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1、湖 南 電 子 科 技 職 業(yè) 學 院 只要有付出，就會有回報。 湖南電子科技職業(yè)學院畢業(yè)設計塑料儀表蓋模具設計 姓 名 ： 夏 祖 華學 號 ： 200732107009班 級 ： MG30707 指 導 老 師 ： 葉 久 新 教 授湖 南 長 沙2010 5 湖 南 電 子 科 技 職 業(yè) 學 院 只要有付出，就會有回報。 前 言模 具 被 稱 為 “ 百 業(yè) 之 母 ” 。 的 確 ， 模 具 是 工 業(yè) 生 產(chǎn) 中 最 基 礎 和 最 具 有 源 頭 意義 的 一 環(huán) ， 無 論 在 電 子 、 汽 車 、 電 機 、 電 器 、 儀 表 、 家 電 和 通 訊 等 產(chǎn) 品 中 ，

2、 60%— 80%的 零 部 件 都 依 靠 模 具 孕 育 而 來 。 作 為 制 造 業(yè) 的 上 游 部 分 ， 模 具 對 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 、效 益 的 決 定 作 用 會 在 工 業(yè) 流 程 的 洪 波 中 成 倍 放 大 ， 遠 遠 超 出 人 們 的 想 象 。 因 此 ，要 說 模 具 決 定 著 一 個 國 家 制 造 業(yè) 的 國 際 競 爭 力 ， 半 點 都 不 夸 張 。二 十 多 年 來 ， 我 國 模 具 工 業(yè) 發(fā) 展 迅 猛 ， 至 近 幾 年 尤 顯 疾 勁 。 “ 十 五 ” 期 間 ，模 具 業(yè) 年 均 增 速 達 20%。 2005年 ， 中 國 模 具

3、市 場 容 量 已 近 800億 元 人 民 幣 ， 市 場 規(guī) 模 僅 次 于 日 本 和 美 國 。 據(jù) 專 家 預 測 ， “ 十 一 五 ” 期 間 ， 中 國 模 具 業(yè) 市 場 份 額 更 將達 到 1200億 元 。 如 此 驚 人 的 宏 大 體 量 帶 來 了 燦 爛 機 遇 ， 與 之 對 應 的 前 提 是 我 們 的整 體 技 術 水 平 必 須 大 幅 提 升 。當 前 ， 國 內(nèi) 模 具 企 業(yè) 大 多 集 中 在 中 低 檔 領 域 ， 技 術 水 平 和 附 加 值 偏 低 ， 而一 些 高 精 密 、 高 質(zhì) 量 的 模 具 制 品 仍 依 賴 進 口 。 對

4、 于 行 業(yè) 來 講 ， 提 升 技 術 含 量 ， 走向 高 端 ， 是 未 來 的 必 然 選 擇 。 同 時 ， 國 際 模 具 界 巧 妙 借 力 于 IT技 術 ， 以 網(wǎng) 絡 提升 效 率 、 優(yōu) 化 服 務 ， 這 種 做 法 也 是 值 得 效 仿 的 方 向 。 對 于 從 業(yè) 者 來 說 ， 模 具 業(yè) 一直 存 在 且 不 斷 擴 大 的 人 力 資 源 缺 口 也 是 個 人 前 景 的 莫 大 機 遇 。 但 細 分 來 講 ， 人 力缺 口 同 樣 以 兼 具 國 際 眼 光 與 實 戰(zhàn) 經(jīng) 驗 的 高 端 人 才 為 主 ， 而 普 通 設 計 人 員 并 不 缺

5、乏 ， 因 此 要 大 力 發(fā) 展 被 稱 為 “ 百 業(yè) 之 母 ” 的 模 具 行 業(yè) ， 這 就 要 求 我 們 設 計 者 有 著 更 高 的 水 平 。 湖 南 電 子 科 技 職 業(yè) 學 院 只要有付出，就會有回報。 目錄一塑料課程設計…………………………………………………………………..1二塑件成型的工藝性分析..................................... . . . 21.塑 件 的 分 析 ......................................... . . . 22.ABS 的 質(zhì) 量 分 析 ...............

6、....................... . . .23.ABS 注 射 成 型 過 程 及 工 藝 參 數(shù) .......................... . . . . 2三擬定模具的結構形式......................................... . . .31.分 型 面 位 置 的 確 定 ............................................. . 32.型 腔 數(shù) 量 和 排 列 方 式 的 確 定 .................................... .33.注 射 機 型 號 的 確

7、定 ............................................. . 4 四注射系統(tǒng)的設計.............................................. . . .61.主 流 道 的 設 計 ................................................ ..72.分 流 道 的 設 計 ................................................. . 73.澆 口 的 設 計 ..........................................

8、........ . 94.校 核 主 流 道 的 剪 切 速 率 ......................................... . 95.冷 料 穴 的 設 計 及 計 算 ........................................... 10五成型零件的結構設計及計算................................... . . 101.成 型 零 件 的 結 構 設 計 ........................................... 102.成 型 零 件 鋼 材 的 選 用 ..............

9、............................ 103.成 型 零 件 工 作 尺 寸 的 計 算 ...................................... 10 4． 成 型 零 件 尺 寸 及 動 模 墊 塊 厚 度 的 計 算 … … … … … … … … … … … … … … ...10六模架的確定及校核.............................................. .111各 模 板 尺 寸 的 確 定 .............................................. 122.模 架 各 尺

10、寸 的 校 核 .............................................12七排氣槽的設計................................................ .. 12八脫模推出機構的設計.......................................... . . 131.推 出 方 式 的 確 定 ............................................... 132.脫 模 力 的 計 算 .............................................

11、.... 13 湖 南 電 子 科 技 職 業(yè) 學 院 只要有付出，就會有回報。 3.校 核 推 出 機 構 作 用 在 塑 件 上 的 單 位 壓 力 ........................... 13九冷卻系統(tǒng)的設計（冷卻介質(zhì)）................................ . . . 131.冷 卻 介 質(zhì) .................................................... 132.冷 卻 系 統(tǒng) 的 簡 單 計 算 .......................................... 133.凹 模 嵌

12、件 和 型 芯 冷 卻 水 道 的 設 計 ................................ 14十導向也定位結構的設計...................................... . . .15十一總裝圖和零件圖的繪制...................................... . ..15十二參考文獻................................................... . 15十三設計小結................................................... . 16 湖 南

13、電 子 科 技 職 業(yè) 學 院 只要有付出，就會有回報。 1 一塑料課程設計本 設 計 記 為 一 塑 料 圓 蓋 ， 如 圖 1所 示塑 件 的 質(zhì) 量 要 求 不 允 許 有 裂 紋 和 變 形 缺 陷 的 ；脫 模 斜 度 1 ~1 30′ ；未 注 圓 角 R2-3,塑 件 材 料 為 ABS， 生 產(chǎn) 為 大 批 量 ， 塑 件 公 差 按 模 具 設 計 要 求 進 行 轉 換 。圖 1 二塑件成型的工藝性分析1.塑 件 的 分 析（ 1） 外 形 尺 寸該 塑 件 的 厚 度 3mm， 塑 件 外 形 尺 寸 不 大 ， 塑 料 熔 體 流 程 不 太 長 ， 適 合 于 注 射

14、 成型 ， 如 圖 1所 示 。（ 2） 精 度 等 級每 個 尺 寸 的 公 差 不 一 樣 ， 有 的 屬 于 一 般 精 度 ， 有 點 屬 于 高 精 度 ， 就 按 實 際 公 差 進行 計 算 。（ 3） 脫 模 斜 度ABS屬 無 定 型 塑 料 ， 成 型 收 縮 率 較 小 參 考 表 3-1選 擇 該 塑 件 上 型 芯 和 凹 模 的 統(tǒng) 一斜 度 為 1 表 1-1 常 用 塑 件 的 脫 模 斜 度 -塑 料 名 稱 脫 模 斜 度凹 模 型 心 聚 乙 烯 、 聚 丙 烯 、 軟 聚 氯 乙 烯 、 聚 酰 胺 、 氯化 聚 醚 25′ ~45′ 25′ ~45′硬

15、 聚 氯 乙 烯 、 聚 碳 酸 酯 、 聚 砜 35′ ~45′ 30′ ~50′聚 苯 乙 烯 有 機 玻 璃 ABS聚 甲 醛 35′ ~1 30′ 30′ ~40′熱 固 性 塑 料 25′ ~40′ 20′ ~50′2.ABS的 質(zhì) 量 分 析（ 1） 使 用 性 能綜 合 性 能 好 ， 沖 擊 強 度 ， 力 學 強 度 較 高 ， 尺 寸 穩(wěn) 定 ， 耐 化 學 穩(wěn) 定 性 ， 電 氣 性 能 好 ，易 于 成 型 和 機 械 加 工 ， 其 表 面 可 鍍 锘 ， 是 和 制 作 一 般 機 械 零 件 ， 減 震 零 件 ， 傳 動零 件 核 結 構 零 件 。 湖 南 電

16、 子 科 技 職 業(yè) 學 院 只要有付出，就會有回報。 2 （ 2） 成 型 性 能① 無 定 型 塑 料 。 其 品 種 很 多 ， 各 品 種 的 機 電 性 能 及 成 型 特 性 也 各 有 差 異 ， 應 按 品種 穩(wěn) 定 成 型 方 法 及 成 型 條 件 。② 吸 濕 性 好 。 水 的 質(zhì) 量 分 數(shù) 應 小 于 0.3％ ， 必 須 充 分 干 燥 ， 要 求 表 面 光 擇 地 塑 件應 要 求 長 時 間 預 熱 干 燥 。③ 流 動 性 中 等 。 溢 邊 料 0.04mm左 右 。④ 模 具 設 計 時 要 注 意 澆 注 系 統(tǒng) ， 選 擇 好 進 料 口 位 置

17、， 進 料 方 式 。 當 推 出 力 過 大 或機 械 加 工 時 塑 件 表 面 易 呈 現(xiàn) 白 色 痕 跡 。（ 3） ABS 的 主 要 性 能 指 標 （ 3） ABS的 主 要 性 能 指 標表 1-2 ABS 的 性 能 指 標密 度 /（ g cm 3? ） 1.02～ 1.05 屈 服 強 度 /MPa 50比 體 積 /（ cm 3 g 1? ） 0.86～ 0.98 拉 伸 強 度 /MPa 38吸 水 率 /﹪ 0.2～ 0.4 拉 伸 彈 性 模 量 /MPa 1.4 103熔 點 /℃ 130～ 160 抗 彎 強 度 /MPa 80計 算 收 縮 率 /% 0.3

18、～ 0.8 拉 壓 強 度 /MPa 53比 熱 容 /[J (kg ℃ ) 1? 1470 彎 曲 彈 性 模 量 /MPa 1.4 1033.ABS注 射 成 型 過 程 及 工 藝 參 數(shù)（ 1） 注 射 成 型 過 程① 成 行 前 準 備 。 對 ABS 的 色 澤 粒 度 和 均 勻 度 等 進 行 檢 驗 ， 由 于 ABS吸 水 性 較大 ， 成 型 前 應 進 行 充 分 的 干 燥 。② 注 射 過 程 。 塑 件 在 注 射 機 料 筒 內(nèi) 經(jīng) 過 加 熱 塑 化 帶 到 流 到 狀 態(tài) 后 ， 由 模 具 的 教 主 系 統(tǒng) 進 入 模 具 型 腔 成 型 。 其 過

19、程 可 分 為 沖 模 壓 實 保 壓 倒 流 和 冷 卻 5個 過 程 。③ 塑 件 的 后 處 理 。 處 理 的 介 質(zhì) 為 空 氣 和 水 ， 處 理 溫 度 為 60~75℃ ， 處 理 時 間 為16~20s（ 2） 注 射 工 藝 參 數(shù)① 注 射 機 ： 螺 桿 式 ， 螺 桿 轉 速 為 30r/min② 料 筒 溫 度 （ ℃ ） ： 后 段 150~170； 中 段 165~180； 前 段 180~200。③ 噴 嘴 溫 度 （ ℃ ） ： 170~180。④ 模 具 溫 度 （ ℃ ） ： 50~80。⑤ 注 射 壓 力 （ Mpa） ： 60~100。⑥ 成 型 時

20、 間 （ s） ： 30（ 注 射 時 間 取 1.4， 冷 卻 時 間 20.6， 輔 助 時 間 8） 。三擬定模具的結構形式1.分 型 面 位 定 置 的 確通 過 對 塑 件 結 構 的 形 式 的 分 析 ， 分 型 面 應 選 在 端 蓋 截 面 積 最 大 且 利 于 開 模 取 出 塑件 的 低 平 面 上 ， 其 位 置 如 下 圖 2 湖 南 電 子 科 技 職 業(yè) 學 院 只要有付出，就會有回報。 3 圖 22. 行 腔 數(shù) 量 和 排 列 方 式 的 確 定（ 1） 型 腔 數(shù) 量 的 確 定該 塑 件 的 精 度 要 求 一 般 在 2~3級 之 間 ， 且 為 大

21、批 量 生 產(chǎn) ， 可 采 取 一 模 多 腔 的 結 構形 式 。 同 時 ， 考 慮 到 塑 件 尺 寸 模 具 結 構 尺 寸 的 大 小 關 系 ， 以 及 制 造 費 用 和 各 種成 本 費 等 因 素 ， 初 步 定 為 一 模 兩 腔 結 構 形 式 。（ 2） 型 腔 排 列 形 式 的 確 定多 型 腔 模 具 盡 可 能 采 用 平 衡 式 排 列 位 置 ， 且 力 求 緊 湊 ， 并 與 澆 口 開 設 的 部 位 對 稱 。由 于 該 設 計 選 擇 的 是 一 模 兩 腔 ， 故 采 用 直 線 對 稱 排 列 ， 如 圖 3 圖 3（ 3） 模 具 結 構 形

22、式 的 確 定從 上 面 的 分 析 可 知 ， 本 模 具 設 計 為 一 模 兩 腔 ， 呈 直 線 對 稱 排 列 ， 根 據(jù) 塑 件 結 構 形狀 ， 推 出 機 構 擬 采 用 脫 模 板 推 出 的 推 出 機 形 式 。 澆 注 系 統(tǒng) 設 計 時 ， 流 道 采 用 對 稱平 衡 式 ， 澆 口 采 用 側 澆 口 ， 且 開 設 在 分 型 面 上 。 因 此 ， 定 模 部 分 不 需 要 單 獨 開 設分 型 面 取 出 凝 料 ， 動 模 部 分 需 要 添 加 型 芯 固 定 板 支 撐 板 和 脫 模 板 。 由 以 上 綜 合分 析 可 確 定 選 用 帶 脫 模

23、 板 的 單 分 型 面 注 射 模 。3 注 射 機 型 號 的 確 定（ 1） . 注 射 量 的 計 算通 過 三 維 軟 件 設 計 分 析 計 算 得塑 件 體 積 V 塑 =51.68cm3 湖 南 電 子 科 技 職 業(yè) 學 院 只要有付出，就會有回報。 4 塑 件 質(zhì) 量 m 塑 =ρV 塑 =34.105 1.02=52.7g式 中 ， ρ參 考 表 3-2,可 取 1.02g/cm3(2)澆 注 系 統(tǒng) 凝 料 體 積 的 初 步 估 算澆 注 系 統(tǒng) 的 凝 料 在 設 計 之 前 不 能 確 定 準 確 的 數(shù) 值 ， 但 是 可 以 根 據(jù) 經(jīng) 驗 按 照 塑 件 體

24、積 的 0.2-1倍 來 估 算 。 由 于 本 次 采 用 的 流 道 簡 單 并 且 較 短 ， 因 此 澆 注 系 統(tǒng) 的 凝 料按 塑 件 的 體 積 的 0.2倍 來 估 算 ， 故 一 次 注 入 模 具 型 腔 塑 料 熔 體 的 總 體 積 為V 總 =V 塑 （ 1+0.2） 2=34.105 1.2 2cm3=124.032cm3（ 3） 選 擇 注 射 機根 據(jù) 第 二 步 計 算 得 出 的 注 入 模 具 型 腔 的 塑 件 總 體 積 V 總 =124.032cm2， 以 公式 （ V 公 =V 總 /0.8） 則 有 V 總 =81.85/0.8cm3=155.

25、04cm3。 根 據(jù) 以 上 的 計 算 ，初 步 選 定 注 射 量 為 160 cm3， 注 射 機 型 號 為 J54-S-200/400臥 式 注 射 機 ， 其 主 要技 術 參 數(shù) 見 表 1-3 表 1-3 注 射 機 主 要 技 術 參 數(shù)標 稱 注 射 模 /㎝ 3 200~400 注 射 行 程 式 /mm 325螺 桿 （ 柱 射 ） 直 徑 /mm 55 最 大 模 具 厚 度 /mm 406注 射 壓 力 /MPa 150 最 小 模 具 厚 度 /mm 165 螺 桿 轉 速 /（ r min 1? ） 105 模 具 最 大 行 程 /mm 260電 動 機 功

26、率 /kw 11定 位 圈 尺 寸 /mm 125 噴 嘴 球 半 徑 /mm 12合 模 力 /kN 2540 噴 嘴 口 直 徑 /mm 3拉 桿 內(nèi) 間 距 /mm 345 345 最 大 成 形 面 積 ／ cm3 360注 射 方 式 螺 桿 式 合 模 方 式 液 壓 -機 械推 出 形 式 (兩 側 推 出 中 心 距/mm) 兩 側 推 出 （ 230）(4)注 射 機 的 相 關 參 數(shù) 的 校 核① 注 射 壓 力 校 核 。 查 表 3-4（ 塑 料 模 設 計 指 導 書 P28） 可 知 ， ABS所 需 注 射 壓 力 為 80~110MPa， 這 里 取 P0=1

27、00MPa,該 注 射 機 的 公 稱 注 射 壓 力 P公 =150MPa， 注射 壓 力 安 全 系 數(shù) K1=1.25~1.4,這 里 取 K1=1.3則K1P0=1.3 100=130

28、分 型 面 上 的投 影 面 積 ， 可 以 按 照 多 型 腔 模 的 統(tǒng) 計 分 析 來 確 定 。 A 澆 是 每 個 塑 件 在 分 型 面 上 的投 影 面 積 A 塑 的 0.2~0.5 倍 。 由 于 本 例 流 道 設 計 簡 單 ， 分 流 道 相 對 較 短 ， 因 此 流道 凝 料 投 影 面 積 可 以 適 當 取 小 一 些 這 里 取 A 澆 =0.2A 塑c． 塑 件 和 澆 注 系 統(tǒng) 在 分 型 面 上 總 的 投 影 面 積 A 總 ， 則A 總 =n（ A 塑 +A 澆 ） =2 1.2 6280 mm2=15072mm2d.模 具 型 腔 內(nèi) 的 脹 型

29、 力 F 脹 ， 則F 脹 =A 總 P 模 =15072 35N=527520N=527.52kN式 中 ， P 模 是 型 腔 的 平 均 計 算 壓 力 值 ， 通 常 取 注 射 壓 力 的 20%~40%,大 致 范 圍 為25-40MPa。 對 于 黏 度 較 大 且 精 度 較 高 的 塑 件 制 品 應 取 較 大 值 。 ABS屬 中 等 黏 度 塑料 及 有 精 度 要 求 的 塑 件 ， 故 P 模 取 35MPa查 上 表 1-3 可 得 該 注 射 機 的 公 稱 鎖 模 力 F 鎖 =900KN， 鎖 模 力 安 全 系 數(shù) 為K2=1.1~1.2， 這 里 取 k

30、2=1.2， 則K2F 脹 =1.2 527.52KN=633.024 KN

31、 影 響 到 熔 體 的 流 動 速 度 和 充 模 時 間 。 另 外 ， 由 于其 與 高 溫 塑 料 熔 體 及 注 射 機 噴 嘴 反 復 接 觸 ,因 此 設 計 中 常 用 設 計 成 可 拆 卸 更 換 的澆 口 套 。 1.主 流 道 的 設 計（ 1） 主 流 道 尺 寸① 主 流 道 的 長 度 ： 中 型 模 具 L 主 應 盡 量 小 于 80mm,本 次 設 計 中 初 取 73mm進 行 設 計 。② 主 流 道 小 端 直 徑 ： d=注 射 機 噴 嘴 尺 寸 +（ 0.5～ 1） mm = （ 3+0.5） mm=3.5mm.③ 主 流 道 大 端 直 徑 ：

32、 d’=d=2L 主 tanɑ≈ 7mm.試 中 ɑ=4 .④ 主 流 道 球 面 半 徑 ： SR 0=注 射 機 噴 嘴 球 頭 半 徑 =（ 1~2） mm+12mm=14 mm.⑤ 球 面 的 配 合 高 度 ： h=3mm. 湖 南 電 子 科 技 職 業(yè) 學 院 只要有付出，就會有回報。 6 (2)主 流 道 的 凝 料 體 積V 主 =π /3 L 主 （ R2 主 +r2主 +R 主 r 主 ）=3.14 / 3 50 （ 3.52 + 1.752 + 3.5 1.75） mm3= 1121.9 mm3 = 1.12 cm3(3)主 流 道 當 量 半 徑 Rn = （ 3

33、.5 + 1.75 ） /2 mm = 2.625 mm（ 4） 主 流 道 澆 口 套 形 式主 流 道 襯 套 為 標 準 件 可 選 購 。 主 流 道 小 端 入 口 處 與 注 射 機 噴 嘴 反 復 接 觸 ， 易 磨 損 。對 材 料 的 要 求 較 嚴 格 ， 因 而 盡 管 小 型 注 射 模 可 以 將 主 流 道 澆 口 套 與 定 位 圈 設 計 成為 一 個 整 體 ， 但 考 慮 上 述 因 素 通 常 仍 然 將 其 分 開 來 設 計 ， 以 便 于 拆 卸 更 換 。 同 時也 便 于 選 用 優(yōu) 質(zhì) 剛 才 進 行 單 獨 加 工 和 熱 處 理 。 設 計

34、 中 常 采 用 碳 素 工 具 鋼 （ T8A或T1OA） ,熱 處 理 淬 火 便 面 硬 度 為 50-55HRC， 如 圖 4所 示 圖 42分 流 道 設 計（ 1） 分 流 道 的 布 置 形 式在 設 計 時 應 考 慮 盡 量 減 少 在 流 道 內(nèi) 的 壓 力 損 失 并 盡 可 能 避 免 熔 體 溫 度 降 低 ， 同 時還 要 考 慮 減 少 分 流 道 的 容 積 和 壓 力 平 衡 ， 因 此 采 用 平 衡 式 分 流 道 。（ 2） 分 流 道 的 長 度由 于 流 道 設 計 簡 單 ， 根 據(jù) 兩 個 型 腔 的 結 構 設 計 ， 分 流 道 較 短 ，

35、故 設 計 時 可 適 當 選小 些 。 單 邊 分 流 道 長 度 L 分 取 70mm如 圖 3所 示（ 3） 分 流 道 的 當 量 直 徑因 為 該 塑 件 的 質(zhì) 量m 塑 =ρV 塑 =1.02 51.68g=52.7g <200g根 據(jù) 公 式 求 的 ， 分 流 道 的 當 量 直 徑 為D 分 =0.2654m 塑 L 分 =0.2654 塑m 4 分L =4.7mm（ 4） 分 流 道 的 截 面 形 狀 湖 南 電 子 科 技 職 業(yè) 學 院 只要有付出，就會有回報。 7 常 用 的 分 流 道 截 面 形 狀 有 圓 形 、 梯 形 、 U形 。 六 角 形 等 ，

36、為 了 便 于 加 工 個 和 凝 料的 脫 模 ， 分 流 道 大 多 設 計 在 分 型 面 上 。 本 設 計 采 用 圓 形 截 面 ， 其 加 工 工 藝 性 好 ，且 塑 料 熔 體 的 熱 量 散 失 、 流 動 阻 力 均 不 大 。（ 5） 分 流 道 截 面 尺 寸如 圖 5所 示 。 圖 5（ 6） 凝 料 體 積① 分 流 道 的 長 度L 分 =35 2=70mm② 分 流 道 的 截 面 積A 分 =π r2=（ 5+4） 3.5/2=15.75mm2③ 凝 料 體 積V 分 =L 分 A 分 =70 15.75mm3=1102.5mm3=1.1cm3（ 7） 校

37、 核 剪 切 速 率① 確 定 注 射 時 間 ： 查 下 表 ， 可 取 t=2.0s② 計 算 分 流 道 體 積 流 量q 分 = t VV 塑分 ? =(1.1+51.68)/1.6=33cm3③ 由 公 式 可 得 剪 切 速 率 為r 分 =(3.3 33 103)/3.14(3.5/3) 3 s-1=6.47 103s-1該 分 流 道 的 剪 切 速 率 出 與 澆 口 主 流 道 與 分 流 道 的 最 佳 剪 切 速 率 5 210 ~5 310 s-1之 間 ， 所 以 ， 分 流 道 內(nèi) 熔 體 的 剪 切 速 率 合 格(8)分 流 道 的 表 面 粗 糙 度 和 脫

38、 模 斜 度分 流 道 的 表 面 粗 糙 度 要 求 不 是 很 低 ， 一 般 取 Ra1.25-2.2um即 可 ， 此 處 Ra1.6um。另 外 ， 其 脫 模 斜 度 一 般 在 5o-10o度 之 間 ， 這 里 取 8o。 湖 南 電 子 科 技 職 業(yè) 學 院 只要有付出，就會有回報。 8 3澆 口 設 計該 塑 件 要 求 不 允 許 有 裂 紋 和 變 形 缺 陷 ， 表 面 質(zhì) 量 要 求 較 高 ， 采 用 一 模 兩 腔 注 射 ，為 便 于 調(diào) 整 充 模 時 的 剪 切 速 率 和 封 閉 時 間 ， 因 此 采 用 側 澆 口 。 其 截 面 形 狀 簡 單

39、，易 于 加 工 ， 便 于 試 模 修 正 ， 且 開 設 在 分 型 面 上 ， 從 型 腔 的 邊 緣 進 料 ， 澆 口 正 對 塑件 輪 轂 。（ 1） 點 澆 口 尺 寸 的 確 定1 算 側 澆 口 的 深 度 。 依 據(jù) 側 澆 口 的 深 度 h計 算 公 式 為h=nt=0.7 3mm=2.1mm式 中 t— 塑 件 厚 度 ， 這 里 t=3N— 塑 料 成 型 系 數(shù) ， 對 于 ABS， 其 成 性 系 數(shù) n=0.7在 工 廠 進 行 設 計 時 ， 澆 口 深 度 常 常 先 取 小 值 ， 以 便 在 今 后 試 模 時 發(fā) 現(xiàn) 問 題 進行 修 磨 處 理 ，

40、 并 根 據(jù) 下 表 3-7(表 3-7見 塑 料 模 設 計 指 導 P33)中 推 薦 的 ABS側 澆 口 的 厚 度 1.2-1.4mm， 故 此 處 澆 口 深 度 h取 1.3mm② 計 算 側 點 澆 口 的 寬 度 。 依 據(jù) 側 澆 口 的 寬 度 B計 算 公 式 為B= 30An = 2.99mm≈ 3mm式 中 n— — 塑 料 成 型 系 數(shù) ， 對 于 ABS其 n=0.7A— — 凹 模 的 內(nèi) 表 面 積 (約 等 于 塑 件 外 表 面 積 )③ 計 算 側 澆 口 的 長 度 。 側 澆 口 的 長 度 L 澆 一 般 選 用 0.7-2.5mm， 這 里

41、取 L 澆=0.7mm(2)側 澆 口 剪 切 速 率 的 校 核① 計 算 澆 口 的 當 量 半 徑 。 由 面 積 相 等 可 得 π R 澆 2=Bh,由 此 矩 形 澆 口 的 當 量 半徑 R 澆 =(Bh/π )1/2② 校 核 澆 口 的 剪 切 速 率a． 確 定 注 射 時 間 ： 查 表 ， 可 取 t=2.0sb． 計 算 澆 口 的 體 積 流 量q 澆 = tV塑 = 0.208.54 cm3/s=3.23 104mm3/sc.計 算 澆 口 的 剪 切 速 率 ：由 下 面 公 式 可 得r 澆 =3.3qv/π Rn3=3.3q 澆 /[π （ Bh/π ） 3

42、/2]=2.46 104s-1形 側 澆 口 的 剪 切 速 率 處 于 澆 口 與 分 流 道 的 最 佳 剪 切 速 率 5 103 ～ 5 104 s-1之 間 ， 所 以 ， 澆 口 的 剪 切 速 率 校 核 合 格 。4.校 核 主 流 道 的 剪 切 速 率求 出 塑 件 的 體 積 、 主 流 道 的 體 積 、 分 流 道 的 體 積 以 及 主 流 道 的 當 量 半 徑 之 后 ，對 主 流 道 熔 體 的 剪 切 速 率 進 行 校 核 。 湖 南 電 子 科 技 職 業(yè) 學 院 只要有付出，就會有回報。 9 （ 1） 計 算 主 流 道 的 體 積 流 量q 主 =（

43、 V 主 +V 分 +nV 分 ） /t=66cm3/s(2)計 算 主 流 道 的 剪 切 速 率r 主 =3.3ｑ 主 /π R3 主 =3.4 103s-1主 流 道 內(nèi) 熔 體 的 剪 切 速 率 處 于 澆 口 與 分 流 道 的 最 佳 剪 切 速 率 500-5000 之 間 ， 所以 ， 主 流 道 的 剪 切 速 率 校 核 合 格 。5冷 料 穴 的 設 計 與 計 算冷 料 穴 位 于 主 流 道 正 對 面 的 動 模 板 上 ， 其 作 用 是 收 集 熔 體 的 冷 料 ， 防 止 冷 料 進 入模 具 型 腔 而 影 響 制 品 的 便 面 質(zhì) 量 。 本 設 計

44、 僅 有 主 流 道 冷 料 穴 。 由 于 塑 件 表 面 要 求沒 有 印 痕 ， 采 用 脫 模 板 推 出 塑 件 ， 故 采 用 與 球 頭 形 拉 料 桿 匹 配 的 冷 料 穴 。 開 模 時 ，利 用 凝 料 對 球 頭 的 包 緊 力 使 凝 料 從 主 流 道 襯 套 中 脫 出 。五成型零件的結構設計及計算 1成 型 零 件 的 結 構 設 計（ 1） 凹 模 的 結 構 設 計凹 模 是 成 型 制 品 外 表 面 的 成 型 零 件 。 按 凹 模 結 構 的 不 同 可 將 其 分 為 整 體 式 、 整 體嵌 入 式 、 組 合 式 和 鑲 拼 式 4種 根 據(jù)

45、對 宿 建 德 結 構 分 析 ， 本 設 計 采 用 整 體 嵌 入 式 凹模 ， 如 圖 6所 示(2)凸 模 的 結 構 設 計 （ 型 芯 ）涂 抹 時 成 型 零 件 內(nèi) 表 面 的 成 型 零 件 ， 通 常 可 以 分 為 組 合 式 和 整 體 式 兩 種 類 型 ， 通過 對 塑 件 的 結 構 分 析 可 知 ， 該 塑 件 的 型 芯 有 一 個 ： 即 成 型 零 件 內(nèi) 表 面 的 大 型 芯 ，如 圖 7示 因 塑 件 包 緊 力 較 大 ， 所 以 設 在 動 模 部 分 ；2成 型 零 件 鋼 材 的 選 用根 據(jù) 對 成 型 塑 件 的 綜 合 分 析 ， 該

46、 塑 件 的 成 型 零 件 要 有 總 夠 的 剛 度 、 強 度 、 耐 磨 性及 良 好 的 抗 疲 勞 性 能 ， 同 時 要 考 慮 它 的 機 械 加 工 性 能 和 拋 光 性 能 。 又 因 為 該 塑 件為 大 批 量 生 產(chǎn) ， 所 以 構 成 型 腔 的 嵌 入 式 凹 模 鋼 材 選 用 P20， 成 型 零 件 外 援 筒 的 大 型芯 來 說 ， 由 于 脫 模 時 與 塑 件 的 磨 損 嚴 重 ， 因 此 鋼 材 選 用 高 合 金 工 具 鋼 Cr12MoV. 3成 型 零 件 工 作 尺 寸 計 算采 用 下 表 平 均 尺 寸 法 計 算 成 型 零 件

47、尺 寸 ， 塑 件 尺 寸 公 差 按 照 塑 件 零 件 圖 中 給 定 的公 差 計 算 。A 凹 模 徑 向 尺 寸 的 計 算塑 件 外 部 徑 向 的 轉 換 ： ls1=95+0.22-0.20 =95.220-0.42 mm,制 造 公 差 為 △1=0.42mm，Ls2=91 +0.22-0.22 =91.220-0.44mm,制 造 公 差 為 △ 2=0.44mm， 查 表 得 ， 該 塑 件 的 收 縮率 為 0.3%~0.8%， 得 其 平 均 收 縮 率 Scp=(0.3%+0.8%)/2=0.55%。Lm1=[（ 1+Scp） ls1-x1△ 1]+ &0=[（ 1

48、+0.0055） 95.22-0.6 0.42]+0.42/60 =95.49+0.070 mm 湖 南 電 子 科 技 職 業(yè) 學 院 只要有付出，就會有回報。 10 Lm2=[（ 1+Scp） ls2-x1△ 1]+ &0=[（ 1+0.0055） 91.22-0.6 0.44]+0.44/60=91.46+0.0730 mm式 中 x為 系 數(shù) ， 查 表 得 x一 般 在 0.5~0.8之 間 ， 此 處 取 X=0.6； △ 為 塑件 上 相 應 的 尺 寸 公 差 ； &為 塑 件 上 相 應 尺 寸 的 制 造 公 差 ， 對 于 中 小 型塑 件 取 &z=1/6△ （ 下

49、 同 ） 。B 凹 模 深 度 尺 寸 的 計 算塑 件 高 度 方 向 尺 寸 的 轉 換 ： 塑 件 高 度 的 最 大 尺 寸 H s=35+0.12-0.10 =35.120-0.22；制 造 公 差 △ 1=0.22mm，Hm1=[（ 1+Scp） hs-x1△ 1]+ &0=[（ 1+0.0055） 35.12-0.65 0.22] +0.22/60 =35.17+0.0370 mm式 中 X1,X2查 表 可 知 一 般 在 0.5~0.7之 間 ， 這 里 取 0.63和 0.65。C 型 芯 尺 寸 的 計 算a.尺 寸 轉 換 ； ls=85 +0.22-0.21 =84

50、.79+0.430 mm,制 造 公 差 △ 1=0.43。lm1=[（ 1+Scp） ls2+x△ ]+ 0-&=[（ 1+0.0055） 84.79+0.7 0.43]0-0.43/6.=85.560-0.072mm式 中 X一 般 在 0.5~0.8之 間 ， 此 處 去 0.7。（ 4） 型 芯 高 度 的 計 算① 尺 寸 轉 換 ； hs=31 +0.12-0.10 =30.9+0.220 mm,制 造 公 差 得 △ 1=0.22mm。Hm=[（ 1+Scp） hs +x1△ 1] 0-&=[（ 1+0.0055） 30.9+0.65 0.22]0-0.22/6=31.210

51、-0.037mm式 中 X一 般 在 0.5~0.8之 間 ， 此 處 取 0.65。（ 5） 孔 間 距 的 計 算 。 C=50 0.036mm,制 造 公 差 得 △ =0.072mm. Cm=[（ 1+Scp） C] 1/2&z=（1+0.0055） 50 0.5 0.072/6=49.27 0.012mm塑 件 型 芯 及 凹 模 的 成 型 尺 寸 的 標 注 如 圖 6、 圖 7所 示 。 湖 南 電 子 科 技 職 業(yè) 學 院 只要有付出，就會有回報。 11 圖 6 凹 模 嵌 件 圖 7 動 模 型 芯4． 成 型 零 件 尺 寸 及 動 模 墊 塊 厚 度 的 計 算（ 1

52、） 凹 模 側 壁 厚 度 的 計 算凹 模 的 側 壁 厚 度 于 型 腔 內(nèi) 壓 強 及 凹 模 的 深 度 有 關 ， 根 據(jù) 型 腔 的布 局 ， 模 架 初 選 400 500mm的 標 準 模 架 ， 其 厚 度 為 ：S=（ 3ph4/2E&p） 1/3=(3 35 304/2 2.1 105 0.023)1/3=25.56mm式 中 p — 型 腔 壓 力E— 材 料 彈 性 模 量H— 是 影 響 變 形 的 最 大 尺 寸 ， 等 于 30mm& p— 模 具 剛 度 計 算 許 用 應 力 。 根 據(jù) 注 射 塑 料 制 品 確 定 如 下 ：&p=25i=25 0.97

53、8um=0.023mm式 中 i=0.45 360.2+0.001 36=0.918um。凹 模 側 壁 采 用 嵌 件 ， 這 里 凹 模 件 嵌 件 單 邊 厚 度 選 15mm， 型腔 與 模 具 周 邊 的 距 離 由 模 板 的 外 形 來 確 定 。 根 據(jù) 估 算 模 板 平 面 尺 寸 選用 400 500mm。 湖 南 電 子 科 技 職 業(yè) 學 院 只要有付出，就會有回報。 12 （ 2） 動 模 墊 板 厚 度 的 計 算動 模 的 墊 板 厚 度 與 模 架 的 兩 個 墊 塊 之 間 的 跨 度 有 關 ， 墊 塊 之間 的 跨 度 大 約 為 400mm-63mm-

54、63mm=274mm。 則 動 模 墊 板 的 厚 度 為 ：T=0.54L(pA/EL1&p)1/3=0.54 274(35 14169.25/2.1 105 400 0.023)1/3=50mm式 中 &p— 動 模 墊 板 剛 度 計 算 許 用 變 形 量 ， &p=25i=25 （ 0.452740.2+0.001 274） =0.023mm。L— 兩 個 墊 塊 之 間 的 距 離 ， 約 274mm，L1— 動 模 墊 板 的 長 度 。取 單 件 型 芯 所 受 力 的 面 積 為 ：A 1=π /4 D2=0.785 952=7084.63mm2單 個 型 芯 的 面 積 ：

55、 A=2 7084.6=14169.25mm2此 動 模 墊 板 計 算 尺 寸 相 對 與 小 型 模 具 來 說 還 可 以 再 小 些 ， 可 增 加 兩 個支 撐 柱 來 進 行 支 撐 ， 故 可 以 近 似 得 到 動 摸 墊 板 厚 度 .Tn=(0.5)4/3 36.16=14故 動 模 墊 板 可 按 標 準 厚 度 取 50mm。六模架的確定和校核根 據(jù) 模 具 型 腔 布 局 的 中 心 距 和 凹 模 嵌 件 的 尺 寸 可 以 算 出 凹 模 嵌件 所 占 的 平 面 尺 寸 為 119 119mm， 有 考 慮 凹 模 的 最 小 壁 厚 ， 導 柱 ，導 套 的

56、布 局 等 ， 可 以 確 定 選 用 W L=400 500mm的 模 架 。 模 架 結 構為 A4型 .1各 模 板 尺 寸 的 確 定（ 1） 定 模 型 腔 板 ： 塑 件 高 度 為 35mm， 凹 模 嵌 件 深 度 為 50mm，所 以 定 模 型 腔 板 取 50mm。 （ 2） 型 芯 固 定 板 ： 按 模 架 標 準 ， 板 厚 取 40mm。（ 3） 墊 塊 的 高 度 ： 墊 塊 =推 出 行 程 +推 板 厚 度 +推 桿 固 定 板 厚 度 +（ 5~10） =40+32+20+(5~10)= (97~102)mm,初 步 選 定 C為 100經(jīng) 上 述 尺 寸

57、 的 計 算 ， 模 架 尺 寸 已 確 定 為 板 面 400 500mm， 其 外形 尺 寸 ： 長 寬 高 =500 400 336mm。 如 圖 8所 示 圖 8 所 選 A4型 模 架 結 構 湖 南 電 子 科 技 職 業(yè) 學 院 只要有付出，就會有回報。 13 2.模 架 各 尺 寸 的 校 核（ 1） 模 具 平 面 尺 寸 345 345mm<400 500mm(拉 桿 間 距 )， 校 核合 格 。（ 2） 模 具 的 高 度 尺 寸 為 336mm， 因 為 165mm（ 模 板 最 小 厚 度 ）<336mm<406mm(模 具 最 大 厚 度 )。 校 核 合 格

58、 。（ 3） 模 具 的 開 模 行 程 S=H1+H2 +(5~10)=40+35+(5~10)mm=(80~85)mm10， 所 以 ， 此 處 視 為 薄 壁 圓 筒 塑 件 ，根 據(jù) 脫 模 力 的 計 算 公 式 得 ：F1=2 3.14tESLcos&(f-tan&)/(1-u)K2+0.1A=[2 3.14 4 1.8 103 0.0055 36 cos1 （ 0.45-tan1 ） ](1-0.3) (1+0.45sin1 cos1 )+0.1 5495N=6037.4N式 中 F— 脫 模 力E— 塑 料 的 彈 性 模 量S— 塑 料 成 型 的 平 均 收 縮 率T—

59、 塑 件 的 壁 厚 L— 被 包 型 芯 的 長 度U— 塑 料 的 泊 松 比&— 脫 模 斜 度F— 塑 料 與 鋼 材 之 間 的 摩 擦 因 數(shù)R— 型 芯 的 平 均 半 徑A— 塑 件 在 與 開 模 方 向 垂 直 的 平 面 上 的 投 影 面 積K1=2q2/（ cos2&+2qcos&）K2=1+fsin&cos&3.校 核 推 出 機 構 作 用 在 塑 件 上 的 單 位 壓 力（ 1） 推 出 面 積A 1=π /4（ 852-67.442） =2101.3mm2(2) 推 出 應 力&=1.2F/A=1.2 6037.4/2101.3=3.45Mpa <53Mpa

60、(抗 壓 強 度 )， 合格 。 湖 南 電 子 科 技 職 業(yè) 學 院 只要有付出，就會有回報。 14 九冷卻系統(tǒng)的設計（冷卻介質(zhì)）1.冷 卻 介 質(zhì)ABS屬 于 中 等 粘 度 材 料 ， 其 成 型 溫 度 及 模 具 溫 度 為 200C和 50-80C，所 以 ， 模 具 溫 度 初 步 選 定 為 50C， 用 常 溫 水 碓 模 具 進 行 冷 卻 。2.冷 卻 系 統(tǒng) 的 簡 單 計 算（ 1） 單 位 時 間 內(nèi) 注 入 模 具 中 的 塑 件 熔 體 的 總 質(zhì) 量 W① 塑 料 制 品 的 體 積V=V 主 +V 分 +nV 塑 =(1.92+2.56+2 54.08)c

61、m3=124.032cm3② 塑 件 制 品 的 質(zhì) 量M=Vp=112.64 1.02g=52.7g③ 塑 料 制 品 的 壁 厚 為 3mm， 可 以 查 得 T 冷 =20.4S， 取 注 射 時 間 T注 =1.6S,脫 模 時 間 T 脫 =8S,則 注 射 周 期 ： T=20+1.6+8=29.6S。 由 此 得 每小 時 注 射 次 數(shù) ：N=（ 3600/29.6） =121次 。④ 單 位 時 間 內(nèi) 注 入 模 具 中 的 塑 料 熔 體 的 總 質(zhì) 量 :W=Nm=121 52.7g/h=6.377Kg/h（ 2） 確 定 單 位 質(zhì) 量 的 塑 件 在 凝 固 時 所

62、 放 出 的 熱 量 Q查 表 得 ABS 的 單 位 熱 流 量 Q 的 值 的 范 圍 在 310~400kJ/Kg,故 可取 ：Q=370kJ/Kg。（ 3） 計 算 冷 卻 水 的 體 積 流 量 Qv 設 冷 卻 水 道 入 水 口 的 水 溫 為 a2=22 C， 出 水 口 的 水 溫 為 a2=25C， 水 的 密 度 p=1000Kg/m3， 水 的 比 熱 容 C=4.817KJ， 則 根 據(jù) 公 式 可得 ： QV=WQ/60PC(a1-a2)=6.377 370/60 1000 4.187 (25-22)=0.00313m3/min（ 4） 確 定 冷 卻 水 路 的

63、直 徑 d當 QV=0.00587m3/min時 ， 查 表 可 知 ， 為 了 使 冷 卻 水 處 于 湍 流 狀態(tài) ， 取 模 具 冷 卻 水 孔 的 直 徑 D=0.01m。（ 5） 冷 卻 水 在 管 內(nèi) 的 速 度 VV=4 Q V/60 3.14D2=（ 4 0.00313） /（ 60 3.14 0.012）=0.665m/s（ 6） 求 冷 卻 水 管 壁 與 水 交 界 面 的 模 傳 熱 系 數(shù) h因 為 平 均 水 溫 為 23.50C， 查 表 得 f=6.7， 則 有 ：H=4.178f(pv)0.8/D0.2=（ 4.178 6.7 (1000 0.665)0.8）

64、 /0.010.2=1.5 104KJ/(m2 h 0C)(7) 計 算 冷 卻 水 道 的 導 熱 總 面 積 AA=WQ/h△ ＠ =（ 6.377 370） /(1.6 104 （ 50-（ 25-22） /2） )=0.003041m2(8) 計 算 模 具 所 需 冷 卻 水 管 的 總 長 度 LL=A/3.14d=0.003041/（ 3.14 0.01） =0.097m=97mm(9) 冷 卻 水 路 的 根 數(shù) xX=L/l≈ 1由 于 上 述 計 算 可 以 看 去 ， 一 條 冷 卻 水 道 對 于 模 具 來 說 顯 然 是 不 合 適 的 ， 因 此 就 根 湖 南

65、電 子 科 技 職 業(yè) 學 院 只要有付出，就會有回報。 15 據(jù) 具 體 情 況 來 加 以 修 改 ， 為 了 提 高 生 產(chǎn) 效 率 ， 凹 模 和 凸 模 都 要 充 分 冷 卻 。3.凹 模 嵌 件 和 型 芯 冷 卻 水 道 的 設 計型 芯 冷 卻 系 統(tǒng) 的 計 算 與 凹 模 冷 卻 系 統(tǒng) 的 計 算 方 法 基 本 上 是 一 樣 的 ， 因 此 不 再重 復 ， 冷 卻 水 道 布 置 如 圖 7。 尤 其 要 指 出 型 芯 的 冷 卻 方 式 ， 考 慮 到 推 桿 的 推 去 方式 ， 設 計 時 型 芯 的 下 部 分 采 用 冷 卻 流 道 的 隔 片 式 ，

66、 凹 模 嵌 件 采 用 冷 卻 水 道 進 行 冷卻 ， 如 圖 6。十導向與定位結構的設計注 射 模 的 導 向 機 構 用 于 動 ， 定 模 之 間 的 開 合 模 導 向 和 脫 模 機 構 的 運 動 導 向 ，按 作 用 分 為 模 外 定 位 和 模 內(nèi) 定 位 。 模 外 定 位 是 通 過 定 位 圈 使 模 具 的 澆 口 套 能 與 注 射 機 噴 嘴 精 確 定 位 ； 而 模 內(nèi) 定 位 機 構 側 通 過 導 柱 導 套 進 行 合 模 定 位 ， 本 模 具 所 成型 的 塑 件 比 較 簡 單 ， 模 具 定 位 精 度 要 求 不 是 很 高 ， 因 此 可 采 用 模 架 本 身 所 帶 的 定位 結 構 。十一總裝圖和零件圖的繪制經(jīng) 過 上 述 一 系 列 計 算 和 繪 圖 ，