小型計算器外殼的模具設(shè)計

1、圖書分類號：密 級：畢業(yè)設(shè)計(論文)小型計算器外殼的模具設(shè)計Microcalculators Shell Injection Mold Design學(xué)生姓名班 級學(xué)院名稱專業(yè)名稱指導(dǎo)教師學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明： 所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用或參考的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)注。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。論文作者簽名： 日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)協(xié)議書本人完全了解關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：本校學(xué)生在學(xué)習(xí)

2、期間所完成的學(xué)位論文的知識產(chǎn)權(quán)歸所擁有。有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交學(xué)位論文的紙本復(fù)印件和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱。可以公布學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容提交至各類數(shù)據(jù)庫進(jìn)行發(fā)布和檢索，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。論文作者簽名： 導(dǎo)師簽名：日期：年月日 日期：年月日摘要本設(shè)計通過對小型計算器外殼工藝的正確分析，設(shè)計了一副一模兩腔的塑料模具。在本套模具設(shè)計過程中詳細(xì)地敘述了模具成型零件包括定模板、模仁、動模板、鑲塊、導(dǎo)桿、斜推桿、滑塊等的設(shè)計過程，重要零件的工藝參數(shù)的選擇與計算，及推出機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)以及側(cè)向分型、抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)

3、計過程，利用當(dāng)今業(yè)界廣泛應(yīng)用的繪圖軟件pro/E、AutoCAD分析了各方案可行性，并繪出了整套模具，并對成型零件進(jìn)行了計算。分析并選擇了各個成型零件的材料，對其剛度，強(qiáng)度進(jìn)行了校核，并對試模與產(chǎn)品缺陷作了介紹，最后進(jìn)行了對模具工藝性與經(jīng)濟(jì)性分析。關(guān)鍵詞 計算器外殼；注塑模具；設(shè)計AbstractThe design is aim to accurately analyse the Shell craft of small calculator ,and designs mold two cavity plastic molds. (In this set of mold design pro

4、cess)make a clear introduction about the mold to take shape in detail the components after to decide the template, the mold kernel, moves the template, inlays the block, the guide rod, the oblique putter, the slide and so on the design process,selection of the important components craft parameter,an

5、d promoted the organization, pours systematic as well as the lateral minute pulls out the core organization the design process, make use of field widespread application cartography software in the field like pro/E, AutoCAD to analyzed various plans feasibility,drew the entire wrap mold, and to took

6、shape the components to carry on the computation ,analysis and chooses has taken shape one by one the components material, the intensity has carried on the examination, and has made the introduction to the experimental mold and the product flaw, finally has carried on to mold technology capability a

7、nd efficient analysis.Keywordsthe Shell craft of small calculatorinjection moulddesign目 錄摘要IAbstractII1 緒論11.1 塑料模國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀12 擬定模具結(jié)構(gòu)形式32.1 確定型腔數(shù)量及排列方式32.1.1 塑件成型工藝性分析32.1.2 塑料材料的成型特性32.1.3 脫模斜度52.1.4 型腔數(shù)目及排列方式52.2 模具結(jié)構(gòu)形式的確定63 注射機(jī)型號的確定73.1 注射量的計算73.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計算73.3 選擇注塑機(jī)73.4 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核7

8、3.4.1 由注塑機(jī)料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù)n83.4.2 注射機(jī)的最大注射量校核型腔數(shù)量83.4.3 開模行程的校核83.4.4 注射量校核84 分型面位置的確定105 澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計115.1 主流道設(shè)計115.1.1 主流道尺寸115.1.2 主流道襯套的形式115.1.3 主流道剪切速率校核115.1.4 主流道襯套的固定125.2 分流道設(shè)計125.2.1 分流道的布置形式125.2.2 分流道長度125.2.3 分流道的形狀、截面尺寸以及凝料體積135.3 澆口的設(shè)計145.4 排氣槽的設(shè)計156 模架的確定167 成型零件的設(shè)計與計算177.1 成型零件鋼材選用17

9、7.2 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計177.3 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計187.4 成型零件工作尺寸的計算187.4.1 平均收縮率計算型腔尺寸187.4.2 按平均收縮率計算型芯尺寸207.5 模具強(qiáng)度的校核217.5.1 整體式矩形型腔側(cè)壁厚度計算227.5.2 整體式型腔底板厚度計算238 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計258.1 合模導(dǎo)向零件機(jī)構(gòu)的作用258.2 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)258.2.1 導(dǎo)柱258.2.2 導(dǎo)套導(dǎo)269 脫模機(jī)構(gòu)及復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計289.1 推出機(jī)構(gòu)的組成289.1.1 推出機(jī)構(gòu)的組成289.1.2 推出機(jī)構(gòu)的分類289.1.3 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計原則289.2 本模具的推出機(jī)構(gòu)299.2.1 推出機(jī)構(gòu)的選擇2

10、99.2.2 斜推桿299.3 脫模阻力的計算309.4 復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)計3110 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計3210.1 機(jī)構(gòu)分類及機(jī)構(gòu)選擇3210.2 抽拔距與抽拔力及機(jī)構(gòu)組成3210.2.1 抽拔距3210.2.2 抽拔力3310.2.3 滑塊3410.2.4 導(dǎo)滑槽3410.2.5 楔緊塊3411 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計3611.1 冷卻系統(tǒng)的計算3611.2 冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與布置3711.2.1 冷卻通道設(shè)計的基本原則3711.2.2 冷卻裝置的結(jié)構(gòu)3712 塑件質(zhì)量的分析3912.1 合格的塑件應(yīng)滿足的要求3912.2 模具性能3912.3 次品分析3913 注射模具選材4113.1 塑料模具成型零件（型

11、腔、型芯）的選材4113.2 模板零件的選材4113.3 澆注系統(tǒng)零件的選材4113.4 導(dǎo)向零件的選材4113.5 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的選材4113.6 推出機(jī)構(gòu)零件的選材4113.7 其它零件4213.8 該套模具所用材料的性能比較4214 模具的試模與修模4314.1 試模中遇到的問題4314.1.1 粘著模腔4314.1.2 粘著模芯4314.1.3 粘著主流道4314.2 成型缺陷4314.2.1 注射填充不足4414.2.2 溢邊（毛刺、飛邊、批鋒）4414.2.3 制件尺寸不準(zhǔn)確4415 模具工作過程及工藝性與經(jīng)濟(jì)性分析4615.1 模具工作過程4615.2 工藝性與經(jīng)濟(jì)性分析4

12、6結(jié)論47致謝48參考文獻(xiàn)491 緒論模具被稱為“工業(yè)之母”，是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。而塑料模具又是整個模具行業(yè)中的一枝獨(dú)秀，發(fā)展極其迅速。為了適應(yīng)社會發(fā)展需要，滿足企業(yè)對人才的需求，近年來，我國各級學(xué)校大多開設(shè)了“模具設(shè)計”專業(yè)，并將“塑料成型工藝及模具設(shè)計”作為主要必修課。本論文的主要目的是：開發(fā)一套塑料注射模具。1.1 塑料模國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀80年代以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為13，1999年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為245億，至2002年我國模具總產(chǎn)值約為360億元，其中塑料模約30左右。在未來的模具市場中，塑料模在模具總量中

13、的比例還將逐步提高。我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具，六點(diǎn)五公斤大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具，多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機(jī)電有限公司和煙臺北極星，某有限公司制造多腔光碟和影碟齒輪模具，所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、軸度、動等要求都達(dá)到了國外同類產(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設(shè)計軟件，糾正了由于成型收縮造成齒形誤差，達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形要求。另外生產(chǎn)厚度僅為0.08毫米的一模兩腔的航空杯模具和難度較

14、高的塑料門窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達(dá)0.02毫米0.05毫米，表面粗糙度Ra0.2m，模具質(zhì)量，壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá)1030萬次，淬火鋼模達(dá)501000萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距。成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模，高效多色注射模，鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新方面也取得較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司，天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在2934英寸電視機(jī)外殼以及一些厚壁零件的模具上運(yùn)用氣輔技術(shù)，一些廠家還使用了MOLD的氣輔軟件，取得了較好的效果。如益宇氣輔設(shè)備等公司就能為用戶提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)。熱流道模具

15、開始推廣，有的廠采用率達(dá)20以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達(dá)不到10，與國外的5080相比，差距較大。在制造技術(shù)方面的CAD/CAM/CAE一體化技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個新臺階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的的CAD/CAM系統(tǒng)，如美國EDS公司的UG軟件，美國參數(shù)技術(shù)公司的專業(yè)/ Emgineer，美國簡歷公司的CADS5，英國Deltacam公司的DOCT5，日本HZS公司的CRADE，以色列公司的Cimatron公司等。這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn)，雖花費(fèi)了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實現(xiàn)了的

16、CAD/CAM的集成，并能支持兩院技術(shù)對成型過程，如充模和冷卻等進(jìn)行計算機(jī)模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)和推動了我國模具的CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模的CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA電子圖板系統(tǒng)，華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及工程院軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國內(nèi)模具的具體情況，能在微機(jī)上應(yīng)用且價格低等特點(diǎn)，為進(jìn)一步普及模具的CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。12 擬定模具結(jié)構(gòu)形式2.1 確定型腔數(shù)量及排列方式2.1.1 塑件成型工藝性分析該塑件是一小型計算器外殼，如下圖2-1、圖2-2所示，塑件壁厚屬薄壁塑件

17、，生產(chǎn)批量很大，材料為聚丙烯（PP，20%40%短玻纖增強(qiáng)），在本設(shè)計中選用的收縮率為0.5。成型工藝很好，可以注射成型。該產(chǎn)品主要用于計算器外殼，要求表面光滑、無明顯的澆口痕跡，故采用潛伏式澆口，利用彈簧滑塊機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)側(cè)抽芯。圖2-1 計算器外殼圖2-2 塑件尺寸。9 脫模機(jī)構(gòu)及復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計塑件在從模具上取下以前，還有一個從模具的成型零件上脫出的過程，使塑件從成型零件上脫出的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)的動作是通過裝在注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)上的頂桿或液壓缸來完成的。9.1 推出機(jī)構(gòu)的組成9.1.1 推出機(jī)構(gòu)的組成推出機(jī)構(gòu)主要由推出零件、推出零件固定板和推板、推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位部件等組成。推出機(jī)構(gòu)中

18、，凡直接與塑件相接觸、并將塑件推出型腔的零件稱為推出零件。常用的推出零件有推桿、推管、推件板、成型推桿等。9.1.2 推出機(jī)構(gòu)的分類推出機(jī)構(gòu)可按其推出動作的動力來源分為手動推出機(jī)構(gòu)、機(jī)動推出機(jī)構(gòu)、液壓和氣動推出機(jī)構(gòu)。手動推出機(jī)構(gòu)是模具開模后，由人工操縱的推出機(jī)構(gòu)塑件，一般多用于塑件滯留在定模一側(cè)的情況；機(jī)動推出機(jī)構(gòu)利用注射機(jī)開模動作驅(qū)動模具上的推出機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)塑件的自動脫模；液壓和氣動推出機(jī)構(gòu)是依靠設(shè)置在注射機(jī)上的專用液壓和氣動裝置，將塑件推出或從模具中吹出。推出機(jī)構(gòu)還可以根據(jù)推出零件的類別分類，可分為推桿推出機(jī)構(gòu)、推管推出機(jī)構(gòu)、推件板推出機(jī)構(gòu)、成型推桿（塊）推出機(jī)構(gòu)、多無綜合推出機(jī)構(gòu)等。另外，

19、也可根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)牲來分類。9.1.3 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計原則推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量在動模一側(cè)。由于推出機(jī)構(gòu)的動作是通過裝在注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)上的頂桿來驅(qū)動的，所以一般情況下，推出機(jī)構(gòu)設(shè)在動模一側(cè)。正因如此，在分型面設(shè)計時應(yīng)盡量注意，開模后使塑件能留在動模一側(cè)。(1）保證塑件不因推出而變形損壞為了保證塑件在推出過程中不變形、不損壞，設(shè)計時應(yīng)仔細(xì)分析塑件對模具包緊力和粘附力的大小，合理的選擇推出方式及推出位置，從而使塑件受力均勻、不變形、不損壞。(2）機(jī)構(gòu)簡單動作可靠推出機(jī)構(gòu)應(yīng)使推出動作可靠、靈活，制造方便，機(jī)構(gòu)本身要有足夠的強(qiáng)度、剛度和硬度，以承受推出過程中的各種力的作用，確保塑件順利地脫模。(3）良好的塑件

20、外觀推出塑件的位置應(yīng)盡量設(shè)置在塑件內(nèi)部，以免推出痕跡影響塑件的外觀質(zhì)量。(4）合模時的正確復(fù)位設(shè)計推出機(jī)構(gòu)時，還應(yīng)考慮合模時機(jī)構(gòu)的正確復(fù)位，并保證不與其他模具零件相干涉。9.2 本模具的推出機(jī)構(gòu)9.2.1 推出機(jī)構(gòu)的選擇（1）采用普通推桿和斜推桿，每個塑件有5個普通推桿，一個斜推桿，共為6個；（2）推桿應(yīng)設(shè)在脫模阻力大的地方；（3）推桿應(yīng)均勻布置；（4）推桿應(yīng)設(shè)在塑件強(qiáng)度、剛度較大處，故設(shè)在塑件有弧度處；（5）推桿直徑與模板上的推桿孔采用H8/f7或H8/f8的間隙配合；（6）通常推桿裝入模具后，其端面應(yīng)與型腔底面平齊，或高出型腔底面0.050.10mm； （7）推桿與推桿固定板，通常采用單邊

21、0.5mm1mm的間隙（由于該套模具各塑件的6個推桿分布不是很緊湊，故采用單邊0.5mm的間隙），這樣可以降低加工要求，又能在多推桿的情況下，不因由于各板上的推桿孔加工誤差引起的軸線不一致而發(fā)生卡死現(xiàn)象；（8）推桿的材料常用T8、T10碳素工具鋼，熱處理要求硬度50HRC，工作端配合部分的表面粗糙度為Ra0.8。9.2.2 斜推桿斜推桿柱的斜角一般為5°10°，最大不得超過15°，本設(shè)計采用5°，斜推桿的尺寸如下圖所示，在本設(shè)計中，雖然推桿長度很高，但是由于尺寸比較小,且推桿的寬度相對于塑件足夠大，故完全符合其強(qiáng)度、剛度的要求，但在模具中則考慮其他尺寸的

22、裝配，材料多采用優(yōu)質(zhì)鋼材T8A、T10以及20號鋼滲碳處理，淬火硬度55HRC以上。表面粗糙度要求Ra1.6，具體形式如圖9-1所示：圖9-1 斜推桿(1) 最小開模行程計算最小開模行程是指抽出側(cè)滑塊所必需的開模運(yùn)動距離H，其公式如下： 式（9-1）式中 H最小開模行程，mm；S抽拔距，為7mm；斜推桿斜度，5°；(2) 斜推桿的強(qiáng)度校核其公式如下： 式（9-2）式中 斜推桿的強(qiáng)度，MPa；L1力臂長度，m；d斜推桿的長度，m； 而鋼材的許用應(yīng)力為200MPa，所以選取的斜推桿直徑符合要求。9.3 脫模阻力的計算塑件壁厚與其內(nèi)孔直徑之比大于1/20，為厚壁殼體形塑件，且塑件斷面為圓環(huán)

23、形，故所需脫模力的計算公式如下：（分別計算定、動模上型芯的脫模阻力） 式（9-3） 式中 E拉伸模量，聚丙烯為6.5成型平均收縮率，為0.5%t塑件的平均厚度，約為1.6mmL塑件包容型芯的長度，為1mm泊松比，0.32ø脫模斜度，為2°f塑料與鋼材之間的摩擦因數(shù)，為0.3R型芯直徑，為R=1.7mB塑件在與開模方向垂直的平面上的投影面積（cm2），當(dāng)塑件底部有通孔時10B項應(yīng)視為零K1由f和ø決定的無因次數(shù)，可由下式計算：1K2由（=R/t）和ø決定的無因次數(shù)，可由下式計算=5.94代入得 Q=716.88N0.71688kN根據(jù)本模具的設(shè)計，本模具的

24、動力機(jī)構(gòu)完全可以克服脫模力，本脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計完全符合標(biāo)準(zhǔn)，具體圖參看裝配圖。9.4 復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)計有脫模機(jī)構(gòu)就必須有復(fù)位機(jī)構(gòu)，復(fù)位機(jī)構(gòu)得作用主要是脫模后回到合模狀態(tài)以進(jìn)行下一次注射，本模具中雖然有側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，但是由于是內(nèi)測抽芯，且滑塊較小，與推桿的干涉問題不大，故可以直接采用一般的復(fù)位機(jī)構(gòu)，可以滿足設(shè)計的要求。其示意圖如圖9-2所示: 圖9-2 復(fù)位桿10 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計凡是能獲得側(cè)向抽芯或側(cè)向分型以及復(fù)位動作的機(jī)構(gòu)，統(tǒng)稱為側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)，廣義上講，它是實現(xiàn)塑件脫模的裝置。這類模具脫出塑件的運(yùn)動有兩種情況：一種是開模時首先完成側(cè)向分型或抽芯，然后推出塑件；第二種是側(cè)向抽芯或分型于塑件推出同步進(jìn)

25、行。10.1 機(jī)構(gòu)分類及機(jī)構(gòu)選擇側(cè)向分型機(jī)構(gòu)類型很多，通常按動力來源分三種類型，其中機(jī)動側(cè)向分型機(jī)構(gòu)最常用。（1）手動側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu) 設(shè)有此類分型抽芯機(jī)構(gòu)的模具結(jié)構(gòu)比較簡單，且生產(chǎn)率低，勞動強(qiáng)度大，抽拔力有限，故在特殊場合才采用。（2）機(jī)動側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu) 一般指借助注射機(jī)的開模力或頂出力于合模力進(jìn)行模具側(cè)向分型、抽芯及復(fù)位動作機(jī)構(gòu)。這類機(jī)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性好，效率高，動作可靠，適用性強(qiáng)。其主要形式有：彈簧分型抽芯、斜銷分型抽芯、彎銷分型抽芯、斜滑塊分型抽芯、齒輪齒條分型抽芯等，其中以斜銷分型抽芯用的最廣泛。（3）液壓（氣壓）側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu) 系指以壓力油（或壓縮空氣）作為動力源，驅(qū)動模具進(jìn)行側(cè)向分型

26、、抽芯及復(fù)位的機(jī)構(gòu)。這類機(jī)構(gòu)的主要特點(diǎn)是抽拔距離長，抽拔力大，動作靈活，不受開模過程限制，常在大型注射模中使用，如注射機(jī)本身帶有備用液壓缸，尤為適用。根據(jù)本模具實際情況，本設(shè)計屬于內(nèi)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，且型芯尺寸很小，不需要很大的抽拔力，故可以直接采用滑塊抽芯，抽拔力很小，用彈簧來提供這個推動力就足夠了，塑件兩側(cè)抽芯，每側(cè)都可設(shè)置一彈簧，方便且實用，而且對推桿等裝置不會產(chǎn)生影響。10.2 抽拔距與抽拔力及機(jī)構(gòu)組成10.2.1 抽拔距將側(cè)向型芯或拼合凹模（滑塊）從成形位置抽拔或分開至不妨礙脫模位置的距離稱為抽拔距。一般抽拔距取側(cè)孔深度加13mm，這里為1mm，如圖10-1所示為本塑件的抽撥距： 圖10-

27、1 抽跋距本塑件孔深為1mm，半徑為0.85mm。雖然相對塑件本身來說比例很小，但由于是內(nèi)測抽芯，必須考慮到塑件的整個尺寸，所以在設(shè)計抽芯機(jī)構(gòu)的時候還得設(shè)計一個楔緊塊作為定位機(jī)構(gòu)。抽芯距的計算公式如下： 式（10-1）式中 S抽芯距，mm；S1取出塑件最小尺寸，7mm；mm10.2.2 抽拔力抽出側(cè)向型芯或分離側(cè)向凹模所需的力稱為抽拔力，抽拔力的計算與脫模力計算相同，抽拔力的計算公式如下： 式（10-2）式中 E拉伸模量，聚丙烯為6.5成型平均收縮率，為0.5%t塑件的平均厚度，約為1.6mmL芯的長度，為1mm泊松比，0.32ø脫模斜度，為2°f塑料與鋼材之間的摩擦因數(shù)，

28、為0.3R芯的平均直徑，為1.7mmB塑件在與開模方向垂直的平面上的投影面積（cm2），當(dāng)塑件底部有通孔時，10B項應(yīng)視為零K1由f和ø決定的無因次數(shù)，可由下式計算：1K2由（=R/t）和ø決定的無因次數(shù)，可由下式計算=5.62代入得 Q=747.78N0.74778kN10.2.3 滑塊滑塊是可動零件，滑塊與側(cè)型芯既可以做出整體式，也可以做出組合式，本設(shè)計的是整體式滑塊，如圖10-2所示，材料采用T8A鋼，成形部位采用局部熱處理達(dá)到要求硬度。塑件的小抽芯部分直接裝在滑塊上,具體可以參考零件圖。圖10-2 滑塊10.2.4 導(dǎo)滑槽導(dǎo)滑槽是維系滑塊運(yùn)動方向的支撐零件，因此要求

29、滑塊在導(dǎo)滑槽內(nèi)運(yùn)動平穩(wěn)，無上下竄動和卡緊現(xiàn)象。對導(dǎo)滑槽與滑塊的配合要求運(yùn)動平穩(wěn)，不宜過分松動，亦不宜過緊，其結(jié)構(gòu)如圖10-3所示。導(dǎo)滑部分的表面應(yīng)有足夠硬度，但在本設(shè)計中，滑塊成形了塑件的外形為了減少制造成本，所以導(dǎo)滑槽的導(dǎo)滑部分表面硬度應(yīng)稍低滑塊的硬度,導(dǎo)滑槽直接設(shè)計在動模模仁內(nèi)。圖10-3 導(dǎo)滑槽10.2.5 楔緊塊當(dāng)塑料熔體注射入型腔，它以很高的壓力作用于型芯，且由于本設(shè)計中的側(cè)抽芯是內(nèi)側(cè)抽芯，彈簧一直處于一種壓縮的狀態(tài)，這樣作用在滑塊上的力就會迫使滑塊外移。作用力等于塑料壓力和沿滑動方向塑料作用在型芯或模塊上投影面積的乘積。由于滑塊和彈簧的剛度較差，故常采用楔緊塊面來承受這一側(cè)向推力，

30、同時楔緊塊必須保證滑塊準(zhǔn)確定位，故可將楔緊塊直接鑲嵌在定模板內(nèi)，方便開模。其示意圖如圖10-4所示:圖10-4 楔緊塊11 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計無論何種塑料進(jìn)行注射成型，均有一個比較適宜的模具溫度范圍，在此溫度范圍內(nèi)，塑料熔體的流動性好，容易充滿型腔，塑件脫模后收縮和翹曲變形小，形狀與尺寸穩(wěn)定，力學(xué)性能以及表面質(zhì)量也比較高。為了使模溫能控制在一個合理的范圍內(nèi)，必須設(shè)計模具溫度達(dá)到調(diào)節(jié)系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)的設(shè)計是對模具進(jìn)行冷卻調(diào)節(jié)，從而達(dá)到控制模溫的目的。對模具的冷卻與塑料品種，塑件的形狀與尺寸、生產(chǎn)效率及成型工藝對模具的要求有關(guān)。11.1 冷卻系統(tǒng)的計算塑料傳給模具的熱量與自然對流到空氣中的模具溫度、輻射

31、到空氣中的模具熱量及模具傳給注塑機(jī)的熱量的差值即為用冷卻水?dāng)U散的熱量。忽略模具因空氣對流、熱輻射以及與注塑機(jī)散發(fā)的熱量，不考慮模具金屬熱阻，可對模具冷卻系統(tǒng)進(jìn)行初步和簡略的計算。根據(jù)設(shè)計要求，此注射模用于成形PP制品，用常溫（20ºC）水作為模具冷卻介質(zhì)，其出口溫度為25ºC，并且冷卻水在通道內(nèi)呈湍流狀態(tài)，模具寬度為355mm需要設(shè)計冷卻水孔直徑d及開設(shè)的冷卻水孔數(shù)。查手冊 模具的溫度為8090ºC，則平均溫度為75ºC。成型周期為60s,PP成型時放出的熱量i=5.9×102 kJ/kg 這里取5.9×105J/Kg。 （1）單位時

32、間內(nèi)注入模具中的熱量Q（Kg/min）=13×60×5.9×102=4.6×105 （2）求冷卻水的體積流量V由下式得式（11-1） =0.0022m3/min V冷卻水的體積流量（m3/min）M單位時間內(nèi)注入模具的塑料質(zhì)量（Kg/min）塑料成型時在模內(nèi)釋放的熱焓量 （J/Kg）C冷卻水的比熱容（J/Kg·K）冷卻水的密度 （Kg/m3）t1冷卻水的出口溫度 （ºC）t2冷卻水的進(jìn)口溫度（ºC） （3）求冷卻水孔直徑 根據(jù)體積流量,有表查找和冷卻水道要易于加工清理，一般水道的孔徑為8mm左右,由于本模具A 板與模仁比較薄

33、，選冷卻水孔直徑d=4mm （4）求冷卻水在水孔內(nèi)的流速= （5）冷卻水孔總傳熱面積A由下式計算： 式（11-2） = 60×460/18276×27.5=0.055 式中 A冷卻水孔的總傳熱面積m2 M單位時間內(nèi)注入模具中的塑料質(zhì)量（kg/h）塑料成型時在模內(nèi)釋放的熱焓量（J/kg） T模具熱度（） T冷卻水的平均溫度（）冷卻孔壁與冷卻水間的傳熱系數(shù) 為18276（KJ/（·h·） （6）求模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻管道的孔數(shù)0.055/3.14×0.006×0.355.8611.2 冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與布置11.2.1 冷卻通道設(shè)計的基本原則

34、（1）冷卻通道離凹模既不能太遠(yuǎn)有不能太近，以免影響冷卻效果和模具的強(qiáng)度，通常其邊距為10-20mm。（2）冷卻通道的不應(yīng)通過鑲塊和鑲塊接縫處，以防止漏水。（3）冷卻通道內(nèi)不應(yīng)有存水和產(chǎn)生回流的部位，應(yīng)暢通無阻。冷卻通道直徑一般為8mm左右。進(jìn)水管直徑的選擇，應(yīng)使進(jìn)水處的流速不超過冷卻通道中的水流速度，要避免過大的壓力降。（4）水管的接頭部位，要設(shè)置在不影響操作的方向，通常朝向注射機(jī)的背面。（5）水管與水嘴的連接處必須密封，防止漏水。（6）進(jìn)出口冷卻水溫差不宜過大，避免造成模具表面冷卻不均勻。11.2.2 冷卻裝置的結(jié)構(gòu)塑料制件的形狀是多種多樣的，對于不同形狀的塑件，冷卻水道的位置與形狀是不一樣

35、的。封頭塑件屬于中等深度的塑件，當(dāng)考慮到塑件較小，壁厚不大，分型面為一平面，且定模上有鑲塊，采用只在定模板一側(cè)等距離鉆孔的形式。其分布如圖11-1所示：圖11-1 冷卻水道12 塑件質(zhì)量的分析12.1 合格的塑件應(yīng)滿足的要求（1）尺寸、粗糙度符合圖紙要求；（2）形狀完整無缺，表面光澤平滑，不得產(chǎn)生不允許的各種成形缺陷及弊病；（3）推桿殘留凹痕不得過深，一般不超過0.5mm，不存在推出不良和脫模不良等弊??；（4）飛邊不得超過規(guī)定要求；（5）保證塑件質(zhì)量穩(wěn)定。12.2 模具性能（1）各工作系統(tǒng)堅固可靠，活動部分靈活平穩(wěn)，動作互相協(xié)調(diào)，定位起止正確，保證穩(wěn)定正常工作，滿足成型要求和塑件質(zhì)量及生產(chǎn)效率

36、；（2）脫模良好，塑件留落方向符合設(shè)計要求 （3）嵌件安裝方便，可靠，正確；（4）對成型條件及操作要不苛刻，便于掌握投產(chǎn)；（5）各主要受力零件有足夠強(qiáng)度及剛性；（6）模具安裝平穩(wěn)性好，調(diào)整方便，工作安全；（7）加料、取料把及塑件方便安全；（8）消耗塑料少；（9）配件及附件的使用性能良好。12.3 次品分析表12-1 次廢品原因分析名稱原因分析填充不足：主要由于供料不足、融料填充流動不良，充氣過多及排氣不良等原因?qū)е绿畛湫颓徊粷M，塑件外型殘缺不完整。1.裝料不足，裝料不勻或不易成型部位裝料少；2.成型壓力小或預(yù)熱過度、不足或不勻；3.塑料流動性太差；4.塑料內(nèi)含水分及揮發(fā)物多。；氣泡：融料內(nèi)充氣

37、過多或排氣不良，導(dǎo)致塑件內(nèi)殘留氣體，并呈筆記較小或成串的空穴。1.塑料含水分及揮發(fā)物多，預(yù)熱不良；2.料溫高，加熱時間長，塑料降解分解；3.注射速度快。；表面波紋：融料沿模具表面不是平滑流動填充型腔，而是成半固化波動狀態(tài)沿型腔表面流動或融料有滯流現(xiàn)象。1.塑料流動性差；2.料溫、模溫、噴嘴溫度低；3.供料不足。續(xù)表12-1名稱原因分析翹曲，變形：脫模不良，冷卻不足，素件強(qiáng)度不足模具變形等原因使塑件形狀畸變，翹曲不平或型孔偏，壁厚不均勻等現(xiàn)象。1.模溫高，模具應(yīng)冷卻；2.塑料塑化不勻，供料不足或過量；3.成型溫度范圍小，冷卻時間短，脫模時 ，塑件受力不勻或脫模后冷卻不當(dāng)黑點(diǎn)、黑條：塑料分解或料中

38、可燃性揮發(fā)物，空氣等作高溫高壓下分解燃燒，在塑件表面呈現(xiàn)黑點(diǎn)，黑條紋。1.塑料分解；2.料筒、噴嘴及模具具有死角滯料分解。脫模不良：由于填充作用過強(qiáng)，模具脫模性能不良等原因，使塑件脫模困難或脫模后塑件變形、破裂。成型時間太短噴嘴與澆口套間有加料。粘附澆口套。有雜質(zhì)、異物；1.塑料頂分解變質(zhì)；2.預(yù)熱時混入異物。表面不光澤：模具粗糙度不良，融料和模具不密合，料溫及模溫不當(dāng)使塑件不光亮，呈乳白色或發(fā)烏。1.塑料含水分，揮發(fā)物過多；2.塑料流動性差；3.料溫及模溫過高或過低。13 注射模具選材13.1 塑料模具成型零件（型腔、型芯）的選材表13-1 成型零件的選材零件名稱材料牌號熱處理方法硬度說明型

39、腔45調(diào)質(zhì)216260HB用于形狀簡單、要求不高的型腔、型芯淬火4348HRCT8A、T10A淬火5458HRC形狀簡單的小型腔、型芯CrWMn40Cr4Cr5MoSiV淬火5458HRC用于形狀復(fù)雜、要求熱處理變形小的型腔、型芯或鑲件型芯20CrMnMo滲碳淬火20CrMnTi13.2 模板零件的選材表13-2 模板零件的選材零件名稱材料牌號熱處理方法硬度墊板（支承板）45淬火4348HRC動、定模板動、定模座板調(diào)質(zhì)230270HB固定板45調(diào)質(zhì)230270HBQ235A墊塊45、Q235A推件板T8A、T10A淬火5458HRC45調(diào)質(zhì)230270HB13.3 澆注系統(tǒng)零件的選材主流道襯套

40、選用T8A、T10A ，熱處理采用淬火，硬度達(dá)到5357HRC。13.4 導(dǎo)向零件的選材表13-3 導(dǎo)向零件的選材零件名稱材料牌號熱處理方法硬度 導(dǎo)柱T8A、T10A淬火5055HRC20滲碳、淬火5660HRC 導(dǎo)套T8A、T10A淬火5055HRC13.5 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的選材斜滑塊選用40Cr， 熱處理采用淬火，硬度達(dá)到5458HRC。13.6 推出機(jī)構(gòu)零件的選材表13-4 推出機(jī)構(gòu)的選材零件名稱材料牌號熱處理方法硬度推桿T8A、T10A淬火5458HRC推板45淬火4348HRC推塊、復(fù)位桿45、T8A淬火4348HRC推桿固定板45、Q235A13.7 其它零件表13-5 其他零

41、件的選材零件名稱材料牌號熱處理方法硬度定位圈45淬火4348HRC各螺釘45淬火4348HRC澆口套45淬火4348HRC彈 簧65Mn13.8 該套模具所用材料的性能比較表13-6 材料性能比較鋼號切削加工性淬透性淬火不變形性耐磨性耐熱性Q235A優(yōu)差差45優(yōu)差差中差T8A優(yōu)差差中差T10A良差差良差40Cr良優(yōu)優(yōu)優(yōu)良14 模具的試模與修模試模中所獲得的樣件是對模具整體質(zhì)量的一個全面反映，以檢驗樣件來修正和驗收模具，是塑料模具這種特殊產(chǎn)品的特殊性。14.1 試模中遇到的問題首先，在初次試模中我們最常遇到的問題是根本得不到完整的樣件。常因塑件被粘附于模腔內(nèi)，或型芯上，甚至因流道粘著制品被損壞，

42、這是試模首先應(yīng)當(dāng)解決的問題。14.1.1 粘著模腔制品粘著在模腔上，是指塑件在模具開啟后，與設(shè)計意圖相反，離開型芯一側(cè)，滯留于模腔內(nèi)，致使脫模機(jī)構(gòu)失效，制品無法取出的一種反?，F(xiàn)象。其主要原因是：(1)注射壓力過高，或者注射保壓壓力過高；(2)注射保壓和注射高壓時間過長，造成過量充模；(3)冷卻時間過短，物料未能固化；(4)模芯溫度高于模腔溫度，造成反向收縮；(5)型腔內(nèi)壁殘留凹槽，分型面邊緣受過損傷性沖擊，增加了脫模阻力。14.1.2 粘著模芯(1)注射壓力和保壓壓力過高或時間過長而造成過量充模，尤其成型芯上有加強(qiáng)筋槽的制品，情況更為明顯；(2)冷卻時間過長，制件在模芯上收縮量過大；(3)模腔

43、溫度過高，使制件在設(shè)定溫度內(nèi)不能充分固化；(4)機(jī)筒與噴嘴溫度過高，不利于在設(shè)定時間內(nèi)完成固化；(5)可能存在不利于脫模方向的凹槽或拋光痕跡需要改進(jìn)；14.1.3 粘著主流道(1)閉模時間太短，使主流道物料來不及充分收縮；(2)料道徑向尺寸相對制品壁厚過大，冷卻時間內(nèi)無法完成料道物料的固化；(3)主流道襯套區(qū)域溫度過高，無冷卻控制，不允許物料充分收縮；(4)主流道襯套內(nèi)孔尺寸不當(dāng)，未達(dá)到比噴嘴孔大0.51mm。一旦發(fā)生上述情況，首先要設(shè)法將制品取出模腔（芯），不惜破壞制件，保護(hù)模具成型部位不受損傷。仔細(xì)查找不合理粘模發(fā)生的原因，一方面要對注射工藝進(jìn)行合理調(diào)整；另一方面要對模具成型部位進(jìn)行現(xiàn)場修

44、正，直到認(rèn)為達(dá)到要求，方可進(jìn)行二次注射。14.2 成型缺陷當(dāng)注射成型得到了近乎完整的制件時，制件本身必然存在各種各樣的缺陷，這種缺陷的形成原因是錯綜復(fù)雜的，一般很難一目了然，要綜合分析，找出其主要原因來著手修正，逐個排出，逐步改進(jìn)，方可得到理想的樣件。下面就對度模中常見的成型制品主要缺陷及其改進(jìn)的措施進(jìn)行分析。14.2.1 注射填充不足所謂填充不足是指在足夠大的壓力、足夠多的料量條件下注射不滿型腔而得不到完整的制件，這種現(xiàn)象極為常見，其主要原因有：（1）熔料流動阻力過大這主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形狀、尺寸不利于熔料流動。盡量采用整圓形、梯形等相似的形狀，避免采用半圓形

45、、球缺形料道。熔料前鋒冷凝所致。塑料流動性能不佳。制品壁厚過薄。（2）型腔排氣不良這是極易被忽視的現(xiàn)象，但以是一個十分重要的問題。模具加工精度超高，排氣顯得越為重要。尤其在模腔的轉(zhuǎn)角處、深凹處等，必須合理地安排頂桿、鑲塊，利用縫隙充分排氣，否則不僅充模困難，而且易產(chǎn)生燒焦現(xiàn)象。（3）鎖模力不足因注射時動模稍后退，制品產(chǎn)生飛邊，壁厚加大，使制件料量增加而引起的缺料。應(yīng)調(diào)大鎖模力，保證正常制件料量。14.2.2 溢邊（毛刺、飛邊、批鋒）與第一項相反，物料不僅充滿型腔，而且出現(xiàn)毛刺，尤其是在分型面處毛刺更大，甚至在型腔鑲塊縫隙處也有毛刺存在，其主要原因有：（1）注射過量（2）鎖模力不足（3）流動性過

46、好（4）模具局部配合不佳（5）模板翹曲變形14.2.3 制件尺寸不準(zhǔn)確初次試模時，經(jīng)常出現(xiàn)制件尺寸與設(shè)計要求尺寸相差較大，這時不要輕易修改型腔，應(yīng)行從注射工藝上找原因。（1）尺寸變大注射壓力過高，保壓時間過長，此條件下產(chǎn)生了過量充模，收縮率趨向小值，使制件的實際尺寸偏大；模溫較低，使熔料在較低溫度的情況下成型，收縮率趨于小值，這時要繼續(xù)注射，提高模具溫度、降低注射壓力，縮短保壓時間，制件尺寸可得到改善。（2）尺寸變小注射壓力偏低、保壓時間不足，制在冷卻后收縮率偏大，使制件尺寸變?。荒剡^高，制件從模腔取出時，體積收縮量大，尺寸偏小，此時調(diào)整工藝條件即可。通過調(diào)整工藝條件，通常只能在極小范圍內(nèi)使

47、尺寸改變，可以改變制件相互配合的松緊程度，但難以改變公稱尺寸。15 模具工作過程及工藝性與經(jīng)濟(jì)性分析15.1 模具工作過程模具裝配試模完畢之后，模具進(jìn)入正式工作狀態(tài)，其基本工作過程如下：（1）對塑料PP進(jìn)行烘干，并裝入料斗；（2）清理模具型芯、型腔，并涂上脫模劑，進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱；（3）合模、鎖緊模具；（4）對塑料進(jìn)行預(yù)塑化，注射裝置準(zhǔn)備注射；（5）注射，其過程包括充模、保壓、倒流、澆口凍結(jié)后的冷卻和脫模；(6) 脫模過程：開模時，開合模系統(tǒng)帶動動模部分后移，隨著主分型面的分開，同時斜導(dǎo)柱帶動滑塊完成側(cè)向分型抽芯（塑件與流道凝料留在動模），然后頂桿將塑件及流道凝料推出，最后將塑件取出；(7) 塑

48、件的后處理：對塑件進(jìn)行退火處理或調(diào)濕處理。15.2 工藝性與經(jīng)濟(jì)性分析模具作為“工業(yè)之母”，近年來有來極大的發(fā)展，因此在模具的設(shè)計過程中要考慮很多方面的問題，尤其對于一些中小企業(yè)，它們面臨著大企業(yè)的技術(shù)、資金方面的巨大競爭，然而我國的絕大部分的模具企業(yè)都很小，在加入來WTO以后，我國企業(yè)還要面臨國外那些具有很強(qiáng)競爭力都企業(yè)的挑戰(zhàn)，我們做畢業(yè)設(shè)計是不能偏離現(xiàn)實生活的，比如說我們不能不計成本的設(shè)計，不能不考慮現(xiàn)實能不能加工出來，在工藝過程設(shè)計中，如能簡化加工工藝過程，對一套模具來說能節(jié)約很大的加工成本，對一些較常用的加工方法多用些，一些少用的加工方法能做到不用就盡量不用，在模具設(shè)計中還有一個很重要

49、的問題就是關(guān)于模具的選材問題，在滿足剛度，強(qiáng)度要求的情況下，盡量選擇價錢便宜，加工性能相對好的材料 ，聯(lián)系實際對模具設(shè)計很重要。本套模具采用標(biāo)準(zhǔn)模架，其中絕大部分成型零件都采用標(biāo)準(zhǔn)件，這樣模具都互換性很好，有利于模具的修整，裝配。對于本零件，零件表面比較復(fù)雜，且有抽芯，所以在模具的設(shè)計中，要充分考慮到各個成型零件的裝配問題，尤其是抽芯部分與推桿干涉問題，通過計算，本套模具中不可能存在干涉的問題。對于主流道、分流道、澆口等則按實際要求設(shè)計，特別是澆口位置、形狀選擇十分重要，還有各個零件的強(qiáng)度、剛度的校核，在模具的設(shè)計過程中已經(jīng)校核過，本套模具的任何一個零件都符合強(qiáng)度、剛度要求，各零件加工工藝很好。整體看本套模具，采用國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)裝配。模具的鋼材盡量選擇物美價廉的材料。模具的設(shè)計是面向市場的，不能因為價錢失去材料該有的性能，同樣也不能因為材料需要就盡量選擇性能最好的而增加成本，本設(shè)計第十三章列舉了本套模具中所有所用材料。結(jié)論本次設(shè)計主要是針對小