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課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
課程名稱：
課題名稱： 盒蓋注塑模具設(shè)計(jì)
指導(dǎo)教師：
班 級(jí)：
姓 名：
學(xué) 號(hào)：
成績(jī)?cè)u(píng)定：
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
摘 要
本次模具設(shè)計(jì)的內(nèi)容是“盒蓋注射模的設(shè)計(jì)”。通過(guò)對(duì)塑件進(jìn)行工藝的分析和比較，最終設(shè)計(jì)一副注塑模，從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性，具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對(duì)模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、頂出機(jī)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)、注塑機(jī)的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核、都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)，同時(shí)并簡(jiǎn)單的編制了模具的加工工藝。通過(guò)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程表明該模具能夠達(dá)到塑件所要求的加工工藝。根據(jù)題目設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是盒蓋注塑模具的設(shè)計(jì)。也就是設(shè)計(jì)一副注塑模具來(lái)生產(chǎn)盒蓋塑件產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。對(duì)肥皂盒的具體結(jié)構(gòu)，該模具是點(diǎn)澆口的單分型面注射模具。通過(guò)模具設(shè)計(jì)表明該模具能達(dá)到盒蓋的質(zhì)量和加工工藝要求。
關(guān)鍵詞：盒蓋，注塑模，分型面
目 錄
摘 要 II
目 錄 III
1緒論 1
1.1我國(guó)塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.2我國(guó)塑料模具工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì) 2
1.2.1我國(guó)塑料模具工業(yè)今后的主要發(fā)展趨勢(shì) 2
1.2.2我國(guó)塑料模具工業(yè)和今后的主要發(fā)展方向 2
1.3國(guó)外塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀 3
1.4本設(shè)計(jì)所要解決的問(wèn)題 4
2 工藝性分析 5
2.1 塑料的原材料分析 5
2.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度等級(jí)及表面質(zhì)量分析 5
2.3 計(jì)算塑料制件的體積和質(zhì)量 6
2.4 PC塑料注射成型的工藝參數(shù)。 6
2.5 塑料成型設(shè)備的選取 7
3 注塑模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 9
3.1 模腔數(shù)量的確定 9
3.1.1按注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)量N1 9
3.1.2注射機(jī)注塑量確定型腔數(shù)目N2 9
3.2分型面的選擇以及型腔的排列方式的確定 10
3.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 11
3.3.1主流道設(shè)計(jì) 11
3.3.2主流道襯套的選取 11
3.3.3分流道設(shè)計(jì) 12
3.3.4澆口設(shè)計(jì) 12
3.3.5排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 12
4 模具工作零件的設(shè)計(jì) 13
4.1 凹模的設(shè)計(jì) 13
4.2注塑模具的工作尺寸（包括型腔和型芯的尺寸） 13
4.3型芯結(jié)構(gòu)的確定 14
4.3.1型芯的設(shè)計(jì) 14
4.3.2型腔的設(shè)計(jì) 14
5 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 15
6 模具閉和高度的確定 16
7 模具的裝配 17
7.1 裝配主要要求 17
7.2 模具裝配時(shí)以分型面密合作為該模具的裝配基準(zhǔn)，裝配順序如下 17
7.3 模具安裝 18
7.4試模 18
總 結(jié) 19
致 謝 20
參考文獻(xiàn) 21
21
1緒論
1.1我國(guó)塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5Kg大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。注塑模型腔制造精度可達(dá)0.02mm～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá)10～30萬(wàn)次，淬火鋼模達(dá)50～1000萬(wàn)次，交貨期較以前縮短，但和國(guó)外相比仍有較大差距，
（1）成型工藝方面：多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新方面也取得較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，電視機(jī)外殼以及一些厚壁零件的模具上運(yùn)用氣輔技術(shù)，一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件，取得較好的效果。但總體上熱流道的采用率達(dá)不 到10%，與國(guó)外的50%～80%相比，差距較大。
（2）在制造技術(shù)方面：CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個(gè)新臺(tái)階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，美國(guó)EDS的UGⅡ、美國(guó)Parametric Technology公司的Pro/Engineer、美國(guó)CV公司的CADS5、以及一些塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn)，雖花費(fèi)了大量資金，但在我國(guó)模具行業(yè)中，實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術(shù)對(duì)成型過(guò)程，如對(duì)充模和冷卻等進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)和推動(dòng)了我國(guó)模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。近年來(lái)，我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開(kāi)發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開(kāi)發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國(guó)內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價(jià)格低等特點(diǎn)，為進(jìn)一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。
（3）模具材料方面：近年來(lái)，國(guó)內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等，對(duì)模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重 大影響，但總體使用量仍較少。塑料模具標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來(lái)越廣泛得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國(guó)產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度的商品化程度一般在30%以下，和國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家已達(dá)到70%～80%相比，仍有差距。
1.2我國(guó)塑料模具工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)
1.2.1我國(guó)塑料模具工業(yè)今后的主要發(fā)展趨勢(shì)
據(jù)有關(guān)方面預(yù)測(cè)，模具市場(chǎng)的總體趨勢(shì)是平穩(wěn)向上的，在未來(lái)的模具市場(chǎng)中，塑料模具發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)塑料模具提出越來(lái)越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時(shí)，由于近年來(lái)進(jìn)口模具中，精密、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進(jìn)口、提高國(guó)產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場(chǎng)上的份額也將逐步增大。建筑業(yè)的快速發(fā)展，使各種異型材擠出模具、PVC塑料管材接頭模具成為模具市場(chǎng)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，高速公路的迅速發(fā)展，對(duì)汽車輪胎也提出了更高要求，因此子午線橡膠輪胎模具，特別是活絡(luò)模的發(fā)展也將高于總平均水平；以塑代木，以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大；家用電器行業(yè)在“十五”期間將有較大發(fā)展，特別是電冰箱、空調(diào)器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大；而電子及通訊產(chǎn)品方面，除了彩電等音像產(chǎn)品外，筆記本電腦和網(wǎng)絡(luò)機(jī)頂盒將有較大發(fā)展，這些都是塑料模具市場(chǎng)的增長(zhǎng)點(diǎn)。
1.2.2我國(guó)塑料模具工業(yè)和今后的主要發(fā)展方向
（1）提高大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的設(shè)計(jì)水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。
（2）.在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù)，近年來(lái)模具CAD/CAM技術(shù)的硬件與軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進(jìn)一步普及創(chuàng)造良好的條件；基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見(jiàn)端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無(wú)法滿足實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程分工協(xié)作要求的問(wèn)題；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設(shè)計(jì)與成型過(guò)程的3D分析將在我國(guó)塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。
（3）推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價(jià)廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計(jì)和控制的難度較大，因此，開(kāi)發(fā)氣體輔助成型流動(dòng)分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究開(kāi)發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要。
（4）.開(kāi)發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。
（5）提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，與國(guó)外差距甚大，在一定程度上制約著我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高商品化程度、提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格品種。
（6）.應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對(duì)于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。
（7）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x或三坐標(biāo)掃描儀實(shí)現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價(jià)的檢測(cè)設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提。
1.3國(guó)外塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀
?。?）模具生產(chǎn)效率高，工期短，人均產(chǎn)值高。各企業(yè)共同之處是廠房設(shè)備密集，顯得十分擁擠，即使在這樣的條件下，車間管理還是有條不紊，生產(chǎn)效率高。一般模具企業(yè)，人均年產(chǎn)值為5～14萬(wàn)美元。
?。?）專業(yè)分工細(xì)，技術(shù)精益求精，客戶相對(duì)穩(wěn)定。模具企業(yè)專業(yè)分工較細(xì)，生產(chǎn)協(xié)作緊密。每家企業(yè)只生產(chǎn)某一類模具，各家都有自己的拳頭產(chǎn)品，這利于在技術(shù)上精益求精，以利在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中生存發(fā)展。模具廠所需的模具標(biāo)準(zhǔn)件都是外購(gòu)的，有些零件加工業(yè)是由其他廠協(xié)作。
?。?）模具企業(yè)帶件生產(chǎn)比較普遍，有利于企業(yè)發(fā)展。模具作為單件或極小批量產(chǎn)品，技術(shù)密集和精密加工設(shè)備密集，與模具成型制品的大批量生產(chǎn)相比，投入大，產(chǎn)出低，因而制約了模具企業(yè)大發(fā)展。他們注重模具與制品一體化，模具與制品相輔相成，互相促進(jìn)，有利于模具企業(yè)的發(fā)展?！ ?
（4）緊跟主產(chǎn)品需求開(kāi)發(fā)模具，重視開(kāi)拓海外市場(chǎng)。模具工業(yè)發(fā)展較快，緊跟主產(chǎn)品需求開(kāi)發(fā)制造模具是一個(gè)重要因素。近幾年3C電子產(chǎn)品和汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，帶動(dòng)了模具工業(yè)的發(fā)展。目前模具產(chǎn)值的76%源自3C產(chǎn)品和汽車、摩托車提供的產(chǎn)品。模具行業(yè)以很強(qiáng)的市場(chǎng)敏感性，以最短的生產(chǎn)周期滿足了這些行業(yè)的需求。大陸的許多3C產(chǎn)品和汽車模具就來(lái)自美國(guó)，日本和西歐，以及臺(tái)灣。
（5）CAD/CAE/CAM和高速切削加工技術(shù)應(yīng)用廣泛。他們的模具生產(chǎn)效率較高，市場(chǎng)快速反應(yīng)能力強(qiáng)，CAD/CAE/CAM技術(shù)和高速切削技術(shù)的普及應(yīng)用，無(wú)疑是一個(gè)重要因素。
1.4本設(shè)計(jì)所要解決的問(wèn)題
在我們?cè)O(shè)計(jì)的盒蓋塑料模具的設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中， 根據(jù)所學(xué)的知識(shí)和我們?cè)诋厴I(yè)實(shí)習(xí)中所積累的經(jīng)驗(yàn)，所采用方案如下。該塑件是帶雙面?zhèn)劝嫉暮猩w塑料模具，中等批量生產(chǎn)，塑件的材料采用常用的原料PC，屬于常用的工程材料。盒蓋設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于側(cè)向分型機(jī)構(gòu),塑件的內(nèi)凸臺(tái)可以在模塑時(shí)可直接成型，生產(chǎn)盒蓋塑料件的側(cè)凹采用側(cè)向抽芯成型。為保證側(cè)凹外觀美好，側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)與推出機(jī)構(gòu)嚴(yán)格不能出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。（主要是我們的產(chǎn)品的壁厚小于3mm，為了防止在塑料制件在脫模制件的螺紋處出現(xiàn)質(zhì)量缺陷）。
2 工藝性分析
2.1 塑料的原材料分析
該材料為PC密度只有0. 90--"0. 91g/cm3，是目前所有塑料中最輕的品種之一。它對(duì)水特別穩(wěn)定，在水中的吸水率僅為0. 01%，分子量約8萬(wàn)一15萬(wàn)。成型性好，但因收縮率大(為1%~2.5%）.厚壁制品易凹陷，對(duì)一些尺寸精度較高零件，還難于達(dá)到要求，制品表面光澤好，易于著色。溫度和加載速率對(duì)聚丙烯的韌性影響很大。當(dāng)溫度高于玻璃化溫度時(shí)，沖擊破壞呈韌性斷裂，低于玻璃化溫度呈脆性斷裂，且沖擊強(qiáng)度值大幅度下降。提高加載速率，可使韌性斷裂向脆性斷裂轉(zhuǎn)變的溫度上升。聚丙烯具有優(yōu)異的抗彎曲疲勞性，其制品在常溫下可彎折106次而不損壞。
但在室溫和低溫下，由于本身的分子結(jié)構(gòu)規(guī)整度高，所以抗沖擊強(qiáng)度較差。聚丙烯最突出的性能就是抗彎曲疲勞性，俗稱百折膠
2.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度等級(jí)及表面質(zhì)量分析
（1）結(jié)構(gòu)分析：從零件圖上分析，該零件總體形狀為圓形，形狀結(jié)構(gòu)對(duì)制件脫模要求較高，尺寸較大，產(chǎn)品質(zhì)量及表面精度要求都較高，因此，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)較為復(fù)雜，頂桿較多。
（2）尺寸精度分析：該制品重要尺寸，塑件精度中等，對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸容易保證。
（3）制品的表面質(zhì)量:塑料制件的精度等級(jí)較低，所要獲得的制件對(duì)制品的表面質(zhì)量要求較高，外表面光亮，色澤一致，不允許有劃傷，毛刺，收縮痕跡等，對(duì)模具制造工藝和注塑工藝有一定的要求。
（4）從塑料的壁厚上來(lái)看，壁厚為2，比較均勻，容易成型
（5）制件的尺寸精度主要取決于塑料收縮率的波動(dòng)和模具制造誤差，此處塑料件未注公差，由于該制件的原材料為PC，而PC的制件公差等級(jí)較低為MT5級(jí)，該塑件的精度等級(jí)較低。受模具活動(dòng)部分的影響，取公差值和附加值之和，MT2級(jí)取0.05，MT3-5級(jí)取0.1?！?】
2.3 計(jì)算塑料制件的體積和質(zhì)量
計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量是為了選用注塑機(jī)及確定模具型腔數(shù)量。
計(jì)算塑料制件的體積：
（在這里為大致計(jì)算，其在選取注塑機(jī)時(shí)適當(dāng)放縮。）
查《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》知PC耐熱型塑料密度為ρ=1.02～1.16g/cm3 ,在這里取ρ=1.10 g/cm3 。 【3】
由密度可得出單個(gè)制件的質(zhì)量：
Q=ρV=1.10×20+10
=30g
采用一模兩件的模具結(jié)構(gòu)，考慮其外行尺寸，注塑時(shí)所需壓力和工廠現(xiàn)有設(shè)備情況等，初步選用注塑機(jī)為XS-ZY-125型。
2.4 PC塑料注射成型的工藝參數(shù)。
查《實(shí)用注塑模設(shè)計(jì)手冊(cè)》和參考工廠實(shí)際應(yīng)用情況，PC塑料的成型工藝參數(shù)可作如下選擇：（試模時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)調(diào)整）
注射溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度
料筒溫度：后段溫度t1選用180℃
中段溫度t2選用200℃
前段溫度t3選用230℃
噴嘴溫度：選用230℃
模具溫度：50-80℃
螺桿轉(zhuǎn)速：30r/min
注塑壓力：選用60-100Mpa
注塑時(shí)間：選用20-90s
保壓壓力：選用100Mpa
高壓時(shí)間：選用0-5s
冷卻時(shí)間：選用30 s
總 周 期: 50-200 s
后處理方法：紅外線燈，烘箱
溫 度：70℃
時(shí) 間：2-4h
備 注：通用級(jí)
2.5 塑料成型設(shè)備的選取
根據(jù)計(jì)算及原材料的注射成型參數(shù)初選注塑機(jī)為XS-ZY-125查《實(shí)用注塑模設(shè)計(jì)手冊(cè)》知：
螺桿直徑： Ф125mm
注射容量： 125克
注射壓力： 121Mpa
鎖 模 力： 630kN
裝模高度： 150-300mm
開(kāi)模行程: 500mm
噴 嘴
球 半 徑： 15mm
孔 半 徑： Ф4mm
定位圈直徑： Ф150mm
中心頂出
孔 徑： Ф20mm
3 注塑模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
3.1 模腔數(shù)量的確定
塑件的生產(chǎn)屬大批量生產(chǎn)，宜采用多型腔注塑模具，其型腔個(gè)數(shù)與注塑機(jī)的塑化能力，最大注射量以及合模力等參數(shù)有關(guān)，此外還受制件精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因素影響，有上述參數(shù)和因素可按下列方法確定模腔數(shù)量；
3.1.1按注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)量N1
N1=×－
其中： F 注塑機(jī)的鎖模力 N
PC 型腔內(nèi)的平均壓力mpa
A 每個(gè)制件在分型面上的面積（）
B 流道和澆道在分型面上的投影面積（）
B 在模具設(shè)計(jì)前為未知量，根據(jù)多型腔模具的流動(dòng)分析B為（0.2～0.5），常取B=0.35，熔體內(nèi)的平均壓力取決于注射壓力，一般為25～40mpa實(shí)際所需鎖模力應(yīng)小于選定注塑機(jī)的名義鎖模力，為保險(xiǎn)起見(jiàn)常用0.8F則
N1 =4500×0.6/26620×30=4（個(gè)）
3.1.2注射機(jī)注塑量確定型腔數(shù)目N2
N2=（G－C）/V
其中： G 注射機(jī)的公稱注塑量（）
V 單個(gè)制件體積 （）
C 流道和澆口的總體積（）
生產(chǎn)中每次實(shí)際注塑量應(yīng)為公稱注塑量的0.75～0.45倍，取0.6倍計(jì)算，同時(shí)流道和澆道的體積為未知量，據(jù)統(tǒng)計(jì)每個(gè)制品所需澆注系統(tǒng)是體積的0.2～1倍，現(xiàn)取C=0.6則
N2===1000×0.375
=375（個(gè)）
從以上討論可以看到模具的型腔個(gè)數(shù)必須取N1，N2中的較小值，在這里可以選取的個(gè)數(shù)是1,2,3個(gè)，考慮的制件的取出和模具的開(kāi)模等情況，以及模具的主流道長(zhǎng)度最好小于60mm，以防止因?yàn)樽⑺軌毫Φ慕档投鴰?lái)的制件充型不足等缺陷。我們所設(shè)計(jì)的盒蓋注塑模具采用一模4腔的方案
3.2分型面的選擇以及型腔的排列方式的確定
模具設(shè)計(jì)的過(guò)程中分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)分型面選擇的原則來(lái)確定模具的分型面:
（1）塑件脫出方便：盡量使塑件滯留在動(dòng)模一側(cè)，模具的脫模機(jī)構(gòu)在動(dòng)模一側(cè)，一般將主型芯裝在動(dòng)模一側(cè)，使塑件的包緊在主型芯上，型腔可以設(shè)在定模一側(cè)。【6】
（2）模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使模具容易切削加工，從簡(jiǎn)化模具加工來(lái)考慮，對(duì)要求抽芯的塑件，應(yīng)盡量避免在定模部分抽芯。
（3）型腔順利排氣：型腔氣體的排除，除了利用頂出元件的配合間隙外，主要靠分型面。
（4）確保塑件質(zhì)量：其它必須無(wú)損塑件外觀，設(shè)備利用合理以及塑件成型要來(lái)選擇分型面。
該塑件為盒蓋，表面質(zhì)量要求表面光亮，色澤一致，不允許有劃傷，毛刺，收縮痕等。為保證塑件外表面質(zhì)量，使塑件外表面全部置于凹模型腔。由于塑件壁厚較?。ū诤褡钚√幮∮?mm），為防止卸塑件時(shí)塑件被損壞，采用開(kāi)模方向分型。故分型面選擇如下圖所示：
圖一 分型面選擇
采用開(kāi)模方向分型，既可以降低模具的復(fù)雜程度，減少模具加工難度，又便于成型后頂出塑件。
3.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.3.1主流道設(shè)計(jì)
根據(jù)SZ-250/1250型注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸 【6】
噴嘴前端孔徑： d0=Ф7.5mm
噴嘴前端球面半徑： R0=18mm
根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系：
R=R0+（1～2）mm
D=d0+(0.5～1)mm
取主流道的球面半徑R=21mm
取主流道的小端直徑d=Ф4mm
為了方便將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)為圓錐形式其斜度取1～3度經(jīng)換算得主流道大端直徑D=16mm，為了使料能順利的進(jìn)入分流道，可在主流道的出料端設(shè)計(jì)半徑r=5mm的圓弧過(guò)渡。
3.3.2主流道襯套的選取
為了提高模具的壽命在模具與注塑機(jī)頻繁接觸的地方設(shè)計(jì)為可更換的主流道襯套形式，在這里我們?cè)O(shè)計(jì)的模具較小，可以將主流道襯套與定位環(huán)設(shè)計(jì)為一個(gè)整體。選取材料為T10A，熱處理以后的硬度為53～58HRC，主流道襯套和定模的配合形式為H7/m6的過(guò)渡配合。襯套的長(zhǎng)度應(yīng)與定模配合部分厚度一致主流到出口處的端面部的突出在分型面上，否則不僅會(huì)造成溢料還會(huì)壓壞模具。
3.3.3分流道設(shè)計(jì)
分流道的形式和尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的體積，壁厚和形狀的復(fù)雜程度來(lái)確定分流道的長(zhǎng)度的。由于塑件的形狀比較簡(jiǎn)單，PC的流動(dòng)性好，沖型能力比較好，因此可采取半圓形分流道，便于加工。根據(jù)主流道大端直徑D=Ф16mm，則半圓形可選用半徑為R=6mm的截面。
3.3.4澆口設(shè)計(jì)
根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式，選用側(cè)澆口較為理想，不影響塑件外觀，設(shè)計(jì)時(shí)考慮選擇從塑件壁厚為3mm處進(jìn)料，料由厚處往薄處流，而且采用鑲拼結(jié)構(gòu)，有利于填充，排氣，側(cè)澆口的規(guī)格為(b*l*h)3mm*1mm*2mm,試模時(shí)修正。
3.3.5排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
在注塑模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須考慮排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，否則，熔融的塑料流體進(jìn)入模具型腔內(nèi)，氣體如不能及時(shí)排出會(huì)使制件的內(nèi)部有氣泡，甚至?xí)a(chǎn)生很高的溫度使塑料燒焦，從而出現(xiàn)廢品。
排氣方式有兩種：開(kāi)排氣槽排氣，利用和模間隙排氣。
由于堵蓋注塑模具是有鑲拼式凹模，且分型面較大，可直接利用分型面和鑲拼間隙進(jìn)行排氣，而不需在模具上開(kāi)設(shè)排氣槽。（PC塑料的最小不溢料間隙為0.04mm，間隙較小，再加上PC的流動(dòng)性較好，也不宜開(kāi)排氣槽。）
4 模具工作零件的設(shè)計(jì)
4.1 凹模的設(shè)計(jì)
本副模具采用整體式凹模結(jié)構(gòu)，制件分兩列串放于模具型腔里。采用鑲拼式凹模型腔，可以減少凹模加工難度，同時(shí)也利于塑件排氣。
4.2注塑模具的工作尺寸（包括型腔和型芯的尺寸）
本例中成型零件工作尺寸計(jì)算時(shí)均采用平均尺寸，平均收縮率平均制造公差和平均磨損率來(lái)計(jì)算。
查教材表1-3塑料PC的成型收縮率為S=0.3～0.8％，故平均我們?nèi)镾cp=0.5％?？紤]到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差取Б=Δ/3。
凹模工作尺寸的計(jì)算
表一：凹模工作尺寸表
塑件尺寸
計(jì)算公式
型腔工作尺寸
R2
LR=(LRs+LRsScp％－3/4Δ)+Б
R1.95+
R8
R7.95+
R2002
R2001.95
22.50.2
Lm=(Ls+LsScp％－3/4Δ)+Б
22.72-
10.5+
10.54-
13.5+
13.54-
484
483.95+
35.27-
35+
75.5+
75.54-
4.3型芯結(jié)構(gòu)的確定
4.3.1型芯的設(shè)計(jì)
可根據(jù)模具的各部分結(jié)構(gòu)確定型芯的尺寸和結(jié)構(gòu)。如下圖所示（型芯的具體
成型零部件的制造誤差：
成型零部件的制造誤差包括成型零部件的加工誤差和安裝誤差，配合誤差等幾個(gè)方面。設(shè)計(jì)時(shí)一般應(yīng)將成型零部件的制造公差控制在塑件的1/3左右，通常取IT6—9級(jí)，綜合考慮取IT8級(jí)。
4.3.2型腔的設(shè)計(jì)
為了保證制件質(zhì)量，制件容易脫模，采用組合式型腔結(jié)構(gòu)。
可根據(jù)模具的各部分結(jié)構(gòu)確定型腔的尺寸和結(jié)構(gòu)。
5 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
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（3分鐘2模）3960g/h。
5.1 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PC的單位熱流量為Q2=314.3～398.1J/g ,取Q2=350J/g：
Q3=WQ2=3960g/h×350J/h=1386000J
5.2 求冷卻水的體積流量V
V=WQ1/Pc1(T1－T2)
=1386000/60×1/1000×4.2×（30－20）
=970.2
=0.97×
由體積流量查表可知，所需的冷卻水管直徑非常小，假如塑件表面要求不高可不用設(shè)計(jì)冷卻水管，但本塑件表面質(zhì)量要求很高，所以為保證塑件質(zhì)量采用冷卻水管冷卻系統(tǒng)。
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。
5.3確定模具的冷卻系統(tǒng)
由上述計(jì)算可知，因?yàn)槟＞呙糠昼娝璧睦鋮s水量很小，故在這里我們可以初選水管直徑為Ф8mm的孔，水冷即可。經(jīng)試模以后根據(jù)塑料制件的質(zhì)量問(wèn)題然后修正冷卻系統(tǒng)的水管直徑，小的話可以通過(guò)機(jī)械加工增加孔的直徑。
6 模具閉和高度的確定
在支撐板與固定零件的設(shè)計(jì)中根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定：定模板厚度H1=30mm，動(dòng)模固定板40mm，墊塊厚度為H2=80mm，動(dòng)模板厚度
H3=30mm(考慮模具的抽芯距)如下圖所示：
注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核
本模具的外形尺寸為300mm×300mm×336mm,XS-ZY-125型。
由于上述計(jì)算的模具閉合高度為336mm，XS-ZY-125型注塑機(jī)的最小模具厚度為300mm，最大模具厚度為700mm
1：模具合模時(shí)校核：
300mm<260mm<700mm
2：模具開(kāi)模時(shí)校核：
300mm<440mm＋12mm<700mm
其中：12mm為模具的抽拔距
經(jīng)校核XS-ZY-1000型注塑機(jī)能滿足使用要求故可以采用。
7 模具的裝配
7.1 裝配主要要求
（1）模具上下平面的平行度偏差不大于0.05mm 分模處要求密合。
（2）推件時(shí)推桿與卸料板要保持同步。
（3）上、下模型芯必須緊密接觸。
（4）保證模具的上模板上平面和下模板下平面的平行度。
（5）導(dǎo)柱軸心線和下模板下平面的垂直度。
（6）導(dǎo)套軸心線和上模板上平面的垂直度。 【7】
7.2 模具裝配時(shí)以分型面密合作為該模具的裝配基準(zhǔn)，裝配順序如下
（1） 裝配前檢查主要工作零部件及其它零件尺寸是否符合圖紙要求。
（2） 鏜導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔。將定模板、動(dòng)模板、型芯固定板疊合在一起，使分模面緊密接觸并加緊，鏜導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔，在孔內(nèi)壓入工藝定位銷后，加工側(cè)面的垂直基準(zhǔn)。
加工定模。用定模側(cè)面的垂直基準(zhǔn)確定定模上型芯中心的實(shí)際位置，并以次作為加工基準(zhǔn)，用數(shù)控銑床分別銑型芯定位孔和三角形定位孔。
（3） 壓入導(dǎo)柱、導(dǎo)套。將定模板、動(dòng)模板、支撐板上分別壓入導(dǎo)柱、導(dǎo)套，使其導(dǎo)向可靠，滑動(dòng)靈活。
（4） 裝配型芯。在定模和型芯固定板孔內(nèi)壓入型芯，用鏍孔復(fù)印法和壓銷釘套法使型芯緊固在支撐板上，將其一起磨平。
（5） 通過(guò)型芯鉆支撐板上的推桿孔。
（6） 通過(guò)支撐板鉆推桿固定板上的孔。
（7） 在推桿固定板和支撐板和支撐板上加工限位螺釘和復(fù)位桿孔。
（8） 組裝墊塊和支撐板。
（9） 加工定模座板。加工螺孔、銷釘孔和導(dǎo)柱孔，并將澆口套、導(dǎo)柱套壓入定模座板。
（10） 定模部分的裝配。用平行夾頭把它們加緊（澆口套的澆道孔與鑲塊上的澆道口對(duì)中，在上面鉆固定在注塑機(jī)上的孔，使其與注塑機(jī)相配合。
（11） 裝配動(dòng)模部分。修正推桿和復(fù)位桿的長(zhǎng)度。
（12） 完成裝配后進(jìn)行試模，并校驗(yàn)入庫(kù) 【7】
7.3 模具安裝
(1) 清理模板平面定位孔及模具安裝面上的污物，毛刺。
(2) 因本模具的外型尺寸不大，故采用整體安裝法。先在機(jī)器下面兩根導(dǎo)軌上墊好木板，模具從側(cè)面進(jìn)入機(jī)架間，定模入定位孔，并放正，慢速閉合模板，壓緊模具，然后用壓板或螺釘壓緊定模，并初步固定動(dòng)模，然后慢速開(kāi)閉模具，找正動(dòng)模，應(yīng)保證開(kāi)閉模具時(shí)平衡，靈活，無(wú)卡住現(xiàn)象，然后固定動(dòng)模。
(3) 調(diào)節(jié)鎖模機(jī)構(gòu)，保證有足夠的開(kāi)模距及鎖模力，使模具閉合適當(dāng)。
(4) 慢速開(kāi)啟模板直至模板停止后退為止，調(diào)節(jié)頂出裝置，保證頂出距離。開(kāi)閉模具觀察頂出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)情況，動(dòng)作是否平衡，靈活，協(xié)調(diào)。
(5) 模具裝好后，等料筒及噴嘴溫度上升到距預(yù)定溫度20--30℃，即可校正噴嘴與澆口套的相對(duì)位置及弧面接觸情況，可用一紙片放在噴嘴與澆口套之間，觀察兩者接觸印痕，檢查吻合情況，須使松緊合適，校正后擰緊注射座定位螺釘，緊固定位。
(6) 開(kāi)空車運(yùn)轉(zhuǎn)，觀察模具各部分運(yùn)行是否正常，然后才可注射試模。
7.4試模
通過(guò)試模塑件上常會(huì)出現(xiàn)各種弊病，為此必須進(jìn)行原因分析，排除故障。造成次廢品的原因很多，有時(shí)是單一的，但經(jīng)常是多個(gè)方面綜合的原因。需按成型條件，成型設(shè)備，模具結(jié)構(gòu)及制造精度，塑件結(jié)構(gòu)及形狀等因素逐個(gè)分析找出其中主要矛盾，然后再采取調(diào)節(jié)成型條件，修整模具等方法加以解決。首先，在初次試模中我們最常遇到的問(wèn)題是根本得不到完整的樣件。常因塑件被粘附于模腔內(nèi)，或型芯上，甚至因流道粘著制品被損壞。這是試模首先應(yīng)當(dāng)解決的問(wèn)題。
總 結(jié)
經(jīng)過(guò)近段的努力，在老師和同學(xué)們的指導(dǎo)和幫助下，我順利地完成了這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。經(jīng)過(guò)這次的設(shè)計(jì)任務(wù)，使我對(duì)模具設(shè)計(jì)，特別是模具的設(shè)計(jì)過(guò)程有了進(jìn)一步地了解；對(duì)模具的基本結(jié)構(gòu)、組裝、調(diào)試、加工制造等方面有了深刻理解。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)制件的分析和對(duì)模具的設(shè)計(jì)的研究時(shí)，能夠較好地將課本上的理論知識(shí)應(yīng)用與設(shè)計(jì)當(dāng)中，并且能夠從整體，宏觀上去研究、分析、考慮設(shè)計(jì)問(wèn)題。同時(shí)，在這次的設(shè)計(jì)過(guò)程中，還很大地程度上鍛煉了自己的動(dòng)手能力，如：親自去收集和查找有關(guān)資料，并從中又學(xué)會(huì)了一門新的課程《如何查找資料和文獻(xiàn)》；其次，通過(guò)搜尋大量的資料，還大大地鍛煉了自己的畫圖、看圖、排版等方面的能力。最重要的是，經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我真正地感受到了集體的力量和學(xué)習(xí)方法。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，難免會(huì)遇到技術(shù)或其他方面的難題，但是通過(guò)老師的指導(dǎo)和與同學(xué)們的交流和虛心地請(qǐng)教都得到了解決，使我最終順利地完成設(shè)計(jì)。
由于本人的水平有限，經(jīng)驗(yàn)不足，在設(shè)計(jì)當(dāng)中如有不妥之處，還懇請(qǐng)各位老師指導(dǎo)更正。
致 謝
經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的緊張工作，今日終于順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。在這里，我要忠心地感謝一些在我的設(shè)計(jì)工作中給予我很大的幫助。
首先：我要感謝我的指導(dǎo)老師尚老師，特別感老師在百忙之中還抽出時(shí)間幫我看圖紙、改圖紙以及在設(shè)計(jì)期間對(duì)我的指導(dǎo)和幫助。
其次：我要感謝的是我的同學(xué)們，在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到技術(shù)問(wèn)題，通過(guò)與他們的商討和幫助，查閱資料，一一攻破難關(guān)，助我順利地完成設(shè)計(jì)。
最后：我還要深深地感謝在學(xué)校里的老師們，在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，他們給予我以模具制造與設(shè)計(jì)方面上的經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)。
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