(完整版)塑料瓶蓋注射模設(shè)計(jì)proe制作畢業(yè)論文設(shè)計(jì).doc

1、優(yōu)秀論文未經(jīng)允許審核通過(guò)切勿外傳摘要ProE 軟件在國(guó)內(nèi)外模具行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用，本文結(jié)合國(guó)內(nèi)模具企業(yè)實(shí)際和ProE 軟件的最新應(yīng)用成果，從總體上研究了基于ProE 的注射模設(shè)計(jì)技術(shù)。以期縮短模具設(shè)計(jì)周期，提高模具設(shè)計(jì)質(zhì)量，降低模具制造成本，促進(jìn)模具行業(yè)應(yīng)用 CADCAMCAE 軟件的深度和廣度。本文首先在分析注射模設(shè)計(jì)系統(tǒng)的需求并擬定整體設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上，給出了基于 ProE 軟件的模具行業(yè)解決方案; 然后分析了注射模設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和關(guān)鍵技術(shù) ; 接著分析了 ProE 系統(tǒng)規(guī)劃與配置的重要意義和配置的主要內(nèi)容，并對(duì)主要配置的配置方法進(jìn)行了較為詳細(xì)的闡述; 接著闡述了ProE 參數(shù)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵

2、技術(shù)，并探討了在注射模設(shè)計(jì)中的諸多應(yīng)用; 最后以 LCD 上蓋模具設(shè)計(jì)為例，說(shuō)明了注射模設(shè)計(jì)具體過(guò)程。關(guān)鍵詞 :ProE 軟件，注射模設(shè)計(jì)，系統(tǒng)規(guī)劃與配置，參數(shù)化設(shè)計(jì)目錄1 塑件分析1.1.4 1.2.51.3.61.4.72、注塑機(jī)的選擇與校核.72.1.72.2.83 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).93.1.93.2.103.3143.4.174.224.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).224.2 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).234.3.284.4285.零件的加工工藝規(guī)程 33 5.1.335.2.356. 塑料成型工藝特點(diǎn)的分析.386.1.386.2406.3.436.4457. 結(jié)論.46參考文獻(xiàn).48塑料瓶蓋注射模設(shè)計(jì)1

3、 塑件分析1.1塑件的工藝分析該塑料制件外形如下圖1-1 所示（下圖1-1 是根據(jù)實(shí)物和產(chǎn)品圖用Proe 進(jìn)行三維建模和渲染所得），從圖中可以看出該制品形為圓形。該制件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單; 關(guān)鍵是該制件內(nèi)有螺紋，在一定程度上增加了設(shè)計(jì)的難度，但總體來(lái)看還是很簡(jiǎn)單的一個(gè)塑料制件。因塑件屬于水杯一部分，有一定的配合尺寸精度要求；其外形尺寸如圖1-2 ，。整個(gè)塑件下部厚度為2.00mm,瓶蓋頂部厚度為3.00mm.圖 1-1制件外觀圖圖 1-2制件尺寸圖塑件設(shè)計(jì)應(yīng)本著在保證使用性能，物理性能， 力學(xué)性能和耐摩擦性能，同時(shí)還應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壁厚均勻、成型方便。在設(shè)計(jì)塑件時(shí)，還要考慮其模具的總體結(jié)構(gòu)，使模具型腔易

4、于制造，模具脫模和推出機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單。塑件形狀有利于模具分型、排氣、補(bǔ)縮和冷卻。此外，在塑件成型以后盡量不再進(jìn)行機(jī)械加工。該制品結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，內(nèi)部的螺紋是用來(lái)配合的應(yīng)該有較高的精度。且中間的螺紋脫模不容易，這兩點(diǎn)應(yīng)該是設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，和重點(diǎn)。1.2塑件材料的分析PP 通稱聚丙烯，因其抗折斷性能好，也稱 “百折膠 。PP 是一種半透明、半晶體的熱塑性塑料，具有高強(qiáng)度、絕緣性好、吸水率低、熱變形溫度高、密度小、結(jié)晶度高等特點(diǎn)。改性填充物通常有玻璃纖維、礦物填料、熱塑性橡膠等。不同用途的PP 其流動(dòng)性差異較大，一般使用的PP 流動(dòng)速率介于ABS 與 PC 之間。(1) 塑料的處理純 PP 是半透明的象牙白色，

5、可以染成各種顏色。 PP 的染色在一般注塑機(jī)上只能用色母料。 在有些機(jī)上有加強(qiáng)混煉作用的獨(dú)立塑化元件， 也可以用色粉染色。戶外使用的制品，一般使用 UV 穩(wěn)定劑和碳黑填充。再生料的使用比例不要超過(guò)15 ，否則會(huì)引起強(qiáng)度下降和分解變色。PP 注塑加工前一般不需特別的干燥處理。(2) 注塑機(jī)選用對(duì)注塑機(jī)的選用沒(méi)有特殊要求。由于PP 具有高結(jié)晶性，需采用注射壓力較高及可多段控制的電腦注塑機(jī)。鎖模力一般按3800tm2來(lái)確定，注射量 20 -85 即可。(3) 模具及澆口設(shè)計(jì)模具溫度 50-90 ，對(duì)于尺寸要求較高的用高模溫。型芯溫度比型腔溫度低5以上，流道直徑4 7mm ，針形澆口長(zhǎng)度1 1.5mm

6、 ，直徑可小至0.7mm 。邊形澆口長(zhǎng)度越短越好，約為0.7mm ，深度為壁厚的一半，寬度為壁厚的兩倍，并隨模腔內(nèi)的熔流長(zhǎng)度逐步增加。模具必須有良好的排氣性，排氣孔深0.025mm-0.038m，厚 1.5mm ，要避免收縮痕， 就要用大而圓的注口及圓形流道，加強(qiáng)筋的厚度要小(例如是壁厚的50-60 )。均聚 PP 制造的產(chǎn)品， 厚度不能超過(guò)3mm ，否則會(huì)有氣泡(厚壁制品只能用共聚PP) 。(4) 熔膠溫度PP 的熔點(diǎn)為，分解溫度為 350 ，但在注射加工時(shí)溫度設(shè)定不能超過(guò)275 。熔融段溫度最好在240。(5) 注射速度為減少內(nèi)應(yīng)力及變形，應(yīng)選擇高速注射， 但有些等級(jí)的PP 和模具不適用

7、( 會(huì)出現(xiàn)氣泡、氣紋 )。如刻有花紋的表面出現(xiàn)由澆口擴(kuò)散的明暗相間條紋，則要用低速注射和較高模溫。(6) 熔膠背壓可用 5bar 熔膠背壓，色粉料的背壓可適當(dāng)調(diào)高。(7) 注射及保壓采用較高注射壓力(bar) 和保壓壓力 (約為注射壓力的80 )。大概在全行程的95 時(shí)轉(zhuǎn)保壓，用較長(zhǎng)的保壓時(shí)間。(8) 制品的后處理為防止后結(jié)晶產(chǎn)生的收縮變形，制品一般需經(jīng)熱水浸泡處理。1.3 塑件的尺寸和精度分析1.3.1塑件的尺寸塑件的總體尺寸主要取決于塑料品種的流動(dòng)性。在一定的設(shè)備和工藝條件下，流動(dòng)性較好的塑料可以成型較大尺寸的塑件；反之，成型出的塑件較小。本課題的塑件及所用材料為PP（聚丙稀） ，它有很好

8、的機(jī)械特性，流動(dòng)性； 其光澤性好，外觀漂亮，由于收縮率較小，制件細(xì)小部位的清晰度好，達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。1.3.2塑件的尺寸精度一般來(lái)講，為了降低模具的加工難度和模具制造成本。在滿足塑件使用要求大前提下應(yīng)盡量把塑件尺寸精度設(shè)計(jì)低一些。另外，塑件尺寸精度還與塑料品種有關(guān)，根據(jù)各種塑料收縮率的不同，又將塑料的公差等級(jí)分為高精度、一般精度、低精度三種。依據(jù)所選材料查塑料成型加工與模具表3 3 取其一般精度為6級(jí)。1.4塑料制品結(jié)構(gòu)分析由圖 1 可知，塑件較小且對(duì)稱，塑件的最大厚度為3mm ，在材料所允許的范圍之內(nèi)。由于塑件的尺寸分布均勻，無(wú)過(guò)薄處，無(wú)需加強(qiáng)筋。塑件的尺寸小，為了便于脫模，塑件表面沿脫模方

9、向應(yīng)具有合理的脫模斜度。脫模斜度的大小，與塑件的性質(zhì)、收縮率、摩擦因數(shù)、塑件壁厚和幾何形狀有關(guān)。2、注塑機(jī)的選擇與校核2.1型腔數(shù)目計(jì)算2.1.1制件特征以及質(zhì)量與體積的計(jì)算制件的結(jié)構(gòu)如上面的圖由三維軟件可得其質(zhì)量與體積.33=0.90gcm ,v=16.2cm , m=14.58g2.1.2確定型腔數(shù)及其排列根據(jù)式 5-2(P112)，n0.8mg-mj mnmg注射機(jī)最大注射量， gmj澆注系統(tǒng)凝料量， gmn單個(gè)塑件的質(zhì)量， g及 n（0.8 125-20 ）14.58=5.487 ，取 4 個(gè)。型腔的布置如下圖圖 2-1型腔的布置2.2選擇注塑機(jī)注射機(jī)的選擇主要是根據(jù)制件的質(zhì)量，體積和

10、模具的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)確定的。主要依據(jù)是每次的注射量要大與額定注射量的20%小于額定注射量的80%，模具的整體結(jié)構(gòu)要小于注射機(jī)的有效尺寸以便模具能放到注射機(jī)上，最重要的是鎖模力要大與制件在分型面上的漲模力。結(jié)合本次的設(shè)計(jì)，由計(jì)算的每次的注射量大約在65g 左右，模具的整體尺寸在 250mm左右， 則根據(jù)熱塑性塑料注射機(jī)型號(hào)和主要技術(shù)規(guī)格， 選用 XS-ZY-125 型注射機(jī)，這種型號(hào)的注射機(jī)是臥式的螺桿式注射機(jī)。注射參數(shù)如下：注射壓最大注射面模具最大厚型號(hào)注射容量鎖模力力積度XS-ZY-125125g119MPa900kN320cm2300mm噴嘴球半推出孔推出孔模具最小厚模板行程定位孔直徑徑徑

11、距度300mm12mm22mm230mm100+0.054200mm0這種注射機(jī)的脫模機(jī)構(gòu)是機(jī)動(dòng)的自動(dòng)脫模。2.2.1螺桿的作用螺桿的作用：輸送、壓實(shí)、塑化和施壓螺桿轉(zhuǎn)速的選擇：螺桿的最高轉(zhuǎn)速:n=vdV- 允許的最大線速度d- 螺桿直徑2.2.2鎖模力校核已知注射機(jī)的最大鎖模力為900kN，而脹模力為制件外形面積與截面面積之差乘以型腔壓力，即其中； s=134.36 ，把這些代入得 Fps134.3620Mpa2.6872 KN 其小于注射機(jī)的額定鎖模力 900KN，滿足設(shè)計(jì)的要求。2.2.3型腔壓力計(jì)算根據(jù)式 p=kp0 取壓力損耗系數(shù)k=0.4, 并設(shè)注射機(jī)使用的注射壓力 p0 =119

12、Mpa，則型腔壓力 p=kp0=0.4 119=47.6Mpa。3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 分型面的確定3.1.1分型面的分類按分型面的位置來(lái)分，分型面有垂直于注射機(jī)開(kāi)模運(yùn)動(dòng)方向，平行于開(kāi)模運(yùn)動(dòng)方向和傾斜于開(kāi)模方向的。按分型面的形狀可分為：平面分型面、曲面分型面和階梯形分型面。3.1.2分型面的選擇分型面選擇的原則：（ 1）分型面選擇應(yīng)便于塑件脫模和簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，選擇分型面應(yīng)盡可能使塑件開(kāi)模時(shí)留在動(dòng)模，制件在動(dòng)模上時(shí)有利于脫模。（ 2）分型面應(yīng)盡可能選擇在不影響制件外部質(zhì)量的部位，并使其產(chǎn)生的溢料邊易于消除或修整，尤其是表面質(zhì)量要求高的制件，對(duì)于本次的瓶蓋要求不高。（ 3）分型面的選擇應(yīng)有利于保證

13、塑料制件的尺寸精度。（ 4）選擇分型面時(shí)要考慮行腔內(nèi)氣體的排出。（ 5）分型面選擇應(yīng)便于模具零件的加工，尤其是成型零部件的加工。（ 6）分型面選擇應(yīng)考慮注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格。根據(jù)瓶蓋的實(shí)際情況，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，選擇單分型面。分型面在制件底面上。如下圖圖 3-1分型面的示意圖3.2 流道和澆口的設(shè)計(jì)3.2.1. 澆注系統(tǒng)的組成澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料穴四部分組成。它的作用是使來(lái)自注射模噴嘴的塑料熔體平穩(wěn)而順利的充模、壓實(shí)和保壓。其遵循的設(shè)計(jì)原則如下（ 1）注射行程要短。 （ 2）排氣要好。（3）要防止型芯變形和嵌件位移。 （ 4）防止塑件翹曲變形。3.2.2主流道設(shè)計(jì)（ 1）主流道通常設(shè)計(jì)成圓

14、錐形。 錐角在 2 4 度，內(nèi)壁粗糙度為 Ra=0.63m。（ 2）為防止主流道與噴嘴處溢料， 與主流道對(duì)接處緊密對(duì)接， 主流道連接處應(yīng)制成半球形凹坑，主流道的小端直徑大于注射機(jī)的噴嘴直徑1-2mm，半球型凹坑的半徑應(yīng)大與注射機(jī)噴嘴的球型半徑2m左右。（ 3）為減小料流轉(zhuǎn)向過(guò)渡時(shí)的阻力，主流道大端呈圓角過(guò)渡，其圓角半徑r=1 3mm.(4) 在保證塑料良好成型的前提下， 主流道應(yīng)盡量短， 否則將增多流道凝料。（ 5）由于主流道與塑料熔體及噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，因此常將主流道制成可拆卸的主流道襯套，便于用優(yōu)質(zhì)鋼材加工和熱處理。（ 6）根據(jù)制件的實(shí)際情況，結(jié)合所選注塑機(jī)的型號(hào)，主流道的小端直徑選4.

15、7mm，錐角選 2，經(jīng)過(guò)計(jì)算，可知大端直徑為8mm。主流道如下圖2 所示圖 3-2主流道3.2.3分流道的設(shè)計(jì)分流道的長(zhǎng)度是45mm，由以上的計(jì)算可的制件的質(zhì)量是14.56g 小于 200g 屬于小制件，其壁厚在2-3mm，則分流道的公稱尺寸可有經(jīng)驗(yàn)公式D0.2654m4L計(jì)算其中D 分流道的公稱直徑mmm制件的質(zhì)量gL 分流道的長(zhǎng)度mm由型腔的布置得到分流道的長(zhǎng)度是L=45mm；D0.2654 14.56 4 4 455.246 mm由表 6-1 常用塑料的分流道直徑得聚丙烯的分流道直徑在4.8 到 9.5 之間，由此取分流道的當(dāng)量公稱直徑D=6此外由于制件的體積V=16.2cm3, 質(zhì)量

16、m=14.56g，查表 6-2 （P127）。注射機(jī)公稱注射量 Vg 與注射時(shí)間 t 的關(guān)系，可知，注射時(shí)間約為1.6s ，根據(jù)式 6-3 ，qv =Vt,v3q - 熔體的體積流量， cm s； t 注射時(shí)間， s ；30.8)Vg,Vg為注射機(jī)公稱注射量，3V- 制件體積， cm, 通常可取 V=(0.5cm,無(wú)論用那種方法都能方便的得到分流道的公稱直徑。結(jié)合制件的實(shí)際情況，分流道的形狀及尺寸如下圖3 所示分流道動(dòng)模圖 3-3分流道的形狀及尺寸3.2.4澆口的設(shè)計(jì)及數(shù)目澆口是連接流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，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。澆口的形狀、

17、尺寸和進(jìn)料位置等對(duì)塑件成型質(zhì)量影響很大，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，因此正確設(shè)計(jì)澆口是提高塑件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。澆口設(shè)計(jì)時(shí)總的要求是使熔料以較快的速度進(jìn)入并充滿模腔，同時(shí)在充滿模腔后能適時(shí)冷卻封閉，所以澆口截面要小，長(zhǎng)度要短，這樣可增大料流速度，快速冷卻封閉，且便于塑件與澆口凝料分離，不留明顯的澆口痕跡，保證塑件外觀質(zhì)量。澆口的設(shè)計(jì)主要還還是遵循以下設(shè)計(jì)原則：（ 1 ）.澆口尺寸及位置選擇應(yīng)絕對(duì)避免熔體破裂而產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)（蛇形流）；（ 2 ）. 澆口位置的選擇及尺寸形狀的設(shè)計(jì)應(yīng)有利于熔體的流動(dòng)、型腔的排氣和補(bǔ)料；（ 3 ）.

18、澆口位置應(yīng)使容體的流程最短，容體料流變向最少，并要防止型芯的變形；（ 4 ）.澆口位置及數(shù)量的選定要有利于減少熔接痕和增加熔接強(qiáng)度；（ 5 ）.澆口位置應(yīng)考慮定位作用對(duì)塑件性能的影響；（ 6 ）.澆口的位置應(yīng)盡量開(kāi)設(shè)在不影響塑件外觀質(zhì)量的的位置；（ 7 ） 流動(dòng)比校。結(jié)合瓶蓋的實(shí)際情況， 澆口的位置應(yīng)選在塑件的側(cè)壁處。這樣既有利于流動(dòng)、排氣和補(bǔ)料，流程也是較短的，不影響塑件外觀，同時(shí)可以有效的減少熔接痕。選擇點(diǎn)澆口，為確保制品質(zhì)量，并結(jié)合其結(jié)構(gòu)特征，決定使用1 個(gè)澆口進(jìn)料。澆口的設(shè)計(jì)如下圖4 所示圖 3-4澆口的位置幾尺寸3.2.5冷料穴的設(shè)計(jì)查模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用帶Z 頭拉料桿的冷料穴，在開(kāi)模

19、時(shí)靠伸到冷料穴Z 形頭起拉料作用，使主流道凝料脫出主流道襯套并滯留在動(dòng)模一側(cè)，然后通過(guò)推出機(jī)構(gòu)強(qiáng)制推出凝料，這是一種很普遍的設(shè)計(jì)方法。冷料穴的作用是儲(chǔ)存兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料以及熔體流動(dòng)的前鋒冷料，以防止熔體冷料進(jìn)入型腔。冷料穴一般設(shè)計(jì)在主流道的末端，底部常作成曲折的鉤形或下陷的凹槽，使冷料穴兼有分模時(shí)將主流道凝料從主流道襯套中拉出并滯留在動(dòng)模一側(cè)的作用。根據(jù)該制件的特征和模具確定該設(shè)計(jì)選用帶拉料桿的Z 形冷料穴。冷料穴的設(shè)計(jì)如圖5：圖 3-5冷料穴3.3 模架的選擇和校核3.3.1模架的選擇由于制件選用單分型面，在模架選用時(shí), 選用 A4 模架，通過(guò)計(jì)算可知，在一模四腔的情況下，模具的動(dòng)模

20、板和定模版的長(zhǎng)度應(yīng)大于兩個(gè)制件的長(zhǎng)度之和再加上分流道的長(zhǎng)度，所以選用355355 型號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)模架。根據(jù)實(shí)際情況，底板厚度為 32mm，側(cè)壁厚度為40mm,而制件的高度為30mm，所以選擇A=40mm,B=32mm,C=80mm。上下模座的厚度均為32mm，則模架高度為298mm。圖 3-6模具結(jié)構(gòu)圖此次設(shè)計(jì)過(guò)程的模架是參照龍記標(biāo)準(zhǔn)模架確定的模架。查實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)一書(shū)表 20-7 ，選擇各模板的結(jié)構(gòu)、 尺寸及材料如下：材料 :45 鋼（ GBT），調(diào)質(zhì)處理，硬度200HRC以上材料 :45 鋼（ GBT），調(diào)質(zhì)處理，硬度200HRC以上材料 :45 鋼（ GBT），調(diào)質(zhì)處理，硬度200HRC以

21、上材料 :45 鋼（ GBT），調(diào)質(zhì)處理，硬度200HRC以上材料 :45 鋼（ GBT），調(diào)質(zhì)處理，硬度200HRC以上（ 3 ）導(dǎo)柱 查實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)一書(shū)表 20-9 ，選擇帶頭導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)、尺寸及材料如下：導(dǎo)柱 32100GBT 4169.4-1984材料 :T8A（ GBT），淬火處理，硬度55HRC以上（4）導(dǎo)套查實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)一書(shū)表20-12 ，選擇帶頭 型導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)、尺寸及材料如下：導(dǎo)套 3232 （ ）GBT 4169.4-1984材料 :T8A （GBT），淬火處理，硬度55HRC以上（5）推桿查實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)一書(shū)表20-7 ，選擇推桿的結(jié)構(gòu)、尺寸及材料如下：推桿12.5

22、125 GBT材料 :T10A （GBT），淬火處理，硬度55HRC以上（ 7）拉料桿查實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)一書(shū)表20-36 ，選擇拉料桿的結(jié)構(gòu)、尺寸及材料如下：拉料桿8158材料 :T8A （GBT），淬火處理，硬度（5055）HRC（ 8）內(nèi)六角螺釘內(nèi)六角螺釘為標(biāo)準(zhǔn)件，可直接從市場(chǎng)上購(gòu)得。查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)一書(shū)表 11-15 ，選用以下幾種內(nèi)六角螺釘：螺釘 GB70-80- 12M16螺釘 GB70-80- 6M10材料： Q235鋼3.3.2開(kāi)模行程的校核由于開(kāi)模時(shí)的高度L=A+B+C+32+32+50+32=298mm，小于注塑機(jī)的模板行程300mm。所以選擇合理。3.4 模板尺寸計(jì)算3.

23、4.1型腔與型芯的徑向尺寸計(jì)算本著在保證塑件質(zhì)量要求的前提下，便于加工，裝配，使用，維修等原則下。由于塑件為中小型零件，外形較簡(jiǎn)單。 本設(shè)計(jì)將采用整體式，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，牢固，不易變形，塑件無(wú)拼縫痕跡。（ 1）、成型零部件工作尺寸計(jì)算工作尺寸指成型零件上直接用來(lái)成型塑件的尺寸。包括： 型芯型腔的徑向尺寸型芯的高度尺寸型腔的深度尺寸中心距尺寸影響塑件尺寸的因素：成型零件本身制造公差使用過(guò)程中的磨損收縮率的波動(dòng)3.4.2型芯型腔尺寸計(jì)算計(jì)算方法有平均值法和公差帶法，其中平均值法是按照塑料收縮率，成型零件制造公差和磨損量均為平均值時(shí)，制品獲得的平均尺寸來(lái)計(jì)算的。本設(shè)計(jì)將采用平均值法，在設(shè)計(jì)中，凡是孔類尺

24、寸均以其最小尺寸作為公稱尺寸，即公差為正。凡是軸類尺寸均以其最大尺寸作為公稱尺寸，即公差為負(fù)。（ 1）、型芯與型腔工作尺寸計(jì)算公式，根據(jù)塑料模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可得到成型零部件的工作尺寸的計(jì)算公式如下表3-1 所示表 3-1成型零件工作尺寸計(jì)算公式尺寸類型計(jì)算公式徑向尺寸（直徑、長(zhǎng)、寬）型腔深度徑向尺寸（直徑、長(zhǎng)、寬）型芯高度中心距尺寸以上各式中符號(hào)代表的含義如下；Scp塑料的平均收縮率；塑件公差；z成型零件的制造公差x 修正系數(shù)，一般在12 34 之間變化，公差值大的取小值，對(duì)中、小型塑件，一般取34；x 修正系數(shù)，一般在 1223 范圍選取， 當(dāng)制品尺寸較大、 精度較低時(shí)取小值，反之取大值，對(duì)中、

25、小型塑件，一般取23；Lm型腔基本尺寸；Ls塑件外形基本尺寸；Hm型腔深度尺寸；Hs塑件高度尺寸；lm型芯基本尺寸；ls 塑件內(nèi)形尺寸；- 推桿數(shù)目；E-鋼材的彈性模量，Mpa。把；代入（4）得11L2 F4(125 10 3)213.021 103 4d K1.542.11051065.917mmnE較核推桿的強(qiáng)度有式子：式子中-推桿材料的許用應(yīng)力，Mpa；- 推桿所受的應(yīng)力， Mpa；E 鋼材的彈性模量，MPa； E=2.1 105 ， =160 Mpa.經(jīng)過(guò)較核的d=5.917mm的推桿滿足要求.此外推桿在設(shè)計(jì)時(shí)還要注意以下的設(shè)計(jì)要點(diǎn)：(1) 推桿應(yīng)設(shè)置在脫模阻力大的地方，控制器外殼的側(cè)

26、壁受較大的阻力，推桿設(shè)在靠近側(cè)壁的部位，但不會(huì)和型芯距離太近，以免影響凸模或凹模的強(qiáng)度。而底部也有較大的阻力，所以推桿要分布均勻，以防止變形。(2) 推桿應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度承受推出力，以免推桿在推出時(shí)彎曲或折斷。推桿直徑可由計(jì)算得出，通常取2.0 12mm，對(duì)于本模具的推桿直徑由計(jì)(3)算得到。推桿端面應(yīng)和型腔在同一平面或比型腔的平面高出0.05 0.10mm，且不應(yīng)有軸向竄動(dòng)。推桿與推桿孔配合一般為H8f8 或 H9f9，其配合間隙不大于所用塑料的溢料間隙，以免產(chǎn)生飛邊。對(duì)帶有側(cè)抽芯的模具，推桿位置應(yīng)盡量避開(kāi)側(cè)抽芯，否則需設(shè)置推桿先復(fù)位裝置，以免與側(cè)抽芯發(fā)生干涉。同時(shí)，應(yīng)盡量避免與冷卻水道

27、干涉.圖 4-1推桿的布置4.3 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)瓶蓋注塑成型，脫模后塑件的包容面與型芯的被包容面基本上形成真空，由于受到大氣壓力的作用，造成脫模困難，因而需要引氣，本次設(shè)計(jì)的制件的包容不太嚴(yán)重，采用分型面排氣就可以了。4.4 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)于小型注射模，塑料熔體傳遞給模具的熱量可以依靠自然對(duì)流和輻射的方式散發(fā)，但在更多情況下，熔體傳給模具的絕大多數(shù)熱量只能依靠冷卻水對(duì)流傳導(dǎo)擴(kuò)散出去。因此，需要在模具中合理的設(shè)計(jì)冷卻水的通道截面尺寸及長(zhǎng)度，以便準(zhǔn)確的計(jì)算控制模溫所需的熱傳導(dǎo)面積。公式出自塑料擠塑模與注塑模優(yōu)化設(shè)計(jì)冷卻介質(zhì)的體積流量，單位時(shí)間( 每分鐘 ) 內(nèi)注入模具的塑料質(zhì)量，單位重量的貿(mào)件在凝

28、同時(shí)所放比的熱量，：冷卻介質(zhì)的密度，；冷卻介質(zhì)的比熱容，；冷卻介質(zhì)出u 溫度，；冷卻介質(zhì)進(jìn)口溫度，；可表示為Q1c 2 (34)式中塑料的比熱容，；分別為塑料熔體的溫度和椎出前制件的溫度結(jié)晶形塑料的化潛熱，當(dāng)求出冷卻水的體積流量以后，便可根據(jù)冷卻水處于湍流狀態(tài)下的流速與管道直徑的關(guān)系 ( 參見(jiàn)表 10。1) ，確定模具冷卻水管道的直徑d。表 4-1常用塑料的熱擴(kuò)散系數(shù)、熱到率、比熱容及熔化潛熱熱擴(kuò)散系數(shù)熱到率KJ 比熱容 kj 潛熱 Jkg)塑料品種( m2 h )(m?h?)( kg ? )聚苯乙烯3.20.4521.340ABS9.61.0551.047聚氯乙烯2.20.5741.842（

29、硬）低密度聚乙6.21.2062.0941.30烯高密度聚乙7.21.7332.5542.3烯聚丙烯2.40.4231.9261.80尼龍3.90.8371.8841.30聚碳酸脂3.30.6951.717聚甲醛3.30.8291.7591.63有機(jī)玻璃4.30.7541.465冷卻管道總傳熱面積A(m ) 可用如下公式計(jì)算式中 : 冷卻管道孔壁與冷卻介質(zhì)之間的傳熱膜系數(shù)，模溫與冷卻介質(zhì)溫度之間的平均溫差。）的注射量。對(duì)于本次設(shè)計(jì)采用水進(jìn)行冷卻，水的密度，其比熱容。冷卻介質(zhì)的進(jìn)口水的溫度，出口水的溫度。這樣可的冷卻介質(zhì)的體積流量q vWQ 1c1123.6075.910 2103m3/ min

30、10 34.1851.6960有冷卻介質(zhì)的體積流量查冷卻水的穩(wěn)定湍流速度與流量的表可得冷卻水管的直徑。求冷卻水在管道內(nèi)的流速，把，代入到冷卻水在管內(nèi)的流速：4 qv4 1.69 103d 2820.58 m / s求冷卻管道孔壁與冷卻介質(zhì)之間的傳熱膜系數(shù)h，查不同水溫下f 值得到平均水溫在時(shí)的。有式子f0.87.221030.80.58h 4.1870.24.18710 30.2d61.366 104 kJ /m2 hC求冷卻管道總傳熱面積A。所用的式子是把以上的數(shù)據(jù)代入，其中是模溫與冷卻介質(zhì)溫度之間的平均溫差，模溫為50 度冷卻介質(zhì)的平均溫度是22.5 度，這樣 =27.560WQ16075

31、10 35.9102A1.36610 427.5h0.014m2求冷卻水孔的數(shù)量n, 所用式子是其中的是冷卻管道在開(kāi)設(shè)方向上的長(zhǎng)度對(duì)于本次設(shè)計(jì)去，是冷卻水孔的直徑等于 6mm，A 是總的傳熱面積。把這些數(shù)據(jù)代入得到nA0.0143.012dl6 10 3 0.25這樣取四個(gè)冷卻水孔。5. 零件的加工工藝規(guī)程成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完后，就要開(kāi)始零件的下材料和加工制作等。由于此塑件的材料的主要成分是PP，要求有優(yōu)良的力學(xué)性能，抗壓強(qiáng)度高，耐熱能力好等。廠家的這種材料具有一定的腐蝕性，容易產(chǎn)生批鋒（飛邊），因此其成型零件的材料的各種性能要求相當(dāng)好，并且必須進(jìn)行熱處理，提高它們的硬度。：出廠狀態(tài)：淬火加回火

32、。鋼材特點(diǎn)：1、最佳之拋光性。2、滲透性良好。3、良好的耐腐蝕性。4、此鋼材經(jīng)淬火及鏡面磨光后，其抗腐蝕性能更加可靠。所有的成型零件的加工工藝大致可分為：a) 訂材料、開(kāi)料， b) 熱處理前的加工， c) 熱處理后的加工，d) 加工型腔等幾道工序。5.1 型腔的加工工藝規(guī)程5.1.1動(dòng)模的加工（ 1）訂材料、開(kāi)料由模腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可知，模腔就是上下模板。它們是一個(gè)355mm355mm正方體。其設(shè)計(jì)尺寸為35535532，而訂材料時(shí)的尺寸每邊必須大約留3 的余量，訂料的尺寸為35535535。材料到了后，就要進(jìn)行開(kāi)料即開(kāi)粗，開(kāi)粗的最終尺寸仍然單邊要留20 絲的余量， 因?yàn)椴牧蠠崽幚砗髸?huì)有少量變形，

33、余量是留給最后精磨的。（ 2） 熱處理這里所說(shuō)的熱處理，其作用就是要提高材料的硬度，調(diào)質(zhì)到200HRC以上。（ 3）熱處理后的加工熱處理過(guò)后就不能用一般的刀具加工了，且用刀具加工的精度低。所以只能用以下三種方式加工：一是線切割，二是打火花（即電火花加工），三是精磨。用上述三種方式加工的精度很高。模具中精度要求高的地方如分型面、成型型腔等基本上都是用的這幾種方式進(jìn)行加工的。根據(jù)所學(xué)到和所知道的的知識(shí)，本次的設(shè)計(jì)選用線切割。線切割是用電腦控制的，其中用的軟件是AUTOP V4.0。我們?cè)?AutoCAD中畫(huà)好要線割的圖形，再另存為 DXF 文件，然后用一個(gè)轉(zhuǎn)換程序?qū)XF 文件轉(zhuǎn)換成DAT 文件，

34、這種文件能在 AUTOP 中打開(kāi)，打開(kāi)后就可以在這個(gè)軟件里指定加工路線，尖點(diǎn)圓弧半徑，火花位等參數(shù)，然后就可自動(dòng)生成數(shù)控程序。這程序即可直接通過(guò)本軟件傳給線切割機(jī)，馬上進(jìn)行加工，也可保存到磁盤(pán)中，保存的文件稱3B 文件。5.1.2定模的加工定模的結(jié)構(gòu)如下圖。其加工工藝同動(dòng)模，這里不再細(xì)說(shuō)。5-1定模5.2型芯的加工型芯都是圓柱形，主要用傳統(tǒng)的車削和銑削的方法加工完成。1. 型芯5-2 瓣塊型心的結(jié)構(gòu)圖5-3 錐心桿結(jié)構(gòu)圖其加工工藝如下（ 1）訂材料、開(kāi)料由模具型芯的尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可得型芯材料的尺寸是圓棒料，還要為最后的精磨留 20 絲的加工余量。棒材是Q235（ 2）熱處理前的加工熱處理前的加工

35、主要是加工出型芯的基本形狀，主要是進(jìn)行車削。 進(jìn)行車削時(shí)先進(jìn)行粗車， 然后是半精車， 最后是精車， 為最后的磨削留出20 絲的加工余量。（ 3）熱處理熱處理主要是提高型芯的表面硬度，提高表面的耐磨度，從而提高其壽命。熱處理的具體情況我們不是很清楚，我們只需要把我們希望得到的表面硬度告知熱處理廠就行了。（ 4）熱處理后的加工熱處理后的加工主要是進(jìn)行磨削，使表面的尺寸， 粗糙度等滿足我設(shè)計(jì)的要求。6. 塑料成型工藝特點(diǎn)的分析6.1概述熱塑性塑料的注射過(guò)程包括加料、塑化、注射充模、 冷卻固化和脫模等幾個(gè)工序，其中關(guān)鍵是塑化、流動(dòng)和冷卻。塑化是注射成型的準(zhǔn)備過(guò)程，是指塑料在料筒內(nèi)受熱達(dá)到充分熔融狀態(tài)，

36、而且有良好的可塑性的過(guò)程，是注射成型最重要最關(guān)鍵的過(guò)程。對(duì)塑料塑化的要求是：塑料在進(jìn)入模腔之前要充分塑化既要達(dá)到規(guī)定的成型溫度，又要使熔體各點(diǎn)溫度盡量均勻致，而其中的熱分解物的含量則應(yīng)盡可能少，并能提供足夠量的上述質(zhì)量的熔融塑料以保證生產(chǎn)能順利進(jìn)行：這些要求與塑料的特性、工藝條件的控制。塑化質(zhì)量主要是由塑料的受熱情況和所受的剪切作用所決定的。一定的溫度是使塑料得以形變、熔融和塑化的必要條件，通過(guò)料簡(jiǎn)對(duì)塑料的加熱，使聚合物由固體向液體轉(zhuǎn)變而剪切作用則是以機(jī)械力的方式強(qiáng)化了混合和塑化過(guò)程，使熔體溫度分布均勻，物料組成和高分子形態(tài)也發(fā)生改變，趨于均勻。同時(shí)，剪切作用能在塑料中產(chǎn)生更多的摩擦熱，也加速

37、了塑料的塑化。6.1.1熱均勻性的分析熱塑性塑料由于導(dǎo)熱系數(shù)小，要使其均勻加熱是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的問(wèn)題。塑料塑化所需的熱量來(lái)自兩個(gè)方面，即料筒壁的傳熱和塑料之間的內(nèi)摩擦熱。柱塞式注射機(jī)內(nèi)物料的熱源絕大多數(shù)靠料筒的外加熱。物料在注射機(jī)中的移動(dòng)是靠柱塞的推動(dòng)，幾乎沒(méi)有混合作用，物料在移動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的剪切摩擦熱相當(dāng)小，這些都是對(duì)熱傳遞不利的，在料筒中的物料有不均勻的溫度分布，近料筒壁的溫度偏高，料筒中心的溫度偏低。此外，熔體在圓管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，料筒中心處的料流速度快于筒壁處，造成徑向上速度分布不同。因此料流無(wú)論在橫截面上還是在長(zhǎng)度方面都有很大的溫度梯度。以加熱效率 (E) 來(lái)分析柱塞式注射機(jī)內(nèi)熔體的熱均勻性

38、。如果進(jìn)入料筒的塑料初始溫度為T(mén)0，加熱器對(duì)料筒加熱后使其內(nèi)壁達(dá)到的溫度為T(mén)w，則 Tw T。應(yīng)是塑料可以達(dá)到的最大溫升，但實(shí)際上塑料從加料口至噴嘴范圍內(nèi)只能升到比Tw要低的某一溫度丁(TwT Tu) ；所以塑料實(shí)際溫升是(T T0) 。塑料的實(shí)際溫升和最大溫升之比即為加熱效率E 可表示為E 值高有利于塑料的塑化。且值與下列因素有關(guān)：增加料筒的長(zhǎng)度和傳熱面積，或延長(zhǎng)塑料在料簡(jiǎn)內(nèi)的受熱時(shí)間和增大塑料的熱擴(kuò)散速率，都能使塑料吸收更多的熱量，提高 T 值，從而使 E 值增大，但這些對(duì)于柱塞式注射機(jī)是難以做到的。在料筒幾何尺寸一定的情況下，塑料在料筒內(nèi)的受熱時(shí)間與料筒內(nèi)的存料量、每次注射量 W和注射周

39、期 t ，有如下關(guān)系：即存料量多，注射周期長(zhǎng)，都可以增加塑料受熱時(shí)間，提高塑料的溫升，使E 值增大。但不適當(dāng)?shù)匮娱L(zhǎng)塑料的受熱時(shí)間，易使塑料降解，故一般料筒內(nèi)的存料量不超過(guò)最大注射量的3 8 倍。塑料的熱擴(kuò)散速率。與熱傳導(dǎo)系數(shù)、塑料的比熱 c 和密度 P 有如下關(guān)系：即塑料的熱擴(kuò)散速率正比于熱傳導(dǎo)系數(shù)，但一般塑群的熱傳導(dǎo)系數(shù)都較小，因此要增大熱擴(kuò)散速率取決于塑料是否受到攪動(dòng)，很顯然，柱塞式注射機(jī)的加熱效率不如移動(dòng)螺桿式注射機(jī)，塑化質(zhì)量也比其差。料簡(jiǎn)的加熱效率E 還與料簡(jiǎn)中塑料層的厚度、塑料與料筒表面的溫差有關(guān)。由于塑料的導(dǎo)熱性差，故料筒的加熱效率會(huì)隨料層厚度的增大和料筒與塑料間的溫差減小而降低。因此，減少柱塞式注射機(jī)料簡(jiǎn)中的料層厚度是很有必要的。料筒加熱效率還受到塑料溫度分布的影響。由噴嘴射出的塑料各點(diǎn)溫度是不均勻的，它的最高極限溫度為料筒壁溫Tw，最低溫度為T(mén)i ， Ti 必然高于進(jìn)入料筒的塑科韌始溫度Ti ，即 T5 T0o 而料筒內(nèi)塑料的平均溫度Ta 處于 Ti 和 Tw之間，即塑科熔體的實(shí)際溫度總是分布在Ti