塑料殼罩注射模設(shè)計(jì)

1、 摘要對(duì)塑料罩殼注射模結(jié)構(gòu)采用點(diǎn)澆口進(jìn)料，采用一模四腔的模具結(jié)構(gòu)，材料采用流動(dòng)性能中等的ABS塑料，通過對(duì)塑件的分析，注射機(jī)的選定，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，成型零件的設(shè)計(jì)計(jì)算，脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，以及冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和導(dǎo)向地位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，給出了生產(chǎn)塑料罩殼的一個(gè)實(shí)際參考設(shè)計(jì)生產(chǎn)流程。關(guān)鍵詞：ABS；模四腔；側(cè)澆口；模具設(shè)計(jì)ABSTRACTToplasticcovershellinjectionmouldstructureadoptspointrunnerfeeding;Selectedamouldforfourcavitydiestructure,andselectedthemediumflowprop

2、ertyABSplasticforfillingmold,improvethedesigncompactandpracticalefficiency;Basedontheanalysisoftheplasticparts,injectionmachineselectionofthedesignoftheshuntway,Lord,moldingpartsdesigncalculationofmechanismdesign,strippingout,andthecoolingsystemdesignandguidemechanismdesign,statusaregivenaproduction

3、ofplasticcovershellactualreferencedesignoftheproductionprocess.Keywords:ABS;Plasticcovershells;Injectionmould;Molddesign.目錄TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark12 塑件成型工藝性分析5 HYPERLINK l bookmark14 1.1塑件的分析5 HYPERLINK l bookmark16 1.2ABS工程塑料的性能分析51.2.1基本性能5ABS物理性能6ABS熱性能6ABS力學(xué)性能：7 HYPERLINK l bookmark26

4、 1.3ABS的注射成型過程及其工藝參數(shù)81.3.1注射成型過程8注射工藝參數(shù)8 HYPERLINK l bookmark40 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式和初選注射機(jī)8 HYPERLINK l bookmark42 分型面位置的確定8 HYPERLINK l bookmark44 型腔數(shù)量和排列方式的確定9 HYPERLINK l bookmark46 注射機(jī)型號(hào)的確定102.3.1注射量的計(jì)算10澆注系統(tǒng)凝料提及的初步估算10選擇注射機(jī)11注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)的校核11 HYPERLINK l bookmark60 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)12 HYPERLINK l bookmark62 主流道的設(shè)計(jì)12主流道

5、尺寸12主流道的凝料體積13主流道當(dāng)量半徑13主流道交口套的形式13 HYPERLINK l bookmark75 分流道的設(shè)計(jì)14分流道的布置形式14分流道的長(zhǎng)度14分流道的當(dāng)量直徑14分流道的截面形狀143.2.5分流道界面尺寸153.2.6凝料體積163.2.7校核剪切速率163.2.8分流道的表面粗糙度和脫模斜度16 HYPERLINK l bookmark87 3.3.澆口的設(shè)計(jì)163.3.1側(cè)澆口尺寸的確定183.3.2側(cè)澆口剪切速率的校核18 HYPERLINK l bookmark101 3.4校核主流道的剪切速率18 HYPERLINK l bookmark117 3.5冷料

6、穴的設(shè)計(jì)計(jì)算19 HYPERLINK l bookmark119 4.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算19 HYPERLINK l bookmark121 4.1.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)19 HYPERLINK l bookmark123 4.2.成型零件鋼材的選用21 HYPERLINK l bookmark125 4.3成型零件工作尺寸的計(jì)算214.3.1凹模內(nèi)尺寸的計(jì)算214.3.2凹模深度尺寸的計(jì)算224.3.3型芯尺寸的計(jì)算224.3.4型芯高度尺寸的計(jì)算224.3.56、8、010型芯徑向尺寸的計(jì)算23成型孔的高度23成型孔間距的計(jì)算23 HYPERLINK l bookmark197 4.4

7、成型零件尺寸及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算24凹模側(cè)壁厚度的計(jì)算244.1.2動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算25 HYPERLINK l bookmark215 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)26 HYPERLINK l bookmark217 脫模力的計(jì)算26 HYPERLINK l bookmark239 5.2.推出方式的確定27采用推桿推出27 HYPERLINK l bookmark241 模架的確定27 HYPERLINK l bookmark243 各模板厚度尺寸的確定27 HYPERLINK l bookmark247 計(jì)算并選擇模架型號(hào)28 HYPERLINK l bookmark253 模架尺寸的校核28

8、HYPERLINK l bookmark261 7.排氣槽的設(shè)計(jì)29 HYPERLINK l bookmark263 8.冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)29 HYPERLINK l bookmark265 8.1冷卻介質(zhì)29 HYPERLINK l bookmark267 8.2冷卻系統(tǒng)的計(jì)算298.2.1單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量W298.2.2確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時(shí)所放出的熱量Q30s8.2.3計(jì)算冷卻水的體積流量q30v8.2.4確定冷卻水路的直徑308.2.5冷卻水在管內(nèi)的流速v308.2.6求冷卻管壁與水交界的膜轉(zhuǎn)熱系數(shù)h318.2.7計(jì)算冷卻水道的導(dǎo)熱總面積A318.2.8計(jì)算冷卻

9、模具水管的總長(zhǎng)度L318.2.9冷卻水路的根數(shù)31 HYPERLINK l bookmark299 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)31 HYPERLINK l bookmark301 9.1導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)32 HYPERLINK l bookmark303 模具總活動(dòng)過程說明32 HYPERLINK l bookmark305 設(shè)計(jì)小結(jié)32 HYPERLINK l bookmark307 參考文獻(xiàn)34 HYPERLINK l bookmark309 致謝35塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)1塑件成型工藝性分析1.1塑件的分析外形尺寸該塑件壁厚為1.5mm，塑件外形尺寸不大，塑料熔體流程不長(zhǎng)，其材料為ABS塑料，為熱塑性

10、塑料，流動(dòng)性較好，適合于注射成型。精度等級(jí)塑件所有尺寸公差在任務(wù)書中未能給出，未注公差的尺寸取為MT7.脫模斜度ABS的成型性能良好，成型收縮率較小，參考文獻(xiàn)1中表1-12，選擇塑件上型芯和凹模的統(tǒng)一脫模斜度為1。ABS工程塑料的性能分析1.2.1基本性能ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單體合成。每種單體都具有不同特性：丙烯腈有高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具有堅(jiān)韌性、抗沖擊特性;苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強(qiáng)度。從形態(tài)上看，ABS是非結(jié)晶性材料。三種單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三元共聚物，一個(gè)是苯乙烯-丙烯腈的連續(xù)相，另一個(gè)F一十1*80是聚丁二烯橡膠分散相。ABS的特性主要取

11、決于三種單體的比率以及兩相中的分子結(jié)構(gòu)。這就可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上具有很大的靈活性，并且由此產(chǎn)生了市場(chǎng)上百種不同品質(zhì)的ABS材料。這些不同品質(zhì)的材料提供了不同的特性，例如從中等到高等的抗沖擊性，從低到高的光潔度和高溫扭曲特性等。ABS材料具有超強(qiáng)的易加工性，外觀特性，優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及很高的抗沖擊強(qiáng)度。適于制作一般機(jī)械零件、減摩耐磨零件，專動(dòng)零件和電信結(jié)構(gòu)零件。成形特性：1無定形料，其品種牌號(hào)很多，各品種的機(jī)電性能及成形特性也各有差異，應(yīng)按品種確定成形方法及成形條件。2吸濕性強(qiáng)，含水量應(yīng)小于0.3%，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間干燥。流動(dòng)性中等，溢邊料0.04mm左右（流動(dòng)性比聚苯乙烯

12、，AS差，但是比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）。4比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、（對(duì)耐熱、高抗沖擊和中抗沖擊型樹脂，料溫更宜取高），料溫對(duì)物性影響較大、料溫過高易分解（分解溫度在250C左右，比聚苯乙烯易分解），對(duì)要求精度較高塑件模具溫度宜取5060C，要求光澤及耐熱型塑件宜取6080C，注射壓力應(yīng)比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注射機(jī)時(shí)料溫為180230C，注射壓力為100140MPa，螺桿式注射機(jī)則取160220C,70100MPa為宜。密度：比體積吸水率1.2.2ABS物理性能1.031.08g/cm30.860.98cm3/g0.20.4%ABS熱性能130160C200C負(fù)荷50N,噴嘴2

13、.0971122C63C90108C(45N/cm2)83103C(180N/cm2)7.0X10-5/C0.40.7%1470J/(kg.K)慢0.263W/(m.k)熔點(diǎn)：熔融指數(shù)：0.410.82g/10min線膨脹系數(shù)計(jì)算收縮率維卡針入度；馬丁耐熱：熱變形溫度：比熱容燃燒性熱導(dǎo)率1.2.4ABS力學(xué)性能屈服強(qiáng)度：50MPa抗拉強(qiáng)度：38MPa斷裂伸長(zhǎng)率：35%拉伸強(qiáng)性模量：1.8GPa抗彎強(qiáng)度：80MPa彎曲彈性模量：1.4GPa抗壓強(qiáng)度：53MPa抗剪強(qiáng)度：24MPa沖擊韌度：無缺口261k/Jm2有缺口11k/Jm2布氏硬度：9.7HBS說明：該成形條件為加工通用級(jí)ABS料時(shí)所用，

14、苯乙烯-丙烯腈共聚物（即AS）成形條件與上相似。查參考文獻(xiàn)1中表1-3得其主要性能指標(biāo)，見表1。表1ABS的性能指標(biāo)密度p/kg-dm-31.031.07抗拉屈服強(qiáng)度b/Mpab50比體積v/Mm3-kg-J0.860.98拉伸彈性模量E/GPa1.8吸水率24h/%0.20.4抗彎強(qiáng)度b/MPa80收縮率s/%0.30.8沖擊韌度（缺口）a/Cm-2）11熱變形溫度t/C90108硬度（HB）9.7,R121熔點(diǎn)t/C130160體積電阻系數(shù)p/（cm）v6.9x1016ABS的注射成型過程及其工藝參數(shù)1.3.1注射成型過程成型前準(zhǔn)備。對(duì)ABS的色澤、粒度和均勻度等進(jìn)行檢驗(yàn)，由于ABS含有氰

15、基等吸水性集團(tuán)，故吸水性較大，因此成型前須進(jìn)行充分干燥，使其水分含量降至0.1%以下，常用方法是循環(huán)鼓風(fēng)干燥，溫度控制是7080C,時(shí)間4h以上。也可以采用烘箱干燥，溫度控制在80100C，時(shí)間2h，干燥粒層厚度不超過50mm。注射過程。塑料在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具的型腔成型，其過程分為沖模、壓實(shí)、保壓、倒流和冷卻五個(gè)階段。(3)塑件的后處理(退火)。退火處理的方法為紅外線燈、烘箱，處理溫度為70C，處理時(shí)間為2h4h。1.3.2注射工藝參數(shù)(1)注射機(jī)：螺桿式，螺桿轉(zhuǎn)速為30r/min.。(2)料筒溫度t/C:前段180200；中段165180；后

16、段150170。(3)模具溫度t/C:5080；注射壓力(p/Mpa)：60100；成型時(shí)間(s)：注射時(shí)間2090S高壓時(shí)間05S冷卻時(shí)間20120S總周期50220S2擬定模具的結(jié)構(gòu)形式和初選注射機(jī)分型面位置的確定通過對(duì)塑件結(jié)構(gòu)形式的分析，分型面應(yīng)選在塑件截面積最大，且有利于開模取出塑件的底平面上，其位置如圖2所示。XZ1|ZZZZZ1|IXXXXXI|IZZ7Srt圖2分型面的選擇2.2型腔數(shù)量和排列方式的確定（1）型腔數(shù)量的確定由于該塑件精度要求不高，塑件尺寸較小，且為大批量生產(chǎn)，可采用一模多腔的結(jié)構(gòu)形式。同時(shí)，考慮到塑件尺寸、模具結(jié)構(gòu)尺寸的關(guān)系，以及制造費(fèi)用和各種成本費(fèi)用等因素，初步

17、定為一模四腔的結(jié)構(gòu)形式。（2）型腔排列方式的確定由于該模具選擇的是一模四腔，其型腔中心距的確定故流道采用H型對(duì)稱排列，使型腔進(jìn)料平衡，如圖3所示。圖3型腔數(shù)量的排列布置（3）模具結(jié)構(gòu)形式的初步確定由以上分析可知，本模具設(shè)計(jì)是一模四腔，對(duì)稱H型直線排列，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形狀，推出機(jī)構(gòu)初選推件板推出或是推出桿推出方式。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，流道采用對(duì)稱平衡式，澆口采用側(cè)澆口，且開設(shè)在分型面上。因此，定模部分不需要單獨(dú)開設(shè)分型面取出凝料，動(dòng)模部分需要添加型芯固定板、支撐板或推件板。由上綜合分析可確定采用大水口（或帶推件板）的單分型面注射模。2.3注射機(jī)型號(hào)的確定2.3.1注射量的計(jì)算通過Pro/E建模分析得塑

18、件質(zhì)量屬性如圖4所示。:y析特征宴體幾何坐標(biāo)系密度箱度也驅(qū)項(xiàng)日0.00105000D.00001000=1.10T43&Le+04MMj岳積=1.53546a8e-Kil仙它.7=I.05m000e-C3:處噸/r1.lGS870Qs+01疥噸根據(jù)_fKTOL-UZ標(biāo)泄樞確定重心:IfTZ6.2&3384e-02-7.892611決速M(fèi)aEE_Frop_l圖4塑件質(zhì)量屬性塑件體積：V=11.075cm3塑塑件質(zhì)量：m=pV=1.05x11.075=11.63g塑塑式中，P可根據(jù)參考文獻(xiàn)表9-6取為1.05g/cm3。2.3.2澆注系統(tǒng)凝料提及的初步估算由于澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)之前不能確定準(zhǔn)確的

19、數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件提及的0.2倍1倍來估算。由于本次設(shè)計(jì)采用的流道簡(jiǎn)單并且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的0.3倍來估算。故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積（即澆注系統(tǒng)的凝料和4個(gè)塑件體積之和）為：V二1.03nV=1.3x4x11.075=57.6cm3總塑2.3.3選擇注射機(jī)根據(jù)以上計(jì)算得出在一次注射過程中，注入模具型腔的塑料的總體積為V=57.6cm3，由參考文獻(xiàn)式4-18,V=V/0.8=57.6/0.8=72.00cm3。根據(jù)以上總公總的計(jì)算，查參考文獻(xiàn)中表1-25，初步選定公稱注射量為106cm3，注射機(jī)型號(hào)為SZ-100/630臥式注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)見表2。表

20、2注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)理論注射里/mm3106拉桿內(nèi)向距/mm370 x320螺桿柱塞直徑/mm35移模行程/mm270注射壓力/MPa164.5最大模具厚度/mm300注射速率/g-s-180最小模具厚度/mm150塑化能力/kg-h11.8鎖模形式雙曲肘螺桿轉(zhuǎn)速/r-min-114200模具定位孔直徑/mm125鎖模力/kN630噴嘴球半徑/mm152.3.4注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)的校核(1)注射壓力校核查參考文獻(xiàn)可知,ABS所需注射壓力為70MPa90MPa，這里取p；=90MPa，該該注射機(jī)的公稱注射壓力P公=164.5MPa，注射壓力安全系數(shù)k=1.251.4，這里取k=1.3，貝V：kP=

21、1.3x90=117vP，所以注射機(jī)注射壓1110公力符合要求。(2)鎖模力校核。塑件在分型面上的投影面積A=50 x8O-2kCo2+82+62)-C02-兀x52)=3664.5mm2塑澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積A澆，即澆道凝料(包括澆口)在分型面上的投影面積A的數(shù)值，可以按照多型腔模具的統(tǒng)計(jì)分心來確定。A是每個(gè)塑件在澆澆分型面上的投影面積A的0.2倍0.5倍。由于本設(shè)計(jì)的流道較簡(jiǎn)單，分流道相塑對(duì)較短，因此流道凝料投影面積可以相應(yīng)取小一些，這里取A=0.2A。澆塑塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積，則有A=n(A+A)=n(A+0.2A)=4xl.2A=17589.6mm2總塑澆塑塑塑

22、模具型腔內(nèi)的脹型力F，則脹F=AP=17589.6x25=439.74kN脹總模式中，P是型腔的平均計(jì)算壓力值。P是模具型腔內(nèi)的壓力，通常取注射壓力模模的20%50%,大致范圍在14MPa36MPa。對(duì)于黏度較大的精度較高的塑件制品應(yīng)取較大值。ABS屬于中等黏度塑料切精度要求不高，故將P取為25MPa。模由表2可知注射機(jī)的公稱鎖模力是F=630kN，鎖模力安全系數(shù)k=1.11.2鎖2這里取k=1.2，則取kF=1.2F=1.2x439.74=527.7kNvF所以注射機(jī)鎖模力22脹脹鎖滿足要求。對(duì)于其他安裝尺寸的校核要等到模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定后方可進(jìn)行。3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主流道的設(shè)計(jì)主流道通常

23、位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動(dòng)和開模時(shí)主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動(dòng)速度和沖模時(shí)間。另外，由于主流道與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，因此設(shè)計(jì)中常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的交口套。3.1.1主流道尺寸主流道的長(zhǎng)度一般由模具結(jié)構(gòu)確定，對(duì)于小型模具L應(yīng)盡量小于60mm，本次設(shè)計(jì)中初取55mm進(jìn)行計(jì)算。主流道小端直徑4=注射機(jī)噴嘴尺寸+(0.51)mm=4.5mm主流道大端直徑主流道球面直徑球面的配合高度D=d+2厶、tan(x/2)=8mm式中a沁4王SR=注射機(jī)噴嘴球半徑+(12)mm=15+2=

24、17mm。h=3mm。3.1.2主流道的凝料體積V=LQ+r2+Rr1/3=55x(42+2.252+4x2.26)x3.14/3=1730.63mm3主主主主主主3.1.3主流道當(dāng)量半徑2.25+42二3.125mm3.1.4主流道交口套的形式主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件可選購(gòu)。主流道小斷入口與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，易磨損。對(duì)材料的要求較嚴(yán)格，因而盡管小型注射?？梢詫⒅髁鞯酪r套與定位圈設(shè)計(jì)成一個(gè)整體，但是考慮到上述因素通常依然將其分開來設(shè)計(jì)，以便于拆卸更換。同時(shí)也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理。本設(shè)計(jì)澆口套采用碳素工具鋼T10A,熱處理淬火表面硬度為50HRC55HRC。如圖5所示。定位圈的結(jié)構(gòu)由

25、總裝圖來確定。Do5N.-r.-1圖5主流道交口套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分流道的設(shè)計(jì)3.2.1分流道的布置形式為盡量減少在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低，同時(shí)還要考慮減少分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡式分流道，如圖6所示。圖6分流道布置形式3.2.2分流道的長(zhǎng)度根據(jù)四個(gè)型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分流道長(zhǎng)度適中，如圖6所示。3.2.3分流道的當(dāng)量直徑流過一級(jí)分流道塑料的質(zhì)量m=pV塑二1.05xll.075x4=46.52g106g因該塑件壁厚為1.5mm，單行分流道長(zhǎng)度為l=40mm，按參考文獻(xiàn)中式（2-20）得D=0.2654.m4L04.52mm3.2.4分流道的截面形狀本流道采用梯形截面，其加

26、工工藝好，切塑料熔體的熱量散失、流動(dòng)阻力不大。3.2.5分流道界面尺寸表2部分塑料常用分流道斷面尺寸推薦范圍塑料的名稱分流道斷面直徑(mm)塑料名稱分流道斷面直徑(mm)ABS、AS4.89.5聚苯乙烯3.510聚乙烯1.69.5軟聚氯乙烯3.510尼龍類1.69.5聚氨酯6.58聚甲醛3.510熱塑性聚酯3.58丙烯酸塑料810聚苯醚6.510根據(jù)上表可取梯形的上底寬度為B=5.4mm(便于選擇刀具)，底面圓角的半徑R=lmm,梯形高度取H=2B/3=3.6mm,設(shè)下底寬度為b,梯形面積滿足如下關(guān)系。代值計(jì)算得b=3.824mm，考慮到梯形底部圓弧對(duì)面積的減少及脫模斜度等因素，取b=4.5m

27、m。通過計(jì)算梯形斜度0=7.2。，基本符合要求，如圖7所示。5,4圖7分流道截面形狀與尺寸3.2.6凝料體積分流道的長(zhǎng)度為L(zhǎng)八=(44.52+7.5+25.48)x2=152mm.分分流道截面積凝料體積5.4+3.62x4=20mm2V二LA二152x20=3040mm3=3.04cm3分分分考慮到圓弧的影響取#八=3cm3分3.2.7校核剪切速率(1)確定注射時(shí)間：由參考文獻(xiàn)表4-8，可取t=1.6s。計(jì)算單邊分流道體積流量：V/2+2Vq=分塑分t1.5+11.075x216=14.78cm3-s-13)由參考文獻(xiàn)3(式2-22)可得剪切速率=3.041x103s-13.3q3.3x14.

28、78分=兀R33.14x2.262x10-3分該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流道德最佳剪切速率在5x1025x103s-1之間，所以，分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。3.2.8分流道的表面粗糙度和脫模斜度分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般取其粗糙度為Ra1.25pm2.5pm即可，此處取Ra1.6pm。另外其脫模斜度一般在510之間，通過上述計(jì)算脫模斜度為10.6，脫模斜度足夠。澆口的設(shè)計(jì)該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，表面質(zhì)量要求較高，采用一模四腔注射，為方便調(diào)整沖模時(shí)的剪切速率和封閉時(shí)間，因此采用側(cè)澆口。其界面形狀簡(jiǎn)單，易于加工，便于試模后修整，切開設(shè)在分型面上，從型腔的邊緣進(jìn)料。運(yùn)

29、用pro/E分析工具PLASTICAdvisor對(duì)澆口選擇點(diǎn)和熔料充型難易程度進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，澆口選定在分型面上，從塑件底部進(jìn)料填充，如圖8所示。兮PIASTTC且Lk如7.0-prtDQD2-prtn(12圖8澆口的選定和充型模擬經(jīng)pro/E分析工具PLASTICAdvisor充型模擬分析，選取圖8所示澆口進(jìn)行充型，能很好的實(shí)現(xiàn)塑件熔體的填充，分析結(jié)果如圖9所示ResultsSumrinaryGcxctelLEillang/bi嚴(yán)讓71LIingiXrifllycic己Ifourpartcanteeasilyfilledthscceptat!equalityusinsrthia疇ntinjec

30、tianLoao.iLonz.Ezport7&Spre5niailConsuli.Act-udlLnj4aiLThis:.65E4CkctualIrijecticin20OBNFaVtldlines:gkirTrtps:IaeShotVal-arie:13.04cu.amletinAtadCycleTime*:9.89cacFillniiEClwpForce:2.87lazuliClaiipForacJItqq.:30.92!，amFaQbdngCLarpFcorc他怎i；4.0ZNF&)1.Z7七皿首站DE(IBIBFl?a)5.07juwQ120(24LOFl?a)7.60tann4圖9充

31、型結(jié)果顯示3.3.1側(cè)澆口尺寸的確定（1）計(jì)算側(cè)澆口的深度。根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2-6，可得側(cè)澆口的深度h的計(jì)算公式為h=nt=1.5x0.7=1.05mm式中，t是塑件壁厚，這里t=1.5mm；n是塑料成型系數(shù)，對(duì)于ABS，其成型系數(shù)為n=0.7為了便于今后試模是發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行修模處理，并根據(jù)參考文獻(xiàn)2表4-9中推薦的ABS側(cè)澆口的厚度為1.2mm1.4mm，故此處澆口深度h取1.3mm。（2）計(jì)算側(cè)澆口的寬度。根據(jù)參考文獻(xiàn)；1表2-6，可得側(cè)澆口的寬度B的計(jì)算公式為廠nA0.6.7262.47B=1.7mm3030式中，A為凹模的內(nèi)表面積（約等于塑件的外表面積）。（3）計(jì)算側(cè)澆口的長(zhǎng)度。根據(jù)表2

32、-6啊，可取側(cè)澆口的長(zhǎng)度L=0.75mm。澆3.3.2側(cè)澆口剪切速率的校核（1）確定注射時(shí)間：查參考文獻(xiàn)表2-3，可取t=1.6s；（2）計(jì)算澆口的體積流量：q=塑=6.92cm2-s-1澆t1.6（3）計(jì)算澆口的剪切速率：對(duì)于矩形澆口可得：Y=旦澆4x104s-1，則兀R3nY=凹澆=3.336.92=169971.7x104s-14x104s-1，剪切速率合格。兀R3兀x0.0753n式中，R為矩形澆口的當(dāng)量半徑，即R=3；竺=3：護(hù)xf=0.75mm。nn兀L+1丿X2該矩形澆口的剪切速率比較大，首先把澆口面積適當(dāng)做小一點(diǎn)，通過試模根據(jù)塑件成型情況來調(diào)整。校核主流道的剪切速率上面分別求出

33、了塑件的體積、主流道的體積、分流道的體積（澆口體積的大小可以忽略不計(jì)）以及主流道的當(dāng)量半徑，這樣就可以校核主流到熔體的剪切速率。1)計(jì)算主流道的體積流量V+V+nVq=-分塑主tI3+3+a075%4=30.55cm3s-i1.62)計(jì)算主流道的剪切速率二1.052x103s-1.3.3q3.3x30.55Y=主二一兀R33.14x3.1253X10-3主主流道的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率5x1025x103s-1之間，所以，主流道的剪切速率合格。冷料穴的設(shè)計(jì)計(jì)算冷料穴位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上，其作用主要是儲(chǔ)存熔體前鋒的冷料，防止冷料進(jìn)入模具型腔而影響制品的表面質(zhì)量。本設(shè)計(jì)既有主

34、流道冷料穴又有分流道冷料穴。由于該塑件表面要求沒有印痕，采用脫模板推出塑件，故采用球頭形拉料桿匹配的冷料穴。開模時(shí)，利用凝料對(duì)球頭的包緊力使凝料從主流道陳濤中脫出。成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算4.1.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模結(jié)構(gòu)的不同可將其分為整體式、整體嵌入式、組合式、和鑲拼式四種。根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)，選用的是整體式凹模，它是由一整塊金屬材料(也稱定模板或凹模板)直接加工而成。其特點(diǎn)是為非穿通式模體，強(qiáng)度好，不易變形。但由于加工困難，故只適用于小型且形狀簡(jiǎn)單的塑件成型。此時(shí)可省去定模座板根據(jù)歲塑件的結(jié)構(gòu)分析，本設(shè)計(jì)采用整體嵌入式凹模，如圖10所示

35、。圖10整體嵌入式凹模(2)凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(型芯)凸模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通?？梢苑譃檎w式組合式兩種類型。該塑件采用整體式型芯，如圖11所示，因塑件的包緊力較大，所以設(shè)在動(dòng)模部分。圖11凸模型芯4.2.成型零件鋼材的選用根據(jù)對(duì)成型塑件的分析，該塑件的成型零件要有足夠的剛度、強(qiáng)度、耐磨性及良好的抗疲勞性，同時(shí)考慮到它的機(jī)械加工性能和拋光性能。又因?yàn)樵撍芗榇笈可a(chǎn)，所以構(gòu)成型腔的嵌入式凹模鋼材選用P20。對(duì)于成型塑件內(nèi)表面的型芯來說，由于脫模時(shí)與塑件的磨損嚴(yán)重，因此鋼材選擇P20鋼，進(jìn)行滲氮處理。4.3成型零件工作尺寸的計(jì)算采用參考文獻(xiàn)2中式(2-26)(2-30)相應(yīng)公式中的平均尺

36、寸法計(jì)算成型零件尺寸，塑件尺寸公差按照塑件零件圖中給定的公差計(jì)算。4.3.1凹模內(nèi)尺寸的計(jì)算塑件外部尺寸的轉(zhuǎn)換，塑件外緣基本尺寸為50mm、80mm未注公差，屬A類尺寸，按照任務(wù)書上要求尺寸精度MT7進(jìn)行計(jì)算，則l二50土0.66二5O.66omm,相應(yīng)塑件的制造公差為A=1.32mm；s0-1.320l=80土0.9=8O.9omm，相應(yīng)塑件的制造公差為A=1.8mm。s1-1.80L+S)-xAh0M0cps0000二K1+0.005)x50.66-0.58x1.320-203二50.1477+0.203二50.1+0.250mm00+0.023LM1二K1+0.005)x80.9-0.5

37、6x1.8b.3二80.296+0.3二80.2+0.396mm00+0.096式中，S是塑件的平均收縮率，查表參考文獻(xiàn)5中表1-4可知ABS的收縮率為cp0.3%0.8%，所以取其平均收縮率S=0.003+0.008二0.005；x是系數(shù)，查參cp20考文獻(xiàn)可得x=0.56；A是塑件上相應(yīng)尺寸的公差(下同)，5z是塑件上相應(yīng)000制造公差，對(duì)于中小型塑件取5=A(下同)。z6塑料罩殼注射模設(shè)計(jì)塑料罩殼注射模設(shè)計(jì) 4 4.3.2凹模深度尺寸的計(jì)算塑件高度尺寸的換算：塑件的高度基本尺寸H二14土0.44=14.440mm，S1-0.88mm，相應(yīng)公差是A=1.08mm。2相應(yīng)公差是A=0.88m

38、m；H二20土0.54二20.5401S2-1.08塑件高度為未注公差尺寸，屬A類尺寸，按MT7級(jí)進(jìn)行計(jì)算。H+S)xl-xA1*M1cps1110=K1+0.005)x14.44-0.56x0.8810147=14.0194+0.147=14.019+0.1474=14.1+0.066mm00+0.0004-0.079H=K+S)xl-xAhM2cps2220+0.048-0.004=K1+0.005)x20.54-0.55x1.0811-08=20.0481-08=20.048-1-228=20.1+0.976mm0式中，x、1x是系數(shù)，查表2-20得，2x=0.56，1x=0.55。24

39、.3.3型芯尺寸的計(jì)算塑件內(nèi)徑向尺寸的轉(zhuǎn)換：L=77土0.43mm=76.57+0.86mm,S10相應(yīng)制造公差為A=086mm；3相應(yīng)制造公差為A3=0.64mm那么則有l(wèi)=C+SLL-xaM1|_cps133o-O式中，x是系數(shù)，查表2-20可得，3x=0.56。3L=47土0.32mm=46.68+0.64mm，S10l=E+S)xL-xA1M1cps133-z3=K1+0.005)x76.57+0.56x0.43】=77.19365。=77.1+0.094mm；-0.1434-0.1434-0.050z3=K1+0.005)x46.68+0.65x0.64】二47.33。二47.3+0

40、.03mm-0.1067-0.1067-0.074.3.4型芯高度尺寸的計(jì)算塑件內(nèi)腔高度尺寸轉(zhuǎn)換：h二12.5土0.34mm二12.16+0.68mm，s10相應(yīng)的制造公差A(yù)=0.68mm；h=18.5土0.44mm=18.06+0.88mm,s20相應(yīng)的制造公差A(yù)5=0.88mm。hM1)xhcps1-xA-044一&4二K1+0.005)x12.16+0.58x0.68】-0.1134二12.61520二12.6+0.015mm-0.1134-0.002hM2)xhcps2-xA055一&5=K1+0.005)x18.06+0.56x0.88】-0.147=18.643。=18.6+0.0

41、43mm-0.147-0.1044.356、8、10型芯徑向尺寸的計(jì)算6、8、10自由公差按MT5查得:e6+0.24、e8+0.29、轉(zhuǎn)換,000因此得：l=K+S)xlM3cps3-xA066-5z6=K1+0.005)x6+0.7x0.24】=6.198。-0.04-0.04l=E+S)xl-xA1M4cps477-gz7=6.1+0.098mm+0.054lM5=K1+0.005)x8+0.7x0.29】-0.0483=8.2430=8.2+0.043mm-0.0483-0.005)xlcps5-xA088一&8K1+0.005)x10+0.7x0.29】=10.2530=10.2+0

42、.053mm-0.0483-0.0483-0.00474.3.6成型孔的高度2x6、2x8、2x010的成型芯是與凹模碰穿，所以公差應(yīng)該取正，以利于修模。4.3.7成型孔間距的計(jì)算成型孔之間的距離分別如下:CM1+S15=(1+0.005)x24土0.0417=24.12土0.0417=24.1+0.0617mmcps12z-0.0217CM2+SLL15=(1+0.005)x26土0.0417=26.13土0.0417=26.1+0.0717mmcps22z2-0.0117塑件凹模嵌件及型芯的成型尺寸的標(biāo)注如圖12所示。00-0D-11T-0470一匚pi+0.250JU+0.023冷華皤2

43、x084ogo5R3O10，(或兀t3.14x1.5“25+8二22.310)，因此根據(jù)參考文獻(xiàn)2中式(4-25)可得脫模力為3.14x1.5+0.1A8tESLcosQ(f-tan)(1-)K28xL5xL8x103(O.0556xcosrG.45-tan】。)*0.1x14476二2176.12Nmm(0.36)x1.00783-cp6小型芯脫模力對(duì)于此處小型芯其“r二存33410,跟根據(jù)參考文獻(xiàn)2中式(4-26)計(jì)算其脫模力為(iRrESL(f-tanQ)+卩+K)K丿12+0.1A2x3+0.1x3.14x3.052x3=112.86N2x3.14x5x1.8x103x6.1x(0.4

44、5-tan1。)(1+0.36+2.9)x1.0078同上述(2)中步驟，分別計(jì)算得到q8小型芯脫模力、Q10小型芯脫模力為F3=154.74N，F(xiàn)4=198.2N。式中E塑料的拉伸彈性模量(MPa)；S塑料成型的平均收縮率（）；t塑件的壁厚（mm）；L被包型芯長(zhǎng)度（mm）；卩塑料的泊松比（查參考文獻(xiàn)表2-12）；*脫模斜度（。）；f塑料與鋼材之間的摩擦系數(shù)；A型芯的平均直徑（mm）；2X2K由X和申決定的無因次數(shù)，K=塔1COS申2+2入cos申K由X和*決定的無因次數(shù)，K=1+fsin*cos*。2（4）總脫模力的大小F=F+F+F+F=2176.12+116.86+154.74+198.

45、2=2645.92N.13345.2.推出方式的確定5.2.1采用推桿推出（1）推出面積設(shè)4mm的圓推桿設(shè)置16根（4X4根），那么推出面積為（2）推桿推出力兀A=一d2x16=4兀x32=200.96mm241根據(jù)參考文獻(xiàn)表2-12取許用應(yīng)力c=14MPaF2645.92c=F=2645.92=13.17MPac=14MPaA200.96因此，經(jīng)上述計(jì)算得出，在實(shí)際生產(chǎn)中，以此推桿推出塑件，不會(huì)有頂白或者頂破的可能，故采用推桿推出。模架的確定6.1各模板厚度尺寸的確定（1）A板尺寸A板是定模固定板，塑件高度為20mm,考慮到模板上還要開設(shè)冷卻水道，必須留出足夠的距離，故A板厚度取50mm。（

46、2）B板尺寸B板是型芯固定板，按照標(biāo)準(zhǔn)模架標(biāo)準(zhǔn)板厚度取為60mm。C板(墊塊)尺寸墊塊=推出行程+推板厚度+推桿固定板厚度+(510)mm=(25+25+20+510)mm=75mm85mm,此處初步選定C板厚度為80mm。計(jì)算并選擇模架型號(hào)模具的大小主要取決于塑件的大小和結(jié)構(gòu),對(duì)于模具而言,在保證足夠的強(qiáng)度和剛度的條件下,模具結(jié)構(gòu)以緊湊實(shí)用為好?，F(xiàn)根據(jù)一種標(biāo)準(zhǔn)模架選型的經(jīng)驗(yàn)方法進(jìn)行模架的選擇,即是根據(jù)塑件在分型面上投影的面積或者模仁周邊尺寸,以塑件布置在推桿推出范圍之內(nèi)及復(fù)位桿與型腔或是模仁邊緣保持一定距離為原則來確定模架的大小。其具體計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式如下：塑件投影寬度WW-103塑件投影長(zhǎng)度L

47、W+10=130+10=140mm3LL+D+30=190+25+30=235mm22查參考文獻(xiàn)表7-4，可取W=150mm，L=250mm，根據(jù)以上計(jì)算可得32W=300mm，因此考慮采用300mmx350mm的模架，同時(shí)又考慮到是采用推件板和推桿綜合推出方式，且推桿均勻布置在型芯內(nèi)，這樣推桿邊緣與推桿固定板邊緣距離較大，因此為降低模具成本，可適當(dāng)減少模具架尺寸，另考慮導(dǎo)柱、導(dǎo)套、水路的布置等因素，根據(jù)參考文獻(xiàn)表7-1可確定選用帶推桿的側(cè)澆口DCT型模架，根據(jù)表7-4得WxL=300mmx300mm及各板得厚度尺寸。經(jīng)上述計(jì)算，模架尺寸已經(jīng)確定，根據(jù)注射模中小型模架及技術(shù)條件(GB/T125

48、562006)標(biāo)準(zhǔn)，將模架標(biāo)記為DCT3030-60X70X80GB/T12555-2006。6.3模架尺寸的校核根據(jù)所選注射機(jī)來校核模具設(shè)計(jì)的尺寸。模具平面尺寸300mmx300mm1.66m/s合理60 x兀d260 x3.14x0.00828.2.6求冷卻管壁與水交界的膜轉(zhuǎn)熱系數(shù)h因?yàn)槠骄疁貫?3.5C，查參考文獻(xiàn)表4-31可得f二0.672，則有:了4.187f(pv)0.84.187x6.72x(1000 x1.93)0.8()h二二二31412.33kJ/m2-h-C。丿d0.20.0080-28.2.7計(jì)算冷卻水道的導(dǎo)熱總面積AWQ12.33x355As8.45x10-3m2h

49、A931412.33x(40-23.5丿8.2.8計(jì)算冷卻模具水管的總長(zhǎng)度L=0.336m=336mmA_8.45x10-3nd3.14x0.088.2.9冷卻水路的根數(shù)x以塑件外圍尺寸為基準(zhǔn)，大致確定冷卻水路的根數(shù)為：x二L/1=336二1.29根2x(80+50)由上述計(jì)算可以看出，一條冷卻水路對(duì)于模具來說顯然是不合適的，本設(shè)計(jì)中采用動(dòng)定模兩條冷卻水路來對(duì)型芯和凹模嵌件進(jìn)行冷卻，成型零件的冷卻水道開設(shè)如圖所示。導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)模、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。按作用分為模外定位和模內(nèi)定位。模外定位是通過定位圈與注射機(jī)相配合，是模具的澆口套能與注射機(jī)噴嘴精確定位；而模內(nèi)定位機(jī)構(gòu)則通過導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行合模定位。錐面定位則用于動(dòng)、定模之間的精密定位。本模具所成型的塑件比較簡(jiǎn)單，模具定位精度要求不是很高，因此可采用木架本身所自帶的定位機(jī)構(gòu)。9.1導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)模具導(dǎo)柱導(dǎo)向的導(dǎo)柱、導(dǎo)套結(jié)構(gòu)，適用于精度要求高、生產(chǎn)批量大的模具。同時(shí)在設(shè)計(jì)導(dǎo)柱和導(dǎo)套時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：導(dǎo)柱應(yīng)合理的均布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度。導(dǎo)柱的長(zhǎng)度應(yīng)比型芯端面高出68mm，以免型芯進(jìn)入凹模時(shí)與凹模相碰而損壞。導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨度和強(qiáng)度，常采用20#低碳鋼經(jīng)滲碳0.50.8mm,淬火4855HRC,也可用T8