3007 殼體注塑模的設(shè)計(jì),殼體,注塑,設(shè)計(jì) 第 - 1 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)殼體注塑模的設(shè)計(jì)緒 論隨著工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的品種和數(shù)量不斷增加。換型不斷加快。使模具的需要補(bǔ)斷增加。而對(duì)模具的質(zhì)量要求越來(lái)越高。模具技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用越來(lái)越顯得更為重要。中國(guó)模具工業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展模具是制造業(yè)的重要工藝基礎(chǔ)，在我國(guó)，模具制造屬于專用設(shè)備制造業(yè)。中國(guó)雖然很早就開(kāi)始制造模具和使用模具，但長(zhǎng)期未形成產(chǎn)業(yè)。直到 20 世紀(jì)80 年代后期，中國(guó)模具工業(yè)才駛?cè)氚l(fā)展的快車道。近年，不僅國(guó)有模具企業(yè)有了很大發(fā)展，三資企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)（個(gè)體）模具企業(yè)的發(fā)展也相當(dāng)迅速。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，近 10 年全國(guó)（未含港、澳、臺(tái)統(tǒng)計(jì)數(shù)字，下同）模具生產(chǎn)及進(jìn)出口發(fā)展情況如由表可見(jiàn)，雖然中國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速，但與需求相比，顯然供不應(yīng)求，其主要缺口集中于精密、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具領(lǐng)域。由于在模具精度、壽命、制造周期及生產(chǎn)能力等方面，中國(guó)與國(guó)際平均水平和發(fā)達(dá)國(guó)家仍有較大差距，因此，每年需要大量進(jìn)口模具。第 - 2 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)中國(guó)模具產(chǎn)業(yè)除了要繼續(xù)提高生產(chǎn)能力，今后更要著重于行業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的調(diào)整和技術(shù)發(fā)展水平的提高。結(jié)構(gòu)調(diào)整方面，主要是企業(yè)結(jié)構(gòu)向?qū)I(yè)化調(diào)整，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向著中高檔模具發(fā)展，向進(jìn)出口結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，中高檔汽車覆蓋件模具成形分析及結(jié)構(gòu)改進(jìn)、多功能復(fù)合模具和復(fù)合加工及激光技術(shù)在模具設(shè)計(jì)制造上的應(yīng)用、高速切削、超精加工及拋光技術(shù)、信息化方向發(fā)展。近年，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加大，主要表現(xiàn)在，大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命、中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度高于一般模具產(chǎn)品；塑料模和壓鑄模比例增大；專業(yè)模具廠數(shù)量及其生產(chǎn)能力增加；“三資”及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速；股份制改造步伐加快等。從地區(qū)分布來(lái)看，以珠江三角洲和長(zhǎng)江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)最為集中的省份是廣東和浙江，江蘇、上海、安徽和山東等地近幾年也有較大發(fā)展。模具成型具有優(yōu)質(zhì)，高產(chǎn)，低消耗，低成本的特點(diǎn)。因而，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門得到了極其廣泛的應(yīng)用。在模具成型中，塑料成型占很大的比重。由于塑料具有化學(xué)穩(wěn)定性好，電絕緣性強(qiáng)，力學(xué)性能高，自潤(rùn)滑，耐磨及相對(duì)密度小等獨(dú)特的優(yōu)異性能，成為工業(yè)部分必不可少的新型材料。根據(jù)業(yè)內(nèi)專家預(yù)測(cè)，今年中國(guó)塑料模具市場(chǎng)總體規(guī)模將增加 13%左右，到2005 年塑料模具產(chǎn)值將達(dá)到 460 億元，模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件出口將從現(xiàn)在的 9000多萬(wàn)美元增長(zhǎng)到 2005 年的 2 億美元左右，產(chǎn)值在增長(zhǎng)，也就意味著市場(chǎng)在日漸擴(kuò)大。相當(dāng)多的發(fā)達(dá)國(guó)家塑料模具企業(yè)移師中國(guó)，是國(guó)內(nèi)塑料模具工業(yè)迅速發(fā)展的重要原因之一。中國(guó)技術(shù)人才水平的提高和平均勞動(dòng)力成本低都是吸引外資的優(yōu)勢(shì)，所以中國(guó)塑模市場(chǎng)的前景一片輝煌，這是塑料模具市場(chǎng)迅速成長(zhǎng)的重要因素所在。按照我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，模具共分為 10 大類 46 個(gè)小類，塑料模具是 10 大類中的 l 個(gè)大類，共有 7 個(gè)小類：熱塑性塑料注塑模、熱固性塑料注塑模、熱固性塑料壓塑模、擠塑模、吹塑模、真空吸塑模和其他類塑料模。塑料模的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的，在我國(guó)起步較晚，但發(fā)展卻很快，特別是最近幾年，無(wú)論在質(zhì)量、技術(shù)和制造能力上，都有很大發(fā)展。但就總體來(lái)看，與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和世界先進(jìn)水平相比，差距仍較大，一些大型、精密、復(fù)雜、高效、長(zhǎng)壽命的塑料模具每年仍大量進(jìn)口。據(jù)悉目前全世界年產(chǎn)出模具約 650 億美元，其中塑料模具約為 260 億美元。我國(guó) 1999 年模具總產(chǎn)值 245 億元．其中塑料模具約為 82 億元，2000 年近 100億元。七類塑料模具中，注塑模具所占比例很大，約占全部塑料模具的 80%左右。第 - 3 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)塑料模具的主要用戶是家用電器行業(yè)、汽車、摩托車行業(yè)、電子音像設(shè)備行業(yè)、辦公設(shè)備行業(yè)、建筑材料行業(yè)、信息產(chǎn)業(yè)及各種塑料制品行業(yè)等。目前國(guó)內(nèi)年需塑料模具約 130-140 億元，真中有 30 多億元仍靠進(jìn)口，進(jìn)口量最多的塑料模具有汽車摩托車飾件模具、大屏幕彩電殼模具、冰箱洗衣機(jī)模具、通訊及辦公設(shè)備塑殼模具、塑料異型材模具等。現(xiàn)代模具技術(shù)的發(fā)展，在很大程度上依賴于模具標(biāo)準(zhǔn)化、優(yōu)質(zhì)模具材料的研究、先進(jìn)的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)、專用的機(jī)床設(shè)備，更重要的是生產(chǎn)技術(shù)的管理等。21 世紀(jì)模具行業(yè)的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和網(wǎng)絡(luò)化。追求的目標(biāo)是提高產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率，縮短設(shè)計(jì)及制造周期，降低生產(chǎn)成本，最大限度地提高模具行業(yè)的應(yīng)變能力，滿足用戶需要?？梢?jiàn)，未來(lái)我國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向?qū)⑹牵骸罅ζ占?、廣泛應(yīng)用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)，逐步走向集成化。現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)制造不僅應(yīng)強(qiáng)調(diào)信息的集成，更應(yīng)該強(qiáng)調(diào)技術(shù)、人和管理的集成?！岣叽笮?、精密、復(fù)雜與長(zhǎng)壽命模具的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，逐步減少模具的進(jìn)口量，增加模具的出口量。 ——在塑料注射成型模具中，積極應(yīng)用熱流道，推廣氣輔或水輔注射成型，以及高壓注射成型技術(shù)，滿足產(chǎn)品的成型需要。 ——提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。模具標(biāo)準(zhǔn)件是模具基礎(chǔ)，其大量應(yīng)用可縮短模具設(shè)計(jì)制造周期，同時(shí)也顯著提高模具的制造精度和使用性能，大大地提高模具質(zhì)量。我國(guó)模具商品化、標(biāo)準(zhǔn)化率均低于 30%，而先進(jìn)國(guó)家均高于 70%，每年我們要從國(guó)外進(jìn)口相當(dāng)數(shù)量的模具標(biāo)準(zhǔn)件，其費(fèi)用約占年模具進(jìn)口額的 3%～8%。 ——發(fā)展快速制造成型和快速制造模具，即快速成型制造技術(shù)，迅速制造出產(chǎn)品的原型與模具，降低成本推向市場(chǎng)。 ——積極研究與開(kāi)發(fā)模具的拋光技術(shù)、設(shè)備與材料，滿足特殊產(chǎn)品的需要。——推廣應(yīng)用高速銑削、超精度加工和復(fù)雜加工技術(shù)與工藝，滿足模具制造的需要。 ——開(kāi)發(fā)優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)，提高模具的可靠性。 ——研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)、逆向工程與并行工程，最大限度地提高模具的開(kāi)發(fā)效率與成功率。 ——開(kāi)發(fā)新的成型工藝與模具，以滿足未來(lái)的多學(xué)科多功能綜合產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)技術(shù)。 在科技發(fā)展中，人是第一因素，因此我們要特別注重人才的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合，培養(yǎng)更多的模具人才，搞好技術(shù)創(chuàng)新，提高模具設(shè)計(jì)制造水平。第 - 4 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)在制造中積極采用多媒體與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，逐步走向網(wǎng)絡(luò)化、智能化環(huán)境，實(shí)現(xiàn)模具企業(yè)的敏捷制造、動(dòng)態(tài)聯(lián)盟與系統(tǒng)集成。我國(guó)模具工業(yè)一個(gè)完全信息化的、充滿著朝氣和希望而又實(shí)實(shí)在在的新時(shí)代即將到來(lái)。由于本人水平有限，不妥之處在所難免，肯請(qǐng)老師批評(píng)指正。1 塑件分析與模具材料和注射機(jī)的選取1.1 塑件結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求的分析1.1.1 塑件工藝規(guī)程的編制 該塑件為一矩形殼體，殼體底部有六個(gè) mm 的孔，其零件圖如圖 1—1 所20?示。第 - 5 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)圖 1—1 外殼零件圖 本塑件的材料為：ABS，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。1.2 塑件的工藝性分析1.2.1 塑件的原材料分析塑件的材料采用 ABS，屬熱塑性塑料。ABS 是丙烯晴、丁二烯和苯乙烯三種單體聚合而成的非結(jié)晶型的高聚物。ABS 塑料是一種綜合性能優(yōu)良的在工程技術(shù)中廣泛應(yīng)用的新型塑料。（1）ABS 塑料的使用性能 由于 ABS 是三種單體聚合而成的，因此它具有三種組合物的綜合性能，丙烯晴可使 ABS 具有較高的強(qiáng)度、硬度耐熱性及耐化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯可使 ABS 具有彈性和較高的沖擊強(qiáng)度；苯乙烯可使 ABS 具有優(yōu)良的介電性能和成型加工性能。此零件壁厚為 5mm，因此塑件成型后強(qiáng)度較高。第 - 6 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)（2）ABS 塑料的成型性能 ABS 的成型性能較好，可采用注射、擠出、壓延、吹塑、真空成型等方法制造塑料制品。它的流動(dòng)性較好，成型收縮率小；ABS 塑料比熱容較低，在料筒中塑化效率高，在模具中凝固也較快，模塑周期短。此外殼零件壁厚均勻、形狀較規(guī)則，因此采用注射成型塑件，塑件成型容易質(zhì)量也易保證。ABS 吸水性大，成型前必須充分干燥，表面要求光澤的制品應(yīng)進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的干燥。此塑件為外殼零件，件塑表面質(zhì)量應(yīng)較為光澤，所以在注射成型前應(yīng)充分干燥。另外之間壁厚較厚，成形時(shí)易產(chǎn)生凹痕、變形等缺陷，成形溫度低時(shí)，方向性明顯，凝固速度較快，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，因此，成形時(shí)應(yīng)注意控制成形溫度，澆注系統(tǒng)應(yīng)較緩慢散熱，冷卻速度不宜過(guò)快。保壓壓力大時(shí)容易加大分子取向，使制品出現(xiàn)較為明顯的各向異向性。在保壓壓力和注塑壓力相等時(shí)，制品的收縮率可降低，批量產(chǎn)品的尺寸波動(dòng)小，但會(huì)使制品產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力。 1.2.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 （1）結(jié)構(gòu)分析。 從零件圖上分析，該零件為長(zhǎng)方體，殼體底面為弧形曲面，在曲面上還開(kāi)有六個(gè) Ф20mm 的通孔，孔以制件中心線對(duì)稱分布，外輪廓尺寸：長(zhǎng)為 200mm、寬為 100mm、頂高 50mm，制件壁厚 5mm。由于制件形狀較規(guī)則，成形時(shí)不必設(shè)計(jì)側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，因此模具結(jié)構(gòu)就較為簡(jiǎn)單。（2）尺寸精度分析。從該制品的零件圖可知；形狀，結(jié)構(gòu)對(duì)制件脫模都沒(méi)有太高要求，對(duì)尺寸大小，產(chǎn)品精度和表面質(zhì)量要求較高。①． 成型制件的尺寸大小主要取決于塑料原料的流動(dòng)性和注射時(shí)的壓力，在一定的設(shè)備和工藝條件下，流動(dòng)性較好的塑料品種可以成型較大的制件，塑料 ABS 的流動(dòng)性能較好，適于成型較大的制件。②． 制品的精度等級(jí)；塑料制件的尺寸精度主要取決于塑料收縮率的波動(dòng)和模具制造誤差，塑料件未注公差，由于該制件的原材料為ABS，而 ABS 的制件公差等級(jí)較低為 MT5 級(jí)。③． 制品的表面質(zhì)量；塑料制件的精度等級(jí)較低，我們所要獲得的制件對(duì)制品的表面質(zhì)量除要求無(wú)缺陷，毛刺，內(nèi)部不得有導(dǎo)電雜質(zhì)外無(wú)特殊要求，一般的模具制造工藝和注塑工藝就能滿足要求。制品的形狀結(jié)構(gòu)；制品的壁厚均勻?yàn)?5mm。符合 ABS 的最小壁厚原則，在制件的轉(zhuǎn)角處設(shè)計(jì)圓角，防止在此處出現(xiàn)缺陷。在客體內(nèi)壁有一個(gè)脫模斜度，塑件的內(nèi)表面粗糙度要求比較底，而外表面則要求有比較高的光澤度，因此要對(duì)型腔表面進(jìn)行拋光。第 - 7 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)1.3 計(jì)算塑件的質(zhì)量和體積1.3.1 根據(jù)塑件的質(zhì)量選擇注塑機(jī)及確定型腔數(shù)計(jì)算塑件的體積:V=174200mm 3計(jì)算塑件的質(zhì)量：根據(jù)手冊(cè)可查 ABS 的密度 =1.02cm3?故塑件質(zhì)量為：W=V ?=174200×1.02×10-3=150.144g（其中圓角處尺寸可不預(yù)考慮，拱形底面按平面計(jì)算體積在選取注塑機(jī)時(shí)適當(dāng)放大）1.3.2 注射機(jī)的選用塑件成形所需的注射總量應(yīng)該小于所選注射機(jī)的注射量。注射容量以容積（ cm3）表示時(shí)，塑件體積（包括澆注系統(tǒng)）應(yīng)小于注射機(jī)的注射容量，其關(guān)系按《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》中式 2-54 校核：V 件 ≤0.8V 注式中 V 件 ——塑件與澆注系統(tǒng)的體積（ cm3） ；取 V 件 =174.2cm3；V 注 ——注射機(jī)的注射容量（ cm3） ；0.8——最大注射容量利用系數(shù)。則有： 217.75cm3≤V 注根據(jù) V 注 ≥217.75 cm3和《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 2-40 初步選取的注射機(jī)型號(hào)為 XS－ZY－500。其主要參數(shù)如下：螺桿直徑（mm）：φ65；注射容量（ cm3）：500；注射壓力（MPa）：100；鎖模力（kN）： 3500；最大注射面積（ cm2）：1000；模具厚度（mm）：最大 450mm，最小 300mm；模板行程（mm）：700；噴嘴： 球半徑（mm）：18；孔直徑（mm）：φ7.5；第 - 8 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)定位孔直徑（mm）：φ ；06.15?頂出：中心孔徑（mm）：φ150；兩側(cè)孔徑：φ24.5；孔距：φ530。1.4 塑料材料的成型特性與工藝參數(shù)近代注塑制品，在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，制品形狀可以十分復(fù)雜，所使用的聚合物性質(zhì)差別也狠大。即便是同一品級(jí)材料的制品，由于澆道系統(tǒng)及各部位幾何形狀不同，不同部位對(duì)于充模熔體的流動(dòng)（速度、壓力）提出要求，否則就要影響熔體在這一部位的流動(dòng)性能或高分子的潔凈定向作用，以及制品的表面質(zhì)量。這樣，在一個(gè)注射過(guò)程中，螺桿向模具推進(jìn)熔體時(shí)，要求實(shí)現(xiàn)在不同位置上的有不同的注射速度和不同注射壓力等工藝參數(shù)的控制，這種注射過(guò)程稱為多級(jí)注塑。而多級(jí)注塑工藝要通過(guò)不同聚合物材料和不同的制品進(jìn)行擬定和選擇，塑件工藝參數(shù)的選用：料筒溫度 喂料區(qū) 40-60 C （50 C）00區(qū) 1 160-180 C (180 C)00區(qū) 2 180-230 C (210 C)區(qū) 3 210-260 C (240 C)00區(qū) 4 210-260 C (240 C)區(qū) 5 210-300 C (240 C)00噴嘴 220-260 C (240 C)料筒恒溫 220 C0模具溫度 40-80 C (60 C )0注射壓力 100-150MPa (100 MPa)注射時(shí)間 3-5s ( 4s )保壓壓力 保壓時(shí)間相對(duì)較短，注射壓力的 30%-60%保壓時(shí)間 15-30s (20s)熔料溫度 220-250 C （230 C）00冷卻時(shí)間 15-30s (40s)成型周期 40-70s （70s）括號(hào)內(nèi)的參數(shù)建議作為基本設(shè)定值，行程利用率為 35%和 65%，模件流長(zhǎng)與壁厚之比為 50：1 到 100：1。背壓 5-15MPa，如果背壓太低，溶料中裹入的空氣 會(huì)造成焦化（在制品內(nèi)有灰黑紋路）第 - 9 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)注射速度 最好采用分級(jí)注射：從慢到快；需高速度以達(dá)到好的表面光澤，最小融合縫以及融合縫高度；需要在前流道處開(kāi)設(shè)通氣隧道 螺桿轉(zhuǎn)速 最大螺桿轉(zhuǎn)速折合線速度為 0.6m/s，但最好將螺桿轉(zhuǎn)速調(diào)的低一點(diǎn)，只要能在冷卻時(shí)間結(jié)束前完成塑化過(guò)程即可計(jì)量行程 （0.5-0.4）D殘料量 2-8mm，取決于計(jì)量行程和螺桿直徑 預(yù)烘干 ABS 在有些情況下可從原料袋內(nèi)直接喂料無(wú)需預(yù)烘干，否則在 80 C溫度下烘干 3h；潮濕的顆粒會(huì)造成制品有裂紋，檫痕或氣泡回收率 可加 30%的回料，前提是之前材料沒(méi)有發(fā)生熱分解收縮率 0.4%-0.7%澆口系統(tǒng) 可使用點(diǎn)式澆口和熱流道；最小壁厚不應(yīng)小于 0.7 mm，因?yàn)?ABS 流動(dòng)性較差料筒設(shè)備 標(biāo)準(zhǔn)螺桿，止逆環(huán)，直通噴嘴1.5 模具材料的選取及熱處理由塑件技術(shù)要求分析可知，型腔板和型芯的硬度、耐磨性能要求比較高。所以在本設(shè)計(jì)中，型腔板和型芯的材料，本人選取 40Cr，調(diào)質(zhì)處理。模架各板的材料和熱處理參照《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》中表 2-177 選取。則模具中各板的材料和熱處理如表 1.5.1 所示：表 1.1零件名稱 材料牌號(hào) 熱處理方法 硬度動(dòng)模板 45 調(diào)質(zhì) HB230～270型腔板 40Cr 調(diào)質(zhì) HRC54～58型芯 40Cr 調(diào)質(zhì) HRC54～58型芯固定板 45 調(diào)質(zhì) HB230～270支承板 45 淬火 HRC43～48推板 45 淬火 HRC43～48推桿固定板 45墊塊 45第 - 10 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)2 確定模具的結(jié)構(gòu)方案2.1 確定塑件在模具中的位置和分型面位置2.1.1 模腔數(shù)量的確定塑件的生產(chǎn)屬大批量生產(chǎn)，宜采用多型腔注塑模具，其型腔個(gè)數(shù)與注塑機(jī)的塑化能力，最大注射量以及合模力等參數(shù)有關(guān)，此外還受制件精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因素影響，有上述參數(shù)和因素可按下列方法確定模腔數(shù)量；1.按注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)量 N1N1=（F/PC）/A－B/A其中： F 注塑機(jī)的鎖模力 N第 - 11 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)P(yáng)C 型腔內(nèi)的平均壓力 MPaA 每個(gè)制件在分型面上的面積（㎜ ）2B 流道和澆道在分型面上的投影面積（㎜ ）在模具設(shè)計(jì)前為未知量，根據(jù)多型腔模具的流動(dòng)分析 B 為（0.2～0.5） ，常取 B=0.35，熔體內(nèi)的平均壓力取決于注射壓力，一般為 25～40MPa 實(shí)際所需鎖模力應(yīng)小于選定注塑機(jī)的名義鎖模力，為保險(xiǎn)起見(jiàn)常用 0.8F 則N1=0.6F/APC=3500000×0.6/20000×30=3.5 （個(gè)）2. 注射機(jī)注塑量確定型腔數(shù)目 N2N2=（G－C）/V其中： G 注射機(jī)的公稱注塑量（㎜ ）3V 單個(gè)制件體積 （㎜ ）C 流道和澆口的總體積（㎜ ）3生產(chǎn)中每次實(shí)際注塑量應(yīng)為公稱注塑量的 0.75～0.45 倍，取 0.6 倍計(jì)算，同時(shí)流道和澆道的體積為未知量，據(jù)統(tǒng)計(jì)每個(gè)制品所需澆注系統(tǒng)是體積的0.2～1 倍，現(xiàn)取 C=0.6 則N2=0.6G/1.6V=0.375G/V=0.375 ×500000÷174200=1.08（個(gè)）從以上討論可以看到模具的型腔個(gè)數(shù)必須取 N1，N2 中的較小值，在這里可以選取的個(gè)數(shù)是 1，2，3，個(gè)，考慮的制件的取出和模具的開(kāi)模等情況，以及模具的主流道長(zhǎng)度最好小于 60mm，以防止因?yàn)樽⑺軌毫Φ慕档投鴰?lái)的制件充型不足等缺陷。我們所設(shè)計(jì)的線圈骨架注塑模具采用一模一腔的方案，即N=1 2.1.2 分型面的選擇以及型腔的排列方式的確定 2.1.2.1 分型面的選擇模具設(shè)計(jì)的過(guò)程中分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)塑件便于脫出、模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、行腔排氣順利、確保塑件質(zhì)量、無(wú)損塑件外觀的成型要求選擇分型面。由于制件壁厚較厚，因此分型面應(yīng)有利于排氣。該塑件為端蓋，表面無(wú)特殊的要求，其分型面選擇如下圖所示： 第 - 12 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)圖 2—1 模具分型面的形式2.1.2.2 排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)當(dāng)塑料熔體填充型腔時(shí)，必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內(nèi)因各種原因而產(chǎn)生的氣體，不被排除干凈，一方面將會(huì)在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等成型缺陷，另一方面氣體受壓，體積縮小而產(chǎn)生高溫會(huì)導(dǎo)致塑件局部炭化或燒焦（褐色斑紋） ，同時(shí)積存的氣體還會(huì)產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度，因此設(shè)計(jì)型腔時(shí)必須考慮排氣問(wèn)題。有時(shí)在注射成型過(guò)程中，為保證型腔充填的均勻合適及增加塑料熔體匯合處的熔接強(qiáng)度，還需在塑料最后充填到的型腔部位開(kāi)設(shè)溢流槽以容納余料，也可以容納一定量的氣體。注射模具成型時(shí)的排氣通常以如下四種方式進(jìn)行：（1） 、利用配合間隙排氣；（2） 、在分型面上開(kāi)設(shè)排氣槽排氣；（3） 、利用排氣塞排氣；（4） 、強(qiáng)制性排氣。在本設(shè)計(jì)中，利用配合間隙就可以滿足排氣的需要，暫無(wú)須再設(shè)計(jì)其它方式排氣，若在試模過(guò)程中出現(xiàn)由于排氣不良而產(chǎn)生廢品，則可另開(kāi)排氣槽2.2 選擇澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理不僅對(duì)塑件性能、結(jié)構(gòu)、尺寸、內(nèi)外在質(zhì)量等影響很第 - 13 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)大，而且還與塑件所用的利用率、成型生產(chǎn)效率等相關(guān)，因此澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)遵循如下基本規(guī)則：① 排氣良好 能順利的引導(dǎo)熔融塑料填充到型腔的各個(gè)深度，不產(chǎn)生渦流和紊流，并能使型腔內(nèi)的氣體順利排出。② 流程短 在滿足成型和排氣良好的情況下，要選取短的流程來(lái)充滿型腔，且應(yīng)盡量減少?gòu)澱?，以降低壓力損失，縮短填充時(shí)間。③ 防止型芯和嵌件變形 應(yīng)盡量避免熔融塑料正面沖擊直徑較小的型芯和金屬嵌件，防止型芯彎曲變形和嵌件移位。④ 整修方便 澆口位置和形式應(yīng)結(jié)合塑件形狀考慮，做到整修方便并無(wú)損塑件的外觀和使用。⑤ 防止塑件翹曲變形 ⑥ 澆注系統(tǒng)的斷面積和長(zhǎng)度 除滿足以上各點(diǎn)外，澆注系統(tǒng)的斷面積和長(zhǎng)度應(yīng)盡量取最小值，以減少澆注系統(tǒng)占用的塑料量，從而減少回收料因?yàn)楸舅芗Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壁厚較厚，一模成型一件制品，則采用直流道設(shè)計(jì)。2.2.1 主流道設(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位開(kāi)始，到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)距離。主流道部分在成型過(guò)程中，其小端入口處與注射機(jī)噴嘴及一定溫度、壓力的塑料熔體要冷熱交替地反復(fù)接觸，屬于移損件，對(duì)材料的要求較高，因而模具的主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套式（也稱澆口套） ，以便有效地選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。一般采用碳素工具鋼如T8A、 T10A 等，熱處理要求淬火 53～57HRC。主流道襯套應(yīng)設(shè)置在模具的對(duì)稱中芯位置上，并盡可能保證與相聯(lián)接的注射機(jī)噴嘴為同一軸心線。主流道襯套形式如圖 2．2 所示，圖 2．2a 為主流道與定位圈設(shè)計(jì)成整體式，一般用于小型模具；圖 2．2b 和圖 2．2 c 所示為將主流道襯套和定位圈設(shè)計(jì)成a) b) c) 圖 2．2兩個(gè)零件，然后配合固定在模板上。在本設(shè)計(jì)中，為了安裝與拆卸方便，所第 - 14 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)以采用圖 2．2b 的形式。2.3 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲件、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時(shí)，直接與塑料接觸，承受塑料熔體的高壓、料流的沖殺刷，脫模時(shí)與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。設(shè)計(jì)成型零件時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算成型零件的工作尺寸，對(duì)關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。2.3.1 凹模凹模是成型零件外表面的主要零件，按其結(jié)構(gòu)不同，可分為整體式和組合式兩類。1、整體式凹模 整體式凹模由整快材料加工而成。2、組合式凹模 組合式凹模是指凹模由兩個(gè)以上零件組合而成。按組合方式的不同分為以下幾種形式：①、嵌入式凹模②、局部鑲嵌式凹模③、底部鑲拼式凹模④、側(cè)壁鑲拼式凹模⑤、多件鑲拼式凹模根據(jù)以上這些原則和特點(diǎn)，對(duì)型腔的設(shè)計(jì)提出了兩種設(shè)計(jì)方案，其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如下：方案（一）：如圖 2．3a 所示：這種方案的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)加工效率高，裝拆方便，節(jié)省了模具加工需要的模具工具鋼材料，適合于多型腔或大型模具。第 - 15 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)方案（二）：如圖 2．3b 所示：采用的是整體式型腔結(jié)構(gòu)。它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)牢固，使用中不容易發(fā)生變形，不會(huì)使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡。但由于加工困難熱處理不方便，整體式凹模常用在形狀簡(jiǎn)單的、中小模具上。因?yàn)樗芗砻孑喞?jiǎn)單，而且塑件又不是很大，加工后的模具也不大，為了使得加工簡(jiǎn)單和節(jié)省模具制造成本，所以決定采用整體式凹模。圖 2-3a 圖 2-3b 第 - 16 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)本副模具采用整體式凹模結(jié)構(gòu)，由于制件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，模具牢固，不易變形，制件沒(méi)有拼界逢，適用用于本制件的模具。如圖 2-4 所示：圖 2-4 成型凹模模具采用無(wú)流道設(shè)計(jì)，成型凹模和定模座一體，有利于模具的加工制造，考慮要在凹模上開(kāi)設(shè)冷卻水道，且模具型腔較大，所以，凹模板應(yīng)適當(dāng)?shù)暮褚稽c(diǎn)，這樣模具成本會(huì)稍微提高。加工可以直接用銑刀銑出，也可以用成型電極。為了節(jié)約成本。在這里我選用銑削加工。 2.3.2 凸模和型芯凸模和型芯均是成型塑件內(nèi)表面的零件。凸模一般是指成型塑件中比較大的、主要內(nèi)形的零件，又稱主型芯；型芯一般是指成型塑件上比較小的孔槽的零件。主型芯的結(jié)構(gòu) 主型芯按結(jié)構(gòu)可分為整體式和組合式兩種。整體式結(jié)構(gòu)牢固，但不便加工，消耗的模具鋼多，主要用于工藝實(shí)驗(yàn)或小型模具上的形狀簡(jiǎn)單的型芯。組合式型芯的優(yōu)缺點(diǎn)和組合式凹模的基本相同。在此本人對(duì)型芯的機(jī)構(gòu)提出了兩種方案。方案（一）：采用整體式型芯，因?yàn)椴捎昧苏w式型芯，所以對(duì)于型芯內(nèi)的結(jié)構(gòu)布置就容易了許多，如水道、推出機(jī)構(gòu)等的設(shè)計(jì)，因?yàn)樗芗蛇呌型钩龅呐_(tái)肩，所以其加第 - 17 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)工的工藝性就不好。方案（二）：經(jīng)過(guò)對(duì)塑件的分析，如圖 2.5 所示，因?yàn)樗芗敳坑辛鶄€(gè) 20 的小孔，所以?對(duì)其采取分離塊處理，這樣的話，型芯的加工制造就容易多了，節(jié)省制造成本。在經(jīng)過(guò)多方面的考慮之后，本人決定采取方案（二）的型芯結(jié)構(gòu)方式。圖 2-52.3.3. 凸模與固定板連接方式如圖所示 ：（示意圖）第 - 18 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)圖 2-6成型零部件的制造誤差包括成型零部件的加工誤差和安裝誤差，配合誤差等幾個(gè)方面。設(shè)計(jì)時(shí)一般應(yīng)將成型零部件的制造公差控制在塑件的 1/3 左右，通常取 IT6—9 級(jí)，綜合考慮取 IT8 級(jí)。2.4 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)定?；蛏舷履：夏r(shí)，正確定位和導(dǎo)向的兩件。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式，通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向定位。2.4.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用1、定位作用 模具閉合后，保證動(dòng)定模或上下模位置正確，保證形腔的形狀和尺寸精確；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具裝配過(guò)程中也起了定位作用，便于裝配和調(diào)整。2、導(dǎo)向作用 合模時(shí)，首先時(shí)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)入形腔造成成型零件損壞。3、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)生單向側(cè)壓力，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，以保證模具的正常工作。若側(cè)壓力很大時(shí)，不能單靠導(dǎo)柱來(lái)承擔(dān)。需要增設(shè)錐面定位機(jī)構(gòu)。4、保持運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)作用。第 - 19 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)2.4.2 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。2.4.2.1 導(dǎo)柱導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式 導(dǎo)柱的典型結(jié)構(gòu)如圖 2-7 所示。圖 2-7 a 為帶頭導(dǎo)柱，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，用于簡(jiǎn)單模具。小批量生產(chǎn)一般不需要導(dǎo)套，而是導(dǎo)柱直接與模板中的導(dǎo)向孔配合。生產(chǎn)批量大時(shí)，也可在模板中設(shè)置導(dǎo)套，只需更換導(dǎo)套即可；圖 2-7 b 和圖 2-7 c 是有肩導(dǎo)柱的兩種形式，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，用于精度要求高、生產(chǎn)批量大的模具，導(dǎo)柱與導(dǎo)套相配合，導(dǎo)套固定孔直徑與導(dǎo)柱固定孔直徑相等，兩孔同時(shí)加工，確保同軸度的要求。其中圖 2-7c 所示導(dǎo)柱用于固定板太薄的場(chǎng)合，在固定板下面再加墊板固定，這種結(jié)構(gòu)不太常用。導(dǎo)柱的導(dǎo)滑部分根據(jù)需要可加工出油槽，以便潤(rùn)滑和集塵，提高使用壽命。a) b) c) 圖 2-7在分析了以上三種導(dǎo)柱的特點(diǎn)后，因?yàn)楸舅芗纳a(chǎn)批量比較大，而塑件的精度要求也不是很高高，故導(dǎo)柱采用圖 2-7 a 的形式。2.4.2.2 導(dǎo)套導(dǎo)套的典型結(jié)構(gòu)如圖所示。圖 2-8a 為直導(dǎo)套（Ⅰ型導(dǎo)套） ，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，用于簡(jiǎn)單模具或?qū)缀竺鏇](méi)有墊板的場(chǎng)合；圖 2-8 b 和圖 2-8 c 為帶頭導(dǎo)套（Ⅱ型導(dǎo)套） ，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用于精度較高的場(chǎng)合，導(dǎo)套的固定孔便于與固定第 - 20 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)孔同時(shí)加工，其中圖 2-8 c 用于兩塊板固定的場(chǎng)合。在本模具設(shè)計(jì)中，塑件對(duì)模具的精度要求比較高，所以我采用圖 2-8b（Ⅱ型導(dǎo)套） 。a) b) c) 圖 2-82.5 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)塑件在從模具上取下以前，還有一個(gè)從模具的成型零件上脫落的過(guò)程，使塑料件從成型零件上脫落的機(jī)構(gòu)為推出機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作是通過(guò)裝在注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)上的頂桿或者液壓缸來(lái)完成的。推出機(jī)構(gòu)可按其推出動(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)、液壓和氣壓推出機(jī)構(gòu)。手動(dòng)推出機(jī)構(gòu)是模具開(kāi)模后，由人工操縱的推出機(jī)構(gòu)推出塑件，一般多用于塑件滯留在定模一側(cè)的情況；機(jī)動(dòng)推出機(jī)構(gòu)利用注射機(jī)的開(kāi)模動(dòng)作驅(qū)動(dòng)模具上的推出機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)塑件的自動(dòng)脫模；液壓和氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu)是依靠設(shè)置在注射機(jī)上的專用液壓和氣動(dòng)裝置，將塑件推出或者從模具中吹出。推動(dòng)機(jī)構(gòu)還可以根據(jù)推出零件的類別分類，可分為推桿推出機(jī)構(gòu)、推管推出機(jī)構(gòu)、凹?；虺尚屯茥U（塊）推出機(jī)構(gòu)、多元綜合推出機(jī)構(gòu)等。另外還可以根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)特征來(lái)分類，如：簡(jiǎn)單推出機(jī)構(gòu)、動(dòng)定模雙向推出機(jī)構(gòu)、順序推出機(jī)構(gòu)、二級(jí)推出機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)凝料的脫模機(jī)構(gòu)；帶螺紋塑件的脫模機(jī)構(gòu)等等。推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則：1．推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)。2．保證塑件不因推出而變形損壞。3．機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單動(dòng)作可靠。4．良好的塑件外觀。5．合模時(shí)的正確復(fù)位。第 - 21 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)2.5.1 推桿推出機(jī)構(gòu)由于設(shè)置推桿位置的自由度較大，因而推桿推出機(jī)構(gòu)時(shí)最常見(jiàn)的推出機(jī)構(gòu)，常被用來(lái)推出各種塑件。推桿的截面形狀根據(jù)塑件的推出情況而定，可設(shè)計(jì)成圓形、矩形等等。其中圓形最為常用，因?yàn)槭褂脠A形推桿的地方，較容易達(dá)到推桿合模板或型芯上推桿孔的配合精度，另外圓形推桿還具有減少運(yùn)動(dòng)阻力、防止卡死現(xiàn)象等優(yōu)點(diǎn)，損壞后還便于更換。合理地布置推桿的位置時(shí)推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要工作之一，推桿的位置分布得合理，塑件就不致于變形或被頂壞。推桿應(yīng)設(shè)在脫模阻力大的地方；推桿應(yīng)均勻布置；推桿應(yīng)設(shè)在塑件強(qiáng)度剛度較大處；推桿的直徑；推桿的形狀及固定形式。2.5.2 推件板推出機(jī)構(gòu)推件板推出機(jī)構(gòu)是由一塊于凸模按一定配合精度相配合的模板，在塑件的整個(gè)周邊端面上進(jìn)行推出，因此，作用面積大。推出力大而均勻，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，并且塑件上無(wú)推出痕跡。但如果型芯合推件板的配合不好，則在塑件上會(huì)出現(xiàn)毛刺，而且塑件有可能會(huì)滯留在推件板上。由于塑件頂部有孔，在脫模過(guò)程中制件內(nèi)不易出現(xiàn)真空，制件容易脫出，因此模具選用推桿推出機(jī)構(gòu)。第 - 22 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)3 工作尺寸的計(jì)算和注射機(jī)的校核3.1 成型零件的計(jì)算和選取本例中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率來(lái)計(jì)算。查教材表 1-3 塑料 ABS 的成型收縮率為 S=0.3～0.8％，故平均我們?nèi)镾cp=0.5％?？紤]到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差取 Б=Δ/3。圖 3-11）.模具型腔的制造公差 取為 0.05mm，?Z型腔長(zhǎng)： =[ + - ]LMS?43Z0=[200+ - 1.07]15.2?05.?=200.2 05.?型腔寬： =[ + - ]LMS?43?Z0=[100+ - 0.5]15.?05.?=100.13 05.?第 - 23 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)2）.模具型心的制造公差 取為 0.05mm，?Z型芯長(zhǎng)： =[ + + ]LMS?430Z?=[190+ + 1.07]15.9?05.=191.705.?型芯寬度： =[ + + ]LMS?430?Z?=[90+ + 0.5]105.9?05.=90.83 5.?小型心直徑： =[ + + ]LMS?430?Z?=[20+ + 0.12]105.2?05.=20.19 5.?3）.型腔深度的制造公差 取 0.045mm，?Z型腔高度： =[ + - ] ]HMS?32?Z05.?=[50+ - 0.2] ]105.?5.0=50.12 5.?4）.型芯高度的制造公差 取 0.035mm,?Z大型芯工作部分高度：=[ + + ] ]HMS?32?Z0?=[45+ + 0.2] ]105.4?05.第 - 24 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)=45.36 035.?小型芯工作部分高度：=[ + + ] ]HMS?2?Z0?=[5+ + 0.2] ]105.?3035.=5.16 5.?5）.孔間距的制造公差 取制品公差的 1/4，即為 0.25，則 /2=0.125mm?Z ??Z孔間距： =[ + ] 則LMS?21Z1=[50+ ] 0.12505.?=50.5 0.125M2=[40+ ] 0.125.?=40.5 0.1253.1.1 型腔板尺寸的計(jì)算在確定型腔壁厚和底板厚度時(shí)，應(yīng)分別從強(qiáng)度和剛度兩方面來(lái)計(jì)算，相互校核后取其大值。在型腔的機(jī)構(gòu)方式里已經(jīng)采取整體式型腔，所以型腔板的壁厚和底板厚按整體式矩形型腔來(lái)計(jì)算。根據(jù)《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》 ，型腔的側(cè)壁厚和底板厚計(jì)算如下：3.1.1.1 側(cè)壁厚度的計(jì)算整體式矩形型腔的側(cè)壁可以看作是封閉的厚壁圓筒，側(cè)壁在塑料熔體壓力作用下變形，由于側(cè)壁變形受到底板的約束，在一定高度 h2 范圍內(nèi)，其型腔截面積增大量較小，愈接近底板約束愈大，側(cè)壁增大量愈小，可以近似地認(rèn)第 - 25 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)為底板內(nèi)壁處為零。當(dāng)側(cè) 壁高到一定界限（h 2）以上時(shí)， 側(cè)壁就不再受底板約束的影響，其半徑增大量與組合式型腔相同，故高于 h2 的整體式矩形型腔可按組合式矩形型腔作剛度和強(qiáng)度計(jì)算。 圖 3.2材料選用 40Cr, 硬度在 55HRC 以上。凹模尺寸：此塑件的成型壓力小于 30MPA，那么尺寸計(jì)算如下根據(jù)《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》中表 5-19 列舉的圓形型腔壁厚的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，和塑件的長(zhǎng)為 200，寬為 100，高為 50mm，則有：按組合式型腔剛度條件計(jì)算，型腔側(cè)壁厚度計(jì)算公式：=tz?EChpM4式中 T——型腔側(cè)壁厚度（mm） ；h——凹模型腔的深度（mm） ；a----系數(shù) c——系數(shù) E——鋼的彈性模量，取 2.06×105MPa；P——型腔內(nèi)塑料熔體壓力（MPa） ；取 P=30MPa。[δ]——型腔允許變形量（mm） ，由表 5-12 有：ABS 取[ ]=0.05；?則有= = =20.87mmtz34?EChpM3540.6.21?按強(qiáng)度條件，型腔側(cè)壁厚度計(jì)算由式（5-48）有：=htc?ma根據(jù)《塑料注射模具設(shè)計(jì)》 ， 40Cr 只經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理后，可取[σ]=100MPa,則有：按強(qiáng)度計(jì)算 =h =50 =40.6mmtc?pma1032.?第 - 26 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)故有 ＜ ，所以按 計(jì)算取數(shù)已經(jīng)符合要求。故取型腔的最小壁厚不應(yīng)tzctc小于 40.6mm,初步定為 50mm。3.1.1.2 型腔的底板厚度型腔的底板厚度按照整體式來(lái)計(jì)算，按剛度條件，根據(jù)式（5-55）底板厚度為：= = =5.65mmh剛 ][4'3?Epc14.06.25373?按強(qiáng)度條件，根據(jù)式（5-56）底板厚度為：底部：按強(qiáng)度計(jì)算 =b =100 =38.7mm強(qiáng) ??pMP' 1035.因?yàn)?h 強(qiáng)>h 剛，所以按強(qiáng)度條件計(jì)算的結(jié)果來(lái)確定底板的厚度，最小厚度應(yīng)大于 38.7mm，考慮到要在凹模板上開(kāi)設(shè)澆口和冷卻水道，型腔底版厚度板初步定為 50mm.3.1.2 型腔板的最小尺寸計(jì)算型腔板高度:= h 凹 +h 底=50+50=100mm定型腔板長(zhǎng)： L=200+50×2=300mm型腔板寬： L=100+50×2=200mm因此因此，初步確定型腔板的尺寸為：300×200×100㎜。3.1.3 型芯固定板尺寸的計(jì)算根據(jù)《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》中型芯板厚度的選取，則有：h= h 塑31第 - 27 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)式中 h——型芯板的厚度（㎜） ；h 塑 ——塑件的高度（㎜） ；h 塑 =50㎜。則有h= h 塑 = ×50=16.67mm31初步選取型芯固定板厚度為：h=20mm。3.2 模架各板尺寸的選取與校核根據(jù)型腔板的外形尺寸和型心固定板的厚度，參照《塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)》圖 5-28 注塑模中小型模架組合尺寸，選取派生型 P5 型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)模架。其圖數(shù)據(jù)如圖 3.3 所示。圖 3-33.2.1 模架各板尺寸的選取參照《塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)》中表 5-10 模板（GB/T4169.8—1984） ，注塑模中、型模架組合尺寸，和型腔型芯板厚的尺寸；取標(biāo)準(zhǔn)值本人設(shè)計(jì)模架各板的尺寸如下：3-1型腔板 315×200×100 推板 193×160×20型心固定板 315×200×25 推桿固定板 193×160×16型芯支承板 315×200×40 墊塊 200×56×100動(dòng)模板 315×200×40第 - 28 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)3.2.2 對(duì)模架各板的校核（1） 、定模板厚度的校核由圖 3.3 及《塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)》表 5-18 可知導(dǎo)柱的基本直徑為φ12mm，根據(jù)表 5-1 可以查出 φ20mm 的倒柱抬肩直徑為 φ25mm。（2）型芯支承板的校核根據(jù)《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》中式 5-45 有：h= ][32)(54?EBLpb式中 h——型芯支承板厚度（㎜） ；p——型芯受到的壓力（MPa） ；取 p=30MPa；b——型芯的直徑（㎜） ； L——兩模腳間的距離（㎜） ；取 L=138；E——鋼的彈性模量；B——支承板的長(zhǎng)度；取 B=315[δ]——型腔允許變形量（mm） 。D= ---矩形型芯的折算直徑?)(2ba?則有h= = =8.8㎜][32)(54?EBLpb05.3106.2387554??因?yàn)?40mm﹥8.8 mm，滿足成型要求（4）模腳高度的校核因?yàn)樗芗枰瞥?55㎜，所以模腳至少為 55+20+16=91㎜，所以選取 100㎜已經(jīng)符合要求。3.3 注射機(jī)的校核選取的注射機(jī)型號(hào)為 XS－ZY－500，其主要參數(shù)在第一章第四節(jié)里有。第 - 29 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)3.3.1 校核鎖模力模具所需的最大鎖模力應(yīng)該小于或等于注射機(jī)的額定鎖模力，其關(guān)系按下《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》中式 2-56 校核P 腔 F≤P 鎖式中 P 腔 ——模具型腔壓力，取 30MPa；P 鎖 ——注射機(jī)額定鎖模力（KN） ；F——塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（cm 2） ；則有： P 腔 F =30 10 ×100×200=600 kN 75≤P 鎖 =3500kN?3?所以鎖模力符合要求。3.3.2 校核注射壓力塑件成形所需的注射壓力應(yīng)小于或等于注射機(jī)的額定注射壓力，其關(guān)系按《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》中式 2-57 校核P 成 ≤P 注式中 P 成 ——塑件成形所需的注射壓力（MPa） ，根據(jù)《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》中表 2-36，和塑件材料為 ABS 可查得 P 成大于 60 小于100。P 注 ——所選注射機(jī)的額定注射壓力（MPa） 。P 注 =104；則有：P 成 ≤P 注 =104所以注射機(jī)的注射壓力符合塑件的注射壓力。3.3.3 校核模具的閉合厚度模具閉合時(shí)的厚度應(yīng)在注射機(jī)動(dòng)、定模板的最大閉合高度和最小閉合高度之間，其關(guān)系按《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》中式 2-58 校核H 最小 ＜H 模 ＜H 最大式中 H 最小 ——注射機(jī)所允許的最小模具厚度，此型號(hào)為 300mm；H 最大 ——注射機(jī)所允許的最大模具厚度，此型號(hào)為 450mm；H 模 ——模具閉合高度；H 模 =305mm。第 - 30 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)因?yàn)?300＜305＜450，則有 H 最小 ＜H 模 ＜H 最大 。所以模具閉合高度符合所選注射機(jī)的模具厚度。4 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)注射模的溫度對(duì)塑料熔體的充模流動(dòng)、固化定型、生產(chǎn)效率及塑件的形狀和尺寸精度都有重要的影響。注射模具設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的，就是要通過(guò)控制模具溫度，使注射成型具有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)率。4.1、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則與冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1、冷卻水道應(yīng)盡量多、截面尺寸應(yīng)盡量大；2、冷卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量相等；3、冷卻水道出、入口溫差盡量??；4、冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置；5、合理確定冷卻水接頭位置。 6、水孔邊離型腔的距離，一般保持在 15—25mm 左右，距離太近則冷卻不易均勻，太遠(yuǎn)則效率太低。水孔直徑一般在 8mm 以上。?圖 3-4第 - 31 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)塑料在生產(chǎn)過(guò)程中由于需要對(duì)熔融的塑料流體進(jìn)行冷卻，塑料制件不能有太高的溫度（防止出模后制件發(fā)生翹曲，變形）冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)可按下式進(jìn)行計(jì)算：設(shè)該模具平均工作溫度為 60°，用 20°的常溫水作為模具的冷卻介質(zhì)，其出口溫度為 30°，產(chǎn)量為（成型周期 70s）9300g/h。① 求塑件在硬化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量為 Q3，查有關(guān)文獻(xiàn)得 ABS 的單位熱流量為 Q2=314.3～398.1J/g ,取 Q2=350J/g：Q3=WQ2=9300g/h×350J/h=3255000J② 求冷卻水的體積流量 VV=WQ1/Pc1(T1－T2)=3255000/60×1/1000×4.2－（30－20）=217.85cm /h3溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件的質(zhì)量影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：變形 尺寸精度 力學(xué)性能 表面質(zhì)量在選擇模具溫度時(shí)，應(yīng)根據(jù)使用情況著重滿足制件的質(zhì)量要求。在注射模具中溶體從 200 C,左右降低到 60 C 左右，所釋放的能量 5％以輻00射，對(duì)流的方式散發(fā)到大氣中，其余 95％由冷卻介質(zhì)帶走，因此注射模的冷卻時(shí)間只要取決與冷卻系統(tǒng)的冷卻效果。模具的冷卻時(shí)間約占整個(gè)循環(huán)周期的 2/3?？s短循環(huán)周期的冷卻時(shí)間是提高是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。在冷卻水冷卻過(guò)程中，在湍流下的熱傳遞是層流的 10—20 倍。在次我選擇湍流。冷卻水道直徑d/（mm）最低流量 vqv /（m/s）流量qv/（m /min）312 1.10 7.4×10－ ３表 3-3第 - 32 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)5 模具的安裝與調(diào)試5.1 模具的安裝：裝配的要求如下：（1）模具上下平面的平行度偏差不大于 0.05mm，分型面處需密合。（2）推件時(shí)推件桿和推板板動(dòng)作要同步。裝配順序：（1）裝配前按圖檢驗(yàn)主要工作零件及其他零件的尺寸。（2）鏜導(dǎo)柱，導(dǎo)套孔及定位銷孔，將支承板 7、型芯固定板 8 和型腔板疊合在一起，使各平面緊密接觸并夾緊，鏜導(dǎo)柱，導(dǎo)套孔，在支承板 7、型芯固定板 8上的定位孔內(nèi)壓入工藝定位銷后，加工側(cè)面的垂直基準(zhǔn)。（3）在型腔板，型芯固定板，支承板上分別壓入型芯、導(dǎo)柱，導(dǎo)套，使導(dǎo)向可靠，滑動(dòng)靈活。（4）在推桿固定板 21 和支承板 7，上加工復(fù)位桿孔，組裝推件桿。（5）加工動(dòng)模座板，加工螺孔。（6）組裝支承板和墊塊。（7）加工定模板，加工小導(dǎo)柱孔及釘并將澆口套壓入模板。（8）裝配動(dòng)模部分，修正復(fù)位桿長(zhǎng)度。（9）完成裝配后進(jìn)行試模，并交驗(yàn)入庫(kù)。5.2 模具的調(diào)試：注射模裝配成以后。也要按正常的生產(chǎn)條件進(jìn)行試模，以了解模具的實(shí)際使用性能是否滿足生產(chǎn)要求、有無(wú)不完善的地方進(jìn)行改進(jìn)或作調(diào)整。通過(guò)試模塑件上常會(huì)出現(xiàn)各種弊病，為此必須進(jìn)行原因分析，排除故障。造成次廢品的原因很多，有時(shí)是單一的，但經(jīng)常是多個(gè)方面綜合的原因。需按成型條件，成型設(shè)備，模具結(jié)構(gòu)及制造精度，塑件結(jié)構(gòu)及形狀等因素逐個(gè)分析找出其中主要矛盾，然后再采取調(diào)節(jié)成型條件，修整模具等方法加以解決。首先，在初第 - 33 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)次試模中我們最常遇到的問(wèn)題是根本得不到完整的樣件。常因塑件被粘附于模腔內(nèi)，或型芯上，甚至因流道粘著制品被損壞。這是試模首先應(yīng)當(dāng)解決的問(wèn)題。在試模過(guò)程中，應(yīng)做詳細(xì)記錄，并將結(jié)果填入試模記錄卡，注明模具是否合格。如需返修，則應(yīng)提出返修意見(jiàn)。在記錄卡中應(yīng)摘錄成型工藝條件及操作注意要點(diǎn)，最好能附加上加工出的制件，以供參考。試模后，將模具清理干凈，涂上防銹漆，然后分別入庫(kù)和返修。第 - 34 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常繁雜的工作，它涉及的知識(shí)比較廣泛，很多都是我們所學(xué)課本上沒(méi)有的東西，這就要靠自己去圖書館查找自己所需要的資料；還有很多設(shè)計(jì)計(jì)算，這些都要靠自己運(yùn)用自己的思維能力去解決，可以說(shuō)，完成這樣復(fù)雜的工作需要一定的毅力和耐心。在學(xué)校中，我們主要學(xué)的是理論性的知識(shí)，而實(shí)踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次演練。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)可是把我們以前學(xué)的專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的連貫起來(lái)，使我們?cè)跍亓?xí)舊知識(shí)的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識(shí)；這不但提高了我們解決問(wèn)題的能力，開(kāi)闊了我們的視野，在一定程度上彌補(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容為殼體塑料模設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)制件的設(shè)計(jì)，基本掌握了對(duì)塑料模設(shè)計(jì)的方法及步驟，對(duì)塑料模有了更進(jìn)一步的了解和認(rèn)識(shí)，對(duì)模具的制造方法和制造途徑積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。本設(shè)計(jì)共分四章，分別對(duì)設(shè)計(jì)題目的來(lái)源、設(shè)計(jì)意義、零件工藝性分析、工藝方案的確定、模具結(jié)構(gòu)及成型設(shè)備的選擇、工藝計(jì)算、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核、加工工藝等幾方面進(jìn)行了闡述。由于水平有限，因此在設(shè)計(jì)中難免要遇到很多難題，由于有了課程設(shè)計(jì)老師的不吝指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下，克服了一個(gè)又一個(gè)的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)日趨完善。本設(shè)計(jì)中模板等尺寸也不代表一種最佳的選擇，例如模板的厚度，可以根據(jù)能取得的原料的厚度按最小的加工量選擇（要滿足最小厚度要求，同時(shí)也不能太厚太重） 。同一塑件由不同的人設(shè)計(jì)有多種多樣的方案，最終都有可能很好的使用，通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我認(rèn)識(shí)到了除了正確掌握和應(yīng)用書本知識(shí)外，吸取他人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)也是非常重要的。第 - 35 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)致謝本設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了蘇光、翟德梅、楊占堯、趙常海、原紅玲、于智宏、程芳等幾位指導(dǎo)老師的大力支持和幫助，在此表示誠(chéng)摯的感謝，由于本人水平有限，收集資料困難，欠缺再所難免，懇請(qǐng)老師提出改進(jìn)意見(jiàn)。第 - 36 - 頁(yè) 共 36 頁(yè)參考文獻(xiàn)[1] 楊占堯主編. 《塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)》. 清華大學(xué)出版社, 20004[2] 翟德梅主編. 《模具制造技術(shù)》. 2001[3] 許發(fā)樾主編. 《實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)》. 機(jī)械工業(yè)出版社, 2000[4] 陳錫棟 周小玉主編. 《實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)》. 機(jī)械工業(yè)出版社, 2001[5] 黃銳主編. 《塑料工程手冊(cè)》. 機(jī)械工業(yè)出版社, 2000[6] 賈潤(rùn)禮，程志遠(yuǎn)主編. 《實(shí)用注塑模設(shè)計(jì)手冊(cè)》. 中國(guó)輕工業(yè)出版社， 2000[7] 屈華昌主編. 《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》. 北京高等教育出版社， 2001[8] 陳萬(wàn)林主編. 《實(shí)用注塑模設(shè)計(jì)與制造》. 北京機(jī)械工業(yè)出版社， 2000[9] 張克慧主編. 《注塑模設(shè)計(jì)》. 西北工業(yè)大學(xué)出版社， 2001[10] 馬金俊主編. 《注塑模具設(shè)計(jì)》. 中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社， 1994[11] 屈華昌主編《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》 機(jī)械工業(yè)出版 2004 年 1 月[12] 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[13] 盧少華 胡淑芬 王淳 主編《塑料擠出機(jī)頭設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)》機(jī)械工業(yè)出版社 2003 年 3 月[14] 王興天 主編 《注塑成型技術(shù)》 化學(xué)工業(yè)出版社 [15] 程樹祥 張桂秋 主編 《工程塑料應(yīng)用手冊(cè)》 江蘇科學(xué)技術(shù)出版社[16] 朱光力 萬(wàn)金保等 編著 《塑料模具設(shè)計(jì)》 清華大學(xué)出版社[17] 唐海翔 編譯 劉明孝 審核《UG 注射模具設(shè)計(jì)培訓(xùn)教程》Unigraphics Solutions Inc.著 清華大學(xué)出版社