家用晾衣架上的活動(dòng)圈注塑模具設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、 摘 要 塑料制品具有原料來源豐富，價(jià)格低廉，性能優(yōu)良等特點(diǎn)。它在電腦、 、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊產(chǎn)品制造中具有不可替代的作用，應(yīng)用極其廣泛。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。 本產(chǎn)品是日常應(yīng)用的家用晾衣架上的活動(dòng)圈注塑模具設(shè)計(jì)，實(shí)用性強(qiáng)。該產(chǎn)品設(shè)計(jì)為中批量生產(chǎn)，故設(shè)計(jì)的模具要有較高的注塑效率，澆注系統(tǒng)要能夠自動(dòng)脫模，此外為保證塑件外表質(zhì)量采用側(cè)澆口，因此選用單分型面注射模，側(cè)

2、澆口自動(dòng)脫模結(jié)構(gòu)。模具的型腔選擇一模兩腔結(jié)構(gòu)，澆注系統(tǒng)采用側(cè)澆口成形，推出形式為推桿推出機(jī)構(gòu)完成塑件的推出。本次的設(shè)計(jì)查閱了大量的專業(yè)資料和書籍，豐富了設(shè)計(jì)過程。關(guān)鍵詞： 注射成型，單分型面，側(cè)澆口，型芯Abstract Here to enter the need to turn over a source of plastic materials, low price, quality and performance characteristics. It is in computers and mobile phones, cars and electrical and electron

3、ics, instruments, appliance and products manufacturing is an alternative to the role of the most widely used. An injection is a thermoplastic - concrete shape of the main method, the scope of application is very large. Been shaping the plastic materials in rolls of the material being heated, which h

4、as become a highly fluid bolts, or as the pressure of tools, the melted by regulated by a high pressure injection mould of form, after a cooling and solidify, and then die from the adjustment, as of plastic. The product is of daily use of plastic bottle, and with high practicability. The product des

5、ign for mass production, the design molds to have high molding efficiency, the system can automatically release, in addition to ensure the quality of the surface forms a side gate and therefore use single cent for the injection, the side gate automatically release the structure of the type.The machi

6、ne mold is a choice of a module four chambers structure, the system uses the side gate to push out of shape, form a board with the agency to complete the forms of the launch of the process. Key words:Side gate;Injection;Core.目錄摘 要IAbstractII第1章 緒論11.1 中國模具行業(yè)概況11.2 中國模具行業(yè)開展前景及開展趨勢(shì)21.3 設(shè)計(jì)在學(xué)習(xí)模具制造中的作用31

7、.4 設(shè)計(jì)的主要任務(wù)3第2章 方案選擇42.1 塑件成型工藝分析42.1.1 塑件分析42.1.2 塑件的原材料分析52.1.3 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量62.2 分型面的選擇62.3 型腔數(shù)量及排列方式確實(shí)定72.3.1 型腔數(shù)量確實(shí)定72.3.2 型腔的布局82.3.3 注射機(jī)的初步選擇9第3章 部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算113.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)113.1.1 普通流道澆注系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)原那么113.1.2 主流道的設(shè)計(jì)123.1.3 分流道的設(shè)計(jì)133.1.4 澆口設(shè)計(jì)133.1.5 冷料穴與拉料桿143.2 成型零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算15 3.2.1 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)163.2.2 成型零部件尺寸

8、計(jì)算183.2.3 成型零部件強(qiáng)度計(jì)算213.2.4 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)223.3 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)233.3.1 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原那么及脫模力計(jì)算233.3.2 脫模機(jī)構(gòu)確實(shí)定243.3.3 脫模機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向裝置和復(fù)位25第4章 校核274.1 注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)校核274.1.1 最大注射量的校核274.1.2 鎖模力的校核274.1.3 注射壓力的校核284.1.4 模具高度與注射機(jī)閉合高度關(guān)系的校核284.1.5 開模行程的校核294.2 推桿強(qiáng)度校核29結(jié)論31致謝32參考文獻(xiàn)33CONTENTSAbstractIAbstractIIChapter1 Introduction1 1.1 A p

9、rofile of China mold and die industry11.2 The development propest of China mold industry21.3 The role of design in mould manufacturing study31.4 The main task of the design3Chapter2 Scheme selection42.1 Plastic parts molding process analysis42.1.1 Plastic parts analysis42.1.2 Plastic raw material an

10、alysis52.1.3 The size and the weight of plastic parts62.2 The parting surface62.3 The determination of cavity quantity and arrangment72.3.1 The number of cavity72.3.2 The layout of the cavity82.3.3 Preliminary selection of injection machine9Chapter3 The calculation in the design of parts113.1 The de

11、sign of gating system113.1.1 The common runner gating system composition and design principe113.1.2 The design of the mainstream way123.1.3 The design of the shunt way133.1.4 The gate design133.1.5 Slag hole and pull rod143.2 Forming parts design and calculation15 3.2.1 The design of molding parts a

12、nd molding parts structure design163.2.2 Molding parts size calculation183.2.3 Molding parts strength calculation213.2.4 The design of the core-pulling mechanism223.3 The design of the demoulding mechanism233.3.1 Demoulding mechanism of the design principles and ejection force calculation233.3.2 The

13、 determination of demoulding mechanism243.3.3 Demoulding mechanism of the orientde device and reset25Chapter4 Check264.1 The related parameters in injection machine checking27 The largest injection quantity check27 The clamping force of the check27 Injection pressure check28 Height of mould and inje

14、ction machine of the relaionship between height and checking284.1.5 Drive travel check294.2 The push rod intensity29Knot theory31Thanks32Reference33第1章 緒論1.1 中國模具行業(yè)概況 中國的現(xiàn)代模具工業(yè)自20世紀(jì)70年代末期起，在中國政府支持下，經(jīng)過30多年的開展，已經(jīng)建立起了較為完整的模具工業(yè)體系，包括國家、行業(yè)和企業(yè)建立的模具技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)，模具材料生產(chǎn)和供給體系，2萬余家模具制造企業(yè)其中規(guī)模較大的模具企業(yè)近5 000家和60余個(gè)全國中國模具工

15、業(yè)協(xié)會(huì)和地區(qū)級(jí)的模具行業(yè)協(xié)會(huì)。同時(shí)，我國模具產(chǎn)業(yè)的鮮明特點(diǎn)是形成了明顯的集聚式模具生產(chǎn)布局，在全國33個(gè)省、自治區(qū)、直轄市中，廣東省、浙江省、江蘇省和上海市即珠三角、長三角地區(qū)的模具生產(chǎn)能力占到全國不含臺(tái)灣地區(qū)總量的80%以上1。 通過引進(jìn)國際工業(yè)興旺國家與地區(qū)主要是歐洲、美國、日本等的設(shè)計(jì)制造技術(shù)和自主創(chuàng)新，我國模具技術(shù)水平也有了長足進(jìn)步，CAD/CAM技術(shù)已普及， CAE、CAPP、PLM、ERP等數(shù)字化技術(shù)已有一局部企業(yè)開始采用，并收到了較好的效果，高速加工、并行工程、逆向工程、虛擬制造和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)已在一些重點(diǎn)骨干企業(yè)實(shí)施，我國的模具行業(yè)可以生產(chǎn)制造業(yè)所需要的幾乎全部類型的模具，局部模具

16、的設(shè)計(jì)制造水平進(jìn)入了國際先進(jìn)行列。但總體水平與國際工業(yè)興旺國家相比特別是在復(fù)雜、精密、長壽命模具的設(shè)計(jì)制造技術(shù)和模具企業(yè)信息化技術(shù)應(yīng)用方面，仍有1015年的差距。 我國模具的生產(chǎn)能力受我國制造業(yè)快速開展的需求拉動(dòng)，也得到了快速增加，從改革開放初期的20億元人民幣產(chǎn)值美元，匯率3.8，增加到2021年的1 120億元人民幣銷售額美元，匯率6.5，其中20052021連續(xù)10年增長率超過18%；考慮到相當(dāng)數(shù)量的模具沒有進(jìn)入交易市場(chǎng)，我國的模具生產(chǎn)能力產(chǎn)值已接近1 800億元人民幣，模具銷售額額1 240億元人民幣，但我國的模具企業(yè)管理水平較低、創(chuàng)新能力不強(qiáng)、勞動(dòng)生產(chǎn)率不高，制約著整個(gè)行業(yè)的健康開展

17、2。 進(jìn)入21世紀(jì)，我國模具水平和生產(chǎn)能力的提高以及國外興旺國家制造業(yè)轉(zhuǎn)移，推動(dòng)了我國模具以較快速度走向國際市場(chǎng)，我國模具出口額從2005年的8億美元，快速增加到2021年的29億美元，年平均增速超過20%，并首次實(shí)現(xiàn)貿(mào)易順差。但從進(jìn)出口模具類型和檔次看，我國出口的模具多是中低檔次的塑料模具和沖壓模具，這些模具除了一些開展中國家尚不具備生產(chǎn)能力外，大局部工業(yè)興旺國家由于本錢原因而不再生產(chǎn)，但進(jìn)口模具那么主要是歐洲、日本、美國等生產(chǎn)的復(fù)雜、精密、長壽命模具。因此，在今后相當(dāng)長時(shí)期內(nèi)，中國模具的進(jìn)口與出口是國際市場(chǎng)的相互補(bǔ)充3。1.2 中國模具行業(yè)開展前景及開展趨勢(shì) 我國機(jī)械、汽車、電子、電器等產(chǎn)

18、品的制造能力，目前均排在世界前列，由于提高競爭力的需要，對(duì)生產(chǎn)過程所需模具提出了高品質(zhì)、低價(jià)格、快交貨的新的更高要求；新能源,醫(yī)療器械,航空航天,節(jié)能減排等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的開展也正在成為模具行業(yè)重要的新的增長點(diǎn)。因此我國的模具工業(yè)在今后510年內(nèi)仍會(huì)有不低于10%的增長速度，相應(yīng)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)和信息化應(yīng)用水平也需要進(jìn)一步提高。新一輪的企業(yè)擴(kuò)張是在技術(shù)產(chǎn)品更高層次根底上的突破，模具企業(yè)由于采購的設(shè)備大都為高精設(shè)備，一次性投入大，資金缺乏，研發(fā)創(chuàng)新也任務(wù)繁重，提升技術(shù)步伐、實(shí)現(xiàn)信息化建設(shè)在艱難前行。 我國政府對(duì)模具工業(yè)開展十分重視，工業(yè)和信息化部發(fā)布的“十二五機(jī)械行業(yè)系列規(guī)劃中即有?“十二五模具行

19、業(yè)開展規(guī)劃?；同樣工業(yè)和信息化部、科學(xué)技術(shù)部、財(cái)政部、國務(wù)院國有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會(huì)新近發(fā)布的?重大技術(shù)裝備自主創(chuàng)新指導(dǎo)目錄?中模具也占有重要地位，這一切為模具企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了方向、許多模具企業(yè)為適應(yīng)新形勢(shì)，不斷為制造業(yè)需要的新工藝新材料成型試制及生產(chǎn)高性能模具。同時(shí)，技術(shù)改造和設(shè)備更新的積極性也進(jìn)一步激發(fā)了，采用先進(jìn)的模具技術(shù)、采購高性能的數(shù)控加工加工機(jī)床和精密測(cè)量設(shè)備，努力創(chuàng)造融資新渠道，加快技術(shù)改造和設(shè)備更新，正逐漸變成趨勢(shì)。 未來模具技術(shù)繼續(xù)向“五化、產(chǎn)業(yè)特色向“兩化方向開展。模具技術(shù)在標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化、專業(yè)化、精細(xì)化、信息化以及他們的集成技術(shù)成為行業(yè)開展方向，產(chǎn)業(yè)向高端化、差異化方向開

20、展更為突出，模具產(chǎn)業(yè)升級(jí)使得高檔模具的內(nèi)涵更豐富，模具參與新產(chǎn)品試制，使模具設(shè)計(jì)前移，使更多的企業(yè)獲得比擬協(xié)調(diào)地向產(chǎn)業(yè)升級(jí)、優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方向開展，信息化建設(shè)促進(jìn)模具行業(yè)跨越開展。預(yù)計(jì)這一趨向?qū)?huì)持續(xù)下去、帶動(dòng)面也會(huì)越來越大4。 從模具設(shè)計(jì)和制造角度來看，模具的開展趨勢(shì)可分為以下幾個(gè)方面： 1加深理論研究 在模具設(shè)計(jì)中，對(duì)工藝原理的研究越來越深入，模具設(shè)計(jì)已經(jīng)有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段逐漸向理論技術(shù)設(shè)計(jì)各方面開展，使得產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量都得到很大的提高。 2高效率、自動(dòng)化 大量采用各種高效率、自動(dòng)化的模具結(jié)構(gòu)。高速自動(dòng)化的成型機(jī)械配合以先進(jìn)的模具，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，降低本錢起了很大的作用。 3大型、

21、超小型及高精度 由于產(chǎn)品應(yīng)用的擴(kuò)大，于是出現(xiàn)了各種大型、精密和高壽命的成型模具，為了滿足這些要求，研制了各種高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性能且易加工、熱處理變形小、導(dǎo)熱性優(yōu)異的制模材料。 4革新模具制造工藝 在模具制造工藝上，為縮短模具的制造周期，減少鉗工的工作量，在模具加工工藝上作了很大的改良，特別是異形型腔的加工，采用了各種先進(jìn)的機(jī)床，這不僅大大提高了機(jī)械加工的比重，而且提高了加工精度。 5標(biāo)準(zhǔn)化 開展標(biāo)準(zhǔn)化工作，不僅大大提高了生產(chǎn)模具的效率，而且改善了質(zhì)量，降低了本錢。1.3 設(shè)計(jì)在學(xué)習(xí)模具制造中的作用通過對(duì)模具專業(yè)的學(xué)習(xí)，掌握了常用材料在各種成型過程中對(duì)模具的工藝要求，各種模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)

22、計(jì)計(jì)算的方法，以到達(dá)能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般機(jī)械加工的知識(shí)，畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠?qū)σ陨细鞣矫娴囊蠹右造`活運(yùn)用，綜合檢驗(yàn)大學(xué)期間所學(xué)的知識(shí)。1.4 設(shè)計(jì)的主要任務(wù)設(shè)計(jì)依據(jù)：塑件要求精度MT5級(jí)，材料為ABS，中批量生產(chǎn)。說明書：包括活動(dòng)圈工藝性分析；注塑模具方案比照分析；注塑模具總體比照分析；注塑?？傮w設(shè)計(jì)；主要工作零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算；澆注系統(tǒng)、推出機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)的校核等。字?jǐn)?shù)不少于1.2萬字。完成圖紙量：模具裝配圖1張，爆炸圖1張，主要工作零件圖6張，塑件圖1張，總圖量折合成零號(hào)圖紙不少于1.5張。第2章 方案選擇2.1 塑件成型工藝分析2.1.1 塑件分析 該塑件為家用晾衣

23、架上活動(dòng)圈，其性能要求耐用，耐磨，要求外表不允許有成形斑點(diǎn)和溶解痕，好看，有光澤，外表較光滑；化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐化學(xué)腐蝕。塑件要求精度為MT5級(jí)，材料為ABS，中批量生產(chǎn)。塑件結(jié)構(gòu)及尺寸如圖2.1所示：圖1-1 塑件圖2.1.2 塑件的原材料分析 塑件的材料采用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS。其根本特性是無毒無味，呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤，密度在³其收縮率0.8%。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物吸濕性很強(qiáng)，成型前需要充分枯燥，要求含水量小于0.3%。流動(dòng)性一般，溢料間隙約在0.04mm。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物有極好的抗沖擊強(qiáng)度，且在低溫下也不迅速下降。有良好的機(jī)械強(qiáng)度和

24、一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能1。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物在升溫時(shí)粘度增高，所以成型壓力較高，塑料上的脫模斜度宜稍大；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減小澆注系統(tǒng)對(duì)料流的陰力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。要求塑件精度高時(shí)，模具溫度可控制在5060oC，要求塑件光澤和耐熱時(shí)，應(yīng)控制在6080oC。（1） ABS主要技術(shù)指標(biāo) 查文獻(xiàn)6表1.1-3可知ABS的主要技術(shù)指標(biāo)如表2-1所示：表2-1 ABS的主要技術(shù)指標(biāo)比容3/g熔點(diǎn)130160oC吸水性0.20.4% (24h)熱變形溫度×105Pa 90108oC屈服強(qiáng)度50MPa

25、拉伸彈性模量抗彎強(qiáng)度80MPa收縮率0.4%0.7%（2） ABS注射工藝參數(shù) 查文獻(xiàn)6表1.3-3可知ABS的注射工藝參數(shù)如表2-2所示：表2-2 ABS的注射工藝參數(shù)注射機(jī)類型螺桿式螺桿轉(zhuǎn)速r/min3060噴嘴形式oC直通式噴嘴溫度oC180190料筒溫度oC前200210；中210230；后180200注射壓力MPa7090保壓力MPa5070注射時(shí)間(s)35保壓時(shí)間(s)1530冷卻時(shí)間(s)1530成型周期(s)40702.1.3 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量 塑件的工作條件對(duì)精度要求較低，根據(jù)ABS的性能可選擇其塑件的精度等級(jí)為MT5級(jí)精度。 經(jīng)計(jì)算得塑件的體積為：體積=³

26、塑件的質(zhì)量為：質(zhì)量2.2 分型面的選擇 分開模具取出塑件的面稱為分型面;注射模有一個(gè)分型面或多個(gè)分型面，分型面的位置，一般垂直于開模方向。分型面的形狀有平面和曲面等，但也有將分型面作傾斜的平面或彎折面，或曲面，這樣的分型面雖加工難，但型腔制造和制品脫模較易。有合模對(duì)中錐面的分型面，分型面自然也是曲面。 選擇分型面時(shí)，應(yīng)考慮的根本原那么： 1分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。 2確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模。 3保證制件的精度和外觀要求。 4分型面應(yīng)使模具分割成便于加工的部件，以減少機(jī)械加工的困難。 5不阻礙制品脫模和抽芯。 6有利于澆注系統(tǒng)的合理處置。 7盡可能與料流的末端重合，以利于排

27、氣6。 不管塑件的結(jié)構(gòu)如何以及采用何種設(shè)計(jì)方法，都必須首先確定分型面，因?yàn)槟＞呓Y(jié)構(gòu)很大程度上取決于分型面的選擇。該塑件為外殼，外形外表質(zhì)量要求較高。在選擇分型面時(shí)，根據(jù)分型面的選擇原那么，考慮不影響塑件的外觀質(zhì)量、便于去除毛刺及飛邊、有利于排除模具型腔內(nèi)的氣體、分模后塑件留在動(dòng)模一側(cè)及便于取出塑件等因素，分型面應(yīng)選擇在塑件外形輪廓的最大處，如圖2-2所示，圖中指引處即為分型面處：圖2-2 分型面處 2.3 型腔數(shù)量及排列方式確實(shí)定 型腔指模具中成形塑件的空腔，而該空腔是塑件的負(fù)形，除去具體尺寸比塑料大以外，其他都和塑件完全相同，只不過凸凹相反而己。 注射成形是先閉模以形成空腔，而后進(jìn)料成形，因

28、此必須由兩局部或兩局部以上形成這一空腔型腔。其凹入的局部稱為凹模，凸出的局部稱為型芯。2.3.1 型腔數(shù)量確實(shí)定 其數(shù)目的決定與以下條件有關(guān)： 1 塑件尺寸精度 型腔數(shù)越多時(shí)，精度也相對(duì)地降低，1、2 級(jí)超精密注塑件，只能一模一腔，當(dāng)尺寸數(shù)目少時(shí)，可以一模二腔。3、4 級(jí)的精密級(jí)塑件，最多一模四腔。 2 模具制造本錢 多腔模的制造本錢高于單腔模，但不是簡單的倍數(shù)比。從塑件本錢中所占的模具費(fèi)比例看，多腔模比單腔模具低。 3 注塑成形的生產(chǎn)效益 多腔模從外表上看，比單腔模經(jīng)濟(jì)效益高。但是多腔模所使用的注射機(jī)大，每一注射循環(huán)期長而維持費(fèi)較高，所以要從最經(jīng)濟(jì)的條件上考慮一模的腔數(shù)。 4 制造難度 多腔

29、模的制造難度比單腔模大，當(dāng)其中某一腔先損壞時(shí)，應(yīng)立即停機(jī)維修，影響生產(chǎn)。塑料的成形收縮是受多方面影響的，如塑料品種，塑件尺寸大小，幾何形狀，熔體溫度，模具溫度，注射壓力，充模時(shí)間，保壓時(shí)間等。影響最顯著的是塑件的壁厚和同何形狀的復(fù)雜程度。 本設(shè)計(jì)根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，考慮型腔布局方式，采用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)，這樣比一模一腔模具的生產(chǎn)效率高，同時(shí)結(jié)構(gòu)更為合理。2.3.2 型腔的布局 多型腔模具設(shè)計(jì)的重要問題之一就是澆注系統(tǒng)的布置方式，由于型腔的排布與澆注系統(tǒng)布置密切相關(guān)，因而型腔的排布在多型腔模具設(shè)計(jì)中應(yīng)加以綜合考慮。型腔的排布應(yīng)使每一個(gè)型腔都通過澆注系統(tǒng)從總壓力中心中均等地分得所需的壓力，以保證

30、塑料熔體同時(shí)均勻地充滿每個(gè)型腔，使各型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量均一穩(wěn)定。這就要求型腔與主流道之間的距離盡可能最短，同時(shí)采用平衡的流道和合理的澆口尺寸以及均勻的冷卻等。合理的型腔排布可以防止塑件的尺寸差異、應(yīng)力形成及脫模困難等問題。 平衡式型腔布局的特點(diǎn)是從主流道到各型腔澆口的分流道的長度、截面形狀及尺寸均對(duì)應(yīng)相同，可以實(shí)現(xiàn)均衡進(jìn)料和同時(shí)充滿型腔的目的； 非平衡式型腔布局的特點(diǎn)是從主流道到各型腔澆口的分流道的長度不相等，因而不利于均衡進(jìn)料，但可以縮短流道的總長度，為到達(dá)同時(shí)充滿型腔的目的，各澆口的截面尺寸制作得不相同。要指出的是，多型腔模具最好成型同一尺寸及精度要求的制件，不同塑件原那么上不應(yīng)該用同一副

31、多模腔模具生產(chǎn)。在同一副模具中同時(shí)安排尺寸相差較大的型腔不是一個(gè)好的設(shè)計(jì)，不過有時(shí)為了節(jié)約，特別是成型配套式塑件的模具，在生產(chǎn)實(shí)踐中還使用這一方法，但難免會(huì)引起一些缺陷，如有些塑件發(fā)生翹曲、有些那么有過大的不可逆應(yīng)變等。 本設(shè)計(jì)一模兩腔，雖壁厚不均勻，但對(duì)稱度高，故采用平衡式，布局如圖2-3所示：圖2-3 型腔的排列方式2.3.3 注射機(jī)的初步選擇一 注射量確實(shí)定注射量的多少是判定選用何種類型注射機(jī)的重要指標(biāo)，根據(jù)塑件的體積大小和型腔的數(shù)量根據(jù)可得出注射量的多少，由下式得出： ×cm³ 二 注射機(jī)的初步選擇注射成型系統(tǒng)由注射機(jī)與注射模一起構(gòu)成。目前，國產(chǎn)柱設(shè)計(jì)主要有三種類型

32、，即立式、臥式、直角式。注射機(jī)結(jié)構(gòu)形式不同，故使用的模具結(jié)構(gòu)也有所差異。所以，在設(shè)計(jì)注射模時(shí)注射機(jī)的類型是非常重要的。本次設(shè)計(jì)的塑件為中小型塑件且鑲嵌件比擬多，根據(jù)上面計(jì)算所得出的塑件的質(zhì)量和體積，初步選擇的注射為XS-ZY-125型注射機(jī)。查文獻(xiàn)6表1.3-24可知型號(hào)為XS-ZY-125的注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如表2-3所示：表2-3 XS-ZY-125型注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)序號(hào)主要技術(shù)參數(shù)工程參數(shù)數(shù)值1額定注射量/1252螺桿直徑/423注射壓力/1204注射行程/1155注射時(shí)間/6鎖模力/9007最大成型面積/3208動(dòng)、定模模板最大安裝尺寸/428×4589最大模具厚度/30

33、010最小模具厚度/20011最大開模行程/30012噴嘴球頭半徑/SR1213定位圈直徑/100第3章 部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算3.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機(jī)噴嘴到型腔之間的進(jìn)料通道。它的作用是將塑料熔體順利地充滿型腔的各個(gè)局部，并在填充及保壓過程中，將注射壓力傳遞到型腔的各個(gè)部位，以獲得外形清晰、內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良的塑件。它向型腔中的傳質(zhì)、傳熱、傳壓情況決定著塑件內(nèi)在的和外表的質(zhì)量，它的布置和安排影響著成型的難易程度和模具設(shè)計(jì)及加工的復(fù)雜程度，所以，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞是影響生產(chǎn)的一個(gè)關(guān)鍵問題，也是注塑模具設(shè)計(jì)中的主要內(nèi)容之一。 由于塑料熔體在模具澆注系統(tǒng)中型腔的壓力、溫度和剪切速率都

34、是隨時(shí)隨地變化的，在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)中，應(yīng)加以綜合考慮，以期在充模階段熔體以盡可能低的表現(xiàn)粘度和較快的速度充滿整個(gè)型腔；在保壓階段，又能通過澆注系統(tǒng)是壓力充分地傳遞到型腔的各個(gè)地方，同時(shí)通過澆口的適時(shí)凝固來控制補(bǔ)料時(shí)間，以獲得外形清晰、尺寸穩(wěn)定、內(nèi)應(yīng)力小而且無氣泡、縮孔和凹陷的塑料制品7。3.1.1 普通流道澆注系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)原那么 普通流道澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴四局部組成。普通流道澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原那么： 1了解塑料的成型性能和塑料熔體的流動(dòng)特性。 2采用盡量短的流程，以減小熱量和壓力的損失。 3應(yīng)有利于良好的排氣。 4防止型芯變形和嵌件位移。 5便于修正澆口以保證塑件的外觀。

35、 6澆注系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合型腔的布局同時(shí)考慮。 7流動(dòng)距離和流動(dòng)面積比的校核。3.1.2 主流道的設(shè)計(jì) 注射機(jī)噴嘴到型腔或分流道的進(jìn)料通道，是塑料熔體進(jìn)入模具最先經(jīng)過的部位，其形狀、大小直接影響塑料的流動(dòng)速度和填充時(shí)間，它通常由澆口套和定位圈組成。 1澆口套 由于主流道與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，所以只有在小批量的注射生產(chǎn)中，注射模的主流道在注射模的定模板上加工，大局部注射模中主流道局部常設(shè)計(jì)成可拆卸、可更換的澆口套，澆口套屬于注射模的通用件。本次設(shè)計(jì)澆口套的結(jié)構(gòu)與尺寸如圖3-1所示：圖3-1 澆口套 2定位圈 定位圈要與所選注射機(jī)的噴嘴和定位孔一致。定位圈為標(biāo)準(zhǔn)件，所選擇的定位圈的結(jié)構(gòu)與尺寸

36、如圖3-2所示：圖3-2 定位圈3.1.3 分流道的設(shè)計(jì) 分流道是連接主流道和澆口的進(jìn)料通道，其作用通過流道截面及方向變化，使熔體平衡地轉(zhuǎn)換流向，進(jìn)入模具型腔。分流道的截面應(yīng)盡量比外表積小，熱量損失小，摩擦損失小，摩擦阻力小。分流道在多型腔的模具中必不可少，而在單型腔模具中，有事可以省去。本次設(shè)計(jì)選用梯形分流道的結(jié)構(gòu)與尺寸如圖3-3所示：圖3-3 分流道3.1.4 澆口設(shè)計(jì) 1澆口的形式選擇 澆口是連接分流道與型腔的進(jìn)料通道，是澆注系統(tǒng)中截面最小的局部。其作用：是熔料通過澆口時(shí)產(chǎn)生加速度，從而迅速充滿型腔；接著澆口處塑料首先冷凝，封閉型腔，防止熔料倒流；成型后澆口處凝料最薄，利于與塑件別離。本

37、次設(shè)計(jì)采用的是側(cè)澆口的澆口設(shè)計(jì)，側(cè)澆口也叫邊緣澆口，設(shè)置在模具的分型面處，截面通常為矩形。 2澆口的位置選擇 澆口位置需根據(jù)塑件的幾何形狀、結(jié)構(gòu)特征、技術(shù)和質(zhì)量要求及塑料的流動(dòng)性能等因素綜合加以考慮。該塑件壁厚不均勻，但很對(duì)稱，根據(jù)條件確定澆口位置，選擇的側(cè)澆口的結(jié)構(gòu)與尺寸如圖3-4所示：圖3-4 側(cè)澆口3.1.5 冷料穴與拉料桿 1冷料穴 冷料穴的作用是儲(chǔ)存因兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料頭及溶體流動(dòng)的前鋒冷料，以防止熔體冷料進(jìn)入型腔，影響塑件的質(zhì)量。 冷料穴常常設(shè)計(jì)在主流道的末端，當(dāng)分流道較長時(shí)。在分流道的末端有時(shí)也開設(shè)冷料穴。臥式或立式注射機(jī)使用的模具的冷料穴設(shè)置在主流道正對(duì)面的動(dòng)模上，直徑稍

38、大于主流道的大端直徑，以利于冷料流入。執(zhí)教時(shí)注射劑使用的模具的冷料穴即為主流道的延長局部。 2拉料桿 頭部有各種形狀的拉料桿起到在模具開模時(shí)，將凝料從定模局部脫出和將塑件留到動(dòng)模的作用，拉料桿為模具常用件。冷料穴和拉料桿的結(jié)構(gòu)如圖3-5所示：1冷料穴 2拉料桿圖3-5冷料穴和拉料桿的結(jié)構(gòu)澆注系統(tǒng)的裝配圖如圖3-6所示：圖3-6 澆注系統(tǒng)3.2 成型零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 構(gòu)成模具型腔的零部件稱成型零部件，如凹模、凸模型芯、型環(huán)和鑲件等。成型零件直接決定著塑件的形狀和精度，選擇結(jié)構(gòu)形式時(shí)，首先考慮保證塑件質(zhì)量。同時(shí)還要考慮便于制造和使用等。3.2.1 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模和凸模的

39、結(jié)構(gòu)形式氣氛整體適合鑲拼組合式兩類。整體式適用于形狀簡單的塑件，鑲拼組合式適用于形狀復(fù)雜的塑件或加工不便的型腔。 (1)型芯 型芯又稱凸模，是成型塑件內(nèi)外表的零件。成型塑件中較大的、主要內(nèi)型的零成為主型芯，成形塑件較小的孔、槽的零件成為小型芯。本塑件中有內(nèi)外表的成型，且成型孔較小，因此選擇小型新的成型機(jī)構(gòu)。小型芯單獨(dú)制造，再嵌入模板中，利用臺(tái)肩固定12。該設(shè)計(jì)采用鑲拼組合式，型芯如圖3-7所示：圖3-7 型芯結(jié)構(gòu)與尺寸 2凹模凹模也叫型腔，是成型塑件外外表的主要零件，按其結(jié)構(gòu)不同，可分為整體式和組合式兩類。本塑件有側(cè)凹，故凹模采用鑲拼組合式中的瓣合式，由兩塊斜滑塊組成的瓣合式凹模，有利于側(cè)向分

40、型。分流道、澆口都設(shè)計(jì)在斜滑塊上。 斜滑塊采用角度為15°，抽芯距離為4mm，根據(jù)計(jì)算斜滑塊頂出高度至少為14mm，取頂出高度為15mm。其頂出高度取2/3為頂出高度，為斜滑塊高度，導(dǎo)滑結(jié)構(gòu)選擇導(dǎo)滑槽導(dǎo)滑。 其工作原理是，開模后，推桿推動(dòng)斜滑塊沿導(dǎo)向塊運(yùn)動(dòng)，同時(shí)向兩側(cè)分開，實(shí)現(xiàn)抽芯和推件動(dòng)作，導(dǎo)向塊起導(dǎo)向和限位作用14。 其斜滑塊三維圖如圖3-8所示：圖3-8 斜滑塊 3.2.2 成型零部件尺寸計(jì)算 構(gòu)成模具型腔的零部件稱成型零部件。成型零部件中，直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸稱工作尺寸，它包括型腔和型芯的徑向尺寸漢長度和寬度、高度尺寸和中心距尺寸等。 一 凹模與凸模工作尺寸計(jì)算 所謂工

41、作尺寸是指成型零件上直接用于成型塑件局部的尺寸，如凹模與凸模的徑向尺寸、型腔深度或型芯高度等，確定工作尺寸除根據(jù)塑件尺寸及精度要求外，還必須考慮塑件尺寸精度的主要因素： 1成型零部件的制造公差 成型零件的制造公差直接影響著塑件的尺寸公差，成型零件的公差等級(jí)越低，塑件的公差等級(jí)也越低。一般取公差的1/31/6，對(duì)中小型塑件模具取=1/3。該塑件為中小型塑件，所以取制造公差=1/3。 2成型零件的磨損量成型零件的磨損結(jié)果使型腔尺寸變大，型芯尺寸變小，中心距根本保持不變。影響成型零件磨損的因素有脫模過程中塑件與成型零件外表的相對(duì)摩擦、熔體在充模過程中的沖刷、成型過程可能產(chǎn)生的腐蝕性氣體的銹蝕作用，以

42、及由于上述原因造成外表粗糙度值變大而采取打磨拋光導(dǎo)致零件實(shí)體尺寸的減少。計(jì)算成型零件的尺寸時(shí)，磨損量應(yīng)根據(jù)塑件的產(chǎn)量，結(jié)合影響磨損的因素來確定。對(duì)于中小心塑件來講，成型零件的最大磨損量取=。 3成型收縮率S 成型收縮率隨塑件結(jié)構(gòu)與形狀，如塑件壁厚、有無嵌件等的影響變化，造成實(shí)際收縮率與計(jì)算收縮率的差異，材料批號(hào)的不同和工藝條件如成型壓力與溫度等的波動(dòng)都將引起收縮率的波動(dòng)，從而造成尺寸的誤差，設(shè)計(jì)是必須根據(jù)實(shí)際情況選擇合理的收縮率。一般取收縮率去收縮范圍的平均值，即： 根據(jù)所提供的公式和塑件數(shù)據(jù)所得，=0.55%15。型芯和型腔的各項(xiàng)數(shù)據(jù)計(jì)算如3-1表所示：表3-1 型芯與型腔的各項(xiàng)尺寸類別名稱

43、塑件尺寸計(jì)算公式工作尺寸型腔計(jì)算型腔徑向尺寸型腔的深度尺寸 表3-1 型芯與型腔的各項(xiàng)尺寸續(xù)型芯計(jì)算型芯徑向尺寸 型芯高度尺寸式中：Scp塑料平均收縮率； 塑件公差mm； 成型零件制造公差mm； 修正系數(shù)，取=3/4； 修正系數(shù)，取=2/3； 型腔徑向尺寸mm； 型腔深度mm； 塑件外形根本尺寸mm； 塑件高度根本尺寸mm； 型芯徑向尺寸mm； 塑件內(nèi)形根本尺寸mm 型芯高度mm 塑件孔深根本尺寸mm 二 脫模斜度確實(shí)定 為了便于塑件脫模，型芯和型腔沿脫模方向應(yīng)有斜度，其大小按塑件精度和脫模難易程度而定。當(dāng)塑件精度較低時(shí)，模具的脫模斜度可選；當(dāng)塑件為中等精度時(shí)，脫模斜度可選，且在2/3配合面的

44、長度內(nèi)滿足公差要求；對(duì)于精密塑件，脫模斜度必須滿足塑件尺寸公差要求，可通過計(jì)算確定。 該塑件為中等精度，所以脫模斜度選擇。3.2.3 成型零部件強(qiáng)度計(jì)算確定塑料模型腔壁厚時(shí)，應(yīng)考慮使其在高壓熔體作用下具有足夠的強(qiáng)度和剛度，又不使模具過于笨重。計(jì)算型腔壁厚以最大型腔壓力為準(zhǔn)。確定型腔壁厚的方法有計(jì)算法和以經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)的查表法。為保證計(jì)算準(zhǔn)確和數(shù)據(jù)合理，本次設(shè)計(jì)采用計(jì)算法為主，計(jì)算校核和查數(shù)據(jù)校核為輔，保證型腔的合理性。 該模具采用整體式的矩形型腔，通過型腔的強(qiáng)度和剛度計(jì)算公式計(jì)算出型腔的側(cè)壁及底部的最小值。側(cè)壁和底部按強(qiáng)度和剛度計(jì)算公式如表3-2所示：表3-2 型腔壁厚的強(qiáng)度和剛度計(jì)算公式部位

45、強(qiáng)度計(jì)算公式剛度計(jì)算公式側(cè)壁底部式中：凹模側(cè)壁厚度mm 凹模底板厚度mm 型腔深度mm，=35mm 模腔壓力MPa，=120MPa 材料的許用應(yīng)力MPa，=235MPa。 彈性模量MPa，=1.4GPa。 成型零件的許用變形量mm，=0.3mm。 凹模內(nèi)壁短邊長度mm，取=120mm。 系數(shù)的取值是根據(jù)的比值來確定的，其中mm，mm，故=3.543，所以取。 系數(shù)的取值是根據(jù)的比值來確定的，其中mm，mm，故，所以取。 根據(jù)上訴公式，帶入數(shù)據(jù)計(jì)算可得：36.75mm，取=40mm，=25mm。根據(jù)查文獻(xiàn)6圖2.2-11和圖2.2-12也可以得出計(jì)算所得數(shù)據(jù)符合文獻(xiàn)圖中所述。3.2.4 抽芯機(jī)構(gòu)

46、的設(shè)計(jì) 因本塑件有側(cè)凹，所以模具必須帶有側(cè)向分型或側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。本模具設(shè)計(jì)采用斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)。 因?yàn)樗芗?nèi)部有16個(gè)方槽，其包緊力較大，為讓塑件留于動(dòng)模型芯，須設(shè)止動(dòng)裝置，也為防止斜滑塊頂出時(shí)滑出導(dǎo)滑槽，所以本次設(shè)計(jì)采用導(dǎo)滑塊限位的方式。 斜滑塊裝配時(shí)，為使滑塊在合模時(shí)拼合緊密，成型時(shí)不發(fā)生溢料，滑塊底部與模套留0.3mm的間隙，同時(shí)其頂面需高出模套0.3mm，以便于磨損后修磨。 為使滑塊可以沿固定方向運(yùn)動(dòng)，所以采用導(dǎo)滑槽導(dǎo)滑的方式，導(dǎo)滑塊的結(jié)構(gòu)與尺寸如圖3-9所示： 圖3-9 導(dǎo)滑塊3.3 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在注射成型的每一個(gè)循環(huán)過程中，使塑件從模腔中脫出機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)。一般注射模在開模時(shí)讓塑

47、件留在動(dòng)模邊，利用注射機(jī)的開模動(dòng)作使塑件脫模。3.3.1 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原那么及脫模力計(jì)算 一脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原那么 1盡可能使塑件留于動(dòng)模一側(cè)，以利用注射機(jī)頂出裝置推出塑件。 2應(yīng)選擇適宜的脫模方式和推出位置，脫模力應(yīng)分布均勻合理。 3脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)運(yùn)動(dòng)靈活，工作可靠，制造和修配方便。 4脫模零件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，其配合間隙應(yīng)適宜，無溢料現(xiàn)象。 二 脫模力的計(jì)算 將塑件從包緊的型芯上脫出時(shí)所需克服的阻力稱脫模力，計(jì)算脫模力時(shí)應(yīng)考慮克服以下幾種阻力： 1 由收縮包緊力造成塑件與型芯的摩擦阻力，該值由試驗(yàn)確定。 2由大氣壓力造成的阻力對(duì)于帶不通孔的殼累塑件而言。 3由塑件與鋼材之間的粘附力造成的脫

48、模阻力。 4推出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)摩擦阻力。 上述各項(xiàng)脫模阻力中，1與2兩項(xiàng)起決定作用，3與4兩項(xiàng)可用于修正系數(shù)的形式包括在脫模力計(jì)算公式之中。 此外，理論分析和實(shí)驗(yàn)證明，脫模力的大小還與塑件的幾何形狀及厚薄有關(guān)，因此將塑件所需脫模力按厚薄兩類區(qū)別，每類又按圓形和矩形分別進(jìn)行計(jì)算。該塑件為厚壁圓形塑件。故在注射模設(shè)計(jì)時(shí)，查文獻(xiàn)6可知用公式3-1對(duì)該塑件進(jìn)行脫模力的計(jì)算： 3-1 3-2 3-3式中：塑料的彈性模量GPa，取=1.8GPa； 塑料平均成型收縮率，取=0.55%； 塑件對(duì)型芯的包容長度mm，取=16.5mm。 塑件與型芯之間的摩擦因數(shù)，取=0.21； 塑料的泊松比；取=0.35； 模具型芯的

49、脫模斜度，取=15； 不通孔塑件型芯在垂直于脫模方向上的投影面積mm²，瞳孔塑件的等于零6。 將數(shù)據(jù)代入公式3-1，3-2，3-3，通過計(jì)算可得該塑件的脫模力為：=32288N3.3.2 脫模機(jī)構(gòu)確實(shí)定 脫模機(jī)構(gòu)通常根據(jù)塑件的形狀、復(fù)雜程度及注射機(jī)頂出裝置的結(jié)構(gòu)形式，而采用不同的結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的不同，脫模機(jī)構(gòu)可分類為：一次推出脫模機(jī)構(gòu)；二次推出脫模機(jī)構(gòu)；澆注系統(tǒng)凝料脫模機(jī)構(gòu)以及塑件螺紋脫模機(jī)構(gòu)。本次模具設(shè)計(jì)采用的是一次推出脫模機(jī)構(gòu)。 一次推出脫模機(jī)構(gòu)是指開模后，在動(dòng)模邊用一次動(dòng)作推出塑件。最常見的結(jié)構(gòu)包括推桿脫模機(jī)構(gòu)；推管推出機(jī)構(gòu)；推塊推出機(jī)構(gòu)；成型鑲件推出的機(jī)構(gòu)；氣壓推出機(jī)

50、構(gòu)和多元件綜合推出等。本次模具設(shè)計(jì)采用的是推桿脫模機(jī)構(gòu)，推桿截面多數(shù)為圓形，制造及修配方便，推出效果好，應(yīng)用最廣。推桿脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下： 1推桿應(yīng)設(shè)置在脫模阻力大或塑件剛度較好處，如殼體側(cè)壁、凸緣和肋部等處。 2推桿直徑不宜太細(xì)，必須有足夠的強(qiáng)度和剛度，一般推桿直徑取2.512mm。3mm以下的推桿下部應(yīng)加粗，呈階梯狀。 3推桿的端面在裝配后應(yīng)高于型腔或鑲件平面0.050.1mm。 4推桿設(shè)置時(shí)應(yīng)避開側(cè)抽芯，以防止與抽芯機(jī)構(gòu)發(fā)生干預(yù)，如無法避開那么應(yīng)考慮設(shè)置先復(fù)位機(jī)構(gòu)。 5推桿與模體的配合間隙應(yīng)小于塑料的溢邊值，以防止產(chǎn)生飛邊11。 本次模具設(shè)計(jì)的推桿固定方式如圖3-10所示：1推桿 2推桿固定板 3推板圖3-10 推桿的固定方式3.3.3 脫模機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向裝置和復(fù)位 對(duì)于面積較大的推出板，為防止其在推出過程中歪斜和扭曲，導(dǎo)致推桿變形