2543 電源盒注射模設(shè)計(jì),電源,注射,設(shè)計(jì) 湖南工學(xué)院（籌）畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)課 題： 電源盒注射模設(shè)計(jì)專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造班 級(jí)： 03 級(jí)模具一班學(xué)生姓名： 滕 勇指導(dǎo)老師： 李良喜2006 年 05 月 26 日湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 1 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明目 錄一、塑件分析及注塑機(jī)選定……………………………2二、模具設(shè)計(jì)1、主流道設(shè)計(jì)…………………………………………62、定模設(shè)計(jì) ………………………………………… 73、支撐板設(shè)計(jì)…………………………………………104、排溢系統(tǒng)設(shè)計(jì)………………………………………115、推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………126、合模機(jī)構(gòu)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………… 147、內(nèi)型腔設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………158、推桿設(shè)計(jì)…………………………………………… 219、溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)……………………………………… 2210、設(shè)計(jì)小結(jié)………………………………………………2411、參考資料 …………………………………………… 25 湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 2 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明電源盒注射模設(shè)計(jì)塑件圖如下 ：一、 根據(jù)塑件工藝確定設(shè)計(jì)思路1、 塑件材料 ABS，其特點(diǎn)有a 無定性，流動(dòng)性等b 吸濕性強(qiáng)，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件必須長時(shí)間干燥c 成型時(shí)宜取高料溫，高模溫，但料溫過高易分解（≥250℃）對(duì)精度要求較高的塑件，模溫宜取 50~60℃，對(duì)光澤而熱塑件模溫取 60~80℃，用柱塞式注射機(jī)成型時(shí)， 料溫180~230℃注射機(jī)壓力（1000~1400 ）×10 5P 參見《塑料·橡膠成型模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-2 P16湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 3 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明2、 塑件體積V=38×38×9—36×36×8—π×2 2×4+0.5×15×17=2610.07材料 ABS δ 1=0.100% δ 2=0.200%∴δ=0.15% 比 重： 1.03~1.07拉伸強(qiáng)度： 27.6~55.2剛 度： 1.38~3.45擴(kuò) 展 率： 0.27 m3/s導(dǎo)熱系數(shù)： 0.293 w/ mk比 熱 容： C=1.047 J/ kg..k密 度： ρ=1050 kg/ m 2 塑件質(zhì)量： m=ρv=1050×10 3×2610.07×1/10-9=2.791 g3、模具用鋼選用 45# 熱處理正火 規(guī)格 φ25［δ b］≤600 ［σ s］≤355HRC［ HB］ (149~127) E=204000熱導(dǎo)入率 1949.8 w/m.k參見《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》表3-1 P55湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 4 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明4、 塑料冷卻時(shí)間水冷：40℃ φ=9.285、 型腔確定塑料為熱塑性，為了使模具簡單，采用推板+頂針+推出，為提高效率采用一模四腔非平衡式布排6、注射機(jī)確定，假設(shè)工廠具有此設(shè)備，根據(jù)所需注射量采用XS—ZS—22 型柱塞式注射機(jī)參數(shù)如下：額定注射量： 200 cm3柱塞 直徑： 20×2 mm注射 壓力： 117MPa注射 行程： 130 mm注射 時(shí)間： 0.5s合 模 力： 250KN鎖 模 力： 250KN最大成型面積： 90 cm2最大開模行程： 160 mm模具最大厚度： 150 mm注射機(jī)型號(hào)參見《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》表4-1P100湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 5 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明模具最小厚度： 60 mm動(dòng)定模固定板尺寸： 250×250 mm拉料 空間： 235合模 方式： 液壓7、模具厚度確定Hmin＜H＜H max繪制圖 校核 H=155 符合8、開模距確定Smax≥S=H 1+H2+5~10=35+9=50 mm湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明二 模具設(shè)計(jì)1、主流道設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)保證塑件熔體的流動(dòng)平穩(wěn)、流程應(yīng)盡量短、防止型芯變形、整修應(yīng)方便、防止制品變形和翹曲、應(yīng)與塑件材料品種相適用、冷料穴設(shè)計(jì)合理、盡量減少塑料的消耗。根據(jù)塑件的形狀采用推桿推出。由于采用復(fù)式點(diǎn)澆口，雙分型面，分流道采用半圓形截面，分流道開設(shè)在中間板上，在定模固定板上采用澆口套, 不設(shè)置冷料穴和拉料桿。圖 0.2AA2x0.5 0.2sr2038 424??25 共 25 頁 第 6 頁湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明W=（117.9×38 4/32.2×0.4×106×0.2） 1/3=4.814 mm型腔冷卻計(jì)算：A=GΔ i/［3600φ（1000v） 0.8/d0.2（TW—TG） （ m2） ］水管直徑為 φ10 長： 180 mm查表 φ 值： 10.05熱 焰： 300000 J/kg模具溫度： 60℃冷卻水溫取天然火： 20℃流速為： 5×10-5 m/s冷卻水總熱面積： A=0.75㎡所需 水管長度：L=GΔ i/3600πφ（1000vd） 0.8（TW×TQ ）m1、 定模設(shè)計(jì)a 確定型腔數(shù)考慮效率初步采用一模四腔確定鎖模力，成型面積校核塑件整件表面積：4×S=4×38×38 mm2x 面積：S`=S+S 流 =4×100+5768=6168 mm2 共 25 頁 第 7 頁湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明取 6200 mm2 小于 90 cm2又注射量校核單個(gè)塑件體積： V=2610.07 cm3V1=4×2610.07=10440.14V= V1rV 流 =4×100×2+10440.14+π×4×35=11810.1＜20 cm 3 故可取b、確定定模厚度條件：1、 制件壁厚在滿足結(jié)構(gòu)和成型工藝條件下要求均勻一致2、 結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度適當(dāng)3、 脫模強(qiáng)度4、 承受沖擊力均勻分布5、 防止金屬嵌件裂紋6、 孔嵌件出現(xiàn)焊接處能得到加強(qiáng)7、 防止薄壁處的熔接痕8、 防止壁厚處縮孔9、 防止刃口狀部位以及薄壁處的充填不足 共 25 頁 第 8 頁湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明c、強(qiáng)度計(jì)算W=（DL 4/32EZ8） 1/3B—板厚 L—內(nèi)寬 P—壓力D—腔深 E—模量 Z—變形W—側(cè)壁厚度動(dòng)模板采用： 180×180 mm 符合溫度校核水管長： 0.18 m20180180 235351659090R2436A-B-AABB 84071技 術(shù) 要 求 ：動(dòng) 模 板 1.表 面 粗 糙 度 要 求 為 32未 注 明 圓 角 為 R審 核 數(shù) 量 圖 號(hào) A材 料 比 例 ：206.53制 圖 滕 勇 湖 南 大 學(xué) 衡 陽 分 校級(jí) 模 一 班 號(hào) 共 25 頁 第 9 頁湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明20180 1556180 20706x?104x?122、 支撐板設(shè)計(jì)1、 板厚校核：W= （5PBD 4/32E7Z） 1/3B= 36㎜ P= 117MpB= 45＃（204000） T= 180㎜D= 120 Z= 0.1㎜ 共 25 頁 第 10 頁湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明得： W= 15.447㎜取 20㎜ （見上頁標(biāo)意圖）3、 排溢系統(tǒng)設(shè)計(jì)1） 、利用配合間隙排氣，其間隙均為：0.03~0.05㎜2） 、分流道端部開設(shè)冷料穴來容納前鋒冷料以保證塑料件質(zhì)量3） 、由于強(qiáng)行脫模，本模具不開設(shè)拉料桿4、 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為了擴(kuò)大同壓面積，采用推板推出推板上開有導(dǎo)柱孔，銷孔，型芯裝配孔和排氣系統(tǒng)機(jī)構(gòu)1、 推板開在動(dòng)模側(cè)2、 采用平板使其受力均勻3、 設(shè)計(jì)四根推桿將推板推出，推桿分布均勻，使其受力均勻 4、 合模由推板復(fù)位，正確復(fù)位脫模力計(jì)算ΣFx=0 共 25 頁 第 11 頁湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 共 25 頁 第 12 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明Ft+FbSinα=FCosαFb——塑件對(duì)型芯的包緊力；F——脫模時(shí)型芯所受的摩擦力Ft——脫模力；Α——型芯的脫模斜度。又 F=F bμ于是 F t=Ap（μCosα—Sinα）而包緊力為包容型芯的面積與單位面積上包緊力之積，即： F b=Ap由此 可得： F t=Ap(μcosα-sinα)式中：μ——為塑料對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，約為 0.1~0.3；A——為塑件包容型芯的總面積；P——為塑件對(duì)型芯的單位面積上的包緊力，在一般情況下，模外冷卻的塑件 p 取2.4~3.9×107Pa;模內(nèi)冷卻的塑件 p 約取0.8~1.2×107Pa。所以:經(jīng)計(jì)算，A=0.75㎡ ,μ 取 0.2,p 取 2.5×107Pa,取 α=45 ′ 。Ft=7500×10-6×2.5×107(0.2×cos45′ -sin45′ )=605.176×107Pa 湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 13 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明、 3218018075±0.2?0?10 ?10?125936A-B-BBAAR2 推 板 S136技 術(shù) 要 求 ：.材 料 的 淬 火 硬 度 為 HRC45-0審 核 數(shù) 量 圖 號(hào) A材 料 比 例 ：206.5制 圖 滕 勇 湖 南 大 學(xué) 衡 陽 分 校級(jí) 模 一 班 號(hào)(推板) 湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 14 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明6、 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)定?；蛏舷履：夏r(shí)，正確定位和導(dǎo)向的零件。一、 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用：1、 定位件用：模具閉合后，保證動(dòng)定?；蛏舷履Ｎ恢谜_，保證型腔的形狀和尺寸精確，在模具的裝配過程中也起定位作用，便于裝配和調(diào)整。2、 導(dǎo)向作用：合模時(shí)，首先是導(dǎo)向零件接觸，引導(dǎo)動(dòng)定?；蛏舷履?zhǔn)確閉合，避免型芯先進(jìn)入型腔造成成型零件損壞。3、 承受一定的側(cè)向壓力。二、 導(dǎo)柱導(dǎo)套的選擇：一般在注射模中，動(dòng)、定模之間的導(dǎo)柱既可設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)，也可設(shè)置在定模一側(cè)，視具體情況而定，通常設(shè)置在型芯凸出分型面最長的那一側(cè)。而雙分型的注射模，為了中間板在工作過程中的支承和導(dǎo)向，所以在定模一側(cè)一定要設(shè)置導(dǎo)柱。導(dǎo)柱、導(dǎo)套盡量采用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)定位采用定位銷 φ10 導(dǎo)柱：采用 φ10 φ12如下圖示：湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 15 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明0.425R210106240287、 內(nèi)型腔設(shè)計(jì)計(jì)算1、產(chǎn)生偏差的原因：①．塑料的成型收縮　　　成型收縮引起制品產(chǎn)生尺寸偏差的原因有：預(yù)定收縮率（設(shè)計(jì)算成型零部件工作尺寸所用的收縮率）與制品實(shí)際收縮率之間的誤差；成型過程中，收縮率可能在其最大值和最小值之間發(fā)生的波動(dòng)。σ s=(Smax-Smin)×制品尺寸σ s——成型收縮率波動(dòng)引起的制品的尺寸偏差。Smax、S min —分別是制品的最大收縮率和最小收縮率。 　　　　　　　　　②．成型零部件的制造偏差　　工作尺寸的制造偏差包括加工偏差和裝配偏差。③．成型零部件的磨損湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 16 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明取 X=0.5 δ z=Δ/3ABS 收縮率 δ 1=0.20% δ 2=0.10%∴δ=0.150%Lm+δ z=[（1+ ˉs） （s-x Δ）ˉ ] 0+δzLM1=[（1+0.15%）×36—0.5Δ] 0+δz=36.2460+0.17LM0-δz =[（1+0.15%）×38+0.5×Δ] 0-δzHM0+δz =[（1+0.15%）×8 – 0.5×Δ] 0+δz=8.400+0.17HM0-δz =[（1+0.15%）×9+0.5×Δ] 0-δz=9.41750-0.17Cm±δ z/2 =（1+0.15%）×24±δ z/2=24.13±0.085Cm±δ z/2 =（1+0.15%）×15±δ z/2=14.245±0.085收縮率見《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》附錄 B計(jì)算參考《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》第五章第三節(jié) P151湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 17 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明BA ?12915B?12?17,581575383815208025（動(dòng)模）湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 18 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明ABS 屬中粘度塑料 δ≤0.05塑料尺寸 38 屬于 10~50 中 δ=40/[3（1+Δi）]取中等δ=0.2613（1+0.26 ）=0.069取 0.070.5 -0220-.17 0-.236 0-.73 0-.250,5?4R2241 4湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 19 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明2、成型零件的強(qiáng)度、剛度計(jì)算注射模在其工作過程需要承受多種外力，如注射壓力、保壓力、合模力和脫模力等。如果外力過大，注射模及其成型零部件將會(huì)產(chǎn)生塑性變形或斷裂破壞，或產(chǎn)生較大的彈性彎曲變形，引起成型零部件在它們的對(duì)接面或貼合面處出現(xiàn)較大的間隙，由此而發(fā)生溢料及飛邊現(xiàn)象，從而導(dǎo)致整個(gè)模具失效或無法達(dá)到技術(shù)質(zhì)量要求。因此，在模具設(shè)計(jì)時(shí)，成型零部件的強(qiáng)度和剛度計(jì)算和校核是必不可少的。一般來說，凹模型腔的側(cè)壁厚度和底部的厚度可以利用強(qiáng)度計(jì)算決定，但凸模和型芯通常都是由制品內(nèi)形或制品上的孔型決定，設(shè)計(jì)時(shí)只能對(duì)它們進(jìn)行強(qiáng)度校核。因在設(shè)計(jì)時(shí)采用的是鑲嵌式圓形型腔。因此，計(jì)算參考公式如下：側(cè)壁：按強(qiáng)度計(jì)算：按剛度計(jì)算： 計(jì)算參考《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》第五章第三節(jié) P153)12(??mpcrt?pmh rPt?43??湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 20 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明按剛度計(jì)算：凸模、型芯計(jì)算公式：按強(qiáng)度計(jì)算：按剛度計(jì)算：由公式分別計(jì)算出相應(yīng)的值為：按強(qiáng)度計(jì)算得：t c=19.43mm th=34.23mm r=32.68mm按剛度計(jì)算得：tc=4.53mm th=21.45mm r=19.32mm參數(shù)符號(hào)的意義和單位：Pm 模腔壓力（MPa）取值范圍 50~70；E 材料的彈性模量（MPa）查得 2.06×105；σ p 材料的許用應(yīng)力（MPa）查得 176.5；u 材料的泊松比 查表得 0.025；)1((????urPEtmpc?pmPLr??2?34pmEr???湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 21 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明δ p 成型零部件的許用變形量（mm）查得 0.05；采用材料為 3Gr2W8V，淬火中溫回火，≥ 46HRC。8、推桿設(shè)計(jì)采用 4 根 φ12 推桿（如下圖）湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 22 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明9、溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 基本原則：熔體熱量 95%由冷卻介質(zhì)（水）帶走，冷卻時(shí)間占成型周期的 2/3。注射模冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則：1.冷卻水道應(yīng)盡量多、截面尺寸應(yīng)盡量大 型腔表面的溫度與冷卻水道的數(shù)量、截面尺寸及冷卻水的溫度有關(guān)。2．冷卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量相等 當(dāng)塑件壁厚均勻時(shí)，冷卻水道到型腔表面最好距離相等，但是當(dāng)塑件不均勻時(shí)，厚的地方冷卻水道到型腔表面的距離應(yīng)近一些，間距也可適當(dāng)小一些。一般水道孔邊至型腔表面的距離應(yīng)大于 10mm，常用 12~15mm.3．澆口處加強(qiáng)冷卻 塑料熔體充填型腔時(shí)，澆口附近溫度最高，距澆口越遠(yuǎn)溫度就越低，因此澆口附近應(yīng)加強(qiáng)冷卻，通常將冷卻水道的入口處設(shè)置在澆口附近，使?jié)部诟浇哪＞咴谳^低溫度下冷卻，而遠(yuǎn)離澆口部分的模具在經(jīng)過一定程度熱交換后的溫水作用下冷卻。4．冷卻水道出、入口溫差應(yīng)盡量小 如果冷卻水道較長，則冷卻水出、入口的溫差就比較大，易使模溫不均勻，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)引起注意。冷卻水道的總長度的計(jì)算可公式： Lw=Aw/π參考《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》第五章第七節(jié) P226湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 23 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明Lw 冷卻水道總長度 Aw 熱傳導(dǎo)面積 Dw 冷卻水道直徑根據(jù)模具結(jié)構(gòu)要求，冷卻水道長度5．冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置 聚乙烯的收縮率大，水道應(yīng)盡量沿著收縮方向設(shè)置。冷卻水道的設(shè)計(jì)必須盡量避免接近塑件的熔接部位，以免產(chǎn)生熔接痕，降低塑件強(qiáng)度；冷卻水道要易于加工清理一般水道孔徑為10mm 左右，不小于 8mm。根據(jù)此套模具結(jié)構(gòu)，采用孔徑為 8mm的冷卻水道。冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：中等深度的塑件，采用點(diǎn)澆口進(jìn)料的中等深度的殼形塑件，在凹模底部附近采用與型腔表面等距離鉆孔的形式。湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 24 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明10、設(shè)計(jì)小結(jié)通過這次系統(tǒng)的注射模的設(shè)計(jì)，我更進(jìn)一步的了解了注射模的結(jié)構(gòu)及各工作零部件的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)要點(diǎn)，了解了注射模具設(shè)計(jì)的一般程序。進(jìn)行塑料產(chǎn)品的模具設(shè)計(jì)首先要對(duì)成型制品進(jìn)行分析，再考慮澆注系統(tǒng)、型腔的分布、導(dǎo)向推出機(jī)構(gòu)等后續(xù)工作。通過制品的零件圖就可以了解制品的設(shè)計(jì)要求。對(duì)形態(tài)復(fù)雜和精度要求較高的制品，有必要了解制品的使用目的、外觀及裝配要求，以便從塑料品種的流動(dòng)性、收縮率，透明性和制品的機(jī)械強(qiáng)度、尺寸公差、表面粗糙度、嵌件形式等各方面考慮注射成型工藝的可行性和經(jīng)濟(jì)性。模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求經(jīng)濟(jì)合理，認(rèn)真掌握各種注射模具的設(shè)計(jì)的普遍的規(guī)律，可以縮短模具設(shè)計(jì)周期，提高模具設(shè)計(jì)的水平。湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 25 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明參考資料：1. 屈華昌主編.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19952. 黃毅宏、李明輝主編模具制造工藝.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.6 3. 《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫組編著.塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.74. 李紹林，馬長福主編.實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè).上海：上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2000.65. 王樹勛主編.注塑模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)用技術(shù).廣州：華南理工大學(xué)出版社，1996.16. 李紹林主編.塑料·橡膠成型模具設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.9湖南工學(xué)院（籌）畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)課 題： 電源盒注射模設(shè)計(jì)專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造班 級(jí)： 03 級(jí)模具一班學(xué)生姓名： 滕 勇指導(dǎo)老師： 李良喜2006 年 05 月 26 日湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 1 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明目 錄一、塑件分析及注塑機(jī)選定……………………………2二、模具設(shè)計(jì)1、主流道設(shè)計(jì)…………………………………………62、定模設(shè)計(jì) ………………………………………… 73、支撐板設(shè)計(jì)…………………………………………104、排溢系統(tǒng)設(shè)計(jì)………………………………………115、推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………126、合模機(jī)構(gòu)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………… 147、內(nèi)型腔設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………158、推桿設(shè)計(jì)…………………………………………… 219、溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)……………………………………… 2210、設(shè)計(jì)小結(jié)………………………………………………2411、參考資料 …………………………………………… 25 湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 2 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明電源盒注射模設(shè)計(jì)塑件圖如下 ：一、 根據(jù)塑件工藝確定設(shè)計(jì)思路1、 塑件材料 ABS，其特點(diǎn)有a 無定性，流動(dòng)性等b 吸濕性強(qiáng)，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件必須長時(shí)間干燥c 成型時(shí)宜取高料溫，高模溫，但料溫過高易分解（≥250℃）對(duì)精度要求較高的塑件，模溫宜取 50~60℃，對(duì)光澤而熱塑件模溫取 60~80℃，用柱塞式注射機(jī)成型時(shí)， 料溫180~230℃注射機(jī)壓力（1000~1400 ）×10 5P 參見《塑料·橡膠成型模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-2 P16湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 3 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明2、 塑件體積V=38×38×9—36×36×8—π×2 2×4+0.5×15×17=2610.07材料 ABS δ 1=0.100% δ 2=0.200%∴δ=0.15% 比 重： 1.03~1.07拉伸強(qiáng)度： 27.6~55.2剛 度： 1.38~3.45擴(kuò) 展 率： 0.27 m3/s導(dǎo)熱系數(shù)： 0.293 w/ mk比 熱 容： C=1.047 J/ kg..k密 度： ρ=1050 kg/ m 2 塑件質(zhì)量： m=ρv=1050×10 3×2610.07×1/10-9=2.791 g3、模具用鋼選用 45# 熱處理正火 規(guī)格 φ25［δ b］≤600 ［σ s］≤355HRC［ HB］ (149~127) E=204000熱導(dǎo)入率 1949.8 w/m.k參見《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》表3-1 P55湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 4 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明4、 塑料冷卻時(shí)間水冷：40℃ φ=9.285、 型腔確定塑料為熱塑性，為了使模具簡單，采用推板+頂針+推出，為提高效率采用一模四腔非平衡式布排6、注射機(jī)確定，假設(shè)工廠具有此設(shè)備，根據(jù)所需注射量采用XS—ZS—22 型柱塞式注射機(jī)參數(shù)如下：額定注射量： 200 cm3柱塞 直徑： 20×2 mm注射 壓力： 117MPa注射 行程： 130 mm注射 時(shí)間： 0.5s合 模 力： 250KN鎖 模 力： 250KN最大成型面積： 90 cm2最大開模行程： 160 mm模具最大厚度： 150 mm注射機(jī)型號(hào)參見《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》表4-1P100湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 5 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明模具最小厚度： 60 mm動(dòng)定模固定板尺寸： 250×250 mm拉料 空間： 235合模 方式： 液壓7、模具厚度確定Hmin＜H＜H max繪制圖 校核 H=155 符合8、開模距確定Smax≥S=H 1+H2+5~10=35+9=50 mm湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明二 模具設(shè)計(jì)1、主流道設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)保證塑件熔體的流動(dòng)平穩(wěn)、流程應(yīng)盡量短、防止型芯變形、整修應(yīng)方便、防止制品變形和翹曲、應(yīng)與塑件材料品種相適用、冷料穴設(shè)計(jì)合理、盡量減少塑料的消耗。根據(jù)塑件的形狀采用推桿推出。由于采用復(fù)式點(diǎn)澆口，雙分型面，分流道采用半圓形截面，分流道開設(shè)在中間板上，在定模固定板上采用澆口套, 不設(shè)置冷料穴和拉料桿。圖 0.2AA2x0.5 0.2sr2038 424??25 共 25 頁 第 6 頁湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明W=（117.9×38 4/32.2×0.4×106×0.2） 1/3=4.814 mm型腔冷卻計(jì)算：A=GΔ i/［3600φ（1000v） 0.8/d0.2（TW—TG） （ m2） ］水管直徑為 φ10 長： 180 mm查表 φ 值： 10.05熱 焰： 300000 J/kg模具溫度： 60℃冷卻水溫取天然火： 20℃流速為： 5×10-5 m/s冷卻水總熱面積： A=0.75㎡所需 水管長度：L=GΔ i/3600πφ（1000vd） 0.8（TW×TQ ）m1、 定模設(shè)計(jì)a 確定型腔數(shù)考慮效率初步采用一模四腔確定鎖模力，成型面積校核塑件整件表面積：4×S=4×38×38 mm2x 面積：S`=S+S 流 =4×100+5768=6168 mm2 共 25 頁 第 7 頁湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明取 6200 mm2 小于 90 cm2又注射量校核單個(gè)塑件體積： V=2610.07 cm3V1=4×2610.07=10440.14V= V1rV 流 =4×100×2+10440.14+π×4×35=11810.1＜20 cm 3 故可取b、確定定模厚度條件：1、 制件壁厚在滿足結(jié)構(gòu)和成型工藝條件下要求均勻一致2、 結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度適當(dāng)3、 脫模強(qiáng)度4、 承受沖擊力均勻分布5、 防止金屬嵌件裂紋6、 孔嵌件出現(xiàn)焊接處能得到加強(qiáng)7、 防止薄壁處的熔接痕8、 防止壁厚處縮孔9、 防止刃口狀部位以及薄壁處的充填不足 共 25 頁 第 8 頁湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明c、強(qiáng)度計(jì)算W=（DL 4/32EZ8） 1/3B—板厚 L—內(nèi)寬 P—壓力D—腔深 E—模量 Z—變形W—側(cè)壁厚度動(dòng)模板采用： 180×180 mm 符合溫度校核水管長： 0.18 m20180180 235351659090R2436A-B-AABB 84071技 術(shù) 要 求 ：動(dòng) 模 板 1.表 面 粗 糙 度 要 求 為 32未 注 明 圓 角 為 R審 核 數(shù) 量 圖 號(hào) A材 料 比 例 ：206.53制 圖 滕 勇 湖 南 大 學(xué) 衡 陽 分 校級(jí) 模 一 班 號(hào) 共 25 頁 第 9 頁湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明20180 1556180 20706x?104x?122、 支撐板設(shè)計(jì)1、 板厚校核：W= （5PBD 4/32E7Z） 1/3B= 36㎜ P= 117MpB= 45＃（204000） T= 180㎜D= 120 Z= 0.1㎜ 共 25 頁 第 10 頁湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明得： W= 15.447㎜取 20㎜ （見上頁標(biāo)意圖）3、 排溢系統(tǒng)設(shè)計(jì)1） 、利用配合間隙排氣，其間隙均為：0.03~0.05㎜2） 、分流道端部開設(shè)冷料穴來容納前鋒冷料以保證塑料件質(zhì)量3） 、由于強(qiáng)行脫模，本模具不開設(shè)拉料桿4、 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為了擴(kuò)大同壓面積，采用推板推出推板上開有導(dǎo)柱孔，銷孔，型芯裝配孔和排氣系統(tǒng)機(jī)構(gòu)1、 推板開在動(dòng)模側(cè)2、 采用平板使其受力均勻3、 設(shè)計(jì)四根推桿將推板推出，推桿分布均勻，使其受力均勻 4、 合模由推板復(fù)位，正確復(fù)位脫模力計(jì)算ΣFx=0 共 25 頁 第 11 頁湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 共 25 頁 第 12 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明Ft+FbSinα=FCosαFb——塑件對(duì)型芯的包緊力；F——脫模時(shí)型芯所受的摩擦力Ft——脫模力；Α——型芯的脫模斜度。又 F=F bμ于是 F t=Ap（μCosα—Sinα）而包緊力為包容型芯的面積與單位面積上包緊力之積，即： F b=Ap由此 可得： F t=Ap(μcosα-sinα)式中：μ——為塑料對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，約為 0.1~0.3；A——為塑件包容型芯的總面積；P——為塑件對(duì)型芯的單位面積上的包緊力，在一般情況下，模外冷卻的塑件 p 取2.4~3.9×107Pa;模內(nèi)冷卻的塑件 p 約取0.8~1.2×107Pa。所以:經(jīng)計(jì)算，A=0.75㎡ ,μ 取 0.2,p 取 2.5×107Pa,取 α=45 ′ 。Ft=7500×10-6×2.5×107(0.2×cos45′ -sin45′ )=605.176×107Pa 湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 13 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明、 3218018075±0.2?0?10 ?10?125936A-B-BBAAR2 推 板 S136技 術(shù) 要 求 ：.材 料 的 淬 火 硬 度 為 HRC45-0審 核 數(shù) 量 圖 號(hào) A材 料 比 例 ：206.5制 圖 滕 勇 湖 南 大 學(xué) 衡 陽 分 校級(jí) 模 一 班 號(hào)(推板) 湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 14 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明6、 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)定模或上下模合模時(shí)，正確定位和導(dǎo)向的零件。一、 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用：1、 定位件用：模具閉合后，保證動(dòng)定?；蛏舷履Ｎ恢谜_，保證型腔的形狀和尺寸精確，在模具的裝配過程中也起定位作用，便于裝配和調(diào)整。2、 導(dǎo)向作用：合模時(shí)，首先是導(dǎo)向零件接觸，引導(dǎo)動(dòng)定?；蛏舷履?zhǔn)確閉合，避免型芯先進(jìn)入型腔造成成型零件損壞。3、 承受一定的側(cè)向壓力。二、 導(dǎo)柱導(dǎo)套的選擇：一般在注射模中，動(dòng)、定模之間的導(dǎo)柱既可設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)，也可設(shè)置在定模一側(cè)，視具體情況而定，通常設(shè)置在型芯凸出分型面最長的那一側(cè)。而雙分型的注射模，為了中間板在工作過程中的支承和導(dǎo)向，所以在定模一側(cè)一定要設(shè)置導(dǎo)柱。導(dǎo)柱、導(dǎo)套盡量采用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)定位采用定位銷 φ10 導(dǎo)柱：采用 φ10 φ12如下圖示：湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 15 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明0.425R210106240287、 內(nèi)型腔設(shè)計(jì)計(jì)算1、產(chǎn)生偏差的原因：①．塑料的成型收縮　　　成型收縮引起制品產(chǎn)生尺寸偏差的原因有：預(yù)定收縮率（設(shè)計(jì)算成型零部件工作尺寸所用的收縮率）與制品實(shí)際收縮率之間的誤差；成型過程中，收縮率可能在其最大值和最小值之間發(fā)生的波動(dòng)。σ s=(Smax-Smin)×制品尺寸σ s——成型收縮率波動(dòng)引起的制品的尺寸偏差。Smax、S min —分別是制品的最大收縮率和最小收縮率。 　　　　　　　　?、冢尚土悴考闹圃炱睢　」ぷ鞒叽绲闹圃炱畎庸て詈脱b配偏差。③．成型零部件的磨損湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 16 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明取 X=0.5 δ z=Δ/3ABS 收縮率 δ 1=0.20% δ 2=0.10%∴δ=0.150%Lm+δ z=[（1+ ˉs） （s-x Δ）ˉ ] 0+δzLM1=[（1+0.15%）×36—0.5Δ] 0+δz=36.2460+0.17LM0-δz =[（1+0.15%）×38+0.5×Δ] 0-δzHM0+δz =[（1+0.15%）×8 – 0.5×Δ] 0+δz=8.400+0.17HM0-δz =[（1+0.15%）×9+0.5×Δ] 0-δz=9.41750-0.17Cm±δ z/2 =（1+0.15%）×24±δ z/2=24.13±0.085Cm±δ z/2 =（1+0.15%）×15±δ z/2=14.245±0.085收縮率見《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》附錄 B計(jì)算參考《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》第五章第三節(jié) P151湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 17 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明BA ?12915B?12?17,581575383815208025（動(dòng)模）湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 18 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明ABS 屬中粘度塑料 δ≤0.05塑料尺寸 38 屬于 10~50 中 δ=40/[3（1+Δi）]取中等δ=0.2613（1+0.26 ）=0.069取 0.070.5 -0220-.17 0-.236 0-.73 0-.250,5?4R2241 4湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 19 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明2、成型零件的強(qiáng)度、剛度計(jì)算注射模在其工作過程需要承受多種外力，如注射壓力、保壓力、合模力和脫模力等。如果外力過大，注射模及其成型零部件將會(huì)產(chǎn)生塑性變形或斷裂破壞，或產(chǎn)生較大的彈性彎曲變形，引起成型零部件在它們的對(duì)接面或貼合面處出現(xiàn)較大的間隙，由此而發(fā)生溢料及飛邊現(xiàn)象，從而導(dǎo)致整個(gè)模具失效或無法達(dá)到技術(shù)質(zhì)量要求。因此，在模具設(shè)計(jì)時(shí)，成型零部件的強(qiáng)度和剛度計(jì)算和校核是必不可少的。一般來說，凹模型腔的側(cè)壁厚度和底部的厚度可以利用強(qiáng)度計(jì)算決定，但凸模和型芯通常都是由制品內(nèi)形或制品上的孔型決定，設(shè)計(jì)時(shí)只能對(duì)它們進(jìn)行強(qiáng)度校核。因在設(shè)計(jì)時(shí)采用的是鑲嵌式圓形型腔。因此，計(jì)算參考公式如下：側(cè)壁：按強(qiáng)度計(jì)算：按剛度計(jì)算： 計(jì)算參考《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》第五章第三節(jié) P153)12(??mpcrt?pmh rPt?43??湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 20 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明按剛度計(jì)算：凸模、型芯計(jì)算公式：按強(qiáng)度計(jì)算：按剛度計(jì)算：由公式分別計(jì)算出相應(yīng)的值為：按強(qiáng)度計(jì)算得：t c=19.43mm th=34.23mm r=32.68mm按剛度計(jì)算得：tc=4.53mm th=21.45mm r=19.32mm參數(shù)符號(hào)的意義和單位：Pm 模腔壓力（MPa）取值范圍 50~70；E 材料的彈性模量（MPa）查得 2.06×105；σ p 材料的許用應(yīng)力（MPa）查得 176.5；u 材料的泊松比 查表得 0.025；)1((????urPEtmpc?pmPLr??2?34pmEr???湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 21 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明δ p 成型零部件的許用變形量（mm）查得 0.05；采用材料為 3Gr2W8V，淬火中溫回火，≥ 46HRC。8、推桿設(shè)計(jì)采用 4 根 φ12 推桿（如下圖）湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 22 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明9、溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 基本原則：熔體熱量 95%由冷卻介質(zhì)（水）帶走，冷卻時(shí)間占成型周期的 2/3。注射模冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則：1.冷卻水道應(yīng)盡量多、截面尺寸應(yīng)盡量大 型腔表面的溫度與冷卻水道的數(shù)量、截面尺寸及冷卻水的溫度有關(guān)。2．冷卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量相等 當(dāng)塑件壁厚均勻時(shí)，冷卻水道到型腔表面最好距離相等，但是當(dāng)塑件不均勻時(shí)，厚的地方冷卻水道到型腔表面的距離應(yīng)近一些，間距也可適當(dāng)小一些。一般水道孔邊至型腔表面的距離應(yīng)大于 10mm，常用 12~15mm.3．澆口處加強(qiáng)冷卻 塑料熔體充填型腔時(shí)，澆口附近溫度最高，距澆口越遠(yuǎn)溫度就越低，因此澆口附近應(yīng)加強(qiáng)冷卻，通常將冷卻水道的入口處設(shè)置在澆口附近，使?jié)部诟浇哪＞咴谳^低溫度下冷卻，而遠(yuǎn)離澆口部分的模具在經(jīng)過一定程度熱交換后的溫水作用下冷卻。4．冷卻水道出、入口溫差應(yīng)盡量小 如果冷卻水道較長，則冷卻水出、入口的溫差就比較大，易使模溫不均勻，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)引起注意。冷卻水道的總長度的計(jì)算可公式： Lw=Aw/π參考《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》第五章第七節(jié) P226湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 23 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明Lw 冷卻水道總長度 Aw 熱傳導(dǎo)面積 Dw 冷卻水道直徑根據(jù)模具結(jié)構(gòu)要求，冷卻水道長度5．冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置 聚乙烯的收縮率大，水道應(yīng)盡量沿著收縮方向設(shè)置。冷卻水道的設(shè)計(jì)必須盡量避免接近塑件的熔接部位，以免產(chǎn)生熔接痕，降低塑件強(qiáng)度；冷卻水道要易于加工清理一般水道孔徑為10mm 左右，不小于 8mm。根據(jù)此套模具結(jié)構(gòu)，采用孔徑為 8mm的冷卻水道。冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：中等深度的塑件，采用點(diǎn)澆口進(jìn)料的中等深度的殼形塑件，在凹模底部附近采用與型腔表面等距離鉆孔的形式。湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 24 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明10、設(shè)計(jì)小結(jié)通過這次系統(tǒng)的注射模的設(shè)計(jì)，我更進(jìn)一步的了解了注射模的結(jié)構(gòu)及各工作零部件的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)要點(diǎn)，了解了注射模具設(shè)計(jì)的一般程序。進(jìn)行塑料產(chǎn)品的模具設(shè)計(jì)首先要對(duì)成型制品進(jìn)行分析，再考慮澆注系統(tǒng)、型腔的分布、導(dǎo)向推出機(jī)構(gòu)等后續(xù)工作。通過制品的零件圖就可以了解制品的設(shè)計(jì)要求。對(duì)形態(tài)復(fù)雜和精度要求較高的制品，有必要了解制品的使用目的、外觀及裝配要求，以便從塑料品種的流動(dòng)性、收縮率，透明性和制品的機(jī)械強(qiáng)度、尺寸公差、表面粗糙度、嵌件形式等各方面考慮注射成型工藝的可行性和經(jīng)濟(jì)性。模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求經(jīng)濟(jì)合理，認(rèn)真掌握各種注射模具的設(shè)計(jì)的普遍的規(guī)律，可以縮短模具設(shè)計(jì)周期，提高模具設(shè)計(jì)的水平。湖南大學(xué)衡陽分校畢業(yè)設(shè)計(jì)共 25 頁 第 25 頁計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明參考資料：1. 屈華昌主編.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19952. 黃毅宏、李明輝主編模具制造工藝.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.6 3. 《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫組編著.塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.74. 李紹林，馬長福主編.實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè).上海：上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2000.65. 王樹勛主編.注塑模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)用技術(shù).廣州：華南理工大學(xué)出版社，1996.16. 李紹林主編.塑料·橡膠成型模具設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.9