筆筒底座的塑料模具設(shè)計

1、 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）筆筒底座的塑料模具設(shè)計系別：專業(yè)名稱：學(xué)生姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師姓名、職稱：完成日期 年 月 日筆筒底座的塑料模具設(shè)計摘 要模具是工業(yè)生產(chǎn)用的重要的工藝裝備，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，60%90%的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具，模具工業(yè)已成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，許多新產(chǎn)品的研制與開發(fā)很大程度上依賴于模具的生產(chǎn)，因此，研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具水平，對促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。我國加入WTO以后，吸引外資能力逐年增強(qiáng)，成為世界產(chǎn)品制造工廠的地位愈加突出，而模具也在這其間扮演著越來越重要的角色。塑料作為現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)材料之一，是農(nóng)業(yè)、工業(yè)、能源、交通運(yùn)輸?shù)冉?jīng)濟(jì)領(lǐng)域不可缺少

2、的重要材料，其用途已滲透到經(jīng)濟(jì)和生活的各個領(lǐng)域，和鋼鐵、木材、水泥成為材料領(lǐng)域的四大支柱。模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，被各行業(yè)廣泛用于生產(chǎn)最終產(chǎn)品，其產(chǎn)生的價值往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍，被譽(yù)為“效益放大器”。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個地區(qū)制造水平高低的重要標(biāo)志。本課題主要是針對筆筒底座的注塑模具設(shè)計,該筆筒底座材料為PP，是工業(yè)生產(chǎn)中常見的一種塑料產(chǎn)品。通過對塑件進(jìn)行工藝的分析和比較,最終設(shè)計出一副注塑模。該課題從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性，具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑機(jī)的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核都有詳細(xì)的設(shè)計，根據(jù)題目設(shè)計的主要任務(wù)

3、是筆筒底座注塑模具的設(shè)計，也就是設(shè)計一副注塑模具來生產(chǎn)塑件產(chǎn)品，以實現(xiàn)自動化提高產(chǎn)量。針對塑件的具體結(jié)構(gòu)，該模具是點澆口的注射模具。 關(guān)鍵詞：模具；筆筒底座；注塑模；澆注系統(tǒng)；注塑機(jī)；點澆口。II The appliance with brush pot case plastic mould design ABSTRACTMold is an important setup in modern industry .In manufacturing industry,6090 percent of products utilize mold. Molding industry has been

4、a essential factor of industry development. A number of new products developments considerably depend on mold making. Therefore, it is significant for national economy to research and improve mold technology.China's accession to the WTO, attract foreign investment ability increase year by year,

5、become the world's manufacturing factory increasingly prominent position, and die in the meantime also plays a more and more important role. Plastic as a modern social and economic development of the basic material is one of agriculture, industry, energy, transportation and economy indispensable

6、 important material, its use has penetrated into all fields of economy and life, and the iron and steel, wood, cement in the material field of four pillar. its value is often die own value on a few times, one hundred times, is known as "benefit amplifier". Mold production technology level,

7、 has become the measure of a region manufacturing level of important symbol. Abstract:The main topic covered for a brush pot case of injection mold design, the materials for the pen is PP, is commonly found in industrial production. Through the process of plastic parts for analysis and comparison, t

8、he final design of an injection mold. The product mix from technology issues, and specific mold structure of the casting mold system, mold forming part of the structure, top of the system, cooling system, the choice of injection molding machine and related calibration parameters are detailed design,

9、 Designed in accordance with the subject's main task is to build a round plastic injection mold design, that is, the design of an injection mold to produce plastic products in order to achieve automation to increase production. The mold for the plastic parts of the concrete structure, point gate

10、 of the injection mold.Key Words: mould；Plastic brush pot case; Injection mold; Pouring system; Injection molding machine; Point gat目錄1 緒 論11.1 引言11.2 塑料模具的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢21.2.1 塑料模具的現(xiàn)狀21.2.2 塑料模具的發(fā)展趨勢21.3 本課題研究意義32 塑件工藝分析42.1 塑件描述42.2 塑件材料的分析42.2.1 性能與特點42.2.2 設(shè)計注意42.2.3 材料收縮率52.3 塑件尺寸大小、形狀、壁厚的確定52.4 塑件尺寸精

11、度和表面粗糙度52.5 脫模斜度83 注射機(jī)的選用103.1 計算塑件的體積和質(zhì)量113.2 確定注塑機(jī)型號113.3 確定注塑成型的工藝參數(shù)123.4 注塑機(jī)的相關(guān)參數(shù)的校核123.4.1 開模行程的校核123.4.2 注射量的校核133.5 噴嘴尺寸的確定143.6 定位環(huán)尺寸143.7 模具厚度153.8 模具的長度與寬度154 模具的設(shè)計164.1 塑件成型方案的確定164.1.1 分型面的確定164.1.2 型腔數(shù)目的確定174.2 成型零件有關(guān)計算174.2.1 影響塑件尺寸精度的因素的分析184.2.2凹模工作尺寸計算194.2.3 凸模工作尺寸計算19 4.2.4 成型零件強(qiáng)度

12、及支撐板厚度194.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計204.3.1 主流道的設(shè)計204.3.2 澆口套的設(shè)計214.4 冷卻系統(tǒng)的計算234.4.1 溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響234.4.2 溫度調(diào)節(jié)對生產(chǎn)力的影響244.5 合模導(dǎo)向和定位機(jī)構(gòu)244.6 推出脫模機(jī)構(gòu)254.7 標(biāo)準(zhǔn)模架的選取264.8 緊固系統(tǒng)設(shè)計265 電火花成型加工（定模型腔）275.1 模具裝配及配作的總過程275.2 模具的動作過程276 模具的壽命及裝配要點296.1 模具的壽命296.2 裝配要點297 模具圖317.1 型芯型腔圖317.2模具總裝圖327.3 開合模圖337.4 模具爆炸圖35總 結(jié)36參考文獻(xiàn)37致 謝38V

13、1 緒 論1.1 引言近幾年，我國塑料模工業(yè)有了很大的發(fā)展，塑料制品在我們的日常生活中扮演著越來越重要的角色，其種類也越來越多，制造加工也越來越精致美觀。在未來的模具市場中，塑料模具發(fā)展的速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。并且隨著注塑模具技術(shù)的發(fā)展，在工程機(jī)械和工業(yè)機(jī)械、電子、汽車、家電、玩具等產(chǎn)品中，60%以上的零部件，可以依靠模具成型。筆筒底座是我們在日常學(xué)習(xí)生活中一件必不可少的學(xué)習(xí)用品，而筆筒底座則以其精美的外觀，低廉的價格，以及耐用的特點而受到我們的歡迎。它的作用是控制和限制簽字筆。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)用于制造業(yè)中。作為工

14、業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)裝備的模具，在我國國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，模具技術(shù)也成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一。過去在我國工業(yè)中，模具長期未受到重視，隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展，模具設(shè)計的發(fā)展進(jìn)入了一個新的階段，改革開放以來，塑料成型、家用電器、儀表等行業(yè)進(jìn)入大批量生產(chǎn)，模具工業(yè)有一定發(fā)展，近幾年，我國塑料模工業(yè)有了很大的發(fā)展，塑料制品在我們的日常生活中扮演著越來越重要的角色，其種類也越來越多，制造加工也越來越精致美觀。在未來的模具市場中，塑料模具發(fā)展的速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。并且隨著注塑模具技術(shù)的發(fā)展，在工程機(jī)械和工業(yè)機(jī)械、電子、汽車、家電、玩具等產(chǎn)品中，60%以上的零部件，可

15、以依靠模具成型。筆筒底座是我們在日常學(xué)習(xí)生活中一件必不可少的學(xué)習(xí)用品，而筆筒底座則以其精美的外觀，低廉的價格，以及耐用的特點而受到我們的歡迎。筆筒底座外形雖然看似簡單，但是其注塑模具的設(shè)計制作所設(shè)計的知識面與知識點較多，能比較全面的反應(yīng)一些注塑模具設(shè)計的特點。本課題應(yīng)用性強(qiáng)，知識面覆蓋較廣，并且來自生活，所以容易激發(fā)我學(xué)習(xí)研究的興趣，所以選擇了這個課題。塑料制品以其密度小、質(zhì)量輕的優(yōu)點在工業(yè)中的應(yīng)用日益普遍，大有“以塑代鋼”的趨勢。塑料模具可以滿足塑料的加工工藝要求和使用要求，可以很好的降低塑料制品的生產(chǎn)成本。塑料的質(zhì)量要靠模具的正確結(jié)構(gòu)和模具成型零件的正確形狀，精確尺寸幾較低的表面粗糙度來保

16、證。本次設(shè)計的模具用于有機(jī)玻璃制品的生產(chǎn)制造。聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）,俗稱有機(jī)玻璃，屬于熱塑性剛性硬質(zhì)無色的透明材料，具有良好的綜合力學(xué)性能及電絕緣性，制品尺寸穩(wěn)定，容易成型，有一定的耐熱性、耐寒性和耐氣候性，表面硬度不夠，容易擦傷，易溶于有機(jī)溶劑，又可以軟化熔融，可再次成型為一定形狀的制品，如此可反復(fù)多次。因此選用該塑料有助于廢料和舊棄塑件的二次回收，循環(huán)利用。有一定的環(huán)保效應(yīng)，減少了現(xiàn)實中的“白色污染”。塑料模具的分類很多，按照塑料制件的不同可分為：注射模、壓縮模、壓注模、擠出模、氣動成型模等。注塑模具又稱注塑成型，是熱塑性塑料制品生產(chǎn)的一種重要的方法。除少數(shù)塑料制品外，幾乎所有的熱

17、塑性塑料都可以用注射成型方法生產(chǎn)塑料制品。注塑模具不僅用于熱塑性塑料的成型，而且成功用于熱固性塑料的成型。模具以其特定的形狀通過一定的方式使原料成型。1.2 塑料模具的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1.2.1 塑料模具的現(xiàn)狀塑料制品在人們的日常生活中及現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中得到日益廣泛的應(yīng)用。隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，社會對塑料制品的需求愈來愈大。據(jù)統(tǒng)計，在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，60%90%的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具加工，模具工業(yè)已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)2。而塑料注射模在模具中所占的分量越來越大，其發(fā)展也非常迅速，大有凌駕其它模具之上的趨勢。專家預(yù)測，在未來的模具市場中，塑料模具在模具總量中的比例將逐步提高，且發(fā)展速度將高于

18、其他模具。國內(nèi)的注塑模具行業(yè)近年有了明顯的提高，從而也帶動了注射模的迅速發(fā)展，但是與國際水平仍然有一定的差距，主要缺陷明顯的表現(xiàn)在精度不高，技術(shù)含量底、復(fù)雜程度底等缺點。嚴(yán)重的阻礙著國內(nèi)制造業(yè)的發(fā)展。設(shè)計出好的產(chǎn)品卻無法做出是我模具業(yè)最大的不足。因此，注重科技含量，借簽國外的先進(jìn)理論技術(shù)則尤為重要。國內(nèi)塑料模具相對國外來說比較落后，目前大多用的是單型腔，簡單型腔的模具達(dá)70以上，仍占主導(dǎo)地位，一模多腔精密復(fù)雜的塑料注射模，多色塑料注射模已經(jīng)能初步設(shè)計和制造，但是有很多精密的模具都要靠進(jìn)口。不過，我國模具從開始起步到現(xiàn)在有經(jīng)歷了半個世紀(jì)的發(fā)展，模具工業(yè)有了很大的發(fā)展，1999年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為

19、245億，至2002年我國模具總產(chǎn)值約為360億元，其中塑料模約30%左右，年均增速均為13%。模具制造水平也有了很大的提高，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)單位采用具有世界先進(jìn)水平的

20、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2。1.2.2 塑料模具的發(fā)展趨勢目近年來，隨著塑料工業(yè)突飛猛進(jìn)地向前發(fā)展，模具設(shè)計和制造工業(yè)也發(fā)生了根本的變化，高效率、自動化、大型、超小型、高精度、高壽命的模具在整個模具產(chǎn)量中所占的比例越來越大。作為最有效的塑料成型方法之一的注射成型技術(shù)具有可以一次成型各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜和尺寸精密的塑件。成型周期短、生產(chǎn)率高、大批生產(chǎn)時成本低廉、易于實現(xiàn)自動化或自動化生產(chǎn)等優(yōu)點，因此，世界塑料成型模具產(chǎn)量中約半數(shù)以上是注射模具2。近幾年來，在我國其發(fā)展速度之快、需求量之大是前所未有的，但總體上與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家相比仍有較

21、大的差距。未來國內(nèi)外塑性模具的制造技術(shù)和成型技術(shù)有如下發(fā)展趨勢：1)在模具設(shè)計制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM 技術(shù)；2)高速銑削加工將得到更廣泛地應(yīng)用；3)在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、注射成型和高壓注射成型技術(shù)；4)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率；5)研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程；6)虛擬技術(shù)將得到發(fā)展；7)模具自動加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展。廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)，逐步走向集成化的方向發(fā)展。1.3 本課題研究意義本次課程設(shè)計我的設(shè)計課題為筆筒底座注塑模具設(shè)計，這個筆筒底座注塑模具設(shè)計課題來源于生活，應(yīng)用廣泛。本次設(shè)計系統(tǒng)的介紹了筆筒底座材料的選取，模具中的各

22、個零件的加工工藝過程及整套模具的設(shè)計過程。其中，涉及到注射機(jī)各種參數(shù)的選取，零部件的加工方法、注射模的結(jié)構(gòu)及相關(guān)的計算，從而確定聚丙烯筆筒底座注塑模具設(shè)計思路及方案，再設(shè)計過程中運(yùn)用PROE軟件設(shè)計模具的凸模和凹模。設(shè)計過程是一個復(fù)雜的過程，在查詢資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合所學(xué)知識，確定澆口形式，計算繪圖尺寸。運(yùn)用了大量的計算機(jī)輔助設(shè)計，提高了效率。通過本次課程設(shè)計，是我加深了對模具方面的認(rèn)識，培養(yǎng)了我獨立思考、解決問題的能力。本設(shè)計在保證加工質(zhì)量的前提下，盡量做到在提高生產(chǎn)效率的同時把生產(chǎn)成本降到最低。本課題主要是研究筆筒底座，從經(jīng)濟(jì)、實用、美觀、方便等角度出發(fā)，又由于筆筒底座在人類生活中必不可少，

23、需求量大，對選材有一定的質(zhì)量要求，總結(jié)起來，筆筒底座在當(dāng)前市場上總的特點如下：1) 發(fā)展較快，競爭較激烈。2) 更新?lián)Q代快。3) 市場需求大。4) 明顯的向著美觀、耐用、方便等方向發(fā)展。跟著市場走，才能帶來銷量，才能創(chuàng)造利潤，所以，本課題將圍繞著怎樣以最經(jīng)濟(jì)、最快捷、最方便的生產(chǎn)出最符合市場需求的筆筒底座為核心，探討一下注塑模具的設(shè)計。在這次塑料模具設(shè)計的過程中，我們對塑料有了一個整體的認(rèn)識與理解，并在設(shè)計過程中，對塑料模的性能，塑料的工藝性以及注塑模設(shè)計，塑料模制造工藝裝配有了系統(tǒng)的了解。此外，由于近一二十年來電子技術(shù)和計算機(jī)科學(xué)的迅猛發(fā)展，促使模具制造業(yè)發(fā)生著深刻的變化。目前，數(shù)控機(jī)床已經(jīng)

24、成為模具加工的主要設(shè)備，繼而CAD/CAM技術(shù)在模具領(lǐng)域也帶來了應(yīng)用。 2 塑件工藝分析2.1 塑件描述本次設(shè)計的塑料制件為筆筒底座，聚丙烯（PP）筆筒底座是我們?nèi)粘Ｉ钏仨毜挠闷?，是裝筆的良好用具。結(jié)構(gòu)簡單，對稱分布，對精度無太大要求，強(qiáng)度要求適中，質(zhì)量要輕，而且要耐一定溫度（120）。其產(chǎn)品主要通過注塑模成型制造。2.2 塑件材料的分析根據(jù)上述塑件描述，本次設(shè)計所選用塑件材料為聚丙烯（PP）。以下是對該材料的具體分析。聚丙烯，簡稱PP，是通用塑料中綜合性能非常優(yōu)異的一種材料。近幾年，PP工程塑料化的研究和開發(fā)取得很大進(jìn)展，使PP在日常生活用品，汽車，家電等行業(yè)獲得廣泛的應(yīng)用。根據(jù)聚丙烯的

25、立體構(gòu)型，PP可分為等規(guī)PP和間規(guī)PP，目前工業(yè)上廣泛應(yīng)用的是等規(guī)PP，等規(guī)PP結(jié)晶度高，力學(xué)強(qiáng)度高；間規(guī)PP結(jié)晶度低，具有柔性，抗沖擊性和透明性。 2.2.1 性能與特點聚丙烯的性質(zhì)除了與分子量分子量分布有關(guān)外，還與立體規(guī)整性有很大關(guān)系1) 密度小，僅為0.890.91gc，在熱塑性塑料中，僅次于聚-4-甲基-1-戊烯2) 制品的力學(xué)性能好，具有高的剛性和表面硬度，特別是有非常優(yōu)異的耐彎曲疲勞性。3) 制品的力學(xué)性能好，具有高的剛性和表面硬度，特別是有非常優(yōu)異的耐彎曲疲勞性，能經(jīng)受住幾十萬次的折疊彎曲而不破壞，很適合于鉸鏈。4) 長期使用溫度可達(dá)120，不受外力時最高可達(dá)150，是通用塑料中

26、耐熱性較高的一種材料。5) 低吸水性，突出的耐化學(xué)藥品性，能耐80以下的酸堿鹽及很多極性有機(jī)溶劑。6) 由于是非極性材料，因此有優(yōu)良的電氣絕緣性能。 2.2.2 設(shè)計注意耐日光性差，易發(fā)生熱氧老化，用于室外需添加抗氧劑和光穩(wěn)定劑。低溫耐沖擊性差，抗蠕變性和耐磨性也不佳。氧化性酸能促使PP降解，對脂肪烴芳烴有不同程度的溶脹，而鹵代烴對PP也有破壞作用。避免與銅接觸，銅鹽溶液對有特殊的破壞作用，因此制品不宜有銅嵌件。PP成型收縮率高，熱膨脹系數(shù)也比較大，制品在熱環(huán)境下受應(yīng)力作用，要防止熱應(yīng)力脆化的發(fā)生。與PE有相似之處，由于非極性的緣故，制品涂飾和粘結(jié)需要表面處理。 2.2.3 材料收縮率前人已經(jīng)

27、為我們總結(jié)了常用的塑料常用收縮率，對于生產(chǎn)性的塑件，實際已經(jīng)證明，這些數(shù)據(jù)已經(jīng)能夠應(yīng)付實際的生產(chǎn)要求了。即使對于精密塑件也給予了其它方面的補(bǔ)償。故而，對于實際的生產(chǎn)只要按照經(jīng)驗數(shù)據(jù)就可以滿足生產(chǎn)要求了。表2-1給出常見塑料的收縮率，以備查詢：表 2-1 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聚碳酸脂尼龍ABS聚甲醛縮寫PEPPPVCPSPSN6ABSPOM計算收縮率1.5-3.61.0-2.50.6-1.50.6-0.80.5-0.80.8-2.50.3-0.81.2-3.0對于聚丙烯筆筒底座產(chǎn)品，材料為PP，理論收縮率為15/1000，而實際與理論是有區(qū)別的。按照前人經(jīng)驗此項設(shè)

28、計收縮率取20/1000。2.3 塑件尺寸大小、形狀、壁厚的確定 此設(shè)計中的筆筒底座，為圓柱形，高度為80mm，直徑為50mm。筆筒底座外表面為平滑的曲面。詳細(xì)尺寸和塑件產(chǎn)品圖見圖2-1和圖2-2。塑料制品應(yīng)該有一定的厚度，這不僅是為了塑料制品本身在使用中有足夠的強(qiáng)度和剛度，而且也是為了塑料在成型時有良好的流動狀態(tài)。塑件壁厚受使用要求、塑料材料性能、塑件幾何尺寸以及成型工藝等眾多因素的制約。根據(jù)成型工藝的要求，應(yīng)盡量使制件各部分壁厚均勻，避免有的部位太厚或者太薄，否則成型后會因收縮不均勻而使制品變形或產(chǎn)生縮坑，凹陷燒傷或者填充不足等缺陷。熱塑性塑料的壁厚應(yīng)該控制在1mm4mm之間。太厚，以產(chǎn)生

29、氣泡和缺陷，同時也不易冷卻。該產(chǎn)品圖反映出，此塑料件壁厚為2.0mm，壁厚均勻，在1mm4mm的推薦值之間。易于成型。2.4 塑件尺寸精度和表面粗糙度塑件的尺寸精度是指成型后所獲得的塑件產(chǎn)品尺寸和圖紙中尺寸的符合程度。一般而言，塑件尺寸精度是取決于塑料因材質(zhì)和工藝條件引起的塑料收縮率范圍大小，模具制造精度、型腔型芯的磨損程度以及工藝控制因素。而模具的某些結(jié)構(gòu)特點又在相當(dāng)大程度上影響塑件的尺寸精度。故而，塑件的精度應(yīng)盡量選擇的低些。對于本產(chǎn)品，圖紙未注明尺寸精度，我們?nèi)T7級精度。表2-2 精度等級選用推薦值如下：圖2-1塑件圖圖2-2塑件產(chǎn)品表面質(zhì)量一般要求較高，在Ra0.8以上。表面粗糙度

30、是指加工表面具有的較小間距和微小峰谷不平度。其兩波峰或兩波谷之間的距離（波距）很?。ㄔ?mm以下），用肉眼是難以區(qū)別的，因此它屬于微觀幾何形狀誤差。表面粗糙度越小，則表面越光滑。表面粗糙度的大小，對機(jī)械零件的使用性能有很大的影響，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1） 表面粗糙度影響零件的耐磨性。表面越粗糙，配合表面間的有效接觸面積越小，壓強(qiáng)越大，磨損就越快。(2) 表面粗糙度影響配合性質(zhì)的穩(wěn)定性。對間隙配合來說，表面越粗糙，就越易磨損，使工作過程中間隙逐漸增大；對過盈配合來說，由于裝配時將微觀凸峰擠平，減小了實際有效過盈，降低了聯(lián)結(jié)強(qiáng)度。表2-2 精度等級選用推薦值：類別塑料品種建議采用的等級高精度

31、一般精度低精度1PS345ABS聚甲苯丙烯酸甲酯PCPSU 聚砜PF氨基塑料30玻璃纖維增強(qiáng)塑料2聚酰胺456氯化聚乙醚PVC硬3POM567PPPE低密度4PVC6782.5 脫模斜度由于制品在冷卻后產(chǎn)生收縮，會緊緊包住型芯或型腔突出的部分，為了使制件能夠順利從模具中取出或者脫模，必須對塑件的設(shè)計提出脫模斜度的要求，要求在塑件設(shè)計時或在模具設(shè)計時給予充分的考慮，設(shè)計出脫模斜度。脫模斜度的設(shè)計與材料的性質(zhì)、制品成型方法、制件的幾何形狀與尺寸、精度要求、模具的結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。一般脫模斜度的取值范圍是301°30。以下是確定脫模斜度的一些要點：1) 制品收縮率大，形狀復(fù)雜且很不規(guī)則的，其

32、脫模斜度宜取較大值；2) 材料性脆、剛性大、玻璃纖維增強(qiáng)的制品，脫模斜度要盡可能大；3) 尺寸較大或者尺寸精度要求高的制品，脫模斜度宜取小值；4) 塑件上帶有表面花紋時，每蝕刻深度增加0.02mm,脫模斜度應(yīng)大于1°；制件內(nèi)表面的脫模斜度應(yīng)大于其外表面的脫模斜度。下表為常用的脫模斜度如表2-3：表2-3 幾種塑料的常用脫模斜度制品斜度聚酰胺通用聚酰胺增強(qiáng)聚乙烯聚甲基丙烯酸甲脂聚苯乙烯聚碳酸酯聚丙烯 脫模斜度型腔20-4020-5020-4520-35-35-4025-45型芯25-4020-4020-4530-4030-4030-5020-45本次設(shè)計的筆筒底座，內(nèi)外表面均是光滑的，

33、根據(jù)塑件材料的成型收縮率和塑件的高度綜合考慮，選取的脫模斜度為：型芯（）型腔（） 3 注射機(jī)的選用注塑模是安裝在注射機(jī)上使用的工藝裝備，因此設(shè)計注射模時應(yīng)該詳細(xì)了解注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范，才能設(shè)計出符合要求的模具。注射機(jī)規(guī)格的確定主要是根據(jù)制品的大小及型腔的數(shù)目和排列方式，在確定模具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下，設(shè)計人員應(yīng)對模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大、最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、開模距離等進(jìn)行計算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺和模具相匹配的注射機(jī)，倘若用戶已提供了注射機(jī)的型號和規(guī)格，設(shè)計人員必須對其進(jìn)行校核，若不能滿足要求，則必須自己調(diào)整或與用戶取得商量調(diào)整。注

34、射機(jī)發(fā)展很快，類型不斷增加，注射機(jī)的分類方法很多，根據(jù)注射裝置和合模裝置的排列方式不同，可分為臥式注射成型機(jī)、立式注射成型機(jī)、角式注射成型機(jī)和多模注射機(jī)等。1）臥式注射機(jī) 臥式注射機(jī)是使用最廣泛的注射成型設(shè)備，它的注射裝置和合模裝置的軸線呈一線并水平排列。臥式注射機(jī)的優(yōu)點是便于操縱和維修，機(jī)器重心低，比較穩(wěn)定，成型后的塑件推出后可利用其重力自動落下，容易實現(xiàn)全自動化操作。缺點是模具安裝比較困難。2）立式注射機(jī) 它的注射裝置和合模裝置的軸線呈一線并與水平方向垂直排列。立式注射及的優(yōu)點是占地面積小、模具拆裝方便、安放嵌件便利。缺點是塑件頂出后常需要用手或其他的方法取出，不易實現(xiàn)全自動化操作，機(jī)身重

35、心較高。機(jī)器的穩(wěn)定性差。3）角式注射機(jī) 它的注射裝置和合模裝置的軸線相互垂直排列，其優(yōu)點介于臥、立兩種注射機(jī)之間。4）多模注射機(jī) 它是一種多工位操作的特殊注射機(jī)注射機(jī)型號標(biāo)準(zhǔn)表示法要有注射量、合模力、注射量與合模力同時表示等三種方法，本制品采用臥式注射機(jī)。注射機(jī)的選用原則：計算塑件及澆道凝料的總?cè)萘浚w積或重量）應(yīng)小于注射機(jī)額定容量（體積或容量）的0.8倍；模具成型時需用的注射壓力應(yīng)小于所選用注射機(jī)的最大注射壓力；模具型腔注射時所產(chǎn)生的壓力必須要小于注射機(jī)的鎖模力；模具的閉模高度應(yīng)在注射機(jī)最大、最小閉合高度之間；模具脫模取出塑件所需的距離應(yīng)小于所選注射機(jī)的開模行程；模具的外形尺寸及安裝尺寸必須

36、與所選注射機(jī)模板適應(yīng)，既模具最大外形尺寸安裝時應(yīng)不受拉桿間距的影響，模具安裝用的定位環(huán)尺寸應(yīng)與機(jī)床定位孔直徑相配合；模具的模板各安裝孔應(yīng)與注射機(jī)固定模板的安裝孔相對應(yīng)、機(jī)床噴嘴孔徑和球面半徑應(yīng)與模具進(jìn)料孔相對應(yīng)，注射機(jī)的開模行程應(yīng)滿足脫件條件。3.1 計算塑件的體積和質(zhì)量該產(chǎn)品為聚丙烯，其密度為0.9g/cm3-0.91g/cm3，收縮率為1%2.5%，計算其平均密度為0.905g/cm3.。平均收縮率為1.75%通過proe軟件測出塑件體積：V=29.1G= ×29.1=26.19因為選用一模一腔結(jié)構(gòu)，所以塑件總體積為V=29.1，塑件總質(zhì)量為26.19，澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計之前是

37、不能確定準(zhǔn)確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗按照塑件體積的0.2-1倍。由于本次采用中心澆口流道短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的0.2倍來估算，故一次注入模具型腔溶料的總體積為V總=V（1+0.2）=由于澆注系統(tǒng)體積與質(zhì)量都不是很大，所以可先初選注塑機(jī)型號。3.2 確定注塑機(jī)型號根據(jù)計算得出一次注入模具型腔的塑料總體積V總=, 并結(jié)合式V公=V總/0.8，則有：V總/0.8=。根據(jù)以上的計算，考慮到模具的閉合高度所以選定公稱注射量為,注射機(jī)型號為G54-S200/400螺桿式注塑機(jī)，其主要參數(shù)見下表3-1，表3-1 注塑機(jī)主要參數(shù)理論注射容積(cm³）200400 螺桿直徑(mm)55注射

38、壓力(MPa)109注射速率(g/s)20塑化能力(kg/h)31螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)1648鎖模力(kN)2540拉桿空間(mm)500X440移模行程(mm)666模具最大厚度(mm)406模具最小厚度(mm)165鎖模形式液壓-機(jī)械模具定位孔直徑(mm)125噴嘴球半徑(mm)R18噴嘴口孔徑(mm)4注射行程(mm)1603.3 確定注塑成型的工藝參數(shù)表3-2 注塑成型工藝參數(shù)表 名稱 聚丙烯材料 代號收縮率/%密度/(g/cm3) PP 12.50.900.91設(shè)備類型螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min)噴嘴形式 螺桿式3080直通式溫度料筒一區(qū)/料筒二區(qū)/料筒三區(qū)/噴嘴/模具/1501701

39、801901902051701904060壓力注塑/MPa保壓/MPa601005060時間注塑/S保壓/S冷卻/S周期/S15510102015353.4 注塑機(jī)的相關(guān)參數(shù)的校核注塑模需安裝在注塑機(jī)上才能進(jìn)行工作，兩者應(yīng)該相互匹配，所以注塑模設(shè)計之前要進(jìn)行注塑機(jī)基本參數(shù)的校核。只有這樣，才能處理好注塑模與注塑機(jī)之間的關(guān)系，使設(shè)計出來的注塑模能在注塑機(jī)上安裝和使用。 3.4.1 開模行程的校核模具開模取出塑件所需的開模距離必須小于注塑機(jī)的最大開模行程。注塑機(jī)最大開模行程的大小直接影響模具所能成形的塑件高度，太小時塑件無法從動、定模之間取出。因此模具設(shè)計時必須進(jìn)行注塑機(jī)開模行程的校核，使其與模具

40、的開模距離相適應(yīng)。對于帶有不同形式的鎖模機(jī)構(gòu)的注塑機(jī)，其最大開模行程有的與模具厚度有關(guān)，有的則與模具厚度無關(guān)。選擇液壓機(jī)械式鎖模機(jī)構(gòu)的注塑機(jī)，其最大開模行程是由肘桿機(jī)構(gòu)或合模液壓缸的沖程所決定的，而與模具厚度無關(guān)，當(dāng)模具厚度變化時可由其調(diào)模裝置。用校核時只需使注塑機(jī)最大開模行程大于模具所需的開模距離即可。模具為單分型面注塑模，其最大開模行程按下式校核： (3-1) 式中: 注塑機(jī)最大開模行程（666mm）。 S模具所需開模距離（330mm）。 塑件脫模距離（120mm）。 包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度（200mm）。代入上式可得:左邊=666右邊=120+200+10=330mm.通過上式可

41、知開模的行程在允許范圍內(nèi)，達(dá)到設(shè)計要求。頂出裝置的校核各種型號注塑機(jī)開合模系統(tǒng)中采用的頂出裝置和最大頂出距離不盡相同，設(shè)計的模具必須與其相適應(yīng)。采用注塑機(jī)G54-S200/400，為中心兩側(cè)雙頂桿液壓頂出。模具設(shè)計成推桿頂出，符合要求。3.4.2 注射量的校核在設(shè)計模具時，為確保塑件質(zhì)量，應(yīng)保證注塑模內(nèi)所需注射量在注塑機(jī)實際的最大注射量的范圍內(nèi)。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，注塑機(jī)的最大注射量是其額定注射量的80，換句話來說，一個注射周期內(nèi)所需注射的塑料熔體的總量必須在注塑機(jī)額定注射量的80以內(nèi)。注塑機(jī)額定注射量有兩種表示方法，一是用容量（cm3），一是用質(zhì)量（g）表示。國產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)注塑機(jī)的注射量均以容量（cm

42、3）表示。設(shè)計采用國產(chǎn)注塑機(jī)，以容量校核。在一個注射成形周期內(nèi)，需注射入模具內(nèi)的塑料熔體的容量，應(yīng)為制件和澆注系統(tǒng)兩部分容量之和，即 (3-2) 式中，V一個成形周期內(nèi)所需注射的塑料容積（cm3）。 n型腔數(shù)目。 單個塑件的容量（cm3）（29.1cm3）。 澆注系統(tǒng)凝料和飛邊所需的塑料容量（27cm3）。 故應(yīng)使 (3-3) (3-4) 式中:注塑機(jī)額定注射量（200-400cm3）。左邊=29.1+27=400×0.8=根據(jù)以上公式計算，注塑機(jī)的注射量在注塑機(jī)的最大范圍內(nèi)達(dá)到合格。3.5 噴嘴尺寸的確定注塑機(jī)噴嘴頭一般為球面，其球面半徑R應(yīng)與模具的主流道始端的球面半徑吻合，以免高

43、壓熔體從隙縫處溢出，一般模具的主流道始端的球面半徑應(yīng)比噴嘴球半徑大25mm，否則主流道內(nèi)的塑料凝料無法脫出，其相應(yīng)尺寸關(guān)系如圖3-1。 圖 3-1噴嘴與澆口套的尺寸關(guān)系圖其中 ，R=r+（25）mm ，D=d+（0.51）mm3.6 定位環(huán)尺寸注塑機(jī)定模固定板上有一規(guī)定尺寸的定位孔，注塑模定模板上相應(yīng)設(shè)計有定位環(huán)。為了使模具的主流道的中心線與注塑機(jī)噴嘴的中心線相重合，模具定模固定板上的定位環(huán)或主流道襯套與定位環(huán)的整體式結(jié)構(gòu)的外徑尺寸d應(yīng)與注塑機(jī)固定模板上的定位孔呈間隙配合，便于模具安裝。定位環(huán)的高度小型模具為710mm，大型模具為 10 15mm，定位孔深度應(yīng)大于定位環(huán)的高度。3.7 模具厚度

44、在模具設(shè)計時應(yīng)使模具的總厚度位于注塑機(jī)可安裝模具的最大模厚和最小模厚之間。同時應(yīng)校核模具的外形尺寸,使得模具能從注塑機(jī)拉桿之間裝入。模具閉合后的厚度（閉合厚度）應(yīng)在注塑機(jī)允許的最大模具厚度和最小模具厚度之間，即 (3-5) 式中最大模具厚度最小模具厚度 模具閉合高度3.8 模具的長度與寬度模具外形尺寸要與注塑機(jī)拉桿間距相適應(yīng)，校核其安裝時能否穿過拉桿空間在動、定模固定板上固定。模具在注塑機(jī)動、定模固定板上安裝的方式有兩種：用螺釘直接固定（大型注塑模多用此法）和用螺釘、壓板固定（中、小型模具多用此法）。采用第一種方法時，動、定模座板上的螺釘孔尺寸及間距應(yīng)與注塑機(jī)對應(yīng)模板上所開設(shè)的螺孔相適應(yīng)（注塑

45、機(jī)動、定模安裝板上開著許多不同間距的螺釘孔，只要保證與其中一組相適應(yīng)即可）；若采用后一種方法，靈活性大，只需在模具動、定模固定板附近有螺孔就行。4 模具的設(shè)計前述已知，該模具要應(yīng)用注射模加工。根據(jù)對筆筒底座零件圖的分析，可采用中小型模架標(biāo)準(zhǔn)（GB/T.12556.190）中派生組合類型的模架標(biāo)準(zhǔn)，它是以點澆口和多分型面為主的結(jié)構(gòu)形式，其代號取P。派生組合中，動、定模座板的連接方式，（如采用螺釘、定距拉桿或定距拉板等）有承制單位自定。（模具中各種零部件具體尺寸要求可見模具裝配圖或零件圖標(biāo)注）一般注射?？捎梢韵聨讉€部分組成：澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)、側(cè)向分型機(jī)構(gòu)與抽芯機(jī)構(gòu)、其它零件。對該筆筒底

46、座零件注射模具的基本設(shè)計：4.1 塑件成型方案的確定通常，塑料按照性能分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩種，兩種塑料的成型方式有所不同，對于熱塑性塑料大多數(shù)都是注射成型，本產(chǎn)品聚丙烯，要求材料為PP，PP為熱塑性塑料，且多為注射成型，根據(jù)實際，我們采用注射成型。 4.1.1 分型面的確定模具上用以取出制品和（或）澆注系統(tǒng)凝料的，可分離的接觸表面稱之為分型面。分型面的選擇不僅關(guān)系到塑件的正常成型和脫模具，而且涉及模具結(jié)構(gòu)與制造成本。在制品設(shè)計階段，就應(yīng)考慮成型時分型面的形狀和位置，否則無法用模具成形。在模具設(shè)計階段，應(yīng)首先確定分型面的位置，然后才選擇模具的結(jié)構(gòu)。分型面設(shè)計是否合理，對制品質(zhì)量、工藝操作

47、難易程度和模具的設(shè)計制造都有很大影響。因此，分型面的選擇是注射模設(shè)計中的一個關(guān)鍵因素。分型面的選擇應(yīng)遵守如下原則：1) 分型面應(yīng)選擇在制品的最大截面處，無論塑件以何方位布置型腔，都應(yīng)將此作為首要原則；2) 有利于保證制品的外觀質(zhì)量，分型面上型腔壁面稍有間隙，熔體就會在塑件上產(chǎn)生飛邊；3) 盡可能使制品留在動模一側(cè)，因為在動模一側(cè)設(shè)置和制造脫模機(jī)構(gòu)簡便易行；4) 有利于保證制品的尺寸精度；5) 盡可能滿足制品的使用要求6) 盡量減少制品在合模方向上的投影面積，以減小所需鎖模力；7) 長型芯應(yīng)置于開模方向，當(dāng)塑件在相互垂直方向都需要設(shè)置型芯時，將較短的型芯設(shè)置在側(cè)抽芯方向，有利于減小抽拔距離；8)

48、 有利于排氣；9) 有利于簡化模具結(jié)構(gòu)，應(yīng)盡量避免側(cè)向分型或抽芯；在選擇非平面分型面時，應(yīng)有利于型腔加工和制品的脫模方便。塑件分型面決定了模具的基本結(jié)構(gòu)和飛邊產(chǎn)生的位置，根據(jù)該筆筒底座的形狀要求，外表面要求精美、無明顯的毛刺，另外，筆筒底座手柄部位形狀比較復(fù)雜，所以，將分型面選擇在筆筒底座中間剖切面上。這樣，不致影響塑件外觀，既有利于脫模（注：分型面應(yīng)使塑料件在開模時留在有脫模機(jī)構(gòu)的一邊，通常是在動模一側(cè)。），又使模具的加工制造更容易。4.1.2 型腔數(shù)目的確定對于一個塑件的模具設(shè)計的第一步驟就是型腔數(shù)目的確定。單型腔模具的優(yōu)點是：塑件精度高；工藝參數(shù)易于控制；模具結(jié)構(gòu)簡單；模具制造成本低，周

49、期短。缺點是：塑件成型的生產(chǎn)率低、成本高。單型腔模具適用于塑件較大，精度要求較高或者小批量及試生產(chǎn)。多型腔模具的優(yōu)點是：塑件成型的生產(chǎn)率高，成本低。缺點是：塑件精度低；工藝參數(shù)難以控制。模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜；模具制造成本高，周期長。多型腔模具適用于大批量、長期生產(chǎn)的小塑件。根據(jù)塑件的精度：根據(jù)經(jīng)驗，在模具中每增加一個型腔，塑件的尺寸精度就要降低4%。確定型腔數(shù)目的方法：考慮到塑件的技術(shù)要求，本設(shè)計采用根據(jù)注射量方法確定型腔數(shù)目。即： (4-1) 式中: G注塑機(jī)的最大注射量（360g）單個塑件的重量（130g）澆注系統(tǒng)的重量（27g）由于該塑件尺寸形狀很大，只能為一模1腔。根據(jù)需要和后續(xù)加工的要求我們

50、確定為平行于塑件的最大尺寸方向，中心分布。4.2 成型零件有關(guān)計算包括定模板、動模板和型芯等零件。在注射時，這類零件直接接觸塑料，以成形制品；其精度要求較高，是注射模的核心零件。動、定模板：主要成形塑料件的外部形狀。由于該工藝品盒的形狀比較簡單，尺寸也較小，所以采用整體式的凹模。它是由整塊金屬材料直接加工而成的，見零件圖06、20。這種形式的凹模結(jié)構(gòu)簡單，牢固可靠，不容易變形，成型的塑料件質(zhì)量較好。由于，零件技術(shù)要求中要求塑件的外觀精美無明顯的毛刺，所以，用特種加工中的電火花進(jìn)行加工較好，見“電火花成型加工”。型芯：又稱凸模，主要成形塑料件的內(nèi)部形狀，。根據(jù)對該塑件整體進(jìn)行分析，知其內(nèi)形比較簡

51、單，深度較大，可以采用整體式凸模。整體凸模的結(jié)構(gòu)簡單牢固， 成型塑料件的質(zhì)量好，且適合用于這種小型的凸模。在實際的加工中，采用了型芯主要部分粗、精車，外圓和端面精磨，這樣保證了零件圖樣中對圓弧半徑、內(nèi)圓弧角尺寸要求及對稱度等技術(shù)要求，而且降低了零件的加工成本。最后，用拋光機(jī)對型芯進(jìn)行了表面拋光處理，使得塑料制件的內(nèi)壁光滑、美觀。 4.2.1 影響塑件尺寸精度的因素的分析成型零部件的設(shè)計計算主要指成型部分，與塑件接觸部分的尺寸計算。而對于塑件尺寸精度的影響因素主要有以下方面：塑件收縮率的波動 塑件成型后的收縮變化與塑料的品種，塑件的形狀、尺寸、壁厚、成型工藝條件，模具的結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。塑料收縮率

52、波動誤差為 (4-2) PP的平均收縮率：×100=1.75（）模具成型零件的制造誤差 一般成型零件工作尺寸制造公差值取塑件公差值的1/3-1/4，本次設(shè)計中取還有模具成型零件的磨損和模具安裝配合誤差等，綜上所述，塑件在成型過程所產(chǎn)生的尺寸誤差應(yīng)該是上述各種誤差的綜合，即 (4-3) 式中 塑件的成型誤差； 模具成型零件制造誤差； 塑料收縮率波動引起的誤差； 模具成型零件配合間隙變化的誤差； 模具裝配引起的誤差。由此可見，塑件的誤差為累積誤差，由于影響因素多，因此塑件的尺寸精度往往較低，設(shè)計塑件時，其尺寸精度的選擇不僅要考慮塑件的使用和裝配要求，而且要考慮塑件在成型過程中可能產(chǎn)生的誤

53、差，使塑件規(guī)定的公差值大于或等于以上各種因素引起的累積誤差，即,由國家標(biāo)準(zhǔn)GBT14486-1933可知，取=1.40mm,故mm 4.2.2凹模工作尺寸計算制品原料為PP，收縮率為1.0% 2.5%，則：；根據(jù)塑件軸向尺寸100mm，精度等級MT5，查表得模具制造公差為IT-11，查標(biāo)準(zhǔn)公差GB1800-79得模具制造誤差。凹模深度： (4-4) =101.57mm根據(jù)塑件直徑80mm，精度等級MT5，查表7-2得模具制造公差為IT-11，查標(biāo)準(zhǔn)公差GB1800-79得模具制造誤差。 凹模徑向尺寸： (4-5) 4.2.3 凸模工作尺寸計算根據(jù)塑件軸向尺寸180mm，精度等級MT5，查得模具制造公差為IT-11，查標(biāo)準(zhǔn)公差GB1800-79得模具制造誤差。凸模高度： (4-6) =213.06mm根據(jù)塑件直徑80mm，精度等級MT5，查得模具制造公差為IT-11，查標(biāo)準(zhǔn)公差GB1800-79得模具制造誤差。 凸模徑向： (4-7) 4.2.4 成型零件強(qiáng)度及支撐板厚度按剛度條件，側(cè)壁和型腔底配合處間隙已知u=0.25 E=2.06 R=25mm r=22.5mm P=50Mpa，代入公式計算，得按剛度