家用水瓢注射模具設(shè)計(jì)-注塑模具【13張CAD圖紙+PDF圖】

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“家用水瓢”，材料為尼龍纖維，即聚酰胺，來自于湯汪塑膠制品有限公司。結(jié)構(gòu)不是太復(fù)雜,成型此塑件的模具是一個(gè)典型的含有側(cè)抽芯的注射模。一套注塑模的設(shè)計(jì)涉及諸多方方面面，主要是成型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量問題.包括其尺寸、位置、精度等.但輔助結(jié)構(gòu)同樣重要.影響著模具能否正常工作.如推桿、拉料桿等機(jī)構(gòu)。有側(cè)向分型與抽芯的機(jī)構(gòu)。分析此塑件的特征：主體是一個(gè)壁薄為2mm錐形圓桶，手把是一個(gè)與垂直方向成105度角的空心，就手把成型時(shí)要考慮到期側(cè)抽芯，但由于斜側(cè)抽芯太長，開模行程太大，所以側(cè)抽芯采用液壓抽芯。凸模留于動(dòng)模上，采用卸料板來卸料，這樣可以減少制品上的頂痕，保證了外觀質(zhì)量。附制品圖如下： 第一章 制品的工藝性能一、塑料的成型工藝性質(zhì)是塑料在成型加工過程中表現(xiàn)出來的特有性質(zhì)。包括如下：（1）收縮性：塑件從溫度較高的模具中取出冷卻到室溫后。其尺寸或體積會(huì)縮變形，收縮性的大小以單位計(jì)算的百分?jǐn)?shù)表示，稱為收縮率分：a 實(shí)際收縮率：Ss=(a-b)/b100% 1公式參考 屈華昌著 塑料成型與模具設(shè)計(jì)P29b 計(jì)算收縮率：Sj=(c-b)/b100% 式中 a-.模具或塑件在成型溫度時(shí)的尺寸;b-.塑件在室溫時(shí)的尺寸;c-.模具在室溫時(shí)的尺寸。影響其的主要因素：1).塑料品種。2).塑件結(jié)構(gòu)。3).模具結(jié)構(gòu)。4).成型工藝條件。(2) 流動(dòng)性:塑料在一定溫度，壓力作用下填充模具型腔的能力。流動(dòng)性的大小與分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。影響其因素有：1).溫度2).壓力3).模具結(jié)構(gòu)。(3) 相容性：兩者或兩者以上不同品種的塑料在熔融狀態(tài)下不產(chǎn)生相分離現(xiàn)象的能力。(4) 吸濕:性塑料對(duì)水分的親疏程度。(5) 熱敏性：塑料的化學(xué)性質(zhì)對(duì)熱量作用的敏感程度。熱敏性很強(qiáng)的塑料稱為熱敏性塑料。二.此塑料的成型性能（1） 結(jié)晶料，熔點(diǎn)高，熔融溫度范圍較窄，熔融狀態(tài)熱穩(wěn)定性差，料溫超過300度，滯留時(shí)間超過30分鐘時(shí)即分解。（2） 較易吸濕，成型前須預(yù)熱干燥，并應(yīng)防止再吸濕，含水量不得超過0.3%，吸濕后流動(dòng)性下降，易出現(xiàn)氣泡、“銀絲”等，高精度塑料應(yīng)經(jīng)調(diào)濕處理。（3） 流動(dòng)性好，易溢料，溢邊值為0.02毫米左右，用螺桿式注射機(jī)注射時(shí)，螺桿應(yīng)上回環(huán)，宜用自鎖式噴嘴，并應(yīng)加熱。（4） 成型收縮范圍和收縮率大，方向性明顯，易發(fā)生縮孔、凹痕、變形等弊病，成型條件應(yīng)穩(wěn)定。（5） 融料冷卻速度對(duì)結(jié)晶度塑料件結(jié)構(gòu)性能有明顯影響，故成型時(shí)要嚴(yán)格控制模溫，一般按塑件壁厚在2090范圍內(nèi)選取，料溫不宜超過300，受熱時(shí)間不得超 過30分鐘，料溫高則收縮大，易出飛邊，注射壓力按注射機(jī)類型、料溫、塑件形狀尺寸、模具澆注系統(tǒng)選定，注射壓力高，易出飛邊，收縮小，向性強(qiáng)；注射壓力低，易發(fā)生凹痕、波紋。成型周期按塑件壁厚選定，厚則取長，簿則取短，為了減少收縮、凹痕、縮孔，宜取低模溫、低料溫，樹脂粘度小注射、高壓及冷卻時(shí)間應(yīng)取長，注射壓力應(yīng)取高，并采用白油作脫模劑。（6）模具澆注系統(tǒng)的形狀和尺寸與成型聚苯乙烯時(shí)相似，但是增大澆道和澆口截面尺寸可改善縮孔及凹痕現(xiàn)象。三、材料標(biāo)準(zhǔn) 由零件圖知制品材料為尼龍纖維，選用30%玻纖增強(qiáng)尼龍6，其主要技術(shù)指標(biāo)如下馮炳堯 模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊(cè)P416： 比重（g/cm3） 1.211.35 比容（cm3/ g） 0.740.83 吸水性（24小時(shí)）（%）0.91.3 收縮率（%） 0.30.7 熱變形溫度（） 216264 抗拉屈服強(qiáng)度（105帕）1640 彎曲強(qiáng)度（105帕） 2270 硬度（HB） 14.5 成型工藝參數(shù)如下： 注射機(jī)類型 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速(r/min) 2050 成型溫度（） 227316 模具溫度（） 70 注射壓力（105帕） 7001760 后處理 方法： 油、水、鹽水 溫度（） 90100 時(shí)間（小時(shí)） 4第二章計(jì)算成型零部件的工作尺寸，設(shè)計(jì)成型零部件的結(jié)構(gòu)一，計(jì)算成型零部件的工作尺寸 經(jīng)查得30%玻纖尼龍6的最大、最小收縮率為：Smax=0.7% Smin=0.3%故平均收縮率為：S平均=（Smax+Smin）/2 =(0.7%+0.3%)/2=0.5%型腔類尺寸：110, 80, 14, 30 , R10, 6.3型芯類尺寸：160 , 78 , 150 , R8, R5本制品的零件圖沒有尺寸精度。本著在保證使用要求的前提下盡可能選用一般精度等級(jí)的原則。采用SJ137278公差數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)中的5精度，對(duì)孔類尺寸取表中的數(shù)值冠以“+”號(hào)，對(duì)于軸類尺寸取表中數(shù)值冠以“”號(hào)，對(duì)于兩孔或中心距尺寸取表中數(shù)值之一半，再冠以“”號(hào)。 尺寸計(jì)算如下：110型腔類尺寸平均值法：LS=110.00-0.40Lm+（Z2）+（C2）=（Ls2）+（Ls2）S平Lm=（1+S平）Ls（+Z+C）2Lm0+Z=（1+S平）LsX0+Z取Z=/3 X=0.75Lm0+Z=（1+0.5%）110.00.750.400+0.13=109.930+0.13公差帶法：a.初算基本尺寸（最小值）：Lm=（1+Smax）（Ls）=（1+0.7%）（110.000.40）=109.69b.驗(yàn)算（最大值）：（Lm+Z+m）LsSminLs取Z=/3 ，m=/3左邊=（109.69+2/31.20）110.000.4%=109.32110.00不等式成立Lm0+Z=109.690+0.80R10.0型腔類尺寸 平均值法：LS=100-0.22 Lm+（Z2）+（C2）=（Ls2）+（Ls2）S平 Lm=（1+S平）Ls（+Z+C）2 Lm0+Z=（1+S平）LsX0+Z 取Z=/3 X=0.75 Lm0+Z=（1+0.5%）100.750.22 0+0.07 =9.910+0.07 公差帶法：a.初算基本尺寸（最小值） Lm=（1+Smax）（Ls） =（1+0.7%）（100.22） =9.8 b.驗(yàn)算（最大值） （Lm+Z+m）LsSminLs 取Z=/3 ，m=/3 （9.8+2/30.22）100.3%10 9.88 10不等式成立Lm0+Z=9.80+0.06.3型腔類尺寸平均值法：LS=6.30.10=6.40-0.20 Lm+（Z2）+（C2）=（Ls2）+（Ls2）S平 Lm=（1+S平）Ls（+Z+C）2 Lm0+Z=（1+S平）LsX0+Z 取Z=/3 X=0.75 Lm0+Z=（1+0.5%）6.30.750.200+0.067 =6.2670+0.067 公差帶法：a.初算基本尺寸（最小值） Lm=（1+Smax）（Ls） =（1+0.7%）（6.30.20） =6.290 b.驗(yàn)算（最大值） （Lm+Z+m）LsSminLs 取Z=/3 ，m=/3 （6.293+2/30.20）6.30.3%6.3 6.28412 6.3 不等式成立 Lm0+Z=6.2900+0.06714.0型腔類尺寸 平均值法：LS=140-0.22 Lm+（Z2）+（C2）=（Ls2）+（Ls2）S平 Lm=（1+S平）Ls（+Z+C）2 Lm0+Z=（1+S平）LsX0+Z 取Z=/3 X=0.75 Lm0+Z=（1+0.5%）140.750.22 0+0.07 =13.950+0.07 公差帶法：a.初算基本尺寸（最小值） Lm=（1+Smax）（Ls） =（1+0.3%）（140.22） =13.92 b.驗(yàn)算（最大值） （Lm+Z+m）LsSminLs 取Z=/3 ，m=/3 （13.92+2/30.22）140.7%14 13.98 14不等式成立Lm0+Z=13.920+0.07300.08型腔類尺寸平均值法：LS0=300.08=30.080-0.16 Hm+（Z2）+（C2）=（Ls2）+（Ls2）S平 Hm=（1+S平）Ls（+Z+C）2 Hm0+Z=（1+S平）LsX0+Z 取Z=/3 X=0.75 Hm0+Z=（1+0.5%）30.080.750.160+0.053 =30.1030+0.053 公差帶法：a.初算基本尺寸（最小值） Hm=（1+Smax）（Ls） =（1+0.7%）（30.080.16） =30.101 b.驗(yàn)算（最大值） （Hm+Z+mc）LsSminLs 取Z=/3 ，mc=/3 （30.101+2/30.16）30.080.3%30.08 30.10379 30.08 不等式不成立 重新選取Z=mc=/6 不等式左邊=30.05045 右邊=30.08左邊右邊 不等式成立 Lm0+Z=30.1010+0.027800.60型腔類尺寸平均值法：LS=800.60=80.600-1.20Lm+（Z2）+（C2）=（Ls2）+（Ls2）S平Lm=（1+S平）Ls（+Z+C）2Lm0+Z=（1+S平）LsX0+Z取Z=/3 X=0.75Lm0+Z=（1+0.5%）80.600.751.200+0.40=79.930+0.40公差帶法：a.初算基本尺寸（最小值）：Lm=（1+Smax）（Ls）=（1+0.3%）（80.601.20）=79.69b.驗(yàn)算（最大值）：（Lm+Z+m）LsSminLs取Z=/3 ，m=/3左邊=（80.69+2/31.20）80.00.7%=80.3280.60不等式成立Lm0+Z=79.69+0.80R8型芯類尺寸平均值法：ls=80.1=7.90+0.2 取Z=/3 X=0.75 lmZ0=（1+S平）ls+XZ0 =(1+0.5%)7.9+0.750.20.0670 =8.1040.0670公差帶法:a.初算基本尺寸(最大值) lm=(1+Smin)(ls+) =(1+0.3%)(7.9+0.2) =8.140b.驗(yàn)算(最小值) 取Z=m=/3lmZmlsSmaxls8.1404(2/3)0.27.90.7%7.9左邊=7.9378右邊=7.9左邊右邊不等式成立lm0Z=8.14000.067780.15型芯類尺寸平均值法：ls=780.15=77.850+0.3 取Z=/3 X=0.75 lmZ0=（1+S平）ls+XZ0 =(1+0.5%)77.85+0.750.30.10 =78.0690.10公差帶法:a.初算基本尺寸(最大值)lm=(1+Smin)(ls+) =(1+0.3%)(77.85+0.3) =78.311b.驗(yàn)算(最小值) 取Z=m=/3=0.1lmZmlsSmaxls78.311(2/3)0.377.850.7%77.85左邊=77.83265右邊=77.85不等式不成立重新選取Z=m=/4=0.075不等式左邊=77.88265 右邊=77.85左邊右邊不等式成立lm0Z=78.31100.075160.0.2型芯類尺寸平均值法：ls=1600.2=159.80+0.4 取Z=/3 X=0.75 lmZ0=（1+S平）ls+XZ0 =(1+0.5%)159.8+0.750.40.1330 =159.7390.1330公差帶法:a.初算基本尺寸(最大值) lm=(1+Smin)(ls+) =(1+0.3%)(159.8+0.4) =160.203b.驗(yàn)算(最小值) 取Z=m=/3lmZmlsSmaxls160.303(2/3)0.4159.80.7%159.8不等式左邊=159.563右邊=159.8左邊右邊不等式成立lm0Z=160.20300.133R5型芯類尺寸平均值法：ls=50.1=7.90+0.2 取Z=/3 X=0.75 lmZ0=（1+S平）ls+XZ0 =(1+0.5%)4.9+0.750.20.0670 =5.1040.0670公差帶法:a.初算基本尺寸(最大值) lm=(1+Smin)(ls+) =(1+0.3%)(4.9+0.2) =5.140b.驗(yàn)算(最小值) 取Z=m=/3lmZmlsSmaxls5.1404(2/3)0.24.90.7%4.9左邊=4.9378右邊=4.9左邊右邊不等式成立lm0Z=5.14000.067二， 計(jì)成型零部件的結(jié)構(gòu)成型零部件包括:型芯、型腔、鑲塊、卸料板等 型腔1、按結(jié)構(gòu)不同分整體式和組合式兩種結(jié)構(gòu)形式. 1) 整體式凹模特點(diǎn)是牢固不易變形不會(huì)使塑件產(chǎn)生拼接痕跡.但整體式型腔加工困難,熱處理不方便,常用于中小型模具上. 2) 整體嵌入式凹模,其之間的配合為H7/m6 3) 局部鑲嵌式凹模為了加工方便或由于型腔的某一部分容易損壞,需經(jīng)常更換則采用此方法. 4) 底部鑲拼式凹模,為了加工、研磨、拋光、熱處理方便形狀復(fù)雜的型腔底部可以設(shè)計(jì)此結(jié)構(gòu). 5) 側(cè)壁鑲拼式凹模此結(jié)構(gòu)便于加工和拋光,但是一般很少采用. 6) 四壁拼合式凹模.型腔采用矩形整體式型腔,如下圖: 2、結(jié)構(gòu)計(jì)算 （1） 公式側(cè)壁厚按剛度計(jì)算h1= （cpa4/E）1/3 按強(qiáng)度計(jì)算h1=(6Mmax/E) 1/2底板厚按剛度計(jì)算h2=(cpa4/E) 1/3按強(qiáng)度計(jì)算h2=(6Mmax/E) 1/2h1,h2-凹模側(cè)壁、底板厚度(厘米)c,c常數(shù)，分別由l/a,l/b而定a凹模受力部分高度（厘米）l,b凹模內(nèi)腔長邊和短邊（厘米）E彈性模量，鋼取2.11011帕L墊塊間距，取L =160彎曲許用應(yīng)力（105帕）查Cr12的=220Mpa允許變形量（厘米），按塑件性質(zhì)選取，一般不超過塑件的溢邊值，故取=0.002厘米 p型腔壓力，一般?。?50450）105帕由以上計(jì)算可知a=7.89mm=0.789cmb=14.67mm=1.467cml=143.33mm=14.33cm故知，c=l/a=14.333/0.789=18.17(cm)c=l/b=14.333/1.467=9.78(cm)(2) 計(jì)算側(cè)壁厚按剛度計(jì)算h1=(cpa4/E)1/3 =(18.173001050.789)/(2.110110.002) 1/3 =0.5(cm)按強(qiáng)度計(jì)算h1=(6Mmax)/(E)1/2 =(PL)/(2) 1/2=30010510/2220106=0.83(cm)取h1=0.83 cm底板厚按剛度計(jì)算 h2=cpa4/(E)1/3 =9.783001050.7894/(2.110110.002) 1/3 =0.65(cm)按強(qiáng)度計(jì)算h2=6Mmax/(E)1/2 =30010510/(2220106) 1/2=0.83(cm)取h2=0.83 cm（二）型芯型芯主要分:主型芯、側(cè)型芯,螺紋型芯和螺紋型環(huán)等.對(duì)于結(jié)構(gòu)簡單的容器,殼,罩,蓋之類的塑件.成型其主體部分內(nèi)表面的零件稱為主型芯.而將其成型其他孔的型芯稱為型芯.a 主型心分:整體式和組合式兩種1) 整體式結(jié)構(gòu) 較牢固但不便加工消耗的模具鋼多,主要用于工藝試驗(yàn)或小模具上的形狀簡單的型芯2) 組合式結(jié)構(gòu) 易加工 設(shè)計(jì)和制造時(shí)必須注意結(jié)構(gòu)合理,應(yīng)保證型芯鑲塊的強(qiáng)度,防止熱處理時(shí)邊形且應(yīng)避免尖角與壁厚突變;保持架此結(jié)構(gòu)主型芯組合式,型芯分單獨(dú)加工,再嵌入模板中.結(jié)構(gòu)如下簡圖b 小型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小型芯是用來成型塑件上的小孔或 槽.小型芯單獨(dú)制造后再嵌入模板中,根據(jù)此小型芯要求.可以采用最簡單最容易的方法,臺(tái)肩固定的形式,第三章 選擇分型面及澆口類型一、 分型面 分型面是決定模具結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要因素.他與模具的整體結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、塑件的脫模和制造工藝等有關(guān)因此,分型面的選擇是模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵步驟.（一）分型面的形式注塑模具有的有一個(gè)分型面,有的有兩個(gè)分型面.在多個(gè)分型面中,將脫模時(shí)取出塑件的那個(gè)分型面.稱為分型面.形式有:1.平直分型面 2.傾斜分型面 3.階梯分型面 4.曲面分型面 5.瓣合分型面 。（二）分型面的設(shè)計(jì)原則 分型面應(yīng)選擇在塑件最大輪廓處(2)分型面的選擇應(yīng)有利于塑件的順利脫模由于注塑機(jī)的頂出裝置在動(dòng)模一側(cè).所以分型面的選擇應(yīng)盡可能的使塑件在開模后留在動(dòng)模一側(cè),這樣有利于在動(dòng)模部分設(shè)置推出機(jī)構(gòu),否則在定模內(nèi)設(shè)置推出機(jī)構(gòu)就會(huì)增加模具的復(fù)雜程度.(3) 分型面的選擇應(yīng)保證塑件的精度要求.(4) 塑件的外觀質(zhì)量要求。(5) 分型面的選擇要便于模具的加工制造(6)分型面的選擇應(yīng)保證有利與排氣.二、 澆口1、按澆口的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)，常用澆口可分為以下幾種形式（1） 直接澆口大多用于注射成型大、中型長流程深型腔筒形或殼形塑件，尤其適用高粘度塑料，只適用于單型腔模具（2） 中心澆口適用于當(dāng)筒類或殼類塑件的底部中心或接近于中心部位有通孔時(shí)的塑件（3） 側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上，普遍用于中小型塑件的多型腔模具且對(duì)各種塑料的成型適應(yīng)性均較強(qiáng)（4） 環(huán)形澆口主要成型圓筒形無底塑料件，但澆注系統(tǒng)耗料較多，澆口去除較難，澆口痕跡明顯（5） 輪輻式澆口這類澆口在生產(chǎn)中比環(huán)形澆口應(yīng)用廣泛，多用于底部有大孔的圓筒形或殼形塑件（6） 爪型澆口型芯可用作分流錐，主要適用于成型內(nèi)孔較小且同軸度要求較高的細(xì)長管狀塑件（7） 點(diǎn)澆口這種澆口可較大程度的增大塑料熔體的剪切速率并產(chǎn)生較大剪切熱，采用此澆口進(jìn)料的澆注系統(tǒng)在定模部分必須增加一個(gè)分型面，用于取出凝料（8） 潛伏澆口一般是圓形截面，這種澆口的分流道位于模具的分型面上，而澆口卻斜向開設(shè)在模具的隱蔽處綜上所述，比較各澆口的優(yōu)缺點(diǎn)及適用場合，本套模具選用直接式澆口第四章 選擇注射機(jī)的型號(hào) 從模具設(shè)計(jì)角度考慮，需了解注射機(jī)技術(shù)規(guī)范的主要項(xiàng)目有：最大注射量，最大注射壓力，最大鎖模力，模具安裝尺寸以及開模行程。一.注射量的計(jì)算：初選注射機(jī)塑件外形體積的計(jì)算V1=68.5280-66.5278 =4692.2580-4422.25278=95600 (mm3)V2=140(13.52-12 2) =16814.7 (mm3)V總= V1+ V2 =83600+13814.7 =97414.7 (mm3)=97.4(cm3) 所以根據(jù)制品總的體積，初選注射機(jī)的型號(hào)為：XSZY125型號(hào)的螺桿式注射機(jī)！二注射機(jī)的有關(guān)工藝參數(shù)校核a. 型腔數(shù)量的確定和校核由于制品為小尺寸的塑件，為了不浪費(fèi)材料，提高效率，采用一模一腔，能夠適應(yīng)生產(chǎn)的需要。b.最大注射量的校核 nm+m1=kmpn型腔的數(shù)量為1；m單個(gè)塑件的質(zhì)量或體積，g/cm3;m1澆注系統(tǒng)所需塑件質(zhì)量或體積，g/cm3k注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般為0.8；mp注射機(jī)允許的最大注射量g/cm3;系統(tǒng)凝料約為1.8cm3，則m1=0.8左邊=197.4+1.8=99.2 右邊=0.8125=100左邊右邊不等式成立注射量的標(biāo)準(zhǔn)符合要求。c.鎖模力的校核：F=p(nA+A1)FpF熔融塑件在分型面上的漲開力；Fp注射量的額定鎖模力A單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面；A1澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面；P成型壓力MPa，大小一般為注射壓力的80%；由于制品為PA材料，查得 P=30左邊=135.72KN右邊=900KN左邊右邊不等式成立鎖模力符合要求。d.注射壓力校核由于注射機(jī)的額定注射壓力為120MPa，而成型時(shí)所需的注射壓力為18MPa所以 注射壓力符合要求！e.開模行程的校核注射機(jī)的開模行程是有限制的，塑件從模具中取出時(shí)所需的開模距離必須小于注射機(jī)的最大開模距離，否則塑件無法從模具中取中。由于本設(shè)計(jì)中注射機(jī)采用液壓和機(jī)械取合作用的鎖模機(jī)構(gòu)，又是單分型面。最大開模程度由連桿機(jī)構(gòu)的最大行程的所決定，并不受模具溫度的影響。又本設(shè)計(jì)中模具具有側(cè)面抽芯機(jī)構(gòu)，在這種情況下，分開模具不只是為了取塑件，還要滿足完成側(cè)向抽芯距離L所需的開模距離HC的要求。Hc側(cè)向抽芯所需的開模行程 mm；H1推出距離 mm;H2包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度 mm；S=300Hc=0mmH1=10+4.5=14.5mmH2=125mmHcH1H2SH1H2+（510）開模行程符合要求！三.模具與注射機(jī)的安裝部分相關(guān)尺寸的校核一般情況下設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)對(duì)應(yīng)校核的部分包括噴嘴尺寸、定位圈尺寸、模具的最大和最小厚度及模板上安裝螺孔尺寸等。（1）噴嘴尺寸：設(shè)計(jì)時(shí)，主流道始端球面必須比注射機(jī)噴嘴頭部球面半徑略大一些，主流道小端直徑要比噴嘴直徑略大，以防止主流道口部積存凝料而影響脫模。具體的主流道與噴嘴尺寸如下圖所示已知：r=12mm d=4mm又 R=r+(12)mmD=d+(0.51)mm取R=13mm D=6mm（2）定位圈尺寸為了使模具主流道的中心線與注射機(jī)噴嘴的中心線重合模具定模板的凸臺(tái)的定位圈應(yīng)與注射機(jī)固定模板上的定位孔呈較松動(dòng)的間隙配合。（3）最大、最小模厚在模具設(shè)計(jì)中，應(yīng)使模具的總厚度位于注射機(jī)可安裝模具的最大模具厚度與最小模具之間。同時(shí)應(yīng)校核模具的外形尺寸，使得模具能從注射機(jī)的拉桿之間裝入。所以模具的總厚度應(yīng)300mm到500mm之間。（4）安裝螺紋尺寸注射模具的動(dòng)模和定模固定板上的螺孔尺寸應(yīng)分別與注射機(jī)動(dòng)模板和定模板上的螺孔尺寸相適應(yīng)。模具在注射機(jī)的安裝方法有兩種：一種是螺釘直接固定；另一種是用螺釘、壓板固定。當(dāng)用螺釘直接固定時(shí)，模具固定板與注射機(jī)模板上的螺孔應(yīng)完全吻合；而用壓板固定時(shí)，只要在模具固定板需安放在壓板的外側(cè)附近有螺孔就能緊固，因此，壓板固定具有較大的靈活性。對(duì)于重量較大的大型模具，采用螺釘直接固定則較為安全，而本設(shè)計(jì)中，由于制品較小，所設(shè)計(jì)出的模具重量也較小，所以只需用螺釘、壓板固定即可。由上述數(shù)據(jù)可見，選用注射機(jī)的型號(hào)為：XSZY125。額定注射量：125cm3注射壓力：120MPa注射方式：螺桿式螺桿直徑：42mm鎖模力：900KN最大成型面積：320cm3開模行程：300mm模具的最大厚度：500mm模具最小厚度：300mm頂出形式：兩側(cè)設(shè)有頂桿，機(jī)械頂出頂出兩側(cè)孔徑：40mm頂出兩側(cè)孔距：280mm噴嘴圓弧半徑：12mm噴嘴孔直徑：4mm動(dòng)，定模固定板尺寸；428458mm 機(jī)器外型尺寸：33407501550mm第五章 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)一、澆注系統(tǒng)包括4部分:主流道、分流道、澆口、冷料穴（一）主流道 D=d+0.51R=R1+12=240D-噴嘴直徑R1-澆口半徑主流道的長度L60mm 本設(shè)計(jì)中取L=35mm 而注射機(jī)上 d=10mm R1=12mm取 D=11mm R2=20mm此主流道僅適用于生產(chǎn)批量不大的模具流道的表面粗糙度Ra0.8um。澆口套一般采用碳素工具鋼T8A，T10A等材料制造，熱處理硬度5357HRC。主流道被設(shè)計(jì)成圓柱形，模具分型后與塑件一起留在動(dòng)模，推出機(jī)構(gòu)工作時(shí)與塑件一起推出模外。主流道與注射機(jī)的噴嘴接觸部位被設(shè)計(jì)成平面或球面，為了減少注射過程中的變形與磨損，可在該部位模具上分型兩側(cè)的動(dòng),定模板上鑲?cè)腓倝K。（二）澆口位置（1）考慮到澆口的位置選擇原則：1） 盡量縮短流動(dòng)的距離澆口位置選擇應(yīng)保證迅速和均勻填充模具型腔,盡量縮短溶體的流動(dòng)距離；2） 避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷小的澆口如果正對(duì)一個(gè)寬度和厚度較大的型腔,則熔體經(jīng)過澆口時(shí).由于受到很大的剪切應(yīng)力,將產(chǎn)生噴射和挪動(dòng)等熔體斷裂的現(xiàn)象,有時(shí)熔體直接從型腔的另一端造成折疊,在塑件上產(chǎn)生波紋痕跡其他表面疵癍缺陷.要克服這種現(xiàn)象,可以適當(dāng)加大澆口的截面尺寸或采用沖擊型澆口,避免熔體破裂現(xiàn)象的產(chǎn)生；3）澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚相當(dāng)大時(shí),應(yīng)將澆口在壁薄處.這時(shí)塑料熔體進(jìn)入型腔后不但流動(dòng)阻力大而且還易冷卻,影響熔體的距離,難以保證充填滿整個(gè)型腔從收縮角度考慮,塑件壁厚處往往是熔體最晚固化的地方,如果澆口開設(shè)在薄壁處因熔體收縮得不到補(bǔ)充就會(huì)形成表面凹陷或縮孔,為了保證塑料熔體順利填充型腔,使注射壓力得到充分的補(bǔ)縮一般澆口位置開設(shè)在塑料厚處；4）考慮分子的定向影響 塑料熔體填充模具型腔間全在其流動(dòng)方向上出現(xiàn)聚合物分子和填充的取向；5）減少熔接痕提高熔體強(qiáng)度由于澆口位置的原因塑料熔體填充型腔時(shí)會(huì)造成兩股或兩股以上的熔體料流的匯合,在匯合之間,料流前端是氣體且溫度很低.所以在塑件上就會(huì)形成熔接痕。（2）故澆口位置如下圖所示： （四）冷料穴冷料穴是澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成之一，其作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料，以免這些冷料注入行腔因本套模具采用的是直接式澆口，未牽涉冷料穴，故未計(jì)冷料穴 二、設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng) 當(dāng)塑料熔體充填模具型腔是,必須將澆注系統(tǒng)和型腔內(nèi)的空氣以及塑料在成型過程中產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體順利地排出模外.如果型腔內(nèi)因各種原因產(chǎn)生的氣體不能被排除干凈.塑件上就會(huì)形成氣泡、產(chǎn)生熔接不牢、表面輪廓不清及充填不滿等缺陷.內(nèi)外氣體的存在還會(huì)產(chǎn)生反壓力.而降低充填速度.因此設(shè)計(jì)模具時(shí)必須考慮型腔的排氣問題.對(duì)于由于排氣不暢而造成型腔局部充填困難時(shí).除了設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)外、還要考慮開設(shè)流槽.用于在容納冷料的同時(shí)也容納一部分氣體,有時(shí)采用這種措施是十分有效的.通常有三種排氣方式:(1) 利用配合間隙排氣.(2) 在分型面上開設(shè)排氣槽.(3) 利用排氣塞排氣. 本模具由于有兩個(gè)側(cè)抽芯且制品尺寸不大，可以利用他們之間的配合間隙排氣.且不要另設(shè)排氣槽.間隙不超過0.05mm,一般為0.030.05mm；還可以利用分型面排氣。第六章 分析計(jì)算合模力工藝合模力即實(shí)際需要的合模力最大的工藝合模力注射機(jī)的合模力F工藝=Apm平式中：制品與注射方向正交的模具水平分型面上的投影面積Pm平 平均的模腔壓力,一般取(400500) 105帕A=F=2164.43(mm2)F工藝=2164.43500105 =1.081011（牛）第七章 設(shè)計(jì)推出與復(fù)位機(jī)構(gòu)一、推出機(jī)構(gòu)1、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則：a、結(jié)構(gòu)可靠 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)工作可靠,運(yùn)動(dòng)靈活,制造方便,配換容易,機(jī)構(gòu)本身要具有足夠剛度. b、保證塑件不變形,不損壞 由于塑件收縮時(shí)包緊型芯,因此脫模力作用位置盡可能靠近型芯,同時(shí)脫模力應(yīng)施于塑件剛度和強(qiáng)度最大的部位c、保證塑件外觀良好 這就要求推出塑件的位置應(yīng)盡量選在內(nèi)部或?qū)λ芗庥^影響不大的部位d、盡量使塑件留在動(dòng)模一邊 因?yàn)槔米⑸錂C(jī)頂出裝置來推出塑件時(shí)模具的推出機(jī)構(gòu)較為簡單.若因塑件結(jié)構(gòu)形狀的關(guān)系不便留在動(dòng)模時(shí),應(yīng)考慮對(duì)塑件的形狀進(jìn)行修改或在模具結(jié) 構(gòu)上強(qiáng)制留模措施,實(shí)在不易處理時(shí)才在定模上設(shè)置較為復(fù)雜的推出機(jī)構(gòu)推出塑件.2、塑件頂出距離確定h1s+3式中: h1塑件離開型芯固定板距離S型芯工作部分長度推桿簡圖如下：材料T8A 熱處理 HRC5055(f6) 基本尺寸 選16 采用4根頂桿 極限上偏差-0.013 極限下偏差-0.022 D0-0.2=20 S=50-0.05 L=95 二、復(fù)位機(jī)構(gòu)模具在工作時(shí)先合模然后注塑開模后由于帶有側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)須將推桿先復(fù)位該模具尺寸較小推件力小可采用彈簧先復(fù)位機(jī)構(gòu).利用彈簧的彈力使推出機(jī)構(gòu)在合模之前先復(fù)位的一種先復(fù)位機(jī)構(gòu).將彈簧裝在復(fù)位桿上或另設(shè)一根立柱.如下簡圖: 第八章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一、 導(dǎo)柱設(shè)計(jì) （一）導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)形式 采用注射模型導(dǎo)柱,這類導(dǎo)柱除安裝部分的凸肩外,長度的其余部分直徑相同. （二）導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求 1、長度 導(dǎo)向部分的長度凸模端面的高度高出812mm,以免出現(xiàn)導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而型芯先進(jìn)入型腔的情況 2、形狀 導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺(tái)形或半球形,以便導(dǎo)柱能順利的進(jìn)入導(dǎo)向孔.由于半球形加工困難,所以導(dǎo)柱前端形式以錐臺(tái)形為多. 3、材料 導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面和堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)因此多采用20鋼(經(jīng)表面淬火處理)或者T8 T10鋼(經(jīng)淬火處理),硬度為5055HRC.導(dǎo)柱固定部分的表面粗糙度為Ra.m,導(dǎo)向部分的表面粗糙度為Ra.0.4 m 4、數(shù)量及布置 導(dǎo)柱應(yīng)合理均布在模具分型面的四周,導(dǎo)柱中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離,以保證模具強(qiáng)度(導(dǎo)柱中心到模具邊緣距離通常為導(dǎo)柱直徑的11.5倍).為確保合模時(shí)只能按一個(gè)方向合模,導(dǎo)柱的布置可采用等直徑導(dǎo)柱不對(duì)稱布置或不等直徑導(dǎo)柱對(duì)稱布置的形式. 5、配合精度 導(dǎo)柱固定端與模板之間一般采用H7/m6或H7/k6的過渡配合，導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分通常采用H7/f7或H8/f6間隙配合. 注射模型導(dǎo)柱簡圖如下: 因此,本模具所選導(dǎo)柱規(guī)格尺寸如下: 材料: T10A 熱處理: HRC5055d(f7)=20-0.020-0.041 d1=20+0.015+0.002 D=30二、 導(dǎo)向孔的設(shè)計(jì)（一 ）結(jié)構(gòu)形式導(dǎo)向孔分為無導(dǎo)套和有導(dǎo)套兩種.無導(dǎo)套是導(dǎo)向孔直接開設(shè)在模板上,這種形式的孔加工簡單,適用于生產(chǎn)批量小,精度要求不高的模具.本套模具采用注射模型導(dǎo)套.（二）導(dǎo)套結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求1、形狀為使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套,導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角.導(dǎo)向孔最好做成通孔,以利于排出孔內(nèi)的空氣.2、材料 可用與導(dǎo)柱相同的材料或銅合金等耐磨材料制造導(dǎo)套,但其硬度應(yīng)略低于導(dǎo)柱的硬度,這樣可以減輕磨損,以防止導(dǎo)柱或?qū)桌?3、固定形式及配合精度 直導(dǎo)套用H7/m6過盈配合鑲?cè)肽０?為了增加鑲?cè)氲睦喂绦?防止開模時(shí)導(dǎo)套被拉出,可以用止動(dòng)螺釘緊固.4、導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配用 由于模具的結(jié)構(gòu)不同,選用的導(dǎo)柱和導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)也不同.導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合形式要根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)要求而定.本套模具采用注射模型導(dǎo)套如下圖所示: 材料：T8A 熱處理： HRC5055 d=5 d1=35 d2=35 R=1.5第九章 支撐零部件的設(shè)計(jì)模具支撐零部件主要有:支撐板(動(dòng)模墊板) 墊板(支撐塊) 支撐柱(動(dòng)模支柱) 等一、 支承板又稱動(dòng)模墊板,是墊在動(dòng)模型腔下面的一塊平板.對(duì)支承板的設(shè)計(jì)要求是具有較高的平行度和必要的硬度和強(qiáng)度.二、墊塊用于支承動(dòng)模成型部分并形成推出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)空間的零件.三、支撐柱用于增加動(dòng)模成型部分強(qiáng)度,防止在成型時(shí)動(dòng)模支撐板彎曲變形的零件.四、模架（一）模架厚度H和注射機(jī)的閉合距離L的關(guān)系為: LminHLmax（二）開模行程與定動(dòng)模分開的間距與推出塑件所需行程之間的尺寸關(guān)系,設(shè)計(jì)時(shí)須計(jì)算確定.（三）選用的模架在注射機(jī)上安裝時(shí):模架外形尺寸不應(yīng)受注射機(jī)推桿的影響;定位孔徑與定位環(huán)尺寸需配合良好;注射機(jī)推出孔的位置和頂出行程是否合適;噴嘴孔徑和球面半徑是否與模具的澆口套孔徑和凹球面尺寸相配合;模架安裝孔的位置和孔徑與注射機(jī)的移動(dòng)模板及固定模板上的相應(yīng)螺孔相配.（四）選用模架應(yīng)符合塑件及其成型工藝的技術(shù)要求,為保證塑件的質(zhì)量和模具的使用性能及可靠性,需對(duì)模架組合零件的力學(xué)性能,特別是它們的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行準(zhǔn)確的校核計(jì)算.第十章 模具零件的材料及熱處理零件名稱 材料牌號(hào) 熱處理方法 硬度哈夫塊、型芯 Cr12 淬火 HRC5458墊板（支承板） 45鋼 淬火 HRC4348動(dòng)?？?45 調(diào)質(zhì) HB230270定模板 45 調(diào)質(zhì) HB230270動(dòng)定模座板 45 調(diào)質(zhì) HB230270固定板 45 調(diào)質(zhì) HB230270澆口套 T10A、T8A 淬火 HRC5055導(dǎo)柱 20 滲碳淬火 HRC5055導(dǎo)套 T10A、T8A 淬火 HRC5055頂桿 T10A、T8A 淬火 HRC5458墊塊 Q235、45 鍛壓退火或調(diào)質(zhì) HB123235噴嘴 45、A3第十一章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一、模具溫度與塑件成型溫度的關(guān)系 對(duì)于粘度低、流動(dòng)性好的塑件，常用溫水對(duì)模具冷卻； 對(duì)于粘度高、流動(dòng)性差的塑件，需要對(duì)模具進(jìn)行加熱； 對(duì)粘流溫度f或熔點(diǎn)m較低的塑件，一般需用常溫水或冷水對(duì)模具進(jìn)行冷卻； 對(duì)于高粘流溫度和高熔點(diǎn)的塑料，可用溫水進(jìn)行模溫控制。二、冷卻回路的設(shè)計(jì)（一）冷卻回路設(shè)置的基本原則：1、冷卻水道應(yīng)盡量多、截面尺寸應(yīng)盡量大；2、冷卻水道離模具型腔表面的距離，當(dāng)塑件壁厚不均勻時(shí)，冷卻水 道到型腔表面最好距離適當(dāng)，但當(dāng)塑件壁厚不均勻時(shí)，厚處冷卻水道到型腔表面的距離應(yīng)近些，間距也可小些；3、冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮方向設(shè)置；4、冷卻水道的布置應(yīng)避開塑件易產(chǎn)生熔接痕的部位；5、冷卻水道應(yīng)盡量靠近澆口處。（二）冷卻水道開設(shè)原則：1、冷卻水道數(shù)量盡可能多，直徑盡量大；2、各冷卻水孔至型腔表面的距離相等，一般保持在1520毫米，水孔直徑一般取812毫米，孔距最好為水孔直徑的5倍。（三）冷卻回路計(jì)算 冷卻回路所需的表面積可按下式計(jì)算 A=Mq/3600a(m -w) 式中：A冷卻回路總表面積，m2 M單位時(shí)間內(nèi)注入模具中樹脂的質(zhì)量，Kg/h q單位質(zhì)量樹脂在模具內(nèi)釋放的熱量，JKg a冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，w/(m2k) m模具成型表面的溫度， w冷卻水的平均溫度， 設(shè)取用常溫下20的水作冷卻水，其出口溫度為27，假設(shè)模具平均溫度為40 經(jīng)查得聚酰胺的熱流量為70104J/K g，故： Q=WQ2=5070104=3.5107(J/H) 冷卻水體積流量用下式計(jì)算: qv=(Mq)/60C(1-2) 式中：qv冷卻水體積流量，m3/min M單位時(shí)間內(nèi)注入模具內(nèi)的樹脂質(zhì)量，kg/h q單位時(shí)間內(nèi)樹脂在模具內(nèi)釋放的熱量，J/kg C冷卻水的比熱容，J/(kg.k) 1冷卻水出口溫度， 2冷卻水進(jìn)口溫度， 故：qv=（WQ1）/c1(t1-t2) =(3.5107/60)/1034.2103(27-20) =1.9810-2(m3/min) 冷卻水道直徑d取12mm 冷卻水在通道內(nèi)的流速由下式計(jì)算： v=4V/(d2)式中：v冷卻水的流速，m/sV冷卻水體積流量，m3/mind冷卻水道直徑，m v=4V/(d2) =41.9810-2/(12/1000)260 =1.06(m/s) 冷卻通道孔壁與冷卻介質(zhì)間的傳熱系數(shù)k查得f=7.22 （水溫為30時(shí)） k=4.187103 f(v)0.8/d0.2 =4.187103(1103105) 0.87.22/(12/1000) 0.2=1.73107(J/(m2.h. )冷卻水道總傳熱面積A A=60WQ1/T =603.5107/60/1.73107(40-(27+20)/2) =0.12(m2) 冷卻通道總長度L L=1000A/（d） =10000.12/（3.1412） =3.18（m）限于模具結(jié)構(gòu)，冷卻通道單長度L1取70mm模具上應(yīng)開設(shè)冷卻通道的孔數(shù)n n=A/(dL1) =0.12/( 12/1000) (70/1000) =1.7 2（個(gè)）冷卻水道出、入口的布置如下圖：（四） 模具的加熱系統(tǒng) 當(dāng)注射成型工藝要求模具溫度在80以上時(shí)，當(dāng)對(duì)大型模具進(jìn)行預(yù)熱時(shí)，或者采用熱流道的模具時(shí)，模具中必須設(shè)置加熱裝置。 電熱裝置加熱模具的總功率用下式計(jì)算： P=mCp(2-1)/(3600t) 式中：m模具質(zhì)量，kg Cp模具材料的定壓比熱容，kj/kg.k 1模具的初始溫度， 2模具要求加熱后的溫度， 加熱元件的效率，約0.30.5 t加熱時(shí)間，h 參考文獻(xiàn) 1、塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 屈華昌 高等教育出版社 2、型腔模設(shè)計(jì) 李學(xué)鋒 西北工業(yè)大學(xué)出版社 3、塑料模設(shè)計(jì) 劉昌祺 機(jī)械工業(yè)出版社4、模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊(cè) 馮炳堯 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社5、工程材料及熱加工 余玲芬 高等職業(yè)教育試用教材 6、模具材料與熱處理 肖振榮7、實(shí)用注塑模具設(shè)計(jì) 陸寧 中國 輕工業(yè)出版社 8、模具結(jié)構(gòu)圖冊(cè) 鄭大中 機(jī)械工業(yè)出版社 9、塑料模技術(shù)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 10、機(jī)械制圖 大連理工大學(xué)工程畫教研室 高等教育出版社小結(jié)此次（畢業(yè)）設(shè)計(jì)是我在大學(xué)期間做的最認(rèn)真和最好的一次作業(yè)！在前面的塑件分析和尺寸計(jì)算方面我是結(jié)合了我在大學(xué)期間所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)格按照所學(xué)的公式計(jì)算的！在里面我達(dá)到了溫故知新的效果，發(fā)現(xiàn)以前好多是是而非的問題都有了明確的答案！在選擇注射機(jī)時(shí)，我結(jié)合了書本上的知識(shí)和現(xiàn)在生產(chǎn)中常用的注射機(jī)類型進(jìn)行了選擇！在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)我多半采用了實(shí)際生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)，也查閱大量的了數(shù)據(jù)資料，盡量將工廠和學(xué)校的兩面結(jié)合起來！當(dāng)然在設(shè)計(jì)中也必然會(huì)存在一些問題和錯(cuò)誤，再所難免，還希望能得到各位評(píng)委的指正建議！在這次設(shè)計(jì)當(dāng)中使我受益非淺，相信在以后的工作當(dāng)中會(huì)有很大的幫助的！我也會(huì)努力再去學(xué)習(xí)，以達(dá)到更好！35