傘柄頭注塑模具設計論文(共38頁)

1、四川理工學院成人教育學院畢業(yè)設計(論文)題 目 傘柄頭塑料模具設計 教學點 重慶科創(chuàng)職業(yè)學院 專 業(yè) 機械設計制造及自動化 年 級 2011級 姓 名 劉 青 山 指導教師 唐 建 敏 定稿日期： 2013年4月 25 日重慶科創(chuàng)職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）任務書學生姓名劉青山專業(yè)班級機械設計制造及自動化設計（論文）題目傘柄頭注塑模具設計接受任務日期2013年12月18日完成任務日期2014年4月25日指導教師（簽名）指導教師單位重慶科創(chuàng)職業(yè)學院設計(論文)內(nèi)容目標目標： 通過本課題的設計，培養(yǎng)學生對系統(tǒng)設計的綜合能力，培養(yǎng)對模具設計、選材等的能力，檢測所學習專業(yè)知識的綜合利用能力。設計(論文)要

2、求（1）設計塑料模具的總體方案。（2）各環(huán)節(jié)的模具零件和器材的選型。（3）實現(xiàn)對模具設計等方面問題的處理能力。參考資料塑料成型工藝與模具設計 張興友編 冶金工業(yè)出版社塑料模具設計手冊 李林編 機械工業(yè)出版社塑料成型模具設計 李德群編 華中理工大學出版社模具結構與設計基礎王剛編 機械工業(yè)出版社。塑料模具設計手冊 李坤編 機械工業(yè)出版社摘 要隨著經(jīng)濟總量和工業(yè)產(chǎn)品技術的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對模具的需求量越來越大，技術要求也越來越高。因此，一些重要的模具標準件也必須重點發(fā)展，而且其發(fā)展速度應快于模具的發(fā)展速度，這樣才能不斷提高我國的模具標準化水平，從而提高模具質量，縮短模具生產(chǎn)周期及降低成本。塑料外殼

3、具有重量輕、適用型多的產(chǎn)品、耐腐蝕老化、高強度、使用壽命長，制作方便、價格低廉等特點，是鋁、鐵的理想替代品、也是塑料業(yè)必然發(fā)展的方注射成形是成形熱塑件的主要方法，因此應用范圍很廣。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。塑料注射成形工藝的最大特點是復制，能夠復制出所需任意數(shù)量的可直接使用或稍作處理即可使用的制品，是一種適宜大批量生產(chǎn)的工藝。雖然在設備上投入較大，但是可以生產(chǎn)制品的數(shù)量非常大，實屬一種經(jīng)濟快捷的生產(chǎn)方式，因此得到廣泛的應用和快速的發(fā)展。

4、關鍵詞：模具；經(jīng)濟；塑料Mini audio front cover injection mold designABSTRACTWith the continuous development of economy and industrial product technology, all walks of life demand more and more moulds, technical requirements are also getting higher and higher. Therefore, some important mold standard parts must a

5、lso focus on the development, but its development speed should be faster than the mold, so as to improve the level of Chinas mold standard, so as to improve the mold quality, shorten production cycle and reduce the cost of. The plastic shell has the advantages of light weight, suitable for multi pro

6、ducts, corrosion resistance aging, high strength, long service life, convenient manufacture, low price and other characteristics, is the ideal substitute of aluminum, iron, plastic industry is the inevitable development of the injection molding is the main method of forming thermoplastic parts, so a

7、 wide range of applications. The plastic injection molding is the raw material into the barrel through the heating and melting, making the high viscosity of the fluid, the plunger or screw as pressure tool, cavity melt through the nozzle into the higher pressure in the mold, after cooling, the solid

8、ification stage, and then ejected from the mould, a plastic products.The biggest characteristic of plastic injection molding process is to copy, can reproduce the products required any number can be used directly or after treatment can be used, is a process suitable for mass production. Although the

9、 equipment investment is larger, but the number of products can be very large, a kind of economic and efficient mode of production is, therefore obtains the widespread application and rapid development.Key words：mold; Economy; plastic目 錄 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc382144168 第一章緒論 PAGEREF _Toc38

10、2144168 h 7 HYPERLINK l _Toc382144169 1.1模具在加工工業(yè)中的地位 PAGEREF _Toc382144169 h 7 HYPERLINK l _Toc382144170 1.2我國模具技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 PAGEREF _Toc382144170 h 7 HYPERLINK l _Toc382144171 第二章塑件的工藝分析 PAGEREF _Toc382144171 h 9 HYPERLINK l _Toc382144172 2.1 分析塑件使用材料的種類及工藝特征 PAGEREF _Toc382144172 h 9 HYPERLINK l _To

11、c382144173 2.2分析塑件的結構工藝性 PAGEREF _Toc382144173 h 11 HYPERLINK l _Toc382144174 2.3工藝性分析 PAGEREF _Toc382144174 h 12 HYPERLINK l _Toc382144175 第三章 注射機的選擇 PAGEREF _Toc382144175 h 13 HYPERLINK l _Toc382144176 3.1 塑件體積的計算 PAGEREF _Toc382144176 h 13 HYPERLINK l _Toc382144177 3.2計算塑件的質量 PAGEREF _Toc38214417

12、7 h 13 HYPERLINK l _Toc382144178 3.3按注射機的最大注射量確定型腔數(shù)目 PAGEREF _Toc382144178 h 14 HYPERLINK l _Toc382144179 3.4計算澆注系統(tǒng)的體積，其初步設定方案如下 PAGEREF _Toc382144179 h 15 HYPERLINK l _Toc382144180 3.5注射機的選擇 PAGEREF _Toc382144180 h 15 HYPERLINK l _Toc382144181 第四章 澆注系統(tǒng)的設計 PAGEREF _Toc382144181 h 17 HYPERLINK l _Toc

13、382144182 4.1主流道的設計 PAGEREF _Toc382144182 h 17 HYPERLINK l _Toc382144183 4.2 分流道的設計 PAGEREF _Toc382144183 h 18 HYPERLINK l _Toc382144184 4.3分型面的選擇設計原則 PAGEREF _Toc382144184 h 20 HYPERLINK l _Toc382144185 4.4澆口的設計 PAGEREF _Toc382144185 h 21 HYPERLINK l _Toc382144186 4.5冷料井的設計 PAGEREF _Toc382144186 h

14、23 HYPERLINK l _Toc382144187 第五章 塑料件的工藝尺寸計算與側向分型設計 PAGEREF _Toc382144187 h 25 HYPERLINK l _Toc382144188 5.1型腔、型芯工作尺寸計算 PAGEREF _Toc382144188 h 25 HYPERLINK l _Toc382144189 5.2模架的選擇 PAGEREF _Toc382144189 h 25 HYPERLINK l _Toc382144190 第六章 導向機構的設計 PAGEREF _Toc382144190 h 27 HYPERLINK l _Toc382144191 6

15、.1導柱的設計 PAGEREF _Toc382144191 h 27 HYPERLINK l _Toc382144192 6.2導套的結構設計 PAGEREF _Toc382144192 h 27 HYPERLINK l _Toc382144193 第七章 推出機構的設計 PAGEREF _Toc382144193 h 28 HYPERLINK l _Toc382144194 7.1推件力的計算 PAGEREF _Toc382144194 h 29 HYPERLINK l _Toc382144195 7.2推桿的設計 PAGEREF _Toc382144195 h 29 HYPERLINK l

16、 _Toc382144196 第八章 溫度調節(jié)系統(tǒng)化的設計 PAGEREF _Toc382144196 h 30 HYPERLINK l _Toc382144197 8.1模具冷卻系統(tǒng)的設計 PAGEREF _Toc382144197 h 31 HYPERLINK l _Toc382144198 8.2模具加熱系統(tǒng)的設計 PAGEREF _Toc382144198 h 32 HYPERLINK l _Toc382144199 第九章 模 具 的 裝 配 PAGEREF _Toc382144199 h 33 HYPERLINK l _Toc382144200 9.1模具的裝配順序 PAGEREF

17、 _Toc382144200 h 33 HYPERLINK l _Toc382144201 9.2確定冷卻水道直徑 PAGEREF _Toc382144201 h 34 HYPERLINK l _Toc382144202 第十章 模具排氣槽的設計 PAGEREF _Toc382144202 h 35 HYPERLINK l _Toc382144203 第十一章 校核 PAGEREF _Toc382144203 h 36 HYPERLINK l _Toc382144204 11.1模具厚度H與注射機閉合高度 PAGEREF _Toc382144204 h 36 HYPERLINK l _Toc3

18、82144205 致謝 PAGEREF _Toc382144205 h 37 HYPERLINK l _Toc382144206 參考文獻 PAGEREF _Toc382144206 h 38緒論1.1模具在加工工業(yè)中的地位模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等各種模具。對模具的全面要求是：能生產(chǎn)出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動化操作簡便；從模具制造的角度，要求結構合理、制造容易、成本低廉。模

19、具影響著制品的質量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機械性能、電性能、內(nèi)應力大小、各向同性性、外觀質量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在加工過程中，模具結構對操作難以程度影響很大。在大批量生產(chǎn)塑料制品時，應盡量減少開模、合模的過程和取制件過程中的手工勞動，為此，常采用自動開合模自動頂出機構，在全自動生產(chǎn)時還要保證制品能自動從模具中脫落。另外模具對制品的成本也有影響。當批量不大時，模具的費用在制件上的成本所占的比例將會很大，這時應盡可能的采用結構合理而簡單的模具，以降低成

20、本?，F(xiàn)代生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設備、先進的模具是必不可少是三項重要因素，尤其是模具對實現(xiàn)材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設計起著重要的作用。高效的全自動設備也只有裝上能自動化生產(chǎn)的模具才有可能發(fā)揮其作用，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具的制造和更新為前提的。由于制件品種和產(chǎn)量需求很大，對模具也提出了越來越高的要求。因此促進模具的不斷向前發(fā)展1.2我國模具技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢20世紀80年代開始，發(fā)達工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為獨立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過機床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開放以來，我國的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來，每年都以15的增長速度快速發(fā)展。許多模

21、具企業(yè)十分重視技術發(fā)展。加大了用于技術進步的投入力度，將技術進步作為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外，許多科研機構和大專院校也開展了模具技術的研究與開發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國成為世界超級制造大國的重要原因。今后，我國要發(fā)展成為世界制造強國，仍將依賴于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強國。中國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個多世紀，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（約122CM）大屏幕彩電塑殼注射模具，6.5KG大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生產(chǎn)照相機塑料件模具，多形腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過多年的努力，在模

22、具CAD/CAE/CAM技術，模具的電加工和數(shù)控加工技術，快速成型與快速制模技術，新型模具材料等方面取得了顯著進步；在提高模具質量和縮短模具設計制造周期等方面作出了貢獻。盡管我國模具工業(yè)有了長足的進步，部分模具已達到國際先進水平，但無論是數(shù)量還是質量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要，每年仍需進口10多億美元的各類大型，精密，復雜模具。與發(fā)達國家的模具工業(yè)相比，在模具技術上仍有不小的差距。今后，我國模具行業(yè)應在以下幾方面進行不斷的技術創(chuàng)新，以縮小與國際先進水平的距離。（1）注重開發(fā)大型，精密，復雜模具；隨著我國轎車，家電等工業(yè)的快速發(fā)展，成型零件的大型化和精密化要求越來越高，模具也將日趨大型化和精密化。

23、（2）加強模具標準件的應用；使用模具標準件不但能縮短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造質量。因此，模具標準件的應用必將日漸廣泛。（3）推廣CAD/CAM/CAE技術；模具CAD/CAM/CAE技術是模具技術發(fā)展的一個重要里程碑。實踐證明，模具CAD/CAM/CAE技術是模具設計制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設計制造水平。（4）重視快速模具制造技術，縮短模具制造周期；隨著先進制造技術的不斷出現(xiàn)，模具的制造水平也在不斷地提高，基于快速成形的快速制模技術，高速銑削加工技術，以及自動研磨拋光技術將在模具制造中獲得更為廣泛的應用。塑件的工藝分析2.1 分析塑件使用材料的種類及工藝特征該

24、塑件材料選用ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）。用途：汽車配件（儀表板、工具艙門、車輪蓋、反光鏡盒等），收音機殼，電話手柄、大強度工具（吸塵器，頭發(fā)烘干機，攪拌器，割草機等），打字機鍵盤，娛樂用車輛如高爾夫球手推車以及噴氣式雪橇車等。比重:1.05克/立方厘米 燃燒鑒別方法：連續(xù)燃燒、藍底黃火焰、黑煙、淺金盞草味溶劑實驗：環(huán)已酮可軟化，芳香溶劑無作用特點： 1、綜合性能較好,沖擊強度較高,化學穩(wěn)定性,電性能良好. 2、與372有機玻璃的熔接性良好,制成雙色塑件,且可表面鍍鉻,噴漆處理. 3、有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強、透明等級別。 4、流動性比HIPS差一點，比PMMA、PC等好，柔韌性好。

25、 5、用途：適于制作一般機械零件,減磨耐磨零件,傳動零件和電訊零件. 6、同PVC（聚氯乙烯）一樣在屈折處會出現(xiàn)白化現(xiàn)象。成型特性： 1.無定形料,流動性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長時間預熱干燥80-90度,3小時. 2.宜取高料溫,高模溫,但料溫過高易分解(分解溫度為270度).對精度較高的塑件,模溫宜取50-60度,對高光澤.耐熱塑件,模溫宜取60-80度. 3、如需解決夾水紋，需提高材料的流動性，采取高料溫、高模溫，或者改變?nèi)胨坏确椒ā?4、如成形耐熱級或阻燃級材料，生產(chǎn)3-7天后模具表面會殘存塑料分解物，導致模具表面發(fā)亮，需對模具及時進行清理，同時模具表面需增加

26、排氣位置。 ABS樹脂是目前產(chǎn)量最大，應用最廣泛的聚合物，它將PS，SAN，BS的各種性能有機地統(tǒng)一起來，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。 ABS工程塑料一般是不透明的，外觀呈淺象牙色、無毒、無味，兼有韌、硬、剛的特性，燃燒緩慢，火焰呈黃色，有黑煙，燃燒后塑料軟化、燒焦，發(fā)出特殊的肉桂氣味，但無熔融滴落現(xiàn)象。 ABS工程塑料具有優(yōu)良的綜合性能，有極好的沖擊強度、尺寸穩(wěn)定性好、電性能、耐磨性、抗化學藥品性、染色性，散熱性（現(xiàn)在ABS工程塑料的工藝已經(jīng)很成熟了，筆記本電腦只要內(nèi)部結構設計合理，同樣可以有出色的

27、散熱效果。)成型加工和機械加工較好。ABS樹脂耐水、無機鹽、堿和酸類，不溶于大部分醇類和烴類溶劑，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烴中。 ABS工程塑料的缺點：熱變形溫度較低，可燃，耐候性較差。ABS有良好的耐化學腐蝕及表面硬度 ，有良好的加工性和染色性能。ABS無毒、無味、呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤。密度為1.021.05g/cm。ABS有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機鹽、堿和酸類對ABS幾乎無影響。ABS不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與經(jīng)長期接觸會軟化溶脹。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易與成型加工，經(jīng)過調色可配成任何顏色。ABS

28、的缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70C左右，熱變形溫度為93C左右，且耐氣候性差，在紫外線作用下易發(fā)脆。ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力高，故塑件上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前應進行干燥處理；ABS易產(chǎn)生熔接痕，模具設計時應注意盡量少澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響極小。ABS主要技術指標：表1-1 熱物理性能密度(g/ cm)1.02105比熱容(Jkg-1K-1)12551674導熱系數(shù)(Wm-1K-110-2)13.831.2線膨脹系數(shù)(10-5K-1)5.88.6滯流溫度(C)130表1-2 力學性能屈服強度（MPa）50抗拉強度

29、(MPa)38斷裂伸長率()35拉伸彈性模量(GPa)1.8抗彎強度(MPa)80彎曲彈性模量(GPa)1.4抗壓強度(MPa)53抗剪強度(MPa)24沖擊韌度(簡支梁式)無缺口261布氏硬度9.7R121缺 口11表1-3 電氣性能表面電阻率（）1.21013體積電阻率（m）6.91014擊穿電壓（KV/mm）介電常數(shù)（106Hz）3.04介電損耗角正切（106Hz）0.007耐電弧性(s)50852.2分析塑件的結構工藝性雨傘手柄的形狀較簡單，其內(nèi)側有凸凹臺及加強肋。雨傘手柄的注塑材料首先選用ABS，雨傘手柄的中心決定了它的重心位置的所在。所以我們必須很好的處理它壁厚的均勻，譬如在注塑成

30、型過程中因為壁厚的不均勻造成了收縮率的不一致，這樣就只能通過有效的控制模具溫度來調節(jié)收縮率。由于雨傘手柄的主體作用是起固定作用，它的內(nèi)部結構就相應的給注塑帶來了一定的難度。主要是它內(nèi)側凸臺的壁厚跟加強肋及外側一樣，在注塑的時候，所受到的力相差不大，不大容易造成塑件填充不滿的缺陷，可以考慮采用單澆口。而在外側有繩索孔，在生產(chǎn)過程中，凸凹模是無法解決這個問題，所以就使用外側抽芯機構。該塑件尺寸中等，整體結構較簡單.多數(shù)都為曲面特征。除了配合尺寸要求精度較高外，其他尺寸精度要求相對較低，但表面粗糙度要求較高，再結合其材料性能，故選一般精度等級： 5級。2.3工藝性分析為了滿足制品表面光滑的要求與提高

31、成型效率采用側澆口。該澆口的分流道位于模具的分型面處，澆口橫向開設在模具的型腔處，從塑料件側面進料，因而塑件外表面不受損傷，不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質量與美觀效果。塑件的工藝參數(shù)：干燥條件：80-90 2小時成型收縮率:0.4-0.7% 模具溫度：25-70（模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導致光潔度較低）融化溫度：210-280（建議溫度：245）成型溫度：200-240 注射速度：中高速度 注射壓力：500-1000bar 第三章 注射機的選擇3.1 塑件體積的計算塑件：零件塑件的體積 V=10.9cm 澆注系統(tǒng)的體積：V2=3.1cm塑件與澆注系統(tǒng)的總體積為V=10.9*4+3

32、.1=46.7cm3.2計算塑件的質量查手冊取密度=1.05g/cm塑件體積：V=10.9cm塑件質量：根據(jù)有關手冊查得：=1.05g/cm 所以，塑件的重量為：M=V=10.9cm1.05=11.45g 3.3按注射機的最大注射量確定型腔數(shù)目根據(jù) （4-1）得 (4-2) 注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8; 注射機最大注射量，cm或g; 澆注系統(tǒng)凝料量，cm或g； 單個塑件體積或質量，cm或g；根據(jù)塑件的結構及尺寸精度要求,該塑件在注射時采用1模2腔 3.4計算澆注系統(tǒng)的體積，其初步設定方案如下 圖4.1 澆注系統(tǒng)示意圖根據(jù)三維模型，利用三維軟件直接可查詢到澆注系統(tǒng)的體積V2=3.1

33、cm3.5注射機的選擇注塑機的主要參數(shù)有公稱注射量,注射壓力,注射速度,塑化能力,鎖模力,合模裝置的基本尺寸,開合模速度,空循環(huán)時間等.這些參數(shù)是設計,制造,購買和使用注塑機的主要依據(jù).(1)公稱注塑量；指在對空注射的情況下,注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時,注射裝置所能達到的最大注射量,反映了注塑機的加工能力.(2)注射壓力；為了克服熔料流經(jīng)噴嘴,澆道和型腔時的流動阻力,螺桿(或柱塞)對熔料必須施加足夠的壓力,我們將這種壓力稱為注射壓力.(3)注射速率；為了使熔料及時充滿型腔,除了必須有足夠的注射壓力外,熔料還必須有一定的流動速率,描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時間或注射速度.常用的注射速

34、率如表3-4所示。表3-4 注射量與注射時間的關系注射量/CM 125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000注射速率/CM/S 125 200 333 570 890 1330 1600 2000注射時間/S 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5(4)塑化能力；單位時間內(nèi)所能塑化的物料量.塑化能力應與注塑機的整個成型周期配合協(xié)調,若塑化能力高而機器的空循環(huán)時間長,則不能發(fā)揮塑化裝置的能力,反之則會加長成型周期.(5)鎖模力；注塑機的合模機構對模具所能施加的最大夾緊力,在此力的作用下模具不應被熔融的塑料所頂開.(6)合模裝置的基本尺寸；包括模板

35、尺寸,拉桿空間,模板間最大開距,動模板的行程,模具最大厚度與最小厚度等.這些參數(shù)規(guī)定了機器加工制件所使用的模具尺寸范圍.(7)開合模速度；為使模具閉合時平穩(wěn),以及開模,推出制件時不使塑料制件損壞,要求模板在整個行程中的速度要合理,即合模時從快到慢,開模時由慢到快在到停.(8)空循環(huán)時間；在沒有塑化,注射保壓,冷卻,取出制件等動作的情況下,完成一次循環(huán)所需的時間.查國產(chǎn)注射機主要技術參數(shù)表取SZ-160/1000,主要技術參數(shù)如下。特性內(nèi)容特性內(nèi)容結構類型臥拉桿內(nèi)間距(mm)360260理論注射容積（cm）179移模行程(mm)280螺桿(柱塞)直徑(mm)44最大模具厚度(mm)360注射壓(

36、MP)132最小模具厚度(mm)170注射速率(g/s)110鎖模形式(mm)液壓塑化能力(g/s)10.5模具定位孔直徑(mm)120螺桿轉速(r/min)10150噴嘴球半徑(mm)10鎖模力(KN)1000噴嘴口直徑4.0第四章 澆注系統(tǒng)的設計澆注系統(tǒng)的設計原則：澆口位置應盡量選擇在分型面上，以便于模具加工及使用時澆口的清理；澆口位置距型腔各個部位的距離應盡量一致，并使其流程為最短；澆口的位置應保證塑料流入型腔時，對著型腔中寬敞、壁厚位置，以便于塑料的流入;避免塑料在流入型腔時直沖型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能盡快的流入到型腔各部位,并避免型芯或嵌件變形;盡量避免使制件產(chǎn)生熔接痕,或使其熔

37、接痕產(chǎn)生在之間不重要的位置;澆口位置及其塑料流入方向,應使塑料在流入型腔時,能沿著型腔平行方向均勻的流入,并有利于型腔內(nèi)氣體的排出。設計時必須按如下要求：（1）型腔布置和澆口開設部位力求對稱，防止模具承受偏載而造成溢料現(xiàn)象。（2）型腔和澆口的排列要盡可能地減少模具外形尺寸。（3）系統(tǒng)流道應盡可能短，斷面尺寸適當（太小則壓力及熱量損失大，太大則塑料耗費大）：盡量減少彎折，表面粗糙度要低，以使熱量及壓力損失盡可能小。（4）對多型腔應盡可能使塑料熔體在同一時間內(nèi)進入各個型腔的深處及角落，及分流道盡可能平衡布置。（5）滿足型腔充滿的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量小，以減少塑料的耗量。（6）澆口位置要適當，盡

38、量避免沖擊嵌件和細小型芯，防止型芯變形澆口的殘痕不應影響塑件的外觀。4.1主流道的設計主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具處到分流道為止 塑料熔體 流動通道，是塑料熔體進入模具型腔是最先經(jīng)過的部位，它將注塑機噴嘴注出的塑料熔體導入分流道或型腔，其形狀為長圓錐形，流道寬度隨著連接分流道的距離的減小而比增大，便于熔體順利的向前流動，開模時主流道凝料又能順利拉出來，主流道的尺寸直接影響到塑料熔體的流動速度和充模時間，由于主流道要與高溫塑料和注塑機噴嘴反復接觸和碰撞，通常不直接開在定模上，而是將它單獨設計成主流道套鑲入定模板內(nèi)。主流道套通常用高碳工具鋼制造并熱處理淬硬。塑件外表面不許有澆口痕，又考慮

39、取料順利，對塑件與澆注系統(tǒng)聯(lián)接處能自動減斷。 根據(jù)選用的型號注射機的相關尺寸得 噴嘴前端孔徑：d0=4.0mm； 噴嘴前端球面半徑：R0=10mm； 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關系 取主流道球面半徑：R=11mm； 取主流道小端直徑：d=4.5mm 為了便于將凝料從主流道中取出，將主流道設計成圓錐形，起斜度為，此處選用2，經(jīng)換算得主流道大端直徑為6.03MM。 圖5.1 主流道示意圖4.2 分流道的設計分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設在分型面上，起分流和轉向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設計應盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。常用分流道斷面尺寸推

40、薦如表4-1所示。表4-1流道斷面尺寸推薦值塑料名稱分流道斷面直徑mm塑料名稱分流道斷面直徑 mmABS，AS 聚乙烯尼龍類聚甲醛丙烯酸抗沖擊丙烯酸醋酸纖維素聚丙烯異質同晶體 4.89.5 1.69.5 1.69.5 3.510 810 812.5 510 510 810聚苯乙烯軟聚氯乙烯硬聚氯乙烯聚氨酯熱塑性聚酯聚苯醚聚砜離子聚合物聚苯硫醚 3.510 3.510 6.516 6.58.0 3.58.0 6.510 6.510 2.410 6.513分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形，U形和六角形。要減少流道內(nèi)的壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，因此，可以用流道的截面積

41、與周長的比值來表示流道的效率，其中圓形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脫模困難，所以一般是制成梯形流道。在該模具上取圓形斷面形狀，直徑為7mm。 分流道選用圓形截面：直徑D=7mm流道表面粗糙度 圖5.2 分流道示意圖4.3分型面的選擇設計原則塑料在模具型腔凝固形成塑件，為了將塑件取出來，必須將模具型腔打開，也就是必須將模具分成兩部分，即定模和動模兩大部分。定模和動模相接觸的面稱分型面。通常有以下原則： （1）分型面的選擇有利于脫模：分型面應取在塑件尺寸的最大處。而且應使塑件流在動模部分，由于推出機構通常設置在動模的一側，將型芯設置在動模部分，塑件冷卻收縮后包緊型芯，使塑件留在動模，這樣

42、有利脫模。如果塑件的壁厚較大，內(nèi)孔較小或者有嵌件時，為了使塑件留在動模，一般應將凹模也設在動模一側。拔模斜度小或塑件較高時，為了便于脫模，可將分型面選在塑件中間的部位，但此塑件外形有分型的痕跡。 （2）分型面的選擇應有利于保證塑件的外觀質量和精度要求。 （3）分型面的選擇應有利于成型零件的加工制造。（4）分型面應有利于側向抽芯，但是此模具無須側向抽芯，此點可以不必考慮分型面是決定模具結構形式的重要因素，它與模具的整體結構和模具的制造藝有密切關系，并且直接影響著塑料熔體的流動特性及塑料的脫模。1.分型面的形式該塑件的模具只有一個分型面，垂直分型。2.分型面的設計原則由于分型面受到塑件在模具中的成

43、型位置、澆注系統(tǒng)的設計、塑件的結構工藝性及精度、形狀以及摧出方法、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綜合分析。選擇分型面時一般應遵循以下幾項基本原則：（1）分型面應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）保證塑件的精度（4）滿足塑件的外觀質量要求（5）便于模具制造加工（6）注意對在型面積的影響（7）對排氣效果（8）對側抽芯的影響在實際設計中，不可能全部滿足上述原則，一般應抓住主要矛盾，在此前提下確定合理的分型面。其分型面如圖5.3.1 圖5 .3 .1 分型面示意圖4.4澆口的設計澆口又稱進料口，是連接分流道與型腔之間的一段細短流道（

44、除直接澆口外），它是澆注系統(tǒng)的關鍵部分。其主要作用是：（1）型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結，防止其倒流。（2）易于在澆口切除澆注系統(tǒng)的凝料。澆口截面積約為分流道截面積的0.030.09，澆口的長度約為0.5mm2mm，澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗確定，取其下限值，然后在試模是逐步糾正。當塑料熔體通過澆口時，剪切速率增高，同時熔體的內(nèi)磨檫加劇，使料流的溫度升高，粘度降低，提高了流動性能，有利于充型。但澆口尺寸過小會使壓力損失增大，凝料加快，補縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑件質量。澆口位置的選擇：（1）澆口位置應使填充型腔的流程最短。這樣的結構使壓力損失最小，易保證料流充滿整個型腔，同時流動比的允

45、許值隨塑料熔體的性質，溫度，注塑壓力等的不同而變化，所以我們在考慮塑件的質量都要注意到這些適當值。（2）澆口設置應有利于排氣和補塑。（3）澆口位置的選擇要避免塑件變形。采側澆口在進料時頂部形成閉氣腔，在塑件頂部常留下明顯的熔接痕，而采用點澆口，有利于排氣，整件質量較好，但是塑件壁厚相差較大，澆口開在薄壁處不合理；而設在厚壁處，有利于補縮，可避免縮孔、凹痕產(chǎn)生。（4）澆口位置的設置應減少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型時前端較冷的料流在型腔中的對接部位，它的存在會降低塑件的強度，所以設置澆口時應考慮料流的方向，澆口數(shù)量多，產(chǎn)生熔接痕的機會很多。流程不長時應盡量采用一個澆口，以減少熔接痕的數(shù)量。對于

46、大多數(shù)框形塑件，澆口位置使料流的流程過長，熔接處料溫過低，熔接痕處強度低，會形成明顯的接縫，如果澆口位置使料流的流程短，熔接處強度高。為了提高熔接痕處強度，可在熔接處增設溢流槽，是冷料進入溢流槽。筒形塑件采用環(huán)行澆口無熔接痕，而輪輻式澆口會使熔接痕產(chǎn)生。（5）澆口位置應避免側面沖擊細長型心或鑲件。因點口在脫開時會傷塑件的內(nèi)表面在這里是可以的，考慮到點澆口有利澆注系統(tǒng)的廢料和塑件的脫離，所以本次設計選取用點繞口。在利用了Pro/E的塑料顧問對其進行模仿CAE的注塑之后選擇了更具優(yōu)勢的澆口。根據(jù)澆口的位置選擇要求，盡量縮短流動距離，避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷，澆口應開設在塑件壁厚處等要求。采用

47、扇形澆口可以保持產(chǎn)品外觀精度。本設計采用邊緣澆口，邊緣澆口（又名為標準澆口、側澆口） 該澆口相對于分流道來說斷面尺寸較小，屬于小澆口的一種。邊緣澆口一般開在分型面上，具有矩形或近矩形的斷面形狀，其優(yōu)點是澆口便于機械加工，易保證加工精度，而且試模時澆口的尺寸容易修整，適用于各種塑料品種，其最大特點是可以分別調整充模時的剪切速率和澆口封閉時間。該模具采用側澆口，其有以下特性:（1）形狀簡單，去除澆口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保證；（2）試模時如發(fā)現(xiàn)不當，容易及時修改；（3）能相對獨立地控制填充速度及封閉時間；（4）對于殼體形塑件，流動充填效果較佳。澆口設計如圖5.3 圖5.3 澆口示意圖4.

48、5冷料井的設計冷料井位于主流道的正對面的動模板上，其作用是收集熔體前鋒的冷料，防止冷料進入模具型腔而影響制品質量。冷料穴分兩種，一種專門用于收集、儲存冷料，另一種除儲存冷料外還兼有拉出流道凝料作用，此處應用后者。在分流道的末端，冷料井的長度通常為流道直徑的1.52倍，相機面殼模具屬于中小型模具，故冷料井長度取流道直徑的1.6倍，即8.0mm。在主流道對面采用冷料井底部帶推料桿的冷料井，推桿為帶Z型頭拉料鉤，其側凹可以將主流道凝料鉤住，分模時即可將凝料從主流道中拉出。拉料桿的根部固定在推出板上，在推出制件時，冷料也一同被推出，取產(chǎn)品時向拉料鉤的側向稍許移動，即可脫鉤將制件連同澆注系統(tǒng)凝料一道取下

49、。由文獻資料11，其結構尺寸如下：Z頭高3/4d，其中d=D+（0.51） （3-3）則d=8+（0.51）=8. mm，Z頭底部自分流道距離為5/4d，如下圖所示：圖5.5 冷料穴示意第五章 塑料件的工藝尺寸計算與側向分型設計5.1型腔、型芯工作尺寸計算ABS塑料的收縮率是0.3%-0.8%平均收縮率: =（0.3%-0.8%）/2=0.55% 型腔內(nèi)徑： =46mm型腔深度： =31.15mm型芯外徑： =40.2mm型芯深度： =29.65mm 型腔徑向尺寸（mm ）;- 塑件外形基本尺寸（mm）;-塑件平均收縮率；-塑件公差-成形零件制造公差，一般取1/41/6；-塑件內(nèi)形基本尺寸（

50、mm）;-型芯徑向尺寸（mm）;-型腔深度（mm）；-塑件高度（mm）-型芯高度（mm）；-塑件孔深基本尺寸（mm）；型腔：鋼材選用P20，使用數(shù)控精雕及電火花加工成型型芯：鋼材選用P20，使用數(shù)控精雕及電火花加工成型5.2模架的選擇注塑模模架國家標準有兩個，即GB/T125561990塑料注射模中小型模架及其技術條件和GB/T125551990塑料注射模大型模架。由于塑料模具的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)在在全國的部分地區(qū)形成了自己的標準，該設計采用龍記標準模架，型號為：AI-1525-A30-B45-C60。 圖6.1 模架模型圖第六章 導向機構的設計 導向機構的作用：1）定位作用；2）導向作用；3）承受

51、一定的側向壓力 6.1導柱的設計 導柱導向部分的長度應比凸模端面的高度高出812 cm，以免出現(xiàn)導柱末導正方向而型芯先進入型腔的情況。 導柱前端應做成錐臺形，以使導柱能順利地進入導向孔。 導柱應具有硬而耐磨的表面和堅韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此多采用20鋼（經(jīng)表面滲碳淬火處理），硬度為5055HRC。 6.2導套的結構設計 用與導柱相同的材料制造導套，其硬度應略低與導柱硬度，這樣可以減輕磨損，一防止導柱或導套拉毛。 為使導柱順利進入導套，導套的前端應倒圓角。導向孔作成通孔，以利于排出孔內(nèi)的空氣。第七章 推出機構的設計（1）設計推出機構時應盡量使塑件留于動模一側 由于推出機構的動作是通過注射機的動模

52、一側的頂桿或液壓缸來驅動的，所以，在一般情況下，模具的推出機構設在動模一側。正是由于這個原因，在考慮塑件在模具中的位置和分型面的選擇時，應盡量能使模具分型后塑件留在動模一側，這就要求動模部分所設置的型芯被塑件包絡的側面積之和要比定模部分的多。（2）塑件在推出過程中不發(fā)生變形和損壞 為了使塑件在推出過程中不發(fā)生變形和損壞，設計模具時應仔細進行塑件對模具包緊力和黏附力大小的分析與計算，合理地選擇推出的方式、推出的位置、推出零件的數(shù)量和推出面積等（3）不損壞塑件的外觀質量 對于外觀質量要求較高的塑件，塑件的外部表面盡量不選作推出位置，即推出塑件的位置盡量設在塑件的內(nèi)部。對于塑件內(nèi)外表面均不允許存在推

53、出痕跡時，應改變推出機構的形式或設置專為推出使用的工藝塑料塊，在推出后再將工藝塑料塊與塑件分離。（4）合模時應使推出機構正確復位 設計推出機構時，應考慮合模時推出機構的復位，在斜導桿和斜導柱側向抽芯及其他特殊情況下，還應考慮推出機構的先復位問題（5）推出機構應動作可靠 推出機構在推出與復位的過程中，結構應盡量簡單，動作可靠、靈活，制造容易。注塑模中的脫模機構可以在注塑的每一個循環(huán)中將塑件從型腔內(nèi)或型芯上自動的脫出模外。推桿脫模機構在生產(chǎn)實際中應用廣泛，是脫模機構的典型形式，它一般包括推桿、拉料桿、復位桿、推桿固定板等組成，當開模到一定距離時，注塑機推出裝置推動推板并帶動所有推桿、拉料桿和復位桿

54、一道前進，將塑件和澆注系統(tǒng)一起推出模外。合模時復位桿首先與定模邊的分型面相接觸，而將推板和所有的復位桿一道推回原位。根據(jù)塑件的形狀特點， 模具型腔在定模部分，型芯在動模部分。其推出機構可采用推桿推出機構、推件板推出機構。由于分型面有臺階，為了便于加工，降低模具成本，我們采用推桿推出機構，推桿推出機構結構簡單，推出平穩(wěn)可靠，雖然推出時會在塑件上留下頂出痕跡，但塑件底部裝配后使用時 不影響外觀，設立五個推桿平衡布置，既達到了推出塑件的目的，又降低了加工成本。(注：推桿推出塑件，推桿的前端應比型腔或型心平面高出0.1-0.2mm)采用推桿推出，推桿截面為圓形，推桿推出動作靈活可靠，推桿損壞后也便于更

55、換。結合制品的結構特點，模具型腔的結構采用了整體式型腔板，這種結構工作過程中精度高，并且在此模具中容易加工得到， 在推出機構中采用廠組合式推桿，如圖中，這種結構主要是防止推桿在作力過程中受到彎曲力或側向壓力而折斷，因為產(chǎn)品較小，另外折斷后也易于更換。這里采用設計推桿，全部固定在頂桿固定板。推桿的位置選擇在脫模阻力最大的地方，塑件各處的脫模阻力相同時需均勻布置，以保證塑件推出時受力均勻，塑件推出平穩(wěn)和不變形。根據(jù)推桿本身的剛度和強度要求，推桿裝入模具后，起端面還應與型腔底面平齊或高出型腔0.050.1cm.7.1推件力的計算 對于一般塑件和通孔殼形塑件，按下式計算，并確定其脫模力（Q）： (8-

56、1) 式中 -型芯或凸模被包緊部分的斷面周長（cm）; -被包緊部分的深度（cm）; -由塑件收縮率產(chǎn)生的單位面積上的正壓力，一般取7.811.8MPa； -磨擦系數(shù)，一般取0.11.2； -脫模斜度； L=126.29MMH=29.65MM Q=126.29MM*29.65MM*10MPA(0.1*COS0.5-SIN0.5)*2=748.9(N) 7.2推桿的設計 推桿的強度計算 查塑料模設計手冊之二由式5-97得d=（） (8-2) d圓形推桿直徑cm推桿長度系數(shù)0.7l推桿長度cmn推桿數(shù)量 E推桿材料的彈性模量N/(鋼的彈性模量E=2.1107N/) Q總脫模力 取 D=8MM。推桿

57、壓力校核 查塑料模設計手冊式5-98= (8-3) 取320N/mm 推桿應力合格，硬度HRC5065第八章 溫度調節(jié)系統(tǒng)化的設計在注射成型過程中，模具溫度直接影響到塑件的質量如收縮率、翹曲變形、耐應力開裂性和表面質量等，并且對生產(chǎn)效率起到?jīng)Q定性的作用，在注射過程中，冷卻時間占注射成型周期的約80%，然而，由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具溫度的要求有盡相同，因此，對模具冷卻系統(tǒng)的設計及優(yōu)化分析在一定程度上決定了塑件的質量和成本，模具溫度直接影響到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件質量，而模具溫度的高低取決于塑料結晶性，塑件尺寸與結構、性能要求以及其它工藝條件如熔料溫度、注射速度

58、、注射壓力、模塑周期等。影響注射模冷卻的因素很多，如塑件的形狀和分型面的設計，冷卻介質的種類、溫度、流速、冷卻管道的幾何參數(shù)及空間布置，模具材料、熔體溫度、塑件要求的頂出溫度和模具溫度，塑件和模具間的熱循環(huán)交互作用等。（1）低的模具溫度可降低塑件的收縮率。（2）模具溫度均勻、冷卻時間短、注射速度快，可降低塑件的翹曲變形。（3）對結晶性聚合物，提高模具溫度可使塑件尺寸穩(wěn)定，避免后結晶現(xiàn)象，但是將導致成型周期延長和塑件發(fā)脆的缺陷。（4）隨著結晶型聚合物的結晶度的提高，塑件的耐應力開裂性降低，因此降低模具溫度是有利的，但對于高粘度的無定型聚合物，由于其耐應力開裂性與塑料的內(nèi)應力直接相關，因此提高模具

59、溫度和充模，減少補料時間是有利的。（5）提高模具溫度可以改善塑件的表面質量。在注射成形過程中，模具的溫度直接影響塑件的成型質量和生產(chǎn)效率，根據(jù)塑料的要求，注射到模具內(nèi)的塑料溫度為2000C左右，而從模具中取出塑件的溫度約為600C，溫度降低是由于模具通入冷卻水，將溫度帶走了，普通的模具通入常溫的水進行冷卻，通過調節(jié)水的流量就可以調節(jié)模具的溫度因雨傘手柄使用的塑料是ABS，要求模溫高，若模具溫度過低則會影響塑料的流動性，增加剪切阻力，使塑件的內(nèi)應力較大，甚至還出現(xiàn)冷流痕、銀絲、注不滿等缺陷。因此在注射開始時，為防止填充不足，充入溫水或者模具加熱?？傊?，要做到優(yōu)質、高效率生產(chǎn)，模具必須進行溫度調節(jié)

60、。對溫度調節(jié)系統(tǒng)的要求：（1）確定加熱或是冷卻；（2）模溫均一，塑件各部分同時冷卻；（3）采用低的模溫，快速且大量通冷卻水；溫度調節(jié)系統(tǒng)應盡量結構簡單，加工容易，成本低廉。8.1模具冷卻系統(tǒng)的設計 根據(jù)模具冷卻系統(tǒng)設計原則：冷卻水孔數(shù)量盡量多，尺寸盡量大的原則可知，冷卻水孔數(shù)量大于或等于3根都是可行的。這樣做同時可實現(xiàn)盡量降低入水與出水的溫度差的原則。根據(jù)書上的經(jīng)驗值取4根，冷卻水口口徑為7mm. 另外，模具冷卻系統(tǒng)的過程中，還應同時遵循：澆口處加強冷卻；冷卻水孔到型腔表面的距離相等；冷卻水孔數(shù)量應盡可能的多，孔徑應盡可能的大；冷卻水孔道不應穿過鑲塊或其接縫部位，以防漏水。進水口水管接頭的位置