畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）隱形眼鏡盒注塑模具設(shè)計(jì)

1、 模 具 設(shè) 計(jì) 課 程 設(shè) 計(jì) 課程名稱：模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 姓 名：王若明 肖敏 指導(dǎo)教師：田 朋 飛 學(xué) 院：機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)：09 級(jí) 工 業(yè) 設(shè) 計(jì) 日 期：2012/12/24目錄摘要11前言22塑件的工藝分析3 2.1塑件原材料分析3 2.2塑件的結(jié)構(gòu)工藝分析33塑件的表面及質(zhì)量分析5 3.1塑件的體積分析5 3.2塑件的質(zhì)量分析5 3.3塑件的壁厚分析5 3.4塑件的拔模分析6 4模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及選擇注塑機(jī)8 4.1確定型腔數(shù)目8 4.2選擇注塑機(jī)84.2.1注塑量的計(jì)算84.2.2澆注系統(tǒng)凝料體積的估算8 4.2.3確定選擇注塑機(jī)8 4.3分型面的選擇9 4.4澆注系統(tǒng)的設(shè)

2、計(jì)114.4.1流道的設(shè)計(jì)114.4.2澆口設(shè)計(jì)134.4.3進(jìn)料口及位置確定144.4.4排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)154.4.5冷卻裝置的設(shè)計(jì)155模具成型零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算17 5.1凸模、凹模的設(shè)計(jì)與計(jì)算17 5.2凸凹模材料的確定19 5.3型腔側(cè)壁厚度和底板的計(jì)算206選擇模架及合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)22 6.1標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇22 6.2導(dǎo)柱22 6.3脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)237校核計(jì)算25 7.1注塑機(jī)相關(guān)參數(shù)校核25 7.1.1最大注塑量的校核25 7.1.2注塑力的校核25 7.1.3鎖模力的校核25 7.2點(diǎn)狀進(jìn)料口模具與機(jī)床開模行程關(guān)系的校核26 7.3模具厚度的校核268設(shè)計(jì)小結(jié)27

3、【參考文獻(xiàn)】28摘要 由于現(xiàn)代化教育水平逐漸提高，學(xué)生的課業(yè)也日趨繁重，學(xué)生們尤其在中學(xué)階段容易患近視，而且現(xiàn)在各種各樣造型的眼鏡層出不窮，其中隱形眼鏡屬于后起之秀，因?yàn)樗拿烙^而倍受近視患者青睞。而且其市場(chǎng)需求也不斷擴(kuò)大，所以有必要對(duì)其包裝盒做一定的美觀設(shè)計(jì)造型，批量生產(chǎn)。 本次課題的內(nèi)容是設(shè)計(jì)隱形眼鏡盒下蓋的注塑模具，眼鏡盒的材料為pp（聚丙烯），通過對(duì)塑件造型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及注塑工藝的分析，設(shè)計(jì)出一副注塑模具。本課題從產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出發(fā)，然后結(jié)合原材料的性能特點(diǎn)，逐一設(shè)計(jì)出產(chǎn)品的造型，模具成型部分的結(jié)構(gòu)，頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等等。最后并校核所選注塑機(jī)的注塑力和鎖模力。通過整個(gè)設(shè)計(jì)過程，我們熟

4、悉了一個(gè)塑料制件的設(shè)計(jì)制作以及其模具設(shè)計(jì)的流程。而且基本能夠讓該注塑模能夠達(dá)到此塑件所要求的加工工藝，并能夠投入批量生產(chǎn)當(dāng)中。關(guān)鍵詞：注塑，模具，隱形眼鏡盒下蓋 1前 言 在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的進(jìn)程中，模具的地位及其重要性日益被人們所認(rèn)識(shí)。模具就是“高效益”，模具就是“現(xiàn)代化”之深刻含意，也正在為人們所理解和掌握。當(dāng)塑料品種入其成型加工設(shè)備被確定之后，塑料制品質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低，主要取決于模具的各種尺寸參數(shù)和設(shè)計(jì)方式。在模具設(shè)計(jì)與制造過程中，合理地選用模具材料及熱處理是模具設(shè)計(jì)和制造成功的關(guān)鍵1。 近年來，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動(dòng)化、大型、長壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所

5、占比例越來越大。注塑成型模具就是將塑料先加在注塑機(jī)的加熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔化后，在注塑機(jī)的螺桿或活塞的推動(dòng)下，經(jīng)過噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔內(nèi)，塑料在其中固化冷卻成型。通過本次設(shè)計(jì)任務(wù)的全過程，有利于培養(yǎng)實(shí)踐工作能力。另外，本次設(shè)計(jì)還必須具備一定的計(jì)算機(jī)應(yīng)用的能力，在設(shè)計(jì)過程中都應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)課題利用計(jì)算機(jī)編制相應(yīng)的工程計(jì)算、分析和優(yōu)化的程序，同時(shí)還具備必要的計(jì)算機(jī)繪圖能力，如利用autocad2007軟件進(jìn)行二維圖的繪制。本次課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是隱形眼鏡盒注塑模具的設(shè)計(jì)。也就是設(shè)計(jì)一副注塑模具來生產(chǎn)塑料隱形眼鏡盒，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。通過此次設(shè)計(jì)，使我對(duì)點(diǎn)澆口的單腔雙澆口的特殊形式有了一

6、定的認(rèn)識(shí)。同時(shí)也初步了解了雙分型面模具和斜導(dǎo)柱分型的簡單設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，通過查閱相關(guān)資料書并結(jié)合教材上的知識(shí)也對(duì)注塑模具的組成結(jié)構(gòu)（成型零部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部分、推出機(jī)構(gòu)、排氣系統(tǒng)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)）有了系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，拓寬了視野，豐富了知識(shí)，為將來獨(dú)立完成模具設(shè)計(jì)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。 2 塑件的工藝分析 2.1 塑件原材料分析 （1）本塑件隱形眼鏡盒為日常生活中比較常見的塑料制品，由于現(xiàn)在近視眼人群越來越壯大，而且現(xiàn)在人們都開始注重個(gè)人外形的氣質(zhì)，隱形眼鏡越來越受廣大眼鏡使用者的青睞，綜合分析各種塑料的性能，得出聚丙烯（pp）為最隱形眼鏡盒的最佳制作材料。易下為聚丙烯的物理性質(zhì)簡介：聚丙烯通常為

7、半透明無色固體，無臭無毒。聚丙烯熔點(diǎn)約164170，密度0.9g/cm3。強(qiáng)度高，硬度大，耐磨，耐彎曲疲勞，耐濕和耐化學(xué)性均佳，容易加工成型，價(jià)格低廉，因此是產(chǎn)量大、應(yīng)用廣泛的通用高分子品種。缺點(diǎn)是低溫韌性差，不耐老化。但可分別通過改性和添加抗氧化劑予以克服。此外，聚丙烯的屈服強(qiáng)度、彈性、硬度及抗拉、抗壓強(qiáng)度等都高于聚乙烯，其拉伸強(qiáng)度甚至高于聚苯乙烯和abs。聚丙烯吸水；率低，絕緣性能好，能耐弱酸、弱堿。聚丙烯在100c以上的溫度下進(jìn)行消毒滅菌，熔點(diǎn)為164170c，其最高使用溫度達(dá)150c，最低使用溫度達(dá)-15c2。（2）聚丙烯的吸水量為0.05%（3）熱變形溫度5657c（1.82mpa）

8、，102115c（0.45mpa）（4）成型模具溫度4080c。注射料筒溫度前段180200c，中段200220c，后段1601703。2.2 塑件的結(jié)構(gòu)工藝分析外形尺寸：該塑件壁厚為1.5-3.5mm，長為82mm，寬為32mm，高為20mm。塑件外形尺寸相對(duì)較小，塑料熔體流程不太大，適合與注塑成型。精度等級(jí)公差要求等級(jí)較低，能夠完成。其外形尺寸以及凹模結(jié)構(gòu)如下圖： 圖2.1 產(chǎn)品立體圖效果圖 圖2.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 3 塑件的表面及質(zhì)量分析3.1 塑件的體積分析 塑件在proe軟件中通過分析塑件的體積為： 模型體積 =10440.1mm3.2 塑件的質(zhì)量分析 質(zhì)量 =93.823g3.3

9、 塑件的壁厚分析 在縱切面（與front面平行）中將切面數(shù)定位12個(gè)，偏移為3mm，最大厚度為4mm最小為1.5mm顯示如圖： 圖3.1 縱切面中分析壁厚 在橫切面中將切面數(shù)定位12個(gè)，偏移為2mm，最大厚度為3.5mm最小為1.5mm顯示如圖： 圖3.2 橫切面中分析壁厚在縱切面（與right面平行）中將切面數(shù)定位12個(gè)，偏移為2mm，最大厚度為3.5mm最小為1.5mm顯示如圖： 圖3.3 縱切面中分析壁厚綜合上圖結(jié)果以及結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)分析，塑件壁厚符合要求。3.4 塑件的拔模分析 脫模斜度與模塑材料有關(guān)。如果為軟質(zhì)塑件，可以不考慮脫模斜度，即使形狀復(fù)雜、曲折部位比較多的塑件，也可利用材料本

10、身的彈性進(jìn)行強(qiáng)制脫模。但若為硬質(zhì)或低收縮性塑料，則必須考慮脫模斜度，一般取為5，最小為14。針對(duì)本塑件兩處脫模斜度分別設(shè)計(jì)為1和1.5。 塑件內(nèi)表面的拔模檢測(cè)結(jié)果如下：拔模角度1=1 圖3.4 塑件內(nèi)壁拔模檢測(cè) 塑件最大尺寸處，水平外沿側(cè)面的拔模檢測(cè)結(jié)果如下：拔模角度2=1.5 圖3.5 塑件外壁拔模檢測(cè) 綜上所述得知塑件的兩處拔模角度無異樣，可以順利拔模。 4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及選擇注塑機(jī)4.1 確定型腔數(shù)目 該塑件為中批量生產(chǎn)，同時(shí)考慮到塑件精度要求，模具結(jié)構(gòu)尺寸的大小關(guān)系，以及各種成本費(fèi)用的關(guān)系，初步定位一摸一腔的結(jié)構(gòu)形式。型腔排列形式的確定，由于該設(shè)計(jì)采用的是一摸一腔塑件放置在中央。如下圖

11、： 圖4.1 型腔布局4.2 選擇注塑機(jī)4.2.1注塑量的計(jì)算通過三維軟件分析得到塑件體積約為： v010.44cm塑件的質(zhì)量根據(jù)公式m =v，查相關(guān)資料得到pp的密度為=（0.8510.935g/cm），此處取密度=0.9g/cm得到塑件質(zhì)量： m0 =0.9 10.44 =9.39g 4.2.2 澆注系統(tǒng)凝料體積的估算 澆注系統(tǒng)的凝料體積在模具結(jié)構(gòu)沒有確定之前是沒辦法確定的，此處根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的0.211倍來計(jì)算，我們?nèi)?.5計(jì)算，同時(shí)先擬定模具型腔結(jié)構(gòu)為一模一腔，因此一次注入模具型腔的塑料熔體的總體積為： v總 = v0 （1+0.5）1= 15.66cm4.2.3確定選擇注塑機(jī)

12、從實(shí)際注塑量應(yīng)在公稱注塑量v公的20%-80%之間考慮，且 v公=v總 /0.8=19.575cm所以初步選定用sz-25/20（立式）型注塑機(jī)。 sz-25/20（立式）型注塑機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格如下表： 表 4-1 注塑機(jī)的主要參數(shù)3理論注射容積(cm）25螺桿直徑(mm)25注射壓力(mpa)200注射速率(g/s)35塑化能力(g/s)13螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)0200鎖模力(kn)200拉桿間距(mmmm)242187模板行程(mm)210模具最大厚度(mm)220模具最小厚度(mm)110鎖模形式液壓模具定位孔直徑(mm)55噴嘴球半徑(mm)sr10噴嘴口孔徑(mm)3噴嘴伸出量(m

13、m)20頂出力（kn）6.74.3 分型面的選擇 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）保證塑料制品能夠脫模 這是一個(gè)首要原則，因?yàn)槲覀冊(cè)O(shè)置分型面的目的，就是為了能夠順利從型腔中脫出制品。根據(jù)這個(gè)原則，分型面應(yīng)首選在塑料制品最大的輪廓線上，最好在一個(gè)平面上，而且此平面與開模方向垂直。分型的整個(gè)廓形應(yīng)呈縮小趨勢(shì)，不應(yīng)有影響脫模的凹凸形狀，以免

14、影響脫模。 （2）使型腔深度最淺 模具型腔深度的大小對(duì)模具結(jié)構(gòu)與制造有如下三方面的影響： 目前模具型腔的加工多采用電火花成型加工，型腔越深加工時(shí)間越長，影響模具生產(chǎn)周期，同時(shí)增加生產(chǎn)成本。 模具型腔深度影響著模具的厚度。型腔越深，動(dòng)、定模越厚。一方面加工比較困難；另一方面各種注射機(jī)對(duì)模具的最大厚度都有一定的限制，故型腔深度不宜過大。 型腔深度越深，在相同起模斜度時(shí)，同一尺寸上下兩端實(shí)際尺寸差值越大，如圖2。若要控制規(guī)定的尺寸公差，就要減小脫模斜度，而導(dǎo)致塑件脫模困難。因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)盡可能使型腔深度最淺。（3）使塑件外形美觀，容易清理 盡管塑料模具配合非常精密，但塑件脫模后，在分型面的位置

15、都會(huì)留有一圈毛邊，我們稱之為飛邊。即使這些毛邊脫模后立即割除，但仍會(huì)在塑件上留下痕跡，影響塑件外觀，故分型面應(yīng)避免設(shè)在塑件光滑表面上。（4）盡量避免側(cè)向抽芯 塑料注射模具，應(yīng)盡可能避免采用側(cè)向抽芯，因?yàn)閭?cè)向抽芯模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且直接影響塑件尺寸、配合的精度，且耗時(shí)耗財(cái)，制造成本顯著增加，故在萬不得己的情況下才能使用.（5）使分型面容易加工 分型面精度是整個(gè)模具精度的重要部分，力求平面度和動(dòng)、定模配合面的平行度在公差范圍內(nèi)。因此，分型面應(yīng)是平面且與脫模方向垂直，從而使加工精度得到保證。如選擇分型面是斜面或曲面，加工的難度增大，并且精度得不到保證，易造成溢料飛邊現(xiàn)象。（6）使側(cè)向抽芯盡量短 抽芯越

16、短，斜抽移動(dòng)的距離越短，一方面能減少動(dòng)、定模的厚度，減少塑件尺寸誤差；另一方面有利于脫模，保證塑件制品精度 。（7）有利于排氣 對(duì)中、小型塑件因型腔較小，空氣量不多，可借助分型面的縫隙排氣。因此，選擇分型面時(shí)應(yīng)有利于排氣。按此原則，分型面應(yīng)設(shè)在注射時(shí)熔融塑料最后到達(dá)的位置，而且不把型腔封閉 綜上所述，選擇注射模分型面影響的因素很多，總的要求是順利脫模，保證塑件技術(shù)要求，模具結(jié)構(gòu)簡單制造容易。當(dāng)選定一個(gè)分型面方案后，可能會(huì)存在某些缺點(diǎn)，再針對(duì)存在的問題采取其他措施彌補(bǔ)，以選擇接近理想的分型面。對(duì)于本塑件，a-a面和b-b面為其分型面。 圖4.2 分型面4.4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)塑料熔

17、體從注塑機(jī)噴嘴到模具型腔的進(jìn)料通道，具有傳質(zhì)，傳壓和傳熱的功能，對(duì)制品質(zhì)量影響很大。它的設(shè)計(jì)合理與否，直接影響著模具的整體結(jié)構(gòu)及其工藝操作的難易4。4.4.1流道的設(shè)計(jì)（1）主流道是融料從澆口注入型腔前的過濾部位，連接注塑機(jī)噴嘴與分流道，其作用是通過流道截面及方向變化使融料平穩(wěn)轉(zhuǎn)換流向，由于本塑件采用一模一腔的注塑方式，則只需要設(shè)計(jì)主流道和澆口，不用考慮分流道。注入型腔流道的形狀尺寸應(yīng)滿足在相等截面積時(shí)其周長為最小的要求，從而可減小融料散熱面積和摩擦阻力。為了便于加工、減小熱量損失和流動(dòng)阻力，本模具主流道設(shè)計(jì)為圓錐形，而且將其設(shè)計(jì)為可拆換的澆口套，如下圖： 圖4.3 主流道設(shè)計(jì)圖 1澆口套 2

18、定模座板 3定位圈 4噴嘴 主流道長度：l=38mm， 主流道小端直徑：d=d0+(0.51)mm,此處取1mm，d0為注塑機(jī)噴嘴口直徑2mm。則： d=3mm， 主流道大端直徑：d=d+2ltan6.98mm，此處取7mm，式中為主流道的角度，此處取3。則： d=7mm， 主流小端對(duì)接處設(shè)計(jì)成半球形凹坑，其半徑： sr=sr0+（12）mm，此處取1mm，sr0為注塑機(jī)噴嘴球半徑10mm，則： sr=11mm， 主流道大端圓角：主流道大端設(shè)計(jì)成圓角過渡可以減小熔體流動(dòng)阻力。半徑r一般取13mm，此處取1mm，則： r = 1mm， 球面配合深度:h=4mm， 定位孔直徑：d1 = 55mm，

19、定位孔深度h1=10mm， 主流道的凝料體積： 其中，。 主流道澆口套的形式：主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件，可以選購，不必加工，減少成本。本主流道小端入口處與注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，容易磨損，所以對(duì)材料要求比較高，為了方便更換澆口套，定位圈也選擇標(biāo)準(zhǔn)件，選用碳素工具鋼t8a，熱處理淬火表面硬度5055hrc。ra=0.63um。 （2）分流道是主流道與澆口之間的通道，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。本塑件采用單型腔雙澆口的形式注塑，形式比較特殊，故將分流道對(duì)稱布置，選用半圓形截面的分流道。形狀如下圖： 圖4.4 分流道設(shè)計(jì)圖 分流道總長度： l2=58mm， 分流道截面半徑： d2=3.5mm， 分流道的凝料體積：4.

20、4.2 澆口設(shè)計(jì)澆口的形式眾多，通常都有邊緣澆口、扇形澆口、平縫澆口、圓環(huán)澆口、輪輻澆口、點(diǎn)澆口、潛伏式澆口、護(hù)耳澆口、直澆口等。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，無論采用何種澆口，其開設(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：（1）盡量縮短流動(dòng)距離。（2）澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處。（3）必須盡量減少熔接痕。（4）應(yīng)有利于型腔中氣體排出。（5）考慮分子定向影響。（6）避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)。（

21、7）澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。（8）注意對(duì)外觀質(zhì)量的影響根據(jù)澆口的成型要求及型腔的排列方式，聯(lián)系產(chǎn)品實(shí)際使用要求，本產(chǎn)品選用點(diǎn)澆口的改進(jìn)形式較為合適。具體形式見下圖：圖4.5 澆口形式其中d=1mm，l=1mm,l=12.5mm澆口總長l=12.5mm，上圖中d=1mm，l=1mm.分流道和澆口的連接處的凝料體積：其中，。4.4.3 進(jìn)料口及位置的確定進(jìn)料口的位置對(duì)塑件質(zhì)量有直接影響，主要以塑件形狀和要求來確定的。通常應(yīng)考慮以下幾個(gè)問題：（1）塑料流動(dòng)量損失最??；（2）進(jìn)料口的位置應(yīng)使進(jìn)入型腔的的塑料能順利的排出模腔內(nèi)的空氣，進(jìn)入型腔的塑料不要立即封閉排氣系統(tǒng)；（3）進(jìn)料口的位置要避免造成收

22、縮變形；（4）進(jìn)料口的位置應(yīng)減小或者避免塑件的熔接痕；（5）進(jìn)料口的位置及大小要考慮對(duì)型芯的影響；以上這些原則在應(yīng)用時(shí)會(huì)產(chǎn)生某些不同的矛盾，必須以保證得到優(yōu)良的塑件為主。本模具為殼體零件，采用點(diǎn)狀進(jìn)料口，其位置如下圖，這樣可以減少熔接痕，有利于排氣等。 圖4.6 進(jìn)料口位置4.4.4 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)的作用是將型腔中原有的空氣及成型過程中產(chǎn)生的氣體順利的排出，以免塑件產(chǎn)生氣泡，疏松等缺陷而影響成型及表面質(zhì)量。排氣槽的作用主要有兩點(diǎn)。一是在注射熔融物料時(shí)，排除模腔內(nèi)的空氣；二是排除物料在加熱過程中產(chǎn)生的各種氣體。越是薄壁制品，越是遠(yuǎn)離澆口的部位，排氣槽的開設(shè)就顯得尤為重要。另外對(duì)于小型件或

23、精密零件也要重視排氣槽的開設(shè)，因?yàn)樗四鼙苊庵破繁砻孀苽妥⑸淞坎蛔阃?，還可以消除制品的各種缺陷，減少模具污染等。對(duì)于本塑料之間來說，由于體積很小，對(duì)應(yīng)的模具也很小，可以直接利用分型面間隙排氣。如下圖： 圖4.7 排氣系統(tǒng)的設(shè)置4.4.5 冷卻裝置的設(shè)計(jì) 注塑模在塑料成型過程中如果橫溫過高，成型收縮率會(huì)變大、塑件變化也相應(yīng)增加，并且容易粘模，難以取出。為防止塑件脫模變形、縮短成型周期，注塑模一般都應(yīng)設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)裝置，以控制模溫。冷卻水孔開設(shè)原則：（1）一般水孔邊離型腔的距離大于10mm，常用1215mm3。此處選擇10mm。太近則效率低，水孔直徑一般在8mm以上，根據(jù)模具大小決定；（2）孔管

24、路應(yīng)暢通無阻；（3）水管接頭的位置應(yīng)盡可能放置在不影響操作的一側(cè)；（4）冷卻水管最好不開設(shè)在型腔塑料熔接的地方以免影響塑件強(qiáng)度；因?yàn)楸舅芗募訜釡囟葘?duì)塑件的質(zhì)量影響較大，溫度過高易于分解（分解溫度的250）、成型時(shí)要控制模溫在40-80 ，具體措施是布置冷卻水管，具體要求： 冷卻水管直徑8mm，數(shù)量為3根；冷卻回路形式為直流循環(huán)式； 圖4.8 冷卻系統(tǒng) 5 模具成型零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算5.1 凸模凹模的設(shè)計(jì)與計(jì)算 成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用來構(gòu)成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸（包括矩形和異行零件的長和寬），型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸等。任何塑件制件都

25、有一定的幾何形狀和尺寸的要求，如在使用中有配合要求的尺寸，則精度要求較高。在模具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸及精度等級(jí)確定模具成型零件的工作尺寸及精度等級(jí)。影響塑件尺寸精度的因素相當(dāng)復(fù)雜，這些影響因素應(yīng)作為確定成型零件工作尺寸的依據(jù)。凸模亦稱型芯，是成型塑件內(nèi)表面的零件，成型其主體部分內(nèi)表面的零件稱為主型芯或凸模，而成型其他小孔的型芯稱為小型芯或成型桿，成型塑件上內(nèi)螺紋的稱為螺紋型芯。凹模亦稱型腔，是成型塑件外表面的主要零件，其中成型塑件上外螺紋的稱螺紋型環(huán)。凹、凸模按結(jié)構(gòu)不同可分為整體式和組合式。所謂成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接構(gòu)成型腔腔體的部位的尺寸，其直接對(duì)應(yīng)塑件的形狀與尺寸。鑒于影

26、響塑件尺寸精度的因素多且復(fù)雜，塑件本身精度也難以達(dá)到高精度，為了計(jì)算簡便，規(guī)定：塑件的公差塑件的公差規(guī)定按單向極限制，制品外輪廓尺寸公差取負(fù)值“”，制品叫做腔尺寸公差取正值“”，若制品上原有公差的標(biāo)注方法與上不符，則應(yīng)按以上規(guī)定進(jìn)行轉(zhuǎn)換。而制品孔中心距尺寸公差按對(duì)稱分布原則計(jì)算，即取。模具制造公差實(shí)踐證明，模具制造公差可取塑件公差的，即z=，而且按成型加工過程中的增減趨向取“+”、“-”符號(hào)，型腔尺寸不斷增大，則取“+z”,型芯尺寸不斷減小則取“-z”，中心距尺寸取“”?，F(xiàn)取。(1)模具的磨損量:實(shí)踐證明，對(duì)于一般的中小型塑件，最大磨損量可取塑件公差的，對(duì)于大型塑件則取以下。另外對(duì)于型腔底面（

27、或型芯端面），因?yàn)槊撃７较虼怪?，故磨損量c=0。(2)塑件的收縮率:塑件成型后的收縮率與多種因素有關(guān)，通常按平均收縮率計(jì)算。=%= 2% =0.02模具在分型面上的合模間隙由于注射壓力及模具分型面平面度的影響，會(huì)導(dǎo)致動(dòng)模、定模注射時(shí)存在著一定的間隙。一般當(dāng)模具分型的平面度較高、表面粗糙度較低時(shí)，塑件產(chǎn)生的飛邊也小。飛邊厚度一般應(yīng)小于是0.020.1mm 圖5.1 凹模的尺寸圖根據(jù)塑件尺寸可得出以下尺寸：（1）凹模有關(guān)的尺寸計(jì)算 徑向尺寸: 深度尺寸:（2）凸模有關(guān)的尺寸計(jì)算高度尺寸: 型芯直徑:（3）模具型芯位置尺寸計(jì)算:5.2 凸凹模材料的確定鑄造鋁合金自19世紀(jì)八十年代的初級(jí)的鋁鋅合金發(fā)展

28、到20世紀(jì)的鋁銅、鋁硅、鋁鎂合金，直到今天合金化成都更高、室溫和高溫強(qiáng)度更高、綜合性能更好的新一代鋁銅合金。其機(jī)械強(qiáng)度大大提高5。本模具的材料選為二十世紀(jì)比較常用的第三代鋁銅合金，其許用應(yīng)力為150mpa。而且具有良好的機(jī)加工性能。第三代鋁銅合金的特性一點(diǎn)也不遜于塑料模具鋼：其有較低密度，足夠強(qiáng)度，良好的機(jī)加工性能，良好的熱傳導(dǎo)性，良好的耐腐性，易于得到，還有合理的價(jià)格體積比。5.3 型腔側(cè)壁厚度和底板的計(jì)算 該塑件模具型腔壁結(jié)構(gòu)為組合式矩形側(cè)壁，其結(jié)構(gòu)及受力情況如圖5.2所示。 圖5.2 型腔側(cè)壁受力圖（1）型腔壁厚計(jì)算 剛度計(jì)算公式為： 強(qiáng)度計(jì)算公式為： 式中 -矩形型腔長邊側(cè)壁厚度（mm

29、）； -模具材料的許用應(yīng)力（mpa）； -剛度條件，即允許變形量（mm），由課本p120頁查表6-73得； e-模具材料的彈性模量 （mpa）,碳鋼為2.1105mpa； -型腔所受壓力（mpa）； -型腔側(cè)壁受壓高度（mm）； -型腔側(cè)壁全高度（mm）； -型腔長邊長度（mm）； 由前面的計(jì)算與分析可知，型腔內(nèi)壁尺寸：=82mm，=18mm，=20mm，p=100mpa，e=mpa，=0.03/mm，=150mpa。經(jīng)計(jì)算整理得： 則：型腔壁厚 （2）型腔底板厚度計(jì)算 剛度計(jì)算公式為： 強(qiáng)度計(jì)算公式為： 式中 p-型腔壓力100mpa； b-型腔側(cè)壁受壓寬度32mm； -型腔長邊長度 82m

30、m； -剛度條件0.03/mm； -模具材料許用應(yīng)力150mpa； e-模具材料的彈性模量 （mpa）,碳鋼為2.1105mpa；由幾何關(guān)系得： 。由于l只需要比稍大一點(diǎn)即可，此處取l=85mm代入計(jì)算。得：，。則： 6 選擇模架及合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 6.1 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 在模具設(shè)計(jì)時(shí)采用標(biāo)準(zhǔn)模架，這樣可以縮短生產(chǎn)時(shí)間，降低生產(chǎn)成本。根據(jù)塑件形狀機(jī)構(gòu)，并考慮滑塊的導(dǎo)滑長度和注射機(jī)的最大裝模厚度，經(jīng)過查詢使用注塑模具成型機(jī)模具設(shè)計(jì)書，決定選用基本型a3。如下圖： 圖6.1 模架其標(biāo)記為a3-355630-10-z1。具體尺寸為：模板a=25mm,模板b=80mm ,墊塊高度c=125

31、mm，模架為355mmx630mm.6.2 導(dǎo)柱 在模具進(jìn)行裝配或成型時(shí)，合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要用來保證動(dòng)模和定模兩大部分或模內(nèi)其他零件之間的準(zhǔn)確對(duì)合，確以保證塑料制件的形狀和尺寸精度，并避免模內(nèi)各零部件發(fā)生碰撞和干涉。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐定位兩種形式。本設(shè)計(jì)的合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。 圖6.2 導(dǎo)柱和導(dǎo)套結(jié)構(gòu)形式（1）導(dǎo)柱 導(dǎo)柱的布局原則是等徑不對(duì)稱，不等直徑對(duì)稱分布。材料選用20鋼,20鋼表示平均含碳量為0.20%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼6。 其技術(shù)要求： 熱處理5055hrc，20鋼滲碳0.8mm 5660hrc； 倒角不大于1x； 長度為a+12+b=117mm。（

32、2）導(dǎo)套 根據(jù)導(dǎo)柱長度及所選模架的動(dòng)模型板選擇導(dǎo)套，如上圖6.2。材料選用t8a。 其技術(shù)要求： 熱處理5055hrc，t8a滲碳0.8mm 5660hrc； 倒角不大于1x； 6.3 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注塑成型的每一循環(huán)中，塑件必須由模具型腔中脫出，脫出塑件的機(jī)構(gòu)成為脫模機(jī)構(gòu)。本次設(shè)計(jì)選用的是推桿脫模機(jī)構(gòu)。 推桿的類型選擇為a型。由模具的工作行程及所選模架的要求知所選的推桿長度為193mm，而且推板和推板固定板的厚度均設(shè)為30mm。其中推桿的形式如下圖： 圖6.3 推桿 推桿材料選擇t8a，技術(shù)要求為：工作端不允許倒錐；工作端面不允許有中心孔。 7 校核計(jì)算7.1 注塑機(jī)相關(guān)參數(shù)校核 7.1.1 最大注塑量