按鈕注塑模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

1、華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）論文題目：按鈕注塑模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)學(xué) 生 姓 名：李卓情學(xué)號(hào)： 090304021108學(xué) 部 （系）：機(jī)械與電氣工程學(xué)部專(zhuān) 業(yè) 年 級(jí)： 09 級(jí)材料成型及控制工程2 班指 導(dǎo) 教 師：董春法職稱(chēng)或?qū)W位：碩士2013年 5月 25號(hào)華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目錄摘要 .5關(guān)鍵詞 .5Abstract .6Key words .錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。前 言 .71塑件成型工藝性分析 .81.1塑件的分析 .81.2熱塑性塑料 ABS的注射成型過(guò)程及工藝參數(shù) 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。1.3ABS的性能分析 .102擬定模具結(jié)構(gòu)形式 .112.1分型面位置的確

2、定 . .122.2確定型腔數(shù)量及排列方式 . .錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.3模具結(jié)構(gòu)形式的確定 . .錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3注射機(jī)型號(hào)的確定 .143.1所需注射量的計(jì)算 . .錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.2注射機(jī)型號(hào)的選定 . .錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.3型腔數(shù)量及注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 .154澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計(jì) .181華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4.1 主流道的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。4.2 冷料穴的設(shè)計(jì)204.3 分流道的設(shè)計(jì)204.4 澆口的設(shè)計(jì)214.5 澆注系統(tǒng)的平衡224.6 澆注系統(tǒng)凝料體積的計(jì)算.224.7 澆注系統(tǒng)各截面流過(guò)熔體體積計(jì)算.225 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)

3、算245.1 塑件的成型收縮率 .245.2 明確塑件尺寸公差等級(jí).245.3 型腔型芯各尺寸的計(jì)算.錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。5.4 型腔零件強(qiáng)度、剛度的校核.276 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用286.1 定模座板錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。6.2 定模板錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。6.3 動(dòng)模板286.4 支承板錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。6.5 墊塊材料296.6 動(dòng)模座296.7 推板296.8 推桿固定板297 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)302華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）7.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) .307.2 導(dǎo)柱設(shè)計(jì)317.3 導(dǎo)套的設(shè)計(jì)317.4 推板導(dǎo)柱與導(dǎo)套的設(shè)計(jì).328 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)338.1 脫模推出機(jī)

4、構(gòu)的設(shè)計(jì)原則.338.2 塑件推出的基本方式 .338.3 塑件的推出機(jī)構(gòu)錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。8.4 脫模力的計(jì)算348.5 對(duì)于圓柱形推桿的校核.359 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)369.1 側(cè)向分型與抽芯機(jī)類(lèi)型的確定.369.2 斜滑塊的幾種方案對(duì)比.369.3 斜滑塊的組合形式 .錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。9.4 斜滑塊的導(dǎo)滑形式 .錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。9.5 設(shè)計(jì)要領(lǐng)369.6 各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算與校核.錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。10 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4011 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4111.1 單位時(shí)間內(nèi)注入模具中塑料熔體的總質(zhì)量W4111.2 確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時(shí)所放出的熱量Qs4111.3 計(jì)算冷卻水的體積流

5、量qv .413華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11.4 確定冷卻水路的直徑d4211.5 求冷卻水管內(nèi)的流速V4211.6 求冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù)4211.7 計(jì)算冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積A4311.8 計(jì)算模具所需冷卻水管的總長(zhǎng)度L4311.9 冷卻水路的根數(shù)X4311.10 冷卻系統(tǒng)圖樣4412模具的裝配、調(diào)試與維護(hù)4512.1 模具的裝配4512.2 模具的調(diào)試4612.3 模具的維護(hù)4712.4 模具的工作過(guò)程47結(jié)束語(yǔ)錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。參考文獻(xiàn)50致 謝514華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）按鈕注塑模計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)摘要在現(xiàn)代社會(huì)，塑料模的使用范圍開(kāi)始變的越來(lái)越大，

6、同時(shí)各種新型塑料也開(kāi)始誕生。在此過(guò)程中對(duì)三維造型軟件的使用也就更加頻繁。 UG 的注塑模向?qū)K是 UG系統(tǒng)的一個(gè)獨(dú)立的智能化設(shè)計(jì)注塑模模具的模塊，它運(yùn)用了嵌入式程序設(shè)計(jì)的理念，按照注塑模模具設(shè)計(jì)的過(guò)程的一般順序來(lái)實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程。在此過(guò)程中只需要一個(gè)產(chǎn)品的實(shí)體三維造型就可以以此為依據(jù)建立一套完整的且與產(chǎn)品造型參數(shù)相關(guān)的三維實(shí)體模具。在 UG的平臺(tái)上面進(jìn)行注塑模具的設(shè)計(jì)并且對(duì)模具的制造過(guò)程過(guò)程進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的控制，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化的模具制造，由此提高了模具制造的效率和質(zhì)量。關(guān)鍵詞： 一模兩腔滑塊抽芯機(jī)構(gòu)側(cè)向分型導(dǎo)桿推出5華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）Adaptive system for

7、 electricallydriven thermoregulationofmoulds for injection mouldAbstractOne of the basic problems in the development and production process of moulds for injection mould is the control of temperature con-dictions in the mould. Precise study of thermodynamic processes in moulds showed, that heat exch

8、ange can be manipulated by themeans. Such system upgrades conventional cooling systems within the mould or can be a stand alone application for heat manipulation withinit.In the paper, the authors will present results of the research project, which was carried out in three phases and its results are

9、 patentedA686in 2006Patent. The main results of the project were total and rapid on-line thermoregulation of the mould over the cycle time and overall influence on quality of plastic product with emphasis on deformation control.Key words：Injection mould; Mould cooling; Thermoelectric modules;FEM sim

10、ulations6華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）前 言模具是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)工藝設(shè)備， 是一種高附加值的高精密集型產(chǎn)品， 也是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域， 其技術(shù)水平的高低已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。模具 CAD/CAM是在模具 CAD和模具 CAM分別發(fā)展的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它是計(jì)算機(jī)技術(shù)在模具生產(chǎn)中綜合應(yīng)用的一個(gè)新的飛躍。模具 CAD/CAM 是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)， 是一項(xiàng)高科技、 高效益的系統(tǒng)工種。 它以計(jì)算機(jī)軟件的形式， 為用戶(hù)提供一種有效的輔助工具， 使技術(shù)人員能借助于計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及成本等進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。模具CAD/CAM技

11、術(shù)的迅猛發(fā)展，軟件，硬件水平的進(jìn)一步完善，為模具工業(yè)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，為企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，制造和生產(chǎn)水平的發(fā)展帶來(lái)了質(zhì)的飛躍，已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)信息化， 集成化、網(wǎng)絡(luò)化的最優(yōu)選擇。 注塑成型可成型各種形狀的塑料制品，其優(yōu)點(diǎn)包括成型周期短，能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精密、帶有嵌件的制品， 且生產(chǎn)效率高， 易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化， 因而廣泛應(yīng)用在塑料制品生產(chǎn)當(dāng)中。7華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1 塑件成型工藝性分析1.1 塑件的分析1.1.1 塑件 9如下圖 1-1 所示ABS按鈕產(chǎn)品圖李卓情圖 1-1 零件圖1.1.2 塑料名稱(chēng)ABS1.1.3 狀態(tài)顆粒狀1.1.4 生產(chǎn)綱領(lǐng)大批量生產(chǎn)8華中科技

12、大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1.1.5 塑件的結(jié)構(gòu)及成型工藝性分析11）結(jié)構(gòu)分析如下： 該塑件作為電氣化環(huán)境使用過(guò)程中的按鈕，外形為倒有圓角的立方體，其中倆個(gè)角做了改變， 為倒角和圓弧， 制件上有一個(gè)通孔。 制件的內(nèi)部倆側(cè)之間有角度要求，所以在模具設(shè)計(jì)和制造上要有精度的定位措施和良好的加工工藝以保證塑件精度。2）成型工藝分析如下： 由于制件的外表面要求平整、光潔、美觀(guān)，無(wú)棱角； 精度等級(jí)：采用一般精度5 級(jí)； 脫模斜度：該塑料件高為 26.13mm，寬度為 5.03mm，但由于原料在注射時(shí)流動(dòng)性極好，因此，塑件不放脫模斜度。1.2 熱塑性塑料 ABS的注射成型過(guò)程及工藝參數(shù)1.2.1 注射成型

13、過(guò)程1）成型前的準(zhǔn)備。對(duì) ABS的色澤、細(xì)度、和均勻度等進(jìn)行檢驗(yàn)。并嚴(yán)格控制添加劑的含量。由于 ABS吸濕性很小，僅 0. 1 ，所以成型前需稍微進(jìn)行干燥處理即可。2）注射過(guò)程塑料在注射機(jī)料桶內(nèi)進(jìn)行加熱塑化到流動(dòng)狀態(tài)后，由模具的流注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型，其過(guò)程可分為充模、保壓、放氣和固化4 個(gè)階段。3）塑件的后處理放到烘箱里，繼續(xù)熱固化完全，并消除應(yīng)力。1.2.2ABS 的注射工藝參數(shù) 2（ 1） 注射機(jī)：螺桿式（ 2） 螺桿轉(zhuǎn)速（ r/min ）：20 50（ 3） 料筒溫度（）后段： 8580中段： 165 180前段： 180 200（ 4） 噴嘴溫度（） 170 180 噴嘴形式：直通

14、式（ 5） 模具溫度（）：50 80（ 6） 注射壓力（ Mpa）： 60100（ 7） 保壓壓力力（ Mpa）：60 100（ 8） 成型時(shí)間（ s）：注射 2090；保壓 0 5；9華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）（ 9） 冷卻時(shí)間 20150；成型周期： 601001.3ABS的性能分析 2 1.3.1 使用性能綜合性能良好，沖擊強(qiáng)度較高，化學(xué)穩(wěn)定性，電性能良好。適于制作一般機(jī)械零件、減摩耐磨零件、傳動(dòng)零件和電訊結(jié)構(gòu)零件。1.3.2 成型性能（ 1）無(wú)定性料，流動(dòng)性中等，比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好，溢邊值為 0.04 毫米左右。（ 2）吸濕性強(qiáng)，必須充分干燥，表面要

15、求光澤的塑件須經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的預(yù)熱干燥。（ 3）成型時(shí)宜取高料溫、高模溫，但料溫過(guò)高易分解（分解溫度為250）。1.3.3 ABS 的主要性能指標(biāo) 2 表 1-1 ABS 性能指標(biāo)密度 /(g/cm3)1.021.16屈服強(qiáng)度 /MPa98質(zhì)量體積 /(cm3/g)0.860.98拉抗強(qiáng)度 /MPa80吸水率 24h/( )0.20.4拉伸彈性模量 /GPa1.8玻璃化溫度 / 90 108抗彎強(qiáng)度 /MPa126熔點(diǎn)/130160彎曲彈性模量 /GPa2.8計(jì)算收縮率 /( )0.40.7抗壓強(qiáng)度 /MPa7198比熱容 /(J/(kg K)1470抗剪強(qiáng)度 /MPa75注：源自參考文獻(xiàn) 塑料加工

16、速查手冊(cè) 中表 1-710華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2 擬定模具結(jié)構(gòu)形式2.1 分型面位置的確定2.1.1分型面的選擇原則（ 1）有利于保證塑件的外觀(guān)質(zhì)量（ 2）分型面應(yīng)選擇在塑件的最大截面處（ 3）盡可能使塑件在動(dòng)模一側(cè)（ 4）有利于保證塑件的尺寸精度（ 5）盡可能滿(mǎn)足塑件的使用要求（ 6）盡可能減少塑件在合模方向的投影面積（ 7）長(zhǎng)型芯應(yīng)置于開(kāi)模方向（ 8）有利于排氣（ 9）有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)該塑件在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)， 已經(jīng)充分考慮的上述原則， 同時(shí)從所提供的塑件圖樣可看出該塑件表面有 2 的通孔，所以在分型時(shí)需進(jìn)行側(cè)向抽芯分型。1）分型面選擇方案I 。如圖 2-1 ，對(duì)于按鈕這種

17、帶有空腔的部件，初步認(rèn)定以按鈕的橫向最大截面作為其分型面，然后利用開(kāi)模動(dòng)作采用抽芯機(jī)構(gòu)將其內(nèi)凹部分造型出來(lái)。但是對(duì)于抽芯時(shí)的尺寸精度不好控制，極易出現(xiàn)廢品，造成了材料的損失，從而使制造成本加大，經(jīng)濟(jì)效益不好。圖 2-1 縱向開(kāi)模2）分型面選擇方案II 。如圖 2-2 ，對(duì)于按鈕件，可以使用讓其往下投影時(shí)的最大面積去分型。即讓11華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）其側(cè)向的兩個(gè)小孔進(jìn)行側(cè)向抽芯， 但對(duì)其他部分則分到型芯和型腔部分， 這樣可以使側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的體積盡量減小，從而方便控制模具的對(duì)制造塑件的精度。圖 2-2 橫向開(kāi)模2.2 確定型腔數(shù)量及排列方式當(dāng)塑件分型面確定后， 就需要考慮是采用單腔模

18、還是多型腔模。 一般來(lái)說(shuō)，大中型塑件和精度要求較高的小型塑件優(yōu)先采用一模一腔的模具結(jié)構(gòu)， 但對(duì)于精度要求不高的小型塑件（沒(méi)有配合精度要求） ，形狀簡(jiǎn)單，又是大批量生產(chǎn)時(shí)，若采用多型腔模具可提供獨(dú)特的優(yōu)越條件， 使生產(chǎn)效率大為提高。 故由此初步擬定采用一模四腔。如圖 2-3 所示。圖 2-3 型腔排列2.3 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 5 該塑件外觀(guān)質(zhì)量要求較高， 從該塑件的外部特征可以看出塑件外形是一有凸凹圓環(huán)的類(lèi)軸零件， 15 外圓柱一兩個(gè) 17 的圓環(huán)，對(duì)該塑件進(jìn)行模塑成型時(shí)，凸凹圓環(huán)只能采用側(cè)向成型。 側(cè)向成型方法有多種形式， 有斜導(dǎo)槽和彎銷(xiāo)驅(qū)動(dòng)側(cè)12華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）向滑塊成

19、型，有斜滑塊側(cè)向成型等方法。 而斜滑塊側(cè)向成型要比斜導(dǎo)柱和彎銷(xiāo)驅(qū)動(dòng)成型機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單的多， 因此本設(shè)計(jì)采用斜滑塊側(cè)向成型， 因此可初步擬定采用兩型腔三分型面的模具結(jié)構(gòu)形式， 前兩個(gè)分型面為水平分型面， 后者為垂直分型面，如圖 2-4 所示。圖 2-4 模架圖13華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3 注射機(jī)型號(hào)的確定注射模是安裝在注射機(jī)上使用的工藝裝備， 因此設(shè)計(jì)注塑模是應(yīng)該詳細(xì)了解注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范，才能設(shè)計(jì)出符合要求的模具。注射機(jī)規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的大小及型腔數(shù)目和排列方式， 在確定模具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下， 設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)模具所需的注射量、 鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大和最

20、小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、開(kāi)模距離等進(jìn)行計(jì)算。 根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺(tái)和模具相匹配的注射機(jī)，倘若用戶(hù)已提供了注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格， 設(shè)計(jì)人員必須對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行校核， 倘若不能滿(mǎn)足要求，則必須自己調(diào)整或與用戶(hù)取得商量再進(jìn)行調(diào)整。3.1 所需注射量的計(jì)算3.1.1對(duì)塑件體積、質(zhì)量的計(jì)算10 對(duì)于該設(shè)計(jì)，用戶(hù)提供了塑件的圖樣及尺寸，據(jù)此建立模型并對(duì)此模型分析得：塑件體積V 1 3.1978 cm 3塑件質(zhì)量m 1 V1 =1.1 3.1978 3.518g3.1.2 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步計(jì)算可按塑件體積的 0.6 倍計(jì)算，由于該模具采用一模四腔，所以澆注系統(tǒng)凝料體積為：V2= 2V10

21、.623.1978 0.6 3.8374cm 33.1.3 該模具一次注射所需塑料ABS體積V0= 2V1+V2 =2 3.1978+3.8374 10.233cm 3質(zhì)量m0= V0 = 1.1 10.233 11.2563g最大投影面積 S=1996.0098 cm23.2 注射機(jī)型號(hào)的選定 2近年來(lái)我國(guó)引進(jìn)注射機(jī)型號(hào)很多，國(guó)內(nèi)注射機(jī)生產(chǎn)廠(chǎng)的新機(jī)型也日益增多。掌握使用設(shè)備的技術(shù)參數(shù)是注塑模設(shè)計(jì)和生產(chǎn)所必需的技術(shù)準(zhǔn)備。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，最好查閱注射機(jī)生產(chǎn)廠(chǎng)家提供的注射機(jī)使用說(shuō)明上標(biāo)明的技術(shù)參數(shù)。根據(jù)以上的計(jì)算初步選定型號(hào)為 XZ ZY60/40 型臥式注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如下：表 3-1 注塑

22、機(jī)參數(shù)注塑機(jī)相關(guān)參數(shù)型號(hào)XS ZY 60/40螺桿直徑 /mm3514華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）注射容量 /cm 365注射質(zhì)量 /g55注射壓力 /MPa135注射速率 /（ g/s）70塑化能力 /(kg/h)24注射方式螺桿式鎖模力 /KN400移模行程 /mm270拉桿間距 /mm330 300最大模厚 /mm250最小模厚 /mm150合模方式液壓定出行程 /mm70頂處力 /KN12定位孔直徑 /mm80噴嘴移出量 /mm20噴嘴球半徑 /mm10噴嘴孔直徑 /mm3電機(jī)功率 /KN15加熱功率 /KW4.7系統(tǒng)壓力 /KN14.23.3 型腔數(shù)量及注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校

23、核3.3.1 型腔數(shù)量的校核1）由注射機(jī)料筒塑化速率校核型腔數(shù)量KMt m2（3-1 ）nm1上式右邊 44.28 2，符合要求。式中 K 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8 ；M注射機(jī)的額定塑化量（ g/s ），該注射機(jī)用戶(hù)提供為 24kg/h ；t成型周期，因塑件小，壁厚不大，取30s 進(jìn)行校核；m1單個(gè)塑件的質(zhì)量和體積（g 或 cm3），取 m1 3.518gm2 澆注系統(tǒng)塑料質(zhì)量或體積（g 或 cm3），取 m2 0.6 3.518 24.22g 。2）由注射機(jī)的最大注射量校核型腔數(shù)量Km Nm2（3-2）nm1上式右邊 11.31 2，符合要求。15華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

24、（論文）式中mN 注射機(jī)允許的最大注射量（g/cm3），該注射機(jī)為 55g。其他符號(hào)意義與取值同前。3）由注射機(jī)的額定鎖模力校核型腔數(shù)量F pA2（3-3 ）npA1上式右邊 2.1407 4，符合要求。式中F 注射機(jī)的額定鎖模力（ N），該注射機(jī)為 4105N;A1 4 個(gè)塑件在分型面上的投影面積（2 1996.0098 mm）， A1 223992.0196mm；21A 澆 注系 統(tǒng)在 模具分型 面上 的投影面 積（ mm）， A A1 22321330.67mm；p 塑 料熔 體對(duì) 型腔的 成 型壓力 （ MPa ），一般 是注射壓 力的30%65%，該處取型腔平均壓力為135 30%4

25、0.5 MPa 。3.3.2 注射機(jī)的容量參數(shù)的校核1）注射量校核注射量以容積表示，最大注射容積為：0.85 65=55.25 cm 3式中3Vmax 模具型腔和流道的最大容積（ cm）；V指定型號(hào)與規(guī)格的注射機(jī)注射量容積（33cm），該注射機(jī)為 45cm；注射系數(shù)，取 0.75 0.85 ，該處取 0.85 。倘若實(shí)際注射量過(guò)小，注射機(jī)的塑化能力得不到發(fā)揮，塑料在料筒中停留的時(shí)間就會(huì)過(guò)長(zhǎng)。所以最小注射量容積Vmin0.25V0.25307.5cm3 。故每次注射的實(shí)際注射量容積V0 應(yīng)滿(mǎn)足 VminV0Vmax ，而 V 0 10.233cm3, 符合要求。2）鎖模力的校核在前面已經(jīng)進(jìn)行，符

26、合要求。3 ）最大注射壓力的校核注射機(jī)的額定注射壓力即為該機(jī)器的最高壓力Pmax=157MPa , 應(yīng)該大于注射成型所需用的注射壓力p0 , 即Pmaxkp0（3-4 ）式中k 安全系數(shù)，常取k 1.25 1.4 。16華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）實(shí)際生產(chǎn)中，該塑件成型時(shí)所需注射壓力p0 為 70 MPa 100 MPa , 對(duì)于薄壁零件壓力一般取 70MPa代值計(jì)算符合要求。3.3.3 注射機(jī)的工藝參數(shù)的校核1）噴嘴尺寸主流道的小端直徑D 大于注射機(jī)噴嘴 d, 通常為D=d+(0.51)mm對(duì)于該模具 d=3mm,取 D=4mm,符合要求。主流道入口的凹球面半徑SR0 應(yīng)大于注射機(jī)噴

27、嘴球半徑SR，通常為SR0 SR+(12)mm對(duì)于該模具 SR=10mm,取 SR0=11mm,符合要求。（ 2）定位圈尺寸注射機(jī)定位孔尺寸為 80 0 0. 20 mm,定位圈尺寸取 80 00.23 mm，兩者之間從呈較松動(dòng)的間隙配合，符合要求。（ 3）最大與最小模具厚度模具厚度 H 應(yīng)滿(mǎn)足 H minHH max式中=150=250而該模具厚度 H=25+80+50+60+25=240mm,符合要求。3.3.4 開(kāi)模行程和推出機(jī)構(gòu)的校核 6 （ 1）開(kāi)模行程校核HH1+H2 +(5 10)mm式中 H注射機(jī)動(dòng)模板的開(kāi)模行程（mm） , 取 270mm,H1塑件推出行程（ mm） , 取

28、20mmH2包括流道凝料在內(nèi)的塑件高度（mm）, 其值為H2=24+6+50+（ 5 10）=85mm90mm，取 H2 85mm上式右邊 85+20+（510） 115250mm,符合要求。注：對(duì)于上面2) 、3) 、 4) 、5) 的校核內(nèi)容是與后面的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)交叉進(jìn)行的，但為了行文整體形式與內(nèi)容的統(tǒng)一，所以將此部分內(nèi)容放與此。17華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4 澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)塑料熔體從注射機(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)塑料質(zhì)量影響很大。 它分為普通流道系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，包括主流道、分流道、冷料

29、穴、澆口。4.1 主流道的設(shè)計(jì) 8主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。 主流道的形狀為圓錐形， 以便于熔體的流動(dòng)和開(kāi)模時(shí)主流道凝料的順利拔出。4.1.1 主流道尺寸（ 1） 主流道小端直徑 D 注射機(jī)噴嘴直徑（ 0.5 1） 3 （ 0.5 1），取 D=3.5mm（ 2） 主流道球面半徑 SR 0注射機(jī)噴嘴球頭半徑（ 1 2） 10（ 12），取 SR0 11mm（ 3） 球面配合高度取 h1mm。（ 4） 主流道長(zhǎng)度盡量小于 65mm,由實(shí)際設(shè)計(jì)的模架結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu)， 取L50mm（ 5） 主流道大端直徑DD2L tan7.2mm（半錐角為

30、 1o 2 o，取 2 o）， D =7.5mm（ 6） 澆口套總長(zhǎng) L0=50+h=51mm4.1.2 主流道襯套的形式主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸， 屬易損件，對(duì)材料要求較嚴(yán)， 因而模具主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口道， 以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理，常采用碳素工具鋼，如 T8A、T10A等，熱處理硬度為 50HRC 55HRC,如圖 4-1 所示。18華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）圖 4-1 澆口套由于該模具主流道較長(zhǎng)， 定位圈和襯套設(shè)計(jì)成分體式較宜，其定位圈結(jié)構(gòu)尺寸如圖 4-2 所示。圖 4-2 定位圈4.1.3 主流道襯套的定位形式主流

31、道襯套的固定形式如圖4-3 所示19華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）圖 4-3 澆口套定位方式4.2 冷料穴的設(shè)計(jì) 8開(kāi)模時(shí)應(yīng)將主流道中的凝料拉出， 所以冷料穴直徑應(yīng)稍大于主流道大端直徑。由于該模具具有垂直分型面即側(cè)向分型， 冷料穴分別開(kāi)在左右側(cè)滑塊上， 開(kāi)模時(shí)，將主流道中的凝料拉出，在設(shè)計(jì)冷料穴時(shí)，直接將冷料穴于橫澆道組合在一起，當(dāng)用推桿將塑料件頂出來(lái)時(shí)隨著澆道一起出來(lái)。4.3 分流道的設(shè)計(jì)4.3.1 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)，有多種不同的布置形式，但應(yīng)遵循兩方面原則：一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量短、鎖模力力求平衡。 該模具的

32、流道布置形式采用平衡式，在瓣合模部分開(kāi)設(shè)分流道。該流道形式是由本模具結(jié)構(gòu)形式所確定，無(wú)其他最佳方案選擇，圖 10 是最佳分流道布置形式。4.3.2 分流道的長(zhǎng)度根據(jù)型腔在分型面上的排布情況，分流道可分為一次分流道、 二次分流道甚至三次分流道，分流道長(zhǎng)度應(yīng)盡量短， 且少?gòu)澱?，以便減少壓力損失和熱量損失，節(jié)約塑料的原材料和能耗。 根據(jù)該模具的結(jié)構(gòu)形式， 由設(shè)計(jì)圖中得該模具分流道的長(zhǎng)度為單邊為 7.9mm，分流道總長(zhǎng)度為 L=5.2+2 7.9 21mm。4.3.3 分流道的形狀及尺寸為了便于加工及凝料的脫模， 分流道大多設(shè)置在分型面上。 工程設(shè)計(jì)中的截面形狀應(yīng)盡量使其比表面積 （流道表面積與其體積

33、之比） 小，在溫度較高塑料熔體和溫度相對(duì)較低的模具之間提供較小的接觸面積， 以減少熱量損失。 常采用的分流道截面形式有圓形、梯形、 U 形、半圓形及矩形等幾種形式。圓形截面的比20華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）表面積最小，但需開(kāi)設(shè)在分型面的兩側(cè)， 在制造時(shí)一定要注意模板上兩部分形狀對(duì)中吻合；梯形及 U形截面分流道加工較易， 且熱量損失與壓力損失均不大， 為常用的形式；半圓形截面分流道需用球頭銑刀加工， 其表面積比梯形和 U形截面分流道略大， 在設(shè)計(jì)中也有采用； 矩形截面分流道因其比表面積較大， 且流動(dòng)阻力也大，故在設(shè)計(jì)中不常采用。 本模具是瓣合模結(jié)構(gòu)， 為了便于瓣合模上分流道的加工， 所

34、以開(kāi)設(shè)圓形分流道最好，其直徑為 3.5mm。但在加工和安裝時(shí)應(yīng)注意兩個(gè)半圓的同心度和最大錯(cuò)位距離。4.3.4 分流道的表面粗糙度由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動(dòng)狀態(tài)較理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra 并不要求很低，一般取0.63m 1.6m ，這樣表面稍有不光滑， 有助于增大塑料熔體的外層流動(dòng)阻力。避免熔流表面滑移，使中心層具有較高的剪切速率。此處Ra0.8m 。 4 4.3.5 分流道向澆口過(guò)渡部分的結(jié)構(gòu)分流道向澆口過(guò)渡部分的結(jié)構(gòu)如圖4-4 所示。圖 4-4 澆口形式4.4 澆口的設(shè)計(jì)澆口是連接流道與型腔之間的一段細(xì)短通道， 它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位。

35、澆口的形狀、位置和尺寸對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大。澆口截面積通常為分流道截面積的0.07 倍 0.09 倍，澆口截面積形狀多為矩形和圓形兩種，澆口長(zhǎng)度為 0.5mm2.0mm。澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限值，然后在試模時(shí)逐步修正。4.4.1 澆口類(lèi)型及位置的確定21華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）該模具是中小型塑件的多型腔模具，同時(shí)從所提供塑件圖樣中可看出，在中部 17 的圓周上設(shè)置側(cè)澆口比較合適。側(cè)澆口開(kāi)設(shè)在垂直分型面上， 從型腔（塑件）外側(cè)面進(jìn)料， 側(cè)澆口是典型的矩形截面澆口，能很方便的調(diào)整充模時(shí)的剪切速率和澆口封閉時(shí)間，因而又成為標(biāo)準(zhǔn)澆口。這類(lèi)澆口加工容易，修整方便，并且可以根據(jù)

36、塑件的形狀特征靈活的選擇進(jìn)料位置，因此它是廣泛使用的一種澆口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具。4.4.2 澆口結(jié)構(gòu)尺寸的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算側(cè)澆口各數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)取值參照本公司的同種塑料的其他塑件產(chǎn)品的模具的澆口經(jīng)驗(yàn)值初步確定側(cè)澆口各尺寸：高度 h0.8mm寬度 w2.5mm長(zhǎng)度 l4mm其尺寸實(shí)際應(yīng)用效果如何，應(yīng)在試模中檢驗(yàn)與改進(jìn)。4.5 澆注系統(tǒng)的平衡對(duì)于該模具，從主流道到各個(gè)型腔的分流道的長(zhǎng)度相等， 形狀及截面尺寸對(duì)應(yīng)相同，各個(gè)澆口也相同，澆注系統(tǒng)顯然是平衡的。4.6 澆注系統(tǒng)凝料體積的計(jì)算1) 主流道凝料的體積計(jì)算V主 17.5210013.5250 1311.604mm 33223222) 分

37、流道凝料體積計(jì)算V分213.52202mm3223) 澆口凝料體積計(jì)算V澆 很小，可取為0。4) 澆注系統(tǒng)凝料體積V總V主V分V澆1304mm31.5cm34.7 澆注系統(tǒng)各截面流過(guò)熔體的體積計(jì)算1) 流過(guò)澆口的體積V3V塑3.8374cm 32) 流過(guò)分流道的體積V2V塑V分 / 23.9384cm322華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3) 流過(guò)主流道的體積V12V2V主9.188cm323華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算塑料模具型腔在成型過(guò)程中受到塑料熔體的高壓作用，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，如果因剛度不足而產(chǎn)生撓曲變形， 導(dǎo)致溢料飛邊， 降低塑件尺寸精度并影響順利脫模。因此應(yīng)通過(guò)強(qiáng)度和剛度計(jì)算來(lái)確定型腔壁厚， 尤其對(duì)于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能單純憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定型腔壁厚和底板厚度。5.1 塑件的成型收縮率 3由收縮率經(jīng)驗(yàn)曲線(xiàn)可知，此塑件的收縮率為0.5%。5.2 明確塑件尺寸公差等級(jí) 21. 型腔徑向尺寸：34.982700 .4231.726413.967600 .2792. 型芯徑向尺寸：31.03860 0.4210.06823. 型腔深度尺寸：22.052300 .3411.03584.