東芝U盤模具設計-畢業(yè)論文13級機械2年2班

1、廣東創(chuàng)新科技職業(yè)學院畢業(yè)設計(論文)東芝U盤上模蓋學生姓名：盧祝意學號：201320060250年級專業(yè)：2013級機電工程系 指導教師：孟鑫沛系部：機電工程系廣東·東莞（三號黑體）提交日期：2015年1月（三號黑體）指導教師評語 簽 名：日 期：成績（注：成績評定請按優(yōu)、良、中、及格、不及格五級評定）開題報告畢業(yè)設計預期目標及工作方案據(jù)業(yè)內人士分析，未來我國模具發(fā)展趨勢包括10個方面： 一、模具日趨大型化。 二、模具的精度將越來越高。10年前精密模具的精度一般為5微米，現(xiàn)已達到2-3微米，1微米精度的模具也將上市。 三、多功能復合模具將進一步發(fā)展。新型多功能復合模具除了沖壓成型零件

2、外，還擔負疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務，對鋼材的性能要求越來越高。 四、熱流道模具在塑料模具中的比重也將逐漸提高。 五、隨著塑料成型工藝的不斷改進與發(fā)展，氣輔模具及適應高壓注塑成型等工藝的模具也將隨之發(fā)展。 六、標準件的應用將日益廣泛。模具標準化及模具標準件的應用將極大地影響模具制造周期，還能提高模具的質量和降低模具制造成本。 七、快速經濟模具的前景十分廣闊。 八、隨著車輛和電機等產品向輕量化發(fā)展，壓鑄模的比例將不斷提高。同時對壓鑄模的壽命和復雜程度也將提出越來越高的要求。 九、以塑代鋼、以塑代木的進程進一步加快，塑料模具的比例將不斷增大。由于機械零件的復雜程度和精度的不斷提高，對塑料模具

3、的要求也越來越高。 十、模具技術含量將不斷提高。 4 目 錄錯誤！頁面文檔引用中未指定文件名。1第一章緒論21.1引言21.2課題研究的目的與意義21.3我國模具技術的現(xiàn)況及今后的發(fā)展趨勢3第二章 U盤注塑模具設計52.1 東芝U盤產品設計52.2塑件的尺寸精度及表面質量6第三章 東芝U盤成型工藝分析83.1 產品材料選擇83.2 成型工藝特性分析10第四章 成型前的準備114.1 注塑成型工藝簡介114.2 注塑成型工藝條件124.3 注塑機的選擇14第五章 模具設計185.1 分型面的設計185.2 型腔數(shù)的確定185.3 模具澆注系統(tǒng)設計19第六章 唧嘴的選擇256.1 唧嘴的選擇256

4、.2流道設計及澆口設計26第七章 模架設計277.1 模架選擇277.2裝配模架后的開模效果287.3 產品二維圖30第八章 總結30一 設計感想31二 參考文獻31三. 致謝31感謝黃克勤老師的用心指導312東莞職業(yè)技術學院畢業(yè)論文摘 要U盤是當今社會日常中必不可少的工具。U盤產品的外殼造型很多，市面上不斷出現(xiàn)著各種款式，我們選用這一款U盤外殼（材料ABS）進行模具設計。我們通過分析和研究，參照有關的技術文獻，選定材料和有關技術參數(shù)，設計出這款U盤外殼的模具。畢業(yè)設計論文主要包括三部分內容：第一部分為注塑模具的工作原理及有關的應用、有關的設計原則，以及產品的有關介紹。第二部分為模具的設計計算

5、：模具結構的設計，澆注系統(tǒng)的設計，注射機的選擇等。第三部分為Pro/ENGINEER的用,Pro/E許多方面的功能都在本次設計中用到，它為產品造型設計和模具設計提供良好的設計環(huán)境，它把產品設計過程與加工制造過程很好的結合起來。關鍵詞：材料ABS；模具的工作原理；設計原則；模具結構的設計；為Pro/ENGINEER的應用； 第一章 緒論1.1 引言本文說的模具是指制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（材料是固態(tài)或液態(tài)）的流動，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產品質量好，生產成本低，材料消耗低而廣泛應用于制造業(yè)中。模具工業(yè)既是高新技術產業(yè)的一個組成部分，又是高新技術產

6、業(yè)化的重要領域。模具在機械、電子、輕工、汽車、紡織、航空、甚至重工等工業(yè)領域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔了這些工業(yè)領域中約6090的產品的零件、組件和部件的生產加工。模具工業(yè)當然也是國民經濟的基礎工業(yè)，是國際上公認的關鍵工業(yè)。模具生產水平的高低是衡量一個國家產品制造水平好壞的重要標志，它在很大程度上決定著產品的質量，效益和新產品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正逐漸受到人們的關注。早在1989年3月中國政府頒布的關于當前產業(yè)政策要點的決定中，將模具列為機械工業(yè)技術改造排位的第一位。目前世界模具市場供不應求（需求量過大），模具的主要出口國是美國、日本、法國、瑞士、英國等國家

7、。中國模具出口數(shù)量很少，但是，中國模具鉗工技術水平較高，勞動成本也較低，只要配備一些先進的數(shù)控制模設備，提高模具加工質量，縮短其生產周期，溝通外貿渠道，模具出口將會有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術，提高模具技術水平，對于促進國民經濟的發(fā)展有著異常重要的意義。1.2 課題研究的目的與意義塑料模具產業(yè)這些年來在我國發(fā)展很快，隨之而來的是越來越激烈的市場競爭，自從中國加入WTO后，外國模具廠家進入我國市場，想要在激烈的競爭中脫穎而出，那么發(fā)展模具標準件實施模具的專業(yè)化生產非常重要。在現(xiàn)代產品生產中，由于模具的加工效率高，互換性較好，節(jié)約原材料，所以也得到了很廣泛的應用。模具的用途廣泛、種類繁多，科學地

8、對模具進行分類，對有計劃地發(fā)展模具工業(yè)，系統(tǒng)的研究、開發(fā)模具的生產技術，促進模具設計、制造技術的現(xiàn)代化，充分發(fā)揮模具的功能與作用；對研究和制訂模具技術標準，提高模具的標準化水平和專業(yè)化的協(xié)作生產水平，提高模具的生產效率，縮短模具制造周期，都具有十分重大的意義。1.3 我國模具技術的現(xiàn)況及今后的發(fā)展趨勢從20世紀80年代開始，發(fā)達工業(yè)國家的模具工業(yè)已經從機床工業(yè)中分離出發(fā)展成為單獨的工業(yè)部門，而且其產值已超過機床工業(yè)的產值。自改革開放以來，我國的模具工業(yè)發(fā)展也非常迅速。近年來，每年都以+15的速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)都很重視技術的發(fā)展。加大了投入用于技術進步的力度，將技術發(fā)展作為企業(yè)發(fā)展的重要

9、動力。此外，許多科研機構和本科、大專院校也開展了模具技術的研究與開發(fā)。模具行業(yè)的飛快發(fā)展是我國成為世界超級制造大國的重要因素。今后，我國要發(fā)展成為世界制造強國，仍需依賴于模具工業(yè)的飛快發(fā)展，成為模具制造強國。中國塑料模具工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經了半百年多的時間，有了很大的進步，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產48"（約122cm）大屏幕彩電塑殼注射模具，精密塑料模具方面，以能生產照相機塑料件模具、多形腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經過多年努力，在模具CAD/CAE/CAM技術、模具的電加工和數(shù)控加工技術、快速成型與快速制模技術、新型模具材料等方面取得了顯著進步；在提高模具的質

10、量和縮短模具的設計制造周期等方面作出了貢獻。盡管我國模具工業(yè)有了很大的進步，而且部分模具已達到國際先進水平，但無論是質量還是數(shù)量仍滿足不了國內市場的需要，每年還需進口10多億美元的各類大型、精密復雜模具。與發(fā)達國家的模具工業(yè)相比，在模具技術上仍有很大的差距。今后，我國模具行業(yè)應該在以下幾方面進行不斷的技術創(chuàng)新，來縮小與國際先進水平的距離：（1）注重開發(fā)大型、精密復雜的模具：隨著我國的轎車、家電等工業(yè)的快速發(fā)展，成型零件的大型化與精密化要求越來越高，模具也將日趨大型化與精密化。（2）加強模具的標準件應用：使用模具標準件不僅能縮短模具制造周期，降低模具制造成本而且還能提高模具的制造質量，因此，模具

11、標準件的應用必須要日漸廣泛。（3）推廣CAD/CAM/CAE技術：模具CAD/CAM/CAE技術是模具技術發(fā)展的重要里程碑。事實證明，模具CAD/CAM/CAE技術是模具設計制造未來的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設計制造水平。（4）重視快速模具制造技術和縮短模具制造周期：伴隨著先進制造技術的不斷出現(xiàn)，模具的制造水平也在不斷的提高，基于快速成形的快速制模、高速銑削加工以及自動研磨拋光技術將在模具制造中得到更為廣泛的應用3模具設計說明書第二章 U盤注塑模具設計2.1 東芝U盤產品設計2.1.1產品的特點及使用要求本人設計款東芝U盤小巧便于攜帶、存儲容量大、價格便宜、性能可靠。閃存盤體積很小，僅大拇指

12、般大小，重量極輕，一般在15克左右，特別適合隨身攜帶，我們可以把它掛在胸前、吊在鑰匙串上、甚至放進錢包里。一般的U盤容量有1G、2G、4G、8G、16G、32G等，價格上以最常見的4GB為例，50元左右就能買到。存盤中無任何機械式裝置，抗震性能極強。另外，閃存盤還具有防潮防磁、耐高低溫等特性，安全可靠性很好。 * 閃存盤幾乎不會讓水或灰塵滲入，也不會被刮傷，而這些在舊式的攜帶式存儲設備（例如光盤、軟盤片）等是嚴重的問題。而閃存盤所使用的固態(tài)存儲設計讓它們能夠抵抗無意間的外力撞擊。這些優(yōu)點使得閃存盤非常適合用來從某地把個人數(shù)據(jù)或是工作文件攜帶到另一地，例如從家中到學校或是辦公室，或是一般來說需要

13、攜帶到并訪問個人數(shù)據(jù)的各種地點。另外呢他的使用要求將U盤插到電腦上長方形里面帶“舌頭”的插口，看準舌頭在上還在下，對應插入U盤；看電腦有沒認出U盤屏幕右下角有提示接入硬件，在我的電腦里看到多了個磁盤分區(qū)，若沒可能是U盤有問題或者系統(tǒng)沒usb的驅動要先裝（一般Win2000以上的都集成了）；在我的電腦里看到U盤的盤符就嘗試雙擊打開它，如果能打開且里面有足夠空間就將到別的地方復制文件，然后到U盤里粘貼，數(shù)據(jù)傳輸完就OK了。建議不要貪快用剪切，盡量用復制，避免寫入失敗或中斷而引起數(shù)據(jù)丟失數(shù)據(jù)復制到U盤后就右擊屏幕右下角的那個“長方形設備上有個斜向下的綠色箭頭”的圖標，安全刪除.，提示已安全刪除硬件后

14、可以拔出，同樣可以不刪除硬件關機后拔出。該產品表面光滑，適合大批量生產產品。2.1.2 產品結構設計圖2-1 U盤結構設計圖2.2塑件的尺寸精度及表面質量2.2.1 尺寸精度（1）尺寸精度的挑選：塑件的尺寸精度是決定塑件制造質量的第一標準，然而，在滿足塑件的使用要求前提下，設計時總是會盡量將其尺寸精度放低一些（降低模具的加工難度和制造成本）。而對于塑件的精度要求，需具體分析，而根據(jù)裝配情況，精度要求為一般的精度即可，但由于要保證輪與殼體軸的閉合，這就應該對精度要求高些，如果對其要有公差配合要求的，則選擇高精度。新標準將塑件制品等級分為三級，即精密級、中級和自由尺寸等級，其尺寸公差見表1-5。表

15、2-2 塑料制品精度等級的選用（SJ 1372-78）類型塑 料 品 種建 議 采 用 精 度精密中等自由尺寸 1聚苯乙烯ABS聚甲基丙烯酸甲酯聚碳酸酯聚砜酚醛塑料氨基塑料30%玻璃纖維增強塑料3452尼龍6，尼龍66，尼龍610，尼龍9，尼龍1010氯化聚醚硬聚氯乙烯，醋酸纖維素4563聚甲醛聚丙烯低壓聚乙烯567 4軟聚氯乙烯高壓聚乙烯678根據(jù)精度等級選用表，ABS的高精度（精密）為3級，一般精度（中等）為4級。（2）尺寸精度的組成及影響因素，制品尺寸誤差構成為： =+ 式中 制件總的成型誤差； 塑料收縮率波動所引起的誤差；模具成型零件制造精度所引起的誤差； 模具磨損后所引起的誤差；模具

16、安裝，配合間隙引起的誤差；（3）影響塑料制品尺寸精度的因素比較復雜，歸納有以下三個方面。塑料材料主要也是收縮率的影響，收縮率大的尺寸誤差就大。模具模具各部分的制造精度是影響制造件尺寸精度主要的因素。成型工藝成型工藝條件的變化會直接造成材料的收縮，影響尺寸精度。2.2.2 塑件的表面質量塑件的外表面要求無缺陷，沒有導電雜質，因為外表面要進行電鍍，所以外表面應比較光滑外表面粗糙度應較低，而其內表面無特別要求。2.3.1塑件體積和質量的計算該產品材料為ABS塑料，其密度為1.021.05×103（Kg/m），收縮率為0.0030.008。計算其平均密度為1.035×103（Kg/

17、m），平均收縮率為0.005，下面主要對下殼進行計算和校核。計算塑件體積：使用Pro/e軟件對塑件三維模型進行分析得：塑件體積為V= 2391.24mm3計算塑件質量：由公式得塑件質量M=×V=1.035×103×106×2391.24×10-9=2.475g第三章 東芝U盤成型工藝分析3.1 產品材料選擇 用了什么材料。材料流動性，收縮率。由于U盤塑料外殼較小，生產中常用ABS塑料生產。ABS塑料，化學名稱 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，ABS樹脂是五大合成樹脂之一，其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學藥品性及電氣性能優(yōu)良，還具有易加工、制品

18、尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點，容易涂裝、著色，還可以進行表面噴鍍金屬、電鍍、焊接、熱壓和粘接等二次加工，廣泛應用于機械、汽車、電子電器、儀器儀表、紡織和建筑等工業(yè)領域，是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。ABS樹脂是目前產量最大，應用最廣泛的聚合物，它將PS，SAN，BS的各種性能有機地統(tǒng)一起來，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。在此我們選用ABS材料的原因正式在于它具有較好的沖擊力，硬度較高，耐磨，流動力好，不易變形等特點。 該產品的流動性一般BS外觀為不透明呈象牙色粒料，其制品可著成五顏六色，并具有高光澤度

19、。ABS相對密度為1.05左右，吸水率低。ABS同其他材料的結合性好，易于表面印刷、涂層和鍍層處理。ABS的氧指數(shù)為1820，屬易燃聚合物，火焰呈黃色，有黑煙，并發(fā)出特殊的肉桂味。 2、力學性能 ABS有優(yōu)良的力學性能，其沖擊強度極好，可以在極低的溫度下使用；ABS的耐磨性優(yōu)良，尺寸穩(wěn)定性好，又具有耐油性，可用于中等載荷和轉速下的軸承。ABS的耐蠕變性比PSF及PC大，但比PA及POM小。ABS的彎曲強度和壓縮強度屬塑料中較差的。ABS的力學性能受溫度的影響較大。 3、熱學性能 ABS的熱變形溫度為93118，制品經退火處理后還可提高10左右。ABS在-40時仍能表現(xiàn)出一定的韌性，可在-401

20、00的溫度范圍內使用。 4、電學性能 ABS的電絕緣性較好，并且?guī)缀醪皇軠囟?、濕度和頻率的影響，可在大多數(shù)環(huán)境下使用。 5、環(huán)境性能 ABS不受水、無機鹽、堿及多種酸的影響，但可溶于酮類、醛類及氯代烴中，受冰乙酸、植物油等侵蝕會產生應力開裂。ABS的耐候性差，在紫外光的作用下易產生降解；于戶外半年后，沖擊強度下降一半。 6、ABS塑料的加工性能ABS同PS一樣是一種加工性能優(yōu)良的熱塑性塑料，可用通用的加工方法加工。 ABS的熔體流動性比PVC和PC好，但比PE、PA及PS差，與POM和HIPS類似；ABS的流動特性屬非牛頓流體；其熔體粘度與加工溫度和剪切速率都有關系，但對剪切速率更為敏感。 收

21、縮率的確定塑件的材料為ABS塑料，由材料收縮率表（見表2-1），故選取收縮率為0. 50%。表3-1 材料收縮率表3.2 成型工藝特性分析 成型溫度一般制品的干燥條件為溫度8085，時間24h；對特殊要求的制品(如電鍍)的干燥條件為溫度7080，時間1818h。ABS制品在加工中易產生內應力，內應力的大小可通過浸入冰乙酸中檢驗；如應力太大和制品對應力開裂絕對禁止，應進行退火處理，具體條件為放于7080的熱風循環(huán)干燥箱內24h，再冷卻至室溫即可。成型壓力、當塑料基本上填滿模腔后（通常是在模腔填充到95%-98%的時候）螺桿保持一定的設置壓力（保壓壓力），作用在融熔的塑料中，使得模腔內產品更飽和，

22、尺寸更穩(wěn)定，但是，過大的保壓壓力會增加產品成形后的內應力。第四章 成型前的準備4.1 注塑成型工藝簡介注塑成型就是利用流體塑料的可擠壓性與可模塑性，首先將松散的成型物料從注塑機的料斗送入高溫機筒內加熱成為粘流狀態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動下，以很大的流速通過機筒前端的噴嘴注射進入溫度較低的閉合模具中，經過一段時間的保壓冷卻以后，開啟模具便后可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。一般分為三個階段的工作，如圖3-1所示：圖4-1 注塑成型壓力時間曲線（1）物料準備：成型前應對物料的外觀、顆粒情況、有無雜質等進行簡單檢驗，并檢測其熱穩(wěn)定性、流動性和收縮率等指標。對于吸濕性較強的塑料，應

23、根據(jù)注射成型工藝允許的含水量預先進行適當?shù)念A熱干燥，若還有嵌件，還需知道嵌件的熱膨脹系數(shù)，對模具進行適當?shù)念A熱，來避免收縮應力和裂紋，有的塑料制品還需要利用脫模劑，以利于脫模。（2）注塑過程：塑料在料筒內經過加熱并達到流動狀態(tài)后，進入模腔內的流動可分為注射、保壓、倒流和冷卻四個階段，注塑過程可以用如圖所示3.1所示。其中t0所代表的是螺桿或柱塞開始注射熔體的時刻；當模腔充滿熔體（t=t1）時，熔體的壓力迅速上升，達到最大值P0。從時間t1到t2，塑料處于螺桿（或柱塞）的壓力下，熔體會繼續(xù)流入模腔內以彌補因為冷卻收縮而產生的空隙。由于塑料仍在流動，而溫度又在不斷下降，定向分子（分子鏈的一端在模腔

24、壁固化，另一端沿流動方向排列）很容易被凝結，所以這一階段是大的分子定向形成的主要階段。而這一階段的時間越長，分子定向的程度越高。從螺桿開始后退到結束（時間從t2到t3），由于模腔的內部壓力比流道內高，會發(fā)生熔體倒流，使模腔的內部壓力迅速下降。倒流一直到澆口處熔體凝結時為止。其中，塑料制件平均收縮率是由塑料凝結時的壓力和溫度決定的。（3）制件的后處理：由于成型過程中熔融塑料在溫度和壓力下的變形流動十分復雜，再加上流動前塑化不均勻以及充模后冷卻速度不一致，導致制件內經常出現(xiàn)不均勻的結晶、取向和收縮，導致制件內產生相應的（結晶、取向和收縮）應力，脫模后除了引起時效變形外，還會使制件的力學性能、光學性

25、能以及外觀質量變壞，甚至嚴重時會開裂。所以有的塑件需要進行后處理，常用的后處理有退火和調濕兩種方法。退火是為了消除或降低制件成型后的殘余應力，此外，退火還可以對制件進行解除取向，并降低制件硬度和提高韌性，溫度一般在塑件使用溫度以上的1020度至熱變形溫度以下1020度之間；調濕處理是一種調整制件含水量的后處理工序，主要用于吸濕性很強、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件。調濕處理所用的加熱介質一般為沸水或醋酸鉀溶液（沸點為121，加熱溫度為100121，保溫時間與制件厚度有關，通常取29小時。4.2 注塑成型工藝條件（1）壓力：注射成型過程中的壓力包括注射壓力，保壓力和背壓力。注射壓力用以克服熔體

26、從料筒向型腔流動的阻力，提供充模速度及對熔料進行壓實等。保壓力的大小取決于模具對熔體的靜水壓力，與制件的形狀，壁厚及材料有關。對于像ABS流動性好的料，保壓力應該小些，以避免產生飛邊，保壓力可取略低于注射壓力。背壓力是指注塑機螺桿頂部的熔體在螺桿轉動后退時所受到的壓力，背壓力除了可驅除物料中的空氣，提高熔體密實程度之外，還可以使熔體內壓力增大，螺桿后退速度減小，塑化時的剪切作用增強，摩擦熱量增大，塑化效果提高，根據(jù)生產經驗，背壓的使用范圍約為3.427.5MPA。（2）溫度：注塑成型過程中需控制的溫度有料筒溫度、噴嘴溫度和模具溫度。噴嘴溫度通常略微低于料筒的最高溫度，以防止熔料在直通式噴嘴口發(fā)

27、生“流涎現(xiàn)象”；模具溫度一般通過冷卻系統(tǒng)來控制；為了保證制件有較高的形狀和尺寸精度，模具溫度必須低于塑料的熱變形溫度，來避免制件脫模后發(fā)生較大的翹曲變形。ABS料筒溫度的經驗數(shù)據(jù)如表3-1所示：表4-2 溫度的經驗數(shù)據(jù)料筒溫度 /噴嘴溫度/模具溫度/熱變形溫度 /前段中段后段1.82MPA0.45MPA200210220220606596（3）時間：完成一次注塑成型過程所需要的時間稱為成型周期。包括注射時間、保壓時間、冷卻時間、其他時間（開模、脫模、涂脫磨劑、安放嵌件和閉模等），在保證塑件質量的前提下應盡量減小成型周期的各段時間，以提高生產率，其中，最重要的是注射時間和冷卻時間，在實際生產中注

28、射時間一般為35秒，保壓時間一般為20120秒，冷卻時間一般為30120秒（這三個時間都是根據(jù)塑件的質量來決定的，質量越大那相應的時間越長）。確定成型周期的經驗數(shù)值如表3-2所示：表4-3成型周期與壁厚關系制件壁厚 /mm成型周期 / s制件壁厚 / mm成型周期 / s0.5102.5351.0153.0451.5223.5652.0284.085經過上面的經驗數(shù)據(jù)以及推薦值，可以初步確定成型工藝參數(shù)，因為各個推薦值有差別，而且有的參數(shù)設置與實際注塑成型時的參數(shù)設置也不一致，固需結合兩者，初定制品成型工藝參數(shù)如表3-3所示：表4-4制品成型工藝參數(shù)初步確定特性內容特性內容噴嘴形式直通式模具溫

29、度50噴嘴溫度()220后段溫度()220中段溫度()210前段溫度()200注射壓力MPa85120保壓力MPa80注射時間s35保壓時間s20冷卻時間s20其他時間s3干燥溫度()6080干燥時間()13后處理溫度70，保溫時間2小時。4.3 注塑機的選擇4.3.1 注塑機簡介（背景）1956年制造出世界上第一臺往復螺桿式注塑機，這是注塑成型工藝技術的一大突破，目前注塑機加工的塑料量是塑料產量的30%；注塑機的產量占整個塑料機械產量的50%。成為塑料成型設備制造業(yè)中增長最快，產量最多的機種之一。注塑機的分類方式很多，目前尚未形成完全統(tǒng)一標準的分類方法。常用的說法有：（1）按加工能力分類：超

30、小型、小型、中型、大型和超大型注塑機。（2）按設備外形特征分類：臥式、立式、直角式、多工位注塑機。此外還有按用途分類和按合模裝置的特征分類，但日常生活中用的較少。4.3.2 注塑機基本參數(shù)注塑機的主要參數(shù)有公稱注射量，注射壓力、注射速度、塑化能力、鎖模力、合模裝置的基本尺寸，開合模速度，空循環(huán)時間等。這些參數(shù)是設計，制造，購買和使用注塑機的主要依據(jù)。（1）公稱注塑量：指在對空注射的情況下，注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時，注射裝置所能達到的最大注射量，反映了注塑機的加工能力。（2）注射壓力：為了克服熔料流經噴嘴，澆道和型腔時的流動阻力，螺桿(或柱塞)對熔料必須施加足夠的壓力，我們將這種壓力稱

31、為注射壓力。（3）注射速率：為了使熔料及時充滿型腔，除了必須有足夠的注射壓力外，熔料還必須有一定的流動速率，描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時間或注射速度。常用的注射速率如表3-4所示表4-5 注射量與注射時間的關系注射量/CM 125 250500100020004000600010000注射速率/CM/S125 200333570890133016002000注射時間/S 11.251.5 1.752.25 3 3.75 5（4）塑化能力：單位時間內所能塑化的物料量，塑化能力應與注塑機的整個成型周期配合協(xié)調，若塑化能力高而機器的空循環(huán)時間長，則不能發(fā)揮塑化裝置的能力，反之則會加長成型周期。（

32、5）鎖模力：注塑機的合模機構對模具所能施加的最大夾緊力，在此力的作用下模具不應被熔融的塑料所頂開。（6）合模裝置的基本尺寸：包括模板尺寸，拉桿空間，模板間最大開距，動模板的行程，模具最大厚度與最小厚度等。這些參數(shù)規(guī)定了機器加工制件所使用的模具尺寸范圍。（7）開合模速度：為使模具閉合時平穩(wěn)，以及開模，推出制件時不使塑料制件損壞，要求模板在整個行程中的速度要合理，即合模時從快到慢，開模時由慢到快在到停。（8）空循環(huán)時間：在沒有塑化，注射保壓，冷卻，取出制件等動作的情況下，完成一次循環(huán)所需的時間。4.3.3 注塑機的選擇與校核（1）由注射量選定注射機由PRO/E建模分析得（材料密度取1.035

33、15;103Kg/m）塑件體積為:V= 2391.24mm3塑件質量為:M=2.475g澆注系統(tǒng)質量 =1.2g= =3.675/0.8=4.594g式中：M實際注射量(g)；額定注射量(g)；K注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8。由此選擇臥式注射成型機：XS-ZY-60；該設備的技術規(guī)范見表：表4-6國產注射機XS-Z-60技術參數(shù)表特性內容特性內容結構類型臥式拉桿空間(mm)190x300公稱注射量(cm)60移模行程(mm)180螺桿(柱塞)直徑(mm)38最大模具厚度(mm)200注射壓力(MP)122最小模具厚度(mm)70注射時間(s)-鎖模形式(mm)液壓-機械注射方式柱塞

34、式模具定位孔直徑(mm)120螺桿轉速(r/min)-噴嘴圓弧半徑(mm)12鎖模力(KN)500噴嘴孔直徑4（2）注射壓力校核ABS塑料推薦注射壓力為7090MPa，考慮到本制件壁厚較小，充模時阻力較大取注射壓力為80 Mpa，根據(jù)已選的注射機可知符合要求。（3）鎖模力校核注射成型時的塑料會產生模板間的漲模力，此漲模力等于塑件和澆注系統(tǒng)在分形面上的投影面積與型腔壓力之積。為防止模具分型面被漲模力頂開，必須對模具施加足夠的鎖模力，否則在分型面處會產生溢料現(xiàn)象，因此模具設計時應使注射機的額定鎖模力必須大于漲模力。則 30×（1×43675）=15330<500000N式

35、中，F(xiàn)注塑機額定鎖模力(N)；單個塑件在模具分型面上的投影面積(m)；澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積(m)；塑料熔體在型腔內的平均壓力(查模具設計手冊)（2040MPa）。（4） 模具厚度校核模具厚度必須滿足下式：H H H 而 70 189 200 滿足要求。式中 H所設計的模具厚度 189mm； H注塑機所允許的最小模具厚度70mm；H注塑機所允許的最大模具厚度200mm；（5） 定位圈尺寸校核 注塑機固定模板臺面的中心有一規(guī)定尺寸的孔，稱之為定位孔。注塑模端面凸臺徑向尺寸須與定位孔成間隙配合，以便于模具安裝，并使主流道的中心線與噴嘴的中心線相重合。所以模具端面凸臺高度應小于定位孔深度。

36、（6） 噴嘴尺寸校核在實際生產過程中，模具的主流道襯套始端的球面半徑R2應取比注射機噴嘴球面半徑R1大12 mm，主流道小端直徑D取比注射機噴嘴直徑d大0.51 mm，如圖3-2所示，以防止主流道口部積存凝料而影響脫模，所以，注射機噴嘴尺寸是標準，模具的制造以它為準則。 圖4-7 噴嘴與澆口套尺寸關系 （7） 開模行程校核模具開模取出制品所需的開模距離必須小于注射機的開模行程。注射機最大的開模行程的大小直接影響模具所形成的塑件高度，太小時塑件無法從動定模之間取出。所選注塑機為液壓機械聯(lián)合作用鎖模機構，最大開模行程不受模具厚度影響。此時最大開模行程S等于注塑機移動、固定模板臺面之間的最大距離減去

37、模具厚度SH+H+（510）mm 18025+25+10 18060 滿足要求。 式中 S注塑機移模行程180 mm；H推出距離25 mm；H流道凝料與塑件高度25 mm。 第五章 模具設計5.1 分型面的設計為了將塑件和澆注系統(tǒng)凝料等從密閉的模具取出，以及為了安放嵌件，將模具適時地分成兩個或若干個組成部分，這些可以分離部分地接觸面，統(tǒng)稱分型面。從分型面地數(shù)目來看：單分型面、雙分型面、多分型面。從分型面形狀來看：平面、斜面、階梯面、曲面。從分型面地開模方式來看：平行于開模方向，垂直與開模方向，與開模方向呈一斜角。模具設計中分型面的選擇很關鍵，它決定了模具的結構。應根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型

38、要求來選擇分型面。選擇模具的分型面時應考慮以下基本原則：（1）分型面的選擇應有利于脫模（2）分型面的選擇應有利于成型零件的加工制造（3）分型面的選擇應有利于保證塑件的外觀質量和精度要求（4）分型面應選在塑件外形最大輪廓處（5）分型面應有利于側向抽芯（6）便于塑件脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊（7）對成型面積的影響由于考慮到該塑件有側抽芯機構的設計，所以選擇單分型面水平分型方式，可以減少對側抽芯機構設計的復雜程度，且開模時動定模直接分開，又可減少模具加工難度又便于成型后出件。5.2 型腔數(shù)的確定一模8腔的布局將使抽芯機構變得簡易，采用一模八件，生產效率高，生產時間短，料流比較順暢，零件質量較

39、好。經過分析采用一模八件，如圖5-1所示：5.3 模具澆注系統(tǒng)設計5.3.1 澆口位置設計（1）澆注系統(tǒng)應與塑件一起在分型面上，也應有壓降、流量和溫度分布的均衡布置；（2）盡量縮短流動行程，以降低壓力損失，縮短充模時間；（3）澆口位置的選擇，應避免產生亂流，及噴射和蛇行流動，并應有利于排氣和補縮；（4）避免高壓熔體對型芯和嵌件產生沖擊，防止變形和位移。（5）澆注系統(tǒng)凝料脫出方便可靠，易與塑件分離或切除整修容易，且外觀無損傷；（6）澆注系統(tǒng)應達到所需精度和粗糙度，其中澆口必須有IT8以上精度；（7）熔合縫位置必須合理安排，必要時配置冷料井或溢料槽；盡量減少澆注系統(tǒng)的用料量。側澆口：形狀簡單，便于

40、加工，而且尺寸精度容易保證；試模時，如發(fā)現(xiàn)不適當，容易及時修改；能相對獨立地控制填充速度與封閉時間；可用于各種塑料；對于殼體類塑件，流動填充效果更佳；必須進行去澆口處理，增加成本。5.3.2 澆口套設計由于注塑成型時主流道要與高溫塑料熔體和注塑機噴嘴反復接觸和碰撞，所以一般都不將主流道直接開在定模上，而是將它單獨開設在一個嵌套中，然后將此套再嵌入定模內，此套為澆口套，也稱為主流道襯套。澆口套應選用優(yōu)質鋼材8A，熱處理硬度為53-57HRC。長度應與定模配合部分的厚度一致，主流道出口處的端面不能突出在分型面上，否則不僅會造成溢料，而且還會壓壞模具。襯套與定模之間的配合采用H7/6。選擇的澆口套，如圖5-2所示：圖5-2 澆口套設計5.3.4 排氣方式此制件屬中小型，且注射速度中等，可以利用分型面和推桿的間隙排氣，所以不開設專門排氣槽，這樣既可減少設計的復雜度，還可節(jié)約設計成本。5.3.5冷料穴及拉料桿 冷料穴的作用是貯存因兩次注射間隔而產生的冷料頭以及熔體流動的前鋒冷