)入到注射點(diǎn)。 噴嘴是熱流道系統(tǒng)中的復(fù)雜部件，其種類繁多。分類也有很多種，以下是其中一些分類形式： 從加熱類型分類，噴嘴有外部加熱、內(nèi)部加熱、兩者混合加熱。 從功能分類，分主流道噴嘴和注射點(diǎn)噴嘴。 從澆口類型分類，有開(kāi)式噴嘴、頂針式噴嘴、開(kāi)關(guān)式噴嘴和邊緣式噴嘴，熱流道行業(yè)通常以

40、澆口的類型來(lái)命名噴嘴。 從注射點(diǎn)的數(shù)目分類，分單噴嘴和多點(diǎn)噴嘴。除了按以上的形式來(lái)分類外，還有按噴嘴的流道分類、按澆口布置和噴嘴的殼體分類等等。本文設(shè)計(jì)的是后者，注射機(jī)射來(lái)的熔體經(jīng)過(guò)主流道杯送到流道板里面的分流道，后經(jīng)注射點(diǎn)的噴嘴由澆口進(jìn)入模具型腔內(nèi)。從注射點(diǎn)的數(shù)目分類，分單噴嘴和多點(diǎn)噴嘴。除了按以上的形式來(lái)分類外，還有按噴嘴的流道分類、按澆口布置和噴嘴的殼體分類等等13。本次設(shè)計(jì)選用閥式澆口熱流道噴嘴MV1560，型號(hào)為KBS13，噴嘴的外直徑為28mm,噴嘴的流道直徑D為8mm，澆口直徑d為1mm，噴嘴長(zhǎng)度L94mm。圖 4.2 熱流道噴嘴流道板的噴嘴：缸體和彈簧可置于流道板側(cè)，可直接驅(qū)動(dòng)

41、閥針；熱流道系統(tǒng)所獨(dú)有的一種澆口類型:閥澆口,澆口由氣動(dòng)/液動(dòng)的閥針控制打開(kāi)或者開(kāi)關(guān).成品保壓完成后由閥針將澆口封閉,避免成品表面出線明顯的痕跡。針閥式熱流道系統(tǒng)的工作原理是：將熱嘴及熱流道板安裝在注射模具上，利用加熱的原理，使塑料從注塑機(jī)炮筒出來(lái)后始終保持熔融狀態(tài)。其結(jié)果是，制品的入水位就好像能直接接觸到注塑機(jī)的射嘴一樣，使成品在脫模時(shí)，由于針閥的作用而關(guān)閉了噴嘴口，避免出現(xiàn)一條或幾條水口，從而無(wú)廢料產(chǎn)生。 4.4流道板熱流道的流道板是整個(gè)熱流道系統(tǒng)的中心部件，它的作用是將主流道噴嘴傳輸來(lái)的塑料熔體經(jīng)流道平衡的輸送到各個(gè)注射點(diǎn)的噴嘴里面。流道板的結(jié)構(gòu)繁多，而且隨著模具行業(yè)的不斷發(fā)展，該部件的

42、技術(shù)也在不斷發(fā)展。流道板常見(jiàn)有管式和板式結(jié)構(gòu)。其中管式流道板雖然體積小、熱效率高、防腐蝕，但是需專門(mén)設(shè)計(jì)，而且加工和裝配也較為困難。所以常用的是板式結(jié)構(gòu)，而且是外加熱的。板式結(jié)構(gòu)的流道板懸架在熱板框中，上有定模固定板，下有定模板（有時(shí)會(huì)在定模板上添加一塊板）。流道板是由電加熱器加熱的高溫器件，四周是低溫模板。為了與外界絕熱，流道板的上下平面以及它的四周和模板間都有間隙。在模具中央軸線上，流道板與定模板（或附加板）之間配有中心定位銷，中心定位銷與流道板是緊密配合的。流道板的邊緣還設(shè)計(jì)有止轉(zhuǎn)定位銷，它在模板平面的徑向，必須有足夠的間隙，它只能限制流道板的轉(zhuǎn)動(dòng)。流道板上的這兩種定位銷保證了流道板與其

43、他部件的定位精度，保證了流道板與噴嘴的流道的對(duì)準(zhǔn)，同時(shí)防止流道板產(chǎn)成過(guò)大的熱應(yīng)力和熱變形。熱流道板的選擇或設(shè)計(jì)有些基本要求必須滿足：對(duì)于多型腔的塑料充模要有合理的分配；流道板加熱升溫較快，且溫度控制可靠有效；流道板與模具的絕熱良好，且與噴嘴間無(wú)熔體泄漏等等。為了熔體能平衡地輸送到注射點(diǎn)的噴嘴上，流道板上的流道就應(yīng)該有合理的幾何參數(shù)，流道的長(zhǎng)度和直徑首先在滿足注射點(diǎn)的數(shù)目和排布的情況下，輸送熔體的流動(dòng)速率也要合理。為了實(shí)現(xiàn)充模的平衡，可以通過(guò)兩個(gè)途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)：（1）通過(guò)設(shè)計(jì)相等的流徑長(zhǎng)度，給予幾何參量的平衡，也就是自然平衡。這種平衡是基于對(duì)各注射點(diǎn)流徑的排布，對(duì)所有的型腔的流道、澆口的長(zhǎng)度都是相等

44、的。流道分叉后，常見(jiàn)的有一分二、一分三和一分四，將流道合理的縮小。（2）根據(jù)流徑長(zhǎng)度的不同，以各注射點(diǎn)有相同壓力降為基礎(chǔ)，對(duì)流道截面積進(jìn)行補(bǔ)償，也就是流變學(xué)平衡。這種平衡相對(duì)于自然平衡，流道的長(zhǎng)度較短，總的體積較小，因此流道板較簡(jiǎn)單、體積小、重量輕。用流變學(xué)平衡設(shè)計(jì)流道，其計(jì)算結(jié)果要在一定的工藝條件下得到。流道板上常見(jiàn)的流道直徑為610mm。流道直徑小于6mm將使傳輸壓力降過(guò)大，流道直徑大于10mm則會(huì)使熔體在流道中花費(fèi)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，但是大型制件的流道直徑有達(dá)到16mm。為了充模的平衡性，流道的直徑根據(jù)自然平衡的方法來(lái)計(jì)算。在多層分流道直徑計(jì)算時(shí)，推薦采用下式： 式 （4.4）式中 上游流道的直徑

45、；下游流道的直徑；下游流道分支數(shù)。4.5氣動(dòng)系統(tǒng) 源裝置壓縮空氣的發(fā)生裝置以及壓縮空氣的存貯、凈化的輔助裝置。它為系統(tǒng)提供合乎質(zhì)量要求的壓縮空氣。 執(zhí)行元件將氣體壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能并完成做功動(dòng)作的元件，如氣缸、氣馬達(dá)。 控制元件控制氣體壓力、流量及運(yùn)動(dòng)方向的元件，如各種閥類（電磁閥，速度控制閥）。 磁性開(kāi)關(guān)氣缸組成 : 缸體，活塞，密封圈，磁環(huán)（有sensor的氣缸） 原理 : 壓力空氣使活塞移動(dòng)，通過(guò)改變進(jìn)氣方向，改變活塞桿的移動(dòng)方向。 磁性開(kāi)關(guān)氣缸是指在氣缸的活塞上安裝有磁環(huán)，在缸筒上直接安裝磁性開(kāi)關(guān)，磁性開(kāi)關(guān)用來(lái)檢測(cè)氣缸行程的位置，控制氣缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)。因此，就不需要在缸筒上安裝行程閥或行程

46、開(kāi)關(guān)來(lái)檢測(cè)氣缸活塞位置，也不需要在活塞桿上設(shè)置擋塊。氣缸如下圖所示。它是在氣缸活塞上安裝永久磁環(huán)，在缸筒外殼上裝有舌簧開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)內(nèi)裝有舌簧片、保護(hù)電路和動(dòng)作指示燈等，均用樹(shù)脂塑封在一個(gè)盒子內(nèi)。當(dāng)裝有永久磁鐵的活塞運(yùn)動(dòng)到舌簧片附近，磁力線通過(guò)舌簧片使其磁化，兩個(gè)簧片被吸引接觸，則開(kāi)關(guān)接通。當(dāng)永久磁鐵返回離開(kāi)時(shí)，磁場(chǎng)減弱，兩簧片彈開(kāi)，則開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。由于開(kāi)關(guān)的接通或斷開(kāi)，使電磁閥換向，從而實(shí)現(xiàn)氣缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。圖4.3氣缸4.6注塑模的熱流道系統(tǒng)的裝配這次設(shè)計(jì)的注塑模熱流道部分主要由噴嘴，流道板等組成，如圖4.4所示。 圖 4.4 熱流道系統(tǒng)裝配圖在模具生產(chǎn)廠家，為了保證熱流道系統(tǒng)無(wú)塑料熔體的泄漏，各部

47、件之間的裝配精度和安裝次序都要有很高的要求。下面的裝配步驟是大多廠家所執(zhí)行的。（1）將注射點(diǎn)的噴嘴安裝在定模板中，校核所有噴嘴的裝配平面高度，公差為0.01mm。（2）磨削支撐墊的高度，公差為0.01mm。（3）在不安放金屬密封圈的情況下，試裝流道板，校核止轉(zhuǎn)銷是否有必需的間隙。如果用螺栓聯(lián)接的，將流道板固定在定模板上（或附加板上）。（4）用螺栓將墊板固定在定模板上（或附加板上）。（5）配合所有的承壓圈，獲得制造商推薦的間隙，間隙的大小要根據(jù)噴嘴加熱后的膨脹系數(shù)等來(lái)計(jì)算。（6）拆卸流道板，在噴嘴上放置金屬密封圈，該高度應(yīng)該高于噴嘴平面約0.3mm。然后再次安裝流道板。（如果不安裝密封圈，步驟6

48、就不執(zhí)行）（7）固定定模座板。流道板在受熱之后會(huì)線膨脹，每100的升溫，100mm就有0.1mm的膨脹，如果裝配不正確，很容易會(huì)產(chǎn)生高壓泄料。5成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1型芯與型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型芯是用來(lái)成型塑件內(nèi)表面的零件。型芯也有整體式和組合式之分，形狀簡(jiǎn)單的主型芯和模板可以做成整體式，形狀比較復(fù)雜或形狀雖不復(fù)雜，但從節(jié)省貴重鋼材，減少加工工作量考慮多采用組合式型芯。固定板和型芯可以分別采用不同的材料制造和熱處理，然后再連成一體。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、大面積鑲拼組合式和四壁拼合式五種。對(duì)于本設(shè)計(jì)中的后保險(xiǎn)杠制件，由于尺寸非常大，對(duì)凹模的強(qiáng)

49、度以及剛度都有較高的要求，因此擬選用整體式凹模。以防止模腔在塑料充模或者保壓時(shí)發(fā)生變形。整體式凹模是由一整塊金屬切削加工而成，整體式凹模的特點(diǎn)是牢固、不易變形。因此對(duì)于形狀簡(jiǎn)單、容易制造或者形狀復(fù)雜，但可以采用加工中心、數(shù)控機(jī)床、仿形機(jī)床或電加工等特殊方法加工的場(chǎng)合是適宜的。近年來(lái)由于型腔加工新技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，許多過(guò)去必須組合加工的較復(fù)雜的凹?，F(xiàn)在也可以設(shè)計(jì)成整體式凹模。這樣不僅提高了型腔的強(qiáng)度，而且大大提高了加工精度和塑件的質(zhì)量。5.2整體式矩形型腔側(cè)壁厚度計(jì)算。理論分析與實(shí)踐證明，大型模具的剛度是主要問(wèn)題，而強(qiáng)度是次要問(wèn)題。故成型件尺寸應(yīng)以滿足剛度條件為前提。聚丙烯所允許撓曲量在0030

50、04mm。將側(cè)壁看作是受均布載荷的固定梁模型，由撓度公式可推出允許最小側(cè)壁厚度： 式（5.1）式中:A最小側(cè)壁厚度，mmC由而定的常數(shù)E模具材料的彈性模量，mpaP型腔壓力，mpaH側(cè)壁內(nèi)側(cè)邊高，mm允許最大撓曲量，mm 式（5.2）對(duì)于此保險(xiǎn)杠模具P=80mpa E=h=310mm L=1614mmmm mma=63.45mm5.3整體式矩形底板厚度計(jì)算 式（5.3）C常數(shù)，由底板內(nèi)壁邊長(zhǎng)之比L/b而定，也可按近似公式計(jì)算： 式（5.4）C=0.0312S=114.6mm5.4型芯的尺寸計(jì)算5.4.1型芯的徑尺寸計(jì)算以塑料的平均收縮率為計(jì)算基準(zhǔn)查表2-1-2得塑料公差等級(jí)為MT4模具制造公差

51、等級(jí)為IT10PP取平均收縮率最大磨損量 式（5.5） 式中：型腔徑向尺寸 -塑件外形基本尺寸 PP平均收縮率 尺寸公差模具制造公差取= 5.4.2型芯高度尺寸計(jì)算 式（5.6） 5.5型腔尺寸計(jì)算5.5.1型腔徑向尺寸 式（5.7）式中為型芯徑向尺寸 為塑件內(nèi)形基本尺寸 5.5.2型腔高度尺寸計(jì)算 式（5.8） 6冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)6.1冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則在注塑生產(chǎn)過(guò)程中，塑件冷卻時(shí)間約占整個(gè)注塑生產(chǎn)周期的80。為了縮短成型周期，需要對(duì)模具進(jìn)行冷卻，因此塑料注塑模具的冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，不僅影響成型制件的質(zhì)量，還直接影響到生產(chǎn)效率。常用的方法是用水對(duì)模具進(jìn)行冷卻，即在注塑完成后通循環(huán)冷水到靠近型腔的制件上或制件上的孔內(nèi)，以便迅速使模具冷卻。冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般要遵循以下一些原則：（1）在保證模具材料有足夠的機(jī)械強(qiáng)度的前提下，冷卻水道應(yīng)盡量靠近型腔（型芯）表面。（2）在保證模具材料有足夠的機(jī)械強(qiáng)度的前提下，冷卻水道的排布應(yīng)盡量緊密。（3）制件較厚的部位應(yīng)特別加強(qiáng)冷卻。（4）冷卻水道到型腔表面的距離應(yīng)盡量相等。（5）冷卻水道不應(yīng)該穿過(guò)鑲塊或者接縫部位，防止漏水。（6）冷卻水道避免設(shè)計(jì)在塑件的熔接痕處。6.2塑料注射量