端蓋一模兩腔注射模設(shè)計(jì)-材料成型及控制畢業(yè)論文

華東交通大學(xué)理工學(xué)院華東交通大學(xué)理工學(xué)院 InstituteofTechnology. EastChinaJiaotongUniversity 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) GraduationDesign （20112015 年） 題目端蓋一模兩腔注射模設(shè)計(jì) 分院：機(jī)電工程分院 專(zhuān)業(yè)：材料成型及控制工程 班級(jí)：* 學(xué)號(hào)：* 學(xué)生姓名：* 指導(dǎo)教師：* 起訖日期： 華東交通大學(xué)理工學(xué)院華東交通大學(xué)理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性申明畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性申明 本人鄭重申明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn) 行的研究工作所取得的研究成果。設(shè)計(jì)（論文）中引用他人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、 圖件、資料，均已在設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用，除此之外，本設(shè)計(jì) （論文）不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。對(duì)本文的研 究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識(shí) 到本申明的法律后果由本人承擔(dān)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者簽名：日期：年月日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）版權(quán)使用授權(quán)書(shū)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者完全了解學(xué)院有關(guān)保留、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交設(shè)計(jì)（論文）的復(fù)印件 和電子版，允許設(shè)計(jì)（論文）被查閱和借閱。本人授權(quán)華東交通大學(xué)理工學(xué) 院可以將本設(shè)計(jì)（論文）的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以 采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 。 （保密的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）在解密后適用本授權(quán)書(shū)） 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者簽名：指導(dǎo)教師簽名： 簽字日期：年月日簽字日期：年月日 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 摘要 本課題主要是研究注射模的設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)塑料性能的分析，塑件產(chǎn)品的工藝性分析， 來(lái)設(shè)計(jì)模具的結(jié)構(gòu)，主要包括對(duì)塑料制品的工藝性分析、注射機(jī)的初選、注射模的結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、成型零部件設(shè)計(jì)、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、溫度調(diào)節(jié) 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)零件的尺寸設(shè)計(jì)，并對(duì)相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行校核，最終能夠熟練的利用 AutoCAD 把模具的裝配圖和零件圖畫(huà)出來(lái)。 本文論述的端蓋一模兩腔注射模設(shè)計(jì)，這里采用一模兩腔注射模設(shè)計(jì)，符合現(xiàn)在一模 多腔的流行趨勢(shì)，具有典型的代表性，效率高，自動(dòng)化程度高，采用側(cè)澆口澆注，保證端 蓋的精度，脫模時(shí)，端蓋留在動(dòng)模的一側(cè)，利用頂料桿將其推出。 關(guān)鍵字：關(guān)鍵字：注射模；一模兩腔；效率高；自動(dòng)化 夏萬(wàn)林：端蓋一模兩腔注射模設(shè)計(jì) 2 Abstract This subject mainly research the design of the injection mould, by analyzing the performance of plastic, plastic product manufacturability analysis, to design the mould structure, mainly including the analysis of technology for plastic products, primary injection machine, injection mould structure design, the design of gating system, molding parts design, launch mechanism design, mold design of steering mechanism design, temperature control system and the size of the structure parts design, and the corresponding parameters, finally able to skillfully use AutoCAD to mold assembly drawing and parts drawing. This paper discusses the end cover of one module and two cavities injection mould design, here with one module and two cavities injection mould design, conform to the popular trend of a multi-cavity mould now, as the typical representative, a high degree of automation, adopt side sprue gating, ensure the accuracy of end cover, demoulding, end cover to stay in the side of the dynamic model, using the lifter rod to launch it. KeyKey wordswords: Injection mould; One module and two cavities; High efficiency; automation 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 目錄 中文摘要中文摘要1 英文摘要英文摘要2 目目錄錄3 引引言言1 1 1 塑料制品的工藝性塑料制品的工藝性1 1.1 塑料結(jié)構(gòu)方面的工藝性分析1 1.1.1 聚氯乙烯塑料的主要技術(shù)指標(biāo) 2 1.1.2 聚氯乙烯的注射成型工藝參數(shù) 2 1.2 尺寸精度的工藝性分析2 1.3 脫模斜度與收縮率方面3 2 2 注射機(jī)的初選注射機(jī)的初選4 2.1 注射機(jī)的選擇依據(jù)4 2.2 初選注射機(jī)的參數(shù)5 2.3 注射模的標(biāo)準(zhǔn)模架5 2.4 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核6 2.4.1 最大注射量的校核 6 2.4.2 最大注射壓力的校核 6 2.4.3 鎖模力的校核7 2.4.4 對(duì)注塑機(jī)有關(guān)安裝尺寸的校核 7 2.5 開(kāi)模行程的校核7 3 3 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 3.1 型腔數(shù)目的確定 9 3.2 型腔的布置 9 3.3 分型面的選擇 10 3.3.1 分型面的確定 10 3.3.2 分型面的設(shè)計(jì) 10 4 4澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)12 4.1 澆注系統(tǒng)的作用12 4.2 澆注系統(tǒng)的組成12 4.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則12 夏萬(wàn)林：端蓋一模兩腔注射模設(shè)計(jì) 4 4.4 主流道的設(shè)計(jì)13 4.5 分流道的設(shè)計(jì)13 4.6 澆口的設(shè)計(jì)14 4.6.1 澆口的選擇14 4.6.2 澆口位置選擇15 4.7 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)16 5 5 成型零部件設(shè)計(jì)成型零部件設(shè)計(jì)17 5.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)17 5.1.1 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)17 5.1.2 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)17 5.2 成型零件的尺寸計(jì)算18 5.3 型腔和底板的強(qiáng)度及剛度計(jì)算20 6 6 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)21 6.1 推出機(jī)構(gòu)的組成 21 6.1.1 推桿的設(shè)計(jì) 21 6.1.2 推桿位置的設(shè)置 21 7 7 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)22 7.1 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 22 7.2 導(dǎo)柱的配合22 8 8 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 23 8.1 模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)23 9 9 結(jié)構(gòu)零件的尺寸設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)零件的尺寸設(shè)計(jì)24 9.1 結(jié)構(gòu)零件的尺寸24 結(jié)結(jié)論論 25 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 26 附附錄錄 27 后后記記 31 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 引言 注射模可以成型除氟塑料以外的熱塑性塑料及部分熱固性塑料，因?yàn)樗菀讓?shí)現(xiàn)自 動(dòng)化，且能夠成型復(fù)雜的塑件，所以廣泛應(yīng)用于各種塑料制件的生產(chǎn)中，其產(chǎn)品占目前塑 料制件生產(chǎn)的 30%左右，美國(guó)工業(yè)界認(rèn)為“模具工業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基石” ，日本把模具譽(yù) 為“進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力” ，由此可見(jiàn)模具工業(yè)很重要。因此，也就有開(kāi)發(fā)和研究注射 模的意義。 模具生產(chǎn)是生產(chǎn)產(chǎn)品的主要技術(shù)之一，被稱(chēng)之為“工業(yè)之基石” 。塑料模是模具的子 模，占 35%40%。隨著我國(guó)工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，塑件的產(chǎn)品種類(lèi)及數(shù)量曾指數(shù)增長(zhǎng)趨 勢(shì)，在工業(yè)領(lǐng)域的地位越來(lái)越重要。而且塑料產(chǎn)品具有耐老化、耐沖擊，環(huán)保健康，生產(chǎn) 效率高，經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)大等優(yōu)勢(shì)，所以塑料模具的設(shè)計(jì)具有很重大的意義。此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì) 于本專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)和 Auto-CAD、Pro/E 和 UG 等二維三維軟件制圖的學(xué)習(xí)是一次綜合性 的鍛煉，能為日后從事本專(zhuān)業(yè)的工作打下一定的基礎(chǔ)。 模具在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)創(chuàng)新、研發(fā)方面，運(yùn)用的越來(lái)越多。在工業(yè)制造中，模具產(chǎn)出的產(chǎn) 品質(zhì)量與國(guó)家制造水準(zhǔn)相當(dāng)。 目前，全球模具產(chǎn)品份額中，中國(guó)與其他先進(jìn)的制造型國(guó)家相比，如德國(guó)、日本、法 國(guó)等國(guó)家存在很大的差距。中國(guó)加入 WTO 以來(lái)，在電子通信，汽車(chē)和家電等相關(guān)產(chǎn)業(yè)飛速 發(fā)展。這些領(lǐng)域的 80%以上都要用到模具。以上海、浙江和深圳沿海一帶的模具技術(shù)發(fā)展 最為先進(jìn)，區(qū)域條件優(yōu)越，有良好的制造業(yè)扶持政策和廣闊的市場(chǎng)領(lǐng)域。 主要設(shè)計(jì)過(guò)程如下：1.設(shè)計(jì)準(zhǔn)備；2.塑件成型工藝分析；3.確定澆注系統(tǒng)和選擇分型 面；4.塑料模具設(shè)計(jì)方案的確定；5.主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算；6.完成裝配工作圖；7.繪制 零件工作圖；8.編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)；9.設(shè)計(jì)總結(jié)及答辯。 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 1 塑料制品的工藝性 1.1 塑料結(jié)構(gòu)方面的工藝性分析塑料結(jié)構(gòu)方面的工藝性分析 產(chǎn)品立體圖 圖 1-1腔內(nèi)產(chǎn)品和澆注系統(tǒng)凝料圖 如圖所示制件零件圖，材料：PVC,聚氯乙烯,比重;1.4.成型收縮率:0.6-1%，厚度： 2mm，生產(chǎn)量為 100 萬(wàn)件/年，試設(shè)計(jì)與制造出該注塑模具。 聚氯乙烯樹(shù)脂是一種熱塑性塑料，它的樹(shù)脂是白色，聚氯乙烯不易燃燒，離火就會(huì)熄 滅，所以，純聚氯乙烯樹(shù)脂只有添加一些添加劑之后才能成為塑料。由于聚氯乙烯樹(shù)脂原 料來(lái)源豐富，是世界產(chǎn)量排名第二的塑料、又因?yàn)閮r(jià)格低廉，有較好的抗拉、抗壓、抗沖 擊以及抗彎等性能，所以制作出的產(chǎn)品性能優(yōu)良。分析圖 1-1 中塑料件圖，端蓋的形狀簡(jiǎn) 單，且壁厚均勻，側(cè)壁沒(méi)有孔，質(zhì)量要求并不高，成型起來(lái)也就不那么困難，可以進(jìn)行大 批量生產(chǎn)。 夏萬(wàn)林：端蓋一模兩腔注射模設(shè)計(jì) 2 1.1.1 聚氯乙烯塑料的主要技術(shù)指標(biāo)聚氯乙烯塑料的主要技術(shù)指標(biāo) 表 1-1 PVC 塑料的主要技術(shù)指標(biāo) 1.1.2 聚氯乙烯的注射成型工藝參數(shù)聚氯乙烯的注射成型工藝參數(shù) 表 1-2 聚氯乙烯的注射成型工藝參數(shù) 注射機(jī)類(lèi)型螺桿式 預(yù)熱和干燥溫度 t/7090 時(shí)間/h46 料筒溫度 t/前段160170 中段165180 后段170190 模具溫度 t/3060 注射壓力/MPa80130 成型時(shí)間/s注射時(shí)間1560 高壓時(shí)間05 冷卻時(shí)間1560 總周期40130 1.2 尺寸精度的工藝性分析尺寸精度的工藝性分析 查該塑料PVC產(chǎn)品所能達(dá)到的尺寸精度為4級(jí)、5級(jí)、6級(jí)共三個(gè)等級(jí)，由于對(duì)端蓋塑料 產(chǎn)品的尺寸精度不高，因此我這里選擇5級(jí)精度。如下圖標(biāo)注 圖 1-2 按 5 級(jí)精度標(biāo)注圖 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 1.3 脫模斜度與收縮率方面脫模斜度與收縮率方面 端蓋上應(yīng)具有足夠和盡可能大的脫模斜度，以便順利脫模。由于端蓋未設(shè)計(jì)斜度，相 關(guān)標(biāo)注按書(shū)上確定。在開(kāi)模的時(shí)候，端蓋的里面采用斜度為 0.5的脫模斜度，而端蓋外 采用脫模斜度斜度為 1，這樣是為了讓端蓋留在動(dòng)模一側(cè)，以便脫模。由表 1-1 可知聚 氯乙烯的收縮率為 0.6%1.0%，根據(jù)要求，計(jì)算公式如下： 2 minmax SS Scp %8 . 0 2 %6 . 0%0 . 1 cp S 計(jì)算出聚氯乙烯的平均收縮率是 0.8% 圖 1-3 脫模斜度 夏萬(wàn)林：端蓋一模兩腔注射模設(shè)計(jì) 4 2 注射機(jī)的初選 2.1 注射機(jī)的選擇依據(jù)注射機(jī)的選擇依據(jù) 模具設(shè)計(jì)時(shí)，模具的機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)由塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)確定，模具的結(jié)構(gòu)與注射機(jī)又有著 很大的聯(lián)系，必須知道注射機(jī)的最大注射壓力、最大成型面積、開(kāi)模最大行程等參數(shù)，以 便保證設(shè)計(jì)的模具與之相匹配，如果不匹配的話(huà)，注射的過(guò)程也就無(wú)法進(jìn)行。 圖 2-1 proe 計(jì)算分析圖 根據(jù) proe 的分析計(jì)算可知注射體積為 3.63 cm 3，質(zhì)量為 5.08g,算出端蓋和凝料 投影面積在分型上是 820 mm 2，因高壓聚氯乙烯熔體平均壓力一般是 2040Mpa/mm2 ，脹開(kāi) 力的計(jì)算： F=PS=40*820 F=32800N=32.8kN 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 公式：S 為投影面積； P 為高壓聚氯乙烯熔體的平均壓力，這里取 40Mpa/mm 2。 由于脹開(kāi)力應(yīng)小于或等于注射機(jī)鎖模力的 80% 算出鎖模力應(yīng)當(dāng)要大于或等于 41kN 2.2 初選注射機(jī)的參數(shù)初選注射機(jī)的參數(shù) 表 2-1注射機(jī)的參數(shù) 2.3 注射模的標(biāo)準(zhǔn)模架注射模的標(biāo)準(zhǔn)模架 根據(jù)中小型模架的規(guī)格依照品種，長(zhǎng)寬比例選用 100100 的模架 型號(hào)XS-X-60 公稱(chēng)注射量/Cm 3 60 螺桿(柱塞)直徑/38 注射壓力/Mpa122 注射行程/170 注射時(shí)間/s2.9 鎖模力/kN500 最大成型面積/Cm 3 130 模板最大行程/180 模具最大厚度/200 模具最小厚度/70 拉桿空間/190300 模板尺寸/330440 鎖模方式液壓-機(jī)械 機(jī)器外形尺寸/m 3 3.610.851.55 機(jī)器重量/kg2000 模具定位孔徑/mm55 +0.06 噴嘴球徑/mmR12 噴嘴孔徑/mm4 夏萬(wàn)林：端蓋一模兩腔注射模設(shè)計(jì) 6 A 板尺寸A 板是定模板，因?yàn)橐谀０迳祥_(kāi)設(shè)冷卻管道，考慮到端蓋的高度為 10 mm，而且還因此需要留出一定的底板厚度，故初定 A 板為 20mm。 B 板尺寸B 板是動(dòng)模板，考慮要安裝冷卻管道，有一定厚度，這里取 16mm C 板（墊板）尺寸墊板=推桿固定板厚度+推板厚度+推出行程+(510)mm =8+8+8+（510）=2934mm 初步選定 C 板尺寸為 30mm。 根據(jù)這個(gè)幾個(gè)厚度參數(shù)，可以選擇合適模架，得出模具厚度。 定模板厚度:A=20mm 動(dòng)模板厚度:B=16mm 墊塊厚度:C=30mm 模具厚度：H=25+A+B+C=（25+20+16+30）=91mm 2.4 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 2.4.1 最大注射量的校核最大注射量的校核 在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中，設(shè)計(jì)注射模時(shí)，總的注射塑料量應(yīng)當(dāng)小于或等于注塑機(jī)的額定注射 量的 80。 注射量以容積表示: V0.8V機(jī) 式中V 為兩個(gè)端蓋和澆注系統(tǒng)凝料的體積(cm3)； V機(jī)為注射機(jī)的額定注射量(cm3)； 通過(guò)圖 2-1 中 proe 分析計(jì)算得出端蓋和澆注系統(tǒng)的體積 V=3.6 cm3， V 機(jī)=60 cm3 3.6 cm348 cm3 符合要求 2.4.2 最大注射壓力的校核最大注射壓力的校核 單位面積上，注射壓力為注射機(jī)施于塑料熔體的壓力。設(shè)計(jì)模具時(shí)，成型塑件的注射 壓力應(yīng)當(dāng)小于注塑機(jī)的公稱(chēng)注射壓力： P注P公 式中P注為成型端蓋的注射壓力(Mpa)； P公為注射壓力(Mpa)。 通過(guò) proe 分析計(jì)算投影面積 S=0.082 m2 查新編塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)知平均壓力為 24.5Mpa, P注=24.5*0.082=2.009 MpaP公=122 Mpa 符合要求 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 2.4.3 鎖模力的校核鎖模力的校核 在注射過(guò)程中，雖然在澆注過(guò)程中會(huì)損失壓力，但聚氯乙烯熔體進(jìn)入模具型腔時(shí)壓力 還是很大的，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的推力。為了保證動(dòng)、定模結(jié)合緊密，不會(huì)溢料，鎖模力要 相當(dāng)大。所以注射機(jī)額定的鎖模力應(yīng)當(dāng)大于漲開(kāi)的力，即： FK p A 式中F 為額定的鎖模力（噸） ； A 為投影面積（cm2） ； P 為模腔內(nèi)的壓力（kg/cm2） ； K安全系數(shù)，常取 1.1-1.2。 由表 2-1 可知額定的鎖模力 F=500；這里取 K=1.2，代入式中得 5001.2*24.5*8.2=241.08 符合要求 2.4.4 對(duì)注塑機(jī)有關(guān)安裝尺寸的校核對(duì)注塑機(jī)有關(guān)安裝尺寸的校核 （1）確保模具安裝后料筒和主流道同軸、噴嘴中心線(xiàn)和主流道同軸，澆口套小端孔徑 d 與噴嘴孔徑 d0、噴嘴前端球面半徑 R 與澆口套球面 R0的正確關(guān)系為： d=d0+(0.51)mmR=R0+(12)mm 由于 d0=4mm ，R0=12mm，而 d=4.5mm，R=13mm 所以符合要求 （2）注塑機(jī)拉桿間距與模具模板尺寸的關(guān)系應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足： 模具長(zhǎng)模具寬拉桿面積 已知模板尺寸為 100100，而拉桿 190300 由于 100190；100300,所以滿(mǎn)足尺寸要求 （3）注塑機(jī)允許模具厚度與模具閉合厚度應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足關(guān)系： HminHHmax 式中，H 是模具閉合高度 Hmax 是允許安裝的模具最大高度， Hmin 是允許安裝的模具最小高度。 由表 3 可知 Hmin=70mm，Hmax=200mm，模具厚度 H=91mm 70mm91mm200mm 符合要求 2.5 開(kāi)模行程的校核開(kāi)模行程的校核 為保證能夠順利取出端蓋，必須對(duì)開(kāi)模行程進(jìn)行校核，這里選用單分型面注射模，開(kāi) 模行程應(yīng)滿(mǎn)足如下關(guān)系： SH1+H2+(510)mm 夏萬(wàn)林：端蓋一模兩腔注射模設(shè)計(jì) 8 式中H1是端蓋被頂出距離（mm） ； H2是端蓋高度（mm） S 是注射機(jī)的開(kāi)模行程（mm） ； 180mm32+(510)mm，滿(mǎn)足要求 圖 2-2 單分型面注射模開(kāi)模行程 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 3 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1 型腔數(shù)目的確定型腔數(shù)目的確定 按型腔數(shù)目來(lái)分，模具分為單型腔和多型腔兩種。 單型腔模具，有成型塑件精度高，而模具制造成本低的優(yōu)點(diǎn)， ，而且模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 成形零件所用的時(shí)間短，工藝參數(shù)容易控制。但是單型腔模具成型的塑件為單個(gè)塑件，所 以成型效率低，但能夠成型尺寸較大、精度較高的小批量塑件，也可適用于生產(chǎn)一些試產(chǎn) 的塑件。 多型腔模具，有著成本低、而且生產(chǎn)效率高的優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)就是模具制造需要很高的 成本，而且模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所成形的塑件精度低，難以控制工藝參數(shù)。主要適合于長(zhǎng)期生 產(chǎn)，而且批量大的塑件。 對(duì)比以上兩者，結(jié)合產(chǎn)品的要求，我選擇多型腔模具，從經(jīng)濟(jì)性、鎖模力、塑件精和 注射量，以及題目中所給出的腔內(nèi)產(chǎn)品與澆注系統(tǒng)凝料圖，選擇兩型腔模具。 3.2 型腔的布置型腔的布置 在型腔布置位置時(shí)，考慮方案有以下兩種： 方案一： 方案二： 夏萬(wàn)林：端蓋一模兩腔注射模設(shè)計(jì) 10 布置型腔時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮型腔排列宜緊湊，既可以減輕模具的質(zhì)量，以節(jié)約鋼材，還可以 節(jié)約成本。圓形排列平衡好，加工困難，直線(xiàn)排列加工容易，為了保證端蓋的精度，在布 置時(shí)應(yīng)考慮留有一定長(zhǎng)度的分流道長(zhǎng)度。為了防止受力不均，澆應(yīng)對(duì)稱(chēng)開(kāi)設(shè)澆口和型腔。 根據(jù)上面的要求，綜合比較，這里選用方案一。 3.3 分型面的選擇分型面的選擇 3.3.1 分型面的確定分型面的確定 為了有利于端蓋的脫模和模具的制造，設(shè)計(jì)注射模的分型面當(dāng)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單， 。按分 型面的位置及形狀來(lái)分，可將分型面分為五種，分別為階梯分型面、平直分型面等。根據(jù) 端蓋的形狀，這里選擇分型面為平直的。 3.3.2 分型面的設(shè)計(jì)分型面的設(shè)計(jì) 根據(jù)選擇的分型面類(lèi)型，設(shè)計(jì)方案有以下兩種： 方案一： 方案二： 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 設(shè)計(jì)模具的重要環(huán)節(jié)有分型面的設(shè)計(jì)，根據(jù)端蓋的精度要求，充型排氣，形狀特點(diǎn)， 推出方式等各種因素來(lái)確定分型方案， 通過(guò)結(jié)合端蓋對(duì)比分析， 選擇最恰當(dāng)?shù)哪且粋€(gè)方案。 選擇分型面的時(shí)候應(yīng)當(dāng)考慮端蓋的外觀(guān)要求，為了保證端蓋的的精度要求，最好應(yīng)當(dāng)把同 軸度要求的部分放置在模具的同一側(cè)。在選擇分型面的時(shí)候還應(yīng)考慮模具的制造，要求模 具制造更加簡(jiǎn)單，為了端蓋順利脫模，在選擇分型面時(shí)應(yīng)當(dāng)盡量讓端蓋留在動(dòng)模上。為了 保證端蓋能順利取出，應(yīng)選在端蓋的外形最大的地方。為了端蓋順利脫模，在選擇分型面 時(shí)應(yīng)盡可能使端蓋留在動(dòng)模一側(cè)， ，為了讓氣體順利的排出，讓分型面使塑料熔體的料流 末端應(yīng)盡可能的重合。端蓋在分型面上投影面積越大，所用的設(shè)備也就會(huì)越大，同時(shí)也就 需要越大的鎖模力。 綜合以上設(shè)計(jì)原則，考慮這些因素，我選擇方案一。 夏萬(wàn)林：端蓋一模兩腔注射模設(shè)計(jì) 12 4 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4.1 澆注系統(tǒng)的作用澆注系統(tǒng)的作用 澆注系統(tǒng)的作用是：將注射機(jī)機(jī)頭噴出的熔體平穩(wěn)地引入型腔，保證塑料熔體充滿(mǎn)型 腔，使氣體順利的從型腔內(nèi)排出，從而獲得飽滿(mǎn)、完整的端蓋。 因此可知，要獲得一個(gè)優(yōu)良的端蓋，關(guān)鍵是要正確的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)和保證注射成型的 過(guò)程能夠順利進(jìn)行。 在澆注系統(tǒng)中，主要分為普通和熱流道兩種澆注系統(tǒng)。這里選擇普通澆注系統(tǒng)。 4.2 澆注系統(tǒng)的組成澆注系統(tǒng)的組成 澆注系統(tǒng)主要由圖 4-1 中四個(gè)部分組成， 它們分別為主流道、 分流道、 澆口和冷料穴。 圖 4-1 澆注系統(tǒng)的組成 4.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)當(dāng)保證端蓋的外表美觀(guān)，滿(mǎn)足端蓋的精度 要求，根據(jù)型腔數(shù)量來(lái)對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。如何儲(chǔ)存冷料也是在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 的，因?yàn)閲娮於瞬康睦淞峡赡軙?huì)影響端蓋質(zhì)量；為了達(dá)到端蓋質(zhì)量要求，澆注系統(tǒng)應(yīng)符合 塑料性能。生產(chǎn)時(shí)不僅要考慮成型質(zhì)量，也要考慮成型效率，同時(shí)也應(yīng)當(dāng)要減少澆注系統(tǒng) 凝料的損耗。選擇分型面時(shí)，為保證正常成形，應(yīng)當(dāng)根據(jù)端蓋大小、壁厚、形狀、技術(shù)要 求等因素結(jié)合考慮，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)防止型芯受力不均勻，導(dǎo)致模具容易損壞，也采取相應(yīng)的 措施或留有修整的余地來(lái)面應(yīng)對(duì)質(zhì)量可能產(chǎn)生的問(wèn)題，把損失降到最低。 4.4 主流道的設(shè)計(jì)主流道的設(shè)計(jì) 圖 4-2 主流道襯套 因?yàn)橹髁鞯佬枰c高溫聚氯乙烯熔體頻繁相碰， 磨損較大， 因此需要設(shè)置主流道襯套。 已知注射機(jī)的噴嘴兩個(gè)參數(shù)如下： 噴嘴球徑 R 為 12mm； 噴嘴孔徑為 4mm。 因此初步選定襯套參數(shù)如下： 小端直徑 d 為 4.5mm； 球面半徑 R 為 13mm。 設(shè)計(jì)襯套采用 T8A 制造，讀數(shù) Ra=0.5m 的內(nèi)表面粗超度，采用淬火熱處理至硬度為 55 HRC。其它參數(shù)尺寸如圖 4-2 所示。 4.5 分流道的設(shè)計(jì)分流道的設(shè)計(jì) 夏萬(wàn)林：端蓋一模兩腔注射模設(shè)計(jì) 14 由于這次設(shè)計(jì)的模具為兩個(gè)型腔的單型腔澆注系統(tǒng)，所以應(yīng)當(dāng)設(shè)置分流道。常用的分 流道截面形式主要有五種形式，分別為圓形、梯形、U 形、半圓形和矩形，如圖 4-3 所示。 圖 4-3 分流道截面形狀 在不同截面分流道中，雖然比表面積最小的是圓形，但由于需要在兩側(cè)開(kāi)設(shè)，因此在 制造時(shí)一定要使模板上兩個(gè)半圓截面形狀對(duì)中吻合，但這個(gè)很難加工，很難保證同軸度； 梯形和 U 形截面分流道在流道中損失壓力和損失熱量均不大，而且對(duì)這個(gè)加工起來(lái)也比較 容易；分流道截面為半圓形的加工不難，不需要考慮對(duì)中吻合，而且其表面積相對(duì)分流道 為梯形和 U 形截面來(lái)說(shuō)稍微大點(diǎn)，因此在設(shè)計(jì)中較多采用；分流道截面為矩形因有很大的 流動(dòng)阻力和比表面積，所以這種設(shè)計(jì)很少考慮。同時(shí)分型面的截面的尺寸應(yīng)當(dāng)根據(jù)聚氯乙 烯的性質(zhì)、成型工藝條件、流道的長(zhǎng)度等因素來(lái)確定。確定分流道的直徑一般用下述經(jīng)驗(yàn) 公式： 式中：b分流道的當(dāng)量直徑（mm） m塑件的質(zhì)量（g） L分流道的長(zhǎng)度（mm） 上式適用于質(zhì)量小于 200g 的塑件，壁厚小于 3.2mm 的塑件產(chǎn)品，而且分流道直徑 b 有限制，只能在 3.2mm 到 9.5mm 之間。 通過(guò)比較以上幾種分流道截面的優(yōu)缺點(diǎn)，以及根據(jù)塑件的性質(zhì)，我這選擇半圓形截面 分流道，開(kāi)設(shè)在定模板的一側(cè)，確定分流道直徑為 6mm，長(zhǎng)度為 11mm。 4.6 澆口的設(shè)計(jì)澆口的設(shè)計(jì) 常見(jiàn)的澆口截面形狀有矩形和圓形。由于矩形和圓形澆口截面的尺寸精度不難保證， 矩形截面澆口也因此用得非常廣泛。 4.6.1 澆口的選擇澆口的選擇 澆口也稱(chēng)進(jìn)料口，有多種形式，主要形式有以下幾種： 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 直接澆口是塑料熔體通過(guò)主流道進(jìn)入模具型腔，有利于排氣，行程短等優(yōu)點(diǎn)。由于模 具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而緊湊，所以廣泛應(yīng)用，但由于澆口去除難，而且會(huì)在澆口處留下痕跡。直接 澆口的模具只適用于單型腔的模具。 側(cè)澆口是從端蓋的里面或外面邊緣進(jìn)料。由于充模時(shí)的澆口封閉時(shí)間和剪切速率調(diào)整 方便，不僅如此，而且由于澆口截面小，去除澆口較容易，而且還不留下明顯痕接，正由 于這些優(yōu)點(diǎn)，因而這種澆口形式被廣泛的采用。 點(diǎn)澆口是直接澆口的特殊形式。它尺寸相對(duì)來(lái)說(shuō)較小，點(diǎn)澆口具有在去除澆口后，端 蓋上不會(huì)留下澆口痕跡，可以自動(dòng)拉斷澆口的優(yōu)點(diǎn)。但是它的缺點(diǎn)是有很大的變形，端蓋 制品收縮大。而且模具只有設(shè)計(jì)成雙分型面模具，才能順利的把流道凝料脫出，這樣增加 了模具成本。 環(huán)形澆口是采用從四周進(jìn)料方式。環(huán)形澆口的優(yōu)點(diǎn)有在模具型腔中的空氣容易排出， 熔體流動(dòng)狀態(tài)好，避免大多數(shù)的熔接痕。但這種澆口澆注系統(tǒng)具有澆口痕跡明顯、耗材多 等缺點(diǎn)。 通過(guò)對(duì)比上各種澆口的優(yōu)缺點(diǎn)，這里選擇側(cè)澆口。 4.6.2 澆口位置選擇澆口位置選擇 根據(jù)側(cè)澆口的位置，考慮方案有以下三種： 方案一： 方案二： 方案三： 夏萬(wàn)林：端蓋一模兩腔注射模設(shè)計(jì) 16 對(duì)于側(cè)澆口位置的選擇應(yīng)當(dāng)防止避免端蓋制品產(chǎn)生熔接痕，避免端蓋上產(chǎn)生缺陷。澆 口位置應(yīng)設(shè)在便于熔體流動(dòng)，而且熔體流動(dòng)時(shí)損失的能量盡量小的部位，還有應(yīng)當(dāng)要有利 于排出氣體，最后還應(yīng)考慮選擇澆口的位置對(duì)獲得取向影響。 根據(jù)以上要求，我們這里選擇矩形截面澆口，設(shè)計(jì)澆口的主要參數(shù)如下: 澆口厚度 a 為 1mm； 寬度為 3mm； 長(zhǎng)度為 2.06mm 4.7 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 型腔內(nèi)氣體不僅會(huì)導(dǎo)致注射壓力過(guò)大，而且還會(huì)導(dǎo)致成型不飽模，導(dǎo)致產(chǎn)品尺寸、精 度不合格，引起熔體燒灼。所以必須要考慮模具的排氣問(wèn)題。排氣的方式有兩種，一種是 開(kāi)設(shè)排氣槽排氣，另外一種是利用模具零件配合間隙排氣。這里是小型模具，所以采用間 隙排氣，取值為 0.0030.005。 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 5 成型零部件設(shè)計(jì) 5.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.1.1 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模是用來(lái)成型端蓋的外表面的模具，有組合式和整體式兩種。 整體式凹模主要用于成型形狀簡(jiǎn)單，體積小的的產(chǎn)品，考慮到這里用來(lái)成型的端蓋較 小，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所以這里選用整體式凹模，結(jié)構(gòu)如圖 5-1 所示 圖 5-1 凹模整體式結(jié)構(gòu)圖 5.1.2 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸模和凹模一樣，也有以上兩種結(jié)構(gòu)形式。 整體式凸模結(jié)構(gòu)牢固，不容易發(fā)生變形，也不會(huì)使端蓋產(chǎn)生拼接線(xiàn)痕跡。但有浪費(fèi)材 料多的缺點(diǎn)，而且加工不便，熱處理也不方便。主要用于單型腔模具中、小型模具或工藝 試驗(yàn)?zāi)＞摺?組合式多用于小型塑件多型腔模具成型，不僅加工方便，而且拆裝方便，容易保證端 蓋的形狀和尺寸精度。 考慮到是一模兩腔，需要兩個(gè)型芯，所以選擇凸模為組合式。如圖 5-2 所示 圖 5-2 凹模組合式結(jié)構(gòu)圖 夏萬(wàn)林：端蓋一模兩腔注射模設(shè)計(jì) 18 5.2 成型零件的尺寸計(jì)算成型零件的尺寸計(jì)算 影響端蓋尺寸精度的因素很多，主要有端蓋材料性能、模具制造和裝配、模具的磨損 以及端蓋結(jié)構(gòu)和成型工藝過(guò)程等這些因素，其中端蓋原材料是影響端蓋的收縮率的主要因 素。 端蓋成型后的收收縮率很難準(zhǔn)確的確定的，因?yàn)樗秃芏嘁蛩赜嘘P(guān)，像端蓋的形狀， 端蓋的種類(lèi)等，與這些因素都密切有關(guān)。 在使用過(guò)程中，模具受到各種摩擦因素影響，模具成型尺寸發(fā)生變化。如果是生產(chǎn)批 量小，模具的磨損量取小值，甚至可以不考慮磨損量；如果是大批量生產(chǎn)，應(yīng)當(dāng)取大值。 模具成型零件的制造精度影響端蓋尺寸精度，成正比的關(guān)系。一般模具成型零件工作 尺寸制造公差Z取端蓋公差的 1/3，即Z=/3。 （1）型腔方面的尺寸計(jì)算 型腔的徑向尺寸 z cpssm SLLL 0 ) 4 3 -( 28. 0 3 1 0 )28. 0 4 3 -008. 088.1988.19( m L 09. 0 0 83.19 m L 型腔的深度尺寸 z cpssm SHHH 0 ) 3 2 -( 2 . 0 3 1 0 )2 . 0 3 2 -008. 094. 994. 9( m H 07. 0 0 89. 9 m H （2）型芯方面的尺寸計(jì)算 型芯的徑向尺寸 0 - ) 4 3 ( z cpssm Slll 0 26. 0 3 1 - 26. 0 4 3 008. 088.1588.15( ） m l 0 09. 0- 2 .16 m l 型芯的高度尺寸 0 - ) 3 2 ( z cpssm Shhh 0 2 . 0 3 1 - )2 . 0 3 2 008. 094. 794. 7( m h 0 07. 0- 13. 8 m h 表 5-1 成型零件尺寸的計(jì)算 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 如圖 5-3 為型腔、型芯在端蓋處于熔體狀態(tài)時(shí)的尺寸 夏萬(wàn)林：端蓋一模兩腔注射模設(shè)計(jì) 20 5.35.3 型腔和底板的強(qiáng)度及剛度計(jì)算型腔和底板的強(qiáng)度及剛度計(jì)算 這里采用整體式，由于零件為圓形，這里根據(jù)圓形凹模進(jìn)行計(jì)算 圖 5-4圓形整體式凹模圖 （1）強(qiáng)度計(jì)算 側(cè)壁 )1 2 ( p rS 強(qiáng) 底板 2 3 pr h 強(qiáng) （2）剛度計(jì)算 側(cè)壁 1 ) 1( ) 1( rp Ee rp Ee rS 許 許 剛 底板 3 4 1758. 0 許 剛 Ee pr h 計(jì)算出尺寸均符合要求 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 6 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 6.1 推出機(jī)構(gòu)的組成推出機(jī)構(gòu)的組成 推出機(jī)構(gòu)是推出端蓋制品及注射時(shí)的凝料的機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作是通過(guò)液壓缸或注 塑機(jī)上的頂桿來(lái)完成的。推出機(jī)構(gòu)主要由三部分組成，分別是推桿固定板、推桿和推板。 6.1.1 推桿的設(shè)計(jì)推桿的設(shè)計(jì) 考慮到推桿的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，這里選擇截面為圓形的推桿，在推壓端蓋的邊緣時(shí)，設(shè)計(jì)推 桿時(shí)應(yīng)盡可能采用直徑較大的推桿，以便增加推桿與端蓋的接觸面積。 6.1.2 推桿位置的設(shè)置推桿位置的設(shè)置 為了避免推桿由于推桿孔的磨損而把型芯側(cè)壁擦傷， 所以推桿的邊緣應(yīng)與型芯側(cè)壁 相隔 0.10.15mm，為了避免在端蓋上留下一個(gè)凸臺(tái)影響端蓋的使用，應(yīng)使推桿的端面和 凸面齊平或者比凸模平面低 0.050.1mm。 夏萬(wàn)林：端蓋一模兩腔注射模設(shè)計(jì) 22 7 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 7.17.1 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 導(dǎo)柱與凹模的孔之間采用 H7/k6 的過(guò)渡配合，導(dǎo)柱與導(dǎo)向孔之間的配合為 H7/H7，設(shè) 置導(dǎo)柱的表面粗糙度在固定配合部分為 0.8,在滑動(dòng)配合部分為 0.4,在非配合處為 3.2。 7.27.2 導(dǎo)柱的配合導(dǎo)柱的配合 這里為了節(jié)約成本，不使用導(dǎo)套，讓導(dǎo)向孔與導(dǎo)柱直接接觸配合。導(dǎo)柱的安放位置如 下圖。 圖 7-1 導(dǎo)柱的配合方式 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 8 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8.18.1 模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 模具溫度必須低于模具內(nèi)熔融樹(shù)脂的溫度， 熔融樹(shù)脂才能固化， 由于樹(shù)脂本身的性能， 所以不同的塑料要求對(duì)應(yīng)不同的模具溫度。由于 PVC 材料的熔點(diǎn)為 160212，而模具 溫度為 3060，所以必須要有冷卻系統(tǒng)。 冷卻系統(tǒng)設(shè)置應(yīng)當(dāng)根據(jù)冷卻水道與型腔之間的距離盡可能的一樣，以及冷卻水道孔徑 應(yīng)當(dāng)越大越好， 而且冷卻水道數(shù)量越多越好， 應(yīng)避開(kāi)端蓋產(chǎn)生熔接痕等這些原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)如圖 8-1 所示 圖 8-1 冷卻水道的布置 夏萬(wàn)林：端蓋一模兩腔注射模設(shè)計(jì) 24 9 結(jié)