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1、
目 錄
一、塑件分析 …………………………………………………………………………
1、明確塑件設(shè)計(jì)要求 ……………………………………………………………
2、明確塑件批量 …………………………………………………………………
3、計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量 ………………………………………………………
二、注塑機(jī)的確定 ……………………………………………………………………
三、模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算 ………………………………………………………………
四、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ………………………………………………………
2、……………
1、澆口套設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………………
2、頂桿的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………
3、模具的主要型腔零件設(shè)計(jì)……………………………………………………………………
五、注塑機(jī)參數(shù)校核 ……………………………………………………………………
1、最大注塑量校核 …………………………………………………………………
2、鎖模力校核 ………………………………………………………………………
3、模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核 …………………………………………
（1）模具閉合高度長(zhǎng)寬尺寸要與注塑機(jī)模板尺寸和拉桿問距
3、相適合 ……………
（2）模具閉合高度校核 ………………………………………………………………
4、開模行程校核 ……………………………………………………………………
5、型腔壁厚、底板厚度的確定 ……………………………………………………
6、模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)……………………………………………………
六、試模時(shí)可能出現(xiàn)的缺陷及解決方法：
1、充填不足……………………………………………………………………………
2、溢邊……………………………………………………………………………
3、龜裂……………………………………………………………………………
一
4、、塑件分析
⑴明確塑件設(shè)計(jì)要求
如下圖所示分別為蛋糕叉二維工程圖。該產(chǎn)品普遍用于日常生活中，主要用來叉生日蛋糕用!由于該產(chǎn)品是一次性用品，且是面向低端市場(chǎng)開發(fā)，所以在各方面的要求都不高！
⑵明確塑件批量
該產(chǎn)品大批量生產(chǎn)，故設(shè)計(jì)的模具要有較高的注塑效率，所以模具采用一模八腔結(jié)構(gòu)，澆口形式采用側(cè)澆口，如下圖所示：
⑶計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量
該產(chǎn)品為蛋糕叉，需采用無毒、無味、且價(jià)格較低的材料。故選取聚苯乙烯（PS）查課本附錄得知其密度為1.06。收縮率為0.7%。
使用Pro/E畫出產(chǎn)品的三維實(shí)體圖，并計(jì)算出其體積V塑=9c
5、m3 由此可得塑件的質(zhì)量為
M塑件＝V塑ρ＝1.069=9.54g
式中：ρ——塑料密度，g/cm3。
通過Pro/E軟件自動(dòng)計(jì)算澆注系統(tǒng)體積V澆＝12cm3可計(jì)算出澆注系統(tǒng)質(zhì)量為
M澆＝V澆ρ＝121.06＝12.72g
故
M總＝M塑件+ M澆＝89.54＋12.72＝89g
二、 注塑機(jī)的確定
根據(jù)塑料制品的體積或質(zhì)量查本教材表5－3選定注塑機(jī)型號(hào)為：JPH180A
注塑機(jī)的參數(shù)如下：
注塑機(jī)最大注塑量：672g； 鎖模力：2500kN；
注塑壓力：196MPa； 最小模厚：220mm；
開模行程
6、：830mm； 最大開距：1050mm；
頂出行程：100mm； 注塑機(jī)定位孔直徑：φ150mm；
噴嘴前端孔徑：φ3mm; 噴嘴球面半徑：SR15mm；
注塑機(jī)拉桿的間距：560510/mmmm。
三、模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算
由于蛋糕叉外形尺寸無精度要求，且無需與其他零件相配，所以凹凸模零件形腔尺寸可直接按產(chǎn)品尺寸加工。
四、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
模具結(jié)構(gòu)采用一模八腔結(jié)構(gòu)，側(cè)澆口澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，頂出機(jī)構(gòu)直接采用頂桿項(xiàng)出。
根據(jù)產(chǎn)品的外形尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選取模架4545-AI-60-80-90模架結(jié)構(gòu)如下圖所示：
澆口套設(shè)計(jì)，因?yàn)樽⑺軝C(jī)噴嘴口直徑為φ3，根據(jù)表4－1選進(jìn)料
7、口直徑為φ3.5的澆口套。具體結(jié)構(gòu)見裝配圖所示。
頂桿的設(shè)計(jì)見裝配圖所示。
該模具的主要型腔零件見后面圖所示：
五、注塑機(jī)參數(shù)校核
1、 最大注塑量校核
注塑機(jī)的最大注塑里應(yīng)大于制品的質(zhì)量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機(jī)的實(shí)際注塑里好在注塑機(jī)的最大量的80%。所以，選用的注塑機(jī)最大注塑量應(yīng)：
0．8M機(jī)≥M塑件＋M澆
式中：M機(jī)——注塑機(jī)的最大注塑里，g;
M塑件——塑件的體積，g，該產(chǎn)品M塑件＝9.54g;
M澆——澆注系統(tǒng)體積，g,該產(chǎn)品M澆＝12.72g。
故 M機(jī)≥（M塑件＋M澆）0.8＝（89.54＋12.72）
8、0.8＝111.3g
此處選定的注塑機(jī)注塑量為672g，所以滿足要求。
2、鎖模力校核
式中：P?！廴谛土显谛颓粌?nèi)的壓力（20MPa～40MPa）；
A——通過Pro/E軟件計(jì)算過塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面之和為6104㎜2；
F鎖機(jī)——注塑機(jī)的額定鎖模力，kN。
故 F鎖機(jī)＞P模A＝406104＝244.16kN
此處選定的注塑機(jī)為2500kN。滿足要求！
3、模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核
（1）模具閉合高度長(zhǎng)寬尺寸要與注塑機(jī)模板尺寸和拉桿問距相適合：
模具長(zhǎng)寬＜拉桿面積；
模具的長(zhǎng)寬為50
9、0450（mmmm）＜注塑機(jī)拉桿的間距560510（mmmm），
故滿足要求。
（2）模具閉合高度校核：
模具實(shí)際厚度 H模＝300mm;
注塑機(jī)最小閉合厚度 H最?。?20mm；
即 H模＞H最小，故滿足要求。
4、開模行程校核
所以選注塑機(jī)的最大行程與模具厚度有關(guān)（如全液壓合模機(jī)構(gòu)的注塑機(jī)），故注塑機(jī)開模行程應(yīng)滿足下式：
S機(jī)－（H模－H最?。綡1＋H2＋（5～10）mm
因?yàn)? S機(jī)－（H模－H最小）＝830－（300－220）＝750mm
H1＋H2＋（5～10）＝15＋115＋10＝140mm
故滿足要求。
式中：H1——
10、推出距離，mm；
H2——包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，mm;
S機(jī)——注塑機(jī)最大開模行程，mm。
5、型腔壁厚、底板厚度的確定——具體厚度見模具裝配圖
6、模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
在模具上開設(shè)冷卻水道，通循環(huán)水對(duì)模具進(jìn)行冷卻，具體見裝配圖。
六、試模時(shí)可能出現(xiàn)的缺陷及解決方法：
1、充填不足
充填不足的主要原因有以下幾個(gè)方面：
（1）、塑料容量不足。
（2）、型腔內(nèi)加壓不足。
（3）、塑料流動(dòng)性不足。
（4）、排氣效果不好。
作為改善措施，主要可以從以下幾個(gè)方面入手：
①加長(zhǎng)注射時(shí)間，防止由于成型周期過短，造成澆口固化前塑料逆流而難于充滿型腔。
11、
②提高注射速度。
③提高模具溫度。
④提高塑料溫度。
⑤提高注射壓力。
⑥擴(kuò)大澆口尺寸。一般澆口的高度應(yīng)等于制品壁厚的1／2～l／3。
2、溢邊
對(duì)于溢邊的處理重點(diǎn)應(yīng)主要放在模具的改善方面。而在成型條件上，則可在降低流動(dòng)性方面著手。具體地可采用以下幾種方法：
（1）降低注射壓力。
（2）降低塑料溫度。
（4）選用高粘度等級(jí)的材料。
（5）降低模具溫度。
（6）研磨溢邊發(fā)生的模具面。
（7）采用較硬的模具鋼材。
（8）提高鎖模力。
（9）調(diào)整準(zhǔn)確模具的結(jié)合面等部位。
（10）增加模具支撐柱，以增加剛性。
3、龜裂
龜裂是塑料制品較常見的一種缺陷，產(chǎn)生的主
12、要原因是由于應(yīng)力變形所致。主要有殘余應(yīng)力、外部應(yīng)力和外部環(huán)境所產(chǎn)生的應(yīng)力變形。
（－）殘余應(yīng)力引起的龜裂 殘余應(yīng)力主要由于以下三種情況，即充填過剩、脫模推出和金屬鑲嵌件造成的。作為在充填過剩的情況下產(chǎn)生的龜裂，其解決方法主要可在以下幾方面入手：
?。?）由于直澆口壓力損失最小，所以，如果龜裂最主要產(chǎn)生在直澆口附近，則可考慮改用多點(diǎn)分布點(diǎn)澆口、側(cè)澆口及柄形澆口方式。
?。?）在保證樹脂不分解、不劣化的前提下，適當(dāng)提高樹脂溫度可以降低熔融粘度，提高流動(dòng)性，同時(shí)也可以降低注射壓力，以減小應(yīng)力。
?。?）一般情況下，模溫較低時(shí)容易產(chǎn)生應(yīng)力，應(yīng)適當(dāng)提高溫度。但當(dāng)注射速度較高時(shí)，即
13、使模溫低一些，也可減低應(yīng)力的產(chǎn)生。
?。?）注射和保壓時(shí)間過長(zhǎng)也會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，將其適當(dāng)縮短或進(jìn)行幾次保壓切換效果較好。
脫模推出時(shí)，由于脫模斜度小、模具型膠及凸模粗糙，使推出力過大，產(chǎn)生應(yīng)力，有時(shí)甚至在推出桿周圍產(chǎn)生白化或破裂現(xiàn)象。只要仔細(xì)觀察龜裂產(chǎn)生的位置，即可確定原因。
另外，成型前對(duì)金屬嵌件進(jìn)行預(yù)熱，也具有較好的效果。
蛋糕叉模具設(shè)計(jì)
系別： 機(jī)械工程系
班級(jí)： 高模0431
學(xué)生： 盧國(guó)志
指導(dǎo)老師： 呂超珍
2010年6月8日
畢業(yè)設(shè)計(jì)塑料蛋糕叉模具設(shè)計(jì).doc
