打蛋機(jī)左殼注射注塑模具

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：打蛋機(jī)左殼注射注塑模具CAD/CAM院 （系）：專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化機(jī)械學(xué)院班級(jí)：1203學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：涂先桂導(dǎo)師姓名：譚加才完成日期：2016 年6 月12 日誠信聲明本人聲明：1 、本人所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是在老師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果；2 、據(jù)查證，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中不包含其他人已經(jīng)公開發(fā)表過的研究成果，也不包含為獲得其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位而使用過的材料；3 、我承諾，本人提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中的所有內(nèi)容均真實(shí)、可信。作者簽名：日期：年月日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書題目：打蛋機(jī)左殼注射注塑模具CAD/CAM姓名涂先桂院（

2、系）機(jī)械學(xué)院專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化學(xué)號(hào)指導(dǎo)老師譚加才職稱副教授教研室主任一、基本任務(wù)及要求：班級(jí)關(guān)老師12031 查閱有管注射模文獻(xiàn)10 篇以上，分析注射模設(shè)計(jì)常用方法，寫出文獻(xiàn)綜述；2. 分析打蛋機(jī)左殼相關(guān)數(shù)據(jù)。3. 設(shè)計(jì)注射模具，畫出總裝配圖以及零件圖；4. 對(duì)打蛋機(jī)左殼模具進(jìn)行模流分析和數(shù)控分析；5. 撰寫畢業(yè)論文，字?jǐn)?shù) 15000 以上。二、進(jìn)度安排及完成時(shí)間：1. 熟悉課題、查閱文獻(xiàn)資料，一周2. 撰寫文獻(xiàn)綜述、開題報(bào)告，一周3. 實(shí)體的三維建模，一周4. 畢業(yè)實(shí)習(xí)，一周5. 設(shè)計(jì)注射模具，畫出總裝配圖，零件圖，進(jìn)行模流分析，七周6. 撰寫畢業(yè)論文，二周7. 上交畢業(yè)論文，并根據(jù)評(píng)閱

3、意見進(jìn)行修改，一周8. 畢業(yè)答辯，一周打蛋機(jī)左殼注射注塑模具CAD/CAM摘要：隨著高性能工程塑料的不斷發(fā)展，各種塑料制品行業(yè)繼續(xù)增長(zhǎng)，注射成型工藝越來越多地用于成形制造。注塑模具設(shè)計(jì)的質(zhì)量，對(duì)注塑機(jī)的生產(chǎn)效率直接影響成型，產(chǎn)品的質(zhì)量和成本。模具可以使一個(gè)很好的注射成型上百萬次，因?yàn)槠漭^長(zhǎng)的壽命，在另一方面，降低了塑件的成型和模具成本， 而且由于壽命長(zhǎng)， 維修少，從而提高生產(chǎn)效率。為了滿足日益增長(zhǎng)的工業(yè)需求和生活質(zhì)量的需要，應(yīng)繼續(xù)研究和開發(fā)，已便設(shè)計(jì)來提高注塑模具的性能，滿足各行各業(yè)的需求。在本設(shè)計(jì)中，通過對(duì)打蛋機(jī)左殼， CAD模具設(shè)計(jì)和開發(fā)利用包括凸，凹模的設(shè)計(jì)，頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，注射機(jī)的選擇

4、和校核，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，模具及其它工件的設(shè)計(jì)。在本設(shè)計(jì)中，重點(diǎn)設(shè)計(jì)了以成形件的凸，凹模的設(shè)計(jì)，澆注系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)是模具設(shè)計(jì)的靈魂。冷卻設(shè)計(jì)，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)直接影響著塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。因此，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注塑模具設(shè)計(jì)工作的關(guān)鍵。同時(shí)，模具溫度對(duì)塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率有著直接的影響，對(duì)模具的凝固時(shí)間和收縮應(yīng)力，模具溫度的控制有著直接的影響， 從而影響模具和塑料件質(zhì)量的成型周期和表面粗糙度。 大小的凸，凹模尺寸，澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過這樣的設(shè)計(jì)，我們首先學(xué)習(xí)了解當(dāng)前的形勢(shì)和發(fā)展情況， 中國(guó)塑料模具結(jié)構(gòu)和成型工藝的模具及注塑模具設(shè)計(jì)的基本原理

5、。關(guān)鍵詞： 打蛋機(jī)左殼；注射模；設(shè)計(jì)；ABSLeft shell injection molding tool CAD/CAMAbstract: With the development of high performance engineering plastics, plastic products industry, the industry needs to continue to grow, the injection molding process is more and more used in various performance requirements for manuf

6、acturing products. The quality of injection mold design, injection molding machine for the production efficiency directly affects the forming, quality and cost of products. The mold can be a very good injection molding millions of times, because of its long life, on the other hand, reduces the cost

7、of molding and mold plastic parts, as a result, a good replacement, repair, so as to improve the production efficiency. In order to meet the growing needs of the industry and the quality of life needs, should continue to research and development,has been designed to improve the performance of the pl

8、astic injection mold, to meet the needs of all walks of life.In this design, the cover plate, the design and development of CAD die comprises a convex, concave mold design, the ejection mechanism design, selection and optimization of injection machine, the design of gating system, cooling system des

9、ign, mold and other work. In this design, designed to focus on forming the convex, concave die design, gating system, cooling system. The gating system is the soul of the mold design and cooling design, the design of gating system directly affects the plastic parts molding quality and production eff

10、iciency 1 . Therefore, the design of gating system of injection mold design is the key work. At the same time, the mold temperature has a direct impact on the quality of plastic parts and production efficiency, solidification time and shrinkage stress of die and mold temperature control of a direct

11、impact, thus affecting the molding cycle of molds and plastic parts quality, and surface roughness. The size of the convex die size, focus on design and system structure design of gating system and cooling system. Through this design, we first learn to understand the situation and the current develo

12、pment situation, basic principle of injection mold and die design Chinese plastic mould structure and injection molding process.Keywords:cover; injection mould; design; ABS目錄第 1 章 緒論51.1 選題的意義51.2 塑模工業(yè)的現(xiàn)狀5第 2 章 打蛋機(jī)左殼塑料模工藝設(shè)計(jì)72.1 打蛋機(jī)左殼塑件的工藝分析72.2 注射成型基本過程82.3 打蛋機(jī)左殼的設(shè)計(jì)件9第 3 章 注射機(jī)的選擇和校核103.1 注射機(jī)規(guī)格的選擇103

13、.2 注射機(jī)的校核103.3 確定型腔數(shù)目和分模面的選擇12第 4 章澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)144.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)144.2 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)164.3 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)174.4 型腔數(shù)目的確定及型腔的排列19第 5 章 成型零件設(shè)計(jì)225.1 模具型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)225.2 成型零件的尺寸確定23第 6 章 其他零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)256.1 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)256.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)256.3 定位圈276.4 主流道襯套276.5 其他結(jié)構(gòu)零件設(shè)計(jì)27第 7 章 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)校核297.1 模具閉合高度的確定297.2 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核297.3 模具安裝和試模30結(jié) 論32參考文獻(xiàn)33致 謝34

14、第1章緒論1.1 選題的意義由于現(xiàn)代制造業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)的普遍應(yīng)用，在某些產(chǎn)業(yè)模具已經(jīng)成為必不可少的重要產(chǎn)品。在大量的塑料產(chǎn)品中，塑料模具的應(yīng)用非常廣泛，在模具中的地位也越來越重要。成為各類模具中設(shè)計(jì)，制造中的代表之一，具有比較重大的研究意義。在塑料制品中，注塑模具的設(shè)計(jì)和制造成為了其主要手段，成為了一個(gè)比較有發(fā)展?jié)摿Φ男袠I(yè)之一。注射成型就是將塑料通過一定的溫度和壓力條件下溶解然后塑化成型。注射成型在市場(chǎng)上是常見的方法之一，由于注塑模作為塑料模具的一種，而且也比較有發(fā)展前景，市場(chǎng)需求量也比較大，所以我選擇注塑模具來作為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此課題中，我們需要用到計(jì)算機(jī)二維和三維的設(shè)計(jì)軟件

15、。通過查閱資料，注塑模具主要分為模架，成型零件，澆注系統(tǒng)，頂出機(jī)構(gòu)，調(diào)溫系統(tǒng)以及輔助裝置等。通過本課題的設(shè)計(jì)，我將在以下幾個(gè)方面得到培養(yǎng)和鍛煉：（ 1）塑料制品的材料選擇和成型工藝的確定。（ 2）掌握模具設(shè)計(jì)中常用的軟件包括 CAD 和 Proe5.0等。（3）塑料制品的數(shù)據(jù)分析。（4）使自己在語言組織方面得提升， 在專業(yè)理論知識(shí)上進(jìn)一步的鞏固和創(chuàng)新。 （5）掌握論文格式上的嚴(yán)格要求。同時(shí)提高自己獨(dú)立思考，解決問題的能力。1.2 塑模工業(yè)的現(xiàn)狀由于我國(guó)起步比較晚，模具工業(yè)有許多的不足之處。需要向一些發(fā)達(dá)國(guó)家學(xué)習(xí)，也需要大量模具設(shè)計(jì)人才。模具工業(yè)在近幾十年快速的發(fā)展，在制造能力，技術(shù)以及質(zhì)量上都

16、有了很大的提高。高尖端科技的應(yīng)用，使得大型、復(fù)雜、高效、使用壽命長(zhǎng)的模具達(dá)到了一個(gè)新的臺(tái)階。列舉如下：（ 1）CAD CAM CAE 技術(shù)運(yùn)用比發(fā)達(dá)國(guó)家而言， 我國(guó)還需要大力的去學(xué)習(xí)和普及，包括計(jì)算機(jī)建模的熟練程度，數(shù)控機(jī)床編程與加工等。（ 2）熱流道技術(shù)的推廣應(yīng)用，得到了進(jìn)一步提升，加熱裝置通道，自制的熱噴嘴已經(jīng)廣泛應(yīng)用，其中某些技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平。（ 3）熊貓公司開發(fā)的氣輔模具，用 C 型分析軟件進(jìn)行氣輔模具研制成功。氣體輔助注射技術(shù)已應(yīng)用，許多廠家都采用此技術(shù)。（ 4）高質(zhì)量的塑料模具鋼的應(yīng)用，注塑模具現(xiàn)在用 45#鋼的較少，其中 P20 鋼廣泛應(yīng)用，進(jìn)一步提高了模具使用壽命和表面

17、光潔度。（ 5）抽芯機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，許多制造商已經(jīng)設(shè)計(jì)出具有結(jié)構(gòu)新穎，易于脫模。比較有新意的脫模機(jī)構(gòu)，解決了以前脫模困難的問題。（ 6）提升了精密，大型，復(fù)雜等模具的制造水平。而對(duì)于那些構(gòu)造復(fù)雜，尺寸的精確度要求嚴(yán)格的制件，常常采用 CAD 三維設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)仿真注射成型。模具的壽命已達(dá)到百萬小時(shí)或更高。中國(guó)的模具行業(yè)在“九五”期間盡管發(fā)展迅速，但與一些國(guó)家相比，目前仍有相當(dāng)大的差距。據(jù)統(tǒng)計(jì)， CAD 和 CAE 的應(yīng)用中國(guó)都遠(yuǎn)低于一些發(fā)達(dá)國(guó)家。發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)普及，而中國(guó)才剛剛開始。包括一些機(jī)械設(shè)計(jì)軟件基本上都是國(guó)外開發(fā)的。而國(guó)產(chǎn)的軟件少之又少，而且使用度也很低。發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)大量的使用模具標(biāo)準(zhǔn)件，

18、但是在國(guó)內(nèi)卻還沒有形成規(guī)模。熱流道在國(guó)外模具生產(chǎn)中也大量使用，并且還制訂了很多的標(biāo)準(zhǔn)。但在中國(guó)大陸， 70 年代開始研究，到目前為止還沒有標(biāo)準(zhǔn)。在國(guó)外，企業(yè)大多是技術(shù)密集型，技術(shù)與技術(shù)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，規(guī)模小，組合靈活，而在國(guó)內(nèi)卻恰恰相反。 獨(dú)立的模具廠生存， 勞動(dòng)密集型企業(yè)， 并且有一種傾向， 忽略高技能，講究高效率，缺少專業(yè)的和靈活的組合規(guī)劃。第 2 章 打蛋機(jī)左殼塑料模工藝設(shè)計(jì)2.1 打蛋機(jī)左殼塑件的工藝分析塑料材料的性能及基本成型工藝參數(shù)圖 2.1打蛋機(jī)左殼模型圖 2.2打蛋機(jī)左殼模型塑料簡(jiǎn)單點(diǎn)解釋就是可塑性材料，通過一定的壓力和溫度溶解， 可以捏成各種形狀。在材料工程中“塑料”定義為化學(xué)改性

19、的天然的高分子化合物。塑料中的基本成分高分子聚合物。在自然界中一般高分子聚合物分為非晶態(tài)和晶態(tài)線性高聚物。其物理狀態(tài)、力學(xué)狀態(tài)以及加工適應(yīng)性都比較良好。通常來說結(jié)晶度大的塑件其密度，硬度，耐磨性好，剛度，耐化學(xué)性和電性能好；而結(jié)晶度小的塑件，柔軟性，透明性較好，伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度較大。材料成型特性ABS 材料是熱塑性材料， 對(duì)精度要求一般（四級(jí)精度左右） ，密度在 1.051.07/cm3，抗拉強(qiáng)度比較適中一般是在 3050MPa 之間，抗彎強(qiáng)度在 4179MPa 之間，拉伸彈性模量在 15872277MPa之間，彎曲彈性模量在 13802690MPa 之間，收縮率 0.3%0.8%之間。綜上所

20、述，該材料的綜合性能比較好，沖擊強(qiáng)度能達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，尺寸不易變形，容易成型，耐熱性和耐腐蝕性也能滿足要求。特別是耐寒性能比較優(yōu)越，目前為止，ABS材料已經(jīng)在國(guó)內(nèi)得到了廣泛的運(yùn)用，在一些電氣外殼，汽車的儀表盤以及許多的日用品方面尤其突出。在成型方面要注意一點(diǎn)， 由于材料的吸水性能較大， 成型原料時(shí)必須對(duì)其干燥處理。要使其含水量低于0.4%，通常的處理方法是將材料放置8090干燥 23 個(gè)小時(shí)。在塑料加熱方面要注意，由于加熱溫度對(duì)塑料的質(zhì)量影響比較大，溫度過高容易分解，溫度低溶解不徹底，所以我們必須嚴(yán)格控制其溫度，通常ABS 材料在加熱方面選用 180260之間，個(gè)人建議是 240。在注射時(shí)其注射壓

21、力必須足夠大，通常我們采用的是螺桿式注射機(jī)，其注射壓力在70100MPa 之間。2.2 注射成型基本過程圖 2.3注射成型基本過程2.3 打蛋機(jī)左殼的設(shè)計(jì)件該塑件經(jīng)測(cè)量所得，其基本幾何值為：密度： p=0.9g/cm3；體積： V=21cm3；質(zhì)量： M=18.9g；長(zhǎng)度： L=150mm；塑件平均寬度：B=60mm；投水平投影面積： S=73.4cm2；制件表面積：S=194.3cm2；第 3 章 注射機(jī)的選擇和校核3.1 注射機(jī)規(guī)格的選擇注射機(jī)就是注塑成型常用的機(jī)械設(shè)備，一般來說，按照外形可以分為立式、臥式和直角式三種。按照塑化的方式，又可以分為柱塞式和螺桿式。我們首先對(duì)模腔的數(shù)目進(jìn)行假設(shè)

22、確定注射機(jī)的規(guī)格，初步將模腔定為兩個(gè)。 ABS 材料的密度 p 為 p=0.9g/cm3（ 0.90.91）。通過測(cè)量所得出塑件的體積（ V ）和質(zhì)量（ M ）以及水平投影面積（ S）分別為 V=21cm3、M=18.9g、S=73.4cm2。一模設(shè)計(jì)兩個(gè)模腔，那么每次注射機(jī)的注射量必須大于： 2M= 2 ×21cm3=42cm3。根據(jù)注射機(jī)的最大注射量初步選擇型號(hào)為XS- Z- 60的注射機(jī)，其工藝參數(shù)如下：螺桿直徑 /mm： 38注射容量 cm3：60注射壓力 /MPa： 122鎖模力 /KN ：5 x105KN最大成型面積 /cm2：130模板最大行程 /mm：180定位孔直徑

23、 /mm：55mm模具厚度 /mm：Min=70Max=200噴嘴：（球半徑 /mm）： R=12（孔直徑 /mm）： 43.2 注射機(jī)的校核注射機(jī)注射容量的校核在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的時(shí)候，首要的問題就是保證塑料溶體的容量或者質(zhì)量。一般的，要求在一個(gè)注射成形的周期內(nèi)，所需要的塑料溶體的質(zhì)量或者容量，為注射機(jī)額定注射量的 80%以內(nèi)。而且，在一個(gè)周期內(nèi)，制件和澆注系統(tǒng)兩部分容量和質(zhì)量之和，才是需要射入模具內(nèi)的塑料溶體的質(zhì)量和容量。即 V=nV 塑+V 澆或 M=nM 塑+M 澆 (3.1) 式中： V （ M ）一個(gè)成型周期內(nèi)所需要注射的塑料容積和質(zhì)量， cm3 或 g；n 型腔數(shù)目；V 塑（ M 塑

24、）單個(gè)塑件的容量或質(zhì)量， cm3 或 g；V 澆（ M 澆）澆注系統(tǒng)凝料的容量和質(zhì)量， cm3 或 g；故應(yīng)使 0.8V 塑+V 澆 0.8V 公或 M=0.8M 塑 +M 澆 0.8M 公公式中： V 公（ M 公）注射機(jī)公稱注射量，cm3 或 g；將數(shù)據(jù)代入以上不等式（取其中之一的質(zhì)量不等式來對(duì)注射量進(jìn)行校核）M 澆=M 主流道 +M 橫澆道 +M 分流道 +M 澆口 +M 拉料鉤 5.5g(3.2)得： M=nMn+Mj=2 ×18.9+5.5=43.3g0.8M 公 =0.8×60=48g 滿足要求上式中的：因?yàn)檫x擇的為非熱敏性的ABS 塑料為制件的材料， 因此不對(duì)

25、最小注射量進(jìn)行校核，而只需要校核最大注射量。注射機(jī)注射壓力的校核注射機(jī)的注射壓力是進(jìn)行注射成型時(shí)需要進(jìn)行校核的一個(gè)參數(shù)。只有滿足制件所要求的注射壓力，制件才能夠被制出。如果注射機(jī)的額定壓力范圍不能達(dá)到制件成型壓力的要求，則無法成型零件。成型壓力并不是一成不變的，會(huì)與塑料的品種、注射機(jī)的類型、噴嘴的形狀、制件的結(jié)構(gòu)是否復(fù)雜和澆注系統(tǒng)等有關(guān)。因此注射壓力的確定也就根據(jù)這些參數(shù)進(jìn)行。根據(jù)塑料成型工藝參數(shù)表查得ABS 材料的成型注射壓力在（70120Mpa）之間，而我們所選擇的注射機(jī)的額定注射壓力為122Mpa，在其設(shè)定的注射壓力之間，滿足工藝要求。注射機(jī)鎖模力的校核注射機(jī)鎖模力是指當(dāng)高壓的塑料溶體進(jìn)

26、入并填滿型腔的時(shí)候，在軸向產(chǎn)生的巨大的推力時(shí)，卻仍然可以把模具牢牢固定住。因此就要求鎖模力明顯的大于這個(gè)推力。否則，會(huì)產(chǎn)生塑料溶體從模具中跑出的現(xiàn)象。型腔內(nèi)塑料熔體的壓力（MPa）值可根據(jù)以下經(jīng)驗(yàn)公式算得：P=KPo(3.3)式中： P 型腔內(nèi)塑料熔體的壓力（MPa）Po 注射壓力（MPa）K 壓力損耗系數(shù)0.20.4將數(shù)據(jù)代入上式得： P=KPo=(0.20.4)×122MPa=24.4MPa48.8MPa本設(shè)計(jì)中，選擇的是ABS 塑料，我們選擇型腔中熔體的平均壓力為：P=30MPa。再由公式T=PS 計(jì)算推力大小。(3.4)式中： T 塑料熔體在注射機(jī)軸向上的推力（MPa）P 型

27、腔內(nèi)塑料熔體的壓力，在此我們?nèi)=30MPaS 制件與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（cm2）將數(shù)據(jù)代入該公式得： T=PS=30MPa×73.4cm2 220.2KN500KN 滿足要求經(jīng)校核合格。注射機(jī)模具厚度校核注射機(jī)模具厚度校核在達(dá)到預(yù)定的鎖模力時(shí)，動(dòng)模板和定模板之間的最大和最小的距離，就是模具的最大與最小的厚度。 因此，在進(jìn)行模具厚度的設(shè)計(jì)時(shí)， 必須要保證其數(shù)值在這一個(gè)范圍內(nèi)，否則鎖模力將會(huì)不滿足使用要求。當(dāng)模具厚度小的時(shí)候，可以考慮增加墊板來達(dá)到使用的要求。根據(jù)要求模具的厚度必須滿足 Hmin<H<Hmax(3.5)式中： H 模具厚度 mmHmin 注射機(jī)允許

28、的最小模具厚度mmHmax 注射機(jī)允許的最大模具厚度mm根據(jù)我們已選擇的注射機(jī)得到Hmin=70mm；Hmax=200mm。根據(jù)已選擇的中小型標(biāo)準(zhǔn)模架中的模板規(guī)格Bo×L 為 300×300 的模架，根據(jù)模架的布置方式，則模具閉合高度 H 為： H=32+A+B+C+h4+2h1 。將數(shù)據(jù)代入式中得： H=180mm 將上述的數(shù)據(jù)代入Hmin<H<Hmax 得： 70<180<200 滿足不等式 Hmin<H<Hmax ，符合要求。注射機(jī)最大開模行程校核塑件制造完成后， 需要從模具中取出， 這就要求有一定的開模距離， 如果距離太小，則塑件

29、將無法取出，但是距離太大，會(huì)超過注射機(jī)的開模行程。因此需要對(duì)設(shè)計(jì)的注射機(jī)進(jìn)行最大的開模行程的驗(yàn)算，保證能夠順利的取出塑件。我們所選擇的這個(gè)注射機(jī)，其開模行程為 180mm。而設(shè)計(jì)的要求是要保證開模行程要大于取出塑件時(shí)要求的開模距離。即是必須滿足下式： SkH1+H2+(5 10)(3.6)式中： Sk 注射機(jī)行程 Sk=300mmH1脫模距離（頂出距離） H1=5mmH2塑件高度 +澆注系統(tǒng) H2=10+50=60mm所以 H1+H2+(5 10)=5+50+10=65Sk=300mm 能滿足要求。通過上述校核得出該規(guī)格的注射機(jī)滿足要求，因此，確定選擇型號(hào)為：XS- Z- 60 的注射機(jī)。3.

30、3 確定型腔數(shù)目和分模面的選擇確定型腔數(shù)目根據(jù)上面計(jì)算結(jié)果， N 能取到 2 個(gè)。所以取 N = 2。符合設(shè)計(jì)要求，所以確定型腔數(shù)目為 2 個(gè)。）分模面的選擇定模板與動(dòng)模板之間會(huì)有一個(gè)分界面，這就是分模面。，同時(shí)也可以在這個(gè)分界面上，取出塑件或者澆注完成后凝固的熔料。如何進(jìn)行分模面的選擇，時(shí)保證塑件成型良好的首要條件。選擇分型面時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：使塑件在開模后留在動(dòng)模上；分型面的痕跡不影響塑件的外觀；澆注系統(tǒng)，特別是澆口能合理的安排；使推桿痕跡不露在塑件外觀表面上；使塑件易于脫模。制件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)雖然較復(fù)雜，但是仍然要符合上述的分型面選擇的要求。綜合考慮了制件的結(jié)構(gòu)，以及整體設(shè)計(jì)、模具制

31、造、加工工藝等因素后，選擇平面分型面。以紅色面作為分型面。第 4 章澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)主流道的設(shè)計(jì)主流道的設(shè)計(jì)通常設(shè)計(jì)成圓錐形，塑件所選擇的塑料為ABS 材料，該塑料的流動(dòng)性較差，所以我們選擇的錐角度數(shù) =3°6°，從而有助于凝固的熔料從主澆道中拔出來。模具內(nèi)壁的表面粗糙度業(yè)有一定的要求，一般為Ra=0.63m。而在主流道對(duì)接處，可以將其設(shè)計(jì)為半球形的凹坑，以達(dá)到嚴(yán)密對(duì)接的效果，防止熔料從中溢出。其半徑為： R2=R1+(12)mm(4.1)式中：R1注射機(jī)噴嘴球半徑R1= 12mm將數(shù)據(jù)代入上式得澆口套半徑為：R2= R1+(12)mm=12+(1

32、2)=1314mm澆口套半徑為： R2=13mm小端直徑： d1=d2+(0.51)mm式中：d2注射機(jī)噴嘴直徑d=4mm所以小端直徑 d1= d2+(0.51)mm=4+(0.51) = 4.55mm 取小端直徑為： d1=5mm錐角取為 3°且主澆道的縱截面為梯形橫截面，所以大端直徑：d= d1+2×(L × tan3°)當(dāng) L=60mm 時(shí)大端直徑 d 為：d= d1+2×(L × tan3°)=5+2(47.5× 0.052)9.94mm凹坑深： h=(35)mm主流道發(fā)生轉(zhuǎn)彎的地方， 一般設(shè)計(jì)成圓角的形式

33、， 從而可以減小熔料轉(zhuǎn)彎時(shí)的阻力。其圓角半徑為： r=13mm分流道的設(shè)計(jì)1、分流道截面形狀的選擇8分流道的截面形狀有圓形、半圓形、矩形、梯形、V 形等多種。其中圓形截面最理想，使用越來越多。本次設(shè)計(jì)采用圓形截面。分流道的尺寸由公式： d=Tmax1.5(4.2)式中： Tmax塑件最大壁厚d=5 1.5 6.5mm2、分澆道的布置形式型腔的結(jié)構(gòu)形式影響了分澆道的布置，不同的型腔布局，會(huì)有不同的分澆道形式。一般要遵循排列緊湊的原則。這樣可以有效的減小模板的尺寸，縮短熔料的流動(dòng)距離，比較平均的鎖模力。分澆道可以有平衡式的結(jié)構(gòu)形式，也可以有非平衡式的結(jié)構(gòu)形式。在本設(shè)計(jì)中，選擇平衡式的結(jié)構(gòu)形式。3、

34、分流道的表面粗糙度 7分流道的表面并不是越光滑越好，其也有一定的表面粗糙度值。 一般取 Ra=1.252.5m 就可以了。有了一定的粗糙度，就可以對(duì)在其中流動(dòng)的熔料有一定的阻力，這個(gè)阻力可以幫助熔料外層叫快速的冷卻固定，形成一個(gè)表層，還可以起到絕熱的作用，從而可以保證內(nèi)部的熔料較緩慢的冷卻。但是分流道的表面不能出現(xiàn)凹凸不平的現(xiàn)象，有一定的粗糙度，但是不能影響脫模和分型。所以我們?cè)诖诉x擇分流道的表面粗糙度為Ra=1.5m。澆口設(shè)計(jì)1、分流道與澆口的連接形式分流道與澆口的連接，有多種不同的形式，要保證每個(gè)階段的冷卻速度均勻，不能有一段快，一段慢。根據(jù)型腔排樣和分流道的布置，連接形式有斜面和圓弧連接

35、等兩種。在寬度方向上，斜面會(huì)逐漸的收窄，這就使得熔料的流動(dòng)速度產(chǎn)生不同，導(dǎo)致不同地方的冷卻不一致，有的地方較快，會(huì)產(chǎn)生不必要的壓力損失。而圓弧連接時(shí)，可以保證在寬度方向較寬，就一般不會(huì)出現(xiàn)上述的問題。所以一般來講，連接形式選擇為圓弧過度連接。分流道與澆口的連接形式通常有斜面和圓弧連接等兩種連接方式， 根據(jù)我們型腔的排樣方式和分流道的布置方式，分流道與澆口的連接地方選擇在寬度方向連接更佳。但在寬度上的連接的時(shí)候，由于斜面會(huì)使分流到逐漸變窄，那么不同階段冷卻較快，產(chǎn)生不必要的壓力損失，而圓弧過渡的接口較斜面的寬，所以以上出現(xiàn)的缺陷能得到解決，所以分流道與澆口的連接選擇為在寬度上的圓弧過渡連接。2、

36、澆口形狀的選擇及其尺寸確定澆注系統(tǒng)要有澆口， 它是熔料進(jìn)入型腔的開口。 一般澆口后是流道， 流道后是型腔。澆口細(xì)小而且短，這主要時(shí)為了能夠快速的使熔料進(jìn)入型腔。澆口能夠調(diào)節(jié)流速、補(bǔ)料的時(shí)長(zhǎng)，還可以防止熔料回流。其形狀、尺寸和進(jìn)料的地方對(duì)于塑件的成型都有重要的影響。而且如何澆口設(shè)計(jì)的不合理，很容易在塑件上產(chǎn)生一定的缺陷，比如縮孔，缺料白斑等。所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要保證澆口的合理性?？梢愿鶕?jù)塑料的性能、制件的結(jié)構(gòu)形式、截面的大小、模具的結(jié)構(gòu)以及其它的一些工藝參數(shù)等進(jìn)行設(shè)計(jì)。澆口一般都是長(zhǎng)度較短，截面也比較小，這樣可以讓熔料快速的進(jìn)入型腔，并且能夠快速的封閉澆口，也很容易使得塑件與澆口殘存的熔料分

37、離。這樣設(shè)計(jì)的澆口，在澆注的時(shí)候，一般沒有明顯的痕跡，對(duì)于制件的外形還是有很好的保證。根據(jù)以上的種種因素綜合考慮，我們選擇潛伏式的澆口形狀。冷料穴和拉料桿設(shè)計(jì)冷料穴也有很多種不同的形式， 根據(jù)所帶的拉料桿頭部形狀的不同， 可以有 Z 形頭、球形頭、尖錐頭以及無拉料桿等的形式。接下來我們分別對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。帶有 Z 形頭的冷料穴，底部時(shí)鉤形，就像一個(gè)鉤子一樣，可以通過拉料桿勾住型腔內(nèi)的已經(jīng)凝固的冷料。在開模的時(shí)候，鉤子將冷料拉出，使得凝料與定模分離。該種方法是將制件和凝料一起拉出，方便快捷，而且容易，還提高了生產(chǎn)的速度。與推桿搭配使用的時(shí)候效果更好。球形頭的冷料穴，專門是為推板脫模設(shè)計(jì)的。而

38、本設(shè)計(jì)種的脫模機(jī)構(gòu)時(shí)推桿式的，與推板式的還是有一定的差別，因此不宜選擇這種結(jié)構(gòu)。尖錐頭的拉料桿，是從前兩者變異而來的。一般沒有冷料穴。塑件在成型的過程中，會(huì)有一定的收縮，這種收縮力正好可以將尖錐頭包緊，利用這個(gè)包緊力可以將凝料從模具中拉出。但是這種形式有一個(gè)比較大的缺點(diǎn)，那就是可靠性不是很好。因?yàn)槭湛s力不滿足要求的時(shí)候，很難將凝料拉出。而且此種方法對(duì)于制件的收縮率要求還是比較高的。簡(jiǎn)單介紹了幾種冷料穴和拉料桿之后，就需要綜合考慮多種因素進(jìn)行選擇。本設(shè)計(jì)選擇了 Z 形頭的拉料結(jié)構(gòu)，方便易用。其中拉料桿的直徑與主流道的大端直徑相等。模架決定了它的長(zhǎng)度。澆注系統(tǒng)的平衡該模具雖是設(shè)計(jì)的一模多腔型模具，

39、但是模腔數(shù)量不多， 并且根據(jù)模腔的排樣方式，模腔和主澆道的距離是一致的，并且他們的排樣方式是一個(gè)圓周形狀，所以主流道的熔體進(jìn)入每個(gè)模腔的路徑長(zhǎng)度都是一樣的，不會(huì)出現(xiàn)熔料流速不一致，或者型腔各段的壓力不一樣的現(xiàn)象。當(dāng)流道的長(zhǎng)度不一樣的時(shí)候，或者主流道離著型腔有的近有的遠(yuǎn)的時(shí)候，才會(huì)出現(xiàn)問題，導(dǎo)致成型失敗。所以，本設(shè)計(jì)采用了多型腔的模具，而且設(shè)計(jì)的距離是一樣的，所以可以很好的平衡澆注系統(tǒng)，達(dá)到了避免上述缺點(diǎn)的目的。4.2 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)注塑成型的過程中很容易會(huì)產(chǎn)生很多的氣體，那么這些氣體如果不能盡快的排出型腔，就容易造成氣孔等的缺陷。因此模具還要設(shè)計(jì)相應(yīng)的排氣系統(tǒng)。排氣系統(tǒng)要設(shè)置合理才會(huì)發(fā)揮其作用

40、。一般氣體都會(huì)被熔料趕著走，因此一般將其設(shè)置在熔料的末端。這樣隨著熔料的流動(dòng)，型腔中的氣體就會(huì)慢慢被排出。在本設(shè)計(jì)中，由于制件比較小，所以并不專門的設(shè)置專用的排氣系統(tǒng)，而是利用已有的零件之間的間隙，來進(jìn)行排氣。在研磨的時(shí)候，我們可以將分型面留有一定的粗糙度，這樣就可以保證氣體順利的排出。分型面與推桿之間也有一定的間隙，也可以用來排氣。在對(duì)分型面的粗糙度進(jìn)行加工的時(shí)候，砂輪的路線要指向外側(cè)，這樣就能保證在熔料流動(dòng)的過程中，氣體就可以順利的排出。而且為了更好的排氣，可以開一定的槽。一般是將槽開在定模板桑，寬2mm，高 1mm。4.3 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)的必要性1、設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)的必要性溫度主要

41、影響塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)速度。 因?yàn)闇囟葧?huì)對(duì)熔料的冷卻產(chǎn)生直接的影響。這就要求我們對(duì)制件的質(zhì)量進(jìn)行一定的控制。首先，溫度對(duì)于質(zhì)量的影響有以下幾個(gè)方面：變形：溫度變化小，冷卻的快慢也比較均勻，這樣可以明顯的降低制件的變形。當(dāng)制件的各個(gè)壁厚不一致，而且內(nèi)部的結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，在收縮的時(shí)候有的快有的慢，從而造成不均勻的變化，導(dǎo)致了變形的產(chǎn)生。因此對(duì)于這樣的零件，一是要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行更改，再就是要設(shè)計(jì)一個(gè)合理的冷卻系統(tǒng)。當(dāng)用冷卻水進(jìn)行冷卻的時(shí)候，首先要保證冷卻水的溫度變化要小，這樣可以保證熔料在凝固的時(shí)候比較均勻。尺寸精度：有了比較合理的溫度保持和冷卻系統(tǒng)， 就可以保證產(chǎn)品的精度符合要求。因?yàn)樗軠p少成型的

42、收縮率，對(duì)于制件的尺寸的準(zhǔn)確度有比較好的提高，還能保證尺寸比較穩(wěn)定。力學(xué)性能：結(jié)晶度是用來描述結(jié)晶塑料的結(jié)晶程度。一般的結(jié)晶程度越高，制件在應(yīng)力作用下， 越容易產(chǎn)生開裂。 而這中，有一個(gè)比較重要的參數(shù)， 就是溫度，降低溫度，可以減小開裂。表面質(zhì)量：模具的溫度對(duì)于制件的表面形貌的影響還是比較大的。溫度太低，會(huì)使得制件有著清晰的外形，還會(huì)有明顯的痕跡，會(huì)提高制件的表面粗糙度。模具溫度比較高，能夠明顯的改善制件的表面形貌，使得粗糙度降低，表面比較光滑。從以上幾個(gè)方面可以看出，模具的溫度的選擇是比較矛盾的，因?yàn)橐蛩夭煌?，?duì)于模具的溫度的要求也就不同。因此在模具選擇好以后，一定要根據(jù)實(shí)際的情況來進(jìn)行模具

43、溫度的選擇。一定要保證滿足制件的各種指標(biāo)。2、溫度調(diào)節(jié)對(duì)生產(chǎn)效率的影響：注射模中，溶體的溫度變化范圍比較大，一般會(huì)由200降低 140，達(dá)到60.這么多的熱量是如何散發(fā)的呢？其實(shí)大部分熱量都是通過冷卻水或者其他的介質(zhì)帶走的。這一種方式帶走了月95%的熱量。其與的5%會(huì)由輻射或者對(duì)流的方式釋放。因此可以看出，冷卻介質(zhì)對(duì)于冷卻時(shí)間的影響非常大。而且在整個(gè)的工作循環(huán)中，大部分的時(shí)間都是在冷卻，基本達(dá)到了2/3 個(gè)工作周期。因此要急切的縮短模具的冷卻時(shí)間，提升生產(chǎn)效率和速度。模具的溫度有兩個(gè)過程，一個(gè)是加熱過程，還有一個(gè)是冷卻的過程。我們對(duì)模具的溫度進(jìn)行控制，也主要是控制加熱和冷卻。本設(shè)計(jì)種采用的AB

44、S 塑料，對(duì)于模具溫度的敏感性比較低，也就是說要求不用很好的模具溫度。因此我們只設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)尺寸計(jì)算塑件要達(dá)到一定的脫模溫度需要合足夠的時(shí)日。這一時(shí)間和橫具的溫度、塑件的尺寸(厚度 )以及材料性質(zhì)等有關(guān)。脫模時(shí)，假設(shè)這時(shí)候塑件中部的溫度已經(jīng)達(dá)到了熱變形所需要的溫度了，此時(shí)的冷卻時(shí)間，就是注塑的溫度降低到熱變形溫度的時(shí)間?？梢园凑展角蟮茫?t2×m2(4.3)=n式中： t2 固化時(shí)間 (s)；m 塑件的厚度 (cm)；n 塑料經(jīng)驗(yàn)參數(shù) ABS 取 338t2=338×0.52=84.5s該制件開模時(shí)是靠頂出裝置頂出，設(shè)開模時(shí)間為t3為 t3。根據(jù)查表得注射時(shí)間=

45、15st1=2.9s。制品的周期： t=t1+t2+t3 =2.9s+84.5s+15s=102.4s每次注射所需的塑料質(zhì)量m 為：m=mg+mj =18.9×2+9=46.8g(4.4)式中： mg 塑件的質(zhì)量（ g）mj 凝料的質(zhì)量（ g）每小時(shí)注射次數(shù)為： 3600÷84.5 42(次 )單位時(shí)間的注射量： W=46.8g×4219.65kg當(dāng)采用 20°C 的水進(jìn)行冷卻的時(shí)候，如果假定出口處，水的溫度變成了24°C，這就可以根據(jù)公式換算出了在整個(gè)冷卻階段所需要的水的體積流量（忽略模具因空氣對(duì)流、熱輻射以及與注射機(jī)接觸所散發(fā)的熱量）：q4

46、.4 型腔數(shù)目的確定及型腔的排列型腔數(shù)目的確定塑件生產(chǎn)量比較大的時(shí)候，就要考慮生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。這個(gè)時(shí)候就要求有比較多的型腔數(shù)目，從而可以提高生產(chǎn)效率。一般會(huì)根據(jù)注射量和鎖模力來確定型腔的數(shù)目。其確定方法見下圖：圖 4.1型腔數(shù)目確定圖我們利用方法二確定了型腔的數(shù)目。按照最大注射量，設(shè)計(jì)確定了型腔數(shù)。根采用公式：(4.5)N0.8V Vj0.8 3043.949Vs0.153.949N 5（取整）(4.6)最終確定采用一模4 腔的結(jié)構(gòu)形式；型腔的排列一般我們都會(huì)選擇對(duì)稱的分布方式，因?yàn)閷?duì)稱會(huì)使得模具的受力比較合理，載荷不會(huì)發(fā)生偏斜。因此本設(shè)計(jì)的型腔業(yè)選用對(duì)稱分布。加工簡(jiǎn)單，平衡性好，使用形好。第

47、5 章 成型零件設(shè)計(jì)5.1 模具型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型腔大體有以下幾種結(jié)構(gòu)形式：整體式、整體組合式、局部組合式和完全組合式。型腔一般是整體式的材料， 會(huì)有臺(tái)肩或者螺栓進(jìn)行固定。 一般將型腔固定在模板上。這樣做有很多的好處，比如說可以很方便的加工，而且對(duì)于多個(gè)型腔的模具來說，更加的快速方便。在制造完成單個(gè)的型腔后，可以同時(shí)裝入模板。這樣的裝配可以很好的保證型腔的同心度以及尺寸的要求。而且還可以對(duì)一些成型件進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理。有的整體式的型腔的局部還會(huì)有一些嵌入的成形的嵌入件，從而形成組合式的型腔。這種型腔一般用于比較深的和結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的型腔。 而適用于那些整體制造很困難或者局部需要通過一定的方式淬硬的模具

48、。而對(duì)于組合式還有一種是完全的組合式。它是由多個(gè)螺栓組件拼接而成。這樣對(duì)于每一個(gè)單件，都有利于機(jī)械加工，通過一定的方式將其組合。這種方式，不但節(jié)省了材料，而且對(duì)于表面粗糙度的控制也比較容易。而且適用于不太容易制造的型腔或者截面比較大的塑件制造用型腔。型腔也要有一定的強(qiáng)度和剛度，如果強(qiáng)度和剛度不夠，那么型腔在使用的過程中就會(huì)產(chǎn)生比較嚴(yán)重的變形。型腔在注射的過程中，會(huì)受到高壓的作用?？傮w來講，會(huì)有合模時(shí)的壓力、熔料在型腔中流動(dòng)時(shí)的壓力、澆注口在閉合時(shí)也會(huì)產(chǎn)生一瞬間的壓力，開模的時(shí)候還有會(huì)壓應(yīng)力。在這樣多的壓力的作用下，這就要求型腔不能有較大的變形，如果產(chǎn)生了較大的變形，這對(duì)于制件的尺寸精確度會(huì)有一定的影響。在模具設(shè)計(jì)的過程中，也要考慮型腔的強(qiáng)度和剛度。 而型腔的壁厚和底板的厚度會(huì)影響型腔的強(qiáng)度和剛度。一般的壁厚和板厚越大，型腔的強(qiáng)度和剛度也會(huì)大。在注射的過程中，才不會(huì)產(chǎn)生較大的彈性變形，不會(huì)使得型腔向外膨脹。 因此在設(shè)計(jì)的過程中， 要考慮型腔的強(qiáng)度和剛度，合理的選擇壁厚和底板的厚度。型腔側(cè)壁厚度的計(jì)算按強(qiáng)度計(jì)算(5.1)S r2 p1其壁厚 S 按下列公式計(jì)算式中 型腔材料的許用應(yīng)力，