剃須刀座注射模設(shè)計(jì)

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外文翻譯--塑料注射模具設(shè)計(jì)及其熱分析.doc

定模固定板.dwg

導(dǎo)柱導(dǎo)套.dwg

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澆口套.dwg

目    錄

前    言 6

1.概述 6

2.發(fā)展情況 6

3.國(guó)外發(fā)展情況 7

4.國(guó)內(nèi)發(fā)展情況 7

1、設(shè)計(jì)的內(nèi)容、目的和意義 8

1.1 本課題設(shè)計(jì)內(nèi)容 8

1.2 本課題設(shè)計(jì)的要求 8

1.3 本課題設(shè)計(jì)目的和意義 8

2、塑料成形條件和成形特性 9

2.1塑料成形條件 9

2.2成形特性 10

2.3無定形料 10

2.4吸濕性 10

2.5模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意的要素 11

3﹑塑件的結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計(jì)方案 12

3.1 塑件的結(jié)構(gòu)分析 12

3.2精度和表面粗糙度 12

3.2.1塑件的尺寸精度 12

3.2.2塑件表面粗糙度的確定 13

3.3模具結(jié)構(gòu)的總體方案擬定 13

3.3.1模具類型的選擇 13

3.3.2 分型面設(shè)計(jì) 13

3.3.4型腔數(shù)量的確定 14

3.3.5模具結(jié)構(gòu)形式的確定 14

3.3.6模具結(jié)構(gòu)的總體方案的比較 15

3.3.7比較結(jié)果 15

4﹑設(shè)備的型號(hào)及選擇 16

4.1 注射成型工藝 16

4.2 注射機(jī)概述 16

4.3注射機(jī)的選用 16

4.3.1注射機(jī)類型的選擇 16

4.3.2注射機(jī)型號(hào)的確定 16

4.4注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 19

4.4.1按注射機(jī)的最大注射量校核型腔數(shù)量 19

4.4.2注射壓力的校核 19

4.4.3鎖模力的校核 20

4.4.4注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸的校核 20

5、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 22

5.1 澆注系統(tǒng)的作用 22

5.2確定澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 22

5.3流道的設(shè)計(jì) 23

5.3.1 塑件大小及形狀 23

5.3.2 模具成型體的型腔數(shù) 23

5.3.3制件的外觀 24

5.3.4成型效率 24

5.4主流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 24

5.5主流道的設(shè)計(jì) 25

5.6 澆口設(shè)計(jì) 27

5.7 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 29

6 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 30

6.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 30

6.1.1凹模 30

6.1.2凸模和型芯 30

6.2 成型零件的工作尺寸計(jì)算 31

6.3合模導(dǎo)向定位結(jié)構(gòu) 33

6.3.1導(dǎo)柱的布置 34

6.3.2導(dǎo)套設(shè)計(jì) 35

7、凹模型腔的強(qiáng)度效核 36

8、模架的確定 37

8.1標(biāo)準(zhǔn)模架的選用 37

8.2模架的尺寸確定 37

9﹑抽芯機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)要點(diǎn) 39

9.1抽芯機(jī)構(gòu) 39

9.1.1抽拔距S 40

9.1.2抽拔力 40

9.1.3有效開模行程 41

9.2斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 41

9.2.1斜導(dǎo)柱的組合形式 41

9.2.2斜導(dǎo)柱的材料及配合 41

9.2.3斜導(dǎo)柱的安裝角度 41

9.2.4斜導(dǎo)柱直徑計(jì)算 42

9.2.5斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度 42

9.3滑塊及導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì) 42

9.3.1滑塊的設(shè)計(jì) 42

9.3.2導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì) 43

10、脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 44

10.1脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 44

10.1.1脫模機(jī)構(gòu)的原理 45

10.1.2 保證塑件不損壞變形 45

10.1.3 頂出機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠 45

10.1.4保證良好的外觀 45

10.2脫模力的計(jì)算 46

10.3 頂桿的布置 46

10.4 頂桿與頂桿孔的配合及固定 47

10.4.1 頂桿與頂桿孔的配合 47

10.4.2 頂桿的固定 48

12、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)（冷卻系統(tǒng)） 49

11﹑塑料模具鋼的選用及熱處理 51

11.1塑料模具用鋼的必要條件 51

11.2模具設(shè)計(jì)考慮的因素 52

11.3 模具鋼的選定 53

結(jié)  論 54

致    謝 55

參考文獻(xiàn) 56

摘  要

畢業(yè)設(shè)計(jì)課題為剃須刀座注射模設(shè)計(jì)。首先,設(shè)計(jì)要求運(yùn)用Pro/E軟件對(duì)塑料制件進(jìn)行三維造型，在此基礎(chǔ)上展開模具的具體設(shè)計(jì)。

本模具采用一模兩腔布局，通過對(duì)制件進(jìn)行MPI流動(dòng)分析后確定澆口為點(diǎn)澆口形式，綜合注塑容量、鎖模力、最大注塑面積和模內(nèi)壓力等技術(shù)參數(shù)確定注塑機(jī)型號(hào)為國(guó)產(chǎn)XS-ZY-125型臥式注射成型機(jī)。模具的特點(diǎn)是：滑塊在動(dòng)模，斜導(dǎo)柱在定模，以保證順利完成側(cè)向抽芯。

此次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我更為系統(tǒng)的掌握了所學(xué)的專業(yè)知識(shí)。

關(guān)鍵詞：注射模擬    三維造型   模具

Abstract

My graduate design is the injection simulation analysis and the design of the injection mold of the warmer’s coping. At first, this design acquires us to use Pro/E for the three-dimensional modeling of the plastic workpiece. The next task is the injection simulation analysis of the workpiece by using Moldflow. Then we can determine every details of this design one after another.

The mold cavity using a mold of two layouts of parts for MPI flow analysis for the spot side gate after the gate to determine the form of integrated injection molding capacity, clamping force, the largest injection-mold pressure area and the technical parameters, such as injection molding machine model to determine Horizontal injection molding XS-ZY-125made. The characteristics of the mold are that slipper is in moving mold and cam finger is in setting template, which can ensure the core-pulling accomplished very well.

This graduate design makes me master the professional knowledge more systematically.

Keywords:  injection simulation      three-dimensional modelling   Mold

前    言

1.概述

塑料是以樹脂為主要成分的高分之有機(jī)聚合物，簡(jiǎn)稱高聚物，一般相對(duì)分子質(zhì)量都大于1萬，有的甚至可達(dá)百萬級(jí)。在一定的溫度和壓力下具有可塑性，可以利用模具成型為一定幾何形狀和尺寸的塑料制件。塑料的其余成分包括有增塑劑，穩(wěn)定劑，增強(qiáng)劑，固化劑，填料及其他配合劑。

注射成型也稱為注射模塑或注塑，是熱塑性塑料的一種重要成型方法。迄今為止，除氟塑料外，幾乎所有的熱塑性塑料都可以采用此成型方法；它的特點(diǎn)是生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)效率高、易自動(dòng)化，因此廣泛應(yīng)用于塑料制品的生產(chǎn)[1]。目前，注射成型總的發(fā)展趨勢(shì)是向精密、節(jié)能、自動(dòng)化、薄壁化和微型化發(fā)展。當(dāng)今世界注射模具的基本格局是以日、美及歐洲各工業(yè)化國(guó)家作為世界模具技術(shù)的領(lǐng)頭羊，占據(jù)了世界注射模具市場(chǎng)的半壁江山，他們擁有現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法和先進(jìn)的模具制造設(shè)備，特別是近幾年來這些國(guó)家把CAD/CAM/CAE系統(tǒng)作為模具工業(yè)發(fā)展的臂翼，其發(fā)展的趨勢(shì)如日中天 [2]。

2.發(fā)展情況

塑料工業(yè)是一門新興的工業(yè)，隨著石油工業(yè)的發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生的。塑料工業(yè)的發(fā)展大致分為以下幾個(gè)階段。

（1） 初級(jí)階段：30年代以前，科學(xué)家研究成了酚醛塑脂，硝酸纖維素及醋酸纖維素的塑料，它們的工業(yè)特征僅是間歇法，小批量生產(chǎn)。

（2） 發(fā)展階段：30年代，低密度聚乙烯，聚苯乙烯，和聚酰胺的熱塑性塑料相繼工業(yè)化，奠定了塑料工業(yè)的發(fā)展基礎(chǔ)，為其進(jìn)一步發(fā)展開辟了道路。

（3） 飛躍發(fā)展段：50年代中期到60年代末，石油工業(yè)的高速發(fā)展為塑料工業(yè)提供了豐富而廉價(jià)的原料。這一階段，塑料的產(chǎn)量和品種不斷增加，成型加工技術(shù)更趨完善。

（4） 穩(wěn)定增長(zhǎng)階段：這一階段塑料產(chǎn)量下降，塑料工業(yè)的特點(diǎn)是通過共聚，交聚，共混，復(fù)合，增強(qiáng)，填充和發(fā)泡等方法來改進(jìn)塑料的性能。提高產(chǎn)品質(zhì)量。塑料工業(yè)向著生產(chǎn)工藝自動(dòng)化，連續(xù)化，產(chǎn)品系列化，以及塑料發(fā)展的新領(lǐng)域。

3.國(guó)外發(fā)展情況

    注塑模具設(shè)計(jì)，國(guó)外先進(jìn)國(guó)家（日本、德國(guó)、美國(guó)等）從20世紀(jì)80年代中期已廣泛使用計(jì)算機(jī)對(duì)塑料模進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)（CAD），輔助制造（CAM），并對(duì)模具設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行定量計(jì)算機(jī)和數(shù)值分析（CAE），已由經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)逐步過渡到計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)，對(duì)模具澆注系統(tǒng)和型腔的熔料流動(dòng)行為以及溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的熱量分布都采用了微機(jī)輔助設(shè)計(jì)[1]。注塑制品已呈現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，對(duì)注塑成型機(jī)可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離操作或無人操作，成型機(jī)可以根據(jù)生產(chǎn)監(jiān)測(cè)信號(hào)實(shí)時(shí)調(diào)整成型工藝條件，從而能從根本上保證塑料制品的成型質(zhì)量不發(fā)生問題。

結(jié)  論

時(shí)間過得很快,一眨眼的功夫,為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)就要畫上句號(hào)了.

在這三個(gè)月之中,通過這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì),讓我對(duì)模具,塑件,材料等各方面的知識(shí)都有了較為深入的了解。由于我選擇的課題是一個(gè)我從未接觸過的新型模具設(shè)計(jì)，這對(duì)我來說，有一定的難度。但是，從一開始，我就相信，只要自己去努力了，再困難的問題都能克服。因此，我首先從查閱資料開始，認(rèn)真深入地去了解疊層模具的成型原理以及它的結(jié)構(gòu)形式。遇到難以理解的結(jié)構(gòu)，我都及時(shí)向沈洪雷老師詢問。通過這種發(fā)現(xiàn)問題，探索問題到最后的問題得到解決的過程，我收獲頗多。 

首先，整個(gè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)可以說是對(duì)大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的回顧以及綜合，它喚醒了沉睡在我們腦海里面許久的知識(shí)。而且讓我們對(duì)本專業(yè)的繪圖軟件AutoCAD有了很好的一次練習(xí)機(jī)會(huì)。讓我對(duì)這個(gè)軟件有了一個(gè)更為深入的了解。除了專業(yè)知識(shí)能“溫故而知新”，還學(xué)到了更多課堂上沒接觸過的專業(yè)知識(shí)，同時(shí)也領(lǐng)略了模具設(shè)計(jì)知識(shí)的博大精深。而且，學(xué)以致用，把理論知識(shí)用于實(shí)踐，加強(qiáng)了獨(dú)立思考能力和動(dòng)手能力。這些將對(duì)以后走向工作崗位是很有幫助的。

在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，同學(xué)之間那種互相幫忙，不求回報(bào)的情誼，以及陳懷國(guó)老師的教導(dǎo)都讓我感觸很深。

設(shè)計(jì)結(jié)束了，我感到幸運(yùn)能夠讓我做這樣一個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)，它不只讓我學(xué)到了專業(yè)方面的知識(shí)，也讓我明白了只要我們認(rèn)真，負(fù)責(zé)，勤奮，耐心，什么問題都可以解決。致    謝

雖然畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束了，但是畢業(yè)設(shè)計(jì)留給我的東西，不管是學(xué)習(xí)到的技術(shù)還是明白的為人處世的道理，都是我一生都受用不盡的。我的指導(dǎo)老師，在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我得到了他的悉心指點(diǎn)，特別是他還周末的時(shí)間為我解答難題，我真的萬分感謝。同時(shí)，我也非常感謝大學(xué)四年里所有關(guān)心和教育過我的老師，你們教導(dǎo)我的話語，我一直銘記心中，并將激勵(lì)我在將來的生活中不斷的努力。

在本論文完成之際，謹(jǐn)向辛勤指導(dǎo)過我的導(dǎo)師和幫助過我的同學(xué)表示誠(chéng)摯的敬意和由衷的感謝！

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南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 學(xué)院 ( 系 ) ： 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) ： 機(jī)械工程及自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名： 劉曉飛 學(xué) 號(hào)： 0701010102 設(shè)計(jì) (論文 )題目 ： 剃須刀座 注射模設(shè)計(jì) 起 迄 日 期 : 2011 年 2 月 25 日 ~ 5 月 4 日 設(shè)計(jì) (論文 )地點(diǎn) : 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院 指 導(dǎo) 教 師 : 丁武學(xué) 專業(yè) 負(fù)責(zé) 人 : 龔光容 發(fā)任務(wù)書日期 :2011 年 2 月 25 日 任務(wù)書填寫要求 1．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書由指導(dǎo) 教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng) 學(xué)生所在專業(yè)的負(fù)責(zé)人 審查、系部領(lǐng)導(dǎo)簽字后生效。此任務(wù)書應(yīng)在第七學(xué)期結(jié)束前填好并發(fā)給學(xué)生； 2． 任務(wù)書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁(yè)上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼； 3． 任務(wù)書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）完成的情況相一致，若有變更，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過所在專業(yè)及系部主管領(lǐng)導(dǎo)審批后方可重新填寫； 4． 任務(wù)書內(nèi)有關(guān)“系部”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應(yīng)寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼。學(xué)生的“學(xué)號(hào)”要寫全號(hào)； 5． 任務(wù)書內(nèi)“主要參考文獻(xiàn)”的填寫，應(yīng)按照國(guó)標(biāo) 714— 2005《文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性； 6． 有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國(guó)標(biāo) 7408— 2005《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“ 2009 年 3 月 15 日”或“ 2009 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書 1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題應(yīng)達(dá)到的目的： 塑料件在各行業(yè)及日常生活廣泛使用，塑料模具的設(shè)計(jì)制造的社會(huì)需求也日益增長(zhǎng)，而且要求越來 越高。通 過對(duì) 剃須刀座 注射 模 設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生檢索資料，綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，并根據(jù)工程實(shí)際的要求解決工程實(shí)際問題的方法與能力，訓(xùn)練學(xué)生模具設(shè)計(jì)制造的基本技能和模具 計(jì)能力，提高獨(dú)立工作的能力，適應(yīng)社會(huì)需求。 2．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： 本設(shè)計(jì)要求學(xué)生根據(jù)所給 剃須刀座 實(shí)物，測(cè)繪零件圖紙 ，并 設(shè)計(jì)成型注射模具，并學(xué)習(xí) 三維 件在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，具體要求如下： 1） 查閱資料（不少于 15 篇），翻譯一定量 的外文資料（不少于 3000 漢字），撰寫開題報(bào)告及文獻(xiàn)綜述（不少于 2000 字）； 2） 測(cè)繪塑件圖紙，完成其 維造型設(shè)計(jì)； 3） 完成塑件注射模具方案設(shè)計(jì)和相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算 ，要求一模兩腔 ； 4） 完成 按鈕開關(guān)體 注射模具裝配 設(shè)計(jì)； 5） 模具成型零件 維造型設(shè)計(jì)； 6） 完成 全部零件及裝配圖紙?jiān)O(shè)計(jì) ； 7） 撰寫設(shè)計(jì)說明書。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書 3．對(duì)本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題成果的要求〔包括畢業(yè)設(shè)計(jì)論文、圖表、實(shí)物樣品等〕： 課題成果內(nèi)容包括： 1) 塑件圖紙及 維數(shù)據(jù)模型； 2) 全套注射模具圖紙，成型零件三維造型； 3) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。 4．主要參考文獻(xiàn)： [1] 成都科技大學(xué)，北京化工學(xué)院，天津輕工業(yè)學(xué)院合編 M]國(guó)輕工業(yè)出版社， 1982 [2] 王慶五，仇亞琴，張昱等編著 006 中文版模具設(shè)計(jì)專家指導(dǎo)教程[M]械工業(yè)出版社， 2006 [3] 胡石玉 M]南大學(xué)出版社， 1997 [4] 模具實(shí)用技術(shù)叢書編委會(huì) M]械工業(yè)出版社， 2002 [5] 駱志斌 M]蘇科學(xué)技術(shù)出版社， 2000 [6] 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》聯(lián)合編寫組 3 版上、中、下） [M]學(xué)工業(yè)出版社， 1987 [7] 林清安 件設(shè)計(jì)（基礎(chǔ)篇上、下） [M]京大學(xué)出版社，2000 [8] 張明善主編 M]中國(guó)輕工業(yè)出版社 ， 1998 [9] 輕工業(yè)部廣州輕工業(yè)學(xué)校編 M]中國(guó)輕工業(yè)出版社 ，1990 [10] 唐志玉主編．塑料模具設(shè)計(jì)師指南 [M]防工業(yè)出版社， 1999 [11] 模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)教育叢書編委會(huì)編．模具常用機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) [M]械工業(yè)出版社 ， 2003 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書 5．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題工作進(jìn)度計(jì)劃： 起 迄 日 期 工 作 內(nèi) 容 2011 年 2 月 25 日 ~ 3 月 11 日 熟悉課題，查閱有關(guān)資料，完成資料翻譯 3 月 22 日 ~ 3 月 18 日 完成文獻(xiàn)綜述，撰寫開題報(bào)告， 學(xué)習(xí)注射模設(shè)計(jì)方法，熟悉 維 件 3 月 19 日 ~ 3 月 25 日 測(cè)繪塑件零件圖紙， 熟悉 維 件 ，完成塑件三維數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì) 3 月 26 日 ~ 4 月 01 日 進(jìn)行 注射模結(jié)構(gòu)方 案設(shè)計(jì) ，完成塑件注射模方案設(shè)計(jì)和基本計(jì)算 4 月 02 日 ~ 4 月 08 日 塑件注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用 件進(jìn)行零件造型設(shè)計(jì) 4 月 09 日 ~ 4 月 15 日 完成塑件注射模零件造型、裝配體設(shè)計(jì)和修改完善，中期檢查 4 月 16 日 ~ 4 月 22 日 完成塑件注射模工程圖和裝配圖設(shè)計(jì) 4 月 23 日 ~ 4 月 29 日 完善圖紙，撰寫設(shè)計(jì)說明書 4 月 30 日 ~ 5 月 04 日 打印設(shè)計(jì)說明書和圖紙，整理相關(guān)資料 5 月 04 日 ~ 準(zhǔn)備答辯 所在專業(yè)審查意見： 負(fù)責(zé)人 ： 年 月 日 系部意見： 系部主任： 年 月 日 1 目 錄 前 言 .................................................................. 6 ................................................................ 6 ............................................................ 6 ........................................................ 7 ........................................................ 7 1、設(shè)計(jì)的內(nèi)容、目的和意義 ................................................. 8 課題設(shè)計(jì)內(nèi)容 .................................................... 8 課題設(shè)計(jì)的要求 .................................................. 8 課題設(shè)計(jì)目的和意義 .............................................. 8 2、塑料成形條件和成形特性 ................................................. 9 料成形條件 ....................................................... 9 形特性 .......................................................... 10 定形料 .......................................................... 10 濕性 ............................................................ 10 具設(shè)計(jì)時(shí)要注意的要素 ............................................ 11 3﹑塑件的結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計(jì)方案 .............................................. 12 件的結(jié)構(gòu)分析 ................................................... 12 度和表面粗糙度 .................................................. 12 件的尺寸精度 ................................................ 12 件表面粗糙度的確定 .......................................... 13 具結(jié)構(gòu)的總體方案擬定 ............................................ 13 具類型的選擇 ................................................ 13 型面設(shè)計(jì) ................................................... 13 腔數(shù)量的確定 ................................................ 14 具結(jié)構(gòu)形式的確定 ............................................ 14 具結(jié)構(gòu)的總體方案的比較 ...................................... 15 較結(jié)果 ...................................................... 15 4﹑設(shè)備的型號(hào)及選擇 ...................................................... 16 射成型工藝 ..................................................... 16 射機(jī)概述 ....................................................... 16 射機(jī)的選用 ...................................................... 16 射機(jī)類型的選擇 .............................................. 16 射機(jī)型號(hào)的確定 .............................................. 16 2 射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 .............................................. 19 注射機(jī)的最大注射量校核型腔數(shù)量 .............................. 19 射壓力的校核 ................................................ 19 模力的校核 .................................................. 20 射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸的校核 .............................. 20 5、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ........................................................ 22 注系統(tǒng)的作用 ................................................... 22 定澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 ............................................ 22 道的設(shè)計(jì) ........................................................ 23 件大小及形狀 ............................................... 23 具成型體的型腔數(shù) ........................................... 24 件的外觀 .................................................... 24 型效率 ...................................................... 24 流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn) .................................................. 24 流道的設(shè)計(jì) ...................................................... 25 口設(shè)計(jì) ......................................................... 27 氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ................................................... 29 6 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 ............................................. 30 型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................ 30 模 .......................................................... 30 模和型芯 .................................................... 30 型零件的工作尺寸計(jì)算 ........................................... 31 模導(dǎo)向定位結(jié)構(gòu) .................................................. 34 柱的布置 .................................................... 34 套設(shè)計(jì) ...................................................... 35 7、凹模型腔的強(qiáng)度效核 .................................................... 36 8、模架的確定 ............................................................ 37 準(zhǔn)模架的選用 .................................................... 37 架的尺寸確定 .................................................... 37 9﹑抽芯機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)要點(diǎn) .................................................. 39 芯機(jī)構(gòu) .......................................................... 39 拔距 S ...................................................... 40 拔力 ........................................................ 40 效開模行程 .................................................. 41 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) ...................................................... 41 3 導(dǎo)柱的組合形式 .............................................. 41 導(dǎo)柱的材料及配合 ............................................ 41 導(dǎo)柱的安裝角度 .............................................. 41 導(dǎo)柱直徑計(jì)算 ................................................ 42 導(dǎo)柱的長(zhǎng)度 .................................................. 42 塊及導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì) ................................................ 42 塊的設(shè)計(jì) .................................................... 42 滑槽的設(shè)計(jì) .................................................. 43 10、脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ....................................................... 44 模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn) ............................................... 44 模機(jī)構(gòu)的原理 ............................................... 45 證塑件不損壞變形 .......................................... 45 出機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠 ............................................ 45 證良好的外觀 ............................................... 45 模力的計(jì)算 ..................................................... 46 桿的布置 ...................................................... 46 桿與頂桿孔的配合及固定 ........................................ 47 桿與頂桿孔的配合 .......................................... 47 桿的固定 .................................................. 48 12、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)（冷卻系統(tǒng)） ............................................. 49 11﹑塑料模具鋼的選用及熱處理 ............................................. 51 料模具用鋼的必要條件 ........................................... 51 具設(shè)計(jì)考慮的因素 ............................................... 52 具鋼的選定 .................................................... 53 結(jié) 論 ................................................................... 54 致 謝 ................................................................. 55 參考文獻(xiàn) ................................................................. 56 4 摘 要 畢業(yè)設(shè)計(jì)課題為 剃須刀座注射模設(shè)計(jì) 。首先 ,設(shè)計(jì)要求運(yùn)用 軟件對(duì)塑料制件進(jìn)行三維造型，在此基礎(chǔ)上展開模具的具體設(shè)計(jì)。 本模具采用一模兩腔布局，通過對(duì)制件進(jìn)行 動(dòng)分析后確定澆口為 點(diǎn) 澆口形式，綜合注塑容量、鎖模力、最大注塑面積和模內(nèi)壓力等技術(shù)參數(shù)確定注塑機(jī)型號(hào)為國(guó)產(chǎn)具的特點(diǎn)是：滑塊在動(dòng)模，斜導(dǎo)柱在定模，以保證順利完成側(cè)向抽芯。 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我更為系統(tǒng)的掌握了所學(xué)的專業(yè)知識(shí)。 關(guān)鍵詞： 注射模 擬 三維造型 模具 5 y is of of s At us to of is of by we of a of of PI to of as to of is in is in me 6 前 言 塑料是以樹脂為主要成分的高分之有機(jī)聚合物，簡(jiǎn)稱高聚物，一般相對(duì)分子質(zhì)量都大于 1萬，有的甚至可達(dá)百萬級(jí)。在一定的溫度和壓力下具有可塑性，可以利用模具成型為一定幾何形狀和尺寸的塑料制件。塑料的其余成分包括有增塑劑，穩(wěn)定劑，增強(qiáng)劑，固化劑，填料及其他配合劑。 注射成型也稱為注射模塑或注塑，是熱塑性塑料的一種重要成型方法。迄今為止，除氟塑料外，幾乎所有的熱塑性塑料都可以采用此成型方法；它的特點(diǎn)是生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)效率高、易自動(dòng)化，因此廣 泛應(yīng)用于塑料制品的生產(chǎn) [1]。目前，注射成型總的發(fā)展趨勢(shì)是向精密、節(jié)能、自動(dòng)化、薄壁化和微型化發(fā)展。當(dāng)今世界注射模具的基本格局是以日、美及歐洲各工業(yè)化國(guó)家作為世界模具技術(shù)的領(lǐng)頭羊，占據(jù)了世界注射模具市場(chǎng)的半壁江山，他們擁有現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法和先進(jìn)的模具制造設(shè)備，特別是近幾年來這些國(guó)家把 發(fā)展的趨勢(shì)如日中天 [2]。 塑料工業(yè)是一門新興的工業(yè)，隨著石油工業(yè)的發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生的。塑料工業(yè)的發(fā)展大致分為以下幾個(gè)階段。 （ 1） 初級(jí)階段： 30年代以前，科學(xué)家研 究成了酚醛塑脂，硝酸纖維素及醋酸纖維素的塑料，它們的工業(yè)特征僅是間歇法，小批量生產(chǎn)。 （ 2） 發(fā)展階段： 30年代，低密度聚乙烯，聚苯乙烯，和聚酰胺的熱塑性塑料相繼工業(yè)化，奠定了塑料工業(yè)的發(fā)展基礎(chǔ)，為其進(jìn)一步發(fā)展開辟了道路。 7 （ 3） 飛躍發(fā)展段： 50年代中期到 60年代末，石油工業(yè)的高速發(fā)展為塑料工業(yè)提供了豐富而廉價(jià)的原料。這一階段，塑料的產(chǎn)量和品種不斷增加，成型加工技術(shù)更趨完善。 （ 4） 穩(wěn)定增長(zhǎng)階段：這一階段塑料產(chǎn)量下降，塑料工業(yè)的特點(diǎn)是通過共聚，交聚，共混，復(fù)合，增強(qiáng)，填充和發(fā)泡等方法來改進(jìn)塑料的性能。提高產(chǎn)品質(zhì)量。塑料工業(yè)向著 生產(chǎn)工藝自動(dòng)化，連續(xù)化，產(chǎn)品系列化，以及塑料發(fā)展的新領(lǐng)域。 注塑模具設(shè)計(jì)，國(guó)外先進(jìn)國(guó)家（日本、德國(guó)、美國(guó)等）從 20世紀(jì) 80年代中期已廣泛使用計(jì)算機(jī)對(duì)塑料模進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)（ 輔助制造（ 并對(duì)模具設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行定量計(jì)算機(jī)和數(shù)值分析（ 已由經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)逐步過渡到計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)，對(duì)模具澆注系統(tǒng)和型腔的熔料流動(dòng)行為以及溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的熱量分布都采用了微機(jī)輔助設(shè)計(jì) [1]。注塑制品已呈現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，對(duì)注塑成型機(jī)可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離操作或無人操作，成型機(jī)可以根據(jù)生產(chǎn)監(jiān)測(cè)信號(hào)實(shí)時(shí)調(diào)整成型工 藝條件，從而能從根本上保證塑料制品的成型質(zhì)量不發(fā)生問題。 我國(guó)注塑模具設(shè)計(jì)，仍然采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)為主，用微機(jī)輔助設(shè)計(jì)僅是幫助分析問題。為了縮短注塑模具設(shè)計(jì)與制造周期，再我國(guó)已逐漸應(yīng)較為徹底地實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化。在模具制造上采用自動(dòng)化無人操作，從 1996年開始每臺(tái)機(jī)床每年可達(dá) 8000h 無人操作運(yùn)轉(zhuǎn)開始起步，這一成果已廣為利用和大力推廣。目前，國(guó)內(nèi)模具企業(yè)中已有相當(dāng)多廠家引進(jìn)了較高檔的 統(tǒng)， 著名軟件在模具工業(yè)中應(yīng)用，同時(shí)，我國(guó)在開發(fā)自動(dòng)注 塑成型機(jī)方面已取得顯著成果，對(duì)于高自動(dòng)化模具的研制還需要進(jìn)一步努力，以盡快實(shí)現(xiàn)注塑成型制品生產(chǎn)的高自動(dòng)化。 8 1、設(shè)計(jì)的內(nèi)容、目的和意義 課題設(shè)計(jì)內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)題目為 剃須刀座注射模設(shè)計(jì)。 該零件的總體形狀為圓形 ， 結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單 ，表面光滑。所用原料為 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行模具方案論證 ， 并進(jìn)行模具總體裝配圖的設(shè)計(jì)，主要成型零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ， 并完成裝配圖和零件圖的繪制。 課題設(shè)計(jì)的要求 (1)產(chǎn)品為大批量生產(chǎn)，模具壽命為 50萬次，生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 (2)模具結(jié)構(gòu)合理，裝配圖及零 件圖表達(dá)正確，標(biāo)注完整。 (3)能夠應(yīng)用工程軟件進(jìn)行三維造型。 (4)翻譯一篇不少于 15000 個(gè)英文字符的英文資料，語句通順，翻譯準(zhǔn)確。 課題設(shè)計(jì)目的和意義 進(jìn)一步加深注塑模具設(shè)計(jì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)，掌握塑料模具設(shè)計(jì)的方法和步驟，具備塑料模具設(shè)計(jì)的基本技能和運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)等有關(guān)技術(shù)資料的能力。了解塑料注射模具行業(yè)在國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r。在學(xué)習(xí)了課本知識(shí)的基礎(chǔ)上達(dá)到理論與實(shí)際相結(jié)合的升華，提高自己的獨(dú)立動(dòng)手能力。 9 2、塑料成形條件和成形特性 表 26] 序號(hào) 項(xiàng)目 條件 1 塑料名稱 丙烯烴 — 丁二烯 — 苯乙烯共聚物 2 縮寫 注塑成形機(jī)類型 螺桿式 4 密度 （ g/ 計(jì)算收縮率（ %） 預(yù)熱 溫度（ 0C） 80~85 時(shí)間（ h） 2~3 8 料桶溫度（ 0C） 后段 150~170 中段 165~180 前段 180~1200 11 噴嘴溫度（ 0C） 170~180 12 模具溫度（ 0C） 50 ~80 13 注射壓力 (60~100 10 14 15 16 17 成型時(shí)間(s) 注射時(shí)間 20~90 高壓時(shí)間 0~5 冷卻時(shí)間 20~120 總時(shí)間 50~220 18 螺桿轉(zhuǎn)速（ r/ 30 19 適用注射機(jī)類型 螺桿、柱塞式均可 20 后處理 方法 紅外線燈、烘箱 溫度（ 0C） 70 時(shí)間（ h） 2~4 二烯、苯乙烯共聚而成的聚合物，因此 無毒、無味，易燃燒、無自熄性。 在低溫下迅速下降；有良好的機(jī)械 強(qiáng)度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。 一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工，且易著色。 、鹽及水和無機(jī)化合物的影響，溶于酮、醛、酯、氯代烴中，不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長(zhǎng)期接觸會(huì)軟化溶脹。 物油等化學(xué)物品，否則會(huì)引起應(yīng)力開裂。此外， 變形溫度為 93℃，脆化溫度為 使用溫度范圍為 100℃，而且 外線作用下容易氧化降解，從而會(huì)導(dǎo)致制件變硬變脆。 其 品種牌號(hào)很多，各品種的機(jī)電性能及成形特性也各有差異，應(yīng)按品種確定成形方法及成形條件。 吸濕性強(qiáng) ,含水量應(yīng)小于 必須充分干燥 ,要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥。 11 (1)澆注系統(tǒng)對(duì)料流阻力小。 (2)進(jìn)料口處處外觀不良。 (3)容易產(chǎn)生熔接痕。 (4)應(yīng)該注意選擇進(jìn)料口位置、形式。 (5)頂出力過大時(shí)或機(jī)械加工時(shí)，塑件外表面易呈現(xiàn)“白色”痕跡（但在熱 水中加熱可以消失），脫模斜度宜取 2°以上。 12 3﹑塑件的結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計(jì)方案 件的結(jié)構(gòu)分析 本設(shè)計(jì)的制件為剃須刀透蓋，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，形狀對(duì)稱，制件壁厚為 1～ 2面粗糙度基本一致。對(duì)表面粗糙度要求不高。觀察本制件結(jié)構(gòu) ,本制件需要有側(cè)抽機(jī)構(gòu)，但其形狀并不特別復(fù)雜，且抽拔距適中。制件結(jié)構(gòu)如圖： 影響塑件尺寸精度因素十分復(fù)雜，主要有模具的制造精度、制模時(shí)由于工藝條件的變化引起成型收縮率的波動(dòng)，同時(shí)由于磨損等因素會(huì)造成模具尺寸的不斷變化，活動(dòng)配合間隙的變化以及模制件脫模斜度都會(huì)影響塑 料制件的精度。塑件精度的確定應(yīng)該合理，在滿足使用要求的前提下盡可能選用低精度等級(jí)。塑件精度過高必然會(huì)增加模具的制造成本，因此是不恰當(dāng)?shù)?。關(guān)于塑件的尺寸精度和公差的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 14486表 422] 材料代號(hào) 材料名稱 公差等級(jí) 標(biāo)注公差尺寸 未注公差尺寸 高精度 一般精度 烯烴 — 丁二烯 — 苯乙烯 13 綜合考慮上述因素、塑件基本尺寸以及模具的制造成本和加工，本設(shè)計(jì)塑件的尺寸精度為一般精度 塑件的表面粗糙度，除了在成型時(shí)從工藝上盡可能避免冷疤、波紋等疵點(diǎn)外，主要有模具表面的粗糙度決定 ， 一般塑件的表面粗糙度值比模具表面的粗糙度值低一級(jí)。 塑料成型方法一般分為熔體成型和固相成型兩大類。 塑料的成型多是熔體成型，即把塑料加熱到熔點(diǎn)以上，使之處于熔融態(tài)進(jìn)行成型加工的一種方法。屬于這種方法的主要有注射成型，壓縮成型，壓注成型，擠出成型等。 本塑件所用的材料為 于熱塑性材料，其主要的成型方法有 注射成型，擠出成型，吹塑成型等。但是擠出成型適合生產(chǎn)管材、板材、棒材、片材、電線和電纜覆層等，吹塑成型適合生產(chǎn)中空的薄壁件，所以這兩種都不適合于本件的生產(chǎn)，且注射成型的生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)效率高、模具使用壽命長(zhǎng)、能大批量地生產(chǎn)形狀復(fù)雜、尺寸精度高的制件。綜合考慮本塑件該選用注射成型的方法。 型面設(shè)計(jì) 選擇分型面時(shí)應(yīng)考慮以下原則： 1、分型面應(yīng)便于塑料制品的脫模； 2、分型面的選擇應(yīng)有利于側(cè)面分型與抽芯； 3、分型面的選擇應(yīng)有利于防止溢料； 4、分型面的選擇應(yīng)保證制品的質(zhì)量； 5、分型面的選擇應(yīng)有利 于排氣； 6、分型面的選擇應(yīng)有利于盡量使成； 7、分型面的選擇應(yīng)考慮注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)。 不論塑料制品的結(jié)構(gòu)如何，采用何種設(shè)計(jì)方法都必須首先確定分型面，因?yàn)檫x取不 14 同分型面就使得模具結(jié)構(gòu)有所不同。因此，模具結(jié)構(gòu)很大程度上取決于分型面的選擇，分型面選擇的合理與否將直接影響塑料制品膜塑成型工藝，同時(shí)也影響制品質(zhì)量，注射機(jī)參數(shù)，成型零件的加工工藝性等。 根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形式，本 設(shè)計(jì)分型面如圖 4 圖 4型腔數(shù)量的確定 與多型腔模相比，一模兩腔具有以下優(yōu)點(diǎn)。 (1) 塑件的形狀和尺寸精度始終一致。 (2) 工藝參數(shù)易于控制。 (3) 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，設(shè)計(jì)制造、維修大為簡(jiǎn)化。 因此，根據(jù)以上特點(diǎn)以及制件的結(jié)構(gòu)形狀，本設(shè)計(jì)擬定采用一模兩腔的結(jié)構(gòu)。 （ 1）方案一 澆口采用點(diǎn)澆口 一模一腔 ,靠頂桿頂出制件 ,而側(cè)抽則采用機(jī)動(dòng)式側(cè)抽 ,冷卻裝置采用直流式冷卻水路的形式。 （ 2）方案二 澆口采用 直接 澆口 式 一 次分型 ,一模 一 腔，靠 頂桿 推出制件，而側(cè)抽則采用液壓式側(cè)抽。 （ 3）方案三 15 澆口采用點(diǎn)澆口。 三板式兩次分型 , 一模兩腔，靠頂桿頂出制件 ,另外在頂出制件前應(yīng)完成對(duì) 制件的側(cè)抽芯動(dòng)作。側(cè)抽芯采用斜導(dǎo)柱滑塊式側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。在開模時(shí) ,滑塊在斜導(dǎo)柱作用下移動(dòng)抽芯 ,是一種常用結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,安全可靠 ,在開模時(shí) , 滑塊在斜導(dǎo)柱的作用下移動(dòng)作抽芯動(dòng)作 ,采用外連結(jié)直通式冷卻水路的形式。 由于本制件所設(shè)計(jì)出的模具結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單 ,制件投影面積不大，表面質(zhì)量要求比較高，所以本套模具采用點(diǎn)澆口形式比直接澆口形式合適 ,因?yàn)榕c直接澆口相比：點(diǎn)澆口的殘余應(yīng)力小，可防止塑件破裂、翹曲，變形；型腔內(nèi)的實(shí)際壓力小，點(diǎn)澆口去除比較方便，塑件上殘留痕跡小。綜上所述，選擇點(diǎn)澆口 形式。 又由于制件體積比較小，所以模具的模腔設(shè)計(jì)采用一模兩腔。 此外 ,在設(shè)計(jì)側(cè)抽芯時(shí) ,方案中擬定兩種抽芯方式：液壓式側(cè)抽芯﹑斜導(dǎo)柱滑塊式側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。由于在設(shè)計(jì)的制件抽拔距不大而且精度要求不是很高 ,又考慮經(jīng)濟(jì)因素，液壓式側(cè)抽芯的成本太高，所以采用液壓式不適合本設(shè)計(jì)；所以本設(shè)計(jì)采用斜導(dǎo)柱滑塊式側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。 由各項(xiàng)比較的比較結(jié)果 ,本設(shè)計(jì)采用擬定方案中的第三套方案：采用點(diǎn)澆口，三板式兩次分型，側(cè)抽采用斜導(dǎo)柱滑塊側(cè)抽。 16 4﹑設(shè)備的型號(hào)及選擇 射成型工藝 注射 成型工藝是塑料成型的一種最常用的方法。它將粒狀或粉狀的塑料原料加入到注射機(jī)的料筒中，經(jīng)過加熱到流動(dòng)狀態(tài)，在注射機(jī)的柱塞或螺桿的推動(dòng)下，以一定的流速，通過噴嘴和閉合模具的澆注系統(tǒng)而充滿型腔，經(jīng)過一定的時(shí)間的冷卻定型，打開模具，從模內(nèi)取出成型的塑件。 射機(jī)概述 注射機(jī)按其外形分為立式、臥式、直角式。按塑料在料筒的塑化方式可分為柱塞式注射機(jī)和螺桿式注射機(jī)。 根據(jù)塑料的品種、塑件的結(jié)構(gòu)、成型方法、生產(chǎn)批量，選擇臥式螺桿注射機(jī)。 注塑機(jī)的型號(hào)是根據(jù)塑件的外形尺寸、質(zhì)量大小及型腔的數(shù)量和排列方式來確定的。在確定模具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下，應(yīng)對(duì)模具所需塑料注射量、注射壓力、塑件在分型面上的投影面積、成型時(shí)需用的鎖模力、模具厚度、拉桿距離、安裝固定尺寸及開模行程等進(jìn)行計(jì)算，這些參數(shù)都與注塑機(jī)的有關(guān)性能參數(shù)密切相關(guān)，如果兩者不匹配，則模具無法安裝使用。因此，必須對(duì)兩者之間有關(guān)參數(shù)進(jìn)行校核，并通過校核來設(shè)計(jì)模具與選擇注射機(jī)型號(hào) 。 1、按照預(yù)選型腔數(shù)來選擇注射機(jī)： （ 1） 模具所需塑料熔體注射量 17 21 ? 式中 m g/; n 1m g/; 2m g/; 首先 2m 是個(gè)未知值，但是流動(dòng)性好的普通精度塑件，澆注系統(tǒng)凝料為塑件質(zhì)量或體積的 15%～ 20%。若是流動(dòng)性不太好或是精密塑件，據(jù)統(tǒng)計(jì)每個(gè)塑件所需澆注系統(tǒng)的質(zhì)量或體積是制件的 到 1倍，當(dāng)塑料熔體黏度高，塑件越小，壁越薄，型腔越多又作平衡式布置時(shí)，澆注系統(tǒng)的質(zhì)量或體積甚至還要大。設(shè)計(jì)中按： ????? （ 2） 塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力 的計(jì)算 21 ? 型m )( 21 ??式中 A —— 塑件及流道凝料在分型面上的投影面積（ 2 1A —— 單個(gè)塑件在分型面上的投影面積（ 2 2A —— 流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積（ 2 模具所需的鎖模力（ N） 型P—— 塑料熔體對(duì)型腔的平均壓力 (流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積 2A 在模具設(shè)計(jì)前是未知的。根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析，大致是每個(gè)塑件在分型面上投影面積 1A 的 ，A 來估算。成型時(shí)塑件熔體對(duì)型腔的平均壓力，其大小一 般是注射壓力的 30％～65％，型腔壓力見表 5－ 1 表 5件特點(diǎn) 型P 舉例 18 中等黏度塑件及有精度要求的 塑件 35 精度要求的零件，如殼類 等 用 分析得 21 ， 所以， 2221 3 9 6 8 4135.1 ????? 4 2 8 . 9 6 5 6 9 . 3 9 9)( 21 ?????? 型m （ 3）選擇注射機(jī)型號(hào) 根據(jù)上面計(jì)算得到的 m 和射機(jī)的最大注射量（額定注射量 G）和額定鎖模力 F 應(yīng)滿足 ?中 ? —— 注射系數(shù)，無定型材料取 晶型材料取 由于 取 ，即 2 ??? ? ； m 66?? 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，選擇注塑機(jī)型號(hào)為 要工藝參數(shù)如下表 5 表 5射機(jī)主要工藝參數(shù) [9] 理論注射量 /g 125 移模行程 /00 螺桿直徑 /2 最大模具厚度 /00 19 注射壓力 /19 最小模具厚度 /00 鎖模力 /00 噴嘴球半徑 /2 拉桿內(nèi)間距 /953 185 噴嘴口孔徑 / 4 確定型腔核選擇注 射 機(jī)之后，這種注 射 機(jī)是否合適，還要對(duì)該機(jī)型的其他技術(shù)參數(shù)進(jìn)行校核。 校核型腔數(shù)量 在選取注射機(jī)型號(hào)后，再根據(jù)注射機(jī)的性能參數(shù)（注射機(jī)的塑化速率、最大注射量及鎖模力）、塑件精度等級(jí)（在模具中每增加一個(gè)型腔，塑件精度要下降 4%）等來校核型腔的數(shù)量。 以下按注射機(jī)的最大注射量來校核型腔數(shù)量： 12m ?式中 K――注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取 G――注射機(jī)允許的最大注射量（ g或 ?????? m 合要求。 該項(xiàng)工作是 校核所選注射機(jī)的額定壓力件成型時(shí)所需要的壓力一般由塑料流動(dòng)性、塑件結(jié)構(gòu)和壁厚以及澆注系統(tǒng)類型等因素所決定，在生產(chǎn)實(shí)踐中其值一般為 70150計(jì)中要求 oe ?式中 k’ —— 注塑壓力安全系數(shù)，一般取 k’ ＝ k’＝ 0? 20 1 1 31 1 ???? ∴符合要求。 鎖 模力是指鎖模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所施加的最大加緊力。當(dāng)高壓的塑料熔體充滿型腔時(shí)，會(huì)沿鎖模方向產(chǎn)生一個(gè)很大的脹型力。因此注 射 機(jī)的 鎖 模力必須大于該模的脹型力，即 型?式中 型p—— 型腔的平均壓力，見表 5－ 1； 0k—— 鎖模力的安全系數(shù)，一般取0k＝ )(9 0 08 4 07 0 ???型 ∴符合要求。 不同型號(hào)的注射機(jī)安裝部位的形狀和尺寸各不相同，設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)對(duì)其相關(guān)尺寸加以校核，以保證模具能順利安裝。需校核的主要內(nèi)容有噴嘴尺寸、定位圈尺寸、模具的最大與最小厚度及安裝螺釘孔等。 (1)噴嘴尺寸 注射機(jī)噴嘴頭一般為球面，其球面半徑 半徑 R 凹 ＝ R+(1～ 2)(詳見主流道設(shè)計(jì) ) (2)定位圈尺寸 模具安裝在注射機(jī)上必須使模具中心線和料筒、噴嘴的中心線相重合，定位圈與注射機(jī)固定模板上的定位孔呈間隙配合（ H8/定位圈的高度，對(duì)小型模具為 80大型模具為 1015外，對(duì)中小型模具一般只在定模座板上設(shè)置定位圈，對(duì)大型模具可在定、動(dòng)模座板上同時(shí)設(shè)置定位圈。本設(shè)計(jì)屬中小型模具，只在定模座板上設(shè)置定位圈。（詳見定位圈與澆口套設(shè)計(jì)） 21 (3)模具厚度 模具厚度 須滿足 : m<中 注射機(jī)允許的最小閉合高度即動(dòng)定模之間的最小開合 距離（ 模具閉合高度（ 注射機(jī)允許的最大閉合高度（ 即 200<00 參見以下的設(shè)計(jì)結(jié)果 , 定模底板的厚度： 25模的厚度： 45模的厚度： 50撐板的高度： 40塊的高度： 63模底板的厚度： 25mm m 24850634045225 ??????? 經(jīng)計(jì)算符合要求。 （ 4）模具長(zhǎng)、寬尺寸與注射機(jī)拉桿距離的關(guān)系 模具安裝有兩種方式，即從注射機(jī)上方直接吊入機(jī)內(nèi)進(jìn)行安裝，或者先吊到側(cè)面再由側(cè) 面推入機(jī)內(nèi)進(jìn)行安裝，為安裝方便，應(yīng)使模具尺寸與注射機(jī)拉桿間距離（拉桿中心距――拉桿直徑）小于 10 （ 5）模具與注射機(jī)的安裝關(guān)系 模具的安裝固定形式有壓板式和螺釘式兩種。壓桿式安裝靈活而被廣泛采用，而螺釘式需模座上的孔和模板上的孔完全吻合，安裝比較麻煩，但對(duì)于大型模具的安裝，這種安裝安全可靠。本設(shè)計(jì)中采用前種安裝方式足以。 （ 6）開模行程校核 22 開模行程是指從模具中取出制件所需的最小開合距離，用 必須小于注射機(jī)移動(dòng)模板的最大行程 S。 即 ： 2+(5～ 10) 式中 射 機(jī)的最大開模行程 ( 塑件脫模所需頂出距離 ( 件高度 ( 2+(5～ 10)=58+21+(5～ 10)=84～ 89查手冊(cè) 300以符合要求 由上述可知注塑機(jī)符合要求。 5、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指塑料熔體自注射機(jī)的噴嘴射出后到達(dá)入模具的型腔以前在模具內(nèi)所流徑的一段路程的總稱 ,澆注系統(tǒng)分為普通流道的澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩大類。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注射模具設(shè)計(jì)的一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)，它對(duì)獲得優(yōu)良的性能和理想外觀的塑料之間以 及最佳的成型效率有直接影響，是模具設(shè)計(jì)工作者十分重視的技術(shù)問題。 普通澆注系統(tǒng)主要是由 主流道、分流道、澆口、冷料穴和排氣槽或溢流槽等部分組成 [12]. 注系統(tǒng)的作用 （ 1）將來自注射機(jī)噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)的充滿型腔各處，同時(shí)是型腔里的氣體能及時(shí)順利的排出。 （ 2） 在塑料熔體填充及凝固的過程中，將注射壓力有效的傳遞到型腔的各個(gè)部位，以獲得形狀完整、內(nèi)在質(zhì)量上優(yōu)良的塑料制件。 在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，首先選擇澆口的位置，澆口位置選擇恰當(dāng)與否，將直接關(guān)系到 23 塑件的成型質(zhì)量 及注射過程是否能順利進(jìn)行。澆道及澆口位置的選擇應(yīng)遵循以下原則： （ 1）設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，流道應(yīng)盡量減少?gòu)澱郏砻娲植诙葹?? （ 2）應(yīng)考慮到模具是一模一腔還是一模多腔，澆注系統(tǒng)應(yīng)按型腔布局設(shè)計(jì)，盡量與模具中心線對(duì)稱。 （ 3）單型腔塑件投影面積較大時(shí)，在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)避免在模具的單面開設(shè)澆口，不然會(huì)造成注射時(shí)模具受力不均。 （ 4）設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮去除澆口方便，修正澆口時(shí)在塑件上不留痕跡。 （ 5）一模多腔時(shí)，應(yīng)防止將大小懸殊的塑件放在同一副模具中。 （ 6）在設(shè) 計(jì)澆口時(shí)，避免塑料熔體直接沖擊小直徑型芯及嵌件，以免發(fā)生彎曲、折斷或移位。 （ 7）在滿足成型排氣良好的前提下，要選取最短的流程。這樣可縮短冷卻時(shí)間。 （ 8）能順利地引導(dǎo)塑料熔體填充各個(gè)部位，并在填充過程中不致產(chǎn)生塑料熔體渦流、紊流現(xiàn)象，使型腔內(nèi)地氣體順利排出模外。 （ 9）在成批生產(chǎn)塑件時(shí)，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，要縮短冷卻時(shí)間及成型周期。 （ 10）若是主流道型澆口，因主流道處有收縮現(xiàn)象，若塑件在這個(gè)部位要求精度較高時(shí)，主流道應(yīng)留有加工余量或修正余量。 （ 11）澆口的位置應(yīng)保證塑料熔體順利流入型腔，即對(duì)著型腔 中寬敞、厚壁部位。 （ 12）盡量避免使塑件產(chǎn)生熔接痕，或使其熔接痕產(chǎn)生在塑件不重要的部位。 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 ,保證正常成形 ,還應(yīng)注意防止流料直接沖擊嵌件及型態(tài)或型態(tài)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 24 具成型體的型腔數(shù) 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)還應(yīng)考慮到模具型腔的布置，考慮到生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本，模具型腔選擇一模一腔 好還是一模多腔 ,本設(shè)計(jì)的是一模兩腔， 澆注系統(tǒng)需按型腔布置根據(jù)一模兩腔的布局設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮到去除毛刺 ,修整進(jìn)料口方便 以獲得形狀完整，內(nèi)外在質(zhì)量上優(yōu)良的塑料制件。 在大量生產(chǎn)時(shí)設(shè)置澆注系統(tǒng)還應(yīng)考慮到在保證成形質(zhì)量前提下盡量縮短流程 ,減少斷面積以縮短填充及冷卻時(shí)間 ,縮短成型周期 ,同時(shí)減少澆注系統(tǒng)損耗的塑料 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。 （ 1） 為了便于澆注凝料從主流道中取出，主流道采用 ?? 4~2?? 的圓錐孔。對(duì)流動(dòng)性較差的塑料也可取得稍大一些，但過大則容易引起注射速度緩慢，并容易形成渦流。本設(shè)計(jì)中取 ?3?? 。 （ 2） 澆口套與塑件注射區(qū)直接接觸時(shí)，其出料端端面直徑 果 澆口套與型腔的接觸面積增大，模腔內(nèi)部壓力對(duì)澆口套的反坐力也將按比例增大，到一定程度時(shí)澆口套則容易從模體中彈出。 （ 3） 澆口套的材料應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)鋼 應(yīng) 進(jìn)行淬硬處理，為了防止注射機(jī)噴嘴不被碰撞而損壞，澆口套的硬度應(yīng)低于注射機(jī)噴嘴的硬度，錐孔內(nèi)壁粗糙度 增加內(nèi)壁的耐磨性，并減小注射中的阻力。圓錐孔大端處應(yīng)有γ＝ 1°～ 2°的過渡圓角，以減小料流在轉(zhuǎn)向時(shí)的流動(dòng)阻力。 （ 4） 澆口套與注射機(jī)噴嘴頭的接觸球面必須吻合。由于注射機(jī)噴嘴頭是球面，半徑以為使熔融塑料從噴嘴完全進(jìn)人主流道而不溢出，應(yīng)使?jié)部谔锥嗣娴陌? 25 球面與注射機(jī)噴嘴的端凸球面接觸良好，一般地其半徑 （ 1） 圓錐孔的小端直徑 d＝ （ 1） 面凹球面深度 ～ 5 面與主流道孔應(yīng)以清角連接，不應(yīng)有倒拔痕跡，以保證主流道凝料順利脫模。 （ 5） 定位環(huán)是模體與注射機(jī)的定位裝置，它保證澆口套與注射機(jī)的噴嘴對(duì)中定位。定位環(huán)的外徑 配合間隙為 位環(huán)厚度 5～ 10小于注射機(jī)定位孔的深度。 （ 6） 澆口套端面應(yīng)與定模相配合部分的平面高度一致。 （ 7） 在可能情況下澆口套長(zhǎng)度 物料降溫過大，影響注射成型。主流道盡量不采 用分級(jí)對(duì)接形式。 主流道是熔融塑料由注射機(jī)噴嘴噴出時(shí)最先經(jīng)過的部位，它與注射機(jī)噴嘴在同一軸心線上。由于主流道與熔融塑料和注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸、碰撞，一般澆口不直接開設(shè)在定模上，為了制造方便，都制成可拆卸的澆口套，用螺釘或迫合形式固定在定模板上。主流道的基本結(jié)構(gòu)和安裝形式如圖 5－ 1所示 。 1、主流道形狀尺寸的確定 流道的形狀一般為圓錐形 ,某小端直徑應(yīng)大于注塑機(jī)出口直徑的 1左右其錐角一般要 2°～ 4° ,主流道大徑和小徑尺寸經(jīng)查閱《實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)》，查得主澆道尺寸： 表 622] （ 符號(hào) 名稱 尺寸 d 主流道小端直徑 注射機(jī)噴嘴直徑＋（ 1） 流道球面半徑 噴嘴球面半徑＋（ 1～ 2） h 球面配合高度 3～ 5 26 a 主流道錐角 2○ ～ 4○ L 主流道長(zhǎng)度 盡量≤ 60 D 主流道大端直徑 d＋ 2L2 ： d=3＋ 1=4 5+2=17mm h=4 a=3○ L=29 D=d+2L2 ≈ 7 6— 2主流道的結(jié)構(gòu) 2、主流道襯套的形式 主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料要求較嚴(yán)，因而模具主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式（俗稱澆口套），以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。澆口套都是標(biāo)準(zhǔn)件，只需去買就行了。常用澆口套分為有托澆口套和無托澆口套兩種， 本設(shè)計(jì)中選用的是前 者。 有托澆口套用于配裝定位 27 圈。澆口套的 基本尺寸 有Φ 20 25 30幾種。 本設(shè)計(jì)中選用 Φ 20、主流道剪切速率的校核 主流道的剪切速率以 105 ????? 為宜。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 ?? 式中 ?? —— 剪切速率（ 1s? ）； 塑件體積流量（ 3； 主流道平均半徑（ 133 3 q ?? ????? s???校核結(jié)果符合。 口設(shè)計(jì) 澆口是主流道、分流道與型腔之間的連接部分，即澆注系統(tǒng)的終端。澆口的位置