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1、 天 津 大 學 （高等教育自學考試） 本科生畢業(yè)設計（論文）任務書 機械工程學院 辦學點 模具設計與制造專 業(yè)10 班 設計（論文）題目 盒形帶側向抽芯塑件注射模具設計 完成日期 自2012年07月01日至2012年08月30日 止 指 導 教 師 李國華 辦學單位負責人 黃東霞 批 準 日 期 學生 崔健 接受任務日期

2、 前 言 這是我們第二次走進模具設計的課堂，第二次完成了自己的設計。我們利用三個星期的時間完成了這次注塑模具設計的全部工序，并整理成了文檔。第一次是大一時減速箱的設計，那是只能是初步的了解了模具設計，而這次是更深刻的。三個星期的時間匆匆而過，我們即將告別大學的生活，它成了我大學生活中美好的回憶。 這次完成的成果是我們組所有人的功勞，我們六個人互相配合，分工合作，很快就把設計的大概完成了，在其他組中我們算是領先的。我們各自都動腦動手，在作業(yè)中意識到自己缺乏什么需要什么，對以前的專業(yè)知識有了更深一步的理解。在整個設計當中，也出現了不少問題，我們及時解決，不懂的就到書上找答案，并和

3、指導老師相互探討、交流、幫助，最終問題得到解決。 知識在不斷更新，社會在不斷前進，制造業(yè)中的模具設計與制造走在社會的前沿?，F作為大學生的我們即將畢業(yè)，對很快就要投身工作的我們來說，應熟練自己的專業(yè)軟件,撐握模具制造與設計的理論知識，更重要的是理論與實踐相結合。 本說明書主要介紹了這一模具題目的設計思想過程，從用鉛筆作零件圖到電腦上用CAD作圖，到校核計算，到模具制造工藝等，從各方面敘述了我們所設計的模具制品的整個思想過程。特別是里面的工藝分析和零件的工藝卡片上，花費了我們很大工夫，當然也是設計中最精細、做的做好的一部分。里面的內容基本上都是我們自己完成的，利用CAD軟件作

4、產品圖、模板、導柱、導套、裝配圖、零件圖等。通過這次的畢業(yè)設計，我們 將二年所學的知識進行歸納總結，覺得自己的模具專業(yè)知識水平有了很大的提高，CAD軟件作圖有了更近一步的深華。理論與實踐找到了一個結合點。這三個星期對于我們來說是充實的、是認真的、是有意義的。成功的完成這次設計對于我們將來的工作也起到了一定鼓舞激勵性的作用。 目錄 設計任務書……………………………………………………………………………………..……1 1. 工藝分析……………………………………………………………………………………........6 1.1 塑件材料分析…………………………………

5、…………………………………………6 1.2 注射工藝規(guī)程編制……………………………………………………………………9 1.2.1 工藝過程……………………………………………………………………………….9 1.2.2 確定型腔數目……………………………………………………………………14 1.2.3 塑件體積計算……………………………………………………………………15 1.2.4 型腔型芯尺寸確定……………………………………………………………15 1.2.5 初選設備及工藝參數確定…………………………………………….…16 2．塑件在型腔中的位置確定…………………………………………

6、……………….19 2.1分型面設計………………………………………………………………………………19 2.2 型腔排布………………………………………………………………………………….21 3．澆注系統設計………………………………………………………………………………22 3.1 主流道設計……………………………………………………………………………...24 3.1.1 澆口套的結構設計………………………………………………………..24 3.1.2 澆口套的尺寸確定…………………………………………………..…….25 3.2 分流道設計……………………………………………………

7、…………………………26 3.3 澆口設計……………………………………………………………………………………27 3.4 流動距離比校核……………………………………………………………….………29 4．模架選用…………………………………………………………………………………………30 4.1 模具整體結構分析……………………………………………………………………30 4.2 模架確定……………………………………………………………………………..………..31 5．注射機校核…………………………………………………………………………………..……32 6．推件機構設計…………………

8、…………………………………………………………..…….33 6.1推桿力的計算………………………………………………………………………..……. 33 6.2確定頂出方式及頂桿位置…………………………………………………..……. 33 7．冷卻系統設計……………………………………………………………………………..…….35 8．排氣系統設計……………………………………………………………………………..……..36 9. 裝配圖………………………………………………………………………………………..………..37 10. 零件圖………………………………………………………………………………

9、…..…………..39 10.1 小型芯 ………………………………………………………………………………….……39 10.2 動模 ……………………………………………………………………………………….…. 39 10.3 型芯 ……………………………………………………………………………………..…….40 10.4 澆口套 …………………………………………………………………………………..…..40 10.5 動模固定板……………………………………………………………………….……….41 10.6 推桿……………………………………………………………………………………………..41

10、 11. 模具零件加工工藝設計…………………………………………………………………42 11.1 頂盤推桿 ………………………………………………………………………….………42 11.2 支承板………………………………………………………………………………….…. …43 11.3 型芯 ……………………………………………………………………………………..…….44 11.4 小型芯………………………………………………………………………………..…….. …45 11.5澆口套……………………………………………………….………. ………… ……… …46 11.6 動?！?/p>

11、……………………………………………………………………………..47 12. 參考文獻……………………………………………………………………………………..……49 13. 總結----------------------------------------------------------------------------------------------------------------.50  塑料模課程設計任務書 一、 畢業(yè)設計的目的 畢業(yè)設計的目的在于鞏固所學知識熟悉有關資料，樹立正確的設計思想，掌握設計方法，培養(yǎng)學生的實際工作

12、能力。通過這次模具結構設計，學生在工藝性分析、工藝方案論證、工藝計算、模具零件結構設計、編寫技術文件和查閱文獻方面受到一次綜合訓練，增強學生實際的工作能力。 二、 模具設計的內容 塑料模為中等復雜程度的注射模，有側面分型和抽芯，制件圖見附件。 1、 設計內容 此次設計內容包括制品工藝分析，成型方法及工藝流程制定，模具類型和結構等形式確定，成型工藝條件確定，工藝計算（即注射量、注射壓力、鎖模力、導向與定位機構設計、脫模機構設計、加熱與冷卻系統設計、繪制模具裝配圖、編寫設計說明書、填寫模塑成型工藝卡和成型零件機械加工工藝過程卡。） 2、 設計工作量 設計內容 工作量

13、 模塑成型工藝卡 1份 模具裝配圖 1張以上 工作零件圖 所有非標準件零件圖 工件零件機械加工工藝過程卡 所有工作零件 設計說明書 1份（約30到40頁） 三、 模具設計的步驟與方法 1. 明確設計任務，收集有關資料 2.工藝分析和模塑成型方案制定 3.工藝計算和設計 1）注射量計算 2）澆注系統設計計算 3）成型零件工作尺寸計算 4）模具冷卻與加熱系統計算 5）注射壓力、鎖模力和安裝尺寸校核 4.模具結構設計 1） 確定凹摸模板尺寸 2） 選擇模架并確定其它模具零件的主要參數 3） 畫裝配圖 先手繪結構草圖，經審閱后再畫正式圖 4） 畫

14、零件圖 5） 編寫技術文件。包括說明書、模塑成型工藝卡和機械加工工藝過程卡。 四、模具設計的要求 要求有打印文件和電子文件格式。應包含以下內容： 1、 裝配圖 裝配圖應包含主視圖、俯視圖、制件圖等等。 （1）主視圖： 按模具正對操作者方向繪制，采取剖視畫法，一般按模具閉合狀態(tài)繪制。上、下模之間有一完成的制件，塑料制件及流道剖面畫網格后再涂紅。 （2）俯視圖： 俯視圖應反映模具的平面布置、澆注系統、冷卻系統以及模具的輪廓形狀等?？梢宰蟀氩糠之嬒履５陌胍晥D，右半部分保留上模的半視圖。俯視圖上應用雙點劃線畫出排樣圖和俯視圖。 1） 制件圖：制件圖畫在裝配圖

15、的右下角，注明制件的材料、規(guī)格、及制件尺寸、 公差等。位置不夠可另一頁繪出。 2） 標題欄和零件明細欄： 標題欄和明細表布置在裝配圖右下方，包括零件編號、名稱、數量、材料、熱處理、標準件代號及規(guī)格（如螺釘：GB /70-85 M530）、備注等內容。所有零件應詳細寫在明細表中。 3） 尺寸標注：裝配圖上標明必要的尺寸，如閉合尺寸、模架外形尺寸、模柄直徑 4） 技術要求：技術要求布置在下方。包括①凸凹模刃口間隙；②模具閉合高度；③模具特殊要求；④國家標準、行業(yè)標準或企業(yè)標準。 2、 模具零件圖： 要求將所有非標準零件出圖，對需要加工的標準件也應出圖。注明全部尺寸、配合公差、形位公

16、差、表面粗糙度、材料、熱處理、其它技術要求。其中熱處理和其余粗糙度標圖紙右上方，其它技術要求注圖紙下方。 3、 模塑成型工藝卡：以工序為單位，說明加工工藝過程的工藝文件，包括①制件材料、規(guī)格、重量；②制件簡圖或工序件簡圖；③制件主要尺寸；④各工序的設備和工裝；⑤檢驗及工具、時間定額。 4、 工作零件機械加工工藝過程卡： 填寫所有零件機械加工工藝過程卡，包括零件經過的車間、各工序名稱、工序內容及使用的設備和工裝，繪制工序圖。 5、 設計說明書： 要求闡明自己的設計觀點、方案優(yōu)劣、依據和過程。內容有： 1） 目錄 2） 設計任務書及產品圖 3） 序言 4） 制件的工藝性分

17、析 5） 模塑工藝方案的制定 6） 模具結構形式的論證及確定 7） 注射量、澆注系統設計計算 8） 注射（擠壓）力、溫度、速度、鎖模力計算等 9） 模塑成型設備的選擇及設備工作能力、安裝尺寸校核 10） 模具零件設計及必要的計算 11）模具工作零件的尺寸和公差值的計算 12）其他需要說明的問題 13）主要參考文獻目錄 說明書中應附有模具結構簡圖，參數及所用公式應注明出處，并說明公司中各符號代表的意義和單位。文獻目錄應包括：書名、作者、出版社、出版年份。在說明書中引用資料時注明其序號和頁數。 五. 設計課題 骨架

18、 1 塑件工藝分析 如圖所示，塑件選擇，材料為ABS，收縮率為0.3%～0.8%，點劃線所示區(qū)域為制品在使用時的可見部位，生產批量20萬件。 1.1塑件材料的分析 由于塑件外殼較小，生產中常用ABS材料生產。 ABS塑料，化學名稱，丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物，ABS是五大合成樹脂之一，其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學藥品性 及電氣性能優(yōu)良，還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定，表面光澤性好等特點。容易涂裝、著色，還可以進行表面噴鍍金屬、電鍍、焊接、熱壓 和粘接等二次加工，廣泛應用于機械、汽車、電子電器、儀器儀表、 紡織和建筑等工業(yè)領域，是一種用途極廣

19、的熱塑性工程塑料。 ABS樹脂是目前產量較大，利用最廣大的聚合物它將PS、SAN、BS的各種性能有機的統一起來，兼具韌、硬、剛相優(yōu)良的力學性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和笨乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。 在此我們選用ABS材料的原因正式在于它具有較好的沖擊力，硬度較高，耐磨，流動力好，不易變形等特點。 總結：ABS在升溫時粘度增高，成型壓力較高，所以塑件上的脫模斜度較大，ABS易吸水，成型前進行干燥處理和調適，模具設計時注意減少澆注系統對料流的阻力，模具溫度控制在50~60度，在酮、醛、酯、氯代烴中會成型后應進行調濕處理。 1.1.1一般性能：

20、ABS外觀為不透明呈象牙色粒料，其制品可著成五顏六色，并具有高光澤度。ABS相對密度為1.05左右，吸水率低。ABS同其它材料的結合性好，易于表面印刷、涂層和鍍層處理。ABS的氧化指數為18~20，屬易燃聚合物，火焰呈黃色，有黑煙，并發(fā)出特殊的肉桂味。 1.1.2力學性能： ABS有優(yōu)良的力學性能，其沖擊強度極好，可以在極低溫度下使用，ABS的耐磨性優(yōu)良，尺寸穩(wěn)定性好又具有耐油性，可用于中等載荷和低轉速下的軸承。ABS的耐蠕變性比PSF及PC大，但比PA及POM小。 ABS的彎曲強度和壓縮強度屬塑料中較差的。ABS的力學性 能受溫度的影響較大。 1.1.3熱學性能：

21、 ABS的熱變形溫度為93~118度，制品經退火處理后還可以提高10度左右。ABS在-40度時仍能表現出一定的韌性，可在-40~100度范圍內使用。 1.1.4電學性能： ABS的絕緣性比較好，并且?guī)缀醪皇軠囟?、濕度和頻率的影響，可在大多數環(huán)境下使用。 1.1.5環(huán)境性能： ABS不受水、五機鹽、堿及多種酸的影響，但可溶于酮類、醛類及氯代烴中，手笨乙酸，植物油等侵蝕會產生應力開裂。ABS的耐候性差，在紫外光的作用下易產生將解；于戶外半年后，沖擊強度下降一半。 1.1.6 ABS塑料的加工性能 ABS同PS一樣是一種加工性能優(yōu)良的熱塑性塑料，可用通用的

22、加工方法加工。 ABS的熔體流動性比PVC和PC好，但比PE、PH及PS差，與POM和HIPS類似；ABS的流動特性屬非牛頓流體；其熔體黏度與加工溫度和剪切速率都有關系，但剪切速率更為敏感。 ABS的熱穩(wěn)定性好，不易出現降解現象。ABS的吸水率較高。加工前應進行干燥處理。一般制品的干燥條件為溫度80~85度，時間2~4小時；對特殊要求的制品（如電鍍0的干燥條件為70~80度，時間18 小時。ABS制品在加工中易產生內應力，應力的大可通過浸入苯 乙酸中檢驗；如應力太大和制品對應力開裂絕對禁止，應進干燥箱內 2~4小時，再冷卻至室穩(wěn)即可。 （1） 該塑件尺寸較小，一般精度等級為降低成本

23、費用，采用一模多腔，并不對制品進行后加工。 （2） 為滿足制品光亮的要求與提高成型效率采用點澆口。 （3） 為了方便加工和熱處理，行腔與型心采用摒鑲結構。 1.2 注塑工藝規(guī)程編制 1.2.1 注塑工藝過程概述 整個模具的注塑過程包括：模具合攏、模具鎖緊、模腔填充、塑件保壓、模具冷卻、模具分開、產品脫模和注塑延時。 1.模具合攏： 注射機的鎖模系統將模具合上。鎖模系統一般系用直接油壓式或油壓機械鎖鏈式兩種。 2.模具鎖緊： 當模具合攏后注塑機的鎖模系統將所需的鎖模力作用在模具上，使模腔在填充過程中，高壓的塑件不會將模具漲開。 3.模具溫度： 在注塑過程

24、中，模具的溫度對塑件的質量影響也很大。一般來說，剛開始注塑時，模具溫度太低，不利于產品的成型。實踐證明，當模具溫度提高時，塑件的無收縮量會增加，但若能配合好注射的壓力或 射速，仍可生產出尺寸穩(wěn)定的制品，因為模溫的提高有利于熔融塑膠的填充，但相應會增加注塑周期時間，模具溫度的控制主要通過模具冷卻系統中冷卻液的溫度和冷卻液的流量來實現，還可采用冷卻機或 模溫機加以控制。 4.壓力油的溫度 導致模具填充變化的因素之一是注塑機的性能參數，所以注塑機的操作油溫一般都是在40攝氏度～50攝氏度，主要通過注塑機的冷卻系統控制，有些注塑機沒有油溫控制裝置，可以在生產前預先把油溫升到合適的溫度，如果在注

25、塑過程中，油溫過高，則壓力明顯降低，嚴重影響產品的質量。 5.鎖模力： 模具在設計時，有了鎖模力的設計值。在注塑前，必須在注塑機上調置好鎖模力。對于不同的模具，鎖模力的大小是不同的。在調置鎖模力時，并非鎖模力越大越好，而是要結合模具和注塑機的大小，以及摸具和產品的設計形式來考慮。從經濟和技術上分析，鎖模力的數值應該是越小越好，但必須滿足產品注塑的需要。例如，在鎖模力較低的情況下，可以減少注塑機和模具的磨損程度，減少能源消耗和維修費用。較小的鎖模力可以用以下方法：先將注塑機調至模具所能承受的最大鎖模力病生產出產品，然后以5t的差額逐漸降低鎖模力再生產，測量出每種鎖模力下的成品重

26、量，畫出曲線圖，找出最佳的鎖模力參數。 6.模具填充速度和壓力 模具填充速度是熔料被注進模腔的線性速度，在注塑的填充階段必須控制好熔料的射速以達到產品的最佳性能。注射速度的設定應在產品設計時完成，在產品壁厚設計和塑料特性允許的情況下應設計較快的射速。通常來說，薄壁注塑件需要快的注射速度以確保填充飽滿； 而壁厚注件則需要慢的射速以防止空穴的形成。但是過快的射速容易使原料過熱。當塑件澆口或排氣不好時，熔料以調速注射經過澆口，熔料內產生很大的剪切應力，使熔料結合模腔內難排出的空氣，甚至產生燃燒而碳化變黑。而射速過慢產品會出現填充不滿等缺陷。 在實際生產中，無論使用

27、什么數值的注射速度，都應盡可能在一個較大的范圍內，以便于生產。根據不同經驗術員，同一產品的注射速度不相同。但是，可采用分段注塑，在填充階段以不同的速度將熔料注入模腔，這樣往往可以避免塑件的外現缺陷。如蛇紋、飛邊、毛刺、燃燒等現象。并用控制熔料的分段射速還可以影響產品的分子排列和內應力的大小，甚至提高生產速率和效率。 為了確保注塑機的注射速度達到及保持所要求的數值，要求注射壓力足夠。若注射壓力太低，熔料進入模具時，所產生的阻力使注射速度不能達到設置的數值。因此，在設定注射壓力時，其數值應比熔料所產生的阻力高1.5MPa，熔料進入模具時所產生的阻力使注射速度不能達到設置的數值，可

28、從注塑機缸的壓力表中得知。過低的注射壓力使注射周期時間產生變化。因此，若設置好注射力和速度，注射周期的時間變化不會吃哦啊過0.8s。 7.保壓壓力及保壓時間 保壓壓力是指模腔剛被注滿時所采用的壓力。他的作用是指模腔內熔料能在受壓的情況下冷卻定形。這樣，產品的外觀發(fā)展尺寸公差才可得到保證，塑件的最后定形，很大程度取決于保壓的壓力大小和保壓時間長短。在一般注塑時，模腔填充到95%～98%時，轉為保壓階段。 當模腔填充不足90%時就提前進入保壓階段，這時的保壓壓力，除了要負責把模具填滿外還需要把熔料壓實一邊獲得合格的產品。這使得塑件在注塑的后期，其重量和尺寸的大小等受

29、保壓壓力影響很大，不容易穩(wěn)定。若在模腔填充到95%～98%時轉入保壓階段，這樣大大減小了保壓的壓力值。對一般塑件生產來說，保壓壓力是注射壓力的25%～65%。在實際生產中，某些特殊產品，如薄壁產品，精密度高的齒輪注件，PMMA樹脂厚壁產品，保壓壓力可達注射90%以上，甚至高出注射壓力。又如某些容易產生毛刺、飛邊的產品，保壓階段可用極低射速和超出注射壓力的高保壓力同時作用來避免產品的毛刺問題。 保壓作用使得塑件在該時間內注滿模腔，并使塑件更充實，尺寸穩(wěn)定。一般保壓時間不應過長，能充分壓實塑件就可以了。所以保壓時間和注件壁厚、射膠速度、澆口設計、熔料溫度以及模具溫度有關，注件

30、越厚，熔膠溫度以及模具溫度越高，相對保壓時間越長。 保壓時間的最終選定可以選用一下方法：首先把保壓時間設定為0，以差額為0.5s逐漸增加保壓時間，病注塑塑件記錄下每次注塑塑件的重量，畫出曲線圖，找出正確的保壓時間參數。 8.螺桿轉速的設定 當一次注射和保壓完成后，螺桿開始旋轉并后退。新的塑料原料在此階段落入到塑料缸內加熱，并被螺桿均勻攪拌至前端。塑料在此過程中，除受到加熱系統加熱外，其軟化升溫所需的熱能，部分來自螺桿的轉動，轉動越快，溫度越高。雖然螺桿的旋轉速度可以達到一個很高的數值，但實際生產中并不常采用高的螺桿旋轉速度。而應根據塑料的種類和注射塑料的實

31、際需要調節(jié)。螺桿的旋轉速度顯著影響注塑成型過程的穩(wěn)定程度和作用在塑料上的熱量。當螺桿轉速較高時，傳送到塑料的摩擦能量提高了塑化效率，但同時增加了熔料溫度的不均勻度，還有可能使熔料產生肩部過熱現象。相反，螺桿轉速越低，熔料的溫度越均勻，但是生產周期有可能延長。 9．螺桿后退 螺桿后退動作在螺桿旋轉完成后生產，其主要作用是防止射嘴的熔料漏滴現象，避免使用節(jié)流閥的射嘴。另外，對于一些塑料（如聚熔烴，PET等）螺桿后退的應用能改善注射過程的穩(wěn)定性。一般來說，需要螺桿后退時，數值在4—10mm范圍內，但不是所有的塑料生產都需要該動作的。 10．背壓 當螺桿轉動時，受

32、熱塑化的塑料在螺桿作用下被向前推，經過止流閥而到達螺桿的前面。由于熔料的想前推進，熔料也產生反作用力，作用在螺桿和止流閥上，使螺桿向后退，以便更多的熔料向前推進，這時，如設置背壓就使得油缸有一定壓力作用在螺桿上，提供了螺桿后退的阻力，背壓越大，螺桿復往時間長，螺桿前端熔料產生的壓力必須大于背端才可以使螺桿后退。必須指出，不是所有的注塑生產都必須用背壓的，但若是采用，即使塑料充分熔化及混合均勻，并有以下優(yōu)點： 1）有利于熔料內揮發(fā)性氣體排出。 2）使附加劑（如白粉，阻燃劑，增強劑等）和熔料混合更均勻。 3）使用塑化更均勻，以獲得精確的成品控制，背壓的調節(jié)不宜太 長，熔料要有適當的均勻性

33、，能完成塑化并且沒有氣泡便可以了。在實際操作中，可以上述工藝參數設定方法為基礎并綜合考慮各影響因數，確表產品的質量并降低生產成本。 塑料品種 結構特點 使用溫度 化學穩(wěn)定 ABS熱塑性塑 線性結構非結晶型 小于70 較好，比較穩(wěn) 性能特點：成型性能好，機械加工性好，耐沖擊性好，韌性和機構強度好，有一定的耐磨性，耐濕性，尺寸穩(wěn)定性都好，但耐熱性較差，吸水性較大，價格較便宜，要求表面光澤的塑件應長時間預熱干燥。 1.2.2 型腔數目的確定 最經濟數目的確定，實質上是注塑件生產成本懂得經濟核算，但在注塑設計初始方案階段，由于澆注系統等技術參數

34、尚不可知，下述型腔數的確定是一種估算的預測方法，一些參數要憑經驗來假定，在模具設計完成后，可根據這個方法再細化，進行生產成本和每個塑件成本的核算。 影響最經濟型腔的因素，有技術參數和經濟指標兩個方面技術參數有鎖模力，最小和最大注塑量，塑化能力，模板尺寸的和流速參數，這里只考慮注射機鎖模力和最大注射量兩個參數。技術經濟指標是從制品尺寸精度和經濟效果考慮，對一模多腔整體嵌入式的注射模，影 響型腔的重要因素有如下四個： 1． 注射劑鎖模力 2. 注射劑注射量 3.塑件精度 4.經濟習慣的限制 在此考慮生產成本和模具復雜程度采用一模兩腔。 1.2.3 塑件體積計算

35、 按塑件圖所示尺寸進以計算。 1）塑件體積 Vs≈9.903cm3 2）塑件重量 查表6-1 塑件ABS密度為1.02～1.05g/cm3（注射密度為1.05 g/cm3） 單件塑件重量 ms=9.9031.05g=10.397g≈10.4g 1.2.4 型腔型芯尺寸確定 查表ABS收縮率是0.3%~0.8% 平均收縮率 s=(0.3+0.8)/2=0.55% 行腔工作部位尺寸 行腔徑向尺寸Lm =[(1+S)LS-x△] 行腔深度尺寸Hm =[(1+S)HS- x△] 型心徑向尺寸Lm =[(1+S)ls+ x △] 型心高度尺寸hm-z=[(1+S)h

36、s+ x△] 式中 LS-塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（mm） ls-塑件外型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm） HS-塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm） hs-塑件外型高度基本尺寸的最小尺寸（mm） Cs-塑件中心距基本尺寸的平均尺寸（mm） X-修正系數 取0.5～0.75 △-塑件公差（mm） δz-模具制造公差取（1/3-1/4）△ 各部件尺寸如下圖所示 材料： ABS 1.2.5 初選設備及工藝參數確定 1)注射量：該塑件制件單件重量Ms≈4.4g 澆注系統重量的

37、計算可根據圖澆注系統尺寸先粗略計算澆注系統體積Vj≈1.034cm3 粗略計算澆注系統重量Mj≈Vj*密度=1.0857g總體積V塑件=20.94cm3 總質量M塑件=21.96g聚苯乙烯的密度為1.054g/cm3 ABS材料密度為1.02～1.05g/cm3 滿足注射機注射量V機>V塑件/0.80式中 V機——額定注射量 V塑件——塑件與澆注系統凝料體積和（cm3） V塑件/0.8=20.94/0.8cm3=26.75cm3 滿足注射量 M機≥M塑件P2/（P10.80） 式中M機-額定注射量（g） M塑件-塑件與澆注系統凝料體積的

38、重量和 P1-聚苯乙烯的密度g/ cm3 P2-塑件采用塑料的密度g/cm3 M塑件P2/P10.8=21.961.05/1.0540.8=27.35g 2）注射壓力 P注≥P成型： 查表6-5ABS塑料成型時的注射壓力 p成型=70-90Mpa 3）模力p鎖模力≥pf： 式中 p塑料城形時型腔壓力，ABS塑料型腔壓力p=30Mpa F-澆注系統和塑件在分型面上的投影面積各型腔及澆注系統及各型腔在分型面上的投影面積 F=44322+255=2941mm2

39、 Pf=302941=88.23KN 根據以上分析計算查表6-24初選注射劑型號為Xs-z-60 Xs-zy-125 注射機有關技術參數如下 最大開合模行程s 300mm 模具最大厚度 300mm 模具最小厚度 200mm 噴嘴圓弧半徑 12mm 噴嘴孔直徑 4mm 動定模板尺寸 428mm458mm 拉桿空間 260mm290mm 2．塑件在型腔中的位置確定 2.1分型面設計 在注塑中，用于取出塑件澆注系

40、統，凝料的面通稱為分型面。常見的取出塑件的分型面有開模方向垂直，也有采用開模方向垂直，也采用開模方向一致的側向分型面。分型面大都是平面，也有傾斜面，曲面或者臺階面。 分型面的選擇不僅關系塑件的正常成型和脫模，而且涉及到模具結構與制造成本。在選擇分型面時，應遵循以下原則： 1. 分型面應選擇在塑件的最大截面處，后則，可能會無法脫模和加工型腔。無塑件以何方位布置型腔，都應將化坐為首要原則。 2．盡可能的將塑件留在動模一側，因為在動模一側設置和制造脫模機構簡單易行。 3．有利于保證塑件的尺寸精度。 4．有利于保證塑件的外觀質量，分型面上的型腔壁面稍有間隙，熔體就會在塑件上產生飛

41、邊，飛邊影響塑件的外觀質量。因此在光滑平整表面或弧曲面。避免選擇分型面。 5．考慮滿足塑件的使用要求，注塑機在模型過程中，有一些很難避免的工藝缺陷，如拔模斜度，分型面上的飛邊以及頂桿與澆口痕跡。在分型面設計時，應從應用角度避免這些工藝缺陷影響塑件功能。 6．盡量減少塑件在合模平面上的投影面積。以減少所需要鎖模力。 7．長型薪應置于開模方向。當塑件在互相垂直方向都需設置型薪時，將轉短的型薪置于側抽薪方向，有利于減少抽拔距 8．有利于排氣，應將分型面置于熔體充模流動的末端 9．應利于簡化模具結構 確定分型面位置 該塑件的結構如圖所示，需遵循分型面設計基本原則，

42、故將模上設計凸起部分，采用單分型面，如下： 2.2 型腔排布 型腔位置排布，該件采用以模兩腔，的結構式。那么主注系統的設計應盡量采用以主流道到各個型腔分流道的形狀及尺寸相同的結構設計，即型腔平衡式布置的形式型腔強度和剛度的計算為了方便加工和熱處理 其型腔鑲件可分為三部分 如上圖所示，從圖上可以看出，行腔為整件試，因此行腔的強度和剛度按行腔為整件式計算 查書6-16行腔側壁厚S=2.5 mm（查模具設計指導書表6-16） 3 澆注系統設計 澆注系統設計是注塑模具設計中最重要的問題之一。澆注系統是引導塑料熔體從注塑機噴嘴到模具型腔為止的一種完整的輸送通 道，它具

43、有傳質，傳壓和傳熱的功能。對塑件質量有決定性的影響，它的設計合理與否，影響著模具的整體結構及其工藝操作的難易程度。 澆注系統的功能： 澆注系統的作用，是將塑料熔體順利地充滿到模腔深處，以獲得外形輪廓清晰，內在質量優(yōu)良的塑料制件。因此要求充模過程快而有序，壓力損失小，熱量散失少，排氣條件好，澆注系統凝料易于制品分離或者切除。 澆注系統的組成： 1．主流道：指由注射機噴嘴出口起到分流道入扣為止的一段流道，它是塑料熔體首先經過的通道，且與注塑機噴嘴在同一抽線。 2．分流道：指主流道末端至澆口的整個通道，分流道的功能是使熔體過渡和轉向，多型腔注射模中分流道中為了分配物料，通常有一

44、級分流道和二級分流道，甚至多級分流道組成。 3．澆口：指分流道末端入口之間狹窄且短小的一段通道。它的功能是使塑料熔體加快流速注入模腔內，并有序地填滿行腔，且對外縮具有控制作用。 4．冷料井：通常設置在主流道和分流道拐彎處的末端，其功能是捕捉和儲存熔料的冷料，冷料井也起勾料作用。 澆注系統的設計原則 1.澆注系統與塑件一起在分型面上，應有壓降，流量和溫度分布的均衡布置。 2.盡量縮短流程，以降低壓力損失，縮短充模時間。 3.免高壓格體對型薪和嵌件產生沖擊，防止變形和位移。 4.澆口位置的選擇，應避免產生端流和渦流，及噴射和蛇行流動，并有利于排氣和收縮 5.澆注系統凝料脫處方便可靠

45、，易與塑件分離或切除整修容易，且外觀損傷。 6.熔合縫位置合理安排，必要時配置冷料并或益料槽 7．量減少澆注系統的用料量。 8．澆注系統應達到所需精度和粗造度，其中澆口必須有IT8以上精度。 澆注系統包括主流道，分流道、澆口結構及其尺寸設計。 3.1 主流道設計 直澆口式主流道呈截錐體。主流道入口直徑為d，應大于注射機噴嘴直徑1mm左右，這樣便于兩著能同抽對準，也使得主流道噴嘴能順利脫落，主流道入扣的凹坑球面直徑為R，應該大于注射劑噴嘴求頭半徑約2—3mm。否則可能會讓塑料熔體反噴，出現溢邊致使脫模困難錐孔壁粗造度Ra 0.8mm.主流道錐角為2—4 ,過大的錐角會產生端

46、流或渦流，卷入空氣。過小錐角會使凝料脫模困難，充模時流動阻力大，表面積增加，熱量損失增加。流道的長度L，一般按模板厚度確定。但為減少充滿時減壓降和減少物料損失，以短為好。 主流道要裝流道襯套，且直徑為12mm，從定模板貫穿到分型面，襯套頭部安裝止轉銷。襯套和型腔的配合為H7/n6，主流道襯套用定位固定在模板上，定位直徑。 初步設計主流道形狀尺寸，主流道設計成圓錐形，其錐角2～6,內壁粗糙角Ra取0.4um 3.1.1 澆口套的結構設計 主流道部分在成型過程中,其小端入口處與注射機噴嘴及一定溫度、壓力的塑料熔要冷熱交替地反復接觸，屬易損件，對材料的要求較高，因而模具的主流道部分常設計成可

47、拆卸更換的主流道襯套式，以便有效地選用優(yōu)質鋼材單獨進行加工和熱處理。此澆口套采用碳素工具鋼T8A加工，熱處理要求淬火53~57HRC。其應設置在模具的對稱中心位置上，并盡可能保證與相聯接的注射機噴嘴為同一軸心線。 為了便于流道凝料從主流道襯套中拔出，主流道設計成圓錐形 。一般錐角取2~ 4粗糙度Ra≤0.63 與噴嘴對接處設計成半球形凹坑，球半徑略大于噴嘴頭半經。考慮到本模具主流道比較長,主流道的圓錐孔采用1:50錐度,加工時采用1:50的鉸刀加工出來,加工方便,也不會導致主流道過大。 3.1.2 澆口套的尺寸確定 如圖所示，經計算，澆口套的尺寸如上圖。 3.2 分流道設計 分流道的

48、截面形狀有圓形、半圓形、梯形、U形、正方形、正六邊形等。從增大傳熱面積考慮，截面最好采用正方形；從減少散熱面積考慮，截面最好采用圓形；從壓力損失上考慮，截面亦最好采用圓形。實驗證明，對多數塑料來說，分流道在5～ 6mm以下時，對流動性影響較大，但直徑在8mm以上時，對流動性的影響不大。 初步設計分流道形狀和尺寸，分流道截面設計成圓形截面，加工較容易，且熱量損失與壓力損失均不大，為常用形式，圓形截面分流道的直徑，可根據塑料的流動性等因素確定，該塑料件采用ABS，流動性為中等，所以選用圓形截面，根據經驗分流道的直徑，d可取5～ 6mm。 3.3 澆口設計 澆口位置的選擇應遵循以下原則：

49、（1）澆口位置距型腔各個部位的距離應盡量一致，并使起流程最短。 （2）澆口的位置應保證塑料流入型腔時，對著型腔中寬暢、厚壁部位，以便塑料順利地流入。 （3）避免塑料在流入型腔時直沖型腔壁、型心或鑲件，使塑料能盡快流入到型腔各部位，并避免型心或嵌件變形。 （4）盡量避免使制品產生熔接痕,或使其熔接痕產生在制品不需要的部位。 （5）澆口位置及其流入方向，應使塑料在流入型腔時，能沿著型腔平行方向均勻地流入，并有利于型腔內氣體排出。 （6）澆口位置應在制品最易清除的部位，同時，盡可能不影響制品的外觀。 確定澆口形式及位置，其工作壁較薄，只有1mm，故采用采用測澆口形式設計，

50、設計上圖；澆口直徑可根據經驗公式計算； 測澆口計算的經驗公式 d=（0.6 ~ 0.9） t=（0.6 ~ 0.9）δ d——測澆口的寬度mm △——塑件的表面積mm2 T——測澆口的厚度 δ——澆口處塑件的壁厚 d=2.6mm t=1.35 mm 測向進料的測澆口如上圖；對中小型塑件一般厚度t取0.5 ~ 0.2 mm 寬度b取1.5 ~ 5.0 mm 澆口上的長度L=0.7 ~ 2 mm 長度h=（0.6 ~ 0.9 ）mm +∮/2 取 L

51、=2.0 ~ 3.0 mm 計算L=2.2 3.4 流動距離比校核 如圖所示，根據以上設計參數校核流動比 Φ=∑Li/ti 式中 Φ——流動距離比 Li——模具中各段流通道及各段模腔的長度mm ti——模具中各段流通道及各段模腔的截面厚度mm Φ=60/3.5+12.5/5+2.2/1.35=382/1+46.9/1.5=128.54 因為影響流動的主要因素是塑料的流動性ABS塑料與聚甲醛的流動性均為中等查文獻二表6-9可參考聚甲醛的流動性為[Φ]=210 ～110，所以Φ<[Φ](小件可不必校核流動比)。 4

52、. 選用模架 4.1 模具整體結構分析 如圖所示 模具的大體結構 1-動模板；2-支撐板；3-復位桿；4-內六角螺釘；5-推板；6-推板固定板；7內六角螺釘；8-墊板；9-支撐板；10-型芯固定板；11-動模；12-定模座板；13-內六角螺釘；14-定模；15-定位圈；16-型芯；17-澆口套；18-內六角螺釘；19-推桿；20-導套；21-導柱；22-小型芯 通過學習我們知道了凹模的基本結構一般都分了以下幾種方式 A． 整體式凹模 特點有凹模的結構簡單牢固，強度高，成型的塑件質量好?？墒菍τ谛螤钕鄬碗s的凹模，那么它的加工工藝性較差，而且凹模受損后維修也很困難。因此

53、在先進的型腔加工機床尚未應用和普遍之前，整體式凹模緊緊適用于小型且形狀簡單的塑件的成型。 B． 整體嵌入式凹模 特點有適用于小型塑件，并且是多型腔塑料模具成型。在結構上凹模的形狀，尺寸的一致性好，這樣就更換方便，并且凹模的外形通常是采用帶有臺階的圓柱形，從模板的下面嵌入。如果是旋轉體，則要考慮用防轉銷來定位。 C.局部鑲嵌式凹模 為了加工和易更換凹模中易受損的部位，那通常的辦法就是把磨損部位做成鑲件，然后才嵌入模體。 D.拼塊式組合凹模 組合的目的不僅是為了機械加工、拋光、研磨和熱處理的需要，更重要的是這種結構能滿足大型塑件的成型凸凹形的需要。其優(yōu)點就是簡化了復雜凹模的加工的工藝

54、減少了熱處理的變形，也有利于排氣，便于模具的維修，節(jié)約了成本。 綜上所述，通過以上的方案的比較，再結合我們塑件的尺寸，用途，塑件的表面質量以及加工的可靠性與實用性等我們確定了用整體式的凹模。 4.2 模架確定 根據以上分析 計算以及型腔尺寸及位置尺寸可確定模架形式和規(guī)格。查《模具設計指導》表7-1.7-9選用： A4-450560-03-22 GB/T125561-1990 定模板厚度：A=32mm 動模板厚度：B=50mm 墊塊厚度：C=100mm 模具厚度：H模=262mm 模具外形尺寸：450mm560mm262mm 5. 校核注射機 （

55、1）注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度的校核。由于在初選注射劑和選用標準模架時是根據以上四個技術參數及計算壁厚等因素選用的。所以，注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度不必進行校核，已符合所選注射機要求。 （2）開模行程的校核，注射機最大開模行程S S≥2H件+H澆+（5～10） 式中H件——塑料制品高度（mm） H澆——澆注系統高度（mm） 如圖所示，主流道和分流

56、道位于件的下方，所以 2H件+H澆+（5～10）=238+60+（5～10） =146mm 故滿足要求。 （3）模具在注射機上的安裝。從標準模架外形尺寸看小于注射機拉桿空間，并采用壓板固定模具。所以，所選注射機規(guī)格滿足要求。 注塑機工作參數表，如下圖所示： 熱料與干燥 溫度/℃ 50—80 成型時間/S 注射時間 3—5 時間/ h 2 保壓時間 15—30 料筒溫度/℃ 前段 200~210 冷卻時間 15—30 中段 210~230 總周期 40—70 后段 180~2

57、00 螺桿轉速r/s 30—60 噴嘴溫度/℃ 180—190 后處理 方法 調濕 模具溫度/℃ 50—70 溫度/℃ 100—121 注射壓力/℃ 70—90/MPa 時間/ h 2—9 6. 推出機構的設計 6.1推桿力的計算 推件力Ft=Ap（цcosα-sinα）+q A1 式中A——塑件包絡型芯的面積（mm2） p——塑件對型芯單位面積上的包緊力，（p取0.8107～1.2107） α——脫模斜度 q——大氣壓力0.09MPa ц——塑件對鋼的摩擦系數ц均為0.1～0.3 A1——制件垂直于脫模

58、方向的投影面積（mm2） A≈（4230+3036.52+4236.52+Π42.12.1） ≈6571.52mm2 Ft=[6571.521.210（0.3cos40′～sin40′）／106+0.093244]N =24095.78N 6.2確定頂出方式及頂桿位置 根據制品結構特點，確定使用錐面推桿從工件的內表面推出（加工比較困難，裝配時與其它推桿不同，需從動模型腔插入，端部用螺釘固定在推桿固定板上，適合于深筒形塑件的推出）并在制品圖中的底端面的Φ30的圓柱處采用錐面推桿頂出的飯方法。如圖所示 對于流道的固化塑料也設置頂出桿。如圖所示

59、 普通的圓形推桿按GB4169.1——1984選用，均可滿足頂桿剛度要求。 查文獻二表7—13、選用∮10mm500mm型號的錐形頂桿4根，由于件較小，推出裝置可不設導向裝置。 7. 冷卻系統的設計 由于制品平均壁厚為2mm，制品尺寸又較小，確定水孔直徑為8mm。由于冷卻水道的位置，結構形式，孔徑，表面狀態(tài)，水的流速，模具材料等很多因素都會影響模具的熱量向冷卻水傳遞，精確計算比較困難。實際生產中，通常是根據模具的結構確定冷卻水路。通過調節(jié)水溫，水速來滿足要求。 冷卻水路布置圖,如圖所示： 8．排氣系統的設計 為了排除型腔和澆注系統內的所有空氣，則要考慮

60、排氣的裝置。 但是排氣的方式有開設排氣槽排氣和利用模具分型面或模具零件的配合間隙處自然排氣等。通過對塑件的工藝分析，我們發(fā)現塑件不是很大靠模具分型面和模具零件之間配合關系的間隙來排氣已經足夠了，所以這樣的設計和加工則方便多了。其實通常我們都是利用模具的分型面和配合間隙來排氣。通常排氣的間隙值根據塑料的流動性而定，通常為0.03～0.05mm，以不產生溢料為限。 綜上我們的排氣方式就是利用模具的分型面和模具零件的配合間隙來排氣。 9 裝配圖 如圖所示。 技術要求： 1. 型腔、型芯鑲拼部分保證不溢料。 2. 分形面保證不溢料。 3. 型芯與推桿H9/f9配合。 4.

61、選標準模架A4-450560-03-Z2。 5. 選用XS-ZY-125。  22 型芯 2 T8A 21 導套 4 T8A 20 導柱 4 T8A 19 錐面推桿 4 45 18 內六角螺釘M4x20 4 45 17 澆口套 1 T8A 16 型芯 2 45Cr 15 定位圈 1 45 14 定模 1 45 13 內六角螺釘M10x45 4 45

62、12 定模座板 1 45 11 動模 1 45 10 型芯固定板 1 45 9 支承板 1 45 8 墊板 2 Q235 7 內六角螺釘 4 45 6 推桿固定板 1 45 5 推板 1 45 4 內六角螺釘M6x20 4 45 3 復位桿 4 45 2 支承板 4 45 1 動模座板 1 45 序號 代號

63、 名稱 數量 材料 單件 總計 備注 重量 10 模具零件圖 10.1小型芯 10.2 動模 10.3 型芯 10.4澆口套 10.5支撐板 10.6推桿 11 模具零件工藝設計 11.1頂盤推桿加工工藝卡片 廠名 機械加工工藝過程卡片 產品型號 零（部）件圖號

64、19 共1頁 產品名稱 塑料模具 零（部）件名稱 頂盤推桿 第 1頁 材料牌號 T8A 毛坯種類 鍛件 毛坯外形尺寸 每毛坯件數 1 每臺件數 2 每坯質量 工序號 工序名稱 工序內容 設備 工藝裝備 1 備料 選用適合加工尺寸的鑄件毛胚 2 車 車端面、外圓和圓錐留磨銷余量 CA6140 三角卡盤 3 鉆 鉆端面孔 立鉆Z525 4 車 加工內螺紋達到設計要求 車端面保證尺寸 CA6140 三角卡盤 5 熱處理 先退火、后淬火硬至50~54HRC 加熱爐 油槽 6 磨 以螺紋

65、孔定位磨外圓錐面達設計要求 M7120A 7 檢驗 檢驗零件 11.2支承板加工工藝卡片 廠名 機械加工工藝過程卡片 產品型號 零（部）件圖號 9 共 1 頁 產品名稱 塑料模具 零（部）件名稱 支撐板 第 1 頁 材料牌號 45 毛坯種類 鑄件 毛坯外形尺寸 每毛坯件數 1 每臺件數 1 每坯質量 工序號 工序名稱 工序內容 設備 工藝裝備 1 備料 選用適合尺寸的鑄件毛坯 2 刨（銑） 刨銑上、下表面、保證尺寸50.8mm 刨床或銑床 虎鉗 3 磨 磨上、下表面達尺

66、寸50mm保證平行度 M7120A 4 劃線 劃前部及導柱安裝孔線 劃線平臺 5 銑 按線銑前部及型芯固定孔 立銑X53K 虎鉗 6 鉆 按線鉆導柱安裝孔 Z525 平行夾頭 7 檢驗 檢驗零件 11.3型芯工藝卡片 廠名 機械加工工藝過程卡片 產品型號 零（部）件圖號 16 共1頁 產品名稱 塑料模具 零（部）件名稱 型芯 第1頁 材料牌號 T8A 毛坯種類 鍛件 毛坯外形尺寸 每毛坯件數 每臺件數 2 每坯質量 工序號 工序名稱 工序內容 設備 工藝裝備 1 備料 選用適合加工尺寸的鑄件毛坯 2 銑（刨） 銑刨原材料外表面保證精度等級IT7 數銑 3 車 車錐桿錐形孔、安裝孔直徑達10mm并保證同軸度 CA6140 三角卡盤 4 磨 磨工件表面尺寸及內孔達IT7并保證同軸度 M7120A 5 檢驗 檢驗零件 6