塑料叉子注塑模模具設計

1、 本科生畢業(yè)設計論文 中文題目 塑料叉子注塑模模具設計 英文題目 More than a mold cavity fork injection mold 學生姓名謝志敏班級2011241232學號201124123231學 院 電子信息與機電工程學院 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 指導教師鄭覺清 職稱 講師 肇慶學院本科生畢業(yè)設計（論文）聲明本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)設計（論文）是本人在肇慶學院學習期間，在指導教師指導下獨立完成，內容真實可靠，無抄襲、剽竊等學術道德不端行為，除文中已經注明引用的內容外，本文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人

2、和集體，均已在文中以明確方式標明。同時，本人完全了解并愿意遵守肇慶學院有關保存、使用畢業(yè)論文（設計）的規(guī)定，其中包括：1.學院有權保管并向有關部門遞交畢業(yè)設計（論文）的原件、復印件和電子文件。2.學院可以采用影印、縮印、電子文件或其他復制方式保存畢業(yè)設計（論文）。3.學院可以以學術交流為目的，贈送和交換畢業(yè)設計（論文）。4.學院可以允許畢業(yè)設計（論文）被查閱或借閱。5.學院可以按著作權法的規(guī)定公布畢業(yè)設計（論文）的部分內容或全部內容保密畢業(yè)設計（論文）在解密后遵守此規(guī)定。6.除另有科研合同或其他法律文書制約，本文的科研成果屬于肇慶學院。本聲明的法律結果將完全由本人承擔。作者簽名： 日 期： 年

3、 月 日 本科生畢業(yè)論文（設計論文）簽名頁學生簽名年月日指導教師簽名年月日評閱教師簽名年月日摘要塑料制品由于由于具有非常好的強度、很低的噪音、使用的慣性比較小、抵抗腐蝕的能力強等優(yōu)點，被人們廣泛應用到汽車、儀器儀表、電器和通訊等各類的產品中，甚至由于其質量穩(wěn)定可靠等優(yōu)點進而取代了金屬制品，在生產和日常生活中都發(fā)揮著重要的作用。因此，本文對餐叉的注塑模具的研究設計意義也是來自于注塑模在日常生活中的應用。本文在分析了餐叉注塑模具的結構工藝性及其材料的成型工藝性的基礎上，完成了餐叉一模多穴的注塑模具設計。該模具采用點澆口的平衡式澆注系統(tǒng)，通過雙分型面可以實現澆注系統(tǒng)凝料的自動脫落，以適應自動化生產。

4、本模具的主要設計內容有：通過估算理論注塑量選擇注塑機、根據制品的結構特點選擇分型面和模架類型、模具工作尺寸的計算、模具導向機構與冷卻系統(tǒng)的設計等。最后對相關模具參數進行校核，確保模具方案的可行性。另外，在設計過程中，通過UG的模具設計模塊，大大簡化了型芯、型腔的設計過程，同時使模具設計變得更直觀。關鍵詞：塑料餐叉；注塑模具；單分型面；UGAbstract Plastic products because of has very good strength, low noise, using the inertia is small, and the advantages of corrosio

5、n resistance ability strong, has been widely applied to automobiles, instruments and meters, electrical and communications and other kinds of products, even because of its quality is stable and reliable, in turn, to replace the metal products, both in production and daily life play an important role

6、. Therefore, the research in this paper, the fork of the injection mold design also means from the application in the daily life of injection moulds. Based on the analysis of the fork of injection mold of molding process and material molding process, on the basis of completed fork more than a mold c

7、avity injection mold design. The balance of the mould adopts the point gate type gating system, with double parting surface can realize automatic pouring system setting material loss, so as to adapt to automation production. The mold of the main design content includes: injection molding machine, th

8、rough injection quantity estimation theory selection according to the structural characteristics of products in the selection of parting surface and mold frame type, mold working size calculation, die guide mechanism and cooling system design, etc. Finally, the related mould parameters, to ensure th

9、e feasibility of the mould plan. In addition, in the design process, through UG mold design module, greatly simplifies the design process of core and cavity, at the same time make mold design more intuitive.Key words: double plastic gear; Injection mould; Double parting surface. UG目錄第1章 緒論11.1 模具工業(yè)在

10、世界現代工業(yè)生產中的地位11.2 我國塑料模具的發(fā)展現狀及趨勢11.2.1 塑料模具的發(fā)展現狀11.2.2 塑料模具的發(fā)展趨勢3第2章 塑件的工藝性分析42.1 塑件的結構工藝性分析42.2 注塑件的原材料選擇及其特性分析42.2.1 ABS的材料特性42.2.2 成型設備注塑機的選取62.2.3 模具成型設備的選取72.2.4 塑件成型工藝參數的確定83.1 型腔數量及分布方式93.2 選定塑件的分型面93.3 模架的選擇10第4章 澆注系統(tǒng)與排氣系統(tǒng)的設計124.1 設計和確定澆注系統(tǒng)124.2 主流道設計134.4 分流道的設計154.5 澆口的設計154.6 冷卻系統(tǒng)設計164.7 氣

11、系統(tǒng)的設計17第5章 成型零部件的設計195.1 成型零件的結構設計195.2 成型零件工作尺寸的計算20第6章 模具其他機構的設計236.1合模導向機構的設計236.2導柱結構設計236.3導套結構設計246.4 推出機構的設計246.5模力的計算256.6推桿的結構形式256.7 推桿位置的布置要求26第7章 相關尺寸參數的校核277.1 注塑機的校核277.2 安裝尺寸的校核287.3 開模行程的校核29第8章 模具總裝配圖30結論參考文獻致謝第1章 緒論1.1 模具工業(yè)在世界現代工業(yè)生產中的地位模具工業(yè)在現代工業(yè)中的地位是不容忽視的，不僅有著“不衰亡工業(yè)”之稱，同時也是工業(yè)發(fā)展的基礎，

12、是國民經濟的重要組成部分，更是國際公認的關鍵工業(yè)。在美國，模具工業(yè)被認為是美國發(fā)展其他工業(yè)的基礎工業(yè)；模具在日本被視為“進人富裕社會的原動力”；歐洲一些發(fā)達國家則把模具工業(yè)稱為“磁力工業(yè)”。采用模具進行零部件的生產與制造，不僅能使制造的產品具有很好的質量和使用性能，同時大大提高了生產效率，降低了生產成本，正是這些特點使得模具被廣泛應用于工農業(yè)中產品零部件的生產與制造，成為現代工業(yè)生產的基礎工藝裝備。隨著社會的不斷發(fā)展，各行各業(yè)中對通過模具成形的產品需求量也日益增加，據統(tǒng)計，通過模具成型，可以完成汽車、電子、電器等產品中60%80%的零部件的生產制造1。模具對一個國家的經濟和社會發(fā)展所起的促進作

13、用將越來越明顯，其技術水平的高低在很大程度上可以反映出一個國家的制造業(yè)水平。1.2 我國塑料模具的發(fā)展現狀及趨勢1.2.1 塑料模具的發(fā)展現狀 （1）模具的發(fā)展現狀 塑料模是塑料制品生產的基礎之深刻含義，正日益為人們理解和掌握。當塑料近幾日及其成型設備確定之后，影響塑件質量及生產效益的因素，模具約占80%，大型塑料膜的設計技術與制造水平，標志著一個國家工業(yè)化的發(fā)展程度。近年來，我國塑料的制造水平已經有了比較大的提升，在大型的塑料的模具生產已經是能夠單套的重量生產達到60t的模具了，而更加精密的注塑模具精度要求已經達到0.0005mm級別。使得制品的精度要求非常高的模具都能夠成功地生產出來，在多

14、腔塑料模具的生產中可以產出一模8000腔的塑封模具；然而在高速模具生產方面已能生產出擠出的速度過到8m/min以上的高速度塑料模具；而在生產的手段上，模具生產的企業(yè)已經在設備的數控化速率和擠出模具商品化效率都有了比較大的提升，熱流道模具的生產在模具生產的比例上也有了很大的提高。此外，三資企業(yè)如今的快速發(fā)展也進一步地提升了塑料模具的設計水平的效率，有的企業(yè)現在已經是實現了信息化的管理以及全數字化的無圖紙制造模式。在當今中國的塑料模具設計制造生產水平無論是在生產的數量還是在生產的質量、技術和能力等方面都已經擁有了非常大的進步，但是這與國民的經濟的發(fā)展的需求以及當今世界的先進水平相比，還是存在相對比

15、較在差距。比如在復雜、精密和大型還有長壽命的中檔或高檔塑料模具中，每年都是需要非常大進口量。在高端的模具產品供不應求同時，那些低端的塑料模具的生產卻又是供過于求的現象，而且市場的競爭還異常的激烈，其中的一些在設計的技術性要求不高的塑料模具中也有越發(fā)出現供過于求的現象。 （2）塑料模具工業(yè)和今后的主要發(fā)展方向 經過近幾年的發(fā)展，塑料模具的開發(fā)、創(chuàng)新和企業(yè)管理等方面已顯出一些新的發(fā)展趨勢，現綜合如下： 1）在模具的質量、交貨周期、價格、服務四要素中，已有越來越多的用戶將交貨周期放在首位，要求模具公司盡快交貨，這已成為一種趨勢。 2）大力提高開發(fā)能力，將開發(fā)工作盡量往前推，直至介入到模具用戶的產品開

16、發(fā)中去，甚至在尚無明確用戶對象之前進行開發(fā)（這需要有較大把握和敢冒一定風險的情況下進行），變被動為主動。目前，電視機和顯示呂外殼、空調器外殼、么托車塑件等已采用這種方法，手機和電話機模具也開始嘗試。青島海爾模具公司等企業(yè)的“你給我一個概念，我還你一產品”的一站式服務模式以及浙江陶氏模具集團有限公司等主動開發(fā)的辦法已被越來越多的企業(yè)所接受，這也是今后的一種發(fā)展趨勢。 3）隨著模具生產企業(yè)的設計和加工水平提高的，模具的生產人和制造工藝正在由過去鉗工技藝低端水平逐漸轉變成為依靠高端技術發(fā)展方向。因此模具的發(fā)展將進入一個高新級技術工業(yè)水平，可以說模具是一種工藝產品被模具已經是一個高新的技術型工業(yè)產品的

17、觀念所替代。模具正在從一個長期以來都是依靠手工技藝的行業(yè)而變成為一個依靠高端技術的行業(yè)。這將不僅僅是一種生產模式的轉變，更加是一個產業(yè)的新改革。 4）模具企業(yè)及模具生產正在向信息化發(fā)展。21世紀，信息越來越多，信息技術越來越先進發(fā)達，信息也與人們的在生產中，生活中都相關。在當今的信息社會，模具作為一個高水平的現代化企業(yè)，單單只是CAD/CAM的應用已遠遠不夠。目前詵我企業(yè)已采用CAE/CIM/PRO E/MCAP/SRE/SERP/PKB/PD/CAT/EKB等等先進制造技術和虛擬網絡技術等都是信息化的變現。向信息化方向發(fā)展這一趨勢已被模具 設計行業(yè)所共識。 5)隨著人類現供社會的不斷進步和發(fā)

18、展，模具設計一定會向著一個更廣泛、更加高端水平發(fā)展，所以現在的我們必須得把握住機會去開拓模具市場，不斷地去發(fā)現模具行業(yè)的新增長點，滿足生產，達到利潤水平和職工收入的提高。 6）發(fā)達工業(yè)國家的模具正加速向我國轉移，其表現形式為：一是遷廠，二是投資，三是采購，近年來這一趨向更加明顯。我國的模具企業(yè)應抓住機遇，借用并學習外國的先進的技術，加快自己的發(fā)展步伐。模具工業(yè)與制造業(yè)的發(fā)展是相互影響、相互制約的，隨著我國改革開放的不斷推進與深入，各行各業(yè)的蓬勃發(fā)展催生了大量新產品的出現，新產品的出現推動了制造業(yè)的發(fā)展，而模具產業(yè)的發(fā)展又促進了制造業(yè)的發(fā)展。另一方面，從航空航天、軍事國防，到日常生活用品，隨處可

19、見塑料制品的存在，塑料制品的實用性在很大程度上促進了塑料模具工業(yè)的發(fā)展。近年來，我國的模具產業(yè)快速發(fā)展，模具銷售額保持著約20%的年增長速度。在數量上，我國已成為名副其實的模具生產大國，主營模具生產制造的廠家多達5萬多家,模具的年生產總值已接近1900億元人民幣，而在整個模具行業(yè)中，塑料模具所占的比例約為45%，塑料模具類型中占比重最大的是注射模具。從模具的銷售額增長速度可以看出，我國的模具工業(yè)的整體水平在不斷地提高。1.2.2 塑料模具的發(fā)展趨勢從我國塑料模具的發(fā)展現狀來看，在未來，塑料模具的發(fā)展將更多地體現在模具的總體質量而非數量上，具體發(fā)展趨勢如下： （1）CAD/CAE/CAM等現代模

20、具設計技術的應用將更加廣泛，更大型、更精密、更復雜、使用壽命更長的模具設計與制造將成為模具行業(yè)的主要發(fā)展方向； （2）提高模具標準化水平，加強模具標準件的應用，以提高模具標準化率； （3）發(fā)展快速成型模具制造技術； （4）技術集成化、設備精良化、生產高效化和自動化、產品品牌化、管理信息化已成為了模具生產企業(yè)的重要發(fā)展方向。第2章 塑件的工藝性分析2.1 塑件的結構工藝性分析塑件為用于日常生活中所用來叉食物所用的餐叉，整體結構比較簡單，餐叉的結構尺寸和相關參數見圖21所示。圖21 塑件結構尺寸2.2 注塑件的原材料選擇及其特性分析2.2.1 ABS的材料特性 （1）ABS，是丙烯腈、丁二烯、苯乙

21、烯的共聚物，原料易行，低格低廉，是目前產量最大、應用最廣的工程塑料之一。ABS無毒無味，為呈黃色不透明顆粒，成型的塑件有較好的光澤密度為1.021.05g/cm21)ABS的干燥：ABS塑料的吸濕性能、對水分子的敏感程度都比較大，所以在加工前需要對制件的表面做好干燥工作以及預熱，從而在減少塑件表面的缺陷。ABS塑料要控制水分在0.13%以下或者是更小。注塑前的干燥條件是：冬季 在7880度以下，干燥24小時，夏季雨水天在8090度以下，干燥48小時，如果制件的表面要求達到特別的光澤或都制件的本身的結構都是比較復雜 ，干燥時間更長，達814小時。最好將機臺的料斗進行改裝成為熱風式料斗干燥機器，這

22、樣能免已經干燥好了的ABS材料再度吸濕受潮，影響了加工的質量。2）注射溫度：ABS塑料注射溫度與粘度關系和別的無定型的塑料在數化過程升高溫度時，它的熔融其實降低非常小，但是一當達到了塑化的溫度(比如溫度的范圍為220250度)，如果還要繼續(xù)升高溫度，則必將會導致耐熱性能不高ABS的熱降解性能變得粘度越來越大，會使得注塑的難度增加，使得制件在機械性能方面下降，因此，ABS在注射時的溫度雖然比聚苯乙烯等塑料的溫度更要高，但卻不能夠象后都那樣有很寬大的升溫變化范圍。而在某些溫度控制性能不良的注塑產品上，在生產ABS塑件達到一定的數量的時候，塑件的外表面會出現嵌有黃色的或者是褐色的焦化的細粒，而且也會

23、很難再加入新的塑料來對空注射等方法來將其清除和排出來。查找其中的原因是因為ABS的塑料中含有丁二烯成分，因此當塑料的顆粒的比較高的溫度下粘附在螺槽中的一些不容易沖刷的外表面，這樣受到長時的高溫度的作用，會造成降解還有碳化。既然升高溫度會對ABS的性能帶來影響，則要對注塑機構的料筒的各段的爐溫來進行限制。固然，不相同的類型和構成的ABS所適用的爐溫都是不相同的。如柱塞式機，爐溫維持在180240度；螺桿機，爐溫維持在160250度。特別值得提出的是，由于ABS的加工溫度要求比較高，對各種工藝因素的變化也是非常敏感的。因此料筒前端以及噴嘴部分溫度的控制非常重要。而且，這兩個部分的一個微波的變化都將

24、會在制件的外表面上反映出來。溫度的變化越大則會有帶熔接縫還有澤不佳的你現象。3）注射壓力：ABS熔融制件的表面的粘度比聚苯乙烯或者是性能改變是的聚苯乙烯要高，因此在注射的時候應該采用較高的注射機壓力。然而也并非是所有的ABS制件都需要用到高壓注塑，在一些結構簡單，小型而且厚度大的制品制件的注塑過程中可以用較低的注塑壓力來完成注塑。澆口封閉瞬間型腔內的壓力的大小是通常都與制件的外表面質量有關。壓力過大，塑料大，與型腔中的表面的脫離的接觸的機率大，而當制件的表面壓力過大的情況下，會使塑料與型腔的表面的摩擦的作用變得更加的強烈，非常易于粘模。4）注射速度：ABS料采用中等的注射速率的效果會比較好。當

25、注射的速度太快的時候會很容易燒壞或都解析出一些氣體的氧化物，使制件上出現光澤差、熔接縫以及澆口附近塑料發(fā)紅等缺陷。但是在模具生產薄壁和復雜的制件時，我們還是應該保證能夠有足夠高速的注射速率，以滿足工作的要求。5）模具溫度：ABS的成型溫度相對較高，模具溫度也相對較高。一般調節(jié)模溫為8090度，動模溫度要求5565度。在構型復雜的、注射較大的、壁的制件時，應考慮專門對模具加熱。為了縮短生產周期，維持模具溫度的相穩(wěn)定，在制件取出后，可采用冷水浴、熱水浴工其他機械定型法來補償原來在型腔內冷固定型的時間。6） 量料控制：一般注塑機注ABS塑料時，其每 次注射量僅達標準注射量的75%。為了提高制件質量及

26、尺寸穩(wěn)定，表面光澤、色調的均勻，要求注射量為標定注射量的50%為宜。2.2.2 成型設備注塑機的選取由于本塑件的表面為不規(guī)則的表面，很難過直接測量表面的尺寸來得到準確的表面積和體積，而且本次的設計是在NX8.0軟件的環(huán)境下完成的，所以采用NX8建模環(huán)境中的“分析測量體”命令來確定塑件的表面積和體積以及其他相關的盡寸。測量結果如下圖22所示：由圖可得一個塑件的體積為：V塑件=2960mm3；則四個塑件的體積為：V塑件=11840mm3。圖22 2.2.3 模具成型設備的選取注塑模具是安裝在注射機上的，模具與注射機應當相配合，這會關系到制件的品質與及均勻性還有成型周期。選取注塑機的時候，要確保制件

27、的注射量始終都小于注射機所允許的最大注射量，按以往的生產的經驗，制件注射量一般都不能超過注射機最大注射量80%，而且采用小批量生產，本模具用一模四穴的注塑方式。查閱資料所得ABS的注射壓力為60100Mpa，選取SZ-200/160型注塑機。SZ-200/160型注塑機的相關參數如下：最大注射量：300cm3；注射壓力：150Mpa；鎖模力：1600KN；最大成型面積：645cm2；裝模高度：250450cm；最大開模行程：380cm；噴嘴圓弧半徑：12mm；噴嘴孔直徑：4mm；拉桿間距：450mmx450mm。2.2.4 塑件成型工藝參數的確定查閱相關的手冊得到ABS（抗沖）塑件的成型工藝參

28、數密度：1.011.04g/cm；收縮率：0.3%0.8%；預熱溫度：8085C預熱時間23h；料筒溫度：后段150170度，中段165180度，前段180200度；噴嘴溫度：170180度；模具溫度：5080度；注射壓力：80Mpa；成型時間：注射時間60s，保壓時間5s，冷卻時間90。第3章 模具結構形式的擬定3.1 型腔數量及分布方式塑件采用注塑成型生產，由于ABS比熱容比較低，塑化效率很高，凝固也快，故成型周期比較短，表面的粘度對剪切速率的依賴性相對強些，因此在模具設計中大都采用點澆口形式。 本塑料餐叉整體的外形為矩形，結構很簡單，并且已知塑件的表面積和體積，結合到塑件的生產效率和生產

29、成本等方面的因素，采用一模四腔的模具型腔組合形式是非常附合生產要求的。但是在另外一方面，由于型腔的設計、制造、加工和生產等方面的工藝誤差，使得每增加一個型腔，塑件的尺寸精度也會隨之降低5%左右，且采取的一模多穴的注塑方式會使模具的結構變得更加復雜，提高了模具的制造難度以及制造成本，故本設計只以一模四腔的結構形式，具體的型腔排布結構如圖31所示：圖31 型腔布置圖3.2 選定塑件的分型面 塑件分型面的選取應該確保塑件的質量要求，模具塑件的分型面指的是模具模芯部分的動模與定模的分界面，是在注塑成功后的開模時塑件與模具的分離面。選擇出合理的分型面是模具設計的前提，合適分型面的選擇將直接關系到模具的結

30、構復雜程度和是否能夠完好地成型，也會關系到塑件是否能夠順利地脫離開模具，選取模具的分型面應該能夠滿足制件在各方面的性能和制作要求，與此同時要盡可能地使到模具的結構變?yōu)楹唵?，從而降低模具在制造時的成本。選取模具分型面時應該注意下面幾點： （1）應該確保使塑件在模芯分型面上的投影是塑件的最大投影輪廓； （2）模具的推出機構通常應有設計在動模，分型后，使塑件在開模后留在動模一側，這樣的能夠方便模具脫模； （3）盡可能地避免側向分型抽芯結構的出現，使人模具在分型的時候能夠一交性地順利取出制件，當不不能避免側抽芯時應盡量使側抽芯機構簡單； （4）塑件在分型面上的最大投影面應該與模具開模的方向垂直； （5

31、）分型面的選擇必須在確保不影響到制品的整體你外觀和尺寸精度； （6）分型面的選擇要考慮到如何為模具排氣等方面的因素； （7）分型面的選擇應在保證分模后塑件的結構的完整性和符合使用、工作要求的同時，盡最大可能地使模具的結構變得簡單，這樣才有利于加工模具的簡單性要求。 綜合以上各方面的設計要求，本次餐叉注塑模具設計的塑件的分型面選取你如下圖32所示：圖32 塑件分型面3.3 模架的選擇 根據塑件要求你在模具分型面上的最大投影面積和模具的型腔的分布形式等各方面的因素來考慮，參考GB/T12556-1990塑料注塑模中小型模架，初步選用FUTABA-S型模架作為本次模具設計標準模架，結構如圖33和34

32、 所示：圖33 標準模架圖34 標準模架第4章 澆注系統(tǒng)與排氣系統(tǒng)的設計4.1 設計和確定澆注系統(tǒng)塑料在受熱變成熔體后，再受到注射機壓力后從注塑機的噴嘴射出經過主流道、分流道、澆口，最后再進入到事先設計好的各個模具的型腔中，塑料熔體流經主流道、分流道、澆口等這些部件塑料模具的澆注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)的設計是注塑模具模芯設計部分中的一個至關重要的環(huán)節(jié)，它設計的合理不僅僅會影響到塑料制品的性能和外觀，而且還與模具成型效率和塑料注塑時利用率有非常重量的關系。 （1）澆注系統(tǒng)的主要作用：1）把塑料熔體從注塑機中輸送到各個型腔中并且的排出型腔內的氣體；2）注塑成型的這一段時間中，起到保壓作用并確保制品注塑完整

33、和得到形狀均勻的制品。 （2）設計澆注系統(tǒng)的原則：1）質量第一原則，澆口的設計應該方便注射和凝料以及易于塑件分離，盡可能設計在的精度要求相對低的位置；2）進料平衡原則，單型腔模具澆注系統(tǒng)設計中，澆口的位置離型腔的各個部位距離應該盡可能相等；多型腔模具中，應該使每一組分流道長度接近相等，這樣才能夠使熔體的到達的型腔的時間盡量相等，有利于塑件的冷卻。3）周期最短原則，澆注系統(tǒng)的分流道盡量短，不要有彎曲，可以你選擇設計圓弧過渡來實現轉彎，還有，要控制流道表面的粗糙度，并不是表面越光滑則越好，就是保持在0.61.6m的范圍之間。4）體積最小原則，保持在一個合理的范圍之內，要盡可能地縮短澆注系統(tǒng)的設計行

34、程，使模具設計結構更加緊湊7。結全本次模具設計的結構，我采用了平衡式的澆注系統(tǒng)，使各分流道、澆口以及型腔等各部件的結構和尺寸都接近相同，確保塑料熔體都是以相同的壓力和溫度進入到各個型腔中，確保一次性注塑成功。4.2 主流道設計主流道是注塑模具塑料熔體的入口，高濁的塑料熔體從注塑機的噴嘴射出進入主流道，此時主流道是一個比較冷模具，正好可以成為模具注塑過程中的一個從熱到冷的過渡通道，主流道設計具有比較高的要求，因為其形狀結構以及尺寸的大小都會對塑料熔體的流動速度和填充時間甚至是塑件的注塑質量帶來直接的影響。因此，對主流道的設計是非常關鍵和重要的。在實際的注塑生產過程中，主流道經常要與注塑機的噴嘴接

35、觸，而且主流道也是長時間處在一個由冷到熱交替狀態(tài)，很容易損壞。所以我將其設計成易于 拆裝和更換的襯套型主流道，為了提高模具的壽命，選取材料為T8A， 熱處理 以的硬度約5357HRC。本次設計的主流道所圖圖41所示： （1）主流道部分尺寸1）在塑件凝料完成后，為了方便拔出塑件，必須設計一個拔模角度，此處的拔模角度設計為：=6°；2）相同的，主流道的入料端口應該比注塑機的噴嘴大0.51mm。圖41主流道形式4.3 定位圈的設計 定位圈與注塑機模板固定中心的定位孔相配合，其作用是為了確保注塑機與主流道能夠準確對中，確保進料的精確度，定位圈的設計如圖42所示：圖42 定位圈設計4.4 分流

36、道的設計分流道是指注塑模具中主流道出口端到澆口間的那一段通道，分流道的一個非常重要的作用是把進入到主流道塑料熔體平均地分配到各個型腔中。分流道的設計要求應該使塑料熔體在流入各個型腔中之前得到一個相對平滑的過渡階段，達到一個相對均衡的狀態(tài)，并且可以盡可能地減少塑料熔體在各個部位流動過程中的溫度和注射壓力的損失，縮短充模需要用的時間。 （1）分流道截面形狀的確定確定適合的分流道的形狀是設計分流道的主要設計內容，截面形狀的不同會對塑料熔體的流動效率產生不相同的影響。當分流道的截面面積越大時，塑料熔體的流動阻力就會越小，但是另一方面，截面用周長變大會增加熔體的熱量的損失。所以設計分流道的截面形狀的時要

37、同時兼顧到這兩方面的因素，要求使塑料熔體的流動效率變得最大。4.5 澆口的設計根據本次餐叉塑件產品的結構特點，本模具采用點澆口進料的形式，為發(fā)使塑料塑件各部分質量均勻，采用點式澆口。（1）澆口的結構形式 點澆口是一種在塑件制品中央開設的圓形限制性澆口，在各種殼類、盒類產品的注塑成型中應用較廣泛；點澆口的優(yōu)點是澆口位置可以根據產品的結構特點靈活地確定，且澆口附近變形小，可以獲得很好的塑件表面質量；其缺點是澆口截面積小，流動阻力大，另外必須使用雙分型面模具或熱流道模具，費用較高。 （2）澆口的尺寸計算通過NX8建模環(huán)境中的“分析測量體”命令來得到塑件外表面積為：A=3785；并查閱相關的資料所得，

38、點澆口表面積為：A=3785；長度為：d= 5mm。 （3）澆口位置的選擇澆口位置的設計的合理性對塑件的質量的好壞有非常重要的影響，而且模具的結構也會受到澆口位置的影響。在這方面我們設計澆口的時候應該綜合各個方面的因素來考慮在哪個地方來設計澆口的位置。澆口位置的選擇應注意以下幾點：1）澆口的位置應該確保塑件熔體能盡快充滿型腔的所有部位；2）澆口的位置一般會選擇在塑件的壁厚最厚的地方，使注塑不會產生變形；3）澆口位置的選擇要避開有機會產生氣體留滯的地方；4）澆口位置的選擇應確保制品的表面的光滑性；5）澆口位置的選擇應保證不影響制品使用性能的和外觀 。4.6 冷卻系統(tǒng)設計在注塑模具注塑的過程中 ，

39、注塑機通過高溫把固體的塑料變成塑料熔體，然后再通過澆注系統(tǒng)流入到型腔當中。如果只等塑料熔體自然地冷卻到常溫狀態(tài)然后再拔模取出塑件 ，這樣速度必然會非常緩慢，是絕對滿足不了高效率的加工要求的，所以必須設計相應冷卻系統(tǒng)來幫助成型塑件的冷卻，加快冷卻的速度從而提高制件的注塑成型和拔模的效率。如圖43所示為本模具的冷卻系統(tǒng)：圖43 冷卻系統(tǒng)4.7 氣系統(tǒng)的設計在塑料熔體填充滿型腔時，必須及時把模具中的氣體排出來，其中包括型腔和澆注系統(tǒng)中的空氣，還有塑料熔體在澆注過程中因溫度的變化所產生分解氣，此外，就是塑料熔體中夾帶著的一些水分在高溫下所蒸發(fā)出的水汽。模具中的氣體如果排除不完，則會對塑件的質量產生非常

40、壞影響，主要表現有： （1）在塑件的外表面形成熔接痕和流動痕，破壞了塑料制件的表面質量，同時使制品的使用性能和機械性能降低； （2）滯留的氣體會使塑件的內部產生氣孔、組織疏松和填充缺料等缺陷； （3）滯留氣體的體積會變成高溫氣流，灼傷塑料塑件的個表面； （4）滯留的氣體會產生一個反方向的壓力，使得熔體填充變得困難，降低了塑料熔體的充模速率，使的塑件的成型周期變長。因此，在模具設計的過程當中，排氣系統(tǒng)的設計是至關重要的個環(huán)節(jié)，停滯氣體如果排不出去則對注塑制品的質量產生不可逆的破壞，所以一定要考慮到系統(tǒng)氣體排放的問題。困為本模具是小型模具，一般通過型腔和型芯還有推桿之間的間隙就可以解決掉模具的排氣

41、問題，其間隙一般為0.020.04mm。 第5章 成型零部件的設計成型零件是模具中用以確定塑件幾何形狀和尺寸的零件，是模具設計的主要內容。在注塑成型過程中，成型零件要反復承受來自高溫高壓的塑料熔體的沖刷，在塑件脫模過程中，成型零件的表面還要承受與塑件的摩擦力。因此，設計成型零件時要同時考慮兩方面的問題，第一方面是，成型零件的制造和加工精度要滿足塑件的質量要求，第二方面是，成型零件應具有足夠的強度、剛度和耐磨性。另一方面，成型零件的結構要便于加工和裝配。5.1 成型零件的結構設計 （1）型腔的結構設計型腔是用來塑件成型外表面的主要零件，根據本塑料制件的結構特點，確定型腔的形式設計為整體嵌入式，如

42、圖51所示：圖51 型腔設計把型腔單獨制造加工，再采用H7/m6的配合嵌入形式到動模板中，通過運用螺釘來固定。整體嵌入式凹模的優(yōu)點是肯有強度高、和剛性好，不會使塑件在生產過程中產生接縫痕跡，同時，還可以節(jié)約成本。 （2）型芯的結構設計 型芯的設計如下圖52所示：圖52 型芯設計5.2 成型零件工作尺寸的計算 （1）確定產品的收縮率由于塑料材料本身具有熱脹冷縮的性質，加上塑件成型工藝條件等因素的影響，塑料產品在冷卻后會發(fā)生尺寸收縮現象，這一特性稱為塑料的收縮性。塑料的收縮性會對塑料制品的精度、外觀產生重要的影響，因此，在計算成型零件的工作尺寸時必須要考慮塑料的收率特性，選擇合適的收縮率。本制品采

43、用的材料了ABS，查表得塑料制品壁厚在15mm時的收縮率為0.5%1.0%，這里取其平均收縮率S=0.6%。 （2）確定塑件的尺寸公差等級本塑件公差等級為MT6。 （3）確定成型零件的工作尺寸1）凹模的工作尺寸a.徑向尺寸 （51）式中 塑件的最大基本尺寸，mm；塑件公差；S塑料平均收縮率，S=1.75%；模具制造公差，取=/3。b.深度尺寸由于凹模的底面磨損很小，磨損裕量可忽略不計，取=/3，有 （52）式中 塑件的最大高度尺寸，其他參考徑向尺寸參數。2）型芯、成型桿的工作尺寸a.徑向尺寸 （53）式中各個參數定義參考凹模工作尺寸參數。b.高度尺寸 （54）式中各個參數定義參考凹模工作尺寸參

44、數。（4）由上可得型腔、型芯和成型桿的工作尺寸見表51、表52。表51 型腔工作尺寸（單位：mm）塑件基本尺寸計算公式工作尺寸徑向尺寸深度尺寸表52 型芯、成型桿工作尺寸（單位：mm）塑件基本尺寸計算公式工作尺寸徑向尺寸高度尺寸第6章 模具其他機構的設計6.1合模導向機構的設計 注塑模的導向機構主要用來動模和定模的在開模和合模的時個起到一個準確定定位的作用，以此來防止模具塑件在開模與合模的過程中不會發(fā)生互相碰撞，保證了運動準確性或者是使得誤差在允許的范圍之內，以達到的塑件在質量要求和使用性能以及外觀要求上要求。導向機構有導柱導向和錐面定位兩大形式，導柱導向的應用廣泛，而錐面定位則常用于一些大型

45、的、深腔的和薄壁等制品的注塑成型模具中。因為本次塑件的尺寸比較小和結構簡單，所以采用導柱式的導向機構，導柱式導向機構主要主由導柱和導套組成。6.2導柱結構設計導柱采用帶頭式導柱的結構形式，且在導柱與導套 的滑動部分增加設計 儲油槽儲存潤滑油用于潤滑作用；導柱的設計如圖211所示：圖61 導柱設計6.3導套結構設計 導套的設計有直線導套和帶頭導套兩種，經過查閱模具設計手冊和模架的選擇，確定選用帶頭式導套。如圖62 所示：圖62 導套設計6.4 推出機構的設計 推出機構又被稱作為脫模機構，模具在開模后通過推出機構把塑件和澆注系統(tǒng)凝料從模具流道板中頂出。本模具為點澆口式單分型面模具，塑件需經過一次分

46、型就能脫模，故采用順序脫模機構。 推出機構的設計要遵循以下原則： （1）推出機構應該盡量設置在開模后塑件留在的那一邊； （2）推出機構應保證在拔模的過程中對塑件的尺寸精度和外表面質量的尺寸精度和外觀質量不會產生影響； （3）推出機構的設計應盡量簡單，同時還要能夠保證推出動作的平穩(wěn)性和可靠性。6.5模力的計算 由于塑料材料的熱脹冷縮特性，高溫的塑料熔體在成型冷卻后，體積會收縮而產生一個對型芯的包緊力,即推出機構頂出塑件所需要克服的脫模力。可參考以下公式71估算。 （61）式中 脫模力，N；A塑件所包容的型芯的表面積，；p單位表面積上,塑件對型芯的的包緊力，MPa，大小因塑件的冷卻方式的不同而有所

47、差異，在模具內冷卻的塑件的包緊力通常取p=812MPa，模外冷卻的塑件取p=2439MPa；塑料的泊松比，查手冊得ABS的泊松比=0.5；模具型芯的脫模斜度，1°。計算得塑件的脫模力： 6.6推桿的結構形式由于本模具在開模后塑件留在定模一側，且塑件的外形比較簡單，所以在模具分型過程中采用簡單推出機構就能夠滿足要求。推桿所選用的材料采用45鋼，如圖63所示：圖63 推桿結構形式6.7 推桿位置的布置要求 在保證塑料制件可以順利脫模工況下，選取推桿的數量要求是越少則越好，而且同時要保證推出的時候不會影響到塑件的外表面質量，推桿合理布置的原則有如下幾條： （1）盡量使用直徑比較大的推桿，用

48、以增大推桿與塑件推出表面的接觸面積，并且使推桿的布置方式均勻和對稱，這樣能夠避免得塑件拔模推的過程所受的頂出力因夠不均勻和推桿彎曲變形； （2）推桿的布置位置應該布置在脫模力相對較大處； （3）推桿與型芯外表面之間要留有至少0.1 0.2mm的間距，以防止推桿頂出時接觸到型芯側壁，另外，應保證推桿的端面與接觸的型腔面平齊或者略高于型腔面大概0.050.1mm 9。第7章 相關尺寸參數的校核7.1 注塑機的校核（1）注塑量的校核 （71） （72）式中 V所選擇的注塑機的標稱注塑容量，單位為：；注塑系數，一般取0.750.85，無定型塑料取大值，結晶型塑料取小值，ABS為結晶型塑料，這里取=0.

49、80。要求一次注塑成型所需的塑料熔體體積大于注塑機的最小注塑量，不超過所選注塑機的最大注塑量。 由塑件的工藝性分析得：=0.75×140 =105 =0.25×140=3535=39.06105故注塑機的注塑量可滿足注塑要求。 （2）注射壓力的校核所選擇的注塑機的理論注塑壓力一定要大于制品材料所需要的注塑壓力，由前面的塑件工藝性分析可以知道ABS的成型注塑壓力為100140MPa，所選注塑機的額定注射壓力為125MPa，故在所需壓力的范圍內。 （3）鎖模力的校核在注塑成型過程中，由注塑機的噴嘴中所噴射出來的塑料熔體會產生非常大的注射壓力，使模具具有沿分型面產生一個分開的趨勢，這個壓力即漲模力。所以在模具的設計過程中注塑機產生的鎖模力必須大于漲模力，以防止合模后模具因閉合不緊密而使塑料熔體沿分型面出現溢邊現象，影響塑件外觀和尺寸精度。鎖模力可通過以下公式（73）進行校核。 (73)式中 F 注塑機額定鎖模力，N；K 安全系數，通常取1.11.2，這里取K=1.1；A 塑件和流道兩者在分型面上的投影面積之和，； 型腔的平均計算壓力，MPa，可按以下公式估算：式中 k壓力損耗系數，通常取0.250.5，這里取k=0.3；p注射壓力，Mpa，p=126MPa。綜上得漲模力故注塑機的鎖模能力能夠滿足工作要求。7.2 安裝尺寸的校核 本模具