塑料模具課程設(shè)計(jì)圓形塑件蓋塑料模具設(shè)計(jì).doc

塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題 目： 圓形塑件蓋塑料模具設(shè)計(jì)目 錄第一 部分 前 言 （1） 第二 部分 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) （2） 第三 部分 塑件成形工藝分析 （4）第四 部分 分型面的選擇 （6）第五 部分 注射機(jī)的初選 （8）第六 部分 模具的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì) （9） 第七 部分 成型零件的設(shè)計(jì) (12)第八 部分 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) (23)第九 部分 成型設(shè)備的選擇及校核 (30)第十 部分 成型工藝參數(shù)的確定 (32)第十一部分 模具特點(diǎn)和工作原理 (34)第十二部分 設(shè)計(jì)小結(jié) (37)第十三部分 參考資料 （38）前 言一個(gè)學(xué)期的課程即將結(jié)束，為檢驗(yàn)這一個(gè)學(xué)期以來(lái)對(duì)于塑料模設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)效果，綜合檢測(cè)理論在實(shí)際應(yīng)用中的能力，除了平時(shí)的考試、實(shí)驗(yàn)測(cè)試外，更重要的是理論聯(lián)系實(shí)際，即我們將努力認(rèn)真的完成此次課程設(shè)計(jì)，我們的課程設(shè)計(jì)題目為：手輪注塑模具設(shè)計(jì)。本次課程設(shè)計(jì)課題來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)際，應(yīng)用廣泛，但成型難度相對(duì)較難，模具結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，對(duì)我們初學(xué)模具設(shè)計(jì)的學(xué)生是一個(gè)很好的考驗(yàn)。它能加強(qiáng)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)以手輪注塑模具為主線，綜合了成型工藝分析，模具結(jié)構(gòu)分析，最后是模具的設(shè)計(jì)計(jì)算等一系列模具設(shè)計(jì)的所有過(guò)程。能很好的達(dá)到學(xué)以致用的效果。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)，所謂學(xué)以致用。在設(shè)計(jì)中除使用傳統(tǒng)方法外，同時(shí)使用了autocad、solidworks等軟件。本次課程設(shè)計(jì)得到了廖秋慧老師和張效迅老師的關(guān)心指導(dǎo)。正因?yàn)槔蠋煹南ば闹笇?dǎo)和幫助，我們才得以解決一個(gè)又一個(gè)難題，最后完成課程設(shè)計(jì)，在此謹(jǐn)代表小組全體同學(xué)向老師表示感謝。由于實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和理論技術(shù)有限，設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤和不足之處在所難免，希望各位老師和同學(xué)批評(píng)指正。一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1.1課程設(shè)計(jì)目的本課程設(shè)計(jì)的目的是使我們?cè)趯W(xué)完塑料模具設(shè)計(jì)課程之后，鞏固和加深對(duì)塑料模有關(guān)理論的認(rèn)識(shí)，提高設(shè)計(jì)計(jì)算、制圖和查閱參考資料的能力。使得我們能正確運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，初步掌握制定注塑工藝規(guī)程及進(jìn)行注塑模具設(shè)計(jì)的原則和方法。 在課程設(shè)計(jì)中應(yīng)本著技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理的原則，制定注塑工藝規(guī)程和設(shè)計(jì)有關(guān)的注塑模具。塑料制品名稱：蓋（如右圖）成型方法與設(shè)備：在適當(dāng)?shù)乃芰献⑸錂C(jī)上注射成型；塑料原料：abs；收縮率：.0.3%0.8%；塑件圖：如圖所示為制品的圖樣。 二、塑件成形工藝分析abs 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物化學(xué)和物理特性 abs是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單體合成。每種單體都具有不同特性： 丙烯腈有高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具有堅(jiān)韌性、抗沖擊特性； 苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強(qiáng)度。從形態(tài)上看，abs是非結(jié)晶性材料。 三中單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三元共聚物，一個(gè)是苯乙烯-丙烯腈的連續(xù)相，另一個(gè)是聚丁二烯橡膠分散相。 abs的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相 中的分子結(jié)構(gòu)。這就可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上具有很大的靈活性，并且由此產(chǎn)生了市場(chǎng) 上百種不同品質(zhì)的abs材料。這些不同品質(zhì)的材料提供了不同的特性，例如從中等 到高等的抗沖擊性，從低到高的光潔度和高溫扭曲特性等。 abs材料具有超強(qiáng)的易加工性，外觀特性，低蠕變性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及很高 的抗沖擊強(qiáng)度。 注塑模工藝條件 干燥處理：abs材料具有吸濕性，要求在加工之前進(jìn)行干燥處理。建議干燥條件 為8090c下最少干燥2小時(shí)。材料溫度應(yīng)保證小于0.1%。 熔化溫度：210280c；建議溫度：245c。 模具溫度：2570c。（模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導(dǎo)致光潔度較低）。 注射壓力：5001000bar。 注射速度：中高速度。典型用途 汽車（儀表板，工具艙門，車輪蓋，反光鏡盒等），電冰箱， 大強(qiáng)度工具（頭發(fā)烘干機(jī)，攪拌器，食品加工機(jī)，割草機(jī)等），電話機(jī)殼體， 打字機(jī)鍵盤(pán)，娛樂(lè)用車輛如高爾夫球手推車以及噴氣式雪撬車等。二、塑件的尺寸精度分析該塑件無(wú)尺寸精度特殊要求，所有尺寸均為自由尺寸，按mt5查取公差。其主要尺寸公差要求如表2.3.11所示：塑件標(biāo)注尺寸塑件尺寸公差（按mt5級(jí)精度）塑件標(biāo)注尺寸塑件尺寸公差（按mt5級(jí)精度）外形尺寸35.535.5-0.56內(nèi)形尺寸3232+0.561313-0.322828+0.5r1r1-0.21616+0.389.79.7-0.327.67.6+0.287.57.5-0.2844+0.243.53.5-0.2466+0.24內(nèi)形尺寸66+0.24r1r1+0.22.2 塑件表面質(zhì)量分析該塑件表面沒(méi)有提出特殊要求，一般情況下外表面要求光潔，表面粗糙度可以取到。沒(méi)有特殊要求時(shí)，塑件內(nèi)部表面粗糙度可取。2.3 塑件表面質(zhì)量分析該塑件表面沒(méi)有提出特殊要求，一般情況下外表面要求光潔，表面粗糙度可以取到。沒(méi)有特殊要求時(shí)，塑件內(nèi)部表面粗糙度可取。2.4塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析（1）壁厚分析：設(shè)計(jì)合理，壁厚相對(duì)均勻，且符合最小壁厚的一昂球。（2）圓角過(guò)渡：要從分型面位置、型芯、型腔結(jié)構(gòu)來(lái)分析過(guò)渡圓角的設(shè)置。根據(jù)本塑件的壁厚，均采用圓角半徑r1mm。（3）脫模斜度：為便于塑件從模腔中取出，塑件的內(nèi)外壁需要足夠的脫模斜度。外形尺寸以大端為基準(zhǔn)，斜度往小處??；內(nèi)形尺寸以小端為基準(zhǔn)，斜度往大處取。根據(jù)abs的性能和模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)（第三版）p433表2-2-5：型芯脫模斜度為：0.7，型腔脫模斜度為0.52.5 生產(chǎn)實(shí)際考慮該塑件的生產(chǎn)類型應(yīng)該是大批量生產(chǎn)，因此在設(shè)計(jì)模具時(shí)，要提要塑件的生產(chǎn)效率，傾向于采用多型腔、高壽命、自動(dòng)脫模的模具，以降低生產(chǎn)成本。三、分型面的選擇3.1分型面的選擇原則如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較。為合理的方案。選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則：（1）分型面應(yīng)選擇在制品的最大截面處，無(wú)論塑件以何形式布置，都應(yīng)將此作為首要原則；（2）便于塑件順利脫模，盡量使塑件開(kāi)模時(shí)留在動(dòng)模一邊。（3）有利于保證塑件的精度要求。（4）盡可能滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。分型面上型腔壁面稍有間隙，就會(huì)產(chǎn)生飛邊。（5）便于模具加工制造，在選擇非平面分型面時(shí)，應(yīng)有利于型腔加工和制品的脫模方便。（6）對(duì)成型面積的影響，盡量減少制品在合模方向上的投影面積,以減小所需鎖模力。（7）對(duì)排氣效果的影響，盡可能有利于排氣。（8）對(duì)側(cè)向抽芯的影響（本塑件沒(méi)有抽芯）。其中最重要的是第（2）和第（5）、第（8）點(diǎn)。為了便于模具加工制造，應(yīng)盡是選擇平直分型面工易于加工的分型面。3.2方案分析該塑件為家用的旋鈕塑料,要求表面光滑平整；無(wú)毛刺無(wú)毛邊；不允許縮水、凹坑；無(wú)劃傷；無(wú)污物。在選擇分型面時(shí)，根據(jù)分型面的選擇原則,考慮不影響塑件的外觀以及成型后能夠順利取出制件，有以下幾種方案：分型面選擇的首要原則是必須選擇塑件斷面輪廓最大的地方作為分型面，這是確保塑件能夠脫出模具而必須遵循的基本原則。（1）分型面的方案一：該塑件采用垂直分型，用活動(dòng)鑲塊垂直分型后，留在包緊在下模的型芯上，在有動(dòng)模端的推桿將塑件從型芯上脫出，雖然這樣使模具型腔由內(nèi)型變成了外型，可以降低模具型腔的加工難度，但是會(huì)在塑件的垂直分型面上產(chǎn)生熔接痕，不能達(dá)到塑件的外觀要求，并且模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以此分型面方案不是好。a | a (2) 分型面的方案二：該塑件采用水平分型，定模部分成型塑件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，將型芯裝在定模上，型腔做在動(dòng)模，當(dāng)開(kāi)模后塑件包緊在型芯，隨型芯留在動(dòng)模，然后由定模上的推件板將塑件脫出型芯，這樣就可以達(dá)到塑件的外觀的使用要求，但是由于推件板推塑件出容易產(chǎn)生飛邊，就要求推件板的加工難度加大，并且推件板出容易磨損，就要求推件板的材料耐磨，從而增加了模具的成本。此方案不是很好也不采用。aaa | 3）分型面的方案三：該塑件采用水平分型，型腔在定模，型芯在動(dòng)模，分型后塑件包緊在型芯上，隨型芯一起留在動(dòng)模，然后有動(dòng)模的推管和推桿的共同作用將塑件從動(dòng)模中脫出，這種分型方式，首先，塑件的外形由定模的型腔成型，這樣不緊能夠保正塑件的外觀質(zhì)量，成型后由而且型腔采用鑲塊式更加節(jié)省材料，便于加工；其次，分型后由動(dòng)模的推管和推桿作用于塑件內(nèi)部將塑件從動(dòng)模的脫出，這樣就不會(huì)影響塑件的外觀質(zhì)量，而且模具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便。無(wú)論從成型性能上看，還是從經(jīng)濟(jì)性看此方案都較為合理，所以此方案相對(duì)前兩個(gè)方案來(lái)說(shuō)更加好一些。 結(jié)論：綜合上述的三種方案，從塑件的外觀要求，模具的成型性能，以及模具的加工經(jīng)濟(jì)性考慮出發(fā)，還是方案三的分型方案是三者當(dāng)中最好的一種方案，所以采用方案三的分型面。四、注射機(jī)的初選4.3.1計(jì)算塑件的體積根據(jù)制件的三維模型，利用三維軟件直接求得塑件的體積為：v1=4426.29mm3。4.3.2計(jì)算所需的體積澆注系統(tǒng)凝料按1：1取，故：v2= v1=4426.29mm3塑件和澆注系統(tǒng)凝料總體積為（按一模四腔算）：v= 4（v1 +v2 ）=35410.32 mm3 =35.41032 cm34.3.3選用注射機(jī)根據(jù)總體積v= 8852.58 mm3，初步選取xs-z-60型螺桿式注射成型機(jī)。xs-z-60型螺桿式注射成型機(jī)主要參數(shù)如下表所示項(xiàng) 目參 數(shù)項(xiàng) 目參 數(shù)理論注射量60 cm3移模行程180mm注射壓力1220mpa定位孔的直徑55鎖模力500kn噴嘴球半徑sr12mm最大模具厚度200mm噴嘴口孔徑4最小模具厚度70mm4.4注射機(jī)的終選4.4.1注射量的校核公式是（0.8 0.85）式中 注射機(jī)的公稱注射量，cm3 每模的塑料體積量，cm3 如前所述，塑件及澆注系統(tǒng)的總體積為35.41032 cm3，遠(yuǎn)小于注射劑的理論注射量51 cm3，故滿足要求。五、模具的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)5.1確定模架5.1.1 確定型腔布局模具采用一模四腔，布局如下圖所示，需要確定圖中尺寸。（1）確定s1和s2查塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)與范例p120表6-27可得：s1=7 s2=18（2）確定l和bl=4s1+2s2+2d=47+218+235=134b=l=1345.1.2 確定模板尺寸根據(jù)上面的b和l，考慮注塑機(jī)的大小、導(dǎo)柱、導(dǎo)套和螺釘?shù)炔贾?，根?jù)gb/t 12555-2006塑料注射模模架，模架型號(hào)為：d型，200mm180mm。5.1.3 確定模架尺寸模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘；模具外表面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)有分模間隙，即在裝配、調(diào)試、維修過(guò)程中，可以方便地分開(kāi)兩塊模板。1. 定模座板（200mm200mm、厚25mm）定模座板是模具與注射機(jī)連接固定的板，定模座板上固定導(dǎo)柱和定位圈，材料為45鋼。定位圈通過(guò)4個(gè)m6的內(nèi)六角圓柱螺釘與其連接。定模座板上的導(dǎo)柱與導(dǎo)柱孔采用h7/k6配合，定模座板與拉料桿采用h7/k6配合。2. 定模板（150mm200mm、厚40mm）用于固定定模模仁（型腔鑲塊）和導(dǎo)套。應(yīng)該有一定的厚度，并有足夠的強(qiáng)度。一般用45鋼。其上的導(dǎo)套孔與導(dǎo)套一端采用h7/k6配合，定模與定模模仁（型腔鑲塊）采用h7/m6配合。3. 動(dòng)模板（150mm200mm、厚40mm）用于固定動(dòng)模模仁（型芯鑲塊）和導(dǎo)套。一般用45鋼。動(dòng)模板應(yīng)具有較高的平行度和硬度。動(dòng)模模仁（型芯鑲塊）通過(guò)6個(gè)沉頭螺釘m10固定在動(dòng)模板上面。其上的導(dǎo)套孔與導(dǎo)套一端采用h7/k6配合，動(dòng)模與動(dòng)模模仁（型芯鑲塊）采用h7/m6配合。4. 墊塊（28mm200mm、厚50mm）主要作用：在動(dòng)模座板與支承板之間形成推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)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。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。墊塊材料：墊塊材料為45墊塊的高度h校核：h=h1+h2+h3+s+=4+13+15+10+8=50mm式中 h1頂出板限位釘?shù)暮穸?，該模具限位釘厚度，?mm； h2推板厚度，為13mm；h3推桿固定板厚度，為15mm；s推出行程，為10mm；推出行程富余量，取8mm。5動(dòng)模座板（200mm200mm、厚25mm）動(dòng)模座板上的注射機(jī)頂桿孔為150mm，動(dòng)模座板上還有四個(gè)擋釘孔，動(dòng)模座板的推板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)柱采用h7/n6配合。擋釘與擋釘孔采用h7/n6配合，材料為45鋼。6推板（90mm200mm、厚13mm）推板上的推板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)套采用h7/k6配合。用4個(gè)m10的內(nèi)六角圓柱螺釘與推半固定板固定。材料為45鋼。7推桿固定板（90mm200mm、厚15mm）材料為45鋼。其上的推板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)套采用h7/f9配合。六、 成型零件的設(shè)計(jì)6.1.1 成型零件的結(jié)構(gòu)分析1. 型腔的設(shè)計(jì)（1）定模模仁（型腔鑲塊）型腔采用整體嵌入式結(jié)構(gòu)。整體式型腔有較高的強(qiáng)度和剛度，在使用中不易發(fā)生變形。本模具是一模四腔，四個(gè)型腔均做在一個(gè)模仁內(nèi)，而不是分別做四個(gè)嵌入定模板。4個(gè)螺釘緊固（2）定模模仁（型腔鑲塊）的固定由于定模模仁（型腔鑲塊）比較大，而且厚度較厚，故采用螺釘連接，這樣做能夠達(dá)到很好的緊固作用。 螺釘連接 型腔 2. 型芯的設(shè)計(jì)（1）型芯本塑件考慮到排氣效果，因此，型芯采用鑲拼組合式。共有兩個(gè)型芯組成。型芯均為圓形，但較小，因此采用臺(tái)階固定，銷釘防轉(zhuǎn)。定模部分的型腔動(dòng)模部分的型腔一個(gè)小型芯成型2）動(dòng)模模仁（型芯鑲塊）由于分型面取在塑件最大投影面積處，因此，動(dòng)模部分也有型腔。由于動(dòng)模板厚度較厚，因此動(dòng)模模仁（型芯鑲塊）既采用螺釘緊固。 緊固螺釘 模芯6.2 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在注射成型過(guò)程中，模具內(nèi)除了型腔和澆注系統(tǒng)原有的空氣外，還有塑料受熱或凝固時(shí)產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。這些氣體若不能順利排出，則可能因填充時(shí)氣體被壓縮而引起塑件局部炭化燒焦，或使塑件形成氣泡、產(chǎn)生熔接不牢、表面輪廓不清及充填不滿等成性缺陷。另外氣體的 存在還會(huì)產(chǎn)生反壓力而降低充模速度，因此設(shè)計(jì)模具時(shí)必須考慮型腔的排氣問(wèn)題。由于該模具的總體尺寸一般，屬于中小型模具，可以利用推桿、活動(dòng)型芯以及型芯端部與模板的配合間隙、分型面進(jìn)行排氣。其配合間隙為0.030.05mm6.3.1 成型零件的尺寸計(jì)算塑件的尺寸如圖所示平均收縮率尺寸偏差取it7級(jí)（1）型腔尺寸計(jì)算： 徑向尺寸計(jì)算公式： 高度尺寸計(jì)算公式：（2）型芯尺寸計(jì)算： 徑向尺寸計(jì)算公式： 高度尺寸計(jì)算公式：（3）計(jì)算結(jié)果如表所示：已知條件：平均收縮率scp=0.5%；模具的制造公差取對(duì)應(yīng)的值類別類型塑件尺寸計(jì)算公式工作尺寸型腔計(jì)算徑向尺寸35-0.5634.755+0.37-0.286.825+0.1813-0.3212.85+0.21高度尺寸3.5-0.243.3575+0.15型芯尺寸徑向尺寸28+0.528.515-0.2532+0.5632.58-0.316+0.5416.48-0.18高度尺寸3.5+0.243.6775-0.155.5+0. 245.6875-0.156.4 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)6.4.1 頂桿設(shè)計(jì)注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無(wú)誤地從模具的凹模中或型芯上托出，完成拖出塑件的裝置稱為脫模機(jī)構(gòu)，也常稱為推出機(jī)構(gòu)。脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則塑件推出（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塑件的質(zhì)量，因此，塑件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)。（2）保證塑件不因推出而變形損壞。（3）機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠。（4）良好的塑件外觀。（5）合模時(shí)的準(zhǔn)確復(fù)位。 本模具采用頂桿頂出，頂出桿頂出出是一種基本的、也是一種常用的塑件頂出方式。常用的頂桿形式有圓形、矩形、階梯形。我們采用圓形頂桿。圓形頂桿6.4.2脫模力的計(jì)算因?yàn)楸诤衽c直徑之比 0.05，故，該塑件為厚壁制件。該制件為圓環(huán)形截面，脫模力計(jì)算公式為式中 r型芯平均半徑 r=16.43mmk2無(wú)量綱系數(shù)，其值隨f和而異，查表得，k2=1.0013 k1無(wú)量綱系數(shù)，其值隨和而異，查表得，k1=1.6 s塑料平均成型收縮率 s=0.5% e塑料的彈性模量，mpa，查表得e=2900mpa l塑件對(duì)型芯的包容長(zhǎng)度，mm，l=9mm f塑件與型芯之間的摩擦因數(shù)，f=0.21 模具型芯的脫模斜度，=0.7 塑料的泊松比，=無(wú) a盲孔塑件型芯在垂直于脫模方向上的投影面積，a=0mm2由上可得，脫模力6.4.3 塑件的頂出方案頂桿布置在包緊力較大的地方。布置在：角、加強(qiáng)筋、四周等。推桿不能太靠邊，距離邊界12mm。盡量不要放在鑲拼處。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)放置12根。頂桿（一個(gè)產(chǎn)品4根.共16根）6.4.4 凝料的推出本模具是兩板模，因此澆注系統(tǒng)凝料的推出需要用頂針推出。 定模模板 分流道 主流道 定模板 型芯 頂料桿6.5 合模定位和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)，因模架本身帶有導(dǎo)向裝置，一般情況下，設(shè)計(jì)人員只要按模架規(guī)格選用即可。若需采用精密導(dǎo)向定位裝置，則須由設(shè)計(jì)人員根據(jù)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。6.5.1. 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位，其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后變形。（2）該模具采用4根導(dǎo)柱，其布置為等直徑導(dǎo)柱對(duì)稱布置。（3）該模具導(dǎo)柱安裝在定模座板上，導(dǎo)套有三個(gè)，分別安裝在流道推板、定模板和動(dòng)模板。（4）為了保證分型面很好接觸，導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)制有承屑槽，即可削去一個(gè)面或在導(dǎo)套的孔口倒角，該模具采用后者。（5）在合模時(shí)，應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免凸模先進(jìn)入型腔，導(dǎo)致模具損壞。（6）動(dòng)定模板采用合并加工時(shí)，可確保同軸度要求。6.5.2 導(dǎo)柱設(shè)計(jì)（1）該模具采用帶頭導(dǎo)柱，不加油槽，如圖所示。（2）導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須比凸模斷面高度高出6mm8mm。（3）為使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱的端部常做成圓錐形或球形的先到部分。（4）導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來(lái)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12mm）。（5）導(dǎo)柱的形式，導(dǎo)柱固定部分與模板按h7/f7配合，導(dǎo)柱滑動(dòng)部分按h7/f7配合。（6）導(dǎo)柱工作不分的表面粗糙度為ra=0.4m。（7）導(dǎo)柱應(yīng)具有堅(jiān)硬而耐磨的表面、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。本模具采用t8a。6.5.3 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，用以確定動(dòng)、定模的相對(duì)位置，保證模具運(yùn)動(dòng)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/t4169.2-1984）、帶頭導(dǎo)套（gb/t4169.3-1984）。（1）結(jié)構(gòu)形式。采用帶頭導(dǎo)套和直導(dǎo)套，如圖所示。（2）導(dǎo)套的端面應(yīng)倒圓角，導(dǎo)柱孔最好做成通孔，利于排除孔內(nèi)剩余空氣。（3）導(dǎo)套的滑動(dòng)部分按h7/f7配合，表面粗糙度為0.4m。帶頭導(dǎo)套外徑與動(dòng)定模板一端采用h7/k6配合；與流道推板一端采用h7/n6配合鑲?cè)肽０?。?）導(dǎo)套材料可用淬火鋼或銅（青銅合金）等耐磨材料制造，該模具中采用t8a。導(dǎo)柱導(dǎo)套的裝配布置如下： 導(dǎo)柱 直導(dǎo)套 帶頭導(dǎo)套 帶頭導(dǎo)套定模座板 定模板 動(dòng)模板 墊塊6.5.5 推板導(dǎo)柱與導(dǎo)套設(shè)計(jì)該套模具采用推板導(dǎo)柱固定在動(dòng)模座板上的形式。推板導(dǎo)柱除了起導(dǎo)向作用外，還支撐著支承板，從而改善了支承板的受力狀況，大大提高了支承板的剛性。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。 支承板 推板導(dǎo)柱 推板導(dǎo)6.6 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（冷卻系統(tǒng)）該塑件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該盡量縮短成型周期，提高生產(chǎn)率。ldpe是結(jié)晶型塑料，成型時(shí)需要充分冷卻，冷卻要均勻。因此，該模具的凸模和凹模均開(kāi)設(shè)冷卻水道，采用冷卻水進(jìn)行循環(huán)冷卻。為了使得模具冷卻更快，而且制件不同部位冷卻速度必須相等，則必須采用較為復(fù)雜的冷卻系統(tǒng)。該冷卻系統(tǒng)分兩部分，第一部分是型腔部分的冷卻，因?yàn)槎ＤＨ剩ㄐ颓昏倝K）是整體嵌入式，因此該部分冷卻系統(tǒng)是在定模板上開(kāi)設(shè)兩條分別與分型面平行的冷卻水道，水道開(kāi)設(shè)在型腔上方。第二部分是型芯的冷卻，因?yàn)樾托臼菆A形，而且是鑲拼組合式，因此該部分是環(huán)繞型芯的冷卻水道。冷卻水道直徑按經(jīng)驗(yàn)取8mm，水嘴采用外置型水嘴。考慮到防止漏水，需要在型芯上加上密封圈，如圖。冷卻水道布置如下圖: 水嘴 型芯冷卻 密封圈6.7 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在注射成型過(guò)程中，模具內(nèi)除了型腔和澆注系統(tǒng)原有的空氣外，還有塑料受熱或凝固時(shí)產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。這些氣體若不能順利排出，則可能因填充時(shí)氣體被壓縮而引起塑件局部炭化燒焦，或使塑件形成氣泡、產(chǎn)生熔接不牢、表面輪廓不清及充填不滿等成性缺陷。另外氣體的 存在還會(huì)產(chǎn)生反壓力而降低充模速度，因此設(shè)計(jì)模具時(shí)必須考慮型腔的排氣問(wèn)題。由于該模具的總體尺寸一般，屬于中小型模具，可以利用推桿、活動(dòng)型芯以及型芯端部與模板的配合間隙、分型面進(jìn)行排氣。其配合間隙為0.030.05mm七、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)7.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則（1）澆注系統(tǒng)與塑件一起在分型面上，應(yīng)有壓降，流量和溫度的分布的均衡布置；（2）結(jié)合型腔布置考慮，盡可能采用平衡式分流道布置；（3）盡量縮短熔體的流程，以便降低壓力損失、縮短充模時(shí)間；（4）澆口尺寸、位置和數(shù)量的選擇十分關(guān)鍵，應(yīng)有利于熔體流動(dòng)、避免產(chǎn)生湍流、渦流、噴射和蛇形流動(dòng)，有利于排氣和補(bǔ)縮，且應(yīng)設(shè)在塑件較厚的部位，以使熔料從后斷面移入薄斷面，以利于補(bǔ)料；（5）避免高壓熔體對(duì)模具型芯和嵌件產(chǎn)生沖擊，防止變形和位移的產(chǎn)生；（6）澆注系統(tǒng)凝料脫出應(yīng)方便可靠，凝料應(yīng)易于和制品分離或者易于切除和整修；（7）熔接痕部位與澆口尺寸、數(shù)量及位置有直接關(guān)系，設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)要預(yù)先考慮到熔接痕的部位、形態(tài)，以及對(duì)制品質(zhì)量的影響；（8）盡量減少因開(kāi)設(shè)澆注系統(tǒng)而造成的塑料凝料用量；（9）澆注系統(tǒng)的模具工作表面應(yīng)達(dá)到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中澆口應(yīng)有it8以上的精度要求；（10）設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮儲(chǔ)存冷料的措施；（11）盡可能使主流道中心與模板中心重合，若無(wú)法重合應(yīng)使兩者的偏離距離盡可能小。7.2 主流道設(shè)計(jì)主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動(dòng)和開(kāi)模時(shí)主流道凝料的順利拔出。7.2.1 主流道尺寸（1）主流道小端直徑d主流道小端直徑d = 注射機(jī)噴嘴直徑+0.5 1= 4 + 0.51 取d = 5（mm）這樣便于噴嘴和主流道能同軸對(duì)準(zhǔn)，也能使的主流道凝料能順利脫出（2）主流道球面半徑主流道入口的凹坑球面半徑r，應(yīng)該大于注射機(jī)噴嘴球頭半徑的23mm。反之，兩者不能很好的貼合,會(huì)讓塑件熔體反噴,出現(xiàn)溢邊致使脫模困難.sr = 注射機(jī)噴嘴球頭半徑 + 23sr = 12 + 23取d = 14（mm）（3）主流道長(zhǎng)度l一般按模板厚度確定，但為了減小充模時(shí)壓力降和減少物料損耗，以短為好，小模具控制在50之內(nèi)。在出現(xiàn)過(guò)長(zhǎng)流道時(shí)，可以將主流道襯套挖出深凹坑，讓噴嘴伸入模具。本設(shè)計(jì)中結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu)，取l=43（mm）（4）主流道大端直徑 d = d + 2 ltg（半錐角： 為1 2，取=2） 127.2.2 主流道襯套形式及其固定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，即澆口套。本模具是三板模，因此需要盡量減少主流道長(zhǎng)度。方案一：用澆口套標(biāo)準(zhǔn)件，這樣只需購(gòu)買，但是主流道長(zhǎng)度過(guò)大，在凝料脫模時(shí)會(huì)產(chǎn)生困難。固定形式：用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是標(biāo)準(zhǔn)件，其形式如下：方案二：在定模座板上開(kāi)設(shè)階梯孔，將澆口套放入減小主流道長(zhǎng)度。澆口套自行設(shè)計(jì)。在定模座板上在安裝定位圈定位。其形式如下：澆口套 定位圈定位圈及澆口套裝配圖： 定位圈（用螺釘固定在定模座板上） 定模座板螺釘固定在定模座板內(nèi)定模板澆口套7.3 分流道的設(shè)計(jì)本模具的流道布置形式采用平衡式，如右圖：分流道的形狀及尺寸與塑件的體積、壁厚、形狀的復(fù)雜程度、注射速率等因素有關(guān)。該塑件的體積不大而且形狀不復(fù)雜，且壁厚均勻，可以考慮采用點(diǎn)進(jìn)料的方式，有利于塑件的成型和外觀質(zhì)量的保證。從便于加工的方面考慮，采用截面形狀為0形的分流道.查有關(guān)的手冊(cè),選擇r=5mm。此外該模具是一模4件，型腔的數(shù)量較少,模具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而不緊湊，所以采用平衡式，各個(gè)型腔的分流道的斷面形狀及大小、分流道長(zhǎng)度都取作一致。這樣，熔體就能以相同的成型壓力和溫度同事充滿各個(gè)型腔，使一模內(nèi)成型出的各個(gè)塑件的尺寸及性能容易保持一致。7.4 澆口的設(shè)計(jì)澆口可分為限制性和非限制性澆口兩種。我們將采用限制性澆口。限制性澆口一方面通過(guò)截面積的突然變化，使分流道輸送來(lái)的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高剪切速率，使其成為理想的流動(dòng)狀態(tài)，迅速面均衡地充滿型腔，另一方面改善塑料熔體進(jìn)入型腔時(shí)的流動(dòng)特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時(shí)充滿，可控制填充時(shí)間、冷卻時(shí)間及塑件表面質(zhì)量，同時(shí)還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分離的作用。模具設(shè)計(jì)時(shí)，澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，初步試模后還需進(jìn)一步修改澆口尺寸，無(wú)論采用何種澆口，其開(kāi)設(shè)位置對(duì)塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開(kāi)設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇。通常要考慮以下幾項(xiàng)原則：a.盡量縮短流動(dòng)距離。b.澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件壁厚最大處。c.必須盡量減少熔接痕。d.應(yīng)有利于型腔中氣體排出。e.考慮分子定向影響。f.避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)。g.澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。h.注意對(duì)外觀質(zhì)量的影響。7.4.1 澆口形式的選擇 由于該塑件外觀質(zhì)量要求高，澆口的位置和大小還是要不能太影響塑件的外觀，同時(shí)，也應(yīng)該盡量使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。根據(jù)對(duì)塑件結(jié)構(gòu)的分析及已確定的分型面的位置，可選的澆口形式有幾種方案，如下：（1）方案一：側(cè)澆口一般開(kāi)設(shè)在分型面上，有塑件側(cè)面進(jìn)料，側(cè)澆口斷面易取矩形形狀（必要時(shí)用圓形），它能方便地調(diào)節(jié)剪切速率，充模流量速率，流動(dòng)狀態(tài)和澆口封閉時(shí)間，并可以靈活地選擇塑件進(jìn)澆位置，廣泛使用于多腔模中，但此模具的外形有齒，這樣會(huì)破壞制件的外觀質(zhì)量，并且在側(cè)面產(chǎn)生痕跡，影響塑件的使用性能以及外觀性能。（適用于表面質(zhì)量要求不高的產(chǎn)品）（2）方案二點(diǎn)澆口是一種斷面尺寸很小的澆口,當(dāng)物料通過(guò)時(shí)產(chǎn)生很高的剪切速率,這對(duì)于表觀粘度隨剪切速率變化而明顯變化的塑料熔體和粘度較低的塑料熔體是適合用的.點(diǎn)澆口在開(kāi)模時(shí)容易自行切斷,并且在塑件上留下的殘痕極小,不容易覺(jué)察,故無(wú)需修剪澆口的工序.點(diǎn)澆口的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是,它很容易向模腔多點(diǎn)進(jìn)料,澆口位置選擇靈活,對(duì)于單腔模和多腔模均適用.因此點(diǎn)澆口能實(shí)現(xiàn)模具自動(dòng)化生產(chǎn),生產(chǎn)效率高. 采取雙分型面模具(亦稱三板式模具),可以自動(dòng)脫膠無(wú)需要設(shè)計(jì)機(jī)械手或者人工將澆注系統(tǒng)的凝料從主流道中取出，并且塑件的表面經(jīng)過(guò)很小的修整就可以達(dá)到塑件的表面質(zhì)量要求。（加工成本比較大）綜上所述，對(duì)塑件成型性能、澆口和模具結(jié)構(gòu)的分析比較,由于塑件的尺寸及表面精度要求不高，從模具的制造及結(jié)構(gòu)考慮，確定成型該塑件的模具采用點(diǎn)澆口的形式。（采用方案一）主流道 分流道 點(diǎn)澆口 塑件塑件主流道主流道點(diǎn)澆口八、成型設(shè)備的選擇及校核8.1注射機(jī)的初選8.1.1計(jì)算塑件的體積根據(jù)制件的三維模型，利用三維軟件直接求得塑件的體積為：v1=4426.29mm3。8.1.2計(jì)算所需的體積澆注系統(tǒng)凝料按1：1取，故：v2= v1=4426.29mm3塑件和澆注系統(tǒng)凝料總體積為（按一模四腔算）：v= 4（v1 +v2 ）=35410.32 mm3 =35.41032 cm38.1.3選用注射機(jī)根據(jù)總體積v= 8852.58 mm3，初步選取xs-z-60型螺桿式注射成型機(jī)。xs-z-60型螺桿式注射成型機(jī)主要參數(shù)如下表所示項(xiàng) 目參 數(shù)項(xiàng) 目參 數(shù)理論注射量60 cm3移模行程180mm注射壓力1220mpa定位孔的直徑55鎖模力500kn噴嘴球半徑sr12mm最大模具厚度200mm噴嘴口孔徑4最小模具厚度70mm8.2注射機(jī)的終選8.2.1注射量的校核公式是（0.8 0.85）式中 注射機(jī)的公稱注射量，cm3 每模的塑料體積量，cm3 如前所述，塑件及澆注系統(tǒng)的總體積為35.41032 cm3，遠(yuǎn)小于注射劑的理論注射量51 cm3，故滿足要求。8.2.2 模具閉合高度的校核模具閉合高度的校核公式為：由裝配圖可知模具的閉合高度=250mm，而注射機(jī)的最大模具厚度=300mm，最小模具厚度=250mm，滿足安裝要求。8.2.3 模具安裝部分的校核模具定位圈的直徑125mm與注射機(jī)定位孔的直徑125相等，滿足安裝要求。澆口套的球面半徑sr1=sr+（12）mm=20mm，滿足要求。澆口套小端直徑r1=r+（12）mm=8mm，滿足要求。8.2.4 模具開(kāi)模行程的校核模具開(kāi)模行程的校核公式為：式中 模具的開(kāi)模行程，mm 注射機(jī)的移模行程，mm 制件的推出距離，mm 包括流道凝料在內(nèi)的制品的高度，mm 取出凝料所需分開(kāi)的距離，mm代入數(shù)據(jù)得：，滿足要求。8.2.5鎖模力的校核鎖模力的校核公式為：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，cm2 型腔的平均壓力，mpa k安全系數(shù)，通常取1.11.2代入數(shù)據(jù)得：。滿足要求。8.2.6注射壓力的校核注射壓力的校核公式為：式中 注射機(jī)的額定注射壓力，mpa 注射成型時(shí)的所需用的注射壓力，mpa 安全系數(shù)代入數(shù)據(jù)得：。滿足要求。綜上所述：選取xs-zy-250型螺桿式注射成型機(jī)完全符合本模具的使用要求九、成型工藝參數(shù)的確定成型工藝卡片：（具體見(jiàn)附錄一）產(chǎn)品參數(shù)產(chǎn)品名稱及圖號(hào)蓋模腔數(shù)4產(chǎn)品單重31.5g總重126g單件體積44.27cm3總體積177.08cm3投影面積804.248mm2總投影面積3216.992mm2外形尺寸（h-v-w)3510最大壁厚4m