注塑模設計畢業(yè)論文我的

1、 畢業(yè)設計（論文）題目：茶杯蓋注射模具設計摘要摘要 塑料在當今世界上無處不用，因此塑料模具有很大發(fā)展，特別是注塑模。由此可知，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。本課題主要是針對瓶蓋的模具設計,通過對塑件進行工藝性分析和比較,最終設計出一副注塑模。該課題從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性及具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑機的選擇及有關參數(shù)的校核、都有詳細的設計，同時并簡單的編制了模具的加工工藝。通過整個設計過程表明該模具能夠達到此塑件所要求的加工工藝。根據(jù)題目設計的主要任務是茶杯蓋注塑模具的設計。也就是設計一副注塑模具來生產(chǎn)茶杯蓋的塑件產(chǎn)

2、品，以實現(xiàn)自動化提高產(chǎn)量。 通過本設計，可以對注塑模具有一個較深的認識，注意到設計中的某些細節(jié)問題，了解模具結(jié)構(gòu)及工作原理；通過對 PROGRAM 的學習，可以建立較簡單零件的零件庫，從而有效的提高工作效率；通過畫裝配圖、零件圖，進一步系統(tǒng)深化 CAD 熟練程度，加深了對模具各個零件的認識。關鍵字關鍵字: 塑料模具，注射機，型腔，澆注系統(tǒng)目錄目錄1 1 前言前言 1 1 前言前言 .5 51.1 模具工業(yè)的地位 .51.2 塑料注射模具的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 .62 2 茶杯蓋制件分析茶杯蓋制件分析 .8 8 2.1 茶杯蓋的模具設計流程 .8 8 2.2 塑件分析 .9 2.3 茶杯蓋的三維圖 .

3、103 3 茶杯盒蓋的注塑模具設計茶杯盒蓋的注塑模具設計.11113.1 方案的選擇 .113.2 制件成型位置及分型面選擇 .113.3 澆注系統(tǒng)設計 .113.3 脫模機構(gòu)設計 .133.4 溢料 排氣系統(tǒng)設計.143.5 模具主要零件的結(jié)構(gòu)設計 .153.5.1 凹模工作尺寸的計算 .153.5.2 凸模工作尺寸的計算.163.5.3 前模仁的設計.173.5.4 成型零件的設計 .183.6 導向與定位機構(gòu) .193.7 選擇脫模方式.203.7.1 脫模機構(gòu)的設計 .203.7.2 脫模力計算 .213.8 側(cè)抽芯機構(gòu)的設計.213.9.模架選用 .224.4.注射機的選擇注射機的選

4、擇.23234.1 注塑機基本參數(shù).234.2 初選注塑機 .244.3 注射機的校核.254.3.1 注射壓力的校核.254.3.2 鎖模力的校核.254.3.3 安裝部分相關尺寸的校核 .254.3.4 模具外形尺寸校核.264.3.5 模具厚度校核.264.3.6 模具安裝尺寸校核 .264.3.7 開模行程校核.26致謝詞致謝詞.28281.11.1 模具工業(yè)的地位模具工業(yè)的地位模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應用于制造業(yè)中1。模具是一種重要的國工工藝裝

5、備，是國民經(jīng)濟各工業(yè)部門發(fā)展的重要基礎之一。模具是壓力加工或其它成形加工工藝中，使材料變形制成產(chǎn)品的一種重要工藝裝備，應用廣泛。它在鍛造、塑料加工、壓鑄等行業(yè)中起著重要作用2。模鍛件、沖壓件、擠壓和拉拔件等，都是使金屬材料在模具中發(fā)生塑性變形而獲得的；壓鑄零件、粉末冶金零件也在模具中充填加工成形的；而塑料、陶瓷、玻璃制品等非金屬材料的成形加工也多是依靠模具。少無切削加工是機械制造業(yè)發(fā)展的一個方向，而模具是利用壓力加工實現(xiàn)無切削工藝的關鍵。模具成形有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗和低成本等特點，因此得到了廣泛應用。據(jù)初步統(tǒng)計：依靠模具加工的產(chǎn)品和零件，電行業(yè)占 80%，機電行業(yè)占 70%以上。輕工、軍工、冶

6、金及建材等行業(yè)大部分產(chǎn)品和生產(chǎn)都離不開模具3。1.21.2 塑料注射模具的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢塑料注射模具的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1）注射模的現(xiàn)狀塑料制品在人們的日常生活中及現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)領域中得到日益廣泛的應用。隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，社會對塑料制品的需求愈來愈大。據(jù)統(tǒng)計，在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，60%90%的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具加工，模具工業(yè)已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展的基礎2。而塑料注射模在模具中所占的分量越來越大，其發(fā)展也非常迅速，大有凌駕其它模具之上的趨勢。專家預測，在未來的模具市場中，塑料模具在模具總量中的比例將逐步提高，且發(fā)展速度將高于其他模具。一般來說，國外的模具工業(yè)起步比較早，發(fā)展也比較靠前，技術也比較成熟,

7、現(xiàn)在注塑成型技術在向多工位、高效率、自動化、連續(xù)化、低成本方向發(fā)展。例如：(1)混煉與注塑成型組合技術的應用，WP 公司將雙螺桿聚合物玻纖混煉技術與活塞注塑成型技術組合，把多相體系共混與注塑組合成連續(xù)成型過程2。(2)多工位、連續(xù)注塑技術的應用。德國 FOBOHA 公司 4 工位雙機注塑成型 64 件雙色塑料制品技術，4 個側(cè)面各有 64 個陽模的結(jié)構(gòu)居中并可轉(zhuǎn)動，兩側(cè)各配有1 套陰模和 1 臺注塑機，每次轉(zhuǎn)動 90 度后合模，2 臺注塑機同時注塑。如果注塑 2 種不同材料或雙色制品，每轉(zhuǎn)動一次，這套設備可注塑成型 64 個制品。意大利 PRESMA 公司的 10 工位 EVA 交聯(lián)發(fā)泡注塑機

8、組，由 1 臺注塑機和沿圓周排列的 10 套注塑模具組成，這 10 個模具依次被移動到注塑機前進行注塑成型，被注塑后的模具在移動中需要完成定型、開模、取出制品、合模的工序，這些工序全部由電腦自動控制。這套交聯(lián)發(fā)泡注塑機組將中型塑料制品注塑成型過程連續(xù)化，提高了注塑機的生產(chǎn)效率2。法國 BILLION 公司雙注塑、可旋轉(zhuǎn)模具注塑技術，將 2 個陽模平行放置在 1 個可轉(zhuǎn)動的支架結(jié)構(gòu)上，2 臺注塑機同時向各自對應的模具內(nèi)注塑不同物料，然后開模，陽模支架整體向前移動后旋轉(zhuǎn) 180 度，其中 1 個陽模上的雙色制品被取出，進行下次注塑工作。這套雙注塑設備提高了連續(xù)化程度和設備操作空間的緊湊性。(3)子

9、母螺桿注塑成型技術的應用。INSHOT 公司推出的子母螺桿雙色注塑技術，可以被稱作是共注塑成型技術的一次重大突破。這臺注塑成型設備主要是由 1 個機筒、2 個子母螺桿和2 套傳動系統(tǒng)組成。將大螺桿的空腔作為小螺桿的機筒組成了子母螺桿，這兩個螺桿各自的轉(zhuǎn)動與移動由 2 個獨立的傳動系統(tǒng)控制，注塑模具的結(jié)構(gòu)也相對簡單，極大地降低了共注塑成型技術所需的設備成本。另外，國外在壓塑成型和吹塑成型自動化和連續(xù)化生產(chǎn)技術方面也有很大的進展。如意大利薩克米公司的連續(xù)快速壓蘇瓶蓋成型機，主要是由 1 臺片材擠出機、自動切片機構(gòu)、配有 64 套瓶蓋壓塑模具的快速旋轉(zhuǎn)機構(gòu)組成。擠出片材被切下落到陰模中，陽模與陰模合

10、模，定型后開模，由一個搓動機構(gòu)將陽模上的瓶蓋取出。這臺設備每分鐘最快可制成 1200 個塑料瓶蓋，生產(chǎn)效率之高是目前在國內(nèi)難以見到2。相比而言，國內(nèi)相塑料模具就比國外落后得多，目前大多用的是單型腔，簡單型腔的模具達 70以上，仍占主導地位，一模多腔精密復雜的塑料注射模，多色塑料注射模已經(jīng)能初步設計和制造，但是有很多精密的模具都要靠進口。不過，我國模具從開始起步到現(xiàn)在有經(jīng)歷了半個世紀的發(fā)展，模具工業(yè)有了很大的發(fā)展，1999 年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為 245 億，至 2002 年我國模具總產(chǎn)值約為 360 億元，其中塑料模約 30%左右，年均增速均為 13%。模具制造水平也有了很大的提高，在大型模具方

11、面已能生產(chǎn) 48 英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5Kg 大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機電有限公司和煙臺北極星模具有限公司制造多腔VCD 和 DVD 齒輪模具，所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動等要求都達到了國外同類產(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設計軟件，糾正了由于成型收縮造成齒形誤差，達到了標準漸開線齒形要求。還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm 的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達 0.02mm0.05mm，表面粗糙度 Ra

12、0.2m，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達 1030 萬次，淬火鋼模達 501000 萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距。成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機構(gòu)的創(chuàng)新方面也取得較大進展。氣體輔助注射成型技術的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在 2934 英寸電視機外殼以及一些厚壁零件的模具上運用氣輔技術，一些廠家還使用了 C-MOLD 氣輔軟件，取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設備及技術。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達 20%以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置

13、，少數(shù)單位采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達不到 10%，與國外的 50%80%相比，差距較大2。2）注射模具國內(nèi)外的發(fā)展狀況近年來,隨著塑料工業(yè)突飛猛進地向前發(fā)展,模具設計和制造工業(yè)也發(fā)生了根本的變化.高效率、自動化、大型、超小型、高精度、高壽命的模具在整個模具產(chǎn)量中所占的比例越來越大。據(jù)統(tǒng)計,汽車、拖拉機、電機電器、儀器儀表、自行車、電冰箱、電風扇等，分別有 60%、85%和 92%以上的零件用模具進行成型加工。模具生產(chǎn)的費用將占產(chǎn)品成本的 10%-30%且逐步提高。因此日本稱模具是進入“富裕社會的原動力” 德國稱為“金屬加工中的帝王”工業(yè)發(fā)達國家的模具

14、工業(yè)已成為獨立的行業(yè)，把模具技術水平作為國家機械制造工藝水平的重要標志之一。而國內(nèi)塑料塑件在人們的日常生活中及現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)領域中占有很重要的地位。采用模具成型的工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝，可以提高生產(chǎn)效率，保證零件質(zhì)量，節(jié)約材料，降低生產(chǎn)成本，從而取得很高的生產(chǎn)效率。因此，在機電、儀表、化工、汽車和航天航空等領域，塑料已成為金屬的良好代用材料并得到了廣泛的應用，出現(xiàn)了金屬材料塑料化的趨勢。作為最有效的塑料成型方法之一的注射成型技術具有可以一次成型各種結(jié)構(gòu)復雜和尺寸精密的塑件。成型周期短、生產(chǎn)率高、大批生產(chǎn)時成本低廉、易于實現(xiàn)自動化或自動化生產(chǎn)等優(yōu)點，因此，世界塑料成型模具產(chǎn)量中約半數(shù)以上是注射

15、模具2。近幾年來，在我國其發(fā)展速度之快、需求量之大是前所未有的，但總體上與工業(yè)發(fā)達的國家相比仍有較大的差距。目前，我國模具工業(yè)的當務之急是加快技術進步，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，增加高檔模具的比重，質(zhì)中求效益，提高模具的國產(chǎn)化程度，減少對進口模具的依賴。未來國內(nèi)外塑性模具的制造技術和成型技術有如下發(fā)展趨勢：1)在模具設計制造中廣泛應用 CAD/CAE/CAM 技術；2)高速銑削加工將得到更廣泛地應用；3)在塑料模具中推廣應用熱流道技術、注射成型和高壓注射成型技術；4)提高模具標準化水平和模具標準件的使用率；5)研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程；6)虛擬技術將得到發(fā)展；7)模具自動加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展

16、。廣泛應用 CAD/CAE/CAM 技術，逐步走向集成化的方向發(fā)展。2 2 茶杯蓋制件分析茶杯蓋制件分析2.12.1 茶杯蓋的模具設計茶杯蓋的模具設計流程流程一般來說，現(xiàn)在國際上比較經(jīng)典的塑料模具設計步驟如下：（1）首先了解塑料制品所用塑料的品種、塑料的特性、收縮率及塑料流動特性等。（2）對塑料制品進行工藝分析，著重分析塑料制品的結(jié)構(gòu)合理性及成型條件等。（3）根據(jù)塑料制品的重量和塑料制品投影面積及模具結(jié)構(gòu)類型等，選擇合適的注射成型機。（4）進行模具結(jié)構(gòu)設計 （4）進行模具結(jié)構(gòu)設計 1）選擇塑料制品成型位置和模具分型面； 2）確定型腔數(shù)目和排列方式； 3）澆注系統(tǒng)設計； 4）成型零件結(jié)構(gòu)設計；

17、5）抽芯機結(jié)構(gòu)設計和推出機構(gòu)設計； 6）加熱系統(tǒng)設計和冷卻系統(tǒng)設計； 7）繪制模具結(jié)構(gòu)圖。 2.2 塑件分析塑件分析 制件三維實體模型如右圖所示，材料為 ABS，密度為 1.05g/cm ，收縮率 0.4%-0.7%取 0.5%，由 Pro/e 計3算可得，單個制件的體積為 107.41cm3。ABS 是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學單體合成。每種單體都具有不同特性,丙烯腈有高強度、熱穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性；丁二烯具有堅韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強度。 單件體積為 94.66,總高 54mm,徑向最大長度近100mm，厚度 10mm,內(nèi)部有螺紋， 該塑件茶杯蓋如圖 1-1

18、所示。 ABS 具有如下特性1： 圖圖 1-11-1 茶杯蓋茶杯蓋 (1).綜合性能較好，沖擊強度較高，化學穩(wěn)定性，電性能良好；(2).與 372 有機玻璃的熔接性良好，制成雙色塑件，且可表面鍍鉻，噴漆處理；(3).有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強、透明等級別；(4).流動性比HIPS 差一點，比PMMA、PC 等好，柔韌性好，適于制作一般機械零件，減磨耐磨零件。ABS成型的工藝條件見下表：預熱溫度8085C注射溫度2090C料筒前段溫度150170 C預熱時間23h高壓時間05s料筒中段溫度165180 C噴嘴溫度170180 C冷卻時間2120s料筒后段溫度180200 C模具溫度5080 C

19、總周期5220s2.32.3 茶杯蓋的三維圖茶杯蓋的三維圖在 PRO/E 的零件（Part）模塊中，通過旋轉(zhuǎn)創(chuàng)建茶杯蓋的實體模型，如圖2-1 所示。圖圖 2-12-1 茶杯蓋三維圖茶杯蓋三維圖3 3 茶杯盒蓋的注塑模具設計茶杯盒蓋的注塑模具設計3.13.1 方案的選擇方案的選擇 分析茶杯蓋的結(jié)構(gòu)，由于其內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)，則設計必須采用側(cè)抽心機構(gòu)，為保證其表面質(zhì)量，采用點澆口澆注。方案 1：直接分模方案 2：斜導柱側(cè)抽芯針對方案一，本設計產(chǎn)品含內(nèi)螺紋，無法直接拔模，其型心須采用雙滑塊側(cè)抽心機構(gòu)。為滿足產(chǎn)品所需表面質(zhì)量，開模時模具在彈簧作用下，點澆口分開。經(jīng)多方面考慮采用方案二，此方案結(jié)構(gòu)合理，質(zhì)量可靠

20、，操作方便。3.23.2 制件成型位置及分型面選擇制件成型位置及分型面選擇分型面是指分開模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面。以有利于塑件脫模、保證塑件外觀不被破壞、尺寸精度滿足要求、有利于排氣以及模具加工方便等原則選取分型面，分型面。由于制件比較大，所以采用一模一件。3.33.3 澆注系統(tǒng)設計澆注系統(tǒng)設計采用簡單澆注系統(tǒng)，由主流道，分流道，冷料穴和點澆口組成。1）主流道 如圖 3-3 所示。，主流道是一端與注射機噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動通道。主流道小端尺寸為 3.54mm,一段主流道的設計，主流道圓錐角=26,內(nèi)壁粗糙度 Ra0.63m，主流道的大端呈圓角，

21、半徑 r=13mm ,以減小料流轉(zhuǎn)向過渡時的阻力。主流道襯套與定模板采用 H7/m6 過渡配合，與定位圈的配合采用 H9/f9 間隙配合。主流道襯套一般選用 T8、T10 制造，熱處理強度為 5256HRC。主流道襯套的形式，主流道小端入口處與流向機噴嘴反復接觸，屬易損件，對材料要求較嚴，因而模具主流道部分常設計成可拆卸更換圖 3-3 主流道1 注射機噴嘴； 2-定位環(huán)； 3-澆口套；4-定模的主流道襯套形式，以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進行加工和熱處理。襯套都是標準件，只需去買就行了。襯套小端直徑的規(guī)格有 12, 16、20 等幾種9。主要參數(shù)：(1).塑件材料為 ABS，流動性好，故選擇主流

22、道圓錐角為 =26，內(nèi)壁粗糙度為。m63. 0Ra(2).主流道大端呈圓角，半徑 r=13mm 。(3).由塑件材料為 ABS，塑件質(zhì)量為，選擇主流gM393.9905. 166.94道直徑為 d=3mm，D=6mm。 (4).澆口套與注射機噴嘴由的接觸球面要求吻合，由于注射機噴嘴球面半徑 SR 是定值，由所選取的注射機決定，根據(jù)所選注射機，SR=20mm，一般取sr=SR+0.5，為 sr=20.5mm。斷面凹球面深度 L2=3mm，球面與主流道孔應以清角度連接，不應有倒拔痕跡，以保證主流道凝料順利脫落。(5).定位環(huán)是模體與注射機的定位裝置，保證澆口套與注射機噴嘴對中定位，定位環(huán)的外徑 D

23、 應與注射機的定位孔間隙配合，定位環(huán)厚度取 L1=6mm。(6).澆口套長度 L 取為 50mm。2）澆口設計澆口是連接分流道與型腔的一段細短的通道，它是澆注系統(tǒng)的關鍵部分，澆口的形狀，數(shù)量，尺寸和位置對塑件的質(zhì)量影響很大，澆口的主要作用有兩個，一是塑料熔體流經(jīng)的通道，二是澆口的適時凝固可控制保壓時間。一般澆口截面面積為分流道截面面積的 3%-9%截面形狀常為矩形或圓形，澆口長度為 0.5mm，表面粗糙度 Ra 不低于，由于制件要求m4 . 0表面光滑無痕跡，故選用點澆口形式。塑件壁厚為 1.6mm，故取澆口直徑d=1.0mm，澆口長度mm。0 . 1l3.33.3 脫模機構(gòu)設計脫模機構(gòu)設計脫

24、模機構(gòu)是在一次注射完成后，取出制件及澆注系統(tǒng)凝料的裝置，包括脫出和取出兩個動作，即先將塑件和澆注系統(tǒng)凝料等與模具分離，再將塑件和凝料取出。1）設計原則脫模機構(gòu)的設計一般遵循以下原則1：（1）塑件滯留于動模邊，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作。（2）由于塑件收縮時包緊型芯，因此推出力作用點盡量靠近型芯，同時推出力應施于塑件剛性和強度最大的部位。（3）結(jié)構(gòu)合理可靠，機械的運動準確、可靠、靈活，并有足夠的剛度和強度，便于制造和維護。（4）保證塑件不變形、不損壞，保證塑件外觀良好。本設計使用簡單的推件板脫模機構(gòu)和成型零件的脫模機構(gòu)，如圖 3-6 所示。因為該塑件的分型面簡單，結(jié)構(gòu)也不復雜，采

25、用推簡單的脫模機構(gòu)可以簡化模具結(jié)構(gòu)，給制造和維護帶來方便。在對脫模機構(gòu)做說明之前，需要對脫模力做個簡單的計算。點澆口澆注系統(tǒng)凝料，一般可采用人工機械手取出，但生產(chǎn)效率低，勞動強度大，為適應自動化生產(chǎn)的需要，可利用定模推板拉斷澆口料機構(gòu)，如圖所示，在定模型腔板 3 內(nèi)鑲一推板 5，開模時由定距分型機構(gòu)保證定模型腔板 3 與定模底座 4 首先沿 A-A 而分型，拉料桿 2 將主流道凝料從澆口套中拉出，當開模到 L 距離十，限位釘 1 帶動流道推板 5 使主流道凝料與拉料桿脫離，既實現(xiàn) B-B 分型面，同時拉斷點澆口，澆注系統(tǒng)凝料便自動脫離3.43.4 溢料溢料 排氣系統(tǒng)設計排氣系統(tǒng)設計 模具內(nèi)除了

26、型腔和澆注系統(tǒng)中原有的空氣塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，這些氣體若不能順利排出，則可能因充填時氣體被壓縮而產(chǎn)生高溫，引起塑料局部炭化燒焦，或使塑料產(chǎn)生氣泡，或使塑料熔接不良而引起缺陷。 通常，選擇排氣槽的開設位置時，應遵循以下原則： 1）排氣口不能正對操作者，以防熔料噴發(fā)而發(fā)生工傷事故： 2）最好開設在分型面上，如果產(chǎn)生飛邊易隨塑件脫出： 3）最好設在凹模上，以便于模具加工和清模方便; 4)開設在塑料熔體最后才能填充的模腔部位，如流道或冷料穴的終端； 5)開設在靠近嵌件和制件壁最薄處，因為這樣的部位最容易形成熔接痕； 6)若型腔最后充滿部位不在分型而上，其附近又無可供排氣的推桿或活動的型

27、心時，可在型腔相應部位鑲嵌燒結(jié)的多孔金屬塊，以供排氣； 7）高速注射薄壁型制件時，排氣槽設在澆口附近，課使氣體連續(xù)派出；若制作具有高深的型腔，那么在脫模時需要對模具設置引氣系統(tǒng)，那是因為制作表面與型心表面之間在脫模過程中形成真空，難于脫模，制件容易變形或損壞。熱固性塑料制件在型腔內(nèi)的收縮小，特別是不采用鑲拼結(jié)構(gòu)的深型腔，在開模時空氣無法進入型腔與制件之間，使制件附粘在型腔的情況比熱塑性制件更甚，因此，必須引入氣系統(tǒng)3.53.5 模具主要零件的結(jié)構(gòu)設計模具主要零件的結(jié)構(gòu)設計 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，塑

28、料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理,有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。設計成型零件時，應根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進行成型零件結(jié)構(gòu)設計，計算成型零件的工作尺寸，對關鍵的成型零件進行強度和剛度校核。成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構(gòu)成塑件的尺寸。凹、凸模工作尺寸的精度直接影響塑件的精度。該塑件有需要配合的地方，所以對尺寸的要求比較高。 成型零件工作尺寸計算

29、方法一般有兩種：一種是平均值法，即按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量進行計算；另一種是按極限收縮率、極限制造公差和磨損量進行計算11；前一種方法簡便，但不適合精密塑件的模具設計，后一種復雜，但能較好的保證尺寸精度。本設計采用平均值法。3.5.1 凹模工作尺寸的計算 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變大。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，在設計模具時，包容尺寸盡量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差。模具工作尺寸與塑件尺寸的關系如圖 3-4 所示：1）凹模徑向尺寸的計算 大端面徑向尺寸的計算: L=(1+S)L m1cp

30、s143z 凹模尺寸如下圖所示。 圖 3-4 凹模尺寸式中 L以最大端加工時凹模的徑向尺寸； m1塑件的公差值；塑件尺寸公差根據(jù) GB/T144861993 模塑件尺寸公差表取 MT3A 級，由尺寸段決定值的大?。?制造公差，=zz； S塑件的平均收縮率，S=0.006。3cpcp小端面徑向尺寸的計算： L=(1+S)L 2mcps243z 式中 L以最小端加工時凹模的徑向尺寸；2m 2）凹模深度尺寸的計算： H =(1+ S)H mcps32z 式中 H 塑件的凹模側(cè)高度尺寸，H =48 mm 。ss3.5.23.5.2 凸模工作尺寸的計算凸模工作尺寸的計算凸模是成型塑件外形的，其工作尺寸屬

31、被包容尺寸，在使用過程中凸摸的磨損會使被包容尺寸變小。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，在設計模具時，被包容尺寸盡量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差。1）凸模徑向尺寸的計算： L =(1+ S) L+ M1cpS143Z 凸模尺寸如圖 5-2 所示。 式中 L以小端加工時凸模的徑向尺寸； M1 L=(1+ S) L+ 2McpS243Z 式中 L以大端加工時凸模的徑向尺寸。 M22）凸模高度尺寸的計算： 圖 3-5 凸模尺寸H=(1+ S) H + McpS32Z 式中 H 凹模深度減去塑件壁厚型芯的理論高度。 S3.5.33.5.3 前模仁的設計前模仁的設計型腔壁厚和底版厚

32、度計算在注塑成型過程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力，因此模具型腔應該具有足夠的強度和剛度。如果型腔壁厚和底版的厚度不夠，當型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應力超過型腔材料本身的許用應力時，型腔將導致塑性變形，甚至開裂。與此同時，若剛度不足將導致過大的彈性變形，從而產(chǎn)生型腔向外膨脹或溢料間隙。因此，有必要對型腔進行強度和剛度的計算，尤其對重要的，精度要求高的大型塑件的型腔，不能僅憑經(jīng)驗確定。 根據(jù)大型模具按剛度條件設計，按強度校核；小型模具按強度條件設計，按剛度校核原則：模具結(jié)構(gòu)形式 如圖圖 5-3 所示：側(cè)壁厚度計算公式： S1.15() 4Ecph31 式中 C與型腔深度對型腔側(cè)壁長邊邊長之比 h/L 有關的

33、系數(shù)；查表1C=1； 模具結(jié)構(gòu)形式型腔壓力， 取 30MP； 型腔深度，=102；ppahhE模具材料的彈性模量（MP） ，E 取 2.110 ；a5剛度條件，即允許變形量(mm)，取=0.04; 圖 3-5底板厚度計算公式：0.56（） sh421EpLc31 由底板短邊與長邊邊長之比決定的系數(shù)；查表=0.026；1c12/ LL1c型腔壓力， 取 30MP；ppa底邊長度(mm)，=120；E模具材料的彈性模量（MP） ，E 取2L2La2.110 ； 5剛度條件，即允許變形量(mm)，取=0.04; 3.5.43.5.4 成型零件的設計成型零件的設計（1）模仁尺寸的確定因為采用的是整體式

34、凹模和整體式凸模，所以模仁的大小可以任意制定，模仁所承受的力最終是傳遞到凸、凹模上，從節(jié)約材料和見效模具尺寸出發(fā)，模仁的值取的越小越好，但實際中因為要考慮冷卻因素，又因為經(jīng)過模仁的冷卻系統(tǒng)比經(jīng)過模仁外部的冷卻系統(tǒng)效率高，所以為了給冷卻系統(tǒng)留有足夠的空間，該設計取模仁的大小為 400400 mm。 （2）凸、凹模尺寸的確定凸、凹模受力的作用，其尺寸需要進行強度或剛度校核來確定。只要凹模長邊的寬度滿足 12.85 mm 就可以達到剛度要求，理論上只要取大于 12.85 mm的值就滿足設計要求，但考慮到導柱和導套、螺釘、冷卻水孔等對模架強度、剛度的削弱作用，實際生產(chǎn)中都取比理論值大得多的值，在本設計

35、中，在長度方向，取模仁到模具邊的單邊寬度為 40mm，在寬度方向，取模仁到模具邊的單邊寬度為 40 mm（實際生產(chǎn)中寬度方向的邊值一般比長度方向的邊值大） 。所以凸、凹模尺寸為 400400 mm。（3）模具高度尺寸的確定各塊板的厚度已經(jīng)標準化，所需要的只是選擇，如何選擇合理的厚度，這里有兩個尺寸需要注意：凸模底板厚度和凹模底板厚度；在注射成型時型腔中有很大的成型壓力，當塑件和凝料在分型面上的投影面積很大時，若凸模底板厚度不夠，則極有可能使模架發(fā)生變形或者破壞，所以凸模底板厚度尺寸需要校核才能確定，厚度滿足 26.8 可滿足要求，為了安全，取底板厚度為 50 mm， 。凹模的底板因為是與注塑機

36、的工作臺接觸的，所受的力傳遞到工作臺上，又型腔的深度為 102mm,所以凹模底板的厚度同樣只要留有走冷卻系統(tǒng)的空間就可以。該計取凹模底板厚度為 125 mm。 推板推出距離；在分模時塑件一般是黏結(jié)在型芯上的，需要推桿或推板推出一定的距離才能脫離型芯，該塑件的高度為 132 mm，黏結(jié)在型芯上的尺寸約 102mm 左右，所以當推出距離為 140 mm 時就能使塑件和型芯分離。需要滿足關系：Hh1h2h3h0 HC 板高度；h1擋銷高度；h2推板厚度；h3 推桿固定板厚度； h推出距離； 完成了以上的工作，確定模具尺寸為 450400 mm，型腔厚度 125 mm，型芯板厚度 50 mm。3.63

37、.6 導向與定位機構(gòu)導向與定位機構(gòu)導向機構(gòu)的作用是導向、定位以及承受一定的側(cè)向壓力，其主要形式有導柱導向和錐面定位兩種，這里我們采用導柱導向式，如圖 3-6 所示。 圖 3-6在設計導柱和導套時還應注意以下幾點：1）導柱應合理地均布在模具分型面的四周，導柱中心至模具外緣應有足夠的距離，以保證模具的強度。2）導柱的長度應比型芯（凸模）端面的高度高出 68mm。3）導柱和導套應有足夠的耐磨度和強度，常采用 20#低碳鋼經(jīng)滲碳0.50.8mm，淬火 4855HRC，也可采用 T8A 碳素工具鋼，經(jīng)淬火處理。4）導柱端部應做成錐形或半球形，導套的前端也應倒角。5）導柱設在動模一側(cè)可以保護型芯不受損傷，

38、而設在定模一側(cè)則便于順利脫模取出塑件。6）一般導柱滑動部分的配合形式按 H8/f8,導柱和導套固定部分配合按H7/k6，導套外徑的配合按 H7/k6。 7）除了動模、定模之間設導柱、導套外，一般還在動模座板與推板之間設置導柱和導套。8）導柱的直徑應根據(jù)模具大小而決定，可參考標準模架數(shù)據(jù)選取。3.73.7 選擇脫模方式選擇脫模方式3.7.13.7.1 脫模機構(gòu)的設計脫模機構(gòu)的設計注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準確無誤地從模具的凹模或型芯上脫出，完成脫出塑件的裝置稱為脫模機構(gòu)，也稱頂出機構(gòu)，如圖 3-7。脫模機構(gòu)的設計一般遵循以下原則：1）塑件滯留于動模邊，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作

39、。2）由于塑件收縮時包緊型芯，因此推出力作用點盡量靠近型芯，同時推出力應施于塑件剛性和強度最大的部位。 3）結(jié)構(gòu)合理可靠，機械的運動準確、可靠、靈活，并有足夠的剛度和強度，便于制造和維護。4）保證塑件不變形、不損壞， 保證塑件外觀良好。本設計使用簡單的推桿式脫模機構(gòu)和成型零件的脫模機構(gòu)，如圖 5-8 所示。圖 3-7 在彈簧的作用下，定模版帶動以下機構(gòu)與定模座板分開，此為第一次分型，便于脫凝料。當導套碰到定模版的下底面后定模做板就不動了，滑塊在斜導柱的作用下向里滑，同時向下運動，在推桿的作用下，制件被頂出，此為脫模過程。3.7.23.7.2 脫模力計算脫模力計算當塑件收縮包緊型芯時，未脫模時，

40、正壓力（F正）就是對型芯的包緊力，此時的摩擦阻力即為: F阻=fF正然而，由于型芯有錐度，故在脫模力（F脫）的作用下，塑件對型芯的正壓力降低了 F脫sin，即變成了（F正-F脫sin） ，所以此時的摩擦阻力為：F阻=f (F正-F脫sin)=fF正-fF脫sinF阻摩擦阻力（N） ；f摩擦系數(shù)，一般取 f=0.151.0;F正因塑件收縮對型芯產(chǎn)生的正壓力（即包緊力） （N）;F脫脫模力（N） ；脫模斜率，一般為12。根據(jù)受力圖可列出平衡方程式Fx=0即：F脫+F正sin=F阻cos 3.83.8 側(cè)抽芯機構(gòu)的設計側(cè)抽芯機構(gòu)的設計1、斜導柱抽芯機構(gòu)的設計要點斜導柱和滑塊孔的配合間隙應有 0.5-

41、1mm 的間隙，以保證開模瞬間使塑件 松動，并使鎖緊楔先脫離滑塊，避免干涉抽芯動作。斜導柱的傾角 a 一般取 15-25，而鎖緊楔的楔角應大于 a，一般為 a+ （2-3）。活動型心可以與滑塊做成一體，也可以將活動型心安裝在滑塊上成組合 式，其連接必須牢固可靠?；瑝K在導滑槽中活動必須平穩(wěn)順利，不得發(fā)生卡死或跳動現(xiàn)象。為防止滑塊在成性過程中受力而移動，需用鎖緊楔鎖緊。為使滑塊在抽芯完畢，停留在規(guī)定位置上，必須用定位裝置。斜導柱在定模，滑塊在動模的結(jié)構(gòu)，必須考慮滑塊復位時與推出機構(gòu)發(fā)生 干涉的現(xiàn)象。斜導柱抽芯機構(gòu)是最常用的一種側(cè)抽芯機構(gòu)，它具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、安全可靠等特點為保證在開模瞬間有一

42、很小空程，使塑件在活動型芯未抽出之前從型腔內(nèi)或型芯上獲得松動，并使楔緊塊先脫開滑塊，以免干涉抽芯動作。如圖 38 圖示 圖 383.9.3.9.模架選用模架選用設計模具時，開始就要選定模架。當然選用模架時要考慮到塑件的成型、流道的分布形式以及頂出機構(gòu)的形式，有抽芯的還要考慮滑塊的大小等等因素。本套模具選用標圖 3-9 模架圖 圖39準塑膠模架如圖39所示，其規(guī)格如下：細水口系統(tǒng)的標準型，4540（即450 400 ），定模座板的厚度為32mm,凹模固定板的厚度為30mm,整體式凹模厚度為120mm,推件板厚度30mm,整體式凸模厚度為50mm,墊塊高度為106mm,動模座板厚度為32mm，整個

43、模具的厚度是400mm。模架的形狀及尺寸見說明書的附頁。一般導向分為動、定模之間的導向，推板的導向，推件板的導向。一般導向裝置由于受加工精度的限制或使用一段時間之后，其配合精度降低，會直接影響制品的精度，因此對精度要求較高的制品必須另行設計精密導向定位裝置。當采用標準模架時，因模架本身帶有導向裝置，一般情況下，設計人員只要按模架規(guī)格選用即可。若需采用精密導向定位裝置，則須由設計人員根據(jù)模具結(jié)構(gòu)進行具體設計。4.4.注射機的選擇注射機的選擇4.14.1 注塑機基本參數(shù)注塑機基本參數(shù)注塑機的主要參數(shù)有公稱注射量,注射壓力,注射速度,塑化能力,鎖模力,合模裝置的基本尺寸,開合模速度,空循環(huán)時間等.這

44、些參數(shù)是設計,制造,購買和使用注塑機的主要依據(jù)。(1)公稱注塑量：指在對空注射的情況下,注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時,注射裝置所能達到的最大注射量,反映了注塑機的加工能力。(2)注射壓力：為了克服熔料流經(jīng)噴嘴,澆道和型腔時的流動阻力,螺桿(或柱塞)對熔料必須施加足夠的壓力,我們將這種壓力稱為注射壓力。(3)注射速率：為了使熔料及時充滿型腔,除了必須有足夠的注射壓力外,熔料還必須有一定的流動速率,描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時間或注射速度。常用的注射速率如表4-1所示。5表4-1 注射量與注射時間的關系注射量/CM 125 250 500 1000 2000 4000 6000 1000

45、03注射速率/CM/S 125 200 333 570 890 1330 1600 2000注射時間/S 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5(4)塑化能力：單位時間內(nèi)所能塑化的物料量，塑化能力應與注塑機的整個成型周期配合協(xié)調(diào),若塑化能力高而機器的空循環(huán)時間長,則不能發(fā)揮塑化裝置的能力,反之則會加長成型周期。(5)鎖模力：注塑機的合模機構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊力,在此力的作用下模具不應被熔融的塑料所頂開。(6)合模裝置的基本尺寸：包括模板尺寸,拉桿空間,模板間最大開距,動模板的行程,模具最大厚度與最小厚度等，這些參數(shù)規(guī)定了機器加工制件所使用的模具尺寸范圍。(7)開合模速

46、度：為使模具閉合時平穩(wěn),以及開模,推出制件時不使塑料制件損壞,要求模板在整個行程中的速度要合理,即合模時從快到慢,開模時由慢到快再到停。(8)空循環(huán)時間：在沒有塑化，注射保壓，冷卻，取出制件等動作的情況下，完成一次循環(huán)所需的時間。4.24.2 初選注塑機初選注塑機由注射量選定注射機。由PRO/E建模分析得（材料密度?。?1.05kgdm:總體積V=94.66cm ；總質(zhì)量M=94.661.05=129.21g；流道凝料V=0.3V(流道3凝料的體積)是個未知數(shù)，根據(jù)手冊取0.3V(0.3M)來估算，塑件越小則比例可以取的越大。實際注射量為:V=94.661.3=123.06 cm ；實3實際注

47、射質(zhì)量為M=1.3M=129.211.3=167.98g；實根據(jù)實際注射量應小于0.8倍公稱注射量原則, 即： 0.8V V 公實V= V/0.8 公實 結(jié)合上面的計算，初步確定注塑機為表42所示，查國產(chǎn)注射機主要技術參數(shù)表取SZ-160/1000，主要技術參數(shù)如下。表4-2 國產(chǎn)注射機SZ-500/200技術參數(shù)表4.34.3 注射機的校核注射機的校核4.3.14.3.1 注射壓力的校核注射壓力的校核該項工作是校核所選注射機的公稱壓力 P能否滿足塑件成型時所需要的注公射壓力 P0,塑件成型時所需要的壓力一般由塑料的流動性塑件的結(jié)構(gòu)和壁厚以及澆注系統(tǒng)類型等因素決定,其值一般為 70150MPa

48、。ABS 所需的注射壓力 P0如表 4-3 所示。表 4-3 ABS 所需的注射壓力 P0注射條件塑料厚壁件中等厚壁件難流動的薄壁窄澆口件ABS80100100130130150Pp0,滿足條件。公4.3.24.3.2 鎖模力的校核鎖模力的校核 在確定了型腔壓力和分型面面積之后，可以按下式校核注塑機的額定鎖模力：特性內(nèi)容特性內(nèi)容結(jié)構(gòu)類型臥拉桿內(nèi)間距(mm)360*260理論注射容積（cm ）3179移模行程(mm)280小螺桿(柱塞)直徑(mm)44最大模具厚度(mm)360注射壓力(MP )a132最小模具厚度(mm)170注射速率(g/s)110模具定位孔直徑(mm)120塑化能力(g/s)10.5噴嘴球半徑(mm)10螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)10150噴嘴口直徑-鎖模力(KN)1000FK AP 分型 式中 F 注塑機額定鎖模力：1000KN； K 安全系數(shù)，通常取 1.11.2，取K=1.2；7 4.3.34.3