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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
設(shè)計(jì)題目
塑料梳子注射模具設(shè)計(jì)
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院 （系）： 河源職業(yè)技術(shù)學(xué)院
學(xué)生姓名： 許永鋒
專業(yè)班級(jí)： 08模具設(shè)計(jì)與制造1班
學(xué) 號(hào)： 2008301139
指導(dǎo)教師： 劉長(zhǎng)靈
2011年 5 月 13日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
目錄
目錄 1
摘 要 3
Abstract 4
第一章 引言 5
第二章 塑件的工藝性能分析 6
2.1塑件分析 6
2.2塑件工藝性能分析 7
2.2.1成型塑料的工藝性能 7
2.2.2成型塑料的成型加工性能 8
2.3塑料成型主要技術(shù)指標(biāo) 9
2.4成型塑料注射成型工藝參數(shù) 9
2.5塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 10
2.6塑件外型 11
圖2-2塑件外型 11
第三章 注射成型模具的設(shè)計(jì) 12
3.1選擇模架 12
3.2模具與注射機(jī)的關(guān)系 13
3.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13
3.3.1澆口設(shè)計(jì) 14
3.3.2冷料井設(shè)計(jì) 15
3.4注塑模成型零部件設(shè)計(jì) 16
3.4.1型腔分型面位置和形狀的設(shè)計(jì) 16
3.4.2塑件在型腔中放置方位的確定 16
3.4.3分型面形狀的決定 16
3.4.4分型面位置的選擇 16
3.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17
3.5.1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17
圖3-6凹模 18
3.5.2 內(nèi)型心的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18
3.5.3 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和凹模一樣 18
3.6排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19
3.7型腔成型尺寸的設(shè)計(jì) 19
3.7.1塑件精度及其影響因素 19
3.7.2型腔型心的成型尺寸計(jì)算 19
3.8合模導(dǎo)向和定位機(jī)構(gòu) 22
1．定位作用 22
2．導(dǎo)向作用 23
3．承受一定的側(cè)向壓力 23
3.9脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 24
1）推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè) 24
2）保證塑件不因推出而變形損壞 24
3）機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單動(dòng)作可靠 24
4）良好的塑件外觀 24
5）合模時(shí)的正確復(fù)位 24
3.10模具冷卻系統(tǒng) 25
模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則： 25
①冷卻水通道的設(shè)置 25
②冷卻水孔的布置 25
③降低入水與出水溫度差 26
第四章 裝配圖 28
結(jié)論 30
參考文獻(xiàn) 30
致謝 31
摘 要
近年來(lái)，我國(guó)家電工業(yè)的高速發(fā)展對(duì)模具工業(yè)，尤其是塑料模具提出了越來(lái)越高的要求，2004年，塑料模具在整個(gè)模具行業(yè)中所占比例已上升到30%左右，據(jù)有關(guān)專家預(yù)測(cè)，在未來(lái)幾年中，中國(guó)塑料模具工業(yè)還將持續(xù)保持年均增長(zhǎng)速度達(dá)到10%以上的較高速度的發(fā)展。國(guó)內(nèi)塑料模具市場(chǎng)以注塑模具需求量最大，其中發(fā)展重點(diǎn)為工程塑料模具。
注射成型是塑料成型的一種重要方法，它主要適用于熱塑性塑料的成型，可以一次成型形狀復(fù)雜的精密塑件。本課題就是將日常生活中的梳子為設(shè)計(jì)模型，將注射模具的相關(guān)知識(shí)作為依據(jù)，闡述塑料注射模具的設(shè)計(jì)過(guò)程。
本設(shè)計(jì)對(duì)日常生活中的梳子進(jìn)行的注塑模設(shè)計(jì)，利用Ug軟件對(duì)塑件進(jìn)行了實(shí)體造型，對(duì)塑件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了工藝分析。明確了設(shè)計(jì)思路，確定了注射成型工藝過(guò)程并對(duì)各個(gè)具體部分進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算和校核。如此設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運(yùn)用可靠，保證了與其他部件的配合。最后用autoCAD繪制了一套模具裝配圖和零件圖。
本課題通過(guò)對(duì)日常生活中的梳子的注射模具設(shè)計(jì)，鞏固和深化了所學(xué)知識(shí)，取得了比較滿意的效果，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)意圖。
關(guān)鍵詞：塑料模具；注射成型；模具設(shè)計(jì)；梳子
Abstract
In recent years, the rapid development of China's household electrical appliance industry to the mold industry, especially the plastic mold raised higher and higher demands, in 2004, the entire mold plastic mold industry, the proportion had risen to about 30%, according to the experts predict in the next few years, China plastic mold industry will continue to maintain an average annual growth rate of 10% or more of the high rate of development. The domestic market in order to injection mold plastic mold greatest demand, including development priorities of plastic molds.
Injection molding plastic molding an important method, which is mainly applied to thermoplastic molding, can be a complex shape forming of precision plastic parts. This topic is to Daily Comb for the design of the shell model, the injection mold-related knowledge as the basis to explain plastic injection mold design process.
The design of the Daily Comb on the shell for the injection mold design, plastic parts using Ug software had solid modeling, the structure of the plastic parts of the process analysis. Clear design ideas, determine the injection molding process and to specific parts of a detailed calculation and checking. The structure of such a design work to ensure that the use of molds and reliable to ensure that the co-ordination with other components. At last, autoCAD drawing a set of mold assembly drawings and parts drawing.
The topic of the slider Daily Comb shell by injection mold design, consolidate and deepen the knowledge of what they have learned, and achieved satisfactory results, to achieve the desired design intent.
Keywords: plastic mold; injection molding; mold design;; Daily Comb
第一章 引言
由于塑料具有很多優(yōu)良的性能和特點(diǎn)，近年來(lái)它在各領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。作為塑料制造業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)——塑料模具的設(shè)計(jì)與制造也得到了空前的發(fā)展，特別是作為塑料必備成型工具的塑料注塑模具，由于它成型效率高，易成型形狀復(fù)雜的制品，并科實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，得到迅速的法子，在我國(guó)其發(fā)展速度之快、需求量之大是前所未有的。
未來(lái)國(guó)內(nèi)外塑性模具的制造技術(shù)和成型技術(shù)有如下發(fā)展趨勢(shì)：1)在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)；2)高速銑削加工將得到更廣泛地應(yīng)用；3)在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)；4)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率；5)研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程；6)虛擬技術(shù)將得到發(fā)展；7)模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展。
模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備，它被用來(lái)成型具有一定形狀和尺寸的各種制品。模具成型已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段，成為多種成型工藝中最具潛力的發(fā)展方向。尤其是塑料模具，在所有模具的總產(chǎn)量中所占的比例越來(lái)越大，對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著十分重要的作用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)已廣泛應(yīng)用于模具工業(yè)，在注射成型系統(tǒng)中，針對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)都可將計(jì)算機(jī)作為輔助工具而加入。構(gòu)成該環(huán)節(jié)的CAD或CAM或CAE。
近年來(lái)塑料成型模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，在工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)塑料模具的要求是：能高效地生產(chǎn)出外觀和性能均符合使用要求的制品。它包括三個(gè)方面的內(nèi)容。第一，制品方面要求精度高，外觀美，性能好。第二，制造方面要求結(jié)構(gòu)合理，容易制造，而且成本要低。第三，使用方面要求操作簡(jiǎn)單方便，效率高，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，還有維護(hù)保養(yǎng)方便。隨著模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的迅猛發(fā)展，塑料成型模具將趨向于高效率、自動(dòng)化、大型、精密、長(zhǎng)壽命的方向發(fā)展。
本次設(shè)計(jì)的題目是“塑料梳子注射模具設(shè)計(jì)”，其內(nèi)容為：
（1）產(chǎn)品外型設(shè)計(jì)：以產(chǎn)品外型測(cè)量，獲取產(chǎn)品的尺寸，提供產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案。
（2）制品總裝結(jié)構(gòu)及零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：包括結(jié)構(gòu)尺寸，尺寸公差及配合等。
（3）制品結(jié)構(gòu)零件的成型工藝及成型模具設(shè)計(jì)：包括制品的工藝分析，工藝計(jì)算，成型機(jī)選擇。模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。
（4）獨(dú)立地完成設(shè)計(jì)任務(wù)，圖紙整潔，標(biāo)注等符合國(guó)標(biāo)，準(zhǔn)時(shí)完成任務(wù)。
第二章 塑件的工藝性能分析
2.1塑件分析
一個(gè)完美的塑件制作應(yīng)根據(jù)制品的使用要求和外觀要求從塑料的力學(xué)性能、美術(shù)造型和成型工藝、塑料模具設(shè)計(jì)和制造等多方面進(jìn)行全面考慮。
本次設(shè)計(jì)的塑件是日常梳子，屬于小型塑件。在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中是一類比較典型的操作型產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，涉及到因素較小，最主要的是使用時(shí)要手感舒適。所以它的尺寸要求一般，表面質(zhì)量要求稍高，外觀平滑，無(wú)氣孔、縮孔等現(xiàn)象。
圖2-1梳子產(chǎn)品圖
2.2塑件工藝性能分析
2.2.1成型塑料的工藝性能
ABS是由丙烯腈、丁二烯、和苯乙烯值得的三元共聚物和（或）聚合物與共聚物的共混物制得的塑料。其中A代表丙烯腈，B代表丁二烯、C代表苯乙烯。ABS是由三種組分組成的，所以它具有三種組分綜合性能的特點(diǎn)。具體表現(xiàn)在：優(yōu)良的物理力學(xué)性能，沖擊強(qiáng)度高，尺寸穩(wěn)定性好，不透水，耐熱溫度高，電絕緣性能受溫度和濕度的影響很小，且在很大頻率變化范圍內(nèi)保持穩(wěn)定，耐環(huán)境性能好，幾乎不受水、無(wú)機(jī)鹽、堿、酸類的影響。ABS最大不足之處是耐候性能比較差，在光線的照射下容易老化。ABS在室溫下的物理力學(xué)性能見(jiàn)表1。
表1 ABS在室溫下的物理力學(xué)性能
性能
高抗沖型
耐熱型
中抗沖型
拉伸強(qiáng)度/MPa
35-44
45-57
42-62
斷裂伸長(zhǎng)率/%
5-60
3-20
5-25
拉伸彈性模量/MPa
1600-3300
2300-3000
2300-3000
壓縮強(qiáng)度/MPa
49-64
65-71
73-88
彎曲強(qiáng)度/MPa
52-81
70-85
69-92
懸臂梁沖擊強(qiáng)度（缺口）/J。M-1
16-44
11-25
6-22
洛氏硬度
65-109
105-115
108-115
彎曲彈性模量/MPa
1600-2500
2100-3000
2100-3100
壓縮彈性模/MPa
1200-1400
1700
1900
吸水性/%
0.2-0.45
0.2-0.45
0.2-0.45
密度g*cm-3
1.02-1.05
1.06-1.08
1.05-1.07
2.2.2成型塑料的成型加工性能
ABS是一種成型加工性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料，可用一般加工方法成型加工。
ABS的流變性 ABS聚合物在熔融狀態(tài)下流動(dòng)特性屬于假塑性流體。雖然ABS的熔體流動(dòng)性與加工溫度和剪切速率都有關(guān)系，但對(duì)剪切速率更為敏感。因此在成型過(guò)程中可以采用提高剪切速率來(lái)降低熔體粘度，改善熔體流動(dòng)性。ABS屬于無(wú)定形聚合物，無(wú)明顯熔點(diǎn)，成型后無(wú)結(jié)晶，成型收縮率為0.4%-0.5%。通常在1600以上即可成型。在成型過(guò)程中，ABS的熱穩(wěn)定性較好，不易出現(xiàn)降解或分解，溫度過(guò)高時(shí)，聚合物中橡膠相有破壞的傾向。通常ABS開(kāi)始出現(xiàn)分解的溫度是2700C，但是在2500C左右聚合物就開(kāi)始變色。
ABS的吸水性 ABS具有一定的吸水性，含水量在0.3%-0.8%范圍。成型時(shí)如果聚合物中含有水分，制品上就會(huì)出現(xiàn)斑痕=云紋、氣泡等缺陷，因此在成型前，需將聚合物進(jìn)行干燥處理，使其含水量降到0.2%左右。
ABS制品的后處理 一般情況下很少出現(xiàn)應(yīng)力裂開(kāi)。如果需處理，消除或減少ABS制品內(nèi)應(yīng)力的方法是將制品放入溫度為70-800C的熱風(fēng)循環(huán)干燥箱里內(nèi)處理2-4h。緩慢冷卻至室溫
ABS的成型工藝條件 ABS注塑時(shí)可以采用柱塞式或螺桿式注塑機(jī)進(jìn)行成型加工，成型溫度盡量取低些，以防止發(fā)生熱分解或?qū)ζ湮锢砹W(xué)性能有所不利。通常螺桿式注塑機(jī)溫度在160-2200C之間。一般對(duì)薄壁、長(zhǎng)流程、小澆口的制品或耐熱級(jí)以及使用柱塞式注塑時(shí)要求的注塑壓力較高，可達(dá)130-150MP，而壁厚、大澆口、螺桿式注塑機(jī)所選用的注塑壓力只需70-100MPa即可。為了獲得內(nèi)應(yīng)力較少的制品，保壓壓力不宜過(guò)高，60-70MPa就可以滿足要求。注射速度對(duì)對(duì)ABS的熔體流動(dòng)性有一定影響，注射速度快，制品表面光潔度不佳；注射速度慢，制品表面容易出現(xiàn)波紋、熔接痕等現(xiàn)象，因而除了充模有困難的情況下，一般以中、低速度為宜。在制品要求表面光澤較高時(shí)，模具溫度可控制在60-800C，對(duì)一般制品可控制在50-600C。
2.3塑料成型主要技術(shù)指標(biāo)
表2 ABS主要技術(shù)指標(biāo)
密度g/cm3
1.02-1.16
彎曲強(qiáng)度MPa
80
比容cm3/g
0.86-0.98
硬度HB
9.7
吸水率（24h）%
0.2-0.4
體積電阻率Ω
6.9×1016
抗拉屈服強(qiáng)
50
熔點(diǎn)0C
130-160度Mpa
熱變形溫度0C
0.45MP
90-108
沖擊強(qiáng)度KJ/m2
無(wú)缺口
261
1.82MP
83-103
缺口
11
拉伸彈性模量MPa
1.8×103
收縮率%
0.4-0.7
2.4成型塑料注射成型工藝參數(shù)
表3 成型塑料注射成型工藝參數(shù)
塑料名稱
ABS
注射機(jī)類型
螺桿式
預(yù)熱和干燥
溫度（0C）
80-95
時(shí)間（h）
4-5
料筒溫度（0C）
后段
150-170
中段
165-180
前段
180-200
噴嘴溫度（0C）
170-180
模具溫度（0C）
40-50
注射壓力（Mpa）
60-100
成型時(shí)間（S）
高壓時(shí)間
0-5
保壓時(shí)間
15-30
冷卻時(shí)間
15-30
成型周期
40-70
螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）
30-60
2.5塑件的結(jié)構(gòu)工藝性
影響模塑件尺寸精度的因素十分復(fù)雜，主要有模具制造的精度、模制時(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，在滿足使用要求前提下盡可能選用低精度。本次設(shè)計(jì)的塑件是日常梳子，屬于比較小型零件。其尺寸公差按SL1372—78標(biāo)準(zhǔn)取四級(jí)精根據(jù)塑件的尺寸，其公差值為0.62。
由于本塑件要求外觀平滑，無(wú)氣孔、縮孔等現(xiàn)象。而塑料制品的表面狀態(tài)的好壞，模具型腔的粗糙度起著決定性的作用。本塑件的脫模表面粗糙度Ra為0.4，其余為0.8。一般情況下，模具型腔的表面粗糙度要比塑件表面粗糙度高1-2級(jí)，所以模具的型腔的脫模表面粗糙度Ra為0.2。由于模具在使用中型腔的磨損而使表面變得粗糙，所以應(yīng)對(duì)型腔即時(shí)維護(hù)。
在塑件的內(nèi)表面沿脫模方向應(yīng)設(shè)計(jì)足夠的脫模斜度，否則會(huì)發(fā)生脫模困難，如過(guò)大推出力時(shí)易拉壞擦傷塑件。塑件沿脫模方向常用的斜度值對(duì)熱塑性塑料件為0.50-3.00。本塑件的外壁的脫模斜度為45’，內(nèi)壁為1.750。
2.6塑件外型
圖2-2塑件外型
32
第三章 注射成型模具的設(shè)計(jì)
3.1選擇模架
注射模具的基本結(jié)構(gòu)有很多共同點(diǎn)，所以標(biāo)準(zhǔn)化的工作已經(jīng)基本完成，市場(chǎng)上有標(biāo)準(zhǔn)件出售，為制造注射模具提供了便利條件。在這里采龍記（LKM）生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)型模架,模坯類型為大水口。其組合形式主要有3種，分別是AI（有支撐板）、BI（有推板也有支撐板）、CI（無(wú)推板也無(wú)支撐板）。
本次設(shè)計(jì)的塑件尺寸不大，邊長(zhǎng)約為100mm的長(zhǎng)方形塑件。塑件形狀結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，故采用一模兩腔的方案。采用推桿推出塑件。并采用支撐柱代替支撐板。這樣既能保證模具的生產(chǎn)效率，降低模具加工成本，節(jié)省材料等。模架具體形狀見(jiàn)圖：：
圖3－1模架（采用CI-2030-A60-B70-C70）
.
3.2模具與注射機(jī)的關(guān)系
由于塑件結(jié)構(gòu)不規(guī)則，不易計(jì)算塑件的體積，為了方便快速地計(jì)算出體積?？梢圆捎肅AE技術(shù)。在UG軟件上可算出塑件的總體積。根據(jù)UG所算出的體積，設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)保證注射模內(nèi)所需熔體總量在注射機(jī)實(shí)際的最大注射的范圍內(nèi)。確保尺寸的穩(wěn)定性，確保實(shí)際生產(chǎn)情況。由UG 計(jì)算可得塑件曲面區(qū)域約為4473.22cm^2。
模具是一模兩腔，
由《塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2-40 熱塑性塑料注射機(jī)型號(hào)與主要技術(shù)規(guī)格中，，初步選XS—ZY—125注射機(jī)。其主要技術(shù)規(guī)格如表5。
表5 XS—Z—125注射機(jī)主要技術(shù)規(guī)格
螺桿直徑（mm）
Ф42
鎖模力（KN）
900
注射容量（cm3）
125
最大注射面積（cm2）
320
注射壓力（MPa）
120
模板行程（mm）
115
模具厚度（mm）
最大
300
噴嘴
（mm）
球半徑
13
最小
200
孔直徑
Ф4
定位孔直徑（mm）
Ф1500+0.06
中心孔徑（mm）
Ф50
3.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
主流道與注射機(jī)噴嘴接觸處多做成半球形的凹坑，兩者應(yīng)嚴(yán)密的配合，避免高壓塑料熔體溢出，凹坑球半徑R2應(yīng)比噴嘴球頭半徑R1大1-2mm。主流道小端直徑應(yīng)比注射機(jī)噴嘴孔直徑大0.5-1mm。大端直徑應(yīng)比分流道深度大1.5mm以上，其錐角不宜太大，一般取20-60。當(dāng)主流道貫穿幾塊模板時(shí)，必須采用主流道襯套，以避免在模板間的拼縫處溢料，以致主流道凝料無(wú)法脫出。主流道尺寸見(jiàn)下圖3-2。
圖3-2唧嘴
3.3.1澆口設(shè)計(jì)
澆口直接與塑件相連，把塑料熔體引入型腔。澆口是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位，澆口的形狀和尺寸對(duì)塑件質(zhì)量影響很大，澆口在大多數(shù)情況下是整個(gè)流道中斷面尺寸最小的部分，對(duì)充模流動(dòng)起著控制作用，成型后制品與澆注系統(tǒng)從澆口處分離，因此其尺寸又影響著后加工工作量的大小和塑件的外觀。
由于塑件尺寸精度要求較高，并外表面要求光滑，所以該模具采用一模兩腔的二板模結(jié)構(gòu)和直接澆口。
根據(jù)塑件的實(shí)際情況，具體的形狀和尺寸如下圖:
圖3-3澆口
3.3.2冷料井設(shè)計(jì)
由于注射機(jī)噴嘴與冷模具接觸降溫，致使噴嘴前端常存有一段低溫料，為除去這段料，在主流道對(duì)面一般設(shè)有冷料井，使冷料不進(jìn)入分流道和型腔。本設(shè)計(jì)冷料井采用底部帶推料桿的形式，拉料桿為Z形頭拉料桿。拉料桿的根部固定在推出板上，在推出制件時(shí)，冷料也一同被推出，取產(chǎn)品時(shí)向拉料鉤的側(cè)向稍許移動(dòng)，即可脫鉤將制件連同澆注系統(tǒng)凝料一道取下。
圖3-4冷料井
3.4注塑模成型零部件設(shè)計(jì)
3.4.1型腔分型面位置和形狀的設(shè)計(jì)
分開(kāi)模具取出塑件的面稱為分型面，分型面設(shè)計(jì)得是否得當(dāng)，對(duì)制件質(zhì)量、操作難易、
模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜性有很大影響，主要應(yīng)考慮三點(diǎn)：
3.4.2塑件在型腔中放置方位的確定
塑件從模內(nèi)取出時(shí)，一般只采用一個(gè)與注射機(jī)開(kāi)模運(yùn)動(dòng)方向相垂直的分型面，安排制件在型腔中的方位時(shí)，要盡量避免與開(kāi)模運(yùn)動(dòng)相垂直或傾斜的方向有側(cè)凹或側(cè)孔，
3.4.3分型面形狀的決定
一般分型面是與注射機(jī)開(kāi)模方向相垂直的平面。
3.4.4分型面位置的選擇
一般取分型面為制件斷面輪廓最大的地方，另外還要考慮避免在制件上留下拼合縫的痕跡，從制件頂出去考慮，分型面應(yīng)盡可能留在動(dòng)模上。本塑件屬于薄板類制件，根據(jù)塑件的形狀，塑件在模具中應(yīng)平放，凸臺(tái)多的一邊留在動(dòng)模，少的一邊在定模，具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖。
圖3-5分型面位置
3.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.5.1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)本塑件的情況，將凹模做成鑲嵌式，其特點(diǎn)是加工比較簡(jiǎn)單，替換性強(qiáng)，可采用數(shù)控機(jī)床、普通機(jī)床、電加工等方法加工。分為兩部分，一部分是外型芯即套筒，內(nèi)型芯從背面鑲?cè)?，外型芯從正面鑲?cè)耄瑑?nèi)型芯鑲在外型芯的里面，利用過(guò)盈配合固定，利用定位銷定位。
圖3-6凹模
3.5.2 內(nèi)型心的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于本塑件所要求的型心形狀簡(jiǎn)單，用電火花就可以就可以加工，還有脫模斜度，用數(shù)控機(jī)床來(lái)加工，一個(gè)臺(tái)階來(lái)固定位置。
3.5.3 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和凹模一樣
圖3 -7凸模
3.6排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)
當(dāng)塑料熔體注入型腔時(shí)，如果型腔內(nèi)原有氣體、蒸汽等不能順利地排出，將會(huì)在制件上形成氣孔、銀絲、灰霧、接縫、表面輪廓不清，型腔不能完全充滿等弊病，同時(shí)還會(huì)因氣體壓縮而產(chǎn)生高溫，引起流動(dòng)前沿物料溫度過(guò)高，粘度下降，容易從分型面溢出，發(fā)生飛邊，重則灼傷制件，使之產(chǎn)生焦痕。而且型腔內(nèi)氣體壓縮的反壓力會(huì)減低充模速度。影響注塑周期和產(chǎn)品質(zhì)量。因此設(shè)計(jì)型腔時(shí)必須充分地考慮排氣問(wèn)題。
對(duì)于一般的塑件，可利用分型面排氣或利用推桿與孔的配合間隙排氣。本設(shè)計(jì)的塑件的頂針比較多，且分型面比較大，所以可利用分型面排氣或利用推桿與孔的配合間隙排氣。
3.7型腔成型尺寸的設(shè)計(jì)
3.7.1塑件精度及其影響因素
模具的成型尺寸是指型腔上直接用來(lái)成型塑件部位的尺寸，主要有型腔和型心的徑向尺寸，型腔和型心的深度或高度尺寸，中心距尺寸等。在設(shè)計(jì)模具時(shí)必須根據(jù)制品的尺寸和精度要求來(lái)確定成型零件的相應(yīng)尺寸和精度等級(jí)，給出正確的公差值。影響塑件精度的因素有多個(gè)方面，主要有成型零件的制造誤差，成型收縮率波動(dòng)，型腔成型零件磨損量的影響等三個(gè)方面。
3.7.2型腔型心的成型尺寸計(jì)算
塑件的等級(jí)精度為4級(jí)，未標(biāo)注公差按SJB72—78取8級(jí)精度。成型零件的制造公差δz=（1/4-1/6）Δ，取δz=1/4Δ，其中Δ為塑件允許公差值，一般說(shuō)來(lái)模具的等級(jí)精度要比塑件精度高1-2等級(jí)，所以模具型腔型心等級(jí)精度取6級(jí)，其余未標(biāo)主公差按SJB72—78取8級(jí)精度。模具型腔、型心的成型尺寸按平均收縮率計(jì)算。
由《塑料成型與模具設(shè)計(jì)》的表3-8可查得：
①型腔的徑向尺寸計(jì)算
型腔的徑向尺寸可按下式計(jì)算：
LM=[LS+LS×Scp－（3/4）Δ]+ δz
其中 LS——塑件的名義尺寸；
Scp——塑件的平均收縮率；
ABS平均收縮率為1/2（0.4%－0.7%）=0.55%；
Δ——塑件允許的公差值；
δz——模具制造偏差。δz=（1/3-1/6）×Δ，取δz=1/3Δ。
塑件公差數(shù)值表3-1
基本尺寸
Δ值（mm）
δz=1/3×Δ（mm）
＞14～18
0.20
0.067
＞65～80
0.38
0.127
＞225～300
1.8
0.54
由圖9可知，型腔徑向需計(jì)算的尺寸有：LS1=314、LS2=241、LS3=326。
根據(jù)型腔成型尺寸計(jì)算公式，按平均收縮率計(jì)算，有：
LM1=[LS1+LS1×Scp－（3/4）Δ]+ δz
=[314+314×0.55%－3/4×1.8]+ 0.54
=317+0..54
LM2=[LS2+LS2×Scp－（3/4）Δ]+ δz
=[241+241×0.55%－3/4×1.8] + 0.54
=243.6+0..54
LM3=[LS3+LS3×Scp－（3/4）Δ]+ δz
=[326+326×0.55%－3/4×2] +0.61
=329.3+0.61
②型心的徑向尺寸計(jì)算
型心的徑向尺寸可按下式計(jì)算：
LM=[LS+LS×Scp＋（3/4）Δ]－δz
其中 LS——塑件的名義尺寸；
Scp——塑件的平均收縮率；
ABS平均收縮率為1/2（0.4%－0.7%）=0.55%；
Δ——塑件允許的公差值；
δz——模具制造偏差。δz=（1/3-1/6）×Δ，取δz=1/3Δ。
塑件公差數(shù)值表3-2
基本尺寸
Δ值（mm）
δz=1/3×Δ（mm）
＞10～14
0.18
0.060
＞65～80
0.38
0.127
＞225～300
1.8
0.54
由圖9可知，型心徑向需計(jì)算的尺寸有：LS1=312、LS2=239。
根據(jù)型心成型尺寸計(jì)算公式，按平均收縮率計(jì)算，有：
LM1=[LS1+LS1×Scp＋（3/4）Δ]－0.167
=[312+312×0.55%＋3/4×1.8] －0..54
=315.06－0.54
LM2=[LS2+LS2×Scp＋（3/4）Δ]－0.127
=[239+239×0.55%＋3/4×1.8] －0.54
=241.66_0..54
③型腔的深度尺寸計(jì)算
型腔的深度尺寸可按下式計(jì)算：
HM=[HS＋HS×Scp－（2/3）Δ] + δz
其中 HS——塑件的名義尺寸；
Scp——塑件的平均收縮率；
ABS平均收縮率為1/2（0.4%－0.7%）=0.55%；
Δ——塑件允許的公差值；
δz——模具制造偏差。δz=（1/3-1/6）×Δ，取δz=1/4Δ。
塑件公差數(shù)值表3-3
基本尺寸
Δ值（mm）
δz=1/4×Δ（mm）
＞3～6
0.14
0.047
＞20～30
0.48
0.12
由圖9可知，型腔深度需計(jì)算的尺寸有：HS1=27.1。
HM1=[HS1+HS1×Scp－（2/3）Δ] + 0.047
=[27.1+27.1×0.55%－（2/3）×0.14] + 0.12
=27.33+ 0.12
④型心的高度尺寸計(jì)算
型心的高度尺寸可按下式計(jì)算：
HM=[HS＋HS×Scp＋（2/3）Δ] －δz
其中 HS——塑件的名義尺寸；
Scp——塑件的平均收縮率；
ABS平均收縮率為1/2（0.4%－0.7%）=0.55%；
Δ——塑件允許的公差值；
δz——模具制造偏差。δz=（1/3-1/6）×Δ，取δz=1/3Δ。
塑件公差數(shù)值表3-4
基本尺寸
Δ值（mm）
δz=1/3×Δ（mm）
＞3～6
0.14
0.047
＞20～30
0.48
0.12
由圖9可知，型心高度需計(jì)算的尺寸有：HS1=25
HM1=[HS1+HS1×Scp＋（2/3）Δ] －0.12
=[25+25×0.55%＋（2/3）×0.48] －0.12
=25.45－0.12
3-8成型零件的部分尺寸
3.8合模導(dǎo)向和定位機(jī)構(gòu)
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)定模或上下模合模時(shí)，正確定位和導(dǎo)向的零件。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式。通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向定位。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用如下：
1．定位作用 模具閉合后，保證動(dòng)定?；蛏舷履Ｎ恢谜_，保證型腔的形狀和尺寸精確；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具裝配過(guò)程中也起了定位作用，便于裝配和調(diào)整。
2．導(dǎo)向作用 合模時(shí)，首先是導(dǎo)向零件接觸，引導(dǎo)動(dòng)定模或上下模準(zhǔn)確閉合，避免型芯先進(jìn)入型腔造成成型零件損壞。
3．承受一定的側(cè)向壓力 塑料熔體在充型過(guò)程中可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或者由于成型設(shè)備精度低的影響，使導(dǎo)柱承受了一定的側(cè)向壓力，以保證模具的正常工作。若側(cè)壓力很大時(shí)，不能單靠導(dǎo)柱來(lái)承擔(dān)，需增設(shè)錐面定位機(jī)構(gòu)。
模具導(dǎo)向時(shí)采用導(dǎo)柱導(dǎo)套形式，導(dǎo)柱采用帶頭導(dǎo)柱，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便。導(dǎo)套采用直導(dǎo)套，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)形式選取導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合采用H7/f7，導(dǎo)套和導(dǎo)套孔的配合采用
H7/r6。
結(jié)構(gòu)如圖：
圖3 -9導(dǎo)柱和導(dǎo)套
導(dǎo)柱的布置形式采用如下圖布局
圖3 -10
3.9脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
注塑模必須設(shè)有準(zhǔn)確可靠的脫模機(jī)構(gòu)，以便在沒(méi)一個(gè)循環(huán)中將塑件從型腔內(nèi)或型心上自動(dòng)地脫出模外，脫出塑件的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)或推出機(jī)構(gòu)。脫模機(jī)構(gòu)種類較多，比較典型的簡(jiǎn)單脫模機(jī)構(gòu)是用推桿推出，本次設(shè)計(jì)的塑件采用簡(jiǎn)單的推桿推出機(jī)構(gòu)，為避免頂出時(shí)塑件受力不均而變形，頂桿的布置盡量對(duì)稱、均勻。制件推出（頂出）是注射成型過(guò)程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，推出質(zhì)量的好壞將最后決定制品的質(zhì)量，因此，制品的推出是不可忽視的。在設(shè)計(jì)推出脫模機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)遵循下列原則。
1）推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè) 由于推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作是通過(guò)裝在注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)上的頂桿來(lái)驅(qū)動(dòng)的，所以一般情況下，推出機(jī)構(gòu)設(shè)在動(dòng)模一側(cè)。正因如此，在分型面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量注意，開(kāi)模后使塑件能留在動(dòng)模一側(cè)。
2）保證塑件不因推出而變形損壞 為了保證塑件在推出過(guò)程中不變形、不損壞，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)仔細(xì)分析塑件對(duì)模具的包緊力和粘附力的大小，合理的選擇推出方式及推出位置。推力點(diǎn)應(yīng)作用在制品剛性好的部位，如筋部、凸緣、蓋體形制品的壁緣處，盡量避免推點(diǎn)
作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如蓋體形制件及筒形制件多采用推板推出。 從而使塑件受力均勻、不變形、不損壞。
3）機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單動(dòng)作可靠 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)使推出動(dòng)作可靠、靈活，制造方便，機(jī)構(gòu)本身要有足夠的強(qiáng)度、剛度和硬度，以承受推出過(guò)程中的各種力的作用，確保塑件順利脫模。
4）良好的塑件外觀 推出塑件的位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部，或隱蔽面和非裝飾面，對(duì)于透明塑件尤其要注意頂出位置和頂出形式的選擇，以免推出痕跡影響塑件的外觀質(zhì)量。
5）合模時(shí)的正確復(fù)位 設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)時(shí)，還必須考慮合模時(shí)機(jī)構(gòu)的正確復(fù)位，并保證不與其他模具零件相干涉。推出機(jī)構(gòu)的種類按動(dòng)力來(lái)源可分為手動(dòng)推出，機(jī)動(dòng)推出，液壓氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu)。
模具的推出機(jī)構(gòu)為機(jī)動(dòng)推出，采用頂桿頂出。
圖3 -11脫模機(jī)構(gòu)
圖3 -12
3.10模具冷卻系統(tǒng)
注塑模具型腔壁的溫度高低及其均勻性對(duì)成型效率和制品的質(zhì)量影響很大，一般注入模具的塑料熔體的溫度為200℃～300℃，而塑件固化后從模具中取出的溫度為60℃～80℃以下，視塑料的品種不同有很大差異。為了調(diào)節(jié)型腔的溫度，需在模具內(nèi)開(kāi)設(shè)冷卻水通道，通過(guò)模具調(diào)節(jié)機(jī)調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)的溫度。
模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則：
①冷卻水通道的設(shè)置 動(dòng)定模和型腔的四周應(yīng)均勻地布置冷卻水道，不可只布置在模具的動(dòng)模和定模邊，否則開(kāi)模后的制品一側(cè)溫度高一側(cè)溫度低，在進(jìn)一步冷卻時(shí)會(huì)發(fā)生翹曲變形。
②冷卻水孔的布置 理想情況下，管壁間距離不得超過(guò)水孔直徑的5倍，水管壁離型腔表面不得太近也不能太遠(yuǎn)，一般不超過(guò)管徑的3倍。
③降低入水與出水溫度差 如果出入水溫度相差過(guò)大，會(huì)使模具溫度分布不均勻。
本次設(shè)計(jì)的塑件為小型模具，型心很小，所以在型腔開(kāi)設(shè)冷卻水孔，水管尺寸為Ф8mm。結(jié)構(gòu)如下圖
圖3 -13冷卻水道尺寸結(jié)構(gòu)圖
第四章 裝配圖
凹模
凸模
結(jié)論
這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)近兩個(gè)月的努力，終于得以完成了。畢業(yè)設(shè)計(jì)是一次理論與實(shí)踐的訓(xùn)練，也是在大學(xué)三年中所學(xué)知識(shí)的一次總的檢驗(yàn)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不但使我的專業(yè)知識(shí)得到了鞏固和加強(qiáng)，而且還豐富了我在模具設(shè)計(jì)方面的經(jīng)驗(yàn)。從而能夠運(yùn)用我所學(xué)的理論知識(shí)和技能去解決實(shí)際問(wèn)題。為日后的學(xué)習(xí)工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
本次設(shè)計(jì)是在閱讀大量技術(shù)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)模具設(shè)計(jì)的各個(gè)步驟作出了詳細(xì)的介紹，并繪制了裝備圖和全部零件圖。從塑件的工藝分析、塑料材料工藝性能分析到模具的具體結(jié)構(gòu)及其成型零件加工工藝設(shè)計(jì)的全過(guò)程，都作了比較詳細(xì)的說(shuō)明，這也是大學(xué)三年中所學(xué)的理論知識(shí)的綜合運(yùn)用過(guò)程。理論與實(shí)踐相結(jié)合是對(duì)我們學(xué)生的最好檢驗(yàn)，也是最好的鍛煉。
在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)指導(dǎo)老師和同學(xué)們的熱心幫助以及自己的努力，設(shè)計(jì)任務(wù)得以順利完成。這次的設(shè)計(jì)也顯現(xiàn)出了我在有些模具知識(shí)方面的不足，以后還須加倍努力,爭(zhēng)取在以后的學(xué)習(xí)和工作中取得更大的進(jìn)步。
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致謝
在畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束之際，我特向給予我?guī)椭椭С值娜藗儽硎局孕牡母兄x！感謝我的指導(dǎo)師劉長(zhǎng)靈老師，劉老師在學(xué)習(xí)上給予我無(wú)私的關(guān)心、幫助和鼓勵(lì)，讓我學(xué)到了許多專業(yè)知識(shí)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題、收集資料、設(shè)計(jì)過(guò)程中劉老師都悉心指導(dǎo)，答疑解惑。在此，向老師及同學(xué)們至致以衷心的感謝。祝恩師們身體健康，家庭幸福！感謝同窗好友，他們和我共同度過(guò)了三年美好難忘的大學(xué)時(shí)光，我非常珍視和他們的友誼！祝他們前程似錦。
在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，本人有幸得到指導(dǎo)老師和同學(xué)們的熱心幫助，使自己可以順利地完成設(shè)計(jì)任務(wù)。在此，向老師及同學(xué)們致以衷心的感謝，同時(shí)歡迎老師與同學(xué)們給予指正和幫助！