3007 殼體注塑模的設(shè)計,殼體,注塑,設(shè)計 河南機電高等?？茖W校畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文論文題目：殼體注塑模的設(shè)計系 部 材料系 專 業(yè) 模具設(shè)計與制造 班 級 模具 032 班 學生姓名 王會兵 學 號 0312230 指導教師 蘇光 2006 年 05 月 13 日河南機電高等?？茖W校材料工程系畢業(yè)設(shè)計摘 要本文介紹了殼體塑料模具的設(shè)計過程。本設(shè)計對塑件在模具中的位置和分型面位置、選擇澆注系統(tǒng)與排氣系統(tǒng)、成型零件的結(jié)構(gòu)、合模導向機構(gòu)、推出機構(gòu)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計方案做了充分的論證，并優(yōu)化選取最合理的設(shè)計方案。帶有脫模斜度的孔，則利用塑件的脫模斜度替代側(cè)抽芯，簡化了模具結(jié)構(gòu)。通過對型芯支承板和型腔板的計算，保證了模具的正常使用，優(yōu)化了模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使得模具結(jié)構(gòu)緊湊。關(guān)鍵詞：注射模；擠出模；；澆口套；排氣槽；分型面；推桿。AbstractThis text introduced the mould design process of the shells. Determining the plastic part in mould and selection of the parting line, the feed and runner system design, the core/cavity creation structure design, the guide pin and guide bush , the plastic ejector structure , external undercuts and cooling and ejection system designing, they all be analyzed in this text, and choose the best design. With the hole in the side of product deal with Angle Pin, if the hole oblique, make the use of tilted detrusion straight, so the structure of the mould will be simplify. By the caculate of the cavity plate and backing plate, make the mould used working order, optimized the mould structure, make the mould structure compact. And we has demonstrated the structure of the mould in the design of the blow mould, such as the form of knife edge and the cooling system. We has compared the form of the co-extrusion mould ,and we has selected the type of the co-extrusion machine accord the need of the producing condiction of the product.Keywords: injection mould; processing technology;sprue bush;air vent;parting line;ejector pin .河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計第 - 1 - 頁 共 2 頁緒 論 ................................................- 1 -1 塑件分析與模具材料和注射機的選取 ...................- 4 -1.1 塑件結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求的分析 .......................- 4 -1.1.1 塑件工藝規(guī)程的編制 ........................- 4 -1.2 塑件的工藝性分析 ..............................- 5 -1.2.1 塑件的原材料分析 ..........................- 5 -1.2.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 ........- 5 -1.3 計算塑件的質(zhì)量和體積 ..........................- 6 -1.3.1 根據(jù)塑件的質(zhì)量選擇注塑機及確定型腔數(shù) .....- 6 -1.3.2 注射機的選用 .............................- 6 -1.4 塑料材料的成型特性與工藝參數(shù) ..................- 7 -1.5 模具材料的選取及熱處理 .........................- 8 -2 確定模具的結(jié)構(gòu)方案 ................................- 10 -2.1 確定塑件在模具中的位置和分型面位置 .............- 10 -2.1.1 模腔數(shù)量的確定 ...........................- 10 -2.1.2 分型面的選擇以及型腔的排列方式的確定 .....- 11 -2.1.2.1 分型面的選擇 .............................- 11 -2.2.1 主流道設(shè)計 ..............................- 12 -2.3 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ............................- 13 -2.3.1 凹模 .....................................- 13 -2.3.2 凸模和型芯 ..............................- 16 -2.3.3. 凸模與固定板連接方式如圖所示 ： ...............- 17 -2.4 合模導向機構(gòu)設(shè)計 ..............................- 17 -2.4.1 導向機構(gòu)的作用 ...........................- 17 -2.4.2 導柱導向機構(gòu) ............................- 18 -2.4.2.1 導柱 ...........................................- 18 -2.5 推出機構(gòu)設(shè)計 .................................- 19 -2.5.1 推桿推出機構(gòu) ............................- 20 -2.5.2 推件板推出機構(gòu) .........................- 20 -3 工作尺寸的計算和注射機的校核 .......................- 21 -3.1 成型零件的計算和選取 ..........................- 21 -3.1.1 型腔板尺寸的計算 ........................- 23 -河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計第 - 2 - 頁 共 2 頁3.1.2 型腔板的最小尺寸計算 .......................- 25 -3.1.3 型芯固定板尺寸的計算 ........................- 25 -3.2 模架各板尺寸的選取與校核 ......................- 26 -3.2.1 模架各板尺寸的選取 ......................- 26 -3.2.2 對模架各板的校核 ........................- 26 -3.3 注射機的校核 ..................................- 27 -3.3.1 校核鎖模力 ...............................- 27 -3.3.2 校核注射壓力 ............................- 28 -3.3.3 校核模具的閉合厚度 ......................- 28 -4 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 ............................- 29 -4.1、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則與冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) ............- 29 -5 模具的安裝與調(diào)試 ...................................- 31 -5.1 模具的安裝： ...................................- 31 -5.2 模具的調(diào)試 .....................................- 31 -設(shè)計總結(jié) ..............................................- 33 -致謝 ..................................................- 34 -參考文獻 ..............................................- 35 -編寫主要工作零件加工工藝規(guī)程在此僅對成型零件型芯、型腔的加工工藝進行分析。1 型芯的加工工藝型芯的加工工藝過程見表 1：表 1 型芯的加工工藝過程機械加工工藝過程卡產(chǎn)品型號 零（部）件圖 號 03機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品名稱 殼體零（部）件名稱型芯共（2 ）頁第（ 1）頁材料牌號 40 Cr毛坯種類鍛造毛坯毛坯外型尺寸220mmx80mm每個毛坯可制件數(shù) 1每臺件數(shù) 備注工時工序號 工序名稱工 序 內(nèi) 容車間 工段 設(shè)備工 藝 裝 備 準終 單件1 下料下料:Ф250mm×90mm×90mm備料車間鋸床2 鍛造鍛至尺寸220mm×100mm×80mmm鍛造車間空氣錘C41—250 加熱爐3 退火 退火鍛造車間加熱爐4 刨 刨六面尺寸至216mm×94mm×74mm模具車間刨床5 刨 一端尺寸不邊，另一端刨成194mm×94mm×74mm模具車間刨床6 銑 銑圓弧面及各平面尺寸至公差要求模具車間銑床7 鉆孔鉆小型芯孔、推桿孔 模具車間鉆床8 磨 磨型芯表面 模具車間磨床9 拋光鉗工設(shè)計日期審核日期標準化日期會簽日期標記 記數(shù)更改文件號 簽字 日期 標記處數(shù)更該文件號2006.5.122 型腔加工工藝型腔加工工藝過程見表 2：表 2 型腔加工工藝過程機械加工工藝過程卡產(chǎn)品型號 零（部）件圖 號 02機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品名稱 殼體零（部）件名稱型腔共（ 2）頁第（1）頁材料牌號 40Cr毛坯種類鍛造毛坯毛坯外型尺寸每個毛坯可制件數(shù) 1每臺件數(shù) 1 備注工時工序號 工序名稱工 序 內(nèi) 容車間 工段 設(shè)備工 藝 裝 備 準終 單件1 下料鋸床切割鋼板320mm×204mm×102mm備料車間鋸床2 銑銑六面至尺寸315mm×200mm×101mm模具車間銑床3 熱處理調(diào)質(zhì)熱處理車間加熱爐4 平磨磨上下面尺寸至315mm×200mm×100m模具車間磨床m5 鉗工鉗工劃線 模具車間 平行夾頭6 數(shù)控加工加工型腔上各尺寸‘余量 0.51mm模具車間數(shù)控加工中心7 磨 磨型腔至公差要求 模具車間鉗工設(shè)計日期審核日期標準化日期會簽日期標記 記數(shù)更改文件號 簽字 日期 標記處數(shù)更該文件號2006.5.12河南機電高等?？茖W校材料工程系模具設(shè)與制造專業(yè)畢業(yè)設(shè)計設(shè)計題目： 殼體注塑模的設(shè)計 班 級： 模具 03 級 2 班 姓 名： 王會兵 指導老師： 蘇光 完成時間： 2006.5.12 畢業(yè)設(shè)計（論文）成績畢業(yè)設(shè)計成績指導老師認定成績小組答辯成績答辯成績指導老師簽字答辯委員會簽字答辯委員會主任簽字 畢業(yè)設(shè)計/論文任務書題目： 殼體成型工藝及注塑模設(shè)計內(nèi)容：（1）外殼的結(jié)構(gòu)工藝分析 制定成型工藝方案，進行工藝與模具設(shè)計（2）外殼注射模設(shè)計，繪制模具總裝圖一張及主要的模具零件圖（3）編寫設(shè)計說明書；編制主要成型零件的加工工藝卡一份原始資料:第 - 1 - 頁 共 36 頁殼體注塑模的設(shè)計緒 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。使模具的需要補斷增加。而對模具的質(zhì)量要求越來越高。模具技術(shù)在國民經(jīng)濟中的作用越來越顯得更為重要。中國模具工業(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，模具制造屬于專用設(shè)備制造業(yè)。中國雖然很早就開始制造模具和使用模具，但長期未形成產(chǎn)業(yè)。直到 20 世紀80 年代后期，中國模具工業(yè)才駛?cè)氚l(fā)展的快車道。近年，不僅國有模具企業(yè)有了很大發(fā)展，三資企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)（個體）模具企業(yè)的發(fā)展也相當迅速。據(jù)不完全統(tǒng)計，近 10 年全國（未含港、澳、臺統(tǒng)計數(shù)字，下同）模具生產(chǎn)及進出口發(fā)展情況如由表可見，雖然中國模具工業(yè)發(fā)展迅速，但與需求相比，顯然供不應求，其主要缺口集中于精密、大型、復雜、長壽命模具領(lǐng)域。由于在模具精度、壽命、制造周期及生產(chǎn)能力等方面，中國與國際平均水平和發(fā)達國家仍有較大差距，因此，每年需要大量進口模具。第 - 2 - 頁 共 36 頁中國模具產(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，向進出口結(jié)構(gòu)的改進，中高檔汽車覆蓋件模具成形分析及結(jié)構(gòu)改進、多功能復合模具和復合加工及激光技術(shù)在模具設(shè)計制造上的應用、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、復雜、長壽命、中高檔模具及模具標準件發(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)分布來看，以珠江三角洲和長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。因而，在國民經(jīng)濟各個部門得到了極其廣泛的應用。在模具成型中，塑料成型占很大的比重。由于塑料具有化學穩(wěn)定性好，電絕緣性強，力學性能高，自潤滑，耐磨及相對密度小等獨特的優(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)專家預測，今年中國塑料模具市場總體規(guī)模將增加 13%左右，到2005 年塑料模具產(chǎn)值將達到 460 億元，模具及模具標準件出口將從現(xiàn)在的 9000多萬美元增長到 2005 年的 2 億美元左右，產(chǎn)值在增長，也就意味著市場在日漸擴大。相當多的發(fā)達國家塑料模具企業(yè)移師中國，是國內(nèi)塑料模具工業(yè)迅速發(fā)展的重要原因之一。中國技術(shù)人才水平的提高和平均勞動力成本低都是吸引外資的優(yōu)勢，所以中國塑模市場的前景一片輝煌，這是塑料模具市場迅速成長的重要因素所在。按照我國國家標準，模具共分為 10 大類 46 個小類，塑料模具是 10 大類中的 l 個大類，共有 7 個小類：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，在我國起步較晚，但發(fā)展卻很快，特別是最近幾年，無論在質(zhì)量、技術(shù)和制造能力上，都有很大發(fā)展。但就總體來看，與國民經(jīng)濟發(fā)展和世界先進水平相比，差距仍較大，一些大型、精密、復雜、高效、長壽命的塑料模具每年仍大量進口。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 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 共 36 頁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。目前國內(nèi)年需塑料模具約 130-140 億元，真中有 30 多億元仍靠進口，進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準化、優(yōu)質(zhì)模具材料的研究、先進的設(shè)計與制造技術(shù)、專用的機床設(shè)備，更重要的是生產(chǎn)技術(shù)的管理等。21 世紀模具行業(yè)的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和網(wǎng)絡(luò)化。追求的目標是提高產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率，縮短設(shè)計及制造周期，降低生產(chǎn)成本，最大限度地提高模具行業(yè)的應變能力，滿足用戶需要?？梢?，未來我國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向?qū)⑹牵骸罅ζ占啊V泛應用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)，逐步走向集成化?，F(xiàn)代模具設(shè)計制造不僅應強調(diào)信息的集成，更應該強調(diào)技術(shù)、人和管理的集成?！岣叽笮?、精密、復雜與長壽命模具的設(shè)計與制造技術(shù)，逐步減少模具的進口量，增加模具的出口量。 ——在塑料注射成型模具中，積極應用熱流道，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。 ——提高模具標準化水平和模具標準件的使用率。模具標準件是模具基礎(chǔ)，其大量應用可縮短模具設(shè)計制造周期，同時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。我國模具商品化、標準化率均低于 30%，而先進國家均高于 70%，每年我們要從國外進口相當數(shù)量的模具標準件，其費用約占年模具進口額的 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。 ——積極研究與開發(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?！茝V應用高速銑削、超精度加工和復雜加工技術(shù)與工藝，滿足模具制造的需要。 ——開發(fā)優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù)，提高模具的可靠性。 ——研究和應用模具的高速測量技術(shù)、逆向工程與并行工程，最大限度地提高模具的開發(fā)效率與成功率。 ——開發(fā)新的成型工藝與模具，以滿足未來的多學科多功能綜合產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計技術(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)，實現(xiàn)產(chǎn)、學、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)計制造水平。第 - 4 - 頁 共 36 頁在制造中積極采用多媒體與虛擬現(xiàn)實技術(shù)，逐步走向網(wǎng)絡(luò)化、智能化環(huán)境，實現(xiàn)模具企業(yè)的敏捷制造、動態(tài)聯(lián)盟與系統(tǒng)集成。我國模具工業(yè)一個完全信息化的、充滿著朝氣和希望而又實實在在的新時代即將到來。由于本人水平有限，不妥之處在所難免，肯請老師批評指正。1 塑件分析與模具材料和注射機的選取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 mm 的孔，其零件圖如圖 1—1 所20?示。第 - 5 - 頁 共 36 頁圖 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 具有較高的強度、硬度耐熱性及耐化學穩(wěn)定性；丁二烯可使 ABS 具有彈性和較高的沖擊強度；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，因此塑件成型后強度較高。第 - 6 - 頁 共 36 頁（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。它的流動性較好，成型收縮率?。籄BS 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進行較長時間的干燥。此塑件為外殼零件，件塑表面質(zhì)量應較為光澤，所以在注射成型前應充分干燥。另外之間壁厚較厚，成形時易產(chǎn)生凹痕、變形等缺陷，成形溫度低時，方向性明顯，凝固速度較快，易產(chǎn)生內(nèi)應力，因此，成形時應注意控制成形溫度，澆注系統(tǒng)應較緩慢散熱，冷卻速度不宜過快。保壓壓力大時容易加大分子取向，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，制品的收縮率可降低，批量產(chǎn)品的尺寸波動小，但會使制品產(chǎn)生較大的內(nèi)應力。 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，該零件為長方體，殼體底面為弧形曲面，在曲面上還開有六個 Ф20mm 的通孔，孔以制件中心線對稱分布，外輪廓尺寸：長為 200mm、寬為 100mm、頂高 50mm，制件壁厚 5mm。由于制件形狀較規(guī)則，成形時不必設(shè)計側(cè)向抽芯機構(gòu)，因此模具結(jié)構(gòu)就較為簡單。（2）尺寸精度分析。從該制品的零件圖可知；形狀，結(jié)構(gòu)對制件脫模都沒有太高要求，對尺寸大小，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性和注射時的壓力，在一定的設(shè)備和工藝條件下，流動性較好的塑料品種可以成型較大的制件，塑料 ABS 的流動性能較好，適于成型較大的制件。②． 制品的精度等級；塑料制件的尺寸精度主要取決于塑料收縮率的波動和模具制造誤差，塑料件未注公差，由于該制件的原材料為ABS，而 ABS 的制件公差等級較低為 MT5 級。③． 制品的表面質(zhì)量；塑料制件的精度等級較低，我們所要獲得的制件對制品的表面質(zhì)量除要求無缺陷，毛刺，內(nèi)部不得有導電雜質(zhì)外無特殊要求，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)；制品的壁厚均勻為 5mm。符合 ABS 的最小壁厚原則，在制件的轉(zhuǎn)角處設(shè)計圓角，防止在此處出現(xiàn)缺陷。在客體內(nèi)壁有一個脫模斜度，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，因此要對型腔表面進行拋光。第 - 7 - 頁 共 36 頁1.3 計算塑件的質(zhì)量和體積1.3.1 根據(jù)塑件的質(zhì)量選擇注塑機及確定型腔數(shù)計算塑件的體積:V=174200mm 3計算塑件的質(zhì)量：根據(jù)手冊可查 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考慮，拱形底面按平面計算體積在選取注塑機時適當放大）1.3.2 注射機的選用塑件成形所需的注射總量應該小于所選注射機的注射量。注射容量以容積（ cm3）表示時，塑件體積（包括澆注系統(tǒng)）應小于注射機的注射容量，其關(guān)系按《模具設(shè)計與制造簡明手冊》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)計與制造簡明手冊》表 2-40 初步選取的注射機型號為 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 共 36 頁定位孔直徑（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，在各個領(lǐng)域得到廣泛應用，制品形狀可以十分復雜，所使用的聚合物性質(zhì)差別也狠大。即便是同一品級材料的制品，由于澆道系統(tǒng)及各部位幾何形狀不同，不同部位對于充模熔體的流動（速度、壓力）提出要求，否則就要影響熔體在這一部位的流動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，在一個注射過程中，螺桿向模具推進熔體時，要求實現(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，這種注射過程稱為多級注塑。而多級注塑工藝要通過不同聚合物材料和不同的制品進行擬定和選擇，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)注射時間 3-5s ( 4s )保壓壓力 保壓時間相對較短，注射壓力的 30%-60%保壓時間 15-30s (20s)熔料溫度 220-250 C （230 C）00冷卻時間 15-30s (40s)成型周期 40-70s （70s）括號內(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 會造成焦化（在制品內(nèi)有灰黑紋路）第 - 9 - 頁 共 36 頁注射速度 最好采用分級注射：從慢到快；需高速度以達到好的表面光澤，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，只要能在冷卻時間結(jié)束前完成塑化過程即可計量行程 （0.5-0.4）D殘料量 2-8mm，取決于計量行程和螺桿直徑 預烘干 ABS 在有些情況下可從原料袋內(nèi)直接喂料無需預烘干，否則在 80 C溫度下烘干 3h；潮濕的顆粒會造成制品有裂紋，檫痕或氣泡回收率 可加 30%的回料，前提是之前材料沒有發(fā)生熱分解收縮率 0.4%-0.7%澆口系統(tǒng) 可使用點式澆口和熱流道；最小壁厚不應小于 0.7 mm，因為 ABS 流動性較差料筒設(shè)備 標準螺桿，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)計與制造簡明手冊》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 熱處理方法 硬度動模板 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 共 36 頁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，其型腔個數(shù)與注塑機的塑化能力，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 注塑機的鎖模力 N第 - 11 - 頁 共 36 頁PC 型腔內(nèi)的平均壓力 MPaA 每個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)計前為未知量，根據(jù)多型腔模具的流動分析 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 實際所需鎖模力應小于選定注塑機的名義鎖模力，為保險起見常用 0.8F 則N1=0.6F/APC=3500000×0.6/20000×30=3.5 （個）2. 注射機注塑量確定型腔數(shù)目 N2N2=（G－C）/V其中： G 注射機的公稱注塑量（㎜ ）3V 單個制件體積 （㎜ ）C 流道和澆口的總體積（㎜ ）3生產(chǎn)中每次實際注塑量應為公稱注塑量的 0.75～0.45 倍，取 0.6 倍計算，同時流道和澆道的體積為未知量，據(jù)統(tǒng)計每個制品所需澆注系統(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）從以上討論可以看到模具的型腔個數(shù)必須取 N1，N2 中的較小值，在這里可以選取的個數(shù)是 1，2，3，個，考慮的制件的取出和模具的開模等情況，以及模具的主流道長度最好小于 60mm，以防止因為注塑壓力的降低而帶來的制件充型不足等缺陷。我們所設(shè)計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)計的過程中分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)，應根據(jù)塑件便于脫出、模具結(jié)構(gòu)簡單、行腔排氣順利、確保塑件質(zhì)量、無損塑件外觀的成型要求選擇分型面。由于制件壁厚較厚，因此分型面應有利于排氣。該塑件為端蓋，表面無特殊的要求，其分型面選擇如下圖所示： 第 - 12 - 頁 共 36 頁圖 2—1 模具分型面的形式2.1.2.2 排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計當塑料熔體填充型腔時，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)生高溫會導致塑件局部炭化或燒焦（褐色斑紋） ，同時積存的氣體還會產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度，因此設(shè)計型腔時必須考慮排氣問題。有時在注射成型過程中，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度，還需在塑料最后充填到的型腔部位開設(shè)溢流槽以容納余料，也可以容納一定量的氣體。注射模具成型時的排氣通常以如下四種方式進行：（1） 、利用配合間隙排氣；（2） 、在分型面上開設(shè)排氣槽排氣；（3） 、利用排氣塞排氣；（4） 、強制性排氣。在本設(shè)計中，利用配合間隙就可以滿足排氣的需要，暫無須再設(shè)計其它方式排氣，若在試模過程中出現(xiàn)由于排氣不良而產(chǎn)生廢品，則可另開排氣槽2.2 選擇澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)設(shè)計是否合理不僅對塑件性能、結(jié)構(gòu)、尺寸、內(nèi)外在質(zhì)量等影響很第 - 13 - 頁 共 36 頁大，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)計是模具設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。對澆注系統(tǒng)進行總體設(shè)計時，一般應遵循如下基本規(guī)則：① 排氣良好 能順利的引導熔融塑料填充到型腔的各個深度，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，要選取短的流程來充滿型腔，且應盡量減少彎折，以降低壓力損失，縮短填充時間。③ 防止型芯和嵌件變形 應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 澆口位置和形式應結(jié)合塑件形狀考慮，做到整修方便并無損塑件的外觀和使用。⑤ 防止塑件翹曲變形 ⑥ 澆注系統(tǒng)的斷面積和長度 除滿足以上各點外，澆注系統(tǒng)的斷面積和長度應盡量取最小值，以減少澆注系統(tǒng)占用的塑料量，從而減少回收料因為本塑件結(jié)構(gòu)簡單，壁厚較厚，一模成型一件制品，則采用直流道設(shè)計。2.2.1 主流道設(shè)計主流道是澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具相接觸的部位開始，到分流道為止的塑料熔體的流動距離。主流道部分在成型過程中，其小端入口處與注射機噴嘴及一定溫度、壓力的塑料熔體要冷熱交替地反復接觸，屬于移損件，對材料的要求較高，因而模具的主流道部分常設(shè)計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)鋼材單獨進行加工和熱處理。一般采用碳素工具鋼如T8A、 T10A 等，熱處理要求淬火 53～57HRC。主流道襯套應設(shè)置在模具的對稱中芯位置上，并盡可能保證與相聯(lián)接的注射機噴嘴為同一軸心線。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)計成a) b) c) 圖 2．2兩個零件，然后配合固定在模板上。在本設(shè)計中，為了安裝與拆卸方便，所第 - 14 - 頁 共 36 頁以采用圖 2．2b 的形式。2.3 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計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，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，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。設(shè)計成型零件時，應根據(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行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算成型零件的工作尺寸，對關(guān)鍵的成型零件進行強度和剛度校核。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，對型腔的設(shè)計提出了兩種設(shè)計方案，其設(shè)計結(jié)構(gòu)如下：方案（一）：如圖 2．3a 所示：這種方案的特點是結(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 共 36 頁方案（二）：如圖 2．3b 所示：采用的是整體式型腔結(jié)構(gòu)。它的特點是結(jié)構(gòu)牢固，使用中不容易發(fā)生變形，不會使塑件產(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單的、中小模具上。因為塑件表面輪廓簡單，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 共 36 頁本副模具采用整體式凹模結(jié)構(gòu)，由于制件結(jié)構(gòu)簡單，模具牢固，不易變形，制件沒有拼界逢，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流道設(shè)計，成型凹模和定模座一體，有利于模具的加工制造，考慮要在凹模上開設(shè)冷卻水道，且模具型腔較大，所以，凹模板應適當?shù)暮褚稽c，這樣模具成本會稍微提高。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，主要用于工藝實驗或小型模具上的形狀簡單的型芯。組合式型芯的優(yōu)缺點和組合式凹模的基本相同。在此本人對型芯的機構(gòu)提出了兩種方案。方案（一）：采用整體式型芯，因為采用了整體式型芯，所以對于型芯內(nèi)的結(jié)構(gòu)布置就容易了許多，如水道、推出機構(gòu)等的設(shè)計，因為塑件兩邊有凸出的臺肩，所以其加第 - 17 - 頁 共 36 頁工的工藝性就不好。方案（二）：經(jīng)過對塑件的分析，如圖 2.5 所示，因為塑件頂部有六個 20 的小孔，所以?對其采取分離塊處理，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 共 36 頁圖 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，配合誤差等幾個方面。設(shè)計時一般應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，綜合考慮取 IT8 級。2.4 合模導向機構(gòu)設(shè)計導向機構(gòu)是保證動定?；蛏舷履：夏r，正確定位和導向的兩件。合模導向機構(gòu)主要有導柱導向和錐面定位兩種形式，通常采用導柱導向定位。2.4.1 導向機構(gòu)的作用1、定位作用 模具閉合后，保證動定?；蛏舷履Ｎ恢谜_，保證形腔的形狀和尺寸精確；導向機構(gòu)在模具裝配過程中也起了定位作用，便于裝配和調(diào)整。2、導向作用 合模時，首先時導向零件接觸，引導動定?；蛏舷履蚀_閉合，避免型芯先進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，不能單靠導柱來承擔。需要增設(shè)錐面定位機構(gòu)。4、保持運動的平穩(wěn)作用。第 - 19 - 頁 共 36 頁2.4.2 導柱導向機構(gòu)導柱導向機構(gòu)的主要零件是導柱和導套。2.4.2.1 導柱導柱的結(jié)構(gòu)形式 導柱的典型結(jié)構(gòu)如圖 2-7 所示。圖 2-7 a 為帶頭導柱，結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，用于簡單模具。小批量生產(chǎn)一般不需要導套，而是導柱直接與模板中的導向孔配合。生產(chǎn)批量大時，也可在模板中設(shè)置導套，只需更換導套即可；圖 2-7 b 和圖 2-7 c 是有肩導柱的兩種形式，其結(jié)構(gòu)較為復雜，用于精度要求高、生產(chǎn)批量大的模具，導柱與導套相配合，導套固定孔直徑與導柱固定孔直徑相等，兩孔同時加工，確保同軸度的要求。其中圖 2-7c 所示導柱用于固定板太薄的場合，在固定板下面再加墊板固定，這種結(jié)構(gòu)不太常用。導柱的導滑部分根據(jù)需要可加工出油槽，以便潤滑和集塵，提高使用壽命。a) b) c) 圖 2-7在分析了以上三種導柱的特點后，因為本塑件的生產(chǎn)批量比較大，而塑件的精度要求也不是很高高，故導柱采用圖 2-7 a 的形式。2.4.2.2 導套導套的典型結(jié)構(gòu)如圖所示。圖 2-8a 為直導套（Ⅰ型導套） ，結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，用于簡單模具或?qū)缀竺鏇]有墊板的場合；圖 2-8 b 和圖 2-8 c 為帶頭導套（Ⅱ型導套） ，結(jié)構(gòu)較復雜，用于精度較高的場合，導套的固定孔便于與固定第 - 20 - 頁 共 36 頁孔同時加工，其中圖 2-8 c 用于兩塊板固定的場合。在本模具設(shè)計中，塑件對模具的精度要求比較高，所以我采用圖 2-8b（Ⅱ型導套） 。a) b) c) 圖 2-82.5 推出機構(gòu)設(shè)計塑件在從模具上取下以前，還有一個從模具的成型零件上脫落的過程，使塑料件從成型零件上脫落的機構(gòu)為推出機構(gòu)。推出機構(gòu)的動作是通過裝在注射機合模機構(gòu)上的頂桿或者液壓缸來完成的。推出機構(gòu)可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)、液壓和氣壓推出機構(gòu)。手動推出機構(gòu)是模具開模后，由人工操縱的推出機構(gòu)推出塑件，一般多用于塑件滯留在定模一側(cè)的情況；機動推出機構(gòu)利用注射機的開模動作驅(qū)動模具上的推出機構(gòu)，實現(xiàn)塑件的自動脫模；液壓和氣動推出機構(gòu)是依靠設(shè)置在注射機上的專用液壓和氣動裝置，將塑件推出或者從模具中吹出。推動機構(gòu)還可以根據(jù)推出零件的類別分類，可分為推桿推出機構(gòu)、推管推出機構(gòu)、凹?；虺尚屯茥U（塊）推出機構(gòu)、多元綜合推出機構(gòu)等。另外還可以根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)特征來分類，如：簡單推出機構(gòu)、動定模雙向推出機構(gòu)、順序推出機構(gòu)、二級推出機構(gòu)、澆注系統(tǒng)凝料的脫模機構(gòu)；帶螺紋塑件的脫模機構(gòu)等等。推出機構(gòu)的設(shè)計原則：1．推出機構(gòu)應盡量設(shè)置在動模一側(cè)。2．保證塑件不因推出而變形損壞。3．機構(gòu)簡單動作可靠。4．良好的塑件外觀。5．合模時的正確復位。第 - 21 - 頁 共 36 頁2.5.1 推桿推出機構(gòu)由于設(shè)置推桿位置的自由度較大，因而推桿推出機構(gòu)時最常見的推出機構(gòu)，常被用來推出各種塑件。推桿的截面形狀根據(jù)塑件的推出情況而定，可設(shè)計成圓形、矩形等等。其中圓形最為常用，因為使用圓形推桿的地方，較容易達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動阻力、防止卡死現(xiàn)象等優(yōu)點，損壞后還便于更換。合理地布置推桿的位置時推出機構(gòu)設(shè)計中的重要工作之一，推桿的位置分布得合理，塑件就不致于變形或被頂壞。推桿應設(shè)在脫模阻力大的地方；推桿應均勻布置；推桿應設(shè)在塑件強度剛度較大處；推桿的直徑；推桿的形狀及固定形式。2.5.2 推件板推出機構(gòu)推件板推出機構(gòu)是由一塊于凸模按一定配合精度相配合的模板，在塑件的整個周邊端面上進行推出，因此，作用面積大。推出力大而均勻，運動平穩(wěn)，并且塑件上無推出痕跡。但如果型芯合推件板的配合不好，則在塑件上會出現(xiàn)毛刺，而且塑件有可能會滯留在推件板上。由于塑件頂部有孔，在脫模過程中制件內(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構(gòu)。第 - 22 - 頁 共 36 頁3 工作尺寸的計算和注射機的校核3.1 成型零件的計算和選取本例中成型零件工作尺寸計算時均采用平均尺寸，平均收縮率平均制造公差和平均磨損率來計算。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： =[ + - ]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 共 36 頁2）.模具型心的制造公差 取為 0.05mm，?Z型芯長： =[ + + ]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 共 36 頁=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 型腔板尺寸的計算在確定型腔壁厚和底板厚度時，應分別從強度和剛度兩方面來計算，相互校核后取其大值。在型腔的機構(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計算。根據(jù)《塑料成型工藝與模具設(shè)計》 ，型腔的側(cè)壁厚和底板厚計算如下：3.1.1.1 側(cè)壁厚度的計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，可以近似地認第 - 25 - 頁 共 36 頁為底板內(nèi)壁處為零。當側(cè) 壁高到一定界限（h 2）以上時， 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度計算。 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，那么尺寸計算如下根據(jù)《塑料成型工藝與模具設(shè)計》中表 5-19 列舉的圓形型腔壁厚的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，和塑件的長為 200，寬為 100，高為 50mm，則有：按組合式型腔剛度條件計算，型腔側(cè)壁厚度計算公式：=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?按強度條件，型腔側(cè)壁厚度計算由式（5-48）有：=htc?ma根據(jù)《塑料注射模具設(shè)計》 ， 40Cr 只經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理后，可取[σ]=100MPa,則有：按強度計算 =h =50 =40.6mmtc?pma1032.?第 - 26 - 頁 共 36 頁故有 ＜ ，所以按 計算取數(shù)已經(jīng)符合要求。故取型腔的最小壁厚不應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計算，按剛度條件，根據(jù)式（5-55）底板厚度為：= = =5.65mmh剛 ][4'3?Epc14.06.25373?按強度條件，根據(jù)式（5-56）底板厚度為：底部：按強度計算 =b =100 =38.7mm強 ??pMP' 1035.因為 h 強>h 剛，所以按強度條件計算的結(jié)果來確定底板的厚度，最小厚度應大于 38.7mm，考慮到要在凹模板上開設(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算型腔板高度:= h 凹 +h 底=50+50=100mm定型腔板長： 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算根據(jù)《塑料成型工藝與模具設(shè)計》中型芯板厚度的選取，則有：h= h 塑31第 - 27 - 頁 共 36 頁式中 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》圖 5-28 注塑模中小型模架組合尺寸，選取派生型 P5 型號標準模架。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》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；取標準值本人設(shè)計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動模板 315×200×40第 - 28 - 頁 共 36 頁3.2.2 對模架各板的校核（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》表 5-18 可知導柱的基本直徑為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》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??因為 40mm﹥8.8 mm，滿足成型要求（4）模腳高度的校核因為塑件需要推出 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 注射機的校核選取的注射機型號為 XS－ZY－500，其主要參數(shù)在第一章第四節(jié)里有。第 - 29 - 頁 共 36 頁3.3.1 校核鎖模力模具所需的最大鎖模力應該小于或等于注射機的額定鎖模力，其關(guān)系按下《模具設(shè)計與制造簡明手冊》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小于或等于注射機的額定注射壓力，其關(guān)系按《模具設(shè)計與制造簡明手冊》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)計與制造簡明手冊》中表 2-36，和塑件材料為 ABS 可查得 P 成大于 60 小于100。P 注 ——所選注射機的額定注射壓力（MPa） 。P 注 =104；則有：P 成 ≤P 注 =104所以注射機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的厚度應在注射機動、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)計與制造簡明手冊》中式 2-58 校核H 最小 ＜H 模 ＜H 最大式中 H 最小 ——注射機所允許的最小模具厚度，此型號為 300mm；H 最大 ——注射機所允許的最大模具厚度，此型號為 450mm；H 模 ——模具閉合高度；H 模 =305mm。第 - 30 - 頁 共 36 頁因為 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的模具厚度。4 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計注射模的溫度對塑料熔體的充模流動、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)計原則與冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1、冷卻水道應盡量多、截面尺寸應盡量大；2、冷卻水道至型腔表面距離應盡量相等；3、冷卻水道出、入口溫差盡量??；4、冷卻水道應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，太遠則效率太低。水孔直徑一般在 8mm 以上。?圖 3-4第 - 31 - 頁 共 36 頁塑料在生產(chǎn)過程中由于需要對熔融的塑料流體進行冷卻，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)計可按下式進行計算：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 求塑件在硬化時每小時釋放的熱量為 Q3，查有關(guān)文獻得 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)對塑件的質(zhì)量影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面：變形 尺寸精度 力學性能 表面質(zhì)量在選擇模具溫度時，應根據(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間只要取決與冷卻系統(tǒng)的冷卻效果。模具的冷卻時間約占整個循環(huán)周期的 2/3?？s短循環(huán)周期的冷卻時間是提高是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。在冷卻水冷卻過程中，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 共 36 頁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）推件時推件桿和推板板動作要同步。裝配順序：（1）裝配前按圖檢驗主要工作零件及其他零件的尺寸。（2）鏜導柱，導套孔及定位銷孔，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，鏜導柱，導套孔，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。（3）在型腔板，型芯固定板，支承板上分別壓入型芯、導柱，導套，使導向可靠，滑動靈活。（4）在推桿固定板 21 和支承板 7，上加工復位桿孔，組裝推件桿。（5）加工動模座板，加工螺孔。（6）組裝支承板和墊塊。（7）加工定模板，加工小導柱孔及釘并將澆口套壓入模板。（8）裝配動模部分，修正復位桿長度。（9）完成裝配后進行試模，并交驗入庫。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)條件進行試模，以了解模具的實際使用性能是否滿足生產(chǎn)要求、有無不完善的地方進行改進或作調(diào)整。通過試模塑件上常會出現(xiàn)各種弊病，為此必須進行原因分析，排除故障。造成次廢品的原因很多，有時是單一的，但經(jīng)常是多個方面綜合的原因。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 共 36 頁次試模中我們最常遇到的問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。這是試模首先應當解決的問題。在試模過程中，應做詳細記錄，并將結(jié)果填入試模記錄卡，注明模具是否合格。如需返修，則應提出返修意見。在記錄卡中應摘錄成型工藝條件及操作注意要點，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，然后分別入庫和返修。第 - 34 - 頁 共 36 頁設(shè)計總結(jié)畢業(yè)設(shè)計是一項非常繁雜的工作，它涉及的知識比較廣泛，很多都是我們所學課本上沒有的東西，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)計計算，這些都要靠自己運用自己的思維能力去解決，可以說，完成這樣復雜的工作需要一定的毅力和耐心。在學校中，我們主要學的是理論性的知識，而實踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計就相當于實戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設(shè)計可是把我們以前學的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，使我們在溫習舊知識的同時也可以學習到很多新的知識；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補我們實踐經(jīng)驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。本設(shè)計設(shè)計內(nèi)容為殼體塑料模設(shè)計，通過對制件的設(shè)計，基本掌握了對塑料模設(shè)計的方法及步驟，對塑料模有了更進一步的了解和認識，對模具的制造方法和制造途徑積累了豐富的經(jīng)驗。本設(shè)計共分四章，分別對設(shè)計題目的來源、設(shè)計意義、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、工藝計算、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計及校核、加工工藝等幾方面進行了闡述。由于水平有限，因此在設(shè)計中難免要遇到很多難題，由于有了課程設(shè)計老師的不吝指導和同學的熱心幫助下，克服了一個又一個的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計日趨完善。本設(shè)計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，同時也不能太厚太重） 。同一塑件由不同的人設(shè)計有多種多樣的方案，最終都有可能很好的使用，通過這次設(shè)計，我認識到了除了正確掌握和應用書本知識外，吸取他人的設(shè)計經(jīng)驗也是非常重要的。第 - 35 - 頁 共 36 頁致謝本設(shè)計在設(shè)計過程中得到了蘇光、翟德梅、楊占堯、趙常海、原紅玲、于智宏、程芳等幾位指導老師的大力支持和幫助，在此表示誠摯的感謝，由于本人水平有限，收集資料困難，欠缺再所難免，懇請老師提出改進意見。第 - 36 - 頁 共 36 頁參考文獻[1] 楊占堯主編. 《塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計》. 清華大學出版社, 20004[2] 翟德梅主編. 《模具制造技術(shù)》. 2001[3] 許發(fā)樾主編. 《實用模具設(shè)計與制造手冊》. 機械工業(yè)出版社, 2000[4] 陳錫棟 周小玉主編. 《實用模具技術(shù)手冊》. 機械工業(yè)出版社, 2001[5] 黃銳主編. 《塑料工程手冊》. 機械工業(yè)出版社, 2000[6] 賈潤禮，程志遠主編. 《實用注塑模設(shè)計手冊》. 中國輕工業(yè)出版社， 2000[7] 屈華昌主編. 《塑料成型工藝與模具設(shè)計》. 北京高等教育出版社， 2001[8] 陳萬林主編. 《實用注塑模設(shè)計與制造》. 北京機械工業(yè)出版社， 2000[9] 張克慧主編. 《注塑模設(shè)計》. 西北工業(yè)大學出版社， 2001[10] 馬金俊主編. 《注塑模具設(shè)計》. 中國科學技術(shù)出版社， 1994[11] 屈華昌主編《塑料成型工藝與模具設(shè)計》 機械工業(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)計技巧與實例》化學工業(yè)出版社[13] 盧少華 胡淑芬 王淳 主編《塑料擠出機頭設(shè)計經(jīng)驗》機械工業(yè)出版社 2003 年 3 月[14] 王興天 主編 《注塑成型技術(shù)》 化學工業(yè)出版社 [15] 程樹祥 張桂秋 主編 《工程塑料應用手冊》 江蘇科學技術(shù)出版社[16] 朱光力 萬金保等 編著 《塑料模具設(shè)計》 清華大學出版社[17] 唐海翔 編譯 劉明孝 審核《UG 注射模具設(shè)計培訓教程》Unigraphics Solutions Inc.著 清華大學出版社