3420 首飾盒薄壁殼體塑料注射模具設計,首飾盒,薄壁,殼體,塑料,注射,模具設計 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文I摘要：塑料工業(yè)是當今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類，因此，研究注塑模具對了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質量有很大意義。本設計介紹了注射成型的基本原理，特別是單分型面注射模具的結構與工作原理，對注塑產(chǎn)品提出了基本的設計原則；詳細介紹了冷流道注射模具澆注系統(tǒng)、溫度調節(jié)系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)的設計過程，并對模具強度要求做了說明；最后介紹了當今世界上最為普及的 CAD 系統(tǒng)標準軟件 PRO/ENGNEER 模塊，對導柱和導套進行了參數(shù)化設計。通過本設計，可以對注塑模具有一個初步的認識，注意到設計中的某些細節(jié)問題，了解模具結構及工作原理；通過使用 PRO/E、CAD 等制圖軟件，可以便捷地建立起模具的相關視圖，進而提高模具設計的工作效率。關鍵詞：塑料模具 參數(shù)化 分型面 PRO/E CAD 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文IIJewelry box thin shell plastic injection mold designAbstract: Plastic industry is one of the quickest industry classes in the world now, but the casting mold is a more development type. Therefore, the research in the mold to understand the plastic product the production process and improve the product quality which is a big significance. The design introduces the injection about taking shape the basic principle, especially the single divided the profile to inject the mold the structure and the principle of work, to cast the product to propose the basic principle of design; Introducing in detail the cold flow channel injection evil spirit mold pours the system, the temperature control system and goes against the system the design process, and has given the explanation to the mold intensity request; Finally introduces the most popular three dimensional CAD system standard software PRO/Engineer’s PROGRAM module in the world now, and leads the wrap to the guide pillar to carry on the parameterization design.Through the design, we may to cast the mold to have a preliminary understanding, notes some certain detail questions, understands the mold structure and the principle of work. Through to the PROGRAM study, which may establish the simple components the components storehouse so that we can enhance working efficiency?Key words: Plastic Mold Parameterization Divides PRO/E CAD河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文III目錄引 言 .......................................................1第 1 章 緒 論 ................................................41.1 選題背景及意義 .........................................41.2 塑料模具的種類和應用 ...................................51.2.1 塑料模具的種類 .....................................51.2.2 塑料模具的應用 .....................................51.3 單分型面注射模介紹 .....................................61.3.1 單分型面注射模的組成 ...............................61.3.2 單分型面注射模的工作原理 ..........................81.4 本次設計塑料注射模具的主要工作內(nèi)容及目標 ..............8第 2 章 制品的分析及模具設計的依據(jù) ............................92.1 材料成型特性 ..........................................102.2 零件結構工藝性的分析 ..................................102.3 注射成型原理、特點及應用 ..............................11第 3 章 各部分機構具體尺寸計算 ...............................133.1 厚度計算 ..............................................133.1.1 型腔壁厚的計算 ....................................133.1.2 動模墊板厚度的計算 ...............................143.2 凹模、型芯的尺寸計算 ..................................153.2.1 計算模具成型零件 ..................................153.2.3 型芯的徑向尺寸的計算 ..............................193.3 脫模力的計算 ..........................................203.4 推出力計算 ............................................21第 4 章 頂出機構設計計算 .....................................234.1 推桿推出機構零件的設計 ................................234.1.1 推桿的設計 ........................................234.1.2 推板的設計 ........................................244.1.3 頂桿的設計 ........................................254.1.4.滑塊、限位釘、墊塊的設計 ..........................264.2 分型面的設計 ..........................................274.3 導向零件的設計 ........................................284.4 澆注系統(tǒng)的設計 ........................................29河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文IV4.4.1 澆口的設計 ........................................294.4.2 定位圈的設計 ......................................334.5 冷卻系統(tǒng)的設計 ........................................344.6 溫度調節(jié)系統(tǒng)設計 ......................................354.6.1 冷卻水道的直徑 ....................................364.7 模具其它結構零部件的考慮 ..............................374.7.1 支架 ..............................................374.7.2 模架 ..............................................37第 5 章 注射機的選擇 ........................................395.1 首飾盒薄壁殼體塑料件的參數(shù) ...........................395.1.1 制品的體積計算 ....................................395.1.2 塑件的投影面積 ....................................395.2 根據(jù)體積選注射機 ......................................395.3 模具厚度 H 與注射機閉合高度校核 ........................425.3.1 注塑機開模形成的校核............................. 435.4 模具裝配及過程 ........................................435.4.1 模具的裝配要點及要求 ..............................435.4.2 型芯與孔板的裝配 ..................................445.4.3 模具的調試 ........................................47結 論 ......................................................49致 謝 .......................................................50參考文獻 ....................................................51河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文1引 言當今是一個科學技術快速發(fā)展，知識更替迅速的時代，塑料模具成型加工在當今社會發(fā)展的潮流中扮演著重要的角色?，F(xiàn)在，模具生產(chǎn)技術水平的高低，已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志之一，因為模具在很大程度上決定著產(chǎn)品的質量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。近年來，人們對各種設備和用品輕量化及美觀和手感的要求越來越高，這就為塑料制品提供了更為廣闊的市場。塑料制品要發(fā)展，必然要求塑料模具隨之發(fā)展。汽車、家電、辦公用品、工業(yè)電器、建筑材料、電子通信等塑料制品主要用戶行業(yè)近年來都高位運行，發(fā)展迅速，因此，塑料模具也快速發(fā)展。中國的模具得到了快速的發(fā)展，但也存在著許多的問題： (1)發(fā)展不平衡，產(chǎn)品總體水平較低。雖然個別企業(yè)的產(chǎn)品己達到相當高的水平，個別企業(yè)的部分產(chǎn)品已達到或接近國際水平，但總體來看，模具的精度、型腔表面粗糙度、生產(chǎn)周期、壽命等指標與國外先進水平相比尚有較大差距。包括生產(chǎn)方式和企業(yè)管理在內(nèi)的總體水平與國外工業(yè)發(fā)達國家相比尚有 10 年以上的差距；(2) 工藝裝備落后，組織協(xié)調能力差。雖然部分企業(yè)經(jīng)過近幾年的技術改造，工藝裝備水平己比較先進，但大部分企業(yè)工藝裝備仍比較落后。更主要的是我們的企業(yè)組織協(xié)調能力差，難以很好整合或調動社會資源為我所用，從而就難以承接比較大的項目；(3)大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱。一方面是技術人員比例低、水平不夠高，另一方面是科研開發(fā)投入少，更重要的是觀念落后，對開發(fā)不夠重視；(4)管理落后更甚于技術落后。技術落后往往容易看到，管理落后有時卻難以意識到。國內(nèi)外模具企業(yè)管理上的差距十分明顯，管理的差距所帶來的問題往往比技術上的差距更為嚴重；(5)市場需求旺盛，生產(chǎn)發(fā)展一時還難以跟上，供需矛盾一時還難以解決，供不應求的局面還將持續(xù)一段時河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文2間，特別是在中高檔產(chǎn)品方面矛盾更為突出；(6)體制和人才問題的解決尚待時日。在社會主義市場經(jīng)濟中，在經(jīng)濟全球化的過程中，競爭性行業(yè)，特別是像模具這樣依賴于特殊用戶，需單件生產(chǎn)的行業(yè)，許多企業(yè)目前的體制和經(jīng)營機制仍舊很難適應多變的市場。人才的數(shù)量和素質水平也跟不上行業(yè)的快速發(fā)展。雖然各地都在努力解決這兩個問題，但要得到較好解決尚待時日。模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應用于制造業(yè)中。模具生產(chǎn)技術水平的高低是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志之一，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)，被稱為“工業(yè)之母” ，模具是一種高附加值產(chǎn)品和技術密集型產(chǎn)品，其生產(chǎn)技術水平的高低，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關注。在電子，輕工，汽車，紡織，航空等工業(yè)領域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，承擔了這些工業(yè)領域中 60％～90％的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。研究和發(fā)展模具技術，提高模具技術水平，對于促進國民經(jīng)濟的發(fā)展有著特別重要的意義。本課題主要是塑料成型的工藝設計及制造，也就是注塑模的工藝設計方案分析及確定工藝計算，模具結構設計計算等內(nèi)容。生產(chǎn)主要是為了提高生產(chǎn)效率，因此在設計是要力求結構簡單，但是一定要保證其精度要求。主要采取以下措施：先對塑件進行結構分析，確定型腔的布局，從各方面考慮其結構布局，我也到實習工廠進行現(xiàn)場模具制造學習，積累了生產(chǎn)實際經(jīng)驗，了解到了本課題一些相關技術要求及注意事項。河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文3本次設計是對機械知識的一次綜合性總結與運用，通過本次設計，提高了對模具的理性認識，掌握了設計步驟，能夠更加系統(tǒng)地串聯(lián)專業(yè)知識，使模具這塊知識在認識中合理化，系統(tǒng)化。說明書主要依據(jù)模具資料以及相關機械參考書籍而編寫成的，本模具是一套比較簡單的注塑模具。本說明介紹了設計的任務要求，模具加工的一系列步驟，在敘述中文字與圖形相互補充說明，更能夠詳盡地展出了所編寫的內(nèi)容。由于設計者的水平和經(jīng)驗不足，在設計過程中不妥和錯誤之處在所難免，懇請老師批評與指正，以便修正。河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文4第 1 章 緒 論1.1 選題背景及意義中國是發(fā)展中國家，具有生產(chǎn)發(fā)展水平較低，勞動力資源豐富，生產(chǎn)成本低廉及市場前景廣闊等一般發(fā)展中國家同樣的一些特點，但中國人均 GDP 己超過 1000 美元，同時還具有相當雄厚的技術和工業(yè)基礎，人們聰慧、勤勞、靈巧和改革開放良好環(huán)境等一些特殊的特點，這些特點很適合發(fā)展模具工業(yè)，因此中國模具工業(yè)雖然起步較晚，但發(fā)展十分迅速。 “十二五 ”期間，中國模具業(yè)將進一步調整結構，開拓市場，苦練內(nèi)功，提升水平，使中國模具業(yè)在整體上再上一個新臺階，而這并不只是模具業(yè)的“ 一家之事” 。模具業(yè)與其他行業(yè)的發(fā)展可以用唇齒相依來形容，因而模具業(yè)整體水平的提升與相關行業(yè)的發(fā)展息息相關。目前中國模具產(chǎn)品主要還是以中低檔為主，技術含量較低，高中檔模具多數(shù)要依靠進口，其中一個原因就是因相關行業(yè)缺失核心技術。如在 IC 封裝模具領域，由于國內(nèi) IC 業(yè)整體水平以及國外技術封鎖的原由，使得 IC 封裝模具業(yè)難以高起點發(fā)展。因而，在 IT 業(yè)、汽車業(yè)帶動模具產(chǎn)品需求增長的同時，提升中國在 IT 業(yè)、汽車業(yè)的整體實力是雙贏所不可或缺的。 我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)、生活中所使用到的各種工具和產(chǎn)品，大到機床的底座、機身外殼，小到一個胚頭螺絲、紐扣以及各種家用電器的外殼，無不與模具有著密切的關系。模具的形狀決定著這些產(chǎn)品的外形，模具的加工質量與精度也就決定著這些產(chǎn)品的質量。因為各種產(chǎn)品的材質、外觀、規(guī)格及用途的不同，模具分為了鑄造模、鍛造模、壓鑄模、沖壓模等非塑膠模具，以及塑膠模具。河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文5本次設計以塑料注射模具為主，詳細介紹塑料模具的設計過程及步驟。1.2 塑料模具的種類和應用1.2.1 塑料模具的種類塑料模具的種類很多，比較常見的有注射模、壓縮模、壓注模和擠出模。1.2.2 塑料模具的應用注射模是安裝在注射機上，完成注射成形工藝所使用的模具。注射模的種類很多，其結構與塑料的品種、塑件的結構和注射機的種類等很多因素有關。一般情況，注射模是由成形部件、澆注系統(tǒng)、導向機構、調溫系統(tǒng)和支撐零部件組成，如果塑件有側向的孔或凸臺，注射模還包括側向分型與抽芯機構。壓縮?？煞譃楣潭ㄓ趬簷C上壓板的上模和下壓板的下模兩大部分，由型腔、加料室、導向機構、側向分型抽芯機構、脫模機構、加熱系統(tǒng)組成，主要應用于成形熱固性塑件。擠出模是熱塑性塑料的成型方法之一，它可以成型各種塑料管材、棒材、板材、薄膜以及電線、電纜等連續(xù)型材，還可以對塑料進行塑化、混合、造粒、脫水以及喂料等準備工序或半成品加工。河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文61.3 單分型面注射模介紹1.3.1 單分型面注射模的組成按機構組成，單分型面注射模由模腔、成型零部件、澆注系統(tǒng)、導向機構、頂出裝置、溫度調節(jié)系統(tǒng)和結構零部件組成。 (1) 模腔模具中用于成型塑料制件的空腔部分，由于模腔是直接成型塑料制件的部分，因此模腔的形狀應和塑件的形狀一致，模腔一般由型腔、型芯組成。如下圖所示：（a） (b)圖 1.1 單分型面注射模設計結構1—動模板 2—定模板 3—冷卻水道 4—定模座板 5—定位圈 6—澆口套 7—型芯 8—導柱 9—導套 10—動模座板 11—支承板 12—限位釘 13—推板 14—推板固定板 15—主流道拉料桿 16—推板倒桿 17—河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文7推板導套 18—推桿 19—復位桿 20—墊塊 21—注射機頂桿(2) 成型零部件構成塑料模具模腔的零件統(tǒng)稱為成型零部件，通常包括型芯和型腔(成型塑件外部形狀、成型塑件內(nèi)部形狀)等。(3) 澆注系統(tǒng)將塑料由注射機噴嘴引向型腔的流道稱為澆注系統(tǒng)，澆注系統(tǒng)分主流道、分流道、澆口、冷料穴四個部分，是由澆口套、拉料桿和定模板上的流道組成。(4) 導向機構為確保動模與定模合模時準確對中而設導向零件。通常有導向柱、導向孔或在動模定模上分別設置互相吻合的內(nèi)外錐面組成。 (5) 推出裝置在開模過程中，將塑件從模具中推出的裝置。有的注射模具的推出裝置為避免在頂出過程中推出板歪斜，還設有導向零件，使推板保持水平運動。由推桿、推板、推桿固定板、復位桿、主流道拉料桿、支承釘、推板導柱及推板導套組成。(6) 溫度調節(jié)和排氣系統(tǒng)為了滿足注射工藝對模具溫度的要求，模具設有冷卻或加熱系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)一般在模具內(nèi)開設冷卻水道，冷卻系統(tǒng)是由冷卻水道和水嘴組成。加熱則在模具內(nèi)部或周圍安裝加熱元件，如電加熱元件。在注射成型過程中，為了將型腔內(nèi)的氣體排除模外，常常需要開設排氣系統(tǒng)。(7) 結構零部件用來安裝固定或支承成型零部件及前述的各部分機構的零部件。支承零部件組裝在一起，可以構成注射模具的基本骨架。河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文81.3.2 單分型面注射模的工作原理單分型面注射模的工作原理:模具合模時，在導柱和導套的導向定位下，動模和定模閉合。型腔由定模板上的型腔與固定在動模板上型芯組成，并由注射機合模系統(tǒng)提供的鎖模力鎖緊。然后注射機開始注射，塑料熔體經(jīng)定模上的澆注系統(tǒng)進入型腔，帶熔體充滿型腔并經(jīng)過保壓、補塑和冷卻定型后開模。開模時，注射機合模系統(tǒng)帶動動模后退，模具從動模和定模分型面分開，塑件包在型芯上隨動模一起后退，同時，拉料桿將澆注系統(tǒng)的主流道凝料從澆口套中拉出。當動模移動一定距離后，注射機的頂桿接觸推板，推板機構開始動作，使推桿和拉料桿分別將塑件及澆注系統(tǒng)凝料從型芯和冷料穴中推出，塑件在澆注系統(tǒng)凝料一起從模具中落下，至此完成一次注射過程。合模時，推出機構靠復位桿復位并準備下一次注射。1.4 本次設計塑料注射模具的主要工作內(nèi)容及目標此次設計以單分型面注射模具為主，所做工作主要包括所設計塑件的說明、注塑機的選用、塑料注射模具設計、運用 CAD 及 PRO/E 等制圖軟件繪制出九張零件圖和一張裝配圖的繪制。目標：（1）通過這次模具設計，熟悉掌握模具設計的基本流程和相關的注塑技能，為以后更好地從事本專業(yè)打下堅實的基礎；（2）完成首飾盒結構設計和裝配圖的繪制；（3）學會把理論知識同實踐相結合，進而運用到實際生產(chǎn)中。河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文9第 2 章 制品的分析及模具設計的依據(jù)。 。 。 。。 。 。 。 。 R0. 5 。312.5 0. 50. 52. 030+0. 21 0200.2122+0.2 0圖 2.1 塑件零件圖本設計的塑料零件名稱為首飾盒薄壁殼體，材料為 HDPE 塑料，精度等級為一般（4 級精度） ，制品要求外觀無收縮、缺料等較大結構缺河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文10陷，大批量生產(chǎn)。零件經(jīng)測量具體尺寸如上圖 2.12.1 材料成型特性該殼體選用 HDPE(高密度聚乙烯)塑料成型。這種材料熱穩(wěn)定性能很好，富有柔韌性，具有良好的抗腐蝕性和電氣絕緣性，其成型性能也很好。它的熔體粘度受溫度的影響不大，具有很好的流動性。雖然HDPE 的耐熱性較差，但因它不與熱水直接接觸，且只起封塵作用，所以無很大影響。有很好的電氣絕緣性能和良好的耐輻射性。HDPE 的吸水性較低（小于 0.01％） ，注塑加工之前可不經(jīng)過干燥處理。設定料溫在 220～260℃之間，模溫在 50℃左右。HDPE 塑料的密度為ρ=0.941～0.965 g/㎝3，熔體指數(shù)為 0.2～8g/10min，成型收縮率ε=1.5 ～3.0％，熔點為 105～137％，熱變形溫度為 60～82℃，最大不溢料間隙值為 0.025～0.04㎜。2.2 零件結構工藝性的分析 該薄壁殼體制品為首飾盒蓋密封，零件整體結構對稱規(guī)則，防止灰塵及臟物進入盒中。該制品結構簡單，易于加工，零件的外形尺寸長為31mm，寬為 31mm，高為 20mm,整個制品的平均厚度為 2㎜，故采用注射直接成型。首飾盒幾何圖形如下圖： 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文11圖 2.2 首飾盒圖 2.3 首飾盒2.3 注射成型原理、特點及應用注射成型原理是將顆粒狀或粉狀塑件從注射機的料斗送進加熱的料筒中，經(jīng)過加熱熔化呈流動狀態(tài)后在柱塞式螺桿的推下，熔融塑料被壓縮緊前移動，通過料筒前的噴嘴以很快的速度注入溫度較低的閉合模腔中，充滿型腔的熔料在受壓情況下，經(jīng)冷卻固化即可保持模具型腔所賦予的形狀，然后開模分型面獲得成型件。這樣，在操作上完成了一個成河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文12型周期，以后不斷地重復上述生產(chǎn)過程。通常，注射成型周期短從幾秒鐘只幾分鐘不等，能一次成型外形復雜、尺寸精度高、對成型各種塑件的適應性強、生產(chǎn)效率高，易于實現(xiàn)全自動化生產(chǎn)等一系列的優(yōu)點。因此，廣泛地用于塑件的生產(chǎn)，其產(chǎn)品占目前塑件生產(chǎn)總量的百分之三十左右。目前，熱固性塑料也采用注射成型具有生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質量穩(wěn)定的特點。此外，還應用熱流道注成型和獲得各塑件型坯的重要工藝方法，及廣泛發(fā)現(xiàn)應用注射成型獲得各種塑件。河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文13第 3 章 各部分機構具體尺寸計算3.1 厚度計算 3.1.1 型腔壁厚的計算 有塑件的形狀特征，把型腔設計為整體式結構。 根據(jù) HDPE 是軟質塑料，型腔材料采用 T10A，其密度為 ρ=7.81 g/㎝3，彈性模量為 ，切變模量為 ，MPaE5102.?? MPa5102.8?泊松比為 0.288。 (1)按剛度計算 根據(jù)文獻《注射模具設計技術及實例》式 4-15 t 剛 （3-?????????????1μrPδE1）式中 t 剛 — 按剛度計算的型腔側壁厚度（mm） ；r — 型腔內(nèi)半徑，取最大徑向尺寸 r=31mm；P — 型腔內(nèi)熔融塑料的壓力，P=25MPa；[δ]— 許用變形量（ mm） ；由手冊《塑料成型工藝及模具簡明手冊》表 6.4 查得： [δ]=0.036mm μ— 泊松比， 28.0??河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文14t 剛 ???????? ????128.05316.0.25m.?(2)按強度計算 t 強 （3-2）?????????12Pr?式中 t 強 — 按強度計算的型腔側壁厚度（mm） ； [σ]— 許用應力， [σ]=290～340MPa，取 300Mpa； 8.512301???????????剛t由于產(chǎn)品的尺寸屬于中等，計算在原則上就已經(jīng)要求用剛度即可，但由于是初設計，就用剛度與強度都校核，取其大值，故取 t=6mm。 底板厚度的計算(1)按剛度計算 根據(jù)《注射模具設計技術及實例》式 4-17 h 剛 = ??mE3.2406.12.5740Pr74.033 ????(2)按強度計算 h 強 ??pr8305.2.14???比較分別按剛度和強度所計算得到的底板厚度，取其大值，故取h=20mm。河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文153.1.2 動模墊板厚度的計算 腔內(nèi)壓力作用在主型心端面，再傳到墊板上。由于模具支承塊間的頂出空間跨越總是大于型腔投影面積，因此，墊板厚度的計算可采用組合式圓形型腔底板厚度公式乘于大于 1 的修正系數(shù)。 (1)按剛度計算即 h= h 剛 K K=1.1～1.2，取 K=1.15 m2815.324???(2)按強度計算即 h= h 強 K 7.0.由以上數(shù)據(jù)及模具實際尺寸取 h=28mm 3.2 凹模、型芯的尺寸計算 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文16圖 3.1 成形零件工作尺寸和塑件尺寸3.2.1 計算模具成型零件最基本的公式為： AM=A+AQ式中 Q—塑料的平均收縮率； AM — 模具成型零件在室溫（ 20℃）時的尺寸（mm） ； A—塑件制品在室溫時的尺寸（mm） 。 1）凹模尺寸計算 (1) 凹模內(nèi)徑尺寸的計算 模具的凹模內(nèi)徑尺寸由制品的外徑尺寸決定。設制品的外徑名義 D 為最大尺寸，其公差△為負偏差，則平均值為，考慮到凹模工作過程中最大磨損量 ，取 ，2zmD?? c?2c則有 2zm????2CQD??????對于中小制品，取 ， 3z 6?c（3-3） 432m因為 與其它各項相比很小，可省略，加上制造偏差，則得模Q?21河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文17具凹模內(nèi)徑計算公式為 ????43DQm式中 — 凹模的內(nèi)徑尺寸（mm） ； mD— 制品的最大尺寸（mm） ； — 塑料的平均收縮率（％） ； Q— 制品公差； ?—模具制造公差，一般取 z? ?????????416z?具體數(shù)值計算為如+δ z 下： a. 凹模最大值 31mm 的最小尺寸 HDPE 的平均收縮率%25.0.35.12minax ?????Q=（31+31 ×0.0225-0.75△） z?? zDm??????????43（3-4） 尺寸 31 的公差按 HDPE 的一般精度 IT12 級在文獻《機械原理》表 7-18 和 7-19 可查得m20.??則該尺寸標注為 Φ m02._31河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文18取 mZ03.2.61?????所以 Dm03.03.24524???????????b. 凹模 30mm 處的尺寸 尺寸 30 的公差查得 ，該尺寸標注為m15.??Φ ， m015._3則 Z025.1.6???（3-mQDzZm025.22293115.043??????????????5） (2) 凹模深度尺寸的計算 模具凹模深度尺寸是由制品的高度尺寸決定。 類似凹模內(nèi)徑尺寸計算的推導過程，凹模深度尺寸的公式為： （3-6） ZQhHm???????????321式中 Hm—凹模深度尺寸（mm） ；h1—制品高度最大尺寸（mm） 。 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文19凹模最大高度為 20mm 尺寸 20 的公差查得△1=0.125mm，該尺寸標注為 m0125._取 mz 03125..411 ?????則 （3-7） 111 ???????????QhHmm03125.03125.67. .??????????3.2.2 型芯高度尺寸的計算 模具型芯高度尺寸是由制品的深度尺寸所決定。 型芯高度尺寸由下式來計算 （3-8） ZQHhM???????????321式中 — 型芯高度尺寸（ mm） ； MhH1— 制品深度最小尺寸（mm） 。 型芯高度：產(chǎn)品內(nèi)部深度為 20-2=18mm 加上公差為 ，即 m025.8?m25.071?取Z06..41?????河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文20則 ZQHhM???????????321m0625. 0625.31.8.7? ???3.2.3 型芯的徑向尺寸的計算(3-9)??0132ZlQlOM???????????式中 -- 型芯徑向工作尺寸，mm1lQ—塑件的平均收縮率--塑件的尺寸公差?x—修正系數(shù)，這里 x= 32l1=26,其制造偏差 =0.15Z?取 mZ075.1.4?????型芯直徑為 =ml??0375.126.????????= 0375.82?3.3 脫模力的計算將制品從包緊的型芯上脫出所需要克服的阻力稱為脫模力.河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文21由于 S/d 0.05,為厚壁制品?由《塑料成型工藝及模具簡明手冊》式(8-63)得制品脫模力的計算公式F= +0.1A （3-??21)1( )(2KtgfSElba????10）式中 S— 制品的壁厚 ,這里制品的壁厚取 S=2mmE—塑料的彈性模量,由手冊《塑料成型工藝及模具簡明手冊 》表(4-27) 查得 E=9 23/10mN?模具型芯的脫模斜度,這里取 1??of— 制品和型芯之間的靜摩擦系數(shù),常取 f=0.1-0.2,這里取f=0.15塑料的泊松比, =0.38-0.49,之里取 =0.35:???k —無因次系數(shù),近似公式 ，K2 隨 f 和2 ?cosin12fK??而異，這里近似等于 1?A—盲孔制品型芯在脫模方向上的投影面積K1—無因此系數(shù)， ,經(jīng)計算 K1=3.11??sin2co1??K= （若為矩環(huán)形斷面時，r= ） ，??r ?ba2??a 和 b 為矩形型芯的斷面尺寸 mm 這里取 a=3,b=2F = +0.1×脫 ??97.0)1.35.0( )1.5(82932???? 26.143?河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文22=19776.5+1.4=19778(N)3.4 推出力計算由文獻《注射模具設計技術及實例》式（8-4）查得F= （3-)sinco(????PA11）式中 A— 塑料的脫模面的面積， A=22103678..0143m????P— 塑料對型芯單位面積上的包緊力，模內(nèi)冷卻，P 取 102.,102.~8.077 ??a這 里 取 7— 塑料對鋼的摩擦系數(shù)，約 0.1～0.3,這里取 0.15?— 脫模斜度,這里取 1?oF= )sinc5.0(2.108.136776 O???=15286.6N河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文23第 4 章 頂出機構設計計算4.1 推桿推出機構零件的設計4.1.1 推桿的設計1.推桿 選用 T8A 鋼，由手冊《模具實用技術設計綜合手冊》式 8-67 查得d = （4-1)412???????EnFL?式中 d— 推桿的直徑 mm— 安全系數(shù)，常取 =1.8??L— 頂桿長度（mm）初估 L=105mmn— 頂桿數(shù)目，取 n=4F— 總推出力， F=F 推 =15286.6N所以 d = = 4.9 mm415206.4815.???????為安全起見取 d=5mm強度校核由手冊《模具實用技術設計綜合手冊》式 8-68 查得= = =160.3MPa =180MPa?24dnF??25186????(推桿為 T8A 鋼，由手冊《模具實用技術設計綜合手冊》表 15-8 查河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文24得 =180MPa)???推桿的直徑選 6mm，采用圓柱形結構，長度由模板厚度和塑件的推出距離決定，105mm，其外形及尺寸如右圖 4.1 所示：100:0.01105105R11.65圖 4.1 推桿推桿材料選用優(yōu)質碳素結構鋼 T8A 號鋼，淬火處理，低溫回火，HRC45-50,表面粗糙度 Ra1.6，與型芯的配合為間隙配合 H7/k6。4.1.2 推板的設計推板厚度計算材料選用 45 號鋼,由手冊 [3]式(8-66) 查得S= (4-2) 3121)(54.0?EBFL總?式中 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文25— 推桿推出力為 15286N，彈簧力相對來說可以忽略，總F=15286總— 推板長度方向上兩頂桿的最大距離取 =60mm1L 1LB— 推板寬度 B=110mm— 推板中心所允許的最大變形量取 =0.032? 2?故 S=315)0.106.28(54.0??=12mm選取 S=12mm4.1.3 頂桿的設計為避免產(chǎn)品曲擾，特設有兩件頂出桿，它既可作頂出作用，又可保證頂出機構的完全復位，由于這兩頂桿主要不是做頂出用的，所以受力不大，設計尺寸時只需考慮結構的合理。由手冊《塑料成型工藝及模具簡明手冊》表 2-121 選取頂桿及圖示如下圖 4.2、4.3 所示：L=105mm ，l=10mm，d=6mm，此頂桿與推板也是采用過盈配合聯(lián)接 67pH圖 4.2 頂桿河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文26圖 4.3 頂桿三維視圖4.1.4.滑塊、限位釘、墊塊的設計滑塊與型芯結構：本模具為單分型面結構，故采用簡單的滑塊機構及限位釘墊塊如下圖 4.4、4.5 所示 圖 4.4 限位釘河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文27圖 4.5 墊塊4.2 分型面的設計注射模一般由動模和定模兩部分組成，其動模和定模的接觸表面即模具分型面。在選擇分型面時一般應考慮以下幾個因素：1.塑料制品的形狀、尺寸和壁厚2.塑料性能及填充條件3.澆注系統(tǒng)的布置4.成型效率及成型操作5.排氣及脫模6.模具結構簡單，使用方便，制造容易由以上因素分析及《塑料模具成型工藝及模具簡明手冊》查詢，本模具采用一次分型即可，具體見簡圖：河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文28圖 4.6 模具分型面簡圖4.3 導向零件的設計導向裝置是保證動模和定模合模時正確定位和導向的重要零件。此套模具采用導柱導向，此導向裝置不僅僅有導向定位作用，還有限位作用。所以采用 2 個直徑相同的導柱對稱分布。由《塑料成型工藝及模具簡明手冊》表 2-105 選Ⅰ型導柱，材料為 T8A，淬硬 HRC50-55,導向部分采用 簡圖如下：67kH河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文29?17?14?10R33511444圖 4.5 導向零件的設計4.4 澆注系統(tǒng)的設計 采用普通澆注系統(tǒng)，根據(jù)塑件制品的材料、形狀、塑料制品的斷面尺寸、模具的結構、注射工藝參數(shù)等因素，用點澆口從零件分型面直接進料。兩個分型面的間隙具有很好的排氣效果，所以不用額外設置排氣槽 4.4.1 澆口的設計澆口直接與型腔相連，塑料熔體通過澆口直接進入型腔。澆口在大多數(shù)情況下是整個澆注系統(tǒng)中截面最小的部位，對型腔的填充過程起著控制性的作用。因此，這是澆注系統(tǒng)設計的關鍵部位。當熔融塑料通過狹小的澆口時，流速增高，并因摩擦使料溫也升高，有利于填充型腔。同時，狹小的澆口適當保壓補縮后首先凝固封閉型腔，使型腔內(nèi)的熔料即可在無壓力狀態(tài)下自由收縮凝固成型，因而塑件內(nèi)殘余力小，可減小河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文30塑件的變形和破裂。澆口的種類有很多，常見的澆口有：點澆口、直接澆口、側澆口、扇形澆口、環(huán)形澆口等。這里采用菱型單點型澆口，開在動模上。查文獻《注射模具設計技術及實例》表 4-4 可知點澆口形式如圖 4.5 所示：點澆口的經(jīng)驗計算公式為： (4-3)4AnKd?式中 A———型腔表面積 ??2mK———系數(shù)，為塑件壁厚的函數(shù)按經(jīng)驗數(shù)據(jù)取值如下：l=0.75～2 取 l=1.5mmd=0.3～2 取 d=2mma= 取 a=?4~?3a1= 取 a1=15615L290>165，所以能滿足要求。 5.3.1 注射機開模行程的校核注射機開模行程應大于模具開模時取出塑件（包括澆注系統(tǒng)）所需的開模距離，即滿足下式： ??10~521??aHSK式中 SK — 注射機行程， SK=260㎜； H1 — 脫模距離（頂出距離） ，H 1=30㎜； H2 — 塑件高度，H 2=40㎜； a —　中間板與定模板之間的分開距離（取出澆道凝料的距離） ，a=68 ㎜； 則 K21 S148m064301?????所以能滿足要求。由上可得，所選的注塑機完全符合要求。5.4 模具裝配及過程5.4.1 模具的裝配要點及要求模具裝配是模具制造工藝中非常重要的環(huán)節(jié)，裝配質量直接影響到河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文43模具的精度。注射模具的裝配項目包括外觀及安裝尺寸、成型零件及澆注系統(tǒng)、鎖緊及緊固零件、推出系統(tǒng)零件和導向機構。外觀及安裝尺寸應注意：（1）模具外露部分非工作部位棱邊均應倒角；（2）裝配后的模具上應打印標記編號及合模標記；（3）模具閉合后，各分型面之間應閉合嚴密，不得有較大的縫隙；（4）動定模板安裝面對分型面的平行度誤差在 300mm 范圍內(nèi)不得大于0.05mm；（5）模具的閉合高度，安裝于注射機上各配合部位尺寸，推出頂板推出形式，開模距等均應符合圖樣總裝配及有關技術要求。成型零部件及澆注系統(tǒng)的要求：（1）成型零件的工作表面均應拋光；（2）相互接觸的承壓零件之間有適當?shù)拈g隙或合理的承壓面積，以防使用時零件造成直接擠壓而損壞；（3）成型