方盒件注塑模具設(shè)計-滑塊抽芯塑料注射模含NX三維及13張CAD圖

方盒件注塑模具設(shè)計-滑塊抽芯塑料注射模含NX三維及13張CAD圖,方盒,注塑,模具設(shè)計,滑塊抽芯,塑料,注射,nx,三維,13,cad I 摘 要 現(xiàn)代社會，不管是國內(nèi)還是國外，經(jīng)濟的發(fā)展都是相當?shù)目?，針對塑料?的設(shè)計，在實際的應(yīng)用還有關(guān)于它的研究都是很廣泛的，這篇論文不僅對產(chǎn)品 的性能還有功能都非常了解，對于產(chǎn)品的工藝還有大小要求都是非常高的，關(guān) 于這些在論文里面都進行了分析。 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，選擇塑件制件尺寸。本模具采用一模二件，側(cè)澆口進料，注射機采 用海天 330XC 型號，設(shè)置冷卻系統(tǒng)，CAD 繪制二維總裝圖和零件圖， UG 繪制 3D 模具圖，選擇模具合理的加工方法。對側(cè)孔進行抽芯。在對模具進行設(shè)計的 時候，主要設(shè)計的東西有，設(shè)計筆蓋，確定筆蓋的材質(zhì)，確定注塑機的類型， 設(shè)計分型面，設(shè)計型腔，設(shè)計澆筑系統(tǒng)，對型腔的大小進行計算，對型芯的大 小進行計算，將圖紙畫出來等等。我們這篇論文在對塑料產(chǎn)品的外形，大小還 有精確度分析之后，確定了注射加工的工藝，設(shè)計了抽芯裝置。在分析的時候， 著重關(guān)注了模具的整體受到的負荷，設(shè)計出模具的退出裝置，合模裝置，冷卻 系統(tǒng)還有排氣系統(tǒng)，將一個總的裝配圖還有零部件的圖紙畫出來。在進行設(shè)計 的時候，一定要確保模具的構(gòu)造不能復雜，要合理，要緊湊，在進行工作的時 候可靠性要高，在進行工作的時候可以全自動進行。附上說明書，系統(tǒng)地運用 簡要的文字，簡明的示意圖和和計算等分析塑件，從而作出合理的模具設(shè)計。 關(guān)鍵詞：方形盒；模具設(shè)計；二維圖；注射機選擇：側(cè)抽 II Abstract In modern society, whether domestic or foreign, economic development are quite fast, for the design of plastic mold, in practical application and on its research is very widely, this thesis not only on product performance and function are very understanding, for products of art and size requirements are very high, about these in the paper are analyzed. According to the requirements of plastic products, understand the use of plastic parts, analysis of plastic parts of the process, size accuracy and other technical requirements, select the size of plastic parts. This mold adopts the mode of a second, the side gate feeding, injection machine with Haitian 330XC types, equipped with a cooling system, drawing 2D assembly drawing and parts drawing CAD, UG draw 3D map die, mold reasonable processing method of choice. Core pulling of side hole. In the mold design, main design, design of the pen cap, determine the pen cover material, determine the type of injection molding machine, design surface, cavity design, pouring system design, the size of the cavity is calculated, the size of the core type are calculated, the paper drawings and so on. In this paper, after analyzing the shape, size and precision of the plastic product, the process of injection molding is determined, and the core pulling device is designed. In analysis and focus on the subject to mold the overall load, design mold exit device, clamping device, cooling system and exhaust system, a total of assembly drawing and parts drawing. In the design of the time, we must ensure that the structure of the mold can not be complex, to be reasonable, to be compact, in the work of high reliability, when the work can be carried out automatically. Attach the instruction manual, the system uses the brief writing, the concise sketch map and the computation and so on analysis plastic parts, thus makes the reasonable mold design. Key words: square box; die design; 2D drawing; injection machine selection: side pumping III 目 錄 摘 要 .I ABSTRACT .III 第 1 章 緒論 .1 1.1 塑料簡介 .1 1.2 注塑成型及注塑模 .1 第 2 章 塑料材料分析 .3 21 塑料材料的基本特性 .3 22 塑件材料成型性能 .3 23 塑件材料主要用途 .3 第 3 章 塑件的工藝分析 .3 31 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .4 32 塑件尺寸及精度 .5 33 塑件表面粗糙度 .6 34 塑件的體積和質(zhì)量 .6 第 4 章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定 .7 41、注射成型工藝過程分析 5 .7 42 澆口種類的確定 .8 43 型腔數(shù)目的確定 .8 44 注射機的選擇和校核 .8 4.4.1 注射量的校核 .9 4.4.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 .10 443、模具與注射機安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 .10 第 5 章 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 .12 51 分型面的設(shè)計 .12 52 型腔的布局 .12 53 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 .13 IV 531 澆注系統(tǒng)組成 .13 532 確定澆注系統(tǒng)的原則 .13 533 主流道的設(shè)計 .14 534 分流道的設(shè)計 .15 535 澆口的設(shè)計 .16 536 冷料穴的設(shè)計 .17 54 注射模成型零部件的設(shè)計 7 .17 541 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計 .17 542 成型零部件工作尺寸的計算 .18 55 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計 .19 56 脫模機構(gòu)的設(shè)計 .20 561 脫模機構(gòu)的選用原則 .20 562 脫模機構(gòu)類型的選擇 .20 563 推桿機構(gòu)具體設(shè)計 .20 57 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) .22 571 溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響 .22 582 冷卻系統(tǒng)之設(shè)計規(guī)則 .23 59 模架及標準件的選用 .24 591 模架的選用 .24 第 6 章 模具材料的選用 .26 61 成型零件材料選用 .26 62 注射模用鋼種 .26 第 7 章 總結(jié) .28 附錄 .30 致謝 .31 參考文獻 .32 1 第 1 章 緒論 模具制造是國家經(jīng)濟建設(shè)中的一項重要產(chǎn)業(yè)，振興和發(fā)展我國的模具工業(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。在電子、汽車、電機、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)品的價值，往往是 模具自身價值的幾十倍、上百倍。模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技 術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域。 1.1 塑料簡介 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 流動性?？梢员荒Ｋ艹尚蜑橐欢ǖ膸缀涡螤詈统叽?，并在成型固化后保持其既 得形狀而不發(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，比強度高，絕緣性能好，介電損耗低，化學穩(wěn)定性高， 減摩耐磨性能好，減振隔音性能好等諸多優(yōu)點。另外，許多塑料還具有防水、 防潮、防透氣、防輻射及耐瞬時燒蝕等特殊性能 1。塑料以從代替部分金屬、 木材、皮革及無機材料發(fā)展成為各個部門不可缺少的一種化學材料，在國民經(jīng) 濟中，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， 能一次成型外形復雜、尺寸精度較高、易于實現(xiàn)全自動化生產(chǎn)等一系列優(yōu)點。 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)備價格及模具制造費用較高，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，首先得了解注射機的一些基本知識，注射機是 注射成型的主要設(shè)備，依靠該設(shè)備將粒狀塑料通過高壓加熱等工序進行注射。 注射機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)展而來的，其基本原理是利用塑料 2 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的料斗送 入高溫的機筒內(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 壓推動下，以很大的流速通過料筒前端的噴嘴注射進入溫度較低的閉合模具中， 經(jīng)過一段保壓冷卻定型時間后，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、塑件的復雜程度和注射機的種類 等很多因素有關(guān)，其基本結(jié)構(gòu)都是由動模和定模兩大部分組成的。定模部分安 裝在注射機的固定板上，動模部分安裝在注射機的移動模板上，在注射成型過 程中它隨注射機上的合模系統(tǒng)運動。注射成型時動模部分與定模部分由導柱導 向而閉合。一般注射模由成型零部件、合模導向機構(gòu)、澆注系統(tǒng)、側(cè)向分型與 抽芯機構(gòu)、推出機構(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通過注射成型工藝聯(lián)系在一起。注射成型 工藝的核心問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，使塑件達到所要求的質(zhì)量。注射機和模具 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、時間。在成型過程中，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，因為影響成型條 件的因素太多，有制品形狀、模具結(jié)構(gòu)、注射裝備、原材料、電壓波動及環(huán)境 溫度等。 塑料模具的設(shè)計不但要采用 CAD 技術(shù)，而且還要采用計算機輔助工程 （CAE）技術(shù)。這是發(fā)展的必然趨勢。注塑成型分兩個階段，即開發(fā)/設(shè)計階段 （包括產(chǎn)品設(shè)計、模具設(shè)計和模具制造）和生產(chǎn)階段（包括購買材料、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)計人員憑經(jīng)驗與直覺設(shè)計模具， 模具裝配完畢后，通常需要幾次試模，發(fā)現(xiàn)問題后，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，這勢必增加生產(chǎn)成本，延長產(chǎn)品開 發(fā)周期。 目前國際市場上主要流行的，運用范圍最廣的注射模流動模擬分析軟件有 澳大利亞的 MOLDFLOW、美國的 CFLOW、華中科技大學的 H-FLOW 等。其中 MOLDFLOW 軟件包括三個部分：MOLDFLOW PLASTICS ADVISERS （產(chǎn)品優(yōu)化顧問， 簡稱 MPA），MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT （注射成型模擬分析，簡稱 MPI）， MOLDFLOW PLASTICS XPERT （注射成型過程控制專家，簡稱 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)計到生產(chǎn)的 完整解決方案，在模具制造加工之前，在計算機上對整個注射成型過程進行模 擬分析，準確預測熔體的填充、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)計者能盡早發(fā)現(xiàn)問 題，及時修改制件和模具設(shè)計，而不是等到試模以后再返修模具。這不僅是對 傳統(tǒng)模具設(shè)計方法的一次突破，而且對減少甚至避免模具返修報廢、提高制品 3 質(zhì)量和降低成本等，都有著重大的技術(shù)經(jīng)濟意義 3。 第 2 章 塑料材料分析 21 塑料材料的基本特性 塑料原料 PA66 為半透明或不透明乳白色結(jié)晶聚合物，具有可塑性.1.15 克/ 立方米。密度熔點 252。脆化溫度-30。熱分解溫度大于 350。連續(xù)耐熱 性為 80-120 ，平衡吸水率為 2.5%。 能抵抗酸、堿、大多數(shù)無機鹽水、鹵烷、 碳氫化合物、酯類、酮類 其他腐蝕，但易容納苯酚、甲酸等極性溶劑。具有 優(yōu)異的耐磨性、自潤滑性和較高的機械強度。但吸水率很大 因此尺寸穩(wěn)定性 較差。 22 塑件材料成型性能 易吸水的 PA66，使成型塑料件表面有斑點，莫爾等缺陷. 因此，應(yīng)在成 型前進行干燥處理；PA66 當粘度增加時，升溫，粘度很大程度上取決于剪切 速率，因此模具設(shè)計大多采用側(cè)門形式，成型壓力較高,塑料件上的脫模斜度應(yīng) 為 s 較?。蝗菀桩a(chǎn)生焊縫痕跡，模具設(shè)計應(yīng)注意降低澆注系統(tǒng)對物料流動的阻 力；在正常成型條件下，壁厚，熔體溫度 溫度對收縮的影響很小。 如果塑料 件的精度要求高，當需要塑料件的光澤度和耐熱性時，模具溫度可控制在 50 到 60，溫度應(yīng) 60-80 ,PA66 控制，比熱容低，塑化效率高，凝固速度快，C0 成型周期短。 23 塑件材料主要用途 PA66 在機械工業(yè)上用來制造復印機、泵業(yè)輪、軸承、把手、管道、管連 接件、蓄電池槽、冷藏庫和冰箱襯里等，汽車工業(yè)上用 PA66 制造汽車擋泥板、 扶手、熱空氣調(diào)節(jié)導管等，還可用 PA66 夾層板制小轎車車身。PA66 還可用來 制造水表殼，紡織器材，電器零件、玩具、電子琴及收錄機殼體、食品包裝容 器，農(nóng)藥噴霧器及家具等。 4 第 3 章 塑件的工藝分析 在模具設(shè)計之前需要對塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度等級和 表面質(zhì)量要進行仔細研究和分析，只有這樣才能恰當確定塑件制品所需的模具 結(jié)構(gòu)和模具精度。 方形盒如圖所示，具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙，該塑件結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)量大， 要求較低的模具成本，成型容易，精度要求不高。 圖（1）2D 視圖 31 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 （1）、脫模斜度 由于注射制品在冷卻過程中產(chǎn)生收縮，因此它在脫模前會緊緊的包 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 5 小與制品形狀、壁厚及收縮率有關(guān)。斜度過小，不僅會使制品尺寸困難，而且 易使制品表面損傷或破裂，斜度過大時，雖然脫模方便，但會影響制品尺寸精 度，并浪費原材料。通常塑件的脫模斜度約取 0.51.5 ，根據(jù)文獻1，塑件 材料 PA66 的型腔脫模斜度為 0.35 1 30/ ，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)計塑件時必須考慮的問題之 一。塑件的壁厚對于注射成型生產(chǎn)具有極為重要的影響，它與注射充模時的熔 體流動、固化定型時的冷卻速度和時間、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。因為壁厚太大不僅會使原材料消耗增大，生產(chǎn)成本提高，更重要的是 會延緩塑件在模內(nèi)的冷卻速度，使成型周期延長，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、使用中會發(fā)生變形， 影響到塑件的使用和裝配的準確性。選擇壁厚時應(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 14 ，最常用的m 數(shù)值為 23 。該塑件壁厚均勻，周邊約 2MM 底部壁厚為 3 左右。（3）、m 塑件的圓角 為防止塑件轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中，改善其成型加工過程中的充模特性，增加 相應(yīng)位置模具和塑件的力學角度，需要在塑件的轉(zhuǎn)角處和內(nèi)部聯(lián)接處采用圓角 過度。在無特殊要求時，塑件的各連接角處均有半徑不小于 12 的圓角。m 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。 該塑料件表面圓角半徑和內(nèi)部轉(zhuǎn)彎處圓角較小。 （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。但當孔太復雜時，會使熔體流動困難，模具加工難度增大，生產(chǎn)成 本提高，困此在塑件上設(shè)計孔時，應(yīng)盡量采用簡單孔型。由于型芯對熔體有分 流作用，所以在孔成型時周圍易產(chǎn)生熔接痕，導致孔的強度降低，故設(shè)計孔時 孔時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， 以保證塑件的強度和剛度。 32 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性和注射機規(guī)格，在 一定的設(shè)備和工藝條件下流動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)計的盡量緊湊，以便使制品的外形尺寸玲瓏 6 小巧些。該塑件的材料為 PA66，流動性較好，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) 等級確定精度等級。根據(jù)我國目前的成型水平，塑件尺寸公差可以參照文獻2表 3-2 塑件的尺寸與公關(guān)（SJ1372-1978）的塑料制件公差數(shù)值標準來確定。根據(jù) 任務(wù)書和圖紙要求，本次產(chǎn)品尺寸均采用 MT3 級精度，未注采用 MT5 級精度。 33 塑件表面粗糙度 塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。這除了在成型時從工藝上盡可能 避免冷疤、云紋等疵點來保證外，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 0.021.25 之間，模腔表壁的表面粗糙度應(yīng)為塑m 件的 1/2，即 Ra 0.01 0.63 。模具在使用過程中由于型腔磨損而使表面粗 糙度不斷增加，所以應(yīng)隨時給以拋光復原。 該塑件外部需要的表面粗糙度比內(nèi)部要高許多，為 Ra0.2 ，內(nèi)部為 0.4m 。m 34 塑件的體積和質(zhì)量 本次設(shè)計中，塑件的質(zhì)量和體積采用估算，在有關(guān) 3D 軟件中，用分析模 塊對其進行質(zhì)量特性分析，輸入材料密度（PA66 的密度為 1.15 ），即3/cmg 可以得出該塑件制品的體積為質(zhì)量為 20.86 克。 7 第 4 章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定 41、注射成型工藝過程分析 5 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、材料及質(zhì)量，確定其成型工藝過程為： 第一步：為使注射過程順利和保證產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)對所用的設(shè)備和塑料作好 以下準備工作。 （1）、成型前對原材料的預處理 根據(jù)注射成型對物料的要求，檢驗物料的含水量，外觀色澤，顆粒情況并 測試其熱穩(wěn)定性，流動性和收縮率等指標，對原材料進行適當?shù)念A熱干燥， PA66 材料吸水率極低，成型前一般不必進行干燥處理。如有需要，可在 70 80 下干燥 24 h。 （2）、料筒的清洗 在初用某種塑料或某一注射機之前，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，都需要對注射機（主要是料筒）進 行清洗或拆換。 柱塞式注射機料筒的清洗常比螺桿式注射機困難，因為柱塞式料筒內(nèi)的存 料量較大而不易對其轉(zhuǎn)動，清洗時必須拆卸清洗或者采用專用料筒。對螺桿式 通常是直接換料清洗，也可采用對空注射法清洗。 （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。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 PA66 材料，可選用硬脂酸鋅，因為此脫模劑除聚酰胺塑料外，一般塑料都 可使用。 第二步: 注射成型過程 完整的注射過程表面上共包括加料、塑化、注射入模、穩(wěn)壓冷卻和脫 模幾個步驟，但實際上是塑化成型與冷卻兩個過程。 8 第三步：制件的后處理 注射制件經(jīng)脫模或機械加工后，常需要進行適當?shù)暮筇幚恚康氖菫榱讼?除存在的內(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 PA66，就采用退火處理 13 小時。 42 澆口種類的確定 注射模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通 道。其作用是將塑料熔體充滿型腔并使注射壓力傳遞到各個部分。澆注系統(tǒng)設(shè) 計的好壞對塑件性能、外觀及成型難易程度影響很大。它由主流道、分流道、 澆口及冷料穴組成。其中澆口的選擇與設(shè)計恰當與否直接關(guān)系到制品能否完好 的成型。 由于本設(shè)計中塑件外表面質(zhì)量要求較高，不允許出現(xiàn)澆口痕跡，所以選用 側(cè)澆口。側(cè)澆口直接在兩端的平面處進，方形盒組裝后，澆口被遮擋起來。 側(cè)澆口的側(cè)傾角可以在較大的范圍內(nèi)依塑件的具體形狀選擇。其直徑與潛 伏式澆口相同。引入的圓錐角 約在 2左右。司筒頂出結(jié)構(gòu)相對簡單（采用 兩板式模具結(jié)構(gòu)）并且塑料流動平衡等優(yōu)點， 可以有效提高生產(chǎn)效率，縮短 成型周期，節(jié)約成型材料和塑件去澆口清理等工作，尤其是對外形尺寸較小的 產(chǎn)品。 43 型腔數(shù)目的確定 因為本設(shè)計中采用側(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，采用一模二腔，進行 加工生產(chǎn)。 44 注射機的選擇和校核 由于采用一模二腔，需要至少注射量為 21x2=42g，流道水口廢料 3.2g，總注塑量達到 45.2g，再根據(jù)工藝參數(shù)（主要是注射壓力），綜合考慮 各種因素，選定注射機為海天 160XB。注射方式為螺桿式，其有關(guān)性能參數(shù)為： 海天 HTF160XB 型號 參數(shù) 單位 160XB 螺桿直徑 mm 45 9 理論注射容量 cm3 368 注射重量 PS g 380 注射壓力 Mpa 162 注射行程 mm 250 螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 0160 料筒加熱功率 KW 17.25 鎖模力 KN 1600 拉桿內(nèi)間距(水平垂直) mm 450450 允許最大模具厚度 mm 500 允許最小模具厚度 mm 200 移模行程 mm 320 移模開距(最大) mm 1050 液壓頂出行程 mm 160 液壓頂出力 KN 62 液壓頂出桿數(shù)量 PC 13 油泵電動機功率 KW 30 油箱容積 l 580 機器尺寸(長寬高) m 6.92.02.4 機器重量 t 8.5 最小模具尺寸(長寬) mm 200200 4.4.1 注射量的校核 模具設(shè)計時，必須使得在一個注射成型的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機 額定注射量的 80%以內(nèi)。校核公式為： mn%8021 式中 -型腔數(shù)量 -單個塑件的體積（ ）3c -澆注系統(tǒng)所需塑料的體積（ ）2 3m 本設(shè)計中：n=2 20.86 =7.82 13c2 M=2x20.86 +7.82 X1.05=49.54g3c 注塑機額定注塑量為 380g 10 380 x0.8=304g49.54g 注射量符合要求 4.4.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 注射成型時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)值超過了注射機所允許的最大成型面積，則成型過程中會出現(xiàn)漲模溢 料現(xiàn)象，必須滿足以下關(guān)系。 An21 式中 n -型腔數(shù)目 -單個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2 n=2 =20200 =609.8 1Am22m =2x20200+609.8=410102n 注射成型時為了可靠的鎖模，應(yīng)使塑料熔體對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額定鎖模力。即： （ ）P F21n 式中： P塑料熔體對型腔的成型壓力（MPa ） F注射機額定鎖模力（N） 其它意義同上 根據(jù)教科書表 5-1，型腔內(nèi)通常為 20-40MPa，一般制品為 24-34MPa，精 密制品為 39-44MP （ ）P=41010X30 x1.1x0.001=1354KN1600KNx0.821An 鎖模力符合要求 443、模具與注射機安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 （1）、模具厚度（閉合高度） 模具閉合高度必須滿足以下公式 maxminH 式中 -注射機允許的最大模厚 -注射機允許的最小模厚ax 本設(shè)計中模具厚度為 360mm 250H500， 符合要求 （2）、開模行程（S）的校核 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模固定板的移動距離。 注塑機的開模行程是有限的，設(shè)計模具必須校核所選注射機的開模行程， 以便與模具的開模距離相適應(yīng)。對于臥式注射機，其開模行程與模具厚度有關(guān)， 對于多分型面注射模應(yīng)有： mHS10521max 式中 -推出距離1 -包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度2 11 =（水口料的長度+2030）2H 本設(shè)計中 =360 =50mm =120+30=150 mmmaxS12H 總的開模距離需要 H=200mm 以上 經(jīng)計算，符合要要求。 （3）、頂出裝置的校核 在設(shè)計模具推出機構(gòu)時，需校核注射機頂出的頂出形式，要注意在 兩側(cè)頂出時模具司筒的面積應(yīng)能覆蓋注射機的雙頂桿，注射機的最大頂出距離 要保證能將塑件從模具中脫出。 海天 160XB 型注射機為兩側(cè)推出機構(gòu)。經(jīng)檢查能滿足將模具脫出的要求。 12 第 5 章 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 51 分型面的設(shè)計 將模具適當?shù)胤殖蓛蓚€或幾個可以分離的主要部分，它們的接觸表面分開 時能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料，當成型時又必須接觸封閉，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，應(yīng)從以下幾個方面考慮： 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，受用平面分型面， 并選擇在塑件的最大平面處，開模后塑件留在動模一側(cè)， 分型面的選擇 52 型腔的布局 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)使每個型腔都通過 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每個 型腔,使各型腔的塑件內(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，同時采用平衡流道。型腔布局由圖所示。由于本設(shè)計中塑件是上下 兩部分配合裝配使用，需要相同的注射工藝參數(shù)，以達到高的成功率，模具采 用側(cè)澆口，并采用對稱式布局，以求達到良好的澆注質(zhì)量。 13 圖（4）型腔布局方式 53 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 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料通道，澆注 系統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無流道凝料澆注系統(tǒng)兩類，本設(shè)計中采用普通 側(cè)澆口澆注系統(tǒng)。正確設(shè)計澆注系統(tǒng)對獲得優(yōu)質(zhì)的塑料制品極為重要。 531 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 532 確定澆注系統(tǒng)的原則 在設(shè)計澆注系統(tǒng)時應(yīng)考慮下列有關(guān)因素： 14 a)、塑料成型特性：設(shè)計澆注系統(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)考慮到模具是一模二腔或 一模多腔，澆注系統(tǒng)需按型腔布局設(shè)計。 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 選擇分型面同時考慮設(shè)置澆注系統(tǒng)的形式、進料口數(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弱型芯受力不均以及應(yīng)充分估計可能產(chǎn)生 的質(zhì)量弊病和部位等問題，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)時應(yīng)考慮到去除、修整進料口方便，同時不 影響塑件的外表美觀。 e)、冷料：在注射間隔時間，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)計澆注系統(tǒng)時應(yīng)考慮儲存冷料的措施 6。 533 主流道的設(shè)計 流道是澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具相接觸的部分開始，到分流道為止 的塑料熔體的流動通道。 （1）、主流道的尺寸 設(shè)計中選用的注射機為海天 160XB，其噴嘴直徑為 4 ，噴嘴球面半徑為m 18 ，根據(jù)圖（6），主流道各具體尺寸如下：m 2R2018 H3Lm62tanLdD9 15 澆注系統(tǒng)與定位環(huán)、澆口套 （2）、主流道襯套的形式 選用如圖所示類型的襯套，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球設(shè)計成兩個零件，然后配合固定在模板上，襯套 與定模板的配合采用 。67/mH 圖（7）主流道襯套及其固定形式 （3）、主流道襯套的固定 主流道襯套的固定，采用 2 個 M6X20 的螺絲直接鎖附固定。 534 分流道的設(shè)計 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)計中由于塑件排布比較緊 16 湊,且采用側(cè)澆口。如圖所示。 主流道和側(cè)澆口的位置 535 澆口的設(shè)計 澆口又叫進料口，是連接分流道與型腔的通道。它有兩個功能：一是對塑 料熔體流入型腔起著控制作用；另一個是當注射壓力撤銷后封鎖型腔，使型腔 中尚未固化的塑料不會倒流。常向的澆口形式有直接澆口，側(cè)澆口，點式澆口， 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，應(yīng)考慮以 下幾點： 1. 熔體在型腔內(nèi)流動時，其動能損失最小。要做到這一點必須使 1)流程( 包括分支流程)為最短； 2)每一股分流都能大致同時到達其最遠端； 3)應(yīng)先從壁厚較厚的部位進料； 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。 根據(jù)澆口選用原則和為保證塑件表面質(zhì)量及美觀效果，采用側(cè)澆口。 澆口一般尺寸如 CAD 圖所示，根據(jù)此圖結(jié)合實際選用適當值。 17 536 冷料穴的設(shè)計 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。因為最先流 入的塑料因接觸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 入型腔會影響制品的質(zhì)量，為防止這一問題必須在沒塑料流動方向在主流道末 端設(shè)置冷料穴以便將這部分冷料存留起來。 冷料穴一般開設(shè)在主流道對面的動模板上，其標稱直徑與主流道直徑相同 或略大一些，這里取為 ，最終要保證冷料體積小于冷料穴體積。冷料穴的m5 z 形式有多種，這里采用倒錐形的冷料穴拉出主流道凝料的形式。它與推桿配 用，開模時倒錐形的冷料穴通過內(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模。 54 注射模成型零部件的設(shè)計 7 模具閉合時用來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。一般包括凹模、凸模、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)計是注射模具的重要部分。 成型零部件在注射成型過程中需要經(jīng)常承受溫度壓力及塑料熔體對它們的 沖擊和摩擦作用，長期工作后晚發(fā)生磨損、變形和破裂，因此必須合理設(shè)計其 結(jié)構(gòu)形式，準確計算其尺寸和公差并保證它們具有足夠的強度、剛度和良好的 表面質(zhì)量。 541 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計主要應(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。 1）、凹模的設(shè)計 凹模也稱為型腔，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。 18 本設(shè)計中采用鑲嵌式凹模，其特點是結(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。 型腔 2D 圖 2）、凸模的設(shè)計 本設(shè)計中零件結(jié)構(gòu)較為簡單，深度不大，但經(jīng)過對塑件實體的仔細觀察研 究發(fā)現(xiàn)，塑件采用的是整體式型芯。這樣的型芯加工方便，便于模具的維護， 型芯與動模板的配合可采用 。6/7PH 型芯 2D 圖 542 成型零部件工作尺寸的計算 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 19 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)計時要根據(jù)塑件的尺寸及精度等級確定成型零部件的工作尺寸及 精度等級。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算型芯型腔的尺寸有一 定的誤差（因為模具制造公差和模具成型零部件在使用中的最大磨損量大多憑 經(jīng)驗決定），這里就只考慮塑料的收縮率計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 PA66 材料的平均收縮率為 0.5%，剛計算模具成型零部件工作尺寸的公式為： BA05. 式中 A 模具成型零部件在常溫下的尺寸 B 塑件在常溫下實際尺寸 成型零部件工作尺寸的公差值可取塑件公差的 1/31/4 ，或取 IT78 級作為模具制造公差。在此取 IT8 級，型芯工作尺寸公差取 IT7 級。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。 55 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計 排氣是注射模設(shè)計中不可忽視的一個問題。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＃?時氣體壓縮所產(chǎn)生的熱使塑料燒焦，在充模速度大、溫度高、物料黏度低、注 射壓力大和塑件過厚的情況下，氣體在一定的壓縮程度下會滲入塑料制件內(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，對注射模的排 氣系統(tǒng)要求就更為嚴格。 在塑料熔體充模過程中，模腔內(nèi)除了原有的空氣外，還有塑料含有的水分 20 在注射溫度下蒸發(fā)而成的水蒸氣、塑料局部過熱分解產(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，利用推桿運動間隙排氣等。 由于本次設(shè)計中模具尺寸不大，本設(shè)計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)。 56 脫模機構(gòu)的設(shè)計 塑件從模具上取下以前還有一個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構(gòu)稱為脫模機構(gòu)。主要由推出零件，推出零件固定 板和司筒，推出機構(gòu)的導向和復位部件等組成。 561 脫模機構(gòu)的選用原則 (1) 使塑件脫模時不發(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) 推桿的強度及剛性應(yīng)足夠，在推出動作時不產(chǎn)生彈性變形； (5) 推桿位置痕跡須不影響塑件外觀； 562 脫模機構(gòu)類型的選擇 推出機構(gòu)按其推出動作的動力來源分為手動推出機構(gòu)，機動推出機構(gòu)，液 壓和氣動推出機構(gòu)。根據(jù)推出零件的類別還可分為推桿推出機構(gòu)、套管推出機 構(gòu)、司筒推出機構(gòu)、推塊推出機構(gòu)、利用成型零部件推出和多元件綜合推出機 構(gòu)等。 本設(shè)計中采用推桿推出機構(gòu)使塑料制件順利脫模。 563 推桿機構(gòu)具體設(shè)計 （1）、推桿布置 該塑件共采用了 14 根 6mm 大小推桿，其分布情況如圖（10）所示，這些 推桿均勻的分布在流道上，產(chǎn)品邊緣使用司筒頂出，使制品所受的推出力均衡。 21 圖（10）推桿布置圖 （2）、推桿的設(shè)計 7 本設(shè)計中采用臺肩形式的圓形截面推桿，設(shè)計時推桿的直徑根據(jù)不同 的設(shè)置部位選用不同的直徑，推桿直徑全部選用 6mm。見圖（0）。推桿端 平面不應(yīng)有