玩具四驅(qū)車零件3注塑模設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、玩具四驅(qū)車零件3注塑模設(shè)計全套圖紙 目錄摘要1緒論11.1引言11.2塑料及塑料工業(yè)國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢11.2.1塑料模具cad/cam技術(shù)的現(xiàn)狀11.2.2塑料模具cad/cam的發(fā)展趨勢21.2.3塑料模具中新技術(shù)的應(yīng)用32 塑件成型工藝性分析與注塑成型原理52.1塑件材料的選擇52.2塑件的結(jié)構(gòu)分析52.3塑件的工藝性分62.3.1abs的注射成型工藝62.3.2 abs性能分析72.3.3 abs成型塑件的主要缺陷及消除措施72.4 注塑成型原理83模具結(jié)構(gòu)形式的擬定93.1確定型腔數(shù)量及排列方式93.2模具結(jié)構(gòu)形式的確定94 分型面的選擇104.1分型面設(shè)計時考慮的因素104.

2、2分型面的設(shè)計原則104.3分型面的確定115注塑模澆注系統(tǒng)設(shè)計125.1設(shè)計澆注系統(tǒng)基本要點125.2主流道的設(shè)計125.2.1主流道的尺寸135.2.2主流道襯套的形式135.3冷料穴的設(shè)計155.3.1主流道冷料穴的設(shè)計155.3.2分流道冷料穴的設(shè)計155.4分流道的設(shè)計165.4.1分流道的截面形狀165.4.2分流道的截面尺寸165.4.3分流道的長度175.4.4分流道的表面粗糙度175.4.5分流道的布置形式175.5澆口的設(shè)計175.5.1澆口的形式及其特點185.5.2澆口尺寸的確定185.5.3澆口位置的選擇185.6澆注系統(tǒng)的平衡195.6.1分流道的平衡195.6.2

3、澆口的平衡195.7澆注系統(tǒng)斷面尺寸計算205.7.1確定適當(dāng)?shù)募羟兴俾?05.7.2確定體積流率206 模架的確定和標準件的選用227成型零件的設(shè)計247.1成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計247.2成型零件工作尺寸的計算247.2.1凹模的工作尺寸247.2.2凸模的工作尺寸268 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計298.1 脫模阻力的計算298.2 脫模機構(gòu)的設(shè)計299 側(cè)向分型抽芯機構(gòu)的設(shè)計3010 合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計3110. 1 機構(gòu)的功用3110.1.1 導(dǎo)向機構(gòu)的功用3110.1.2 定位機構(gòu)的功用3110.2 導(dǎo)向機構(gòu)的總體設(shè)計3210.2.1 導(dǎo)柱的設(shè)計3210.2.2 導(dǎo)套的設(shè)計3210.2.3 導(dǎo)柱

4、與導(dǎo)套的具體尺寸3311 排氣系統(tǒng)的設(shè)計3412溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計3412.1模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計3412.2模具加熱系統(tǒng)的設(shè)計3513注塑機型號的確定3513.1 有關(guān)塑件的計算3513.2 注射機型號的確定3513.3 注塑機及型腔數(shù)量的校核3613.4 注塑機及參數(shù)的校核3613.4.1 注射量的校核3613.4.2 型腔數(shù)量的確定和校核3713.4.3塑件在分型面上的投影面積與鎖模力校核3713.4.4 最大注射壓力校核3813.4.5模具與注射機安裝部分的校核3813.4.6開模行程校核38結(jié)論39參考文獻40致謝411緒論1.1引言塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，而注塑模

5、具是其中發(fā)展較快的種類，因此，研究注塑模具對了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。 注塑成型是現(xiàn)代塑料工業(yè)中的一種重要的加工方法 ,世界上注塑模的產(chǎn)量約占塑料成型模具總產(chǎn)量的 50 %以上 ,尤其是家電盒型注塑產(chǎn)品需求量不斷增加，注塑成型能一次成型形狀復(fù)雜、尺寸精確的制品 ,適合高效率、大批量的生產(chǎn)方式 ,以發(fā)展成為熱塑性塑料和部分熱固性塑料最主要的成型加工方法 ，注塑模具的設(shè)計與制造主要依賴于設(shè)計者的經(jīng)驗和技師的制造技藝 ,一般需要經(jīng)過反復(fù)調(diào)試和修模才能正式投入生產(chǎn) ,這種傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式不僅使產(chǎn)品的生產(chǎn)周期延長 ,生產(chǎn)成本增加 ,而且難以保證產(chǎn)品的質(zhì)量，要解決這些問題 ,必須以科學(xué)

6、分析的方法 ,研究各個成型過程的關(guān)鍵技術(shù)，塑料注塑成型是一個復(fù)雜的加工與物理過程 ,為實現(xiàn)注塑產(chǎn)品的更新?lián)Q代 ,提高企業(yè)的競爭能力 ,必須進行注塑模具設(shè)計與制造及成型過程分析的 cad/ cam/ cae集成技術(shù)的研究國外注塑模 cad/ cam/ cae 技術(shù)研究的成果有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明:采用注塑模 cad/ cae/cam 技術(shù)能使設(shè)計時間縮短 50 %,制造時間縮短 30 %,成本下降 10 %,塑料節(jié)省 7 % 注塑模計算機模擬技術(shù)正朝著與 cad/ cae無縫整體集成化方向發(fā)展 ,注塑 cad 所構(gòu)造的幾何模型為實現(xiàn)注塑模 cae技術(shù)提供了基本的幾何拓撲信息和特征信息 ,注塑模 cae

7、的目標是通過對塑料材料性能的研究和注射成型工藝過程的模擬和分析 ,為塑料制品的設(shè)計、材料選擇、模具設(shè)計、注射成型工藝的制定及注射成型工藝過程的控制提供科學(xué)依據(jù) 。 現(xiàn)時國際上占主流地位的注射模cad軟件有pro/e、i-deas、ug、solidworks等；結(jié)構(gòu)分析軟件有msc、analysis等；注射過程數(shù)值分析軟件有moldflow等；數(shù)控加工軟件有mastercam、cimatron等。1.2塑料及塑料工業(yè)國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢1.2.1塑料模具cad/cam技術(shù)的現(xiàn)狀模具cad/cam是在模具cad和模具cam分別發(fā)展的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它是計算機技術(shù)在模具生產(chǎn)中綜合應(yīng)用的一個新的

8、飛躍。傳統(tǒng)的模具設(shè)計制造方法已很難適應(yīng)對塑料制件及時更新?lián)Q代和不斷提高的質(zhì)量要求，為了適應(yīng)變化，20世紀60年代以來，國外一些大公司和研究院所，投入大量財力和物力，開展cad/cae/cam技術(shù)的研究，取得較大成果，已開發(fā)出許多商品化軟件，并逐漸應(yīng)用于設(shè)計生產(chǎn)。先進國家的cad/cam技術(shù)在20世紀80年代中期已進入實用階段，市場上已有商品化的系列軟件出售。目前業(yè)界一些著名的cad/cam軟件如ug、pro/e、cimatron等都帶有獨立的注塑模設(shè)計模塊。這里需要特別指出的是目前注塑模設(shè)計正從二維平臺向三位平臺轉(zhuǎn)變，這是涉及的需要，也是制造的需要。利用計算機進行塑料模具設(shè)計（cad），并初步

9、實現(xiàn)了注射、擠出、中空吹塑等塑料成型工藝過程的計算機模擬分析（cae），這方面軟件技術(shù)研究的進展，已經(jīng)在工程應(yīng)用中取得了顯著效果。利用cad/cae技術(shù)顯著提高了模具設(shè)計的效率，減少了模具設(shè)計過程中的失誤，提高了模具和塑料制件的質(zhì)量，縮短了生產(chǎn)周期，降低了模具和塑料制件的成本。我國模具 cad /cam 技術(shù)的開發(fā)始于 20 世紀 70 年代末，發(fā)展也很迅速。中國注塑模cad的研究與應(yīng)用雖然相對國外來說起步較晚，但自20世紀80年代開展注塑模cad的研究與應(yīng)用以來，經(jīng)過20多年的努力，已經(jīng)得到了很大的發(fā)展，取得了一些較大成果，如華中科技大學(xué)的注塑模cad/cae/cam集成系統(tǒng)hcs、合肥工業(yè)

10、大學(xué)的注塑模cad系統(tǒng)ipmcad等，并用于實際生產(chǎn)中。由于中國模具cad/cam技術(shù)應(yīng)用較晚，模具標準化程度不高，經(jīng)驗設(shè)計較多，與先進工業(yè)國家相比注塑模cad/cam技術(shù)還比較落后。到目前為止，先后通過國家有關(guān)部門鑒定的有精沖模、普通沖裁模、塑料注射模等 cad /cam 系統(tǒng)。但是直到現(xiàn)在這些系統(tǒng)仍處于試用階段，尚未在生產(chǎn)中推廣使用。據(jù)統(tǒng)計，我國 20世紀 80年代進口模具中，均在不同程度上應(yīng)用 cad、cam、cad /cam 等技術(shù)。但在模具 cad /cam 技術(shù)方面，我們與國外相比還有很大差距，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：cad /cam 沒有商品化；cam 的發(fā)展跟不上 cad 發(fā)展

11、；引進過多過寬；國內(nèi) cad /cam 技術(shù)研究開發(fā)未能很好地有組織、有計劃、有重點地進行，造成低水平的重復(fù)勞動，影響了軟件開發(fā)的進度和水平的提高。所以我們社會各界應(yīng)共同努力，加強這方面的研究和應(yīng)用。1.2.2塑料模具cad/cam的發(fā)展趨勢cad /cam 技術(shù)發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面： （1）集成化自從20世紀 80年代以來，計算機集成制造 （computerintegrated manufacture，簡稱 cim）技術(shù)已成為制造工業(yè)應(yīng)用計算機技術(shù)的主要發(fā)展方向。利用 cim 技術(shù)建立的計算機集成制造系統(tǒng) （cims）將制造工廠的產(chǎn)品設(shè)計、加工制造和經(jīng)營管理等各項活動集成起來，其目

12、的是在計算機輔助下，利用最小的制造和管理資源，最優(yōu)地實現(xiàn)企業(yè)的發(fā)展目標，獲得最大的總體效益。cim 的核心技術(shù)是集成，包括物理集成、信息集成和功能集成等方面的內(nèi)容，其中信息集成是實現(xiàn) cim 的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。（2）微型化 cad/cam 正轉(zhuǎn)向采用超級微型計算機。32位超級微型計算機在單機功能上將達到小型機和中型機的水平，多 cpu 并行處理時的功能將達到大型機的水平。以超級微型計算機為基礎(chǔ)的 cad /cam 系統(tǒng)不斷增多，功能也在不斷擴大，性能已日趨成熟，并已開始廣泛應(yīng)用。（3）網(wǎng)絡(luò)化 微型計算機 cad /cam 系統(tǒng)發(fā)展的一條主要途徑是網(wǎng)絡(luò)化。由于微型機價格低廉，功能較強，可將多臺微機工

13、作站連成分布式 cad /cam 系統(tǒng)。（4）智能化人工智能技術(shù)是通向設(shè)計自動化的重要途徑。近年來，人工智能的應(yīng)用主要集中在引入知識工程，發(fā)展專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)的發(fā)展可擴大 cad /cam 的功能，有利于創(chuàng)造更高級的cad /cam 系統(tǒng)。（5） 最優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計和工藝過程的最優(yōu)化始終是人們追求的目標，采用傳統(tǒng)的設(shè)計制造的模具可靠性較差。利用有限元和邊界元等方法分析塑性成形過程及模擬材料的流動，從而可以檢驗設(shè)計的模具是否可以制造出合乎質(zhì)量要求的產(chǎn)品。用計算機模擬技術(shù)檢驗設(shè)計結(jié)果，排除不可行方案，有助于獲得較佳的設(shè)計，提高模具的可靠性。（6） 新型化用于 cad /cam 的新型外部設(shè)備將不斷問

14、世。作為計算機外部存儲器的磁盤將被存儲密度為其幾百倍甚至于幾千倍的光盤所代替。（7） 綜合可視化利用虛擬現(xiàn)實技木，多媒體技術(shù)及計算機仿真技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計與制造過程的仿真，采用多種介質(zhì)來存儲。1.2.3塑料模具中新技術(shù)的應(yīng)用以計算機為手段、專用注塑模設(shè)計分析軟件為工具設(shè)計模具。軟件可直接調(diào)用數(shù)據(jù)庫中模架型式尺寸、金屬材料數(shù)據(jù)、塑料材料及加工參數(shù)，通過幾何造型及圖形變換可得到模板及模腔與型芯形狀尺寸，迅速完成注塑模設(shè)計。利用軟件分析功能讀設(shè)計的模具進行充模、保壓、冷卻分析模擬，脫模后塑件內(nèi)溫度分布、應(yīng)力分布、收縮、翹曲變形預(yù)測及充模時缺陷預(yù)測，依據(jù)分析模擬結(jié)果對設(shè)計的模具進行修改并反復(fù)模擬，待模具

15、確定后，由繪圖機輸出模具裝配圖及零件圖，由打印機輸出設(shè)計參數(shù)及模擬結(jié)果。模具cad技術(shù)是模具傳統(tǒng)設(shè)計方式的革命，大大得提高了設(shè)計效率，尤其是系列化或類似塑料模的設(shè)計效率提高更為顯著。但是注塑模cad過程尚未完全明了，分布過程中仍需人工輸入大量參數(shù)，并由設(shè)計者判斷結(jié)果的正確性與可靠性，這一點取決與設(shè)計者對塑料原材料及加工特性的認識水平與實踐經(jīng)驗。本設(shè)計是設(shè)計玩具四驅(qū)車零件3模具設(shè)計。應(yīng)用cad軟件設(shè)計塑件注塑模,并繪制注塑模裝配圖及模腔、模芯零件圖。2 塑件成型工藝性分析與注塑成型原理2.1塑件材料的選擇塑料來源豐富、制作方便和成本低廉，具有優(yōu)良的成型和加工性能，在加熱和加壓下，利用不同的成型方

16、法幾乎可將塑料制成任何形狀的制品，所以就當(dāng)之無愧成為塑件的首選材料。塑料材料性能簡述如下：1）abs（acrylonitrile-butadiene styrene）：abs塑料具有優(yōu)良的綜合性能，即優(yōu)良的力學(xué)性能、電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性、成型工藝性。雖然abs塑料本身不透明，但其著色性能很好。abs塑料另一個重要特點是表面可電鍍、噴漆、印刷、真空鍍膜和繪畫。2）pc（polycarbonate）：即聚碳酸酯，呈淡黃色透明體，透光率在塑料重僅次于有機玻璃和聚苯乙烯，可以制作透明塑料制品。abs的吸水率很小，模塑收縮率小，成型后尺寸穩(wěn)定性很好。其沖擊強度是常用工程塑料中最好的品種之一。但abs由兩

17、個明顯的缺點，一是疲勞強度低，另一點是制品易開裂。3）abspc：即丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物/聚碳酸酯混合物。其性能如下：物理性能：抗沖擊性；高光澤；抗光性，可電鍍，抗熱性；高彎曲強度。化學(xué)性能：僅有限的抗水解性能；不抗酮，酯，氯化碳氫化合物。4）ps（polystyrene）：即聚苯乙烯,呈無色透明狀，透光性能僅次于有機玻璃，容易著色，并且具有良好的可塑流動性及較小的成型收縮率。其主要缺點是脆性大，形狀復(fù)雜制品成型后存在較大內(nèi)應(yīng)力。根據(jù)以上內(nèi)容，我所設(shè)計的塑件選擇的材料如下： 材料:abs。 色調(diào)：黑色。 生產(chǎn)批量：大批量。2.2塑件的結(jié)構(gòu)分析塑件應(yīng)有一定的結(jié)構(gòu)強度。塑件圖如下 圖2-1塑件

18、圖2.3塑件的工藝性分精度等級：采用mt3級精度。 脫模斜度：塑件外表面40-1°20塑件內(nèi)表面30-1°2.3.1abs的注射成型工藝1、注射成型工藝過程（1）預(yù)烘干裝入料斗預(yù)料化注射裝置準備注射注射保壓冷卻脫模塑件送下工序（2）清理模具、涂脫模劑合模注射2、abs的注射成型工藝參數(shù)（1）注射機：螺桿式（2）螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）：3060（3）預(yù)熱和干燥：溫度（）8085 時間（h）23（4）密度（g/cm³）：1.021.05（5）材料收縮率（%）：0.30.8（6）料筒溫度（）：后段 150157 中段 165180 前段 180200（7）噴嘴溫度（）：

19、170180（8）模具溫度（）：5080（9）注射壓力（mpa）：70100 （10）成形時間（s）：注射時間2090 高壓時間05 冷卻時間20120 總周期50220（11）適應(yīng)注射機類型：螺桿、柱塞均可（12）后處理方法：紅外線烘箱 時間（h）24 溫度（）702.3.2 abs性能分析1、使用性能： 綜合性能良好，沖擊韌度、力學(xué)強度較高，且要低溫下也不迅速下降。 耐磨性、耐寒性、耐水性、耐化學(xué)性和電氣性能良好。 水、無機鹽、減、酸對abs幾乎無影響。 尺寸穩(wěn)定，易于成型和機械加工，與372有機玻璃的熔接性良好，經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色，且可作雙色成型塑料，表面可鍍鉻。2、成型性能： 無定

20、型塑料，其品種多，各品種的機電性能及成型特性也各有差異，應(yīng)按品種確定成型方法及成型條件。 吸濕性強，含水量應(yīng)小于0.3%，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長時間預(yù)熱干燥。 流動性中等，溢邊料0.04mm左右 比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫。料溫對化學(xué)性能影響較大、料溫過高易分解，對要求精度較高的塑件，模溫宜取5060，要求光澤及耐熱型料宜取6080。注射壓力應(yīng)比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注塑機時料溫為180230，注射壓力為100140mpa為宜。易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計時應(yīng)注意盡量減小澆注系統(tǒng)對斜流的阻力，模具設(shè)計時要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進料口位置、形式。推出力過大或機械加工時

21、塑件表面呈“白色”痕跡（在熱水中加熱可消失）。abs在升溫時粘度增高，塑料上的脫模斜度宜稍大，宜取1°以上。在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。2.3.3 abs成型塑件的主要缺陷及消除措施主要缺陷：缺料、氣孔、飛邊、出現(xiàn)熔接痕、塑件耐熱性不高等。消除措施：加大主流道、分流道、澆口、加大噴嘴、增大注射壓力、提高模具預(yù)熱溫度。2.4 注塑成型原理注射成型，又稱注射模塑或注塑，是塑料的一種重要的成型方法。其主要過程為：將塑料的料?；蚍哿?，在注射成型機的料筒內(nèi)加熱融化呈流動狀態(tài)時，在柱塞或螺桿加壓下，熔融塑料被壓縮并向前移動，進而通過料筒前端的噴嘴以快速注入溫度較低的閉合模

22、具內(nèi)，經(jīng)過一段時間的冷卻定型后，開啟模具即得制品。過程有：（1） 合模，加料，加熱，塑化，擠壓 （2） 注射，保壓，冷卻，固化，定型 （3） 螺桿嵌塑，脫模頂出 注射成型機的工作過程： 合模注射保壓冷卻開模取塑件合模 圖2-1注射成型機的工作過程圖3模具結(jié)構(gòu)形式的擬定3.1確定型腔數(shù)量及排列方式一般來說，精度要求高的小型塑件和中型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)，對于精度要求不高的小型塑件（沒有配合精度要求），形狀簡單，又是大批量生產(chǎn)時，若采用多型腔模具可提供獨特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn)效率大為提高。型腔的數(shù)目可依據(jù)模型的大小情況而定。該塑件對精度要求不高，再依據(jù)塑件的大小，采用一摸四腔的模具結(jié)構(gòu)。型腔的

23、排列方式如下圖：圖3-1 型腔排列方式圖3.2模具結(jié)構(gòu)形式的確定1、多型腔單分型面模具：塑件外觀質(zhì)量要求不高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采取此結(jié)構(gòu)。2、多型腔分型面模具：塑件外觀質(zhì)量要求高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采取此結(jié)構(gòu)。該塑件外觀質(zhì)量要求不高，是尺寸精度要求較低的小型塑件，因此可采取多型腔單分型面的設(shè)計。從塑件上容易看出模具的分型面位置、推出機構(gòu)的設(shè)置以及澆口的位置，分型面為水平分型面。4 分型面的選擇  分型面是指為了塑件的脫模和安放嵌件的需要，模具型腔由兩部分或更多部分組成這些可分兩部分的接觸表面。分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造

24、工藝有密切關(guān)系，并且直接影響著塑料熔體的流動特性及塑件的脫模。4.1分型面設(shè)計時考慮的因素如何確定分型面，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、塑件的結(jié)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應(yīng)綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。分型面的選擇很重要，它對塑件的質(zhì)量、操作難易、模具結(jié)構(gòu)及制造影響很大。在選擇分型面時一般應(yīng)考慮以下因素。（1）塑件的形狀、尺寸和壁厚。（2）塑件性能及填充條件。（3）澆注系統(tǒng)的布局。（4）成型效率及成型操作。（5）排氣及脫模。（6）模具結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，

25、制造容易。4.2分型面的設(shè)計原則選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下幾項原則：1) 分型面應(yīng)選在塑件的最大截面上，并力求采用平面。2) 應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)量，并盡量做到只有一個分型面。3) 便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊。4) 保證塑件的精度要求。5) 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。6) 便于模具加工制造。7) 對成型面積的影響。8) 對排氣效果的影響。9）對側(cè)向抽芯的影響。4.3分型面的確定方案一：在塑件的底平面上。 方案二：在塑件的頂面。根據(jù)上面的要求容易看出方案二不合適，因為頂面是個弧面。因此我們選擇方案一。如下圖所示：圖4-1分型面5注塑模澆注系統(tǒng)設(shè)計作用是使熔體平穩(wěn)地引人型腔，使之

26、按要求填充型腔；使型腔內(nèi)的氣體順利地排出；在熔體填充型腔和凝固的過程中，能充分地把壓力傳到型腔各部位，以獲得組織致密，外形清晰、尺寸穩(wěn)定的塑件。因此，澆注系統(tǒng)十分重要，它的設(shè)計正確與否是注射成型能否澆注系統(tǒng)是指模具中從接觸注射機噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通道。其順利進行，能否得到高質(zhì)量塑件的關(guān)鍵。澆注系統(tǒng)可分為普通澆注系統(tǒng)和無流道凝料澆注系統(tǒng)兩類。5.1設(shè)計澆注系統(tǒng)基本要點1）適應(yīng)塑料的工藝性設(shè)計者應(yīng)深人了解塑料的工藝性，分析澆注系統(tǒng)在充模、保壓補縮和倒流各階段中，型腔內(nèi)塑料的溫度、壓力變化情況，以便設(shè)計出適合塑料工藝特性的理想的澆注系統(tǒng)，保證塑件的質(zhì)量。2）流程要短在保證成型質(zhì)量和滿足良好

27、排氣的前提下，盡量縮短熔體的流程，以減少熔體壓力和熱量損失，保證必須的充填型腔的壓力和速度，縮短填充及冷卻時間，縮短成型周期，從而提高效率，減少塑料用量，提高熔接痕強度或使熔接痕不明顯。3）排氣良好4）避免料流直沖型芯或嵌件5）澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積應(yīng)盡量小6）澆注系統(tǒng)的位置盡量與模具的軸線對稱7）修整方便，保證制品外觀質(zhì)量8）防止塑件變形該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，普通澆注系統(tǒng)一般有主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。澆注系統(tǒng)的尺寸是否合理不僅對塑件性能、結(jié)構(gòu)、尺寸、內(nèi)外在質(zhì)量等影響較大，而且還在于塑件所用塑料的利用率、成型效率等相關(guān)。5.2主流道的設(shè)計主流道的形狀和尺寸最先影響

28、著塑料熔體的流動速度及填充時間，必須使熔體的溫度和壓力降低最小，且把塑料熔體輸送到最遠的位置。在臥式注射機上使用的模具中，主流道垂直于分型面，為使凝料能從其中順利拔出，需設(shè)計成圓錐形，錐角為2°6°。5.2.1主流道的尺寸主流道小端直徑主流道小端直徑d=注射機噴嘴直徑+（0.51）mm =4+0.51 =4.55（mm）主流道的球半徑主流道的球半徑sr=10+0.51mm 取sr=11mm球面配合高度球面配合高度為35mm， 取5mm主流道長度主流道長度l，應(yīng)盡量小于60mm，綜合上標準模架以及該模具結(jié)構(gòu)， 取l=50mm主流道錐度主流道錐角一般應(yīng)在2°6

29、6;，取=4°,所以流道錐度為/2=2°。主流道大端直徑主流道大端直徑d=d+2ltg（/2）（=4°） d=6.8(mm)主流道大端倒圓角倒角=0.6（mm）根據(jù)以上數(shù)據(jù)和注射機的有關(guān)參數(shù)，設(shè)計出主流道5.2.2主流道襯套的形式主流道部分在成型過程中，其小端入口處與注射機噴嘴接觸容易造成磨損，屬于易損件，因此對材料的要求較高，因而模具的主流道常設(shè)計成為可拆式的。材料主要選用t8a、t10a等，采用熱處理至5055hrc。主流道襯套應(yīng)設(shè)置在模具對稱中心位置上，并盡可能保證與相連接的注射機噴嘴同一軸心線。主流道襯套與定模座板采用h7/m6過度配合，與定位圈的配合采用

30、h9/f9間隙配合。主流道襯套的形式有兩種：一、 主流道襯套與定位圈設(shè)計成整體式，一般用于小型模具；二、 主流道襯套與定位圈設(shè)計成兩個零件，然后配合固定在模板上。通過分析比較，選擇第二種形式。主流道襯套、定位圈的尺寸以及主流道襯套的固定形式如下圖：5-1主流道襯套的固定形式 5-2主流道的具體尺寸圖5-3定位圈的具體尺寸5.3冷料穴的設(shè)計在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機噴嘴和主流道入口這一段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體溫度，從噴嘴端部到注射機料筒以內(nèi)約1025mm的深度有個溫度逐漸升高的區(qū)域，這時才達到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動性能及成型性能不佳，如果這里相對

31、較低的冷料進入型腔，便會產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個井穴將主流道延長一接收冷料，防止冷料進入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱作為冷料穴。5.3.1主流道冷料穴的設(shè)計主流道冷料穴設(shè)計成帶有拉料桿的冷料穴，底部有一根拉料桿組成，拉料桿裝于推桿固定板上，與推桿脫模機構(gòu)連用。拉料桿的端部設(shè)計成“z”字型，便于將主流道凝料拉出。當(dāng)其被推出時，塑件和流道凝料能自動墜落，易于實現(xiàn)自動化操作。主流道的設(shè)計如下圖所示：5.3.2分流道冷料穴的設(shè)計 當(dāng)分流道較長時，可將分流道的端部沿料流方向延長作為分流道冷料穴，以儲存前鋒冷料，其長度為分流道直徑的1.52倍。 圖5-4主

32、流道冷料穴的設(shè)計5.4分流道的設(shè)計該模具為一模四腔的結(jié)構(gòu)，應(yīng)設(shè)置分流道。分流道的設(shè)計應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快地流經(jīng)分流道充滿型腔，并且流動過程中壓力損失和熱量損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。5.4.1分流道的截面形狀常用分流道的形狀有圓形、梯形、u形和六角形等。要減少流道內(nèi)的壓力損失，則希望流道的截面面積最大，流道的表面積小，以減少熱量的損失，因此可以用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率。圓形截面效率最高，而且容易脫模，各方面的都優(yōu)于其他形狀截面的分流道。綜合考慮，選用圓形截面形狀的分流道較好。5.4.2分流道的截面尺寸分流道的截面尺寸應(yīng)

33、柑橘塑件的成型體積、塑件壁厚、塑件形狀、所用塑料的工藝性能、注射速率以及分流道的長度等因素來確定。對于壁厚小于3mm，質(zhì)量在200g以下的塑件，可以用下述公式確定分流道的直徑：d=0.2654w1/2l1/4其中d流道直徑（mm）；w塑件的質(zhì)量（g）；l分流道的長度（mm）；此公式計算的分流道直徑限于3.29.5mm。根據(jù)前面的公式有：d=0.2654×44.51/2×551/2=1.58故不在適應(yīng)范圍。根據(jù)分流道截面形狀與流動理論長度關(guān)系和塑料成型工藝與模具設(shè)計表5-3，在考慮到abs的成型工藝性能，并在網(wǎng)絡(luò)上收集的資料，可以確定分流道直徑為6mm。5.4.3分流道的長度

34、分流道的長度應(yīng)盡量短，且少彎折。分流道的長度為l=（15+15）×2=60mm5.4.4分流道的表面粗糙度由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較為理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度要求的并不高，一般取0.631.6，這樣表面稍不光滑，有助于正大塑料熔體的外流層流動的阻力。避免熔流表面滑移，使中心層具有較高的剪切速率。5.4.5分流道的布置形式分流道的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響，該模具為一模四腔，采用平衡式布置。平衡式布置要求從主流道至各個型腔的分流道，其長度、形狀、截面尺寸等都對應(yīng)相等，達到各個型腔的熱平衡和塑料平衡。因此各個型腔的澆口尺寸也

35、可以相同，達到各個型腔均衡地進料。模具分流道為圓形截面，在定模座版和定模板上都開有分流道。其形式如下圖： 圖5-5分流道的設(shè)計5.5澆口的設(shè)計澆口是連接分流道與型腔之間的一段流道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的形狀、數(shù)量、尺寸和位置對塑件質(zhì)量的影響很大。澆口的主要作用是： 型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流； 易于切除澆口凝料； 對于多型腔的模具，用以平衡進料；澆口的面積通常為分流道面積的0.030.09。澆口的截面有矩形和圓形兩種，澆口長度約為0.52左右，澆口的尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗來確定，取其下限值，然后在試模時逐步修正。5.5.1澆口的形式及其特點最常用的澆口形式有三種。第一種是側(cè)

36、澆口，這種澆口形式注射工藝工人比較熟悉，在制造上加工比較方便，但不得因素是澆道流程長，熱量損耗大，因此容易產(chǎn)生明顯的拼料痕跡。如果要得到改善，則需要加大澆道尺寸，但隨之澆道部分的回料增多。其次塑料的進料口部分需去毛刺，這樣既增加了去毛刺的工時，又損失了周圍的美觀。第二是點澆口,塑料注射時，在點澆口以高速注入型腔，一部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽虼怂芰显跁蠒r的熱量損耗比側(cè)澆口少，所以會合處融合較好，熔接痕不太明顯。其缺點是塑件的正面將留下點澆口的痕跡，影響塑件的美觀，并且為了取出點澆口的澆道剩料，型腔必須移動。由于型腔重量較大，所以不方面移動。第三種是綜合上述兩種澆口形式的優(yōu)缺點，采用剪切澆口。因為塑

37、件側(cè)壁距離橫澆道較遠，因直接在側(cè)壁進料是很難實現(xiàn)的，因此又增設(shè)了工藝輸出澆口，從而使?jié)沧⑾到y(tǒng)進一步完善。這種澆口形式主要有以下優(yōu)點：一是塑件表面無澆口痕跡，并且外表面無明顯的熔接痕，所以外觀質(zhì)量較好。二是澆口的位置和數(shù)量可視塑件的質(zhì)量而增加、減少或改變澆口的位置、模具修改也比較方面。三是在塑件頂出的同時，澆口剪短并脫落，可節(jié)省去毛刺工序，并有得于機床自動化。從塑件流程盡量一致的原則出發(fā)，采用了四個剪切澆口處都設(shè)有頂桿，用以切斷剪切澆口，其工藝輔助澆口可手工去除。5.5.2澆口尺寸的確定澆口結(jié)構(gòu)尺寸由經(jīng)驗公式，并由塑料模具技術(shù)手冊查的，澆口長度為2mm，澆口直徑為2mm。注：其尺寸實際應(yīng)用效果如

38、何，應(yīng)在試模中檢驗與改進。5.5.3澆口位置的選擇澆口位置的選擇對塑件質(zhì)量的影響極大。選擇澆口位置時遵循如下原則： 避免塑件上產(chǎn)生缺陷 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件截面最厚處 有利于塑件熔體的流動 有利于型腔的排氣 考慮塑件受力情況 增加熔接痕牢度 流動定向方位對塑件性能的影響 澆口位置和數(shù)目對塑件變形的影響 校核流動比 防止型芯或嵌件擠壓位移或變形此外，在選擇澆口位置和形式時，還應(yīng)該考慮到澆口容易切除，痕跡不明不影響塑件外觀質(zhì)量，流動凝料少等因素。5.6澆注系統(tǒng)的平衡對于中小型塑件的注射模具已廣泛使用一模多腔的形式，設(shè)計應(yīng)盡量保證所有的型腔同時得到均一的充填和成型。一般在塑件形狀及模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，

39、應(yīng)將從主流道到各個型腔的分流道設(shè)計成長度相等、形狀及截面尺寸相同（型腔布局為平衡式）的形式，否則就需要通過調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達到一致，這就是澆注系統(tǒng)的平衡。5.6.1分流道的平衡 在多型腔模具中，熔體在主流道與各分流道，或各分流道之間的體積流量是不會相同的，但可以認為他們的流速是相等的，以此達到各型腔同時充滿的目的。為此各流道之間應(yīng)以不同的長度或截面尺寸來達到流量不等，經(jīng)分析可推到，可用下式進行平衡計算：=式中q1 ,q2熔融樹脂分別在流道1和流道2中的流量，cm3/s d1，d2分流道1和分流道2的直徑，cm l1,l2分流道1和分流道2的長度，cm 上式?jīng)]有考慮分流道

40、轉(zhuǎn)彎局部阻力的影響，以及模具溫度不均的影響。實際上尚須對這些因素作校正，才能達到?jīng)_模時間相等的目的。5.6.2澆口的平衡 在多型腔非平衡分流道布置時，由于主流道到各型腔的分流道長度或各型腔所需填充流量不同，也可以采用調(diào)整各澆口截面尺寸的方法，使熔體同時充滿各型腔。 澆口平衡簡稱bgv，只要做到各型腔bgv值相同，基本上能達到平衡填充。 對于多型腔相同制品的模具，其澆口平衡計算公式如下：bgv=式中 sg澆口的截面積， lg澆口的長度， mm lr分流道的長度，mm澆注系統(tǒng)設(shè)計時一般澆口的截面積與分流道的截面積之比sg/sz取0.070.09.該模具，從主流道到各個型腔的分流道的長度相等，形狀及

41、截面尺寸都相同，顯然是平衡式的。 5.7澆注系統(tǒng)斷面尺寸計算 對工業(yè)上使用較合理的30多副注射模具，根據(jù)所用注射機的技術(shù)規(guī)格，作了幾種塑料熔體的充模計算，結(jié)果認為主流道和分流道的剪切速率=55 ，澆口剪切速率=105,平衡系統(tǒng)的充模過程近似于等溫流動。=f（q,rn）的關(guān)系式可用如下的經(jīng)驗公式表達：= 式中 熔體在流道中的剪切速率 (s-1) q熔體在流道中的體積流率 （cm3/s） rn澆注系統(tǒng)斷面當(dāng)量半徑 （cm）5.7.1確定適當(dāng)?shù)募羟兴俾?澆注系統(tǒng)各段的剪切速率y值如下：（1） 主流道：s=5×103s-1（2） 分流道：r=5 ×102s-1 （3） 點澆口：q=

42、 105s-1 （4） 其它澆口：=5×1035×104s-15.7.2確定體積流率 澆注系統(tǒng)中各段的體積流率q值是不同的。（1） 主流道的qs根據(jù)模具成型塑件的體積和所用注射機的技術(shù)要求，由下式計算：= 式中 qn主流道的體積流率 （cm3/s） 注射時間（s） qp 模具成型塑件的體積，通常取=（0.50.8）qn qn注射機的公稱注射量由塑料模具技術(shù)手冊，可根據(jù)注射機的公稱注射量查的注射時間=1.0 s 所以= =23.978cm3/s（2）分流道的和澆口處的對于多點進料的單型腔，或各型腔相同的多型腔，若分流道采用平衡式布置，則各分流道及澆口中的體積流率為： qr=q

43、g=qs/m （cm3/s）式中,qr，q分流道或澆口中的體積流率 （cm3/s） m分流道的數(shù)目所以qr=qg=6（cm3/s）由上述經(jīng)驗公式可算出： 主流道rnz=2.25（mm）分流道rnr=7.1（mm） 澆口 rng=0.375(mm) 以上澆注系統(tǒng)截面的確定也可以根據(jù)yqrn 關(guān)系曲線圖直接查得。6 模架的確定和標準件的選用 注射模由成型零部件和結(jié)構(gòu)零部件組成。結(jié)構(gòu)零部件包括注射模的支承零部件和合模導(dǎo)向機構(gòu)。支承零部件和合模導(dǎo)向機構(gòu)構(gòu)成注射模模架，模架也稱模體,是注射模的骨架和基體，模具的每一部分都寄生其中，也是型腔未加工的組合體，通過它將模具的各部分有機的聯(lián)系在一起。在畢業(yè)設(shè)計中

44、，盡可能選用標準模架，確定出標準模架的形式，規(guī)格及標準代號。模架尺寸確定之后，對模具有關(guān)零件要進行必要的強度或剛度計算，以校核所選模架是否適當(dāng)，尤其是對大型模具，這點尤為重要。標準件包括通用標準件及模具專用標準件兩大類。通用標準件如緊固件等。模具專用標準件如定位圈、澆口套、推桿、推管、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、模具專用彈簧、冷卻及加熱元件，順序分型機構(gòu)及精密定位用標準組件等。由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再結(jié)合標準模架，可選用標準模架250×450,可符合要求。模架上要有統(tǒng)一的基準，所有零件的基準應(yīng)從這個基準推出，并在模具上打出相應(yīng)的基準標記。一般定模座板與定模型腔板要用銷釘定位，動、定模固

45、定板之間過導(dǎo)向零件定位，模具通過澆注套定位圈與注射機的中心定位孔定位。模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘，模具外表面盡量不要有突出部分，模具外表面應(yīng)光潔，加涂防銹油。一、定模座板（315×450，厚25）主流道襯套固定孔與其為h7/m6過渡配合，定位圈內(nèi)孔主流道襯套外部大徑為h9/f9間隙配合，主流道襯套通過兩個8的內(nèi)六角螺釘與定模型腔板連接。二、定模型腔板(250×450,厚30)為了保證被固定零件的穩(wěn)定性，固定板應(yīng)有一定的厚度，來保證固定板足夠的強度與剛度，定模型腔版上的導(dǎo)套固定孔與導(dǎo)套為h7/k6過渡配合。三、動模型芯版（250×450,厚32）為了保證凸模

46、或其它零件固定穩(wěn)定，固定板應(yīng)有一定的厚度，并有足夠的強度，一般用t8a或t10a制成，淬火處理，硬度5458hrc，導(dǎo)柱孔與導(dǎo)柱為h7/k6配合，推桿孔與推桿為h7/f6間隙配合。四、墊板（又稱支撐板）（250×450，厚25）墊板是蓋在固定板上面或墊在固定板下面的平板，它的作用是防止型腔、型芯、導(dǎo)柱或頂桿等出處固定板，并承受型腔、型芯或頂桿等的壓力，因此要具有較高的平行度和硬度。一般采用45鋼，經(jīng)熱處理至4348hrc。還起到了支撐板的作用，其要承受成型壓力導(dǎo)致的模板彎曲應(yīng)力。五、墊塊（40×450，厚25）1、主要作用：在動模座板與定模墊板之間形成頂出機構(gòu)的動作空間，或

47、是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應(yīng)注射機的模具安裝厚度要求。2、結(jié)構(gòu)形式：可為平行墊塊、拐角墊塊。（該模具采用平行墊塊）3、墊塊用q235a制造。4、墊塊的高度計算：h墊塊=h推出距離+h推板+h推桿固定板+ =21.5+20+20+2.5=63()式中為頂出行程的余量，一般為28，以免頂出板頂?shù)絼幽|板。5、模具組裝時，應(yīng)注意左右兩塊墊塊高度一致，否則由于負荷不均勻會造成動模板損壞。五、推桿固定板（166×450，厚20）六、推板（166×450，厚20）7成型零件的設(shè)計成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是指構(gòu)成模具型腔的零件，通常有凹模、型芯、各種成形桿和成型環(huán)。模具的成型零件主要是凹模型

48、腔和底板厚度的計算，塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓作用，應(yīng)具有足夠的強度和剛度，如果型腔側(cè)壁和底板厚度過小，可能因為強度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞，也可能因剛度不足而產(chǎn)生撓曲變形，導(dǎo)致你溢料飛邊，降低塑件尺寸精度并影響順利脫模。因此，應(yīng)通過強度和剛度計算來確定型腔壁厚，尤其對于重要模具的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能單純憑經(jīng)驗來確定型腔壁厚和底板厚度。注射模具的成型零件是指構(gòu)成模具型腔的零件，通常包括了凹模、型芯、成型桿等。凹模用以形成制品的外表面，型芯用以形成制品的內(nèi)表面，成型桿用以形成制品的局部細節(jié)。成型零件作為高壓容器，其內(nèi)部尺寸、強度、剛度，材料和熱處理以及加工工藝性，是

49、影響模具質(zhì)量和壽命的重要因素。由于遙控器前蓋是小型塑料件，模具采用一模四腔結(jié)構(gòu)。7.1成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計由于遙控器前蓋是小型塑料件，凸模和凹模由整塊材料制成，制成整體式凹模。凹模位于定位板上，因為模具唯一木四腔的結(jié)構(gòu)，所以需要采用四個型腔。7.2成型零件工作尺寸的計算通常，凹、凸模的工作尺寸根據(jù)塑料的收縮率，凹、凸模零件的制造公差和磨損量三個因素確定。7.2.1凹模的工作尺寸凹模是成型塑件外形的模具零件，其工作尺寸屬包容尺寸，在使用過程中凹模的磨損會使包容尺寸逐漸的增大。因此，為了使得模具的磨損留有修模的余地，以及裝配的需要，再設(shè)計模具時，包容尺寸盡量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差。具體計算公式如

50、下： lm=ls(1+scp)-式中3/4項系數(shù)隨塑件精度和尺寸變化，一般在0.50.8之間 lm-凹模徑向尺寸（） ls-塑件徑向公稱尺寸（） scp-塑件的平均收縮率（） -塑件公差值（） -凹模制造公差（mm）（1）型腔的長、寬尺寸：lm=ls(1+scp)- lm=ls(1+scp)- =180（1+0.0055）-×0.5 =170（1+0.0055）-×0.46 =180.62 =170.59lm=ls(1+scp)- lm=ls(1+scp)- =50（1+0.0055）-×0.2 =61（1+0.0055）-×0.22 =50.13 =6

51、1.17lm=ls(1+scp)- lm=ls(1+scp)-=31（1+0.0055）-×0.18 =25（1+0.0055）-×0.16 =31.04 =25.02lm=ls(1+scp)- lm=ls(1+scp)- =21（1+0.0055）-×0.14 =43（1+0.0055）-×0.2 =21.01 =43.09lm=ls(1+scp)- lm=ls(1+scp)- =53(1+0.0055）-×0.22 =85（1+0.0055）-×0.3=53.13 =85.24（2）型腔高度尺寸的計算hm=hs(1+scp)- hm=hs(1+scp)- =10(1+0.0055)-×0.12 =8(1+0.0055)-×0.12 =9.97 =7.957.2.2凸模的工作尺寸凸模是成型塑件內(nèi)形的模具零件，其工作尺寸屬被包容尺寸，在使用過程中凸模的磨損會使被包容尺寸逐漸的減小。因此，為了使得模具的磨損留有修模的余地，以及裝配的需要，在設(shè)計模具時，被包容尺寸盡量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差。具體計算公式如下：lm=ls(1+scp)+ 式中3/4項系數(shù)隨塑件精度和尺寸變化，一般在0.50.8之間 lm-凸模徑向尺寸（） ls-塑件徑向公稱尺寸（） scp-塑件的平均收縮率（）