課程設(shè)計(jì)--塑料托盤(pán)注射模設(shè)計(jì)

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1、閩南理工學(xué)院MINNAN UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY課程設(shè)計(jì)課題名稱：塑料托盤(pán)注射模設(shè)計(jì)系別：光電與機(jī)電工程系專業(yè)：材料成型及控制工程學(xué)生姓名：性別：男學(xué)號(hào)：班級(jí)：1020161指導(dǎo)教師：鄭森偉職稱：年月日摘要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來(lái)源于生活，應(yīng)用廣泛，但成型難度較大，模具結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，對(duì)模具工作人員是一個(gè)很好的考驗(yàn)。它能加強(qiáng)了對(duì)塑料模具成型原理的理解，同時(shí)鍛煉對(duì)塑料成型模具的設(shè)計(jì)和制造能力。本次設(shè)計(jì)以注射油壺蓋模具為主線，綜合了成型工藝分析，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后到模具零件的 加工方法，模具總的裝配等一系列模具生產(chǎn)的所有過(guò)程,能很好的學(xué)習(xí)致用的效果,在設(shè)計(jì)

2、該模具的同時(shí)總結(jié)了以往模具設(shè)計(jì)的一般方法、步驟，模具設(shè)計(jì)中常用的公式、數(shù)據(jù)、模具結(jié)構(gòu)及零部件, 把以前學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)課程融匯到綜合應(yīng)用本次設(shè)計(jì)當(dāng)中來(lái)，在設(shè)計(jì)中除使用傳統(tǒng)方法外，同時(shí)引用了 CAD、Pro/E 等技術(shù)，使用 Office 軟件，力求達(dá)到減小勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率的目的。關(guān)鍵詞：收縮率；注塑；分流道；澆口；脫模；裝配；開(kāi)模目錄1.緒論V國(guó)內(nèi)模具市場(chǎng)現(xiàn)狀1國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展前景11.2塑料模具的發(fā)展背景21.3塑料注射模具概述2注塑模具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)2注塑模具的組成2注塑模具的分類(lèi)32.塑件成型工藝分析42.1塑料成型特性42.2塑件的結(jié)構(gòu)工藝性52.2.1塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析5塑件的尺寸精度分

3、析6塑件表面質(zhì)量分析72.3塑件的生產(chǎn)批量72.4關(guān)于注塑機(jī)8主要技術(shù)參數(shù)8計(jì)算塑件體積和質(zhì)量8確定型腔數(shù)目8確定注射成型的工藝參數(shù)93.分型面的選擇以及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)103.1分型面的擇103.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)114.模具設(shè)計(jì)的方案論證134.1型腔布局134.2成型零件的結(jié)構(gòu)144.3推出機(jī)構(gòu)的確定144.4合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)155.主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算165.1成型零部件的尺寸計(jì)算165.2模具型腔壁厚的確定175.3模具型腔模板總體尺寸的確定175.4標(biāo)準(zhǔn)模架的確定17模架概述18模架的組合形式18模架的選擇18模具結(jié)構(gòu)196塑料注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核196.1模具閉合高度的確定196.

4、2模具閉合高度的校核206.3模具安裝部分的校核206.4模具開(kāi)模行程的校核206.5鎖模力的校核216.6注射壓力的校核216.7注射量的校核217結(jié)論21參考文獻(xiàn)22致謝221.緒論本課題主要是針對(duì)塑料托盤(pán)的注塑模具設(shè)計(jì),該塑料托盤(pán)材料為無(wú)毒PS材料，是日常生活中常見(jiàn)的一種塑件產(chǎn)品。通過(guò)對(duì)塑件進(jìn)行工藝的分析和比較,最終設(shè)計(jì)出一副注塑模。該課題從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性，具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對(duì)模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑機(jī)的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核、都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)，同時(shí)并簡(jiǎn)單的編制了模具的加工工藝。通過(guò)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程表明該模具能夠達(dá)到此塑件所要求的加工工藝。根據(jù)題目設(shè)計(jì)的主要任

5、務(wù)是托盤(pán)注塑模具的設(shè)計(jì)，也就是設(shè)計(jì)一塑模具來(lái)生產(chǎn)塑件產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。針對(duì)塑件的具體結(jié)構(gòu)，該模具是側(cè)澆口的雙分型面注射模具。1.2在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的進(jìn)程中，模具的地及其重要性日益被人們所認(rèn)識(shí)。模具工業(yè)作為進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力之一，正推動(dòng)著整個(gè)工業(yè)技術(shù)向前邁進(jìn)！模具就是“高效益”，模具就是“現(xiàn)代化”之深刻含意，也正在為人們所理解和掌握。當(dāng)塑料品種入其成型加工設(shè)備被確定之后，塑料制品質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低，模具因素約占80。由此可知，推動(dòng)模具技術(shù)的進(jìn)步應(yīng)刻不容緩！塑料模具設(shè)計(jì)技術(shù)與制造水平，常標(biāo)志一個(gè)國(guó)家工業(yè)化發(fā)展的程度。由此可知，塑料模具設(shè)計(jì)，對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量的重要性是不言而喻的。

6、 近年來(lái)，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動(dòng)化、大型、長(zhǎng)壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所占比例越來(lái)越大。注塑成型模具就是將塑料先加在注塑機(jī)的加熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔化后，在注塑機(jī)的螺桿或活塞的推動(dòng)下，經(jīng)過(guò)噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔內(nèi)，塑料在其中固化成型。 通過(guò)本次設(shè)計(jì)任務(wù)的全過(guò)程，有利于培養(yǎng)實(shí)踐工作能力。另外，本次設(shè)計(jì)還必須具備一定的計(jì)算機(jī)應(yīng)用的能力，在設(shè)計(jì)過(guò)程中都應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)課題利用計(jì)算機(jī)編制相應(yīng)的工程計(jì)算、分析和優(yōu)化的程序，同時(shí)還具備必要的計(jì)算機(jī)繪圖能力，如利用AutoCAD 2004軟件進(jìn)行二維圖的繪制和proe三維畫(huà)圖。本次課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是塑料香皂盒注塑模具的設(shè)計(jì)。也就是

7、設(shè)計(jì)一副注塑模具來(lái)生產(chǎn)塑料盒塑件產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。針對(duì)盒蓋的具體結(jié)構(gòu)，通過(guò)此次設(shè)計(jì)，使我對(duì)點(diǎn)澆口雙分型面模具的設(shè)計(jì)有了較深的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)查閱大量資料、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)、期刊等，結(jié)合教材上的知識(shí)也對(duì)注塑模具的組成結(jié)構(gòu)（成型零部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部分、推出機(jī)構(gòu)、排氣系統(tǒng)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)）有了系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，拓寬了視野，豐富了知識(shí)，為將來(lái)獨(dú)立完成模具設(shè)計(jì)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)1.3注塑模具的組成下列以注射塑料模具為例，介紹塑料模具的典型結(jié)構(gòu)。 注塑模具的組成包括以下幾個(gè)部分： （1）模具型腔型腔是成型注塑件形狀的主要零件，它是由凸模和凹模組成的，一般分為三種:1) 整體式：采用自制模架或非

8、標(biāo)準(zhǔn)模架，將凸模直接做在A版上，而將凹模直接坐在B版上。但是這種A版和B版所選用的鋼材必須滿足成型的要求，而且一般凸模加工困難，鋼材消耗多。2) 整體嵌入式：這種模具一般采用標(biāo)準(zhǔn)模架，所以此形式應(yīng)用廣泛。它是將凸凹模做成鑲塊，安裝在標(biāo)準(zhǔn)模架的A，B板上。 3)拼鑲式型腔：對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模具型腔，為了簡(jiǎn)化加工，凸凹模都采用拼裝的形式。7（2）分型面 分開(kāi)模具取出制品（注塑件）或分開(kāi)模具取出澆注系統(tǒng)、既可以接觸又可以分開(kāi)的面叫做分型面。分型面通常是平面，也有斜面或階梯面。 一般的注塑模至少有一個(gè)分型面。分型面的選擇對(duì)塑件的質(zhì)量有直接的影響，因此要認(rèn)真考慮分型面的位置。 （3）澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)包括主

9、流道、分流道、澆口、冷料穴，是指模具澆口套和注塑機(jī)噴嘴處到型腔位置的流道。 （4）冷卻系統(tǒng)在工作中為了使制品冷卻，一般采用冷卻水道模具。 （5）排氣系統(tǒng) 排氣系統(tǒng)在注塑成型中排除型腔中的氣體。排氣系統(tǒng)是模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要部分，但一般情況下可以利用模具零件的配合間隙排氣，而無(wú)須特意設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)。 （6）脫模機(jī)構(gòu) 脫模是在開(kāi)模時(shí)使制品和澆注系統(tǒng)和模具相脫離。一般有3種方式：頂出機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)脫出機(jī)構(gòu)和側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。 1.2.3 注塑模具的分類(lèi)注射機(jī)的結(jié)構(gòu)形式根據(jù)所使用的注射機(jī)的不同可分為立式注射模、直角式注 射模和臥式注射模。 （1）立式注射模：豎直安裝在立式注射機(jī)上，澆口自上而下注射。立式注射模

10、多用于小型塑件的成型。 （2）直角式注射模：平臥安裝在直角式注射機(jī)上，澆口自上而下，但垂直與開(kāi)模方向。（3）臥式注射模：安裝在臥式注射機(jī)上，是注射成型中最常用的。2.塑件成型工藝分析2.1塑料成型特性圖2-1圖2-1所示塑件為托盤(pán)，材料為聚苯乙烯（PS），聚苯乙烯是指有苯乙烯單體經(jīng)自由基縮聚反應(yīng)合成的聚合物，英文名稱為Polystyrene，玻璃化溫度8090，非晶態(tài)密度1.041.06克/厘米3，晶體密度1.111.12克/厘米3，熔融溫度240，電阻率為10201022歐厘米。導(dǎo)熱系數(shù)30時(shí)0.116瓦/(米開(kāi))。通常的聚苯乙烯為非晶態(tài)無(wú)規(guī)聚合物，具有優(yōu)良的絕熱、絕緣和透明性，長(zhǎng)期使用溫度

11、070，但脆，低溫易開(kāi)裂。普通聚苯乙烯樹(shù)脂為無(wú)毒.無(wú)臭.無(wú)色的透明顆粒，似玻璃狀脆性材料.其制品具有極高的透明度，透光率可達(dá)90%以上，電絕緣性能好，易著色.加工流動(dòng)性好，剛性好及耐化學(xué)腐蝕性好等。普通聚苯乙烯的不足之處在于性脆，沖擊強(qiáng)度低，易出現(xiàn)應(yīng)力開(kāi)裂，耐熱性差及不耐沸水等。 化學(xué)性質(zhì) 聚苯乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性比較差，可以被多種有機(jī)溶劑（如：芳烴、鹵代烴等）溶解，會(huì)被強(qiáng)酸強(qiáng)堿腐蝕，不抗油脂，在受到紫外光照射后易變色。燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量一氧化碳或者二化碳，注意防止中毒 物理性質(zhì) 聚苯乙烯質(zhì)地硬而脆，無(wú)色透明，可以和多種染料混合產(chǎn)生不同的顏色。 密度：1.04-1.06 PS的其他化學(xué)和物理特性 大

12、多數(shù)商業(yè)用的PS都是透明的、非晶體材料。PS具有非常好的幾何穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、光學(xué)透過(guò)特性、電絕緣特性以及很微小的吸濕傾向。它能夠抵抗水、稀釋的無(wú)機(jī)酸，但能夠被強(qiáng)氧化酸如濃硫酸所腐蝕，并且能夠在一些有機(jī)溶劑中膨脹變形。典型的收縮率在0.40.7%之間。 注塑模工藝條件 干燥處理：除非儲(chǔ)存不當(dāng)，通常不需要干燥處理。如果需要干燥，建議干燥條件為引引80C、23小時(shí)。 熔化溫度：180280C。對(duì)于阻燃型材料其上限為250C。 模具溫度：4050C。 注射壓力：200600bar。 注射速度：建議使用快速的注射速度。 流道和澆口: 可以使用所有常規(guī)類(lèi)型的澆口。 典型用途 產(chǎn)品包裝，家庭用品（餐具、托

13、盤(pán)等），電氣（透明容器、光源散射器、絕緣薄膜等）。2.2塑件的結(jié)構(gòu)工藝性塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析圖2-2從圖紙2-2上分析，該塑件的外形基本上為U型盤(pán)，塑件上的尺寸各為L(zhǎng)=45，然后中間抽殼，厚度為2 ，5，然后中間挖空成一個(gè)U性槽，尺寸各為R=7.5，且L=15，且托盤(pán)上表面倒圓角R=0.5，右邊和下邊各為為它的中間剖面圖，該處設(shè)計(jì)脫模容易，且飛邊容易去除，設(shè)計(jì)合理；壁厚相對(duì)均勻，且符合最小壁厚的要求；2.2.2塑件的尺寸精度分析該塑件尺寸精度無(wú)特殊要求，所有尺寸均為自由尺寸，可按照MT7查取工程塑料模塑料件尺寸公差表（GB/T 14486-1993）其主要尺寸公差要求如表2-1所示。9表2-1

14、 塑件上主要尺寸按MT7級(jí)公差要求 mm塑件標(biāo)注尺寸塑件尺寸公差（按MT7級(jí)精度 ）塑件標(biāo)注尺寸塑件尺寸公差（按MT7級(jí)精度 ）外形尺寸45450 -1.14內(nèi)形尺寸6512.512.50 -1207.5152.52.50 -0.38R7.5塑件表面質(zhì)量分析該塑件是7.0cm長(zhǎng)的塑件，寬為2.5cm，高為0.75cm，要求外表美觀、無(wú)斑點(diǎn)、無(wú)熔接痕，內(nèi)表面和外表面粗糙度可取Ra1.6m， 綜合來(lái)看，該塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)特殊的結(jié)構(gòu)要求和精度要求。在注塑成型生產(chǎn)時(shí)，只要工藝參數(shù)控制得當(dāng)，該塑件是比較容易成型的。2.3塑件的生產(chǎn)批量該塑件的生產(chǎn)類(lèi)型是大批量生產(chǎn)，因此，在模具設(shè)計(jì)中，要提高塑件的生產(chǎn)效率

15、，傾向于采用多型腔、高壽命、自動(dòng)脫模模具，以便降低生產(chǎn)成本。2.4關(guān)于注塑機(jī)主要技術(shù)參數(shù)因?yàn)檫x用了SZ-25/20型塑料注射機(jī)生產(chǎn)，該機(jī)為柱塞式塑料注射劑，PS可以采用此類(lèi)塑料注射機(jī)成型，據(jù)查相關(guān)資料(JB248578)列出該機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)，如表2-2所示。9表2-2 SZ-25/20型塑料注射機(jī)的主要參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目參考值主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目參考值額定注射量/25最小模具厚度/mm110鎖模力/KN200模板最大行程/mm210注射壓力/MPa200定位孔直徑/mm55螺桿直徑/mm25噴嘴伸出量/mm20注塑速率/(g.s)35噴嘴前端球面半徑/mm10最大模具厚度/mm220頂出力/K

16、N6.7計(jì)算塑件體積和質(zhì)量塑件體積計(jì)算：經(jīng)三維軟件計(jì)算得到塑件的體積為V2411mm。塑件的質(zhì)量計(jì)算：查模具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取塑料LDPE的=1.11g/cm,所以塑件的質(zhì)量為：W=V=1.1110-32411*25.067（g）確定型腔數(shù)目考慮到SZ-25/20型塑料注射劑的額定注射量為25cm，本設(shè)計(jì)中的塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，單個(gè)的塑件體積為2.4cm，注射機(jī)的額定注射量就限制最多的成型該塑件的數(shù)量為2，而該設(shè)計(jì)的生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)，為盡量提高生產(chǎn)效率，決定采用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)，型腔平衡布置在型腔板兩側(cè)，這樣有利于澆注系統(tǒng)的排列和模具的平衡。確定注射成型的工藝參數(shù)根據(jù)選用塑料（ps）的特性和本設(shè)計(jì)中

17、塑料的自身成型特點(diǎn)，查有關(guān)資料，確定注射成型工藝參數(shù)如表2-3所示。表2-3 塑件的注射成型工藝參數(shù)工藝參數(shù)規(guī)格預(yù)熱和干燥/料筒溫度后段140160中段-前段170200噴嘴溫度150170模具溫度3045注射壓力p/Mpa60200成型時(shí)間/s注射時(shí)間05保壓時(shí)間1560冷卻時(shí)間1560總周期40140螺桿轉(zhuǎn)速/n/rmin-1-后處理方法退火處理溫度/循環(huán)烘箱，1020時(shí)間/h812雖然塑件體積、厚度不大，但該塑件生產(chǎn)類(lèi)型為大批量，加上PS塑料比熱容大，冷卻速度慢，成型時(shí)必須充分冷卻，模具設(shè)計(jì)師要有冷卻系統(tǒng)，所以該模具應(yīng)該采用冷卻水強(qiáng)制冷卻，冷卻要均勻，以縮短周期，提高生產(chǎn)效率。3.分型面

18、的選擇以及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1分型面的擇該塑件為托盤(pán)，外形表面質(zhì)量要求較高。在選擇分型面時(shí)，根據(jù)分型面的選擇原則，在考慮不影響塑件的外觀質(zhì)量，便于清除毛刺與飛邊，有利于排除模具型腔內(nèi)的氣體，分模后塑件留在動(dòng)模一側(cè)，便于取出塑件等因素，分型面應(yīng)選擇在塑件外形輪廓的最大處，如圖3-1所示。圖3-1 分型面的選擇如果按照?qǐng)D3-1所示的分型面分型，則塑件分別是由兩個(gè)模板成型，由于合模誤差的存在，會(huì)使塑件產(chǎn)生一定同軸度誤差，且飛邊不易去除。另外，為了提高自動(dòng)化程度與生產(chǎn)效率，減少ps的取向變形以及保證塑件表面質(zhì)量，決定采用點(diǎn)澆口，而模具采用了雙分型面結(jié)構(gòu)。一個(gè)分型面用于成型塑件，另一個(gè)分型面用于取出澆注

19、系統(tǒng)凝料。3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主流道設(shè)計(jì)。根據(jù)相關(guān)資料，查得SZ-25/20型塑料注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸為：噴嘴孔直徑 d0=2mm;噴嘴前端球面半徑 R0=10mm根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系得到：主流道進(jìn)口端球面半徑R= R0+(12)mm=10mm+(12)mm,取R=12mm主流道進(jìn)口端孔直徑d=d0+0.5=2+0.5=2.5mm,取d=2.5mm為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其斜度取4，同時(shí)為了使熔料順利進(jìn)入分流道，在主流道出料端設(shè)計(jì)r=5mm的圓弧過(guò)渡。主流道村套采用可拆卸更換的澆口套如圖3-2所示，澆口套的形狀及尺寸設(shè)計(jì)采用推薦尺寸的常用澆套；圖3-2為了能與

20、塑料注射機(jī)的定位圈相配合，采用外加定位圈的方式，這樣不僅減小了澆口套的總體尺寸，還避免了澆口套在使用過(guò)程中的磨損。分流道的設(shè)計(jì)。該塑件的體積比較小，形狀比較簡(jiǎn)單，壁厚均勻，且流動(dòng)性好?？梢圆捎脝吸c(diǎn)進(jìn)料方式。為了便于加工，采用最常用的截面形狀為U形的分流道。查分流道截面及其尺寸的有關(guān)資料，取U形分流道截面半徑R=1.5mm,h=2.75mm,l=45mm.分流道截面形狀尺寸如圖3-4所示。圖3-4分流道截面形狀及尺寸側(cè)澆口的設(shè)計(jì)。由于該塑件的外觀質(zhì)量要求較高，澆口的位置和大小應(yīng)該以不影響塑件的外觀質(zhì)量為前提，同時(shí)，也應(yīng)該盡量使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。根據(jù)對(duì)該塑件的結(jié)構(gòu)分析，并結(jié)合已缺確定的分型面位置，選擇

21、如圖3-5所示的側(cè)澆口進(jìn)料方式。根據(jù)塑件的外觀質(zhì)量的要求以及型腔的安放方式，進(jìn)料位置設(shè)計(jì)在塑件頂部。側(cè)澆口的直徑尺寸可以根據(jù)不同塑料按塑件平均厚度查表確定。圖3-5側(cè)澆口的結(jié)構(gòu)、位置及尺寸4.1型腔布局因?yàn)樗芗庑问菆A形的，各個(gè)方向尺寸一致;另外，塑件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要側(cè)向分型，所以型腔的排列方式只有一種，即左右對(duì)稱分布在模板兩側(cè)，如圖4-1所示。圖4-1型腔的排列方式4.2成型零件的結(jié)構(gòu)模具的型腔采用整體式型腔。整體式型腔是直接加工在型腔板上的，有較高的強(qiáng)度和剛度，使用中不容易發(fā)生變形。該塑件的尺寸較小，最大處也只有70mm，且形狀簡(jiǎn)單，型腔加工容易實(shí)現(xiàn)，可以采用整體式結(jié)構(gòu)。模具的型芯采用整

22、體鑲嵌式型芯。整體鑲嵌式型芯可節(jié)省貴重的模具鋼，便于機(jī)加工和熱處理，修理方便，同時(shí)也有利于型芯冷卻和排氣實(shí)施。4.3推出機(jī)構(gòu)的確定根據(jù)塑件的形狀特點(diǎn)，確定模具型腔的定模部分，型芯在動(dòng)模部分。塑件成型開(kāi)模后，塑件與型芯一起留在動(dòng)模一側(cè)。由于成型該塑件的塑料（PS）彈性不高，不需要較大的脫模力，所以決定采用推桿推出機(jī)構(gòu)。4.4合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)該塑件精度要求不算高，塑件形狀、型腔分布對(duì)稱，可采用最為常見(jiàn)的導(dǎo)柱導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)，在動(dòng)模板、推件板、定模板間使用2根導(dǎo)柱，導(dǎo)柱的長(zhǎng)度要確保推件板推出塑件后不脫落，在定模座板與定模板之間采用2根限距拉桿，不僅起到限制第一次分型距的作用（所限距離要確保能取出凝料）

23、，同時(shí)還起到導(dǎo)向定位定模座板與定模板的作用。求塑料制品在固化時(shí)每個(gè)小時(shí)釋放的熱量Q設(shè)注射時(shí)間為2s，冷卻時(shí)間為20s，保壓時(shí)間為15s，開(kāi)模取件時(shí)間為3s,得注射成型周期為40s。設(shè)用20的水作為冷卻介質(zhì)，其出口溫度為28，水呈湍流狀態(tài)，1h成型次數(shù)n=36000/40=90次，則W=Mn=5.067900.46（kg/h）查模具設(shè)計(jì)手冊(cè)的PS單位質(zhì)量放出的熱量為Q1=350kJ/kg，故Q=WQ1=0.46*350=161（kg/h）水的體積計(jì)算由上述公式得qv=WQ1/c1(t1-t2)=161/104.187(28-20)=4.810-3(m3/min)式中W單位時(shí)間（每分鐘）內(nèi)注入模具

24、的塑料質(zhì)量（kg/min）；Q1單位質(zhì)量的塑件在凝固時(shí)所發(fā)出的熱量；冷卻水的密度（1000kg/m3）；c1冷卻水的比熱容（4.187kJ/(kg)）；t1冷卻水出口溫度（28）t2冷卻水入口溫度（20）求冷卻水道直徑d為使冷卻水處于湍流狀態(tài)，根據(jù)水的體積流量查模具設(shè)計(jì)手冊(cè)得：d=8mm。4.5排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)利用型芯、頂桿、鑲拼件等的間隙排氣，不需要另外設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)。5.主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1成型零部件的尺寸計(jì)算該塑件的材料是一種收縮范圍為較大的塑料，因此成型零件的尺寸均按平均值法計(jì)算。前面已經(jīng)查得PS的收縮率為0.4%0.7%，故平均收縮率為Scp=(0.4%+0.7%)/2=0.55%

25、=0.0055根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取z=/3。成型零件尺寸的計(jì)算如表5-1所示。表5-1 成型零件尺寸的計(jì)算塑件尺寸計(jì)算公式型腔或型芯工作尺寸徑向尺寸型腔的徑向尺寸700 -1.54Lm=(Ls+LsScp-3/4)+z 070.24+0.51 0Hm=(Hs+HsScp+2/3) 0 -z7.60 -0.1345+1.14 0Lm=(Ls+LsScp-3/4)0 -z45.780 -0.38型芯的徑向尺寸650 -1.54Lm=(Ls+LsScp-3/4)+z70 065.11+0.51 0軸向尺寸型腔的軸向尺寸250 -1Hm=(Hs+HsScp-2/3)+z 025.01

26、+0.33 02.50 -0.38Hm=(Hs+HsScp-2/3)+z 02.71+0.13 0型芯的軸向尺寸20+1 0Hm=(Hs+HsScp+2/3) 0 -z21.010 -0.135+0.38 0Hm=(Hs+HsScp+2/3) 0 -z5.220 -0.135.2模具型腔壁厚的確定模具型腔在成型過(guò)程中受到塑料熔體的高壓作用應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度和剛度。如果型腔側(cè)壁和底板厚度過(guò)小，可能因強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞，也可能因剛度不足而產(chǎn)生撓曲變形，導(dǎo)致溢料和飛邊，降低尺寸精度并影響脫模。但是對(duì)于型腔側(cè)壁和底板的厚度作出精確的力學(xué)計(jì)算是相當(dāng)困難的，一般在工程設(shè)計(jì)上可以采用相關(guān)的計(jì)算公

27、式來(lái)近似的計(jì)算型腔的側(cè)壁和底板的厚度。在工廠中，常用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)度型腔側(cè)壁和底板厚度進(jìn)行簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。表5- 2列舉了圓形型腔壁厚的經(jīng)驗(yàn)推薦數(shù)據(jù)，可供設(shè)計(jì)時(shí)參考12。表5-2 圓形型腔壁厚 mm圓形型腔內(nèi)壁直徑整體式型腔壁厚組合式型腔型腔壁厚模套壁厚90100501440100120551545120140601648140160651752160180701955180200752158采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)法，直接查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)的表格，得到該型腔的推薦壁厚為35mm。5.3模具型腔模板總體尺寸的確定該模具的型腔直徑為70mm，根據(jù)確定的型腔壁厚尺寸35mm，綜合以上數(shù)據(jù)，確定型腔模板的總體尺寸為“250（B）

28、203（L）35（H）”。5.4標(biāo)準(zhǔn)模架的確定5.4.1模架概述模具設(shè)計(jì)主要是形成產(chǎn)品外形的凹、凸模零件以及開(kāi)模和脫模方式的設(shè)計(jì)，模具上的大部分零部件可以直接選購(gòu)由專門(mén)廠家生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)件，尤其是模架的直接選購(gòu)，大大節(jié)約了模具制造時(shí)間和費(fèi)用。現(xiàn)在，廠家設(shè)計(jì)制造出一套中等復(fù)雜程度的注塑模具，10天左右的時(shí)間即可完成。模具標(biāo)準(zhǔn)件在不同的國(guó)家和地區(qū)有小小的差別，主要是在品種和名稱上有區(qū)別，但所具有的結(jié)構(gòu)基本上是一樣的。這次設(shè)計(jì)的模具標(biāo)準(zhǔn)是流行于廣東珠江三角洲地區(qū)的港臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)，與國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)基本上是一樣的，在型號(hào)命名及品種分類(lèi)上有些不同。5.4.2模架的組合形式塑料注射模模架按結(jié)構(gòu)特征可分為36種主要結(jié)構(gòu)

29、，其中直澆口模架為12種、點(diǎn)澆口模架為16種、簡(jiǎn)化點(diǎn)澆口模架為8種。（1）直澆口模架直澆口模架有12種，其中直澆口的基本行為4種，直身基本型為4種，直身無(wú)定模板型為4種。直身基本型分為：ZA型、ZB型、ZC型和ZD型。直身無(wú)定模板型分為：ZAZ型、ZBZ型、ZCZ型和ZDZ型。（2）點(diǎn)澆口模架點(diǎn)澆口基本型分為：DA型、DB型、DC型和DD型。直身點(diǎn)澆口基本型分為：ZDA型、ZDB型、ZDC型和ZDD型。點(diǎn)澆口無(wú)推料板型分為：DAT型、DBT型、DCT型和DDT型。直身點(diǎn)澆口無(wú)推料板型分為：ZDAT型、ZDBT型、ZDCT型和ZDDT型。（3）簡(jiǎn)化點(diǎn)澆口模架簡(jiǎn)化點(diǎn)澆口基本型分為：JA型和JC型。

30、直身點(diǎn)澆口基本型分為：ZJA型和ZJC型。點(diǎn)澆口無(wú)推料板型分為：JAT型和JCT型。直身點(diǎn)澆口無(wú)推料板型分為：ZJAT型和ZJCT型。5.4.3模架的選擇本塑件采用點(diǎn)澆口注射成型，根據(jù)模具結(jié)構(gòu)形式、型腔數(shù)目、塑件尺寸、冷卻水道分布等因素，查相關(guān)資料，選擇的標(biāo)準(zhǔn)模架型號(hào)為：模架 DBT 1825-803250 GB/T 12555-2006塑料注射模模架，模架結(jié)構(gòu)如圖5-1所示。圖5-1模架結(jié)構(gòu)5.4.4模具結(jié)構(gòu)模具總裝圖及工作原理上述尺寸確定之后，就可以選用A4型標(biāo)準(zhǔn)模架制造，板面為 250mm 203mm ， 模具結(jié)構(gòu)如圖 5-2 所示。 1. 定模底板 2.澆口 3.螺釘 4.定模板 5.

31、導(dǎo)套 6.型心固定板 7.型心 8.支撐板 9.墊塊10.動(dòng)模底板 11.推板 12.小螺釘 13.推桿固定板 14.推桿 15.長(zhǎng)銷(xiāo)栓圖5-2模具結(jié)構(gòu)模具工作原理： 成型制件時(shí)，先合模，對(duì)模具預(yù)熱一段時(shí)間后再開(kāi)始注射。一次注射完成后，冷卻 一段時(shí)間，然后開(kāi)模。開(kāi)模時(shí)，模具沿B-B面打開(kāi)，制件與型腔分離，包裹在型芯上， 隨動(dòng)模一起向左運(yùn)動(dòng)，移動(dòng)一段距離后，澆注系統(tǒng)凝料在點(diǎn)澆口處被拉斷；當(dāng)注射機(jī)的 推桿頂?shù)剿芗r(shí)，推桿繼續(xù)運(yùn)動(dòng)而推板機(jī)構(gòu)停止運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，在推桿14的作用下，塑件被頂出，使塑件脫離型芯，完成脫模動(dòng)作，然后合模，進(jìn)行下循環(huán)。6塑料注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核6.1模具閉合高度的確定組成模具閉合

32、高度的模板及其他零件的尺寸有：定模座板為H4 =20mm；型腔板為A=20mm；型芯固定板為B=40mm；支承板為H2=25mm；墊塊為C=63mm；動(dòng)模座板為H1=20mm；則該模具閉合高度為：H= H4 +A+ +B+ H2 +C+ H1 =20+20+40+25+63+20=203(mm)6.2模具閉合高度的校核由于SZ25/20型塑料注射機(jī)所允許的模具最小厚度為Hmin=110mm;模具最大厚度為Hmax=220mm。因計(jì)算得模具閉合高度H=203mm，所以模具閉合高度滿足HminHHmax的安裝條件。6.3模具安裝部分的校核該模具的外形最大部分尺寸為250mm203mm，SZ25/2

33、0型塑料注射機(jī)模板最大安裝尺寸為430mm320mm.故能滿足模具安裝的要求。6.4模具開(kāi)模行程的校核開(kāi)模行程也稱合模行程，指的是模具開(kāi)合過(guò)程中動(dòng)模座板的移動(dòng)距離，用符號(hào)S表示。SZ25/20型塑料注射機(jī)的最大開(kāi)模行程為Smax=210mm。為了使塑件成型后能夠順利的脫模，并結(jié)合該模具的雙分型面的特點(diǎn)，確定該模具的開(kāi)模行程S應(yīng)滿足下式要求：SmaxA+ H3+B+ H2 +C+(510)mm=35+25+40+25+63+10=198(mm)其中 H1 塑件所用的脫模距離； H2 塑件高度； a 取出澆注系統(tǒng)凝料必需的長(zhǎng)度；因Smax=210mm198mm,故該注射機(jī)的開(kāi)模行程滿足要求。6.5

34、鎖模力的校核在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FKApm式中 F注射機(jī)的額定鎖模力，KN；A 制件和流道在分型面上的投影面積之和，mm；pm型腔平均壓力一般為注射機(jī)壓力的0.30.65倍，通常為2040 Mpa ，此塑件可取30Mpa ，可參看塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)表3-3；K安全系數(shù)，通常取1.11.2。將數(shù)據(jù)待入得：KApm=1.1524113083.179KNF=200KN83.179KN，滿足要求。6.6注射壓力的校核注射壓力的校核的公式為：pmaxKp0式中pmax注射機(jī)的額定注射壓力，Mpa；p0注射成型時(shí)所需的注射壓力，Mpa；K安全系數(shù)； 將數(shù)據(jù)

35、待入得：Kp0=1.340=52（Mpa）pmax=200Mpa，滿足要求。6.7注射量的校核在一個(gè)注射成型周期內(nèi)，注射模內(nèi)所需的塑料熔體總量與模具澆注系統(tǒng)的容積和型腔容積有關(guān)，其值用下式計(jì)算：mi=N ms + mj式中 N 型腔數(shù)量；ms 單個(gè)制品的質(zhì)量或者體積，g或者cm；mj 澆注系統(tǒng)和飛邊所需要的塑料質(zhì)量或者體積，g或者cm；已知，N=2，ms=24.11cm，經(jīng)估算mj20cm，則mi68.22cm。SZ25/20型塑料注射機(jī)的額定注射量為mI=25cm，為了使注射成型過(guò)程中穩(wěn)定可靠，應(yīng)有mi=(0.1) mI=20(cm)因此，該注射機(jī)的注射量滿足模具要求。結(jié)論本設(shè)計(jì)是關(guān)于應(yīng)用計(jì)

36、算機(jī)輔助制造設(shè)計(jì)方法進(jìn)行的油壺蓋注射模具設(shè)計(jì)，分為注 射模具的設(shè)計(jì)和模具加工制造，前者是對(duì)模具型腔、型芯、脫模機(jī)構(gòu)等進(jìn)行設(shè)計(jì)，后者用 PRO/E3D實(shí)體造型，分模后，再用 EMX 設(shè)計(jì)模架。模具由螺紋型芯、動(dòng)模、定模、推桿、推板、推件板所組成，經(jīng)過(guò)注射機(jī)注塑成型。在脫芯時(shí)，根據(jù)產(chǎn)品的形要求，產(chǎn)品屬于罩殼形，且由于制品本身的螺紋較淺且材料具有較高的彈性，所以不用設(shè)置抽芯機(jī)構(gòu)。正好適合采用推板強(qiáng)制脫模機(jī)構(gòu)，而且此機(jī)構(gòu)有頂出力均勻平穩(wěn)且大；制品不容力實(shí)現(xiàn)復(fù)位；分型面如裝配圖所示，采用兩根推桿頂出推件板，使制品脫模。經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐證明，該模具有利于、塑料熔體的充模流動(dòng)，脫模機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單可狀靠，冷卻系統(tǒng)布置合理

37、，投入使用后塑件質(zhì)量穩(wěn)定達(dá)到用戶要求。參考文獻(xiàn)1 王樹(shù)勛：注塑模具設(shè)計(jì)與實(shí)用技術(shù)M，廣州.華南理工大學(xué)出版社，1996.2 沈言錦：塑料工藝與模具設(shè)計(jì)M，長(zhǎng)沙.湖南大學(xué)出版社，2007.3楊占堯：塑料模具典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例M，北京.化學(xué)工業(yè)出版社，2008.4 林清安： Pro/ENGINEER 2001 模具設(shè)計(jì)M.，北京.清華大學(xué)出版社. 2004.5塑料模具技術(shù)手冊(cè)編委會(huì)：塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)M，北京.機(jī)械工業(yè)出版社，2002.致謝大學(xué)四年的本科學(xué)習(xí)還有一年就要結(jié)束，課程設(shè)計(jì)是其中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。歷經(jīng)近兩個(gè)禮拜的課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束，敬請(qǐng)各位老師對(duì)我的設(shè)計(jì)過(guò)程作最后檢查。在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了實(shí)習(xí)指導(dǎo)老師以及許多同學(xué)的幫助，特別是鄭森偉老師的悉心指導(dǎo)，使我受益匪淺。從課題到手以及資料的查詢、摘要翻譯到最后論文的撰寫(xiě)過(guò)程中給予了我很多指導(dǎo)，并且隨時(shí)與我保持聯(lián)系，隨時(shí)了解我的設(shè)計(jì)進(jìn)程，在我碰到問(wèn)題的時(shí)候都及時(shí)的給我改正和補(bǔ)充,讓我學(xué)到了知識(shí)，掌握了研究方法。他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、對(duì)我的嚴(yán)格要求使我加深了模具方面的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)了我獨(dú)立思考題、解決問(wèn)題的能力也將使我終身受益。在此，對(duì)關(guān)心和指導(dǎo)過(guò)我的各位老師和幫助過(guò)我的同學(xué)表示衷心的感謝! 最后，衷心感謝在百忙之中抽出時(shí)間審閱本論文的專家教授。