四川理工學(xué)院材控課程設(shè)計(jì)(三通分線盒設(shè)計(jì)

1、四川理工學(xué)院課程設(shè)計(jì) 三通分線盒注射模設(shè)計(jì)學(xué) 生：付學(xué) 號(hào)：專 業(yè)：材料成型及控制工程班 級(jí)：模具設(shè)計(jì)09.1指導(dǎo)教師：胡勇 四川理工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院二O一二年十二月四 川 理 工 學(xué) 院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)（論文）題目： 三通分線盒注射模設(shè)計(jì) 學(xué)院： 機(jī)械 專業(yè)： 材料成型及控制工程 班級(jí)： 09級(jí)1班 學(xué)號(hào)： 學(xué)生： 付 指導(dǎo)教師： 胡勇 接受任務(wù)時(shí)間： 12年12月27日 教研室主任 （簽名）院長 （簽名）1畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容及基本要求內(nèi)容：三通分線盒注射模設(shè)計(jì) ；產(chǎn)品規(guī)格：見附圖；生產(chǎn)批量：大批量 。(1).注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；1）.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2）.型芯、型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3）.脫模

2、及抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（優(yōu)先考慮全自動(dòng)脫模）4）.標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇(2).模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；(3).總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及總裝圖的繪制。（要求：手繪，總裝圖一份，1#：1張，選取標(biāo)準(zhǔn)模架。）、重要零部件圖紙?jiān)O(shè)計(jì)（圖紙總幅面約為1#：1張，）；(4).編寫課程設(shè)計(jì)說明書一份（推薦用電腦打印，論文不少于0.8萬字）。1).注塑工藝分析；2）.澆口位置、澆口形式及澆口數(shù)量的選擇設(shè)計(jì)3）.分型面的選擇4）.型腔數(shù)目的確定及型腔的布置5）.澆注系統(tǒng)的選擇與設(shè)計(jì)6）.型芯、型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7）.脫模及抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)8）.標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇2指定查閱的主要參考文獻(xiàn)及說明.塑料模具設(shè)計(jì)手冊編委會(huì)塑料模具設(shè)計(jì)手冊M.北京：機(jī)械工業(yè)出

3、版社，2001.賈潤禮.實(shí)用注塑模具設(shè)計(jì)手冊M.北京：中國輕工業(yè)出版社，2000.4.陳萬林等實(shí)用塑料注射模具設(shè)計(jì)與制造M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.范有成沖壓與塑料成型設(shè)備M北京：高等教育出版社，2000.高 濟(jì)塑料模具設(shè)計(jì)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社.美Edward S.Wilks工業(yè)聚合物手冊M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.申開智. 塑料成型模具M(jìn). 北京：中國輕工業(yè)出版社，2002.9.夏巨譫、李志剛.中國模具設(shè)計(jì)大典（電子版）.塑料模具設(shè)計(jì)手冊1.0（軟件版）.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（軟件版）.屈華昌.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)M.北京:高等教育出版社,2005.王衛(wèi)衛(wèi).材料成型設(shè)備M.北

4、京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.8.吳宗澤、羅圣國.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊M.北京:高等教育出版社,20063進(jìn)度安排設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱起 止 日 期1收集、準(zhǔn)備參考資料，查閱文獻(xiàn)2012/12/27-12/12/312確定設(shè)計(jì)方案，完成課題的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算2012/12/31-13/01/023完成所有課程設(shè)計(jì)的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)2013/01/03-13/01/074完成所有設(shè)計(jì)說明書的撰寫2013/01/08-13/01/105課程設(shè)計(jì)（論文）的交卷。2013/01/11（9:0011:00） 注：1.本表一式三份，系、指導(dǎo)教師、學(xué)生各一份。2.每個(gè)題目不超5位同學(xué)。摘 要本課程設(shè)計(jì)較全面的介紹了

5、三通分線盒注射塑料模具的設(shè)計(jì)。對澆注系統(tǒng)、成型零件、脫模機(jī)構(gòu)、側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和部分零件的加工工藝做了完整的設(shè)計(jì)計(jì)算。本課程設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)選擇時(shí)，因?yàn)槭菃涡颓唬宜芗鄬Ρ容^簡單，所以選擇的是一個(gè)直澆口，澆口的位置開設(shè)在塑件的中心的設(shè)計(jì)，為了方便脫模，結(jié)合塑件的外部結(jié)構(gòu)，我們的分型面設(shè)立在塑件的中心處，因?yàn)橛刑厥獾膫?cè)孔結(jié)構(gòu)，我們采用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，型芯型腔的設(shè)計(jì)中，結(jié)合塑件的結(jié)構(gòu)，我們設(shè)計(jì)了大型芯、小型芯.本次課程設(shè)計(jì)中不僅參考了大量的紙質(zhì)文獻(xiàn)，而且在互聯(lián)網(wǎng)上查閱了大量的資料，設(shè)計(jì)過程比較完整。關(guān)鍵詞：注射塑料模具；三通分線盒；側(cè)向抽芯；分型面；澆注系統(tǒng)；ABS

6、TRACTThe curriculum design of a comprehensive introduction of the three way junction box of plastic injection mold design. The gating system, molding parts, demounting mechanism, side core pulling mechanism, guide mechanism in mould clamping, temperature regulating system, exhaust system and parts p

7、rocessing technology to do a complete design calculation.The curriculum design of gating system of choice, because it is a single cavity, and plastic parts is relatively simple, so the choice was a straight gate, gate location opened in the center of plastic parts design, in order to facilitate rele

8、ase, combined with the plastic parts of the external structure, our parting surface is set up in the center of plastic parts out, because there is a special side hole structure, we adopt the side core pulling mechanism, the core cavity design, combined with the structure of the plastic part, we desi

9、gned a large core, small core .The curriculum design is not only a lot of reference literature, but also in the Internet access to a large number of data, the design process more complete.Keywords: plastic injection mold; three-way junction box; side core; parting surface; gating system;目 錄摘 要IABSTR

10、ACTII第一章 概述111 模具工業(yè)的發(fā)展112 注塑模具 CAD 發(fā)展概況及趨勢2第二章 塑件的工藝性分析32.1 塑件的成型工藝性能32.1.1 聚氯乙烯成型加工特性32.1.2 聚氯乙烯的加工工藝32.1.3 HPVC的注射成型條件32.1.4 HPVC 的主要技術(shù)性能指標(biāo)42.1.5 HPVC的成型加工性能52.2 塑件的工藝性分析52.2.1 尺寸精度分析62.2.2 表面質(zhì)量分析62.2.3 形狀分析62.2.4 脫模斜度分析7第三章 分型面的選擇與澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)83.1 分型面的選擇與澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)83.1.1 塑件在模具中的位置83.1.2 分型面的選擇83.1.3 排氣槽設(shè)計(jì)9

11、3.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)93.2.1 普通澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則93.2.2 主流道設(shè)計(jì)103.3.3 澆口的設(shè)計(jì)11第四章 成型零部件設(shè)計(jì)144.1凹凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)144.2成型零部件的工作尺寸計(jì)算154.2.1 影響成型零部件工作尺寸的因素154.2.2 型腔和型芯的徑向尺寸計(jì)算154.2.3 型腔深度和型芯高度尺寸計(jì)算164.2.4 中心距的計(jì)算174.2.5 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇17第五章 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)195.1推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成與分類195.2導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)195.3側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)置205.3.1 斜導(dǎo)柱的基本形式205.3.2 斜導(dǎo)柱傾斜角的選擇205.3.3 斜導(dǎo)柱的長度計(jì)算215.4.4

12、 斜導(dǎo)柱的受力分析與直徑計(jì)算225.4斜滑塊和楔緊塊的設(shè)計(jì)23第六章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)256.1模具冷卻系統(tǒng)256.2模具加熱系統(tǒng)27參考文獻(xiàn)28致 謝29第一章 概述11 模具工業(yè)的發(fā)展改革開放以來，中國模具工業(yè)企業(yè)的所有制也發(fā)生了巨大的變化。除了國有專業(yè)模具廠外，其他所有制形式的模具廠家，包括集體企業(yè)，合資企業(yè)，獨(dú)資企業(yè)和私營企業(yè)，都得到了快速發(fā)展，集體和私營的模具企業(yè)在廣東和浙江省發(fā)展得最為迅速。例如，浙江寧波和黃巖地區(qū)，從事模具制造集體企業(yè)和私營企業(yè)多達(dá)數(shù)千家，成為國內(nèi)知名的“模具之鄉(xiāng)”和最具發(fā)展活力的地區(qū)之一。在廣東，一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，為了提高其產(chǎn)品和市場競爭能力

13、，紛紛加大了對模具的制造的投入，例如科龍、美的、和威力等集團(tuán)都建立了自己的模具制造中心，中外和資企業(yè)和外國獨(dú)資的模具企業(yè)多集中于沿海工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，現(xiàn)已有上萬家。例如，江蘇無錫的微研有限公司為一日本獨(dú)資企業(yè)，員工有300余人，擁有精密數(shù)模具加工設(shè)備70余臺(tái)，1998年其模具產(chǎn)值已超過2億元。中國模具工業(yè)的技術(shù)水平近年來也取得了長足的進(jìn)步。目前，國內(nèi)已能生產(chǎn)精度達(dá)2微米的精密多工級(jí)進(jìn)模。工位數(shù)最多已達(dá)160個(gè)，壽命達(dá)12億次。在大型塑料模具方面，現(xiàn)在已能生產(chǎn)48英寸電視塑殼模具，6.5KG大容量洗衣機(jī)的塑料模具，以及汽車保險(xiǎn)杠，整體儀表板等塑料模具。在精密塑料模具方面國內(nèi)已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料模具，多

14、行腔小模數(shù)齒輪模具等。在大型精密復(fù)雜壓鑄模方面，國內(nèi)已能生產(chǎn)自動(dòng)扶梯整體踏板壓鑄模及汽車后橋齒輪箱壓鑄模。在汽車模具方面，現(xiàn)已能制造新型轎車的部分覆蓋件模具。其他類型的模具，例如子午線輪胎活絡(luò)模具，鋁合金到了較高的水平，并可替代進(jìn)口模具。雖然中國模具工業(yè)在過去的十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有較大差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重還比較底，CAD/CAE/CAM的普及率不高，許多先進(jìn)的模具技術(shù)的應(yīng)用還不夠廣泛等。特別在大型、精密，復(fù)雜和長壽命模具技術(shù)上存在明顯差距，這些類型模具的生產(chǎn)能力不能滿足國內(nèi)需求，因而需要大量從國外進(jìn)口。在中國，人們已經(jīng)越來越認(rèn)

15、識(shí)到模具在制造業(yè)中的重要基礎(chǔ)地位，認(rèn)識(shí)到模具技術(shù)水平的高低已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。12 注塑模具 CAD 發(fā)展概況及趨勢 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（Computer Aided Design，簡寫為 CAD），是指利用計(jì)算機(jī)的計(jì)算功能和高效的圖形處理能力，對產(chǎn)品進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)分析、修改和優(yōu)化。它終合計(jì)算機(jī)知識(shí)和工程設(shè)計(jì)知識(shí)的成果，并隨計(jì)算機(jī)軟硬件的不斷提高而逐漸完 善。 21世紀(jì)市場要求高質(zhì)量、低成本的產(chǎn)品，并且要求對各種不同的市場需求 作出快速的反應(yīng)。模具制造技術(shù)的發(fā)展趨于專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、集成化、智能化、 虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化，這將使模具

16、行業(yè)發(fā)生巨大變革。注塑模具中現(xiàn)在應(yīng)用比較廣泛的軟件就是 Solid Works 以及 PROE。較之PROE而言 ，Solid Works功能更強(qiáng)大 ，而且更專業(yè) ?，F(xiàn)在越來越多的人用Solid Works 進(jìn)行注塑模具的設(shè)計(jì)，用 Solid Works 有很多模塊可以方便的進(jìn)行設(shè)計(jì)。第二章 塑件的工藝性分析2.1 塑件的成型工藝性能 塑件的原材料采用硬聚氯乙烯（HPVC）屬熱塑性塑料。從實(shí)用性能上看，有較好的抗拉、抗彎、抗壓抗沖擊性能，有較好的電器絕緣性能。但熱穩(wěn)定性較 差，長時(shí)間加熱會(huì)導(dǎo)致分解，放出氯化氫氣體。從成型性能上看，易放出氯化氫， 必須加入穩(wěn)定劑和潤滑劑，并嚴(yán)格控制溫度及熔料的滯

17、留時(shí)間，模具澆注系統(tǒng)應(yīng)粗短，進(jìn)料口截面應(yīng)大，模具應(yīng)有冷卻裝置。 2.1.1 聚氯乙烯成型加工特性聚氯乙烯具有如下成型加工工藝特性：1、熱穩(wěn)定性差。為避免材料過熱分解，應(yīng)盡量避免一切不必要的受熱現(xiàn)象，嚴(yán)格控制成型溫度，避免物料在料筒內(nèi)滯留時(shí)間過長(特別是生產(chǎn)啟動(dòng)和班次交接時(shí))，并應(yīng)盡量減少塑化過程中的摩擦熱。聚氯乙烯熔融粘度高，熔融加工工藝中應(yīng)盡量避免使用分子量太高的品級(jí)，配料中應(yīng)加入適當(dāng)潤滑劑以增加物料流動(dòng)性，穩(wěn)定劑應(yīng)采用效率較高的有機(jī)錫類，如馬來酸二丁基錫、二月桂酸二正辛基錫等。注塑成型不宜采用柱塞式注塑機(jī)。2、聚氯乙烯熔體粘度高，需要較高的成型壓力，為避免熔體破裂，注塑、擠出時(shí)宜采用中、低

18、速，避免高速。3、聚氯乙烯熱分解時(shí)放出氯化氫，對設(shè)備有腐蝕作用，加工的金屬設(shè)備應(yīng)采取電鍍的防護(hù)措施或采用耐腐鋼材。4、聚氯乙烯熔體冷卻速度快(比熱容僅為 8361170kJ(kgK)，且無相變熱)，成型周期短。2.1.2 聚氯乙烯的加工工藝 聚氯乙烯可以采用注塑、擠出、吹塑、壓延、搪塑、發(fā)泡等成型工藝。對于增塑聚氯乙烯制品，成型加工前需先向聚氯乙烯粉料或顆粒料中加入增塑劑和其它助劑進(jìn)行預(yù)混，并進(jìn)行塑化。將塑化后的配料準(zhǔn)備成適于加工的形狀，例如采用注塑、擠出工藝時(shí)，則需要擠出造粒；用于壓延工藝時(shí)，需要先預(yù)壓成軟板。注塑成型主要用于硬聚氯乙烯。聚氯乙烯可以擠出成型各種型材，也可以擠出吹塑薄膜。2.

19、1.3 HPVC的注射成型條件表2-1 HPVC 的一般注射成型條件塑料名稱聚氯乙烯(硬質(zhì))縮寫HPVC注射成形機(jī)類型螺桿式密度(g/cm3)1.38計(jì)算收縮率（0.61.5）%料筒溫度()/前段170190料筒溫度()/中段165180料筒溫度()/后段160170噴嘴溫度()150170模具溫度()3060注射壓力(MPa)80130注射時(shí)間/s25保壓時(shí)間/s1540冷卻時(shí)間/s1540成型周期/s4090螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)20302.1.4 HPVC 的主要技術(shù)性能指標(biāo)表 2-2 HPVC 的主要技術(shù)性能指標(biāo)塑料性能硬質(zhì)聚氯乙烯屈服強(qiáng)度/MPa3550拉伸強(qiáng)度/3550伸長率204

20、0拉伸彈性模量2.44.2彎曲強(qiáng)度=90彎曲彈性模量0.050.09密度1.351.45吸水率 24h 長時(shí)間0.070.4摩擦系數(shù)0.450.60透光率或透明度透明熔點(diǎn)（或粘溫度）160212表 2-3在不同溫度下的值10-6 /s水溫（）水溫（）151.1447201.0087250.8949300.80042.1.5 HPVC的成型加工性能（1）. HPVC的稀釋性小，但為了提高流動(dòng)性，提高塑件質(zhì)量，宜先進(jìn)行干燥處理。（2）. HPVC的熱穩(wěn)定差，極宜分解，是塑料中熱穩(wěn)定最差的一種，200時(shí)既會(huì)分解，分解時(shí)放出腐蝕性及刺激性氣體，故必須加入熱穩(wěn)定劑。（3）. HPVC熔體黏度高，需要較高

21、的成型壓力，但壓力過大又易造成熔體破裂，為此，注射操作中宜采用中、低速進(jìn)行，避免高速充模。（4）. HPVC的粘流態(tài)溫度距熱分解溫度很近，成型溫度范圍很窄，為此要嚴(yán)格控制料濕。（5）. HPVC熔體在分解時(shí)會(huì)放出氯化氫氣體，它有很強(qiáng)的腐蝕作用，故對加工HPVC的設(shè)備和模具應(yīng)有良好的防腐措施，確保其不受腐蝕。（6）. HPVC的模具澆注系統(tǒng)應(yīng)粗短，進(jìn)料口截面應(yīng)粗大，流道中不得有滯料死角。（7）. HPVC的成型溫度范圍較窄，為盡快沖模，應(yīng)盡量減少熔料的滯留時(shí)間。（8）. HPVC充模時(shí)各處的溫度應(yīng)盡量均勻，溫差應(yīng)不超過5，否則會(huì)造成內(nèi)應(yīng)力過大。（9）. HPVC熔體的冷卻速度快，成型周期應(yīng)盡量短

22、，一般成型周期為40S80S。（10）.HPVC熔體宜采用螺桿式注射機(jī)成型，噴嘴以用直通式為好，孔徑宜大。2.2 塑件的工藝性分析塑料制件結(jié)構(gòu)工藝性設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括:尺寸和精度、表面粗糙度、塑件形狀、壁厚、斜度、加強(qiáng)肋、支撐面、圓角、孔、螺紋、齒輪、嵌件、文字、符 號(hào)及標(biāo)記等。 2.2.1 尺寸精度分析四通分線盒零件無精度等級(jí)要求，根據(jù)課本塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 該制件取一般等級(jí) MT5 級(jí)精度，塑件平均壁厚為 3mm,壁厚均勻，有利于零件成型。（如下 2-1 圖） 圖2-1 塑件的結(jié)構(gòu)2.2.2 表面質(zhì)量分析 塑料制件表面粗糙度是決定其表面質(zhì)量的主要因素。塑件的表面粗糙度主要與模具的型腔表

23、面的粗糙度有關(guān)。一般來說，模具表面的要比塑件低 12 級(jí)。塑件的表面粗糙度 Ra 一般為 0.80.2 m。模具在使用過程中，由于型腔磨損而使表面粗糙度值不斷加大，所以應(yīng)隨時(shí)給予拋光復(fù)原。透明塑件要求型腔和型芯的表面粗糙度相同，而不透明塑件則根據(jù)使用情況來決定它們的表面粗糙度。 綜上考慮，此次設(shè)計(jì)的塑件為透明塑件，所以型芯型腔的粗糙度值應(yīng)該相同， 加上塑件的表面要求光滑，故塑件的粗糙度值 Ra 定為 0.6 m。2.2.3 形狀分析 塑件的幾何形狀預(yù)成型方法、模具分型面的選擇、塑件是否能水利成型和出模等有之間的關(guān)系。所以是十分重要的環(huán)節(jié)。根據(jù)塑件分析，采用的是平面分型面。2.2.4 脫模斜度分

24、析 由于塑件在冷卻過程中產(chǎn)生收縮，因此在脫模前會(huì)緊緊地包住型芯或模腔中 的其他凸起部分。為了便于脫模，防止塑件表面在脫模時(shí)劃傷、擦毛等，在設(shè)計(jì) 時(shí)應(yīng)考慮與脫模方向平行的塑件內(nèi)外表面具有一定的脫模斜度。 脫模斜度設(shè)計(jì)的原則: (1).塑件的收縮率大，壁厚，斜度應(yīng)取偏大值，反之取偏小值； (2).塑件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，脫模阻力就比較大，應(yīng)選用較大的脫模斜度； (3).當(dāng)塑件不大時(shí)，可以不用設(shè)立脫模斜度，對型芯較長或者較深的塑件，斜度應(yīng)該取小值，但通常為了便于脫模，在滿足制件的使用和猜尺寸公差的要求的前提下可將斜度取大些； (4).一般情況下，塑件外表面的斜度比內(nèi)表面的小，故脫模斜度也小些； (5).熱

25、固性塑料的收縮率一般較熱塑性塑料的小些，故脫模斜度也小些。表2-4常用塑料的脫模斜度塑件名稱脫模斜度型芯型腔HPVC25452045綜上考慮，脫模斜度不宜太小，所以采用的型芯脫模斜度為 40，型腔脫模斜度為45。第三章 分型面的選擇與澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)注射模分成導(dǎo)向機(jī)構(gòu)（導(dǎo)柱與導(dǎo)套）定向與定位的動(dòng)模和定模兩個(gè)部分，注射成型后塑件從動(dòng)、定部分結(jié)合面之間取出，這個(gè)結(jié)合面就是分型面。分型面確定后塑件在模具中的位置就確定了。澆注系統(tǒng)是指熔融塑料從注射機(jī)射入到注射模具型腔所流經(jīng)的通道。3.1 分型面的選擇與澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1.1 塑件在模具中的位置 由于該塑件要求大批量生產(chǎn)，為簡化模具我們采取單型腔模具，節(jié)約

26、模具制造成本，大批量的生產(chǎn)我們也選用一個(gè)型腔模具，此模具的特點(diǎn)是：有利于經(jīng)濟(jì)，模具結(jié)構(gòu)簡單，塑件的一致性比較好，而且本設(shè)計(jì)用的是直澆口適用于一模一腔，故而得出結(jié)論：采用一模一腔，一腔一澆口注射結(jié)構(gòu)，型腔布置如下圖所示：圖3-1型腔布置示意圖3.1.2 分型面的選擇分型面決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要一個(gè)因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、塑件的脫模和模具的制造工藝等有關(guān)，因此，分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵。本塑件的分型面選擇,如圖3.2中分型面選擇在軸線上,這種選擇會(huì)使塑件表面留下分型面痕跡.雖然影響塑件的表面質(zhì)量,但接線盒的表面質(zhì)量要求不高.因此選擇A-A處便于脫模.分型面上不允許有孔穴或凹

27、坑，表面硬度在以上。圖3-2 分型面選擇示意圖3.1.3 排氣槽設(shè)計(jì)當(dāng)塑料熔體充填型腔時(shí)，熱固性塑料在固化時(shí)會(huì)放出大量的氣體,易阻塞縫隙，如果氣體不能順利地排出，塑件會(huì)由于填充不足而出現(xiàn)氣泡，接縫式表面輪廓不清等缺陷，甚至氣體受壓而產(chǎn)生高溫，使塑件焦化，所以必須開設(shè)專用排氣槽排出氣體。通常排氣槽設(shè)計(jì)有多種方式，大多數(shù)都采用配合間隙排氣的方式，但是考慮到硬聚氯乙烯流動(dòng)性差性能，本模具在分型面上設(shè)置排氣槽，深度為0.030.08mm，寬5.這樣有利于清理飛邊及排出氣體。3.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機(jī)噴嘴到型腔之間的進(jìn)料通道，澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流到、澆口、冷料穴等四部分組成，

28、澆注系統(tǒng)類型：普通澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩大類。3.2.1 普通澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)合理與否對塑件的性能、尺寸、內(nèi)在質(zhì)量、外在質(zhì)量及模具的結(jié)構(gòu)、塑料的利用率等有較大的影響。對澆注系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一般遵守下面幾個(gè)原則：（1）.了解塑料的成型性能；（2）.盡量避免或減少產(chǎn)生熔接痕；（3）.有利于型腔中氣體的排除；（4）.防止型芯變形和鑲嵌件的移位；（5）.盡量采用較短的流程充滿型腔；（6）.流動(dòng)距離比的校核。3.2.2 主流道設(shè)計(jì)主流道是指連接注射機(jī)噴嘴與分流道或型腔的進(jìn)料通道。負(fù)責(zé)將塑料熔體從噴嘴引入模具，其形狀、大小直接影響塑料的流速及填充時(shí)間。在臥

29、式或立式注射機(jī)用的模具中，主流道垂直與分型面，通常作在淬硬澆口套內(nèi)，為了使塑料凝料能從主流道中順利拔出，需將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，具有2-6的錐角，內(nèi)壁為Ra 0.8um的表面粗糙度，小端直徑應(yīng)大于噴嘴直徑約0.5-1mm，凹坑半徑R也應(yīng)比噴嘴頭半徑大1-2mm，以便凝料順利拔出。主流道要求耐高溫和摩擦，要求設(shè)計(jì)成可拆卸的襯套，以便選用優(yōu)質(zhì)材料單獨(dú)加工和熱處理。澆口套大端高出定模面H=5-10mm，起定位作用，與注射機(jī)定模板的定位孔呈間隙配合。為了拆卸更換方便，模具的定位圈常與澆口套分開設(shè)計(jì)。主流道設(shè)在定模板上，并且位于模具的中心，與注射機(jī)噴噴嘴在同一軸線上，主流道襯套的材料常用T8A、T10A

30、制造，熱處理后硬度為5055HRC。得主流道直徑計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式： （3-1）式中 D主澆道大頭直徑 mm V流經(jīng)主澆道的熔體體積 K因熔體材料的常數(shù)。表3-1 塑料種類與K值表塑料種類PSPE/PVCPAPCPOMCAK值2.5451.52.12.25故 主流道斷面尺寸：主流道設(shè)在定模板上，并且位于模具的中心，與注射機(jī)噴噴嘴在同一軸線上，如下圖3-3：圖3-3 主流道尺寸圖 主流道各尺寸關(guān)系表如表3-2所示：表3-2 主流道尺寸關(guān)系表名稱16202530d注射機(jī)噴嘴直徑 +（0.51）mmD與注射機(jī)定位孔間隙配合SR注射機(jī)噴嘴球面半徑 +（12）mm故：主流道的各個(gè)尺寸為：= ；。3.3.3

31、澆口的設(shè)計(jì)1.澆口形式的設(shè)計(jì)按澆口截面尺寸大小的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，澆口可以分為限制性澆口和非限制性澆口兩大類，限制性澆口是整個(gè)澆注系統(tǒng)中截面尺寸最小的部位，非限制性澆口有起著較早固化，防止型腔中熔料倒流的作用。非限制性澆口，是整個(gè)澆注系統(tǒng)中截面尺寸最大的部位，它主要對大型筒類、殼類塑件型腔起引料和進(jìn)料后的施壓作用。根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)，屬于筒類塑件，所以選擇直接澆口，直接澆口又稱主流道澆口，它屬于非限制性澆口，這種澆口的澆口多用于注射成型大、中型長流程深型腔筒形或殼形塑件，尤其適合高粘度塑料，而硬質(zhì)聚氯乙烯就是一種流動(dòng)性較差，粘度比較大的塑料，所以選擇直接澆口比較適合。在設(shè)計(jì)直接澆口時(shí)為了與塑件接觸處的澆口

32、面積，防止該處產(chǎn)生縮孔、變形等缺陷，一方面應(yīng)盡量選用較小錐度的主流道錐角（=24），因?yàn)橛操|(zhì)聚氯乙烯的流動(dòng)型比較差，故我們選擇主流道錐度為=4，另一方面盡量減小定模版和定模版座的厚度。直接澆口如圖3-4所示：圖3-4 直接澆口的形式2.澆口位置和數(shù)量的確定有塑件的結(jié)構(gòu)可以比較容易的看出塑件，塑件是從中間處對稱的，為了使塑件各個(gè)部位的沖壓壓力相近，實(shí)現(xiàn)塑件的各個(gè)部位均勻進(jìn)料，是塑件的內(nèi)在質(zhì)量均勻一致，力學(xué)性能一致，我們把澆口選擇在圖3-5箭頭所指向的位置。因?yàn)槭且荒Ｒ磺?，我們選擇一個(gè)澆口。圖3-5 塑件的澆口位置澆注系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖如圖3-6所示：圖3-6 澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第四章 成型零部件設(shè)計(jì)模

33、具合模后，在動(dòng)模板和定模板之間的某些零部件組成已能夠充填塑料熔體的模具型腔，模具型腔的形狀與尺寸就決定了塑料制件的形狀與尺寸，構(gòu)成模具型腔的所有零部件稱為成型零部件。 4.1凹凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.凹模設(shè)計(jì)凹模是成型塑件外表面的主要零件，本設(shè)計(jì)采用整體嵌入式凹模，即定模 嵌件。定模嵌件外圍上開有冷卻水道，為了保證冷卻水道的位置正確，定模嵌件需要銷釘止轉(zhuǎn)定位。其結(jié)構(gòu)見圖4-1所示圖4-1 凹模2. 主型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用組合式結(jié)構(gòu)中的通孔臺(tái)肩式，型芯用臺(tái)肩和模板連接，再用 墊板、螺釘緊固，連接牢固，是最常用的方法。其結(jié)構(gòu)如圖所示。 3. 側(cè)型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用圓柱式的側(cè)滑塊型芯，主要是成型

34、塑件的四通孔。其結(jié)構(gòu)如圖4-2所示。圖4-2 型芯4.2成型零部件的工作尺寸計(jì)算4.2.1 影響成型零部件工作尺寸的因素影響塑件尺寸精度的因素有很多，概括地說，有塑料原材料、塑件結(jié)構(gòu)和成型工藝、模具結(jié)構(gòu)、模具制造和裝配、模具使用中的磨損等因素。原材料方面的因素主要指收縮率。 成型過程中產(chǎn)生的誤差是上面的誤差總和，即： （4-1）式中 -塑件的成型誤差； -模具成型零件制造誤差； -塑料收縮率波動(dòng)引起的誤差； -模具成型零件磨損引起的誤差； -模具成型零件間隙變化引起的誤差； -模具裝配引起的誤差。注 意：當(dāng)生產(chǎn)大塑件時(shí)候，收縮率波動(dòng)是影響尺寸精度的主要因素，生產(chǎn)小型塑件時(shí)，模具的制造公差和成型

35、零件的磨損是影響塑件尺寸的主要因素。4.2.2 型腔和型芯的徑向尺寸計(jì)算 塑件平均收縮率 =（1.5%-0.6%）/2=0.45% 故：計(jì)算中取硬聚氯乙烯的平均收縮率0.45。公差按照塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)表3.1所查的公差進(jìn)行計(jì)算。模具制造公差，統(tǒng)一取塑件尺寸公差的。型腔進(jìn)徑向尺寸： （4-2）式中 -模具型腔徑向基本尺寸； -塑件外表面的徑向基本尺寸； -塑件平均收縮率； -塑件外表面徑向基本尺寸的公差。對塑件60mm,塑件的公差為0.94 = 模具中的小孔,塑件的公差為0.48 = 對塑件外徑 ，對塑件的公差為0.7 = 型芯徑向基本尺寸： （4-3）式中 - 模具型芯徑向基本尺寸； -

36、塑件內(nèi)表面徑向基本尺寸； -塑件內(nèi)表面徑向基本尺寸的公差； -模具制造公差。對塑件，塑件的公差為0.94 =對塑件，塑件的公差為0.46 =對滑塊型芯 ，塑件的公差為0.48 = 4.2.3 型腔深度和型芯高度尺寸計(jì)算型腔深度計(jì)算： （4-4）式中 -模具型腔深度尺寸； -塑件凸起部分高度基本尺寸；x -修正系數(shù)，x=1/31/2，當(dāng)塑件尺寸較大、精度要求低時(shí)取小值；反之取大值。對塑件，塑件的公差為0.76 = 對塑件26，塑件的公差為0.70 = 型芯的高度計(jì)算： （4-5）式中 -模具型芯高度； -塑件孔或槽深度尺寸。對塑件尺寸20，塑件的公差為0.70 =對塑件尺寸3，塑件的公差為0.4

37、4 =對小型腔，塑件的公差為0.70 = 4.2.4 中心距的計(jì)算中心距的計(jì)算公式：/2 = (1+)/2 （4-6） 式中 -模具中心距基本尺寸； -塑件中心距基本尺寸。對塑件尺寸，塑件的公差為0.70 /2=274.2.5 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇注射模標(biāo)準(zhǔn)：我國目前標(biāo)準(zhǔn)化注射模零件的國家標(biāo)準(zhǔn)有2個(gè)；即塑料注射模中小型木架及技術(shù)要求（GB/T125561990）和塑料注射模大型模架（GB/T125551990）兩種。中小型模架標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，模架的尺寸范圍為：B（寬）L（長）560mm900mm，根據(jù)塑件的特點(diǎn)，我們選擇中小型模架，即基本型，A1、A2、A3和A4四個(gè)品種。其四種模架的組成、功能及用途見

38、下表5-1。表5-1注射模標(biāo)準(zhǔn)模架種類型號(hào)組成、功能及用途A1型定模采用兩塊模板，動(dòng)模采用一塊模板，與推桿推件機(jī)構(gòu)組成模架，適用于立式和臥式注射機(jī)。A2型動(dòng)、定模均采用兩塊模板，與推件機(jī)構(gòu)組成模架，適用于立式和臥式注射機(jī)，可用于帶有斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯的模具，也可用于斜滑塊側(cè)向分型的模具A3型 定模采用兩塊模板，動(dòng)模采用一塊模板，它們中間設(shè)置了一塊推件板，用于推件板件的模具，適用于立式和臥式注射機(jī)。A4型 動(dòng)、定模均采用兩塊模板，它們中間設(shè)置了一塊推件板，用于推件板件的模具，適用于立式和臥式注射機(jī)。根據(jù)以上四種模架的組成，功能及用途可以看出，A2型模型適用于本次模具的設(shè)計(jì)。模架尺寸選擇：中小型模架的

39、尺寸參數(shù)、規(guī)格有：100L、125L、160L、180L、200L、250L、315L、355L、400L、450L和500L等模架規(guī)格。根據(jù)模具型腔布置可以選用的模架規(guī)格為：模具結(jié)構(gòu)為單分型面注射模采用拉桿和限位螺釘，控制分型面的打開距離，其開距應(yīng)大于，方便取出制件，尺寸250mm210mm，上、下模板的厚度為30mm。第五章 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)5.1推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成與分類 推出機(jī)構(gòu)一般由推出、復(fù)位和導(dǎo)向等三大元件，脫模力的計(jì)算要將塑件從模腔中推出必須克服推出所遇到的阻力，因此塑件脫模時(shí)必須有一個(gè)足夠大的脫模力，脫模力可用下式計(jì)算： （5-1）式中 脫模力（推出力）； 型芯的脫模斜度 ； A塑

40、件包容型芯的面積 ； 塑件對鋼的摩擦系數(shù)取0.2； p塑件對型芯的單位面積上的包緊力。故 本塑件結(jié)構(gòu)簡單所以使用一般的推桿推出機(jī)構(gòu)既可滿足塑件脫模的要求。5.2導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由導(dǎo)柱及導(dǎo)套等組成。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)作用保證各類機(jī)構(gòu)在工作過程中定位、定向。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)銷和導(dǎo)柱導(dǎo)套兩種形式，本模具中采用導(dǎo)柱導(dǎo)套形式的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。模具的導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合形式及設(shè)計(jì)尺寸如下圖 5-1圖5-1 導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合形式5.3側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)置5.3.1 斜導(dǎo)柱的基本形式斜導(dǎo)柱工作端部大多數(shù)設(shè)計(jì)成錐臺(tái)形，其斜角應(yīng)大于斜導(dǎo)柱傾角，一般，以免端部錐臺(tái)也參與側(cè)抽芯，而導(dǎo)致滑塊停留位置不符合原設(shè)計(jì)要求，斜導(dǎo)柱與其固定的模板

41、之間采用過渡配合.斜導(dǎo)柱固定端與模板之間可采用H11/b11或兩者之間采用0.40.5mm的大間隙配合，如圖5-2圖5-2 斜導(dǎo)柱零件圖5.3.2 斜導(dǎo)柱傾斜角的選擇斜導(dǎo)柱軸向與開模方向的夾角稱為斜導(dǎo)柱的傾斜角,如圖所示，它是決定斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)工作效果的重要參數(shù)。的大小對斜導(dǎo)柱的有效工作長度、抽芯距和受力狀況等起著決定性的影響，一般在設(shè)計(jì)時(shí)，最常用的為。圖5-3 斜導(dǎo)柱的傾斜角5.3.3 斜導(dǎo)柱的長度計(jì)算 在側(cè)型芯滑塊抽芯方向與開模方向垂直時(shí)，可以推導(dǎo)出斜導(dǎo)柱的工作長度L與抽芯距s及傾斜角有關(guān)。 （5-2）式中 斜導(dǎo)柱的工作長度； 抽芯距； 斜導(dǎo)柱的傾斜角；斜導(dǎo)柱受的彎曲力 （5-3）式中 側(cè)

42、抽芯時(shí)斜導(dǎo)柱所受的彎曲力； 側(cè)抽芯時(shí)的脫模力抽芯力。我們?nèi)∪椋闪慵D可知抽芯距為，可得 斜導(dǎo)柱的長度見圖5.3，其工作長度與抽芯距有關(guān)。當(dāng)滑塊向動(dòng)模一側(cè)或向定模一側(cè)傾斜 角度后，斜導(dǎo)柱的工作長度為: （5-4）斜導(dǎo)住的總長為： （5-5）式中 斜導(dǎo)柱總長度； 斜導(dǎo)柱固定部分大端直徑； 斜導(dǎo)柱固定板厚度； 斜導(dǎo)柱工作部分直徑； 抽芯距。故： =99.8mm斜導(dǎo)柱安裝固定部分的長度為： =21.23mm式中 斜導(dǎo)柱安裝固定部分的長度，； 斜導(dǎo)柱固定部分的直徑，。5.4.4 斜導(dǎo)柱的受力分析與直徑計(jì)算 1.斜導(dǎo)柱的受力分析斜導(dǎo)柱在抽芯過程中受到彎曲力的作用， 是抽芯力的反作用力，其大小與相等、方

43、向相反；是開模力，它通過導(dǎo)滑塊施加于滑塊；是斜導(dǎo)柱通過斜導(dǎo)孔施加于滑塊的正壓力，其大小與斜導(dǎo)柱所受的彎曲力相等；是斜導(dǎo)柱與滑塊間的摩擦力，是滑塊與導(dǎo)滑槽間的摩擦力。另外，假定斜導(dǎo)柱與滑塊、滑塊與導(dǎo)滑槽之間的摩擦力系數(shù)均為。圖5-4 斜導(dǎo)柱的受力分析 則 （5-6） 則 （5-7）式中 ；。由以上方程解得 （5-8）由于摩擦力和其他力相比較一般很小，常?？陕匀ゲ挥?jì)（即=0），這樣上式為： （5-9）2.斜導(dǎo)柱的直徑計(jì)算 斜導(dǎo)柱的直徑主要受彎曲力的影響，、根據(jù)圖中所示，受的彎矩為 （5-10）式中 斜導(dǎo)柱所受彎矩； 斜導(dǎo)柱彎曲力臂。由材料力學(xué)可知 式中 斜導(dǎo)柱所用材料的許用彎曲應(yīng)力（可查有手冊）；

44、抗彎截面系數(shù)。斜導(dǎo)柱的直徑為: (5-11)式中 側(cè)型芯滑塊受的脫模力作用線與斜導(dǎo)柱中心線交點(diǎn)到斜導(dǎo)柱固定板距離。 由于計(jì)算比較復(fù)雜，有時(shí)為了方便，也可查表方法確定斜導(dǎo)柱的直徑，先按抽芯力和斜導(dǎo)柱傾斜角查塑料成型工與模具設(shè)計(jì)表10.1中查出最大彎曲力，然后根椐和以及可查塑料成型工與模具設(shè)計(jì)表10.2得出斜導(dǎo)柱直徑。5.4斜滑塊和楔緊塊的設(shè)計(jì) 滑塊是斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)中的一個(gè)重要零部件，它上面安裝有側(cè)向抽芯或側(cè)向成形塊，注射成形時(shí)塑件尺寸的準(zhǔn)確性和移動(dòng)的可靠性都需要靠它的精度保證?；瑝K的結(jié)構(gòu)形狀可以分為整體式和組合式兩種。在一般的設(shè)計(jì)中，把側(cè)向型芯或側(cè)向成形塊和滑塊分開加工，然后再裝配在一起，這就

45、是所謂組合式結(jié)構(gòu)，采用組合式結(jié)構(gòu)可以節(jié)省優(yōu)質(zhì)鋼材，且加工容易，因此應(yīng)用廣泛。斜滑塊的結(jié)構(gòu)：圖5-5 斜滑塊的結(jié)構(gòu)楔緊塊的結(jié)構(gòu)：圖5-6 楔緊塊的機(jī)構(gòu)第六章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)6.1模具冷卻系統(tǒng)冷卻回路所需總表面積可按下式計(jì)算 （6-1）式中 冷卻回路總表面積， 單位時(shí)間內(nèi)注入模具中樹脂的質(zhì)量，；單位質(zhì)量樹脂在模具內(nèi)釋放的熱量，；冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，； 模具成形表面的溫度，C； 冷卻水的平均溫度，C 。表6-1 部分熱塑性樹脂的成型溫度與模具溫度冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)： （6-2）式中 冷卻水在該溫度下的密度 冷卻水的流速 ； 冷卻水孔直徑 ，； 與冷卻水溫度有關(guān)的物理系數(shù)，值查表塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)表11.4。材料溫度180210，模具溫度4060。冷卻回路總長度： （6-3）式中 冷卻回路總長度； 冷卻回路總表