塑料蓋注射模設(shè)計(jì)說明書

1、1 塑料模具概論1.1論文背景及意義隨著市場競爭趨勢日益加，使產(chǎn)品功能多元化增加，同時(shí)產(chǎn)品的生命周期不斷縮短，塑料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變得多樣化和復(fù)雜化，客戶對產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來越高。在一定程度上使模具設(shè)計(jì)和注射成型過程的趨于復(fù)雜，某些注射成型問題甚至是經(jīng)驗(yàn)豐富的模具設(shè)計(jì)師和注射工藝師都難以把握和解決。在注射模具的設(shè)計(jì)過程中，首先考慮的一般是模具結(jié)構(gòu)本身的需要，在滿足這個(gè)要求之后才考慮注射制品的需要。例如，傳統(tǒng)規(guī)的注射模設(shè)計(jì)通常是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來確定澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的形式和尺寸，而并非根據(jù)流動分析的方法來確定。在最后的試模過程中通過反復(fù)的調(diào)整模具的澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)參數(shù)以求基本達(dá)到產(chǎn)品的質(zhì)量要求。這樣勢必將

2、造成模具試模周期過長、試模成本過高，從而嚴(yán)重影響了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和競爭力。因此，塑料熔體注射成型過程的設(shè)計(jì)和計(jì)算產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)以及注射成型工藝都具有非常重要的指導(dǎo)性意義。1.2課題國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀當(dāng)今世界，模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家制造水平高低的重要標(biāo)志之一，因?yàn)槟＞叩馁|(zhì)量在很大程度上決定了產(chǎn)品的質(zhì)量、效益以及新產(chǎn)品的開發(fā)能力。塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展起來的。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展人們對生活的質(zhì)量要求越來越高，對設(shè)備和用品的外觀、舒適度、輕量化以及價(jià)格的要求越來越高，這就使塑料制品有了更為廣闊的市場前景。塑料模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)步，對塑料制品業(yè)的發(fā)展起到了關(guān)鍵性的作用

3、。塑料制品在家電、汽車、辦公用品、IT信息、工業(yè)電器等各個(gè)行業(yè)的發(fā)展非常迅速，使得塑料模具行業(yè)也快速發(fā)展。1.2.1主要研究成果塑料注射模具的發(fā)展在我國起步比較晚，但發(fā)展速度很快，特別是在近些年來，無論是在質(zhì)量和技術(shù)上，還是在制造能力上都有很大的發(fā)展和進(jìn)步。主要成就有以下幾個(gè)方面：CAD/CAM/CAE技術(shù)在塑料模具的設(shè)計(jì)制造上應(yīng)用越來越普遍，特別是在CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用方面，取得了非常大的成績。電子信息工程技術(shù)的廣泛應(yīng)用提高了塑料模的設(shè)計(jì)和制造水平。氣體輔助注射成型技術(shù)的應(yīng)用變得更加成熟。熱流道技術(shù)的推廣和應(yīng)用，使得熱流道模具比例不斷提高。精密、復(fù)雜、大型模具的設(shè)計(jì)制造水平不斷提高。塑件

4、尺寸精度67級的塑料注射模具國內(nèi)已經(jīng)有能力生產(chǎn)，其分型面接觸間隙為0.02mm，模板的彈性變形為0.05mm，型面的表面粗糙度可達(dá)Ra=0.050.025。模具的設(shè)計(jì)制造的效率不斷提高。模具使用壽命不斷提高，已有不少模具壽命已能達(dá)到100萬次以上。采用模具先進(jìn)加工技術(shù)及設(shè)備，使模具制造能力大為提高。高速銑削技術(shù)以及高速銑削機(jī)床在模具加工制造中的使用，已使得模具加工效率顯著提高。1.2.2我國塑料模具發(fā)展中存在的主要問題伴隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，從總體上來看，中國塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了非常大的進(jìn)步，但從國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求來看，中國塑料模具工業(yè)與世界先進(jìn)水平相比差距

5、仍很大，參見表1.1。表1.1塑料模具設(shè)計(jì)技術(shù)技術(shù)名稱發(fā)達(dá)國家中國美國日本德國香港臺灣大陸CAD應(yīng)用CAE應(yīng)用Flow軟件Cool軟件75%50%普及普及75%50%普及普及70%50%普及普及50%40%70%70%40%30%50%50%20%10%有應(yīng)用有應(yīng)用中國塑料模具行業(yè)和歐美發(fā)達(dá)國家先進(jìn)水平相比，存在的問題主要有一下幾點(diǎn)：發(fā)展極不平衡，產(chǎn)品總體水平和質(zhì)量比較低。盡管某些個(gè)別企業(yè)的產(chǎn)品已達(dá)到或接近國際先進(jìn)水平，但從總體來看，模具的使用壽命、制造精度、型腔表面的粗糙度以及生產(chǎn)周期等指標(biāo)與國外先進(jìn)水平相比仍然有較大的差距。并且包括生產(chǎn)方式和企業(yè)管理模式在內(nèi)的總體水平與歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國家相

6、比有至少8年以上的差距。在國內(nèi)一些精密、大型、復(fù)雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍然要依靠大量進(jìn)口才能滿足需求。工藝裝備比較落后，協(xié)調(diào)組織能力較差。雖然某些企業(yè)經(jīng)過近幾年來引進(jìn)國外先進(jìn)工藝技術(shù)改造設(shè)備，工藝裝備水平已經(jīng)比較先進(jìn)，有些三資企業(yè)的裝備水平與國外的相當(dāng)，但大部分企業(yè)的工藝裝備仍然相當(dāng)落后。最突出的問題是，企業(yè)組織協(xié)調(diào)能力差，組織管理水平落后，難以整合和調(diào)動社會資源為己所用，從而就無能力承接比較大型的項(xiàng)目，阻礙了自身難以發(fā)展和進(jìn)步。供需矛盾突出，短期內(nèi)難以緩解。近些年，國產(chǎn)塑料模具在國內(nèi)市場的滿足率一直都比較低，特別是大型、高精度、長壽命模具滿足率更低，初步估計(jì)不到60%。而于此同時(shí)，工

7、業(yè)發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)模具設(shè)計(jì)和制造水平正在加速向中國轉(zhuǎn)移，國際采購也越來越多，國際市場前景很好。市場需求旺盛，但生產(chǎn)發(fā)展一時(shí)還難以跟上，供不應(yīng)求的局面還將持續(xù)一段時(shí)間。在塑料模具總量供不應(yīng)求的同時(shí)，一些低檔塑料模具卻出現(xiàn)供過于求，市場競爭激烈的現(xiàn)象。此外，還有一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也呈現(xiàn)出供過于求的趨勢。絕大部分企業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品能力弱，創(chuàng)新能力明顯不足。這主要是由于：一方面技術(shù)人員所占比例低、水平不夠高；另一方面科研開發(fā)投入的資金少；更重要的是觀念落后，對創(chuàng)新和開發(fā)不夠重視。我國模具行業(yè)要不斷取得進(jìn)步，模具企業(yè)不但要重視模具的開發(fā)，同時(shí)更重要的是重視產(chǎn)品的創(chuàng)新。 體制和人才問題一時(shí)很難得到

8、解決。在社會主義市場經(jīng)濟(jì)中，像模具這樣依賴于特殊用戶、需單件生產(chǎn)的競爭性行業(yè)，現(xiàn)有的體制和經(jīng)營機(jī)制已凸顯出很多的矛盾。人才的數(shù)量和素質(zhì)也難以跟上行業(yè)的發(fā)展。我國從2001年加入WTO后，塑料模具行業(yè)受到了巨大的挑戰(zhàn)，同時(shí)也帶來了巨大的機(jī)遇。加入國際世貿(mào)組織之后，不僅為高端產(chǎn)品的進(jìn)口帶來了更多的方便，同時(shí)還帶來了國外資金和先進(jìn)的模具技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，這對培養(yǎng)中國的專業(yè)模具人才隊(duì)伍起到了非常重要的推動作用。1.3塑料模發(fā)展趨勢由于塑料工業(yè)的快速發(fā)展及上述各方面差距的存在，因此我國今后塑料模具的發(fā)展速度必將大于模具工業(yè)總體的發(fā)展速度。塑料模具生產(chǎn)企業(yè)在向著規(guī)?；同F(xiàn)代化發(fā)展的同時(shí)，高精度、輕細(xì)化仍然是

9、一個(gè)必然的發(fā)展趨勢。從技術(shù)上說，為了滿足用戶對模具制造的“精度高”、“交貨期短”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低”的要求，以下的發(fā)展趨勢也比較明顯：在模具設(shè)計(jì)制造中將全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)。快速原型制造（RPM）及相關(guān)技術(shù)將得到更好的發(fā)展。高速銑削加工將得到更廣泛的應(yīng)用。模具高速掃描機(jī)數(shù)字化系統(tǒng)將在逆向工程中發(fā)揮更大的作用。電火花銑削加工技術(shù)將得到快速發(fā)展。超精細(xì)加工和復(fù)合加工將得到發(fā)展。熱流道技術(shù)將得到普遍推廣，以提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，節(jié)省制件的原材料和節(jié)約能源。高壓注射成型和氣體輔助注射技術(shù)等工藝將發(fā)揮重要作用。模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高。新型材料及先進(jìn)的制造工藝技術(shù)會得到廣范應(yīng)用。模具

10、研磨拋光將向自動化、智能化方向發(fā)展。模具自動和加工系統(tǒng)的研制和開發(fā)，隨著各種新技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，自動化趨勢將越來越高。虛擬技術(shù)將得到發(fā)展。2 塑件的工藝分析2.1注射模設(shè)計(jì)特點(diǎn)及組成件注射模主要用于熱塑性零件成型。它是將塑料粉粒，通過注射機(jī)螺桿旋轉(zhuǎn)流進(jìn)一定溫度的料筒內(nèi)，在90100的溫度下變成液體狀態(tài)。開動注射機(jī)活塞，則熔融的塑料即以高壓、高速通過噴嘴注入，充滿模具型腔，待保壓固化后，形成和型腔相仿的制品零件14。塑料注射模能一次性地成型形狀復(fù)雜，尺寸精確，或帶有嵌件的塑料制件。作為高質(zhì)量的注射模具，必須在使用期限內(nèi)保證制品質(zhì)量和和擁有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。這就要求模具動作可靠，自動化程度高，熱

11、交換效率好，成型周期短。其次，合理選用模具材料，恰當(dāng)確定模具制造精度，簡化模具加工工藝，降低模具的制造成本也十分重要。此外，在注塑模設(shè)計(jì)時(shí)，必須充分注意到以下特點(diǎn)14： 塑料熔體大多屬于假塑體液體，能“剪切變稀”。 視注射模為承受很高型腔壓力的耐壓容器。 在整個(gè)成型過程之中，塑件制品、注塑模具和外界環(huán)境三者組成了一個(gè)動態(tài)的熱平衡系統(tǒng)。注射模，可分為動模和定模兩大部分。注射充模時(shí)動模和定模閉合，構(gòu)成型腔和澆注系統(tǒng)。開模時(shí)動模與定模分離，取出制件。定模安裝在注射機(jī)的固定模板上；動模則安裝在注射機(jī)的移動模板上。根據(jù)零件的不同功能，可分為以下七個(gè)主要部分：澆注系統(tǒng)；成型零件：主要包括凹模、凸模、型芯、

12、鑲拼件，各種成型桿與成型環(huán)； 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)：主要有導(dǎo)柱、導(dǎo)套等； 推桿復(fù)位機(jī)構(gòu)：主要由頂桿、頂出板、復(fù)位桿、回程桿、拉料桿等組成； 側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)； 排氣系統(tǒng)； 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。2.2塑件的分析本課程設(shè)計(jì)為一塑料蓋，如圖2.1所示。塑件的機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜為，對塑件質(zhì)量沒有特殊要求。材料要求ABS,生產(chǎn)批量為大批量，塑件公差按模具設(shè)計(jì)要求進(jìn)行轉(zhuǎn)換。未注公差取MT5級精度。圖2.1 塑料蓋塑件的外形尺寸不大，塑料的熔體流程也相對較短，塑件材料ABS有較好的硬度和尺寸穩(wěn)定性，且易于成型加工，故適合于注射成型。任務(wù)書中并未給定具體的尺寸公差，因此，所有尺寸均取公差等級為MT5。2.3 ABS塑料的性能分析

13、2.3.1 ABS組成及特點(diǎn)ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單體共聚而形成的。這三種組分的各自特性使ABS具有良好的綜合力學(xué)性能。每種化學(xué)單體特性如下：丙烯腈熱穩(wěn)定性、強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性及表面硬度都較高；丁二烯的抗沖擊特性、和堅(jiān)韌性能比較好；苯乙烯易加工、光潔度及強(qiáng)度均很高。ABS的物理特性是無味、無毒，顏色微黃色，是非結(jié)晶性材料，其成型的塑件有較好的光澤。ABS的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結(jié)構(gòu)15。其的優(yōu)點(diǎn)是有極好的抗沖擊強(qiáng)度，且在低溫下也不會迅速下降；有良好的機(jī)械強(qiáng)度、硬度和一定的耐磨性 、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性及電氣性能；水、無機(jī)鹽、酸、堿類對ABS幾

14、乎沒影響，溶于大部分醇類及烴類溶劑；有一定的尺寸穩(wěn)定性，易于成形加工，且經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。其缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70左右，熱變形溫度為93左右；耐氣候性差，在紫外線作用下容易變脆。2.3.2 ABS的主要成型特點(diǎn)及性能指標(biāo)14可用注射、壓延、擠出、焊接電鍍、真空成型等方法加工成型。收縮率小,可制得精密塑料。 吸濕性較大,成型前應(yīng)干燥處理。 流動性中等,溢邊值0.04mm,溶體粘度取決于剪切速率,因此設(shè)計(jì)注射模具時(shí)一般采用側(cè)澆口形式。熔融溫度低,變動范圍小,故宜采用高料溫、高模溫以及高注射壓力,來注射成型。澆注系統(tǒng)的流動阻力小,澆口形式和位置應(yīng)合理分布,以減小熔接痕數(shù)量和防止產(chǎn)

15、生熔接痕。另外，脫模斜度不宜太小。其中ABS性能指標(biāo)如表2.1所示表2.1 ABS的性能指標(biāo)屈服強(qiáng)度/MPa50密度/（g.cm-3）1.02 1.16拉伸強(qiáng)度/MPa38摩擦系0.45斷裂伸長率（%） 35體積電阻率/（ m）6.9X1014拉伸彈性模量/GPa 1.8熔點(diǎn)/130 160彎曲強(qiáng)度/GPa 80熱變形溫度/90108彎曲彈性模量/GPa1.4計(jì)算收縮率（%）0.4 0.7熱導(dǎo)率/（W m-1） 0.263比熱容/（J kg-1 K-1）14702.4 ABS注射成型過程及工藝參數(shù)2.4.1 注射成型過程 成型前的準(zhǔn)備：對ABS的色澤、粒度和均勻度等進(jìn)行檢驗(yàn)，ABS材料具有吸濕

16、性，要求在加工之前進(jìn)行干燥處理。干燥條件為80-90下最少干燥2小時(shí)。材料溫度應(yīng)保證小于0.1%。 注射過程：塑料粉粒在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過加熱熔化，變成狀態(tài)后，經(jīng)模具的澆注系統(tǒng)注入型腔成型，整個(gè)過程可分為沖模、壓實(shí)、保壓、倒流和冷卻五個(gè)階段。2.4.2 注射工藝參數(shù)可參考實(shí)用模具設(shè)計(jì)手冊P244表12-10常用熱塑性塑料注射成型的主要工藝參數(shù)，得到ABS塑料的成型工藝參數(shù)如下：注射機(jī)類型：螺桿式；螺桿轉(zhuǎn)速：；預(yù)熱溫度：；預(yù)熱時(shí)間：；料筒溫度：前段 ，中段 ，后段 ；噴嘴形式：直通式；噴嘴溫度：；模具溫度：； 注射壓力：；保壓力：；注射時(shí)間：；保壓時(shí)間：；冷卻時(shí)間：；成型周期：。3 模具結(jié)構(gòu)分析3

17、.1 分型面位置選擇塑件分型面的選擇應(yīng)保證塑件的質(zhì)量要求，通過對塑件結(jié)構(gòu)形式的分析可知：塑件大部分外表面光滑，僅在側(cè)向抽芯出留有分型面痕跡。因此，分型面應(yīng)該選在塑件制品截面積最大且最利于開模取出塑件的位置。3.2 型腔數(shù)量和排列方式確定 型腔數(shù)量的確定： 由于塑件的精度不高，塑件尺寸不大，且為大批量生產(chǎn)，故可采用一模多腔的結(jié)構(gòu)形式。同時(shí) ，考慮到塑件和模具結(jié)構(gòu)尺寸的關(guān)系，以及制造成本費(fèi)用等因素，初步將型腔定為一模二腔的結(jié)構(gòu)形式。型腔排列形式的確定 ： 由于該模具選擇的事一模二腔，塑件的三維結(jié)構(gòu)見圖3-1所示，故流道采用一字形對稱排列，使型腔平衡進(jìn)料。這樣模具尺寸小，制造加工方便，生產(chǎn)效率高塑件

18、成本較低。模具結(jié)構(gòu)形式的初步確定： 由以上分析可知，本模具設(shè)計(jì)為一模兩腔，對稱一字型直線排列，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形狀，推出機(jī)構(gòu)初選推出板或推出桿推出方式。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)流道采用對稱平衡式，澆口采用側(cè)澆口，且開設(shè)在分型面上。因此，定模部分不需要單獨(dú)開設(shè)分型面來取出凝料，動模部分需要添加型芯固定板、支撐板側(cè)型芯滑塊和推件板。以上綜合分析可確定采用帶推件板的單分型面注射模。3.3初選注塑機(jī)型號3.3.1 注射量計(jì)算 通過Pro/E建模分析的塑件三維圖及其質(zhì)量特性：圖3.1 塑料蓋三維圖圖3.2 塑料蓋質(zhì)量特性由圖3.2可知：塑件體積塑件的體積；取塑件的密度；塑件的質(zhì)量。3.3.2 注射機(jī)型號選擇由于采用一

19、模兩腔式的注射成型方式，可知注射機(jī)的最大注射量應(yīng)該大于35.38g，參考實(shí)用模具技術(shù)手冊P275,表14-4初步選用XS-Z-60型臥式注射機(jī)，其相關(guān)參數(shù)為：注射方式： 柱塞式柱塞直徑：38mm最大注射量：60g注射壓力：鎖模力：500KN最大注射面積：130cm3模具最大厚度：200mm模具最小厚度：70mm最大開模行程：180mm噴嘴球半徑：R1=12mm噴嘴孔半徑：d1=4mm定位圈直徑：55mm噴嘴移動距離：120mm模板尺寸：3.4模架設(shè)計(jì)模架是模具的骨架，是連接模具個(gè)部分結(jié)構(gòu)的基本框架，對于塑料注射模這樣的通用模具，其模架一般有標(biāo)準(zhǔn)模具可選，可以在市場上直接購買。因此，按照塑件尺寸

20、要求選擇標(biāo)準(zhǔn)模架。3.4.1 決定模板尺寸的因素如下8： 根據(jù)模腔的大小和布置方案，畫出型腔的視圖； 根據(jù)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，將冷卻管道加畫在型腔周圍； 根據(jù)所選模架的類型，將導(dǎo)柱導(dǎo)套布置在合適的位置上； 考慮側(cè)型芯機(jī)構(gòu)的大小來決定模架是否需要加大，即可確定模板的尺寸長（）和寬（）。當(dāng)模板的大小確定后，即可在注射模標(biāo)準(zhǔn)模架選擇一個(gè)合適的模架。綜合塑件尺寸和側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)等因素，確定定模板的尺寸為：250mmX250mm。3.4.2 模板的布置8 按照標(biāo)準(zhǔn)模架取得的模板在進(jìn)行型腔、孔的的布置時(shí)，應(yīng)根據(jù)以下順序：型腔的位置。 型腔的位置取中、對稱，以免注射時(shí)發(fā)生受力不均。冷卻管道位置。 冷卻管道一般與型腔

21、的距離在1215mm。支承柱的位置。 在大中型注射模具中，支承柱是相當(dāng)重要的，他是為了防止模具型腔在注射力作用下產(chǎn)生翹曲變形，并可減少墊板厚度。故在頂出空間的投影面積上加以支承。 推桿、復(fù)位桿的位置。 推桿應(yīng)盡量布置在塑件承受脫模力較大的部位，如塑件側(cè)壁附近。 3.4.3 選擇標(biāo)準(zhǔn)塑模模架 隨著人們對塑料制品需求量的不斷增加，塑料模具的標(biāo)準(zhǔn)化顯得更為重要。塑件制品行業(yè)的顯著特點(diǎn)之一是采用批量大、效率高的生產(chǎn)方式。這樣的生產(chǎn)方式就要求盡可能縮短模具的生產(chǎn)周期，提高模具制造質(zhì)量，以提高經(jīng)濟(jì)效益。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)最方便可行的是采用模具標(biāo)準(zhǔn)模架及標(biāo)準(zhǔn)零件。一個(gè)國家的標(biāo)準(zhǔn)化程度越高，所制定的標(biāo)準(zhǔn)越適合生

22、產(chǎn)實(shí)際，就表明這個(gè)國家的工業(yè)化程度越高。標(biāo)準(zhǔn)模架一般由專門制造商生產(chǎn)，大多數(shù)塑模生產(chǎn)廠家都愿意使用標(biāo)準(zhǔn)模架，以縮短生產(chǎn)時(shí)間、降低生產(chǎn)成本，集中人力、物力和財(cái)力搞好模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型腔、型芯等機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造加工。在模具設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員根據(jù)塑件的尺寸、形狀、型腔布置、冷卻系統(tǒng)的布置及所選模具的結(jié)構(gòu)等方案，參考標(biāo)準(zhǔn)模架生產(chǎn)廠家提供的產(chǎn)品目錄，來選擇合適形式和尺寸系列的標(biāo)準(zhǔn)模架以及相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)零件。注射模標(biāo)準(zhǔn)模架共有兩個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn)：一個(gè)適用于模板尺寸的中小型模架；二是適用于模板尺寸為的大型模架。由上面確定定模板的尺寸為：。這符合中小型模架的模板尺寸8。因此，根據(jù)GB/T125552006塑料注射模模架標(biāo)

23、準(zhǔn)規(guī)定組成模架的零件應(yīng)符合GB/T4169.14169.232006塑料注射模零件標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。選擇序號3中的系列的標(biāo)準(zhǔn)模架。其具體的結(jié)構(gòu)和尺寸如下圖3.3所示：圖3.3 模架4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算4.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1.1 設(shè)計(jì)原則澆注系統(tǒng)是注射模中從主流道的始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道，正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)對獲得優(yōu)質(zhì)塑件產(chǎn)品和提高生產(chǎn)率極為重要。根據(jù)塑件要求選擇普通流道澆注系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)原則如下14：了解塑料的成型性能和塑料熔體的流動性能；采用盡量短的流程，以減小熱量和壓力的損失；有利于良好的排氣；防止型芯變形和嵌件位移；便于修整澆口以保證塑件外觀；澆注系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合型腔的布置同時(shí)考慮；流動面積

24、和流動距離面積比的校核。由以上原則設(shè)計(jì)的澆注系統(tǒng)如下圖4.1所示：圖4.1 澆注系統(tǒng)4.1.2主流道設(shè)計(jì) 主流道下位于模具中心塑料熔體入口處，將熔體導(dǎo)入分流道中，在臥式注射機(jī)或立式注射機(jī)上主流道垂直于分型面，一般設(shè)計(jì)成圓錐狀，以便凝料的拔出和熔體的流動14。主流道的尺寸直接影響熔體的流動、速度和沖模時(shí)間。由于其與高溫熔體及注射機(jī)的噴嘴反復(fù)接觸，所以一般要求將其設(shè)計(jì)成可拆換的澆口套。根據(jù)模具設(shè)計(jì)與加工速查手冊表5-13主流道的形狀和尺寸來計(jì)算各個(gè)尺寸。主流道尺寸如下:主流道小端直徑：；主流道錐角：；球面配合高度：；主流道球面半徑：；主流道長度：；主流道與分流道過度圓角：；主流道大端直徑：。4.1

25、.3 分流道設(shè)計(jì) 分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)該盡量盡可能避免熔體溫度降低和減少熔體在流道上的壓力損失，同時(shí)還要考慮分流道的容積和壓力平衡，因此，根據(jù)模具結(jié)構(gòu)以及型腔的分布，采用平衡式分流道，從而使熔料幾乎能同時(shí)到達(dá)每個(gè)型腔的進(jìn)料口14。為了簡化分流道結(jié)構(gòu)，以及便于計(jì)算澆注系統(tǒng)中的熔料量，分流道采用圓形的形式，根據(jù)模具設(shè)計(jì)與加工速查手冊表5-14分流道的尺寸確定來計(jì)算分流道尺寸如下：分流道長度：；分流道與澆口過度圓角：；分流直徑：。4.1.4 澆口的設(shè)計(jì) 根據(jù)型腔的分布排列形式以及模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用矩形側(cè)澆口，其結(jié)構(gòu)尺寸如下： 澆口長度：； 澆口寬度：； 澆口高度：。4.1.5 主流道襯套設(shè)計(jì) 由于主

26、流道要與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，所以只在小批量的注射生產(chǎn)中才將主流道在注射模具的定板上加工，大部分注射模中主流道部分常設(shè)計(jì)成可更換和可拆卸的主流道襯套，主流道襯套屬于注射模的通用件。主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件，為簡化模具的結(jié)構(gòu)，在滿足要求的前提下選擇澆口套與定位圈兩者相結(jié)合使用的結(jié)構(gòu)。根據(jù)實(shí)用模具技術(shù)手冊表20-33注射模主流道推薦尺寸設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)尺寸見下圖4.2： 圖4.2 澆口套4.1.6 冷料穴的設(shè)計(jì)及計(jì)算冷料穴位于主流道正對面的動模板上，其作用主要是儲存熔體前鋒的冷料，防止冷料進(jìn)入模具型腔，影響制品的質(zhì)表面粗糙度。本設(shè)計(jì)采用常用形式的帶Z形頭拉料桿的冷料穴。這種結(jié)構(gòu)既可作為冷料穴，又

27、可在分型時(shí)起到將主流道的凝料從主流道襯套中拉出并隨動模一起移動。開模后，塑件稍作側(cè)向移動，凝料會連同塑件一起從冷料穴拉料桿脫落。其具體結(jié)構(gòu)尺寸如圖4.1所示：4.1.7 注射機(jī)參數(shù)的校核 最大注射量的校核。塑件連同澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的重量一般不應(yīng)大于注射機(jī)公稱注射量的80%，注射機(jī)多以公稱容量來表示。注射機(jī)可注射的最大注射量：根據(jù)澆注系統(tǒng)的尺寸計(jì)算澆注系統(tǒng)凝料的重量：因此，塑件連同澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的質(zhì)量：由此可知滿足要求。注射壓力的校核。 注射機(jī)的公稱注射壓力要大于塑件成型的壓力，即 P公P注，其中P公=122MPa，P注=100MPa,顯然滿足要求。鎖模力的校核。 由于高壓塑料熔體充滿型腔時(shí)，

28、會產(chǎn)生一個(gè)很大的推力，理輪上這個(gè)力要小于注射機(jī)的公稱鎖模力，否則將產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，即F鎖pA分，其中F鎖=500KN查實(shí)用模具技術(shù)手冊表14-5可得塑料ABS的型腔平均壓力；塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積之和為，則，pA分=30MPa×3235.04mm2=97051.2N<F鎖=500KN；因此，鎖模力也符合要求。由此可知選擇的注射機(jī)滿足注射成型的要求。4.2成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算在注射模具設(shè)計(jì)中塑件的幾何形狀和尺寸決定了成型零件的機(jī)構(gòu)和尺寸，而成型零件包括凹模、凹模、鑲拼塊、成型桿和成型環(huán)等等。其工作尺寸是指零件上直接用來構(gòu)成塑件的尺寸，主要有凹模、凸模、鑲拼塊、成

29、型桿和成型環(huán)的徑向尺寸，凹模的深度和凸模的高度尺寸以及凸模和凸模之間的位置關(guān)系等。有前面的分析可知，模具的設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸、精度等級等因素來確定模具的成型零件的工作尺寸及精度。影響塑件尺寸和精度的因素有：成型收縮率；模具成型時(shí)的制造誤差；模具成型時(shí)的磨損；模具安裝配合是的誤差。4.2.1 成型零件鋼材選用對成型塑件的綜合分析，該塑件的成型零件必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度、耐磨性及良好的抗疲勞性，同時(shí)還要考慮它的機(jī)械加工性能等，該塑件是大批量生產(chǎn)，所以構(gòu)成型腔的凹模的鋼材選用T8A。成型塑件的型芯，由于脫模時(shí)與塑件的磨損嚴(yán)重，因此，鋼材也選用T8A。4.2.2 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模是成型制品外

30、表面的成型零件。其結(jié)構(gòu)分為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四種。根據(jù)塑料蓋的結(jié)構(gòu)形式，這里采用整體式凹模。4.2.3 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件。通常是整體式和組合式兩種。根據(jù)塑料蓋的結(jié)構(gòu)形式，這里采用整體式凸模。型芯的徑向尺寸計(jì)算如下：塑件的尺寸變化值：；塑件的最大收縮率：；塑件的最小收縮率：;塑件尺寸：; 則，LM= 1+S平ls+x0。查公差表可知塑件的尺寸公差：;塑件成型零件的制造公差：;成型零件的最大磨損量：;型芯的徑向尺寸：；塑件的平均收縮率：S平=（ Smax+Smin）/2=（8%+3%）/2=5.5%；塑件的內(nèi)形最小尺寸： ls=46.961mm；系數(shù)：

31、x=0.5；下偏差為：； 則，型芯的徑向尺寸： 4.3合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)4.3.1 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用為了保證保證注射模的準(zhǔn)確開模和合模，注射模具必須設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用如下14：定位作用 模具合模時(shí)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可以保證動模和定模的位置正確，以便是型腔的形狀和尺寸精確；另外，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具的裝配過程中也起定位作用，方便模具裝配和調(diào)整。導(dǎo)向作用 合模時(shí)模具的導(dǎo)向零件首先接觸，引導(dǎo)動、定模準(zhǔn)確合模，避免由于某種原因，使得型芯和型腔錯誤接觸而造成損壞。承受一定的側(cè)向壓力 塑料熔體是以一定的注射壓力注入型腔的，型腔的各個(gè)方向都承受壓力，如果塑件是非對稱結(jié)構(gòu)或模具設(shè)計(jì)成非平衡進(jìn)料形式，就會產(chǎn)生單項(xiàng)

32、的側(cè)向壓力，設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可以承受一定的側(cè)向壓力。4.3.2 注意事項(xiàng)14合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式。根據(jù)該塑件結(jié)構(gòu)形式本設(shè)計(jì)采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)該注意以下的事項(xiàng)：導(dǎo)柱應(yīng)該合理均勻的分布在模具分型面的四個(gè)角上，且導(dǎo)柱至模具的邊緣要有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度。由于在前面以及確定了模架的標(biāo)準(zhǔn)形式，因此，導(dǎo)柱的直徑和布置的位置可參照選定的標(biāo)準(zhǔn)模架來確定。另外，為了是在模具裝配和合模的過程中不將方向弄錯，導(dǎo)柱常采用等直徑導(dǎo)柱不對稱布置或者不等直徑導(dǎo)柱對稱布置；導(dǎo)柱的長度應(yīng)比型芯端面高度高出，避免在定位錯誤時(shí)型芯進(jìn)入凹模型腔是產(chǎn)出碰撞而損壞；導(dǎo)柱設(shè)置在動模一側(cè)可以起

33、到保護(hù)型芯和塑件脫模時(shí)，支承推件板的作用，而設(shè)置在定模一側(cè)可以起到方便塑件脫模支撐澆道板的作用。根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)及模架結(jié)構(gòu)形式本設(shè)計(jì)將導(dǎo)柱設(shè)置在動模一側(cè)。導(dǎo)柱的導(dǎo)滑部分的配合用H7/f7，導(dǎo)柱和導(dǎo)套固定部分的配合均用H8/s7。為了保證推板的順利推出，除了在動模和定模部分設(shè)置導(dǎo)柱外，在推板和動模座板之間也應(yīng)該設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套。根據(jù)所選的標(biāo)準(zhǔn)模具為系列，可查表值導(dǎo)柱的直徑為20mm。4.3.3 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)由于模具設(shè)計(jì)要求不高，故選用帶頭的導(dǎo)柱便可以滿足要求。其具體的尺寸按照實(shí)用模具技術(shù)手冊表20-9帶頭導(dǎo)柱尺寸系列（GB/T4169.41984）來選用。標(biāo)記為：導(dǎo)柱20x63x25 GB/T4

34、169.41984,材料選用T8A。其結(jié)構(gòu)尺寸如下圖4.3所示：圖4.3 導(dǎo)柱4.3.4 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 為了便于導(dǎo)套的定位，采用帶頭的導(dǎo)套型。其具體的尺寸按照實(shí)用模具技術(shù)手冊表20-12帶頭導(dǎo)套尺寸系列（GB/T4169.31984）來選用。標(biāo)記為：導(dǎo)套20x30（）GB/T4169.31984,材料選用T8A。其結(jié)構(gòu)尺寸如下圖4.4所示：圖4.4 導(dǎo)套4.4推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射過程在經(jīng)過加料、塑化、注射和冷卻幾個(gè)步驟后，塑件及澆注系統(tǒng)的凝料被從模具的型腔推出，推出機(jī)構(gòu)的動作時(shí)通過注射機(jī)合模結(jié)構(gòu)上的頂桿或者是液壓缸來實(shí)現(xiàn)的。本設(shè)計(jì)采用一次推出機(jī)構(gòu)便能滿足要求，推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算如下：4.

35、4.1 脫模力的計(jì)算的計(jì)算脫模力主要是由于塑件收縮包緊型芯產(chǎn)生的塑件與型芯之間的摩擦力，對于某些有盲孔的殼體類塑件，必要時(shí)要把大氣壓力的作用考慮在內(nèi)，本設(shè)計(jì)由于結(jié)構(gòu)比較簡單，故可不考慮大氣壓的作用，由公式：；由上述分析可知，脫模力受很多因素的影響，其大小隨塑件包容型芯面積的增大而增大，隨脫模斜度的增大而減小，因此要考慮到所有因素的作用是比較困難的，故只能對脫模力的大小進(jìn)行近似估算。其中：塑件對模具鋼的摩擦系數(shù)，約為0.10.3，此處?。恍托镜拿撃Ｐ倍?。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，為了是塑件成型后易于從模具型腔內(nèi)脫模而設(shè)計(jì)的。不同塑料成型時(shí)的脫模斜度不同。對于塑料ABS其型芯的脫模斜度為。此處?。凰芗菪托?/p>

36、的面積A。根據(jù)塑料蓋的尺寸，用數(shù)學(xué)積分的方法計(jì)算得面積;塑件對型芯單位面積上的包緊力p。一般情況下，模外冷卻的塑件約取,而模內(nèi)冷卻的塑件約取為。本設(shè)計(jì)塑件是在模內(nèi)冷卻，故取。由此可初略估計(jì)計(jì)算塑件脫模力： 4.4.2 推出零件尺寸的確定在推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，計(jì)算推件板的厚度和推桿的直徑是關(guān)鍵。而推件板的結(jié)構(gòu)和尺寸已經(jīng)在選定標(biāo)準(zhǔn)模架中確定，在此只進(jìn)行推桿直徑的估算。其計(jì)算公式如下： ； 其中，系數(shù)K取1.25；推桿的長度L。由塑件的結(jié)構(gòu)可知，將推桿布置在型芯內(nèi)。根據(jù)模架的基本結(jié)構(gòu)及型芯的尺寸估算得： ；鎖模力F。由前面的計(jì)算可知；模具鋼的彈性模量E。一般取為E = 2.1 105 MPa；由此估算

37、推桿直徑： 推桿的具體結(jié)構(gòu)形式按照實(shí)用模具技術(shù)手冊表20-18 A型國標(biāo)推桿尺寸系列選取，起尺寸如圖4.5所示：圖4.5 推桿4.4.3 推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位的設(shè)計(jì)為了使推出機(jī)構(gòu)在推出過程中能正確、靈活、平穩(wěn)的移動，設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)必須附加設(shè)置導(dǎo)向裝置；而在每次合模后，推出機(jī)構(gòu)要準(zhǔn)確無誤的回到原來的位置，組成完整的型腔，這就要求設(shè)置復(fù)位裝置8。推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向裝置。該模具用于大批量生產(chǎn)，應(yīng)有導(dǎo)套和導(dǎo)柱相配，以提高支承剛性和延長了導(dǎo)向的壽命。其具體結(jié)構(gòu)尺寸見總裝圖。推出機(jī)構(gòu)的復(fù)位裝置。該模具有側(cè)向分型和側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，但推桿復(fù)位桿和滑塊不會發(fā)生干涉現(xiàn)象。其結(jié)構(gòu)形式見裝配圖。在推桿固定板和動模座之間應(yīng)設(shè)置限

38、位釘，而在兩者之間留出一定的間隙，以便藏納污垢，保證推板的正常定位和型芯的準(zhǔn)確位置。同時(shí)，還可對推出機(jī)構(gòu)起到支承和調(diào)整作用。其具體形式見總裝圖。4.5側(cè)向分型和抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析本設(shè)計(jì)的產(chǎn)品塑料蓋，可知塑件的側(cè)壁帶有凹槽，對于這類零件的成型，需設(shè)計(jì)科側(cè)向移動的模具結(jié)構(gòu)。這個(gè)結(jié)構(gòu)就是側(cè)向分型與側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。4.5.1 抽芯距與抽芯力的計(jì)算抽芯距的計(jì)算。 側(cè)抽芯距S是指側(cè)向型芯從成型位置到不妨礙塑件脫模推出位置所移動的距離。S應(yīng)該比塑件的側(cè)向凹槽的高度大23 mm。注射模的抽芯距計(jì)算公式為：;S1 = D/22 + （d/2）2 1/2其中 D為塑件的最大直徑，此處；D為塑件的最小直徑，此處；因此有

39、：；取 抽芯力的計(jì)算。 抽芯力的計(jì)算和脫模力的計(jì)算方法類似。其估算公式如下：；側(cè)型芯成型部分的截面平均周長；側(cè)型芯成型部分的高度；塑件對型芯單位面積上的包緊力p 。 該塑件是在模內(nèi)冷卻，故取 ; 塑料對模具鋼的摩擦系數(shù)；側(cè)型芯的脫模斜度。選取方式同型芯的脫模斜度，取 = 1°；因此有： 能夠?qū)崿F(xiàn)側(cè)向分型和側(cè)抽芯的機(jī)構(gòu)有多種類型，根據(jù)計(jì)算，本模具側(cè)抽芯力不大，因此采用生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用的斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。這種機(jī)構(gòu)利用注射機(jī)的開模力作為動力和開模行程，通過斜導(dǎo)柱等零件，在塑件脫模之前，將模具的可側(cè)向移動的成型零件從塑件中抽出；雖然機(jī)構(gòu)較復(fù)雜，但是不再需要特別的設(shè)備，而且生產(chǎn)效率高。其

40、結(jié)構(gòu)如下圖4.6所示：圖4.6 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)4.5.2斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱的側(cè)向分型與側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)有三個(gè)要點(diǎn)：側(cè)滑塊的平穩(wěn)導(dǎo)滑；注射時(shí)側(cè)型芯的牢固鎖緊；側(cè)抽芯結(jié)束時(shí)滑塊要定位可靠。設(shè)計(jì)步驟為： 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)a 斜導(dǎo)柱傾斜角的確定。 斜導(dǎo)柱的傾斜角大小，既關(guān)系到斜導(dǎo)柱的有效長度、抽芯距和開模行程，又關(guān)系到開模力的大小、提供的抽芯力大小和斜導(dǎo)柱所受的彎曲力。在此要從側(cè)抽芯時(shí)的開模力和開模距兩個(gè)方面來確定斜導(dǎo)柱傾斜角。因?yàn)樾睂?dǎo)柱的傾斜角越大，斜導(dǎo)柱的長度和開模距越小，越有利于減小模具的尺寸，而斜導(dǎo)柱所受的彎曲力和開模力越大，從而影響了模具和斜導(dǎo)柱的強(qiáng)度和剛度；相反，傾斜角越小，模具合導(dǎo)柱

41、所受的力就會越小。但在相同的抽芯距的情況下，斜導(dǎo)柱的長度和開模距離會越大，從而使模具的尺寸變大。經(jīng)過理論推導(dǎo)取= 22°33時(shí)是比較理想的。在一般的設(shè)計(jì)計(jì)算中取12°20°。由前面的設(shè)計(jì)和計(jì)算可知，該模具的抽芯距較大，而抽芯力較小。與此同時(shí)，這里采用斜導(dǎo)柱對稱布置，抽芯力可以相互抵消。因此，一般偏向于取大一點(diǎn)的值。在此取= 18°。b 斜導(dǎo)柱的尺寸的確定。 由于理論計(jì)算比較復(fù)雜，為此采用查表的方法來確定斜導(dǎo)柱各部分尺寸。由前面計(jì)算得到：脫模力；斜導(dǎo)柱的傾斜角；則查實(shí)用模具技術(shù)手冊表15-43 最大彎曲力與脫模力和斜導(dǎo)柱傾斜角的關(guān)系，得到：最大彎曲力根據(jù)斜

42、導(dǎo)柱抽芯時(shí)的受力及模架尺寸估算側(cè)型芯滑塊所受的脫模力作用線與斜導(dǎo)柱中心線的交點(diǎn)到斜導(dǎo)柱固定板的距離則查實(shí)用模具技術(shù)手冊表15-44 斜導(dǎo)柱傾斜角、高度Hw 、最大彎曲力與斜導(dǎo)柱直徑之間的關(guān)系，得到：斜導(dǎo)柱直徑然后再由實(shí)用模具技術(shù)手冊表20-37 斜導(dǎo)柱推薦尺寸查得斜導(dǎo)柱的各個(gè)尺寸，如下圖4.7所示：圖4.7 斜導(dǎo)柱 滑塊的設(shè)計(jì)為了保證成型工藝的可靠性和塑件尺寸精度的準(zhǔn)確性，側(cè)滑塊的導(dǎo)滑不但有準(zhǔn)確而且要靈活。確定滑塊的形式。滑塊分為整體式和組合式兩種。此處由于側(cè)向移動零件的形狀比較簡單，因此在滑塊上直接加工出整體式結(jié)構(gòu)的側(cè)向成型塊。確定滑塊的導(dǎo)滑形式。為了使滑塊抽芯和復(fù)位過程中，沿一定方向平滑往

43、復(fù)移動時(shí)不產(chǎn)生跳動或者卡滯的現(xiàn)象，這就必須為滑塊設(shè)置導(dǎo)滑槽。這里采用整體式T形槽來導(dǎo)滑。為防止塑料熔體溢入間隙，用H8/g7的配合精度。配合部分表面粗糙度要求為。確定滑塊的定位裝置。 為了使斜導(dǎo)柱在合模時(shí)能可靠地進(jìn)入滑塊的斜孔，滑塊在側(cè)抽芯后必須對終止位置進(jìn)行定位。本設(shè)計(jì)的定位裝置為依靠壓簧的恢復(fù)來將滑塊定位在限位塊出。其結(jié)構(gòu)形式見圖4.4 楔緊塊的設(shè)計(jì)a 確定楔緊塊的形式。設(shè)置楔緊塊目的是為了防止活動型芯和滑塊在成型過程中因力的作用而移動，或斜導(dǎo)柱的受力過大，以便合模時(shí)將滑塊壓緊。由于該模具抽芯時(shí)承受的側(cè)向力較大，所以采用把楔緊塊整體鑲?cè)肽K中的形式，要求配 合為H7/f6。b 確定楔緊塊的

44、楔緊角。為了使模具開模時(shí)楔緊塊先離開滑塊，以便對滑塊進(jìn)行側(cè)向抽芯，當(dāng)斜導(dǎo)柱帶動滑塊作抽芯動作時(shí)，楔緊塊的楔緊角必須大于斜導(dǎo)柱的楔角。此處滑塊移動方向與合模方向垂直，所以取楔緊塊的楔緊角為： = +（2°+ 3°） = 18°+2° =20°4.6排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在塑料熔體填充注射模腔過程中，模腔內(nèi)除了原有的空氣外，還有塑料含有在注射溫度下蒸發(fā)而形成的水蒸汽以及塑料局部分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，塑料助劑揮發(fā)（或化學(xué)反應(yīng)）所產(chǎn)生的氣體如果不能被熔融塑料順利地排出模腔，將在制件上形成氣孔，接縫，表面輪廓不清，不能完全充滿型腔，同時(shí)，還會因?yàn)闅怏w被壓縮而

45、產(chǎn)生的高溫灼傷制件，使之產(chǎn)生焦痕，色澤不佳等缺陷。而排氣系統(tǒng)的作用是將型腔中原有空氣及成型過程中產(chǎn)生的氣體順利的排除以免使塑件產(chǎn)生疏松、氣泡等缺陷而影響成型及塑件表面質(zhì)量8。排氣槽的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循下列原則14：排氣口不能正對操作者，以防止溢料濺出傷人，可采用折彎式結(jié)構(gòu)；排氣槽盡量開設(shè)在分型面上，產(chǎn)生飛邊時(shí)易隨塑件脫出；排氣槽應(yīng)設(shè)置在型腔最后充滿的位置；排氣槽一般應(yīng)設(shè)置在分型面動模一方；以便模具加工和清模；排氣槽深一般可取0.025 0.1 mm槽寬取1.5 6.0 mm，以不產(chǎn)生明顯飛邊為原則；對于本設(shè)計(jì)由于是中小型模具，利用配合間隙排氣是最簡便合理的方法。在分型面之間，推桿與模板之間及活動型芯與

46、模板之間留有一定的間隙進(jìn)行排氣，其間隙值不能過大，一般取為0.03mm0.05mm。4.7模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.7.1 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的介紹及重要性在注塑成型過程中，模具的溫度直接影響到塑件成型的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具的溫度要求也不同。一般的塑料都需在200 左右的溫度由注塑機(jī)的噴嘴注射到模具內(nèi)，熔體在60左右在模具內(nèi)固化，脫模，其熱量除少部分輻射、對流大大氣環(huán)境外，大部分都是通過模具的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)帶走。普通的模具通入常溫的水進(jìn)行冷卻，通過調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度，為了縮短成型周期，還可以把常溫的水降低溫度后再通入模內(nèi)，可以提高成型效率。對于高熔

47、點(diǎn)，流動性差的塑料，流動距離長的制件，為了防止填充不足，有時(shí)也在水管中通入溫水把模具加熱8。塑料ABS成型時(shí)要求的模具溫度是60 70，因此，該模具設(shè)計(jì)僅需設(shè)置冷卻系統(tǒng)，而不需要設(shè)計(jì)加熱系統(tǒng)。模具溫度的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響有如下幾點(diǎn)8：影響塑件的尺寸精度。采用較低的模溫可以減小塑料制件的成型收縮率。影響塑件的力學(xué)性能。對于結(jié)晶型的塑料，結(jié)晶溫度越高，塑件的應(yīng)力開裂傾向越大，為了減少應(yīng)力開裂，應(yīng)該適當(dāng)降低模具溫度。模溫均勻，冷卻時(shí)間短，注射速度快可以減少塑件的變形。影響塑件的表面質(zhì)量。提高模具溫度可以改善塑件的表面光潔度，而過低的模具溫度會是塑件的輪廓不清晰，并產(chǎn)生明顯的熔合紋。與此同時(shí)，模

48、具溫度及其調(diào)節(jié)系統(tǒng)對生產(chǎn)效率也有很大的影響。4.7.2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則8 冷卻系統(tǒng)可設(shè)計(jì)成單回路或多回路。冷卻水道必須是一個(gè)回路，使水道中的水循環(huán)。當(dāng)流道較長時(shí)，隨水溫的升高，模具的溫度不均勻，可設(shè)計(jì)成多個(gè)回路。 冷卻水道應(yīng)盡量多、截面尺寸應(yīng)盡量大。冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越好。 盡量將冷卻水孔至型腔表面的距離設(shè)置成相等的，當(dāng)塑件的壁厚較均勻時(shí)，冷卻水道與型腔表面的距離應(yīng)相等；當(dāng)塑件壁厚不均勻時(shí)，厚的地方，冷卻水道與型腔表面的距離應(yīng)該近些，冷卻水道的間距也應(yīng)小些。冷卻水道孔邊與型腔表面之間的距離應(yīng)該大于10 mm，常為12 15 mm。 澆口處加強(qiáng)冷卻

49、，冷卻水從澆口處進(jìn)入最佳。因?yàn)樗芰先垠w在填充型腔時(shí)，模具的澆口處是從熱的部分，距澆口越遠(yuǎn)的地方溫度越低。 冷卻水道的出入口溫度應(yīng)盡量小，進(jìn)出水溫差一般不超過5。為了減小出入口溫差，必要時(shí)，要在模具上設(shè)置多對水道的出口和入口。 冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置。 合理確定冷卻水道的形式，確定冷卻水管接頭位置，避免與模具的其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉。冷卻水的開設(shè)方向以不影響操作為好，對于矩形模具，通常沿寬度方向開設(shè)水孔。冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 計(jì)算塑料傳給模具的熱量計(jì)算公式為：其中，每小時(shí)的注塑時(shí)間為n。根據(jù)前面的資料，取閉模時(shí)間3S，開模時(shí)間3S，頂出時(shí)間2S，注射時(shí)間4s冷卻時(shí)間20S，保壓時(shí)間10S，總周期為

50、42S。則，次每次注射的塑料量為m。包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)，由前面的計(jì)算可知：塑料的比熱容為Cp。根據(jù)表1 ABS的性能指標(biāo)可知塑料熔體充模溫度為。按照注射機(jī)噴嘴溫度取值，則有：塑件脫模的溫度為。按照模具溫度取值，則有結(jié)晶型塑料的熔融潛熱為qm。由于塑料ABS是非結(jié)晶型塑料，故 由以上分析有：單位質(zhì)量的塑料在型腔內(nèi)散發(fā)的熱量為q。單位時(shí)間內(nèi)塑料傳給模具的熱量為Q。 計(jì)算有冷卻水帶走的熱量計(jì)算公式為： 其中，為單位時(shí)間內(nèi)模具由冷卻水帶走的熱量。則 計(jì)算熱傳導(dǎo)面積計(jì)算公式為：；。冷卻水道直徑。取10 mm.冷卻水的流速V。根據(jù)查表的。冷卻水的平均溫度。取進(jìn)口溫度為，出口溫度為，則 模具型腔表面的平均溫度

51、與冷卻水的平均溫度的差值。其中冷卻水的平均溫度是指冷卻水進(jìn)口與出口的溫度平均值。模具表面溫度取為60，則冷卻水對管壁的傳熱系數(shù)。則有熱傳導(dǎo)面積Aw。則有 計(jì)算冷卻管總長度計(jì)算公式為：Lw = Aw /（） 冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由于塑件的形狀不同，這就決定了冷卻水道的位置和形狀也各不相同。本設(shè)計(jì)中塑料蓋的深度不深且冷卻管道的總長度也不長，因此，采用在型芯上鉆冷卻孔的結(jié)構(gòu)形式。參考文獻(xiàn)1楊占堯.白柳主編.塑料模具典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例M.北京.化學(xué)工業(yè)出版社.20082濮良貴.紀(jì)名剛主編 .機(jī)械設(shè)計(jì)M.北京.高等教育出版社.20063于永泗.齊民主編.機(jī)械工程材料M.大連.大連理工大學(xué)出版社.20104張美蕓

52、.陳凌佳.陳磊主編.公差配合與測量M.北京.北京理工大學(xué)出版社.20105李必文主編.機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測M.長沙.中南大學(xué)出版社.20116中國塑料機(jī)械信息網(wǎng) 7陳再枝.藍(lán)德年編著.模具鋼手冊M. 北京.冶金工業(yè)出版社.20028陳錫棟.周小玉主編.實(shí)用模具技術(shù)手冊M.北京.機(jī)械工程出版社.20019中國模具工業(yè)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)件委員會編著M.中國模具標(biāo)準(zhǔn)件手冊.上海.上海科學(xué)普及出版社.198910王孝培 .塑料成型工藝及模具簡介手冊.M北京.機(jī)械出版社200011趙昌盛，朱邦全.我國模具材料的應(yīng)用發(fā)展J模具制造.200412機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編委會編著.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊第二卷M.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.200

53、4.813翁其金主編.塑料模具成型技術(shù)M.北京.機(jī)械出版社.200114彭建生編著.模具設(shè)計(jì)與加工速查手冊M.北京.機(jī)械工程出版社.200515王東勝，范春華主編.模具設(shè)計(jì)與制造基礎(chǔ)M.北京.電子工業(yè)出版社.200916大連理工大學(xué)工程圖學(xué)教研室編.機(jī)械制圖第六版M.北京.高等教育出版社.200717Wynne H Irene M. Current research in the conceptual design of mechanical productsJ. Computer-Aided Design 1998 18Sang C H Wong T N. Knowledge-based e

54、valuation for the Conceptual design development of injection molding pansJ. Engin. Appl. 199819CHIN KWAI-SANG and T. N. WONG Knowledge-based evaluation for the conceptualJ. Computer-Aided Design 2003致謝 時(shí)光飛逝，歲月如梭，我四年的大學(xué)時(shí)光也即將敲響結(jié)束的鐘聲。然而離別在即，我站在人生的又一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)上，心中難免思緒萬千，頓時(shí)，一種感恩之情油然而生。 首先，感謝我的指導(dǎo)老師馮棟彥老師，這篇論文是在馮

55、老師的的悉心指導(dǎo)與鼓勵下完成的。馮老師為我提供了良好的設(shè)計(jì)資料，在該設(shè)計(jì)的原理，結(jié)構(gòu)分析、撰寫論文等方面提供了很多專業(yè)性的指導(dǎo)。馮老師淵博的學(xué)識、謙和的態(tài)度、精益求精的工作作風(fēng)和誨人不倦的高尚師德，都深深地感染和激勵著我。在此謹(jǐn)向馮老師致以誠摯的感謝！ 然后，感謝生我養(yǎng)我，含辛茹苦的父母。是你們，為我的學(xué)習(xí)創(chuàng)造了條件；是你們，一如既往的站在我的身后默默的支持著我。沒有你們就不會有我的今天。謝謝你們，我的父親母親！最后，感謝學(xué)院所有領(lǐng)導(dǎo)和老師提供的幫助和理解。同時(shí)，也感謝我的同學(xué)們和朋友們，他們在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)、不畏艱苦，以及無私奉獻(xiàn)的精神給了我極大的幫助和支持。四年來，是同學(xué)讓我的大學(xué)生活變得更加豐富多彩，我們一起親歷了大學(xué)的別樣生活，愿同窗友誼之樹長青。附錄英文原文Implem