喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請(qǐng)放心下載，，有疑問(wèn)咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請(qǐng)放心下載，，有疑問(wèn)咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 圓罩塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 1緒論 1.1塑料制品和注射成形在模具業(yè)的重要地位 塑料制品具有原料來(lái)源豐富,價(jià)格低廉,性能優(yōu)良等特點(diǎn)。它在電腦、手機(jī)、汽車、電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊產(chǎn)品制造中具有不可替代的作用，應(yīng)用極其廣泛。 注射成形是成形熱塑件的主要方法，因此應(yīng)用范圍很廣。注射成形是把塑料原料放入料筒中經(jīng)過(guò)加熱熔化，使之成為高黏度的流體，用柱塞或螺桿作為加壓工具，使熔體通過(guò)噴嘴以較高壓力注入模具的型腔中，經(jīng)過(guò)冷卻、凝固階段，而后從模具中脫出，成為塑料制品。 塑料注射成形工藝的最大特點(diǎn)是復(fù)制，能夠復(fù)制出所需任意數(shù)量的可直接使用或稍作處理即可使用的制品，是一種適宜大批量生產(chǎn)的工藝。雖然在設(shè)備上投入較大，但是可以生產(chǎn)制品的數(shù)量非常大，實(shí)屬一種經(jīng)濟(jì)快捷的生產(chǎn)方式，因此得到廣泛的應(yīng)用和快速的發(fā)展。 1.2模具在我國(guó)的發(fā)展歷程 過(guò)去在我國(guó)工業(yè)中，模具長(zhǎng)期未受到重視。改革開放以來(lái)，塑料成形、家用電器、儀表、汽車等行業(yè)進(jìn)入大批量生產(chǎn)，模具工業(yè)有了一定的發(fā)展。隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，塑料制品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和日常生活等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，質(zhì)量要求也越來(lái)越高。當(dāng)今社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，使原有的商品已經(jīng)不能滿足人們對(duì)物質(zhì)的需求，然而有些商品的制造必須依靠模具才能夠生產(chǎn)加工出來(lái)，因此，模具的發(fā)展與人們的生活關(guān)系越來(lái)越緊密，如我們使用的電腦、手機(jī)、汽車等產(chǎn)品都要依靠模具。在塑料制品的生產(chǎn)中，高質(zhì)量的模具設(shè)計(jì)、先進(jìn)的模具制造設(shè)備、合理的加工工藝、優(yōu)質(zhì)的模具材料和現(xiàn)代化的成形設(shè)備等都是成形優(yōu)質(zhì)塑件的重要條件。 我國(guó)模具工業(yè)雖然有了長(zhǎng)足的發(fā)展，取得了巨大進(jìn)步，但是我們也要清醒地看到，我國(guó)模具工業(yè)總體水平比工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家要落后很多，這與我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的要求相比差距還很大；我們的企業(yè)技術(shù)裝備還比較落后，勞動(dòng)生產(chǎn)率也較低；模具生產(chǎn)專業(yè)化、商品化、標(biāo)準(zhǔn)化程度也不夠高；模具產(chǎn)品主要還是以中低檔為主，技術(shù)含量較低，高中檔模具多數(shù)要依靠進(jìn)口，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的任務(wù)很重；人才緊缺，管理滯后的狀況依然突出，等等?？梢?，我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展任重而道遠(yuǎn)。 1.3前景展望 我國(guó)進(jìn)入實(shí)施國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的第十一個(gè)五年規(guī)劃期，模具工業(yè)的發(fā)展也將進(jìn)入一個(gè)關(guān)鍵時(shí)期。在這一時(shí)期，模具行業(yè)的主要任務(wù)是，在黨中央關(guān)于把我國(guó)建設(shè)成為創(chuàng)新型國(guó)家的戰(zhàn)略思想指引下，進(jìn)一步推進(jìn)改革，調(diào)整結(jié)構(gòu)，開拓市場(chǎng)，苦練內(nèi)功，提升水平，使我國(guó)模具工業(yè)在整體上再上一個(gè)新臺(tái)階。不斷提升模具制造水平，振興我國(guó)裝備制造業(yè)，為實(shí)現(xiàn)把我國(guó)建設(shè)成為制造業(yè)強(qiáng)國(guó)的宏偉目標(biāo)而奮斗。 2 塑料制件的分析 2.1成型塑料件的工藝性分析 通過(guò)對(duì)塑件外部造型、工藝結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、對(duì)塑件進(jìn)行計(jì)算仿真和生產(chǎn)驗(yàn)證，也通過(guò)對(duì)分模線、塑件的壁厚、圓角、塑件的尺寸精度、脫模斜度進(jìn)行了綜合的考慮，工件的尺寸和形狀如下圖: 圖1.1 塑件圖 從塑件厚來(lái)看，總的來(lái)講塑件壁厚變化比較均勻，有利于零件成型。 脫模斜度分析 當(dāng)塑件成型后因塑料收縮而包緊型芯，若塑件外形較復(fù)雜時(shí)，塑件的多個(gè)面與型芯緊貼，從而脫模阻力較大。為防止脫模時(shí)塑件的表面被檫傷和推頂變形，需設(shè)脫模斜度。 一般來(lái)說(shuō)，塑件高度在25mm以下者可不考慮脫模斜度。但是，如果塑件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，即使脫模高度僅幾毫米，也必須認(rèn)真設(shè)計(jì)脫模斜度。 ①斜度作用： 便于塑件脫模，防止脫模時(shí)擦傷塑件，須在塑件內(nèi)外表面脫模方向上留有足夠的斜度，在模具上稱為脫模斜度。 ②脫模斜度選取:取決于塑件的形狀、壁厚及塑料的收縮率，一般取30′～1°30′。 塑件脫模斜度的選取應(yīng)遵循以下原則： 1 塑料的收縮率大，壁厚，斜度應(yīng)取偏大值，反之取偏小值。 2 塑件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，脫模阻力就比較大，應(yīng)選用較大的脫模斜度。 3 當(dāng)塑件高度不大（一般小于2mm）時(shí)，可以不設(shè)斜度；對(duì)型芯長(zhǎng)或深型腔的塑件，斜度取偏小值。但通常為了便于脫模，在滿足制件的使用和尺寸公差要求的前提下可將斜度值取大些。 4 一般情況下，塑件外表面的斜度取值可比內(nèi)表面的小些，有時(shí)也根據(jù)塑件的預(yù)留位置（留于凹?；蛲鼓Ｉ希﹣?lái)確定制件內(nèi)外表面的斜度。 5 熱固性塑料的收縮率一般較熱塑性塑料的小一些，故脫模斜度也相應(yīng)取小一些。 6 一般情況下，脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內(nèi)。綜合以上的原則，由于塑件高度不是很大，收縮率一般，本設(shè)計(jì)中采用30′的脫模斜度。 表面粗糙度分析 塑料制件的表面粗糙度，除了在成型時(shí)從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等癡點(diǎn)外，主要取決于模具成型零件的表面粗糙度。一般模具的表面粗糙度值要比塑件的低1~2級(jí)，塑料制件的表面粗糙度Ra值一般為1.6~0.2um，在模具使用中，由于型腔磨損而使表面粗糙度值不斷加大，應(yīng)隨時(shí)給以拋光復(fù)原。非配合表面和隱蔽面可取較大的表面粗糙度值，除塑件外表面有特殊要求以外，一般型腔的表面粗糙度值要低于型芯的。此外，塑件的表面粗糙度與塑料的品種有關(guān)。一般，型腔表面粗糙度要求達(dá)到0.2~0.4mm。 2.2 成型塑件的材料分析 PP的材料名稱是聚丙烯（百折膠）。百折膠質(zhì)輕，可浮于水，它具有高的結(jié)晶度，高耐磨性，高溫沖擊性好，化學(xué)穩(wěn)定性高，衛(wèi)生性能好，無(wú)毒，耐熱性高，可在100攝氏度左右使用，突出的延伸性能和抗疲勞性能?？蓱?yīng)用于微波爐、餐具、盆、塑料桶、保溫瓶外殼、編織袋等生活用品，也可用于法蘭，齒輪，接頭，把手等工業(yè)元件。PP的最大缺點(diǎn)就是容易氧化老化?？捎锰砑涌寡趸瘎┡c紫外光吸收劑等加以克服。 收縮率：1.0～2.5% 熔融溫度：230～275 成型溫度：15～65度 比重：0.902～0.906 成型壓力：100～130Mpa 流比長(zhǎng)：100～200 結(jié)晶性：半結(jié)晶性 射速：高速注射 注塑模工藝條件： 注塑機(jī)選用：對(duì)注塑機(jī)的選用沒(méi)有特殊要求。由于PP具有高結(jié)晶性。需采用注射壓力較高及可多段控制的電腦注塑機(jī)。鎖模力一般按3800t/m2來(lái)確定，注射量20%-85%即可。 干燥處理：如果儲(chǔ)存適當(dāng)則不需要干燥處理。 熔化溫度：PP的熔點(diǎn)為160-175℃，分解溫度為350℃，但在注射加工時(shí)溫度設(shè)定不能超過(guò)275℃。熔融段溫度最好在240℃。 模具溫度：模具溫度50-90℃，對(duì)于尺寸要求較高的用高模溫。型芯溫度比型腔溫度低5℃以上。 注射壓力：采用較高注射壓力（1500-1800bar）和保壓壓力（約為注射壓力的80%）。大概在全行程的95%時(shí)轉(zhuǎn)保壓，用較長(zhǎng)的保壓時(shí)間。 注射速度：為減少內(nèi)應(yīng)力及變形，應(yīng)選擇高速注射，但有些等級(jí)的PP和模具不適用（出現(xiàn)氣泡、氣紋）。如刻有花紋的表面出現(xiàn)由澆口擴(kuò)散的明暗相間條紋，則要用低速注射和較高模溫。 流道和澆口：流道直徑4-7mm，針形澆口長(zhǎng)度1-1.5mm，直徑可小至0.7mm。邊形澆口長(zhǎng)度越短越好，約為0.7mm，深度為壁厚的一半，寬度為壁厚的兩倍，并隨模腔內(nèi)的熔流長(zhǎng)度逐肯增加。模具必須有良好的排氣性，排氣孔深0.025mm-0.038mm，厚1.5mm，要避免收縮痕，就要用大而圓的注口及圓形流道，加強(qiáng)筋的厚度要?。ɡ缡潜诤竦?0-60%）。均聚PP制造的產(chǎn)品，厚度不能超過(guò)3mm，否則會(huì)有氣泡（厚壁制品只能用共聚PP）。 熔膠背壓：可用5bar熔膠背壓，色粉料的背壓可適當(dāng)調(diào)高。 3塑件成型的基本過(guò)程 3.1塑件成型的基本過(guò)程 注塑成型是把塑料原料（一般經(jīng)過(guò)造粒、染色、添加劑等處理之后的顆粒）放入料間當(dāng)中，經(jīng)過(guò)加熱溶化使之成為高粘度的流體-----熔體用柱塞或螺桿作為加壓工具，使得熔體通過(guò)噴嘴以較高的壓力（約20~85mpa），溶入模具的型腔中經(jīng)過(guò)冷卻、凝固階段，而后從模具中脫出，成為塑料制品。 a 塑化過(guò)程 現(xiàn)代式的注射機(jī)基本上采取螺桿式的塑化設(shè)備，塑料原粒（稱為物料）自從送料斗以定容方式送入料筒，通過(guò)料筒外的點(diǎn)加熱裝置和料筒內(nèi)的螺桿旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的摩擦熱，使物理熔化達(dá)到一定的溫度后即可注射，注射動(dòng)作是由螺桿的推進(jìn)來(lái)完成的。 b 充模過(guò)程 熔體自注射機(jī)的噴嘴噴出來(lái)后，進(jìn)入模具的型腔內(nèi)，將型腔內(nèi)的空氣排出，并充滿型腔，然后升到一定壓力，使溶體的密度增加，充實(shí)型腔的每一個(gè)角落。 充模過(guò)程是注射成型的最主要的過(guò)程，由于塑料溶體的流動(dòng)是非牛頓流動(dòng)，而且粘度很大，所以在壓力損耗，粘度變化，多般匯流等現(xiàn)象左右塑件的質(zhì)量，因此充模過(guò)程的關(guān)鍵問(wèn)題------澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就成為注射模具設(shè)計(jì)過(guò)程的重點(diǎn)，現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)運(yùn)用了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)以解決澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)中疑難問(wèn)題。 c 冷卻凝固過(guò)程 熱塑性塑料的注射成型過(guò)程是熱交換過(guò)程，即： 塑化——注射充?！袒尚? 加熱——理論上絕熱——散熱 熱交換效果的好壞決定了塑件的質(zhì)量，模具設(shè)計(jì)時(shí)，散熱交換也要充分考慮，在現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法中也采用了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)來(lái)解決問(wèn)題。 d 脫模過(guò)程 塑件在型腔內(nèi)固化后，必須采取機(jī)械的方式把它從型腔內(nèi)取出，這個(gè)動(dòng)作由脫模機(jī)構(gòu)來(lái)完成。不合理的脫模機(jī)構(gòu)對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大，但塑件的幾何形狀是千變?nèi)f化的，必須采用最有效和最好的脫模方式。因此，脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)也是注射模具設(shè)計(jì)的一個(gè)主要環(huán)節(jié)，由于標(biāo)準(zhǔn)化的推廣，許多標(biāo)準(zhǔn)化的脫模機(jī)構(gòu)零部件也有商品供應(yīng)。 由a至d形成了一個(gè)循環(huán)，就完成了一次成型乃至很多塑件 3.2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等有關(guān)，常見的形式有：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、階梯分型面和平面、曲面分型面。 1、復(fù)合塑件脫模的基本要求，就是能使塑件從模具中取出，分型面應(yīng)設(shè)在脫模方向最大的投影邊緣部位； 2、分型線不影響塑件外觀，即分型面應(yīng)盡量不破壞塑件光滑的外表面； 3、確保塑件留在動(dòng)模一側(cè)，利于推出且推桿痕跡不顯露于外觀面； 4、確保塑件質(zhì)量； 5、要你管盡量避免成型孔、側(cè)凹，若需要滑塊成型，力求滑塊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，盡量避免定?；瑝K； 6、滿足模具的鎖緊要求，將塑件投影面積大的方向放在定動(dòng)模的合模方向上，而將投影面積小的方向作為側(cè)向分型面；另外，分型面是曲面的，應(yīng)加斜面鎖緊； 7、合理安排澆注系統(tǒng)特別是澆口位置，有利于開模； 通過(guò)對(duì)塑件結(jié)構(gòu)形式的分析，同時(shí)根據(jù)以上分型面的選擇原則綜合考慮，決定將分型面選在塑件截面積最大且利于開模取出塑件的底平面上，其位置如圖所示 圖5-0 分型面 4 注塑設(shè)備的選擇 4.1估算塑件體積質(zhì)量 建模，三維零件設(shè)計(jì) 利用UG軟件。進(jìn)行三維實(shí)體建模，并可直接通過(guò)軟件進(jìn)行測(cè)量 圖3.1 體積說(shuō)明 V=155576mm3 4.2注塑機(jī)的選擇 注射機(jī)的類型和規(guī)格很多，分類方法各異，按結(jié)構(gòu)型式可分為立式、臥式、直角式三類，國(guó)產(chǎn)臥式注射機(jī)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。這三類不同結(jié)構(gòu)形式的注射成型機(jī)各特點(diǎn)如下： 立式注射機(jī)的注射柱塞（或螺桿）垂直裝設(shè)，鎖模裝置推動(dòng)模板也沿垂直方向移動(dòng)，這種注射成型機(jī)主要優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，安裝或拆卸小型模具很方便，容易在動(dòng)模上（下模） 安放嵌件，嵌件不易傾斜或墜落。其缺點(diǎn)是制品自模具中頂出以后不能靠重力下落。需人工取出，有礙于全自動(dòng)操作，但附加機(jī)械手取產(chǎn)品后，也可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作，此類注射機(jī)注射量一般均在60克以下。 臥式注射機(jī)是目前使用最廣、產(chǎn)量最大的注射成型機(jī)，其注射柱塞或螺桿與合模運(yùn)動(dòng)均沿水平方向裝設(shè)，并且多數(shù)在一條直線上（或相互平行）。優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體較低，容易操縱和加料，制件頂出模具后可自動(dòng)墜落，故能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作，機(jī)床重心較低安裝穩(wěn)妥，一般大中型注射機(jī)均采用這種形式。缺點(diǎn)是模具安裝比較麻煩嵌件放入模具有傾斜或落下的可能，機(jī)床占地面積較大。 直角式注射機(jī)的柱塞或螺桿與合模運(yùn)動(dòng)方向相互垂直，主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于自制適于單件生產(chǎn)者，中心部位不允許留有澆口痕跡的平面制件，同時(shí)常利用開模時(shí)絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)拖動(dòng)螺紋型芯或型環(huán)旋轉(zhuǎn)，以便脫下塑件。缺點(diǎn)是機(jī)械傳動(dòng)無(wú)準(zhǔn)確可靠的注射和保壓壓力及鎖模力，模具受沖擊振動(dòng)較大。 根據(jù)實(shí)際情況，注塑機(jī)的實(shí)際注塑量是理論注塑量的80％左右。即有 V s ≦a V1 式中： V1——理論注塑容量，cm3 ; VS——實(shí)際注塑容量，g ; a——注塑系數(shù)，一般取值為0.8。 經(jīng)計(jì)算可得 實(shí)際注塑量V=1.2×155576mm3≈186691mm3 根據(jù)以上計(jì)算《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2-40選擇注射機(jī)XS-ZY-250螺桿式注射機(jī)，其參數(shù)如下： 額定注射量：250 螺桿直徑：50mm 注射壓力：130Mpa 鎖模力：1800KN 模板行程：500mm 模具最大厚度：350mm 模具最小厚度：200mm 模板尺寸：598× 520mm 拉桿空間：295×373 定位孔直徑：100mm 合模方式：液壓—機(jī)械 5成型零件有關(guān)尺寸的計(jì)算 該塑件的材料PP是一種收縮范圍較大的塑料，因此成型零件的尺寸均按平均值法計(jì)算。查手冊(cè)得的收縮率為1%~2.5 %,故平均收縮率為 1.75%。 公差數(shù)值表[5.9-11] 基本尺寸 精 度 等 級(jí) 公 差 數(shù) 值 - - - - - 精度等級(jí)表, 精度尺寸的選用[2-3、5] 類別 塑件種類 建議采用的精度等級(jí) 高精度 一般精度 低精度 PP 根椐塑件的要求，由以上兩表可查得：該塑件可按精度等級(jí)為級(jí)精度選取。 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： 型腔凹模徑向尺寸計(jì)算： （相關(guān)公式參見《塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)》第79-80頁(yè)） (一)、型腔徑向尺寸的計(jì)算： LＭ+δz =[（1+Scp）LS-3/4Δ]+δz LＭ————凹模徑向尺寸（mm） LS————塑件徑向公稱尺寸（mm） Scp————塑料的平均收縮率（％） Δ—————塑件公差值（mm） δz ————凹模制造公差（mm） 由：LS1=145 mm Ls2=166mm 又查表知4級(jí)精度時(shí)塑件公差值 Δ1= 0.62mm Δ2= 0.68 mm 實(shí)踐證明：成型零件的制造公差約占塑件總公差的1/3～1/4，因此在確定成型零件工作尺寸公差值時(shí)可取塑件公差的1/3～1/4。為了保持較高精度選1/4。 由于： δz= 1/4Δ 得： δz1=1/4×0.62=0.155mm δz2=1/4×0.68=0.17 mm 則： LＭ1+δz=[（1+Scp）LS-3/4Δ]+δz =[（1+1.75%）×145-3/4×0.62]+0.155 =147.07+0.155 mm LＭ2+δz=[（1+Scp）LS-3/4Δ]+δz =[（1+1.75%）×166-3/4×0.68]+0.17 =168.395+0.17 mm (二)、型腔深度尺寸的計(jì)算： 凹模深度尺寸同樣運(yùn)用平均收縮率法： HＭ+δz =[（1+Scp）LS-2/3Δ]+ δz HＭ————凹模深度尺寸（mm） δz————凹模深度制造公差（mm） 其余符號(hào)同上 由：HS1=3.5mm HS1=42mm 取4級(jí)精度時(shí)Δ1=0.14 mm Δ1=0.28 mm 由δz=1/4Δ得： δz1=0.035 mm δz1=0.07 mm 則：HＭ1+δz =[（1+Scp）LS-2/3Δ]+δz =[（1+1.75%）×3.5-2/3×0.14]+0.035 =3.467 +0.035mm HＭ1+δz =[（1+Scp）LS-2/3Δ]+δz =[（1+1.75%）×42-2/3×0.28]+0.07 =42.55 +0.07mm (一) 型芯徑向尺寸的計(jì)算 運(yùn)用平均收縮率法： LＭ–δz =[（1+Scp）LS+3/4Δ] –δz LＭ———— 型芯徑向尺寸（mm） δz———— 型芯徑向制造公差（mm） 其余符號(hào)同上 由：LS1=69mm LS2=138 mm LS2=17 mm 取4級(jí)精度時(shí)Δ1=0.38 mm Δ2=0.56 mmΔ2=0.2 mm 由δz=1/4Δ得：δz1=0.095 mm δz2= 0.14 mm δz2= 0.05 mm 則：LＭ1–δz =[（1+Scp）LS+3/4Δ]–δz =[（1+1.75%）×69+3/4×0.38]–0.095 =70.4925–0.095mm LＭ2–δz =[（1+Scp）LS+3/4Δ]–δz =[（1+1.75%）×138+3/4×0.56]–0.14 =140.835–0.14mm LＭ2–δz =[（1+Scp）LS+3/4Δ]–δz =[（1+1.75%）×17+3/4×0.2]–0.05 =17.4475–0.05 mm (二) 型芯高度尺寸的計(jì)算 運(yùn)用平均收縮率法： HＭ–δz =[（1+Scp）LS+2/3Δ]–δz HＭ————型芯高度尺寸（mm） δz————型芯高度制造公差（mm） 其余符號(hào)同上 由：HＳ1=38.5 mm HＳ2=3.5mm 取4級(jí)精度時(shí) Δ1=0.26 mm Δ1=0.14 mm 由δz=1/4Δ得：δz1=0.065 mm δz1=0.035 mm 則：HＭ1–δz =[（1+Scp）LS+2/3Δ]–δz =[（1+1.75%）×38.5+2/3×0.26]–0.065 =39.34–0.065 mm HＭ1–δz =[（1+Scp）LS+2/3Δ]–δz =[（1+1.75%）×3.5+2/3×0.14]–0.035 =3.654–0.035 mm 6模具各系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 6.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)它是獲得優(yōu)良性能和理想外觀的塑件以及最佳的成型效率有直接影響。 此塑件采用普通流道系統(tǒng)，它是由主流道、分流道、澆口、冷料穴組成的。澆注系統(tǒng)是一副模具的重要的內(nèi)容之一。從總體來(lái)說(shuō)，它的作用可以作如下歸納：它是將來(lái)自注塑機(jī)噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)地輸教送到型腔，同時(shí)使型腔的氣體能及時(shí)順利排出，在塑件熔體填充凝固的過(guò)程中，將注塑壓力有效地傳遞到型的各個(gè)部位，以獲得形完整、內(nèi)外在質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑件制件。 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的一般原則：了解塑件的成型性能和塑件熔料的流動(dòng)特性。采用盡量短的流程，以降低熱量與壓力損失。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該有利于良好的排氣，澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利填充型腔。便于修整澆口以保證塑件外觀質(zhì)量。確保均勻進(jìn)料。根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)情況，本次設(shè)計(jì)采用一模一腔直澆口，所以只需設(shè)計(jì)澆口套即可 6.1.1澆口套的選用 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動(dòng)和開模時(shí)主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間。另外，由于其與高溫熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，因此設(shè)計(jì)中常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的澆口套。 主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件可選購(gòu)。主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，易磨損，對(duì)材料要求較嚴(yán)格，因而盡管小型注射?？梢詫⒅髁鞯罎部谂c定位圈設(shè)計(jì)成一個(gè)整體，但考慮上述因素通常仍然將其分開來(lái)設(shè)計(jì)，以便于拆卸更換。同時(shí)，也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理。設(shè)計(jì)中常采用碳素工具鋼（T8A或T10A），熱處理淬火表面硬度為50～55HRC，澆口套屬于標(biāo)準(zhǔn)件，在選夠澆口套時(shí)應(yīng)注意：澆口套進(jìn)料口直徑和球面坑半徑。澆口套如圖所示： 圖5-1 6.1.2澆口位置的選擇 （1）澆口的位置的應(yīng)使填充型腔的流程最短 這樣的結(jié)構(gòu)使壓力損失最小，易保證料流充滿整個(gè)型腔。對(duì)于型塑件，要進(jìn)行流動(dòng)比的校核。流動(dòng)比K由流動(dòng)通道的長(zhǎng)度L與厚度t之比來(lái)確定。如下式： K=Σ（Lτ/tτ） 式中：Lτ---各段流程的長(zhǎng)度，mm; tτ---各段流程的厚度或直徑，mm; 流動(dòng)比的允許值隨塑料熔體的性質(zhì)、溫度壓力等的不同而變化。流動(dòng)比的計(jì)算公式為： ①K=L1/t 1+L 2+L 3/t 2 ②K= L1/t 1+L 2/t 2+L 3/t 3+2L 4/t 4+L 5/t 5 (2) 澆口位置的選擇要避免塑件變形 （3）澆口位置的設(shè)置應(yīng)減少或避免產(chǎn)生熔接痕 熔接痕是充型時(shí)前端較冷的料流在型腔中的對(duì)接部位，它的存在會(huì)降低塑件的強(qiáng)度，所以設(shè)置澆口時(shí)應(yīng)考慮料流的方向。為提高熔接痕處強(qiáng)度，可在熔接處增設(shè)溢流槽，使冷料進(jìn)入逸流槽。筒形塑件采用環(huán)行澆口無(wú)熔接痕，而輪輻式澆口會(huì)有熔接痕產(chǎn)生。澆口的位置塑與件質(zhì)量有直接影響,位置選擇不當(dāng)會(huì)使塑件產(chǎn)生變形、熔接痕等缺陷。澆口位置的選擇如總裝圖所示在該產(chǎn)品的頂部中間位置。 6.2合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要包括導(dǎo)柱、導(dǎo)套，主要作用是在動(dòng)模與定模合模時(shí)保證型芯和型腔的精確定位。導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分別在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后發(fā)生變形。根據(jù)模具的形狀和大小，一副模具一般采用2到4根導(dǎo)柱。在此設(shè)計(jì)中采用了4根導(dǎo)柱。 6.2.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 在對(duì)導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮以下要求： （1）長(zhǎng)度 導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須比凸模端面要高出一些。以免導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而凸模先進(jìn)入型腔與其相碰而損壞。在這里我設(shè)計(jì)的是把導(dǎo)柱裝在定模那邊。 （2）形狀 導(dǎo)柱的端部做成錐形或球形的先導(dǎo)部分，使導(dǎo)柱能順利進(jìn)入導(dǎo)柱孔。 （3）材料 導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面、堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此，多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理?；蛱妓毓ぞ咪摚═8、T10）經(jīng)淬火處理硬度HRC50-55。 （4）配合精度 導(dǎo)柱裝入模板多用七級(jí)精度過(guò)渡配合。 （5）光潔度 配合部分光潔度要求7級(jí)，此外，導(dǎo)柱的選擇還應(yīng)跟椐模架來(lái)確定。 加工個(gè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔時(shí)，應(yīng)將定模板、推件板、動(dòng)模板合在一起，一次性加工出來(lái)，以保證孔的同心度，然后再在定模板、動(dòng)模板上加工沉頭孔。 圖5-2-1 導(dǎo)柱 6.2.2導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 1）分類 導(dǎo)套有直導(dǎo)套和帶頭導(dǎo)套，直導(dǎo)套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，用于簡(jiǎn)單模具或?qū)缀竺鏇](méi)有墊板的場(chǎng)合；帶頭導(dǎo)套結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用于精度較高的場(chǎng)合，導(dǎo)套的固定孔便于與導(dǎo)柱的固定孔同時(shí)加工。也可以直接在模板上開設(shè)導(dǎo)向孔，而不用獨(dú)立的導(dǎo)套，這種形式的孔加工簡(jiǎn)單，適用于生產(chǎn)批量小，精度要求不高的模具。在設(shè)計(jì)中兩種導(dǎo)套都有用到。 （2）形狀 為了使導(dǎo)柱進(jìn)入導(dǎo)套比較順利，在導(dǎo)套的前端倒圓角，導(dǎo)柱孔最好打通，否則導(dǎo)柱進(jìn)入未打通的導(dǎo)柱孔時(shí)，孔內(nèi)空氣無(wú)法逸出而產(chǎn)生壓力，給導(dǎo)柱的進(jìn)入造成阻力。 （3）長(zhǎng)度 導(dǎo)套的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)模板的厚度確定，其長(zhǎng)度一般比板厚少2-3mm （4）材料 可用淬火銅或銅等耐磨材料制造，但其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱硬度，這樣可以改善磨擦，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌?dǎo)套的選擇應(yīng)根據(jù)模板的厚度來(lái)確定，材料為T8A, 硬到HRC50～55,或采用20 鋼滲碳0.5～0.8厚，淬硬到HRC56～60。導(dǎo)套固定部分和導(dǎo)滑部分的表面粗糙度一般為Ra0.8μm。 （5）導(dǎo)套的選擇 導(dǎo)套的選擇應(yīng)根據(jù)模板的厚度和以上各個(gè)因素來(lái)確定，本設(shè)計(jì)在脫澆道板、定模板和動(dòng)模板以及頂針板上各設(shè)置一套導(dǎo)套，典型的導(dǎo)套可分為直導(dǎo)套合帶頭導(dǎo)套，直導(dǎo)套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，用于簡(jiǎn)單模具或?qū)缀竺鏇](méi)有墊板的場(chǎng)合，帶頭導(dǎo)套結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用于精度較高的場(chǎng)合。 圖5-2-2 導(dǎo)套 6.3脫模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在注塑成型的每一個(gè)循環(huán)中，塑件必須由模具型腔中脫出，在該設(shè)計(jì)中，為了使符合脫模機(jī)構(gòu)的要求： 使塑件留于動(dòng)模； 塑件不變形損壞 這是脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)達(dá)到的基本要求。要做到這一點(diǎn)首先必須分析塑件對(duì)模腔的附著力的大小和所在部位，以便選擇合適的脫模方式和脫模位置，使脫模力得以均勻合理的分布。 良好的塑件外觀 頂出塑件的位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部，以免損壞塑件的外觀。 結(jié)構(gòu)可靠 因此，根據(jù)裝配圖，其模具結(jié)構(gòu)的脫模機(jī)構(gòu)主要利用推桿和推板將產(chǎn)品推出模外，還有在設(shè)計(jì)主型芯時(shí)也會(huì)有一定的撥模作斜度1°～2°。 圖5-3推桿和推板 6.4排氣系統(tǒng) 塑料在熔化時(shí)，會(huì)產(chǎn)生氣體，所以當(dāng)塑料在充滿型腔時(shí)及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣，如果在型腔中不及時(shí)排除干凈，可以會(huì)在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等缺陷。另一方面氣體的受壓產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度，還可能造成塑件碳化或燒焦。注射成型時(shí)的排氣可采用如下四種方式排氣： （1） 利用配合間隙排氣； （2） 在分型面上開設(shè)排氣槽排氣； （3） 利用排氣守排氣； （4） 強(qiáng)制性排氣； 該模具是采用利用配合間隙排氣。其間隙值約為0.03~0.05mm.它常用于中小型的簡(jiǎn)單模具。 6.5冷卻系統(tǒng) 冷卻裝置的目的，主要是防止塑件在脫模時(shí)發(fā)生變形，縮短成型周期及提高塑件質(zhì)量。一般在型腔，型芯等部位設(shè)置合理的冷卻水路，通過(guò)調(diào)節(jié)冷卻水流量和流速來(lái)控制模溫。 冷卻水孔開孔的原則： （1）冷卻水孔的數(shù)量應(yīng)盡可能的多，直徑應(yīng)盡量大； （2） 每個(gè)冷卻水孔至型腔表面的距離應(yīng)相等，一般保持在0~15mm范圍內(nèi)，距離太近則冷卻不易均勻，太遠(yuǎn)則效率低。水孔直徑一般保持在8~12mm。 （3）水孔通過(guò)鑲塊時(shí)，防止鑲套管等漏水。 （4）冷卻管路一般不宜設(shè)在型腔內(nèi)塑料熔接的地方，以免影響塑件的強(qiáng)度。 （5）水管接頭應(yīng)設(shè)在不影響操作的一側(cè) 塑料在生產(chǎn)過(guò)程中由于需要對(duì)熔融的塑料流體進(jìn)行冷卻，塑料制件不能有太高的溫度（防止出模后制件發(fā)生翹曲，變形）冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)可按下式進(jìn)行計(jì)算： 設(shè)該模具平均工作溫度為60°，用20°的常溫水作為模具的冷卻介質(zhì)，其出口溫度為30°，產(chǎn)量為（1分鐘4模）1000g/h。 （1）求塑件在硬化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量為Q3，查有關(guān)文獻(xiàn)得PP的單位熱流量為Q2=314.3～398.1J/g ,取Q2=350J/g： Q3=WQ2=1008g/h×350J/h=352800J （2）求冷卻水的體積流量V V=WQ1/Pc1(T1－T2) =352800/60×1/1000×4.2－（30－20） =140cm3 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件的質(zhì)量影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 變形、尺寸精度、力學(xué)性能、表面質(zhì)量在選擇模具溫度時(shí)，應(yīng)根據(jù)使用情況著重滿足制件的質(zhì)量要求。 在注射模具中溶體從200 C,左右降低到60C左右，所釋放的能量5％以輻射，對(duì)流的方式散發(fā)到大氣中，其余95％由冷卻介質(zhì)帶走，因此注射模的冷卻時(shí)間只要取決與冷卻系統(tǒng)的冷卻效果。模具的冷卻時(shí)間約占整個(gè)循環(huán)周期的2/3。縮短循環(huán)周期的冷卻時(shí)間是提高是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。 在冷卻水冷卻過(guò)程中，在湍流下的熱傳遞是層流的10—20倍。這次我選擇湍流。 冷卻水道直徑 d/（mm） 最低流量v /（m/s） 流量 qv/（m/min） 6 1.10 7.4×10 該注塑模的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)為單運(yùn)水，具體分布方式如下圖。 圖5-6 運(yùn)水系統(tǒng) 6.6繪制裝配圖及定制零件明細(xì)表 模具整體設(shè)計(jì)也就是模體的設(shè)計(jì)，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，模體設(shè)計(jì)已接近標(biāo)準(zhǔn)化，可以從市場(chǎng)上購(gòu)買相應(yīng)的模體。標(biāo)準(zhǔn)模體一般包括定模板、動(dòng)模板、墊塊、頂出固定板、頂板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、復(fù)位桿等。標(biāo)準(zhǔn)模架有12種結(jié)構(gòu)，15876種規(guī)格。在本次設(shè)計(jì)中，澆口套、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、頂桿、水嘴都采用標(biāo)準(zhǔn)件，可以外購(gòu)?？傃b圖主視圖如圖所示 圖5.7 總裝圖 模具零件的材料選定 大部分零件材料為45 具體的材料明細(xì)表如下圖所示： 7注射機(jī)的校核 7.1 注射量的校核 根據(jù)《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》可知：塑件的體積應(yīng)小于注射機(jī)的注射容量，其公式按下式校核： 0.8=0.8250=200 式中：——塑件與澆注系統(tǒng)的體積總和 ——注射機(jī)的注射量（） 0.8——最大注射量的利用系數(shù) 經(jīng)估計(jì)算得：V=1.2×155576mm3≈186691mm3 所以=186691mm3<200 故合格 7.2 鎖模力的校核 由 查《模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表6-5塑料成型時(shí)的注射壓力=30~60Mp pF 式中 p——塑料成型時(shí)型腔壓力 塑料的型腔壓力p=60Mpa F——澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積和（） 各型腔及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 F=（3.14×832）=21631 pF=6021631≈1298KN 因?yàn)?1800KN> pF=1298KN 故合格 7.3模具厚度的校核 實(shí)際使用的模具厚度與注塑機(jī)所允許的安裝最大模具厚度和最小模具厚度之間要滿足以下條件：，在設(shè)計(jì)中模具的厚度Hm=285mm，而所選注射機(jī)所允許安裝的最大模具厚度=350，最小模具厚度=200，所以完全符合要求。 7.4 開模行程校核 我們要計(jì)算其開模行程并進(jìn)行校核，以確定注射機(jī)的選擇是否合理。由于本設(shè)計(jì)采用的是側(cè)澆口形式，故為單分型面注射模，故最大開模行程與模具厚度無(wú)關(guān)，開模距離按下式計(jì)算： S= H1+H2+5~10 其中H1=90mm，H2=38.5mm（H1為分型面的移動(dòng)距離） 故： s≈138.5mm< Smax=300mm 所以完全滿足，即使開模行程有所擴(kuò)大也是符合要求的。 結(jié) 論 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，使我運(yùn)用到許多繪圖和分析軟件，培養(yǎng)我在此基礎(chǔ)上掌握運(yùn)用專業(yè)軟件解決實(shí)際問(wèn)題的能力。設(shè)計(jì)首先說(shuō)明了塑料工業(yè)的重要地位和當(dāng)今注塑模具的現(xiàn)狀。其次介紹了注塑件的一般設(shè)計(jì)原則，對(duì)塑件的特征等做了說(shuō)明，從實(shí)際來(lái)看，幾乎所有的注塑件都遵循這些原則。在做好注塑成型的準(zhǔn)備工作之后，介紹了模具設(shè)計(jì)的內(nèi)容。 在對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)外形分析中，模具的設(shè)計(jì)很好的運(yùn)用了整體式型芯注射模具的設(shè)計(jì)方法，滿足了對(duì)塑件外形的要求。在分型方案的設(shè)計(jì)中，運(yùn)用獨(dú)特的推管推出罩，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。符合現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性要求，具有很好的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 致謝 首先感謝本人的導(dǎo)師程芳老師，他對(duì)我的仔細(xì)審閱了本文的全部?jī)?nèi)容并對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議。程芳老師淵博的知識(shí)，誠(chéng)懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，特別是遇到困難時(shí)，他給了我鼓勵(lì)和幫助，在這里我向他表示真誠(chéng)的感謝！ 感謝母?！幽蠙C(jī)電高等?？茖W(xué)校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實(shí)踐環(huán)境，使我學(xué)到了許多新的知識(shí)，掌握了一定的操作技能。 感謝和我在一起進(jìn)行課題研究的同窗熊學(xué)舉同學(xué)，和他在一起討論、研究使我受益非淺。 最后，我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識(shí)了很多可敬的老師和可親的同學(xué)，并感激師友的教誨和幫助！ 參考文獻(xiàn) 1. 楊占堯主編. 塑料注射模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì). 高等教育出版社.2008 2. 翟德梅. 段維峰主編.模具制造技術(shù). 化學(xué)工業(yè)出版社.2005 3. 馮炳堯，韓泰榮，蔣文生主編. 模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè). 上?？? 學(xué)技術(shù)出版社.1998 4. 王曉江主編.模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)英語(yǔ).機(jī)械工業(yè)出版社.2012 5.楊占堯主編. 模具導(dǎo)論. 高等教育出版社. 2010 29