塑料水杯注塑模具設(shè)計(jì)

1、XXX學(xué)院學(xué)生課程設(shè)計(jì)（論文）題 目： 杯子注塑模具課程設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： XXXXXXX XXX 學(xué) 號： XXXXXXXXXX XXXXXXXXXXX 所在院(系)： 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè)： 工業(yè)設(shè)計(jì) 班 級： 2011工業(yè)設(shè)計(jì)班 指 導(dǎo) 教 師： XXX 目 錄摘 要I1前言12塑件的工藝分析3 2.1塑件原材料分析3 2.2塑件的結(jié)構(gòu)工藝分析43塑件的表面及質(zhì)量分析5 3.1塑件的體積分析5 3.2塑件的質(zhì)量分析5 3.3塑件的壁厚分析5 3.4塑件的拔模分析6 4選擇注塑機(jī)及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8 4.1成型零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算84.1.1凸模、凹模的設(shè)計(jì)與計(jì)算94.1.2凸、凹模材料的確定10

2、 4.1.3型腔側(cè)壁厚度和地板的計(jì)算11 4.2確定型腔數(shù)目13 4.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)134.3.1流道的設(shè)計(jì)144.3.2澆口設(shè)計(jì)154.3.3進(jìn)料口及位置確定16 4.4選擇注塑機(jī)174.4.1注塑量的計(jì)算174.4.2澆注系統(tǒng)凝料體積的估算17 4.4.3確定選擇注塑機(jī)18 4.5分型面的選擇19 4.6排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)21 4.7溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)22 4.8導(dǎo)向部件的設(shè)計(jì)23 4.9脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)245模架的選擇266校核計(jì)算27 6.1注塑機(jī)相關(guān)參數(shù)校核27 6.1.1最大注塑量的校核27 6.1.2注塑力的校核27 6.1.3鎖模力的校核27 6.2點(diǎn)狀進(jìn)料口模具與機(jī)床開模行程關(guān)系

3、的校核28 6.3模具厚度的校核287設(shè)計(jì)小結(jié)291參考文獻(xiàn)311xxx學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 摘 要摘 要 根據(jù)塑料制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工藝性、尺寸精度等技術(shù)要求，考慮塑件制件尺寸。本模具采用一模兩腔，點(diǎn)澆口進(jìn)料，注塑機(jī)采用HTF80/X1A型號，設(shè)置冷卻系統(tǒng)，CAD和Proe繪制二維總裝圖和零件圖，選擇模具合理的加工方法。附上說明書，系統(tǒng)地運(yùn)用簡要的文字，簡明的示意圖和和計(jì)算等分析塑件，從而作出合理的模具設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；模具設(shè)計(jì)；CAD；ProeIxxx學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 1 前 言 1前 言模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的基礎(chǔ)工藝裝備。在汽車、電機(jī)、儀表、電器、電

4、子、通信、家電和輕工業(yè)等行業(yè)中，60%80%的零件都依靠模具成形，并且隨著近年來這些行業(yè)的迅速發(fā)展，對模具的要求越來越高，結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜性、高一致性、高生產(chǎn)效率和低耗率，是其它加工制造方法所不能比擬的。隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用塑料與工程塑料在強(qiáng)度和精度等方面的不斷提高，塑料制品的應(yīng)用范圍也在不斷地擴(kuò)大，越來越普遍地采用塑料成型。該方法適用于全部熱塑性塑料和部分熱固性塑料，制得的塑料制品數(shù)量之大是其它成型方法望塵莫及的。作為注塑成型加工的主要工具之一注塑模具，在質(zhì)量、精度、制造周期以及注塑成型過程中的生產(chǎn)效率等方面水平高低，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量

5、、成本及產(chǎn)品的更新?lián)Q代，同時也決定著企業(yè)在市場競爭中的反映能力和速度。注塑模的種類很多，其結(jié)構(gòu)與塑料品種、塑件的復(fù)雜程度和注塑的種類等很多因素有關(guān)，其基本結(jié)構(gòu)都是由動模和定模兩大部分組成的。定模部分安裝在注塑機(jī)的固定板上，動模部分安裝在注塑機(jī)的移動模板上，在注塑成型過程中它隨注塑機(jī)上的合模系統(tǒng)運(yùn)動。注塑成型時動模部分與定模部分由導(dǎo)柱導(dǎo)向而閉合。一般注塑模由成型零部件、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、加熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)及支承零部件組成。由于模具的使用特點(diǎn)，決定了模具設(shè)計(jì)也區(qū)別與其它行業(yè)。模具設(shè)計(jì)要考慮的要點(diǎn)如下:a塑件的物理力學(xué)性能，如強(qiáng)度、剛度、韌性、彈性、吸水性以

6、及對應(yīng)力的敏感性，不同塑料品種其性能各有所長，在設(shè)計(jì)塑件時應(yīng)充分發(fā)揮其性能上的優(yōu)點(diǎn)，避免或補(bǔ)償其缺點(diǎn)。b塑料的成型工藝性，如流動性、成型收縮率的各向差異等。塑件形狀應(yīng)有利于成型時充模、排氣、補(bǔ)縮，同時能使熱塑性塑料制品達(dá)到高效、均勻冷卻或使熱固性塑料制品均勻地固化。c塑件結(jié)構(gòu)能使模具總體結(jié)構(gòu)盡可能簡化，特別是避免側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)和簡化脫模結(jié)構(gòu)。使模具零件符合制造工藝的要求。對于特殊用途的制品，還要考慮其光學(xué)性能、熱學(xué)性能、電性能、耐腐蝕性能等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)正朝著數(shù)字化方向發(fā)展。特別是模具成型零件方面的軟件等，這些技術(shù)采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，進(jìn)而將數(shù)據(jù)交換到加工制造設(shè)

7、備，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助制造，或?qū)⒃O(shè)計(jì)與制造連成一體實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造一體化。本課題內(nèi)容是對飲水杯進(jìn)行測繪及基于生產(chǎn)實(shí)踐之上對注塑模具設(shè)計(jì)。模具設(shè)計(jì)主要內(nèi)容有型腔布局、澆口形式與位置、模胚選擇、分型面的確定、冷卻系統(tǒng)設(shè)置、推出機(jī)構(gòu)設(shè)置、注塑機(jī)臺選擇及注塑工藝分析等。根據(jù)塑料制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工藝性、尺寸精度等技術(shù)要求，本模具采用一模兩腔布局，點(diǎn)澆口進(jìn)料，注塑機(jī)采用HTF 100XB型號，設(shè)置冷卻系統(tǒng)，CAD和繪制二維總裝圖和零件圖，系統(tǒng)地運(yùn)用簡要的文字，簡明的示意圖和和計(jì)算分析，從而作出合理的模具設(shè)計(jì)。選擇合理的加工方法。模具方案確定后進(jìn)行工藝分析。根據(jù)此方案可以達(dá)到設(shè)計(jì)的預(yù)期效果，并

8、且大大提高了注塑模的質(zhì)量。1攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 2 塑件的工藝分析 2 塑件的工藝分析 2.1 塑件原材料分析塑料是以樹脂為主要成分的高分子材料，它在一定的溫度和壓力下具有流動性?？梢员荒Ｋ艹尚蜑橐欢ǖ膸缀涡螤詈统叽?，并在成型固化后保持其既得形狀而不發(fā)生變化。塑料有很多優(yōu)異性能，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)和日常生活，它具有密度小，質(zhì)量輕，比強(qiáng)度高，絕緣性能好，介電損耗低，化學(xué)穩(wěn)定性高，減摩耐磨性能好，減振隔音性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)。另外，許多塑料還具有防水、防潮、防透氣、防輻射及耐瞬時燒蝕等特殊性能。此產(chǎn)品壁厚均勻，PS性能優(yōu)良，成本低廉，符合需求生產(chǎn)量大的要求，容易成型，對于本課題零件相當(dāng)適用，所

9、以在這選擇其為產(chǎn)品的材料。PS是大多數(shù)商業(yè)用的透明的、非晶體材料。PS具有非常好的幾何穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、光學(xué)透過特性、電絕緣特性以及很微小的吸濕傾向。它能夠抵抗水、稀釋的無機(jī)酸，但能夠被強(qiáng)氧化酸如濃硫酸所腐蝕，并且能夠在一些有機(jī)溶劑中膨脹變形。典型的收縮率在0.40.7%之間。是一種良好的熱塑性塑料。PS吸水性極小,成型前可不予干燥。性脆易裂,熱脹系數(shù)大,容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。流動性很好,應(yīng)注意模具間隙,防止出現(xiàn)飛邊?？捎弥交蚵輻U式注塑機(jī)成型,為防止淌料,建議采用直通式或自鎖式噴嘴。宜用高料溫,高模溫,低注塑壓力,延長注塑時間,以利于降低內(nèi)應(yīng)力,防止縮孔及變形。但料溫過高,容易出現(xiàn)銀絲,料溫低或

10、脫模劑地多,則塑件透明性差?？刹捎酶鞣N形式的澆口,推出要求受力均勻。注塑模工藝條件:通常不需要干燥處理。如果需要干燥，建議干燥條件為80、23小時。熔化溫度：180280。對于阻燃型材料其上限為250。模具溫度：4050。注塑壓力：200600bar。PS在機(jī)械工業(yè)上用來制造殼體蓋、泵業(yè)輪、軸承、把手、管道、管連接件、蓄電池槽、冷藏庫和冰箱襯里等，汽車工業(yè)上用PS制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)導(dǎo)管等，還可用PS夾層板制小轎車車身。PS還可用來制造水表殼，紡織器材，電器零件、玩具、電子琴及收錄機(jī)殼體、食品包裝容器，農(nóng)藥噴霧器及家具,產(chǎn)品包裝，家庭用品（餐具、托盤等），電氣（透明容器、光源散射器

11、、絕緣薄膜等）。2.2 塑件的結(jié)構(gòu)工藝分析在模具設(shè)計(jì)之前需要對塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度等級和表面質(zhì)量要進(jìn)行仔細(xì)研究和分析，只有這樣才能恰當(dāng)確定塑件制品所需的模具結(jié)構(gòu)和模具精度。課題目標(biāo)產(chǎn)品是一個生活中常見的飲水杯，其零件外形如圖所示。具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙，該塑件結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)量大，要求較低的模具成本，成型容易，精度要求不高。塑件的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和模具的制造精度。為降低模具的加工難度和模具的制造成本，在滿足塑件要求的前提下盡量把塑件的尺寸精度設(shè)計(jì)得低一些。 圖2.1 產(chǎn)品立體圖效果圖 圖2.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 3 塑件的表面及質(zhì)量分析

12、3 塑件的表面及質(zhì)量分析3.1 塑件的體積分析 塑件在proe軟件中通過分析塑件的體積為： 模型體積 =28.33.2 塑件的質(zhì)量分析 PS的密度為1.05，即可以得出該塑件制品的質(zhì)量為： 質(zhì)量 =29.7g。 3.3 塑件的壁厚分析 在縱切面中將切面數(shù)定位35個，偏移為3mm，最大厚度為5mm，最小為1mm顯示如圖： 圖3.1 縱切面中分析壁厚 在橫切面中將切面數(shù)定位20個，偏移為3mm，最大厚度為4mm，最小為1mm顯示如圖： 圖3.2 橫切面中分析壁厚在縱切面（與RIGHT面平行）中將切面數(shù)定位30個，偏移為3mm，最大厚度為5mm，最小為1.2mm顯示如圖： 圖3.3 縱切面中分析壁厚

13、綜合上圖結(jié)果以及結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)分析，塑件壁厚符合要求。3.4 塑件的拔模分析 脫模斜度與模塑材料有關(guān)。如果為軟質(zhì)塑件，可以不考慮脫模斜度，即使形狀復(fù)雜、曲折部位比較多的塑件，也可利用材料本身的彈性進(jìn)行強(qiáng)制脫模。但若為硬質(zhì)或低收縮性塑料，則必須考慮脫模斜度，一般取為5，最小為14。針對本塑件兩處脫模斜度分別設(shè)計(jì)為1和1.5。 塑件內(nèi)表面的拔模檢測結(jié)果如下：拔模角度1=1 圖3.4 塑件內(nèi)壁拔模檢測 塑件最大尺寸處，水平外沿側(cè)面的拔模檢測結(jié)果如下：拔模角度2=1.5 圖3.5 塑件外壁拔模檢測 綜上所述得知塑件的兩處拔模角度無異樣，可以順利拔模。6攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 4 選擇注塑機(jī)及模具結(jié)構(gòu)

14、設(shè)計(jì) 4 選擇注塑機(jī)及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1 模具成型零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用來構(gòu)成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸（包括矩形和異行零件的長和寬），型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸等。任何塑件制件都有一定的幾何形狀和尺寸的要求，如在使用中有配合要求的尺寸，則精度要求較高。在模具設(shè)計(jì)時，應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸及精度等級確定模具成型零件的工作尺寸及精度等級。影響塑件尺寸精度的因素相當(dāng)復(fù)雜，這些影響因素應(yīng)作為確定成型零件工作尺寸的依據(jù)。4.1.1凸、凹模的設(shè)計(jì)與計(jì)算凸模亦稱型芯，是成型塑件內(nèi)表面的零件，成型其主體部分內(nèi)表面的零件稱為主型芯或凸模，

15、而成型其他小孔的型芯稱為小型芯或成型桿，成型塑件上內(nèi)螺紋的稱為螺紋型芯。凹模亦稱型腔，是成型塑件外表面的主要零件，其中成型塑件上外螺紋的稱螺紋型環(huán)。凹、凸模按結(jié)構(gòu)不同可分為整體式和組合式。所謂成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接構(gòu)成型腔腔體的部位的尺寸，其直接對應(yīng)塑件的形狀與尺寸。鑒于影響塑件尺寸精度的因素多且復(fù)雜，塑件本身精度也難以達(dá)到高精度，為了計(jì)算簡便，規(guī)定：塑件的公差塑件的公差規(guī)定按單向極限制，制品外輪廓尺寸公差取負(fù)值“”，制品叫做腔尺寸公差取正值“”，若制品上原有公差的標(biāo)注方法與上不符，則應(yīng)按以上規(guī)定進(jìn)行轉(zhuǎn)換。而制品孔中心距尺寸公差按對稱分布原則計(jì)算，即取。模具制造公差實(shí)踐證明，模具

16、制造公差可取塑件公差的，即z=，而且按成型加工過程中的增減趨向取“+”、“-”符號，型腔尺寸不斷增大，則取“+z”,型芯尺寸不斷減小則取“-z”，中心距尺寸取“”?，F(xiàn)取。(1)模具的磨損量:實(shí)踐證明，對于一般的中小型塑件，最大磨損量可取塑件公差的，對于大型塑件則取以下。另外對于型腔底面（或型芯端面），因?yàn)槊撃７较虼怪保誓p量c=0。(2)塑件的收縮率:塑件成型后的收縮率與多種因素有關(guān)，通常按平均收縮率計(jì)算。=%= 2% =0.02模具在分型面上的合模間隙由于注塑壓力及模具分型面平面度的影響，會導(dǎo)致動模、定模注塑時存在著一定的間隙。一般當(dāng)模具分型的平面度較高、表面粗糙度較低時，塑件產(chǎn)生的飛邊也

17、小。飛邊厚度一般應(yīng)小于是0.020.1mm 圖4.1.1 凹模的尺寸圖9根據(jù)塑件尺寸可得出以下尺寸：（1）凹模有關(guān)的尺寸計(jì)算 徑向尺寸: 深度尺寸:（2） 凸模有關(guān)的尺寸計(jì)算徑向尺寸：高度尺寸:（3）模具型芯位置尺寸計(jì)算:4.1.2 凸凹模材料的確定鑄造鋁合金自19世紀(jì)八十年代的初級的鋁鋅合金發(fā)展到20世紀(jì)的鋁銅、鋁硅、鋁鎂合金，直到今天合金化成都更高、室溫和高溫強(qiáng)度更高、綜合性能更好的新一代鋁銅合金。其機(jī)械強(qiáng)度大大提高5。本模具的材料選為二十世紀(jì)比較常用的第三代鋁銅合金，其許用應(yīng)力為150MPa。而且具有良好的機(jī)加工性能。第三代鋁銅合金的特性一點(diǎn)也不遜于塑料模具鋼：其有較低密度，足夠強(qiáng)度，良

18、好的機(jī)加工性能，良好的熱傳導(dǎo)性，良好的耐腐性，易于得到，還有合理的價格體積比。104.1.3 型腔側(cè)壁厚度和底板的計(jì)算 該塑件模具型腔壁結(jié)構(gòu)為組合式矩形側(cè)壁，其結(jié)構(gòu)及受力情況如圖5.2所示。圖4.1.2 型腔側(cè)壁受力圖（1）型腔壁厚計(jì)算 剛度計(jì)算公式為： 強(qiáng)度計(jì)算公式為： 式中 -矩形型腔長邊側(cè)壁厚度（mm）； -模具材料的許用應(yīng)力（MPa）； -剛度條件，即允許變形量（mm），由課本P120頁查表6-73得； E-模具材料的彈性模量 （MPa）,碳鋼為2.1105MPa； -型腔所受壓力（MPa）； -型腔側(cè)壁受壓高度（mm）； -型腔側(cè)壁全高度（mm）； -型腔長邊長度（mm）； 由前面的

19、計(jì)算與分析可知，型腔內(nèi)壁尺寸：=78mm，=18mm，=20mm，p=100MPa，E=MPa，=0.03/mm，=150MPA。經(jīng)計(jì)算整理得： 則：型腔壁厚 （2）型腔底板厚度計(jì)算 剛度計(jì)算公式為： 強(qiáng)度計(jì)算公式為： 式中 p-型腔壓力100MPa； b-型腔側(cè)壁受壓寬度70mm； -型腔長邊長度 278mm； -剛度條件0.03/mm； -模具材料許用應(yīng)力150MPa； E-模具材料的彈性模量 （MPa）,碳鋼為2.1105MPa；由幾何關(guān)系得： 。由于L只需要比稍大一點(diǎn)即可，此處取L=278mm代入計(jì)算。得：，。則： 4.2 確定型腔數(shù)目 該塑件為中批量生產(chǎn)，同時考慮到塑件精度要求，模具

20、結(jié)構(gòu)尺寸的大小關(guān)系，以及各種成本費(fèi)用的關(guān)系，初步定位一模兩腔的結(jié)構(gòu)形式。型腔排列形式的確定，由于該設(shè)計(jì)采用的是一模兩腔塑件放置在中央。如下圖：圖4.2.1 型腔布局 4.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 圖4.3.1 型腔布局 澆注系統(tǒng)是指注塑模中從主流道始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道，澆注系統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無流道凝料澆注系統(tǒng)兩類，本設(shè)計(jì)中采用普通點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)。正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)對獲得優(yōu)質(zhì)的塑料制品極為重要。澆注系統(tǒng)組成：普通流道澆注系統(tǒng)的組成一般包括以下幾個部分4。1主澆道 2第一分澆道 3第二分澆道 4第三分澆道5澆口 6型腔 7冷料穴4.3.1流道的設(shè)計(jì)（1）所選用HTF 100XB型注塑劑噴

21、嘴有關(guān)尺寸如下：噴嘴前段孔徑d0=3.5mm噴嘴圓弧半徑R0=12mm為了使凝料能夠順利拔出，主流道的小段直徑d應(yīng)稍大于噴嘴直徑。d=d0+（0.51）=4mm主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角通常為24，過大的錐角會才產(chǎn)生湍流或渦流，卷入空氣，過小的錐角使凝料脫模困難，還會使沖模時熔體的流動阻力過大，此處的錐角選用2，主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大12mm。這里取主流道球面半徑R20mm，經(jīng)測量主流道長度L取15mm。 圖4.3.2 主流道設(shè)計(jì)圖 主流道長度：L=38mm， 主流道小端直徑：d=d0+(0.51)mm,此處取1mm，d0為注塑機(jī)噴嘴口直徑2mm。則： d=3mm， 主流道大端直徑：D

22、=d+2Ltan6.98mm，此處取7mm，式中為主流道的角度，此處取3。則： D=7mm， 主流小端對接處設(shè)計(jì)成半球形凹坑，其半徑： SR=SR0+（12）mm，此處取1mm，SR0為注塑機(jī)噴嘴球半徑10mm，則： SR=11mm， 主流道大端圓角：主流道大端設(shè)計(jì)成圓角過渡可以減小熔體流動阻力。半徑r一般取13mm，此處取1mm，則： R = 1mm， 球面配合深度:h=4mm， 定位孔直徑：D1 = 55mm，定位孔深度H1=10mm， 主流道的凝料體積： 其中，。 主流道澆口套的形式：主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件，可以選購，不必加工，減少成本。本主流道小端入口處與注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，容易磨損，所以

23、對材料要求比較高，為了方便更換澆口套，定位圈也選擇標(biāo)準(zhǔn)件，選用碳素工具鋼T8A，熱處理淬火表面硬度5055HRC。Ra=0.63um。 （2） 分流道是主流道與澆口之間的通道，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。本塑件采用單型腔雙澆口的形式注塑，形式比較特殊，故將分流道對稱布置，選用梯形截面的分流道。形狀如下圖： 圖4.3.3 分流道設(shè)計(jì)圖 分流道總長度： L2=180mm，分流道截面高度： D2=3mm，分流道截面寬度： D2=6mm， 4.3.2 澆口設(shè)計(jì)澆口的形式眾多，通常都有邊緣澆口、扇形澆口、平縫澆口、圓環(huán)澆口、輪輻澆口、點(diǎn)澆口、潛伏式澆口、護(hù)耳澆口、直澆口等。模具設(shè)計(jì)時，澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)

24、格，初步試模后還需進(jìn)一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設(shè)位置對塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項(xiàng)原則：（1）盡量縮短流動距離。（2）澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處。（3）必須盡量減少熔接痕。（4）應(yīng)有利于型腔中氣體排出。（5）考慮分子定向影響。（6）避免產(chǎn)生噴射和蠕動。（7）澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。（8）注意對外觀質(zhì)量的影響根據(jù)澆口的成型要求及型腔的排列方式，聯(lián)系產(chǎn)品實(shí)際使用要求，本產(chǎn)品選用點(diǎn)澆口的改進(jìn)形式較為合適。具體形式見下圖：

25、圖4.3.4 澆口形式其中d=1mm，l=1mm,L=37mm4.3.3 進(jìn)料口及位置的確定進(jìn)料口的位置對塑件質(zhì)量有直接影響，主要以塑件形狀和要求來確定的。通常應(yīng)考慮以下幾個問題：（1）塑料流動量損失最??；（2）進(jìn)料口的位置應(yīng)使進(jìn)入型腔的的塑料能順利的排出模腔內(nèi)的空氣，進(jìn)入型腔的塑料不要立即封閉排氣系統(tǒng)；（3）進(jìn)料口的位置要避免造成收縮變形；（4）進(jìn)料口的位置應(yīng)減小或者避免塑件的熔接痕；（5）進(jìn)料口的位置及大小要考慮對型芯的影響；以上這些原則在應(yīng)用時會產(chǎn)生某些不同的矛盾，必須以保證得到優(yōu)良的塑件為主。本模具為殼體零件，采用點(diǎn)狀進(jìn)料口，其位置如下圖，這樣可以減少熔接痕，有利于排氣等。 圖4.2.

26、4 進(jìn)料口位置圖4.3.5 澆口形式4.4 選擇注塑機(jī)4.4.1注塑量的計(jì)算通過三維軟件分析得到塑件體積約為： V028.26cm塑件的質(zhì)量根據(jù)公式m =V，查相關(guān)資料得到PS的密度為1.05，由此得到塑件質(zhì)量： m0 =1.05 28.26 =29.7g 4.4.2 澆注系統(tǒng)凝料體積的估算 澆注系統(tǒng)的凝料體積在模具結(jié)構(gòu)沒有確定之前是沒辦法確定的，此處根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的0.211倍來計(jì)算，我們?nèi)?.5計(jì)算，同時先擬定模具型腔結(jié)構(gòu)為一模兩腔，因此一次注入模具型腔的塑料熔體的總體積為： V總 = V0 （1+0.5）2= 84.78cm4.4.3鎖模力的計(jì)算選用注塑機(jī)的鎖模力必須大于型腔壓力產(chǎn)

27、生的開模力，不然模具分型面要分開而產(chǎn)生溢料。塑件在模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素。 成型投影面積=式中： n -型腔數(shù)目 -單個塑件在模具分型面上的投影面積 -澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積 n=2 =5150 =1101 本設(shè)計(jì)中 =2x5150+1101=17625鎖模力和成型面積的關(guān)系根據(jù)依照以下計(jì)算公式確定：/80%式中 鎖模力，kN； 型腔壓力，MPa ；A 成型投影面積，mm2；一般熔料經(jīng)噴嘴時其注塑壓力達(dá)6080MPa，經(jīng)澆注系統(tǒng)入型腔時型腔壓力通常為20-40MPa，這里取30MPa。計(jì)算：A/1000=3017625/1000/0.8=660.95 kN (取

28、整661 kN)得出預(yù)選注塑機(jī)額定鎖模力為661 kN以上。4.4.4確定選擇注塑機(jī) 從實(shí)際注塑量應(yīng)在公稱注塑量V公的20%-80%之間考慮，且 V公=V總 /0.8=105.98cm所以初步選定用HTF80/X1A型注塑機(jī)。 HTF80/X1A型型注塑機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格如下表： 表 4-1 注塑機(jī)的主要參數(shù)3理論注塑容積(cm）131螺桿直徑(mm)34注塑壓力(MPa)206注塑速率(g/s)81.2塑化能力(g/s)10.6螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)0220鎖模力(kN)800拉桿間距(mmmm)365365移模行程(mm)310模具最大厚度(mm)360模具最小厚度(mm)150鎖模形式液壓

29、模具定位孔直徑(mm)125噴嘴球半徑(mm)SR10噴嘴口孔徑(mm)3噴嘴伸出量(mm)50頂出力（kN）334.5 分型面的選擇 如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則：（1） 保證塑料制品能夠脫模 這是一個首要原則，因?yàn)槲覀冊O(shè)置分型面的目的，就是為了能夠順利從型腔中脫出制品。根據(jù)這個原則，分型面應(yīng)首選在塑料制品最大的輪廓線上，最好在一個平面

30、上，而且此平面與開模方向垂直。分型的整個廓形應(yīng)呈縮小趨勢，不應(yīng)有影響脫模的凹凸形狀，以免影響脫模。 （2）使型腔深度最淺 模具型腔深度的大小對模具結(jié)構(gòu)與制造有如下三方面的影響： 目前模具型腔的加工多采用電火花成型加工，型腔越深加工時間越長，影響模具生產(chǎn)周期，同時增加生產(chǎn)成本。 模具型腔深度影響著模具的厚度。型腔越深，動、定模越厚。一方面加工比較困難；另一方面各種注塑機(jī)對模具的最大厚度都有一定的限制，故型腔深度不宜過大。 型腔深度越深，在相同起模斜度時，同一尺寸上下兩端實(shí)際尺寸差值越大，如圖2。若要控制規(guī)定的尺寸公差，就要減小脫模斜度，而導(dǎo)致塑件脫模困難。因此在選擇分型面時應(yīng)盡可能使型腔深度最淺

31、。（3） 使塑件外形美觀，容易清理 盡管塑料模具配合非常精密，但塑件脫模后，在分型面的位置都會留有一圈毛邊，我們稱之為飛邊。即使這些毛邊脫模后立即割除，但仍會在塑件上留下痕跡，影響塑件外觀，故分型面應(yīng)避免設(shè)在塑件光滑表面上。（4）使分型面容易加工 分型面精度是整個模具精度的重要部分，力求平面度和動、定模配合面的平行度在公差范圍內(nèi)。因此，分型面應(yīng)是平面且與脫模方向垂直，從而使加工精度得到保證。如選擇分型面是斜面或曲面，加工的難度增大，并且精度得不到保證，易造成溢料飛邊現(xiàn)象。（5） 使側(cè)向抽芯盡量短 抽芯越短，斜抽移動的距離越短，一方面能減少動、定模的厚度，減少塑件尺寸誤差；另一方面有利于脫模，保

32、證塑件制品精度 。（6） 有利于排氣 對中、小型塑件因型腔較小，空氣量不多，可借助分型面的縫隙排氣。因此，選擇分型面時應(yīng)有利于排氣。按此原則，分型面應(yīng)設(shè)在注塑時熔融塑料最后到達(dá)的位置，而且不把型腔封閉。綜合考慮各種因素，并根據(jù)本模具制件的外觀特點(diǎn)，采用平面分型面，并選擇在塑件的最大平面處，開模后塑件留在動模一側(cè)，如圖所示。 圖4.5 分型面4.6 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)排氣是注塑模設(shè)計(jì)中不可忽視的一個問題。在注塑成型中，若模具排氣不良，型腔內(nèi)的氣體受壓縮將產(chǎn)生很大的背壓，阻止塑料熔體正?？焖俪淠＃瑫r氣體壓縮所產(chǎn)生的熱使塑料燒焦，在充模速度大、溫度高、物料黏度低、注塑壓力大和塑件過厚的情況下，氣體在一

33、定的壓縮程度下會滲入塑料制件內(nèi)部，造成氣孔、組織疏松等缺陷。特別是快速注塑成型工藝的發(fā)展，對注塑模的排氣系統(tǒng)要求就更為嚴(yán)格。在塑料熔體充模過程中，模腔內(nèi)除了原有的空氣外，還有塑料含有的水分在注塑溫度下蒸發(fā)而成的水蒸氣、塑料局部過熱分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)性氣體，塑料中某些添加劑揮發(fā)或化學(xué)反應(yīng)所生成的氣體。常用的排氣方式有利用配合間隙排氣，在分型面上開設(shè)排氣槽排氣，利用推桿運(yùn)動間隙排氣等。由于本次設(shè)計(jì)中模具尺寸不大，本設(shè)計(jì)中采用間隙排氣的方式，而不另設(shè)排氣槽，利用間隙排氣，以不產(chǎn)生溢料為宜。圖4.6 排氣系統(tǒng)的設(shè)置4.7 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)注塑模的溫度對于塑料熔體的充模流動、固化成型、生產(chǎn)效率以及制

34、品的形狀和尺寸精度都有影響，對于任一個塑料制品，模具溫度波動過大都是不利的。過高的模溫會使塑件在脫模后發(fā)生變形，若延長冷卻時間又會使生產(chǎn)率下降。過低的模溫會降低塑料的流動性，使其難于充模，增加制品的內(nèi)應(yīng)力和明顯的熔接痕等缺陷。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，對模具溫度的要求也不相同。一般注塑到模具內(nèi)的塑料粉體的溫度為左右，熔體固化成為塑件后，從左右的模具中脫模、溫度的降低是依靠在模具內(nèi)通入冷卻水，將熱量帶走。對于要求較低模溫（一般小于）的塑料，僅需要設(shè)置冷系統(tǒng)即可，因?yàn)榭梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度。冷卻水道設(shè)計(jì)的要點(diǎn) a冷卻水孔的數(shù)量越多，對塑件冷卻也就越均勻。b冷卻水孔與型

35、腔表面各處最好有相同的距離，即將孔的排列與型腔的形狀一致。c塑件局部壁厚處，應(yīng)加設(shè)冷卻裝置。當(dāng)設(shè)計(jì)冷卻孔直徑為D時，它的孔距最好為5D，孔與型腔的距離為3D。d當(dāng)大型塑件或薄壁零件成型時，料流較長，而料溫越流越低，可以適當(dāng)?shù)馗淖兝鋮s水道的排列密度。e冷卻水道要避免接近塑料的熔接痕部分，以免熔接不牢，降低強(qiáng)度。f冷卻水道不應(yīng)穿過接縫部分，以防漏水。g冷卻水道內(nèi)不應(yīng)有存水或產(chǎn)生回流的部分。h澆口部分由于經(jīng)常接觸注塑機(jī)噴嘴，是模具上最熱的部分，應(yīng)加強(qiáng)冷卻，有時應(yīng)考慮進(jìn)料嘴單獨(dú)冷卻。i進(jìn)出水水嘴接頭，應(yīng)設(shè)在不影響操作的方向，盡可能設(shè)在模具的同一側(cè)，通常在注塑機(jī)操作的對面。j如果型芯太長，冷卻水道無法開

36、設(shè)，則可以選用熱導(dǎo)系數(shù)較大的材料，在型芯下部采用噴水法進(jìn)行冷卻。冷卻水道在定模和動模中的位置冷卻水道的位置取決于制品的形狀和定、動模板的厚度，原則上冷卻水道應(yīng)設(shè)置在塑料向模具熱傳導(dǎo)困難的地方，根據(jù)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，冷卻水道應(yīng)圍繞模具所成型的制品，且盡量排列均勻一致。不少小型模具的型腔時直接在模板上加工而成的（也可以采用拼鑲結(jié)構(gòu)，但是由于模具尺寸較小，所以型腔與型芯的鑲件尺寸更小），對于這類模具，可以直接在模板上設(shè)置冷卻水道。在模板上直接設(shè)置冷卻水道，同樣應(yīng)遵循冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，使冷卻水道盡量靠近型腔表面和盡量圍繞型腔，使制品在成型過程中冷卻均勻。 圖4.7 冷卻系統(tǒng)4.8 導(dǎo)向部件的設(shè)計(jì)

37、在模具進(jìn)行裝配或成型時，合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要用來保證動模和定模兩大部分或模內(nèi)其他零件之間的準(zhǔn)確對合，確以保證塑料制件的形狀和尺寸精度，并避免模內(nèi)各零部件發(fā)生碰撞和干涉。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐定位兩種形式。本設(shè)計(jì)的合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。 圖4.8 導(dǎo)柱和導(dǎo)套結(jié)構(gòu)形式（1）導(dǎo)柱 導(dǎo)柱的布局原則是等徑不對稱，不等直徑對稱分布。材料選用20鋼,20鋼表示平均含碳量為0.20%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼6。 其技術(shù)要求： 熱處理5055HRC，20鋼滲碳0.8mm 5660HRC； 倒角不大于1X； 長度為A+12+B=117mm。（2）導(dǎo)套 根據(jù)導(dǎo)柱長度及所選模架的動模型板選擇導(dǎo)套

38、，如上圖4.7。材料選用T8A。 其技術(shù)要求： 熱處理5055HRC，T8A滲碳0.8mm 5660HRC； 倒角不大于1X； 4.9 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注塑成型的每一循環(huán)中，塑件必須由模具型腔中脫出，脫出塑件的機(jī)構(gòu)成為脫模機(jī)構(gòu)。本次設(shè)計(jì)選用的是推板脫模機(jī)構(gòu)。塑件從模具上取下以前有一個從模具的成型零部件上脫出的過程，使塑件從成型零部件上脫出的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)。主要由推出零件，推出零件固定板和推板，推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位部件等組成。脫模機(jī)構(gòu)按其推出動作的動力來源分為手動推出機(jī)構(gòu)，機(jī)動推出機(jī)構(gòu)，液壓和氣動推出機(jī)構(gòu)。根據(jù)推出零件的類別還可分為推桿推出機(jī)構(gòu)、推管推出機(jī)構(gòu)、推板推出機(jī)構(gòu)、推塊推出機(jī)構(gòu)、利用成

39、型零部件推出和斜滑桿側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)等。脫模機(jī)構(gòu)的選用原則：（1）使塑件脫模時不發(fā)生變形（略有彈性變形在一般情況下是允許的，但不能形成永久變形）；（2）推力分布依脫模阻力的的大小要合理安排；（3）推桿的受力不可太大，以免造成塑件的被推局部產(chǎn)生隙裂；（4）推桿的強(qiáng)度及剛性應(yīng)足夠，在推出動作時不產(chǎn)生彈性變形；（5）推桿位置痕跡須不影響塑件外觀；考慮到塑件的特征等要求不高，決定選用簡單推出機(jī)構(gòu)中最簡單、使用最廣泛的推板推出機(jī)構(gòu)。推板將塑件從動模的型芯推出脫模。 圖4.9 推出機(jī)構(gòu)31攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 5 模架的選擇 5 模架的選擇根據(jù)對塑件的綜合分析，確定該模具是雙分型面的模具，由GB/T125

40、56.1-12556.2-1990塑料注塑模中小型模架可選擇JC型的模架，其基本結(jié)構(gòu)如圖所示：圖5.1 模架其標(biāo)記為JC-3540-A100-B110-C130。具體尺寸為：模板A=100mm,模板B=110mm ,墊塊高度C=130mm，模架為350mmx400mm.攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 6 校核計(jì)算 6 校核計(jì)算6.1 注塑機(jī)相關(guān)參數(shù)校核 6.1.1 最大注塑量的校核 一次注塑的塑料總質(zhì)量為M=2x25.4+5=55.8g 屬于正常范圍 注塑機(jī)額定注塑量為119g，所以滿足要求6.1.2 注塑力的校核 式中 -選用的注塑機(jī)的最大注塑壓力（MPa）； -注塑成型時需要的最大壓力（MPa）；其中 則： 滿足要求。 6.1.3 鎖模力的校核選用注塑機(jī)的鎖模力必須大于型腔壓力產(chǎn)生的開模力，不然模具分型面要分開而產(chǎn)生溢料。塑件在模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素。 成型投影面積=式中 n -型腔數(shù)目 -單個塑件在模具分型面上的投影面積 -澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積 n=2 =8262 =1101 本設(shè)計(jì)中 =2x8262+1101=17625鎖模力和成型面積的關(guān)系根據(jù)依照以下計(jì)算公式確定：/80%式中 鎖模力，kN； 型腔壓力，MPa ；A 成型投影面積，mm2；一般熔料經(jīng)噴嘴時其注