設(shè)計(jì)臺(tái)燈底座下蓋板注射模具設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、. . . . 三 江 學(xué) 院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 臺(tái)燈底座下蓋板注射模具設(shè)計(jì) 院 系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造與其自動(dòng)化專業(yè) 學(xué) 號(hào) G095152002 學(xué)生 蔡 旺 指導(dǎo)教師起訖日期2012.12.172013.4.5 設(shè)計(jì)地點(diǎn) 三 江 學(xué) 院 28 / 32摘 要本文主要介紹了臺(tái)燈底座下蓋板注射模具的設(shè)計(jì)，塑件的材料是ABS塑料，通過(guò)分析塑料成型工藝制作決定了本模具的成型工藝方案。通過(guò)測(cè)繪零件圖紙，設(shè)計(jì)了一副標(biāo)準(zhǔn)模具，主要運(yùn)用鑲塊拼接方法解決了復(fù)雜造型簡(jiǎn)單化的問(wèn)題。對(duì)模具進(jìn)行了成型零部件、澆注系統(tǒng)、推出機(jī)構(gòu)和復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。選擇了合理的分型面，保證塑件脫模的順利。在制造方面，運(yùn)用數(shù)控車(chē)銑技術(shù)

2、，提高了模具加工精度和加工效率，從而保證產(chǎn)品的精度與工藝要求。關(guān)鍵詞：臺(tái)燈底座下蓋板, ABS塑料, 注射模具, 側(cè)澆口, 鑲塊AbstractThis article primarily describes table lamp base cover injection mould design, Plastic materials are ABS plastic. By analyzing the plastic molding process determines the process dies. Through parts of surveying and mapping, it d

3、esigned a standard mold. It splicing the main use of inserts to resolve the problem of complex modeling simplification. It was forming mold parts, injection system, introduction agencies and the reset mechanism design. It chose a reasonable sub-surface to ensure the smooth plastic stripping. In manu

4、facturing, It use NC milling technology, improved Mold Machining accuracy and processing efficiency, thus ensuring the accuracy of product and process requirementsKeywords:Lamp base under the cover, ABS plastic , Injection moulds , Side gate, Glut目 錄第一章 緒論11.1 塑料模具的現(xiàn)狀與展望11.2模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的人才培養(yǎng)定位與目標(biāo)1第二章塑料

5、產(chǎn)品分析與其工藝特點(diǎn)32.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性分析32.1.1 塑料的分析32.1.2 塑件的工藝分析42.2 塑件產(chǎn)品圖的測(cè)繪4第三章注射成型方案分析63.1 分型面與其選擇63.2 澆注系統(tǒng)分析6第四章模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)74.1 模架的選擇74.2 注塑機(jī)的選擇74.3 模具參數(shù)校核84.4 成型零部件設(shè)計(jì)94.4.1 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)94.4.2 成型零部件的工作尺寸計(jì)算104.5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)164.5.1主流道的設(shè)計(jì)174.5.2 分流道的設(shè)計(jì)184.5.3 澆口的設(shè)計(jì)204.6 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)214.6.1 推出力的計(jì)算214.6.2 推出機(jī)構(gòu)的選擇22第五章 模具的工作原理24致

6、27參考文獻(xiàn)28第一章 緒論1.1 塑料模具的現(xiàn)狀與展望隨著社會(huì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢(shì)，大批境外企業(yè)的涌入，使作為支持工業(yè)的模具行業(yè)迎來(lái)新一輪的發(fā)展機(jī)遇，模具行業(yè)在未來(lái)幾年里發(fā)展空間巨大。生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)等第一線對(duì)模具人才的需求量較大。這就為模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的創(chuàng)建和發(fā)展提供了良好的契機(jī)。 整體來(lái)看，中國(guó)塑料模具無(wú)論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大進(jìn)步，但與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求、世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進(jìn)口。在總量供不應(yīng)求的同時(shí)，一些低檔塑料模具卻供過(guò)于求，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，還有一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模

7、具也有供過(guò)于求的趨勢(shì)。 加入WTO，給塑料模具產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)，同時(shí)帶來(lái)更多的機(jī)會(huì)。由于中國(guó)塑料模具以中低檔產(chǎn)品為主，產(chǎn)品價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯，有些甚至只有國(guó)外產(chǎn)品價(jià)格的1/51/3，加入WTO后，國(guó)外同類產(chǎn)品對(duì)國(guó)沖擊不大，而中國(guó)中低檔模具的出口量則加大；在高精模具方面，加入WTO前本來(lái)就主要依靠進(jìn)口，加入WTO后，不僅為高精尖產(chǎn)品的進(jìn)口帶來(lái)了更多的便利，同時(shí)還促使更多外資來(lái)中國(guó)建廠，帶來(lái)國(guó)外先進(jìn)的模具技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)培養(yǎng)中國(guó)的專業(yè)模具人才起到了推動(dòng)作用。 雖然近幾年模具出口增幅大于進(jìn)口增幅，但所增加的絕對(duì)量仍是進(jìn)口大于出口，致使模具外貿(mào)逆差逐年增大。這一狀況在2006年已得

8、到改善，逆差略有減少。模具外貿(mào)逆差增大主要有兩方面原因：一是國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展，特別是汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展帶來(lái)了對(duì)模具旺盛需求，有些高檔模具國(guó)的確生產(chǎn)不了，只好進(jìn)口；但也確實(shí)有一些模具國(guó)可以生產(chǎn)，也在進(jìn)口。這與中國(guó)現(xiàn)行的關(guān)稅政策與項(xiàng)目審批制度有關(guān)。二是對(duì)模具出口鼓勵(lì)不夠?，F(xiàn)在模具與其它機(jī)電產(chǎn)品一樣，出口退稅率只有13%，而未達(dá)17%。    從市場(chǎng)情況來(lái)看，塑料模具生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展那些技術(shù)含量高的大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具，并大力開(kāi)發(fā)國(guó)際市場(chǎng)，發(fā)展出口模具。隨著中國(guó)塑料工業(yè)，特別是工程塑料的高速發(fā)展，可以預(yù)見(jiàn)，中國(guó)塑料模具的發(fā)展速度仍將繼續(xù)高于模具工

9、業(yè)的整體發(fā)展速度，未來(lái)幾年年增長(zhǎng)率仍將保持20%左右的水平。1.2模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的人才培養(yǎng)定位與目標(biāo)1. 專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)為熱愛(ài)社會(huì)主義祖國(guó)，擁護(hù)黨的基本路線，為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)需求服務(wù)的具有良好的政治品質(zhì)、思想素質(zhì)、道德品質(zhì)與有一定的基礎(chǔ)理論和專業(yè)技能，能適應(yīng)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)需要和適應(yīng)模具、行業(yè)發(fā)展需要，在具有必備的基礎(chǔ)理論知識(shí)和專門(mén)知識(shí)的基礎(chǔ)上，模具專業(yè)重點(diǎn)掌握從事模具制造、模具的裝配、維修等專業(yè)領(lǐng)域?qū)嶋H工作所需基本能力和基本技能，包括結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的塑料模具、沖壓模具零件的加工制造能力，常用模具生產(chǎn)設(shè)備的使用和維護(hù)能力，模具裝配和維護(hù)的能力，模具生產(chǎn)工藝的設(shè)計(jì)和實(shí)施能力等；專業(yè)重點(diǎn)掌握從

10、事普通機(jī)械加工、設(shè)備的使用和維護(hù)能力，零件生產(chǎn)工藝的設(shè)計(jì)、編程和實(shí)施能力等，均要求具有較快適應(yīng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線崗位需要的實(shí)際工作能力的德、智、體、美等全面發(fā)展的應(yīng)用型中等專業(yè)技術(shù)人才。2. 專業(yè)的人才培養(yǎng)主要定位在普通機(jī)械加工技術(shù)的應(yīng)用基層, 這在珠三角乃至全國(guó)都是人才需求最龐大的群體。他們的工作側(cè)重是普通機(jī)械加工設(shè)備的操作、設(shè)備的操作和簡(jiǎn)單設(shè)備的維護(hù)與維修等。他們不需要深入了解設(shè)備的技術(shù)細(xì)節(jié),但需要熟練掌握設(shè)備的工作原理與零件的加工流程。另外,有一些企業(yè)涉與設(shè)備等的銷售,他們也應(yīng)該了解市場(chǎng)營(yíng)銷的基本方法。3. 模具專業(yè)的人才培養(yǎng)主要定位在沖模、塑模的技術(shù)應(yīng)用基層,這在珠三角乃至全

11、國(guó)都是模具人才需求最龐大的群體。他們的工作側(cè)重是模具的生產(chǎn)操作、模具的制造和模具的裝配、維修等。他們不需要深入了解模具的技術(shù)細(xì)節(jié),但需要熟練掌握模具的工作流程。另外,有一些企業(yè)涉與模具標(biāo)準(zhǔn)件的銷售,他們也應(yīng)該了解市場(chǎng)營(yíng)銷的基本方法。第二章 塑料產(chǎn)品分析與其工藝特點(diǎn)2.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性分析本次課程設(shè)計(jì)的題目是臺(tái)燈底座下蓋板注射模具的設(shè)計(jì)，其產(chǎn)品如圖2.1所示。圖2.1 產(chǎn)品三維圖2.1.1塑料的分析臺(tái)燈底座下蓋板塑料件的材料是ABS塑料，ABS樹(shù)脂是五大合成樹(shù)脂之一，其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學(xué)藥品性與電氣性能優(yōu)良，還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點(diǎn)，容易涂裝、著色，還可以

12、進(jìn)行表面噴鍍金屬、電鍍、焊接、熱壓和粘接等二次加工，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車(chē)、電子電器、儀器儀表、紡織和建筑等工業(yè)領(lǐng)域，是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。ABS樹(shù)脂是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物，它將PS，SAN，BS的各種性能有機(jī)地統(tǒng)一起來(lái)，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。ABS外觀為不透明呈象牙色粒料，其制品可著成五顏六色，并具有高光澤度。ABS相對(duì)密度為1.05左右，吸水率低。ABS同其他材料的結(jié)合性好，易于表面印刷、涂層和鍍層處理。ABS的氧指數(shù)為1820，屬易燃聚合物，火焰呈黃色，有黑煙，并發(fā)出特

13、殊的肉桂味。ABS有優(yōu)良的力學(xué)性能，其沖擊強(qiáng)度極好，可以在極低的溫度下使用；ABS的耐磨性優(yōu)良，尺寸穩(wěn)定性好，又具有耐油性，可用于中等載荷和轉(zhuǎn)速下的軸承。ABS的耐蠕變性比PSF與PC大，但比PA與POM小。ABS的彎曲強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度屬塑料中較差的。ABS的力學(xué)性能受溫度的影響較大。ABS的熱變形溫度為93118，制品經(jīng)退火處理后還可提高10左右。ABS在-40時(shí)仍能表現(xiàn)出一定的韌性，可在-40100的溫度圍使用。ABS的電絕緣性較好，并且?guī)缀醪皇軠囟?、濕度和頻率的影響，可在大多數(shù)環(huán)境下使用。 ABS同PS一樣是一種加工性能優(yōu)良的熱塑性塑料，可用通用的加工方法加工。 ABS的熔體流動(dòng)性比PVC

14、和PC好，但比PE、PA與PS差，與POM和HIPS類似；ABS的流動(dòng)特性屬非牛頓流體；其熔體粘度與加工溫度和剪切速率都有關(guān)系，但對(duì)剪切速率更為敏感。ABS的熱穩(wěn)定性好，不易出現(xiàn)降解現(xiàn)象。ABS的吸水率較高，加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理。一般制品的干燥條件為溫度8085，時(shí)間24h；對(duì)特殊要求的制品(如電鍍)的干燥條件為溫度7080，時(shí)間1818h。ABS制品在加工中易產(chǎn)生應(yīng)力，應(yīng)力的大小可通過(guò)浸入冰乙酸中檢驗(yàn)；如應(yīng)力太大和制品對(duì)應(yīng)力開(kāi)裂絕對(duì)禁止，應(yīng)進(jìn)行退火處理，具體條件為放于7080的熱風(fēng)循環(huán)干燥箱24h，再冷卻至室溫即可。 2.1.2塑件的工藝分析臺(tái)燈底座下蓋板的上表面比較復(fù)雜，有許多臺(tái)階孔、加強(qiáng)

15、筋與突臺(tái)等，在制造型芯時(shí)具有一定的難度，在加工時(shí)需要選擇合理的刀具路徑。需要用鑲塊拼接才能合理有效的簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，選擇模架時(shí)需考慮鑲塊的大小。2.2 塑件產(chǎn)品圖的測(cè)繪經(jīng)過(guò)測(cè)繪，臺(tái)燈底座下蓋板的產(chǎn)品簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖2.2（a）、(b)：圖2.2（a）零件圖圖2.2 (b) 零件圖第三章 注射成型方案分析3.1 分型面與其選擇分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的一個(gè)重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、塑件的脫模和模具的制造工藝等有關(guān)，因此，分型面的選擇是注射模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵。通常模具的分型面與注射機(jī)的開(kāi)模方向垂直。開(kāi)模時(shí)將注射后的冷卻固化的塑件與澆注凝料從模體中頂出并取下（或自動(dòng)落下），再將模腔的雜物

16、清除，或?qū)⑶都蚧顒?dòng)型芯安放于模腔。但有時(shí)采用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)或取出點(diǎn)澆口的凝料往往需要從幾個(gè)方面進(jìn)行數(shù)次分型。臺(tái)燈底座下蓋板可以選擇單分型面注射成型，其分型面為臺(tái)燈底座下蓋板的上表面，在同一個(gè)平面分型，無(wú)需側(cè)向分型與側(cè)抽芯，塑件大部分在定模部分，動(dòng)模部分大多由鑲塊與型芯構(gòu)成，簡(jiǎn)化模具，方便脫模。3.2 澆注系統(tǒng)分析注射模澆注系統(tǒng)是將注塑機(jī)料筒中的熔融塑料從噴嘴高壓噴出后，穩(wěn)定而順暢地充入并同時(shí)充滿型腔的各個(gè)空間的通道。它在充模與塑件固化過(guò)程中還將注射壓力平衡的傳遞到型腔的各個(gè)部位，以獲得填充殷實(shí)、完整、質(zhì)量良好的塑件。臺(tái)燈底座下蓋板塑件根據(jù)要求模具采用一模兩件，采用側(cè)澆口進(jìn)料。從臺(tái)燈底座下蓋板塑

17、件的形狀分析，由于塑件大部分在定模，且一模兩件，方便加工測(cè)繪，塑件對(duì)稱放置，側(cè)澆口進(jìn)料，澆口即設(shè)計(jì)在對(duì)稱中心。第四章 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1 模架的選擇通過(guò)塑件分析，選用龍記模胚3040，模架簡(jiǎn)圖如圖4.1所示。圖4.1 模板4.2 注塑機(jī)的選擇根據(jù)塑件的形狀與尺寸，計(jì)算其在分型面上的投影面積和塑件以與澆注系統(tǒng)的質(zhì)量，計(jì)算所需鎖模力、總注射物料量，然后才能初選設(shè)備。由于制品的外觀由許多孔和凸臺(tái)組成，形狀復(fù)雜，首先利用Pro/E軟件的分析功能對(duì)制品的體積和在分型面上的投影面積進(jìn)行計(jì)算與測(cè)量。在Pro/E軟件里打開(kāi)三維模型，利用其質(zhì)量屬性分析對(duì)表面積、體積、質(zhì)量進(jìn)行分析與計(jì)算。根據(jù)軟件計(jì)算得出結(jié)果如

18、下：塑件在分型面上的投影面積：10381.625mm2塑件體積：V=108.3m3塑件密度： =1.05g/cm3所以塑件的質(zhì)量： m= 108.3×(1.05)=113.72g根據(jù)塑件的注塑量、分型面的投影面積和模具的合模高度選擇注塑機(jī)的型號(hào)如表4.1表4.1 型號(hào)為XS-ZY-125的注塑機(jī)參數(shù)g臥式額定注射量(cm3)125螺桿直徑()40注射壓力(MPa)120注塑時(shí)間(S)1.6注射行程(mm)115螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)29、43、56、69、83、101鎖模力(KN)900拉桿間距()260×290最大開(kāi)模行程(mm)300最大模具厚度()300最小模具厚度(

19、)200鎖模形式雙曲肘模具定位孔直徑()125噴嘴球半徑()SR15噴嘴孔徑()44.3 模具參數(shù)校核1. 注射量的校核:要求注射量不超過(guò)注射機(jī)的最大注射量，在注塑生產(chǎn)中，注塑機(jī)每一個(gè)成型周期向模具腔注入的塑料熔體體積或質(zhì)量稱為塑件的注射量，其中包括澆注系統(tǒng)所存留的塑料熔體體積，選擇注塑機(jī)時(shí)，必須保證塑件的注射量小于注塑機(jī)的最大注射量的（8085）%，最小注射量不小于注塑機(jī)注射量的20%，根據(jù)式kMmaxM M=Mi+m式中 Mmax注塑機(jī)最大注射量/mm3；Mi澆注系統(tǒng)凝料的質(zhì)量或體積/mm3；m單個(gè)制件質(zhì)量或體積/mm3；n型腔數(shù)目/個(gè)；k注射機(jī)最大注射量利用系數(shù)，一般取0.8。0.8&#

20、215;1250.0178+0.0230.0408mm3。故：注射機(jī)注射量滿足要求。2. 注射壓力的校核塑料成型所需要的注射壓力是由塑料品種、注射機(jī)類型、噴嘴形式、塑件形狀以與澆注系統(tǒng)的壓力損失等因素決定的。注射壓力的校核是檢驗(yàn)注射機(jī)的最大注射壓力能否滿足制品的成型要求。所選的塑料原料為ABS，制件結(jié)構(gòu)合理，流體流動(dòng)性能好，其注射壓力在（70100）Mpa之間，其值在所選的注射機(jī)成型圍之，故能滿足要求。3. 鎖模力的校核注射時(shí)塑料熔體充滿型腔的時(shí)候，存在較大的壓力，它會(huì)使模具從分型面漲開(kāi)，該壓力等于塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上不重合的投影面積之和乘以型腔的壓力，它應(yīng)小于注射機(jī)的最大鎖模力，才能使注

21、射時(shí)不發(fā)生溢料和漲?，F(xiàn)象。為了保證注射成型過(guò)程當(dāng)中型腔能夠可靠的鎖閉，必須滿足：（nA1+Aj）pFn(2515.12+641.3)12080%=265kN<900kN故：注射機(jī)鎖模力滿足要求。4. 安裝部分尺寸校核模具厚度校核：由于注射機(jī)的動(dòng)模和定模固定板之間的距離都有一定的調(diào)節(jié)量H，因此，對(duì)安裝使用的模具厚度有一定的限制，一般情況下，模具的實(shí)際厚度H必須在注射機(jī)允許安裝的最大模具厚度和最小模具厚度之間。所選用的注射機(jī)的模具最大厚度Hmax為300mm，最小模具厚度Hmin為200mm。所設(shè)計(jì)的模具總厚度為265mm，此值在所選注射機(jī)的最大模具厚度和最小模具厚度之間。因此，設(shè)計(jì)的模具厚

22、度滿足注射機(jī)對(duì)模具的合模要求。4.4 成型零部件設(shè)計(jì)模具合模后，在動(dòng)模板與定模板之間的某些零部件組成一個(gè)能填充塑料熔體的模具型腔，模具型腔的形狀的與尺寸就決定了塑料制件的形狀與尺寸。構(gòu)成模具型腔的所有零部件稱為成型零部件。4.4.1成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成形零件是決定塑件幾何形狀和尺寸的零件。它是模具的主要部分，主要包括凹模、凸模與鑲件、成型桿和成型環(huán)等。凹模亦稱型腔，是成型塑件外表面的主要零件；凸模亦稱型芯，是成型塑件表面的零件，而成型其他小孔的型芯稱為小型芯或成型桿。凹、凸模按結(jié)構(gòu)不同主要可分整體式和組合式兩種結(jié)構(gòu)形式。1）整體式的凹模和凸模是指直接在整塊模板上加工出凹、凸形狀的結(jié)構(gòu)形式。其

23、特點(diǎn)是牢固、不易變形，不會(huì)使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡。但是加工困難，熱處理不方便，整體式凸模還有消耗模具鋼多、浪費(fèi)材料等缺點(diǎn)。所以整體式凹、凸模結(jié)構(gòu)常用于形狀簡(jiǎn)單的單個(gè)型腔中、小型模具或工藝試驗(yàn)?zāi)＞摺?）組合式凹模、凸模結(jié)構(gòu)是指由兩個(gè)或兩個(gè)以上的零件組合而成的凹?；蛲鼓?。按組合方式的不同，可分為整體嵌入式、局部鑲嵌式和四壁拼合式等形式。，整體嵌入式多用于小型塑件多型腔的成型，使的各個(gè)型腔和型芯可以單獨(dú)加工，通過(guò)H7/m6的配合壓入到模板中，這種結(jié)構(gòu)加工效率高，拆裝方便，容易保證形狀和尺寸精度。局部鑲嵌式多用于型腔、型芯有些局部不易加工成型或需要經(jīng)常更換的模具結(jié)構(gòu)。四壁拼合式主要用于大型和形狀復(fù)雜的凹

24、模，通過(guò)把型腔四壁和底板分別加工，經(jīng)研磨后壓入模套中組成型腔。4.4.2成型零部件的工作尺寸計(jì)算影響塑件的尺寸精度的因素很多，概括的說(shuō)，有塑料原材料的、塑件結(jié)構(gòu)和成型工藝、模具結(jié)構(gòu)、模具制造和裝配、模具使用中的磨損的因素。在一般情況下，原材料收縮率的波動(dòng)、模具的制造公差和成型零件的磨損是影響塑件的主要原因。因?yàn)槭湛s率的波動(dòng)引起塑件尺寸誤差隨塑件尺寸的增大而增大，因此，生產(chǎn)大型塑件時(shí)，收縮率波動(dòng)是影響塑件精度的主要因素，若單靠提高模具制造精度是困難和不經(jīng)濟(jì)的，應(yīng)穩(wěn)定成型工藝條件和選擇收縮率波動(dòng)較小的塑料；生產(chǎn)小型塑件時(shí)，模具制造公差和成型零件的磨損是影響塑件尺寸精度的主要因素，因此，應(yīng)提高模具制

25、造精度等級(jí)和減少磨損。 1、 收縮率的確定 ABS塑料的收縮率為0.4%0.7%，該塑料的平均收縮率為=（0.4%+0.7%）/2=0.55% 2、精度的確定 對(duì)于ABS塑料而言，對(duì)于標(biāo)注公差，高精度選用MT2，一般精度選用MT3，對(duì)于未注公差選用MT5。 3、型腔和型芯相關(guān)尺寸計(jì)算（1）上型腔鑲塊尺寸的計(jì)算：圖4.2 上型腔鑲塊徑向尺寸的計(jì)算式中 模具型腔徑向基本尺寸；塑件外表面的徑向基本尺寸； 塑件外表面的徑向基本尺寸的公差；模具成型零件制造公差；塑件平均收縮率。L1 =(1+0.0055)*115-0.75*0.580.58/3 0 =115.1975+0.19330 L2=(1+0.0

26、055)*66-0.75*0.460.46/30 =66.018+0.15330 L3=(1+0.0055)*0.5-0.75*0.120.12/30=0.41275+0.040高度尺寸的計(jì)算： 式中 模具型腔徑向基本尺寸；塑件凸起部分高度基本尺寸； 塑件外表面的徑向基本尺寸的公差；模具成型零件制造公差；塑件平均收縮率。 H1=（1+0.0055）*3-0.5*0.120.12/30 =3.0105+0.040 H2=（1+0.0055）*0.5-0.5*0.120.12/30 =0.44275+0.040（2）下型腔鑲塊的尺寸計(jì)算：圖4.3 下型腔鑲塊徑向尺寸的計(jì)算：L1 =(1+0.005

27、5)*49.5-0.75*0.360.36/30 =49.50225+0.120L2=(1+0.0055)*50.5-0.75*0.400.40/3 0 =50.47775+0.13330L3 =(1+0.0055)*7-0.75*0.160.16/3 0 =6.9185+0.0530L4=(1+0.0055)*2.5-0.75*0.120.12/3 0 =2.42375+0.040L5 =(1+0.0055)*8-0.75*0.160.16/3 0 =7.924+0.0530L6 =(1+0.0055)*6-0.75*0.140.14/3 0 =5.928+0.04670L7 =(1+0.0

28、055)*12-0.75*0.180.18/3 0 =11.931+0.060高度尺寸的計(jì)算：H1=（1+0.0055）*8-0.5*0.160.16/30 =7.9640.0530H2=（1+0.0055）*4-0.5*0.140.14/30 =3.9520.070H3=（1+0.0055）*5-0.5*0.140.14/30 =4.95750.070 （3） 凸模鑲塊的尺寸計(jì)算：圖4.4(a) 凸模鑲塊圖4.4（b）凸模鑲塊徑向尺寸的計(jì)算 模具徑向成型尺寸；塑料的平均收縮率；塑件徑向的基本尺寸；塑件的公差；模具的制造公差，一般取塑件公差的1/3。l1 =(1+0.0055)*31.5+0.

29、75*0.320-0.32/3 =31.913250-0.1067L2 =(1+0.0055)*49.5+0.75*0.360-0.36/3 =50.042250-0.12L3 =(1+0.0055)*40.5+0.75*0.360-0.36/3 =40.992750-0.12L4 =(1+0.0055)*5+0.75*0.140-0.14/3 =5.13250-0.0467L5 =(1+0.0055)*3+0.75*0.120-0.12/3 =3.10650-0.04高度尺寸的計(jì)算 式中 模具型芯徑向基本尺寸；塑件孔或凹槽深度尺寸； 塑件表面的徑向基本尺寸的公差；模具成型零件制造公差；塑件平

30、均收縮率。h1 =(1+0.0055)*1+0.5*0.120-0.12/3 =1.06550-0.04H2 =(1+0.0055)*10+0.5*0.160-0.16/3=10.1750-0.053H3 =(1+0.0055)*8+0.5*0.160-0.16/3 =8.1640-0.053（4）上型芯的計(jì)算圖4.5 上型芯徑向尺寸計(jì)算：l1 =(1+0.0055)*6+0.75*0.140-0.14/3 =6.1380-0.047高度尺寸計(jì)算：h1 =(1+0.0055)*32+0.5*0.320-0.32/3 =32.3360-0.1067(5) 下型芯的計(jì)算圖4.6 下型芯徑向尺寸計(jì)算

31、：l1 =(1+0.0055)*6+0.75*0.140-0.14/3 =6.1380-0.047L2 =(1+0.0055)*3+0.75*0.120-0.12/3 =3.10650-0.04高度尺寸計(jì)算h1 =(1+0.0055)*27+0.75*0.280-0.28/3 =27.28850-0.093H2 =(1+0.0055)*28+0.75*0.280-0.28/3 =28.2940-0.0934.5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是指模具中由注塑機(jī)到型腔之間的進(jìn)料通道。澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)合理與否對(duì)塑件的性能、

32、尺寸、質(zhì)量與模具結(jié)構(gòu)、塑件的利用率等有較大的影響。對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)，一般應(yīng)遵循以下基本原則：1結(jié)合型腔布局的考慮，盡可能采用平衡式分流道布置。2盡量縮短熔體的流動(dòng)距離，以便降低壓力的損失、縮短充模時(shí)間。因此，澆注系統(tǒng)的長(zhǎng)度應(yīng)盡可能的短，斷面尺寸合理，應(yīng)盡量減少流道的彎折。3澆口尺寸、位置和數(shù)量的選擇十分關(guān)鍵，應(yīng)有利于熔體流動(dòng)，避免產(chǎn)生湍流，渦流、噴射和蛇形流動(dòng)，并有利于排氣和補(bǔ)縮。4避免高壓熔體對(duì)模具型芯和嵌件產(chǎn)生沖擊，防止變形和位移的產(chǎn)生。5澆注系統(tǒng)的凝料方向應(yīng)方便可靠，凝料應(yīng)易于和制品分離或者易于切除和修整。6熔接痕部位與澆口尺寸，數(shù)量與位置有直接的關(guān)系，設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)也優(yōu)先考慮到了熔接痕

33、的部位，形態(tài)以與對(duì)制品質(zhì)量的影響。7盡量減少因開(kāi)設(shè)澆注系統(tǒng)而造成的塑料凝料用量的增加。8澆注系統(tǒng)的模具工作表面應(yīng)達(dá)到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中澆口應(yīng)有IT8以上的精度要求。9設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮儲(chǔ)存冷料的措施。10應(yīng)盡可能使主流道中心與模板中心重合，若無(wú)法重合也應(yīng)該使兩者的偏離距離盡可能縮小。4.5.1主流道的設(shè)計(jì)主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注塑機(jī)的噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分流道中。其形狀為圓錐形，主流道的尺寸直接影響到熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間。由于主流道要與高溫熔體與注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，所以在注射模中主流道部分做成可拆卸更換的澆口套。主流道垂直于分型面，通常設(shè)計(jì)于模具的澆

34、口套中，為了讓主流道凝料能順利的從澆口套中拔出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，錐角2°6°，為了讓熔融的塑料從噴嘴完全進(jìn)入主流道而不溢出，應(yīng)使主流道與注射機(jī)的噴嘴緊密對(duì)接，小端直徑比注射機(jī)噴嘴直徑大0.51mm,小端的前面是球面，其深度為35mm，注射機(jī)的球面在此與澆口套接觸并且貼合，澆口套前端球面半徑比噴嘴球面半徑大12mm，為了減少料流轉(zhuǎn)向過(guò)渡時(shí)的阻力，主流道大端處采用圓角過(guò)渡，其半徑這里取3mm，在保證制品成型的條件下，主流道的長(zhǎng)度應(yīng)盡可能的短，以減少壓力損失與費(fèi)料，一般取小于或等于60mm。流道的表面粗糙度Ra0.8um。材料：碳素工具鋼（如T8A、T10A），熱處理淬火硬度

35、5357HRC。根據(jù)所選擇的注塑機(jī)型號(hào)XS-ZY-125得出：注射機(jī)噴嘴圓弧半徑=12mm;噴嘴孔直徑為=4mm。所以，主流道小端直徑d取5.5mm；深度取5mm；錐角取4°；主流道前端球面半徑R為13mm。配合形式：主流道襯套與定模座板采用過(guò)渡配合H7/m6, 所以其尺寸為直徑,定模座板上對(duì)應(yīng)的孔直徑為：，配合長(zhǎng)度為與定位圈用間隙配合H9/f9，故尺寸為，定位圈上對(duì)應(yīng)的孔為，如圖4.7所示。圖4.7 主流道4.5.2分流道的設(shè)計(jì)在多型腔或單型腔多澆口（塑件尺寸大）時(shí)應(yīng)設(shè)置分流道，分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動(dòng)通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前，

36、通過(guò)截面積的變化與流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過(guò)渡段。因此分流道設(shè)計(jì)應(yīng)滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài)，并在流動(dòng)過(guò)程中壓力損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔。1分流道的截面形狀與尺寸分流道開(kāi)設(shè)在動(dòng)定模分型面的兩側(cè)或任意一側(cè),其截面盡量使其比表面積(流道表面積與其體積之比)小，使溫度較高的塑料熔體和溫度相對(duì)較低的模具之間提供較小的接觸面積，以減少熱量損失。分流道的形狀尺寸主要取決于制品的大小，模具結(jié)構(gòu)以與所加工塑料的種類。一般來(lái)講，隨著制品尺寸與壁厚的增加，由于熔體在大截面流道比在小流道流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的阻力小，因此大截面流道更能促進(jìn)模具的填充過(guò)程。若分流道長(zhǎng)，則流程長(zhǎng)，塑件的粘度應(yīng)更小

37、一些。此外，還應(yīng)該考慮制品生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性，否則與成型的制品相比，分流道截面太大，會(huì)影響冷凝料以與冷卻時(shí)間，造成材料和時(shí)間上的浪費(fèi)。影響分流道形狀和尺寸的因數(shù)有制品體積、壁厚T 、塑料材料、流程長(zhǎng)度、流動(dòng)阻力、表面積與體積比、熱量損失磨損損失、冷卻時(shí)間、冷凝料量、制造費(fèi)用、模具形式等。常用的分流道截面形式有圓形、梯形、U形、半圓形與矩形等幾種形式。圓形截面，表面積/體積比最小，冷卻速度最低，熱量與摩擦損失??；進(jìn)料流道中心冷凝慢，有利于保壓；但要開(kāi)設(shè)在分型面兩側(cè)，制造時(shí)要注意模板上兩部分形狀對(duì)中吻合，即要求同時(shí)在兩半模上加工原形凹槽，難度大，費(fèi)用高；拋物線截面與之相比，熱損失大，冷凝料多，但由于截面

38、近似于圓弧，所以繼承了圓形截面的大部分優(yōu)點(diǎn)，且在單邊加工時(shí)比較容易；梯形截面有時(shí)可用來(lái)代替拋物線截面，但熱損失和冷凝料更多；半圓形截面分流道需要用球頭銑刀加工，表/體比較大；矩形截面比表面積較大，且流動(dòng)阻力也大；后兩種截面形式在設(shè)計(jì)中一般不使用。綜合考慮各種因素，確定本設(shè)計(jì)采用以下分流道見(jiàn)圖4.8：圖4.8 分流道為了便于加工與凝料脫模，分流道大多設(shè)置在分型面上，分流道截面形狀一般為圓形、梯形、U形、半圓形與矩形等，工程設(shè)計(jì)中常采用梯形截面加工工藝性好，且塑料熔體的熱量散失流動(dòng)阻力均不大，一般采用下面的經(jīng)驗(yàn)公式可確定其截面尺寸：式中 -梯形大底邊的寬度(mm)-塑件的重量(g)-分流道的長(zhǎng)度(

39、mm)-梯形的高度(mm)梯形的側(cè)面斜角a常取5°15°，在應(yīng)用上式時(shí)應(yīng)注意它的適用圍，即塑件厚度在3.2mm以下，重量小于200g，且計(jì)算結(jié)果在3.29-5mm圍才合理。2分流道的表面粗糙度由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有部塑料熔體的流動(dòng)狀態(tài)較為理想，因面分流道的表面粗糙度Ra不宜太小，以防將冷料帶入型腔，一般取1.6m左右即可，這樣表面稍不光滑，可增大外層塑料熔體的流動(dòng)阻力，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，減小流速，從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動(dòng)時(shí)具有適宜的剪切速率和剪切熱。此外，為了有利于塑料的流動(dòng)和填充，防止產(chǎn)生反壓力，消耗

40、動(dòng)能，分流道與澆口的連接處既在澆口進(jìn)料口端導(dǎo)圓過(guò)渡。實(shí)際加工時(shí)，用銑床銑出流道后，稍微省一下模，省掉加工紋理就行了。（省模：制造模具的一道很重要的工序，一般配備了專業(yè)的省模女工，即用打磨機(jī)，沙紙，油石等打磨工具將模具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙度）。4.5.3澆口的設(shè)計(jì)澆口是連接流道和型腔之間的一段細(xì)短通道。一般這段很短的通道截面很小，當(dāng)熔融的塑料在高壓下通過(guò)澆口時(shí)，因?yàn)闈部诘慕孛娣e很小，使塑料流速加快，而由于摩擦的作用，又使塑料的溫度升高，黏度降低，提高了塑料的流動(dòng)性，有利于充滿型腔。因?yàn)樗菨沧⑾到y(tǒng)的關(guān)鍵部位，所以，澆口的位置與其形狀、尺寸的設(shè)計(jì)的正確與否直接決定著塑件質(zhì)量、注射效

41、果、注射效率。一般來(lái)說(shuō)，注射塑件出現(xiàn)的缺陷，如缺料、縮孔、融接痕、翹曲變形也往往是澆口設(shè)計(jì)不當(dāng)造成的。除直接澆口外 他們的作用如以下幾點(diǎn)：（1）熔體充模后，首先在澆口去凝固，當(dāng)注射機(jī)螺桿抽回時(shí)可防止熔體向流道回流。（2）熔體在流經(jīng)狹窄的澆口時(shí)會(huì)產(chǎn)生摩擦熱，使熔體溫度升高，有助于充模。（3）易于切除澆口尾料。側(cè)向進(jìn)料的側(cè)澆口，一般厚度t=0.52.0mm，寬度b=1.55.0mm,澆口的長(zhǎng)度l=0.72.0mm。圖4.9 側(cè)澆口4.6 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)每次注射模在注射機(jī)上合模注射結(jié)束以后，都必須將模具打開(kāi)，然后把成型后的塑料制件與澆注系統(tǒng)的凝料從模具中推出，完成推出脫模的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)

42、設(shè)計(jì)的合理性與可靠性直接影響到塑件的質(zhì)量，因此，推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是注射模設(shè)計(jì)中很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求：（1）推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量使塑件留于動(dòng)模一側(cè)；（2）塑件在推出過(guò)程中比發(fā)生變形與損壞；（3）不損壞塑件的外觀質(zhì)量；（4）合模時(shí)應(yīng)使推出機(jī)構(gòu)正確復(fù)位；（5）推出機(jī)構(gòu)動(dòng)作可靠。4.6.1推出力的計(jì)算為了使塑件易于脫模，在動(dòng)模上沿塑件脫模方向都應(yīng)有脫模斜度和較高的表面質(zhì)量。根據(jù)塑件尺寸，可取一定的脫模斜度，脫模斜度的大小一般為0.20.5注射成型后，塑件在模具冷卻定型，由于體積的收縮，對(duì)型芯產(chǎn)生包緊力。塑件要型芯中脫出，就必須克服因包緊力而產(chǎn)生的摩擦阻力。實(shí)踐證明，塑件在剛開(kāi)始脫模時(shí)，所

43、需要克服的阻力最大，也就是說(shuō)這時(shí)候所要的脫模力最大。脫模力由下式計(jì)算Ft=Ap(cos-sin)式中 Ft-脫模力；A-塑件包絡(luò)型芯的面積；塑件對(duì)鋼的摩擦系數(shù)；p塑件對(duì)型芯單位面積的包緊力，其值與塑件的幾何形狀以與塑料的品種、成型工藝有關(guān)。一般情況下，模外冷卻的塑件p約取2440Mpa；模冷卻的塑件約812Mpa-塑件在熱狀態(tài)下的摩擦系數(shù)，一般取=0.150.20;-脫模斜度（或塑件的斜度）。臺(tái)燈底座下蓋板的相關(guān)參數(shù)為 =107002，P=10MPa,=0.15, =40；=10000×10(0.15cos40-sin40)=14.96KN由于影響脫模力大小的因素很多，如塑料與鋼的粘

44、附力、大氣壓力、推出機(jī)構(gòu)本身運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦阻力以與成型工藝條件的波動(dòng)。因此，脫模力的計(jì)算只是一個(gè)大概的參考。4.6.2推出機(jī)構(gòu)的選擇注射模具的推出系統(tǒng)（即推出機(jī)構(gòu)），如圖為塑料制品的脫模裝置，如圖4.10所示。當(dāng)熔融塑料在模具型腔當(dāng)中固化后，要由特定的方式切實(shí)可靠的將其從模具的一側(cè)將其推頂出來(lái)，在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，不能使制品發(fā)生變形，而達(dá)不到成型要求、“白化”以與卡滯現(xiàn)象。除此之外，該裝置還必須保證在模具閉合時(shí)，不會(huì)與模具其它零部件產(chǎn)生干涉地回到初始頂出位置，以便進(jìn)行重復(fù)不斷的成型加工。圖4.10 推桿在設(shè)計(jì)推出結(jié)構(gòu)之前，設(shè)計(jì)者必須首先確定制件的留模形式（動(dòng)模部分、定模部分、動(dòng)定模部分），推出結(jié)構(gòu)必須設(shè)計(jì)在制品滯留的模具部分中。通常由于注射機(jī)的頂出機(jī)構(gòu)設(shè)置在動(dòng)模板一側(cè)，因此大部分模具的推出結(jié)構(gòu)設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)。1推出行程 推出行程一般規(guī)定使頂出的制品脫離模具510mm，在成型一些形狀簡(jiǎn)單或桶形制件時(shí)，也可以取其深度