頂塊注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì)【全套含CAD圖紙、說(shuō)明書(shū)、三維模型】,全套含CAD圖紙、說(shuō)明書(shū)、三維模型,注塑,成型,工藝,模具設(shè)計(jì),全套,CAD,圖紙,說(shuō)明書(shū),三維,模型 湖南文理學(xué)院芙蓉學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 題 目：頂塊注塑成型工藝及模具 設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 完成時(shí)間： 頂塊注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì) 目 錄 中文摘要及關(guān)鍵詞 I 英文摘要及關(guān)鍵詞 II 第1章 緒 論 1 1.1模具的作用與地位 1 1.2 本次設(shè)計(jì)研究目的及意義 1 1.3 CAD發(fā)展概況 1 1.4 注塑模CAD內(nèi)容 2 第2章 塑件的工藝分析 4 2.1塑件的工藝性分析 4 2.1.1塑件的原材料分析 4 2.1.2 ABS的注塑工藝參數(shù) 5 2.2塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 5 2.2.1結(jié)構(gòu)分析 6 2.2.2尺寸精度分析 6 2.2.3表面質(zhì)量分析 6 2.3計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量 6 第3章 注射機(jī)的選擇及校核 7 3.1 注射機(jī)的選擇 7 3.2型腔數(shù)目的確定及校核 8 3.3 鎖模力的校核 9 3.4 開(kāi)模行程的校核 9 第4章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 11 4.1 分型面的選擇 11 4.2 主流道的設(shè)計(jì) 11 4.3 澆口設(shè)計(jì) 12 4.3.1 剪切速率的校核 13 4.3.2 主流道剪切速率校核 13 4.3.3 澆口剪切速率的校核 14 第5章 成型零部件設(shè)計(jì) 15 5.1 型腔和型芯工作尺寸計(jì)算 15 5.2 型腔側(cè)壁厚度計(jì)算 16 第6章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 18 第7章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 7.1 對(duì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 20 7.2 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 7.2.1 設(shè)計(jì)原則 20 7.2.2 冷卻時(shí)間的確定 20 7.2.3 塑料熔體釋放的熱量 21 7.2.4 高溫噴嘴向模具的接觸傳熱 21 7.2.5 注射模通過(guò)自然冷卻傳導(dǎo)走的熱量 22 7.2.6 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 23 7.2.7 凹模冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 24 第8章 抽芯系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 27 8.1 斜導(dǎo)柱設(shè)計(jì) 27 8.2 滑槽的設(shè)計(jì) 29 8.3 楔緊設(shè)計(jì) 30 8.4 滑塊定位設(shè)計(jì) 30 8.5 彈簧設(shè)計(jì)計(jì)算 31 第9章 模具工作原理說(shuō)明 32 總 結(jié) 33 參考文獻(xiàn) 34 致 謝 35 中文摘要及關(guān)鍵詞 摘 要：本設(shè)計(jì)是頂塊塑料零件的注塑模具設(shè)計(jì)，在結(jié)合了傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)后把CAD技術(shù)應(yīng)用在注塑模具的設(shè)計(jì)上，在CAD系統(tǒng)實(shí)行了模型和注塑模具的設(shè)計(jì)。本文介紹了我國(guó)當(dāng)前模具技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r以及CAD在模具上的應(yīng)用，其中包括AUTOCAD。主要的機(jī)械部分設(shè)計(jì)，其內(nèi)容包括塑料注塑模具的工作原理及應(yīng)用，設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。塑料注塑模的設(shè)計(jì)計(jì)算，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)，動(dòng)、定模，澆注系統(tǒng)，脫模機(jī)構(gòu)，頂出機(jī)構(gòu)，冷卻系統(tǒng)等設(shè)計(jì)等方面。如此設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運(yùn)行可靠。 關(guān)鍵詞：CAD；CAM；注塑模；工藝 頂塊注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì) 英文摘要及關(guān)鍵詞 Abstract：This design is a top piece of plastic injection mold design of parts, when combined with traditional mechanical design after the application of CAD technology in injection mold design, implementation of the model in the CAD system and injection mold design. This article describes the current state of development of mold technology and CAD in the mold applications, including AUTOCAD. The main mechanical part of the design, which includes plastic injection mold working principle and application of design criteria. Plastic injection mold design calculations, including the design of the mold design, injection molding machine selection, gating system design, dynamic, fixed mold, pouring system, the release mechanism, the ejection mechanism, cooling system and other aspects. So design a structure to ensure reliable operation of the mold work. Keywords: CAD; CAM; injection molding; Process 頂塊注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì) 第1章 緒 論 1.1模具的作用與地位 模具是指工業(yè)生產(chǎn)上通過(guò)注塑、壓鑄或鍛壓等方式生產(chǎn)產(chǎn)品所用的各種模型和工具，是工業(yè)生產(chǎn)中極其重要而又不可或缺的特殊基礎(chǔ)工藝裝備，被稱為“工業(yè)之母”。其生產(chǎn)過(guò)程集精密制造、計(jì)算機(jī)技術(shù)和智能控制為一體，既是高新技術(shù)載體，又是高新技術(shù)產(chǎn)品。作為與模具的具有高生產(chǎn)效率，高稠度，低功耗和高精度和復(fù)雜性的援助大量生產(chǎn)部件的結(jié)果是因此國(guó)民經(jīng)濟(jì)日益受到制造業(yè)理解的，它被廣泛使用的機(jī)器，電子，汽車，信息，航空，航天，輕工，軍工，交通運(yùn)輸，建筑建材，醫(yī)療器械，五金工具，生物技術(shù)，能源，工業(yè)和日用品等，據(jù)統(tǒng)計(jì)，使用模具制造的零件數(shù)量，飛機(jī)，汽車，摩托車，拖拉機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)，器具，工具和其他機(jī)電產(chǎn)品占的計(jì)算機(jī)，電視機(jī)，攝像機(jī)，照相機(jī)，錄像機(jī)，傳真機(jī)，電話和移動(dòng)電話等電子產(chǎn)品的80％以上的占多超過(guò)85％;在冰箱，空調(diào)，洗衣機(jī)，微波爐，吸塵器，電風(fēng)扇，自行車等輕工產(chǎn)品占了90％以上，槍支和其他武器軍工產(chǎn)品占比超過(guò)95％。中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，國(guó)防和高端技術(shù)服務(wù)的現(xiàn)代化建設(shè)作出了貢獻(xiàn)顯著。模具工業(yè)是重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。工業(yè)要發(fā)展，模具必須第一行。沒(méi)有高水平的模具不是工業(yè)產(chǎn)品的較高水平?，F(xiàn)在模具行業(yè)的水平已經(jīng)成為制造業(yè)水平的國(guó)家重要指標(biāo)衡量，發(fā)揮在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有重要作用，模具技術(shù)具有生產(chǎn)的重要指標(biāo)水平的衡量標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)國(guó)家[1]。[1]。 1.2 本次設(shè)計(jì)研究目的及意義 (1).調(diào)查研究中外文獻(xiàn)檢索和閱讀能力； (2).綜合運(yùn)用專業(yè)理論和知識(shí)分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力； (3).設(shè)計(jì)、計(jì)算與繪圖的能力，包括使用計(jì)算機(jī)的能力； (4).掌握模具設(shè)計(jì)方法和步驟，了解模具的加工工藝過(guò)程； (5).邏輯思維與形象思維相結(jié)合的文字及口頭表達(dá)能力； (6).撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）的能力； (7).養(yǎng)成嚴(yán)肅、認(rèn)真、細(xì)致地從事技術(shù)工作的優(yōu)良作風(fēng)。 1.3 CAD發(fā)展概況 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD-ComputerAidedDesign)指利用計(jì)算機(jī)及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。CAD應(yīng)用程序，從而使設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中，計(jì)算機(jī)，大容量信息存儲(chǔ)的算術(shù)和邏輯功能的權(quán)力，并利用太快信息和綜合信息管理，數(shù)值分析，模擬，設(shè)計(jì)和起草的優(yōu)化其他項(xiàng)目尋找工作和創(chuàng)意設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)師的最佳解決方案。 CAD（電腦團(tuán)隊(duì)埃迪標(biāo)志）誕生于20世紀(jì)60年代，美國(guó)馬薩諸塞州大學(xué)的研究提供了一個(gè)交互式圖形程序，由于昂貴的硬件，只有美國(guó)通用汽車公司和美國(guó)航空公司的波音開(kāi)發(fā)出了利用交互式繪圖系統(tǒng)。 70年代，成本下降小型機(jī)美國(guó)工業(yè)開(kāi)始廣泛使用交互式繪圖系統(tǒng)。 80年來(lái)，隨著PP機(jī)，CAD快速發(fā)展的應(yīng)用程序的結(jié)果，是專業(yè)從事CAD系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的公司。 CAD是在汽車，航空航天，電子等行業(yè)中的大公司的首次應(yīng)用。隨著電腦越來(lái)越便宜，逐漸廣泛的應(yīng)用。通用CAD成員的AutoCAD，AutoCAD的，但它是一個(gè)普遍的繪圖軟件，行業(yè)專用機(jī)械的差異，但幸運(yùn)的是，AutoCAD是一個(gè)開(kāi)放的軟件，可以進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，使用ADS，ARX語(yǔ)言如。由于二次深度開(kāi)發(fā)，加強(qiáng)參數(shù)化設(shè)計(jì)，智能化設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮了強(qiáng)大的搜索功能和計(jì)算機(jī)從計(jì)算機(jī)[2]。 CAD技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用對(duì)于徹底改變塑料模具設(shè)計(jì)與制造的傳統(tǒng)方法與落后面貌，提高模具的設(shè)計(jì)質(zhì)量與設(shè)計(jì)效率，縮短模具的設(shè)計(jì)制造周期，具有重要作用。世界上第一套塑料模具CAD軟件是澳大利亞MOLDFLOW公司于1976年推出并以公司名字命名的MOLDFLOW。目前MOLDFLOW已經(jīng)發(fā)展得比較完善，能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)人員、模具制作人員、工程師提供指導(dǎo)，通過(guò)仿真設(shè)置和結(jié)果闡明來(lái)展示壁厚、澆口位置、材料、幾何形狀變化如何影響可制造性。實(shí)現(xiàn)了對(duì)注塑過(guò)程的模擬、設(shè)計(jì)原理的應(yīng)用和精確計(jì)算，并逐步優(yōu)化模擬過(guò)程，使設(shè)計(jì)工程師在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段可以在計(jì)算機(jī)上“制造”塑料產(chǎn)品。據(jù)美國(guó)Protetype&PlasticMold公司統(tǒng)計(jì)，該公司使用CAD系統(tǒng)后一年內(nèi)生產(chǎn)效率提高了一倍，節(jié)省了35%的準(zhǔn)備時(shí)間，制造周期平均縮短了30%，材料節(jié)省了10%，模具成本降低了10%～30%。模具CAD/ CAM/ CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)的發(fā)展方向和制造。隨著計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，CAD的普及/ CAM/ CAE技術(shù)條件成熟時(shí)，公司將加大CAD / CAM技術(shù)的培訓(xùn)力度和技術(shù)服務(wù)，進(jìn)一步擴(kuò)大CAE技術(shù)的范圍。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展是令人鼓舞的，這是可能實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段重新打造CAD / CAM / CAE技術(shù)跨地區(qū)，跨企業(yè)的校園范圍內(nèi)對(duì)于整個(gè)行業(yè)，所以允許虛擬生產(chǎn)。塑料模具CAD的應(yīng)用帶來(lái)了巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。 1.4 注塑模CAD內(nèi)容 在模具設(shè)計(jì)中，模架及某些零件，如導(dǎo)柱、導(dǎo)套、推桿、支撐塊、澆口套、定位圈等分別已形成廠標(biāo)、行標(biāo)或國(guó)標(biāo)。對(duì)于這些標(biāo)準(zhǔn)的或本單位采用的模架及零件可在通用的二維工程圖CAD系統(tǒng)中建立模架、零件庫(kù)，以被設(shè)計(jì)時(shí)調(diào)用。對(duì)于澆注系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、模架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算等內(nèi)容，已有一些較成熟的計(jì)算方法或經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法，可設(shè)置這些計(jì)算公式的模塊，以便設(shè)計(jì)人員進(jìn)行快速計(jì)算。注塑模CAD的內(nèi)容有以下幾點(diǎn)： 1.注塑制品的幾何造型 2.模腔面形狀的生成 3.模具結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計(jì) 4.標(biāo)準(zhǔn)模架選擇 5.部裝圖及總裝圖的生成 6.模具零件圖的生成 7.常規(guī)計(jì)算和校核。 35 頂塊注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì) 第2章 塑件的工藝分析 該塑件是頂塊產(chǎn)品，其零件圖如圖所示。本塑件的材料采用ABS，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 圖2-1 頂塊正面圖 2.1塑件的工藝性分析 2.1.1塑件的原材料分析 要求表面色澤均勻，成型收縮率小，制件成型后不能有明顯色差、縮痕、熔接痕、污點(diǎn)、銀絲等缺陷，還需要有一定的手感。綜合考慮選擇ABS。 選擇材料：ABS 聚碳酸酯 ABS工程塑料性能[3]： ???? 1、結(jié)晶性：ABS大分子鏈僵硬，結(jié)晶較為困難，分子量較低時(shí)有結(jié)晶趨勢(shì)，一般為無(wú)定型聚合物。 ???? 2、吸水性：吸水性在通用工程塑料甚至所有熱塑性塑料中都是較小，ABS大分子鏈上堆砌了大量的苯環(huán)且極性低。 ???? 3、機(jī)械性能：ABS沖擊性能優(yōu)異，力學(xué)性能優(yōu)良，尺寸穩(wěn)定性。ABS沖突強(qiáng)度突出，耐蠕變性優(yōu)于PA和POM，尺寸穩(wěn)定性高，耐疲勞強(qiáng)度較低，缺口敏感度高，耐磨性較差。 ???? 4、化學(xué)性能：ABS對(duì)油、鹽類、有機(jī)脂等都比較穩(wěn)定，具有一定的耐化學(xué)性。脂基存在使ABS較容易溶于極性有機(jī)溶劑。 ???? 5、熱性能：ABS具有耐熱性能和耐寒性。 ???? 6、光學(xué)性能和耐輻射性：ABS無(wú)色透明，透光性高。由于折射率高，韌性高，宜制作精密光學(xué)儀器。ABS耐輻射性能欠佳。 ???? 7、耐老化和阻燃性：ABS耐氣候性較好，可加入光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定性改善其性能。在基體中加入阻燃性物質(zhì)，可提高阻燃性能。 ???? 8、電性能：ABS分子極性小，吸水性低，Tg高，因此具有優(yōu)異絕緣性能，但比非極性聚合物差。 ???? 9、穩(wěn)定性：ABS加工溫度高，在存在水、鐵或殘余堿等雜質(zhì)的情況下。樹(shù)脂易變黃，分子量降低。堿存在會(huì)引起變黃、支化和交聯(lián)。 ???? 10、透氣性：ABS的氣密性良好，其透氣性與氣體的分子量和性質(zhì)，由于水的極性強(qiáng)。 ???? 11、相容性：塑料合金的物理機(jī)械性能好壞，與該體系的各組分間的相容性密切相關(guān)。 2.1.2 ABS的注塑工藝參數(shù) 1、注塑機(jī)類型： 螺桿式 7、保壓力 50~70MP 2、噴嘴形式 直通式 8、注射時(shí)間 3~5s 3、螺桿轉(zhuǎn)速（r/min） 30~60 9、保壓時(shí)間 15~30s 4、噴嘴溫度 180~190C 10、模具溫度 50~70 5、成型溫度 C 料筒： 前200~210 中210~230 后180~200 11、冷卻時(shí)間 15~30s 6、注射壓力 70~90 MP 12、成型周期 40~70s 2.2塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 2.2.1結(jié)構(gòu)分析 從零件圖上分析，該零件總體形狀為圓形。在凸臺(tái)上,一個(gè)帶有φ3mm的孔對(duì)稱分布,因此,模具設(shè)計(jì),該零件屬于中等復(fù)雜程度. 2.2.2尺寸精度分析 從塑件的壁厚上來(lái)看,壁厚最大處為3mm,壁厚均勻,，在制件的轉(zhuǎn)角處設(shè)計(jì)圓角，防止在此處出現(xiàn)缺陷，由于制件的尺尺寸中等。 2.2.3表面質(zhì)量分析 該零件的表面除要求沒(méi)有缺陷﹑毛刺，內(nèi)部不得有雜質(zhì)外，沒(méi)有什么特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易實(shí)現(xiàn)。 綜上分析可以看出,注塑時(shí)在工藝控制得較好的情況下,零件的成型要求可以得到保證. 2.3計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量 計(jì)算塑件的質(zhì)量是為了選用注塑機(jī)及確定模具型腔數(shù)。 計(jì)算塑件的體積：V=17.78cm（單個(gè)） 計(jì)算塑件的質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)可查得ABS的密度為ρ=1.06kg/dm 塑件質(zhì)量：M=Vρ＝19g(通過(guò)3D軟件測(cè)量得到) 采用一模兩件的模具結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸，注塑時(shí)所需壓力和工廠現(xiàn)有設(shè)備等情況，初步選用注塑機(jī)XS—ZY—125型。 頂塊注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì) 第3章 注射機(jī)的選擇及校核 3.1 注射機(jī)的選擇 設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)詳細(xì)地了解注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范，才能設(shè)計(jì)出合乎要求的模具，應(yīng)了解的技術(shù)規(guī)范有：注射機(jī)的最大注射量、最大注射壓力、最大鎖模力、最大成型面積、模具最大厚度和最小厚度、最大開(kāi)模行程以及機(jī)床模板安裝模具的螺釘孔的位置和尺寸。 標(biāo)稱噴射量只要最大噴射行程意味著空氣噴射，注射螺桿或活塞的情況下，即在注射成型過(guò)程中，最大噴射裝置，其可以被調(diào)用以達(dá)到，這是注射成形機(jī)的處理能力的時(shí)候。 注射壓力，熔流經(jīng)噴嘴，以便在轉(zhuǎn)輪和模腔時(shí)的熔融物的螺釘（或柱塞）必須施加足夠的壓力以克服的流動(dòng)阻力，這種壓力將被稱為噴射壓力。 注射速度，除了注射壓力的熔融材料時(shí)，所述空腔被填充，應(yīng)該是足夠的，但是還必須具有的熔體指數(shù)，限定噴射率或噴射速度或噴射的時(shí)間的參數(shù)。常用的注射速率如表所示[4]。 表3-1注射速率 注射量/CM 125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000 注射速率/CM/S 125 200 333 570 890 1330 1600 2000 注射時(shí)間/S 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5 塑化能力，每單位時(shí)間的材料的量，可與塑化能力被增塑必須與注塑機(jī)的整個(gè)成型周期進(jìn)行協(xié)調(diào)，因?yàn)樗芑芰透哐h(huán)機(jī)空了很長(zhǎng)時(shí)間，則不能發(fā)揮增塑單元的容量否則會(huì)延長(zhǎng)模制周期。 夾緊力，可在該力的作用下被施加到模具的最大夾緊力的注塑機(jī)的夾緊機(jī)構(gòu)并不上開(kāi)口的熔融塑料形。 模具關(guān)閉閥的基本尺寸，其中除模板尺寸，桿的空間，模板最大開(kāi)口距離，移動(dòng)壓板行程，最大厚度與最小厚度的真菌等。這些參數(shù)確定的模具部件的加工的量級(jí)。 的打開(kāi)和關(guān)閉速度，平滑，使當(dāng)模具閉合和模具，當(dāng)推出部件，要求模版加快整個(gè)行程應(yīng)該是合理的塑料部件不被損壞，即，由快時(shí)慢模具中，當(dāng)由慢模具迅速停止。 空氣循環(huán)時(shí)間，在沒(méi)有增塑劑和注射包裝，冷凍，及其它部分的其中退出運(yùn)行，時(shí)間完成一個(gè)周期需要. 選擇螺桿式注塑機(jī)的型號(hào)為：XS-ZY-500，其主要技術(shù)參數(shù)如下[5]： 表3-2注射機(jī)參數(shù) 注塑機(jī)型號(hào) XS-ZY- 額定注射量 500cm3 螺桿（柱塞）直徑 85mm 注射壓力 121Mpa 注射行程 260mm 注射方式 螺桿式 鎖模力 4500KN 最大成型面積 1800cm2 最大開(kāi)合模行程 700mm 模具最大厚度 700mm 模具最小厚度 300mm 噴嘴圓弧半徑 R18mm 噴嘴孔直徑 Φ7.5mm 頂出形式 兩側(cè)設(shè)有頂桿，機(jī)械頂出 動(dòng)、定模固定板尺寸 900X1000mm 拉桿空間 650X550mm 合模方式 中心液壓、兩側(cè)機(jī)械頂桿 液壓泵 流量 200、18L/min 壓力 614Mpa 電動(dòng)機(jī)功率 40KW 加熱功率 14KW 機(jī)器外形尺寸 7670X1740X2380mm 3.2型腔數(shù)目的確定及校核 根據(jù)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)及生產(chǎn)效率的要求，本模具采用一模2腔型腔結(jié)構(gòu)，即型腔數(shù)目。因型腔數(shù)量與注射機(jī)的塑化速率、最大注射量及鎖模量等參數(shù)有關(guān)，因此有任何一個(gè)參數(shù)都可以校核型腔的數(shù)量。一般根據(jù)注射機(jī)料筒塑化速率確定型腔數(shù)量； 式中——注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8； ——注射機(jī)最大注塑量，g； ——澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量，； ——單個(gè)塑件的質(zhì)量，。 式中、、也可以為注射機(jī)最在注射體積（cm3）、澆注系統(tǒng)凝料體積（cm3）、 單個(gè)塑件的體積（cm3）。 故取滿足我們?cè)O(shè)計(jì)要求。 3.3 鎖模力的校核 注射成型時(shí)，塑件在模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素，其數(shù)值越大，需要的鎖模力也就越大。注塑，所需的模具在投影表面的水平分割平面的夾緊力和塑料部件牢固結(jié)合鉗位不會(huì)溢出現(xiàn)象發(fā)生在模制期間，該塑料熔化物被布置在中空模制的塑料部件和壓力鑄造概念系統(tǒng)是分界線的投影區(qū)域，并將產(chǎn)物少然后標(biāo)稱夾緊注射成型機(jī)，即： （式中符號(hào)同前） 式中為單個(gè)塑件在分型面上的投影面積，mm2; 為澆注系統(tǒng)在分型面上的投影與型腔不重疊部分的面積，mm2； P為塑料熔體在型腔中的成型壓力，Mpa; 為注塑機(jī)的額定銷模力,N。 3.4 開(kāi)模行程的校核 注射機(jī)開(kāi)模行程是有限的，開(kāi)模行程應(yīng)該滿足分開(kāi)模具取出塑件的需要。因此，塑料注射成型機(jī)的最大開(kāi)模距離必須大于取出塑件所需的開(kāi)幕距離。為了保證開(kāi)模后既能取出塑件又能取出流道內(nèi)的凝料，對(duì)于雙分型面注射模具，需要滿足下式： （4-3） 式中—模具開(kāi)模行程； —推出距離（脫模距離） —塑件高度；（H2） —定模板與中間板之間的分開(kāi)距離。 則=291mm<500mm 小于注射機(jī)最大開(kāi)合模行程，故滿足要求。 頂塊注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì) 第4章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)塑料熔體從注射機(jī)噴嘴到模具型腔的進(jìn)料通道，具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，它分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，包括主流到，分流道、冷料穴，澆口[6]。 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是注塑模具設(shè)計(jì)，注模周期和塑料零件（如外觀，物理性質(zhì)，尺寸穩(wěn)定性等），直接影響的質(zhì)量的一個(gè)重要組成部分，它的設(shè)計(jì)以使腔體的設(shè)備和柵極開(kāi)始對(duì)稱份力求避免模具磨損部分負(fù)荷產(chǎn)生多余材料現(xiàn)象和澆口位置必須適合插入件的后果，并防止小核心，核心是防止柵極的變形允許塑件的疤痕外觀。一般情況下，我們應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題： 1.適應(yīng)塑料的工藝性； 2.流程要短； 3.排氣良好； 4.避免料流直沖型芯或嵌件； 5.澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積應(yīng)盡量??； 6.澆注系統(tǒng)的位置盡量與模具的軸線對(duì)稱； 7.修整方便，保證制品外觀質(zhì)量； 8.防止塑件變形。 4.1 分型面的選擇 分型面是模具結(jié)構(gòu)中的基準(zhǔn)面，選擇模具分型面時(shí)通?？紤]如下有關(guān)問(wèn)題： 1根據(jù)塑件的某些技術(shù)要求，確定成型零件在動(dòng)模和定模上的配置； 2塑件的生產(chǎn)批量； 3結(jié)合塑件的流動(dòng)性確定澆注系統(tǒng)的形式和位置； 4型腔的溢流和排氣條件； 5模具加工的工藝性。 4.2 主流道的設(shè)計(jì) 主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具接觸處開(kāi)始到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)通道，是熔體最先流經(jīng)模具的部分。在臥式注射機(jī)上主流道垂直于分型面，為使凝料能順利拔出，設(shè)計(jì)成圓錐形，主流道通常設(shè)計(jì)在主流道襯套（澆口套）中，為了方便注射，主流道始端的球面必須比注射機(jī)的噴嘴圓弧半徑大1～2mm，防止主流道口部積存凝料而影響脫模，通常將主流道小端直徑設(shè)計(jì)的比噴嘴孔直徑大0.5～1mm。其中，澆口套主流道大端直徑D應(yīng)盡量選得小些。如果D過(guò)大模腔內(nèi)部壓力對(duì)澆口套的反作用也將按比例增大，到達(dá)一定程度澆口套容易從模體中彈出。 4.3 澆口設(shè)計(jì) 澆口又稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短流道，澆口是連接分流道與型腔的通道，它是澆注系統(tǒng)最關(guān)鍵的部分，它的形狀、尺寸、位置對(duì)塑件的質(zhì)量有著很大的影響。它的作用主要有以下兩個(gè)：一是作為塑料熔體的通道，二是澆口的適時(shí)凝固可控制保壓時(shí)間[7]。 常用的澆口形式有直接澆口、側(cè)膠口、側(cè)膠口、輪輻澆口、潛伏澆口等。由于不同的澆口形式對(duì)塑料熔體的充型特性、成型質(zhì)量及塑件的性能會(huì)產(chǎn)生不同的影響。而各種塑料因其性能的差異對(duì)于不同的澆口形式也會(huì)有不同的適應(yīng)性。 在模具設(shè)計(jì)時(shí)，澆口位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，它一般根據(jù)下述幾項(xiàng)原則來(lái)參考： 盡量縮短流動(dòng)距離； 澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件壁最厚處； 必須盡量減少或避免熔接痕； 應(yīng)有利于型腔中氣體的排除； 考慮分子定向的影響； 避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)； 不在承受彎曲或沖擊載荷的部位設(shè)置澆口； 澆口位置的選擇應(yīng)注意塑件外觀質(zhì)量。 4.3.1 剪切速率的校核 生產(chǎn)實(shí)踐表明，當(dāng)注射模主流道和分流道的剪切速率R=5.8×10~5×10S、澆口的剪切速率R=10~10S時(shí)，所成型的塑件質(zhì)量最好。對(duì)一般熱塑性塑料，將以上推薦的剪切速率值作為計(jì)算依據(jù)，可用以下經(jīng)驗(yàn)公式表示： R= 式中 q——體積流量（CM/S）；R——澆注系統(tǒng)斷面當(dāng)量半徑（CM）。 4.3.2 主流道剪切速率校核 Q=0.8Q/T =338.2÷1.5=225.5 （CM/S） T注射時(shí)間：T=2.5（S）； R主流道的平均當(dāng)量截面半徑：R==0.538（CM） d 主流道小端直徑 ， d=0.63 （CM）； d主流道大端直徑，d=1.2（CM） R== 3.1×158.9/(3.14×0.2783)=1.47×10 S 5×10＜1.47×10＜5×10 (滿足條件) 4.3.3 澆口剪切速率的校核 R= =3.67×152/(3.14×0.423)=1.45×103 S 其中：澆口面積S=/4×(D22-D12),當(dāng)量面積S=R 所以R=7mm。 單從計(jì)算上看，交口剪切速率偏小。但由于模具比較特殊，為一模1腔，無(wú)分流道，壓力損失少，進(jìn)料速度快，成型比較容易，，傳遞壓力好，所以澆口的剪切速率是合適的。 從以上的計(jì)算結(jié)果看，流道與澆口剪切速率的值都落在合理的范圍內(nèi)，證明流道與澆口的尺寸取值是合理的。 頂塊注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì) 第5章 成型零部件設(shè)計(jì) 本成型零件工作尺寸計(jì)算時(shí)均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來(lái)進(jìn)行計(jì)算。查表得PP收縮率為Q=1～2.5%，故平均收縮率為Qcp=（0.3+0.8）%/2=2%，考慮到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差取z=△/3[8]。 5.1 型腔和型芯工作尺寸計(jì)算 型腔徑向尺寸 已知在規(guī)定條件下的平均收縮率S，塑件的基本尺寸 Ls是最大的尺寸，其公差△為負(fù)偏差，因此塑件平均尺寸為L(zhǎng)s-△，模具型腔的基本尺寸Lm是最小尺寸，公差為正偏差，型腔的平均尺寸為L(zhǎng)m+δz/2。型腔的平均磨損量為δc/2，如以Lm +Z表示型腔尺寸, PP平均收縮率S=2%. Lm +δz/2+δc/2=(Ls-△/2)+(Ls-△/2)S X-修正系數(shù)，取0.5-0.75 Δ-塑件公差,取MT7=0.6 δ-模具制造公差取(1/3-1/4) Δ=0.15-0.2 Lm +δz/2+δc/2=(Ls-△/2)+(Ls-△/2)S 1）徑向計(jì)算公式： L = ( L + L·S％ - 3△/4 ) （7） 式中：△ ---- 塑件的尺寸公差，單位：㎜； L---- 成型零件的徑向尺寸，單位：㎜； ---- 成型零件的制造公差，=( 1/3～1/6 ) △ (㎜) ； S---- 塑件的成型收縮率，取平均值； L ---- 塑件的徑向基本尺寸，單位：㎜ ； 型腔尺寸： [28×（1＋0.02）－3/4×0.56] [30×（1＋0.02）30.6－3/4×0.56] [18×（1＋0.02）－3/4×0.56] 2）型腔深度計(jì)算公式： H = ( H + H·S％- 2△/3 ) （8） 式中：△ ---- 塑件的尺寸公差，單位：㎜； ---- 成型零件的制造公差，=( 1/3～1/6 ) △ (㎜) ； S---- 塑件的成型收縮率，（取平均值）； H---- 成型零件的深度方向的尺寸，單位：㎜； H ---- 塑件的深度方向基本尺寸，單位：㎜； 凹模深度尺寸計(jì)算： H＝[H（1＋k）－(2/3) △] ＝[22.5×(1＋0.02)22.95－2/3×0.34] 2、型芯尺寸的計(jì)算公式： 型芯長(zhǎng)度的計(jì)算公式： L = ( L + L·S％ + 3△/4 ) （9） 式中：△ ---- 塑件的尺寸公差，單位：㎜； ---- 成型零件的制造公差，=( 1/3～1/6 ) △ (㎜) ； S---- 塑件的成型收縮率，取平均值 ； L ---- 成型零件的徑向尺寸，單位：㎜； L ---- 塑件的徑向基本尺寸，單位：㎜； 5.2 型腔側(cè)壁厚度計(jì)算 (1)凹模型腔側(cè)壁厚度計(jì)算 凹模型腔為組合式型腔，按強(qiáng)度條件計(jì)算公式 S≥R-r=r[([σ]/[σ]-2p)1/2]-1進(jìn)行計(jì)算。 式中各參數(shù)分別為： p=50Mpa(選定值)； [δ]=0.05mm； [σ]=160MPa r=28mm S≥R-r=r[([σ]/[σ]-2p)1/2]-1 =28[(160/160-2×50)1/2]-1 ≈16.8mm 一般在加工時(shí)為了加工方便，我們通常會(huì)取整數(shù)，所以凹模型腔側(cè)壁厚度為17。 (2)凹模底板厚度計(jì)算 按強(qiáng)度條件計(jì)算，型腔地板厚為： p=50 Mpa r=28mm [σ]=160MPa h≥{1.22pr2/[σ]}1/2 ≥{1.22×50×282/160}1/2 ≥17.3mm 一般在加工時(shí)為了加工方便，我們通常會(huì)取整數(shù)，所以凹模型腔側(cè)壁厚度為18mm。 頂塊注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì) 第6章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)模和定模上下模合模時(shí)，正確定位和導(dǎo)向的零件。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位，本設(shè)計(jì)采用導(dǎo)柱導(dǎo)向定位。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)除了有定位和導(dǎo)向作用外，還要承受一定的側(cè)向壓力。塑料熔體在充型過(guò)程中可能產(chǎn)生單面?zhèn)葔毫?，或者由于成型設(shè)備精度低的影響，使導(dǎo)柱承受了一定的側(cè)向壓力，從保證模具的正常工作[9]。導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式可采用帶頭導(dǎo)柱和有肩導(dǎo)柱，導(dǎo)柱導(dǎo)面部分長(zhǎng)度比凸模端面高出8～12㎜，以避免出現(xiàn)導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而型芯先進(jìn)入型腔。導(dǎo)柱材料采用T10，HRC50～55，導(dǎo)柱固定部分表面粗糙度Ra為0.8μm，導(dǎo)向部分Ra為0.8～0.4μm，本設(shè)計(jì)采用？根導(dǎo)柱，固定端與模板間采用H7/m6 導(dǎo)套常采用T10A，Ⅱ型導(dǎo)套，采用H7/m6配合鑲?cè)肽０?。具體結(jié)構(gòu)如下圖所示： 導(dǎo)柱：對(duì)于兩種結(jié)構(gòu)形式的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，鉛導(dǎo)柱和引導(dǎo)肩部列應(yīng)該是列重大和長(zhǎng)期建立的燃料，潤(rùn)滑油內(nèi)存減少摩擦列為主。如果你需要支持模板導(dǎo)柱的重量，特別是大型，先進(jìn)的模具柱直徑應(yīng)該是強(qiáng)度校核。 總線：襯套直入引線導(dǎo)向套筒和導(dǎo)套，直到模板包后的鉛，必須被拉出的結(jié)構(gòu)來(lái)防止，軸向容易解決的主要導(dǎo)向銷。 設(shè)計(jì)導(dǎo)柱導(dǎo)套注意事項(xiàng)有： （1）導(dǎo)柱位置的合理安排，引導(dǎo)磁極中心到模具厚度的外邊緣必須有至少一個(gè)導(dǎo)向柱的直徑，導(dǎo)向柱可以在矩形形狀的四個(gè)角不危險(xiǎn)的部分。通常位于最安全的1/3的中心線的長(zhǎng)邊。導(dǎo)柱安排經(jīng)常被用來(lái)直徑不等的對(duì)稱不對(duì)稱平等排列。 （2）在工作部分的長(zhǎng)度是直立比芯，使得定向和導(dǎo)向作用的端面高6?8毫米。 （3）使用H7精確導(dǎo)向柱部的工作/ F7可采取降低低精度要求;導(dǎo)柱固定用H7 / K6精密零件;采取外徑H7 / K6精密引導(dǎo)套筒。其中所述長(zhǎng)度通常具有的直徑為1.5至2倍，而其余的可以進(jìn)行清理，以減少摩擦，并減少了加工的難度。 （4）可在導(dǎo)向提供，動(dòng)?；蛞员Ｗo(hù)不受損壞核心在可動(dòng)模的側(cè)的固定模后，在有利于固定模塑料模具放在一邊。書(shū)這套四個(gè)標(biāo)準(zhǔn) - 導(dǎo)柱與標(biāo)準(zhǔn)線性引導(dǎo)作為導(dǎo)向套，導(dǎo)向柱在為了保護(hù)芯不受損壞涂敷在可動(dòng)金屬模。公共汽車和導(dǎo)柱如下： 導(dǎo)柱：兩種結(jié)構(gòu)形式的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，鉛導(dǎo)柱和引導(dǎo)肩柱，柱大而長(zhǎng)油箱應(yīng)設(shè)置，內(nèi)存潤(rùn)滑劑減少摩擦面向列的。如果你需要支持模板導(dǎo)柱的重量，特別是大型，先進(jìn)的模具柱直徑應(yīng)該是強(qiáng)度校核。 總線：襯套直入引線導(dǎo)向套筒和導(dǎo)套，直到模板包后的鉛，必須被拉出的結(jié)構(gòu)中，軸向引線導(dǎo)銷容易修復(fù)的防止。 頂塊注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì) 第7章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 模具成型過(guò)程中，模具溫度會(huì)直接影響到塑料熔體的充模、定型、成型周期和塑件質(zhì)量。模具溫度過(guò)高，成型收縮大，脫模后塑件變形大，并且還容易造成溢料和粘膜；模具溫度過(guò)低，則熔體流動(dòng)性差，塑料輪廓不清晰，表面會(huì)產(chǎn)生明顯的銀絲或流紋等缺陷；當(dāng)模具溫度不均勻時(shí)，型芯和型腔溫差過(guò)大，塑料收縮不均勻，導(dǎo)致塑料翹曲變形，會(huì)影響塑件的形狀和尺寸精度[10]。綜上所述，模具上需要設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以達(dá)到理想的溫度要求。PP推薦的成型溫度為160-220℃，模具溫度為40~80℃ 。 7.1 對(duì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 （1） 根據(jù)塑料的品種確定是對(duì)模具采用加熱方式還是冷卻方式； （2）希望模溫均一，塑件各部同時(shí)冷卻，以提高生產(chǎn)率和提高塑件質(zhì)量； （3）采用低的模溫，快速，大流量通水冷卻效果一般比較好； (4)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)盡可能做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，成本低廉； (5)從成型溫度和使用要求看，需要對(duì)該模具進(jìn)行冷卻，以提高生產(chǎn)率。 7.2 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7.2.1 設(shè)計(jì)原則 （1）盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡； （2）冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對(duì)塑件的冷卻效果越好； （3）盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，與制件的壁厚距離相等，經(jīng)驗(yàn)表明，冷卻水管中心距B大約為2.5~3.5D，冷卻水管壁距模具邊界和制件壁的距離為0.8~1.5B。最小不要小于10。 （4）澆口處加強(qiáng)冷卻，冷卻水從澆口處進(jìn)入最佳； （5）應(yīng)降低進(jìn)水和出水的溫差，進(jìn)出水溫差一般不超過(guò)5℃ （6）冷卻水的開(kāi)設(shè)方向以不影響操作為好，對(duì)于矩形模具，通常沿寬度方向開(kāi)設(shè)水孔。 （7）合理確定冷卻水道的形式，確定冷卻水管接頭位置，避免與模具的其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉。 7.2.2 冷卻時(shí)間的確定 在對(duì)冷卻系統(tǒng)做計(jì)算之前，需要對(duì)某些數(shù)據(jù)取值，以便對(duì)以后的計(jì)算作出估算；取閉模時(shí)間3S，開(kāi)模時(shí)間3S，頂出時(shí)間2S，冷卻時(shí)間30S，保壓時(shí)間20S，總周期為60S。 其中冷卻時(shí)間依塑料種類、塑件壁厚而異，一般用下式計(jì)算： t=㏑[·] =62/(3.142×0.07)㏑[8/3.142×(200-50)/(80-50)] = 73（S） 式中：S——塑件平均壁厚，S取6mm； ——塑料熱擴(kuò)散系數(shù)(mm/s)，=0.07； T——成型溫度160-220℃，T取200℃； T——平均脫模溫度，T取80℃； T——模具溫度40~80℃，T取50℃。 由計(jì)算結(jié)果得冷卻時(shí)間需要73 S，這么長(zhǎng)的冷卻時(shí)間顯然是不現(xiàn)實(shí)的。本模具型芯中的冷卻管道擴(kuò)大為腔體（如下圖），使冷卻水在型芯的中空腔中流動(dòng)，冷卻效果大為增強(qiáng)。參照經(jīng)驗(yàn)推薦值，冷卻時(shí)間取30S即可。 7.2.3 塑料熔體釋放的熱量 Q =nG C(t－t) = 60×217.6×10×1.9×（220－60） = 3969.02KJ/h 式中：n——每小時(shí)注射次數(shù)， n=60 （次）； G——每次的注射量(KG)， G=217.6×10； C——塑料的比熱容(KJ/KG·℃)， C=1.9 ； t——熔融塑料進(jìn)入型腔的溫度℃，t=220； t——塑件脫模溫度℃，t=60。 7.2.4 高溫噴嘴向模具的接觸傳熱 Q=3.6A(t－t) =3.6×4069×10×140×（220－50） =348.63 KJ/h 式中：A——注塑機(jī)的噴嘴頭與模具的接觸面積（m），A=4069×10m（A=4R =4×3.14×18=4069×10m，R=18mm注塑機(jī)噴嘴球半徑，）； ——金屬傳熱系數(shù) =140(W/ m℃)； t——模具平均溫度℃ t=50 ； t——熔融塑料進(jìn)入型腔的溫度℃ t=220。 7.2.5 注射模通過(guò)自然冷卻傳導(dǎo)走的熱量 （1）對(duì)流傳熱 Q=hA( t－t) =5.35×0.203×（50－20） =112 KJ/h 式中：h——傳熱系數(shù)（KJ/ m h ℃），h=5.35（h=4.187(0.25+)= 4.187×（0.25+）= 5.35）； A——兩個(gè)分型面和四個(gè)側(cè)面的面積m2，A=0.203【A=（A）+ (A)n = 0.097+0.22×0.48=0.203，A=2BL=2×220×220×10=0.097 m； A=4BH =4×220×250×10=0.22m）；B模具寬度m m，B=220； L模具長(zhǎng)度m m，L=220，開(kāi)模率n= =（60-31.5）/60=0.48】； t——模具平均溫度℃，t=50； t——室溫℃，t=20。 （2）輻射散發(fā)的熱量 Q=20.8 A[()－()] =20.8×0.22×0.8×[（）－（）] =128.7 KJ/h 式中: ——輻射率，一般表面=0.8~0.9； A=0.22； （3）工作臺(tái)散發(fā)的熱量 Q=hA( t－t) h = 502×0.0484×（50—30） =485.94 KJ/h 式中:傳熱系數(shù)——h=502KJ/(mh℃)； A ——模具與工作臺(tái)的接觸面積m，A=0.0484； [A=bl= 220×220×10=0.0484;b模具與工作臺(tái)接觸寬度m m，b=220;模具與工作臺(tái)接觸長(zhǎng)度m m,l=220。] 從計(jì)算的結(jié)果看，工作臺(tái)散發(fā)的熱量比塑料熔體釋放的熱量還多，這顯然是不正確的，說(shuō)明了Q的計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤。這是因?yàn)橛嘘P(guān)Q的計(jì)算參考資料很少，計(jì)算中有很多地方不規(guī)范。簡(jiǎn)單的計(jì)算以塑料熔體釋放出的熱量Q為總熱量，這些熱量全部由冷卻介質(zhì)帶走，這些熱量應(yīng)分別由凹模和型芯的冷卻系統(tǒng)帶走，實(shí)驗(yàn)表明，約1/3的熱量被凹模帶走，其余由型芯帶走。模具應(yīng)由冷卻系統(tǒng)帶走的熱量： Q=（Q+ Q）－（Q+ Q+ Q） 由于現(xiàn)在無(wú)法得到Q的正確值，所以計(jì)算以簡(jiǎn)單計(jì)算原則，取Q= Q。 7.2.6 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 型腔內(nèi)發(fā)出的總熱量（KJ/h）： Q= n G Q =60× 217.6×10×300 =3916.8 （1）每次需要的注射量（KG）——G=217.6×10 （2）確定生產(chǎn)周期（S）——t=60 （3）塑料單位熱流量（KJ/h）——Q=280~350； 取Q=300 （4）每小時(shí)的注射次數(shù)——n=60 從計(jì)算結(jié)果看，Q與Q相差不多但不相等，這是因?yàn)镼涉及的因素較多，所以應(yīng)該應(yīng)該取Q來(lái)計(jì)算。 7.2.7 凹模冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 （1）凹模的冷卻水體積流量 q= = 763×103/[103×4.187×103×（25-20）×60] = 0.61×10 m/min 式中： Q=1/3 Q=1/3×2289=763 KJ/h ——水的密度10KG/m； C——水的比熱容4.187×10 J/KG℃； T——水管出口溫度，T取25℃； T——水管入口溫度，T取20℃。 （2）冷卻水管的平均流速： V= =4×0.61×10/（3.14×0.0082） =12.14 m/min =0.202 m/s 式中：d——冷卻水管直徑，取d=8 mm 查冷卻水的穩(wěn)定湍流速度與流量得，管徑為8mm的冷卻水管所對(duì)應(yīng)的最低流速為1.66 m/s時(shí)才能達(dá)到湍流狀態(tài)，故冷卻水在凹模冷卻管道中的流動(dòng)未達(dá)到湍流。 （3）冷卻水管壁與水交界面的傳熱膜系數(shù) = =7.6×（1000×0.202）0.8/0.0080.2 =1395 (w/mk) 式中：是與冷卻介質(zhì)溫度有關(guān)的物理系數(shù)，取7.6。 （4）凹模冷卻管的傳熱面積 A= =763×103/[3600×1395×（50-22.5）] =5.52×10 m 式中：T——模具與冷卻介質(zhì)平均溫度， T=27.5℃（T= T－（T+T）/2 =50－（20+25）/2 =22.5 ℃）。 （5）冷卻水孔總長(zhǎng)L L= =763×103/[3600×3.14×7.6×（1000×0.202×0.008）0.8×（50-22.5）] =0.22m （6）模具上應(yīng)開(kāi)設(shè)的冷卻水孔圈數(shù) n=L/B =0.22÷（4×0.076） =0.72，所以冷卻水孔數(shù)位1根（如下圖）。 式中：B為開(kāi)一圈冷卻水道時(shí)冷卻水道長(zhǎng)度。 （7）冷卻水流動(dòng)狀態(tài)校核 R= =0.202×0.008/（1×10） =1616＜10 式中：R——雷諾數(shù)； ——水的運(yùn)動(dòng)粘度，=1×10（m/s）。 （8）進(jìn)出口溫差校核 T－T= =763×103/（900×3.14×0.0082×103×4187×0.202） =4.99℃ 預(yù)期溫差為5℃，校核的結(jié)果與預(yù)期的非常吻合，說(shuō)明實(shí)際應(yīng)用正確。 頂塊注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì) 第8章 抽芯系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 抽芯距s=s1+5mm S1為空深度在這里空深度為壁厚所以 s=10mm 抽芯力的計(jì)算: Fc=ChP(cos(a)-sin(a))(4-9) =37.68×20×0.9×107(0.15cos(180)-sin(180)) =31.7×103N Fc-抽芯力 C-側(cè)型芯成行部分的截面的平均周長(zhǎng)(m)= X12=36.78 mm h-側(cè)型芯成行部分的高=20 mm p-塑件對(duì)側(cè)型芯的收縮應(yīng)力(包緊力)一般p=(0.8-1.2)x107pa模外冷 塑件p=(2.4-3.9)×107pau=0.15,a-側(cè)型芯的脫模斜度或傾斜角=180 8.1 斜導(dǎo)柱設(shè)計(jì) (1) 在確定斜滑塊結(jié)構(gòu)尺寸之前，應(yīng)了解其設(shè)計(jì)要點(diǎn)： ① 斜滑塊的導(dǎo)向斜角一般取18 o，斜滑塊的推出高度必須小于導(dǎo)滑槽總長(zhǎng)的2/3。 ② 斜滑塊在導(dǎo)滑槽內(nèi)的活動(dòng)必須順利。 ③ 內(nèi)抽芯斜滑塊的端面不應(yīng)高于型芯端面，而應(yīng)在零件允許的情況下低于型芯端面0.05～0.10㎜。 (2) 斜導(dǎo)柱尺寸的確定 ① 斜導(dǎo)柱的形狀如圖4-12所示:其工作端的端部設(shè)計(jì)成半球形。 圖4-12 斜導(dǎo)柱的形狀 其材料選用45碳素工具鋼,熱處理要求硬度HRC55,表面粗糙度為Ra0.8nm,斜導(dǎo)柱與固定板之間采用過(guò)渡配合H7/m6,滑塊上斜導(dǎo)柱之間采用間隙配合H11/b11,或在兩者之間保留0.5mm間隙[11]。 ②. 斜導(dǎo)柱傾斜角度的確定 a為傾斜角L=s/sin（a）經(jīng)查資料得 a取18o比較理想。 (3) 斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度計(jì)算斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度如圖4-13所示 其工作長(zhǎng)度Lz=s×cos（）/sin（a）(4-10) 為滑動(dòng)定向模一側(cè)的傾角因=0o所以L=s/sin（a）=6.5/sin（18 o）=21mm Lz 斜導(dǎo)柱的總長(zhǎng)度（mm）；d1 斜導(dǎo)柱固定部分大端直徑（12mm）；h 斜導(dǎo)柱固定板厚度（20mm）；d 斜導(dǎo)柱工作部分直徑（16mm）；S 抽芯距（10mm）。 = 81.5mm 斜導(dǎo)柱安裝固定部分長(zhǎng)度斜導(dǎo)柱固定部分的直徑（40mm）斜導(dǎo)柱固定部板的厚度（20mm）a 斜導(dǎo)柱的傾角 (4) 斜導(dǎo)柱受力分析與強(qiáng)度計(jì)算 受力分析如下圖所示： 圖4-16 斜導(dǎo)柱的受力分析 在圖中Ft是抽芯力FC的反作用力.其大小與FC相等,方向相反,方向相反，F(xiàn)k是開(kāi)模力，它通過(guò)導(dǎo)滑槽施加于滑塊F是斜導(dǎo)柱通過(guò)斜導(dǎo)柱孔施加于滑塊正壓力，其大小與斜導(dǎo)柱受的彎曲力Fw相等，F(xiàn)1是斜導(dǎo)柱與滑塊間的摩擦力，F(xiàn)2是滑塊與導(dǎo)滑槽間的摩擦力．另外斜導(dǎo)柱與滑塊，滑塊與導(dǎo)滑模之間的摩擦系數(shù)為0.5 側(cè)(4-11) 側(cè)(4-12) 式中F1=F2= 由式解得： (4-13) 因摩擦力太小所以可以省略既（=0） 所以F=Ft/cos(a)=31.7×105/cos(18.)=33.43×105N Fw=Fc/tan(a)=31.7×105/tan(18)=9×105N 由Fc斜導(dǎo)柱的傾斜角在有關(guān)資料中可查到最大彎曲力Fw=1000KN 然后根據(jù)Fw和Hw=20mm以及可以查出斜導(dǎo)柱直徑d=12mm。 (5)滑塊的設(shè)計(jì) 滑塊是斜導(dǎo)柱側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)中的一重要零部件，它上面安裝有側(cè)向型芯式側(cè)向型芯塊，注射成形時(shí)塑件尺寸的準(zhǔn)確和移動(dòng)的可靠性都需要靠它的運(yùn)動(dòng)精度保證，滑塊的結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)根據(jù)具體塑件和模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)可分為整體式和組合式在這里采用整體式 8.2 滑槽的設(shè)計(jì) 滑塊在側(cè)向分型抽芯和復(fù)位過(guò)程中，必須沿一定的方向平穩(wěn)的往復(fù)移動(dòng)這一過(guò)程是在導(dǎo)滑槽內(nèi)完成的?；瑝K與壓塊的配合形式采用T形槽導(dǎo)滑其配合采用H8/f7間隙配合材料選用T12硬度HRC52。其結(jié)構(gòu)形式如圖4-18所示，其配合長(zhǎng)度L=1.5B（塑件寬度）這里導(dǎo)槽可在動(dòng)模上直接加工出來(lái)。 圖4-18 滑塊與導(dǎo)滑槽的配合形式 8.3 楔緊設(shè)計(jì) (1) 楔緊塊（鏟雞）的形式 在注射過(guò)程中側(cè)向成形零件，受到熔融塑料斜導(dǎo)柱為一組長(zhǎng)桿件受力后容易變形導(dǎo)致滑塊后移因此必須設(shè)計(jì)楔緊塊，以便在合模后鎖住滑塊，承受熔融塑料給予側(cè)向成形零件的推力。楔緊塊與模具的連接形式如圖4-19所示。 圖4-19 楔緊塊與滑塊的連接形式 (2) 楔緊角的選擇 楔緊塊的工作部分是斜面，一般比大一些，當(dāng)滑塊向動(dòng)模側(cè)傾斜b角度時(shí)，在這里 8.4 滑塊定位設(shè)計(jì) 滑塊定位裝置在開(kāi)模過(guò)程中來(lái)保證滑塊停留在剛剛脫離斜導(dǎo)柱的位置在發(fā)生移動(dòng)以避免合模時(shí)斜導(dǎo)柱不能準(zhǔn)確的插入滑塊的斜導(dǎo)孔內(nèi)造成模具的損快。此設(shè)計(jì)采用彈簧+擋塊定位。 8.5 彈簧設(shè)計(jì)計(jì)算 彈簧的作用主要是緩沖，減震，儲(chǔ)存能量。 在注塑模具中彈簧的作用主要是： （1）:推桿固定板自動(dòng)復(fù)位； （2）:滑塊里的定位； （3）：活動(dòng)板之間的輔助動(dòng)力。 復(fù)位彈簧自由長(zhǎng)度的確定： L自由=（E+P）/S E:推桿版的行程。 P:預(yù)壓量 S：壓縮比 推桿板復(fù)位彈簧的最小長(zhǎng)度Lmin必須滿足藏入后模L2=15-20mm. 側(cè)抽芯彈簧自由長(zhǎng)度的確定： L自由=（S+預(yù)壓量）/壓縮比 S:滑塊抽芯距 頂塊注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì) 第9章 模具工作原理說(shuō)明 模具安裝在注射機(jī)上，定模部分固定在注射機(jī)的定模板上，動(dòng)模部分固定在注射機(jī)的動(dòng)模板上。合模后，注射機(jī)通過(guò)噴嘴將熔料經(jīng)流通注入型腔，經(jīng)保壓，冷卻后塑件成型。開(kāi)模時(shí)動(dòng)模部分隨動(dòng)板一起運(yùn)動(dòng)漸漸將分型面打開(kāi)，當(dāng)分型面打開(kāi)完畢后，凝料從上模中脫出，在注塑機(jī)頂桿的作用下，頂桿通過(guò)推桿將塑件和凝料系統(tǒng)頂出，與此同時(shí)由于采用的是側(cè)膠口，在開(kāi)模的瞬間，塑件和凝料分開(kāi)。此時(shí)塑件自動(dòng)脫落，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)脫模。合模時(shí)，隨著分型面的閉合復(fù)位桿將頂桿復(fù)位，模具閉合，等待下一次的動(dòng)作。 頂塊注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì) 總 結(jié) 通過(guò)此畢業(yè)設(shè)計(jì)，掌握了模具設(shè)計(jì)的方法和步驟，并結(jié)合具體的零件進(jìn)行了具體的設(shè)計(jì)工作，包括確定型腔的數(shù)目、選擇分型面、確定澆注系統(tǒng)、脫模方式、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、注射模成型零件尺寸的計(jì)算等。 畢業(yè)設(shè)計(jì)從測(cè)繪塑件，進(jìn)行三維造型繪制；完成塑件注射模具方案設(shè)計(jì)和相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算；最后完成模具加工，掌握了完整的工程設(shè)計(jì)過(guò)程，工程設(shè)計(jì)應(yīng)用能力得到了鍛煉和提高。 完成了注射模具的制造工藝設(shè)計(jì)，但由于缺乏實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，在這些設(shè)計(jì)過(guò)程中也遇到了很多困難，但在老師的指導(dǎo)下，問(wèn)題都迎刃而解。 頂塊注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn) [1] 肖景容．模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造[M]．北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1990. [2]?李志剛等.模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)[M]．武漢：華中理工大學(xué)出版社，1990. [3] 張中原．塑料注射模設(shè)計(jì)[M]．北京：航空工業(yè)出版社，1999. [4] 材料成型設(shè)備王衛(wèi)衛(wèi)機(jī)械工業(yè)出版社，2004.8 [5] 模具CAD/CAM（第二版）伊啟中機(jī)械工業(yè)出版社 [6] 塑料模具技術(shù)手冊(cè)編寫(xiě)組．塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2005 [7] 注塑CAE軟件應(yīng)用張金標(biāo)機(jī)械工業(yè)出版社，2011.5 [8] 王華山：塑料注塑技術(shù)與實(shí)例，化學(xué)工業(yè)出版社，2005.10 [9] 朱光力、萬(wàn)金保等：塑料模具設(shè)計(jì)，清華大學(xué)出版社，2003 [10]劉昌祺：塑料模具設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)出版社，1998.10 [11]M.M.Fisher, F.E.Mark and T.Kingsbury:Energy recovery in the sustainable recycling of plastics from end-of-life electrical and electronic products,2005 IEEE International Symposium on Electronics and the Environment, May 2005. 頂塊注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì) 致 謝 論文從開(kāi)題、具體設(shè)計(jì)、論文的撰寫(xiě)，均得到了老師、同學(xué)和朋友的大力支持。 在此感謝指導(dǎo)老師，以及身邊的同學(xué)悉心的教導(dǎo)和幫助。感謝老師給我方向性的建議，在設(shè)計(jì)過(guò)程中給予的幫助和支持！感謝謝幾位同學(xué)在模具設(shè)計(jì)上給予的建議和細(xì)節(jié)上的幫助,使我加深了對(duì)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。