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課程設(shè)計(jì)說明書 題 目 錐形杯注塑模具設(shè)計(jì) 院 系 機(jī)械與材料工程學(xué)院 專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 姓 名 年 級(jí) 指導(dǎo)教師 2 摘 要　 論文對(duì)塑件的成型工藝進(jìn)行了可行性分析，介紹了該零件的模具設(shè)計(jì)流程，給出了模具結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)要點(diǎn)，同時(shí)對(duì)注塑機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格校核以及模具相關(guān)結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)進(jìn)行分析。綜合多方面因素進(jìn)行分析、比較，在多種可行性設(shè)計(jì)方案中選擇最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的順利頂出，保證產(chǎn)品的自動(dòng)化生產(chǎn)，節(jié)省材料，提高生產(chǎn)效率。 【關(guān)鍵詞】注塑模具；分型面；直點(diǎn)澆口; XXXX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 誠(chéng) 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 錐形杯注塑模具設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 作者姓名： 2016 年 10 月 25 日 目 錄 摘 要 1 第一章、引言 5 1.1.塑料簡(jiǎn)介 5 1.2.注塑成型及注塑模 5 第二章、塑件材料分析 8 2.1.塑件材料的基本特性 8 2.2.塑件材料成型性能 8 第三章、塑件的工藝分析 13 3.1.塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13 3.2.塑件尺寸及精度 15 3.3.塑件表面粗糙度 15 3.4.塑件的體積和質(zhì)量 15 第四章、注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定 17 4.1.注射成型工藝過程分析 17 4.2.澆口種類的確定 18 4.3.型腔數(shù)目的確定 18 4.4.注射機(jī)的選擇和校核 19 4.4.1.注射量的校核 19 4.4.2.塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 20 4.4.3.模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 21 第五章、注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 23 5.1.分型面的設(shè)計(jì) 23 5.2.型腔的布局 24 5.3.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 25 5.3.1.澆注系統(tǒng)組成 25 5.3.2.確定澆注系統(tǒng)的原則 26 5.3.3.主流道的設(shè)計(jì) 26 5.3.4.澆口的設(shè)計(jì) 28 5.4.注射模成型零部件的設(shè)計(jì) 28 5.4.1.成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 29 5.4.2.成型零部件工作尺寸的計(jì)算 29 5.5.排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 31 5.6.脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 31 5.6.1.脫模機(jī)構(gòu)的選用原則 31 5.6.2.脫模機(jī)構(gòu)類型的選擇 32 5.6.3.推桿機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì) 33 5.7.注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 34 5.7.1.冷卻系統(tǒng)之設(shè)計(jì)規(guī)則 34 5.8.模架及標(biāo)準(zhǔn)件的選用 35 5.8.1.模架的選用 35 5.8.2.標(biāo)準(zhǔn)件的選用 35 第六章、模具材料的選用 36 6.1.成型零件材料選用 36 6.2.注射模用鋼種 36 總 結(jié) 38 致 謝 39 參考文獻(xiàn) 40 第一章、引言 模具制造是國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的一項(xiàng)重要產(chǎn)業(yè)，振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關(guān)注。“模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”也已經(jīng)成為廣大業(yè)內(nèi)人士的共識(shí)。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60%～80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時(shí)本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域。 1.1.塑料簡(jiǎn)介 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(dòng)性?？梢员荒Ｋ艹尚蜑橐欢ǖ膸缀涡螤詈统叽?，并在成型固化后保持其既得形狀而不發(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(qiáng)度高，絕緣性能好，介電損耗低，化學(xué)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(diǎn)。另外，許多塑料還具有防水、防潮、防透氣、防輻射及耐瞬時(shí)燒蝕等特殊性能。塑料以從代替部分金屬、木材、皮革及無(wú)機(jī)材料發(fā)展成為各個(gè)部門不可缺少的一種化學(xué)材料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中，塑料制作已成為各行各業(yè)不可缺少的重要材料之一。 1.2.注塑成型及注塑模 將塑料成型為制品的生產(chǎn)方法很多，最常用的有注射，擠出，壓縮，壓注，壓延和吹塑等。其中，注射成型是塑料成型加工中最普遍采用的方法。除氟塑料外，幾乎的有的熱塑性塑料都可以采用此方法成型。它具有成型周期短，能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精度較高、易于實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此廣泛用于塑料制件的生產(chǎn)中，其產(chǎn)口占目前塑料制件生產(chǎn)的30%左右。但注射成型的設(shè)備價(jià)格及模具制造費(fèi)用較高，不適合單件及批量較小的塑料件的生產(chǎn)。 要了解注射成型和注射模，首先得了解注射機(jī)的一些基本知識(shí)，注射機(jī)是注射成型的主要設(shè)備，依靠該設(shè)備將粒狀塑料通過高壓加熱等工序進(jìn)行注射。?注射機(jī)為熱塑性或熱固性塑料注射成型所用的主要設(shè)備，按其外形可分為立式、臥式、直角式三種，由注射裝置、鎖模裝置、脫模裝置，模板機(jī)架系統(tǒng)等組成。 注射成型生產(chǎn)中使用的模具叫注射模，它是實(shí)現(xiàn)注射成型生產(chǎn)的工藝裝備。 注射模的種類很多，其結(jié)構(gòu)與塑料品種、塑件的復(fù)雜程度和注射機(jī)的種類等很多因素有關(guān)，其基本結(jié)構(gòu)都是由動(dòng)模和定模兩大部分組成的。定模部分安裝在注射機(jī)的固定板上，動(dòng)模部分安裝在注射機(jī)的移動(dòng)模板上，在注射成型過程中它隨注射機(jī)上的合模系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。注射成型時(shí)動(dòng)模部分與定模部分由導(dǎo)柱導(dǎo)向而閉合。一般注射模由成型零部件、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、加熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)及支承零部件組成。 注射模、塑料原材料和注射機(jī)通過注射成型工藝聯(lián)系在一起。注射成型工藝的核心問題就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔體，并把它注射到型腔中去，在控制條件下冷卻定型，使塑件達(dá)到所要求的質(zhì)量。注射機(jī)和模具結(jié)構(gòu)確定以后，注射成型工藝條件的選擇與控制便是決定成型質(zhì)量的主要因素。 注射成型有三大工藝條件，即：溫度、壓力、時(shí)間。在成型過程中，尤其是精密制品的成型，要確立一組最佳的成型條件決非易事，因?yàn)橛绊懗尚蜅l件的因素太多，有制品形狀、模具結(jié)構(gòu)、注射裝備、原材料、電壓波動(dòng)及環(huán)境溫度等。 塑料模具的設(shè)計(jì)不但要采用CAD技術(shù)，而且還要采用計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）技術(shù)。這是發(fā)展的必然趨勢(shì)。注塑成型分兩個(gè)階段，即開發(fā)/設(shè)計(jì)階段（包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)和模具制造）和生產(chǎn)階段（包括購(gòu)買材料、試模和成型）。 傳統(tǒng)的注塑方法是在正式生產(chǎn)前，由于設(shè)計(jì)人員憑經(jīng)驗(yàn)與直覺設(shè)計(jì)模具，模具裝配完畢后，通常需要幾次試模，發(fā)現(xiàn)問題后，不僅需要重新設(shè)置工藝參數(shù)，甚至還需要修改塑料制品和模具設(shè)計(jì)，這勢(shì)必增加生產(chǎn)成本，延長(zhǎng)產(chǎn)品開發(fā)周期。 目前國(guó)際市場(chǎng)上主要流行的，運(yùn)用范圍最廣的注射模流動(dòng)模擬分析軟件有澳大利亞的MOLDFLOW、美國(guó)的CFLOW、華中科技大學(xué)的H-FLOW等。其中MOLDFLOW軟件包括三個(gè)部分：MOLDFLOW PLASTICS ADVISERS （產(chǎn)品優(yōu)化顧問，簡(jiǎn)稱MPA），MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT （注射成型模擬分析，簡(jiǎn)稱MPI），MOLDFLOW PLASTICS XPERT （注射成型過程控制專家，簡(jiǎn)稱MPX）。 采用CAE技術(shù)，可以完全代替試模，CAE技術(shù)提供了從制品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的完整解決方案，在模具制造加工之前，在計(jì)算機(jī)上對(duì)整個(gè)注射成型過程進(jìn)行模擬分析，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)熔體的填充、保壓、冷卻情況，以及制品中的應(yīng)力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況，以便設(shè)計(jì)者能盡早發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)修改制件和模具設(shè)計(jì)，而不是等到試模以后再返修模具。這不僅是對(duì)傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)方法的一次突破，而且對(duì)減少甚至避免模具返修報(bào)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(jì)意義。 第二章、塑件材料分析 2.1.塑件材料的基本特性 目前，生活中，日常用品塑料的比較多，錐形杯是家庭普及用品，電話，錐形杯幾乎每天都有人用壞，更換，所以市場(chǎng)也看中了這一點(diǎn)，為了適應(yīng)家庭需要，很多廠家開始生產(chǎn)比以前舊材料更好的新材料，本次設(shè)計(jì)就是以此為基點(diǎn)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)一種錐形杯的注射模具，該錐形杯不易被按壞，堅(jiān)固耐用，深受廣大消費(fèi)者的歡迎，具有廣闊的市場(chǎng)前景。設(shè)計(jì)中利用CAD/CAE技術(shù)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)和成型工藝分析。 由于本次設(shè)計(jì)的錐形杯具有手感工效，而不缺實(shí)用功能，表面光滑且透明，故選用材料為PP，它是一種優(yōu)良的熱塑性工程材料。 2.2.塑件材料成型性能 PP塑料，化學(xué)名稱：聚丙烯，英文名稱:Polypropylene（簡(jiǎn)稱PP）比重:0.9-0.91克/立方厘米 成型收縮率:1.0-2.5% 成型溫度：160-220℃ 。 成分結(jié)構(gòu) 　　PP為結(jié)晶型高聚物，常用塑料中PP最輕，密度僅為0.91g/cm3（比水小）。通用塑料中，PP的耐熱性最好，其熱變形溫度為80-100℃，能在沸水中煮。PP有良好的耐應(yīng)力開裂性，有很高的彎曲疲勞壽命，俗稱“百折膠”。PP的綜合性能優(yōu)于PE料。PP產(chǎn)品質(zhì)輕、韌性好、耐化學(xué)性好。PP的缺點(diǎn)：尺寸精度低、剛性不足、耐候性差，它具有后收縮現(xiàn)象，脫模后，易老化、變脆、易變形。 　　日常生活中，常用的保鮮盒就是由PP材料制成。 成型特性： 　 1.結(jié)晶料，吸濕性小，易發(fā)生融體破裂，長(zhǎng)期與熱金屬接觸易分解。 2.流動(dòng)性好，但收縮范圍及收縮值大，易發(fā)生縮孔，凹痕，變形。 3.冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)緩慢散熱，并注意控制成型溫度，料溫低溫高壓時(shí)容易取向，模具溫度低于50度時(shí)，塑件不光滑，易產(chǎn)生熔接不良，流痕，90度以上易發(fā)生翹曲變形。 　　4.塑料壁厚須均勻,避免缺膠,尖角,以防應(yīng)力集中。 工藝特點(diǎn) 　　PP在熔融溫度下有較好的流動(dòng)性，成型性能好，PP在加工上有兩個(gè)特點(diǎn)：其一：PP熔體的粘度隨剪切速度的提高而有明顯的下降（受溫度影響較?。黄涠悍肿尤∠虺潭雀叨尸F(xiàn)較大的收縮率。 PP的加工溫度在200-300℃左右較好，它有良好的熱穩(wěn)定性（分解溫度為310℃），但高溫下（270-300℃），長(zhǎng)時(shí)間停留在炮筒中會(huì)有降解的可能。因PP的粘度隨著剪切速度的提高有明顯的降低，所以提高注射壓力和注射速度會(huì)提高其流動(dòng)性，改善收縮變形和凹陷。模溫宜控制在30-50℃范圍內(nèi)。PP熔體能穿越很窄的模具縫隙而出現(xiàn)披鋒。PP在熔化過程中，要吸收大量的熔解熱（比熱較大），產(chǎn)品出模后比較燙。PP料加工時(shí)不需干燥，PP的收縮率和結(jié)晶度比PE低。 性能概述 1、密度 　　PP是所有合成樹脂中密度最小的，僅為0.90~0.91g/cm3，是PVC密度的60%左右。這意味著用同樣重量的原料可以生產(chǎn)出數(shù)量更多同體積的產(chǎn)品。 2、力學(xué)性能 　　PP的拉伸強(qiáng)度和剛性都比較好，但沖擊強(qiáng)度較差，特別是低溫時(shí)耐沖擊性差。此外，如果制品成型時(shí)存在取向或應(yīng)力，沖擊強(qiáng)度也會(huì)顯著降低。雖然抗沖擊強(qiáng)度差，但經(jīng)過填充或增強(qiáng)等改性后，其機(jī)械性能在許多領(lǐng)域可與成本較高的工程塑料相競(jìng)爭(zhēng)。 3、表面硬度 　　PP的表面硬度在五類通用塑料中屬低等，僅比PE好一些。當(dāng)結(jié)晶度較高時(shí)，硬度也相應(yīng)增加一些，但仍不及PVC、PS等。 4、熱性質(zhì) 　　在五大通用塑料中，PP的耐熱性是最好的。PP塑料制品可在100℃下長(zhǎng)時(shí)間工作，在無(wú)外力作用時(shí)，PP制品被加熱至150℃時(shí)也不會(huì)變形。在使用成核劑改善PP的結(jié)晶狀態(tài)后，其耐熱性還可進(jìn)一步提高，甚至可以用于制作在微波爐中加熱食品的器皿。 5、耐應(yīng)力開裂性 　　成型制品中殘留有應(yīng)力，或者制品長(zhǎng)時(shí)間在持續(xù)應(yīng)力下工作，會(huì)造成應(yīng)力開裂現(xiàn)象。有機(jī)溶劑和表面活性劑會(huì)顯著促進(jìn)應(yīng)力開裂。因此應(yīng)力開裂試驗(yàn)均在表面活性劑存在下進(jìn)行。常用的助劑為烷基芳基聚乙二醇。試驗(yàn)表明PP在表面活性劑浸泡時(shí)的耐應(yīng)力開裂性能和在空氣中一樣，有良好的抵抗能力，而且PP的熔體流動(dòng)速率越?。ǚ肿恿吭酱螅?，耐應(yīng)力開裂性越強(qiáng)。 6、化學(xué)穩(wěn)定性 　　PP的化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)異，對(duì)大多數(shù)酸、堿、鹽、氧化劑都顯惰性。例如在100℃的濃磷酸、鹽酸、40%硫酸及其它們的鹽類溶液中都是穩(wěn)定的，只有少數(shù)強(qiáng)氧化劑如發(fā)煙硫酸等才可能使其出現(xiàn)變化。PP是非極性化合物，對(duì)極性溶劑十分穩(wěn)定，如醇、酚、醛、酮和大多數(shù)羧酸都不會(huì)使其溶脹，但在部分非極性有機(jī)溶劑中容易溶解或溶脹。 7、氣密性（氣體阻隔性） 　　PP對(duì)氧氣、二氧化碳和水蒸汽都有一定的透過性，比起尼龍（PA）和聚酯（PET）都有明顯差距，對(duì)于高阻隔性塑料，如PVDC、EVOH等就差得更多了。但與其它非塑料材料相比其氣密性還是相當(dāng)好的。通過添加阻隔性材料或在表面涂敷阻隔性塑料，可以大大提高其氣密性。 8、老化性能 　　PP分子中存在叔碳原子，在光和熱的作用下極易斷裂降解。未加穩(wěn)定劑的PP在150℃下被加熱半小時(shí)以上，或在陽(yáng)光充足的地方曝曬12天就會(huì)明顯變脆。未加穩(wěn)定劑的PP粉料在室內(nèi)避光放置4個(gè)月也會(huì)嚴(yán)重降解，散發(fā)出明顯的酸味。在PP粉料造粒之前加入0.2%以上的抗氧劑可以有效地防止PP在加工和使用過程中的降解老化?？寡鮿┓譃橛坞x基鏈反應(yīng)終止劑（也稱主抗氧劑）和過氧化物分解劑（也稱輔抗氧劑）兩大類，主、輔兩類抗氧劑的合理配合，將會(huì)發(fā)揮良好的協(xié)同效果。目前推薦使用的B215抗氧劑就是主抗氧劑1010（酚類）和輔抗氧劑168（亞磷酸酯）按1：2的比例復(fù)配而成的。為防止光老化需要在PP中加入紫外線吸收劑，它可將波長(zhǎng)290~400nm的紫外線吸收激化轉(zhuǎn)化為沒有破壞性的較長(zhǎng)波長(zhǎng)的光線。對(duì)于埋在土壤中或在室內(nèi)避光使用的PP塑料制品僅加入主輔抗氧劑即可，無(wú)須加入紫外線吸收劑。 9、電性能 　　PP屬于非極性聚合物，具有良好的電絕緣性，且PP吸水性極低，電絕緣性不會(huì)受到濕度的影響。PP的介電常數(shù)、介質(zhì)損耗因數(shù)都很小，不受頻率及溫度的影響。PP的介電強(qiáng)度很高，且隨溫度上升而增大。這些都是在濕、熱環(huán)境下對(duì)電氣絕緣材料有利的。另一方面PP的表面電阻很高，在一些場(chǎng)合使用必須先進(jìn)行抗靜電處理。 10、加工性能良好 PP屬于結(jié)晶型聚合物，不到一定溫度其顆粒不會(huì)熔融，不像PE或PVC那樣在加熱過程中隨著溫度提高而軟化。一旦達(dá)到某一溫度，PP顆粒迅速融化，在幾度范圍內(nèi)就可全部轉(zhuǎn)化為熔融狀態(tài)。PP的熔體粘度比較低，因此成型加工流動(dòng)性良好，特別是當(dāng)熔體流動(dòng)速率較高時(shí)熔體粘度更小，適合于大型薄壁制品注塑成型，例如洗衣機(jī)內(nèi)桶。PP在離開口模后，如果是在空氣中緩慢冷卻，就會(huì)生成較大的晶粒，制品透明度低。果是在水中急冷（如下吹水冷法制薄膜），PP的分子運(yùn)動(dòng)被急速冷凍，不能生成晶體，此時(shí)的薄膜就是完全透明的。PP的成型收縮率是比較大的，達(dá)到2%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于PP塑料（0.5%）。PP的成型收縮率可以隨著添加其它的材料的種類及多少有所變化，這在制作具有配合尺寸的注塑制品時(shí)需認(rèn)真加以考慮。 PP的缺點(diǎn)：尺寸精度低、剛性不足、耐候性差，它具有后收縮現(xiàn)象，脫模后，易老化、變脆、易變形。 第三章、塑件的工藝分析 在模具設(shè)計(jì)之前需要對(duì)塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度等級(jí)和表面質(zhì)量要進(jìn)行仔細(xì)研究和分析，只有這樣才能恰當(dāng)確定塑件制品所需的模具結(jié)構(gòu)和模具精度。 錐形杯如圖（1）所示，具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙，該塑件結(jié)構(gòu)并不太復(fù)雜，外輪廓線由直線和斜線面組成。 圖（1） 錐形杯零件圖 3.1.塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）、脫模斜度 由于注射制品在冷卻過程中產(chǎn)生收縮，因此它在脫模前會(huì)緊緊的包住模具型芯或型腔中突出的部分。為了便于脫模，防止因脫模力過大拉傷制品表面，與脫模方向平行的制品內(nèi)外表面應(yīng)具有一定的脫模斜度。脫模斜度的大小與制品形狀、壁厚及收縮率有關(guān)。斜度過小，不僅會(huì)使制品尺寸困難，而且易使制品表面損傷或破裂，斜度過大時(shí)，雖然脫模方便，但會(huì)影響制品尺寸精度，并浪費(fèi)原材料。通常塑件的脫模斜度約取0.5～1.5，根據(jù)文獻(xiàn)，產(chǎn)品高度超過25的塑件材料PP的型腔脫模斜度為35～130/，型芯脫模斜度為30/～1。本次設(shè)計(jì)產(chǎn)品高度為100，自身帶有2°的斜度，所以可以忽略脫模斜度。 （2）、塑件的壁厚 塑件的壁厚是最重要的結(jié)構(gòu)要素，是設(shè)計(jì)塑件時(shí)必須考慮的問題之一。塑件的壁厚對(duì)于注射成型生產(chǎn)具有極為重要的影響，它與注射充模時(shí)的熔體流動(dòng)、固化定型時(shí)的冷卻速度和時(shí)間、塑件的成型質(zhì)量、塑件的原材料以及生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本密切相關(guān)。一般在滿足使用要求的前提下，塑件的壁厚應(yīng)盡量小。因?yàn)楸诤裉蟛粌H會(huì)使原材料消耗增大，生產(chǎn)成本提高，更重要的是會(huì)延緩塑件在模內(nèi)的冷卻速度，使成型周期延長(zhǎng)，另外還容易產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷等缺陷。但如果壁厚太小則剛度差，在脫模、裝配、使用中會(huì)發(fā)生變形，影響到塑件的使用和裝配的準(zhǔn)確性。選擇壁厚時(shí)應(yīng)力求塑件各處壁厚盡量均勻，以避免塑件出現(xiàn)不均勻收縮等成型缺陷。該產(chǎn)品外殼壁厚均勻，周邊和底部壁厚均為1.75。殼內(nèi)凸出部件的壁厚均為1.75。 （3）、塑件的圓角 為防止塑件轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中，改善其成型加工過程中的充模特性，增加相應(yīng)位置模具和塑件的力學(xué)角度，需要在塑件的轉(zhuǎn)角處和內(nèi)部聯(lián)接處采用圓角過度。在無(wú)特殊要求時(shí)，塑件的各連接角處均有半徑不小于0.5～1的圓角。一般外圓弧半徑大于壁厚的0.5倍，內(nèi)圓角半徑應(yīng)是壁厚的0.5倍。本次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品平均壁厚為2毫米，所以產(chǎn)品外圓弧R角為R1.5，內(nèi)圓弧R角也是R1.5。 3.2.塑件尺寸及精度 塑料制品外形尺寸的大小主要取決于塑料品種的流動(dòng)性和注射機(jī)規(guī)格，在一定的設(shè)備和工藝條件下流動(dòng)性好的塑料可以成型較大尺寸的制品，反正成型出的制品尺寸就比較小。從節(jié)約材料和能源的角度出發(fā)，只要能滿足制品的使用要求，一般都應(yīng)將制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的盡量緊湊，以便使制品的外形尺寸玲瓏小巧些。該塑件的材料為PP，流動(dòng)性較好，適用于不同尺寸的制品。 塑件的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)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(jì)得低一些。 3.3.塑件表面粗糙度 塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。這除了在成型時(shí)從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點(diǎn)來(lái)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 0.02～1.25之間，模腔表壁的表面粗糙度應(yīng)為塑件的1/2，即Ra 0.01～0.63。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(shí)給以拋光復(fù)原。 該塑件外部需要的表面粗糙度比內(nèi)部要高許多，為Ra0.4，內(nèi)部為0.8。外部接手柄區(qū)域粗糙度加大，主要是為了裝配牢固和方便。 3.4.塑件的體積和質(zhì)量 用體積=底面積×高的計(jì)算方法，粗略計(jì)算產(chǎn)品體積 產(chǎn)品外體積=3.14×27×27×100=228906 產(chǎn)品型腔體積=3.14×25.25×25.25×98.25=196691.22 整個(gè)塑件產(chǎn)品體積=228906-196691.22=32214.78 PP材料密度（PP的密度為0.91）， 所以質(zhì)量為32214.78×0.91÷1000=29.315克。 第四章、注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定 4.1.注射成型工藝過程分析 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、材料及質(zhì)量，確定其成型工藝過程為： 第一步：為使注射過程順利和保證產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)對(duì)所用的設(shè)備和塑料作好以下準(zhǔn)備工作。 （1）、成型前對(duì)原材料的預(yù)處理 根據(jù)注射成型對(duì)物料的要求，檢驗(yàn)物料的含水量，外觀色澤，顆粒情況并測(cè)試其熱穩(wěn)定性，流動(dòng)性和收縮率等指標(biāo)，對(duì)原材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，PP材料吸水率極低，成型前一般不必進(jìn)行干燥處理。如有需要，可在70 ～ 80 ℃下干燥2～4 h。 （2）、料筒的清洗 在初用某種塑料或某一注射機(jī)之前，或者在生產(chǎn)中需要改變產(chǎn)品、更換原料、調(diào)換顏色或發(fā)現(xiàn)塑料中有分解現(xiàn)象時(shí)，都需要對(duì)注射機(jī)（主要是料筒）進(jìn)行清洗或拆換。 柱塞式注射機(jī)料筒的清洗常比螺桿式注射機(jī)困難，因?yàn)橹搅贤矁?nèi)的存料量較大而不易對(duì)其轉(zhuǎn)動(dòng)，清洗時(shí)必須拆卸清洗或者采用專用料筒。對(duì)螺桿式通常是直接換料清洗，也可采用對(duì)空注射法清洗。 （3）、脫模劑的選用 脫模劑是使塑料制件容易從模具中脫出而敷在模具表面上的一種助劑。一般注射制件的脫模，主要依賴于合理的工藝條件與正確的模具設(shè)計(jì)。在和產(chǎn)上為了順利脫模，常用的脫模劑有：硬脂酸鋅，液體石蠟（白油），硅油，對(duì)PP材料，可選用硬脂酸鋅，因?yàn)榇嗣撃┏埘０匪芰贤?，一般塑料都可使用? 第二步: 注射成型過程 完整的注射過程表面上共包括加料、塑化、注射入模、穩(wěn)壓冷卻和脫模幾個(gè)步驟，但實(shí)際上是塑化成型與冷卻兩個(gè)過程。 第三步：制件的后處理 注射制件經(jīng)脫?；驒C(jī)械加工后，常需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚?，目的是為了消除存在的?nèi)應(yīng)力，以改善和提高制件的性能及尺寸穩(wěn)定性。制件的后處理主要有退火和調(diào)濕處理。該塑料制件材料為PP，就采用退火處理1～3小時(shí)。 4.2.澆口種類的確定 注射模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開始到型腔為止的塑料流動(dòng)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(gè)部分。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞對(duì)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(jì)恰當(dāng)與否直接關(guān)系到制品能否完好的成型。 由于本設(shè)計(jì)中錐形杯外表面質(zhì)量要求較高，不允許出現(xiàn)澆口痕跡，所以選用小水口點(diǎn)澆口形式。點(diǎn)澆口前后兩端存在較大的壓力差，可較大程度地增大塑料熔體的剪切速率并產(chǎn)生較大的剪切熱，從而導(dǎo)致熔體表面粘度下降，流動(dòng)性增加，有利于型腔的充填，因而對(duì)于薄壁塑件以及諸如聚乙烯、聚丙烯等表面變化敏感的塑料成型有利，但不利于成型流動(dòng)性差及熱敏性塑料，也不利于成型平薄易變行及形狀復(fù)雜的塑件。 點(diǎn)澆口可以有效提高生產(chǎn)效率，縮短成型周期，節(jié)約成型材料和塑件去澆口清理等工作，尤其是對(duì)有型腔的產(chǎn)品。 4.3.型腔數(shù)目的確定 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中采用點(diǎn)澆口，且塑件的薄壁適合，一次注塑可以一個(gè)，兩個(gè)，或者4個(gè)一起，考慮到產(chǎn)品形狀簡(jiǎn)單，加工和調(diào)試相對(duì)容易，因此建議選擇一模出四件，方便可靠穩(wěn)定，而且提高塑件成功概率，并從經(jīng)濟(jì)型的角度出發(fā)，節(jié)省生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率。 4.4.注射機(jī)的選擇和校核 由于采用一模4腔，需要至少注射量為32.215×4=128.86，再根據(jù)工藝參數(shù)（主要是注射壓力），綜合考慮各種因素，考慮到兩種注射機(jī)的優(yōu)、缺點(diǎn)，最終選用臥式注射機(jī)。根據(jù)每一生產(chǎn)周期的注射量的計(jì)算值，可初步選用XS—ZY—1000；；螺桿注射機(jī)， 注塑機(jī)型號(hào)為: XS—ZY—1000螺桿注射機(jī) 注塑機(jī)參數(shù)如下: 注射機(jī)最大注射量/ :1000 螺桿直徑 70mm 注塑機(jī)壓力/MPa:1780 鎖模力/kN:4500 模最大厚度/mm:600 模最小厚度/mm:370 注塑機(jī)拉桿間距/mm:700×700 注塑機(jī)定位孔尺寸/mm: 80 噴嘴球半徑/mm:SR18 噴嘴前端孔徑/mm: 7.5 4.4.1.注射量的校核 模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須使得在一個(gè)注射成型的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機(jī)額定注射量的80%以內(nèi)。校核公式為： 式中 --型腔數(shù)量 --單個(gè)塑件的體積（） --澆注系統(tǒng)所需塑料的體積（） 本設(shè)計(jì)中： 32.215 =12.06 29.315 nm1+m2=4×29.315+12.06=129.32≤80%×1000 注射量符合要求 4.4.2.塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 注射成型時(shí)塑件的模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素。如果這一數(shù)值超過了注射機(jī)所允許的最大成型面積，則成型過程中會(huì)出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象，必須滿足以下關(guān)系。 式中 n --型腔數(shù)目 --單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積 --澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積 --注射機(jī)允許使用的最大成型面積 n=4 =3.14×312-3.14×30.142=165.1 =2172 =1800 =4 投影面積符合要求 注射成型時(shí)為了可靠的鎖模，應(yīng)使塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機(jī)額定鎖模力。即： （）P < F 式中： P—塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力（MPa） F—注射機(jī)額定鎖模力（N） 其它意義同上 PP推薦使用的型腔壓力為15～22 MPa，在此取P= （）P= 鎖模力符合要求 4.4.3.模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 （1）、模具厚度（閉合高度） 模具閉合高度必須滿足以下公式 式中 --注射機(jī)允許的最小模厚 --注射機(jī)允許的最大模厚 本設(shè)計(jì)中 ，符合要求 （2）、開模行程（S）的校核 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(dòng)模固定板的移動(dòng)距離。 注塑機(jī)的開模行程是有限的，設(shè)計(jì)模具必須校核所選注射機(jī)的開模行程，以便與模具的開模距離相適應(yīng)。對(duì)于液壓-機(jī)械式合模機(jī)構(gòu)的注射機(jī)，其開模行程與模具厚度無(wú)關(guān)，對(duì)于單分型面注射模應(yīng)有： 式中 --推出距離 --包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度 本設(shè)計(jì)中 =1300 =60mm =210mm 經(jīng)計(jì)算，符合要要求。 （3）、頂出裝置的校核 在設(shè)計(jì)模具推出機(jī)構(gòu)時(shí)，需校核注射機(jī)頂出的頂出形式，要注意在兩側(cè)頂出時(shí)模具推板的面積應(yīng)能覆蓋注射機(jī)的雙頂桿，注射機(jī)的最大頂出距離要保證能將塑件從模具中脫出。 XS—ZY—1000型注射機(jī)為兩側(cè)推出機(jī)構(gòu)。經(jīng)檢查能滿足將模具脫出的要求。 第五章、注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.1.分型面的設(shè)計(jì) 將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€(gè)或幾個(gè)可以分離的主要部分，它們的接觸表面分開時(shí)能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料，當(dāng)成型時(shí)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(gè)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(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮： 1）分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處； 2）使塑件在開模后留在動(dòng)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(diǎn)，受用平面分型面，并選擇在塑件的最大平面處，開模后塑件留在動(dòng)模一側(cè)，如圖（2）所示 圖（2）分型面的選擇 5.2.型腔的布局 型腔的布局與澆注系統(tǒng)的布置密切相關(guān),型腔的排布應(yīng)使每個(gè)型腔都通過澆注系統(tǒng)從總壓力中均等的分得所需的壓力,以保證塑料熔體均勻地充滿每個(gè)型腔,使各型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量均一穩(wěn)定。這就要求型腔與主流道之間的距離盡可能短，同時(shí)采用平衡流道。由于本設(shè)計(jì)中塑件是左右兩部分配合裝配使用，需要可能相同的注射工藝參數(shù)，以達(dá)到高的成功率，模具采用點(diǎn)澆口，以求達(dá)到良好的澆注質(zhì)量。如下圖所示： 圖（3）分布圖 5.3.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 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(jìn)料通道，澆注系統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無(wú)流道凝料澆注系統(tǒng)兩類，本設(shè)計(jì)中采用普通澆注系統(tǒng)。正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)對(duì)獲得優(yōu)質(zhì)的塑料制品極為重要。 5.3.1.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(gè)部分：主澆道，分澆道，澆口，型腔，冷料穴等。 5.3.2.確定澆注系統(tǒng)的原則 在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮下列有關(guān)因素： a)、塑料成型特性：設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)所用塑料的成型特性的要求，以保證塑件質(zhì)量。 b)、模具成型塑件的型腔數(shù)：設(shè)置澆注系統(tǒng)還應(yīng)考慮到模具是一模一腔或一模多腔，澆注系統(tǒng)需按型腔布局設(shè)計(jì)。 c)、塑件大小及形狀：根據(jù)塑件大小，形狀壁厚，技術(shù)要求等因素，結(jié)合選擇分型面同時(shí)考慮設(shè)置澆注系統(tǒng)的形式、進(jìn)料口數(shù)量及位置，保證正常成型，還應(yīng)注意防止流料直接沖擊嵌件及細(xì)弱型芯受力不均以及應(yīng)充分估計(jì)可能產(chǎn)生的質(zhì)量弊病和部位等問題，從而采取相應(yīng)的措施或留有修整的余地。 d)、塑件外觀：設(shè)置澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮到去除、修整進(jìn)料口方便，同時(shí)不影響塑件的外表美觀。 e)、冷料：在注射間隔時(shí)間，噴嘴端部的冷料必須去除，防止注入型腔影響塑件質(zhì)量，故設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮儲(chǔ)存冷料的措施。 5.3.3.主流道的設(shè)計(jì) 主流道是澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具相接觸的部分開始，到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)通道。 （1）、主流道的尺寸 設(shè)計(jì)中選用的注射機(jī)為XS—ZY—1000，其噴嘴直徑為18，噴嘴球面半徑為18，主流道各具體尺寸如下： α ＝4° H＝3.0㎜ 45㎜ 11.64㎜ （2）、主流道澆口套的形式 選用如圖（4）所示類型的澆口套，這種類型設(shè)計(jì)成整體形式，用螺釘固定于定模座板上。也可以將主流道澆口套和定位圈設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件，然后配合固定在模板上，澆口套與模板的配合采用。本設(shè)計(jì)中采用兩件配合的方法。 圖（4）主流道澆口套及其固定形式 （3）、主流道澆口套的固定 澆口套與定位圈設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件的形式，以臺(tái)階的形式固定在定模板上，澆口套與定位圈之間的配合采用H9/f9。定位圈在模具安裝調(diào)試時(shí)應(yīng)插入注射機(jī)定模板的定位孔內(nèi)，用于模具與注射機(jī)的安裝定位。定位圈外徑比注射機(jī)定模板上的定位孔徑小0.2㎜以下 5.3.4.澆口的設(shè)計(jì) 澆口又叫進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道。它有兩個(gè)功能：一是對(duì)塑料熔體流入型腔起著控制作用；另一個(gè)是當(dāng)注射壓力撤銷后封鎖型腔，使型腔中尚未固化的塑料不會(huì)倒流。常向的澆口形式有直接澆口，側(cè)澆口，潛伏式澆口，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(shí)，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： 1. 熔體在型腔內(nèi)流動(dòng)時(shí)，其動(dòng)能損失最小。要做到這一點(diǎn)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(shí)到達(dá)其最遠(yuǎn)端； 3)應(yīng)先從壁厚較厚的部位進(jìn)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。 根據(jù)澆口選用原則和為保證塑件表面質(zhì)量及美觀效果，采用點(diǎn)澆口，利于熔體充滿整個(gè)型腔。 5.4.注射模成型零部件的設(shè)計(jì) 模具閉合時(shí)用來(lái)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。一般包括凹模、凸模、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(jì)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(duì)它們的沖擊和摩擦作用，長(zhǎng)期工作后發(fā)生磨損、變形和破裂，因此必須合理設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)形式，準(zhǔn)確計(jì)算其尺寸和公差并保證它們具有足夠的強(qiáng)度、剛度和良好的表面質(zhì)量。 5.4.1.成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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。 1）、凹模的設(shè)計(jì) 凹模也稱為型腔，是用來(lái)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(jì)中產(chǎn)品形狀簡(jiǎn)單，可以采用整體式，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，牢固可靠，不容易變形，加工也方便，成型出來(lái)的制品表面不會(huì)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(gè)模具的外形結(jié)構(gòu)尺寸。 2）、凸模的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中零件結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，但經(jīng)過對(duì)塑件實(shí)體的仔細(xì)觀察研究發(fā)現(xiàn)，塑件采用的是整體式凸模，也叫型芯，雖然有些部位加工、維修不易，但成型后的塑件質(zhì)量好，在塑件內(nèi)表面也不會(huì)形成接縫，溢料痕跡，加工精度較高，成型效果好。型芯與動(dòng)模板的配合可采用。 5.4.2.成型零部件工作尺寸的計(jì)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(jì)時(shí)要根據(jù)塑件的尺寸及精度等級(jí)確定成型零部件的工作尺寸及精度等級(jí)。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(jì)算型芯型腔的尺寸有一定的誤差（因?yàn)槟＞咧圃旃詈湍＞叱尚土悴考谑褂弥械淖畲竽p量大多憑經(jīng)驗(yàn)決定），這里就只考慮塑料的收縮率計(jì)算模具零部件的工作尺寸。 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(huì)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PP材料的平均收縮率為1.7%，剛計(jì)算模具成型零部件工作尺寸的公式為： 式中 A — 模具成型零部件在常溫下的尺寸 查表得知PP的平均收縮率為Smin=1.75％, 型腔徑向尺寸: L=[Ls+Ls×Scp-3/4×Δ] 62：△=0.20 δ=0.20/4=0.05 L=[62+62×0.0175－3/4×0.05] mm=63.09mm 54：△=0.20 δ=0.16/4=0.04 L=[54+54×0.0175－3/4×0.04] mm=54.945mm 型腔深度尺寸: H=[Hs+Hs×Scp-2/3△] 100：△=0.36 δ=0.36/4=0.09 H=[100+100×0.0175－2/3×0.09] mm=101.66mm 成型零部件工作尺寸的公差值可取塑件公差的1/3～1/4，或取IT7～8級(jí)作為模具制造公差。在此取IT8級(jí)，型芯工作尺寸公差取IT7級(jí)。模具型腔的小尺寸為基本尺寸，偏差為正值；模具型芯的最大尺寸為基本尺寸，偏差為負(fù)值，中心距偏差為雙向?qū)ΨQ分布。各成型零部件工作尺寸的具體數(shù)值見圖紙。 5.5.排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 排氣是注射模設(shè)計(jì)中不可忽視的一個(gè)問題。在注射成型中，若模具排氣不良，型腔內(nèi)的氣體受壓縮將產(chǎn)生很大的背壓，阻止塑料熔體正?？焖俪淠＃瑫r(shí)氣體壓縮所產(chǎn)生的熱使塑料燒焦，在充模速度大、溫度高、物料黏度低、注射壓力大和塑件過厚的情況下，氣體在一定的壓縮程度下會(huì)滲入塑料制件內(nèi)部，造成氣孔、組織疏松等缺陷。特別是快速注射成型工藝的發(fā)展，對(duì)注射模的排氣系統(tǒng)要求就更為嚴(yán)格。 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(xué)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(yùn)動(dòng)間隙排氣等。 由于本次設(shè)計(jì)中模具尺寸不大，本設(shè)計(jì)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，其值與塑料熔體的粘度有關(guān)。 5.6.脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 塑件從模具上取下以前還有一個(gè)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(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)。主要由推出零件，推出零件固定板和推板，推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位部件等組成。 5.6.1.脫模機(jī)構(gòu)的選用原則 （1） 使塑件脫模時(shí)不發(fā)生變形（略有彈性變形在一般情況下是允許的，但不能形成永久變形）； （2） 推力分布依脫模阻力的的大小要合理安排； （3） 推桿的受力不可太大，以免造成塑件的被推局部產(chǎn)生隙裂； （4） 推桿的強(qiáng)度及剛性應(yīng)足夠，在推出動(dòng)作時(shí)不產(chǎn)生彈性變形； （5） 推桿位置痕跡須不影響塑件外觀； 5.6.2.脫模機(jī)構(gòu)類型的選擇 推出機(jī)構(gòu)按其推出動(dòng)作的動(dòng)力來(lái)源分為手動(dòng)推出機(jī)構(gòu)，機(jī)動(dòng)推出機(jī)構(gòu)，液壓和氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu)。根據(jù)推出零件的類別還可分為推桿推出機(jī)構(gòu)、套管推出機(jī)構(gòu)、推板推出機(jī)構(gòu)、推塊推出機(jī)構(gòu)、利用成型零部件推出和多元件綜合推出機(jī)構(gòu)等。 本設(shè)計(jì)中采用推板推出機(jī)構(gòu)使塑料制件順利脫模。 圖（5）推出機(jī)構(gòu)形式 5.6.3.推桿機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì) （1）、推桿布置 該塑件共采用了4根大小同樣的推桿，其分布情況如CAD圖所示，這些推桿設(shè)置在脫模阻力較大的地方及強(qiáng)度剛度較大處，再加個(gè)推件板，使制品所受的推出力均衡，不會(huì)由于推出時(shí)導(dǎo)致塑件的質(zhì)量受損。 （2）、推桿的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中采用臺(tái)肩形式的圓形截面推桿，設(shè)計(jì)時(shí)推桿的直徑根據(jù)不同的設(shè)置部位選用不同的直徑，本設(shè)計(jì)中四周均勻，所以選用四個(gè)一樣大的頂桿。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，PP塑料的溢料間隙為。 （3）、推桿固定和復(fù)位，設(shè)計(jì)原理見CAD圖。 5.7.注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 在注射模中，模具的溫度直接影響到塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，對(duì)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)通入冷卻水，將熱量帶走。對(duì)于要求較低模溫（一般小于）的塑料，如本設(shè)計(jì)中的聚苯乙烯PP，僅需要設(shè)置冷系統(tǒng)即可，因?yàn)榭梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度。 模具的冷卻主要采用循環(huán)水冷卻方式，模具的加熱有通入熱水、蒸汽，熱油和電阻絲加熱等。 5.7.1.冷卻系統(tǒng)之設(shè)計(jì)規(guī)則 設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)的目的在于維持模具適當(dāng)而有效率的冷卻。冷卻孔道應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)尺寸，以方便加工與組裝。設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)時(shí)，模具設(shè)計(jì)者必須根據(jù)塑件的壁厚與體積決定下列設(shè)計(jì)參數(shù)： 冷卻孔道的位置與尺寸、孔道的長(zhǎng)度、孔道的種類、孔道的配置與連接、以及冷卻劑的流動(dòng)速率與熱傳性質(zhì)。 冷卻管路的位置與尺寸 　　塑件壁厚應(yīng)該盡可能維持均勻。冷卻孔道最好設(shè)置是在凸模塊與凹模塊內(nèi)，設(shè)在模塊以外的冷卻孔道比較不易精確地冷卻模具。本設(shè)計(jì)中，凸模塊模具零件比較小，所以無(wú)需加工冷卻水道，凹模是做成鑲拼式的，所以需要單獨(dú)設(shè)計(jì)冷卻孔道，持模具零件的溫度，由于模具比較小，所以可以直接加工直通孔即可。 5.8.模架及標(biāo)準(zhǔn)件的選用 5.8.1.模架的選用 根據(jù)以上的設(shè)計(jì)，再結(jié)合模具的強(qiáng)度和剛度以及所選注射機(jī)，各模板的代號(hào)及尺寸如下： 動(dòng)模板 GB4169.8-84 450 推桿墊板 GB4169.7-84 40026030 推桿固定板 GB4169.7-84 40026025 墊鐵 GB4169.6-84 40012068 動(dòng)模墊板 GB4169.8-84 40020050 凸模固定板 GB4169.8-84 40020080 脫模板 GB4169.8-84 40040025 型腔板 GB4169.8-84 400400130 定模板 GB4169.8-84 45040050 5.8.2.標(biāo)準(zhǔn)件的選用 為了便于模具的裝配，減少繁重的設(shè)計(jì)和制造工作量，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間和降低成本，一些模具都選用標(biāo)準(zhǔn)零件，本設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)零件選用如下： 導(dǎo)柱 GB4169.4-84 35240 4個(gè) 推桿 GB4169.1-84 25215 4個(gè) 內(nèi)六角螺釘 GB70-85 若干個(gè) 第六章、模具材料的選用 正確選用模具各部分零件的材料，是注射模具設(shè)計(jì)過程中的一項(xiàng)重要工作，它直接影響模具的使用壽命，加工成本以及制品的成型質(zhì)量。選擇模具材料時(shí)，需要根據(jù)模具工作條件，從使用性能和加工性能兩方面對(duì)材料提高要求。 6.1.成型零件材料選用 成型零件材料選用的要求如下： （1）、機(jī)械加工性能良好 （2）、拋光性能良好 注射成型零件工作表面，多需拋光達(dá)到鏡面，，要求鋼材硬度35～40HRC為宜，過硬表面會(huì)使拋光困難。 （3）、耐磨性和抗疲勞性能好 （4）、具有耐腐蝕性能 6.2.注射模用鋼種 熱塑性注射模成型零件的毛坯，凹模和主型芯以板材和模具供應(yīng)，常用T10A，T8A和55調(diào)質(zhì)鋼，硬度為250～280HB，易于切削加工。 型芯和鑲塊以棒材供應(yīng)，采用淬火變形小，淬透性好的高碳合金鋼，經(jīng)熱處理后在磨床上直接研磨至鏡面。常用T10A，9CrWMn、Cr12MoV和3Cr2W8V等鋼種,淬火后回火HRC55，有良好的耐磨性。 參考文獻(xiàn)[2]表11-1、11-2，本設(shè)計(jì)模具材料選用情況如下： 塑料模具鋼材選用，PP塑料適用常見鋼種T10A，T8A。其它模具選材見表 模具零件 使用要求 模具材料 熱處理 導(dǎo)柱、導(dǎo)套 表面耐磨、有韌性、抗曲、不易折斷 20# 表面淬火 成型零部件 強(qiáng)度高、耐磨性好、熱處理變形小，有時(shí)還要求耐腐蝕 T10A 淬火 中溫回火 主流道澆口套 耐磨性好，有時(shí)還要求耐腐蝕 45鋼 表面淬火 推桿、拉料桿等 一定的強(qiáng)度和耐磨性 T10（A） 淬火 低溫回火 各種模板、推板、固定板、模座等 一定的強(qiáng)度和剛度 Q235 調(diào)質(zhì) 表 本設(shè)計(jì)模具選材情況 總 結(jié) 本次塑料模具設(shè)計(jì)，全面考慮了塑料成型性能，模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，注射工藝參數(shù)，塑件表面粗糙度以及制造精度等，在理論分析和數(shù)據(jù)計(jì)算生產(chǎn)操作上論證該設(shè)計(jì)是合理可行的。并且，通過這次設(shè)計(jì)，我了解了注射模設(shè)計(jì)概況，熟悉了注射設(shè)備，基本掌握了注射成型的一般原理，更讓我明白做事要有耐心和毅力，否則就會(huì)走來(lái)走去無(wú)所事是。 經(jīng)過這次設(shè)計(jì)，讓我學(xué)到了很多書本上學(xué)不到的知識(shí)，由于AutoCAD不怎么精通，自己邊學(xué)邊畫，Word里也有很多東西弄不明白，同學(xué)和老師給了我很大的幫助。在設(shè)計(jì)完后，將要畢業(yè)的我深刻地體會(huì)到時(shí)間不等人的滋味。很多同學(xué)也跟我一樣有這樣的體會(huì)，但由于此次設(shè)計(jì)，讓我們大醒悟。 在設(shè)計(jì)和三維建模過程中也遇到了一些問題，在出圖時(shí)也遇到很多問題，通過對(duì)問題的探索與分析，經(jīng)過自己的努力，最后得到圓滿解決，更深刻的知道了模具設(shè)計(jì)各個(gè)階段的重要性和嚴(yán)謹(jǐn)性，達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的。 伴隨經(jīng)濟(jì)建設(shè)，特別是汽車、機(jī)械、電子、日用制造等行業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)模具設(shè)計(jì)與制造的人才的需求與日俱增，模具設(shè)計(jì)制造，特別是注射模具的設(shè)計(jì)與制造將更為受到重視，并將會(huì)廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中，飛速發(fā)展。 相信這次設(shè)計(jì)中獲得的經(jīng)驗(yàn)及處理問題的能力將會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)和工作有所啟示和幫助。 致 謝 論文停筆之際，心中感慨萬(wàn)千。文中有許多的不足和缺憾令我不能釋懷。如果能夠再深入一些、再完善一些，該多好!論文雖然結(jié)束，但學(xué)問永無(wú)止境，該課題的研究才剛剛邁開第一步，還有待進(jìn)一步的深入。 光陰似箭，轉(zhuǎn)眼間就要告別這段令人難忘的美好時(shí)光。心中有依戀、有遺憾，但更多的是慶幸和感激，因?yàn)樗哪陙?lái)得到那么多師長(zhǎng)和學(xué)友的無(wú)私教導(dǎo)和幫助。 通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我學(xué)到了許多知識(shí)，比如說模具整體的設(shè)計(jì)過程和你設(shè)計(jì)模具的實(shí)用性，其中還包括許多課本上學(xué)不到的知識(shí)。當(dāng)然，在設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的一些難題。比如說怎樣提高產(chǎn)品的加工精度，以及小型工件的夾緊這些問題，都通過我們?nèi)シ喯嚓P(guān)的書籍和張老師的細(xì)心指導(dǎo)才得以解決，通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，也使得我們這組成員更加齊心協(xié)力、努力創(chuàng)新，自始至終，都抱著如何做能使其工件更加美觀、精度更高、工作效率最高的心態(tài)。當(dāng)然更重要的是產(chǎn)品的實(shí)用性，在此基礎(chǔ)上使其更加富有創(chuàng)意才是我們的目的。經(jīng)過了漫長(zhǎng)而又短暫的設(shè)計(jì)工作，我們的作品終于出成效了，指導(dǎo)老師為此也為我們的這次畢業(yè)設(shè)計(jì)做出了很好的評(píng)價(jià)。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中用到了很多以前上課時(shí)學(xué)的知識(shí)，尤其是老師上課教給我們的一些分析問題、解決問題的思想在這次項(xiàng)目中都得到了很好的印證，使我在這些方面能夠很快的領(lǐng)會(huì)。這些老師雖然有的沒有親自指導(dǎo)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，但仍然對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利進(jìn)行有很大的幫助，在此一并表示感謝。 為此，再次感謝我們的指導(dǎo)老師在百忙之中給予我們作品的悉心指點(diǎn)與幫助。感謝他為我們指點(diǎn)迷律、出謀劃策。同時(shí)，也感謝我們的這組的成員在這次設(shè)計(jì)中給予我的幫助！謝謝！ 參考文獻(xiàn) 1．曹宏深 趙仲治主編 塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì) 北京機(jī)械工業(yè)出版社 1993 2．黃虹主編 塑料成型加工與模具 化學(xué)工業(yè)出版社2003年3月第一版 3．黃銳主編 塑料工程手冊(cè) 下冊(cè) 第四章節(jié) 機(jī)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(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社2003年9月第1版 5．黃銳主編 塑料成型工藝學(xué) 第二版 中國(guó)輕工業(yè)出版社 1997年5月第2版 6．塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)（軟件版） 機(jī)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(jì)技巧與實(shí)例 化學(xué)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(jì)圖冊(cè) 北京 輕工業(yè)出版社 1998 9. 劉力主編 機(jī)械制圖（第二版） 高等教育出版社 10.劉力主編 機(jī)械制圖習(xí)題集（第二版） 高等教育出版社 11.屈華昌主編 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 高等教育出版社 第 39 頁(yè) 共 43 頁(yè)