本科畢業(yè)論文塑料基座的注射模設(shè)計(jì)

1、摘要隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，塑料制品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和日常生活等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，質(zhì)量要求也越來越高。在塑料制品的生產(chǎn)中，高質(zhì)量的模具設(shè)計(jì)、先進(jìn)的模具制造設(shè)備、合理的加工工藝、優(yōu)質(zhì)的模具材料和現(xiàn)代化的成型設(shè)備等都是成形優(yōu)質(zhì)塑件的重要條件。在我們?nèi)粘５纳钪锌梢砸姷礁鞣N各樣的塑料制品，它豐富了我們的生活也方便了人們，我們甚至說已經(jīng)離開不了塑料制品了。塑料的普及帶動了塑料模具的發(fā)展，隨著工業(yè)的繼續(xù)發(fā)展，塑料制品一定會在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、日常生活中發(fā)揮出越來越重要的作用！本課題的設(shè)計(jì)任務(wù)是一個(gè)塑料基座，對其進(jìn)行模具開發(fā)，包括對這個(gè)任務(wù)制作的一系列詳細(xì)過程，涉及塑件的工藝分析、塑件的體積和重量、塑件工藝

2、參數(shù)的確定、注塑模具的設(shè)計(jì)、成形零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等，并運(yùn)用CAD制作模具的裝配圖及各個(gè)零件圖。關(guān)鍵詞：注塑模具設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝分析、工藝參數(shù)目錄摘要I目錄II第一章緒論11.1我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀11.2塑料模具的發(fā)展前景11.3問題提出及方案選擇11.4注射模設(shè)計(jì)要求與程序2基本要求與注意事項(xiàng)3設(shè)計(jì)程序3第二章注塑件的設(shè)計(jì)52.1功能設(shè)計(jì)52.2材料選擇52.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)62.4注塑成型的準(zhǔn)備6注塑成型工藝簡介6注塑機(jī)的選擇8注塑機(jī)的校核10第三章成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)113.1凹凸模的結(jié)構(gòu)形式及設(shè)計(jì)113.2凹模工作尺寸的計(jì)算12型腔和型芯工作尺寸計(jì)算12型腔側(cè)壁厚度和底板厚度的的計(jì)算13第四章澆注

3、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)154.1主流道的設(shè)計(jì)154.2分流道的設(shè)計(jì)154.3澆口的設(shè)計(jì)16第五章導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)17第六章推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)196.1脫模力的計(jì)算196.2推板推桿脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)20第七章抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)237.1確定抽芯機(jī)構(gòu)形式237.2斜導(dǎo)柱抽芯的結(jié)構(gòu)尺寸23第八章溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)258.1模具的加熱258.2模具的冷卻25第九章注射機(jī)的相關(guān)校核27結(jié)論28致謝29參考文獻(xiàn)30第一章緒論1.1我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀目前，我國17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)五十多萬。除了國有的專業(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)等，都得到了快速發(fā)展。其中，集體和私營的模具企

4、業(yè)在廣東和浙江等省發(fā)展得最為迅速。例如，浙江寧波和黃巖地區(qū)，從事模具制造的集體企業(yè)和私營企業(yè)多達(dá)數(shù)千家，成為我國國內(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)品的市場競爭能力，紛紛加入了對模具制造的投入。例如，科龍，美的，康佳和威力等知名集團(tuán)都建立了自己的模具制造中心。中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)則多集中于沿海工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，現(xiàn)已有幾千家。1.2塑料模具的發(fā)展前景塑料是以樹脂為主要成分的高分子有機(jī)化合物，樹脂可分為天然樹脂和合成樹脂兩大類，塑料大多采用合成樹脂。在一定溫度和壓力下，塑料具有可塑性，可以利用模具將其定型為一定幾何形狀和尺寸精

5、度的塑料制件。塑料制件之所以能夠在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，是由于它們本身具有的一系列特殊優(yōu)點(diǎn)所決定。塑料密度小、質(zhì)量輕。塑料的比強(qiáng)度高。塑料的絕緣性能好，介電損耗低。塑料的化學(xué)穩(wěn)定性高。塑料減磨耐磨性能好。塑料的減振和隔音性能好。透光性能和絕熱性能以及防水、防透氣和防輻射等特殊性能。因此，塑料已成為各行各業(yè)不可缺少的一種重要的材料。塑料是新興的工業(yè)，是隨著石油工業(yè)的發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生的，目前塑料制件幾乎進(jìn)入一切工業(yè)部門及人民日常生活的各個(gè)領(lǐng)域。塑料工業(yè)又是一個(gè)飛速發(fā)展的工業(yè)領(lǐng)域。塑料作為一種新的工程材料，不斷被開發(fā)和利用，加之成型工藝的不斷成熟、完善和發(fā)展，極大地促進(jìn)了塑性成型方法的研究和塑料成型模

6、具的開發(fā)和制造。隨著工業(yè)塑料制件和日用塑料制件的品種和需求日益加大，塑料會在我們的生活和生產(chǎn)中發(fā)揮越來越重要的作用！本文即介紹了基座的注射模具設(shè)計(jì)詳細(xì)過程。當(dāng)然，很多人或許對基座并不是太了解，但是作為我的課題，我會認(rèn)認(rèn)真真的完成，來檢驗(yàn)我的模具的相關(guān)知識到底學(xué)的怎么樣，是不是還停留在紙上談兵的階段。也同時(shí)檢驗(yàn)我的動手動腦能力，并提高自己對周邊事物的觀察力度和創(chuàng)新意識以及與老師同學(xué)的互通學(xué)習(xí)的能力。1.3問題提出及方案選擇圖1-1基座結(jié)構(gòu)塑料成型模具的種類繁多，按模塑方法分類有壓縮模、壓注模、注射模、擠出機(jī)頭。在實(shí)際生產(chǎn)中，則要根據(jù)具體零件的特點(diǎn)和成型要求具體分析，選擇適當(dāng)?shù)姆桨福赃_(dá)到最佳效果

7、。在此次設(shè)計(jì)中，我負(fù)責(zé)的是塑料基座的外型及其模具的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，我要解決的問題是根據(jù)基座的用途及美觀性，在滿足基座使用功能的前提下，設(shè)計(jì)出美觀、實(shí)用的基座，以及完成基座整套注塑模具的設(shè)計(jì)及主要成型零件的加工工藝。工藝分析：零件如圖1-1基座所示，最大壁厚為5.5mm,最小壁厚為0.875mm壁厚差為4.625mm。壁厚差較大，塑件不夠均勻。澆口應(yīng)設(shè)置在最厚處，便于熔融塑料能充滿型腔，使塑件成型。下面對零件的表面質(zhì)量進(jìn)行分析，該零件的表面除要求沒有缺陷、毛刺，內(nèi)部不得有雜質(zhì)外，沒有特別的表面質(zhì)量要求，。但是在安裝、使用中其表面與人的手指接觸較多，因此表面自然形成圓角。在這里要設(shè)計(jì)的是一塑料

8、基座，綜合成型特點(diǎn)等采用注射模具設(shè)計(jì)較為適宜。注射模又稱為注塑模。系在液壓機(jī)上采用注射工藝來成型塑件的模具，它主要用于熱塑性塑件的成型，也可以用于熱固性塑件的成型。根據(jù)對注塑模種類的比較，這里我所設(shè)計(jì)的塑料基座，結(jié)構(gòu)屬于中等復(fù)雜程度的零件，從零件圖上進(jìn)行分析，該零件總體形狀為長方形，側(cè)面有5個(gè)8mm*5.5mm的的方孔，所以在模具設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮設(shè)置側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)；上面有5個(gè)凸臺，凸臺中間各有兩個(gè)直徑為5.5的通孔。從零件的尺寸精度來看，該零件的重要尺寸有：5.5mm、8mm*5.5mm、11mm等，精度為3級，其余為次要尺寸，尺寸精度為5級。該零件的尺寸精度中等偏上，對應(yīng)的模具零件的尺寸精度

9、要求較高。具體的設(shè)計(jì)方法和步驟在下面的內(nèi)容當(dāng)中我將逐一介紹。1.4注射模設(shè)計(jì)要求與程序1.4.1基本要求與注意事項(xiàng)合理地選擇模具結(jié)構(gòu) 正確地確定模具成型零件的尺寸設(shè)計(jì)的模具應(yīng)當(dāng)制造方便充分考慮塑件設(shè)計(jì)特色，盡量減少后加工設(shè)計(jì)的模具應(yīng)當(dāng)效率高、安全可靠模具零件應(yīng)耐磨耐用模具結(jié)構(gòu)要適應(yīng)塑料的成型特性1.4.2設(shè)計(jì)程序1.調(diào)研、消化原始資料。2. 選擇成型設(shè)備3. 擬定模具結(jié)構(gòu)方案4方案的討論與論證5繪制模具裝配草圖6繪制模具裝配圖7編寫設(shè)計(jì)說明書第二章注塑件的設(shè)計(jì)2.1功能設(shè)計(jì)功能設(shè)計(jì)是要求塑件應(yīng)具有滿足使用目的功能,并達(dá)到一定的技術(shù)指標(biāo).該塑件是一基座,承受外力沖擊載荷,振動,摩擦等相對較大，塑

10、件的工作溫度是室溫,這使得在材料選擇時(shí)對熱變形溫度,脆化溫度,分解溫度的要求降低;該零件生產(chǎn)批量應(yīng)該是大批大量生產(chǎn),這樣,就必須考慮生產(chǎn)成本和模具壽命,在材料的選擇時(shí)要綜合各種因素。2.2材料選擇通常,選擇塑件的材料依據(jù)是它所處在的工作環(huán)境及使用性能的要求,以及原材料廠家提供的材料性能數(shù)據(jù).對于常溫工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)件來說,要考慮的主要是材料的力學(xué)性能,如屈服應(yīng)力,彈性模量,彎曲強(qiáng)度,表面硬度等。要考慮到材料的注塑特性，在各特點(diǎn)都相差無幾的情況下，好的成型特性是選擇材料的主要標(biāo)準(zhǔn)，以下是三種材料的性能和成型特性比較，如表2-1所示。表2-1 材料的性能和成型特性比較塑料品種性 能 特 點(diǎn)成 型

11、特 點(diǎn)模具設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)使用溫度主要用途聚苯乙烯（非結(jié)晶型）透明性好，電性能好，抗拉強(qiáng)度高，耐磨性好，質(zhì)脆，抗沖擊強(qiáng)度差，化學(xué)穩(wěn)定性教好 成型性能好，成型前可不干燥，但注射時(shí)應(yīng)防止溢料，制品易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，易開裂 因流動性好，適宜用點(diǎn)澆口，但因熱膨脹大，塑件中 不宜有嵌件3080 裝飾制品，儀表殼，絕緣零件，容器，泡沫塑料，日用品等聚丙烯質(zhì)輕堅(jiān)韌，良好的耐熱性能，機(jī)械性能很高，室溫和低溫下抗沖擊性能較差，耐寒性和染色性較差?；瘜W(xué)穩(wěn)定性良好在常溫下不溶于一般溶劑耐應(yīng)力開裂性異常優(yōu)越，流動性差，易產(chǎn)生流痕，縮孔，易分解，成型前要干燥，注射時(shí)速度不能太高合理設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)，便于充型，脫模斜度盡可能大，嚴(yán)格

12、控制料溫與模溫，以防分解收縮率取0.35120齒輪、軸承、管道、及電線外皮等構(gòu)件聚碳酸酯（非結(jié)晶型）介電性能好，吸水性小，力學(xué)性能好，抗沖擊，抗蠕變性能突出，但耐磨性差，不耐堿，酮，酯耐寒性好，熔融溫度高，黏性大，成型前需干燥，易產(chǎn)生殘余應(yīng)力，甚至裂紋，質(zhì)硬，易損模具，使用性能好盡可能使用直接澆口，減小流動阻力，塑料要干燥，不宜采用金屬嵌件，脫模斜度2 130脆化溫度為100在機(jī)械上做齒輪，凸輪，蝸輪，滑輪等，電機(jī)電子產(chǎn)品零件，光學(xué)零件等經(jīng)過上述的分析比較，在這里的基座塑料選擇中，材料選擇聚丙烯，屬于熱塑性塑料。從使用性能上看，該塑料具有剛度好、耐水、耐熱性強(qiáng)、其介電性能與溫度和頻率無關(guān)，是理

13、想的絕緣材料；從成型性能上看，該塑件吸水性好，熔料的流動性較好，容易成形，但收縮率較大。另外，該塑件成形時(shí)易產(chǎn)生縮孔、凹痕、變形等缺陷，成行溫度低時(shí)，方向性明顯，凝固速度較快，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。因此，在成形時(shí)應(yīng)注意控制成形溫度，澆注系統(tǒng)應(yīng)較緩慢散熱，冷卻速度不宜過快。2.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性是指塑件結(jié)構(gòu)對成型工藝方法的適應(yīng)性。在塑料生產(chǎn)過程中,一方面成型會對塑件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸精度等諸方面提出要求,以便降低模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和制造難度,保證生產(chǎn)出價(jià)廉物美的產(chǎn)品；另一方面,模具設(shè)計(jì)者通過對給定塑件的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行分析,弄清塑件生產(chǎn)的難點(diǎn),為模具設(shè)計(jì)和制造提供依據(jù)，在前面的分析當(dāng)中已經(jīng)涉及

14、到。2.4注塑成型的準(zhǔn)備2.4.1注塑成型工藝簡介注塑成型是利用塑料的可擠壓性與可模塑性，首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注塑機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流狀態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動下，以很大的流速通過機(jī)筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過一段時(shí)間的保壓冷卻以后，開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。一般分為三個(gè)階段的工作。（1）物料準(zhǔn)備。成型前應(yīng)對物料的外觀色澤、顆粒情況，有無雜質(zhì)等進(jìn)行檢驗(yàn)，并測試其熱穩(wěn)定性，流動性和收縮率等指標(biāo)。對于吸濕性強(qiáng)的塑料，應(yīng)根據(jù)注射成型工藝允許的含水量進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，若有嵌件，還要知道嵌件的熱膨脹系數(shù)

15、，對模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱，以避免收縮應(yīng)力和裂紋，有的塑料制品還需要選用脫模劑，以利于脫模。 （2）注塑過程。塑料在料筒內(nèi)經(jīng)過加熱達(dá)到流動狀態(tài)后，進(jìn)入模腔內(nèi)的流動可分為注射，保壓，倒流和冷卻四個(gè)階段。（3）制件后處理。由于成型過程中塑料熔體在溫度和壓力下的變形流動非常復(fù)雜，再加上流動前塑化不均勻以及充模后冷卻速度不同，脫模后除引起時(shí)效變形外，還會使制件的力學(xué)性能，光學(xué)性能及表觀質(zhì)量變壞，嚴(yán)重時(shí)會開裂。故有的塑件需要進(jìn)行后處理，常用的后處理方法有退火和調(diào)濕兩種。退火是為了消除或降低制件成型后的殘余應(yīng)力；調(diào)濕處理是一種調(diào)整制件含水量的后處理工序，主要用于吸濕性很強(qiáng)、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件。2

16、.4.2注塑成型工藝條件1）溫度。注塑成型過程中需要控制的溫度有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度等。噴嘴溫度通常略微低于料筒的最高溫度；模具溫度一般通過冷卻系統(tǒng)來控制；為了保證制件有較高的形狀和尺寸精度，應(yīng)避免制件脫模后發(fā)生較大的翹曲變形，模具溫度必須低于塑料的熱變形溫度。PP料與溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2-1所示。表2-1 溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)料筒溫度 /噴嘴溫度/模具溫度/熱變形溫度 /后段中段前段1.82MPA0.45MPA15021017023019025024025057565962）壓力。注射成型過程中的壓力包括注射壓力和塑化壓力。注射壓力用以克服熔體從料筒向型腔流動的阻力，提供充模速度及對熔料進(jìn)

17、行壓實(shí)等。塑化壓力又稱背壓，是指采用螺桿式注射機(jī)時(shí)，螺桿頭部熔料在螺桿轉(zhuǎn)動后退時(shí)所受到的壓力。一般操作中，在保證塑件質(zhì)量的前提下，塑化壓力應(yīng)越低越好，一般為6Mpa。3）時(shí)間。完成一次注塑成型過程所需要的時(shí)間稱為成型周期。包括注射時(shí)間，保壓時(shí)間，冷卻時(shí)間，其他時(shí)間（開模，脫模，涂脫磨劑，安放嵌件和閉模等），在保證塑件質(zhì)量的前提下盡量減小成型周期的各段時(shí)間，以提高生產(chǎn)率，其中，最重要的是注射時(shí)間和冷卻時(shí)間，在實(shí)際生產(chǎn)中注射時(shí)間一般為35秒，保壓時(shí)間一般為20120秒，冷卻時(shí)間一般為30120秒（這三個(gè)時(shí)間都是根據(jù)塑件的質(zhì)量來決定的，質(zhì)量越大則相應(yīng)的時(shí)間越長）。初步確定成型工藝參數(shù)，初定制品成型工

18、藝參數(shù)如表2-2所示。表2-2 制品成型工藝參數(shù)初步確定 特性 內(nèi)容 特性 內(nèi)容注塑機(jī)類型 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速（r/min） 48噴嘴形式直通式 模具溫度 50噴嘴溫度() 后段溫度() 150210230中段溫度() 前段溫度() 190250 170230注射壓力MPa 保壓力MPa 80 90注射時(shí)間s 保壓時(shí)間 s 51.5冷卻時(shí)間s 其他時(shí)間s 320成型周期s 成型收縮(%) 0.630干燥溫度() 干燥時(shí)間() 13 6080后處理溫度70，保溫時(shí)間2小時(shí)注塑機(jī)的選擇注塑機(jī)的主要參數(shù)有公稱注射量，注射壓力，注射速度，塑化能力，鎖模力，合模裝置的基本尺寸，開合模速度，空循環(huán)時(shí)間等。這

19、些參數(shù)是設(shè)計(jì)，制造，購買和使用注塑機(jī)的主要依據(jù)。 (1)公稱注塑量。指在對空注射的情況下,注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時(shí),注射裝置所能達(dá)到的最大注射量,反映了注塑機(jī)的加工能力。(2)注射壓力。為了克服熔料流經(jīng)噴嘴,澆道和型腔時(shí)的流動阻力,螺桿(或柱塞)對熔料必須施加足夠的壓力,我們將這種壓力稱為注射壓力。(3)注射速率。為了使熔料及時(shí)充滿型腔,除了必須有足夠的注射壓力外,熔料還必須有一定的流動速率,描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時(shí)間或注射速度。常用的注射速率如表2-3所示。表2-3注射量與注射時(shí)間的關(guān)系注射量/CM6000 10000125250500100020004000注射速率/CM

20、/S1600 20001252003335708901330注射時(shí)間/S3.75 511.251.51.752.253(4)塑化能力；單位時(shí)間內(nèi)所能塑化的物料量.塑化能力應(yīng)與注塑機(jī)的整個(gè)成型周期配合協(xié)調(diào),若塑化能力高而機(jī)器的空循環(huán)時(shí)間長 ，則不能發(fā)揮塑化裝置的能力,反之則會加長成型周期。(5)鎖模力；注塑機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊力,在此力的作用下模具不應(yīng)被熔融的塑料所頂開。(6)合模裝置的基本尺寸；包括模板尺寸,拉桿空間,模板間最大開距,動模板的行程,模具最大厚度與最小厚度等.這些參數(shù)規(guī)定了機(jī)器加工制件所使用的模具尺寸范圍。(7)開合模速度；為使模具閉合時(shí)平穩(wěn),以及開模,推出制件時(shí)

21、不使塑料制件損壞,要求模板在整個(gè)行程中的速度要合理,即合模時(shí)從快到慢,開模時(shí)由慢到快在到停。(8)空循環(huán)時(shí)間；在沒有塑化,注射保壓,冷卻,取出制件等動作的情況下,完成一次循環(huán)所需的時(shí)間。選擇注塑機(jī)： （1）由公稱注射量選定注射機(jī)由注射量選定注射機(jī)。（材料密度取0.9kgcm³）總體積=10.22cm ³ ；總質(zhì)量M=V=10.63g；（2）初選注射機(jī)結(jié)合上面的計(jì)算，初步確定注塑機(jī)，采用一模兩件的模具結(jié)構(gòu)。查國產(chǎn)注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表取XS-Z-60,主要技術(shù)參數(shù)如下表2-4所示。表2-4 國產(chǎn)注射機(jī)XS-Z-60技術(shù)參數(shù)表特性內(nèi)容特性內(nèi)容結(jié)構(gòu)類型立式拉桿內(nèi)間距(mm)190&

22、#215;300理論注射量（cm）60移模行程(mm)180螺桿(柱塞)直徑(mm)38最大模具厚度(mm)200注射壓力(MP)122最小模具厚度(mm)70電動機(jī)功率(kw)11鎖模形式(mm)液壓-機(jī)械加熱功率(kw)2.7最大成形面積(cm²)130螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)噴嘴球半徑(mm)12鎖模力(KN)500噴嘴口直徑4（3）分型面的選擇。在模具設(shè)計(jì)中，分型面的選擇很重要，它決定了模具的結(jié)構(gòu)。應(yīng)根據(jù)分型面的選擇原則和塑件的成形要求來選擇分型面，本設(shè)計(jì)選用如下2-5的分型面較合理。2-5分型面的選擇注塑機(jī)的校核1最大注塑量的校核為確保塑件質(zhì)量，注塑模一次成型的塑件質(zhì)量（包括

23、流道凝料質(zhì)量）應(yīng)在公稱注塑量的范圍內(nèi)。即（0.8-0.85）VV式中 V 注射機(jī)的公稱注射量，cm ³V 每模的塑料體積量，塑件的體積v=10.22cm，流道凝料V=0.2V(流道凝料的體積(質(zhì)量)是個(gè)未知數(shù),根據(jù)手冊取0.3V(0.3M)來估算,塑件越大則比例可以取的越小)；V =10.22+0.3*10.22=13.28cm ； V 60cm ；考慮一模兩腔的要求V 應(yīng)為13.28cm *2=26.57cm ；滿足要求。2 鎖模力的校核 在確定了型腔壓力和分型面面積之后，可以按下式校核注塑機(jī)的額定鎖模力：FAP×70 130×49×70445.9 （

24、KN）式中 F注塑機(jī)額定鎖模力500KN ，A塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和P 型腔壓力，取P =49MPa滿足要求。第三章成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構(gòu)成塑件的尺寸。凹、凸模工作尺寸的精度直接影響塑件的精度。成型零件工作尺寸計(jì)算方法一般有兩種：一種是平均值法，即按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量進(jìn)行計(jì)算；另一種是按極限收縮率、極限制造公差和磨損量進(jìn)行計(jì)算；前一種方法簡便，但不適合精密塑件的模具設(shè)計(jì)，后一種復(fù)雜，但能較好的保證尺寸精度。本設(shè)計(jì)采用平均值法。對于小型塑件來說，成型模具的制造誤差是主要影響因素，而對于大塑件，成型收縮率則是主要影響因素。經(jīng)分析取塑

25、件精度3到5級，查手冊知對應(yīng)的模具精度應(yīng)為IT8(GB1800-79)。3.1凹凸模的結(jié)構(gòu)形式及設(shè)計(jì)凹模是成型塑料制品外表面的零件，它一般裝在定模板上。其形式有整體式和組合式兩種類型。這里我的模具采用一模兩件的結(jié)構(gòu)形式，考慮到加工的那易程度和材料的價(jià)值利用等因素，也就是型腔采用的是整體式設(shè)計(jì)，擬采用鑲嵌式結(jié)構(gòu)，由模具總裝圖中的下成形塊、上成形塊和斜滑塊組成塑件成形型腔。其結(jié)構(gòu)形式如下圖3-1所示：圖3-1凸凹模凸模是成型塑料制品內(nèi)表面的零件。它一般裝在動模版上。這里的凸模和動模版就連接在了一起。為了便于加工制造，凸模的結(jié)構(gòu)多數(shù)是整體的。在加工中和凹模的要求一樣，本次設(shè)計(jì)的凸模主要由型芯和側(cè)型芯

26、組成。其結(jié)構(gòu)形式如下圖3-2所示：圖3-2凸模3.2凹模工作尺寸的計(jì)算凹模是成型塑件外形的模具零件，其工作尺寸屬包容尺寸，在使用過程中凹模的磨損會使包容尺寸逐漸變大。因此，為了使得模具的磨損留有修模的余地，以及裝配的需要，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，包容尺寸盡量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差。3.2.1型腔和型芯工作尺寸計(jì)算聚丙烯的收縮率為s=0.40.8，平均收縮率為s=0.6，模具制造公差z=4類型模具零件名稱塑件尺寸計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果型腔下成形塊530 -0.46LM=(LS+LSSCP-3/4)+052.970+0.115220 -0.28LM=(LS+LSSCP-3/4)0 +21.920+0.071

27、2-00.22HM=(HS+ HSSCP-2/3)0+11.930+0.055上成形塊R4.50-0.18LM=(LS+LSSCP-3/4)0+4.390+0.045R30-0.16LM=(LS+LSSCP-3/4)0 +2.90+0.045.50-0.18HM=(HS+ HSSCP-2/3)0 +5.41+00.045型芯主型芯5.50-0.18LM=(LS+LSSCP+3/4)0 -5.59-00.027.50+0.2M（ssScp）0-7.680-0.05側(cè)型芯80+0.1LM=(LS+LSSCP+3/4)0-8.120-0.0255.50+0.08LM=(LS+LSSCP+3/4)0-

28、5.590-0.0211+00.22M（ssScp）0-11.210-0.055中心距孔距11+/-0.06CM=(CS+CS Scp)+/-z1/211.07+/-0.015式中 塑料制品公差； Scp塑料平均收縮率，查表得Scp =0.6%型腔側(cè)壁厚度和底板厚度的的計(jì)算下凹模成形塊型腔側(cè)壁厚度計(jì)算。下凹模成形塊型腔為組合式矩形型腔，根據(jù)組合式矩形側(cè)壁厚度計(jì)算公式h= 根據(jù)塑料種類、塑件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、模具溫度等因素選擇型腔內(nèi)熔體的平均壓力p=35MPa、型腔深度h=12mm、型腔長度l=53mm、模具鋼彈性模量E=2.1×105 Mpa、H=35mm（初定）、模具鋼e許=0.03

29、5mm，代入公式計(jì)算得h=7.02mm考慮到下成形塊還需安放側(cè)型芯機(jī)構(gòu)，故取下凹模鑲塊的外形尺寸為80mm×50mm。下凹模成形塊底板厚度計(jì)算。根據(jù)組合式型腔底板厚度計(jì)算公式t= 型腔內(nèi)熔體壓力p=35Mpa、底板受壓寬度b=22mm、型腔長度L=53mm、底板總寬B=50mm，底板材料選定為45鋼， =160 Mpa.代入公式計(jì)算得t= 14.24mm考慮到模具的整體結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)，取t=28mm。上凹模型腔側(cè)壁厚度的確定。上凹模成形塊型腔為矩形整體式型腔，其尺寸要根據(jù)下凹模成形塊的外形尺寸來確定。第四章澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)注塑模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機(jī)噴嘴開始到型腔入口為止的塑料熔體的流

30、動通道。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注射模具設(shè)計(jì)中最重要的問題之一，它對于獲得優(yōu)良性能和理想外觀的塑料制件以及最佳的成型效率有直接影響，所以澆注系統(tǒng)是模具設(shè)計(jì)中的主要內(nèi)容之一。 澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理不僅對塑件性能、結(jié)構(gòu)、尺寸、內(nèi)外在質(zhì)量等影響很大，而且還與塑件所用塑料的利用率、成型生產(chǎn)效率等相關(guān)，因此，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)能使沖模過程快而有序，壓力損失小，熱量散失少，排氣條件好，且凝料易于與制品分離或切除。4.1主流道的設(shè)計(jì)主流道是連接注塑機(jī)的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注塑機(jī)的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，有一定的錐度，目的是便于冷料的脫模，同時(shí)也改

31、善料流的速度，因?yàn)橐妥⑺軝C(jī)相配，所以其尺寸與注塑機(jī)有關(guān)，查表得XS-Z-60型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸為噴嘴前端孔徑d0=4mm；噴嘴前端球面半徑R0=12mm。根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系R= R0+（12）mm及d= d0+（0.51）mm，取主流道球面半徑R=13mm，小端直徑d=4.5mm。為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其斜度為1º3º，經(jīng)換算得主流道大端直徑D=8.5mm。為了使熔料順利進(jìn)入分流道，可在主流道出料端設(shè)計(jì)半徑r=5mm的圓弧過渡。如圖4-1所示：圖4-1 主流道設(shè)計(jì)相關(guān)尺寸4.2分流道的設(shè)計(jì)分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在

32、分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。 分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形，U形和六角形。要減少流道內(nèi)的壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，因此，可以用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率。分流道的形狀及尺寸，應(yīng)根據(jù)塑件的體積、壁厚、形狀的復(fù)雜程度、注射速率、分流道長度因素來確定。塑件的形狀不算太復(fù)雜，熔體填充型腔比較容易。根據(jù)型腔的排列方式可知分流道的長度較短，為了便于加工，選用截面形狀為半圓形分流道，查表取R=4mm。參考常用分流道參考尺寸形狀尺寸如上圖4-2所示：圖4

33、-2分流道形狀4.3澆口的設(shè)計(jì)澆口是連接分流道與型腔的一段細(xì)短的通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的形狀，數(shù)量，尺寸和位置對塑件的質(zhì)量影響很大，澆口的主要作用有兩個(gè)，一是塑料熔體流經(jīng)的通道，二是澆口的適時(shí)凝固可控制保壓時(shí)間。澆口的類型有很多，有點(diǎn)澆口，側(cè)澆口，直接澆口，潛伏式澆口等，各澆口的應(yīng)用和尺寸按塑件的形狀和尺寸而定，并結(jié)合其所用塑料的成型工藝特性。根據(jù)塑件基座的成形要求及型腔的排列方式，選用側(cè)澆口較為理想，設(shè)計(jì)時(shí)考慮選擇從壁厚為5.5mm處進(jìn)料，料由厚處往薄處流，與分型面同面，有利于填充、排氣。側(cè)澆口截面采用矩形，初選尺寸為1mm×0.8mm×0.6mm（b

34、5;L×h），試模時(shí)修正。澆口的位置對塑件的成型性能及成型質(zhì)量影響較大。其位置的確定，需要根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)工藝及特征、成型質(zhì)量和技術(shù)要求，并綜合分析塑料熔體在模內(nèi)的流動特性、成型條件等因素。第五章導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動定模或上下模合模時(shí)，正確定位和導(dǎo)向的零件。導(dǎo)向具有如下功能。定位作用：模具閉合后，保證動定模或上下模位正確，保證型腔的形狀和尺寸精確。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具裝配過程中也起了定位作用，便于裝配和調(diào)整；導(dǎo)向作用：合模時(shí)，首先是導(dǎo)向零件接觸，引導(dǎo)動定模或上下模準(zhǔn)確閉合，避免型芯先進(jìn)入型腔造成成型零件損壞；承受一定的側(cè)向壓力：塑料熔體在充型過程中可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或者由于成型設(shè)備

35、精度低的影響，使導(dǎo)柱承受了一定的側(cè)向壓力，以保證模具的正常工作。帶頭導(dǎo)柱使模具在開模和閉合時(shí)，起導(dǎo)向作用，使定模和動模相對處于正確位置，同時(shí)承受由于在塑料注射時(shí)塑料注射機(jī)運(yùn)動誤差所引起的側(cè)壓力，以保證塑件精度。擬選20mm×25mm×6mm（D×D1×h）結(jié)構(gòu)如下圖5-1所示：圖5-1 帶頭導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式合理布置導(dǎo)柱的位置：導(dǎo)柱中心至模具外緣至少應(yīng)有一個(gè)導(dǎo)柱直徑的厚度；導(dǎo)柱不應(yīng)設(shè)在矩形模具四角的危險(xiǎn)斷面上。通常設(shè)在長邊離中心線的1/3處最為安全。導(dǎo)柱布置方式常采用等徑不對稱布置，或不等直徑對稱布置。第六章推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在注射成型的每一次循環(huán)中，都必須使塑件

36、由模具型腔中或型芯上托出，模具中這種脫出塑件的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)，或稱脫模機(jī)構(gòu)。在設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)時(shí)一般要綜合考慮以下選用原則：1.盡可能讓塑件留在動模，使脫模機(jī)構(gòu)易于實(shí)現(xiàn)；2.不損壞塑件，不因脫模而使塑件質(zhì)量不合格；3.塑件被頂出位置應(yīng)盡量在塑件內(nèi)側(cè)，以免損傷塑件外觀；4.脫模零件配合間隙合適，無溢料現(xiàn)象；5.脫模零件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度；6.脫模零件要工作可靠，運(yùn)動靈活，制造容易，配換方便。另外，為實(shí)現(xiàn)注塑生產(chǎn)的自動化，必要時(shí)不但塑件要實(shí)現(xiàn)自動墜落，還要使?jié)沧⑾到y(tǒng)凝料能脫出并自動墜落。本設(shè)計(jì)使用簡單的推桿推板脫模機(jī)構(gòu)，因?yàn)樵撍芗姆中兔婧唵?，結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，采用推簡單的脫模機(jī)構(gòu)可以簡化模具結(jié)構(gòu)，給

37、制造和維護(hù)帶來方便。在對脫模機(jī)構(gòu)做說明之前，需要對脫模力做個(gè)簡單的計(jì)算。6.1脫模力的計(jì)算脫模力是指將塑件從型芯上脫出時(shí)所需克服的阻力。它是設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)的主要依據(jù)之一。通常包括型芯包緊力、真空吸力、粘附力和脫模機(jī)構(gòu)本身的運(yùn)動阻力。對大多數(shù)的塑件來說，對脫模力的精確計(jì)算和測量較為復(fù)雜，因此，只能通過簡單的估算法對基座的脫模力進(jìn)行分析計(jì)算。圖6-1 脫模力的分布分析當(dāng)塑件收縮包緊型芯時(shí)，其受力情況如圖6-1。由于型芯一般具有脫模斜度，故在脫模力的作用下，塑件對型芯的正壓力降低了，這時(shí)摩擦力為 6-1式中 摩擦阻力（N）；摩擦系數(shù)，一般取=0.15-1.0；因塑件收縮產(chǎn)生對型芯的正壓力（N）；脫模力

38、（N）；脫模斜度，一般取- 根據(jù)受力圖可列出力的平衡方程：即 6-2將式（6-1）代入式（6-2）可得 ：而 6-3 式中P因塑件收縮對型芯產(chǎn)生的單位正壓力，一般取12-20MPa A塑件包緊型芯的側(cè)面積由上式可以看出：脫模力的大小隨塑件包容型芯的面積增加而增大，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)動時(shí)的摩擦阻力、塑料與鋼材間的粘附力、大氣壓力及成形工藝條件的波動等，因此要考慮到所有因素的影響較困難，而且也只能是個(gè)近似值，所以上述只能是粗略的分析和估算。6.2推板推桿脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)高殼、薄壁類塑料制品（如罩子、殼體等）和小型多孔塑料制品常用推板推桿脫模機(jī)構(gòu)。可以

39、直接設(shè)計(jì)成如下圖6-2形式：圖6-2 塑件的推出設(shè)計(jì)推桿與塑件的接觸部分一般需有一定的硬度和表面粗糙度要求，若采用整體全部淬硬，會因淬火變形而影響推板上孔的位置精度，因此對批量較大、精度要求較高的塑件成型，還要將推板設(shè)計(jì)成局部鑲嵌的組合形式。對于圓筒形塑件，其推板一般采用同心圓周分布的數(shù)根推桿推動。本模具中就采用了12根推桿，推板的厚度可根據(jù)剛度計(jì)算來確定，則推板厚度可按下式計(jì)算。式中 推板的厚度（mm） 脫模力（N）推桿軸線到推板中心距離（mm） K與R/r相關(guān)的系數(shù)，查表可取K=0.0877。 E推板鋼材彈性模量（MPa）推板中心所允許的最大變量（mm）一般取塑件在被推出方向上尺寸公差的1

40、/101/5經(jīng)計(jì)算得 11.0637mm在這里取得 =12mm。第七章抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)塑件有側(cè)凸、側(cè)凹或側(cè)孔時(shí)，模具中成型側(cè)凸、側(cè)凹、側(cè)孔的零部件必須制成可移動的，開模時(shí)，必須使這一部分構(gòu)件先行離開，塑件脫模才能順利進(jìn)行。為此模具中要設(shè)置斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。這里的基座塑件的側(cè)壁有5個(gè)方孔，它們均垂直于脫模方向阻礙成形后塑件從模具脫出。因此成形模必須設(shè)置抽芯機(jī)構(gòu)。7.1確定抽芯機(jī)構(gòu)形式根據(jù)塑件的制造要求，故設(shè)計(jì)的側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)應(yīng)首先考慮可靠耐磨，靈活方便。根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)形式、抽芯部位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（抽芯距、抽芯成型面積等），綜合分析比較后，采用斜導(dǎo)柱抽芯和斜滑塊抽芯都可以，但在次模具結(jié)構(gòu)中，為使模具

41、結(jié)構(gòu)簡單，便于加工制造，采用斜導(dǎo)柱抽芯較合適。斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)是由與開模方向成一定角度的斜導(dǎo)柱和滑塊所組成。為了保證抽芯動作平穩(wěn)可靠，必須有滑塊定位及閉鎖裝置等。在一般情況下斜導(dǎo)柱固定在定模上，但有時(shí)根據(jù)塑料制品的結(jié)構(gòu)形狀、分型面及澆注系統(tǒng)等各方面的要求，斜導(dǎo)柱也有固定在動模上的。在本模具設(shè)計(jì)中，根據(jù)上述分析就采用將斜導(dǎo)柱固定在定模上的方案。斜導(dǎo)柱固定在動模上的抽芯機(jī)構(gòu)如下7-1所示：圖7-1 斜導(dǎo)柱固定在動模上7.2斜導(dǎo)柱抽芯的結(jié)構(gòu)尺寸確定抽芯距。抽芯距一般應(yīng)大于成形孔的深度，塑件孔深為22mm，且是通孔，所以采用兩邊對稱抽芯，則孔深為11mm。S=h+（23）=14mm確定斜導(dǎo)柱傾角。斜導(dǎo)柱

42、的傾角是斜抽芯機(jī)構(gòu)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)之一，它與抽拔力以及抽芯距有直接關(guān)系，一般取=15º20º，這里選取=20º。確定斜導(dǎo)柱的尺寸。斜導(dǎo)柱的直徑取決于抽芯力及其傾斜角度。抽芯力6KN。查表得側(cè)向抽芯時(shí)的彎曲力 =7kN,查表得斜導(dǎo)柱的直徑d=16mm，導(dǎo)柱臺肩直徑D=22mm。斜導(dǎo)柱的長度根據(jù)抽芯距、固定端模板的厚度、斜銷直徑及斜角大小確定。計(jì)算得L75mm。滑塊與導(dǎo)槽設(shè)計(jì)。側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)主要用于成形塑件的側(cè)孔，由于側(cè)孔較多，考慮到型芯強(qiáng)度和裝配問題，采用左右兩邊5個(gè)方孔組合式結(jié)構(gòu)。側(cè)型芯與滑塊的連接采用鑲嵌方式。為使模具結(jié)構(gòu)緊湊，降低模具裝配的復(fù)雜程度，采用整體式滑塊

43、和整體導(dǎo)向槽的形式。為提高滑塊的導(dǎo)向精度，裝配時(shí)可對導(dǎo)向槽或滑塊采用配磨、研磨的裝配方法。滑塊的定位裝置采用彈簧、鋼珠與臺階的組合方式。圖7-2斜導(dǎo)柱工作長度與抽芯距的關(guān)系圖7-3滑塊的設(shè)計(jì)第八章溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)注射模的溫度對塑料熔體的充模流動、固化定型、生產(chǎn)效率及塑件的形狀和尺寸精度都有很重要的影響。注射模中設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的，就是要通過控制模具溫度，使注射成型具有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)率。溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響：1）采用較低的模溫可以減小塑料制件的成型收縮率；2）模溫均勻，冷卻時(shí)間短，注射速度快可以減少塑件的變形3）對塑件表面粗糙度影響最大的除型腔表面加工質(zhì)量外就是模具溫度，提高

44、模溫能大大改善塑件的表面狀態(tài)；溫度對塑件質(zhì)量的影響有相互矛盾的地方，設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)材料特性和使用要求偏重于主要要求。8.1模具的加熱根據(jù)熱能來源，模具加熱的方法有：蒸汽加熱法、電阻加熱法、工頻感應(yīng)加熱法等。最常用的加熱法在模具外部用電阻加熱，即用電熱板，電熱框和電熱棒加熱。本塑件在注射成形的時(shí)候不要求有太高的模溫，因而在模具上可以不設(shè)加熱系統(tǒng)。8.2模具的冷卻對于熱塑性塑料模具，當(dāng)遇到成型流動性差的塑料，如成型高結(jié)晶度的塑料制品或采用熱流時(shí)均需要對模具進(jìn)行加熱，對熱固性塑料注射模具也需要加熱。在本模具設(shè)計(jì)中選用的塑料聚丙烯就是熱塑性的塑料。注射成型時(shí)，模具溫度直接影響塑料的填充和塑料制品的質(zhì)量，

45、也影響到注射周期。因此在使用模具時(shí)必須對模具進(jìn)行有效的冷卻，使模具保持在一定范圍內(nèi)。對于冷卻系統(tǒng)可作如下設(shè)計(jì)計(jì)算。設(shè)定模具平均工作溫度為40，用常溫20的水作為模具冷卻介質(zhì)，其出口溫度為30，聚丙烯注射成形周期為40120s，選定成形周期為90s，確定注射次數(shù)為18次h，塑件質(zhì)量為10.63kg，塑件體積為 =11×1.05×1.1=12.7cm³，加上澆注系統(tǒng)每次注入模具塑料質(zhì)量約為45g，冷卻水的密度為1gcm³，比熱容為4.2×10³Jkg. ，聚丙烯塑料的密度為1.05g gcm³，比體積為1.1cm³g，

46、單位熱流量為59×104 Jkg，計(jì)算塑料注射模冷卻時(shí)所需要的冷卻水量VV= = =0.19m³/min因?yàn)槟＞呙糠昼娝枰睦鋮s水體積流量較小，所以可不設(shè)冷卻系統(tǒng)，依靠空冷的方式冷卻模具就可以達(dá)到冷卻效果。第九章注射機(jī)的相關(guān)校核模具閉合高度的確定。確定定模固定板的高度H1=25mm；定模板高度H2=25mm；下成形塊高度H3=40mm；支承板高度H4=20mm；動模固定板的高度H6=25mm；根據(jù)推出行程和推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸確定墊板高度H5=60mm。因而模具的閉合高度H=H1+H2+H3+H4+H5+H6=(25+25+40+20+60+25)mm=195mm注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核。本模具的外形尺寸280 mm× 270mm×210mm，XS-Z-60型的注射機(jī)模板最大安裝尺寸為350mm×2