大電器盒蓋注塑模具說明書

1、 密級： 公開 NANCHANG UNIVERSITY學(xué) 士 學(xué) 位 論 文THESIS OF BACHELOR（ 20102014 年）題 目： 大電器盒蓋注塑模具設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 系 專業(yè)班級： 學(xué)生姓名： 學(xué)號： 指導(dǎo)教師： 職稱： 起訖日期： 2014.3.3 2014.5.30 南 昌 大 學(xué)學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性申明本人鄭重申明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果。對本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識到本申明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名

2、： 日期： 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)南昌大學(xué)可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 保密，在 年解密后適用本授權(quán)書。本學(xué)位論文屬于 不保密。（請?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“”）作者簽名： 日期：導(dǎo)師簽名： 日期摘要大電器盒蓋注塑模具設(shè)計(jì) 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 學(xué) 號：5901110159 學(xué)生姓名：李歡 指導(dǎo)教師：葉寒 摘要注塑模具說明書主要闡述了基于CAD技術(shù)的塑料注塑模具的設(shè)計(jì)

3、、制造及其工藝方案的制定，并且著重介紹了注塑加工方法、模具的結(jié)構(gòu)及模具零件的設(shè)計(jì)制造。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)以給定的電容器盒蓋為對象，對該制品注塑模具進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先測量塑件尺寸大小，利用Pro-E進(jìn)行逆向三維造型，導(dǎo)出零件的二維工程圖，然后在Pro-E中進(jìn)行確定分型面及毛坯，完成分模操作，得到公母模仁，以更加清晰地表達(dá)注塑模具的工藝過程。分析塑料成型工藝特性及塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)之后，確定使用一模一腔、以點(diǎn)澆口方式進(jìn)膠的三板模，并利用Moldflow進(jìn)行相應(yīng)分析。最后利用Auto-CAD進(jìn)行模具工程圖繪制，利用燕秀工具箱（應(yīng)用在AutoCAD軟件中的注塑模具設(shè)計(jì)插件）詳細(xì)的設(shè)計(jì)了模具成型系統(tǒng)、澆注系統(tǒng)、脫模機(jī)

4、構(gòu)和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的每一個部件，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：成型零件、模仁、澆口、推桿、冷卻水路的尺寸和位置。關(guān)鍵詞：注塑模具；塑件成型；塑料；Pro- E ；AUTOCAD；模具設(shè)計(jì)AbstractElectric box cover injection mold designAbstractThe main injection mold is presented based on the plastic injection mold CAD technology in the design, manufacture and process for the formulation of programs,

5、and emphatically introduces the processing method injection, die structure and the design of the mold parts manufacturing. This graduation to the given to object, on conducting Capacitor cover mound design. First measure plastic part size, and then in Pro-E reverse three-dimensional modeling, export

6、 parts of two-dimensional drawings. Then to determine the parting surface and the blank in the Pro-E, completed the split operation, got the male mold and the female mold and so on, may more clearly injection mold process. After the analysis of plastic molding process characteristics and the structu

7、ral characteristic of the plastic part, define a chamber, point gate way to mold into the use of glue a model and Using Moldflow analysis. After the use of Auto-CAD mold drawing. Using Yan Xiu toolbox (injection mold design application plug-ins in AutoCAD software) the detailed design each part mold

8、ing system, casting system, stripping mechanism and temperature control system. The design includes: molding parts, mold, gate, push rod, the size and position of cooling water Keyword: Injection mold；Plastic molding；Plastic；Pro- E AUTOCAD ；Mold design-43-目錄目錄摘要IAbstractII第一章 緒論11.1注射成型模具的地位及發(fā)展趨勢11.

9、2選題的目的及意義1第二章 塑料制件的工藝性分析22.1 塑料材料的分析22.1.1塑件對模溫的要求42.2成型塑料制件工藝性42.21尺寸精度42.2.2塑件壁厚52.2.3脫模斜度62.2.4制品的表面質(zhì)量72.2.5圓角8第三章 成型設(shè)備93.1成型設(shè)備的選擇93.2注射機(jī)基本參數(shù)的校核103.2.2鎖模力的校核113.2.3最大注射壓力的校核113.2.4注射機(jī)安裝模具部分的尺寸校核113.2.5開模行程的校核12第四章 注射工藝分析及塑料模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)134.1 零件的三維建模134.2分型面134.3型腔的數(shù)目與布局144.3.1模具型腔數(shù)目144.3.2模具型腔的布局154.4澆

10、注方案的設(shè)計(jì)154.4.1 確定澆注系統(tǒng)的原則154.4.2澆口形式的選擇154.4.3澆口位置164.4.3點(diǎn)澆口剪切速率的校核194.4.4主流道的設(shè)計(jì)194.4.5 拉料桿設(shè)計(jì)23第五章 模具成型零件尺寸的確定245.1成型零部件的尺寸計(jì)算245.2凹模、凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)255.2.1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)255.2.2凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)265.2.3 A板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)265.2.4 B板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27第六章 脫模機(jī)構(gòu)及合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)286.1脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)286.2導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)336.2.1 A、B板導(dǎo)柱設(shè)計(jì)336.2.2支撐柱的設(shè)計(jì)346.3 定距分型機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)34第七章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與

11、計(jì)算367.1確定冷卻管道直徑及其數(shù)量367.1.1冷卻管直徑初選367.1.2簡略計(jì)算法確定調(diào)溫系統(tǒng)367.2冷卻回路的布置形式37結(jié) 論39參考文獻(xiàn)40致謝41第一章 緒論第一章 緒論1.1注射成型模具的地位及發(fā)展趨勢中國式制造大國,產(chǎn)品是制造業(yè)的主體,模具是制造業(yè)的靈魂,模具的發(fā)展水平?jīng)Q定了制造業(yè)的發(fā)展水平。塑料模具是指用于成型塑料制作的模具，它是型 腔模的一種類型，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動，使之形成所需要的形體。模具制造零件因?yàn)樾矢?，產(chǎn)品的質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低，所以廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。發(fā)展和振興我國的模具工業(yè)，也日益受到了人們的關(guān)注。早在1989年3月中

12、國政府頒布的關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定中，將模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位。模具的市場需求決定著模具的工業(yè)調(diào)整。盡管我國的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了高速發(fā)展，但和國外的工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，仍存在較大的差距，國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求尚不能完全滿足。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面:（1）模具趨于大型化；（2）計(jì)算機(jī)技術(shù)在模具設(shè)計(jì)制造中應(yīng)用廣泛；（3）熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)在塑料模具中逐漸應(yīng)用；（5）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率；（6）發(fā)展先進(jìn)的表面處理技術(shù)和優(yōu)質(zhì)模具材料；（7）模具的精度將越來越高；（8）研究高速測量技術(shù)與逆向工程

13、并應(yīng)用于模具制造；（9）開發(fā)新的成形工藝和模具。1.2選題的目的及意義通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，預(yù)期達(dá)到以下目的：（1）加深對塑料性能和塑料制品的認(rèn)識。（2）了解塑料模具成型的基本原理，掌握了注塑成型模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)方法。注塑成型是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)問，若想對它融會貫通，還需要長期的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，需要對大學(xué)四年以來學(xué)過的知識進(jìn)行綜合應(yīng)用，即可以加深對已學(xué)知識的理解，又可以從中發(fā)現(xiàn)不足同時，也可以加強(qiáng)創(chuàng)新以及動手能力的培養(yǎng)，加強(qiáng)獨(dú)立分析和解決問題的能力，因此，本次大電器盒蓋的設(shè)計(jì)有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。第二章 塑料制件的工藝性分析第二章 塑料制件的工藝性分析2.1 塑料材料的分析 圖 2

14、-1 制品圖.1 圖 2-2制品圖.2圖2-1和圖2-2所示為本設(shè)計(jì)需制造的塑料件，為一電器盒蓋塑件,故首先必須具有良好的介電性能,以防止導(dǎo)電，經(jīng)各方面性能比較,材料最終定為ABS塑料,其綜合性能優(yōu)異,具有較高的力學(xué)性能,流動性好,易于成型;成型收縮率小。ABS塑料，化學(xué)名稱：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物， 英文名稱:Acrylonitrile Butadiene Styrene。ABS為丙烯腈A、丁二烯B和苯乙烯S三種單體共聚而成的聚合物，簡稱ABS。三種組分的作用：A（丙烯晴）占20%30%，使塑料表面有較高的硬度，提高耐磨性，耐熱性。B（丁二烯）占25%30%，加強(qiáng)柔順性，保持材料彈性及

15、耐沖擊強(qiáng)度。S（苯乙烯）占40%50%，保持良好的成型性（流動性，著色性）、高光潔度及保持材料剛性。綜合以上三種組分特性，這就決定了ABS材料制品的強(qiáng)度高、剛性好，硬度、耐沖擊性、制品表面光澤性好，耐磨性好。另外，ABS塑料具有優(yōu)良的成型加工性，尺寸穩(wěn)定性好，著色性能及電鍍性能在同類塑料中屬于性能優(yōu)異的。塑件的基本參數(shù)如表2-11所示。 表2-1 ABS的基本特性參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)密度（g/cm³）<1.2壓縮比1.92.2拉伸強(qiáng)度（Mpa）3549泊松比0.32成型收縮率0.30.8%吸水率0.2%0.45%與鋼的磨擦因數(shù)0.12表2-2 ABS推薦成型工藝項(xiàng)目 塑料 ABS注射機(jī)

16、類型螺桿式螺桿轉(zhuǎn)速/r/min3060噴嘴形式直通式溫度/ºC170180料筒溫度/ºC前段160180中段180200后段200220模具溫度/ºC5080注射壓力/MPa80120保壓力/Mpa3040注射時間/s03保壓時間/s1540冷卻時間/s1530成型周期/s40902.1.1塑件對模溫的要求（1）模具溫度對ABS制件的成型有較大影響,對提高ABS制品表面的質(zhì)量、減小內(nèi)用力有著重要的作用。但是提高模溫，制品收縮率增大，成型周期延長。（2）模具溫度：一般模溫 4090，生產(chǎn)具有較大投影面積制件時，定模溫度要求7080，動模溫度要求5060. （3）由于

17、定模溫度高，使得ABS在澆注系統(tǒng)的流動性好，有利于充型；而動模模溫低，有利于縮短冷卻時間，而提高生產(chǎn)效率。在注射較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，薄壁的制件時，應(yīng)考慮專門對模具加熱。為了縮短周期，維持模具溫度的相對穩(wěn)定，在制件取出后，可采用冷水浴、熱水浴或其他機(jī)械定型法或其他機(jī)械定型法來補(bǔ)償模腔內(nèi)的冷卻時間。2.2成型塑料制件工藝性塑件在模具結(jié)束時，會出現(xiàn)下列情況：（1）由于塑件冷卻后產(chǎn)生收縮，會使塑件抱住型芯或型腔中突起的部分；（2）對于收縮率較小的塑件，已成型的塑件很可能緊緊地在模具型腔表面上；（3）對于粘附力很強(qiáng)的塑件，當(dāng)模具型腔表面高度光潔時，已成型的塑件很可能緊緊地粘附在模具表面上；上述現(xiàn)象的存在，都

18、將影響塑件從模具的型芯或型腔中取出。為了防止脫模時拉傷或擦傷塑件，設(shè)計(jì)塑件時必須考慮塑件內(nèi)表面沿脫模方向有足夠的脫模斜度。所以本設(shè)計(jì)從以上3個方面對其分析。2.21尺寸精度此電器盒尺寸精度要求不高，在上面開口處，有外圍槽，這是與電器盒座相配合的，對塑件只有外圍形尺寸及內(nèi)孔尺寸的要求，這就要考慮模具磨損量和制造公差等，而其他孔則沒有精度要求，所有安裝孔只需考慮收縮率而與磨損無關(guān)，因此公差選取只需考慮,幾個主要配合尺寸就可以了。塑件精度等級按GB/T14486-1993，ABS一般精度取MT3級，計(jì)算中按相應(yīng)公差來查取，采用平均值法來計(jì)算。一般模具的精度要比塑件的精度高23級，所以取模具的精度為M

19、T7。根據(jù)塑件的基本尺寸，和塑件材料的公差等級得到塑件轉(zhuǎn)換尺寸,計(jì)算結(jié)果如下表2-3，詳見產(chǎn)品零件圖。 表 2-3 制品尺寸表尺寸位置尺寸名稱原始尺寸轉(zhuǎn)換尺寸備注配合孔孔166-0.14 02.52.5 0 +0.1孔266-0.14 033 0+0.1孔388-0.15 066 0 +0.14 外圍槽長205205 -0.92 0寬157157-1.63 0高3.843.84-024 0深44-024 0 圖 2-3零件圖圖2-3為零件圖，圖中僅標(biāo)注部分重要尺寸，其中未標(biāo)注公差的尺寸，參考塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)，其精度一律按GB/TMT3級處理。2.2.2塑件壁厚同一種塑件的壁厚應(yīng)盡可能一致

20、,否則會因冷卻或固化速度不同產(chǎn)生應(yīng)力,使塑件產(chǎn)生變形、縮孔及凹陷等缺陷,通常塑件壁厚的不均勻容許在一定范圍內(nèi)變化,對于注塑及壓鑄成型塑件,壁厚變化一般不應(yīng)超過1:3,不同壁厚應(yīng)采取適當(dāng)?shù)男揎棸霃绞购癖〔糠志徛^渡。本產(chǎn)品最小厚度為2.5mm，最大壁厚為6mm，平均壁厚約為4.5mm，ABS的流動性與壁厚相關(guān)。但是與PE、HIPS比較，它的流動長度對壁厚依賴性是最小的，也就是說ABS壁厚對流動性影響較小。ABS壁厚通常在1.54.5mm之間選取，其流動極限為190:1.當(dāng)熔體溫度高、注射壓力大、模具溫度高、注射速度快時，極限流動長度都會增大；制品厚度小，寬度增加時，極限流動長度則會下降?？紤]到本

21、制品壁厚較厚，為保證充型完整，適當(dāng)?shù)脑龃罅四亍?.2.3脫模斜度由于塑料冷卻后會產(chǎn)生收縮，會緊緊的包在凸模抽芯型芯上，或由于粘附作用，塑料制品緊緊貼在凹模型腔內(nèi)。為了便于脫模，防止塑件制品表面在脫模時劃傷等。在設(shè)計(jì)時必須使塑料制品內(nèi)外表面沿脫模方向應(yīng)具有合理的脫模斜度。最小脫模斜度與塑料性能、收縮率的大小、塑件的幾何形狀有關(guān)。確定脫模斜度主要有一下幾個方面：（1）為不影響制品裝配一般往減膠方向加脫模斜度。因此，加脫模斜度后所標(biāo)的尺寸外部（型腔）尺寸為大端；內(nèi)部（型芯）尺寸為小端尺寸。（2）一般來說，凹模脫模斜度a大于凸模斜度b。目的是保證制品在開模時留在動模部分，但制品較高時，這樣會導(dǎo)致壁厚

22、不均，因此實(shí)際工作中大多都取a=b。（3）不同品種的塑料其脫模斜度也不同，硬質(zhì)塑料比軟質(zhì)塑料的脫模斜度大；收縮率大的塑料比收縮率小的塑料脫模斜度大；自潤滑性塑料，脫模斜度可取小一點(diǎn)。常用塑料的脫模斜度見表2-5。表 2-5 脫模斜度參考表塑實(shí)名稱脫模斜度型腔型芯聚乙烯（PE），聚丙烯（PP），軟聚氯乙烯（LPVC），聚酰胺（PA），氯化聚醚（CPT）25452045硬聚氯乙烯（HPVC），聚碳酸酯（PC），聚砜（PSU）35403050聚苯乙烯（PS），有機(jī)玻璃（PMMA），ABS，聚甲醛（POM）351°303040熱固性塑料25402050一般情況下，脫模斜度不包括在塑件的公差范

23、圍內(nèi)，本模具脫模斜度取a=b=1°。具體分析見表2-6。表2-6 制品斜度分析表拔模前拔模后(a=b=1)后模前模分析黃色部分為0，由兩組圖對比可知拔模后，黃色部分已變成粉色（后模）或青色（前模）。2.2.4制品的表面質(zhì)量制品的表面質(zhì)量是指塑料制品成型后的表面缺陷狀態(tài)，如常見的填充不足、飛邊、收縮凹陷、氣孔、熔接痕、銀紋、翹曲變形、頂白、黑斑，尺寸不穩(wěn)定及粗糙度等。一般來說模具型腔粗糙度要比制品要求低12級。ABS塑料制品Ra一般為0.11.6m。 另一方面，型芯的裝配配合表面都應(yīng)標(biāo)注表面粗糙度。型芯表面的粗糙度值可參照表2-7選擇。表 2-7 塑件Ra 參考表加工表面Ra普通塑件型

24、芯表面（1） 型芯端面可以不予拋光；（2） 型芯側(cè)面考慮脫模，沿脫模方向拋掉刀紋；（3） 有定位精度要求的孔， Ra值比塑件內(nèi)表面低12級透明塑件型芯表面0.0250.012（與型腔表面粗糙度一致，均為鏡面）與模板零件配合的表面0.80.4密封處表面1.60.8（O型橡膠密封圈2.2.5圓角 在塑件設(shè)計(jì)過程中，為了避免應(yīng)力集中，提高塑件強(qiáng)度，改善塑件的流動情況及便于脫模，在塑件的各個方面或內(nèi)部連接處，應(yīng)采用圓弧過渡。另外，塑件上的圓角可以使塑料材料成型時有流線型的流路，以及成品更易于頂出。從模具的角度上去看，圓角與、也是有益于模具加工和模具強(qiáng)度。塑件制品所有的內(nèi)側(cè)外側(cè)的周邊轉(zhuǎn)角都必須盡可能的大

25、，已消除應(yīng)力集中。但是，太大的圓弧可能造成收縮，特別是在加強(qiáng)筋或凸柱根部的轉(zhuǎn)角圓弧。原則上，最小的轉(zhuǎn)角圓弧為0.50.8mm。此塑件在零件圖中所有圓角均根據(jù)產(chǎn)品尺寸要求繪制。第三章 成型設(shè)備第三章 成型設(shè)備3.1成型設(shè)備的選擇（1）模具所需熔體注射量由注射量選定注射機(jī)。由Pro-E軟件建模分析得（材料密度取=1.05g/cm3） V1=195cm3 M1=204.6g A1=25572mm2 M=nM1+M2式中 M一副模具所需塑料的質(zhì)量或體積（g或cm3）； M1單個塑件的質(zhì)量或體積（g或cm3）； M2澆注系統(tǒng)的質(zhì)量或體積（g或cm3）； n初步確定的型腔數(shù)量。其中M2是一個未知值，通常設(shè)

26、計(jì)時以0.6M1來估算，即 M(z)=1.6nM1=1.6×1×204.6=327.36g M（T）=1.6nM1=1.6×1×195=312cm3（2）塑件和流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積及所需鎖模力A=nA1+A2 Fm=(nA1+A2)p型式中 A塑件及流道在分型面上的投影面積(mm2)； A1單個塑件在分型面上的投影面積(mm2)； A2流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積(mm2)； Fm模具所需鎖模力（N）； p型塑料熔體對型腔的平均壓力（MPa）。流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積 A2在模具設(shè)計(jì)前是未知值。根據(jù)多型腔模

27、的統(tǒng)計(jì)分析，大致是每個塑件在分型面上的投影面積A1的0.20.5倍來估算，因此可用0.35nA1來估算。表3-1為常用塑料的p型。 所以 A=nA1+A2 =1.35nA1 =1.35×1×25572 =34522.2mm2由表3-1選取p型=35 Fm=35×34522.2 =1208.3KN表3-1 常用塑料注射成型時型腔平均壓力塑件特點(diǎn)p型舉例容易成型塑件25PE PP PS等壁厚均勻的日用品容器類一般塑件30在模溫較高的情況下、成型薄壁容器類中等粘度塑件及有精度要求的塑件35ABS POM 等有精度要求的零件，如殼類等高粘度及高精度、難充模的塑件40高精度

28、的機(jī)械零件，如齒輪、凸輪等（3）選擇注射機(jī)型號根據(jù)上面以上計(jì)算得到的m和Fm值來選取注射機(jī)，注射機(jī)的最大注射量（額定注射量G）和額定鎖模力F應(yīng)滿足 GM FFm式中注射系數(shù)，無定型塑料取0.85，結(jié)晶型塑料取0.75，ABS屬于無定型塑料，故取=0.85。 G=M(T)=3120.85=367.1 FFm=1208.3KN根據(jù)以上計(jì)算的G 和F選取注射機(jī)型號，初選為SZ-400/160 3.2注射機(jī)基本參數(shù)的校核3.2.1注射量的校核根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，注射機(jī)的最大注射量是其額定注射量的80%，按體積表示法，必須 式中 單個塑件容量，195；澆注系統(tǒng)凝料和飛邊所需的塑料容量(0.6)，117；型腔數(shù)

29、目，在型腔的數(shù)目和排列方式中確定為1；見本文4.4SZ-400/1600注射機(jī)額定注射量，416。則，故注射量符合要求。3.2.2鎖模力的校核為防止模具分型面被脹模力頂開，必須對模具施加足夠的鎖模力，否則在分型面處將產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。本設(shè)計(jì)中必須 （3-2）式中 注射機(jī)額定鎖模力，SZ-400/1600型注射機(jī)鎖模力為160000N；p型塑料熔體對型腔的平均壓力（MPa），取35；制品在分型面上的垂直投影面積，經(jīng)計(jì)算得345.23。則，故鎖模力符合要求。3.2.3最大注射壓力的校核本設(shè)計(jì)中成型時的注射壓力為80110MPa，SZ-400/1600注射機(jī)額定注射壓力為141MPa，故注射壓力符合成型

30、要求。3.2.4注射機(jī)安裝模具部分的尺寸校核定位環(huán)尺寸：定位環(huán)必須與定位孔呈間隙配合，便于模具安裝并使注流道中心線與注射機(jī)噴嘴中心線重合，定位環(huán)的直徑取mm，定位圈與注射機(jī)固定模板上的定位孔呈間隙配合（H8/e8）。模具厚度：確定型腔尺寸后選定標(biāo)準(zhǔn)模架，模具的閉合高度應(yīng)在注射量最大與最小閉合高度之間即： HminHHmax選擇模架高度為H總=366mm。 SZ-400/1600型注射機(jī)所允許模具的最小厚度為Hmin=150mm，最大厚度為Hmax=300mm,所以，模具閉合高度不能滿足安裝要求。改選SZ500/200型注塑機(jī)，最大裝模高度Hmax=500mm，最小裝模高度Hmin=280mmH

31、總=366mm介于二者之間，滿足模具厚度安裝要求。3.2.5開模行程的校核開模行程應(yīng)小于或等于注射機(jī)的移模行程，按下式校核式中 SZ500/200 型注射機(jī)最大開模行程，500； 模具所需開模距離，； 制品需要推出的最小距離，28.5； 制品及澆注系統(tǒng)凝料的總高度，38.5； 三板模澆注系統(tǒng)凝料高度B+30mm，且A的距離大于100，以方便取出流道凝料，本模板中B=51，A=110mm；610mm,取8mm。 可見，開模行程滿足設(shè)計(jì)要求。注射機(jī)的基本參數(shù)如表3-2表所示。表3-2 SZ-500/200型注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)理論注射容積500 cm移模行程500mm注射壓力150M

32、Pa最大模具厚度500mm注射速率173g/s最小模具厚度280mm塑化能力110g/s鎖模形式雙曲肘螺桿轉(zhuǎn)速0180r/min模具定位孔直徑160mm螺桿直徑55mm模具定位孔深度25mm鎖模力2000kN噴嘴口直徑5mm拉桿內(nèi)間距570×570噴嘴球頭直徑20mm頂出行程90mm注射機(jī)頂出70KN第四章 注塑工藝分析及塑料模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第四章 注射工藝分析及塑料模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1 零件的三維建模 圖4-1 塑件的三維建模4.2分型面分型面模具上用以取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面稱為分型面，也叫合模面。分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的一個重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)，澆注系統(tǒng)

33、的設(shè)計(jì)，塑件的脫模和模具的制造工藝等有關(guān)，所以分型面的選擇是注塑模具設(shè)計(jì)中的一個關(guān)鍵因素。在選擇分型面時應(yīng)綜合分析比較較為合理的方案，選擇時應(yīng)遵循以下原則：（1）分型面的選擇原則 有利于保證塑件質(zhì)量 有利于簡化模具結(jié)構(gòu) 有利于模具成型零件的加工 有利于脫模。以上原則外，分型面的選擇還要考慮到型腔在面上投影面積的大小，避免接近或超過所選注射劑的最大注射面積而可能產(chǎn)生溢流現(xiàn)象。 圖4-2 分型面方案一 圖4-3 分型面方案二薄壁殼體塑件成型收縮緊緊包住型芯，故將型芯設(shè)在動模邊，凹模設(shè)在定模邊，開模后塑件留于動模，以利脫模。 本產(chǎn)品為盒體塑件，根據(jù)以上分型面選擇原則，方案一選擇最大輪廓處，方案二選擇

34、了殼體底邊，其中方案一既可以簡化模具成型零件的加工，也有利于脫模；方案二雖利于排氣，但不易卸料及模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，所以本設(shè)計(jì)選擇方案一。4.3型腔的數(shù)目與布局4.3.1模具型腔數(shù)目 確定型腔的數(shù)目有四種方法：按注射機(jī)的最大注射量、注射機(jī)的額定鎖模力、制品的精度要求以及加工的經(jīng)濟(jì)性?，F(xiàn)在根據(jù)注射機(jī)的最大注射量來確定型腔數(shù)目n 式中 注射機(jī)最大注射量，412cm3澆注系統(tǒng)凝料量，V2=0.6V1=117cm3 ；單個塑件的體積，V1=195cm3。則：=1.1（個）所以，取n=1，即采用一模一腔形式。4.3.2模具型腔的布局模具型腔的布局應(yīng)遵循以下條件：（1）型腔的布置和澆口的開設(shè)部位應(yīng)力求對稱，以

35、防模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象（2）型腔排列宜緊湊，以節(jié)約鋼材，減輕模具的重量（3）圓形排列平衡好，加工困難；直線形排列加工容易，但平衡性好，而且加工性尚可，使用廣泛。本產(chǎn)品采用一模一腔，型腔的布置和澆口對稱開設(shè)。4.4澆注方案的設(shè)計(jì)4.4.1 確定澆注系統(tǒng)的原則在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時應(yīng)考慮下列有關(guān)因素：(1) 塑料成型特性 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)所用塑料的成形物性的要求，以保證塑件質(zhì)量；(2) 塑件大小及形狀 根據(jù)塑件大小，形狀壁厚、技術(shù)要求等因素，結(jié)合選擇分型面同時考慮設(shè)置澆注系統(tǒng)的形式、進(jìn)料口數(shù)量及位置，保證正常成形；(3) 澆注系統(tǒng)需按型腔布局設(shè)計(jì)；(4) 塑件外觀 設(shè)置澆注系統(tǒng)時應(yīng)考慮到去除、整

36、進(jìn)料口方便，同時不影響塑件的外表美觀。(5) 成形效率 在大量生產(chǎn)時設(shè)置澆注第統(tǒng)還應(yīng)考慮到在保證成形質(zhì)量的前提下盡量縮短流程，減小斷面積以縮短填充及冷卻時間，縮短成形周期，同時減少澆注系統(tǒng)損耗的塑料。4.4.2澆口形式的選擇澆口亦稱進(jìn)料口，是連接流道與型腔的熔體通道。澆口的設(shè)計(jì)與位置的選擇恰當(dāng)與否，直接關(guān)系到塑件能否完好、高質(zhì)量地注射成型。按澆口的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)，常用的澆口可分為：直接澆口、側(cè)澆口、扇型澆口，點(diǎn)澆口、平縫澆口、潛伏澆口、環(huán)形澆口等。不同的澆口形式對塑料熔體的充填特性、成型質(zhì)量及塑件的性能會產(chǎn)生不同的影響。設(shè)計(jì)模具時可參考表4-1所列部分塑料所適應(yīng)的澆口形式。澆口形式表4-1 常

37、用塑料所適應(yīng)的澆口形式塑料種類直接澆口側(cè)澆口平縫澆口點(diǎn)澆口潛伏澆口環(huán)形澆口硬聚氯乙烯（HPVC）OO聚乙烯（PE）OOO聚丙烯（PP）OOO聚碳酸酯（PC）OOO聚苯乙烯（PS）OOOO橡膠改性苯乙烯O聚酰胺（PA）OOOO聚甲醛(POM)OOOOOO丙烯腈苯乙烯OOOABSOOOOOO丙烯酸酯OO注：“O”表示塑料適用的澆口形式。本模具采用點(diǎn)澆口，點(diǎn)澆口全稱針點(diǎn)式澆口，是典型的限制型澆口。因此，本套模具采用一模一腔、點(diǎn)澆口的普通流道澆注系統(tǒng)，包括：主流道、分流道、冷卻穴、點(diǎn)澆口。4.4.3澆口位置澆口是分流道和型腔之間的連接部分，也是注射模具澆注系統(tǒng)的最后部分，通過澆口直接使熔融的塑料進(jìn)入型

38、腔內(nèi)。1)澆口的基本作用：從流道來的熔融塑料以最快的速度進(jìn)入充滿型腔。 型腔充滿后，澆口能迅速冷卻封閉，防止型腔能還未冷卻的塑料回流?，F(xiàn)在提出兩種澆口位置方案：A方案：澆口設(shè)在邊緣進(jìn)澆處,共有三個進(jìn)膠點(diǎn)。B方案：澆口設(shè)在塑件中心處,共有1個進(jìn)膠點(diǎn)。表4-2 塑件分析表序號A方案B方案1充填區(qū)域分析由圖中可以看到只有三種顏色。充填區(qū)域?yàn)?。也就是全部充滿。上圖的沖型能力和A方案差一樣，都滿足注塑要求。2注射時間分布分析藍(lán)色區(qū)域注射時間最短，紅色區(qū)域是注射時間最長。注塑時間為1.014秒，滿足工藝條件。注射時間為2.007秒，時間比A方案要大。注謝時間比較大不合理。3壓力分布分析通過上圖

39、分析，藍(lán)色表示壓力分布最小的位置，紅色表示壓力分布最大的位置，藍(lán)色變到橘紅色的其他顏色則表示壓力的變化位置。A方案的充型壓力是1.015MPa。通過上圖分析，B方案的最大壓力是2.007MPa，比A方案大。6注射氣穴分布分析氣穴的數(shù)量相對來說比較少了，那樣我們就可以完全采用分型面排氣就可以解決問題，模具結(jié)構(gòu)也相對簡單了很多。有較多的氣穴，大多數(shù)的氣穴同樣分布在分型面處。同樣也可以采用分型面解決問題。7熔接痕分析熔接痕的數(shù)量相對來說比較少 有較多的熔接痕，分布在外圍處，會對盒蓋配合產(chǎn)生影響。兩種方案比較下選擇A方案。4.4.3點(diǎn)澆口剪切速率的校核因?yàn)樵摳蹦＞呤且荒Ｒ磺?，塑料件體不是很小，采用點(diǎn)澆

40、口的剪切速率校核。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)(ABS塑料的流動性)：主流道、分流道 、點(diǎn)澆道最大剪切速率(見表2-82)。采用Mold flow軟件進(jìn)行點(diǎn)澆口的剪切速率分析，得出圖4-4。點(diǎn)澆口的剪切速率為1.64×104，基本符合要求。圖4-4 點(diǎn)澆口剪切速率圖4.4.4主流道的設(shè)計(jì)主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處。它將注塑機(jī)噴嘴射出的熔體導(dǎo)入分流道和型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。其頂部設(shè)計(jì)成半球形凹坑，以便于與噴嘴銜接，為避免高溫塑料熔體溢出，凹坑球半徑比噴嘴球半徑大1mm2mm，如果凹坑半徑小于噴嘴球半徑則主流道凝料無法一次脫出。由于主流道與注

41、射機(jī)的高溫噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以設(shè)計(jì)成獨(dú)立的主流道襯套，材料選用45鋼，并經(jīng)過局部熱處理，球面硬度38HRC45HRC，設(shè)計(jì)獨(dú)立的定位環(huán)用來安裝模具時起定位作用，主流道襯套的進(jìn)口直徑略大于噴嘴直徑0.5mm1mm，以避免溢料并且防止銜接不準(zhǔn)而發(fā)生堵截現(xiàn)象，其關(guān)系如圖4-5所示。圖 4-5 噴嘴與澆口套尺寸關(guān)系1)主流道尺寸:（1）主流道設(shè)計(jì)成錐形，ABS流動性好，可取較小的錐角，本設(shè)計(jì)中取=1.5。內(nèi)壁表面粗糙度Ra=0.63。小端直徑=+(0.51)mm，=5mm, =5+(0.51),取1， =6mm。（2）主流道半球形=+（12）mm，本設(shè)計(jì)=20mm，=20+（12），取=22mm。

42、（3）球面配合高度取h=5mm.（4）主流道長度 盡量小于60mm，由標(biāo)準(zhǔn)模板架結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu)，取L=35mm 襯套和定模采用配合H7/m6,熱處理后硬度為HRC55-60。（5）主流道大端直徑 D=2Ltan=7.84mm（半錐角為1.5）。（6）澆口套總長 L0=L+h=35+5=40mm.（2)澆口套（主流套襯套）的形式及固定。主流道小端入口處與注塑機(jī)噴嘴處反復(fù)接觸，屬易損件，對材料要求較嚴(yán)因而模具主流道部分設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式，即澆口套，以便于有效地選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理，常采用45鋼或合金鋼等，熱處理硬度為5256HRC。本設(shè)計(jì)采用分體式結(jié)構(gòu)，主流道比較長，凝

43、料體積比較大，因此把襯套和定位圈（注射機(jī)定位孔尺寸為160 0+0.10mm，定位圈尺寸取160-0.40-0.20mm，兩者之間成較松動的間隙配合）做成一整體式的延伸式澆口套，有利于縮短主流道長度。因流道長短與所選模架（模板厚度）有關(guān)，因此在確定流道尺寸之前已根據(jù)型腔數(shù)量及布局估算動定模板的平面尺寸，即粗定模架的型號和規(guī)格。根據(jù)之前的分析，已初選FCI-3540-A85-B70-C100-L270模架，其H4=45mm,H3=35mm,延伸式澆口套如圖4-6所示，其中與定模板座板固定時采用內(nèi)六角螺釘，固定形式如圖4-7所示。圖4-6 延伸式澆口套 圖4-7 主流道襯套的固定形式 1內(nèi)六角螺釘

44、 2延伸式澆口套 3定模座板 4脫凝料板2）分流道的設(shè)計(jì)分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，其分流和轉(zhuǎn)向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布局和澆口位置，分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。（1）分流道的布置形式。分流道在分型面上的布置與前面所述型腔排列密切相關(guān)，有多種不同布置形式，但應(yīng)遵循兩方面二等原則：一方面排列緊湊、縮小模板尺寸；另一方面流程盡量短、鎖模力力求平衡。該模具的流道布置采用平衡式，以使塑料熔體經(jīng)分流道能均勻分配到兩個型腔和避免局部脹力過大影響鎖模。定模A板及定模模仁上均 開有分流道，該流道形式是由本模具結(jié)構(gòu)形式所確定，圖4-8是最佳

45、流道布置形式。圖4-8分流道布置形式如圖所示,共有三個進(jìn)膠點(diǎn),為了每個分流道進(jìn)膠點(diǎn)距澆口基本相等，盡量避免了充模速度不一致，導(dǎo)致冷卻速度不同，最終形成熔接痕，影響制品表面質(zhì)量。（1）分流道的形狀：分流道的斷面形狀有圓形、矩形、梯形、U形和六角形。要減少流道內(nèi)的壓力損失，希望流道的截面面積大，表面積小，以減少傳熱損失，但考慮到凝料拉斷和容易脫模，因此，定模板A上的水平分流道設(shè)計(jì)成梯形流道。而垂直分流道位于A板及其模仁中，為方便脫模，垂直分流道設(shè)計(jì)成圓錐形流道。梯形澆道尺寸直接參照塑料模具設(shè)計(jì)手冊156頁表5.5常用澆道尺寸系列如下表4-3：表4-3 常用澆道尺寸表梯形截面澆道L46(7)8(9)

46、1012H34(5)5.5(6)78制品重量流道直徑08048020062004008400以上10大型12其中H、L要針對于制品重量及體積選取適當(dāng)大小，選取過小節(jié)約塑料但壓力損失大，選取過大，雖容易填充，但浪費(fèi)塑料。具體尺寸可根據(jù)表4-4選取。 表4-4 流道直徑參考表流道截面具體尺寸如圖4-9所示： 圖 4-9 流道尺寸圖4.4.5 拉料桿設(shè)計(jì)拉料桿的作用是開模時將流道凝料留在我們希望它留的地方。拉料桿按其結(jié)構(gòu)分為直身拉料桿、勾形拉料桿、圓頭形拉料桿和塔形拉料桿。本設(shè)計(jì)為分流道的拉料桿，用無頭螺釘固定在定模面板上，直徑4mm,頭部磨成球形，作用是流道推板和定模板打開時，將澆口凝料拉出定模板

47、，使?jié)部谀虾椭破纷詣忧袛?1。拉料桿的使用應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1）一套模具中若使用多個勾形拉料桿，拉料桿的勾形方向要一致；2）流道處的勾形拉料桿，必須預(yù)留一定的空間作為冷料穴；3）使用圓頭拉料桿時，注意圓頭處流道剩余的間隙大小。如果間隙過小，會阻滯膠料的流動，流道脫離拉料桿時易拉裂。本設(shè)計(jì)采用M10的圓頭形拉料桿，如圖4-10所示。圖 4-10 拉料桿第五章 模具成型零件尺寸的確定第五章 模具成型零件尺寸的確定5.1成型零部件的尺寸計(jì)算型芯型腔尺寸都由Pro-E自動生成，不必計(jì)算。我們要確定的是內(nèi)模鑲件的尺寸。確定內(nèi)模鑲件尺寸的方法有兩種：經(jīng)驗(yàn)法和計(jì)算法。在實(shí)際工作中常常采用經(jīng)驗(yàn)確定法而不是計(jì)算

48、法?？傮w原則是：必須保證模具具有足夠的強(qiáng)度和剛度，是模具在使用壽命內(nèi)不致變形。（1） 確定內(nèi)模鑲件的長、寬尺寸型腔至內(nèi)模鑲件邊之間的鋼厚A可取1550mm。本制品凹凸模長寬尺寸相同。制品長205mm，寬162mm，型腔深2030mm，制品至內(nèi)模的型腔的深度越深，A也取得越大。一般制品可參照表5-1所列經(jīng)驗(yàn)數(shù)值選定。表5-1 型腔至內(nèi)模鑲件邊經(jīng)驗(yàn)數(shù)值型腔深度/mm型腔至內(nèi)模鑲件邊數(shù)值A(chǔ)mm2015252030253030403035403550注：1).凸模和凹模的長度和寬度尺寸通常是一樣的。 2).內(nèi)模鑲件的長、寬尺寸應(yīng)取整數(shù)，寬度應(yīng)盡量和標(biāo)準(zhǔn)模架的推桿板寬度相等。由表可知本制品型腔至內(nèi)模鑲件

49、邊數(shù)值可在25mm至30mm內(nèi)選取。本制品為一模一腔，零件最大長寬為210×162，加上A值可得內(nèi)模鑲件的長寬270×220,如圖5-1所示：圖 5-1 內(nèi)模鑲件圖（2）內(nèi)模鑲件高度尺寸 凹模厚度 一般在型腔深度基礎(chǔ)上加1520mm，當(dāng)制品在分型面上的投影面積大200時，宜取2530mm。本制品在它的分型面上的投影面積約為255.72，取為26mm，為使模仁易于加工，厚度為25.5mm，模仁總高度為50mm。 凸模厚度 =型腔深度+封料尺寸（最小8mm）+鋼厚14mm左右。本制品型腔深度為3mm，故取30mm內(nèi)模鑲件與模板的配合為過渡配合，公差為H7/m6，內(nèi)模鑲件之間的配合公差為H7/m6。內(nèi)模鑲件設(shè)計(jì)好了后，就要設(shè)計(jì)動、定模的開框尺寸。開框的長寬基本尺寸等于內(nèi)模鑲件的長度和寬度基本尺寸，公差配合取H7/m6；A、B的開框深度分別比內(nèi)模鑲件的高度尺寸小0.5mm，使鑲件裝配后高出分型面0.5mm，以保證模具在生產(chǎn)時分型面優(yōu)先接觸。為了減少模