安全帽注射模設(shè)計(jì)

1、機(jī)電工程高等職業(yè)學(xué)校畢 業(yè) 論 文（2013 屆）題 目： 安全帽造型設(shè)計(jì) 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 045 系 部： 數(shù)控技術(shù)系 班 級(jí)： 08 高職模具 2 班指導(dǎo)教師： 2013 年 5 月江蘇徐州機(jī)電工程高等職業(yè)學(xué)校畢業(yè)論文任 務(wù) 書系部 數(shù)控系 專業(yè)年級(jí) 08 高職模具二班 學(xué)生姓名 任務(wù)下達(dá)日期2012 年 3 月 10 日畢業(yè)論文日期： 2012 年 3 月 15 日至 2013 年 5 月 11 日畢業(yè)論文題目：安全帽的造型設(shè)計(jì)畢業(yè)論文專題題目：安全帽的造型設(shè)計(jì)畢業(yè)論文主要內(nèi)容和要求：內(nèi)容: 1.注塑成型設(shè)計(jì)方案2.零件的制造工藝過(guò)程3.模具成型工藝系主任簽字： 指導(dǎo)教師簽字：江蘇徐

2、州機(jī)電工程高等職業(yè)學(xué)校畢業(yè)論文指導(dǎo)教師評(píng)閱書指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)（基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題的能力；研究?jī)?nèi)容的理論依據(jù)和技術(shù)方法；取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；工作態(tài)度及工作量；總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；存在問(wèn)題；是否同意答辯等）：成 績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 江蘇徐州機(jī)電工程高等職業(yè)學(xué)校畢業(yè)論文答辯及綜合成績(jī)答答 辯辯 情情 況況回 答 問(wèn) 題提 出 問(wèn) 題正 確基本正確有一般性錯(cuò)誤有原則性錯(cuò)誤沒(méi)有回答答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)及建議成績(jī)答辯委員會(huì)主任簽字： 年 月 日系部領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評(píng)定成績(jī)系部領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人： 年 月 日安全帽注塑模具設(shè)計(jì)安全帽注塑模具設(shè)計(jì)摘要摘要: :本文主要講述了安全帽注塑模

3、的設(shè)計(jì)。內(nèi)容包括制品材料的選擇及材料性能的分析、注射機(jī)的選用、澆注系統(tǒng)、成型零件、冷卻系統(tǒng)和抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等部分。除此之外，還包括模具型腔部分，并利用先進(jìn)軟件將其加工部分直接生成 NC 文件。本文強(qiáng)調(diào)利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制造技術(shù)，運(yùn)用了 Pro/E、CAXA 等國(guó)內(nèi)外著名軟件進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)。既保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，還大大地提高了制造生產(chǎn)率，縮短了產(chǎn)品更新的周期。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞： 安全帽 注塑模 輔助設(shè)計(jì)第一章第一章 緒論緒論隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，塑料注射模已經(jīng)成為制造塑料制造品的主要手段之一，且發(fā)展成為最有前景的模具之一。實(shí)際上，塑料制品是目標(biāo)，塑料注射模是實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的一種手段，所以不能“孤立地為模具而

4、只考慮模具”，應(yīng)從系統(tǒng)工程角度出發(fā)，把塑料注射模作為塑料注射成型加工系統(tǒng)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，這樣在設(shè)計(jì)與制造塑料注射模時(shí)，就應(yīng)把這個(gè)系統(tǒng)中的其他環(huán)節(jié)作為塑料注射模設(shè)計(jì)與制造的考慮因素。本文從零件出發(fā)，詳細(xì)講述了模具設(shè)計(jì)各部分，直到模腔三維造型的仿真加工完成這整一個(gè)過(guò)程。模具作為提高生產(chǎn)率，減少材料和消耗，降低產(chǎn)品成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段，已越來(lái)越受到各工業(yè)部門的重視。隨著工業(yè)技術(shù)不斷向前發(fā)展，要求模具在更苛刻、更高速度的工作條件下，對(duì)模具的精度越來(lái)越高，使用壽命越來(lái)越長(zhǎng)。為了滿足這些要求，國(guó)內(nèi)外都在模具材料的研究和開(kāi)發(fā)上作了巨大的努力，也在這方面取得了不少成果。 然而由于塑料零配件形

5、狀復(fù)雜、設(shè)計(jì)靈活，對(duì)模具材料、設(shè)計(jì)水平及加工設(shè)備均有較高要求，并不是人人都可以輕易涉足的。專家認(rèn)為，目前中國(guó)與國(guó)外水平相比還存在較大差距，眼前需盡快突破制約模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展的三大瓶頸：一是加大塑料材料與注塑工藝的研發(fā)力度；二是塑模企業(yè)應(yīng)向園區(qū)發(fā)展，加快資源整合；三是模具試模結(jié)果檢驗(yàn)等工裝水平必須盡快跟上，否則塑料模具發(fā)展將受到制約。 面對(duì)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)與高質(zhì)量制品的挑戰(zhàn)，中國(guó)塑模企業(yè)不僅要加快產(chǎn)業(yè)集群化，發(fā)揮規(guī)模效應(yīng)，還要注重模具產(chǎn)業(yè)鏈的前端研發(fā)、人才建設(shè)和產(chǎn)業(yè)鏈后端的檢測(cè)以及信息服務(wù)，盡快縮短技術(shù)、管理、工裝水平與國(guó)際水準(zhǔn)的差距。這是塑料模具企業(yè)在發(fā)展中必須解決的重要問(wèn)題。第二章第二章 零件材料的

6、選擇及材料性能分析零件材料的選擇及材料性能分析1、塑料制品的設(shè)計(jì)依據(jù)及選材依據(jù)、塑料制品的設(shè)計(jì)依據(jù)及選材依據(jù)1本設(shè)計(jì)帽殼采用昂貴的日本進(jìn)口超高抗沖 ABS 工程塑料，彈性好，強(qiáng)度高，安全性能特好。加寬帽沿加強(qiáng)肋，使帽殼整體更堅(jiān)固。帽殼前后還有透氣孔，佩戴起來(lái)通風(fēng)，使人感覺(jué)舒適。ABS（Acrylonitrile/butadiene/styrene compolymer）即為在聚苯乙烯分子中導(dǎo)入了丙烯腈、丁二烯等異種單體后成為改性共聚物，也可稱為改性聚苯乙烯，具有比聚苯乙烯優(yōu)越的使用性能和工藝特性。其流動(dòng)性中等，隨溫度變化較大：料溫高則流動(dòng)性增大。所以成型時(shí)宜調(diào)節(jié)溫度來(lái)控制流動(dòng)性。模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根

7、據(jù)所用塑料的流動(dòng)性，選用合理的結(jié)構(gòu)。成形時(shí)也可控制料溫、模溫及注射壓力、注射速度等因素來(lái)適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)成型需要。其具體的成型條件如下表 1 所示：表 1：ABS 塑料成型條件適用注射機(jī)類型密度(g/cm3)注射壓力(MPa)螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)計(jì)算收縮率(%)模具溫度(0C)預(yù)熱吸水率24h(%)拉伸屈服強(qiáng)度(MPa)抗拉屈服強(qiáng)度(MPa)噴嘴溫度(0C)溫度0C時(shí)間/h螺桿柱塞式均可1.031.0760100300.30.850808085230.31800501701802、塑件體積估算、塑件體積估算按制品尺寸要求在 “CAXA 制造工程師”軟件畫出零件實(shí)體，然后點(diǎn)擊 “工具”“查詢”“零件

8、屬性”即可得出制品所需的塑件體積為297285.996。3mm3 3、塑件質(zhì)量計(jì)算、塑件質(zhì)量計(jì)算ABS 的密度為 1.031.07 g/cm 取=1.05 g/cm33塑件質(zhì)量 M=V=1.05 g/cm297285.996 cm =311.85 g33103注塑機(jī)的選用，由制品體積計(jì)算注射機(jī)的最大注射量 設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)使成型制品每次所需注射量總量小于注射機(jī)的件V最大注射量。即 注V件V%80注V式中： 塑件與澆注系統(tǒng)的體積（） ；件V3cm 注射機(jī)的注射量（） ；注V3cm 最大注射容量的利用系數(shù)。%80 而由上知為 297285.996（合 297.3，所以可得：件V3mm)3cm/注V件

9、V%80通過(guò)計(jì)算可得：371.6。注V3cm綜上所述，只能選擇螺桿式注射機(jī)（60） 。結(jié)合本國(guó)國(guó)情，注V3cm初選國(guó)產(chǎn) XS-ZY-1000 型臥式注射機(jī)。該注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下表 2所示：表 2：XS-ZY-1000 型臥式注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)最大理論注射量（）3cm注射方式最大開(kāi)模行程注射速率（g/s）最大模具厚度（mm）螺桿直徑（mm）最小模具厚度（mm）注射壓力（Mpa）鎖模力（KN）模具定位孔直徑（mm）噴嘴球半徑（mm）1000螺桿式7007070070300108004500150184 4、注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核、注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核（1）注射壓力的校核塑件成形所需的注

10、射壓力應(yīng)小開(kāi)或等于注射機(jī)的額定注射壓力，其關(guān)系按下式校核：成p注p式中 塑件成型所需的注射壓力（Mpa）成p所選注射機(jī)的額定注射壓力（Mpa）注p已知 =60100(Mpa); =10800（Mpa）成p注p所以滿足 ：成p注p （2）鎖模力的校核模具所需的最大鎖模力應(yīng)小于或等于注射機(jī)的額定鎖模力，其關(guān)系按下式校核： （）1000AkpCFkN式中 安全系數(shù)，常取 =1.11.2，這里取值 1.1;kk熔融塑料在型腔內(nèi)的平均壓力（。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，型Cp)MPa腔內(nèi)平均壓力常取 2040。這里取 30；CpMPaMPaA塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積（cm ） ；2 注射機(jī)額定鎖模力。 F已知

11、 Aab 式中 a橢圓長(zhǎng)半軸，取 140mm; b橢圓短半軸，取 130mm， 所以 A=即：ab),(12.5717713014014. 32mm F)(84.1886100012.57177301 . 1kN所選注射機(jī)的鎖模力 F=4500 1886.84 ,所以所選注射機(jī)滿足鎖kNkN模力要求。 （3）模具閉合厚度的校核模具閉合時(shí)的厚度在注射機(jī)，動(dòng)、定模板的最在閉合高度和最小閉合高度之間，其關(guān)系按下式校核：minHmHmaxH式中 注射機(jī)允許的最小模具厚度（mm）minH模具閉合厚度（mm）mH注射機(jī)允許的最大模具厚度(mm)maxH 已知= 300 mm，=700 mm，minHmax

12、H初步可設(shè) =mH其他動(dòng)推桿行程定hhhh式中 定模的高度，比制品高度高，初取為 200mm；定h 推桿行程，比制品高度略高，初取為 170mm；推桿行程h動(dòng)模不包括制品型腔部位的高度，初取為 40；動(dòng)h 其他厚度包括動(dòng)定模板厚度、支承板厚度等，其他h取為 200mm。代入上述數(shù)據(jù)可得：=200+170+40+200=610(mm)mH所以模具閉合時(shí)的厚度能滿足要求，即：=300=610=700（mm）minHmHmaxH（4）開(kāi)模行程校核： 35HHL21（）（mm10式中脫模距離（） ，這里為157.5；1Hmm1Hmm包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的制品高度（） ，這2Hmm里為190；2Hmm 注射

13、機(jī)開(kāi)模行程（即移動(dòng)模板行程） （） 。Lmm已知所選注射機(jī)最大開(kāi)模行程=700,故而可知Lmm157.5+190+5.5353（）,能滿足要求。Lmm第三章第三章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是熔融塑料從注射機(jī)噴嘴到型腔的必經(jīng)通道，它直接關(guān)系到成型的難易和制品的質(zhì)量，是注射模設(shè)計(jì)中的重要組成部分。其作用是使熔融塑料平穩(wěn)、有序地填充到型腔中去且把壓力充分地傳遞到各個(gè)部位，以獲得組織致密、外形清晰、美觀的制品。1、按制品特點(diǎn)選擇澆注形式、按制品特點(diǎn)選擇澆注形式安全帽的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是大而深的殼體零件。為此擬定直接澆口類型。由直澆口的特點(diǎn)（加工薄壁塑件時(shí)，澆品根部的直徑最多等于塑件壁厚的兩倍）確定

14、澆品根部直徑為mm5。主流道的一端常設(shè)計(jì)成帶凸臺(tái)的圓盤，其高度為 510mm，這里定為8mm，并與注射機(jī)固定模板的定位孔間隙配合。襯套的球形凹坑嘗試常取35mm，這里取 4mm。半錐角，這里取。主流道大端處應(yīng)呈圓132角，其半徑常取，這里取 2mm。1rmm3已知注射機(jī)相關(guān)參數(shù)如下：注射機(jī)固定模板的定位孔半徑 R=75mm,機(jī)床噴嘴孔徑，噴嘴圓弧半徑，那么澆口套主要尺寸可,31mmDmmR181計(jì)算得：,。如附圖 41 所示。1 (12 RRmmmm19)25 . 0(12 DDmmmm5 . 3) 1在保證塑件成型良好的前提下，主流道的長(zhǎng)度 L 盡量短，否則將會(huì)使主流道凝料增多，塑料耗量大，

15、且增加壓力損失，使塑料降溫過(guò)多而影響注射成型通常主流道長(zhǎng)度 L 可小于或等于 60mm。圖 41 直澆道口的設(shè)計(jì)2 2、澆口套的設(shè)計(jì)、澆口套的設(shè)計(jì)由于主流道要與高溫塑料及噴嘴接觸和碰撞，所以模具的主流道部分通常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套，以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材（如 T8A 等）單獨(dú)加工和熱處理（硬度為 5357HRC） ，或用 45，50，55 等鋼表面淬火（55HRC） 。3 3、定位圈的設(shè)計(jì)、定位圈的設(shè)計(jì)其直徑 D 為與注射機(jī)定位孔配合直徑，應(yīng)按選用注射機(jī)的定位孔確定。直徑 D 一般比注射機(jī)定位孔直徑小 0.1以便于安裝。定位圈一mm3 . 0般采用 45 或 Q235 鋼。用兩個(gè)以上的 M6

16、-M8 的內(nèi)六角螺釘固定在模板上。第四章第四章 成型零件的設(shè)計(jì)成型零件的設(shè)計(jì)1 1、型腔數(shù)的確定、型腔數(shù)的確定根據(jù)制件的幾何形狀、材料、注射類型及生產(chǎn)批量通過(guò)經(jīng)驗(yàn)圖確定型腔數(shù)為單腔；為避免出現(xiàn)飛邊，要求注射壓力以及鎖模力作用在主流道中心。2 2、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）凹模（型腔）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凹模是成形塑件外形的主要部件，結(jié)構(gòu)隨塑件的形狀和模具的加工方法而變化。本設(shè)計(jì)中的制品形狀比較簡(jiǎn)單，宜設(shè)計(jì)成完全整體凹模，其特點(diǎn)是強(qiáng)度、剛度好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，牢固可靠，不易變形，成型的塑件質(zhì)量較好。（2）凸模（型芯）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凸模是成型塑件內(nèi)形的成型零件，型芯是成型塑件上孔的成型零件，兩者并無(wú)嚴(yán)

17、格的區(qū)別。分析制品的形狀特點(diǎn)：兩側(cè)有 48 個(gè)小孔。故而應(yīng)設(shè)計(jì)成完全整體式凸模+局部鑲拼嵌入，即在大凸模上又局部鑲拼嵌入了小凸模。3 3、分型面的確定、分型面的確定從制品的形狀出發(fā)，確定分型面主要從以下四個(gè)方面進(jìn)行考慮：（1）確保塑件表面要求：分型面應(yīng)盡可能選擇在不影響塑件外觀的部位以及塑件外觀的要求，而且分型面處所產(chǎn)生的飛邊應(yīng)容易修整加工。（2）考慮鎖模力：盡可能減少塑件在分型面上的投影面積。如圖 31 模具的分型面尺寸在保證一定的型腔不溢料邊距的情況下，應(yīng)盡可能減小分型需接觸面積，從而可以增加分型面的接觸應(yīng)力，防止溢料，并簡(jiǎn)化分型面的加工。圖 31 分型面的確定（3）考慮模板間距：該塑件的

18、高度為 160mm，而底面橢圓尺寸為 280mm260mm。故選擇高度方向可將模板間距減小到最小。（4）便于排溢：為了有利于氣體的排出，分型面盡可能與料流的末端重合。綜上四點(diǎn)，根據(jù)制品的形狀，應(yīng)選用單分型面，以制品的最大端面作為分型面。4、成型零件工作尺寸的計(jì)算、成型零件工作尺寸的計(jì)算制品尺寸能否達(dá)到圖紙尺寸要求與型腔、型芯的工作尺寸的計(jì)算有很大的關(guān)系。成型零件工作尺寸的計(jì)算有很多，這里以塑件平均收縮率為基準(zhǔn)的計(jì)算方法計(jì)算成型零件的工作尺寸。計(jì)算模具成型零件最基本的公式為：AQAmA式中模具成型零件在室溫（20） 時(shí)的尺寸（） ；mACmm塑料制品在室溫時(shí)的尺寸（） ；Amm塑料的平均收縮率，

19、 ABS 為 0.5%0.8%，這里取 0.6%Q（1）型腔內(nèi)徑尺寸的計(jì)算模具的開(kāi)腔內(nèi)徑尺寸是由制品的外徑尺寸所決定。設(shè)制品的外徑名義尺寸為 D 是最大尺寸，其公差為負(fù)偏差（如非應(yīng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換） 。制品的平均徑向尺寸?。―?？紤]到收縮率，其收縮量為（D。）2）2Q設(shè)型腔內(nèi)徑名義尺寸為最小尺寸，其公差為正偏差，則其平均MDZ值為+?？紤]到型腔工作過(guò)程中最大磨損量，取平均值為，則MDZC2C有：+（D+（DMD2Z）2）2Q2C對(duì)于中小型制品，可取，代入上式，得：Z3C6+（D+（DMD32Z）2）2Q62C對(duì)上式化簡(jiǎn)可得：D+DMDQ2Q43因?yàn)榕c其它各項(xiàng)相比很小，可略去，加上制造偏差，則得模具型2

20、Q腔內(nèi)徑計(jì)算公式為：（D+D）（）MDQ43Zmm式中 型腔的內(nèi)徑尺寸（） ；MDmmD制品的最大尺寸（） ；mm 制品公差，這里取 0.48；mm塑料的平均收縮率（%） ，這里取Q0.6%；Q3/4系數(shù)，可隨制品精度變化。一般取 0.5 0.8 之間。若制品偏差大則取小值，若 制品偏差小則取大值。這里取 0.6；模具制造公差，一般取（1/61/4）Z。mm 這里取 0.2。mm由上式易得：制品總長(zhǎng)： （280+2800.6 0.48）MLD%6 . 0281.4（） ；2 . 02 . 0mm橢圓短軸長(zhǎng)：（205+2050.6 0.48）205.9（MDD%6 . 02 . 02 . 0）

21、；mm橢圓長(zhǎng)軸長(zhǎng)：（226+2260.6 0.48）227.1（MCD%6 . 02 . 02 . 0） 。mm同理可得如下計(jì)算公式，推導(dǎo)過(guò)程從略。（2）型腔深度尺寸的計(jì)算（凹模深度計(jì)算）：ZQhh)32H11M（式中型腔深度尺寸（） ；MHmm制品高度最大尺寸（） 。1hmm其余參數(shù)同上。代入各數(shù)據(jù)可得：（160+160）160.6（MH2 . 048. 032%6 . 0）2 . 0） 。mm（3）型芯徑向尺寸的計(jì)算（凸模徑向尺寸）：（ZQDDdM)43(11）mm式中型芯外徑尺寸（） ；Mdmm制品內(nèi)徑最小尺寸（） 。1Dmm代入各數(shù)據(jù)可得：橢圓短軸長(zhǎng)：（200+200201.5（） ；

22、MDd2 . 048. 06 . 0%6 . 0）2 . 0mm橢圓短軸長(zhǎng)：（221+221222.6（） 。CMd2 . 048. 06 . 0%6 . 0）2 . 0mm（4）型芯高度尺寸的計(jì)算：ZQHHhM)32(11式中型芯高度尺寸（） ；Mhmm制品深度最小尺寸（） 。1Hmm代入各數(shù)據(jù)可行：（157.5+157.5158.8（） 。Mh2 . 048. 032%6 . 0）2 . 0mm5 5、模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算、模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算塑料模在注射成型過(guò)程中，由于注射成型壓力很高，型腔內(nèi)部承受熔融塑料的巨大壓力，這就要求型腔要有一定的強(qiáng)度和剛度，如果模具型腔的強(qiáng)度和

23、剛度不足，則會(huì)造成模具的變形和斷裂。（1）側(cè)壁的理論寬度計(jì)算A 求系數(shù) c: C= 式中 c系數(shù)；1lhf h凹模型腔的深度（cm） ；凹模型腔的寬度（cm） ；1l注：計(jì)算 c 時(shí)，先確定 h，的值，然后單擊 h/文本框，再單擊 c1l1l文本框自動(dòng)通過(guò)曲線圖計(jì)算出系數(shù) c。 因?yàn)?h=15.75 cm, =22.6 cm。代入可求得 c=0.13151lB 求系數(shù) ： = 式中 系數(shù)；12llf 凹模型腔短邊長(zhǎng)度（cm） ；2l 凹模型腔長(zhǎng)邊長(zhǎng)度（cm） ；1l注：計(jì)算 時(shí)，先確定， 的值，然后單擊 /文本框，再單擊1l2l2l1l 文本框自動(dòng)調(diào)用曲線圖計(jì)算出系數(shù) 。 因?yàn)?=21.6cm

24、;=22.6cm.。代入可求得 = 0.6053.2l1lC 求凹模側(cè)壁的理論寬度： b=h3yEcph 式中 b凹模側(cè)壁的理論寬度（cm） ； h凹模型腔的深度（cm） ； p凹模型腔內(nèi)的熔體壓力（MPa） ； y凹模長(zhǎng)邊側(cè)壁的允許彈性變形量（cm） ； 一般塑件 y=0.005； 精密塑件 y塑件壁厚的成形收縮量； 尼龍塑件 y=0.00250.003； c系數(shù) 系數(shù) E鋼材的抗拉彈性模量，一般中碳鋼 E=2.1 510MPa； 預(yù)硬化塑料模具鋼 E=2.2510因?yàn)?h=15.75cm,p=30MPa,y=0.005cm。代入可求得：b=7.14cm=71.4mm （2）型腔的理論底部厚

25、度計(jì)算 ： 2341758. 0PEprh各參數(shù)同上。代入可得：h=41.25mm。取 h=41.25mm，但是由于型腔還有定模固定板支承，故其不會(huì)懸空，因而可不必取這么厚尺寸，與定模固定板聯(lián)結(jié)總尺寸大于 41.25mm 即可。6 6、模具鋼的選擇、模具鋼的選擇 （1）選擇模具鋼的原則塑件的尺寸精度塑件的尺寸精度，有 50%取決于模具。而模具的制造精度及耐磨損性能又決定制件的合格率。對(duì)于要求高精度（SJ137278 的 3、4 級(jí)精度）以及超高精度（SJ137278 的 1、2 級(jí)精度）的塑件，既使產(chǎn)量極低，也應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)模具鋼。制件的復(fù)雜程度制件越復(fù)雜，型腔的加工就越難，因而必須選用切削性能好

26、的鋼材。制件復(fù)雜程度高，表現(xiàn)在制件圖樣上的尺寸數(shù)目多，加工部位多。因而加工的應(yīng)力變形必須考慮。制件的體積大小制件越大，型腔的切削量也越大。用大吃刀量切削時(shí)，切削應(yīng)力也大。因而對(duì)于大制件的模具最好選用易切鋼。制件小時(shí)，型腔體積小，所用的刀具（主要是銑刀）強(qiáng)度低，切削量很小。選擇鋼材時(shí)應(yīng)選用質(zhì)地均勻，合金碳化物分布細(xì)而均稱的鋼材。小模具多先作預(yù)硬化處理后加工，要考慮加工的可能性。（2）本設(shè)計(jì)模具鋼的選擇基于上述各個(gè)原則并逐次考慮之，結(jié)合制件為大批量生產(chǎn)、塑件尺寸精度要求較高、制件形狀相對(duì)簡(jiǎn)單、體積較大以及制件要求外觀比較光滑等特點(diǎn)，從經(jīng)濟(jì)性、加工性等方面進(jìn)行綜合考慮，本設(shè)計(jì)決定選用3Cr2Mo(P

27、20)模具鋼。3Cr2Mo(P20)屬預(yù)硬化鋼，為我國(guó)引進(jìn)美國(guó)通用的塑料模具鋼，預(yù)硬化后硬度 HRC3638。用于中、小型熱塑性塑料注射模。真空熔煉的品種可以拋光成鏡面光澤?？估瓘?qiáng)度約為 1330。2/mmN第五章第五章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)51、結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)為提高生產(chǎn)率，本設(shè)計(jì)采用機(jī)動(dòng)脫模，即應(yīng)用注射機(jī)的液壓頂出裝置或機(jī)械頂出機(jī)構(gòu)，在模具開(kāi)模后，通過(guò)模具中的頂出機(jī)構(gòu)將塑件從模具中脫出。本脫模機(jī)構(gòu)采用異型頂桿、頂出固定板和頂出板組成的頂出機(jī)構(gòu)。開(kāi)模時(shí)，塑件滯留于動(dòng)模，模具開(kāi)啟后使塑件及澆品凝料滯留于帶有脫模裝置的動(dòng)模上，以便模具脫模裝置在注射機(jī)頂桿的驅(qū)動(dòng)下完成脫模動(dòng)作。2

28、、2 2、脫模力的計(jì)算、脫模力的計(jì)算經(jīng)過(guò)注射機(jī)的高壓注射塑料在模具內(nèi)冷卻定型，此時(shí)塑料收縮將型芯包緊，這一包緊力是開(kāi)模后塑件脫出時(shí)所必須克服的，此外還有不通孔帶來(lái)的大氣壓力，塑料及型芯的粘附力，摩擦力及機(jī)構(gòu)本身運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的摩擦阻力。開(kāi)始脫模時(shí)的瞬時(shí)阻力最大，脫模力的計(jì)算一般總是計(jì)算初始脫模力。由 t/D=2.5/226=1/90.41/20(塑件壁厚與其內(nèi)孔直徑之比)，所以應(yīng)按薄壁塑件來(lái)計(jì)算脫模力： BKftLEQ10)1 ()tan(cos2式中 Q脫模力（N） ； 塑料的拉伸模量，為 2000；EMPa 塑料成型的平均收縮率,為 0.6%； 塑件的壁厚,為 2.5mm；t 被包型芯的長(zhǎng)度

29、，為 157.5mm；L 脫模斜度（）,一般為 12,這里取 1； f塑料與鋼材之間的摩擦系數(shù)，為 0.3； 塑料的泊松比，對(duì)于 ABS 為 0.35； 由和決定的無(wú)因次系數(shù)，約等于 1。Kf B塑件在與開(kāi)模方向垂直的平面上的投影面積（） ，2mm當(dāng)塑件底部有通孔時(shí)，10視為零。這里=BB238340108113mm所以可得： =11981.3QN3 3、推桿長(zhǎng)度計(jì)算、推桿長(zhǎng)度計(jì)算推桿總長(zhǎng)度：頂固頂動(dòng)墊凸桿hShhh)()(21式中 凸模的總高度，為 188；凸hmm動(dòng)模墊板的厚度，為 80；動(dòng)墊hmm頂出行程，為 175；頂Smm頂桿固定板的厚度，為 20頂固hmm1富裕量，一般為（0.05

30、0.1），這里取 0.08;mmmm頂出行程富裕量，一般為 36mm，這里取 4，以免2mm頂出板直接頂?shù)絼?dòng)模墊板。代入上述各數(shù)據(jù)，可得推桿總長(zhǎng)度： =467.08 ,取 468mm。桿hmm4 4、推桿強(qiáng)度計(jì)算與應(yīng)力校核、推桿強(qiáng)度計(jì)算與應(yīng)力校核1（1）圓形推桿直徑d： )(644322cmQRnld式中 d圓形推桿直徑（cm） ；推桿長(zhǎng)度系數(shù) 0.7;推桿長(zhǎng)度，為 46.8cm;l推桿數(shù)量,定為 4 根；nE推桿材料的彈性模量（） ，鋼 2/cmN=；E7101 . 2 總脫模力，為 11981.3N。Q代入各數(shù)據(jù)可得圓形推桿直徑： =0.64cm=6.4mm。d因推桿比較長(zhǎng)，應(yīng)適當(dāng)增大其直

31、徑以提高其剛度。由1表 5-10 選擇推桿尺寸（GB4169.184）如下（單位：）：mm0 . 20005. 002 . 0013. 0022. 0468,7,22,16LSDd因推桿需參與成型，故應(yīng)做成異型推桿，經(jīng)上述標(biāo)準(zhǔn)修補(bǔ)而成。（2）推桿應(yīng)力校核： sdnQ24式中 推桿應(yīng)力（） ；2/cmNs推桿鋼材的屈服強(qiáng)度，對(duì)于 45 鋼，=320002/cmN。s所以 =（2/cmN）,320002 .331043 .1198142s能保證推桿的正常工作。 推板厚度計(jì)算： 354. 0EByQLH 式中 H推板厚度（cm） ；L推桿間距，為 9.6cm；Q總脫模力，為 11981.3N；E鋼材

32、的彈性模量，對(duì)于 45 鋼為 E=2.110 N/cm72B推板寬度，為 36cm；y推板允許最大變形量，為 0.005cm。代入以上各數(shù)據(jù)，可算得： H=7.615cm=76.15mm，取 80mm。第六章第六章 排溢、引氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)排溢、引氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1 1、排溢設(shè)計(jì)、排溢設(shè)計(jì)模具型腔在塑料充填過(guò)程中，除了型腔內(nèi)原有的空氣外，還有塑料受熱或凝固而產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體尤其是在高速注射成型時(shí)，考慮排氣是很必要的。一般是在塑料充填的同時(shí)，必須將氣體排出模外。否則，被壓縮的氣體所產(chǎn)生的高溫，引起塑件局部碳化燒焦，或使塑件產(chǎn)生氣泡，或使塑件熔接不良而引起塑件強(qiáng)度降低，甚至阻礙塑料填充等。為了使這些氣

33、體從型腔中及時(shí)排出，可以采用開(kāi)設(shè)排氣槽等辦法。2 2、引氣設(shè)計(jì)、引氣設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)制品為深腔殼形塑件,注射成型后,整個(gè)型腔由塑料填滿,型腔內(nèi)氣體被擠出,此時(shí)塑件的包容面與型芯的被包容面基本上構(gòu)成真空。當(dāng)塑件脫模時(shí)，由于受到大氣壓力的作用造成脫模困難，如采用強(qiáng)行脫模，勢(shì)必使塑件發(fā)生變形或損壞，影響塑件質(zhì)量。第七章第七章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3一般注射到模具內(nèi)的塑料溫度為 200C 左右,而塑件固化后從模具型腔中取出時(shí)其溫度在 600C 以下。熱塑性顏料在注射成型后,必須對(duì)模具進(jìn)行有效的冷卻,使熔融塑料的熱量盡快傳給模具,以便使塑件可靠冷卻定型并可迅速脫模,提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。冷卻介質(zhì)

34、采用冷卻水,這是因?yàn)樗臒崛萘看?傳熱系數(shù)大,成本低,且低于室溫的水也容易取得.用水冷卻即在模具型腔周圍或型腔內(nèi)開(kāi)設(shè)冷卻水通道,利用循環(huán)水將熱量帶走,維持恒溫。1 1、冷卻通道的理論計(jì)算、冷卻通道的理論計(jì)算（1）熱量計(jì)算模具的熱量是由輻射傳熱、對(duì)流散熱、向模板的傳熱和與注射噴嘴的傳熱等很多因素綜合作用的結(jié)果。要精確計(jì)算是十分困難的?，F(xiàn)僅考慮冷卻介質(zhì)在管內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流的散熱，而忽略其它傳熱因素。假設(shè)由熔融塑料放出的熱量全部付給模具，其熱量為： (J/h)(21TTnmCQ式中 每小時(shí)注射次數(shù)（次/小時(shí)） ；n 每次注射的塑料質(zhì)量（千克/次） ；m 塑料的比熱容（J/kg 0C）,查表 8-26 可得

35、 ABS 的比C熱 容是 1047（J/kg 0C） ； 熔融塑料進(jìn)入模腔的溫度（0C） ；1T 制品脫模溫度（0C） 。2T每小時(shí)注射次數(shù) 與注射周期有關(guān)，而注射周期 （每?jī)纱伍]模的時(shí)nT間間隔）包括 ： 1)(sTTTTTrcni式中 充模時(shí)間，查表 5-49 得=6.8s;iTiT 升壓及保壓時(shí)間，=,當(dāng)壁厚 s=2.5mm 時(shí)，nTnT)2(3 . 02ss 代入可得=4.5s;nT 冷卻時(shí)間，對(duì)于 ABS 塑料，查表 5-51 得壁厚為Tc2.5mm 時(shí)=13.7s；Tc 其余時(shí)間，包括脫模取件及開(kāi)閉模時(shí)間。這一段時(shí)Tr間基本上與模內(nèi)塑件的冷卻無(wú)甚關(guān)系。因而時(shí)間不能固定，與人為因素T

36、r有關(guān)系，所以計(jì)算冷卻系統(tǒng)時(shí)，可不考慮。Tr代入上述數(shù)據(jù)可計(jì)算得： )(25 sT 所以可得每小時(shí)注射次數(shù)為：，查 可得其余各n)(1446060次T1項(xiàng)值如下：=316.3千克/每次，=1900C ，=550C。m3101T2T所以可得：6437868.98（J/h）)55190(1047103 .3161443Q （2）冷卻水量和管徑的計(jì)算冷卻時(shí)所需要的冷卻水量: )(43TTQM式中 通過(guò)模具的冷卻水質(zhì)量（） ；Mkg出水溫度（0C） ，這時(shí)定為 400C；3T進(jìn)水溫度（0C） ，這里定為室溫 200C；4T導(dǎo)熱系數(shù)（J/0C） ，m 代入各數(shù)據(jù)可得： =（）M11.305)2040(1

37、05598.6437868kg根據(jù)冷卻水處于湍流狀態(tài)下的流速 與水管道直徑 的關(guān)系，確定模vd具模具冷卻水管道直徑 。d因?yàn)?Mvd24故有 )(1043mmvMd式中 通過(guò)模具的冷卻水質(zhì)量（） ；Mkg 管道內(nèi)冷卻水的流速，一般取 0.82.5m/s,這里取v1.5m/s； 水的密度，10。33/mkg所以可得： =，這時(shí)取 =15。d)(0 .16105 . 114. 311.30510433mmdmm第八章第八章 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)5因制品兩側(cè)有小孔，模具上成型該處的型芯必須制成可側(cè)向移動(dòng)的活動(dòng)型芯，在塑件脫模前先將活動(dòng)型芯抽出，否則就無(wú)法脫模。1 1、側(cè)向分型

38、與抽芯機(jī)構(gòu)的選用、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的選用為提高生產(chǎn)率，選用機(jī)動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)，利用注射機(jī)開(kāi)模力作為動(dòng)力，通過(guò)斜導(dǎo)槽、滾筒和滑塊等零件，使力作用于側(cè)向成型零件而把活動(dòng)型芯從塑料制品中抽出，合模時(shí)又靠它使側(cè)向成型零件復(fù)位。2 2、抽心距的計(jì)算、抽心距的計(jì)算抽芯距是指?jìng)?cè)型芯從成型位置抽到不妨礙塑件取出位置時(shí)，側(cè)型芯在抽撥方向所移動(dòng)的距離。抽芯距一般應(yīng)大于塑件的側(cè)孔深度 23mm。+（23 ）()hs mm式中 抽芯距（） ；smm 塑件側(cè)孔深度，為 2.5。hmm所以可得： =2.5+2.5=5()。smm 抽芯機(jī)構(gòu)各尺寸的確定： cossin/sHsL式中 斜導(dǎo)槽的工作長(zhǎng)度（） ；Lmm抽芯

39、距，由上知 =5；ssmm斜導(dǎo)槽的傾斜角，實(shí)踐證明取 22最為理想；33與抽芯距 對(duì)應(yīng)的開(kāi)模距（） 。Hsmm代入上述各數(shù)據(jù)可得： =13，=12。LmmHmm3 3、抽芯力及抽芯所需開(kāi)模力的計(jì)算、抽芯力及抽芯所需開(kāi)模力的計(jì)算（1）抽芯力的計(jì)算： )sincos(uchpFc式中 抽芯力（） ；cFN側(cè)型芯成型部分的截面平均周長(zhǎng)，為 5c310；m側(cè)型芯成型部分的高度，為 2.5；h310m塑件對(duì)側(cè)型芯的收縮應(yīng)力（包緊力） ，其值與 p 塑件的幾何形狀及塑料的品種、成型工藝有 關(guān)，一般情況下模內(nèi)冷卻的塑件=（0.8p 1.2）,取 1。Pa710Pa710塑料在熱狀態(tài)時(shí)對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，一般u

40、=0.150.2，取 =0.18。uu側(cè)型芯的脫模斜度，取=1代入以上各數(shù)據(jù)可得： =20.32。cFN兩側(cè)共有 48 個(gè)小孔，故其總需抽芯力為： 4 .9754832.20NFc總N（2）抽芯所需開(kāi)模力的計(jì)算： tancos2tktwFFFF式中 側(cè)抽芯時(shí)斜導(dǎo)槽所受的彎曲力（） ；wFN 側(cè)抽芯時(shí)的脫模力，=（） ；tFtF總cFN 側(cè)抽芯時(shí)所需的開(kāi)模力（） 。kFN所以可得： =530，=400。wFNkFN由計(jì)算可知抽芯時(shí)所需的開(kāi)模力并不大，斜導(dǎo)槽所受的彎曲力也很少。故而斜導(dǎo)槽的尺寸可按模具的結(jié)構(gòu)取一合理值即可。5 5、型芯結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(jì)及其它部件選材、型芯結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(jì)及其它部件選材型芯結(jié)

41、構(gòu)布置如附圖 10.5.1 所示。組成斜導(dǎo)槽的零件對(duì)硬度和耐磨性都有一定的要求，一般情況下。常用材料為 45 鋼。為了便于加工和防止熱變形，常常調(diào)質(zhì)至 2832HRC 后銑削成形。蓋板的材料用 T8 鋼，要求硬 C 50。斜導(dǎo)槽與滑塊配合部分的表面要求較高，表面粗糙度。mRa8 . 0 附圖 9.5.1第九章第九章 模架選擇模架選擇根據(jù)制品的大小、型腔的布局和模具的總體的結(jié)構(gòu)，可知應(yīng)選用標(biāo)準(zhǔn)模架(GB/T12556.112556.2-90)型,其標(biāo)記為:3AA3560*63020Z2GB/T125561990但由于制品深度太大，且?guī)в袀?cè)抽芯機(jī)構(gòu)，故無(wú)法完全按其標(biāo)準(zhǔn)，只好依次選用標(biāo)準(zhǔn)模板。各標(biāo)準(zhǔn)

42、零件標(biāo)記如下：定模座板：模板 630 560 50 GB/T4169.884，材料：45 鋼 GB/T 6991999；如附圖 10.1動(dòng)模座板：模板 630 560 50 GB/T4169.884，材料：45 鋼 GB/T 6991999；如附圖 10.2墊塊：100 560 200 GB/T 4169.61984，材料：Q235A 鋼 GB/T 7001988；推板：360 560 25 GB/T 4169.71984，材料：45 鋼 GB/T 6991999；如附圖 10.3限位釘 8 GB/T 4169.9-1984，材料：45 鋼 GB/T 699-1999。如附圖10.4 附圖 10.1 定模座板 附圖 10.2 動(dòng)模座板 附圖 10