《冰箱儲物盒塑料模具設(shè)計——畢業(yè)設(shè)計》

1、 存檔編號 North China University of Water Resources and Electric Power畢業(yè)設(shè)計題目冰箱儲物盒塑料模具設(shè)計學(xué) 院機械學(xué)院專 業(yè)材料成型及控制工程姓 名倪亞凡學(xué) 號202107322指導(dǎo)教師張占哲 張娜完成時間2021.05目 錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc28882 摘要 PAGEREF _Toc28882 I HYPERLINK l _Toc32341 Abstract PAGEREF _Toc32341 II HYPERLINK l _Toc24216 第一章 塑件工藝分析 PAGEREF _Toc

2、24216 1 HYPERLINK l _Toc6622 1.1 塑件分析 PAGEREF _Toc6622 1 HYPERLINK l _Toc12429 1.2 材料性能 PAGEREF _Toc12429 1 HYPERLINK l _Toc15596 第二章 注射機的選擇與校核 PAGEREF _Toc15596 3 HYPERLINK l _Toc26815 2.1 塑件體積計算 PAGEREF _Toc26815 3 HYPERLINK l _Toc27623 2.2 總注射量計算 PAGEREF _Toc27623 3 HYPERLINK l _Toc8763 2.3 注射機的初

3、選 PAGEREF _Toc8763 3 HYPERLINK l _Toc1226 2.4 注射機根本參數(shù)的校核 PAGEREF _Toc1226 4 HYPERLINK l _Toc15789 2.4.1 最大注射量校核 PAGEREF _Toc15789 4 HYPERLINK l _Toc24001 2.4.2 鎖模力的校核 PAGEREF _Toc24001 5 HYPERLINK l _Toc6138 2.4.3 注射壓力的校核 PAGEREF _Toc6138 5 HYPERLINK l _Toc27107 2.5 塑件模塑成型工藝參數(shù)確實定 PAGEREF _Toc27107 6

4、 HYPERLINK l _Toc17045 第三章 型腔的布置和分型面的選擇 PAGEREF _Toc17045 7 HYPERLINK l _Toc7337 PAGEREF _Toc7337 7 HYPERLINK l _Toc13220 PAGEREF _Toc13220 7 HYPERLINK l _Toc18944 第四章 澆注系統(tǒng)設(shè)計 PAGEREF _Toc18944 10 HYPERLINK l _Toc21555 4.1 主流道 PAGEREF _Toc21555 10 HYPERLINK l _Toc28727 4.1.1 主流道襯套 PAGEREF _Toc28727 1

5、0 HYPERLINK l _Toc17663 4.1.2 定位圈 PAGEREF _Toc17663 11 HYPERLINK l _Toc538 4.2 分流道 PAGEREF _Toc538 12 HYPERLINK l _Toc13989 4.3 澆口設(shè)計 PAGEREF _Toc13989 13 HYPERLINK l _Toc15076 4. 4 冷料穴與拉料桿 PAGEREF _Toc15076 14 HYPERLINK l _Toc22580 4.4.1 冷料穴 PAGEREF _Toc22580 14 HYPERLINK l _Toc4870 4.4.2 拉料桿 PAGERE

6、F _Toc4870 15 HYPERLINK l _Toc14203 4.5 排氣系統(tǒng) PAGEREF _Toc14203 15 HYPERLINK l _Toc25547 第五章 成型零部件設(shè)計 PAGEREF _Toc25547 16 HYPERLINK l _Toc2179 5.1 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計 PAGEREF _Toc2179 16 HYPERLINK l _Toc31064 5.1.1 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 PAGEREF _Toc31064 16 HYPERLINK l _Toc13841 5.1.2 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計 PAGEREF _Toc13841 17 HYPERLINK l

7、_Toc3500 5.2 成型零部件工作尺寸計算 PAGEREF _Toc3500 17 HYPERLINK l _Toc27444 5.2.1 型腔工作尺寸計算 PAGEREF _Toc27444 20 HYPERLINK l _Toc15489 5.2.2 型芯工作尺寸計算 PAGEREF _Toc15489 22 HYPERLINK l _Toc1565 第六章 導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 PAGEREF _Toc1565 26 HYPERLINK l _Toc16182 6.1 導(dǎo)柱的設(shè)計 PAGEREF _Toc16182 26 HYPERLINK l _Toc9937 6.2 導(dǎo)套的設(shè)計 PAG

8、EREF _Toc9937 27 HYPERLINK l _Toc31034 第七章 脫模機構(gòu)設(shè)計 PAGEREF _Toc31034 29 HYPERLINK l _Toc24708 7.1 脫模機構(gòu)設(shè)計原那么 PAGEREF _Toc24708 29 HYPERLINK l _Toc24710 7.2 脫模機構(gòu)設(shè)計 PAGEREF _Toc24710 29 HYPERLINK l _Toc2706 第八章 模架結(jié)構(gòu)設(shè)計 PAGEREF _Toc2706 31 HYPERLINK l _Toc27430 8.1 模架的選擇 PAGEREF _Toc27430 31 HYPERLINK l _

9、Toc22130 8.2 模架高度的校核 PAGEREF _Toc22130 32 HYPERLINK l _Toc12779 第九章 總結(jié) PAGEREF _Toc12779 33 HYPERLINK l _Toc14873 參考文獻 PAGEREF _Toc14873 34摘要本次設(shè)計內(nèi)容是冰箱儲物盒塑料模具設(shè)計。冰箱儲物盒是卡在冰箱門上的儲物盒，所以設(shè)計中要在儲物盒上加兩個凹槽，以便卡在冰箱門上。由于冰箱儲物盒放在冰箱里，所以材料選用耐寒材料聚苯乙烯PS。設(shè)計中型腔排布為一模四腔，采用點澆口澆注，壓力機根據(jù)制件的大小、尺寸、排布，選用XS-ZY-1000型柱塞式注射機。經(jīng)過注射量校核、注

10、射壓力校核、鎖模力校核、開模行程校核和頂出裝置的校核，比照注射機參數(shù)得出結(jié)論：所選注塑機符合要求。分型面設(shè)計為雙分型面，第一次分型可取出主澆道、分流道和澆口凝料，第二次分型用推件板推出制件，實現(xiàn)了自動化的設(shè)計。制件的精度選用IT8級精度，成型零部件的尺寸根據(jù)制件的精度等級來計算。成型過程中為防止塑件變形和提高生產(chǎn)率，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中設(shè)計冷卻系統(tǒng)，充分對制件進行冷卻。同樣為排出氣體，不影響制件形狀，設(shè)置排氣系統(tǒng)，使型腔和澆注系統(tǒng)中原有空氣及塑料受熱或凝固而產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體順利地排查模具之外，以保證熔體順利充滿型腔。導(dǎo)向機構(gòu)中的導(dǎo)柱與導(dǎo)套設(shè)計采用H7/m6或H7/k6過渡配合。最后是模架的結(jié)構(gòu)設(shè)計，

11、模架采用四板式設(shè)計，整個模架機構(gòu)從上到下依次為定模座板，定模板，推件板，動模板，支撐板，墊塊，動模座板，推桿固定板，推板。最后在裝配圖和零件圖的繪制中，從書中1學(xué)習(xí)并靈活應(yīng)用了CAD軟件技術(shù)。關(guān)鍵詞：冰箱儲物盒，注塑模具，成型零部件，模架。Abstract The content of this design is the refrigerator storage box of plastic mold design. Refrigerator storage box, storage box is stuck in the refrigerator door, so the design w

12、ith two grooves in the storage box, so that the card in the fridge door. Because the refrigerator storage box in the refrigerator, so the material selection of cold resistant polystyrene (PS). The design of the cavity arrangement for a mold four cavity,using point gate pouring, depending on the size

13、 of the parts, the size, arrangement, use XS-ZY-1000-type plunger injection machine.After the injection quantity check,injection pressure check,clamping force check,mould opening stroke check and the ejection device check,conclusion contrast injection machine parameter:the injection molding machine

14、to meet the requirements.Parting surface design for double parting surfaces,the first type can be removed the main sprue, runner and gate aggregate,the second type of push plate rolled parts,to realize automatic design.Accuracy the accuracy IT8, size of the molding parts calculated on the basis of p

15、recision parts. In order to prevent plastic deformation and increase productivity in the molding process, system structure design cooling system, sufficient cooling. As for the exhaust gas, does not affect the shape of parts, exhaust system, so that the cavity and pouring system of the Central Plain

16、s have low molecular volatile gas and plastic heat or solidification produces smooth up the mold, in order to ensure the smooth melt filled cavity. A guide mechanism of the guide post and the guide sleeve design using H7/m6 or H7/k6 transition fit. Finally is the structure design of mould, die - fou

17、r type design, the entire mold mechanism from top to bottom for fixing mould seat plate, a fixed template, dynamic template, the pushing plate, support plate, block, a movable mould seat plate, a fixing plate, a push plate. Finally,In the parts drawing and assembly drawing, learning CAD software tec

18、hnology from the book and flexible use.Keywords:Refrigerator storage boxes, plastic injection mold, molded parts, mold.第一章 塑件工藝分析1.1 塑件分析制件名稱：冰箱儲物盒 材料：聚苯乙烯PS塑件名為冰箱儲物盒，是用來卡在冰箱門后的存放物品的，復(fù)雜性適中，應(yīng)具有較好的抗拉強度、抗彎強度和屈服強度，硬度適中。塑件壁厚均為2mm，未標(biāo)注圓角為R1。在其后端有兩個凹槽，用來卡在冰箱門上。材料應(yīng)透明，本設(shè)計選用材料為聚苯乙烯PS。1.2 材料性能聚苯乙烯PS屬于熱塑性材料。 主要特

19、性及用途：主要特性電絕緣性優(yōu)良，尤其是高頻絕緣性好；無色透明，透光率僅次于有機玻璃；吸濕性低，尺寸穩(wěn)定性優(yōu)良；硬度高；疲勞壽命長；易燃，但燃燒速度緩慢；因產(chǎn)生靜電，易吸附灰塵；不耐苯、汽油等有機溶劑；橡膠改性后韌性提高。主要用途是儀器儀表外殼，指示燈罩，汽車燈罩，模型，裝飾件，電信零件，耐腐蝕件如氫氟酸槽等2。表1.1 PS的性能指標(biāo)屈服強度/MPa3563玻璃化溫度/100抗拉強度/MPa3563熔點(或粘流溫度)/131165伸長率/(%)1熱變形溫度/6596拉伸彈性模量/GPa成型收縮率/(%)彎曲強度/MPa6198體積電阻率/m 1014密度/(g/cm)硬度(HB)M2080第二

20、章 注射機的選擇與校核2.1 塑件體積計算 根據(jù)塑件的尺寸，分布計算塑件的體積，講體積分為五個局部： 盒壁：V13 凹槽：V23 底面：V33 邊角重復(fù)：V43圓角：V5=V4*3 塑件的總體積：V=V1+V2+V3-V4*2+V53 塑件的質(zhì)量計算：查相關(guān)手冊，取PS的密度為5g/cm,所以塑件的質(zhì)量為:M=*V=163.78*1.05=2.2 總注射量計算 型腔數(shù)量初步確定為一模四腔，所以總注射量為：M總=M*4=687.88g V總cm32.3 注射機的初選3。表2.1 XS-ZY-1000型柱塞式注射機的主要技術(shù)參數(shù)序號主要技術(shù)參數(shù)工程參數(shù)值1額定注射量/cm310002注射壓力/MP

21、a1213鎖模力/kN45004最大成型面積/cm318005最大開模行程/mm7006模具最大厚度/mm7007模具最小厚度/mm3008動、定模固定板尺寸/mm900*10009螺桿直徑/mm8510定位圈尺寸/mm1502.4 注射機根本參數(shù)的校核2.4.1 最大注射量校核 注射模內(nèi)的塑件及澆注系統(tǒng)凝料的總?cè)萘咳莘e或質(zhì)量應(yīng)在注射機額定注射量的80%以內(nèi)4，即使：nVs+Vjg式中 Vs單個塑件的容積cm3或質(zhì)量g n模具的型腔數(shù)目 Vj澆注系統(tǒng)和飛邊所需要塑料的容積cm3或質(zhì)量g Vg注射機額定注射量cm3或g經(jīng)計算得：Vj21.16g nVs=687.88g 帶入式中可得800g所以符

22、合要求。2.4.2 鎖模力的校核注射模從分型脹開的力鎖模力應(yīng)小于注射機額定鎖模力，即Fpm(nAs+Aj)式中 F注射機額定鎖模力N As、Aj塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積mm2 pm塑料熔體在模腔內(nèi)的平均壓力MPa，通常模腔壓力為2040MPa;成型一般制 品為2434MPa；精密制品為3944MPa n型腔個數(shù)5經(jīng)計算得： pm(nAs+Aj所以符合條件2.4.3 注射壓力的校核注射機的最大壓力應(yīng)大于塑件成型所需要的壓力6，即：PzPch式中 Pz注射機最大注射壓力MPa Pch塑件成型所需要的注射壓力MPa，聚苯乙烯PS所需要的壓力為60110MPa經(jīng)計算得：Pz=121Pch

23、 所以符合要求2.5 塑件模塑成型工藝參數(shù)確實定 根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特點和PS的成型性能，查有關(guān)資料初步確定塑件的注射成型工藝參數(shù)，見表：工藝參數(shù) 規(guī)格 工藝參數(shù) 規(guī)格 預(yù)熱和枯燥 溫度t/: 60-75成型時間/s注射時間 15-45時間/h: 2保壓時間 0-3料筒溫度t/ 后段 140-160冷卻時間 15-60中段 -總周期 40-120前段 170-190螺桿轉(zhuǎn)速n/(rmin-1)48噴嘴溫度t/ -后處理 方法 紅外線燈、鼓風(fēng)烘箱 模具溫度t/ 32-65溫度t/ 70注射壓力p/Mpa60-110時間/h2-4型腔的布置和分型面的選擇型腔的布置應(yīng)注意一下兩點7：型腔的布置和澆口的

24、開設(shè)部位應(yīng)力求對稱，以防模具承受偏載而產(chǎn)生溢料。型腔的排列要緊湊，以免排列分散，浪費定、動模型腔的優(yōu)質(zhì)鋼材。塑件的形狀不是很復(fù)雜，一模四腔，所以采用H形排列，排列方式如圖3.1：H形排列平衡性非常好，加工較為容易，因此使用比擬廣泛。本次設(shè)計采用H形排列。模具上用以取出塑件和凝料的可別離的接觸外表稱為分型面。分型面的選擇在注射模設(shè)計中占有相當(dāng)重要的地位，模具整體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和塑件的質(zhì)量都與分型面的選擇有關(guān)，分型面選擇的合理與否將決定著模具整體結(jié)構(gòu)和塑件的質(zhì)量。因此分型面的選擇原那么與方法如下8：應(yīng)有利于塑件的脫模與取出。分型面應(yīng)使塑件在開模后留在有脫模機構(gòu)的局部，一般應(yīng)留在動模局部，以便于脫模

25、。應(yīng)有利于保證塑件的外表質(zhì)量。選擇分型面時，應(yīng)選在不影響塑件外觀和塑件飛邊容易修整的部位，以保證塑件外表質(zhì)量。應(yīng)有利于塑件的質(zhì)量及精度要求。對于同軸度要求的塑件，在設(shè)計時盡可能講型腔設(shè)計在同一個型面上，以保證制品精度。應(yīng)有利于排氣以確保質(zhì)量及成型。分型面應(yīng)盡量選擇在塑料流動的末端，以便有利于排氣。應(yīng)有利于模具零件的加工。設(shè)計分型面時，盡量要避開斜面及曲面以便于加工。應(yīng)有利于嵌件的安裝。由于嵌件一般是金屬件，所以收縮較小，而且在注射成型時一般粘附在型腔內(nèi)，應(yīng)選擇分型面時要考慮將型腔放在動模局部，而使帶嵌件的塑件不應(yīng)留在定模內(nèi)，以便于嵌件的安裝。應(yīng)有利于模具結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的簡化以便于操作。選擇分型面時

26、，應(yīng)盡量采用一個與與開模方向垂直的分型面，并盡量防止側(cè)向抽芯和側(cè)向分型。如塑件有側(cè)凹及側(cè)孔必須采用側(cè)向分型及側(cè)向抽芯時，應(yīng)使側(cè)向抽芯盡可能安放在動模上，而防止在定模抽芯。應(yīng)有利于制品的成型及模具的制造。如果制件較高，脫模斜度又小的塑件，分型面應(yīng)選在中間位置，盡管動、定模設(shè)在兩邊，但易于脫模，又不產(chǎn)生飛邊。 除了上面的這些根本原那么以外，分型面的選擇還要考慮到型腔在分型面上的投影面積的大小以防止接近或超過所選用注射機的最大注射面積而可能產(chǎn)生溢流現(xiàn)象9。此次塑件模具設(shè)計成雙分型面，結(jié)構(gòu)示意圖如圖3.2和圖3.3：分型面一分型面二澆注系統(tǒng)設(shè)計澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機噴嘴到型腔制件的進料通道。他的作

27、用是將塑料熔體順利地充滿型腔的各個局部。并在填充及保壓過程中，將注射壓力傳遞到型腔的各個部位，以獲得外形清晰、內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良的塑件。它向型腔中的傳質(zhì)、傳熱、傳壓情況決定著塑件內(nèi)在的和外表的質(zhì)量，它的分布和安排影響著成型的難易程度和模具設(shè)計及加工的復(fù)雜程度，所以，澆注系設(shè)計的好壞是影響生產(chǎn)的一個關(guān)鍵問題，也是注塑模具設(shè)計中的主要內(nèi)容之一。由于塑料熔體在模具澆注系統(tǒng)中型腔內(nèi)的壓力、溫度和剪切速率都是隨時隨地變化的，在設(shè)計澆注系統(tǒng)中，應(yīng)加以綜合考慮，以期在充模階段熔體以盡可能低的表現(xiàn)粘度和較快的速度充滿整個性強；在保壓階段，又能通過澆注系統(tǒng)使壓力充分地傳遞到型腔的各個地方，同時通過澆口的適時凝固來控制

28、補料時間，以獲得外形清晰、尺寸穩(wěn)定、內(nèi)應(yīng)力小而且無氣泡、縮孔和凹陷的塑料制品10。4.1 主流道注射機噴嘴到型腔或分流道的進料通道，是塑料熔體進入模具最先經(jīng)過的部位，其形狀、大小直接影響塑料的流動速度和填充時間，它通常由主流道襯套和定位圈組成。主流道是熔體最先流經(jīng)模具的局部，其形狀與尺對塑料熔體的流動速度和沖模時間有較大的影響。設(shè)計時應(yīng)使塑料熔體在主流道中的溫度降和壓力損失最小11。4.1.1 主流道襯套 由于主流道要與高溫塑料熔體及注射機噴嘴反復(fù)接觸，所以只有在小批量的注射生產(chǎn)中，注射模的主流道在注射模的定模班上加工，大局部注射模中主流道局部設(shè)計成可拆卸、可更換的主流道襯套12。本次設(shè)計采用

29、可拆卸、更換的主流道襯套，如下圖：澆口道襯套4.1.2 定位圈很多注射模具的定位采用單獨加設(shè)定位圈的方法，本次設(shè)計也采用了加設(shè)定位圈的方法。如下圖，定位圈要和所選注射機的噴嘴和定位孔相一致。定位圈主流道襯套固定方式如圖4.3所示：4.2 分流道分流道是連接主流道和澆口的進料通道，其作用通過流道截面及方向變化，使熔體平衡地轉(zhuǎn)換流向，進入模具型腔。分流道的截面應(yīng)盡量使比外表積小，熱量損失小，摩擦損失小，摩擦阻力小。分流道在多型腔的模具中必不可少。常用的分流道截面形狀有圓形、梯形、U形和六邊形等。流道的截面積越大，壓力損失越小；流道的截面積越小，熱量損失越小。用流道的截面積與外表積的比值來表示流道的

30、效率，效率越高，流道設(shè)計越合理。 分流道的設(shè)計要點13：在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體能順利的充滿型腔的前提下，分流道截面積與長度盡量取小值，分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過度。分流道較長時，在分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料穴。分流道的位置可單獨開設(shè)在定模板上或動模板上，也可以同時開設(shè)在動，定模板上，合模后形成分流道截面形狀。分流道與澆口連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過度。分流道形狀如圖4.4所示：圖分流道截面分流道的外表要求不高，外表粗糙度m。這樣，可增加分流道表壁對外層塑料熔體的阻力，使外層塑料冷卻層固定，形成絕熱層，有利于保溫。分流道的表壁應(yīng)盡量平整，以免對分型和脫模不利。分流道應(yīng)盡量布置均勻，使各澆口處壓

31、力降相等；流程盡量短，排列緊湊，使模具尺寸較小；應(yīng)使塑件投影面積中心與鎖模力中心重合。分流道布置形式有平衡式與非平衡式兩種，這與多型腔的平衡式與非平衡式的排布是一致的。本次設(shè)計采用半圓形分流道，分流道半徑R=4mm。分流道分布如圖4.5與圖4.6所示：分流道分布圖分流道截面4.3 澆口設(shè)計澆口是連接分流道與型腔的進料通道，是澆注系統(tǒng)中截面最小的局部。其作用：使熔料通過澆口時候產(chǎn)生加速度，從而迅速充滿整個型腔；接著澆口處塑料首先冷凝，封閉型腔，防止熔料倒流；成型后澆口處凝料最薄，利于與塑件別離。澆口的形狀、尺寸和位置等對塑件的成型質(zhì)量影響很大，如果設(shè)計不合理容易造成塑件上的一些質(zhì)量缺陷，如縮孔、

32、缺料、白斑、熔接痕、質(zhì)脆及翹曲等往往是由于澆口設(shè)計不合理而產(chǎn)生的。澆口設(shè)計與塑料性能、塑件形狀、截面尺寸、模具結(jié)構(gòu)及注射工藝參數(shù)等因素有關(guān)。澆口的形式有很多種，如側(cè)澆口、扇形澆口、評縫式澆口、直接澆口、環(huán)形澆口、輪輻式澆口、爪形澆口、點澆口、潛伏式澆口、護耳式澆口等14。本次設(shè)計為一模四腔，所以采用點澆口。點澆口，又名橄欖形澆口和菱形澆口，截面小如針點，適用于盆型及殼體類塑件成型，而不適宜平薄易變性和復(fù)雜形狀塑件以及流動性差和熱敏性塑料的成型。點澆口在開模時容易自行切斷,并且在塑件上留下的殘痕極小,不容易覺察,所以不需要修剪澆口的工序。點澆口如以下圖所示：點澆口4 冷料穴與拉料桿 4.4.1

33、冷料穴 冷料穴的作用是儲存因兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料頭及熔體流動的前鋒冷料。以防止熔體冷料進入型腔，影響塑件質(zhì)量。冷料穴常常設(shè)計在主流道的末端。當(dāng)分流道較長時，在分流道的末端有時也開設(shè)冷料穴。臥式或者立式注射機使用的模具的冷料穴設(shè)置在主流道正對面的動模上，直徑稍大于主流道的大端直徑，以利于冷料流入。直角式注射機使用的模具的冷料穴即為主流道的延長局部15。冷料穴的設(shè)計如圖4.8所示：1-主流道 2-冷料穴 3-拉料桿 4.4.2 拉料桿頭部有各種形狀的拉料桿起到在模具開模時，將凝料從定模局部脫出和將塑件留在動模的作用，拉料桿為模具常用件。4.5 排氣系統(tǒng) 排氣不良容易引起塑件燒焦、短射、填充缺乏

34、、脫模不良、陰影、氣泡、色差、縮水、流紋、外表凹陷、不熔合等。排氣槽的作用主要有兩點：一是在注射熔融塑料時，排除模腔內(nèi)的空氣；二是排除物料在加熱過程中產(chǎn)生的各種氣體。越是薄壁制品，越是遠離澆口的部位。因該模具為小型模具，且分型面適宜，可利用模具零部件的配合間隙和分型面排氣，所以無需設(shè)計排氣槽16。因為該塑件無側(cè)孔，所以無需側(cè)抽芯機構(gòu)。成型零部件設(shè)計構(gòu)成模具型腔的零部件稱為成型零部件，如凹模型腔、凸模型芯、型環(huán)、和鑲件等。因為成型零部件承受塑料熔體的沖刷、塑件脫模摩擦等作用，所以不僅要求有正確的幾何形狀、較高的尺寸精度和較低的外表粗糙度外，還要求有合理的結(jié)構(gòu)，較高的強度、剛度以及較好的耐磨性。

35、成型零部件的設(shè)計步驟如下17： 確定成型零部件的結(jié)構(gòu)。從結(jié)構(gòu)工藝性的角度確定各成型零件之間的組合方式和各組成零件的具體結(jié)構(gòu)。 計算成型零件的工作尺寸。進行關(guān)鍵成型零件的強度、剛度校核。5.1 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。型腔和型芯的結(jié)構(gòu)形式分為整體式和鑲拼組合式兩類。整體式適用于形狀簡單的塑件，鑲拼組合式適用于形狀復(fù)雜的塑件或加工不便的型腔。成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)在保證塑件成型質(zhì)量的前提下，便于加工制造、裝配和維修。成型零件工作時，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要

36、求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的外表粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能18。 5.1.1 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計凹模又稱型腔，是成型塑件外外表的主要零件。按結(jié)構(gòu)不同可分為：整體式凹模和組合式凹模。整體式凹模結(jié)構(gòu)簡單、牢固不易變形、不會在塑件外表留下拼縫痕跡。采用組合式凹模，可簡化復(fù)雜凹模的加工工藝，減少熱處理變形，拼合處有間隙有利于排氣，便于模具的維修。本次設(shè)計塑件形狀簡單，且一模四腔，所以采用整體式凹模，其結(jié)構(gòu)如圖5.1所示：凸模結(jié)構(gòu)圖 5.1.2 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計成型塑件內(nèi)外表的零件稱凸模或型芯。一般的對于簡單的容器，如殼、罩、蓋之類的塑件，成型其主要內(nèi)外

37、表的零件稱主型芯，而將其成型其他小孔的型芯稱為小型芯或成型桿19。按結(jié)構(gòu)不同主型芯可分為整體式和組合式兩種。整體式主型芯結(jié)構(gòu)牢固，但不便加工，耗材較多。組合式是將型芯單獨加工后，再鑲?cè)肽０逯校涮攸c是節(jié)省模具鋼材料，便于維修減少熱處理變形，拼合處間隙有利于排氣。型芯凸模的材料選用40Cr，凸模熱處理硬度到達HRC4050，外表需鍍鉻和拋光處理。5.2 成型零部件工作尺寸計算構(gòu)成模具型腔空間的零部件稱為成型零部件。成型零部件中，直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸稱工作尺寸。它包括型腔和型芯的徑向尺寸含長度和寬度、高度尺寸和中心距尺寸等。所謂工作尺寸是指成型零件上直接用于成型塑件局部的尺寸，如凹模型腔與凸

38、模型芯徑向尺寸、型腔深度或型芯高度等，確定工作尺寸除根據(jù)塑件尺寸及精度要求外，還必須考慮以下形象塑件尺寸精度的主要因素20： 成型零件的制造公差z 一般取公差的1/31/6，對中小型塑料件模具取z=；對大型塑件取z。成型零件的磨損量c 成型零件的最大磨損量對中小型塑件模具取c=1/6；對大型塑件模具取c1/6。成型收縮率S 成型收縮率隨塑件結(jié)構(gòu)與性狀，如塑件壁厚、有無嵌件等的影響而變化，造成實際收縮率與計算收縮率的差異，材料批號的不同和工藝條件如成型壓力與溫度等的波動都將引起收縮率的波動，從而造成尺寸的誤差，設(shè)計時必須根據(jù)實際情況選擇合理的收縮率。一般收縮率取收縮范圍的平均值，即本次設(shè)計采用的

39、聚苯乙烯PS的成型收縮率為0.6%0.8%，帶入上面公式得聚苯乙烯PS的平均收縮率為：塑件精度要求不高，查?簡明塑料模具設(shè)計手冊?P183表4-17和4-18選IT8。凸模、凹模的各尺寸如下圖型腔工作尺寸計算公式21：徑向尺寸計算 深度尺寸計算 型芯工作尺寸計算公式：徑向尺寸計算 高度尺寸計算 其中： 塑料平均收縮率 塑件公差 成型零件制造公差，一般取 修正系數(shù)，一般為1/23/4，公差值大取小值，對中小型塑件一般取3/4，本次設(shè)計取1/2 修正系數(shù)，一般為1/22/3，當(dāng)制品尺寸較大、精度比擬低時取小值，反之取大值，本次設(shè)計取1/2 型腔徑向尺寸 型腔深度 塑件外形根本尺寸 塑件高度根本尺寸

40、 型芯徑向尺寸 型芯高度 塑件內(nèi)形根本尺寸 塑件孔深根本尺寸 5.2.1 型腔工作尺寸計算5.2.1.1 型腔徑向工作尺寸計算查得各個尺寸的塑件公差為：2602441401001612帶入公式得：尺寸mm計算結(jié)果(mm)300=300+300*0.007-0.5*2.2 =301260=260+260*0.007-0.5*2.0244=244+244*0.007-0.5*1.8140=140+140*0.007-0.5*1.1100=100+100*0.007-0.5*0.8816=16+16*0.007+0.5*0.4012=12+12*0.007-0.5*0.365.2.1.2 型腔深度工

41、作尺寸計算查得各個尺寸的塑件公差為：尺寸mm塑件公差mm5012帶入公式得：尺寸mm計算結(jié)果(mm)50=50+50*0.007-0.5*0.5612=12+12*0.007-0.5*0.365.2.2 型芯工作尺寸計算5.2.2.1 型芯徑向工作尺寸計算查得各個尺寸的塑件公差為：尺寸mm塑件公差mm29625624013696208帶入公式得：尺寸mm計算結(jié)果(mm)296=296+296*0.007+0.5*2.2256=256+256*0.007+0.5*2.0240=240+240*0.007+0.5*1.8136=136+136*0.007+0.5*1.196=96+96*0.007

42、+0.5*0.8820=20+20*0.007-0.5*0.448=8+8*0.007+0.5*0.325.2.2.2 型芯高度工作尺寸計算查得各個尺寸的塑件公差為：尺寸mm塑件公差mm4810 帶入公式得：尺寸mm計算結(jié)果mm48=48+48*0.007+0.5*0.5610=10+10*0.007+0.5*0.32第六章 導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計合模導(dǎo)向裝置是保證動模與定模或上模與下模合模是正確定位和導(dǎo)向的裝置。合模導(dǎo)向裝置主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位。導(dǎo)柱導(dǎo)向裝置的主要零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。 導(dǎo)向裝置的作用22： 導(dǎo)向。使上、下模準(zhǔn)確合模，防止凸?；蛐托鞠冗M入型腔，以保證不損壞成型零件。 定位。防止模具裝配

43、時錯位而損壞模具，并且在模具閉合后使型腔保持正確的形狀，不會造成零件壁厚不均勻。承受一定的側(cè)向壓力。塑料注入型腔過程中會產(chǎn)生單向側(cè)面壓力，或由于成型設(shè)備精度的原因，使導(dǎo)柱在工作中承受一定的側(cè)壓力。 導(dǎo)向零件的設(shè)計原那么： 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，以保證模具的強度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套時發(fā)生變形。 對于小型模具，通常只用兩個直徑相同且對稱分布的導(dǎo)柱；對于大中型模具，為了簡化加工工藝，可采用三個或四個直徑相同的導(dǎo)柱，但位置分布不對稱，或?qū)е恢脤ΨQ，但中心距不同。 為了便于塑料制件脫模，導(dǎo)柱通常安裝于定模。 當(dāng)動模板與定模板采用同時加工時

44、，導(dǎo)柱裝配處直徑應(yīng)與導(dǎo)套外徑相等。 為了保證分型面很好地接觸，導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面應(yīng)有承屑槽，一般是切去一個面或在導(dǎo)套的孔口倒角。各導(dǎo)柱、導(dǎo)套的軸線應(yīng)保證平行，否那么將導(dǎo)致合模的準(zhǔn)確性降低，甚至損壞導(dǎo)向零件。6.1 導(dǎo)柱的設(shè)計 導(dǎo)柱一般分為帶頭導(dǎo)柱和有肩導(dǎo)柱，根據(jù)制件冰箱儲物盒的特點，質(zhì)量較輕，模具類型一般，所以采用帶頭導(dǎo)柱即可。 導(dǎo)柱技術(shù)處理：在不阻礙脫模的情況下，導(dǎo)柱通常設(shè)置在型芯高出分型面較多的一側(cè)。導(dǎo)柱導(dǎo)向局部長度應(yīng)比凸模前端面的高度高出68mm，以免出現(xiàn)導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而型芯先進入型腔的情況。導(dǎo)柱前端做成錐臺形或半球形，以使導(dǎo)柱能順利的進入導(dǎo)向孔。由于必須具有良好的耐磨性。故采用20號鋼

45、外表滲碳淬火處理，硬度為HRC50-55。粗糙度一般取0.8um。m；未注倒角C1。 a 允許開油槽 b 圓弧連接，R2R5mm. c 允許保存兩端的中心孔6.2 導(dǎo)套的設(shè)計 導(dǎo)套是與導(dǎo)柱相配合的，因此其結(jié)構(gòu)主要由導(dǎo)柱形式?jīng)Q定。通過制件的結(jié)構(gòu)分析，為了便于更換，采用導(dǎo)向孔直接開設(shè)在模板上的導(dǎo)套結(jié)構(gòu)。根據(jù)設(shè)計分為帶頭導(dǎo)套和直導(dǎo)套兩個。 1、為了確保導(dǎo)柱順利進入導(dǎo)套，導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角，導(dǎo)向孔最好做成通孔，以便于排出合模時孔內(nèi)的空氣。m固定形式及配合精度：此處所選帶頭導(dǎo)套應(yīng)為H7/m6或H7/k6過渡配合。 m；未注倒角C1 a處可選砂輪越程槽或Ra0.5Ra1mm圓角帶頭導(dǎo)套 m；未注倒角C1直

46、導(dǎo)套第七章 脫模機構(gòu)設(shè)計在注射成型的每一個循環(huán)過程中，使塑件從模腔中脫出的機構(gòu)成為脫模機構(gòu)。一般注射模在開模時讓塑件留在動模邊，利用注射機的開模動作使塑件脫模。7.1 脫模機構(gòu)設(shè)計原那么盡可能使塑件留于動模一側(cè)，以利用注射機頂出裝置退出塑件。應(yīng)選擇適宜的脫模方式和推出位置，脫模力應(yīng)分布均勻合理。脫模機構(gòu)應(yīng)運動靈活，工作可靠，制造和修配方便。脫模零件應(yīng)有足夠的強度和剛度，其配合間隙應(yīng)適宜，無溢料現(xiàn)象23。7.2 脫模機構(gòu)設(shè)計脫模機構(gòu)通常根據(jù)塑件的形狀、復(fù)雜程度及注射機頂出裝置的結(jié)構(gòu)形式，而采用不同的結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的不同，脫模機構(gòu)可分為兩大類：一次推出脫模機構(gòu)；二次推出脫模機構(gòu)；澆注系統(tǒng)凝

47、料脫模機構(gòu)以及塑件螺紋脫模機構(gòu)。本次設(shè)計采用一次推出脫模機構(gòu)中的推板脫模機構(gòu)。推板脫模機構(gòu)對于薄壁容器、殼形塑件以及在塑件外表不允許留有退出痕跡時，可采用的脫模機構(gòu)。推板推出的特點是推出力均勻，運動平穩(wěn)，且推出力較大。但僅用于非圓外形塑件，且其配合局部較難加工。其設(shè)計要點如下24：推板與凸模之間的配合為H8/f8，如采用錐面配合，其間隙必須小于塑料的溢邊值。配合斜度35。推板與其他零件配合為H7/f7。推板與塑件接觸部位應(yīng)淬硬。1推板 2推桿固定板 3、8推桿 4支撐板 5型芯固定板 6推件板7型芯 第八章 模架結(jié)構(gòu)設(shè)計8.1 模架的選擇模架的選擇主要根據(jù)型腔和型芯的結(jié)構(gòu)以及尺寸來選用適宜的的

48、標(biāo)準(zhǔn)模架，同時必須滿足以下原那么的要求： 模架厚度H與注塑機的閉合高度L必須滿足以下的關(guān)系：LmaxHLmin 開模行程應(yīng)大于制件取出所需的動、定模分開的距離；模具推出距離應(yīng)小于推出機構(gòu)液壓缸的額定行程模架選擇應(yīng)符合塑件技術(shù)工藝的要求模架根據(jù)塑件大小、一模四腔結(jié)構(gòu)、點澆口注塑、二次分型以及型腔型芯尺寸等多項因素，估算型腔模板及模架尺寸，設(shè)計模架結(jié)構(gòu)如以下圖： 模架從上到下依次為定模座板，定模板，推件版，動模板，支撐板，墊塊，推桿固定板，推板和動模座板。名稱長寬高定模座板80070070定模板80060070推件板80060050動模板80060070支撐板80060080墊塊800600150

49、推桿固定板80039025推板80039030動模座板800700358.2 模架高度的校核模架的總高度為H=70+70+50+70+80+150+35=525mm注射機的模具最大厚度Lmax=700mm，模具最小厚度Lmin=300mm，帶入式中：Lmax=700mmH=525mmLmin=300mm計算結(jié)果符合要求。第九章 總結(jié)本次模具設(shè)計的裝配圖如圖9.1所示：1-定模座板 2-推板 3、10、17、25-內(nèi)六角螺釘 4-推桿固定板 5-墊塊6-支撐板 7-型芯固定板 8-彈簧墊圈 9-擋環(huán) 11推件板 12型腔13-彈簧 14-定模座板 15-拉桿導(dǎo)柱 16-型芯 18-澆口道襯套19

50、-定位圈 20-帶頭導(dǎo)套 21-直導(dǎo)套 22-帶頭導(dǎo)柱 23拉料桿 24推桿注塑成型的工作過程：熔料從澆口套進入，注塑結(jié)束后從定模座板和型腔板間第一次分型，主流道凝料被拉料桿帶出；分型一定距離后拉桿導(dǎo)柱上固定的擋環(huán)拉動型腔板，然后型腔板與推件板間第二次分型，型芯將塑件拉出，同時拉料桿受力與凝料別離，凝料脫落；第二次分型一段距離后注塑機推動推板，使推桿推動推件板將塑件從型芯上推下；然后合模時導(dǎo)柱與導(dǎo)套起到導(dǎo)向作用，使模具從原位置合模。此為一次行程。參考文獻1 鐘日銘主編. AutoCAD2021根底與應(yīng)用培訓(xùn). 北京：機械工業(yè)出版社，2021.2 馮愛新主編. 塑料模具工程師手冊. 北京：機械工

51、業(yè)出版社，2021.3 劉潔主編. 現(xiàn)代模具設(shè)計. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.4 李云程主編. 模具制造技術(shù). 北京：機械工業(yè)出版社，2006.5 陳劍鶴主編. 模具設(shè)計根底. 北京：機械工業(yè)出版社，2006.6 陳勇主編. 模具材料及外表處理. 北京：機械工業(yè)出版社，2006.7 姜銀方主編. 壓鑄工藝及模具設(shè)計. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.8 楊占堯主編. 現(xiàn)代模具工手冊. 北京： 化學(xué)工業(yè)出版社，2006.9 李學(xué)鋒主編. 模具設(shè)計與制造實訓(xùn)教程. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.10 蔣繼紅主編. 塑料成型模具典型結(jié)構(gòu)圖冊. 北京：中國輕工業(yè)出版社，2006.11 曹宏深,趙仲治主編. 塑料成型工藝與模具設(shè)計