畢業(yè)設(shè)計(jì)支架注塑模具

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1、第1章 緒 論 1.1課題的來源、目的、意義及設(shè)計(jì)任務(wù) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)為教師自擬的題目，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題，還有解決問題的能力。根據(jù)總體設(shè)計(jì)要求完成關(guān)鍵零件的工程圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。了解支架注塑模具的工藝過程和工藝要求。 本次設(shè)計(jì)要求是要運(yùn)用CAD軟件自主設(shè)計(jì)支架注塑模具。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，將使我們對(duì)塑件成型工藝分析、模具方案論證與設(shè)計(jì)、模具零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算與校核、查閱文獻(xiàn)和編寫文檔方面受到一次系統(tǒng)的訓(xùn)練。 1.2塑料模具的基本概念 塑料制件是現(xiàn)代新興產(chǎn)品之一，如今我們是生存在“塑料世界”里。由于塑料具有密度小、化學(xué)穩(wěn)定性好、電絕緣性能高、比強(qiáng)度大等優(yōu)異性能，再加上

2、原料豐富、制作方便及成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，所以在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域等方面應(yīng)用廣泛。 塑料是從石油生產(chǎn)出來的合成樹脂加入增塑劑、穩(wěn)定劑、填充劑及著色劑等物質(zhì)而組成的，原料為小顆?；蚍蹱睢⑦@些小顆粒塑料加熱熔化成粘流狀，注射到一個(gè)具有所需產(chǎn)品形狀的行腔中，待塑料冷卻后取出來，就得到了與型腔形狀一樣的塑件，這個(gè)具有型腔的東西稱為模具，因?yàn)樗鼘ｉT用于制作塑料件，所以通常稱為注塑模具。 1.3注塑模具的分類 1.按塑件尺寸精度分為一般注塑模、精密注塑模。 2.按模具型腔數(shù)目分為單型腔注塑模、多型腔注塑模。 3.按模具安裝方式分為移動(dòng)式注塑模、固定式注塑模。 4.按塑料材料類別分為熱塑性注塑模、熱固性

3、塑料注塑模。 5.按注塑機(jī)類型分為臥式注塑模、立式注塑模和直角式注塑模。 6.按模具澆注系統(tǒng)分為冷流道模、絕熱流道模、熱流道模、溫流道模。 7.按注塑模的總體結(jié)構(gòu)特征分為單分型面注塑模、雙分型面注塑模、帶活動(dòng)成型零件的注塑模、帶側(cè)向分型抽芯的注塑模、自動(dòng)卸螺紋注塑模、無流道注塑模。 1.4我國(guó)塑料模具發(fā)展趨勢(shì)分析 我國(guó)注塑模具工業(yè)起步晚，底子薄，與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家相比存在很大的差距。但在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國(guó)家經(jīng)濟(jì)政策的支持和改革及開放方針引導(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、無流道、氣體輔助、高壽命模具在整個(gè)塑料模具產(chǎn)量所占的比重越來越大。從模具

4、設(shè)計(jì)和制造技術(shù)方面來看，注塑成型模具的發(fā)展趨勢(shì)可歸納為以下幾方面。 1.模具產(chǎn)品將向著更大型、更精密、更復(fù)雜及更經(jīng)濟(jì)快速方向發(fā)展；模具生產(chǎn)將朝著信息化、無圖化、精細(xì)化、自動(dòng)化方向發(fā)展；模具企業(yè)將向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)品品牌化、管理信息化、經(jīng)營(yíng)國(guó)際化方向發(fā)展。 2.模具CAD／CAE／CAM／PDM正向集成化、三維化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化方向發(fā)展?？旖莞咚俚男畔⒒瘯r(shí)代將帶領(lǐng)模具行業(yè)進(jìn)入新時(shí)代。 3.模具的質(zhì)量、周期、價(jià)格、服務(wù)四要素中，已有越來越多的用戶將周期放在首位，要求模具盡快交貨，因此模具生產(chǎn)周期將繼續(xù)不斷縮短。 4.大力提高開發(fā)能力，將開發(fā)工作盡量往前推，直至介入到模具

5、用戶的產(chǎn)品開發(fā)中去，甚至在尚無明確的用戶對(duì)象之前進(jìn)行開發(fā)(這需要在有較大把握和敢冒一定風(fēng)險(xiǎn)的情況下進(jìn)行)，變被動(dòng)為主動(dòng)。以及“你給我一個(gè)概念，我還你一個(gè)產(chǎn)品”的一站式服務(wù)模式都已成為發(fā)展趨勢(shì)。 5.隨著模具企業(yè)設(shè)計(jì)和加工水平的提高，過去以鉗工為核心，大量依靠技藝的現(xiàn)象已有了很大變化。在某種意義上說：“模具是一種工藝品”的概念正在被“模具是一種高新技術(shù)工業(yè)產(chǎn)品”所替代，模具“上下模單配成套”的概念正在被“只裝不配"的概念所替代。模具正從長(zhǎng)期以來主要依靠技藝而變?yōu)榻窈笾饕揽考夹g(shù)。這不但是一種生產(chǎn)手段的改變，也是一種生產(chǎn)方式的改變，更是一種觀念的改變。這一趨向使得模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不斷提高，模具精度

6、越來越高，生產(chǎn)周期越來越短，鉗工比例越來越低，最終促使整個(gè)模具工業(yè)水平不斷提高。 6.高速加工、復(fù)合加工、精益生產(chǎn)、敏捷制造及新材料、新工藝、新技術(shù)將不斷得到發(fā)展。 據(jù)有關(guān)方面預(yù)測(cè)，模具市場(chǎng)的總體趨勢(shì)是平穩(wěn)向上的，在未來的模具市場(chǎng)中，塑料模具發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時(shí)，由于近年來進(jìn)口模具中，精密、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進(jìn)口、提高國(guó)產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場(chǎng)上的份額也將逐步增大。建筑業(yè)的快速發(fā)展，使各種異型材

7、擠出模具、PVC塑料管材接頭模具成為模具市場(chǎng)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，高速公路的迅速發(fā)展，對(duì)汽車輪胎也提出了更高要求，因此子午線橡膠輪胎模具，特別是活絡(luò)模的發(fā)展也將高于總平均水平；以塑代木，以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大；家用電器行業(yè)在“十五”期間將有較大發(fā)展，特別是電冰箱、空調(diào)器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大；而電子及通訊產(chǎn)品方面，除了彩電等音像產(chǎn)品外，筆記本電腦和網(wǎng)機(jī)頂盒將有較大發(fā)展，這些都是塑料模具市場(chǎng)的增長(zhǎng)點(diǎn)。 1.5注塑成型原理 1.注塑成型：指將注射用的置于能加熱的料筒內(nèi)，受熱、塑化，再施加壓力，使熔體塑料注入到所需形狀的模具中，經(jīng)過冷卻定型后脫模，得到所需形狀

8、的制品。 2.注塑成型三要素：注塑機(jī)、模具、原料。 1.6注塑機(jī)的種類 1.按合模裝置的特征分類 按合模裝置的特征可分為液壓式、液壓機(jī)械式和機(jī)械式注塑機(jī)。 2.按注塑機(jī)的用途分類 按用途可分為通用和專用注塑機(jī)。專用注塑機(jī)又可分為熱固性型、排氣型、轉(zhuǎn)盤式玻璃纖維增強(qiáng)塑料等注塑機(jī)。 3.按注塑機(jī)加工能力分類 注塑機(jī)加工能力主要由合模力和注塑量參數(shù)表示，國(guó)際上通用的表示法是同時(shí)采用注塑量和合模力來表示。按其加工能力可分為超小型、小型、中型、大型、和超大型注塑機(jī)。 4.按設(shè)備外形特征分類 (1)臥式注塑機(jī) 臥式注塑機(jī)是最常見的形式。其合模裝置和注塑裝置的軸線呈水平一線排列。它具有

9、機(jī)身低，易于操作和維修，自動(dòng)化程度高，安裝較平穩(wěn)等特點(diǎn)，是目前應(yīng)用最廣泛的一種。 (2)立式注塑機(jī) 注塑機(jī)的合模裝置和注塑裝置的軸線呈垂直一線排練。 (3)角式注塑機(jī) 注塑機(jī)的合模裝置和注塑裝置的軸線互成垂直排列。 第二章 支架的工藝分析 支架的零件圖 該支架所用的材料是ABS塑料，大（小）批量生產(chǎn)。 2.1材料性能 ABS塑料為淺黃色粒狀或珠狀不透明樹脂，無毒、無味，吸水率低。收縮率為0.3——0.8，密度為1.03——1.07g/cm3，抗彎強(qiáng)度41-76MPa，拉伸彈性模量1587-2277MPa,允許

10、含水量0.10%。具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能，極好的低溫抗沖擊性能，優(yōu)良的電性能、耐磨性、尺寸穩(wěn)定性、耐化學(xué)性、染色性。易于加工成型。ABS耐水、無機(jī)鹽、堿和酸類，不溶于大部分醇類和烴類溶劑，易溶于醛、酮、酯及某些氯化烴中。ABS的缺點(diǎn)是可燃，熱變形溫度較低，耐侯性較差。燃燒特點(diǎn)：易燃；離火繼續(xù)燃燒；火焰黃色，濃黑煙；軟化，起泡；丙烯腈味。廣泛應(yīng)用于制造汽車內(nèi)飾件、電器外殼、手機(jī)、電話機(jī)殼、旋鈕、儀表盤等諸多方面。 2.2成型特性 1.吸收性能強(qiáng)，塑料在成型前必須充分預(yù)熱干燥，含水量應(yīng)小于0.3%。對(duì)于要求表面光澤的零件，塑料在成型前更應(yīng)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的預(yù)熱干燥。 2.流動(dòng)性中等，溢邊值0.04

11、mm.。 3.塑料的加熱溫度對(duì)塑料的質(zhì)量影響較大，溫度過高易于分解（分解溫度是250度）。成型時(shí)采用較高的加熱溫度和較高的注射壓力。 2.3結(jié)構(gòu)工藝性 零件壁厚基本均勻，所有壁厚均大于塑件的最小壁厚0.8mm，注射成型時(shí)應(yīng)不會(huì)發(fā)生填充不足現(xiàn)象。 2.4支架塑件體積、質(zhì)量計(jì)算 運(yùn)用Pro/E軟件分析可得： （1）單個(gè)塑件體積 V=5.34 cm3 ，質(zhì)量m=5.341.05=5.61g。 （2）兩個(gè)塑件和澆注系統(tǒng)凝料 總體積V總 =16.02 cm3 ，總質(zhì)量m總 =16.82g 2.5選擇注塑機(jī) 塑件的材料為ABS，其密度為1.03——1.07g/cm3，取其平均

12、密度為1.05g/cm3。使用Pro/E軟件畫出外殼的三維實(shí)體圖，應(yīng)用軟件自動(dòng)計(jì)算出圖形的體積為V塑=5.34cm3,，所以塑件的質(zhì)量Mz =V塑=1.05g/cm35.34cm3=5.61g。注塑機(jī)的實(shí)際注射量通常為理論注射量的80%左右。其注射量應(yīng)大于塑件體積與澆注系統(tǒng)體積之和，綜合意識(shí)所述，初步選定注塑機(jī)為XS—ZY—60型。其技術(shù)參數(shù)見表-1 機(jī)型編號(hào) XS—ZY—60 螺桿直徑 mm 38 噴嘴 球半徑 mm 12 孔半徑 φ4 最大注塑量 cm3/g 60 注射壓力 MPa 122 鎖模力 KN 500 最大注塑面積 cm3/

13、 130 模具最大厚度 mm 200 模具最小厚度 mm 70 最大開模行程 mm 180 定位圈直徑 mm φ55 頂出中心孔徑 Mm φ55 模板尺寸 mm 330440 機(jī)器外型尺寸(LWH) mm 31608501550 表-1注塑機(jī)XS—ZY—60型 注塑機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核： 1.最大注射量校核 最大注射量和制品的質(zhì)量或體積有直接關(guān)系。兩者必須相適應(yīng),不然會(huì)影響制品產(chǎn)量和質(zhì)量.若最大注射量小于制品的質(zhì)量,就會(huì)造成制品的形狀不完整或內(nèi)部組織疏松,制品強(qiáng)度下降等缺陷;而注射量過大,注射機(jī)利用率低,浪費(fèi)電能,而且可能導(dǎo)致塑料分解。

14、因此，為了保證正常的注塑成型，注射機(jī)的最大注射量應(yīng)稍大于制品的質(zhì)量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊）。通常注射機(jī)的實(shí)際注射量最好在注射機(jī)的最大注射量的80%以內(nèi)。當(dāng)注射機(jī)最大注射量以最大注射容積標(biāo)定時(shí)，為保證正常的注射成型，注射機(jī)的最大注射容積應(yīng)等于或大于所需塑料容積，既 KVV K是注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取 K=0.8 V是注射機(jī)最大注射量，cm V是所需塑料的容積（包括流道及澆口凝料和飛邊），cm 因塑料的體積與壓縮率有關(guān)，所以所需塑料體積為 ： V=KV K是塑料收縮率，K=0.5 V是塑料制品的體積（包括流道及澆口凝料和飛邊） cm 零件質(zhì)

15、量為5.61 g,(1.05g/ cm), V=5.61（1+0.005）/1.05 g/ cm=5.37cm 本模具澆注系統(tǒng)采用熱流道技術(shù)+冷流道+側(cè)澆口，無飛邊冷流道澆口凝料體積為Va﹤1 cm，取Va=1 cm V= 0 此外，以上計(jì)算中的V表示制品的總體積（包括流道及澆口凝料和飛邊）。所以 V= n V+ nVa+ V n 為型腔數(shù)； n=2 V為一個(gè)塑料制品的體積，cm V a為澆注系統(tǒng)的體積，cm V為飛邊的體積，cm V=5.37cm+1 cm= 6.37cm 根據(jù)XS—ZY—60型注射機(jī)機(jī)械參數(shù)表知：實(shí)際射膠量=理論射膠量0.9=60cm

16、V=60 cm KV=48 cm> 6.37cm=V 2.注射壓力校核 注射壓力校核的目的是校驗(yàn)注射機(jī)的最大注射壓力能否滿足塑料制品成型的需要。為此，注射機(jī)的最大注射壓力應(yīng)稍大于塑料制品成型所需的注射壓力。 p p p是注射機(jī)的最大注射壓力，Mpa 查表得知其注射壓力為122Mpa. p是塑料制品成型時(shí)所需的注射壓力，MPa，它由注射機(jī)類型，噴嘴形式，塑料流動(dòng)性，澆注系統(tǒng)及型腔的流動(dòng)阻力等因素確定，一般p=40~100MPa。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得知： p p 3.鎖摸力的校核 鎖模力又稱合模力，是指注射機(jī)的合模裝置對(duì)模具所施加的最大夾緊力。當(dāng)溶體充滿型腔時(shí)，注射壓力在型腔內(nèi)所產(chǎn)生

17、的作用力總是力圖使模具延分型面張開，為此，注射機(jī)的鎖模力必須大于型腔內(nèi)熔體壓力與塑料制品及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積。而型腔內(nèi)的塑料經(jīng)過注射機(jī)的噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)后，其壓力損失很大。故 p = K p p是型腔內(nèi)熔體壓力，MPa p是柱塞或螺桿施加于料筒熔體的壓力，MPa K是壓力損失系數(shù)，一般取K=1/3~2/3。 型腔內(nèi)熔體壓力的大小及其分布與很多因素有關(guān)，如塑料流動(dòng)性，注射機(jī)類型，噴嘴形式，模具流道阻力，注射壓力，注射速度，塑料制品壁厚與形狀等等。在工程實(shí)際中，可以用型腔平均壓力來校核。 F p A F是注射機(jī)公稱鎖模力，N； A是塑料制品及澆注系統(tǒng)在分型面

18、上的投影面積之和，m 注射機(jī)允許的最大成型面積 A= A 4.模具與注射機(jī)合模部分相關(guān)尺寸的校核. 設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)校核的主要參數(shù)有噴嘴尺寸，定位圈尺寸，模具最大厚度和最小厚度，模板上安裝螺孔尺寸等 （1）注射機(jī)噴嘴與模具主流道襯套的關(guān)系 注射機(jī)噴嘴前端徑孔d與模具主流道襯套的小端直徑D的關(guān)系為：D=d+（0.5~1） （2）注射機(jī)定位板與定位圈的關(guān)系 兩者按H7/h6配合，以保證模具主流道的軸線重合，否則將產(chǎn)生溢料并造成流道凝料脫模難。定位環(huán)高度h=10mm （3）模具輪廓尺寸與注射機(jī)裝?？臻g的關(guān)系 各種規(guī)格的注射機(jī)，可安裝模具的最大厚度和最小厚度均有限制，所以，設(shè)

19、計(jì)的模具閉合厚度必須在模具最大厚度和最小厚度自之間。 HHH H= H+H H是模具閉合厚度，205mm； H是注射機(jī)允許模具最小厚度，70mm； H是注射機(jī)允許模具最大厚度，210mm； H是注射機(jī)調(diào)節(jié)螺母長(zhǎng)度，mm。 第三章 支架塑料模具設(shè)計(jì) 3.1塑料模具設(shè)計(jì)的一般流程 一、接受任務(wù)書 1.經(jīng)過審簽的正規(guī)制制件圖紙，并注明采用塑料的牌號(hào)、透明度等。 2.塑料制件說明書或技術(shù)要求。 3.生產(chǎn)產(chǎn)量。 4.塑料制件樣品。 二、收集、分析、消化原始資料 收集整理有關(guān)制件設(shè)計(jì)、成型工藝、成型設(shè)備、機(jī)械加工及特殊加工資料，以備設(shè)計(jì)模具時(shí)使

20、用。 1.消化塑料制件圖，了解制件的用途，分析塑料制件的工藝性，尺寸精度等技術(shù)要求。 2.消化工藝資料，分析工藝任務(wù)書所提出的成型方法、設(shè)備型號(hào)、材料規(guī)格、模具結(jié)構(gòu)類型等要求是否恰當(dāng)，能否落實(shí)。 3.確定成型方法 采用直壓法、鑄壓法還是注射法。 4.選擇成型設(shè)備 根據(jù)成型設(shè)備的種類來進(jìn)行模具，因此必須熟知各種成型設(shè)備的性能、規(guī)格、特點(diǎn)。 5. 具體結(jié)構(gòu)方案 （1）確定模具類型 （2）確定模具類型的主要結(jié)構(gòu) 三、影響模具結(jié)構(gòu)及模具個(gè)別系統(tǒng)的因素很多，很復(fù)雜： 1.型腔布置。根據(jù)塑件的幾何結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、尺寸精度要求、批量大小、模具制造難易、模具成本等確定型腔數(shù)量及其排列方式。

21、2.確定分型面。分型面的位置要有利于模具加工，排氣、脫模及成型操作，塑料制件的表面質(zhì)量等。 3.確定澆注系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)。 4.選擇頂出方式，決定側(cè)凹處理方法、抽芯方式。 5.決定冷卻、加熱方式及加熱冷卻溝槽的形狀、位置、加熱元件的安裝部位。 6.根據(jù)模具材料、強(qiáng)度計(jì)算或者經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定模具零件厚度及外形尺寸，外形結(jié)構(gòu)及所有連接、定位、導(dǎo)向件位置。 7.確定主要成型零件，結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式。 8.考慮模具各部分的強(qiáng)度，計(jì)算成型零件工作尺寸。 四、繪制模具圖 在畫模具總裝圖之前，應(yīng)繪制工序圖，并要符合制件圖和工藝資料的要求。由下道工序保證的尺寸，應(yīng)在圖上標(biāo)寫注明"工藝尺寸"字樣。如果

22、成型后除了修理毛刺之外，再不進(jìn)行其他機(jī)械加工，那么工序圖就與制件圖完全相同。在工序圖下面最好標(biāo)出制件編號(hào)、名稱、材料、材料收縮率、繪圖比例等。通常就把工序圖畫在模具總裝圖上。 五、模具總裝圖應(yīng)包括以下內(nèi)容： 1.模具成型部分結(jié)構(gòu) 2.澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式。 3.分型面及分模取件方式。 4.外形結(jié)構(gòu)及所有連接件，定位、導(dǎo)向件的位置。 5.標(biāo)注型腔高度尺寸及模具總體尺寸。 6.輔助工具。 7.按順序?qū)⑷苛慵蛱?hào)編出，并且填寫明細(xì)表。 8.標(biāo)注技術(shù)要求和使用說明。 六、模具總裝圖的技術(shù)要求內(nèi)容： 1.對(duì)于模具某些系統(tǒng)的性能要求。 2.對(duì)模具裝配工藝的要求。 3.模

23、具使用，裝拆方法。 4.防氧化處理、模具編號(hào)、刻字、標(biāo)記、油封、保管等要求。 5. 有關(guān)試模及檢驗(yàn)方面的要求。 七、繪制全部零件圖 由模具總裝圖拆畫零件圖的順序應(yīng)為：先內(nèi)后外，先復(fù)雜后簡(jiǎn)單，先成型零件，后結(jié)構(gòu)零件。 1.圖形要求：一定要按比例畫，允許放大或縮小。 2.標(biāo)注尺寸要求統(tǒng)一、集中、有序、完整。 3.表面粗糙度。把應(yīng)用最多的一種粗糙度標(biāo)于圖紙右上角。 4.其它內(nèi)容，例如技術(shù)說明等都要正確填寫。 八、.校對(duì)、審圖、描圖、送曬 A.自我校對(duì)的內(nèi)容是： 1.模具及其零件與塑件圖紙的關(guān)系 2.塑料制件方面 3.成型設(shè)備方面 4.模具結(jié)構(gòu)方面 5.設(shè)計(jì)圖紙 6.校

24、核加工性能 7.復(fù)算輔助工具的主要工作尺寸 B.專業(yè)校對(duì)原則上按設(shè)計(jì)者自我校對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行。 C.把描好的底圖交設(shè)計(jì)者校對(duì)簽字。 D.編寫制造工藝卡片。 九、試模及修模 十、整理資料進(jìn)行歸檔 3.2塑料模具的結(jié)構(gòu) 塑料模具依總體功能結(jié)構(gòu)可分為：成型系統(tǒng)、澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)等。 3.3模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.3.1行腔數(shù)目的確定 行腔的排列方式 塑件的在注射時(shí)采用一模兩件，即模具需要兩個(gè)型腔，綜合考慮澆注系統(tǒng)、模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素，行腔的排列方式應(yīng)具備以下優(yōu)點(diǎn)： 1. 經(jīng)濟(jì)性好。 2. 采用平衡式排列，便于構(gòu)成平衡式的澆注系統(tǒng)，保證制品質(zhì)量的均勻和穩(wěn)定。

25、 3. 型腔布置和澆口開設(shè)部位對(duì)稱，防止了模具受偏載面出現(xiàn)溢料現(xiàn)象。 4. 型腔排列得緊湊，減小了模具的外形尺寸，合理利用了模具的各個(gè)結(jié)構(gòu)。 由塑件的體積選擇設(shè)備型號(hào)規(guī)格，確定行腔數(shù)。 N=(0.8mg-mj)/mz n為型腔數(shù) mj澆注系統(tǒng) mz塑件重量 mg注射機(jī)額定注射量 V i澆注系統(tǒng)體積 由塑件精度一般，塑件為大批量生產(chǎn)，故選擇多型腔n=2 3.3.2分型面的選擇 塑料在模具型腔凝固形成塑件，為了將塑件取出來，必須將模具型腔打開，也就是必須將模具分成兩部分，即定模和動(dòng)模兩大部分。簡(jiǎn)單的說，分型面就是動(dòng)模和定模或瓣合模的接觸面。 常見的分型面形狀有平

26、面、斜面、階梯面、曲面。 由分型面開模方式有平行于開模方向、垂直與開模方向、與開模方向呈一斜角。 分型面的選擇好壞對(duì)塑件質(zhì)量、操作難易、模具結(jié)構(gòu)及制造都有很大的影響。通常遵循以下原則： 1.有利于脫模 分型面應(yīng)取在塑件尺寸最大處、分型面應(yīng)使塑件留在動(dòng)模部分和將分型面選在塑件的中間部分。 2.有利于保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求 為了保證塑料制品的質(zhì)量，對(duì)有同軸度要求的塑料制品，應(yīng)將有同軸度要求的部分設(shè)在同一模板內(nèi)。 3.有利于成型零件的加工制造 4.有利于側(cè)向抽芯 當(dāng)塑料制品有側(cè)孔或側(cè)凹時(shí)，應(yīng)盡可能的將側(cè)型心設(shè)在動(dòng)模部分，以便于抽芯。 5.分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 便

27、于塑件脫模，盡量使塑件開模時(shí)留在動(dòng)模一邊。 6.分型面的選擇有利于排氣 為了便于排氣，一般分型面應(yīng)盡可能與熔體流動(dòng)的末端重合。 考慮以上選擇原則，同時(shí)為使側(cè)型芯處于動(dòng)模部分，選水平分型面。 3.3.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指注塑模具中從注塑機(jī)噴嘴開始到型腔入口為止的塑料溶體的流動(dòng)通道。它的作用是將塑料溶體順利地充滿型腔的各個(gè)部分，并在填充及保壓過程中，將注射壓力傳遞到型腔的各個(gè)部位，以獲得外形清晰、內(nèi)在質(zhì)量良好的塑件。正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)對(duì)獲得優(yōu)良的塑料制品極為重要。 3.3.3.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 1.排氣良好 能順利地引導(dǎo)熔融塑料填充到型腔的各個(gè)深度，不產(chǎn)生渦流和紊

28、流，并能使型腔內(nèi)的氣體順利排出。 2.流程短 在滿足成型和排氣良好的前提下，要選取短的流程來填充型腔，且應(yīng)盡量減少?gòu)澱?，以降低壓力損失，縮短填充時(shí)間。 3.防止型芯和嵌件變形 應(yīng)盡量避免熔融塑料正面沖擊直徑較小的型芯和金屬嵌件，防止型芯彎曲變形和嵌件移位。 4.整修方便 澆口位置和形式應(yīng)結(jié)合塑件形狀考慮，做到整修方便并無損塑件的外觀和使用。 5.防止塑件翹曲變形 在流程較長(zhǎng)或需開設(shè)兩個(gè)以上澆口是更應(yīng)注意這一點(diǎn)。 6.合理設(shè)計(jì)冷料穴或溢料槽 冷料穴或溢料槽設(shè)計(jì)是否合理，直接影響塑件質(zhì)量。 7.澆注系統(tǒng)的斷面面積和長(zhǎng)度 除滿足以上各點(diǎn)外，

29、澆注系統(tǒng)的斷面面積和長(zhǎng)度應(yīng)盡量取小值，以減少澆注系統(tǒng)占用的塑料量，從而減少回收料。 3.3.3.2主流道的設(shè)計(jì) 主流道是連接注塑機(jī)與分流道的異端通道，通常和注塑機(jī)的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度。 主流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn)： 1.為便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料，以及考慮塑料溶體的膨脹，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形。錐角α為2度到4度。內(nèi)壁表面粗糙度Ra 為0.63微米。 2.主流道大端呈圓角，其半徑常取 r=1～3mm，以減小料流轉(zhuǎn)向過渡時(shí)的阻力。 3.在保證塑件成型良好的情況下，主流道的長(zhǎng)度盡量短，否則將會(huì)使主流道的凝料增多，且增加壓力損失，是塑料溶體降溫過多而影響注塑成型。

30、4.為了使熔融塑料從噴嘴完全進(jìn)入主流道而不溢出，其半徑R=R1+(1～2)mm，其小端直徑D=d+(0.5～1)mm,凹坑深度常取3～4mm 5.由于主流道要與高溫的塑料溶體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道澆口套，以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)加工和熱處理。 3.3.3.3澆口套的選擇 1.根據(jù)《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》圖4-187可知：型號(hào)為XS—ZY—60型注塑機(jī)的噴嘴直徑公式為：d=注射機(jī)噴嘴直徑+0.5mm=φ4.5mm 根據(jù)《塑料模具設(shè)計(jì)》可知：下端直徑D=8 mm （D為澆口套進(jìn)料口直徑） 注塑機(jī)的噴嘴球頭半徑為：r=12mm 。 根據(jù)《塑料模具設(shè)計(jì)

31、》的公式球面凹坑半徑：R=r+(0.5～1)mm=12+(0.5～1)mm=12.5mm～13mm 2.澆口套與定模板、定位環(huán)的配合 根據(jù)《塑料模具設(shè)計(jì)》的第四章“塑料注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”可知：澆口套與定模板的配合采用H7/m6，澆口套與定位環(huán)的配合采用H6/h7。 3.選定澆口套 根據(jù)以上計(jì)算可知：澆口套進(jìn)料口直徑D=8mm；球面凹坑半徑R=13mm；則查《實(shí)用注塑成型及模具設(shè)計(jì)》圖2選定澆口套形式。選a型澆口套 圖2澆口套的類型 3.3.3.4澆口設(shè)計(jì)原則及位置選擇 澆口是連接流道與形腔之間的一段細(xì)短通道，是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，起著調(diào)節(jié)控制料流速度、補(bǔ)料時(shí)間及防止倒流作用。澆

32、口的形狀、尺寸和進(jìn)料位置等對(duì)塑件成型質(zhì)量影響很大，塑件上的一些缺陷，如缺料、白斑、熔接痕、翹曲等往往是由于澆口設(shè)計(jì)不合理產(chǎn)生的。正確設(shè)計(jì)澆口是提高塑件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。 一、澆口設(shè)計(jì)的原則： （1）澆口尺寸及位置選擇應(yīng)避免熔體破裂而產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)。 （2）澆口位置應(yīng)有利于流動(dòng)、排氣和補(bǔ)料。 （3）澆口位置應(yīng)使流程最短，料流變向最少，并防止型心變形。 （4）澆口位置及數(shù)量應(yīng)有利于減少熔接痕和增加熔接強(qiáng)度。 （5）澆口位置應(yīng)盡量開設(shè)在不影響塑件外觀的部位。 二、澆口的類型 在注塑模設(shè)計(jì)中常用的澆口有以下幾種類型： 1．直接澆口 直澆口又稱中心澆口，這種澆口的流動(dòng)阻力小，進(jìn)料速度快

33、，在單型腔模具中常用來成型大而深的塑件，它適應(yīng)各種塑料，特別是黏度高、流動(dòng)性差的塑料 2．側(cè)澆口 側(cè)澆口又稱邊緣澆口，其斷面一般為矩形，通常開在分型面上，從塑件側(cè)面進(jìn)料，可按需要合理選擇澆口位置，尤其適用于一模多腔。側(cè)澆口的厚度決定著澆口的固定時(shí)間，在實(shí)踐中通常是在容許的范圍內(nèi)首先將側(cè)澆口的厚度加工得薄一些，在試模時(shí)再進(jìn)行修正，以調(diào)節(jié)澆口的固化時(shí)間。 側(cè)澆口廣泛應(yīng)用于中小型制品的多型腔注射模，其優(yōu)點(diǎn)是截面形狀簡(jiǎn)單、易于加工、便于試模后修正，缺點(diǎn)是在制品的外表面留有澆口痕跡。對(duì)于不同形狀的塑件，根據(jù)成型的需要，側(cè)澆口可設(shè)計(jì)成多種變異形式。 3．點(diǎn)澆口 點(diǎn)澆口又稱針點(diǎn)式澆口，是一種尺寸很

34、小的澆口，塑料融體通過它有很高的剪切速率。它廣泛地應(yīng)用于各類殼型塑件。開模時(shí)，澆口可自行拉斷。但是點(diǎn)澆口截面積較小，冷凝快，不利于補(bǔ)縮，對(duì)壁厚較厚的塑件不宜使用。 4．潛伏式澆口 又稱剪切澆口，是由點(diǎn)澆口演變而來，點(diǎn)澆口用于三板模，而潛伏式澆口用于兩板模，從而簡(jiǎn)化了模具結(jié)構(gòu)。潛伏式澆口設(shè)在塑件內(nèi)側(cè)或外惻隱蔽部位，不影響塑件的外形美觀。在推出塑件時(shí)澆口被切斷，但需要有較強(qiáng)的推力，對(duì)強(qiáng)韌的塑料不宜采用。 三、確定澆口的參數(shù) 綜上所述，澆口選擇側(cè)澆口。當(dāng)塑件材料為ABS，壁厚為1.5—3mm時(shí)，側(cè)澆口直徑的推薦值為0.5—2mm，所以選擇側(cè)澆口直徑為1mm。由于塑件質(zhì)量較小，為小型塑件，起流

35、動(dòng)比不用校核。所以其澆注系統(tǒng)可以確定。如圖5 圖5澆注系統(tǒng) 3.3.4成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是凸、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)在保證塑件質(zhì)量的前提下，從便于加工、裝配、使用、維修等角度加以考慮。 一、行腔及型芯的設(shè)計(jì) 1. 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模是成型塑件外表面的零部件，按其結(jié)構(gòu)可分為整體式和組合式兩大類。 （1）整體式 整體式型腔是由整塊鋼材直接加工而成，其特點(diǎn)是強(qiáng)度、剛度都相對(duì)較高，因此，整體式型腔牢固且不易變形。此外，還有無鑲拼痕跡的優(yōu)點(diǎn)。適用于形狀簡(jiǎn)單、機(jī)械加工沒有困難的模具。如圖6所示。 圖6整體式型腔 （2）組合式 當(dāng)塑件外形比較復(fù)雜時(shí)，采用整體

36、式凹模加工，其加工過程困難，導(dǎo)致加工工藝性差，若采用組合式凹模可以改善加工工藝性，減少熱處理變形，節(jié)省優(yōu)質(zhì)鋼材。組合式凹模類型多樣，包括整體鑲拼式和局部鑲拼式。如圖7所示。 （a）整體鑲拼式 在多型腔模具中，為了節(jié)約工時(shí)和優(yōu)質(zhì)鋼材，便于加工，常引入整體鑲拼式型腔的設(shè)計(jì)。這種整體鑲拼式型腔，一般作成帶臺(tái)肩的鑲件，被鑲嵌或固定在模板上。 （b）局部鑲拼式 局部鑲拼式是為了解決型腔某部分加工和熱處理困難的問題；容易損壞的部分也經(jīng)常設(shè)計(jì)成鑲件形式。 （a） 整體嵌入式； （b）局部嵌入式 圖7凹模類型 根據(jù)外殼塑件的結(jié)構(gòu)特征，同時(shí)考慮到加工的難易程度和模具的成本問題，

37、選定凹模為嵌入式結(jié)構(gòu)。 2. 凸模的設(shè)計(jì) 凸模是用于成型塑件內(nèi)表面的零部件，有時(shí)也稱型芯和成型桿。與凹模相類似，凸模也可以分為整體式和組合式兩類。整體式凸模就是把凸模與模板作成整體，結(jié)構(gòu)牢固，成型質(zhì)量好，但鋼材消耗量大，適用于內(nèi)表面形狀簡(jiǎn)單的小型凸模。當(dāng)塑件內(nèi)表面形狀復(fù)雜而不便于機(jī)械加工，或形狀雖然不復(fù)雜，但為節(jié)省優(yōu)質(zhì)鋼材，減少切削加工量時(shí)，可采用鑲拼式凸模，將凸模及固定板分別采用不同材料制造和熱處理，然后連接在一起，支架的型芯小鑲件9、25用臺(tái)階固定，型芯5用螺塞鉚接，型腔和型芯均通過套板用臺(tái)階方式固定。 二、工作尺寸計(jì)算 所謂工作尺寸是指成型零件上直接用以成型塑料制品部分的尺寸。

38、任何塑料制品都要有一定的尺寸要求，在安裝和使用中有配合要求的塑料制品，其尺寸公差常要求較小。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，必須根據(jù)塑料制品的尺寸和公差要求來確定相應(yīng)的成型零件的尺寸公差。 影響塑料制品尺寸公差的因素 成型零件工作尺寸的制造公差 它直接影響塑件的尺寸公差。通常凹、凸模的制造公差取塑件公差的1/3~~1/6，表面粗糙度取Ra值為0.8m~~0.4m。 成型零件使用過程中的磨損量及其他因素的影響 生產(chǎn)過程中的磨損以及修復(fù)會(huì)使的凸模尺寸變小，凹模的尺寸變大 塑件收縮率的影響 由于塑料的熱脹冷縮的原因，成型冷卻后的塑件尺寸小于模具型腔尺寸。 因此，成型大型塑件時(shí)，收縮率對(duì)塑件的尺寸影響較

39、大：而成型小型件時(shí)，制造公差與磨損量對(duì)塑件的尺寸影響較大。查表查得ABS的收縮率為0.5%。 a.型腔尺寸計(jì)算 其工作尺寸屬于包容尺寸，盡量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差。 徑向尺寸計(jì)算公式： L= 深度尺寸計(jì)算公式： H= 其中: L為塑件外形最大尺寸 K為塑件的平均收縮率0.05 為塑件的尺寸公差 為模具制造公差,取塑件尺寸公差的1/3-1/6 H為塑件高度方向的最大尺寸 b.型芯的工作尺寸計(jì)算 其工作尺寸屬于被包容尺寸，盡量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差。 徑向尺寸計(jì)算公式： = 高

40、度尺寸計(jì)算公式： = 其中: 為塑件外形最大尺寸 K為塑件的平均收縮率0.055 為塑件的尺寸公 為模具制造公差,取塑件尺寸公差的1/3-1/6 為塑件高度方向的最大尺寸 型芯5的尺寸計(jì)算： a. 型腔尺寸計(jì)算 L ==11.930.003 H ==1.930.002 b.型芯的工作尺寸計(jì)算 ==4.13-0.023 = =0.09-0.003 型芯9的尺寸計(jì)算 a.型腔尺寸計(jì)算 L ==21.950.037

41、 H ==1.930.002 b.型芯的工作尺寸計(jì)算 ==4.13-0.023 = =0.09-0.003 型芯25的尺寸計(jì)算 a、.型腔尺寸計(jì)算 L ==21.950.037 H ==1.930.002 b、型芯的工作尺寸計(jì)算 ==8.16-0.023 = =0.09-0.003 三、型腔側(cè)壁及底板厚度計(jì)算 按強(qiáng)度計(jì)算 側(cè)壁公式： 式中系數(shù)取0.321查〈〈塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)〉〉表4

42、-14 —模腔壓力，取45 MP —凹模行腔深度，為2mm —材料許用應(yīng)力，為180 MP（材料選為） 代入公式進(jìn)行計(jì)算得： mm，取=0.57mm。 因?yàn)樾星槐谏嫌谐樾緳C(jī)構(gòu)，故取凹模尺寸為370650 （mmmm） 底板計(jì)算公式： 式中系數(shù)取0.3078查〈〈塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)〉〉表4-15 —模腔壓力，取45 MP —凹模行腔的內(nèi)孔短邊尺寸，為2mm —材料許用應(yīng)力，為180 MP 代入公式進(jìn)行計(jì)算得： =0.56mm，取=0.56mm 3.3.5合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 合模導(dǎo)向裝置是保證動(dòng)模與定?；蛏夏Ｅc下模和模時(shí)正確定位和導(dǎo)向裝置。合模導(dǎo)向裝置主要是有

43、導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位。導(dǎo)柱導(dǎo)向裝置的主要零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。也可不用導(dǎo)套而在模板上鏜孔代替導(dǎo)套，該孔通稱導(dǎo)向孔。 3.3.5.1模架的選取 模架是注射模的骨架。標(biāo)準(zhǔn)模架一般由凹模板、凹模固定板、凸模板、凸模固定板、凸模墊板、墊腳、頂出固定板、頂出墊板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、復(fù)位桿等組成。 （1）模具材料的選擇 對(duì)一個(gè)具體的模具，為了保持其高精度及較長(zhǎng)的使用壽命，就應(yīng)該根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)和使用情況，合理的選用制模材料。塑料成型模的結(jié)構(gòu)均比較復(fù)雜。零件由于工作時(shí)所處的地位不同，作用不同，環(huán)境不同，因此對(duì)材料的要求就完全不同。因此，根據(jù)要求模具用鋼材，應(yīng)具備以下性能：①良好的耐磨性②良好的拋光性③良好的耐蝕性

44、和耐熱性。 （2）模架的尺寸 由于模具采用的是直接澆口澆注，所以應(yīng)該選擇A2型模架。其各個(gè)部分尺寸如圖8。 圖8模架的確定 3.3.5.2導(dǎo)向裝置的作用 1.導(dǎo)向作用 2.定位作用 3.承載作用 4.承受一定側(cè)壓力 3.3.5.3導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)原則 1.導(dǎo)向零件應(yīng)合理的均勻的分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心距模具的邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套時(shí)發(fā)生變形。 2.根據(jù)模具的大小，一副模具一般需要2~4個(gè)導(dǎo)柱。對(duì)于大型模具，為了簡(jiǎn)化加工工藝，采用三個(gè)或四個(gè)直徑相同的導(dǎo)柱，導(dǎo)柱位置對(duì)稱。 3.為了便于塑料制品脫模，導(dǎo)柱通常安裝于

45、動(dòng)?；蚨?。 4.為保證分型面很好的接觸，導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)有承屑槽，一般都是削去一個(gè)面，或在導(dǎo)套的孔口倒角。 5.當(dāng)上模板與下模板采用合模并加工時(shí)，導(dǎo)柱裝配處直徑應(yīng)與導(dǎo)套外徑相等。 6.各導(dǎo)柱和導(dǎo)套的軸線應(yīng)保持平行，否則將影響合模的準(zhǔn)確性。甚至損壞導(dǎo)向零件。 3.3.5.4導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 導(dǎo)柱設(shè)計(jì)在動(dòng)模一側(cè)，因?yàn)樽鳛槌尚土慵闹餍托径嘌b在動(dòng)模一側(cè)，導(dǎo)柱與主型芯安裝在同一側(cè)，在合模時(shí)可起到保護(hù)作用。 1.有單節(jié)與臺(tái)階式之分。 2.導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須高出凸模端面6—8mm。 3.導(dǎo)柱頭部應(yīng)有圓錐或球形的引導(dǎo)部分。 4.固定方式有鉚接固定和螺釘固定。 5.其表面應(yīng)熱處理，以保證耐磨

46、。 導(dǎo)套有套筒式、臺(tái)階式、凸臺(tái)式，為了導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套孔，在導(dǎo)套前端應(yīng)倒有圓角r。 根據(jù)以上要求和設(shè)計(jì)原則，選取導(dǎo)柱和導(dǎo)套如圖9所示。 圖9導(dǎo)套和導(dǎo)柱的尺寸 3.3.5.5復(fù)位桿 復(fù)位桿又稱反推桿或回程桿，它的作用是使已經(jīng)完成推出制品位置的推桿回到注射成型時(shí)需要的位置。復(fù)位桿在機(jī)構(gòu)上與推桿，兩者不同之處在于它與模具配合間隙大于推桿與模具的配合間隙，其直徑也較粗同時(shí)復(fù)位桿頂面不應(yīng)高出分型面。 根據(jù)動(dòng)模固定板的結(jié)構(gòu)，采用四個(gè)復(fù)位桿。復(fù)位桿如圖10 圖10復(fù)位桿 3.3.6脫模、頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 一、脫模力計(jì)算 將制品從包緊的型芯上脫出時(shí)所需克服的阻力稱為脫模力。計(jì)算脫模力

47、時(shí)應(yīng)考慮以下方面。 a.由收縮包緊力造成的制品與型芯的摩擦阻力，該值應(yīng)由實(shí)驗(yàn)確定。 b.由大氣壓造成的阻力。 c.由塑件的粘附力造成的脫模阻力。 d.推出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)摩擦阻力。 上述各項(xiàng)脫模阻力中，a與b兩項(xiàng)起決定作用，c和d兩項(xiàng)可用修正系數(shù)的形式包括在脫模力計(jì)算公式中。 此外，脫模力的大小還與制品的厚薄及幾何形狀有關(guān)，在注塑模設(shè)計(jì)時(shí)，可用公式對(duì)一般的制品作脫模力的粗略計(jì)算。注塑成型過程中，型腔內(nèi)熔融塑料因固化收縮包在型芯上，為使塑件能自動(dòng)脫落，在模具開啟后就需在塑件上施加一頂出力。頂出力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近型芯并且頂出力應(yīng)施于塑件剛性和強(qiáng)度最大的部位。作用面積也盡可能大些，頂出力是確定

48、頂出機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)和尺寸的依據(jù)，它與塑料、種類、塑件包容在型芯上的面積以及塑件的熱收縮值等有關(guān)。 計(jì)算公式為： K—查《塑料成形加工與模具》表8－3得1.0035 —矩形制件的平均壁厚2 mm E—塑料的彈性模量2000 MP S—塑料平均成型收縮率0.005 L—制件對(duì)型芯的包容長(zhǎng)度10.5mm —模具型芯的脫模斜度1 —制件與型芯的摩擦因數(shù)0.21 —塑料的泊松比0.4 F=4F1=4398=1592N 頂出力滿足要求。 二、頂出力的計(jì)算 注塑成型過程中，型腔內(nèi)熔融塑料因固化收縮包在型芯上，為使塑件能自動(dòng)脫落，在模具開啟后就需要在塑件上施加一頂出力。頂出力的作

49、用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近型芯，并且頂出力應(yīng)施于塑件剛性和強(qiáng)度的最大的部位，如凸緣或加強(qiáng)筋等處作用面積也盡可能大一些。頂出力是確定頂出機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)和尺寸的依據(jù)，它與塑料種類，塑件包容在型芯上的面積以及塑件的熱收縮率等有關(guān)， 計(jì)算公式： F1—頂出力 N E—塑料彈性模量2000MP A—塑料包容在型芯的徑向面積1678.25mm f—塑料與鋼之間的摩擦因素0.21 d—型芯直徑8mm t—塑件平均壁厚2 mm —塑件材料的泊松比0.4 —塑件在徑向的熱收縮 ＝ —塑料熱膨脹系數(shù)710 —注入型腔的熔融塑料溫度180℃ —塑件出模溫度60℃ 代入得：＝0.4 ＝6

50、38N F=4F1=4638=2553N 推桿直徑效核 柔度定義： 因?yàn)?57.1229 所以屬于大柔度推桿 計(jì)算公式： —脫模阻力1592N E—推桿材料彈性模量； n—推桿數(shù)量；12個(gè) K—安全系數(shù)；1.4～1.8；取1.5 d—推桿直徑8mm 故推桿滿足要求。 3.3.7側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) (1)結(jié)構(gòu)及工作原理 塑件邊頂出邊抽芯，斜導(dǎo)柱個(gè)斜滑塊固定在動(dòng)模上，是斜導(dǎo)柱和斜滑塊同步抽心機(jī)構(gòu)。 (2)抽芯距其計(jì)算公式為： ：設(shè)計(jì)抽芯距，0.5mm S：抽芯距，mm S=0.5+3=3.5mm (3)斜導(dǎo)柱傾斜角

51、 斜導(dǎo)柱的傾斜角通常取15～20，一般不大于25?？紤]到抽芯距不大，則取20。 (4)斜導(dǎo)柱的直徑 考慮到抽拔力和傾斜角不大，這里工作部分直徑初步定12mm. (5)最小開模行程 3.3.8排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 塑料注射模具的型腔，在熔融塑料填充過程中，除了模具型腔內(nèi)有空氣外，還有因塑料受熱而產(chǎn)生的氣體，尤其在高速注射成型產(chǎn)生的氣體更多，因此，在模具設(shè)計(jì)時(shí)必需設(shè)置排氣槽。 選擇排氣槽的位置是很重要的，一般在塑料填充的同時(shí)，必須把氣體排出模外。否則，被壓縮的空氣會(huì)高溫燃燒，使熔融的塑料焦化或使熔接線處強(qiáng)度降低以及不成型，影響塑料制品質(zhì)量，尤其對(duì)于大型塑料注射模具，開設(shè)合理的排氣槽更顯得重

52、要。 1、排氣不良的危害性 (1) 在塑件上形成氣泡，銀紋，云霧，接縫，使表面輪廓不清，甚至充模不滿。 (2)嚴(yán)重時(shí)，在塑件表面產(chǎn)生焦痕。 (3)降低充模速度，影響成型周期。 (4)形成繼續(xù)注射，降低生產(chǎn)效率。 2、開設(shè)排氣槽應(yīng)該注意以下幾點(diǎn) (1)根據(jù)進(jìn)料口位置，排氣槽應(yīng)開設(shè)在型腔最后充滿的地方。 (2)盡量把排氣槽開設(shè)在分型面上，如直接澆口排槽的位置。 (3)對(duì)于流速較大的塑料制品，可利用模具的分型面及頂桿零件配合的間隙進(jìn)行排氣。 (4)排氣槽不要開設(shè)在工人操作的地方，以防止塑料在注射時(shí)溢出模外，發(fā)生燒傷事故。 (5)對(duì)于大型塑料注射模具，為了防止溢料，排氣槽應(yīng)設(shè)在模

53、具分型面上,并成為曲線形。 (6)排氣槽的尺寸,應(yīng)根據(jù)塑料的流動(dòng)性來選擇。 3、排氣機(jī)構(gòu)的設(shè)置，一般有如下的方法。 (1)利用分型面排氣。 (2)利用推桿排氣。 (3)利用鑲件排氣。 (4)利用燒結(jié)合金排氣。 (5)排氣槽排氣。 (6)排氣井排氣。 (7)強(qiáng)制性排氣。 在本設(shè)計(jì)中采用的方式是：利用分型面排氣。 3.3.9溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 一、溫度調(diào)節(jié)的必要性 溫度的調(diào)節(jié)對(duì)塑件的質(zhì)量影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 1.變形 模具溫度穩(wěn)定，冷卻速度均衡，可以減少塑件的變型。對(duì)于壁厚不均的和形狀復(fù)雜的塑件，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)因收縮不均勻而產(chǎn)生翹曲變形的情況。因此，必須采用合適的

54、冷卻系統(tǒng)，使模具凹模與型芯的各個(gè)溫度基本上保持一致，以便型腔里的塑料熔體能同時(shí)凝固。 2.尺寸精度 利用溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)能保持模具溫度的恒定，能減少塑件成型收縮率的波動(dòng)，提高塑件尺寸精度的穩(wěn)定性。在可能的情況下采用較低的模溫能有助于減少塑件的成型收縮率。例如，對(duì)于結(jié)晶材料，因?yàn)槟剌^低，制件的結(jié)晶度可以降低收縮率。但是，結(jié)晶度低不利于制件尺寸的穩(wěn)定性，從尺寸的穩(wěn)定性出發(fā)，又需要提高模具溫度，使塑件結(jié)晶均勻。 3.力學(xué)性能 對(duì)于結(jié)晶性材料，結(jié)晶度越高，塑件的應(yīng)力開列傾向越大，故從減小應(yīng)力開裂的角度出發(fā)，降低模溫是有利的。但對(duì)于聚碳酸脂一類高粘度無定形塑料，其應(yīng)力開裂傾向與塑件中的內(nèi)應(yīng)力的大小

55、有關(guān)，提高模溫有利于減小制件3中的內(nèi)應(yīng)力，也就減小了其應(yīng)力開裂傾向。 4.表面質(zhì)量 提高模具溫度能改善制件表面質(zhì)量，過低的模溫會(huì)使制件輪廓不清晰并產(chǎn)生明顯的熔接痕，導(dǎo)致制件表面粗糙度提高。 以上幾個(gè)方面對(duì)模具溫度的要求又相互矛盾的地方，在選擇模具溫度時(shí)，應(yīng)根據(jù)使用情況著重滿足制件的主要性能要求。 二、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 為了提高冷卻系統(tǒng)的效率和使型腔表面溫度分布均勻，在冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中應(yīng)遵守如下原則: 1.在設(shè)計(jì)時(shí)冷卻系統(tǒng)應(yīng)先于推出機(jī)構(gòu)，也就是說，不要在推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后才考慮冷卻回路的布置，而應(yīng)盡早將冷卻方式和冷卻回路的位置確 定下來，以便能得到較好的冷卻效果。將該點(diǎn)作為首要設(shè)

56、計(jì)原則提出來 的依據(jù)是，在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，往往推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)先于冷卻系統(tǒng)，冷卻系 統(tǒng)的重要性未能引起足夠的認(rèn)識(shí)。 2.注意凹模和型芯的熱平衡。有些塑件的形狀能使塑料散發(fā)的熱量等量的被凹模和型芯所吸收。但是極大多數(shù)塑件的模具都有一定的高度型芯以及包圍型芯的凹模，對(duì)于這類模具，凹模和型芯所吸收的熱量是不同的。這是因?yàn)樗芗诠袒瘯r(shí)因收縮包緊在型芯上，塑件與凹模之間會(huì)形成空隙，這時(shí)絕大部分的熱量將依靠型芯的冷卻回路傳遞，加上型芯布置冷卻回路的空間小，還有推動(dòng)的干擾，使型芯的傳熱變得更加困難，因此，在冷卻的設(shè)計(jì)中，要把主要注意力放在型芯的冷卻上。 3.對(duì)于簡(jiǎn)單的模具，可先設(shè)置冷卻水出入口的溫差，然后計(jì)算

57、冷卻水的流量，冷卻管道的直徑，保證湍流的流速以及維持這一流速所需要的壓力降便以足夠。 4.生產(chǎn)批量大的普通模具和精密模具在冷卻方式上又差異，對(duì)于大批量生產(chǎn)的普通塑件可采用快冷以獲得較短的循環(huán)注射周期。所謂快冷就是使冷卻管道靠近型腔布置，采用較低的模具溫度。精密塑件需要有精密的尺寸公差和良好的力學(xué)性能，因此需采用緩冷，即模具溫度較高，冷卻管道的尺寸和位置也適應(yīng)緩冷的要求。 5.模具中冷卻水溫度升高會(huì)使熱傳遞減小，精密模具中出入口水溫相差應(yīng)在5度。從壓力的損失觀點(diǎn)出發(fā)，冷卻回路的長(zhǎng)度應(yīng)在1.2-1.5m以下，回路的彎頭數(shù)目不希望超過5個(gè)。 6.由于凹模和型芯的冷卻情況不同，一般應(yīng)采用兩條冷卻

58、俄回路分別冷卻凹模和型芯。 7.當(dāng)模具僅設(shè)一個(gè)入水接口時(shí)，應(yīng)將冷卻管道進(jìn)行串聯(lián)連接，若采用并聯(lián)連接，由于各個(gè)回路的留動(dòng)阻力不同，很難形成相同的冷卻條件。當(dāng)需要并聯(lián)連接時(shí)，則需要在每個(gè)回路中設(shè)置水量調(diào)節(jié)泵及流量計(jì)。 8.采用多而細(xì)的冷卻水道，比采用獨(dú)大的冷卻管道好。因?yàn)槎喽?xì)的冷卻管道擴(kuò)大了模溫的調(diào)節(jié)的范圍，但管道不可以太細(xì)，以免堵塞，一般取管道的直徑為8-25mm。 在收縮率大的塑料制件的模具中，應(yīng)延其收縮方向設(shè)置為冷卻回路。 9.通模具的冷卻俄水應(yīng)采用常溫下的水，通常調(diào)節(jié)水流量來調(diào)節(jié)模具的溫度。對(duì)于小型塑件，由于其注塑時(shí)間和保壓時(shí)間都較短，成型周期主要有冷卻時(shí)間決定，為了提高成型效率

59、，可以采用經(jīng)過冷卻的水進(jìn)行冷卻，目前經(jīng)冷卻機(jī)冷卻的5-10度的水。用冷水進(jìn)行冷卻時(shí)，大氣中的水分會(huì)凝聚在型腔的表面以引起塑件的缺陷。對(duì)于流動(dòng)距離長(zhǎng)，成型面積大的塑件，為了防止填充不足或者變型，有時(shí)還得通熱水?？傊?，模溫最好同過冷卻系統(tǒng)或者專門的裝置能任意調(diào)節(jié)。 10.的確定冷卻管道的中心距以及冷卻管道與型腔壁的距離。冷卻管道與型腔壁的距離太大會(huì)使冷卻效率下降，而距離太小有會(huì)造成冷卻不均勻。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般冷卻管道中心線與型腔壁的距離應(yīng)為冷卻管道直徑的1-2倍。冷卻管道的中心距應(yīng)為管道直徑的3-5倍。 11.盡可能使所有冷卻管道孔分別到各處型腔表面的距離相等。當(dāng)制件壁厚均勻時(shí)，應(yīng)盡可能使所有

60、的冷卻管道孔到各處的型腔表面的距離相等。 12.應(yīng)加強(qiáng)澆口處的冷卻。熔體充模時(shí)，澆口附近的溫度最高。一般來說，據(jù)澆口越遠(yuǎn)溫度越低。因此，在澆口附近應(yīng)加強(qiáng)冷卻，一般可將冷卻回路的入口設(shè)在澆口處，這樣可使冷卻水道首先通過澆口附近。 13.應(yīng)盡量避免將冷卻水道開設(shè)在塑件熔合紋的部位。當(dāng)采用多澆口的進(jìn)料或者型腔形狀較復(fù)雜時(shí)，多股熔體在匯合處將產(chǎn)生熔合紋。在熔合紋的溫度一般較其它的溫度低，為了不致使溫度進(jìn)一步下降，保證熔合質(zhì)量，應(yīng)盡可能不在熔合紋部位開設(shè)冷卻水道。 14.水管的密封問題，以免漏水。一般，冷卻管道應(yīng)避免穿過鑲塊，否則在接縫處漏水，若必須通過鑲塊時(shí)，應(yīng)加設(shè)套管密封。 15.進(jìn)口，出口

61、水管的接頭的位置應(yīng)該盡可能設(shè)在模具的同一側(cè)。為了不影響操作，通常應(yīng)將進(jìn)口，出口水管接在設(shè)在注塑機(jī)背面的模具的一側(cè)。 三、冷卻管道傳熱面積及管道數(shù)目的計(jì)算 a.冷卻介質(zhì)的體積流量計(jì)算 —冷卻介質(zhì)的體積流量, —單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料質(zhì)量， —單位重量的塑料在凝固時(shí)所放出的熱量， —冷卻介質(zhì)的密度， —冷卻介質(zhì)的比熱容，℃) —冷卻介質(zhì)的,20℃ —冷卻介質(zhì)的,27℃ b.求冷卻管道直徑d查《塑料成型加工與模具》表10－1，為使冷卻水處于湍流狀態(tài)取 d=10mm. c.求冷水在管道內(nèi)的流速V d.求冷卻管道孔壁與冷卻介質(zhì)的傳熱膜系數(shù)h 查表取＝7.22（水

62、溫30℃） —水的密度,0.99610 d—推桿直徑，8mm e.求冷卻管道總傳熱面積A f.求模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻管道 3.3.10有關(guān)參數(shù)的校核 1.動(dòng)模固定板效核 因?yàn)閯?dòng)模固定板需要效核部分與動(dòng)模的厚度相同，并且他們所受的型腔壓力一樣，作用范圍也一樣大，所以不用計(jì)算可知強(qiáng)度滿足要求。 2. 推桿固定板效核 推桿固定板厚度為16mm，其所受壓力為板所受的力除以其受力面積為16/0.1256=127MP 至此，注塑機(jī)已校核完畢，各項(xiàng)參數(shù)均符合要求，且比較合理，基本上滿足了設(shè)計(jì)的需要。 第四章 總結(jié) 通

63、過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐，我了解了支架注塑模的設(shè)計(jì)的步驟和模具在我國(guó)的最新發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)設(shè)計(jì)模具有了一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，注塑模具的設(shè)計(jì)包括模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、注塑機(jī)的選用、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等方面。 支架的材料是ABS，吸收性能強(qiáng)，塑料在成型前必須充分預(yù)熱干燥，選擇的注塑機(jī)是XS-ZY-60，選擇側(cè)澆口，2個(gè)型腔選用鑲拼式，模架選用寬度和長(zhǎng)度為200mm250mm的標(biāo)準(zhǔn)模架，采用斜導(dǎo)柱和斜滑塊同步抽芯，塑件邊頂出邊抽芯。采用一模兩腔，冷卻管道選用1個(gè)。 當(dāng)我終于完成了所有打字、繪圖、排版、校對(duì)的任務(wù)后整個(gè)人都很累，但同時(shí)看著電腦熒屏上的畢業(yè)設(shè)計(jì)稿件我的心里是甜的，我覺得這一切都值了。這次畢業(yè)論文的制作過程是我的一次再學(xué)習(xí)，再提高的過程。在論文中我充分地運(yùn)用了大學(xué)期間所學(xué)到的知識(shí)。 我不會(huì)忘記這難忘的幾周時(shí)間。畢業(yè)論文的制作給了我難忘的回憶。我從資料的收集中，掌握了很多關(guān)于注塑模具的知識(shí)，讓我對(duì)我所學(xué)過的知識(shí)有所鞏固和提高。 在今后的日子里，我仍然要不斷地充實(shí)自己，爭(zhēng)取在所學(xué)領(lǐng)域有所作為。