注塑模具畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（注塑模具）

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1、1 / 44工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)( (論文論文) )題目：題目：保險(xiǎn)座保險(xiǎn)座塑料注塑模具設(shè)計(jì)塑料注塑模具設(shè)計(jì)系別：機(jī)電信息系專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化班級：B090202學(xué)生：煜學(xué)號：B09020213指導(dǎo)教師：王沁2013 年 05 月2 / 44畢業(yè)設(shè)計(jì)論文任務(wù)書系別機(jī)電信息系專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化班級 B090202 煜學(xué)號 B090202131.畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目：保險(xiǎn)座塑料注射模具設(shè)計(jì)2.題目背景和意義：塑料注射模具的設(shè)計(jì)是在當(dāng)今大局部塑料制品生產(chǎn)中的第一個(gè)環(huán)節(jié)，各行各業(yè)，各種產(chǎn)品幾乎都要用到注射模生產(chǎn)的塑料零配件，因此掌握

2、塑料注射模的設(shè)計(jì)技能是機(jī)械設(shè)計(jì)工程師的根本要求之一。通過塑料制品的注塑模具設(shè)計(jì)，能夠熟悉和掌握塑料制品設(shè)計(jì)全過程，能夠根據(jù)不同塑料材料的性能，塑料構(gòu)造特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)哪＞邩?gòu)造，并掌握模具主要零件的強(qiáng)度計(jì)算及主要零件的尺寸確定，掌握材料的選擇，通過該設(shè)計(jì)，應(yīng)能檢查外語翻譯及理解能力，能熟練運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)展設(shè)計(jì)和繪圖。通過設(shè)計(jì)后，能夠完全獨(dú)立完成中等難度以上塑料注射模具設(shè)計(jì)，并能在選材，構(gòu)造設(shè)計(jì)等方面進(jìn)展經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析。3.設(shè)計(jì)(論文)的主要容(理工科含技術(shù)指標(biāo))：(1)分析塑料的材料、形狀、構(gòu)造對注塑成型的影響；(2)進(jìn)展模具的構(gòu)造設(shè)計(jì)：包括注塑機(jī)的選型，分型面得確定，澆口形式的選擇等；(3)完成有

3、關(guān)成型零件工作尺寸的計(jì)算。成型型腔壁厚計(jì)算；冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)等；(4)完成模具裝配圖及主要零件圖的繪制；(5)論文撰寫符合管理規(guī)手冊要求。4.設(shè)計(jì)的根本要求及進(jìn)度安排(含起始時(shí)間、設(shè)計(jì)地點(diǎn))：第 1-3 周，選題、收集資料了解模具設(shè)計(jì)的背景、理解題目、開題報(bào)告第 4-6 周，分析塑件的形狀特點(diǎn)，確定方案，完成英文文獻(xiàn)的翻譯第 7-15 周，進(jìn)展模具的構(gòu)造設(shè)計(jì)，繪制模具裝配圖及零件圖，完成相關(guān)的計(jì)算第 16 周，按照論文格式要求書寫論文，提交論文，準(zhǔn)備辯論。5.畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的工作量要求撰寫 15000 字論文實(shí)驗(yàn)(時(shí)數(shù))*或?qū)嵙?xí)(天數(shù))：圖紙(幅面和數(shù))*：折合 A0 圖紙 3其他要求：查閱資料

4、不少于 15 篇指導(dǎo)教師簽名：年月日學(xué)生簽名：年月日系主任審批：年月日說明：1 本表一式二份，一份由學(xué)生裝訂入冊，一份教師自留。2帶*項(xiàng)可根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)選。I / 44保險(xiǎn)座塑料注塑模具設(shè)計(jì)保險(xiǎn)座塑料注塑模具設(shè)計(jì)摘要摘要模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的主要工藝裝備， 它是當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝開展方向，許多現(xiàn)代工業(yè)的開展和技術(shù)水平的提高，在很大程度上取決于模具工業(yè)的開展水平。本論文主要介紹了保險(xiǎn)座的塑料注塑模具的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中首先通過分析塑件的形狀及工藝特性，選擇了適宜的模具設(shè)計(jì)方案；其次是對注塑機(jī)的選擇，包括注射機(jī)的初選和注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核，并確定了注射機(jī)；再次完成模具的構(gòu)造設(shè)計(jì)，包括分型

5、面的選擇和確定、型腔數(shù)目確實(shí)定及型腔的排列、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、成型零件構(gòu)造設(shè)計(jì)、抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、推出機(jī)構(gòu)的選擇、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇。最后對成型零件尺寸進(jìn)展計(jì)算，確定工藝參數(shù)。采用此模具能夠保證塑件尺寸外形以及外表要求，而且本錢低、構(gòu)造簡單、開模容易、效率高，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：塑料注塑模具；注塑機(jī)；構(gòu)造設(shè)計(jì)TheThe designdesign ofof plasticplastic injectioninjection mouldmould forfor thethe SafetySafetyboxboxAbstractAbstractMold is widely use

6、d in industrial production the main technological equipment,It is an important means of modern industrial production and process d-evelopment direction,Many modern industrial development and the improveme-nt of the technical levels,Largely depends onthe development of die and mo-uld industry level.T

7、his paper mainlyintroduced the plastic injection mold ins-urance seat of design.First through analysis in the design of plastic parts,process characteristicsand shape,choose the proper mould design,Second is thechoice of injection,mcluding injection machine of primaries and injection machine related

8、 par-ameter respectively,To determine the injection machine;plete the die structure design again.Enclose the choiceand determination parting,Cavity number of determining and cavity arrangement.The design of gating system,Molding partsstructure design.Core-pulling mechanism design,selection of launch

9、 institutions,cooling system design,standard formwork choice,Finally calculated for moldingparts size,determine the process parameters.Using this mold can guarantee plastics dimension appearance andsurface requirements.And low cost,simple structure and easy to openmold,high efficiency,with strong pr

10、acticability.KeyWords:KeyWords: Plastic injection mold; injection machine; Structure designIII / 44主要符號表主要符號表K平安系數(shù)E材料彈性模量Smax塑料的最大收縮率P1脫模阻力Smin塑料的最小收縮率C型芯成型局部斷面的平均P0單位面積的包緊力h型芯被塑料包緊局部的長度s塑件公差P0單位面積的包緊力D腔型腔內(nèi)形尺寸平安系數(shù)Qcp塑料平均收縮率S頂頂出行程ds塑件外徑根本尺寸1富裕量Ds塑件內(nèi)形根本尺寸2頂出行程富裕量h腔凸模/型芯高度尺寸傾斜角Hs塑件內(nèi)形深度根本尺寸Q抽拔阻力P1動模受的總壓

11、力P斜導(dǎo)柱所受的彎曲力F塑件的投影面積塑件收縮率P型腔壓力f摩擦系數(shù)K修正系數(shù)塑料泊桑比B動模墊板的寬度L支撐塊的跨距IV / 44目錄目錄1 1緒論緒論 1 11.1 前言 11.2 模具開展現(xiàn)狀及開展方向 11.2.1 塑料模具工業(yè)的開展現(xiàn)狀 11.2.2 我國塑料模具開展走勢 31.3 本課題的設(shè)計(jì)容 52 2模具方案的論證和選擇模具方案的論證和選擇 6 62.1 分型面的選擇 62.2 分型面選擇原那么 62.2.1 分型面的分類 62.2.2 分型面的選擇原那么 72.2.3 分型面確實(shí)定 73 3注射機(jī)的選擇注射機(jī)的選擇 8 83.1 零件的材料及其注射工藝性 83.1.1 ABS

12、 的工藝條件 83.2 型腔數(shù)目確實(shí)定及分布 83.3 注塑機(jī)的選擇 93.4 注射機(jī)參數(shù)校核 93.4.1 最大注射量校核 93.4.2 最大注射壓力的校核 93.4.3 鎖模力的校核 93.4.4 開模行程校核 104 4澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 11114.1 澆注系統(tǒng)的作用 114.2 澆注系統(tǒng)的組成 114.2.1 主流道局部設(shè)計(jì) 114.2.2 冷料穴設(shè)計(jì) 124.2.3 分流道設(shè)計(jì) 124.2.4 澆口設(shè)計(jì) 135 5成型零件工作尺寸的計(jì)算成型零件工作尺寸的計(jì)算 14145.1 影響塑件尺寸精度的因素 145.2 模具成型零件的工作尺寸計(jì)算 14V / 445.2.1 成形收

13、縮率 155.2.2 模具成形零件的制造誤差 155.2.3 零件的磨損 155.2.4 模具的配合間隙的誤差 155.3 型腔和型芯尺寸計(jì)算 155.3.1 型腔徑向尺寸計(jì)算 155.3.2 型腔的深度尺寸 165.3.3 型芯的徑向尺寸 165.3.4 型芯的高度尺寸 165.3.5 中心距尺寸計(jì)算 165.4 動模板的強(qiáng)度校核 166 6導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 19196.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用和設(shè)計(jì)原那么 196.1.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 196.1.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原那么:196.2 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 196.2.1 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 206.2.2 導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 207 7脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)脫模

14、機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 21217.1 根本考慮和要求 217.2 推出機(jī)構(gòu)確實(shí)定 217.3 推件板脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和根本原那么 217.4 頂桿橫截面直徑校核 227.4.1 脫模力的計(jì)算 227.4.2 推桿直徑的校核 228 8側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 24248.1 根本考慮和要求 248.1.1 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)應(yīng)具備的根本功能 248.2 抽芯機(jī)構(gòu)的概述 248.3 斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原那么與確定 248.4 斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的有關(guān)參數(shù)計(jì)算 258.4.1 抽芯距 S258.4.2 斜導(dǎo)柱傾斜角確實(shí)定 258.4.3 斜導(dǎo)柱直徑確實(shí)定 26VI / 448.4.4

15、斜導(dǎo)柱長度的計(jì)算 278.5 滑塊的設(shè)計(jì) 278.6 導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì) 288.7 滑塊定位裝置 288.7.1 滑塊的作用和構(gòu)造形式 289 9模具的材料模具的材料 29299.1 塑料模具用鋼的必要條件 299.2 選擇鋼材的條件 299.3 本模具材料的選擇 299.4 模具的淬火硬度 309.5 模具的外表粗糙度 309.6 熱處理的選擇 301010模具的可行性析模具的可行性析 313110.1 其它構(gòu)造零部件設(shè)計(jì) 3110.2 本模具的特點(diǎn) 3110.3 市場前景與經(jīng)濟(jì)效益分析 311111總結(jié)總結(jié) 3232參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 3333致致 3434畢業(yè)設(shè)計(jì)論文知識產(chǎn)權(quán)聲明畢業(yè)設(shè)計(jì)論文知

16、識產(chǎn)權(quán)聲明 3535畢業(yè)設(shè)計(jì)論文獨(dú)創(chuàng)性聲明畢業(yè)設(shè)計(jì)論文獨(dú)創(chuàng)性聲明 36361 / 441 1 緒論緒論1.11.1 前言前言模具生產(chǎn)技術(shù)水平的上下，已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平上下的重要標(biāo)志，因?yàn)槟＞咴诤艽蟪潭壬蠜Q定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力?，F(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)之稱。模具是工業(yè)生產(chǎn)的根底工藝裝備，也是開展和實(shí)現(xiàn)少無切削技術(shù)不可缺少的工具。如汽車、拖拉機(jī)、電器、電機(jī)、儀器儀表、電子等行業(yè)有 60%80%的零件需用模具加工，輕工業(yè)制品的生產(chǎn)中應(yīng)用模具更多。螺釘、螺母、墊圈等標(biāo)準(zhǔn)零件，沒有模具就無法大量生產(chǎn)。并且推廣工程塑料、粉末冶金、橡膠、合金壓鑄、玻璃成型等工藝，全部需用模具

17、來進(jìn)展。由此看來，模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的主要工藝裝備，它是當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝開展方向，許多現(xiàn)代工業(yè)的開展和技術(shù)水平的提高，在很大程度上取決于模具工業(yè)的開展水平。因此，模具技術(shù)開展?fàn)顩r及水平的上下，直接影響到工業(yè)產(chǎn)品的開展。也是衡量一個(gè)國家工藝水平的重要標(biāo)志之一1。1.21.2 模具開展現(xiàn)狀及開展方向模具開展現(xiàn)狀及開展方向1.2.11.2.1 塑料模具工業(yè)的開展現(xiàn)狀塑料模具工業(yè)的開展現(xiàn)狀改革開放 20 多年來，我國(除港臺地區(qū)外，下同)的模具工業(yè)獲得了飛速的開展，設(shè)計(jì)、制造加工能力和水平、產(chǎn)品檔次都有了很大的提高。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國現(xiàn)有模具專業(yè)生產(chǎn)廠、產(chǎn)品廠配套的模具車間分廠近

18、 17000 家，約 60 萬從業(yè)人員，年模具總產(chǎn)值達(dá) 200 億元人民幣。但是，我國模具工業(yè)現(xiàn)有能力只能滿足需求量的 60左右，還不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)開展的需要。目前，國需要的大型、精細(xì)、復(fù)雜和長壽命的模具還主要依靠進(jìn)口。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)，1997年進(jìn)口模具價(jià)值 6.3 億美元，這還不包括隨設(shè)備一起進(jìn)口的模具；1997 年出口模具僅為 7800 萬美元。 1997 年中國模具工業(yè)協(xié)會對下屬的 209 家骨干企業(yè) 含產(chǎn)品廠的模具車間的統(tǒng)計(jì)資料說明，其模具總產(chǎn)值 13.7 億元人民幣，進(jìn)口模具大約為 336 萬美元。目前我國模具工業(yè)的技術(shù)水平和制造能力，是我國國民經(jīng)濟(jì)建立中的薄弱環(huán)節(jié)和制約經(jīng)濟(jì)持續(xù)開展的瓶

19、頸2。a.a.模具工業(yè)產(chǎn)品構(gòu)造的模具工業(yè)產(chǎn)品構(gòu)造的現(xiàn)狀現(xiàn)狀: :按照中國模具工業(yè)協(xié)會的劃分，我國模具根本分為 10 大類，其中，沖壓模和塑料成型模兩大類占主要局部3。按產(chǎn)值計(jì)算，目前我國沖壓模占 50左右，塑料成形模約占 20，拉絲模約占 10，而世2 / 44界上興旺工業(yè)國家和地區(qū)的塑料成形模比例一般占全部模具產(chǎn)值的 40以上4。我國沖壓模大多為簡單模、單工序模和符合模等，精沖模，精細(xì)多工位級進(jìn)模還為數(shù)不多，模具平均壽命缺乏 100 萬次，模具最高壽命到達(dá) 1 億次以上，精度到達(dá) 35um，有 50 個(gè)以上的級進(jìn)工位，與國際上最高模具壽命 6 億次，平均模具壽命 5000 萬次相比，處于 8

20、0 年代中期國際先進(jìn)水平5。我國的塑料成形模具設(shè)計(jì)，制作技術(shù)起步較晚，整體水平還較低。目前單型腔，簡單型腔的模具達(dá) 70以上，仍占主導(dǎo)地位。一模多腔精細(xì)復(fù)雜的塑料注射模，多色塑料注射模已經(jīng)能初步設(shè)計(jì)和制造。模具平均壽命約為 80 萬次左右，主要差距是模具零件變形大、溢邊毛刺大、外表質(zhì)量差、模具型腔沖蝕和腐蝕嚴(yán)重、模具排氣不暢和型腔易損等，注射模精度已到達(dá) 5um 以下，最高壽命已突破 2000 萬次，型腔數(shù)量已超過 100 腔，到達(dá)了 80 年代中期至 90 年代初期的國際先進(jìn)水平6。b.b.模具工業(yè)技術(shù)構(gòu)造現(xiàn)狀模具工業(yè)技術(shù)構(gòu)造現(xiàn)狀:我國模具工業(yè)目前技術(shù)水平參差不齊，懸殊較大。從總體上來講，與

21、興旺工業(yè)國家及港臺地區(qū)先進(jìn)水平相比，還有較大的差距。在采用 CAD/CAM/CAE/CAPP 等技術(shù)設(shè)計(jì)與制造模具方面，無論是應(yīng)用的廣泛性，還是技術(shù)水平上都存在很大的差距。在應(yīng)用 CAD 技術(shù)設(shè)計(jì)模具方面，僅有約 10%的模具在設(shè)計(jì)中采用了 CAD，距拋開繪圖板還有漫長的一段路要走；在應(yīng)用 CAE 進(jìn)展模具方案設(shè)計(jì)和分析計(jì)算方面，也才剛剛起步，大多還處于試用和動畫游戲階段；在應(yīng)用 CAM 技術(shù)制造模具方面，一是缺乏先進(jìn)適用的制造裝備，二是現(xiàn)有的工藝設(shè)備 包括近 10 多年來引進(jìn)的先進(jìn)設(shè)備 或因計(jì)算機(jī)制式 IBM微機(jī)及其兼容機(jī)、HP 工作站等不同，或因字節(jié)差異、運(yùn)算速度差異、抗電磁干擾能力差異等

22、，聯(lián)網(wǎng)率較低，只有 5%左右的模具制造設(shè)備近年來才開展這項(xiàng)工作；在應(yīng)用 CAPP 技術(shù)進(jìn)展工藝規(guī)劃方面，根本上處于空白狀態(tài)，需要進(jìn)展大量的標(biāo)準(zhǔn)化根底工作；在模具共性工藝技術(shù)，如模具快速成型技術(shù)、拋光技術(shù)、電鑄成型技術(shù)、外表處理技術(shù)等方面的 CAD/CAM 技術(shù)應(yīng)用在我國才剛起步7,8。計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的軟件開發(fā)，尚處于較低水平，需要知識和經(jīng)歷的積累。我國大局部模具廠、車間的模具業(yè)務(wù)設(shè)備舊，在役期長、精度差、效率低，至今仍在使用普通的鍛、車、銑、刨、鉆、磨設(shè)備加工模具，熱處理加工仍在使用鹽浴、箱式爐，操作憑工人的經(jīng)歷，設(shè)備簡陋，能耗高。設(shè)備更新速度緩慢，技術(shù)改造，技術(shù)進(jìn)步力度不大。雖然近年來也引進(jìn)

23、了不少先進(jìn)的模具業(yè)務(wù)設(shè)備，但過于分散，或不配套，利用率一般僅有 25%左右，設(shè)備的一些先進(jìn)功能也未能得到充分發(fā)揮。缺乏技術(shù)素質(zhì)較高的模具設(shè)計(jì)、制造工藝技術(shù)人員和技術(shù)工人，尤其缺乏知識面寬、知識構(gòu)造層次高的復(fù)合型人才。中國模具行業(yè)中的技術(shù)人員，只占從業(yè)人員的 8%12%左右，且技術(shù)人員和技術(shù)工人的總體技術(shù)水平3 / 44也較低。1980 年以前從業(yè)的技術(shù)人員和技術(shù)工人知識老化，知識構(gòu)造不能適應(yīng)現(xiàn)在的需要；而 80 年代以后從業(yè)的人員，專業(yè)知識、經(jīng)歷匱乏，動手能力差，不安心，不愿學(xué)技術(shù)。近年來人才外流不僅造成人才數(shù)量與素質(zhì)水平下降，而且人才構(gòu)造也出現(xiàn)了新的斷層，青黃不接，使得模具設(shè)計(jì)、制造的技術(shù)水

24、平難以提高。c c. .模具工業(yè)配套材料，標(biāo)準(zhǔn)件構(gòu)造現(xiàn)狀模具工業(yè)配套材料，標(biāo)準(zhǔn)件構(gòu)造現(xiàn)狀: :近 10 多年來，特別是“八五以來，國家有關(guān)部委已屢次組織有關(guān)材料研究所、大專院校和鋼鐵企業(yè)，研究和開發(fā)模具專用系列鋼種、模具專用硬質(zhì)合金及其他模具業(yè)務(wù)的專用工具、輔助材料等，并有所推廣。但因材料的質(zhì)量不夠穩(wěn)定，缺乏必要的試驗(yàn)條件和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，規(guī)格品種較少，大型模具和特種模具所需的鋼材及規(guī)格還有缺口。在鋼材供給上，解決用戶的零星用量與鋼廠的批量生產(chǎn)的供需矛盾，尚未得到有效的解決。另外，國外模具鋼材近年來相繼在國建立了銷售網(wǎng)點(diǎn)，但因渠道不暢、技術(shù)效勞支撐薄弱及價(jià)格偏高、外匯結(jié)算制度等因素的影響，目前推廣應(yīng)

25、用不多。模具業(yè)務(wù)的輔助材料和專用技術(shù)近年來雖有所推廣應(yīng)用，但未形成成熟的生產(chǎn)技術(shù)，大多仍還處于試驗(yàn)摸索階段，如模具外表涂層技術(shù)、模具外表熱處理技術(shù)、模具導(dǎo)向副潤滑技術(shù)、模具型腔傳感技術(shù)及潤滑技術(shù)、模具去應(yīng)力技術(shù)、模具抗疲勞及防腐技術(shù)等尚未完全形成生產(chǎn)力，走向商品化。一些關(guān)鍵、重要的技術(shù)也還缺少知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)。我國的模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)，80 年代初才形成小規(guī)模生產(chǎn)，模具標(biāo)準(zhǔn)化程度及標(biāo)準(zhǔn)件的使用覆蓋面約占 20%，從市場上能配到的也只有約 30 個(gè)品種，且僅限于中小規(guī)格。標(biāo)準(zhǔn)凸凹模、熱流道元件等剛剛開場供給，模架及零件生產(chǎn)供給渠道不暢，精度和質(zhì)量也較差9,10。1.2.21.2.2 我國塑料模具開展走

26、勢我國塑料模具開展走勢a.a.模具軟件功能集成化模具軟件功能集成化: :模具軟件功能的集成化要求軟件的功能模塊比擬齊全，同時(shí)各功能模塊采用同一數(shù)據(jù)模型，以實(shí)現(xiàn)信息的綜合管理與共享，從而支持模具設(shè)計(jì)、制造、裝配、檢驗(yàn)、測試及生產(chǎn)管理的全過程，到達(dá)實(shí)現(xiàn)最正確效益的目的11,12。如英國 Delcam 公司的系列化軟件就包括了曲面/實(shí)體幾何造型、復(fù)雜形體工程制圖、工業(yè)設(shè)計(jì)高級渲染、塑料模設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)、復(fù)雜形體 CAM、藝術(shù)造型及雕刻自動編程系統(tǒng)、逆向工程系統(tǒng)及復(fù)雜形體在線測量系統(tǒng)等13,14。集成化程度較高的軟件還包括：Pro/ENGINEER、UG 和 CATIA 等。國有交通大學(xué)金屬塑性成型有限

27、元分析系統(tǒng)和沖裁模 CAD/CAM 系統(tǒng)；北航海爾軟件的 CAXA 系列軟件； 金網(wǎng)格模具工程研究中心的沖壓模 CAD/CAE/CAM 系統(tǒng)等16。b.b.模具軟件應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)化趨勢模具軟件應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)化趨勢: :隨著模具在企業(yè)競爭、 合作、 生產(chǎn)和管理等方面的全球化、國際化，現(xiàn)在精細(xì)模具的精度已達(dá) 23m，目前國廠家使用4 / 44較多的有意大利、美國、日本等國的高精度三坐標(biāo)測量機(jī)，并具有數(shù)字化掃描功能。如東風(fēng)汽車模具廠不僅擁有意大利產(chǎn) 3250mm3250mm 三坐標(biāo)測量機(jī)，還擁有數(shù)碼攝影光學(xué)掃描儀，率先在用數(shù)碼攝影、光學(xué)掃描作為空間三維信息的獲得手段，從而實(shí)現(xiàn)了從測量實(shí)物建立數(shù)學(xué)模型輸出工程

28、圖紙模具制造全過程，成功實(shí)現(xiàn)了逆向工程技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。日本沙迪克公司采用直線電機(jī)伺服驅(qū)動的 AQ325L、AQ550LLS-WEDM 具有驅(qū)動反響快、傳動及定位精度高、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。瑞士夏米爾公司的 NCEDM 具有 P-E3 自適應(yīng)控制、PCE 能量控制及自動編程專家系統(tǒng)。另外有些 EDM 還采用了混粉加工工藝、微精加工脈沖電源及模糊控制(FC)等技術(shù)。銑削加工是型腔模具業(yè)務(wù)的重要手段。而高速銑削具有工件溫升低、切削力小、加工平穩(wěn)、加工質(zhì)量好、加工效率高(為普通銑削加工的 510 倍)及可加工硬材料(60HRC)等諸多優(yōu)點(diǎn)。 因而在模具業(yè)務(wù)中日益受到重視。 c.c.模具材料及外表處理技術(shù)

29、開展迅速模具材料及外表處理技術(shù)開展迅速: :模具工業(yè)要上水平， 材料應(yīng)用是關(guān)鍵。因選材和用材不當(dāng)，致使模具過早失效，大約占失效模具的 45%以上。 在模具材料方面， 常用冷作模具鋼有 CrWMn、 Cr12、 Cr12MoV 和 W6Mo5Cr4V2，火焰淬火鋼(如日本的 AUX2、SX105V(7CrSiMnMoV)等；常用新型熱作模具鋼有美國 H13、瑞典 QRO80M、QRO90SUPREME 等；常用塑料模具用鋼有預(yù)硬鋼(如美國 P20)、時(shí)效硬化型鋼(如美國 P21、日本 NAK55 等)、熱處理硬化型鋼(如美國D2， 日本PD613、 PD555、 瑞典一勝白136等)、 粉末模具

30、鋼(如日本KAD18和KAS440)等； 覆蓋件拉延模常用 HT300、 QT60-2、 Mo-Cr、 Mo-V 鑄鐵等， 大型模架用 HT250。多工位精細(xì)沖模常采用鋼結(jié)硬質(zhì)合金及硬質(zhì)合金 YG20 等。在模具外表處理方面，其主要趨勢是：由滲入單一元素向多元素共滲、復(fù)合滲(如 TD 法)開展；由一般擴(kuò)散向 CVD、PVD、PCVD、離子滲入、離子注入等方向開展；可采用的鍍膜有：TiC、TiN、Ti、TiAlN、CrN、Cr7C3、W2C 等，同時(shí)熱處理手段由大氣熱處理向真空熱處理開展。 另外， 目前對激光強(qiáng)化、 輝光離子氮化技術(shù)及電鍍(刷鍍)防腐強(qiáng)化等技術(shù)也日益受到重視。d.d.模具工業(yè)新工

31、藝、新理念和新模式逐步得模具工業(yè)新工藝、新理念和新模式逐步得到了認(rèn)同到了認(rèn)同: :在成形工藝方面，主要有沖壓模具功能復(fù)合化、超塑性成形、塑性精細(xì)成形技術(shù)、塑料模氣體輔助注射技術(shù)及熱流道技術(shù)、高壓注射成形技術(shù)等。另一方面，隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷開展和模具行業(yè)整體水平的提高，在模具行業(yè)出現(xiàn)了一些新的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理理念與模式。具體主要有：適應(yīng)模具單件生產(chǎn)特點(diǎn)的柔性制造技術(shù)；創(chuàng)造最正確管理和效益的團(tuán)隊(duì)精神，精益生產(chǎn)；提高快速應(yīng)變能力的并行工程、虛擬制造及全球敏捷制造、網(wǎng)絡(luò)制造等新的生產(chǎn)哲理；廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)件通用件的分工協(xié)作生產(chǎn)模式；適應(yīng)可持續(xù)開展和環(huán)保要求的綠色設(shè)計(jì)與制造等。5 / 441.31.3

32、本課題的設(shè)計(jì)容本課題的設(shè)計(jì)容論文的任務(wù)如下：a.分析塑料的材料、形狀、構(gòu)造對注塑成型的影響，完成保險(xiǎn)座的塑件構(gòu)造的繪制，如圖 1.1 和 1.2 所示。圖 1.1 塑件零件三維圖圖 1.2 塑件零件二維圖b.進(jìn)展模具的構(gòu)造設(shè)計(jì)：包括注塑機(jī)的選型，分型面得確定，澆口形式的選擇等；c.完成有關(guān)成型零件工作尺寸的計(jì)算。成型型腔壁厚計(jì)算；冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。6 / 442 2 模具方案的論證和選擇模具方案的論證和選擇根據(jù)塑件的構(gòu)造分析，可選擇以下兩個(gè)方案，兩個(gè)方案的比擬：方案一：采用直澆口式直澆口又稱中心澆口、主流道型澆口或非限制性澆口，塑料熔體直接由主流道進(jìn)入型腔，因而具有流動阻力小、流料速度快及補(bǔ)縮時(shí)

33、間長的特點(diǎn)，但注射壓力直接作用在塑件上容易在進(jìn)料處產(chǎn)生較大的剩余應(yīng)力而導(dǎo)致塑件翹曲變形，澆口痕跡和較明顯，并且較難去除，這類澆口大多數(shù)用于注射成型大型厚壁長流程深型腔的塑件以及一些高粘度塑料。而本設(shè)計(jì)的塑件體積小，型腔不深，壁厚較薄，所以不宜采用直澆口。方案二：采用側(cè)澆口式側(cè)澆口又稱邊緣澆口。塑料熔體于型腔的側(cè)面充模，其截面形狀多位矩形狹縫，調(diào)整截面的厚度和寬度可以調(diào)節(jié)熔體充模時(shí)的剪切速率及澆口封閉時(shí)間。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。本設(shè)計(jì)可以在塑件側(cè)面采用側(cè)澆口，并且側(cè)處外觀質(zhì)量要求不高，即使有一定的澆口痕跡對塑件的外觀也不影響，所以采用側(cè)澆口。綜

34、合考慮到塑件的外觀和構(gòu)造上的要求，采用側(cè)澆口比擬適宜，所以選擇方案二。2.12.1 分型面的選擇分型面的選擇將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€(gè)或幾個(gè)可以別離的主要局部，這些可以別離局部的接觸外表分開時(shí)能取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料，當(dāng)成型時(shí)又必須接觸封閉，這樣的接觸外表成為模具的分型面，本例為側(cè)澆口，應(yīng)該用兩版式構(gòu)造。選擇單分型面。2.22.2 分型面選擇原那么分型面選擇原那么分型面是動、定模具的分界面，即翻開模具取出塑件或取出澆注系統(tǒng)凝料的面。分型面的位置影響著成型零部件的構(gòu)造形狀，型腔的排氣情況也與分型面的開設(shè)密切相關(guān)。2.2.12.2.1 分型面的分類分型面的分類實(shí)際的模具構(gòu)造根本上有三種情況：a.型腔完全

35、在動模一側(cè)；b.型腔完全在定模一側(cè)；c.型腔各有一局部在動定、模中。7 / 442.2.22.2.2 分型面的選擇原那么分型面的選擇原那么分型面的選擇不僅關(guān)系到塑件的正常成型和脫模，而且設(shè)計(jì)模具構(gòu)造和制造本錢。一般來說，分型面的總體選擇原那么有以下幾條：a.脫出塑件方便；b.模具構(gòu)造簡單；c.型腔排氣順利；d.確保塑件質(zhì)量；e.無損塑件外觀；d.合理利用設(shè)備。2.2.32.2.3 分型面確實(shí)定分型面確實(shí)定鑒于以上的要求，在該模具中分型面設(shè)在塑件的上外表。本例應(yīng)該用如圖2.1 示分型面。圖 2.1 分型面的構(gòu)造8 / 443 3 注射機(jī)的選擇注射機(jī)的選擇3.13.1 零件的材料及其注射工藝性零件

36、的材料及其注射工藝性此零件的材料是 ABS。中文名稱：丙烯腈丁二烯苯乙烯。3.1.13.1.1ABSABS 的工藝條件的工藝條件a.a.流動性流動性：ABS 流動性能較好。b.b.壓力影響：壓力影響：壓力增加那么塑料熔體受剪作用力增大，熔體的表觀粘度下降，因而其流動性增大。c.c.模具溫度模具溫度：5080。6mm 以下壁厚的塑件應(yīng)使用較高的模具溫度，6mm以上壁厚的塑件使用較低的模具溫度，塑件冷卻溫度應(yīng)當(dāng)均勻以減小收縮率的差異。對于最優(yōu)的加工周期時(shí)間，冷卻腔道直徑應(yīng)不小于 8mm，并且距模具外表的距離應(yīng)在 1.3d 之這里“d是冷卻腔道的直徑 。d.d.注射壓力注射壓力：100140MPa。

37、e.e. 注射速度注射速度：建議使用高速注射。f.f. 考前須知考前須知：在選擇澆注系統(tǒng)進(jìn)料口位置、形式，頂出力過大或機(jī)械加工時(shí)塑料外表呈現(xiàn)“白色痕跡但在熱水中加熱可消失 ，脫模斜度宜取 2以上表 3.1 ABS 注射工藝參數(shù)注射機(jī)類型螺桿式模具溫度oC6070螺桿轉(zhuǎn)速r/min3060注射壓力(MPa)7090噴嘴形式直通式保壓力(MPa)5070噴嘴溫度oC180190注射時(shí)間(s)35料桶前段溫度oC200210保壓時(shí)間(s)1530料桶中段溫度oC210230冷卻時(shí)間(s)1530料桶后段溫度oC180200成型周期(s)40703.23.2 型腔數(shù)目確實(shí)定及分布型腔數(shù)目確實(shí)定及分布由

38、于塑件尺寸較小，單個(gè)塑件體積為 12.37 3，且構(gòu)造較簡單，有二個(gè)側(cè)抽機(jī)構(gòu)。所以設(shè)計(jì)時(shí)可以確定腔數(shù)為雙型腔。模具型腔在模板上的排列方式通常有圓形排列、H 形排列、直線排列、對稱排列及復(fù)合排列等。本設(shè)計(jì)模具型腔在模板上的排列方式采用直線排列。9 / 443.33.3 注塑機(jī)的選擇注塑機(jī)的選擇根據(jù)塑件體積為 12.37 3，并且塑件大小 693020mm,又因?yàn)槟＞邽殡p型腔以及澆注系統(tǒng)在，選擇注射機(jī)為 XS-ZY-125，為螺桿式。XS-ZY-125 的技術(shù)規(guī)額定注射量(cm3)125最大成型面積(cm2)320螺桿直徑(mm)42最大開 合 模行程(mm)300注射壓力(Mpa)119模具最大

39、厚度(mm)300注射行程(mm)300模具最小厚度(mm)200動定模固定板尺寸(mm)420450瑣模力(kN)900噴嘴孔直徑(mm)4噴嘴圓弧半徑(mm)12定位圈直徑(mm)100兩側(cè)頂出孔徑(mm)22兩側(cè)頂出孔距(mm)2303.43.4 注射機(jī)參數(shù)校核注射機(jī)參數(shù)校核3.4.13.4.1 最大注射量校核最大注射量校核塑件連同澆注系統(tǒng)凝料在的質(zhì)量一般不應(yīng)大于注射機(jī)公稱注射量的 80%，注射機(jī)多以公稱容量來表示，可采用下式校核：Gmax=cpG(3.1)式中Gmax為注射機(jī)可注射的最大注射量g ；c 為料筒溫度下塑料的體積膨脹率的校正系數(shù)， 對于結(jié)晶形塑料，c0.85；對于非結(jié)晶形塑

40、料，c0.93；P為所用塑料在常溫下的密度g/cm3 ，p=1.02 g/cm3；G為注射機(jī)的公稱注射量(g)，G=125g。G=0.931.02125=118.6g那么M80G，故所選注塑機(jī)的最大注射量符合要求。3.4.23.4.2 最大注射壓力的校核最大注射壓力的校核注射壓力是指在螺桿頭部產(chǎn)生的熔體壓強(qiáng)，注射壓力過低會導(dǎo)致型腔壓力缺乏，熔體不能順利充滿型腔；反之，注射壓力過大，不僅會造成制品溢料，甚至系統(tǒng)過載。螺式注射機(jī) ABS 注射壓力一般是 60100MPa，取 80Mpa。注射機(jī)注射壓力為 119 MPa，滿足要求。3.4.33.4.3 鎖模力的校核鎖模力的校核鎖模力是指注射機(jī)合模機(jī)

41、構(gòu)在工作過程中對模具所能施加的最大夾緊力。10 / 44在選用注射機(jī)時(shí)，要對其合模機(jī)構(gòu)進(jìn)展校核。(3.2)式中P為單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積；A2為澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積；N為型腔數(shù)量；p為塑料熔體對型腔的成型壓力；F為鎖模力。根據(jù)經(jīng)歷取模腔平均壓力 P 為 30 Mpa，因?yàn)槭莾汕豢倝毫?60 Mpa。通過計(jì)算可知塑件在分型面上的投影面積為A=6912+324mm2=1232mm2 。計(jì)算鎖模力為F=pA=601061232=73920N900000 N，所以滿足鎖模力的要求。3.4.43.4.4 開模行程校核開模行程校核所選注射機(jī)的最大開模行程為 350 ，模具構(gòu)造為斜導(dǎo)

42、柱側(cè)抽芯的單分型面注射模，其開模距為：(3.3)式中H1為脫模距離(mm)，為 55mm；H2為包括澆注系統(tǒng)在的塑件高度(mm)，為 30mm；a為定模板離開澆口板的距離(mm)，為 10mm；所以，開模行程大概為 95mm350mm，滿足要求。11 / 444 4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.14.1 澆注系統(tǒng)的作用澆注系統(tǒng)的作用澆注系統(tǒng)是塑料熔體由注塑機(jī)噴嘴通向模具型腔的流動通道，因此它應(yīng)能夠順利的引導(dǎo)熔體迅速有序地充滿型腔各處，獲得外觀清晰，在質(zhì)量優(yōu)良的塑件。對澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的具體要：對模腔的填充迅速有序；可同時(shí)充滿各個(gè)型腔；熱量和壓力損失較?。槐M可能消耗較少的塑料；能夠使型腔順利排氣

43、；澆注道凝料容易與塑料別離或切除；不會使冷料進(jìn)入型腔；澆口痕跡對塑料外觀影響很小。4.24.2 澆注系統(tǒng)的組成澆注系統(tǒng)的組成澆注系統(tǒng)組成是：主流道、分流道、澆口、冷料井。4.2.14.2.1 主流道局部設(shè)計(jì)主流道局部設(shè)計(jì)主流道是澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具相接觸的部位開場，到分流道為止的塑料熔體的流動通道。屬于從熱的塑料熔體到相對較冷的模具的一段過渡的流動長度， 因此它的形狀和尺寸最先影響著塑料熔體的流動速度及填充時(shí)間，必須使塑料熔體的溫度降和壓力降最小，主流道垂直于分型面。主流道長度一般按模板厚度確定，但為減小充模時(shí)的壓力降和減小物料損耗，中小模具控制在 80mm 以，在出現(xiàn)過長主流道時(shí)，可

44、將主流道襯套挖出深凹坑，讓噴嘴深入模具。此題取L為 55mm。主流道襯套如圖 4.1 所示：圖 4.1 澆口套12 / 44各局部尺寸如下：d1注射機(jī)噴嘴孔直徑為d1=4mm；R1噴嘴圓弧半徑為R1=12 mm；d主流道小短直徑d=4+1=5 mm；R主流道球面半徑R=12/2+2=16 mm；Ra外表粗糙度Ra0.8um；a主流道錐角=6；L主流道長度L=55 mm；r主流道出口端圓角r=6.5 mm；h球面配合高度h=3 mm；D主流道大端直徑D=8 mm；4.2.24.2.2 冷料穴設(shè)計(jì)冷料穴設(shè)計(jì)冷料穴是用一個(gè)井穴將主流道延長以接收冷料，防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容納注

45、射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料穴。冷料穴一般開設(shè)在主流到對面的動模板上亦即塑料流動的轉(zhuǎn)向處 ，其標(biāo)稱直徑與主流道大端直徑一樣或略大一些，深度約為直徑的 11.5 倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積。本設(shè)計(jì)中，冷料穴和分流道均開設(shè)在中間板上，主流道的大端直徑D為8mm，所以冷料穴的直徑可以取 9mm，深度可以取 10mm。4.2.34.2.3 分流道設(shè)計(jì)分流道設(shè)計(jì)分流道是主流道與澆口之間的通道。多型腔膜局一定要設(shè)置分流道，大型塑件由于使用多澆口進(jìn)料也許設(shè)置分流道。分流道的截面形狀常用的分流道截面形狀有圓形、梯形、六角形和 U 字型等。為減少流道的壓力損失，希望流道的截面積大；從熱傳導(dǎo)角度

46、考慮，為減少熱損失，要求流道的比外表及截面積與外周之比最小。因此，用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率。各種截面的效率為：圓形 0.25D，正方形 0.25D，六角形 0.217D，U 字型 0.153D，梯形 0.195D，D 為截面大端寬度。當(dāng)分型面為平面時(shí)，可采用圓形或六角形截面的分流道；當(dāng)截面不是平面時(shí)，常采用梯形或半圓形截面的流道。塑料熔體在流道中流動時(shí)，表層冷凝凍結(jié)，其絕緣作用，熔體僅在流道中心局部流動，一次分流道的理想狀態(tài)是其中心與澆口中心一致，圓形截面流道可實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，而梯形截面流道就難以實(shí)現(xiàn)。因此要求所設(shè)計(jì)的分流道能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快

47、地流經(jīng)分流道充滿型腔，并且流動過程中壓力損失和熱量損失盡可能13 / 44小，能將塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔。4.2.44.2.4 澆口設(shè)計(jì)澆口設(shè)計(jì)澆口又稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道，除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵局部，澆口的位置、形狀及尺寸對塑件的性能和質(zhì)量的影響很大。通常用的有側(cè)澆口，點(diǎn)澆口等。本設(shè)計(jì)澆口采用側(cè)澆口，共取 2 個(gè)澆口，模具構(gòu)造采用單分型面。側(cè)澆口的截面為半圓形。直徑 d 一般在 0.82.0mm 圍選取，常用的直徑是0.81.5mm。根據(jù)?簡明模具設(shè)計(jì)手冊?第 1 版，為 ABS 推薦的點(diǎn)澆口尺寸，在壁厚為 1.53mm 之間直徑為 0.91.8mm，此處取 1.

48、5mm。如圖 4.2 所示：圖 4.2 澆口分流道形式14 / 445 5 成型零件工作尺寸的計(jì)算成型零件工作尺寸的計(jì)算設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)該對成型零件的構(gòu)造形式、計(jì)算尺寸、強(qiáng)度校核給以足夠的重視。5.15.1 影響塑件尺寸精度的因素影響塑件尺寸精度的因素a. 模具成型零件尺寸精度的因素模具成型零件的加工精度直接影響塑件的尺寸精度。實(shí)踐說明，因模具成型零件的加工而造成的誤差約占塑料塑件成型誤差的三分之一。通常模具的制造精度等級為 34 級即可。b.模具成型零件的磨損量模具在使用過程中，由于料流的流動，塑料塑件的脫模，都會使模具成型零件受到磨損。模具成型零件的不均勻磨損、銹蝕、使其說明光潔度降低，而從新

49、研磨拋光也會造成模具成型零件的磨損，其中以塑料塑件的脫模對模具成型零件的磨損最大。因此通常認(rèn)為凡與脫模方向垂直的面不考慮磨損，與脫模方向平行的面才加以考慮。磨損量隨著生產(chǎn)批量的增加而增大。計(jì)算模具成型零件工作尺寸時(shí)，對于模具生產(chǎn)批量較小的模具取小值，甚至可以不考慮其磨損量。c. 毛邊厚度對塑件塑件尺寸精度的影響在敞開式和半閉合式壓模中， 沿塑料塑件型腔周圍設(shè)有擠壓邊，把在該擠壓邊框上形成的塑料層叫毛邊。毛邊的厚度與參加的壓制材料的數(shù)量及壓制比壓有關(guān)。利用注射模成型塑料塑件時(shí)，同樣也會產(chǎn)生毛邊。由于分型面上有渣滓，或者鎖模力不夠大，或者模具零件加工精度不高，使模具零件不能嚴(yán)密貼合也會形成毛邊.d

50、. 成型工藝條件的控制及操作技術(shù)對塑料塑件尺寸精度的影響成型工藝條件包括料筒溫度、注射壓力、保壓時(shí)間、模具溫度、每次注射量、注射速度、冷卻時(shí)間、成型周期、原料的預(yù)熱及枯燥等，對其進(jìn)展正確的控制和管理，有利于獲得穩(wěn)定的尺寸，質(zhì)量優(yōu)異的塑料塑件，并對經(jīng)濟(jì)價(jià)值也有大的影響。各種工藝條件是互相關(guān)聯(lián)的，僅對一個(gè)工藝因素進(jìn)展正確地控制，并不容易提高塑件的質(zhì)量，必須進(jìn)展全面地正確的控制。5.25.2 模具成型零件的工作尺寸計(jì)算模具成型零件的工作尺寸計(jì)算工作尺寸是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸，主要包括：凹模、凸模的徑向尺寸含長、寬尺寸與高度尺寸，以及中心距尺寸等。為了保證塑件質(zhì)量，模具設(shè)計(jì)時(shí)必須根

51、據(jù)塑件的尺寸與精度等級確定相應(yīng)的成型零15 / 44部件工作尺寸與精度。其中影響模具尺寸和精度的因素很多，主要包括以下幾個(gè)方面:5.2.15.2.1 成形收縮率成形收縮率在實(shí)際工作中，成形收縮率的波動很大，從而引起塑件尺寸的誤差很大，塑件尺寸的變化值為:s=(Smax-Smin)Ls(5.1)式中s為件收縮波動而引起的塑件尺寸誤差(mm)；Smax為塑料的最大收縮率% ；Smin為塑料的最小收縮率% ；Ls為塑件尺寸(mm)。一般情況下， 由收縮率波動而引起的塑件尺寸誤差要求控制在塑件尺寸公差1/3以。5.2.25.2.2 模具成形零件的制造誤差模具成形零件的制造誤差實(shí)踐證明，如果模具的成形零

52、件的制造誤差在 IT7IT8 級之間，成形零件的制造公差占塑件尺寸公差的 1/3。5.2.35.2.3 零件的磨損零件的磨損模具在使用過程中，由于種種原因會對型腔和型芯造成磨損，對于中小型塑件，模具的成形零件最大磨損應(yīng)取塑件公差的 1/6。5.2.45.2.4 模具的配合間隙的誤差模具的配合間隙的誤差模具的成形零件由于配合間隙的變化，會引起塑件的尺寸變化。模具的配合間隙誤差不應(yīng)該影響成形零件的尺寸精度和位置精度。綜上所述，在模具型腔與型芯的設(shè)計(jì)中，應(yīng)綜合考慮各種影響成形零件尺寸的因素，在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)展有效的補(bǔ)償。由于影響因素很不穩(wěn)定，補(bǔ)償值應(yīng)在試模后進(jìn)展逐步修訂。通常凹模、凸模組成的模腔工作尺寸簡

53、化后的計(jì)算方法有平均收縮率法和公差帶法兩種。其中平均收縮率法以平均概念進(jìn)展計(jì)算，從收縮率的定義出發(fā)，按塑件收縮率、成形零件制造公差、磨損量都為平均值的計(jì)算。5.35.3 型腔和型芯尺寸計(jì)算型腔和型芯尺寸計(jì)算5.3.15.3.1 型腔徑向尺寸計(jì)算型腔徑向尺寸計(jì)算(5.2)式中Dm為型腔的最小根本尺寸16 / 44D為塑件的最大根本尺寸；Scp為注塑件塑料的平均收縮率；為塑件的尺寸公差；x為系數(shù),x=3/4；M為模具制造公差,按 IT9 級公差選取而精度要求不高的塑件按1/3-1/6選取。因?yàn)樵撍芗纫蟛桓?，所以?/4選取。5.3.25.3.2 型腔的深度尺寸型腔的深度尺寸(5.3)式中Hm

54、為型腔深度的最小根本尺寸；H為塑件的最大根本尺寸；X為系數(shù)，x=2/3；其余符號同上。5.3.35.3.3 型芯的徑向尺寸型芯的徑向尺寸(5.4)式中dm為型芯的最大根本尺寸；D為塑件的最小根本尺寸；X為系數(shù)，x=2/3；其余符號同上。5.3.45.3.4 型芯的高度尺寸型芯的高度尺寸(5.5)式中hm為型芯高度的最大尺寸；H為塑件形深度的最小尺寸；X為系數(shù),x=2/3；其余符號同上。5.3.55.3.5 中心距尺寸計(jì)算中心距尺寸計(jì)算(5.6)式中Lm為模具的中心距根本尺寸；L為塑件中心距的根本尺寸；5.45.4 動模板的強(qiáng)度校核動模板的強(qiáng)度校核動模墊板由于受到成型壓力的作用而發(fā)生變形，假設(shè)此

55、變形過大，就會導(dǎo)致塑件的壁厚發(fā)生變化，還會發(fā)生溢料現(xiàn)象，因此必須將其最大變形量限制到17 / 440.10.2mm 以下。計(jì)算公式如下：p=K2P1Bh2，P1=FP(5.7)式中P1為動模受的總壓力，MPa；F為塑件及澆注系統(tǒng)在動模上的投影面積，cm2；P為型腔壓力一般取 2545MPa；K為修正系數(shù)，取 0.60.75，此處取為 0.7；B為動模墊板的寬度,mm；L為支撐塊的跨距，mm。經(jīng)計(jì)算得，在動模上的總投影面積約為 27.71cm2，那么兩個(gè)型腔所受的壓力為 3400MPa，動模墊板所受應(yīng)力為 13.62MPa，小于材料的許用應(yīng)力p=1250MPa。表 5.1 成型零件工作尺寸的計(jì)算

56、塑件尺寸塑件尺寸公差塑件等級模具尺寸公差(1/4)公式系數(shù)x模具尺寸計(jì)算結(jié)果660.3840.0635.20.7533.50.2640.0655.20.75620.3240.0805.20.7529.50.2440.0605.20.75640.3240.0805.20.7531.50.2640.0655.20.7520.1240.0305.30.67100.1840.0455.30.6760.1640.0405.30.6740.1440.0355.40.6750.1440.0355.40.6750.1440.03530.6718 / 4440.1440.03530.6750.1640.0403

57、0.6780.1640.04030.6730.1440.03530.6740.1440.0355.40.6720.1240.0305.50.67100.1840.0455.50.6760.1640.0405.50.6761.80.3840.0955.662.140.1919 / 446 6 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)6.16.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用和設(shè)計(jì)原那么導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用和設(shè)計(jì)原那么6.1.16.1.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證塑料注射模具的動模與定模合模時(shí)正確定位和導(dǎo)向的重要零件，通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向，主要零件包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套。其具體作用有以下幾點(diǎn)：a.a.定位作用定位作用: :導(dǎo)向

58、裝置直接保證動、 定模合模位置的正確性， 保證模具型腔的形狀和尺寸的準(zhǔn)確性，從而保證塑料制品的精度。同時(shí)在模具裝配過程中便于裝配和調(diào)整。b.b.導(dǎo)向作用導(dǎo)向作用: :合模時(shí)引導(dǎo)動模按序正確閉合， 防止損壞型芯， 并承受一定的側(cè)向力。c.c.承載作用承載作用: :塑料熔體在充模過程中， 或由于成型設(shè)備精度低的影響， 可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力，因而在成型過程中需要導(dǎo)向裝置能承受一定的單向側(cè)壓力，以保證模具的正常工作，采用推件板脫模或三板式模具構(gòu)造時(shí)，導(dǎo)柱有承受推件板和定模型腔板的重載荷作用。d.d.保持運(yùn)動平穩(wěn)作用保持運(yùn)動平穩(wěn)作用: :對于大、 中型模具的脫模機(jī)構(gòu)， 有保持機(jī)構(gòu)運(yùn)動靈活平穩(wěn)的作用。e.e

59、.錐面定位機(jī)構(gòu)作用錐面定位機(jī)構(gòu)作用: :對于薄壁、精細(xì)注塑模，大型、深型腔注塑模和生產(chǎn)批量大的注塑模，僅用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是不完善的，還必須在動、定模之間增設(shè)錐面定位機(jī)構(gòu)，以滿足精細(xì)定位和同軸度的要求。6.1.26.1.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原那么導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原那么: :導(dǎo)柱導(dǎo)套應(yīng)對稱分布在模具分型面的四周，其中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具強(qiáng)度和防止模板發(fā)生變形；導(dǎo)柱導(dǎo)套的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸選定，并應(yīng)保證有足夠的抗彎強(qiáng)度；導(dǎo)柱固定端的直徑和導(dǎo)套的外徑應(yīng)盡量相等，有利于配合加工，并保證了同軸度要求；導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨性；為了便于塑料制品脫模，導(dǎo)柱最好裝在定模板上，但有時(shí)也要裝在定模板上

60、，這就要根據(jù)具體情況而定。6.26.2 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的設(shè)計(jì)導(dǎo)柱、導(dǎo)套的設(shè)計(jì)導(dǎo)柱導(dǎo)向是指導(dǎo)柱與導(dǎo)套導(dǎo)向孔采用間隙配合使導(dǎo)柱在導(dǎo)套導(dǎo)向孔滑動，配合間隙一般采用 H7/h6 級配合。20 / 446.2.16.2.1 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)導(dǎo)柱的構(gòu)造形式有兩種：一種為單節(jié)式導(dǎo)柱，另一種為臺階式導(dǎo)柱。小型模具采用單節(jié)式導(dǎo)柱，大型模具采用臺階式導(dǎo)柱。對于大型模具，假設(shè)導(dǎo)柱承受模板的重量，導(dǎo)柱的直徑可用下式校驗(yàn)：d=(64WL3/3E)1/4(6.1)式中W為一根導(dǎo)柱承受的模板重力N ；L為模板中心距導(dǎo)柱根部距離mm ；E為材料彈性模量。在導(dǎo)柱的工作局部上開設(shè)油槽，可以改善導(dǎo)向條件，減少摩擦，但增加了本錢，由

61、于該模具要求不高，所以不再加油槽。故導(dǎo)柱采用不加油槽的單節(jié)式導(dǎo)柱根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)選用直徑為 26mm 長度為 120mm 的導(dǎo)柱。其示意圖如圖 6.1：圖 6.1 導(dǎo)柱6.2.26.2.2 導(dǎo)套的設(shè)計(jì)導(dǎo)套的設(shè)計(jì)由于導(dǎo)柱已選定，且該模具較小，所以由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊可查的與之相配的導(dǎo)套為。型導(dǎo)套，其徑為 20mm，長度為 60mm。其示意圖 6.2 如下：圖 6.2 導(dǎo)套21 / 447 7 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)7.17.1 根本考慮和要求根本考慮和要求對脫模機(jī)構(gòu)的根本要；a.運(yùn)動靈活順暢，無卡剎和過分磨損現(xiàn)象；b. 接觸塑件的配合間隙無溢料現(xiàn)象；c. 具有足夠的強(qiáng)度、剛度，工作穩(wěn)定可靠；d. 對

62、塑件頂推力分布均勻合理，不會引起塑件變形或?qū)⑺芗斄?；e. 對塑件外觀無明顯損害；f. 有利于將塑件和澆注道凝料帶向動模局部；g. 容易制造和裝配。7.27.2 推出機(jī)構(gòu)確實(shí)定推出機(jī)構(gòu)確實(shí)定本模具采用的為一次頂出脫模機(jī)構(gòu)，它包括常見的推桿、推管、推板、推塊或活動鑲塊等脫模機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)是最常用的頂出方式。即塑件在頂出機(jī)構(gòu)的作用下，通過一次動作即可頂出?；谝陨显敲矗撃＞叩拿撃Ａ悴考O(shè)在動模上，選擇推件板頂出形式，7.37.3 推件板脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和根本原那么推件板脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和根本原那么推件板推出的特點(diǎn)推出力大而均勻，運(yùn)動平穩(wěn)，且不會再塑件外表留下推出痕跡，它適用于各種薄壁容器、筒

63、形制品以及帶一個(gè)過多個(gè)孔的塑件。推件板由模具的推桿推動向前運(yùn)動，將塑件從型芯上脫下，推件板脫模機(jī)構(gòu)無須另設(shè)復(fù)位桿，合模時(shí)推件板被壓回原位，推桿和推板也相應(yīng)復(fù)位。推件板向前平移時(shí)需要有可靠的支撐，所以在推件板上設(shè)置四個(gè)導(dǎo)向孔與模具四根導(dǎo)柱配合，并在導(dǎo)柱上滑動，在設(shè)計(jì)導(dǎo)柱長度時(shí)推出距離推桿的直徑不宜過細(xì)，應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度，能承受一定的推力。一般推桿直徑為 2.515mm。如示意圖圖 7.1 所示：22 / 44圖 7.1 頂桿7.47.4 頂桿橫截面直徑校核頂桿橫截面直徑校核由于該塑件的底面與推桿完全接觸，所以直徑為d=6mm。以下要對其許用應(yīng)力進(jìn)展校核。7.4.17.4.1 脫模力的計(jì)算脫模

64、力的計(jì)算脫模力Qe=Qc+Qb(7.1)式中Qc為阻力；Qb為真空吸力，Qb=0.1Ab，Ab為型芯橫截面積；Qb=0.1 2070=207N;Qc=(7.2)式中E為拉伸彈性模量，E=1.95GPa=1950MPa；為塑料的平均成型收縮率，=0.5%；為泊松比，=0.3；t為制品壁厚，t=2mm；h為脫模方向高度，h=40mm；kf為系數(shù)，kf=0.412；為脫模斜度，=1；f為靜摩擦系數(shù)，f=0.45。所以Qe=Qc+Qb=3673+207=3880N7.4.27.4.2 推桿直徑的校核推桿直徑的校核頂桿的受力狀態(tài)可簡化為“一端固定、一端鉸支的壓桿穩(wěn)定性力學(xué)模型，由歐拉公式簡化為：d=L2

65、Q/nE1/4(7.3)式中d為頂桿直徑，mm；23 / 44為平安系數(shù)，圍在 1.41.8 之間，此處取 1.5；L為頂桿長度,L=172 mm；Q為脫模力，N；n為頂桿根數(shù)，n=6；E為頂桿材料的彈性模量MPa該材料為 1.95103。由于d=6 mm，對推桿進(jìn)展強(qiáng)度校核如下：=4Q/nd2(7.4)式中為頂桿所受的應(yīng)力，MPa；為頂桿材料的許用應(yīng)力，MPa。由上式得出=3472.3N/cm323，否那么斜導(dǎo)柱無法帶動滑塊運(yùn)動。25 / 44滑塊完成抽芯運(yùn)動后，仍停留在導(dǎo)滑槽，留在導(dǎo)滑槽的長度不應(yīng)小于滑塊全長的 2/3，否那么，滑塊在開場復(fù)位時(shí)容易傾斜而損壞模具。防止滑塊和推出機(jī)構(gòu)復(fù)位時(shí)的

66、相互干預(yù)，盡量不使推桿和活動型芯水平投影重合?；瑝K設(shè)在定模的情況下，為保證塑料制品留在定模上，開模前必須先抽出側(cè)向型芯，最好采取定向定距拉緊裝置。由于該模具比擬簡單，抽芯力不大，故采用斜導(dǎo)柱外側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。8.48.4 斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的有關(guān)參數(shù)計(jì)算斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的有關(guān)參數(shù)計(jì)算8.4.18.4.1 抽芯距抽芯距S S抽芯距指型芯從成型位置抽至不阻礙脫模的位置時(shí)，型芯或滑塊在抽芯方向所移動的距離。由?塑料模具設(shè)計(jì)?查的抽芯距的計(jì)算公式為：S=2R-2r/2+(23)(8.1)式中R為塑件的大圓盤半徑mm ；r為塑件軸的外圓半徑mm 。所以S=2R-2r/2+(23)=42-38/2+(23)mm=45mm8.4.28.4.2 斜導(dǎo)柱傾斜角斜導(dǎo)柱傾斜角確實(shí)定確實(shí)定決定斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)工作效果的一個(gè)重要參數(shù)，它不僅決定了抽芯距離和斜導(dǎo)柱的長度，更重要的是它決定著斜導(dǎo)柱的受力狀況。Q=P cos(8.2)式中P1為開模力；Q為抽拔阻力與抽拔力大小相等方向相反 ；P為斜導(dǎo)柱所受的彎曲力。由上式可以看出，當(dāng)所需的抽拔力確定以后，斜導(dǎo)柱所受的彎曲力 P 與cos成反比，即角增大時(shí)，cos減小，彎曲力P也增