90度D20直角彎頭的注塑模具設(shè)計-滑塊抽芯注射模含NX三維及14張CAD圖,90,d20,直角,彎頭,注塑,模具設(shè)計,滑塊抽芯,注射,nx,三維,14,cad 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 共 1 頁 產(chǎn)品名稱 D20彎頭 零部件名稱 動模型芯 第 1 頁 材料牌號號 718H 毛坯種類 標準模架 毛坯外形尺寸 160x160x40 毛坯件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注 工序號 工 序 名 工序內(nèi)容 車 間 設(shè) 備 工藝裝備 工時 終結(jié) 單件 1 下料 鋸床下料(163x163x43），粗銑（160.5x160.5x40.5） 鉗工 鋸床,銑床 鋸條，虎鉗 6 6 2 精磨 六面直角精磨表面粗糙度Ra3.2 (160x160x40) 鉗工 磨床 砂輪 6 6 3 鉆孔 鉆水孔,螺絲孔,攻牙 鉗工 鉆床 鉆頭，絲攻 4 4 4 線割 線切割,頂針孔， 線割 線切割機床 鉬絲 6 6 5 CNC 型芯成型部位加工，數(shù)控銑床粗加工，精加工 CNC 數(shù)控銑床 銑刀 8 8 6 EDM 對加工中心無法處理位置做電火花加工 EDM 電火花機 電極 12 12 7 拋光 型芯表面拋光處理 鉗工 虎鉗 砂紙，油石 4 4 8 裝配 模具裝配 鉗工 4 4 描圖 描繪 底圖號 裝訂號 編 制 編制日期 編制日期核日期 會簽日期 圖號 標記 處數(shù) 更改文件簽字 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 共 1 頁 產(chǎn)品名稱 D20彎頭 零部件名稱 定模型腔 第 1 頁 材料牌號號 718H 毛坯種類 標準模架 毛坯外形尺寸 160X160X40 毛坯件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注 工序號 工 序 名 工序內(nèi)容 車 間 設(shè) 備 工藝裝備 工時 終結(jié) 單件 1 下料 鋸床下料(163x163x43），粗銑（160.5x160.5x40.5） 鉗工 鋸床,銑床 鋸條，虎鉗 6 6 2 精磨 六面直角精磨表面粗糙度Ra3.2 (160x160x40) 鉗工 磨床 砂輪 6 6 3 鉆孔 鉆水孔,螺絲孔,攻牙 鉗工 鉆床 鉆頭，絲攻 4 4 4 線割 線切割澆口孔 線割 線切割機床 鉬絲 3 3 5 CNC 型腔成型部位加工，數(shù)控銑床粗加工，精加工 CNC 數(shù)控銑床 銑刀 8 8 6 EDM 對加工中心無法處理位置做電火花加工 EDM 電火花機 電極 12 12 7 拋光 型腔表面拋光處理 鉗工 虎鉗 砂紙，油石 4 4 8 裝配 模具裝配 鉗工 4 4 描圖 描繪 底圖號 裝訂號 編 制 編制日期 編制日期核日期 會簽日期 圖號 標記 處數(shù) 更改文件簽字 姓 名 X 開題時間 X 學 院 X 專業(yè)班級 X 指導教師（導師組） X 論文題目 中文 XXXXXXXXXXXXXX 英文 1. 選題的背景和意義 1、目的：我喜歡模具業(yè)，由于塑料制品與我們的生活息息相關(guān)，他憑借自身的造型獨特、使用方便、價格實惠等優(yōu)點，深受廣大老百姓的喜愛。間接地說塑料制品的市場前景相當樂觀，我所選題目與市場需求相吻合，我可以通過此次設(shè)計，總結(jié)歸納一下我這幾年所學的知識，把知識結(jié)合于實際，積累一定的模具設(shè)計經(jīng)驗，這對以后我從事此類工作有一定幫組。從我國模具工業(yè)的地位來說，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)，是衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，通過此次選題的設(shè)計，在提高自身能力的同時，也更想為模具工業(yè)的發(fā)展貢獻出自己的一份力量。 2、理論意義：此次選題要看許多相關(guān)理論書籍，可以提升自身在制作模具方面的理論知識，可以為接下來的工作做好理論依據(jù)，明確理論方向。 3、現(xiàn)實意義：當然，模具設(shè)計起來會相對復雜，但這可以很好提高自身的動手能力，是一次理論到實際的親身經(jīng)歷，也可以發(fā)現(xiàn)理論中所要注意的細節(jié)，所缺少的細節(jié)，是一次非常寶貴的實踐經(jīng)驗。 選題的研究現(xiàn)狀（理論淵源及演化、國外相關(guān)研究綜述、國內(nèi)相關(guān)研究綜述）： 1、理論淵源及演化：近年，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動化、大型、長壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所戰(zhàn)比例越來越大。我所選杯蓋，他借助圓、球體、長方體，還有圓柱體的完美結(jié)合，以獨特的外形、圓滑的外表給予我視覺上的享受，不僅有他相應(yīng)的使用價值，更具有一定的藝術(shù)觀賞性。我可以通過此次模具的設(shè)計，了解我國模具設(shè)計技術(shù)的一個水平以及發(fā)展趨勢。 l 國外相關(guān)綜述：西方國家從二戰(zhàn)結(jié)束以來，制造業(yè)得到了很快的發(fā)展，到迄今為止，西方發(fā)達國家模具設(shè)計、制造技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，大多向復雜、精度高以及標準化方向發(fā)展，模具設(shè)計及制造都有一套成熟的體系，多數(shù)都是一體的自動化生產(chǎn)。 美國就是國外制造業(yè)的代表，近年來，中國制造業(yè)在全球制造業(yè)的比重達到19.8％，略微超過 美國的19.4％，美國不甘落后，奧巴馬高調(diào)宣布要重回制造業(yè)時代。美國制造業(yè)多以生產(chǎn)高精度、較復雜的產(chǎn)品，大多以電子產(chǎn)品、高端軟件、汽車發(fā)動機和零部件為主，而塑料制件生產(chǎn)較少，而大多生產(chǎn)來源于中國，所以中國塑料制件有很好的市場前景。 3、國內(nèi)相關(guān)綜述：我國塑料模具工業(yè)雖然起步晚、底子薄，與工業(yè)發(fā)達的國家相比有很大的差距，但改革開放以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策的支持和引導下，我國塑料膜具技術(shù)和模具工業(yè)近年來發(fā)展迅速。主要表現(xiàn)在： （1）在模具技術(shù)的基本理論、模具設(shè)計、模具制造、模具材料以及模具加工設(shè)等方面取得了實用性成果。 （2）模具基本能實現(xiàn)標準化。 （3）模具加工設(shè)備由過去依賴進口到逐步實現(xiàn)自行設(shè)計生產(chǎn)。 （4）研究開發(fā)了幾十種新型合金硬質(zhì)材料，并采用了熱處理新工藝。 （5）模具的品質(zhì)、制造精度已達較高水平。 2. 研究目標、內(nèi)容（論文提綱）及擬解決關(guān)鍵問題 目標：獨立完成該套模具的設(shè)計，以及編寫設(shè)計計算說明書。 基本內(nèi)容：完成整套注塑模具的設(shè)計。 重點與難點：定模側(cè)抽芯機構(gòu)、點澆口澆注系統(tǒng)，推出機構(gòu)，冷卻系統(tǒng)設(shè)計。 研究的可行性：圖紙正確，說明書完整。 1、研究的主要重點： 注塑模具工序與工藝的分析設(shè)計，型芯型腔、分型面、澆鑄系統(tǒng)、導向機構(gòu)、脫模機構(gòu)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計，以及各零部件及裝配圖的繪制。 2、難點是： （1）、所選零件造型復雜尺寸測量有點難。 (2)、所選零件的三維圖及注塑模具裝配圖有點難畫。 （3）、模具的型芯型腔設(shè)計、計算難。 （4）、在只知所選零件的情況下，要設(shè)計出導向機構(gòu)與脫模機構(gòu)，所需知識面廣、查閱的書籍要多，在尋找材料文獻方面有一定難度。 3. 研究方法及技術(shù)路線 本課題主要是塑料成型的工藝設(shè)計及制造，也就是注塑模的工藝設(shè)計方案分析及確定工藝計算，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計計算等內(nèi)容。其主要的內(nèi)容如下： （1）對所選產(chǎn)品進行分析，記錄下相應(yīng)工藝及尺寸，畫出三維圖及三視圖。 （2）查閱有關(guān)書籍，經(jīng)分析計算，確定模具類型的主要結(jié)構(gòu)，如型腔的布置，分型面、澆注系統(tǒng)、導向機構(gòu)、脫模機構(gòu)和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計。 (3)繪制模具部分零件圖。 （4)繪制模具總裝配圖。 （5）撰寫論文。 生產(chǎn)主要是為了提高生產(chǎn)效率，因此在設(shè)計是要力求結(jié)構(gòu)簡單，但是一定要保證其精度要求。 ① 建立塑料制品的三維模型; ② 根據(jù)所設(shè)計產(chǎn)品進行拔模分析與分型面設(shè)計; ③ 建立工程、加載產(chǎn)品、創(chuàng)建調(diào)用模架;④ 設(shè)計導向系統(tǒng)、澆注系統(tǒng)、頂出機構(gòu)、流道與冷卻等輔助部分。 4.研究工作基礎(chǔ) 5.主要參考文獻及出處（10篇以上） [1] 趙華. 模具設(shè)計與制作[M]. 北京: 清華大學出版社, 2009-04 [2] 黃平、朱文堅. 機械設(shè)計教程-理論、方法與標準[M]. 北京: 清華大學出版社, 2010-12 [3] 郭鐵良. 模具制造工藝學[M]. 北京:高等教育出版社, 2008-11 [4] 趙昌盛. 實用模具材料應(yīng)用手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社, 2005-06 [5] 王煥庭、李茂華、徐善國. 機械工程材料[M]. 大連,大連理工大學出版社， 2000-05 [6] 屈華昌. 塑料成型工藝及模具設(shè)計[M]. 北京,高度教育出版社，2007-08 [7] 吳兆祥、高楓. 模具材料及表面處理[M].北京,機械工業(yè)出版社， 2002-04 [8] 黃毅宏、李明輝. 模具制造工藝[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2003-07 [9] 張克惠.塑料材料學[M].西安:西北工業(yè)大學出版社,2000-05 [10] 宋濤、顧軍等.熱處理技術(shù)[M].北京:化學工業(yè)出版社,2003-01 [11]劉靖巖.模具設(shè)計與制造.北京：中國輕工業(yè) [12] 王樹勛.注塑模具設(shè)計與制造實用技術(shù)[M].廣州:華南理工大學出版社,1996-06 [13] 高為國.模具材料[M].機械工業(yè)出版社,2005-01 [14] 蔣繼宏、王效岳 注塑模具典型結(jié)構(gòu)100例[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2000-06 [15] 王鵬駒、張杰 塑料模具設(shè)計師手冊 北京：機械工業(yè)出版社，2008-10 [16] ABCUG論壇 www.abcug.com [17] 燕秀模具論壇 www.yxcax.com [18]免費CAD教程網(wǎng) www.mfcad.com 6.實施計劃 2012.11.10——2012.12.05 查找資料、復習有關(guān)課程，寫出開題報告 2012.12.06——2013.01.05 查閱中外文獻資料完成文獻綜述 2013.01.16——2013.02.01 完成外文資料的翻譯 2013.02.02 ——2013.02.20 分析產(chǎn)品特性、結(jié)構(gòu)，構(gòu)思模具各個部件設(shè)計，最后擬定總體方案，建模 2013.02.21——2013.03.10模具分析、修改、完善設(shè)計方案 2013.03.11 ——2013.04.05 繪制裝配圖，各零件圖 2013.04.06——2013.04.30 編寫設(shè)計說明書 2013.05.01 ——2013.05.10 檢查校核各項設(shè)計和圖紙，準備答辨 這里自己改 指導教師（導師組）意見： 簽 名： 年 月 日 審查小組意見： 審查小組負責人（簽 名）： 年 月 日 備注： 1、 要有10篇以上相關(guān)文章的閱讀量。 2、 理、工科開題報告撰寫要求在2500字左右，人文社科開題報告在3500字左右，包括論文選題的背景和意義、工作任務(wù)分析、調(diào)研報告、方案擬定與分析、畢業(yè)論文撰寫提綱及實施計劃、文獻綜述（理、工科可不提交文獻綜述）等。 3、 電腦打印，用A4紙，內(nèi)容為小四號宋體，行距為固定值20磅。 4、 文獻綜述（按文獻綜述格式打?。└皆陂_題報告后面一起裝訂。 文獻綜述內(nèi)容： (正文) 備注：1、文獻綜述內(nèi)容包括：國內(nèi)外研究理論、研究方法、進展情況、存在問題、參考依據(jù)等。 2、文獻綜述必須切題，并寫出兩萬字以上的筆記或三千字以上的文獻綜述。 3、電腦打印，用A4紙。內(nèi)容為小四號宋體，行距為固定值20磅。 1 分 類 號 密 級 寧 XXXXX XX 設(shè) 計 (XX) D20 彎頭注塑模具設(shè)計 所 在 學 院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指 導 老 師 20XX 年 3 月 31 日 2 摘 要 根據(jù)塑料制品的要求，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。本模具采用一模四腔，側(cè)澆口進料，注射機采 用 XS-ZY 500/200 型號，設(shè)置冷卻系統(tǒng)，CAD 和 PROE 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，從而作出合理的模具設(shè)計。 關(guān)鍵詞：機械設(shè)計；模具設(shè)計；CAD 繪制二維圖；PROE 繪制 3D 圖。 2 Abstract To understand the use of plastic parts in accordance with the requirements of the plastic products, analysis of the technical requirements of the plastic parts of the process, dimensional accuracy, select the workpiece size of the plastic parts. The mold using a two sub gate feed injection machine adopts HTFXS-ZY 500/200 models, and set a cooling system, CAD and PROE drawing two- dimensional assembly diagram and parts diagram, reasonable mold processing methods. Attach a manual, use brief text, a concise diagram and calculated analysis of plastic parts, in order to make a reasonable mold design. Keywords: mechanical design; mold design; CAD drawing two- dimensional map; PROE draw 3D maps, injection machine selection. 1 目 錄 摘 要 .2 ABSTRACT.3 第一章 前言 .3 1.1 課題背景 .3 1.2 課題分析 .4 第二章 塑件分析 .5 2.1 產(chǎn)品分析及其技術(shù)條件 .5 2.2 塑件材料的確定 .6 2.3 塑件材料的性能分析 .6 2.3.1 基本特性 .6 2.3.3 主要用途 .7 第三章 成型布局及注塑機選擇 .8 3.1 進膠方式選擇 .8 3.2 型腔的布局及成型尺寸 .8 3.3 估算塑件體積質(zhì)量 .9 3.4 注塑機的選擇和校核 .9 3.4.1 注射膠量的計算 .9 3.4.2 鎖模力的計算 .10 3.4.3 注塑機選擇確定 .11 表 HTFXS-ZY 500/200 注塑機參數(shù) .11 第四章 注塑模具設(shè)計 .12 4.1 模架的選用 .12 4.1.1 模架基本類型 .12 4.1.2 模架的選擇 .12 2 4.1.3 導向與定位機構(gòu)設(shè)計 .13 4.2 成型澆注系統(tǒng)的設(shè)計 .14 4.2.1 主流道設(shè)計 .14 4.2.2 分流道的設(shè)計 .15 4.2.3 澆口的設(shè)計 .16 4.2.4 冷料穴的設(shè)計 .16 4.3 分型面的設(shè)計 .17 4.4 成型零部件的設(shè)計 .18 4.4.1 成型零部件結(jié)構(gòu) .18 4.4.2 成型零部件工作尺寸的計算 .20 4.4.3 凹模寬度尺寸的計算 .21 4.4.4 凹模長度尺寸的計算 .21 4.4.5 凹模高度尺寸的計算 .21 4.4.6 凸模寬度尺寸的計算 .21 4.4.7 凸模長度的計算 .22 4.7.8 凸模高度尺寸的計算 .22 4.4.9 模具強度與剛度校核 .22 4.6 脫模及推出機構(gòu) .23 4.6.1 脫模力 .23 4.6.2 推出機構(gòu) .23 4.7 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計與計算 .25 4.7.1 冷卻水道設(shè)計的要點 .26 4.7.2 冷卻水道在定模和動模中的位置 .26 4.7.3 冷卻水道的計算 .27 4.8 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計 .28 4.9 模具與注射機安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 .28 5.10.側(cè)向抽芯機構(gòu)類型選擇 .29 結(jié)語 .35 致謝 .36 附圖(2D/3D)裝配圖 .37 參考文獻 .39 13 第一章 前言 1.1 課題背景 模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的基礎(chǔ)工藝裝備。在汽車、電機、儀表、 電器、電子、通信、家電和輕工業(yè)等行業(yè)中，60%80%的零件都依靠模具成形， 并且隨著近年來這些行業(yè)的迅速發(fā)展，對模具的要求越來越高，結(jié)構(gòu)也越來越 復雜。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復雜性、高一致性、高生產(chǎn)效 率和低耗率，是其它品種、塑件的復雜程度和注射機的種類等很多因素有關(guān)， 其基本結(jié)構(gòu)都是由動模和定模兩大部分組成的。定模部分安裝在注射機的固定 板上，動模部分安裝在注射機的移動模板上，在注射成型過程中它隨注射機上 的合模系統(tǒng)運動。注射成型時動模部分與定模部分由導柱導向而閉合。一般注 射模由成型零部件、合模導向機構(gòu)、澆注系統(tǒng)、側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)、推出機 構(gòu)、加熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)及支承零部件組成。 由于模具的使用特點，決定了模具設(shè)計也區(qū)別與其他行業(yè)。模具設(shè)計要考 慮的要點如下: a塑件的物理力學性能，如強度、剛度、韌性、彈性、吸水性以及對應(yīng) 力的敏感性，不同塑料品種其性能各有所長，在設(shè)計塑件時應(yīng)充分發(fā)揮其性能 上的優(yōu)點，避免或補償其缺點。 b塑料的成型工藝性，如流動性、成型收縮率的各向差異等。塑件形狀 應(yīng)有利于成型時充模、排氣、補縮，同時能使熱塑性塑料制品達到高效、均勻 冷卻或使熱固性塑料制品均勻地固化。 c塑件結(jié)構(gòu)能使模具總體結(jié)構(gòu)盡可能簡化，特別是避免側(cè)向分型抽芯機 構(gòu)和簡化脫模結(jié)構(gòu)。使模具零件符合制造工藝的要求。 對于特殊用途的制品，還要考慮其光學性能、熱學性能、電性能、耐腐蝕 性能等。 目前，我國的模具制造技術(shù)已從過去只能制造簡單模具發(fā)展到可以制造大 型、精密、復雜、長壽命的模具。在塑料模具方面，能設(shè)計制造汽車保險杠及 4 整體儀表盤大型注射模。一些塑料模主要生產(chǎn)企業(yè)利用計算機輔助分析(CAE) 技術(shù)對塑料注塑過程進行流動分析、冷卻分析、應(yīng)力分析等，合理選擇澆口位 置、尺寸、注塑工藝參數(shù)及冷卻系統(tǒng)的布置等，使模具設(shè)計方案進一步優(yōu)化， 也縮短了模具設(shè)計和制造周期采用模具先進加工技術(shù)及設(shè)備，使模具制造能力 大為提高。采用 CAE 技術(shù)，可以完全代替試模,模具設(shè)計方法的一次突破，而 且對減少甚至避免模具返修報廢、提高制品質(zhì)量和降低成本等，都有著重大的 技術(shù)經(jīng)濟意義。某些國外電加工機床具有內(nèi)容豐富、實用可靠的工藝數(shù)據(jù)和專 家系統(tǒng)，使模具的深槽窄縫加工、微細加工、鏡面加工等效率和質(zhì)量大大提高。 新的模糊控制系統(tǒng)具有加工反力的監(jiān)測和控制，提高了大面積加工的深度控制 精度。電火花混粉加工技術(shù)的應(yīng)用有效地提高了模具表面質(zhì)量。模具逆向工程 技術(shù)、快速經(jīng)濟模具制造技術(shù)、三維掃描測量技術(shù)及數(shù)控模具雕刻機的發(fā)展與 應(yīng)用，對模具制造能力的提高也起到了很大作用。特別是模具成型零件方面的 軟件等，這些技術(shù)采用計算機輔助設(shè)計，進而將數(shù)據(jù)交換到加工制造設(shè)備，實 現(xiàn)計算機輔助制造，或?qū)⒃O(shè)計與制造連成一體實現(xiàn)設(shè)計制造一體化。 1.2 課題分析 本課題內(nèi)容是對 D20 直角彎頭進行測繪?；谏a(chǎn)實踐之上的對產(chǎn)品進行 模具設(shè)計，模具設(shè)計主要內(nèi)容有型腔布局、澆口形式與位置、模胚選擇、分型 面的確定、冷卻系統(tǒng)設(shè)置、推出機構(gòu)設(shè)置、注塑機臺選擇及注塑工藝分析等。 根據(jù)塑料制品的要求，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，本模具采用一模四腔布局，側(cè)入式澆口進料，注射機采用 XS-ZY 500/200 型號，設(shè)置冷卻系統(tǒng)，CAD 和 PROE 繪制二維總裝圖和零件圖，系統(tǒng)地 運用簡要的文字，簡明的示意圖和和計算分析，從而作出合理的模具設(shè)計。選 擇合理的加工方法。模具方案確定后進行工藝分析。根據(jù)此方案可以達到設(shè)計 的預(yù)期效果，并且大大提高了注塑模的質(zhì)量。 15 第二章 塑件分析 2.1 產(chǎn)品分析及其技術(shù)條件 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)量要進行仔細研究和分析，只有這樣才能恰當確定塑件制品所需的模具 結(jié)構(gòu)和模具精度。 課題目標產(chǎn)品是一個生活中常見的 D20 直角彎頭，其零件外形如圖所示。 具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙，該塑件結(jié)構(gòu)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。 產(chǎn)品 2D/3D 視圖 6 塑件的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計和模具的制造精度。為降低模具 的加工難度和模具的制造成本，在滿足塑件要求的前提下盡量把塑件的尺寸精 度設(shè)計得低一些。由于塑料與金屬的差異很大，所以不能按照金屬零件的公差 等級確定精度等級。根據(jù)任務(wù)書和圖紙要求，本次產(chǎn)品尺寸均采用 MT5 級精度， 未注采用 MT8 級精度。 塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。這除了在成型時從工藝上盡可能 避免冷疤、云紋等疵點來保證外，主要是取決于模具型腔表面粗糙度。塑料制 品的表面粗糙度一般為 Ra 0.021.25 之間，模腔表壁的表面粗糙度應(yīng)為塑m 件的 1/2，即 Ra 0.010.63 。模具在使用過程中由于型腔磨損而使表面粗 糙度不斷增加，所以應(yīng)隨時給以拋光復原。 該塑件外部需要的表面粗糙度比內(nèi)部要高，為 Ra0.8 ，內(nèi)部為 Ra1.2m 。m 2.2 塑件材料的確定 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膸缀涡螤詈统叽纾⒃诔尚凸袒蟊３制浼?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，比強度高，絕緣性能好，介電損耗低，化學穩(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。 此產(chǎn)品壁厚均勻，PVC 性能優(yōu)良，成本低廉，符合需求生產(chǎn)量大的要求， 容易成型，對于本課題零件相當適用，所以在這選擇其為產(chǎn)品的材料。 2.3 塑件材料的性能分析 2.3.1 基本特性 聚氯乙烯（Poly Vinyl Chloride，PVC） 17 分子結(jié)構(gòu) Polyvinylchloride，主要成份為聚氯乙烯， 色澤鮮艷、耐腐蝕、牢固 耐用，由于在制造過程中增加了增塑劑、抗老化劑等一些有毒輔助材料來增強 其耐熱性，韌性，延展性等，故其產(chǎn)品一般不存放食品和藥品。它是當今世界 上深受喜愛、頗為流行并且也被廣泛應(yīng)用的一種合成材料。它的全球使用量在 各種合成材料中高居第二。據(jù)統(tǒng)計，僅僅 1995 年一年， PVC 在歐洲的生產(chǎn)量 就有五百萬噸左右，而其消費量則為五百三十萬 噸。在德國，PVC 的生產(chǎn)量和 消費量平均為一百四十萬噸。PVC 正以 4%的增長速度在全世界范圍內(nèi)得到生產(chǎn) 和應(yīng)用。近年來 PVC 在東南亞的增長速度尤為顯著，這要歸功于東南亞各國都 有進行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的迫切需求。在可以生產(chǎn)三維表面膜的材料中，PVC 是最 適合的材料。PVC(聚氯乙烯)，其單體的結(jié)構(gòu)簡式為 CH2=CHCl. 比重：1.38 克/立方厘米，成型收縮率：0.6-1.5%，成型溫度：160- 190。 特點：力學性能，電性能優(yōu)良。 2.3.3 主要用途 PVC 在機械工業(yè)上用來制造 PVC 彎管、泵業(yè)輪、軸承、把手、管道、管連接 件、蓄電池槽，在生活中，還可以用 PVC 制造汽車擋泥板、扶手、水管接頭等， 還可用 PVC 夾層板制小轎車車身。PVC 還可用來制造食品包裝容器，農(nóng)藥噴霧 器及家具等。 8 第三章 成型布局及注塑機選擇 3.1 進膠方式選擇 注射模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機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)計恰當與否直接關(guān)系到制品能否完好 的成型。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其最遠端； 3)應(yīng)先從壁厚較厚的部位進料； 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 由于本設(shè)計中塑件外表面質(zhì)量要求較高，所以選用側(cè)澆口。側(cè)澆口在產(chǎn)品 端面處，成形后切除澆口, 零件組裝時澆口被遮擋起來。 3.2 型腔的布局及成型尺寸 因為本設(shè)計中采用側(cè)澆口，且塑件的尺寸較大，為提高塑件成功概率，并 從經(jīng)濟型的角度出發(fā)，節(jié)省生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率，采用一模四腔，進行加 工生產(chǎn)。 19 型腔的布局與澆注系統(tǒng)的布置密切相關(guān),型腔的布局應(yīng)該是每個產(chǎn)品在成 型過程中的分得所需的壓力形同,以保證熔融狀態(tài)的塑料體能投均勻地、快速 的、充填每個型腔室,保證每個型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量、外觀均一穩(wěn)定。這就要 求型腔與主流道之間的距離盡可能短，同時采用平衡流道。 成型型腔尺寸依據(jù)塑件布局計算確定，需考量成形封閉結(jié)合面大小，太大 造成模具尺寸過大，成本浪費，太小易導致成型時溢料飛邊，甚至型腔變形。 因模具是一模四腔，考量排布可得型腔長為 240mm，寬為 140mm。塑件的高度 為 15mm，塑件的大部分部膠位都留在型腔部分，型芯、型腔的厚度是塑件所伸 入高度加 20-40mm，因此得出成型型腔總體厚度為 40mm。型腔布局如圖。 型腔布局 3.3 估算塑件體積質(zhì)量 本次設(shè)計中，塑件的質(zhì)量和體積采用 3D 測量，在 PROE 軟件中，使用塑模 部件驗證功能，可以測得塑件的體積為 7.643 ，PVC 的密度為3cm 1.38 ，即可以得出該塑件制品的質(zhì)量約為 10.55g。3/cmg 3.4 注塑機的選擇和校核 3.4.1 注射膠量的計算 10 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 額定注射量的 80%以內(nèi)。校核公式為： mn%8021 式中： -型腔數(shù)量n -單個塑件的重量（g）1m -澆注系統(tǒng)所需塑料的重量（g）2 本設(shè)計中：n=4 10.55g =7.2g 12m m（4x10.55+3.5）/0.8 即 m57.125g 因而預(yù)選注塑機額定注塑量最少為 58g 以上 3.4.2 鎖模力的計算 選用注射機的鎖模力必須大于型腔壓力產(chǎn)生的開模力，不然模具分型面要 分開而產(chǎn)生溢料。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。 成型投影面積 =2An21 式中 n -型腔數(shù)目 -單個塑件在模具分型面上的投影面積1A -澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積2 n=4 =1192 =500 12m2 本設(shè)計中 =4x1192+500=52682An 鎖模力和成型面積的關(guān)系根據(jù)依照以下計算公式確定： 10PA腔鎖 式中 鎖模力，kN；P鎖 型腔壓力，MPa ；腔 A 成型投影面積，mm 2； 111 一般的注塑注塑機在經(jīng)過模具噴嘴時候的壓力大概為 6080MPa，經(jīng)澆注 系統(tǒng)入型腔時型腔壓力通常為 20-40MPa，這里取 30MPa。 計算： A/1000=305268/1000=158.04 kN (取整 158 P腔 kN) 得出預(yù)選注塑機額定注塑壓力為 260 kN 以上。 3.4.3 注塑機選擇確定 綜合考慮以上因素，選定注射機為 XS-ZY 500/200。其相關(guān)性能符合成型 方案要求，以下相關(guān)參數(shù)： 型 號 xs-zy 項 目 500/200 螺桿直徑/mm 65 注射容量/cm3 500 注射重量/g 455 注射壓力/mpa 132 注射速率/(g.s-1) 168 塑化能力/(kg.h-1) 110 注射方式 螺桿式 鎖模力/kn 2000 移模行程 mm 500 拉桿間距 mm 540440 最大模厚 mm 440 最小模厚/mm 240 合模方式 液壓 頂出行程/mm 128 頂出力/kn 41 定位孔徑/mm 160 噴嘴移出量/mm 30 噴嘴球半徑/mm 20 系統(tǒng)壓力/mpa 13.6 電動機功率/kw 41 加熱功率/kw 17 外形尺寸(lwh)/(mmm) 61.52 重量/t 9 12 表 HTFXS-ZY 500/200 注塑機參數(shù) 113 第四章 注塑模具設(shè)計 4.1 模架的選用 4.1.1 模架基本類型 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、定模帶有推出機構(gòu)的注射模、自動卸螺紋的注射模、 熱流道注射模。 4.1.2 模架的選擇 根據(jù)對塑件的綜合分析，確定該模具是單分型面的模具，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 圖所示： 模架結(jié)構(gòu)圖 CI 型模具定模采用兩塊模板，動模采用一塊模板，又叫兩板模，大水口模 14 架，適合側(cè)澆口的注射成形模具。 由分型面的選擇而選擇模具的導柱導套的安裝方式，經(jīng)過考慮分析，導柱 導套選擇選正裝。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，以此分析計算： 模架的長 L=型腔長度（160）+復位桿的直徑+螺釘?shù)闹睆?模板壁厚+滑塊 厚度 300mm 模架的寬 W=型腔寬度（160）+導向桿的直徑+模板壁厚+滑塊厚度 300mm 根據(jù)成型型腔的尺寸，在計算完模架的長寬以后，還需要考慮其他螺絲導 柱等零件對模架尺寸的影響，在設(shè)計中避免干涉。參考成型型腔厚度，考慮模 板強度要求，定模板厚度取 70mm，動模板厚度取 80mm?？紤]頂出行程要求， 支撐板取 10mm 以滿足。 綜上所述所選擇的模架的型號為：CI-3030-A70-B80-C100。 4.1.3 導向與定位機構(gòu)設(shè)計 導向機構(gòu)的作用：保證模具在進行開合模時，保證公母模之間一定的方向 和位置。導向零件承受一定的側(cè)向力，起了導向和定位的作用,導向機構(gòu)零件 包括導柱和導套等。 1. 導向結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計 （1） 導向零件（主要是導柱和導套）應(yīng)該盡可能的采用標準模架已設(shè)計 好的尺寸，這樣有利于保證質(zhì)量和減少設(shè)計周期，導柱、導套到模 具側(cè)壁必須要有足夠的距離，必須滿足模具的強度要求，防止因模 板變形而引起導向機構(gòu)失效。 （2） 現(xiàn)在根據(jù)模具的型號，一套模具正常需要二到四根導柱。由于塑件 通常留于公模，所以為了便于脫模導柱通常安裝在母模。 （3） 導柱、導套導向機構(gòu)在分型面處應(yīng)有承屑槽 （4） 導柱導套及導向孔的軸線應(yīng)保證平行 （5） 合模時，應(yīng)保證導向零件首先接觸，避免公模先進入模腔，損壞成 型零件。 115 2. 導柱的設(shè)計 （1） 有單節(jié)與臺階式之分 （2） 導柱的長度必須高出公模端面 68mm （3） 導柱頭部應(yīng)有倒圓角處理 （4） 固定方式凸臺形式固定在模板上 （5） 導柱、導套需要熱處理來增加硬度、剛度、耐磨性。 3. 導套和導套孔 （1） 無導套的導套孔，直接開在模板上?，F(xiàn)在常規(guī)設(shè)計師導套孔直接開 在定模板上、然后在鑲嵌一個有托導套上去。 （2） 導套有有托式、臺階式、凸臺式 （3） 在導套前端應(yīng)倒有圓角 r。 一般情況下,導柱與導套共同使用,用于保證動模與定模兩大部分內(nèi)零件的 準確對合和塑料部品的形狀,尺寸精度,并避免模內(nèi)零件互相碰撞與干涉,起到 合模導向的作用. 4.2 成型澆注系統(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料通道，澆注系 統(tǒng)按照澆口形式可以分為大水口澆注系統(tǒng)和細水口澆注系統(tǒng)，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。 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 4.2.1 主流道設(shè)計 所選用 XS-ZY 500/200 型注射劑噴嘴有關(guān)尺寸如下： 噴嘴前段孔徑 d0=3mm 噴嘴圓弧半徑 R0=12mm 16 為了使凝料能夠順利拔出，主流道的小段直徑 d 應(yīng)稍大于噴嘴直徑。 d=d0+（0.51）=3.5mm 主流道設(shè)計成圓錐形，其錐角通常為 24，主流道角度過大時，容易卷 入空氣而產(chǎn)品氣泡，主流道角度過小時，會使充填過程的壓力損耗率增大，所 以本次設(shè)計的主流道傾斜角度為 1，主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大 12mm。這里取主流道球面半徑 R16mm，經(jīng)測量主流道長度 L 取 95mm。 4.2.2 分流道的設(shè)計 分流道是指主流道末端與澆口之間的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)。其作用是改變?nèi)垠w流向，使其 以平穩(wěn)的流態(tài)均衡地分配到各個型腔，分流道的長度應(yīng)該盡可能短，折彎少， 盡量減少流動過程中的熱量損失與壓力損失，節(jié)約塑料的原材料和降低能耗。 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內(nèi)部的熔體流動狀態(tài)比較 理想，因此分流道表面粗糙度值不要太低，一般取 Ra 為 1.6 m，本設(shè)計選擇 矩形截面的分流道，d=5mm，采用流道布局如圖所示： 流道布局 117 4.2.3 澆口的設(shè)計 側(cè)澆口普遍用于中小型塑件的多型腔模具，一般開設(shè)在分型面上，一般塑 料熔體從外側(cè)充填模具型腔，其截面形狀多為矩形。側(cè)澆口的寬度和深度尺寸 作如下取值： 寬度 b=3 mm 深度 t=1 mm 4.2.4 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，其標稱直徑與主流道直徑相同 或略大一些，這里取為 5mm，最終要保證冷料體積小于冷料穴體積。冷料穴的 倒扣形式有多種，這里采用 Z 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。如圖： 18 拉料針 4.3 分型面的設(shè)計 將模具適當?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； 119 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，采用平面分型面，并 選擇在塑件的最大平面處，開模后塑件留在動模一側(cè)，如圖所示。 PL 分型面的選擇 4.4 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。一般包括型腔、型芯、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，準確計算其尺寸和公差并保證它們具有足夠的強度、剛度和良好的 表面質(zhì)量。 4.4.1 成型零部件結(jié)構(gòu) 20 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。 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)計中采用嵌入式型腔及型芯，如圖所示。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。 針對型芯和型腔的工藝分析如下： 形同點： 型芯和型腔均需要加工成型區(qū)域，流道，澆口為位置，冷卻水路，固定用 的螺絲孔。 不同點： 型芯需要加工頂針孔，勾料針孔，型腔則需要加工澆口襯套孔 型腔 3D 圖 121 型芯 3D 圖 4.4.2 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 PVC 材 22 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： A=B+0.005B 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 4.4.3 凹模寬度尺寸的計算 塑件尺寸的轉(zhuǎn)換：L S1=260.05=26.468-0.70MM,相應(yīng)的塑件制造公差 ， LM1=(1S CP) +LS1+ X1P 100.22=(10.005) +26+ 0.60.7 00.21z2z 1z2z 2=26.46800.22mm 式中， 是塑件的平均收縮率，PVC 的收縮率為 1%2%,所以平均收縮率cpS ； 、 是系數(shù)， 一般在 0.50.8 之間，此05.264.cp 1x2x 處取 ； 分別是塑件上相應(yīng)尺寸的公差（下同）； 是.01x21、 21、 z 塑件上相應(yīng)尺寸制造公差對于中小型零件取 （下同）。61z 4.4.4 凹模長度尺寸的計算 塑件尺寸的轉(zhuǎn)換：L S1=380.05=38.6841.20MM，相應(yīng)的塑件制造公差 3=1.2MM LM1=(1+SCP) +LS1+ X3P 100.2=(1+0.005) +38+ 0.51.2 00.2=31z2z 1z2z 8.68400.2MM 式中， 是系數(shù)，一般在 0.50.8 之間，此處取 。21x、 6.,5.021x 4.4.5 凹模高度尺寸的計算 塑件尺寸的轉(zhuǎn)換：H S1=130.05=13.234-0.040MM，相應(yīng)的塑件制造公差 0.1mm HM1=(1+SCP) +HS1+ X1P 1=(1+0.005) +13+ 0.70.4 00.067=13.23400.067MM1z2z 1z2z 式中， 是系數(shù)，一般在 0.50.7 之間，此處取 。x、 5.,7.21x 4.4.6 凸模寬度尺寸的計算 123 塑件尺寸的轉(zhuǎn)換：L S=260.05=26.46800.7MM，相應(yīng)的塑件制造公差 0.7mm LM=(1+SCP) +LS+ XP= (1+0.005) +26+ 0.60.7 0.1170 1z2z 1z2z =26.468.1170 MM 式中， 是系數(shù)，一般在 0.50.7 之間，此處取 。x 6.0 x 4.4.7 凸模長度的計算 塑件尺寸的轉(zhuǎn)換 LS=380.05=38.68401.02MM：，相應(yīng)的塑件制造公差 1.02mm LM=(1+SCP) +LS+ XP= (1+0.005) +38+ 0.651.02 -0.170 1z2z 1z2z =38.684-0.170 MM 式中， 是系數(shù)，知一般在 0.50.7 之間，此處取 。x 65.0 x 4.7.8 凸模高度尺寸的計算 塑件尺寸的轉(zhuǎn)換 HS=130.02=13.2340O.4MM，相應(yīng)的塑件制造公差 o.4mm HM=(1+SCP) +H S+ XP= (1+0.005) +13+ 0.60.4 -0.170 1z2z 1z2z =13.234.0670 MM 式中， 是系數(shù)，可知一般在 0.50.7 之間，此處取 。x 6.0 x 4.4.9 模具強度與剛度校核 普通意義上的模具強度包括模具的強度、剛度。模具的各種成型零部件和 結(jié)構(gòu)零部件均有強度、剛度的要求，足夠的強度才可以保證模具能正常工作。 由于模具形式較多，計算也不盡相同且較復雜，實際生產(chǎn)中，采用經(jīng)驗設(shè) 計和強度校核相結(jié)合的方法，通過強度校核來調(diào)整設(shè)計，保證模具能正常工作。 模具強度計算較為復雜，一般采用簡化的計算方法,計算時采取保守的做 法，原則是：選取最不利的受力結(jié)構(gòu)形式，選用較大的安全系數(shù)，然后再優(yōu)化 模具結(jié)構(gòu)，充分提高模具強度。為保證模具能正常工作，不僅要校核模具的整 體性強度，也要校核模具局部結(jié)構(gòu)的強度。 整體性強度主要針對型腔側(cè)壁厚度，型腔底板厚度，合模面所能承受的壓 力等幾個方面，實際選用尺寸應(yīng)大于計算尺寸并取整。校核時應(yīng)從強度與彎曲 24 兩個方面分別計算，選取較大的尺寸。 4.6 脫模及推出機構(gòu) 4.6.1 脫模力 脫模力的產(chǎn)生范圍： （脫模）塑件在模具中冷卻定型時，由于體積收縮，產(chǎn)生包緊力。 不帶通孔殼體類塑件，脫模時要克服大氣壓力 。 機構(gòu)本身運動的磨擦阻力。 塑件與模具之間的粘附力。 初始脫模力，開始脫模進的瞬間防要克服的阻力。 相繼脫模力，后面防需的脫模力，比初始脫模力小，防止計算脫模力時， 一般計算初始脫模力。 脫模力的影響因素： a 產(chǎn)品的自身壁厚，型芯長度，垂直于脫模方向塑件的投影面積有關(guān)， 各項值越大，則脫模力越大。 b 塑件收縮率，彈性模量 E 越大，脫模力越大。 c 塑件與芯子磨擦力俞大，則脫模阻力俞大。 d 排除其他客觀因素的影響，原則上是塑料產(chǎn)品的脫模斜度越大，產(chǎn)品 越容易出模。 4.6.2 推出機構(gòu) 塑件從模具上取下以前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構(gòu)稱為脫模機構(gòu)。主要由推出零件，推出零件固定板 和推桿，推出機構(gòu)的導向和復位部件等組成。 脫模機構(gòu)按其推出動作的動力來源分為手動推出機構(gòu)，機動推出機構(gòu)，液 壓和氣動推出機構(gòu)。根據(jù)推出零件的類別還可分為推桿推出機構(gòu)、推管推出機 構(gòu)、推桿推出機構(gòu)、推塊推出機構(gòu)、利用成型零部件推出和斜滑桿側(cè)抽芯機構(gòu) 等。 125 推出、脫模機構(gòu)的設(shè)計原則： （1）防止產(chǎn)品在脫模是產(chǎn)品變形（在剛脫?？梢杂幸欢ǖ淖冃瘟浚瑵M足 一定條件的冷卻時間后恢復，不能形成永久變形）； （2）推力根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、特點、大小要合理安排； （3）推桿頂出力必須小于塑件所能承受的頂出力，以免造成塑件的被推 局部產(chǎn)生隙裂； （4）推桿的強度及剛性應(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； 考慮到塑件的特征等要求不高，決定選用簡單的推桿機構(gòu)、使用最廣泛的 推桿頂出機構(gòu)。推桿將塑件從動模的型芯推出脫模，由于設(shè)置推桿的設(shè)計推桿 截面為圓形，這樣制造和加工、維修、替換簡單。 該塑件采用了推桿，其分布情況如圖所示，這些推桿的作用，使制品受推 出力從而脫模。采用臺肩形式的圓形截面推桿，設(shè)計時推桿的直徑根據(jù)不同的 設(shè)置部位選用不同的直徑。推桿端平面不應(yīng)有軸向竄動。推桿與推桿孔配合一 般為 ，其配合間隙不大于所用溢料間隙，以免產(chǎn)生飛邊，PVC9/8/fHf或 塑料的溢料間隙為 。m06.4. 推桿機構(gòu)設(shè)計 26 推出機構(gòu) 4.7 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計與計算 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。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C20 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C60 水，將熱量帶走。對于要求較低模溫（一般小于 ）的塑料，僅需要設(shè)置冷8 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。 127 4.7.1 冷卻水道設(shè)計的要點 a冷卻水孔的數(shù)量越多，對塑件冷卻也就越均勻。 b冷卻水孔與型腔表面各處最好有相同的距離，即將孔的排列與型腔的 形狀一致。 c塑件局部壁厚處，應(yīng)加設(shè)冷卻裝置。當設(shè)計冷卻孔直徑為 D 時，它的 孔距最好為 5D，孔與型腔的距離為 3D。 d當大型塑件或薄壁零件成型時，料流較長，而料溫越流越低，可以適 當?shù)馗淖兝鋮s水道的排列密度。 e冷卻水道要避免接近塑料的熔接痕部分，以免熔接不牢，降低強度。 f冷卻水道不應(yīng)穿過接縫部分，以防漏水。 g冷卻水道內(nèi)不應(yīng)有存水或產(chǎn)生回流的部分。 h澆口部分由于經(jīng)常接觸注塑機噴嘴，是模具上最熱的部分，應(yīng)加強冷 卻，有時應(yīng)考慮進料嘴單獨冷卻。 i進出水水嘴接頭，應(yīng)設(shè)在不影響操作的方向，盡可能設(shè)在模具的同一 側(cè)，通常在注塑機操作的對面。 j如果型芯太長，冷卻水道無法開設(shè)，則可以選用熱導系數(shù)較大的材料， 在型芯下部采用噴水法進行冷卻。 4.7.2 冷卻水道在定模和動模中的位置 冷卻水道的位置取決于制品的形狀和定、動模板的厚度，必須將冷卻水路 設(shè)計在產(chǎn)品膠位較大的地方，即型芯和型腔熱量較大、較多區(qū)域,冷卻水道最 好采用環(huán)繞式的冷卻水路，可以均勻的冷卻塑件，保證冷卻水路的均勻分布。 不少小型模具的型腔時直接在模板上加工而成的（也可以采用拼鑲結(jié)構(gòu)，但是 由于模具尺寸較小，所以型腔與型芯的鑲件尺寸更?。?。 本設(shè)計中型芯型腔各一組冷卻水回路, 此方式冷卻快速, 塑件冷卻均勻, 確保尺寸變形一致。冷卻水路排布如圖所示： 28 模具冷卻水路圖 4.7.3 冷卻水道的計算 冷卻計算：單位時間內(nèi)進入模具應(yīng)除去的總熱量 Q，可以用參考文獻中的 公式計算 ：5 Q=W1 a 式中 W 1單位時間內(nèi)進入模具的塑料的重量 g a克塑料的熱容量(J/g) 經(jīng)計算：Q=6182651116130552574J 則帶走上述熱量，所需的冷卻水量按下式計算： 134()WaKT 129 式中 W通過模具冷卻水的重量(g/h) T3出水溫度 T4入水溫度 K熱傳導系數(shù)； 經(jīng)計算 W378997 g/h 由下式可以計算出冷卻水道的直徑： WdL 式中 冷卻液容重 kg/cm3 =0001 kg/cm ， L 冷卻水道長度 cm L=174cm d冷卻水道直徑 cm 經(jīng)計算 d7128 cm，取 8mm 4.8 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計 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。 4.9 模具與注射機安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 1.模具長寬尺寸 模具長寬尺度必須小于注塑機拉桿間距,本設(shè)計選用機臺拉桿間距為 365365,模具長寬為 300 x350，經(jīng)核算機臺選用合適。 2.模具厚度（閉合高度） 模具閉合高度必須滿足以下公式 30 maxminH 式中 -注射機允許的最大模厚i -注射機允許的最小模厚max 本設(shè)計中模具厚度為 310mm 240H440， 符合要求 3.開模行程（S） 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。 注塑機的開模行程是有限的，設(shè)計模具必須校核所選注射機的開模行程， 以便與模具的開模距離相適應(yīng)。對于臥式注射機，其開模行程與模具厚度有關(guān)， 對于單分型面注射模應(yīng)有： Smax S= H1 + H2 + H3 + C 式中 H1-模具厚度 H2-頂出行程 H3 -包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度 C 安全距離 本設(shè)計中 =500 =310 mm =20mm H3 =95mm C 取 30mmmaxS12 總的開模距離需要 S=425mm 以上. 經(jīng)計算，符合要求。 5.10.側(cè)向抽芯機構(gòu)類型選擇 一般指的模具的行位機構(gòu)，即凡是能夠獲得側(cè)向抽芯或側(cè)向分型以及復位 動作來拖出產(chǎn)品倒扣，低陷等位置的機構(gòu)。 下圖列出模具的常用行位結(jié)構(gòu)。 131 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，為機動側(cè)向行位機構(gòu)和液壓（氣壓）側(cè)向行位機構(gòu) 斜導柱側(cè)向抽芯機構(gòu)設(shè)計計算 是利用成型的開模動作用，使斜撐梢與滑塊產(chǎn)生相對運動趨勢，使滑塊 沿開模方向及水平方向的兩種運動形式，使之脫離倒勾。如圖所示： 1、側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的類型 （1）手動抽芯 （2）液壓或氣動抽芯 （3）機動抽芯 2、抽心距：S=H+(3-5) 其中,S 為抽芯機構(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 進行實際測量） 35mm 為產(chǎn)品抽芯后的安全距離 本設(shè)計中，抽芯距離小，抽芯 35mm 即可。 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; 32 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 N F=10 x300 x0.1x1=300N 斜導柱抽芯機構(gòu) （1）斜導柱抽芯機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及其設(shè)計 1）斜導柱的設(shè)計 斜導柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計 A、斜導柱的形狀，在此套模具中，我們采用標準的斜導柱形式，含有胚頭示。 可以直接購買標準件。 B、斜導柱的材料：45 鋼、T8、T10 或者 20 鋼經(jīng)滲碳處理，淬火硬度在 55HRC 以上，表面粗糙度為 Ra0.8mRa1.6m。 C、斜導柱與其固定的模板之間采用過渡配合 H7/m6。 D、 斜導柱傾斜角的確定：通常 取 1520，一般不大于 25 E、斜導柱的長度計算： F、 斜導柱直徑的計算：查表 關(guān)于斜導柱長度的計算：可以根據(jù)三角函數(shù)（即勾股定理計算，也可以在 3D 里面直接測量，此模具中，抽芯距離較大，S=32.07mm，還需要 3mm 左右安 全距離。 滑塊行程較大，所以采用的角度略大，根據(jù)實際經(jīng)驗，取角度 30，斜導 柱長度可以在 CAD 里面實際測量與計算，最后得出，斜導柱長度 l=112mm 滑塊長度為 120mm（不加 T 腳）根據(jù)實際經(jīng)驗，超過 100mm 以上的滑塊， 用兩根斜導柱，且滑塊厚度 75mm，屬于中小型滑塊，采用 12mm 直徑斜導柱。 斜導柱示意圖 （2）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確性和 移動的可靠性，滑塊分為整體式和組合式兩種。 133 滑塊材料常用 45 鋼或 T8、T10 等制造，要求硬度在 HRC40 以上。 （3）導滑槽設(shè)計 1）導滑槽與滑塊導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，而保留在導滑槽內(nèi)的 長度不應(yīng)小于導滑配合長度的 2/3， 3）導滑槽材料通常用 45 鋼制造，調(diào)質(zhì)至 HRC 28HRC32， （4）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向作用。 （5）楔緊塊設(shè)計 楔緊角 應(yīng)比斜導柱的傾斜角 大 23。 （2）斜導柱抽芯機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式 斜導柱和滑塊在模具上因安裝位置不同，組成了抽芯機構(gòu)的不同結(jié)構(gòu)形式。 1）斜導柱在定模上、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)象是指滑塊的復位先于推桿的復位致使活動側(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，常用的先復位附加裝置有彈簧先復位、楔形滑塊先復位、 擺桿先復位等多種形式。 2）斜導柱在動模上、滑塊在定模上的結(jié)構(gòu) 3）斜導柱和滑塊同在定模上 4）斜導柱和滑塊同在動模上 斜滑塊抽芯機構(gòu) 斜滑塊側(cè)向抽芯的特點是利用推出機構(gòu)的推力驅(qū)動斜滑塊斜向運動，在制品被 推出脫模的同時由斜滑塊完成側(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、斜滑塊抽芯機構(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滑塊完成側(cè)向抽芯動作。 3、斜滑塊的導滑形式 34 4、傾斜角通常不超過 30。 5、進行斜滑塊抽芯機構(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)。 滑塊抽芯機構(gòu) 135 圖中： = +2 3 ( 防止合模產(chǎn)生干涉以及開模減少磨擦 ) 30 ( 為斜撐銷傾斜角度，本設(shè)計中采用 20) L=1.5D (L 為配合長度 ) S=T+2 3mm(S 為滑塊需要水平運動距離； T 為成品倒勾 ) =32.07+3=35MM 產(chǎn)品的底部跟隨后模一起運動，所以不計算在倒扣距離之內(nèi) S=(L1xsina- )/cos ( 為斜撐梢與滑塊間的間隙, 一般為 0.5MM ； L1 為斜撐梢在滑塊內(nèi)的垂直距離 ) 36 結(jié)語 本次模具設(shè)計課題，通過對塑件的工藝分析，確定模具的總體設(shè)計，并進 行各個子系統(tǒng)的設(shè)計。所設(shè)計的模具能滿足其工作狀態(tài)的質(zhì)量要求，使用時安 全可靠，易于維修，在注塑成型時有較短的成型周期，成型后有較長的使用壽 命，具有合理的模具制造工藝性。 通過以上工作，我對一套模具從設(shè)計到加工的全過程有了清醒而直觀的認 識，了解了注塑模的工作原理，對模具中型腔等主要零件的設(shè)計及精度的確定 具備了一定的經(jīng)驗知識，能夠?qū)δ＞咴O(shè)計中常出現(xiàn)的問題提出了合理的解決方 法，能夠正確地選取注塑機、確定模架的結(jié)構(gòu)及尺寸、確定型腔數(shù)、選擇分型 面、設(shè)計澆注系統(tǒng)、抽芯機構(gòu)等。由于知識及實踐經(jīng)驗的缺乏，在設(shè)計過程中， 零件加工精度的確定尚存在許多不足之處，在以后的工作、學習中還有待改進。 137 致謝 在為期三個月的畢業(yè)設(shè)計過程中，我深深地感覺到基礎(chǔ)知識的重要，通過 這次設(shè)計我又重新溫故，受益非淺。在設(shè)計中對 Auto CAD、PROE 等繪圖軟件 的應(yīng)用更加熟悉，但是對于某些方面還是運用不夠靈活。在模具設(shè)計中，參照 模具設(shè)計手冊，設(shè)計出了較為合理的模具，但在一些細節(jié)問題的處理上仍欠缺 考慮，掌握了簡單零件的分型，對于比較復雜的平面的模具設(shè)計仍需要繼續(xù)學 習。整個畢業(yè)設(shè)計過程中，我學到了很多東西，對待設(shè)計的嚴謹，工作態(tài)度的 嚴肅認真。 設(shè)計中承蒙老師的悉心指導和幫助，在畢業(yè)設(shè)計過程中提供了很多寶貴的 資料、設(shè)計和方向、設(shè)計思路，以及模具結(jié)構(gòu)原理方面的知識，在此向他表示 衷心的感謝。因本人工程實踐經(jīng)驗與理論水平有限，時間較短，設(shè)計過程中難 免存在錯誤，懇請廣大老師不吝批評指正。 38 附圖(2D/3D)裝配圖 139 40 參考文獻 1曹宏深 趙仲治主編 塑料成型工藝及模具設(shè)計 北京機械工業(yè)出版社 1993 2黃虹主編 塑料成型加工與模具 化學工業(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 科學技術(shù)文獻出版社 2003 年 9 月第 1 版 5黃銳主編 塑料成型工藝學 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） 機械工業(yè)出版社 7王文廣 田寶善 田雁晨 主編 塑料注射模具設(shè)計技巧與實例 化學工業(yè)出版社 2004 年 1 月第 1 版 8田春年主編 塑料注射成型模具結(jié)構(gòu)設(shè)計圖冊 北京 輕工業(yè)出版社 1998 8. Donggang Yao, Scaling Issues in Miniaturizaton of Injection Molded Parts Journal of Manufacturing Science and Engineering. November 2004, Vol.126/733 9. The Thickness Profile of Ultra-High Molecular Weight Polythene Films During Sequential Biaxial Drawing .Polymer Engineering and Science ,January 2003.Vol.43 , No.