CD盒上蓋注塑模具設(shè)計(jì)

CD盒上蓋注塑模具設(shè)計(jì),CD,盒上蓋,注塑,模具設(shè)計(jì) 摘 要在如今的生活周圍環(huán)境中，每天都可以看到各式各樣的塑料件，它們大小不同，精度也會(huì)有所差異，給我們?nèi)粘Ｉ顜?lái)很多方便。社會(huì)對(duì)注塑件以及注塑模具設(shè)計(jì)的要求越來(lái)越高,使研究注塑模設(shè)計(jì)符合實(shí)際生產(chǎn)要求的模具變的尤為重要。然而本次模具設(shè)計(jì)論是為CD盒上蓋一套注射模具，本文對(duì)模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較詳細(xì)介紹。在完成CD盒上蓋零件圖繪制，本次注射模設(shè)計(jì)運(yùn)用大學(xué)時(shí)期所學(xué)的二維軟件對(duì)塑件進(jìn)行圖紙繪制。從CD盒上蓋的成型結(jié)構(gòu)特征分析開始、到對(duì)分型面分析及位置的選擇、模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、型芯型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和尺寸計(jì)算，脫模推出機(jī)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等多方面詳細(xì)敘述了注射模大致設(shè)計(jì)過(guò)程。與此同時(shí)合理地選用了注塑機(jī)型號(hào)，這個(gè)過(guò)程中運(yùn)用到很多軟件軟件輔助分析設(shè)計(jì)是否合理，選擇合理的工藝參數(shù)和設(shè)計(jì)方案。關(guān)鍵詞：模具結(jié)構(gòu)；注塑機(jī)；模具設(shè)計(jì)目錄1 緒論31.1 引言31.2 模具的發(fā)展32 塑件工藝分析62.1 塑件分析62.2 材料選擇及材料的性能62.3成型工藝72.4PS的注射成型工藝參數(shù)83 注射機(jī)的初選93.1 塑件的質(zhì)量與體積93.2注塑機(jī)的選型94 分型面的選擇及型腔排列104.1 分型面的選擇104.2 確定型腔的排列方式104.3標(biāo)準(zhǔn)模架的選用115 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)135.1 主流道設(shè)計(jì)135.2分流道的設(shè)計(jì)145.3 澆口的設(shè)計(jì)145.4 冷料井設(shè)計(jì)155.5 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)166 成型零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算176.1 型腔的設(shè)計(jì)176.2 型芯設(shè)計(jì)176.3 成型零件工作尺寸的計(jì)算177 排氣與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)207.1冷卻系統(tǒng)207.2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則207.3冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)單計(jì)算208 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)228.1 脫模機(jī)構(gòu)228.2脫模力的計(jì)算228.3脫模機(jī)構(gòu)的選擇238.4 脫模機(jī)構(gòu)的布置238.5 推桿復(fù)位裝置239導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)259.1 導(dǎo)向、定位機(jī)構(gòu)的主要功能259.2導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì)2610注射機(jī)的校核2710.1 鎖模力的校核2710.2模具厚度的校核2710.3開模行程的校核2711 結(jié)論29參考文獻(xiàn)30致 謝311 緒論1.1 引言在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，在日常生活中充滿了各種各樣的塑料產(chǎn)品，小到紐扣，大到塑料框、托盤、收納盒。塑料產(chǎn)品的出現(xiàn)給我們?nèi)粘Ｉ顜?lái)很大方便，采用不同的材料以得到不同的塑料產(chǎn)品的性能，使塑料件在剛度強(qiáng)度以及耐磨性方面能夠滿足人們的使用，塑料產(chǎn)品是日常生活中和我們密不可分的東西。如何生產(chǎn)出質(zhì)量?jī)?yōu)秀的塑料產(chǎn)品。這就需要我們能否在注塑模具設(shè)計(jì)做好功夫。1.2 模具的發(fā)展塑料是當(dāng)今極具活力的一門產(chǎn)業(yè)。塑料是現(xiàn)代主要的工業(yè)結(jié)構(gòu)材料之一，廣泛應(yīng)用汽車，宇航，電子通信，儀器儀表，文體用品，化工，紡織，醫(yī)藥衛(wèi)生，建筑五金等各個(gè)領(lǐng)域。至2004年，我國(guó)塑料制件的年產(chǎn)量已突破25001萬(wàn)噸。展望21世紀(jì)，高分子合成材料將進(jìn)入質(zhì)的飛躍發(fā)展時(shí)期。從2003年我國(guó)模具進(jìn)口的海關(guān)統(tǒng)計(jì)資料可知，塑料模具占了模具進(jìn)口量的57%，而注射成型模具在整個(gè)塑料模具中占據(jù)了很大的比例。注射成型模具設(shè)計(jì)的好壞，決定著塑料成型制件的質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)及成品率高低，也就是說(shuō)，是否能加工出優(yōu)質(zhì)價(jià)廉的塑料制件，在很大程度上要靠注塑成型模具設(shè)計(jì)的合理性和先進(jìn)行來(lái)保證?，F(xiàn)代塑料制件的生產(chǎn)中，合理的注塑成型工藝，先進(jìn)的注塑成型模具及高精度，高效率的注塑設(shè)備室當(dāng)代塑料成型加工中必不可少的三個(gè)重要因素。尤其是注塑模具對(duì)完成塑料加工工藝要求，塑料制件使用要求和造型設(shè)計(jì)起著重要作用，高效的，全自動(dòng)的設(shè)備也只有裝上能自動(dòng)化生產(chǎn)的模具才有可能發(fā)揮其效果，產(chǎn)生的生產(chǎn)和跟新都是以模具制造和創(chuàng)新為前提的。我國(guó)注塑模具產(chǎn)品水平自2004年以來(lái)也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。在大型注塑模具方面，可以生產(chǎn)1219mm電視機(jī)的塑料外殼模具，6.5kg大容量洗衣機(jī)洗衣桶的模具以及汽車保險(xiǎn)杠，整體儀表板等塑料模具，在精密注塑模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料模具，多型腔中模具齒輪模具等。這也顯示了目前我國(guó)注塑模技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了較高水平。并在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用?，F(xiàn)在考察某個(gè)國(guó)家的科學(xué)與生產(chǎn)技術(shù)水平，塑料的生產(chǎn)與應(yīng)用情況是重要標(biāo)志之一。塑料的加工與應(yīng)用和塑料工業(yè)發(fā)展的快慢，對(duì)國(guó)家科技與生產(chǎn)，以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展的巨大影響是不言而喻的。隨著現(xiàn)代化技術(shù)的迅速發(fā)展，人們生存在“塑料世界”中，注塑模在國(guó)民經(jīng)濟(jì)過(guò)程中將處于十分重要的地位。我國(guó)塑料模具工業(yè)起步晚，底子薄，與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比存在很大差距但在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策與之相配套的一系列國(guó)家經(jīng)濟(jì)政策的支持和改革開放方針引導(dǎo)下，我國(guó)注塑模得到迅速發(fā)展，高效率，自動(dòng)化，大型，微型，精密，無(wú)流道，氣體輔助，高壽命模具在整個(gè)模具產(chǎn)量中所占的比例越來(lái)越大?？傮w上來(lái)看注塑模具發(fā)展趨勢(shì)，注塑成型模具正加深理論研究，加速推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，擴(kuò)大研究各種特殊架構(gòu)注塑模具，全面推廣CAD/CAE.CAM，進(jìn)一步加強(qiáng)快速原型制造技術(shù)。 塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長(zhǎng)最快的工業(yè)門類之一。自從1927年聚氯乙烯塑料問(wèn)世以來(lái)，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)步，愈來(lái)愈多的具有優(yōu)異性能的高分子材料不斷涌現(xiàn)，從而使塑料工業(yè)飛躍發(fā)展。隨著塑料塑件的使用越來(lái)越泛，在很多方面，它己成為金屬塑件的替代物。塑料模具作為成型方式中的一種，是家用電器、汽車和航空航天等領(lǐng)域中塑料塑件的重要生產(chǎn)工具。并且隨著塑料工業(yè)的迅猛發(fā)展，人們對(duì)塑料塑件的質(zhì)量要求越來(lái)越高，而且產(chǎn)品品種多、更新快、價(jià)格低，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)劇烈。據(jù)統(tǒng)計(jì)，日本一萬(wàn)多家模具企業(yè)中，生產(chǎn)塑料模具的就占40%;韓國(guó)模具專業(yè)廠中生產(chǎn)塑料模的占43%2。塑料模具是塑料產(chǎn)品開發(fā)中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，也是批量產(chǎn)品得以投放市場(chǎng)的先決條件。而且國(guó)外注射模CAD技術(shù)發(fā)展很快，從70年代起，注射模CAD/CAE/CAM技術(shù)就成為熱門的研究課題，注塑流動(dòng)模擬和冷卻分析軟件中比較突出的有美國(guó)AC-Tech公司的C-MOLD軟件、澳大利亞Moldflow公司的MOLDFLOW軟件:三維模具CAD/CAE/CAM集成軟件中比較突出的有美國(guó)PTC公司的Pro/E軟件、美國(guó)UGS公司的UG軟件、法國(guó)達(dá)索公司的CATA軟件等等3。我國(guó)在開發(fā)注射模CAD技術(shù)上起步較晚，但經(jīng)過(guò)不斷的努力，一些大學(xué)和研究所已有長(zhǎng)足的進(jìn)步，并取得了一批科研成果。2 塑件工藝分析2.1 塑件分析本次模具課程設(shè)計(jì)的塑料產(chǎn)品是CD盒上蓋，在開始模具設(shè)計(jì)之前需要對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行大致分析，在這個(gè)基礎(chǔ)上才能設(shè)計(jì)出合適的模具方案，此類塑料產(chǎn)品屬于壁厚均勻的殼體，長(zhǎng)為142mm，寬為124mm，該塑件外形簡(jiǎn)單，體積較大，左右側(cè)壁上對(duì)稱分布有倒扣，由于與底座進(jìn)行裝配。塑件二維圖如圖2.1所示；圖2.1塑件二維圖2.3 材料選擇及材料的性能2.3.1 材料選擇本次課程設(shè)計(jì)塑件采用的材質(zhì)已經(jīng)指定為PS。PS是一種塑料的英文簡(jiǎn)稱，它的中文全稱是聚苯乙烯材料是一種熱塑性樹脂。該材料的英文名稱是：Polystyrene，比重為1.05克/立方厘米，成型收縮率為0.6-0.8%，成型溫度為170-250。該材料它是由樹脂制作而成的，自身光澤度非常好。在構(gòu)成模式上，大多都是珠狀或者是粒狀的固體，同時(shí)它的密度接近水的密度，因此具有良好的親水性。PS材質(zhì)的作用和應(yīng)用有如下幾條：1、制作電子電器：連接器、開關(guān)零件、家用電器、配件零件、小型電動(dòng)罩蓋。2、充當(dāng)汽車的零件，主要有外裝零件，主要有轉(zhuǎn)角格珊、發(fā)動(dòng)機(jī)放熱孔罩等；內(nèi)部零部件，主要有內(nèi)鏡撐條、刮水器支架和控制系統(tǒng)閥。汽車電器零件，如汽車點(diǎn)火線圈絞管和各種電器連接器等。3、制作機(jī)械設(shè)備：視頻磁帶錄音機(jī)的帶式傳動(dòng)軸、電子計(jì)算機(jī)罩、水銀燈罩、電熨斗罩、烘烤機(jī)零件以及大量的齒輪、凸輪、按鈕、電子表外殼、照相機(jī)的零件（有耐熱、阻燃要求）。2.4成型工藝經(jīng)比較，成型設(shè)備采用臥式注射機(jī)較好，其優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體較低,容易操作和加料，塑件脫模后可以自動(dòng)落下可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，注塑機(jī)的重心較低安裝穩(wěn)定，適合大中型注射機(jī)的設(shè)計(jì)制造。表2.1 PS塑料的部分技術(shù)指標(biāo)密度：1.05 g/cm3電導(dǎo)率：() 10-16 S/m導(dǎo)熱系數(shù)：0.08w/m.k楊氏模量：(E) 3000-3600 MPa拉伸強(qiáng)度：(t) 4660 MPa伸長(zhǎng)長(zhǎng)度：34%夏比沖擊試驗(yàn)：25 kJ/m2玻璃轉(zhuǎn)化溫度：80-100熱膨脹系數(shù)：() 810-5/K熱容：(c) 1.3 kJ/(kgK)吸水率：(ASTM) 0.030.1降解：2802.5 PS的注射成型工藝參數(shù)注塑機(jī)類型:螺桿式噴嘴形式:通用式料筒一區(qū)150170料筒二區(qū)180190料筒三區(qū)200210噴嘴溫度180190模具溫度5070注塑壓60100保壓4060注塑時(shí)間25保壓時(shí)間510冷卻時(shí)間515周期1530后處理紅外線烘箱溫度(70)時(shí)間(0.31)3 注射機(jī)的初選3.1 塑件的質(zhì)量與體積 通過(guò)學(xué)校實(shí)驗(yàn)室電子稱測(cè)得上蓋重量為24.09g，塑件材質(zhì)為PS，PS密度為1.05,塑料制件體積V22.94 ；模具成型的塑料制品和流道凝料總質(zhì)量應(yīng)小于注射機(jī)的額定注射量的80%，澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估計(jì)澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)前是不能確定準(zhǔn)確的數(shù)值的，但可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的0.21來(lái)計(jì)算。因?yàn)槌醪綌M定的型腔數(shù)為一模2腔所以總質(zhì)量為：V實(shí)=222.94 1.2=55.06cm根據(jù)實(shí)際注射量應(yīng)小于0.8倍公稱注射量原則, 即： 0.8V公 V （3.1） V= V/0.8 =55.060.8 =68.8cm；3.2注塑機(jī)的選型根據(jù)以上每一生產(chǎn)周期的注射量和鎖模力的計(jì)算值，選定注射機(jī)為海天80XB。注射方式為螺桿式，其有關(guān)性能參數(shù)為：HTF海天注塑機(jī)技術(shù)參數(shù)參數(shù)單位80B螺桿直徑mm34理論注射容量cm3300注射重量PSg165注射壓力Mpa150注射行程mm120螺桿轉(zhuǎn)速r/min0240料筒加熱功率KW5.7鎖模力KN1400拉桿內(nèi)間距(水平垂直)mm365*365允許最大模具厚度mm400允許最小模具厚度mm150移模行程mm310移模開距(最大)mm670液壓頂出行程mm100液壓頂出力KN33液壓頂出桿數(shù)量PC5油泵電動(dòng)機(jī)功率KW11油箱容積l200機(jī)器尺寸(長(zhǎng)寬高)m4.31.251.8機(jī)器重量t3.45最小模具尺寸(長(zhǎng)寬)mm240*2404 分型面的選擇及型腔排列4.1 分型面的選擇 在選擇分型面的位置時(shí)候必須提前了解分型面的選取原則，在書上查閱到分型面的主要選擇原則：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;嗯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。分析塑件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形式，以及選取原則的第一條最大輪廓面原則，本設(shè)計(jì)分型面選在CD盒上蓋最大輪廓面上，如果選擇其他位置，會(huì)在外殼表面留下分型線的痕跡，這是對(duì)外觀件兒絕對(duì)不允許的，所以選則塑件上表面為分型面是非常合理的，這樣既能滿足分型面最大橫截面積原則，又能不影響外觀，分型面位置如圖所指位置的平面所示。圖4.1 分型面位置4.2 確定型腔的排列方式在確定型腔數(shù)目的時(shí)候，既要分析塑料產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，又要考慮到它的精度即體積大小，所以準(zhǔn)備將型腔數(shù)目定為一模兩腔，本塑件在注射時(shí)采用一模兩件。在考慮型腔的排布的時(shí)候既要考慮到澆注系統(tǒng)澆道平衡又要考慮到后期方便布置側(cè)抽機(jī)構(gòu)，決定采用一字型排布，如圖所示。圖4.2 型腔的排列方式4.3標(biāo)準(zhǔn)模架的選用國(guó)內(nèi)許多廠家的模架已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，注塑模模架國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)小型模具模板尺寸為BL560mm900mm；可以參考GB/T125561990塑料注射模中小型模架及其技術(shù)條件，由于塑料模具的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)在全國(guó)各地的部分地區(qū)形成了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)注射模進(jìn)行分類的時(shí)候有很多種方法，在這里主要說(shuō)的分類方式就是按照整體結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行的，(1) 單分型面注射模、(2) 雙分型面注射模、(3) 帶有活動(dòng)成型零件的模、(4) 側(cè)向分型抽芯注射模、(5) 定模帶有推出機(jī)構(gòu)的注射模、(6) 自動(dòng)卸螺紋的注射模、本次模具設(shè)計(jì)的采用單分型面兩板模結(jié)構(gòu)圖如圖：選用基本型CI型，模板周界尺寸350550 mm定模座板厚： 35mm定模板厚： A=85mm動(dòng)模板厚: B=110 mm墊塊厚度: C=110 mm動(dòng)模座板厚： 35mm排氣縫隙厚度為1mm根據(jù)以上計(jì)算，所選模架型號(hào)為龍記模架CI型CI-3555A85B110C110.395 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)塑料熔體從注塑機(jī)噴嘴到模具型腔為止的一種完整的輸送管道。它具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，對(duì)塑件質(zhì)量具有決定性影響。澆注系統(tǒng)由：主流道、分流道、澆口、冷料穴組成。對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)遵循如下原則：a. 了解塑料的成型性能b. 盡量避免或減少產(chǎn)生熔接痕c. 有利于型腔中氣體的排出d. 防止型心的變形和嵌件的位移e. 盡量采用較短的流程充滿型腔5.1 主流道設(shè)計(jì) 主流道指由注射機(jī)噴嘴出口起到分流道入口止的一段流道，它是塑料熔體首先經(jīng)過(guò)的通道，且與注塑機(jī)噴嘴在同一軸線。主流道、定位圈等的各項(xiàng)參數(shù)與注射機(jī)的規(guī)格密切相關(guān)，根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系如下 R = R0 + (12)mm d = d0 + (0.51)mm 設(shè)計(jì)手根據(jù)冊(cè)查得 80XB型注射機(jī)噴嘴有關(guān)尺寸如下：噴嘴前端孔徑：d0=4mm噴嘴前端球面半徑：R014mm所以可知 R =15mm，d =4.5mm。主流道的錐角通常為26，過(guò)大的錐角會(huì)產(chǎn)生湍流或渦流，卷入空氣，過(guò)小的錐角使凝料脫模困難，還會(huì)使充模時(shí)熔體的流動(dòng)阻力過(guò)大。由于主流道要與高溫塑料及噴嘴接觸，為了方便維修更換，所以模具的主流道部分通常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套，即澆口套。 5.2分流道的設(shè)計(jì)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(dòng)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)。翻閱注塑模具設(shè)計(jì)實(shí)用教程教材查閱常用分流道斷面尺寸推薦如表所示：表1流道斷面尺寸推薦值塑料名稱分流道斷面直徑mm塑料名稱分流道斷面直徑 mmPS，AS 聚乙烯尼龍類聚甲醛丙烯酸抗沖擊丙烯酸醋酸纖維素聚丙烯異質(zhì)同晶體 4.89.5 1.69.5 1.69.5 3.510 810 812.5 510 510 810聚苯乙烯軟聚氯乙烯硬聚氯乙烯聚氨酯熱塑性聚酯聚苯醚聚砜離子聚合物聚苯硫醚 3.510 3.510 6.516 6.58.0 3.58.0 6.510 6.510 2.410 6.513分流道的截面形狀常用的分流道截面形狀有全圓形、梯形、半圓形、矩形和U字型等。本設(shè)計(jì)中由于塑件排布比較緊湊,且準(zhǔn)備采用圓形，根據(jù)推薦值，直徑定為8m， 在型腔排布時(shí)，一般兩個(gè)塑件間距在30-50mm之間，這也間接決定了分流道的長(zhǎng)度，分流道長(zhǎng)度為43mm。分流道設(shè)計(jì)如下圖所示： 分主流道截面形狀5.3 澆口的設(shè)計(jì)澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道，除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對(duì)塑件性能和質(zhì)量的影響很大。澆口大致分為五種： 直接澆口 側(cè)澆口 點(diǎn)澆口 潛伏澆口 耳形澆口分析塑件使用要求和對(duì)表面質(zhì)量的要求不高，決定采用側(cè)澆口。側(cè)澆口如下圖所示：側(cè)澆口5.4冷料井設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用帶Z型拉料桿。由于拉料桿頭部的側(cè)凹將主流道凝料鉤住，分模是即可將凝料從主流道中拉出。拉料桿的根部固定在推出板上，在推出塑件時(shí)，冷料也一同被推出，取產(chǎn)品時(shí)向拉料鉤的側(cè)向稍微許動(dòng)，即可脫鉤將塑件連同澆注系統(tǒng)凝料一道取下。5.5 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)排氣槽是為使模具型腔中的氣體排出而在模具上開設(shè)的通氣槽或通氣孔。排氣是注射模具設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的問(wèn)題。在注射成型過(guò)程中,熔體注入型腔時(shí),必須將型腔中的空氣和從熔體中溢出的揮發(fā)性氣體順利排出型腔。注射模常用的排氣方式有以下幾種:用分型面排氣;用型腔和模板的配合間隙排氣;用側(cè)型芯運(yùn)動(dòng)間隙排氣;利用推桿運(yùn)動(dòng)間隙排氣;開設(shè)排氣槽。本模具為中小型模具,且分型面適宜,可以利用、的方式來(lái)排氣,不必再設(shè)計(jì)其他排氣裝置。6 成型零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算構(gòu)成塑料模具模腔的零件統(tǒng)稱為成型零部件。成型零部件有凸模和凹模，亦稱作型芯和型腔，在塑料熔融體通過(guò)射速機(jī)注塑到型腔內(nèi)時(shí)，對(duì)型腔產(chǎn)生巨大的壓力和沖擊，21所以成型零部件不但要具有一定的結(jié)構(gòu)、尺寸、精度，還應(yīng)當(dāng)具有較大的強(qiáng)度、剛度，以減少成型零部件的損壞甚至報(bào)廢，延長(zhǎng)模具壽命。6.1 型腔的設(shè)計(jì) 型腔是塑件外表面的部件，也叫凹模，按結(jié)構(gòu)不同可以分為組合式型腔和整體式型腔，然而組合式型腔會(huì)在生產(chǎn)塑料制品的時(shí)候留下縫痕跡，影響塑料制品的外觀質(zhì)量，所以對(duì)于外觀件產(chǎn)品不常采用，所以放棄組合式結(jié)構(gòu)而采用整體式型腔是較為合理的選擇.6.2 型芯設(shè)計(jì)型芯用于成型塑料的內(nèi)表面，又稱凸模。結(jié)構(gòu)也分為整體式和組合式兩種。本次型芯結(jié)構(gòu)也像型腔一樣采用整體式6.3 成型零件工作尺寸的計(jì)算由于按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量計(jì)算型芯型腔的尺寸有一定的誤差（因?yàn)槟＞咧圃旃詈湍＞叱尚土悴考谑褂弥械淖畲竽p量大多憑經(jīng)驗(yàn)決定），這里就只考慮塑料的收縮率計(jì)算模具盛開零部件的工作尺寸。通過(guò)以下計(jì)算公式，我們分別求得各個(gè)尺寸。目前,模具工作部分尺寸主要使用兩種方法來(lái)計(jì)算,一個(gè)被稱為平均法,另一種方法稱為公差帶。平均收縮更小的部分一般使用平均法。PS材料收縮率從0.3%提高到0.7%,其平均收縮率= 0.5%,考慮到工廠的現(xiàn)有條件模具加工制造,模具制造公差選擇z =/ 5。精密塑料零件是一個(gè)普通類MT4。腔體類尺寸磨損后增大，芯體類磨損后減小。若磨損后尺寸增大,則公式為 若磨損后尺寸變小,則公式為 (1) 型腔徑向尺寸的計(jì)算公式 ： 公式中 -塑件的徑向尺寸； -塑件的平均收縮率； -塑件的尺寸公差； -型腔模具 (2) 型腔深度尺寸的計(jì)算公式 公式中 -塑件的徑向高度； -塑件的平均收縮率； -塑件的尺寸公差； -型腔模具公差(3) 型芯徑向尺寸的計(jì)算公式 ： 公式中 -塑件的徑向尺寸； -塑件的平均收縮率； -塑件的尺寸公差； -模具公差 (4) 型芯深度尺寸的計(jì)算公式 公式中 -塑件的徑向高度； -塑件的平均收縮率； -塑件的尺寸公差； -模具公差 7 排氣與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)7.1冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)不參與直接成型工作，它的作用僅僅是降溫，但降溫在塑料模中是一個(gè)很重要的工作，因?yàn)樵诹黧w進(jìn)入容器之后的自然降溫過(guò)程很緩慢，冷卻系統(tǒng)能夠加速這個(gè)過(guò)程，在快速制冷的情況下成品能夠更加完美地成型，這也是順利生產(chǎn)的必要措施，除此之外，除了塑料模內(nèi)部容器，外部的輔助系統(tǒng)幾乎都不是耐高溫的，如果長(zhǎng)時(shí)間處于一種高溫工作環(huán)境，那么這些系統(tǒng)的使用壽命就會(huì)變得很短，為了防止這種情況出現(xiàn)，冷卻系統(tǒng)的合理化設(shè)置是必須的。7.2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則（1）為了保持冷卻時(shí)的平衡，我們需要將定模和動(dòng)模在冷卻時(shí)分開進(jìn)行。（2）確定的孔徑大小以及位置的確定，普通的灌流器外座壁如果越厚，所形成的水流管道的孔徑就要越大。（3）如果冷卻水孔的數(shù)量增多，就會(huì)使得模具內(nèi)部的溫度的梯度減小，目的是為了讓灌流器外座的冷卻均勻。（4）模板和鑲件之間形成的交界面是可以讓冷卻通道通過(guò)的，但是鑲件與鑲件之間形成的交界面是不可以通過(guò)的，這樣做是為了不漏水。（5）澆注口的位置應(yīng)該使得冷卻的力度加強(qiáng)。（6）應(yīng)降低進(jìn)水與出水的溫差。7.3冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)單計(jì)算7.3.1 單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量W(1) 取注射周期t =t注+t冷+t脫=2.2+2.9+5.8=10.9s，則每小時(shí)注射次數(shù)為：N=330次(2) 單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量：W=Nm=3400.102=34.72kg/h。7.3.2 確定單位質(zhì)量的計(jì)時(shí)器底蓋在凝固時(shí)所放出的熱量(1) PS的單位熱流量QS的值的范圍在（310410）KJ/kg，可取QS=360KJ/kg(2) 計(jì)算冷卻水的冷卻流量qV設(shè)冷卻水道入口的水溫為2=22出口水溫為1=25模具溫度取60取水的密度=1000kg/m3 水的比熱容c=4.187kJ/（kg.）(3) 確定冷卻水路的直徑d為使冷卻水處于瑞流狀態(tài)，取模具冷卻水孔的直徑d=6mm。(5) 冷卻管壁與水交界面的膜轉(zhuǎn)熱系數(shù)平均水溫為23.5時(shí)，查表12-45得=6.72(6)計(jì)算冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積(7)計(jì)算模具冷卻水管的總長(zhǎng)度(8)設(shè)冷卻水路根數(shù)為，設(shè)每條水路的長(zhǎng)度為=102mm根據(jù)查詢相關(guān)資料教材注塑模具設(shè)計(jì)實(shí)用教程第2版經(jīng)驗(yàn)得到冷卻水道直徑為8毫米。由水道排列滿足冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，水管中心距在孔徑的35倍，距離型腔表面是孔徑的12倍，并且考慮到管子的壁厚和各個(gè)零件是否干涉的情況，最終水道分上下模仁。8 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)8.1 脫模機(jī)構(gòu)在注射成型的每個(gè)循環(huán)中，都必須使塑件從模具型腔中或型芯上脫出，模具中這種脫出型件的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)（或脫模機(jī)構(gòu)）。在設(shè)計(jì)塑件的推出機(jī)構(gòu)的時(shí)候以下原則是不可忽視的。 (1)推出機(jī)構(gòu)應(yīng)近盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)。(2)保證塑件不因推出而變形損壞。(3)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單,動(dòng)作可靠。(4)良好的塑件外觀。(5)合模時(shí)的準(zhǔn)確復(fù)位。8.2脫模力的計(jì)算根據(jù)力平衡原理，列出平衡方程式：Fx=0Ft+Fbsin=FcosFb 塑件對(duì)型芯的包緊力；F 脫模時(shí)型芯所受的摩擦力；Ft 脫模力； 型芯的脫模斜度。又： F=Fb于是 Ft=Fb(cos-sin)而包緊力為包容型芯的面積與單位面積上包緊力之積，即：Fb=Ap由此可得：Ft=Ap(cos-sin)式中： 為塑料對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，約為0.10.3； A為塑件包容型芯的總面積； p為塑件對(duì)型芯的單位面積上的包緊力，在一般情況下，模外冷卻的塑件p取2.43.9107Pa;模內(nèi)冷卻的塑件p約取0.81.2107Pa。所以:采用圓柱體面積計(jì)算，A=2544mm2 ,取0.25,p取1107Pa,取=0。 Ft=404810-61107(0.25cos0-sin0)=10120N.8.2脫模機(jī)構(gòu)的選擇常見(jiàn)的推出機(jī)構(gòu)有推桿，推管，推板和推塊，各個(gè)推出機(jī)構(gòu)都有自己適合推出的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。比如大型深腔薄壁類的產(chǎn)品適合推板推出，細(xì)長(zhǎng)螺柱孔、圓筒形和環(huán)形制品適合推管推出，所以在選擇推出結(jié)構(gòu)的時(shí)候，首先要分析塑件的結(jié)構(gòu)，塑件是殼類產(chǎn)品，里面結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，有足夠的空間布置頂桿。又因?yàn)樵贑D盒內(nèi)表面。可以明顯看到很多頂桿痕跡，所以選擇推桿脫模機(jī)構(gòu)是合理的。在推桿直徑大小選用方面，也會(huì)參考實(shí)物上的痕跡。本次設(shè)計(jì)的推出機(jī)構(gòu)是采用推桿頂出塑件。 8.3 脫模機(jī)構(gòu)的布置 為能使能夠順利頂出塑件，達(dá)到良好的退出效果。推出機(jī)構(gòu)的合理分布必不可少，將頂桿分布如圖所示，在依靠頂桿和斜頂桿共同作用下順利的頂出塑件。 頂桿布置8.4 推桿復(fù)位裝置推出機(jī)構(gòu)用可用多種方式復(fù)位，如彈簧復(fù)位，強(qiáng)制回位和回針復(fù)位，一般模具設(shè)計(jì)追求安全可靠，同時(shí)采用這三種方法。復(fù)位桿應(yīng)對(duì)稱布置，長(zhǎng)取24根，長(zhǎng)度與推桿相同。彈簧復(fù)位是一種簡(jiǎn)單復(fù)位方法，它具有先行復(fù)位功能，數(shù)跟彈簧裝在動(dòng)模板與推板之間，推出塑件時(shí)彈簧被壓縮，當(dāng)注射機(jī)的頂桿后退，彈簧即將推板推回。強(qiáng)制回位是有一根強(qiáng)制回位桿分別連接頂針固定板和注塑機(jī)的液壓系統(tǒng)上，和模前由液壓系統(tǒng)強(qiáng)制回位，回針是在分模面上有四根回位針，其固定在頂針固定板上，和模時(shí)先是回針和模面接觸把頂針強(qiáng)制帶回，避免頂針碰花模仁。其結(jié)構(gòu)如下圖所示復(fù)位結(jié)構(gòu)圖9導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)9.1 導(dǎo)向、定位機(jī)構(gòu)的主要功能導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證塑料注射模具的動(dòng)模與定模合模時(shí)正確定位和導(dǎo)向的重要零件，通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向，主要零件包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套。其具體作用有：（1）定位作用；（2）導(dǎo)向作用；（3）承載作用；（4）保持運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)作用；（5）錐面定位機(jī)構(gòu)作用。9.2導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)（1） 導(dǎo)向零部件在進(jìn)行分布的時(shí)候，是合理進(jìn)行的，在這個(gè)模具的周圍，還有在靠近邊上的地方，它的中心點(diǎn)到這個(gè)模具的邊上的距離都是可以滿足需要的，這樣一來(lái)模具的強(qiáng)度就達(dá)到要求了，避免有導(dǎo)柱還有導(dǎo)套在壓入的時(shí)候出現(xiàn)形狀的改變。（2） 按照模具的外部形狀，還有具體的尺寸，一個(gè)模具配備的導(dǎo)柱有兩個(gè)到四個(gè)。假如模具對(duì)于凹模還有凸模都有方位的一些需求的時(shí)候，那么使用的導(dǎo)柱直徑都是不一樣的，也可以是導(dǎo)柱的直徑都是一樣的，不過(guò)這兩個(gè)導(dǎo)柱在安裝的時(shí)候位置要錯(cuò)開來(lái)才可以。（3） 因?yàn)樗芰袭a(chǎn)品一般都是在公模上面的，所以說(shuō)要想產(chǎn)品脫離模具的時(shí)候便利一點(diǎn)，通常都是將導(dǎo)柱裝在母模的上面。（4） 承屑槽應(yīng)該安置在導(dǎo)柱還有導(dǎo)套的分型面的地面（5） 導(dǎo)柱的軸線應(yīng)該跟導(dǎo)套的軸線，還有導(dǎo)向孔的軸線都是平行的。（6） 模具合起來(lái)的時(shí)候，要確保導(dǎo)向零部件先碰起來(lái)，防止公模首先到模腔的里面去，會(huì)將生產(chǎn)的零部件破壞。9.3導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì)常用的合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有兩種形式，導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位，23本文注塑模具選用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，由于動(dòng)、定模尺寸較大。本次導(dǎo)向結(jié)構(gòu)采用常規(guī)的導(dǎo)柱導(dǎo)套。導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式有兩種：一種為單節(jié)式導(dǎo)柱，另一種為臺(tái)階式導(dǎo)柱。小型模具采用單節(jié)式導(dǎo)柱，大型模具采用臺(tái)階式導(dǎo)柱8。在導(dǎo)柱的工作部分上開設(shè)油槽，可以改善導(dǎo)向條件，減少摩擦,故導(dǎo)柱采用加油槽的階梯式導(dǎo)柱。由于導(dǎo)柱已選定，由塑料模具設(shè)計(jì)與制造可查得與之相配的導(dǎo)套。典型的導(dǎo)套可分為直導(dǎo)套合帶頭導(dǎo)套，直導(dǎo)套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，用于簡(jiǎn)單模具或?qū)缀竺鏇](méi)有墊板的場(chǎng)合，帶頭導(dǎo)套結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用于精度較高的場(chǎng)合，采用帶頭導(dǎo)套形式。采用四個(gè)導(dǎo)柱作為導(dǎo)向，導(dǎo)柱導(dǎo)套材料選用GCr15，具有一定強(qiáng)度和耐磨性，4個(gè)導(dǎo)柱分布在四個(gè)角上，呈對(duì)稱分布，其導(dǎo)向更為平穩(wěn)，滿足其使用性能要求。導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配用如圖所示：導(dǎo)柱導(dǎo)套 10注射機(jī)的校核10.1 鎖模力的校核確定了型腔壓力和分型面面積之后，可以按下式校核注塑機(jī)的額定鎖模力：FK A分P型 （3.3）1.221612030101160KN式中 F注塑機(jī)額定鎖模力：1400KN；K安全系數(shù)，通常取1.1-1.2，取K=1.2；滿足要求。 10.2模具厚度的校核模具的厚度（閉合高度）必須滿足下式： HminHmHmax注：Hm所設(shè)計(jì)的模具厚度，mm Hmin注塑機(jī)允許的最小模具厚度，mm Hmax注塑機(jī)允許的最大模具厚度，mm所允許的最小模具厚度Hmin=150m；所允許的最大模具厚度Hmax=400mm；即模具滿足Hmin379mmHmax的安裝條件。10.3開模行程的校核開模取出塑件所需的開模距離必須小于注塑機(jī)的最大開模行程。經(jīng)查資料注射機(jī)的最大開模行程300mm。 SH1+ H2+(510)mm=9+129+10 =148mm，其中H1為塑件脫模距離：H2凝料長(zhǎng)度；滿足要求。11 結(jié)論通過(guò)近一周的課程設(shè)計(jì),我受益匪淺,在做課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中,動(dòng)手能力大為提高。經(jīng)過(guò)這次課程設(shè)計(jì),達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目的。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,首先對(duì)電話聽筒蓋的結(jié)構(gòu)和成型工藝進(jìn)行充分的分析,了解其整個(gè)成型過(guò)程,為模具設(shè)計(jì)提供參考數(shù)據(jù),保證模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。塑件的材料可以有幾種,在選擇注射機(jī)時(shí)要充分考慮各種材料的特性,所以此設(shè)計(jì)中所選用的注射機(jī)對(duì)PS材料的比較適用。接著確定型腔的數(shù)量和分型面,針對(duì)本塑件設(shè)計(jì)成型零件的型腔和型芯,確定合理的澆注系統(tǒng)。然后設(shè)計(jì)模具的合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和推出機(jī)構(gòu)。因?yàn)樗芗Y(jié)構(gòu)性,所以在設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)時(shí),要保證不損害塑件的形狀,并且能夠使塑件順利從動(dòng)模型腔中脫出,保證塑件的成型,最后完成整個(gè)模具的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)實(shí)踐中,更好的把專業(yè)課和實(shí)際以及軟件應(yīng)用結(jié)合起來(lái),真正把專業(yè)課學(xué)好,鞏固了所學(xué)的知識(shí)。為靈活運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)來(lái)解決生產(chǎn)的實(shí)際問(wèn)題做好準(zhǔn)備,為以后盡快適應(yīng)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。我們即將邁入社會(huì),機(jī)遇和挑戰(zhàn)無(wú)處不在。只要牢固掌握必備的專業(yè)知識(shí)和技能,在工作時(shí)會(huì)運(yùn)用所學(xué)的知識(shí),用發(fā)展的眼光去分析問(wèn)題和解決問(wèn)題,就會(huì)有所成,回報(bào)老師,回報(bào)學(xué)校,回報(bào)社會(huì)。致謝參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)致謝1塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)M.錢泉森主編北京人民郵電出版社，2006年2塑料模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)訓(xùn)教程M張景黎主編北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.9 3塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)M譚雪松主編.北京：人民郵電出版社，2007.11 4模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)（第二版）M馮炳堯、韓泰榮、蔣文森編上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2008.8 5 完全精通Pro/ENGINEER野火5.0中文版模具設(shè)計(jì)高級(jí)應(yīng)用M.林清安主編. 北京: 電子工業(yè)出版社， 2011.126注塑模設(shè)計(jì)要點(diǎn)與圖例許鶴峰編著M北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003年7塑料模具設(shè)計(jì)制造與應(yīng)用實(shí)例M.模具實(shí)用技術(shù)叢書編委會(huì)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.11 8塑料注射模設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例M.田寶善等主編北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.8 9實(shí)用注塑模設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)M.張維合主編北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.9 10 黃毅宏等.模具制造工藝M. 機(jī)械工業(yè)出版社，1999. 11 趙波等. CAD實(shí)用教程M.北京：清華大學(xué)出版社，200212注塑模具設(shè)計(jì)M.宋滿倉(cāng)等主編北京：電子工業(yè)出版社，2010.313 李學(xué)鋒.模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)訓(xùn)教程M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，200414 屈華昌.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)M.北京：高等教育出版社，2006.715 屈華昌.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)M.北京：高等教育出版社，2006.716 RairpR K. Elements of Mechanical Engineering.KatsonJ Publ.House,198517 Kuehnle M R. Toroidal Drive Combines Concepts.Product EngineeringM. 197918 Mechanical Drive.Reference IssueM.Machine Design.52(14),1998致謝致 謝首先，要感謝一直對(duì)本課題指導(dǎo)和修改的老師。春風(fēng)育桃李，秋果謝恩情，教誨如春風(fēng)，師恩似海深。在設(shè)計(jì)中，我偶爾會(huì)遇到問(wèn)題從而導(dǎo)致課題停滯不前，通過(guò)不斷的向各位老師請(qǐng)教，通過(guò)老師不斷的耐心講解，終于打開了思路，明確了方向，掌握了方法，得到了解答。通過(guò)老師對(duì)自己的繪圖指導(dǎo)，我的AutoCAD繪圖技術(shù)有明顯提高。百年樹人，不忘初心，感謝老師的傳道、授業(yè)與解惑，從老師那里不僅學(xué)到了更多的專業(yè)知識(shí)，還學(xué)到了分析問(wèn)題的思路和方法，明白了萬(wàn)變不離其宗，并且找到了自己喜歡的專業(yè)與發(fā)展方向。懂得了做人做事的道理，變通、踏實(shí)、無(wú)畏、一絲不茍、認(rèn)認(rèn)真真。天涯海角有盡處，只有恩師無(wú)窮期，感謝您，老師！最后，要感謝我的家人、朋友和同學(xué)。特別感謝父母對(duì)我的關(guān)愛(ài)和照顧，他們是我完成學(xué)習(xí)研究和設(shè)計(jì)的堅(jiān)強(qiáng)后盾。學(xué)習(xí)與研究的道路上缺少不了朋友的陪伴，當(dāng)我對(duì)理論和公式有不理解之處，通過(guò)與朋友一起討論，總是能夠想到求解方法和求解思路，使我對(duì)調(diào)節(jié)器附件模具設(shè)計(jì)有了很好的出發(fā)點(diǎn)。在圖形設(shè)計(jì)與論文格式方面也得到了許多啟發(fā)和幫助。另外，同學(xué)在設(shè)計(jì)過(guò)程中更是給我很大幫助，能夠發(fā)現(xiàn)我的錯(cuò)誤并且能夠悉心給我講解錯(cuò)誤的原因并指導(dǎo)正確的方法和思路。在我遇到設(shè)計(jì)困難的時(shí)候都能夠及時(shí)的幫我分析，設(shè)計(jì)中我們討論模具的設(shè)計(jì)方法，使我對(duì)調(diào)節(jié)器附件沖壓模的設(shè)計(jì)有了新的認(rèn)識(shí)，理論知識(shí)達(dá)到了新的高度！同學(xué)之間互相提供一些參考資料、書籍、成功人士的設(shè)計(jì)成果、重要數(shù)據(jù)等供設(shè)計(jì)選用，使研究課題節(jié)省了大量搜索資料的時(shí)間和精力。感謝你們及時(shí)的援助之手，感謝！課程設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明