膜片夾片的注塑模具設(shè)計(jì)及塑料成型工藝-注射模含開(kāi)題及11張CAD圖
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膜片夾片注塑成型工藝及塑料模具設(shè)計(jì)
摘 要
本設(shè)計(jì)根據(jù)從事塑料注塑模設(shè)計(jì)與制造的工程技術(shù)綜合性應(yīng)用型人才的實(shí)際要求，符合大專模具設(shè)計(jì)專業(yè)的畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)需要所編寫的，對(duì)初學(xué)注塑模設(shè)計(jì)者有一定的參考價(jià)值。
本設(shè)計(jì)共分六章，分別對(duì)設(shè)計(jì)題目的來(lái)源、設(shè)計(jì)意義、零件工藝性分析、工藝方案的確定、模具結(jié)構(gòu)及成型設(shè)備的選擇、工藝計(jì)算、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核、加工工藝等幾方面進(jìn)行了闡述。
本設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了楊占堯、原紅玲、于智宏等幾位指導(dǎo)老師的大力支持和幫助，再此表示誠(chéng)摯的感謝！由于編者水平有限，收集資料困難，定有許多不盡人意的地方，懇請(qǐng)讀者不吝賜教，提出改進(jìn)意見(jiàn)，以便使此設(shè)計(jì)進(jìn)一步修正和完善。
關(guān)鍵詞：塑料模 注塑成型 工藝
Abstract
This design according to be engaged in the plastics note the Plastics mold design synthesizes with the engineering technique of the manufacturing sex application the talented person's actual request in type, match the professional graduate student in design in university molding tool graduate design the demand the plait writes of, note to the beginner Plastics mold design have to consults certainly value.
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Key: Plastic mold Injection Molding Technology
目錄
緒 論 --------------------------------------------------------- ------1
第一章 任務(wù)書來(lái)源及設(shè)計(jì)意義 --------------------------------4
1.1 設(shè)計(jì)任務(wù) -------------------------------------------------4
1.2 設(shè)計(jì)目的及意義------------------------------------ -----4
第二章 零件的工藝性分析 --------------------------------- -----5
2.1 塑件的原材料分析 -------------------------------- -----5
2.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 -----------6
2.3 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量 --------------------------------7
2.4塑件注塑工藝參數(shù)的確定 -------------------------------7
第三章 工藝方案的確定 --------------------------------------- -8
3.1 分型面的選擇 ---------------------------------------- ---8
3.2 確定型腔的排列方式 ----------------------------------8
3.3 模架的選取 ----------------------------------------------9
3.4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ----------------------------------------9
3.5 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ---------------------------------------11
3.6 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) -------------------------------- 12
第四章 工藝計(jì)算 -------------------------------------------------13
4.1 型腔和型芯工作尺寸計(jì)算 ---------------------------13
4.2 模具加熱與冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 ------------------------15
第五章 模具閉合高度的確定、注塑機(jī)參數(shù)校核 ----------16
5.1 模具閉合高度的確定 ---------------------------------16
5.2 注塑機(jī)參數(shù)校核 -----------------------------------------16
第六章 編寫主要零件加工工藝規(guī)程 -------------------------18
6.1 型芯加工工藝 -------------------------------------------18
6.2 型腔加工工藝 -------------------------------------------19
設(shè)計(jì)總結(jié) ----------------------------------------------------------21
致 謝 ----------------------------------------------------------22
參考文獻(xiàn) ----------------------------------------------------------23
緒 論
一. 本課題及相關(guān)領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀
改革開(kāi)放以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增長(zhǎng)。近年來(lái)，模具工業(yè)一直以15％左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大的變化，除了國(guó)有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營(yíng)也得到了快速的發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的模具之鄉(xiāng)；廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛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)現(xiàn)已有幾千家。
近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。一些?guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開(kāi)始使用UG、Pro/E、I-DEAS、Euclid-IS等國(guó)際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并且成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中。
以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已經(jīng)取得很大進(jìn)步，東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu) 和大專院校開(kāi)展模具技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)。經(jīng)過(guò)多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)周期等方面作出了貢獻(xiàn)。
雖然中國(guó)模具工業(yè)在過(guò)去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型，精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命的模具依賴進(jìn)口。
二.我國(guó)塑料模具工業(yè)和技術(shù)今后的主要發(fā)展方向
模具行業(yè)在今后的發(fā)展中，首先要更加關(guān)注其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密度高的高檔模具得到更快的發(fā)展。我們的模具行業(yè)要緊緊的跟著市場(chǎng)的需求發(fā)展。沒(méi)有產(chǎn)品的需求、產(chǎn)品的更新?lián)Q代，就沒(méi)有模具行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，也就沒(méi)有模具產(chǎn)品的上規(guī)模、上檔次。如汽車生產(chǎn)中90％以上的零部件，都要依賴模具成型，在珠三角和長(zhǎng)三角，為汽車行業(yè)配套的模具產(chǎn)值增長(zhǎng)達(dá)40％左右。而模具技術(shù)水平的高低，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。
其次，要積極推進(jìn)中西部地區(qū)模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，努力縮小發(fā)達(dá)地區(qū)和不發(fā)達(dá)地區(qū)的差距。中西部很多地區(qū)已經(jīng)意識(shí)到模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)制造業(yè)的重要作用。如陜西、四川、河北等模具生產(chǎn)有了很大的發(fā)展，河北興林車身制造集團(tuán)有限公司作為河北泊頭地區(qū)的骨干企業(yè)帶動(dòng)了一片模具企業(yè)的開(kāi)拓；四川宜賓普什模具有限公司憑借強(qiáng)有力的資金投入，將在未來(lái)寫下新的篇章。
塑料的用途已廣為人知，塑料在工業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，其發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：??
???????1、在塑料模具設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù)，近年來(lái)模具CAD/CAM技術(shù)的硬件與軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進(jìn)一步普及創(chuàng)造了良好的條件；基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見(jiàn)端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無(wú)法滿足實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程分工協(xié)作要求的問(wèn)題；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設(shè)計(jì)與成型過(guò)程的3D分析將在我國(guó)塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用?！?
2、推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔助注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價(jià)廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且其常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計(jì)和控制的難度較大，因此，開(kāi)發(fā)氣體輔助成型流動(dòng)分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具也非常重要。????
?????3、開(kāi)發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。??????
?????4、提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，與國(guó)外差距甚大，在一定程度上制約著我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)、提高商品化程度、提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格品種。???????
??????5、應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對(duì)于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。??????
?????6、研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x或三坐標(biāo)掃描儀實(shí)現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價(jià)的檢測(cè)設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提。
第一章
任務(wù)書來(lái)源及設(shè)計(jì)目的意義
1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)
設(shè)計(jì)題目：膜片夾片
材 料：PA6
生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn)
技術(shù)要求：未注尺寸公差按GB/T14486-1993的5級(jí)精度
1.2 設(shè)計(jì)目的及意義
本設(shè)計(jì)題目為普通零件膜片夾片注塑模具設(shè)計(jì)，該課題的主要設(shè)計(jì)意義在于掌握注塑模設(shè)計(jì)的大體思路，懂得如何著手分析和考慮問(wèn)題，并能自己獨(dú)立的設(shè)計(jì)出一套完整的模具，且能將它應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。
本設(shè)計(jì)對(duì)畢業(yè)生有一定的設(shè)計(jì)意義，它概括了諸多塑料零件的設(shè)計(jì)要求、內(nèi)容及方向。通過(guò)對(duì)該零件模具的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加強(qiáng)了設(shè)計(jì)者對(duì)注塑模設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，為今后設(shè)計(jì)更復(fù)雜的注塑模具做好了鋪墊，也為以后的工作奠定了基礎(chǔ)。
第二章
零件的工藝性分析:
2.1 塑件的原材料分析
塑件的材料采用聚酰胺6(縮寫為PA6),屬于熱塑性塑料.聚酰胺為無(wú)臭 、無(wú)毒、透明或半透明的固體物.有明顯的熔點(diǎn),各種聚酰胺的熔點(diǎn)大多數(shù)在200以下,但聚 酰胺的穩(wěn)定性較差,制品一般只能在80—100下使用;具有良好的機(jī)械性能,有較高的拉伸和壓強(qiáng)強(qiáng)度以及良好的沖擊強(qiáng)度;由于親水性的基因,所以聚酰胺的吸水性比其它塑料大但透氣性比較小;又由于聚酰胺含有極性基因,具有親水性,因而電性能不夠好,只能做工頻絕緣材料;聚酰胺的化學(xué)穩(wěn)定性好,能耐許多化學(xué)藥品,不受弱酸、 弱堿 、醇脂 、烴 、鹵烴、 酮、 潤(rùn)滑油 、油脂和汽油等的影響且常溫時(shí)能溶于酚 氯化鈣飽和的甲醇溶液及無(wú)機(jī)酸中,在高溫下能溶于乙醇、冰醋酸 、氯化醇等中,聚酰胺特別不耐濃堿,在氯化劑和紫外線作用下會(huì)逐漸下降.聚酰胺由于有很好的機(jī)械強(qiáng)度和剛度,被廣泛用于制作一寫結(jié)構(gòu)部件,加之有很好的耐磨損特性,還用于軸承制造.
從使用性能上看,聚酰胺具有堅(jiān)韌、耐磨、耐疲勞、耐油、耐水、抗霉菌等優(yōu)點(diǎn)，是理想的使用材料．由于聚酰胺具有透明，強(qiáng)韌阻氣性好而作為優(yōu)良的包裝薄膜和復(fù)合薄膜材料；
從成型性能上看，PA6具有以下特性：
（１） 結(jié)晶料，熔點(diǎn)較高，熔融溫度范圍窄，熔融狀態(tài)熱穩(wěn)定性差．料溫超過(guò)３00，滯流時(shí)間超過(guò)３０分鐘時(shí)，即會(huì)分解；
（２） 較易吸濕，成型前須預(yù)熱干燥，并防止再吸濕，含水量不得超過(guò)0.3%.吸濕后流動(dòng)性下降，易出現(xiàn)氣泡＂銀絲＂等，高精度塑料應(yīng)調(diào)濕處理．
（３） 流動(dòng)性好，易溢料，溢邊值為0.02mm左右，用螺桿式注塑機(jī)注塑時(shí)，螺桿應(yīng)帶止回環(huán)，易用自瑣式噴嘴，并應(yīng)加熱．
（４） 成型收縮范圍和收縮率大，方向性明顯，易發(fā)生縮孔、凹痕、變形等弊?。尚蜅l件應(yīng)穩(wěn)定．
（５） 融料冷卻速度對(duì)結(jié)晶度塑料結(jié)構(gòu)性能有明顯影響，故成型時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制模溫．一般按塑件壁厚在２０－９０范圍內(nèi)選?。蠝夭灰壮^(guò)300受熱時(shí)間不得超過(guò)３０分鐘．料溫高則收縮大，易出飛邊．注射壓力按注塑機(jī)類型、料溫、塑件形狀尺寸、模具澆注系統(tǒng)選定．注射壓力高，易出飛邊，收縮小，方向性強(qiáng)；注射壓力低易發(fā)生凹痕 波紋．成型周期按塑件壁厚選取，厚則取長(zhǎng)．薄則取短．為了減少收縮 凹痕 縮孔，易取低模溫、低料溫．樹(shù)脂粘度小時(shí)，注射 高壓及冷卻時(shí)間應(yīng)取長(zhǎng)，注射壓力應(yīng)取高，并采用白油作脫模劑．
（６） 模具澆注系統(tǒng)的形狀的形狀和尺寸與成型聚苯乙烯時(shí)相似，但增大澆道和澆口截面尺寸可改善縮孔及凹痕現(xiàn)象．
2.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析
2.2.1 結(jié)構(gòu)分析
從零件圖上分析看，該零件名稱為膜片夾片, 總體形狀為圓環(huán)體,圓內(nèi)側(cè)是一個(gè)角度為的錐面體,在圓中心內(nèi)側(cè)有一個(gè)角度為90,直徑為6mm的錐坑.圓的內(nèi)外棱面分別是半徑為1mm和1.2mm的圓弧過(guò)渡(對(duì)稱分布),圓的底部端面是兩個(gè)半徑為1mm的圓弧相連接的凹槽(對(duì)稱分布), ,因此在模具設(shè)計(jì)時(shí)必須設(shè)置側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu).
2.2.2 尺寸精度分析
該零件主要尺寸如：Фmm、Фmm、Фmm、Фmm、
7.4±0.1mm。尺寸精度為MT5級(jí)（GB/T14486—1993）該零件的尺寸精度為一般精度，所以對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以得到保證。
從塑件壁厚上看，所有壁厚尺寸均為1.4mm，壁厚均勻，有利于塑件成型。
2.2.3 表面質(zhì)量分析
該零件除了表面要求沒(méi)有缺陷、毛刺外，沒(méi)有其他特別的表面質(zhì)量要求，故容易實(shí)現(xiàn)。
綜上分析可知，注塑時(shí)在工藝參數(shù)控制得較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證
2.3 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量
計(jì)算塑件的質(zhì)量是為了選用注塑機(jī)及確定模具的型腔數(shù)
計(jì)算塑件的體積：V=9371 （過(guò)程略）
計(jì)算塑件的質(zhì)量： 根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)可查得尼龍6的密度為1.14 g/
故塑件的質(zhì)量為：W=Vρ
=9371×1.14×0.001
=10.7 g
采用一模兩件的模具結(jié)構(gòu)，考慮其外行尺寸、注塑時(shí)所需壓力和工廠現(xiàn)有的設(shè)備等情況，初步選用注塑機(jī) XS—Z—30型。
2.4 塑件注塑工藝參數(shù)的確定
查找相關(guān)文獻(xiàn)和參考工廠實(shí)際應(yīng)用的情況，尼龍6的成型工藝參數(shù)可作如下選擇：（試模時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)調(diào)整）
注塑溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度。
料筒溫度：后段溫度選用210;
中段溫度選用230;
前段溫度選用220;
噴嘴溫度：選用210;
注射壓力：選用90MPa;
注塑時(shí)間：選用30s;
保壓時(shí)間：選用35 s;
冷卻時(shí)間：選用30s.
第三章
工藝方案的確定
3.1 分型面的選擇
打開(kāi)模具取出塑件或澆注系統(tǒng)凝料的面叫分型面。在設(shè)計(jì)中，分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)分型面原則和素件的成型要求來(lái)選擇分型面。
選擇分型面的原則是：塑件脫出方便、模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、型腔排氣順利、確保塑件質(zhì)量、無(wú)損塑件外觀、設(shè)備利用合理，還要考慮到脫模斜度和側(cè)向抽芯。
該塑件為膜片夾片，表面質(zhì)量除無(wú)缺陷、毛刺外沒(méi)有特殊要求。選擇如圖所示的分型方式可降低模具的復(fù)雜程度，減少模具加工難度又便于成型后出件。故選用如圖所示的分型方式較為合理。
3.2確定型腔的排列方式
本塑件采用一模兩樣，即模具需要兩個(gè)型腔。綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素?cái)M采用如圖所示的型腔排列方式。
3.3 模架的選取
3.3.1 結(jié)構(gòu)形式的選擇
本模具的結(jié)構(gòu)形式采用基本型的A3型模架。適用于薄壁型塑件、塑件表面不允許有頂出痕跡的注射模。該塑件壁厚為1.4mm，可以采用。
3.3.2 模架的尺寸組合
中小型模架系列依模板的寬和長(zhǎng)（B×L）劃分。本模架的尺寸組合為；寬B=200mm，L=250mm，導(dǎo)柱直徑Ф20mm，墊塊高度C=50mm。
3.3.3本模具模架的標(biāo)記
A3-200250-16-F1 GB/T12556.1—1990
即為基本型A3型，模板B×L為200×250，規(guī)格編號(hào)為16，即模板A為20mm導(dǎo)柱為反裝F1。
3.4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
（1）主流道設(shè)計(jì)。主澆道是連接注射機(jī)的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機(jī)的噴嘴在同一軸線上，端面為圓形，帶有一定的錐度。根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得XS—Z—30型注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸：
噴嘴前端孔徑： d0=Ф4mm；
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+（1—2）mm
D= d0+（0.5—1）mm
取主流道球面半徑R=13mm;
取主流道的小端直徑d=Ф4.5mm。
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1—3度，經(jīng)換算得主流道大端直徑D=Ф8.5mm。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(guò)渡。
（2）分流道設(shè)計(jì)。分流道是主澆道與澆口之間的通道，一般開(kāi)設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。分流道的長(zhǎng)度取決于模具型腔的總體布置方案和澆口位置，從輸送熔體時(shí)的減少壓力損失和熱量損失及減少澆道凝料的要求出發(fā)，應(yīng)力求縮短。分流道的形狀及尺寸，應(yīng)根據(jù)塑件的體積，塑件壁厚、形狀的復(fù)雜程度、所用塑料的工藝性能、注塑速率和分流道的長(zhǎng)度等因素來(lái)確定。對(duì)于塑件壁厚小于3mm，質(zhì)量在200g以下的塑料，可采用下述經(jīng)驗(yàn)公式確定分流道的直徑。
D=0.2654
由于本塑件壁厚為1.4mm<3mm，質(zhì)量為10.7g< 200g故采用上述經(jīng)驗(yàn)公式經(jīng)估算?。篋= Ф4mm。
分流道的理想狀態(tài)是其中心線與澆口徹底中心線在同一直線上，本塑件的形狀不太復(fù)雜，熔料填充型腔比較容易。根據(jù)型腔的排列方式可知分流道的長(zhǎng)度較短，為了便于加工起見(jiàn)，選用截面為半圓形的分流道，查表得R=4mm。
分流道的布置采用平衡式，從主流道至各個(gè)型腔的分流道，其長(zhǎng)度、形狀、端面尺寸等都必須對(duì)應(yīng)相等，達(dá)到各個(gè)型腔的熱平衡和塑件流動(dòng)平衡。因此各個(gè)型腔的澆口尺寸可以相同，達(dá)到各個(gè)型腔同時(shí)平衡地進(jìn)料，均衡進(jìn)料可保證各型腔成型出的塑件在強(qiáng)度、性能、重量上的一致性。
分流道與澆口的連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過(guò)度，有利于塑件熔體的流動(dòng)及填充。
（3）澆口設(shè)計(jì)。澆口是流道和型腔之間的連接部分，也是注塑模進(jìn)料系統(tǒng)的最后連接部分，其基本作用是：
1）使從流道來(lái)的熔融塑料一最快的速度進(jìn)入并充滿型腔。
2）型腔充滿后，澆口能迅速冷卻封閉，防止型腔內(nèi)還未冷卻的熱料回流。
澆口的設(shè)計(jì)與塑件形狀、端面尺寸、模具結(jié)構(gòu)、注塑工藝條件（壓力）及塑料性能等因素有關(guān)。有澆口的作用可得出：澆口的截面要小，長(zhǎng)度要短，只有這樣才能增大料流速度，快速冷卻封閉，便于與塑件分離，以及澆口殘痕最小等要求。
尼龍6的凝固時(shí)間很短，所以澆口的位置非常重要，澆口孔徑不要小于0.5t（t為塑件厚度）[注：采用熱流道時(shí)，澆口尺寸應(yīng)比冷流道小一些，因?yàn)闊崃鞯滥軌蚍乐谷廴跇?shù)脂過(guò)早凝固，如果采用潛伏式澆口，澆口的最小直徑應(yīng)當(dāng)小于0.75mm]。
根據(jù)塑件的成型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)考慮選擇從塑件上端處處進(jìn)料，無(wú)損塑件的外觀。選用截面為矩形的側(cè)澆口，查表初步選定尺寸為(b×l×h)1mm×0.8mm×0.6mm,試模時(shí)修正。
3.5 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
當(dāng)塑件上具有與開(kāi)模方向非一致的孔或側(cè)壁有凸、凹形狀時(shí)，必須首先將這部分的型芯或型腔脫離塑件，才能將整個(gè)塑件從模具中脫出。開(kāi)模時(shí)推動(dòng)側(cè)型芯或側(cè)型腔外移脫離塑件，合模時(shí)推動(dòng)側(cè)型芯或側(cè)型腔復(fù)位的機(jī)構(gòu)成為側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。此類模具脫出塑件的運(yùn)動(dòng)有兩種情況：第一種是開(kāi)模時(shí)首先完成側(cè)向分型與抽芯，然后推出塑件；第二種是側(cè)向抽芯與分型的推出同步。
本例的塑件頂部有相互對(duì)稱的兩個(gè)凸臺(tái)和凹槽，阻礙成型后塑件從模具脫出。因此成型制件必須設(shè)置側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。本例模具采用活動(dòng)滑塊側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，采用兩種脫出塑件的第一種。
1）確定抽芯距 抽芯距是將側(cè)型芯或側(cè)哈夫塊從成型位置抽到不防礙塑件頂出時(shí)側(cè)型芯或側(cè)哈夫塊所移動(dòng)的距離。抽芯距一般應(yīng)大于成型孔（或凸臺(tái)）的深度。
S=Sc+（2—3）mm
式中 S—設(shè)計(jì)抽芯距
Sc—臨界抽芯距(mm)即側(cè)型芯或哈夫塊抽到恰好與塑件投影不重合時(shí)所移動(dòng)的距離。
臨界抽芯距Sc不一定總是等于側(cè)孔或側(cè)凹的深度，需視塑件的具體結(jié)構(gòu)和側(cè)表面形狀而變。
由于該塑件底部凹槽的兩個(gè)圓弧的半徑均為1mm，又凸、凹出的尺寸相差僅為0.4mm，故取Sc=1mm。
所以S=1+(2—3)mm.即取抽芯距S=4mm。
2)計(jì)算抽拔力 對(duì)塑件側(cè)向抽芯，就是側(cè)向脫模，抽拔力就是側(cè)向脫模力，其主要是由于塑件收縮包緊造成的阻力。由于制件側(cè)孔（或側(cè)凹）斷面為圓形，所以由下述公式：
式中：——抽拔力
=18.24 r=24.1mm E=
k=0.35
代入公式中得；=9.25
3）確定斜銷傾角 斜導(dǎo)柱的傾斜角α是斜抽芯機(jī)構(gòu)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)之一，它與抽拔力及抽芯距有直接關(guān)系。一般取α=15—20度，本例選取α=20度。
4）確定斜導(dǎo)柱的尺寸。斜導(dǎo)柱的直徑取決于抽拔力及其傾斜角度，可按設(shè)計(jì)資料的有關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算。本模具經(jīng)驗(yàn)估值，取斜導(dǎo)柱的直徑d=Ф15mm。
斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度根據(jù)抽芯距，固定端模板的厚度，斜導(dǎo)柱直徑及斜角大小確定，其計(jì)算如下所示 ： 根據(jù)公式： L=L1+L2+L4+L5+ L3
由于上模座和上凸模固定板尚不確定，即h不確定。故暫選擇h=25mm。如果設(shè)計(jì)中h有變化，則就修正L的長(zhǎng)度，取D=20mm，取L=55mm。
5）滑快和導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì)
（1）滑塊與側(cè)型芯的連接方式設(shè)計(jì)。本例中側(cè)向抽芯主要是用于成型零件的側(cè)向凸臺(tái)及凹槽，由于側(cè)向凸臺(tái)和凹槽的尺寸較小，考慮到型芯強(qiáng)度和裝配問(wèn)題，采用組合式結(jié)構(gòu)。型芯和滑塊采用鑲嵌方式，其結(jié)構(gòu)如裝配圖所示。
（2）滑塊的導(dǎo)滑方式。本例中為使模具結(jié)構(gòu)緊湊，降低模具裝配復(fù)雜程度，擬采用整體滑塊和整體式導(dǎo)向槽的形式，其結(jié)構(gòu)如圖裝配圖所示。
（3）滑塊的導(dǎo)滑長(zhǎng)度和定位裝置的設(shè)計(jì)。本例中由于側(cè)抽芯距較短，故導(dǎo)滑長(zhǎng)度只要符合滑塊在開(kāi)模時(shí)的定位要求即可?；瑝K的定位裝置采用彈簧與臺(tái)階的組合形式。
3.6 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.6.1凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
模具采用一模兩腔的形式，考慮加工的難易程度和材料的利用價(jià)值等因素，凹模型腔擬采用組合式，結(jié)構(gòu)如零件圖和裝配圖所示：
3.6.2 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
凸模主要是與凹模相結(jié)合構(gòu)成模具的型腔，具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)裝備圖和零件圖。
第四章
工藝計(jì)算
本例中成型零件工作尺寸計(jì)算時(shí)均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來(lái)進(jìn)行計(jì)算。
查表得PA6的收縮率S=0.6%～1.4%，所以平均收縮Scp=(0.6+1.4)%/2=1.0%,考慮到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，取模具制造公差δZ=△/3。
4.1 型腔和型芯工作尺寸計(jì)算
型腔、型芯工作尺寸計(jì)算見(jiàn)表
表4-1 型腔、型芯工作尺寸計(jì)算
類別
模具零件名稱
塑件尺寸
計(jì)算公式
型腔或型芯工作尺寸
型腔的計(jì)算
凹 模 型 腔
型芯的計(jì)算
型 芯
4.1.1 型腔側(cè)壁厚度和底板厚度計(jì)算
（1） 凹模型腔側(cè)壁厚度的計(jì)算 凹模型腔為組合式圓形型腔，根據(jù)組合式圓形型腔側(cè)壁厚度計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。
式中：E=2.1xMpa（選定值）
mm mm
mm
代入公式計(jì)算得：
=3.28mm
(2)凹模型腔底板厚度的計(jì)算 根據(jù)組合式型腔底板厚度計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算
式中：
mm
mm
代入公式計(jì)算得 ：
=10.95mm
4.2 模具加熱與冷卻系統(tǒng)的計(jì)算
PA6在成型時(shí)模溫60~100℃，因此在模具上可不設(shè)加熱系統(tǒng)。是否需要冷卻系統(tǒng)可做如下設(shè)計(jì)計(jì)算：
設(shè)定模具平均工作溫度40℃，用20℃的常溫水作為模具冷卻介質(zhì)，其出口溫度為30℃，產(chǎn)品為(初算每2分鐘一套)0.84kg/h。
（1）求塑件在硬化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量Q3，查有關(guān)文獻(xiàn)得PA6的單位熱流量為75×J/kg
Q3=WQ2=0.84×75×J/kg=63×J/kg
（2） 求冷卻水體積V
V=
=
=2.51× /m
由體積流量查表可知所需的冷卻水管直徑非常小。
由上述計(jì)算可知道，因?yàn)槟＞呙糠昼娝璧睦鋮s水體積流量很小，故可不設(shè)冷卻系統(tǒng)，依靠空冷的方式冷卻模具即可
第五章
模具閉合高度的確定、注塑機(jī)參數(shù)校核
5.1 模具閉合高度的確定
在支承和固定零件的設(shè)計(jì)中，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定：定模座板：=25mm定模板=20mm 凹模型腔板=25mm，推件板=15mm，型芯固定板=20mm,，墊板=15mm動(dòng)模座塊=40mm。
因而模具的閉合高度為：
H=++++++
=25+20+25+15+20+15+40
=160mm
5.2注塑機(jī)參數(shù)的校核
本模具的外形尺寸為 200 mm 250 mm 160 mm。XS—Z—30型注塑機(jī)模板的最大安裝尺寸為250mm280mm，故能滿足模具的安裝要求。
由上述計(jì)算模具的閉合高度H=160mm，XS—Z—30型注塑機(jī)所能允許模具的最小厚度=60mm，最大厚度=180mm，即模具滿足的安裝條件。
經(jīng)查資料XS—Z—30型注塑機(jī)的最大開(kāi)模行程S=60mm。滿足頂出塑件時(shí)的頂出要求。
S≥++（5～10）mm
=9.6+12+10
=31.6mm
此外，由于側(cè)分型抽芯較短，不會(huì)過(guò)大增加開(kāi)模距離，注塑機(jī)的開(kāi)模行程足夠。
經(jīng)驗(yàn)證，XS—Z—30型注塑機(jī)型注塑機(jī)能滿足使用要求，故可采用。
第六章
編寫主要工作零件加工工藝規(guī)程
在此僅對(duì)成型零件型芯、型腔的加工工藝進(jìn)行分析。
6.1 型芯的加工工藝
型芯的加工工藝過(guò)程見(jiàn)表6-1。
表6-1 型芯的加工工藝過(guò)程
機(jī)械加工工藝過(guò)程卡
機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零（部）件圖號(hào)
01
產(chǎn)品名稱
膜片夾片
零（部）件名稱
型芯
共（ ）頁(yè)第（ ）頁(yè)
材料牌號(hào)
T10A
毛坯
種類
鍛造毛坯
毛坯外型尺寸
每個(gè)毛坯可制件數(shù)
1
每臺(tái)
件數(shù)
備注
工序號(hào)
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
車間
工段
設(shè)備
工 藝 裝 備
工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
1
下料
下料:Ф60mm×50mm
備料車間
鋸床
3
退火
退火
鍛造車間
加熱爐
4
粗車
車圓柱面到56mm
模具車間
車床
5
粗車
車圓柱面和臺(tái)階至尺寸55、51、5mm
模具車間
車床
6
精車
精車小圓柱面至尺寸為50mm
模具車間
車床
7
研磨
磨工作部分至尺寸49.4
模具車間
砂輪
8
鉗工
鉗工精修
模具車間
平行夾頭
設(shè)計(jì)日期
審核日期
標(biāo)準(zhǔn)化日期
會(huì)簽
日期
標(biāo)記
記數(shù)
更改文
件號(hào)
簽字
日期
標(biāo)記
處數(shù)
更該文件號(hào)
2006.4.20
6.2 型腔加工工藝
型腔加工工藝過(guò)程見(jiàn)表6-2
表6-2 型腔加工工藝過(guò)程
機(jī)械加工工藝過(guò)程卡
機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零（部）件圖號(hào)
02
產(chǎn)品名稱
膜片夾片
零（部）件名稱
型腔
共（ ）頁(yè)第（ ）頁(yè)
材料牌號(hào)
T10A
毛坯
種類
鍛造毛坯
毛坯外型尺寸
每個(gè)毛坯可制件數(shù)
1
每臺(tái)
件數(shù)
備注
工序號(hào)
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
車間
工段
設(shè)備
工 藝 裝 備
工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
1
下料
線切割鋼板110mm×110mm×25mm
備料車間
線切割機(jī)床
2
刨
刨六面至尺寸102mm×102mm×20mm
鍛造車間
刨床
3
熱處理
調(diào)質(zhì)
熱處理車間
加熱爐
4
鉗工
鉗工劃線
模具車間
平行夾頭
5
數(shù)控銑
銑型腔，各尺寸六余量0.5mm
模具車間
銑床
6
磨
磨型腔至公差要求
模具車間
砂輪
7
鉗工
鉗工修整至裝配
模具車間
設(shè)計(jì)日期
審核日期
標(biāo)準(zhǔn)化日期
會(huì)簽
日期
標(biāo)記
記數(shù)
更改文
件號(hào)
簽字
日期
標(biāo)記
處數(shù)
更該文件號(hào)
2006.4.20
設(shè)計(jì)總結(jié)
本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容為膜片夾片塑料模設(shè)計(jì)，通過(guò)該設(shè)計(jì)，基本掌握了對(duì)塑料模設(shè)計(jì)的方法及步驟，對(duì)塑料有了更進(jìn)一步的了解和認(rèn)識(shí)，對(duì)模具的制造方法和制造途徑積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。
本設(shè)計(jì)中模板等尺寸也不代表一種最佳的選擇，例如模板的厚度，可以根據(jù)能取得的原料的厚度按最小的加工量選擇（要滿足最小厚度要求，同時(shí)也不能太厚太重）。同一塑件由不同的人設(shè)計(jì)有多種多樣的方案，最終都有可能很好的使用，通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我認(rèn)識(shí)到了除了正確掌握和應(yīng)用書本知識(shí)外，吸取他人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)也是非常重要的。
在當(dāng)今市場(chǎng)中，出現(xiàn)了各式各樣的塑料制件，而對(duì)于如何設(shè)計(jì)成型塑料制件模具，我還是一個(gè)初學(xué)者。在這次模具設(shè)計(jì)中，遇到了不少的困難，通過(guò)查找資料、獨(dú)立思考及在老師的指導(dǎo)下，得到了解決，同時(shí)也逐步提高了我對(duì)塑料模具的認(rèn)識(shí)。本次設(shè)計(jì)中重點(diǎn)運(yùn)用了CAD軟件，使設(shè)計(jì)過(guò)程周期縮短，大大節(jié)省了設(shè)計(jì)時(shí)間。
致 謝
本書在編寫過(guò)程中得到了楊占堯、翟德梅、原紅玲、于智宏等老師的大力支持和蘇獻(xiàn)超、謝少龍、張會(huì)杰等同學(xué)的大力幫助，在此表示誠(chéng)摯的感謝！也借此衷心祝愿關(guān)心我的老師和同學(xué)們?cè)谝院蟮墓ぷ骱蜕钪行南胧鲁桑?
參考文獻(xiàn)
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[2]《塑料注塑模具結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)》 楊占堯主編 清華大學(xué)出版社 2004
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[4]《塑料成型工藝及模具簡(jiǎn)明手冊(cè)》 王孝培主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2000
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[10]《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》 劉建超、張寶忠編 高等教育出版社
28
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