兩則孔淺兩則孔淺圓盒注射模畢業(yè)設(shè)計-20170408

1、 景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書題目： 兩側(cè)孔淺圓盒注塑模具設(shè)計 英文題目： DESIGN OF INJECTION MOLD FOR SHALLOW HOLE BOX ON BOTH SIDES 學(xué) 院： 機械電子工程學(xué)院 專 業(yè)： 材料成型及控制工程 姓 名： 彭志光 學(xué) 號： 201310340125 指導(dǎo)教師： 湯國興 完成時間： 2017年5月11日 摘要 本次畢業(yè)設(shè)計是塑料兩側(cè)孔淺圓盒的模具結(jié)構(gòu)及工藝設(shè)計。具體內(nèi)容包括模具結(jié)構(gòu)設(shè)計模具型腔數(shù)量和布局的確定、注射機選擇，澆注系統(tǒng)設(shè)計、溫度控制系統(tǒng)設(shè)計、模架及其標準件的選用、脫模、成型部件的設(shè)計；工藝設(shè)計注塑工藝、主要模具零件

2、機加工藝及模具裝配工藝設(shè)計。最后的裝配與公差配合要很好的達到要求對設(shè)計者也是一個很大難度的挑戰(zhàn)。因此，設(shè)計過程中經(jīng)過了多次計算和修改，使論文與設(shè)計達到預(yù)定的使用要求。從中學(xué)習(xí)到了許多的模具設(shè)計的知識和對在校所學(xué)知識的深化，有利于提高模具的生產(chǎn)效率和節(jié)約了生產(chǎn)成本，并大大縮短了生產(chǎn)的周期。關(guān)鍵詞：兩側(cè)孔淺圓盒 模具結(jié)構(gòu) 工藝分析Abstract The graduation design is talking about the plastic two holes in the mold cavity of the mold structure and process design. The d

3、esign of the mold control system, the selection of the mold frame and its standard parts, the design of the mold part, the design of the molding part, the design of the mold part, the design of the mold part, the design of the mold, - injection molding process, the main mold parts machine processing

4、 and mold assembly process design. The final assembly with the tolerance to meet the requirements of the designer is also a very difficult challenge. therefore. After the design process has been calculated and modified several times, so that the paper and design to achieve the intended use of the re

5、quest. From which to learn a lot of mold design knowledge and knowledge of the school in the deepening of the mold is conducive to improving the efficiency of production and save production costs, and greatly shorten the production cycle.Key words: two holes shallow box; mold structure; process anal

6、ysis;目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc19190 1. 緒論 PAGEREF _Toc19190 1 HYPERLINK l _Toc1174 1.1 塑料模具現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 PAGEREF _Toc1174 1 HYPERLINK l _Toc25197 1.1.1模具制造技術(shù)現(xiàn)狀及其發(fā)展 PAGEREF _Toc25197 1 HYPERLINK l _Toc19632 2. 塑件的結(jié)構(gòu)分析與成型工藝設(shè)計 PAGEREF _Toc19632 3 HYPERLINK l _Toc22210 2.1 塑料的結(jié)構(gòu)分析 PAGEREF _Toc22210

7、3 HYPERLINK l _Toc8558 2.2.1 塑料的外型分析 PAGEREF _Toc8558 3 HYPERLINK l _Toc31859 2.1.2 塑件材料(Abs)分析 PAGEREF _Toc31859 4 HYPERLINK l _Toc6453 2.1.3 確定塑件收縮率 PAGEREF _Toc6453 4 HYPERLINK l _Toc23729 2.1.4 壁厚的確定 PAGEREF _Toc23729 4 HYPERLINK l _Toc7014 2.1.5塑件的脫模斜度 PAGEREF _Toc7014 5 HYPERLINK l _Toc128 2.1

8、.6 圓角的設(shè)計 PAGEREF _Toc128 5 HYPERLINK l _Toc30580 2.1.7斜頂?shù)男倍?PAGEREF _Toc30580 5 HYPERLINK l _Toc16895 2.2注射模設(shè)計與成形工藝 PAGEREF _Toc16895 5 HYPERLINK l _Toc11671 2.2.1 注射成形前的準備 PAGEREF _Toc11671 5 HYPERLINK l _Toc15573 2.2.2 注射過程 PAGEREF _Toc15573 5 HYPERLINK l _Toc15869 2.2.3塑件的后處理 PAGEREF _Toc15869 6

9、HYPERLINK l _Toc32527 2.3塑件的工藝分析 PAGEREF _Toc32527 7 HYPERLINK l _Toc15023 2.3.1注射成型原理 PAGEREF _Toc15023 7 HYPERLINK l _Toc26104 3. 塑料注射模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計 PAGEREF _Toc26104 8 HYPERLINK l _Toc31115 3.1注射模結(jié)構(gòu)選取和注射機的選擇 PAGEREF _Toc31115 8 HYPERLINK l _Toc11959 3.1.1型腔數(shù)目的確定 PAGEREF _Toc11959 8 HYPERLINK l _Toc28405

10、 3.1.2分型面的設(shè)計 PAGEREF _Toc28405 8 HYPERLINK l _Toc16175 3.1.3型腔的配置 PAGEREF _Toc16175 9 HYPERLINK l _Toc10206 3.2 注射機選擇 PAGEREF _Toc10206 10 HYPERLINK l _Toc17287 3.2.1 注射量的計算 PAGEREF _Toc17287 10 HYPERLINK l _Toc10266 3.2.2 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 PAGEREF _Toc10266 11 HYPERLINK l _Toc27051 3.2.3 選用注射機 PAGEREF

11、_Toc27051 11 HYPERLINK l _Toc21834 3.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計 PAGEREF _Toc21834 12 HYPERLINK l _Toc18150 3.3.1澆注系統(tǒng)的簡介 PAGEREF _Toc18150 12 HYPERLINK l _Toc17496 3.3.2澆注系統(tǒng)的分類及組成 PAGEREF _Toc17496 12 HYPERLINK l _Toc17948 3.3.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計的原則 PAGEREF _Toc17948 13 HYPERLINK l _Toc16307 3.3.4主流道的設(shè)計 PAGEREF _Toc16307 13 HYPE

12、RLINK l _Toc20149 3.4推出機構(gòu)設(shè)計 PAGEREF _Toc20149 14 HYPERLINK l _Toc1292 3.5脫模機構(gòu)的設(shè)計原則與選用 PAGEREF _Toc1292 14 HYPERLINK l _Toc29661 3.6合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 PAGEREF _Toc29661 15 HYPERLINK l _Toc32284 3.7導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 PAGEREF _Toc32284 15 HYPERLINK l _Toc30398 3.8 排溢系統(tǒng)的設(shè)計 PAGEREF _Toc30398 16 HYPERLINK l _Toc13416 3.9 成型

13、零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算 PAGEREF _Toc13416 17 HYPERLINK l _Toc31655 3.9.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 PAGEREF _Toc31655 17 HYPERLINK l _Toc99 3.9.2 成型零件鋼材的選用 PAGEREF _Toc99 18 HYPERLINK l _Toc4406 3.9.3 成型零件工作尺寸的計算 PAGEREF _Toc4406 18 HYPERLINK l _Toc13915 3.10支撐零部件的設(shè)計 PAGEREF _Toc13915 19 HYPERLINK l _Toc25085 4. 塑料注射模其它設(shè)計 PAGERE

14、F _Toc25085 20 HYPERLINK l _Toc26646 4.1選標準模架 PAGEREF _Toc26646 20 HYPERLINK l _Toc27714 4.2成型零件材料選用 PAGEREF _Toc27714 20 HYPERLINK l _Toc18440 4.3注射模鋼種的選用 PAGEREF _Toc18440 20 HYPERLINK l _Toc14535 4.4最大注射壓力的校核 PAGEREF _Toc14535 21 HYPERLINK l _Toc25480 4.5最大注塑量的校核 PAGEREF _Toc25480 22 HYPERLINK l

15、_Toc4282 4.6模具與注塑機安裝部分相關(guān)尺寸校核 PAGEREF _Toc4282 22 HYPERLINK l _Toc21366 4.7開模行程校核 PAGEREF _Toc21366 22 HYPERLINK l _Toc29757 4.9斜頂抽出距離的校核和干涉的校核 PAGEREF _Toc29757 23 HYPERLINK l _Toc16164 4.9.1斜頂抽出距離的校核 PAGEREF _Toc16164 23 HYPERLINK l _Toc24108 4.9.2斜頂干涉的校核 PAGEREF _Toc24108 23 HYPERLINK l _Toc11145

16、4.9.3模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 PAGEREF _Toc11145 24 HYPERLINK l _Toc1798 4.9.4冷卻裝置的設(shè)計原則 PAGEREF _Toc1798 24 HYPERLINK l _Toc8450 4.9.5冷卻裝置的選用 PAGEREF _Toc8450 24 HYPERLINK l _Toc10276 5. 模具安裝和試模 PAGEREF _Toc10276 26 HYPERLINK l _Toc17457 6.結(jié)論 PAGEREF _Toc17457 27 HYPERLINK l _Toc2465 7. 經(jīng)濟分析 PAGEREF _Toc2465 28 HYP

17、ERLINK l _Toc8888 致謝 PAGEREF _Toc8888 31 HYPERLINK l _Toc14506 參考文獻 PAGEREF _Toc14506 321. 緒論1.1 塑料模具現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.1.1模具制造技術(shù)現(xiàn)狀及其發(fā)展模具行業(yè)的產(chǎn)品屬于生產(chǎn)過程中的中間產(chǎn)品，其需求依賴于下游各行業(yè)的發(fā)展需求，因此，世界經(jīng)濟的發(fā)展對模具行業(yè)的發(fā)展有著要的作用。從 2003 年起世界模具業(yè)一直處于穩(wěn)步上升態(tài)勢，到 2014年市場規(guī)模為 1025 億美元，2015 年為 1070 億美元。預(yù)計到 2016 年將在 1200 億美元左右。近年來，隨著汽車、消費電子、家用電器等行業(yè)的快速發(fā)

18、展，我國模具制造規(guī)模日漸增大。我國國家統(tǒng)計局的數(shù)據(jù)表明，近 10 年來，除 2008 年受國際金融危機影響增速有所下滑外，中國模具工業(yè)一直保持著快速發(fā)展的態(tài)勢。我國模具的制造能力已從改革開放初期的數(shù)十億元增加到2015年的2100億元，從業(yè)人員從幾萬人增加到百萬人，其中銷售額超過 1700 億元，2005-2014 年行業(yè)總產(chǎn)值年均增速保持在20% 以上。我國模具行業(yè)的不但基本滿足我國制造業(yè)對模具數(shù)量、品種和質(zhì)量的要求，而且具備了幾乎所有模具品種的批量出口能力 2015年我國的模具出口額達到 50.8 億美元。塑料模具是模具行業(yè)的重要組成部分，主要包括注塑成型模具、擠出模具、吹塑模具、吸塑模具

19、、吸附模具、發(fā)泡模具、搪塑模具等模具類型，并被廣泛應(yīng)用于家電、汽車、鐵路交通、航空航天、軍工等領(lǐng)域的塑料零件生產(chǎn)。隨著汽車、家電、電子通信行業(yè)的迅速發(fā)展，塑料模具具有良好的發(fā)展前景。據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，我國塑料模具銷售總額占整個模具市場銷售總額的 45% 左右，塑料模具銷售額由 275 億元增長至 735 億元，年復(fù)合增長率約 12%。從現(xiàn)在的行業(yè)發(fā)展情況來看，雖然我國模具市場一直發(fā)展良好，但是與其他制造業(yè)一樣，產(chǎn)業(yè)全球化不斷加劇。最終生產(chǎn)工藝簡單、精度要求低的模具加工訂單勢必會向生產(chǎn)技術(shù)落后、發(fā)展水平較低的國家或地區(qū)遷徙，而具有生產(chǎn)較高水準的模具生產(chǎn)企業(yè)則能參與全球化的市場競爭。因此，在

20、產(chǎn)品技術(shù)方面，我國模具制造企業(yè)未來必將加大高端人才的培養(yǎng)力度，加大制造水平的研發(fā)投入，提高技術(shù)水平，提高技術(shù)產(chǎn)出，向著信息化、數(shù)字化、無圖化、精細化、自動化的方向發(fā)展，從而使得產(chǎn)品更精密、更經(jīng)濟，更多樣，滿足大型生產(chǎn)的需要。對于公司管理技術(shù)方面，在技術(shù)交叉、產(chǎn)業(yè)鏈較為集中的市場需求下，模具向上下游延伸趨勢更加明顯，供應(yīng)鏈管理技術(shù)、精益制造與模具生產(chǎn)的自動化、激光加工、3D、逆向工程等技術(shù)在行業(yè)內(nèi)已被積極采用。這些技術(shù)的使用使得模具企業(yè)能優(yōu)化生產(chǎn)模式，高效配置自動化與智能化資源，讓生產(chǎn)管理更精準高效，同時，更能挖掘客戶與產(chǎn)品的潛在價值，并使企業(yè)進一步向技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)品品牌化、經(jīng)營國際

21、話的方向發(fā)展，從而走上“專而精而特”的差異化發(fā)展之路。2. 塑件的結(jié)構(gòu)分析與成型工藝設(shè)計2.1 塑料的結(jié)構(gòu)分析2.2.1 塑料的外型分析 塑件如圖2.1所示圖2.1 塑件圖 這是塑料兩側(cè)孔淺圓盒的三維視圖，塑料的兩側(cè)有通孔。塑料結(jié)構(gòu)比較簡單，塑件制件表面無明顯痕跡。材料要求為Abs，生產(chǎn)批量為大批量，塑件公差按模具設(shè)計要求進行轉(zhuǎn)換。2.1.2 塑件材料(Abs)分析塑料ABS無毒、無味，外觀呈象牙色半透明，或透明顆?；蚍蹱?。密度為1.051.18g/3,收縮率為0.4%0.9%,彈性模量值為2Gpa,泊松比值為0.394，吸濕性250。ABS屬于無定形聚合物，無明顯熔點。由于其牌號品級繁多，在

22、注塑過程中應(yīng)按品級的不同制訂合適的工藝參數(shù)，一般在160以上，240以下即可成型。因為溫度過高，有破壞ABS中橡膠相的傾向，而且在250以上開始出現(xiàn)分解。在成型過程中、ABS熱穩(wěn)定性較好，可供選擇的范圍較大，不易出現(xiàn)降解或分解。而且ABS的熔體粘度適中，其流動性比聚氯乙烯、聚碳酸酯等要好，而且熔體的冷卻固化速度比較快，一般在515S內(nèi)即可冷固。ABS的流動性與注射溫度和注射壓力都有關(guān)系，其中注射壓力稍敏感些。為此，在成型過程中可從注射壓力人手，以降低其熔體粘度，提髙充模性能。ABS因組分的不同，吸的性能各異，其表面粘附水及吸水率在0.20.5%有時可達0.30.8%之間，為了得到較為理想的制品

23、，在成型前作干燥處理，使含水量降至0,1%以下。否則制件表面將會出現(xiàn)氣泡、銀絲等疵病。2.1.3 確定塑件收縮率 模具型腔和型芯的加工尺寸除了計算基本尺寸之外，還有一個加工公差的問題。按照慣例，模具的加工公差為塑料公差的1/4。但由于塑料收縮率范圍和穩(wěn)定性各有差異，首先必須合理化確定不同塑料所成形塑件的尺寸公差。Abs的收縮率為0.4%-0.9%，在設(shè)計本產(chǎn)品時，結(jié)合產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)工藝特點和材料的特性，在本設(shè)計中，零件中，零件的收縮率為0.5%。2.1.4 壁厚的確定塑件壁厚對成形工業(yè)的影響很大，合理的去頂塑件的壁厚是很重要的。塑件的壁厚首先決定于塑件的使用要求，壁厚過小，成型時流動阻力大，大型復(fù)

24、雜塑件難以充滿型腔。設(shè)計要求本產(chǎn)品的壁厚設(shè)置為3.0mm，是根據(jù)零件的工作要求、擺放位置和化學(xué)和流動特性確定。2.1.5塑件的脫模斜度根據(jù)產(chǎn)品的外型，結(jié)合的工作條件、工藝特點，為提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和表質(zhì)量，脫模斜度設(shè)置為32.1.6 圓角的設(shè)計在塑件的設(shè)計過程中，為了避免應(yīng)力集中，提高塑件的強度，改善熔體的流動情況和便于脫模，在塑件各內(nèi)外表面的轉(zhuǎn)角連接處，均應(yīng)采用圓弧過渡。此外，有了圓角，模具在淬火或使用時不致應(yīng)力集中而開裂。一般內(nèi)外圓弧半徑R1均為壁厚1的1.5至2.5倍。2.1.7斜頂?shù)男倍刃表斣谟嬎闫溟_模角度時盡量取大, 角度以不超過10為原則. 另需考慮斜梢開模后退行程中可能會帶動成品

25、偏移, 這里選取52.2注射模設(shè)計與成形工藝包括成形前的準備、注射過程和制品的后處理。2.2.1 注射成形前的準備（一）原料的檢驗和預(yù)處理根據(jù)塑料工藝性能要求，檢驗其各種性能指標，如含水量等。對于該塑件材料Abs，查本節(jié)參考文獻得丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物Abs吸水率0.03%,允許水含量為0.05%-0.20%。由于該塑料不易吸水，估可以不進行干燥處理。2.2.2 注射過程注射的過程包括：加料、塑化、注射、保壓、冷卻、脫模。但就塑料注射成型中的實質(zhì)變化來說，分為塑料的塑化、熔體充滿型腔和冷卻定型三大過程。加料由注射機的料斗落入一定量的塑料，以保證操作穩(wěn)定、塑料塑化均勻，最終獲得良好的塑件。

26、通常其加料量由注射機計量裝置來控制。塑化塑化是指塑料在料筒內(nèi)經(jīng)加熱達到熔融流動狀態(tài)，并具有良好可塑性的全過程就生產(chǎn)的工藝而論，對這一過程的總要求是：在規(guī)定時間內(nèi)提供足夠數(shù)量的熔融塑料，塑料熔體在進入型腔之前要充分塑化，既要達到規(guī)定的成型溫度，又要使塑化料各處的溫度盡量均勻一致，還要使分解物的含量達到最小值。這些要求與塑料的特性、工藝條件的控制及注射機塑化裝置的結(jié)構(gòu)等密切相關(guān)。注射注射機用柱塞或螺桿推動具有流動性和溫度均勻的塑料熔體，從料筒中經(jīng)過噴嘴、澆注系統(tǒng)，直至壓入模腔。保壓保壓是自注射結(jié)束到柱塞或螺桿開始后移的這段過程，即壓實工序。保壓的目的一方面是防止注射壓力杰出后，如果澆口尚未凍結(jié)，發(fā)

27、生型腔中溶料通過澆口流向澆注系統(tǒng)，導(dǎo)致熔體倒流；另一方面則是當型腔內(nèi)熔體冷卻收縮時，繼續(xù)保持施壓狀態(tài)的柱塞或螺桿可迫使?jié)部诟浇娜芰喜粩嘌a充進模具中，使型腔中塑料能成型出形狀完整而致密的塑件。冷卻定型 當澆注系統(tǒng)的塑料已經(jīng)冷卻凝固。繼續(xù)保壓已不再需要，此時可退回柱塞或螺桿，由于通入的冷卻水或空氣德國冷卻介質(zhì)，對模具進一步冷卻，這一階段稱冷卻定型、實際上冷卻定型過程從塑料注入型腔起就開始，它包括從注射完成、保壓到脫模前這一段時間。脫模塑件冷卻到一定溫度即可開模，在推出機構(gòu)的作用下將塑件推出模外。2.2.3塑件的后處理塑件經(jīng)注射成型后，除出澆口凝料。修飾澆口出余料及飛邊毛刺外，常需要進行適當?shù)暮筇?/p>

28、理，借以改善和提高塑件的性能，塑件的后處理主要指退火和調(diào)濕處理。2.3塑件的工藝分析2.3.1注射成型原理 注射成型過程是將粒狀或粉狀的塑料從注射機料斗中加入到塑化料筒內(nèi)，經(jīng)受熱而熔融化成粘流態(tài)然后在注射機螺桿的推動下熔融塑料經(jīng)料筒前端的噴嘴及模具澆注系統(tǒng)而被注入模具的閉合型腔，經(jīng)過一定時間的冷卻或保壓，待塑料在模具型腔內(nèi)凝固定型后，注射機開合模機構(gòu)動作，開啟模具推出塑件。3. 塑料注射模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1注射模結(jié)構(gòu)選取和注射機的選擇注射模的分類方法很多，安注射模結(jié)構(gòu)特征進行分類，可分為10種類型：（1）單分型面注射模；（2）雙分型面注射模；（3）帶有活動鑲件的注射模；（4）斜滑塊側(cè)向抽芯注射

29、模；（5）斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯注射模；（6）自動卸螺紋的注射模；（7）定模設(shè)置推出機構(gòu)的注射模；（8）無流道注射模；（9）帶定距分型拉緊機構(gòu)的注射模；（10）層疊注射模本設(shè)計采用：斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯注射模。因為塑件沒有外螺紋，有側(cè)向抽芯。3.1.1型腔數(shù)目的確定確定型腔數(shù)目的方法有很多，如根據(jù)鎖模力、根據(jù)最大注射量、根據(jù)制品的精度要求、根據(jù)經(jīng)濟性等等。這里選用根據(jù)最大注射量來確定型腔數(shù)目。由于該塑件的精度要求高，塑件生產(chǎn)量為一年30萬件，數(shù)目較大，所以采用一模兩腔的結(jié)構(gòu)形式。3.1.2分型面的設(shè)計分型面的選擇與塑件的幾何形狀及尺寸精度、脫模方法、后處理工序、模具類型、排氣條件、嵌件位置、澆口

30、形式有關(guān)。分型面的選擇有以下8原則：分型面應(yīng)便于塑件制品的脫模分型面的選擇應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽芯分型面的選擇應(yīng)保證塑件制品的質(zhì)量分型面的選擇應(yīng)有利于防止溶料的流出分型面的選擇應(yīng)有利于排氣分型面的選擇使成型零件便于加工分型面的選擇必須考慮注射機的技術(shù)參數(shù)分型面的選擇必須考慮對成型面積的影響為了使塑料制品的脫模和安裝嵌件的需要，模具型腔由兩部分或更多部分組成，這些可分離部分的接觸表面稱為分型面。分型面可能是垂直于合模方向，也可能平行于合模方向。分型面的形狀有平面和斜面，還有階梯面和曲面，現(xiàn)采用平面型分型面。其分型面結(jié)構(gòu)圖3.1如下：圖3.1 分型面的設(shè)計3.1.3型腔的配置這是模具結(jié)構(gòu)總體方案的規(guī)

31、劃和確定。因為一旦型腔布置完畢，澆注系統(tǒng)的走向和類型就已確定。在此基礎(chǔ)上可以選擇合適的標準模架。這里采用一模兩腔，因此型腔一般在標準模架的中央，如圖3.2。圖3.2 型腔布局3.2 注射機選擇3.2.1 注射量的計算通過UG建模分析得塑件質(zhì)量屬性如圖所示。塑件的體積為：V塑=12.3cm3塑料質(zhì)量：m塑=p V塑=12.3*1.05=12.9g（圖3.3）Abs塑料的密度為1.05g/ cm3圖3.3 塑件質(zhì)量3.2.2 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算由于澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計之前不能確定準確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗按照塑件體積的0.2倍1倍來估算，這里按照0.6倍計算，如圖3.4。V總=1.3n

32、V塑=1.3*2*12.3=31.98 cm3圖3.4 塑件體積3.2.3 選用注射機（1）選擇注射機根據(jù)以上計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總=31.98cm3,由V公=V總/0.8=32.12/0.8=39.975cm3。根據(jù)以上的計算，初步選擇公稱注射量為104cm3，注射機型號為XS-ZY-125臥式注射機，其主要技術(shù)參數(shù)見表1。表1 注射機主要技術(shù)參數(shù)理論注射容積/cm3104注射方式螺桿式螺桿直徑/mm42合模力/N9105注射壓力/MPa120噴嘴口直徑/mm4注射行程/mm115最大開合模行程/mm 300合模方式液壓機械最大模具厚度/mm300拉桿空間/

33、mm260290最小模具厚度/mm2003.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計3.3.1澆注系統(tǒng)的簡介注射模澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機噴嘴開始到型腔制件的進料通道，其作用如下：將塑料熔體平穩(wěn)地引入型腔，并使之能填充型腔，并把注射壓力傳到型腔的各部分，以獲得組織致密，外形清晰，表面光潔和尺寸精度的塑件。同時也為了使型腔內(nèi)的氣體能順利地排出。3.3.2澆注系統(tǒng)的分類及組成澆注系統(tǒng)可分為普通澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩類。普通澆注系統(tǒng)的組成：主流道：連接注射機噴嘴與分流道或型腔的進料通道，澆口套配合采用H7/m6的過渡配合，澆口套與定位圈采用H9/f9的配合；分流道：是主流道與澆口之間的進料通道，設(shè)計為圓形截面，直徑為

34、5cm長度為23cm；澆口：分流道與型腔之間窄小部分，澆口采用側(cè)澆口澆口采用計算經(jīng)驗公式算出長度為1.4cm冷料穴：作用是儲存冷料，還有勾住主流道和分流道的冷凝料，將其保留在動模一側(cè)，便于脫模。冷料穴采用經(jīng)典的Z字形拉料桿。熱流道澆注系統(tǒng)：是指在注射成型的整個過程中，模具澆注系統(tǒng)內(nèi)的塑料一直保持熔融狀態(tài)，澆注系統(tǒng)內(nèi)的塑料并不冷卻和固化，從而避免產(chǎn)生澆注系統(tǒng)凝料物。3.3.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計的原則排氣良好。使料流平穩(wěn)順利充滿型腔；流程要短。減少壓力和熱量損失及塑料消耗量，同時縮短了沖模時間；防止型芯變形和嵌件位移。應(yīng)避免料流直沖較小的型芯和嵌件；防止塑件翹曲變形和表面形成冷疤，冷斑等缺陷。應(yīng)減輕澆

35、口附近應(yīng)力集中；合理選擇冷料穴。3.3.4主流道的設(shè)計 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機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，以便熔體的流動和開模時主流道凝料的順利撥出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動速度和充模時間。另外，由于主流道與高溫塑料熔體及注射機噴嘴反復(fù)接觸，因此設(shè)計中長設(shè)計成可拆更換的主流道襯套。主流道的尺寸計算：依據(jù)選擇的注射機參數(shù)部分尺寸（單位：mm）得：噴嘴直徑為4；主流道小端直徑d=注射機噴嘴直徑+（0.5-1）=4.5；主流道球面半徑SR=噴嘴球面半徑+（1-2）=18+2=20；球面配合高度h=5（一般為3-5mm）；主流道錐角a=

36、4；主流道長度L=60；主流道大端直徑D=8；主流道襯套如圖3.5。圖3.5 主流道襯套二維圖3.4推出機構(gòu)設(shè)計 推出機構(gòu)就是使塑件從成型零件上脫出的機構(gòu)。它的動作是通過注射機合模機構(gòu)上的頂桿或液壓缸來完成的。這里采用頂桿頂出，長度為130cm。3.5脫模機構(gòu)的設(shè)計原則與選用脫模機構(gòu)的設(shè)計原則盡量使塑料制品留在動模上，結(jié)構(gòu)簡單可靠。保證制品不變形不損壞保證制品外觀良好推出動作要準確、靈活，無干涉現(xiàn)象，且推出零件更換容易。合模時的正確復(fù)位3.6合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計合模導(dǎo)向裝置是保證動模與定?；蛏夏Ｅc下模合模時正確定位的導(dǎo)向零件，合模導(dǎo)向裝置主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向現(xiàn)采用導(dǎo)柱導(dǎo)向裝置。導(dǎo)向裝置的主要作用有：（1

37、）導(dǎo)向作用（2）定位作用（3）承受一定的側(cè)向壓力3.7導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 (一)導(dǎo)柱的設(shè)計 （1）導(dǎo)柱類型的選用導(dǎo)柱的形式有帶頭導(dǎo)柱、帶肩導(dǎo)柱兩種。帶頭導(dǎo)柱，結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，用于簡單模具。小批量生產(chǎn)議案不需要用導(dǎo)套，而是導(dǎo)柱直接與模板中的導(dǎo)向孔配合。生產(chǎn)大批量時，也可在模板中設(shè)置導(dǎo)套，導(dǎo)向孔磨損后，只需要更換導(dǎo)套即可。帶肩導(dǎo)柱，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，用于精度要求較高、生產(chǎn)批量大的模具，導(dǎo)柱與導(dǎo)套相配合，導(dǎo)套固定孔直徑與導(dǎo)柱固定孔直徑相等，兩孔可同時加工，確保同軸度的要求。由于笨塑料模具結(jié)構(gòu)簡單，屬于大批量生產(chǎn)，故選用帶肩導(dǎo)柱。（2）導(dǎo)柱的配合精度導(dǎo)柱、導(dǎo)套與模板制件固定部分采用H7/k6的過渡配

38、合，導(dǎo)柱與導(dǎo)套間的滑動部分采用H7/g6的間隙配合。（3）導(dǎo)柱的數(shù)量及布置導(dǎo)柱應(yīng)均勻設(shè)置在模具分型面的四周，為確保動模和定模只能按一個方向合模，導(dǎo)柱的不致方式采用對稱布置。本模具屬于中等的注射模，故現(xiàn)定導(dǎo)柱的數(shù)目為4個。（4）導(dǎo)柱的長度導(dǎo)柱的長度比型芯面高出8-12mm，以避免出現(xiàn)導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向面型芯先進入型腔。（5）材料 采用20鋼經(jīng)滲碳淬火或T8A鋼經(jīng)淬火處理，本例采用T8A，熱處理硬度為50-55HRC，抗拉強度為1719.2-2074.2Mpa。導(dǎo)柱固定部分表面粗糙度Ra為0.8um，導(dǎo)向部分表面粗糙度Ra為0.8-0.4um。（二)導(dǎo)套的設(shè)計導(dǎo)套結(jié)構(gòu)選擇選用典型結(jié)構(gòu)直導(dǎo)套，結(jié)構(gòu)簡單，

39、加工方便。形狀為使導(dǎo)柱順利進入導(dǎo)套，在導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角。導(dǎo)柱孔最好作成同孔，以利于排孔內(nèi)的空氣及殘渣廢料。材料導(dǎo)套用與導(dǎo)柱相同的材料或銅合金等耐磨材料制造，其硬度一般低于導(dǎo)柱硬度，以減輕磨損，防止導(dǎo)柱或?qū)桌?。?dǎo)套固定部分和導(dǎo)滑部分的表面粗糙度一般為R0.8um。如圖3.6。圖3.6 導(dǎo)柱導(dǎo)套3.8 排溢系統(tǒng)的設(shè)計模具型腔在塑料填充過程中，除了模具型腔內(nèi)有空氣外，還有塑料受熱而產(chǎn)生的氣體，尤其是在告訴注射成型時，考慮排氣式必要的。 當塑料熔體填充型腔時，必須順序排除型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固禪僧的低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內(nèi)因各種原因而產(chǎn)生的氣體不被排除干凈，一方面將會在塑件上形

40、成氣泡、接縫、表面輪廊不清及充填缺陷，另一方面氣體受壓，體積縮小而產(chǎn)生高溫會導(dǎo)致塑件局部炭化或燒焦，同時積存的氣體還會產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度。注射模成型時的排氣有以下四種方式：1.用配合間隙排氣2.分型面上開設(shè)排氣槽排氣3.利用排氣塞排氣4.強制性排氣 從模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求看，對塑料兩側(cè)孔淺圓盒的設(shè)計將采用配合間隙排氣的方式來排除氣體。3.9 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算3.9.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計。型腔是成型制品的外表面的成型零件。按型腔結(jié)構(gòu)的不同可將其分為整體式、整體嵌入式和鑲拼式四種。根據(jù)對塑件的結(jié)構(gòu)分析，本設(shè)計中采用整體嵌入式型腔，如圖3.7所示。圖3.7 凹模的

41、二維圖（2）型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計（型芯）。型芯是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通?？梢苑譃檎w式和組成式兩種類型。該塑件采用整體式型芯，如圖所示，因塑件的抱緊力較大，所以設(shè)在動模部分。如圖3.8所示。圖3.8 凸模二維圖3.9.2 成型零件鋼材的選用 根據(jù)對成型塑件的綜合分析，該塑件的成型零件要有足夠的剛度、強度、耐磨性及良好的抗疲勞性，同事考慮它的機械加工性能和拋光性能。又因為該塑件為大批量生產(chǎn)，所以構(gòu)成型腔的嵌入式型腔鋼材選用P20.對于成型塑件內(nèi)表面的型芯來說，由于脫模時與塑件的磨損嚴重，因此鋼材選用P20鋼，進行滲氮處理。3.9.3 成型零件工作尺寸的計算（1）凹模徑向尺寸的計算 （2）凹模深度

42、尺寸的計算 （3）型芯徑向尺寸的計算 （4）型芯高度尺寸的計算式中 塑件平均收縮率s=x修正系數(shù)，由表2-10查得；塑件公差值，塑件未給出的由參考文獻1表2-4查得；制造公差，由表2-11查得，塑件給出尺寸公差的取。3.10支撐零部件的設(shè)計塑料模的支撐零件包括動模板、定模板、動模固定板、定模固定板、墊塊等。動模底座和定模底座：是動模和定模的基底，也是固定式塑料模具與成型設(shè)備連接的模板。因此，底板的輪廊尺寸和固定孔必須與成型設(shè)備上模具的安裝相適應(yīng)。另外還必須具有足夠的強度和剛度。動模板和定模板：其作用是固定型腔、導(dǎo)柱等零件；支承板：是墊在固定板背面的模板。作用是防止型腔、導(dǎo)柱的脫出，增強零件的穩(wěn)

43、定性。支承板連接用螺釘緊固；墊塊：其作用是使動模支承板與動模座板之間形成用于推出機構(gòu)運動空間和調(diào)節(jié)模具總高度以適應(yīng)成型設(shè)備上模具安裝空間對模具總高的要求。4. 塑料注射模其它設(shè)計4.1選標準模架根據(jù)選擇的注射機XS-ZY-125，以及型腔側(cè)壁厚、型腔尺寸及型腔位置尺寸可確定模架的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格：CI-2330-A565-B65-C80 GB/T 12556.1-1990定模板厚度：A=65mm；動模板厚度：B=65mm；墊塊厚度：C=80mm；模具外形尺寸：300mm*300mm*300mm；4.2成型零件材料選用1.成型零件材料選用要求2.機械性能良好3.拋光性能良好4.耐磨性和抗疲勞性能好

44、5.具有耐磨性成型零件選用預(yù)硬鋼5NiSCa，不用進行熱處理直接可以進行切削加工。硬度在37-42HRC為宜。因為成型零部件強度高、耐磨性好、熱處理變形小，而且塑件形狀簡單，尺寸不大。4.3注射模鋼種的選用表2鋼材的選用零件名稱材料牌號熱處理方法硬度凹模、型芯4Cr5MoSiVS淬火空冷HRC43-46墊塊（支承板）45# 調(diào)質(zhì)HRC28-32動模板45#調(diào)質(zhì)HB230270定模板45#調(diào)質(zhì)HB230270動定模座板45#調(diào)質(zhì)HB230270推桿固定板45#推板45#調(diào)質(zhì)HR28-32澆口套T10A淬火HRC5055導(dǎo)柱20Cr滲碳淬火HRC5055導(dǎo)套20Cr淬火HRC5055頂桿P20淬火

45、HRC5458復(fù)位桿P20預(yù)硬化HRC5458墊塊45#鍛壓退火或調(diào)質(zhì)HB123235定位圈45#推板導(dǎo)柱. 導(dǎo)套20Cr淬火50-60HRC拉料桿P20預(yù)硬化36-38HRC限位柱45#淬火40-44HRC垃圾釘45#淬火40-44HRC彈簧T8調(diào)質(zhì)50-55HRC4.4最大注射壓力的校核 塑件的原料為Abs，所需注射為40-80MPa，而所選注射機壓力為120MPa。所以注射壓力符合要求。4.5最大注塑量的校核注射機的最大注塑量應(yīng)大于制品的質(zhì)量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機的實際注塑量最好是注塑機的最大注射量的80%，所以選用的注射機最大注塑量應(yīng)滿足：nV塑+V澆0.8V機

46、式中 V機注射機的最大注射量，125 cm3 V塑塑件的體積，該產(chǎn)品V塑=12.3cm3 V澆澆注系統(tǒng)體積，該產(chǎn)品V澆=7.38cm3 故 2*12.3+7.38=31.980.8*125=100cm34.6模具與注塑機安裝部分相關(guān)尺寸校核（一）模具閉合高度校核HMin 注射機允許最小模厚=200mm；HMax 注射機允許最大模厚=300mm；H 模具閉合高度=300mm；故滿足HMax =H 4.7開模行程校核由于該模具主要是液壓和機械聯(lián)合作用的鎖模機構(gòu)，故開模行程的校核是屬于注射機最大開模行程SMax 與模厚無關(guān)的校核。對于單分型面注射模，注射機的開模行程應(yīng)滿足下式： HH1 +H2 +（

47、5-10）H注射機最大開模行程=300mm；H1推出距離（脫模距離）H2包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度（mm）這里取最大值10mm，S總=18.5+（18.5+51.5）+10=98.5mm，又因為S注=300mm，所以S總S注所以該注射機開模行程滿足要求。4.8鎖模力校核a.塑件在分型面上的投影面積A塑=562/4=2463mm2 b.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澆數(shù)值，可以按照多型腔模具的統(tǒng)計分析來確定。A澆是每個塑件在分型面上的投影面積A塑的0.2倍0.5倍。由于本設(shè)計的流道較簡單，分流道相對較短，因此流道凝料投影面積可以適當取小些。這里取A

48、澆=0.2A塑。c.塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積，A總=n（A塑+A澆）=n(A塑+0.2A塑)=21.2A塑=5911.2mm2d.模具型腔內(nèi)的脹型力F脹=A總p模=5911.235=206.892kN式中，p模是型腔的平均計算壓力值。p模是模具型腔內(nèi)的壓力，通常取注射壓力的20%40%，大致范圍為25MPa40MPa。對于黏度較大的精度較高的塑件制品應(yīng)取較大值。ABS黏度較大且制品有精度要求，故p模取35MPa。由表2可知該注射機的公稱鎖模力F鎖=500kN，鎖模力安全系數(shù)為k2=1.11.2,這里取k2=1.2，則取k2F脹=1.2F脹=1.2206.892=248.27kN3c

49、m，抽出距離滿足要求。4.9.2斜頂干涉的校核S為實際抽出距離p為塑件的寬度。p=50cm2s+4=19.5cm斜頂不發(fā)生干涉。4.9.3模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計（一）模具溫度對塑件制品質(zhì)量的影響模具溫度及其波動對制品的收縮率、尺寸穩(wěn)定性、力學(xué)行為、變形、應(yīng)力開裂和表面質(zhì)量均有影響。模溫過低使熔體流動性差，制品輪廊不清晰，甚至不充滿型腔或形成熔接痕，制品表面不光澤，缺陷多，力學(xué)性能降低。（二）模具溫度對模塑周期的影響注射模具的溫度對塑料熔體的充模流動、固化定型、塑件的尺寸精度、力學(xué)性能都有影響。適當降低模具溫度，有利于縮短冷卻時間，提高生產(chǎn)效率，提高生產(chǎn)效率。冷卻系統(tǒng)的目的是通過控制模具的溫度，使注

50、射成型具有良好的質(zhì)量。4.9.4冷卻裝置的設(shè)計原則在滿足冷卻所需的傳熱面積和模具結(jié)構(gòu)允許的前提下。冷卻回路應(yīng)盡量地多。冷卻管道的直徑與間距直接影響模溫分布。冷卻通孔要盡量地大，以便型腔散熱均勻。冷卻通道的不致應(yīng)合理。冷卻通道與型腔表面的距離要相等。塑料熔體在填充型腔的過程中，一般在澆口附近溫度最高，因而應(yīng)加強澆口附近的冷卻。冷卻回路應(yīng)有利于減少冷卻水進、出口水溫的差值。冷卻回路結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工清理，其通道孔取8-12mm，這里取10mm。4.9.5冷卻裝置的選用由于塑件結(jié)構(gòu)形式較簡單，制造方便，是一個軸類的對稱圖形。故設(shè)計冷卻水道為環(huán)型腔的形似，如圖4.1。圖4.1 水路的布局5. 模具安裝和試

51、模（一) 模具設(shè)計難點與特色總結(jié)（1）清理模板平面定位孔及模具安裝面上的污物、毛刺；（2）因模具外形尺寸不大，故采整體安裝法。先在機器下面兩根導(dǎo)軌上墊好板，模具從側(cè)面進入機架間，定模入定位孔，并放正，慢速閉合模板，壓緊模具，然后用壓析或螺釘壓緊定模，并初步固定動模，然后慢速開閉模具，找正動模，應(yīng)保證開閉模具時平穩(wěn)，靈活，無卡住現(xiàn)象，然后固定動模。（3）調(diào)節(jié)鎖模機構(gòu)，保證有足夠開模距及鎖模力，使模具閉合適當。（4）慢速開啟模板直到模板停止后退為止，調(diào)節(jié)頂出裝置，保證頂出距離。開閉模具觀察頂出機構(gòu)運動情況，動作是否平衡、靈活、協(xié)調(diào)。（5）模具裝好后，待料筒及噴嘴溫度上升到距離預(yù)定溫度2030，即可

52、校正噴嘴主流道襯套的相對位置及弧面接觸情況，可用一紙片放在噴嘴與澆口之間，觀察兩者接觸印痕，檢查吻合情況，必須使松緊合適，校正后擰緊注射座定位螺釘，緊固定位。（6）開空車運轉(zhuǎn)，觀察模具各部分運行是否正常，然后才可注射試模。雖然是在選定成型材料、成型設(shè)備時，在預(yù)想的工藝條件下進行模具設(shè)計，但是人們的認識往往是不完善的，因此必須在模具加工完成以后，進行試模試驗，看成型的制件質(zhì)量如何。試模時，塑件上?？赡艹霈F(xiàn)各種弊病，為此必須進行原因分析、排除故障。造成次、廢品的原因很多，有時是單一的，但經(jīng)常是多方面綜合的原因。需按成型條件、成型設(shè)備、模具結(jié)構(gòu)及制造精度、塑件結(jié)構(gòu)及形狀等因素逐個分析找出其中主要矛盾

53、，然后再采取調(diào)節(jié)成型工藝參數(shù)、修整模具等方法加以解決。因為成型條件容易改變，所以一般的做法是先變更成型條件，當變更成型條件不能解決問題時，才考慮修理模具。6.結(jié)論三月底開始著手有兩側(cè)孔淺圓盒注射模的模具結(jié)構(gòu)和工藝設(shè)計的畢業(yè)設(shè)計，在設(shè)計過程中，查閱了機電學(xué)院的圖書館往屆學(xué)姐學(xué)長的畢業(yè)設(shè)計，借鑒其中的經(jīng)驗并且在畢業(yè)設(shè)計的時候使用ug軟件進行塑件的三維建模過程中，在澆注系統(tǒng)和水道的設(shè)計中碰到很多困難，在同學(xué)的指導(dǎo)和幫助下逐步的解決了這些困難，同時也認清了自己的能力和缺陷，發(fā)現(xiàn)自己的各種不足，然而卻進一步提高了自己對模具設(shè)計的能力，能夠把這些難點一一攻克，實在讓我受益匪淺。，這也是對我們大學(xué)階段所學(xué)知

54、識的進行一次總結(jié)，各門課程的知識匯總，對自己所學(xué)知識的考察，為我走向社會奠定了堅實的基礎(chǔ)。7. 經(jīng)濟分析1、根據(jù)注塑模規(guī)格參數(shù)的成本估算公式：M=C+P+J+T+W+Q 其中：M 模具總造價 ； C 模具材料費用 (模架、型腔材料費、標準件費用)； P 模具配件費； J 模具加工費用 ( 型腔加工費、模具粗加工費及鉗工裝配費)； T 模具試模費； W 模具維修費； Q 其他零件費用。如表7.1所示，模具的材料、配件、加工等所需要的費用。 零件名稱材料尺寸單價數(shù)量金額動模座板45320300258元/千克160墊塊4530053408元/千克250支撐柱45300270408元/千克156墊塊4

55、5300270406元/千克156動模板45300270608元/千克140動模仁P201851633016元/千克118定模仁P201851633516元/千克120定模板45300270608元/千克139定模座板45320300258元/千克132定位圈45標準件8元/千克120導(dǎo)柱20Cr標準件10元/千克412導(dǎo)套20Cr標準件10元/千克832澆口套45標準件10元/千克120拉料桿T8A標準件12元/千克126合計481真空淬火費用8元/千克約100千克800數(shù)控加工費用250元/小時約8小時2000線切割費用200元/小時約20小時4000加工中心費用120元/小時約40小時4

56、800機床加工費用25元/小時約30小時750合計123501模具的試模費用 注塑模具的試模費用為500元/小時，模具做好后先試生產(chǎn)500件產(chǎn)品，平均是生產(chǎn)的周期為50s，計算得144件/小時，約用時間1.75小時，所以試模費用為875元。2.模具的維修費用 模具進行中批量生產(chǎn)約30萬件，每天工作8小時，維修次數(shù)約12次，每次大約150元，所以維修費用為1800元。3.其他配件的費用 其他配件的費用為1000元； 模具的總造價=模具的材料費用+注塑模具配件費用+注塑模具加工費用+注塑模具試模費用+注塑模具維修費用+其他配件費用=16025元。4.盈利模具的壽命為20萬次左右，理論上可以達到100萬件產(chǎn)品，兩側(cè)淺園盒上蓋市場單價為0.6元/個，銷售總額為18萬；ABS每噸5450元，這批塑件總共需要ABS約4.65