塑料模具設(shè)計畢業(yè)論文終極版.

1、南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）題目勺子玩具塑料模具設(shè)計姓 名霍正華所在系部機械技術(shù)系專業(yè)班級模具1021班指導(dǎo)教師楊素萍、蔡華2013 年04 月畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書設(shè)計（論文）題目：勺子玩具塑料模的設(shè)計指導(dǎo)教師：楊素萍職稱：副教授類別：畢業(yè)設(shè)計1設(shè)計（論文）的主要任務(wù)。1）設(shè)計一張勺子玩具塑料模的組立圖，和若干張零件圖。2）利用CAD技術(shù)對模具總裝配圖進行造型設(shè)計。3）根據(jù)學(xué)院的畢業(yè)設(shè)計要求編寫設(shè)計說明書。4）學(xué)會查閱模具設(shè)計、制造、模具材料等手冊。5）在設(shè)計過程中，復(fù)習(xí)在校所學(xué)知識。2、設(shè)計（論文）的主要內(nèi)容。1）設(shè)計一張注射模的組立圖，和若干張零件圖，并對裝配圖進行造型設(shè)計。2）

2、根據(jù)學(xué)院的畢業(yè)設(shè)計要求編寫設(shè)計說明書。3、設(shè)計（論文）的基本要求1）了解我國塑料模具的研究現(xiàn)狀及展望。2）組立圖應(yīng)清楚表明模具結(jié)構(gòu)和各系統(tǒng)的設(shè)計要求。3）零件圖應(yīng)清楚表明尺寸精度等級、表面粗糙度、材料熱處理。4）模架要求按標準選用。5）設(shè)計說明書應(yīng)條理清晰、計算準確、詳細。4、主要參考文獻1）屈華昌主編塑料成型工藝與模具設(shè)計北京.高等教育出版社 2005.2）曹巖等編.模具設(shè)計實例精解.北京.機械工業(yè)出版社.2007.3）劉建超主編.模具CAD/CAM.北京.化學(xué)工業(yè)出版社.2005.4）張興友主編.塑料成型工藝與模具設(shè)計.北京.冶金工業(yè)出版社.2009.備注附：勺子玩具的零件圖勺子零件圖圖1

3、材料：ABS大批量生產(chǎn)摘要模具是由機械零件構(gòu)成的，它在適當?shù)膲毫ψ饔孟聦⒔饘?、塑料、陶瓷等材料加?成具有一定形狀和用途的工件。在塑料件廣泛應(yīng)用的今天，塑料模具就成了模具行業(yè)的重要組成部分。在加熱、加 壓條件下塑料會具有可塑性，在常溫下為柔韌固體。使用模具成型可以得到我們需要的 塑件制品。塑料工業(yè)是一門新興的工業(yè)。從 1910年生產(chǎn)酚醛塑料開始，塑料品種漸多，在生 產(chǎn)技術(shù)和方法上都有顯著的改進。雖然塑料工業(yè)發(fā)展只有很短的歷史，但發(fā)展卻十分迅 速，1910年世界塑料產(chǎn)量只有2萬t，到2012年產(chǎn)量已達到2.7億t。目前塑料品種已 有300多種，并且每年仍然在以10%左右的速度增長。我國的塑料工業(yè)

4、起步于20世紀50年代初期。中國塑料機械技術(shù)通過消化吸收國外 先進制造技術(shù)，開發(fā)具有國際具有先進水平的產(chǎn)品，新產(chǎn)品新技術(shù)開發(fā)速度加快，進行 重大創(chuàng)新，也取得了顯著成績?？傊?，塑料在開發(fā)研究與應(yīng)用上都取得了顯著成就。本設(shè)計依據(jù)注射成型的基本原理，特別是注射模具的結(jié)構(gòu)與工作原理，對注塑產(chǎn)品 做出了詳細的分析，讓我們更直觀更清楚的看到這副模具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在結(jié)合了傳統(tǒng)的 機械設(shè)計后把CAD/CA技術(shù)應(yīng)用在注塑模具的設(shè)計上， 在CAD系統(tǒng)實行了模型和注塑模 具的設(shè)計。對澆注系統(tǒng)、成型零件、脫模機構(gòu)、合模導(dǎo)向機構(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)計計算。關(guān)鍵詞玩具勺子;ABS塑料;

5、澆注系統(tǒng);成型零部件；注塑模具目錄摘要III1. 我國塑料模具的研究現(xiàn)狀及展望 12. 塑件工藝分析32.1. 模具工藝規(guī)程的編制 32.1.1. 制品的工藝性分析 32.12模塑方法選擇及工藝流程的確定 42.1.3. 確定成型工藝 43. 模具的具體結(jié)構(gòu)形式 53.1 分型面及型腔 53.2 具體結(jié)構(gòu)形式 73.2.1. 中小型模架標準 74. 注射設(shè)備選擇94.1 模具所需塑料熔體注射量 94.2 塑件和流道凝料，在分型面上的投影面積及所需鎖模力94.3 選擇注射機型號： 104.4 注射機有關(guān)參數(shù)的校核 114.4.1. 注射壓力的校核 114.4.2. 模具閉合高度的校核 114.4

6、.3. 開模行程校核 114.4.4. 推岀機構(gòu)的校核 114.4.5. 模架尺寸與注射機拉桿內(nèi)間距校核 125. 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 135.1 主流道的作用 135.2 主流道設(shè)計要點 135.3 澆口設(shè)計156. 成型零件的設(shè)計與計算模架的確定 166.1. 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 166.1.1. 整體式凹模結(jié)構(gòu) 166.2. 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計 166.3. 塑件的公差 166.4 型腔的徑向尺寸與深度 216.5 型芯的徑向尺寸與深度 226.6 模具型腔側(cè)壁的確定 227. 模架的確定237.1. 標準模架的選用要點 237.2 支承零部件的設(shè)計 237.3 合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 247.3.1.

7、 導(dǎo)向機構(gòu)的作用有以下 247.3.2. 導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求 247.3.3. 導(dǎo)套技術(shù)要求 257.4 推岀機構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成與分類 257.4.1. 推岀機構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成 257.4.2. 推岀機構(gòu)的分類 257.4.3. 推岀機構(gòu)的設(shè)計要求 257.4.4. 推岀力的計算267.5. 排氣槽的設(shè)計 267.6. 其它零件的設(shè)計 26參考文獻 27致謝281.我國塑料模具的研究現(xiàn)狀及展望我國的塑料模具起步較晚，但發(fā)展很快，特別是近幾年，無論在質(zhì)量、技術(shù)和制造 能力上都有很大的發(fā)展，取得了很大的成績。按產(chǎn)值計算，目前我國塑料模具產(chǎn)值約占 全部模具的1 3左右。2006年，在第十屆中國國際模具技術(shù)和

8、設(shè)備展覽會上，溫州市豐 日模具廠的各類電器、開關(guān)、手機、汽配等注塑模具；精展精機有限公司的塑膠模具零 配件；東莞精寶模具配件廠的各種精密模具零配件都顯示了其強大的優(yōu)勢。 CAD/CAE/CAM技術(shù)在塑料模的設(shè)計制造上應(yīng)用已越來越普遍； 氣體輔助注射成型技術(shù) 的使用更去趨成熟，不少企業(yè)已能在電視機外殼、洗衣機外殼、汽車飾件以及一些厚壁 塑料件的模具上成功的運用氣輔技術(shù)， 一些廠家還使用CMOLD氣輔軟件，取得了良好 效果；熱流道技術(shù)更加廣泛，近年來，熱流道技術(shù)發(fā)展很快，熱流道模具比例不斷提高； 精密、復(fù)雜、大型模具的制造水平有了很大提高；模具壽命不斷提高。塑料成型模具是應(yīng)用得最為廣泛的一類模具。

9、近年來，我國塑料模行業(yè)有了長足的進步。在大型塑料模方面，已能自行生產(chǎn) 34大屏幕彩電塑殼模具，6kg大容量洗衣機 全套塑料模具及汽車保險杠和整 體儀表板等的塑料模具。模具重量可達10-20噸。在精密塑料模具方面，能生產(chǎn)多型腔小模數(shù)齒輪模具和600腔塑封模具，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。在制造技術(shù)方面， 首先是采用CAD/CAM技術(shù)，用計算機造型、編程并由數(shù)控機床加工已是主要手段，CAE軟件也得到應(yīng)用。一般均采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置。少數(shù)單位采用具有世界先進 水平的高難度針閥式熱流道模具，完全消除了制件的澆口痕跡。氣體輔助注射技術(shù)已成 功得

10、到應(yīng)用。在高效多色注射的應(yīng)用和抽芯脫模機構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計方面，也取得較大進展。在精度方面，塑件的尺寸精度可達IT6-7級，分型面接觸間隙為0.02mm模板的 彈性變形為0.05mm型面的表面粗糙度為 Ra0.02-0.025卩m塑料模壽命已達100萬 次，但模具制造周期仍比國外長 2-4倍，總體水平與國外比尚有較大差距。近年來，塑料成型加工機械和成型模具增長十分迅速，高效率、自動化、大型、 微型、精密、高壽命估整個模具產(chǎn)量中所占的比例越來越大。從模具設(shè)計和制造用度看， 模具的發(fā)展趨勢可歸納為以下幾方面：加深理論研究在模具設(shè)計中，對工藝原理的研究越來越深入，模具設(shè)計已由經(jīng)驗設(shè)計階段逐漸向 理論計算設(shè)

11、計方面發(fā)展。尤其是擠出機頭的設(shè)計，這使擠出制品產(chǎn)量和質(zhì)量都得到很大 的提高。高效率、自動化大量采用各種高效率、自動化的模具機構(gòu)。如高效冷卻以縮短成型周期；各種能可 靠地自動脫出產(chǎn)品和流道凝料的脫模機構(gòu)；熱流道澆注系統(tǒng)注射模具等。高速自動化的 塑料成型機械配合以先進的模具，對提高生產(chǎn)效率、降低成本起了很大的作用。大型、超小及高精度由于塑料應(yīng)用的擴大，塑料制件已應(yīng)用到建筑、機械、電子、儀器等各工業(yè)領(lǐng)域。 于是出現(xiàn)了各種大型、精密和高壽命的成型碼具，為了滿足這些要求，研制了各種高強 度、高硬度、高耐磨性且易加工、熱變形小、導(dǎo)熱性優(yōu)異的制模材料。革新模具制造工藝為了更新產(chǎn)品花色和適應(yīng)小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)要

12、求，除大力發(fā)展高強度、高耐磨性的 材料外，同時又重新簡易制模工藝的研究。如采用低熔點有色金屬合金澆鑄或噴涂制模; 經(jīng)鋁粉或鐵粉填充的環(huán)氧樹脂以及聚氨酯彈性體制模，這大大縮短了模具的制造周期， 降低了成本。在模具制造工藝上，這縮短模具生產(chǎn)周期減少鉗工手工操作的工作量，在 模具制造工藝上做了許多改進工作，特別異形型腔的加工，采用了各種仿形機床、光控 機床、數(shù)控機床、座標機床等。這不僅大大提供了機械加工的比重，而且提高了加工精 度。采用精密鑄造、冷擠壓、電加工等新工藝技術(shù)使模具型加工發(fā)生了根本性的變革。標準化開展模具標準化工作，使模板導(dǎo)柱等通用零件標準化、商品化，以適應(yīng)大規(guī)模地成批 地生產(chǎn)塑料模具。

13、專業(yè)化此外，以一些特殊的研制品，研究了各種特殊結(jié)構(gòu)的模具，低發(fā)泡制品擠出機頭，多 層薄膜復(fù)合機頭，雙色注射模具等。模具標準化和專業(yè)化是縮短模具制造周期，降低模 具成本和重要手段。2.塑件工藝分析2.1. 模具工藝規(guī)程的編制要求：該產(chǎn)品為ABS （丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物）所生產(chǎn)的玩具勺子產(chǎn)品，按 要求屬于大批量生產(chǎn)。2.1.1. 制品的工藝性分析對制品的原材料分析:ABS無毒、無味，外觀呈象牙色半透明，或透明顆粒或粉狀。 密度為1.051.18g/cm3,收縮率為0.4%0.9%,彈性模量值為0.2Gpa泊松比值為0.394, 吸濕性1%，熔融溫度217237C，熱分解溫度250E。原料的

14、價格便宜，原料易得， 常用于機械工業(yè)上制造零件。ABS還可用于制造各種玩具，電子產(chǎn)品的外殼。制品的結(jié)構(gòu)，尺寸精度與表面質(zhì)量分析：從結(jié)構(gòu)上來看該零件是一個玩具勺子零件， 一端為勺子頭部由直徑為50的半球體組成另一端為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)；該零件為軸對稱結(jié)構(gòu)。在勺子的下部有一個加強筋，用于增加手柄的強度！從圖可以看出玩具勺子的最小 壁厚為1.5mm。勺子零件圖圖2.12.12模塑方法選擇及工藝流程的確定由于ABS屬于熱塑性塑料，ABS適合熱塑性成型加工的各種成型工藝，成型加工 性好，如注塑、擠塑、吹塑、旋轉(zhuǎn)成型、涂覆、發(fā)泡工藝、熱成型等。由于現(xiàn)階段只有 注塑機在這里因，此我們選用注塑成型加工工藝！成型特性（

15、ABS） 、ABS易吸水，使成型制品表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。為此，成型加工前應(yīng)進 行干燥處理。 、在正常條件下，壁厚熔料溫度對收縮率影響極小。 、要求制品精度高時，模具溫度可控制在5060C ;要求制品光澤和耐熱時，應(yīng)控制在6080C . 、ABS比熱容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。 、ABS的表面黏度對剪切速率的依賴性很強，因此模具設(shè)計中大都采用點澆口形 式。2.1.3. 確定成型工藝原料檢驗f預(yù)熱干燥f添加著色劑f后處理噴涂3模具的具體結(jié)構(gòu)形式3.1分型面及型腔分開模具取出塑件的面稱為分型面；注射模有一個分型面或多個分型面，分型面的 位置，一般垂直于開模方向。分型面的形狀有平面

16、和曲面等，但也有將分型面作傾斜的 平面或彎折面，或曲面，這樣的分型面雖加工難，但型腔制造和制品脫模較易。有合模 對中錐面的分型面，分型面自然也是曲面。選擇分型面時，應(yīng)考慮的基本原則：分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處當已經(jīng)初步確定塑件的分型方向后分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處，即通過該方向塑件的截面積最大，否則塑件無法從形腔中脫出。 確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模從制件的頂出考慮分型面要盡可能地使制件留在動模邊，當制件的壁相當厚但內(nèi)孔較小時，則對型芯的包緊力很小常不能確切判斷制件中留在型芯上還是在凹模內(nèi)。這時 可將型芯和凹模的主要部分都設(shè)在動模邊，利用頂管脫模，當制件的孔內(nèi)有管件（無螺紋連接

17、）的金屬嵌 中時，則不會對型芯產(chǎn)生包緊力。 保證制件的精度和外觀要求與分型面垂直方向的高度尺寸，若精度要求較高，或同軸度要求較高的外形或內(nèi)孔， 為保證其精度，應(yīng)盡可能設(shè)置在同一半模具腔內(nèi)。因分型面不可避免地要在制件中留下 溢料痕跡或接合縫的痕跡，故分型面最好不選在制品光亮平滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角 處。 分型面應(yīng)使模具分割成便于加工的部件，以減少機械加工的困難。不妨礙制品脫模和抽芯。在安排制件在型腔中的方位時，要盡量避免與開模運動相垂直方向的避側(cè)凹或側(cè) 孔。有利于澆注系統(tǒng)的合理處置。盡可能與料流的末端重合，以利于排氣。由產(chǎn)品的零件圖綜合以上幾條原則可確定分型面在塑件的下部面積最大處。即有利于模

18、具的分型，有利于脫模且不會影響勺子的表面質(zhì)量。確定型腔數(shù)量及排列方式該零件為較復(fù)雜的圖形，不適合用一模一腔，應(yīng)選用一模多腔！經(jīng)多次驗證，一模 四腔最為合理。孑Yi ii-加加Mf模具型腔排布圖3.1模具型腔排布圖3.2如圖3.2的排布則模具的型腔大小應(yīng)該為長寬高 279.4mm 279.4mm 71mm=5529675.25 mm3。當如圖 3.3 排布型腔時，模具的型腔大小應(yīng)該為 長寬高 334mm 180mm 71mm=4268520 mm3。為節(jié)省材料,故選用第2種方案。3.2具體結(jié)構(gòu)形式560mr 900mm還規(guī)定了其模架結(jié)構(gòu)型標準中規(guī)定，中小型模架的周界尺寸范圍w 式為品種型號。3.

19、2.1. 中小型模架標準(1) 基本型共分為 A1、A2、A3、A4Aj酸標準模架A型標準模架A型0型標準模架A型標準模架A型該勺子工件是一個表面要求比較高的零件，為了不影響工件的表面質(zhì)量，因而采用 側(cè)澆口形式。采用單分型面。為了節(jié)省材料，最大的利用材料，我選擇了一模四腔，直 線型排列，采用推件板推出形式。流道采用平衡式排列，澆口采用側(cè)澆口形式，基本確 定某采用中小型標準型 A1.4. 注射設(shè)備選擇4.1模具所需塑料熔體注射量通過Pro/E對勺子零件進行進一步分析nVmax=Vi +V 澆+V 飛i 1 式中V max-模具中型腔和流道的最大容積（cm3）；Vi-一個塑件的體積（cm3）；V

20、澆-澆注系統(tǒng)的體積（cm3）（取0.2nv,查資料得）;V 飛-飛邊的體積（cm3）,般可以忽略n- 模具型腔數(shù)目由proe建模質(zhì)量分析的塑件的體積：V i 9.8360591e+0mm3 =9836.0591mm3 =9.8360591cm3塑件的質(zhì)量：m1 = pVi =1.1 g.836=10.8196gVmax =47.21308368 cm3 47.2Cm3澆注系統(tǒng)凝料及塑件的質(zhì)量：M= 4m 1+ pV 澆=19.475332008g%1.94 g由上述計算可知勺子的體積為 9.8cm3。澆注系統(tǒng)凝料及塑件的質(zhì)量為 51.94g4.2塑件和流道凝料，在分型面上的投影面積及所需鎖模力

21、A=nA1+A222092.39 mrihFs Fz=KAP 型=1.2 x 22092.39 x25=662.77 KNA-塑件和流道凝料在分型面上的投影面積；A1-單個塑料在分型面上的投影面積；A2-流道凝料在分型面上的投影面積，根據(jù)查資料取0.35n A;K-壓力損耗系數(shù)，一般取1.11.3,此處K取1.2Fs-模具所需的鎖模力P型-塑料熔體對型腔的平均壓力。對于一般黏度的制件，模具型腔壓力為2030MPa。此處 P型取 25MPa。4.3選擇注射機型號：根據(jù)上面計算得到的M和Fm值來選擇一種注射機，注射機的最大注射量(額定注 射量G)和額定鎖模力F應(yīng)滿足G> m/a= M/a=5

22、0.94 g/0.85=59.929411764705 g 59.93g式中a注射系數(shù)，無定型塑料取0.85,結(jié)晶型塑料取0.75。此處應(yīng)取0.85.F> Fs =662.77 KN分析以上數(shù)據(jù)在塑料成型工藝與模具結(jié)構(gòu)書選擇FL-120G型號注射機，其主要技術(shù)參數(shù)見下表：表4.1注射機主要技術(shù)參數(shù)最大理論注射容量/ cm3383鎖模力/KN1200螺桿直徑/ mm40拉桿內(nèi)間距/mm410X3注射壓力/Mpa210移模行程/mm70340注射速率/( cm3/s)100最大模厚/mm360塑化能力/( kg/h)29最小模厚/mm150動定模板尺寸/mm469 482注射重量/ g180

23、噴嘴球半徑/ mmR10噴嘴孔直徑/mm3頂出力/KN27.5頂出行程/ mm804.4注射機有關(guān)參數(shù)的校核441.注射壓力的校核Pmax KPo=1.3140= 182N注射壓力Pmax =210 N滿足要求100 140 Mpa;Pmax注射機的額定注射壓力（MPa）；Po-注射成型時的所需的注射壓力（Mpa）,該零件所需的注射壓力為K 安全系數(shù)，取1.251.4.模具閉合高度的校核HminH max式中式中 Hmin=150mm, H max =360mm （見上表）而該套模具厚度H=25+41+50+80+25=226mm,符合要求式中H模具閉合高度（mm）H max 注射劑允許安裝的

24、模具最大厚度（mm） , H max= H min +L ；H min注射劑允許安裝的模具最小厚度（mm）；L 注射機調(diào)節(jié)螺母的可調(diào)長度（mm）開模行程和推出機構(gòu)的校核開模行程校核4.4.3. 開模行程校核H 三 H1+H2+（5 10）式中H 注射機動模板的開模行程（mm）,取270mmH1 塑件推出行程（mm）,取68.4mmH2 包括流道凝料在內(nèi)的塑件高度（mm）,取71mm代值計算符合要求4.4.4. 推出機構(gòu)的校核該注塑機推出行程為80mm,大于H1=68.4mm,符合要求445模架尺寸與注射機拉桿內(nèi)間距校核該套模具模架的外形尺寸為400m材250mm,而注塑機拉桿內(nèi)間距為410X3

25、70mm, 符合要求表2.1塑件的成型工藝參數(shù)確定名稱丙烯腈-本乙烯-丁一烯共聚物材料代號ABS設(shè)備類型螺桿式吸水率%(24h)0.2 0.4螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)30 60密度g/cm31.02 1.16噴嘴形式直通式料筒溫度廠c第一段150170噴嘴溫度/c180190第二段180190模具溫度/ c50 70第三段200210時間注射/s25壓力注射壓力/MPa100140保壓/s1560保壓壓力/MPa6070冷卻/s1560后處理方法紅外線烘箱周期/s40140溫度/ c70備注材料預(yù)熱干燥0.5h以上時間/h0.3 1表2.2主要性能指標收縮率%0.4 0.7拉伸彈性Pa5000熔

26、點/ c130160彎曲強度180熱變形溫度/ c90 108硬度9. 7抗拉屈服強度Pa8301030沖擊強度kJ/m2305. 澆注系統(tǒng)的設(shè)計5.1主流道的作用主流道的模具，一般不用澆口套，而直接開設(shè)在定模板上。澆口套是注射機噴嘴在 注射模具上的座墊，在注射時它承受很大的注射機噴嘴端部的壓力同時由于澆口套末端 通過流道澆口與型腔相連接，所以也承受模具型腔壓力的反作用力。為了防止?jié)部谔滓?噴嘴端部壓力而被壓入模具內(nèi)，澆口套的結(jié)構(gòu)上要增加臺肩，并用螺釘緊固在模板上， 這樣亦可防止模腔壓力的反作用力而把澆口套頂出。5.2主流道設(shè)計要點(1) 澆口套的內(nèi)孔(主流道)呈圓錐形，錐度2°6&

27、#176;若錐度過大會造成壓力減弱，流速減慢，塑料形成渦流，熔體前進時易混進空氣，產(chǎn)生氣孔；錐度過小，會使阻 力增大，熱量損耗大，表面黏度上升，造成注射困難。(2) 澆口套進口的直徑d應(yīng)比注射機噴嘴孔直徑di大0.51 mm。若等于或小于 注射機噴嘴直徑，在注射成型時會造成死角，并積存塑料，注射壓力下降，塑料冷凝后, 脫模困難。(3) 澆口套內(nèi)孔出料口處(大端)應(yīng)設(shè)計成圓角r，一般為0.53mm。(4) 澆口套與注射機噴在接觸處球面的圓弧度必須吻合。設(shè)球面澆口套球面半徑為 SR,注射機球面半徑為r，其關(guān)系式如下：SR= SR! + (1 2)mm澆口套球面半徑比注射機噴嘴球面半徑大，接觸時圓弧

28、度吻合的好。(5) 澆口套長度(主流道長度)應(yīng)盡量短，可以減少冷料回收量，減少壓力損失和 熱量損失。(6) 澆口套錐度內(nèi)壁表面粗糙度為 Ra1.6Ra0.8叩保證料流順利，易脫模。(7) 澆口套不能制成拼塊結(jié)構(gòu)，以免塑料進入接縫處，造成冷料脫模困難。(8) 澆口套的長度應(yīng)與定模板厚度一致，它的端部不應(yīng)凸出在分型面上，否則會造 成合模困難，不嚴密，產(chǎn)生溢料，甚至壓壞模具。(9) 澆口套部位是熱量最集中的地方，為了保證注射工藝順利進行和塑件質(zhì)量，要 考慮冷卻措施根據(jù)所選注射機，則主流道小端尺寸為 .主流道為圓錐形，其錐度？=3°內(nèi)壁表面粗糙度為Ra=0.8um。 .為防止主流道與噴嘴處溢

29、料，主流道對接處設(shè)計成半球型的凹坑， 其半徑SR=SR1+1.5mm=11.5mm，其小端直徑d=d1 +1mm=4mm，主流道大端直徑D=d+2Ltana 宀 8.6 mm（半錐角a為1 °2 °，取a=2 °球面凹坑深取4mm。 .為減小料流轉(zhuǎn)向過渡時的阻力，主流道大端呈圓角過渡，其圓角半徑為2mm。 .主流道長度取66mm主流道的凝料體積：3 14223 1422QV 主= L（R r Rr）=66 （525 2） =2147.7mm333 主流道澆口套的形式：主流道澆口套為標準件，可以選購。主流道小端入口處與注塑機噴嘴反復(fù)接觸容易 磨損，對材料要求較為嚴格

30、，因而盡管小型注射模可以將主流道澆口套與定位圈設(shè)計成 一個整體，但考慮上述因素通常仍然將其分開來設(shè)計，以便于拆卸和更換。同時也便于 選用優(yōu)質(zhì)鋼材進行單獨加工熱處理。此處采用T8A熱處理，淬火表面硬度為5055HRC.分流道設(shè)計分流道可開設(shè)在動、定模分型面的兩側(cè)或其中任意一側(cè)。設(shè)計要求其截面形狀應(yīng)盡 量使其比表面積（流道表面積與其體積之比）小，目的是在溫度較高的塑料熔體和溫度 相對較低的模具之間提供較小的接觸面積，以減小熱量損失。分流道大多設(shè)置在分型面 上，分流道截面形狀一般為圓形、梯形、 U形、半圓形及矩形等。 分流道的分部形式在設(shè)計時應(yīng)盡量減少流道內(nèi)的壓力損失，并盡可能的避免熔體溫度降低，同

31、時還要 考慮減小分流道的容積和壓力平衡，因此才用平衡式分流道。 分流道的長度由于分流道設(shè)計簡單，根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，分流道單邊長度取57mm。 .分流道的直徑圓形截面的比表面積最小因此取截面為圓（直徑為 5mm）的流道。 .分流道的截面積A 分= 3.14 5278.5mm2 .凝料的體積V分 A分 * 2L分 78.5 2 57 8949mm3.分流道的表面粗糙度值分流道的表面不要求太光潔，表面粗糙度值取Ra=1.75ym,這可以增加對外層塑料熔體的流動阻力，使外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層，有利于保溫。但表壁不得凹 凸不平，以免對分型和脫模不利。5.3 澆口設(shè)計由于工件表面粗糙度要求不高

32、，可用側(cè)澆口，截面形狀簡單、益于加工和修模。澆口套圖3.36. 成型零件的設(shè)計與計算模架的確定6.1. 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計凹模亦稱型腔，是成型塑件外表面的主要零件，按結(jié)構(gòu)不同可分為整體式和組合式 兩種結(jié)構(gòu)形式。6.1.1. 整體式凹模結(jié)構(gòu)整體式凹模結(jié)構(gòu)是在整塊金屬模板上加工而成的，其特點：優(yōu)：牢固、不易變形不會使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡。缺：整體式型腔加工困難，熱處理不方便，所以其常用于形狀簡單的中、小型模具 上。6.2. 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計成型零件工作尺寸是指直接用來構(gòu)成塑件型面的尺寸，例如型腔和型芯的徑向尺 寸、深度和高度尺寸、孔間距離尺寸、孔或凸臺至某成型表而的距離尺寸、螺紋成型零 件的徑向尺寸和螺距

33、尺寸等。成型零件的工作尺寸直接對應(yīng)塑件的形狀與尺寸。計算成型零部件工作尺寸要考慮的要素(1)塑件的收縮率波動Ss模具成型零件的制造誤差 Sz模具成型零件的磨損Sc(4) 模具安裝配合誤差Sj(5) 成型時飛邊的誤差Sf鑒于影響塑件尺寸精度的因素多且復(fù)雜，塑件本身精度也難以達到高精度，為了計 算簡便，規(guī)定：6.3. 塑件的公差塑件的公差規(guī)定按單向極限制， 制品外輪廓尺寸公差取負值“”，制品叫做腔尺寸公差取正值“”，若制品上原有公差的標注方法與上不符，則應(yīng)按以上規(guī)定進行轉(zhuǎn)換。而制品孔中心距尺寸公差按對稱分布原則計算，即取±件 模具制造公差1 1 （ ） 實踐證明，模具制造公差可取塑件公差

34、的 丄丄，即S z=3 6 ，現(xiàn)取3。而且按 36成型加工過程中的增減趨向取“ + ”、“-”符號，型腔尺寸不斷增大，則取“ +SZ ,型芯z尺寸不斷減小則取“ -SZ，中心距尺寸取“2 ”。模具的磨損量實踐證明，對于一般的中小型塑件，最大磨損量可取塑件公差的1/6,對于大型塑件則取6以下。另外對于型腔底面（或型芯端面），因為脫模方向垂直，故磨損量 S c=0塑件的收縮率塑件成型后的收縮率與多種因素有關(guān)，通常按平均收縮率計算。S Smax Smin= (1% + 3%) / 2 = 2%2Smax、Smin 由課本附錄 B 查得 Smax=3%、Smin=1%模具在分型面上的合模間隙由于注射壓

35、力及模具分型面平面度的影響，會導(dǎo)致動模、定模注射時存在著一定的 間隙。一般當模具分型的平面度較高、表面粗糙度較低時，塑件產(chǎn)生的飛邊也小。飛邊 厚度一般應(yīng)小于是 0.020.1mm=塑料產(chǎn)品的尺寸公差定義標準是關(guān)系到塑料件整體制造水平的一個基礎(chǔ)標準。因此就目前廣泛使用的GB/T14486-1993進行分析。GB/T 14486-1993,是專門針對注射塑料制品的尺寸公差較為合理的標準。它根據(jù) 材料的收縮特性，將公差分成7個等級。可以分別選擇高精度，一般精度和未注公差尺 寸。并且根據(jù)制品在模具中受到的限制，分為a、b兩類公差數(shù)值。對于基本尺寸的分段，完全采用 GB/T1800-1998的分段原則，

36、采用 R10、R20優(yōu)先數(shù)系。在 GB/T 14486 公差的標注上，對于有公差要求的等級，標注允許偏差，設(shè)計者可以根據(jù)需要選擇上下 偏差。對于未注公差的尺寸，采用雙向等值偏差。但是，此標準缺少500mm以上尺寸時的公差。并且，在公差數(shù)值較大時，分為a、b兩類的意義不大。下表列出了基本尺寸在0500mm時，GB/T14486的7個等級精度（a類）與某企 業(yè)的塑件件公差大小（H曲線）。從中可以看到，此企業(yè)的公差精度等級基本上相當于 GB/T14486的45級精度。以改性PP材料為例來說，在 GB/T14486中，高精度推薦模具公差圖6.1D c 0A二二ABCDEFGH廊度廢度度虔度 睪護來帶聿

37、弗帶A- I D為3級精度，一般精度推薦為4級精度，未注明公差尺寸推薦為6級精度。這在實際生 產(chǎn)中也得到了大量的印證。而H曲線顯然是跨越了好幾個精度等級。 作為未注公差，精 度要求較高，如果此標準為需要標注的公差做參照，又低于一般精度。對于500mm以上的尺寸，GB/T14486-1993并沒有定義。目前，塑料件尺寸大于500mm 的不在少數(shù)，以后大尺寸的塑料制品也將越來越多。這些制品也應(yīng)該有一個合適的精度 要求。下圖中H曲線依然是此公司的精度要求，可以看到，大于500mm以上的尺寸僅僅有3個區(qū)間。以12002000mm尺寸來說，公差均為6mm,這對于改性PP材料來說， 精度相當于GB/T14

38、486中500mm尺寸的未注公差等級。在生產(chǎn)上來看，1200mm的制 品，精度在6mm是正常水平，但是2000mm的尺寸精度控制在6mm已經(jīng)要求比較高。 大尺寸的制品，材料的收縮特性、收縮穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)特性對于尺寸公差和尺寸穩(wěn)定性的 影響非常大。因此公差的合理定義非常重要。§O1級精馬 2級精度 3級精度 1級精度 5級精度 &級楕度 *級精戰(zhàn)GFEDCA500100 0E c D E F G H.i-.二2 00 0基本尺寸mm模具公差圖6.2500mm以上的不同精度尺寸公差。并不是不能定義。采用回歸分析模型并結(jié)合實 際產(chǎn)品測定數(shù)據(jù)，可以制定合理的公差范圍。下面是我根據(jù)這一原

39、理得到的數(shù)據(jù)圖。0 500mm采用GB數(shù)據(jù)。5002000mm是我制定的尺寸公差。參考國標，采用了 7級公 差等級。根據(jù)R20優(yōu)先數(shù)系確定分段區(qū)間，并將所有精度同圖比較。對于吹塑件而言。一般來說，吹塑件公差比注射件公差低12個等級是可取的，但是最低精度等級不能低于7級精度。同時僅僅分為標注公差和未注明公差即可。對于中常用的PE材料制備的吹塑件，可以比注塑件公差低1個等級。PE吹塑件的 標注公差推薦為6級精度（b類），未注明公差尺寸推薦為7級精度（b類）。一般來說，制品尺寸的精度在某一范圍內(nèi)是最好控制的， 過大的尺寸和過小的尺寸， 精度等級需要下降。對于塑料件來說，尺寸增加，特別是在 500mm

40、以上時，一般精度 呈下降趨勢。下表附錄我設(shè)計的塑料制品公差要求。MT1和MT2精度，當公差數(shù)值大于2.00mm 以上時，a、b兩類公差統(tǒng)一。對于 MT3MT7精度，當公差數(shù)值大于 4.00mm以上時， a、b兩類公差統(tǒng)一。在這7級精度中，MT1般只有在制造精密塑件時采用，尺寸大于500mm時不推薦采用此精度等級。MT2MT4為常用公差，根據(jù)不同材料選用。 MT5MT7是低精度公差，推薦無公差要求尺寸或者吹塑產(chǎn)品等選用。另外，常用的塑件標準還有 DIN16901等。這里就不再涉及了。還有就是材料的分 類，這一點在GB/T 14486里面也有分類，可以去參考一下。不過最好還是測定一下收 縮率。65

41、80100120140160180200225基本尺寸250附錄公差數(shù)值表公差等級公差種類基本尺寸大于03610141824304050到361014182430405065MT1A0.070.080.100.110.120.130.150.160.180.20B0.140.160.200.210.220.230.250.260.280.30MT2A0.100.120.140.160.180.200.220.240.260.30B0.200.220.240.260.280.300.320.340.360.40MT3AB0.120.140.180.200.220.260.280.320.360.

42、400.320.340.380.400.420.460.480.520.560.60MT4A0.160.200.240.280.300.340.380.420.460.48B0.360.400.440.480.500.540.580.620.680.76MT5A0.200.240.280.340.380.420.480.560.640.74B0.400.440.480.540.580.640.680.760.840.94MT6A0.260.320.400.480.540.620.700.800.941.10B0.460.520.600.680.740.820.901.001.141.32MT7

43、A0.380.480.580.680.760.881.001.141.321.54B0.580.680.780.880.961.081.201.341.521.74表6.1模具公差表公差公差等級種類大于到80100120140160180200225250280MT1A0.230.260.290.330.360.390.420.450.490.54B0.330.360.390.430.450.490.520.560.590.64MT2A0.340.380.420.460.500.540.600.660.700.76B0.440.480.520.560.600.640.700.760.800.8

44、6MT3A0.460.520.580.660.720.780.860.921.001.10B0.660.720.780.860.920.981.061.121.201.30MT4A0.640.720.840.941.041.141.241.361.481.62B0.840.921.041.141.241.341.441.561.681.82MT5A0.861.101.161.301.451.601.761.942.102.30B1.061.301.361.501.662.802.962.142.302.50MT6A1.281.481.721.962.202.402.602.903.203.50

45、B1.481.681.922.162.402.602.803.103.403.70MT7A1.802.102.402.803.103.403.704.104.504.90B2.002.302.603.003.303.603.90該產(chǎn)品選用的材料是 ABS (丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物)，查課本表1-14知，該材料標注公差尺寸一般精度為MT3，未注公差尺寸為 MT56.4型腔的徑向尺寸與深度根據(jù)公式：式中在上面的公差數(shù)值表可查得3 zLm= Ls(1 S)-4 0 小頭徑向尺寸3Dlm= (D1 D<|S)o z4型腔深度尺寸計算根據(jù)公式：Hm= Hs(1 S) 23 0 型腔圖：模具型

46、腔圖6.46.5型芯的徑向尺寸與深度徑向公式尺寸：型芯高度尺寸：型芯圖：03l M = ls(1 S)4z02 h2M= hS(1 S) 一3z模具型芯圖6.56.6模具型腔側(cè)壁的確定模具型腔在成型過程中受到塑料熔體的高壓作用，用具有足夠的強度和剛度。但是 對型腔的壁厚做出精確的力學(xué)計算是非常困難的，一般在工廠中經(jīng)常用經(jīng)驗數(shù)據(jù)對型腔壁厚進行簡化設(shè)計。根據(jù)課本塑料成型工藝與模具設(shè)計查表得數(shù)值壁厚s=20mm7模架的確定標準中規(guī)定，中小型模架的周界尺寸范圍w 560mmx 900mm,還規(guī)定了其模架結(jié)構(gòu) 型式為品種型號。7.1. 標準模架的選用要點(1) 模架厚度H和注射機的閉合距離L(2) 開模

47、行程與定、動模分開的間距與推出塑件所需行程之間的尺寸關(guān)系(3) 選用的模架在注射機上的安裝(4) 選用模架應(yīng)符合塑件及其成型工藝的技術(shù)要求根據(jù)型腔的布局可看出，型腔分布尺寸為為334mmx180m m,有根據(jù)型腔側(cè)壁最小壁厚為20mm,再考慮到導(dǎo)柱、導(dǎo)套及連接螺釘布置應(yīng)占據(jù)的位置和采用推件板推出等 各方面的問題，由塑料成型工藝與模具結(jié)構(gòu)書確定選用A1型、模架尺寸為 400mnX250mm的標準模架，即可符合要求7.2支承零部件的設(shè)計表7.1動模支撐板厚度塑件在分型面上的投影面積/cm支撐模板厚度/mm<5155101520105020255010025301002003040>20

48、0>40A板是定模板，里面鑲嵌著型腔，型腔高 8mm,長400mm,寬250mm。因此A板厚 31mmB板是動模座， 里面鑲嵌著型芯，型芯高 26mm,長400,寬250mm。因此B板厚 40mm。C板是墊塊，長250mm,寬58，高90mm。7.3合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計731.導(dǎo)向機構(gòu)的作用有以下1） 可保證動模和定模的精確合模，合模時，先由導(dǎo)向機構(gòu)導(dǎo)向，凸模和凹模再合模， 可避免凸凹模發(fā)生碰撞而損壞。從而保證生產(chǎn)出的每個勺子零件都是合格產(chǎn)品。2）由于勺子的形狀不對稱，所以腔內(nèi)的熔體對型腔壁的作用力也不一樣，這時導(dǎo)向 機構(gòu)可承受一定的側(cè)壓力。3）由于導(dǎo)向機構(gòu)的導(dǎo)向功能強，合模時先行使導(dǎo)向機

49、構(gòu)結(jié)合，所以保證了凸模和凹 模的相對位置的準確性。4）由于有導(dǎo)向機構(gòu)導(dǎo)向使之合模、導(dǎo)柱和導(dǎo)套可起到緩沖作用，使合模運動保證平 穩(wěn)。導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求1長度導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長度應(yīng)比凸模端面的高度高出8 12mm，以免出現(xiàn)導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而型芯先進入型腔的情況。2形狀導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺形或半球形，以使導(dǎo)柱能順利地進入導(dǎo)向孔。由于半球形加工困難， 所以導(dǎo)柱前端形式以錐臺形為多。3材料導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面和堅韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此多采用 20鋼（經(jīng)表面滲碳淬 火處理）或者T8、T10鋼（經(jīng)淬火處理），硬度為50 55HRC。導(dǎo)柱固定部分的表面粗糙 度為Ra=o.8um,導(dǎo)向部分的表面粗糙度為Ra、4量及布置導(dǎo)柱應(yīng)合理均布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模 具強度（導(dǎo)柱中心