插座面板注射模設(shè)計(jì),插座,面板,注射,設(shè)計(jì) I 摘要 本次設(shè)計(jì)是插座面板注塑模設(shè)計(jì)。塑件確定采用聚乙烯材料，該材料具有絕緣性好、 強(qiáng)度高、價(jià)格低廉可用于雙孔、三孔插座。該設(shè)計(jì)使用了 Pro/E 軟件對(duì)插座面板進(jìn)行三維 造型，即利用參數(shù)化實(shí)體造型的方法，為更加高速、快捷的造型、生產(chǎn)提供了一種切實(shí) 可行的辦法。設(shè)計(jì)以單分型面注塑模，型腔采用的是一模兩腔注射。該塑件采用側(cè)澆口 注射和組合式型腔設(shè)置，推出形式為兩桿推出機(jī)構(gòu)完成塑件推出。 我在這次設(shè)計(jì)中借閱了大量的文獻(xiàn)，還通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)查找了相關(guān)資料，設(shè)計(jì)過(guò)程比較 完整。 關(guān)鍵詞 單分型面注射模；插座；聚乙烯 II Abstract The design is the Socket Face graduated from the injection mold design. Mould a document adopt polyethylene material , that material to have insulation regards , intensity height , cheap be used for , three sockets two price hole for sure. The product and mold of the Socket Face was 3D designed by Pro/E software. Make use of parameterization entity model method , give birth to a child for more high-speed , rapid model, having provided one kind of a practical method. Model designing that mark of type produces plastic articles by injection moulding face to face with Shan, that the type cavity adopts is one model two cavities injection. Should mould a piece adopt oblique tones running gate injection and the dyadic combination type cavity interpose , debut a form for two poles debut organization being completed moulding a piece debut. I borrow the document having reviewed a great quantity in current design, have sought the relevance data by Internet , have designed process comparatively entirely. Keywords single type of injection molds socket PE 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) I 目 錄 1 緒論 .............................................................................................................................................1 1.1 前言 .......................................................................................................................................1 1.2 塑料工業(yè)簡(jiǎn)介 ......................................................................................................................1 1.3 我國(guó)塑料?，F(xiàn)狀 ..................................................................................................................2 1.4 塑料模發(fā)展趨勢(shì) ..................................................................................................................3 2 塑件的分析 .................................................................................................................................4 2.1 塑料材料的選擇(分析) .......................................................................................................4 2.2 塑件的尺寸、精度 ...............................................................................................................4 2.3 塑件的幾何形狀 ...................................................................................................................4 2.3.1 脫模斜度 ........................................................................................................................4 2.3.2 脫模斜度方向 ................................................................................................................5 2.3.3 塑件的壁厚 ....................................................................................................................5 2.3.4 塑件的加強(qiáng)筋 ................................................................................................................5 2.3.5 圓角 ................................................................................................................................5 2.3.6 塑件的支承面 ................................................................................................................5 2.3.7 塑件上的孔 ....................................................................................................................5 3 注射設(shè)備的選擇 .........................................................................................................................7 3.1 有關(guān)制品的計(jì)算 ...................................................................................................................7 3.2 注射機(jī)型號(hào)的確定 ...............................................................................................................8 4 分型面的選擇 .............................................................................................................................9 5 塑料件的工藝尺寸的計(jì)算 .......................................................................................................11 6 模具型腔壁厚的計(jì)算 ...............................................................................................................14 7 普通澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) ...................................................................................................................16 7.1 澆注系統(tǒng)的作用 .................................................................................................................16 7.2 設(shè)計(jì)的基本原則 .................................................................................................................16 7.3 普通澆注系統(tǒng)的組成與設(shè)計(jì) ............................................................................................16 7.3.1 主流道 ..........................................................................................................................16 7.3.2 分流道 ..........................................................................................................................18 7.3.3.冷料穴和拉料桿設(shè)計(jì) .................................................................................................19 7.3.4 澆口設(shè)計(jì) ......................................................................................................................20 8 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .......................................................................................................................23 9 結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計(jì) .......................................................................................................................24 9.1.標(biāo)準(zhǔn)模架 ............................................................................................................................24 9.2.支承零部件設(shè)計(jì) ................................................................................................................24 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) II 9.3.合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................................................................................................25 9.3.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 ..........................................................................................................25 9.3.2 導(dǎo)柱 ..............................................................................................................................25 9.3.3 導(dǎo)套 ..............................................................................................................................25 9.3.4 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn) ..............................................................................................26 10 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .........................................................................................................................27 10.1 推出機(jī)構(gòu)定義 ...................................................................................................................27 10.2 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 ...........................................................................................................27 10.3 脫模阻力計(jì)算 ...................................................................................................................27 10.4 注射機(jī)及各個(gè)參數(shù)的校核 ...............................................................................................27 10.5 推桿推出位置的選擇 .......................................................................................................29 10.5.1 推桿的復(fù)位 ................................................................................................................29 10.5.2 推件板的設(shè)計(jì) ............................................................................................................29 11 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) .........................................................................................................................30 11.1 模具溫度及其調(diào)節(jié)的重要性 ...........................................................................................30 11.2.模具溫度與塑料成型溫度的關(guān)系 ..................................................................................30 11.3 冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .......................................................................................................30 11.3.1 冷卻介質(zhì) ....................................................................................................................30 11.3.2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 ................................................................................................31 11.3.3 冷卻裝置的理論計(jì)算 ...............................................................................................31 結(jié)論 ...............................................................................................................................................33 致 謝 ...............................................................................................................................................34 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................................35 附錄 ...............................................................................................................................................36 附錄 1.........................................................................................................................................36 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 1 1 緒論 1.1 前言 模具是現(xiàn)代工業(yè)的重要裝備。隨著工業(yè)生產(chǎn)的飛速發(fā)展，新產(chǎn)品的不斷涌現(xiàn)，對(duì)模 具的設(shè)計(jì)與制造速度、加工質(zhì)量，提出了更高的要求。 要求的周期越來(lái)越短、精度越來(lái)越高，以加速新產(chǎn)品投產(chǎn)及產(chǎn)品的更新?lián)Q代，提高 經(jīng)濟(jì)效益及競(jìng)爭(zhēng)力。近幾年來(lái)，許多企業(yè)認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，都在朝這個(gè)方向努力發(fā)展。把 在實(shí)際工作中積累的經(jīng)驗(yàn)收集、整理與總結(jié)。逐漸形成一種規(guī)范化，標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)就是利用課本中的理論，和畢業(yè)實(shí)習(xí)基地（江南機(jī)械廠）的所見，及前輩的 寶貴經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)出來(lái)的一套日常用塑件（某型茶杯的杯蓋）的模具。通過(guò)對(duì)塑件的分析， 確定用一模兩腔注射成型該塑件。同時(shí)為了鍛煉一下自己的能力，故意在塑件表面增加 一些結(jié)構(gòu)（增加多層臺(tái)階） ，來(lái)增加設(shè)計(jì)的難度，加固模具設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，為以后在企 業(yè)有個(gè)生存的空間打點(diǎn)基礎(chǔ)。 本設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照模具設(shè)計(jì)的步驟，及模具設(shè)計(jì)中的要求來(lái)設(shè)計(jì)的：塑件工藝性的分 析、型腔數(shù)量的確定、分型面的確定、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、成型零件的設(shè)計(jì)等，這一整套 的程序下來(lái)，感覺自己這方面的知識(shí)豐富了不少。同時(shí)在設(shè)計(jì)中也要求對(duì)機(jī)械的相關(guān)知 識(shí)有相當(dāng)?shù)牧私猓簷C(jī)械制圖、公差與配合、機(jī)械制造、材料成型、數(shù)控技術(shù)等。 總之，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我感覺充實(shí)了不少。 希望以后在工作崗位也有這樣的好機(jī)會(huì)鍛煉自己。 1.2 塑料工業(yè)簡(jiǎn)介 塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長(zhǎng)最快的工業(yè)門類之一。自從聚氯乙烯塑料問(wèn)世以來(lái)，隨 著高分子化學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及高分子合成技術(shù)、材料改進(jìn)技術(shù)的進(jìn)步、愈來(lái)愈多的具有 優(yōu)異性能的高分子材料不斷涌現(xiàn)，從而促進(jìn)塑料工業(yè)的發(fā)展。 模具是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的制品的工藝裝備或工具，它屬 于型腔模的范疇。通常情況下，塑件質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低，其模具的因素占 80%。然而模具的質(zhì)量的好壞又直接與模具的設(shè)計(jì)與制造有很大關(guān)系。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域 的各個(gè)部門對(duì)塑件的品種和產(chǎn)量需求越來(lái)越大、產(chǎn)品更新?lián)Q代周期越來(lái)越短、用戶對(duì)塑 件的質(zhì)量要求也越高，因而模具制造與設(shè)計(jì)的周期和質(zhì)量要求也相應(yīng)提高，同時(shí)也正是 這樣促進(jìn)了塑料模具設(shè)計(jì)于制造技術(shù)不斷向前發(fā)展。就目前的形式看，可以說(shuō)，模具技 術(shù)，特別是設(shè)計(jì)與制造大型、精密、長(zhǎng)壽命的模具技術(shù)，便成為衡量一個(gè)國(guó)家機(jī)械制造 水平的重要標(biāo)志。 按制品所采用的原料不同，成型方法不同，一般將模具分為塑料模具，金屬?zèng)_壓模 具，金屬壓鑄模具，橡膠模具，玻璃模具等。因人們?nèi)粘Ｉ钏玫闹破泛透鞣N機(jī)械零 件，在成型中多數(shù)是通過(guò)模具來(lái)制成品，就中國(guó)就有比較遠(yuǎn)大的市場(chǎng)，所以模具制造業(yè) 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 2 已成為一個(gè)大行業(yè)。 在高分子材料加工領(lǐng)域中,用于塑料制品成形的模具,稱為塑料成形模具,簡(jiǎn)稱塑料模。 塑料模具的設(shè)計(jì)是模具制造中的關(guān)鍵工作。通過(guò)合理設(shè)計(jì)制造出來(lái)的模具不僅能順 利地成型高質(zhì)量的塑件，還能簡(jiǎn)化模具的加工過(guò)程和實(shí)施塑件的高效率生產(chǎn)，從而達(dá)到 降低生產(chǎn)成本和提高附加價(jià)值的目的，塑料模的優(yōu)化設(shè)計(jì),是當(dāng)代高分子材料加工領(lǐng)域中 的重大課題。 塑料制品已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防和日常生活等方面獲得廣泛應(yīng)用。為了生產(chǎn)這些塑 料制品必須設(shè)計(jì)相應(yīng)的塑料模具。在塑料材料、制品設(shè)計(jì)及加工工藝確定以后，塑料模 具設(shè)計(jì)對(duì)制品質(zhì)量與產(chǎn)量，就決定性的影響。首先，模腔形狀、流道尺寸、表面粗糙度、 分型面、進(jìn)澆與排氣位置選擇、脫模方式以及定型方法的確定等，均對(duì)制品（或型材） 尺寸精度形狀精度以及塑件的物理性能、內(nèi)應(yīng)力大小、表觀質(zhì)量與內(nèi)在質(zhì)量等，起著十 分重要的影響。其次，在塑件加工過(guò)程中，塑料模結(jié)構(gòu)的合理性，對(duì)操作的難易程度， 具有重要的影響。再次，塑料模對(duì)塑件成本也有相當(dāng)大的影響，除簡(jiǎn)易模外，一般來(lái)說(shuō) 制模費(fèi)用是十分昂貴的，大型塑料模更是如此。 現(xiàn)代塑料制品生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備和先進(jìn)的模具，被譽(yù)為塑料制 品成型技術(shù)的“ 三大支柱”。尤其是加工工藝要求、塑件使用要求、塑件外觀要求，起著無(wú) 可替代的作用。高效全自動(dòng)化設(shè)備，也只有裝上能自動(dòng)化生產(chǎn)的模具，才能發(fā)揮其應(yīng)有 的效能。此外，塑件生產(chǎn)與更新均以模具制造和更新為前提。 塑料模是塑料制品生產(chǎn)的基礎(chǔ)之深刻含意，正日益為人們理解和掌握。當(dāng)塑料制品 及其成形設(shè)備被確定后，由此可知，推動(dòng)模具技術(shù)的進(jìn)步應(yīng)是不容緩的策略。尤其大型 塑料模的設(shè)計(jì)與制造水平，常標(biāo)志一個(gè)國(guó)家工業(yè)化的發(fā)展程度。 1.3 我國(guó)塑料模現(xiàn)狀 塑料模是現(xiàn)代塑料工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備，塑料模工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。 用塑料模生產(chǎn)成型零件的主要優(yōu)點(diǎn)是制造簡(jiǎn)、材料利用率高、生產(chǎn)率高、產(chǎn)品的尺寸規(guī) 格一致，特別是對(duì)大批量生產(chǎn)的機(jī)電產(chǎn)品，更能獲得價(jià)廉物美的經(jīng)濟(jì)效果。 在模具方面，我國(guó)模具總量雖已位居世界第三，但設(shè)計(jì)制造水平總體上比德、美、 日、法、意等發(fā)達(dá)國(guó)家落后許多，模具商品化和標(biāo)準(zhǔn)化程度比國(guó)際水平低許多。在模具 價(jià)格方面，我國(guó)比發(fā)達(dá)國(guó)家低許多，約為發(fā)達(dá)國(guó)家的 3/3-3/5，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家將模具向我 國(guó)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)進(jìn)一步明朗化。 隨著我國(guó)改革開放步伐的進(jìn)一步加快，我國(guó)正逐步成為全球制造業(yè)的基地，特別是 加入 WTO 后，作為制造業(yè)基礎(chǔ)的模具行業(yè)近年來(lái)得到了迅速發(fā)展。塑料模的設(shè)計(jì)、制造 技術(shù)、CAD 技術(shù)、CAPP 技術(shù)，已有相當(dāng)規(guī)模的確開發(fā)和應(yīng)用。在設(shè)計(jì)技術(shù)和制造技術(shù)上 與發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)差距較大，在模具材料方面，專用塑料模具鋼品種少、規(guī)格不全質(zhì)量 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 3 尚不穩(wěn)定。模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，系列化商品化尚待規(guī)?；籆AD、CAE、Flow Cool 軟件 等應(yīng)用比例不高；獨(dú)立的模具工廠少；專業(yè)與柔性化相結(jié)合尚無(wú)規(guī)劃；企業(yè)大而全居多， 多屬勞動(dòng)密集型企業(yè)。因此，我國(guó)要從一個(gè)制造業(yè)大國(guó)發(fā)展成為一個(gè)制造業(yè)強(qiáng)國(guó)，必須 要振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè)，努力提高模具工業(yè)的整體技術(shù)水平，提高模具設(shè)計(jì)與制 造水平，提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力。 1.4 塑料模發(fā)展趨勢(shì) 塑料作為現(xiàn)代四大工業(yè)基礎(chǔ)材料之一，越來(lái)越廣泛地在各行各業(yè)應(yīng)用。其中注塑成 型在塑料的各種成型工藝中所占的比例也越來(lái)越大。隨著社會(huì)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)不段向前發(fā)展， 對(duì)注塑成型的制品質(zhì)量和精度要求都有不同程度的提高。塑料制品的造型和精度直接與 模具設(shè)計(jì)和制造有關(guān)系，對(duì)注塑制品的要求就是對(duì)模具的要求。 由于計(jì)算技術(shù)和數(shù)控加工迅速發(fā)展，使得 CAD/CAM 逐漸取代了過(guò)去塑料模的設(shè)計(jì)與 制造技術(shù)，使傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造方法及組織生產(chǎn)的模式發(fā)生了深刻變化。塑料模 CAD/CAM 的發(fā)展不僅可以提高塑料模質(zhì)量，減少塑料模的設(shè)計(jì)與制造工時(shí)，縮短塑料模生產(chǎn)周期， 加快塑件生產(chǎn)和產(chǎn)品的更新?lián)Q代，而且更主要的是能滿足當(dāng)前用戶對(duì)塑料模行業(yè)提出的 “質(zhì)量高、交貨快、價(jià)格低” 的要求。 塑料模以后的發(fā)展主要有以下幾方面： 1、注射模 CAD 實(shí)用化； 2、擠塑模 CAD 的開發(fā)； 3、壓模 CAD 的開發(fā)； 4、塑料專用鋼材系列化。 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 4 2 塑件的分析 2.1 塑料材料的選擇(分析) 聚乙烯（PE ）是由乙烯聚合而成的，聚乙烯的原料來(lái)源充足，而且聚乙烯具有優(yōu)良 的電絕緣性能，耐化學(xué)腐蝕性能，耐低溫性能和良好的加工流動(dòng)性。 耐腐蝕性,電絕緣性(尤其高頻絕緣性)優(yōu)良,可以氯化,輻照改性.可用玻璃纖維增強(qiáng) 其熔點(diǎn),剛性,硬度和強(qiáng)度較高,吸水性小,有突出的電氣性能和良好的耐輻射性.高壓聚乙 烯柔軟性,伸長(zhǎng)率,沖擊強(qiáng)度和透明性較好,超高分子量聚乙烯沖擊強(qiáng)度高,耐疲勞,耐磨, 用冷壓燒結(jié)成型。 2.2 塑件的尺寸、精度 1.塑件的尺寸：塑件的尺寸 —指塑件的總體尺寸塑件的尺寸受下面兩個(gè)因素影響： 塑料的流動(dòng)性（大而薄的塑件充模困難） ；設(shè)備的工作能力（注射量、鎖模力、工作臺(tái)面） 。 2.塑件的精度：塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸與產(chǎn)品圖中尺寸的符合程度， 即所獲塑件尺寸的準(zhǔn)確度。 3.影響塑件尺寸精度的因素:模具的制造精度、磨損程度和安裝誤差；塑料收縮率的 波動(dòng)以及成型時(shí)工藝條件的變化；塑件成型后的時(shí)效變化(后收縮)。 尺寸精度的確定：模塑件公差代號(hào)為 MT （附錄 E） ；MT3 級(jí)精度最高（一般不采 用） ，MT7 級(jí)精度最低。 會(huì)根據(jù) GB/T34486-93（工程塑料模塑塑件尺寸公差）選擇塑件公差等級(jí)見圖 2-1 圖 2-1 A 項(xiàng)：不受模具合模精度影響的尺寸公差值 B 項(xiàng)：受模具合模精度影響的尺寸公差 值 尺寸精度的確定：對(duì)于塑件上孔的公差可采用基準(zhǔn)孔，可取表中數(shù)值冠以（＋）號(hào)。 對(duì)于塑件上軸的公差可采用基準(zhǔn)軸，可取表中數(shù)值冠以（－）號(hào)。一般配合部分尺寸精 度高于非配合部分尺寸精度。模具尺寸精度比塑件尺寸精度高 2-3 級(jí)。 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 5 2.3 塑件的幾何形狀 2.3.1 脫模斜度 為了便于塑件脫模，防止脫模時(shí)擦傷塑件，避免模具型芯型腔的過(guò)度磨損，必須在 塑件內(nèi)外表面脫模方向上留有足夠的斜度 α，在模具上稱為脫模斜度。脫模斜度的大小 取決于塑件的形狀、壁厚及塑料的收縮率，一般取 30 ′～3°30′。 2.3.2 脫模斜度方向 外形以大端為基準(zhǔn)，斜度由縮小方向取得；內(nèi)形以小端為基準(zhǔn)，斜度由擴(kuò)大方向取 得。 脫模斜度設(shè)計(jì)要點(diǎn)： 塑件精度高，采用較小脫模斜度；尺寸大的塑件，采用較小脫模斜度；塑件形狀復(fù) 雜不易脫模，選用較大斜度；增強(qiáng)塑料采用較大的脫模斜度；收縮率大，斜度加大。含 潤(rùn)滑劑的塑料采用較小脫模斜度 ，從留模方位考慮:留在型芯，內(nèi)表面脫模斜度﹤外表 面；留在型腔，外表面脫模斜度﹤內(nèi)表面。 2.3.3 塑件的壁厚 壁厚過(guò)?。簭?qiáng)度及剛度不足，塑料流動(dòng)困難：壁厚過(guò)大：原料浪費(fèi)，冷卻時(shí)間長(zhǎng)， 易產(chǎn)生缺陷。 塑件壁厚設(shè)計(jì)原則：滿足塑件結(jié)構(gòu)和使用性能要求下取小壁厚；能承受推出機(jī)構(gòu)等 的沖擊和振動(dòng)；制品連接緊固處、嵌件埋入處等具有足夠的厚度；保證貯存、搬運(yùn)過(guò)程 中強(qiáng)度所需的壁厚；5 滿足成型時(shí)熔體充模所需的壁厚。 2.3.4 塑件的加強(qiáng)筋 加強(qiáng)筋的作用：它能提高塑件的強(qiáng)度、防止和避免塑件的變形和翹曲。 ⑵加強(qiáng)筋設(shè) 計(jì)要點(diǎn)：加強(qiáng)筋的底部與壁連接應(yīng)圓弧過(guò)渡，以防外力作用時(shí)，產(chǎn)生應(yīng)力集中而被破壞。 2.3.5 圓角 在滿足使用要求的前提下,制件的所有的轉(zhuǎn)角盡可能設(shè)計(jì)成圓角，或者用圓弧過(guò)渡。 1）圓角的作用：圓角可避免應(yīng)力集中，提高制件強(qiáng)度 ；圓角可有利于充模和脫模； 圓角有利于模具制造，提高模具強(qiáng)度。 2）圓角的確定：內(nèi)壁圓角半徑應(yīng)為壁厚的一半；外壁圓角半徑可為壁厚的 3.5 倍； 一般圓角半徑不應(yīng)小于 0.5mm；壁厚不等的兩壁轉(zhuǎn)角可按平均壁厚確定內(nèi)、外圓角半徑； 理想的內(nèi)圓角半徑應(yīng)為壁厚的 2/3 以上。 2.3.6 塑件的支承面 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 6 通常塑件一般不以整個(gè)平面作為支承面，而是 以底腳或邊框?yàn)橹С忻?。本設(shè)計(jì)選擇 面積最大的地面為支承面。 2.3.7 塑件上的孔 在塑件孔的設(shè)計(jì)中，一方面應(yīng)保證塑件的強(qiáng)度，另一方面還需要滿足工藝要求，并 盡量簡(jiǎn)化工藝。 模塑通孔要求孔徑比（長(zhǎng)度與孔徑的比值）要小些 ；2 當(dāng)通孔孔徑﹤3.5mm，由于型 芯易彎曲折斷，不適于模塑成型；肓孔的深度：h ﹤（3～5）d ，d﹤3.5mm 時(shí)， h ﹤3d ；緊固用的孔和其它受力的孔，應(yīng)設(shè)凸臺(tái)予以加強(qiáng)。 塑件結(jié)構(gòu)尺寸見圖 2-2 圖 2-2 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 7 3 注射設(shè)備的選擇 3.1 有關(guān)制品的計(jì)算 根據(jù)零件圖提供的樣品，便可以根據(jù)樣品測(cè)繪得出制品體積，同時(shí)也可以借助計(jì)算 機(jī)輔助軟件(如：Pro/E 軟件等)建立制品模型見圖 3-1。 （對(duì)于沒有提供樣品的設(shè)計(jì)，也 可以由所提供的制品圖樣建立模型） ，這樣既便于較精確的計(jì)算制品的各個(gè)參數(shù)，又更為 直觀、形象。因條件所限,本設(shè)計(jì)是由測(cè)繪所的體積： 1）制品的體積為：V 3=8.3×8.3×0.8=55.33（cm3） ； 2）初步估計(jì)澆注系統(tǒng)的體積約為塑件的 0.7 倍： V 2=55.33 0.7 =38.58（cm3） ；? 本設(shè)計(jì)中取 V2=40（cm3） ； 3）該模具一次注射共需塑料的體積約為：V 0=2V3+ V2 =324.54（cm3）； 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 8 圖 3-1 3.2 注射機(jī)型號(hào)的確定 根據(jù)以上的計(jì)算初步選定型號(hào)為 XS—ZY—325 的注射機(jī)。 近年來(lái)我國(guó)引進(jìn)注射機(jī)的機(jī)型很多，國(guó)內(nèi)注射機(jī)生產(chǎn)廠的新機(jī)型也日益增多。掌握 使用設(shè)備的技術(shù)參數(shù)是注射模設(shè)計(jì)和生產(chǎn)所必需的技術(shù)準(zhǔn)備。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，最好查閱 注射機(jī)生產(chǎn)廠家提供的“注射機(jī)使用說(shuō)明書”上標(biāo)明的技術(shù)參數(shù)。 根據(jù)以上的計(jì)算初步選定型號(hào) XS—ZY—125 的注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如表 3-2。 表 3-2XS—ZY—325 注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 額定注射量（cm3） 325 螺桿(柱塞)直徑（mm） 42 注射壓力（MPa 350 注射行程（mm） 335 注射時(shí)間(s) 3.6 鎖模力（kN） 900 最大成型面積（cm2） 320 最大開合模行程（mm） 300 模具最大厚度（mm） 300 模具最小厚度（mm） 200 合模方式 液壓—機(jī)械 噴嘴球頭半徑（mm SR32 頂桿中心距（mm） 230 噴嘴孔徑（mm） 4 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 9 4 分型面的選擇 在塑料注射模制造過(guò)程中，總會(huì)遇到分型面的確定問(wèn)題，它是一個(gè)很復(fù)雜的間題， 受到許多因素的制約，常常是顧此失彼。所以在選擇分型面時(shí)應(yīng)抓住主要矛盾，放棄次 要因素。不同的設(shè)計(jì)人員有時(shí)對(duì)主要因素的認(rèn)識(shí)也不盡一致，與自身的工作經(jīng)驗(yàn)有關(guān)。 有些塑件的分型面的選擇簡(jiǎn)單明確并且唯一;有些塑件則有許多方案可供選擇。根據(jù)我的 工作經(jīng)驗(yàn)，可以按以下原則來(lái)確定: a)保證塑料制品能夠脫模 這是一個(gè)首要原則，因?yàn)槲覀冊(cè)O(shè)置分型面的目的，就是為了能夠順利從型腔中脫出 制品。根據(jù)這個(gè)原則，分型面應(yīng)首選在塑料制品最大的輪廓線上，最好在一個(gè)平面上， 而且此平面與開模方向垂直。分型的整個(gè)廓形應(yīng)呈縮小趨勢(shì)，不應(yīng)有影響脫模的凹凸形 狀，以免影響脫模。 b)使型腔深度最淺 模具型腔深度的大小對(duì)模具結(jié)構(gòu)與制造有如下三方面的影響: 模具型腔深度的大小對(duì)模具結(jié)構(gòu)與制造有如下三方面的影響: 1)目前模具型腔的加工多采用電火花成型加工，型腔越深加工時(shí)間越長(zhǎng)，影響模具生 產(chǎn)周期，同時(shí)增加生產(chǎn)成本。 2)模具型腔深度影響著模具的厚度。型腔越深，動(dòng)、定模越厚。一方面加工比較困難; 另 一方面各種注射機(jī)對(duì)模具的最大厚度都有一定的限制，故型腔深度不宜過(guò)大 3)型腔深度越深，在相同起模斜度時(shí)，同一尺寸上下兩端實(shí)際尺寸差值越大，如圖 2。若要控制規(guī)定的尺寸公差，就要減小脫模斜度，而導(dǎo)致塑件脫模困難。因此在選擇分 型面時(shí)應(yīng)盡可能使型腔深度最淺。 c)使塑件外形美觀，容易清理 盡管塑料模具配合非常精密，但塑件脫模后，在分型面的位置都會(huì)留有一圈毛邊， 我們稱之為飛邊。即使這些毛邊脫模后立即割除，但仍會(huì)在塑件上留下痕跡，影響塑件 外觀，故分型面應(yīng)避免設(shè)在塑件光滑表面上。 d)盡量避免側(cè)向抽芯 塑料注射模具，應(yīng)盡可能避免采用側(cè)向抽芯，因?yàn)閭?cè)向抽芯模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且直 接影響塑件尺寸、配合的精度，且耗時(shí)耗財(cái)，制造成本顯著增加，故在萬(wàn)不得己的情況 下才能使用。 e)使分型面容易加工 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 10 f)保證塑件制品精度 作為機(jī)械零部件的塑件，平行度、同心度、同軸度都要求很高，保證塑件精度除提 高模具制造精度外，與分型面的選擇有很大關(guān)系。 g)使塑件留在動(dòng)模內(nèi) 模具開模時(shí)型腔內(nèi)的塑件一般不會(huì)自行脫出，需用頂出機(jī)構(gòu)頂出，注射機(jī)上都有頂 出裝置，且設(shè)在動(dòng)模一側(cè)，因此設(shè)計(jì)模具分型面時(shí)應(yīng)使開模后塑件能留在動(dòng)模內(nèi)，以便 直接利用注射機(jī)的頂出機(jī)構(gòu)頂出塑件。如果塑件留在定模內(nèi)，則要再另設(shè)計(jì)頂出裝置才 能脫模，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜得多，且成本攀升，加工周期延長(zhǎng)。 h)使型腔內(nèi)總壓力較大的方向與分型面垂直 塑件注射時(shí)型腔內(nèi)各方向的壓強(qiáng) P 相同，故某方向總壓力 F=PxS,S 為某方向的投影 面積，當(dāng) S 越大，則 F 越大，選擇總壓力較大的方向與分型面垂直，利用注射機(jī)的鎖模 力來(lái)承受較大注射壓力。因此模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，否則需另設(shè)計(jì)鎖緊機(jī)構(gòu)，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 成本增加，加工周期延長(zhǎng)。 綜上所述，選擇注射模分型面影響的因素很多，總的要求是順利脫模，保證塑件技 術(shù)要求，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單制造容易。當(dāng)選定一個(gè)分型面方案后，可能會(huì)存在某些缺點(diǎn)，再 針對(duì)存在的問(wèn)題采取其他措施彌補(bǔ)，以選擇接近理想的分型面。該設(shè)計(jì)分型面選擇見圖 4-1。 圖 4-1 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 11 5 塑料件的工藝尺寸的計(jì)算 塑料在成型加工過(guò)程中，用來(lái)充填塑料熔體以成型制品的空間被稱為型腔。而構(gòu)成 這個(gè)型腔的零件叫做成型零件。注射模的成形零件包括凹模、凸模、小型芯、螺紋型心、 型環(huán)或成形桿等。由于這些成型零件直接與高溫、高壓的塑料熔體接觸，并且脫模時(shí)反 復(fù)與塑件摩檫，因此要求它有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度、耐磨性和較低的表面粗糙度。 同時(shí)要考慮零件的加工性和模具的制造成本。 凹模用以形成制品的外表面，型芯用以形成制品的內(nèi)表面，成形桿用以形成制品的 局部細(xì)節(jié)。模具的成形零件主要是凹模型腔和底板厚度的計(jì)算，塑料模具型腔在成形過(guò) 程中受到熔體的高壓作用，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，如果型腔側(cè)壁和底板厚度過(guò)小， 可能因強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞；也可能因剛度不足而產(chǎn)生撓曲變形，導(dǎo)致溢 料飛邊，降低制品尺寸精度并影響順利脫模。因此，應(yīng)通過(guò)強(qiáng)度和剛度計(jì)算來(lái)確定型腔 壁厚，尤其對(duì)于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能單純憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定型腔 壁厚和底板厚度。 通常工作尺寸是根據(jù)模具的制造公差，塑料成型收縮率和成型零件磨損來(lái)確定的。 傳統(tǒng)的方法是用平均收縮率計(jì)算法，其尺寸計(jì)算如下： 凹?；蛐颓坏墓ぷ鞒叽缬?jì)算式見式(5.1)，式((5.2)。 式(5.1) zcpsmSL???????????043 式(5.2)0 23ZmSCPH????????? 凸模或型心的工作尺寸計(jì)算式見式(5.3)，式(5.4)。 式(5.3) 04zcpsmSll ??????????? 式(5.4) 023zSCPh???? 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 12 孔間距的尺寸計(jì)算式見式(5.5)。 式(5.5) 02zZmSCP??????????? 式中 ——塑料的平均收縮率；cpS Ls——塑件外形徑向尺寸； Δ——塑件公差值； ——塑件外形高度尺寸（mm） ；mH ——凹?；蛐颓粡较虺叽纾╩m） ；L ——凹?；蛐颓簧疃瘸叽纾╩m） ； ——成型零件制造偏差 模具的制造公差當(dāng)尺寸小于 50mm 時(shí),δ=3/4Δ；c? 當(dāng)制品尺寸大于 50mm 時(shí)，δ=3/5Δ； ——凸?；蛐托牡膹较虺叽纾╩m） ；ml ——塑件內(nèi)壁徑向尺寸（mm） ；s ——凸?；蛐托牡母叨瘸叽纾╩m） ；h ———塑件外形深度尺寸（mm） ；s ——模具中心距基本尺寸（mm） ；mC ——塑件中心距基本尺寸（mm） 。s 工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸。 （包 括矩形和異形型芯的長(zhǎng)和寬） ，型腔深度和型芯高度和尺寸。材料的公差等級(jí)取 4 級(jí)，因 PE 的成型收縮率為 1.5～3.0%,所以平均收縮率取 S=2.25%。 1.凹?；蛐颓粡较虺叽?見式(5.1)。mL Ls=83 =0.05 Δ=0.6c?zcpsmSL????????????043 =[(1+2.25%)×83-0.75×0.6] 0+0.05 =84.410+0.05 2.凸?；蛐托牡膹较虺叽?見式(5.2)。ml =43 =0.05 Δ=0.56sc?043zcpsmSll ??????????? =[(1+2.25%)×43+0.75×0.56]0-0.05 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 13 =43.540-0.05 3.凹?；蛐颓簧疃瘸叽?見式(5.3)。mH =8 =0.05 Δ=0.6c?zcpsS??????0]32[ =[(1+2.25%)×7-0.666×0.6]0+0.05 =6.7580+0.05 4.凸?；蛐托牡母叨瘸叽?見式(5.4)。 =7 =0.035 Δ=0.6 mhc?023zSCPh??????????? =[(1+2.25%)×7+0.666×0.6]0-0.035 =7.560-0.05 5.模具中心距基本尺寸 見式(5.5)。 孔間距的制造公差 δz，取制品公差△（0.075）的 3/4，即±δz/2=±0.038 則孔間距的尺寸。 =27 =0.038sCc?02zZmSCP??????????? =(1+2.25%)×27±0.038 =27.57±0.038 =61 =0.038sCc?02zZmSCP??????????? =(1+2.25%)×61±0.038 =62.37±0.038 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 14 6 模具型腔壁厚的計(jì)算 注射成型時(shí)，為了承受型腔高壓熔體的作用，型腔側(cè)壁與底板應(yīng)該具有足夠強(qiáng)度與 剛度。小尺寸型腔常因強(qiáng)度不夠而破壞；大尺寸型腔，剛度不足常為設(shè)計(jì)失效的主要原 因。 確定型腔壁厚的計(jì)算法有：傳統(tǒng)的力學(xué)分析法和有限元法或邊界元法等現(xiàn)代數(shù)值分 析法。后者結(jié)果較可靠，特別適用于模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度要求較高的場(chǎng)合，但由于受計(jì) 算機(jī)硬件和軟件等經(jīng)濟(jì)與技術(shù)條件的限制，目前應(yīng)用尚不普遍。前者則根據(jù)模具結(jié)構(gòu)特 點(diǎn)與受力情況建立力學(xué)模型，分析計(jì)算其應(yīng)力和變形量，控制其在型腔材料許用應(yīng)力和 型腔許用彈性 (即剛度計(jì)算條件)范圍內(nèi)。 成型型腔壁厚剛度計(jì)算條件： 1)型腔不發(fā)生溢料: 高壓塑料熔體作用下，模具型腔壁過(guò)大的塑性變形將導(dǎo)致某些 結(jié)合面出現(xiàn)溢料間隙，產(chǎn)生溢料和飛邊。因此，須根據(jù)不同塑料的溢料間隙來(lái)決定剛度 條件。表 7—6 為部分塑料許用的溢料間隙。 2)保證塑料精度: 當(dāng)塑件的某些工作尺寸要求精度較高時(shí)，成型零件的彈性變形影 響塑件精度，因此應(yīng)使型腔壓力為最大時(shí)，該型腔壁的最大彈性變形量小于塑件公差的 3／5 3)保證塑件順利脫模: 若型腔壁的最大變形量大于塑件的成型收縮值，開模后，型 腔側(cè)壁的彈性恢復(fù)將使其緊包住塑件，使塑件脫模困難或在脫模過(guò)程中被劃傷甚至破裂， 因此型腔壁的最大彈性變形量應(yīng)小于塑件的成型收縮值。 如果是利用計(jì)算公式的話比較煩瑣，且不能保證在生產(chǎn)中的精確性，我們可以根據(jù) 書中的經(jīng)驗(yàn)值來(lái)取的。該設(shè)計(jì)所選的模具型腔為組合式結(jié)構(gòu)。 在注射成型過(guò)程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力，因此模具型腔應(yīng)該具有足夠的 強(qiáng)度和剛度。如果型腔壁厚和底版的厚度不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過(guò)型腔材料本 身的許用應(yīng)力是，型腔將導(dǎo)致塑件變形，甚至開裂。與此同時(shí)，若剛度不足將導(dǎo)致過(guò)大 的彈性變形，從而產(chǎn)生型腔向外膨脹或溢料間隙。因此，有必要對(duì)型腔進(jìn)行強(qiáng)度和剛度 的計(jì)算。 當(dāng) p=50MPa、H3/H2=4/5、[δ]=0.05、[σ]=360MPa 時(shí)，側(cè)壁長(zhǎng)邊 l 的剛度計(jì)算與強(qiáng) 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 15 度計(jì)算的分界尺寸為 370mm。即當(dāng) l>370mm 時(shí)按剛度條件計(jì)算側(cè)壁厚度，反之按強(qiáng)度條件 計(jì)算側(cè)壁厚度。因?yàn)?l=350mm，所以按強(qiáng)度條件計(jì)算 矩形型腔側(cè)壁每邊都受到拉應(yīng)力 和彎曲應(yīng)力的聯(lián)合作用。 按端部固定梁計(jì)算，梁的兩端彎曲應(yīng)力 σw 的最大值見式 (6.1)。 式(6.1) 21pHls?? 總應(yīng)力應(yīng)小于模具材料的許用應(yīng)力[σ]，即由相鄰側(cè)壁受載所引起的拉應(yīng)力 σb 為見 式(6.2)。 式(6.2) 12bpHs?? 式中 b——型腔側(cè)壁的短邊長(zhǎng)，mm. 211[]wbplbss???? 為計(jì)算方便，略去較小的 σb ,按強(qiáng)度條件型腔側(cè)壁的計(jì)算式見式(6.3)。 式(6.3) 21[]pHls? 式中 s——矩形型腔側(cè)壁厚度（mm） ； p——型腔內(nèi)熔體的壓力（MPa） ； H3——承受熔體壓力的側(cè)高度（mm） ； l——型腔側(cè)壁長(zhǎng)邊長(zhǎng)（mm） ； E——鋼的彈性模量，取 2.06×305MPa； H——型腔側(cè)壁總高度（ mm） 。0218356S??? 經(jīng)計(jì)算滿足條件。 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 16 7 普通澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7.1 澆注系統(tǒng)的作用 定義：注射模的澆注系統(tǒng)是指熔體從注射機(jī)的噴嘴開始到型腔為止流動(dòng)的通道。澆 注系統(tǒng)分為普通澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩種。 作用: 將熔體平穩(wěn)地引入型腔，使之按要求填充型腔的每一個(gè)角落；使型腔內(nèi)的氣 體順利地排除；在熔體填充型腔和凝固的過(guò)程中，能充分地把壓力傳到型腔各部位，以 獲得組織致密、外形清晰、尺寸穩(wěn)定的塑料制品；填充---排氣-----保壓、凝固、定型。 7.2 設(shè)計(jì)的基本原則 1）適應(yīng)塑料的成型工藝特性。 2）利于型腔內(nèi)氣體的排出。 3）盡量減少塑料熔體的熱能及壓力損失。 4）避免熔融塑料直沖細(xì)小型芯或嵌件。 5）便于修整，不影響塑件的外觀質(zhì)量。 6）防止塑件翹曲變形。 7）便于減少塑料消耗量和減小模具尺寸。 7.3 普通澆注系統(tǒng)的組成與設(shè)計(jì) 在注射模具中，澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴四個(gè)部分組成。見 圖 7-1。 徐 州 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 17 圖 7-1 7.3.1 主流道 注射機(jī)的噴嘴與模具接觸的部位起到分流道為止的一段流道。 7.3.1.1 主流道特點(diǎn) 1