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1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 課題：盒蓋注塑模具設(shè)計(jì) 課題名稱：＿＿＿＿＿＿＿ 系 別：＿＿＿＿＿＿＿ 專 業(yè)：＿＿＿＿＿＿＿ 班 級(jí)：＿＿＿＿＿＿＿ 姓 名：＿＿＿＿＿＿＿ 學(xué) 號(hào)：＿＿＿＿＿＿＿ 指導(dǎo)老師：＿＿＿＿＿＿＿ 2012-4-1 摘 要 塑料模具在當(dāng)今社會(huì)越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，從電腦、手機(jī)、飲料、臺(tái)燈、水筆、水盆等方面應(yīng)用極其廣泛，可以說(shuō)從我們的吃穿住行都離不開它。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

2、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。 本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是盒蓋注塑模的設(shè)計(jì)，該模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成型分型都非常簡(jiǎn)單。依據(jù)產(chǎn)品的數(shù)量和塑料的工藝性能確定了以單分型面注塑模的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。模具的型腔采用一模一腔，澆注系統(tǒng)采用直澆口成形，推出形式為推桿推出機(jī)構(gòu)完成塑件的推出。由于塑件的工藝性能要求注塑模中有冷卻系統(tǒng)，因此在模具設(shè)計(jì)中也進(jìn)行了設(shè)計(jì)。本次的設(shè)計(jì)中參考了大量的文獻(xiàn)，還在互聯(lián)網(wǎng)上查找資料，設(shè)計(jì)過(guò)程比較完整。 關(guān)鍵詞： 單分型面注射模具；ABS;塑料模具。 目錄 摘 要 2 Abs

3、tract 3 緒論 5 1 國(guó)際國(guó)內(nèi)塑料成型模具發(fā)展概況 5 2 我國(guó)模具設(shè)計(jì)技術(shù)今后發(fā)展方向 6 1塑料制件的工藝性分析及工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 1.1成型塑料制件結(jié)構(gòu)工藝性分析 8 1.2 塑件材料的分析 9 2.塑件成型的基本過(guò)程 11 2.1塑化過(guò)程 11 2.2充模過(guò)程 12 2.3冷卻凝固過(guò)程 12 2.4脫模過(guò)程 12 3 注塑設(shè)備的選擇 13 3.1估算塑件體積質(zhì)量 13 3.2 選擇注塑機(jī) 13 4 塑料件的工藝尺寸的計(jì)算 14 5 分型面的設(shè)計(jì) 17 6 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 17 7脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與合模導(dǎo)向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 7.1脫模

4、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 7.2合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 19 8澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 19 9 排氣系統(tǒng)和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 20 9.1 排氣系統(tǒng) 20 9.2 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 21 10 繪制裝配圖 22 總結(jié) 25 參考文獻(xiàn) 26 緒論 1 國(guó)際國(guó)內(nèi)塑料成型模具發(fā)展概況 80年代以來(lái)，在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國(guó)家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速為13%，2003年我國(guó)模具工業(yè)產(chǎn)值為375億，至2007年我國(guó)模具總產(chǎn)值約為525億元，其中塑料模約35%左右。在未來(lái)的模具市場(chǎng)中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。 我國(guó)塑料模工業(yè)

5、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)杠和整體儀表盤等塑料模具，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。如天津津榮天和機(jī)電有限公司和煙臺(tái)北極星模具有限公司制造多腔VCD和DVD齒輪模具，所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動(dòng)等要求都達(dá)到了國(guó)外同類產(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設(shè)計(jì)軟件，糾正了由于成型收縮造成齒形誤差，達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形要求。還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注

6、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，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1-1。 表1-1 國(guó)內(nèi)外塑料模具技術(shù)比較表 項(xiàng)目 國(guó)外 國(guó)內(nèi) 注塑模型腔精度 0.005～0.01mm 0.02～0.05mm 型腔表面粗糙度 Ra0.01～0.05μm Ra0.20μm 非淬火鋼模具壽命 10～60萬(wàn)次 10～30萬(wàn)次 淬火鋼模具壽命 160～300萬(wàn)次 50～100萬(wàn)次 熱流道模具使用率 80%以上 總體不足10%

7、 標(biāo)準(zhǔn)化程度 70～80% 小于30% 在模具行業(yè)占有量 30～40% 25～30% 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，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在29～34英寸電視機(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。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達(dá)20%以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具。

8、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。 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)，如美國(guó)EDS的UGⅡ、美國(guó)Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美國(guó)CV公司的CADS5、英國(guó)Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國(guó)AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亞Moldflow公司的MPA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CA

9、D/CAM的集成，并能支持CAE技術(shù)對(duì)成型過(guò)程，如充模和冷卻等進(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發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中科技開發(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。 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

10、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。 2 我國(guó)模具設(shè)計(jì)技術(shù)今后發(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

11、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

12、，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)研究開發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要。 （4）開發(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)

13、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塑料制件的工藝性分析及工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.1成型塑料制件結(jié)構(gòu)工藝性分析 塑料制件主要根據(jù)使用要求進(jìn)行設(shè)計(jì),除考慮充分發(fā)

14、揮所用塑料的性能特點(diǎn)外,還應(yīng)考慮塑件的結(jié)構(gòu)工藝性,塑件結(jié)構(gòu)工藝性的主要內(nèi)容包括塑件的尺寸和精度,表面粗糙度,形狀,壁厚,斜度,加強(qiáng)筋,支撐面,圓角,孔,螺紋,嵌件,鉸鏈,標(biāo)記,符號(hào)和文字。據(jù)所給零件的結(jié)構(gòu),本設(shè)計(jì)從以下幾方面對(duì)其分析： 結(jié)構(gòu)分析 從零件圖分析，該零件總體結(jié)構(gòu)為抽殼體，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。 塑件壁厚分析 塑件壁厚的設(shè)計(jì)與塑件原料的性能、塑件結(jié)構(gòu)、成型條件、塑件的質(zhì)量及其使用要求都有密切的聯(lián)系。壁厚過(guò)小，會(huì)造成充填阻力增大，特別對(duì)于大型件、復(fù)雜制件將難于成型。塑件的厚度的最小尺寸應(yīng)滿足以下要求：滿足塑件結(jié)構(gòu)和使用性能要求下取小壁厚

15、 能承受推出機(jī)構(gòu)等的沖擊和振動(dòng) 制品連接緊固處、嵌件埋入處等具有足夠的厚度 保證貯存、搬運(yùn)過(guò)程中強(qiáng)度所需的壁厚 滿足成型時(shí)熔體充模所需的壁厚。塑料制件規(guī)定有最小壁厚值，表2-1為熱塑性塑件最小壁厚及常用壁厚推薦值。 表2-1熱塑性塑件最小壁厚及常用壁厚推薦值 塑料類型 制件流程50mm的最小壁厚/mm 一般制件的壁厚/mm 大型制件的壁厚/mm 聚丙烯（pp） 0.85 2.45-2.75 >2.4-3.2 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。

16、 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′～130′。 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

17、，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

18、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。 1.2 塑件材料的分析 PE，是聚乙烯的簡(jiǎn)寫，是由乙烯聚合而成的的聚合物，作為塑料使用時(shí)，其平均相對(duì)分子質(zhì)量要在1萬(wàn)以上。根據(jù)聚合物條件不同，實(shí)際平均相對(duì)分子質(zhì)量可從1萬(wàn)到幾百萬(wàn)不等。生成的PE乙烯單體大部分是由石油裂解得到 聚乙烯是樹脂中分子結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一種，它原料來(lái)源豐富，價(jià)格較低，具有優(yōu)異的電

19、絕緣性和化學(xué)穩(wěn)定性，易于成型加工，并且品種較多，可滿足不同性能要求，因此它從問(wèn)世以來(lái)發(fā)展很快，是目前產(chǎn)量最大的樹脂品種，用途極廣泛 1.2.1 PE塑料主要的性能指標(biāo)： PE材料的性能特點(diǎn):質(zhì)軟,機(jī)械性能差,表面硬度低,化學(xué)穩(wěn)定性好,但不耐強(qiáng)氧化劑,耐水性好 PE的成型特點(diǎn):成型前不可預(yù)熱,收縮大,易變形,冷卻時(shí)間長(zhǎng),成型效率不高,塑件有淺側(cè)凹可強(qiáng)制脫模 PE材料在模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng):澆注系統(tǒng)應(yīng)盡快保證充型,須設(shè)冷卻系統(tǒng),使用溫度一般為<800C PE材料的品種多，根據(jù)塑件的要求及特點(diǎn)，我們選用低密度聚乙烯來(lái)作為注塑材料 PE材料的品種很多，在此低密度聚乙烯（LDPE

20、）作為塑件的注塑材料。LDPE是在高溫和特別高的壓力下通過(guò)典型的自由基聚合過(guò)程得到的。早在20世紀(jì)40年代初，LDPE已用于電線包覆，是PE家族中最早出現(xiàn)的產(chǎn)品。LDPE綜合了許多優(yōu)良的性能，如透明性、封合性、易于加工，是當(dāng)今聚合物工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的材料之一。 LDPE通常可采用管式和釜式反應(yīng)器兩種生產(chǎn)工藝制備，聚合時(shí)壓力為（150～350）Mpa，聚合溫度在150～260℃之間，并加入適量的引發(fā)劑。 與其他工藝過(guò)程得到的線性PE不同，高壓自由基聚合歷程易發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移，得到的聚合物存在大量的支鏈結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)使LDPE具有透明、柔順，易于擠出等特定性能。通過(guò)控制平均相對(duì)分子質(zhì)量（MW）、結(jié)晶

21、度和相對(duì)分子質(zhì)量分布（MWD），可以是LDPE樹脂獲得多種應(yīng)用。 聚合物的平均相對(duì)分子質(zhì)量是用組成聚合物的所有分子鏈的平均尺寸來(lái)表達(dá)的，為方便起見(jiàn)，在塑料工業(yè)中采用熔體流動(dòng)速率（MFR）作為平均相對(duì)分子質(zhì)量的量度，MFR的單位為g/10min，MFR的值與平均相對(duì)分子質(zhì)量的大小成反比。 LDPE的結(jié)晶度與樹脂中的短支鏈的含量有關(guān)，結(jié)晶度通常為30%～40%，結(jié)晶度的提高是LDPE的剛性、耐化學(xué)藥品性、阻隔性、拉伸強(qiáng)度和耐熱性增加。而沖擊強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和耐應(yīng)力開裂性能降低。 1.2.2 PE的注射成型工藝參數(shù): 密度（g/cm）： 0.910`~0.925 計(jì)算收縮率（%

22、）：0.3~0.8 預(yù)熱溫度（℃）： 70~80 預(yù)熱時(shí)間（h）： 1~2 料筒溫度（℃） 前段 170~200 后段 140~160 模具溫度（℃）： 35~55 注射壓力（MPa）：60~100 成型時(shí)間（s）： 注射時(shí)間 15~60 高壓時(shí)間 0~3 冷卻時(shí)間 20~90 總周期 50~160 適應(yīng)注射機(jī)類型： 柱塞式 2.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)

23、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。 2.1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。 2.2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

24、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。 2.3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。 2.4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)

25、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3.1至3.4形成了一個(gè)循環(huán)，就完成了一次成型乃至很多塑件 3 注塑設(shè)備的選擇 3.1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 所以v=14cm 因?yàn)镻E的密度為0.925g /cm 該產(chǎn)品m=0.92514=13g。 3.2 選擇注塑機(jī) 根據(jù)《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-125螺桿式

26、注射機(jī)，其參數(shù)如下： 額定注射量：125 螺桿直徑：42mm 注射壓力：150Mpa 鎖模力：900KN 模板行程：300mm 模具最大厚度：300mm 模具最小厚度：200mm 模板尺寸：450420mm 拉桿空間：260290mm 定位孔直徑：100mm 合模方式：液壓—機(jī)械 4 塑料件的工藝尺寸的計(jì)算 1.型芯設(shè)計(jì) 1）、型芯的尺寸計(jì)算 a)、型芯的尺寸按以下公式計(jì)算 D=〈〔1+〕d+xΔ〉 式中D—型芯外徑尺寸 d—塑件內(nèi)形尺寸 Δ—塑件公差 —塑料平均收縮率 —成形零件制造公

27、差,取Δ/2。 2.型腔設(shè)計(jì) 1）、型腔徑向尺寸按以下公式計(jì)算 D=〈〔1+〕d－xΔ〉 式中D—型腔的內(nèi)形尺寸 d—塑件外形基本尺寸 Δ— 塑件公差 —塑料平均收縮率 —成形零件制造公差,取Δ/2。 2)、型腔深度尺寸按以下公式計(jì)算 = 式中—型腔深度 —塑件外形高度尺寸 Δ— 塑件公差 —塑料平均收縮率 —成形零件制造公差,取 3.由于該產(chǎn)品不是透明的，所以型芯的表面粗糙度要求不需那么高。一般取Ra1.6,在機(jī)床上加工就可以直接投入使用，不需要經(jīng)過(guò)其它的特殊加工?？紤]模具的修模以及型芯的磨損，在精度范圍內(nèi)，型芯尺寸盡量取大值。而型腔則取大值

28、，型腔的表面粗糟將決定產(chǎn)品的外觀，因此型腔的表面粗糙度則要求較高，一般取Ra0.8～0.4。在本次設(shè)計(jì)中，型腔取Ra0.8。 4.X——綜合修正系數(shù)（考慮塑料收縮率的偏差和波動(dòng)，成型零件的磨損等因素），塑件精度低、批量較小時(shí)，X取1/2；塑件精度高、批量比較大，X取3/4，根據(jù)設(shè)計(jì)要求取X為0.5。 9、型腔、型芯工作尺寸的計(jì)算 要計(jì)算型芯、型腔的工作尺寸，必先確定塑件的公差及模具的制造公差。根據(jù)要求塑件精度取五級(jí)精度。根據(jù)塑料制件公差數(shù)值表（SJ1372—78）塑件在五級(jí)精度下，基本尺寸對(duì)應(yīng)的尺寸公差如下： 基本尺寸㎜ 公差㎜ 基本尺寸㎜ 公差㎜ ＜3 0.16 3~6

29、 0.18 6~10 0.20 10~14 0.22 14~18 0.24 18~24 0.28 24~30 0.32 30~40 0.36 40~50 0.40 50~65 0.46 65~80 0.52 80~100 0.60 100~120 0.68 1、型腔：寬度方向d=65；取=0.8-0.3%/2=0.25%（以下收縮率都取0.25%） D=[（1+0.0025）65－0.50.60]=64.86 長(zhǎng)度方向 d2’=88; D2’=[（1+0.0025）88－0.50.68]=87.88 2、

30、型腔深度：H=13 ; X=0.4 H=[(1+0.0025) 13+0.40.18]=13.1045 3、型芯： 1）寬度方向d=65 D=[（1+0.0025）65+0.50.60]=64.86 2）長(zhǎng)度方向d=88 D=[（1+0.0025）88+0.50.68]=87.88 10、型腔壁厚計(jì)算 1.型腔的強(qiáng)度及剛度要求 塑料模具型腔的側(cè)壁和底壁厚度計(jì)算是模具設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的問(wèn)題，尤其對(duì)大型模具更為突出。目前常用的計(jì)算方法有按強(qiáng)度條件計(jì)算和按剛度條件計(jì)算兩類，但塑料模具要求既不許因強(qiáng)度不足而發(fā)生明顯變形，甚至破壞，也不許剛度

31、不足而變形過(guò)大的情況，因此要求對(duì)強(qiáng)度和剛度加以考慮。對(duì)于型腔主要受到的力是塑料熔體的壓力，在塑料熔體的壓力作用下，型腔將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力及變形。如果型腔側(cè)壁和底壁厚度不夠。當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過(guò)材料的許用應(yīng)力時(shí)，型腔發(fā)生強(qiáng)度破壞，與此同時(shí)，剛度不足則發(fā)生彈性變形，從而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，將影響塑件成型質(zhì)量，所以模具對(duì)強(qiáng)度和剛度都有要求。 但是，實(shí)踐證明，模具對(duì)強(qiáng)度和剛度的要求并非同時(shí)兼顧，對(duì)大型腔，按剛度條件，對(duì)小型腔則按強(qiáng)度條件計(jì)算即可。（在本設(shè)計(jì)中按強(qiáng)度條件來(lái)計(jì)算） 1） 對(duì)長(zhǎng)方形型腔壁厚和底板厚度的計(jì)算 a、型腔底板厚度： 式中——型腔內(nèi)塑料熔體的壓力（MPa），一般取25~45MP

32、a L——型腔側(cè)壁邊長(zhǎng)（mm） b——型腔寬度（mm） B——凹模寬度（mm） [σ]——材料的許用應(yīng)力，一般取100Mpa ——型腔側(cè)壁長(zhǎng)邊尺寸（mm） =58.65mm 由于根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架查得定模板的厚度為60mm，綜合各方面考慮，現(xiàn)確定定模板厚為60mm，可以滿足型腔的強(qiáng)度要求。 b、確定型腔的壁厚 型腔寬度 鑲拼式腔壁厚 40 9 ＞40～50 9～10 ＞50～60 10～11 ＞60～70 11～12 ＞70～80 12～13 ＞80～90 13～14 ＞90～100 14～15 ＞

33、100～120 15～17 ＞120～140 17～19 ＞140～160 19～21 5 分型面的設(shè)計(jì) 分型面的位置要有利于模具加工，排氣、脫模及成型操作，塑料制件的表面質(zhì)量等。外表質(zhì)量：分型面最好不選在制品光亮平滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處，方便脫模，制件留在動(dòng)模邊：從制件的推出裝置設(shè)置方便考慮。包緊力大的，芯應(yīng)設(shè)在動(dòng)模邊而將凹模放在定模邊包緊力小且不能確切判斷留向的將型芯和凹模的主要部分都設(shè)在動(dòng)模邊對(duì)型芯無(wú)包緊力，對(duì)凹模粘附力較大的，將粘附力較大的設(shè)在動(dòng)模邊同心度要求：要求同心的部分放在模具分型面的同一側(cè)。排氣：當(dāng)分型面作為主要排氣面時(shí) 料流的末端應(yīng)在分型面上以利

34、排氣。該模具設(shè)計(jì)的分型面設(shè)計(jì)如圖所示： 6 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 每副模具都只能安裝在與其相適應(yīng)的注塑機(jī)上進(jìn)行生產(chǎn)，因此模具設(shè)計(jì)與所用的注塑機(jī)關(guān)系十分密切。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)校核注塑機(jī)的一些技術(shù)參數(shù) 5.2.1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=0.8125=100 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：14+72 所以=100<86 故合格 5.2.2鎖模力的校核 由 查《

35、模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表6-5PE塑料成型時(shí)的注射壓力=60~80Mp pF 式中 p——塑料成型時(shí)型腔壓力，PE塑料的型腔壓力p=80Mpa 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=（88*62）=5456 pF=805456=436KN 因?yàn)?900KN> pF=436KN 故合格 5.2.3注射機(jī)安裝模具部分的尺寸校核 噴嘴尺寸：噴嘴尺寸與澆口套相適應(yīng)，澆口套是根據(jù)噴嘴尺寸來(lái)設(shè)計(jì)的； 定位環(huán)尺寸：定位環(huán)高度10mm，直徑100mm（與定位孔相配合）； 模具厚度：

36、Hmin=200mm

37、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。 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。導(dǎo)柱導(dǎo)套的具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)裝配圖 8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)，它是主由流道、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

38、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。該次模具設(shè)計(jì)采取直澆口入澆模式故只需設(shè)計(jì)主流道即可 主流道設(shè)計(jì) 主流道是澆注系統(tǒng)中從注塑機(jī)噴嘴與模具的部位開始，到分流道為止的塑件熔體的流通通道。在注塑

39、機(jī)上，主流道垂直分型面。為了使凝料從其中順利推出，需設(shè)計(jì)成圓錐形，錐角為20~60，表面粗糙度Ra<0.8μm,主流道部分在成型過(guò)程中，其小端入口處與注塑機(jī)及一定溫度、壓力的塑料熔體要冷熱交替反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料的要求較高，因而模具的主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆。一般采用碳素工具鋼即T8A、T10A等。把它熱處理到53~57HRC。取主流道的球面半徑為15.5mm.澆口套大體結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示： 9 排氣系統(tǒng)和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9.1 排氣系統(tǒng) ABS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

40、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。 9.2 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)需要考慮模具的結(jié)構(gòu)、塑件的尺寸和壁厚、鑲塊的位置、熔接痕的產(chǎn)生位置等。 （1）塑件厚度均勻，冷卻通道至型腔表面的距離相等，亦即冷卻通道的排列與型腔的形狀相吻合，塑件壁厚處冷卻通道應(yīng)靠近型腔，間距要小

41、以加強(qiáng)冷卻。一般冷卻通道與型腔表面的距離大于10mm，為冷卻通道直徑的1～2倍。 （2）在模具結(jié)構(gòu)允許的前提下，冷卻通道的孔徑盡量大，冷卻回路的數(shù)量盡量多，以保證冷卻均勻。 （3）為防止漏水，鑲塊與鑲塊的拼接處不應(yīng)設(shè)置冷卻通道，并注意水道穿過(guò)型芯、型腔與模板接縫處時(shí)的密封以及水管與水嘴連接處的密封，同時(shí)水管接頭部位設(shè)置在不影響操作的方向，通常在注射機(jī)的北面。 （4）澆口處應(yīng)加強(qiáng)冷卻。由于澆口附近溫度最高，通常可使冷卻水先流經(jīng)澆口附近，再流向澆口遠(yuǎn)端。 （5）降低入水與出水的溫度差，避免模具表面冷卻不均勻。 （6）冷卻通道要避免接近塑件熔接痕的生產(chǎn)位置，以免降低塑件的強(qiáng)度。 （7）冷

42、卻通道內(nèi)不應(yīng)有存水和產(chǎn)生回流的部位，應(yīng)避免過(guò)大的壓力降。冷卻通道直徑的選擇要易于加工清理，一般為6～12mm?？紤]到模具的結(jié)構(gòu)，本次設(shè)計(jì)將冷卻水道開設(shè)在定模上，取6mm 經(jīng)過(guò)以上分析我們可以設(shè)計(jì)運(yùn)水道如圖所示（虛線示意位置為水道位置）： 10 繪制裝配圖 運(yùn)用Auto CAD軟件，按照上述幾章設(shè)計(jì)的尺寸，繪制模具裝配總圖及各零件圖?？傃b配圖按照0#圖紙繪制，零件圖則按照3#等圖紙繪制。圖樣幅面應(yīng)符合國(guó)家(GB4457.1-84)標(biāo)準(zhǔn)。 先繪制裝配草圖，經(jīng)指導(dǎo)老師認(rèn)可，才進(jìn)行正式圖的繪制。繪圖過(guò)程中嚴(yán)格按照國(guó)標(biāo)制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制。 裝配圖應(yīng)用足夠說(shuō)明模具構(gòu)造的投影圖及必要的剖面圖、剖

43、視圖，一般主視圖和俯視圖對(duì)應(yīng)繪制。還要注明必要尺寸，如模具高度、輪廓尺寸、開模行程以及裝配保證的有關(guān)尺寸和精度。畫出工件圖，填寫詳細(xì)的零件明細(xì)表和技術(shù)要求。裝配結(jié)構(gòu)圖（主視圖）如圖： 模具零件材料的選取 大部分零件材料選用的45#。模具零件材料選取如表 模具零件材料 總結(jié) 通過(guò)這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面、太偏激了。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。下面我對(duì)整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程做一下簡(jiǎn)單的總結(jié)。 第一，接到任務(wù)以后進(jìn)行選題。選題是畢業(yè)設(shè)計(jì)的開端，選

44、擇恰當(dāng)?shù)摹⒏信d趣的題目，這對(duì)于整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)是否能夠順利進(jìn)行關(guān)系極大。好比走路，這開始的第一步是具有決定意義的，第一步邁向何方，需要慎重考慮。否則，就可能走許多彎路、費(fèi)許多周折，甚至南轅北轍，難以到達(dá)目的地。。因此，選題時(shí)一定要考慮好了。 第二，題目確定后就是找資料了。查資料是做畢業(yè)設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備工作，好的開端就相當(dāng)于成功了一半，到圖書館、書店、資料室去雖說(shuō)是比較原始的方式，但也有可取之處的。總之，不管通過(guò)哪種方式查的資料都是有利用價(jià)值的，要一一記錄下來(lái)以備后用。 第三，通過(guò)上面的過(guò)程，已經(jīng)積累了不少資料，對(duì)所選的題目也大概有了一些了解，這一步就是在這樣一個(gè)基礎(chǔ)上，綜合已有的資料來(lái)更透徹

45、的分析題目。 第四，有了研究方向，就應(yīng)該動(dòng)手實(shí)現(xiàn)了。其實(shí)以前的三步都是為這一步作的鋪墊。一步步地做下去之后，你會(huì)發(fā)現(xiàn)要做出來(lái)并不難。 此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。 在此要感謝我的指導(dǎo)老師對(duì)我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我的幫助。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生

46、活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富 參考文獻(xiàn) 1、馮炳堯、韓泰榮、蔣文森 編，模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)，上海科學(xué)技術(shù)出版社，1998年第二版； 2、黨根茂、駱志斌、李集仁 編著 模具設(shè)計(jì)與制造 西安電子科技大學(xué)出版社 2001年 3、馮曉曾、李士瑋、武維揚(yáng)、何世禹 編著 模具用鋼和熱處理 機(jī)械工業(yè)出版社，1982年。 4、中國(guó)紡織大學(xué)工程圖學(xué)教研室 編，畫法幾何及工程制圖，上海科學(xué)技術(shù)出版社，1980年第二版； 5、金滌塵、宋放之主編，現(xiàn)代模具制造技術(shù)，機(jī)械工業(yè)出版社，2001。 6、吳宗澤主編，機(jī)械設(shè)計(jì)，高等教育出版社，2001。 7、王勻主編，Pro/e Wildfire模具設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)出版社，2005。 8、屈華昌主編，塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)出版社，2005。 9、史鐵梁主編，模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)，機(jī)械工業(yè)出版社，2005。 10、楊占堯 自柳主編， 《塑料模具典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例》．化工公業(yè)出版社，2008 11、鄒維強(qiáng)編著，《塑料模具典型圖冊(cè)》．模具制造雜志社，2006 12、戴永清編著，《Pro∕ENGINEER數(shù)控加工實(shí)例教程》[M]．清華大學(xué)出版社。 26