畢業(yè)論文汽車零件注塑模設(shè)計(jì)

1、目 錄摘 要 31引言 511概述 512 國(guó)內(nèi)發(fā)展情況 51.3國(guó)外發(fā)展情況52設(shè)計(jì)的任務(wù)書 73塑件的工藝性分析 9 31塑件結(jié)構(gòu)分析 932塑料的成型性能 933 PS材料的成型特性1034塑件的精度確定 1135塑件表面的粗糙度確定 113. 6塑件的填充模擬分析 114模具的設(shè)計(jì)方案 1441模具類型的選擇 1442分型面的確定 1443型腔的布局 145澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1551概述 15 52主流道設(shè)計(jì)15 53分流道的設(shè)計(jì) 16 54澆口的設(shè)計(jì)176注射機(jī)的選擇 187成型零部件的設(shè)計(jì)與工作尺寸的計(jì)算1971型腔的徑向尺寸和深度尺寸的計(jì)算1972型芯的徑向尺寸和高度尺寸的計(jì)算19

2、8凹模和型芯的固定方式及結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)2181凹模結(jié)構(gòu)方式和固定方式的設(shè)計(jì)2182凸模的結(jié)構(gòu)方式和固定方式的設(shè)計(jì)219脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2291脫模力的計(jì)算2292脫模機(jī)構(gòu)具體的設(shè)計(jì)2210合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 24101導(dǎo)柱與導(dǎo)套的布置 24102導(dǎo)柱與導(dǎo)套的選用與配合 2411排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2512模具與注射機(jī)有關(guān)尺寸及其它有關(guān)尺寸的校核 26121最大注射量的校核26122注射壓力的校核26123噴嘴尺寸的校核26124鎖模力的校核27125模具的閉合高度的校核27126開模行程的校核27127模具與注射機(jī)安裝方法的校核2813冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2914塑料模具鋼的選用及熱處理32141塑料模具用鋼

3、的必要條件 32142選用模具鋼要考慮的條件 32143模具鋼的選定 3315結(jié)束語(yǔ) 3516致謝 36參考文獻(xiàn) 37 摘要PE樹脂是一種在電子，電器，輕工，紡織，建筑和汽車工業(yè)中廣泛應(yīng)用的塑料材料，是在各種工程塑料中用量最為巨大的一種化工原料，近年來(lái)越來(lái)越廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)上。注射成型是世界第二大廣泛用于聚合物加工工藝。它在壓力下將熔體或液體樹脂注入空的型腔，將粉末或粒狀的熱塑性樹脂連續(xù)地從注射機(jī)螺桿及料筒注入驅(qū)動(dòng)末端。注射成型是根據(jù)金屬壓鑄成型原理發(fā)展起來(lái)的，首先將粒狀或粉狀的塑料原料加入到注射機(jī)的料筒中，經(jīng)過加熱熔融成粘流態(tài)，然后在柱塞或螺桿的推動(dòng)下以一定的流速通過料筒前端的噴嘴和模具的

4、澆注系統(tǒng)注射入閉合的模具型腔中，經(jīng)過一定時(shí)間后，塑料在模內(nèi)硬化定型，然后開模取出制件。注射成型加工速度快，效率高，制件表面精度高，能成型結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件，是主要的塑料成型加工方法之一。關(guān)鍵詞：注射模具、PE塑料、成型、模具設(shè)計(jì)AbstractThe resin of PE is a plastic material of industry, have the extensive applied in the electronics, electric appliances, light work, spinning, building and automobile. It is a chemic

5、al raw material and its dosage is the largest of various engineering plastics, is more and more extensively applied on the automobile industry in recent years. Injecting molding is the second most widely used polymeric fabrication process. It involves the cyclic injection of a molten or liquid resin

6、 into a hollow cavity under pressure. The thermoplastic resin is fed in powder or pellet form to the drive-end of the injection molder screw and barrel assembly. Injecting mould is developed of according by the metals die-castings forming principle, first a floury or powder form plastics raw materia

7、ls are added into the barrel of injector, and be molten to the meltdown by heating, then under the push that pillar or screw, it passes into the spray at head of the barrel and molds feed system with the certain current velocity, go into a shut cavity of molding. Through certain time, the plastic is

8、 hardened and set in the mold already, then open the mold to take out the part. Because of processing the speed quickly, the efficiency highly, high parts surface accuracy, injecting mould can mould the parts of the complicated structure, which is one of main plastics mould methods. Key words: injec

9、ting mould PEplastic mould mold design1. 引 言1. 概述注射成型也稱為注射模塑或注塑，是熱塑性塑料的一種重要成型方法。迄今為止，除氟塑料外，幾乎所有的熱塑性塑料都可以采用此成型方法；它的特點(diǎn)是生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)效率高、易自動(dòng)化，因此廣泛應(yīng)用于塑料制品的生產(chǎn)1。目前，注射成型總的發(fā)展趨勢(shì)是向精密、節(jié)能、自動(dòng)化、薄壁化和微型化發(fā)展。當(dāng)今世界注射模具的基本格局是以日、美及歐洲各工業(yè)化國(guó)家作為世界模具技術(shù)的領(lǐng)頭羊，占據(jù)了世界注射模具市場(chǎng)的半壁江山，他們擁有現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法和先進(jìn)的模具制造設(shè)備，特別是近幾年來(lái)這些國(guó)家把CAD/CAM/CAE系統(tǒng)作為模具工業(yè)發(fā)展的臂翼

10、，其發(fā)展的趨勢(shì)如日中天 2。2. 國(guó)外發(fā)展情況注塑模具設(shè)計(jì)，國(guó)外先進(jìn)國(guó)家（日本、德國(guó)、美國(guó)等）從20世紀(jì)80年代中期已廣泛使用計(jì)算機(jī)對(duì)塑料模進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)（CAD），輔助制造（CAM），并對(duì)模具設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行定量計(jì)算機(jī)和數(shù)值分析（CAE），已由經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)逐步過渡到計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)，對(duì)模具澆注系統(tǒng)和型腔的熔料流動(dòng)行為以及溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的熱量分布都采用了微機(jī)輔助設(shè)計(jì)1。注塑制品已呈現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，對(duì)注塑成型機(jī)可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離操作或無(wú)人操作，成型機(jī)可以根據(jù)生產(chǎn)監(jiān)測(cè)信號(hào)實(shí)時(shí)調(diào)整成型工藝條件，從而能從根本上保證塑料制品的成型質(zhì)量不發(fā)生問題3。 3.國(guó)內(nèi)發(fā)展情況 80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)

11、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。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。成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新方面也取得較大

12、進(jìn)展。在制造技術(shù)方面，CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個(gè)新臺(tái)階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，如美國(guó)EDS的UG、美國(guó)Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美國(guó)CV公司的CADS5、英國(guó)Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國(guó)AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亞Moldflow公司的MPA塑模分析軟件等等。近年來(lái)，我國(guó)自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模HSC5.0系

13、統(tǒng)及CAE軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國(guó)內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價(jià)格低等特點(diǎn)，為進(jìn)一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。雖然我國(guó)塑料模具在數(shù)量、質(zhì)量、技術(shù)等方面有了很大進(jìn)步，但與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大，一些大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的高檔塑料模具每年仍需大量進(jìn)口。在總量供不應(yīng)求的同時(shí)，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，造成極低的利潤(rùn)率。出口的塑料模具以中低檔產(chǎn)品居多。由于我國(guó)塑料模具價(jià)格較低，在國(guó)際市場(chǎng)中有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，所以進(jìn)一步擴(kuò)大出口的前景很好，從市場(chǎng)情況來(lái)看，塑料模具生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展那些目前需進(jìn)口的技術(shù)含量高的大型、精密、長(zhǎng)壽命模具，并大力開發(fā)國(guó)

14、際市場(chǎng)。隨著我國(guó)塑料工業(yè)的快速發(fā)展，特別是工程塑料的高速發(fā)展，可以預(yù)計(jì)，我國(guó)塑料模具的發(fā)展速度仍將繼續(xù)高于模具工業(yè)的整體發(fā)展速度，近年內(nèi)年增長(zhǎng)率將保持15%以上的水平。2. 任 務(wù) 書1.1 本課題設(shè)計(jì)內(nèi)容本課題是常州隆翔汽車零部件有限公司的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合緊密。本課題要求學(xué)生具有良好掌握注射模具結(jié)構(gòu)和原理的基礎(chǔ)，具有較好計(jì)算機(jī)操作應(yīng)用及分析、解決實(shí)際問題的能力。本課題主要工作內(nèi)容：1、充分利用圖書館、網(wǎng)絡(luò)等資源，查閱和應(yīng)用相關(guān)模具設(shè)計(jì)資料，為確定模具設(shè)計(jì)方案進(jìn)行模具設(shè)計(jì)作好準(zhǔn)備。2、通過到常州隆翔汽車零部件有限公司進(jìn)行技術(shù)調(diào)研，了解塑料件的技術(shù)要求、生產(chǎn)情況和一些注射模具結(jié)構(gòu)，有利于

15、培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的作風(fēng)，有利于學(xué)生建立感性知識(shí)和進(jìn)行注射模具設(shè)計(jì)。3、運(yùn)用Moldflow軟件完成澆注系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。4、根據(jù)塑件的質(zhì)量、重量和生產(chǎn)成本，確定型腔數(shù)量，選擇注塑機(jī)型號(hào)并對(duì)注塑機(jī)的參數(shù)進(jìn)行校核。5、根據(jù)塑料熔體的流變行為和流道、型腔內(nèi)各處的流動(dòng)阻力通過分析得出充模順序，同時(shí)考慮塑料熔體在模具型腔內(nèi)被分流及重新熔合的問題和模腔內(nèi)原有空氣導(dǎo)出的問題，分析熔接痕的位置，決定澆口的數(shù)量和方位，對(duì)澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容：根據(jù)塑件大小和形狀進(jìn)行流道布置、決定流道斷面尺寸、對(duì)澆口的數(shù)量、位置、形式進(jìn)行設(shè)計(jì)。6、通過對(duì)塑件的整體結(jié)構(gòu)工藝性分析，進(jìn)行塑件分析計(jì)算，進(jìn)行成型

16、零部件、側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。型腔設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：（1）根據(jù)塑件形狀、塑件使用要求、塑料的成型性能等確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，包括分型面的位置、進(jìn)澆位置、排氣位置、脫模方式等；（2）從制造角度決定型腔是否采用組合式，若需組合，決定各構(gòu)成零件之間的組合方式，詳細(xì)地確定各零件的結(jié)構(gòu)；（3）根據(jù)塑件尺寸和成型收縮率大小計(jì)算成型零件上對(duì)應(yīng)的成型尺寸；（4）根據(jù)成型時(shí)的塑料熔體壓力，對(duì)成型零件進(jìn)行剛度和強(qiáng)度校核，決定其壁厚等尺寸。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)內(nèi)容：導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔的尺寸、精度、表面粗糙度等的設(shè)計(jì)及導(dǎo)向零件的正確選用，導(dǎo)柱在模具上的布置和裝固方式的確定等。脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)內(nèi)容：正確分析脫模力的大小和

17、集中的部位，以選擇合適的脫模方式和推頂位置，使脫模力得到均勻合理的分布，保證塑件在脫模過程中不變形、不擦傷。7、根據(jù)塑料熔體的熱學(xué)性能、型腔形狀及布置，進(jìn)行模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。8、繪制裝配圖和零件圖，撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。9、完成一篇與專業(yè)有關(guān)的外文翻譯，要求通順準(zhǔn)確，字?jǐn)?shù)3000-5000。 1.2 本課題設(shè)計(jì)的要求1、培養(yǎng)學(xué)生充分利用圖書館、網(wǎng)絡(luò)等資源，查閱和應(yīng)用相關(guān)模具設(shè)計(jì)資料的能力；2、完成一篇與專業(yè)有關(guān)的外文翻譯，培養(yǎng)學(xué)生查閱和翻譯與專業(yè)有關(guān)的外文資料的能力，要求通順準(zhǔn)確，字?jǐn)?shù)3000-5000；3、進(jìn)行技術(shù)調(diào)研，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的作風(fēng)，有利于學(xué)生建立感性知識(shí)和進(jìn)行注射模具設(shè)計(jì)；4、運(yùn)

18、用Moldflow軟件完成澆注系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)；5、通過對(duì)塑料件結(jié)構(gòu)工藝性分析，論證并確定模具設(shè)計(jì)方案，完成模具總體裝配圖的設(shè)計(jì)、主要成型零件的設(shè)計(jì)和相關(guān)零件工藝性分析，用AutoCAD軟件繪制裝配圖和零件圖，綜合并鞏固大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，為以后走向工作崗位從事相關(guān)技術(shù)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1.3 本課題設(shè)計(jì)目的和意義進(jìn)一步加深注塑模具設(shè)計(jì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)，掌握塑料模具設(shè)計(jì)的方法和步驟，具備塑料模具設(shè)計(jì)的基本技能和運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)等有關(guān)技術(shù)資料的能力。了解塑料注射模具行業(yè)在國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r。在學(xué)習(xí)了課本知識(shí)的基礎(chǔ)上達(dá)到理論與實(shí)際相結(jié)合的升華，提高自己的獨(dú)立動(dòng)手能力。3.塑件工藝

19、分析3.1 塑件結(jié)構(gòu)分析該制品的外形為矩形，質(zhì)量要求不高，結(jié)構(gòu)也不算復(fù)雜，但制件較薄，屬薄殼零件，成型時(shí)外力表面及尺寸精度要求不高，因此，在模具設(shè)計(jì)時(shí)采用注射成型。塑件的結(jié)構(gòu)如下 ： 3.2塑料成型性能（見表2-1）：表2-1 PE的主要技術(shù)指標(biāo)22塑料性能數(shù)值屈服強(qiáng)度/MPa25拉伸強(qiáng)度/MPa27斷裂伸長(zhǎng)率（%）15-100拉伸彈性模量/GPa彎曲強(qiáng)度/MPa27-40彎曲彈性模量/Gpa表面電阻率/-體積電阻率/m11013耐電弧性/s150密度/（gcm-3）吸水率（%）0.01摩擦系數(shù)0.23熔點(diǎn)（或粘流溫度）/105-137熔融指數(shù)/g（10min）-1190負(fù)荷 21N，噴嘴2.

20、090.37維卡針入度/121-127馬丁耐熱/-熱變形溫度/（45Mpa）60-82線膨脹系數(shù)/（10-5-1）11-13計(jì)算收縮率（%）比熱容/（Jkg-1K-1）2310熱導(dǎo)率/（Wm-1K-1）0.490燃燒性/（cmmin-1）很慢其主要注射成型的工藝參數(shù)如下表所示：序號(hào) 塑 料項(xiàng) 目聚乙烯（PE)1注射機(jī)類型螺桿式2螺桿轉(zhuǎn)速/（r/min）30-603噴嘴形式直通式溫度180-1904料桶 溫度（）前段180-190中段180-200后段140-1605模具溫度/30-606注射壓力/MPa70-1007保壓力/MPa40-508高壓時(shí)間/s0-59保壓時(shí)間/s15-6010冷卻時(shí)

21、間/s15-6011成型周期/s40-1403.3 PE材料的成型特性1、 聚乙烯的吸濕性很低（0.01%），除了加有吸濕劑外，在成型加工前，原料可以不必干燥。2、 在聚乙烯的加工中，選擇合適的熔融流動(dòng)速率相當(dāng)重要。3、 聚乙烯的結(jié)晶能力高，使制品在冷卻后的收縮高。4、 聚乙烯的熔體在空氣中容易被氧化，而且溫度越高氧化越嚴(yán)重，因此在加工中應(yīng)盡量避免熔體與氧直接接觸，以免大分子降解。3.4塑件的精度確定 影響塑件尺寸精度因素十分復(fù)雜，主要有模具的制造精度、模制時(shí)由于工藝條件的變化引起成型收縮率的波動(dòng)，同時(shí)由于磨損等因素會(huì)造成模具尺寸的不斷變化，活動(dòng)配合間隙的變化以及模制件脫模斜度都會(huì)影響塑料制件

22、的精度。塑件精度的確定應(yīng)該合理，在滿足使用要求的前提下盡可能選用低精度等級(jí)。塑件精度過高必然會(huì)增加模具的制造成本，因此是不恰當(dāng)?shù)?。關(guān)于塑件的尺寸精度和公差的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14486-1993中PE公差等級(jí)的選用如下表: 材料代 號(hào)模塑材料公 差 等 級(jí)標(biāo) 注 公 差 尺 寸未注公差尺寸高 精 度一 般 精 度PE聚乙烯MT5MT6MT7由于高精度要求較高，一般不宜選用，但是本制件的尺寸精度要求較高，所以公差等級(jí)不能選得太低，綜合考慮公差等級(jí)選用MT6。3.5塑件的表面粗糙度確定塑件的表面的粗糙度，除了在成型時(shí)從工藝上盡可能避免冷疤、波紋等外，主要由模具表面的粗糙度決定。一般塑件的表面的粗糙度

23、數(shù)值比模具表面的粗糙度數(shù)值低一級(jí)。3. 6塑件的填充模擬分析目前Mold flow已經(jīng)成為塑料模具分析領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，在國(guó)內(nèi)外擁有大批的用戶。注塑成型已經(jīng)成為大多數(shù)塑料制品的成型方式，Mold flow軟件對(duì)注塑成型方式的模擬分析技術(shù)比較成熟。塑件的流動(dòng)模擬分析步驟 ： （1）建立工程文件，（2）導(dǎo)入模型（stl.格式）(3)設(shè)置網(wǎng)格參數(shù)，進(jìn)行網(wǎng)格劃分（4）網(wǎng)格檢測(cè)（5）網(wǎng)格修補(bǔ)（6）材料選用（7）設(shè)置澆注系統(tǒng)（8）設(shè)置工藝參數(shù)（9）澆注系統(tǒng)優(yōu)化（10）流動(dòng)模擬分析（11）生成分析報(bào)告（分析圖見下表）4-2填充溫度分析4-3填充時(shí)間分析4-4冷卻時(shí)間分析4-5填充分析4 模具的設(shè)計(jì)方案41模具類

24、型的選擇塑料成型方法一般分為熔體成型和固相成型兩大類。塑料的成型多是熔體成型，即把塑料加熱到熔點(diǎn)以上，使之處于熔融態(tài)進(jìn)行成型加工的一種方法。屬于這種方法的主要有注射成型，壓縮成型，壓注成型，擠出成型等。 本塑件所用的材料為PE，屬于熱塑性材料，其主要的成型方法有注射成型，擠出成型，吹塑成型等。但是擠出成型適合生產(chǎn)管材、板材、棒材、片材、電線和電纜覆層等，吹塑成型適合生產(chǎn)中空的薄壁件，所以這兩種都不適合于本件的生產(chǎn)，且注射成型的生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)效率高、模具使用壽命長(zhǎng)、能大批量地生產(chǎn)形狀復(fù)雜、尺寸精度高的制件。綜合考慮本塑件該選用注射成型的方法。4.2 分型面設(shè)計(jì)選擇分型面時(shí)應(yīng)考慮以下原則：1、分

25、型面應(yīng)便于塑料制品的脫模；2、分型面的選擇應(yīng)有利于側(cè)面分型與抽芯；3、分型面的選擇應(yīng)有利于防止溢料；4、分型面的選擇應(yīng)保證制品的質(zhì)量；5、分型面的選擇應(yīng)有利于排氣；6、分型面的選擇應(yīng)有利于盡量使成；7、分型面的選擇應(yīng)考慮注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)。不論塑料制品的結(jié)構(gòu)如何，采用何種設(shè)計(jì)方法都必須首先確定分型面，因?yàn)檫x取不同分型面就使得模具結(jié)構(gòu)有所不同。因此，模具結(jié)構(gòu)很大程度上取決于分型面的選擇，分型面選擇的合理與否將直接影響塑料制品膜塑成型工藝，同時(shí)也影響制品質(zhì)量，注射機(jī)參數(shù)，成型零件的加工工藝性等。 4.3 型腔的布局一般制品在布局時(shí)要求模具的中心與注射機(jī)的鎖模中的重合。對(duì)于一模多件的模具結(jié)構(gòu)，在澆注系

26、統(tǒng)分流道的流程短，模具結(jié)構(gòu)緊湊，保證模具正常工作的前提下，應(yīng)盡可能使得模具對(duì)稱、均衡、取件方便。本模具采用一模兩腔。5.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5.1 概述澆注系統(tǒng)是指模具中從噴嘴開始到型腔為止的塑料熔體的流動(dòng)通道，它的作用是塑料熔體順利地充滿到型腔的各個(gè)深處，并在填充及凝固過程中，將注射壓力傳遞到型腔的各個(gè)部位，以獲得外形清晰的內(nèi)在質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑件。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)師注射模設(shè)計(jì)的一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)，它對(duì)注射成型的效率和塑件質(zhì)量都有直接的影響，因此，在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)必須注意幾項(xiàng)原則：1、適應(yīng)塑料的工藝性；2、排氣量好；3、流程要短，壓力損失小，利于熔體填充；4、避免料流直沖型芯或嵌體；5、修剪方便，修剪后痕跡

27、?。?、防止塑料制品變形；7、澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積應(yīng)盡量??；8、利于高分子取向，改善制品質(zhì)量；9、澆注系統(tǒng)的位置盡量與模具的軸線對(duì)稱。52主流道設(shè)計(jì)主流道是從注射機(jī)噴嘴與模具接觸的部位開始到分流道為止的一段通道。主流道垂直于分型面。為了能使凝料順利地從主流道中拔出，所以主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，如圖7-1。表7-1主流道部分尺寸22 （mm）符號(hào)名稱尺寸d主流道小端直徑注射機(jī)噴嘴直徑（0.51）SR主流道球面半徑噴嘴球面半徑（12）h球面配合高度35a主流道錐角26L主流道長(zhǎng)度盡量60D主流道大端直徑d2Ltga/2計(jì)算主流道尺寸： d=41=5mm SR=12+1=13vmm h=3mm

28、a=4 L=83mm D=d+2Ltga/210.5mm本設(shè)計(jì)用主流道襯套實(shí)現(xiàn)定位，即主流道襯套既起主流道作用，它的外徑又起到了注射模與注射機(jī)的定位作用。53分流道的設(shè)計(jì)分流道是主流道與澆口之間的部分，是指塑料熔體從主流道進(jìn)入多型腔模的各個(gè)型腔或單腔模多出進(jìn)料的通道，起分流和轉(zhuǎn)向的作用，分流道的要求是塑料熔體在流動(dòng)中熱量和壓力損失最小，同時(shí)使流道中的塑料量最小。根據(jù)理論分析可知，在等面積的條件下，正方形的周邊最長(zhǎng)，圓形的最短，因此從傳熱面積考慮，熱固性塑料的注射模的分流道最好是采用正方形；但從散熱面積考慮，熱塑性塑料注射模分流道的斷面形狀則采用圓形；從壓力損失考慮，由于在同等段面積是圓形的周邊

29、比正方形的短，因此，料流阻力小，壓力損失亦小。本設(shè)計(jì)分流道截面采用梯形，分流道表面粗糙度Ra的值取1.6m。分流道截面如圖7-2。根據(jù)常用分流道直徑?。築=6mm H=4mm54澆口的設(shè)計(jì)澆口是指流道末端與型腔之間的一段細(xì)短通道，亦稱為內(nèi)澆口，它是澆注系統(tǒng)中斷面尺寸最小且最短的部分，除主流道型澆口外，它的作用是使塑料熔體加快流速注入型腔內(nèi)，順序填滿型腔，并且由于塑料熔體大多為非牛頓液體，通過較小澆口時(shí)進(jìn)一步受到剪切作用，表觀黏度下降，伴隨能量轉(zhuǎn)換，動(dòng)能變成了熱量，澆口處溫度升高，這又進(jìn)一步促使表觀黏度的下降，同時(shí)在注射周期中進(jìn)行補(bǔ)料和防止倒流，成型后也便于塑件與整個(gè)澆注系統(tǒng)的分離。因此，澆口的

30、形狀、尺寸、分布對(duì)塑件質(zhì)量影響很大。根據(jù)制品結(jié)構(gòu)和幾何形狀，采用潛伏式點(diǎn)澆口進(jìn)料，可以使?jié)部诹粝碌暮圹E小，澆口的位置選擇在制品中空處的內(nèi)側(cè)面，進(jìn)料口直徑取1.0mm。6注射機(jī)的選擇 經(jīng)過稱重，測(cè)得塑件的重量為15g，由于采用一模兩腔的結(jié)構(gòu)，所以塑件的總重量為215=30(g)。考慮到還有廢料和澆注系統(tǒng)，初步估計(jì)該模具的注射總量為50g左右，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn) n=(0.8G-m2)/m1 式中 G注射機(jī)的最大注射量（g）； m1單個(gè)塑件的重量（g）； m2澆注系統(tǒng)的重量（g）； G=(nm1+ m2)/0.8 =80/0.8 =100(g)所以初選XS-ZY-125注射機(jī),它主要的技術(shù)參數(shù)如下表所

31、示： 型 號(hào)XS-ZY-125結(jié)構(gòu)形式臥式注射方式螺桿式螺桿直徑/mm42最大注射量/g125注射壓力/MPa119鎖模力/KN900最大注射面積/cm3320模具的最大厚度/mm300模具最小厚度/mm200最大開模行程/mm300噴嘴球半徑/mm12孔半徑/mm4定位圈直徑/mm100頂出中心頂出孔徑/mm兩側(cè)頂出孔徑/mm22孔距/mm2307 成型零部件的設(shè)計(jì)與工作尺寸計(jì)算成型零部件是指構(gòu)成模具型腔的零件，通常有型腔、型芯、各種成型桿和成型環(huán)。所謂工作尺寸是指成型零件上直接用以塑件部位的尺寸。主要有型腔和型芯的徑向尺寸（包括矩形或異形型芯的長(zhǎng)和寬），型腔后型芯的深度尺寸，中心距尺寸等。

32、本塑件的成型零部件的尺寸主要包括型腔的深度尺寸和徑向尺寸，下面分別對(duì)它們進(jìn)行計(jì)算。7.1型腔的徑向尺寸和深度尺寸的計(jì)算 7.1.1型腔的徑向尺寸的計(jì)算(LM )0 = ( 1 + s ) LS - x 0其中 S塑料的平均收縮率； Ls塑件的外形的最大尺寸； X系數(shù)，尺寸大，精度低的塑件，x=0.5尺寸小，精度高的塑件，x=0.75,在一般取0.5，所以在這里也取0.5 塑件尺寸的公差（mm） Z模具成型零件的制造公差（mm），一般取1/3由表3-1可知，PE的計(jì)算的平均收縮率為1.5%3.0%，在這里選取平均收縮率為2.0%，所以S=2.0%;由表3-3可知，塑件的公差等級(jí)為MT6，查表可知

33、為1.5mm;(1) 型腔最外圈1的徑向尺寸的計(jì)算 由于有一定的脫模斜度，所以上下面的徑向尺寸應(yīng)該分開來(lái)計(jì)算 大端面尺寸(L94。37)0 = ( 1 + s ) LS - x 0 = ( 1 + 2%) 80-1.50.501/31.5 =80.850+0.5mm （2）型腔上寬40mm尺寸的計(jì)算 (L86)0 = ( 1 + s ) LS - x 0= ( 1 + 2%) 40- 1.50.501/31.5 =40.050+0.5mm 7.1.2型腔的深度尺寸的計(jì)算 (HM )0 = ( 1 + s ) HS - x 0 式中 HS 為塑件的高度最大尺寸（mm）；x的取值范圍在1/21/3

34、之間，當(dāng)尺寸大時(shí)，精度要求低的塑件取小值，反之，取大值。其余各符號(hào)的意義同上,在這里，精度要求一般，x可以取1/2(1) 型腔最外邊18mm的深度尺寸的計(jì)算(H4.6 )0 = ( 1 + s ) HS - x 0 = ( 1 + 2%) 18- 1.5 0.501/31.5=17.61+0.5mm （2）型腔一邊高8的深度尺寸的計(jì)算 (H2 )0 = ( 1 + s ) HS - x 0= ( 1 + 2%) 8- 1.50.501/31.5=7.410+0.5mm 7.2型芯的徑向尺寸和高度尺寸的計(jì)算7.2.1型芯的徑向尺寸的計(jì)算 (lM )0-Z= ( 1 + s ) lS +x 0-Z

35、 式中 lM為塑件的內(nèi)形的最小尺寸（mm），其余各符號(hào)的意義同上(1) 型芯上最長(zhǎng)的邊80mm尺寸的計(jì)算 (l88)0-Z= ( 1 + s ) lS +x 0-Z = ( 1 + 2%) 80+1.5 0.50 -1/31.5 =80.8500.5mm(2) 型芯上19mm尺寸的計(jì)算 (l86)0-Z= ( 1 + s ) lS +x 0-Z = ( 1 + 2%) 19+1.5 0.50 -1/31.5 =18.6300.5mm(3) 型芯上6mm尺寸的計(jì)算 (l86)0-Z= ( 1 + s ) lS +x 0-Z = ( 1 + 2%) 6+1.5 0.50 -1/31.5 =5.37

36、00.5mm7.2.2型芯的高度尺寸的計(jì)算 (hM )0-Z= ( 1 + s ) hS +（1/21/3） 0-Z 式中 hS為塑件的內(nèi)形深度的最小尺寸(mm），其余各符號(hào)的意義同上 (h4.6 )0-Z= ( 1 + s ) hS +（1/21/3） 0-Z = ( 1 + 2%) 16+1.5 0.50 -1/31.5 =15.5700.5mm 8 凹模和型芯的固定方式及結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)81凹模結(jié)構(gòu)方式和固定方式的設(shè)計(jì)811凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模是成型塑件外表面的部件。按其結(jié)構(gòu)不同，可分為整體式凹模、整體嵌入式凹模、局部嵌入式凹模、大面積鑲嵌式凹模、四壁拼合式凹模等。（1）整體式凹模整體式凹模由整

37、塊金屬材料加工而成。這種凹模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成型塑件質(zhì)量交好。但對(duì)于形狀復(fù)雜的型腔，其加工工藝較差。（2）整體嵌入式凹模 對(duì)于小型塑件采用多型腔塑料模具成型時(shí)，通常采用冷擠壓、電加工、電鑄或超塑性成型等方法制成單個(gè)凹模，然后整體嵌入模板中，這種凹?？煞Q為整體嵌入式凹模。這種結(jié)構(gòu)的凹模形狀、尺寸一致性較好，更換方便。（3）局部鑲嵌式凹模在有些塑件成型用的凹模上，有的部位特別容易磨損，或者難以加工，這時(shí)常把凹模的這一部位作成鑲件，然后嵌入模體。這種凹模稱為局部鑲嵌式凹模。綜合考慮以上各類凹模結(jié)構(gòu)形式，由于組合式凹模容易在塑件上留下拼接縫痕跡，從而影響塑件表面質(zhì)量及光潔度，所以本設(shè)計(jì)采用整體式凹模結(jié)構(gòu)，以

38、達(dá)到制件所需的精度。82凸模的結(jié)構(gòu)方式和固定方式的設(shè)計(jì)型芯是用來(lái)成型塑件內(nèi)表面的零件，型芯也有整體式和組合式自分，本模具型芯的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以采用組合式型芯的結(jié)構(gòu)。9脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)91脫模力的計(jì)算將塑件從包緊的型芯上推出所需克服的阻力稱為脫模力。脫模力主要是由于塑件收縮包緊型芯而造成的塑件與型芯的摩擦阻力，其計(jì)算公式如下： FtFbsina=Fcosa式中 Fb塑件對(duì)型芯的包緊力（N）； F脫模時(shí)型芯所受的摩擦阻力（N）； Ft脫模力（N）； a型芯的脫模斜度。又 F=Fb Ft=Fb(cosa-sina) Fb=Ap Ft=Ap(cosa-sina)式中 塑料對(duì)模具鋼的摩擦系數(shù)，約為0.1

39、0.3； A塑件包容型芯的面積（mm）2； p塑件對(duì)型芯單位面積上的包緊力，一般情況下，模外冷卻的塑件p約取2439Mpa;模內(nèi)冷卻的塑件p約取812Mpa;22A10345.65 (mm)2=0.1；P=10Mpa；A=1；所以 Ft=10345.6510（0.1cos1-sin1）2853.522=1707.03(N)由此可以看出，脫模力的大小隨塑件包容型芯的面積的增加而增加，隨脫模斜度的增加而減小。由于影響脫模力大小的因素很多，如推出機(jī)構(gòu)本身運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力、塑料與鋼材間的粘附力、大氣壓力及成型工作條件的波動(dòng)等等，因此要考慮到所有因素的影響較困難，所以計(jì)算出的脫模力只能是個(gè)近似值。92脫模

40、機(jī)構(gòu)具體的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)是推出機(jī)構(gòu)推板8、推桿固定板13、拉料桿3、推桿17、和復(fù)位桿11組成。如圖所示。開模時(shí)，動(dòng)模部分移動(dòng)，拉料桿3勾住凝料，使凝料與塑件一同留在動(dòng)模部分。開模一段距離后，當(dāng)注射機(jī)的頂桿接觸模具推板9后，推桿17、拉料桿13、與推桿固定板8及推板9一起靜止不動(dòng)，當(dāng)動(dòng)模部分繼續(xù)向左移動(dòng)時(shí)，塑件就被推桿17從型芯上推出。模具閉合時(shí)，由復(fù)位桿11將上述推出機(jī)構(gòu)復(fù)位。10合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合模導(dǎo)向裝置是保證動(dòng)模與定?；蛏夏Ｅc下模合模時(shí)正確定位和導(dǎo)向的重要零件。合模導(dǎo)向裝置主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類型。通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向，本設(shè)計(jì)采用的就是導(dǎo)柱導(dǎo)向。塑料模具在閉合時(shí)為保證型腔形狀和尺寸的精

41、確性，應(yīng)按一定的方向和位置合模，所以必須設(shè)有導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)，它對(duì)于塑料模具是必不可少的。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用主要有定位、導(dǎo)向、和承受一定側(cè)壓力。10.1 導(dǎo)柱導(dǎo)套的布置導(dǎo)柱的布置原則是必須保證動(dòng)、定模只能按一個(gè)方向合模，不要在裝配時(shí)或合模時(shí)因?yàn)榉轿桓沐e(cuò)而使模具損壞。布置形式如圖10-1： 四根直徑相同的導(dǎo)柱，對(duì)稱分布。10.2 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的選用及配合導(dǎo)柱沒有導(dǎo)套，直接在模板上加工導(dǎo)柱孔容易磨損。本模具采用導(dǎo)柱與導(dǎo)套配合，在本模具中導(dǎo)柱選用帶頭導(dǎo)柱，導(dǎo)套選用直導(dǎo)套，導(dǎo)套采用T8A特種鋼做成，既降低了磨損，又方便更換導(dǎo)套。11排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)塑料熔體充填型腔時(shí)，必須順序地排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受

42、熱而產(chǎn)生的氣體。如果氣體不能被順利地排出，塑件會(huì)由于填充不足而出現(xiàn)氣泡、接縫或表面輪廓不清等缺點(diǎn)；甚至因氣體受壓而產(chǎn)生高溫，使塑料焦化。通常情況下，排氣有以下四種方法，（1）利用配合間隙排氣；（2）在分型面上開設(shè)排氣槽排氣；（3）利用排氣塞排氣；（4）強(qiáng)制性排氣；（2）、（3）、（4）一般應(yīng)用在大型復(fù)雜的模具上，而本模具屬于小型簡(jiǎn)單模具，所以采用第（1）種排氣方式。即利用分型面之間、推出機(jī)構(gòu)與模板之間及型芯與模板之間的配合間隙進(jìn)行排氣，間隙值為0.030.05mm。 12模具與注射機(jī)有關(guān)尺寸及其它有關(guān)尺寸的校核121最大注射量的校核 K利G公G件+G廢 式中 G公注射機(jī)公稱質(zhì)量注射量（mm）

43、K利注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.750.85； G件所有塑件的質(zhì)量（mm） G廢 澆注系統(tǒng)等廢料的質(zhì)量（mm） K利G公=0.85125=106.25 G件+G廢= 152+1/33.14(8.5/2)2601.2510-3+(4.5+6) 3/273.841.2510-3+3.14(8.5/2)281.2510-3 =30.28g顯然 K利G公G件+G廢符合 122注射壓力的校核P公P注式中 P公注射機(jī)的最大注射壓力（Pa）P注塑件成型所需的實(shí)際的注射壓力（Pa）由表5-1可知，P公=119MPa由表3-1可知， P注=(70-100)MPa顯然 P公P注的校核符合。 123噴嘴尺

44、寸的校核D2=D1+(0.51)mm;R2=R1+(12)mm式中 D2模具澆道入口直徑（mm）; D1噴嘴澆口直徑（mm）; R2模具澆注套球面半徑（mm）；R1噴嘴球面半徑（mm）；D2=4mm, D1=3mm, 所以D2=D1+(0.51)mm符合；R2=13mm，R1=12mm，所以R2=R1+(12)mm符合。 124鎖模力的校核F鎖K損P注K損A分式中 F鎖注射機(jī)的額定鎖模力（N） P注塑件成型所需的實(shí)際注射壓力（Pa） K損注射壓力達(dá)到型腔的壓力損失系數(shù)，一般取0.340.67 A分塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（mm2） F鎖=900KN=900000NP注=（70100）

45、MPa,在這里取80MPaA分400010-6m2K損P注K損A分=0.34400010-680106 =108800N 顯然，F(xiàn)鎖K損P注K損A分的校核符合要求。 125模具閉合高度的校核HminHmHmax HmLmin式中 Lmin注射機(jī)模板間的最小開距； Hma可裝模具的最大厚度； Hmin可裝模具的最小厚度； Hm模具的閉合厚度 Hm=246mm由表5-1可知，Hmin=200mm, Hmax=300mm可見，HminHmHmax的校核符合要求。 126開模行程的校核SH1+H2+510mm式中 S注射機(jī)的最大開模行程（mm）； H1塑件脫模距離（型芯的高度）（mm）； H2包括流道

46、凝料在內(nèi)的塑件的高度（mm）；由表5-1可知，注射機(jī)的最大開模行程為300mm，所以S=300mm； H1=24mm； H2=89mm 顯然，SH1+H2+510mm的校核符合。127模具與注射機(jī)安裝方法的校核注射機(jī)動(dòng)模板、定模板上的螺孔應(yīng)與模具動(dòng)模板和定模板上的螺孔相吻合，安裝方法有螺栓固定和壓板固定兩種形式。采用螺栓固定時(shí)，模具固定板上的螺孔必須與注射機(jī)模板上的螺孔完全吻合，一般在很大的模具中才會(huì)使用，以確保安全；本模具采用壓板式的固定方法，因?yàn)樗徐`活性大的優(yōu)點(diǎn)。 13冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在注射成型過程中，模具的溫度直接影響到塑件成型的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。一般注射到模具內(nèi)的塑料溫度為200左右，而塑件固化后從模具型腔中取出時(shí)其溫度在60以下，溫度降低是由于模具通入冷卻水將熱量帶走了。普通的模具通入常溫的水冷卻，通過調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度。131冷卻管尺寸的計(jì)算a）冷卻管總長(zhǎng)度的計(jì)