荷花形塑料果盤的注塑模具設(shè)計(jì)-注射模含9張CAD圖帶開題報(bào)告-獨(dú)家.zip,荷花,塑料,果盤,注塑,模具設(shè)計(jì),注射,CAD,開題,報(bào)告,獨(dú)家 荷花形塑料果盤的注塑模具設(shè)計(jì) 摘 要 對(duì)荷花形塑料果盤的注射模結(jié)構(gòu)采用大水口直接進(jìn)膠，一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)，材料采用在塑膠生活用品行業(yè)較為廣泛的且性能良好的GPPS(聚苯乙烯)。通過(guò)對(duì)塑膠成型工藝的分析，GPPS塑膠性能的分析以及水路冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，制定出了一套完整的生產(chǎn)荷花形塑料果盤的生產(chǎn)工序流程。 依據(jù)對(duì)樣品的實(shí)際測(cè)繪，結(jié)合產(chǎn)品設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)通過(guò)三維軟件進(jìn)行3D造型，完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。同時(shí)考慮實(shí)際生產(chǎn)需要以及設(shè)計(jì)制造成本，合理的加入實(shí)用美觀等設(shè)計(jì)元素。 關(guān)鍵字：果盤；大水口；一模兩腔；水路冷卻；注塑模； 澆注系統(tǒng) Abstract The injection mold structure for lotus shaped plastic fruit tray adopts the mould structure with big water inlet directly into the glue, one mold and two cavities, and the material adopts GPPS (polystyrene) which is widely used in the plastics and daily necessities industry. Through the analysis of plastic molding technology, GPPS plastic performance analysis and water cooling system design, pouring system design, exhaust system design, ejection system design, a set of complete production process flow of lotus shaped plastic fruit tray was worked out. According to the actual surveying and mapping of samples, combined with the relevant knowledge of product design, 3D modeling is carried out through three-dimensional software to complete the product design. At the same time, considering the actual production needs and design and manufacturing costs, reasonable addition of practical and aesthetic design elements. Keywords: fruit tray; big water outlet; one mold two cavity; water cooling; injection mold; gating system; 前 言 模具工業(yè)是制造業(yè)中的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，而模具設(shè)計(jì)又是模具制造最重要的最基礎(chǔ)的一環(huán)，優(yōu)秀的模具設(shè)計(jì)能大大提高模具制造的效率，減少模具制造的成本。模具工業(yè)中模具主要分為注射模具和沖壓模具兩大部分，而注射模具又是模具制造業(yè)中最重要的一部分。 世界上注塑模的產(chǎn)量約占塑料成型模具總產(chǎn)量的 50 %以上 ,尤其是家用電器注塑產(chǎn)品需求量不斷增加，注射成型最主要的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，注塑成型能一次成型形狀復(fù)雜、尺寸精確的制品 ，適合高效率、大批量的生產(chǎn)方式。但是注塑模具的設(shè)計(jì)與制造主要依賴于設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)和技師的制造技藝 ,一般需要經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)試和修模才能正式投入生產(chǎn) ,這種傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式不僅使產(chǎn)品的生產(chǎn)周期延長(zhǎng) ,生產(chǎn)成本增加 ,而且難以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足我們現(xiàn)代制造業(yè)的需求，所以我們必須以科學(xué)分析的方法 ，研究各個(gè)成型過(guò)程的關(guān)鍵技術(shù) 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，因此越來(lái)越多的企業(yè)通過(guò)CAD/ CAM/ CAE集成技術(shù)提高生產(chǎn)效率，節(jié)省設(shè)計(jì)制造成本。國(guó)外注塑模 CAD/ CAM/ CAE 技術(shù)研究的成果有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明:采用注塑模 CAD/ CAE/CAM 技術(shù)能使設(shè)計(jì)時(shí)間縮短 50 %,制造時(shí)間縮短 30 %,成本下降 10 %,塑料節(jié)省 7 %，注塑模計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)正朝著與 CAD/ CAE無(wú)縫整體集成化方向發(fā)展 。隨著技術(shù)的飛速發(fā)展,，3D設(shè)計(jì)軟件的功能越來(lái)越強(qiáng)大,使用越來(lái)越簡(jiǎn)潔, 現(xiàn)時(shí)國(guó)際上占主流地位的注射模CAD軟件有UG、Pro/E、I-DEAS、SolidWorks等；結(jié)構(gòu)分析軟件有MSC、Analysis等；注射過(guò)程數(shù)值分析軟件有MoldFlow等；數(shù)控加工軟件有MasterCAM、Cimatron等，因此模具設(shè)計(jì)更是有著飛速的發(fā)展，然而UG就是其中的佼佼者,UG軟件的方便、快捷、精確性,使其在現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)中越來(lái)越得到應(yīng)用。 目 錄 摘 要 1 Abstract 2 前 言 3 1.緒論 7 1.1注射模具設(shè)計(jì)概論 7 1.2 注射模設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 7 2.塑料成型工藝性分析 8 2.1塑件的分析 8 2.2 UG中的3D建模 9 2.3 GPPS塑膠的性能分析 10 2.4 GPPS的注射成型以及工藝參數(shù) 11 3.擬定模具的結(jié)構(gòu)形式和選取注射機(jī) 13 3.1產(chǎn)品分型面的確定 13 3.2 模具型腔數(shù)量和排列位置的確立 13 3.3 注射機(jī)型號(hào)的確定 14 4.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 17 4.1 主流道的設(shè)計(jì) 17 4.2 分流道的設(shè)計(jì) 18 4.3 澆口的設(shè)計(jì) 20 4.4 校核主流道的剪切速率 20 4.5 冷料穴的設(shè)計(jì)及計(jì)算 21 5. 模仁部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核 21 5.1 模仁部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21 5.2 成型零件鋼材的選用 23 5.3 模仁工作尺寸的計(jì)算 24 5.4 凹模側(cè)壁厚度及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算 25 6. 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 25 6.1 脫模力的計(jì)算 25 6.2 推出方式的確定 25 7. 模架的確定 26 7.1 各模板尺寸的確定 26 7.2 模架各尺寸的校核 27 8. 排氣槽的設(shè)計(jì) 28 9.卻系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì) 28 9.1 冷卻介質(zhì) 28 9.2 冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)單計(jì)算 28 10．導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 30 結(jié)束語(yǔ) 31 致 謝 32 參考文獻(xiàn) 33 1.緒論 1.1注射模具設(shè)計(jì)概論 隨著沖壓生產(chǎn)的迅速發(fā)展和注射技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)注射模具設(shè)計(jì)工作提出了越來(lái)越高的要求。注射模具的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)技術(shù)性很高的工作，其設(shè)計(jì)過(guò)程實(shí)質(zhì)上是再創(chuàng)造的勞動(dòng)過(guò)程。注射模具設(shè)計(jì)的質(zhì)量的優(yōu)劣，不僅直接影響注射產(chǎn)品的成本及生產(chǎn)效率、質(zhì)量、而且也會(huì)影響注射生產(chǎn)的組織與管理。因此，注射模具設(shè)計(jì)工作不僅要求設(shè)計(jì)人員具有較好的理論基礎(chǔ)、熟練的設(shè)計(jì)技能、豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，而且還要求設(shè)計(jì)人員能在不斷積累總結(jié)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，及時(shí)獲取最新的科學(xué)技術(shù)知識(shí)，盡快掌握現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)手段。只有這樣，注射模具設(shè)計(jì)工作才能滿足工業(yè)生產(chǎn)迅速發(fā)展的需要。 1.2 注射模設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 目前，塑料制品得到了愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用，塑料的成型方法也越來(lái)越多，如注射成型、真空成型、擠壓成型、中空吹塑成型、發(fā)泡成型、薄膜吹塑成型，以及熱固性塑料的各種各樣的成型等。其中，塑料的注射成型是最主要的成型方法之一，塑料注射模具則是注射成型的工具。在現(xiàn)代塑料注射成型的生產(chǎn)實(shí)踐之中，高效率的塑料注射機(jī)、先進(jìn)的塑料注射模具以及合理的注射成型工藝是不可或缺的三項(xiàng)主要因素。塑料注射模是成型塑料產(chǎn)品品的主要工具，而一般說(shuō)來(lái)塑料制品通常是批量和大批量生產(chǎn)的兩種方式，因此要求塑料模具在使用過(guò)程中應(yīng)具有高質(zhì)量、高效率及成型后少加工或者不再加工，所以在模具設(shè)計(jì)時(shí)就必須考慮下面這些問(wèn)題。 ① 根據(jù)塑件的成型性能和使用性能，確定簡(jiǎn)潔合理的分型面和基準(zhǔn)面和澆口的放置等形式，這是在模具設(shè)計(jì)中很重要的問(wèn)題。 ② 在設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)特別注意它在制造過(guò)程中的工藝性，應(yīng)根據(jù)工廠實(shí)際設(shè)備狀況以及技術(shù)力量等一些客觀因素，制定出立足該條件下切實(shí)可行的設(shè)計(jì)方案，從而確定零件能易于加工，易于保證尺寸精度。 ③ 應(yīng)充分考慮注射過(guò)程中的生產(chǎn)效率，即在單位時(shí)間內(nèi)提高注射次數(shù)，即縮短成型周期。 ④ 綜合分析塑件的結(jié)構(gòu)狀況，盡可能地將需要有、柱、凸、凹和精度要求的尺寸以及孔等結(jié)構(gòu)形式全部在模具中表現(xiàn)出來(lái)，即成型的塑件應(yīng)該是不需要或不太需要事后加工的較完整的塑件。 ⑤ 模具結(jié)構(gòu)力求穩(wěn)定可靠、簡(jiǎn)單適用，縮短生產(chǎn)制造周期及降低制造成本，并應(yīng)便于裝配，便于維修和便于更換易損壞零件等。 ⑥ 重視模具材料的選擇與處理方式，在模體結(jié)構(gòu)件間或模體與塑件間在頂出過(guò)程中有頻繁接觸和摩擦的部位，零部件應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)鋼材及必要的熱硬處理，使結(jié)構(gòu)零件提高耐磨性及強(qiáng)度，以減少故障，提高模具壽命。 ⑦ 模具的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)也是模具設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的問(wèn)題。模具從設(shè)計(jì)到制造一般來(lái)說(shuō)周期很長(zhǎng)，但為了開發(fā)產(chǎn)品、搶占市場(chǎng)的需要，往往要求越快越好。為了縮短模具生產(chǎn)的準(zhǔn)備期，并降低成本，模具的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)是十分有效和必要的。由于塑件的結(jié)構(gòu)各式各樣，模具的型腔、型芯也各不相同，但模體選用標(biāo)準(zhǔn)模架、澆口套、導(dǎo)向零件、常用頂桿都可以盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件。 2.塑料成型工藝性分析 2.1塑件的分析 產(chǎn)品尺寸：該塑膠件的壁厚為3mm，塑件外形尺寸約為365×95×79mm，該產(chǎn)品塑膠材料GPPS為熱塑性樹脂塑料，流動(dòng)性好，剛性及表面硬度大，尺寸穩(wěn)定性好適合容器類產(chǎn)品的成型。 精度等級(jí)：塑件的每個(gè)尺寸的公差都不一樣，設(shè)計(jì)說(shuō)明中已給定大部分公差要求，未注公差的尺寸取公差MT5。 脫模斜度：GPPS的成型性能較好，產(chǎn)品收縮率較小，且產(chǎn)品斜度較大不需要另行設(shè)計(jì)脫模斜度。 塑件外形如圖： 注塑零件圖（1） 圖1 注塑零件圖（2） 2.2 UG中的3D建模 1）使用UG中回轉(zhuǎn)命令，通過(guò)樣條曲線繪制與實(shí)物截面相似的樣條型曲線，進(jìn)行回轉(zhuǎn)操作，回轉(zhuǎn)角度為360度。 2）使用UG中抽殼命令對(duì)回轉(zhuǎn)實(shí)體進(jìn)行抽殼，設(shè)置厚度為3mm。 3）使用UG中樣條曲線命令畫出荷花型花瓣，通過(guò)拉伸命令生成弧形面片，使用修剪體命令修剪，使用刪除參數(shù)命令刪參，得到18度邊的花瓣，使用鏡像命令得到36度的花瓣。 4）使用UG中移動(dòng)對(duì)象命令，以中心軸為旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)復(fù)制十次得到實(shí)體，使用合并命令將實(shí)體全部合并。 5）使用UG中刪除參數(shù)命令進(jìn)行參數(shù)刪除。 5）對(duì)得到的實(shí)體進(jìn)行圓倒角，R為0.2mm。 圖3 塑件件36°荷花花瓣 2.3 GPPS塑膠的性能分析 基本特性：無(wú)色、無(wú)嗅、無(wú)毒、無(wú)味的、光澤的、透明的珠狀或粒狀的非結(jié)晶性透明熱塑性樹脂。剛性及表面硬度大，但很脆，耐沖擊強(qiáng)度低，耐磨性差，其著色性及加工性良好，耐輻射. 吸水率低，在潮濕環(huán)境中仍能保持其力學(xué)性能和尺寸穩(wěn)定性。光學(xué)性能僅次于丙烯酸類樹脂。 主要用途：因聚苯乙烯透明且具有優(yōu)良的剛性、電氣性能和印刷性能,特別是良好的衛(wèi)生性、價(jià)廉,使其在食品包裝方面具有廣闊的應(yīng)用前景。在機(jī)電工業(yè)、儀器儀表、通訊器材業(yè)等方面已廣泛用作各種儀表外殼、燈罩、光學(xué)零件、儀器零件、透明窗鏡、透明模型、化工貯酸槽、酸輸送槽、電訊零件、高頻電容器、高頻絕緣襯墊、支架、嵌件及冷凍絕緣材料等。還大量應(yīng)用于各種生活日用品,如瓶蓋、容器、裝飾品、紐扣、梳子、牙刷、肥皂盒、香煙盒及玩具等。 成型特點(diǎn)：聚苯乙烯流動(dòng)性好,加工性能好,易著色,尺寸穩(wěn)定性好。可用注塑、吹塑、發(fā)泡、熱成型、粘接、涂覆、焊接、機(jī)加工等方法加工成各種制件,特別適用于注射成型，注射成型時(shí)物料一般可不經(jīng)干燥而直接使用。但為了提高制品質(zhì)量,可以55～70℃鼓風(fēng)烘箱內(nèi)預(yù)干燥1～2h。具體加工條件大致為：料筒溫度200℃左右，模具溫度60～80℃，注塑溫度170～220℃,60～150MPa,壓縮比為1.6～4.0。成型后的制品為了消除內(nèi)應(yīng)力，可在紅外線燈或鼓風(fēng)烘箱內(nèi)于70℃恒溫處理2～4h。 2.4 GPPS的注射成型以及工藝參數(shù) 注射成型過(guò)程： 產(chǎn)品成型過(guò)程前的準(zhǔn)備。對(duì)GPPS的色澤、顆粒透明度和均勻度等進(jìn)行檢查，GPPS成型前一般不需要干燥處理，對(duì)于要求此產(chǎn)品因外表透明度要求較高所以需進(jìn)行干燥處理，處理溫度55～70℃鼓風(fēng)烘箱內(nèi)預(yù)干燥1～2h。 表1 GPPS的性能指標(biāo) 性能指標(biāo) 數(shù)值 密度（ρ/kg/dm3 ） 1.04～1.09 透明度（%） 88%～92% 折射率 1.59～1.60 拉伸強(qiáng)度（σb/MPa） 27.5 比重(g/ cm3) 1.0～1.05 拉伸裂斷伸長(zhǎng)率（%） 50 吸水率(24h/﹪) 0.04 彎曲屈服強(qiáng)度(MPa) 41.6 收縮率(s/﹪) 0.4～0.6 彎曲模量(MPa) 2350 熱變形溫度(t/°C) 88-90 硬度（R scale） 99-105 阻燃性（HB) UL94 2)注射過(guò)程：塑膠產(chǎn)品在料筒內(nèi)經(jīng)過(guò)加熱、塑化過(guò)程達(dá)到流體狀態(tài)后，通過(guò)模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔進(jìn)行成型，其過(guò)程可分為充型、壓實(shí)、保壓、倒流、和冷卻的五個(gè)階段。 3）塑件的后續(xù)退火處理方式：成型后的制品應(yīng)在紅外線燈或鼓風(fēng)烘箱內(nèi)，于 70℃恒溫處理2~4h。 成型過(guò)程工藝參數(shù)： 1）注射機(jī)注射形式：螺桿式，螺桿轉(zhuǎn)速為30-60r/min。 2）料筒溫度t/°C:前段200°C～220°C;中段 190°C～210°C；后段 170°C～190°C。 3）模具溫度t/°C:60°C～80°C。 4）注射壓力（P/MPa）:60～90。 5）熔體溫度（℃）?200℃~220℃ 6）背壓（MP） 0.5MP~2MP 7）成型時(shí)間（s）：（注射時(shí)間一般為4s，冷卻時(shí)間取30s，輔助時(shí)間取7s）。 3.擬定模具的結(jié)構(gòu)形式和選取注射機(jī) 3.1產(chǎn)品分型面的確定 對(duì)塑件結(jié)構(gòu)和形狀的分析，分型面應(yīng)選在果盤投影面積積最大且利于開模的方向，又考慮到果盤邊沿線為不規(guī)則的曲線不利于后續(xù)加工制造，因此取塑膠果盤的最大邊沿線的水平面為分模線，其位置如圖4所示。 圖4 塑件的分型面選擇 3.2 模具型腔數(shù)量和排列位置的確立 1）模具型腔數(shù)量的確立：該塑膠件屬于生活用品類，其的精度要求不高，且為需要大批量生產(chǎn)生產(chǎn)，但其塑膠件尺寸較大，以及制造費(fèi)用和各種成本費(fèi)用等方面的因素，可以暫確定為一模兩腔結(jié)構(gòu)形式。 2）型腔排列位置的確立：該模具選擇的是一模兩腔方式。且產(chǎn)品質(zhì)量較大，考慮到型腔進(jìn)料平衡均勻性，故流道采用S形對(duì)稱排列。如圖5 圖5 型腔的數(shù)量和排列布置 3） 模具結(jié)構(gòu)形式確立：通過(guò)上述分析可以得知，該模具為一模兩腔，S形流道，通過(guò)塑件結(jié)構(gòu)形狀，其頂出機(jī)構(gòu)初選頂針?lè)绞竭M(jìn)行頂出。在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，采用平衡式流道，其澆口設(shè)計(jì)為側(cè)澆口，流道設(shè)計(jì)在最大分型面上。所以，上模板部分不單獨(dú)設(shè)計(jì)分型面取出流道廢料，但下模板部分需要添加型芯固定板、推件板。由此可確立為大水口單分型面注射模。 3.3 注射機(jī)型號(hào)的確定 1）注射量的計(jì)算 通過(guò)UG建模分析的塑件質(zhì)量屬性如圖所示 圖6 產(chǎn)品質(zhì)量屬性 產(chǎn)品的體積： （1） 產(chǎn)品的質(zhì)量： （2） 式中，根據(jù)列表1取。 2）澆注系統(tǒng)廢料體積的估算 由于澆注系統(tǒng)的流道廢料體積在設(shè)計(jì)當(dāng)初不能準(zhǔn)確確定其的數(shù)值，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式得，取塑膠體積的0.2～1倍計(jì)算。此設(shè)計(jì)采用的流道相對(duì)簡(jiǎn)單，因此澆注系統(tǒng)的流道廢料體積按產(chǎn)品體積的0.4倍計(jì)算，所以一次注射模具型腔的塑膠熔體的體積（即澆注系統(tǒng)的廢料和2個(gè)塑膠產(chǎn)品體積之和）為 （3） 3) 選擇注射機(jī)型號(hào) 由上述計(jì)算得在一次注射過(guò)程注入模具型腔的塑膠的總體積為，查文獻(xiàn)得。根據(jù)上述的計(jì)算，初步選用理論注射量為2000 cm3，注射機(jī)型號(hào)為XS-ZY1000(A) 臥式注射機(jī)，其主要參數(shù)見表2 表2 注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 名稱 數(shù)值 理論注射量( cm3） 2000 拉桿內(nèi)向距(mm) 700*1100 螺桿柱塞直徑(mm) 100 注射壓力(MPa) 121 注射時(shí)間（s） 4 模具行程/mm 700 模具高度（最大）/mm 700 注射速率(g/s) 120 模具高度（最小）/mm 300 鎖模形式 特殊液壓 螺桿轉(zhuǎn)速 (r/min) 21、27、35、 40、45、50、65、83 鎖模力（kN） 5500 4.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4.1 主流道的設(shè)計(jì) 一般主流道位置位于模具中心的塑膠熔體的入口，其作用是將噴嘴注射出的熔體快速準(zhǔn)確的注射到二級(jí)流道或著型腔中。一般主流道為圓錐形，拔模角度一般為2°，其作用是有利于熔融塑膠的流動(dòng)以及開模時(shí)廢料能從澆口順利拿出。同時(shí)主流道的尺寸對(duì)熔體的流動(dòng)速率和充型時(shí)間有著直接的影響。且澆口要與高溫塑料熔體以及噴嘴經(jīng)常接觸，在設(shè)計(jì)時(shí)候一般設(shè)計(jì)為可拆卸更換的澆口套。 1）直流道尺寸設(shè)計(jì) 主流道的長(zhǎng)度大小。一般由模具結(jié)構(gòu)形式確定，由于此套模具比較大所以主流道長(zhǎng)度取模板長(zhǎng)度L1=160mm。 主流道唧嘴口端直徑D1。 （7） 主流道流道口端直徑D2。 （8） 式中a=1° 主流道球面半徑SR。SR 配合高度h。h=3mm。 主流道廢料體積 （9） 2) 主流道當(dāng)量半徑 （10） 3)主流道澆口套的形式 因?yàn)檫笞鞛闃?biāo)準(zhǔn)件，所以可以通過(guò)采購(gòu)購(gòu)得無(wú)需另外加工。同時(shí)主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴經(jīng)常碰撞，容易磨損。其對(duì)材料有嚴(yán)格要求，由于此套模具為大模注射壓力大所以小端口處需要進(jìn)行熱處理提高硬度，考慮到在此過(guò)程中的拆卸更換問(wèn)題，主流道一般設(shè)計(jì)為兩部分，唧嘴和定位環(huán)。同時(shí)也方便選用優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單獨(dú)加工并進(jìn)行熱處理，節(jié)省了材料。該設(shè)計(jì)中唧嘴一般采用碳素工具鋼T10A，熱處理表面硬度應(yīng)達(dá)到50HRC～55HRC。定位圈結(jié)構(gòu)由總裝圖來(lái)確定。 4.2 分流道的設(shè)計(jì) 1）分流道的布置形式 分流道的布置一般需要考慮到產(chǎn)品的形狀大小以及外觀面的要求，盡量減少在流道內(nèi)的壓力損失也盡可能避免熔體溫度降低，但同時(shí)也要考慮到要保證壓力平衡，防止直接沖擊模腔，綜合上述此設(shè)計(jì)采用S型平衡式分流道。如圖所示： 圖7 分流道布置形式 2）分流道的長(zhǎng)度 根據(jù)兩個(gè)型腔的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)，分流道長(zhǎng)度適中即可，如上圖所示。 3）分流道的當(dāng)量直徑的確立 流過(guò)一級(jí)分流道塑件的質(zhì)量 （11） 該塑件的壁厚為3mm，質(zhì)量小于800g，采用下面的經(jīng)驗(yàn)公式即可確定分流道的直徑D （12） 式中 D——分流道直徑（mm）； m——塑件的質(zhì)量（g）； L——分流道的長(zhǎng)度(mm)。 4)分流道的截面形狀確立 此設(shè)計(jì)采用圓形截面，一方面加工工藝性良好，另一方面塑料熔體的熱量散失小，流動(dòng)阻力不大。 5)分流道界面尺寸，圓形的直徑為8mm。 6）廢料體積 （1）分流道的長(zhǎng)度為 （13） （2）分流道截面積 （14） （3）廢料體積為 （15） 7)校核剪切塑料 （1）確定注射時(shí)間，查表可知，可取t=4s. （2） 計(jì)算單邊分流道體積流量： （16） （3）剪切速率 （17） 此分流道剪切速率處在澆口主流道的最佳剪切速率在5×～5×之間。因此分流道內(nèi)熔體的剪切速率校核合格。 8） 分流道表面粗糙度要求較低，一般取Ra 1.25～2.5μm即可，在此設(shè)計(jì)取。 4.3 澆口的設(shè)計(jì) 此產(chǎn)品在外觀要求較高，不允許有裂紋氣紋變形缺陷等要求，采用一模兩腔結(jié)構(gòu)方式，由于外觀要求的嚴(yán)格以及成型時(shí)對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的需求，在此選用側(cè)澆口進(jìn)膠的方式。同時(shí)其結(jié)構(gòu)形狀較簡(jiǎn)單，加工比較容易，在后續(xù)改進(jìn)較容易，本設(shè)計(jì)將其澆口設(shè)在大分型面上，選擇從型腔的邊緣進(jìn)料。 1）側(cè)澆口的計(jì)算方式： （1）計(jì)算側(cè)澆口的深度H。 （18） 式中為塑膠成型系數(shù)，產(chǎn)品為壁厚， （2）計(jì)算澆口的寬度設(shè)計(jì)。 （19） 式中: a為凹模的內(nèi)表面，n1為塑膠成型系數(shù)。 （3）計(jì)算側(cè)澆口的長(zhǎng)度，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式大概可設(shè)計(jì)側(cè)澆口的長(zhǎng)度 2) 側(cè)澆口剪切速率的校核 （1）確定注射時(shí)間：可取； （2）澆口的體積流量： （20） （3）澆口的剪切速率：由矩形澆口可得知： （21） Rn為矩形澆口的當(dāng)量半徑。 由于此產(chǎn)品較大，為了保證產(chǎn)品能夠填充飽滿不出現(xiàn)缺膠流痕等現(xiàn)象測(cè)澆口需要進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)上述計(jì)算可得，測(cè)澆口為扇形狀。 4.4 校核主流道的剪切速率 綜合上述計(jì)算可得知，產(chǎn)品塑膠體積、主流道體積、主流道的當(dāng)量半徑以及分流道體積，因此可以校核主流道熔體的剪切速率。 主流道的體積流量 (22) 主流道的剪切速率 （23） 由于主流道的剪切速率和分流道的剪切速率最佳為之間，因此主流道的剪切速率校核合格。 4.5 冷料穴的設(shè)計(jì)及計(jì)算 冷料穴設(shè)計(jì)在主流道中心的動(dòng)模板上，其主要儲(chǔ)存注射初期由于溫度的降低冷卻的冷料，防止其影響產(chǎn)品的質(zhì)量。同時(shí)也防止流道的堵塞。由于該產(chǎn)品表面要求沒(méi)有印痕，故采用接觸面積較大的頂針進(jìn)行推出產(chǎn)品，同時(shí)采用標(biāo)準(zhǔn)件拉料鉤的頂針進(jìn)行頂出廢料。 5. 模仁部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核 5.1 模仁部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：凹模是用來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品外表面成型的零件。通過(guò)文獻(xiàn)資料查詢，以及對(duì)此結(jié)構(gòu)的分析得出，本設(shè)計(jì)采用整體嵌入式凹模。如下圖所示： 圖8 凹模結(jié)構(gòu) （2）型芯凸模的結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)：凸模用于對(duì)產(chǎn)品內(nèi)表面的的結(jié)構(gòu)成型，其外觀要求同樣較高，由此可得此產(chǎn)品依舊采用整體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因塑件的包緊力較大，所以將此部分作為動(dòng)模部分。 圖9 凸模結(jié)構(gòu) 5.2 成型零件鋼材的選用 因?yàn)榇怂苣z產(chǎn)品的注射量較大，模具結(jié)構(gòu)較大。因此該產(chǎn)品的模仁部分需要有足夠的剛度、強(qiáng)度以及耐磨性及較好的抗疲勞性能，同時(shí)產(chǎn)品外觀要求較高，所以其拋光度要求較好。產(chǎn)品屬于生活類用品其生產(chǎn)量很大，其對(duì)鋼材的要求比較高，綜合上述原因產(chǎn)品上下模仁部分鋼材選用SKD61。其不需要熱處理，節(jié)省了模具制造工時(shí)。 5.3 模仁工作尺寸的計(jì)算 （1）凹模徑向尺寸的計(jì)算 （24） 相應(yīng)的塑件制造公差 （25） 相應(yīng)的塑件制造公差 （26) (27) 式中：為產(chǎn)品的收縮率，查上述表可得GPPS的收縮率為，所以其平均收縮率；式中的 ,為系數(shù)，查表得，；,為塑件上相應(yīng)的尺寸的公差；是產(chǎn)品上相應(yīng)的尺寸制造公差，對(duì)于中型塑件取=/8 （2）凹模深度尺寸的計(jì)算：凹模仁高度的最大尺寸 , 相應(yīng)的。 (28) 式中：x為系數(shù)。 （3）凸模仁的尺寸計(jì)算。 （29） (30) (31) 式中：為系數(shù)。 （4）下模仁高度尺寸的計(jì)算。 (32) (33) 式中：為系數(shù) 5.4 凹模側(cè)壁厚度及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算 （1）凹模側(cè)壁厚度計(jì)算：型腔內(nèi)壓強(qiáng)及凹模的深度對(duì)凹模側(cè)壁厚度有直接關(guān)系，根據(jù)參考文獻(xiàn)提供的計(jì)算公式可計(jì)算其厚度。 (34) 式中：E為材料的彈性模量；p為型腔壓力；W為影響變形的最大尺寸，而h=130mm，h=W；為模具剛度計(jì)算的許用變形量。根據(jù)查文獻(xiàn)可得： (35) 式中， (36) 通過(guò)初步估算模板平面尺寸選用,由于其比型腔布置的尺寸大，因此能滿足強(qiáng)度和剛度的要求。 （2） 動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算： 動(dòng)模墊板厚度跟模架的兩塊方鐵之間的跨度值有關(guān)，根據(jù)之前的型腔排位可知，模架選在這個(gè)范圍內(nèi)，根據(jù)公式可得方鐵之間的跨度大約為.那么根據(jù)型腔排布形式跟型芯對(duì)動(dòng)模墊板的壓力就可以計(jì)算得到動(dòng)模墊板的厚度尺寸。 6. 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 6.1 脫模力的計(jì)算 （1）主型芯的脫模力，由參考文獻(xiàn)[8]式3-67脫模力為 =Ap (37) =11630 =1055N 式中：A—塑件包絡(luò)型芯的面積， P—塑件對(duì)型芯單位面積上的包緊力，一般情況下，模外冷卻塑膠產(chǎn)品件，P取Pa；模內(nèi)冷卻的塑膠產(chǎn)品件，P取Pa。 6.2 推出方式的確定 1）采用推桿推出 （1）推出面積。設(shè)95mm的圓推桿設(shè)置為1根，那么推出面積為 (38) (2) 推桿推出的應(yīng)力。根據(jù)表去許用應(yīng)力=8MPa (39) 通過(guò)上述計(jì)算，應(yīng)力合適，推出時(shí)不會(huì)出現(xiàn)有頂白或頂破的可能性，因此使用推桿方式推出產(chǎn)品合適。 7. 模架的確定 通過(guò)模具型腔布局的中心距以及凹模嵌件的尺寸大小可以算出上模仁所占的平面尺寸為,下模仁所占平面尺寸為，為了保證強(qiáng)度及剛度，利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得，，查表可得W=370，因此標(biāo)準(zhǔn)模架資料可得，需采用的模架。 7.1 各模板尺寸的確定 （1）A板尺寸，A板是定模型腔板，塑件的高度為79mm，同時(shí)考慮到定模板上需開設(shè)冷卻水路，故A板厚度取160mm。 （2）B板尺寸，B板是型芯固定板，考慮到其需要足夠的強(qiáng)度，因此此模具選用按模架標(biāo)準(zhǔn)板厚度取150mm。 （3）C板（墊板）尺寸。墊板=推出行程+推板厚度+推桿固定板厚度+（5~10）mm=145-150初定選定C為150mm。 經(jīng)上述尺寸計(jì)算，且查表龍記大水口模架尺寸，可確定為，標(biāo)記為：CI-65100-A160-B150-C150。 如圖： 圖10 模架的結(jié)構(gòu) 7.2 模架各尺寸的校核 根據(jù)所選注射機(jī)來(lái)校核該模具設(shè)計(jì)的尺寸。 1）模具平面尺寸<(格林大導(dǎo)柱間距)，校核合格。 2）模具高度尺寸 (模具的最大厚度，模具最小厚度)，校核合格。 3)模具的開模行程，校核合格。 式中： 。 8. 排氣槽的設(shè)計(jì) 該塑膠產(chǎn)品采用側(cè)澆口進(jìn)膠方式，熔體經(jīng)過(guò)塑件產(chǎn)品下方的扇形澆口向上充滿型腔，由于型芯上做有頂針，其配合間隙可作為氣體的排出，同時(shí)為保證型腔內(nèi)氣體的充分排出不出現(xiàn)氣紋，氣孔等影響外觀的不良現(xiàn)象出現(xiàn)，在其分模線交界處設(shè)置排氣槽。同時(shí)為了保證產(chǎn)品的圓度在其進(jìn)膠的產(chǎn)品對(duì)角線處設(shè)計(jì)廢料排出槽，防止在成型過(guò)程中冷卻不均勻?qū)е庐a(chǎn)品開裂。 9.卻系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì) 由于水路冷卻系統(tǒng)的計(jì)算較復(fù)雜，在本設(shè)計(jì)中只進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。忽視其他外部條件對(duì)模具的影響，按單位時(shí)間內(nèi)塑膠件熔體凝固時(shí)放出的熱量應(yīng)等于冷卻水應(yīng)帶走的熱量來(lái)計(jì)算。 9.1 冷卻介質(zhì) GPPS屬流動(dòng)性較好的材料，中等粘度，其模具溫度為60℃80℃，熱變形溫度為88℃90℃。所以模具的初步選定為60℃，其用常溫水對(duì)模具進(jìn)行冷卻就可以滿足要求。 9.2 冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)單計(jì)算 1)單位時(shí)間內(nèi)注入模具中塑料熔體的總質(zhì)量為W （1） 塑料制品的體積 (40) （2） 塑件制品的質(zhì)量 (41) （3）塑膠的壁厚為3.0mm，查參考文獻(xiàn)可得=30s。取注射時(shí)間=4s，脫模時(shí)間=7.0s，則注射周期：t=++=41s。 由此可知每小時(shí)注射次數(shù)N=87次 單位時(shí)間內(nèi)注入模具的塑料熔體的總質(zhì)量： 2)單位質(zhì)量的塑膠在凝固時(shí)所放出的熱量 查參考文獻(xiàn)可知，GPPS的單位熱流量一般在（250~355）kJ/kg之間，故可取300kJ/kg。 3）計(jì)算冷取水的體積流量 設(shè)冷卻水路入口的水溫為℃，取水的密度為3，水的比熱容.℃)。則根據(jù)公式可知： (42) 4)確定冷卻水路的直徑d 當(dāng)時(shí)，為保證冷卻水處于湍流狀態(tài)，取模具冷卻水孔的直徑。 5）冷卻水在水路內(nèi)的流速 合理 (43) 7）計(jì)算冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積A (44) 8）計(jì)算模具冷卻水管的總長(zhǎng)度L (45) 9）冷卻水路的根數(shù)x 設(shè)每條水路的長(zhǎng)度為l=400mm，則冷卻水路的根數(shù)為x (46) 由上述計(jì)算得，兩條冷卻水路對(duì)于模具來(lái)說(shuō)可以滿足要求。 圖12 凹模模仁冷卻水道 10．導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是用于上下模之間的開合機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向，本模具所成型的塑件相對(duì)較簡(jiǎn)單，模具定位精度要求不是很高，同時(shí)此套模具中帶有EGP定位加以輔助，因此對(duì)于導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的要求不高。 本模具采用將導(dǎo)柱固定在動(dòng)模板上的形式進(jìn)行導(dǎo)向，導(dǎo)柱主要對(duì)對(duì)模具的開合進(jìn)行導(dǎo)向的作用。模具設(shè)置了4根導(dǎo)柱與導(dǎo)套，它們之間采用H7/h6配合，。 如下圖所示形狀: 圖13導(dǎo)柱尺寸 結(jié)束語(yǔ) 大學(xué)的畢業(yè)終于結(jié)束了，在這一個(gè)月中學(xué)到了很多很多的東西，大學(xué)四年里面學(xué)到的和沒(méi)學(xué)到的都通過(guò)此次設(shè)計(jì)重新溫習(xí)了一遍，雖然很累，但是感覺(jué)很有成就感。在此過(guò)程中經(jīng)歷很多的設(shè)計(jì)上的失敗，一次又一次的修改，一次又一次的計(jì)算，論文一次又一次的排版。通過(guò)這個(gè)過(guò)程鍛煉了我遇到問(wèn)題不慌，冷靜分析，找到原因所在，找到合理的解決辦法，分析碰到類似問(wèn)題怎么解決的能力，讓我能獨(dú)立完成一次比較系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，為我在以后在實(shí)際工作工程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 本次設(shè)計(jì)十分系統(tǒng)的全面的概況了大學(xué)理論學(xué)習(xí)的所有理論知識(shí)，我的理論知識(shí)很好的運(yùn)用到實(shí)際操作之中，讓我能多角度，多方位感知了解到注射模具的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以及細(xì)節(jié)的注意。 例如本次設(shè)計(jì)過(guò)程中的模具型腔布局以及數(shù)量的排位：在此過(guò)程必須的考慮方方面面的問(wèn)題，比如成本，經(jīng)濟(jì)效益，市場(chǎng)需求以及加工難易程度，依據(jù)其塑料性能該塑膠產(chǎn)品適不適合這樣設(shè)計(jì)等等。 對(duì)于這次設(shè)計(jì)我從中獲得以下幾點(diǎn)收獲： 1.培養(yǎng)了自我分析，獨(dú)立解決問(wèn)題能力。從產(chǎn)品的造型到模具的最終設(shè)計(jì)都是自己一步一步設(shè)計(jì)出稿。 2.鍛煉的實(shí)際操作能力，在此之前都是從理論層面了解模具設(shè)計(jì)過(guò)程，沒(méi)有經(jīng)歷過(guò)實(shí)際體驗(yàn)過(guò)設(shè)計(jì)模具，對(duì)于模具的理解都是在理論方面，通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此過(guò)程中翻閱各類資料，了解了各項(xiàng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)以及實(shí)際過(guò)程中遇到的問(wèn)題的解決，大大加強(qiáng)了實(shí)際操作能力。 3.電腦繪圖水平的提高，讓我了解了繪圖中需要注意的問(wèn)題，提高了電腦繪圖的速度，同時(shí)也熟練的掌握了設(shè)計(jì)過(guò)程中常用到的多種快捷命令。 致 謝 首先要感謝母校多年來(lái)對(duì)我的栽培和教育，讓我在大學(xué)四年里面在提高我的理論知識(shí)的同時(shí)也逐步完善我的人生關(guān)世界觀價(jià)值觀，提高了我分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，使我在大學(xué)這幾年里快速的成長(zhǎng)，為以后勝任自己理想的工作打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。與此同時(shí)我要感謝所有教授過(guò)指導(dǎo)過(guò)我的老師們因?yàn)樗麄兊南ば慕虒?dǎo)才讓我慢慢學(xué)會(huì)大學(xué)里面所需要掌握的所有基礎(chǔ)理論知識(shí)。在此要感謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師—陶衛(wèi)民副教授，在他的細(xì)心指導(dǎo)關(guān)懷下，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)才能夠如此完美的完成。與此同時(shí)我也要感謝我的好朋友和同學(xué)這段時(shí)間對(duì)我的幫助和關(guān)心！ 由于準(zhǔn)備的時(shí)間較為倉(cāng)促，加上個(gè)人能力的不足以及查閱文獻(xiàn)資料方面不全面，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)之中存在較多不足之處，還望各位老師不吝指教。再次謝謝你們！ 參考文獻(xiàn) [1]鐘日銘. UG NX 6.0完全自學(xué)手冊(cè)［Ｍ］北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012 [2]李穎晴. UG NX 6.0注塑模設(shè)計(jì)師基礎(chǔ)與范例標(biāo)準(zhǔn)教程［Ｍ］北京： 電子工業(yè)出版社 [3]王樹勛. UG NX注塑模具設(shè)計(jì)［Ｍ］.北京：清華大學(xué)出版社，2011 [4]李麗華 李偉.UG NX6.0模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與進(jìn)階教程［Ｍ］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012 [5]楊波. UG NX 曲面造型與典型范例 ［Ｍ］北京：電子工業(yè)出版社，2011 [6]溫松明主編：互換性測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)[M] 湖南大學(xué)出版社 1996年 [7]張針主編：《模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)例指導(dǎo)》 北京化學(xué)工業(yè)出版社 1997年 [8]成都科技大學(xué)、北京化工學(xué)院、天津輕工業(yè)學(xué)院合編：《塑料成型模具》 中國(guó)輕工業(yè)出版社 1997年 [9] 伍先明，張蓉. 塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M]. 北京：國(guó)防工業(yè)出版社. 2006. 33