塑料模具設(shè)計(jì)

1、 畢業(yè)論文論文名稱 塑料盆注射模具設(shè)計(jì) 系 別 電子與制造系 專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)及制造 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)老師 王 春 婷 完成日期 指導(dǎo)教師評(píng)語建議成績(jī)：優(yōu) 良 中 及格 不及格 指導(dǎo)教師簽字 年 月 日最終評(píng)定成績(jī)：優(yōu) 良 中 及格 不及格系主任簽字 年 月 日目 錄摘要1第一章 前 言2第二章 制品結(jié)構(gòu)特征及成型工藝性分析32.1 塑件材料分析32.2 材料性能42.3 塑件尺寸和精度分析42.4 收縮率42.5 塑件形狀分析52.5.1 塑件厚度52.5.2 脫模斜度52.6 塑件圓角52.7 零件體積及質(zhì)量估算6第三章 模具方案分析73.1 分型面的確定73.2 型腔數(shù)目的確

2、定73.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)83.4 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)93.5 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)103.6 確定標(biāo)準(zhǔn)模架尺寸11第四章 注塑機(jī)的設(shè)備選擇134.1 注塑機(jī)的分類134.2 注塑機(jī)的主要參數(shù)134.3 選擇注塑機(jī)134.4 注塑機(jī)的校核14第五章 成型零件設(shè)計(jì)與計(jì)算165.1 成型零件工作尺寸計(jì)算1652 成型零件的設(shè)計(jì)175.2.1 設(shè)置收縮率185.2.2 創(chuàng)建毛坯工件185.2.3 設(shè)計(jì)分型面185.2.4 創(chuàng)建模具體積塊195.2.5 創(chuàng)建模具元件195.2.6 流道與澆口設(shè)計(jì)195.2.7 創(chuàng)建鑄模205.2.8 開模仿真20第六章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)216.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則216.2 導(dǎo)柱、導(dǎo)

3、套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)21第七章 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)23第八章 模架及其它模具零件設(shè)計(jì)248.1 模架尺寸的計(jì)算248.2裝配模架258.2.1 新建組件項(xiàng)目258.2.2 載入模具裝配元件258.2.3 定義模具模架258.2.4 添加設(shè)備26加入復(fù)位銷278.2.6 在模座中挖出放置型腔的凹槽278.2.7 設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)288.2.8 加載所有組件30總 結(jié)31致 謝32主要參考資料33摘 要塑料盆的形狀較為簡(jiǎn)單，在模具設(shè)計(jì)中要考慮的因素有很多，除考慮它的出模、分型面，還需考慮它成型的質(zhì)量，表面光潔度等。更重要的是考慮它的制造難度和成本。所以我們?cè)O(shè)計(jì)應(yīng)認(rèn)真分析塑料制品的結(jié)構(gòu)，尋求最佳的設(shè)計(jì)方案。分型面的

4、選擇也很重要，分型面的選擇既要考慮不影響制件表面的美觀，又要達(dá)到結(jié)構(gòu)要求。由于制品體積比較大，所以澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也很重要，在此次設(shè)計(jì)中我選側(cè)澆口，推板推出機(jī)構(gòu)，這就解決了制品出模的問題。并詳細(xì)敘述了通過PRO/E對(duì)模具成型零件的設(shè)計(jì)流程(設(shè)置收縮率，創(chuàng)建毛坯工件，設(shè)計(jì)分型面，創(chuàng)建模具體積塊，創(chuàng)建模具元件，流道及澆口的設(shè)計(jì)，創(chuàng)建鑄模，開模仿真)及用EMX來裝配模架的流程。關(guān)鍵詞：分型面 模架 凸模 凹模 塑料盆第一章 前 言模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動(dòng)，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制

5、造業(yè)中。模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國(guó)際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。目前世界模具市場(chǎng)供不應(yīng)求，模具的主要出口國(guó)是美國(guó)，日本，法國(guó)，瑞士等國(guó)家。中國(guó)模具出口數(shù)量極少，但中國(guó)模具鉗工技術(shù)水平高，勞動(dòng)成本低，只要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會(huì)有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對(duì)于促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。通過這次塑料模具課程設(shè)計(jì)，讓我們更多的了解有關(guān)塑料模具設(shè)計(jì)的基本知識(shí)，更進(jìn)一步掌握了一些關(guān)于塑料模具設(shè)

6、計(jì)的步驟和方法，對(duì)塑料模有了一個(gè)更高的認(rèn)識(shí)。這對(duì)我們?cè)诮窈蟮纳a(chǎn)實(shí)踐工作中無疑是個(gè)很好的幫助，也間接性的為今后的工作經(jīng)驗(yàn)有了一定的積累。塑料制品成型及模具的設(shè)計(jì)還是個(gè)很專業(yè)性、實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)，而它的主要內(nèi)容都是在今后的生產(chǎn)實(shí)踐中逐步積累和豐富起來的。因此，我們要學(xué)好這項(xiàng)技術(shù)光靠書本上的點(diǎn)點(diǎn)知識(shí)還是不夠的，我們更多的還應(yīng)該將理論與實(shí)際結(jié)合起來。第二章 制品結(jié)構(gòu)特征及成型工藝性分析2.1 塑件材料分析通常,選擇塑件的材料依據(jù)是它所處在的工作環(huán)境及使用性能的要求,以及原材料廠家提供的材料性能數(shù)據(jù).對(duì)于常溫工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)件來說,要考慮的主要是材料的力學(xué)性能,如屈服應(yīng)力,彈性模量,彎曲強(qiáng)度,表面硬度

7、等.該塑料盆的形狀結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，深度為80mm。該制件是日常所用的塑料盆，要求外觀質(zhì)量較好，有一定的強(qiáng)度且翹曲變形在一個(gè)較小的范圍內(nèi)。聚丙烯未著色時(shí)呈白色半透明、蠟狀3。但低溫時(shí)變脆,不耐磨易老化,相對(duì)分子質(zhì)量越大,機(jī)械強(qiáng)度越高. 聚丙烯具有優(yōu)良的絕緣性能、一定的化學(xué)穩(wěn)定性和耐蝕性，適合于制作日用品。聚丙烯的成型特點(diǎn)是流動(dòng)性和成型性優(yōu)良，成品率高，吸濕性小,易發(fā)生融體破裂,長(zhǎng)期與熱金屬接觸易分解.因此,成型塑件的壁厚應(yīng)均勻,脫模斜度不宜過小,塑件中不宜有鑲件。所以制品材料確定為聚丙烯。圖2-1塑料盆零件圖2.2 材料性能 聚丙烯的聚合物。英文縮寫PP。拉伸強(qiáng)度可達(dá)30MPa 以上.有較高的抗彎

8、曲疲勞強(qiáng)度.PP的熔點(diǎn)165170,分解溫度為350,晶體密度0.90.91克/厘米³，熔融溫度240，吸水率0.05，通常的聚丙烯為非極性的結(jié)晶塑料，聚丙烯耐熱性能良好,可在100左右使用，同時(shí)絕緣性能也比較優(yōu)越. 聚丙烯成型時(shí)流動(dòng)性較好,質(zhì)軟易脫模,塑件有較淺的側(cè)凹時(shí)可以強(qiáng)行脫模.2.3 塑件尺寸和精度分析 (1)塑件大小塑件徑向最大尺寸240mm,高度尺寸80mm,該塑件尺寸比較大一些。 (2)塑件尺寸公差該塑件用于日常生活，故尺寸精度要求較高.由于圖中未標(biāo)注公差。故根據(jù)SJ/T10628-1995,按一般精度要求, 聚丙烯公差等級(jí)為MT5。(3)塑件表面質(zhì)量由于塑件為常用塑料

9、盆,對(duì)外表面質(zhì)量要求高,塑件表面質(zhì)量可以稍低.因此塑件外表面粗糙度取1.6,內(nèi)表0.8.2.4 收縮率常見塑料的收縮率如下表:常用塑料的收縮率塑料名稱聚乙烯聚丙烯聚氯乙烯聚苯乙烯尼龍ABS縮寫PEPPPVCPSN6ABS收縮率1.53.61.02.50.61.50.60.80.82.50.30.8對(duì)于該塑料盆，材料為聚丙烯，理論收縮率為1.0-2.5，而實(shí)際與理論是有區(qū)別的。設(shè)計(jì)時(shí)常取收縮率為0.5。2.5 塑件形狀分析 該塑件無側(cè)凹和側(cè)孔，故不需側(cè)向抽芯與分型，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，塑件形狀簡(jiǎn)單，有利于型腔填充，適合注射成型。2.5.1 塑件厚度制品應(yīng)有一定的厚度，這不僅是因?yàn)橹破吩谑褂弥杏凶銐虻膹?qiáng)

10、度和剛度，而且也為了塑料在成型時(shí)有良好的流動(dòng)性。有時(shí)制品在使用中需要的強(qiáng)度雖然很小，但是為了使制品便于從模具中頂出以及部件的裝配，仍需要有適當(dāng)?shù)暮穸取Ｒ话阏f來，塑件的厚度越厚就越能滿足產(chǎn)品的強(qiáng)度和剛度的性能要求，但是從塑件的成型過程看來，塑件的壁厚越厚，冷卻的時(shí)間就越長(zhǎng)，整個(gè)塑件的成型周期就要延長(zhǎng)，提高了生產(chǎn)的成本，降低了生產(chǎn)的效率，同時(shí)，塑件的壁厚越厚，收縮率就增大，這樣使的得產(chǎn)品的尺寸不穩(wěn)定性增加，降低了產(chǎn)品的質(zhì)量。因此產(chǎn)品的厚度必須得適中，根據(jù)材料的的特性，一般熱塑性塑件的壁厚取1,該塑件在使用時(shí)對(duì)強(qiáng)度和剛度要求稍高，故最大壁厚取3mm。2.5.2 脫模斜度 拔模斜度是為了便于脫模，防止

11、塑件表面在脫模是劃傷，擦毛，在設(shè)計(jì)塑件表面沿脫模方向應(yīng)具有合理的脫模斜度。塑件的脫模斜度大小跟塑件的性質(zhì)、收縮率、摩擦因素、塑件的壁厚和幾何形狀有關(guān)。為了使制品易于從模具內(nèi)脫出，設(shè)計(jì)時(shí)必須保證制品的內(nèi)外壁厚具有足夠斜度，以保證塑件脫模。由于脫模斜度沒有比較精確的計(jì)算公式。一般情況下脫模斜度取0.5º, 最小取15¹20¹.本設(shè)計(jì)選擇的拔模斜度為20º. 2.6 塑件圓角塑料制品除了在使用上要求采用尖角之外,其余所有轉(zhuǎn)角處均應(yīng)盡可能采用圓角過度,因?yàn)閹Ъ饨堑乃芗?往往會(huì)在尖角處產(chǎn)生應(yīng)力集中.在受力或受沖擊振動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生破裂,甚至在脫模過程中由于成型應(yīng)力而開列

12、,特別是塑件的內(nèi)角處.塑件上轉(zhuǎn)角處采用圓弧過度, 有利于物料充模，同時(shí)也有利于融料在模具型腔內(nèi)的流動(dòng)和塑件的脫模。不僅避免了應(yīng)力集中,而且還使塑件變的美觀, 有利于塑料充型的流動(dòng)。2.7 零件體積及質(zhì)量估算圖2-2 體積分析單個(gè)塑件 V=22.2cm3 ,質(zhì)量m=20.0g.圖2-3體積分析塑件和澆注系統(tǒng)凝料 總體積 V總=89.8cm3, 質(zhì)量m=80.8g.第三章 模具方案分析3.1 分型面的確定分型面是模具上用于取出塑件和澆注系統(tǒng)冷凝料的可分離的接觸表面。分型面決定著塑料制品在成型模具中的位置。 按形狀分類分型面可分為：平面分型面，曲面分型面，階梯分型面，斜面分型面。按其位置與注射機(jī)開模

13、運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系可分為：分型面垂直于注射機(jī)開模運(yùn)動(dòng)方向，平行與開模方向，傾斜與開模方向。分型面的選擇設(shè)計(jì)，主要是根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、精度要求、澆注系統(tǒng)形式、排氣方式、脫模形式及模具的制造工藝等各種因素，進(jìn)行全面考慮，做出合理選擇。分型面選擇設(shè)計(jì)的基本原則是，選擇在塑件斷面輪廓最大的位置，以便順利脫模。同時(shí)還要考慮以下因素：（1）分型面的選擇應(yīng)便于脫模并簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。因此盡可能使塑件在動(dòng)模分離后留在動(dòng)模一側(cè)。如塑件有側(cè)孔或側(cè)凹，選擇分型面應(yīng)盡可能將側(cè)型心置于動(dòng)模，以避免定模抽心，并使抽拔距離盡量短。（2）分型面的選擇應(yīng)考慮技術(shù)要求。當(dāng)塑件的表面有同軸度、平行度等要求時(shí)，應(yīng)盡可能將其置于同于半模內(nèi)，否則

14、，將會(huì)由于合模誤差影響塑件精度。（3）分型面應(yīng)盡量選擇不在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 由于分型面處不可避免地要在塑件上留有飛邊和拼合縫的痕跡，因此分型面最好不要設(shè)在塑件光亮平滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處，以免影響塑件外觀。（4）分型面的選擇應(yīng)有利于排氣 為此應(yīng)盡量使分型面與充模時(shí)型腔料流末端重合，以利于排氣。（5）分型面的選擇應(yīng)便于模具零件加工。（6）分型面的選擇應(yīng)考慮注射機(jī)的技術(shù)參數(shù) 注射成型時(shí)所需的鎖模力是與塑件在合模方向的投影面積成正比，所以選擇分型面時(shí)，應(yīng)盡量選擇塑件在垂直合模方向上投影面積較小的表面，以減少鎖模力。綜合以上因素塑料盆的分型面選擇在最大輪廓處,取塑

15、料盆上邊沿處.取該處分型面簡(jiǎn)單，模具也簡(jiǎn)單，也可以脫模順利。3.2 型腔數(shù)目的確定注塑模的型腔數(shù)目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔數(shù)目的確定時(shí)主要考慮以下幾個(gè)有關(guān)因素：（1）塑件的尺寸精度；（2）模具制造成本；（3）注塑成型的生產(chǎn)效益；該塑件屬于大批量生產(chǎn)，精度要求一般，塑件尺寸適中，故有以下兩種方案： （1）.一模兩腔模具尺寸小，生產(chǎn)效率較低。（2）.一模四腔模具尺寸適中，生產(chǎn)效率較高。 故選用方案（2）。3.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是指塑件熔體由注射機(jī)噴嘴至型腔之間的進(jìn)料通道，其作用是將塑件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

16、確的塑件.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)合理與否將直接影響塑件的質(zhì)量、成型工藝.澆注系統(tǒng)可分為普通澆注系統(tǒng)和無流道凝料澆注系統(tǒng).澆注系統(tǒng)分為主流道、分流道、澆口及冷料穴。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理,對(duì)注射成型過程和塑件質(zhì)量都有影響,因此設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意以下問題: (1)應(yīng)考慮成型塑料的工藝特性。如成型塑料熔體的流動(dòng)性，對(duì)壓力、溫度的敏感性，塑料溶體的收縮性、分子取向等性能。 (2)澆口位置、數(shù)量的設(shè)計(jì)要有利于熔體的流動(dòng)，避免產(chǎn)生湍流、渦流、噴射等現(xiàn)象，有利于排氣；設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)預(yù)先分析熔接痕的位置及對(duì)塑件質(zhì)量的影響。 (3)應(yīng)盡量縮短溶體到型腔的流程，以減少壓力損失。 (4)避免高壓熔體對(duì)型芯和嵌件的沖擊，以防止型芯

17、的變形或嵌件的位移。 (5)盡量減少澆注系統(tǒng)冷凝料的產(chǎn)生，減少原材料的損耗。（6）澆口的位置要便于冷凝料的去除，不影響塑件的外觀。其中澆口是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位,由于該塑件對(duì)側(cè)壁有外觀要求,故可設(shè)計(jì)以下兩種方案.(一)側(cè)澆口一般開設(shè)在模具的分型面,從塑件的邊沿進(jìn)料,故又稱為邊緣澆口, 它是澆口種類中使用最多的一種，因而又稱普通澆口，其澆口截面形狀一般為矩形, 由于側(cè)澆口的尺寸一般都較小，所以截面形狀與壓力、熱量損失的關(guān)系可忽略不計(jì)。矩形澆口的長(zhǎng)一般為0.53mm，寬為1.55mm，澆口深為0.52mm。側(cè)澆口的形狀簡(jiǎn)單,加工方便,特別是一模多腔的澆注系統(tǒng),使用這種澆口非常方便,同時(shí)去除澆注系統(tǒng)冷

18、凝料比較方便. 但是對(duì)于殼形塑件，采用這種澆口不易排氣，還容易產(chǎn)生熔接痕、縮孔等缺陷。注射時(shí)壓力損失較大，保壓補(bǔ)縮作用比直澆口要小。（二）點(diǎn)澆口點(diǎn)澆口，又叫橄欖形澆口或菱形澆口，是一種截面尺寸特小的圓形截面澆口，如果點(diǎn)澆口開得太大，在開模時(shí)，澆口中的塑料很難被拉斷，而且，制品受到澆口處塑料的拉力，其應(yīng)力會(huì)影響塑件的形狀。另外，如果點(diǎn)澆口的錐度太小，開模時(shí)，澆口中塑料在何位置拉斷難以確定，會(huì)使制品外觀不良。壓力損失較大，對(duì)塑件的成型不利，也要求提供較高的注射壓力。模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，一般要采用三板式模具（雙分型面模具），才能順利脫模, 對(duì)于大型塑件或易于變形塑件，采用一個(gè)點(diǎn)澆口易產(chǎn)生翹曲變形.點(diǎn)澆口

19、的優(yōu)點(diǎn)(1) 點(diǎn)澆口的位置選擇可根據(jù)工藝要求而定，對(duì)制品外觀質(zhì)量影響較小。(2) 熔體通過截面積很小的澆口時(shí)流速增高，摩擦加劇，熔體流溫度升高，流動(dòng)性增加，這樣，能獲得外形清晰、表面光澤的塑件。(3) 由于澆口截面積小，開模時(shí)澆口可自動(dòng)拉斷，有利于自動(dòng)化操作。(4) 由于澆口在拉斷時(shí)用力較小，因此，制品在澆口處的殘余應(yīng)力較小。(5) 澆口處熔體凝固較快，可減少模內(nèi)剩余應(yīng)力，有利于制品脫模。 總上所述:選擇點(diǎn)澆口最為合適.3.4 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)從模具中推出塑件及澆注系統(tǒng)凝料的機(jī)構(gòu)為推出機(jī)構(gòu),在設(shè)計(jì)推出脫模機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)遵循下列原則。（1）推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)由于推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作是通過裝在注射機(jī)合模

20、機(jī)構(gòu)上的頂桿來驅(qū)動(dòng)的，所以一般情況下，推出機(jī)構(gòu)設(shè)在動(dòng)模一側(cè)。所以在分型面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量注意，開模后使塑件能留在動(dòng)模一側(cè)。（2）保證塑件不因推出而變形損壞為了保證塑件在推出過程中不變形、不損壞，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)仔細(xì)分析塑件對(duì)模具的包緊力和粘附力的大小，合理的選擇推出方式及推出位置。推力點(diǎn)應(yīng)作用在制品剛性好的部位，如筋部、凸緣、殼體形制品的壁緣處，盡量避免推力點(diǎn)作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如殼體形制件及筒形制件多采用推板推出.從而使塑件受力均勻、不變形、不損壞。（3）機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單動(dòng)作可靠推出機(jī)構(gòu)應(yīng)使推出動(dòng)作可靠、靈活，制造方便，機(jī)構(gòu)本身要有足夠的強(qiáng)度、剛度和硬度，以承受推出過程中的各種力的作用，確

21、保塑件順利脫模。（4）良好的塑件外觀推出塑件的位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部，或隱蔽面和非裝飾面，對(duì)于透明塑件尤其要注意頂出位置和頂出形式的選擇，以免推出痕跡影響塑件的外觀質(zhì)量。（5）合模時(shí)的正確復(fù)位設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)時(shí)，還必須考慮合模時(shí)機(jī)構(gòu)的正確復(fù)位，并保證不與其他模具零件相干涉。由于該塑件澆注時(shí)采用了點(diǎn)澆口,屬于分型面注射模,且塑件結(jié)構(gòu)對(duì)稱,故有以下兩種方案(一)推板推出機(jī)構(gòu)推件板頂出特點(diǎn)是頂出力均勻、力量大、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn).推板推出機(jī)構(gòu)主要用于支撐面很小的殼類塑件。另外，在不允許留有推桿痕跡的情況下。在使用推件板時(shí)：應(yīng)注意推件板在頂出過程中必須處于被導(dǎo)向狀態(tài)，通?？繉?dǎo)柱導(dǎo)向，導(dǎo)柱長(zhǎng)度應(yīng)大于推件板的頂出距離。

22、為減少推件板與型芯的摩擦，在推件板與型芯間留0.25mm間隙。(二)推桿推出機(jī)構(gòu)推桿脫模機(jī)構(gòu)是最簡(jiǎn)單、最常用的一種形式，具有制造簡(jiǎn)單、更換方便、推出效果好等特點(diǎn)。推桿直接與塑件接觸，開模后將塑件推出。推桿的截面形狀；可分為圓形，方形或橢圓形等其它形狀，根據(jù)塑件的推出部位而定，最常用的截面形狀為圓形；推桿又分為普通推桿和成型推桿兩種，前者只是起到將塑件推出的作用，后者不僅如此還能參與局部成型，所以，推桿的使用是非常靈活的。綜合可知選擇推桿推出機(jī)構(gòu).3.5 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)對(duì)溫度的控制直接影響塑件的尺寸精度、形狀精度、力學(xué)性能及表面質(zhì)量,模具的冷卻時(shí)間約占整個(gè)注射時(shí)間的66%左右，它體現(xiàn)著模具

23、溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)率的影響。通常注射到型腔內(nèi)的塑料熔體的溫度為左右，塑件從型腔中取出的溫度在以下。熔體在成型時(shí)釋放的熱量約有5%以輻射、對(duì)流的形式散發(fā)到大氣中，其余95%需由冷卻介質(zhì)帶走，否則，由于反復(fù)注入的高溫熔體帶來的熱量將使模具的溫度升高。為保持模溫恒定，在每一循環(huán)中，必須有冷卻系統(tǒng)把熔體是熱量帶走。根據(jù)模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則：冷卻水孔數(shù)量盡量多，尺寸盡量大的原則可知，冷卻水孔數(shù)量大于或等于3根都是可行的。這樣做同時(shí)可實(shí)現(xiàn)盡量降低入水與出水的溫度差的原則。根據(jù)書上的經(jīng)驗(yàn)值取4根，在本次設(shè)計(jì)中采用兩根就可以滿足要求。另外，模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，還應(yīng)同時(shí)遵循：冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則（1） 冷卻系統(tǒng)

24、的布置應(yīng)先于脫模機(jī)構(gòu)，這是為了保證足夠的空間來布置冷卻回路。冷卻回路的設(shè)計(jì)應(yīng)與脫模機(jī)構(gòu)相互協(xié)調(diào)，以獲得良好的冷卻效果。（2） 合理確定冷卻管道的直徑中心距以及與型腔的距離。冷卻管道的直徑與間距直接影響模溫的分布。冷卻管道間距布置應(yīng)合理，保證型腔表面溫度分布均勻；冷卻管道孔分別道各處型腔表面的距離相等。（3） 降低進(jìn)出口溫差。冷卻系統(tǒng)兩端進(jìn)出口溫差小，有利于型腔表面溫度分布。通常可通過改變冷卻管道的排列形式來降低進(jìn)出口水溫差，同時(shí)可以減少冷卻回路的長(zhǎng)度。一般精密模具的進(jìn)出水溫差在C，普通模具不應(yīng)超過C（4） 澆口處加強(qiáng)冷卻。塑料熔體充模時(shí)，經(jīng)過澆口的剪切、摩擦使熔體的溫度升高，同時(shí)也使?jié)部诟浇?/p>

25、溫度提高。一般來說，離澆口越遠(yuǎn)溫度越低，因此在澆口附近應(yīng)加強(qiáng)冷卻，通常是將冷卻回路的入口設(shè)在澆口附近，使?jié)部谠谳^低的水溫下冷卻。（5） 應(yīng)避免將冷卻水道開設(shè)在塑件熔接痕處，并注意干涉及密封等問題。當(dāng)采用多點(diǎn)進(jìn)料或型腔較復(fù)雜時(shí)，多股料流匯合處將產(chǎn)生熔接痕。該處的溫度通常較其他位置要低，為不使熔體溫度進(jìn)一步降低，保證融合處的質(zhì)量，應(yīng)盡量步在這些部位開設(shè)冷卻管道。（6） 冷卻水道應(yīng)便于加工和清理。為了便于加工和操作，進(jìn)出水管接頭應(yīng)盡量設(shè)在模具同一側(cè)，并在注射機(jī)背面，同時(shí)水管接頭處應(yīng)密封，以免漏水。該塑件外表面質(zhì)量要求較高,生產(chǎn)批量大，故在動(dòng)模設(shè)置冷卻系統(tǒng)即可.3.6 確定標(biāo)準(zhǔn)模架尺寸注塑模模架國(guó)家標(biāo)

26、準(zhǔn)有兩個(gè)，即GB/T125561990塑料注射模中小型模架及其技術(shù)條件和GB/T125551990塑料注射模大型模架。前者適用于模板尺寸為B×L560mm×900mm；后者的模板尺寸B×L為（630mm×630mm）（1250mm×2000mm）。中小型注射模架按結(jié)構(gòu)可分為基本型和派生型.基本型有A1,A2,A3,A4.派生型有P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7,P8,P9;按導(dǎo)柱和導(dǎo)套的安裝形式可分為正裝和反裝.基本型模架用于單分型面,派生型P1-P4用于點(diǎn)澆口.由于該塑件有推件板推出,故選擇P2型模架.由于先分析大體結(jié)構(gòu)尺寸，再采用P

27、ro/E Wildfire 3.0進(jìn)行設(shè)計(jì)，故模架采用2P生產(chǎn)廠家SA型摸架。結(jié)構(gòu)圖如下：第四章 注塑機(jī)的設(shè)備選擇4.1 注塑機(jī)的分類注塑機(jī)的分類方式很多,目前尚未形成完全統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的分類方法.常用的有:（1）按設(shè)備外形特征分類:臥式,立式,直角式,多工位注塑機(jī).（2）按加工能力分類:超小型,小型,中型,大型和超大型注塑機(jī)。此外還有按用途分類和按合模裝置的特征分類,但日常生活中用的較少。4.2 注塑機(jī)的主要參數(shù)注塑機(jī)的主要參數(shù)有公稱注射量,注射壓力,注射速度,塑化能力,鎖模力,合模裝置的基本尺寸,開合模速度,空循環(huán)時(shí)間等.這些參數(shù)是設(shè)計(jì),制造,購買和使用注塑機(jī)的主要依據(jù).(1) 公稱注塑量；指在

28、對(duì)空注射的情況下,注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時(shí),注射裝置所能達(dá)到的最大注射量,反映了注塑機(jī)的加工能力.(2) 注射壓力；為了克服熔料流經(jīng)噴嘴,澆道和型腔時(shí)的流動(dòng)阻力,螺桿(或柱塞)對(duì)熔料必須施加足夠的壓力,我們將這種壓力稱為注射壓力.(3) 注射速率；為了使熔料及時(shí)充滿型腔,除了必須有足夠的注射壓力外,熔料還必須有一定的流動(dòng)速率,描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時(shí)間或注射速度.(4) 塑化能力；單位時(shí)間內(nèi)所能塑化的物料量.塑化能力應(yīng)與注塑機(jī)的整個(gè)成型周期配合協(xié)調(diào),若塑化能力高而機(jī)器的空循環(huán)時(shí)間長(zhǎng),則不能發(fā)揮塑化裝置的能力,反之則會(huì)加長(zhǎng)成型周期.(5) 鎖模力；注塑機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所能施加

29、的最大夾緊力,在此力的作用下模具不應(yīng)被熔融的塑料所頂開.(6) 合模裝置的基本尺寸；包括模板尺寸,拉桿空間,模板間最大開距,動(dòng)模板的行程,模具最大厚度與最小厚度等.這些參數(shù)規(guī)定了機(jī)器加工制件所使用的模具尺寸范圍.(7) 開合模速度；為使模具閉合時(shí)平穩(wěn),以及開模,推出制件時(shí)不使塑料制件損壞,要求模板在整個(gè)行程中的速度要合理,即合模時(shí)從快到慢,開模時(shí)由慢到快在到停.(8) 空循環(huán)時(shí)間；在沒有塑化,注射保壓,冷卻,取出制件等動(dòng)作的情況下,完成一次循環(huán)所需的時(shí)間.4.3 選擇注塑機(jī)(1)按照前面提供的方法查詢模塑件的質(zhì)量屬性，得其體積為V=89.8cm3 ,質(zhì)量m=80.8g.(2) 模具所需鎖模力的

30、計(jì)算 式中 F鎖模力，N A制品和流道在分型面上的投影面積之和， p型腔的平均計(jì)算壓力，Pa,一般取2040 Mpa;制品和流道在分型面上的投影面積之和為 A=3.14×120×120=45216=452.16，pm=25Mpa,故F=452.16××25×1130kN(3) 最大注射壓力計(jì)算 Pmaxkpo 式中 Pmax最大注射壓力 K安全系數(shù)，通常取K=1.251.4;Po成型時(shí)所需的注射壓力，在實(shí)際生產(chǎn)中，Po大致在70100Mpa范圍內(nèi)。故Pmax=1.4×85=119Mpa。 根據(jù)生產(chǎn)批量，生產(chǎn)成本等各方面的計(jì)算，考慮經(jīng)濟(jì)

31、因素，該模具的設(shè)計(jì)采用一模四腔。另外從實(shí)際注射量應(yīng)在額定注射量的20%85%之間考慮，結(jié)合上面的計(jì)算，初步確定注塑機(jī)為SZ-300/160。4.4 注塑機(jī)的校核（1） 注射壓力的校核聚丙烯的注射壓力為119Mpa,預(yù)選注塑機(jī)為 SZ-300/160 該注塑機(jī)的注射壓力為150MPa,所以該注塑機(jī)滿足材料的注塑要求.（2）最大注射量的校核因采用 SZ-300/160 型注塑機(jī),理論注射量為300,而模塑件的總體積為989.8,注塑機(jī)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足要求.（3） 鎖模力的校核在3.2中計(jì)算得鎖模力為1356KN,而SZ-300/160 該注塑機(jī)的鎖模力160KN, 所以該注塑機(jī)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足材料的注塑要求.

32、由于該注塑機(jī)的最大鎖模力不能滿足要求；所以以下的塑化能力模具厚度開模行程模具安裝尺寸就不用在校核了，必須從新選擇注塑機(jī)。查國(guó)產(chǎn)注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表可選取SZ-10000/1600,主要技術(shù)參數(shù)如下。國(guó)產(chǎn)注射機(jī)SZ-10000/1600技術(shù)參數(shù)表特性內(nèi)容特性內(nèi)容結(jié)構(gòu)類型臥式鎖模力(KN)1600理論注射容積（cm）10000拉桿內(nèi)間距(mm)1300×1300螺桿(柱塞)直徑(mm)150移模行程(mm)1500注射壓力(MP)140最大模具厚度(mm)1500注射速率(g/s)1130最小模具厚度(mm)750塑化能力(g/s)535模具定位孔直徑(mm)250螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)

33、080噴嘴球半徑(mm)SR35第五章 成型零件設(shè)計(jì)與計(jì)算5.1 成型零件工作尺寸計(jì)算成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構(gòu)成塑件的尺寸。凹、凸模工作尺寸的精度直接影響塑件的精度。成型零件中與塑件接觸并決定塑件幾何形狀的各處尺寸,稱為工作尺寸,它包括型腔深度與型芯高度尺寸、型腔和型芯徑向尺寸、成型零件中心距.通過對(duì)塑件尺寸公差的分析，該塑件尺寸精度等級(jí)為一般精度，故選取模具制造公差為零件公差的1/4，模具磨損系數(shù)為0.5。模具工作部分尺寸計(jì)算過程為：圖5-1 塑件零件圖（1）型腔徑向尺寸計(jì)算: 其中 塑件外形尺寸 S塑件的收縮率 x磨損系數(shù)模具制造公差 塑件公差查有關(guān)資料可知的公差=0.52，

34、的公差=0.28型腔徑向尺寸：=型腔徑向尺寸：=（2）型腔深度尺寸計(jì)算其中 塑件高度尺寸 S塑件的收縮率 x磨損系數(shù)模具制造公差 塑件公差查有關(guān)資料可知的公差=0.28 型腔深度尺寸 ：=（3）型芯徑向尺寸計(jì)算 其中 外形尺寸 S塑件的收縮率 x磨損系數(shù)模具制造公差 塑件公差查有關(guān)資料可知的公差=0.52，的公差=0.28型芯徑向尺寸：=型芯徑向尺寸：=(4)型芯高度尺寸計(jì)算：其中 高度尺寸 S塑件的收縮率 x磨損系數(shù)模具制造公差 塑件公差查有關(guān)資料可知的公差=0.46, 型芯高度尺寸：=52 成型零件的設(shè)計(jì)本節(jié)通過PRO/E MOLDESIGN 模塊來進(jìn)行模具成型零件的設(shè)計(jì). 設(shè)置收縮率 根

35、據(jù)第一章塑件收縮率的分析，確定收縮率為0.005。方式為按比例收縮。圖5-2 設(shè)置收縮率 創(chuàng)建毛坯工件 模具毛壞的尺寸大小取決于零件模型的大小，同時(shí)還可以參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)模架上動(dòng)模板和定模板的厚度來進(jìn)行設(shè)計(jì)。參考該塑件的尺寸確定毛壞尺寸為：570×570×140。5.2.3 設(shè)計(jì)分型面此塑件塑料盆模具運(yùn)用PRO/E3.0中的陰影曲面功能來創(chuàng)建分型面，由于沒有側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)，結(jié)合塑件組成結(jié)構(gòu)分析，設(shè)計(jì)此分型面比較合適，且便于順利脫模。圖5-3 創(chuàng)建陰影曲面5.2.4 創(chuàng)建模具體積塊在分型面創(chuàng)建完成后，再以分型面為界線將毛胚工件分割為新的模具體積塊，即為動(dòng)模和定模(無質(zhì)量的空心體積)。

36、分割后所得的模具體積塊如下： 圖5-4 定模塊 圖5-5動(dòng)模塊 創(chuàng)建模具元件模具體積塊創(chuàng)建完成后，這時(shí)所得到的體積塊是由若干面圍成的三維區(qū)域，并不是實(shí)體。因此下一步要在體積塊基礎(chǔ)上建立實(shí)體的型腔組件。抽取模具體積塊以生成模具元件，抽取完畢后模具元件即成為功能齊全的Pro/E零件。 流道與澆口設(shè)計(jì)主流道是連接注塑機(jī)的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注塑機(jī)的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，目的是便于冷料的脫模，同時(shí)也改善料流的速度,主流道的大小直接影響熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間。圖56主流道與澆口5.2.7 創(chuàng)建鑄模澆注系統(tǒng)的各個(gè)組成部件創(chuàng)建完成后，就可創(chuàng)建鑄模零件了.圖5-7鑄模零件圖5.2.8 開模

37、仿真 開模就是將創(chuàng)建的模具體積塊，鑄模零件等沿著指定的方向和距離展開。將動(dòng)定模分別沿開模軸線移動(dòng)300mm。圖5-8 模具展開效果圖第六章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類型。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。錐面定位機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的精密對(duì)中定位.注射模導(dǎo)向和定位機(jī)構(gòu)，主要是用來保證動(dòng)模和定模兩大部分或模內(nèi)其他零件之間的準(zhǔn)確配合和可靠地分開，避免模內(nèi)各零件發(fā)生碰撞和干涉，并保證塑件的形狀和尺寸精度。該塑件簡(jiǎn)單不需設(shè)置專門的定位機(jī)構(gòu)，只需設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由導(dǎo)柱和導(dǎo)套組成。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的設(shè)計(jì)原則:（1） 導(dǎo)柱

38、應(yīng)合理均布在模具分型面四周，導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離。（2）導(dǎo)柱一般設(shè)在有型芯的一邊，便于保護(hù)型芯不受損壞;導(dǎo)柱設(shè)在定模一邊，便于脫模。（3）導(dǎo)柱長(zhǎng)度應(yīng)比凸模端面的高度高出68mm，以保證在導(dǎo)柱伸入導(dǎo)套后型芯才進(jìn)入型腔，從而避免型芯與型腔相碰而損壞。（4）為使導(dǎo)柱能順利進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)柱端部應(yīng)做成錐形或半球形，導(dǎo)套的前端面也應(yīng)有倒角。（5）導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨度，多采用20低碳鋼滲碳淬火處理。導(dǎo)柱與導(dǎo)套配合部分的表面粗糙度為6.2 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)和尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，常見的結(jié)構(gòu)形式有帶頭導(dǎo)柱和有肩導(dǎo)柱。有時(shí)為了減少導(dǎo)柱和導(dǎo)柱孔之間的摩擦，在導(dǎo)柱的工作部分設(shè)置

39、儲(chǔ)油槽來儲(chǔ)存潤(rùn)滑劑。由模架800×8000，查有關(guān)數(shù)據(jù)可知導(dǎo)柱直徑為，臺(tái)階圓，臺(tái)階高度10mm,儲(chǔ)油槽寬度4mm,導(dǎo)柱前端錐形長(zhǎng)度為5mm，錐度為。導(dǎo)柱采用20號(hào)鋼滲碳或T8A鋼，淬硬5055HRC，配合段粗糙度值為，非配合段粗糙度值為，其長(zhǎng)度按模具尺寸決定。2.導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)和尺寸也已標(biāo)準(zhǔn)化，常見有帶頭導(dǎo)套和直導(dǎo)套.這里選擇有肩導(dǎo)柱。導(dǎo)套采用20號(hào)鋼滲碳或T8A鋼，淬硬5055HRC，外表面粗糙度值為，內(nèi)表面粗糙度值為，長(zhǎng)度由設(shè)計(jì)的模具尺寸決定。結(jié)構(gòu)示意圖如下導(dǎo)套內(nèi)孔與導(dǎo)柱的配合是H7/f7,外圓與模板的配合是H7/m6，臺(tái)階與模板沒配合，臺(tái)階起到固定作用，與模板的間隙是

40、1mm。第七章 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)排氣是注射模設(shè)計(jì)中一個(gè)主要問題。塑料熔體在填充模具的型腔過程中同時(shí)要排出型強(qiáng)及流道原有的空氣，除此以外，塑料熔體會(huì)產(chǎn)生微量的分解氣體。這些氣體必須及時(shí)排出。否則，被壓縮的空氣產(chǎn)生高溫，會(huì)引起塑件局部碳化燒焦，或塑件產(chǎn)生氣泡，或使塑件熔接不良引起強(qiáng)度下降，甚至充模不滿。在注射成型過程中，熔體注入型腔時(shí)。必須將型腔中的空氣和從熔體中溢出的揮發(fā)性氣體順利排出型腔，否則會(huì)影響塑件質(zhì)量。排氣方式通常有：利用分型面排氣，利用活動(dòng)零件之間的間隙排氣，開設(shè)排氣槽等。選擇排氣槽的開設(shè)位置時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：（1）排氣口不能正對(duì)操作者，以防熔料噴出而發(fā)生工傷事故。（2）最好開設(shè)在分型

41、面上，如果產(chǎn)生飛邊易隨塑件脫出。（3）最好設(shè)在凹模上，以便于模具加工和清模方便。（4）開設(shè)在塑料熔體最后才能填充的模腔部位，如流道或冷料穴的終端。（5）開設(shè)在靠近嵌件和制件壁最薄處，因?yàn)檫@樣的部位最容易形成熔接痕。（6）若型腔最后充滿部位不在分型面上，其附近又無可供排氣的推桿或活動(dòng)的型心時(shí)，可在型腔相應(yīng)部位鑲嵌燒結(jié)的多孔金屬塊，以供排氣。（7）高速注射薄壁型制件時(shí)，排氣槽設(shè)在澆口附近，可使氣體連續(xù)排出。 該塑件不需開設(shè)排氣槽，利用分型面和活動(dòng)零件之間的間隙就可以排氣。若在試模時(shí)發(fā)現(xiàn)排氣不良，再開設(shè)排氣槽。第八章 模架及其它模具零件設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)運(yùn)用EMX4.1（專家模架庫）來設(shè)計(jì)塑料盆模具模架，

42、參考了連接模具模架的設(shè)計(jì)方法。由于PRO/E為國(guó)外研發(fā)的軟件，因此在EMX4.1中沒有符合我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的模架，制作中常選用與GB類似的模架。下面為設(shè)計(jì)過程。8.1 模架尺寸的計(jì)算模具型腔在塑料成型的過程中受到塑料熔體高溫,高壓的作用,其應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度.理論分析及實(shí)踐證明,中小型模具的破壞以強(qiáng)度不足為主要原因,大型的模具的破壞則以剛度不足為主要原因.因此在模具設(shè)計(jì)過程中小型模具應(yīng)以保證其強(qiáng)度為主,而大型模具則以保證其剛度為主.本模具從尺寸上來看應(yīng)該屬于中小型模具,在設(shè)計(jì)過程中必須保證其強(qiáng)度.設(shè)計(jì)模具為整體嵌入式.（1)整體嵌入式模具型腔側(cè)壁厚度的計(jì)算 式中 p型腔的壓力，p=700MPa

43、 h型腔深度，mm; 鋼材的彈性模量， 允許的最大變形量，取由L/H而定的常數(shù)，查得 故: （）底板厚度的計(jì)算 式中 b：型腔寬度：允許的最大變形量:由L/b而定的常數(shù)，查得=0.0240故: 此模具中，由于要安裝導(dǎo)柱，導(dǎo)套等導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，并結(jié)合該設(shè)計(jì)是一膜四腔,故選取800×800的模架.8.2裝配模架8.2.1 新建組件項(xiàng)目圖8-1 新建項(xiàng)目8.2.2 載入模具裝配元件將上一章創(chuàng)建的成型零件模型加載到組件中。圖8-2 型腔組裝完成圖8.2.3 定義模具模架 塑料盆外殼模具模架為二板式模架，包括JT板（上模座板），JL板（下模座板），A板（定模板），B板（動(dòng)模板），U板（支承板），C塊（支承塊），推件固定板。（1）項(xiàng)目準(zhǔn)備圖8-3 “ 準(zhǔn)備元件”對(duì)話框（2） 定義模架組件圖8-4 組件話框架8.2.4 添加設(shè)備利用EMX4.1對(duì)就澆注系統(tǒng)中的定位環(huán)和澆口套進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，無須單獨(dú)進(jìn)行創(chuàng)建，直接選用適合的定位環(huán)和澆口套,并對(duì)其進(jìn)行參數(shù)設(shè)置即可。A 定位環(huán)圖8-5設(shè)置定位環(huán)參數(shù)B 澆口襯套圖8-6 設(shè)置澆口襯套參數(shù)8.2.5加入復(fù)位銷圖8-7加入后銷8.2.6 在模座中