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湖南大學(xué)衡陽分校 畢業(yè)設(shè)計(jì) 題目 罩殼設(shè)計(jì)說明書 專業(yè) 班級(jí)學(xué)號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 年 月 日 湖南大學(xué)衡陽分校課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明 目 錄 一、 塑件工藝分析………………………………………………(1) 二、 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) …………………………………………(4) 三、塑件尺寸分析……………………………………………… (6) 四、分型面的選擇……………………………………………… (8) 五、型腔數(shù)目的確定與排形式…………………………………(9) 六、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)……………………………………………(10) 七、注射機(jī)的選擇與參數(shù)校核 ……………………………（16） 八、排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ………………………………………… (18) 九、成形零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ……………………………………(19) 十、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) …………………………………………(23) 十一、脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ………………………………………（24） 十二、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ………………………………(27) 十三、設(shè)計(jì)小結(jié) …………………………………………………(28) 十四、參考文獻(xiàn) …………………………………………………(29) 共 28 頁 第 1 頁 湖南大學(xué)衡陽分校課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明 第一章 塑料工藝分析 ABS：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 一、基本性能 ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單體合成。每種單體都具有不同特性：丙烯腈有高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具有堅(jiān)韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強(qiáng)度。從形態(tài)上看，ABS是非結(jié)晶性材料。三種單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三元共聚物，一個(gè)是苯乙烯-丙烯腈的連續(xù)相，另一個(gè)是聚丁二烯橡膠分散相。ABS的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結(jié)構(gòu)。這就可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上具有很大的靈活性，并且由此產(chǎn)生了市場上百種不同品質(zhì)的ABS材料。這些不同品質(zhì)的材料提供了不同的特性，例如從中等到高等的抗沖擊性，從低到高的光潔度和高溫扭曲特性等。ABS材料具有超強(qiáng)的易加工性，外觀特性，優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及很高的抗沖擊強(qiáng)度。適于制作一般機(jī)械零件、減摩耐磨零件，專動(dòng)零件和電信結(jié)構(gòu)零件。 二、成形特性： 1．無定形料，其品種牌號(hào)很多，各品種的機(jī)電性能及成形特性也各有差異，應(yīng)按品種 確定成形方法及成形條件。 2．吸濕性強(qiáng)，含水量應(yīng)小于0.3%，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)長時(shí)間干燥。 3．流動(dòng)性中等，溢邊料0.04mm左右（流動(dòng)性比聚苯乙烯，AS差，但是比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）。 4．比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、（對(duì)耐熱、高抗沖擊和中抗沖擊型樹脂，料溫更宜取高），料溫對(duì)物性影響較大、料溫過高易分解（分解溫度在250℃左右，比聚苯乙烯易分解），對(duì)要求精度較高塑件模具溫度宜取50~60℃，要求光澤及耐熱型塑件宜取60~80℃，注射壓力應(yīng)比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注射機(jī)時(shí)料溫為180~230℃，注射壓力為100~140MPa，螺桿式注射機(jī)則取160~220℃，70~100MPa為宜。 ABS物理性能： 密度： 1.02~1.16 g/cm3 比體積： 0.86~0.98 cm3/g 吸水率： 0.2~0.4% ABS熱性能： 熔點(diǎn)： 130~160℃ 熔融指數(shù)： 200℃負(fù)荷50N,噴嘴Φ2.09 0.41~0.82g/10min 維卡針入度； 71~122℃ 馬丁耐熱： 63℃ 共 28 頁 第 1 頁 湖南大學(xué)衡陽分校課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明 熱變形溫度： 90~108℃(45N/cm2) 83~103℃(180N/cm2) 線膨脹系數(shù)： 7.0ⅹ10-5/℃ 計(jì)算收縮率； 0.4~0.7% 比熱容： 1470 J/ (kg . K) 燃燒性： 慢 熱導(dǎo)率： 0.263 W/ (m . k) ABS力學(xué)性能： 屈服強(qiáng)度： 50MPa 抗拉強(qiáng)度： 38MPa 斷裂伸長率： 35% 拉伸強(qiáng)性模量： 1.8GPa 抗彎強(qiáng)度： 80MPa 彎曲彈性模量： 1.4GPa 抗壓強(qiáng)度： 53MPa 抗剪強(qiáng)度： 24MPa 沖擊韌度：無缺口 261 k / Jm2 有缺口 11 k / Jm2 布氏硬度： 9.7HBS ABS的成形條件： 注射成形機(jī)類型： 螺桿式 密度： 1.03~1.07 g/cm3 計(jì)算收縮率： 0.3~0.8% 預(yù)熱溫度： 80~85 oC 預(yù)熱時(shí)間： 4h 料筒溫度：前段 180~200oC 中段 165~180 oC 后段 150~170oC 噴嘴溫度： 170~180oC 模具溫度： 50~80 oC 注射壓力： 60~100MPa 成形時(shí)間：注射時(shí)間 20~90 S 高壓時(shí)間 0~5 S 冷卻時(shí)間 20~120 S 總周期 50~220 S 螺桿轉(zhuǎn)速： 30r/min 適用注射機(jī)類型： 螺桿、柱塞均可 共 28 頁 第 2 頁 湖南大學(xué)衡陽分校課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明 后處理：方法 紅外線燈、烘箱 溫度 70℃ 時(shí)間 4h 說明：該成形條件為加工通用級(jí)ABS料時(shí)所用，苯乙烯--丙烯腈共聚物（即AS）成形條件與上相似。 共 28 頁 第 3 頁 湖南大學(xué)衡陽分校課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明 第二章 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射模的結(jié)構(gòu)由注射機(jī)的類型和塑件的復(fù)雜程度及模具內(nèi)的型腔數(shù)目所決定。 在進(jìn)行注射模設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮如下事項(xiàng)： 1. 分析塑件結(jié)構(gòu)及其技術(shù)要求 塑件的結(jié)構(gòu)決定了模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，塑件的技術(shù)要求（如尺寸精度、表面粗糙度等）決定了模具制造及成型工藝的難易，因此對(duì)于不符合塑料注射成型特殊要求、不合理的結(jié)構(gòu)形狀等，應(yīng)對(duì)塑件的設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)。 2. 了解注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格 注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格制約了模具的尺寸和所能成型塑件的范圍。 3. 了解塑料的加工性能和工藝性能。主要有：塑料的熔體流動(dòng)行為，能達(dá)到的最大流動(dòng)距離比；分析流道和型腔各處的流動(dòng)阻力，模腔內(nèi)原有空氣的導(dǎo)出；塑料在模具內(nèi)可能的結(jié)晶、取向及其導(dǎo)致的內(nèi)應(yīng)力；塑料的冷卻收縮和補(bǔ)縮；塑料對(duì)模具溫度的要求等。 4. 考慮模具的結(jié)構(gòu)與制造。主要解決以下問題：正確選擇分型面和進(jìn)料方式及型腔的排布；模腔的組成及模具零件的強(qiáng)度、剛度和模具型腔尺寸精度，如何保證塑件的尺寸精度和外觀質(zhì)量；采用何種脫模機(jī)構(gòu)和抽芯或分型機(jī)構(gòu)，將塑件取出模外；模具總體結(jié)構(gòu)和零件形狀應(yīng)力求簡單合理，容易加工制造；合理選擇模具材料；模具的熱量損耗，冷卻水用量以及塑件生產(chǎn)效率等。 根據(jù)以上四點(diǎn)的設(shè)計(jì)事項(xiàng)考慮，我將注射模設(shè)計(jì)成多分型面模具。與單分型面相比，在動(dòng)模與定模之間增加了一個(gè)可移動(dòng)的澆口板和定模座板與澆口板之間增加了一個(gè)凝料推板。這樣的設(shè)計(jì)可以將塑件和澆注系統(tǒng)凝料從兩個(gè)不同的分型面自由脫落下來。 定距拉桿式多分型面注射模：圖2 – 1所示， 開模時(shí)，第一分型面是在凹模與推料板之間的分模，即圖示為A-A，它們之間的距離是由定拉桿為確定的，當(dāng)它們停止下為時(shí)，就是推料板與定模座板之間的分模，即圖示B-B，它們之間的行程是由定距拉桿來確定，這時(shí)的澆口、主流道、分流道中的凝料就會(huì)自動(dòng)的脫落下來。而最后分型的就是凹模與推件板，圖示C-C，動(dòng)模部分繼續(xù)移動(dòng)力時(shí)，在推桿的作用下，脫模板將塑件推離凸模。而完成整個(gè)的脫模過成。 共 28 頁 第 4 頁 湖南大學(xué)衡陽分校課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明 圖2 – 1 模具結(jié)構(gòu)圖 共 28 頁 第 5 頁 湖南大學(xué)衡陽分校課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明 第三章 塑件尺寸分析 圖2 – 1塑件 塑件的工作條件對(duì)精度要求較高，根據(jù)ABS的性能可選擇其塑件的精度等級(jí)為4級(jí)精度。 得塑件的體積為：V塑=4.72cm3 塑件的質(zhì)量為：W塑 =V塑×r塑=4.96(g) 一．脫模斜度 為了便于塑件從型腔中脫出，或從塑件中抽出型心，塑件設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮其內(nèi)外壁面應(yīng)有足夠的脫模斜度。最小脫模斜度與塑料性能、塑件幾何形狀有關(guān)。查表各取型芯型腔的脫模斜度為1°。脫模斜度的取向根據(jù)塑件的內(nèi)外形尺寸而定：塑件內(nèi)孔，以型芯小端為準(zhǔn)，尺寸符合圖樣要求，斜度由擴(kuò)大方向取得；塑件外型，以型腔大端為準(zhǔn)，尺寸符合圖樣要求，斜度由縮小方向取得，一般情況下，脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內(nèi)。因開模后塑件要求留在型芯上，則塑件外表面的脫模斜度應(yīng)大于內(nèi)表面的脫模斜度。 二．塑件壁厚? 塑件壁厚受使用要求、塑料性能、塑件幾何尺寸與形狀以及成型工藝等眾多因素的制約。塑件各部壁厚應(yīng)盡可能取均勻一致，切忌突變與截面厚薄懸殊的設(shè)計(jì)。塑件壁厚一般在1～6mm范圍內(nèi)，常用值為2～3mm，現(xiàn)我所使用的塑件壁厚度為1.5mm。所常用值范疇。 共 28 頁 第 6 頁 湖南大學(xué)衡陽分校課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明 三．塑件尺寸公差 像大多數(shù)加工過程一樣，模塑成形的塑料制件將有一偏離公稱尺寸的范圍，通稱為公差。公差范圍越窄，塑件尺寸精度越高。精度的高低取決于成形過程所使用材料。 ⒈影響塑件尺寸公差精度的因素甚多且十分的復(fù)雜，但主要有以下因素。 1 材料的影響 2 模具的因素的影響 3 使用因素的影響 4 設(shè)計(jì)因素的影響 5 工藝因素的影響 2.塑件公差 影響塑件尺寸公差的因素極其復(fù)雜，這就給合理確定塑件公差帶來困難。通常借助于模塑件尺寸公差標(biāo)準(zhǔn)，作為確定其尺寸精度等級(jí)的依據(jù)。我現(xiàn)根據(jù)SJ1372-78標(biāo)準(zhǔn)選擇ABS塑件的精度等級(jí)為四級(jí)精度（一般精度）。后根據(jù)SJ1372-78公差數(shù)值表，查得塑件尺寸的公差值，公差值如上圖2 – 1所示。 共 28 頁 第 7 頁 湖南大學(xué)衡陽分校課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明 第四章 分型面的選擇 分型面是指分開模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面。一副模具根據(jù)需在可能有一個(gè)或兩相以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以與合模方向平行或傾斜。 一．分型面的選擇。 分型面的形式與塑件的幾何形狀、脫模方法、模具類型及排氣條件、澆口形式等有關(guān)。 ⑴便于塑件脫模 ① 在開模時(shí)盡量使塑件留在動(dòng)模內(nèi)。 ② 應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽芯。 ③ 應(yīng)合理安排塑件在型腔中的方位。 ⑵考慮和保證塑件的外觀不遭損壞。 ⑶盡量保證塑件尺寸的精度要求。 ⑷有利于排氣。 ⑸盡量使模具加工主便。 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)我選擇的分型面如圖所示： 共 28 頁 第 8 頁 湖南大學(xué)衡陽分校課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明 第五章 型腔數(shù)目的確定與排列形式 一．型腔數(shù)目的確定 為了使模具與注射機(jī)的行產(chǎn)能力相匹，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。 根據(jù)制品精度確定型腔數(shù)目。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在模具中每增加一個(gè)型腔制品尺寸精度要降低4%。設(shè)模具中的型腔數(shù)目為n，制品的基本尺寸為L（mm），塑件的尺寸公差為±δ，單型腔模具注塑生產(chǎn)時(shí)可能產(chǎn)生的尺寸誤差為±△s%(ABS為±0.05%)，則有塑件尺寸精度的表達(dá)式為： L·△s+（N-1）L·△s·4%≤δ 簡化后可得型腔數(shù)目為: n≤（2500δ/△s·L）-24 對(duì)于高精度制品,由于多型腔模具難為使各型腔的成型條件均勻一致,故通常推薦型腔數(shù)目不超過4個(gè)。 而我所制造的塑件精度等級(jí)為4級(jí)精度，是高精度的塑件，根據(jù)高精度塑件推薦型腔數(shù)目不超過4個(gè)的原則，最終確定型腔數(shù)目為一模四腔。 二．確定型腔的排列 多型腔在模板上的排列形式通常有圓形、H形、直線形及復(fù)合形等，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： ⑴盡可能采用平衡式排列，確保制品質(zhì)量的均一和穩(wěn)定。 ⑵型腔布置與澆口開設(shè)部位應(yīng)力求對(duì)稱，以便防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。 ⑶盡量使型腔排列得緊湊，以便減小模具的外形尺寸。 型腔的布置如下圖所示： 共 28 頁 第 9 頁 湖南大學(xué)衡陽分校課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明 第六章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 一．澆注系統(tǒng)的組成 普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成，如圖4-4所示。 圖4—1澆注系統(tǒng)的組成 1-型芯 2-推件板 3-型腔板 4-型腔 5-推料板 6-定模座板 7-澆口 8-分流道 9-主流道補(bǔ)套 10-注流道 二．澆注系統(tǒng)各部件設(shè)計(jì) 1．主流道設(shè)計(jì) 主流道是連接注射機(jī)噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機(jī)噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度（圖4-1），常用塑料主流道推薦值見（表 4-1）其主要設(shè)計(jì)要點(diǎn)力： ⑴主流道圓錐角a=2o～6o,對(duì)流動(dòng)性關(guān)節(jié)的塑料可取3o～6o，內(nèi)壁粗糙度R00.63μm。 ⑵主流道大端呈圓角，半徑r=1～3mm，以減小煽動(dòng)流轉(zhuǎn)向過渡時(shí)的阻力。 ⑶在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，主流道應(yīng)盡可能短，一般小于60mm，過長則會(huì)影響熔體的順利充型。 共 28 頁 第 10 頁 湖南大學(xué)衡陽分校課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明 ⑷對(duì)小型模具可將主流襯套與定位圈設(shè)計(jì)成整體式，如圖4-2所示。主流道襯套與定模座板采用H7/m6過渡配合。 ⑸主流道襯套一般選用T8、T10制造，熱處理強(qiáng)度為52～56HRC。 表4-1 常用塑料的直澆口尺寸 塑件質(zhì)量 m<85 85≤m＜340 m≥340 主流道直徑（mm） d D d D d D 聚苯乙烯PE 2.5 4 3 6 3 8 聚乙烯PE 2.5 4 3 6 3 7 ABS 3 5 3 8 5 10 圖4—2 主流道襯套 L=45mm d=3mm D=d+(0.5~1)=3.5mm R1=10mm R2= R1+(0.5+1)=10.5mm r=2mm a=2° 2．冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料穴一般位于主流道對(duì)面的動(dòng)模板上。其作用就是存放料流前峰的“冷料”進(jìn)入型腔而形成冷接縫；此外，在開模時(shí)又能將主流道凝料從定模板中拉出。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直徑，長度約為主流大端直徑。冷料穴的形式有以下三種：①與推件桿匹配的冷料穴。②與拉料桿匹配的冷料穴。③無拉料桿的冷料穴。 根據(jù)凝料的出模方式，我選擇了無拉料桿的冷料穴，冷料穴開在動(dòng)模板上。脫模時(shí)靠凝料拉桿將主流道凝料拉出，當(dāng)凝料被拉出來后，接著凝料被推料板 共 28 頁 第 11 頁 湖南大學(xué)衡陽分校課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明 從主流道上推出來，從而完成凝料的脫料過程。如圖（4—3）所示。 圖4—3無拉料桿冷料穴 1-冷料穴 2-凹模板 3-分流道 4-推料板 5-定模座板 6-凝料拉桿 7-主流道襯套 3.分流道設(shè)計(jì) 分流道是主流道與澆口之間的通道。多型腔模具一定設(shè)置分流道。大型塑件由于使用多澆口進(jìn)料也需設(shè)置分滾道。 ⑴分流道的截面形狀：分流道的截面形狀有圓形、梯形、U形和六角形等。為了減少流道的壓力損失和傳熱損失，希望流道的截面積大、表面積小。因此可用流道截面積與其周長的比值來表示流道的效率。各種截面的效率見圖4 – 4。其中圓形截面的效率最高（比表面?。?。由于四方形流道凝料脫模困難，六角形流道效率低（比表面大）而圓形截面流道在加工時(shí)面一般很難對(duì)準(zhǔn)，所以生產(chǎn)中我采用了半圓形的分流道。 圖4 – 4分流道的截面形狀和效率 共 28 頁 第 12 頁 湖南大學(xué)衡陽分校課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明 ⑵分流的截面尺寸：分流道截面尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的成形體積、塑件壁厚、塑件形狀、所用塑料的工藝性能、注射速率以及分流道的長度等因素來確定。對(duì)于壁厚小于3mm，質(zhì)量在200g以下的塑件，可用下述經(jīng)驗(yàn)公式確定分流道的直徑： D=0.2654m?L? 式中,m—流經(jīng)分流道的塑料量（g）； L—分流道長度（mm）； D—分流道直徑（mm）。 (此式計(jì)算的分流道直徑限于3.2～9.5mm。) 對(duì)于黏度較大的塑料，可按上式算得的D值再乘以1.2～1.25的系數(shù)。 常用塑料的分流道直徑列于（表4—2）。 表4 – 2 部分塑料常用分流道斷面尺寸推薦范圍 塑料的名稱 分流道斷面直徑 （mm） 塑料名稱 分流道斷面直徑 (mm) ABS、AS 4.8～9.5 聚苯乙烯 3.5～10 聚乙烯 1.6～9.5 軟聚氯乙烯 3.5～10 尼龍類 1.6～9.5 聚氨酯 6.5～8 聚甲醛 3.5～10 熱塑性聚酯 3.5～8 丙烯酸塑料 8～10 聚苯醚 6.5～10 由表（4—2）可知道ABS的直徑可取6mm ⑶分流道的布置：分流道的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響。分流道的布置形式分平衡式和非平衡式兩種。 我根據(jù)塑件的布局方式，在分流道的布置中采用平衡式布置。因?yàn)槠胶馐讲贾靡髲闹髁鞯乐粮鱾€(gè)型腔的分流道，其長度、形狀、斷面尺寸等都必須對(duì)應(yīng)相等，達(dá)到各個(gè)型腔的熱平衡和塑料流動(dòng)平衡。因此各個(gè)型腔的澆口尺寸可以相同，達(dá)到各個(gè)型腔同時(shí)均衡地進(jìn)料。如（圖4 – 5）所示為平衡式布置，這樣的布置能達(dá)到最佳的熱平衡。 圖4 – 5 分流道的平衡布置 共 28 頁 第 13 頁 湖南大學(xué)衡陽分校課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明 四．澆口的設(shè)計(jì) 澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短流道（除直接澆口以外），它是澆注系的關(guān)鍵部分。澆口的形狀、數(shù)量、尺寸和位置對(duì)塑件質(zhì)量影響很大。澆口的主要作用是：（1）型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流；（2）易于切除澆口凝料；（3）對(duì)于多型腔模具，用以平衡進(jìn)料，；對(duì)于多澆口單型腔模具，用以控制熔接縫的位置。澆口截面積通常為分流道截面積的0.03～0.09。澆口截面形狀有矩形和圓形兩種。澆口長度約為0.5～2 mm。澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限值，然后在試模時(shí)逐步修正。 1．根據(jù)以上澆口的作用，以及塑件的特點(diǎn)，我選擇了點(diǎn)澆口。點(diǎn)澆口又稱橄欖形澆口或是菱形澆口，是一種截面尺寸特小的圓形澆口，澆口的特點(diǎn)是：澆口位置限制小。去除澆口后殘留痕跡小，不影響塑件外觀。開模時(shí)澆口可自動(dòng)拉斷，有利于自動(dòng)化操作。澆口附近由補(bǔ)料造成的應(yīng)力小，但對(duì)于薄壁塑件因剪切速率過高，收于分子高度定向而造成 局部應(yīng)力，甚至開裂。為改善這一情況，在不影響使用前提下，可局部增加澆口處塑件壁厚，以圓弧過渡，壓力損失大，模具必須采用三板式模具結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并要采用順序分模機(jī)構(gòu)，但在無流模具中仍容易變形的塑件，應(yīng)采用多點(diǎn)澆口，以減少翹曲變形。它特別適用于表觀粘度隨剪切速率增大而明顯降低的塑料。 點(diǎn)澆口的計(jì)算： d=nKA?=0.8×0.206×0.242? a=10° D1=D=?6mm L=1mm 《塑料模具技術(shù)手冊(cè)》123頁 共 28 頁 第 14 頁 湖南大學(xué)衡陽分校課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明 2．澆口的位置的選擇： 澆口開設(shè)的位置對(duì)制品的質(zhì)量影響很大，在確定澆口位置時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： ①澆口應(yīng)開在能使型腔各個(gè)角落同時(shí)充滿的位置。 ②澆口應(yīng)設(shè)在制品壁厚較厚的部位，以利于補(bǔ)縮。 ③澆口的位置選擇應(yīng)有利于型腔中氣體的排除。 ④澆口的位置應(yīng)選擇在能避免制品產(chǎn)生熔合紋的部位。如對(duì)圓筒類制品，采用中心澆口比側(cè)澆口好。 ⑤ 對(duì)于帶細(xì)長型芯的模具，宜采用中心頂部進(jìn)料方式以避免型芯受沖擊變 形。 ⑥澆口應(yīng)設(shè)在不影響制品外觀的部位。 ⑦不要在制品中承受彎曲載荷或沖擊載荷的部位設(shè)置澆口。 由以上幾點(diǎn)，可以將澆口的位置設(shè)在了罩蓋的上表面。如圖4 – 5所示。 圖4 – 5 澆口位置 初步估算澆注系統(tǒng)的體積，V澆=6~7cm3 其質(zhì)量約為：W澆=V澆×r塑=6.12~7.14g S=(n×W塑+ W澆) /0.8=25~26g 共 28 頁 第 15 頁 湖南大學(xué)衡陽分校課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明 第七章 注射機(jī)的選用與參數(shù)校核 根據(jù)塑件的體積質(zhì)量和型腔數(shù)目確定注射機(jī)的類型及技術(shù)參數(shù)為： 類型及型號(hào)： SZ-60/40螺桿式注射機(jī) 理論注射容量： 60cm3 螺桿直徑： 30 注射壓力： 180Mpa 注射速率： 70g/s 塑化能力： 35 g/s 螺桿轉(zhuǎn)速： 0～200r/min 鎖模力： 400KN 拉桿內(nèi)間距： 220×300 開模行程 250mm 最大模具厚度 250 mm 最小模具厚度 150 mm 模具拉孔直徑 ?80mm 噴嘴球半徑 SR10mm 噴嘴口孔徑 ?3mm 一．注射壓力的校核： 該項(xiàng)工作是校核所選壓力機(jī)的公稱壓力P公能否滿足塑件成型時(shí)所需要的注射壓力P。塑件成型時(shí)所要的壓力一般由塑料流動(dòng)類型等因素決定，其中值一般在70～150MPa，具體可參考表5－1。通常要求： P公≥P。 表5－1 部分塑料所需要的注射壓力 塑 料 注 射 條 件 厚壁件（易流動(dòng)） 中等壁厚件 難流動(dòng)的薄壁件 聚乙烯 70～100 100～120 120～150 聚氯乙烯 100～120 120～150 >150 聚苯乙烯 80～100 100～120 120～150 ABS 80～110 100～130 130～150 聚甲醛 85～100 100～120 120～150 P。=Pc/k =30/0.25=120MPa ∈ (180MPa) 即P凸< P公 注射壓力適合。 二．鎖模力的校核： 鎖模力是注射機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所施的最大夾緊力，其注射機(jī)的額定鎖模力必須大于該脹模力。 共 28 頁 第 16 頁 湖南大學(xué)衡陽分校課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明 即：F鎖≥F脹=A分×P型 A分=3600+1248=4848mm2 F鎖≥F脹=A分×P型 =4848×35=189.7kN 通過計(jì)算模具的脹模力小于注射機(jī)的額定鎖模力 ，所以鎖模力適合技術(shù)要求。即（F脹≤F鎖）。 三．開模行程校核 開模行程是指從模具中取出塑件所需要的最小開合模距離，用H表示，它必須小于注射機(jī)移動(dòng)模板的最大行程S。開模行程與模具厚度無關(guān)。 對(duì)于多分型面注射模，如圖5－1所示其開模行程為： S機(jī)≥H=H1+H2+A1+A2+(5～10) =28+23.5+5+52+35 =143.5mm 1－動(dòng)模 2－推件板 3－凹模板 4－推料板 5－定模座板 圖5－1 多分型面模具分行程 共 28 頁 第 17 頁 湖南大學(xué)衡陽分校課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明 第八章 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在注射成型過程中，模具內(nèi)除了型腔和澆注系統(tǒng)中原有的空氣外，還有塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，這些氣體若不能順利排出，則可能因充填時(shí)氣體被壓縮而產(chǎn)生高溫，引起塑件局部炭化燒焦，或使塑料熔接不良而引起缺陷。 注射的排氣方式，大多數(shù)情況下是利用模具分型面或配合間隙自然排氣，只在特殊情況下采用開設(shè)排氣槽的方式。而現(xiàn)在塑件注入點(diǎn)在塑件底部，又沒可供排氣的推桿，所以我利用模具分型面之間的配合間隙自然排氣。如圖6 – 1 所示： 圖6 – 1 用分模面的間隙排氣 共 28 頁 第 18 頁 湖南大學(xué)衡陽分校課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明 第九章 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 塑件在成型加工過程中，用來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，通常包括凹模、凸模、小型芯、螺紋型芯或型環(huán)等到。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)與塑件摩擦，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)還應(yīng)該考慮零件的加工性及模具的制造成本。 一．凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模又稱陰模，它是成型塑件外輪廓的零件。根據(jù)需要有以下幾種結(jié)構(gòu)形式： 1． 整體式凹模 2． 組合式凹模 3． 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)，選用的是整體式凹模它是由一整塊金屬材料（也稱定 模板或凹模板）直接加工而成。其特點(diǎn)是為非穿通式模體，強(qiáng)度好，不易變形。但由于加工困難，故只適用于小型且形狀簡單的塑件成型。此時(shí)可省去定模座板，如圖7 – 1所示。 圖7 – 1 整體式凹模 二．凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸模（即型芯）是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通?？煞譃檎w式和組合式兩種類型。 1.組合式凸模 組合式凸模又分整體式和鑲件組合式。 ⑴整體裝配式凸模：它是將凸模單獨(dú)加工后與動(dòng)模板進(jìn)行裝配而成，其組合的方式也有多種，如圖7 – 2所示。 共 28 頁 第 19 頁 湖南大學(xué)衡陽分校課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明 (a) (b) (c) 圖7 – 2整體裝配式凸模 根據(jù)上圖所示裝配的方法中，選擇圖7 – 2中的（c） 三．成型零件工作尺寸計(jì)算 1． 成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構(gòu)成塑件的尺寸，它通常包括 凹模和凸模的徑向尺寸（包括矩形和異形零件的長和寬）、凹模和凸模的高度尺寸及位置（中心距）尺寸等。 ⑴塑件的公差：塑件的公差規(guī)定按單向極限制，制口外輪廓尺寸公差取負(fù)值“－△”，制口內(nèi)腔尺寸差取值“+△”，若制品上原有公差的標(biāo)注方法與上不符，則應(yīng)按以上規(guī)定進(jìn)行轉(zhuǎn)換。而制品孔中心距尺寸公差按對(duì)稱分布原則計(jì)算，即“±△/2”。 ⑵模具制造公差：實(shí)踐證明，模具制造公差可取塑件公差的1/3～1/6，即δ2=（1/3～1/6）△，而且按成型加工過程中的增減趨向取“+”、“－” 符號(hào)，型腔尺寸不斷增大，則取“+δz”，型芯尺寸不斷減小則取“－δz”，中心距尺寸取“±δz/2”。 ⑶模具的磨損量：實(shí)踐證明，對(duì)于一般的中小塑件，最大磨損量可取塑件公差的1/6，即δC=1/6△，對(duì)于大型塑件則取△/6以下。另外對(duì)于型腔底面（或型芯端面），因與脫模方向垂真，故磨損量δC=0。 ⑷塑件的收縮率：塑件成型后的收縮率與多種因素有關(guān)，通常按平均收縮率計(jì)算。 S=(Smax+Smin)/2 ⑸模具在分型面上的合模間隙。收于注射壓力及模具分型面平度的影響，會(huì)導(dǎo)致動(dòng)模、定模注射時(shí)存在著一定的間隙：由于注射壓力及模具分型面平面 共 28 頁 第 20 頁 湖南大學(xué)衡陽分校課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明 度較高、表面粗糙度較低時(shí)，塑件將產(chǎn)生的飛邊也小。飛邊厚度一般度應(yīng)小于0.02～0.1mm。 2． 成形零件的尺寸計(jì)算 一般情況下，影響成型零件及塑料公差的主要因素是模具制造公差δS、模具磨損量δC以及塑件的收縮率S這三項(xiàng)。 成型零件工作尺寸計(jì)算方法一般有兩種：一種是平均值法，即按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量進(jìn)行計(jì)算；另一種是按極限收縮率、極限制造公差和磨損量進(jìn)行計(jì)算。前一種計(jì)算方法簡便，但不適用于精度塑件的模具設(shè)計(jì)，后一種計(jì)算方法能保證所成型的塑件在規(guī)定的公差范圍內(nèi)，但計(jì)算比較復(fù)雜。所以相比之下我選擇了前一種計(jì)算方法。 本產(chǎn)品為ABS制品，屬于大批量生產(chǎn)的小型塑件，預(yù)定的收縮率的最大值和最小值分別取0.4%和0.7％。平均收縮率sˉ 為0.55%,此產(chǎn)品采用4級(jí)精度，屬于一般精度制品。因此，凸凹模徑向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造與作用修正系數(shù)x取值可在0.5~0.75的范圍之間，凸凹模各處工作尺寸的制造公差，因一般機(jī)械加工的型腔和型芯的制造公差可達(dá)到IT７～I(xiàn)T８級(jí)，綜合參考，相關(guān)計(jì)算具體如下 ⑴型腔尺寸的計(jì)算 (Lm )0+δz =[ (1+ sˉ )LM1s - 0.5×Δ]0+δz 　　　　 =[ (1+0.55%)×36- 0.5×0.26]0 +0.26/3 =36.04 0+0.09mm (Hm) 0+δz =[ (1+ sˉ )HMS-0.5×Δ] 0+δz =[ (1+0.55%)×23.5-0.5×0.24]0+0.08 =23.50+0.1 mm 型芯尺寸的計(jì)算： (lm1) 0-δz =[(1+ sˉ )lm1+0.5×Δ] 0-δz =[ (1+0.55%)×34.5+0.5×0.25] 0-0.25/3 =34.5 0-0.083 ㎜ 共 28 頁 第 21 頁 湖南大學(xué)衡陽分校課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明 (Lm2) 0-δz =[(1+ sˉ )Lms+0.5×Δ] 0-δz =[ (1+0.55%)×33+0.5×0.25] 0-0.25/3 =33.24 0-0.083 ㎜ (hm1) 0-δz =[(1+ sˉ )lm1s+0.5×Δ] 0-δz =[ (1+0.55%)×22-0.5×0.22] 0-0.22/3 =22.23 0-0.07 (hm2) 0-δz =[(1+ sˉ )hms+0.5×Δ] 0-δz =[ (1+0.55%)×20-0.5×0.21] 0-0.21/3 =20.22 0-0.07 ㎜ 共 28 頁 第 22 頁 湖南大學(xué)衡陽分校課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明 第十章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是為了保證注射模準(zhǔn)確合模和開模，在注射模中必須設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用是導(dǎo)向、定位以及承受一定的側(cè)向壓力。 我所采用是導(dǎo)柱導(dǎo)向 1． 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 模具導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)如圖8－1所示，圖中所示為導(dǎo)柱、導(dǎo)套結(jié)構(gòu)，適用于精度要求高、生產(chǎn)批量大的模具。當(dāng)對(duì)于小批生產(chǎn)的簡單模具，可不采用導(dǎo)套，直接與模體間隙配合。同時(shí)在設(shè)計(jì)導(dǎo)柱和導(dǎo)套時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： ①導(dǎo)柱應(yīng)合理的均布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度。 ②導(dǎo)柱的長度應(yīng)比型芯端面高出6～8mm（圖8－1），以免型芯進(jìn)入凹模時(shí)與凹模相碰而損壞。 ③導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨度和強(qiáng)度，常采用20#低碳鋼經(jīng)滲碳0.5～0.8 mm,淬火48～55HRC,也可用T8A碳素工具鋼,經(jīng)淬火處理。 ④為了使導(dǎo)柱能順利地入導(dǎo)套、導(dǎo)柱端部應(yīng)做成錐形或半球形，導(dǎo)套的前端也應(yīng)倒角。 ⑤導(dǎo)柱設(shè)在動(dòng)模一側(cè)可以保護(hù)型芯不受損傷，而設(shè)在定模一側(cè)則便于順利脫模取出塑件，因此可根據(jù)需要而決定裝配方式。 ⑥一般導(dǎo)柱滑動(dòng)的配合形式按H8/f7，導(dǎo)柱和導(dǎo)套固定部分配合按H7/k6，導(dǎo)套外徑的配合按H7/k6。 ⑦除了動(dòng)模、定模之間設(shè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套外，一般還在動(dòng)模座板與推反之間設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套，以保證推出機(jī)構(gòu)的下常運(yùn)動(dòng)。 ⑧導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具大小而決定，可參考標(biāo)準(zhǔn)模架數(shù)據(jù)選取。 圖8－1模具導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 共 28 頁 第 23 頁 湖南大學(xué)衡陽分校課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明 第十一章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 一.塑件脫模機(jī)構(gòu) 在注射成型的每一循環(huán)中，都必須使塑件從模具型腔中或型芯上脫出，模具中的這種脫出塑件的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)。模具脫模方式按推出零件分：推桿脫模、推管脫模、推件板脫模、推塊脫模、成型零件脫模和多元聯(lián)合式脫模六種。根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)工藝性，采用推件板強(qiáng)制脫模結(jié)構(gòu)。推件板的厚度及推桿直徑的計(jì)算如下： 脫模力F脫=2πEεtcosФ(f-tgФ)/(1-μ)k1=119KN 推件板材料為45鋼，其厚度按強(qiáng)度計(jì)算： H=0.54×L。（Q/EBLδ）1/3 =0.54×85(119×103/210×103118×0.048)1/3 =21.6 mm 取H=22mm 推桿材料為T8A鋼，其直徑的計(jì)算為： d=Ф（L2Q/nE）? =7.95mm 取d=8mm 脫模機(jī)構(gòu)的形式如圖9－1所示 1－推板 2－脫模板 圖9－1 脫模板脫模結(jié)構(gòu)形式 共 28 頁 第 24 頁 湖南大學(xué)衡陽分校課程設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明 二.澆注系統(tǒng)凝料的脫模機(jī)構(gòu) 澆注系統(tǒng)凝料的脫模,一般可用人工\機(jī)械手取出,但生產(chǎn)效率低,勞動(dòng)強(qiáng)度在,為適應(yīng)自化生產(chǎn)的需要,我將模具的澆注系統(tǒng)凝料的脫模方式自動(dòng)脫模,即利用拉桿拉斷點(diǎn)澆口凝料:如圖9－2所示。圖9－2（a）為閉模狀態(tài)，圖9－2（b）為開模狀