花朵蓋注塑模具設(shè)計(jì)

花朵蓋注塑模具設(shè)計(jì),花朵,注塑,模具設(shè)計(jì) 摘 要 近年來，我國家電工業(yè)的高速發(fā)展對(duì)模具工業(yè)，尤其是塑料模具提出了越來越高的要求，2004年，塑料模具在整個(gè)模具行業(yè)中所占比例已上升到30%左右，據(jù)有關(guān)專家預(yù)測(cè)，在未來幾年中，中國塑料模具工業(yè)還將持續(xù)保持年均增長速度達(dá)到10%以上的較高速度的發(fā)展。國內(nèi)塑料模具市場以注塑模具需求量最大，其中發(fā)展重點(diǎn)為工程塑料模具。 注射成型是塑料成型的一種重要方法，它主要適用于熱塑性塑料的成型，可以一次成型形狀復(fù)雜的精密塑件。本課題就是花朵蓋塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)，將注塑模具的相關(guān)知識(shí)作為依據(jù)，闡述塑料注塑模具的設(shè)計(jì)過程。 （1）通過運(yùn)用塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)，機(jī)械制圖，互換性與技術(shù)測(cè)量673A械原理及零件，模具材料及熱處理，模具制造工藝，塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)等方面必要的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，分析和解決塑料模具設(shè)計(jì)問題，進(jìn)一步鞏固加深和開拓所學(xué)的知識(shí)。 （2）本設(shè)計(jì)對(duì)花朵蓋塞進(jìn)行的注塑模設(shè)計(jì)，利用UG軟件對(duì)塑件進(jìn)行了實(shí)體造型，對(duì)塑件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了工藝分析。明確了設(shè)計(jì)思路，確定了注射成型工藝過程并對(duì)各個(gè)具體部分進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算和校核。如此設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運(yùn)用可靠，保證了與其他部件的配合。最后用AutoCAD繪制了一套模具裝配圖和零件圖 （3）通過計(jì)算、繪圖和運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊(cè)等有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)，進(jìn)行塑料設(shè)計(jì)全面的基本技能訓(xùn)練，為畢業(yè)設(shè)計(jì)打下一個(gè)良好的實(shí)踐基礎(chǔ)。 （4）本課題通過對(duì)榨汁機(jī)料桶杯的注射模具設(shè)計(jì)，鞏固和深化了所學(xué)知識(shí)，取得了比較滿意的效果，達(dá)到了預(yù)期 的設(shè)計(jì)意圖 關(guān)鍵詞：塑料模具；注射成型；模具設(shè)計(jì) Abstract In recent years, the rapid development of China's home appliance industry mold industry, especially plastic mold made increasing demands, in 2004, the entire mold plastic mold industry in the proportion had risen to 30%, experts predict in the next few years, China plastic mold industry will continue to maintain more than 10% higher rate of growth with an average annual growth rate. In the domestic market, plastic mold injection mold greatest demand, which is focused on the development of plastic mold. Injection molding is an important method of plastic molding, it is mainly suitable for thermoplastic molding, forming a complex shape can be precision plastic parts. The subject is flowers covered plastic molding process and mold design, injection mold knowledge as the basis to explain the plastic injection mold design process. (1) through the use of plastic mold design guidelines, mechanical drawing, interchangeability and measuring technology 673A mechanical principle and parts, mold materials and heat treatment, mold manufacturing process, the plastic molding process and die design and other aspects of the necessary basic knowledge and expertise, plastic mold design analysis and solve problems, to further consolidate and deepen the knowledge learned to open up (2) The design of injection mold design flowers cover plugs, the use of UG software was solid modeling plastic parts, plastic parts for the structure analysis process. Clear design ideas, determine the injection molding process and the various specific parts of a detailed calculation and verification. Such a structure designed to ensure reliable use of mold work to ensure coordination with other components. Finally, draw a mold assembly drawings and parts drawing with autoCAD (3) by calculating, mapping and the use of technical standards, specifications, design manual and other relevant design sheets, plastic design comprehensive basic skills training, and lay a good foundation for the practice of graduation design. (4) This paper cup through the juicer barrel injection mold design, to consolidate and deepen the knowledge, and achieved satisfactory results, to achieve the desired design intent. Key words: plastic mold; injection molding; mold design 目 錄 第一章 前言 1 1.1課題背景 1 第二章 塑件分析 3 2.1 產(chǎn)品分析及其技術(shù)條件 3 2.2塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 3 第三章 成型布局及注塑機(jī)選擇 5 3.1計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量 5 3.2 型腔的布局及成型尺寸 5 3.3注塑機(jī)的選擇和校核 6 3.3.1注射膠量的計(jì)算 6 3.3.2 鎖模力的計(jì)算 6 3.4.3 注塑機(jī)選擇確定 7 第四章 注塑模具設(shè)計(jì) 9 4.1模架的選用 9 4.1.1模架的類型 9 4.1.2 模架的選擇 9 4.1.3型腔模板的計(jì)算 10 4.1.4.確定模板周界尺寸 11 4.1.5.注射機(jī)參數(shù)校核 11 4.1.5導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 13 4.2分型面的設(shè)計(jì) 14 4.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 14 4.3.1 主流道設(shè)計(jì) 15 4.4 成型零部件的設(shè)計(jì) 15 4.4.1 成型零部件結(jié)構(gòu) 15 4.4.2.型芯和型腔的工作尺寸計(jì)算 15 4.4.3中心距工作尺寸計(jì)算 19 4.4.4 凹模寬度尺寸的計(jì)算 19 4.4.5 凹模長度尺寸的計(jì)算 20 4.4.6 凹模高度尺寸的計(jì)算 20 4.4.7 凸模寬度尺寸的計(jì)算 20 4.4.8 凸模長度的計(jì)算 20 4.4.9 凸模高度尺寸的計(jì)算 20 4.5.脫模及推出機(jī)構(gòu) 21 4.5.1脫模力 21 4.5.2 推出機(jī)構(gòu) 21 4.6冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 23 4.6.1 冷卻水道設(shè)計(jì)的要點(diǎn) 23 4.6.2 冷卻水道在定模和動(dòng)模中的位置 24 4.6.3 冷卻水道的計(jì)算 24 4.7 模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 25 總結(jié) 27 參考文獻(xiàn) 28 致謝 29 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 前言 第一章 前言 1.1課題背景 模具是使用基于極端的技術(shù)和設(shè)備,工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛。成型模具可以應(yīng)用許多工業(yè)領(lǐng)域中，包括汽車，電器，通信，儀表，電氣，電子，消費(fèi)電子和輕工等行業(yè)，大約占了80％。以及與這些產(chǎn)業(yè)在近幾年的快速發(fā)展，越來越的多模高的要求，該結(jié)構(gòu)是更復(fù)雜的。證明有高精度，高復(fù)雜性，高一致性，高生產(chǎn)率，其它的方法制造模具零件利率很低，和成型模具無法比較。因?yàn)橥ㄓ霉こ趟芰虾退芰瞎I(yè)的發(fā)展非常迅速，精度和強(qiáng)度也不斷地提高，塑料制品的應(yīng)用也是越來越廣泛，塑料成型的使用范圍也越來越大。熱固性塑料的一部分和所有的熱塑性塑料可以使用這種方法。由其他成型方法獲得的大型塑料制品的數(shù)量不能比擬的。注塑模具是注塑加工的主要工具之一，質(zhì)量，產(chǎn)量以及產(chǎn)品的更變可以受質(zhì)量，精密，注塑成型和制造周期的過程以及在生產(chǎn)率等的水平直接影響。而且也決定了力量和速度是否企業(yè)在市場競爭有中所體現(xiàn)。 有許多類型的注塑模具，注塑機(jī)的種類、塑件的復(fù)雜程度和和塑料種類等許多原因可以影響它的結(jié)構(gòu)。固定模和可動(dòng)模兩個(gè)主要組成部分組成基本結(jié)構(gòu)。定模部分被安裝在注射機(jī)的固定板上，可動(dòng)模具部分被安裝在可動(dòng)盤的注塑機(jī)上，在注射成型過程里，可動(dòng)模具成型零部件、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)及支承零部件組成了大多數(shù)注塑模。 因?yàn)橛糜诖_定模具設(shè)計(jì)模具的特征是不同于其它行業(yè)。模具在設(shè)計(jì)的時(shí)候要考慮以下幾個(gè)方面： a.塑件的物理機(jī)械性能：如強(qiáng)度，剛度，韌性，彈性，水吸收和應(yīng)力靈敏度。不同種類的塑料其屬性不一樣，在塑件的設(shè)計(jì)上應(yīng)充分發(fā)揮性能上的自身優(yōu)勢(shì)，免除或彌補(bǔ)其缺陷。 b.成型工藝：塑料成型的工藝性，如成型收縮率和流動(dòng)性的各個(gè)方面的不同等。塑件形狀應(yīng)有利于成 型時(shí)充模、排氣、補(bǔ)縮，同時(shí)能使熱塑性塑料制品達(dá)到高效、均勻冷卻或使熱固性塑料制 品均勻地固化。 C.塑料模具結(jié)構(gòu)使得能夠盡可能簡單的整體結(jié)構(gòu)，尤其是為了免除側(cè)脫模簡化結(jié)構(gòu)和分模牽拉機(jī)構(gòu)脫模簡化結(jié)構(gòu)。讓模具零件制造工藝達(dá)到技術(shù)要求。 計(jì)算機(jī)技術(shù)有著很快的發(fā)展速度，數(shù)字化是制造技術(shù)和模具設(shè)計(jì)正朝著發(fā)展方向。這個(gè)技術(shù)運(yùn)用的是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，然后將設(shè)計(jì)與制造連成一體實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造一體化，，也可以將數(shù)據(jù)交換到加工制造設(shè)備，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助制造。 1.本課題內(nèi)容是對(duì)花朵塑件進(jìn)行測(cè)繪?；谏a(chǎn)實(shí)踐之上的對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，模具設(shè)計(jì)主要內(nèi)容有注塑機(jī)臺(tái)選擇，設(shè)置推出的機(jī)構(gòu)，模胚選擇，型腔布局及注塑工藝分析，冷卻系統(tǒng)設(shè)置，澆口形式與位置，分型面的確定等。 塑料制品要求必須了解使用塑料件，工藝分析，尺寸精度和塑料件等技術(shù)要求的。該模具采用一模四腔布局、側(cè)入式澆口進(jìn)料、注射機(jī)采用XS—Z—30 型號(hào)、設(shè)置冷卻系統(tǒng)、CAD和 UG 繪制零件圖和二維總裝備圖。系統(tǒng)的利用簡要的文本，使計(jì)算分析和示意圖簡單明了，從而作出合理的模具設(shè)計(jì)。選擇合理加工方法。先確定模具方案然后再進(jìn)行工藝分析。利用此方案可以被設(shè)計(jì)成實(shí)現(xiàn)期望的結(jié)果，并較好地改善了注射模具的質(zhì)量。 29 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 塑件分析 第二章 塑件分析 2.1 產(chǎn)品分析及其技術(shù)條件 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)行認(rèn)真的分析和研究，進(jìn)而適當(dāng)?shù)拇_定模具精度和塑件制品必要的模具結(jié)構(gòu)。 課題目標(biāo)產(chǎn)品是一個(gè)生活中常見的花朵塑件，其零件外形如圖所示。具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙，塑料部件的結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，生產(chǎn)的批量比較大，模具成本要求也不高，可以成型，精度要求不高。如圖1所示 圖1 花朵塑件零件圖 2.2塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 （1）使用性能﹕ 聚苯乙烯是熱塑件塑料，沒有顏色透明，沒有毒沒味，有光澤，密度為1.05g/cm3，它有較好的電性能和較高的化學(xué)穩(wěn)定性，有足夠的抗蝕能力，著色性能優(yōu)良。而耐熱性低，它質(zhì)地硬并且脆，塑件由于應(yīng)力的作用容易開裂，并有較高的熱膨脹系數(shù)。 （2）工藝性能﹕ PS容易開裂變脆，容易開裂，所以該草案被模制塑料件不宜過小，頂端應(yīng)均勻由于高聚苯乙烯的熱膨脹系數(shù)，在插入塑料部件不應(yīng)該有，和塑料部件壁厚要均勻，否則它們將在熱膨脹系數(shù)相差太大而導(dǎo)致開裂，優(yōu)異的流動(dòng)性和模具在側(cè)澆口的形式使用，一定要注意模具的間隙，小心飛邊。 （3）塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度、表面質(zhì)量分析﹕ ①從零件圖上分析，該零件總體形狀為圓餅形，其尺寸都屬于未注公差尺寸，精度等級(jí)﹕MT5 ②表面粗糙度﹕該制件表面無特殊要求，比較容易實(shí)現(xiàn)。 ③脫模斜度：查表PS塑料GB預(yù)定腔35'?1°30'，核心30'至40'。 ④壁厚：該制件是有利于形成均勻的壁厚。 綜上所述，文章屬于中等復(fù)雜，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪^程，沒有必要進(jìn)行更改，相應(yīng)的模具部件容易保證尺寸精度，在良好的條件下，當(dāng)注射過程中的參數(shù)控制下，模制零件的要求可以保證中等大小的處理。 （4）零件尺寸﹕ 孔類尺寸﹕ 軸類尺寸﹕ 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 成型布局及注塑機(jī)選擇 第三章 成型布局及注塑機(jī)選擇 3.1計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量 計(jì)算塑件的體積是為了選用注射機(jī)及確定型腔數(shù)。經(jīng)計(jì)算，塑件的體積為 根據(jù)塑件成型工藝與模具設(shè)計(jì)可查得聚苯乙烯的密度為，故塑件的質(zhì)量為0.32g。本次成型采用一模六件，所以需要： 塑料總體積： 故選XS—Z—30 初步選用注射機(jī)為XS—Z—30注射機(jī) 有關(guān)參數(shù)如表1所示 表1 XS—Z—30注射機(jī)參數(shù) 型號(hào) XS-Z-30 注射方式 柱塞式 額定注射量/mm3 30 鎖模力/KN 250 柱塞直徑/mm 28 最大成型面積/cm3 90 注射壓力/MPa 119 最大開合模行程/mm 160 注射行程/mm 130 模具最大厚度/mm 180 模具最小厚度/mm 60 嘴角圓弧球半徑/mm 12 噴嘴孔直徑/mm 2 3.2 型腔的布局及成型尺寸 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中采用側(cè)澆口，且塑件的尺寸較大，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，采用一模六腔，進(jìn)行加工生產(chǎn)。 密切相關(guān)的空腔澆注系統(tǒng)的布局和結(jié)構(gòu)，腔體安排應(yīng)該使得通過從所需的壓力的總壓力等于共用流道系統(tǒng)的每個(gè)空腔，以確保每個(gè)均勻地填充有塑料熔化腔中，使之均勻并每個(gè)腔的塑料部件的穩(wěn)定的內(nèi)在品質(zhì)。這要求同時(shí)采用均衡澆道模腔和澆口盡可能短的距離。 塑膠模腔尺寸，計(jì)算確定的布局，你需要考慮形成一個(gè)封閉的關(guān)節(jié)面的大小，太大引起的芯片尺寸過大，成本浪費(fèi)，容易成型過程中產(chǎn)生的小毛刺毛刺，甚至腔變形。因模具是一模六腔，考量排布可得型腔長為 110mm，寬為 110mm。塑件的高度為 4mm，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 20-40mm，因此得出成型型腔總體厚度為 25mm。型腔布局如圖2所示。 圖2 型腔布局圖 3.3注塑機(jī)的選擇和校核 3.3.1注射膠量的計(jì)算 模具設(shè)計(jì)必須是這樣的能力或注射成型的塑料質(zhì)量的標(biāo)稱的80％的注射機(jī)注射體積內(nèi)熔化。校核公式為： 式中： n --型腔數(shù)量 --單個(gè)塑件的重量（g） --澆注系統(tǒng)所需塑料的重量（g） 本設(shè)計(jì)中： 即 因而預(yù)選注塑機(jī)額定注塑量最少為5.51g 以上 3.3.2 鎖模力的計(jì)算 鎖模力的注塑機(jī)必須比模腔壓力大的選擇產(chǎn)生的力，或到模具分型面分開并產(chǎn)生閃光。在沖擊的夾緊力的投影面積的模具分型面的塑料部件是一個(gè)主要因素。 成型投影面積 式中 --型腔數(shù)目 A1 --單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積 A2 --澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積 本設(shè)計(jì)中 nA1 + A2 =2x143+200=772 mm2 可以根據(jù)以下的公式計(jì)算并確定成型面積和鎖模力的關(guān)系： 式中 —鎖模力，； —型腔壓力， ； —成型投影面積，； 一般熔料經(jīng)噴嘴時(shí)其注射壓力達(dá) 60～80MPa，經(jīng)澆注系統(tǒng)入型腔時(shí)型腔壓力通常為20-40MPa，這個(gè)地方取 30MPa。 計(jì)算：(取整 25 ) 通過計(jì)算能夠得出預(yù)選注塑機(jī)額定注塑壓力為 25 以上。 3.4.3 注塑機(jī)選擇確定 綜合考慮以上因素，選定注射機(jī)為XS—Z—30。其相關(guān)性能符合成型方案要求，以下相關(guān)參數(shù)如表2所示： 表2 XS-Z-30 注塑機(jī)參數(shù) 型號(hào)參數(shù) 單位 XS-Z-30 螺桿直徑 mm 30 理論注射容量 cm3 30 注射重量 PS g 27 注射壓力 Mpa 116 1 注射速率 g.s-1 38 塑化能力 Kg.h 13 合模方式 肘桿 鎖模力 KN 250 拉桿內(nèi)間距(水平×垂直) mm 235 允許最大模具厚度 mm 180 允許最小模具厚度 mm 60 移模行程 mm 160 定位孔距 mm 55 液壓頂出行程 mm 140 液壓頂出力 KN 12 液壓頂出桿數(shù)量 PC 5 油泵電動(dòng)機(jī)功率 KW 5.5 噴嘴移出量 l 10 機(jī)器尺寸(長×寬×高) m 2.4×1.8×0.5 機(jī)器重量 t 1 噴嘴球半徑 mm 10 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 注塑模具設(shè)計(jì) 第四章 注塑模具設(shè)計(jì) 4.1模架的選用 4.1.1模架的類型 注塑模具分類很多，這里是由注射模分級(jí)點(diǎn)的整體結(jié)構(gòu)引入的典型結(jié)構(gòu)。具體如下：一分型面注塑模具，效模具成型零件，雙色注塑模具分型線，有側(cè)向分自動(dòng)卸料螺桿式注塑，型抽芯注塑模具，熱流道注塑成型，注塑模具與固定模脫模機(jī)構(gòu)。 4.1.2 模架的選擇 對(duì)塑件的綜合分析之后，能夠得出這個(gè)模具為單分型面，通過查資料GB/T12556.1-12556.2-1990《塑料注射模中小型模架》得知應(yīng)該選擇CI型的模架，它的基本結(jié)構(gòu) 如下圖3所示： 圖3 模架結(jié)構(gòu)圖 CI模具使用兩個(gè)模板固定模具，動(dòng)態(tài)模擬使用模板，又稱為兩個(gè)模板，大型出口模具的注射成型模具側(cè)澆口。 由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)過考慮分析，導(dǎo)柱導(dǎo)套選擇選正確。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，以此分析計(jì)算： 模架的長 L=型腔長度（110）+復(fù)位桿的直徑+螺釘?shù)闹睆?模板壁厚200mm 模架的寬 W=型腔寬度（110）+導(dǎo)向桿的直徑+模板壁厚+滑塊厚度 200mm 根據(jù)模腔的尺寸，計(jì)算成品模具的長度和寬度，而且后需要考慮其他螺釘和導(dǎo)柱的模具尺寸的其他部分，以避免在設(shè)計(jì)的干擾。參考模腔的厚度，考慮模板強(qiáng)度要求，該固定臺(tái)板的厚度取為50mm，可動(dòng)臺(tái)板取為60mm的厚度?？紤]輸油行程的要求，支持板帶，以滿足700毫米。 通過以上的計(jì)算分析可得出應(yīng)該選擇的模架的型號(hào)為：CI-2020-A50-B60-C70。 4.1.3型腔模板的計(jì)算 型腔模板的長度： 型腔模板的寬度： 由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，以此分析計(jì)算： 模架的長 L=型腔長度（110）+復(fù)位桿的直徑+螺釘?shù)闹睆?模板壁厚200mm 模架的寬 W=型腔寬度（110）+導(dǎo)向桿的直徑+模板壁厚+滑塊厚度200mm 根據(jù)模腔的尺寸，計(jì)算成品模具的長度和寬度，而且后需要考慮其他螺釘和導(dǎo)柱的模具尺寸的其他部分，以避免在設(shè)計(jì)的干擾。參考模腔的厚度，考慮模板強(qiáng)度要求，該固定臺(tái)板的厚度取為50mm，可動(dòng)臺(tái)板取為60mm的厚度。考慮輸油行程的要求，支持板帶，以滿足700毫米。 通過以上的計(jì)算分析可得出應(yīng)該選擇的模架的型號(hào)為：CI-2020-A50-B60-C70。 4.1.4.確定模板周界尺寸 由以上步驟得到的模板周界不與標(biāo)準(zhǔn)板的尺寸相等，因此，數(shù)據(jù)必須計(jì)算為標(biāo)準(zhǔn)尺寸接近更大修剪的方向，如果有對(duì)安裝在位置上的壁厚其它組分沒有足夠的空間，增加壁的厚度。 根據(jù)支承固定零件設(shè)計(jì)中提供的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定 定模座板： 動(dòng)模座板： 定模板： 推件板： 型芯固定板： 支承板： 推件桿固定板： 根據(jù)推出行程和推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸確定墊塊： 選擇模架尺寸。查得 4.1.5.注射機(jī)參數(shù)校核 本模具的外形尺寸為160mm×160mm×138mm。 XS-Z-30型注射機(jī)模板最大安裝尺寸為250×280，故能滿足安裝要求。 (1)安裝高度校核 XS-Z-30型注射機(jī)所允許模具的最小厚度,最大厚度，即模具必須滿足下式： 60≤138≤180 滿足高度要求 式中：——設(shè)計(jì)的模具厚度(mm) ——注射機(jī)允許的最小模具厚度(mm) ——注射機(jī)允許的最大模具厚度(mm) (2)開模行程的校核 經(jīng)查資料XS-Z-30型注射機(jī)的最大行程，根據(jù)《塑料模成型工藝與模具設(shè)計(jì)》滿足(3-4)的推件要求 滿足開模行程要求 式中：——注射機(jī)最大開模行程(移動(dòng)模板行程mm) ——制件脫模距離(mm) ——包括流道凝料在內(nèi)的塑件高度(mm) 經(jīng)驗(yàn)證：XS-Z-30型注射機(jī)可以滿足使用的要求，所以能夠采用。 (3) 鎖模力的校核 < 式中 ——高壓塑料熔體產(chǎn)生的脹模力（N） ——注射機(jī)的公稱鎖模力（N） ——模具型腔數(shù)目 ——單個(gè)塑件在分型面上的投影面積（） ——澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（） ——型腔內(nèi)熔體壓力，20～40MPa。 常用塑料注射成型時(shí)所選用的型腔壓力值下表3所示 表3 型腔壓力值 塑料品種 高壓聚乙烯 低壓聚乙烯 PS ABS POM PC 型腔壓力/MPa 10～15 20 15～20 30 35 40 本塑件選用 4.1.5導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.引導(dǎo)結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì) （1）導(dǎo)向構(gòu)件應(yīng)合理均勻邊緣周圍或在模具的部位，從中心附近的模具側(cè)緣分布應(yīng)足以確保模具的強(qiáng)度，防止在導(dǎo)向銷和壓入引導(dǎo)套筒變形。 根據(jù)大小和模具的形狀，模具一般需要2-4引線柱。如果，當(dāng)模具沖模與方位角要求夾具，使用兩種不同直徑導(dǎo)柱，或2個(gè)相同的直徑，但不對(duì)稱導(dǎo)柱布置。 （3）由于塑料零件通常停留在公共模式下，所以為了便于釋放導(dǎo)向柱通常安裝在主模型。 （4）導(dǎo)柱導(dǎo)套應(yīng)承擔(dān)的長笛的分型面 （5）軸導(dǎo)向柱導(dǎo)套和導(dǎo)向孔應(yīng)確保平行 （6）在模具時(shí)，應(yīng)當(dāng)確保引導(dǎo)構(gòu)件首先接觸，避免了第一陽模到模腔，該模制部件的損壞。 2.導(dǎo)向柱的設(shè)計(jì) （1）有單節(jié)，還有臺(tái)階式 （2）導(dǎo)柱的長度必須大于陽模端面6-8MM更高 （3）引導(dǎo)部分導(dǎo)柱應(yīng)錐形或球形頭部 （4）方法鉚接和固定螺釘 （5）表面應(yīng)進(jìn)行處理，以保證磨損。 3.導(dǎo)向套筒和導(dǎo)孔 （1）無導(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，凸臺(tái)式，臺(tái)階式。 （3）為使導(dǎo)套孔能夠被導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套孔，在導(dǎo)套前端應(yīng)倒有圓角 r。 在正常情況下，在導(dǎo)向柱和在共同引導(dǎo)用套筒的兩個(gè)最內(nèi)的部分確保準(zhǔn)確動(dòng)模和固定模的形狀，尺寸和精度的塑料部件一起，并避免與模具部件相互干擾碰撞，起到死取向的作用。 4.2分型面的設(shè)計(jì) 選擇分型面時(shí)，必須考慮以下幾個(gè)方面： （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)，采用平面分型面，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)，如圖4所示。 圖4 分型面的選擇 4.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 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 4.3.1 主流道設(shè)計(jì) 所選用XS—Z—30 型注射劑噴嘴有關(guān)尺寸如下： 噴嘴前段孔徑 噴嘴圓弧半徑 為了使凝料能夠順利拔出，主流道的小段直徑 d 應(yīng)稍大于噴嘴直徑。 主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角通常為 ，過大的錐角會(huì)才產(chǎn)生湍流或渦流，卷入空氣，過小的錐角使凝料脫模困難，還會(huì)使沖模時(shí)熔體的流動(dòng)阻力過大，此處的錐角選 用 ，主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大 。這里取主流道球面半徑 ，經(jīng)測(cè) 量主流道長度 L 取 75mm。 4.4 成型零部件的設(shè)計(jì) 4.4.1 成型零部件結(jié)構(gòu) 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。 型腔是用來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)中采用嵌入式型腔及型芯，如圖所示。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，牢固可靠，不容易變形，成型出來的制品表面不會(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。不過模具加工起來比較困難，要用到數(shù)控加工或電火花加工。 4.4.2.型芯和型腔的工作尺寸計(jì)算 （1）型腔的徑向尺寸； (2)型芯的徑向尺寸 (3)型腔的深度 = (4)型芯的高度 4.4.3中心距工作尺寸計(jì)算 塑件尺寸和模具尺寸都是按雙向等值公差標(biāo)準(zhǔn)，磨損又不會(huì)引起中心距尺寸變化，因此塑件上的中心距基本尺寸和模具上的中心距基本尺寸均為平均尺寸。于是有： 標(biāo)注制造公差后得 數(shù)據(jù)代入得 4.4.4 凹模寬度尺寸的計(jì)算 塑件尺寸的轉(zhuǎn)換：相應(yīng)的塑件制造公差 式中， 是塑件的平均收縮率，PVC的收縮率為, 所以平均收縮率: ；、是系數(shù)，一般在之間，此處??； 、分別是塑件上相應(yīng)尺寸的公差（下同）；、是塑件上相應(yīng)尺寸制造公差對(duì)于中小型零件?。ㄏ峦?。 4.4.5 凹模長度尺寸的計(jì)算 塑件尺寸的轉(zhuǎn)換：，相應(yīng)的塑件制造公差 式中， 、是系數(shù)，一般在 之間，此處取 , 。 4.4.6 凹模高度尺寸的計(jì)算 塑件尺寸的轉(zhuǎn)換：，相應(yīng)的塑件制造公差 ,應(yīng)的塑 件制造公差。 式中，、是系數(shù)，一般在 之間，此處取,。 4.4.7 凸模寬度尺寸的計(jì)算 塑件尺寸的轉(zhuǎn)換：應(yīng)的塑件制造公差。 式中, 是系數(shù)，一般在之間，此處取 。 4.4.8 凸模長度的計(jì)算 塑件尺寸的轉(zhuǎn)換,相應(yīng)的塑件制造公差 。 4.4.9 凸模高度尺寸的計(jì)算 塑件尺寸的轉(zhuǎn)換 ，相應(yīng)的塑件制造公差 式中，是系數(shù)，可知一般在 之間，此處取。 4.5.脫模及推出機(jī)構(gòu) 4.5.1脫模力 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： （1） 脫模力與塑件壁厚，型芯長度，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。 （2） 塑件收縮率，彈性模量 E 越大，脫模力越大。 （3） 塑件與芯子磨擦力越大，則脫模阻力越大。 （4）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。 4.5.2 推出機(jī)構(gòu) 塑件從模具上取下以前有一個(gè)從模具的成型零部件上脫出的過程，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。 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； 該塑件采用了推塊，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。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 H8 / f 8或H 9 / f 9 ，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 0.04 ~0.06mm 。 圖5 推桿布局 圖6 推出機(jī)構(gòu) 4.6冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 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有影響，對(duì)于任一個(gè)塑料制品，模具溫度波動(dòng)過大都是不利的。過高的模溫會(huì)使塑件在脫模后發(fā)生變形，若延長冷卻時(shí)間又會(huì)使生產(chǎn)率下降。過低的模溫會(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。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200℃ 左右，熔體固化成為塑件后，從 60℃ 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80℃ ）的塑料，僅需要設(shè)置冷系統(tǒng)即可，因?yàn)榭梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度。 4.6.1 冷卻水道設(shè)計(jì)的要點(diǎn) 1．冷卻水孔的數(shù)量越多，對(duì)塑件冷卻也就越均勻。 2．冷卻水孔與型腔表面各處最好有相同的距離，即將孔的排列與型腔的形狀一致。 3．塑件局部壁厚處，應(yīng)加設(shè)冷卻裝置。當(dāng)設(shè)計(jì)冷卻孔直徑為 D 時(shí)，它的孔距最好為5D，孔與型腔的距離為 3D。 4．當(dāng)大型塑件或薄壁零件成型時(shí)，料流較長，而料溫越流越低，可以適當(dāng)?shù)馗淖兝鋮s水道的排列密度。 5．冷卻水道要避免接近塑料的熔接痕部分，以免熔接不牢，降低強(qiáng)度。冷卻水道不應(yīng)穿過接縫部分，以防漏水。 6．冷卻水道內(nèi)不應(yīng)有存水或產(chǎn)生回流的部分。 7．澆口部分由于經(jīng)常接觸注塑機(jī)噴嘴，是模具上最熱的部分，應(yīng)加強(qiáng)冷卻，有時(shí)應(yīng)考慮進(jìn)料嘴單獨(dú)冷卻。 8．進(jìn)出水水嘴接頭，應(yīng)設(shè)在不影響操作的方向，盡可能設(shè)在模具的一側(cè)，通常在注塑機(jī)操作的對(duì)面。 9．如果型芯太長，冷卻水道無法開設(shè)，則可以選用熱導(dǎo)系數(shù)較大的材料，在型芯下部采用噴水法進(jìn)行冷卻。 4.6.2 冷卻水道在定模和動(dòng)模中的位置 冷卻水道的位置取決于制品的形狀和定、動(dòng)模板的厚度，原則上冷卻水道應(yīng)設(shè)置在塑料向模具熱傳導(dǎo)困難的地方，根據(jù)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，冷卻水道應(yīng)圍繞模具所成型的 制品，且盡量排列均勻一致。不少小型模具的型腔時(shí)直接在模板上加工而成的（也可以采 用拼鑲結(jié)構(gòu)，但是由于模具尺寸較小，所以型腔與型芯的鑲件尺寸更小），對(duì)于這類模具，可以直接在模板上設(shè)置冷卻水道。 在模板上直接設(shè)置冷卻水道，同樣應(yīng)遵循冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，使冷卻水道盡量靠 近型腔表面和盡量圍繞型腔，使制品在成型過程中冷卻均勻。 本設(shè)計(jì)中型芯型腔各一組冷卻水回路, 此方式冷卻快速, 塑件冷卻均勻, 確保尺寸 變形一致。冷卻水路排布如圖9所示： 圖7模具冷卻水路圖 4.6.3 冷卻水道的計(jì)算 冷卻計(jì)算：單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入模具應(yīng)除去的總熱量 ，可以用參考文獻(xiàn)中的公式計(jì)算 [5] ： 式中 —單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入模具的塑料的重量 g —克塑料的熱容量(J/g) 經(jīng)計(jì)算： 則帶走上述熱量水量按下式計(jì)算： 所需的冷卻式中： —通過模具冷卻水的重量 —出水溫度℃ —入水溫度℃ —熱傳導(dǎo)系數(shù)； 經(jīng)計(jì)算 由下式可以計(jì)算出冷卻水道的直徑： 式中 —冷卻液容重 kg/cm3 r kg/cm3， —冷卻水道長度 —冷卻水道直徑 經(jīng)計(jì)算 ，取 4.7 模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 1.模具長寬尺寸 模具長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,模具長寬為，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 <<， 符合要求 3.開模行程（S） 模具開模后為了便于取出制件，要求有足夠的開模距離，所謂開模行程是指模具開合 過程中動(dòng)模固定板的移動(dòng)距離。 注塑機(jī)的開模行程是有限的，設(shè)計(jì)模具必須校核所選注射機(jī)的開模行程，以便與模具 的開模距離相適應(yīng)。對(duì)于臥式注射機(jī)，其開模行程與模具厚度有關(guān)，對(duì)于單分型面注射模 應(yīng)有： > 式中 --模具厚度 --頂出行程 --包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度 C --安全距離 本設(shè)計(jì)中 取 總的開模距離需要 以上. 經(jīng)計(jì)算，符合要求。 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 總結(jié) 結(jié)論 本次模具設(shè)計(jì)課題，通過對(duì)塑件的分析，確定模具總體設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了各個(gè)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。所設(shè)計(jì)的模具能滿足其工作狀態(tài)的質(zhì)量要求，使用安全可靠，易于維修，在注塑成型時(shí)有短期的成型周期，成型后有較長的使用壽命，具有合理的模具制造工藝性。 通過以上工作對(duì)一套模具從設(shè)計(jì)到加工的全過程有了清醒而直觀的認(rèn)識(shí)，了解了注塑模具的工作原理，對(duì)模具中型腔等主要零件的設(shè)計(jì)及精確度的確定具備了一定的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，能夠?qū)δ＞咴O(shè)計(jì)中常出現(xiàn)的問題提出了合理的解決方法，能夠正確的選取注塑機(jī)、確定模架的結(jié)構(gòu)及尺寸、確定型腔數(shù)、選擇分型面、設(shè)計(jì)澆筑系統(tǒng)、抽芯機(jī)構(gòu)等。由于知識(shí)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏，在設(shè)計(jì)過程中，零件加工精度的確定尚存不足之處，在以后的工作、學(xué)習(xí)中還有待改進(jìn)。 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn) [1] 曹宏深 趙仲治主編 塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì) 北京機(jī)械工業(yè)出版社 1993 [2] 黃虹主編 塑料成型加工與模具 化學(xué)工業(yè)出版社 2003 年 3 月第一版 [3] 黃銳主編 塑料工程手冊(cè) 下冊(cè) 第四章節(jié) 機(jī)械工業(yè)出版社 [4] 陳于萍，周兆元主編.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.10 [5] 黃銳主編 塑料成型工藝學(xué) 第二版 中國輕工業(yè)出版社 1997 年 5 月第 2 版 [6] 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)（軟件版） 機(jī)械工業(yè)出版社 [7] 黃毅宏主編 模具制造工藝學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996 [8] 田春年主編 塑料注射成型模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖冊(cè) 北京 輕工業(yè)出版社 1998 [9] 劉小年，陳婷主編.機(jī)械制圖.北京：機(jī)械工業(yè)出版社2005.8 [10] 孫鳳勤主編.模具制造工藝與設(shè)備.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999 [11] 李富根主編.AutoCAD2007基礎(chǔ).北京：北京希望電子出版社，2003 [12] 彭建聲主編.模具技術(shù)問答.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000 [13] 史鐵梁主編.模具設(shè)計(jì)指導(dǎo).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.8 [14] 丁德全主編.金屬工藝學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.5 [15] 宋卓頤 編著 塑料原料與助劑 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社 2003.9 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 致謝 致謝 在大學(xué)的學(xué)習(xí)過程中，畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。是我們步入社會(huì)參與實(shí)際工作的一次極好的演示，十分有幸提早把畢業(yè)設(shè)計(jì)和實(shí)際工作有機(jī)的結(jié)合起來。 此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們從大學(xué)畢業(yè)走向未來工作的第一步，從最初的選題，開題到計(jì)算，繪圖直到完成設(shè)計(jì)，期間查找資料、老師的指導(dǎo)與同學(xué)的交流，每一個(gè)過程都是對(duì)自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。不但使我更進(jìn)一步理解和懂得了以前學(xué)到的知識(shí)而且還把以前課本上學(xué)到的知識(shí)連接在了一起，使我更好的融會(huì)貫通。 本次設(shè)計(jì)是對(duì)我專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的一次實(shí)際檢驗(yàn)和鞏固，畢業(yè)設(shè)計(jì)收獲很多，提高自己的繪圖能力。但是畢業(yè)設(shè)計(jì)也是暴露自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處，比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識(shí)的能力，對(duì)材料的不了解等問題。 這次實(shí)踐是對(duì)自己大學(xué)所學(xué)的一次大的檢閱，使我明白了自己的知識(shí)還很淺薄。雖然馬上要畢業(yè)了但是自己的求學(xué)之路還很長，以后更應(yīng)在工作中學(xué)習(xí)，努力使自己成為一個(gè)對(duì)社會(huì)有所貢獻(xiàn)的人。 設(shè)計(jì)中承蒙陳慧珍老師的悉心指導(dǎo)和幫助，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中提供了很多寶貴的資料、設(shè)計(jì)和方向、設(shè)計(jì)思路，以及模具結(jié)構(gòu)原理方面的知識(shí)，在此向她表示衷心的感謝。因本人工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與理論水平有限，時(shí)間較短，設(shè)計(jì)過程中難免存在錯(cuò)誤，懇請(qǐng)廣大老師不吝批評(píng)指正。