滴劑瓶蓋注塑模具CAD設(shè)計(jì)畢業(yè)論文.doc

沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 目錄滴劑瓶蓋注塑模具CAD設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄引 言1第一章 文獻(xiàn)綜述21.1 注塑模具工藝簡(jiǎn)介21.1.1 模具21.1.2 注塑模具及設(shè)計(jì)21.1.3 注塑成型21.1.4 注塑材料31.2 塑料成型模具工業(yè)概況41.2.1 塑料模具工業(yè)概況41.2.2 我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀41.2.3 國(guó)外模具工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀51.2.4注塑模具的發(fā)展趨勢(shì)61.3 本次注射模的設(shè)計(jì)程序81.4 本課題的研究?jī)?nèi)容、要求、目的及意義81.4.1 本課題的研究?jī)?nèi)容81.4.2 本課題的研究要求81.4.3 本課題的研究目的91.4.4 研究意義91.5 畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)9第二章 塑料制件的設(shè)計(jì)102.1 塑件材料的性能102.1.1 塑件材料的使用性能102.1.2 塑件材料的物理性能、熱性能112.1.3 塑件材料的力學(xué)、電氣性能112.1.4 塑件材料的化學(xué)性能112.1.5 塑件材料的成形條件122.2 塑件的體積與重量122.3 塑件工藝分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)132.3.1 塑件成形方法132.3.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析132.3.3 注塑成形塑件工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)14第三章 總體設(shè)計(jì)方案153.1 分型面的選擇153.2 排氣方式的確定163.3 型腔數(shù)目和排列方式的確定163.4 注塑機(jī)的選擇16第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及計(jì)算184.1 流道設(shè)計(jì)184.2 澆口設(shè)計(jì)19第五章 成型零件設(shè)計(jì)205.1 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)205.1.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)205.2 成型零件工作尺寸計(jì)算205.2.1 凹模的徑向尺寸計(jì)算205.2.2 凹模的深度尺寸計(jì)算225.2.3 型芯的徑向尺寸計(jì)算225.2.4 型芯的高度尺寸計(jì)算245.2.5 型孔之間的中心距尺寸計(jì)算245.3 成型零件的力學(xué)計(jì)算255.3.1 凹模型腔側(cè)壁厚度計(jì)算265.3.2 凹模底板厚度計(jì)算27第六章 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)286.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)286.1.1 導(dǎo)柱設(shè)計(jì)（GB/T4169.5-1984）286.1.2 導(dǎo)套設(shè)計(jì) （GB/T4169.2-1984）296.2 定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)29第七章 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)307.1 脫模力的計(jì)算307.2 推出機(jī)構(gòu)形式的確定317.3 推出零件尺寸的確定327.3.1 確定推件板厚度327.3.2 確定推桿直徑32第八章 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)348.1 側(cè)向分型和抽芯機(jī)構(gòu)的類型348.2 抽拔距的確定348.3 抽拔力的計(jì)算348.3.1 影響抽拔力的因素358.3.2 抽拔力的計(jì)算358.4 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)368.5 滑塊與導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì)378.6 楔緊塊的設(shè)計(jì)378.6.1 楔緊塊的結(jié)構(gòu)形式378.6.2 楔緊塊的楔角37第九章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)389.1 塑件在固化時(shí)釋放的熱量389.2 求冷卻水的體積流量38第十章 注塑機(jī)參數(shù)校核3910.1 最大注塑量校核3910.2 鎖模力校核3910.3 模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核4010.4 開模行程校核40設(shè)計(jì)總結(jié)41致 謝42附 錄44英文文獻(xiàn)44中文翻譯57沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 引言引 言0沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 文獻(xiàn)綜述 模具是塑件生產(chǎn)的重要工藝裝備之一。模具以其特定的形狀通過(guò)一定的方式使原料成型。不同的塑料成型方法使用著不同的模塑工藝和原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)各不相同的塑料模具。塑件質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低，模具因素占80%。一副質(zhì)量好的注射模可以成型上百萬(wàn)次，壓縮模大約可以生產(chǎn)25萬(wàn)件，這些都同模具設(shè)計(jì)和制造有很大的關(guān)系。在現(xiàn)代塑件生產(chǎn)中，合理的模塑工藝、高效的模塑設(shè)備、先進(jìn)的塑料模具和制造技術(shù)是必不可少的因素，尤其是塑料模具對(duì)實(shí)現(xiàn)塑料加工工藝要求、塑件的使用要求和造型設(shè)計(jì)起著重要的作用。高效的全自動(dòng)設(shè)備也只有裝上能自動(dòng)化生產(chǎn)的模具才可能發(fā)揮其效能，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具的設(shè)計(jì)制造和更新為前提。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的各個(gè)部門對(duì)塑件的品種和產(chǎn)量需求愈來(lái)愈大、產(chǎn)品更新?lián)Q代周期愈來(lái)愈短、用戶對(duì)塑件質(zhì)量的要求愈來(lái)愈高，因而對(duì)模具設(shè)計(jì)與制造的周期和質(zhì)量提出了更高的要求，促使塑料模具設(shè)計(jì)和制造技術(shù)不斷向前發(fā)展，從而也推動(dòng)了塑料工業(yè)生產(chǎn)高速發(fā)展，可以說(shuō)，模具設(shè)計(jì)與制造水平標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家工業(yè)化發(fā)展的程度。本課題設(shè)計(jì)產(chǎn)品是塑料制件：滴劑瓶蓋。它包含了模具的基本結(jié)構(gòu)，并有側(cè)向分型和抽芯機(jī)構(gòu)，屬于中等難度的塑料模具。本設(shè)計(jì)介紹了注射成型的基本原理，特別是內(nèi)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與工作原理，對(duì)注塑產(chǎn)品提出了基本的設(shè)計(jì)原則。還分別介紹了塑料模具的一般設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)步驟、材料的選取、材料性能、結(jié)構(gòu)和用途的分析等。詳細(xì)介紹了注射模具的材料及工藝分析，澆注系統(tǒng)、主要零部件、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程，并對(duì)模具強(qiáng)度要求做了說(shuō)明，以及模具的各種工藝參數(shù)的確定與校核等。在模具制造中運(yùn)用了現(xiàn)代先進(jìn)的線切割和數(shù)控加工等加工技術(shù)。利用Auto CAD進(jìn)行設(shè)計(jì)并繪制各種非標(biāo)準(zhǔn)零件圖紙。說(shuō)明書已詳細(xì)地闡述設(shè)計(jì)的全過(guò)程。由于時(shí)間倉(cāng)促、水平有限，本設(shè)計(jì)難免有不當(dāng)和錯(cuò)誤之處，懇請(qǐng)各位老師和同學(xué)批評(píng)指正！沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 文獻(xiàn)綜述 第一章 文獻(xiàn)綜述1.1 注塑模具工藝簡(jiǎn)介1.1.1 模具模具是用來(lái)成型物品的工具，這種工具由各種零件構(gòu)成，不同的模具由不同的零件構(gòu)成。它主要通過(guò)所成型材料物理狀態(tài)的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)物品外形的加工。模具是當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的主要工藝裝備，模具工業(yè)正在成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要基礎(chǔ)工業(yè)之一。1.1.2 注塑模具及設(shè)計(jì)注射模具又稱注塑模具，主要用于熱塑性塑料制品的成型。注塑成型在塑料制品中占有很大比重，世界上塑料成型模具的產(chǎn)量半數(shù)以上是注塑模具。由于注射模具的生產(chǎn)制作并不是設(shè)計(jì)的最終目的，而是要用它制作出好的塑料制品。所以，模具的設(shè)計(jì)不但要考慮到金屬的特性及加工工藝，還需要充分考慮到樹脂材料特性、注射成型工藝。注射模具設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括市場(chǎng)調(diào)研，塑料的選擇，塑件建模及其設(shè)計(jì)的工藝分析，注塑機(jī)、注射模架及其零部件的選擇，并進(jìn)行有關(guān)的參數(shù)計(jì)算和校核，以及工程圖紙的繪制。在模具設(shè)計(jì)中CAD/CAE 技術(shù)的應(yīng)用，可大量縮短模具設(shè)計(jì)的時(shí)間并使設(shè)計(jì)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化。盡管如此，我們?cè)谡_地、高水平地使用注塑模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的各種軟件的同時(shí)，仍必須對(duì)模具設(shè)計(jì)的原則和方法有透徹地了解，以使CAD/CAE 技術(shù)在模具的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造過(guò)程中發(fā)揮最大的作用。1.1.3 注塑成型注塑成型是使熱塑性或熱固性模塑料先在加熱料筒中均勻塑化，而后由柱塞或移動(dòng)螺桿推擠到閉合模具的模腔中成型的一種方法。注射成型是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，其中包括充模、加壓、保壓、冷卻和脫模等一系列連續(xù)的加工步驟。它幾乎適用于所有的0沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 文獻(xiàn)綜述 熱塑性塑料。近年來(lái)，注射成型也成功地用于成型某些熱固性塑料。注射成型的成型周期短，成型制品質(zhì)量可由幾克到幾十千克，能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精確、帶有金屬或非金屬嵌件的模塑品。因此，該方法適應(yīng)性強(qiáng)，生產(chǎn)效率高。注射成型用的注射機(jī)分為柱塞式注射機(jī)和螺桿式注射機(jī)兩大類，由注射系統(tǒng)、鎖模系統(tǒng)和塑模三大部分組成。本題目也是運(yùn)用傳統(tǒng)的注射成型技術(shù)來(lái)生產(chǎn)出需要的產(chǎn)品。1.1.4 注塑材料在家用的電器的發(fā)展中，有各種優(yōu)異性能的塑料材料的應(yīng)用起著十分重要的作用，塑料具有質(zhì)輕，比強(qiáng)度高，不銹蝕，絕緣性好等優(yōu)點(diǎn)，而且，原料易得，成型方便，生產(chǎn)效率高，因此，用塑料材料代替金屬，生產(chǎn)成本低，適合于大批量生產(chǎn)，而且，由于塑料加工性好，帶來(lái)了簡(jiǎn)化和減少零部件的好處。根據(jù)塑料熱行為的不同，可將塑料分為熱塑性塑料和熱固性塑料：熱塑性塑料在加熱到一定溫度時(shí)可軟化甚至熔融流動(dòng)，冷卻后用又固化為一定形狀，這個(gè)過(guò)程可反復(fù)進(jìn)行。熱塑性塑料中的合成樹脂一般為線型高分子，成型時(shí)，在熱作用下主要發(fā)生物理狀態(tài)的變化，并且這種變化具有可逆性。熱塑性塑料成型容易，成型效率高且經(jīng)濟(jì)性較好。常見的熱塑性材料有：聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚酰胺（PA）、聚甲醛（POM ）、飽和聚酯（SP）等，以上均為結(jié)晶型塑料；聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚碳酸酯（PC）、（丙烯烴/丁二烯/苯乙烯）共聚物（ABS）等，以上均為非結(jié)晶型塑料。除ABS 外，一般而言，非結(jié)晶型塑料是透明的。熱固性塑料受熱時(shí)，其中的合成樹脂將發(fā)生化學(xué)變化，樹脂（或稱聚合物）分子由線型或支鏈型結(jié)構(gòu)通過(guò)交聯(lián)反應(yīng)變?yōu)轶w型結(jié)構(gòu)，塑料也因此固化定型。固化后的熱固性塑料遇熱不再熔融，也不熔于有機(jī)溶劑，所以不能反復(fù)加工。常見的熱固性塑料品種有：酚醛（PF）塑料、環(huán)氧（EP）塑料、脲醛塑料、氨基塑料等。注射成型中應(yīng)用多的是熱塑性材料，熱固性材料則次之，且從經(jīng)濟(jì)、環(huán)保角度出發(fā)，本設(shè)計(jì)塑件材料從熱塑性材料中選取。1.2 塑料成型模具工業(yè)概況1.2.1 塑料模具工業(yè)概況模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時(shí)本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域，在歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家被稱為“點(diǎn)鐵成金”的“磁力工業(yè)”。如今，世界模具工業(yè)的發(fā)展甚至已超過(guò)了新興的電子工業(yè)。早在幾年前，塑料的年產(chǎn)量按體積計(jì)算已經(jīng)超過(guò)鋼鐵和有色金屬年產(chǎn)量的總和，塑料制品在汽車、機(jī)電、儀表、航天航空等國(guó)家支柱產(chǎn)業(yè)及與人民日常生活相關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。塑料制品成形的方法雖然很多，但最主要的方法是注塑成型，世界塑料模具市場(chǎng)上塑料成型模具產(chǎn)量中約半數(shù)以上是注塑模具。 注塑模具是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備，隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展，以及塑料制品在航空、航天、電子、機(jī)械、船舶和汽車等工業(yè)部門的推廣應(yīng)用，產(chǎn)品對(duì)模具的要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)方法已無(wú)法適應(yīng)當(dāng)今的要求。與傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)相比，計(jì)算機(jī)輔助工程（CAD）技術(shù)無(wú)論是在提高生產(chǎn)率、保證產(chǎn)品質(zhì)量方面，還是在降低成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度方面，都具有極大的優(yōu)越性。1.2.2 我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀八十年代以來(lái)，在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國(guó)家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為13%，1999年我國(guó)模具工業(yè)產(chǎn)值為245億，至2002年我國(guó)模具總產(chǎn)值約為360億元，其中塑料模約30%左右。在未來(lái)的模具市場(chǎng)中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。隨著模具制造行業(yè)的發(fā)展，許多企業(yè)開始追求提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率,縮短設(shè)計(jì)周期及制造周期,降低生產(chǎn)成本，最大限度地提高模具制造業(yè)的應(yīng)變能力等目標(biāo)。新興的模具CAD技術(shù)很大程度上實(shí)現(xiàn)了企業(yè)的愿望。近年來(lái)，CAD技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越普遍和深入, 大大縮短了模具設(shè)計(jì)周期, 提高了制模質(zhì)量和復(fù)雜模具的制造能力。我國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，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英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5Kg大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具。精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機(jī)電有限公司和煙臺(tái)北極星模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齒輪模具，所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動(dòng)等要求都達(dá)到了國(guó)外同類產(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設(shè)計(jì)軟件，糾正了由于成型收縮造成齒形誤差，達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形要求。還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達(dá)0.02mm0.05mm，表面粗糙度Ra0.2m，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá)1030萬(wàn)次，淬火鋼模達(dá)501000萬(wàn)次，交貨期較以前縮短，但和國(guó)外相比仍有較大差距。我國(guó)模具總量目前已達(dá)到相當(dāng)規(guī)模,模具水平也有很大提高, 但在模具產(chǎn)品水平和生產(chǎn)工藝水平總體上要比德、美、日、法、意等發(fā)達(dá)國(guó)家至少落后十年, 主要表現(xiàn)在模具精度、壽命、復(fù)雜程度、設(shè)計(jì)、加工、工藝裝備等方面與發(fā)達(dá)國(guó)家有較大的差距。國(guó)內(nèi)模具的使用壽命只有國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的1/2 至1/10, 甚至更短, 模具生產(chǎn)周期卻比國(guó)際先進(jìn)水平長(zhǎng)許多。此外, 模具的標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化、商品化程度低, 模具材料及模具相關(guān)技術(shù)比較落后, 也是造成與國(guó)外先進(jìn)水平差距大的重要原因。1.2.3 國(guó)外模具工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)模具生產(chǎn)廠中多數(shù)是自產(chǎn)自配的工模具車間，自產(chǎn)自配比例高達(dá)60%左右，而國(guó)外模具超過(guò)70%屬商品模具。專業(yè)模具廠大多是“大而全”、“小而全”的組織形式，而國(guó)外大多是“小而專”、“小而精”。國(guó)內(nèi)大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的模具占總量比例不足30%，而國(guó)外在50%以上。2004年，模具進(jìn)出口之比為3.7：1，進(jìn)出口相抵后的凈進(jìn)口額達(dá)13.2億美元，為世界模具凈進(jìn)口量最大的國(guó)家。 國(guó)外的模具發(fā)展?fàn)顩r具體表現(xiàn)為以下七個(gè)特征：（1） 集成化技術(shù)現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)不僅應(yīng)強(qiáng)調(diào)信息的集成，更應(yīng)該強(qiáng)調(diào)技術(shù)人和管理的集成。在開發(fā)模式制造系統(tǒng)時(shí)強(qiáng)調(diào)“多集成”的概念，即信息集成、智能集成、串并行工作機(jī)制集成及人員集成，這更適合未來(lái)制造系統(tǒng)的需要。（2） 智能化技術(shù)應(yīng)用人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期各個(gè)環(huán)節(jié)的智能化，以及模具設(shè)備的智能化，也要實(shí)現(xiàn)人與系統(tǒng)的融合及人在其中智能的充分發(fā)揮。（3） 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括硬件與軟件的集成實(shí)現(xiàn)。各種通訊協(xié)議及制造自動(dòng)化協(xié)議，信息通訊接口，系統(tǒng)操作控制策略等，是實(shí)現(xiàn)各種制造系統(tǒng)自動(dòng)化的基礎(chǔ)。目前早通過(guò)了Internet實(shí)現(xiàn)跨國(guó)界模具設(shè)計(jì)的成功例子。（4） 多學(xué)科多功能綜合產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)不僅用到機(jī)械科學(xué)的理論與知識(shí)，還用到了電磁學(xué)、光學(xué)、控制理論等，甚至要考慮到經(jīng)濟(jì)、心理、環(huán)境、衛(wèi)生及社會(huì)等各方面的因素。產(chǎn)品的開發(fā)要進(jìn)行多目標(biāo)全性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以追求模具產(chǎn)品動(dòng)靜態(tài)特性、效率、精度、使用壽命、可靠性、制造成本與制造周期的最佳組合。（5） 虛擬現(xiàn)實(shí)與多媒體技術(shù)的應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)在21世紀(jì)整個(gè)制造中都將有廣泛的應(yīng)用，可以用于培訓(xùn)、制造系統(tǒng)仿真、實(shí)現(xiàn)基于制造仿真的設(shè)計(jì)與制造、集成設(shè)計(jì)與制造、實(shí)現(xiàn)集成人的設(shè)計(jì)等。美國(guó)已于1999年借助于VR技術(shù)成功地修復(fù)了哈博太空望遠(yuǎn)鏡。多媒體技術(shù)采用多種介質(zhì)來(lái)存儲(chǔ)、表達(dá)處理多種信息，融文字、語(yǔ)音、圖象于一體，給人一種真實(shí)感。（6） 反求技術(shù)的應(yīng)用在許多情況下，一些產(chǎn)品并非來(lái)自設(shè)計(jì)概念，而是起源于另外一些產(chǎn)品或?qū)嵨?，要在只有產(chǎn)品原型或?qū)嵨锬Ｐ停鴽]有產(chǎn)品圖樣的條件下進(jìn)行模具設(shè)計(jì)和制造以便制造出產(chǎn)品。此時(shí)需要通過(guò)實(shí)物的測(cè)量，然后利用測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)物的CAD幾何模型的重新構(gòu)造。這種過(guò)程就是反求工程RE。建立了CAD幾何模型后，就可以依據(jù)這種數(shù)字化的幾何模型用于后續(xù)的許多操作。（7） 快速成形制造技術(shù)快速成形制造技術(shù)RPM基于層制造原理，迅速制造出產(chǎn)品原型，而與零件的幾何復(fù)雜程度無(wú)關(guān)，尤其在具有復(fù)雜曲面形狀的產(chǎn)品制造中更能顯示其優(yōu)越性。它不僅能夠迅速制造出原型供設(shè)計(jì)評(píng)估、裝配校檢、功能實(shí)驗(yàn)。而且還可以通過(guò)形狀復(fù)制，快速經(jīng)濟(jì)地制造出產(chǎn)品模具，從而避免了傳統(tǒng)模具制造的費(fèi)時(shí)和耗成本的NC加工，因而RPM技術(shù)在模具制造中發(fā)揮著重要的作用。1.2.4注塑模具的發(fā)展趨勢(shì)據(jù)國(guó)際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)21世紀(jì)機(jī)械零部件中60%的粗工，80%的精加工要由模具來(lái)完成。所以模具工業(yè)對(duì)今后國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展將起到越來(lái)越重要的作用。模具的制造技術(shù)和成型技術(shù)未來(lái)有如下的發(fā)展趨勢(shì)：1） CAD/CAE/CAM技術(shù)在模具設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用經(jīng)過(guò)多年的推廣應(yīng)用。模具設(shè)計(jì)“軟件化”和模具制造“數(shù)控化”已經(jīng)在我國(guó)模具企業(yè)中成為現(xiàn)實(shí).采用CAD技術(shù)是模具生產(chǎn)的一次革命,是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)顯著特點(diǎn)。近年來(lái)，CAD技術(shù)發(fā)展主要有以下特點(diǎn)：模具CAD技術(shù)及其應(yīng)用日趨成熟； 基于網(wǎng)絡(luò)化的CAD/CAE/CAM一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪；CAD/CAM軟件的智能化程度正在逐漸提高。2）大力發(fā)展快速原型制造快速成型制造(RPM)技術(shù)是一種綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、激光技術(shù)和材料科學(xué)的發(fā)展成果,采用分層增材制造的新概念取代了傳統(tǒng)的去材或變形法加工,是當(dāng)代最具有代表性的制造技術(shù)之一。利用快速成型技術(shù)不需要任何工裝,可快速制造出任意復(fù)雜的工件,這樣大大減少了產(chǎn)品開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)和加工費(fèi)用,縮短了研制周期。3）研究和應(yīng)用模具的快速測(cè)量技術(shù)與逆向工程在產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中,設(shè)計(jì)與制造者往往面對(duì)的并非是CAD模型描述的復(fù)雜曲面實(shí)物樣件,這就必須通過(guò)一定的三維數(shù)據(jù)采集方法,將這些實(shí)物原型轉(zhuǎn)化為CAD模型,從而獲得零件幾何形狀的數(shù)學(xué)模型,使之能利用CAD、CAM、RPM等先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行處理或管理。這樣從實(shí)物樣件獲取產(chǎn)品數(shù)學(xué)模型的相關(guān)技術(shù),稱為逆向工程。4）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和采用先進(jìn)的熱處理和表面處理技術(shù)模具材料的選用在模具設(shè)計(jì)與制造中是涉及模具加工工藝、模具使用壽命、塑料制件成型質(zhì)量和加工成本等的重要問(wèn)題。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善普及常用表面處理方法外,應(yīng)發(fā)展設(shè)備昂貴、工藝先進(jìn)的氣相沉積、等離子噴涂等技術(shù)。5）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率模具標(biāo)準(zhǔn)化的水平在某種意義上體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家模具工業(yè)發(fā)展的水平。采用標(biāo)準(zhǔn)模架和使用標(biāo)準(zhǔn)零件,可以滿足大批量制造模具和縮短模具制造周期的需要。6）模具的復(fù)雜化、精密化與大型化為了滿足塑料制件在各種工業(yè)產(chǎn)品中的使用要求,塑料成型技術(shù)正朝著復(fù)雜化、精密化與大型化方向發(fā)展,例如汽車的保險(xiǎn)杠和某些內(nèi)飾件的成型。1.3 本次注射模的設(shè)計(jì)程序其大致步驟如下： 1）確定型腔數(shù)目及選擇注射機(jī)型號(hào)；2）確定分型面及排氣措施；3）決定模具的總體結(jié)構(gòu)、凸凹模的結(jié)構(gòu)，同時(shí)考慮模具制造工藝的可行性；4）擬定注射工藝方案，確定注射各階段的時(shí)間、壓力、溫度、及速率；5）設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)，確定澆口形式和位置，決定主流道分流道和冷料井的形式和尺寸；6）脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；7）側(cè)向分型及抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；8）導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；9）冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)；10）確定模具與注射機(jī)的連接。1.4 本課題的研究?jī)?nèi)容、要求、目的及意義 1.4.1 本課題的研究?jī)?nèi)容做滴劑瓶蓋塑料模具設(shè)計(jì)，使該塑料模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，型腔、型芯等機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，并實(shí)現(xiàn)側(cè)抽芯脫模，根據(jù)說(shuō)明書畫模具 CAD圖。 1.4.2 本課題的研究要求 （） 此塑件外表面要求沒有毛刺，并且光滑。 （） 要使注射模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并有側(cè)抽芯。 （） 流道設(shè)計(jì)合理，可保證產(chǎn)品質(zhì)量并且又節(jié)約生產(chǎn)原材料。 （） 了解聚丙烯的性能，特性和設(shè)計(jì)時(shí)的要求。 1.4.3 本課題的研究目的 （） 檢驗(yàn)理論知識(shí)掌握情況，將理論與實(shí)踐結(jié)合。 （） 步掌握進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的方法，過(guò)程，為將來(lái)走向工作崗位進(jìn)行科技開發(fā)工作和撰寫科研論文打下基礎(chǔ)。 （） 培養(yǎng)自己的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力、計(jì)算機(jī)運(yùn)用能力。 1.4.4 研究意義（） 對(duì)于模具的設(shè)計(jì)可以從選材到設(shè)計(jì)到成型有一個(gè)完整的了解和初步的掌握。以進(jìn)一步的熟練掌握 Auto CAD 的運(yùn)用。 （） 鍛煉自己的獨(dú)立思考能力和創(chuàng)造能力，為更好更快的適應(yīng)工作做準(zhǔn)備。1.5 畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)本次的設(shè)計(jì)是大學(xué)生涯的最后一次綜合性的課程設(shè)計(jì)，是我們對(duì)大學(xué)四年所學(xué)專業(yè)理論知識(shí)和技能的一次綜合性訓(xùn)練。模具設(shè)計(jì)是一項(xiàng)很復(fù)雜的工作，它要求我們?cè)谡莆绽碚撝R(shí)的基礎(chǔ)上要有更好的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。設(shè)計(jì)一副好的模具，其中牽涉到許多的內(nèi)容工藝，一套模具有多種工藝方案，在進(jìn)行的比較中需要考慮的內(nèi)容包括對(duì)塑件成型工藝的分析、如何確定分型面、型腔數(shù)目以及選擇注射機(jī)型號(hào)。確定模具的總體結(jié)構(gòu)、型腔、型芯的結(jié)構(gòu)，同時(shí)還考慮了模具制造工藝的可行性以及模具制造的經(jīng)濟(jì)性；澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，確定澆口形式及位置大??；確定主流道，分流道和冷料穴的形式及尺寸；脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，脫模力的計(jì)算；模架的確定；側(cè)向分型及抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。1沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 塑料制件設(shè)計(jì) 第二章 塑料制件的設(shè)計(jì)塑料制件主要是根據(jù)使用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。要想獲得優(yōu)質(zhì)的塑件，塑件本身必須具有良好的工藝性，這樣不僅可使成型工藝得以順利進(jìn)行，而且能得到最佳的經(jīng)濟(jì)效益。塑料的設(shè)計(jì)原則是在保證使用性能、物理性能、力學(xué)性能、耐熱性能和耐腐蝕性能的前提下，盡量選用價(jià)格低廉和成型性能較好的塑料。同時(shí)還應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壁厚均勻、成型方便。在設(shè)計(jì)塑件時(shí)，還應(yīng)該考慮其模具的總體結(jié)構(gòu)，使其模具易于加工制造，模具的抽芯結(jié)構(gòu)和推出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。塑件形狀有利于模具分型、排氣、補(bǔ)縮和冷卻。此外，在塑件成型后盡量不再進(jìn)行機(jī)械加工。本塑件是滴劑瓶蓋，其材料采用的是聚丙烯（PP），生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。2.1 塑件材料的性能2.1.1 塑件材料的使用性能聚丙烯密度小，強(qiáng)度、剛性、硬度、耐熱行均優(yōu)于HDPE,可在100左右使用。具有優(yōu)良的耐腐蝕性，良好的高頻絕緣性，不受濕度影響，但低溫變脆，不耐磨，易老化。適于制作一般機(jī)械零件、耐腐蝕零件和絕緣零件。塑件材料的加工特性：（1）結(jié)晶性塑料，吸濕性小，可能發(fā)生熔體破裂。（2）流動(dòng)性極好，溢邊值0.03mm左右；（3）冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)的散熱應(yīng)適度；（4）成型收縮范圍大，收縮率大，已發(fā)生縮孔、凹痕、變形，取向性強(qiáng)；（5）注意控制成型溫度，料溫低時(shí)取向性明顯，尤其低溫高壓時(shí)更明顯，模具溫度低于50以下塑件無(wú)光澤，已產(chǎn)生熔接痕、流痕；90以上時(shí)易發(fā)生翹曲、變形；（6）塑件應(yīng)壁厚均勻，避免缺口、尖角，以防止應(yīng)力集中。 2.1.2 塑件材料的物理性能、熱性能密度 g/cm30.900.91質(zhì)量體積 cm3/g1.101.11吸水率 24h0.010.03熔點(diǎn) 170176熔融指數(shù) g/10min230維卡針入度 140150熱變形溫度 102115線膨脹系數(shù) 10-59.8比熱容 J/(kgK)1930熱導(dǎo)率 W/(mK)0.1262.1.3 塑件材料的力學(xué)、電氣性能屈服強(qiáng)度 Mpa7抗拉強(qiáng)度 Mpa37斷裂伸長(zhǎng)率 %200抗彎強(qiáng)度 Mpa67彎曲彈性模量 Gpa1.45抗壓強(qiáng)度 Mpa56沖擊韌度 KJ/m2無(wú)缺口78有缺口3.54.8布氏硬度 HBS8.65電阻率 m10142.1.4 塑件材料的化學(xué)性能日光及氣候影響不含穩(wěn)定劑時(shí)表面迅速變色、發(fā)脆、若添加康氧化劑時(shí)會(huì)改善其抗大氣老化性能耐酸性60以下中等濃度的酸類無(wú)影響。強(qiáng)酸及高濃度氧化劑能引起破壞，對(duì)水和無(wú)機(jī)鹽溶液穩(wěn)定耐堿性對(duì)堿類穩(wěn)定耐油性對(duì)多數(shù)油類穩(wěn)定，能吸收少量的礦物油、植物油耐有機(jī)溶劑室溫下不溶于有機(jī)溶劑。超過(guò)80能溶于苯、甲苯等芳香烴及氯化烴中，于溶劑長(zhǎng)期接觸不產(chǎn)生脆性2.1.5 塑件材料的成形條件注塑成型機(jī)類型螺桿式密度 g/cm30.900.91計(jì)算收縮率 %1.02.5預(yù)熱溫度 80100時(shí)間 h12料筒溫度 后段160180中段180200前段200220模具溫度 90100注塑壓力 MPa80130成形時(shí)間 s注塑時(shí)間2090高壓時(shí)間05冷卻時(shí)間2090總周期40190螺桿轉(zhuǎn)速 r/min28后處理方法紅外線燈或鼓風(fēng)烘箱溫度 1401452.2 塑件的體積與重量計(jì)算塑件的質(zhì)量是為了選用注射機(jī)及確定型腔數(shù)。1） 塑件的體積： （2.1）2） 塑件的重量：根據(jù)塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)可查得聚丙烯（PP）的密度為=0.9/dm，故塑件的重量為： （2.2）2.3 塑件工藝分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)若要將聚合物加工成具有一定功能用途的塑料制件，除了要選用合適的塑料材料外還必須考慮塑料制件的加工工藝性。影響成形件誤差的主要原因是塑料收縮率的波動(dòng)、模具使用的磨損、成形制品脫模后的收縮、模具制造及裝配的誤差。為了便于脫模，并防止脫模后刮傷制品表面，要求有一定的脫模斜度，脫模斜度的大小取決于塑料的收縮率、制品的形狀及厚度。制品上所有的角均采用圓角過(guò)渡，既安全又改善了熔體在型腔的流動(dòng)性，有利于充型，避免出現(xiàn)熔合線。2.3.1 塑件成形方法熱塑性塑料的成形方法主要有擠塑成形、注塑成形、壓塑成形、澆注成形等。本塑件采用注塑成形方法。2.3.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析1）結(jié)構(gòu)分析：從零件圖上分析，該零件總體形狀為長(zhǎng)方形，在高度為15mm的圓錐凸臺(tái)上有一個(gè)圓孔。因此，模具設(shè)計(jì)時(shí)必須注意設(shè)置側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)，該零件屬于中等復(fù)雜程度。2）尺寸精度分析：該零件的所有尺寸都未注公差尺寸，由表常用材料塑件公差登記和選用（GB/T14486-1993），可選得聚丙烯PP的未注公差尺寸等級(jí)為MT5級(jí)，由以上分析可見，該零件的尺寸精度要求不高，對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)的零件的尺寸加工可以保證。3）表面質(zhì)量分析：該零件的表面除要求沒有缺陷、毛刺，內(nèi)部不得有導(dǎo)電雜質(zhì)外，沒有特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易實(shí)現(xiàn)。綜上分析可以看出，注射時(shí)在工藝參數(shù)控制得較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。2.3.3 注塑成形塑件工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在注塑成形塑件設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該盡量避免凸凹臺(tái)，然而本塑件側(cè)壁上有凸臺(tái)和圓孔，所以其成形模具中必須設(shè)計(jì)側(cè)向抽芯結(jié)構(gòu)。1）脫模斜度塑件在模具注塑成形過(guò)程中，塑料從熔融狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)狀態(tài)將會(huì)產(chǎn)生一定量的尺寸收縮，從而使塑件緊緊的包圍在模具型芯或型腔中的凸起部分，為此必須考慮塑件內(nèi)外壁有足夠的脫模斜度。查塑料模具設(shè)計(jì)及制造表2-11得熱塑性塑料PP的脫模斜度為： 型腔：25 45 型芯：20 45綜合考慮本塑件的工藝特性，塑件內(nèi)表面和外表面的脫模斜度都選為30。2） 塑件壁厚塑件的壁厚是最重要的結(jié)構(gòu)要素，是塑件設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的問(wèn)題之一。塑件的壁厚要求盡量分布均勻否則會(huì)導(dǎo)致塑件各部分固化收縮不均勻，易在塑件上產(chǎn)生氣孔、裂紋、以及內(nèi)應(yīng)力及變形等缺陷。 塑件的壁厚與流程有關(guān)，因?yàn)楦鞣N塑料在其常規(guī)工藝參數(shù)下，流程大小還與塑件壁厚成正比。壁厚則其流程長(zhǎng)，查模具設(shè)計(jì)大典表8.5-8，由壁厚與流程關(guān)系式計(jì)算相應(yīng)的塑件最小壁厚 =1.4mm （2.3）式中 最小壁厚(mm) L 流程(mm)熱塑性塑料PP的壁厚一般為0.67.6mm,而從塑件的壁厚來(lái)看，最大處是6，最小處是3.75，塑件的壁厚在材料允許的范圍之內(nèi)且較均勻，有利于零件的成型加工。沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第三章 總體設(shè)計(jì)方案 第三章 總體設(shè)計(jì)方案3.1 分型面的選擇選擇分型面時(shí)，通常應(yīng)考慮以下幾項(xiàng)基本原則：（1）便于塑件的脫模。1）在開模時(shí)塑件應(yīng)盡可能留于下?；騽?dòng)模內(nèi)。2）應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽芯。3）應(yīng)合理安排塑件在型腔中的方位。（2）考慮塑件的外觀。（3）保證塑件尺寸精度的要求。（4）有利于防止溢料和考慮飛邊在塑件上的部位。（5）有利于排氣。（6）考慮脫模斜度對(duì)塑件尺寸的影響。（7）盡量使成型零件便于加工。圖3.1 分型面的選擇根據(jù)零件和形狀結(jié)構(gòu)，制品的形狀位置按零件的深度方向要與注塑機(jī)的開模具方向平行，并且低部朝向定模，注塑口在低部，使的制品上表面較光滑，而且注塑點(diǎn)也比較隱蔽。該塑件為瓶蓋類零件，表面質(zhì)量無(wú)特殊要求，塑件外觀和尺寸精度要求都不高。選擇如圖2.1所示的分型面，脫模過(guò)程中塑件冷卻包緊于型芯，留于動(dòng)模，便于塑件脫模。此外，還可降低模具的復(fù)雜程度和便于側(cè)抽芯。3.2 排氣方式的確定在注塑過(guò)程中，需要排出的氣體主要有兩種：一是澆注系統(tǒng)和模腔內(nèi)的氣體，二是熔體分解放出的氣體和模具受熱放出的氣體，常見的排氣方式有：（1）排氣槽排氣；（2）分型面排氣；（3）推桿間隙排氣；（4）粉末燒結(jié)合金塊排氣；（5）強(qiáng)制排氣。在該設(shè)計(jì)中，由于制品的結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜，可采分型面、推桿間隙、側(cè)向抽芯間隙等排氣。凹模是用于成形制品外表面的成形零件，它的主要形式有整體式和組合式，在此設(shè)計(jì)中采用的是整體式結(jié)構(gòu)。凸模是用來(lái)成形制品內(nèi)表面的成形零件，因?yàn)樵撝破返膬?nèi)表面不是很復(fù)雜，所以采用組合式。即通過(guò)過(guò)盈配合裝配在動(dòng)模板上，然后在將凸模與動(dòng)模板的組合體固定在動(dòng)模墊板上。3.3 型腔數(shù)目和排列方式的確定該制品最大高度為48mm,最大長(zhǎng)度為146mm,最大寬度74mm，重量約為102.1g, 制品結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，但是側(cè)向有凹槽和凸臺(tái)，所以要采用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。對(duì)制品的尺寸、外形結(jié)構(gòu)等方面考慮，采用一模一腔，這樣可以使模具結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，制品尺寸精度得以提高，而且可以使制品一次注塑成型。在本設(shè)計(jì)中采用單型腔，與多型腔相比有如下優(yōu)點(diǎn)：1）塑料制件的形狀和尺寸始終一致；2）工藝參數(shù)易于控制；3）模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，設(shè)計(jì)自由度比較大；4）單型腔還具有制造成本低，制造周期短等優(yōu)點(diǎn)。本塑件在注射時(shí)采用一模一件，即模具只需要一個(gè)型腔。綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素，將型腔置于模具中心，左右對(duì)稱，使得注塑壓力分布均勻,將抽芯部位置于左部。3.4 注塑機(jī)的選擇 計(jì)算一次注塑所需的模料體積。該模具為一模一腔，澆注系統(tǒng)體積粗略估計(jì)為2,則一次注塑所需的塑料為： 理論注塑量為： 根據(jù)理論注塑量初步選擇XS-ZY-125型塑料注塑成型機(jī),其主要技術(shù)參數(shù)如下:理論注塑容量 /cm3 192螺桿直徑 / mm 42注射壓力 /MPa 1500注射行程 /mm 160注射方式 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速 /(r/min) 10140鎖模力 /KN 900移模行程 /mm 300拉桿內(nèi)間距 /mm 最大模具厚度 /mm 300最小模具厚度 /mm 200模具定位孔直徑 /mm 100噴嘴球半徑 /mm SR12噴嘴孔直徑 /mm 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及計(jì)算 第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及計(jì)算注塑澆注系統(tǒng)是將注塑機(jī)料筒內(nèi)的熔融塑料從噴嘴高壓噴出的穩(wěn)定而順暢地充入并同時(shí)充滿型腔的各個(gè)空間的通道，它在充模及固化過(guò)程中還將注射壓力平衡地傳遞到型腔的各個(gè)部位以獲得填充殷實(shí)完整質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑件。注塑模具的澆注系統(tǒng)通常由主流道、澆口套和定位環(huán)等部分組成。4.1 流道設(shè)計(jì)主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注塑機(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，以便于熔體的流動(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)速度和充模時(shí)間，由于主流道與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，所以在注射模中主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的澆口套，澆口套結(jié)構(gòu)形式見附圖。為了使凝料順利拔出，主流道的小端直徑應(yīng)稍大于注射機(jī)噴嘴直徑，通常為 (4.1) 主流道入口的凹坑球面半徑也應(yīng)大于注射機(jī)噴嘴球頭半徑，通常為 (4.2)由上章可知，代入上面兩式得：取=5，=14。主流道的半錐角通常為。過(guò)大的錐角會(huì)產(chǎn)生湍流或渦流卷入空氣，過(guò)小的錐角使凝料脫模困難，還會(huì)使充模時(shí)熔體的流動(dòng)阻力過(guò)大。本澆注系統(tǒng)中，選擇主流道的半錐角為1.5。4.2 澆口設(shè)計(jì)澆口是連接流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，起著控制料流速度、補(bǔ)料時(shí)間及防止倒流等作用。常用的澆口類型有直澆口、側(cè)澆口、點(diǎn)澆口等幾種形式。本模具澆注系統(tǒng)采用直接澆口形式，這種澆口由主流道直接進(jìn)料，故熔體的壓力損失小，成型容易，且有利于補(bǔ)縮和排氣，還使得模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。但由于澆口處熔體固化慢，容易造成成型周期長(zhǎng)，產(chǎn)生過(guò)大的殘余應(yīng)力，在澆口處以產(chǎn)生裂紋，澆口凝料切除后制品上的疤痕較大。4.3 流動(dòng)比校核在確定塑料制件的澆口位置時(shí)，還應(yīng)該考慮塑料的允許的最大流動(dòng)距離比（簡(jiǎn)稱流動(dòng)比）。流動(dòng)比是指融體在型腔內(nèi)流動(dòng)的最大長(zhǎng)度與相應(yīng)的型腔厚度之比。當(dāng)澆注系統(tǒng)和型腔尺寸各處不等時(shí)，流動(dòng)比計(jì)算公式為： K= (4.3)式中 K 流動(dòng)比； 流動(dòng)路徑各段長(zhǎng)度，； 流動(dòng)路徑各段的型腔厚度，； 流動(dòng)路徑的總段數(shù) 允許的流動(dòng)比，PP為280。 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第五章 成型零件設(shè)計(jì) 7第五章 成型零件設(shè)計(jì)5.1 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本模具采用一模一件的結(jié)構(gòu)形式，考慮加工的難易程度和材料的價(jià)值利用等因素，凹模擬采用整體嵌入式結(jié)構(gòu)。5.1.2 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型芯主要是于凹模相結(jié)合，構(gòu)成模具的型腔。5.2 成型零件工作尺寸計(jì)算該成型零件工作尺寸計(jì)算時(shí)均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來(lái)進(jìn)行計(jì)算。在計(jì)算成型零件型腔和型芯的尺寸時(shí)，塑件和成型零件的尺寸均按單向極限制，如果塑件的公差是雙向分布的，則應(yīng)按這個(gè)要求加以換算。而孔中心矩尺寸則按公差帶對(duì)稱分布的原則進(jìn)行計(jì)算。查表9.4-4可知聚丙烯材料的成型收縮率為S1.02.5，故平均收縮率S（1.0+2.5）/21.75，查表9.4-5取模具制造公差。5.2.1 凹模的徑向尺寸計(jì)算凹模是成型塑件外形的模具零件，其工作尺寸屬包容尺寸，在使用過(guò)程中凹模的磨損會(huì)使包容尺寸逐漸的增大。所以，為了使得模具的磨損留有修模的余地以及裝配的需要，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，包容尺寸盡量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差。凹模的徑向尺寸計(jì)算公式： (5.1)式中 凹模徑向尺寸（最小尺寸）；所采用的塑料的平均成型收縮率；制品的尺寸（最大尺寸）；成型零件工作尺寸的修正系數(shù)（可由表9.4-7查得）； 制品公差（負(fù)偏差）； 模具制造公差，取塑件相應(yīng)尺寸公差的1/31/6。尺寸：尺寸：尺寸：尺寸：尺寸：尺寸：尺寸：尺寸：5.2.2 凹模的深度尺寸計(jì)算凹模的深度尺寸計(jì)算公式： (5.2)式中：凹模深度尺寸（最小尺寸）；制品高度尺寸（最大尺寸），其它同上。尺寸：尺寸：尺寸：5.2.3 型芯的徑向尺寸計(jì)算型芯的徑向尺寸計(jì)算公式： (5.3)式中 型芯徑向尺寸（最大尺寸）； 制品的尺寸（最小尺寸），其它同上。尺寸：尺寸：尺寸：尺寸：尺寸：尺寸：尺寸5.2.4 型芯的高度尺寸計(jì)算型芯的高度尺寸計(jì)算公式： (5.4)式中： 型芯高度尺寸（最大尺寸）；制品孔深尺寸（最小尺寸），其它同上。尺寸：尺寸：尺寸：5.2.5 型孔之間的中心距尺寸計(jì)算型孔之間的中心距尺寸計(jì)算公式： (5.5)式中： 模具中心矩尺寸；制品中心矩尺寸，其它同上。尺寸：5.2.6 成型中心邊矩尺寸計(jì)算在此型腔中，三個(gè)成型中心矩尺寸（140.19，5.750.11），在型腔磨損后均變大，故按公式3-14計(jì)算，公式為： (5.6)尺寸：尺寸：5.3 成型零件的力學(xué)計(jì)算在塑料模過(guò)程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力。在塑料熔體的壓力作用下，型腔將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力及應(yīng)變。如果型壁厚和底版厚度不夠，當(dāng)行型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過(guò)型5材料的許用應(yīng)力時(shí)，型腔即發(fā)生強(qiáng)度破壞。因此，有必要建立型腔強(qiáng)度和剛度的科學(xué)的計(jì)算方法，尤其對(duì)重要的、塑件精度要求高的和大型塑件的型腔，不能單憑經(jīng)驗(yàn)確定凹模側(cè)壁和底版厚度，而應(yīng)通過(guò)強(qiáng)度和剛度的計(jì)算來(lái)確定。型腔剛度和強(qiáng)度計(jì)算的依據(jù)歸納為如下幾個(gè)方面：（1）成型過(guò)程不發(fā)生溢料。當(dāng)型腔內(nèi)受塑料熔體高壓作用下，模具成型零件產(chǎn)生彈性變形而在某些分型面和配合面可能產(chǎn)生足以溢料的間隙。這是，應(yīng)根據(jù)塑料的粘度不同，在不產(chǎn)生溢流的情況下，將允許的最大間隙作為塑料模型腔的剛度條件。（2）保證塑件的精度要求。型腔側(cè)壁及其底版應(yīng)有較好的剛度，以保證在型腔受到熔體高壓作用時(shí)不產(chǎn)生過(guò)大的、使塑件超差的彈性變形。此時(shí)，型腔的允許變形量受塑件尺寸和公差值的限制。一般取塑件允差值的1/5左右，或0.025以下。（3）保證塑件順利脫模。型腔的剛度不足，模塑成型時(shí)變形大，不利用塑件脫模。當(dāng)變形量大于塑件的 收縮值時(shí)，塑件將被型腔包緊而難以脫模。此時(shí)，型腔的允許變形量受塑件收縮值限制，即=，式中S為塑件材料的成型收縮率（），t為塑件的壁厚（），在一般情況下，其變形量不得大于塑料的收縮量。（4）型腔力學(xué)計(jì)算的特征和性質(zhì)，隨型腔尺寸及結(jié)構(gòu)特征而異。對(duì)大尺寸型腔，一般以剛度計(jì)算為主；對(duì)小尺寸型腔，因在發(fā)生大的彈性變形前，其內(nèi)應(yīng)力往往已超過(guò)材料許用應(yīng)力，當(dāng)以強(qiáng)度計(jì)算為主。其力學(xué)計(jì)算的尺寸分界值取決于型腔的形狀、型腔內(nèi)熔體的最大壓力、模具材料的許用應(yīng)力及型腔允許的變形量等。當(dāng)以強(qiáng)度計(jì)算和剛度計(jì)算，算出的型腔尺寸，取大者為型腔壁厚尺寸。剛度條件通常是保證不溢料，但當(dāng)塑件精度要求較高的應(yīng)按塑件精度要求確定剛度條件。5.3.1 凹模型腔側(cè)壁厚度計(jì)算凹模型腔為矩形整體式型腔，根據(jù)矩形整體式型腔的計(jì)算公式 (5.7) 式中 型腔側(cè)壁厚度（）；C系數(shù)，由L/a值選定，（查塑料模設(shè)計(jì)及制造表3-9）；P型腔內(nèi)熔體的壓力，一般取2545MPa；a型腔側(cè)壁受熔體壓力部分的高度（）；E彈性模量，鋼材取2.110MPa；允許變形量