導(dǎo)流罩殼注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及數(shù)控加工

1、 無(wú)錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)報(bào)告姓 名： 學(xué) 號(hào)：系 部： 機(jī)電工程系 專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造 題 目： 導(dǎo)流罩殼注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及數(shù)控加工指導(dǎo)教師： 二00八 年 五 月 前 言 模具是現(xiàn)代加工制造業(yè)的基本工藝裝備。模具技術(shù)水平已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)的重要指標(biāo)。隨著塑料模具制品在機(jī)械、電子、國(guó)防、交通、通訊、建筑、農(nóng)業(yè)、輕工和包裝等各行業(yè)的廣泛應(yīng)用，對(duì)塑料模具的需求量日益增加，塑料模在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要性也就日益突出。本世紀(jì)90年代以來(lái)，我國(guó)塑料模技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的階段。以汽車保險(xiǎn)杠、雙缸洗衣機(jī)連體桶64cm(25in)以上彩電機(jī)殼和儀表用小模數(shù)齒輪等產(chǎn)品為代表的大型、精密、復(fù)雜

2、和高壽命塑料模，我國(guó)已能自行設(shè)計(jì)和制造以部分替代進(jìn)口模具；電加工、數(shù)控加工和快速經(jīng)濟(jì)及特種制模技術(shù)已進(jìn)入許多模具生產(chǎn)廠以代替通用機(jī)床加工；引進(jìn)了P20、718、S45C、S50C和S55C等新鋼種牌號(hào)并在國(guó)內(nèi)許多鋼廠生產(chǎn)，打破了長(zhǎng)期以來(lái)主要用45鋼制作模具型腔的情況，使模具型腔的拋光性能和壽命有了很大的提高；標(biāo)準(zhǔn)模架及模具標(biāo)準(zhǔn)件已有很多工廠定點(diǎn)生產(chǎn)，越來(lái)越多的單位采用標(biāo)準(zhǔn)件以改變過(guò)去完全由本單位包干的生產(chǎn)局面。摘 要隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，服裝用、服飾用和產(chǎn)業(yè)用紡織都得到了蓬勃發(fā)展。著對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理性分析，（主要通過(guò)CAD，Pro/E畫圖分析），通過(guò)不斷分析進(jìn)行改進(jìn)，最終使設(shè)計(jì)達(dá)到要求

3、。在成型零、部件的設(shè)計(jì)過(guò)程中，考慮到模具成本、生產(chǎn)工藝性、材料特性等因素，在不影響產(chǎn)品使用性能的前提下，盡量使結(jié)構(gòu)具有較好的工藝性，完成了理論到實(shí)踐的過(guò)程。本設(shè)計(jì)主要是根據(jù)塑件的材料、形狀及其特點(diǎn)進(jìn)行分析，經(jīng)過(guò)多次的設(shè)計(jì)與計(jì)算最終確定一套較完整的設(shè)計(jì)過(guò)程。通過(guò)Pro/E軟件進(jìn)行成型零件的造型及自動(dòng)編程，既形象又生動(dòng)。它在設(shè)計(jì)中也起了很大的作用。關(guān)鍵詞： 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng) 數(shù)控加工SummariesWith the rapid development of Chinas national economy, with clothing, used clothing and textile ind

4、ustries have been used to flourish. In the structure of the design process, in view of its structural features, process analysis, determine the type of gating system, sub-surface, with the plans drawn 3D parts (of the CAD). Then the mold structure reasonable analysis (mainly through CAD, Pro / E dra

5、wing analysis), through continuous improvement analysis, and finally to achieve the design requirements. Forming zero in parts of the design process, taking into account the cost of the mold, production process, material properties and other factors, without affecting the performance of products und

6、er the premise of, as far as possible, the structure has good technology, completed a theory to practice process.Key words: Gating System Forming part of Size 目 錄第1篇 塑料模具設(shè)計(jì)1 塑件的工藝性分析-81.1 塑件的工藝特性分析-8塑料ABS成型特點(diǎn)-8 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析-91.2 塑件的體積以及質(zhì)量-101.3 估算選擇注射機(jī)-102 塑件在模具中的位置-112.1 型腔數(shù)量數(shù)目的確定-112.2 分型面的確定

7、及其選擇原則-122.3 型腔的布置-122.4 成型零件的工作尺寸的計(jì)算-123 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-133.1 澆注系統(tǒng)組成-133.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)-133.3 設(shè)計(jì)原則-143.4 主流道的設(shè)計(jì)-143.5 分流道的設(shè)計(jì)-153.6 澆口的設(shè)計(jì)-153.7 澆注系統(tǒng)位置的選擇-153.8 校核流動(dòng)比-163.9 冷料穴及拉料桿-16-164.1 選擇注射機(jī)-164.2 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-17 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-17 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-174.3 選擇標(biāo)準(zhǔn)模架-184.4 校核注射機(jī)-18 注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度的校核-18 開模行程的校核-19 模具在注射機(jī)上的安裝-19

8、5 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)-195.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用-19導(dǎo)向作用 -19 定位作用 -19 側(cè)向壓力 - 195.2 導(dǎo)向裝置類型- 195.3 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)- 19 導(dǎo)柱的形式-19 導(dǎo)柱數(shù)量、布置及其尺寸大小-20 配合精度-20 材料-205.4 導(dǎo)套-20 固定形式及配合精度-21 形式與尺寸-21 材料-216 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)-216.1 推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成-21 頂出部件-21 復(fù)位部件-21 導(dǎo)向部件-216.2 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則-216.3 脫模力計(jì)算-226.4 推桿強(qiáng)度計(jì)算-226.5 推桿的形狀與固定-227 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-237.1 冷卻裝置設(shè)計(jì)的要點(diǎn)-247.2

9、冷卻水孔位置 -247.3 冷卻水道的設(shè)計(jì)-248 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-249 開合模工作工程- -25第2篇 塑料模具制造10 型腔、型芯數(shù)控編程-2610.1型芯零件的加工-2610.2型腔零件的加工-2711 總結(jié)-2912 謝詞-3013參考文獻(xiàn)-31 第1篇 塑料模具設(shè)計(jì)1 塑件的工藝性分析1.1 塑件的工藝特性分析 塑料ABS成型特性1）基本特性 ABS是具有良好的綜合力學(xué)性能。有良好的耐化學(xué)腐蝕性及表面硬度，有良好的加工性和染色性能。ABS無(wú)毒無(wú)味，呈微黃色，成型的塑料件有較好的光澤。密度為1.021.05g/cm3。ABS有極好的抗沖擊強(qiáng)度，且在低溫下也不迅速下降。有良好的機(jī)械強(qiáng)度

10、和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無(wú)機(jī)鹽、堿、酸類對(duì)ABS幾乎無(wú)影響，ABS塑料表面受冰醋酸、植物油等化學(xué)藥品的侵蝕會(huì)引起應(yīng)力開裂。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工。經(jīng)過(guò)調(diào)色可配成任何顏色。其缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度在70度左右，熱變形溫度越為93度左右。耐氣候性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。根據(jù)ABS中三種組分之間的比例不同，其性能也略有差異，從而適應(yīng)各種不同的應(yīng)用。根據(jù)應(yīng)用不同，可分為超高沖擊型、高沖擊型、中沖擊型、低沖擊型和耐熱型等。2）主要用途 ABS在機(jī)械工業(yè)上用來(lái)制造齒輪、泵葉輪、軸承、把手、管道、儀表殼、蓄電池的槽和冷藏庫(kù)等。3）

11、成型特點(diǎn) ABS在升溫時(shí)黏度增高，所成型壓力較高，塑料上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減小澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。要求塑件精度高時(shí)，模具溫度可控制在50到60度，要求塑件光澤和耐熱時(shí)，應(yīng)控制在60到80度。 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析(1) 脫模斜度為了便于塑件從形腔中脫出或能從塑件中抽出型芯，防止塑料件表面在脫模時(shí)劃傷、起毛等，在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮塑件的內(nèi)外壁應(yīng)具有足夠的脫模斜度。因該制件精度要求較高，且尺寸較大，塑件形狀簡(jiǎn)單，故選用較小的脫模斜度。脫模后塑件留在型芯的一側(cè)，以

12、便于脫模，塑件內(nèi)表面的脫模斜度可比外表面小。又因ABS在升溫時(shí)粘度增高脫模斜度應(yīng)取大點(diǎn)。故由文獻(xiàn)（1）表2-2取型腔斜度40120，型芯斜度301。(2) 塑件上各種孔的位置，不能影響塑件的強(qiáng)度，盡量不增加模具制造的復(fù)雜性，孔與孔之間、孔與邊緣之間的距離不應(yīng)太小，由文獻(xiàn)（2）表2-8得熱塑性塑料孔徑與孔邊距的關(guān)系，孔徑d在36mm之間時(shí)，孔邊距及孔間距為1.52.25mm因此不影響塑件的強(qiáng)度。 (3) 制件的外表面較光滑，為了滿足之間高光澤的要求，以及模具的方便，在塑件的大孔處采用側(cè)澆口。(4) 為了方便加工和熱處理，型腔和型芯部分采用拼鑲結(jié)構(gòu)。(5)該塑件為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的殼類零件，上面有幾處通孔

13、，直徑及小凸臺(tái)，且開模方向與分型面一致，故無(wú)需采用抽芯機(jī)構(gòu)。1.2 塑件的體積以及質(zhì)量按照塑件圖所示尺寸近似計(jì)算壁厚t=3mm塑件體積VS=78847.2mm3塑料ABS的密度為1.021.05g/cm3(注射級(jí)密度為1.05 g/cm3)單件塑件的投影面積AS=17322.7mm2單件塑件的質(zhì)量ms=78.81.05=82.7g 1.3 估算選擇注射機(jī)注射模具必須安裝在與其相適應(yīng)的注射機(jī)上才能進(jìn)行生產(chǎn)，因而在設(shè)計(jì)模具時(shí)，必須根據(jù)塑料的品種、塑件的結(jié)構(gòu)、成型方法、生產(chǎn)批量、現(xiàn)有設(shè)備和注射工藝等進(jìn)行選擇。熟悉所選用的注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范。注射機(jī)參數(shù)的校核（忽略澆注系統(tǒng)）（1） 最大注射量的校核塑件連

14、同澆注系統(tǒng)的凝料在內(nèi)的重量一般應(yīng)不大于注射機(jī)公稱注射量的80%nms +mjkmp k取0.8 mpms/0.8=82.7/0.8=103.4g 根據(jù)上面算出的塑件的質(zhì)量，一次成型一個(gè)塑件的注射量遠(yuǎn)小于它的80%很顯然是符合要求的(2)注射壓力的校核 保證注射機(jī)的額定注射壓力大于成型時(shí)所需的注射壓力 P額P成型 查文獻(xiàn)（1）表3-1得ABS塑料成型時(shí)的注射壓力P成型=70-90Mpa（3）鎖模力的校核由于高壓塑料熔體充滿型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的推力，這個(gè)力應(yīng)小于注射機(jī)的公稱鎖模力，否則將發(fā)生溢料現(xiàn)象，即 FZ=P(nAS+Aj)FP P塑料成型時(shí)型腔壓力 查文獻(xiàn)（1）表4-1得ABS塑料的型腔

15、壓力P=30MpaFZ=3017322.7=519681N=519.7KN根據(jù)以上分析計(jì)算，查文獻(xiàn)（1）表4.2初選注射機(jī)型號(hào)為：G54-S200/400。項(xiàng)目為G54-S200/400理論注射容量/cm2200400注射壓力/MPa109鎖模力/KN2540注射時(shí)間/s0.45最大開合模具行程/mm260噴嘴球半徑/mm182 塑件在模具中的位置2.1 型腔數(shù)量數(shù)目的確定在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，有先確定注塑機(jī)的型號(hào)，在根據(jù)所選用的注塑機(jī)的技術(shù)規(guī)范及塑件的技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求，計(jì)算能夠選取的型腔的數(shù)目；也有根據(jù)經(jīng)驗(yàn)先確定型腔數(shù)目，然后根據(jù)生產(chǎn)條件，如注塑機(jī)的有關(guān)技術(shù)規(guī)范等進(jìn)行校核計(jì)算，看所選定的型腔數(shù)目是否滿足

16、要求。類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用范圍單型腔模具塑件的精度高；工藝參數(shù)易于控制；模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；模具制造成本低，周期短塑件成型的生產(chǎn)率低、成本高塑件較大，精度要求較高或小批量及試生產(chǎn)多型腔模具塑件成型的生產(chǎn)率高、成本低塑件的精度低（每增加一個(gè)型腔，由于型腔的制造誤差和成型工藝誤差的影響，塑件的尺寸精度要降低約4%8%，應(yīng)此4腔以上一般不能生產(chǎn)高精度的塑件）；工藝參數(shù)難以控制；模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜；模具制造成本高，周期長(zhǎng)大批量、長(zhǎng)期生產(chǎn)的小型塑件本設(shè)計(jì)中根據(jù)制件的批量、質(zhì)量控制要求、成本和注射機(jī)的鎖模力和注射量等綜合確定為一模一腔。2.2 分型面的確定及其選擇原則模具上用以取出塑料制品和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面

17、，稱為分型面，也可以稱為合模面。分型面的選擇應(yīng)遵循以下原則：1）分型面避免影響制品的外觀，尤其是對(duì)外觀有明確要求的制品，同時(shí)要考慮到分型面處的飛邊是不是容易修整和清除。2）分型面應(yīng)盡量減少塑件在合模分型面上的投影面積。當(dāng)塑件在合模分型面上的投影面積超過(guò)機(jī)器允許的最大面積是，將會(huì)出現(xiàn)漲模和溢料現(xiàn)象。3）利于模具加工，特別是型腔的加工。4）利于澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。5）分型面應(yīng)設(shè)置在最大輪廓處，利于制品的脫模，確保在開模時(shí)使制品留于動(dòng)模一側(cè)。6）分型面應(yīng)可能設(shè)置同一半模具型腔內(nèi)，以保證塑件的精度要求，與分型面垂直方向的高度尺寸，以保證同軸度。有利于金屬嵌件的安裝。該塑件的外表面較光滑

18、，根據(jù)其特點(diǎn)2.3 型腔的布置對(duì)于單型腔模具，塑件在模具中的位置比較簡(jiǎn)單，我選擇將塑件全部處于動(dòng)模中。 2.4 成型零件的工作尺寸的計(jì)算成型零件的工作尺寸主要有型腔和型芯的徑向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯的位置關(guān)系尺寸。3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1 澆注系統(tǒng)組成澆注系統(tǒng)是指從澆注中心的噴嘴到模具型腔的澆口的這一段塑料流動(dòng)的通道。澆注系統(tǒng)由主澆道，分澆道，冷料穴，和澆口組成。3.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng) 1）塑料制品的結(jié)構(gòu)分析其充填過(guò)程，以保證塑料制品的內(nèi)在質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定。2）設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)非常注意澆注系統(tǒng)對(duì)制品外觀的影響。3）設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該考慮到模具在注射時(shí)，是否

19、能適應(yīng)全自動(dòng)操作。4）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，必須考慮到塑料制品生產(chǎn)的后續(xù)工序。5）設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)留有一定的余地，這樣在使用時(shí)即使有些不足之處，亦可以比較方便地得到解決。6）設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，其主流道進(jìn)口處的位置應(yīng)盡量與模具中心重合。3.3 設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的基本原則，是在滿足塑料制品質(zhì)量的同時(shí)，還應(yīng)有利于提高成型速度來(lái)縮短成型周期。3.4 主流道的設(shè)計(jì)（1）主流道是指噴嘴口起至分流道入口處止的一段通道，它的形狀和尺寸直接影響塑料的流動(dòng)速度及填充時(shí)間。它與注射機(jī)噴嘴在同一軸心線上，熔料在主流道中并不改變方向。R=球頭半徑=SR+（12）mm主流道的錐度。一般在24范圍之內(nèi)選取。d主流道小端直徑，即主

20、流道與注射機(jī)噴嘴接觸處的直徑。d一般在48mm范圍內(nèi)選取d=5mm。（2）澆口套的初步設(shè)計(jì)查文獻(xiàn)4表1-20取：d=40mm 取D=50mm澆口套與模板間采用H7/m6的過(guò)渡配合。澆口套與定位圈采用H9/f9的配合。： ： 圖1 澆口套3.5 分流道的設(shè)計(jì)分流道是指塑料熔體從主流道進(jìn)入型腔的過(guò)渡段，它能使塑料熔體平穩(wěn)地轉(zhuǎn)換流向型腔，一般取830mm。分流道的截面形狀常用的有圓形、梯形、U形和六角形等。在流道設(shè)計(jì)中要減少在流道中的壓力損失，則希望流道的截面積大，要減少熱損失，又希望流道的表面積小。因此可用流道的截面積與周長(zhǎng)的比值來(lái)表示流道的效率。該比值大則流道的效率高；比值小則流道的效率高。所以

21、本設(shè)計(jì)流道截面積形狀選用圓形。塑料ABS分流道直徑推薦值為4.89.5mm，取分流道的直徑為5mm。當(dāng)塑料熔體在流道中流動(dòng)時(shí)，因冷卻會(huì)在流道管壁形成凝固層，因塑料的導(dǎo)熱性差，該凝固層起著絕熱的作用，使熔體能在流道中心部暢通。從這一點(diǎn)考慮，分流道的中心最好能與澆口的中心位于同一直線上。3.6 澆口的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中選用的是側(cè)澆口設(shè)計(jì)。其截面形狀多為矩形狹縫，調(diào)整其截面的厚度和寬度可以調(diào)節(jié)熔體充模時(shí)的剪切速率及澆口封閉時(shí)間。這類澆口加工容易，修整方便，因此它是廣泛使用的一種澆口形式;但有澆口痕跡存在，會(huì)形成熔接痕、縮孔、氣孔等塑件缺陷，且注塑壓力損失大，對(duì)深型腔塑件排氣不便。澆口的計(jì)算澆口的尺寸根據(jù)經(jīng)

22、驗(yàn)值取，本設(shè)計(jì)中取澆口的長(zhǎng)度l=0.72.0mm取l=1.5mm 寬度b=1.55.0mm 取b=3mm 厚度t=0.52.0mm 取t=1.2mm3.7 澆注系統(tǒng)位置的選擇一般說(shuō)來(lái)，選擇澆口位置時(shí)應(yīng)遵循下述原則， 1）澆口的尺寸及位置選擇應(yīng)盡量避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)。2）澆口應(yīng)開設(shè)在塑料件斷面處最厚處。3）澆口位置的選擇應(yīng)使塑料流程最短，料流變向最少。4）澆口位置的選擇應(yīng)減少或避免塑件的熔接痕，增加熔接牢度。3.8 校核流動(dòng)比對(duì)于大型或薄壁的塑料制件，塑料熔體有可能因其流動(dòng)距離過(guò)長(zhǎng)或流動(dòng)阻力太大而無(wú)法充滿整個(gè)型腔。因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中除了考慮采用較短的流程外還要對(duì)其注射型腔時(shí)的流動(dòng)距離比或流動(dòng)面積比

23、。 Ti因?yàn)橛绊懥鲃?dòng)比的因素主要是塑料的流動(dòng)性。ABS塑料與聚甲醛的流動(dòng)性均為中等。查文獻(xiàn)3可參考聚甲醛的允許 符合要求。3.9 冷料穴及拉料桿冷料穴是用于儲(chǔ)藏注射間隔期間產(chǎn)生的冷料頭，防止冷料進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量。設(shè)計(jì)在主流道的末端，即主流道正對(duì)面的動(dòng)模上，直徑應(yīng)稍大于主流道大端的直徑。冷料穴除了具有容納冷料的作用外，同時(shí)還具有在開模時(shí)將主流道和分流道的冷凝料勾住，使其留在動(dòng)模一側(cè)，便于脫模。在脫模過(guò)程中，拉料桿固定在推桿固定板上同時(shí)也形成冷料穴底部的推桿，隨推出動(dòng)作推出澆注系統(tǒng)凝料。4.1 選擇注射機(jī)根據(jù)計(jì)算：總體積V總=79.8 cm3 質(zhì)量 m總=79.81.05=83.8g 澆注系

24、統(tǒng)的投影面積Aj=83 mm2。(1)注射量m總kmpmp83.8/0.8=104.75g (2)注射壓力 P額P成型查文獻(xiàn)（1）表3.1得ABS塑料成型時(shí)的注射壓力P成型=7090Mpa(3)鎖模力FZ=（nAs +Aj）P(17322.7+83)30=522.2kN 根據(jù)以上分析，計(jì)算，初選的注射機(jī)規(guī)格滿足要求 注射機(jī)G54-S200/400有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下： 最大開合模行程S=260nm,模具最大厚度406mm，模具最小厚度165mm 噴嘴圓弧半徑18mm，噴嘴孔直徑4mm，動(dòng)定模板尺寸532634mm，拉桿空間290368mm。4.2 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）由于該塑件尺

25、寸中等，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且為了簡(jiǎn)化凹模的加工工藝，減少熱處理變化，故選用整體嵌入式進(jìn)行計(jì)算。型腔底板厚度的計(jì)算 公式hC型腔邊長(zhǎng)比l/b決定的系數(shù)，查文獻(xiàn)（1）表6.7得到C=0.0277P型腔內(nèi)熔體的壓力E鋼的彈性模量，取2.06105Mpa允許變形量 h=21.4mm 取hmm（）型腔的固定型腔采用整體式，由于該塑件尺寸中等，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且為了簡(jiǎn)化凹模的加工工藝，減少熱處理變化，故選用整體式凹模結(jié)構(gòu)。 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 該素件需要由一個(gè)主型芯和多個(gè)小型芯來(lái)成型型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主型芯采用鑲拼組合式結(jié)構(gòu)，將型芯單獨(dú)加工后，再鑲?cè)肽０逯?。凸模嵌入模板?nèi)用螺釘和墊板固定，銷釘定位。型芯(2)小型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小

26、型芯單獨(dú)制造,再嵌入到大型芯上,固定部分與模板采用H7/m6配合。4.3 選擇標(biāo)準(zhǔn)模架根據(jù)以上分析、計(jì)算以及型腔尺寸等可確定模架的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格。查文獻(xiàn)3表7-1選擇A2型模架。查表7-9選用：A2-450450-19-Z2 GB/T12556.1-1990動(dòng)模座板： 560mm450mm40mm定模座板： 560mm450mm40mm動(dòng)模板： 450mm450mm50mm定模板： 450mm450mm50mm墊塊： 80mm450mm100mm支承板： 450mm450mm63mm推桿固定板： 286mmx450mmx25mm 推板 ： 286mmx450mmx32mm模具厚度： H模=14

27、3+A+B+C=143+50+50+100=343mm模具外形尺寸：560mm450mm343mm4.4 校核注射機(jī) 注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度的校核由于在初選注射機(jī)和選擇模架時(shí)是根據(jù)以上四個(gè)參數(shù)而選擇的，所以注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度不必要進(jìn)行校核。 開模行程的校核塑料ABS所用的注射機(jī)采用液壓和機(jī)械聯(lián)合作用的鎖模機(jī)構(gòu)時(shí)，最大開模程度由連桿機(jī)構(gòu)的最大行程所決定，并不受模具厚度的影響。注射機(jī)最大開模行程S：S2h塑件+h澆+（510）h塑件塑料制品厚度 h澆澆注系統(tǒng)的高度S223+75+（510）=131mm 故滿足要求 模具在注射機(jī)上的安裝 從標(biāo)準(zhǔn)模架的外形尺寸看小于注射機(jī)的

28、拉桿空間，所以所選注射機(jī)規(guī)格滿足要求。5 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)5.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 導(dǎo)向作用 當(dāng)動(dòng)模和定模合模時(shí)，首先是導(dǎo)向零件導(dǎo)入，引導(dǎo)動(dòng)、定模準(zhǔn)確合模，避免由于某種原因，使得型芯或型腔錯(cuò)誤接觸而造的損壞。 定位作用 導(dǎo)向裝置直接起了保證動(dòng)、定模合模的位置的正確性，保證模具型腔的形狀和尺寸的精確性，從而保證塑料制品的精度。導(dǎo)向裝置在模具裝配過(guò)程中也起了定位作用，便于裝配和調(diào)整。 側(cè)向壓力 由于塑料熔體充模過(guò)程中可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或由于成型設(shè)備精度低的影響，因而在模塑過(guò)程中需要導(dǎo)向裝置承受一定的單向側(cè)壓力，以保證模具的正常工作。5.2 導(dǎo)向裝置類型合模導(dǎo)向通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向。當(dāng)注塑大型、精度要

29、求高、需要深型腔成型的塑料制品，尤其是薄壁容器和非軸對(duì)稱的塑料制品時(shí)，注塑過(guò)程會(huì)產(chǎn)生較大的側(cè)壓力，如果單純由導(dǎo)柱承受，會(huì)發(fā)生導(dǎo)柱導(dǎo)套住和損壞，因而所用模具應(yīng)增設(shè)錐面定位結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)采用導(dǎo)柱導(dǎo)向。5.3導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 導(dǎo)柱的形式塑件尺寸較小，模具采用小型模具，故采用帶頭導(dǎo)柱，除安裝部分的臺(tái)肩外，長(zhǎng)度的其余部分直徑尺寸相同，只是公差不同。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，用于簡(jiǎn)單模具。見下圖圖2 帶頭導(dǎo)柱 導(dǎo)柱數(shù)量、布置及其尺寸大小 根據(jù)模具形狀及尺寸，一副塑料模架導(dǎo)柱數(shù)量一般需要24個(gè)，本設(shè)計(jì)選用4個(gè)。 其尺寸為 40。導(dǎo)柱的長(zhǎng)度應(yīng)比型芯端面的高度高出812mm，以免在錯(cuò)誤定位時(shí)，型芯進(jìn)入凹模型腔相碰撞而損壞

30、。導(dǎo)柱設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)可以保護(hù)型芯及塑件脫模時(shí)，支撐推件板的作用，設(shè)置在定模一側(cè)可以起到方便塑件脫模支撐澆道板的作用，在設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)具體情況來(lái)選擇，一般設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)。根據(jù)選用的標(biāo)準(zhǔn)模架查文獻(xiàn)3表7-16可知尺寸如下表d(k6)d(f7)DSLL1404048814050 配合精度導(dǎo)柱固定端與模板之間采用H7/m6或H7/k6的過(guò)渡配合。導(dǎo)柱導(dǎo)向部分采用H7/f7的間隙配合。 材料導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面，堅(jiān)韌不容易折斷的內(nèi)芯，多采用20鋼參碳或T8，T10淬火處理。本設(shè)計(jì)中用T8A鋼。導(dǎo)柱固定部分的粗糙度Ra=0.8m，導(dǎo)向部分的粗糙度Ra=0.8-0.4m。5.4 導(dǎo)套 固定形式及配合精度

31、常采用H7/m6或H7/k6配合鑲?cè)肽０濉?形式與尺寸模板的厚度比較厚,本設(shè)計(jì)中采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便的帶頭導(dǎo)套。見下圖 圖3 導(dǎo)套的形式根據(jù)選用的標(biāo)準(zhǔn)模架參考文獻(xiàn)3表7-15可知尺寸如下表d(H7)d1(k6)d2(e7)d3DSL4050504056850 材料導(dǎo)套用與導(dǎo)柱相同的材料或銅合金等耐磨材料制造，其硬度一般應(yīng)低于導(dǎo)柱硬度，以減輕磨損，防止導(dǎo)套和導(dǎo)柱拉毛。本設(shè)計(jì)中用T8A鋼。導(dǎo)套固定部分的粗糙度Ra=0.8m，導(dǎo)向部分的粗糙度Ra=0.8-0.4m。6.推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)6.1 推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成 頂出部件頂出部件是指頂出系統(tǒng)中推出塑件的部件，即頂出零件，它直接與塑件接觸，開模后將塑件

32、頂出型腔或型芯。本設(shè)計(jì)中采用推桿頂出。 復(fù)位部件復(fù)位部件是使完成頂出任務(wù)的頂出零件回復(fù)到注射時(shí)所需要的位置。 導(dǎo)向部件 導(dǎo)向部件的作用是使頂出過(guò)程平穩(wěn)，頂出零件不致于彎曲和卡死。6.2 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則（1）推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)，因?yàn)橥瞥鰴C(jī)構(gòu)的動(dòng)作是通過(guò)裝在注射機(jī)合模上的頂桿來(lái)驅(qū)動(dòng)的。（2）保證塑件不應(yīng)推出而變形損壞，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)仔細(xì)分析塑件對(duì)模具的包緊力和粘附力的大小。（3）推出機(jī)構(gòu)應(yīng)使推出動(dòng)作可靠，靈活，制造方便。機(jī)構(gòu)本身要有足夠的強(qiáng)度、剛度和硬度。以確保順利脫模。（4）推出塑件的位置盡量設(shè)置在塑件的內(nèi)部，以確保有良好的外觀。（5）設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)時(shí)，還必須考慮合模的正確復(fù)位，并保證不與

33、其它模具零件相干涉。6.3 脫模力計(jì)算包括幾個(gè)內(nèi)容：1）塑件從模具上脫出時(shí)的摩擦阻力 2）大氣壓力 3）塑件對(duì)鋼材的粘附力 4）脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)阻取塑件的脫模斜度為40，采用模內(nèi)冷卻。F=Ap(cos-sin)+qA1A塑件包絡(luò)型芯的面積p塑件對(duì)型芯單位面積上的包緊力，p取0.81071.2107 MPaa脫模斜度 q大氣壓力，取0.09MPau塑件對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，u均為0.10.3A1制件垂直與脫模方向的投影面積通過(guò)計(jì)算得周長(zhǎng)L=470.88mmA=Lh=470.8822.64=10660.7mm2Ft=10660.712(0.3cos40-sin40)+0.0917322.7=38.45KN

34、6.4 推桿強(qiáng)度計(jì)算 1）圓形推桿直徑d d=(642L2Q/n3E)1/4 d-圓形推桿直徑（mm） -推桿長(zhǎng)度系數(shù)約0.7 L- 推桿長(zhǎng)度（cm） n-推桿數(shù)量 E-推桿材料的彈性模量（N/cm2） Q-總脫模力（N） 取=0.7 L=0.49 n=8 E=2.1x107 d=(64x0.72X1.982x38450/4x3.143X2.1X107)1/4 =2.06mm 2)推桿的應(yīng)力校核： =4Q/nd2 s -推桿應(yīng)力（N/cm2） s-推桿鋼材的屈服極限強(qiáng)度（N/cm2） 一般中碳鋼s=32000 N/cm2 合金結(jié)構(gòu)s=42000 N/cm22=2885.57N/cm2 s6.5

35、 推桿的形狀與固定推桿的固定：直徑為d的推桿，推桿固定板上的孔為d+1mm推桿臺(tái)肩部分的直徑為Dmm，推桿固定板上的臺(tái)階孔為D+1mm推桿工作部分與模板、型芯上推桿孔的配合采用H8/f7間隙配合。取推桿的8()mm 動(dòng)模板內(nèi)孔尺寸8mm查文獻(xiàn)3，表7-13得D=14mm S=5mm L=198mm 圖4 推桿7 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在注射成形工藝過(guò)程中，模具溫度直接影響塑料的充模和塑料件的定形，也直接影響注射周期和塑料件質(zhì)量，因此，必須對(duì)模具進(jìn)行有效冷卻，使其溫度保持在一定范圍內(nèi)。對(duì)于粘度低，流動(dòng)性好的 塑料（例如聚乙稀、聚丙稀、聚苯乙稀等），因?yàn)槌尚凸に囈竽囟疾惶?，所以常用常溫水進(jìn)行冷卻，有

36、時(shí)為了進(jìn)一步縮短在模內(nèi)的冷卻時(shí)間，亦可用冷水控制模溫。對(duì)于粘度高的塑料（例如聚碳酸脂，聚甲醛等）為了提高充型能力，成型工藝要求有較高的模溫，因此經(jīng)常需要對(duì)模具加熱。對(duì)于小型薄壁塑件，且成型工藝要求模溫不太高時(shí)，可以不設(shè)置冷卻裝置而依靠自然冷卻。7.1 冷卻裝置設(shè)計(jì)的要點(diǎn)1）冷卻水孔的數(shù)量越多，對(duì)塑件冷卻也就越均勻。2）冷卻水孔與型腔表面各處最好有相同的距離，即將孔的排列與型腔形狀相距一致。3）冷卻管道要避免接近塑料的熔接痕部位，以免熔接不牢，降低強(qiáng)度。4）定模、動(dòng)?；虺尚托托緫?yīng)分別冷卻，并應(yīng)保證其冷卻平衡。5）進(jìn)、出水水嘴接頭，應(yīng)設(shè)在不影響操作的方向，盡可能設(shè)在模具的同一側(cè)，通常在注射機(jī)操作位

37、置的對(duì)面。7.2 冷卻水孔位置水孔中心位置離型腔表面不可太近，太近冊(cè)使型腔壁表面溫度不均，同時(shí)當(dāng)型腔內(nèi)壓力大時(shí)，可使正對(duì)水孔的型腔面壓潰變形。7.3 冷卻水道的設(shè)計(jì)水管直徑的確定：由于制件的平均壁厚為3mm而且尺寸不大，由經(jīng)驗(yàn)法可確定水管直徑為1012mm，取d=10mm由于冷卻水管的位置、結(jié)構(gòu)形式、孔徑、表面狀態(tài)、水的流速、模具材料等很多因素都會(huì)影響模具的熱量向冷卻水傳遞，精確計(jì)算比較困難。實(shí)際生產(chǎn)中，通常都是根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)確定冷卻水路，通過(guò)調(diào)節(jié)水溫、水速來(lái)達(dá)到模具的熱平衡。由于該制件深度較淺，使用的水管形式類似側(cè)澆口，故采用與型腔高等距離鉆孔的形式設(shè)置冷卻水道。水道孔邊到型腔表面距離為10

38、-15mm，孔間距為17-30mm，冷卻水道的入口處設(shè)置在澆口的附近，主要為了減小出入口冷卻水的溫差，查文獻(xiàn)（5）表3-42得塑料ABS的冷卻時(shí)間，當(dāng)厚度為3mm時(shí)，t=20.5S。 8 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)對(duì)確保制品成型質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用，其排氣方式有以下幾種：1)排氣槽。排氣槽一般設(shè)在型腔最后被充滿的部位。排氣槽的深度因塑料不同而異，基本上是以塑料不產(chǎn)生飛邊時(shí)所允許的最大間隙來(lái)確定。2)型芯、鑲件、推桿等的配合間隙或?qū)Ｓ门艢馊艢狻?)為了防止制品在頂出時(shí)造成真空變形，必須設(shè)計(jì)進(jìn)氣銷。4)有時(shí)為了防止制品與模具的真空吸附，而設(shè)計(jì)防真空吸附元件。制件的尺寸不大且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，充填型腔的塑料

39、熔體料流末端在分型面上，因此，可以使用分型面排氣；其間隙亦可排氣。所以無(wú)需專設(shè)排氣系統(tǒng)，利用分型面、推桿的配合間隙排氣即可。材料ABS，不發(fā)生溢料的間隙值0.05mm。配合間隙為0.03-0.05mm。9 開合模工作過(guò)程1-定模座板 2、6、17、26、27-內(nèi)六角螺釘 3、16、28-圓柱銷 4-定位圈 5-澆口套 7-型腔 8-導(dǎo)套 9-導(dǎo)柱 10-動(dòng)模板 11-型芯（一） 12-型芯（二） 13-型芯（三） 14-型芯（四） 15-支撐板 18-復(fù)位桿 19-墊塊 20-動(dòng)模座板 21-推桿固定板 22-推板 23-拉料桿 24-推桿 25-型芯（五）開模時(shí),注射機(jī)合模系統(tǒng)帶動(dòng)動(dòng)模后退。塑件包緊在型芯11上隨動(dòng)模部分一起向后移動(dòng),與塑件相連的主流道凝料從澆口套中脫出,當(dāng)動(dòng)模移動(dòng)一定距離后，注射機(jī)的頂桿接觸推板22，推出機(jī)構(gòu)開始動(dòng)作，使推桿24和拉料桿分別將塑件及澆注系統(tǒng)凝料從型芯11和冷料穴中推出，塑件與澆注系統(tǒng)凝料一起從模具中落下