貴州大學(xué)注塑課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、GUIZHOU UNIVERSITY課程設(shè)計(jì)課程名稱：塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院專 業(yè)：材料成形及控制工程姓名：Mr丄i學(xué) 號(hào)：1308030000年級(jí)：2013級(jí)任課教師：干雪梅2016年7月 4日目 錄刖言1課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 2.第一章 塑件工藝分析 3.一、材料性能分析3.二、成型特性及條件 3.三、結(jié)構(gòu)工藝性4.四、零件的體積及質(zhì)量估算 4五、零件的二維及三維圖紙 4第二章注射成型機(jī)的選用 5.第三章 塑件在模具中的位置 6.一、確定型腔數(shù)目 6.二、型腔的布置7.三、分型面的選擇7.第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8.一、主流道的設(shè)計(jì)8.二、分流道的設(shè)計(jì)8.三、澆口的設(shè)計(jì)9.

2、四、冷料穴的設(shè)計(jì)9.五、定位環(huán)及澆口套的設(shè)計(jì) 9第五章 成型零部件的設(shè)計(jì) 10一、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10二、成型零部件工作尺寸的計(jì)算 11三、型腔壁厚的計(jì)算 12四、型腔底板厚的計(jì)算 13第六章模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.4一、模架的選用14二、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)14三、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)15四、排氣機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 16五、溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16第七章注射機(jī)的校核 1.8一、模具安裝尺寸的校核18二、開模行程的校核19三、最大注射量的校核 19四、鎖模力的校核19附錄A動(dòng)模零件圖21附錄B定模零件圖22附錄C模具總裝配圖 23總結(jié)24參考文獻(xiàn)25本次課程設(shè)計(jì)是將我們本學(xué)期所學(xué)的塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)的理論知識(shí) 與

3、我們平時(shí)積累的相關(guān)知識(shí)容以及軟件的應(yīng)用相結(jié)合， 將理論知識(shí)應(yīng)用于具體實(shí) 踐，完成一個(gè)零件的模具的完整設(shè)計(jì)過(guò)程，并對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行鞏固和加深理解。隨著塑料等非金屬材料在工業(yè)產(chǎn)品中的廣泛應(yīng)用， 模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的 作用也越來(lái)越大。在機(jī)械、電子等行業(yè)中，有一半以上的產(chǎn)品是采用模具制造的 方法。利用模具成型的生產(chǎn)方法很多，其中注塑成型具有制成品精度高、生產(chǎn)效 率高和可以用來(lái)生產(chǎn)幾何形狀非常復(fù)雜的產(chǎn)品等特點(diǎn)，在整個(gè)塑料制品生產(chǎn)行業(yè) 中具有非常重要的地位。模具是塑料成型加工的重要裝備， 其設(shè)計(jì)周期、生產(chǎn)效 率和質(zhì)量直接影響產(chǎn)品的進(jìn)度、成本和效率。CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比 較成熟的共性技術(shù)，近年

4、來(lái)模具CAD/CAM技術(shù)的硬件與軟件價(jià)格已降低到中小 企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進(jìn)一步普及創(chuàng)造了良好的條件；基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAM/CAE 一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見(jiàn)端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型 CAD/CAM系統(tǒng) 無(wú)法滿足實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程分工協(xié)作要求的問(wèn)題；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐 步提高；塑料制件及模具的3D設(shè)計(jì)與成型過(guò)程的3D分析將在我國(guó)塑料模具工 業(yè)中發(fā)揮越來(lái)越重 要的作用。因此此 次課程實(shí)際 工程中也大量應(yīng)用 了了 CAD/CAM 技術(shù)。本說(shuō)明書主要介紹一套模具的具體設(shè)計(jì)過(guò)程，從零件的二維建模，到三維建 模，在到塑件的工藝分析、分型面的選擇、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、模架的的選用、注 塑機(jī)的選擇

5、等等。編寫本說(shuō)明書時(shí)，力求符合設(shè)計(jì)步驟，詳細(xì)說(shuō)明了塑料注射模 具設(shè)計(jì)方法，以及各種參數(shù)的具體計(jì)算方法，如塑件的成型工藝、塑料脫模機(jī)構(gòu) 的設(shè)計(jì)等。在設(shè)計(jì)該模具的同時(shí)總結(jié)了以往模具設(shè)計(jì)的一般方法、步驟，模具設(shè)計(jì)中常用的公式、數(shù)據(jù)、模具結(jié)構(gòu)及零部件。把以前學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)知識(shí)融匯到綜合 應(yīng)用本次設(shè)計(jì)當(dāng)中來(lái)，達(dá)到學(xué)以致用的目的。由于本人設(shè)計(jì)水平有限，在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免有錯(cuò)誤之處，望老師批評(píng)指正。課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生信息學(xué)號(hào)1308030031學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院班級(jí)兵專業(yè)材料成形及控制工程成型131教師 信息干雪梅職稱任務(wù)書發(fā)出時(shí)間題目防塵塞的注塑模設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)起止時(shí)間周數(shù)2主要容：1、CAD抄畫塑件料產(chǎn)品二維圖，掌握

6、其特點(diǎn)（包括形狀、尺寸、成型特性、 可能出現(xiàn)的缺陷等）后，將零件通過(guò) UG生成三維零件，計(jì)算體積和質(zhì)量。2、塑件的工藝性分析，確定工藝參數(shù)。3、制定模具總體方案（包括選擇注塑機(jī)、模架類型、型腔數(shù)量、分型面、澆 注系統(tǒng)、頂出形式等）。4、計(jì)算模具零件（包括成型零件尺寸、模板強(qiáng)度和剛度）。5、CAD繪制成型零件圖、正式模具裝配圖（包括各種尺寸、技術(shù)條件、零件 明細(xì)表）。6、編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書（包括產(chǎn)品分析、方案比較、尺寸計(jì)算以及強(qiáng)度、剛 度校核等）。主要要求：1、塑件的三維實(shí)體造型正確無(wú)誤，工藝方案的確定（設(shè)計(jì)）合理可行；2、成型零部件尺寸計(jì)算正確無(wú)誤；3、 CAD塑件圖1,零件三維零件電子文件一

7、份（使用 UG8.5 prt文件），成 型零件圖1-2，模具裝配簡(jiǎn)圖1,圖紙要符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；4、設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書不少于 0.5萬(wàn)字，分析要清晰，層次要分明，文理要通 順精練，格式符合規(guī)要求；5、在設(shè)計(jì)、計(jì)算及繪圖中應(yīng)按規(guī)要求進(jìn)行。主要參考文獻(xiàn)：1 齊曉杰主編塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)2 王善勤主編.塑料注射成型工藝與設(shè)備，中國(guó)輕工業(yè).3 何忠保.典型零件模具圖冊(cè)，機(jī)械工業(yè)第一章塑件工藝分析一、材料性能分析尼龍1010 （PA1010）塑料是半透明、輕而硬、表面光亮的結(jié)晶形白色或微 黃色顆粒，相對(duì)密度和吸水性比尼龍 6和尼龍66低，機(jī)械強(qiáng)度高，沖擊韌性、 耐磨性和自潤(rùn)滑性好，耐寒性比尼龍 6

8、好，熔體流動(dòng)性好，易于成型加工，但熔 體溫度圍較窄，高于100C時(shí)長(zhǎng)期與氧接觸會(huì)逐漸呈現(xiàn)黃褐色， 且機(jī)械強(qiáng)度下降， 熔融太時(shí)與氧接觸極易引起熱氧化降解。工程塑料聚酰胺1010是我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的工程塑料聚酰胺品種，由賽璐珞廠在 1958年研制成功。由于工程塑料聚酰胺 1010具有工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備無(wú)特殊要求、 技術(shù)容易掌握、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定以及綜合性能優(yōu)良等特點(diǎn)，因而發(fā)展迅速。工程塑料聚酰胺1010是一種半透明白色或微黃色堅(jiān)韌固體，具有工程塑料聚酰胺的一 般共性，對(duì)霉菌的作用非常穩(wěn)定，對(duì)光作用很穩(wěn)定。工程塑料聚酰胺1010是我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的一種工程塑料，用蓖麻油做原料，提取癸二胺及癸二酸再縮合而成的。 成本低、經(jīng)濟(jì)

9、效果好、自潤(rùn)滑性和耐磨性極好、耐油性好，脆性轉(zhuǎn)化溫度低（約 在-60C），機(jī)械強(qiáng)度較高，廣泛用于機(jī)械零件和化工、電氣零件。工程塑料聚酰胺1010具有優(yōu)越的延展性，同時(shí)具有優(yōu)良的常溫和低溫沖擊 性能。工程塑料聚酰胺1010在高于100C下，長(zhǎng)期與氧接觸逐漸變黃，機(jī)械強(qiáng) 度下降，特別是在熔融狀態(tài)下極易熱氧化降解。PA1010 （尼龍1010）塑料還具有較好的電氣絕緣性和化學(xué)穩(wěn)定性，無(wú)毒。 不溶于大部分非極性溶劑，如烴、脂類、低級(jí)醇等，但溶解于強(qiáng)極性溶劑，如苯 酚、濃硫酸、甲酸、水合三氯乙醛等，耐霉菌、細(xì)菌和蟲蛀。二、成型特性及條件PA1010塑膠原料熔程較窄，一般為 34° C。熔融流動(dòng)

10、性較好。適合注射 成型、擠出成型和吹塑成型。其注塑成型工藝的溫度要求為：料筒溫度：后部190210° C中部200220° C前部210230° C噴嘴200210° C模具溫度2040° C注射壓力6080MPa注射周期3050S。三、結(jié)構(gòu)工藝性0.4mm,注射成零件壁厚基本均勻，所有壁厚均大于尼龍注塑件的最小壁厚 型時(shí)應(yīng)不會(huì)發(fā)生填充不足的現(xiàn)象。四、零件的體積及質(zhì)量估算1. 單個(gè)塑件尼龍 1010 密度1.05g/cm3體積 V 1626.60mm31.63cm3質(zhì)量 m 1.63 1.05g1.71g2. 四個(gè)塑件和澆注系統(tǒng)凝料總體積V總1

11、0.26cm3心、質(zhì)量 m 10.26 1.05g10.77g五、零件的二維及三維圖紙H0.5115A1圖1.1塑件二維圖5圖1.2塑件三維圖第二章注射成型機(jī)的選用注射成型機(jī)的實(shí)際注射量應(yīng)在額定注射量的20% 80%之間，因此注射機(jī)的額定注射量為：V 10.26cm3 (20%80%) 20.52cm351.3cm3，初選臥式注射成型機(jī)SZ-60/40,該設(shè)備的具體技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表 2-1所示。注射方式螺桿式螺桿直徑/mm30螺桿轉(zhuǎn)速/(r min 1)0 200理論注射容量 /cm360注射壓力/ MPa180注射速率/(g s )70塑化能力 /(kg h-1)35鎖模力/ kN400移模行程

12、/mm250拉桿間距/mm220 300最大模厚/mm250最小模厚/mm150定位孔直徑/ mm80定位孔深度/ mm10合模方式肘桿頂出行程/mm70頂出力/ kN12噴嘴伸出量/ mm20噴嘴球半徑/ mm10噴嘴口孔徑/ mm3.5油泵電動(dòng)機(jī)功率/kW11加熱功率/ kW4.7機(jī)器質(zhì)量/t3外形尺寸/m表2-1 XS-Z60/50注射成型機(jī)技術(shù)參數(shù)表第三章 塑件在模具中的位置一、確定型腔數(shù)目型腔數(shù)目的確定:0.8V V式中 V 注塑機(jī)的最大注射量 cm3V1澆注系統(tǒng)凝料量 cm3V2 單個(gè)產(chǎn)品的體積或質(zhì)量 cm3通常情況下，澆注系統(tǒng)凝料量為產(chǎn)品的 0.5倍“0.8V V10.8 60

13、1.63 0.5 4“ N128V21.63根據(jù)設(shè)計(jì)需要和生產(chǎn)效率的要求可知， 為滿足塑件的使用要求，即要大批量 生產(chǎn)，在同一次的注射成型中，一次成型塑件的數(shù)目為四個(gè)，也就是采用一模四 腔的方式。二、型腔的布置型腔的排列方式根據(jù)模具的形狀尺寸排列。當(dāng)所有的型腔不能再同一個(gè)時(shí)間 充滿時(shí)，是得不到尺寸正確和物理性能良好的塑件的。 為此，必須對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn) 行平衡，所以采用I形平衡式排列的型腔布局，如圖 3.1所示。使所有的型腔在 同一時(shí)刻充滿。該平衡澆注系統(tǒng)的特點(diǎn)是：從分流道到澆口及型腔，其形狀、長(zhǎng) 度尺寸、圓角、模壁的冷卻條件都完全相同。圖3.1 I形平衡式排列型腔三、分型面的選擇模具閉合時(shí)，型芯

14、與型腔相接觸的表面稱之為分型面。為了便于脫模，分型 面的位置應(yīng)該設(shè)置在塑件斷面尺寸最大的地方，還要不影響制品的外觀。此外， 分型面頂?shù)倪x擇還要遵守以下原則：1.分型面的選擇應(yīng)考慮塑件的技術(shù)要求。當(dāng) 塑件的表面有同軸度、平行度等要求時(shí)，應(yīng)盡可能將其置于同一半模。2.分型面應(yīng)盡量選擇在不影響塑件外觀的位置，并使其產(chǎn)生的飛邊易于清理和修整。3.分型面的選擇應(yīng)有利于排氣。4.分型面的選擇應(yīng)便于模具的加工分型面的選擇應(yīng) 考慮注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)。5分型面的選擇應(yīng)便于模具的加工6分型面的選擇應(yīng)考 慮注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)。根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特征，分型面的選擇的具體位置如下圖（圖3.2）所示，箭頭所指方向?yàn)殚_模方向。圖

15、3.2分型面及開模方向如第四章澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是指模具中塑料熔體有注射機(jī)碰嘴至型腔之間的進(jìn)料通道。其作用是將塑料熔體充滿型腔并將注射壓力傳遞到型腔的各個(gè)部位，以獲得組織致密、 輪廓清晰、表面光潔、尺寸精確的塑件。澆注系統(tǒng)可分為普通澆注系統(tǒng)和無(wú)流道 凝料澆注系統(tǒng)。此塑件采用普通澆筑系統(tǒng)。一、主流道的設(shè)計(jì)主流道（圖4.1）是連接注射機(jī)噴嘴與分流道或型腔的進(jìn)料通道。其作用是將塑料熔體引入模具，其形狀、大小會(huì)直接影響塑料熔體的流速和填充時(shí)間。在模具中，主流道垂直于分型面，其形狀一般設(shè)計(jì)成圓錐形，其圓錐角一般為2°4°,便于將冷凝料從主流道中拔出。壁表面粗糙度為Ra0.63 m

16、。主流道上端直徑d注射機(jī)噴嘴直徑0.5mm 3.5 0.5 4mmR 噴嘴球半徑1mm 10 111mm主流道的下端直徑D 8mm、分流道的設(shè)計(jì)分流道（圖4.1）是主流道與澆口之間的進(jìn)料通道，在多型腔模中，一般均設(shè) 置分流道，為了便于模具的制造，降低生產(chǎn)成本，本模具的分流道設(shè)計(jì)為半圓形, 只設(shè)在動(dòng)模一側(cè)。分流道的寬度與主流道的直徑一致，取b 4.5mm，高度h 4mm，長(zhǎng)度 I （1 2.5）D 10mm。三、澆口的設(shè)計(jì)澆口（圖4.1）是連接分流道與型腔的通道。澆口通過(guò)截面積的突然變化，使分流道送來(lái)的塑料熔體迅速均衡地充滿型腔。澆口的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：1.應(yīng)避免引起熔體的破裂。2.澆口應(yīng)設(shè)置

17、在塑件最大壁厚處。3.應(yīng)有利于排氣。4. 有利于減少熔接痕和提高熔接痕強(qiáng)度。5.防止型芯變形。根據(jù)塑件的特點(diǎn)及簡(jiǎn)化 模具設(shè)計(jì)的原則，此塑件選擇側(cè)澆口。側(cè)澆口對(duì)于小型塑件澆口可從以下圍取值，澆口厚度 t = 1.5 2mm，澆口寬度 b = 1.5 5mm，澆口長(zhǎng)度 L = 0.5 2mm， 所以，選取澆口尺寸為t 1.5mm, b 1.6mm, L 0.8mm。四、冷料穴的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)中冷料穴的主要作用是貯存冷料。具體作用為，注射間歇中的冷料 頭或未塑化好的冷料貯存在冷料穴中，防止冷料進(jìn)入模具型腔，影響塑件質(zhì)量； 防止冷料堵塞澆口，使注射生產(chǎn)繼續(xù)無(wú)法進(jìn)行。冷料穴下常常設(shè)計(jì)拉料桿，開模 時(shí)用以拉

18、出主流道凝料。所以，本模具采用帶拉料桿的Z形冷料穴，C D 8mm。圖4.1澆注系統(tǒng)的尺寸確定五、定位環(huán)及澆口套的設(shè)計(jì)根據(jù)注射機(jī)定位孔徑的尺寸，選取定位環(huán)直徑為©80m m，澆口套的公稱直徑為© 20mm。第五章成型零部件的設(shè)計(jì)一、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為了便于熱處理節(jié)約優(yōu)質(zhì)模具鋼，型芯和型腔結(jié)構(gòu)均采用整體鑲塊式結(jié)構(gòu)2.固定方式型芯和型腔均通過(guò)套板用臺(tái)階固定的方式固定1405.9.寂 z0.91167 71 n松孔圖5.1動(dòng)模零件圖1i54rLJ14,5404.9 &4 Io3®®圖5.2定模零件圖二、成型零部件工作尺寸的計(jì)算尼龍1010

19、的平均收縮率S (SmaxSmin )/2(1.1% 1.5%)/2 1.3%1. 孔類尺寸的計(jì)算(1)型腔徑向尺寸Am z (1 S)AS x 式中塑件的尺寸公差S平均收縮率(1AS 塑件形狀最大尺寸11 .5-0.3AM(1S)Asx (10.013)11.50.750.3 03/311.42 0.114.5°o.2am(1S)Asx (10.013)14.50.750.2 02/314.54 0.065-0.15AM(1S)Asx (10.013)5 0.75 0.15 0.15/34.95 00513.5°0.2am(1S)Asx (10.013)13.50.750

20、.2 0.2/316.058 0.06Z 模具制造公差，取尺寸公差的1/3(2)型腔深度尺寸ZH MS)HsZ式中H S塑件高度尺寸的最大尺寸16°0.2(1S)Hs(1 阿3)1620.20.2/316.070.06zMH0 o41sHs).o00.20.2/314.05100IU 0.2Hmz(1S)Hs(10.013)103 0.29.99 0.06101 0.15hmZ(1S)HsfZ(10.013)1 z30.15 0'2/30.91 0.06(1)型芯徑向尺寸 Bm(1 S)Bs x 2.軸類尺寸的計(jì)算式中Bs -塑件形的最小尺寸2.5。0.1 Bmz(1S)Bs

21、x z (10.013)2.50.750.1 0.1/32-61 0.039.5。°15 Bmz(1S)Bsx z (10.013)9.50.750.150.15/39.747 5 0.15 口7 .50BMz(1S)Bsx (1z0.013)7.50.750.150.15/37.71（2）型芯深度尺寸hMz (1S)hs| z0.050.05式中hS 型芯的最小高度尺寸30.2 0.2/311.78 0.03211.5°0.2hM z (I S)hs 3 , 1 °.O13) 11.5三、型腔壁厚的計(jì)算根據(jù)塑件外形及上文設(shè)計(jì)結(jié)果可知，此模具為圓形整體式型腔。圓形

22、整體式型腔側(cè)壁厚計(jì)算公式為按強(qiáng)度計(jì)算SCr (按剛度計(jì)算2Pm|丿| E/1)rPM(E,1)J (1Scr式中PM 型腔塑料熔體的壓力，取30MPaE型腔材料的彈性模量，鋼為210MPa型腔材料的許用應(yīng)力（MPa） 型腔材料的泊松比，常取0.25 0.3允許的型腔彈性變形值（mm）,尼龍為0.025 0.04.r型腔孔的半徑（mm）所以按強(qiáng)度計(jì)算，模具型腔的最小壁厚為115$（12Pm 1） 625（ 115 2 30 1 01mm按剛度計(jì)算，模具型腔的最小壁厚為ScE rPMErPM1)11)6.252.1 105 0.036.25 30(0.25 1)0.772.1 105 0.036.

23、25 30(0.25 1)12.50mm型腔側(cè)壁厚應(yīng)大于按剛度和強(qiáng)度計(jì)算出的側(cè)壁厚的最大值，既型腔側(cè)壁厚應(yīng) 大于3.01mm，取型腔側(cè)壁厚為5mm圓形整體式型腔受到的壓力為 P的熔體作用時(shí)，其半徑將增大。但由于側(cè)壁 受到底板的限制，在一定的高度圍，半徑增大量要小一些。當(dāng)側(cè)壁高到一定界限 L時(shí)，側(cè)壁不再受底板約束，其半徑增大量與組合式型腔徑增大量相同，自由膨 脹與約束膨脹的分界點(diǎn)高度為L(zhǎng) 4 0.67r(R r)3當(dāng)型腔高度超過(guò)L時(shí)，按照上式計(jì)算即可，若未超過(guò)，應(yīng)按未超過(guò)的公式計(jì) 算。所以需要校核型腔高度是否超過(guò)分界點(diǎn)高度， 按上文所取型腔側(cè)壁厚，分界 點(diǎn)高度為L(zhǎng) 4 0.67r(R r)34

24、0.67 6.25 131.42mm型腔實(shí)際高度為11.5mm>1.42mm,故上文計(jì)算結(jié)果正確。四、型腔底板厚的計(jì)算矩形整體式型腔底板厚計(jì)算公式為按剛度計(jì)算Sh彳琴目式中Pm 型腔塑料熔體的壓力，取30MPaE型腔材料的彈性模量，鋼為 210MPa允許的型腔彈性變形值（mm）,尼龍為0.025- 0.04.b型腔的寬度C' L/b決定的常數(shù)，查表4-7L型腔的長(zhǎng)度所以按強(qiáng)度計(jì)算，模具型腔的最小底板厚為g3 c'PMb4 q0.0138 3014.54“ “尋3 M 351.43mmh . E .2.1 105 0.03型腔底板厚應(yīng)大于按強(qiáng)度計(jì)算出的型腔壁厚的最大值，既型

25、腔側(cè)壁厚應(yīng)大于1.43mm，取型腔側(cè)壁厚為5mm。第六章模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、模架的選用本塑件尺寸較小，故根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T12556-1990塑料注射模中小型模架及技術(shù)條件的給定規(guī)格選擇標(biāo)準(zhǔn)模架即可。中小型模架有基本型A1、A2、A3、A4四種，以及派生型九種。因塑件機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，所以選用單分型面注射模即 可，且采用推桿推出，所以采用基本型 A1模具即可。所選模架的具體尺寸規(guī)格為模板寬 150mm、長(zhǎng)150mm，A=20mm，B=30mm， C=50mm。即模架規(guī)格為 A 1515 20 30 70、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)是在塑件成型后，在開模過(guò)程中或者開模后將塑件及其澆注系統(tǒng) 凝料從模具中推出的

26、機(jī)構(gòu)。要求在塑件的頂出過(guò)程中，不會(huì)損壞和變形，且保證 塑件開模過(guò)程中留在設(shè)置有頂出機(jī)構(gòu)的動(dòng)模。本模具選用推桿一次推出機(jī)構(gòu)。1.脫模力的計(jì)算脫模力即將包裹在模具型芯上的塑件推出模具必須克服阻力，它主要包括由塑件的收縮率引起的塑件與型芯的摩擦阻力和大氣壓力。脫模力的大小與塑件的 薄厚及其形狀有關(guān)。厚壁和薄壁的圓形塑件和矩形塑件的脫模力計(jì)算公式也不 同。為了保證塑件被完好的且快速的推出， 塑件脫模時(shí)必須有一個(gè)足夠大的脫模 力。對(duì)于厚壁圓環(huán)形塑件，脫模力的計(jì)算公式如下：F脫脊叫卩0.1A(1 g式中E 塑料的彈性模量，MPaS 塑料的平均收縮率，l 塑件對(duì)型芯的包容長(zhǎng)度，mmf 塑件與型芯之間的靜摩

27、擦因數(shù)，常取0.10.2模具型芯的脫模斜度塑料的泊松比A塑件型芯在脫模方向上 的投影面積k1 2 2 /(cos22cos )k21 f sin cos1所以，該塑件的脫模力為2 ESI( f tan )20.1A 3.14 107014 (0.1-tan0.75)0.1 143.07(1朋2(1 0.22.4) 1 25312.54kN2. 推桿數(shù)量及結(jié)構(gòu)形式根據(jù)推桿布置空間許可，每個(gè)制件設(shè)1根推桿，共4根，推桿頭部直徑為© 2mm,為增加其剛度，采用階梯形推桿，尾部直徑為© 4mm。3. 復(fù)位裝置的設(shè)計(jì)頂出機(jī)構(gòu)在完成塑件的頂出動(dòng)作后，為了進(jìn)行下一步循環(huán)，必須回到其初始

28、位置，常用的復(fù)位機(jī)構(gòu)有彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)和復(fù)位桿復(fù)位機(jī)構(gòu)， 因?yàn)閺椈蓹C(jī)構(gòu)復(fù)位不 可靠，考慮到模具工作過(guò)程中的穩(wěn)定性，所以此模具采用復(fù)位桿復(fù)位機(jī)構(gòu)。4. 推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向推桿裝配在推出板和推出固定板之間，推出板在推出的過(guò)程中的導(dǎo)向十分重 要，否則，推桿會(huì)變形或折斷。此模具的推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向裝置選擇推板導(dǎo)柱和導(dǎo) 套導(dǎo)向。5. 推出距離為確保推出時(shí)，塑件能夠完全脫離動(dòng)模，取推出距離H 型芯長(zhǎng)度 1.5mm11.5 1.5 13mm。6. 拉料桿的設(shè)計(jì)如第四章澆注系統(tǒng)所示，采用 Z形拉料桿。三、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)注射模的導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)，主要用來(lái)保證動(dòng)模和定模兩大部分或模其他零件 之間的準(zhǔn)確配合和可靠地分開，以避免模

29、各零件發(fā)生碰撞和干涉，并確保塑件的 形狀和尺寸精度。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要形式有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種。 為確保模具 的定位精度和定位強(qiáng)度，本模具采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。為了便于加工導(dǎo)柱導(dǎo)套安裝孔，獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，使用有肩導(dǎo)柱。 為了確保動(dòng)模和定模只按一個(gè)方向合模， 采用等直徑導(dǎo)柱的不對(duì)稱布置，為保護(hù) 型芯不受損壞，導(dǎo)柱設(shè)在動(dòng)模一側(cè)，即正裝。根據(jù)GB/T 4169.52006標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。四、排氣機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)在塑料熔體向注射模型腔充滿的過(guò)程中，熔體取代了型腔中的氣體，在此過(guò) 程中，如果氣體不能及時(shí)排除，將會(huì)引起物料注射壓力過(guò)大 .熔體充填型腔困難。 同時(shí)，部分氣體還會(huì)在壓力作用下滲進(jìn)塑料中去， 使塑件產(chǎn)生

30、氣泡及組織疏松等 缺陷，熔合不良而引起強(qiáng)度下降。因此，在設(shè)計(jì)型腔結(jié)構(gòu)與澆注系統(tǒng)時(shí)，必須考 慮排氣，排氣的方式有開設(shè)排氣槽排氣和利用模具零件配合間隙自然排氣。因?yàn)樵摿慵樾⌒土慵?，一模四腔，所以利用分型面及推桿之間的縫隙排氣 即可，不必單獨(dú)考慮排氣方式。五、溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)因塑料的的加熱溫度對(duì)塑件的質(zhì)量影響較大，溫度過(guò)高易于分解，成型時(shí) 要控制模具溫度在2040。C之間，具體措施是布置冷卻水管。冷卻水道的設(shè) 計(jì)原則：冷卻水孔數(shù)量盡量多，尺寸盡量大。冷卻水孔至型腔表面距離相等、澆 口處加強(qiáng)冷卻、降低入水與出水的溫度差。1.冷卻水道直徑的計(jì)算冷卻水道直徑與冷卻水的體積流量有一定的關(guān)系。計(jì)算出冷卻水

31、的體積流 量，查表即可得出冷卻水道的直徑。忽略模具因空氣對(duì)流、熱輻射與注射機(jī)接觸所散失的熱量，冷卻水的體積流 量計(jì)算公式為Gh60c (ti t2)式中V 冷卻水的體積流量，m3/mi nG 單位時(shí)間內(nèi)注入模具內(nèi) 的塑料熔體的質(zhì)量，kg/h,14832.77 h 塑料成型時(shí)在模具內(nèi)釋 放的比焓，J/kg,4200c 冷卻水的比熱容,J /(kg K),1000冷卻水的密度，kg/m 3,1000乜一冷卻水的出口溫度，C ,取27t2 冷卻水的進(jìn)口溫度，C，取21Gh60c (t1 t2)14832.77 40060 4200 1000 (28 21)3.36 10 3m3/min查表6136，

32、得冷卻水道的直徑為 8mm。2.冷卻水道長(zhǎng)度的計(jì)算冷卻水道長(zhǎng)度與冷卻水道的傳熱面積為有關(guān)，其計(jì)算公式為1000Ad冷卻水道傳熱面積的計(jì)算公式為GhK(Tw T )式中G 單位時(shí)間注入模具中的塑件質(zhì)量，kg/h h 塑料成型時(shí)在模釋放的比焓，J /kgTw 模具溫度CT 冷卻水的平衡溫度CK 冷卻水孔壁與冷卻介質(zhì)間的傳熱系數(shù)，J/m2 h C其中4187f()°.8d3式中 f 與冷卻介質(zhì)溫度有關(guān)的物理系數(shù)，查表6146d 冷卻管道的直徑所以f()°8d0.24187 645 (1000 1-66)0.8 2.67 107J/m2 h C(8 10 3)0.2GhK(Tw T

33、 )1576325 4002.67 107(50327.87 10 3m221)1000A 1000 7.83 10 3 d3.14 80.31m即冷卻水道得長(zhǎng)度為31cm。3.冷卻時(shí)間的計(jì)算8(Tm Tw)2t r ln 22k 2(Ts Tw)式中t 塑件所需冷卻時(shí)間,塑件壁厚，mmk塑件的熱擴(kuò)散率,m2 /sTm 塑料熔體溫度,Ts 塑料的熱變形溫度,Tw 模具溫度，C所以t和簽弋ln 8223040)16.17s3.142 0.0623.142 (92 40)第七章注射機(jī)的校核一、模具安裝尺寸的校核所選模架的外形尺寸為150x150mm,本設(shè)計(jì)所選用的注射機(jī) SZ-60/40的最 大裝

34、模尺寸為330x440mm,大于模架的外形尺寸，所以所選注射機(jī)滿足模具的 安裝要求。二、開模行程的校核1推出距離在拔模斜度較小的情況下，塑件的推出距離在型芯高度的基礎(chǔ)上增加12mm,所以S推出 11.5 1.5 13mm開模的最大行程應(yīng)大于推出距離加塑件及澆注系統(tǒng)的最大高度再增加510mm，即 S開模 S推 H (510) mm式中S推一推出距離，mmH包括注射系統(tǒng)在的塑件高度，mmS開模一注射機(jī)最大開模行程，mm所以 S開模 S推 H (5 10) mm 13 40 5 58mm本設(shè)計(jì)所選用的注射機(jī)SZ-60/40的最大開模行程為250mm,所以滿足設(shè)計(jì) 要求。三、最大注射量的校核注射機(jī)的實(shí)際注射量應(yīng)該在注射機(jī)的最大注射量的20% 80%的圍，即0.兇機(jī)V塑件V澆注式中V機(jī)一注射機(jī)的最大注射量v塑件一塑件的體積v澆注一澆注系統(tǒng)的體積、33所以0.8V機(jī) 48cm V塑件 V澆注 10.26cm本設(shè)計(jì)所選用