1出2 塑料殼體注塑模具設(shè)計(jì),1出2,塑料殼體注塑模具設(shè)計(jì),塑料,殼體,注塑,模具設(shè)計(jì) 模具設(shè)計(jì)與制造技能訓(xùn)練設(shè)計(jì)說明書 設(shè) 計(jì) 題 目 ： 設(shè) 計(jì) 者： 班 級： 指 導(dǎo) 教 師： 哈爾濱理工大學(xué) 2016年 12 月 20 日 摘 要 論文根據(jù)工程實(shí)際的需要完成塑料殼體的注射模設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中采用塑料注射成型論文中具體分析了產(chǎn)品的工藝性,確定了所采用塑料的工藝參數(shù)和所采用的成型設(shè)備,確定了模具制作的總體方案,分析并解決了模具的總體結(jié)構(gòu)和各工作部分的具體結(jié)構(gòu),并進(jìn)行了一些必要的尺寸計(jì)算和強(qiáng)度的校核。論文中還對分型面、澆注系統(tǒng)、脫模機(jī)構(gòu)和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行了分析設(shè)計(jì)，完成了工件工程圖設(shè)計(jì)，圓滿完成了模具設(shè)計(jì)所要求的各項(xiàng)工作。 本文中針對塑料殼體注射模具制定出合理的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，其中包括成型部分及其零部件設(shè)計(jì)，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)，脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。根據(jù)分析，設(shè)計(jì)了一套塑料注射模具，并對模具以及主要零件進(jìn)行了CAD繪圖。 關(guān)鍵字：注射模具，澆注系統(tǒng)，脫模機(jī)構(gòu)，冷卻系統(tǒng) 目 錄 摘 要 II 目 錄 III 第1章 前言 1 第2章 塑件的工藝分析 2 2.1塑件的工藝性分析 2 2.2塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 3 2.2.1結(jié)構(gòu)分析 3 2.2.2尺寸精度分析 3 2.2.3表面質(zhì)量分析 3 2.3 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量 3 2.4 注射機(jī)的初選 4 第3章 分型面選擇和澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 3.1 注射模具分型面的選擇 5 3.1.1 分型面的基本形式 5 3.1.2 分型面選擇的基本原則 5 3.1.3 分型面的選擇 5 3.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 6 3.2.1 澆注系統(tǒng)的組成 6 3.2.2 注射模具流道的設(shè)計(jì) 7 第4章 成型零件的設(shè)計(jì) 16 4.1 模具型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 4.2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 4.3 成型零件的尺寸確定 18 第5章 頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 26 第6章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 29 第7章 排氣系統(tǒng) 29 第8章 成型設(shè)備有關(guān)參數(shù)校核 30 第9章 模具特點(diǎn)和工作原理 31 總 結(jié) 33 參考文獻(xiàn) 34 第1章 前言 模具工業(yè)是現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)，它的技術(shù)水平很大程度上決定了產(chǎn)品的質(zhì)量和市場的競爭能力。隨著我國加入“WTO”步伐的日益加快。“入世”將對我國模具工業(yè)產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的影響，經(jīng)濟(jì)全球化的趨勢日益明顯，同時世界眾多知名公司不斷進(jìn)行構(gòu)調(diào)整，國內(nèi)市場的國際性進(jìn)一步現(xiàn)，該行業(yè)將經(jīng)受更大的沖擊，競爭也會更加激烈。在如此嚴(yán)峻的行業(yè)背景下，我國的技術(shù)人員經(jīng)過不斷的改革和創(chuàng)新使得我國模具水平有了較大的提高，大型，復(fù)雜，精密，高效和長壽命模具有上了新的臺階。 塑料制品的成型是塑料成為具有實(shí)用價(jià)值制品的重要環(huán)節(jié)。塑料成型方法已達(dá)40多種。其中最重要的是注射，擠出，吹塑和壓制等。它們幾乎占了整個塑料成型的85%；其中注射尤為突出，占塑料成型的30%以上。注射模具成形是熱塑性塑料成型的一種方法，幾乎所有的熱塑性塑料都可以用此方法成型，有些熱固性塑料也可以用注射模塑成型。 先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展使人們不再單純地依賴產(chǎn)品圖或產(chǎn)品樣件來設(shè)計(jì)制作模具,逆向工程技術(shù)的應(yīng)用使產(chǎn)品的圖片、照片或影像資料,甚至產(chǎn)品模具本身,都可以作為模具的設(shè)計(jì)依據(jù)。逆向工程技術(shù)特別在消化、吸收國外先進(jìn)模具技術(shù)方面具有突出的優(yōu)勢, 由此還帶來設(shè)計(jì)思路上的變化,有時可以先設(shè)計(jì)模具型腔,然后據(jù)此再完善產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖樣[1]。 35 第2章 塑件的工藝分析 第2章 塑件的工藝分析 該塑件是塑料殼體產(chǎn)品，其零件圖如圖所示。本塑件的材料采用聚苯乙烯，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 圖2.1 塑料殼體圖 2.1塑件的工藝性分析 該材料為聚苯乙烯，一般聚苯乙烯強(qiáng)度不高，質(zhì)硬而脆，有易破碎和耐熱性低性等缺點(diǎn)。 分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性塑件尺寸較小，內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，對塑件的測量和計(jì)算沒較大影響，符合塑件的設(shè)計(jì)要求。 塑件精度要求,塑件工作要求不高，故選普通精度：４級 2.2塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 2.2.1結(jié)構(gòu)分析 該塑料件是一殼體,塑件壁屬厚壁塑件,生產(chǎn)批量大,材料選PS,考慮到主流道應(yīng)盡可能短,一般小于60mm,過長則會影響熔體的順利充型,因此采用下例數(shù)據(jù): 材料 A B C D E F G H I J PS 60 80 25 4 3 45 20 74 12 35 2.2.2尺寸精度分析 從塑件的壁厚上來看,壁厚最大處為4mm,壁厚均勻，在制件的轉(zhuǎn)角處設(shè)計(jì)圓角，防止在此處出現(xiàn)缺陷，由于制件的尺尺寸中等。 2.2.3表面質(zhì)量分析 該零件的表面除要求沒有缺陷﹑毛刺，內(nèi)部不得有雜質(zhì)外，沒有什么特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易實(shí)現(xiàn)。 綜上分析可以看出,注塑時在工藝控制得較好的情況下,零件的成型要求可以得到保證. 2.3 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量 計(jì)算塑件的質(zhì)量是為了選用注塑機(jī)及確定模具型腔數(shù)。 1.通過Pro/E建模分析,塑件為m1=26.5g,v1=m1/?, ?=1.05 V1=25.2cm3,流道凝料的質(zhì)量m2=0.6m1 m=1.6nm1 2.塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需的鎖模力. 流道凝料(包括澆口)在分型面上的投影面積A2,A2可用0.35nA1來進(jìn)行估算,所以 A=nA1+A2=1.35A1 n=1.35×4×A1=25920mm2 式中A1=80×60=4800mm2 查表2-2<塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)> 取P型=25Mpa Fm=AP型=25920×25=648000N 聚苯乙烯的密度為1.058克每立方厘米 2.4 注射機(jī)的初選 根據(jù)每一生產(chǎn)周期的注射量和鎖模力的計(jì)算值可選用 SZ-250/1250 理論注射量/cm3_270__ 鎖模力/ KN 1250__ 螺桿直徑/mm _45___ 拉桿內(nèi)間距/mm_415×415 注射壓力/ MPa 160____ 移模行程/mm_360__ 注射速率/g/s_110____ 最大模厚/mm________ 塑化能力/_18.9 最小模厚/mm150 螺桿轉(zhuǎn)速/10~200_ 定位孔直徑/mm160 噴嘴半徑/mm15 鎖模方式/雙曲肘 第3章 分型面選擇和澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.1 注射模具分型面的選擇 3.1.1 分型面的基本形式 分型面的形式由塑料的具體情況而定，但大體上有平面式分型面、階梯式分型面、斜面式分型面、曲面式分型面、綜合式分型面。 3.1.2 分型面選擇的基本原則 選擇分型面的基本原則：（1）保持塑料外觀整潔；（2）分型面應(yīng)有利于排氣；（3）應(yīng)考慮開模是塑料留在動模一側(cè)；（4）應(yīng)容易保證塑件的精度要求；（5）分型面應(yīng)力求簡單適用并易于加工；（6）考慮側(cè)向分型面與主分型面的協(xié)調(diào)；（7）分型面應(yīng)與成型設(shè)備的參數(shù)相適應(yīng)；（8）考慮脫模斜度的影響[11]。 3.1.3 分型面的選擇 1、確定成型位置 由于塑件結(jié)構(gòu)簡單,所以不用設(shè)計(jì)小型心,型腔直接開設(shè)在定模板和中間板上.采用兩排各8個型腔分布. 2、確定分型面 采用單分型面注射模,從AA分型面一次分型,如下圖所示: 圖3.1 分型面 3.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.2.1 澆注系統(tǒng)的組成 澆注系統(tǒng)是將熔融的塑料從成型設(shè)備噴嘴進(jìn)入模具型腔所經(jīng)的通道，它包括主流道、分流道、澆口及冷料。在設(shè)計(jì)注射模具的澆注系統(tǒng)應(yīng)注意以下幾項(xiàng)原則[12]。 （1）根據(jù)所確定的塑件型腔數(shù)設(shè)計(jì)合理的澆注系統(tǒng)布局。 （2）根據(jù)塑件的形狀和大小以及壁厚等諸多因素，并結(jié)合選擇分型面的形式選擇澆注系統(tǒng)的形式及位置。 （3）應(yīng)盡量的縮短物料的流程和便于清除料把，以節(jié)省原料，提升注射效率。 （4）應(yīng)根據(jù)所選用塑件的成型性能，特別是它的流動性能，選擇澆注系統(tǒng)的截面積和長度，并使其圓滑過渡以利于物流的流動。 3.2.2 注射模具流道的設(shè)計(jì) 1. 主流道設(shè)計(jì) 1)主流道尺寸設(shè)計(jì) 根據(jù)所選注射機(jī),則主流道小端尺寸為 d=注射機(jī)噴嘴尺寸+(0.5—1) =3.5+0.5=4 2) 主流道球面半徑為 SR=噴嘴球面半徑+(1—2)=15+(1—2)=16mm 3) 球面配合高度 h=3mm—5mm,取h=3mm 4) 主流道長度,盡量小于60,由標(biāo)準(zhǔn)模架結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu),取L=25+20=45mm 5) 主流道大端直徑 D=d+2Ltanа=6.54mm(半錐角а為1°-- 2°,取а= 2°)取D=6.5mm. 6) 澆口套總長 L0=25+20+h+2=50 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,對材料要求嚴(yán)格,因而模具主流道部分常設(shè)計(jì)可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套,以便常用碳素工具鋼如T8A,T10A等,熱處理硬度為50HRC-55HRC.如圖示 由于該模具主流道較長,定位圈和襯套設(shè)計(jì)成分體式較宜,其定位圈結(jié)構(gòu)尺寸如下圖 3.主流道襯套的固定 主流道襯套的固定形式如圖 4.冷料穴的設(shè)計(jì) 1)主流道冷料穴的設(shè)計(jì) 開模時應(yīng)將主流道中的凝料拉出,所以冷料穴直徑稍大于主流道大端直徑.采用Z形頭冷料穴,很容易將主流道凝料拉離定模,如圖所示 1；定模座板 2；冷料穴 3；動模板 4；推桿 主流道凝料體積 Q主= πh/12(D2+Dd+d2)=40π/12(6.52+6.5×3.5+3.52) =809mm2=0.8cm3 主流道剪切速率校核 由經(jīng)驗(yàn)公式 v=3.3qv/πR qv=q主+q分+q塑件=0.8+4×25.28+0.58=102.5cm2 Rn=[（3.5+6.5）/2]/2=0.25cm 主流道剪切速率偏小主要是注射量小，噴嘴尺寸偏大，使主流道尺寸偏大所致。 5． 分流道設(shè)計(jì) ①．分流道布置形式 分流道布置有多種形式，但是需要循兩方面原則：一方面排列緊湊，縮小模具版面尺寸；另一方面流程盡量短，鎖模力力求平衡。應(yīng)采用平衡式分流道。 如圖： ②．分流道長度 第一級分流道 L1=50mm 第二級分流道 L2=15mm ③．分流道的形式.截面尺寸以及凝料體積 為了便于加工及凝料脫模，分流道大多設(shè)置在分型面上。工程設(shè)計(jì)中常用梯形截面，加工工藝性好，且塑料熔體的熱量散失.流動阻力均不大，一般采用下面的經(jīng)驗(yàn)公式可確定其截面尺寸，即 B=0.2654 式中，B---梯形大底邊的寬度 m---塑件的質(zhì)量（g），為26.5g 根據(jù)《塑料模具設(shè)計(jì)手冊》表4-9，取B=4 H=2/3B=2.67mm 取H=3mm 從理論上L2,L3分流道可以L1截面小1/10,但為了刀具的統(tǒng)一和加工方便,在分型面上的分流道采用一樣的截面. ④．分流道的表面粗糙度 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取0.63μm--1.6μm，這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動阻力，避免熔體表面滑移，使中心層具有較高的 剪切速率。此處Ra=0.8μm。 ⑤．凝料體積 分流道長度 L=（50+8×2+1×2）×2=136mm 分流道截面積 A=[（3+4）/2]×3=10.5mm2 凝料體積 q分=136×10.5=1428mm3=1.428cm3 ⑥．分流道剪切速率校核 采用經(jīng)驗(yàn)公式 r =3.3q/πR 3=3.3×101.12/(3.14×0.253)=6801 式中 q=ν1/t=4×25.28=101.12 6．澆口的設(shè)計(jì) 澆口截面積通常為分流道截面積的0.07倍—0.09倍，澆口截面積形狀多為矩形和圓形兩種，澆口長度為0.5mm—2mm。澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限值，然后在試模時逐漸修正。 1． 澆口類型及位置確定 該模具是中小型塑件的多型腔模具，設(shè)置側(cè)澆口比較合適。側(cè)澆口開設(shè)在垂直分型面上，從型腔（塑件）外側(cè)面進(jìn)料，側(cè)澆口是典型的矩形截面澆口，能很方便的調(diào)整充模時的剪切速率和澆口封閉時間，因而又被稱為標(biāo)準(zhǔn)澆口。這類澆口加工容易，修正方便，并且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活地選擇進(jìn)料位置，因此它是廣泛使用的一種澆口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具。 2． 澆口結(jié)構(gòu)尺寸的經(jīng)驗(yàn)公式 側(cè)澆口深度和寬度經(jīng)驗(yàn)計(jì)算： 經(jīng)驗(yàn)公式為 h=nt=1mm w=2.3 式中，h—-側(cè)澆口深度（mm）； W---澆口寬度（mm）； A---塑件外表面積； t---塑件厚度（約為3mm ） n---塑料系數(shù)，查表得 n=0.6 7． 澆注系統(tǒng)的平衡 對于該模具，從主流道到各個型腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸對應(yīng)相同，各個澆口也相同，澆注是平衡的。 8． 澆注系統(tǒng)凝料體積計(jì)算 ⑴． 主流道與主流道冷料井凝料體積 V主=v錐×v冷=πh/12（D2+Dd+d2）+π/4（D2h′）=15919.8mm3 9． 普通澆注系統(tǒng)截面尺的計(jì)算與校核 ⑴．確定適當(dāng)?shù)募羟兴俾蕆 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)澆注系統(tǒng)各段的r取以下值，所成型塑件質(zhì)量較好。 ①． 主流道 rs=5×102s-1—5×103s-1 ②． 分流道 ?R=5×102s-1 ③． 點(diǎn)澆口 rG=105s-1 ④． 其他澆口 rG=5×103s-1—5×104s-1 ⑵． 確定體積流率q 1）. 主流道體積流率qs 因塑件小，即使是一模四腔的模具結(jié)構(gòu)，所需注射塑料熔體的體積也還是比較小的，而主流道尺寸并不小，因此主流道體積流率并不大，取rs=1×103s-1代入得 qs=π/4R3?=π/4×103×0.33=21.9cm3/s 2）. 澆口體積流率qG 側(cè)（矩形）澆口用適當(dāng)?shù)募羟兴俾蕆G=1×104s-1代入得 qG=Wh2?/6=2.3×0.12×104/6=38cm3/s ⑶. 注射時間（充模時間）的計(jì)算 1）.模具充模時間 ts=vs/qs=25.28/21.9=1.15s 式中 qs-----主流道體積流率； ts----注射時間，s； Vs----模具成型時所需塑料熔體的體積，cm3 2）. 單個型腔充模時間 tG=VG/qG=25.25/38=0.66s 3）. 注射時間 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式[5]求得注射時間 t=ts/3+2tG/3=0.82s 4． 校核各處剪切速率 1）.澆口剪切速率 rG=6V3/Wh2=6×25.25/2.3×0.12=6.59×103s-1 2）.分流道剪切速率 由經(jīng)驗(yàn)公式 ?=3.3q/πR3=3.3×101.12/3.14×0.253 =6.8×103s-1 第4章 成型零件的設(shè)計(jì) 4.1 模具型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型腔大體有以下幾種結(jié)構(gòu)形式：整體式、整體組合式、局部組合式和完全組合式。 型腔由整塊材料制成，用臺肩或螺栓固定在模板上。它的主要優(yōu)點(diǎn)是便于加工，特別是在多型腔模具中，型腔單個加工后，在分別裝入模板，這樣容易保證各型腔的同心度以及尺寸精度要求，并且便于部分成型件進(jìn)行處理等。 型腔由整塊材料制成，但局部鑲有成型嵌件的局部組合式型腔。局部組合式型腔多于型腔較深或形狀較為復(fù)雜，整體加工比較困難或局部需要淬硬的模具。 完全組合式是由多個螺栓拼塊組合而成的型腔。它的特點(diǎn)是，便于機(jī)加工，便于拋光研磨和局部熱處理。節(jié)約優(yōu)質(zhì)鋼材。這種形式多用于不容易加工的型腔或成型大面積塑件的大型型腔上。這里選擇整體式型腔。 在塑料注射模具的注射過程中，型腔從合模到注射保證過程中受到高壓的沖擊力，因此模具型腔應(yīng)該有足夠的硬度和剛度，總的來說，型腔所承受的力大體有合模時的壓應(yīng)力、注射過程中塑料流動的注射壓力、澆口封閉前一瞬間的壓力保證和開模時的壓應(yīng)力，但型腔所承受的力主要是注射壓力和保證壓力，并在注射過程中總是在變化。在這些壓力作用下，當(dāng)型腔的剛度不足時，往往會產(chǎn)生彈性變形，導(dǎo)致型腔向外膨脹，它將直接影響塑件的質(zhì)量和尺寸精度。所以在模具設(shè)計(jì)時要首先考慮使型腔的壁厚和底板厚度都有足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證型腔在注射過程中產(chǎn)生超過規(guī)定限度的彈性變形。因此型腔壁厚和底板的計(jì)算和選擇是十分重要的。 （1）型腔側(cè)壁厚度的計(jì)算 按強(qiáng)度計(jì)算 其壁厚S按下列公式計(jì)算 式中 [σ]— 型腔材料的許用應(yīng)力，[σ]=156.8MPa p—型腔內(nèi)單位平均壓力，P=38.4MPa r—型腔內(nèi)半徑，r=10mm 代入公式得：S=4mm （2）底板厚度的計(jì)算 按強(qiáng)度計(jì)算 其壁厚H按下面公式計(jì)算 式中 [σ]— 型腔材料的許用應(yīng)力，[σ]=156.8MPa p—型腔內(nèi)單位平均壓力，P=38.4MPa r—型腔內(nèi)半徑，r=10mm 代入公式得：H=5.5mm 4.2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型芯的結(jié)構(gòu)形式大體有：整體式、整體復(fù)合式、局部組合式、完全組合式。 4.3 成型零件的尺寸確定 （1）型腔尺寸計(jì)算 型腔的各部分尺寸一般都是趨于增大尺寸，因此應(yīng)選擇塑件公差△的1/2，取負(fù)偏差，再加上-1/4△的磨損量，而型芯深度則再加上-1/6的磨損量，這樣的型芯的計(jì)算尺寸的表述如下。 （a）型腔的徑向尺寸的計(jì)算式： 式中 D0—型芯的最小基本尺寸； —塑件的最大基本尺寸； S—塑件的平均收縮率，S=0.02； △—塑件的公差，取八級精度； δ—模具制造公差，按1/4△選??； （b）型腔的深度根據(jù)尺寸的計(jì)算公式 式中 —型腔深度的最小尺寸； —塑件的最大基本小尺寸； S—塑件的平均收縮率； △—塑件的公差，取八級精度； δ—模具制造公差，按1/4△選?。? （2）型芯尺寸的計(jì)算 型芯的各部尺寸除特殊情況外都是趨于縮小尺寸,因此應(yīng)選擇塑件公差的1/2,取正偏差,再加上+1/4的磨損量,而型芯高度則加上+1/6的磨損量.型芯的計(jì)算尺寸表達(dá)如下。 （a）型芯的徑向尺寸的計(jì)算式： 式中 —型芯的最大基本尺寸； —塑件的最小基本尺寸； S—塑件的平均收縮率； △—塑件的公差，取八級精度； δ—模具制造公差，按1/4△選??； 根據(jù)公式計(jì)算得型芯的徑向尺寸： （b）型芯的高度尺寸的計(jì)算： 式中 —型芯高度的最大尺寸； —塑件內(nèi)形深度的最小尺寸； S—塑件的平均收縮率； △—塑件的公差，取八級精度； δ—模具制造公差，按1/4△選?。? 根據(jù)公式計(jì)算得型芯的高度尺寸： 4.6確定主要零件結(jié)構(gòu)及尺寸 塑料模具型腔在成型過程中受到塑料熔體的高壓作用應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，如果型腔側(cè)壁和底版厚度過小，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)致溢料飛邊，降低塑件尺寸精度并影響順利脫模。 1.模部分的型芯 為了便于加工設(shè)置一個定模型芯，它的配合可以采用過盈配合。 2.成型零件鋼材的選用 零件是大批量生產(chǎn)，成型零件所選用鋼材耐磨性和抗疲勞性能應(yīng)該良好，機(jī)械加工性能和拋光性能也應(yīng)該良好，因此構(gòu)成型腔的嵌入式凹模鋼材選用SMI 3.成型零件工作尺寸的計(jì)算 塑件尺寸公差按SJ1372—78標(biāo)準(zhǔn)中的6級精度選取 1）.型腔徑向尺寸 Lm1=[(1+s)Ls1-x△]+δ20=[(1+s)80-0.58×0.70]+0.120 =80.28+0.120 Lm2=[(1+s)Ls2- x△]+δ20=[1.0035×60-0.58×0.7]+0.120 =59.79+0.120 式中， S——塑件平均收縮率S=（0.006+0.008）=0.0035 X——修正系數(shù)（取0.58） Δ—— 塑件公差值（查塑件公差表取0.70） δ2——制造公差，（取Δ/5） 參考《塑料模具設(shè)計(jì)手冊》P49 型腔深度尺寸 Hm=[（1+s）h-xΔ]0+δ=24.7+0.120 式中，h——塑件厚度最大尺寸（取25） x——修正系數(shù)（取0.56） Δ ——塑件公差值（取0.40）參考《塑料模具設(shè)計(jì)手冊》P47 型芯高度尺寸 hm=[（1+s）H+xΔ]0-δ2=3.130-0.04 式中，h——塑件厚度最小尺寸（取3） X——修正系數(shù)（取0.58） Δ—— 塑件公差值（查塑件公差表取0.20） 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 模架尺寸確定后，對模具有關(guān)零件要進(jìn)行必要的強(qiáng)度或剛度的計(jì)算，以校核所選模架是否適當(dāng)，尤其對大型模具。 由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，選用模架尺寸為250mm×315mm的標(biāo)準(zhǔn)模架，可符合要求。 模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘，模具外表盡量不要有突出部分，模具外表面應(yīng)光潔，加涂防銹油。兩模板之間應(yīng)用分模間隙，即在裝配，調(diào)試，維修過程中，可以方便地分開兩塊模板。 1． 定模座板（315mm×315mm，厚25mm）材料為45鋼. 通過4個M10的內(nèi)角圓柱螺釘與定模板連接定位圈通過4個M6的內(nèi)六角圓柱螺釘與其連接，定模座板與澆口套為H8/f8配合。 2.定模板（凸模固定板）（250mm×315mm，厚20mm）固定板應(yīng)有一定的厚度，并有足夠的強(qiáng)度，一般用45鋼或Q235A制成，最好用調(diào)質(zhì)230HB—270HB。 其上的導(dǎo)套孔與導(dǎo)套一端采用H7/k6配合，另一端采用H7/e7，定模板與澆口套采用H8/m6配合，定模板與圓筒型芯為H7/m6配合。 3.支撐板（180 mm×250mm） 支撐板應(yīng)具備較高的平行度和硬度。 4.墊塊（40mm×315mm，厚50mm） 1．）主要作用 在動模座板與支撐板之間形成推出機(jī)構(gòu)的動作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應(yīng)注射機(jī)的模具安裝厚度要求。 2.）結(jié)構(gòu)形式 可以是平行墊塊或拐角墊塊，該模具采用平行墊塊。 3.）墊塊材料 墊塊材料為Q235A，也可用HT200，球墨鑄鐵等，該模具墊塊采用Q235A制造。 4.）墊塊的高度h校核. H=h1+h2+h3+s+δ=0+16+12.5+18+3.5=50mm 式中，h1————推板厚度，為16mm h2————推桿固定板厚度，為12.5mm h3————推出行程， 為18mm δ———推出行程富余量，一般為2mm—6mm，取3.5mm 5.）動模座板（315mm×315mm，厚25mm） 材料為45鋼，注射機(jī)頂桿孔為￠ mm，其上的推板導(dǎo)柱孔與導(dǎo)柱采用H7/m6配合。 6.）推板（118mm×315mm，厚16mm） 材料為45鋼，其上的推板導(dǎo)套孔和推導(dǎo)套采用H7/k6配合，用4個， M6的內(nèi)六角圓柱螺釘與推桿固定板固定。 7.）推桿固定板（118mm×315mm。厚12.5mm） 材料為45鋼，其上的推板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)套采用H7/f6配合。 八.合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1.導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) 1. ）導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部分。 2. ）該模具采用4根導(dǎo)柱，其分布為等直徑導(dǎo)柱不對稱裝置 3. ）該模具導(dǎo)柱安裝在支撐板和模套上，導(dǎo)套安裝在定模固定板上。 4. ）為了保證分型面很好的接觸，采用在導(dǎo)套的孔口倒角。 5. ）在合模時，應(yīng)保證到向零件首先接觸。 6. ）動定模板采用合并加工時，可確保同軸度要求。 2.到導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 該模具采用帶頭導(dǎo)柱,不加油槽,如下圖示 導(dǎo)柱的長度必須比凸模端面高度高出,6mm—8mm. 1.) 為使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔,導(dǎo)柱的端部常做成錐形或球形的先導(dǎo)部分. 2.) 導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定,應(yīng)保證具有足夠的抗彎強(qiáng)度,該導(dǎo)柱直徑由標(biāo)準(zhǔn)模架可知為φmm. 3.) 導(dǎo)柱的安裝形式,導(dǎo)柱固定部分與模架按H7/f6配合,導(dǎo)柱的滑動部分按H7/f7或H8f7的間隙配合. 4.) 導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為Ra=0.4mm 5.) 導(dǎo)柱應(yīng)具有堅(jiān)硬耐磨的表面,堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯.多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理或碳素工具鋼T8A.T10A,經(jīng)淬火處理,硬度為50HRC以上或45鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)表面淬火,低溫回火,硬度為50HRC以上. 3.導(dǎo)套設(shè)計(jì) 導(dǎo)套與安裝在另一半模上的導(dǎo)柱相配合,用一確定運(yùn)動定模的相對位置,保證模具運(yùn)動導(dǎo)柱相配合,用以確定運(yùn)動定模的相對位置,保證模具運(yùn)動導(dǎo)向精度的圓套形零件.導(dǎo)套常用的結(jié)構(gòu)形式有兩種:直導(dǎo)套(GB/T41692.2---1984(帶頭導(dǎo)套(GB/T4169.3—1984). 1.) 結(jié)構(gòu)形式,采用帶頭導(dǎo)套(Ⅰ型)如圖所示 2.) 導(dǎo)套的端面應(yīng)倒角,導(dǎo)柱孔最好做成面孔,利于排出孔內(nèi)剩余空氣. 3.) 導(dǎo)套孔的滑動部分按H8/f7或H7/f7的間隙配合,表面粗糙度為0.4mm.導(dǎo)套外徑與模板一端采用H7/k6配合;另一端采用 H7/e7配合 入模板. 4.) 導(dǎo)套材料可用,淬火鋼或青銅合金等耐磨材料制造該模具中采用T8A. 4.推板導(dǎo)柱與導(dǎo)套設(shè)計(jì) 推板導(dǎo)柱除了起導(dǎo)向作用外,還支撐著支撐板,從而改善了支撐板的受力情況,大大提高了支撐板的剛性,該模具設(shè)置了4套推板導(dǎo)柱與導(dǎo)套,它們之間采用H8/f7配合其形狀與尺寸配合如圖所示 第5章 頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 頂出機(jī)構(gòu)的分類：按驅(qū)動方式分類可分為：手動頂出、機(jī)動頂出、啟動頂出。 按模具結(jié)構(gòu)分類可分為：一次頂出、二次頂出、螺紋頂出、特殊頂出。 （1）推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成 在注射成形的每個周期中，將塑料制品及澆注系統(tǒng)凝料從模具巾脫出的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)，也叫頂出機(jī)構(gòu)或脫模機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)的動作通常是由安裝在成型設(shè)備上的機(jī)械頂桿或液壓缸的活塞桿來完成的。 結(jié)構(gòu)組成：由推出、復(fù)位和導(dǎo)向零件組成。 （2）結(jié)構(gòu)分類 手動推出、機(jī)動推出、液壓或氣動推出。 （3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 塑件留在動模,塑件在推出過程中不變形、不損壞,不損壞塑件的外觀質(zhì)量,合模時應(yīng)使推出機(jī)構(gòu)正確復(fù)位,動作可靠。 （4）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （a）推桿推出機(jī)構(gòu) 推桿推出機(jī)構(gòu)是整個推出機(jī)構(gòu)中最簡單、最常見的一種形式。由于設(shè)置推桿的自由度較大，而且推桿截面大部分為圓形，容易達(dá)到推桿與模板或型芯上推桿孔的配合精度．推桿推出時運(yùn)動阻力小，推出動作靈活可靠，因此在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。 但是因?yàn)橥茥U的推出面積一般比較小，易引起較大局部應(yīng)力而頂穿塑件或使塑件變形，所以很少用于脫模斜度小和脫模阻力大的管類或箱類塑件。 （b）推管推出機(jī)構(gòu) 推管推出機(jī)構(gòu)是用來推出圓筒形、環(huán)形塑件或帶有孔的塑件的一種特殊結(jié)構(gòu)形式，其脫模運(yùn)動方式和推桿相同。由于推管是一種空心推桿，故整個周邊接觸塑件，推出塑件的力量均勻，塑件不易變形，也不會留下明顯的推出痕跡。 （c）推件板的推出機(jī)構(gòu) 凡是薄壁容器、殼形塑件以及表面不允許有推出痕跡的塑料制品，可采用推件板推出．推件板推出機(jī)構(gòu)義稱頂板頂出機(jī)構(gòu)，它由一塊與型芯按一定配合精度相配合的模板和推桿組成。 特點(diǎn)：推件板推出的特點(diǎn)是頂出力均勻，運(yùn)動平穩(wěn)，且推出力大。但是對于截面為非圓形的塑件，其配合部分加工比較困難。 （d）活動嵌件及凹模推出機(jī)構(gòu) 有一些塑件由于結(jié)構(gòu)形狀和所用材料的關(guān)系，不能采用推桿、推管、推件板等簡單推出機(jī)構(gòu)脫模時，可用成形嵌件或型腔帶出塑件。 （5）頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則： 塑件在成型頂出后，一般都留有頂出痕跡，但應(yīng)盡量使頂出的殘留痕跡不影響塑件的外觀，這是在選擇頂出形式和頂出位置時必須考慮到的問題。一般頂出機(jī)構(gòu)應(yīng)設(shè)在塑件的內(nèi)表面以及不顯眼的位置。 注射設(shè)備的頂出裝置都設(shè)計(jì)在動模一側(cè)，因此，在一般情況下開模時，盡量設(shè)計(jì)使塑件留在動模一側(cè)，以便于頂出塑件。這在分型面的選擇時就應(yīng)充分考慮。 在實(shí)踐中如果出現(xiàn)塑件并沒有留在動模側(cè)的情況時，可設(shè)法增加動默一側(cè)的阻力，一是將型芯的脫模斜度變小，或增加型芯的表面粗糙度，或者在不影響塑件使用的前提下，在型芯側(cè)面人為的開設(shè)橫凹槽、凹窩等脫模障礙，以增大動模的阻力。在特殊情況下必須使塑件留在定模時可采用定模頂出機(jī)構(gòu)。 塑件在成型頂出后，一般都留有頂出痕跡，但應(yīng)盡量使頂出的殘留痕跡不影響塑件的外觀，這是在選擇頂出形式和頂出位置時必須考慮到的問題。一般頂出機(jī)構(gòu)應(yīng)設(shè)在塑件的內(nèi)表面以及不顯眼的位置。 頂出零件應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性能，使其在相當(dāng)長的運(yùn)作周期內(nèi)平穩(wěn)順暢，無卡滯現(xiàn)象，并力求制造方便，容易維修。 頂出裝置力求均勻分布，頂出力作用點(diǎn)應(yīng)在塑件承受頂出力最大的部件，盡量避免頂出力作用于最薄的部位，防止塑件在頂出過程中的變形和損傷。 頂出零件應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性能，使其在相當(dāng)長的運(yùn)作周期內(nèi)平穩(wěn)順暢，無卡滯現(xiàn)象，并力求制造方便，容易維修。 第6章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 塑料注射成型是將熔融狀態(tài)的塑料向模腔高壓注射，其后這些熔料在摸腔中冷卻到塑料變形溫度以下固化成型。在塑料固化成型過程中，由熔融狀態(tài)冷卻到固化狀態(tài)是由熔料溫度和模具的溫差來實(shí)現(xiàn)的，而且一般說來，模具溫度應(yīng)在塑料熱變形溫度以下才能達(dá)到迅速固化成型的目的。但是模具的溫度既不能過高也不能過低。模具溫度過高會造成溢料，脫模困難，并使塑件固化時間延長，延長注射成型周期，降低生產(chǎn)效率；模溫過低則會影響注射熔料的流動性，使塑料應(yīng)力增大，并可能出現(xiàn)熔接痕及缺料等制品缺陷，影響塑件質(zhì)量。模具溫度不均勻會使塑件變形，以及收縮率偏差等諸多問題影響塑件的質(zhì)量。為此，控制模具溫度是塑件注射成型中的重要環(huán)節(jié)。 第7章 排氣系統(tǒng) 在注塑模具的設(shè)計(jì)過程中，必須考慮排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，否則，熔融的塑料流體進(jìn)入模具型腔內(nèi)，在填充模具的型腔過程中同時要排出型強(qiáng)及流道原有的空氣，氣體如不能及時排出會使制件的內(nèi)部有氣泡， 除此以外，塑料熔體會產(chǎn)生微量的分解氣體。這些氣體必須及時排出。否則，被壓縮的空氣產(chǎn)生高溫，會引起塑件局部碳化燒焦，或塑件產(chǎn)生氣泡，或使塑件熔接不良引起強(qiáng)度下降，甚至充模不滿甚至?xí)a(chǎn)生很高的溫度使塑料燒焦，從而出現(xiàn)廢品。 排氣方式有兩種：開排氣槽排氣和利用合模間隙排氣。 由于塑料殼體注塑模是小型鑲拼式模具，可直接利用分型面和鑲拼間隙進(jìn)行排氣，而不需在模具上開設(shè)排氣槽。 第8章 成型設(shè)備有關(guān)參數(shù)校核 4.注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 n≤(KMt/3600-m2)/m1=[(0.8×10.5×30/3600)-m2]/m2 =(0.8*18.9*3600*30/3600-0.6*4*26.5)/26.5 =14.7≥4 型腔數(shù)校核合格. 式中,K—注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)一般取0.8 m--注射機(jī)的額定塑化量(10.5g/s) t—成型周期取30s 1)注射壓力的校核 Pe≥k′P0=1.3×150=195Mpa K′--注射壓力的安全系數(shù),一般取K′=1.25-1.4 P0---取130Mpa,中等壁厚件 2)鎖模力校核 F≥KAP型=1.2×648=777.6KN.而F=1250 KN K0—鎖模力安全系數(shù),一般取K0=1.1--1.2 其他安裝尺寸的校核要待模架的選定,結(jié)構(gòu)尺寸確定后才可進(jìn)行. 8.3、模具厚度H與成型設(shè)備閉合高度 成型設(shè)備開模行程應(yīng)大于模具開模時取出塑件（包括澆注系統(tǒng)）所需的開模距， 即滿足下式： S≥H1+H2+a+（5—10）mm 式中 S——成型設(shè)備最大開模行程，180mm； H1——推出距離（脫模距離），mm； H2——塑料高度，mm； a——定模板與中間板之間的分開距離。 則：H1+H2+a+（5—10）=5+3.5+60+10=78.5mm＜180mm 所以，能滿足要求。 第9章 模具特點(diǎn)和工作原理 1、模具的特點(diǎn)： 該模具是兩板模，設(shè)計(jì)了1 個水平分型面。設(shè)計(jì)了定距拉桿， A 分 型面是為了取出制件。該模具一模16 件，節(jié)省了成本，降低了制造周期，提高了生產(chǎn)效率。 2、模具的工作過程 模具裝配試模完畢后，模具進(jìn)入正式工作狀態(tài)，其基本工作過程如 下。 （1）對塑料進(jìn)行烘干，并裝入料斗。 （2）清理模具型芯、型腔，并噴上脫模劑，進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱。 （3）合模、鎖緊模具。 （4）對塑料進(jìn)行預(yù)塑化，注射裝置準(zhǔn)備注射。 （5）注射過程包括充模、保壓、倒流、澆口凍結(jié)后的冷卻和脫模。 （6）脫模過程。制件的推出同一般注塑模具推出方式相同，即由注 塑機(jī)推桿推動模具推板，從而推動推件桿將之間頂出。 總結(jié) 總 結(jié) 課程設(shè)計(jì)從CAD造型設(shè)計(jì)；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；模具成型零件CAD造型設(shè)計(jì)；最后完成模具加工，掌握了完整的工程設(shè)計(jì)過程，工程設(shè)計(jì)應(yīng)用能力得到了鍛煉和提高。 這次課程設(shè)計(jì)，歷時3個月。在此期間，針對設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行了大量的工作，順利完成了課程設(shè)計(jì)中所提出的各項(xiàng)任務(wù)，達(dá)到了課程設(shè)計(jì)的目的。 通過此課程設(shè)計(jì)，掌握了模具設(shè)計(jì)的方法和步驟，并結(jié)合具體的零件進(jìn)行了具體的設(shè)計(jì)工作，包括確定型腔的數(shù)目、選擇分型面、確定澆注系統(tǒng)、脫模方式、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、注射模成型零件尺寸的計(jì)算等。 課程設(shè)計(jì)從測繪塑件，進(jìn)行三維造型繪制；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；最后完成模具加工，掌握了完整的工程設(shè)計(jì)過程，工程設(shè)計(jì)應(yīng)用能力得到了鍛煉和提高。 完成了注射模具的制造工藝設(shè)計(jì)，但由于缺乏實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，在這些設(shè)計(jì)過程中也遇到了很多困難，但在老師的指導(dǎo)下，問題都迎刃而解。 總之，通過本次課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我對各項(xiàng)知識的學(xué)習(xí)深度，更培養(yǎng)了分析問題和解決問題的能力，教會我怎樣才能按步驟有條不紊地進(jìn)行工作。這些為我走上工作崗位奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn) [1] 王國中，申長雨．注塑模具CAD/CAE/CAM技術(shù)[M]．北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社， 1998. [2]　王文廣等．塑料注射模具設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例[M]．北京：化工工業(yè)出版社，2003. [3]　[日]村上宗雄．最新塑料模具手冊[S]．上海：上海科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社， 1985. [4]　[德]K.斯托克海特．注塑成型模具102例[M]．北京：中國輕工業(yè)出版社， 1991. [5]　王文廣．塑料材料的選用[M]．北京：化工工業(yè)出版社，2001. [6]　成都科技大學(xué)．塑料成型工藝[M]．北京：中國輕工業(yè)出版社，1983. [7]　歐陽國思．實(shí)用塑料材料學(xué)[M]．長沙：國防科技大學(xué)出版社，1991. [8]　唐志玉．大型注塑模設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M]． 成都：成都科技大學(xué)出版社，1987. [9]　馬金俊．塑料模具設(shè)計(jì)[M]．北京：中國科學(xué)科技出版社，1994 [10] 曹宏深，趙仲冶．塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993. [11] 肖景容．模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造[M]．北京：國防工業(yè)出版社，1990. [12] 李志剛等.模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)[M]．武漢：華中理工大學(xué)出版社，1990.