汽車(chē)活塞托架注塑模設(shè)計(jì)

1、 密級(jí)：學(xué)號(hào)： 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）汽車(chē)活塞托架注塑模設(shè)計(jì)學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)老師： 完成日期： 2016年4月20日 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘 要注塑模作為在當(dāng)今的社會(huì)上發(fā)展最快的塑料工業(yè)門(mén)類(lèi)，研究注塑模具對(duì)提高產(chǎn)品的質(zhì)量和了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程固然也就非常重要了。本設(shè)計(jì)著重介紹了汽車(chē)活塞托架的注塑模設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)原則、模具的工作原理、模具結(jié)構(gòu)、模具澆注系統(tǒng)，分型面選擇、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及推出機(jī)構(gòu)等的設(shè)計(jì)過(guò)程及方法，并對(duì)零部件基本尺寸做出詳細(xì)的計(jì)算。最后用UG軟件畫(huà)出產(chǎn)品的三維圖。通過(guò)這次的論文設(shè)計(jì)，對(duì)注塑模具有了一個(gè)初步的了解與

2、認(rèn)識(shí)，也觀察到了其中的很多細(xì)節(jié)性的問(wèn)題，了解模具的基本結(jié)構(gòu)及原理。關(guān)鍵詞： 注塑模；汽車(chē)活塞托架；UGIAbstract Casts the mold is development quick type of plastic industry , therefore, its important to understand the plastic product the production process and quality.This design introduced the profile to inject the structure and the principle of wo

3、rk, to cast the product to propose the basic principle ; Introduced in detail the cold flow channel injection evil spirit mold pours the system, the temperature control system and goes against the system and so on the design process, and to calculate of the basic dimensions.Through this design, may

4、to the mold to have a preliminary understanding, notes in the design certain detail question, and understands the mold the principle of work.Key word: Casts the mold;automobile piston bracket； UG.目 錄第1章 緒論11.1 塑料行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)11.2 模具行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)11.3 UG在注塑模設(shè)計(jì)中的應(yīng)用11.4 設(shè)計(jì)思路2第2章 分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)32.1 分型面的選擇32.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)32.2

5、.1 主流道及分流道的設(shè)計(jì)42.2.2 澆口的設(shè)計(jì)52.2.3 冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì)62.2.4 排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)62.2.5 澆注系統(tǒng)的參數(shù)6第3章 模具設(shè)計(jì)方案論證83.1 型腔的布局與型腔數(shù)83.2 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)83.3 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)93.4 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)113.4.1 模具加熱與冷卻的目的113.4.2 模溫對(duì)塑件的影響：113.4.3 模具加熱與冷卻裝置的設(shè)計(jì)：113.5 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)123.5.1 導(dǎo)柱123.5.2 導(dǎo)套13第4章 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算144.1 成型零部件工作尺寸計(jì)算144.1.1 成型零部件參數(shù)設(shè)計(jì)144.1.2 成型零部件工作尺寸計(jì)算144

6、.2 鎖模力的確定154.3 關(guān)于注射機(jī)16結(jié) 論17參考文獻(xiàn)18致 謝19IV第1章 緒論1.1 塑料行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)塑料行業(yè)目前是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的一個(gè)重要行業(yè)，塑料行業(yè)增長(zhǎng)速度與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)速度有著高度的相關(guān)。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的塑料行業(yè)快速發(fā)展，甚至比GDP平均增速還要高出3-5個(gè)百分點(diǎn)。我國(guó)已然成為世界塑料大國(guó)，塑料制品的年產(chǎn)量居世界第二位，從塑料制品的人均消費(fèi)量的角度，我國(guó)人均消費(fèi)量在達(dá)12公斤左右，而發(fā)達(dá)國(guó)家的人均消費(fèi)將近30100公斤，在世界平均人均消費(fèi)量達(dá)18公斤，因此，我國(guó)塑料行業(yè)的發(fā)展仍有一定的發(fā)展前景的。1.2 模具行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)以控制或者限制（液、固態(tài)）材料的流動(dòng)而形成所需要

7、的形體的工藝是為模具工藝。模具是制造業(yè)的一種基本的工藝裝備，被廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中，而一般用模具來(lái)制造零件，效率高，成本低，質(zhì)量好，而且材料消耗低。模具的主要類(lèi)型有沖模、壓模、塑料模，鍛摸，玻璃模，以及粉末冶金模，陶瓷模、橡膠模等等。模具工業(yè)是一種國(guó)際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。模具工業(yè)已經(jīng)成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中的一個(gè)重要組成部分，同時(shí)，也是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化中最重要的領(lǐng)域。模具制造重要性往往體現(xiàn)在它的市場(chǎng)的需求上，汽車(chē)，摩托車(chē)行業(yè)或者電子及通訊，家電，建筑等等其他行業(yè)都需要非常大的模具市場(chǎng)。簡(jiǎn)單的舉個(gè)例子，例如汽車(chē)，摩托車(chē)行業(yè)，工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，幾乎汽車(chē)與摩托車(chē)行業(yè)就占了整個(gè)模具市場(chǎng)的一半。

8、2005年汽車(chē)基本的車(chē)型達(dá)170多種，計(jì)算一下，汽車(chē)的一種車(chē)型就需要幾千副模具，總價(jià)值就達(dá)上億元。目前的市場(chǎng)需求越來(lái)越發(fā)展，汽車(chē)的換型也不斷更新，而汽車(chē)換型基本80%的模具都需要更換。此外，中國(guó)摩托車(chē)產(chǎn)量在世界上排名是第一位，據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)摩托車(chē)的型號(hào)就有一千多種，每一輛摩托車(chē)的零件約有兩千多種，一半以上的零件需要模具生產(chǎn)，摩托車(chē)的一種型號(hào)需要的模具就要一千多幅，總價(jià)值將近1000多萬(wàn)。1.3 UG在注塑模設(shè)計(jì)中的應(yīng)用UG是通用機(jī)械CAD/CAM/CAE一體化軟件,起源于美國(guó)MD公司，UG是集CAD、CAE和CAM于一體的機(jī)械工程輔助系統(tǒng)，它廣泛應(yīng)用于航空航天器、汽車(chē)、通用機(jī)械以及模具等的設(shè)計(jì)、

9、分析及制造工程。UG是世界上最先進(jìn)的CAD/CAE/CAM集成技術(shù)的大型軟件，功能十分強(qiáng)大，利用UG軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，能直觀、準(zhǔn)確地反映出零部件的形狀與裝配關(guān)系，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)、工藝、制造無(wú)紙化生產(chǎn)，還可以使產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)、工裝制造等工作并行開(kāi)展，這將大大縮短了生產(chǎn)周期，非常有利于多品種產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、制造。近年來(lái)，UG三維技術(shù)在機(jī)械工程領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。UG軟件基于特征化的、全參數(shù)化，實(shí)現(xiàn)了CAD/CAE/CAM中的各種功能，并且它涵蓋在了機(jī)械設(shè)計(jì)中的各個(gè)領(lǐng)域，UG三維技術(shù)在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造及改進(jìn)過(guò)程中起著非常重要性的作用。1.4 設(shè)計(jì)思路模具是各類(lèi)產(chǎn)品的母體。模具是注塑、沖

10、壓、鍛造、擠壓等各種工藝的最重要的成型部件。目前，各類(lèi)采用模具制造的工業(yè)產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于機(jī)械、醫(yī)療、電子、汽車(chē)、船舶、航天等相關(guān)產(chǎn)業(yè)。所以，如何快速并有效的設(shè)計(jì)模具，如何對(duì)模具的成型工藝進(jìn)行預(yù)判已經(jīng)成為模具設(shè)計(jì)中最重要的工作。本文是以汽車(chē)活塞托架作為研究對(duì)象的，本文中利用UG對(duì)其設(shè)計(jì)過(guò)程及充型過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的分析。該模具的三維圖如圖1-1所示：圖1-1 汽車(chē)活塞托架三維圖本次設(shè)計(jì)的基本設(shè)計(jì)思路是：搜集查閱相關(guān)資料，通過(guò)二維圖對(duì)零件的結(jié)構(gòu)及工藝性和工藝特點(diǎn)進(jìn)行全面分析，大致確定模具設(shè)計(jì)的基本方案。最后利用UG導(dǎo)出零件的二維工程圖，并對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行虛擬裝配。第2章 分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.1

11、分型面的選擇 分型面是在動(dòng)模與定模的接觸處，它的作用是為了取出塑件和澆注系統(tǒng)的凝料。分型面的形式有平面、斜面、階梯面以及曲面。分型面會(huì)受到多種因素的影響,例如模具中塑件的成型位置及鑲嵌位置，塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度，塑件形狀及推出方式，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)及模具制造等。分型面的選擇原則是：（1）分型面必須要取在塑件截面的最大處；（2）必須要有利于塑件脫模；（3）要滿(mǎn)足塑件的一切精度要求，例如平行度，同心度，同軸度等；（4）要求滿(mǎn)足塑件的外觀要求；（5）應(yīng)盡量減少塑件在分型面上面的投影面積；（6）必須有利于模具的排氣。 如圖2-1所示，活塞托架的水平面積最大的地方設(shè)計(jì)為本模具的分型面。圖2-1 模具分型面

12、的設(shè)計(jì)2.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)由主流道（連接噴嘴與型腔或者分流道的進(jìn)料通道）、分流道（介于主流道與澆口之間的通道，單腔注塑?？梢詻](méi)有分流道）、澆口（分流道與型腔之間的最狹窄的那一部分，目的是使熔體流速產(chǎn)生加速度，防止倒流等優(yōu)點(diǎn)）、冷料穴（儲(chǔ)存前鋒冷料）四部分組成。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則：（1）要了解塑料的成型性能；（2）要盡量避免產(chǎn)生熔接痕；（3）要使得型腔中的氣體很好的排出；（4）要能夠防止型芯的變形以及嵌入體的位移；（5）要盡量采用比較短的流程來(lái)充滿(mǎn)型腔，并準(zhǔn)確無(wú)誤的校核流動(dòng)比。2.2.1 主流道及分流道的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，如圖2-2所示：在塑件動(dòng)模上設(shè)計(jì)

13、了四個(gè)較簡(jiǎn)單的推桿作為其脫模機(jī)構(gòu)。為保證塑件的表面質(zhì)量，模具設(shè)計(jì)為單分型面注射模。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否合理，不僅與塑件的成型生產(chǎn)效率，塑件利用率息息相關(guān)，對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)，尺寸，性能，質(zhì)量等也有很大的影響。 圖2-2 脫模機(jī)構(gòu)方案：它的最大面積3.14×62×62=12070.16² 主流道是模具中連接注射機(jī)噴嘴至分流道的一段通道，是一段從熱的塑料熔體到相對(duì)較冷的模具的流動(dòng)長(zhǎng)度的過(guò)渡。主流道的形狀，尺寸等會(huì)直接影響塑料熔體的充滿(mǎn)型腔的流動(dòng)速度與充型的時(shí)間，必須保證其把熔體能送到最遠(yuǎn)的距離并且使熔體在型腔的壓力和溫度都降到最低。主流道的頂部呈凹形是為了便于與噴嘴銜接。另外

14、主流道的進(jìn)口直徑應(yīng)略大于噴嘴的直徑（0.8mm）以用來(lái)避免溢料，并且防止了兩者因銜接不準(zhǔn)而發(fā)生的各種堵截。主流道的進(jìn)口直徑應(yīng)根據(jù)制品大小來(lái)定的，一般為4-8mm。主流道的直徑應(yīng)向內(nèi)擴(kuò)大呈3度5度的角度，為防止流道贅物阻礙脫模。 對(duì)于一般的零件，是根據(jù)質(zhì)量來(lái)計(jì)算澆口和流道的面積：澆口面積a=0.18M,主流道面積A=3a。如圖2-3為主流道的設(shè)計(jì)草圖。圖2-3 主流道的設(shè)計(jì)草圖 L主流道長(zhǎng)度 D主流道大端直徑 d主流道小端直徑 SR主流道球面半徑因?yàn)檫@里采用的是一腔一模的注射模具，沒(méi)有分流道。2.2.2 澆口的設(shè)計(jì) 澆口即進(jìn)料口，是連接流道與型腔的通道，澆口的作用是防止熔體的過(guò)度倒流，提高塑料的

15、流動(dòng)速度，以便充型，以及使塑件成形后便于與澆注系統(tǒng)分離。在注塑模設(shè)計(jì)中，常用的澆口形式有11種，其中點(diǎn)澆口尤其適用于圓桶形，殼形及盒形塑料制品。而且點(diǎn)澆口位置限制相對(duì)小，澆口痕跡相對(duì)較小，有利于自動(dòng)化操作，開(kāi)模時(shí)澆口可自動(dòng)拉斷，所以此處選擇點(diǎn)澆口的形式，如圖2-4所示為點(diǎn)澆口的設(shè)計(jì)草圖：圖2-4 點(diǎn)澆口的設(shè)計(jì)草圖2.2.3 冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì) 冷料穴一般設(shè)在是分流道末端,主流道的對(duì)面或者是在熔接痕外側(cè)的一個(gè)空穴里，用途是用以捕集噴射嘴端部?jī)纱巫⑸渲g所產(chǎn)生出來(lái)的冷料，從而達(dá)到防止分流道或澆口的堵塞的目的。若冷料一旦混入到型腔里面，所制的制品中就很容易有內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生。因?yàn)檫@里采用的是一腔一模的

16、注射模具，沒(méi)有分流道，交口也是采用的點(diǎn)澆口形式，相對(duì)阻力較小，速度快，流程短。塑件是一個(gè)簡(jiǎn)單的對(duì)稱(chēng)零件，不會(huì)產(chǎn)生熔接痕。塑件材料的流動(dòng)性好，不會(huì)產(chǎn)生溫度較低的冷料進(jìn)入型腔，所以此處不需要冷料穴。2.2.4 排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 排氣不良會(huì)阻礙塑料熔體正?？焖?zèng)_模；氣體壓縮所產(chǎn)生的熱量也很有可能會(huì)將塑料燒焦；另外，在充模速度大、溫度很高、塑料過(guò)厚、注射壓力大以及物料粘度低的情況下，氣體會(huì)趁機(jī)浸入塑件內(nèi)部，造成氣孔和組織等的疏松等眾多缺陷。模內(nèi)的氣體主要來(lái)源于型腔和澆注系統(tǒng)中存在的空氣；塑料分解時(shí)產(chǎn)生的空氣；塑料原料中含有水分，在注射溫度下蒸發(fā)而成的水蒸氣；以及塑料中某些化學(xué)反應(yīng)或者某種添加劑發(fā)揮所產(chǎn)生

17、的氣體。 排氣的方式主要有用分型面排氣和用型芯與模板配合間隙排氣。這里，由于塑件是小型件，模具中頂桿數(shù)量較多，因此模具中的氣體可以通過(guò)分型面與推桿之外的間隙直接排出，所以無(wú)需再添加排氣裝置。2.2.5 澆注系統(tǒng)的參數(shù) 查塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)得：注射機(jī)噴嘴直徑=12mm；噴嘴球面半徑=4mm；球面配合高度h=35mm；主流道小端直徑d=25mm；主流道錐角=26；主流道大端直徑D=d+2tga/2；主流道尺寸=15.8mm。澆口尺寸的確定： d=0.82.0mm 最大不超過(guò)2mma=6090mma1=1230L=0.81.2mmL1=0.51.5mmL0=1.02.5mm制品采用PA1010塑料，該材

18、料耐磨性好、耐酸耐堿、耐壓、耐水、自潤(rùn)滑性好。符合要求。該塑件壁厚2mm 查表d取1.5mm L取1.5mm 第3章 模具設(shè)計(jì)方案論證3.1 型腔的布局與型腔數(shù) 型腔的布局應(yīng)使每個(gè)型腔從澆注系統(tǒng)總壓力中得到的壓力均勻平等，以此使型腔內(nèi)的質(zhì)量達(dá)到均一穩(wěn)定，并保證了塑件熔體同時(shí)并均勻的充滿(mǎn)各個(gè)型腔。由于對(duì)塑件表面的要求相對(duì)較高，因此會(huì)影響其表面質(zhì)量，其側(cè)抽心的行程相對(duì)較小，容易達(dá)到側(cè)抽心的效果，因此前面提到型腔的分型面是在活塞托架水平面積最大的地方即工件的對(duì)稱(chēng)中心處。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中塑件體積質(zhì)量較小，生產(chǎn)批量少，塑件形狀相對(duì)復(fù)雜，故而可以選擇單型腔，采用一模一腔注射模具。3.2 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成

19、型零件包括凹模、凸模鑲塊、成型桿等，是模具中決定了塑件幾何形狀和尺寸的零件，成型零件的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)塑件的結(jié)特性等要求，選擇分型面的位置和澆口位置，還有確定型腔結(jié)構(gòu)、脫模方式等等。根據(jù)成型零件的裝配和加工以及熱處理要求來(lái)進(jìn)行成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還有計(jì)算、校核成型零件的工作尺寸及剛度、強(qiáng)度。成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有整體式和組合式兩種成型方式，其中整體式的結(jié)構(gòu)是由整塊鋼材直接加工而成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)零件的數(shù)量要求少，容易組裝，模具剛性好而且很堅(jiān)固，制品表面無(wú)零件鑲嵌痕跡，可縮小模具整體尺寸，易于選材等優(yōu)勢(shì)，所以此處對(duì)型腔和型芯都采用整體式的結(jié)構(gòu)。如圖3-1和圖3-2分別為該模具的型腔和型芯的設(shè)計(jì)草圖：

20、圖3-1 型腔的設(shè)計(jì)草圖 圖3-2 型芯的設(shè)計(jì)草圖加工出來(lái)的模型即型件如圖3-3所示：圖3-3 型件因其與塑料直接接觸，因此承受了塑料熔體高壓、料流沖刷，脫模時(shí)與塑件間有摩擦。所以，對(duì)成型零部件要求有正確的幾何形狀、高尺寸精度、低表面粗糙度。還要求結(jié)構(gòu)合理，強(qiáng)度、剛度高以及耐磨性能要好。3.3 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 塑件從成型零件上脫出的機(jī)構(gòu)稱(chēng)為推出機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)主要由推出部（推桿、拉料桿、復(fù)位桿、推出固定板、推桿墊板，限位釘），推出導(dǎo)向部件（推桿導(dǎo)柱、推桿導(dǎo)套）和復(fù)位部件（復(fù)位桿）組成。注射機(jī)推出機(jī)構(gòu)有手動(dòng)、機(jī)動(dòng)和液壓（氣動(dòng)）推出三種。其中等模具開(kāi)模后，再由人工操縱機(jī)構(gòu)推出塑件的為手動(dòng)推出，一般情

21、況塑件留在定模的一側(cè)是用這種方式推出；機(jī)動(dòng)推出利用了注射機(jī)開(kāi)模的推遲機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)塑件的自動(dòng)脫模；而液壓（氣壓）推出主要依靠了折射機(jī)上的專(zhuān)用液壓（氣動(dòng)）裝置把塑件從模具中吹出來(lái)。 下面總結(jié)出了推出機(jī)構(gòu)的一些基本設(shè)計(jì)原則：（1）推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作是注射機(jī)頂桿來(lái)驅(qū)動(dòng)的，所以推出機(jī)構(gòu)要求設(shè)在動(dòng)模的一側(cè)。也是因?yàn)檫@樣，在分型面設(shè)計(jì)的時(shí)候，塑件應(yīng)該盡量留在動(dòng)模的一側(cè)。（2）在推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該仔細(xì)分析塑件對(duì)模具產(chǎn)生的包緊力和粘附力的大小，從而選擇合適的推出方式及推出位置，保證塑聚不因推出而發(fā)生變形損壞。（3）此推出機(jī)構(gòu)較簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠、機(jī)構(gòu)本具備有足夠的強(qiáng)度、硬度及剛度來(lái)承受推出過(guò)程中所有各種力的作用，

22、這樣確保了塑件能夠順利的脫模成功。（4）要求有良好的塑件外觀。對(duì)于推出塑件位置的要求應(yīng)盡量設(shè)在塑件的內(nèi)部，這樣以免推出的痕跡嚴(yán)重影響塑件的整體外觀及質(zhì)量。（5）合模的時(shí)候要能夠正確復(fù)位，而且保證不會(huì)與其他的模具零件互相干涉。從效率的角度出發(fā)，該注塑模具應(yīng)該選用推桿推出機(jī)構(gòu)，如圖3-4所示：圖3-4 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)草圖推桿推出的特點(diǎn)：該機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造很方便，對(duì)提高精度有很大益處；位置的選擇比較靈活等特點(diǎn)；此外它的特點(diǎn)還有損壞后能夠及時(shí)更換；推桿的推出力作用面積非常小，易發(fā)生局部應(yīng)力而讓推桿頂穿塑件或者可以讓塑件發(fā)生了嚴(yán)重性的變形。推桿材料：T8 或T10推桿熱處理：5054HRC 65Mn

23、 ； 4650HRC推桿的基本設(shè)計(jì)要點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：（1）推桿的位置應(yīng)該設(shè)在推出阻力最大的地方，推桿不能和型芯離的太近，否則會(huì)影響凹、凸模的強(qiáng)度；（2）在塑件推出阻力在每個(gè)位置都相同時(shí)，推桿應(yīng)該均勻分布；（3）塑件有局部的凸臺(tái)時(shí)，推桿設(shè)在凸臺(tái)底；（4）推桿位置不宜設(shè)置在塑件薄壁處，特殊情況可適當(dāng)增大推桿的面積來(lái)達(dá)到改善塑件受力情況的目的；（5）對(duì)塑件表面有無(wú)痕跡要求時(shí)時(shí)，可以用推出耳形式。3.4 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.4.1 模具加熱與冷卻的目的熱固性塑料的交聯(lián)反應(yīng)需要較高的模溫來(lái)促使，而個(gè)別熱塑性塑料需80º以上模溫，大型模具需預(yù)熱。模塑的周期主要取決于其定型時(shí)間（約占80%），而提高

24、生產(chǎn)效率主要是通過(guò)降低模溫來(lái)縮短冷卻時(shí)間的。3.4.2 模溫對(duì)塑件的影響：模具中模溫過(guò)低的話容易造成塑件輪廓模糊，塑料流動(dòng)性差，表面光澤性不高；熱固性塑料容易造成固化不足和性能下降等等。模具中模溫過(guò)高的話容易造成塑件脫模困難、溢料粘模，變形大；模溫不均的話會(huì)造成型芯和型腔的溫差太大，會(huì)使塑件收縮不均，塑件變形，內(nèi)應(yīng)力增大，尺寸不穩(wěn)定。3.4.3 模具加熱與冷卻裝置的設(shè)計(jì)：塑料模具加熱的方法主要有氣體加熱，工頻感應(yīng)加熱和電阻加熱三種，其中電阻加熱是最常用的。模具冷卻的方式主要依靠冷卻介質(zhì)，例如水，壓縮空氣，冷凍水，油等。對(duì)于要求較低的塑料，僅需要設(shè)置冷卻系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)節(jié)通入水量來(lái)調(diào)節(jié)模溫。此次設(shè)計(jì)

25、中，模具的冷卻主要依靠循環(huán)水的作用?？紤]到由于產(chǎn)品的形成會(huì)受溫度的不同而產(chǎn)生塑性變形，因此為了設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的產(chǎn)品，對(duì)于該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有以下幾個(gè)注意事項(xiàng)：（1）對(duì)于簡(jiǎn)單的模具，可以先設(shè)定冷卻水的溫度，再進(jìn)行計(jì)算冷卻水的質(zhì)量以及冷卻管道的直徑。（2）澆注系統(tǒng)需要加強(qiáng)冷卻，可以通入溫度較低的冷卻水；冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要先與推出系統(tǒng)。（3）要優(yōu)先考慮的是冷卻管位置，再考慮零件布置、鑲塊結(jié)構(gòu)。（4）要保證實(shí)現(xiàn)冷卻管道中冷卻水有足夠的水壓、以及冷卻水的湍流狀態(tài)流速和流量。出水溫度與進(jìn)水溫度的溫差不能太大，一般在5度左右。（5）冷卻管道選在距離型腔12至15毫米處，距離過(guò)大會(huì)導(dǎo)致冷卻不均勻，距離過(guò)小則會(huì)使得孔壁承

26、受過(guò)大的高壓，這樣的話會(huì)因?yàn)榧羟袘?yīng)力、變應(yīng)力及綜合變形等的各種作用，會(huì)在孔中央出現(xiàn)型腔壁壓塌現(xiàn)象。（6）冷卻管道的直徑取825mm之間。管道需要定期清理或者用軟水對(duì)孔壁做磷化處理，因?yàn)楣艿乐袣埩舻乃负丸F屑會(huì)使冷卻效率變低，所以管道直徑過(guò)小即管道過(guò)細(xì)會(huì)使加工和清理變得困難。（7）要注意凹模和型芯的熱平衡。 本文對(duì)模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要以型腔部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，在型腔周?chē)嚯x內(nèi)壁5mm處的地方設(shè)置冷卻水道，其成型效果如圖3-5所示：圖3-5 型腔部分冷卻水道三維圖 3.5 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用主要是定位和導(dǎo)向零件，并承受一定的側(cè)壓力它的形式主要有導(dǎo)柱（導(dǎo)套）導(dǎo)向和錐面定位兩種，導(dǎo)柱

27、導(dǎo)向是最常用的合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，但當(dāng)側(cè)壓力很大時(shí)宜采用錐面定向機(jī)構(gòu)。這里注塑件形狀簡(jiǎn)單，側(cè)壓力小，故采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。3.5.1 導(dǎo)柱 導(dǎo)柱的導(dǎo)滑部分需要加工出油槽，以便于集塵和潤(rùn)滑，并提到導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的使用壽命。下面列出導(dǎo)柱的一些設(shè)計(jì)參數(shù)：（1）導(dǎo)柱長(zhǎng)度：為避免導(dǎo)柱末導(dǎo)的正方向比型芯最先進(jìn)入型腔，導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分長(zhǎng)度要比型芯的斷面的高度高出約812mm。（2）導(dǎo)柱直徑：為保證同軸度，導(dǎo)柱固定端直徑與導(dǎo)套固定端直徑相等，并且，導(dǎo)柱應(yīng)避開(kāi)型腔板應(yīng)力最大處。（3）導(dǎo)柱的形狀：為了便于導(dǎo)柱導(dǎo)向，導(dǎo)柱的先導(dǎo)部分應(yīng)做成球狀或錐狀。（4）導(dǎo)柱材料：導(dǎo)向零件應(yīng)具有足夠的耐磨性，因此要求導(dǎo)向材料具有外硬內(nèi)韌的性質(zhì)，故導(dǎo)

28、向材料應(yīng)選擇（導(dǎo)柱：20滲碳淬火或T8A HRC5660：導(dǎo)套：20滲碳淬火或T8A HRC5055），導(dǎo)柱的固定地方的表面粗糙度一般為0.8um，而導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分表面粗糙度為0.80.4um。（5）導(dǎo)柱的配合精度：一般情況下導(dǎo)柱固定端與模板間的配合為H7/k6或者H7/m6的過(guò)度配合，而一般情況下導(dǎo)向部分的為H8/f7或者H7/f7的間隙配合。（6）導(dǎo)柱的大小數(shù)量及布置：一幅塑料模導(dǎo)柱數(shù)量一般為24個(gè)。這里，導(dǎo)柱的位置應(yīng)均勻合理的分布在分型面的四周，為了保證模具的強(qiáng)度，導(dǎo)柱的中心距離導(dǎo)柱邊緣必須要求要保持一定的距離，而且，通常狀況下，導(dǎo)柱中心距離模具邊緣的距離應(yīng)為導(dǎo)向機(jī)構(gòu)中導(dǎo)柱直徑的11.5

29、倍。導(dǎo)柱的布置可以采用等直徑不對(duì)稱(chēng)的布置或?qū)ΨQ(chēng)不等直徑的布置，以保證模具合模時(shí)模具只能按一個(gè)方向進(jìn)行合模，如圖3-6所示： 圖3-6 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3.5.2 導(dǎo)套 （1）導(dǎo)套的形狀：合模時(shí)為了使導(dǎo)柱能夠順利并且快速準(zhǔn)確無(wú)誤的進(jìn)入導(dǎo)套，我們可以在導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角，而且為了便于排出腔內(nèi)空氣及殘?jiān)鼜U料，導(dǎo)柱的導(dǎo)柱孔最好設(shè)計(jì)成圓形的；如果是模板比較厚的話，導(dǎo)柱孔要求盲孔，此時(shí)可在盲孔側(cè)面打一個(gè)排氣孔。（2）導(dǎo)套的固定形式及配合精度：I型導(dǎo)套采用H7/r6配合鍥入模板，II型導(dǎo)套采用H7/m6或者H7/k6鍥入模板。（3）導(dǎo)套材料：前面導(dǎo)柱材料中已經(jīng)提過(guò)，導(dǎo)套的材料為20滲碳淬火或T8A HRC5

30、055， 采用的材料和導(dǎo)柱材料相同，或者也可以用銅合金等耐磨性材料制造，為了防止導(dǎo)柱、導(dǎo)套拉毛，一般要求導(dǎo)套材料的硬度要比導(dǎo)柱的硬度低。而且一般情況下導(dǎo)套的固定部分的表彌漫粗糙度和導(dǎo)滑部分的表面粗糙度為Ra=0.8um。第4章 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 成型零部件工作尺寸計(jì)算4.1.1 成型零部件參數(shù)設(shè)計(jì) 模具材料的熱處理和選擇：確定注射模具的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜, 一套模具的零件也是各種各樣的，而其中各個(gè)零件在模具中的作用、位置、以及對(duì)材料性能的要求都是不相同的。所以選擇一種合理的材料是為了保證模具質(zhì)量的最基本因素。對(duì)模具材料的要求主要有一下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）良好的加工性能；（2）足夠的韌性和強(qiáng)度；

31、（3）足夠的耐磨性和表面硬度（4）拋光行良好；（5）熱處理性好；（6）表面加工性和耐腐蝕型好等特點(diǎn)。在這里取普通的45鋼使用淬火、低溫回火，55HRC。4.1.2 成型零部件工作尺寸的計(jì)算規(guī)定：對(duì)塑件的尺寸和成型零件的尺寸偏差統(tǒng)一按“入體”原則標(biāo)注，即： 包容面的尺寸（即型腔和塑件內(nèi)表面尺寸）采用單向正偏差標(biāo)注； 被包容面的尺寸（即型芯和塑件外表面尺寸）采用單向負(fù)偏差標(biāo)注； 中心距的尺寸采用雙向?qū)ΨQ(chēng)偏差標(biāo)注。平均值法：是當(dāng)成型零件的制造公差、磨損量、塑料收縮率均為平均值時(shí)，計(jì)算出成型零部件的平均尺寸。 按平均值法計(jì)算，塑料PA1010的平均收縮率2.25%，塑件公差按5 級(jí)精度公差值選取。型腔

32、徑向尺寸 設(shè)： 模具最大磨損量為；模具的制造公差為；取x=0.5，塑件外形基本尺寸（即模具型腔的最大尺寸）為L(zhǎng)s；型腔基本尺寸（即模具型腔的最小尺寸）為；S為塑料的平均收縮率；為塑件的制造公差。則有塑件平均尺寸為，型腔平均尺寸為，型腔磨損為最大值的一半 。 則：=0.76 S=2.25% Ls=124=Ls（1+s）x 得：=126.72 計(jì)算出型腔徑向尺寸為126.72+0.25=126.97型腔深度尺寸設(shè)： 模具最大磨損量為；模具的制造公差為；取x=0.5，型腔深度最小尺寸為，塑件高度的最大極限尺寸為，為塑件的制造公差。 則有： 得 ：=31.775 計(jì)算出型腔深度尺寸為：31.775+0

33、.147=31.922型芯徑向尺寸 設(shè)： 模具最大磨損量為；模具的制造公差為；取x=0.5，模具型芯的最大尺寸為L(zhǎng)s，塑料的平均收縮率為S，塑件的制造公差為。 則有：Ls=120 =0.64 S=2.25%=Ls（1+S）Ls+x 得：=123.32計(jì)算得型芯徑向尺寸為：123.32-0.21=123.11型芯高度尺寸 設(shè)： 模具最大磨損量為；模具的制造公差為；取x=0.5，型腔深度最小尺寸為，塑料平均收縮率為S，塑料深度最小尺寸為，為塑件的制造公差。則有：得：計(jì)算得型芯高度尺寸為：20.7-0.13=20.574.2 鎖模力的確定 注射機(jī)在合模時(shí)，機(jī)構(gòu)施加給模具的最大的夾緊力為模具的鎖模力。

34、型腔內(nèi)塑料熔體壓力：P=K×P0K為壓力損失系數(shù)，取K=0.20.4P0=75117Mpa 故：P=（0.20.4）×（75117）=1546.8Mpa4.3 關(guān)于注射機(jī) 根據(jù)材料的要求可以知道，注塑模材料為PA1010，查的中等流動(dòng)程度的PA1010一般塑料制品其注射壓力是：P0=75117Mpa 。PA材料的注射參數(shù)是：注射類(lèi)型：螺旋式噴嘴溫度；200210度料筒溫度：前190210度；中200220度；后210230度模具的溫度：5090度注射壓力：80MPa117MPa注射的時(shí)間：20s900s保壓的時(shí)間：0s5s冷卻的時(shí)間：20s120s成型時(shí)間：45220s最大注射量：估算塑件的體積為V=3.14×62×62×27.25=326cm³，材料PA1010的密度約為1g/cm³。因?yàn)槟＞卟捎脽崃鞯赖淖⑸浞绞?，可以不考慮主流道的凝料，所以可初步確定注射機(jī)額定注射量為為326cm³.選擇注射設(shè)備：根據(jù)注射機(jī)額定注射量，查表選擇注射及類(lèi)型為G54-S-200/400結(jié) 論本次設(shè)計(jì)是借助了UG、CAD等三