摩托車燈罩零件的成工藝及塑料模具設計

1、畢業(yè)設計論文設計/論文題目：摩托車燈罩零件的成型工藝及塑料模具設計班 級： 姓 名： 指導老師： 完成時間： 畢業(yè)設計（論文）任務書系 部： 專 業(yè)： 學生姓名: 學 號: 設計(論文題目： 摩托車燈罩注塑模設計 起 迄 日 期: 指 導 教 師: 畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書1本畢業(yè)設計（論文）課題來源及應達到的目的：該課題來源于某摩托車廠的燈罩零件。在完成該課題之前，應對注塑工藝生產較為熟悉，能熟練掌握相關設計手冊的使用，能獨立完成一套模具的設計及模具主要工作零件加工工藝的編制，能夠運用模具設計軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制。2本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內容和要求（包括原始數據、

2、技術要求、工作要求等）：（1）塑件的結構工藝分析；（2）摩托車燈罩注塑模設計，繪制模具總裝圖一張； （3）畫出非標準件零件的零件圖；（4）編寫設計說明書一份；（5）編制主要零件加工工藝過程卡。原始資料：塑件圖及其尺寸如右圖所示，材料：PP生產批量：大批量生產表格清單表3-1 模板初選尺寸表3-2 校核后模板尺寸 表1 型腔機械加工工序卡表2 型芯機械加工工序卡畢業(yè)設計/論文說明書目錄緒 論 1第1章 任務來源及設計意義 5 1.1 設計任務來源 5 1.2 設計目的及意義 5第2章 模塑工藝規(guī)程的編制 6 2.1 塑件的工藝性分析 62.2 計算塑件體積和質量- 82.3 塑件注塑工藝參數的確

3、定- 8第3章 工藝方案的確定 93.1 確定模具型腔數目-9 3.2 分型面的選擇 9 3.3 確定型腔的布置方式 103.4 確定澆注系統(tǒng)- 103.5 確定脫模方式- 133.6 確定調溫系統(tǒng)結構-133.7 確定排氣系統(tǒng)的形式-143.8 選用標準模架-143.9 成型零件的結構設計-143.10結構與輔助零部件設計-14第4章 模具結構及成型設備的選擇 164.1 型腔及型芯工作尺寸的計算-16 4.2 側壁厚度和底板厚度計算 19 第5章 模具閉合高度的確定 20第6章 注塑機有關參數校核 21第7章 繪制模具總裝圖和非標準零件工作圖- 22第8章 注塑模主要零件加工工藝規(guī)程的編制

4、- 23第9章 模具的安裝與調試 259.1 模具的安裝- 259.2 模具的調試- 26設計總結 27致謝 - 28參考文獻 29前 言在未來的模具市場中，塑料模具發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對塑料模具也提出了越來越高的要求，因此，精密、大型、復雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。我國塑料模具工業(yè)和今后的主要發(fā)展方向：1、提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復雜化和高精度要求以及因高生產率要求而發(fā)展的一模多腔所致。2、在塑料模設計制造中全面推廣應用CAD/CAM/CAE技術。CAD/C

5、AM技術已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術，近年來模具CAD/CAM技術的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進一步普及創(chuàng)造良好的條件； CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設計與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。3、推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型技術和高壓注射成型技術。采用熱流道技術的模具可提高制件的生產率和質量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣 4、開發(fā)新的成型工藝和快速經濟模具。以適應多品種、少批量的生產方式。5、提高塑料模標準化水平和標準件的使用率。為提高模具質量和降低模具制造成本，模具標準件的應用

6、要大力推廣。6、應用優(yōu)質材料和先進的表面處理技術對于提高模具壽命和質量顯得十分必要。7、研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程。采用三坐標測量儀或掃描儀實現逆向工程是塑料模具CAD/CAM的關鍵技術之一。研究和應用多樣、調整、廉價的檢測設備是實現逆向工程的必要前提。第一章 塑件分析與模具材料和注射機的選取第一節(jié) 塑件結構和技術要求的分析一、塑件結構分析由塑件零件圖可見，在塑件的左右兩邊各有一個小孔，正前方有一個大孔，頂部亦有一通孔，而內側則有一個掛勾。在大孔的一面有一個脫模斜度，塑件的內表面粗糙度要求比較底，而外表面則要求有比較高的光澤度，因此要對型腔表面進行拋光。二、塑件零件圖技術要求分析由

7、塑件零件圖中的技術要求可見，此零件材料為聚丙烯，批量生產，塑件精度為5級，各配合尺寸精度要求一般，所以制造的模具精度取一般精度就已經滿足要求。因為塑件是批量生產，所以型腔板和型芯的硬度、耐磨性能要求比較高。第二節(jié) 塑料材料的成型特性與工藝參數由摩托車前燈罩零件圖中的技術要求可知，塑件材料為聚丙烯，其特點如下：一、基本特性聚丙烯無色、無味、無毒。外觀似聚乙烯，但比聚乙烯更透明更輕。密度僅為0.900.96/cm3。它不吸水，光澤好，易著色。屈服強度、抗拉、抗壓強度和硬度及彈性比聚乙烯好。定向拉伸后聚丙烯可制作鉸鏈，有特別高的抗彎曲疲勞強度。聚丙烯熔點為164170，耐熱性好，能在100以上的溫度

8、下進行消毒滅菌。其低溫使用溫度達-15，低于-35是時會脆裂。聚丙烯的高頻絕緣性能好。因不吸水，絕緣性能不受濕度的影響。但在氧、熱、光的作用下極易解聚、老化，所以必須加入防老化劑。二、成型特點成型收縮范圍大，易發(fā)生縮孔、凹痕、及變形；聚丙烯熱容量大，注射成型模具必須設計能充分冷卻的冷卻回路；聚丙烯成型的適宜模溫為80左右，不可低于40，否則會造成成型塑件表面光澤度差或產生熔接痕等缺陷。溫度過高則會產生翹曲現象。三、塑件注塑工藝參數的確定查找相關文獻和參考工廠實際應用的情況，PP的成型工藝參數可做如下選擇：（試模時，可根據實際情況作適當調整）注塑溫度：包括料桶溫度和噴嘴溫度。料桶溫度：后段溫度選

9、用160中段溫度選用170前段溫度選用200噴嘴溫度：選用170注塑壓力：選用80mp模具溫度：選用70收縮率 ：（0.30.8）注塑時間：30s保 壓：選用60mp保壓時間：5s冷卻時間：30s預 熱：（23）小時第四節(jié) 注射機的選取塑件成形所需的注射總量應該小于所選注射機的注射量。由零件圖知塑件的體積為80 cm3，塑件的質量為76克。（塑件的密度為0.95g/ cm3）。注射容量以容積（cm3）表示時，塑件體積（包括澆注系統(tǒng)）應小于注射機的注射容量，其關系按的結構方案第一節(jié) 確定塑件在模具中的位置和分型面位置一、型腔數目的確定在設計實踐中，所確定的型腔數目，既要保證最佳的生產經濟性，技術

10、上又要充分保證產品的質量，也就是應保證塑料制件最佳的技術經濟性。因此根據本塑件的形狀及尺寸，確定型腔的數目為一模一腔。二、塑件在模具中的位置和分型面的方案確定分型面是決定模具結構形式的重要因素，它與模具的整體結構和模具的制造工藝有密切關系，并且直接影響著塑料熔體的流動充填特性及塑件的脫模，因此，分型面的選擇是注射模設計中的一個關鍵。對于燈罩塑件，預定的幾個分型面方案如下：方案（一）：其分型面的設計如圖221所示，這種設計方式共有兩個分型面，首先在A處分型面進行定距分型，然后在B處分型。首先在A處分型是因為考 慮到塑件有兩個10的小孔不能隨型芯直接脫出，所以要對兩個小孔設計側向抽芯結構。這種方案

11、的優(yōu)點如下：1、 兩個分型面分型不會在塑件表面產生飛邊、痕跡。2、模具便于制造； 圖 211方案（二）：其分型面的設計如圖222 所示，這種設計方式共有三個分型 面；除了在A、B處有分型面外,另外它還利用了塑件的對稱性，在中間多設了一個分型面。在A分型面分型的同時，中間的分型面亦進行分型，型腔板向左右兩邊移動，在移動了一段距離停止分型后B分型面才開始分型。這種方案的優(yōu)點是：通過多設了中間這個分型面后，省去了對=的選擇澆注系統(tǒng)設計是否合理不僅對塑件性能、結構、尺寸、內外在質量等影響很大，而且還與塑件所用的利用率、成型生產效率等相關，因此澆注系統(tǒng)設計是模具設計的重要環(huán)節(jié)。因為本塑件不是大型或薄壁塑

12、料制件，所以無需進行流動距離比和流動面積比的校核。（1）、主流道設計主流道是澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具相接觸的部位開始，到分流道為止的塑料熔體的流動距離。主流道部分在成型過程中，其小端入口處與注射機噴嘴及一定溫度、壓力的塑料熔體要冷熱交替地反復接觸，屬于移損件，對材料的要求較高，因而模具的主流道部分常設計成可拆卸更換的主流道襯套式（也稱澆口套），以便有效地選用優(yōu)質鋼材單獨進行加工和熱處理。一般采用碳素工具鋼如T8A、T10A等，熱處理要求淬火5357HRC。主流道襯套應設置在模具的對稱中芯位置上，并盡可能保證與相聯(lián)接的注射機噴嘴為同一軸心線。主流道襯套形式如圖221所示，圖221 a為主流道

13、與定位圈設計成整體式，一般用于小型模具；圖221 b和圖221 c所示為將主流道襯套和定位圈設計成a b c 圖 221兩個零件，然后配合固定在模板上。在本設計中，為了安裝與拆卸方便，所以采用圖221 b的形式。（2）、 澆注口位置的選擇模具設計時，澆口的位置及尺寸要求比較嚴格，初步試模之后有時還需修改澆口尺寸。無論采用什么形式的澆口，其開設的位置對塑件的成型性能及成型質量影響很大，因此合理選擇澆口的開設位置是提高塑件質量的重要環(huán)節(jié)，同時澆口位置的不同還影響模具結構。預先擬訂澆注口位置的設計方案有兩種，如圖 222 所示，分別為在I處和II處。根據上面的幾項原則來分析：如果開在I處，那就產生澆

14、注口不平衡，而且會影響塑件外觀質量，而在II處開澆注口是非常平衡的，也盡量縮短了塑料的流動距離，不影響塑件的外觀質量，澆口凝料也易于去除，還能夠同時填充滿型腔，所以我選擇在II處開澆注口。圖 222（3）、澆口的選擇澆口亦稱進料口，連接分流道與型腔的通道。除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面積最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關鍵部分。澆口的位置、形狀及尺寸對塑件的性能和質量的影響很大。根據所采取澆口的位置，擬訂采用澆口的形式如下：1、環(huán)形澆口 2、輪輻澆口 3、潛伏澆口 形三種澆口的優(yōu)缺點經比較易見，環(huán)澆口凝料去除比較難，增加了工人的勞動強度，所以不采用環(huán)形澆口。潛伏澆口的優(yōu)點比較多，但因為本塑件是摩

15、托車燈罩的內部零件，對塑件的外表面質量及美觀效果要求不是很高，只須能保證其一般的尺寸精度就可以了，而輪輻澆口已經滿足其設計要求。為了加工的方便性，所以決定采用輪輻澆口。（4）、分流道設計要求所設計的分流道應能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快地流經分流道充滿型腔，并且流動過程中壓力損失及熱量損失盡可能小。為便于機械加工及凝料脫模，分流道大多設置在分型面上。常用的分流道截面形狀一般可分為圓形、梯形、U形、半圓形及矩形等。圓形截面分流道因其要以分型面為界分成兩半進行加工才利于凝料脫出，但這種加工的工藝性不佳，且模具閉合后難以精確保證兩半圓對準，故生產實際中不常使用。而梯形截面分

16、流道容易加工，且塑料的熱量散失及流動阻力均不大，經過多方面的考慮，在本設計里采用梯形截面的分流道。（5）、冷料穴的設計冷料穴一般開設在主流道對面的動模板上，其標稱直徑與主流道大端直徑相同或略大一些，深度約為11.5倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積。.冷料穴的各種形式如圖所示。圖223 ac是底部帶推桿的冷料穴形式，圖223 a是端部部為Z字形拉料桿形式冷料穴，是最常用的一種形式，開模時主流道凝料被拉料桿拉出，a b c d e 圖 223推出后常常需用人工取出而不能自動脫落；圖223 b是靠帶倒錐形的冷料穴拉出主流道凝料的形式；圖223 c是環(huán)形槽代替了倒錐形用來拉主流道凝料的形式，b

17、圖和c圖適用于彈性較好的軟質塑料，能實現自動化脫模。圖223 d和圖223e是適用于推件板脫模的拉料桿形式冷料穴。在比較了這幾種冷料穴的特點后，和經過對塑件的結構分析，可能將采用推桿將塑件推出，所以在這里預先選用圖223 b形式的冷料穴。二、 排氣系統(tǒng)的設計當塑料熔體填充型腔時，必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內的空氣及塑料受熱或凝固產生的低分子揮發(fā)氣體。注射模具成型時的排氣通常以如下四種方式進行：1、利用配合間隙排氣；2、在分型面上開設排氣槽排氣；3、利用排氣塞排氣；4、強制性排氣。在本設計中，利用配合間隙就足以滿足排氣的需要，所以就無須再設計其它方式排氣。第三節(jié) 成型零件的結構設計模具中決定塑件

18、幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲件、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，承受塑料熔體的高壓、料流的沖殺刷，脫模時與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結構合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。一、 凹模凹模是成型零件外表面的主要零件，按其結構不同，可分為整體式和組合式兩類。1、整體式凹模 整體式凹模由整快材料加工而成。2、組合式凹模 組合式凹模是指凹模由兩個以上零件組合而成。根據以上這些原則和特點，對型腔的設計提出了二種設計方案，其設計結構如下：方案（一）：如圖231所示：型腔根據塑件

19、的結構特點，把型腔設計成左右兩半拼合式。這樣的話，就方便了型腔的加工，降低了加工成本，但由于是兩對半式拼合，所以在拼合處塑件會產生痕跡，影響塑件的外觀質量，同時使得模具安裝困難。圖 231方案（二）：如圖233所示：采用的是整體式型腔結構。它的特點是結構牢固，使用中不容易發(fā)生變形，不會使塑件產生拼接線痕跡。但由于加工困難熱處理不方便，整體式凹模常用在形狀簡單的、中小模具上。因為塑件表面輪廓簡單，而且塑件又不是很大，加工后的模具也不大，為了使得加工簡單和節(jié)省模具制造成本，所以決定采用整體式凹模。圖232二、凸模和型芯凸模和型芯均是成型塑件內表面的零件。凸模一般是指成型塑件中比較大的、主要內形的零

20、件，又稱主型芯；型芯一般是指成型塑件上比較小的孔槽的零件。主型芯的結構 主型芯按結構可分為整體式和組合式兩種。整體式結構牢固，但不便加工，消耗的模具鋼多，主要用于工藝實驗或小型模具上的形狀簡單的型芯。組合式型芯的優(yōu)缺點和組合式凹模的基本相同。在此對型芯的機構提出了兩種方案。方案（一）：采用整體式型芯，因為采用了整體式型芯，所以對于型芯內的結構布置就容易了許多，如水道、推出機構等的設計，因為塑件兩邊有凸出的臺肩，所以其加工的工藝性就不好。方案（二）：在經過多方面的考慮之后，決定采取方案（二）的型芯結構方式。第四節(jié) 合模導向機構設計導向機構是保證動定?；蛏舷履：夏r，正確定位和導向的兩件。合模導向

21、機構主要有導柱導向和錐面定位兩種形式，通常采用導柱導向定位。一、導向機構的作用1、定位作用 2、導向作用 3、承受一定的側向壓力 4、保持運動的平穩(wěn)作用。二、導柱導向機構導柱導向機構的主要零件是導柱和導套。（1）、導柱導柱的結構形式 導柱的典型結構如圖241所示。圖241 a為帶頭導柱，結構簡單，加工方便，用于簡單模具。圖241 b和圖241 c是有肩導柱的兩種形式，其結構較為復雜，用于精度要求高、生產批量大的模具，導柱與導套相配合，導套固定孔直徑與導柱固定孔直徑相等，兩孔同時加工，確保同軸度的要求。其中圖241c所示導柱用于固定板太薄的場合，在固定板下面再加墊板固定，這種結構不太常用。導柱的

22、導滑部分根據需要可加工出油槽，以便潤滑和集塵，提高使用壽命。a b c 圖 241在分析了以上三種導柱的特點后，因為本塑件的生產批量比較大，所以決定采用帶頭導柱與導套配合的導向機構，故導柱采用圖241 b的形式。（2）、導套導套的典型結構如圖所示。圖242 a為直導套（型導套），用于簡單模具或導套后面沒有墊板的場合；圖242 b和圖242 c為帶頭導套（型導套），用于精度較高的場合，其中圖242 c用于兩塊板固定的場合。在本模具設計中，塑件對模具的精度要求比較高，所以我采用圖242 b（型導套）。(a (b c 圖 242第五節(jié) 推出機構設計塑件在從模具上取下以前，還有一個從模具的成型零件上脫

23、落的過程，使塑料件從成型零件上脫落的機構為推出機構。經過對塑件的分析采用推桿推出機構。一、推桿推出機構推桿的截面形狀根據塑件的推出情況而定，可設計成圓形、矩形等等。其中圓形最為常用，因為使用圓形推桿的地方，較容易達到推桿合模板或型芯上推桿孔的配合精度，另外圓形推桿還具有減少運動阻力、防止卡死現象等優(yōu)點，損壞后還便于更換。合理地布置推桿的位置時推出機構設計中的重要工作之一，推桿的位置分布得合理，塑件就不致于變形或被頂壞。推桿應設在脫模阻力大的地方；推桿應均勻布置。采用推桿推出，如圖所示，利用塑件的兩個凸臺安置推桿，還有頂部可安置一根。圖251二、推出機構的導向與復位機構設計為了保證推出機構在工作

24、過程中靈活、平穩(wěn)，每次合模后，推出元件能回到原來的位置，通常還需要設計推出機構的導向與復位裝置。（1）、導向零件推出機構的導向零件，通常由推板導柱與推板導套組成，簡單的小模具也可由推板導柱直接與推板上的導向孔組成。導向零件使各推出元件得以保持一定的配合間隙，從而保證推出和復位動作順利進行。常用的導向形式如圖252 ac所示。圖 252 a中推板導柱固定在支承板上，圖252 b為推板導柱兩端固定形式，圖252 a、b均為推板導柱與推板導套相配合的形式，而且推板導柱除了起導向作用外，還支承著動模支承板，從而改善了支承板的受力狀況，大大提高了支承板的剛性，圖252 c為推板導柱固定在支承板上的結構，

25、且推板導柱直接與模板上的導線孔相配合，推板導柱也不起支承作用，這種相似用于生產較小批量塑件的小型模具。當模具較大時最好采用圖252 a、b的結構。推板導柱的數量根據模具的大小而定，至少要設置兩根，大型模具需要四根。（a） (b (c 圖252在分析了幾種形式的推板導向機構后，決定采用圖 2-5-4形式的推板導向機不過其具體結構有一點改變，其設計如圖253所示：（2）、復位桿復位為了使推出元件合模后能回到原來的位置，推桿固定板上同時裝由復位桿，常用的復位桿均采用原形截面一般每副模具設置四復位桿，其位置近來能夠設在固定板的四周，以便推出機構合模時復位平穩(wěn)，復位桿端面與所在動模分型面平齊。在本模具設

26、計中，沒有活動鑲件，所以使用復位桿復位已經滿足設計要求，而且復位桿復位將會使得模具加工方便，所以在設計中我采用復位桿復位。第六節(jié) 側向分型與抽芯機構設計在第一節(jié)第二部分的分型面設計的方案（一）里，需要對兩小孔設計側向抽芯機構，抽芯機構與側向分型按其動力來源可分為手動、機動、氣動或液壓三大類。一、兩小孔的抽芯機構設計在此擬定了幾個抽芯方案：1：開模后手工抽芯；2：用彈簧實現抽芯和斜面壓回復位；3：液壓抽芯；4：斜導柱機構抽芯。因為需要抽芯的孔直徑是10，抽芯距離只有7。而且塑件是大批量生產的，所以最好能夠實現自動化生產。因此，在這個設計中，如果采用手動的抽芯方式就會使生產率大大降低，并且會加大工

27、人的勞動強度，浪費了人力資源；而如果采用氣動或液壓的抽芯方式則顯得太不現實，因為這個塑件的抽芯距不大；所以也不太贊成采用這種抽芯方式，很明顯用機動抽芯機構是最合理的選擇。因此采用彈簧側抽芯或者斜導柱抽芯。用彈簧進行側抽芯也是可以的，但因為型腔受的壓力比較大，若采用彈簧側抽芯的話，可能會因為彈簧產生的壓力不夠而產生溢料。因此不推薦使用這種抽芯形式。而用斜導柱進行側抽芯的話，就沒有這種問題存在，因為斜導柱產生的側壓力很大，所以在此采用斜導柱側抽芯的抽芯形式。其結構設計如圖261所示：對于內側的掛鉤，就需要對其進行內抽芯結構設計處理。對于內抽芯，其設計結構形式有彈簧內抽芯、斜滑塊內抽芯,開 模后手工

28、抽芯。 圖 261 由圖262可見掛鉤的尺寸比較小，長只有25。需要抽芯部分也只有3深。因為是大批量生產的，所以不采用開模后手工抽芯。而采用彈簧內抽芯，因為型芯比較小，不好設計，況且如果彈簧的強度不夠的話會產生溢料、變形，不能保證尺寸精度，所以在此不采用彈簧內抽芯。采用斜滑塊內抽芯，其既可以滿足了設計要求，也可以作為推桿把塑件頂出。在此擬定了兩個方案，其分別如圖263、圖264所示。經過考慮和比較，兩個方案各有各的優(yōu)點，在此，采取圖263 的方案。圖262圖263 圖264二、塑件中側面45的大孔的結構設計方案（一）：采用側抽芯的方式，對這個45的孔進行側抽芯，因為是一模一腔結構的模具，所以可

29、以采用側抽芯的方式。但是如果采用側抽芯的話，就會增加模具的復雜程度和難度，使得模具的加工成本提高。方案（二）利用塑件的脫模斜度取消側抽芯的機構，這樣的話就會降低模具結構的復雜程度和難度。在考慮了各方面因素后，決定采用第二種方案。第七節(jié) 溫度調節(jié)系統(tǒng)注射模的溫度對塑料熔體的充模流動、固化定型、生產效率及塑件的形狀和尺寸精度都有重要的影響。注射模具設置溫度調節(jié)系統(tǒng)的目的，就是要通過控制模具溫度，使注射成型具有良好的產品質量和較高的生產率。經分析該模具不需要加熱系統(tǒng)，只需設置冷卻系統(tǒng)。一、冷卻系統(tǒng)的設計原則與冷卻系統(tǒng)的結構1、冷卻水道應盡量多、截面尺寸應盡量大；2、冷卻水道至型腔表面距離應盡量相等；

30、3、澆口處加強冷卻；4、冷卻水道出、入口溫差盡量??；5、冷卻水道應沿著塑料收縮的方向設置； 圖271 根據這些原則，和針對本塑件的特點和要求，設計了如圖圖271的型芯冷卻水道。該塑件材料為PP，模具溫度要求為4080，塑件注塑成型時不要求很高的模溫，所以為了簡化模具結構，本設計不設置加熱系統(tǒng)。是否需要設置冷卻系統(tǒng)根據計算判定。A=7.6PP的取3.5kgC4178jkg冷卻水的體積流量（m/min）；單位時間內注入模具內的塑料熔體的質量(kg/h；塑料成型時在模具內釋放的熱焓量（J/kg）；冷卻水的比熱容J/（kgK）；冷卻水的密度（kg/m）；冷卻水的出口溫度（）；冷卻水的進口溫度（）由計算

31、結果知需要冷卻系統(tǒng)，則取水孔直徑8mm,水孔距離型芯的距離為8-15mm,由本塑件的情況取為12mm.型芯的進水由孔A進孔B出。冷卻水道的設計還必須盡量避免接近塑件的熔接部位，以免產生熔接痕，降低塑件強度；冷卻水道要易于加工清理，一般水道孔徑為10左右（不小于8）；冷卻水道的設計要防止冷卻水的泄漏，凡是易漏的部位要加密封圈等等。第 三 章 工作尺寸的計算和注射機的校核第一節(jié) 模架各零件的計算和選取一、 腔板尺寸的計算在確定型腔壁厚和底板厚度時，應分別從強度和剛度兩方面來計算，相互校核后取其大值。在型腔的機構方式里已經采取整體式型腔，所以型腔板的壁厚和底板厚按整體式圓形型腔來計算。根據，型腔的側

32、壁厚和底板厚計算如下：1、 側壁厚度的計算整體式圓形型腔的側壁可以看作是封閉的厚壁圓筒，側壁在塑料熔體壓力作用下變形，由于側壁變形受到底板的約束，在一定高度h2范圍內，其內半徑增大量較小，愈接近底板約束愈大，側壁增大量愈小，可以近似地認圖 為底板處側壁內半徑為零。當側壁高到一定界限（h2）以上時， 側壁就不再受底板約束的影響，其半徑增大量與組合式型腔相同，故高于h2的整體式圓形型腔可按組合式圓形型腔作剛度和強度計算。整體式圓形型腔內半徑增大受底板約束的高度h2，由式有：h2=R型腔外半徑（）；r型腔內半徑（）；h2受約束高度（）。根據中表5-19列舉的圓形型腔壁厚的經驗數據，和塑件的直徑為15

33、0，故取型腔壁厚為R-r=65mm，則有：h2=80.11h2=80.11mm，因為塑件高為95mm，故型腔高Hh2，因此不能用整體式圓形型腔來計算塑件的壁厚，需要按組合式型腔來計算壁厚。按組合式型腔剛度條件計算，型腔側壁厚度計算，由式有：s剛=R-r=r（）式中 s型腔側壁厚度（mm）；R型腔外半徑（mm）；r型腔內半徑（mm），取r=75；U泊松比，碳鋼取0.25；E鋼的彈性模量，取2.06×105MPa；P型腔內塑料熔體壓力（MPa）；取P=30MPa。型腔允許變形量（mm），ABS取=0.05；則有s剛=R-r=r（）=58.14按強度條件，型腔側壁厚度計算由式有：s強=R-

34、r=r(40Cr只經過調質處理后，可取=100MPa,則有：S強=R-r=75×( =43.6mm故有S強S剛，所以按S剛計算取數已經符合要求。故取型腔的最小壁厚不應小于58.14mm。2、型腔的底板厚度型腔的底板厚度按照整體式來計算，按剛度條件，根據式底板厚度為：h剛=17.93mm按強度條件，根據式底板厚度為：h強=r=75×=20.08mm因為h強>h剛，所以按強度條件計算的結果來確定底板的厚度，取底板厚度為h底=25mm。因為型心還要與型腔咬合，故選取型腔底板厚為30mm。3、型腔板的最小尺寸計算型腔板高度:h凹=h塑+h底=30+95=125mm型腔板長：

35、L=150+60×2=270mm型腔板寬： L=150+60×2=270mm因此因此，初步確定型腔板的尺寸為：270×270×125。二、型芯固定板尺寸的計算根據中型芯板厚度的選取，則有：h=h塑式中 h型芯板的厚度（）；h塑塑件的高度（）；h塑=95。則有h=h塑=×95=31.67mm圓整后初步選取型芯固定板厚度為：h=32mm。三、模架各板尺寸的選取與校核根據型腔板的外形尺寸和型心固定板的厚度，參照1、模架各板尺寸的選取參照中表3.3-11注射模中、型模架組合尺寸，和型腔型芯板厚的尺寸；設計模架各板的尺寸如下：定模板450×41

36、5×32推桿固定板450×225×20型腔板450×355×125推件板450×225×25型芯固定板450×355×32模腳450×100×120型芯支承板450×355×50表3-12、對模架各板的校核（1）定模板厚度的校核中表13.2-6選導柱的肩長為40，所以定模板初取的厚度不符合，故模板的厚度改為50。（2）型芯支承板的校核根據中式5-45有：h=式中 h型芯支承板厚度（）；p型芯受到的壓力（MPa）；取p=30MPa；b型芯的直徑（）；b=150；L兩模

37、腳間的距離（）；取L=229；E鋼的彈性模量；B支承板的長度；取B=450；型腔允許變形量（mm）。則有h=74.71因為77.71mm50 mm，所以應該在其中間加一個支承柱，則有h=30.84mm因為30.84 mm50.0mm，所以取50.0 mm已經符合要求，但要在中間加一個支承柱。型芯固定板的厚度校核（3）型芯固定板厚度的校核型芯固定板厚度的校核與定模板厚度的校核一樣，所以型芯固定板取32不合適要改為50。（4）模腳高度的校核因為塑件需要推出30，所以模腳至少為30+20+25=75，所以選取120已經符合要求。4、校核后模架各板的尺寸如下：定模板450×415×

38、50推桿固定板450×225×20型腔板450×355×125推件板450×225×25型芯固定板450×355×32模腳450×100×120型芯支承板450×355×50表3-2第二節(jié) 注射機的校核選取的注射機型號為XSZY500，其主要參數在第一章第四節(jié)里有。一、校核鎖模力：模具所需的最大鎖模力應該小于或等于注射機的額定鎖模力，其關系按中式2-56校核P腔FP鎖式中 P腔模具型腔壓力，取30MPa；P鎖注射機額定鎖模力（N）；F塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（cm2

39、）；則有： P腔F =30×3.14×752=529.875kNP鎖=3500kN所以鎖模力符合要求。二、校核注射壓力塑件成形所需的注射壓力應小于或等于注射機的額定注射壓力，其關系按中式2-57校核P成P注式中 P成塑件成形所需的注射壓力（MPa），根據中表2-36，和塑件材料為ABS可查得P成大于60小于100。P注所選注射機的額定注射壓力（MPa）。P注=104；則有：P成P注=104所以注射機的注射壓力符合塑件的注射壓力。三、校核模具的閉合厚度模具閉合時的厚度應在注射機動、定模板的最大閉合高度和最小閉合高度之間，其關系按中式2-58校核H最小H模H最大式中 H最小注射

40、機所允許的最小模具厚度，此型號為300mm；H最大注射機所允許的最大模具厚度，此型號為450mm；H模模具閉合高度；H模=376mm。因為300376450，則有H最小H模H最大。所以模具閉合高度符合所選注射機的模具厚度。四、校核最大開模行程塑件所需的開模距應小于注射機的最大開模行程。因為所采用的澆口形式是潛伏澆口，所以可以采用點澆口的公式校核，其關系按中式2-56校核H1+H2+a+510mmS式中 H1脫模距離（推出距離）（mm）；H1=30mm；H2塑件高度（mm）；H2=95mm；a點澆口取出距離（mm）；a=40mm；S注射機模板行程。則有30+95+40+510=170175S=7

41、00所以塑件的開模距符合注射機的最大開模行程。經過校核，所選擇的注射機符合要求。第三節(jié) 型腔、型心尺寸的計算根據中式5-16，塑料的平均收縮率計算如下：S=式中 S塑料的平均收縮率；Smax塑料的最大收縮率；Smin塑料的最小收縮率。根據附錄B常用塑料的收縮率，ABS為0.3%0.8%，取SMAX=0.8%，SMIN =0.3%，則有：S=0.55%一、型腔尺寸的計算1、型腔的大、小端徑向尺寸根據中的公式5-15有：D=式中 D型腔的最小基本尺寸；D0塑件的最大基本尺寸； S塑料的平均收縮率；塑件的公差；根據選取；模具制造公差，精度要求不高的塑件按（）選取。根據塑件零件圖有：D0=150， =

42、147, =55,=50，高H0=95，=92.則有型腔最大端直徑為：D=150×（1+0.55%）-×0.31=型腔最小端直徑為：=55×（1+0.55%）-×0.16=2、型腔深度尺寸計算根據中式5-16有：H=H0（1+S）-式中 H型腔深度的最小基本尺寸；H0塑件的最大基本尺寸。則有型腔最大深度尺寸為：H=H0（1+S）-=95×（1+0.55%）-=最小深度直徑為=（1+S）-=92×（1+0.55%）-=3、型腔中的型心徑向尺寸根據中式5-17有：d=d0(1+S+式中 d型心的最大基本尺寸；d0塑件的最小基本尺寸；d0=

43、45其余符號與公式5-15相同。則有：d=d0(1+S+=45×（1+0.55%）+×0.14=二、型芯尺寸的計算1、型心端徑尺寸計算：根據中式5-17有：d=d0(1+S+式中 d型心的最大基本尺寸；d0塑件的最小基本尺寸；d0=147，=50其余符號與公式5-15相同。則有型芯大端直徑為：d=(1+S+=147×（1+0.55%）+=小端尺寸為：=（1+S）+=50×（1+0.55%）+=2、型心的高度尺寸計算根據中式5-18有：h=(1+S+式中 h型心高度的最大尺寸；h0塑件內形深度的最小尺寸。其余符號與公式5-15相同。則有：h=(1+S+=9

44、0.5×（1+0.55%）+2×0.22/3=第四節(jié) 斜導柱的尺寸計算一、斜導柱的計算與確定1、抽心力的計算參照，對于側型芯的抽芯力，采用式5-59進行估算：式中 FC抽芯力（N）；c側型芯成型部分的截面平均周長（m）；h側型芯成型部分的高度（m）；p塑件對側型芯的收縮應力（包緊力），其值與塑件的幾何形狀及塑料的品種、成型工藝有關，一般情況下模內冷卻的塑件，p=(0.81.2×107Pa,模外冷卻的塑件，p=(2.43.9×107Pa；塑料在熱狀態(tài)時對鋼的摩擦系數，一般=0.150.20；側型芯的脫模斜度或傾斜角（0）。根據塑件，取c=3.14×

45、;10=31.4mm,h=5mm,p=1.2×107Pa, =2.50。則有=31.4××5××1.2×（0.20×cos2.5-sin2.5）=294.26N2、斜導柱傾斜角確定參照中式5-60、5-61，斜導柱工作長度與抽心距、傾斜角開模距的關系如下：L=s/sin H=sctg 式中 L斜導柱的工作長度；s抽芯距；s=7mm；斜導柱的傾斜角；250，常用120220，取=200。H與抽芯距s對應的開模距。則有L=s/sin=7/sin=20.47mmH=sctg=7×ctg=19.23mm3、斜導柱的直徑計算

46、根據中式5-74有d=式中 HW側型芯滑塊受的脫模力作用線與斜導柱中心線的交點到斜導柱固定板的距離，HW =H+M；式中M為開模瞬間斜導柱空程距，M=1.17mm，根據模具設計，H=91mm；式中為斜導柱與側型心斜孔的間隙；W斜導柱所用材料的許用彎曲應力；對碳素鋼取W=137.2MPa；則有=H+M=91+1.17=92.17mm所以有d=13.07mm參照表2-121斜銷推薦尺寸表，確定斜導柱直徑為d=16mm，所選取的斜導柱為：斜導柱16×180。第四章 模具的工作過程及型芯、型腔板的加工工藝第一節(jié) 模具的工作過程：動定模合模，在復位桿42的作用下使推出機構優(yōu)先復位。同時斜導柱1

47、9推動側型芯1第二節(jié) 型芯、型腔板的加工工藝：（一）：塑料模具制造的技術要求模具精度是影響塑件成型精度的重要因素之一，為保證模具精度制造時應達到如下主要的技術要求1：組成塑料模具的所有零件在材料、加工精度和熱處理等方面均應符合相應圖樣的要求。2：組成模架的零件應達到規(guī)定的加工要求，裝配成套的模架應活動自如，并達到規(guī)定的平行度、垂直度等技術要求3：模具結構必須達到設計要求：（1） 抽芯機構和推頂裝置動作正常（2） 加熱和溫度調節(jié)裝置工作正常（3） 冷卻水路暢通無漏水現象4：為了鑒別塑料件的成型質量，裝配好的模具必須在生產條件下試模，并根據試模后存在的問題進行修整，直到合格成型為止。（二）：型腔板

48、的加工1：型腔板的加工比較復雜，而且尺寸精度要求高和表面粗糙度小，型腔加工往往是難點。由于本制件需要熱處理，所以型腔板的加工程序為銑削加工熱處理平面磨削電加工拋光組裝。型腔的具體加工工藝見工藝卡片1（三）：型芯的加工型芯的加工比型腔的加工簡單一些，但由于本制件較復雜，型心制造也較復雜，同時本型芯需要熱處理，所以加工工藝過程為銑削加工熱處理研磨電加工拋光組裝。型芯的具體的加工工藝見工藝卡片2第五章 模具的裝配、試模與維修第一節(jié) 模具的裝配一：裝配的主要內容由于此制件有側抽芯和側滑塊機構，型芯、型腔合模后很難找正相對位置，通常先裝好導柱、導套作為模具的裝配基準。則裝配的主要內容有1：型芯的裝配2：型腔的裝配3：導柱、導套的裝配此模具的主要裝配技術要求如下：1：模具上下平面的平行度偏差不大于0.05mm，分型面處需緊密配合。2：推件時推桿和斜滑塊動作要同步。3：型芯和型腔、導柱和導套必須配合良好。裝配時以導柱、導套和分型面的密合做為模具的裝配基準，其具體的裝配順序如下：(1 裝配前按圖紙檢驗主要工作零件的尺寸。(2 清理模板平面定位孔及模具安裝面上的污物，毛刺。(3 因本模具的外型尺寸不大，故采用整體安裝法。先在機器下面兩根導軌上墊好木板，模