剃須刀座注射模設計
57頁 21000字數(shù)+論文說明書+任務書+11張CAD圖紙【詳情如下】
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定模固定板.dwg
導柱導套.dwg
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目 錄
前 言 6
1.概述 6
2.發(fā)展情況 6
3.國外發(fā)展情況 7
4.國內(nèi)發(fā)展情況 7
1、設計的內(nèi)容、目的和意義 8
1.1 本課題設計內(nèi)容 8
1.2 本課題設計的要求 8
1.3 本課題設計目的和意義 8
2、塑料成形條件和成形特性 9
2.1塑料成形條件 9
2.2成形特性 10
2.3無定形料 10
2.4吸濕性 10
2.5模具設計時要注意的要素 11
3﹑塑件的結(jié)構分析及設計方案 12
3.1 塑件的結(jié)構分析 12
3.2精度和表面粗糙度 12
3.2.1塑件的尺寸精度 12
3.2.2塑件表面粗糙度的確定 13
3.3模具結(jié)構的總體方案擬定 13
3.3.1模具類型的選擇 13
3.3.2 分型面設計 13
3.3.4型腔數(shù)量的確定 14
3.3.5模具結(jié)構形式的確定 14
3.3.6模具結(jié)構的總體方案的比較 15
3.3.7比較結(jié)果 15
4﹑設備的型號及選擇 16
4.1 注射成型工藝 16
4.2 注射機概述 16
4.3注射機的選用 16
4.3.1注射機類型的選擇 16
4.3.2注射機型號的確定 16
4.4注射機有關參數(shù)的校核 19
4.4.1按注射機的最大注射量校核型腔數(shù)量 19
4.4.2注射壓力的校核 19
4.4.3鎖模力的校核 20
4.4.4注射機安裝模具部分相關尺寸的校核 20
5、澆注系統(tǒng)的設計 22
5.1 澆注系統(tǒng)的作用 22
5.2確定澆注系統(tǒng)的設計原則 22
5.3流道的設計 23
5.3.1 塑件大小及形狀 23
5.3.2 模具成型體的型腔數(shù) 23
5.3.3制件的外觀 24
5.3.4成型效率 24
5.4主流道的設計要點 24
5.5主流道的設計 25
5.6 澆口設計 27
5.7 排氣系統(tǒng)的設計 29
6 成型零部件的結(jié)構設計與計算 30
6.1成型零件的結(jié)構設計 30
6.1.1凹模 30
6.1.2凸模和型芯 30
6.2 成型零件的工作尺寸計算 31
6.3合模導向定位結(jié)構 33
6.3.1導柱的布置 34
6.3.2導套設計 35
7、凹模型腔的強度效核 36
8、模架的確定 37
8.1標準模架的選用 37
8.2模架的尺寸確定 37
9﹑抽芯機構及其設計要點 39
9.1抽芯機構 39
9.1.1抽拔距S 40
9.1.2抽拔力 40
9.1.3有效開模行程 41
9.2斜導柱的設計 41
9.2.1斜導柱的組合形式 41
9.2.2斜導柱的材料及配合 41
9.2.3斜導柱的安裝角度 41
9.2.4斜導柱直徑計算 42
9.2.5斜導柱的長度 42
9.3滑塊及導滑槽的設計 42
9.3.1滑塊的設計 42
9.3.2導滑槽的設計 43
10、脫模機構的設計 44
10.1脫模機構的設計要點 44
10.1.1脫模機構的原理 45
10.1.2 保證塑件不損壞變形 45
10.1.3 頂出機構簡單可靠 45
10.1.4保證良好的外觀 45
10.2脫模力的計算 46
10.3 頂桿的布置 46
10.4 頂桿與頂桿孔的配合及固定 47
10.4.1 頂桿與頂桿孔的配合 47
10.4.2 頂桿的固定 48
12、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)（冷卻系統(tǒng)） 49
11﹑塑料模具鋼的選用及熱處理 51
11.1塑料模具用鋼的必要條件 51
11.2模具設計考慮的因素 52
11.3 模具鋼的選定 53
結(jié) 論 54
致 謝 55
參考文獻 56
摘 要
畢業(yè)設計課題為剃須刀座注射模設計。首先,設計要求運用Pro/E軟件對塑料制件進行三維造型，在此基礎上展開模具的具體設計。
本模具采用一模兩腔布局，通過對制件進行MPI流動分析后確定澆口為點澆口形式，綜合注塑容量、鎖模力、最大注塑面積和模內(nèi)壓力等技術參數(shù)確定注塑機型號為國產(chǎn)XS-ZY-125型臥式注射成型機。模具的特點是：滑塊在動模，斜導柱在定模，以保證順利完成側(cè)向抽芯。
此次畢業(yè)設計使我更為系統(tǒng)的掌握了所學的專業(yè)知識。
關鍵詞：注射模擬 三維造型 模具
Abstract
My graduate design is the injection simulation analysis and the design of the injection mold of the warmer’s coping. At first, this design acquires us to use Pro/E for the three-dimensional modeling of the plastic workpiece. The next task is the injection simulation analysis of the workpiece by using Moldflow. Then we can determine every details of this design one after another.
The mold cavity using a mold of two layouts of parts for MPI flow analysis for the spot side gate after the gate to determine the form of integrated injection molding capacity, clamping force, the largest injection-mold pressure area and the technical parameters, such as injection molding machine model to determine Horizontal injection molding XS-ZY-125made. The characteristics of the mold are that slipper is in moving mold and cam finger is in setting template, which can ensure the core-pulling accomplished very well.
This graduate design makes me master the professional knowledge more systematically.
Keywords: injection simulation three-dimensional modelling Mold
前 言
1.概述
塑料是以樹脂為主要成分的高分之有機聚合物，簡稱高聚物，一般相對分子質(zhì)量都大于1萬，有的甚至可達百萬級。在一定的溫度和壓力下具有可塑性，可以利用模具成型為一定幾何形狀和尺寸的塑料制件。塑料的其余成分包括有增塑劑，穩(wěn)定劑，增強劑，固化劑，填料及其他配合劑。
注射成型也稱為注射模塑或注塑，是熱塑性塑料的一種重要成型方法。迄今為止，除氟塑料外，幾乎所有的熱塑性塑料都可以采用此成型方法；它的特點是生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)效率高、易自動化，因此廣泛應用于塑料制品的生產(chǎn)[1]。目前，注射成型總的發(fā)展趨勢是向精密、節(jié)能、自動化、薄壁化和微型化發(fā)展。當今世界注射模具的基本格局是以日、美及歐洲各工業(yè)化國家作為世界模具技術的領頭羊，占據(jù)了世界注射模具市場的半壁江山，他們擁有現(xiàn)代的設計方法和先進的模具制造設備，特別是近幾年來這些國家把CAD/CAM/CAE系統(tǒng)作為模具工業(yè)發(fā)展的臂翼，其發(fā)展的趨勢如日中天 [2]。
2.發(fā)展情況
塑料工業(yè)是一門新興的工業(yè)，隨著石油工業(yè)的發(fā)展應運而生的。塑料工業(yè)的發(fā)展大致分為以下幾個階段。
（1） 初級階段：30年代以前，科學家研究成了酚醛塑脂，硝酸纖維素及醋酸纖維素的塑料，它們的工業(yè)特征僅是間歇法，小批量生產(chǎn)。
（2） 發(fā)展階段：30年代，低密度聚乙烯，聚苯乙烯，和聚酰胺的熱塑性塑料相繼工業(yè)化，奠定了塑料工業(yè)的發(fā)展基礎，為其進一步發(fā)展開辟了道路。
（3） 飛躍發(fā)展段：50年代中期到60年代末，石油工業(yè)的高速發(fā)展為塑料工業(yè)提供了豐富而廉價的原料。這一階段，塑料的產(chǎn)量和品種不斷增加，成型加工技術更趨完善。
（4） 穩(wěn)定增長階段：這一階段塑料產(chǎn)量下降，塑料工業(yè)的特點是通過共聚，交聚，共混，復合，增強，填充和發(fā)泡等方法來改進塑料的性能。提高產(chǎn)品質(zhì)量。塑料工業(yè)向著生產(chǎn)工藝自動化，連續(xù)化，產(chǎn)品系列化，以及塑料發(fā)展的新領域。
3.國外發(fā)展情況
注塑模具設計，國外先進國家（日本、德國、美國等）從20世紀80年代中期已廣泛使用計算機對塑料模進行輔助設計（CAD），輔助制造（CAM），并對模具設計的各個環(huán)節(jié)進行定量計算機和數(shù)值分析（CAE），已由經(jīng)驗數(shù)據(jù)逐步過渡到計算機設計，對模具澆注系統(tǒng)和型腔的熔料流動行為以及溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的熱量分布都采用了微機輔助設計[1]。注塑制品已呈現(xiàn)自動化生產(chǎn)，對注塑成型機可以進行遠距離操作或無人操作，成型機可以根據(jù)生產(chǎn)監(jiān)測信號實時調(diào)整成型工藝條件，從而能從根本上保證塑料制品的成型質(zhì)量不發(fā)生問題。
結(jié) 論
時間過得很快,一眨眼的功夫,為期三個月的畢業(yè)設計就要畫上句號了.
在這三個月之中,通過這個畢業(yè)設計,讓我對模具,塑件,材料等各方面的知識都有了較為深入的了解。由于我選擇的課題是一個我從未接觸過的新型模具設計，這對我來說，有一定的難度。但是，從一開始，我就相信，只要自己去努力了，再困難的問題都能克服。因此，我首先從查閱資料開始，認真深入地去了解疊層模具的成型原理以及它的結(jié)構形式。遇到難以理解的結(jié)構，我都及時向沈洪雷老師詢問。通過這種發(fā)現(xiàn)問題，探索問題到最后的問題得到解決的過程，我收獲頗多。
首先，整個的畢業(yè)設計可以說是對大學四年所學知識的回顧以及綜合，它喚醒了沉睡在我們腦海里面許久的知識。而且讓我們對本專業(yè)的繪圖軟件AutoCAD有了很好的一次練習機會。讓我對這個軟件有了一個更為深入的了解。除了專業(yè)知識能“溫故而知新”，還學到了更多課堂上沒接觸過的專業(yè)知識，同時也領略了模具設計知識的博大精深。而且，學以致用，把理論知識用于實踐，加強了獨立思考能力和動手能力。這些將對以后走向工作崗位是很有幫助的。
在這次的畢業(yè)設計中，同學之間那種互相幫忙，不求回報的情誼，以及陳懷國老師的教導都讓我感觸很深。
設計結(jié)束了，我感到幸運能夠讓我做這樣一個畢業(yè)設計，它不只讓我學到了專業(yè)方面的知識，也讓我明白了只要我們認真，負責，勤奮，耐心，什么問題都可以解決。致 謝
雖然畢業(yè)設計已經(jīng)結(jié)束了，但是畢業(yè)設計留給我的東西，不管是學習到的技術還是明白的為人處世的道理，都是我一生都受用不盡的。我的指導老師，在畢業(yè)設計中，我得到了他的悉心指點，特別是他還周末的時間為我解答難題，我真的萬分感謝。同時，我也非常感謝大學四年里所有關心和教育過我的老師，你們教導我的話語，我一直銘記心中，并將激勵我在將來的生活中不斷的努力。
在本論文完成之際，謹向辛勤指導過我的導師和幫助過我的同學表示誠摯的敬意和由衷的感謝！
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1 目 錄 前 言 .................................................................. 6 ................................................................ 6 ............................................................ 6 ........................................................ 7 ........................................................ 7 1、設計的內(nèi)容、目的和意義 ................................................. 8 課題設計內(nèi)容 .................................................... 8 課題設計的要求 .................................................. 8 課題設計目的和意義 .............................................. 8 2、塑料成形條件和成形特性 ................................................. 9 料成形條件 ....................................................... 9 形特性 .......................................................... 10 定形料 .......................................................... 10 濕性 ............................................................ 10 具設計時要注意的要素 ............................................ 11 3﹑塑件的結(jié)構分析及設計方案 .............................................. 12 件的結(jié)構分析 ................................................... 12 度和表面粗糙度 .................................................. 12 件的尺寸精度 ................................................ 12 件表面粗糙度的確定 .......................................... 13 具結(jié)構的總體方案擬定 ............................................ 13 具類型的選擇 ................................................ 13 型面設計 ................................................... 13 腔數(shù)量的確定 ................................................ 14 具結(jié)構形式的確定 ............................................ 14 具結(jié)構的總體方案的比較 ...................................... 15 較結(jié)果 ...................................................... 15 4﹑設備的型號及選擇 ...................................................... 16 射成型工藝 ..................................................... 16 射機概述 ....................................................... 16 射機的選用 ...................................................... 16 射機類型的選擇 .............................................. 16 射機型號的確定 .............................................. 16 2 射機有關參數(shù)的校核 .............................................. 19 注射機的最大注射量校核型腔數(shù)量 .............................. 19 射壓力的校核 ................................................ 19 模力的校核 .................................................. 20 射機安裝模具部分相關尺寸的校核 .............................. 20 5、澆注系統(tǒng)的設計 ........................................................ 22 注系統(tǒng)的作用 ................................................... 22 定澆注系統(tǒng)的設計原則 ............................................ 22 道的設計 ........................................................ 23 件大小及形狀 ............................................... 23 具成型體的型腔數(shù) ........................................... 24 件的外觀 .................................................... 24 型效率 ...................................................... 24 流道的設計要點 .................................................. 24 流道的設計 ...................................................... 25 口設計 ......................................................... 27 氣系統(tǒng)的設計 ................................................... 29 6 成型零部件的結(jié)構設計與計算 ............................................. 30 型零件的結(jié)構設計 ................................................ 30 模 .......................................................... 30 模和型芯 .................................................... 30 型零件的工作尺寸計算 ........................................... 31 模導向定位結(jié)構 .................................................. 34 柱的布置 .................................................... 34 套設計 ...................................................... 35 7、凹模型腔的強度效核 .................................................... 36 8、模架的確定 ............................................................ 37 準模架的選用 .................................................... 37 架的尺寸確定 .................................................... 37 9﹑抽芯機構及其設計要點 .................................................. 39 芯機構 .......................................................... 39 拔距 S ...................................................... 40 拔力 ........................................................ 40 效開模行程 .................................................. 41 導柱的設計 ...................................................... 41 3 導柱的組合形式 .............................................. 41 導柱的材料及配合 ............................................ 41 導柱的安裝角度 .............................................. 41 導柱直徑計算 ................................................ 42 導柱的長度 .................................................. 42 塊及導滑槽的設計 ................................................ 42 塊的設計 .................................................... 42 滑槽的設計 .................................................. 43 10、脫模機構的設計 ....................................................... 44 模機構的設計要點 ............................................... 44 模機構的原理 ............................................... 45 證塑件不損壞變形 .......................................... 45 出機構簡單可靠 ............................................ 45 證良好的外觀 ............................................... 45 模力的計算 ..................................................... 46 桿的布置 ...................................................... 46 桿與頂桿孔的配合及固定 ........................................ 47 桿與頂桿孔的配合 .......................................... 47 桿的固定 .................................................. 48 12、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)（冷卻系統(tǒng)） ............................................. 49 11﹑塑料模具鋼的選用及熱處理 ............................................. 51 料模具用鋼的必要條件 ........................................... 51 具設計考慮的因素 ............................................... 52 具鋼的選定 .................................................... 53 結(jié) 論 ................................................................... 54 致 謝 ................................................................. 55 參考文獻 ................................................................. 56 4 摘 要 畢業(yè)設計課題為 剃須刀座注射模設計 。首先 ,設計要求運用 軟件對塑料制件進行三維造型，在此基礎上展開模具的具體設計。 本模具采用一模兩腔布局，通過對制件進行 動分析后確定澆口為 點 澆口形式，綜合注塑容量、鎖模力、最大注塑面積和模內(nèi)壓力等技術參數(shù)確定注塑機型號為國產(chǎn)具的特點是：滑塊在動模，斜導柱在定模，以保證順利完成側(cè)向抽芯。 此次畢業(yè)設計使我更為系統(tǒng)的掌握了所學的專業(yè)知識。 關鍵詞： 注射模 擬 三維造型 模具 5 y is of of s At us to of is of by we of a of of PI to of as to of is in is in me 6 前 言 塑料是以樹脂為主要成分的高分之有機聚合物，簡稱高聚物，一般相對分子質(zhì)量都大于 1萬，有的甚至可達百萬級。在一定的溫度和壓力下具有可塑性，可以利用模具成型為一定幾何形狀和尺寸的塑料制件。塑料的其余成分包括有增塑劑，穩(wěn)定劑，增強劑，固化劑，填料及其他配合劑。 注射成型也稱為注射模塑或注塑，是熱塑性塑料的一種重要成型方法。迄今為止，除氟塑料外，幾乎所有的熱塑性塑料都可以采用此成型方法；它的特點是生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)效率高、易自動化，因此廣 泛應用于塑料制品的生產(chǎn) [1]。目前，注射成型總的發(fā)展趨勢是向精密、節(jié)能、自動化、薄壁化和微型化發(fā)展。當今世界注射模具的基本格局是以日、美及歐洲各工業(yè)化國家作為世界模具技術的領頭羊，占據(jù)了世界注射模具市場的半壁江山，他們擁有現(xiàn)代的設計方法和先進的模具制造設備，特別是近幾年來這些國家把 發(fā)展的趨勢如日中天 [2]。 塑料工業(yè)是一門新興的工業(yè)，隨著石油工業(yè)的發(fā)展應運而生的。塑料工業(yè)的發(fā)展大致分為以下幾個階段。 （ 1） 初級階段： 30年代以前，科學家研 究成了酚醛塑脂，硝酸纖維素及醋酸纖維素的塑料，它們的工業(yè)特征僅是間歇法，小批量生產(chǎn)。 （ 2） 發(fā)展階段： 30年代，低密度聚乙烯，聚苯乙烯，和聚酰胺的熱塑性塑料相繼工業(yè)化，奠定了塑料工業(yè)的發(fā)展基礎，為其進一步發(fā)展開辟了道路。 7 （ 3） 飛躍發(fā)展段： 50年代中期到 60年代末，石油工業(yè)的高速發(fā)展為塑料工業(yè)提供了豐富而廉價的原料。這一階段，塑料的產(chǎn)量和品種不斷增加，成型加工技術更趨完善。 （ 4） 穩(wěn)定增長階段：這一階段塑料產(chǎn)量下降，塑料工業(yè)的特點是通過共聚，交聚，共混，復合，增強，填充和發(fā)泡等方法來改進塑料的性能。提高產(chǎn)品質(zhì)量。塑料工業(yè)向著 生產(chǎn)工藝自動化，連續(xù)化，產(chǎn)品系列化，以及塑料發(fā)展的新領域。 注塑模具設計，國外先進國家（日本、德國、美國等）從 20世紀 80年代中期已廣泛使用計算機對塑料模進行輔助設計（ 輔助制造（ 并對模具設計的各個環(huán)節(jié)進行定量計算機和數(shù)值分析（ 已由經(jīng)驗數(shù)據(jù)逐步過渡到計算機設計，對模具澆注系統(tǒng)和型腔的熔料流動行為以及溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的熱量分布都采用了微機輔助設計 [1]。注塑制品已呈現(xiàn)自動化生產(chǎn)，對注塑成型機可以進行遠距離操作或無人操作，成型機可以根據(jù)生產(chǎn)監(jiān)測信號實時調(diào)整成型工 藝條件，從而能從根本上保證塑料制品的成型質(zhì)量不發(fā)生問題。 我國注塑模具設計，仍然采用經(jīng)驗數(shù)據(jù)設計為主，用微機輔助設計僅是幫助分析問題。為了縮短注塑模具設計與制造周期，再我國已逐漸應較為徹底地實施標準化。在模具制造上采用自動化無人操作，從 1996年開始每臺機床每年可達 8000h 無人操作運轉(zhuǎn)開始起步，這一成果已廣為利用和大力推廣。目前，國內(nèi)模具企業(yè)中已有相當多廠家引進了較高檔的 統(tǒng)， 著名軟件在模具工業(yè)中應用，同時，我國在開發(fā)自動注 塑成型機方面已取得顯著成果，對于高自動化模具的研制還需要進一步努力，以盡快實現(xiàn)注塑成型制品生產(chǎn)的高自動化。 8 1、設計的內(nèi)容、目的和意義 課題設計內(nèi)容 本次設計題目為 剃須刀座注射模設計。 該零件的總體形狀為圓形 ， 結(jié)構比較簡單 ，表面光滑。所用原料為 根據(jù)塑件的結(jié)構特點進行模具方案論證 ， 并進行模具總體裝配圖的設計，主要成型零件的設計與計算 ， 并完成裝配圖和零件圖的繪制。 課題設計的要求 (1)產(chǎn)品為大批量生產(chǎn)，模具壽命為 50萬次，生產(chǎn)實現(xiàn)自動化。 (2)模具結(jié)構合理，裝配圖及零 件圖表達正確，標注完整。 (3)能夠應用工程軟件進行三維造型。 (4)翻譯一篇不少于 15000 個英文字符的英文資料，語句通順，翻譯準確。 課題設計目的和意義 進一步加深注塑模具設計知識的認識，掌握塑料模具設計的方法和步驟，具備塑料模具設計的基本技能和運用標準、規(guī)范、手冊、圖冊等有關技術資料的能力。了解塑料注射模具行業(yè)在國內(nèi)外發(fā)展狀況。在學習了課本知識的基礎上達到理論與實際相結(jié)合的升華，提高自己的獨立動手能力。 9 2、塑料成形條件和成形特性 表 26] 序號 項目 條件 1 塑料名稱 丙烯烴 — 丁二烯 — 苯乙烯共聚物 2 縮寫 注塑成形機類型 螺桿式 4 密度 （ g/ 計算收縮率（ %） 預熱 溫度（ 0C） 80~85 時間（ h） 2~3 8 料桶溫度（ 0C） 后段 150~170 中段 165~180 前段 180~1200 11 噴嘴溫度（ 0C） 170~180 12 模具溫度（ 0C） 50 ~80 13 注射壓力 (60~100 10 14 15 16 17 成型時間(s) 注射時間 20~90 高壓時間 0~5 冷卻時間 20~120 總時間 50~220 18 螺桿轉(zhuǎn)速（ r/ 30 19 適用注射機類型 螺桿、柱塞式均可 20 后處理 方法 紅外線燈、烘箱 溫度（ 0C） 70 時間（ h） 2~4 二烯、苯乙烯共聚而成的聚合物，因此 無毒、無味，易燃燒、無自熄性。 在低溫下迅速下降；有良好的機械 強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學穩(wěn)定性和電氣性能。 一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工，且易著色。 、鹽及水和無機化合物的影響，溶于酮、醛、酯、氯代烴中，不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹。 物油等化學物品，否則會引起應力開裂。此外， 變形溫度為 93℃，脆化溫度為 使用溫度范圍為 100℃，而且 外線作用下容易氧化降解，從而會導致制件變硬變脆。 其 品種牌號很多，各品種的機電性能及成形特性也各有差異，應按品種確定成形方法及成形條件。 吸濕性強 ,含水量應小于 必須充分干燥 ,要求表面光澤的塑件應要求長時間預熱干燥。 11 (1)澆注系統(tǒng)對料流阻力小。 (2)進料口處處外觀不良。 (3)容易產(chǎn)生熔接痕。 (4)應該注意選擇進料口位置、形式。 (5)頂出力過大時或機械加工時，塑件外表面易呈現(xiàn)“白色”痕跡（但在熱 水中加熱可以消失），脫模斜度宜取 2°以上。 12 3﹑塑件的結(jié)構分析及設計方案 件的結(jié)構分析 本設計的制件為剃須刀透蓋，結(jié)構比較簡單，形狀對稱，制件壁厚為 1～ 2面粗糙度基本一致。對表面粗糙度要求不高。觀察本制件結(jié)構 ,本制件需要有側(cè)抽機構，但其形狀并不特別復雜，且抽拔距適中。制件結(jié)構如圖： 影響塑件尺寸精度因素十分復雜，主要有模具的制造精度、制模時由于工藝條件的變化引起成型收縮率的波動，同時由于磨損等因素會造成模具尺寸的不斷變化，活動配合間隙的變化以及模制件脫模斜度都會影響塑 料制件的精度。塑件精度的確定應該合理，在滿足使用要求的前提下盡可能選用低精度等級。塑件精度過高必然會增加模具的制造成本，因此是不恰當?shù)摹ｊP于塑件的尺寸精度和公差的國家標準 14486表 422] 材料代號 材料名稱 公差等級 標注公差尺寸 未注公差尺寸 高精度 一般精度 烯烴 — 丁二烯 — 苯乙烯 13 綜合考慮上述因素、塑件基本尺寸以及模具的制造成本和加工，本設計塑件的尺寸精度為一般精度 塑件的表面粗糙度，除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤、波紋等疵點外，主要有模具表面的粗糙度決定 ， 一般塑件的表面粗糙度值比模具表面的粗糙度值低一級。 塑料成型方法一般分為熔體成型和固相成型兩大類。 塑料的成型多是熔體成型，即把塑料加熱到熔點以上，使之處于熔融態(tài)進行成型加工的一種方法。屬于這種方法的主要有注射成型，壓縮成型，壓注成型，擠出成型等。 本塑件所用的材料為 于熱塑性材料，其主要的成型方法有 注射成型，擠出成型，吹塑成型等。但是擠出成型適合生產(chǎn)管材、板材、棒材、片材、電線和電纜覆層等，吹塑成型適合生產(chǎn)中空的薄壁件，所以這兩種都不適合于本件的生產(chǎn)，且注射成型的生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)效率高、模具使用壽命長、能大批量地生產(chǎn)形狀復雜、尺寸精度高的制件。綜合考慮本塑件該選用注射成型的方法。 型面設計 選擇分型面時應考慮以下原則： 1、分型面應便于塑料制品的脫模； 2、分型面的選擇應有利于側(cè)面分型與抽芯； 3、分型面的選擇應有利于防止溢料； 4、分型面的選擇應保證制品的質(zhì)量； 5、分型面的選擇應有利 于排氣； 6、分型面的選擇應有利于盡量使成； 7、分型面的選擇應考慮注射機的技術參數(shù)。 不論塑料制品的結(jié)構如何，采用何種設計方法都必須首先確定分型面，因為選取不 14 同分型面就使得模具結(jié)構有所不同。因此，模具結(jié)構很大程度上取決于分型面的選擇，分型面選擇的合理與否將直接影響塑料制品膜塑成型工藝，同時也影響制品質(zhì)量，注射機參數(shù)，成型零件的加工工藝性等。 根據(jù)塑件結(jié)構形式，本 設計分型面如圖 4 圖 4型腔數(shù)量的確定 與多型腔模相比，一模兩腔具有以下優(yōu)點。 (1) 塑件的形狀和尺寸精度始終一致。 (2) 工藝參數(shù)易于控制。 (3) 模具結(jié)構簡單、緊湊，設計制造、維修大為簡化。 因此，根據(jù)以上特點以及制件的結(jié)構形狀，本設計擬定采用一模兩腔的結(jié)構。 （ 1）方案一 澆口采用點澆口 一模一腔 ,靠頂桿頂出制件 ,而側(cè)抽則采用機動式側(cè)抽 ,冷卻裝置采用直流式冷卻水路的形式。 （ 2）方案二 澆口采用 直接 澆口 式 一 次分型 ,一模 一 腔，靠 頂桿 推出制件，而側(cè)抽則采用液壓式側(cè)抽。 （ 3）方案三 15 澆口采用點澆口。 三板式兩次分型 , 一模兩腔，靠頂桿頂出制件 ,另外在頂出制件前應完成對 制件的側(cè)抽芯動作。側(cè)抽芯采用斜導柱滑塊式側(cè)抽芯機構。在開模時 ,滑塊在斜導柱作用下移動抽芯 ,是一種常用結(jié)構。結(jié)構簡單 ,安全可靠 ,在開模時 , 滑塊在斜導柱的作用下移動作抽芯動作 ,采用外連結(jié)直通式冷卻水路的形式。 由于本制件所設計出的模具結(jié)構較為簡單 ,制件投影面積不大，表面質(zhì)量要求比較高，所以本套模具采用點澆口形式比直接澆口形式合適 ,因為與直接澆口相比：點澆口的殘余應力小，可防止塑件破裂、翹曲，變形；型腔內(nèi)的實際壓力小，點澆口去除比較方便，塑件上殘留痕跡小。綜上所述，選擇點澆口 形式。 又由于制件體積比較小，所以模具的模腔設計采用一模兩腔。 此外 ,在設計側(cè)抽芯時 ,方案中擬定兩種抽芯方式：液壓式側(cè)抽芯﹑斜導柱滑塊式側(cè)抽芯機構。由于在設計的制件抽拔距不大而且精度要求不是很高 ,又考慮經(jīng)濟因素，液壓式側(cè)抽芯的成本太高，所以采用液壓式不適合本設計；所以本設計采用斜導柱滑塊式側(cè)抽芯機構。 由各項比較的比較結(jié)果 ,本設計采用擬定方案中的第三套方案：采用點澆口，三板式兩次分型，側(cè)抽采用斜導柱滑塊側(cè)抽。 16 4﹑設備的型號及選擇 射成型工藝 注射 成型工藝是塑料成型的一種最常用的方法。它將粒狀或粉狀的塑料原料加入到注射機的料筒中，經(jīng)過加熱到流動狀態(tài)，在注射機的柱塞或螺桿的推動下，以一定的流速，通過噴嘴和閉合模具的澆注系統(tǒng)而充滿型腔，經(jīng)過一定的時間的冷卻定型，打開模具，從模內(nèi)取出成型的塑件。 射機概述 注射機按其外形分為立式、臥式、直角式。按塑料在料筒的塑化方式可分為柱塞式注射機和螺桿式注射機。 根據(jù)塑料的品種、塑件的結(jié)構、成型方法、生產(chǎn)批量，選擇臥式螺桿注射機。 注塑機的型號是根據(jù)塑件的外形尺寸、質(zhì)量大小及型腔的數(shù)量和排列方式來確定的。在確定模具結(jié)構形式及初步估算外形尺寸的前提下，應對模具所需塑料注射量、注射壓力、塑件在分型面上的投影面積、成型時需用的鎖模力、模具厚度、拉桿距離、安裝固定尺寸及開模行程等進行計算，這些參數(shù)都與注塑機的有關性能參數(shù)密切相關，如果兩者不匹配，則模具無法安裝使用。因此，必須對兩者之間有關參數(shù)進行校核，并通過校核來設計模具與選擇注射機型號 。 1、按照預選型腔數(shù)來選擇注射機： （ 1） 模具所需塑料熔體注射量 17 21 ? 式中 m g/; n 1m g/; 2m g/; 首先 2m 是個未知值，但是流動性好的普通精度塑件，澆注系統(tǒng)凝料為塑件質(zhì)量或體積的 15%～ 20%。若是流動性不太好或是精密塑件，據(jù)統(tǒng)計每個塑件所需澆注系統(tǒng)的質(zhì)量或體積是制件的 到 1倍，當塑料熔體黏度高，塑件越小，壁越薄，型腔越多又作平衡式布置時，澆注系統(tǒng)的質(zhì)量或體積甚至還要大。設計中按： ????? （ 2） 塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力 的計算 21 ? 型m )( 21 ??式中 A —— 塑件及流道凝料在分型面上的投影面積（ 2 1A —— 單個塑件在分型面上的投影面積（ 2 2A —— 流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積（ 2 模具所需的鎖模力（ N） 型P—— 塑料熔體對型腔的平均壓力 (流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積 2A 在模具設計前是未知的。根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計分析，大致是每個塑件在分型面上投影面積 1A 的 ，A 來估算。成型時塑件熔體對型腔的平均壓力，其大小一 般是注射壓力的 30％～65％，型腔壓力見表 5－ 1 表 5件特點 型P 舉例 18 中等黏度塑件及有精度要求的 塑件 35 精度要求的零件，如殼類 等 用 分析得 21 ， 所以， 2221 3 9 6 8 4135.1 ????? 4 2 8 . 9 6 5 6 9 . 3 9 9)( 21 ?????? 型m （ 3）選擇注射機型號 根據(jù)上面計算得到的 m 和射機的最大注射量（額定注射量 G）和額定鎖模力 F 應滿足 ?中 ? —— 注射系數(shù)，無定型材料取 晶型材料取 由于 取 ，即 2 ??? ? ； m 66?? 根據(jù)以上計算結(jié)果，選擇注塑機型號為 要工藝參數(shù)如下表 5 表 5射機主要工藝參數(shù) [9] 理論注射量 /g 125 移模行程 /00 螺桿直徑 /2 最大模具厚度 /00 19 注射壓力 /19 最小模具厚度 /00 鎖模力 /00 噴嘴球半徑 /2 拉桿內(nèi)間距 /953 185 噴嘴口孔徑 / 4 確定型腔核選擇注 射 機之后，這種注 射 機是否合適，還要對該機型的其他技術參數(shù)進行校核。 校核型腔數(shù)量 在選取注射機型號后，再根據(jù)注射機的性能參數(shù)（注射機的塑化速率、最大注射量及鎖模力）、塑件精度等級（在模具中每增加一個型腔，塑件精度要下降 4%）等來校核型腔的數(shù)量。 以下按注射機的最大注射量來校核型腔數(shù)量： 12m ?式中 K――注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取 G――注射機允許的最大注射量（ g或 ?????? m 合要求。 該項工作是 校核所選注射機的額定壓力件成型時所需要的壓力一般由塑料流動性、塑件結(jié)構和壁厚以及澆注系統(tǒng)類型等因素所決定，在生產(chǎn)實踐中其值一般為 70150計中要求 oe ?式中 k’ —— 注塑壓力安全系數(shù)，一般取 k’ ＝ k’＝ 0? 20 1 1 31 1 ???? ∴符合要求。 鎖 模力是指鎖模機構對模具所施加的最大加緊力。當高壓的塑料熔體充滿型腔時，會沿鎖模方向產(chǎn)生一個很大的脹型力。因此注 射 機的 鎖 模力必須大于該模的脹型力，即 型?式中 型p—— 型腔的平均壓力，見表 5－ 1； 0k—— 鎖模力的安全系數(shù)，一般取0k＝ )(9 0 08 4 07 0 ???型 ∴符合要求。 不同型號的注射機安裝部位的形狀和尺寸各不相同，設計模具時應對其相關尺寸加以校核，以保證模具能順利安裝。需校核的主要內(nèi)容有噴嘴尺寸、定位圈尺寸、模具的最大與最小厚度及安裝螺釘孔等。 (1)噴嘴尺寸 注射機噴嘴頭一般為球面，其球面半徑 半徑 R 凹 ＝ R+(1～ 2)(詳見主流道設計 ) (2)定位圈尺寸 模具安裝在注射機上必須使模具中心線和料筒、噴嘴的中心線相重合，定位圈與注射機固定模板上的定位孔呈間隙配合（ H8/定位圈的高度，對小型模具為 80大型模具為 1015外，對中小型模具一般只在定模座板上設置定位圈，對大型模具可在定、動模座板上同時設置定位圈。本設計屬中小型模具，只在定模座板上設置定位圈。（詳見定位圈與澆口套設計） 21 (3)模具厚度 模具厚度 須滿足 : m<中 注射機允許的最小閉合高度即動定模之間的最小開合 距離（ 模具閉合高度（ 注射機允許的最大閉合高度（ 即 200<00 參見以下的設計結(jié)果 , 定模底板的厚度： 25模的厚度： 45模的厚度： 50撐板的高度： 40塊的高度： 63模底板的厚度： 25mm m 24850634045225 ??????? 經(jīng)計算符合要求。 （ 4）模具長、寬尺寸與注射機拉桿距離的關系 模具安裝有兩種方式，即從注射機上方直接吊入機內(nèi)進行安裝，或者先吊到側(cè)面再由側(cè) 面推入機內(nèi)進行安裝，為安裝方便，應使模具尺寸與注射機拉桿間距離（拉桿中心距――拉桿直徑）小于 10 （ 5）模具與注射機的安裝關系 模具的安裝固定形式有壓板式和螺釘式兩種。壓桿式安裝靈活而被廣泛采用，而螺釘式需模座上的孔和模板上的孔完全吻合，安裝比較麻煩，但對于大型模具的安裝，這種安裝安全可靠。本設計中采用前種安裝方式足以。 （ 6）開模行程校核 22 開模行程是指從模具中取出制件所需的最小開合距離，用 必須小于注射機移動模板的最大行程 S。 即 ： 2+(5～ 10) 式中 射 機的最大開模行程 ( 塑件脫模所需頂出距離 ( 件高度 ( 2+(5～ 10)=58+21+(5～ 10)=84～ 89查手冊 300以符合要求 由上述可知注塑機符合要求。 5、澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)是指塑料熔體自注射機的噴嘴射出后到達入模具的型腔以前在模具內(nèi)所流徑的一段路程的總稱 ,澆注系統(tǒng)分為普通流道的澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩大類。澆注系統(tǒng)的設計是注射模具設計的一個很重要的環(huán)節(jié)，它對獲得優(yōu)良的性能和理想外觀的塑料之間以 及最佳的成型效率有直接影響，是模具設計工作者十分重視的技術問題。 普通澆注系統(tǒng)主要是由 主流道、分流道、澆口、冷料穴和排氣槽或溢流槽等部分組成 [12]. 注系統(tǒng)的作用 （ 1）將來自注射機噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)的充滿型腔各處，同時是型腔里的氣體能及時順利的排出。 （ 2） 在塑料熔體填充及凝固的過程中，將注射壓力有效的傳遞到型腔的各個部位，以獲得形狀完整、內(nèi)在質(zhì)量上優(yōu)良的塑料制件。 在設計澆注系統(tǒng)時，首先選擇澆口的位置，澆口位置選擇恰當與否，將直接關系到 23 塑件的成型質(zhì)量 及注射過程是否能順利進行。澆道及澆口位置的選擇應遵循以下原則： （ 1）設計澆注系統(tǒng)時，流道應盡量減少彎折，表面粗糙度為 ? （ 2）應考慮到模具是一模一腔還是一模多腔，澆注系統(tǒng)應按型腔布局設計，盡量與模具中心線對稱。 （ 3）單型腔塑件投影面積較大時，在設計澆注系統(tǒng)時，應避免在模具的單面開設澆口，不然會造成注射時模具受力不均。 （ 4）設計澆注系統(tǒng)時，應考慮去除澆口方便，修正澆口時在塑件上不留痕跡。 （ 5）一模多腔時，應防止將大小懸殊的塑件放在同一副模具中。 （ 6）在設 計澆口時，避免塑料熔體直接沖擊小直徑型芯及嵌件，以免發(fā)生彎曲、折斷或移位。 （ 7）在滿足成型排氣良好的前提下，要選取最短的流程。這樣可縮短冷卻時間。 （ 8）能順利地引導塑料熔體填充各個部位，并在填充過程中不致產(chǎn)生塑料熔體渦流、紊流現(xiàn)象，使型腔內(nèi)地氣體順利排出模外。 （ 9）在成批生產(chǎn)塑件時，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，要縮短冷卻時間及成型周期。 （ 10）若是主流道型澆口，因主流道處有收縮現(xiàn)象，若塑件在這個部位要求精度較高時，主流道應留有加工余量或修正余量。 （ 11）澆口的位置應保證塑料熔體順利流入型腔，即對著型腔 中寬敞、厚壁部位。 （ 12）盡量避免使塑件產(chǎn)生熔接痕，或使其熔接痕產(chǎn)生在塑件不重要的部位。 件大小及形狀 根據(jù)塑件大小 ,形狀壁厚 ,技術要求等因素 ,結(jié)合選擇分型面同時考慮設置澆注系統(tǒng)的形式 ,進料口數(shù)量及位置 ,保證正常成形 ,還應注意防止流料直接沖擊嵌件及型態(tài)或型態(tài)受力不均以及應充分估計可能產(chǎn)生的質(zhì)量弊病和部位等問題 24 具成型體的型腔數(shù) 設計澆注系統(tǒng)還應考慮到模具型腔的布置，考慮到生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本，模具型腔選擇一模一腔 好還是一模多腔 ,本設計的是一模兩腔， 澆注系統(tǒng)需按型腔布置根據(jù)一模兩腔的布局設計。 設計澆注系統(tǒng)時應考慮到去除毛刺 ,修整進料口方便 以獲得形狀完整，內(nèi)外在質(zhì)量上優(yōu)良的塑料制件。 在大量生產(chǎn)時設置澆注系統(tǒng)還應考慮到在保證成形質(zhì)量前提下盡量縮短流程 ,減少斷面積以縮短填充及冷卻時間 ,縮短成型周期 ,同時減少澆注系統(tǒng)損耗的塑料 噴嘴端部的冷料必須去除 ,防止注入型腔影響塑件質(zhì)量 ,故設計澆注系統(tǒng)時應考慮儲存冷料的措施。 （ 1） 為了便于澆注凝料從主流道中取出，主流道采用 ?? 4~2?? 的圓錐孔。對流動性較差的塑料也可取得稍大一些，但過大則容易引起注射速度緩慢，并容易形成渦流。本設計中取 ?3?? 。 （ 2） 澆口套與塑件注射區(qū)直接接觸時，其出料端端面直徑 果 澆口套與型腔的接觸面積增大，模腔內(nèi)部壓力對澆口套的反坐力也將按比例增大，到一定程度時澆口套則容易從模體中彈出。 （ 3） 澆口套的材料應選用優(yōu)質(zhì)鋼 應 進行淬硬處理，為了防止注射機噴嘴不被碰撞而損壞，澆口套的硬度應低于注射機噴嘴的硬度，錐孔內(nèi)壁粗糙度 增加內(nèi)壁的耐磨性，并減小注射中的阻力。圓錐孔大端處應有γ＝ 1°～ 2°的過渡圓角，以減小料流在轉(zhuǎn)向時的流動阻力。 （ 4） 澆口套與注射機噴嘴頭的接觸球面必須吻合。由于注射機噴嘴頭是球面，半徑以為使熔融塑料從噴嘴完全進人主流道而不溢出，應使?jié)部谔锥嗣娴陌? 25 球面與注射機噴嘴的端凸球面接觸良好，一般地其半徑 （ 1） 圓錐孔的小端直徑 d＝ （ 1） 面凹球面深度 ～ 5 面與主流道孔應以清角連接，不應有倒拔痕跡，以保證主流道凝料順利脫模。 （ 5） 定位環(huán)是模體與注射機的定位裝置，它保證澆口套與注射機的噴嘴對中定位。定位環(huán)的外徑 配合間隙為 位環(huán)厚度 5～ 10小于注射機定位孔的深度。 （ 6） 澆口套端面應與定模相配合部分的平面高度一致。 （ 7） 在可能情況下澆口套長度 物料降溫過大，影響注射成型。主流道盡量不采 用分級對接形式。 主流道是熔融塑料由注射機噴嘴噴出時最先經(jīng)過的部位，它與注射機噴嘴在同一軸心線上。由于主流道與熔融塑料和注射機噴嘴反復接觸、碰撞，一般澆口不直接開設在定模上，為了制造方便，都制成可拆卸的澆口套，用螺釘或迫合形式固定在定模板上。主流道的基本結(jié)構和安裝形式如圖 5－ 1所示 。 1、主流道形狀尺寸的確定 流道的形狀一般為圓錐形 ,某小端直徑應大于注塑機出口直徑的 1左右其錐角一般要 2°～ 4° ,主流道大徑和小徑尺寸經(jīng)查閱《實用模具設計與制造手冊》，查得主澆道尺寸： 表 622] （ 符號 名稱 尺寸 d 主流道小端直徑 注射機噴嘴直徑＋（ 1） 流道球面半徑 噴嘴球面半徑＋（ 1～ 2） h 球面配合高度 3～ 5 26 a 主流道錐角 2○ ～ 4○ L 主流道長度 盡量≤ 60 D 主流道大端直徑 d＋ 2L2 ： d=3＋ 1=4 5+2=17mm h=4 a=3○ L=29 D=d+2L2 ≈ 7 6— 2主流道的結(jié)構 2、主流道襯套的形式 主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，屬易損件，對材料要求較嚴，因而模具主流道部分常設計成可拆卸更換的主流道襯套形式（俗稱澆口套），以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進行加工和熱處理。澆口套都是標準件，只需去買就行了。常用澆口套分為有托澆口套和無托澆口套兩種， 本設計中選用的是前 者。 有托澆口套用于配裝定位 27 圈。澆口套的 基本尺寸 有Φ 20 25 30幾種。 本設計中選用 Φ 20、主流道剪切速率的校核 主流道的剪切速率以 105 ????? 為宜。根據(jù)經(jīng)驗公式 ?? 式中 ?? —— 剪切速率（ 1s? ）； 塑件體積流量（ 3； 主流道平均半徑（ 133 3 q ?? ????? s???校核結(jié)果符合。 口設計 澆口是主流道、分流道與型腔之間的連接部分，即澆注系統(tǒng)的終端。澆口的位置