眼鏡盒塑料注塑模具設(shè)計(jì)與制造

1、 揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)畢業(yè)（論文）設(shè)計(jì)課題：眼鏡盒塑料模具設(shè)計(jì)系 別： 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造班 級(jí)： 09模 具（2）姓 名： 張浦 學(xué) 號(hào)： 0901030241 指導(dǎo)教師： 孫慶東 完成時(shí)間： 2012年5月 目 錄摘要 5一、 塑件成型工藝分析 7（1） 塑件的分析 7（2） 塑件材料HIPS的使用性能分析 7（3） HIPS的注射成型過程及工藝參數(shù)定 8二、 模具的結(jié)構(gòu)形式 9（1） 分型面位置的確定 9（2） 型腔數(shù)量和排列方式的確定 10（3） 模具結(jié)構(gòu)形式的初步確定 10三、 注射機(jī)型號(hào)的確定 10（1） 所需注射量的計(jì)算 10（2） 注射機(jī)型號(hào)的初步選定 12四、

2、型腔數(shù)量及注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 12（1） 型腔數(shù)量的校核 12（2） 注射機(jī)的工藝參數(shù)的校核 13五、 澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計(jì) 15（1） 主流道的設(shè)計(jì) 15（2） 冷料穴的設(shè)計(jì) 16（3） 分流道的設(shè)計(jì) 17（4） 澆口的設(shè)計(jì) 18（5） 澆注系統(tǒng)的平衡 18（6） 澆注系統(tǒng)凝料體積的計(jì)算 19六、 模具成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算 19（1） 塑件的成型收縮率 19（2） 明確塑件尺寸公差等級(jí) 19（3） 型腔型芯各尺寸的計(jì)算 20（4） 型腔零件強(qiáng)度、剛度的校核 23七、 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 25（1） 定模座板 25（2） 定模板 25（3） 動(dòng)模板 25（4） 支承板 25

3、（5） 墊塊 25（6） 動(dòng)模座板 26（7） 推板 26（8） 推桿固定板 26八、 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 26（1） 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) 26（2） 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 27（3） 導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 27九、 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 28（1） 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 28（2） 塑件推出的基本方式 28（3） 塑件的推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 29（4） 脫模力的計(jì)算 29（5） 脫模力的校核 29十、 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的.設(shè)計(jì) 30（1） 斜滑塊布置的幾種形式 30（2） 斜滑塊的組合形式 30（3） 斜滑塊的導(dǎo)滑形式 30（4） 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)類型的確定 30（5） 塑件在脫模過程的設(shè)計(jì) 34（6） 設(shè)計(jì)要領(lǐng)

4、34十一、 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 34十二、 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 34（1） 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作用 34（2） 冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)單計(jì)算 34十三、 模具的裝配、調(diào)試與維護(hù) 36（1） 模具的裝配 36（2） 模具的調(diào)試 37（3） 模具的維護(hù) 38（4） 模具的工作過程 38畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié) 39 謝辭 41參考文獻(xiàn) 42眼鏡盒塑料模具設(shè)計(jì)摘 要 :本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是針對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中使用的眼鏡盒塑料產(chǎn)品進(jìn)行的注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。眼鏡盒是一種在生活中廣泛使用的于放置保護(hù)眼鏡的塑件，其主要特征是尺寸中等、強(qiáng)度高、抗彎抗拉，部分尺寸有精度要求，外觀質(zhì)量也有一定要求。塑件材料是HIPS，生產(chǎn)批量為大批量。根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

5、、技術(shù)要求和生產(chǎn)批量，本文確定該塑件成型的注射模具總體結(jié)構(gòu)方案是一模兩腔的側(cè)澆口進(jìn)料方式的兩板模結(jié)構(gòu)。該模具結(jié)構(gòu)中設(shè)計(jì)了斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)用于成型塑件外表面的側(cè)凹，斜頂桿用于成型塑件內(nèi)表面的側(cè)凹。這兩部分是本注射模具設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。利用推件板一次推出塑件，保證塑件順利脫模而又不影響制品表面質(zhì)量，側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)和推出機(jī)構(gòu)也是本模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。本次設(shè)計(jì)還應(yīng)用了基于CAD技術(shù)的現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)方法，借助于Pro/Engineer三維設(shè)計(jì)平臺(tái)對(duì)模具的分型面和成型零件進(jìn)行了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。其他結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在此不再贅述，詳細(xì)內(nèi)容見后面章節(jié)關(guān)鍵詞：一模兩腔 斜頂桿 側(cè)向分型 一次推出 AbstractThe grad

6、uation design task is for real life use glasses box of plastic product injection mould structure design. Eyeglasses box is a kind of life is widely used in place of protection glasses plastic parts, its are main the feature is medium size, high strength, flexural tensile, part of a size accuracy req

7、uirement, and also have the appearance quality requirements. Plastic parts material is HIPS, production batch for a large amount.According to the plastic parts structure characteristics, technical requirements and production batch, is determined in this paper the plastic parts molding injection moul

8、d for general structure scheme is a module and two side of the chamber gate way of feeding two board mode structure. The mould structure design of slanting guiding pole side core-pulling mechanism for molding plastics the outer side concave, inclined top bar is used in plastics molding the inner sur

9、face of the concave. The two parts of the design of injection mould is the key. USES push a board launched a plastic parts, ensure smooth plastic parts stripping and not influence the surface quality of the products, side core-pulling mechanism and launch institutions also is the important content o

10、f the mould design.The design is based on the application of CAD technology, the modern mold design method, with the aid of Pro/e 3 d design platform to mold the parting surface and forming parts the computer aided design. Other structure design in this no longer say, detailed the content behind see

11、 chapter一、塑件成型工藝性分析1.1塑件的分析如圖1所示：塑件如圖1所示圖1 塑件圖產(chǎn)品名稱：眼鏡盒產(chǎn)品材料：HIPS（聚苯乙烯）產(chǎn)品數(shù)量：較大批量生產(chǎn)塑件尺寸：如圖1所示塑件重量：91克塑件顏色：綠色塑件要求：塑件外側(cè)表面光滑，下端外沿不允許有澆口痕跡。塑件允許最大脫模斜度0.5°1.2、塑件材料HIPS的使用性能分析高沖擊強(qiáng)度聚苯乙烯是通過在聚苯乙烯中添加聚丁基橡膠顆粒的辦法二生產(chǎn)的一種抗沖擊的聚苯乙烯產(chǎn)品。這種聚苯乙烯產(chǎn)品通過添加微米級(jí)橡膠顆粒的并通過枝接的辦法把聚苯乙烯和橡膠顆粒連接在一起。當(dāng)受到?jīng)_擊是，裂紋擴(kuò)展的尖端應(yīng)力會(huì)被相對(duì)柔軟的橡膠顆粒釋放掉。因此裂紋的擴(kuò)展受

12、到阻礙，抗沖擊性得到了提高。HIPS為乳白色不透明顆粒。密度1.05g/cm3，熔融溫度150-180°C.,熱分解溫度300°C.榮譽(yù)芳香烴，氯化烴和脂類。HIPS是最便宜的工程塑料之一，和ABS，PC相比，材料的光澤性比較差，綜合性能也相對(duì)差些。PS的沖擊強(qiáng)度很低，做出的產(chǎn)品很脆，PS經(jīng)改性后，可使PS的沖擊性能提高2倍-3倍。起性能指標(biāo)見表6-1。1.3 HIPS的注射成型過程及工藝參數(shù)確定1，注射成型過程（1）成型前的準(zhǔn)備。對(duì)HIPS的色澤，粒度和均勻度等進(jìn)行檢驗(yàn)，HIPS成型前須進(jìn)行干燥，處理溫度60-80°C，干燥時(shí)間2h。密度g/cm31.01 1.

13、07 抗拉屈服強(qiáng)度MPa1448比體積0.911.02.拉伸彈性模量E/MPa（1.43.1）*103吸水率24h/0.10.3抗彎強(qiáng)度MPa3570收縮率4/0.30.6沖擊韌度1.123.6熱變形溫度t/6492.5硬度(HB)M2080熔點(diǎn)t/131165體積電阻系數(shù)>1016(2)注射過程。塑料在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過加熱，塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具的行腔成型，其過程分為充模，壓實(shí)，保壓，倒流和冷卻五個(gè)階段。（3）塑件的后處理（退火）。退火處理的方法分為紅外線燈，烘箱，處理溫度為70，處理時(shí)間為2h4 h。2）注射工藝參數(shù)（1）注射機(jī)： 螺桿式（2）料筒溫度t/ ：

14、前段180C°200C° 中段165C°180C°，后段150C°170C°(3)模具溫度t/ ： 50C° 80C°；(4)注射壓力(p/Mpa)： 60 100 MPa ；(5)成型時(shí)間 ： 注射時(shí)間20 90s ，保壓時(shí)間0 5s ，冷卻時(shí)間20 120s 。二 、模具的結(jié)構(gòu)形式1、分型面位置的確定1.1 分型面的選擇原則（1）有利于保證塑件的外觀質(zhì)量（2）分型面應(yīng)選擇在塑件的最大截面處（3）盡可能使塑件在動(dòng)模一側(cè)（4）有利于保證塑件的尺寸精度（5）盡可能滿足塑件的使用要求（6）盡可能減少塑件在合模方向的投影

15、面積（7）長(zhǎng)型芯應(yīng)置于開模方向（8）有利于排氣（9）有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)該塑件在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)，已經(jīng)充分考慮的上述原則，同時(shí)從所提供的塑件圖樣可看出該塑件表面有10mm凹槽，所以在分型時(shí)需進(jìn)行側(cè)向抽芯分型。圖3 分型面選擇2、型腔數(shù)量和排列方式的確定2.1.型腔數(shù)量的確定 由于該塑件的精度要求不高，塑件尺寸較大，且為大批量生產(chǎn)，課采用一模多腔的結(jié)構(gòu)形式。同時(shí)，考慮到塑件尺寸，模具結(jié)構(gòu)尺寸的關(guān)系，以及制造費(fèi)用和各種成本費(fèi)用,并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)，防止模具結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，初步定為一模兩腔結(jié)構(gòu)形式。2.2型腔排位方式的確定 由于該塑件形狀較簡(jiǎn)單，重量較輕，生產(chǎn)批，量較大?？紤]到塑件需側(cè)向抽芯，所以模具采用一模

16、二腔、平衡布置。這樣模具尺寸較小，制造加工方便，生產(chǎn)效率高，塑件成本較低。型腔布置如下。圖2 型腔布置3、模具的結(jié)構(gòu)形式的初步確定 由以上分析可知，笨模具設(shè)計(jì)為一模兩腔，對(duì)稱直線排列，根據(jù)速記結(jié)構(gòu)形狀，推出機(jī)構(gòu)初步選為推件板推出方式。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，流道采用對(duì)稱平衡式，澆口采用側(cè)澆口，且開在分型面上。因此，定模部分不需要單獨(dú)開設(shè)分型面取出凝料，動(dòng)模部分需要添加型芯固定板，支撐板不貨推件板。由上綜合分析可確定采用大水口的單分型面注射模。三、注射機(jī)型號(hào)的確定注射模是安裝在注射機(jī)上使用的工藝裝備，因此設(shè)計(jì)注塑模是應(yīng)該詳細(xì)了解注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范，才能設(shè)計(jì)出符合要求的模具。 注射機(jī)規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件

17、的大小及型腔數(shù)目和排列方式，在確定模具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、開模距離等進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺(tái)和模具相匹配的注射機(jī)，倘若用戶已提供了注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行校核，倘若不能滿足要求，則必須自己調(diào)整或與用戶取得商量再進(jìn)行調(diào)整。1、所需注射量的計(jì)算1.1注射量的計(jì)算通過Pro/E建模分析的塑件質(zhì)量屬性如圖所示。塑件質(zhì)量屬性塑件體積：V塑 = 86.99 cm3塑件質(zhì)量：m 塑=V塑=86.99 * 1.05 = 91.3g式中，可根據(jù)參考文獻(xiàn)取1.05

18、 g/cm31.2澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 (1) 由于澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)之前不能確定準(zhǔn)確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按塑件體積的0.21倍來估算。由于本設(shè)計(jì)采用的流道簡(jiǎn)單并且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的0.3倍來估算， 故一次注入模具型腔的塑料熔體的總體積（即澆注系統(tǒng)的凝料和2個(gè)塑件體積之和）為 V總 = 1.3 n V塑 = 1.3*2*87=226。2 (2) 塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計(jì)算。 塑件在分型面上的投影面積： A塑=（162*56*2+140*4）=18704澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積A澆，即澆道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積A澆 數(shù)值，

19、可以按照多型腔模具的統(tǒng)計(jì)分析來確定。 A澆是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積 的0.2 0.5倍 。由于本設(shè)計(jì)的流道較簡(jiǎn)單，分流道相對(duì)較短，因此流道凝料投影面積可以適當(dāng)取小些。這里取A澆= 0.2 A塑 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，則： A總 =n (A塑 + A澆) = n (A塑 + 0.2 A塑) = 2* 1.2 A塑 =44889.6mm模具型腔內(nèi)的漲型力F漲 ，則： F漲 = A總 p模 = 44889.6 * 35 =1571.14 kN式中， 是型腔的平均計(jì)算壓力值。 是模具型腔內(nèi)的壓力，通常取注射壓力2040 ，大致范圍為25 MPa 40 MPa 。對(duì)于黏度較大的精度較

20、高的塑料制品應(yīng)取較大值。HIPS 屬中等黏度的塑料，故取35MPa.。鎖模力的安全系數(shù)為 K2 =1.1 1.2 這里取K2 = 1.2 ，則取K2 F漲 =1.2 F漲 =1.2 *1571.14 = 1885.36 kNF鎖 = 1885.36 kN2、注射機(jī)型號(hào)的初步選定近年來我國(guó)引進(jìn)注射機(jī)型號(hào)很多，國(guó)內(nèi)注射機(jī)生產(chǎn)廠的新機(jī)型也日益增多。掌握使用設(shè)備的技術(shù)參數(shù)是注塑模設(shè)計(jì)和生產(chǎn)所必需的技術(shù)準(zhǔn)備。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，最好查閱注射機(jī)生產(chǎn)廠家提供的注射機(jī)使用說明上標(biāo)明的技術(shù)參數(shù)。根據(jù)以上的計(jì)算初步選定型號(hào)為式xszy500注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如下：理論注射量/ cm3500拉桿內(nèi)向距/mm540 *

21、450螺桿直徑/mm65移模行程/mm500 注射壓力/MPa145最大模具度mm/450注射速率/g*s168最小模具度/mm300塑化能力/g*s28鎖模形式液壓鎖模力/kN3500模具定位孔直徑/mm150頂出力/kN58頂出行程/mm100噴嘴孔直徑/mm7.5噴嘴球半徑/mm18注：以上參數(shù)由參考文獻(xiàn)5第392頁及公司提供部分參數(shù)（四）型腔數(shù)量及注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核1、型腔數(shù)量的校核（1）由注射機(jī)料筒塑化速率校核型腔數(shù)量: 上式右邊11.862，符合要求。式中 K注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8； M注射機(jī)的額定塑化量（g/s），該注射機(jī)用戶提供為28g/s； t成型周期

22、，因塑件小，壁厚不大，取50s進(jìn)行校核； m1單個(gè)塑件的質(zhì)量和體積（g或cm3），取m191.34 澆注系統(tǒng)塑料質(zhì)量或體積（g或cm3），取0.2 nm136.536 g 。表中注射速率、塑化能力是以PS為標(biāo)準(zhǔn)，而ABS的密度與PS 相差不大，所以上述計(jì)算不需要進(jìn)行換算。（2）由注射機(jī)的最大注射量校核型腔數(shù)量=3.979上式右邊3.9792，故型腔數(shù)校核符合要求。式中 注射機(jī)允許的最大注射量（g或cm3），該注射機(jī)為500 cm3。其他符號(hào)意義與取值同前。（3）由注射機(jī)的額定鎖模力校核型腔數(shù)量塑件在充模過程中產(chǎn)生的脹模力主要作用在兩個(gè)位置： = 4.996上式右邊4.9962，符合要求。式中

23、F 注射機(jī)的額定鎖模力（N），該注射機(jī)為35×105N;A11個(gè)塑件在分型面上的投影面積（mm2），A118704mm2；A2澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（mm2），A20.35*187046546.4mm2；塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力（）該處取352注射機(jī)的工藝參數(shù)的校核2.1注射量校核注射量以容積表示最大注射容積為 0.80×500 = 400 cm3式中 模具型腔和流道的最大容積（cm3）； V 指定型號(hào)與規(guī)格的注射機(jī)注射量容積（cm3），該注射機(jī)為500cm3； 注射系數(shù)，取0.750.85，該處取0.80。倘若實(shí)際注射量過小，注射機(jī)的塑化能力得不到發(fā)揮，塑料在料

24、筒中停留的時(shí)間就會(huì)過長(zhǎng)。所以最小注射量容積。故每次注射的實(shí)際注射量容積應(yīng)滿足，而1.2n V=1.2*2*86.9=208.56cm3>125, 符合要求。2.2 鎖模力的校核 在前面已經(jīng)進(jìn)行，符合要求。2.3 最大注射壓力的校核 注射機(jī)的額定注射壓力即為該機(jī)器的最高壓力Pmax=104,應(yīng)該大于注射成型所需用的注射壓力,即 = 1.4 *(70100) = 98 140式中 安全系數(shù)，常取1.251.4,該處取1.4。實(shí)際生產(chǎn)中，該塑件成型時(shí)所需注射壓力為70100。其他安裝尺寸及開模行程的校核待模具設(shè)計(jì)完成之后進(jìn)行。2.4 安裝尺寸的校核（1）噴嘴尺寸主流道的小端直徑D大于注射機(jī)噴嘴

25、d,通常為 D=d+(0.51)mm對(duì)于該模具d=7.5mm,取D=8mm,符合要求。主流道入口的凹球面半徑SR0應(yīng)大于注射機(jī)噴嘴球半徑SR，通常為 SR0SR+(12)mm對(duì)于該模具SR=18mm,取SR0=20mm,符合要求。（2）定位圈尺寸 注射機(jī)定位孔尺寸為150mm,定位圈尺寸取150mm，兩者之間從呈較松動(dòng)的間隙配合，符合要求。（3）最大與最小模具厚度 模具厚度H應(yīng)滿足 式中=300 =450而該模具厚度H = H4 + A + H3 + B + H2 + C + H1 = 60+50+40+50+60+100+35=395mm,符合要求。式中 H1 、H4 動(dòng)、定模座板的厚度；A

26、 動(dòng)模型腔厚度；H3推件板厚度；B 凸模固定板厚度；H2支撐板是厚度；C 墊塊的高度；2.5.開模行程和推出機(jī)構(gòu)的校核 （1）開模行程校核 HH1+H2+(510)mm式中H注射機(jī)動(dòng)模板的開合模行程（mm）,取450mm, H1塑件推出行程（mm）,取15.84mm（模具型芯的高度）H2包括流道凝料在內(nèi)的塑件高度（mm）,其值為H2106.74mm上式右邊106.74+15.84+（510） 128 < 500mm，符合要求。（2）推出機(jī)構(gòu)校核該注射機(jī)推出行程為100mm,大于H1=12.81mm,符合要求。2.6模架尺寸與注射機(jī)拉桿內(nèi)間距校核 該套模具模架的外形尺寸為450mm

27、5;500mm,而注射機(jī)拉桿內(nèi)間距為450mm×540 mm,符合要求。注：對(duì)于上面2、3、4、5的校核內(nèi)容是與后面的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)交叉進(jìn)行的，但為了行文整體形式與內(nèi)容的統(tǒng)一，所以將此部分內(nèi)容放與此。五、澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)塑料熔體從注射機(jī)噴嘴到模具型腔的進(jìn)料通道，具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，對(duì)塑料質(zhì)量影響很大。它分為普通流道系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，包括主流道、分流道、冷料穴、澆口。1、主流道的設(shè)計(jì)主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動(dòng)和開模時(shí)主流道凝料的順利

28、拔出。其頂部設(shè)計(jì)成半球形凹坑，以便與噴嘴銜接，為避免高溫塑料熔體溢出，凹坑球半徑比噴嘴球頭半徑大12mm ，如果凹坑球半徑小于噴嘴球頭半徑則主流道凝料無法一次脫出。1.1主流道尺寸（1） 主流道長(zhǎng)度 由實(shí)際設(shè)計(jì)的模架結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu)，由于本模具所需取L112mm（2） 主流道小端直徑 d 注射機(jī)噴嘴直徑（0.51） 7.5（0.51），取d = 8mm（3） 主流道大端直徑 （半錐角為1º2 º，取2 º），=16mm, L取112mm（4）主流道球面半徑 SR0注射機(jī)噴嘴球頭半徑（12） 18（12），取SR020mm （5）球面配合高度 取h3mm。1.2主流

29、道襯套的形式主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料要求較嚴(yán)，因而模具主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口道，以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理，常采用碳素工具鋼，如T8A、T10A等，熱處理硬度為50HRC55HRC,如圖7所示。澆口套由于該模具主流道較長(zhǎng)，定位圈和襯套設(shè)計(jì)成分體式較宜，其定位圈結(jié)構(gòu)尺寸如圖7所示。定位圈1.3主流道襯套的固定主流道襯套的固定形式如圖9所示2、冷料穴的設(shè)計(jì)2.1主流道冷料穴的設(shè)計(jì)為避免前端冷料進(jìn)入分流道和型腔二造成成型缺陷，主流道的對(duì)面設(shè)冷料井，對(duì)于臥式塑料注射機(jī)冷料穴設(shè)在主流道末端相對(duì)的動(dòng)模上。開模時(shí)應(yīng)將主流道中的凝料拉出

30、，所以冷料穴直徑應(yīng)稍大于主流道大端直徑。由于該模具具有垂直分型面即側(cè)向分型，冷料穴分別開在左右側(cè)滑塊上，開模時(shí)，將主流道中的凝料拉出，側(cè)向分型時(shí)，冷料穴中的凝料及塑件同時(shí)被推出。該模具采用球頭形拉料桿的結(jié)構(gòu)形式。3、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)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向德作用，分流道的長(zhǎng)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，一減少壓力損失，熱量損失和流道凝料的增加。3.1 分流道的布置形式 分流道在分型面上的布置與前面所述型腔排列密切相關(guān)，有多種不同的布置形式，但應(yīng)遵循兩方面原則：一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量短、鎖模力力求平

31、衡。該模具的流道布置形式采用平衡式，在瓣合模部分開設(shè)分流道。該流道形式是由本模具結(jié)構(gòu)形式所確定，無其他最佳方案選擇， 圖10是最佳分流道布置形式。分流道的布置形式3.2 分流道的長(zhǎng)度 根據(jù)型腔在分型面上的排布情況，分流道長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，且少?gòu)澱?，以便減少壓力損失和熱量損失，節(jié)約塑料的原材料和能耗。根據(jù)該模具的結(jié)構(gòu)形式，由設(shè)計(jì)圖中得該模具分流道的長(zhǎng)度為單邊為35mm，分流道總長(zhǎng)度為L(zhǎng)=2×3570mm，如上圖所示。3.3 分流道的形狀及尺寸為了便于加工及凝料的脫模，分流道大多設(shè)置在分型面上。工程設(shè)計(jì)中的截面形狀應(yīng)盡量使其比表面積（流道表面積與其體積之比）小，在溫度較高塑料熔體和溫度相對(duì)較

32、低的模具之間提供較小的接觸面積，以減少熱量損失。常采用的分流道截面形式有圓形、梯形、U形、半圓形及矩形等幾種形式。圓形截面的比表面積最小，但需開設(shè)在分型面的兩側(cè)，在制造時(shí)一定要注意模板上兩部分形狀對(duì)中吻合；梯形及U形截面分流道加工較易，且熱量損失與壓力損失均不大，為常用的形式；半圓形截面分流道需用球頭銑刀加工，其表面積比梯形和U形截面分流道略大，在設(shè)計(jì)中也有采用；矩形截面分流道因其比表面積較大，且流動(dòng)阻力也大，故在設(shè)計(jì)中不常采用。本模具為一般模具結(jié)構(gòu)，為了便于在模具上分流道的加工， 所以開設(shè)梯形分流道最好，其圖64.5分流道的截面形狀3.4 分流道的表面粗糙度由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅

33、速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動(dòng)狀態(tài)較理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取0.631.6，這樣表面稍有不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動(dòng)阻力。避免熔流表面滑移，使中心層具有較高的剪切速率。此處Ra0.8。4、澆口的設(shè)計(jì)澆口是連接流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位。澆口的形狀、位置和尺寸對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大。澆口截面積通常為分流道截面積的0.07倍0.09倍，澆口截面積形狀多為矩形和圓形兩種，澆口長(zhǎng)度為0.5mm2.0mm。澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限值，然后在試模時(shí)逐步修正。4.1 澆口類型及位置的確定 該模具是中小型塑件的多型腔模具，同時(shí)從

34、所提供塑件圖樣中可看出，該塑件設(shè)置側(cè)澆口比較合適。側(cè)澆口開設(shè)在平行分型面上，從型腔（塑件）外側(cè)面進(jìn)料，側(cè)澆口是典型的矩形截面澆口，能很方便的調(diào)整充模時(shí)的剪切速率和澆口封閉時(shí)間，因而又成為標(biāo)準(zhǔn)澆口。這類澆口加工容易，修整方便，并且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活的選擇進(jìn)料位置，因此它是廣泛使用的一種澆口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具。4.2 澆口結(jié)構(gòu)尺寸的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算（1）側(cè)澆口各數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)取值參照本書的同種塑料的其他塑件產(chǎn)品的模具的澆口經(jīng)驗(yàn)值初步確定側(cè)澆口各尺寸： 高度 寬度 長(zhǎng)度其尺寸實(shí)際應(yīng)用效果如何，應(yīng)在試模中檢驗(yàn)與改進(jìn)。5、澆注系統(tǒng)的平衡對(duì)于該模具，從主流道到各個(gè)型腔的分流道的長(zhǎng)度相等，形

35、狀及截面尺寸對(duì)應(yīng)相同，各個(gè)澆口也相同，澆注系統(tǒng)顯然是平衡的。6、澆注系統(tǒng)凝料體積的計(jì)算6.1 主流道凝料的體積計(jì)算6.2 分流道凝料體積計(jì)算6.3 澆口凝料體積計(jì)算很小，可取為0。6.4澆注系統(tǒng)凝料體積的計(jì)算 六、模具成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算塑料模具型腔在成型過程中受到塑料熔體的高壓作用，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，如果因剛度不足而產(chǎn)生撓曲變形，導(dǎo)致溢料飛邊，降低塑件尺寸精度并影響順利脫模。因此應(yīng)通過強(qiáng)度和剛度計(jì)算來確定型腔壁厚，尤其對(duì)于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能單純憑經(jīng)驗(yàn)來確定型腔壁厚和底板厚度。1、塑件的成型收縮率查有關(guān)手冊(cè)的，此塑件（聚苯乙烯）的收縮率為0.5%0.62、明確

36、塑件尺寸公差等級(jí) 模具尺寸名稱塑件尺寸塑件公差等級(jí)塑件尺寸公差型腔長(zhǎng)度尺寸162MT5162型腔寬度尺寸56MT556型腔深度尺寸15.84MT515.84型芯長(zhǎng)度尺寸156MT5156型芯寬度尺寸50MT550型芯高度尺寸12.84MT512.84小型芯長(zhǎng)度尺寸140MT5140小型芯寬度尺寸2MT52小型芯高度尺寸6.9MT56.9（本部分計(jì)算公式均參照參考文獻(xiàn)1第143148頁）3、型腔型芯各尺寸的計(jì)算3.1 型腔的徑向尺寸的計(jì)算 （公式6.5）式中 模具成型零件在常溫下的實(shí)際尺寸； 塑件的計(jì)算收縮率，有圖2知0.0055； 塑件在常溫下的實(shí)際尺寸； 塑件尺寸大精度低，取0.75。162

37、 146 56 23.2型芯徑向尺寸的計(jì)算 （公式6.7）式中各符號(hào)意義與取值同前。50 8 10 15614033.3 型腔深度尺寸的計(jì)算 （公式6.8）15.843.4 型芯高度尺寸的計(jì)算 （公式6.9）13.18 6.91024、型腔零件強(qiáng)度、剛度的校核（1）凹模側(cè)壁厚度的計(jì)算。 凹模側(cè)壁厚度與型腔沒壓強(qiáng)及凹模的深度有關(guān)，起厚度根據(jù)本節(jié)參考文獻(xiàn)【1】表419 中的剛度公式計(jì)算S = = mm = 8.812mm式中，p 是型腔壓力取35Mpa；E是材料（45鋼）彈性模量； h=W ,W是影響變形的最大尺寸，而h=15.84mm ；是模具剛度計(jì)算許用變形量。根據(jù)注射塑料制品查本節(jié)參考文獻(xiàn)1

38、表420的= 25 * i2 = 25 * 0.918 um = 0.023 mm式中，i2 模 =0.45 *30(1/5) +0.001 *30 = 0.918 um 。凹模嵌件初定單邊厚選15mm ，由于型腔壁厚15mm > 8.812mm 所以滿足要求，由于型腔采用直線對(duì)稱結(jié)構(gòu)布置，型腔之間的壁厚S1 = 84mm ，由于不是深大型腔，這個(gè)間隔是能夠滿足要求的。根據(jù)型腔的布置，初步估算模板平面尺寸選用450mm * 500mm,它比型腔布置的尺寸大的多，所以完全能，滿足強(qiáng)度和剛度要求。（2）動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算。動(dòng)模墊板厚度和鎖選模架的兩個(gè)墊塊之間的跨度有關(guān)，根據(jù)前面的型腔布置，模

39、架應(yīng)選 450mm * 500mm。T =0.54 L = 0.54 * 264 * = 90.31mm式中，是模具剛度計(jì)算許用變形量。根據(jù)注射塑料制品查本節(jié)參考文獻(xiàn)1表420的= 25 * i2 = 25 * （0.45 * 2941/5 + 0.001 *294）=24.7umL是兩個(gè)墊塊之間的距離，為294mm ，L1是動(dòng)模墊板的長(zhǎng)度500mm ，A是兩個(gè)型芯投影到動(dòng)模板上的面積:A =2 * 156 *50 *2 =31200mm2 動(dòng)模墊板可按照標(biāo)準(zhǔn)厚度取50mm ，顯然不符合要求，可采用支撐住的形式來增加支撐板的剛度。采用兩根直徑為50mm的支撐柱，且布置在支撐板正中間，根據(jù)力學(xué)模

40、型認(rèn)為n =1 ，所以墊板的厚度計(jì)算為T = T = = 35.8mm < 50符合要求。七、模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用以上內(nèi)容計(jì)算確定之后，便可根據(jù)計(jì)算結(jié)果選定模架。在學(xué)校做設(shè)計(jì)時(shí)，模架部分可參照各模板標(biāo)準(zhǔn)尺寸來繪圖；在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)中，盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)模架，確定出標(biāo)準(zhǔn)模架的形式、規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)，這樣能大大縮短模具制造的周期，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。 模架尺寸確定之后，對(duì)模具有關(guān)零件要進(jìn)行必要的剛度或強(qiáng)度的計(jì)算，以校核所選模架是否適當(dāng)，尤其對(duì)大型模具，這一點(diǎn)尤為重要。 由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，發(fā)現(xiàn)有較合適的標(biāo)準(zhǔn)模架，故最終以400×L 、A4型

41、模架為參照，自主設(shè)計(jì)各成型零件結(jié)構(gòu)和尺寸，并選用部分標(biāo)準(zhǔn)零部件和參數(shù)。 模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘；模具外表面盡量不要有凸出部分；模具外表面應(yīng)光潔，加涂防銹油。兩模板之間應(yīng)有分模間隙，即在裝配、調(diào)試、維修過程中，可以方便的分開兩塊模板。1、定模座板（550mm×500mm、厚60mm）定模座板是模具與注射機(jī)連接固定的板，材料為45鋼。通過4個(gè)M18的內(nèi)六角圓柱螺釘與上凸模固定板連接；定位圈通過4個(gè)M8的內(nèi)六角圓柱螺釘與其連接；定模座板與澆口套為H8/f8配合。2、定模板（450mm×500mm、厚50mm）用于固定凸模固定塊及型芯和導(dǎo)套、澆口套等。固定板應(yīng)有一定的厚

42、度和足夠的強(qiáng)度，一般用45鋼或Q235A制成。最好調(diào)制處理230HB270HB。3、動(dòng)模板（450mm×500mm、厚50mm）用于固定型芯，斜滑塊等。固定板應(yīng)有一定的厚度和足夠的強(qiáng)度，一般用45鋼或Q235A制成。最好調(diào)制處理230HB270HB。4、支承板（450mm×500mm、厚50mm）支承板應(yīng)具有較高的平行度和硬度。該套模具的下型芯固在凸模固定板上，然后由支承板支承其強(qiáng)度、壓力。材料為45鋼。5、墊塊（100mm×500mm、厚78mm）5.1主要作用 在動(dòng)模座板與支承板之間形成推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應(yīng)注射機(jī)的模具安裝厚度要求。

43、5.2結(jié)構(gòu)形式 可以是平行墊塊或拐角墊塊，該模具采用平行墊塊。5.3墊塊材料 墊塊材料為Q235A，也可以用HT200、球墨鑄鐵等。該模具用Q235A制造。5.4墊塊的高度校核符合要求。式中 推板的厚度，為30mm； 推出行程，為15.84mm；推出行程富余量，一般為3mm6mm，取3.5mm。6、動(dòng)模座板（450mm×500mm，厚50mm）材料為45鋼，其上的注射機(jī)拉料桿孔為6mm。其上的推板導(dǎo)柱孔與導(dǎo)柱采用H7/m6配合。用4個(gè)M10的內(nèi)六角螺釘將到下凸模固定板直徑的模板固定。7、推板（450mm×500mm，厚40mm）材料為45鋼。其上的推板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)套采用H

44、7/k6配合。用4個(gè)M16的內(nèi)六角圓柱螺釘與推桿固定板固定。8、推桿固定板（290mm×500mm，厚25mm）材料為45鋼。其上的推板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)套采用H7/f9配合。八、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)，因模架本身帶有導(dǎo)向裝置，一般情況下，設(shè)計(jì)人員只要按模架規(guī)格選用即可。若需采用精密導(dǎo)向定位裝置時(shí)，則需設(shè)計(jì)人員根據(jù)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。本模具采用非標(biāo)準(zhǔn)模具（自主設(shè)計(jì)），但為了減少制造成本和制造周期，提高經(jīng)濟(jì)效率，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)盡量外購(gòu)。1、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)1.1 導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和

45、導(dǎo)套后變形。1.2 該模具采用4根導(dǎo)柱，為不使在裝配和維修時(shí)出錯(cuò)，在均勻分布的基礎(chǔ)上把其中一根導(dǎo)柱偏移2mm。1.3 該模具導(dǎo)柱安裝在支承板和凸模固定板上，導(dǎo)套分別安裝在模套及上凸模固定板和定模座板上。1.4 為了保證分型面很好的接觸，導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)制有承屑槽，即可削去一個(gè)面或在導(dǎo)套的孔口倒角，該模具采用后者。1.5 在合模時(shí)，應(yīng)保證導(dǎo)向零件先接觸，避免凸模先進(jìn)入型腔，導(dǎo)致模具損壞。1.6 動(dòng)定模板采用合并加工，可保證同軸度要求。2、導(dǎo)柱設(shè)計(jì)2.1 該模具采用帶頭導(dǎo)柱，不加油槽，如圖11所示。2.2 導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須比凸模端高度高出6mm8mm。 2.3 為使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱

46、的端部常做成圓錐形或球形先導(dǎo)部分。 2.4 導(dǎo)柱的直徑 應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定，應(yīng)保證具有足夠的抗彎強(qiáng)度（該模具導(dǎo)柱參照A4型模架可知為35） 2.5 導(dǎo)柱的安裝形式，導(dǎo)柱固定部分與模板按H7/k6配合，導(dǎo)柱滑動(dòng)部分按H7/f7或H8/f7的間隙配合。 2.6 導(dǎo)柱工作的部分的表面粗糙度為Ra0.8。2.7 導(dǎo)柱應(yīng)具有堅(jiān)硬耐磨的表面、堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯。多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理或碳素工具鋼T8A、T10A經(jīng)淬火處理，硬度為50HRC以上或45鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)、表面淬火、低溫回火，硬度為50HRC以上。3、導(dǎo)套的設(shè)計(jì)導(dǎo)套與安裝在另一半模上的導(dǎo)柱相配合，用以確定動(dòng)、定模的相對(duì)位置，保證模具運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向精密的圓套形零件。導(dǎo)套常用的結(jié)構(gòu)有兩種形式：直導(dǎo)套（GB/T4169.21984）、帶頭導(dǎo)套（GB/T4169.3 1984）。3.1 結(jié)構(gòu)形式。分別采用帶頭導(dǎo)套（I型），如圖12 所示。3.2 導(dǎo)套的端面應(yīng)倒圓角，導(dǎo)套孔最好做成通孔，有利于排出孔內(nèi)剩余空氣。3.3 導(dǎo)套孔的滑動(dòng)部分按H8/f7或H7/f7的間隙配合，表面粗糙度為0.4。導(dǎo)套外徑與模板一端采用H7/k6配合；另一端采用H7/f7配合。3.4 導(dǎo)