底座固定件注射塑料模具設(shè)計-側(cè)抽芯注塑模含UG三維及11張CAD圖帶模流-獨家.zip

底座固定件注射塑料模具設(shè)計-側(cè)抽芯注塑模含UG三維及11張CAD圖帶模流-獨家.zip,底座,固定,注射,塑料,模具設(shè)計,側(cè)抽芯,注塑,UG,三維,11,CAD,圖帶模流,獨家 底座固定件注射塑料模具設(shè)計摘要根據(jù)底座固定件制品的要求，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，考量塑件制件尺寸。本模具采用一模二腔，側(cè)澆口進(jìn)料，注射機(jī)采用HTF80XB 型號，設(shè)置冷卻系統(tǒng)，CAD和UG繪制二維總裝圖和零件圖，選擇模具合理的加工方法。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，從而作出合理的注射模具設(shè)計。關(guān)鍵詞：底座固定件；一模二腔；側(cè)澆口進(jìn)料；注射機(jī);注射模具IAbstractAccording to the requirements of the fixed parts of the base, to understand the use of plastic parts, analysis of plastic parts of the process, size precision and other technical requirements, consider plastic parts size. This mold adopts the first mock exam two cavity, side gate, injection machine adopts HTF80XB model, set up the cooling system, CAD and UG drawing two-dimensional assembly and parts drawing, choose the reasonable processing method of mould. Attach the instruction, systematically use the brief text, concise schematic diagram and calculation of plastic parts, so as to make a reasonable injection mold design.Keywords: fixed base; the first mock exam two cavity; side gate feeding; injection machine; injection mouldII目 錄摘要IAbstractII第1章 緒論11.1 塑料簡介11.2 注塑成型及注塑模1第2章 塑料材料分析321 塑料材料的基本特性32.1 塑件圖32.2 塑件的材料分析32.2.1基本特性32.2.2成型性能52.2.3主要用途5第3章 塑件的工藝分析631 脫模斜度設(shè)計632 塑件尺寸及精度6第4章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析確定841 澆口種類的確定842 型腔數(shù)目的確定843 注射機(jī)的選擇和校核84.3.1 注射量的校核104.3.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核10433模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核11第5章 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計1351 分型面的設(shè)計1352 型腔的布局1453 澆注系統(tǒng)的設(shè)計14531 澆注系統(tǒng)組成14532 主流道的設(shè)計14533 分流道的設(shè)計16534 澆口的設(shè)計16535 冷料穴的設(shè)計1754 注射模成型零部件的設(shè)計17541 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計17542 成型零部件工作尺寸的計算1955 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計205.5.1 凹模徑向尺寸的計算215.5.2凹模徑向尺寸的計算215.5.3 凸模徑向的計算2156 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計21561 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則21562 脫模機(jī)構(gòu)類型的選擇21563 推板機(jī)構(gòu)具體設(shè)計2257 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)22571 溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響22572 冷卻系統(tǒng)之設(shè)計規(guī)則2358 模架的選用245.9側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型選擇25總結(jié)29模具總裝圖30致謝31參考文獻(xiàn)32V第1章 緒論模具制造是國家經(jīng)濟(jì)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。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(qiáng)度高，絕緣性能好，介電損耗低，化學(xué)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(jī)材料發(fā)展成為各個部門不可缺少的一種化學(xué)材料，在國民經(jīng)濟(jì)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(fù)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(jī)的一些基本知識，注射機(jī)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(jìn)行注射。注射機(jī)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(jī)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的可擠壓性和可模塑性。第2章 塑料材料分析21 塑料材料的基本特性2.1 塑件圖在模具設(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(jìn)行仔細(xì)研究和分析，只有這樣才能恰當(dāng)確定塑件制品所需的模具結(jié)構(gòu)和模具精度。本設(shè)計課題-底座固定件如圖所示，具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙，該塑件結(jié)構(gòu)較為簡單，生產(chǎn)量大，要求較低的模具成本，成型容易，精度要求不高。底座固定件圖2.2 塑件的材料分析2.2.1基本特性丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（簡稱：ABS）是日常生活中最常用的高分子材料之一，丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物抗多種有機(jī)溶劑，抗多種酸堿腐蝕，但是不抗氧化性酸，例如硝酸。在氧化性環(huán)境中丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物會被氧化。丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物在薄膜狀態(tài)下可以被認(rèn)為是透明的，但是在塊狀存在的時候由于其內(nèi)部存在大量的晶體，會發(fā)生強(qiáng)烈的光散射而不透明。丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物結(jié)晶的程度受到其枝鏈的個數(shù)的影響，枝鏈越多，越難以結(jié)晶。丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物的晶體融化溫度也受到枝鏈個數(shù)的影響，分布于從90攝氏度到130攝氏度的范圍，枝鏈越多融化溫度越低。丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物單晶通?？梢酝ㄟ^把高密度丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物在130攝氏度以上的環(huán)境中溶于二甲苯中制備。丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物有:高密度丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS, High Density Polyethylene）又稱低壓丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物，因為在低壓下生產(chǎn)，含有較多長鏈，因此密度高。主要用于制造各種注塑、吹塑和擠出成型制品。中密度丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（MDABS, Medium Density Polyethylene）低密度丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（LDABS, Low Density Polyethylene)用高壓法（147.17196.2MPa）生產(chǎn)，支鏈較多，強(qiáng)度低，多用來生產(chǎn)薄膜制品。線性低密度丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（LLDABS, Linear Low Density Polyethylene）等多種產(chǎn)品。高密度丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物通常使用Ziegler-Natta（齊格勒-納塔催化劑）聚合法制造，其特點是分子鏈上沒有支鏈，因此分子鏈排布規(guī)整，具有較高的密度。該過程在管式或釜式低壓反應(yīng)器中以乙烯為原料，用氧或有機(jī)過氧化物為引發(fā)劑引發(fā)聚合反應(yīng)。高密度丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物屬環(huán)保材質(zhì)，加熱達(dá)到熔點，即可回收再利用。須知塑膠原料可大分為兩大類：“熱塑性塑膠”（Thermoplastic）及“熱固性塑膠”（Thermosetting），“熱固性塑膠”是加熱到一定溫度后變成固化狀態(tài)，即使繼續(xù)加熱也無法改變其狀態(tài)，因此，有環(huán)保問題的產(chǎn)品是“熱固性塑膠”的產(chǎn)品（如輪胎），并非是“熱塑性塑膠”的產(chǎn)品（如：夾板），所以并非所有“塑膠”皆不環(huán)保。低密度丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物通常使用高溫高壓下的自由基聚合生成，由于在反應(yīng)過程中的鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)，在分子鏈上生出許多支鏈。這些支鏈妨礙了分子鏈的整齊排布，因此密度較低。線性低密度丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物是通過在丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物的主鏈上共聚一些具有短支鏈的共聚物生成的。2.2.2成型性能ABS易吸水，使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。因此，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；ABS在升溫時黏度增高，黏度對剪切速率的依賴性很強(qiáng)，因此模具設(shè)計中大都采用直接澆口形式，成型壓力較高，塑件上的脫模斜度宜稍大；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計時應(yīng)該注意盡量減小澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響及小。要求塑件精度高時，模具溫度可控制在5060，要求塑件光澤和耐熱時，模具溫度應(yīng)控制在6080。ABS比熱容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。2.2.3主要用途ABS料在機(jī)械工業(yè)上用來制造高溫電氣制品、風(fēng)筒殼、火牛殼、電工用具、電機(jī)殼、工具箱、奶瓶、冷飲機(jī)殼、照相機(jī)零件、安全帽、齒輪、食品盤子、醫(yī)療器材、導(dǎo)管、發(fā)夾、吹風(fēng)筒、理發(fā)用品、鞋跟、纖維增強(qiáng)后可作結(jié)構(gòu)更強(qiáng)的工程零件、CD碟。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(jìn)行仔細(xì)研究和分析，只有這樣才能恰當(dāng)確定塑件制品所需的模具結(jié)構(gòu)和模具精度。底座固定件塑件如圖所示，具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙，該塑件結(jié)構(gòu)中等復(fù)雜程度，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）3D視圖31 脫模斜度設(shè)計 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(xiàn)1，塑件材料ABS的型腔脫模斜度為0.35130/，型芯脫模斜度為30/132 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(jī)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小巧些。該塑件的材料為ABS，流動性較好，適用于不同尺寸的制品。 第4章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析確定41 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(jī)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(dāng)與否直接關(guān)系到制品能否完好的成型。由于本設(shè)計中底座固定件塑件外表面質(zhì)量要求較高，所以選用側(cè)澆口。側(cè)澆口直接在中間的圓端面處進(jìn)，底座固定件塑件組裝后，澆口被遮擋起來。側(cè)澆口主流道需要設(shè)置鉤針，分流道與產(chǎn)品相連，頂出產(chǎn)品包含流道連接在一起。42 型腔數(shù)目的確定因為本設(shè)計中采用側(cè)澆口，且塑件的尺寸不大，為提高塑件成功概率，并從經(jīng)濟(jì)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(jìn)行加工生產(chǎn)。43 注射機(jī)的選擇和校核 由于采用一模二腔，需要至少注射量為14g，流道水口廢料3g，總注塑量達(dá)到21g，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(jī)為海天80XB。注射方式為螺桿式，其有關(guān)性能參數(shù)為：型號單位80B參數(shù)螺桿直徑mm36理論注射容量cm3156注射重量PSg140注射壓力Mpa183注射行程mm122螺桿轉(zhuǎn)速r/min0220料筒加熱功率KW5.7鎖模力KN800拉桿內(nèi)間距(水平垂直)mm365365允許最大模具厚度mm360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油泵電動機(jī)功率KW11油箱容積l200機(jī)器尺寸(長寬高)m4.31.251.8機(jī)器重量t3.22最小模具尺寸(長寬)mm2402404.3.1 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(jī)額定注射量的80%以內(nèi)。校核公式為： 式中 -型腔數(shù)量 -單個塑件的體積（） -澆注系統(tǒng)所需塑料的體積（） 本設(shè)計中：n=2 14g =3g M=2x14+3=31g（約等于）注塑機(jī)額定注塑量為156g注射量符合要求4.3.2 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(jī)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。 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 n=2 =6725 =150 =2x6725+150=13600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(jī)額定鎖模力。即： （）P F式中： P塑料熔體對型腔的成型壓力（MPa）F注射機(jī)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=13600x1.1x0.01=448.8KN800KN鎖模力符合要求433模具與注射機(jī)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式中 -注射機(jī)允許的最大模厚 -注射機(jī)允許的最小模厚本設(shè)計中模具厚度為321mm 150H360， 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(jī)的開模行程是有限的，設(shè)計模具必須校核所選注射機(jī)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(jī)，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：式中 -推出距離 -包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度 =（水口料的長度+2030）本設(shè)計中 =310 = 50 mm =105+25=130 mm總的開模距離需要H=180mm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(jī)構(gòu)時，需校核注射機(jī)頂出的頂出形式，要注意在兩直頂出時模具推板的面積應(yīng)能覆蓋注射機(jī)的雙頂桿，注射機(jī)的最大頂出距離要保證能將塑件從模具中脫出。海天80XB型注射機(jī)為兩直推出機(jī)構(gòu)。經(jīng)檢查能滿足將模具脫出的要求。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(dāng)?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(dāng)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直，兩直出滑塊。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。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(jìn)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 主流道的設(shè)計流道是澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)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(jī)為海天80XB，其噴嘴直徑為3.5，噴嘴球面半徑為16，根據(jù)圖（6），主流道各具體尺寸如下：圖（6）主流道 （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。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，采用上模固定板直接壓住附固定。533 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湊,且采用側(cè)澆口。如圖所示。主流道和側(cè)澆口的位置534 澆口的設(shè)計澆口又叫進(jìn)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(dāng)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(dá)其最遠(yuǎn)端； 3)應(yīng)先從壁厚較厚的部位進(jìn)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(dāng)值。535 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(biāo)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。如上圖（8）所示。54 注射模成型零部件的設(shè)計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(zhǔn)確計算其尺寸和公差并保證它們具有足夠的強(qiáng)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。本設(shè)計中采用整體式凹模，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3D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(xì)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(hù)，型芯與動模板的配合可采用。型芯3D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ABS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： 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(fù)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＃瑫r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(yán)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(xué)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)。此塑件未注上下偏差，所以以下公差都是查表所得。LM1=(1SCP)+LS1+X1P100.22式中，是塑件的平均收縮率，聚丙烯的收縮率為0.4%0.6%,所以平均收縮率；、是系數(shù)， 一般在0.50.8之間，此處?。环謩e是塑件上相應(yīng)尺寸的公差（下同）；是塑件上相應(yīng)尺寸制造公差對于中小型零件取（下同）。5.5.1 凹模徑向尺寸的計算塑件尺寸的轉(zhuǎn)換：LS1=760.15=756.151.20MM，相應(yīng)的塑件制造公差3=0.3MMLM1=(1+SCP)+LS1+X3P100.2=(1+0.015)+76+0.51.200.2=76.3800.2MM式中，是系數(shù)，一般在0.50.8之間，此處取。5.5.2凹模徑向尺寸的計算塑件尺寸的轉(zhuǎn)換：HS=570.2=57.2-0.40MM，相應(yīng)的塑件制造公差0.4mm2HM1=(1+SCP)+HS1+X1P1=(1+0.015)+57+.90.400.067=58.3800.067MM式中，是系數(shù)，一般在0.50.7之間，此處取。5.5.3 凸模徑向的計算塑件尺寸的轉(zhuǎn)換LS=330.51=32.4901.02MM：，徑向的塑件制造公差1.02mmLM=(1+SCP)+LS+XP= (1+0.015)+33+0.651.02-0.170 =33.16-0.170 MM式中，是系數(shù)，知一般在0.50.7之間，此處取。56 脫模機(jī)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(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)。主要由推出零件，推出零件固定板和推板，推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位部件等組成。561 脫模機(jī)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(qiáng)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(jī)構(gòu)類型的選擇推出機(jī)構(gòu)按其推出動作的動力來源分為手動推出機(jī)構(gòu)，機(jī)動推出機(jī)構(gòu)，液壓和氣動推出機(jī)構(gòu)。根據(jù)推出零件的類別還可分為推桿推出機(jī)構(gòu)、套管推出機(jī)構(gòu)、推板推出機(jī)構(gòu)、推塊推出機(jī)構(gòu)、利用成型零部件推出和多元件綜合推出機(jī)構(gòu)等。本設(shè)計中采用推板推出機(jī)構(gòu)使塑料制件順利脫模。563 推板機(jī)構(gòu)具體設(shè)計（1）、推板設(shè)計該塑件采用了模架推桿，其分布情況如圖（10）所示，這些推桿在產(chǎn)品邊緣，由于制品對型芯和行腔的抱緊力不強(qiáng)，使制品所受的推出力均衡。 57 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)在注射模中，模具的溫度直接影響到塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，對模具溫度的要求也不相同。一般注射到模具內(nèi)的塑料粉體的溫度為左右，熔體固化成為塑件后，從左右的模具中脫模、溫度的降低是依靠在模具內(nèi)通入冷卻水，將熱量帶走。對于要求較低模溫（一般小于）的塑料，如本設(shè)計中的聚苯乙烯ABS，僅需要設(shè)置冷系統(tǒng)即可，因為可以通過調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度。模具的冷卻主要采用循環(huán)水冷卻方式，模具的加熱有通入熱水、蒸汽，熱油和電阻絲加熱等。571 溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響注射模的溫度對于塑料熔體的充模流動、固化成型、生產(chǎn)效率以及制品的形狀和尺寸精度都有影響，對于任一個塑料制品，模具溫度波動過大都是不利的。過高的模溫會使塑件在脫模后發(fā)生變形，若延長冷卻時間又會使生產(chǎn)率下降。過低的模溫會降低塑料的流動性，使其難于充模，增加制品的內(nèi)應(yīng)力和明顯的熔接痕等缺陷。模具冷卻水路圖572 冷卻系統(tǒng)之設(shè)計規(guī)則設(shè)計冷卻系統(tǒng)的目的在于維持模具適當(dāng)而有效率的冷卻。冷卻孔道應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)尺寸，以方便加工與組裝。設(shè)計冷卻系統(tǒng)時，模具設(shè)計者必須根據(jù)塑件的壁厚與體積決定下列設(shè)計參數(shù)： 冷卻孔道的位置與尺寸、孔道的長度、孔道的種類、孔道的配置與連接、以及冷卻劑的流動速率與熱傳性質(zhì)。(1) 冷卻管路的位置與尺寸塑件壁厚應(yīng)該盡可能維持均勻。冷卻孔道最好設(shè)置是在凸模塊與凹模塊內(nèi)，設(shè)在模塊以外的冷卻孔道比較不易精確地冷卻模具。通常，鋼模的冷卻孔道與模具表面、模穴或模心的距離應(yīng)維持為冷卻孔道直徑的12倍，冷卻孔道之間的間距應(yīng)維持35倍直徑。冷卻孔道直徑通常為612 mm（7/169/16英吋），在此取8mm。 58 模架的選用1、確定模具的基本類型注射模具的分類方式很多，此處是介紹的按注射模具的整體結(jié)構(gòu)分類所分的典型結(jié)構(gòu)如下： 單分型面注射模、雙分型面注射模、帶有活動成型零件的模、側(cè)向分型抽芯注射模、定模帶有推出機(jī)構(gòu)的注射模、自動卸螺紋的注射模、熱流道注射模。2、 模架的選擇根據(jù)對塑件的綜合分析，確定該模具是多分型面的模具，由GB/T12556.1-12556.2-1990塑料注射模中小型模架可選擇CI型的模架，其基本結(jié)構(gòu)如下：CI型模具定模采用一塊模板，動模采用一塊模板，又叫兩板模，大水口模架，適合側(cè)澆口，采用斜導(dǎo)柱或定模側(cè)抽芯的注射成形模具。由分型面分型面的選擇而選擇模具的導(dǎo)柱導(dǎo)套的安裝方式，經(jīng)過考慮分析，導(dǎo)柱導(dǎo)套選擇選正裝。根據(jù)所選擇的模架的基本型可以選出對應(yīng)的模板的厚度以及模具的外輪廓尺寸，經(jīng)過計算可以知道該模具是一模兩腔的模具，而型腔之間的距離在20-30mm之間把型腔排列成一模兩腔可側(cè)得長為250mm，寬為130mm，模架的長L=250+復(fù)位桿的直徑+螺釘?shù)闹睆?型腔壁厚400mm模架的寬W=130+復(fù)位桿的直徑+型腔壁厚+滑塊位置230mm根據(jù)內(nèi)模仁的尺寸，在計算完模架的長寬以后，還需要考慮其他螺絲導(dǎo)柱等零件對模架尺寸的影響，在設(shè)計中避免干涉。所以就取BL=230X400的模架，塑件的高度為45mm，塑件的全部膠位都留在定模部分，該模具型腔結(jié)構(gòu)簡單，型芯、型腔的固定是固定總高度的加30-50mm，B板的厚度取90mm，滿足強(qiáng)度要求，A板為90mm，C板為90mm（C的選擇應(yīng)考慮推出機(jī)構(gòu)的推出距離是否滿足推出的高度）綜上所述所選擇的模架的型號為：LKM CI2340-A90-B90-C905.9側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型選擇一般指的模具的行位機(jī)構(gòu)，即凡是能夠獲得側(cè)向抽芯或側(cè)向分型以及復(fù)位動作來拖出產(chǎn)品倒扣，低陷等位置的機(jī)構(gòu)。下圖列出模具的常用行位結(jié)構(gòu)。1.從作用位置分為下模行位、上模行位、斜行位（斜頂） 2.從動力來分，為機(jī)動側(cè)向行位機(jī)構(gòu)和液壓（氣壓）側(cè)向行位機(jī)構(gòu)1、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的類型（1）手動抽芯（2）液壓或氣動抽芯（3）機(jī)動抽芯2、抽心距：S=H+(3-5)其中,S為抽芯機(jī)構(gòu)需要行走的總距離，H為通過測量出來的產(chǎn)品抽芯距離（可以通過3D或2D進(jìn)行實際測量）3-5MM為產(chǎn)品抽芯后的安全距離本設(shè)計中，抽芯距離較小，抽芯10mm即可以達(dá)到目的。3、抽芯力：將塑料制品從包緊的側(cè)型芯上脫出時所需克服的阻力稱為抽芯力。抽芯力F=PA(f *cos+sin)p-塑料制品收縮對型芯單位面積的正壓力，通常取812Mpa;A-塑料制品包緊型芯的側(cè)面積，f-磨擦系數(shù)，取0.10.2 -脫模斜度，一般就是幾度而已。F-單位為NF=10x3534x0.001x(0.1x25cos25+sin25)=79KN（1）滑塊的設(shè)計滑塊設(shè)計的要點在于滑塊與側(cè)向型芯連接以及注射成型時制品尺寸的準(zhǔn)確性和移動的可靠性，滑塊分為整體式和組合式兩種?；瑝K材料常用45鋼或T8、T10等制造，要求硬度在HRC40以上。（2）導(dǎo)滑槽設(shè)計1）導(dǎo)滑槽與滑塊導(dǎo)滑部分采用間隙配合，一般采用H8/f8。2）滑塊的滑動配合長度通常要大于滑塊寬度的1.5倍，而保留在導(dǎo)滑槽內(nèi)的長度不應(yīng)小于導(dǎo)滑配合長度的2/3，3）導(dǎo)滑槽材料通常用45鋼制造，調(diào)質(zhì)至HRC 28HRC32，（3）滑塊定位裝置設(shè)計，由于我們采用的是后模行位的形式，根據(jù)生產(chǎn)的實際情況，采用行位壓板的方式，主要作用為固定與導(dǎo)向作用。（4）楔緊塊設(shè)計楔緊角應(yīng)比斜導(dǎo)柱的傾斜角大23。（5）斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式斜導(dǎo)柱和滑塊在模具上因安裝位置不同，組成了抽芯機(jī)構(gòu)的不同結(jié)構(gòu)形式。1）斜導(dǎo)柱在定模上、滑塊在動模上的結(jié)構(gòu)A、設(shè)計時必須注意，滑塊與推桿在合模復(fù)位過程中不能發(fā)生“干涉”現(xiàn)象。所謂干涉現(xiàn)象是指滑塊的復(fù)位先于推桿的復(fù)位致使活動側(cè)向型芯與推桿相碰撞，造成活動側(cè)向型芯或推桿損壞。B、如果發(fā)生干涉，常用的先復(fù)位附加裝置有彈簧先復(fù)位、楔形滑塊先復(fù)位、擺桿先復(fù)位等多種形式。2）斜導(dǎo)柱在動模上、滑塊在定模上的結(jié)構(gòu)3）斜導(dǎo)柱和滑塊同在定模上4）斜導(dǎo)柱和滑塊同在動模上本設(shè)計中采用斜導(dǎo)柱頂出抽芯斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯的特點是利用推出機(jī)構(gòu)的推力驅(qū)動斜導(dǎo)柱斜向運動，在制品被推出脫模的同時由斜導(dǎo)柱完成側(cè)向抽芯動作。一般分為外側(cè)抽芯和內(nèi)側(cè)抽芯兩種。1、斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)適用于制品具有側(cè)孔或較淺側(cè)凹，成型面積較大的場合。2、特點：在制品被推出脫模的同時由斜導(dǎo)柱完成側(cè)向抽芯動作。3、斜導(dǎo)柱的導(dǎo)滑形式4、傾斜角通常不超過30。5、進(jìn)行斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計時，若定模一側(cè)有成型型芯，則需設(shè)置銷釘鎖緊或壓緊的止動裝置，保證制品與定模型芯分離而留在動模一側(cè)。 總結(jié) 本次塑料模具設(shè)計，全面考慮了塑料成型性能，模具結(jié)構(gòu)特點，注射工藝參數(shù)，塑件表面粗糙度以及制造精度等，在理論分析和數(shù)據(jù)計算生產(chǎn)操作上論證該設(shè)計是合理可行的。并且，通過這次設(shè)計，我了解了注射模設(shè)計概況，熟悉了注射設(shè)備，基本掌握了注射成型的一般原理。 在設(shè)計和三維建模過程中也遇到了一些問題，通過對問題的探索與分析，最后得到圓滿解決，更另深刻的知道了模具設(shè)計各個階段的重要性和嚴(yán)謹(jǐn)性，達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計的目的。 伴隨經(jīng)濟(jì)建設(shè)，特別是汽車、機(jī)械、電子、日用制造等行業(yè)的飛速發(fā)展，對模具設(shè)計與制造的人才的需求與日俱增，模具設(shè)計制造，特別是注射模具的設(shè)計與制造將更為受到重視，并將會廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域中，飛速發(fā)展。 相信這次設(shè)計中獲得的經(jīng)驗及處理問題的能力將會對今后的學(xué)習(xí)和工作有所啟示和幫助。模具總裝圖致謝 在本次畢業(yè)設(shè)計中，特別感謝XXX指導(dǎo)老師的指導(dǎo)和幫助，給予了我充分的信心和把握，讓我按時完成了本次設(shè)計。由于經(jīng)驗不足和對專業(yè)知識的了解不夠透徹，在設(shè)計時常常遇到一些問題無法理解，老師則耐心而認(rèn)真的加以指導(dǎo)幫助，讓我學(xué)到了書本上學(xué)不到的知識，既增長了見識也充實了自己。參考文獻(xiàn)1曹宏深 趙仲治主編 塑料成型工藝及模具設(shè)計 北京機(jī)械工業(yè)出版社 19932黃虹主編 塑料成型加工與模具 化學(xué)工業(yè)出版社2003年3月第一版3黃銳主編 塑料工程手冊 下冊 第四章節(jié) 機(jī)械工業(yè)出版社4宋卓頤 史勤芳 房雙寬 趙永仙編著 塑料原料與助劑 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社2003年9月第1版5黃銳主編 塑料成型工藝學(xué) 第二版 中國輕工業(yè)出版社 1997年5月第2版6塑料模設(shè)計手冊（軟件版） 機(jī)械工業(yè)出版社7王文廣 田寶善 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