畢業(yè)論文接線盒注塑(注射)模具設(shè)計

1、臺 州學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)課題名稱接線盒注塑模具設(shè)計學(xué)生姓名學(xué)號院(系)、專機(jī)械工程學(xué)院03模具1班指導(dǎo)教師職稱2006 年6月1日摘 要塑料模具在當(dāng)今社會越來越廣泛的應(yīng)用，從電腦、手機(jī)、飲料、臺燈、水筆、水盆等方面應(yīng)用極其廣泛，可以說從我們的吃穿住行都離不開它。注射成形是成形熱塑件的主要方法，因此應(yīng)用范圍很廣。注射成形是把塑料原料放入料筒中經(jīng)過加熱熔化，使之成為高黏度的流體，用柱塞或螺桿作為加壓工具，使熔體通過噴嘴以較高壓力注入模具的型腔中，經(jīng)過冷卻、凝固階段，而后從模具中脫出，成為塑料制品。本次的畢業(yè)設(shè)計是接線盒的注塑模的設(shè)計，該模具結(jié)構(gòu)簡單，成型分型都非常簡單。依據(jù)產(chǎn)品的數(shù)量和塑料的工藝

2、性能確定了以單分型面注塑模的方式進(jìn)行設(shè)計。模具的型腔采用一模一腔布置，澆注系統(tǒng)采用點(diǎn)澆口成形，推出形式為推桿推出機(jī)構(gòu)完成塑件的推出。由于塑件的工藝性能要求注塑模中有冷卻系統(tǒng)，因此在模具設(shè)計中也進(jìn)行了設(shè)計。本次的設(shè)計中參考了大量的文獻(xiàn)，還在互聯(lián)網(wǎng)上查找資料，設(shè)計過程比較完整。關(guān)鍵詞 單分型面注射模具；ABS;塑料模具。AbstractPlastic mould in today's society more and more wide application, from the computer, mobile phone, beverage, desk lamp, liquid pen

3、, birdbath is widely used, etc, it can be said that from our food and clothing lives can not get away from it all. Injection molding is forming hot plastic pieces of main methods, so wide applications. The plastic injection molding is ingredients in a nitrogen-treated barrel with heat of melting, ma

4、ke it become the high viscosity fluid, with piston or screw as pressure tool, melt through the nozzle with higher injection mould cavity pressure, after cooling, coagulation phase, and then from the mold in decent shape, become plastic products.The graduation design is Junction box of injection moul

5、d stent, the die structure simple, forming the parting quite simple. According to the number of products and plastic's process performance determined the parting surface in a single injection mold way design. The mould cavity use a module and four cavity balance layout, pouring system USES some

6、gate forming, roll out form for push board launched institutions plastic parts to launch the finish. Because plastic parts of the process performance requirements of injection mold cooling system, and therefore in the mold design and design. The design of the reference of a large number of literatur

7、e, and also in the Internet for material, design process is complete.Key words ：single injection mold parting surface; ABS; Plastic mould.緒論51塑件分析81.1塑件的工藝分析81.2 塑件材料的分析92.塑件成型的基本過程103 注塑設(shè)備的選擇123.1估算塑件體積質(zhì)量123.2 選擇注塑機(jī)124 塑料件的工藝尺寸的計算135 分型面的設(shè)計156 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核156.1最大注塑量的校核156.2 注塑壓力校核166.3鎖模力的校核166.4 模具與

8、注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核166.5 開模行程與頂裝置的校核177脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計與合模導(dǎo)向結(jié)構(gòu)設(shè)計177.1 脫模力計算177.2 脫模結(jié)構(gòu)設(shè)計197.3合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計198澆注系統(tǒng)的設(shè)計208.1 主流道設(shè)計218.2 分流道的設(shè)計228.3分流道的布置228.4澆口的設(shè)計228.5 冷料穴的設(shè)計239 排氣系統(tǒng)和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計239.1 排氣系統(tǒng)239.2 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計2410 繪制裝配圖2611 模具的安裝試模27結(jié)論29參考文獻(xiàn)30緒論1 國際國內(nèi)塑料成型模具發(fā)展概況80年代以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速為

9、13%，2003年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為375億，至2007年我國模具總產(chǎn)值約為525億元，其中塑料模約35%左右。在未來的模具市場中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5Kg大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表盤等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機(jī)電有限公司和煙臺北極星模具有限公司制造多腔VCD和DVD齒輪模具，所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動等要求都達(dá)到了國外同類

10、產(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設(shè)計軟件，糾正了由于成型收縮造成齒形誤差，達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形要求。還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達(dá)0.02mm0.05mm，表面粗糙度Ra0.2m，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá)1030萬次，淬火鋼模達(dá)501000萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距，具體數(shù)據(jù)見表1-1。表1-1 國內(nèi)外塑料模具技術(shù)比較表項目國外國內(nèi)注塑模型腔精度0.0050.01mm0.020.05mm型腔表面粗糙度Ra0.010.05mRa0.20m非淬火鋼模具壽命1060萬次1030萬次淬火

11、鋼模具壽命160300萬次50100萬次熱流道模具使用率80%以上總體不足10%標(biāo)準(zhǔn)化程度7080%小于30%在模具行業(yè)占有量3040%2530%成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新方面也取得較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在2934英寸電視機(jī)外殼以及一些厚壁零件的模具上運(yùn)用氣輔技術(shù)，一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件，取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達(dá)20%以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采

12、用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達(dá)不到10%，與國外的50%80%相比，差距較大。在制造技術(shù)方面，CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個新臺階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，如美國EDS的UG、美國Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美國CV公司的CADS5、英國Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亞Moldflow公司的MPA塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn)，雖花費(fèi)了大量資

13、金，但在我國模具行業(yè)中，實現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術(shù)對成型過程，如充模和冷卻等進(jìn)行計算機(jī)模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)和推動了我國模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中科技開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價格低等特點(diǎn)，為進(jìn)一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。近年來，國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SM、SM等，對模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大影響，但總

14、體使用量仍較少。塑料模具標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣泛得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度的商品化程度一般在30%以下，和國外先進(jìn)工業(yè)國家已達(dá)到70%80%相比，仍有差距。2 我國模具設(shè)計技術(shù)今后發(fā)展方向（1）提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。（2）在塑料模設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術(shù)，近年來模具CAD/CAM技術(shù)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

15、其進(jìn)一步普及創(chuàng)造良好的條件；基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無法滿足實際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題；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(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項技術(shù)是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提

16、下，大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究開發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要。（4）開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。（5）提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。我國模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國

17、家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高商品化程度、提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格品種。（6）應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。（7）研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測量儀或三坐標(biāo)掃描儀實現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價的檢測設(shè)備是實現(xiàn)逆向工程的必要前提。1塑件分析1.1塑件的工藝分析塑件如圖所示：產(chǎn)品名稱：接線盒注塑模具產(chǎn)品材料：ABS產(chǎn)品數(shù)量：大批量生產(chǎn)塑料尺寸：如下圖工 件 圖該塑料制件外形如上圖所示，從圖中可以看出該制品形為盒狀。該制件結(jié)構(gòu)簡單，有一定的

18、配合尺寸精度要求；塑件設(shè)計應(yīng)本著在保證使用性能，物理性能，力學(xué)性能和耐摩擦性能，同時還應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡單、壁厚均勻、成型方便。在設(shè)計塑件時，還要考慮其模具的總體結(jié)構(gòu)，使模具型腔易于制造，模具脫模和推出機(jī)構(gòu)簡單。塑件形狀有利于模具分型、排氣、補(bǔ)縮和冷卻。此外，在塑件成型以后盡量不再進(jìn)行機(jī)械加工。 1.2 塑件材料的分析丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS樹脂微黃色或白色不透明，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐熱，耐化學(xué)腐蝕，丁二烯使聚合物具有優(yōu)越的柔性，韌性；苯乙烯賦予聚合物良好的剛性和加工流動性。因此ABS樹脂具有突出的力學(xué)性能和良好的綜合性能。同時具有吸濕性強(qiáng)，但原料要干燥，

19、它的塑件尺寸穩(wěn)定性好，塑件盡可能偏大的脫模斜度。1.2.1 ABS塑料主要的性能指標(biāo)：密度(Kg.dm-3) 1.131.14收縮率 % 0.30.8熔 點(diǎn) 130160熱變形溫度 45N/cm 6598彎曲強(qiáng)度 Mpa 80拉伸強(qiáng)度 MPa 3549拉伸彈性模量 GPa 1.8彎曲彈性模量 Gpa 1.4壓縮強(qiáng)度 Mpa 1839缺口沖擊強(qiáng)度 kJ/ 1120硬 度 HR R6286體積電阻系數(shù) cm 1013擊穿電壓 Kv.mm-1 15介電常數(shù) 60Hz3.71.2.2 ABS的注射成型工藝參數(shù):注塑機(jī)類型：螺桿式噴嘴形式： 通用式料筒一區(qū) 150170料筒二區(qū) 180190料筒三區(qū) 2

20、00210噴嘴溫度 180190模具溫度 5070注塑壓 60100保壓 4060注塑時間 25保壓時間 510冷卻時間 515周期 1530后處理 紅外線烘箱溫度（70）時間（0.31）2.塑件成型的基本過程注塑成型是把塑料原料（一般經(jīng)過造粒、染色、添加劑等處理之后的顆粒）放入料間當(dāng)中，經(jīng)過加熱溶化使之成為高粘度的流體-熔體用柱塞或螺桿作為加壓工具，使得熔體通過噴嘴以較高的壓力（約2085mpa），溶入模具的型腔中經(jīng)過冷卻、凝固階段，而后從模具中脫出，成為塑料制品。塑化過程現(xiàn)代式的注射機(jī)基本上采取螺桿式的塑化設(shè)備，塑料原粒（稱為物料）自從送料斗以定容方式送入料筒，通過料筒外的點(diǎn)加熱裝置和料筒

21、內(nèi)的螺桿旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的摩擦熱，使物理熔化達(dá)到一定的溫度后即可注射，注射動作是由螺桿的推進(jìn)來完成的。充模過程熔體自注射機(jī)的噴嘴噴出來后，進(jìn)入模具的型腔內(nèi)，將型腔內(nèi)的空氣排出，并充滿型腔，然后升到一定壓力，使溶體的密度增加，充實型腔的每一個角落。充模過程是注射成型的最主要的過程，由于塑料溶體的流動是非牛頓流動，而且粘度很大，所以在壓力損耗，粘度變化，多般匯流等現(xiàn)象左右塑件的質(zhì)量，因此充模過程的關(guān)鍵問題-澆注系統(tǒng)的設(shè)計就成為注射模具設(shè)計過程的重點(diǎn)，現(xiàn)代的設(shè)計方法已經(jīng)運(yùn)用了計算機(jī)輔助設(shè)計以解決澆注系統(tǒng)設(shè)計中疑難問題。冷卻凝固過程熱塑性塑料的注射成型過程是熱交換過程，即： 塑化注射充模固化成型 加熱理論上

22、絕熱散熱熱交換效果的好壞決定了塑件的質(zhì)量，模具設(shè)計時，散熱交換也要充分考慮，在現(xiàn)代設(shè)計方法中也采用了計算機(jī)輔助設(shè)計來解決問題。脫模過程塑件在型腔內(nèi)固化后，必須采取機(jī)械的方式把它從型腔內(nèi)取出，這個動作由脫模機(jī)構(gòu)來完成。不合理的脫模機(jī)構(gòu)對塑件的質(zhì)量影響很大，但塑件的幾何形狀是千變?nèi)f化的，必須采用最有效和最好的脫模方式。因此，脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計也是注射模具設(shè)計的一個主要環(huán)節(jié)，由于標(biāo)準(zhǔn)化的推廣，許多標(biāo)準(zhǔn)化的脫模機(jī)構(gòu)零部件也有商品供應(yīng)。由3.1至3.4形成了一個循環(huán)，就完成了一次成型乃至很多塑件3 注塑設(shè)備的選擇3.1估算塑件體積質(zhì)量由UG的測量體功能可以測出塑件的體積，如圖所示：可以得出該塑件的體積為V=

23、97344mm³ 該塑件的材料為abs 密度為1.131.14 所以 M=97344*1.13=110.000g3.2 選擇注塑機(jī)根據(jù)模具設(shè)計與制造簡明手冊表2-40選擇注射機(jī)XS-ZY-500螺桿式注射機(jī)，其參數(shù)如下：額定注射量：500 螺桿直徑：65mm 注射壓力：104Mpa 鎖模力：3500KN 模板行程：500mm 模具最大厚度：450mm 模具最小厚度：300mm模板尺寸：700×850mm拉桿空間：500×440mm 定位孔直徑：150mm合模方式：液壓機(jī)械 4 塑料件的工藝尺寸的計算查有關(guān)手冊得ABS的收縮率為S=0.40.8，故平均收縮率為：S=

24、（0.8-0.4）/2=0.2=0.002，根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取=3。型腔徑向尺寸（mm）；型腔深度尺寸（mm）；型芯徑向尺寸（mm）；型芯高度尺寸（mm）；模具制造偏差（mm）；平均收縮率（mm/mm）；模具磨損量磨損嚴(yán)重時 =/2磨損輕微時 =/5/8不考慮磨損時，去掉各式中的型腔成型尺寸計算見表4-1已知：平均收縮率=0.05；模具的制造公差取=3；修正系數(shù)X=0.5類別模具零件名稱塑件尺寸計算公式計算結(jié)果型腔尺寸計算型腔徑向尺寸計算38L = (1+S)L- X38.22323.11515.177.15.55.5型腔深度尺寸計算16.516.6型芯尺寸計算型芯徑向尺寸

25、計算66.1型芯高度尺寸計算6型腔壁厚的確定塑料模具型腔的側(cè)壁和底壁厚度計算是模具設(shè)計中經(jīng)常遇到的問題，尤其對大型模具更為突出。目前常用的計算方法有按強(qiáng)度條件計算和按剛度條件計算兩類，但塑料模具要求既不許因強(qiáng)度不足而發(fā)生明顯變形，甚至破壞，也不許剛度不足而變形過大的情況，因此要求對強(qiáng)度和剛度加以考慮。對于型腔主要受到的力是塑件熔體的壓力，在塑件熔體的壓力作用下，型腔將發(fā)生內(nèi)應(yīng)力及變形。如果型腔側(cè)壁和底壁厚度不夠。當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過材料的許用應(yīng)力時，型腔發(fā)生強(qiáng)度破壞，與此同時，剛度不足則發(fā)生彈性變形，從而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，將影響塑件成型質(zhì)量，所以模具對剛度和強(qiáng)度都有要求。 但是，實踐證明，模具

26、對強(qiáng)度和剛度的要求并非同時兼顧，對大型腔，按剛度條件，對小型腔則按強(qiáng)度條件計算即可。（在本設(shè)計中按強(qiáng)度條件來計算）5 分型面的設(shè)計分型面的選擇主要考慮以下幾個問題：（1）分型面不僅應(yīng)選擇在對制品外觀沒有影響的位置，而且還必須考慮如何能比較方便地清除分型面產(chǎn)生地溢料飛邊。同時，還應(yīng)避免分型而產(chǎn)生飛邊；（2）分型面的選擇應(yīng)有利于脫模，否則，模具結(jié)構(gòu)便會變得比較復(fù)雜。通常，分型面的選擇應(yīng)盡可能使制品在開模后滯留在動模一側(cè)；（3）分型面不影響制品的形狀和尺寸精度; （4）分型面應(yīng)盡量與最后填充的型腔表面重合，以利于排氣；（5）選擇分型面是，應(yīng)盡量減少脫模斜度給制品大小端尺寸帶來的差異；（6）分型面應(yīng)便

27、于模具加工;（7）選擇分型面時，應(yīng)盡量減少制品在分型面上的投影面積，以防止面積過大，造成鎖模困難，產(chǎn)生嚴(yán)重的溢料；6 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核每副模具都只能安裝在與其相適應(yīng)的注塑機(jī)上進(jìn)行生產(chǎn)，因此模具設(shè)計與所用的注塑機(jī)關(guān)系十分密切。在設(shè)計模具時，應(yīng)校核注塑機(jī)的一些技術(shù)參數(shù)6.1最大注塑量的校核注塑機(jī)的最大注塑量應(yīng)大于制品的質(zhì)量，其中包括了主流道及澆口的凝料。通常注塑機(jī)的實際注塑量最好是在注塑機(jī)理論注塑量的80%之間。故有公式0.8M機(jī)M塑+M澆 （5.1） M塑+M澆=27.41g因此，最大的注塑量符合工作的需要。6.2 注塑壓力校核注塑壓力校核是校驗注塑機(jī)的最大注塑壓力能不能滿足該制品成型的需要

28、，制品成型所需的壓力是由注塑機(jī)類型、噴嘴形式、塑料流動性、澆注系統(tǒng)和型腔的流動阻力等因素決定的，例如螺桿式注塑機(jī)，其注塑機(jī)壓力傳遞比柱塞式注塑機(jī)好，因此注塑壓力可取得小一些，流動性差的塑料的或細(xì)長流程塑件注塑壓力應(yīng)取得大一些?？蓞⒖几鞣N塑料的注塑成型工藝確定塑件的注塑壓力，再與注塑機(jī)額定壓力相比較。那么查塑料模具手冊可得，其額定注塑壓力大于所需的注塑壓力。因此所選擇的是符合要求的。6.3鎖模力的校核當(dāng)高壓的塑料熔體充滿模具型腔時，會產(chǎn)生一個很大的力，使模具的分型面漲開，其值等于制件和澆口流道系統(tǒng)在分型面上投影面積之和乘以型腔內(nèi)塑料壓力。而作用在這個面積上的總力，應(yīng)小于注塑機(jī)的額定鎖模力P，否則

29、在注塑時會因模具不緊產(chǎn)生嚴(yán)重的溢邊現(xiàn)象。型腔內(nèi)塑料壓力，可以按公式計算。而經(jīng)查塑料模具設(shè)計中SPVC在型腔里的理論注塑壓力在40MP80MP之間。而只有F機(jī)鎖P模×A的不等式成立時，才能符合要求。式中F機(jī)鎖表示注塑機(jī)的最大鎖模力； P模 表示為熔融型料在型腔內(nèi)的壓力 ； A 表示為塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影之和；故有；F機(jī)鎖=400knP模×A=80MP×29362=189.88kn所以符合要求。6.4 模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核模板尺寸和拉桿間距是否相適合因為要滿足上述要求，只有達(dá)到模具長×寬拉桿間距這樣的條件。而確有，模具長×寬=

30、300×350(mm×mm)拉桿間距=440×500(mm×mm)成立，所以也是滿足要求的。模具閉合高度的校核通過前章各模板的尺寸選定和計算，模具實際厚度H模為370mm，而注塑機(jī)最小厚度H最小為300 mm，即；H模H最小也滿足要求。6.5 開模行程與頂裝置的校核在此，本文所選注塑機(jī)的最大開模行程與模具厚度的關(guān)時的校核。且該模具結(jié)構(gòu)則屬于有側(cè)向抽芯開模動作的結(jié)構(gòu) ，故注塑機(jī)的開模行程要求符合下式；S機(jī)HcH1+H2+（510）mm （5.2）式中；S機(jī) 注塑機(jī)板間的最大開距，（mm） Hc完成側(cè)抽芯距離l所需要的開模行程，（mm） H1開模要頂出的距離

31、，（mm） H2塑件的高度，（mm）而當(dāng)，HcH1+H2可以按S機(jī)（H模H最小）H1+H2+（510）mm進(jìn)行計算式中，HM成型模板的高度，（mm）那么可以解得不等式；S機(jī)（H模H最?。?=300-（270-170）60+116+（510）mm=181186mm，故也滿足要求。7脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計與合模導(dǎo)向結(jié)構(gòu)設(shè)計7.1 脫模力計算矩環(huán)形薄壁制品s/d 0.05 F （N）r型芯平均半徑 （m）S制品壁厚 （m）E塑料彈性模量 （Mpa） Q塑料平均收縮率 （%）l制品對型芯的包容長度 （m）f制品與型芯靜摩擦系數(shù) f=0.10.2脫模斜度 （） 取1 m塑料的泊松比 m=0.380.42 k系數(shù)

32、 k=2/(cos+2cos)k系數(shù) k=1+fsincos1A盲孔制品型芯在脫模方向投影面積 （m）已知，、F=+0.1*0.029=6052N7.2 脫模結(jié)構(gòu)設(shè)計塑件冷卻后由于有少量的收縮，塑件會緊抱在型芯上，所以在脫出產(chǎn)品時不像沖壓件那么可以自動脫落。這樣，我們必須設(shè)計推出機(jī)構(gòu)將塑件頂出，推出機(jī)構(gòu)設(shè)計時我們考慮的是要使塑件各部分受力均勻，在此設(shè)計中，我們必須采用一模一腔的結(jié)構(gòu)，再利用頂針和斜抽滑塊把產(chǎn)品推出，這樣每個產(chǎn)品的受力相同且均勻。開模時，由于脫模機(jī)構(gòu)的作用 模具從定模座板與推料板處首先分型，滑塊在斜槽導(dǎo)板的作用下，向兩邊運(yùn)動直到斜抽芯完成時，模具從動定模交界處進(jìn)行第二次分型，塑件

33、留在型芯上，然后再有頂桿把塑件頂出。到此也就完成了一次完整的注塑過程。7.3合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要包括導(dǎo)柱、導(dǎo)套，主要作用是在動模與定模合模時保證型芯和型腔的精確定位。導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分別在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后發(fā)生變形。根據(jù)模具的形狀和大小，一副模具一般采用2到4根導(dǎo)柱。在此設(shè)計中采用了4根導(dǎo)柱。 加工個導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔時，應(yīng)將定模板、推件板、動模板合在一起，一次性加工出來，以保證孔的同心度，然后再在定模板、動模板上加工沉頭孔。8澆注系統(tǒng)的設(shè)計澆注系統(tǒng)它是獲得優(yōu)良性能和理想外觀的塑件以及最佳的成型效率有直接影

34、響。 此塑件采用普通流道系統(tǒng)，它是主由流道、分流道、澆口、冷料穴組成的。澆注系統(tǒng)是一副模具的重要的內(nèi)容之一。從總體來說，它的作用可以作如下歸納：它是將來自注塑機(jī)噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)地輸教送到型腔，同時使型腔的氣體能及時順利排出，在塑件熔體填充凝固的過程中，將注塑壓力有效地傳遞到型的各個部位，以獲得形完整、內(nèi)外在質(zhì)量優(yōu)良的塑件制件。澆注系統(tǒng)的設(shè)計的一般原則：了解塑件的成型性能和塑件熔料的流動特性。采用盡量短的流程，以降低熱量與壓力損失。澆注系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)該有利于良好的排氣，澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利填充型腔。便于修整澆口以保證塑件外觀質(zhì)量。確保均勻進(jìn)料。8.1 主流道設(shè)計主流道是澆注系統(tǒng)中從注塑機(jī)噴嘴與

35、模具的部位開始，到分流道為止的塑件熔體的流通通道。在注塑機(jī)上，主流道垂直分型面。為了使凝料從其中順利推出，需設(shè)計成圓錐形，錐角為2060，表面粗糙度Ra<0.8m,主流道部分在成型過程中，其小端入口處與注塑機(jī)及一定溫度、壓力的塑料熔體要冷熱交替反復(fù)接觸，屬易損件，對材料的要求較高，因而模具的主流道部分常設(shè)計成可拆。一般采用碳素工具鋼即T8A、T10A等。把它熱處理到5357HRC。取主流道的球面半徑為15.5mm.8.2 分流道的設(shè)計分流道是指主流道末端與澆口之間的通道。此副模具采用圓形的截面形狀，對于壁厚小于3mm,質(zhì)量在200g以下的塑件，截面的直徑可采用如下的的經(jīng)驗公式： D=0.

36、2654W1/2L1/4 =0.2654x15x61/4 =1.6mm其中D是分流道的直徑，L是分流的長度，W是塑件的質(zhì)量，此副模具選分流道的截面積為D=2mm,由于分流道與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料的熔體的流動狀態(tài)較為理想，因而分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra要求比較高，一般取1.6um左右。分流道在分型面上的布置的形式，它必須遵循以下兩方面的原則，即一方面排列緊湊，縮小模具板面的尺寸，一方面流程盡量短，鎖模力力求平衡，該模具采用平衡式的分流道。8.3分流道的布置分流道的布置也根據(jù)型腔的位置而定，型腔位置確定要考慮模具在分型面上力的平平衡問題，它的要求是反作用力，以及鎖模力就作用

37、于主流道中心。根據(jù)流體力學(xué)和熱力學(xué)原理可知，圓形橫截面流動陰力最小，熱量損失小，熔體降溫最慢，8.4澆口的設(shè)計澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道。它是整個澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵的部位，也是最薄點(diǎn)。其形狀、大小及位置應(yīng)根據(jù)塑件大小、形狀、壁厚、成型材料及塑件技術(shù)要求等進(jìn)行而確定。澆口分限制性澆口和非限制性澆口，該塑件采用的是限制性澆口，它一方面通過截面積的突然變化，使分流道輸送來的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高剪切速率，有利于塑料進(jìn)入，使其充滿型腔。另一方面改善塑料熔體進(jìn)入型腔的流動特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時充滿，可控制填充時間、冷卻時間及塑件表面質(zhì)量，同時還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，

38、并便于澆口凝料與塑件分開的作用。設(shè)計中，澆口的位置及尺寸的要求是比較嚴(yán)格的，初步試模，必要時還需要修改。因此澆口的位置的開設(shè)，對成型性能及成型質(zhì)量的影響是很大的。一般在選擇澆口位置時，需要根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)工藝及特征，成型質(zhì)量和技術(shù)要求，綜合分析。一般要滿足以下原則：(1) 盡量縮短流動距離。(2) 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件的壁厚。(3) 必須盡量減少或避免產(chǎn)生熔接痕。(4) 應(yīng)有利于型腔中氣體的排除。(5) 考慮分子定向的影響。(6) 避免產(chǎn)生噴射和蠕動。(7) 不在承受彎曲沖擊載荷的部位設(shè)置澆口。(8) 澆口位置的選擇應(yīng)注意塑件的外觀質(zhì)量。8.5 冷料穴的設(shè)計用一個井穴將主流道延長以按收冷料，防止冷料

39、進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔產(chǎn)生的井穴稱為冷料穴。冷料穴一般設(shè)計在主流道對面的動模板上，其標(biāo)稱直徑與主流道大端直徑相同或略大一些。深度約為直徑的11.5倍。冷料穴除了具有容納冷料的作用外，同時還具有在開模時將主流道和分流道的冷料勾住，使其保留在動模一側(cè)，便于脫模。9 排氣系統(tǒng)和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計9.1 排氣系統(tǒng)ABS料在熔化時，會產(chǎn)生氣體，所以當(dāng)塑料在充滿型腔時及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣，如果在型腔中不及時排除干凈，可以會在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等缺陷。另一方面氣體的受壓產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度，還可能造成塑件碳化或燒焦。注射成型時的排氣可采用如下四種方式排

40、氣：（1） 利用配合間隙排氣；（2） 在分型面上開設(shè)排氣槽排氣；（3） 利用排氣守排氣；（4） 強(qiáng)制性排氣；該模具是采用利用配合間隙排氣。其間隙值約為0.030.05mm.它常用于中小型的簡單模具。 9.2 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 冷卻裝置的目的，主要是防止塑件在脫模時發(fā)生變形，縮短成型周期及提高塑件質(zhì)量。一般在型腔，型芯等部位設(shè)置合理的冷卻水路，通過調(diào)節(jié)冷卻水流量和流速來控制模溫。冷卻水孔開孔的原則： （1）冷卻水孔的數(shù)量應(yīng)盡可能的多，直徑應(yīng)盡量大；（2） 每個冷卻水孔至型腔表面的距離應(yīng)相等，一般保持在015mm范圍內(nèi)，距離太近則冷卻不易均勻，太遠(yuǎn)則效率低。水孔直徑一般保持在812mm。（3）水

41、孔通過鑲塊時，防止鑲套管等漏水。（4）冷卻管路一般不宜設(shè)在型腔內(nèi)塑料熔接的地方，以免影響塑件的強(qiáng)度。（5）水管接頭應(yīng)設(shè)在不影響操作的一側(cè)注射模具的溫度設(shè)計是否恰當(dāng)，不僅影響塑件的質(zhì)量，而且對生產(chǎn)效率、充模流動、固化定型都有重要影響。模具對塑件質(zhì)量的影響主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1、改善成形性 2、成形收縮率 3、塑件變形 4、尺寸穩(wěn)定性 5、力學(xué)性能 6、外觀質(zhì)量。當(dāng)大批量的生產(chǎn)時，而且又要滿足塑件的質(zhì)量要求時，增多型腔是不現(xiàn)實的。這時提高生產(chǎn)率顯得尤其重要了。而提高生產(chǎn)率又與模具溫度的控制有密切關(guān)系。生產(chǎn)效率主要取決于冷卻介質(zhì)（一般是水）的熱交換效果。因此縮短注射成形周期的冷卻時間是提高生產(chǎn)效

42、率的關(guān)鍵。根據(jù)牛頓冷卻定律，冷卻介質(zhì)從模具帶走的熱量為： Q=ATx10-2x40x6 =88J其中：是冷卻管道孔壁與冷卻介質(zhì)間的傳熱系數(shù)；A冷卻管道壁的傳熱面積；T模具與冷卻介質(zhì)溫度之差值；冷卻時間。（s）。由上述式子可得，當(dāng)需傳遞熱量不變時，可通過以下三條途徑來縮短冷卻時間。（1） 高傳熱系數(shù)。=（v）0.8/d0.2 =7.5x(1x2)0.8/100.2 =8.2是冷卻介質(zhì)，是冷卻介質(zhì)在該溫度下的密度，d是冷卻管道直么，v是冷卻介質(zhì)的流速。由上式得，只有提高冷卻介質(zhì)的流速，便可達(dá)到傳熱系數(shù)。（2） 高模具與冷卻介質(zhì)間的溫差TT=Tw-T =60-20 =40式中Tw是模具溫度。T是冷卻

43、介質(zhì)的溫度。一般模溫是一定，為了提高溫差T，有利于縮短冷卻時間。從而提高生產(chǎn)率。（3） 增大冷卻介質(zhì)的傳熱面積A。 A=nx3.14dL =4x3.14x10x355 =44588mm2L模具上一根冷卻水孔的長度。d 是冷卻通道的直徑。n 是模具開設(shè)冷卻通道孔數(shù)。顯然，應(yīng)在模具上開盡可能多的冷卻通道，以增大傳熱面積，縮短冷卻時間，達(dá)到提高生產(chǎn)生產(chǎn)效率。冷卻時間的計算：影響冷卻時間的因素有如下：1、模具材料 2、冷卻介質(zhì)溫度和及流動狀態(tài) 3、模塑材料 4、塑件壁厚 5、冷卻回路的設(shè)計 6、模具溫度。冷卻時間指塑料熔體從充滿型腔時起到可以取出塑件時止這一段時間。本副模具采用塑件截面內(nèi)平均溫度達(dá)到規(guī)

44、定的脫模溫度時，所需冷卻時間的簡化計算公式：=t2/(3.142k)In8(Tm-Tw)/3.142(Ts-Tw)=12/3.1422.7×10-7In8(200-60)/3.142(80-60) =4s其中：式中是塑件所需冷卻時間；t 是塑件的厚度t=1mm；k 是塑件的熱擴(kuò)散率；k=2.7x10-7m2/s。Tm是塑料熔體溫度；Ts塑件脫時的截面內(nèi)平均溫度；Tw是模具溫度,ABS料時模具溫度為60。冷卻水的進(jìn)出口溫差由下式校核： t1-t2=Gxi/900×3.14x102Cv該模具設(shè)計中水道為環(huán)繞型 如圖所示：10 繪制裝配圖模具整體設(shè)計也就是模體的設(shè)計，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，模體設(shè)計已接近標(biāo)準(zhǔn)化，可以從市場上購買相應(yīng)的模體。標(biāo)準(zhǔn)模體一般包括定模板、動模板、墊塊、頂出固定板、頂板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、復(fù)位桿等。標(biāo)準(zhǔn)模架有12種結(jié)構(gòu)，15876種規(guī)格。在本次設(shè)計中，澆口套、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、頂桿、水嘴都采用標(biāo)準(zhǔn)件，可以外購。11 模具的安裝試模1.試模前的準(zhǔn)備試模前要對模具及試模用的設(shè)進(jìn)行檢驗。模具的閉合高度，安裝與注射機(jī)的各個配合尺寸、推出形式、開模距、模具工作要求等符合所選設(shè)備的技術(shù)條件。檢查模具各個滑動零件配合間隙適當(dāng)，無卡住及緊澀現(xiàn)象?；顒右`活