文件收納盒注塑模具設(shè)計(jì)-滑塊抽芯塑料注射模含NX三維及11張CAD圖,文件,收納,注塑,模具設(shè)計(jì),滑塊抽芯,塑料,注射,nx,三維,11,十一,cad 摘 要 塑料在工業(yè)快速發(fā)展，提出了質(zhì)量好，加工精度高，開發(fā)周期短等注塑模具的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的要求越來越高，能夠適應(yīng)這種需求已成為模具制造企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。 本次設(shè)計(jì)的是文件收納盒的注塑模具。文件收納盒屬于日常生活用品，所用材料是當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的材料PP。在設(shè)計(jì)中，分析塑件的工藝性。模具結(jié)構(gòu)可采用一模一腔，大澆口進(jìn)料，注射機(jī)采用HTF360X2A型號(hào)，設(shè)置冷卻系統(tǒng)。包括零部件設(shè)計(jì)成型，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)，脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等。并且著重介紹了注射加工方法、模具的結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)出一套塑料注塑模具，并對(duì)模具以及主要零件進(jìn)行了圖紙繪圖。 此次設(shè)計(jì)的過程中查閱了大量的模具設(shè)計(jì)資料，通過文件收納盒塑料模具的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了文件收納盒制作工藝上的突破，同原有的設(shè)計(jì)方法相比，模具的應(yīng)用不但提高了生產(chǎn)效率而且提升了產(chǎn)品的質(zhì)量，模具整體設(shè)計(jì)的思路和要求符合現(xiàn)代設(shè)計(jì)潮流和未來的發(fā)展方向 關(guān)鍵詞：文件收納盒；注塑模具；大澆口；注射機(jī)；澆注系統(tǒng) Abstract With the rapid development of plastics industry, the design and production requirements of injection moulds, such as good quality, high processing accuracy and short development cycle, are becoming higher and higher. It has become a key factor for the development of mould manufacturing enterprises to adapt to this demand. This design is the injection mould of the document receiving box. Document receiving box belongs to daily necessities, and the material used is PP, which is widely used at present. In the design, the technological properties of plastic parts are analyzed. The mold structure can adopt one mold, one cavity, large gate feed, the injection machine adopts HTF360X2A model, and the cooling system is set. Including parts design and shaping, gating system design, demoulding mechanism design, etc. The injection processing method and the structure of the mould are emphatically introduced. A set of plastic injection moulds was designed, and the drawings of the moulds and the main parts were drawn. In the process of this design, we consulted a large number of die design materials. Through the design and application of the plastic die for the document receiving box, we realized a breakthrough in the manufacturing process of the document receiving box. Compared with the original design method, the application of the die not only improves the production efficiency but also improves the quality of the product. The ideas and requirements of the overall design of the die conform to the modern design trend and the future. development direction Key words: document receiving box; injection mould; large gate; injection machine; gating system 目錄 摘 要 I Abstract II 1 緒論 1 1.1 塑料簡介 1 1.2 注塑成型及注塑模 1 2 塑件結(jié)構(gòu)分析 3 2.1 塑件的材料選擇 4 2.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度表面質(zhì)量分析 4 2.2.1 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 2.2.2 塑件尺寸及精度 5 2.2.3 塑件表面粗糙度 5 2.3 計(jì)算塑件的體積、質(zhì)量 5 3 塑件成型方案設(shè)計(jì) 7 3.1 分型面選擇 7 3.2 型腔數(shù)的確定 8 3.3 型腔布局 8 3.4 澆注系統(tǒng)的類型和位置的選擇 8 3.5 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 3.5.1型腔設(shè)計(jì) 9 3.5.2型芯設(shè)計(jì) 10 3.6 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 12 3.6.1 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則： 12 3.6.2推桿和斜頂推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 3.6.3 脫模力的計(jì)算 13 3.7 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 14 3.8 排氣及引氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 15 3.9模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16 3.10模架選用 18 3.11 注塑模具的工作原理 19 4 模具零件設(shè)計(jì) 21 4.1 模具成型零件尺寸計(jì)算 21 4.2模具強(qiáng)度與剛度校核 21 4.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 22 4.3.1 主流道的設(shè)計(jì) 22 4.3.2分主流道的設(shè)計(jì) 23 4.3.3澆口的設(shè)計(jì) 23 4.4模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 24 5 注射機(jī)的選用及相關(guān)參數(shù)的校核 25 5.1 相關(guān)參數(shù) 25 5.2最大注塑量校核 26 5.3 鎖模力校核 27 5.4 模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核 27 5.5 開模行程校核 28 總結(jié) 29 致謝 30 參考文獻(xiàn) 31 IV 1 緒論 模具制造是國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的一項(xiàng)重要產(chǎn)業(yè)，振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)。日益受到人們的重視和關(guān)注。“模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”也已經(jīng)成為廣大業(yè)內(nèi)人士的共識(shí)。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中。60%～80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度。高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗。是其它加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”。用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。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。 1.1 塑料簡介 塑料是以樹脂為主要成分的高分子材料，它在一定的溫度和壓力下具有流動(dòng)性?？梢员荒Ｋ艹尚蜑橐欢ǖ膸缀涡螤詈统叽?，并在成型固化后保持其既得形狀而不發(fā)生變化。塑料有很多優(yōu)異性能，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)和日常生活，它具有密度小，質(zhì)量輕，比強(qiáng)度高，絕緣性能好，介電損耗低，化學(xué)穩(wěn)定性高，減摩耐磨性能好，減振隔音性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)。另外，許多塑料還具有防水、防潮、防透氣、防輻射及耐瞬時(shí)燒蝕等特殊性能[1]。塑料以從代替部分金屬、木材、皮革及無機(jī)材料發(fā)展成為各個(gè)部門不可缺少的一種化學(xué)材料，在國民經(jīng)濟(jì)中，塑料制作已成為各行各業(yè)不可缺少的重要材料之一。 1.2 注塑成型及注塑模 將塑料成型為制品的生產(chǎn)方法很多，最常用的有注射，擠出，壓縮，壓注，壓延和吹塑等。其中，注射成型是塑料成型加工中最普遍采用的方法。除氟塑料外，幾乎的有的熱塑性塑料都可以采用此方法成型。它具有成型周期短，能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精度較高、易于實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此廣泛用于塑料制件的生產(chǎn)中，其產(chǎn)口占目前塑料制件生產(chǎn)的30%左右。但注射成型的設(shè)備價(jià)格及模具制造費(fèi)用較高，不適合單件及批量較小的塑料件的生產(chǎn)。 要了解注射成型和注射模，首先得了解注射機(jī)的一些基本知識(shí)，注射機(jī)是注射成型的主要設(shè)備，依靠該設(shè)備將粒狀塑料通過高壓加熱等工序進(jìn)行注射。?注射機(jī)為熱塑性或熱固性塑料注射成型所用的主要設(shè)備，按其外形可分為立式、臥式、直角式三種，由注射裝置、鎖模裝置、脫模裝置，模板機(jī)架系統(tǒng)等組成。 注射成型生產(chǎn)中使用的模具叫注射模，它是實(shí)現(xiàn)注射成型生產(chǎn)的工藝裝備。 注射模的種類很多，其結(jié)構(gòu)與塑料品種、塑件的復(fù)雜程度和注射機(jī)的種類等很多因素有關(guān)，其基本結(jié)構(gòu)都是由動(dòng)模和定模兩大部分組成的。定模部分安裝在注射機(jī)的固定板上，動(dòng)模部分安裝在注射機(jī)的移動(dòng)模板上，在注射成型過程中它隨注射機(jī)上的合模系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。注射成型時(shí)動(dòng)模部分與定模部分由導(dǎo)柱導(dǎo)向而閉合。一般注射模由成型零部件、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、加熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)及支承零部件組成[2] 。 注射模、塑料原材料和注射機(jī)通過注射成型工藝聯(lián)系在一起。注射成型工藝的核心問題就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔體，并把它注射到型腔中去，在控制條件下冷卻定型，使塑件達(dá)到所要求的質(zhì)量。注射機(jī)和模具結(jié)構(gòu)確定以后，注射成型工藝條件的選擇與控制便是決定成型質(zhì)量的主要因素。 注射成型有三大工藝條件，即：溫度、壓力、時(shí)間。在成型過程中，尤其是精密制品的成型，要確立一組最佳的成型條件決非易事，因?yàn)橛绊懗尚蜅l件的因素太多，有制品形狀、模具結(jié)構(gòu)、注射裝備、原材料、電壓波動(dòng)及環(huán)境溫度等。 塑料模具的設(shè)計(jì)不但要采用CAD技術(shù)，而且還要采用計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）技術(shù)。 采用CAE技術(shù)，可以完全代替試模，CAE技術(shù)提供了從制品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的完整解決方案，在模具制造加工之前，在計(jì)算機(jī)上對(duì)整個(gè)注射成型過程進(jìn)行模擬分析，準(zhǔn)確預(yù)測熔體的填充、保壓、冷卻情況，以及制品中的應(yīng)力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況，以便設(shè)計(jì)者能盡早發(fā)現(xiàn)問題。都有著重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義[3]。 2 塑件結(jié)構(gòu)分析 在模具設(shè)計(jì)之前需要對(duì)塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度等級(jí)和表面質(zhì)量要進(jìn)行仔細(xì)研究和分析，只有這樣才能恰當(dāng)確定塑件制品所需的模具結(jié)構(gòu)和模具精度。 本設(shè)計(jì)課題-文件收納盒如圖所示，具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙，該塑件結(jié)構(gòu)較為簡單，生產(chǎn)量大，要求較低的模具成本，成型容易，精度要求高。 文件收納盒二維圖 文件收納盒三維立體圖 2.1 塑件的材料選擇 設(shè)計(jì)中選擇的文件收納盒材料為PP，PP無毒，無氣味，呈微黃色，成型的塑料有較好的光澤，不透明，密度為1.05。PP價(jià)格便宜原料易得，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用范圍最廣的工程塑料之一。是一種良好的熱塑性塑料。 2.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度表面質(zhì)量分析 2.2.1 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）、脫模斜度 脫模斜度的大小與制品形狀、壁厚及收縮率有關(guān)。斜度過小，不僅會(huì)使制品尺寸困難，而且易使制品表面損傷或破裂，斜度過大時(shí)，雖然脫模方便，但會(huì)影響制品尺寸精度，并浪費(fèi)原材料。通常塑件的脫模斜度約取0.5～1.5，塑件材料PP的型腔脫模斜度為0.35～130/，型芯脫模斜度為30/～1。 （2）、塑件的壁厚 選擇壁厚時(shí)應(yīng)力求塑件各處壁厚盡量均勻，以避免塑件出現(xiàn)不均勻收縮等成型缺陷。塑件壁厚一般在1～4，最常用的數(shù)值為2～3。本產(chǎn)品壁厚均勻，周邊和底部壁厚均為1-2左右。 （3）、塑件的圓角 為防止塑件轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中，改善其成型加工過程中的充模特性，增加相應(yīng)位置模具和塑件的力學(xué)角度，需要在塑件的轉(zhuǎn)角處和內(nèi)部聯(lián)接處采用圓角過度。在無特殊要求時(shí)，塑件的各連接角處均有半徑不小于0.5～1的圓角。一般外圓弧半徑大于壁厚的0.5倍，內(nèi)圓角半徑應(yīng)是壁厚的0.5倍。 （4）、孔 由于型芯對(duì)熔體有分流作用，所以在孔成型時(shí)周圍易產(chǎn)生熔接痕，導(dǎo)致孔的強(qiáng)度降低，故設(shè)計(jì)孔時(shí)孔時(shí)孔間距和孔到塑件邊緣的距離一般都尖大于孔徑，孔的周邊應(yīng)增加壁厚，以保證塑件的強(qiáng)度和剛度。 2.2.2 塑件尺寸及精度 根據(jù)我國目前的成型水平，塑件尺寸公差可以參照塑件的尺寸與公差數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)來確定。根據(jù)任務(wù)書和圖紙要求，本產(chǎn)品采用MT6級(jí)精度。 2.2.3 塑件表面粗糙度 塑料制品的表面粗糙度一般為Ra 0.02～1.25之間，模腔表壁的表面粗糙度應(yīng)為塑件的1/2，即Ra 0.01～0.63。模具在使用過程中由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷增加，所以應(yīng)隨時(shí)給以拋光復(fù)原。本次產(chǎn)品表面粗糙度為外表面Ra0.2，內(nèi)表面Ra0.8~1.6。 2.3 計(jì)算塑件的體積、質(zhì)量 本次設(shè)計(jì)中，塑件的質(zhì)量和體積采用3D測量，在三維軟件中，使用塑模部件驗(yàn)證功能，可以測得塑件的體積309.809，因PP的密度為0.95，即可以得出該塑件制品的質(zhì)量約為295。 實(shí)測塑件體積 3 塑件成型方案設(shè)計(jì) 3.1 分型面選擇 將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€(gè)或幾個(gè)可以分離的主要部分，它們的接觸表面分開時(shí)能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料，當(dāng)成型時(shí)又必須接觸封閉，這樣的接觸表面稱為分型面，它是決定模具結(jié)構(gòu)的重要因素，每個(gè)塑件的分型面可能只有一種選擇，也可能有幾種選擇。合理地選擇分型面是使塑件能完好的成型的先決條件。 選擇分型面時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮： 1）分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處； 2）使塑件在開模后留在動(dòng)模上； 3）分型面的痕跡不影響塑件的外觀； 4）澆注系統(tǒng)，特別是澆口能合理的安排； 5）使推桿和斜頂痕跡不露在塑件外觀表面上； 6）使塑件易于脫模。 綜合考慮各種因素，并根據(jù)本模具制件的外觀特點(diǎn)，受用平面分型面，并選擇在塑件的最大平面處，開模后塑件留在動(dòng)模一側(cè)。 分型面的選擇 3.2 型腔數(shù)的確定 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)文件收納盒結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)量大，塑件的尺寸較大，為提高塑件成功概率，并從經(jīng)濟(jì)型的角度出發(fā)，節(jié)省生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率，采用一模一腔，進(jìn)行加工生產(chǎn)。 3.3 型腔布局 型腔的布局與澆注系統(tǒng)的布置密切相關(guān),型腔的排布應(yīng)使型腔每個(gè)區(qū)域都通過澆注系統(tǒng)從總壓力中均等的分得所需的壓力,以保證塑料熔體均勻地充滿型腔,使塑件內(nèi)在質(zhì)量均一穩(wěn)定。這就要求型腔與主流道之間的距離盡可能短，同時(shí)采用平衡流道，以求達(dá)到良好的澆注質(zhì)量。型腔布局由圖所示。 型腔布局方式 3.4 澆注系統(tǒng)的類型和位置的選擇 本設(shè)計(jì)中采用普通大澆口澆注系統(tǒng)。正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)對(duì)獲得優(yōu)質(zhì)的塑料制品極為重要。普通流道澆注系統(tǒng)的組成一般包括以下幾個(gè)部分： 1－主澆道 2－第一分澆道 3－第二分澆道 4－第三分澆道 5－澆口 6－型腔 7－冷料穴 在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮下列有關(guān)因素： a)、塑料成型特性：設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)所用塑料的成型特性的要求，以保證塑件質(zhì)量。 b)、模具成型塑件的型腔數(shù)：設(shè)置澆注系統(tǒng)還應(yīng)考慮到模具是一模一腔或一模多腔，澆注系統(tǒng)需按型腔布局設(shè)計(jì)。 c)、塑件大小及形狀：根據(jù)塑件大小，形狀壁厚，技術(shù)要求等因素，結(jié)合選擇分型面同時(shí)考慮設(shè)置澆注系統(tǒng)的形式、進(jìn)料口數(shù)量及位置，保證正常成型，還應(yīng)注意防止流料直接沖擊嵌件及細(xì)弱型芯受力不均以及應(yīng)充分估計(jì)可能產(chǎn)生的質(zhì)量弊病和部位等問題，從而采取相應(yīng)的措施或留有修整的余地。 d)、塑件外觀：設(shè)置澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮到去除、修整進(jìn)料口方便，同時(shí)不影響塑件的外表美觀。 e)、冷料：在注射間隔時(shí)間，噴嘴端部的冷料必須去除，防止注入型腔影響塑件質(zhì)量，故設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮儲(chǔ)存冷料的措施[6]。 3.5 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一般包括型腔、型芯、型環(huán)和鑲塊等。成型零部件直接與塑料接觸，成型塑件的某些部分，承受著塑料熔體壓力，決定著塑件形狀與精度，因此成型零部件的設(shè)計(jì)是注射模具的重要部分。 3.5.1型腔設(shè)計(jì) 型腔是用來成型制品外形輪廓的模具零件，其結(jié)構(gòu)與制品的形狀、尺寸、使用要求、生產(chǎn)批量及模具的加工方法等有關(guān)，本設(shè)計(jì)中采用整體式型腔，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，牢固可靠，不容易變形，成型出來的制品表面不會(huì)有鑲拼接縫的溢料痕跡，還有助于減少注射模中成型零部件的數(shù)量，并縮小整個(gè)模具的外形結(jié)構(gòu)尺寸。不過模具加工起來比較困難，要用到數(shù)控加工或電火花加工。 型腔三維零件圖 型腔二維零件圖 3.5.2型芯設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中零件結(jié)構(gòu)較為簡單，深度不大，經(jīng)過對(duì)塑件實(shí)體的研究，采用嵌入式型芯。這樣的型芯加工方便，便于模具的維護(hù)型芯與動(dòng)模板的配合可采用。 型芯三維零件圖 型芯二維零件圖 3.6 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 塑件從模具上取下以前還有一個(gè)從模具的成型零部件上脫出的過程，使塑件從成型零部件上脫出的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)。主要由推出零件，推出零件固定板和推桿和斜頂，推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位部件等組成。 3.6.1 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則： （1）使塑件脫模時(shí)不發(fā)生變形（略有彈性變形在一般情況下是允許的，但不能形成永久變形）； （2）推力分布依脫模阻力的的大小要合理安排； （3）推桿和斜頂?shù)氖芰Σ豢商?，以免造成塑件的被推局部產(chǎn)生隙裂； （4）推桿和斜頂?shù)膹?qiáng)度及剛性應(yīng)足夠，在推出動(dòng)作時(shí)不產(chǎn)生彈性變形； （5）推桿和斜頂位置痕跡須不影響塑件外觀； 本設(shè)計(jì)中采用推桿和斜頂推出機(jī)構(gòu)使塑料制件順利脫模。 3.6.2推桿和斜頂推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中采用臺(tái)肩形式的圓形截面推桿和斜頂機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)時(shí)推桿和斜頂與回針鎖定，回針運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)推桿和斜頂運(yùn)動(dòng)?；蒯樁似矫娌粦?yīng)有軸向竄動(dòng)。定模板與推桿和斜頂孔配合一般為，其配合間隙不大于所用溢料間隙，以免產(chǎn)生飛邊，PP塑料的溢料間隙為。 推桿和斜頂推出機(jī)構(gòu) 3.6.3 脫模力的計(jì)算 脫模力的產(chǎn)生范圍： ①（脫模）塑件在模具中冷卻定型時(shí)，由于體積收縮，產(chǎn)生包緊力。 ②不帶通孔殼體類塑件，脫模時(shí)要克服大氣壓力 。 ③機(jī)構(gòu)本身運(yùn)動(dòng)的磨擦阻力。 ④塑件與模具之間的粘附力。 初始脫模力，開始脫模進(jìn)的瞬間防要克服的阻力。 相繼脫模力，后面防需的脫模力，比初始脫模力小，防止計(jì)算脫模力時(shí)，一般計(jì)算初始脫模力。 脫模力的影響因素： a． 脫模力與塑件壁厚，型芯長度，垂直于脫模方向塑件的投影面積有關(guān)，各項(xiàng)值越大，則脫模力越大。 b． 塑件收縮率，彈性模量E越大，脫模力越大。 c． 塑件與芯子磨擦力俞大，則脫模阻力俞大。 d． 排除大氣壓力和塑件對(duì)型芯的粘附等因素，則型芯斜角大到，塑件則自動(dòng)脫落。 本設(shè)計(jì)主要計(jì)算由型芯包緊力形成的脫模阻力。當(dāng)開始脫模時(shí)，模具所受的阻力最大，推桿和斜頂剛度及強(qiáng)度應(yīng)按此時(shí)計(jì)算，亦即無視脫模斜度（a=0） Q=8t·E·S·l·f/(1-m)(1+f) （kN） 式中，Q—脫模最大阻力（kN） t—塑件的平均壁厚（cm） E—塑料的彈性模量（N/） S—塑料毛坯成型收縮率（mm/mm） l—包容凸模長度（cm） f—塑料與鋼之間的摩擦系數(shù) m—泊松比，一般取0.38~0.49 查表得，S=0.005，E=1.8×10N/cm 已知，t0.12cm，l=4.5cm，f=0.28 Q=8×0.12×1.8×10×0.005×4.0×0.28/(1-0.43)(1+0.28) =1.32kN ---摩擦阻力（N） ---摩擦系數(shù)，一般取0.15～1.0，本設(shè)計(jì)取0.5 ---因塑件收縮對(duì)型芯產(chǎn)生的正壓力（N） ---塑件對(duì)型芯產(chǎn)生的單位正壓力，一般取8～12MPa,本設(shè)計(jì)取10MPa ---塑件包緊型芯的側(cè)面積（㎜2） 3.7 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用：保證模具在進(jìn)行開合模時(shí)，保證公母模之間一定的方向和位置。導(dǎo)向零件承受一定的側(cè)向力，起了導(dǎo)向和定位的作用,導(dǎo)向機(jī)構(gòu)零件包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套等。 1. 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) （1） 導(dǎo)向零件應(yīng)合理的均勻分布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。 （2） 根據(jù)模具的形狀和大小，一副模具一般需要2-4個(gè)導(dǎo)柱。如果，模具的凸模與凹模合模有方位要求時(shí)，則用兩個(gè)直徑不同的導(dǎo)柱，或用兩個(gè)直徑相同，但錯(cuò)開位置的導(dǎo)柱。 （3） 由于塑件通常留于公模，所以為了便于脫模導(dǎo)柱通常安裝在母模。 （4） 導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)有承屑槽 （5） 導(dǎo)柱`導(dǎo)套及導(dǎo)向孔的軸線應(yīng)保證平行 （6） 合模時(shí)，應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免公模先進(jìn)入模腔，損壞成型零件。 2. 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) （1） 有單節(jié)與臺(tái)階式之分 （2） 導(dǎo)柱的長度必須高出公模端面6…8mm （3） 導(dǎo)柱頭部應(yīng)有圓錐或球形的引導(dǎo)部分 （4） 固定方式有鉚接固定和螺釘固定 （5） 其表面應(yīng)熱處理，以保證耐磨。 3. 導(dǎo)套和導(dǎo)向孔 （1） 無導(dǎo)套的導(dǎo)向孔，直接開在模板上，模板較厚時(shí)，導(dǎo)向孔必須做成盲孔，側(cè)壁增加排氣孔。 （2） 導(dǎo)套有套筒式`臺(tái)階式`凸臺(tái)式 （3） 為了導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套孔，在導(dǎo)套前端應(yīng)倒有圓角r。 一般情況下,導(dǎo)柱與導(dǎo)套共同使用,用于保證動(dòng)模與定模兩大部分內(nèi)零件的準(zhǔn)確對(duì)合和塑料部品的形狀,尺寸精度,并避免模內(nèi)零件互相碰撞與干涉,起到合模導(dǎo)向的作用. 3.8 排氣及引氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在塑料熔體充模過程中，模腔內(nèi)除了原有的空氣外，還有塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而成的水蒸氣、塑料局部過熱分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)性氣體，塑料中某些添加劑揮發(fā)或化學(xué)反應(yīng)所生成的氣體。常用的排氣方式有利用配合間隙排氣，在分型面上開設(shè)排氣槽排氣，利用推桿和斜頂運(yùn)動(dòng)間隙排氣等。 由于本次設(shè)計(jì)中模具尺寸不大，本設(shè)計(jì)中采用間隙排氣的方式，而不另設(shè)排氣槽，利用間隙排氣，以不產(chǎn)生溢料為宜，其值與塑料熔體的粘度有關(guān)。 3.9模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 對(duì)于要求較低模溫（一般小于）的塑料，如本設(shè)計(jì)中的PP，僅需要設(shè)置冷系統(tǒng)即可，因?yàn)榭梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度。 模具的冷卻主要采用循環(huán)水冷卻方式，模具的加熱有通入熱水、蒸汽，熱油和電阻絲加熱等。 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響如下： 注射模的溫度對(duì)于塑料熔體的充模流動(dòng)、固化成型、生產(chǎn)效率以及制品的形狀和尺寸精度都有影響，對(duì)于任一個(gè)塑料制品，模具溫度波動(dòng)過大都是不利的。過高的模溫會(huì)使塑件在脫模后發(fā)生變形，若延長冷卻時(shí)間又會(huì)使生產(chǎn)率下降。過低的模溫會(huì)降低塑料的流動(dòng)性，使其難于充模，增加制品的內(nèi)應(yīng)力和明顯的熔接痕等缺陷。 模具冷卻水路圖 冷卻計(jì)算：單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入模具應(yīng)除去的總熱量Q，可以用參考文獻(xiàn)中的公式計(jì)算： Q=W1 × a 　　　　 式中 W1—單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入模具的塑料的重量g a—克塑料的熱容量(J/g) 經(jīng)計(jì)算：Q=225×1．1÷1．6×130≈20109J 則帶走上述熱量，所需的冷卻水量按下式計(jì)算： 　　　　 式中 W—通過模具冷卻水的重量(g/h) T3—出水溫度℃ T4—入水溫度℃ K—熱傳導(dǎo)系數(shù)； 經(jīng)計(jì)算 W≈378．997 g/h 由下式可以計(jì)算出冷卻水道的直徑： 　　　 式中 —冷卻液容重kg/cm3 =0．001 kg/cm3， L —冷卻水道長度cm L=1080cm d—冷卻水道直徑cm 經(jīng)計(jì)算d≈11．628 cm，取12mm 3.10模架選用 根據(jù)對(duì)塑件的綜合分析，確定該模具是單分型面的模具，由GB/T12556.1-12556.2-1990《塑料注射模中小型模架》可選擇CI型的模架，其基本結(jié)構(gòu)如下： CI型模架圖 CI型模具定模采用一塊模板，動(dòng)模采用動(dòng)模板，又叫兩板模，大水口模架，適合大澆口，采用斜頂抽芯的注射成形模具。 由分型面分型面的選擇而選擇模具的導(dǎo)柱導(dǎo)套的安裝方式，經(jīng)過考慮分析，導(dǎo)柱導(dǎo)套選擇選正裝。根據(jù)所選擇的模架的基本型可以選出對(duì)應(yīng)的模板的厚度以及模具的外輪廓尺寸。 把型腔排列成一模一腔可得長為420mm，寬為240mm， 模架的長L=420+復(fù)位桿的直徑+螺釘?shù)闹睆?模板壁厚600mm 模架的寬W=240+復(fù)位桿的直徑+型腔壁厚450mm 根據(jù)制品的尺寸，在計(jì)算完模架的長寬以后，還需要考慮其它螺絲導(dǎo)柱等零件對(duì)模架尺寸的影響，在設(shè)計(jì)中避免干涉。 綜合考慮本設(shè)計(jì)選用WL=450x600的模架。塑件的高度為222mm，塑件的大部分部膠位都留在型腔部分，型芯、型腔的厚度是塑件 所伸入高度加20-40mm。 綜合考慮強(qiáng)度要求，定模板厚度取250mm, 動(dòng)模板的厚度取220mm?？紤]推桿和斜頂?shù)捻敵鲂谐桃螅伟迦?80mm以滿足頂出要求。 綜上所述所選擇的模架的型號(hào)為：CI-4560-A250-B220-C180。 3.11 注塑模具的工作原理 當(dāng)模具型腔填充完后，動(dòng)模部分在注塑機(jī)動(dòng)模鎖模板的帶動(dòng)下向后移動(dòng)，從而模具從分型面Ⅰ打開，同時(shí)，滑塊在油缸的推動(dòng)下向后移動(dòng)，完成側(cè)孔抽芯，當(dāng)注塑機(jī)動(dòng)模移動(dòng)到一定位置時(shí)停止移動(dòng)，注塑機(jī)頂棍通過下模板頂棍孔，推動(dòng)頂針墊板，帶動(dòng)頂針，從而推動(dòng)產(chǎn)品將產(chǎn)品從型芯上推出，產(chǎn)品脫離模具后，動(dòng)模鎖模板帶動(dòng)動(dòng)模部分向前移動(dòng)，移動(dòng)到一定位置時(shí)，油缸帶動(dòng)滑塊向前移動(dòng)，滑塊又回到開模前位置，讓動(dòng)模與定模又配合在一起進(jìn)行下一次填充 注塑模裝配二維圖 4 模具零件設(shè)計(jì) 4.1 模具成型零件尺寸計(jì)算 塑件經(jīng)成型后所獲得的制品從熱模具中取出后，因冷卻及其它原因會(huì)引起尺寸減小或體積縮小，收縮性是每種塑料都具有的固有特性之一，選定PP材料的平均收縮率為1.5%，剛計(jì)算模具成型零部件工作尺寸的公式為： 式中 A — 模具成型零部件在常溫下的尺寸 B — 塑件在常溫下實(shí)際尺寸 成型零部件工作尺寸的公差值可取塑件公差的1/3～1/4，或取IT7～8級(jí)作為模具制造公差。在此取IT8級(jí)，型芯工作尺寸公差取IT7級(jí)。模具型腔的小尺寸為基本尺寸，偏差為正值；模具型芯的最大尺寸為基本尺寸，偏差為負(fù)值，中心距偏差為雙向?qū)ΨQ分布。各成型零部件工作尺寸的具體數(shù)值見圖紙。 　本設(shè)計(jì)中零件工作尺寸的計(jì)算均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來進(jìn)行計(jì)算，已給出這PP的成型收縮率為1.015，模具的制造公差取δz =Δ/3。因本設(shè)計(jì)塑件的尺寸精度為MT3，即 =0.6 mm。 如表4-2 表4-2 型腔型芯工作尺寸的計(jì)算 類別 塑件基本尺寸 計(jì)算公式 模具尺寸 型腔尺寸計(jì)算 Hm Hs =222 Hm=(Hs+Hs. -2/3Δ)0+δz Lm Ls =300 Lm=(Ls+Ls. -3/4Δ)0+δz 型芯尺寸 Lm Ls =116 Lm=(Ls+Ls. +3/4Δ)0-δz 4.2模具強(qiáng)度與剛度校核 為保證模具能正常工作，不僅要校核模具的整體性強(qiáng)度，也要校核模具局部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。 整體性強(qiáng)度主要針對(duì)型腔側(cè)壁厚度，型腔底板厚度，合模面所能承受的壓力等幾個(gè)方面，實(shí)際選用尺寸應(yīng)大于計(jì)算尺寸并取整。校核時(shí)應(yīng)從強(qiáng)度與彎曲兩個(gè)方面分別計(jì)算，選取較大的尺寸。 4.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4.3.1 主流道的設(shè)計(jì) 流道是澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具相接觸的部分開始，到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)通道。 （1）、主流道的尺寸 設(shè)計(jì)中選用的注射機(jī)為HTF360X2A，其噴嘴直徑為3.5，噴嘴球面半徑為11，依此主流道各具體尺寸設(shè)計(jì)如下： 主流道與澆口套 （2）、主流道襯套的形式 選用如下圖所示類型的襯套，這種類型可防止襯套在塑料熔體反作用下退出定模。將主流道襯套和定位環(huán)設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件，然后配合固定在模板上，襯套與定模板的配合采用。 （3）、定位環(huán)的固定采用2個(gè)M6的螺絲直接鎖附固定。 澆口襯套固定形式 4.3.2分主流道的設(shè)計(jì) 分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動(dòng)通道，分流道應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)。本設(shè)計(jì)中塑件為一模一腔,且采用大澆口，流道布局如下圖。 流道布局 4.3.3澆口的設(shè)計(jì) 澆口又叫進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道。它有兩個(gè)功能：一是對(duì)塑料熔體流入型腔起著控制作用；另一個(gè)是當(dāng)注射壓力撤銷后封鎖型腔，使型腔中尚未固化的塑料不會(huì)倒流。本次設(shè)計(jì)澆口形式選擇為：大澆口。 澆口的位置選擇原則： 澆口的位置與塑件的質(zhì)量有直接影響。在確定澆口位置時(shí)，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： 1. 熔體在型腔內(nèi)流動(dòng)時(shí)，其動(dòng)能損失最小。要做到這一點(diǎn)必須使 1)流程(包括分支流程)為最短； 2)每一股分流都能大致同時(shí)到達(dá)其最遠(yuǎn)端； 3)應(yīng)先從壁厚較厚的部位進(jìn)料； 4)考慮各股分流的轉(zhuǎn)向越小越好。 2. 有效地排出型腔內(nèi)的氣體。 由于本設(shè)計(jì)中塑件外表面質(zhì)量要求較高，所以選用大澆口。澆口于端面底位置，成型后將其切除，位置隱蔽而不影響外觀。 4.4模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)時(shí)，模具設(shè)計(jì)者必須根據(jù)塑件的壁厚與體積決定下列設(shè)計(jì)參數(shù)： 冷卻孔道的位置與尺寸、孔道的長度、孔道的種類、孔道的配置與連接、以及冷卻劑的流動(dòng)速率與熱傳性質(zhì)。 冷卻管路的位置與尺寸 　　塑件壁厚應(yīng)該盡可能維持均勻。冷卻孔道最好設(shè)置是在型芯塊與型腔塊內(nèi)，設(shè)在模塊以外的冷卻孔道比較不易精確地冷卻模具。 通常，鋼模的冷卻孔道與模具表面、模穴或模心的距離應(yīng)維持為冷卻孔道直徑的1~2倍，冷卻孔道之間的間距應(yīng)維持3~5倍直徑。冷卻孔道直徑通常為6~12 mm（7/16~9/16英吋），在此取12mm。 5 注射機(jī)的選用及相關(guān)參數(shù)的校核 注射成型工藝過程分析 如圖所示從料頭把樹脂擠入料筒中，通過螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)將熔體輸送至機(jī)筒的前端。在那個(gè)過程中，在加熱器的作用下加熱使機(jī)筒內(nèi)的樹脂材料受熱，在螺桿的剪切應(yīng)力作用下使樹脂成為熔融狀態(tài)，將相當(dāng)于成型品及主流道，分流道的熔融樹脂滯留于機(jī)筒的前端（稱之為計(jì)量），螺桿的不斷向前將材料射入模腔。當(dāng)熔融樹脂在模具內(nèi)流動(dòng)時(shí)，須控制螺桿的移動(dòng)速度（射出速度），并在樹脂充滿模腔后用壓力（保壓力）進(jìn)行控制。當(dāng)螺桿位置，注射壓力達(dá)到一定值時(shí)可以將速度控制切換成壓力控制。 5.1 相關(guān)參數(shù) 由于采用一模一腔，需要至少注射量為295g，流道水口廢料5g，總注塑量300g，再根據(jù)工藝參數(shù)（主要是注射壓力），綜合考慮各種因素，選定注射機(jī)為HTF360X2A。注射方式為螺桿式，其有關(guān)性能參數(shù)為： 型號(hào) 單位 360×2A　 360×2B 360×2C 參數(shù) 螺桿直徑 mm 65 70 75 理論注射容量 cm3 1068 1239 1423 注射重量PS g 972 1127 1295 注射壓力 Mpa 208 180 156 注射行程 mm 322 螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 0~180 料筒加熱功率 KW 19.65 鎖模力 KN 3600 拉桿內(nèi)間距(水平×垂直) mm 710×710 允許最大模具厚度 mm 810 允許最小模具厚度 mm 250 移模行程 mm 660 移模開距(最大) mm 1370 液壓頂出行程 mm 160 液壓頂出力 KN 110 液壓頂出桿數(shù)量 PC 13 油泵電動(dòng)機(jī)功率 KW 37 油箱容積 l 922 機(jī)器尺寸(長×寬×高) m 7.6×2.1×2.5 機(jī)器重量 t 15 最小模具尺寸(長×寬) mm 550×550 表<1> HTF360X2A注塑機(jī)參數(shù) 5.2最大注塑量校核 模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須使得在一個(gè)注射成型的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機(jī)額定注射量的80%以內(nèi)。校核公式為： 式中 --型腔數(shù)量 --單個(gè)塑件的重量 --澆注系統(tǒng)所需塑料的重量 本設(shè)計(jì)中：n=1 295g =5 g M=295+5=300 g 注塑機(jī)額定注塑量為m=972g，972x80%>300, 注射量符合要求。 5.3 鎖模力校核 注射成型時(shí)塑件的模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素。如果這一數(shù)值超過了注射機(jī)所允許的最大成型面積，則成型過程中會(huì)出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象，必須滿足以下關(guān)系。 式中 n --型腔數(shù)目 --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 n=1 = 36540 = 1000 = 36540 + 1000= 37540 注射成型時(shí)為了可靠的鎖模，應(yīng)使塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機(jī)額定鎖模力。即： （）P < F 式中： P—塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力（MPa） F—注射機(jī)額定鎖模力（N） 其它意義同上 根據(jù)工具書查得，型腔內(nèi)通常為20-40MPa，一般制品為24-34MPa，精密制品為39-44MP （）P=37540 x30x1.1x0.001=1238.82KN<3600KN 鎖模力符合要求 5.4 模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核 （1）、模具長寬尺寸 模具長寬尺度必須小于注塑機(jī)拉桿間距,本設(shè)計(jì)選用機(jī)臺(tái)拉桿間距為710x710模具長寬為700x700，經(jīng)核算機(jī)臺(tái)選用合適。 （2）、模具厚度（閉合高度） 模具閉合高度必須滿足以下公式 式中 --注射機(jī)允許的最大模厚 --注射機(jī)允許的最小模厚 本設(shè)計(jì)中模具厚度為721mm 250

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