《課程設(shè)計(jì)--塑料托盤注射模設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《課程設(shè)計(jì)--塑料托盤注射模設(shè)計(jì)（18頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、閩南理工學(xué)院 MINNAN UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 課程設(shè)計(jì) 課題名稱：塑料托盤注射模設(shè)計(jì) 系別：光電與機(jī)電工程系 專業(yè)：材料成型及控制工程 學(xué)生姓名：性別：男 學(xué)號(hào)：班級(jí)：1020161 指導(dǎo)教師：鄭森偉職稱： 年月日 摘要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來(lái)源于生活，應(yīng)用廣泛，但成型難度較大，模具結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，對(duì)模具工作人員是一個(gè)很好的考驗(yàn)。它能加強(qiáng)了對(duì)塑料模具成型原理的理解，同時(shí)鍛煉對(duì)塑料成型模具的設(shè)計(jì)和制造能力。本次設(shè)計(jì)以注射油壺蓋模具為主線，綜合了成型工藝分析，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后到模具零件的 加工方法，模具總的裝配等一系列模具生

2、產(chǎn)的所有過(guò)程,能很好的學(xué)習(xí)致用的效果,在設(shè)計(jì)該模具的同時(shí)總結(jié)了以往模具設(shè)計(jì)的一般方法、步驟，模具設(shè)計(jì)中常用的公式、數(shù)據(jù)、模具結(jié)構(gòu)及零部件, 把以前學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)課程融匯到綜合應(yīng)用本次設(shè)計(jì)當(dāng)中來(lái)，在設(shè)計(jì)中除使用傳統(tǒng)方法外，同時(shí)引用了 CAD、Pro/E 等技術(shù)，使用 Office 軟件，力求達(dá)到減小勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率的目的。 關(guān)鍵詞：收縮率；注塑；分流道；澆口；脫模；裝配；開模 目錄 1.緒論V 國(guó)內(nèi)模具市場(chǎng)現(xiàn)狀1 國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展前景1 1.2塑料模具的發(fā)展背景2 1.3塑料注射模具概述2 注塑模具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)2 注塑模具的組成2 注塑模具的分類3 2.塑件成型工藝分析4

3、2.1塑料成型特性4 2.2塑件的結(jié)構(gòu)工藝性5 2.2.1塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析5 塑件的尺寸精度分析6 塑件表面質(zhì)量分析7 2.3塑件的生產(chǎn)批量7 2.4關(guān)于注塑機(jī)8 主要技術(shù)參數(shù)8 計(jì)算塑件體積和質(zhì)量8 確定型腔數(shù)目8 確定注射成型的工藝參數(shù)9 3.分型面的選擇以及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)10 3.1分型面的擇10 3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)11 4.模具設(shè)計(jì)的方案論證13 4.1型腔布局13 4.2成型零件的結(jié)構(gòu)14 4.3推出機(jī)構(gòu)的確定14 4.4合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)15 5.主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算16 5.1成型零部件的尺寸計(jì)算16 5.2模具型腔壁厚的確定17

4、 5.3模具型腔模板總體尺寸的確定17 5.4標(biāo)準(zhǔn)模架的確定17 模架概述18 模架的組合形式18 模架的選擇18 模具結(jié)構(gòu)19 6．塑料注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核19 6.1模具閉合高度的確定19 6.2模具閉合高度的校核20 6.3模具安裝部分的校核20 6.4模具開模行程的校核20 6.5鎖模力的校核21 6.6注射壓力的校核21 6.7注射量的校核21 7．結(jié)論21 參考文獻(xiàn)22 致謝22 1.緒論 本課題主要是針對(duì)塑料托盤的注塑模具設(shè)計(jì),該塑料托盤材料為無(wú)毒PS材料，是日常生活中常見的一種塑件產(chǎn)品。通過(guò)對(duì)塑件進(jìn)行工藝的分析和比較,最終設(shè)計(jì)出一副注塑模

5、。該課題從產(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)、頂出系統(tǒng)、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)到此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)是托盤注塑模具的設(shè)計(jì)，也就是設(shè)計(jì)一塑模具來(lái)生產(chǎn)塑件產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。針對(duì)塑件的具體結(jié)構(gòu)，該模具是側(cè)澆口的雙分型面注射模具。 1.2在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的進(jìn)程中，模具的地及其重要性日益被人們所認(rèn)識(shí)。模具工業(yè)作為進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力之一，正推動(dòng)著整個(gè)工業(yè)技術(shù)向前邁進(jìn)！模具就是“高效益”，模具就是“現(xiàn)代化”之深刻含意，也正在為人們所理解

6、和掌握。當(dāng)塑料品種入其成型加工設(shè)備被確定之后，塑料制品質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低，模具因素約占80％。由此可知，推動(dòng)模具技術(shù)的進(jìn)步應(yīng)刻不容緩！塑料模具設(shè)計(jì)技術(shù)與制造水平，常標(biāo)志一個(gè)國(guó)家工業(yè)化發(fā)展的程度。由此可知，塑料模具設(shè)計(jì)，對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量的重要性是不言而喻的。 近年來(lái)，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動(dòng)化、大型、長(zhǎng)壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所占比例越來(lái)越大。注塑成型模具就是將塑料先加在注塑機(jī)的加熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔化后，在注塑機(jī)的螺桿或活塞的推動(dòng)下，經(jīng)過(guò)噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔內(nèi)，塑料在其中固化成型。 通過(guò)本次設(shè)計(jì)任務(wù)的全過(guò)程，有利于培養(yǎng)實(shí)踐工作能力。另外，本次

7、設(shè)計(jì)還必須具備一定的計(jì)算機(jī)應(yīng)用的能力，在設(shè)計(jì)過(guò)程中都應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)課題利用計(jì)算機(jī)編制相應(yīng)的工程計(jì)算、分析和優(yōu)化的程序，同時(shí)還具備必要的計(jì)算機(jī)繪圖能力，如利用AutoCAD 2004軟件進(jìn)行二維圖的繪制和proe三維畫圖。本次課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是塑料香皂盒注塑模具的設(shè)計(jì)。也就是設(shè)計(jì)一副注塑模具來(lái)生產(chǎn)塑料盒塑件產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。針對(duì)盒蓋的具體結(jié)構(gòu)，通過(guò)此次設(shè)計(jì)，使我對(duì)點(diǎn)澆口雙分型面模具的設(shè)計(jì)有了較深的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)查閱大量資料、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)、期刊等，結(jié)合教材上的知識(shí)也對(duì)注塑模具的組成結(jié)構(gòu)（成型零部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部分、推出機(jī)構(gòu)、排氣系統(tǒng)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)）有了系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，拓寬了視

8、野，豐富了知識(shí)，為將來(lái)獨(dú)立完成模具設(shè)計(jì)積累了一定的經(jīng)驗(yàn) 1.3注塑模具的組成 下列以注射塑料模具為例，介紹塑料模具的典型結(jié)構(gòu)。 注塑模具的組成包括以下幾個(gè)部分： （1）模具型腔型腔是成型注塑件形狀的主要零件，它是由凸模和凹模組成的，一般分為三種: 1) 整體式：采用自制模架或非標(biāo)準(zhǔn)模架，將凸模直接做在A版上，而將凹模直接坐在B版上。但是這種A版和B版所選用的鋼材必須滿足成型的要求，而且一般凸模加工困難，鋼材消耗多。 2) 整體嵌入式：這種模具一般采用標(biāo)準(zhǔn)模架，所以此形式應(yīng)用廣泛。它是將凸凹模做成鑲塊，安裝在標(biāo)準(zhǔn)模架的A，B板上。 3)拼鑲式型腔：對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模具型腔，為了

9、簡(jiǎn)化加工，凸凹模都采用拼裝的形式。[7] （2）分型面 分開模具取出制品（注塑件）或分開模具取出澆注系統(tǒng)、既可以接觸又可以分開的面叫做分型面。分型面通常是平面，也有斜面或階梯面。 一般的注塑模至少有一個(gè)分型面。分型面的選擇對(duì)塑件的質(zhì)量有直接的影響，因此要認(rèn)真考慮分型面的位置。 （3）澆注系統(tǒng) 澆注系統(tǒng)包括主流道、分流道、澆口、冷料穴，是指模具澆口套和注塑機(jī)噴嘴處到型腔位置的流道。 （4）冷卻系統(tǒng) 在工作中為了使制品冷卻，一般采用冷卻水道模具。 （5）排氣系統(tǒng) 排氣系統(tǒng)在注塑成型中排除型腔中的氣體。排氣系統(tǒng)是模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要部分，但一般情況下可以利用模具零件的

10、配合間隙排氣，而無(wú)須特意設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)。 （6）脫模機(jī)構(gòu) 脫模是在開模時(shí)使制品和澆注系統(tǒng)和模具相脫離。一般有3種方式：頂出機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)脫出機(jī)構(gòu)和側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。 1.2.3 注塑模具的分類 注射機(jī)的結(jié)構(gòu)形式根據(jù)所使用的注射機(jī)的不同可分為立式注射模、直角式注 射模和臥式注射模。 （1）立式注射模：豎直安裝在立式注射機(jī)上，澆口自上而下注射。立式注射模多用于小型塑件的成型。 （2）直角式注射模：平臥安裝在直角式注射機(jī)上，澆口自上而下，但垂直與開模方向。 （3）臥式注射模：安裝在臥式注射機(jī)上，是注射成型中最常用的。 2.塑件成型工藝分析 2.1塑料成型特性 圖2-1 圖2-

11、1所示塑件為托盤，材料為聚苯乙烯（PS），聚苯乙烯是指有苯乙烯單體經(jīng)自由基縮聚反應(yīng)合成的聚合物，英文名稱為Polystyrene，玻璃化溫度80～90℃，非晶態(tài)密度1.04～1.06克/厘米3，晶體密度1.11～1.12克/厘米3，熔融溫度240℃，電阻率為1020～1022歐·厘米。導(dǎo)熱系數(shù)30℃時(shí)0.116瓦/(米·開)。通常的聚苯乙烯為非晶態(tài)無(wú)規(guī)聚合物，具有優(yōu)良的絕熱、絕緣和透明性，長(zhǎng)期使用溫度0～70℃，但脆，低溫易開裂。 普通聚苯乙烯樹脂為無(wú)毒.無(wú)臭.無(wú)色的透明顆粒，似玻璃狀脆性材料.其制品具有極高的透明度，透光率可達(dá)90%以上，電絕緣性能好，易著色.加工流動(dòng)性好，剛性好及耐化學(xué)腐

12、蝕性好等。普通聚苯乙烯的不足之處在于性脆，沖擊強(qiáng)度低，易出現(xiàn)應(yīng)力開裂，耐熱性差及不耐沸水等。 　　化學(xué)性質(zhì) 　　　聚苯乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性比較差，可以被多種有機(jī)溶劑（如：芳烴、鹵代烴等）溶解，會(huì)被強(qiáng)酸強(qiáng)堿腐蝕，不抗油脂，在受到紫外光照射后易變色。燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量一氧化碳或者二 化碳，注意防止中毒 　　物理性質(zhì) 　　　聚苯乙烯質(zhì)地硬而脆，無(wú)色透明，可以和多種染料混合產(chǎn)生不同的顏色。 　　密度：1.04-1.06 　　PS的其他化學(xué)和物理特性 　　　大多數(shù)商業(yè)用的PS都是透明的、非晶體材料。PS具有非常好的幾何穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、光學(xué)透過(guò)特性、電絕緣特性以及很微小的吸濕傾向。它能夠抵抗水、稀釋的無(wú)機(jī)酸

13、，但能夠被強(qiáng)氧化酸如濃硫酸所腐蝕，并且能夠在一些有機(jī)溶劑中膨脹變形。典型的收縮率在0.4~0.7%之間。 　　注塑模工藝條件 　　干燥處理：除非儲(chǔ)存不當(dāng)，通常不需要干燥處理。如果需要干燥，建議干燥條件為引引80C、2~3小時(shí)。 　　熔化溫度：180~280C。對(duì)于阻燃型材料其上限為250C。 　　模具溫度：40~50C。 　　注射壓力：200~600bar。 　　注射速度：建議使用快速的注射速度。 　　流道和澆口: 　　可以使用所有常規(guī)類型的澆口。 　　典型用途 　　產(chǎn)品包裝，家庭用品（餐具、托盤等），電氣（透明容器、光源散射器、絕緣薄膜等）。 2.2塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析

14、 圖2-2 從圖紙2-2上分析，該塑件的外形基本上為U型盤，塑件上的尺寸各為L(zhǎng)=45， 然后中間抽殼，厚度為2 ，5，然后中間挖空成一個(gè)U性槽，尺寸各為R=7.5，且L=15，且托盤上表面倒圓角R=0.5，右邊和下邊各為為它的中間剖面圖，該處設(shè)計(jì)脫模容易，且飛邊容易去除，設(shè)計(jì)合理；壁厚相對(duì)均勻，且符合最小壁厚的要求； 2..2.2塑件的尺寸精度分析 該塑件尺寸精度無(wú)特殊要求，所有尺寸均為自由尺寸，可按照MT7查取工程塑料模塑料件尺寸公差表（GB/T 14486-1993）其主要尺寸公差要求如表2-1所示。[9] 表2-1 塑件上主要尺寸按MT7級(jí)公差要求

15、mm 塑件標(biāo)注尺寸 塑件尺寸公差（按MT7級(jí)精度 ） 塑件標(biāo)注尺寸 塑件尺寸公差（按MT7級(jí)精度 ） 外形尺寸 45 450 -1.14 內(nèi)形尺寸 65 Φ12.5 Φ12.50 -1 20 7.5 15 Φ2.5 Φ2.50 -0.38 R7.5 塑件表面質(zhì)量分析 該塑件是7.0cm長(zhǎng)的塑件，寬為2.5cm，高為0.75cm，要求外表美觀、無(wú)斑點(diǎn)、無(wú)熔接痕，內(nèi)表面和外表面粗糙度可取Ra1.6μm， 綜合來(lái)看，該塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)特殊的結(jié)構(gòu)要求和精度要求。在注塑成型生產(chǎn)時(shí)，只要工藝參數(shù)控制得當(dāng)，該塑件是比較容易

16、成型的。 2.3塑件的生產(chǎn)批量 該塑件的生產(chǎn)類型是大批量生產(chǎn)，因此，在模具設(shè)計(jì)中，要提高塑件的生產(chǎn)效率，傾向于采用多型腔、高壽命、自動(dòng)脫模模具，以便降低生產(chǎn)成本。 2.4關(guān)于注塑機(jī) 主要技術(shù)參數(shù) 因?yàn)檫x用了SZ-25/20型塑料注射機(jī)生產(chǎn)，該機(jī)為柱塞式塑料注射劑，PS可以采用此類塑料注射機(jī)成型，據(jù)查相關(guān)資料(JB2485－78)列出該機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)，如表2-2所示。[9] 表2-2 SZ-25/20型塑料注射機(jī)的主要參數(shù) 主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目 參考值 主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目 參考值 額定注射量/㎝3 25 最小模具厚度/mm 110 鎖模力/KN 200 模板最大行程

17、/mm 210 注射壓力/MPa 200 定位孔直徑/mm 55 螺桿直徑/mm 25 噴嘴伸出量/mm 20 注塑速率/(g.s) 35 噴嘴前端球面半徑/mm 10 最大模具厚度/mm 220 頂出力/KN 6.7 計(jì)算塑件體積和質(zhì)量 塑件體積計(jì)算：經(jīng)三維軟件計(jì)算得到塑件的體積為V≈2411mm3。 塑件的質(zhì)量計(jì)算：查模具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取塑料LDPE的ρ=1.11g/cm3,所以塑件的質(zhì)量為： W=Vρ=1.11×10-3×2411*2≈5.067（g） 確定型腔數(shù)目 考慮到SZ-25/20型塑料注射劑的額定注射量為25cm3，本設(shè)計(jì)中的塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)

18、單，單個(gè)的塑件體積為2.4cm3，注射機(jī)的額定注射量就限制最多的成型該塑件的數(shù)量為2，而該設(shè)計(jì)的生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)，為盡量提高生產(chǎn)效率，決定采用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)，型腔平衡布置在型腔板兩側(cè)，這樣有利于澆注系統(tǒng)的排列和模具的平衡。 確定注射成型的工藝參數(shù) 根據(jù)選用塑料（ps）的特性和本設(shè)計(jì)中塑料的自身成型特點(diǎn)，查有關(guān)資料，確定注射成型工藝參數(shù)如表2-3所示。 表2-3 塑件的注射成型工藝參數(shù) 工藝參數(shù) 規(guī)格 預(yù)熱和干燥/℃ 料筒溫度 后段 140～160 中段 - 前段 170～200 噴嘴溫度 150～170 模具溫度 30～45 注射壓力p/

19、Mpa 60～200 成型時(shí)間 /s 注射時(shí)間 0～5 保壓時(shí)間 15～60 冷卻時(shí)間 15～60 總周期 40～140 螺桿轉(zhuǎn)速/n/r·min-1 - 后處理 方法 退火處理 溫度/℃ 循環(huán)烘箱，10～20 時(shí)間/h 8～12 ⑤雖然塑件體積、厚度不大，但該塑件生產(chǎn)類型為大批量，加上PS塑料比熱容大，冷卻速度慢，成型時(shí)必須充分冷卻，模具設(shè)計(jì)師要有冷卻系統(tǒng)，所以該模具應(yīng)該采用冷卻水強(qiáng)制冷卻，冷卻要均勻，以縮短周期，提高生產(chǎn)效率。 3.分型面的選擇以及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.1分型面的擇 該塑件為托盤，外形表面質(zhì)量要求較高。在選擇分型面時(shí)

20、，根據(jù)分型面的選擇原則，在考慮不影響塑件的外觀質(zhì)量，便于清除毛刺與飛邊，有利于排除模具型腔內(nèi)的氣體，分模后塑件留在動(dòng)模一側(cè)，便于取出塑件等因素，分型面應(yīng)選擇在塑件外形輪廓的最大處，如圖3-1所示。 圖3-1 分型面的選擇 如果按照?qǐng)D3-1所示的分型面分型，則塑件分別是由兩個(gè)模板成型，由于合模誤差的存在，會(huì)使塑件產(chǎn)生一定同軸度誤差，且飛邊不易去除。 另外，為了提高自動(dòng)化程度與生產(chǎn)效率，減少ps的取向變形以及保證塑件表面質(zhì)量，決定采用點(diǎn)澆口，而模具采用了雙分型面結(jié)構(gòu)。一個(gè)分型面用于成型塑件，另一個(gè)分型面用于取出澆注系統(tǒng)凝料。 3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ①主流道設(shè)計(jì)。根據(jù)相關(guān)資料，查得SZ-2

21、5/20型塑料注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸為： 噴嘴孔直徑 d0=2mm; 噴嘴前端球面半徑 R0=10mm 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系得到：主流道進(jìn)口端球面半徑 R= R0+(1～2)mm=10mm+(1～2)mm,取R=12mm 主流道進(jìn)口端孔直徑 d=d0+0.5=2+0.5=2.5mm,取d=2.5mm 為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其斜度取4°，同時(shí)為了使熔料順利進(jìn)入分流道，在主流道出料端設(shè)計(jì)r=5mm的圓弧過(guò)渡。主流道村套采用可拆卸更換的澆口套如圖3-2所示，澆口套的形狀及尺寸設(shè)計(jì)采用推薦尺寸的常用澆套； 圖3-2 為了能與塑料注射機(jī)的定位圈相配合，

22、采用外加定位圈的方式，這樣不僅減小了澆口套的總體尺寸，還避免了澆口套在使用過(guò)程中的磨損。 ②分流道的設(shè)計(jì)。該塑件的體積比較小，形狀比較簡(jiǎn)單，壁厚均勻，且流動(dòng)性好?？梢圆捎脝吸c(diǎn)進(jìn)料方式。為了便于加工，采用最常用的截面形狀為U形的分流道。查分流道截面及其尺寸的有關(guān)資料，取U形分流道截面半徑R=1.5mm,h=2.75mm,l=45mm.分流道截面形狀尺寸如圖3-4所示。 圖3-4分流道截面形狀及尺寸 ③側(cè)澆口的設(shè)計(jì)。由于該塑件的外觀質(zhì)量要求較高，澆口的位置和大小應(yīng)該以不影響塑件的外觀質(zhì)量為前提，同時(shí)，也應(yīng)該盡量使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。根據(jù)對(duì)該塑件的結(jié)構(gòu)分析，并結(jié)合已缺確定的分型面位置，選擇如圖3-5

23、所示的側(cè)澆口進(jìn)料方式。根據(jù)塑件的外觀質(zhì)量的要求以及型腔的安放方式，進(jìn)料位置設(shè)計(jì)在塑件頂部。側(cè)澆口的直徑尺寸可以根據(jù)不同塑料按塑件平均厚度查表確定。 圖3-5側(cè)澆口的結(jié)構(gòu)、位置及尺寸 4.1型腔布局 因?yàn)樗芗庑问菆A形的，各個(gè)方向尺寸一致;另外，塑件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要側(cè)向分型，所以型腔的排列方式只有一種，即左右對(duì)稱分布在模板兩側(cè)，如圖4-1所示。 圖4-1型腔的排列方式 4.2成型零件的結(jié)構(gòu) ①模具的型腔采用整體式型腔。整體式型腔是直接加工在型腔板上的，有較高的強(qiáng)度和剛度，使用中不容易發(fā)生變形。該塑件的尺寸較小，最大處也只有Φ70mm，且形狀簡(jiǎn)單，型腔加工容易實(shí)現(xiàn)，可以采用整體式結(jié)構(gòu)

24、。 ②模具的型芯采用整體鑲嵌式型芯。整體鑲嵌式型芯可節(jié)省貴重的模具鋼，便于機(jī)加工和熱處理，修理方便，同時(shí)也有利于型芯冷卻和排氣實(shí)施。 4.3推出機(jī)構(gòu)的確定 根據(jù)塑件的形狀特點(diǎn)，確定模具型腔的定模部分，型芯在動(dòng)模部分。塑件成型開模后，塑件與型芯一起留在動(dòng)模一側(cè)。由于成型該塑件的塑料（PS）彈性不高，不需要較大的脫模力，所以決定采用推桿推出機(jī)構(gòu)。 4.4合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 該塑件精度要求不算高，塑件形狀、型腔分布對(duì)稱，可采用最為常見的導(dǎo)柱導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)，在動(dòng)模板、推件板、定模板間使用2根導(dǎo)柱，導(dǎo)柱的長(zhǎng)度要確保推件板推出塑件后不脫落，在定模座板與定模板之間采用2根限距拉桿，不僅起到限制第一次

25、分型距的作用（所限距離要確保能取出凝料），同時(shí)還起到導(dǎo)向定位定模座板與定模板的作用。 ①求塑料制品在固化時(shí)每個(gè)小時(shí)釋放的熱量Q 設(shè)注射時(shí)間為2s，冷卻時(shí)間為20s，保壓時(shí)間為15s，開模取件時(shí)間為3s,得注射成型周期為40s。 設(shè)用20℃的水作為冷卻介質(zhì)，其出口溫度為28℃，水呈湍流狀態(tài)，1h成型次數(shù)n=36000/40=90次，則 W=Mn=5.067×90≈0.46（kg/h） 查模具設(shè)計(jì)手冊(cè)的PS單位質(zhì)量放出的熱量為Q1=350kJ/kg，故 Q=WQ1=0.46*350=161（kg/h） ②水的體積計(jì)算 由上述公式得 qv=WQ1/[ρc1(t1-t2)]=161/

26、[103×4.187×(28-20)]=4.8×10-3(m3/min) 式中W─單位時(shí)間（每分鐘）內(nèi)注入模具的塑料質(zhì)量（kg/min）； Q1─單位質(zhì)量的塑件在凝固時(shí)所發(fā)出的熱量； ρ─冷卻水的密度（1000kg/m3）； c1─冷卻水的比熱容（4.187kJ/(kg·℃)）； t1─冷卻水出口溫度（28℃） t2─冷卻水入口溫度（20℃） ③求冷卻水道直徑d 為使冷卻水處于湍流狀態(tài)，根據(jù)水的體積流量查模具設(shè)計(jì)手冊(cè)得：d=8mm。 4.5排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 利用型芯、頂桿、鑲拼件等的間隙排氣，不需要另外設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)。 5.主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1成型零部件的尺寸計(jì)算

27、 該塑件的材料是一種收縮范圍為較大的塑料，因此成型零件的尺寸均按平均值法計(jì)算。前面已經(jīng)查得PS的收縮率為0.4%～0.7%，故平均收縮率為 Scp=(0.4%+0.7%)/2=0.55%=0.0055 根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取δz=Δ/3。 成型零件尺寸的計(jì)算如表5-1所示。 表5-1 成型零件尺寸的計(jì)算 塑件尺寸 計(jì)算公式 型腔或型芯工作尺寸 徑向尺寸 型腔的徑向尺寸 Φ700 -1.54 Lm=(Ls+LsScp-3/4Δ)+δz 0 Φ70.24+0.51 0 Hm=(Hs+HsScp+2/3Δ) 0 -δz 7.6

28、0 -0.13 Φ45+1.14 0 Lm=(Ls+LsScp-3/4Δ)0 -δz Φ45.780 -0.38 型芯的徑向尺寸 Φ650 -1.54 Lm=(Ls+LsScp-3/4Δ)+δz70 0 Φ65.11+0.51 0 軸向尺寸 型腔的軸向尺寸 250 -1 Hm=(Hs+HsScp-2/3Δ)+δz 0 25.01+0.33 0 2.50 -0.38 Hm=(Hs+HsScp-2/3Δ)+δz 0 2.71+0.13 0 型芯的軸向尺寸 20+1 0 Hm=(Hs+HsScp+2/3Δ) 0 -δz

29、21.010 -0.13 5+0.38 0 Hm=(Hs+HsScp+2/3Δ) 0 -δz 5.220 -0.13 5.2模具型腔壁厚的確定 模具型腔在成型過(guò)程中受到塑料熔體的高壓作用應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度和剛度。如果型腔側(cè)壁和底板厚度過(guò)小，可能因強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞，也可能因剛度不足而產(chǎn)生撓曲變形，導(dǎo)致溢料和飛邊，降低尺寸精度并影響脫模。 但是對(duì)于型腔側(cè)壁和底板的厚度作出精確的力學(xué)計(jì)算是相當(dāng)困難的，一般在工程設(shè)計(jì)上可以采用相關(guān)的計(jì)算公式來(lái)近似的計(jì)算型腔的側(cè)壁和底板的厚度。在工廠中，常用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)度型腔側(cè)壁和底板厚度進(jìn)行簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。 表5- 2列舉了圓形型腔壁厚的經(jīng)驗(yàn)推薦

30、數(shù)據(jù)，可供設(shè)計(jì)時(shí)參考[12]。 表5-2 圓形型腔壁厚 mm 圓形型腔內(nèi)壁直徑 整體式型腔壁厚 組合式型腔 型腔壁厚 模套壁厚 >90～100 50 14 40 >100～120 55 15 45 >120～140 60 16 48 >140～160 65 17 52 >160～180 70 19 55 >180～200 75 21 58 采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)法，直接查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)的表格，得到該型腔的推薦壁厚為35mm。 5.3模具型腔模板總體尺寸的確定 該模具的型腔直徑為Φ70mm，根據(jù)確定的型腔壁厚尺寸35mm，綜合以上數(shù)據(jù)，確定型腔

31、模板的總體尺寸為“250（B）×203（L）×35（H）”。 5.4標(biāo)準(zhǔn)模架的確定 5.4.1模架概述 模具設(shè)計(jì)主要是形成產(chǎn)品外形的凹、凸模零件以及開模和脫模方式的設(shè)計(jì)，模具上的大部分零部件可以直接選購(gòu)由專門廠家生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)件，尤其是模架的直接選購(gòu)，大大節(jié)約了模具制造時(shí)間和費(fèi)用?，F(xiàn)在，廠家設(shè)計(jì)制造出一套中等復(fù)雜程度的注塑模具，10天左右的時(shí)間即可完成。 模具標(biāo)準(zhǔn)件在不同的國(guó)家和地區(qū)有小小的差別，主要是在品種和名稱上有區(qū)別，但所具有的結(jié)構(gòu)基本上是一樣的。這次設(shè)計(jì)的模具標(biāo)準(zhǔn)是流行于廣東珠江三角洲地區(qū)的港臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)，與國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)基本上是一樣的，在型號(hào)命名及品種分類上有些不同。 5.4.2模架

32、的組合形式 塑料注射模模架按結(jié)構(gòu)特征可分為36種主要結(jié)構(gòu)，其中直澆口模架為12種、點(diǎn)澆口模架為16種、簡(jiǎn)化點(diǎn)澆口模架為8種。 （1）直澆口模架 直澆口模架有12種，其中直澆口的基本行為4種，直身基本型為4種，直身無(wú)定 模板型為4種。 直身基本型分為：ZA型、ZB型、ZC型和ZD型。 直身無(wú)定模板型分為：ZAZ型、ZBZ型、ZCZ型和ZDZ型。 （2）點(diǎn)澆口模架 點(diǎn)澆口基本型分為：DA型、DB型、DC型和DD型。 直身點(diǎn)澆口基本型分為：ZDA型、ZDB型、ZDC型和ZDD型。 點(diǎn)澆口無(wú)推料板型分為：DAT型、DBT型、DCT型和DDT型。 直身點(diǎn)澆口無(wú)推料板型分為：ZDAT

33、型、ZDBT型、ZDCT型和ZDDT型。 （3）簡(jiǎn)化點(diǎn)澆口模架 簡(jiǎn)化點(diǎn)澆口基本型分為：JA型和JC型。 直身點(diǎn)澆口基本型分為：ZJA型和ZJC型。 點(diǎn)澆口無(wú)推料板型分為：JAT型和JCT型。 直身點(diǎn)澆口無(wú)推料板型分為：ZJAT型和ZJCT型。 5.4.3模架的選擇 本塑件采用點(diǎn)澆口注射成型，根據(jù)模具結(jié)構(gòu)形式、型腔數(shù)目、塑件尺寸、冷卻水道分布等因素，查相關(guān)資料，選擇的標(biāo)準(zhǔn)模架型號(hào)為： 模架 DBT 1825-80×32×50 GB/T 12555-2006《塑料注射模模架》，模架結(jié)構(gòu)如圖5-1所示。 圖5-1模架結(jié)構(gòu) 5.4.4模具結(jié)構(gòu) 模具總裝圖及工作原理上述尺寸確定之后

34、，就可以選用A4型標(biāo)準(zhǔn)模架制造，板面為 250mm × 203mm ， 模具結(jié)構(gòu)如圖 5-2 所示。 1. 定模底板 2.澆口 3.螺釘 4.定模板 5.導(dǎo)套 6.型心固定板 7.型心 8.支撐板 9.墊塊 10.動(dòng)模底板 11.推板 12.小螺釘 13.推桿固定板 14.推桿 15.長(zhǎng)銷栓 圖5-2模具結(jié)構(gòu) 模具工作原理： 成型制件時(shí)，先合模，對(duì)模具預(yù)熱一段時(shí)間后再開始注射。一次注射完成后，冷卻 一段時(shí)間，然后開模。開模時(shí)，模具沿B-B面打開，制件與型腔分離，包裹在型芯上， 隨動(dòng)模一起向左運(yùn)動(dòng)，移動(dòng)一段距離后，澆注系統(tǒng)凝料在點(diǎn)澆口處被拉斷；當(dāng)注射機(jī)的 推桿頂?shù)剿芗r(shí)，推桿繼續(xù)運(yùn)

35、動(dòng)而推板機(jī)構(gòu)停止運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，在推桿14的作用下，塑件被頂出，使塑件脫離型芯，完成脫模動(dòng)作，然后合模，進(jìn)行下循環(huán)。 6．塑料注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 6.1模具閉合高度的確定 組成模具閉合高度的模板及其他零件的尺寸有： 定模座板為H4 =20mm； 型腔板為A=20mm； 型芯固定板為B=40mm； 支承板為H2=25mm； 墊塊為C=63mm； 動(dòng)模座板為H1=20mm； 則該模具閉合高度為： H= H4 +A+ +B+ H2 +C+ H1 =20+20+40+25+63+20=203(mm) 6.2模具閉合高度的校核 由于SZ25/20型塑料注射機(jī)所允許的模具最小厚度為

36、Hmin=110mm;模具最大厚度為Hmax=220mm。因計(jì)算得模具閉合高度H=203mm，所以模具閉合高度滿足Hmin≤H≤Hmax的安裝條件。 6.3模具安裝部分的校核 該模具的外形最大部分尺寸為250mm×203mm，SZ25/20型塑料注射機(jī)模板最大安裝尺寸為430mm×320mm.故能滿足模具安裝的要求。 6.4模具開模行程的校核 開模行程也稱合模行程，指的是模具開合過(guò)程中動(dòng)模座板的移動(dòng)距離，用符號(hào)S表示。SZ25/20型塑料注射機(jī)的最大開模行程為Smax=210mm。為了使塑件成型后能夠順利的脫模，并結(jié)合該模具的雙分型面的特點(diǎn)，確定該模具的開模行程S應(yīng)滿足下式要求： S

37、max＞A+ H3+B+ H2 +C+(5～10)mm=35+25+40+25+63+10=198(mm) 其中 H1 — 塑件所用的脫模距離； H2 — 塑件高度； a — 取出澆注系統(tǒng)凝料必需的長(zhǎng)度； 因Smax=210mm＞198mm,故該注射機(jī)的開模行程滿足要求。 6.5鎖模力的校核 在確定了型腔壓力和分型面面積之后，可以按下式校核注塑機(jī)的額定鎖模力 F≥KApm 式中 F—注射機(jī)的額定鎖模力，KN； A— 制件和流道在分型面上的投影面積之和，mm2； pm—型腔平均壓力一般為注射機(jī)壓力的0.3～0.65倍，通常為20～40 Mpa

38、，此塑件可取30Mpa ，可參看《塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)》表3-3； K—安全系數(shù)，通常取1.1～1.2。 將數(shù)據(jù)待入得： KApm=1.15×2411×30≈83.179KN F=200KN>83.179KN，滿足要求。 6.6注射壓力的校核 注射壓力的校核的公式為： pmax≥K’p0 式中pmax—注射機(jī)的額定注射壓力，Mpa； p0—注射成型時(shí)所需的注射壓力，Mpa； K’—安全系數(shù)； 將數(shù)據(jù)待入得： K’p0=1.3×40=52（Mpa）≦pmax=200Mpa，滿足要求。 6.7注射量的校核 在一個(gè)注射成型周期內(nèi)，注射模內(nèi)所需的塑料熔體總量與模具澆注系

39、統(tǒng)的容積和型腔容積有關(guān)，其值用下式計(jì)算： mi=N ms + mj 式中 N — 型腔數(shù)量； ms— 單個(gè)制品的質(zhì)量或者體積，g或者cm3； mj— 澆注系統(tǒng)和飛邊所需要的塑料質(zhì)量或者體積，g或者cm3； 已知，N=2，ms=24.11cm3，經(jīng)估算mj≈20cm3，則mi≈68.22cm3。 SZ25/20型塑料注射機(jī)的額定注射量為mI=25cm3，為了使注射成型過(guò)程中穩(wěn)定可靠，應(yīng)有 mi=(0.1) mI=20(cm3) 因此，該注射機(jī)的注射量滿足模具要求。 結(jié)論 本設(shè)計(jì)是關(guān)于應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助制造設(shè)計(jì)方法進(jìn)行的油壺蓋注射模具設(shè)計(jì)，分為注 射模具的設(shè)計(jì)和模具加工制造，前者是

40、對(duì)模具型腔、型芯、脫模機(jī)構(gòu)等進(jìn)行設(shè)計(jì)，后者用 PRO/E3D實(shí)體造型，分模后，再用 EMX 設(shè)計(jì)模架。模具由螺紋型芯、動(dòng)模、定模、推桿、推板、推件板所組成，經(jīng)過(guò)注射機(jī)注塑成型。在脫芯時(shí)，根據(jù)產(chǎn)品的形要求，產(chǎn)品屬于罩殼形，且由于制品本身的螺紋較淺且材料具有較高的彈性，所以不用設(shè)置抽芯機(jī)構(gòu)。正好適合采用推板強(qiáng)制脫模機(jī)構(gòu)，而且此機(jī)構(gòu)有頂出力均勻平穩(wěn)且大；制品不容力實(shí)現(xiàn)復(fù)位；分型面如裝配圖所示，采用兩根推桿頂出推件板，使制品脫模。經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐證明，該模具有利于、塑料熔體的充模流動(dòng)，脫模機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單可狀靠，冷卻系統(tǒng)布置合理，投入使用后塑件質(zhì)量穩(wěn)定達(dá)到用戶要求。 參考文獻(xiàn) [1] 王樹勛：注塑模具設(shè)計(jì)與實(shí)用

41、技術(shù)[M]，廣州.華南理工大學(xué)出版社，1996. [2] 沈言錦：塑料工藝與模具設(shè)計(jì)[M]，長(zhǎng)沙.湖南大學(xué)出版社，2007. 3]楊占堯：塑料模具典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例[M]，北京.化學(xué)工業(yè)出版社，2008. 4] 林清安： Pro/ENGINEER 2001 模具設(shè)計(jì)[M].，北京.清華大學(xué)出版社. 2004. [5]塑料模具技術(shù)手冊(cè)編委會(huì)：塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]，北京.機(jī)械工業(yè)出版社，2002. 致謝 大學(xué)四年的本科學(xué)習(xí)還有一年就要結(jié)束，課程設(shè)計(jì)是其中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。歷經(jīng)近兩個(gè)禮拜的課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束，敬請(qǐng)各位老師對(duì)我的設(shè)計(jì)過(guò)程作最后檢查。在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了實(shí)習(xí)指導(dǎo)老師以及許多同學(xué)的幫助，特別是鄭森偉老師的悉心指導(dǎo)，使我受益匪淺。從課題到手以及資料的查詢、摘要翻譯到最后論文的撰寫過(guò)程中給予了我很多指導(dǎo)，并且隨時(shí)與我保持聯(lián)系，隨時(shí)了解我的設(shè)計(jì)進(jìn)程，在我碰到問題的時(shí)候都及時(shí)的給我改正和補(bǔ)充,讓我學(xué)到了知識(shí)，掌握了研究方法。他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、對(duì)我的嚴(yán)格要求使我加深了模具方面的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)了我獨(dú)立思考題、解決問題的能力也將使我終身受益。在此，對(duì)關(guān)心和指導(dǎo)過(guò)我的各位老師和幫助過(guò)我的同學(xué)表示衷心的感謝! 最后，衷心感謝在百忙之中抽出時(shí)間審閱本論文的專家教授。