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目 錄
引 言……………………………………………………………………………2
畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書設(shè)計(jì)說明書……………………………………………………………………3
設(shè)計(jì)說明書……………………………………………………………………5
摘要………………………………………………………………6
Abstract………………………………………………………………7
一、設(shè)計(jì)題目………………………………………………………………8
二、塑件分析 … … ………………………………………………………9
三、所選材料的成型特性與工藝參數(shù)………………………………………………10
四、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)………………………………………………………11
五、分型面的選擇及型腔布置………………………………………………………16
六、排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………………………18
七、成型零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算……………………………………………………………………………18
八、脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………………………25
九、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………27
十、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算…………………………………………28
十一、模架的選擇………………………………………………………………………………………30
十二、設(shè)計(jì)小結(jié)………………………………………………………………………………………32
參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………33
引 言
本說明書為機(jī)械類塑料模注射模具設(shè)計(jì)說明書，是根據(jù)塑料模具設(shè)計(jì)手冊上的設(shè)計(jì)過程及相關(guān)工藝編寫的。本說明書的內(nèi)容包括：畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書，畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書，畢業(yè)設(shè)計(jì)體會，參考文獻(xiàn)等。
編寫本說明書時，力求符合設(shè)計(jì)步驟，詳細(xì)說明了塑料注射模具設(shè)計(jì)方法，以及各種參數(shù)的具體計(jì)算方法，如塑件的成型工藝，塑料脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
本說明書在編寫過程中，得到有關(guān)老師和同學(xué)的大力支持和熱情幫助，在此謹(jǐn)以致意。
由于本人設(shè)計(jì)水平有限，在設(shè)計(jì)過程中難免有錯誤之處，敬請各位老師批評指正。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 指 導(dǎo) 書
一、題目：
插座后蓋 材料 ABS
二、明確設(shè)計(jì)任務(wù)，收集有關(guān)資料
1、了解畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)、內(nèi)容、要求和步驟，制定設(shè)計(jì)工作進(jìn)度計(jì)劃（一般需６—８周）
2、畫AUTOCAD平面圖，并標(biāo)好尺寸
3、查閱、收集有關(guān)的設(shè)計(jì)參考資料
4、了解所設(shè)計(jì)零件的用途、結(jié)構(gòu)、性能，在整個產(chǎn)品中裝配關(guān)系、技術(shù)要求、生產(chǎn)批量
5、塑膠廠車間的設(shè)備資料
6、模具制造技能和設(shè)備條件及可采用的模具標(biāo)準(zhǔn)情況
三、工藝性分析
分析塑膠件的工藝性包括技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面，在技術(shù)方面，根據(jù)產(chǎn)品圖紙，主要分析塑膠件的形狀特點(diǎn)、尺寸大小、尺寸標(biāo)注方法、精度要求、表面質(zhì)量和材料性能等因素，是否符合模塑工藝要求；在經(jīng)濟(jì)方面，主要根據(jù)塑膠件的生產(chǎn)批量分析產(chǎn)品成本，闡明采用注射生產(chǎn)可取得的經(jīng)濟(jì)效益。
１、塑膠件的形狀和尺寸：
塑膠件的形狀和尺寸不同，對模塑工藝要求也不同。
２、塑膠件的尺寸精度和外觀要求
塑膠件的尺寸精度和外觀要求與模塑工藝方法、模具結(jié)構(gòu)型式及制造精度等有關(guān)。
3、生產(chǎn)批量
生產(chǎn)批量的大小，直接影響模具的結(jié)構(gòu)型式，一般大批量生產(chǎn)時，可選用一模多腔來提高生產(chǎn)率；小批量生產(chǎn)時，可采用單型腔模具等進(jìn)行生產(chǎn)來降低模具的制造費(fèi)用。
4、其它方面
在對塑膠件進(jìn)行工藝分析時，除了考慮上述因素外，還應(yīng)分析塑膠件的厚度、塑料成型性能及模塑生產(chǎn)常見的制品缺陷問題對模塑工藝性的影響。
四、確定成型方案及模具型式：
根據(jù)對塑膠零件的形狀、尺寸、精度及表面質(zhì)量要求的分析結(jié)果，確定所需的模塑成型方案：制品的后加工、分型面的選擇、型腔的數(shù)目和排列、成型零件的結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)等。
五、工藝計(jì)算和設(shè)計(jì)
1、 注射量計(jì)算：涉及到選擇注射機(jī)的規(guī)格型號，一般應(yīng)先進(jìn)行計(jì)算。對于形狀復(fù)雜不規(guī)則的制品，可以利用UG的“分析/模型分析/模型質(zhì)量屬性”來計(jì)算質(zhì)量。或者采用估算法估計(jì)塑料的用量，以保證足夠的塑料用量為原則。
2、 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算：這是設(shè)計(jì)注射模的第一步，只有完成澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)后才能估算型腔壓力、注射時間、校核鎖模力，從而進(jìn)一步校核所選擇的注射機(jī)是否符合要求。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算包括澆道布置、主流道和分流道斷面尺寸計(jì)算、澆注系統(tǒng)壓力降計(jì)算和型腔壓力校核。
3、 成型零件工作尺寸計(jì)算：主要有凹模和型芯徑向（長/寬）尺寸和高度（深度）尺寸，其最大值直接關(guān)系到模具尺寸大小，而工作尺寸的精度則直接影響到制品精度。為計(jì)算方便，凡孔類尺寸均以其最小尺寸作為公稱尺寸，即公差為正；凡軸類尺寸均以其最大尺寸作為公稱尺寸，即公差為負(fù)；進(jìn)行工作尺寸計(jì)算時應(yīng)考慮塑料的收縮率和模具壽命（磨損裕量）等因素。
4、 模具冷卻與加熱系統(tǒng)計(jì)算：冷卻系統(tǒng)計(jì)算包括冷卻時間和冷卻參數(shù)計(jì)算。冷卻時間計(jì)算有三種方法，根據(jù)塑料制品形狀和塑料性能選擇適當(dāng)?shù)墓竭M(jìn)行計(jì)算即可。冷卻參數(shù)包括冷卻面積、冷卻水空長度和孔數(shù)的計(jì)算及冷卻水流動狀態(tài)的校核和冷卻水入口與出口處溫度差的校核。模具加熱工藝計(jì)算主要是加熱功率計(jì)算。
5、 注射壓力、鎖模力和安裝尺寸校核：模具初步設(shè)計(jì)完成后，還需校核所選擇的注射機(jī)注射壓力和鎖模力能否滿足塑料成型要求，校核模具外形尺寸可否方便安裝，行程是否滿足模塑成型及取件要求。
六、進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1、 確定凹模（模板）尺寸：先計(jì)算凹模（模板）厚度，再根據(jù)厚度確定凹模（模板）周界尺寸(長X寬),在確定凹模（模板）周界尺寸時要注意:第一,澆注系統(tǒng)的布置,特別是對于一模多腔的塑料模應(yīng)仔細(xì)考慮模腔位置和澆道布置;第二,要考慮凹模上螺孔的布置位置;第三,主流道中心與模板的幾何中心應(yīng)重合;第四, 凹模（模板）外形尺寸盡量按國家標(biāo)準(zhǔn)選取。
２、選擇模架并確定其他模具零件的主要參數(shù)：在確定模架結(jié)構(gòu)形式和定模、動模板的尺寸后，可根據(jù)定模、動模板的尺寸，從《塑料模國家標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 12555—1990 （塑料注射模大型模架）和GB/T 12556—1990 （塑料注射模中小型模架及技術(shù)條件）中確定模架規(guī)格。待模架規(guī)格確定后即可確定主要塑模零件的規(guī)格參數(shù)。再查閱標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)零部件圖表，就可以畫裝配圖了。
七、畫裝配圖
一般先畫主視圖，再畫側(cè)視圖和其他視圖。由于注射機(jī)大多為臥式的，故注射模也常按安裝位置畫成臥式，畫主視圖最好從凸凹模結(jié)合面（即分型面）開始，向左右兩個方向畫較為方便，且不易出錯。
模具裝配圖包括：
1、主視圖：繪制模具工作位置的剖面圖
2、側(cè)視圖：一般情況下繪制定模部分視圖，
3、俯視圖、局部剖視圖等。
4、列出零件明細(xì)表，注明材質(zhì)和數(shù)量，凡標(biāo)準(zhǔn)件須注明規(guī)格。
5、技術(shù)要求及說明，包括所選注射機(jī)設(shè)備型號，所選用的標(biāo)準(zhǔn)模架型號，模具閉合高度，模具間隙及其它要求。
八、繪制各非標(biāo)準(zhǔn)零件圖
零件圖上應(yīng)注明全部尺寸、公差與配合、形位公差、表面粗糙度、所用材料、熱處理方法及其它要求。
九、編寫技術(shù)文件
1、編寫注射成型工藝卡片：根據(jù)塑料的成型特點(diǎn)，查閱有關(guān)資料，確定合理的注射成型工藝參數(shù)，并作成工藝卡片。
2、編寫加工工藝過程卡片：選取兩個重要模具成型零件，確定加工工藝路線，并作成加工工藝過程卡片
3、編寫設(shè)計(jì)說明書：
摘要：本設(shè)計(jì)為機(jī)械類塑料模注射模具設(shè)計(jì)，分析塑膠件的形狀特點(diǎn)、尺寸大小、尺寸標(biāo)注方法、精度要求 ，分析塑膠件的生產(chǎn)批量分析產(chǎn)品成本。確定成型方案及模具型式。
根據(jù)對塑膠零件的形狀、尺寸、精度及表面質(zhì)量要求的分析結(jié)果，確定所需的模塑成型方案：制品的后加工、分型面的選擇、型腔的數(shù)目和排列、成型零件的結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)等。
詳細(xì)說明了塑料注射模具設(shè)計(jì)方法，以及各種參數(shù)的具體計(jì)算方法，如塑件的成型工藝，塑料脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：成本，成型，塑料，注射模具，工藝，脫模
Abstract ：This design injects a molding tool design for the machine plastics mold, the shape characteristics, size size, size of analytical plastic piece marks a method, accuracy to request, the production batch quantity of the analytical plastic piece analyze product cost.The assurance models project and molding tool ABSttern.
According to the analytical result requested to shape, size, accuracy and surface quality of plastic sABSre ABSrts, make sure need of the mold Su model a project:Product of process behind, cent type the choice, type of the noodles the number of the chamber and arrange, model the structure of sABSre ABSrts and sprinkle to note system etc..
Elaborated on plastics to inject a molding tool design method, and the concrete calculation method of various ABSrameter, such as model of Su piece craft, the plastics takes off the design of mold organization.
Keyword:Cost, model, plastics, shoot a molding tool, craft, take off a mold
第一部分 設(shè)計(jì)題目：插座后蓋注射模
一 設(shè)計(jì)題目：插座后蓋注射模
二 設(shè)計(jì)要求：
1．繪制產(chǎn)品零件圖
2．繪制模具裝配圖
3．繪制整套模具零件圖（除標(biāo)準(zhǔn)件外）
4．編寫設(shè)計(jì)說明書
三 設(shè)計(jì)要求：
1．模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，工藝性好。設(shè)計(jì)計(jì)算正確，參數(shù)選用正合理。
2．模具繪圖布局合理，視圖完整、清晰,各項(xiàng)要求符合規(guī)范。
3．模具裝配圖采用CAD繪制并打印。
4．繪制全套模具零件圖，除標(biāo)準(zhǔn)件（模架選擇標(biāo)準(zhǔn)的也要出圖）
5．設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容完整，分析透徹，語言流暢，參考資料應(yīng)注明出處。
第二部分 塑件分析
1.制品圖如圖2-1：
圖2-1
2. 制品分析：該制品結(jié)構(gòu)簡單，壁厚均勻，使用ABS制造。公差等級為MT5，該制品采用了凸起來增加制品的強(qiáng)度和剛度，表面粗糙度為1.6。
第三部分 所選材料的成型特性與工藝參數(shù)
該制品采用ABS，于1939年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，最初用作制造合成纖維的原料，后來由于ABS具有高韌性，耐磨性，自潤滑，使用溫度范圍寬（高溫度強(qiáng)度好，低溫度韌度好），耐油和耐腐蝕等優(yōu)良綜合性能，已成為開發(fā)最早的工程塑料品種，并獲得廣泛的應(yīng)用，其產(chǎn)量約占工程塑料總產(chǎn)量的三分之一。
1成型前準(zhǔn)備
對ABS的色澤、細(xì)度和均勻度進(jìn)行檢驗(yàn)。由于ABS的吸水率大約為0.2%～0.8%，容易吸濕，成型前應(yīng)進(jìn)行充分的干燥，干燥至水分含量<0.3%。干燥條件：用烘箱以80～85℃烘2～4小時或用干燥料斗以80℃烘1～2小時。
2注塑過程
塑料在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型，其過程可以分為充模、壓實(shí)、保壓、倒流、和冷卻4個階段。
3注塑后處理
采用調(diào)濕處理，其熱處理?xiàng)l件查參考文獻(xiàn)【1】中的表4-7由處理溫度為70℃；保濕時間為2～4小時。
4材料ABS的注塑成型參數(shù)
注射機(jī)：螺桿式；
螺桿轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）：48；
料筒溫度（℃）：前段 200～220；
中段 180～200；
后段 160～180；
噴嘴溫度（℃）：170～180；
模具溫度（℃）：50～80；
注射壓力（MPa）：70～100；
成型時間（s）：注射20～60，保壓0～3，冷卻20～90，總周期50～160。
5材料ABS性能
1.物理性能
ABS樹脂是一種共混物，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，英文名Acrylonitrile-butadine-styrene(簡稱ABS)，這三者的比例為20：30：50(熔點(diǎn)為175℃)。只要改變其三者的比例、化合方法、顆粒的尺寸，便可以生產(chǎn)出一系列具有不同沖擊強(qiáng)度、流動特性的品種，如把丁二烯的成份增加，則其沖擊強(qiáng)度會得到提高，但是硬度和流動性就會降低，強(qiáng)度和耐熱性變會減少。
ABS為淺黃色粒狀或珠狀不透明樹脂，無毒、無味、吸水率低，具有良好的綜合物理機(jī)械性能，如優(yōu)良的電性能、耐磨性，尺寸穩(wěn)定性、耐化學(xué)性和表面光澤等，且易于加工成型。缺點(diǎn)是耐候性，耐熱性差，且易燃。
2.成型性能
ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單體合成。每種單體都具有不同特性：丙烯腈有高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具有堅(jiān)韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強(qiáng)度。從形態(tài)上看，ABS是非結(jié)晶性材料。中單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三元共聚物，一個是苯乙烯-丙烯腈的連續(xù)相，另一個是聚丁二烯橡膠分散相。ABS的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結(jié)構(gòu)。這就可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上具有很大的靈活性，并且由此產(chǎn)生了市場上上百種不同品質(zhì)的ABS材料。這些不同品質(zhì)的材料提供了不同的特性，例如從中等到高等的抗沖擊性，從低到高的光潔度和高溫扭曲特性等。ABS材料具有超強(qiáng)的易加工性，外觀特性，低蠕變性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及很高的抗沖擊強(qiáng)度。
ABS在比較寬廣的溫度范圍內(nèi)具有較高的沖擊強(qiáng)度，熱變形溫度比PA、PVC高，尺寸穩(wěn)定性好，收縮率在0.4%~0.8%范圍內(nèi)，若經(jīng)玻纖增強(qiáng)后可以減少到0.2%～0.4%，而且絕少出現(xiàn)塑后收縮。
ABS具有良好的成型加工性，制品表面光潔度高，且具有良好的涂裝性和染色性，可電鍍成多種色澤。
ABS尚具有良好的配混性，可與多種樹脂配混成合金(共混物)，如PC/ABS、ABS/PC、ABS/PVC、PA/ABS、PBT/ABS等，使之具有新的性能和新的應(yīng)用領(lǐng)域，ABS若與MMA摻混可制成透明ABS，透光率可達(dá)80%。
ABS是吸水的塑料，于室溫下，24小時可吸收0.2%~0.35%水分，雖然這種水分不至于對機(jī)械性能構(gòu)成重大影響，但注塑時若濕度超過0.2%，塑料表面會受大的影響，所以對ABS進(jìn)行成型加工時，一定要事先干燥，而且干燥后的水分含量應(yīng)小于0.2%。
3.ABS的主要性能指標(biāo)
密度ρ=1.05 g/；
收縮率0.4～0.7%，取值0.5%.
4. ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施
主要缺陷：溢料飛邊、氣泡、熔接痕、燒焦及黑紋、光澤不良；
消除措施：增大注射壓力、提高模具溫度、加排氣槽、充分預(yù)干燥。
第四部分 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
1.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；
A 澆注系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)原則
1 澆注系統(tǒng)通常由主流道 分流道 澆口料穴等組成
2 設(shè)計(jì)原則；〈1〉流程要短。減少壓力和熱量損失及塑料消耗量，同時縮短了充模時間〈2〉排氣良好。使料流平穩(wěn)順利充滿型腔。3〉防止型芯變形和嵌件位移。應(yīng)避免料流直沖較小的型芯和嵌件。 〈4〉防止塑件翹曲變形和表面形成冷疤，冷斑等缺陷。應(yīng)減輕澆口附近應(yīng)力集中?！?〉合理選擇冷料穴b 主流道設(shè)計(jì)； 主流道是指連接注射機(jī)噴嘴與風(fēng)流道或型腔〈單腔?！档倪M(jìn)料通道。負(fù)責(zé)將塑料溶體從噴嘴引入模具，其形狀，大小直接影響塑料的流速及填充時間。主流道垂直于分型面通常作在淬硬澆口套內(nèi)，如圖4-15a所示。為了使塑料疑料能從主流道中順利拔出，需將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，具有a=2-6的錐角。內(nèi)壁為ra 0.8 um 以下的表面粗糙度，小端直徑大于噴嘴直徑約0.5~1mm，凹坑半徑R也應(yīng)比噴嘴頭半徑大1-2mm，以便疑料順利拔出。澆口套大端高出定模端面H=5`10mm，起定位作用與注射機(jī)定模板的定位孔呈間隙配合。為了拆御更換方便，模具的定位圈常與澆口套分開設(shè)計(jì)，如圖4-1所示。
圖4—1
C．分流道及其平衡布置
（1〉分流道：主流道和澆口之間的進(jìn)料通道。其作用是通過流道截面及方向變化使塥料平穩(wěn)地轉(zhuǎn)換流向，并均勻分配給各個型腔〈多型腔?！?。常見分流道的截面形狀有圓形 梯形 U形 半圓形及矩形等幾種形式，其中圓形截面分流道的比面積最小，但需要開設(shè)在分型面兩側(cè)，且對應(yīng)兩部分必須吻合，加工不方便；梯形及U形截面分流道加工較容易，且熱量損失和流動阻力均不大，為最常用形式；半圓形和矩形截面的分流道則因此比面積最大。在此設(shè)計(jì)中，采用圓形截面。
〈2〉分流道的尺寸；因?yàn)楦鞣N塑料的流動性有差異，所以a 以根據(jù)塑料的品種來粗略地估計(jì)分流道的直徑。常用塑料的分流道直徑推薦值如〈塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)〉表4-3。對于壁厚小于3mm，質(zhì)量在200—以下的塑件可以用以下經(jīng)驗(yàn)公式確定分流道的直徑；D=0.2654 式中；M-流徑分流道的塑料量 L-分流道長度〈mm〉 D-分流道直徑，對于粘度叫大的塑件，可用上式算得的D值再 以1.2~1.25的系數(shù)，據(jù)表4——3查得尼龍類分流道的直徑為1.6~9.5 取D=4。
〈3〉分流道的布置：分流道采用平衡布置，多型腔模具應(yīng)盡量均衡布置型腔，使熔融塑料幾乎同時到達(dá)每個型腔的進(jìn)料口，這樣，塑料到每個型腔的壓力和溫度是相同的，塑件的品質(zhì)理應(yīng)相同
圖4—2
D 澆口的設(shè)計(jì)
〈1〉澆口又稱進(jìn)料口，是分流道與型腔之間的狹窄部分，也是澆注系統(tǒng)中最短小的部分，他使塑料溶體的流速產(chǎn)生加速度，有利于迅速充滿型腔，同時還起封閉型腔防止溶體倒流的作用，并在成型后使?jié)部谀吓c塑件易于分離。澆口的設(shè)計(jì)與塑料性能，塑件形狀，截面尺寸 模具結(jié)構(gòu)及注射工藝參數(shù)等有關(guān)。總的要求是使溶料以較快的速度進(jìn)入并充滿型腔，同時在充滿后能適時冷卻封閉，因此澆口的截面要小，長度要短，這樣可以增大料流速度，快速冷卻封閉，且便于塑件與凝料分離，不留明顯的澆口痕跡，保證塑件外觀質(zhì)量。
〈2〉澆口的形式；澆口的形式很多，在此設(shè)計(jì)中為了保證制件的外觀，采用側(cè)澆口。
E 冷料穴設(shè)計(jì)；
冷料穴的作用是儲存因兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料頭以及塥體流動的前鋒冷料，以防止溶體冷料進(jìn)入型腔。冷料穴一般設(shè)在主流道的末端，冷料穴底部常作成曲折的鉤行或下陷的凹槽，使冷料穴兼有分模時將主流道襯套中拉出，并留在動模一側(cè)的作用。在此設(shè)計(jì)中采用帶球型頭拉料桿的冷料穴。這種拉料桿專用于借助推板將制品脫模時模具中。前鋒冷料進(jìn)入冷料穴后，緊包在拉料桿的球形頭上，開模時便可將主流道凝料從主流道中拉出。球頭拉料桿固定在動模一側(cè)的型芯固定板上，并不隨推出機(jī)構(gòu)移動，所以當(dāng)推件板從型芯上推出制品時，也就將主流道凝料從球頭拉桿上硬刮下來
圖4—3
第五部分 分型面選擇及型腔布置
A分型面的選擇原則；
（1〉便于塑件脫模：
1）在開模時盡量使塑件留在動模內(nèi)；
2）應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽芯；
3）應(yīng)合理安排塑件在型腔中的方位。
〈2〉考慮和保證塑件的外觀不遭損失：
（3）盡力保證塑件尺寸的精度要求
（4）有利于排氣。
（5）盡量使模具加工方便
B分型面的形式如圖5——1
圖5—1
2 型腔數(shù)目的確定與排列形式
1.型腔數(shù)目確定方法常見的有四種：
（1）根據(jù)經(jīng)濟(jì)性確定型腔樹木
（2）根據(jù)注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔樹木
（3）根據(jù)注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目
（4）根據(jù)制品精度確定型腔數(shù)目
對于高精度制品，由于多型腔模具難以使各型腔的成型條件均勻一致。故通常推薦型腔數(shù)目不超過4個，本設(shè)計(jì)為四型腔注射模。
2型腔的排列
此設(shè)計(jì)的型腔在模板上呈圓形排布。在設(shè)計(jì)時要注意以下幾點(diǎn)
（1）盡可能采用平衡式排列（參見分流道布置）確保制品的質(zhì)量的均一和穩(wěn)定
（2）型腔布置與澆口開設(shè)部位應(yīng)力求對稱，以便防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象如圖4-2
盡量使型腔排的緊湊，以便減少模具的外形尺寸。
第六部分 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及流動比的校核
在注射成型過程中模具內(nèi)除了型腔和澆注系統(tǒng)中原有的空氣外，還有塑料受熱和凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，這些氣體若不能順利排出，則可能因充填時氣體被壓縮而產(chǎn)生高溫，引起塑件局部炭化燒焦，或使塑件產(chǎn)生氣泡，或使塑件熔接不兩而引起缺陷。
注射模的排氣方式，大多數(shù)情況下是利用模具分型面或配合間隙自然排氣。只在特殊情況下采用開設(shè)排氣槽的排氣方式。此模具排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)成第一種。采用間隙配合排氣。
第七部分 成型零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算
一 型腔，型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1）型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
凹模分為整體式和組合式凹模。整體式凹模它是由一整塊金屬材料（也稱定模板或凹模板）直接加工而成。其特點(diǎn)是為非穿通式模體，強(qiáng)度好，不易變形。但由于加工困難，故只使用于小型且形狀簡單的塑件成型。組合式凹模又可分為整體嵌入式，局部鑲嵌式以及拼塊組合式。本設(shè)計(jì)采用組合式凹模，如圖7—1
圖7—1
（2）凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
凸模（即型芯）是成型塑件內(nèi)表面成型零件，通常可分為整體式和組合式兩種類型。整體式凸模是將成型的凸模與動模板做成一體，不僅結(jié)構(gòu)牢固還可省去動模墊板（既支承板）。但是由于不便于加工，故只適用于形狀簡單且凸模高度較小的單型腔模具。組合式凸模又分整體裝配式和鑲件組合式。
整體裝配式凸模：它是將凸模單獨(dú)加工后與動模板進(jìn)行裝配而成。鑲件組合式凸模：對于形狀復(fù)雜的凸模，為了加工方便，可采用組合式凸模
綜上所述，本模具凸模采用整體裝配式凸模
結(jié)構(gòu)如圖4-24
圖7—2
二 成型零部件工件尺寸計(jì)算
（1）影響工件尺寸的因素：
〈1〉塑件的公差：塑件的公差規(guī)定按單向極限制，制品外輪廓尺寸公差取制品內(nèi)腔尺寸公差取正值 若制品上原有公差標(biāo)注方法與上不符，則應(yīng)按以上規(guī)定進(jìn)行轉(zhuǎn)換。而制品孔中心距尺寸公差按對稱分布原則計(jì)算。既取
（2）模具制造公差：時間證明，模具制造公差可取塑件公差的
（3）模具的磨損量：實(shí)踐證明，對于一般的中小型塑件，最大磨損量可取塑件公差的1/6
（4）塑件的收縮率：塑件成型后的收縮率與多種因素有關(guān)，通常取平均收縮率：
（5）模具分型面上的合模間隙：由于注射壓力及模具分型面平面度的影響，會導(dǎo)致動模，定模注射時存在著一定的間隙。一般當(dāng)模具分型面的平面度較高時，表面粗糙度較低時，塑件產(chǎn)生的飛邊也小，飛邊厚度一般應(yīng)小于0.02~0.1mm
零件的加工工藝：
1．定模型芯
定模型芯是主要的工作零件，這套模具的生產(chǎn)批量為大批量，且塑件成型時有一定的腐蝕性，因此選用的材料要具有良好的耐磨性，由于客戶已明確提出成型零件的材料要選用瑞典一百騰公司的718S鋼材（注：此種鋼材的性能特好，是做塑料的專用材料，具有良好的耐磨性，耐腐蝕性，它的價格為一百多元人民幣一斤），因此我們選用718S的材料。
同時考慮到此塑料對尺寸精度要求一般，但對表面要求較高，根據(jù)本工廠的實(shí)際設(shè)備情況，在對材料進(jìn)行粗加工后，留0.5mm的單邊，淬火，低溫回火后，用電火花機(jī)放電到位，最后還需要對成型表面進(jìn)行拋光，省模（省模：制造模具的一道很重要的工序，一般配備了專業(yè)的省模女工，即用打磨機(jī)，沙紙、油石等打磨工具將模具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙度）。
其澆道襯套孔要與襯套配合，在粗加工后，留單邊0.2—0.5mm的余量，熱處理后采用慢走絲割出即可。
綜上所述，定模型芯加工工藝如下：
1.材料：718S
2.加工工藝：
1) 開料：開出長x寬x高為261×361X6231mm的毛坯。
2) 磨基準(zhǔn)：按照零件圖基準(zhǔn)方位在平面磨床上磨出基準(zhǔn)面，同時磨平各平面，留0.1—0.3mm單邊余量。
3) 按照圖樣，在銑床上鉆螺紋孔，運(yùn)水孔。
4) 在數(shù)控銑床上采用Mastercam9.0軟件，采用直徑為Φ8的銑刀，銑出兩條澆道，采用直徑為Φ6的銑刀銑出分流道，同時，按照圖樣要求銑出四個型腔的形狀，單邊留0.2—0.5mm的余量。
5) 送熱處理車間進(jìn)行熱處理：淬火（油淬+低溫回火），使其表面硬度達(dá)到56—60HRC。
6) 按照圖樣要求加工型芯各表面，保證型芯的平行度，垂直度，要求型芯磨后六面見光。
7) 電火花放電：
a)工件準(zhǔn)備：模塊材料為718S鋼，銑、磨按圖紙要求加工成型，熱處理56—60HRC 后，六面見光，保證平行度及垂直度，同時加工兩塊模板，保證尺寸的一致電性。
b)電極制作：電極材料為紫銅，最好選用銅鎢合金，根據(jù)型腔的形狀，為了便于銅公的加工，將銅公分體做成三個依次放電到位（注：兩邊側(cè)抽芯的型腔各一個，中間型腔做一個銅公，同時考慮到銅公的裝夾，將其銑成兩邊各一半的外形，中間為方形，便于裝夾，每擋加工制作一個銅公，可連續(xù)放電四個型腔，利用銅公的別一邊用來放電動模型腔.
c)校正、裝夾、安裝合格。
d)使用設(shè)備：使用北京易通電加工技術(shù)研究所制造的ETD7125電火花成形機(jī)床。
脈寬/us
間歇/us
雙邊間隙/mm
粗糙度/Ra
200
100
0.20
6.3
60
50
0.11
3.2
20
50
0.04—0.06
1.6
e)加工規(guī)準(zhǔn)：如上表所示（注：以上規(guī)準(zhǔn)只供參考，具體規(guī)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)機(jī)床的性能，及其加工工人的經(jīng)驗(yàn)來確定，確保最后一檔放電加工到位）。
8)用慢走絲割出直徑為Φ32k6的澆口襯套孔，鑲件孔。
9)對成型面進(jìn)行研磨達(dá)到圖樣表面粗糙度的技術(shù)要求。
10)最后用激光在型芯上刻出產(chǎn)品上的文字。
2.動模型芯
同定模型芯一樣。
模具加工工藝流程:
1、 根據(jù)零件結(jié)構(gòu)和制造工藝,模架的基本組成零件有兩種:導(dǎo)柱、導(dǎo)套等回轉(zhuǎn)零件；模板等平板零件。
導(dǎo)柱、導(dǎo)套的加工主要是內(nèi)、外圓柱面加工，平板內(nèi)零件的制造過程主要進(jìn)行平面加工和孔隙加工，他們在模具中起定位的導(dǎo)向作用，保證凹凸模在工作時具有正確的相對置，除了要保證導(dǎo)柱，導(dǎo)套配合表面尺寸形狀精度外，還應(yīng)該保證導(dǎo)柱、導(dǎo)套各自配合面之間的同軸度要求。
導(dǎo)柱、導(dǎo)套一般采用低碳鋼進(jìn)行滲碳、淬火處理，也可選用碳素工具鋼T10淬火處理，淬火處理硬度58-62HRC。
根據(jù)分析，導(dǎo)柱、導(dǎo)套加工藝過程如下：
備料——粗車、半精車內(nèi)外圓柱表面——熱處理——研磨導(dǎo)柱中心孔——粗磨、精磨配合表面——研磨導(dǎo)柱、導(dǎo)套重要配合表面。
1、 凸模加工工藝過程如下：
下料——鍛造——退火——粗加工——精磨基面準(zhǔn)面——劃線——工作型面半精加工——淬火、回火——磨削——修研。
2、 凹模加工工藝過程如下：
下料——鍛造——退火——粗加工六面——精磨基面準(zhǔn)面——劃線—型孔半精加工——型孔精加工——淬火、回火——精磨（研磨）
3、 模架的裝配：
導(dǎo)柱、導(dǎo)套與模板之間一般采用過盈配合，裝配時可采用手動壓力機(jī)將導(dǎo)柱壓入動模板的導(dǎo)柱孔，復(fù)位機(jī)構(gòu)的裝配復(fù)位桿與固定板一般采用過度配合。模架的裝配比較的簡單，主要是用螺釘將裝有導(dǎo)套的定模板連接起來。
4、 模具表面強(qiáng)化處理工藝特點(diǎn)及應(yīng)用：
滲氮處理：滲氮處理是向模具零件表面滲入氮原子的過程，
模具滲氮前應(yīng)加工到尺寸精度和表面粗糙度，最好是經(jīng)過試模確認(rèn)完全合格后再進(jìn)行滲氮處理。根據(jù)模具的技術(shù)要求分別采用以下兩種工藝路線：
精密模具：備料——鍛造——退火或回火——粗加工——調(diào)質(zhì)——半精加工——裝配——試模——滲氮——研磨拋光——裝配；
一般模具：備料——粗加工——調(diào)質(zhì)——精加工——糝氮——研磨——裝配；
5、 總裝的技術(shù)要求
a、裝配后的模具安裝表面的平行誤差不大于0.05；
b、模具閉合后分型面應(yīng)均密合；
c、導(dǎo)柱、導(dǎo)套滑動靈活，推件時推桿和卸料板動作一致；
d、合模后動模部分和定模部分的型芯必須緊密接觸
6、 試模：
模具在裝配完成之后，在交付生產(chǎn)時試模，其目的是檢查模具在設(shè)計(jì)制造上是否存在缺陷，若有，則要求排除；對模具成型工藝條件進(jìn)行試驗(yàn)以有利于模具成型工藝的確定和提高。
（3）強(qiáng)度校核：
在注射成型過程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力，因此模具型腔應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。如果型腔的壁厚和底板的厚度不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過型腔材料 本身的應(yīng)力 時，型腔將導(dǎo)致塑性變形，甚至開裂。與此同時，若剛度不足將導(dǎo)致過大的變形從而產(chǎn)生型腔向外膨脹或溢料間隙。因此。有必要對型腔進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的計(jì)算，尤其對重要的精度要求高的大型塑件的型腔，不能僅憑經(jīng)驗(yàn)確定型腔壁厚和底板厚度。常用的剛度和強(qiáng)度計(jì)算公式見《塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)》P85 采用T10淬火。 HRC=60
側(cè)壁厚度：S 1.15（
由《塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)》教材查得。=0.025—0.04取
=0.03 E=2.1×MABS P=25—40MABS 取P=30MABS
S6.74 取S=10mm
Sr=2 取S=10符合要求
底板厚度：
=3.28 取=10mm
0.87（=3.96 取=10mm符合要求
第八部分 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
（1）設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)時，應(yīng)遵循以下原則：
1結(jié)構(gòu)可靠：機(jī)械的運(yùn)動準(zhǔn)確，可靠。靈活，并有足夠的剛度和強(qiáng)度。
2保證塑件不變形，不損壞
3保證塑件外觀良好
4盡量使塑件留動模以便以便借助與開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作
（2）脫模力的計(jì)算：
= +0.1A=ABS+0.1A
式中 P—塑件對型芯產(chǎn)生的正壓力，一般P=8—12MABS，薄件取小值，厚件取大值，取P=10MABS
=+0.1×=7135.65N
=47135.65=28542.6 N
（3）推桿直徑計(jì)算：
按剛度計(jì)算則為：
D（ 式中D—推桿直徑（mm）
—脫模板（N）
R—推桿軸線到脫模板中心的距離（mm）
與—與R/r相關(guān)的系數(shù)，由教材4—18查得：
=17/15=1.13 按=1.25 取=0.0051，=0.227
H2.65mm 取H=8mm
若按強(qiáng)度計(jì)算：
H（=4.46mm
取H=8mm 符合要求
第九部分 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
為了保證注射模準(zhǔn)確合模和開模，在注射中必須設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用是導(dǎo)向。定位。以及承受一定的側(cè)向壓力。本設(shè)計(jì)中采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)柱 導(dǎo)套結(jié)構(gòu)適用與精度要求高，生產(chǎn)批量大的模具。對于小批量模具可不采用導(dǎo)套，直接與模體間隙配合。同時在設(shè)計(jì)導(dǎo)柱導(dǎo)套時還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
1 導(dǎo)柱應(yīng)合理地均布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度
2 導(dǎo)柱的長度應(yīng)比型芯《凸?！范嗣娴母叨雀叱?—8mm以免型芯進(jìn)入凹模時與凹模想碰而損壞。
3 導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨度和強(qiáng)度采用20低碳剛經(jīng)滲碳0.5——0.8mm，淬火48—55HRC，也可采用T8A碳素工具剛，經(jīng)淬火處理。
4 為了使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)柱端應(yīng)做成錐形或半球形，導(dǎo)套的前端也應(yīng)倒角。
5 導(dǎo)柱設(shè)在動模一側(cè)可以保護(hù)型芯不受損傷，而設(shè)在定模一側(cè)便于順利脫模取出塑件，因此可根據(jù)需要而決定裝配方式。
6 一般導(dǎo)柱滑動部分的配合形式按H8/F8，導(dǎo)柱和導(dǎo)套部分配合按H7/K6，導(dǎo)套外徑的配合按H7/K6
7 除了動模，定模之間設(shè)導(dǎo)柱，導(dǎo)套外一般還在動模座板與推板之間設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套，以保證推出機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)動
8 導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具大小而決定，可參考標(biāo)準(zhǔn)模架數(shù)據(jù)選取采用直徑為40的帶頭導(dǎo)柱。
第十部分 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算：
1盡量保證塑件收縮均勻，維持 模具的熱平衡。
2冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越均勻。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般水孔中心線與型腔壁的距離應(yīng)為冷卻水孔直徑的1—2倍冷卻水孔中心距約為水孔直徑的3—5倍，水孔的直徑一般為8—12mm。
3盡可能便冷卻水孔至型腔邊面的距離相等，當(dāng)塑件壁厚均勻時，冷卻水孔與型腔邊面的距離應(yīng)處處相等。
4澆口處加強(qiáng)冷卻。
5應(yīng)降低進(jìn)水與出水的溫差。
6合理選擇冷卻水管的形式。對于收縮大的塑件應(yīng)治收縮方向開設(shè)冷卻水孔。
7合理確定冷卻水管接頭位置。為不影響操作，進(jìn)出口水管接頭通常設(shè)在注射機(jī)背面的模具同一側(cè)
8冷卻系統(tǒng)的水管應(yīng)盡量避免于模具上其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉現(xiàn)象，設(shè)計(jì)時通盤考慮。
9冷卻水管進(jìn)出接頭應(yīng)埋入模板內(nèi)，以免模具在搬運(yùn)過程中造成損害，最好在進(jìn)口和出口初打出冷卻系統(tǒng)的計(jì)算。
（1）計(jì)算單位時間內(nèi)從型腔中散發(fā)出的總熱量
1）計(jì)算每次需要的注射量（kg）
G==2×56.9+11.3=125.1g=0.1251kg
2）確定生產(chǎn)周期（s）
t==35+5+65=100
3）求使用的塑料的單位熱流量，查表4—25得：=280KJ/kg
4）求每小時需要注射的次數(shù)
N=3600/t=3600/100=36
5）求每小時的注射量（kg/h）
W=NG=36×0.04624=1.665kg
（2）以凹模冷卻系統(tǒng)為例求凹模冷卻水的體積流量（/min）
===0.124×/min
（3）求凹模冷卻系統(tǒng)水孔的直徑d，查表4—26選用d=8mm的水管
（4）求冷卻水的平均流速
==0.019m/min
選用v=1.66m/s（由表4—26查得）
（6）計(jì)算凹模的冷卻管的總傳熱面積：
A==466.1/119×37.5×3=0.035
式中為模具溫度與冷卻介質(zhì)之間的平均溫差，即
==65—（25+30）/2=37.5℃
（7）計(jì)算凹模上應(yīng)設(shè)冷卻水管的總長度
L=A/=0.035/3.14×=1.39m
（8）求凹模冷卻水管的根數(shù)
n=L/B=1.39/0.315=4
第十一部分 模架的選擇
根據(jù)注塑機(jī)的類型選用CI型模架，其規(guī)格為350×450圓柱形模架；其參數(shù)如下：
凹模板厚度 A=90mm
凸模板厚度 B=120mm
模具的閉合厚度 H=401mm
模板寬B0=350 長L0=450mm
座板寬B1=350 長L1=450mm
定模座板厚 H1=35mm
動模座板厚 H2=35mm
墊塊寬度 B3=78mm
頂出底板厚度 h2=30mm
頂出底板長度 B2=450mm
第十二部分 設(shè)計(jì)小結(jié)
塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長最快的工業(yè)門類之一。自從1927年聚氯乙烯塑料問世以來，隨著高分子化學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及高分子合成技術(shù)，材料改性技術(shù)的進(jìn)度，愈來愈多的具有優(yōu)異性能的高分子材料不斷涌現(xiàn)，從而促使塑料工業(yè)飛躍發(fā)展。新型塑料品種的增加以及塑料成型技術(shù)的發(fā)展，為了塑件的應(yīng)用開拓了廣闊的領(lǐng)域。目前，塑料制品已深入到國民經(jīng)濟(jì)的各個部門中。特別是在辦公用品。照相器材。汽車。儀器儀表。機(jī)械。/航空。交通。通信。輕工。建材產(chǎn)品，日用品以及家用電器行業(yè)中的零件 塑料化的趨勢不斷加強(qiáng)，并且陸續(xù)出現(xiàn)以塑料代金屬的全塑產(chǎn)品。據(jù)報道，美國已是世界上的最大塑料生產(chǎn)國，每年的塑料消耗量已經(jīng)超過剛才。就全世界而言按照體積和質(zhì)量計(jì)算，塑料的消耗量也超過了剛材。我國自改革開放以來。塑料工業(yè)發(fā)展也很快，表現(xiàn)在不僅塑料產(chǎn)量增加而且其品種更為增多，其產(chǎn)量已上升到居世界第四位。由此可見，塑料工業(yè)已在我國過名經(jīng)濟(jì)的各個部門中發(fā)揮了愈來愈大的作用。
塑料模具是當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)中利用特定的形狀，通過一定的方式來成型塑料制品的工藝裝配或工具，它屬于型腔模的范疇。通常情況下，塑件質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低，其模具的因素約占80%，然而模具的質(zhì)量好壞又直接與模具的設(shè)計(jì)與制造有很大的關(guān)系隨著國民經(jīng)濟(jì)的領(lǐng)域的各個部門對塑件的品種和產(chǎn)量需求愈來愈大，產(chǎn)品更新?lián)Q代周期也和質(zhì)量提出了更高的要求，這就促使塑料模具設(shè)計(jì)和制造技術(shù)不斷向前發(fā)展，從而也推動了塑料工業(yè)以及機(jī)械加工工業(yè)的告訴發(fā)展，可以說，模具技術(shù)，特別是設(shè)計(jì)與制造大型，精密，長壽命的模具技術(shù)便成為衡量一個國家機(jī)械制造水平的重要標(biāo)志。模具在世界上占有的比列大，我作為一個學(xué)模具 專業(yè)的學(xué)生，應(yīng)在學(xué)完所學(xué)的知識之后來很好的進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。在我們進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，不許具備機(jī)械制圖，公差與技術(shù)測量，機(jī)械原理及零件，模具材料及熱 處理，模具制造技術(shù)，塑料制品成型工藝及模具設(shè)計(jì)等方面必要的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，并且通過教學(xué)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)，初步了解塑料制品的生產(chǎn)過程，熟悉多種塑料模具的典型結(jié)構(gòu)。我們在設(shè)計(jì)時應(yīng)遵守設(shè)計(jì)程序：
1 擬定制品成型工藝
2 擬定模具機(jī)構(gòu)
3選擇成型設(shè)備的類型，型號及主要技術(shù)參數(shù)
4 方案論證
5 繪制模具裝配草圖
6用計(jì)算機(jī)CAD繪制模具裝配圖
7繪制零件圖
8編寫設(shè)計(jì)說明書，
參考資料:
《塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)》 葉久新/王群 2004年 4月
《機(jī)械工程材料》 王運(yùn)炎 葉尚川/主編 1991年1月
《沖壓與塑壓設(shè)備》 孫鳳蔚 主編 1999年10月
《模具材料與使用壽命》 模具使用技術(shù)叢書編委會 2000年4月
《模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》 模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)教育叢書編委會 2003年10月
《聚合物材料》 凌繩 王秀芬 主編2000年3月
《幾何量公差與檢測》 甘永立 主編 2004年1月
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