《托盤注塑成形工藝與模具設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《托盤注塑成形工藝與模具設(shè)計(jì)（35頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 目錄 設(shè)計(jì)任務(wù)書……………………………………………………………………29 摘要……………………………………………………………………………30 Abstract………………………………………………………………………31 第一章 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析……………………………………………32 1. 1 塑件原材料的成型性分析……………………………………………32 1. 1. 1 基本特性……………………………………………………………32 1. 1. 2 主要用途……………………………………………………………32 1. 1. 3 成型特性……………………………

2、………………………………33 1. 2 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析…………………………………………………33 1. 2. 1 塑件的表面質(zhì)量分析………………………………………………33 1. 2. 2 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析……………………………………………33 第二章 分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)……………………………………………37 2. 1 分型面的選擇……………………………………………………………37 2. 2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)……………………………………………………………37 2. 3 加熱道的設(shè)計(jì)………………………………………………………………38 2. 3. 1加熱道的設(shè)計(jì)………

3、……………………………………………………38 2. 3. 2 澆口的設(shè)計(jì)………………………………………………………………39 2. 4 熱流道板的設(shè)計(jì)……………………………………………………………40 2. 4. 1 熱流道板加熱功率的計(jì)算………………………………………………41 第三章 模具設(shè)計(jì)方案的論證……………………………………………………42 3. 1 型腔的布置………………………………………………………………42 3. 2 成型零件的結(jié)構(gòu)確定……………………………………………………42 3. 2. 1 凹模（型腔）的設(shè)計(jì)……………………………………………………42 3

4、. 2. 2 凸模（型芯）的設(shè)計(jì)……………………………………………………42 3. 3 導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)……………………………………………………42 3. 4 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………………43 3. 5 冷卻系統(tǒng)………………………………………………………………………44 3. 6 模具的加熱系統(tǒng)………………………………………………………………44 第四章 主要部件的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………………45 4. 1 成型零件的成型計(jì)算…………………………………………………………45 4. 1. 1 型腔的計(jì)算……………………………

5、………………………………45 4. 1. 2型芯高度尺寸的計(jì)算……………………………………………………45 4. 2 模具型腔壁厚的計(jì)算…………………………………………………………46 4. 2. 1 型腔側(cè)壁厚度S的計(jì)算………………………………………………46 4. 2. 2 型腔底板厚度T的計(jì)算………………………………………………47 4. 3 支承零部件的設(shè)計(jì)…………………………………………………………48 4. 4 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)…………………………………………………………49 4. 5 模具合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的選用………………………………………………50 4. 5. 1 導(dǎo)

6、柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)……………………………………………………50 4. 5. 2 導(dǎo)向孔的設(shè)計(jì)…………………………………………………………51 第五章 成型設(shè)備的校核計(jì)算……………………………………………………52 5. 1 型腔數(shù)目的確定和校核……………………………………………………52 5. 2 最大注射量的校核………………………………………………………52 5. 3 鎖模力的校核……………………………………………………………53 5. 4 模具與注射機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸的校核………………………………53 5. 4. 1 噴嘴尺寸……………………………………………………………54

7、 5. 4. 2 定位圈尺寸…………………………………………………………54 5. 4. 3 最小 最大模厚………………………………………………………55 5. 4. 4 安裝螺孔尺寸………………………………………………………55 5. 5 開模行程的校核…………………………………………………………55 5. 6 推出裝置的校核…………………………………………………………56 第六章 工藝卡的制定…………………………………………………………56 第七章 熱流道…………………………………………………………………58 7. 1 熱流道的發(fā)展過程……………………………………………………

8、…58 7. 2 現(xiàn)代熱流道的基本形式…………………………………………………58 總結(jié)………………………………………………………………………………60 致謝………………………………………………………………………………61 參考資料…………………………………………………………………………62 外文原文和外文翻譯……………………………………………………………63 材料科學(xué)與工程 系 屆 模具 專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 : 托盤

9、 注塑成形工藝與模具設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)者: 班級: 學(xué)號: 指導(dǎo)老師: 材料: PP 批量: 大批量 二維塑件圖 三維塑件圖 摘 要 針對制品結(jié)構(gòu)面積大而淺和生產(chǎn)批量大的特點(diǎn)，模具采用了兩層型腔成型，從而使制品生產(chǎn)效率提高近一倍，生產(chǎn)成本顯著下降。該模具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是：為了滿足薄壁大型件的成型要求，采用了熱流道澆注系統(tǒng)，并采用注射料筒與開和模方向垂直的角式注塑機(jī)成型，解

10、決了用臥式機(jī)時(shí)設(shè)置澆注系統(tǒng)的難題、對兩層型腔?？刂埔恢隆⒂冒惭b在模外的一對齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)兩層型腔開、合模動(dòng)作同步、利用彈簧的推力使兩層型腔推出機(jī)構(gòu)同時(shí)推出制品，從而保證制品成型時(shí)的均勻性。 關(guān)鍵詞：模具； 兩層型腔； 注塑 Abstract Area products for large and shallow structure and the characteristics of the production volume, use two layer

11、s of mold cavity molding, thereby enabling more efficient production and products nearly doubled, production costs dropped significantly. The mold design features: In order to meet large-scale thin-wall molding see the request by the pouring hot runner systems, and injecting Liaodong and die with a

12、vertical angle of the direction of injection molding machines, resolved to set up horizontal plane Gating system problems, the two cavity mode control consistent with the installation of the module in a drive gear and rack body cavity to achieve a two-tier, a move synchronous mode, the thrust of the

13、 spring introduced a two-tier cavity agencies launched products, thus ensuring that the products forming uniformity. Keywords: mold；two layers of mold cavity molding；horizontal 第一章 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 熟讀塑件的圖樣在頭腦中建立清晰的塑件三維形狀，復(fù)雜的塑件可通過計(jì)算機(jī)三維建立模型或橡皮泥制作模型等手段幫助理解其幾何形狀，該塑件的三維圖如

14、1.1所示： 圖1.1 托盤 1.1塑件的原材料的成型特性分析 1.1.1基本特性 聚丙烯（PP）無味，無色，無毒，外觀似聚乙烯，但比PP更透明，更輕，密度僅為0.90~0.91/，它不吸水，光澤好，易著色，PP的屈服強(qiáng)度，抗壓強(qiáng)度及彈性比聚乙烯好，定向拉伸后的PP可制作鉸鏈，其具有特別高的抗彎曲疲勞強(qiáng)度，如用PP注射成型的一體鉸鏈，經(jīng)過次開閉彎折進(jìn)行未產(chǎn)生損害和斷裂現(xiàn)象，PP的熔點(diǎn)為164~170℃，其耐熱性好，能在100以上的溫度下進(jìn)行消毒滅菌。PP耐低溫的使用溫度可達(dá)-15，在低于-35時(shí)會(huì)脆裂，PP的高頻絕緣性能好。而且由

15、于其不吸水絕緣性能不受溫度的影響。PP在氧、熱、光的作用下極易解聚，老化，所以必須加入防老化劑。 1.1.2主要用途 PP可用于制作各種機(jī)械零件；可做水蒸汽各種酸堿等的輸送管道，化工容器和其他設(shè)備的襯里表面圖層；可制造蓋和本體合一的箱蓋，各種絕緣零件。并用于醫(yī)學(xué)工業(yè)中。 1.1.3成型特性 1.結(jié)晶性料。吸溫性小，可能發(fā)生熔融破裂，長期與熱金屬接觸易發(fā)生分解； 2.流動(dòng)性極好，溢邊值0.03mm左右； 3.冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷取系統(tǒng)應(yīng)散熱緩慢； 4.成型收縮范圍大，收縮率大，易發(fā)生縮孔，凹痕，變形，方向性強(qiáng)； 5.注意控制成型溫度，料溫方向性

16、明顯，在其低溫高壓時(shí)，更明顯，模具低于50以下時(shí)，塑件不光澤，易產(chǎn)生熔接不良。流痕，90以上時(shí)易發(fā)生翹曲，變形； 6.塑件應(yīng)壁后均勻，避免取口，尖角，以避免應(yīng)力集中。 1.2塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 1.2.1塑件的表面質(zhì)量分析 該塑件要求內(nèi)外觀光潔，色彩艷不允許有成型斑點(diǎn)和熔接痕， 1.2.2塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 1.從圖紙上看，該塑件外行為四方殼罩，圓角過度。且無尖角存在，壁厚均勻，且符合最小壁厚要求。 2.塑件型腔較大； 3.為使塑件順利脫模，可在塑件內(nèi)部及加強(qiáng)肋處增設(shè)~的拔模斜度； 4.塑件的生產(chǎn)批量： 該塑件的生產(chǎn)類型對注射模具結(jié)構(gòu)，注射模具材料使用均有重要的

17、影響，在大批量生產(chǎn)中，由于注射模具價(jià)格在整個(gè)生產(chǎn)費(fèi)用中所占的比例較小，提高生產(chǎn)率和注射模具壽命問題比較突出。所以可以考慮使用自動(dòng)化程度較高，結(jié)構(gòu)簡單，制造容易的注射模具，以降低注射模具的成本。該塑件產(chǎn)量達(dá)10萬件，生產(chǎn)類型屬于中批量生產(chǎn)，可以適合考慮采用一模多腔，快速脫模，以及成型周期不宜過長的模具，同時(shí)，模具造價(jià)要適當(dāng)控制。 5.初選注塑機(jī) （1）計(jì)算塑件的體積或質(zhì)量： 通過三維造型可獲得矩形上殼罩的體積 PP的密度為 所以，塑件的質(zhì)量 （2）根據(jù)塑件本身的幾何形狀及生產(chǎn)批量確定型腔數(shù)目。 由于塑件尺寸有一般精度要求，外表面和內(nèi)表面有高光潔要求，不易采用太多型腔數(shù)目，所以考慮采

18、用一模兩腔，型腔平衡分布在型腔板兩側(cè)，以方便澆口排列和模具平衡。 （3）確定注射成型的工藝參數(shù) 根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和PP的成型性能，查有關(guān)資料初步確定塑件的注射成型工藝參數(shù)： 表1.1塑件的注射成型工藝參數(shù) 塑料 項(xiàng)目 PP 注射機(jī)類型 螺桿式 密度 0.9~0.91 計(jì)算收縮率% 1.0~2.5 預(yù)熱 溫度 80~100 時(shí)間/h 1~2 噴嘴 形式 直通式 溫度 170~190 料筒溫度 前段 180~200 料筒溫度 中段 200~220 后段 160~170 模具溫度 40~80 注射壓力 70~120

19、 保壓壓力 50~60 注射時(shí)間 0~5 保壓時(shí)間 20~60 冷卻時(shí)間 15~50 成型時(shí)間 100~120 （4）確定模具溫度及冷卻方式 PP為結(jié)晶性塑料，吸溫性小，可能發(fā)生熔融破裂，長期與熱金屬接觸易發(fā)生分解，流動(dòng)性極好，溢邊值為0.03mm左右，因此，冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)散熱緩慢。因此，在保證順利脫模的前提下，提高冷卻時(shí)間，從而提高生產(chǎn)率。所以，模具溫度控制在40~80。 （5）確定成型設(shè)備 由于塑件采用注射成型加工，使用一模兩腔分布，因此可計(jì)算出一次注射成型過程中所用塑料量為 根據(jù)以上一次注射量的分析以及考慮到塑料品種，塑件結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)批

20、量，以及注射工藝參數(shù)，注射模具尺寸大小等因素，參考設(shè)計(jì)手冊。初選XS-Z-30型注塑機(jī)，其具體參數(shù)如下表： 表1.2 XS-Z-30型注塑機(jī)的參數(shù) 型號 項(xiàng)目 XS-Z-30 額定注射量/ 30 螺桿（柱塞）直徑/mm 28 注射壓力/MP 119 注射行程/mm 130 注射方式 柱塞式 鎖模力/KN 250 最大成型面積/ 90 最大開合模行程/mm 160 模具最大厚度/mm 60 模具最小厚度/mm 12 噴嘴圓弧半徑/mm 2 噴嘴孔直徑/mm 8 頂出形式 四側(cè)設(shè)有頂桿，機(jī)械頂出 動(dòng)定模固定板尺寸/mm

21、250*280 拉桿空間 235 合模方式 液壓—機(jī)械 液泵 流量/ 50 壓力/MP 6.5 電動(dòng)機(jī)功率/KW 5.5 螺桿驅(qū)動(dòng)/KN ----- 加熱功率/KW 2.7 機(jī)器外行尺寸/mm 23400*850*1460 （6）制定塑件注射成型工藝卡 綜上分析，填寫塑件注射成型工藝卡，如下表： 表1.3 塑件注射成型工藝卡 材料牌號：PP 塑件名稱：托盤 設(shè)備型號：XS-Z-30 單件質(zhì)量/g 每模件數(shù)：2件 材料干燥 溫度 80~100 時(shí)間 1~2h 料筒溫度 后段 160~170 中段 200~22

22、0 前段 180~200 噴嘴 170~190 模具溫 度 40~80 時(shí)間 注射 0~5 保壓 20~60 冷卻 15~50 壓力 注射壓力 70~120 保壓壓力 50~60 第二章 分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2.1分型面的選擇 不論塑件的結(jié)構(gòu)如何，可以采用何種設(shè)計(jì)方法，都必須首先確定分型面，因?yàn)槟＞呓Y(jié)構(gòu)很大程度上取決與分型面的選擇。為保證塑件能順利分型，主分型面應(yīng)首先考慮選擇在塑件外行的最大輪廓處，因此，分型面設(shè)計(jì)在如圖2.1所示的位置：在A-A與B-B面分型 圖2

23、.1分型面的選擇 2.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)由主流道，分流道，澆口，冷料穴四個(gè)部分組成?？紤]到塑件的內(nèi)外觀要求較高，內(nèi)外表面不允許有成型斑點(diǎn)和熔接痕，以及一模兩腔的布置等因素。澆口采用方便加工修整，凝料去除容易，且不會(huì)在塑件內(nèi)壁和外壁流下痕跡的側(cè)澆口，模具采用雙分型面結(jié)構(gòu)的模板，模具制造成本比較容易控制在合理的范圍內(nèi) ，如圖2.2所示： 圖2.2澆口套 2.3加熱流道的設(shè)計(jì) 加熱流道是指在流道的附近設(shè)置加熱器，利用加熱的方法使注射機(jī)噴嘴到澆

24、口之間，澆注系統(tǒng)處于高溫狀態(tài)，讓澆注系統(tǒng)內(nèi)的塑料在成型生產(chǎn)過程中一直處于熔融狀態(tài)，保證注射成型的正常進(jìn)行。加熱流道注射模不象絕熱流道那樣在使用前或使用后必須清除分流道中的凝料，開車前只需要把澆注系統(tǒng)加熱到規(guī)定的溫度。分流道中的凝料就會(huì)熔融，注射工作就開始了。 加熱流道澆注系統(tǒng)的形式很多，一般采用單型腔加熱流道和多型腔加熱流道。 由于模具設(shè)計(jì)成一模兩腔，所以采用多型腔加熱流道。 2.3.1熱流道的設(shè)計(jì) 由于 式中，查相關(guān)表得： T=220+273=493 ----注射壓力80MP ----253MP 塑件連同澆道的質(zhì)量為11g W=0.992 =0.029

25、 t=5 Q=4.62 1.主流道直徑 式中：——主流道的直徑，mm ____主流道的速率（） =1.67mm 2.分流道直徑 式中：——分流道的直徑，mm ____分流道的速率（） =4.6mm 2.3.2澆口的設(shè)計(jì) 1.直接澆口直徑 式中：——直接澆口的直徑，mm ____澆口的速率（） =1mm 2. 點(diǎn)澆口直徑 式中：——直接澆口的直徑，mm ____澆口的速率（） =0.78mm 流速是指在澆注系統(tǒng)中的熔體流速，此時(shí)熔體處在高溫及高壓之下。其比熱容較固體時(shí)為高。而且依靠熔體的溫

26、度，澆道內(nèi)的靜壓力和塑料品種而異。次值可用斯賓塞方程計(jì)算，即： 因此， （ 式中： ----熔體在澆道中所受的外部壓力 ----熔體在澆道中所生的內(nèi)壓力 ----熔體在該狀態(tài)下的容積 ----熔體在-273度下的比容 ----修正的氣體常數(shù) -----絕對溫度（+273） 查表2.1狀態(tài)方程中的參數(shù) 塑料種類 熔體溫度 PP 220 25.3 0.992 0.229 2.4熱流道板的設(shè)計(jì) 熱澆道板內(nèi)的澆道為分流道，外加熱式分澆道可按下式計(jì)算： mm 式中： -----內(nèi)加熱器的外徑 ------熱澆道

27、板內(nèi)分澆道孔徑 =2.5mm 如圖2.3熱流板 2.4.1熱澆道板加熱功率的計(jì)算 所謂加熱功率是指把加熱澆板升溫，從室溫（以20度計(jì)）升高到指定溫度（一般為200~220度）所需的熱功，升溫時(shí)間是個(gè)重要因素，習(xí)慣以1h為基準(zhǔn)。 一般計(jì)算式為： 式中：p----加熱功率 t-----熱流道板所需升高的溫度（熱澆道極限溫度減去室溫） -----熱澆道板的重量（包括緊固螺釘在內(nèi)） T------升溫時(shí)間 -----熱效率（從實(shí)際統(tǒng)計(jì)約為0.2~0.3，寧可取低值）。 假設(shè)熱損失為零時(shí)，升溫時(shí)間為0.5h

28、 ，熱效率為0.2，則可以用下式簡化計(jì)算： P=1.34t=6.5w 第三章 模具設(shè)計(jì)方案的論證 3.1型腔的布置 對于一模多件的模具型腔布置，在保證澆注系統(tǒng)分流道的流程短，模具結(jié)構(gòu)緊湊，模具能正常工作的前提下，盡可能使模具型腔對稱。均衡取件方便，該塑件的模具采用一模兩腔，型腔平衡布置在型腔板兩側(cè)。 3.2成型零件的結(jié)構(gòu)確定 成型零件直接與高溫高壓的塑件接觸，它的質(zhì)量直接影響了制件的質(zhì)量，該塑件的材料為PP塑料。對表面粗糙度和精度要求較高。因此，要求成型零件有足夠的強(qiáng)度和剛度，硬度和耐磨性。應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)模具鋼制作，還應(yīng)進(jìn)行熱處理以使其具備50~55HRC的硬度。 3.2.1凹模（型

29、腔）的設(shè)計(jì) 采用整體嵌入式凹模，放在定模兩側(cè)，主要從節(jié)省優(yōu)質(zhì)模具鋼材料，方便熱處理，方便日后的更換維修等方面考慮的。 3.2.2凸模（型芯）的設(shè)計(jì) 采用整體式凸模結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)牢固。 3.3導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于塑件對稱且無單向側(cè)壓力，所以采用直接導(dǎo)柱導(dǎo)向，便可滿足合模導(dǎo)向及閉模后的定位。如圖3.1，3.2所示： 注意：導(dǎo)柱要比主型芯高出至少6~8mm。 圖3.1推板導(dǎo)柱 圖3.2 推板導(dǎo)套 3.4推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)托盤的形狀特點(diǎn)，其推出機(jī)構(gòu)采用推件板和推桿推出，在彈簧彈力的

30、作用下，將塑件從型芯板上推落，通過脫模螺栓對模板分型距離進(jìn)行限定，同時(shí)又起復(fù)位桿的作用。其中推件板推出結(jié)構(gòu)可靠，頂出力均勻，不影響塑件的外觀質(zhì)量。但制造困難，成本高，推桿推出機(jī)構(gòu)簡單，推出平衡可靠，雖然推出時(shí)會(huì)在塑件內(nèi)部型腔上留下頂出痕跡，但不影響塑件外觀。所以采用推板和推桿雙重推出塑件。 3.5冷卻系統(tǒng) 注射模具的溫度變化是時(shí)間的函數(shù)，顯然，不僅在模具各局部溫度有明顯的不同，而且也在一定的周期內(nèi)變化。 為了獲得良好的塑件質(zhì)量，應(yīng)該使模具在工作中維持適當(dāng)而且均一的溫度，然而由于種種客觀條件所限制，如型腔的幾何形狀，模具的總體積以注射機(jī)周圍環(huán)境的變化，要使模具整整穩(wěn)定在一溫度上，并非易

31、事。主要依靠模具測溫計(jì)的反饋和隨機(jī)的調(diào)節(jié)。 3.6模具的加熱系統(tǒng) 當(dāng)注射成型工藝要求模具溫度在80度以上時(shí)，當(dāng)對大型模具進(jìn)行預(yù)熱時(shí)，或者采用熱流道的模具時(shí)模具中必須設(shè)置加熱裝置。模具的加熱方法有好幾種。對大型模具的預(yù)熱除了可采用電加熱方法外，還可在冷卻水道中通人熱水、熱油、蒸汽等介質(zhì)進(jìn)行預(yù)熱。對于模溫要求高于80度的注射?；驘崃鞯雷⑸淠＃话悴捎秒娂訜岬姆椒?。電加熱又可分為電阻絲加熱和電熱棒加熱，目前，大部分采用電熱棒加熱的方法，電熱棒有多種成品規(guī)格可供選擇。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，要先計(jì)算加熱所需的電功率，加工好安裝電熱棒的孔，然后將購置的電熱棒插入其中接通電源即可加熱。 電加熱裝置加熱模具的總

32、功率可采用下式計(jì)算： =11kw 式中：P-----加熱模具所需的總功率，KW m-----模具的質(zhì)量，Kg -----模具材料的定壓比熱容，KJ/（Kg.K） ------模具的初始溫度 -------模具要求加熱后的溫度 ---------加熱元件的效率，取0.3~0.5 t---------加熱時(shí)間，h 第四章 主要部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1成型零件的成型尺寸 該塑件的成型零件尺寸按平均值計(jì)算，查有關(guān)手冊得PP的收縮率為0.4%~0.5%，故平均收縮率，根據(jù)塑件尺寸公差要求。模具制造公差取，成型零件的尺寸計(jì)算如下： 4.1.1型腔的

33、計(jì)算 在計(jì)算型腔深度時(shí)，由于型腔的底面的磨損很小，所以不考慮磨損量，由此可以推出： 型腔深度公式： 式中： -----模具成型零件的制造誤差 ------平均收縮率 -----塑件在常溫時(shí)的型腔實(shí)際深度 X-------修正系數(shù) X=2/3 ------塑件的規(guī)定公差值 = 4.1.2型芯高度尺寸的計(jì)算 在計(jì)算型芯高度尺寸時(shí)，由于型芯的端面的磨損很小，所以不考慮磨損量，由此可以推出： 型芯高度尺寸的計(jì)算公式： 式中： -----模具成型零件的制造誤差 ------平均收縮率 -----塑件在常溫時(shí)的型芯實(shí)際高度 X-------修正系數(shù) X=

34、2/3 ------塑件的規(guī)定公差值 = 4.2 模具型腔壁厚的確定 塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓作用，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。模具的凹模采用整體嵌入式，因此可用整體式矩形型腔壁厚計(jì)算公式來確定型腔側(cè)壁厚度S和型腔底板厚度T，如圖4.1所示： 圖4.1模具壁厚 圖中根據(jù)塑件的尺寸：有 l----型腔短邊長度 b----矩形型腔短邊長度 h-----型腔深度 4.2.1型腔側(cè)壁厚度S的計(jì)算 1.按剛度條件計(jì)算： 變形量為： 應(yīng)使 按剛度條件計(jì)算側(cè)壁厚度： 式中： C-----由h/l決定的

35、系數(shù)，查表得c=0.93 P------型腔內(nèi)最大熔體壓力，可取注射機(jī)成型壓力的25%~50%，取p=40MP。 H-----型腔的深度 E-----模具鋼的彈性模量，一般中碳鋼E=2.1MP，預(yù)硬化塑料模具鋼E=MP。 -----模具剛度計(jì)算許用變形量，查相關(guān)表得 =53.26 所以，16.67 2.按強(qiáng)度條件計(jì)算： 按強(qiáng)度條件計(jì)算側(cè)壁厚度： 式中： P------型腔內(nèi)最大熔體壓力，可取注射機(jī)成型壓力的25%~50%，取p=40MP。 H-----型腔的深度 W-----抗彎截面系數(shù)，由h/l決定，查相關(guān)表得W=0.108 -----矩形型腔的邊長比：=

36、b/l=23.7/40.2=0.3834 -----模具剛度計(jì)算許用變形量，一般中碳鋼=160MP，預(yù)硬化塑料模具鋼=300MP 所以，27.36 4.2.2型腔底板厚度T的計(jì)算 1.按剛度條件計(jì)算： 按剛度條件計(jì)算公式如下： 式中： -----由型腔邊長比l/b決定的系數(shù)，查表得 =0.0188 P------型腔內(nèi)最大熔體壓力，可取注射機(jī)成型壓力的25%~50%，取p=40MP。 b-----矩形型腔的邊長長度b=23.7mm E-----模具鋼的彈性模量，一般中碳鋼E=2.1MP，預(yù)硬化塑料模具鋼E=MP。 -----模具剛度計(jì)算許用變形量，查相關(guān)表得 =

37、0.05 所以，42.36 2.按強(qiáng)度條件計(jì)算： 按強(qiáng)度條件計(jì)算公式如下： 式中： P------型腔內(nèi)最大熔體壓力，可取注射機(jī)成型壓力的25%~50%，取p=40MP。 b-----矩形型腔的邊長長度b=23.7mm； -----由墊板之間的距離和矩形型腔的短邊長比：=l/b決定的系數(shù)，查相關(guān)表得=0.3834 -----模具剛度計(jì)算許用變形量，一般中碳鋼=160MP，預(yù)硬化塑料模具鋼=300MP 所以，25.37 根據(jù)以上剛度，強(qiáng)度的計(jì)算，得出型腔的壁厚要求為：型腔側(cè)壁厚度S 31.28 和型腔底板厚度T42.36 4.3支承零部件的設(shè)計(jì) 墊塊的設(shè)計(jì)，用

38、于支承動(dòng)模成型部分并形成推出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)空間的零件，如果和動(dòng)模座板設(shè)計(jì)為一體，也稱模腳或支架。墊塊的標(biāo)準(zhǔn)尺寸見《模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊》表2-40查得。如圖4.2所示： 圖4.2墊塊 4.4推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 采用推桿和推件板推出機(jī)構(gòu)，由于該塑件的脫模力不是太大，推桿的布置空間足夠，所以無須用繁瑣的計(jì)算方法來確定推桿的尺寸，可以選取d=8mm,的圓柱推桿（GB/T4169.1-1984）。如圖4.3所示： 注意：保證推出距離稍微大于型芯的突出長度2~3mm。 圖4-3推

39、桿 . 4.5模具合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的選用 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用有以下幾點(diǎn)：1）定位作用 2）導(dǎo)向作用 3) 承受一定的側(cè)向壓力。 4.5.1導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在型芯高出分型芯面較多的一側(cè)。 標(biāo)準(zhǔn)模架的導(dǎo)柱設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)，在不妨礙脫模的情況下，導(dǎo)柱通常設(shè)置導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)形式：參考＜＜塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)＞＞圖，選用如圖4.4所示結(jié)構(gòu)的導(dǎo)柱： 圖4.4 導(dǎo)柱 其與導(dǎo)套配合部分的直徑為20 mm。長度比凸模端面的高高出8-12 mm，以免出現(xiàn)導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而型芯就進(jìn)入型腔的情況。導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺，導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而來

40、磨的表面和堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此多用20鋼或者T10、T8鋼，硬度為50~55 HRC,導(dǎo)柱固定部分的表面粗糙度為0.8 mm，所需導(dǎo)柱的數(shù)量為兩個(gè)，均衡地布置在兩側(cè)。其配合精度：固定端與模板間采用H7/m6或H7/k6的過渡配合，導(dǎo)向部分采用H7/f7的間隙配合。 5.5.2導(dǎo)向孔的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向孔的結(jié)構(gòu)形式，導(dǎo)向孔分為無導(dǎo)套和有導(dǎo)套兩種。為了減少導(dǎo)柱的磨損，采用有導(dǎo)套結(jié)構(gòu)形式，導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)和一些要求：為了使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)套的前端應(yīng)倒 圓角。導(dǎo)向孔最好做成通孔，以利于排出孔內(nèi)的空氣。與模板間采用H7/r6的過溢 配合，用臺肩固定， 其結(jié)構(gòu)如圖4.5所示：

41、 圖4.5 導(dǎo)套 第五章 成型設(shè)備的校核計(jì)算 5.1型腔數(shù)目的確定和校核 對于多型腔注射模，其型腔數(shù)量與注射機(jī)的塑化速率，最大注射量及鎖模力等參數(shù)有關(guān)，此外，還受塑件的精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因素影響。 按注射機(jī)的額定鎖模力進(jìn)行校核 式中： ----注射機(jī)的額定鎖模力，取=250N A------單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積 ----澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積 p-----塑件熔體對型腔的成型壓力，其大小一般是注射壓力的80%，取p=80MP n-----型腔數(shù)目 計(jì)算得：82.88〈=250、 所以，型腔數(shù)目的確定和校核

42、滿足使用要求。 5.2最大注射量的校核 最大注射量是指注射機(jī)一次注射塑料的最大容量，設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)保證成型塑件所需的總注射量小于所選注射機(jī)的最大注射量。即： 式中： K-----注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8 ----澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量 n------型腔數(shù)目 ----注射機(jī)允許的最大注射量 計(jì)算得：10.618〈=24 所以，最大注射量的校核滿足使用要求。 5.3鎖模力的校核 鎖模力是指注射機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊力，注射機(jī)鎖模力的校核關(guān)系公式為： F kpA 式中： k------壓力損耗系數(shù)，一般取1.1~1.2 p-----

43、-型腔內(nèi)熔體的壓力，本塑件p=80MP A------塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和， 計(jì)算得 kpA=92.14而F=250KN 所以，鎖模力的校核滿足使用要求。 5.4模具與注射機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸的校核 為了使注射模具能順利地安裝在注射機(jī)上并生產(chǎn)出合格的塑件，在設(shè)計(jì)模具時(shí)必須校核注射機(jī)與模具安裝有關(guān)的尺寸。一般情況下設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)該校核的部分包括噴嘴尺寸，定位圈尺寸，模具的最大和最小厚度及模板上的安裝螺孔尺寸等。 5.4.1噴嘴尺寸 設(shè)計(jì)模具時(shí)，主流道始端的球面必須比注射機(jī)噴嘴頭部球面半徑稍大一些，如圖5.1所示：

44、 圖5.1（噴嘴） 即：R比r大1~2mm，主流道小端直徑要比噴嘴直徑略大，即D比d大0.5~1mm，以防止主流道口部積存凝料而影響脫模，該模具為角式注射機(jī)，即噴嘴多為平面，模具的相應(yīng)接觸處也是平面。 5.4.2定位圈尺寸 為了使模具主流道的中心線與注射機(jī)噴嘴中心線重合，模具定模板上凸出的定位圈應(yīng)與注射機(jī)固定模板上的定位孔呈松動(dòng)的間隙配合。如圖5.2所示。 圖5.2定位圈 5.4.3最小，最大模厚 在模具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使模具總厚度位于注射機(jī)可安裝模具的最大模厚與最小模厚之間，同時(shí)，應(yīng)該校核模具的

45、外行尺寸，使得模具能從注射機(jī)的拉桿之間裝入。 5.4.4安裝螺孔尺寸 模具在注射機(jī)上的安裝方法有兩種 ：一種是用螺釘直接固定，另一種是用螺釘，壓板固定，當(dāng)用螺釘直接固定時(shí)，模具固定板與注射機(jī)模板上的螺孔應(yīng)完全吻合，而用壓板固定時(shí)，只要在模具固定板需安放壓板的外側(cè)附近有螺孔就能緊固，因此壓板固定則較為安全。 5.5開模行程的校核 注射機(jī)的開模行程是有限制的，塑件從模具取出時(shí)所需的開模距離必須小于注射機(jī)的最大開模距離，否則塑件無法從模具中取出。 當(dāng)注射機(jī)采用液壓和機(jī)械聯(lián)合作用的鎖模機(jī)構(gòu)時(shí)，最大開模程度由連桿機(jī)構(gòu)的最大行程所決定，并不受模具厚度的影響。 為了保證開模后既能取出塑件又能取出

46、流道內(nèi)的凝料，對于雙分型面注射模具，需要在開模距離中增加定模板與中間板之間的分開距離a，a的大小應(yīng)保證可以方便地取出流道內(nèi)的凝料。此時(shí)： 式中： S-----注射機(jī)最大開模行程mm ------推出距離（脫模距離）mm ------包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度mm a--------定模板與中間板之間的分開距離，mm 5.6推出裝置的校核 各種型號注射機(jī)推出機(jī)構(gòu)的設(shè)置情況及推出距離等各不相同，設(shè)計(jì)模具時(shí)，必須了解注射機(jī)推出桿的直徑，推出形式（是中心推桿還是兩側(cè)雙桿推出）最大推出距離及雙推中心桿距離，以保證模具推出機(jī)構(gòu)與注射機(jī)的推出機(jī)構(gòu)相適應(yīng)。 XS-Z-30型柱塞式注射機(jī)的推

47、出形式為四側(cè)設(shè)有頂桿，機(jī)械頂出由于 通過以上分析證明，XS-Z-30型柱塞式注射機(jī)能滿足要求，故可以采用，根據(jù)校核結(jié)論，將XS-Z-30型柱塞式注射機(jī)填入塑件的成型工藝卡中。 第六章 工藝卡的制定 凸模加工工藝過程 材料：T10A 硬度：58~60 HRC 序號 工序名稱 工序內(nèi)容 1 備料 外形余0.6 2 銑 臺階余量為0.6 3 鉗 劃線8-Φ8.000做穿線孔Φ4，其余孔至圖 4 檢 　 5 熱 真空淬火HRC58（加深冷處理） 6 磨 底面余0.1；臺階余0.1； 7 熱 回火 8　 磨　

48、 磨底面至尺寸 　 　 倒角 9 檢 　 10 線 8-Φ8.000余0.15，保證步距，垂直度≤0.01 11 檢 　 12 標(biāo)磨 8-Φ8.000至圖，保證步距，垂直度≤0.005 13 檢 　 14 磨 外形拋光 15 檢 　 凹模加工工藝過程 材料：T10A 硬度：60~62HRC 序號 工序名稱 工序內(nèi)容 1 備料 外形余0.6 2 銑 臺階余量為0.6 3 鉗 8-Φ8.000做穿線孔Φ4，其余孔至圖 4 檢 　 5 熱 真空淬火HR

49、C58（加深冷處理） 6 磨 底面余0.1；臺階余0.1； 7 熱 回火 8 磨 磨底面至尺寸 　 　 倒角 9 檢 　 10 線 8-Φ8.000余0.15，保證步距，垂直度≤0.01 11 檢 　 12 標(biāo)磨 8-Φ8.000至圖，保證步距，垂直度≤0.005 13 檢 　 14 磨 外形拋光 15 檢 　 第七章 熱流道 7.1熱流道的發(fā)展過程 自從1927年發(fā)明了熱塑性塑料的注射成型法以來，對于一模多腔的澆注系統(tǒng)一直使用分枝澆道的方法把熔體送入模腔。這種方法主要

50、的缺點(diǎn)是澆注系統(tǒng)的壓力損耗大，因而使型腔內(nèi)的壓力低，塑件的密度不均勻。另一個(gè)缺點(diǎn)是澆注系統(tǒng)內(nèi)的冷凝料占有相當(dāng)大的重量，這一部分的冷凝料其物理性能已降低，不堪回用。而且由于澆道的冷卻時(shí)間遠(yuǎn)長于塑件的冷卻時(shí)間，使注射機(jī)的生產(chǎn)效率降低。 本世紀(jì)1946年開始創(chuàng)用了熱澆道注射成型法，使注射成型能達(dá)到無澆道冷料，能自動(dòng)化，質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高。至80年代，幾乎所有的塑料品種都能采用熱澆道技術(shù)成型。這就大大地降低了成行成本，而且也提高了塑件的質(zhì)量。 最初的熱澆道是一種把噴嘴延長以縮短主澆道的形式。其后又利用冷凝料的塑料表層有隔熱作用的原理，發(fā)展成為絕熱澆道，絕熱噴嘴和井式噴嘴等形式。這些形式都尚存在一

51、定的缺點(diǎn)。同時(shí)對于某種易流的塑料還不能適用。 后來由于微電子技術(shù)的進(jìn)步，以及模具控溫機(jī)的開發(fā)，給熱澆道的控溫和模具的冷卻以隨心所欲的控制，使熱澆道有了很大的發(fā)展。 7.2現(xiàn)代熱澆道的基本形式 70年代以來，熱澆道基本有以下幾種形式： (1)用于中型塑件的直接澆口的熱澆口。分為外熱式和內(nèi)熱式； (2)用于大型塑件的熱澆道板連接二次直接澆口的形式； (3)用于多型腔的熱澆板連接熱澆口的形式。 現(xiàn)代熱澆道的優(yōu)點(diǎn)： (1)由于澆道內(nèi)的熔體溫度能基本保持與注射機(jī)噴嘴的溫度大致相同或相近，澆道內(nèi)熔體的粘度保持與噴出時(shí)大略相同，因而澆道內(nèi)的壓力損耗小。在 使用與一般注射時(shí)相同的注射壓力時(shí)，型

52、腔內(nèi)的壓力較一般注射為高。熔體的流動(dòng)性好，密度容易均勻。因此變形程度大為減少； (2)模具的冷卻時(shí)間僅為塑件的冷卻時(shí)間，比一般注射的冷卻時(shí)間為短。因而提高了生產(chǎn)率，同時(shí)也能充分發(fā)揮注射機(jī)的塑化能力，增大了生產(chǎn)率； (3)無凝料冷凝料，物料的有效利用率高； (4)熱澆道均為自動(dòng)切斷澆口，可以提高自動(dòng)化程度，可能做到無人管理； (5)熱澆道元件及組件均為標(biāo)準(zhǔn)件，可以購買應(yīng)用，減少模具加工時(shí)間； 現(xiàn)代熱澆道尚存在的不足之處： (1)由于在模具的定模上裝有加熱的熱澆道板，使模具閉合高度加大，需要選用較大的注射機(jī)； (2)模具的定模板與熱澆道版距離較近，由輻射熱和傳導(dǎo)熱影響模具定模側(cè)的溫度

53、。因此在設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮這一因素； (3)熱澆道板受熱后膨脹，使?jié)部谖恢冒l(fā)生偏移。偏移嚴(yán)重時(shí)影響澆口的進(jìn)料； (4)由于熱澆道板的膨脹，使模具結(jié)夠產(chǎn)生熱應(yīng)力，在強(qiáng)度設(shè)計(jì)上應(yīng)考慮。 總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們在大學(xué)學(xué)習(xí)過程中至關(guān)重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對所學(xué)知識的鞏固和更新，是對大學(xué)所學(xué)的知識的大比武。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我運(yùn)用大學(xué)期間所學(xué)的機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、公差與技術(shù)測量等專業(yè)課方面的知識以及計(jì)算機(jī)軟件方面的系列知識，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真地完成了畢業(yè)課題的設(shè)計(jì)。 在這四個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間里，我對以前所學(xué)的知識有了更為深刻、全面的理解和掌握，并在分析問題、解決問題的方法與技巧上有

54、了長足的進(jìn)步。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)綜合了三年所學(xué)的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，經(jīng)過這次實(shí)戰(zhàn)的訓(xùn)練，不僅進(jìn)一步鞏固了所學(xué)過的科學(xué)理論，提高了自身的科研能力；同時(shí)，發(fā)現(xiàn)了自己大學(xué)期間在學(xué)習(xí)過程中存在的問題和不足，也對如何進(jìn)行綜合性的大規(guī)模設(shè)計(jì)有了更為清醒的認(rèn)識，達(dá)到了綜合運(yùn)用理論知識來進(jìn)行科研實(shí)踐的教學(xué)目的。頭腦中要有大“機(jī)械”的概念。我學(xué)的專業(yè)是模具設(shè)計(jì)與制造，作為自己的的確，通過自己的努力，在老師的指導(dǎo)下，我即將走向工作崗位，可能在未來的工作中會(huì)遇到各種各樣的專業(yè)問題，我想我不會(huì)退縮。只要自己認(rèn)真的思考，積極的探索一定能找到完美的答案。不斷實(shí)踐，逐漸使專業(yè)知識融會(huì)貫通。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，通過實(shí)踐，加深了對塑料

55、模具的理解同時(shí)也感到運(yùn)用知識的捉襟見肘。今后我會(huì)有意識的鍛煉自己，豐富自己的見識。集體的力量是偉大的。在運(yùn)用Pro/E軟件的過程中，經(jīng)常會(huì)在繁雜的命令面前不知所措。這是在通過劉德學(xué)老師和同學(xué)、室友的幫助下，順利通過難關(guān)。在對模具的設(shè)計(jì)中，常常會(huì)因一點(diǎn)微小的問題而爭的面紅耳赤，一定要討論出因?yàn)樗?，這樣進(jìn)一步加深對知識的理解和運(yùn)用。 以上是我在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)之外的寶貴財(cái)富，在以后的工作學(xué)習(xí)中我會(huì)繼續(xù)實(shí)踐，在專業(yè)知識上不斷探索。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成，離不開袁子洲和劉德學(xué)老師的悉心指導(dǎo)和熱情幫助，以及同學(xué)們的指點(diǎn)，在此向你們表示衷心的感謝！同時(shí)，由于是初步嘗試進(jìn)行綜合性的設(shè)計(jì)，毫無經(jīng)驗(yàn)可談，設(shè)

56、計(jì)中存在的不足之處，敬請各位老師指正。 。 致 謝 緊張而忙碌的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，經(jīng)過輔導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)和同組同學(xué)的熱心幫助，使得各項(xiàng)任務(wù)順利的完成，再此，首先對劉老師的循循教誨表示衷心的感謝。感謝劉老師對我的論文及圖不厭其煩的細(xì)心指點(diǎn)；感謝袁老師對各位同學(xué)的精心指導(dǎo)和耐心的講解。當(dāng)我迷茫于眾多的資料時(shí)，您為我提綱挈領(lǐng)，梳理脈絡(luò)，使我確立了文本的框架。論文寫作中，每周都得到您的親自指點(diǎn)。從框架的完善，到內(nèi)容的擴(kuò)充；從行文的用語，到格式的規(guī)范，您都嚴(yán)格的要求，力求完美。 在各位老師辛勤、耐心的輔導(dǎo)和幫助下，使我圓滿的完成了這次設(shè)計(jì)。在 設(shè)計(jì)中，老師們不但幫助我們解決

57、理論上的難點(diǎn)，而且還教給我們一個(gè)設(shè)計(jì)的方法和良好的工作習(xí)慣，這對我們今后的工作很有益處；特別是袁子洲老師的幫助。同時(shí)，在這次設(shè)計(jì)中，我也得到同學(xué)們的誠摯和熱心的幫助。在這里，我對各位老師、同學(xué)們表示最忠心的感謝。學(xué)海無崖，我將沿著老師給我們指明的道路，和同學(xué)們一起去跋涉……，以此作為回報(bào)。 最后，我忠心的感謝袁子洲老師不倦的教誨和同學(xué)們的熱心幫助。祝老師們工作順利，身體健康。祝同學(xué)們前途似錦！ 參考文獻(xiàn) [1] 屈華昌,《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》.第2版.高等教育出版社，2006 .7 [2] 馬久榮，《塑料模設(shè)計(jì)手冊》第二版 北京，機(jī)械工業(yè)出出版社1994（4）：339~357 [3] 閻亞林《塑料模具圖冊》，高等教育出版社 [4] 馮炳堯，韓泰榮《模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊》上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1996 1--200 [5] 薛彥成《公差配合與技術(shù)測量》第2版，北京，機(jī)械工業(yè)出出版社 1999