機(jī)電一體化————按鈕帽塑料模具設(shè)計(jì)2

1、摘 要模具是塑料成型加工的一種重要的工藝裝備，同時(shí)又是原料和設(shè)備的“效益放大器”，模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍因此，模具工業(yè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，被稱為“工業(yè)之母”。模具生產(chǎn)技術(shù)的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造技術(shù)的重要標(biāo)志。塑料成型加工及模具技術(shù)不僅隨著高分子材料合成技術(shù)的提高、成型設(shè)備成型機(jī)械的革新、成型工藝的成熟而進(jìn)步，而且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)值模擬技術(shù)等在塑料成型加工領(lǐng)域的滲透而發(fā)展。本文主要講述了注塑模的設(shè)計(jì)。內(nèi)容包括制品材料的選擇及材料性能的分析、注射機(jī)的選用、澆注系統(tǒng)、成型零件、冷卻系統(tǒng)和抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等部分。除此之外，還包括模具型腔的CAD/

2、CAM部分，并利用先進(jìn)軟件將其加工部分直接生成NC文件。本文強(qiáng)調(diào)利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制造技術(shù)，運(yùn)用了Pro/E、CAXA等國(guó)內(nèi)外著名軟件進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)。既保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，縮短了產(chǎn)品更新的周期通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)我在大學(xué)階段所學(xué)習(xí)的模具設(shè)計(jì)方面知識(shí)做了一個(gè)很好的總結(jié)和鞏固，也對(duì)平時(shí)所學(xué)習(xí)的比較零散的知識(shí)做到了系統(tǒng)化的運(yùn)用。也發(fā)現(xiàn)了自己在學(xué)科的復(fù)習(xí)和理解，同時(shí)對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。關(guān)鍵詞 按鈕帽 注塑模 CAD/CAMABSTRACT目 錄引 言1第一章 塑件成型的工藝性分析21.1 塑件制品結(jié)構(gòu)分析21.2 成型工藝分析2精度等級(jí)21.2.2 脫模斜

3、度21.3 PC的注射成型過(guò)程及工藝參數(shù)31.3.1 注射成型過(guò)程31.3.2 PC的注射工藝參數(shù)31.4 PC塑料的性能分析41.5 PC成型塑件的主要缺陷及消除措施51.6 注射模選材51.7 模具的工作過(guò)程6第二章 分型面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)72.1 分型面的選擇原則72.2 分型面的選擇方案72.3 確定型腔數(shù)量及排列方式9一般確定型腔數(shù)目的四種方法9本設(shè)計(jì)中型腔的確定92.4注射機(jī)型號(hào)的確定9按鈕帽的注射量的計(jì)算9選擇注射機(jī)10注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核11模架尺寸與注射機(jī)拉桿內(nèi)間距校核112.5 澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計(jì)11主流道的設(shè)計(jì)11主流道尺寸12主流道襯套的形式12主流道冷料穴的設(shè)計(jì)13分主

4、流道冷料穴的設(shè)計(jì)形截142.6 澆口的選擇原則澆口的位置14第三章 模具的試模與修模173.1 試模173.2 修模173.3 模具的工作過(guò)程173.4 設(shè)計(jì)小結(jié)18結(jié) 論19致 謝20參考文獻(xiàn)21引 言模具是塑料成型加工的一種重要的工藝裝備，同時(shí)又是原料和設(shè)備的“效益放大器”，模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。因此，模具工業(yè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，被稱為“工業(yè)之母”。模具生產(chǎn)技術(shù)的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造技術(shù)的重要標(biāo)志。塑料成型加工及模具技術(shù)不僅隨著高分子材料合成技術(shù)的提高、成型設(shè)備成型機(jī)械的革新、成型工藝的成熟而進(jìn)步，而且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)值模擬技術(shù)等

5、在塑料成型加工領(lǐng)域的滲透而發(fā)展。注射成型也稱為注塑成型，其基本原理就是利用塑料的可擠壓性與可模塑性，首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注射機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，以很大的流速通過(guò)機(jī)筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過(guò)一段保壓冷卻定型時(shí)間后，開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制品。采用這種方法既可以生產(chǎn)小巧的電子器件和醫(yī)療用品，也可以生產(chǎn)大型的汽車配件和建筑構(gòu)件，生產(chǎn)的制件具有精度高、復(fù)雜度高、一致性高、生產(chǎn)效率高和消耗低的特點(diǎn)，有很大的市場(chǎng)需求和良好的發(fā)展前景。據(jù)統(tǒng)計(jì)，注射制品約占所有塑料制品總產(chǎn)量的30，

6、全世界每年生產(chǎn)的注射模數(shù)量約占所有塑料成型模具數(shù)量的50。早期的注射成型方法主要用于生產(chǎn)熱塑性塑料制品，隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展以及塑料制品的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，目前的注射成形方法已經(jīng)推廣應(yīng)用到熱固性塑料制品和一些塑料復(fù)合材料制品的生產(chǎn)中。例如，日本的酚醛（熱固性塑料）制品生產(chǎn)過(guò)去基本上依靠壓縮和壓注方法生產(chǎn)，但目前已經(jīng)有70被注射成型所取代。注射成型方法不僅廣泛應(yīng)用于通用塑料制品生產(chǎn)，而且就工程塑料而言，它也是一種最為重要的成型方法。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在當(dāng)前的工程塑料制品中，80以上都要采用注射成型的方法生產(chǎn)。隨著塑料材料技術(shù)和注塑成型加工技術(shù)的不斷進(jìn)步，塑料注塑加工行業(yè)得以持續(xù)發(fā)展。塑料加工是將原材料變

7、為制品的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，只有迅速的發(fā)展塑料加工業(yè)，才可能把各種性能優(yōu)良的高分子材料變成功能各異的制品，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各領(lǐng)域發(fā)揮作用。第一章 塑件成型的工藝性分析1.1 塑件制品結(jié)構(gòu)分析圖1.1塑件制品結(jié)構(gòu)分析該塑件的結(jié)構(gòu)不算復(fù)雜，但是上半部分是帶有凹槽的曲面，凹槽中間有一個(gè)凸棱，因?yàn)榍娴谋砻嬉筝^高，所以要求模具型腔內(nèi)表面制造精度高，以保證塑件表面質(zhì)量。下半部分與上半部分有一定的斜度，兩邊都帶有長(zhǎng)形凸棱，需要兩邊側(cè)抽芯。根據(jù)本塑件的基本結(jié)構(gòu)特征尺寸大小及其使用場(chǎng)所，材料的來(lái)源是否充足，成本是否經(jīng)濟(jì)等多方面因素的綜合考慮，選用PC(聚碳酸酯）塑料作為本設(shè)計(jì)的材料。1.2 成型工藝分析影響尺寸精度的因素

8、較多，如模具制造精度及其使用的磨損程度，塑料收縮率的波動(dòng)，成型工藝條件的變化，塑件制品的形狀、脫模斜度及成型后制品的尺寸變化等等。在一般的生產(chǎn)設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了降低模具的加工難度和模具的生產(chǎn)成本，在滿足塑件使用要求的條件下，選取較低等級(jí)的公差，這樣便于加工與生產(chǎn)。結(jié)合本設(shè)計(jì)的具體情況，查參考文獻(xiàn)1中表8.5-64查得，該塑料件尺寸精度為MT3級(jí)，對(duì)應(yīng)的模具精度為IT9，由8.5-65可知，材料為PC，基本尺寸在的塑件的最小極限為0.030mm，實(shí)用極限為0.080mm。由于塑件冷卻后產(chǎn)生收縮，會(huì)緊緊地包住模具型芯、型腔中凸出的部分，使塑件脫出困難，強(qiáng)行取出會(huì)導(dǎo)致塑件表面擦傷、拉毛。為了方便脫模，

9、塑件設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮與脫模（及軸芯）方向平行的內(nèi)、外表面，設(shè)計(jì)足夠的脫模斜度。只有塑件高度不大、沒有特殊狹窄細(xì)小部位時(shí)，才可以不設(shè)計(jì)斜度。最小脫模斜度與塑料性能、收縮率、塑件的幾何形狀等因素有關(guān)。該塑件厚約4mm，其脫模斜度查參考文獻(xiàn)1中表8.5-7有塑件外表面，內(nèi)表面。由于該塑件所用材料PC流動(dòng)性差，溢邊值為0.06mm左右，需提高注射壓力，但壓力過(guò)高則又使塑料制品開裂，所以塑件外形應(yīng)放脫模斜度，一般取大于或等于2為宜。1.3 PC的注射成型過(guò)程及工藝參數(shù)（1）成型前的準(zhǔn)備對(duì)PC的色澤、細(xì)度和均勻度等進(jìn)行檢驗(yàn)。由于PC吸濕性極小,但水敏性強(qiáng)，含水量不得超過(guò)0.2%，加工前必須干燥處理，否則回出

10、現(xiàn)銀絲、氣泡及強(qiáng)度顯著下降現(xiàn)象。（2）注射過(guò)程塑料在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過(guò)加熱、塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型，其過(guò)程可以分為充模、壓實(shí)、保壓、倒流和冷卻5個(gè)階段。（3）塑件的后處理采用紅外線燈、鼓風(fēng)烘箱，熱處理溫度100110，處理時(shí)間812h。PC塑料注射工藝參數(shù)，具體數(shù)值如下表1.1所示注射工藝參數(shù)，表1.1PC塑料注塑參數(shù)塑料名稱PC注射機(jī)類型螺桿式預(yù)熱和干燥溫度t ()110120時(shí)間r (h)812料筒溫度t ()前段240285中段230280后段210240噴嘴溫度t ()模240250具溫度t ()注射90110壓力p(Mpa)80130成型時(shí)間（s）注射時(shí)間

11、2090高壓時(shí)間05冷卻時(shí)間2090總周期401901.4PC塑料的性能分析PC的主要性能指標(biāo),具體如下表1.2所示表 1.2PC的主要主要性能標(biāo)塑料性能單 位數(shù) 值物理性能密度cm3 g )1.181.20質(zhì)量體積3 .g )0.83吸水率 24h23050%RH0.15長(zhǎng)時(shí)期%23浸水中0.35折射率（折光指數(shù)%（或 n）25時(shí)1.586熱性能玻璃化溫度149熔點(diǎn)225250（267）線膨脹系數(shù)6計(jì)算收縮率%0.50.7熱導(dǎo)率w/m.k0.193力學(xué)性能屈服強(qiáng)度MPa72抗拉強(qiáng)度MPa60斷裂伸長(zhǎng)率%75（泊松比0.38）拉伸彈性模量MPa2.3抗彎強(qiáng)度MPa113彎曲彈性模量MPa1.5

12、4抗壓強(qiáng)度MPa77抗剪強(qiáng)度MPa40化學(xué)性能日光及氣候影響日光照射微脆化，經(jīng)玻璃纖維增強(qiáng)后紫外線的影響減弱液的穩(wěn)定性劑有破壞作用，在大于60水中發(fā)生水解作用耐酸性及鹽溶對(duì)稀無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸、鹽溶液和水穩(wěn)定，強(qiáng)酸、氧化耐堿性弱堿影響較輕，強(qiáng)堿溶液、氨和氨類能引起腐蝕或分解耐油性對(duì)動(dòng)、植物油和多數(shù)烴油及其酯類穩(wěn)定，含有極性劑的某些礦物油則有影響耐有機(jī)溶劑性溶于氯化烴和部分酮、酯及芳香烴中，不溶于脂肪族碳?xì)浠衔?、醚和醇?.5 PC成型塑件的主要缺陷及消除措施1缺陷缺料（注射量不足）、氣孔、溢料飛邊。熔接痕強(qiáng)度低、表面強(qiáng)度和硬度不足。2消除措施加大主流道、分流道、澆口，加大噴嘴，增大注射壓力，提高

13、模具溫度。1.6 注射模選材模具材料選用原則，用于注塑模具的鋼材，大致應(yīng)滿足如下要求：1機(jī)械加工性能優(yōu)良：易切削，適于深孔、深溝槽、窄縫等難加工部位的加工和三維復(fù)雜形面的雕刻加工；2拋光性能優(yōu)良：沒有氣孔等內(nèi)部缺陷，顯微組織均勻，具有一定的使用硬度（40HRC以上）；3良好的表面腐蝕加工性：要求鋼材質(zhì)地細(xì)而均勻，適于花紋腐蝕加工；但對(duì)一些特殊 塑料；4耐磨損，有韌性：可以在熱交變負(fù)荷的作用下長(zhǎng)期工作，耐摩擦；5熱處理性能好：具有良好的淬透性和很小的變形，易于滲氮等表面處理；6焊接性好：具有焊接性，焊后硬度不發(fā)生變化，且不開裂、變形等；7熱膨脹系數(shù)小，熱傳導(dǎo)效率高：防止變形，提高冷卻效果；8性能

14、價(jià)格比合理，市場(chǎng)上容易買到，供貨期短。在選擇注射模具鋼材時(shí)，要綜合考慮塑件的生產(chǎn)批量、尺寸精度、復(fù)雜程度、體積大小和外觀要求等因素。對(duì)于塑件生產(chǎn)批量大、尺寸精度要求高的場(chǎng)合，應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)模具鋼。對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜或體積比較大的塑件應(yīng)選用易切削鋼，外觀要求高的塑件可以選用鏡面鋼材。該模具的選材及熱處理見下表1.3。表1.3 模具的選材及熱處理零件名稱材料牌號(hào)熱處理硬度說(shuō)明定模板(型腔）型芯CR12MOV淬火58HRC-62HRC淬透性好,熱處理變形小,耐磨性好瓣合模CR12MOV淬火58HRC-62HRC支承板、推桿固定板45調(diào)質(zhì)230HB-270HB模套45淬火43HRC-48HRC墊塊Q235A23

15、0HB-270HB推板45調(diào)質(zhì)54HRC-58HRC主流道襯套T10A淬火43HRC-48HRC帶頭導(dǎo)柱、導(dǎo)套T8A淬火調(diào)質(zhì)54HRC-58HRC推桿T8A淬火調(diào)質(zhì)50HRC-55HRC圈45淬火50HRC-55HRC 定位拉料桿T10A淬火54HRC-58HRC1.7 模具的工作過(guò)程模具裝配試模完畢后，模具進(jìn)入正式工作狀態(tài)，其基本工作過(guò)程如下。1對(duì)塑料PC進(jìn)行烘干，并裝入料斗；2清理模具型芯、型腔，并噴上脫模劑，進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱；3合模、鎖緊模具；4對(duì)塑料進(jìn)行預(yù)塑化，注射裝置準(zhǔn)備注射；5注射過(guò)程包括充模、保壓、倒流、澆口凍結(jié)后的冷卻和脫模；6脫模過(guò)程開模時(shí)由定模板11與定模座板7首先沿分型面分

16、型，當(dāng)開模到一定距離時(shí)，動(dòng)、定模分開，拉料桿18將主流道凝料從澆口套22中拉出，在開模過(guò)程中，在瓣合模推桿的推動(dòng)下，瓣合模一邊推著塑件沿著矩形槽向上移動(dòng)，同時(shí)完成側(cè)抽芯。當(dāng)推桿推動(dòng)瓣合模達(dá)到一定距離時(shí)，塑件脫離了型芯，完成了脫模過(guò)程，最后將塑件取出；7塑件的后處理切除塑件上的澆注系統(tǒng)凝料，對(duì)塑件進(jìn)行調(diào)濕處理第二章 分型面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模具上用以取出塑件或取出澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面稱為分型面，分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造工藝有密切關(guān)系，并且直接影響著塑料熔體的流動(dòng)充填性及制品的脫模，分型面的位置也影響著成型零部件的結(jié)構(gòu)形狀，型腔的排氣情況也與分型面的開設(shè)密

17、切相關(guān)。因此，分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵內(nèi)容。2.1 分型面的選擇原則1選在制品最大外形尺寸之處。因?yàn)橹破芬话愣际窃谧畲笸队懊娣e之處分模，否則，很難脫模。同時(shí)，應(yīng)盡可能使制品留在動(dòng)模一側(cè)，有利于取出塑件。2避免影響塑件外觀。尤其是對(duì)表面要求較高的塑件。3便于澆口進(jìn)料，利于成型，易于排氣。4利于型腔加工，從而使制品精度易于保證。5有助于側(cè)抽芯或便于側(cè)抽芯；利于型腔或型芯結(jié)構(gòu)的裝卸和保證其強(qiáng)。6利于嵌件的安裝以及活動(dòng)鑲件和彈性活動(dòng)螺紋的安裝。7有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。該塑件在進(jìn)行塑件設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)充分考慮以上確定分型面的基本原則，從按鈕帽實(shí)物的結(jié)構(gòu)可以看出，該塑件需外側(cè)抽芯，所以在確定分型面時(shí)，

18、還要確定好側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)。外側(cè)抽芯采用滑塊側(cè)抽芯。2.2 分型面的選擇方案分型面在制品最大外形尺寸之處，并能夠保證塑件上表面曲面的質(zhì)量要求，而且塑件在分型面處的表面質(zhì)量無(wú)特殊要求，塑件下半部分凸棱處采用滑塊側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，整個(gè)塑件成型精度比較高，模具結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單。 1如圖2.1所示，此方案難以保證塑件的上表面的質(zhì)量要求，上表面中心處會(huì)留有熔接痕或者飛邊，影響塑件表面質(zhì)量，而且不易設(shè)置抽芯機(jī)構(gòu)，模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，塑件精度難以保證。2分型面的選擇方案二如圖2.2所示，此種方案滿足分型面在制品最大外形尺寸之處，并能夠保證塑件上表面曲面的質(zhì)量要求，而且塑件在分型面處的表面質(zhì)量無(wú)特殊要求，塑件下半部分凸棱處采用

19、滑塊側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，整個(gè)塑件成型精度比較高，模具結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單。綜合比較上述兩種方案，分型面采用方案二模具結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，塑件成型精度可靠，因此本模具采用此方案。2.3 確定型腔數(shù)量及排列方式型腔數(shù)量以及位置如何確定要根據(jù)塑件制品的尺寸大小、結(jié)構(gòu)難易程度、生產(chǎn)效益等諸多因素靈活確定。1根據(jù)經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù)目根據(jù)總成型加工費(fèi)用最小的原則，并忽略準(zhǔn)備時(shí)間和生產(chǎn)原料費(fèi)用，僅考慮模具加工費(fèi)和塑件成。2根據(jù)注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)目當(dāng)成型大型平板制件時(shí)，常用這種方法。3根據(jù)注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目。4根據(jù)制品精度確定型腔數(shù)目，一般來(lái)說(shuō)，每增加一個(gè)型腔，制品尺寸精度要降低4%，所以不是型腔的數(shù)目越多越好

20、。對(duì)于高精度制品，由于多型腔模具難以使各型腔的成型條件均勻一致，故通常推薦型腔數(shù)目不超過(guò)4個(gè)。大中型塑件和精度要求高的小型塑件一般優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)，但對(duì)于精度要求不高的小型塑件（沒有配合精度要求），形狀簡(jiǎn)單，又是大批量生產(chǎn)時(shí)，若采用多型腔模具可使生產(chǎn)效率大為提高。該塑件上表面精度要求較高，塑件體積較小，生產(chǎn)批量為大量生產(chǎn)，兩邊抽芯，從模具加工成本、制品生產(chǎn)時(shí)的成本以及制品精度考慮，初步擬定采用一模四腔。型腔布置形式如圖2.3所示2.4注射機(jī)型號(hào)的確定查參考文獻(xiàn)2得PC的密度為1.20g.，利用Pro/E三維軟件定性測(cè)的該塑件的實(shí)際體積為1.70cm3，質(zhì)量為2.04g。澆注系統(tǒng)凝料體積的

21、初步計(jì)算可按澆注系統(tǒng)的體積為塑件的0.6倍，即V澆=0.6V塑，由于該模具是一模四腔，所以澆注系統(tǒng)凝料體積為V澆=40.61.70=4.08cm3一次總的注射量為V實(shí)=n(V塑+V澆)式中n模具型腔數(shù)目，取n=4；所以V實(shí)=4（1.70+0.61.70）=10.88cm3m=V實(shí)=1.2010.88=13.056g塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計(jì)算流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積A2，在模具設(shè)計(jì)前是個(gè)未知值，根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析，A2是每個(gè)塑件在分型面上的投影面1的0.2倍0.5倍，因此可用0.35n1型腔數(shù)）來(lái)進(jìn)行估算：A1=3.149.614.75=444.62

22、2所以A=nA1+A2=nA1+0.35nA1=1.354444.624=2400.97鎖模力是指注塑機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所施加的最大夾緊力，即：F鎖=AP型式中F鎖注塑機(jī)的額定鎖模力(N)；P模具型腔內(nèi)塑料熔體平均壓力，一般為注塑壓力的0.30.65倍，通常為2040MPa，取P型為35Mpa；A塑件和澆注系統(tǒng)在分型面的投影面積之和（）；所以Fm=AP型=2400.9735=84033.95N=84.03kN根據(jù)實(shí)際情況，為了保證注射機(jī)能夠正常注射成型，模具所需的實(shí)際注射量應(yīng)該小于注射量的公稱注射量。一般由經(jīng)驗(yàn)公式可得公稱注射量為：V公V實(shí)/0.8=13.8g/3根據(jù)公稱注射量選擇注射機(jī)，但P

23、C材料成型優(yōu)先選用螺桿式注射機(jī)，查參考文獻(xiàn)1可得，初步選型號(hào)為SZ100/60的注射機(jī)，該注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如表2.1所示:項(xiàng)目SZ-100/60拉桿內(nèi)間距(mm)280250結(jié)構(gòu)類型臥移模行程(mm)220理論注量(cm3)78g最大模具厚度 (mm)300螺桿直徑mm30最小模具厚度(mm)100注射壓力（M/MP）170鎖模形式雙曲肘注射速率(g/d)60模具定位孔直徑mm) 55塑化能力(g/s)5.6噴嘴球半徑(mm) 12螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)14200噴嘴口直徑mm)4鎖模力（kN）450式中 H注射機(jī)動(dòng)模板的開模板行程（mm）； H1塑件推出行程（mm），取10mm； H2包

24、括流道凝料在內(nèi)的塑件高度（mm）；所以，H=22010+12.3+48+(510)=（75.380.3）mm；由計(jì)算結(jié)果可知，開模行程符合要求。 該套模具模架的外形尺寸為200mm250mm，而注射機(jī)拉桿內(nèi)間距為280mm250mm因285mm250mm，符合要求。綜上所述，注射機(jī)選擇SZ100/60臥式注射機(jī)符合該模具設(shè)計(jì)要求。2.5 澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計(jì)所謂澆注系統(tǒng)就是指從主流道的始端到型腔之間的熔體流動(dòng)通道。澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)塑料熔體從注射機(jī)噴嘴到模具型腔的進(jìn)料通道，具有傳物質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，對(duì)塑件質(zhì)量影響很大。它分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，包括

25、主流道、分流道、冷料穴、澆口。主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動(dòng)和開模時(shí)主流道凝料的順利拔出。主流道設(shè)計(jì)要點(diǎn)：1為便于將凝料從主流道中拉出，主流道通常設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角=26。內(nèi)壁表面粗糙度Ra一般為0.8。2為防止主流道與噴嘴處溢料及便于將主流道凝料拉出，主流道與噴嘴應(yīng)緊密對(duì)接，主流道進(jìn)口處應(yīng)制成球面凹坑，其球面半徑為R2=R1+(12)mm,凹入深度（35）mm。3為了物料的流動(dòng)阻力，主流道末端與分流道連接處呈圓角過(guò)渡，其圓角半徑 r=13mm。4主流道長(zhǎng)度L應(yīng)盡量短，否則將增加主流道凝料，增大壓力損

26、失，一般主流道長(zhǎng)度由模具結(jié)構(gòu)和模板厚度所確定，一般不大于60mm。1主流道小端直徑D=注射機(jī)噴嘴直徑（0.51）=4（0.51），取D=4.5mm；2主流道球面半徑SR0=注射機(jī)噴嘴球頭半徑（12）=12（12），取SR0=13mm；3球面配合高度h=3mm5mm，取h=3mm4主流道長(zhǎng)度盡量小于60mm，由標(biāo)準(zhǔn)模架結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu)，取L=44mm5澆口套總長(zhǎng) L0=44+h+2=49mm6主流道大端直徑 D1=D+2LtanH6.59mm式中a主流道的半錐角。a=1.5。經(jīng)計(jì)算可得， D=6.6mm主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料要求較嚴(yán)，因而模具主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆

27、卸更換的主流道襯套形式即澆口套，以便有效地選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理，常采用碳素工具鋼，如T8A、T10A等，熱處理硬度為50HRC55HRC。如圖2.4所示：圖2.4熱處理硬度圖2.5 限位圈結(jié)構(gòu)尺寸為方便加工，本模具將定位圈和村套設(shè)計(jì)成本體式，其定位圈結(jié)構(gòu)尺寸如圖2.4所示（1）主流道襯套的固定：主流道襯套的固定形式如圖2.6 圖2.6 主流道襯套的固定形式1.內(nèi)六角螺釘 2.定位圈 3.定模板 4.主流道襯套 5.動(dòng)模板開模時(shí)應(yīng)將主流道中的凝料拉出，所以冷料穴直徑稍大于或等于主流道大端直徑。開模時(shí)，主流道中的凝料由Z形頭冷料穴拉出定模，當(dāng)塑件被推出時(shí)，凝料同時(shí)被推出。本模具采用與推

28、桿匹配的冷料穴，如圖2.7所示，冷料穴深度取7mm。圖2.7 匹配的冷料穴2.5.5分主流道冷料穴的設(shè)計(jì)形截（1）梯形的分流道設(shè)計(jì)由參考文獻(xiàn)5表2-49常用分流道截面形狀和尺寸可得，取B=5mm，H=3.5mm；體形斜角一般取510，此處取6；底部圓角一般取R=1mm3mm，此處取R=1mm。分流道截面形狀如圖2.8所示。圖2.8 分流道截面形狀2.6 澆口的選擇原則澆口的位置選擇，應(yīng)遵循如下原則：1避免制件上產(chǎn)生噴射等缺陷，避免噴射有兩種方法：（1）加大澆口截面尺寸，降低熔體流速；（2）采用沖擊型澆口，改善塑料熔體流動(dòng)狀況；該模具采用方法a；2澆口應(yīng)開設(shè)在塑件截面最厚處；3有利于塑件熔體流動(dòng)

29、；4有利于型腔排氣；5考慮塑件使用時(shí)的載荷狀況；6減少或避免塑件的熔接痕；7考慮分子取向?qū)λ芗阅艿挠绊懀?考慮澆口位置和數(shù)目對(duì)塑件成型尺寸的影響；9防止將型芯或嵌件擠歪變形。澆口類型及位置的確定注射模的澆口結(jié)構(gòu)形式較多，不同類型的澆口其尺寸、特點(diǎn)及應(yīng)用情況不同。常見的有直接澆口、點(diǎn)澆口、側(cè)澆口、扇形澆口及潛伏式澆口等。（1）直接澆口又叫中心澆口，無(wú)分流道，注射壓力直壓入型腔，所以產(chǎn)品較堅(jiān)實(shí)，流量快且大，適合注射大型產(chǎn)品，但產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力大、易變形、注塑保壓時(shí)間長(zhǎng)、澆口去除困難、痕跡明顯、影響外觀。（2）點(diǎn)澆口這是一種截面形狀小如針點(diǎn)的澆口。其優(yōu)點(diǎn)是去除澆口后，塑件上留下的痕跡不明顯，開模后可自動(dòng)

30、拉斷，成型時(shí)可減少熔接痕，但壓力損失比較大，塑件收縮大，制造困難，而且模具必須設(shè)計(jì)成三板式模，以脫出流道凝料。（3）側(cè)澆口在分型面上，從塑料邊緣進(jìn)料，形狀為長(zhǎng)矩形或接近矩形，加工方便、簡(jiǎn)單，應(yīng)用靈活，既可以從產(chǎn)品外側(cè)，也可以從產(chǎn)品內(nèi)側(cè)進(jìn)料?？梢砸荒６嗲?，澆口痕跡小，不太影響外觀，去除澆口方便。但壓力損失大，保壓補(bǔ)縮作用比直接澆口小，殼形件排氣不便，易產(chǎn)生熔接痕、縮孔及氣孔等缺陷。（4）扇形澆口扇形澆口是逐漸展開的澆口，是側(cè)澆口的變異形式。適合于大面積薄壁塑件。（5）潛伏式澆口是點(diǎn)澆口演變來(lái)的且吸收了點(diǎn)澆口的優(yōu)點(diǎn)，也克服了由點(diǎn)澆口帶給模具的復(fù)雜性。其進(jìn)料部分一般選在制件較隱蔽處，使不致影響制品的

31、美觀。在頂出時(shí)流道和制件被自動(dòng)切斷。故頂出時(shí)必須有較強(qiáng)的沖擊力。對(duì)于過(guò)于強(qiáng)韌的塑料，不能用潛伏式澆。加工比較困難容易磨損。對(duì)塑件進(jìn)行分析得，塑件的外部表面質(zhì)量要求比較高，不能有任何的澆口痕跡，因此采用潛伏式澆口，脫模后人工剪斷澆口。下面對(duì)潛伏式澆口進(jìn)行詳細(xì)介紹：優(yōu)點(diǎn)：1澆口位置的選擇較靈活；2澆口可與膠件自行分離；3澆口痕跡??；4兩板模、三板模都可采用。缺點(diǎn)：1澆口位置容易拖膠粉；2入水位置容易產(chǎn)生烘??；3需人工剪除膠片；4從澆口位置到型腔壓力損失較大。參數(shù)：1澆口直徑d為（0.81.5）mm；2進(jìn)膠方向與鉛直方向的夾角，軟質(zhì)塑料時(shí)為3050之間硬質(zhì)塑料為2530；3潛伏式澆口錐度為1525之

32、間；4與前模型腔的距離A為(1.02.0)mm。應(yīng)用：適用于表面質(zhì)量要求高，不允許有澆口痕跡的塑件件。對(duì)于一模多腔的膠件，應(yīng)保證各腔從澆口到型腔的阻力盡可能相近，避免出現(xiàn)滯流，以獲得較好的流動(dòng)平衡。澆口截面積通常為分流道截面積的0.070.09倍，澆口截面積形狀多為矩形和圓形兩種，澆口長(zhǎng)度約為0.52mm左右。澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限值，然后在試模時(shí)逐步修正。澆注系統(tǒng)的平衡對(duì)于該模具，從主流道到各個(gè)型腔的分流道的長(zhǎng)度相等，形狀及截面尺寸對(duì)應(yīng)相同，各個(gè)澆口也相同澆注系統(tǒng)顯然是平衡的。第三章 模具的試模與修模試模是根據(jù)塑料制品所設(shè)計(jì)制造的模具在相應(yīng)塑料注射機(jī)上進(jìn)行試模的過(guò)程，它是模具

33、制造過(guò)程的重要環(huán)節(jié)，用以檢驗(yàn)?zāi)＞叩目缮a(chǎn)型、注射的制品是否符合質(zhì)量要求以及合格品率，并依據(jù)試模結(jié)構(gòu)對(duì)模具提出修改意見，同時(shí)也為模具投入正常生產(chǎn)運(yùn)行摸索最佳工藝參數(shù)。3.1 試模首先烘干原料，然后參照上述的注射工藝條件，之后預(yù)熱模具。對(duì)于小模具不須加熱，注射幾次模溫即可升高，對(duì)于大型制品注塑模，為節(jié)省原料，提高試模效率，需設(shè)法將模具加熱，有條件者可采用全自動(dòng)模溫控制器，也可采用活動(dòng)電熱板夾在模具上臨時(shí)加溫，模具溫度一般應(yīng)小于50。在多數(shù)情況下，試模是一個(gè)需多次、反復(fù)進(jìn)行的過(guò)程，試模過(guò)程中可能出現(xiàn)任何問(wèn)題，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題應(yīng)作詳細(xì)地記錄和仔細(xì)分析，查找問(wèn)題原因，提出調(diào)整措施，逐漸調(diào)整修改直到制品合格。

34、查找原因的次序?yàn)椋鹤⑸涔に嚄l件、注射機(jī)、原料，最后是模具，即出現(xiàn)問(wèn)題后首先從工藝、設(shè)備、原料方面找原因，先逐步調(diào)整工藝條件、調(diào)整設(shè)備、處理或更換原料，最后無(wú)法解決時(shí)才從模具考慮，準(zhǔn)備修模。3.2 修模注塑模的修整是一件正常的事情，模具修改主要為結(jié)構(gòu)和尺寸修改，如頂出和脫模方向的修改、滑塊修改、軸孔位置與尺寸修改、型腔修改、壁厚修改、排氣修改、澆道與澆口修改、加強(qiáng)筋修改、粗糙度修改等。模具修改后再進(jìn)行試模，如果還不行，則再修改，直到試模合格。3.3 模具的工作過(guò)程模具裝配試模完畢后，模具進(jìn)入正式工作狀態(tài)，其基本工作過(guò)程如下。1對(duì)塑料PC進(jìn)行烘干，并裝入料斗；2清理模具型芯、型腔，并噴上脫模劑，進(jìn)

35、行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱；3合模、鎖緊模具；4對(duì)塑料進(jìn)行預(yù)塑化，注射裝置準(zhǔn)備注射；5注射過(guò)程包括充模、保壓、倒流、澆口凍結(jié)后的冷卻和脫模；6脫模過(guò)程開模時(shí)由定模板11與定模座板7首先沿分型面分型，當(dāng)開模到一定距離時(shí)，動(dòng)、定模分開，拉料桿18將主流道凝料從澆口套22中拉出，在開模過(guò)程中，在瓣合模推桿的推動(dòng)下，瓣合模一邊推著塑件沿著矩形槽向上移動(dòng)，同時(shí)完成側(cè)抽芯。當(dāng)推桿推動(dòng)瓣合模達(dá)到一定距離時(shí)，塑件脫離了型芯，完成了脫模過(guò)程，最后將塑件取出；7塑件的后處理切除塑件上的澆注系統(tǒng)凝料，對(duì)塑件進(jìn)行調(diào)濕處理。3.4 設(shè)計(jì)小結(jié)通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)我在大學(xué)階段所學(xué)習(xí)的模具設(shè)計(jì)方面的知識(shí)做了一個(gè)很好的總結(jié)和鞏固，也對(duì)平時(shí)所學(xué)習(xí)的比較零散的知識(shí)做到了系統(tǒng)化的運(yùn)用。也發(fā)現(xiàn)了自己在學(xué)科內(nèi)的某些方面知識(shí)的欠缺，做到了很好的復(fù)習(xí)和理解，對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。而在現(xiàn)代制造業(yè)中，無(wú)論哪一行業(yè)的工程裝備， 都越來(lái)越多地采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品。為了適應(yīng)用戶對(duì)模具制造的高精度、短交貨期、低成本的迫切要求，模具工業(yè)正廣泛應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)來(lái)加速模具工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，滿足各行各業(yè)對(duì)模具這一基礎(chǔ)工藝裝備的迫切需求。結(jié) 論通過(guò)對(duì)以上三種拉