JU-2型零件的注塑模具設(shè)計

1、本科生畢業(yè)設(shè)計題 目： JU-2型零件的注塑模具設(shè)計學生姓名： 學 號： 200915010212 指導教師： 專業(yè)班級： 機自09102班 完成時間： 2013年 5月17日 目 錄摘要IAbstractII第一章 緒論11.1前言11.2 模具發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展方向11.2.1國內(nèi)外注塑模具的發(fā)展現(xiàn)狀11.2.2國內(nèi)外注塑模具的發(fā)展趨向3第二章 選擇與分析塑料原料52.1 選擇制件材料52.2 分析制件材料使用性52.3 分析材料工藝性能62.4 確定塑料成型方式及工藝過程72.4.1 塑件成型方式的選擇82.4.2成型工藝規(guī)程8第三章 分析塑件結(jié)構(gòu)工藝性103.1 塑件分析103.2 塑件尺

2、寸精度分析103.3 塑件表面質(zhì)量分析103.4 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析113.5 確定塑件成型工藝參數(shù)11第五章 初步選擇注射成型設(shè)備125.1 依據(jù)最大注射量初選設(shè)備145.2 依據(jù)最大鎖模力初選設(shè)備15第六章 分型面的確定和澆注系統(tǒng)的設(shè)計166.2 選擇分型面166.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計186.3.1 主流道設(shè)計186.3.2 澆口設(shè)計196.4 設(shè)計排氣系統(tǒng)設(shè)計21第七章 成型模成型零部件的設(shè)計227.1 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計227.2 凹模的設(shè)計227.3凸模的設(shè)計227.4 成型零部件工作尺寸的計算23第八章 注射模具結(jié)構(gòu)類型及模架的選用268.1 確定模架組合形式268.2 模具安裝校

3、核26第九章 設(shè)計注射模具調(diào)溫系統(tǒng)279.1 冷卻水體積流量279.2 溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響289.3冷卻系統(tǒng)之設(shè)計規(guī)則29第十章 設(shè)計注射模具側(cè)向抽芯機構(gòu)3010.1斜導柱抽芯機構(gòu)設(shè)計原則3010.2 抽芯機構(gòu)的確定3010.3 抽芯距S3010.4導滑槽的設(shè)計3110.5 鎖緊塊31第十一章 導向與脫模機構(gòu)的設(shè)計3311.1 導向機構(gòu)的作用和設(shè)計原則3311.1.1 導向機構(gòu)的作用3311.1.2 導向機構(gòu)的設(shè)計原則3311.2 導柱、導套的設(shè)計3311.2.1 導柱的設(shè)計3411.2.2 導套的設(shè)計3411.2.3 導向孔的總體布局3511.3 脫模機構(gòu)的確定3611.3.1頂桿橫截

4、面直徑的確定3611.4 復(fù)位桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計3811.4.1 復(fù)位桿的作用3811.5推板導柱導套的結(jié)構(gòu)設(shè)計3911.5.1推板導柱導套39總結(jié)40參考文獻41致謝42摘要本說明書為塑料注射模具設(shè)計說明書，是根據(jù)塑料模具手冊上的設(shè)計過程及相關(guān)工藝編寫的。編寫本說明書時，力求符合設(shè)計步驟，詳細說明了塑料注射模具設(shè)計方法，以及各種參數(shù)的具體計算方法，如塑件的成型工藝、塑料脫模機構(gòu)的設(shè)計。本設(shè)計是針對指定產(chǎn)品的模具設(shè)計以及三維零件建模等。通過本次設(shè)計，熟練運用AUTOCAD軟件和UG技術(shù)對注塑模具進行設(shè)計與加工，了解塑料模具設(shè)計的一般方法和程序，以及掌握注塑模具的基本結(jié)構(gòu)和組成部分。本次設(shè)計通過對塑料

5、產(chǎn)品進行工藝的分析和比較，從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性、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)、注塑結(jié)構(gòu)進行詳細的設(shè)計和校核，最終設(shè)計出一副完整的、合格的、高效率的注塑模具。關(guān)鍵字：塑料模具 設(shè)計 注塑模 CADAbstractThis manual for the plastic injection mold design manual, it is according to the manual of plastic mold design process and related process. When writing this manual, and stri

6、ve to comply with the design steps, plastic injection mold design method is described in detail, and a calculation method of various parameters, such as molding process of plastic parts, plastic demoulding mechanism design.The design is for the mold design and virtual processing of specified product

7、s. Through this design, skilled use of AUTOCAD and UG Software Technologies to injection mold design and processing, knew plastic mold design methods and procedures, as well as to master the basic structure and components of the injection mold.through the analysis and comparison of the plastic produ

8、cts,came from the technology capability of product and the structure of the mold embarks,the pours system,the injection molding system ,the mold took shape the partial structures,the system for making product out ,the cooling system all had the detailed design and check. In the end, we design a comp

9、lete, qualified, efficient injection molds.Key words: plastic mold design injection molds CADIJU-2型零件的注塑模具設(shè)計第一章 緒論1.1前言模具是汽車、電子、電器、航空、儀表、輕工、塑料、日用品等工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)。沒有模具，就沒有高質(zhì)量的產(chǎn)品。用模具加工的零件，具有生產(chǎn)率高、質(zhì)量好、節(jié)約材料、成本低等一系列優(yōu)點。因此已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。因此，模具技術(shù)，特別是制造精密、復(fù)雜、大型模具的技術(shù)，已成為衡量一個國家機械制造水平的重要標志之一。根

10、據(jù)國際生產(chǎn)協(xié)會報告，在目前階段，工業(yè)品零件粗加工的75、精加工的50都是由模具成型完成的。目前，美國、日本、德國等工業(yè)發(fā)達國家模具工業(yè)的產(chǎn)值均已超過機床總產(chǎn)值；我國臺灣地區(qū)模具工業(yè)也以每年35以上的年增長率迅速發(fā)展；我國大陸地區(qū)模具工業(yè)近幾年更是獲得了飛速的發(fā)展，尤其是塑料模具，在模具設(shè)計和制造水平上都有了長足的進步1.2 模具發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展方向1.2.1國內(nèi)外注塑模具的發(fā)展現(xiàn)狀近年來我國通過引進國際的先進技術(shù)和加工設(shè)備，使塑料模具的制造水平比十年前進了一大步，然而由于基礎(chǔ)薄弱、對引進技術(shù)的吸收、掌握，尚有一段距離，而且發(fā)展也十分不平衡，因而，我國塑料模具總體水平與世界先進技術(shù)尚有一定差距。塑

11、料成型模具可分為三大類，即注射成型模具、中空成型模具和擠出成型模具。我國現(xiàn)在的制造水平，以注射成型模具為最高，中空成型具為最低，如化妝品用瓶子的吹塑模具，無論從造型以及質(zhì)量上遠不能適應(yīng)出口要求。目前，國內(nèi)生產(chǎn)的小模數(shù)塑料齒輪等精密塑料模具已達到國外同類產(chǎn)品水平。在齒輪模具設(shè)計中采用最新的齒輪設(shè)計軟件，糾正了由于成型壓縮造成的齒形誤差，達到了標準漸開線造型要求。顯示管隔離器注塑模、高效多色注射塑料模、純平彩電塑殼注塑模等精密、復(fù)雜、大型模具的設(shè)計制造水平也已達到或接近國際水平。使用CAD三維設(shè)計、計算機模擬注塑成形、抽芯脫模機構(gòu)設(shè)計新穎等對精密、復(fù)雜模具的制造水平提高起到了很大作用。20噸以上的

12、大型塑料模具的設(shè)計制造也已達到相當高的水平。34英寸彩電塑殼和48英寸背投電視機殼模具，汽車保險杠和儀表盤的注塑模等大型模具，國內(nèi)都已可生產(chǎn)。國內(nèi)最大的塑料模具已達50噸。雖然在這十多年中注塑模具工業(yè)取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達國家相比仍有較大的差距。精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重還比較低，CAD/CAECAM按術(shù)的普及率不高，許多先進的模具技術(shù)應(yīng)用還不夠廣泛等。特別在大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具技術(shù)上存在明顯差距，這些類型模具的生產(chǎn)能力也不能滿足國內(nèi)需求，因而需要大量從國外進口。國外注塑模具制造行業(yè)的最基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和網(wǎng)絡(luò)化。追求的目標是提高產(chǎn)品質(zhì)量及

13、生產(chǎn)效率。國外發(fā)達國家模具標準化程度達到70-80，實現(xiàn)部分資源共享，大大縮短設(shè)計周期及制造周期，降低生產(chǎn)成本最大限度地提高模具制造業(yè)的應(yīng)變能力 滿足用戶需求。模具企業(yè)在技術(shù)上實現(xiàn)了專業(yè)化，在模具企業(yè)的生產(chǎn)管理方面，也有越來越多的采用以設(shè)計為龍頭、按工藝流程安排加工的專業(yè)化生產(chǎn)方式，降低了對模具工人技術(shù)全面性的要求，強調(diào)專業(yè)化。國外注塑成型技術(shù)在也向多工位、高效率、自動化、連續(xù)化、低成本方向發(fā)展。因此，模具向高精度復(fù)雜、多功能的方向發(fā)展。例如：組合模、即鈑金和注塑一體注塑鉸鏈一體注塑、活動周轉(zhuǎn)箱一體注塑；多色注塑等；向高效率、高自動化和節(jié)約能源，降低成本的方向發(fā)展。例如：疊模的大量制造和應(yīng)用，

14、水路設(shè)計的復(fù)雜化、裝夾的自動化、取件全部自動化。我國注塑模具行業(yè)與其發(fā)展需要和國外先進水平相比，主要存在五大問題：1.發(fā)展不平衡，產(chǎn)品總體水平較低，雖然有個別企業(yè)的部分產(chǎn)品已達到或接近國際水平，但總體來看，模具的精度、型腔表面粗糙度、生產(chǎn)周期、壽命等指標與國外先進水平相比尚有較大差距。2.工藝裝備落后，組織協(xié)調(diào)能力差，雖然部分企業(yè)經(jīng)過近幾年的技術(shù)改造，工藝裝備水平已比較先進，但大部分企業(yè)工藝裝備仍比較落后。企業(yè)的組織協(xié)調(diào)能力差，難以整合或調(diào)動社會資源為我所用，從而就難以承接比較大的項目。3.多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱，一方面是技術(shù)人員比例低、水平不夠高，另一方面是科研開發(fā)投入少，觀念落后，對開發(fā)不夠重

15、視。4.供需矛盾一時還難以解決，2003年國產(chǎn)塑料模具國內(nèi)市場滿足率只有74， 7，其中大型、精度、長壽命模具滿足率還要低，估計不足60。市場需求旺盛，生產(chǎn)發(fā)展一時還難以跟上，供不應(yīng)求的局面還將持續(xù)一段時間。5.體制和人才問題的解決尚待時日，在模具這樣競爭性行業(yè)中需依賴于特殊用戶，需單件生產(chǎn)的行業(yè)，國有和集體所有制原來的體制和經(jīng)營機制已越來越顯得不適應(yīng)。人才的數(shù)量和素質(zhì)水平也跟不上行業(yè)的快速發(fā)展。各地都重視這兩問題，解決尚待時日。1.2.2國內(nèi)外注塑模具的發(fā)展趨向由于塑料模具工業(yè)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)展必將大于模具工業(yè)總體發(fā)展速度。塑料模具生產(chǎn)企業(yè)在向著規(guī)模化

16、和現(xiàn)代化發(fā)展的同時，“小而專”、“小而精” 仍舊是一個必然的發(fā)展趨勢。從技術(shù)上來說，為了滿足用戶對模具制造的“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價格低”的要求，以下的發(fā)展趨勢也較為明顯。展望我國塑料模具的未來，筆者以為應(yīng)從提高技術(shù)水平著手，一方面發(fā)展專業(yè)模具廠的技術(shù)優(yōu)勢，使之進一步提高對某一類模具的設(shè)計制造水平；另一方面要不斷采用新技術(shù)、新工藝，提高模具產(chǎn)品的技術(shù)含量。要提高我國的模具技術(shù)水平，必須在以下方面加大努力：1.開發(fā)精密、大型、復(fù)雜、長壽命的模具，實現(xiàn)模具國產(chǎn)化；2.加速模具標準化、專業(yè)化、商品化生產(chǎn)；3.大力發(fā)展CADCAMCAE、RPM等先進模具設(shè)計和制造技術(shù)；4.加大人才培

17、養(yǎng)的力度，使他們盡快掌握模具設(shè)計和制造中的先進技術(shù)。 根據(jù)設(shè)計任務(wù)要求，本人選擇了JU-2型零件作為本設(shè)計（模具）擬生產(chǎn)的制品。具體設(shè)計內(nèi)容包括：繪制零件圖；進行注塑工藝性分析（從材料、零件結(jié)構(gòu)、尺寸精度幾個方面進行）；確定模具設(shè)計方案；進行相關(guān)工藝計算：注射工藝規(guī)程（溫度、壓力、時間）、成型尺寸計算、模具零件結(jié)構(gòu)尺寸計算、注塑機選擇與校核、注塑模具標準模架的選擇、模具加熱和冷卻系統(tǒng)的計算、脫模力的計算等；設(shè)計塑料模具圖紙一套（含裝配圖與零件圖）。第二章 選擇與分析塑料原料2.1 選擇制件材料對多種塑料的性能與應(yīng)用進行綜合比較，材料品種可選PC。JU-2型零件注塑模為工業(yè)用品如圖，需大批量生產(chǎn)

18、，通過查塑料成型模具與設(shè)備表2-3得；聚碳酸酯是一種無味、無臭、無毒、透明的無定形熱塑型材料，是分子鏈中含有碳酸酯的一類高分子化合物的總稱，簡稱PC。一般結(jié)構(gòu)式可表示，由于R基團的不同，它可分為脂肪族類和芳香族類兩種。但因制品性能、加工性能及經(jīng)濟因素等的制約，目前僅有雙酚A型的芳香族聚碳酸酯投入工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用。雙酚A型聚碳酸酯是目前產(chǎn)量最大、用途最廣的一種聚碳酸酯，也是發(fā)展最快的工程塑料之一。2.2 分析制件材料使用性能通過相關(guān)知識的學習，對塑料的成型工藝性能有一定的了解。查參考資料注塑模具設(shè)計使用教程及相關(guān)塑料模具設(shè)計資料可得：化學和物理性質(zhì)PC是一種高透明度的（接近PMMA）,非晶體

19、工程材料，外觀透明微黃，剛硬而帶韌性，具有特好的抗沖擊強度，熱穩(wěn)定性，光澤度、抑制細菌的特性，阻燃特性以及抗污染性。PC料收縮率低，機械強度高，耐沖擊性是塑料之冠，彈性模量高，受溫度影響小，抗蠕變性突出，耐熱性好，熱變形溫度135143度，長期工作溫度達120130度，耐氣候性好，任由風吹雨打，三年不會變色，成型精度高，尺寸穩(wěn)定性好，透光性好，著色性好，吸水率低，浸泡7小時后增重0.13%但對水分極敏感，易產(chǎn)生應(yīng)力開裂現(xiàn)象，耐稀酸、氧化劑、還原劑、鹽類、油脂等，但不耐堿、酮等有機溶劑。PC料最大缺點是流動性較差，因此這種材料的注塑過程較困難。在選用何種品質(zhì)的PC材料時要以產(chǎn)品的最終期望為基準。

20、如果塑件要求有較高的抗沖擊性，那么就使用低流動率的PC材料，反之可以使用高流動率的PC材料，這樣可以優(yōu)化 注塑過程。PC料對壓力不敏感，對溫度敏感，可采用提高成型溫度的方法來提高流動性。PC料耐疲勞強度低，耐磨性不好，對缺口敏感，而應(yīng)力開裂性差PC料對模具設(shè)計要求高制品表面易出現(xiàn)銀紋，澆口位置產(chǎn)生氣紋。模具設(shè)計方面流道和澆口 PC黏度高，流動性差，流道設(shè)計盡可能粗而短，轉(zhuǎn)折尺可能少，且須設(shè)冷料井。為使降低熔料的流動阻力，分流道截面用圓形，并且流道需研磨拋光，注射澆口可用任何形式的澆口，但采用直接澆口，環(huán)形澆口，扇形澆口等最好，澆口尺寸宜大些。PC材料硬易損傷模具，成型零剖件應(yīng)采用耐磨性好的材料

21、，并進行淬火處理或鍍硬鉻。2.3 分析材料工藝性能我們將聚碳酸酯（PC）的性能特點歸類為1干燥處理：PC材料具有吸濕性，加工前的干燥很重要。建議干燥條件為100度到120度，時間12小時以上，加工時的濕度必須小于0.02%。料筒溫度：270320度。Pc對溫度很敏感，熔體黏度隨溫度升高而明顯下降，適2當提高料筒后段溫度對塑化有利。模具溫度：80120度。模溫宜高以減少模溫及料溫的差異從而降低塑件內(nèi)應(yīng)力。注意，模溫高雖然降低了內(nèi)應(yīng)力，但過高會易粘模具，全使成型周期加長3注射壓力：PC流動性差，需用高壓注射，但需顧及塑件殘留大的應(yīng)力。注射速度：壁厚取中速，壁溥到高速。對于較小的澆口使用低速注射，對

22、其他類型的澆口使用低速的注射，對其他類型的澆口使用高速注射。4必要時內(nèi)應(yīng)力退火：烘爐溫度125135度，時間2小時，自然冷卻到常溫。 PC作為一種工程塑料有良好的使用性能，但它的成型加工卻比較困難，主要是因為其熔融粘度較高，而且其制品質(zhì)量對含濕量比較敏感。物料在加工之前必須嚴格干燥，使其含混量在 0.02 以下。 PC可以注射成型，料筒溫度在250320之間，注射壓力在 49.03 78.45MPa模具溫度在 85120。另外PC制件如帶有嵌件，嵌件必須加熱到200以上，否則嵌件周圍易產(chǎn)生冷卻不均現(xiàn)象而有內(nèi)應(yīng)力。注射完畢后應(yīng)對制件進行退火處理。PC也可以擠出成型，其產(chǎn)品一般是板、片、膜、棒、管

23、材等。近幾年P(guān)C的透明采光板被建筑界看好，需求量很大發(fā)展也比較快。在沈陽、北京、陜西、上海等地均有生產(chǎn)。擠出用的分子量可高一些，擠出溫度在230350，后處理溫度要嚴格掌握。除上述兩種成型外，PC還可進行吹塑成型。近幾年市場上使用的盛裝純凈水的塑料桶大多是以PC材料制造的。吹塑的模具溫度為100120，吹塑空氣壓力可視瓶壁的厚薄而定。此外PC還可以進行一些其它的成型加工還可以進行鉆孔、車、削等機械加工。JU-2型零件制件為日常用品，要求具有一定的強度和耐高溫性能，中等精度，外表面無瑕疵、美觀、性能可靠。采用PC材料，產(chǎn)品的使用性能基本能滿足要求，但在成型時，要注意選擇合理的成型工藝，對原料充分

24、干燥、采用較高的溫度和壓力。2.4 確定塑料成型方式及工藝過程 注射裝備準備裝料預(yù)烘干裝入料斗預(yù)塑化清理嵌件預(yù)熱清理模具涂脫模劑放入嵌件合模注射保壓冷卻脫模塑件送下道工序注射裝置準備注射 圖2.1 注射成形工藝示意圖2.4.1 塑件成型方式的選擇 塑料成型的種類很多，包括各種模塑成型、層壓成型和壓延成型等。其中模塑成型種類較多，如注射成型、擠出成型、壓縮模塑、傳遞模塑等，約占全部塑料制品加工量的90%以上。 2.4.2成型工藝規(guī)程 一個完整的注射成型工藝過程包括成型前準備、注射過程及塑件的后處理三個過程。 成型前的準備 （1）對PC原料進行外觀檢驗：對PC原料進行含水量、外觀色澤、顆粒情況、有

25、無雜質(zhì)并測試其熱穩(wěn)定性、流動性和收縮率等指標。 （2）PC著色：粉狀或粒狀熱塑料的著色，可以用直接法和間接法兩種工藝實現(xiàn)。直接法著色也稱為一步法著色或干法著色，其主要特點是將細分狀著色劑與本色塑料簡單摻混后即可直接用于成型，或經(jīng)塑煉造粒后再用于成型。間接著色法又稱二步著色法或色母料著色法，主要特點是在不直接用著色劑而用稱為“母色料”的塑料粒子與本色塑料粒子按比例稱量后放入混合機，經(jīng)充分攪拌混合后送往成型設(shè)備使用。在大批量生產(chǎn)中間接著色比較方便實用。 （3）預(yù)熱干燥：PC的吸水性比較強，在生產(chǎn)前必須干燥處理。實際生產(chǎn)中使用紅外線燈烘箱干燥處理。 2.4.3 注射過程 完整的注射成型過程包括加料、

26、塑化、注射、保壓、冷卻和脫模等步驟。但就塑料在注射成型中的實質(zhì)變化而言，是塑料的塑化和熔體充滿型腔與冷卻定型兩大過程。(1) 塑料的塑化 (2) 熔體充滿型腔與冷卻定型 2.4.4塑件后處理 塑件脫模后常需要進行適當?shù)暮筇幚?，以便改善和提高塑件的性能和尺寸穩(wěn)定性。塑件的后處理主要指退火或調(diào)濕處理。 退火處理是使塑件在定溫的加熱液體介質(zhì)或熱空氣循環(huán)烘箱中靜置一段時間。利用退火時的熱量，能加速塑料中大分子松弛，從而消除或降低塑件成型后的殘余應(yīng)力。對于結(jié)晶型塑件，利用退火能對他們的結(jié)晶度大小進行調(diào)整，或加速二次結(jié)晶和后結(jié)晶的過程。此外，退火還可以對塑件進行解取向，并降低塑件硬度和提高韌性。生產(chǎn)中的退

27、火溫度一般都在塑件的使用溫度以上高于使用溫度(1020)至熱變形溫度以下低于熱變形溫度(1020之間)的溫度區(qū)間進行選擇和控制。退火時間與塑件品種和塑件厚度有關(guān)，如無數(shù)據(jù)資料，也可按每毫米厚度約需半小時的原則估算。退火后應(yīng)使塑件緩冷至室溫。 有些塑件在高溫下雨空氣接觸會氧化變色或容易吸收水分而膨脹，此時需進行調(diào)濕處理，即將剛脫模的塑件放在熱水中處理，這樣既可隔絕空氣，進行無氧化退火，又可使塑件快速達到吸濕平衡狀態(tài)，使塑件尺寸穩(wěn)定下來，以免塑件尺寸在使用過程中發(fā)生更大的變化。 應(yīng)當指出，并非所有塑件都有塑件都要進行后處理。通常，只是對于帶有金屬嵌件、使用溫度范圍變化較大、尺寸精度要求較高和壁厚大

28、的塑件才有必要。第三章 分析塑件結(jié)構(gòu)工藝性3.1 塑件分析圖3.1塑件三維圖3.2 塑件尺寸精度分析 該塑件尺寸精度無特殊要求，所有尺寸均為自由尺寸，查參考資料塑料模具設(shè)計實用手冊中的表2-5常用塑件公差精度等級和選用，可知聚碳酸酯（PC）塑料公差等為MT5。3.3 塑件表面質(zhì)量分析塑件的表面粗糙度表查書塑料模具設(shè)計實用手冊中的表2-6不同加工方法和不同材料所能達到的表面粗糙度 可知，PC注射成型時，表面粗糙度的范圍在Ra 0.0501.6um之間。3.4 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析1） 該塑件的外形為較復(fù)雜酷似一個電吹風的吹嘴。壁厚均勻，且符合最小壁厚要求。 2） 塑件是空心圓柱體，采用左右抽芯機

29、構(gòu)成型。 3） 該塑件可以設(shè)計拔模斜度，以保證正常脫模。4） 該塑件較為復(fù)雜 ，成型部件采用只能采用鑲件拼接。3.5 確定塑件成型工藝參數(shù)注射成型工藝條件的選擇可查參考資料實用模具設(shè)計與制造手冊 采用螺桿式塑料注射機，螺桿轉(zhuǎn)速為240 r/min。材料預(yù)干燥6h以上。4.1 溫度料筒前端：180240；料筒中部：270230；料筒后端：140180；噴嘴：130150；模具：80110。4.2 壓力注射壓力：80130 MPa；保壓壓力：4060 MPa。4.3 時間（成型周期）注射時間：15s；方法：紅外線烘箱溫度：100110時間：812h。  第五章 初步選擇注射成型

30、設(shè)備初選注射機規(guī)格通常依據(jù)注射機允許的最大注射量、鎖模力及塑件外觀尺寸等因素確定。習慣上依據(jù)其中一個設(shè)計依據(jù)，其余都作為校核依據(jù)(在后續(xù)章節(jié)中完成)。塑機又名注射成型機或注射機。它是將熱塑性塑料或熱固性料利用塑料成型模具制成各種形狀的塑料制品的主要成型設(shè)備。分為立式、臥式、全電式。注塑機能加熱塑料，對熔融塑料施加高壓，使其射出而充滿模具型腔。注塑機的工作原理與打針用的注射器相似，它是借助螺桿（或柱塞）的推力，將已塑化好的熔融狀態(tài)（即粘流態(tài)）的塑料注射入閉合好的模腔內(nèi)，經(jīng)固化定型后取得制品的工藝過程。 注塑成型是一個循環(huán)的過程，每一周期主要包括：定量加料熔融塑化施壓注射充模冷卻啟模取件。取出塑件

31、后又再閉模，進行下一個循環(huán)。注射機的基本結(jié)構(gòu)組成和功用注射裝置：塑化、注射、保壓合模裝置：1）保證注射模具可靠閉合； 2）實現(xiàn)模具開合模動作；3）頂出制件。液壓和電器控制系統(tǒng)：保證注射機按預(yù)定工藝過程的要求和動作程序準確有效工作的系統(tǒng)。在注射成型一個工作循環(huán)中，注塑機需完成塑化、注射和成型三個基本過程。 2、注塑機的類型及其特點和應(yīng)用1）按注塑機外形特征分類 1）臥式注塑機：這是最常見的類型。其合模部分和注射部分處于同一水平中心線上，且模具是沿水平方向打開的。其特點是：機身矮，易于運作和維修；機器重心低，安裝較平穩(wěn)；制品頂出后可利用重力作用自動落下，易于實現(xiàn)全自動運作。目前，市場上的注塑機多采

32、用此種型式。圖5-1臥式注射成型機2）立式注塑機：其合模部分和注射部分處于同一垂直中心線上，且模具是沿垂直方向打開的。因此，其占地面積較小，容易安放嵌件，裝卸模具較方便，自料斗落入的物料能較均勻地進行塑化。但制品頂出后不易自動落下，必須用手取下，不易實現(xiàn)自動*作。立式注塑機宜用于小型注塑機，一般是在60克以下的注塑機采用較多，大、中型機不宜采用。3）角式注塑機：其注射方向和模具分界面在同一個面上，它特別適合于加工中心部分不允許留有澆口痕跡的平面制品。它占地面積比臥式注塑機小，但放入模具內(nèi)的嵌件容易傾斜落下。這種型式的注塑機宜用于小機4）多模轉(zhuǎn)盤式注塑機：它是一種多工位作的特殊注塑機，其特點是合

33、模裝置采用了轉(zhuǎn)盤式結(jié)構(gòu)，模具圍繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。這種型式的注塑機充分發(fā)揮了注射裝置的塑化能力，可以縮短生產(chǎn)周期，提高機器的生產(chǎn)能力，因而特別適合于冷卻定型時間長或因安放嵌件而需要較多輔助時間的大批量塑制品的生產(chǎn)，但因合模系統(tǒng)龐大、復(fù)雜，合模裝置的合模力往往較小，故這種注塑機在塑膠鞋底等制品生產(chǎn)中應(yīng)用較多。1）按注塑機的塑化方式分類，主要有螺桿式和柱塞式兩類。按注射機的加工能力分類注射機的加工能力主要用注射量合模力參數(shù)表示，其加工能力可分為超小型、小型、中型、大型、超大型注射機。2）按合模機構(gòu)特征分類，可分為機械式注塑機的合模機構(gòu)，液壓式注塑機的合模機構(gòu)，液壓機械式注塑機的合模機構(gòu)。3）按注射機的用途

34、分類主要有熱塑性塑料注射機、熱固性塑料注射機、5.1 依據(jù)最大注射量初選設(shè)備 通常保證制品所需注射量小于或等于注射機允許的最大注射量的的80，否則就會造成制品的形狀不完整、內(nèi)部組織疏松或制品強度下降等缺陷；而過小，注射機利用率偏低，浪費電能，而且塑料長時間處于高溫狀態(tài)可導致塑料分解和變質(zhì)，因此，應(yīng)注意注射機能處理的最小注射量，最小注射量通常應(yīng)大于額定注射量的20。5.1.1 計算塑件的體積和分型面上的投影面積 單側(cè)投影面積為：A= 211.2592mm2 體積 ：V=10.56cm3 5.1.2 計算塑件的質(zhì)量計算塑件的質(zhì)量是為了選擇注射機及確定模具型腔數(shù)。查參考塑料模具設(shè)計實用手冊表2-1國

35、產(chǎn)常用塑料及其特性中得塑料密度1.2g/ cm3，所以，塑件的質(zhì)量為：12.67g次需要注射量(含凝料的質(zhì)量，初步估算為20g)，產(chǎn)品為一出2，所以注塑量為25.34g。5.1.3 計算每次注射進入模具塑料總體積（總質(zhì)量）由此考慮塑件大批量生產(chǎn)，以及以上的從溫度、壓力、時間、模具高度等方面考慮，查表附錄，選取注射機XS-ZY-125注射機XS-ZY-125參數(shù)：額定注射量：125mm最大成型面積：320cm柱塞直徑：42mm注射壓力：120Mpa模板尺寸：428×450（mm×mm）柱桿空間：260×290(mm×mm)鎖模力：900KN噴嘴圓弧半徑：1

36、2mm噴嘴孔徑：4mm最大開模行程：300mm模具最大厚度：300mm模具最少厚度：200mm 5.2 依據(jù)最大鎖模力初選設(shè)備當熔體充滿模腔時，注射壓力在模腔內(nèi)所產(chǎn)生的作用力會使模具沿分型面張開，為此，注射機的鎖模力必須要大于模腔內(nèi)熔體對動模的作用力，以免產(chǎn)生溢模和漲?，F(xiàn)象。 高壓塑料熔體充滿型腔時，會產(chǎn)生使模具沿分形面分開的脹模力，此力的大小等于塑件和流道系統(tǒng)在分形面上的投影等于型腔壓力的成積。脹模力必須小于注塑機額定鎖模力。型腔壓力Pc可按下式粗略計算： Pc=kP（MPa） 式中： Pc為型腔壓力，MPa；P為注射壓力，MPa；K為壓力損耗系數(shù)，通常在0.250.5范圍內(nèi)選取。所以 ，

37、Pc=KP=0.37×120=45MPa，型腔壓力決定后，可按下式校核注塑機的額定鎖模力： T>KPcA 式中： T為注塑機的額定鎖模力，KN；A為塑件和流道系統(tǒng)在分形面上的投影面積，mm2；K為安全系數(shù)，通常取1.11.2；KpcA=1.2×45×29.1355=1.57KN 所以T=900KN >KPcA成立，即該注塑機的鎖模力符合要求。第六章 分型面的確定和澆注系統(tǒng)的設(shè)計6.1 確定型腔數(shù)目及布置 以機床的注射能力為基礎(chǔ)，每次注射量不超過注射機最大注射量的80%計算： （6-1） =7.89式中： N-型腔數(shù)S-注射機的注射量（g）W澆-澆注系統(tǒng)

38、的重量（g）W件-塑件重量（g）因為，N=7.89>2所以，此模具型腔為一模兩腔結(jié)構(gòu)合理。6.2 選擇分型面分型面選擇原則a、分型面是動、定模具的分界面，即打開模具取出塑件或取出澆注系統(tǒng)凝料的面。分型面的位置影響著成型零部件的結(jié)構(gòu)形狀，型腔的排氣情況也與分型面的開設(shè)密切相關(guān)。b、分型面的分類及選擇原則（1）分型面的分類實際的模具結(jié)構(gòu)基本上有三種情況：型腔完全在動模一側(cè)；型腔完全在定模一側(cè)；型腔各有一部分在動定、模中。（2）分型面的分類及選擇原則分型面的選擇不僅關(guān)系到塑件的正常成型和脫模，而且設(shè)計末句結(jié)構(gòu)和制造成本。一般來說，分型面的總體選擇原則有以下幾條：脫出塑件方便；模具結(jié)構(gòu)簡單；型腔

39、排氣順利；確保塑件質(zhì)量；無損塑件外觀；合理利用設(shè)備。該塑料外形要求美觀，無斑點和熔接痕，表面質(zhì)量要求較高。在選擇分型面時，根據(jù)分型面的選擇原則，考慮不影響塑件的外觀質(zhì)量以及成型后能順利取出塑件，選擇分型面的最合適方案：主分型面即選塑件下部最大成型平面作為分型面，如圖下圖所示，采用這種方案，合模導向機構(gòu)設(shè)在定模部分，塑料件的左邊和右邊分別做抽芯機構(gòu)，模具結(jié)構(gòu)也較為簡單。塑件的分型線和毛邊也不會出在表面。所以，選塑件塑件截面尺寸最大的部位作為分型面較為合適。如下圖所示為分型面。 圖6-1分型面的選擇6.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計6.3.1 主流道設(shè)計主流道形狀和尺寸直接影響熔體的流動速度和沖模時間。由于主

40、流道要與高溫塑料和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，容易損壞，所以，一般不將主流道直接開在模板上，而是將它單獨設(shè)在一個主流道襯套中。這樣，既可以使易損壞的主流道部分單獨選用優(yōu)質(zhì)鋼材，延長模具使用壽命和損壞后便于更換或修模，也可以避免在模板上直接開主流道且需穿過多個模板，并接縫處產(chǎn)生鉆料，主流道凝料無法拔出。 設(shè)計主流道時，應(yīng)使主流道軸線位于模具中心線上，于注射機噴嘴軸線重合， 型腔也以此軸線為中心對稱布置。 為了便于凝料從主流道中拔出，主流道設(shè)計成圓錐形。其錐角a=2°4°， 對于流動性差的塑料a取3°6°，內(nèi)壁表面粗糙度值R小于0.631.25微米。由于產(chǎn)品和模具的

41、結(jié)構(gòu)決定了主流道形式，本設(shè)計采用的是大水口模架，采用直接進膠。本設(shè)計中，采標準澆口套，所以澆口套的詳細的形式和尺寸如下圖。圖6-2主流道三維設(shè)計圖圖6-3主流道的設(shè)計6.3.2 澆口設(shè)計（1）進料位置的確定 澆口是連接分流道和型腔之間的一段細短流道（除直接澆口外），是塑料熔體進入型腔的入口。它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的形狀、數(shù)量、位置及尺寸對塑件的成型性能及成型質(zhì)量影響很大。合理選擇澆口的位置是提高塑件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，澆口位置不同，也將直接影響模具的結(jié)構(gòu)。澆口位置對塑件質(zhì)量有直接影響，主要按塑件形狀和要求來確定。在確定澆口的具體位置時，通常應(yīng)考慮以下幾方面原則： 1) 應(yīng)避免料流產(chǎn)生噴射和蠕

42、動等熔體破裂現(xiàn)象。 2) 使塑料流動能量損失最小，那么應(yīng)使填充型腔各部分的流程最短料流變向最少。 3) 澆口位置應(yīng)開設(shè)在塑件斷面最后處。 4) 有利于型腔排氣。 5) 有利于減少避免成型塑件熔接痕。 6) 考慮塑件的受力情況。 7) 有利于減少塑件翹曲變形、 8) 考慮塑件的外觀質(zhì)量。 9) 澆口的位置及大小要考慮對型芯或鑲件的影響。 10) 流動比校核。 6.3.3 澆口尺寸的確定查參考資料塑料成型模具與設(shè)備表4-4 各類澆口的特征。1）澆口形式的選擇由于該塑件外觀質(zhì)量要求較高，澆口的位置和大小應(yīng)以不影響塑件的外觀質(zhì)量為前提。同時，也應(yīng)盡量使模具結(jié)構(gòu)更簡單。根據(jù)對該塑件結(jié)構(gòu)的分析及已確定的分

43、型面的位置。由于零件比較大，采用其他澆口塑料會沖不滿型腔，綜合對塑料成型性能、澆口和模具結(jié)構(gòu)的分析比較，確定成型該塑件的模具采用側(cè)澆口形式。2）進料位置的確定根據(jù)塑件外觀質(zhì)量的要求以及型腔的安放方式，進料位置設(shè)計在塑件底部。不影響塑件的外觀要求和性能。3）澆口尺寸的確定查表參考資料實用模具設(shè)計與制造手冊表6-158可知澆口尺寸要求。依次設(shè)計澆口如圖所示。圖6-4直線型側(cè)澆口6.4 設(shè)計排氣系統(tǒng)設(shè)計 從某種角度而言，注塑模也是一種置換裝置。即塑料熔體注入模腔同時，必須置換出型腔內(nèi)空氣和從物料中逸出的揮發(fā)性氣體7。排氣系統(tǒng)的設(shè)計相當重要。 6.4.1 排氣不良的危害 增加熔體充模流動的阻力，是型腔

44、充不滿； 在制品上呈現(xiàn)明顯可見的熔接縫，其力學性能降低； 滯留氣體時塑件產(chǎn)生質(zhì)量缺陷； 型腔內(nèi)氣體受到壓縮后產(chǎn)生瞬時局部高溫，使塑料熔體分解； 由于排氣不良，降低了充模速度。6.4.2 排氣系統(tǒng)的設(shè)計方法 利用分型面排氣是最好的方法，排氣效果與分型面的接觸精度有關(guān)； 對于大型模具，可以用鑲拼的成型零件的縫隙排氣； 利用頂桿與孔的配合間隙排氣； 利用球狀合金顆粒燒結(jié)塊滲導排氣； 在熔合縫位置開設(shè)冷料穴大多數(shù)情況下，可利用模具的分型面之間的間隙自然排氣，模具成型零件都是以鑲塊形式進行加工，裝配過程中自然產(chǎn)生間隙進行排氣。不需要刻意開設(shè)排氣槽排氣。第七章 成型模成型零部件的設(shè)計模具閉合時用來填充塑料

45、成型制品的空間稱為型腔。構(gòu)成模具型腔的零部件稱成型零部件。一般包括凹模、凸模、型環(huán)和鑲塊等。成型零部件直接與塑料接觸，成型塑件的某些部分，承受著塑料熔體壓力，決定著塑件形狀與精度，因此成型零部件的設(shè)計是注射模具的重要部分。成型零部件在注射成型過程中需要經(jīng)常承受溫度壓力及塑料熔體對它們的沖擊和摩擦作用，長期工作后晚發(fā)生磨損、變形和破裂，因此必須合理設(shè)計其結(jié)構(gòu)形式，準確計算其尺寸和公差并保證它們具有足夠的強度、剛度和良好的表面質(zhì)量。7.1 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計主要應(yīng)在保證塑件質(zhì)量要求的前提下，從便于加工、裝配、使用、維修等角度加以考慮。7.2 凹模的設(shè)計 凹模用于成型塑件的外表面，

46、又稱為陰模、型腔。按其結(jié)構(gòu)的不同可分為整體式、整體嵌入式、局部鑲嵌式和四壁鑲嵌式5種?？傮w上說，整體是強度、剛度好，但不適于復(fù)雜的型腔。鑲嵌式采用組合的模具結(jié)構(gòu)，是復(fù)雜型腔加工相對容易，可避免采用同一材料，可利用拼接間隙排氣，但剛度較差易于在塑件表面留下鑲嵌塊的拼接痕跡，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜本設(shè)計中采用整體式凹模，其特點是結(jié)構(gòu)簡單，牢固可靠，不容易變形，成型出來的制品表面不會有鑲拼接縫的溢料痕跡，還有助于減少注射模中成型零部件的數(shù)量，并縮小整個模具的外形結(jié)構(gòu)尺寸。7.3凸模的設(shè)計凸模用于成型塑件的內(nèi)表面，又稱型芯、陽模。凸模按結(jié)構(gòu)分為整體式和鑲拼組合式兩類。由于凸模的加工相對凹模容易，所以大多數(shù)的凸模

47、是整體式的，尤其是在小型模具中型芯、模板常做成一體，大、中型模具采用鑲拼組合式。由于該塑件是三向抽芯，兩頭大中間小，側(cè)壁有孔，所以采用鑲拼組合式型芯。7.4 成型零部件工作尺寸的計算工作尺寸是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸，主要包括：凹模、凸模的徑向尺寸（含長、寬尺寸）與高度尺寸，以及中心距尺寸等。為了保證塑件質(zhì)量，模具設(shè)計時必須根據(jù)塑件的尺寸與精度等級確定相應(yīng)的成型零部件工作尺寸與精度。其中影響模具尺寸和精度的因素很多，主要包括以下幾個方面7：1、成形收縮率：在實際工作中，成形收縮率的波動很大，從而引起塑件尺寸的誤差很大，塑件尺寸的變化值為 s=(Smax-Smin)Ls （7-1

48、）式中： s為塑件收縮波動而引起的塑件尺寸誤差（mm）；Smax為塑料的最大收縮率（%）；Smin為塑料的最小收縮率（%）；Ls為塑件尺寸（mm）。一般情況下，由收縮率波動而引起的塑件尺寸誤差要求控制在塑件尺寸公差的1/3以內(nèi)。2、模具成形零件的制造誤差：實踐證明，如果模具的成形零件的制造誤差在IT7IT8級之間，成形零件的制造公差占塑件尺寸公差的1/3。3、零件的磨損：模具在使用過程中，由于種種原因會對型腔和型芯造成磨損，對于中小型塑件，模具的成形零件最大磨損應(yīng)取塑件公差的1/6，而大型零件，應(yīng)在1/6之下。4、模具的配合間隙的誤差：模具的成形零件由于配合間隙的變化，會引起塑件的尺寸變化。模

49、具的配合間隙誤差不應(yīng)該影響成形零件的尺寸精度和位置精度。綜上所述，在模具型腔與型芯的設(shè)計中，應(yīng)綜合考慮各種影響成形零件尺寸的因素，在設(shè)計時進行有效的補償。由于影響因素很不穩(wěn)定，補償值應(yīng)在試模后進行逐步修訂。通常凹模、凸模組成的模腔工作尺寸簡化后的計算方法有平均收縮率法和公差帶法兩種。其中平均收縮率法以平均概念進行計算，從收縮率的定義出發(fā)，按塑件收縮率、成形零件制造公差、磨損量都為平均值的計算，公式如以下7：（1）凹模的內(nèi)形尺寸： L=L(1+k)-(3/4) （7-2）式中： L為型腔內(nèi)形尺寸(mm)； L為塑件外徑基本尺寸(mm),即塑件的實際外形尺寸； K為塑料平均收縮率(%)，此處取1.

50、75%；s為塑件公差，查注塑模具設(shè)計實用手冊表2-4模塑件尺寸公差 知PC塑件精度等級取5級；塑件基本尺寸在1014mm范圍內(nèi)取0.32mm;1824mm范圍內(nèi)取0.32mm;3040mm范圍內(nèi)取0.56mm;在5065mm公差取0.74mm；塑件基本尺寸在6580范圍內(nèi)其公差取0.86mm。所以型腔尺寸如下： L1=1.5×(1+0.0175)-(3/4)×0.20=1.38 L2=5.08×(1+0.0175)-(3/4)×0.24=4.99 型腔深度的尺寸計算： h=h(1+k)-(2/3) （7-3）式中： h凸模/型芯高度尺寸(mm)； h為塑

51、件內(nèi)形深度基本尺寸(mm),即塑件的實際內(nèi)形深度尺寸；s 、K 含義如（1）式中。 H1=31.75×(1+0.0175)-(2/3)×0.56=31.94 2）凸模的外形尺寸計算： L=L(1+k)+(3/4) （7-4）式中： L凸模/型芯外形尺寸(mm)； L為塑件內(nèi)形基本尺寸(mm),即塑件的實際內(nèi)形尺寸；s 、k含義如（1）式中。所以型芯的尺寸如下： L1=6.1×（1+0.0175）+（3/4）×0.28=6.42 L2=3.45×（1+0.0175）+（3/4）×0.24=3.69 型芯的深度尺寸計算： h=h(1+k)

52、+ (2/3) （7-5）式中： h為凸模/型芯高度尺寸(mm)； h為塑件內(nèi)形深度基本尺寸(mm),即塑件的實際內(nèi)形深度尺寸；s 、k含義如（1）式中兩個型芯的高度分別為： H1=1.01×（1+0.003）+（2/3）×0.20=1.16第八章 注射模具結(jié)構(gòu)類型及模架的選用8.1 確定模架組合形式本模具采用的是塑料模具設(shè)計指導P104頁560×L中的P2型標準模架，8.2 模具安裝校核 模具安裝固定有兩種：螺釘固定、壓板固定。采用螺釘直接固定時（大型模具多采用此法），模具動定模板上的螺孔及其間距，必須和注塑機模板臺面上對應(yīng)的螺孔一致；采用壓板固定時（中、小型模

53、具多用此法），只要在模具的固定板附近有螺孔就可以，有較大的靈活性；該模具采用壓板固定。開模行程的效核 開模取出塑件所需的開模距離必須小于注塑機的最大開模行程。對于單分形面的注塑模具，其開模行程按下式效核15： SH1+H2+（510）(mm) （8-1）式中： S為注塑機的最大行程（此模具中為340）mm；H1為塑件的脫模距離（此模具中為15），mm；H2為包括流道在內(nèi)的塑件高度（此模具中為50），mm；所以上式成立（65>340），即該注塑機的開模行程符合要求。由以上對各參數(shù)的效核可知該注塑機符合要求。第九章 設(shè)計注射模具調(diào)溫系統(tǒng)9.1 冷卻水體積流量查表9模具平均工作溫度為60，用常溫20的水作為模具冷卻介質(zhì)，其出口溫度為30，每次注射質(zhì)量m=0.36 kg，注射周期25s。查表9.2，取PP注射成型固化時單位質(zhì)量放出熱量 = 3.5×105J / kg。冷卻水的體積流量計算如下： （9-1）式中 V所需冷卻水的體積，；m包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的每次注入模具的塑料質(zhì)量，m=0.39kg；n每小時注射的次數(shù)，n=60；冷卻水在使用狀態(tài)下的密度，1000kg/m3； 冷卻水的比熱容，4187J/(kg·)；冷卻水出口溫度，30； 冷卻水入口溫度，20；從熔融狀態(tài)的塑料進入型腔時的溫度到塑