吸塵器外殼注塑模具設(shè)計(jì)說明書

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第30頁共32頁1緒論在當(dāng)今生活中，模具工業(yè)已成為機(jī)械制造業(yè)中一個(gè)不可或缺的行業(yè)，模具生產(chǎn)的產(chǎn)品在我們的日常生活中得到了廣泛應(yīng)用，各種機(jī)械、零件的生產(chǎn)等等。這對(duì)模具的制造水平和發(fā)展提出了更高的要求。模具，工業(yè)生產(chǎn)上用以\t"/item/%E6%A8%A1%E5%85%B7/_blank"注塑、\t"/item/%E6%A8%A1%E5%85%B7/_blank"吹塑、\t"/item/%E6%A8%A1%E5%85%B7/_blank"擠出、\t"/item/%E6%A8%A1%E5%85%B7/_blank"壓鑄或\t"/item/%E6%A8%A1%E5%85%B7/_blank"鍛壓成型、\t"/item/%E6%A8%A1%E5%85%B7/_blank"冶煉、\t"/item/%E6%A8%A1%E5%85%B7/_blank"沖壓等方法得到所需產(chǎn)品的各種模子和工具。其中，塑料模具是模具工業(yè)的一個(gè)重要組成部分，也是使用最廣泛的模具之一。隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，塑料制品在生活中的應(yīng)用越來越廣泛，種類多種多樣，塑料制品中應(yīng)用最廣泛的就是注塑模具。1.1模具設(shè)計(jì)制造的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)1.1.1模具行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，人民生活水平不斷提高，人們對(duì)物質(zhì)的需求也不斷提高。模具設(shè)計(jì)技術(shù)在生活中的應(yīng)用越來越廣泛。這對(duì)模具生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率、經(jīng)濟(jì)效益等提出了更高的要求。與許多傳統(tǒng)的加工方法相比模具制造的產(chǎn)品有很多的優(yōu)點(diǎn)，例如較高的生產(chǎn)率、較高的一致性、較高的精確度等等。然而模具發(fā)展任然存在著許多不足之處。它主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：沒有發(fā)展出科學(xué)有效的管理體系標(biāo)準(zhǔn)化的程度不夠?qū)I(yè)人才缺乏模具創(chuàng)新能力不足在當(dāng)前的模具生產(chǎn)過程中的許多方面都是依靠人手工完成的，所以很多的企業(yè)難以把握模具的制造所需時(shí)間以及材料的耗費(fèi)，這樣就提高了生產(chǎn)成本降低了生產(chǎn)效率。所以需要一套科學(xué)有效的管理體系。國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化的引進(jìn)時(shí)間還非常短，模具設(shè)計(jì)與制造的標(biāo)準(zhǔn)化程度非常低，我國模具的設(shè)計(jì)到生產(chǎn)很多都是沿用外國的標(biāo)準(zhǔn)。與當(dāng)今工業(yè)的需求相比，任然需要進(jìn)一步提高標(biāo)準(zhǔn)化水平。模具行業(yè)的門檻有高有低，但是要真正學(xué)會(huì)和熟練地設(shè)計(jì)與生產(chǎn)模具需要很長的一段時(shí)間。專業(yè)人才的缺乏和創(chuàng)新能力不夠也是當(dāng)今模具發(fā)展的不足之處。

1.1.2模具行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)隨著科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)在模具工業(yè)的設(shè)計(jì)與制造過程中得到了廣泛應(yīng)用，即CAD/CAM/CAE技術(shù)。經(jīng)過使用計(jì)算機(jī)技術(shù)后，模具設(shè)計(jì)的產(chǎn)品質(zhì)量有了很大的提高，生產(chǎn)成本大幅降低，零件的精度也得到提高。目前我國模具設(shè)計(jì)的軟件主要有Pro/E、Solidworks、Moldflow等。在此技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，模具從模具設(shè)計(jì)和制造技術(shù)方面來看，注塑成型模具的發(fā)展始終是以提高模具精度、設(shè)計(jì)效率和降低成本為目標(biāo)在學(xué)校的生活中，我們接觸Pro/E比較多，所以采用它來進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)。模具的發(fā)展趨勢(shì)有以下幾個(gè)方面：精密化高效率自動(dòng)化，智能化全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)1.2注塑模具介紹1.2.1塑料模具的分類根據(jù)成型塑件的塑料特性。分為：熱塑性、熱固性塑料模具。根據(jù)成型的方法特點(diǎn)。分為：注射模、吹塑模等。根據(jù)澆注系統(tǒng)的不同。分為：冷、熱流道模具等。1.2.2注射模具的成型原理及特點(diǎn)首先將塑料原料顆粒倒入注塑機(jī)的料斗中。然后塑料原料在料筒中被按照設(shè)定好的溫度加熱融化。接著在螺桿的推動(dòng)下，將料斗內(nèi)的塑料卷入，逐漸壓實(shí)、排氣、塑化，將塑料熔體推向料筒前端，熔融的塑料流體噴射進(jìn)模具的型腔。最后經(jīng)過一段時(shí)間的保溫和保壓。便能得到所需塑件。其工藝流程可以簡(jiǎn)化為成型前準(zhǔn)備、注射過程和塑件后處理三個(gè)階段。注塑模具的特點(diǎn)有以下方面：（1）成型周期短。（2）生產(chǎn)效率高。（3）對(duì)塑料種類的適應(yīng)能力強(qiáng)等。2塑件的結(jié)構(gòu)分析及工藝分析2.1吸塵器外殼結(jié)構(gòu)工藝性分析本次設(shè)計(jì)為吸塵器外殼的注塑模具設(shè)計(jì)。根據(jù)塑料零件的使用特點(diǎn):強(qiáng)度適中，尺寸適中，化學(xué)性能穩(wěn)定等。注射材料初步選為PP或ABS工程材料。由于ABS在韌性、耐熱性、外表光澤度方面優(yōu)于PP，且PP在氧、熱、光的作用下極易解聚、老化，綜合考慮之后注射材料選用ABS工程材料。由于物質(zhì)的熱脹冷縮，塑料制品冷卻后會(huì)發(fā)生收縮。然后成型塑件會(huì)包覆在型芯上，或貼附于型腔表面，因此要設(shè)置合適的脫模斜度。這樣就能很方便地取出塑件。本次設(shè)計(jì)采用的塑料為ABS，所以通過查表，設(shè)置注射模的型腔脫模斜度35'～1°30'，型芯脫模斜度30'～40'，所以本次設(shè)計(jì)取型腔脫模斜度1°30'，型芯脫模斜度40'。本次設(shè)計(jì)中的塑件無特殊精度要求，故設(shè)置公差等級(jí)為MT5，收縮率為0.5%。2.1.1吸塵器外殼的結(jié)構(gòu)分析本次設(shè)計(jì)為吸塵器外殼的注塑模具設(shè)計(jì)。對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。三維圖如圖2.1所示。二維圖如圖2.2所示。圖2.1吸塵器外殼三維圖圖2.2吸塵器外殼二維圖從三維圖和二維圖中可以看出，該塑料件為薄壁塑料件，零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度一般，外觀表面質(zhì)量高，中等大小尺寸，右側(cè)有一圓孔，需設(shè)計(jì)側(cè)抽芯，選擇一模兩腔生產(chǎn)。2.1.2吸塵器外殼的材料分析本次設(shè)計(jì)中選擇的注塑材料為ABS，ABS是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種單體的共聚物，而且它的價(jià)格便宜，原料也容易獲得，所以也是現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的材料之一。ABS是一種無毒無味，外表顏色為微黃色或者白色不透明塑料，材料密度在之間。ABS是一種共聚物，主要由分丁二烯、丙烯腈、苯乙烯三種成分構(gòu)成。其中丙烯腈使材料具有良好的耐熱性、耐腐蝕性以及較高的表面硬度。苯乙烯讓塑料制品容易調(diào)色和后續(xù)加工。丁二烯增加了塑件的強(qiáng)度。但ABS材料也有一定的缺點(diǎn)，由于其易吸水性，使其容易在塑料件的表面形成云紋或者斑痕。所以在將原料倒入料斗之前要先干燥。使用ABS塑料的模具澆注系統(tǒng)中應(yīng)盡量減小塑料的流動(dòng)阻力以免產(chǎn)生熔接痕。當(dāng)溫度達(dá)到93度時(shí)，ABS塑料就會(huì)產(chǎn)生熱變形，且長期暴露在紫外線條件下，ABS塑料會(huì)變得脆硬。2.1.3ABS塑料的一般參數(shù)ABS塑料的一般性能參數(shù)見表2-1。表2-1ABS塑料的一般性能參數(shù)項(xiàng)目性能參數(shù)密度1.02～1.05干燥條件0～90℃2小時(shí)吸水率0.20～0.45%熔點(diǎn)130～160℃成型收縮略率0.40～0.70%比熱容1470J/kgK抗拉強(qiáng)度38MPa屈服強(qiáng)度50MPa彎曲彈性模量1.4GPa拉伸彈性模量35GPa抗彎強(qiáng)度80MPa抗拉強(qiáng)度53MPa抗剪強(qiáng)度24MPa成型溫度200～240℃熱變形溫度70～107℃使用溫度-40～80℃2.2注射機(jī)的選擇以及相關(guān)參數(shù)的確定2.2.1注射機(jī)的選擇注射機(jī)按其外形可分為立式、臥室、直角式三種，按塑料在料筒中塑化方式可分為柱塞式和螺桿式兩種。注射機(jī)的選用主要有兩點(diǎn)，一是注射機(jī)類型的選擇。二是根據(jù)注射模的大小，初步選擇注射機(jī)型號(hào)。2.2.2ABS的注塑成型工藝參數(shù)ABS塑料的注塑成型工藝參數(shù)見表2-2

表2-2ABS的注塑成型工藝參數(shù)項(xiàng)目工藝參數(shù)注塑機(jī)類型螺桿式螺桿轉(zhuǎn)速30～60r/min噴嘴形式直通式噴嘴溫度180～190℃料筒溫度前段200～210℃中段210～230℃后段180～200℃模具溫度50～70℃注射壓力70～90MPa注射時(shí)間3～5s保壓時(shí)間15～30s冷卻時(shí)間15～30s成型周期40～70s2.3使用PlasticAdvisor進(jìn)行模流分析2.3.1最佳澆口位置的分析圖2.3最佳澆口位置的分析通過使用Pro/E軟件自帶的PlasticAdvisor（塑料顧問）模塊對(duì)吸塵器外殼進(jìn)行模流分析。如圖2.3所示，圖中藍(lán)色的部分為最佳的澆口位置，紅色部分則表示不佳的位置。從圖中可以看出，澆口較好的位置集中在藍(lán)色部分，在保證成型塑件質(zhì)量的前提下，盡量降低成本，所以澆口選擇為側(cè)澆口。側(cè)澆口的特點(diǎn)：側(cè)澆口的優(yōu)點(diǎn)有澆口截面小，這樣一來就可以減少澆注系統(tǒng)消耗的塑料，而且去除澆口比較容易，不會(huì)留下非常明顯的痕跡。但是側(cè)澆口也有一些缺點(diǎn)。它的缺點(diǎn)是使用這種澆口成形的塑件往往有熔接痕存在，且注射壓力損失較大，對(duì)型腔較深的塑件排氣不利。2.3.2填充可行性的分析對(duì)吸塵器外殼進(jìn)行填充可行性的分析。將澆口起點(diǎn)位置設(shè)置在流道凝料的上端，如圖2.4所示的箭頭處。綠色的部分代表填充的質(zhì)量良好，從圖上可以看出，該一模一腔的塑件設(shè)計(jì)都是綠色的，所以完全可以繼續(xù)填充，澆口的位置選擇合理，該方案可行。圖2.4填充可行性的分析2.3.3縮痕指數(shù)的分析由于熔融的塑料冷卻后會(huì)產(chǎn)生收縮，故塑件也會(huì)因此產(chǎn)生縮印或者凹陷，這就形成了缺陷。縮痕指數(shù)就是用來反映缺陷產(chǎn)生可能性的數(shù)值，如圖2.5所示，塑件的最大縮痕指數(shù)為0.012mm，塑件上的縮痕很少，滿足評(píng)估的要求，所以該方案是可行的。在后續(xù)的生產(chǎn)中，若果遇到縮痕的產(chǎn)生，也可以采用增加注射壓力和提高注射速度來解決。圖2.5縮痕指數(shù)的分析2.3.4填充時(shí)間的分析填充時(shí)間即熔融的塑料從噴嘴注射到澆口直至充滿整個(gè)型腔所用的時(shí)間，在一定程度上，填充時(shí)間的多少?zèng)Q定了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，與工廠的效益掛鉤。如圖所示，紅色部分最先被填充。藍(lán)色部分最后被填充。整個(gè)塑件填充完需要1.54s，滿足快速填充的要求。圖2.6填充時(shí)間的分析2.3.5填充完成時(shí)溫度變化的分析由于熔融的塑料進(jìn)入型腔各位置時(shí)間不同，故每個(gè)部位的溫度也會(huì)產(chǎn)生不同，填充完成時(shí)的溫差如圖2.7所示，其中溫度最高的為紅色部分，溫度最低的為藍(lán)色部分，零件的各部分溫度接近，溫差在合理的控制范圍內(nèi)，所以該設(shè)計(jì)方案是可行的。圖2.7填充完成時(shí)溫度變化的分析2.3.6注射壓力的分析注射壓力分析是模擬填充過程中的壓力損失及受力情況。如圖2.8所示，主流道處為紅色，壓力最高，達(dá)到113.20Mpa。從圖中可以看出，塑件部分的顏色為藍(lán)色或青色，壓力均小于56.60MPa，所以該設(shè)計(jì)方案是合理可行的。圖2.8注射壓力的分析2.3.7壓降的分析壓降產(chǎn)生的原因主要是塑料流體在型腔內(nèi)填充的過程中由于摩擦力而產(chǎn)生能量損失。如果能量損失太大，則會(huì)產(chǎn)生充不滿的現(xiàn)象。如圖2.9所示，壓降最大處在紅顏色的部分，壓降最小處在藍(lán)顏色的部分，其最大壓降為113.20MPa，整體的壓降大概在56.60MPa左右。如果壓降過大，塑件會(huì)產(chǎn)生缺陷，所以在實(shí)際的生產(chǎn)生活中，常常對(duì)凸凹模進(jìn)行圓角處理，以降低壓降，提高合格品率。圖2.9壓降的分析2.3.8氣穴位置的分析由于填充過程中，壓力不能及時(shí)排除模具外，所以在模具開模時(shí)，殘留的空氣就會(huì)被分離出來，形成氣孔，使得塑件的表面產(chǎn)生缺陷。如圖2.10所示，零件表面氣孔氣孔集中在塑件邊緣，對(duì)塑件的成型質(zhì)量影響小。圖2.10氣穴位置的分析2.3.9冷卻質(zhì)量的分析如圖2.11所示，是對(duì)塑件冷卻質(zhì)量的分析，綠顏色的部位是冷卻質(zhì)量最好的部位，黃色次之，紅顏色是冷卻質(zhì)量欠佳的部位。從圖中可以看出成型塑件大部分都是綠色，冷卻質(zhì)量較好，而塑件頂端凹陷處和流道處較差。該分析可以作為冷卻水道布置的依據(jù)，可以將水道布置在靠近澆口的位置從而提高塑件的冷卻質(zhì)量。圖2.11冷卻質(zhì)量的分析2.3.10冷卻時(shí)間變化的分析冷卻時(shí)間變化是指填充完畢后，塑料流體在模具內(nèi)冷卻成型所需的時(shí)間。如圖2.12所示，是對(duì)塑件冷卻時(shí)間變化的分析，塑件大部分都為藍(lán)色，代表塑件的冷卻時(shí)間相同，成型質(zhì)量好，表面質(zhì)量好。青色部分為流道凝料，因?yàn)椴贾昧死鋮s水道，流道凝料的冷卻時(shí)間也可以大大縮短，以提高塑件的生產(chǎn)效率。圖2.12冷卻時(shí)間變化的分析3吸塵器外殼注塑模具的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)3.1確定型腔數(shù)目及排布方式常見的模具形式有單型腔注射模和多型腔注射模這兩種。單型腔注射模就是一次只能生產(chǎn)一件塑料產(chǎn)品的模具。其特點(diǎn)是零件精度高，生產(chǎn)成本低，但是生產(chǎn)效率低。多型腔注射模顧就是一套模具一次可以生產(chǎn)兩個(gè)及兩個(gè)以上的產(chǎn)品的模具。其特點(diǎn)是生產(chǎn)效率高，單個(gè)零件的生產(chǎn)成本低。但不便于控制零件尺寸，導(dǎo)致了塑件的成型尺寸精度偏低。同時(shí)，多型腔注射模的模具結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，且模具的制作成本比較高。多型腔注射模多在批量生產(chǎn)時(shí)使用。本次設(shè)計(jì)的是吸塵器外殼注塑模具，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，生產(chǎn)批量較大，要保證單個(gè)零件的生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)效率高，以及型腔的體積要滿足注射機(jī)的能力等要求，本次采用一模兩件的設(shè)計(jì)。圖3.1型腔排布3.2分型面的確定3.2.1分型面的定義分型面就是動(dòng)模與定模輪廓重合部分的曲面。它的位置在塑件的最大輪廓處，是用于取出塑料零件和流道凝料的分離面。分型有很多種，如平面，斜面，階梯面，曲面等。合理的設(shè)計(jì)分型面，對(duì)于塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率起到非常重要的作用。所以要合理的選擇。3.2.2分型面選擇的基本原則基本原則:（1）分型面應(yīng)利于塑件脫模，在型芯型腔分離后，應(yīng)盡量使塑件留在型芯一側(cè)；（2）有利于抽芯位置的布置；（3）分型面應(yīng)該設(shè)置在不影響產(chǎn)品外觀和方便后期處理的位置；（4）分型面應(yīng)該設(shè)計(jì)得便于排氣；（5）分型面要便于加工。3.2.3確定分型面考慮到設(shè)計(jì)的原則與模具其他部分的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出的分型面如圖3.2所示：圖3.2分型面3.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.3.1澆注系統(tǒng)的組成、作用與分類澆注系統(tǒng)含有澆口、主流道、分流道和冷料穴。澆注系統(tǒng)的作用是讓熔融的塑料能夠穩(wěn)穩(wěn)地注入模具的型腔之中。這樣就能在填料和冷卻的期間，可以把壓力平穩(wěn)的分配到塑件各個(gè)部分，以提高塑件的成型質(zhì)量。澆注系統(tǒng)有直澆口和橫澆口這兩種。其中直澆口往往是使用立式或者是臥式注射機(jī)。橫澆口的主流道一般平行于分型面，常常采用角式注射機(jī)。3.3.2澆注系統(tǒng)的基本特點(diǎn)澆注系統(tǒng)的基本特點(diǎn)有：(1)流程短：減少流程，可以降低壓力損失，提高生產(chǎn)效率；(2)排氣性能好：順利的排除多余氣體，有利于提高塑件的質(zhì)量；(3)防止型芯發(fā)生變形；(4)維修方便：合理的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的位置，可以方便以后的維修工作；(5)為了避免塑件產(chǎn)生翹曲和變形等缺陷，當(dāng)塑件尺寸比較大的時(shí)侯，往往采用多個(gè)澆口；(6)布置冷料穴：能夠提高成型質(zhì)量；(7)長度和截面盡量小。3.3.3主流道尺寸的設(shè)計(jì)主流道指的是在澆注系統(tǒng)中，從注塑機(jī)的噴嘴與模具開始接觸處到分流道結(jié)束的塑料熔體流動(dòng)的通道。由于主流道要和高溫的塑料流體及注射機(jī)的噴嘴進(jìn)行反復(fù)地接觸，屬于容易破損的部件，因此本設(shè)計(jì)成可拆卸，容易更換的主流襯套。本設(shè)計(jì)選擇如圖3.3的結(jié)構(gòu)：主流道襯套與定模板采用的是H7/m6的過渡配合，與定位圈采用H9/f9的間隙配合。主流道襯套一般使用T8、T10制造，熱處理強(qiáng)度為52～56HRC。因?yàn)闈部谔资菢?biāo)準(zhǔn)件，只按照實(shí)際的需要選擇不同的型號(hào)就可以了。主要參數(shù)：(1)為了方便主流道凝料從主流道襯套中拔出，錐角α為。(2)選擇澆口套外徑(3)澆口套長度(4)注射機(jī)的噴嘴球面在該位置與模具接觸，要求主流道的球面半徑要比噴嘴的球面半徑大上。由于注射機(jī)噴嘴球面半徑是定值，由所選取的注射機(jī)決定，根據(jù)所選注射機(jī)，，一般取，為。圖3.3主流道澆口套及固定形式3.3.4分流道尺寸的設(shè)計(jì)分流道是從主流道末端起始的流道。其作用是將塑料流體平穩(wěn)的分配到模具型腔中。在分流道的設(shè)計(jì)中，尤其要減少熱量和壓力的損失。如圖3.3為分流道截面的形狀。圖3.4分流道截面的形狀本次設(shè)計(jì)采用的塑料為ABS工程塑料，根據(jù)材料的性質(zhì)，查詢?cè)O(shè)計(jì)資料，最終，分流道直徑取。3.3.5澆口的設(shè)計(jì)澆口又叫做進(jìn)料口。通過突然減小截面積，從而增加注射壓力，提高了流體的速度，同時(shí)降低塑料黏度，同時(shí)方便了塑件后處理。澆口會(huì)直接接影響到零件成型的質(zhì)量，要進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)的零件采用了側(cè)澆口，如圖3.5所示，圖3.5側(cè)澆口3.3.5冷料穴的設(shè)計(jì)冷料穴是澆注系統(tǒng)中重要的組成部分。作用就是固定首先進(jìn)入型腔中的冷料。避免其被注入型腔的塑件部分。冷料穴的下方還可以設(shè)計(jì)拉料桿，便于塑件的脫模3.4注射機(jī)的選用注射機(jī)是注射成型用到的設(shè)備，其基本的工作流程如下：加熱、預(yù)塑化。合模鎖緊、注射裝置前移。注射、保壓。（4）卸壓、注射裝置后移。（5）開模、頂出塑件。注射機(jī)有很多種類。其中，臥式螺桿式注塑機(jī)最常見。3.4.1單次注射量的計(jì)算與校核注射機(jī)技術(shù)參數(shù)中的最大注射量為理論注射量。在塑件的生產(chǎn)中不能按照理論注射量來計(jì)算。合理的做法是使塑件和流道凝料的質(zhì)量和體積總和不能大于理論注射量的80%。計(jì)算吸塵器外殼的體積和質(zhì)量，借助Pro/E軟件的分析模塊，可以很方便的測(cè)量出塑件的體積。如圖3.6所示：圖3.6單個(gè)塑件的體積從Pro/E的分析中可以看出單個(gè)塑件的體積為，查詢?cè)O(shè)計(jì)手冊(cè)可知ABS工程塑料的密度，所以單個(gè)塑件的質(zhì)量為。由于澆筑系統(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)選擇為塑件體積的倍估算。由于本次設(shè)計(jì)的流道簡(jiǎn)單并且較短，因此澆筑系統(tǒng)的凝料按塑件體積的倍計(jì)算。塑件成型每次需要注射量為。每次注射進(jìn)入模具的塑料總體積注射量小于等于注射機(jī)允許的最大注射量的因此，所選的注塑機(jī)的最大注射量需要大于等于。3.4.2注射機(jī)型號(hào)的選擇國內(nèi)的注射機(jī)型號(hào)中的X表示成型。S表示塑料機(jī)械。Z表示注射機(jī)。Y表示螺桿式。根據(jù)前面的計(jì)算數(shù)據(jù)，綜合考慮選擇合適的注塑機(jī)。查找設(shè)計(jì)手冊(cè)，決定初步使用XS-ZY-1000注射機(jī)。該型號(hào)注射機(jī)的相關(guān)技術(shù)參數(shù)如表所示：表3.1XS-ZY-1000型注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)額定注射量1000cm3螺桿直徑85mm注射壓力121MPa注射行程260mm注射方式螺桿式鎖模力4500kN最大成型面積1800cm2最大開合模行程700mm模具最大厚度700mm模具最小厚度300mm噴嘴圓弧半徑18mm噴嘴孔直徑7.5mm頂出形式中心液壓定出，兩側(cè)機(jī)械頂出動(dòng)、定模固定板尺寸900mm×1000mm拉桿空間650mm×550mm合模方式液壓液壓泵流量200L/min、18L/min液壓泵壓力14MPa機(jī)器外形尺寸7670mm×1740mm×2380mm3.4.3注射機(jī)技術(shù)參數(shù)的校核(1)最大注射量的校核（3-1）式中：模具型腔和流道的最大容積；注射機(jī)的理論注射量，單位為注射系數(shù)，本次取。（3-2）注射壓力的校核（3-3）式中：，滿足校核條件，故選擇合理。（3）鎖模力的校核當(dāng)塑料流體填滿型腔時(shí)，注射機(jī)的軸向會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的力。這個(gè)力應(yīng)該要小于注射機(jī)的鎖模力。不然塑件會(huì)產(chǎn)生飛邊。（3-4）式中：鎖模力安全系數(shù)。一般情況下取，這里??；注射時(shí)型腔的壓力。一般為注射壓力的倍，這里?。凰芗蜐沧⑾到y(tǒng)在分型面上的投影面積，根據(jù)分析測(cè)量模塊分析得（3-5）XS-ZY-1000注射機(jī)鎖模力為。綜上校核，設(shè)計(jì)合理。（4）開模行程的校核注塑機(jī)的開模行程各不相同。要順利取出塑件則必須滿足以下條件：（3-6）注塑機(jī)的最大開模行程，查表3.1，得，根據(jù)分析測(cè)量模塊分析得塑件最大高度,根據(jù)分析測(cè)量模塊分析得由式（3-6）得遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于注塑機(jī)的開模行程，故滿足設(shè)計(jì)要求。3.5吸塵器外殼注塑模的整體設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的一模兩腔的吸塵器外殼注射模由以下部分組成。(1)型芯型腔；(2)側(cè)型芯；(3)澆注系統(tǒng)；(4)冷卻系統(tǒng)；(5)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)；(6)脫模機(jī)構(gòu)等。塑件成型質(zhì)量的好壞與模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)有密不可分的聯(lián)系。3.5.1模具輪廓尺寸的設(shè)計(jì)在對(duì)模具的整體尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，最重要的一點(diǎn)就是模具的整體尺寸必須要小于注射機(jī)安裝模具的最大尺寸，否則就會(huì)因?yàn)槟＞哌^大而無法安裝。所以選擇合適的注射機(jī)對(duì)模具的成型質(zhì)量起到很重要的作用。（1）模具外形尺寸本次設(shè)計(jì)的吸塵器外殼注射模具的外形輪廓尺寸為，查表3.1注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)可知XS-ZY-1000型注射機(jī)器的安裝最大尺寸為，所以滿足設(shè)計(jì)要求。（2）模具的總厚度H（3-7）式中：Hmax注射機(jī)模具最大厚度（）；注射機(jī)模具最小厚度（）。由式（3-7）可知，本設(shè)計(jì)的高度QUOTEH=460mm滿足要求，故設(shè)計(jì)合理。（3）定位圈的尺寸定位圈與定模固定板定位孔采用的是的間隙配合。定位圈直徑設(shè)置為。定位圈的最大厚度要比定模座板定位孔的厚度小，本次設(shè)計(jì)中定位圈厚度為。3.5.2凹模的設(shè)計(jì)凹模是與塑件的上表面相接觸的，凹模的設(shè)計(jì)合理與否，直接關(guān)系到塑件的外表面成型質(zhì)量的好壞。（1）凹模的徑向尺寸計(jì)算：（3-8）式中：的徑向尺寸，；外形的最大尺寸，；塑件的平均收縮率，；公差，制造公差，，或本次設(shè)計(jì)取。由式（3-8），可以求得：（2）凹模的深度尺寸計(jì)算：（3-9）式中：凹模的深度尺寸；塑件高度最大處的尺寸，由式（3-9），可以求得:3.5.3凸模的設(shè)計(jì)（1）凸模的徑向尺寸計(jì)算：（3-10）式中:凸模的徑向尺寸，；塑件的內(nèi)形最小尺寸，；由式（3-10），可以求得：（2）凸模的高度計(jì)算：(3-11)式中:凸模的高度尺寸，；塑件內(nèi)形深度的最小尺寸,，由式（3-11），可以求得：3.5.4側(cè)型芯的設(shè)計(jì)對(duì)于零件前部的側(cè)凹，設(shè)計(jì)如圖所示的側(cè)型芯：圖3.7側(cè)型芯3.6側(cè)向分型機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)當(dāng)塑件上具有與開模方向不通的側(cè)孔或者側(cè)凹時(shí)，除了極少數(shù)情況下可以強(qiáng)制脫模，一般情況下都必須將成型側(cè)孔或側(cè)凹的部分做成可以活動(dòng)的部件，在塑件脫模之前，先把它從側(cè)面抽出，之后才能將整個(gè)塑件從模具中脫出。能夠完成側(cè)向活動(dòng)型芯的抽出和復(fù)位的機(jī)構(gòu)就是側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。這里采用常見的斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，其常見結(jié)構(gòu)如下：圖3.8斜導(dǎo)柱分型機(jī)構(gòu)3.6.1抽芯距的計(jì)算將側(cè)型芯從成型位置到不妨礙塑件的脫模推出位置所移動(dòng)的距離稱為為抽芯距。一般，抽芯距通常比塑件上的側(cè)孔、側(cè)凹的的深度大2～3mm。本設(shè)計(jì)的外表面基本對(duì)稱，因此只需要對(duì)左側(cè)型芯進(jìn)行計(jì)算即可。(1)抽芯距計(jì)算：(3-12)式中:（2）（3-13）3）斜滑塊的設(shè)計(jì)斜滑塊側(cè)側(cè)型芯做成一體。最終模具設(shè)計(jì)結(jié)果如圖3.9所示：圖3.9開模效果圖4吸塵器外殼注射模模架及零部件選擇計(jì)算和校核工作完成后，進(jìn)入選擇標(biāo)準(zhǔn)模架的階段。模架的標(biāo)準(zhǔn)化，大大減少了模具的生產(chǎn)周期，方便了模具的生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)效率。4.1標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇和確定通過計(jì)算出的凸凹模尺寸，以及預(yù)估的導(dǎo)柱、導(dǎo)套、螺釘?shù)奈恢?，選擇使用lkm_side_gate的CI-tipe標(biāo)準(zhǔn)模架，其尺寸為，4.2確定各模板的尺寸和技術(shù)參數(shù)4.2.1定模座板定模座板是與注射機(jī)定模固定板連接的一塊模板。材料為。定模座板上安裝有主流道襯套以及定位環(huán)，厚度設(shè)置為。圖4.1定模座板4.2.2動(dòng)模座板定模座板是與注射機(jī)的動(dòng)模固定板相連接的模板，材料為，厚度設(shè)置為。圖4.2動(dòng)模座板4.2.3定模板定模板是安裝凹模的，材料采用，并調(diào)質(zhì)處理。經(jīng)計(jì)算得到的凹模高度是，且因?yàn)槎０迳线€要設(shè)計(jì)冷卻水道，所以將定模板高度設(shè)置為，長寬為。同時(shí)定模板中心開了矩形槽，用來安裝型腔。圖4.3定模板4.2.4動(dòng)模板動(dòng)模板是安裝凸模的，材料和定模扳一樣采用45#，經(jīng)計(jì)算得到的凸模底部高度為，由于開合模主要是凸模運(yùn)動(dòng)，所以動(dòng)模板要有一定的厚度來保證強(qiáng)度，所以設(shè)置其厚度為，長寬為。圖4.4動(dòng)模板4.2.6推板推板與注射機(jī)后部的頂桿接觸。材料采用。設(shè)置其厚度為，長寬為。圖4.5推板4.2.7推板固定板材料采用，厚度設(shè)置為，長寬為。圖4.6推板固定板4.2.8墊塊支撐板和動(dòng)模座板之間的兩個(gè)模塊為墊板，其作用就是調(diào)整模具高度，從而滿足安裝到注射機(jī)上的尺寸要求，墊塊厚度為，材料采用的是Q235A。圖4.7墊塊4.3導(dǎo)向元件的設(shè)計(jì)模具的導(dǎo)向元件包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套。4.3.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)導(dǎo)柱是模具設(shè)計(jì)中非常關(guān)鍵的一個(gè)部分，導(dǎo)柱能不能起到精準(zhǔn)的導(dǎo)向作用直接決定著模具是否可以正常的開模和合模，也直接影響到成型塑件的質(zhì)量。由于模具在工作過程中需要不停的開合模，所以在導(dǎo)柱導(dǎo)套之間還要有潤滑油潤滑，以減少磨損影響的精度。導(dǎo)柱表面粗糙度均為0.8μm，材料采用。導(dǎo)柱如下圖4.10所示：圖4.8導(dǎo)柱4.3.2導(dǎo)套的設(shè)計(jì)導(dǎo)套是與導(dǎo)柱配合的導(dǎo)向元件，材料選擇使用。4.4推出元件的設(shè)計(jì)4.4.1推出元件的作用由于開模時(shí)，塑料件會(huì)以為冷卻收縮的原因而包裹在型芯上，所以需要設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)將其頂出。4.4.2推出元件的設(shè)計(jì)原則推出元件應(yīng)盡量簡(jiǎn)化，便與生產(chǎn)，以及安全可靠；頂出塑料件的時(shí)候不能破壞塑件；（3）推桿應(yīng)合理分布，平穩(wěn)推出；（4）推桿的長度應(yīng)設(shè)置合理。4.4.3推出元件的設(shè)計(jì)（1）推桿推桿的上表面是直接與塑件接觸的，為了能順利脫模，本次設(shè)計(jì)采用六根推桿均勻分布在型芯上，且推桿上表面粗糙度為0.8μm材料采用T8A，如圖4.3所示：圖4.9推桿（2）復(fù)位桿復(fù)位桿是在模具開模后使模具再次回到合模狀態(tài)的復(fù)位元件，設(shè)置復(fù)位桿可以大大提高工作的效率，其材料采用T10A。4.5模具的整體裝配及注塑過程本次設(shè)計(jì)中選用的標(biāo)準(zhǔn)模架的基本尺寸為。采用單分型面一次推出。塑件為一模兩腔側(cè)澆口形式。模架形式采用常見的兩板模，這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)就是便于設(shè)計(jì)加工和維修。模具的主視圖與左視圖如下所示：圖4.7模具主視圖與左視圖4.5.1注塑過程模具的注塑過程為如下。將ABS原料倒入料斗。原料被送入料筒中加熱融化成塑料流體。塑料流體在高壓作用下通過噴嘴射入模具內(nèi)。經(jīng)過一段時(shí)間的保溫保壓，塑料流體凝固成塑件。開模，取出塑件。模具開模時(shí)，動(dòng)模部分向下退，模具從分型面位置分開，塑件包緊在型芯上隨著動(dòng)模部分向下退而脫離型腔。移動(dòng)一段距離后，當(dāng)注射機(jī)的頂桿接觸推板時(shí)，推出機(jī)構(gòu)開始工作，推桿推動(dòng)塑件從型芯上脫出，最后人工取出塑件，模具的開模過程結(jié)束。模具合模時(shí)，在導(dǎo)套和導(dǎo)柱的導(dǎo)向作用下，動(dòng)模板和定模板接觸，此時(shí)動(dòng)定模部分閉合。在模具閉合的過程中，定模板推動(dòng)復(fù)位桿使推出機(jī)構(gòu)復(fù)位，此時(shí)整個(gè)模具的合模過程結(jié)束。結(jié)束語本次設(shè)計(jì)的是吸塵器外殼注射模，從零件的建模到最終的整套模具