殼體注塑模的方案設計書

1、論文題目：殼體注塑模的設計系部材料系專業(yè)模具設計與制造班級學生姓名學號指導教師畢業(yè)設計/論文任務書題目殼體成型工藝及注塑模設計內容：（1）外殼的結構工藝分析制定成型工藝方案，進行工藝與模具原始資料:企鵝332554595有刪減 有CADr零侔電秩ffi號ABS生產ftt童大批塞隨著工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)產品的品種和數(shù)量不斷增加。換型不斷加快。使模 具的需要補斷增加。而對模具的質量要求越來越高。模具技術在國民經(jīng)濟中的 作用越來越顯得更為重要。中國模具工業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展模具是制造業(yè)的重要工藝基礎，在我國，模具制造屬于專用設備制造業(yè)。中國雖然很早就開始制造模具和使用模具，但長期未形成產業(yè)。直到20世紀80年

2、代后期，中國模具工業(yè)才駛入發(fā)展的快車道。近年，不僅國有模具企業(yè)有了很大發(fā)展，三資企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)（個體）模具企業(yè)的發(fā)展也相當迅速。據(jù)不完全 統(tǒng)計，近10年全國（未含港、澳、臺統(tǒng)計數(shù)字，下同）模具生產及進出口發(fā) 展情況如W5- j| mi'rarivo*(E無人足1*5*160-捋pL1no*MO>'由表可見，雖然中國模具工業(yè)發(fā)展迅速，但與需求相比，顯然供不應求，其 主要缺口集中于精密、大型、復雜、長壽命模具領域。由于在模具精度、壽命、 制造周期及生產能力等方面，中國與國際平均水平和發(fā)達國家仍有較大差距，因此，每年需要大量進口模具。中國模具產業(yè)除了要繼續(xù)提高生產能力，今后更要著重

3、于行業(yè)內部結構的調整和 技術發(fā)展水平的提高。結構調整方面，主要是企業(yè)結構向專業(yè)化調整，產品結構 向著中高檔模具發(fā)展，向進出口結構的改進，中高檔汽車覆蓋件模具成形分析及 結構改進、多功能復合模具和復合加工及激光技術在模具設計制造上的應用、高速切削、超精加工及拋光技術、信息化方向發(fā)展。近年，模具行業(yè)結構調整和體制改革步伐加大， 主要表現(xiàn)在，大型、精密、復雜、 長壽命、中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度高于一般模具產品；塑料模和壓鑄模 比例增大；專業(yè)模具廠數(shù)量及其生產能力增加；三資”及私營企業(yè)發(fā)展迅速；股份制改造步伐加快等。從地區(qū)分布來看，以珠江三角洲和長江三角洲為中心的東 南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)

4、，南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快、模具生 產最為集中的省份是廣東和浙江，江蘇、上海、安徽和山東等地近幾年也有較大 發(fā)展。模具成型具有優(yōu)質，高產，低消耗，低成本的特點。因而，在國民經(jīng)濟各 個部門得到了極其廣泛的應用。在模具成型中，塑料成型占很大的比重。由于 塑料具有化學穩(wěn)定性好，電絕緣性強，力學性能高，自潤滑，耐磨及相對密度 小等獨特的優(yōu)異性能，成為工業(yè)部分必不可少的新型材料。根據(jù)業(yè)內專家預測，今年中國塑料模具市場總體規(guī)模將增加13%左右，到2005年塑料模具產值將達到460億元，模具及模具標準件出口將從現(xiàn)在的 9000 多萬美元增長到2005年的2億美元左右，產值在增長，也就意味著市場在日漸

5、 擴大。相當多的發(fā)達國家塑料模具企業(yè)移師中國，是國內塑料模具工業(yè)迅速發(fā)展 的重要原因之一。中國技術人才水平的提高和平均勞動力成本低都是吸引外資 的優(yōu)勢，所以中國塑模市場的前景一片輝煌，這是塑料模具市場迅速成長的重 要因素所在。按照我國國家標準，模具共分為 10大類46個小類，塑料模具是10大類 中的I個大類，共有7個小類：熱塑性塑料注塑模、熱固性塑料注塑模、熱固 性塑料壓塑模、擠塑模、吹塑模、真空吸塑模和其他類塑料模。塑料模的發(fā)展 是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的，在我國起步較晚，但發(fā)展卻很快，特別是最 近幾年，無論在質量、技術和制造能力上，都有很大發(fā)展。但就總體來看，與 國民經(jīng)濟發(fā)展和世界先進水

6、平相比，差距仍較大，一些大型、精密、復雜、高 效、長壽命的塑料模具每年仍大量進口。據(jù)悉目前全世界年產出模具約650億美元，其中塑料模具約為260億美元。 我國1999年模具總產值245億元.其中塑料模具約為82億元，2000年近100 億元。七類塑料模具中，注塑模具所占比例很大，約占全部塑料模具的 80%左 右。塑料模具的主要用戶是家用電器行業(yè)、汽車、摩托車行業(yè)、電子音像設備 行業(yè)、辦公設備行業(yè)、建筑材料行業(yè)、信息產業(yè)及各種塑料制品行業(yè)等。目前 國內年需塑料模具約130-140億元，真中有30多億元仍靠進口，進口量最多的 塑料模具有汽車摩托車飾件模具、大屏幕彩電殼模具、冰箱洗衣機模具、通訊 及

7、辦公設備塑殼模具、塑料異型材模具等?，F(xiàn)代模具技術的發(fā)展，在很大程度上依賴于模具標準化、優(yōu)質模具材料 的研究、先進的設計與制造技術、專用的機床設備，更重要的是生產技術的管 理等。21世紀模具行業(yè)的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和網(wǎng)絡化。 追求的目標是提高產品的質量及生產效率，縮短設計及制造周期，降低生產成 本，最大限度地提高模具行業(yè)的應變能力，滿足用戶需要。可見，未來我國模 具工業(yè)和技術的主要發(fā)展方向將是：大力普及、廣泛應用 CAD/CAE/CAM技術，逐步走向集成化。現(xiàn)代模 具設計制造不僅應強調信息的集成，更應該強調技術、人和管理的集成。提高大型、精密、復雜與長壽命模具的設計與制造技術，

8、逐步減少模 具的進口量，增加模具的出口量。 在塑料注射成型模具中，積極應用熱流道，推廣氣輔或水輔注射成型，以 及高壓注射成型技術具，即快速成型制造技術，迅速制造出產品的原型與模具， 降低成本推向市場。積極研究與開發(fā)模具的拋光技術、設備與材料，滿足特殊產品的需要。推廣應用高速銑削、超精度加工和復雜加工技術與工藝，滿足模具制 造的需要。開發(fā)優(yōu)質模具材料和先進的表面處理技術，提高模具的可靠性。研究和應用模具的高速測量技術、逆向工程與并行工程，最大限度地 提高模具的開發(fā)效率與成功率。開發(fā)新的成型工藝與模具，以滿足未來的多學科多功能綜合產品開發(fā) 設計技術。在科技發(fā)展中，人是第一因素，因此我們要特別注重人

9、才的培養(yǎng)，實現(xiàn)產、 學、研相結合，培養(yǎng)更多的模具人才，搞好技術創(chuàng)新，提高模具設計制造水平。 在制造中積極采用多媒體與虛擬現(xiàn)實技術，逐步走向網(wǎng)絡化、智能化環(huán)境，實 現(xiàn)模具企業(yè)的敏捷制造、動態(tài)聯(lián)盟與系統(tǒng)集成。我國模具工業(yè)一個完全信息化 的、充滿著朝氣和希望而又實實在在的新時代即將到來。由于本人水平有限，不妥之處在所難免，肯請老師批評指正。1 塑件分析與模具材料和注射機的選取1.1 塑件結構和技術要求的分析1.1.1 塑件工藝規(guī)程的編制該塑件為一矩形殼體，殼體底部有六個 02° mm的孔，其零件圖如圖1 1示0z+J_L)1 y圖11外殼零件圖 本塑件的材料為：ABS，生產類型為大批量生產

10、。1.2 塑件的工藝性分析1.2.1 塑件的原材料分析塑件的材料采用ABS，屬熱塑性塑料。ABS是丙烯晴、丁二烯和苯乙烯三 種單體聚合而成的非結晶型的高聚物。 ABS塑料是一種綜合性能優(yōu)良的在工程 技術中廣泛應用的新型塑料。(1) ABS塑料的使用性能由于ABS是三種單體聚合而成的，因此它具有三種組合物的綜合性能，丙烯晴可使 ABS具有較高的強度、硬度耐熱性及耐 化學穩(wěn)定性；丁二烯可使ABS具有彈性和較高的沖擊強度；苯乙烯可使ABS具 有優(yōu)良的介電性能和成型加工性能。此零件壁厚為5mm,因此塑件成型后強度較咼。(2) ABS塑料的成型性能ABS的成型性能較好，可采用注射、擠出、 壓延、吹塑、真

11、空成型等方法制造塑料制品。它的流動性較好，成型收縮率?。?ABS塑料比熱容較低，在料筒中塑化效率高，在模具中凝固也較快，模塑周期 短。此外殼零件壁厚均勻、形狀較規(guī)則，因此采用注射成型塑件，塑件成型容易 質量也易保證。ABS吸水性大，成型前必須充分干燥，表面要求光澤的制品應進行較長時 間的干燥。此塑件為外殼零件，件塑表面質量應較為光澤，所以在注射成型前應 充分干燥。另外之間壁厚較厚，成形時易產生凹痕、變形等缺陷，成形溫度低時， 方向性明顯，凝固速度較快，易產生內應力，因此，成形時應注意控制成形溫度， 澆注系統(tǒng)應較緩慢散熱，冷卻速度不宜過快。保壓壓力大時容易加大分子取向， 使制品出現(xiàn)較為明顯的各向

12、異向性。 在保壓壓力和注塑壓力相等時，制品的收縮 率可降低，批量產品的尺寸波動小，但會使制品產生較大的內應力。1.2.2 塑件的結構和尺寸精度及表面質量分析(1) 結構分析。從零件圖上分析，該零件為長方體，殼體底面為弧形曲面， 在曲面上還開有六個 20mm的通孔，孔以制件中心線對稱分布，外輪廓尺寸： 長為200mm、寬為100mm、頂高50mm，制件壁厚5mm。由于制件形狀較規(guī)則， 成形時不必設計側向抽芯機構，因此模具結構就較為簡單。(2) 尺寸精度分析。從該制品的零件圖可知；形狀，結構對制件脫模都沒有太高要求， 對尺寸大 小，產品精度和表面質量要求較高。 .成型制件的尺寸大小主要取決于塑料原

13、料的流動性和注射時的壓力，在一定的設備和工藝條件下，流動性較好的塑料品種可以成型較大的 制件，塑料ABS的流動性能較好，適于成型較大的制件。 .制品的精度等級；塑料制件的尺寸精度主要取決于塑料收縮率的波動和模具制造誤差，塑料件未注公差，由于該制件的原材料為ABS，而 ABS的制件公差等級較低為MT5級。 .制品的表面質量；塑料制件的精度等級較低，我們所要獲得的制件對制品的表面質量除要求無缺陷，毛刺，內部不得有導電雜質外無特殊 要求，一般的模具制造工藝和注塑工藝就能滿足要求。制品的形狀結構；制品的壁厚均勻為 5mm。符合ABS的最小壁厚原則，在 制件的轉角處設計圓角，防止在此處出現(xiàn)缺陷。在客體內

14、壁有一個脫模斜度，塑 件的內表面粗糙度要求比較底，而外表面則要求有比較高的光澤度，因此要對型 腔表面進行拋光。1.3 計算塑件的質量和體積1.3.1 根據(jù)塑件的質量選擇注塑機及確定型腔數(shù)計算塑件的體積：V=174200mm3計算塑件的質量：根據(jù)手冊可查 ABS的密度"=1.02cm3 故塑件質量為：W=V P-3= 174200X1.02 X10=150.144g（其中圓角處尺寸可不預考慮，拱形底面按平面計算體積在選取注塑機時適當放 大）1.3.2 注射機的選用塑件成形所需的注射總量應該小于所選注射機的注射量。注射容量以容積 （cm3）表示時，塑件體積（包括澆注系統(tǒng)）應小于注射機的注

15、射容量，其關系 按模具設計與制造簡明手冊中式 2-54校核：V件w 0.8V注33式中 V件塑件與澆注系統(tǒng)的體積（cm）；取V件=174.2cm；v注注射機的注射容量（cm）；0.8最大注射容量利用系數(shù)。則有：217.75c卅 w V 注根據(jù)V注217.75棉和模具設計與制造簡明手冊表 2-40初步選取的注 射機型號為XS- ZY- 500。其主要參數(shù)如下：螺桿直徑（mr）i： © 65;注射容量（cni）： 500; 注射壓力（MPa : 100;,由于澆道系統(tǒng)及各部位幾何形狀不同，不同部位對于充模熔體的流動（速度、壓力）提出要求，否則就要影響熔體在這一部位的流動性能或高分子的潔凈

16、 定向作用，以及制品的表面質量。這樣，在一個注射過程中，螺桿向模具推進熔體時，要求實現(xiàn)在不同位置 上的有不同的注射速度和不同注射壓力等工藝參數(shù)的控制，這種注射過程稱為多 級注塑。而多級注塑工藝要通過不同聚合物材料和不同的制品進行擬定和選擇，叱）噴嘴塑件工藝參數(shù)的選用：料筒溫度喂料區(qū)40-60（C（50叱）區(qū)1160-180IIC(180Oc)區(qū) 2 180-230I'c(2100 c)區(qū) 3 210-260叱(240叱）區(qū) 4 210-260（C(240lC)區(qū) 5 210-300'c(240lC)220-260叱(240料筒恒溫220 1C模具溫度注射壓力 注射時間 保壓壓力

17、 保壓時間40-80 1C(60IJ C )100-150MPa(100 MPa)3-5s( 4s )保壓時間相對較短，注射壓力的 30%-60%15-30s(20s)熔料溫度冷卻時間成型周期220-250 liC（ 230IC）15-30s（40s）40-70s（ 70s）括號內的參數(shù)建議作為基本設定值，行程利用率為35%和65%模件流長與壁厚之比為 50： 1到100： 1。背壓 5-15MPa,如果背壓太低，溶料中裹入的空氣 會造成焦化（在制品注射速度內有灰黑紋路）最好采用分級注射：從慢到快；需高速度以達到好的表面光澤，最 小融合縫以及融合縫高度；需要在前流道處開設通氣隧道螺桿轉速最大螺

18、桿轉速折合線速度為0.6m/s，但最好將螺桿轉速調的低一計里行程殘料量預烘干點，只要能在冷卻時間結束前完成塑化過程即可（）D2-8mm ，取決于計量行程和螺桿直徑ABS 在有些情況下可從原料袋內直接喂料無需預烘干，否則在80 C回收率 收縮率 澆口系統(tǒng)溫度下烘干3h；潮濕的顆粒會造成制品有裂紋，檫痕或氣泡可加30%勺回料，前提是之前材料沒有發(fā)生熱分解0.4%-0.7%可使用點式澆口和熱流道；最小壁厚不應小于0.7 mm,因為ABS流動性較差2 確定模具的結構方案2.1確定塑件在模具中的位置和分型面位置2.1.1 模腔數(shù)量的確定塑件的生產屬大批量生產，宜采用多型腔注塑模具，其型腔個數(shù)與注塑機的

19、塑化能力，最大注射量以及合模力等參數(shù)有關，此外還受制件精度和生產的經(jīng)濟 性等因素影響，有上述參數(shù)和因素可按下列方法確定模腔數(shù)量；1.按注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)量 N1N1= (F/PC) /A B/A其中：F注塑機的鎖模力NPC型腔內的平均壓力 MPaA每個制件在分型面上的面積（m 打B流道和澆道在分型面上的投影面積（m 打在模具設計前為未知量，根據(jù)多型腔模具的流動分析 B為（0.20.5 ），常 取B=0.35,熔體內的平均壓力取決于注射壓力，一般為 2540MPa實際所需鎖 模力應小于選定注塑機的名義鎖模力，為保險起見常用 0.8F則N1=0.6F/APC=3500000 X 0.6/

20、20000 X 30=3.5（個）2.注射機注塑量確定型腔數(shù)目N2N2= （G- C） /V其中：G注射機的公稱注塑量（伽1）V單個制件體積（mm 1 ）C流道和澆口的總體積（mm 1）生產中每次實際注塑量應為公稱注塑量的 0.750.45倍，取0.6倍計算， 同時流道和澆道的體積為未知量， 據(jù)統(tǒng)計每個制品所需澆注系統(tǒng)是體積的 0.2 1倍，現(xiàn)取C=0.6則N2=0.6G/1.6V=0.375G/V=0.375 X 500000- 174200=1.08（個）從以上討論可以看到模具的型腔個數(shù)必須取N1, N2中的較小值，在這里可以選取的個數(shù)是1，2, 3,個，考慮的制件的取出和模具的開模等情況

21、，以及模 具的主流道長度最好小于 60mm以防止因為注塑壓力的降低而帶來的制件充型 不足等缺陷。我們所設計的線圈骨架注塑模具采用一模一腔的方案，即N=12.1.2 分型面的選擇以及型腔的排列方式的確定分型面的選擇模具設計的過程中分型面的選擇很關鍵，它決定了模具的結構，應根據(jù)塑件 便于脫出、模具結構簡單、行腔排氣順利、確保塑件質量、無損塑件外觀的成型 要求選擇分型面。由于制件壁厚較厚，因此分型面應有利于排氣。該塑件為端蓋，表面無特殊的要求，其分型面選擇如下圖所示：企鵝332554595有刪減 有CAD圖.圖2 1模具分型面的形式2.122排氣結構的設計當塑料熔體填充型腔時，必須順序排出型腔及澆注

22、系統(tǒng)內的空氣及塑料受熱 或凝固產生的低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內因各種原因而產生的氣體， 不被排除 干凈，一方面將會在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等成型缺 陷，另一方面氣體受壓，體積縮小而產生高溫會導致塑件局部炭化或燒焦（褐色斑紋），同時積存的氣體還會產生反向壓力而降低充模速度，因此設計型腔時必須考慮排氣問題。有時在注射成型過程中，為保證型腔充填的均勻合適及增加塑 料熔體匯合處的熔接強度，還需在塑料最后充填到的型腔部位開設溢流槽以容納 余料，也可以容納一定量的氣體。注射模具成型時的排氣通常以如下四種方式進行：（1）、利用配合間隙排氣；（2）、在分型面上開設排氣槽排氣；（3）、利用

23、排氣塞排氣；（4）、強制性排氣。在本設計中，利用配合間隙就可以滿足排氣的需要，暫無須再設計其它方式排氣，若在試模過程中出現(xiàn)由于排氣不良而產生廢品，則可另開排氣槽2.2 選擇澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)設計是否合理不僅對塑件性能、結構、尺寸、內外在質量等影響很 大，而且還與塑件所用的利用率、成型生產效率等相關，因此澆注系統(tǒng)設計是模 具設計的重要環(huán)節(jié)。對澆注系統(tǒng)進行總體設計時，一般應遵循如下基本規(guī)則： 排氣良好 能順利的引導熔融塑料填充到型腔的各個深度， 不產生渦流和 紊流，并能使型腔內的氣體順利排出。 流程短 在滿足成型和排氣良好的情況下，要選取短的流程來充滿型腔， 且應盡量減少彎折，以降低壓力損失，縮短填

24、充時間。 防止型芯和嵌件變形應盡量避免熔融塑料正面沖擊直徑較小的型芯和金屬嵌件，防止型芯彎曲變形和嵌件移位。 整修方便 澆口位置和形式應結合塑件形狀考慮，做到整修方便并無損 塑件的外觀和使用。 防止塑件翹曲變形 澆注系統(tǒng)的斷面積和長度除滿足以上各點外，澆注系統(tǒng)的斷面積和長度應盡量取最小值，以減少澆注系統(tǒng)占用的塑料量，從而減少回收料因為本塑件結構簡單，壁厚較厚，一模成型一件制品，則采用直流道設計。2.2.1 主流道設計主流道是澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具相接觸的部位開始，到分流道為止的塑料熔體的流動距離。主流道部分在成型過程中，其小端入口處與注射機噴嘴 及一定溫度、壓力的塑料熔體要冷熱交替地反復

25、接觸， 屬于移損件，對材料的要 求較高，因而模具的主流道部分常設計成可拆卸更換的主流道襯套式(也稱澆口套)，以便有效地選用優(yōu)質鋼材單獨進行加工和熱處理。一般采用碳素工具鋼如 T8A、T10A等，熱處理要求淬火5357HRC。主流道襯套應設置在模具的對稱 中芯位置上，并盡可能保證與相聯(lián)接的注射機噴嘴為同一軸心線。主流道襯套形式如圖2. 2所示，圖2. 2a為主流道與定位圈設計成整體式， 一般用于小型模具；圖2. 2b和圖2. 2 c所示為將主流道襯套和定位圈設計成a)b)c)圖2. 2兩個零件，然后配合固定在模板上。在本設計中，為了安裝與拆卸方便，所 以采用圖2. 2b的形式。2.3 成型零件的

26、結構設計模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲件、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，承受塑料熔體的高 壓、料流的沖殺刷，脫模時與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的 幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度， 此外，成型零件還要求結構合 理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。設計成型零件時，應根據(jù)塑料的特性和塑件的結構及使用要求， 確定型腔的 總體結構，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型 零件的加工、熱處理裝配等要求進行成型零件結構設計， 計算成型零件的工作尺 寸，對關鍵的成型零件進行強度和剛度校核。2.3.1

27、凹模凹模是成型零件外表面的主要零件，按其結構不同，可分為整體式和組合式 兩類。1、整體式凹模 整體式凹模由整快材料加工而成。2、組合式凹模 組合式凹模是指凹模由兩個以上零件組合而成。按組合方 式的不同分為以下幾種形式： 、嵌入式凹模 、局部鑲嵌式凹模 、底部鑲拼式凹模 、側壁鑲拼式凹模 、多件鑲拼式凹模根據(jù)以上這些原則和特點，對型腔的設計提出了兩種設計方案，其設計結構 如下：方案（一）：如圖2. 3a所示：這種方案的特點是結構加工效率高，裝拆方便，節(jié)省了模 具加工需要的模具工具鋼材料，適合于多型腔或大型模具。方案（二）：圖 2-3a圖 2-3b本副模具采用整體式凹模結構，由于制件結構簡單，模具

28、牢固，不易變形, 制件沒有拼界逢，適用用于本制件的模具。如圖2-4所示：圖2-4 成型凹模模具采用無流道設計，成型凹模和定模座一體，有利于模具的加工制造，考 慮要在凹模上開設冷卻水道，且模具型腔較大，所以，凹模板應適當?shù)暮褚稽c， 這樣模具成本會稍微提高。加工可以直接用銑刀銑出，也可以用成型電極。為了 節(jié)約成本。在這里我選用銑削加工。2.3.2 凸模和型芯凸模和型芯均是成型塑件內表面的零件。凸模一般是指成型塑件中比較大 的、主要內形的零件，又稱主型芯；型芯一般是指成型塑件上比較小的孔槽的零 件。主型芯的結構主型芯按結構可分為整體式和組合式兩種。整體式結構牢 固，但不便加工，消耗的模具鋼多，主要用

29、于工藝實驗或小型模具上的形狀簡單 的型芯。組合式型芯的優(yōu)缺點和組合式凹模的基本相同。在此本人對型芯的機構提出了兩種方案。方案（一）：采用整體式型芯，因為采用了整體式型芯，所以對于型芯內的結構布置就容 易了許多，如水道、推出機構等的設計，因為塑件兩邊有凸出的臺肩，所以其加 工的工藝性就不好。方案（二）：經(jīng)過對塑件的分析，如圖2.5所示，因為塑件頂部有六個020的小孔，所 以對其采取分離塊處理，這樣的話，型芯的加工制造就容易多了，節(jié)省制造成本。在經(jīng)過多方面的考慮之后，本人決定采取方案（二）的型芯結構方式。52-圖2.3.3.凸模與固定板連接方式如圖所示（示意圖）圖 2-6成型零部件的制造誤差包括成

30、型零部件的加工誤差和安裝誤差， 配合誤差等 幾個方面。設計時一般應將成型零部件的制造公差控制在塑件的 1/3左右，通常 取IT6 9級，綜合考慮取IT8級。2.4 合模導向機構設計導向機構是保證動定?；蛏舷履：夏r，正確定位和導向的兩件。合模導向機構主要有導柱導向和錐面定位兩種形式，通常采用導柱導向定位。2.4.1 導向機構的作用1、定位作用 模具閉合后，保證動定模或上下模位置正確，保證形腔的形 狀和尺寸精確；導向機構在模具裝配過程中也起了定位作用，便于裝配和調整。2、導向作用 合模時，首先時導向零件接觸，引導動定?；蛏舷履蚀_閉 合，避免型芯先進入形腔造成成型零件損壞。3、 承受一定的側向壓

31、力塑料熔體在充型過程中可能產生單向側壓力，或 者由于成型設備精度低的影響，使導柱承受了一定的側向壓力，以保證模具的正 常工作。若側壓力很大時，不能單靠導柱來承擔。需要增設錐面定位機構。a）b）c）圖2-7在分析了以上三種導柱的特點后，因為本塑件的生產批量比較大，而塑件的 精度要求也不是很高高，故導柱采用圖 2-7 a的形式。2.4.2.1 導套導套的典型結構如圖所示。圖2-8a為直導套（I型導套），結構簡單，力卩 工方便，用于簡單模具或導套后面沒有墊板的場合；圖 2-8 b和圖2-8 c為帶頭 導套（U型導套），結構較復雜，用于精度較高的場合，導套的固定孔便于與固 定孔同時加工，其中圖2-8

32、c用于兩塊板固定的場合。在本模具設計中，塑件對模具的精度要求比較高，所以我采用圖2-8b （H型導套）。嚴/Ja)c)圖2-8b)2.5 推出機構設計還有一個從模具的成型零件上脫落的過程，使塑料件從成型零件上脫落的機構為推出機構。 推出機構的動作是通過裝在注射機合 模機構上的頂桿或者液壓缸來完成的。推出機構可按其推出動作的動力來源分為手動推出機構、機動推出機構、液壓和氣壓推出機構。手動推出機構是模具開模后，由人工操縱的推出機構推出塑 件，一般多用于塑件滯留在定模一側的情況； 機動推出機構利用注射機的開模動 作驅動模具上的推出機構，實現(xiàn)塑件的自動脫模；液壓和氣動推出機構是依靠設 置在注射機上的專

33、用液壓和氣動裝置， 將塑件推出或者從模具中吹出。推動機構 還可以根據(jù)推出零件的類別分類， 可分為推桿推出機構、推管推出機構、凹?；?成型推桿（塊）推出機構、多元綜合推出機構等。另外還可以根據(jù)模具的結構特 征來分類，如：簡單推出機構、動定模雙向推出機構、順序推出機構、二級推出 機構、澆注系統(tǒng)凝料的脫模機構；帶螺紋塑件的脫模機構等等。推出機構的設計原則：1. 推出機構應盡量設置在動模一側。2. 保證塑件不因推出而變形損壞。3. 機構簡單動作可靠。4. 良好的塑件外觀。5. 合模時的正確復位。2.5.1 推桿推出機構由于設置推桿位置的自由度較大， 因而推桿推出機構時最常見的推出機構， 常被用來推出各

34、種塑件。推桿的截面形狀根據(jù)塑件的推出情況而定， 可設計成圓 形、矩形等等。其中圓形最為常用，因為使用圓形推桿的地方，較容易達到推桿 合模板或型芯上推桿孔的配合精度，另外圓形推桿還具有減少運動阻力、 防止卡 死現(xiàn)象等優(yōu)點，損壞后還便于更換。合理地布置推桿的位置時推出機構設計中的重要工作之一， 推桿的位置分布 得合理，塑件就不致于變形或被頂壞。推桿應設在脫模阻力大的地方；推桿應均 勻布置；推桿應設在塑件強度剛度較大處；推桿的直徑；推桿的形狀及固定形式。2.5.2 推件板推出機構推件板推出機構是由一塊于凸模按一定配合精度相配合的模板，在塑件的整個周邊端面上進行推出，因此，作用面積大。推出力大而均勻，

35、運動平穩(wěn)，并且 塑件上無推出痕跡。但如果型芯合推件板的配合不好，則在塑件上會出現(xiàn)毛刺， 而且塑件有可能會滯留在推件板上。由于塑件頂部有孔，在脫模過程中制件內不易出現(xiàn)真空，制件容易脫出，因此模具選 用推桿推出機構。3 工作尺寸的計算和注射機的校核3.1成型零件的計算和選取本例中成型零件工作尺寸計算時均采用平均尺寸，平均收縮率平均制造公差和平 均磨損率來計算。查教材表1-3塑料ABS的成型收縮率為 S=0.30.8 %，故平均我們取為 Scp=0.5%?？紤]到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差取B = /3。< / 00 11iutjiuS圖3-11).模具型腔的制造公差_取為0.05mm

36、3型腔長： /*=/拓W200x0:5 3 4005 =200+100- 4 X 1.07 o100x0-5 3 血100- 4 X 0.5 0405=100.13 u2).模具型心的制造公差取為0.05mn，型芯長：/山=+A；=190+190x0.5 3o100+4X1.07 .=191.7-01B型芯寬度：/*=【/応+LS +A；=90+90x0J 3 0100+4X0.5 .=90.83小型心直徑：=/巧+D +=20+20x0 3 0100+4 X0.12剛5=20.193).型腔深度的制造公差幾取0.045mm型腔高度：幾="+乩S-"：?；譽=50+50x0

37、J 2 41105100 k 0.2 'J40054).型芯高度的制造公差取0.035mm, 大型芯工作部分高度：45x0:5 2o=45+100+3X0.2山用0=45.36ill仍小型芯工作部分高度：仏=/人+扎仟；5xOj5 2 Q=5+100 +3X0.2 M巧fl=5.16ll第5).孔間距的在確定型腔壁厚和底板厚度時，應分別從強度和剛度兩方面來計算，相互校 核后取其大值。在型腔的機構方式里已經(jīng)采取整體式型腔，所以型腔板的壁厚和底板厚按整體式矩形型腔來計算。根據(jù)塑料成型工藝與模具設計，型腔的側壁厚和底板厚計算如下：側壁厚度的計算整體式矩形型腔的側壁可以看作是封閉的厚壁圓筒，側

38、壁在 塑料熔體壓力作用下變形，由于1T1'111441fjL10'f1側壁變形受到底板的約束,在一定高度h2范圍內，其型腔截面積增大量較小，愈接近底板約束愈大，側壁增大量愈小，可以近似地認 為底板內壁處為零。當側 壁高到一定界限（h2）以上時， 側壁就不再受底板約束的影響， 其半徑增大量與組合式型腔相同， 故高于h2的整體式矩形型腔可 按組合式矩形型腔作剛度和強度計算。圖3.2材料選用40Cr,硬度在55HRC以上。凹模尺寸：此塑件的成型壓力小于 30MPA那么尺寸計算如下根據(jù)塑料成型工藝與模具設計中表 5-19列舉的圓形型腔壁厚的經(jīng)驗數(shù) 據(jù)，和塑件的長為200,寬為100,高

39、為50mm則有：按組合式型腔剛度條件計算，型腔側壁厚度計算公式：式中T 型腔側壁厚度（mr）i ；h凹模型腔的深度（mm；a-系數(shù)c系數(shù)E鋼的彈性模量，取 2.06 X 105MPaP型腔內塑料熔體壓力（MPa ;取P=30MPaS 型腔允許變形量（mr）i ,由表5-12有：ABS取S =0.05 ;則有L=20.87mm根據(jù)塑料注射模具設計，40Cr只經(jīng)過調質處理后，可?。═ =100MPa,則有:按強度計算企鵝332554595有刪減 有CAD故有A V1,所以按計算取數(shù)已經(jīng)符合要求。故取型腔的最小壁厚不應小于40.6mm初步定為50mm型腔的底板厚度型腔的底板厚度按照整體式來計算，按剛

40、度條件，根據(jù)式（5-55 ）底板厚度 為：3（0_（E77x30x504命=山亦1幾0 14 =5.65mm按強度條件，根據(jù)式（5-56）底板厚度為：f0_5x30底部：按強度計算人！=6 =100 100 =38.7mm因為h強h岡所以按強度條件計算的結果來確定底板的厚度，最小厚度 應大于38.7mm考慮到要在凹模板上開設澆口和冷卻水道，型腔底版厚度板初 步定為50mm.3.1.2 型腔板的最小尺寸計算型腔板高度：= h 凹+h 底=50+50=100mm型腔板長：L=200+50 X 2=300mm型腔板寬：L=100+50X 2=200mm因此因此，初步確定型腔板的尺寸為：300 X 2

41、00 X 100伽。3.1.3 型芯固定板尺寸的計算根據(jù)塑料成型工藝與模具設計中型芯板厚度的選取，則有：1h=3 h 塑式中h型芯板的厚度（伽）；h塑塑件的高度（mm）； h塑=50伽。則有1 h=3 h 塑=3 X 50=16.67mm初步選取型芯固定板厚度為：h=20mm3.2模架各板尺寸的選取與校核根據(jù)型腔板的外形尺寸和型心固定板的厚度， 參照塑料注塑模結構與設計 圖5-28 注塑模中小型模架組合尺寸，選取派生型 P5型號標準模架。其圖數(shù)據(jù) 如圖3.3所示。圖3-33.2.1 模架各板尺寸的選取參照塑料注塑模結構與設計中表 5-10模板（GB/T4169.81984），注 塑模中、型模架

42、組合尺寸，和型腔型芯板厚的尺寸；取標準值本人設計模架各板 的尺寸如下：3-1型腔板315X 200 X 100推板193X 160X 20型心固定板315X 200 X 25推桿固定板193X 160X 16型芯支承板315X 200 X 40墊塊200 X 56 X 100動模板315X 200 X 403.2.2對模架各板的校核（1）、定模板厚度的校核由圖3.3及塑料注塑模結構與設計表5-18可知導柱的基本直徑為© 12mm 根據(jù)表5-1可以查出© 20mm勺倒柱抬肩直徑為© 25mm（2）型芯支承板的校核根據(jù)塑料成型工藝與模具設計中式 5-45有：5 陽h=

43、2 皿P式中h 型芯支承板厚度（伽）；p 型芯受到的壓力（MPa ；取p=30MPab 型芯的直徑（伽）；L兩模腳間的距離（伽）；取 L=138；E 鋼的彈性模量；B 支承板的長度；取B=315S 型腔允許變形量（mr）。D= :-矩形型芯的折算直徑則有帥嶇）斗 5 ）5x30x178x138h=巧倔M二右2x2備其1曠刈15其0_05 =8.8伽因為40mm 8.8 mm,滿足成型要求（4）模腳高度的校核因為塑件需要推出55伽，所以模腳至少為55+20+16=91伽，所以選取100 mm已經(jīng)符合要求。3.3 注射機的校核選取的注射機型號為XS- ZY- 500,其主要參數(shù)在第一章第四節(jié)里有。

44、3.3.1 校核鎖模力模具所需的最大鎖模力應該小于或等于注射機的額定鎖模力，其關系按下模具設計與制造簡明手冊中式 2-56校核P腔Fw P鎖式中P腔一一模具型腔壓力，取30MPaP鎖一一注射機額定鎖模力（KN ；F 塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（cm2）;則有：P 腔 F =30X 10 lx 100 X 200=600 kN 75< P 鎖=3500kN所以鎖模力符合要求。3.3.2 校核注射壓力塑件成形所需的注射壓力應小于或等于注射機的額定注射壓力，其關系按 模具 設計與制造簡明手冊中式2-57校核P成w P注式中p成一一塑件成形所需的注射壓力（MPa，根據(jù)模具設計與制造簡明手

45、冊中表2-36，和塑件材料為ABS可查得P成大于60小于100。P注一一所選注射機的額定注射壓力（MPa。P注=104;則有：P 成 w P 注=104所以注射機的注射壓力符合塑件的注射壓力。3.3.3 校核模具的閉合厚度模具閉合時的厚度應在注射機動、定模板的最大閉合高度和最小閉合高度之間，其關系按模具設計與制造簡明手冊中式 2-58校核H最小v H模v H最大式中H最小一一注射機所允許的最小模具厚度，此型號為300mmH最大一一注射機所允許的最大模具厚度，此型號為450mmH 模模具閉合高度；H模=305mm因為300V 305 V 450,則有H最小v H模v H最大。所以模具閉合高度符合

46、所選注射機的模 具厚度。4模具加熱和冷卻系統(tǒng)的設計注射模的溫度對塑料熔體的充模流動、固化定型、生產效率及塑件的形狀和尺寸 精度都有重要的影響。注射模具設置溫度調節(jié)系統(tǒng)的目的， 就是要通過控制模具 溫度，使注射成型具有良好的產品質量和較高的生產率。4.1、冷卻系統(tǒng)的設計原則與冷卻系統(tǒng)的結構1、冷卻水道應盡量多、截面尺寸應盡量大；2、冷卻水道至型腔表面距離應盡量相等；3、冷卻水道出、入口溫差盡量?。?、冷卻水道應沿著塑料收縮的方向設置；5、合理確定冷卻水接頭位置。易均勻，太遠則效率太低。水孔直徑一般在 08mm以上6水孔邊離型腔的距離，一般保持在 15 25mm左右，距離太近則冷卻不圖3-4塑料在

47、生 產過程中由于 需要對熔融的 塑料流體進行冷卻，塑料制件不能有太高的溫度（防止出模后制件發(fā)生翹曲，變形）冷卻系統(tǒng) 設計可按下式進行計算：設該模具平均工作溫度為60°,用20°的常溫水作為模具的冷卻介質，其 出口溫度為30°,產量為(成型周期70s)9300g/h。 求塑件在硬化時每小時釋放的熱量為Q3查有關文獻得ABS的單位熱流量為 Q2=314.3398.1J/g ,取 Q2=350J/g：Q3=WQ2=9300g/h 350J/h=3255000J 求冷卻水的體積流量VV=WQ1/Pc1(T 花 T2)=3255000/60 X 1/1000 X 4.2 (

48、 30- 20) =217.85cml /h溫度調節(jié)對塑件的質量影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面：變形尺寸精度力學性能表面質量在選擇模具溫度時，應根據(jù)使用情況著重滿足制件的質量要求。在注射模具中溶體從200 lC,左右降低到601 C左右，所釋放的能量5%以 輻射，對流的方式散發(fā)到大氣中，其余95%由冷卻介質帶走，因此注射模的冷卻時間只要取決與冷卻系統(tǒng)的冷卻效果。模具的冷卻時間約占整個循環(huán)周期的 2/3?？s短循環(huán)周期的冷卻時間是提高是提高生產效率的關鍵。在冷卻水冷卻過程中，在湍流下的熱傳遞是層流的10 20倍。在次我選擇湍流。冷卻水道直徑d/(mr)i取低流量V qv /(m/s)流量qv/(m /

49、min )121.107.4X 10叫表3-35模具的安裝與調試5.1模具的安裝:裝配的要求如下：（1）模具上下平面的平行度偏差不大于 0.05mm分型面處需密合。（2）推件時推件桿和推板板動作要同步。裝配順序：（1）裝配前按圖檢驗主要工作零件及其他零件的尺寸。（2） 鏜導柱，導套孔及定位銷孔，將支承板 7、型芯固定板8和型腔板疊合 在一起，使各平面緊密接觸并夾緊，鏜導柱，導套孔，在支承板 7、型芯固定板 8上的定位孔內壓入工藝定位銷后，加工側面的垂直基準。（3）在型腔板，型芯固定板，支承板上分別壓入型芯、導柱，導套，使導向 可靠，滑動靈活。（4）在推桿固定板21和支承板7, 上加工復位桿孔，組裝推件桿。（5）加工動模座板，加工螺孔。（6）組裝支承板和墊塊。（7）加工定模板，加工小導柱孔及釘并將澆口套壓入模板。（8）裝配動模部分，修正復位桿長度。（