洗衣機(jī)平衡環(huán)注塑模具設(shè)計(jì)-塑料注射模含NX三維及8張CAD圖.zip,洗衣機(jī),平衡,注塑,模具設(shè)計(jì),塑料,注射,NX,三維,CAD 洗衣機(jī)平衡環(huán)注塑模具設(shè)計(jì) 摘 要 根據(jù)此次設(shè)計(jì)的洗衣機(jī)平衡環(huán)，清楚它的用途，并通過(guò)對(duì)塑料件的工藝分析，合理的采用一模一，側(cè)澆口進(jìn)澆，海天530XB型號(hào)的注射機(jī)型號(hào)等等，利用計(jì)算機(jī)畫模具總裝圖以及模具的零件圖，并且采用UG繪制3D模具圖。附上說(shuō)明書，通過(guò)用簡(jiǎn)略的文字說(shuō)明，簡(jiǎn)潔明了的圖紙以及計(jì)算等，根據(jù)這些信息做出合理的注塑模具設(shè)計(jì)。 通過(guò)使用UG進(jìn)行建模，了解整套模具最核心部分的大體結(jié)構(gòu)；然后對(duì)塑件的工藝性進(jìn)行分析，在滿足經(jīng)濟(jì)性的條件下，確定各項(xiàng)參數(shù)，包括材料、成型設(shè)備、一模幾腔等。再就是確定分型面的位置，型芯的尺寸、型腔的尺寸、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的選用和推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，確定定模板等各模板的厚度。通過(guò)對(duì)各項(xiàng)參數(shù)的計(jì)算和校核，保證模具可以制造出來(lái)和正常使用，確保洗衣機(jī)平衡環(huán)模具的可行性。 關(guān)鍵詞： 洗衣機(jī)平衡環(huán)；一模一；側(cè)澆口進(jìn)澆；海天530XB；注射機(jī)；注塑模具 1 Abstract According to the design of the washing machine balance ring, clear its purpose, and through the analysis of the process of plastic parts, the first mock exam with a reasonable one, side gate gate, Haitian 530XB type injection machine models and so on, using the computer to draw the mold assembly diagram and mold parts diagram, and using UG 3D drawing die drawing. Enclosed with instructions, we can make reasonable injection mold design based on these information by simple text, concise and clear drawings and calculations. Modeling by using UG, understand the general structure of the core part of the whole mold; then the plastic parts of the process analysis, in meet the economic conditions, to determine the parameters, including materials, molding equipment, the first mock exam several cavity. It is to determine the position of the parting surface, the size of the core, the size of the cavity, the selection of the guiding mechanism and the design of the mechanism, so as to determine the thickness of the template and other templates. By calculating and checking various parameters, the mold can be manufactured and used normally, so as to ensure the feasibility of the balancing ring mold of the washing machine. Keywords: washing machine balancing ring; the first mock exam; side gate runner; Haitian 530XB; injection machine; injection mold III 目 錄 摘 要 I Abstract II 第一章 緒論 1 1.1 塑料簡(jiǎn)介 1 1.2 注塑成型及注塑模 1 第二章 塑件材料基本特性分析 4 第三章 塑件的工藝分析 6 3．1 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 3．2 塑件尺寸及精度 7 3．3 塑件表面粗糙度 8 3．4 塑件的重量 8 第四章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定 10 4．1注射成型工藝過(guò)程分析 10 4．2 澆口種類的確定 11 4．3 型腔數(shù)目的確定 11 4．4 注射機(jī)的選擇和校核 11 4.4.1 注射量的校核 12 4.4.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 13 4．4．3 注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 13 第五章 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 5．1 分型面的設(shè)計(jì) 15 5．2 型腔的布局 15 5．3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16 5．3．1 澆注系統(tǒng)組成 16 5．3．2 確定澆注系統(tǒng)的原則 17 5．3．3 主流道的設(shè)計(jì) 17 5．3．4 分流道的設(shè)計(jì) 19 5．3．5 澆口的設(shè)計(jì) 19 5．3．6 冷料穴的設(shè)計(jì) 20 5．4 注射模的成型零部件設(shè)計(jì) 20 5．4．1 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21 5.4.2 凹模的設(shè)計(jì) 21 5.4.3 凸模的設(shè)計(jì) 22 5．4．4 成型零部件的工作尺寸的計(jì)算 22 5．5 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 24 5．6 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 25 5．6．1 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則 25 5．6．2 脫模機(jī)構(gòu)類型的選擇 25 5．6．3 推板機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì) 25 5．7 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 26 5．7．1 溫度的調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 27 5．7．2 冷卻系統(tǒng)之設(shè)計(jì)規(guī)則 27 5．8 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 28 5．9 模架及標(biāo)準(zhǔn)件的選用 28 第六章 模具材料的選用 30 6．1 成型零件材料選用 30 6．2 注射模用鋼種 30 總 結(jié) 31 致 謝 32 參 考 文 獻(xiàn) 33 V 第一章 緒論 近幾年來(lái)，塑料模具的設(shè)計(jì)與制造與日俱增，發(fā)展的十分迅速。我國(guó)的塑料模具的發(fā)展，也日益受到國(guó)人的關(guān)注。模具在日常生產(chǎn)中，也擔(dān)當(dāng)了最基本的設(shè)備。在汽車、航天、機(jī)械、電子、日常用品、建筑、和通訊設(shè)施等產(chǎn)物中，大多數(shù)的零部件都是靠模具成型的。 塑料模具出產(chǎn)的制品具備精度等級(jí)高、通用性高、成型周短，可以達(dá)到互換性。塑料模具可以說(shuō)是量產(chǎn)的基礎(chǔ)設(shè)施，量產(chǎn)的結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出模具的本身價(jià)值，既可以達(dá)到高效性，也可以降低人工消耗。塑料模具無(wú)疑是工業(yè)領(lǐng)域中無(wú)法替代的產(chǎn)業(yè)，這是一種高效節(jié)能且具有高新技術(shù)的臺(tái)柱產(chǎn)業(yè)。 1.1 塑料簡(jiǎn)介 塑料以樹脂為主要原料的高分子材料，它在一定區(qū)域內(nèi)的溫度和壓力下具備流動(dòng)性。能夠被模塑成型為一些的幾何形狀和尺寸，并在成型固化的過(guò)程后保持其既得到了形狀而又不發(fā)生變化。 塑料有許多優(yōu)良的性能，廣泛的應(yīng)用在現(xiàn)代工業(yè)和日常生活的各個(gè)領(lǐng)域，它具備密度小，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，減振隔音性能優(yōu)等等諸多優(yōu)點(diǎn)。此外，一些塑料還具備抗靜電、抗潮、抗輻射和阻燃等一些獨(dú)有的性能。 塑料可以代替一些生活中的木材、皮料和金屬的功效，慢慢的成為每個(gè)行業(yè)不可或缺的新新原材料。在現(xiàn)實(shí)生活和生產(chǎn)中，塑料已是每種行業(yè)難以缺少的產(chǎn)品。 1.2 注塑成型及注塑模 將塑料成品的出產(chǎn)方法有許多，最常見的有注射，擠出，壓縮，壓注，吹塑等等成型方法。其中，工業(yè)中塑料成型中最為經(jīng)常應(yīng)用的方法便是注塑成型。氟塑料除外，基本全部的熱塑性材料都能采取這種方法成型的。它具備生產(chǎn)周期短，能夠成型一些外觀形狀復(fù)雜的、精度高的零件，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)等等一些長(zhǎng)處。 所以注塑被廣泛用在成型制件的生產(chǎn)中，據(jù)統(tǒng)計(jì)，注塑產(chǎn)品成型的生產(chǎn)占了全部塑料成型生產(chǎn)接近百分之三十。由于注射成型的設(shè)備價(jià)格及模具制造成本過(guò)高，故不適合單件及批量較小的塑料制件的生產(chǎn)。 若需清楚的明白注塑成型，我們首要的任務(wù)是先清楚一些注射機(jī)的最基礎(chǔ)知識(shí)，注射成型的主要基礎(chǔ)設(shè)備是注射機(jī)，依靠此設(shè)備將膠粒狀或者粉狀塑料原材料通過(guò)加壓和加熱等工序進(jìn)行注射。塑料的注射成型使用的最基礎(chǔ)也是最重要的設(shè)備是注射機(jī)，根據(jù)注塑機(jī)的外形，可分為立式注塑機(jī)、臥式注塑機(jī)、直角式注塑機(jī)三種，都是由注射裝置、鎖模裝置、脫模裝置，模板機(jī)架系統(tǒng)等等組成。 注射成型的原理是根據(jù)塑料的可塑性和可擠壓性。第一步先將疏松的顆粒狀或粉末狀的原材料從注射機(jī)上的料斗倒送至注射機(jī)筒中熔融然后塑化，使其成為粘流狀態(tài)的時(shí)候，接著通過(guò)加壓推動(dòng)柱塞或者螺桿，以規(guī)定的流速注射到較低溫度的閉合模具中，然后冷卻、保壓、定型之后，打開模具即可從模腔中脫出生產(chǎn)規(guī)定要求的塑料成品件。 注射成型生產(chǎn)中所使用的模具稱為注射模，其是實(shí)現(xiàn)注射成型大、小批量生產(chǎn)的工藝設(shè)備。注射模的品種有很多，其中包括和塑料品種、塑件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、注射機(jī)的品種等許多的因素有關(guān)聯(lián)。定模、動(dòng)模構(gòu)成它的基本結(jié)構(gòu)。在注射機(jī)固定板的一端是定模部分，在注射機(jī)移動(dòng)模板的一端是動(dòng)模部分，隨后它隨注射機(jī)的合模系統(tǒng)一起運(yùn)動(dòng)。 注射模、塑料物料和注射機(jī)經(jīng)過(guò)注射成型工藝關(guān)聯(lián)在一起。注射成型工藝中的核心問(wèn)題是采取一切措施得到優(yōu)良的熔融體，讓它注射到模具的型腔中，冷卻成型，讓塑料件有好的質(zhì)量。注射機(jī)和塑料模的結(jié)構(gòu)確定后，選擇和控制一些注射成型工藝，決定了成型質(zhì)量。注射成型具有三大工藝條件壓力、溫度、時(shí)間是注射成型的三大工藝條件。在成型當(dāng)中，特別是精密制件的成型，建立一組最佳的成型工藝條件是不容易的，因?yàn)橛刑嗟某尚蜅l件的影響，有制件成品的外形、塑料模具的結(jié)構(gòu)、注射設(shè)備、原材料、生產(chǎn)條件波動(dòng)及環(huán)境的溫度等等。 塑料模具的設(shè)計(jì)不單單要采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的技術(shù)，而且還要采用計(jì)算機(jī)的模擬分析軟件CAE技術(shù)，這是在實(shí)際生產(chǎn)中不可缺少的環(huán)節(jié)。在正式投產(chǎn)前，設(shè)計(jì)人員根據(jù)一定的專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)開發(fā)設(shè)計(jì)模具，并在模具制造后將模具裝配完畢后，平常是需要對(duì)新開發(fā)出的模具進(jìn)行商討涉及改動(dòng)后，在通過(guò)幾次試模，收集并發(fā)現(xiàn)記錄相關(guān)問(wèn)題后，不僅僅要對(duì)塑模本身設(shè)置新的工藝參數(shù)，甚至還要在修改塑料產(chǎn)品和塑模的設(shè)計(jì)中的工藝參數(shù)，這必將加多了生產(chǎn)的成本，延長(zhǎng)了產(chǎn)品與模具設(shè)計(jì)開發(fā)的周期。 據(jù)調(diào)查當(dāng)前國(guó)際市場(chǎng)上流行的，使用范圍最廣泛的注射模流動(dòng)模擬分析軟件包括澳大利亞的MOLDFLOW、美國(guó)的CFLOW、華中科技大學(xué)的H-FLOW等等。這當(dāng)中的MOLDFLOW軟件包括三個(gè)部分：MOLDFLOW PLASTICS ADVISERS （產(chǎn)品優(yōu)化顧問(wèn)，縮稱MPA），MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT （注射成型模擬分析，縮稱MPI），MOLDFLOW PLASTICS XPERT （注射成型進(jìn)程控制專家，縮稱MPX）。 采取CAE的模擬分析技術(shù)，可以簡(jiǎn)化試模的工作量，甚至是取代了試模的工作，而且CAE的計(jì)算機(jī)輔助工程技術(shù)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到實(shí)際投產(chǎn)給了一個(gè)比較完善的方案。在模具生產(chǎn)制造加工前，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)注射的成型過(guò)程模流分析等分析，可以正確的表達(dá)出熔體的保壓情況，分子情況、冷卻情況等，以及十分明了了產(chǎn)品中的分子取向，應(yīng)力分布以及纖維的取向分布、產(chǎn)品的翹曲變形，收縮變形等情況，為設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)模具是提前找出錯(cuò)誤點(diǎn)，幫助他們對(duì)產(chǎn)品和塑模進(jìn)行修改，不然等到了試模才來(lái)修改模具，這不僅是對(duì)傳統(tǒng)的塑模設(shè)計(jì)方法的一次突破，而且對(duì)縮小甚至防止模具的返修率降低，也對(duì)產(chǎn)品塑料件的質(zhì)量以及成本進(jìn)行了降本增效等等，都有著深遠(yuǎn)的意義。 第二章 塑件材料基本特性分析 PP是指聚丙烯，全稱是Polypropylene，縮稱為PP。 聚丙烯的比重為0.9-0.95、成型收縮率為:1.2-2.0% 成型溫度：230-320℃ 干燥條件：110-120℃ 等。 PP可在 -60~120℃下長(zhǎng)期使用，它是一類分子鏈中，含有碳酸酯結(jié)構(gòu)的高分子化合物的總稱。聚丙烯實(shí)際上可以分為脂肪族，脂環(huán)族，芳香族等幾種類型。根據(jù)物料的成本、加工的性能和成型加工條件等方面綜合考慮，現(xiàn)有芳香族聚丙烯才具備工業(yè)價(jià)值，尤其是以雙酚A型聚丙烯最為重要。一般情況下，人們說(shuō)的聚丙烯是指雙酚 A 型聚丙烯。 聚丙烯的性能優(yōu)秀，特別在具備了突出的抗沖擊性，透明性，不錯(cuò)的強(qiáng)度和絕緣性，較寬的使用范圍（-60~120℃）等，是其它通用型工程樹脂不能比擬的。當(dāng)前全球的聚丙烯產(chǎn)能可以達(dá)到150萬(wàn)~180萬(wàn)噸/年，年均需求量為110萬(wàn)~142萬(wàn)噸，在全國(guó)經(jīng)濟(jì)中，包括電子、電氣、汽車、食品等等部門內(nèi)得到了覆蓋性的應(yīng)用，呈現(xiàn)出持續(xù)增長(zhǎng)的勢(shì)頭。目前，聚丙烯的應(yīng)用正快速地應(yīng)用到航空、航天、計(jì)算機(jī)、光盤等等很多高新的技術(shù)領(lǐng)域中。在汽車玻璃取材方面，也將變得多元化。 同時(shí)，聚丙烯還能和其他樹脂混合在一起形成的共混物，既能改善其耐磨性等缺點(diǎn)，也能在性能上會(huì)更加完善，(聚丙烯)PP 原材料性能抗沖擊能力強(qiáng)、尺寸穩(wěn)定性好、無(wú)色透明、抗腐蝕性、抗磨性好，但是PP的自潤(rùn)滑性能差，而且有一定應(yīng)力開裂的可能，在溫度高的情況下容易被水解，相溶性能比較差。 聚丙烯經(jīng)常用在一些細(xì)小零件、透明絕緣的零件以及抗沖擊的零件。 (聚丙烯)PP的成型性能： 1.熱穩(wěn)定性好,成型溫度的范圍較寬，本身的吸濕性小、粘性大，容易發(fā)生開裂的情況，成型的收縮率小，塑件在生產(chǎn)時(shí)需對(duì)成型的條件進(jìn)行細(xì)致的把關(guān)，至于退火處理可以根據(jù)情況來(lái)定。 2.融化后的流體溫度比較高，流動(dòng)性較小，在較大的制件，必須用加熱式的延伸噴嘴。 3.澆口須去大直徑的，流道均要根據(jù)粗短原則來(lái)設(shè)計(jì)，最好設(shè)置冷料穴，因?yàn)槠淅鋮s的速度比較快。 4.容易粘模、變形，當(dāng)原料溫度太低時(shí)會(huì)形成少料的情況，反之，則容易產(chǎn)生溢出邊等情況。而當(dāng)模具溫過(guò)低的時(shí)候其伸長(zhǎng)率、收縮率、耐沖擊的強(qiáng)度高，則耐壓能力低。如果當(dāng)模具溫度超過(guò)120度時(shí)塑料件的冷卻速度則會(huì)慢下來(lái)。 5.具有較好的加工性能和耐沖擊性，適用于電器和電氣元件。適用于薄膜，管子等產(chǎn)品，各種瓶類的直接吹塑產(chǎn)品等。流動(dòng)性要求較高的電氣元件、機(jī)械零件、燈具及燈罩，可采取吹塑成型的方式。 第 35 頁(yè) 共 40 頁(yè) 第三章 塑件的工藝分析 在塑模設(shè)計(jì)之前，需根據(jù)對(duì)塑件的工藝性如尺寸、結(jié)構(gòu)、形狀、表觀質(zhì)量以及精度等級(jí)等進(jìn)行仔細(xì)分析和研究，只有通過(guò)這樣的方式才能準(zhǔn)確的確定塑件制件所需的模具結(jié)構(gòu)和模具精度等等。 洗衣機(jī)平衡環(huán)塑料件如圖所示，具體的結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙，可見該塑件外觀結(jié)構(gòu)對(duì)稱，復(fù)雜程度一般，生產(chǎn)量大，要求中、低的模具成本，易成型，精度要求一般，可通過(guò)注塑的方式一次即可成型。 圖3-1 塑料件3D視圖 3．1 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）、脫模斜度 由于塑料產(chǎn)品會(huì)在冷卻過(guò)程中發(fā)生收縮的情況，因此它在脫模前會(huì)對(duì)模具的型芯有包緊力的作用。為了避免脫模的時(shí)候，過(guò)大的脫模力會(huì)造成制件表面的拉傷，與塑件脫模的平行方向上，在制件內(nèi)部表面和外部表面設(shè)置一個(gè)特定的角度，這稱為脫模斜度。 脫模斜度的大小和塑件的壁厚以及收縮率相關(guān)聯(lián)。如果脫模斜度太小時(shí)，不僅會(huì)讓制件尺寸成型困難，而且容易讓制件的表面受到破損或者損壞的危險(xiǎn)，脫模斜度太大時(shí)，雖然脫模非常容易，但是會(huì)對(duì)制件精度造成一定的影響，并且浪費(fèi)物料。 通常來(lái)說(shuō)塑料件脫模斜度大約是0.5～1.5，根據(jù)“注1”中所知，塑件材料PP的型腔脫模斜度為35～130/，型芯脫模斜度為30/～1 （2）塑件的壁厚 注射成型的生產(chǎn)中，塑料產(chǎn)品的壁厚有著不能磨滅的作用，因?yàn)樗芰袭a(chǎn)品的壁厚跟塑模充模的時(shí)候熔體流動(dòng)、冷卻凝固時(shí)的定型時(shí)間、成型的質(zhì)量、生產(chǎn)成本都是密切相關(guān)的。 在滿足使用要求的前提下，盡量使塑料件的壁厚小。因?yàn)檫^(guò)大的壁厚不僅會(huì)增加原材料消耗量以及提高生產(chǎn)的成本，更加重要的是這會(huì)延長(zhǎng)熔融液體在模腔內(nèi)的冷凝時(shí)間，從而使加長(zhǎng)塑件的成型周期，而且會(huì)產(chǎn)生縮孔、氣泡、凹陷等等缺陷問(wèn)題。如果塑料的壁厚太小話，則會(huì)使塑件的強(qiáng)度變差，可能在生產(chǎn)或者日常使用中，由于剛度不夠造成的開裂或者變形，這會(huì)影響塑模的生產(chǎn)設(shè)計(jì)中的裝配以及使用，甚至是塑料件整體報(bào)廢。并非全部的塑料產(chǎn)品中的壁厚越大越好，當(dāng)然也不能設(shè)計(jì)出薄厚不一致的情況，這樣會(huì)加速產(chǎn)品的變形甚至報(bào)廢。 塑件的壁厚一般取1～5，最常用的數(shù)值取2～3。該塑件壁厚均勻，在保證強(qiáng)度和表觀質(zhì)量的前提下，周邊和底部壁厚均為1左右。 （3） 、塑件的圓角 為了避免塑件的應(yīng)力集中，應(yīng)對(duì)塑模的充模特性進(jìn)行改善，適當(dāng)?shù)脑龃笠恍┻^(guò)渡的角度，在塑件有角度的地方采取過(guò)渡圓角的方法。 在一般情況下，塑件的各個(gè)連接角度處均設(shè)有半徑大于等于0.5～1的圓角。外圓弧的半徑應(yīng)大于塑件壁厚的0.5倍，內(nèi)圓角的半徑則是是壁厚的0.5倍。根據(jù)觀察，此塑料件表面圓角半徑和內(nèi)部轉(zhuǎn)彎處圓角較大，滿足塑件圓角取值要求。 （4）、孔 塑料制件上常常會(huì)有各種各樣的貫通孔和盲孔等等，根據(jù)理論上講，這些孔均可以通過(guò)一定的型芯來(lái)成型。但是當(dāng)孔的結(jié)構(gòu)性很復(fù)雜的時(shí)候，這會(huì)使一些粘度較大的熔體流動(dòng)困難，從而使得模具加工難度層層加大，生產(chǎn)成本提高，因此在塑件上設(shè)計(jì)孔時(shí)，應(yīng)該盡量采取簡(jiǎn)單的孔型。 有一定程度上，孔的周圍會(huì)產(chǎn)生熔接痕是因?yàn)槿垠w的分流作用，這會(huì)降低了空的強(qiáng)度，故對(duì)孔的設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮孔與孔之間的距離和孔與制件邊緣的距離大于孔徑，而且在孔的周邊應(yīng)增加壁厚，以保證塑件的強(qiáng)度和剛度。 3．2 塑件尺寸及精度 在一些適宜的設(shè)備和工藝條件下流動(dòng)性好的塑料可以成型一些大尺寸的制件，反之成型出的制品尺寸就比較小。從節(jié)省材料的角度出發(fā)，一般會(huì)把制件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的盡量緊湊一些，以便讓制件的外形和尺寸玲瓏些。根據(jù)3D圖紙分析，該塑件的材料為PP，流動(dòng)性能較好，可以適用在不同尺寸的制件上。 不能按照金屬的公差等級(jí)確定精度等級(jí)。塑件制件的尺寸和塑料制品的公差數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定。根據(jù)任務(wù)書和圖紙要求，因本次塑料制件的產(chǎn)品尺寸達(dá)不到MT1的制造精密塑件登記，所以均采用常用的MT3級(jí)精度，未標(biāo)注的均采用低精度公差MT5。 3．3 塑件表面粗糙度 塑料制件的外觀表面要求越高，表面粗糙度越低，從而使得模具表面粗糙度要比塑料制件的表面粗糙度低1-2級(jí)。表面粗糙度除了在成型中從工藝角度上考慮盡量防止云紋等缺點(diǎn)來(lái)保證外，更重要的是模具型腔的表面粗糙度。 根據(jù)塑料制品的表面粗糙度一般為Ra 0.02～1.25之間，模腔表面內(nèi)壁的表面粗糙度應(yīng)為塑料制件表面粗糙度的1/2，即是Ra 0.01～0.63。所以模具在使用的過(guò)程中因?yàn)樾颓坏哪p而使表面粗糙度持續(xù)的增加，所以應(yīng)該根據(jù)加工情況給以拋光復(fù)原的一個(gè)循環(huán)使用周期，提高塑件的表面粗糙度。 據(jù)圖紙要求可看出，此次設(shè)計(jì)的塑料產(chǎn)品的外表面的粗糙度明顯比起內(nèi)表面的粗糙度要高，故為Ra0.2，內(nèi)部為0.4。 3．4 塑件的重量 根據(jù)圖紙和設(shè)計(jì)的要求，在本次設(shè)計(jì)中，由于產(chǎn)品中的形狀比較復(fù)雜故，采用建模軟件估算的方法，在有關(guān)3D軟件中，利用UG分析質(zhì)量的分析，可以得測(cè)量得到塑件的模型體積，輸入原材料的密度和材質(zhì)，PP的密度為0.9，即可以得出該塑件制品的質(zhì)量為525.51克。 圖3-2 塑件體積測(cè)量 第四章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定 4．1注射成型工藝過(guò)程分析 根據(jù)塑料件的材料、結(jié)構(gòu)和質(zhì)量，確定塑料件的成型工藝過(guò)程為： 為了讓注射模充模的過(guò)程和產(chǎn)品質(zhì)量的保證，應(yīng)該對(duì)使用的設(shè)備和原料件作好下面幾項(xiàng)準(zhǔn)備工作。 （1）、成型前對(duì)原材料的預(yù)處理 檢測(cè)原料的水量的多少，表觀質(zhì)量是否完好，并且通過(guò)CAE分析測(cè)試原材料的流動(dòng)性，熱穩(wěn)定性和收縮率等等指標(biāo)，對(duì)原物料進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，由于PP（聚丙烯）的材料吸水率極低，所以成型前一般不必進(jìn)行干燥處理。如有必要，可在70 ～ 80 ℃的范圍內(nèi)下進(jìn)行干燥處理2～4 h。 （2）、料筒的清洗 在準(zhǔn)備用某些塑料之前，在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)塑料中如果有分解現(xiàn)象時(shí)，都必須對(duì)注射機(jī)進(jìn)行清洗。 清洗柱塞式的注射機(jī)料筒常常很困難，主要是因?yàn)橹搅贤矁?nèi)的存儲(chǔ)原料量較大而不容易對(duì)其轉(zhuǎn)動(dòng)，所以必須拆卸清洗或者采用專用料筒的方式來(lái)清洗。對(duì)于螺桿式注射機(jī)一般都是直接換料清洗，也可采取對(duì)空注射法來(lái)清洗。 （3）、脫模劑的選用 脫模劑是為了塑料制件容易從注塑模具中脫出，而噴涂在模具模腔內(nèi)表面上的一種噴劑。所以注射制品的脫模，主要根據(jù)合理的工藝條件和正確的注塑模具設(shè)計(jì)。在實(shí)際生產(chǎn)上中，為了順利脫模，經(jīng)常使用的脫模劑包括：硬脂酸鋅，液體石蠟（白油），硅油等等。對(duì)于PP（聚丙烯）材料，可選用硬脂酸鋅。 第二步: 注射成型過(guò)程 完整的注射成型過(guò)程包括加料、塑化、注射入模、穩(wěn)壓冷卻和脫模等幾個(gè)步驟。 第三步：制件的后處理 注射制品經(jīng)過(guò)脫?；蛑鴻C(jī)加工后，會(huì)對(duì)塑料制件進(jìn)行下一階段的處理，目的是為了消除制件內(nèi)的殘余內(nèi)應(yīng)力，從而提高制件的性能和改善尺寸的差異。 主要包括退火和調(diào)濕等處理方式。本次設(shè)計(jì)產(chǎn)品制件材料為PP（聚丙烯），故退火處理1～3小時(shí)。 4．2 澆口種類的確定 注塑模具中從注射機(jī)噴嘴開始到型腔為止的塑料流動(dòng)通道便是澆注系統(tǒng)。 澆口作用是將塑料熔體充滿模具型腔并使注射壓力傳遞到模具各個(gè)部分。澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口及冷料穴組成。其中包括澆口的設(shè)計(jì)與選擇恰當(dāng)與否直接關(guān)系制件能否完好的成型。由于本設(shè)計(jì)中塑料件外表面質(zhì)量要求較高，不能出現(xiàn)澆口痕跡，故選用側(cè)澆口進(jìn)澆。側(cè)澆口位于兩端的平面處進(jìn)澆，澆口被遮擋起來(lái)，并不影響表觀質(zhì)量。 側(cè)澆口的側(cè)傾角可以選擇在比較大的范圍內(nèi)根據(jù)塑件的具體形狀。側(cè)澆口的直徑與潛伏式澆口相同。引入的圓錐角α約取2°左右。司筒頂出結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單（采用兩板式模具結(jié)構(gòu)）且利于塑料流動(dòng)平衡， 能有效加強(qiáng)生產(chǎn)效率，并縮短成型周期，減少成型材料和塑件去澆口清理等工作，特別是對(duì)外形尺寸較小的產(chǎn)品。 4．3 型腔數(shù)目的確定 因?yàn)樵诒驹O(shè)計(jì)中采取側(cè)澆口，而且塑件的尺寸大，為了提高塑件成功概率，從生產(chǎn)效益來(lái)說(shuō)，并從經(jīng)濟(jì)型的生產(chǎn)角度開始，節(jié)約生產(chǎn)成本以及提高生產(chǎn)效率，復(fù)雜程度一般，故采用一模一腔，進(jìn)行加工生產(chǎn)。 4．4 注射機(jī)的選擇和校核 由于采用一模一腔，需要至少注射量為525.51x1=525.51g，流道水口廢料38g，總注塑量達(dá)到563.5g，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)為海天530XB。注射方式為螺桿式，其有關(guān)性能參數(shù)為： 表4-1 海天HTF530XB 型號(hào) 單位 530×A 530×B 530×C 參數(shù) 螺桿直徑 mm 75 80 90 理論注射容量 cm3 1749 1991 2519 注射重量PS g 1592 1812 2292 注射壓力 Mpa 205 180 142 注射行程 mm 397 螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 0~120 料筒加熱功率 KW 41.85 鎖模力 KN 5300 拉桿內(nèi)間距(水平×垂直) mm 820×820 允許最大模具厚度 mm 820 允許最小模具厚度 mm 350 移模行程 mm 820 移模開距(最大) mm 1640 液壓頂出行程 mm 200 液壓頂出力 KN 158 液壓頂出桿數(shù)量 PC 17 油泵電動(dòng)機(jī)功率 KW 55 油箱容積 l 1250 機(jī)器尺寸(長(zhǎng)×寬×高) m 8.7×2.3×2.7 機(jī)器重量 t 30 最小模具尺寸(長(zhǎng)×寬) mm 570×570 4.4.1 注射量的校核 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)塑件的質(zhì)量（g） --澆注系統(tǒng)需塑料的體積（g） 本設(shè)計(jì)中：n=1 525.51g =38g M=1x525.51+38=536.51g 注塑機(jī)額定注塑量為1991g 1991x0.8=1592.8g>536.51g 注射量符合要求 4.4.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 在注射成型時(shí)塑件的模具分型面上的投影面積是主要影響鎖模力的因素。如果這一個(gè)數(shù)值超出了注射機(jī)所允許的最大成型面積，則在成型過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)溢料現(xiàn)象，所以必須滿足以下的關(guān)系。 式中 n --型腔數(shù)目 --單個(gè)塑料件在模具分型面上的投影面積 --澆注系統(tǒng)在模具分型面中的投影面積 n=1 =63714 =6111 =2x63714+6111=69825 注射成型時(shí)必須有一個(gè)可靠的鎖模，故塑料熔體對(duì)型腔中的成型壓力與塑料件和澆注系統(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。即是： （）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 型腔內(nèi)通常為20-40MPa，一般制品為24-34MPa，精密制品為39-44MP （）P=69825X1.1X30X0.001=2304.22KN<（5300x0.8=4240KN） 鎖模力符合要求 4．4．3 注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 （1）、模具厚度（閉合高度） 模具閉合高度必須滿足以下公式 注射機(jī) 式中 --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470mm 350 < H < 850 符合要求 （2）開模行程（S）的校核 模具開模后是為了方便取出制件，要求有足夠的開模距離，所謂開模行程是指模具開合過(guò)程中動(dòng)模固定板的移動(dòng)距離。 由于注塑機(jī)的開模行程是有限的，所以關(guān)于設(shè)計(jì)模具時(shí)需校核所選注射機(jī)的開模行程，便于和模具的開模距離相適應(yīng)。對(duì)臥式注射機(jī)，其開模行程與模具總厚度有關(guān)，對(duì)于多分型面注射模應(yīng)有： 式中 --推出距離 --包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度 =（水口料的長(zhǎng)度+20~30） 本設(shè)計(jì)中 =820 = 35 mm =130+30=160mm 總的開模距離需要H=195mm 經(jīng)計(jì)算，符合要要求。 （3）、頂出裝置的校核 在設(shè)計(jì)模具推出機(jī)構(gòu)時(shí)，需校核注射機(jī)頂出的頂出形式，要注意在兩側(cè)頂出時(shí)模具司筒的面積應(yīng)能覆蓋注射機(jī)的雙頂桿，注射機(jī)的最大頂出距離要保證能將塑件從模具中脫出。 海天HTF530XB型注射機(jī)為兩側(cè)推出機(jī)構(gòu)可以滿足將模具脫出的要求。 第五章 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5．1 分型面的設(shè)計(jì) 將模具通過(guò)合適的方法分成兩個(gè)或多個(gè)可以分離的主要部分，它們的接觸表面分開的時(shí)候可以取出塑件以及澆注系統(tǒng)凝料，當(dāng)塑件成型時(shí)又必須接觸封閉，這樣接觸的表面稱為分型面，它是確定模具結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要因素，分型面可能只有一種選擇，也可能有幾種選擇。塑件完好的成型的決定因素是合理選擇分型面。 在分型面選擇時(shí)，要考慮以下幾個(gè)方面： 1）分型面在塑料件的外形最大輪廓處； 2）使塑件在開模后留在動(dòng)模上； 3）分型面的痕跡不會(huì)造成塑件的外觀缺陷； 4）澆注系統(tǒng)，特別是澆口能合理的安排； 5）推桿不會(huì)在塑件表面留下痕跡上； 6）使塑件易于脫模。 綜合考慮各方面因素，并根據(jù)本模具制品的外觀特征，在平面分型面，并選擇在塑件的最大的平面處，開模后塑料制品留在動(dòng)模一側(cè)。 圖5-1 分型面的選擇 5．2 型腔的布局 型腔的布局應(yīng)讓每個(gè)型腔都通過(guò)澆注系統(tǒng)從總的壓力中平均地分配到各個(gè)充模的區(qū)域,保證塑料熔融流體均勻的充滿到每個(gè)型腔中。這就盡量要求主流道和各個(gè)型腔的距離可能短一些，可以采取平衡流道的方法。 該型腔布局由圖所示。由于在本設(shè)計(jì)中塑料件是上下兩部分配合裝配使用，需要相同的注射工藝參數(shù)，以達(dá)到高的成功率，模具采用一模一腔.并采用側(cè)澆口的進(jìn)澆方式，以此求達(dá)到更好的澆注質(zhì)量。 圖5-2 型腔布局方式 5．3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是注射模中從主流道始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道，澆注系統(tǒng)可分為普通流道與無(wú)流道凝料兩種，本設(shè)計(jì)中采用的是普通側(cè)澆口澆注系統(tǒng)。 5．3．1 澆注系統(tǒng)組成 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 5．3．2 確定澆注系統(tǒng)的原則 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)該對(duì)下列有關(guān)因素考慮： a)、塑料的成型特性：在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)該適用于塑料的成型特性的要求，以求保證塑件質(zhì)量。 b)、塑模成型塑件的型腔數(shù)：在設(shè)置澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)注意塑模是一模一腔還是一模多腔，而澆注系統(tǒng)需根據(jù)型腔布局設(shè)計(jì)。 c)、塑件大小和形狀：據(jù)塑料件的大小，形狀和壁厚等等情況，考慮分型面的選擇的同時(shí)還需考慮對(duì)澆注系統(tǒng)的方式、進(jìn)澆口的個(gè)數(shù)和位置，還應(yīng)該注意避免流料直接沖擊嵌件等區(qū)域和應(yīng)該充分地估計(jì)可能會(huì)造成的質(zhì)量弊端和部位等問(wèn)題，從而選擇一些相應(yīng)的措施或留下修整的空間。 d)、塑料件的外觀：在安排設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的時(shí)候必須做到去除、修整進(jìn)澆口是否容易，且不會(huì)影響塑料件的外觀質(zhì)量。 e)、冷料：注射機(jī)間歇的過(guò)程中，要考慮消除噴嘴端部的冷料，避免其注入到型腔中，從而影響塑料件的質(zhì)量，所以在設(shè)置澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)該前鋒冷料的存儲(chǔ)等改進(jìn)辦法。 5．3．3 主流道的設(shè)計(jì) 流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)到接觸模具的部位起，到分流道為止的塑料熔體的通道。 （1） 主流道的尺寸 設(shè)計(jì)中選用的注射機(jī)為海天HTF530XB其噴嘴直徑為4，噴嘴球面半徑為16，根據(jù)圖所示，主流道各具體尺寸如下： 圖5-3 澆注系統(tǒng)與定位環(huán)、澆口套 （2） 主流道襯套的形式 選用如圖所示的這種類型的襯套，此類型可防止襯套在塑料熔體的反作用下被退出定模。設(shè)計(jì)中，襯套和定位圈設(shè)置成能裝配的不同零件，然后裝配固定在模板上，襯套與定模板的配合采用。 圖5-4 主流道襯套及其固定形式 （3） 主流道襯套的固定 主流道的澆口套的固定，采用M6X20L螺絲共2個(gè)，直接栓緊固定。 5．3．4 分流道的設(shè)計(jì) 主流道的末端和澆口間的塑料熔體的流動(dòng)通道就是分流道，分流道應(yīng)該可以保持較好的壓力傳遞以及填充的理想狀態(tài)。此次設(shè)計(jì)中因?yàn)樗芗挪急容^緊湊,故采用側(cè)澆口。如圖所示。 圖5-5 主流道和側(cè)澆口的位置 5．3．5 澆口的設(shè)計(jì) 澆口又叫進(jìn)料口，是連接型腔和分流道的通道。它有兩個(gè)功用：一是起著控制塑料熔體流入型腔的作用；另外一個(gè)是當(dāng)注射壓力撤銷后封鎖型腔，讓型腔中尚未固化的塑料不會(huì)倒流。工廠中，常常向的澆口形式有直接澆口，側(cè)澆口，點(diǎn)式澆口，扇形澆口，環(huán)形澆口等等。 澆口的位置選擇原則： 澆口位置設(shè)置的時(shí)候，必須考慮下面兩點(diǎn)： 1. 熔融的流體在模具的型腔內(nèi)時(shí)，其流動(dòng)的動(dòng)能損失是最小的。 1)流程(包括分支流程)為最短； 2)每股分流都可以大概的同一時(shí)間充模到最遠(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。 為了使制件表面的質(zhì)量沒(méi)有明顯的痕跡，故本次設(shè)計(jì)采取側(cè)澆口的形式。 5．3．6 冷料穴的設(shè)計(jì) 主流道的末端，儲(chǔ)存塑料制件中所出現(xiàn)的固化冷料便是冷料穴。因?yàn)樽钤缌魅氲乃芰弦蚪佑|了溫度低的模具后致使料溫下降，如果這部分溫度下降的塑料流到型腔內(nèi)，肯定會(huì)影響塑料產(chǎn)品的質(zhì)量，為避免這種問(wèn)題的發(fā)生，故必須在主流道末端處設(shè)置冷料穴以便將這部分冷料存留起來(lái)。 一般情況下，冷料穴開設(shè)在動(dòng)模板上，它的直徑和主流道直徑相同或者略大一些，這里取為，保證冷料穴體積大于冷料體積。冷料穴的形式有許多，本次設(shè)計(jì)采取倒錐形的冷料穴拉出主流道凝料的形式。它與推桿配用，在開模時(shí)候?qū)⒗淞涎ㄍㄟ^(guò)內(nèi)部的冷料先把主流道凝料拉出定模，隨后在推桿的作用下將冷料和和主流道凝料隨制品一起被頂出動(dòng)模。 5．4 注射模的成型零部件設(shè)計(jì) 在模具閉合時(shí)用于填充塑料的成型制件空間稱為型腔。構(gòu)成模具型腔的零部件被稱為成型零部件。一般包括凹模、凸模、鑲塊等等。成型的零部件是直接與塑料相接觸的，承受著塑料熔體的部分壓力，這決定著塑件形狀和精度，所以成型零部件的設(shè)計(jì)是注射模具設(shè)計(jì)的重要部分。 在注射成型過(guò)程中成型件需經(jīng)常承受溫度的壓力和塑料熔體對(duì)它的沖擊力和摩擦力的作用下，長(zhǎng)期工作后會(huì)產(chǎn)生磨損、變形和破裂等問(wèn)題，因此必須合理的設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)的形式，準(zhǔn)確地計(jì)算出這些成型零部件尺寸和公差并保證它們具有足夠的強(qiáng)度、剛度和良好的質(zhì)量因素。 5．4．1 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要在滿足塑料制件的質(zhì)量要求，然后再?gòu)募庸?、使用等等方向考慮。 5.4.2 凹模的設(shè)計(jì) 凹模也叫型腔，用于成型塑料件的外形輪廓的模具零部件，其結(jié)構(gòu)和制件的形狀、尺寸、使用要求等等有關(guān)，最常見的結(jié)構(gòu)形式有整體式、鑲嵌式、鑲拼組合式以及瓣合式四種類型。 本次設(shè)計(jì)中采取整體式凹模，因其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，牢固可靠，不容易變形，成型出來(lái)的制品表面沒(méi)有鑲拼接縫的溢料痕跡，而且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。但是此凹模加工起來(lái)比較困難，要用到電火花加工和數(shù)控加工的工藝。 圖5-6 型腔3D圖 5.4.3 凸模的設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)中零件的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，且零件內(nèi)深度尺寸并不大，故采用的是整體式型芯，這樣的型芯加工方便，也便于模具維護(hù)，型芯和動(dòng)模板的配合采用。 圖5-7 型芯3D圖 5．4．4 成型零部件的工作尺寸的計(jì)算 成型零部件工作尺寸是指成型零部件上決定了塑料件的形狀大小的有關(guān)尺寸，主要是有了型腔和型芯的徑向尺寸、型芯和型芯之間的位置尺寸等等。 模具設(shè)計(jì)過(guò)程中要根據(jù)塑件的尺寸及精度等級(jí)大小來(lái)確定成型零部件的工作尺寸及精度等級(jí)大小。其中，影響塑料件尺寸精度的最主要因素還是塑料件的收縮率，模具成型零部件的制造誤差，模具成型零部件的磨損及模具安裝配合方面的誤差等。這些影響因素是作為確定成型零部件工作尺寸的重要依據(jù)。 因?yàn)榘雌骄湛s率、平均制造公差和平均磨損量計(jì)算型芯型腔的尺寸有一定的誤差，本次設(shè)計(jì)只考慮塑料的收縮率來(lái)計(jì)算模具的零部件的工作尺寸。 塑件經(jīng)過(guò)成型，從熱模具中拿出來(lái)后，冷卻問(wèn)題等原因會(huì)引起尺寸的減小或體積的縮小，收縮性是塑料具備的一種固有特性，故PP材料按平均收縮率算0.5%，故計(jì)算模具成型的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取塑件公差的1/3～1/4，或取IT7～8級(jí)作為模具制造公差。這里取IT8級(jí)，故型芯的尺寸公差則取IT7級(jí)。模具型腔的尺寸為基本尺寸，偏差為正值；模具型芯的最大尺寸便為基本尺寸，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)值計(jì)算如下。 該零件主要通過(guò)型芯成型，所以計(jì)算型芯尺寸如下： 公式如以下： 1. 凹模的內(nèi)形尺寸： 式中：為型腔內(nèi)形尺寸(mm)； 為塑件外徑基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際外形尺寸； K為塑料平均收縮率(%)，此處取1.016%； Δs為塑件公差，查表知HDPE塑件精度等級(jí)取5級(jí)； 所以凹模尺寸如下： 凹模深度的尺寸計(jì)算： 式中：凸模/型芯高度尺寸(mm)； 為塑件內(nèi)形深度基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際內(nèi)形深度尺寸； Δs 、K 含義如（1）式中。 2. 凸模的外形尺寸計(jì)算： 式中：凸模/型芯外形尺寸(mm)； 為塑件內(nèi)形基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際內(nèi)形尺寸； Δs 、k含義如（1）式中。 所以型芯的尺寸如下： 型芯的深度尺寸計(jì)算： 式中：為凸模/型芯高度尺寸(mm)； 為塑件內(nèi)形深度基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際內(nèi)形深度尺寸； Δs 、k含義如（1）式中。凸模的高度為： 。 5．5 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 排氣的設(shè)計(jì)是注塑模具不可缺少的環(huán)節(jié)。在注射模具的注塑過(guò)程中，排氣設(shè)計(jì)不好而導(dǎo)致排氣性差的時(shí)候，各個(gè)型腔中的氣體受壓，就可能產(chǎn)生背壓，進(jìn)而影響塑料熔體正常地充模，同時(shí)氣體的壓縮產(chǎn)生的熱還會(huì)讓塑料燒焦，且充模的速度大、溫度高、注射壓力過(guò)大的情況下，型腔內(nèi)的氣體會(huì)被壓進(jìn)塑料制件的熔體中，會(huì)形成氣孔等問(wèn)題。 在充模過(guò)程中，模腔內(nèi)本來(lái)的空氣除外，其中包括塑料所含的水分、塑料的局部過(guò)熱所分解產(chǎn)生的氣體，塑料中一些添加劑揮發(fā)或者化學(xué)反應(yīng)生成的氣體。經(jīng)常使用的排氣方法有：利用配合間隙來(lái)排除氣體、在分型面上開設(shè)排氣槽排氣和利用推桿運(yùn)動(dòng)的間隙排氣等。 本設(shè)計(jì)中采用間隙排氣的方式，而另外開設(shè)排氣槽了，根據(jù)塑料熔體的粘度系數(shù)不產(chǎn)生溢料為適宜。 5．6 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 塑件從注塑模具上取出之前有一個(gè)從模具的成型零部件上脫出的過(guò)程，讓塑件從成型零部件中脫出的機(jī)構(gòu)叫做脫模機(jī)構(gòu)。主要的零件包括推出零件，頂針固定板、推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位桿等。 5．6．1 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則 （1） 塑件脫模的時(shí)候不會(huì)形變，允許有些許彈性變形； （2） 推力的分布根據(jù)脫模阻力的的大小合理安排； （3） 推桿的受力不能太大，避免頂出塑件的時(shí)候造成微小的裂痕； （4） 推桿的剛性和強(qiáng)度須足夠，推出的動(dòng)作時(shí)不會(huì)發(fā)生彈性變形； （5） 推桿的位置痕跡必須不影響塑件的外觀情況； 5．6．2 脫模機(jī)構(gòu)類型的選擇 推出機(jī)構(gòu)是按照其推出動(dòng)作的動(dòng)力來(lái)源分成手動(dòng)式推出機(jī)構(gòu)、機(jī)械式推出機(jī)構(gòu)、液壓及氣動(dòng)式推出機(jī)構(gòu)。據(jù)推出零件的類別還能分成推桿推出機(jī)構(gòu)、推塊推出機(jī)構(gòu)、推塊推出機(jī)構(gòu)、推板推出機(jī)構(gòu)等。 根據(jù)篩選，本次設(shè)計(jì)中采用推板推出機(jī)構(gòu)使塑料制件順利脫模。 5．6．3 推板機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì) （1）、推桿布置 該塑料件因其型芯的膠位不多.所以采取推板的形式，分布情況如圖（10）所示的推桿均勻的分布在流道上，產(chǎn)品的邊緣用推桿頂出，使塑料制件所受的推出力均衡。 圖5-8 推桿示意圖 （2）、推桿的設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)中采取臺(tái)肩的形式的圓形截面的推桿，設(shè)計(jì)中推桿的直徑根據(jù)不同的設(shè)置部位選取不同直徑的推桿，推桿與推板用M8的螺絲拴鎖面，使其不應(yīng)該有軸向的竄動(dòng)。 推桿和推桿孔配合一般為，根據(jù)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。 5．7 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 在注射模中，模溫會(huì)直接的影響塑件的質(zhì)量。因?yàn)槊糠N塑料的工藝和性能不同，故每種模具的模溫也是不一樣的。一般的情況下，注射到模具內(nèi)的塑料熔體溫度是左右，熔體固體形成塑件之后，左右時(shí)候，從模具中脫模，溫度的降低是根據(jù)在模具內(nèi)通入冷卻液體，將熱量隨液體帶走。在要求較低模溫（一般小于）的塑料中，如本次設(shè)計(jì)中的聚丙烯（PP），僅僅需設(shè)置冷卻系統(tǒng)即可，因此可以經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)水的流量便可調(diào)節(jié)注塑模具的模溫。 注塑模模具的冷卻最主要是采取循環(huán)水冷卻的方式，模具的加熱也有加入熱水、蒸汽，熱油和電阻絲加熱等方式。 5．7．1 溫度的調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 注射模的模溫對(duì)于塑料熔體的充模流動(dòng)過(guò)程、固化成型過(guò)程都會(huì)有一定的影響，對(duì)于任何一個(gè)塑料制件，模具的溫度如果波動(dòng)很大都是不利于生產(chǎn)的。過(guò)高的模具溫度會(huì)讓塑件在脫模后產(chǎn)生變形，會(huì)降低生產(chǎn)效率。太低的模具溫度會(huì)使塑料的流動(dòng)性的降低，這會(huì)使其難于充模完整，加大了制件的內(nèi)應(yīng)力和明顯的熔接痕等缺陷。 圖5-9 模具冷卻水路圖 5．7．2 冷卻系統(tǒng)之設(shè)計(jì)規(guī)則 設(shè)計(jì)模具的冷卻系統(tǒng)，顧名思義是冷卻模具溫度，從而達(dá)到塑件凝固產(chǎn)出的一個(gè)系統(tǒng)。冷卻孔道應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的尺寸，便于模具的加工和組裝。在設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)的過(guò)程中，模具設(shè)計(jì)師須由塑料件的壁厚和體積決定以下設(shè)計(jì)參數(shù)： 冷卻孔道位置和尺寸、孔道長(zhǎng)度、孔道種類、孔道配置和連接、及冷卻劑的流動(dòng)速率和熱傳性質(zhì)。 冷卻管路的位置與尺寸塑件壁厚應(yīng)該盡可能的均勻。冷卻孔道的設(shè)置最好在凸模和凹模內(nèi)，設(shè)置在模塊之外的冷卻水道，比較不易精確地冷卻模具。 一般來(lái)說(shuō)，模具的冷卻水道和模具表面、模穴或者模仁的距離應(yīng)該維持在冷卻水道直徑的1~2倍，冷卻水道之間的間距應(yīng)維持3~5倍直徑。冷卻水道直徑一般是6~12 mm（7/16~9/16英吋），但是此次模具比較大，而且直接是整體式型腔和型芯，故在此取平均值15mm。 5．8 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)中，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)，采用分型面自然排氣，頂桿間隙排氣就能夠滿足要去，不需要獨(dú)立再設(shè)計(jì)排氣結(jié)構(gòu)了。 5．9 模架及標(biāo)準(zhǔn)件的選用 1、確定模具的基本類型 注射模具的分類方式很多，這里介紹的是按注射模具的整體結(jié)構(gòu)分類所分的典型結(jié)構(gòu)有以下幾種： 單分型面注射模、雙分型面注射模、帶有活動(dòng)成型零件的模、側(cè)向分型抽芯注射模、熱流道注射模。 2、 模架的選擇 據(jù)對(duì)塑料件的綜合分析，確定了此模具是一個(gè)單分型面的模具，根據(jù)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： 圖5-10 CI型模架 CI型模具的定模是采用了兩塊模板，動(dòng)模采用一塊模板，定模采用了定模板、定模固定板。適用在側(cè)澆口、潛伏式澆口等等注射成形模具中。 依據(jù)選擇的模架的基本類型可以選出相應(yīng)的模板厚度和模具的外輪廓尺寸，通過(guò)計(jì)算可以得知該模具是一模一腔的模具，而型腔與型腔的距離在30-40mm之間，把型腔排列成一模兩腔可測(cè)得長(zhǎng)度是482mm，寬度是482mm，模架的長(zhǎng)度 L等于482mm加復(fù)位桿的直徑加螺釘?shù)闹睆郊有颓槐诤?，大約等于750mm左右，模架的寬度W=482mm加復(fù)位桿的直徑加型腔壁厚，大約等于750mm左右。 依據(jù)內(nèi)模仁的尺寸，計(jì)算完模架的長(zhǎng)度和寬度之后，還需考慮其他螺絲、導(dǎo)柱等零件對(duì)模架尺寸的影響因素，特別注意在設(shè)計(jì)中要避免干涉。故就取WL=750x750mm的模架，塑件的高度為28.36mm，塑件留在定模部分，此模具型腔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，型芯、型腔的固定是通過(guò)固定總高度的加60-100mm，還需要考慮標(biāo)準(zhǔn)模架的規(guī)格的最小型號(hào)，B板的厚度取120mm，滿足強(qiáng)度要求，A板為120mm，C板為150mm（C板的選擇應(yīng)該考慮推出機(jī)構(gòu)的推出距離是否滿足推出的高度） 在此次設(shè)計(jì)中，因采用龍記的CI7575的標(biāo)準(zhǔn)模架，故可知標(biāo)準(zhǔn)模腳的高度為150mm，這個(gè)距離完全能夠頂出這個(gè)產(chǎn)品，綜上所述所選擇的模架的型號(hào)為：LKM CI7575-A120-B120-C150。 第六章 模具材料的選用 準(zhǔn)確的選用模具各部分零件的材料，這會(huì)直接影響模具的使用壽命，加工成本以及塑料制件的成型質(zhì)量。 6．1 成型零件材料選用 成型零件材料選用的要求如下： （1）、機(jī)械加工性能良好 （2）、拋光性能良好 注射成型的零件表面，大多是需要拋光達(dá)到鏡面，大概要，并且要求鋼材的硬度在35～40HRC區(qū)間內(nèi)為宜，過(guò)硬的表面會(huì)加大拋光加工的困難程度。 （3）、耐磨性和抗疲勞性能好 （4）、具有耐腐蝕性能 6．2 注射模用鋼種 注射模成型零件的毛坯，凹模和主型芯多是以板材和模具供應(yīng)，本設(shè)計(jì)用，由于課題規(guī)定，采用718H的預(yù)硬模具鋼，這個(gè)不做鋼材的分析與選擇，只對(duì)718H鋼材進(jìn)行分析。 本次預(yù)硬型塑料模具鋼作型芯和型腔的，且洗衣機(jī)平衡環(huán)為廉價(jià)大量產(chǎn)品，且表面有一定光潔度要求，所以模仁料無(wú)需淬火,需要長(zhǎng)壽命，選擇718H，預(yù)硬型拋光塑料模具鋼，預(yù)硬的硬度應(yīng)該在48-52HRC區(qū)域內(nèi)。 總 結(jié) 本次注塑模具的模具設(shè)計(jì)，全面考慮了塑料制件的成型性能、模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、塑件的表面粗糙度和塑料制件制造精度等，在理論剖析和數(shù)據(jù)的計(jì)算生產(chǎn)操作上證明該設(shè)計(jì)是合理可行的。而且，經(jīng)過(guò)這次設(shè)計(jì)，我更加深刻的了解了注射模設(shè)計(jì)的概況，熟悉了注射模具的相關(guān)設(shè)備，基本掌握了一些注射成型的一般原理。 在此次設(shè)計(jì)與三維建模的過(guò)程中遇到了一些問(wèn)題，經(jīng)過(guò)對(duì)問(wèn)題的互相探索與分析，最后獲得了圓滿的解決方案，并且深刻的了解了模具設(shè)計(jì)中各個(gè)階段的重要性和嚴(yán)謹(jǐn)性，達(dá)到了這次畢業(yè)模具設(shè)計(jì)的目的。 本次設(shè)計(jì)中，采用了模流分析，來(lái)分析澆注系統(tǒng)的可行性，采用數(shù)控編程加工，來(lái)實(shí)現(xiàn)模擬加工零件的過(guò)程，使得設(shè)計(jì)可以滿足實(shí)際要求。 其實(shí)模具設(shè)計(jì)是個(gè)充滿著矛盾的事情。想設(shè)計(jì)完美些，模具費(fèi)用就高了。想設(shè)計(jì)簡(jiǎn) 單一些，可能產(chǎn)品就要改或者降低模具的強(qiáng)度，使用壽命都會(huì)有影響。所以模具設(shè)計(jì)沒(méi) 有絕對(duì)的，重要的是尋找到平衡點(diǎn)，你設(shè)計(jì)的模具才是成功的。 總之,在這次設(shè)計(jì)中我得到了極大的收獲,對(duì)于自己的不足，我會(huì)繼續(xù)努力加以改進(jìn)。 致 謝 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，特別感謝指導(dǎo)老師的指導(dǎo)和幫助，給予了我充分的信心和把握，讓我按時(shí)完成了本次設(shè)計(jì)。由于經(jīng)驗(yàn)不足和對(duì)專業(yè)知識(shí)的了解不夠透徹，在設(shè)計(jì)時(shí)常常遇到一些問(wèn)題無(wú)法理解，老師則耐心而認(rèn)真的加以指導(dǎo)幫助，讓我學(xué)到了書本上學(xué)不到的知識(shí)，既增長(zhǎng)了見識(shí)也充實(shí)了自己。 通過(guò)此畢業(yè)設(shè)計(jì)，更加深入了解CAD和UG的使用，對(duì)各方面的技術(shù)都有一定的了解，同時(shí)，通過(guò)對(duì)塑料模具的七大系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，掌握了其設(shè)計(jì)方式和校核方式，了解了塑料的特性和當(dāng)今模具的發(fā)展前景，明白了以后模具市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)今后自己的就業(yè)有了很大的幫助。雖然在大三的時(shí)候也都坐過(guò)模具的課程設(shè)計(jì)，但和這次相比，難度不高，它的設(shè)計(jì)已經(jīng)經(jīng)過(guò)許多人的研究，其合理性經(jīng)過(guò)很多人的改進(jìn)，所以，對(duì)于我這次的設(shè)計(jì)，我要盡量保證其合理性，所以在這個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我獲益良多。 如今我已經(jīng)就業(yè)，做的是發(fā)動(dòng)機(jī)缸體壓鑄模具，雖然不是我所學(xué)習(xí)的注塑模具，但是模具都有共通的方面，我會(huì)深入了解學(xué)習(xí)壓鑄模具，使自己的知識(shí)越來(lái)越廣闊。 在此感謝我的指導(dǎo)老師—XXX，雖然老師沒(méi)有時(shí)刻監(jiān)督和指導(dǎo)我們，但我覺(jué)得這樣才是最重要的，他給了一個(gè)我們自由發(fā)揮的平臺(tái)，給我指明了方向，人生最需要的就是一個(gè)給你指明方向的導(dǎo)師，所以我非常感謝老師！ 在此也要感謝大學(xué)期間所有的老師，是你們讓我認(rèn)識(shí)了大學(xué)，使我學(xué)到了許多人生的道理，沒(méi)有你們，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)也是做不出來(lái)的。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)順利完成，要再次感謝XXX的悉心指導(dǎo)，同時(shí)也感謝同學(xué)們的幫助，由于畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候本人已經(jīng)就業(yè)，時(shí)間上有點(diǎn)倉(cāng)促，再加上能力有限，設(shè)計(jì)中難免存在許多不足，懇