塑膠模具畢業(yè)設(shè)計論文福建

1、 畢業(yè)設(shè)計（論文）題 目：左鉸鏈蓋注射成形工藝及模具設(shè)計學(xué) 生： 李 金 榮 指導(dǎo)老師： 范有發(fā) 副教授 系 別： 材料科學(xué)與工程系 專 業(yè)： 模具設(shè)計與制造 班 級： 模具061 學(xué) 號： 1506203118 2008年6月目錄目錄11選題背景01.1塑料模具的發(fā)展狀況及地位01.2 選材及性能分析11.2.1 聚碳酸脂（PC）11.2.2 ABS塑料11.3設(shè)計內(nèi)容22塑件成型工藝性分析22.1塑件模塑成型工藝參數(shù)32.2.1 ABS塑料成型工藝參數(shù)32.2.2 PC成型工藝參數(shù)42.2 表面質(zhì)量42.3 尺寸和精度42.4 結(jié)構(gòu)特點42.5 塑件注射工藝性53塑件成型方案設(shè)計53.1

2、分型面選擇53.2型腔數(shù)確定63.3 澆注系統(tǒng)類型與位置選擇63.3.1 澆口的選擇63.3.2 澆口尺寸的確定73.4 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計83.5 脫模結(jié)構(gòu)設(shè)計93.5.1 脫模力計算93.5.2 脫模機構(gòu)的選用及布局93.5.3 凝料脫出機構(gòu)的設(shè)計103.6 導(dǎo)向、定位機構(gòu)設(shè)計103.6.1 導(dǎo)向機構(gòu)的作用103.6.2 導(dǎo)向機構(gòu)結(jié)構(gòu)及設(shè)計113.7 側(cè)向分型抽芯結(jié)構(gòu)設(shè)計123.8 模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計13制品所需冷卻時間的計算13冷卻介質(zhì)一邊所需傳熱面積的設(shè)計計算133.9 模架選用144模具結(jié)構(gòu)設(shè)計154.1 模具成型零部件設(shè)計154.1.1 成型零件重要工作尺寸計算154.1.2 成型零件

3、結(jié)構(gòu)設(shè)計164.1.3 排氣方式及排氣槽的設(shè)計204.2 模具強度與剛度計算20型腔(上模)的側(cè)壁和底板厚度計算204.3 模具結(jié)構(gòu)總圖繪制224.4 成型零件的加工工藝244.4.1 選材24注射模主要零件加工工藝規(guī)程的編制245注射機的選用及相關(guān)參數(shù)的校核255.1 塑件基本參數(shù)255.2 注塑機參數(shù)校核255.2.1 最大注塑量255.2.2 鎖模力校核265.2.3 模具與注塑機安裝部分相關(guān)尺寸校核265.2.4 開模行程校核27致謝28參考文獻291選題背景 1.1塑料模具的發(fā)展狀況及地位模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關(guān)注。在電子、汽車、

4、電機、電器、儀器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，6080%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志，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?，F(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展為素有“工業(yè)之母”美譽的模具工業(yè)帶來前所未有的發(fā)展機遇，而模具材料的應(yīng)用在模具制造中起舉足輕重的作用。塑料，作為重要的模具材料之一，隨著家電、汽車、電子、電器、通訊產(chǎn)品的迅猛發(fā)展而得

5、到更為廣泛的應(yīng)用。塑料模具，成為時下模具品種之“關(guān)鍵詞”。近年來,我國塑料模具業(yè)發(fā)展相當快，目前，塑料模具在整個模具行業(yè)中約占30%左右。當前，國內(nèi)塑料模具市場以注塑模具需求量最大，其中發(fā)展重點為工程塑料模具。我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求，僅汽車行業(yè)將需要各種塑料制品36萬噸；電冰箱、洗衣機和空調(diào)的年產(chǎn)量均超過1000萬臺；彩電的年產(chǎn)量己超過3000萬臺。家電行業(yè)近期家電業(yè)所需模具量年增長率為10%。一臺電冰箱約需模具350副，價值約400萬元；一臺全自動洗衣機約需模具200副，價值3000萬元；一臺空調(diào)器僅塑料模具就有20副，價值150萬元；單臺彩電大約共需模具140

6、副，價值約700萬元。則僅彩電模具每年就有約28億元的市場。隨著家電市場競爭的白熱化，外殼設(shè)計成為重要的一環(huán)，對家電外殼的色彩、手感、精度、壁厚等都提出新要求。業(yè)內(nèi)人士普遍認為，大型、精密、設(shè)計合理（主要針對薄壁制品）的注塑模具將得到市場的歡迎。在未來的模具市場中，塑料模具在模具總量中的比例將逐步提高，且發(fā)展速度將高于其他模具。塑料成型模具的發(fā)展方向包括：模具CAD/CAE/CAM技術(shù)應(yīng)用的普及，以提高模具制造精度，縮短制造周期；模具零件加工和裝配朝著“零公差”要求發(fā)展；模具結(jié)構(gòu)設(shè)計往“免試?！狈较虬l(fā)展；精密注射成型設(shè)備向超高速、全電動、智能化等方向發(fā)展。在此背景下，如何更深入地認識塑料模具的

7、發(fā)展狀況并把握其市場走向，成為重要課題。而站在塑料制件模具的設(shè)計生產(chǎn)去探求此課題的實質(zhì)與內(nèi)涵，成為最佳視角。1.2 選材及性能分析1.2.1 聚碳酸脂（PC）（1）使用性能聚碳酸脂力學(xué)性能好，其拉伸和彎曲強度與聚酰胺和聚甲醛相當，抗沖擊和抗蠕變性能突出，尤其抗蠕變性能優(yōu)于聚酰胺和聚甲醛，制品尺寸穩(wěn)定。但是聚碳酸脂的疲勞強度低，使用中容易產(chǎn)生應(yīng)力開裂，與多數(shù)工程塑料相比，聚碳酸脂的摩擦系數(shù)較大，耐磨性較差。聚碳酸脂的耐熱性能好，長期使用溫度可達130°C，并且有良好的耐寒性，脆化溫度為-100°C；聚碳酸脂具有一定得化學(xué)穩(wěn)定性，耐水、稀酸、油、脂肪烴等，但不耐堿、酮、酯等，在

8、光的作用下會老化；聚碳酸脂吸水性較小，透光率很高，介電性能良好。（2）成型性能聚碳酸脂的熔融溫度高（220-230°C），熔體粘度大，流動性較差；當冷卻速度較快時，其制品容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力；雖然聚碳酸脂塑料吸水性小，但在成型過程中即使含有0.2%的水分也會使制品產(chǎn)生氣泡、銀絲和斑痕，所以成型前仍需要烘干；聚碳酸脂成型收縮率小，容易得到精度高的零件。模具溫度應(yīng)較高，注射成型時，澆注系統(tǒng)尺寸應(yīng)粗大，其制品還應(yīng)進行退火處理。 1.2.2 ABS塑料ABS是丙烯 、丁二烯和苯乙烯三種單體聚合而成的非結(jié)晶型的高聚物。（1）ABS的使用性能由于ABS是三種單體聚合而成的，因此它具有三種組成物的綜合性

9、能。丙烯 可使ABS具有較高的強度、硬度，耐熱性及耐化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯可使ABS具有彈性和較高的沖擊強度；苯乙烯可使ABS具有優(yōu)良的介電性能和成型加工性能。ABS塑料在一定得穩(wěn)定范圍內(nèi)具有較高的沖擊強度和表面硬度及耐磨性；熱變形溫度：100°C左右，比聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺都高；還具有一定得化學(xué)穩(wěn)定性和良好的介電性能；此外，它還能與其它塑料和橡膠混溶等特性；其制品尺寸穩(wěn)定性好，表面光澤，可以拋光和電鍍。但ABS塑料的耐熱性并不高，耐低溫性和耐紫外線性能也不好。（2）ABS的成型性能 ABS塑料成型性較好。它的流動性較好，成型收縮率??；比熱容較低，在料筒中塑化效率高，在模具中凝固也

10、較快，模塑周期短。但ABS吸水性大，成型前必須充分干燥，表面要求光澤的制品應(yīng)進行較長時間的干燥。1.3設(shè)計內(nèi)容本課題是在給定二維產(chǎn)品圖紙的基礎(chǔ)上，對塑料件進行注射成型分析，確定模具結(jié)構(gòu)，選擇注塑機型號，完成模具設(shè)計?；緝?nèi)容包括：(1) 根據(jù)產(chǎn)品的二維圖紙利用三維建模平臺建立三維模型：主要是根據(jù)二維圖紙利用PROE軟件進行造型，并利用軟件測得本產(chǎn)品的體積和重量；(2) 利用二維繪圖軟件平臺設(shè)計出完整的模具裝配圖和零部件圖：主要是利用所學(xué)的知識對塑料件進行注射成型分析確定合理的模具結(jié)構(gòu)，并利用AutoCAD軟件進行繪制出完整的模具裝配圖和零件圖，并打印出來；(3) 編制模具主要零件的制造工藝和模

11、具裝配工藝；(4) 完成設(shè)計說明書：應(yīng)包括所有的說明、分析和計算。2塑件成型工藝性分析零件名稱：左鉸鏈蓋生產(chǎn)批量：大批量材料：PC+ABS未注公差取MT5級精度要求設(shè)計左鉸鏈蓋模具技術(shù)要求：1）成型收縮率：5/10002）未注圓角R0.20.3；3）外形輪廓應(yīng)與主體塑件外形吻合；4）外表面Ra0.8；內(nèi)表面Ra1.63.2。圖212.1塑件模塑成型工藝參數(shù) 2.2.1 ABS塑料成型工藝參數(shù)工藝參數(shù)規(guī)格工藝參數(shù)規(guī)格預(yù)熱和干燥溫度t：8085°C成型時間/s注射時間t/s2090時間T：23h保壓時間t/s05料筒溫度t/°C后段150170冷卻時間t/s20120中段165

12、180總周期50220前段180200螺桿轉(zhuǎn)速n/（r×min）30噴嘴溫度t/°C170180后處理方法紅外線燈 烘箱模具溫度t/°C5080溫度t/°C70注射壓力p/MPa60100時間T/h242.2.2 PC成型工藝參數(shù)工藝參數(shù)規(guī)格工藝參數(shù)規(guī)格預(yù)熱和干燥溫度t：110120°C成型時間/s注射時間2090時間T：812h保壓時間05料筒溫度t/°C后段210240冷卻時間2090中段230280總周期10190前段240285螺桿轉(zhuǎn)速n/（r×min）28噴嘴溫度t/°C240250后處理方法紅外線燈模具

13、溫度t/°C70（90）120溫度t/°C100110注射壓力p/MPa80130時間T/h8122.2 表面質(zhì)量該塑件要求，輪廓清晰，過渡圓角均勻、外形美觀外表面沒有斑點及熔接痕，粗糙度為Ra0.8，塑件內(nèi)表面粗糙度為Ra1.6-3.2。2.3 尺寸和精度尺寸： 這里的尺寸是指塑料制件的總體尺寸大小。由于受塑料流動性的影響，對流動性差的塑料或薄壁制件，在注射或壓住成型時塑件的尺寸不能太大，以免塑料容體充不滿模具型腔或使產(chǎn)生的熔接痕強度過差，從而使塑件不能正常成型或?qū)λ芗耐庥^和強度產(chǎn)生影響。此外，塑件尺寸還受現(xiàn)有的成型設(shè)備規(guī)格，參數(shù)等的影響。該塑件尺寸精度無特殊要求，所有

14、尺寸均為自由尺寸，可按MT5查取公差。2.4 結(jié)構(gòu)特點（1）從圖紙上分析，該塑件壁厚均勻，且符合最小壁厚的要求。（2）塑件的型腔較小，在塑件內(nèi)壁有三個凸臺，分別為高0.45，長3.51，高0.45，長3.42及高0.6，長6。且塑件的一面是斜面，因此塑件不易取出，需要考慮側(cè)抽裝置及斜導(dǎo)桿裝置。（3）塑件內(nèi)表面有一個加強肋板。（4）配合曲面要求光滑過渡，具有流線造型。結(jié)論：采用普通熱塑性塑料注射模成型即可，塑件精度MT5級；模具精度IT11以上。2.5 塑件注射工藝性制件各尺寸如上面圖形標注所示，塑件基本參數(shù)為：面積（mm2）：1003.6mm2體積（mm3）：611.56mm33塑件成型方案設(shè)

15、計3.1 分型面選擇如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。根據(jù)參考文獻1P90-P93選擇分型面時，為保證制件能順利地從型腔中脫出且便于模具加工，一般應(yīng)考慮以下幾種因素： 第一，分型面必須開設(shè)在制件斷面輪廓最大的地方。第二，分型面處不可避免地會在塑件上留下溢料痕跡，故分型面最好不要選擇在制品光亮平滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處。第三，從制件的推出裝置考慮，分型時要盡可能地使制件留在動模

16、。第四，為保證制件相關(guān)部位的同心度出發(fā)，同心度要求高的塑件，取分型面時最好把要求同心的部分放在分型面的同一側(cè)。第五，有側(cè)凹或側(cè)孔的制件，當采用自動側(cè)向分型抽芯時，一般將抽芯或分型距離較長的一邊放在動定模開模的方向上。第六，為了便于模具加工制造，應(yīng)盡量選擇平直且易于加工的分型面，且分型面的位置要有利于制品排氣、脫模。該塑件為左鉸鏈蓋，外形要求美觀，無斑點和熔接痕，表面質(zhì)量要求較高。結(jié)合課題中制件實際情況決定選擇如圖31所示分型面：圖313.2型腔數(shù)確定（1） 設(shè)備注射量一模多件不成問題；（2） 生產(chǎn)批量較大可考慮一模兩件或四件；（3） ABS料成型性能和塑件精度要求一模多件也不成問題；（4） 塑

17、件結(jié)構(gòu)、模具復(fù)雜程度一模兩件較合適；綜合考慮：選用一模兩件3.3 澆注系統(tǒng)類型與位置選擇 澆口的選擇根據(jù)制品的形狀可考慮點澆口、側(cè)澆口及潛伏式澆口；便于充模、排氣；減小模具高度，簡化模具結(jié)構(gòu) ；便于抽芯且不影響制品成形；綜合考慮：選擇側(cè)澆口 制件及澆注系統(tǒng)的排布如圖32：圖3-2 澆注系統(tǒng) 澆口尺寸的確定 根據(jù)參考文獻2，主流道與噴嘴接觸處做成半球形的凹坑，凹球半徑比噴嘴大12mm，設(shè)置為10.5 mm，使噴嘴與凹球嚴密地配合，避免高壓塑料熔體溢出。主流道小端尺寸應(yīng)比噴嘴孔直徑約大0.51 mm以上，一般在48mm范圍內(nèi)。本課題制件為普通大小的尺寸，將小端尺寸設(shè)為4mm，錐角取2度。如圖3-4

18、所示：圖33主流道尺寸分流道指主流道末端到澆口的整個通道。分流道的功能是使融體過渡和轉(zhuǎn)向，分流道截面尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的體積、形狀、壁厚、分流道的長度等因素來確定。對于壁厚小于3毫米，質(zhì)量在200克以下的塑件可以用下面的經(jīng)驗公式來確定分流道的直徑： (3-1)其中，D-分流道直徑（mm）W-塑件的質(zhì)量（g）L分流道長度（mm）該制件質(zhì)量約為10g，由此可計算分流道直徑D<0.22 mm，但由于流道過小不易加工且流動阻力大，注射壓力損失大，因此將分流道直徑設(shè)為5 mm。如圖34所示。圖34進澆點的直徑由2P151式（4.2-9）得 (3-2) 式中 d-點澆口直徑（mm）； A-型腔表面積，即

19、塑件外表面面積（mm2）； c-塑件壁厚的函數(shù)值； n-塑料材料系數(shù)。c由2P151表4.2-2查得為0.178，n由2P148表4.2-1查得為0.8，而塑件外表面面積為10904.487mm2故10904.4871/4=1.455，因為聚碳酸脂的摩擦系數(shù)較大，為了避免熔體在未到達型腔之前就開始凝固，而影響了制品的成型，取澆口大小為5mm。3.4 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(1)型腔、型腔型芯、型腔可采用整體式和組合式。整體式型腔是直接在型腔板上加工，有較好的強度和剛度。但零件尺寸較大時加工和熱處理都較困難。整體式型芯結(jié)構(gòu)牢固，成型塑件質(zhì)量好，但尺寸較大時，消耗貴重模具鋼多，不便加工和熱處理，整體式結(jié)

20、構(gòu)適用于形狀簡單的中小型塑件。組合式型腔是由許多拼塊鑲制而成，機械加工和熱處理比較容易，能滿足大型塑件的成型需要。組合式型芯可節(jié)省貴重模具鋼，便于機加工和熱處理，修理更換方便。同時也有利于型芯冷卻和排氣的實施。結(jié)論：綜上所述和考慮塑件的尺寸及塑件的結(jié)構(gòu)，型腔采用整體式，型芯采用組合式。型腔、型芯材質(zhì)選擇： 依據(jù):生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn)注射及成型過程中溫度較高耐腐蝕制品外表面精度要求較高結(jié)論：可選材料為H13、8704及P20，在此選擇P20。3.5 脫模結(jié)構(gòu)設(shè)計 脫模力計算注射模成型過程中的開模力和脫模力，都是由于型腔殘余壓力使塑料件與型腔和型芯之間產(chǎn)生了接觸壓力。需要有足夠的開模力和脫模力，才

21、能保證塑件順利脫模。由查書2P219式（4.6-22）計算塑件的脫模力：Qc=2KfcaE(Tf-Tj)th/(1-0.5µ) (3-3)=2X3.14X0.95X0.45X8X10-5X2.2X103X(100-60)X1.2X16.04/(1-0.5X0.38)=294.67N Qc薄壁圓筒塑件的收縮脫模力； K斜度修正系數(shù)；fc塑件與鋼型芯表面間的脫模系數(shù)； a塑料的線膨脹系數(shù)；E塑料材料的拉伸彈性模量； Tf軟化溫度；Tj脫模頂出時塑件的溫度； t塑件的壁厚；h型芯脫模方向高度； µ塑料材料的泊松比； 脫模機構(gòu)的選用及布局(1) 推桿推出機構(gòu)特點:加工簡單、安裝方便

22、、維修容易、使用壽命長、脫模效果好，但是，因為他與塑件接觸面積一般比較小，設(shè)計不當易引起應(yīng)力集中而頂穿塑件或使塑件變形，因此當脫模斜度小或脫模阻力大的制件，應(yīng)增加推桿的數(shù)量，增大接觸面積。 (2) 推管推出機構(gòu)特點及應(yīng)用：推管端面全周與塑件接觸，作用力均勻；塑件上不會留下推出痕跡；與推管配套的小型芯固定較困難。適用于環(huán)形、筒形或中間帶孔塑件的推出，以及塑件中較高的管形凸臺部位推出。(3) 推板推出機構(gòu)特點及應(yīng)用：推板與塑件周邊接觸，作用力大且均勻；塑件上不會留下推出痕跡；推板還可參與塑件端面的成型。適用于各種薄壁罩形件、筒形件等。綜合考慮：從前面分型面的選擇來看推管、推板推出機構(gòu)并不適合該成型

23、布置下制品的推出，而且推桿推出在制作和簡化模具方面也有一定的優(yōu)勢，并且能順利完成制件的脫模。在者兩個內(nèi)凸臺也是用斜導(dǎo)桿成型的，斜導(dǎo)桿也起到了推桿的作用。結(jié)論：選用推桿推出機構(gòu)完成制件的脫模, 在設(shè)計中推桿采用H7/f6配合。為了保證推出時制件受力均勻，防止推出變形，推桿的布置要相對均勻。 凝料脫出機構(gòu)的設(shè)計為了保證開模時主流道凝料能與定模分開，留在動模上且不影響制品質(zhì)量，就必須設(shè)置主流道凝料拉料桿，在此選用Z形拉料桿，結(jié)構(gòu)如圖35所示。圖353.6 導(dǎo)向、定位機構(gòu)設(shè)計 導(dǎo)向機構(gòu)的作用（1）定位作用：合模時保證動定模正確的位置，以便合模后保持模具型腔的正確形狀；（2）導(dǎo)向作用：合模時引導(dǎo)動模按序

24、正確閉合，防止損壞凹、凸模。（3）承載作用：導(dǎo)柱在工作中承受一定的側(cè)向壓力。 導(dǎo)向機構(gòu)結(jié)構(gòu)及設(shè)計模具設(shè)計通常購買標準模架，其中包括了導(dǎo)向機構(gòu)，導(dǎo)向機構(gòu)包括導(dǎo)套和導(dǎo)柱，由于該課題的制件精度要求不高，且沒什么特殊要求，選用典型的直導(dǎo)柱即可。根據(jù)模架的尺寸結(jié)構(gòu)選用16的導(dǎo)柱，然后選用相對應(yīng)的導(dǎo)套。導(dǎo)柱和導(dǎo)套配合的方式，安裝段與模板間采用過渡配合H7/k6，導(dǎo)向段與導(dǎo)向孔間采用動配合H7/f7，固定段表面粗糙度為Ra1.6m導(dǎo)向段表面用Ra0.8m，導(dǎo)柱需要有硬而耐磨的表面，堅韌而不易折斷的芯部，因此采用低碳鋼（20號鋼）滲碳（0.50.8mm深），經(jīng)淬火處理5660HRC。如圖36所示。根據(jù)參考文獻

25、3第967頁表13.25選取標準帶頭導(dǎo)柱為：導(dǎo)柱 ø16×6020鋼 GB/T4169.4-1984圖36標準帶頭導(dǎo)柱導(dǎo)套內(nèi)孔與導(dǎo)柱之間為動配合H7/f7，外表面與模板孔為較緊的過渡配合H7/k6，粗糙度內(nèi)外表面均用Ra0.8m，材料選用T8A淬火處理，表面硬度為5055HRC，低于導(dǎo)柱5度。如圖37所示：根據(jù)參考文獻3第966頁表13.24選取標準帶頭導(dǎo)套為：導(dǎo)套 ø16×40(1)T8A GB/T4169.3-1984圖37標準帶頭導(dǎo)套3.7 側(cè)向分型抽芯結(jié)構(gòu)設(shè)計 抽芯距的計算:側(cè)向成形孔抽芯，抽芯后型芯應(yīng)完全脫離塑件的成型表面，使塑件順利脫模。所以

26、確定抽芯計算公式如下： S=h(35)mm； (3-4) =12.8+4.2=17mm式中S抽芯距（mm）；h型芯完全脫離成型處的移動距離（mm）。側(cè)型芯采用斜導(dǎo)柱抽芯，抽芯機構(gòu)如圖38、圖39所示。圖38圖393.8 模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計制品所需冷卻時間的計算查1P208公式3-9-3; t=S2ln8/2(c-m)/(-m)/ 2a1 (3-5)S制品的壁厚mmc塑料注塑溫度°Cm模具型腔壁溫度°C塑件脫模時的平均溫度°Ca1塑料熱擴散系數(shù)m2/s查表得t=1.22ln8/2(280-80)/5/ 2X2.67=0.24s冷卻介質(zhì)一邊所需傳熱面積的設(shè)計計算(1)

27、冷卻介質(zhì)用量的計算查1P209公式3-9-4; Q1=N×m×q，V=G×q/60×C×(12) (3-6)m每次注塑塑料質(zhì)量，Kg/次 N每秒鐘注塑的次數(shù)Q1每秒鐘釋放的熱量(J)q單位質(zhì)量塑料熔體在成型過程中放出的熱量KJ/KgV冷卻水的體積流量（m3/min） G單位時間內(nèi)注入模具內(nèi)的塑料質(zhì)量（Kg/h）1冷卻水的進口溫度（°C） 2冷卻水的出口溫度（°C）查表得V=1.28×10-3m3/min,所以查表選冷卻水道直徑8mm即可滿足冷卻要求。(2) 冷卻水路的結(jié)構(gòu)形式由于制品的外形尺寸較小且注射機每次的注射

28、量也較小，所以采用直流式冷卻水道，其結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。3.9 模架選用選擇依據(jù)：根據(jù)型腔布局、澆注系統(tǒng)形式、成型零件結(jié)構(gòu)、側(cè)抽芯機構(gòu)、推出機構(gòu)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)置要求，估算出模架尺寸為 BXL=160mmX200mm； 4，選擇A2型模架，其中A=40mm B=25mm C=63mm4模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 4.1 模具成型零部件設(shè)計 精密模型腔、型芯尺寸及公差的確定應(yīng)充分考慮模具制造公差要求、塑料成型收縮率的波動、使用磨損量等的影響以及修模的需要。普通注射模成型零件尺寸計算采用的是平均值計算法；而精密模成型零件尺寸計算應(yīng)采用極限值計算法（極限制造公差、極限收縮率、極限磨損量）。 成型零件重要工作尺寸計算

29、成型零部件工作尺寸的計算采用平均收縮率法計算。查得PC+ABS材料的收縮率為a=0.4%0.6%，取平均收縮為: =0.5%。根據(jù)參考文獻4第113、114頁計算公式并查相應(yīng)的表格得: 表4-1成型零件尺寸計算尺寸分類計算公式塑件尺寸（mm）塑料的平均收縮率（）公差模具尺寸（mm）型腔徑向尺寸LM=(1+Scp)Ls-3/4+z760.6%0.5260.1810.80.22型芯徑向尺寸LM=(1+Scp)Ls+3/4-z8.20.2010.20.224.70.186.70.2019.20.28型腔深度尺寸HM=(1+Scp)Hs-2/3+z5.40.1811.80.22型芯高度尺寸HM=(1+

30、Scp)Hs+2/3-z760.5210.16其中，塑件的公差 零件的制造公差，取塑件公差的1/3 成型零件相對應(yīng)的徑向尺寸 塑件的徑向公稱尺寸成型零件相對應(yīng)的高度尺寸 塑件的高度尺寸cp塑件的平均收縮率 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計由前面成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計，選用整體式型腔；組合式型芯。該模具的加工精度普通精度要求。整體式特點：強度、剛度好，表面拼接痕少，曲面過渡圓滑；冷卻系統(tǒng)易開設(shè)，有利于縮小模具總體尺寸；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大，電火花加工量大，加工時間長，修模難，造價高。組合式型芯具有以下的特點：可以分別對各拼塊進行熱處理，并分別達到各自需要的硬度要求，提高成型零件硬度、剛度、耐磨性，因而能長時間保持成

31、型件的初始精度性能，延長了模具的使用壽命。便于進行磨削加工，提高成型零件的精度，因而保證了塑件的精度要求。由于各鑲拼件的制造公差很小，提高了成型零件的互換性，有利于成型零件的維修和更換?？梢院芊奖愕难孛撃７较蜷_設(shè)脫模斜度，并可進行鏡面研磨，既提高了塑件的光亮度，又可以采用較小的脫模斜度，而能使塑件順利脫模?？梢詫Ω鹘M件進行化學(xué)處理，提高它們的耐腐蝕性能?？梢苑奖愕脑谛枰牟课婚_排氣槽，以便于塑件的成型。由于組合件基本上采用機械加工，特別是采用磨削的高精度加工，避免了人工加工量，提高了機床的利用率，提高了相對的生產(chǎn)率。但是由于鑲拼塊越多，越容易產(chǎn)生錯位，使正確組裝產(chǎn)生困難，且不利于水路的開設(shè)，因

32、此鑲拼塊又不宜過多。（1）模具型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計 凹模是用來成型塑件外形輪廓的模具零部件。其結(jié)構(gòu)與塑件的形狀、尺寸、使用要求、生產(chǎn)批量以及模具的加工方法等有關(guān)，常用的結(jié)構(gòu)形式有整體式、嵌入式、鑲拼組合式和瓣合式四種類型。組合式型腔設(shè)計要合理，否則容易影響塑件的外表面質(zhì)量，該塑件對外表面質(zhì)量要求是表面光澤無熔接痕，因此采用整體式較好。如圖41所示：圖41（2）模具型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計制件的尺寸精度要求雖然不高，但由于成型結(jié)構(gòu)的要求，為便于加工和保證精度，采取的方法是將型芯分解為小鑲塊，這樣是得加工變得簡便，節(jié)省了工時，降低了模具制造的成本。在此型芯共分成五個部分進行加工。如圖42至46所示：圖42圖43圖

33、44圖45圖46 排氣方式及排氣槽的設(shè)計由于該制品為小型塑件,且不采用特殊的高速注射,選用分型面排氣,為了增加分型面的排氣效果,可增加型芯的粗糙度,并使加工的刀痕或磨削根順著排氣方向。4.2 模具強度與剛度計算型腔(上模)的側(cè)壁和底板厚度計算注射模在其工作過程中需要承受注射壓力、保壓力、鎖模力和脫模力等各種外力。如果型腔壁厚和底板的厚度不夠，當這些外力的數(shù)值過大，型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過型腔材料本身的許用應(yīng)力時，注射模及其成型零部件會產(chǎn)生塑性變形或斷裂破壞,導(dǎo)致整個模具失效。因此,設(shè)計成型零部件時,應(yīng)進行強度校核。另外，在外力作用比較大時，即使模具不產(chǎn)生塑性變形或斷裂破壞，也有可能產(chǎn)生較大的彈性

34、彎曲變形，引起成型零部件在它們的對接面或貼合面處出現(xiàn)較大的間隙，由此會發(fā)產(chǎn)生溢料或飛邊現(xiàn)象，導(dǎo)致制件無法滿足技術(shù)質(zhì)量要求。因此,設(shè)計成型零部件時,應(yīng)進行剛度校核。分析表明對于大尺寸的型腔剛度不足是主要矛盾，應(yīng)按剛度條件設(shè)計，按強度條件校核；而小尺寸的型腔在發(fā)生足夠大的彈性變形前往往因強度不足而破化，因此應(yīng)按強度條件設(shè)計，按剛度條件校核。此模具型腔為整體式，且型腔結(jié)構(gòu)類似矩形，可按矩形凹模整體式型腔進行計算,如圖4-3所示：圖4-3 整體式型腔型腔壁厚壁厚和底板厚度計算： (1)注射模型腔內(nèi)壁所受到的單位平均壓力根據(jù)塑件材料或塑件形狀不同而不同。一般來說，只有注射機機筒壓力的2550，既 p=(

35、2550) =25100MPa。 (4-1)(2)型腔側(cè)壁厚度按剛度計算根據(jù)參考文獻3第385頁公式9.436、9.445b、9.438、9.449得4.86mm (4-2)式中 凹模壁厚(mm)；P模腔壓力(MPa),一般為3050 MPa，根據(jù)上面的計算所得，這里取p=50 MPa； E模具材料的彈性模量（MPa），在一般工作溫度下，P20為預(yù)硬化塑料模具鋼，?。?成型零件的許用變形量(mm), 根據(jù)參考文獻5第124頁表3-37得，ABS材料的對應(yīng)的許用變形量=0.040.05mm； h凹模型腔深度尺寸(mm)，h=12.44mm； c由h/l而定的系數(shù)，根據(jù)h/l=0.17查參考文獻5

36、 第124頁表3-38得c=0.95；型腔側(cè)壁厚度按強度計算:9.3mm (4-3)a由l/h而定的系數(shù)；模具材料的許用應(yīng)力（MPa），P20為預(yù)硬化塑料模具鋼，??；型腔底板厚度按剛度計算1.47mm (4-5)由l/b而定的系數(shù)，根據(jù)l/b=1.29查參考文獻5 第124頁表3-39得=0.0209；型腔底板厚度按強度計算: (4-6)由l/h而定的系數(shù)；B矩形凹模型腔短邊長度（mm）。由以上計算可得模具的結(jié)構(gòu)尺寸、應(yīng)取剛度、強度計算中的大值為計算結(jié)果。實際生產(chǎn)中所用的型腔側(cè)壁厚度S，型腔底板厚度T。由計算結(jié)果可知設(shè)計中的型腔壁厚滿足強度、剛度的要求，因為下模型腔的深度與上模型腔一樣且壁厚大

37、于上模型腔，因此無須計算。4.3 模具結(jié)構(gòu)總圖繪制主視圖俯視圖左視圖BB視圖4.4 成型零件的加工工藝4.4.1 選材由于此塑件的材料是PC+ABS。普通成型，對成型零件的各種性能要求都不高。型芯和型腔材料均選用P20。該鋼材切削性、焊接性優(yōu)越鋼材；潔凈度高，具有良好的鏡面精加工性能；出廠硬度：（硬化及回火）HB330370    HRC 3438；硬度和光潔度、耐磨性都較好，且價格比較便宜。4.4.2注射模主要零件加工工藝規(guī)程的編制在此僅對型腔板和一個型芯的加工工藝進行分析。型腔板的加工工藝過程 見表41。表41 型腔板加工工藝過程（圖號33）序號工序名稱工序內(nèi)容0備料棒

38、料1鍛造200mmX160mmX40mm2熱處理退火3銑銑六面至尺寸200.5mmX160.5mmX40.5mm、對角尺4平磨磨六面至尺寸200mmX160mmX40mm，保證上下平面與四平面互相垂直，垂直度為0.01mm/10mm、對角尺5鉗工以上下平面及一對相互垂直的側(cè)基面為基準劃各孔中心線6車(鏜)車（鏜）型孔，并按圖紙要求加工出7鉆鉆絞4個直徑24的孔，絞4個直徑28的沉頭孔，留出0.5mm的精加工余量。用深孔鉆鉆2個直徑8的孔，冷卻水孔到滿足要求。鉆4個直徑6的孔，攻螺紋。鉆一個直徑為16的孔，留0.5mm的精加工余量。8淬火淬火回火達HRC40-459平磨磨上下面型芯1的加工工藝過

39、程 見表42序號工序名稱工序內(nèi)容0備料棒料1鍛造73mmX36mmX21mm2熱處理退火3銑銑六面至尺寸72mmX34.5mmX20.5mm、對角尺4平磨磨六面至尺寸71.66mmX34mmX19.75mm，保證上下平面與四平面互相垂直，垂直度為0.01mm/10mm、對角尺5鉗工以上下平面及一對相互垂直的側(cè)基面為基準劃各孔中心線6車(鏜)車（鏜）型孔，并按圖紙要求加工出7鉆鉆絞1個直徑14的斜孔，留出0.5mm的精加工余量。8數(shù)控銑銑型芯凸臺9淬火淬火回火達HRC40-4510平磨磨上下面5注射機的選用及相關(guān)參數(shù)的校核5.1 塑件基本參數(shù)體積: 1003.6mm3最大投影面積: 611.56

40、mm2模具基本參數(shù)：160×200×200模架，A板厚40mm，B板厚25mm。 初選設(shè)備：SZ-60/450(臥式) ,廠家:上海第一塑料機械廠理論注射容量/cm3：75 螺桿直徑/mm：30注射壓力/MPa：170 注射速率/(g/s)：60塑化能力/(g/s):5.6 螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min)：14-200噴嘴球半徑/mm：20 最小容模厚度/mm：100mm最大容模厚度/mm：300mm 鎖模力/KN: 450 拉桿內(nèi)間距/mm:280×250 移模行程/mm:220 鎖模形式:雙曲肘 定位圈直徑/mm：55 5.2 注塑機參數(shù)校核 最大注塑量注塑機的最大注塑量應(yīng)大于制品的重量或體積（包括流道及澆口凝料飛邊），通常注塑機的實際注塑量最好在注塑機的最大注塑量的80%。所以選用的注塑機最大注塑量應(yīng)0.8M機>=M塑件+M澆式中：M機注塑機的最大注塑量，單位g。M機>=(M塑件+M澆)/0.85=（2×11.29+4.23）/0.8531.54gM機=75g>31.54g所以滿足要求。 鎖模力校核 鎖模力是注射機鎖模裝置施加于模具的最大夾緊力。鎖模力的作用在于平衡和克服模腔壓力產(chǎn)生的使模具沿分型面張開的力，保持模具緊密鎖合，防止溢料。注射機鎖摸力與模腔壓力的關(guān)系可用下式表示：F0 kP0A (5-1) F0注射