畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-旋鈕注塑模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書

設(shè)計(jì)說(shuō)明書題目：旋鈕注塑模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書

摘要塑料模具用到非常的多，并且塑料產(chǎn)品基本上跟我們的生活都息息相關(guān)，本次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品是旋鈕塑料件，做出產(chǎn)品的塑料模具。旋鈕屬于普通的生活塑料用品，也是經(jīng)常接觸的，這種產(chǎn)品的尺寸一般，對(duì)于粗糙度有一定的要求，需要表面光滑。分析產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸以精度要求，并且結(jié)合產(chǎn)品的材料性能，工藝分析，做出合理的模具機(jī)構(gòu)，確保滿足生產(chǎn)要求。本次設(shè)計(jì)主要包括了對(duì)產(chǎn)品的分型做出合理的需求，確保足夠的填充以及產(chǎn)品的質(zhì)量，并且對(duì)誠(chéng)信的主要部件做出計(jì)算以及模架的選取。關(guān)鍵詞：塑料模具；工藝分析；旋鈕

AbstractPlasticmouldsarewidelyused,andplasticproductsarecloselyrelatedtoourlives.Theproductofthisdesignisknobplasticparts,makingplasticmouldsofproducts.Knobsbelongtoordinaryplasticarticlesfordailyuse,andtheyareoftencontacted.Thesizeofthisproductisgeneral.Ithascertainrequirementsforroughnessandneedssmoothsurface.Analysethestructuredimensionoftheproducttomeettherequirementofaccuracy,andcombinewiththematerialperformanceandprocessanalysisoftheproduct,makeareasonablediemechanismtoensurethatitmeetstheproductionrequirements.Thisdesignmainlyincludesmakingreasonabledemandforproductclassification,ensuringadequatefillingandproductquality,andcalculatingthemaincomponentsofintegrityandselectingthediebase..Keywords:PlasticMould;ProcessAnalysis;Knob目錄9481第一章緒論 6319331.1模具技術(shù)的概述 642781.2我國(guó)模具技術(shù)的現(xiàn)狀及今后發(fā)展趨勢(shì) 732765第二章注塑件的設(shè)計(jì) 8315532.1材料性能 836162.2脫模斜度 9265472.3壁厚 99822.4圓角 10221522.5塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量 10174282.5.1尺寸精度 10311622.5.2塑件的表面質(zhì)量 1141862.5.3塑件體積和質(zhì)量的計(jì)算 1120082第三章注塑機(jī)的選擇 12215523.1選定注射機(jī) 12289483.2注射壓力校核 1314053.3鎖模力校核 13262923.4模具厚度校核 1422143.5開模行程校核 1412095第四章模具設(shè)計(jì) 15160234.1分型面的設(shè)計(jì) 15199294.2型腔數(shù)的確定 16215394.3模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1785134.3.1主流道和分流道設(shè)計(jì) 17259564.3.2澆口套設(shè)計(jì) 18297514.3.3冷料穴及拉料桿 19237994.3.4排氣方式 19118364.4成型零件設(shè)計(jì) 19302874.4.1型腔及型芯的設(shè)計(jì) 1938744.4.2工作尺寸計(jì)算 21172704.5模架的選取 22297634.6導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 23230244.7脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 24236474.7.1頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 24101424.7.2采用推桿脫模機(jī)構(gòu) 24182844.9側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 27142914.9.1抽拔力 27148114.9.2抽芯距 28127944.9冷卻裝置的設(shè)計(jì) 29100224.9.1溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件的影響 29262354.9.2冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 29260134.9.3冷卻管道傳熱面積及管道數(shù)目的計(jì)算 319157結(jié)論 327629致謝 337334參考文獻(xiàn) 34PAGEPAGE6第一章緒論1.1模具技術(shù)的概述模具屬于國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一項(xiàng)比較關(guān)鍵的產(chǎn)業(yè)，每年的產(chǎn)值也是非常的大，并且逐年的呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。模具的發(fā)展經(jīng)歷了比較長(zhǎng)的發(fā)展時(shí)期，從最早期的粗放制造加工到現(xiàn)在的搞精度模具，經(jīng)歷了將近上百年的時(shí)間，最早期的模具主要是以壓鑄的形式出現(xiàn)的，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于一些大尺寸的零部件的加工，并且主要的加工對(duì)象主要是金屬材料，隨著現(xiàn)在的技術(shù)發(fā)展，模具面對(duì)的材料也是可以實(shí)現(xiàn)對(duì)氧化，可以滿足對(duì)于不僅是金屬加工，也可以對(duì)冶金加工以及玻璃陶瓷加工，這些都是目前模具的一個(gè)形式，塑料模具主要就是對(duì)塑料原材料進(jìn)行加工，用的范圍也比較廣，被廣泛的用到很多家電外部件以及汽車的飾品當(dāng)中，并且涉及的行業(yè)也比較廣泛，沖壓模具加工對(duì)象主要就是小型金屬部件，比如一些導(dǎo)電片以及墊圈，大型尺寸的主要就是一些汽車的覆蓋面板，以及一些電器的板件上，通過(guò)沖壓能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的加工，特別是對(duì)于一些沖孔以及折彎加工當(dāng)中，沖壓就是比較好的實(shí)現(xiàn)手段。模具的產(chǎn)品產(chǎn)值數(shù)量非常的大，覆蓋的行業(yè)也是到機(jī)械、汽車制造等相關(guān)的行業(yè)，并且根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球的制造業(yè)當(dāng)中，模具的生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品占據(jù)所有的部件中的60%以上[1]。目前對(duì)于模具行業(yè)的要求在不斷的提高，模具行業(yè)的從業(yè)人員隊(duì)伍也比較壯大，人員比較多，但是目前的模具發(fā)展趨勢(shì)主要是朝著高精密度以及復(fù)雜模具發(fā)展，因此也在面臨著產(chǎn)業(yè)改革以及行業(yè)調(diào)整，會(huì)不斷的淘汰掉以前的大部分工藝粗放型模具，并且對(duì)于模具人員也在不斷的更新?lián)Q代，部分技術(shù)形高精密度模具技術(shù)設(shè)計(jì)人員變得非常的緊缺，市場(chǎng)缺口非常的大，并且目前大部分的公司以及制造單位，比如像家電大企業(yè)美的、格力這種大型企業(yè)也都有自己的模具制造部門，并且模具設(shè)計(jì)師隊(duì)伍也是非常龐大，從業(yè)的設(shè)計(jì)模具師都好幾百人，并且模具制造企業(yè)，在沿海城市也非常的密集，這些企業(yè)主要是針對(duì)加工單位，專門為企業(yè)量身定做模具，能夠?qū)崿F(xiàn)量化生產(chǎn)加工，制造技術(shù)也是相當(dāng)?shù)某墒炝?。并且先在模具的市?chǎng)當(dāng)中，出口需求量市場(chǎng)非常的大，目前主要的出口大國(guó)是美國(guó)和日本這些發(fā)達(dá)國(guó)家，我們國(guó)家相對(duì)還少，市場(chǎng)潛力還是比較大。未來(lái)對(duì)于我們國(guó)家的制造業(yè)發(fā)展大國(guó)計(jì)劃，還得依托還模具技術(shù)的支撐，并且未來(lái)我們?cè)谀＞咝袠I(yè)的走勢(shì)是朝著模具制造大國(guó)發(fā)展[2]。1.2我國(guó)模具技術(shù)的現(xiàn)狀及今后發(fā)展趨勢(shì)注塑模具屬于模具當(dāng)中的一個(gè)部分，也是眾多模具當(dāng)中被使用的比較廣泛的，生產(chǎn)的產(chǎn)品涉及的面比較廣泛，覆蓋到汽車制造以及航天軍工，小到生活家電當(dāng)中，就比如我們家里用到的電器開關(guān)就是注塑出來(lái)的，可見沖壓產(chǎn)品的覆蓋有多廣。沖壓模具的發(fā)展在國(guó)內(nèi)基本上從七十年代左右真正的被普及使用。早期的模具加工當(dāng)中，我們沒有真正的技術(shù)，并且對(duì)于很多高精密度的模具基本上是束手無(wú)策，對(duì)于企業(yè)的生產(chǎn)要求，大部分只能通過(guò)外購(gòu)進(jìn)口來(lái)達(dá)到加工的要求，這種情況無(wú)論對(duì)于企業(yè)還是國(guó)家來(lái)說(shuō)都存在相當(dāng)被動(dòng)的情況，需要掏出很多錢，價(jià)格上也沒有自主權(quán)，人家說(shuō)多少你就得掏多少買別人的東西，特別是后期的使用中出現(xiàn)問題，還沒有技術(shù)可以處理，需要依靠別人的技術(shù)來(lái)加工，并且對(duì)于模具的研發(fā)起不到什么作用。這樣就嚴(yán)重的限制做了模具的研發(fā)腳步，但是隨著國(guó)家對(duì)于模具產(chǎn)業(yè)的重視，也是提出了很多鼓勵(lì)政策以及資金支持，大量的扶持一些大型模具加工單位，并且在沿海地區(qū)也有不少模具制造基地，對(duì)于目前的最前沿的模具技術(shù)進(jìn)行研發(fā)，通過(guò)幾十年的發(fā)展，取得了很好的成績(jī)，目前能夠獨(dú)立實(shí)現(xiàn)模具制造加工。尤其是現(xiàn)在的模具相關(guān)的軟件的應(yīng)用，比如CAE分析這些，能夠大大的降低了模具產(chǎn)品的次品率，可以清晰的看出來(lái)產(chǎn)品在注射的時(shí)候有哪些不足的地方，這樣就可以降低模具設(shè)計(jì)中的問題存在，為模具的設(shè)計(jì)降低了成本[3]。模具的產(chǎn)品有點(diǎn)特殊，它是單一的，不同模具的結(jié)構(gòu)打不相同，相同的模具幾乎沒有。模具的質(zhì)量精度要求高.技術(shù)性要強(qiáng).使用壽命要長(zhǎng)。隨著時(shí)代的進(jìn)步雙色注塑成型以出現(xiàn)在我們的生活中，它是將兩種不同顏色的材料注入一個(gè)模具成型的方法，使得產(chǎn)品有兩種不同顏色，并能夠有規(guī)律的圖案或無(wú)規(guī)律的花紋，以提高經(jīng)濟(jì)使用性和美觀。注塑模具的溫度控制和熱傳遞性是生產(chǎn)制造的關(guān)鍵，控制模具的工作溫度和保持模具的恒定溫度可以把循環(huán)時(shí)間最少化，保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性。模具的溫度還會(huì)影響產(chǎn)品的表面形狀.流動(dòng)性.收縮率.生產(chǎn)周期等。溫度的過(guò)高或不足都會(huì)對(duì)材料產(chǎn)生不同的影響，溫度過(guò)高會(huì)影響表面質(zhì)量和流動(dòng)性，但會(huì)延長(zhǎng)冷卻成型時(shí)間，溫度不足時(shí)會(huì)降低模具內(nèi)的收縮率增加脫模后的產(chǎn)品的收縮率。由于注塑模具的特殊性，在模具設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中有著自身的特性：產(chǎn)品的形狀是由型芯和型腔直接形成的，一些復(fù)雜的的表面和一些價(jià)格難度較大的外形和型腔盲孔或內(nèi)成型表面加工，如果使用一般的加工方式，不只對(duì)員工的技術(shù)要求高，還對(duì)加工工具多時(shí)間長(zhǎng)?，F(xiàn)在對(duì)模具加工的質(zhì)量要求高，還要求使用時(shí)間長(zhǎng)，以降低加工成本提高盈利的要求。注塑模具的使用壽命長(zhǎng)來(lái)提高生產(chǎn)率和降低成是很有必要的，但目前注塑模具的使用次數(shù)一般在100萬(wàn)次以上。緊密的模具增加剛度，模板的厚度，增加各類支持柱和元件，來(lái)預(yù)防模具在使用過(guò)程中受到壓力產(chǎn)生變形。定出機(jī)構(gòu)影響到產(chǎn)品的外形和尺寸精度，所以要選擇合適的定出位置，使其受力均勻容易脫模。高精度模具采用鑲件或全拼式結(jié)構(gòu)，這是要求模具零件的加工精度和互換性的提高。隨著模具的發(fā)展，目前塑料模具的種類也很多了，不僅僅是注塑模具，也有吹塑模，發(fā)泡模具這些[5]。國(guó)內(nèi)的模具發(fā)展歷程長(zhǎng)，通過(guò)摸索研發(fā)，目前在國(guó)內(nèi)的各個(gè)大中城市已經(jīng)有非常好的工業(yè)體系，在模具的部件加工當(dāng)中，目前的各種制造業(yè)大大的降低了生產(chǎn)周期，很多部件都實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化加工，并且各種機(jī)械加工也被廣泛使用，特別是寫高速銑削加工生產(chǎn)提高了模具的生產(chǎn)效率[4]。隨著現(xiàn)在模具技術(shù)的突飛猛進(jìn)，對(duì)于模具生產(chǎn)也是提出來(lái)更高的要求，特別是模具產(chǎn)品的需求量缺口比較大，特別是在現(xiàn)在的企業(yè)發(fā)展都非常迅速，對(duì)于模具的制造工期以及標(biāo)準(zhǔn)化要求非常的大，這些都造成了目前部分的模具企業(yè)一時(shí)無(wú)法適應(yīng)，大部分的市場(chǎng)需求基本上維持在70%左右，這些都是目前的沖壓模具的產(chǎn)需矛盾。對(duì)此現(xiàn)在有很多企業(yè)已經(jīng)甩掉以前的粗放加工制造要求，往小而精的形式發(fā)展，通過(guò)量身定做的漿果模式，這些也將是未來(lái)模具的一個(gè)很好的趨勢(shì)。局?jǐn)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)2017年的模具產(chǎn)值已經(jīng)突破2000億，這些也是行業(yè)的一個(gè)比較大的突破，塑料模具在未來(lái)發(fā)展前景非常廣闊[6]。未來(lái)對(duì)于模具的發(fā)展還是持比較樂觀的態(tài)度，對(duì)于我們也是一個(gè)比較好的行業(yè)背景。第二章注塑件的設(shè)計(jì)2.1材料性能本次的旋鈕產(chǎn)品用的材料是PC,它的學(xué)名也叫做聚碳酸酯，這種材料是非常普遍的塑料原材料，有著比較好的使用性能，屬于熱塑性材料。主要的性能是透明的，無(wú)色無(wú)味，有著比較好的流動(dòng)性，并且耐磨性很好，尤其用在電子產(chǎn)品上，絕緣性比較好。在成型當(dāng)中性能也表現(xiàn)比較好，收縮率比較小，基本在0.5%，生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品的尺寸比較穩(wěn)定，并且產(chǎn)品的外觀比較光滑。旋鈕本身屬于接觸比較多的零件，使用過(guò)程中頻繁的觸摸，耐磨性必須足夠的良好，才可以保證產(chǎn)品的使用壽命。2.2脫模斜度對(duì)于PC這種材料分析可知，收縮率在（0.4-0.7%），并且旋鈕這種塑料產(chǎn)品的尺寸不打，結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，在成型收縮以后，會(huì)對(duì)型芯有一個(gè)抱緊力，力的數(shù)值不是很大，因此需要設(shè)計(jì)一個(gè)脫模斜度，在此設(shè)計(jì)的斜度可小一些，本次用的是1o的脫模斜度。這個(gè)斜度即保證了產(chǎn)品的美觀度，也保證了可持續(xù)的生產(chǎn)。2.3壁厚產(chǎn)品的壁厚分布在不同的位置，本次產(chǎn)品的壁厚比較多，尺寸也不一致，因此在注塑的時(shí)候有可能會(huì)產(chǎn)生收縮不平衡的問題，這樣就容易造成產(chǎn)品的翹曲的問題，為了盡量的降低這種由于壁厚的問題引起的現(xiàn)象，可以在壁厚不一致的地方使用過(guò)度處理，通常用的比較多的是圓弧過(guò)度的方式。圖2-2成形零件2D圖2.4圓角產(chǎn)品在造型的時(shí)候，往往都會(huì)在內(nèi)外部分的面轉(zhuǎn)角的地方做出圓角，圓角的目的主要就是防止在生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中的應(yīng)力集中情況，這樣能夠降低流動(dòng)的阻力，并且大大的改善了抗疲勞的效果，否則產(chǎn)品會(huì)因?yàn)闅堄鄳?yīng)力的存在，是產(chǎn)品在后期容易出現(xiàn)裂開的情況，對(duì)于模具的成型部分，也要做出同樣的圓角來(lái)滿足生產(chǎn)，這樣在一定程度也可以改善部件的強(qiáng)度。2.5塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量2.5.1尺寸精度（1）尺寸精度的選擇；產(chǎn)品的尺寸精度關(guān)系到質(zhì)量問題，在設(shè)計(jì)中往往都盡可能的符合質(zhì)量的基礎(chǔ)中，把精度適當(dāng)降低，這樣對(duì)于后期的模具加工都是有益的，并且在成本上也能降低不少。具體的精度怎么選取，要按照裝配來(lái)看，對(duì)于要求不高的，往往選用普通精度就可以，分析到本次的產(chǎn)品是旋鈕需要跟軸配合，所有裝配的公差就要求高一些。如今塑料制品登記主要是精密跟中級(jí)以及自由尺寸三部分來(lái)區(qū)分級(jí)別，尺寸公差如下：表2-1塑料制品精度等級(jí)的選用類型塑料品種建議采用精度精密中等自由尺寸1聚碳酸酯345從上表可知，PC材料的高精度是3級(jí)，普通的是4級(jí)。（2）尺寸精度的組成及影響因素；制品尺寸誤差構(gòu)成為： =+++（2-1）式中——制件總的成型誤差；——塑料收縮率波動(dòng)所引起的誤差；——模具成型零件制造精度所引起的誤差；——模具磨損后所引起的誤差；——模具安裝，配合間隙引起的誤差；（3）對(duì)于產(chǎn)品的尺寸精度來(lái)說(shuō)，主要受到二種情況的影響：模具——主要是模具的加工精度以及模具的裝配精度。塑料材料——跟哪種材料有關(guān)，不同的材料的收縮率不同，因此收縮率大的往往誤差大。2.5.2塑件的表面質(zhì)量分析本次的產(chǎn)品，屬于外部使用部件，因此對(duì)于外部面不可有缺陷，并且絕緣性要比較好，表面要比較光滑。2.5.3塑件體積和質(zhì)量的計(jì)算本次的旋鈕產(chǎn)品用到的材料是PC,材料的密度是1.20－1.22g/cm^3，收縮率為0.004~0.007。密度用平均值1.21g/cm^3，平均收縮率為0.005，以下對(duì)塑料產(chǎn)品做出相應(yīng)的計(jì)算。通過(guò)UG對(duì)旋鈕測(cè)算可知：塑件體積：V=5.35cm3密度=1.21g/cm3塑件質(zhì)量：M=密度×V=1.21×10-3×5.35×104=6.43g圖2-3質(zhì)量屬性第三章注塑機(jī)的選擇3.1選定注射機(jī)本次設(shè)計(jì)選用的是一模八腔的形式，通過(guò)測(cè)量可知旋鈕塑料產(chǎn)品體積為:V=56.2cm3，塑件質(zhì)量為:M=67.4g。圖3-1成形零件通過(guò)注射量選用注射機(jī)，本次選用的是比較普遍的臥式結(jié)構(gòu)，機(jī)型是：HTF120X；具體參數(shù)如下：表3-1國(guó)產(chǎn)注射機(jī)HTF120X技術(shù)參數(shù)表注射裝置INJECTIONUNITABC螺桿直徑ScrewDiametermm404548螺桿長(zhǎng)徑比ScrewL/DRatioL/D22.52018.8理論容量ShotSize(Theoretical)cm3253320364注射重量InjectionWeight(PS)g230291331注射壓力InjectionPressureMpa202159140螺桿轉(zhuǎn)速ScrewSpeedrpm0～175合模裝置CLAMPINGUNIT合模力ClampTonnageKN1600移模行程ToggleStrokemm420拉桿內(nèi)距SpaceBetweenTieBarsmm455x455最大模厚Max.MoldHeightmm500最小模厚Min.MoldHeightmm1311頂出行程EjectorStrokemm140頂出力EjectorTonnageKN33頂出桿根數(shù)EjectorNumberPiece5其它OTHERS最大油泵壓力Max.PumpPressureMPa17.5油泵馬達(dá)PumpMotorPowerkw15電熱功率HeaterPowerkw9.75外形尺寸MachineDimension(LxWxH)m5.4x1.45x2.05重量MachineWeightt5.2料斗容積HopperCapacitykg25油箱容積OilTankCapacityL3203.2注射壓力校核根據(jù)選用的材料PC，可知這種材料的注射壓力在120~140MPa，結(jié)合本次的產(chǎn)品分析，旋鈕的產(chǎn)品厚度一般，選最小的數(shù)值120，這個(gè)數(shù)值比注射機(jī)的數(shù)值小，那么符合要求的。3.3鎖模力校核模具在注射的時(shí)候，對(duì)于模板部分會(huì)有一個(gè)沖擊力，也叫作漲模力，這個(gè)數(shù)值可以按照產(chǎn)品跟澆筑凝料在分型面的投影面積跟型腔壓力的乘積，想要避免被漲模力撐開，就要有鎖模力來(lái)限制，不然在成型的時(shí)候會(huì)造成料跑出來(lái)，故鎖模力要比漲模力大，具體計(jì)算如下：20×（2×10000＋75）=402250<500000N（3-2）式中，F(xiàn)——注塑機(jī)額定鎖模力(N)；——單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積(mm2)；——澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積(mm2)；圖3-2噴嘴與澆口套尺寸關(guān)系——塑料熔體在型腔內(nèi)的平均壓力（20~40MPa）。3.4模具厚度校核模具的厚度在裝配圖里面有顯示，確定模具的厚度，然后選擇對(duì)應(yīng)型號(hào)的注塑機(jī)，注塑機(jī)的規(guī)格要符合下面的要求：HHH（3-3）150311430滿足。式中H——所設(shè)計(jì)的模具厚度311mm；H——注塑機(jī)所允許的最小模具厚度150mm；H——注塑機(jī)所允許的最大模具厚度430mm；3.5開模行程校核產(chǎn)品在冷卻成型以后，需要從模具取出來(lái)，這樣就要涉及到開模形成，模具的開模的距離要比注射機(jī)的開模形成小，開模形成的距離不可太小，不然取出塑件很困難，具體的校核如下：S≥H+H+（5~10）mm（3-4）350≥25+25+10350≥60滿足要求。式中S——注塑機(jī)移模行程350mm； H——推出距離25mm；H——流道凝料與塑件高度84mm。第四章模具設(shè)計(jì)的方案4.1分型面的設(shè)計(jì)分型面是塑料產(chǎn)品在模具的上下部分，分型面選取的好壞在一定程度上影響到產(chǎn)品的充填程度，并且也會(huì)對(duì)產(chǎn)品的成型時(shí)間有影響，對(duì)于產(chǎn)品的分型面要怎么選取，具體可以結(jié)合一下的原則：（1）看是否有利于模具的脫模（2）看會(huì)不會(huì)對(duì)產(chǎn)品的外觀跟精度有幫助（3）看分型對(duì)成型部件的設(shè)計(jì)是否更簡(jiǎn)單（4）看看會(huì)不會(huì)便于側(cè)向抽芯的設(shè)計(jì)（5）盡可能的把她設(shè)計(jì)在產(chǎn)品的最大界面輪廓的地方（6）方便產(chǎn)品的脫模，盡量把它坐在動(dòng)模的部分圖4-1分型面的選取4.2型腔數(shù)的確定型腔的數(shù)目，要用多少的型腔，可以結(jié)合產(chǎn)品的尺寸以及結(jié)構(gòu)，如果產(chǎn)品的尺寸比較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，型腔數(shù)目盡可能的選少一些，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單尺寸小的可以用多型腔，本次的旋鈕產(chǎn)品簡(jiǎn)單，尺寸小，因此選用一模八腔的結(jié)構(gòu)，這樣能夠保證產(chǎn)品的高效率生產(chǎn)要求，具體型腔結(jié)構(gòu)如下：圖4-2型腔分布圖4.3模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.3.1主流道和分流道設(shè)計(jì)1.主流道是澆筑系統(tǒng)的前端部分，這些部分也是最早跟高溫塑料直接接觸的，實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中都是把頂部做成半球形凸坑，這種結(jié)構(gòu)能比較完美的跟注射機(jī)的噴嘴匹配，防止料跑出來(lái)，并且凹坑部分的半徑尺寸要大于噴嘴2mm,并且在生產(chǎn)當(dāng)中，模具是反復(fù)的運(yùn)動(dòng)的，所以主流道是容易損壞，要經(jīng)常更換，那么就要把這種枕套做成能夠方便換的形式，關(guān)于主流道跟噴嘴結(jié)構(gòu)具體配合如下：圖4-3主流道形狀與注塑機(jī)噴嘴配合關(guān)系圖A.小端直徑D2=D1+（0.5~1mm）B.小端球半徑R2=R1+（1~2mm）（其中D1、R1分別為注射機(jī)射出口的直徑及注射頭的球半徑)分析PC這種材料的流動(dòng)性屬于普通，不是特別的好，因此主流道的進(jìn)口部分的直徑尺寸可以做的大一點(diǎn)，結(jié)合本次的注射機(jī)的噴嘴前端孔直徑是4可知：主流道進(jìn)口端直徑D=5mm主流道進(jìn)口端的截面直徑D=6mm錐角α=3°主流道出口端圓角半徑R=0.125×D=0.75mm取1mm主流道表壁的表面粗糙度R=0.8μm主流道長(zhǎng)度L=22mm注塑機(jī)噴嘴前端孔徑R1=5.5mm所以主流道進(jìn)口端球面半徑取R2=5mm主流道如圖4-4所示：圖4-4主流道設(shè)計(jì)圖2.澆注系統(tǒng)的平衡對(duì)于大部分的注塑模具，往往都使用的一模多腔的結(jié)構(gòu)，這樣對(duì)填充就要求比較高，尤其是需要確保填充要均勻，那么久需要把分流道做成平衡對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，并且長(zhǎng)度要做成一樣，確保澆筑結(jié)構(gòu)的平衡比較好。3.分流道截面形狀分流道是多腔模具的關(guān)鍵部件，實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中用到的分流道的結(jié)構(gòu)種類也比較多，主要的結(jié)構(gòu)大致是圓形跟半圓形，這里用最普通的圓形。分流道直徑d為3mm，主流道到分流道長(zhǎng)度Lr2=47mm。澆口的長(zhǎng)度Lg=1.5mm分流道截面積ArAr=3.14=7.065mm24.3.2澆口套設(shè)計(jì)澆口套的設(shè)計(jì)，往往都是設(shè)計(jì)在定模部分，主要的作用就是用來(lái)固定主流道，起到一種保護(hù)作用。它與定模的裝配使用的是H7/ｍ6。澆口套的結(jié)構(gòu)如下：圖4-5澆口套設(shè)計(jì)圖4.3.3冷料穴及拉料桿冷料穴的主要功能就是對(duì)冷料的收集效果，能夠很好的避免冷料泡入到成型部件內(nèi)部，起到保護(hù)產(chǎn)品的效果，并且往往把冷料穴坐在主流道的尾巴部分，并且要設(shè)計(jì)拉料桿，本次設(shè)計(jì)用的是比較常見的Z字形的拉料桿，具體結(jié)構(gòu)如下圖，拉料桿的主要作用就是把凝料給取出，并且通過(guò)人來(lái)拿掉。圖4-6冷料穴和拉料桿形式4.3.4排氣方式模具的內(nèi)部會(huì)有大部分的氣體存在，因此需要考慮模具的排氣，由于本次產(chǎn)品尺寸不打，這種小規(guī)格的產(chǎn)品，氣體不多，只要通過(guò)模具的分型面來(lái)實(shí)現(xiàn)自然排氣就可以達(dá)到要求，不需要特別設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)了。4.4成型零件設(shè)計(jì)4.4.1型腔及型芯的設(shè)計(jì)（1）型腔的設(shè)計(jì)型腔部分結(jié)構(gòu)主要是對(duì)產(chǎn)品的外部結(jié)構(gòu)成型的，未來(lái)滿足加工的經(jīng)濟(jì)性，并且保證制造的簡(jiǎn)單，可以選用整體嵌入結(jié)構(gòu)的型腔，具體的結(jié)構(gòu)如下：圖4-7型腔設(shè)計(jì)圖(2）型芯的設(shè)計(jì)為了滿足加工的經(jīng)濟(jì)性，以及保證模具的簡(jiǎn)單加工，型芯也是選用的整體嵌入結(jié)構(gòu)，具體如下：圖4-8型芯設(shè)計(jì)圖4.4.2工作尺寸計(jì)算(1)型腔工作尺寸其工作尺寸屬于包容尺寸，盡量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差。徑向尺寸計(jì)算公式：L=（4-3）深度尺寸計(jì)算公式：H=（4-4）式中L——塑件外形最大尺寸mm；K——塑件的平均收縮率0.005；——塑件的尺寸公差mm；——模具制造公差,取塑件尺寸公差的1/3-1/4；H——塑件高度方向的最大尺寸mm。型腔長(zhǎng)度尺寸：（4-5）型腔深度尺寸計(jì)：（4-6）型腔寬度尺寸：（4-7）（2）型芯工作尺寸其工作尺寸屬于被包容尺寸，盡量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差。徑向尺寸：=（4-8）高度尺寸：=（4-9）式中l(wèi)——塑件外形最大尺寸，mm；K——塑件的平均收縮率0.005；——塑件的尺寸公差，mm；——模具制造公差,取塑件尺寸公差的1/4；——塑件高度方向的最大尺寸，mm。型芯長(zhǎng)度尺寸：（4-10）型芯寬度尺寸：（4-11）型芯高度尺寸：（4-12）4.5模架的選取模架主要就是整個(gè)模具部分的支撐結(jié)構(gòu)，也是所有的模具的零件都放在上面的，對(duì)于模架結(jié)構(gòu)目前大部分都是用的標(biāo)準(zhǔn)模架了，能夠按照要求選取，結(jié)合本次的澆口是點(diǎn)澆口，用小水口模架就可以了，并且結(jié)合行腔尺寸查《塑料模具設(shè)計(jì)》附錄B提供的標(biāo)準(zhǔn)模架圖例，選定的模架如下：圖4-9模架圖4.6導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)模具在開合模的時(shí)候，是不斷的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因此對(duì)于導(dǎo)向有一定的要求，并且還有一定的側(cè)向力，這些都需要通過(guò)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，目前用的比較多的主要是導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)，有比較好的性能，確保模具的位置和精度滿足要求。對(duì)于導(dǎo)柱導(dǎo)套的配合在安裝部分跟模板選用的是H7/k6，跟孔的配合也是H7/k6。具體的具體導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)如下：圖4-10導(dǎo)柱圖圖4-11導(dǎo)套圖4.7脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)4.7.1頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則脫模機(jī)構(gòu)是模具在開模的時(shí)候順利的頂出產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，他的運(yùn)動(dòng)要比較平順，確保工作的安全以及可靠譜，并且頂出力要盡量平衡，避免產(chǎn)品被頂出傷痕，同時(shí)要有一定的剛度，確保頂出的時(shí)候不會(huì)出現(xiàn)折斷的情況，在實(shí)際當(dāng)中，要確保產(chǎn)品的表面不會(huì)被頂出痕跡太明顯，頂進(jìn)去痕跡不得大于0.1mm。避免影響塑料產(chǎn)品的外觀。4.7.2采用推桿脫模機(jī)構(gòu)（1）推桿計(jì)算和復(fù)位桿計(jì)算脫模部分主要是通過(guò)推桿來(lái)實(shí)現(xiàn)的，主要機(jī)構(gòu)包括了推桿跟固定板以及復(fù)位桿，推桿的材料大部分用的普通的額T8剛或者T10剛，并且在產(chǎn)品被定出來(lái)以后，需要撫慰到原來(lái)的地方，對(duì)于頂桿的設(shè)計(jì)，往往直徑都比較小，長(zhǎng)度較大，要保證頂出比較平衡，可以對(duì)稱分布，在此設(shè)計(jì)的推桿是比較常見的圓形面的，直徑4mm.推桿結(jié)構(gòu)如圖4-12所示：圖4-12推桿復(fù)位桿結(jié)構(gòu)如圖4-13所示：圖4-13復(fù)位桿（2）頂出力的計(jì)算在成型中，由于冷卻收縮的原因，產(chǎn)品基本上都是緊緊的包裹住產(chǎn)品的動(dòng)模，這樣就需要通過(guò)頂出力把產(chǎn)品給定出來(lái)，。并且在設(shè)計(jì)頂桿結(jié)構(gòu)的時(shí)候，盡可能的把定出來(lái)設(shè)計(jì)在挨著型芯部分，這樣作用的效果更明星一些，頂出力的具體計(jì)算，往往跟產(chǎn)品的尺寸，以及使用的原材料的類型，還有包裹在型芯部分的具體面積數(shù)值，產(chǎn)品的收縮率是相關(guān)的。計(jì)算公式：（4-15）式中F——頂出力NE——塑料彈性模量13110MPA——塑料包容在型芯的徑向面積10000mm2F——塑料與鋼之間的摩擦因素0.21d——型芯直徑94mmt——塑件平均壁厚3mm——塑件材料的泊松比0.4 ——塑件在徑向的熱收縮＝式中——塑料熱膨脹系數(shù)7×10Tm——注入型腔的熔融塑料溫度1311℃——塑件出模溫度60℃代入得：＝0.4=1283.4N（4-16）（3）脫模力計(jì)算計(jì)算公式為：（4-17）式中K——查《塑料成形加工與模具》[9]表8－3得1.0035——矩形制件的平均壁厚3mmE——塑料的彈性模量13110S——塑料平均成型收縮率0.005L——制件對(duì)型芯的包容深度27mm——模具型芯的脫模斜度1°——制件與型芯的摩擦因數(shù)0.21——塑料的泊松比0.4=1122.75N（4-18）頂出力滿足要求。（4）推桿直徑效核柔度定義：=60（4-19）因?yàn)?6029所以屬于大柔度推桿計(jì)算公式：（4-20）式中——脫模阻力E——頂桿材料彈性模量；N——推桿數(shù)量；4個(gè)K——安全系數(shù)；1.4～1.8；取1.5D——推桿直徑4mm=2.3故推桿滿足要求。4.9側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)4.9.1抽拔力由于產(chǎn)品在成型收縮的時(shí)候，自己不會(huì)脫出來(lái)，會(huì)把型芯抱住，這樣就有一個(gè)抱緊的力，需要通過(guò)抽拔力來(lái)把產(chǎn)品給定出來(lái)，主要就是一個(gè)原始的抽拔力數(shù)值，可以按照如下計(jì)算抽拔力數(shù)值：F=（4-21）式中P——塑件的收縮應(yīng)力(Mpa)，模具冷卻時(shí)P=39.2MPa；A——塑件包圍型芯的側(cè)面積，10152mm2F——摩擦系數(shù)，一般f=0.15-1.0，取0.6——脫模斜度，1°F——抽拔力F=39.2×101.52×COS(0.6-tan15°)/(1+0.6sin1°×COS1°)=3937.8N（4-22）斜導(dǎo)柱受彎曲力為：（4-23）式中——斜導(dǎo)柱的傾斜角，15°——斜導(dǎo)柱所受彎曲力，N=4076.7N（4-24）4.9.2抽芯距把型芯從成型的地方脫出來(lái)，型芯的運(yùn)動(dòng)的尺寸也叫作抽芯距，實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中，抽芯距的大小是側(cè)孔的深度+2mm-3mm的安全距離。計(jì)算如下：（4-25）式中——設(shè)計(jì)抽芯距，2mmS——抽芯距mm=18.6mm4.9冷卻裝置的設(shè)計(jì)4.9.1溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件的影響溫度是模具設(shè)計(jì)當(dāng)中的考慮關(guān)鍵，由于產(chǎn)品的高溫經(jīng)過(guò)冷卻成型的，并且冷卻比較快，因此需要考慮合理的溫度控制系統(tǒng)，溫度對(duì)產(chǎn)品的影響比較大，如果溫度調(diào)節(jié)不好，容易造成產(chǎn)品的變形以及翹曲的情況，并且在精度上也會(huì)應(yīng)為收縮率的情況造成精度不穩(wěn)定的現(xiàn)象發(fā)生。并且尤其是表面，也會(huì)因?yàn)榭s水不均因，造成有大量的痕跡生產(chǎn)。為了獲得更高和更好的產(chǎn)品質(zhì)量，必須在模具設(shè)計(jì)中設(shè)置合理的冷卻系統(tǒng)。模具的冷卻主要是成形芯和模腔的冷卻。冷卻水箱是最常用的冷卻裝置。冷卻水箱一般位于型芯和型腔內(nèi)，通過(guò)冷卻水改變型號(hào)的溫度，實(shí)現(xiàn)塑料件的快速冷卻。的目標(biāo)。冷卻水箱的設(shè)計(jì)必須合理。冷卻水箱的直徑，中心距離和距離腔壁的距離必須與腔壁有一定距離，并應(yīng)考慮進(jìn)水口和出水口之間的溫差。4.9.2冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則想要更好的確保冷卻系統(tǒng)的分布平衡，在實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中要滿足下列幾個(gè)原則：(1)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要安排在推出結(jié)構(gòu)之前，這樣能夠更好的布置冷卻回路。(2)要考慮到凹凸模具的熱平衡部分。(3)針對(duì)一般的模具，往往是通過(guò)出入口水的溫度數(shù)值的差，來(lái)算流量，并且一次計(jì)算需要作出多大的管徑。(4)模具中的冷卻水會(huì)快速受熱，這樣就會(huì)影響到熱傳遞，因此設(shè)計(jì)的出入口的溫差最好控制在5度左右。(5)對(duì)于型芯跟型腔部分，他們的結(jié)構(gòu)不同，尺寸也不一樣，因此需要單獨(dú)分開設(shè)計(jì)。(6)對(duì)于冷卻水道的設(shè)計(jì)，要確保跟型腔的表面尺寸一樣，確保實(shí)現(xiàn)一樣的冷卻效果。(7)在設(shè)計(jì)當(dāng)中，對(duì)于進(jìn)出口的位置，最好要坐在模具的背面，這樣就不會(huì)妨礙到操作，便利性比較好。圖4-14型芯內(nèi)冷卻系統(tǒng)圖4-15型腔內(nèi)的冷卻系統(tǒng)4.9.3冷卻管道傳熱面積及管道數(shù)目的計(jì)算（1）水的體積流率：（4-26）=5.8×586/[1000×150×4.183×（27-20）]=1.66x10-3m3/min（2）求冷水在管道內(nèi)的流速V（4-27）（3）傳熱系數(shù)：（4-28）=7.5x(1000x1.78)0.8/(4/1000)0.2=9.01KW/m2K（4）傳熱面積：（4-29）=5.8x586/[150x9.01x20]=0.269m2（5）水孔數(shù)：（4-30）=5.74取n=6，即布置六根冷卻水道式中M——單位時(shí)間注入模具中的塑料質(zhì)量(Kg/s)Q0——在模腔內(nèi)單位質(zhì)量熔融塑料凝固所放出的熱量KJ/Kg.KΡ——冷卻水的密度(Kg/m3)Cp2——冷卻水的定壓比熱容KJ/Kg.KT1——冷卻水出口溫度T2——冷卻水進(jìn)口溫度A0——與入口冷卻水溫有關(guān)的物理常數(shù)△T——平均溫差B——模具上冷卻水孔深，即模寬D——水孔直徑結(jié)論設(shè)計(jì)是一種很好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，對(duì)于我們這種平時(shí)動(dòng)手能力不是很強(qiáng)的人來(lái)說(shuō)，以往在課堂中往往都是學(xué)書本的知識(shí)以及老師的教的東西，并且很多細(xì)小的知識(shí)點(diǎn)經(jīng)常被遺忘，通過(guò)設(shè)計(jì)能夠很好地把大學(xué)學(xué)到的各種知識(shí)點(diǎn)都運(yùn)用到，比較系統(tǒng)全面的對(duì)我們學(xué)到的東西做出一個(gè)很好的檢測(cè)以及總結(jié)。特別是機(jī)械制圖以及模具設(shè)計(jì)，還有很多平時(shí)上課沒有注意的細(xì)節(jié)知識(shí)，都被用到了，在設(shè)計(jì)的剛開始，要做很多整理的工作，并且要查書本的知識(shí)和模具的相關(guān)專例。，并且要到實(shí)際的加工單位去實(shí)地了解模具的，現(xiàn)場(chǎng)了解整個(gè)模具的動(dòng)作過(guò)程以及模具的工作原理，在設(shè)計(jì)當(dāng)中需要注意的問題這些，對(duì)于設(shè)計(jì)起到很大的幫助作用。并且在設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中查詢資料也是一個(gè)很好的提高自己能力的方式，從案例當(dāng)中可以了解到整個(gè)設(shè)計(jì)中的各個(gè)步驟，從材料的選用以及材料的利用盡量做到節(jié)省，以及工藝的分析以及設(shè)備的選用這些，都是非常的系統(tǒng)的，并且在設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中碰到問題，在老師的指導(dǎo)下都很好的解決，能夠在發(fā)現(xiàn)和分析問題中學(xué)會(huì)更好的解決問題，并且在設(shè)計(jì)當(dāng)中學(xué)會(huì)了畫圖能力，提高了自己的動(dòng)手能力。這些對(duì)于以后的工作都是有很大的幫助的，也打下很好的基石，總之整個(gè)設(shè)計(jì)下來(lái)學(xué)到的東西比較多。致謝時(shí)間真的很快，我都還沒感覺到，即將進(jìn)入到尾聲了。也意味著馬上要走出學(xué)校，去上班了。大學(xué)四年的時(shí)間真的是太快了，在這段時(shí)間力學(xué)到了很多東西，自己也變得更加懂事成熟了，學(xué)會(huì)了怎么更好的跟師長(zhǎng)以及同學(xué)們和諧相處，掌握了很多處事做人的本領(lǐng)，也不在是以前的那個(gè)剛進(jìn)學(xué)校的矛頭小孩了，現(xiàn)在馬上要離開學(xué)校了，有太多的不舍，學(xué)校留下來(lái)我這幾年的美好青春，