整理帶螺紋殼體注射模設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、題目帶螺紋殼體注射模設(shè)計(jì)學(xué)生姓名機(jī)電工程系模具設(shè)計(jì)與制造學(xué) 號(hào) 系 部 專 業(yè) 班 級(jí) 指導(dǎo)教師 顧問(wèn)教師二一 O年六摘要本設(shè)計(jì)是帶螺蚊殼體的模具設(shè)計(jì)。此產(chǎn)品的材料為PP塑料，有利于提高制品的強(qiáng)度，采用一模兩腔的布局方法。從模具設(shè)計(jì)的一般步驟開(kāi)始，首先分析工 件的工藝性，然后制定出多種加工方案并比較各個(gè)方案之間的區(qū)別與各自的特 點(diǎn)，然后從中選擇出最理想的加工方案。為了節(jié)省成本，在螺紋部采分用斜導(dǎo)柱 -滑塊。制造容易，價(jià)格低，且精度符合要求。通過(guò)以下的計(jì)算和設(shè)計(jì)，此設(shè)計(jì)是 可行的，并可以用于實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中。關(guān)鍵詞 ：螺紋 、側(cè)抽芯 、滑塊 、成本目錄摘 要. 1目 錄. II第一章 緒論 11.1

2、 中國(guó)模具行業(yè)概況 11.2 國(guó)外模具業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 11.3 發(fā)展展望 2第二章 塑件的工藝分析 32.1 工藝性分析 32.2 帶螺蚊殼體的材料特性 32.3 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 42.3.1 塑件的尺寸精度分析 4.2.3.2 塑件表面質(zhì)量分析 4.第三章 注射設(shè)備的選擇和注射成型工藝 53.1 計(jì)算塑件體積和質(zhì)量 . 53.2 型腔數(shù)目及注射機(jī)的確定 53.3 注塑機(jī)分類 . 63.4 注射機(jī)的選擇方法 . 63.5 注塑機(jī)的選擇結(jié)果 73.6 最大注射量的校核 83.7 注射成型工藝 83.7.1 成型前的準(zhǔn)備工作 8.3.7.2 注射成型過(guò)程 8.第四章 分型面選擇和澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10

3、4.1 分型面的選擇 104.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 104.2.1 主流道設(shè)計(jì) 1.0.4.2.2 澆口的設(shè)計(jì) 1.1.第五章 模具設(shè)計(jì)的方案論證 125.1 確定型腔布置 125.2 成型零件的結(jié)構(gòu) 125.3 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)論證 125.4 推出機(jī)構(gòu)的確定 125.4.1 推件力的計(jì)算 1.2.5.4.2 確定頂出方式和頂桿位置 1.35.4 排氣裝置的設(shè)計(jì) 135.5 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 13第六章 主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 156.1 成型零件的成型尺寸計(jì)算 156.2 模具型腔壁厚的確定 156.3 模具型腔模板總體尺寸的確定 156.4 成型部分的尺寸設(shè)計(jì) 156.4.1 型腔的內(nèi)徑計(jì)算 1

4、.56.4.2 型腔深度尺寸計(jì)算 1.66.4.3 型芯的內(nèi)徑計(jì)算 1.66.4.4 型芯深度尺寸計(jì)算 1.76.4.5 型芯尺寸設(shè)計(jì) 1.7.6.4.6 成型中心矩尺寸 1.7第七章 塑料注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 187.1 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用 187.2 開(kāi)模行程校核 187.3 模具閉合高度的校核 187.4 模具安裝部分校核 187. 5 模具安裝部分校核 197.6 注射壓力的校核 197.7 注射機(jī)鎖模力校核 197.8 模具在注射機(jī)上的安裝 19第八章 總結(jié)與展望 20結(jié) 論. 21致 謝. 22參考文獻(xiàn) . 23第一章 緒論1.1 中國(guó)模具行業(yè)概況作為與產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)系密切的模具行業(yè)，中國(guó)

5、仍然存在大而不強(qiáng)的問(wèn)題。業(yè)內(nèi) 專家羅百輝呼吁，中國(guó)模具行業(yè)應(yīng)該加快數(shù)字化、信息化步伐，著力提升精細(xì)化 設(shè)計(jì)和精加工能力。中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)提供的數(shù)據(jù)顯示：進(jìn)入 21 世紀(jì)以來(lái)，中國(guó)模具銷售額以 年平均 20%左右的速度增長(zhǎng)， 2008 年中國(guó)模具產(chǎn)品銷售額約 950 億元。中國(guó) 模 具生產(chǎn)廠、點(diǎn)達(dá)到了約 3 萬(wàn)家，從業(yè)人員近 100萬(wàn)人。根據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)資料， 2008 年，中國(guó)模具進(jìn)出口總量為 39.26 億美元，其中進(jìn)口總量為 20.04 億美元，出口 總量為 19.22 億美元。近些年來(lái)，中國(guó)模具的設(shè)計(jì)和制造水平有了很大提高，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)、高 速加工技術(shù)、熱流道技術(shù)、氣輔技術(shù)、逆向工程等新技

6、術(shù)得到廣泛應(yīng)用。據(jù)羅百輝了解，目前中國(guó)已能生產(chǎn)的最大模具單套重量已超過(guò)100 噸。精度達(dá)到 2 微米的多工位級(jí)進(jìn)模，壽命可達(dá) 3 億沖次以上。一些企業(yè)生產(chǎn)的多工位級(jí) 進(jìn) 模已可在 2000 次 /分的高速?zèng)_床上使用。 在大型塑料模具方面， 中國(guó)已能生產(chǎn) 43英寸大屏幕彩電和 65英寸背投式電視的塑殼模具、 10公斤大容量洗衣機(jī)全 套 塑料件模具以及汽車保險(xiǎn)杠、整體儀表板等塑料模具等。在精密塑料模具方面，中國(guó)已能生產(chǎn)絕大部分照相機(jī)和手機(jī)塑料件模具、多 型腔小模數(shù)齒輪模具及精度達(dá) 5 微米的 7800 腔塑封模具等。在大型精密復(fù)雜壓 鑄模方面，國(guó)內(nèi)已能生產(chǎn)自動(dòng)扶梯整體踏板壓鑄模、汽車后橋齒輪箱壓鑄

7、模以及 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的鑄造模等。在汽車覆蓋件模具方面，國(guó)內(nèi)已能生產(chǎn)中檔新型轎車的覆蓋件模具。子午線 輪胎活絡(luò)模具、鋁合金和塑料門窗異型材擠出成形模、精鑄或樹(shù)脂快速成形拉延 模等，也已達(dá)到相當(dāng)高的水平，制造出來(lái)的模具可與進(jìn)口模具媲美。1.2 國(guó)外模具業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀美國(guó)現(xiàn)有約 7000 家模具企業(yè)， 90%以上為少于 50 人的小型企業(yè)。由于工業(yè) 化的高度發(fā)展，美國(guó)模具業(yè)早已成為成熟的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，處于世界前列。美 國(guó) 模具鋼已實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)供應(yīng)，模具設(shè)計(jì)制造普遍應(yīng)用CAD/CAE/CA技術(shù)，加工工藝、檢驗(yàn)檢測(cè)配套了先進(jìn)設(shè)備，大型、復(fù)雜、精密、長(zhǎng)壽命、高性能 模具的 發(fā)展達(dá)到領(lǐng)先水平。但自上世紀(jì) 90

8、 年代以來(lái)美國(guó)經(jīng)濟(jì)面臨后工業(yè)化時(shí)代的大調(diào)整、大變革，也 面對(duì)強(qiáng)大的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)來(lái)自成本壓力、時(shí)間壓力和競(jìng)爭(zhēng)壓力。目前，日本的模具制造技術(shù)仍處于世界領(lǐng)先地位。據(jù)日本通產(chǎn)省工業(yè)統(tǒng)計(jì)， 日本共有模具生產(chǎn)廠約 10000家，其中 20人以下的占 91%以上，即日本模具業(yè)以 中小企業(yè)為主，主要靠專業(yè)化分工，完成高質(zhì)量的模具設(shè)計(jì)、加工。由于日本的 專業(yè)化分工做得好，中小模具企業(yè)的整體制造水平高，使“日本制造”的模具成 為一 種品牌、優(yōu)質(zhì)的象征。近年來(lái)，日本塑料模具、粉末冶金模具、壓鑄模具 增長(zhǎng)明顯，沖壓模具和鍛造模具則相對(duì)呈減少趨勢(shì)。據(jù)羅百輝了解，日本模具目 前面臨五大 課題縮短交貨期、降低制造成本、提高模具

9、質(zhì)量和精度、勞動(dòng) 力不足以及迎接亞洲各國(guó)的挑戰(zhàn)。針對(duì)此況，日本許多模具廠家都在積極擴(kuò)大設(shè) 備投資。在加工方 面，大量采用無(wú)人看管的加工單元，或者通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行聯(lián) 機(jī)控制。在設(shè)計(jì)制造部門幾乎都采用 CAD/CAE/CA技術(shù)，進(jìn)行動(dòng)作仿真分析、DNC （直接數(shù) 字控制）加工。模具的技術(shù)開(kāi)發(fā)主要向高精度、高速度、長(zhǎng)壽命、復(fù) 雜、大型、一體化和高性能諸方面發(fā)展。1.3 發(fā)展展望展望未來(lái)，下列幾方面發(fā)展趨勢(shì)預(yù)計(jì)會(huì)在行業(yè)中得到較快應(yīng)用和推廣。（ 1）超大型、超精密、長(zhǎng)壽命、高效模具將得到發(fā)展。（ 2）多種材質(zhì)、多種顏色、多層多腔、多種成型方法一體化的模具將得到 發(fā)展。（3）為各種快速經(jīng)濟(jì)模具，特別是與快速

10、成型技術(shù)相結(jié)合的RP/RT 技術(shù)將得到快速發(fā)展。（ 4）模具設(shè)計(jì)、 加工及各種管理將向數(shù)字化、 信息化方向發(fā)展 CAD/CAE/CAM/CAPF及 PDM/PLM/ER等將向智慧化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。（ 5）更高速、更高精度、更加智慧化的各種模具加工設(shè)備將進(jìn)一步得到發(fā) 展和推廣應(yīng)用。（6）更高性能及滿足特殊用途的模具新材料將會(huì)不斷發(fā)展，隨之將產(chǎn)生一 些特殊的和更為先進(jìn)的加工方法。（ 7）各種模具型腔表面處理技術(shù)，如涂覆、修補(bǔ)、研磨和拋光等新工藝也 會(huì)不斷得到發(fā)展。（8）逆向工程、并行工程、復(fù)合加工乃至虛擬技術(shù)將進(jìn)一步得到發(fā)展。（ 9）熱流道技術(shù)將會(huì)迅速發(fā)展，氣輔和其它注射成型工藝及模具也

11、將會(huì)有 所發(fā)展。（10）模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高。（ 11）在可持續(xù)發(fā)展和綠色產(chǎn)品被日益重視的今天，“綠色模具”的概念已 逐漸被提到議事日程上來(lái)。第二章塑件的工藝分析2.1工藝性分析零件名稱：帶螺蚊殼體材料：PP技術(shù)要求：1未注倒角R1工件精度5級(jí)2.2帶螺蚊殼體的材料特性（1）塑料成型特性聚丙烯無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒。外觀似聚乙烯，但比聚乙烯更透明更輕。密度僅為0.900.91g/cm它不吸水，光澤好，易著色。屈服強(qiáng)度、抗壓、抗壓強(qiáng)度和硬 度及彈性比聚乙烯好。定向拉伸后聚丙烯可制作鉸鏈，有特別高的曲疲勞強(qiáng)度。如用聚丙烯注射成型一體鉸鏈（蓋和本體合一的各種容器），經(jīng)過(guò)7*10次開(kāi)閉彎 折未產(chǎn)生損壞和

12、斷裂現(xiàn)象。聚丙烯熔點(diǎn)為 164170C，耐熱性好，能在100C以 上的溫度下進(jìn)行消毒滅菌。其低溫使用溫度達(dá) -15 C,低于-35 C時(shí)會(huì)脆裂。聚丙 烯的高頻絕緣性能好。因不吸水，絕緣性能不受濕溫的影響。但在氧、熱、光的作用下極易解聚、老化，所以必須加入防老化劑。(2) 主要用途聚丙烯可用作各種機(jī)械零件如法蘭、 接頭、泵葉輪、汽車零件和自行車零件。 作水、蒸汽、各種酸堿等的輸送管道，化工容器和其他設(shè)備的襯里、表面涂層。 制造蓋和本體合一的箱殼，各種絕緣零件，并用于醫(yī)藥工業(yè)中。(3)成型特性1、成型收縮范圍大，易發(fā)生縮孔、凹痕及變形。2、聚丙烯熱容量大，注射成型模具必須設(shè)計(jì)能充分進(jìn)行冷卻的冷卻回

13、路。3、聚丙烯成型的適宜模溫為80C左右，不可低于50C，否則會(huì)造成成型塑 件表面光澤差或產(chǎn)生接痕等缺陷。溫度過(guò)高會(huì)產(chǎn)生翹曲現(xiàn)象。2.3塑件的結(jié)構(gòu)工藝性2.3.1塑件的尺寸精度分析該塑件尺寸精度無(wú)特殊要求，所有尺寸均為自由尺寸，可按MT5查取公差,其主要尺寸要求如表2.1所示。表2.1塑件上主要尺寸按 MT5級(jí)精度的公差要求塑件標(biāo)注尺寸塑件尺寸公差塑件標(biāo)注尺寸塑件尺寸公差外形尺寸3030°-1.54內(nèi)形尺寸21210+0.3225250-0.5022220+0.3266q+0.202.3.2塑件表面質(zhì)量分析該塑件沒(méi)有提出特殊要求，通常，一般情況下外表面要求光潔，表面粗糙度 可以取到R

14、a=0.8um,沒(méi)有特殊要求時(shí)塑件內(nèi)表面粗糙度可取到Ra=3.2um。第三章 注射設(shè)備的選擇和注射成型工藝3.1 計(jì)算塑件體積和質(zhì)量由圖 2-1 可知，塑件的體積計(jì)算： 經(jīng)計(jì)算得到塑件的體積為 (計(jì)算過(guò)程略) V 4.337 cm3塑件的質(zhì)量計(jì)算：查有關(guān)手冊(cè)，取塑料 PP的密度為p =0.91g/cm3 所以，塑件的質(zhì)量為 :m=pv =4.337x0.91 3.95(g)3.2 型腔數(shù)目及注射機(jī)的確定型腔數(shù)目的確定主要參考以下幾點(diǎn) 來(lái)確定( 1 )、根據(jù)經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù)目 : 根據(jù)總成型加工費(fèi)用最小的原則 ,并忽略準(zhǔn) 備時(shí)間試生產(chǎn)原材料費(fèi)用 , 僅考慮模具加工費(fèi)和塑件成型加工費(fèi)(2) 、根據(jù)

15、注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)目 , 當(dāng)成型大型平板制件時(shí)常用 這種方法(3) 、根據(jù)注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目 ,根據(jù)經(jīng)驗(yàn) ,在磨具中每增加一 個(gè)型腔,制品尺寸精度要降低 4%,對(duì)于高精度制品 , 由于多型腔模具難以使各型腔 的成型條件一致 ,故推薦型腔數(shù)目不超過(guò) 4個(gè)( 4)由于此塑件較小，在確定型腔時(shí)，可以考慮用多腔的結(jié)構(gòu)，為保證塑 件質(zhì)量和精度，暫定 2 個(gè)。(5)注射機(jī)額定注射量 mg每次注射量不超過(guò)最大注射量的 80%，即n=(0.8mgmj) /mz式中 n 型腔數(shù)mj 澆注系統(tǒng)重量( g)mz 塑件重量 (g)mg 注射機(jī)額定注射量 (g)澆注系統(tǒng)體積 Vj, 根據(jù)澆注系統(tǒng)初

16、步設(shè)計(jì)方案進(jìn)行估算。M=p v=0.3 cm3 x 0.91g/cm 3=0.273(g)設(shè) n=2 則得mg=(mz+mj)/0.8=(2 x3.950.273)/0.8g=10.22 g由于采用一模二腔的方案，故其注射總體積及質(zhì)量為二個(gè)塑件的體積與質(zhì) 量。由注射機(jī)的最大注射量公式得K利G公三G件+G廢G公一注射機(jī)的公稱質(zhì)量注射量K 利 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，取 0.8G件一塑件質(zhì)量G廢一澆注系統(tǒng)等廢料的質(zhì)量貝U 0.8G 公(2X 3.95 + 0.273 ) /0.8=10.223.3 注塑機(jī)分類塑料注射機(jī) (全稱塑料注射成型機(jī))發(fā)展很快 , 種類日益增多，分類的方法也 不一樣。按

17、注射容量的大小，可分為小型注射機(jī)、中型注射機(jī)和大型注射機(jī)。 按機(jī)型外表特征， 可分為臥式注射機(jī)、 立式注射機(jī)、角式注射機(jī)和多模式 (即 轉(zhuǎn)盤式)注射機(jī)。按塑化方式和注射方式，可分為柱塞式注射機(jī)、螺桿式注射機(jī)和螺桿預(yù)塑柱 塞式注射機(jī)。按用途，可分為多用途注射機(jī)和專門用途注射機(jī)。專門用途注射機(jī)又分為熱 固型、排氣式、發(fā)泡、多色、轉(zhuǎn)盤式和玻璃纖維增強(qiáng)塑料注射機(jī)。按螺桿形式分類，可分為單螺桿預(yù)塑化式注射機(jī)、螺桿復(fù)合式注射機(jī)、斜角 螺桿式注射機(jī)、平角螺桿式注射機(jī)、直角螺桿式注射機(jī)、連續(xù)式注射機(jī)、三階螺 桿式注射機(jī)與多級(jí)柱塞式注射機(jī)等。3.4 注射機(jī)的選擇方法 注射量。根據(jù)塑件的尺寸和材料計(jì)算出塑件的最大

18、質(zhì)量啞，再加上澆注系統(tǒng)塑料的質(zhì)量 mj, 即為一次注射到模具內(nèi)所需的塑料量，考慮到注射系數(shù)，應(yīng) 增大 25%左右。因?yàn)樽⑸鋭┑淖⑸淞渴且跃郾揭蚁闃?biāo)準(zhǔn)的，因此若加工其他材 料的塑料制品，應(yīng)根據(jù)其密度換算成聚苯乙烯料的質(zhì)量，在根據(jù)型腔數(shù)N來(lái)選擇注射量，即：Mmax=( N mg+m) X 1.25 注射壓力。不同尺寸和形狀的塑料制品，以及不同的塑料品種，所需的注 射壓力是不同的。應(yīng)根據(jù)塑料的注射成型工藝來(lái)確定塑件的注射壓力，所選貝的 塑料珠設(shè)計(jì)的最大注射壓力應(yīng)能滿足該制品的成型需要。 合模力。注射成型時(shí)，熔體在模具型腔內(nèi)的壓力很高，作用在分型面上的 壓力也很大，易使模具沿分型面脹開(kāi)。首先應(yīng)根據(jù)加

19、工條件，確定模腔壓力，作 用在分型面上力的大小等于塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上投影面積之和乘以型腔 內(nèi)熔體的壓力。所選的塑料注射機(jī)的額定合模力應(yīng)大于作用在分型面上的力。3.5注塑機(jī)的選擇結(jié)果選擇SZ 60/40型注塑機(jī)。圖樣詳細(xì)參數(shù)如下：圖3-1注塑機(jī)表3.11 SZ 60/40注塑機(jī)技術(shù)參數(shù)參數(shù)部分SZ 60/401螺桿直徑Mm382額定注射量cm603注射時(shí)間S2.94最大成型面積cm1307注射壓力Mpa1228螺桿轉(zhuǎn)速rpm9鎖模力KN50010開(kāi)模行程Mm18011拉桿空間Mm190x30012最大模厚Mm28013最小模厚Mm16014注射行程Mm17015合模力KN50016噴嘴前端

20、球半徑Mm1517噴嘴孔直徑Mm3.53.6 最大注射量的校核最大注塑量是指注塑機(jī)一次注塑機(jī)的最大容量。前面已經(jīng)用UG 軟件分析出了 PP塑件的重量為3.95(g)，體積為4.337 cm3。規(guī)定螺桿式注射機(jī)一次能注射 的量為注塑機(jī)的最大注射量，本次選取的注塑機(jī)的最大注塑體積為48 cm3，最大注塑量為 43.68g, 這些數(shù)據(jù)都是注塑機(jī)本身決定的。初步計(jì)算出流道內(nèi)的凝料體積為 2.34 cm3,重量為2.475g，以下為注塑機(jī)注射量的校核過(guò)程：V塑三0.8 V注式中 ：V 注為注塑機(jī)最大注塑容量， cm3 ;V塑成型塑件與澆注系統(tǒng)體積的和， cm30.8為最大注塑容量的利用系數(shù)。本次模具設(shè)計(jì)

21、中，計(jì)算如下：V塑=V模X 2 + V流=4.337x2 cm3 + 2.34 cm3=11.014 cm3式中，V模為單個(gè)成型速降的體積，由于本模一模兩腔；V流為教主系統(tǒng)的體積所以0.8 V 注三 V 塑=11.014 cm3而注塑機(jī)的注塑容量為48 cm3，所以注塑機(jī)的注塑容量合符要求。3.7 注射成型工藝注射成型工藝包括成型前的準(zhǔn)備、注塑成型過(guò)程和塑件的后處理三個(gè)階段。3.7.1 成型前的準(zhǔn)備工作為了保證注射成型的正常進(jìn)行和保證塑件的質(zhì)量，在注射前應(yīng)做一定的準(zhǔn)備 工作，如對(duì)塑件原料進(jìn)行外觀檢測(cè)，即檢查原料的光澤、細(xì)度及均勻度等，必要 是還要對(duì)塑件進(jìn)行工藝性能測(cè)試；由于PP吸濕性較強(qiáng)，我們

22、還要在成型前進(jìn)行成分的預(yù)熱干燥，除去物料中過(guò)多水分和揮發(fā)物，以防成型后塑件出現(xiàn)水泡和花 紋等缺陷。3.7.2 注射成型過(guò)程完整的注射成型過(guò)程包括加料、塑化、充模、保壓、倒流、冷卻和脫模幾個(gè) 階段：1 、加料 將塑料加入注射機(jī)漏斗中，由螺桿的旋轉(zhuǎn)將物料帶入料筒加熱；2 、塑化 成型塑料在注射機(jī)料桶內(nèi)經(jīng)過(guò)加熱、混料等作用以后，由松散的 粉末顆粒轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴跔顟B(tài)，并具有良好的可塑性；3 、充模 塑化好的塑料熔體在注射機(jī)的螺桿推進(jìn)作用下，以一定得壓力和 速度經(jīng)過(guò)噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入并充滿模具型腔；4 、保壓 充模結(jié)束后，在注射機(jī)螺桿推動(dòng)下，熔體仍然保持進(jìn)行補(bǔ)料，使 料筒中的熔料繼續(xù)進(jìn)入型腔，以補(bǔ)充型

23、腔中塑料的收縮，從而成型出形狀完整、 質(zhì)地致密的塑件；5 、倒流 保壓結(jié)束后，螺桿后退，型腔中的熔料壓力解除，這時(shí)，型腔中 的熔料壓力將比澆口的前方壓力高，如果此時(shí)澆口尚未凍結(jié)，型腔中的熔料就會(huì) 通過(guò)澆口流行澆注系統(tǒng)，使塑料產(chǎn)生收縮、變形及質(zhì)地疏松等缺陷；6 、冷卻 塑件在模內(nèi)的冷卻過(guò)程是指從澆口出的素來(lái)哦熔體完全凍結(jié)時(shí)起 到塑件將從模具型腔內(nèi)推出為止的全部過(guò)程。在此階段，補(bǔ)流和倒流不再進(jìn)行， 型腔內(nèi)的塑料將繼續(xù)冷卻、硬化和定型；7 、脫模 塑件冷卻到一定的溫度，即可開(kāi)模，在頂出機(jī)構(gòu)的作用下將塑件 推出模外。第四章 分型面選擇和澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1分型面的選擇分型面選擇及澆注系統(tǒng)餓設(shè)計(jì)(1)

24、分型面的選擇該塑件為帶螺蚊殼體注射模設(shè)計(jì)，外形表面質(zhì)量要求較高。并且螺紋處有鑲 塊，再選擇分型面時(shí)，根據(jù)分型面的選擇原則，考慮不影響塑件的外觀質(zhì)量，便 于清除毛刺及飛邊，有利于排除模具型腔內(nèi)的氣體，分模后塑件留在定模一側(cè)， 便于取出塑件等因素，分型面應(yīng)選擇在塑件外形輪廓的最大處，如圖4-1如圖4-1，標(biāo)出了一個(gè)分型面，為上下分型和左右分型，上下分型為推出機(jī)構(gòu)推 出塑件分型，左右分型為人工取出鑲塊。部分分型面有重合的部分已經(jīng)用黑色的 線條代替。在分型的時(shí)候先上下分型在左右分型。4.2澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.2.1主流道設(shè)計(jì)根據(jù)相關(guān)資料，查得SZ-60/40型塑料注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸為:圖4-2主流道采用

25、一模二腔，須設(shè)定分流道；采用分體式，澆口套材料選用優(yōu)質(zhì)鋼 T8A， 淬火處理。為了便于凝料的拔出，主流道設(shè)計(jì)為錐孔，內(nèi)壁Ra為0.63um,錐角為5°,其小端直徑 Di=D2+（0.51）=3.5+0.5=4,主流道大側(cè)面圓角 R=3mm,澆 口套大端高出定模端面H=510mm，起定位作用，與注射機(jī)定模板的定位孔呈間 隙配合，襯口套球面半徑 Sr=SR+（12），取Sr=16mm,定位環(huán)外徑D取50mm,厚 度取 10mm。為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其斜度取 4°， 同時(shí)為了使熔料順利進(jìn)入分流道，在主流道出料端設(shè)計(jì)r=5mm的圓弧過(guò)渡。主流道襯套采

26、用可拆卸更換的澆口套，澆口套的形狀及尺寸設(shè)計(jì)采用推薦尺寸的常用 澆口套；為了能與塑料注射機(jī)的定位圈相配合，采用外加定位環(huán)的方式，這樣不 僅減小了澆口套的總體尺寸，還避免了澆口套在使用中的磨損。流道及平衡布置：分流道是進(jìn)料通道，采用 U 形側(cè)面，其分流道加工較容易，熱量損失和流動(dòng) 阻力均不大，是最常用形式，分流道側(cè)面尺寸視塑件尺寸、塑料品種、注射速率 以及分流道長(zhǎng)度而定；分流道側(cè)面尺寸應(yīng)滿足良好的壓力傳遞和保證合理的填充 時(shí)間，U形側(cè)面分流道深度h=2r（r為圓弧半徑）,h=2X4=8mm斜度a取6°,分 流道長(zhǎng)度Lf通常取830mm,分流道表面不要求太光潔，表面粗糙度通常取 Ra1.

27、25Ra2.5um。4.2.2 澆口的設(shè)計(jì)澆口的設(shè)計(jì)與塑料性能、塑件形狀、側(cè)面尺寸、模具結(jié)構(gòu)及注射工藝參數(shù)等 有關(guān)，要是熔料以比較快的速度進(jìn)入并充滿型腔， 同時(shí)在充滿后能適時(shí)冷卻封閉。 因此澆口的側(cè)面要小，長(zhǎng)度要短這樣可增大料流的速度，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，保證塑件的外觀質(zhì)量、澆口位置， 形狀及尺寸對(duì)塑件性能和質(zhì)量的影響很大。（1）澆口的選用 澆口可分為限制性和非限制性澆口兩種，限制性澆口一方面通過(guò)側(cè)面的突 變，使其成為理想的流動(dòng)狀態(tài)，迅速而均衡地充滿型腔；另一方面改善塑料熔體 進(jìn)入型腔時(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

28、、 冷卻時(shí)間及塑件表面質(zhì)量，同時(shí)起著封閉型腔，防止塑料熔體倒流。我們采用的 是60口，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，也可用于單型腔模具或表面不允許有較大痕跡的塑件。澆口各部分尺寸取的都是經(jīng)驗(yàn)值，L=0.32mm d=0.71.2 a=6°15°。 探針澆口的優(yōu)點(diǎn)是澆口自動(dòng)去除缺點(diǎn)是回料高，模具使用費(fèi)用高。第五章模具設(shè)計(jì)的方案論證5.1確定型腔布置塑件形狀較簡(jiǎn)單、質(zhì)量較小，所以應(yīng)使用多型腔注射模具?？紤]到塑件有內(nèi) 螺紋。需側(cè)向抽螺紋，所以模具采用一模二腔，平衡式型腔布置，這樣模具結(jié)構(gòu) 尺寸較小，制造加工方便，生產(chǎn)效率高塑件成本低。型腔布置如圖5-1所示。圖5-1型腔布置5

29、.2成型零件的結(jié)構(gòu)由于塑件有一部分為螺紋，為了制造容易和節(jié)省成本，在螺紋部分用鑲塊， 鑲塊隨塑件一同推出，然后取出塑件。這樣免除了側(cè)抽芯，制造容易，價(jià)格低， 且精度符合要求。5.3冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)論證由于制件是PP材料塑件的注射模具，由于制品平均厚度只有2毫米，制品尺 寸較小，所以都不必增加冷卻和加熱裝置5.4推出機(jī)構(gòu)的確定5.4.1推件力的計(jì)算推件力Ft Ap( cos sin ) qA式中A 塑件包絡(luò)型芯的面積(mm?)P 塑件對(duì)型芯面積上的包緊力，p取0.8X 107 1.2x 107 pa； a脫模斜度； q 大氣壓力 0.09Mpa;卩一塑件對(duì)剛的摩擦系數(shù)卩，約為 0.1 0.3;A1

30、 制件垂直于脫模方向的投影面積(mm2 )。22A12X 3.14X 2X 2=12.56mmFt 130N5.4.2 確定頂出方式和頂桿位置普通的圓形頂桿按GB4169.1 1984選用，均可滿足頂桿剛度要求。 查表選用© 6X 113型號(hào)的圓形頂桿4根。由于制件較小，推出機(jī)構(gòu)可以不設(shè) 置導(dǎo)向裝置。推桿設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：(1) 推桿應(yīng)設(shè)在塑件能承力較大的部位，盡量使推出的塑件受力均勻，但不 宜與型芯或鑲件距離過(guò)近，以免影響凸、凹模強(qiáng)度。(2) 推桿直徑不宜過(guò)細(xì)，要有足夠的強(qiáng)度承受推力，一般取2.512mm 對(duì)3mm以下的推桿宜用階梯式，即推桿下部增粗。(3) 推桿裝配后不應(yīng)有軸向竄動(dòng)，

31、其端面應(yīng)高出型腔或鑲件平面0.05 0.1mm。(4) 塑件澆口處盡量不設(shè)推桿，以防該處內(nèi)應(yīng)力大而碎裂。(5) 推桿的布置應(yīng)避開(kāi)冷卻水道和側(cè)抽芯，以免推桿和抽芯機(jī)構(gòu)發(fā)生干擾。 如果無(wú)法避開(kāi)側(cè)抽芯，則應(yīng)設(shè)置先復(fù)位機(jī)構(gòu)。5.4 排氣裝置的設(shè)計(jì)型腔得澆注系統(tǒng)產(chǎn)生的氣泡常分布在與澆口對(duì)應(yīng)的位置；熔體中水分蒸發(fā)產(chǎn) 生的氣泡呈不規(guī)則分布；熔體分解產(chǎn)生的氣泡主要分布在厚壁部分。可據(jù)此判斷 氣泡來(lái)源。排氣方式很多：利用分型面排氣；利用型芯與模板的配合間隙排氣； 利用推桿或側(cè)型芯的間隙排氣； 開(kāi)設(shè)排氣槽。由于兩個(gè)制品的尺寸比較小，利用分型面和推桿的配合間隙排氣即可。5.5 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)導(dǎo)

32、向合模機(jī)構(gòu)對(duì)于塑料模具是必不可少的部分，因?yàn)槟＞咴陂]合時(shí)要求有一 定的方向和位置， 所以必須設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)， 導(dǎo)柱安裝在動(dòng)模一邊或定模一邊均可， 通常導(dǎo)柱設(shè)在主型腔周圍。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要作用有：定位、導(dǎo)向和承受一定側(cè)壓力。定位作用： 為避免裝配時(shí)方位搞錯(cuò)而損壞模具，并且在模具閉合后使型腔保持正確形 狀，不至因?yàn)槲恢玫钠贫鹚芗诤癫痪Ｋ芗谧⑷胄颓贿^(guò)程中會(huì)產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或由于注射機(jī)的精度限制，使導(dǎo) 柱工作中承受一不定的導(dǎo)向作用。動(dòng)定模合模時(shí)，首先導(dǎo)向機(jī)構(gòu)接觸，引導(dǎo)動(dòng)定模正確閉合，避免凸?；蛐托?先進(jìn)入型腔，產(chǎn)生干涉而壞零件。由于注塑壓力的各向性就會(huì)對(duì)導(dǎo)柱進(jìn)行徑向的 剪力，導(dǎo)致導(dǎo)柱容易折斷。

33、對(duì)型芯和型腔改進(jìn)后，其的配合可以進(jìn)行定位。第六章 主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算6.1 成型零件的成型尺寸計(jì)算該塑件的材料是一種收縮范圍較大的塑料，因此成型零件的尺寸按平均值法 計(jì)算。前面己經(jīng)查得PP的收縮為(1.02.5)%，故平均收縮為：Qsp= (1.0% +2.5%) /2=1.75%6.2 模具型腔壁厚的確定采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)，直接查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)中的有關(guān)表格，得到該型腔的推薦壁厚 為 20mm。6.3 模具型腔模板總體尺寸的確定該模具型腔為25 X 24mm且為一模兩腔，根據(jù)確定的型腔壁厚為 20mm綜 合以上數(shù)據(jù)，確定型腔模板的總體尺寸為 160(B) X 250(L) X 50(H)。6.4 成型

34、部分的尺寸設(shè)計(jì)由于成型零件直接與高溫高壓的塑料熔體接觸，它必須有以下一些性能 :1 :必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度，以承受塑料熔體的高壓， 2:有足夠的硬度和耐磨性，以承受料流的摩擦和磨損。通常進(jìn)行熱處理，使 其硬度達(dá)到 HRC40 以上3:對(duì)于成型會(huì)產(chǎn)生腐濁性氣體的塑料還應(yīng)選擇耐腐濁的合金鋼處理 4:材料的拋光性能好，表面應(yīng)該光滑美觀。表面粗造度應(yīng)在 Ra0.4 以下 5: 切削加工性能好，熱處理變形小，可淬性良好6:熔焊性能要好 ,以便修理 7:成型部位應(yīng)須有足夠的尺寸精度?？最惲慵镠8H10 ，軸類零件為h7h10 。6.4.1 型腔的內(nèi)徑計(jì)算塑件外徑與型腔內(nèi)徑的關(guān)系+AnD 腔=(ds+

35、dsQcp- x A S 0式中 D 腔 型腔內(nèi)徑(內(nèi)徑)尺寸( mm)ds 塑件外徑基本尺寸( mm)00即塑件實(shí)際外形尺寸ds - (ds ' +畀a=S2) =(ds) AsAs 塑件公差Qcp 塑件平均收縮率( %)x 綜合修正系數(shù)(考慮塑料收縮率的偏差和波動(dòng)，成型零件的磨損等因素)，塑件精度高，批量大，取 x=3/4。 m 模具制造公差，一般為(1/31/4),取1/4 查表 6-4PP 塑料的收縮率是 1%2.5%。平均收縮率 S=(1%+2.5%)/2=1.75%D 腔=(25+25x1.75 %O.75xO.5)O+°.15=25.O625o+°.1

36、25+如D 腔=(ds+dsQcpx S 0式中 D 腔 型腔內(nèi)徑(內(nèi)徑)尺寸( mm)ds 塑件外徑基本尺寸( mm)OO即塑件實(shí)際外形尺寸ds - (ds ' +汗a=S2) =(ds) s 塑件公差Qcp 塑件平均收縮率( %)x 綜合修正系數(shù)(考慮塑料收縮率的偏差和波動(dòng)，成型零件的磨損等因 素)，塑件精度高，批量大，取 x=3/4。 m 模具制造公差，一般為(1/31/4),取1/4 查表 6-4PP 塑料的收縮率是 1%2.5%。平均收縮率 S=(1%+2.5%)/2=1.75%D 腔=(21+21x1.75% +0.75x0.5) =21.7425D_0.08D 腔=(6+

37、6x1.75 % +0.75x0.5) =6.48°-o.5O6.4.2 型腔深度尺寸計(jì)算+如H 腔=(hs+hsQcpxA S 0H 腔 型腔深度尺寸hs 塑件高度基本尺寸，即塑件的實(shí)際高度尺寸00hs' (hs，+S(f) S2) =hs ?s 塑件公差Qsp 塑料平均收縮率，取 0.0175X 綜合修合系數(shù)，取 x=0.75?m 模具制造公差，取 ?m=1/4?sH 腔=(30+30x1.75% -2/3x1.54)= 29.5。+0.385H 腔=(6+6x1.75% -2/3x0.2)= 5.970+0.056.4.3 型芯的內(nèi)徑計(jì)算塑件內(nèi)形(內(nèi)徑)與凸模外形(外徑

38、)尺寸(mm)對(duì)應(yīng)關(guān)系。d 凸 =( Ds+QsQcp+x?s) m式中 d 凸 凸模型芯外形(外徑)尺寸( mm)Ds 塑件內(nèi)形(內(nèi)徑)基本尺寸( mm)1 ( 1 2)即塑件實(shí)際內(nèi)形尺寸 Ds?2 (Ds?®)°s=Ds0 s 塑件公差Qcp 塑料平均收縮率( %)，取 1.75%X 綜合修正系數(shù)，取 x=0.75m 模具制造公差，取 m=1/4 sD 芯=(22+22x1.75% +2/3xO.32)=22.598°-o.o86.4.4 型芯深度尺寸計(jì)算H 芯 型腔深度尺寸hs 塑件高度基本尺寸，即塑件的實(shí)際高度尺寸OOhs' (hs，+S(f) S

39、2) =hs ?s 塑件公差Qsp 塑料平均收縮率，取 O.O175X 綜合修合系數(shù)，取 x=O.75?m 模具制造公差，取 ?m=1/4?sH 芯 =(8+8x1.75% +2/3xO.2)=8.27O-O.O56.4.5 型芯尺寸設(shè)計(jì)由于塑件內(nèi)形較復(fù)雜，深度較大，且機(jī)械加工不方便，為了避免整體式凹 模采用一樣材料的不經(jīng)濟(jì)，且通過(guò)想鑲拼結(jié)構(gòu)有利于提高模具的互換性，故對(duì)于 形成型芯采用整體式凸模嵌入凸模固定板。6.4.6 成型中心矩尺寸塑件中心距與模具成型中心尺寸關(guān)系L 中=(Ls+LsQcp) ± 1/2?m式中 L 中 成型中心距尺寸( mm)Ls 塑件中心距基本尺寸( mm)

40、,即塑件實(shí)際中心距尺寸1Ls' s 2 (Ls ' +1/2) 5± 1/2(闕=Ls± 1/2?s?s 塑件公差Qcp 塑料平均收縮率( %)，取 1.75%?m 模具制造公差， ?m=1/4?sL 中=（ 12.5+12.5x1.75%）±1/2?m =12.72 ±1/8?s =12.72 ±0.1925 第七章 塑料注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核7.1 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用根據(jù)以上分析，計(jì)算以上分析， 可以確定模架的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格。 查表選用：DB 1523-45X 45X 60-200 GB/T12556.1 1990動(dòng)模座板厚度：H

41、1=20mm定模座板厚度：H4=25mm定模板厚度：A=30mm動(dòng)模板厚度：B=35mm墊塊厚度：C=70mm上墊板厚度：H3=20mm下墊板厚度：H6=15mm模具厚度： H 模=20+25+20+15+A+B+C=215mm7.2 開(kāi)模行程校核注射機(jī)開(kāi)模行程 S=180mmS> h# + h澆 +（5-10）式中h件一塑料制品的高度（mm）；h澆一澆注系統(tǒng)的高度（mm）2h 件 h 澆（5 10） =30+60+10=100mmv S 故滿足要求。7.3 模具閉合高度的校核由于SZ 60/40型注塑機(jī)所需的模具最小厚度為 =Hmin=160mm;模具最大厚 度為Hmax=280mm,

42、因計(jì)算得模具閉合高度H=205mm,所以模具閉合高度滿足Hmin w H w H max的安裝條件。7.4 模具安裝部分校核該模具的外形最大部分尺寸為 230X200, SZ60/40 型注塑機(jī)模板最大安裝尺寸為428mmX458mm,故能滿足模具安裝的要求7. 5 模具安裝部分校核3SZ60/40 型注塑機(jī)額定注射量為 M 額=60 cm3 ，為了使注射成型過(guò)程溫度可 靠，應(yīng)有3M 實(shí)=2X 4.337+0.5X 4.337=10.8425cmM實(shí)<M額 因此，該機(jī)的注射量滿足模具的要求。7.6 注射壓力的校核注射壓力的大小是塑件成型良好與否的重要保證，因此，所選的注射機(jī)壓力必須大于塑

43、料所需的注射壓力 P,由第二章可知PP塑料的注射壓力為7090Mpa 而所選擇的注射機(jī)的注射壓力為122Mpa,所以該注射機(jī)的注射壓力滿足要求。7.7 注射機(jī)鎖模力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 3-2 式校核p腔FWP鎖式中p腔一模具型腔壓力，一般取4050Mpa, PP塑料的型腔壓力p=30 MPa;F 塑件與澆注系統(tǒng)分型面上的投影面積（ mm2）;P 鎖 注射機(jī)額定鎖模力（ N）。在這個(gè)設(shè)計(jì)中p 腔=30 MpaF = 1351.8mm2P 鎖=500 kNp 腔 F=30X 1351.8X 2=81108N=81.1KN< 500（kN） 所以注射機(jī)的鎖模力也滿足要求。7.8 模具在注射機(jī)上的安裝從標(biāo)準(zhǔn)模架外型尺寸看小于注射機(jī)拉桿空間,并采用壓板固定模具,所以所選注射機(jī)規(guī)格滿足要求。 故滿足要求。第八章 總結(jié)與展望通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我深深的體會(huì)到：科學(xué)是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模瑏?lái)不得半點(diǎn)虛假。但 是同時(shí)，對(duì)于每一個(gè)問(wèn)題，各種參考書又有很大差異。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，通過(guò)查閱資料，分析制件的結(jié)構(gòu)工藝性，初步確定沖壓方 案，計(jì)算、分析比較從而確定最佳方案。另一方面，本著力求模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、模 具零件易于加工和耐用等原則，我多