牙具盒的注塑模設(shè)計(jì)及其仿真【一模一腔】【說(shuō)明書+CAD+UG】,一模一腔,說(shuō)明書+CAD+UG,牙具盒的注塑模設(shè)計(jì)及其仿真【一模一腔】【說(shuō)明書+CAD+UG】,牙具,注塑,設(shè)計(jì),及其,仿真,說(shuō)明書,仿單,cad,ug
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
題 目： 牙具盒的注塑模設(shè)計(jì)及其仿真
姓 名：
學(xué) 號(hào)：
學(xué) 院：
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
年 級(jí)：
指導(dǎo)教師： （簽名）
系主任（或教研室主任）： （簽章）
設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 任 務(wù)
（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求）
一.原始數(shù)據(jù)：
如圖所示為牙具盒，材料為聚丙烯。塑件要求表面光滑、平整，無(wú)氣孔、縮水等缺陷。大批量生產(chǎn)，采用注塑生產(chǎn)，要求分析注塑工藝并設(shè)計(jì)模具。
二.技術(shù)要求：
1. 根據(jù)原始數(shù)據(jù)和附圖要求選定材料，進(jìn)行設(shè)計(jì)。
2. 根據(jù)給定的生產(chǎn)批量確定生產(chǎn)類型和工藝過(guò)程。
3. 塑料零件未注圓角處允許R0.5-1，未注尺寸公差為5級(jí)（SJ1372-78），工作面要求光滑平整，無(wú)毛刺、飛邊，粗糙度不低于1.2。
三.工作要求：
1. 按規(guī)定時(shí)間完成注射成型模具設(shè)計(jì)；
2. 要求盡量使用三維CAD、Pro/E、UG等軟件進(jìn)行三維實(shí)體造型和模具設(shè)計(jì)；
3. 繪制模具總裝配圖；
4. 繪制模具主要非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖；
5. 編制加工零件或模具主要零件的加工工藝規(guī)程；
6. 圖紙用CAD繪制，圖量折合3張A0圖；
7. 設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份（1.2萬(wàn)字以上），含中英文摘要；
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容
1. 搜集資料、撰寫開題報(bào)告（1周）。
2. 注塑工藝與注塑模具設(shè)計(jì)（9周）。
（1） 塑料零件的工作性能分析，結(jié)構(gòu)工藝性分析，尤其是螺紋、嵌件等工藝特殊性分析，材料成型性能分析，注塑零件的三維建模，計(jì)算塑件的體積和重量。（1周）
（2） 繪制至少兩種注射模具的結(jié)構(gòu)草圖，進(jìn)行方案比較并確定注射模的合理結(jié)構(gòu)型式，分型面選擇，型腔的排列方式確定。（2周）
（3） 注射模具型腔和型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，型腔和型芯工作尺寸計(jì)算，型腔側(cè)壁和底板厚度以及動(dòng)模板厚度的計(jì)算；抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算，推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。（1周）
（4） 注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算；加熱和冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算。（0.5周）
（5） 注射模具的動(dòng)作過(guò)程分析，模具閉合高度的確定，注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核，模具成型運(yùn)動(dòng)分析和仿真。（0.5周）
（6） 注射模具裝配順序分析及模具安裝和試模的注意事項(xiàng)。（0.5周）
（7） 繪制注射模具總裝配圖（一張）。（2周）
（8） 繪制模具主要非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖及加工工藝分析。（1.5周）
（9） 制作一套注塑模具的動(dòng)畫,爆炸圖，模流分析。（1周）
3. 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書（1.2萬(wàn)字以上）（1周）。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)更改記錄
更 改 原 因
更 改 內(nèi) 容
主要參考文獻(xiàn)
[1] 王旭．《塑料模具結(jié)構(gòu)》．機(jī)械工業(yè)出版社，1994.
[2] 鄭大中．《模具結(jié)構(gòu)圖冊(cè)》.機(jī)械工業(yè)出版社，1992.
[3] 《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫組．《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》．機(jī)械工業(yè)出版社，2002.
[4] 葛正浩.《Pro/E WIldfire塑料模具設(shè)計(jì)入門與實(shí)踐》.化學(xué)工業(yè)出版社,2004.
[5] 馮炳堯．《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1990.
[6] 陳志剛．《塑料模具設(shè)計(jì)》．機(jī)械工業(yè)出版社，2002.
[7]朱光力，萬(wàn)金保等編著.《塑料模具設(shè)計(jì)》.清華大學(xué)出版社,2003.
[8]中國(guó)機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會(huì)組編．《塑料模具設(shè)計(jì)及制造》．機(jī)械工業(yè)出版社，2001.
5
開題報(bào)告
姓 名
XXX
學(xué)號(hào)
XXXX
專 業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
題 目
牙具盒的注塑模設(shè)計(jì)與仿真
如圖所示為牙具盒，材料為聚丙烯。塑件要求表面光滑、平整，無(wú)氣孔、縮水等缺陷。大批量生產(chǎn)，采用注塑生產(chǎn)，要求分析注塑工藝并設(shè)計(jì)模具。
一、研究背景、概況及意義
模具制造是制造業(yè)的根基，在輕工、電子、機(jī)械、通訊、交通、汽車、軍工等部門中，60%-80%的零部件都依靠模具成形，模具質(zhì)量的高低決定著產(chǎn)品質(zhì)量的高低，因此，模具被稱之為“百業(yè)之母”。塑料模具占模具總量的40%左右。近年來(lái)，我國(guó)塑料模具制造水平已有較大的提高。大型塑料模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)到50t以上的注塑模，精密塑料模具的精度已達(dá)到2微米，注塑模具作為塑料模具中的一個(gè)非常大的部分，研究其設(shè)計(jì)、制造過(guò)程是非常有實(shí)際的工程應(yīng)用價(jià)值。一般家電產(chǎn)品中的注塑模具的應(yīng)用非常多，而家電產(chǎn)品中像電風(fēng)扇上蓋注塑成形模具的研究必然有著其實(shí)際的意義。
（1）牙具盒的注塑模設(shè)計(jì)與仿真的需求量非常大。在我們的生活中隨處可以看到電扇，食堂、教室、辦公室等，一個(gè)電扇需要兩個(gè)上蓋，可想而知其需求量是非常大的。
（2）牙具盒的注塑模設(shè)計(jì)與仿真的結(jié)構(gòu)非常普遍。牙具盒的注塑模設(shè)計(jì)與仿真的圓筒狀外形，并且在上部還有加強(qiáng)筋，在日常生活中，我們使用的茶杯，臺(tái)燈外殼，各種家電產(chǎn)品的外殼幾乎都有這種類似的結(jié)構(gòu)，因此研究非常有必要。
（3）選用材料的典型性。所用材料為PP，在各種生活產(chǎn)品的應(yīng)用也很多，對(duì)于其注塑性能的研究也非常有實(shí)際的研究?jī)r(jià)值。
二、研究主要內(nèi)容
牙具盒的注塑模設(shè)計(jì)與仿真注塑成型模具設(shè)計(jì)，關(guān)鍵的內(nèi)容包括：牙具盒的注塑模設(shè)計(jì)與仿真的工藝性分析，模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，非標(biāo)準(zhǔn)的制造工藝規(guī)劃。
首先塑件的工藝性分析，主要內(nèi)容包括：
（1）通過(guò)查閱各種注塑模具設(shè)計(jì)手冊(cè)及各類相關(guān)文章和書籍對(duì)牙具盒的注塑模設(shè)計(jì)與仿真的選用材料的性能進(jìn)行分析，并對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。
（2）注塑設(shè)備選擇，確定塑件的型腔數(shù)，并計(jì)算塑件的投影面積，通過(guò)注射量的校核、注射力的校核、鎖模力的校核、安裝部分的尺寸校核、開模行程的校核、頂出裝置的校核，結(jié)合注塑設(shè)備的資料確定注塑設(shè)備的型號(hào)。
（3）確定收縮率與分型面，通過(guò)查閱手冊(cè)確定材料的收縮率，并且確定具體的分型面。
其次模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，內(nèi)容包括:
（1） 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇
（2）澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，澆注系統(tǒng)四部分（主流道，分流道，澆口，冷料穴）的設(shè)計(jì)，計(jì)算其尺寸
（3）成型件的設(shè)計(jì)，對(duì)凹模與凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其工作尺寸計(jì)算
（4）抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，蓋頂處有一沉孔，選擇合適的側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)
（5）頂出結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，頂出部分位置的選擇，尺寸計(jì)算
（6）冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過(guò)塑件的質(zhì)量，生產(chǎn)條件設(shè)計(jì)及凹凸模的冷卻回路設(shè)計(jì)
（7）完成所有零件的總裝圖，包括二維與三維設(shè)計(jì)圖紙。
最后非標(biāo)準(zhǔn)件的制造工藝規(guī)劃，內(nèi)容包括：
結(jié)合現(xiàn)代加工手段，利用數(shù)控CNC，電火花，線切割等方法，制定出最合理的制造工藝，最符合經(jīng)濟(jì)效益的加工方案。完成非標(biāo)準(zhǔn)零件圖及工藝規(guī)劃。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)可能存在一系列的問(wèn)題，涉及的內(nèi)容也很多，主要可能有以下問(wèn)題：
（1）非標(biāo)準(zhǔn)件的加工問(wèn)題，標(biāo)準(zhǔn)件一般都可以從市場(chǎng)上購(gòu)買，但非標(biāo)準(zhǔn)件（包括在標(biāo)準(zhǔn)件上加工）的加工內(nèi)容可能較多，而且加工比較困難。
（2）側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)時(shí)，為了使形成的沉孔滿足設(shè)計(jì)的要求，設(shè)計(jì)時(shí)必然會(huì)存在一些問(wèn)題，像抽芯機(jī)構(gòu)如何安裝。
（3）冷卻系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)如何合理的布置，而且加工也相對(duì)比較困難。
三、研究步驟、方法及措施
(1)對(duì)塑件進(jìn)行實(shí)體測(cè)繪，并完成基本參數(shù)的計(jì)算及注射機(jī)的選用；
(2)確定模具類型及結(jié)構(gòu)，完成模具的結(jié)構(gòu)草圖的繪制；
(3)運(yùn)用UG、工具軟件輔助設(shè)計(jì)完成模具整體結(jié)構(gòu)；
(4)對(duì)模具工作部分尺寸及公差進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算；
(5)對(duì)模具典型零件需進(jìn)行選材及工藝路線分析；
(6)對(duì)設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析和環(huán)保分析；
(7)繪制模具模具零件圖及裝配圖；
(8)對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維剖析，輸出模具開合結(jié)構(gòu)圖；
(9)編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。
四、研究進(jìn)度計(jì)劃
1.
（1） 塑料零件的工作性能分析，結(jié)構(gòu)工藝性分析，尤其是螺紋、嵌件等工藝特殊性分析，材料成型性能分析，注塑零件的三維建模，計(jì)算塑件的體積和重量。（1周）
（2） 繪制至少兩種注射模具的結(jié)構(gòu)草圖，進(jìn)行方案比較并確定注射模的合理結(jié)構(gòu)型式，分型面選擇，型腔的排列方式確定。（2周）
（3） 注射模具型腔和型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，型腔和型芯工作尺寸計(jì)算，型腔側(cè)壁和底板厚度以及動(dòng)模板厚度的計(jì)算；抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算，推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。（1周）
（4） 注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算；加熱和冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算。（0.5周）
（5） 注射模具的動(dòng)作過(guò)程分析，模具閉合高度的確定，注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核，模具成型運(yùn)動(dòng)分析和仿真。（0.5周）
（6） 注射模具裝配順序分析及模具安裝和試模的注意事項(xiàng)。（0.5周）
（7） 繪制注射模具總裝配圖（一張）。（2周）
（8） 繪制模具主要非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖及加工工藝分析。（1.5周）
（9） 制作一套注塑模具的動(dòng)畫,爆炸圖，模流分析。（1周）
2. 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書（1.2萬(wàn)字以上）（1周）。
五、參考文獻(xiàn)
[1] 沈言錦.林章輝.塑料模課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M] .長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)出版社，2008.3 .9-173
[2] 申開智.塑料成型模具（第二版）[M]中國(guó)輕工業(yè)出版社 ，2004年
[3] 翁其金.塑料模塑成型技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2001年
[4] 李建軍.李德群.模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及模具CAD[M].北京:機(jī)械工程出版社,2005.7.106-192.
[5] 陳萬(wàn)林.實(shí)用塑料注射模設(shè)計(jì)與制造[M].北京:機(jī)械工程出版社,2000.34-205. [6] 張磊.UGNGINEER Wildfire4模具設(shè)計(jì)實(shí)例[M] .北京:清華大學(xué)出版社,2008. [7] 王旭.塑料膜結(jié)構(gòu)圖冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994.
[8] 虞福榮.橡膠模具實(shí)用手冊(cè)[M].第2版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001.10
[9] 奚永生.塑料·橡膠成型模具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社,2000.7 [10] [德]E.林納等著，吳崇峰主譯.注射模具130例（原著第三版）[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2005年；
[11] 吳生緒.塑料成形模具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2008年；
[12]賀斌，田福祥.軸套注塑模的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).工程塑料應(yīng)用.2007（7）
[13]Pye.R.G.W., Injection Mould Design-4thEd., by Longman Scientific & Technical,London,1989
[14]Dym.J.B., Injection molds and Molding-A Practical Manual, by Nostrand Reinhold Company,New York.1979
[15]Hallum,Dinae.L.,Fundamentals of injection molding.Manufacuring Engineering v 118 n 6 Jun 1997.p68,70-72
學(xué)生簽名： 2014年3月20日
指導(dǎo)教師意見（對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見及開題是否通過(guò)）：
通過(guò) □ 完善后通過(guò) □ 未通過(guò) □
指導(dǎo)教師簽名： 2014年3月21日
注：開題報(bào)告用A4紙打印裝訂在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書后，學(xué)生可根據(jù)開題報(bào)告的長(zhǎng)度加頁(yè)。
開題是否通過(guò)請(qǐng)指導(dǎo)教室在□內(nèi)打R。
7
機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零（部）件圖號(hào)
共 1 頁(yè)
產(chǎn)品名稱
牙具盒
零部件名稱
動(dòng)模型芯
第 1 頁(yè)
材料牌號(hào)號(hào)
718H
毛坯種類
標(biāo)準(zhǔn)模架
毛坯外形尺寸
155x125x45
毛坯件數(shù)
1
每臺(tái)件數(shù)
1
備注
工序號(hào)
工 序 名
工序內(nèi)容
車 間
設(shè) 備
工藝裝備
工時(shí)
終結(jié)
單件
1
下料
鋸床下料（155x125x45），粗銑（150.5x120.5x40.5）
鉗工
鋸床,銑床
鋸條，虎鉗
6
6
2
精磨
六面直角精磨表面粗糙度Ra1.6 (150x120x40)
鉗工
磨床
砂輪
6
6
3
鉆孔
鉆水孔,螺絲孔,攻牙
鉗工
鉆床
鉆頭，絲攻
4
4
4
線割
線切割斜頂孔、頂針孔
線割
線切割機(jī)床
鉬絲
6
6
5
CNC
型芯成型部位加工，數(shù)控銑床粗加工，精加工
CNC
數(shù)控銑床
銑刀
8
8
6
EDM
對(duì)加工中心無(wú)法處理位置做電火花加工
EDM
電火花機(jī)
電極
12
12
7
拋光
型芯表面拋光處理
鉗工
虎鉗
砂紙，油石
4
4
8
裝配
模具裝配
鉗工
4
4
描圖
描繪
底圖號(hào)
裝訂號(hào)
編 制
編制日期
編制日期核日期
會(huì)簽日期
圖號(hào)
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件簽字
機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零（部）件圖號(hào)
共 1 頁(yè)
產(chǎn)品名稱
牙具盒
零部件名稱
定模型腔
第 1 頁(yè)
材料牌號(hào)號(hào)
718H
毛坯種類
標(biāo)準(zhǔn)模架
毛坯外形尺寸
155x125x45
毛坯件數(shù)
1
每臺(tái)件數(shù)
1
備注
工序號(hào)
工 序 名
工序內(nèi)容
車 間
設(shè) 備
工藝裝備
工時(shí)
終結(jié)
單件
1
下料
鋸床下料（155x125x45），粗銑（150.5x120.5x40.5）
鉗工
鋸床,銑床
鋸條，虎鉗
6
6
2
精磨
六面直角精磨表面粗糙度Ra3.2 (150x120x40)
鉗工
磨床
砂輪
6
6
3
鉆孔
鉆水孔,螺絲孔,攻牙
鉗工
鉆床
鉆頭，絲攻
4
4
4
線割
線切割澆口孔
線割
線切割機(jī)床
鉬絲
3
3
5
CNC
型腔成型部位加工，數(shù)控銑床粗加工，精加工
CNC
數(shù)控銑床
銑刀
8
8
6
EDM
對(duì)加工中心無(wú)法處理位置做電火花加工
EDM
電火花機(jī)
電極
12
12
7
拋光
型腔表面拋光處理
鉗工
虎鉗
砂紙，油石
4
4
8
裝配
模具裝配
鉗工
4
4
描圖
描繪
底圖號(hào)
裝訂號(hào)
編 制
編制日期
編制日期核日期
會(huì)簽日期
圖號(hào)
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件簽字
運(yùn)動(dòng)仿真已寫好函數(shù)，拿到文件以后點(diǎn)播放就可以了運(yùn)動(dòng)仿真已寫好函數(shù)，拿到文件以后點(diǎn)播放就可以了1-10頁(yè)為運(yùn)動(dòng)過(guò)程的截圖頁(yè)為運(yùn)動(dòng)過(guò)程的截圖模流分析全套文件模流分析全套文件浙江工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文
XXXX大學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書
課題名稱： 牙具盒注塑模具設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
所在學(xué)院
專 業(yè)
班 級(jí)
指導(dǎo)教師
起訖時(shí)間： 年 月 日～ 年 月 日
40
摘 要
根據(jù)塑料制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工藝性、尺寸精度等技術(shù)要求，考量塑件制件尺寸。本模具采用一模一腔，點(diǎn)澆口進(jìn)料，注射機(jī)采用海天HTF80XB型號(hào)，設(shè)置冷卻系統(tǒng)，CAD和UG繪制二維總裝圖和零件圖，選擇模具合理的加工方法。附上說(shuō)明書，系統(tǒng)地運(yùn)用簡(jiǎn)要的文字，簡(jiǎn)明的示意圖和和計(jì)算等分析塑件，從而作出合理的模具設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；模具設(shè)計(jì)；CAD繪制二維圖；UG繪制3D圖。
Abstract
To understand the use of plastic parts in accordance with the requirements of the plastic products, analysis of the technical requirements of the plastic parts of the process, dimensional accuracy, select the workpiece size of the plastic parts. The mold using a two sub gate feed injection machine adopts Haitian the HTF80XB models, and set a cooling system, CAD and UG drawing two-dimensional assembly diagram and parts diagram, reasonable mold processing methods. Attach a manual, use brief text, a concise diagram and calculated analysis of plastic parts, in order to make a reasonable mold design.
Keywords: mechanical design; mold design; CAD drawing two-dimensional map; UG draw 3D maps, injection machine selection
目 錄
摘 要 I
第1章 緒論 5
1.1 塑料簡(jiǎn)介 5
1.2 注塑成型及注塑模 5
第2章 塑件分析 8
2.1 塑件圖 8
2.2 塑件的材料分析 8
2.2.1 塑料材料的基本特性 8
2.2.2 塑件材料成型性能 9
2.2.3 塑件材料主要用途 9
2.3 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度表面質(zhì)量分析 10
2.3.1 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10
2.3.2 塑件尺寸及精度 11
2.3.3 塑件表面粗糙度 11
2.4 計(jì)算塑件的體積、質(zhì)量 11
第3章 塑件成型方案設(shè)計(jì) 12
3.1 分型面選擇 12
3.2 型腔數(shù)的確定 13
3.3 型腔布局 13
3.4 澆注系統(tǒng)的類型和位置的選擇 13
3.4.1澆注系統(tǒng)組成 13
3.4.2 確定澆注系統(tǒng)的原則 14
3.5 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14
3.5.1型腔設(shè)計(jì) 15
3.5.2型芯設(shè)計(jì) 15
3.6 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型設(shè)計(jì) 16
3.6.1側(cè)滑塊抽芯機(jī)構(gòu) 16
6.側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的抽芯距 17
3.6.2斜滑桿側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 17
3.7 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 18
3.7.1 脫模機(jī)構(gòu)的選擇 18
3.7.2推管推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 19
3.8 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 20
3.9 排氣及引氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 21
3.10模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 22
溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 22
3.11模架選用 23
3.11.1確定模具的基本類型 23
3.11.2模架的選擇 23
第4章 模具零件設(shè)計(jì) 25
4.1 模具成型零件尺寸計(jì)算 25
4.2模具強(qiáng)度與剛度校核 28
4.3脫模力的計(jì)算 28
4.4澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 29
4.4.1 主流道的設(shè)計(jì) 29
4.4.2分主流道的設(shè)計(jì) 30
4.4.3澆口的設(shè)計(jì) 30
4.4.4拉料桿的設(shè)計(jì) 31
4.4.5冷料井的設(shè)計(jì) 31
4.5模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 32
第5章 注射機(jī)的選用及相關(guān)參數(shù)的校核 33
注射成型工藝過(guò)程分析 33
5.1 相關(guān)參數(shù) 35
海天HTF80XB注塑機(jī)參數(shù) 35
5.2最大注塑量校核 35
5.3 鎖模力校核 36
5.4 模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核 36
5.5 開模行程校核 37
第6章 模具結(jié)構(gòu)總圖 38
總結(jié) 39
致謝 40
參考文獻(xiàn) 41
第1章 緒論
模具制造是國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的一項(xiàng)重要產(chǎn)業(yè)，振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關(guān)注?！澳＞呤枪I(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”也已經(jīng)成為廣大業(yè)內(nèi)人士的共識(shí)。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60%～80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時(shí)本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域。
1.1 塑料簡(jiǎn)介
塑料是以樹脂為主要成分的高分子材料，它在一定的溫度和壓力下具有流動(dòng)性?？梢员荒Ｋ艹尚蜑橐欢ǖ膸缀涡螤詈统叽纾⒃诔尚凸袒蟊３制浼鹊眯螤疃话l(fā)生變化。塑料有很多優(yōu)異性能，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)和日常生活，它具有密度小，質(zhì)量輕，比強(qiáng)度高，絕緣性能好，介電損耗低，化學(xué)穩(wěn)定性高，減摩耐磨性能好，減振隔音性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)。另外，許多塑料還具有防水、防潮、防透氣、防輻射及耐瞬時(shí)燒蝕等特殊性能[1]。塑料以從代替部分金屬、木材、皮革及無(wú)機(jī)材料發(fā)展成為各個(gè)部門不可缺少的一種化學(xué)材料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中，塑料制作已成為各行各業(yè)不可缺少的重要材料之一。
1.2 注塑成型及注塑模
將塑料成型為制品的生產(chǎn)方法很多，最常用的有注射，擠出，壓縮，壓注，壓延和吹塑等。其中，注射成型是塑料成型加工中最普遍采用的方法。除氟塑料外，幾乎的有的熱塑性塑料都可以采用此方法成型。它具有成型周期短，能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精度較高、易于實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此廣泛用于塑料制件的生產(chǎn)中，其產(chǎn)口占目前塑料制件生產(chǎn)的30%左右。但注射成型的設(shè)備價(jià)格及模具制造費(fèi)用較高，不適合單件及批量較小的塑料件的生產(chǎn)。
要了解注射成型和注射模，首先得了解注射機(jī)的一些基本知識(shí)，注射機(jī)是注射成型的主要設(shè)備，依靠該設(shè)備將粒狀塑料通過(guò)高壓加熱等工序進(jìn)行注射。?注射機(jī)為熱塑性或熱固性塑料注射成型所用的主要設(shè)備，按其外形可分為立式、臥式、直角式三種，由注射裝置、鎖模裝置、脫模裝置，模板機(jī)架系統(tǒng)等組成。
注射成型是根據(jù)金屬壓鑄成型原理發(fā)展而來(lái)的，其基本原理是利用塑料的可擠壓性和可模塑性。首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注射機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，以很大的流速通過(guò)料筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過(guò)一段保壓冷卻定型時(shí)間后，開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制品。
注射成型生產(chǎn)中使用的模具叫注射模，它是實(shí)現(xiàn)注射成型生產(chǎn)的工藝裝備。
注射模的種類很多，其結(jié)構(gòu)與塑料品種、塑件的復(fù)雜程度和注射機(jī)的種類等很多因素有關(guān)，其基本結(jié)構(gòu)都是由動(dòng)模和定模兩大部分組成的。定模部分安裝在注射機(jī)的固定板上，動(dòng)模部分安裝在注射機(jī)的移動(dòng)模板上，在注射成型過(guò)程中它隨注射機(jī)上的合模系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。注射成型時(shí)動(dòng)模部分與定模部分由導(dǎo)柱導(dǎo)向而閉合。一般注射模由成型零部件、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、加熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)及支承零部件組成[2] 。
注射模、塑料原材料和注射機(jī)通過(guò)注射成型工藝聯(lián)系在一起。注射成型工藝的核心問(wèn)題就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔體，并把它注射到型腔中去，在控制條件下冷卻定型，使塑件達(dá)到所要求的質(zhì)量。注射機(jī)和模具結(jié)構(gòu)確定以后，注射成型工藝條件的選擇與控制便是決定成型質(zhì)量的主要因素。
注射成型有三大工藝條件，即：溫度、壓力、時(shí)間。在成型過(guò)程中，尤其是精密制品的成型，要確立一組最佳的成型條件決非易事，因?yàn)橛绊懗尚蜅l件的因素太多，有制品形狀、模具結(jié)構(gòu)、注射裝備、原材料、電壓波動(dòng)及環(huán)境溫度等。
塑料模具的設(shè)計(jì)不但要采用CAD技術(shù)，而且還要采用計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）技術(shù)。這是發(fā)展的必然趨勢(shì)。注塑成型分兩個(gè)階段，即開發(fā)/設(shè)計(jì)階段（包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)和模具制造）和生產(chǎn)階段（包括購(gòu)買材料、試模和成型）。
傳統(tǒng)的注塑方法是在正式生產(chǎn)前，由于設(shè)計(jì)人員憑經(jīng)驗(yàn)與直覺設(shè)計(jì)模具，模具裝配完畢后，通常需要幾次試模，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，不僅需要重新設(shè)置工藝參數(shù)，甚至還需要修改塑料制品和模具設(shè)計(jì)，這勢(shì)必增加生產(chǎn)成本，延長(zhǎng)產(chǎn)品開發(fā)周期。
目前國(guó)際市場(chǎng)上主要流行的，運(yùn)用范圍最廣的注射模流動(dòng)模擬分析軟件有澳大利亞的MOLDFLOW、美國(guó)的CFLOW、華中科技大學(xué)的H-FLOW等。其中MOLDFLOW軟件包括三個(gè)部分：MOLDFLOW PLASTICS ADVISERS （產(chǎn)品優(yōu)化顧問(wèn)，簡(jiǎn)稱MPA），MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT （注射成型模擬分析，簡(jiǎn)稱MPI），MOLDFLOW PLASTICS XPERT （注射成型過(guò)程控制專家，簡(jiǎn)稱MPX）。
采用CAE技術(shù)，可以完全代替試模，CAE技術(shù)提供了從制品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的完整解決方案，在模具制造加工之前，在計(jì)算機(jī)上對(duì)整個(gè)注射成型過(guò)程進(jìn)行模擬分析，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)熔體的填充、保壓、冷卻情況，以及制品中的應(yīng)力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況，以便設(shè)計(jì)者能盡早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)修改制件和模具設(shè)計(jì)，而不是等到試模以后再返修模具。這不僅是對(duì)傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)方法的一次突破，而且對(duì)減少甚至避免模具返修報(bào)廢、提高制品質(zhì)量和降低成本等，都有著重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義[3]。
第2章 塑件分析
2.1 塑件圖
在模具設(shè)計(jì)之前需要對(duì)塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度等級(jí)和表面質(zhì)量要進(jìn)行仔細(xì)研究和分析，只有這樣才能恰當(dāng)確定塑件制品所需的模具結(jié)構(gòu)和模具精度。
本設(shè)計(jì)課題-牙具盒如圖所示，具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙，該塑件結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，生產(chǎn)量大，要求較低的模具成本，成型容易，精度要求不高。
牙具盒三維立體圖
2.2 塑件的材料分析
2.2.1 塑料材料的基本特性
PP是一種半結(jié)晶性材料。由于均聚物型的PP溫度高于0℃以上時(shí)非常脆，因此許多商業(yè)的PP材料是加入1~4%乙烯的無(wú)規(guī)則共聚物或更高比率乙烯含量的鉗段式共聚物。共聚物型的PP材料有較低的熱扭曲溫度（100℃）、低透明度、低光澤度、低剛性，但是有有更強(qiáng)的抗沖擊強(qiáng)度。PP的強(qiáng)度隨著乙烯含量的增加而增大。PP的維卡軟化溫度為150℃。由于結(jié)晶度較高，這種材料的表面剛度和抗劃痕特性很好。PP不存在環(huán)境應(yīng)力開裂問(wèn)題。通常，采用加入玻璃纖維、金屬添加劑或熱塑橡膠的方法對(duì)PP進(jìn)行改性。PP的流動(dòng)率MFR范圍在1~40。低MFR的PP材料抗沖擊特性較好但延展強(qiáng)度較低。對(duì)于相同MFR的材料，共聚物型的強(qiáng)度比均聚物型的要高。由于結(jié)晶，PP的收縮率相當(dāng)高，一般為1.8~2.5%。并且收縮率的方向均勻性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加劑可以使收縮率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有優(yōu)良的抗吸濕性、抗酸堿腐蝕性、抗溶解性。然而，它對(duì)芳香烴（如苯）溶劑、氯化烴（四氯化碳）溶劑等沒有抵抗力。PP也不象PE那樣在高溫下仍具有抗氧化性。
2.2.2 塑件材料成型性能
(1) 吸濕性小﹐可能發(fā)生熔體破裂﹐長(zhǎng)期與熱金屬接觸易發(fā)生分解。
(2) 流動(dòng)性極好﹐易于成型。
(3) 冷卻速度快﹐澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)散熱緩慢。
(4) 成型收縮率范圍及收縮率大﹐易發(fā)生縮孔﹐凹痕﹐變形﹐方向性強(qiáng)。
(5) 注意控制成型溫度。料溫低時(shí)方向性明顯﹐尤其是低溫高壓時(shí)更明 顯。模溫在50以下時(shí)塑件不光澤﹐易產(chǎn)生熔接不良和流痕﹔在90以上時(shí)易發(fā)生翹曲和變形。
(6) 塑件應(yīng)壁厚均勻﹐避免缺口和尖角﹐以防應(yīng)力集中。
2.2.3 塑件材料主要用途
基于經(jīng)盈、剛韌、堅(jiān)固、抗高溫、抗化學(xué)侵蝕等優(yōu)點(diǎn)，PP適合注塑多種產(chǎn)品，包括汽車表板、緩沖器、瓶箱、洗衣機(jī)內(nèi)殼、廚房用品、紡織線軸、工具手柄等。
目前，汽車業(yè)大量應(yīng)用PP，用以制造緩沖器及儀器板。這些儀器板通常均已填入如滑石/玻璃合成物等填料。高度結(jié)晶的PP也日益受歡迎，因?yàn)槠浣Y(jié)晶程度可以令熱塑性塑料更加堅(jiān)硬、更能抵抗高溫或破壞、PP亦適宜制造安全帶及支柱。含有新PP料的填充級(jí)可制造洗衣機(jī)內(nèi)殼和外殼、雪柜和洗碟機(jī)的外殼，充份利用其抗熱能力。亦有特別等級(jí)可供選用。
2.3 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度表面質(zhì)量分析
2.3.1 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1）、脫模斜度
由于注射制品在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生收縮，因此它在脫模前會(huì)緊緊的包住模具型芯或型腔中突出的部分。為了便于脫模，防止因脫模力過(guò)大拉傷制品表面，與脫模方向平行的制品內(nèi)外表面應(yīng)具有一定的脫模斜度。脫模斜度的大小與制品形狀、壁厚及收縮率有關(guān)。斜度過(guò)小，不僅會(huì)使制品尺寸困難，而且易使制品表面損傷或破裂，斜度過(guò)大時(shí)，雖然脫模方便，但會(huì)影響制品尺寸精度，并浪費(fèi)原材料。通常塑件的脫模斜度約取0.5～1.5，塑件材料PP的型腔脫模斜度為0.35～130/，型芯脫模斜度為30/～1。
（2）、塑件的壁厚
塑件的壁厚是最重要的結(jié)構(gòu)要素，是設(shè)計(jì)塑件時(shí)必須考慮的問(wèn)題之一。塑件的壁厚對(duì)于注射成型生產(chǎn)具有極為重要的影響，它與注射充模時(shí)的熔體流動(dòng)、固化定型時(shí)的冷卻速度和時(shí)間、塑件的成型質(zhì)量、塑件的原材料以及生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本密切相關(guān)。一般在滿足使用要求的前提下，塑件的壁厚應(yīng)盡量小。因?yàn)楸诤裉蟛粌H會(huì)使原材料消耗增大，生產(chǎn)成本提高，更重要的是會(huì)延緩塑件在模內(nèi)的冷卻速度，使成型周期延長(zhǎng)，另外還容易產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷等缺陷。但如果壁厚太小則剛度差，在脫模、裝配、使用中會(huì)發(fā)生變形，影響到塑件的使用和裝配的準(zhǔn)確性。選擇壁厚時(shí)應(yīng)力求塑件各處壁厚盡量均勻，以避免塑件出現(xiàn)不均勻收縮等成型缺陷。塑件壁厚一般在1～4，最常用的數(shù)值為2～3。本產(chǎn)品壁厚均勻，周邊和底部壁厚均為4左右。
（3）、塑件的圓角
為防止塑件轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中，改善其成型加工過(guò)程中的充模特性，增加相應(yīng)位置模具和塑件的力學(xué)角度，需要在塑件的轉(zhuǎn)角處和內(nèi)部聯(lián)接處采用圓角過(guò)度。在無(wú)特殊要求時(shí)，塑件的各連接角處均有半徑不小于0.5～1的圓角。一般外圓弧半徑大于壁厚的0.5倍，內(nèi)圓角半徑應(yīng)是壁厚的0.5倍。
（4）、孔
塑料制品上通常帶有各種通孔和盲孔，原則上講，這些孔均能用一定的型芯成型。但當(dāng)孔太復(fù)雜時(shí)，會(huì)使熔體流動(dòng)困難，模具加工難度增大，生產(chǎn)成本提高，困此在塑件上設(shè)計(jì)孔時(shí)，應(yīng)盡量采用簡(jiǎn)單孔型。由于型芯對(duì)熔體有分流作用，所以在孔成型時(shí)周圍易產(chǎn)生熔接痕，導(dǎo)致孔的強(qiáng)度降低，故設(shè)計(jì)孔時(shí)孔時(shí)孔間距和孔到塑件邊緣的距離一般都尖大于孔徑，孔的周邊應(yīng)增加壁厚，以保證塑件的強(qiáng)度和剛度。
2.3.2 塑件尺寸及精度
塑料制品外形尺寸的大小主要取決于塑料品種的流動(dòng)性和注射機(jī)規(guī)格，在一定的設(shè)備和工藝條件下流動(dòng)性好的塑料可以成型較大尺寸的制品，反正成型出的制品尺寸就比較小。從節(jié)約材料和能源的角度出發(fā)，只要能滿足制品的使用要求，一般都應(yīng)將制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的盡量緊湊，以便使制品的外形尺寸玲瓏小巧些。該塑件的材料為PP，流動(dòng)性較好，適用于不同尺寸的制品。
塑件的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和模具的制造精度。為降低模具的加工難度和模具的制造成本，在滿足塑件要求的前提下盡量把塑件的尺寸精度設(shè)計(jì)得低一些。由于塑料與金屬的差異很大，所以不能按照金屬零件的公關(guān)等級(jí)確定精度等級(jí)。根據(jù)我國(guó)目前的成型水平，塑件尺寸公差可以參照文獻(xiàn)[2]表3-2塑件的尺寸與公關(guān)（SJ1372-1978）的塑料制件公差數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定。根據(jù)任務(wù)書和圖紙要求，本次產(chǎn)品尺寸均采用MT5級(jí)精度。
2.3.3 塑件表面粗糙度
塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。這除了在成型時(shí)從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點(diǎn)來(lái)保證外，主要是取決于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般為Ra 0.02～1.25之間，模腔表壁的表面粗糙度應(yīng)為塑件的1/2，即Ra 0.01～0.63。模具在使用過(guò)程中由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷增加，所以應(yīng)隨時(shí)給以拋光復(fù)原。
2.4 計(jì)算塑件的體積、質(zhì)量
本次設(shè)計(jì)中，塑件的質(zhì)量和體積采用3D測(cè)量，在UG軟件中，使用塑模部件驗(yàn)證功能，可以測(cè)得塑件的體積169.6，因PP的密度為0.90，即可以得出該塑件制品的質(zhì)量約為152.6。
第3章 塑件成型方案設(shè)計(jì)
3.1 分型面選擇
將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€(gè)或幾個(gè)可以分離的主要部分，它們的接觸表面分開時(shí)能夠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，這樣的接觸表面稱為分型面，它是決定模具結(jié)構(gòu)的重要因素，每個(gè)塑件的分型面可能只有一種選擇，也可能有幾種選擇。合理地選擇分型面是使塑件能完好的成型的先決條件。
選擇分型面時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：
1）分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處；
2）使塑件在開模后留在動(dòng)模上；
3）分型面的痕跡不影響塑件的外觀；
4）澆注系統(tǒng)，特別是澆口能合理的安排；
5）使推桿痕跡不露在塑件外觀表面上；
6）使塑件易于脫模。
綜合考慮各種因素，并根據(jù)本模具制件的外觀特點(diǎn)，受用平面分型面，并選擇在塑件的最大平面處，開模后塑件留在動(dòng)模一側(cè)。
分型面的選擇
3.2 型腔數(shù)的確定
因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)牙具盒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)量大，塑件的尺寸較大，為提高塑件成功概率，并從經(jīng)濟(jì)型的角度出發(fā)，節(jié)省生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率，采用一模一腔，進(jìn)行加工生產(chǎn)。
3.3 型腔布局
型腔的布局與澆注系統(tǒng)的布置密切相關(guān),型腔的排布應(yīng)使型腔每個(gè)區(qū)域都通過(guò)澆注系統(tǒng)從總壓力中均等的分得所需的壓力,以保證塑料熔體均勻地充滿型腔,使塑件內(nèi)在質(zhì)量均一穩(wěn)定。這就要求型腔與主流道之間的距離盡可能短，同時(shí)采用平衡流道，以求達(dá)到良好的澆注質(zhì)量。型腔布局由圖所示。
型腔布局方式
3.4 澆注系統(tǒng)的類型和位置的選擇
澆注系統(tǒng)是指注射模中從主流道始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道，澆注系統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無(wú)流道凝料澆注系統(tǒng)兩類，本設(shè)計(jì)中采用普通點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)。正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)對(duì)獲得優(yōu)質(zhì)的塑料制品極為重要。
3.4.1澆注系統(tǒng)組成
普通流道澆注系統(tǒng)的組成一般包括以下幾個(gè)部分：
1－主澆道 2－第一分澆道 3－第二分澆道 4－第三分澆道
5－澆口 6－型腔 7－冷料穴
3.4.2 確定澆注系統(tǒng)的原則
在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮下列有關(guān)因素：
a)、塑料成型特性：設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)所用塑料的成型特性的要求，以保證塑件質(zhì)量。
b)、模具成型塑件的型腔數(shù)：設(shè)置澆注系統(tǒng)還應(yīng)考慮到模具是一模單腔或一模多腔，澆注系統(tǒng)需按型腔布局設(shè)計(jì)。
c)、塑件大小及形狀：根據(jù)塑件大小，形狀壁厚，技術(shù)要求等因素，結(jié)合選擇分型面同時(shí)考慮設(shè)置澆注系統(tǒng)的形式、進(jìn)料口數(shù)量及位置，保證正常成型，還應(yīng)注意防止流料直接沖擊嵌件及細(xì)弱型芯受力不均以及應(yīng)充分估計(jì)可能產(chǎn)生的質(zhì)量弊病和部位等問(wèn)題，從而采取相應(yīng)的措施或留有修整的余地。
d)、塑件外觀：設(shè)置澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮到去除、修整進(jìn)料口方便，同時(shí)不影響塑件的外表美觀。
e)、冷料：在注射間隔時(shí)間，噴嘴端部的冷料必須去除，防止注入型腔影響塑件質(zhì)量，故設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮儲(chǔ)存冷料的措施[6]。
3.5 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
模具閉合時(shí)用來(lái)填充塑料成型制品的空間稱為型腔。構(gòu)成模具型腔的零部件稱成型零部件。一般包括型腔、型芯、型環(huán)和鑲塊等。成型零部件直接與塑料接觸，成型塑件的某些部分，承受著塑料熔體壓力，決定著塑件形狀與精度，因此成型零部件的設(shè)計(jì)是注射模具的重要部分。
成型零部件在注射成型過(guò)程中需要經(jīng)常承受溫度壓力及塑料熔體對(duì)它們的沖擊和摩擦作用，長(zhǎng)期工作后晚發(fā)生磨損、變形和破裂，因此必須合理設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)形式，準(zhǔn)確計(jì)算其尺寸和公差并保證它們具有足夠的強(qiáng)度、剛度和良好的表面質(zhì)量。
成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要應(yīng)在保證塑件質(zhì)量要求的前提下，從便于加工、裝配、使用、維修等角度加以考慮。
3.5.1型腔設(shè)計(jì)
型腔是用來(lái)成型制品外形輪廓的模具零件，其結(jié)構(gòu)與制品的形狀、尺寸、使用要求、生產(chǎn)批量及模具的加工方法等有關(guān)，常用的結(jié)構(gòu)形式有整體式、嵌入式、鑲拼組合式和瓣合式四種類型。
本設(shè)計(jì)中采用嵌入式型腔，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，牢固可靠，不容易變形，成型出來(lái)的制品表面不會(huì)有鑲拼接縫的溢料痕跡，還有助于減少注射模中成型零部件的數(shù)量，并縮小整個(gè)模具的外形結(jié)構(gòu)尺寸。不過(guò)模具加工起來(lái)比較困難，要用到數(shù)控加工或電火花加工。
型腔
3.5.2型芯設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)中零件結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，深度不大，經(jīng)過(guò)對(duì)塑件實(shí)體的研究，采用嵌入式型芯。這樣的型芯加工方便，便于模具的維護(hù)型芯與動(dòng)模板的配合可采用。
型芯型腔
3.6 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型設(shè)計(jì)
3.6.1側(cè)滑塊抽芯機(jī)構(gòu)
一般指的模具的行位機(jī)構(gòu)，即凡是能夠獲得側(cè)向抽芯或側(cè)向分型以及復(fù)位動(dòng)作來(lái)拖出產(chǎn)品倒扣，低陷等位置的機(jī)構(gòu)。
下圖列出模具的常用行位結(jié)構(gòu)。
從作用位置分為下模行位、上模行位、斜行位（斜頂）
從動(dòng)力來(lái)分，為機(jī)動(dòng)側(cè)向行位機(jī)構(gòu)和液壓（氣壓）側(cè)向行位機(jī)構(gòu)
1. 滑塊的設(shè)計(jì)
滑塊設(shè)計(jì)的要點(diǎn)在于滑塊與側(cè)向型芯連接以及注射成型時(shí)制品尺寸的準(zhǔn)確性和移動(dòng)的可靠性，滑塊分為整體式和組合式兩種?；瑝K材料常用45鋼或T8、T10等制造，要求硬度在HRC40以上。
2. 導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì)
導(dǎo)滑槽與滑塊導(dǎo)滑部分采用間隙配合，一般采用H8/f8?；瑝K的滑動(dòng)配合長(zhǎng)度通常要大于滑塊寬度的1.5倍，而保留在導(dǎo)滑槽內(nèi)的長(zhǎng)度不應(yīng)小于導(dǎo)滑配合長(zhǎng)度的2/3，導(dǎo)滑槽材料通常用45鋼制造，調(diào)質(zhì)至HRC 28～HRC32，
3. 滑塊定位裝置設(shè)計(jì)
由于我們采用的是后模行位的形式，根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況，采用行位壓板的方式，主要作用為固定與導(dǎo)向作用。
4. 楔緊塊設(shè)計(jì)
楔緊角β應(yīng)比斜導(dǎo)柱的傾斜角α大2°～3°。
5. 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式
斜導(dǎo)柱和滑塊在模具上因安裝位置不同，組成了抽芯機(jī)構(gòu)的不同結(jié)構(gòu)形式。
1）斜導(dǎo)柱在定模上、滑塊在動(dòng)模上的結(jié)構(gòu)
A、設(shè)計(jì)時(shí)必須注意，滑塊與推桿在合模復(fù)位過(guò)程中不能發(fā)生“干涉”現(xiàn)象。所謂干涉現(xiàn)象是指滑塊的復(fù)位先于推桿的復(fù)位致使活動(dòng)側(cè)向型芯與推桿相碰撞，造成活動(dòng)側(cè)向型芯或推桿損壞。
B、如果發(fā)生干涉，常用的先復(fù)位附加裝置有彈簧先復(fù)位、楔形滑塊先復(fù)位、擺桿先復(fù)位等多種形式。
2）斜導(dǎo)柱在動(dòng)模上、滑塊在定模上的結(jié)構(gòu)
3）斜導(dǎo)柱和滑塊同在定模上
4）斜導(dǎo)柱和滑塊同在動(dòng)模上
6.側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的抽芯距
型芯從成型位置到不妨礙塑件的脫模推出位置所移動(dòng)的距離叫理論抽芯距，用S′表示。為了安全起見，實(shí)際抽芯距離S通常比理論抽芯距離S′大于1～3mm，即
S = S′+（1～3）mm
本次設(shè)計(jì)中S′=2=1mm，所以S 取5mm符合要求。
3.6.2斜滑桿側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
斜滑桿側(cè)向抽芯的特點(diǎn)是利用推出機(jī)構(gòu)的推力驅(qū)動(dòng)斜滑桿斜向運(yùn)動(dòng)，在制品被推出脫模的同時(shí)由斜滑桿完成側(cè)向抽芯動(dòng)作。適用于制品具有側(cè)孔或較淺側(cè)凹、型面積較大的場(chǎng)合，一般分為外側(cè)抽芯和內(nèi)側(cè)抽芯兩種。因本設(shè)計(jì)產(chǎn)品側(cè)壁有一斜孔，因此適用斜滑桿斜抽芯機(jī)構(gòu)。
斜滑桿斜向側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)
3.7 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
塑件從模具上取下以前還有一個(gè)從模具的成型零部件上脫出的過(guò)程，使塑件從成型零部件上脫出的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)。主要由推出零件，推出零件固定板和推板，推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位部件等組成。
3.7.1 脫模機(jī)構(gòu)的選擇
脫模機(jī)構(gòu)按其推出動(dòng)作的動(dòng)力來(lái)源分為手動(dòng)推出機(jī)構(gòu)，機(jī)動(dòng)推出機(jī)構(gòu)，液壓和氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu)。根據(jù)推出零件的類別還可分為推桿推出機(jī)構(gòu)、套管推出機(jī)構(gòu)、推板推出機(jī)構(gòu)、推塊推出機(jī)構(gòu)、利用成型零部件推出和斜滑桿側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)等。
脫模機(jī)構(gòu)的選用原則：
（1）使塑件脫模時(shí)不發(fā)生變形（略有彈性變形在一般情況下是允許的，但不能形成永久變形）；
（2）推力分布依脫模阻力的的大小要合理安排；
（3）推桿的受力不可太大，以免造成塑件的被推局部產(chǎn)生隙裂；
（4）推桿的強(qiáng)度及剛性應(yīng)足夠，在推出動(dòng)作時(shí)不產(chǎn)生彈性變形；
（5）推桿位置痕跡須不影響塑件外觀；
本設(shè)計(jì)中采用推管推出機(jī)構(gòu)使塑料制件順利脫模。
3.7.2推管推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1）、推管布置
該塑件采用了5.5mm 推管，其分布情況如圖所示，這些推桿的作用，使制品受推出力從而脫模。
（2）、推桿的設(shè)計(jì)[7]
本設(shè)計(jì)中采用臺(tái)肩形式的圓形截面推桿，設(shè)計(jì)時(shí)推桿的直徑根據(jù)不同的設(shè)置部位選用不同的直徑。推桿端平面不應(yīng)有軸向竄動(dòng)。推桿與推桿孔配合一般為，其配合間隙不大于所用溢料間隙，以免產(chǎn)生飛邊，PP塑料的溢料間隙為。
推管
3.8 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用：保證模具在進(jìn)行開合模時(shí)，保證公母模之間一定的方向和位置。導(dǎo)向零件承受一定的側(cè)向力，起了導(dǎo)向和定位的作用,導(dǎo)向機(jī)構(gòu)零件包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套等。
1. 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)
（1） 導(dǎo)向零件應(yīng)合理的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)柱和導(dǎo)套后發(fā)生變形。
（2） 根據(jù)模具的形狀和大小，一副模具一般需要2-4個(gè)導(dǎo)柱。如果，模具的凸模與凹模合模有方位要求時(shí)，則用兩個(gè)直徑不同的導(dǎo)柱，或用兩個(gè)直徑相同，但錯(cuò)開位置的導(dǎo)柱。
（3） 由于塑件通常留于公模，所以為了便于脫模導(dǎo)柱通常安裝在母模。
（4） 導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)有承屑槽
（5） 導(dǎo)柱`導(dǎo)套及導(dǎo)向孔的軸線應(yīng)保證平行
（6） 合模時(shí)，應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免公模先進(jìn)入模腔，損壞成型零件。
2. 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)
（1） 有單節(jié)與臺(tái)階式之分
（2） 導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須高出公模端面6…8mm
（3） 導(dǎo)柱頭部應(yīng)有圓錐或球形的引導(dǎo)部分
（4） 固定方式有鉚接固定和螺釘固定
（5） 其表面應(yīng)熱處理，以保證耐磨。
3. 導(dǎo)套和導(dǎo)向孔
（1） 無(wú)導(dǎo)套的導(dǎo)向孔，直接開在模板上，模板較厚時(shí)，導(dǎo)向孔必須做成盲孔，側(cè)壁增加排氣孔。
（2） 導(dǎo)套有套筒式`臺(tái)階式`凸臺(tái)式
（3） 為了導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套孔，在導(dǎo)套前端應(yīng)倒有圓角r。
一般情況下,導(dǎo)柱與導(dǎo)套共同使用,用于保證動(dòng)模與定模兩大部分內(nèi)零件的準(zhǔn)確對(duì)合和塑料部品的形狀,尺寸精度,并避免模內(nèi)零件互相碰撞與干涉,起到合模導(dǎo)向的作用.
3.9 排氣及引氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
排氣是注射模設(shè)計(jì)中不可忽視的一個(gè)問(wèn)題。在注射成型中，若模具排氣不良，型腔內(nèi)的氣體受壓縮將產(chǎn)生很大的背壓，阻止塑料熔體正?？焖俪淠＃瑫r(shí)氣體壓縮所產(chǎn)生的熱使塑料燒焦，在充模速度大、溫度高、物料黏度低、注射壓力大和塑件過(guò)厚的情況下，氣體在一定的壓縮程度下會(huì)滲入塑料制件內(nèi)部，造成氣孔、組織疏松等缺陷。特別是快速注射成型工藝的發(fā)展，對(duì)注射模的排氣系統(tǒng)要求就更為嚴(yán)格。
在塑料熔體充模過(guò)程中，模腔內(nèi)除了原有的空氣外，還有塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而成的水蒸氣、塑料局部過(guò)熱分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)性氣體，塑料中某些添加劑揮發(fā)或化學(xué)反應(yīng)所生成的氣體。常用的排氣方式有利用配合間隙排氣，在分型面上開設(shè)排氣槽排氣，利用推桿運(yùn)動(dòng)間隙排氣等。
由于本次設(shè)計(jì)中模具尺寸不大，本設(shè)計(jì)中采用間隙排氣的方式，而不另設(shè)排氣槽，利用間隙排氣，以不產(chǎn)生溢料為宜，其值與塑料熔體的粘度有關(guān)。
3.10模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
在注射模中，模具的溫度直接影響到塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，對(duì)模具溫度的要求也不相同。一般注射到模具內(nèi)的塑料粉體的溫度為左右，熔體固化成為塑件后，從左右的模具中脫模、溫度的降低是依靠在模具內(nèi)通入冷卻水，將熱量帶走。對(duì)于要求較低模溫（一般小于）的塑料，如本設(shè)計(jì)中的PP，僅需要設(shè)置冷系統(tǒng)即可，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度。
模具的冷卻主要采用循環(huán)水冷卻方式，模具的加熱有通入熱水、蒸汽，熱油和電阻絲加熱等。
溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響
注射模的溫度對(duì)于塑料熔體的充模流動(dòng)、固化成型、生產(chǎn)效率以及制品的形狀和尺寸精度都有影響，對(duì)于任一個(gè)塑料制品，模具溫度波動(dòng)過(guò)大都是不利的。過(guò)高的模溫會(huì)使塑件在脫模后發(fā)生變形，若延長(zhǎng)冷卻時(shí)間又會(huì)使生產(chǎn)率下降。過(guò)低的模溫會(huì)降低塑料的流動(dòng)性，使其難于充模，增加制品的內(nèi)應(yīng)力和明顯的熔接痕等缺陷。
模具冷卻水路圖
3.11模架選用
3.11.1確定模具的基本類型
注射模具的分類方式很多，此處是介紹的按注射模具的整體結(jié)構(gòu)分類所分的典型結(jié)構(gòu)如下： 單分型面注射模、雙分型面注射模、帶有活動(dòng)成型零件的模、側(cè)向分型抽芯注射模、定模帶有推出機(jī)構(gòu)的注射模、自動(dòng)卸螺紋的注射模、熱流道注射模。
3.11.2模架的選擇
根據(jù)對(duì)塑件的綜合分析，確定該模具是單分型面的模具，由GB/T12556.1-12556.2-1990《塑料注射模中小型模架》可選擇CI型的模架，其基本結(jié)構(gòu)如下：
FCI型模架圖
FCI型模具定模采用兩塊模板，動(dòng)模采用一塊模板，又叫三板模，簡(jiǎn)化水口模架，適合點(diǎn)澆口，側(cè)入式澆口，采用斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯的注射成形模具。
由分型面分型面的選擇而選擇模具的導(dǎo)柱導(dǎo)套的安裝方式，經(jīng)過(guò)考慮分析，導(dǎo)柱導(dǎo)套選擇選正裝。根據(jù)所選擇的模架的基本型可以選出對(duì)應(yīng)的模板的厚度以及模具的外輪廓尺寸。
把型腔排列成一模一腔可得長(zhǎng)為150mm，寬為120mm，
模架的長(zhǎng)L=150+復(fù)位桿的直徑+螺釘?shù)闹睆?模板壁厚270mm
模架的寬W=120+復(fù)位桿的直徑+型腔壁厚250mm
根據(jù)內(nèi)模仁的尺寸，在計(jì)算完模架的長(zhǎng)寬以后，還需要考慮其他螺絲導(dǎo)柱等零件對(duì)模架尺寸的影響，在設(shè)計(jì)中避免干涉。
在設(shè)計(jì)中，如果有斜滑塊側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，還需要考慮側(cè)抽芯對(duì)模具設(shè)計(jì)中模架外形尺寸的影響。
綜合考慮本設(shè)計(jì)選用WL=250x270的模架。塑件的高度為11mm，塑件的大部分部膠位都留在型腔部分，型芯、型腔的厚度是塑件所伸入高度加40-60mm。
綜合考慮強(qiáng)度要求，定模板厚度取700mm, 動(dòng)模板的厚度取70mm?？紤]推桿的頂出行程要求，支撐板取80mm以滿足頂出要求。
綜上所述所選擇的模架的型號(hào)為：CI-2527-A70-B70-C80。
??第4章 模具零件設(shè)計(jì)
4.1 模具成型零件尺寸計(jì)算
成型零部件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，主要有型腔和型芯的徑向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸，以及中心距尺寸等。
在模具設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)塑件的尺寸及精度等級(jí)確定成型零部件的工作尺寸及精度等級(jí)。影響塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收縮率，模具成型零部件的制造誤差，模具成型零部件的磨損及模具安裝配合方面的誤差。這些影響因素也是作為確定成型零部件工作尺寸的依據(jù)。
由于按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量計(jì)算型芯型腔的尺寸有一定的誤差（因?yàn)槟＞咧圃旃詈湍＞叱尚土悴考谑褂弥械淖畲竽p量大多憑經(jīng)驗(yàn)決定），這里就只考慮塑料的收縮率計(jì)算模具盛開零部件的工作尺寸。
塑件經(jīng)成型后所獲得的制品從熱模具中取出后，因冷卻及其它原因會(huì)引起尺寸減小或體積縮小，收縮性是每種塑料都具有的固有特性之一，選定PP材料的平均收縮率為1.8%，剛計(jì)算模具成型零部件工作尺寸的公式為：
式中 A — 模具成型零部件在常溫下的尺寸
B — 塑件在常溫下實(shí)際尺寸
成型零部件工作尺寸的公差值可取塑件公差的1/3～1/4，或取IT7～8級(jí)作為模具制造公差。在此取IT8級(jí)，型芯工作尺寸公差取IT7級(jí)。模具型腔的小尺寸為基本尺寸，偏差為正值；模具型芯的最大尺寸為基本尺寸，偏差為負(fù)值，中心距偏差為雙向?qū)ΨQ分布。各成型零部件工作尺寸的具體數(shù)值見圖紙。
1. 成形收縮率：在實(shí)際工作中，成形收縮率的波動(dòng)很大，從而引起塑件尺寸的誤差很大，塑件尺寸的變化值為
=(Smax-Smin)Ls
式中：為塑件收縮波動(dòng)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（%）；
為塑件尺寸（mm）。
一般情況下，由收縮率波動(dòng)而引起的塑件尺寸誤差要求控制在塑件尺寸公差的1/3以內(nèi)。
2. 模具成形零件的制造誤差：實(shí)踐證明，如果模具的成形零件的制造誤差在IT7～I(xiàn)T8級(jí)之間，成形零件的制造公差占塑件尺寸公差的1/3。
3. 零件的磨損：模具在使用過(guò)程中，由于種種原因會(huì)對(duì)型腔和型芯造成磨損，對(duì)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，而大型零件，應(yīng)在1/6之下。
4. 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(huì)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)行有效的補(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)行逐步修訂。
通常凹模、凸模組成的模腔工作尺寸簡(jiǎn)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)行計(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，公式如以下：
1. 凹模的內(nèi)形尺寸：
式中：為型腔內(nèi)形尺寸(mm)；
為塑件外徑基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際外形尺寸；
K為塑料平均收縮率(%)，此處取0.6%；
Δs為塑件公差，查表知PS塑件精度等級(jí)取5級(jí)；塑件基本尺寸在14~18mm公差取0.38mm；在18~24mm范圍內(nèi)取0.44mm，在30~40mm范圍內(nèi)取0.56mm塑件基本尺寸在40~50范圍內(nèi)其公差取0.64mm。
所以型腔尺寸如下：
型腔深度的尺寸計(jì)算：
式中：凸模/型芯高度尺寸(mm)；
為塑件內(nèi)形深度基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際內(nèi)形深度尺寸；
Δs 、K 含義如（1）式中。
2. 凸模的外形尺寸計(jì)算：
式中：凸模/型芯外形尺寸(mm)；
為塑件內(nèi)形基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際內(nèi)形尺寸；
Δs 、k含義如（1）式中。
所以型芯的尺寸如下：
型芯的深度尺寸計(jì)算：
式中：為凸模/型芯高度尺寸(mm)；
為塑件內(nèi)形深度基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際內(nèi)形深度尺寸；
Δs 、k含義如（1）式中。三個(gè)型芯的高度分別為：
4.2模具強(qiáng)度與剛度校核
普通意義上的模具強(qiáng)度包括模具的強(qiáng)度、剛度。模具的各種成型零部件和結(jié)構(gòu)零部件均有強(qiáng)度、剛度的要求，足夠的強(qiáng)度才可以保證模具能正常工作。
由于模具形式較多，計(jì)算也不盡相同且較復(fù)雜，實(shí)際生產(chǎn)中，采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核相結(jié)合的方法，通過(guò)強(qiáng)度校核來(lái)調(diào)整設(shè)計(jì)，保證模具能正常工作。
模具強(qiáng)度計(jì)算較為復(fù)雜，一般采用簡(jiǎn)化的計(jì)算方法,計(jì)算時(shí)采取保守的做法，原則是：選取最不利的受力結(jié)構(gòu)形式，選用較大的安全系數(shù)，然后再優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)，充分提高模具強(qiáng)度。為保證模具能正常工作，不僅要校核模具的整體性強(qiáng)度，也要校核模具局部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。
整體性強(qiáng)度主要針對(duì)型腔側(cè)壁厚度，型腔底板厚度，合模面所能承受的壓力等幾個(gè)方面，實(shí)際選用尺寸應(yīng)大于計(jì)算尺寸并取整。校核時(shí)應(yīng)從強(qiáng)度與彎曲兩個(gè)方面分別計(jì)算，選取較大的尺寸。
4.3脫模力的計(jì)算
脫模力的產(chǎn)生范圍：
①（脫模）塑件在模具中冷卻定型時(shí)，由于體積收縮，產(chǎn)生包緊力。
②不帶通孔殼體類塑件，脫模時(shí)要克服大氣壓力 。
③機(jī)構(gòu)本身運(yùn)動(dòng)的磨擦阻力。
④塑件與模具之間的粘附力。
初始脫模力，開始脫模進(jìn)的瞬間防要克服的阻力。
相繼脫模力，后面防需的脫模力，比初始脫模力小，防止計(jì)算脫模力時(shí)，一般計(jì)算初始脫模力。
脫模力的影響因素：
a． 脫模力與塑件壁厚，型芯長(zhǎng)度，垂直于脫模方向塑件的投影面積有關(guān)，各項(xiàng)值越大，則脫模力越大。
b． 塑件收縮率，彈性模量E越大，脫模力越大。
c． 塑件與芯子磨擦力俞大，則脫模阻力俞大。
d． 排除大氣壓力和塑件對(duì)型芯的粘附等因素，則型芯斜角大到，塑件則自動(dòng)脫落。
4.4澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
4.4.1 主流道的設(shè)計(jì)
流道是澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具相接觸的部分開始，到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)通道。
（1）、主流道的尺寸
設(shè)計(jì)中選用的注射機(jī)為海天HTF80XB，其噴嘴直徑為3.5，噴嘴球面半徑為16，依此主流道各具體尺寸設(shè)計(jì)如下：
主流道與澆口套
（2）、主流道襯套的形式
選用如下圖所示類型的襯套，這種類型可防止襯套在塑料熔體反作用下退出定模。將主流道襯套和定位環(huán)設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件，然后配合固定在模板上，襯套與定模板的配合采用。
（3）、定位環(huán)的固定
定位環(huán)采用2個(gè)M6的螺絲直接鎖附固定。
澆口襯套固定形式
4.4.2分主流道的設(shè)計(jì)
分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動(dòng)通道，分流道應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)。本設(shè)計(jì)中塑件排布比較緊湊,且采用點(diǎn)澆口。
4.4.3澆口的設(shè)計(jì)
澆口又叫進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道。它有兩個(gè)功能：一是對(duì)塑料熔體流入型腔起著控制作用；另一個(gè)是當(dāng)注射壓力撤銷后封鎖型腔，使型腔中尚未固化的塑料不會(huì)倒流。常向的澆口形式有直接澆口，點(diǎn)澆口，點(diǎn)式澆口，扇形澆口，圓盤式澆口，環(huán)形澆口等。
澆口的位置選擇原則：
澆口的位置與塑件的質(zhì)量有直接影響。在確定澆口位置時(shí)，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：
1. 熔體在型腔內(nèi)流動(dòng)時(shí)，其動(dòng)能損失最小。要做到這一點(diǎn)必須使
1)流程(包括分支流程)為最短；
2)每一股分流都能大致同時(shí)到達(dá)其最遠(yuǎn)端；
3)應(yīng)先從壁厚較厚的部位進(jìn)料；
4)考慮各股分流的轉(zhuǎn)向越小越好。
2. 有效地排出型腔內(nèi)的氣體。
4.4.4拉料桿的設(shè)計(jì)
點(diǎn)澆口主流道需要設(shè)置拉料桿，使開模時(shí)分流道與產(chǎn)品分離，澆口尺寸如CAD圖所示，根據(jù)此圖結(jié)合實(shí)際選用適當(dāng)值。本設(shè)計(jì)采用8mm大小拉料桿。
4.4.5冷料井的設(shè)計(jì)
主流道的末端需要設(shè)置冷料穴以往上制品中出現(xiàn)固化的冷料。因?yàn)樽钕攘魅氲乃芰弦蚪佑|溫度低的模具而使料溫下降，如果讓這部分溫度下降的塑料流入型腔會(huì)影響制品的質(zhì)量，為防止這一問(wèn)題必須在沒塑料流動(dòng)方向在主流道末端設(shè)置冷料穴以便將這部分冷料存留起來(lái)。
冷料穴一般開設(shè)在主流道對(duì)面的模板上，其標(biāo)稱直徑與主流道直徑相同或略大一些，這里取為8mm，最終要保證冷料體積小于冷料穴體積。冷料穴的倒扣形式有多種，這里采用z形倒錐的冷料穴拉出主流道凝料的形式。它與推桿配用，開模時(shí)倒錐形的冷料穴通過(guò)內(nèi)部的冷料先將主流道凝料拉出定模，最后在推桿的作用下將冷料和和主流道凝料隨制品一起被頂出動(dòng)模。
澆注系統(tǒng)
4.5模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)的目的在于維持模具適當(dāng)而有效率的冷卻。冷卻孔道應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)尺寸，以方便加工與組裝。設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)時(shí)，模具設(shè)計(jì)者必須根據(jù)塑件的壁厚與體積決定下列設(shè)計(jì)參數(shù)： 冷卻孔道的位置與尺寸、孔道的長(zhǎng)度、孔道的種類、孔道的配置與連接、以及冷卻劑的流動(dòng)速率與熱傳性質(zhì)。
冷卻管路的位置與尺寸
塑件壁厚應(yīng)該盡可能維持均勻。冷卻孔道最好設(shè)置是在型芯塊與型腔塊內(nèi)，設(shè)在模塊以外的冷卻孔道比較不易精確地冷卻模具。
通常，鋼模的冷卻孔道與模具表面、模穴或模心的距離應(yīng)維持為冷卻孔道直徑的1~2倍，冷卻孔道之間的間距應(yīng)維持3~5倍直徑。冷卻孔道直徑通常為6~12 mm（7/16~9/16英吋），在此取10mm。
第5章 注射機(jī)的選用及相關(guān)參數(shù)的校核
注射成型工藝過(guò)程分析
如圖所示從料頭把樹脂擠入料筒中，通過(guò)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)將熔體輸送至機(jī)筒的前端。在那個(gè)過(guò)程中，在加熱器的作用下加熱使機(jī)筒內(nèi)的樹脂材料受熱，在螺桿的剪切應(yīng)力作用下使樹脂成為熔融狀態(tài)，將相當(dāng)于成型品及主流道，分流道的熔融樹脂滯留于機(jī)筒的前端（稱之為計(jì)量），螺桿的不斷向前將材料射入模腔。當(dāng)熔融樹脂在模具內(nèi)流動(dòng)時(shí)，須控制螺桿的移動(dòng)速度（射出速度），并在樹脂充滿模腔后用壓力（保壓力）進(jìn)行控制。當(dāng)螺桿位置，注射壓力達(dá)到一定值時(shí)可以將速度控制切換成壓力控制。
根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、材料及質(zhì)量，確定其成型工藝過(guò)程為：
第一步：為使注射過(guò)程順利和保證產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)對(duì)所用的設(shè)備和塑料作好以下準(zhǔn)備工作：
（1）、成型前對(duì)原材料的預(yù)處理
根據(jù)注射成型對(duì)物料的要求，檢驗(yàn)物料的含水量，外觀色澤，顆粒情況并測(cè)試其熱穩(wěn)定性，流動(dòng)性和收縮率等指標(biāo)，對(duì)原材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，PP材料吸濕性良好，如儲(chǔ)存得當(dāng)，成型一般不需進(jìn)行干燥處理。
（2）、料筒的清洗
在初用某種塑料或某一注射機(jī)之前，或者在生產(chǎn)中需要改變產(chǎn)品、更換原料、調(diào)換顏色或發(fā)現(xiàn)塑料中有分解現(xiàn)象時(shí)，都需要對(duì)注射機(jī)（主要是料筒）進(jìn)行清洗或拆換。
柱塞式注射機(jī)料筒的清洗常比螺桿式注射機(jī)困難，因?yàn)橹搅贤矁?nèi)的存料量較大而不易對(duì)其轉(zhuǎn)動(dòng)，清洗時(shí)必須拆卸清洗或者采用專用料筒。對(duì)螺桿式通常是直接換料清洗，也可采用對(duì)空注射法清洗。
（3）、脫模劑的選用
脫模劑是使塑料制件容易從模具中脫出而敷在模具表面上的一種助劑。一般注射制件的脫模，主要依賴于合理的工藝條件與正確的模具設(shè)計(jì)。在和產(chǎn)上為了順利脫模，常用的脫模劑有：硬脂酸鋅，液體石蠟（白油），硅油，對(duì)PP材料，可選用硬脂酸鋅，因?yàn)榇嗣撃┏埘０匪芰贤猓话闼芰隙伎墒褂谩?
第二步: 注射成型過(guò)程
完整的注射過(guò)程表面上共包括加料、塑化、注射入模、穩(wěn)壓冷卻和脫模幾個(gè)步驟，但實(shí)際上是塑化成型與冷卻兩個(gè)過(guò)程。
第三步：制件的后處理
注射制件經(jīng)脫?；驒C(jī)械加工后，常需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚?，目的是為了消除存在的?nèi)應(yīng)力，以改善和提高制件的性能及尺寸穩(wěn)定性。制件的后處理主要有退火和調(diào)濕處理。該塑料制件材料為PP，就采用退火處理1～3小時(shí)。
要架一套模具,首先要考慮模具尺寸是否符合機(jī)臺(tái)大小的頓數(shù).注射量是否滿足要求,機(jī)臺(tái)的射出投影面積是否適合模具生產(chǎn),大頓數(shù)機(jī)臺(tái)生產(chǎn)小模具,計(jì)量不容易控制,再者若用太大鎖模力,對(duì)模具也有一定損傷,鎖模力不夠?qū)е庐a(chǎn)品毛邊過(guò)大,太大模具超過(guò)機(jī)臺(tái)的負(fù)荷對(duì)合模系統(tǒng)也會(huì)有一定之損傷.
5.1 相關(guān)參數(shù)
由于采用一模一腔，需要至少注射量為10.27X1=10.27g，流道水口廢料4.7g，總注塑量15g，再根據(jù)工藝參數(shù)（主要是注射壓力），綜合考慮各種因素，選定注射機(jī)為海天HTF80XB。注射方式為螺桿式，其有關(guān)性能參數(shù)為：
型號(hào)
單位
80×A
80×B
80×C
參數(shù)
螺桿直徑
mm
34
36
40
理論注射容量
cm3
111
124
153
注射重量PS
g
101
113
139
注射壓力
Mpa
206
183
149
注射行程
mm
122
螺桿轉(zhuǎn)速
r/min
0~220
料筒加熱功率
KW
5.7
鎖模力
KN
800
拉桿內(nèi)間距(水平×垂直)
mm
365×365
允許最大模具厚度
mm
360
允許最小模具厚度
mm
150
移模行程
mm
310
移模開距(最大)
mm
670
液壓頂出行程
mm
100
液壓頂出力
KN
33
液壓頂出桿數(shù)量
PC
5
油泵電動(dòng)機(jī)功率
KW
11
油箱容積
l
200
機(jī)器尺寸(長(zhǎng)×寬×高)
m
4.3×1.25×1.8
機(jī)器重量
t
3.22
最小模具尺寸(長(zhǎng)×寬)
mm
240×240
海天HTF80XB注塑機(jī)參數(shù)
5.2最大注塑量校核
模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須使得在一個(gè)注射成型的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機(jī)額定注射量的80%以內(nèi)。校核公式為：
式中 --型腔數(shù)量
--單個(gè)塑件的重量
--澆注系統(tǒng)所需塑料的重量
本設(shè)計(jì)中：n=1 10.27 g =4.7 g
m=1x10.27+4.7=15 g
注塑機(jī)額定注塑量為124g，注射量符合要求
5.3 鎖模力校核
注射成型時(shí)塑件的模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素。如果這一數(shù)值超過(guò)了注射機(jī)所允許的最大成型面積，則成型過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象，必須滿足以下關(guān)系。
式中 n --型腔數(shù)目
--單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積
--澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積
n=1 =5002 =0
=1x5002+0=5002
注射成型時(shí)為了可靠的鎖模，應(yīng)使塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機(jī)額定鎖模力。即：
（）P < F
式中： P—塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力（MPa）
F—注射機(jī)額定鎖模力（N）
其它意義同上
根據(jù)工具書查得，型腔內(nèi)通常為20-40MPa，一般制品為24-34MPa，精密制品為39-44MP
（）P=5002x30x1.1x0.001=165KN<800KN
鎖模力符合要求
5.4 模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核
（1）、模具長(zhǎng)寬尺寸
模具長(zhǎng)寬尺度必須小于注塑機(jī)拉桿間距,本設(shè)計(jì)選用機(jī)臺(tái)拉桿間距為365×365,模具長(zhǎng)寬為270x300，經(jīng)核算機(jī)臺(tái)選用合適。
（2）、模具厚度（閉合高度）
模具閉合高度必須滿足以下公式
式中 --注射機(jī)允許的最大模厚
--注射機(jī)允許的最小模厚
本設(shè)計(jì)中模具厚度為305mm 150
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