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分 類 號(hào) TB21 密 級(jí) 寧寧波大紅鷹學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 長套管注塑模具設(shè)計(jì) 所在學(xué)院 寧波大紅鷹學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 08機(jī)自2班 姓 名 盧海波 學(xué) 號(hào) 08141010220 指導(dǎo)老師 涂晶潔 2012年03月04日 誠 信 承 諾 我謹(jǐn)在此承諾：本人所寫的畢業(yè)論文《長套管注塑模具設(shè)計(jì)》均系本人獨(dú)立完成，沒有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點(diǎn)和材料，均作了注釋，若有不實(shí)，后果由本人承擔(dān)。 承諾人（簽名）： 年 月 日 摘 要 塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，隨之而來的是快速發(fā)展的塑料模具產(chǎn)業(yè)，因此，研究注塑模具不僅可以了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，而且對(duì)于提高塑料產(chǎn)品質(zhì)量也是十分有益。 本設(shè)計(jì)介紹了長套管注射成型模具設(shè)計(jì)過程，著重闡述了注射模具澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；注射模具分型面的選擇；注射模具側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，同時(shí)還對(duì)主要成型零件的加工工藝進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 通過本設(shè)計(jì)，可以對(duì)注塑模具有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，注意到設(shè)計(jì)中的某些細(xì)節(jié)問題，了解模具結(jié)構(gòu)及工作原理，為將來從事相關(guān)工作奠定基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞：注射模，一模兩腔，抽芯機(jī)構(gòu)，導(dǎo)柱 III Abstract The plastic industry is one of the fastest growing industrial categories in the world, Followed by the rapid development of the plastic is mold industry. Therefore, study on the injection mold can not only understand the plastic product but also the production process, it is also very useful for improving the quality of plastic products. This design introduced the long casing injection molding mould design process, Focuses on the gating system of injection mold design, Choice parting surface of injection mold; injection mold side core-pulling mechanism design, but also on the main forming part of the design process. Through this design, may to the cast of mold have a preliminary understanding, notes some detail question in the design, understands the mold structure and working principle, lay the foundation to the furture related work. Key Words: Injection Mould，Two cavity in one mould， Core-pulling Mechanism, Guide Column 目 錄 摘 要 I Abstract II 目 錄 III 第1章 引言 1 1.1 塑料模具的現(xiàn)狀及未來的發(fā)展方向 1 1.1.1 模具工業(yè)的概況 1 1.1.2 國外模具技術(shù)現(xiàn)狀 1 1.1.3 國內(nèi)模具技術(shù)現(xiàn)狀 2 1.1.4 模具技術(shù)未來的發(fā)展方向 3 1.2 本課題任務(wù)要求 3 第2章 長套管成型工藝參數(shù)及成型條件 4 2.1 材料的成型特性 4 2.1.1 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 4 2.1.2 長套管材料的選擇 4 2.1.3 材料的成型特性與工藝參數(shù) 5 第3章 成型方案的確定 6 3.1 方案分析與設(shè)計(jì) 6 3.2 注射模具分型面的選擇 7 3.2.1 分型面的基本形式 7 3.2.2 分型面選擇的基本原則 7 3.2.3 分型面的選擇 7 3.3 型腔數(shù)目的確定及布置 8 3.4 注射模具澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8 3.4.1 注射模具澆注系統(tǒng)的組成及其設(shè)計(jì)原則 8 3.4.2 注射模具主流道的設(shè)計(jì) 9 3.4.3 注射模具分流道的設(shè)計(jì) 10 3.4.4 注射模具澆口的設(shè)計(jì) 11 3.5 冷料穴的設(shè)計(jì) 13 第4章 成型零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 14 4.1 注射模具成型零件和模體的設(shè)計(jì) 14 4.1.1 注射模具型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14 4.1.2 注射模具型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14 4.1.3 注射模具成型零件的尺寸確定 14 第5章 注塑模具導(dǎo)向及推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 5.1 注射模具的斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 5.2 注射模具的頂出機(jī)構(gòu) 18 第6章 塑料注射模具的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 6.1 塑料注射模具的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重要性 19 6.2 塑料注射模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 19 6.3 過濾網(wǎng)注射模具的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 第7章 注射機(jī)的選擇及參數(shù)的校核 1 第8章 典型零件加工工藝設(shè)計(jì) 21 結(jié)束語 22 致 謝 23 參考文獻(xiàn) 24 第1章 引言 第1章 引言 1.1 塑料模具的現(xiàn)狀及未來的發(fā)展方向 1.1.1 模具工業(yè)的概況 模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時(shí)本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域，如今，世界模具工業(yè)的發(fā)展甚至己超過了新興的電子工業(yè)。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占11%[1]。 塑料模具工業(yè)是隨塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的，自塑料問世后的幾十年以來，由于其原料豐富、制作方便和成本低廉，塑料工業(yè)發(fā)展很快，它在某些方面己取代了多種有色金屬、黑色金屬、水泥、橡膠、皮革、陶瓷、木材和玻璃等，成為各個(gè)工業(yè)部門不可缺少的材料[2]。 1.1.2 國外模具技術(shù)現(xiàn)狀 近十多年來，國外先進(jìn)國家的模具技術(shù)水平飛速發(fā)展，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： （1）在模具設(shè)計(jì)制造已普遍應(yīng)用CAD/CAM/CAE 技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用，能極大地提高模具產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平、制造水平和分析測(cè)試水平。從而達(dá)到縮短生產(chǎn)周期提高產(chǎn)品質(zhì)量和精度，降低產(chǎn)品成本的目的。 （2）快速原型法和快速制模技術(shù)（RPM/RMT）已得到廣泛的應(yīng)用。RPM一項(xiàng)集激光、材料、信息及控制等技術(shù)于一體的先進(jìn)制造技術(shù)，其突出特點(diǎn)就是能直接根據(jù)產(chǎn)品的CAD數(shù)據(jù)快捷地制造出具有一定結(jié)構(gòu)和功能的原型甚至產(chǎn)品，而不需要任何工裝夾具，而迭加形成三維實(shí)體。 （3）模具專業(yè)化生產(chǎn)及標(biāo)準(zhǔn)化程度高 專業(yè)化生產(chǎn)是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要特征之一，國外工業(yè)先進(jìn)的國家模具專業(yè)化生產(chǎn)已達(dá)75%以上。標(biāo)準(zhǔn)化是實(shí)現(xiàn)模具專業(yè)化生產(chǎn)的基本前提，能系統(tǒng)提高整個(gè)模具行業(yè)技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)效益的重要手段，是機(jī)械制造業(yè)向深層次發(fā)展必由之路。 （4）模具敏捷制造系統(tǒng)發(fā)展較快 目前國外先進(jìn)國家的模具敏捷制造系統(tǒng)發(fā)展較快。這也是我國模具行業(yè)的近期發(fā)展目標(biāo)。另外，高速銑削加工、超精加工和復(fù)合加工技術(shù)、熱流道技術(shù)等已在國外先進(jìn)國家得到了很好的應(yīng)用。這些先進(jìn)的技術(shù)的應(yīng)用極大的提高了這些國家模具產(chǎn)品的質(zhì)量、精度。縮短了生產(chǎn)周期，提高了經(jīng)濟(jì)效益，提高了產(chǎn)品的競(jìng)爭力。盡快吸收，應(yīng)用國外先進(jìn)技術(shù)，是我國模具行業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)方向。 以下是（表1）國內(nèi)外塑料模具技術(shù)的比較： 表1 國內(nèi)外塑料模具技術(shù)比較 項(xiàng)目 國內(nèi) 國外 注塑模型腔精度 0.02 mm～0.05mm 0.005 mm～0.01mm 型腔表面粗糙度 Ra0.20μm Ra0.01μm～0.05μm 非淬火鋼模具壽命 10萬次～30 萬次 10萬次～60 萬次 淬火鋼模具壽命 50萬次～100 萬次 160萬次～300 萬次 熱流道模具使用率 總體不足10 % 80 % 標(biāo)準(zhǔn)化程度 小于30 % 70 %～80 % 中型塑料生產(chǎn)周期 2個(gè)月～4 個(gè)月 1 個(gè)月左右 在模具行業(yè)中的占有量 25 %～30 % 30 %～40 % 1.1.3 國內(nèi)模具技術(shù)現(xiàn)狀 從起步到現(xiàn)在，我國模具工業(yè)經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，已有了較大的提高，與國外的差距正在進(jìn)一步縮小。我國的模具工業(yè)，既存在著高速迅猛發(fā)展的良好勢(shì)頭，又存在著精度低、結(jié)構(gòu)欠合理、壽命短等一系列不足，無法滿足整個(gè)工業(yè)迅速發(fā)展的迫切要求。為了推進(jìn)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)，適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)各部門發(fā)展的需要，模具工業(yè)面臨著進(jìn)一步技術(shù)結(jié)構(gòu)調(diào)整和加速國產(chǎn)化的繁重任務(wù)。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： （1）模具行業(yè)日趨大型化，精度將越來越高。10年前，精密模具的精度一般為5μｍ，現(xiàn)在已達(dá)2μｍ-3μｍ。不久，1μｍ精度的模具將上市。隨著零件微型化及精度要求的提高，有些模具的加工精度公差就要求1μｍ以下，這就要求發(fā)展超精加工。 （2）熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步提高。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)約制件的原材料，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用在國外發(fā)展很快，已十分普遍。國內(nèi)熱流道模具也已經(jīng)生產(chǎn)，有些企業(yè)已達(dá)30%左右，但總的來看，比例太低，亟待發(fā)展。 （3）模具CAD/CAM/CAE技術(shù)較廣泛地得到應(yīng)用，并開發(fā)出了自主版權(quán)的模具CAD/CAM/CAE軟件。電加工，數(shù)控加工在模具制造技術(shù)發(fā)展上發(fā)揮重要作用，部分骨干企業(yè)已開始使用這一技術(shù)。 1.1.4 模具技術(shù)未來的發(fā)展方向 今后我國模具工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)是現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法與工藝設(shè)計(jì)相結(jié)合，在模具的開發(fā)和制造過程中，采用數(shù)控精密高效加工設(shè)備、采用逆向工程、并行工程、敏捷制造、虛擬技術(shù)等先進(jìn)制造技術(shù)，模具工業(yè)向著集團(tuán)化、規(guī)?；较虬l(fā)展，走出一條自主開發(fā)模具的成功之路，具體有以下兩個(gè)方面： （1）管理統(tǒng)一化、等級(jí)化 如果我們要想向世界高水準(zhǔn)模具看齊，必須走改革之路。改革方案很多，適合我國國情并有利于管理、有利于模具質(zhì)量的提高即可。例如：我們可以向國外模具高水準(zhǔn)的國家學(xué)習(xí)，進(jìn)行深入了解和研究，如果他們管理模式適合我國國情的發(fā)展，則可效仿其經(jīng)驗(yàn)，這樣我們會(huì)少走許多彎路。 （2）提高人才技術(shù)水平 有資料顯示：由于技術(shù)人才的缺乏及其技術(shù)水準(zhǔn)低下，目前，我國工業(yè)產(chǎn)品合格率只有7 0 % ，不良產(chǎn)品每年帶來的經(jīng)濟(jì)損失近兩千億元。由此看來要想加強(qiáng)我國技術(shù)人才隊(duì)伍，提高技術(shù)人才技術(shù)含量，首先要求國家重視技術(shù)人才。加大對(duì)技術(shù)領(lǐng)域建設(shè)和技術(shù)人才的投資力度，增開高質(zhì)量的模具技術(shù)人才培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，加大、加深對(duì)技術(shù)人才的培養(yǎng)和再深造。提高技術(shù)人才的社會(huì)地位、經(jīng)濟(jì)地位、福利待遇。 1.2 本課題任務(wù)要求 （1）對(duì)長套管零件的注塑模具設(shè)計(jì)； （2）制作典型零件加工工藝卡片； （3）完成該注塑模具裝配圖設(shè)計(jì)，全部零件圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，模具成型零件三維造型設(shè)計(jì)。 3 第7章 注射機(jī)的選擇及參數(shù)的校核 第2章 長套管成型工藝參數(shù)及成型條件 2.1 材料的成型特性 2.1.1 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 （1）本課題是對(duì)長套管的注塑模設(shè)計(jì)。首先對(duì)實(shí)物長套管進(jìn)行測(cè)繪，并對(duì)塑件的使用性能和結(jié)構(gòu)要求有一個(gè)基本的了解。圖1所示為長套管零件圖。 圖1 長套管零件圖 （2）尺寸精度?? 由于塑件的尺寸精度主要決定于塑料收縮率的波動(dòng)，而本塑件的配合精度不高，所以塑件公差數(shù)值根據(jù)《模具實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)綜合手冊(cè)》中表3-1-1確定。尺寸精度根據(jù)給定的0.6。 （3）表面粗糙度??? 由于塑件的外觀要求比較高，所以表面粗糙度有較高要求，一般模具的表面粗糙度要比塑件的要求低1～2級(jí)，所以塑件的表面粗糙度在 1.6～0.2之間。我們選取 0.8。 2.1.2 長套管材料的選擇 （1）塑料的性能 塑料材料的相對(duì)密度在0.83 ～ 2.2范圍內(nèi)，在眾多的材料中只比木材的相對(duì)密度稍高。且在各種的材料中，塑料材料具有最高的比強(qiáng)度，甚至比特種合金鋁還要高。塑料還具有很好的絕緣性、防震、隔熱、隔音性能。耐腐蝕性很高，其耐腐蝕性僅次于玻璃及陶瓷材料。且塑料材料具有優(yōu)異的加工性能。 （2）PA66的特性 長套管給定的材料為PA66（聚酰胺66或尼龍66）。PA66是半透明或不透明乳白色結(jié)晶形聚合物，具有可塑性。能耐酸、堿、大多數(shù)無機(jī)鹽水溶液、鹵代烷、酯類、烴類、酮類等腐蝕。因其機(jī)械強(qiáng)度較高且具有優(yōu)良的耐磨性、自潤滑性，故廣泛應(yīng)用于需要有抗沖擊性和高強(qiáng)度要求的產(chǎn)品。 2.1.3 材料的成型特性與工藝參數(shù) 本塑件材料為聚酰胺66（尼龍66），簡稱為PA66。 （1）基本特性：堅(jiān)韌，耐磨，耐疲勞，耐油，耐水，抗霉菌，但吸水性大。 （2）主要用途：適于制作一般機(jī)械零件，減摩耐磨零件，傳動(dòng)零件，以及化工、電器儀表等零件； （3）成型特點(diǎn)：熔融狀態(tài)熱穩(wěn)定性差；成型收縮范圍和收縮率大，方向性明顯，易發(fā)生縮孔、凹痕、變形等弊病，成型條件應(yīng)穩(wěn)定；流動(dòng)性好，易溢料；吸濕性較好；融料冷卻速度對(duì)結(jié)晶塑件結(jié)構(gòu)性能有明顯影響，成型時(shí)要嚴(yán)格控制模溫；模具澆注系統(tǒng)的形式和尺寸與成型聚苯乙烯時(shí)相似，但增大澆道和澆口截面尺寸可改善縮孔及凹痕現(xiàn)象。 （4） PA66塑料的注射參數(shù)　 注射類型：螺桿式 噴嘴溫度：200～210°C 料筒溫度：前段190～210°C；中段200～220°C；后段210～230°C　 模具溫度：40～80°C 注射壓力：40～100 MPa 注射時(shí)間：20～90 S 保壓時(shí)間：0～5S 冷卻時(shí)間：20～120 S 成型時(shí)間：45～220 S 第3章 成型方案的確定 3.1 方案分析與設(shè)計(jì) 長套管具有通孔，需有型芯，且上面小下面大，不均勻。成型模具還需采用分型等成型結(jié)構(gòu)。該塑件的長度為270mm，所以型芯較長，利用普通上下分型的脫模方式會(huì)需要很大行程的注塑機(jī)，經(jīng)過具體的分析及有關(guān)難度零件的資料查閱，現(xiàn)給出以下兩種方案，下面對(duì)模具結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行分析論證： 方案1： 本方案采用PLC控制系統(tǒng)控制電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)跟齒輪嚙合，在分型時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)使得型芯松動(dòng)，使塑件自行掉落。但經(jīng)過分析，型芯旋轉(zhuǎn)會(huì)影響到塑件的精度，而且一開始的設(shè)計(jì)疏忽了兩個(gè)齒輪旋轉(zhuǎn)方向并不一致，這樣也會(huì)影響塑件的正常成型。 方案2： 該制品為長管，需要很長距離抽芯，該模具采用了先由斜拉桿做短距離抽芯，然后由彈簧將滑塊和制品同時(shí)彈移使制品自行掉落的方式，使模具結(jié)構(gòu)較為簡化。 方案2能更好的完成長套管塑件注塑成型，所以本次設(shè)計(jì)采用方案2. 3.2 注射模具分型面的選擇 3.2.1 分型面的基本形式 分型面的形式由塑料的具體情況而定，但大體上分型面的形狀有平面式分型面、斜面式分型面、階梯面式分型面和曲面式分型面。 3.2.2 分型面選擇的基本原則 選擇分型面的基本原則：a)盡量使塑件在開模后留動(dòng)、下模邊；b)保證塑件外觀和質(zhì)量要求；c)要確保塑件的精度要求；d)便于實(shí)現(xiàn)側(cè)向分型抽芯動(dòng)作；e)分型面有利于排氣；f)有利于塑件脫模；g)考慮溢邊對(duì)塑件的影響；h)考慮對(duì)設(shè)備合模力的要求；i)考慮脫模斜度的影響。 3.2.3 分型面的選擇 由于長套管的上下面均有一個(gè)圓形小孔，考慮到該塑件需要側(cè)抽芯，如果采用上下面分型，會(huì)使得塑件的上下面凹部分需要復(fù)雜的側(cè)抽芯，且該塑件為細(xì)長管件，采用上下面分型會(huì)需要很長的行程，根據(jù)對(duì)長套管模型的觀察和分型面選擇的基本原則現(xiàn)選擇以軸心為基準(zhǔn)平行的平面為分型面（見圖2），這樣解決了塑件復(fù)雜的側(cè)抽芯問題及大行程問題。 圖2 分型面選擇圖 3.3 型腔數(shù)目的確定及布置 為了制模具與注塑機(jī)的生產(chǎn)能力相匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性，并保證塑件精度，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確定型腔數(shù)目。該塑件精度要求不高，要求大批量生產(chǎn)，使用一模一腔不能滿足該要求，不經(jīng)濟(jì)，且該塑件具有較長抽芯，從模具加工成本，制品生產(chǎn)時(shí)的成本考慮，而且如果擬定為一模四腔，塑件將無法進(jìn)行放置，故擬定為一模兩腔。布置形式采用平衡式布置，兩個(gè)塑件平行放置，這樣能實(shí)現(xiàn)均衡進(jìn)料、同時(shí)充滿的目的。 3.4 注射模具澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.4.1 注射模具澆注系統(tǒng)的組成及其設(shè)計(jì)原則 注射模具的澆注系統(tǒng)由主流道， 分流道，澆口，冷卻穴等部分組成。注射模具設(shè)計(jì)中對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行合理的布局和形式的選擇是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。所以在設(shè)計(jì)注射模具的澆注系統(tǒng)時(shí)有以下幾項(xiàng)原則： （1）確保塑料充滿整個(gè)型腔； （2）保證塑料熔體流動(dòng)平穩(wěn)； （3）應(yīng)盡量減短流程； （4）流道表壁的粗糙度要低； （5）防止制品變形和翹曲； （6）防止型芯變形和嵌件位移； （7）去除澆口應(yīng)盡量方便，且不影響制品質(zhì)量； （8）合理設(shè)計(jì)冷卻穴。 3.4.2 注射模具主流道的設(shè)計(jì) 主流道是從注塑機(jī)噴嘴與模具接觸位起，到分流道為止的這一段流道。作用是負(fù)責(zé)將塑料熔體輸往分流道。主流道常設(shè)在模具的中心位置，模腔內(nèi)的塑料就以模具的中心進(jìn)行對(duì)稱平衡布局。由于主流道與注射機(jī)反復(fù)接觸、碰撞，一般都不將主流道直接開在定模板上，而是將其單獨(dú)設(shè)在一個(gè)襯套中，然后將襯套鑲?cè)肽０鍍?nèi)，此襯套稱為澆口套。 （1）主流道的設(shè)計(jì)： （a）主流道進(jìn)口端與噴嘴頭部接觸處應(yīng)做成球面凹坑。通常主流道進(jìn)口端凹坑的球面半徑Sr要比噴嘴球面半徑Sr大1mm ～ 2mm,凹入深度約5mm，為了補(bǔ)償主流道與噴嘴的對(duì)中誤差，主流道進(jìn)口端的直徑D應(yīng)比噴嘴出口直徑d大0.5mm～ 1mm； （b）主流道的錐角取2°～ 4°，對(duì)流性差的塑料可增加大到 6°左右；取4° （c）主流道表壁的表面粗糙度取Ra 0.8 ～ Ra 0.4；取Ra 0.8 （d）主流道出口端應(yīng)與分流道之間呈圓滑過渡，過渡角R為0.3mm ～ 3mm；取1mm （e）澆口套與安裝孔應(yīng)為過渡配合； （f）澆口套與定模板之間的連接力必須足夠； （g）采用定位圈定位法，定位圈與定位孔的配合長度，該模具為中小型模具，所以選10mm, 圖3 定位圈 圖4 主流道圖 （2）澆口套的設(shè)計(jì) 初選注射機(jī)HTF120J/TJ的噴嘴球半徑為12 mm，噴嘴孔徑為4 mm.所以要使?jié)部谔锥嗣娴陌记蛎媾c注射機(jī)噴嘴的端凸球面接觸良好，凸球面半徑取13 mm，圓錐孔的小端直徑則大于噴嘴口內(nèi)徑，取5.5 mm。 圖5 澆口套 3.4.3 注射模具分流道的設(shè)計(jì) 分流道是介于主流道和澆口之間的一段流道，它開設(shè)在分型面上。作用是將主流道送來的塑料分配后，輸往各個(gè)澆口。 （1）分流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn)： （a）制品的體積和壁厚，分流道的截面厚度要大于制品的壁厚； （b）成型樹脂的流動(dòng)性，對(duì)于含有玻璃纖維等流動(dòng)性較差的樹脂, 分流道截面要大一些； （c）分流道方向改變的拐角處, 應(yīng)適當(dāng)設(shè)置冷料穴； （d）使塑件和澆道在分型面上的投影面積的幾何中心與鎖模力的中心重合； （e）保證熔體迅速而均勻地充滿型腔； （f）分流道的尺寸盡可能短，容易盡可能??； （g）分流道要便于加工及刀具的選擇； （h）分流道每一節(jié)流道要比下一節(jié)流道大； （2）分流道的設(shè)計(jì) 長套管的注射模要求一模兩腔，在布局上選擇平衡式分流道。所謂平衡式布置就是將通往各個(gè)型腔的分流道的斷面形狀、大小及分流道長度都取作一致以保證各個(gè)型腔同時(shí)均勻進(jìn)料，同時(shí)注射完畢。分流道的截面形狀選擇半圓形截面，它的效率比圓形稍差，但加工起來比圓形截面要簡單。 如果選擇過大的分流道直徑D，則分流道內(nèi)積存空氣過多，塑件易產(chǎn)生氣泡，塑件消耗量過大，材料利用率低，冷卻時(shí)間過長，所以取D=6mm。 3.4.4 注射模具澆口的設(shè)計(jì) 澆口是連接分流道和型腔的橋梁，是澆注系統(tǒng)的終端。一般這段很短的通道截面積很小，這樣可以增加物料的充模流速，產(chǎn)生摩擦熱或增大剪切速率來提高流動(dòng)性，控制澆口封閉時(shí)間，降低模塑周期，易于平衡各型腔的進(jìn)料速度，尤其是使平衡式分流道達(dá)到各澆口同時(shí)進(jìn)料，容易與塑件斷離，因此它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位。 （1）澆口的基本類型 （a）直接澆口 直接澆口是熔融塑料從直流道直接注入型腔的最普通的澆口，又稱主流道型澆口，廣泛應(yīng)用于單型腔模具。 （b）側(cè)澆口 側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上，由塑件側(cè)面進(jìn)料。廣泛使用于一模多腔，適用于成型各種形狀的塑件，澆口去除方便。 圖6 側(cè)澆口 （c）扇形澆口 扇形澆口是矩形側(cè)澆口的一種變異形式。它能使塑料充模時(shí)橫向得到更均勻的分配，降低制品的內(nèi)應(yīng)力和帶入空氣的可能性。常用來成型寬度較大的薄片狀制品。 （d）點(diǎn)澆口 點(diǎn)澆口是一種斷面尺寸很小的澆口。它能自行切斷，無需修剪澆口，生產(chǎn)效率高。單腔模多腔模均適用。斷離后的點(diǎn)澆口凝料可以由手工取出或靠點(diǎn)澆口自動(dòng)脫落機(jī)構(gòu)脫模。 （e）潛伏式澆口 澆口位置一般選擇在制品側(cè)面不影響外觀的地方，開模時(shí)澆口自動(dòng)切斷。 （2）澆口的選擇 本模具要求一模兩腔，選擇點(diǎn)澆口，可以大大的縮短冷卻時(shí)間，縮短成型周期，點(diǎn)澆口疤痕小，易于去除澆注系統(tǒng)的凝料而不影響塑件的外觀。而且，PA66的流動(dòng)性較好，用點(diǎn)澆口更有利于填充型腔。澆口位置在選擇分型面上，澆口截面位置簡單，容易加工，且注射效率高。 由于點(diǎn)澆口的種類較多，查參考文獻(xiàn)《模具實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)綜合手冊(cè)》中P496 的表3-6-6點(diǎn)狀進(jìn)料口相關(guān)數(shù)據(jù)得點(diǎn)澆口尺寸： 直徑 d=1.0mm 長度 l=2.0mm 3.5 冷料穴的設(shè)計(jì) 當(dāng)注射機(jī)未注射塑料之前，噴嘴最前面的熔體塑料的溫度較低，形成冷凝料頭，為了防止這些冷料進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，在進(jìn)料口的末端的動(dòng)模板上開設(shè)一洞穴或者在流道的末端開設(shè)洞穴，這個(gè)洞穴就是冷料穴。它的作用是儲(chǔ)存因兩次注塑間隔而產(chǎn)生的冷料頭以及熔體流動(dòng)的前鋒冷料，防止冷料進(jìn)入型腔而形成冷接縫。冷料穴的尺寸約等于主流道大端的直徑，長度約為主流道大端的直徑。為了使主流道凝料能順利地從主流道襯套中脫出，往往是冷料穴兼有開模時(shí)將主流道凝料從主流道拉出而附在動(dòng)模一邊的作用，根據(jù)拉料的方式的不同，冷料穴的形式又可分為與推桿匹配的冷料穴、與拉料桿匹配的冷料穴和無拉料桿的冷料穴三種。 （1） 主流道冷料穴的設(shè)計(jì) 開模時(shí)應(yīng)將主流道中的凝料拉出，所以冷料穴直徑稍大于或等于主流道大端直徑。開模時(shí)，主流道中的凝料由Z 形頭冷料穴拉出定模，當(dāng)塑件被推出時(shí)，凝料同時(shí)被推出。該模具采用與拉料桿匹配的冷料穴，如圖7 所示。冷料穴深度取10mm。 圖7 主流道冷料穴 （2）分流道冷料穴的設(shè)計(jì) 該模具設(shè)計(jì)采用點(diǎn)澆口形式，故無須考慮分流道的冷料穴設(shè)計(jì)。 第4章 成型零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 4.1 注射模具成型零件和模體的設(shè)計(jì) 4.1.1 注射模具型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）型腔的結(jié)構(gòu)形式： （a）整體式 型腔由整塊材料構(gòu)成，牢固、不易變形、塑件質(zhì)量好。適用于形狀簡單或形狀復(fù)雜但型腔可用電火花和數(shù)控加工的中小型塑件。 （b）整體嵌入式 型腔由整塊金屬材料加工成并鑲?cè)肽Ｌ字校颓怀叽缧?，凹模鑲件外形多為旋轉(zhuǎn)體，更換方便，適用于塑件尺寸較小的多型腔模具。 （c）局部鑲嵌式 將型腔中易磨損的部位做成鑲件嵌入模體中，使得易磨損鑲件部分易加工易更換。 長套管的型腔部分不是很復(fù)雜，只有一個(gè)型芯。這里選用整體鑲?cè)胧叫颓弧? 4.1.2 注射模具型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型芯的結(jié)構(gòu)形式大體有：整體式；整體組合式；局部組合式；完全組合式。 本模具選擇的是整體組合式。整體組合式就是將主體型芯鑲嵌在模板上面固定而成。它加工簡單，易修復(fù)更換，也有很高的強(qiáng)度和剛度。 4.1.3 注射模具成型零件的尺寸確定 （1）型腔尺寸計(jì)算 型腔的各部分尺寸一般都是趨于增大尺寸，因此應(yīng)選擇塑件公差△的1/2，取負(fù)偏差，再加上-1/4△的磨損量，而型芯深度則再加上-1/6△的磨損量，這樣的型腔的計(jì)算尺寸的表達(dá)如下。 （a）型腔的徑向尺寸的計(jì)算式： = （3.1） 式中——型腔的最小基本尺寸； ——塑件的最大基本尺寸； ——塑件的平均收縮率，S=0.005； ——塑件的公差，取7級(jí)精度； ——模具制造公差，按1/4△選取。 型腔徑向尺寸：12.05 15.0705 18.095 21.1475 25.1875 19.1125 22.165 根據(jù)（3.1）式計(jì)算各型腔的各徑向尺寸： （b）型腔的深度尺寸的計(jì)算公式： （3.2） 式中——型腔深度的最小尺寸； ——塑件的最大基本尺寸； 其余符號(hào)與（3.1）相同。 根據(jù)（3.2）式計(jì)算得型腔的各深度尺寸： 4.9475 2.9325 252.32785 （c）型芯尺寸計(jì)算 型芯的各部分尺寸除特殊情況以外都是趨于縮小尺寸，因此應(yīng)選擇塑件公差的1/2，取正偏差，再加上+1/4的磨損量，而型芯高度則加上+1/6的磨損量。型芯的計(jì)算尺寸表達(dá)如下。 （d）型芯的徑向尺寸的計(jì)算式： （3.3） 式中——型芯的最大基本尺寸 ——塑件的最小基本尺寸 其余符號(hào)與（3.1）相同。 型芯徑向尺寸：10.285 16.4 根據(jù)（3.3）式計(jì)算得型芯的各徑向尺寸： （e）型芯的高度尺寸計(jì)算： （3.4） 式中——型芯高度的最大尺寸; ——型芯內(nèi)形深度的最小尺寸； 其余符號(hào)與（3.1）相同。 根據(jù)（3.4）式計(jì)算得型芯的各高度尺寸：275.975 第5章 注塑模具導(dǎo)向及推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.1 注射模具的斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 斜導(dǎo)柱是斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的重要零件。設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱主要包括斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式和安裝形式、斜導(dǎo)柱的工作直徑、抽拔角的選擇、斜導(dǎo)柱的長度的確定以及斜導(dǎo)柱的加工精度、選用材質(zhì)及其熱處理等等。 （1）斜導(dǎo)柱傾斜角α 斜導(dǎo)柱的傾斜角是決定其抽芯工作效果的重要工作。傾斜角的大小關(guān)系到斜導(dǎo)柱的彎曲力和實(shí)際達(dá)到的抽拔力，也關(guān)系到斜導(dǎo)柱有效工作長度、抽芯距和開模行程。計(jì)算公式為 (3.5) 式中——斜導(dǎo)柱的抽拔角 ——抽芯距,=5 mm H——斜導(dǎo)柱完成抽芯距所需的開模具行程,H=95 mm 根據(jù)(3.5)式計(jì)算： =16.47°， 取=17° （2）圓柱形斜導(dǎo)柱總長度的計(jì)算 斜導(dǎo)柱的總長度取決于抽芯距、斜導(dǎo)柱直徑和傾斜角。 圓柱形斜導(dǎo)柱總長度的計(jì)算式： mm (3.6) 式中——斜導(dǎo)柱長度 ——斜導(dǎo)柱工作部分直徑 ——-抽芯距 ——斜導(dǎo)柱抽拔角 根據(jù)(3.6)式計(jì)算L =77.13 mm, 取=78 mm 斜導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)如圖8所示。 圖8斜導(dǎo)柱圖 5.2 注射模具的頂出機(jī)構(gòu) 注射成型的每一周期中，必須將塑件從模具型腔中脫出，這種把塑件從型腔中脫出的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)，也可稱為頂出機(jī)構(gòu)或推出機(jī)構(gòu)。脫模機(jī)構(gòu)的作用包括脫出、取出兩個(gè)動(dòng)作。 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則： （a）結(jié)構(gòu)可靠； （b）保證塑件推出時(shí)不變形不損壞； （c）推出位置盡量選在塑件內(nèi)側(cè),保證塑件外觀良好； （d）盡量使塑件留于動(dòng)模一側(cè)； （e）把塑件推出模具10mm左右；如果脫模斜度較大時(shí)可以頂出塑件深度的2/3就可以了； （f）盡量選在垂直壁厚的下方，可以獲得較大的頂出力； （g）每一副模具的頂桿直徑最好是加工成直徑相同的，使加工容易； （h）圓推桿的頂部不是平面時(shí)要防轉(zhuǎn)； 本設(shè)計(jì)中采用塑件自行掉落的方式，所以不需要推出機(jī)構(gòu)。 第6章 塑料注射模具的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6.1 塑料注射模具的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重要性 模具溫度是否合理直接關(guān)系到成型塑件的尺寸精度、表觀及內(nèi)在質(zhì)量，以及塑件的生產(chǎn)效率，因此是模具設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作。 塑料品種不同則對(duì)于模具的溫度要求也不同。總要求是，使模具溫度達(dá)到適宜制品成型的工藝條件要求，能通過控溫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，使模腔各個(gè)部位上的溫度基本相同；在較長時(shí)間內(nèi)，即在生產(chǎn)過程中的每個(gè)成型周期中，模具溫度應(yīng)均衡一致。 6.2 塑料注射模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 （1）合理確定冷卻水道與型腔表壁的距離； （2）合理地進(jìn)行冷卻水道總體布局； （3）應(yīng)加強(qiáng)澆口處的冷卻； （4）控制冷卻水入口處的溫度差盡量小； （5）應(yīng)使冷卻水道中的水呈湍流狀態(tài)流動(dòng)； （6）考慮和利用模具材料的導(dǎo)熱性； 水路布置如圖9 圖9 水路布置圖 6.3 過濾網(wǎng)注射模具的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 根據(jù)塑料制品形狀及其所需的冷卻效果，冷卻回路可分為直通式、圓周式、多級(jí)式、螺旋線式、噴射式、隔板式等，同時(shí)還可以互相配合，構(gòu)成各種冷卻回路。其基本形式有六種，由于過濾網(wǎng)為薄壁零件，且零件體積不是很大，所以熱傳遞的熱量也不是很大，這里選用的是簡單流道式。 第7章 注射機(jī)的選擇及參數(shù)的校核 7.1 注射機(jī)的選擇及計(jì)算 （1）注射容量 注射容量是選擇注射機(jī)的重要參數(shù)，它在一定的程度上注射機(jī)的注射能力，標(biāo)志著注射機(jī)成型最大體積的塑料制品。 確定了單個(gè)塑件的體積(質(zhì)量)和?？讛?shù)量就可以大體計(jì)算出多模塑件的總體積，再加上澆注系統(tǒng)中主流道、分流道、澆口、冷料穴的體積，即是一模塑料的總體積Vm。 ≤0.8 式中——成型零件與澆注系統(tǒng)體積總和，cm3； ——注射機(jī)最大注射容量,cm3； 通過PROE軟件計(jì)算出單個(gè)零件的體積為32.5cm3 ，澆注系統(tǒng)體積為9.8cm3。 估算：=2×32.5+9.8=74.8cm3 ，所以≥93.5 cm3 選擇注塑機(jī)HTF120J/TJ，有關(guān)參數(shù)見表2 表 2 注塑機(jī)參數(shù) 置 INJECTION UNIT B 螺桿直徑 Screw Diameter mm 40 螺桿長徑比 Screw L/D Ratio L/D 20 理論容量 Shot Size(Theoretical) cm3 214 注射重量 Injection Weight(PS) g 195 注射壓力 Injection Pressure Mpa 160 螺桿轉(zhuǎn)速 Screw Speed rpm 0～195 合模裝置 CLAMPING UNIT 合模力 Clamp Tonnage KN 1200 移模行程 Toggle Stroke mm 350 拉桿內(nèi)距 Space Between Tie Bars mm 410x410 最大模厚 Max.Mold Height mm 430 最小模厚 Min.Mold Height mm 150 頂出行程 Ejector Stroke mm 120 頂出力 Ejector Tonnage KN 33 頂出桿根數(shù) Ejector Number Piece 5 其它 OTHERS 最大油泵壓力 Max.Pump Pressure MPa 16 7.2 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 7.2.1 型腔數(shù)的校核 （1）以機(jī)床的注射能力為基礎(chǔ)，每次注射量不超過注射機(jī)最大注射量的80％，按下面的公式計(jì)算 N=（0.8S-W澆）/W件 =（0.8×1.13×214-1.13×9.8）/73.45 =2.48＞2 型腔數(shù)校核合格。 式中 N ─型腔數(shù)； S ─注射機(jī)的注射量，g； W澆 ─澆注系統(tǒng)的質(zhì)量，g； W件 ─塑件質(zhì)量，g。 （2）以注射機(jī)料筒塑化能力為基礎(chǔ)校核型腔數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮不得超過塑化能力的85％，按下面的公式計(jì)算 N=（0.85PT- W澆）/W件 =（0.85×7×3.6×200-1.13×9.8）/73.5 =58.14＞2 型腔數(shù)校核合格。 式中 P ─料筒塑化能力，kg/h； T ─成型周期，s； W澆 ─澆注系統(tǒng)的質(zhì)量，g； W件 ─塑件質(zhì)量，g。 7.2.2 注射機(jī)工藝參數(shù)的校核 （1）最大注射壓力的校核 塑料壓力校核的目的是校核注射機(jī)的最大注射壓力能否滿足塑件成型的需要。注射機(jī)最大注射壓力應(yīng)稍大于塑件成型所需要的注射壓力。即 Pe≥kP0=1.3×100=130MPa 而Pe=236MPa，注射壓力校核合格。 式中 Pe ─注射機(jī)額定注射壓力（MPa）； K ─注射壓力安全系數(shù)，取1.3； P0 ─成型所需的注射壓力（MPa），PA66為40～100； （2）鎖模力校核 F≥KF鎖=KAP型=1.2×259.86=311.83kN 而F=1200kN，鎖模力校核合格 7.2.3 開模行程的校核 H≥H1＋H2＋（5～10）mm 式中 H ─注射機(jī)動(dòng)模板的開模行程（mm），取120mm； H1─塑件推出行程（mm），取25mm（塑件壁高處的高度）； H2 ─包括流道凝料在內(nèi)的塑件高度（mm），其值為36 H2＝36＋（5～10）mm＝41～46mm （25mm 由裝配圖直接量取） 所以，H＝120mm＞25＋40～45＝66～81mm 由計(jì)算可得，符合要求。 第8章 典型零件加工工藝設(shè)計(jì) 第8章 典型零件加工工藝設(shè)計(jì) 寧波大紅鷹學(xué)院 工 藝卡 第 1頁 共 1頁 產(chǎn)品型號(hào) 定模座板 零（組）件號(hào) 定模座板 零（組）件名稱 定模座板 材 料 45鋼板 毛坯種類 型材 工序號(hào) 工 序 名 稱 機(jī) 床 夾 具 備注 機(jī)床類別 型 號(hào) 0 開 料 鋸 床 J305 床夾具 5 銑四周輪廓 銑床 X6132 銑床夾具 10 銑上平面 銑床 X6132 銑床夾具 15 銑底面 銑床 X6132 銑床夾具 20 鉆上平面各孔 鉆床 Z51 鉆床夾具 25 鉗工修整 30 檢驗(yàn) 35 23 致 謝 結(jié)束語 通過此畢業(yè)設(shè)計(jì)，掌握了模具設(shè)計(jì)的方法和步驟，并結(jié)合具體的零件進(jìn)行了具體的設(shè)計(jì)工作，包括確定型腔的數(shù)目、選擇分型面、確定澆注系統(tǒng)、脫模方式、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、注射模成型零件尺寸的計(jì)算等。 畢業(yè)設(shè)計(jì)從測(cè)繪塑件圖紙，到完成PROE造型設(shè)計(jì)；完成塑件注射模具方案設(shè)計(jì)和相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算；模具成型零件PROE造型設(shè)計(jì)；最后完成模具加工，掌握了完整的工程設(shè)計(jì)過程，工程設(shè)計(jì)應(yīng)用能力得到了鍛煉和提高。 完成注射模具的制造工藝設(shè)計(jì)，但由于缺乏實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，在這些設(shè)計(jì)過程中也遇到了很多困難，但在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，問題都迎刃而解。 在設(shè)計(jì)期間，我學(xué)習(xí)并運(yùn)用PROE對(duì)長套管及注射模的所有零件進(jìn)行了造型設(shè)計(jì)和對(duì)所有零件進(jìn)行裝配設(shè)計(jì)。提高了我對(duì)PROE的運(yùn)用能力和計(jì)算機(jī)的應(yīng)用能力，為以后我的工作奠定了基礎(chǔ)。 總之，通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我對(duì)各項(xiàng)知識(shí)的學(xué)習(xí)深度，更培養(yǎng)了分析問題和解決問題的能力，教會(huì)我怎樣才能按步驟有條不紊地進(jìn)行工作。這些為我走上工作崗位奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 致 謝 論文從開題、具體設(shè)計(jì)、論文的撰寫，均得到了老師、同學(xué)和朋友的大力支持。 特別感謝老師對(duì)我的指導(dǎo)。他們?cè)诜泵Φ慕虒W(xué)工作期間，對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)付出了大量的心血，多次給我提出深刻而具有指導(dǎo)性的意見。正是有了他們對(duì)我時(shí)時(shí)刻刻的指導(dǎo)，才使我能正確把握論文的方向，并順利地完成。 感謝所有給我傳道授業(yè)的老師們，正是你們的辛勤教授才使學(xué)生有了完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的知識(shí)與能力儲(chǔ)備，奠定了我的理論與實(shí)踐基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn) [1] 羅繼相. 淺析我國模具行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)和對(duì)策[J]. 模具技術(shù), 2001. 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