MP3蓋塑料注塑模具設(shè)計(jì)說明書

1、vv 大 學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書題目：MP3蓋塑料注塑模具設(shè)計(jì) 姓 名： vvv 專 業(yè)： 材料成型及控制工程 班 級： vvv 指導(dǎo)老師： vvvv 2 0 1 4 年 1 月 3 日vv大學(xué)機(jī)械與能源工程學(xué)院專 業(yè) 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書材料成型及控制工程專業(yè)設(shè)計(jì)題目： MP3蓋塑料注塑模架設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)一簡單塑料零件，并根據(jù)該零件設(shè)計(jì)一副注射模具。制件年產(chǎn)量：10萬件完成的任務(wù)：1. 注射成形工藝卡一份；2. 產(chǎn)品零件圖一份；3. 注射模具裝配圖及模具成形零件工程圖各一份；4. 設(shè)計(jì)說明書一份。時間安排：1. 借資料、產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制零件圖；（1.5天）2. 確定零件

2、生產(chǎn)的工藝方案，填寫零件注射工藝卡；（1天）3. 零件成形工藝分析；確定型腔的數(shù)目；模具脹型力的計(jì)算，選擇注射設(shè)備；選定分型面；確定型腔配置、確定澆注系統(tǒng)、確定脫模方式；冷卻系統(tǒng)和推出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；凹模和型芯尺寸計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；模具其它零件設(shè)計(jì)；模具有關(guān)零件的強(qiáng)度和剛度校核；模具與注射機(jī)有關(guān)尺寸校核。模具結(jié)構(gòu)三維設(shè)計(jì)。（4天）4. 繪制模具結(jié)構(gòu)裝配圖、模具成型零件工程圖；（2.5天）5. 編寫設(shè)計(jì)說明書；（2天）6. 答辯。（1天）參考書目：1齊衛(wèi)東.塑料模具設(shè)計(jì)與制造 M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20042陳劍鶴.模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)M.北京：械工業(yè)出版社，2004.043齊曉燕.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)M

3、.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.014高濟(jì)，申樹義.塑料模具設(shè)計(jì)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.095高錦張.塑性成形工藝與模具設(shè)計(jì)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.03 6陳錫棟.實(shí)用模具設(shè)計(jì)簡明手冊M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 指導(dǎo)教師： 2013年 12月 23 日 材料成型及控制工程 vv 級 vv 班 學(xué)生： 學(xué)號： vvvv 2013年 12 月 23 日MP3蓋塑料注塑模具設(shè)計(jì) 摘要 本課題主要是針對MP3蓋的模具設(shè)計(jì)，該MP3蓋采用的材料為聚乙烯（PE），是工業(yè)中常用的一種塑料。通過對塑件進(jìn)行工藝的分析和比較，最終設(shè)計(jì)出一副注塑模。本課題從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性，具體模具

4、結(jié)構(gòu)出發(fā)，對模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑機(jī)的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)，并簡單的編制了模具的加工工藝。通過整個設(shè)計(jì)過程表明該模具能夠達(dá)到此塑件所要求的加工工藝。根據(jù)題目設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是MP3蓋注塑模具的設(shè)計(jì)，也就是設(shè)計(jì)一副注塑模具來生產(chǎn)塑件產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)自動化提高產(chǎn)量。針對塑件的具體結(jié)構(gòu)，該模具是側(cè)澆口的單分型面注射模具。 關(guān)鍵詞 塑料；模具；系統(tǒng)；工藝目錄引言11 零件成型工藝基礎(chǔ)分析 2 1.1 蓋的造型設(shè)計(jì)2 1.2 蓋塑料PE的性能分析與成型特性 22 塑件工藝性分析 4 2.1 分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 4 2.2 工藝性分析 4 2.3 注射設(shè)備的

5、選擇43 塑料制件在模具中的位置與澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 6 3.1 型腔數(shù)目的確定6 3.2 型腔的分布6 3.3 分型面的選擇6 3.4 澆注系統(tǒng)的設(shè)74 脫模方式與推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 12 4.1 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則12 4.2 推出機(jī)構(gòu)的選擇12 4.3 推出力的計(jì)算12 4.4 推桿的設(shè)計(jì) 135 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 146 凹模和型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和尺寸計(jì)算 15 6.1 凹模的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 6.2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 6.3 型腔和型芯相關(guān)尺寸的計(jì)算167 模具其它零件設(shè)計(jì) 19 7.1 注射模架的選擇 19 7.2 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)198 模具與注射機(jī)有關(guān)尺寸校核 20 8.1 模具厚度的校

6、核 21 8.2 開模行程的校核 21 8.3 鎖模力的校核 21結(jié)束語23致謝語24參考文獻(xiàn)25附錄：注塑成型工藝卡26引言 模具，是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，60%80%的零部件都依靠模具成形，模具質(zhì)量的高低決定著產(chǎn)品質(zhì)量的高低，因此，模具被稱之為“百業(yè)之母”。模具又是“效益放大器”, 用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。模具生產(chǎn)的工藝水平及科技含量的高低，已成為衡量一個國家科技與產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益、新產(chǎn)品的開發(fā)能力，決定著一個國家制造業(yè)的國際競爭力。 從市場情況來看，塑

7、料模具生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展那些技術(shù)含量高的大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具，并大力開發(fā)國際市場，發(fā)展出口模具。隨著中國塑料工業(yè)，特別是工程塑料的高速發(fā)展，可以預(yù)見，中國塑料模具的發(fā)展速度仍將繼續(xù)高于模具工業(yè)的整體發(fā)展速度，未來幾年年增長率仍將保持20%左右的水平。整體來看，中國塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有很大進(jìn)步，但與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求、世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進(jìn)口。在總量供不應(yīng)求的同時，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場競爭激烈，還有一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢。 中國加入WTO

8、以來，全球制造業(yè)重心逐步向中國大陸轉(zhuǎn)移，我國的汽車、電子、通信、電器、儀器和家電等相關(guān)產(chǎn)業(yè)得以飛速發(fā)展。而這些領(lǐng)域的產(chǎn)品85%以上都是靠模具成型，這勢必會帶動模具行業(yè)的迅猛發(fā)展。目前，我國模具行業(yè)總產(chǎn)值已達(dá)到400億元以上，發(fā)展勢頭強(qiáng)勁。模具工業(yè)的發(fā)展對制造模具機(jī)床和設(shè)備的研制和生產(chǎn)也帶來了前所未有的機(jī)遇，國內(nèi)的模具制造設(shè)備及機(jī)床也已經(jīng)逐步走上規(guī)模化、專業(yè)化、國際化的發(fā)展道路，反過來又為廣大模具企業(yè)提供良好的發(fā)展契機(jī)。隨著全球制造業(yè)重心加快向中國大陸地區(qū)轉(zhuǎn)移，我國將在10年內(nèi)成為世界制造業(yè)中心。中國積極發(fā)展汽車工業(yè)，并且保持連續(xù)增長勢頭，從而將帶動模具工業(yè)市場的進(jìn)一步繁榮?？梢灶A(yù)言，隨著工業(yè)生

9、產(chǎn)的不斷發(fā)展，模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位將日益提高，并在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中發(fā)揮越來越重要的作用。1 零件成型工藝基礎(chǔ)分析1.1 MP3蓋的造型設(shè)計(jì) 其圖形如圖2-1塑料制件圖所示 圖2-1MP3塑料制件圖相機(jī)是我們生活中比較經(jīng)常使用的照相工具，近幾年內(nèi)在我國的普及度逐漸提高，市場上也有各種各樣的相機(jī)，形狀各異，功能也在不斷提高，相機(jī)的外殼造型也在不斷的變化中，外觀對于購買者有一定的影響力。此次設(shè)計(jì)的相機(jī)蓋的機(jī)構(gòu)比較簡單，主要是傳統(tǒng)相機(jī)的相機(jī)蓋，結(jié)構(gòu)功能比較簡單，外觀設(shè)計(jì)容易。1.2 蓋塑料PE的性能分析與成型特性1.2.1 PE性能分析 聚乙烯塑料是塑料工業(yè)中產(chǎn)量最大的品種。按聚合時采用的壓力

10、不同可分為高壓、中壓和低壓三種。低壓聚乙烯的分子鏈上支鏈較少，相對分子質(zhì)量、結(jié)晶度和密度較高，所以低壓聚乙烯比較硬，耐磨、耐蝕、耐熱及絕緣性較好。高壓聚乙烯分子帶有許多支鏈，因而相對分子質(zhì)量較小，結(jié)晶度和密度較低，且具有較好的柔軟性、耐沖擊性及透明性。聚乙烯無毒、無味、呈乳白色。密度為0.910.96g/cm，為結(jié)晶型塑料。聚乙烯有一定的機(jī)械強(qiáng)度，但與其他塑料相比其機(jī)械強(qiáng)度低，表面硬度差。聚乙烯的絕緣性能優(yōu)異，常溫下聚乙烯不溶于任何一種已知的溶劑，并耐稀硫酸、稀硝酸和任何濃度的其他酸以及各種濃度的堿、鹽溶液。聚乙烯有高度的耐水性，長期接觸水其性能保持不變。聚乙烯透水氣性能較差，而透氧氣和二氧化

11、碳以及許多有機(jī)物質(zhì)蒸氣的性能好。聚乙烯在熱、光、氧氣的作用下會產(chǎn)生老化和變脆。一般高壓聚乙烯的使用溫度在80C左右，低壓聚乙烯為100C左右。聚乙烯能耐寒，在-60C時仍有較好的力學(xué)性能，-70C時仍有一定的柔軟性。低壓聚乙烯可用于制造塑料管、塑料板、塑料繩以及承載力不高的零件，如齒輪、軸承等;高壓聚乙烯常用于制作塑料薄膜、軟管、塑料瓶以及電氣工業(yè)的絕緣零件和包覆電纜等。 表1-1 注射成型機(jī)的技術(shù)規(guī)范注射機(jī)類型：柱塞式螺桿轉(zhuǎn)速：40-80r/min噴嘴溫度：90-100料筒前端溫度：-料筒后端溫度：40-50料筒中端溫度：-注射壓力：60-100MPa模具溫度：60-70注射時間12-60s

12、高壓時間：0-3s冷卻時間：15-60s成型周期：40-130s成型收縮率：1.5%-3.6%1.2.2 聚乙烯的成型特性聚乙烯成型時，在流動方向與垂直方向上的收縮差異很大。注射方向的收縮率大于垂直方向的收縮率，易產(chǎn)生變形，并使塑件澆口周圍部位的脆性增加；聚乙烯收縮率的絕對值較大，成型收縮率也較大，易產(chǎn)生縮孔；冷卻速度慢，必須充分冷卻，且冷卻速度要均勻；質(zhì)軟易脫模，塑件有淺的側(cè)凹時可強(qiáng)行脫模 2 塑件工藝性分析2.1 分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 該塑件尺寸中等，整體結(jié)構(gòu)較簡單，精度要求相對較低，再結(jié)合其材料性能，故選一般精度等級：MT3。表2-1 塑件工藝參數(shù)1：工藝參數(shù) 取值范圍工藝參數(shù) 取值范圍

13、 后部 160180機(jī)筒溫度/ 中部 180200 前部 200220噴嘴溫度/ 190210模具溫度/ 4070注射壓力/MPa 30150螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min) 70后處理溫度/ 70后處理時間/h 242.2 工藝性分析為了滿足制品表面光滑的要求與提高成型效率采用側(cè)澆口。該澆口的分流道中心位于模具的分型面上，澆口與塑件在分型面兩側(cè)2。塑料熔體通過型腔的側(cè)面或推桿的端部注入型腔，因而塑件外表面不受損傷，不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質(zhì)量與美觀效果。2.3 注射設(shè)備的選擇 由分析，可得MP3蓋的體積為4.07cm3，考慮到設(shè)計(jì)為2腔，加上澆注系統(tǒng)的冷凝料，查閱塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)書中的部

14、分國產(chǎn)注射機(jī)技術(shù)規(guī)范及特性，可以選擇XS-Z-30。其參數(shù)如下圖所示。表2-3注塑機(jī)的參數(shù) 理論注射容積(cm3)30螺桿直徑(mm)28注射壓力(MPa)119注射速率(g/s)塑化能力(g/s)35螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)0200鎖模力(KN)250拉桿空間(mm)235移模行程(mm)160模具最大厚度(mm)220模具最小厚度(mm)60鎖模形式液壓-機(jī)械模具定位孔直徑(mm)55噴嘴球半徑(mm)SR12噴嘴孔直徑(mm)2模板尺寸(mm)200*2503 塑料制件在模具中的位置與澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1 型腔數(shù)目的確定與多型腔模具相比較，單型腔模具具有塑料制件的形狀和尺寸一致性好、成型的

15、工藝條件容易控制、模具結(jié)構(gòu)簡單緊湊、模具制造成本低、制造周期短等特點(diǎn)。但是，在大批量生產(chǎn)的情況下，多型腔應(yīng)收更為合適的形式，它可以提高生產(chǎn)效率，降低塑件的整體成本3。型腔數(shù)日的確定，應(yīng)根據(jù)塑件的兒何形狀及尺寸、質(zhì)量、批量大小、交貨長短、注射力、模具成本等要求來綜合考慮。按注射機(jī)的最大注射量確定型腔的數(shù)目n，即 （3-1）式中 k注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8； mn注射機(jī)最大注射量，cm3或g mj澆注系統(tǒng)凝料量，cm3或g m單個塑件的體積或質(zhì)量，cm3或g根據(jù)proe軟件計(jì)算得：mj =8.802 cm3 m =20.96 cm3 ,所以根據(jù)注塑機(jī)的額定鎖模力F的需求來確定型腔數(shù)

16、目n 3，即 （3-2）式中 Fn注塑機(jī)額定鎖模力（N） P型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力（MPa），約為注射壓力大80% Aj澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，mm2A單個塑件在模具分型面上的投影面積，mm2根據(jù)proe軟件計(jì)算得：Aj =798.34 mm2 A =3991.69 mm2 ,所以大多數(shù)小型件常用多型腔注射模，而高精度塑件的型腔數(shù)原則上不超過4 個，所以我們根據(jù)上述公式估算，采用一模二腔。3.2 型腔的分布對于多型腔模具，由于型腔的排布與澆注系統(tǒng)密切相關(guān)，在模具設(shè)計(jì)時應(yīng)綜合加以考慮。型腔的排布應(yīng)使每個型腔都能通過澆注系統(tǒng)從總壓力中均等地分得所需足夠壓力，以保證塑料熔體能同時均勻地填充每

17、一個型腔，從而使各個型腔的塑件內(nèi)質(zhì)量均一穩(wěn)定3。 此制件采用一模兩腔的平衡式布置，其特點(diǎn)是從主流道到各型腔澆口分流道的長度、截面形狀與尺寸均對應(yīng)相同，可實(shí)現(xiàn)各型腔均勻進(jìn)料和同時充滿型腔的目的，從而使所成型的塑件內(nèi)在質(zhì)量均一穩(wěn)定，力學(xué)性能一致3。圖形如圖3-1所示：圖3-1型腔布置圖3.3 分型面的選擇由于分型面受塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件結(jié)構(gòu)工藝性及尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排氣等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析比較，以選出較為合理的方案3。選擇分型面時，應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)基本原則3： ( l ）分型而應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處； ( 2 ）分型面的選擇應(yīng)有利于塑

18、件是順利脫模；( 3 ）分型面的選擇應(yīng)保證塑件的尺寸精度和表面質(zhì)量；( 4 ）分型面的選擇應(yīng)有利于模具的加工；( 5 ）分型面的選擇應(yīng)有利于排氣。除了上述這些基本原則以外，分型面的選擇還要考慮到型腔在分型面上的投影面積的大小以避免接近或超過所選用注射機(jī)的最大注射面積而可能產(chǎn)生溢流現(xiàn)象。3.4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料薛等四部分組成。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)的一個重要環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)合理與否對塑件的性能、尺寸、內(nèi)在質(zhì)量、外在質(zhì)量與模具的結(jié)構(gòu)、塑料的利用率等有較大影響。對澆注系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時，一般應(yīng)遵循以下基本原則3： （1） 了解塑料的成型性能；（2） 盡量避免或減少產(chǎn)

19、生熔接痕；（3） 有利于型腔中氣體的排出；（4） 防止型芯的變形和嵌件的位移；（5） 盡量采用較短的流程充滿型腔；（6） 流動距離比的校核。3.4.1 主流道的設(shè)計(jì)主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具接觸處部分到分流道為止的塑料熔體的流動通道，是熔體最先流經(jīng)的部分，它的形狀與尺寸對塑料熔體的流動速度和充模時間有較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降和壓力力損失最小。為了讓主流道凝料能順利從澆口套中拔出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，錐角為2°6°，流道的表面粗糙度Ra0.8um3。澆口套內(nèi)主流道始端的球面必須比注塑機(jī)噴嘴頭部球面半徑略大一些，如圖3-2所示，即SR比SR1大12mm，

20、主流道小端直徑要比噴嘴直徑略大，即D比d大0.51mm.3根據(jù)選用的XS-Z-30型號注塑機(jī)的相關(guān)尺寸得3： 噴嘴前端孔徑： d0=3.5mm 噴嘴前端球面半徑： R0=12mm根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系 R=R0+(12)mm=13mm d=d0+(0.51)mm=4mm錐角為2°6°，取其3°澆口套的選擇應(yīng)根據(jù)注射機(jī)里的定位孔來選擇，它與定位孔是過渡配合。3.4.2 分流道的設(shè)計(jì)分流道是指主流道末端與澆口之間的一段塑料熔體的流動通道。分流道的作用是改變?nèi)垠w流向，使其以平穩(wěn)的流態(tài)均衡地分配到各個型腔。設(shè)計(jì)時應(yīng)注意盡量減少流動過程中的熱量損失與壓力損失3。此次選用

21、圓形截面，形狀圖如圖3-4所示：圖3-4分流道1、圓形截面優(yōu)點(diǎn)：流道形狀效率較高，熱損失小。缺點(diǎn)：增加制作費(fèi)用及成本，稍不注意會造成流道交錯而影響流動效率。2、分流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 2(1)分流道不必精修得很光（一般Ra為0.8左右），因?yàn)榱狭魍鈱拥牧鲃右楹?，但必須避免有凸起和凹入，以免分型和脫模不良?2)澆口與分流道間采用斜面及圓角相接，以便于塑料流動及填充，否則會使塑料流動時產(chǎn)生反壓力，消耗動能；(3)分流道的長度在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下應(yīng)盡量取短，以免模具尺寸加大，塑料損耗增多，熔料冷卻快，但分流道過短也會使去除流道不便；(4)分流道分布有時只設(shè)置在定?；騽幽Ｒ环?，有時則動、定模都開設(shè)

22、流道，合模后成各種形狀的截面。動、定模都分設(shè)流道的對料的流動有利，但加工較困難，要求兩模一定要對準(zhǔn)； (5)在保證熔料充滿型腔的情況下，流道截面及長度應(yīng)該盡量取小，特別對小塑件顯得更重要。流道轉(zhuǎn)角處應(yīng)圓滑過渡不能有尖角；(6)分流道較長時，在其末端應(yīng)設(shè)有冷料井；(7)一模多腔時，分流道截面積應(yīng)為各澆口截面積之和，各分流道的截面和長度應(yīng)與塑件相適應(yīng)，大塑件應(yīng)去大截面短流道，小塑件則反之，以保證成型不同形狀或質(zhì)量的塑件諸型腔同時充滿。3、分流道的尺寸設(shè)計(jì)流道的直徑過大：不僅浪費(fèi)材料，而且冷卻時間增長，成型周期也隨之增長，造成成本上的浪費(fèi)。流道的直徑過小：材料的流動限力大，易造成充填不足，或者必須增

23、加射出壓力才能充填。因此流道直徑應(yīng)適合產(chǎn)品的重量或投影面積流道長度宜短，因?yàn)殚L的流道不但會造成壓力損失，不利于生產(chǎn)性，同時也浪費(fèi)材料；但過短，產(chǎn)品的殘余應(yīng)力增大，并且容易產(chǎn)生毛邊。由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內(nèi)部的熔體流動狀態(tài)比較理想，因此分流道表面粗糙值不要太低，一般Ra取0.8um左右，此次選取Ra=0.8um。流道長度可以按如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： （3-3） 式中 D分流道直徑mm W產(chǎn)品質(zhì)量g L流道長度mm常用圓形分流道直徑系列尺寸/mm：4、6、(7)、8、（9）10、12所以分流道的直徑選取為4mm，長度一般選取在830mm之間，不宜小于8mm，所以分流道長度選取1

24、8mm。4、分流道的布置原則a、 排列應(yīng)盡量盡量緊湊，縮小模板尺寸；b、 盡量使流程短，對稱布置，使脹模力的中心與注射機(jī)鎖模力的中心一致。流道的布置要平衡，可以說自然平衡，如果自然沒法平衡的話需要人工平衡3。3.4.3 澆口的設(shè)計(jì) 澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分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)系到塑件能否被完好高質(zhì)量地注射成型 3 。澆口作用：1、 熔料經(jīng)狹小的澆口增速、增溫，有利于填充型腔；2、 注射保壓補(bǔ)縮后澆口處首先凝固封閉型腔，減小塑件的變形和破裂；3、 狹小澆口便于澆道凝料與塑件分離，修整方便。 澆口的位置、數(shù)量、形狀、尺寸等是否適宜直接影響到產(chǎn)品外觀、尺寸精度

25、、物理性能和成型效率。澆口過小：易造成充填不足（短射）、收縮凹陷、熔接痕等外觀上的缺陷，且成型收縮會增大。澆口過大：澆口周圍產(chǎn)生過剩的殘余應(yīng)力，導(dǎo)致產(chǎn)品變形或破裂，且澆口的去除加工困難等。澆口位置選擇應(yīng)考慮一下幾項(xiàng)原則3：（1）盡量縮短流動距離；（2）避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷；（3）澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚處；（4）考慮分子定向的影響；（5）減少熔接痕提高熔接強(qiáng)度；（6）注意到實(shí)際塑料型腔的排氣問題和塑件外觀的質(zhì)量問題。綜合塑料使用的澆口類型與選用原則，這次設(shè)計(jì)選用側(cè)澆口。一般側(cè)澆口的深度t=0.51.5mm（或取塑件壁厚的1/31/2）,寬度b=1.55.0mm,澆口長度為L=0.82.0

26、mm。因?yàn)樗芗诤?mm，所以這邊取t=0.5mm，b=1.5mm，L=1mm。3.4.4 冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì)冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料，以免這些冷料注入型腔，既影響熔體充填的速度，又影響成型塑件的質(zhì)量。主流道末端的冷料穴除了上訴作用外，還便于在該處設(shè)置主流道拉料桿，注射結(jié)束模具分型時，在拉料桿的作用下，主流凝料從定模澆口套被拉出，最后推出機(jī)構(gòu)開始工作，將塑件和澆注系統(tǒng)凝料一起推出模外。此次拉料桿采用在動模板上開設(shè)反錐度冷料穴的形式，它的后面設(shè)置有推桿，分型時靠動模板上的反錐度穴的作用將主流道凝料拉出澆口套，推出時靠后面的推桿強(qiáng)制的將其推出3。4 脫模方式與推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

27、4.1 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則每次注射模在注射機(jī)上合模注射結(jié)束后，都必須將模具打開，然后把成型后的塑料制件及澆注系統(tǒng)的凝料從模具中脫模，完成推出脫模的機(jī)構(gòu)就是推出機(jī)構(gòu)或脫模機(jī)構(gòu)3。推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求應(yīng)考慮以下幾項(xiàng)原則3：（1）推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時應(yīng)盡量使塑件留于動模一側(cè)；（2）塑件在推出過程中不發(fā)生變形和損壞；（3）不損壞塑件的外觀質(zhì)量；（4）合模時應(yīng)使推出機(jī)構(gòu)正確復(fù)位；（5）推出機(jī)構(gòu)應(yīng)動作可靠。4.2 推出機(jī)構(gòu)的選擇 此次采用推桿推出，推桿截面為圓形，推桿推出動作靈活可靠，推桿損壞后也便于更換。推桿位置選擇應(yīng)遵循一下原則3：（1）推桿的位置應(yīng)選擇在脫模阻力最大的地方；（2）推桿位置選擇應(yīng)保證塑件推出時

28、受力均勻；（3）推桿位置選擇時應(yīng)注意塑件的強(qiáng)度和剛度；（4）推桿位置的選擇還應(yīng)考慮推桿本身的剛性。 此次單個制件采用2根推桿，所以一模兩腔采用4根推桿推出。 推桿裝入模具后，推桿端面不應(yīng)低于型腔或型芯表面，允許平齊或有0.050.1mm的高出量4。4.3 推出力的計(jì)算塑件注射成型后在模內(nèi)冷卻定形，由于體積收縮，對型芯產(chǎn)生包緊力，塑件從模具中退出時，就必須克服因包緊力而產(chǎn)生的摩擦力。型芯的成型端部，一般均要設(shè)計(jì)脫模斜度 3。 （4-1）式中 Ft脫模力（推出力）A塑件包絡(luò)型芯的面積P塑件對型芯單位面積上的包緊力，一般情況下，模外冷卻的塑件，p?。?.43.9）×107Pa，模內(nèi)冷卻的塑

29、件，p?。?.81.2）×107Pa塑件對鋼的摩擦系數(shù)，一般為0.10.3 4.4 推桿的設(shè)計(jì)推桿直徑計(jì)算： （4-2）式中 d圓形推桿直徑cm推桿長度系數(shù)，約為0.7l推桿長度cmn推桿數(shù)量E推桿材料的彈性模量N/cm2（鋼的彈性模量E=2.1×107N/cm2）Q總脫模力 經(jīng)計(jì)算得，推桿直徑取4mm5 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模具冷卻裝置的設(shè)計(jì)與使用的冷卻介質(zhì)、冷卻方法有關(guān)。模具可以用水、壓縮空氣和冷凝水冷卻，但用水冷卻最為普遍，因?yàn)樗臒崛萘看?，傳熱系?shù)大，成本低廉。水冷就是在模具型腔周圍和型芯內(nèi)開設(shè)冷卻水回路，使水或者冷凝水在其中循環(huán)，帶走熱量，維持所需的溫度。冷卻回路的設(shè)計(jì)

30、應(yīng)做到回路系統(tǒng)內(nèi)流動的介質(zhì)能充分吸收成型塑件所傳導(dǎo)的熱量，使模具成型表面的溫度穩(wěn)定地保持在所需的溫度氛圍內(nèi)，而且要做到使冷卻介質(zhì)在回路系統(tǒng)內(nèi)流動暢通，無滯留部位。但在冷卻水回路開設(shè)時，收到模具上各種孔（頂桿孔、型芯孔、鑲件接縫等）的限制，所以要按理想情況設(shè)計(jì)較困難，必須根據(jù)模具的具體特點(diǎn)靈活地設(shè)置冷卻回路3。此次采用水冷，根據(jù)計(jì)算冷卻水道直徑采用6mm。6 凹模和型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和尺寸計(jì)算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、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，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，

31、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(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能3。設(shè)計(jì)成型零件時，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，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(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算成型零件的工作尺寸，對關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核3。6.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凹模也就是所謂的型腔，是成型塑件外表面的主要零件，按結(jié)構(gòu)不同可分為整體式和組合式。由于此次的零件結(jié)構(gòu)較簡單，所以選用簡單的局部鑲嵌式型腔，模具加工方便，型腔的易損部分容易更換與維修，拼合處有間隙有利于排氣?；窘Y(jié)構(gòu)如圖6-1所

32、示：圖6-1凹模結(jié)構(gòu) 根據(jù)制件的產(chǎn)量10萬件及復(fù)雜程度，凹模的材料選用1Ni3Mn2CuAlMo（PMS），固溶淬火后的硬度在30 HRC，便于機(jī)械加工，在機(jī)械加工后進(jìn)行時效處理，即可獲得4045 HRC的較高硬度5，表面進(jìn)行拋光處理，型腔表面的粗糙度為Ra0.20.1um，配合面需要達(dá)到0.8um3。根據(jù)塑料制件的精度為MT3，所以模具的制造精度取IT8 2。6.2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸模亦稱型芯，是成型塑件內(nèi)表面的主要零件，按結(jié)構(gòu)不同可分為整體式和組合式。由于此次的零件結(jié)構(gòu)較簡單，所以選用簡單的整體嵌入式結(jié)構(gòu)，模具加工方便，嵌入牢固，不易變形，不會使塑件產(chǎn)生拼接痕跡?；窘Y(jié)構(gòu)如下圖所示：圖6

33、-2型芯結(jié)構(gòu) 根據(jù)制件的產(chǎn)量10萬件及復(fù)雜程度，型芯的材料選用1Ni3Mn2CuAlMo（PMS），固溶淬火后的硬度在30 HRC，便于機(jī)械加工，在機(jī)械加工后進(jìn)行時效處理，即可獲得4045 HRC的較高硬度5，表面進(jìn)行拋光處理，型腔表面的粗糙度為Ra0.20.1um，配合面需要達(dá)到0.8um3。根據(jù)塑料制件的精度為MT3，所以模具的制造精度取IT8 2。6.3 型腔和型芯相關(guān)尺寸的計(jì)算6.3.1 塑件平均收縮率3： （6-1） 式中 塑料的平均收縮率 塑料的最大收縮率 塑料的最小收縮率查表得計(jì)算得6.3.2型腔徑向尺寸計(jì)算3： （6-2） 式中 模具型腔徑向基本尺寸 塑件外表面的徑向基本尺寸

34、塑件外表面徑向基本尺寸的公差 塑料的平均收縮率 模具制造公差（1）基本尺寸80mm 公差值為1.28mm （2）基本尺寸40mm 公差值0.94mm 6.3.3 型芯徑向尺寸計(jì)算3： （6-3） 式中 模具型芯徑向基本尺寸 塑件內(nèi)表面的徑向基本尺寸 塑件內(nèi)表面徑向基本尺寸的公差（1）基本尺寸78mm 公差值1.28mm （2）基本尺寸38mm 公差值0.80mm 6.3.4 型腔深度尺寸計(jì)算3： （6-4） 式中 Hm模具型腔深度基本尺寸 Hs塑件凸起部分高度基本尺寸 x修正系數(shù)，當(dāng)塑料尺寸較大、精度要求低時取小 值，反之取大值基本尺寸8mm 公差值0.38mm 6.3.5 型芯高度尺寸計(jì)算3

35、： （6-5） 式中 hm模具型芯高度基本尺寸 hs塑件孔或凹槽深度尺寸（1）基本尺寸7mm 公差值0.38mm 6.3.6 中心距尺寸計(jì)算3： （6-6） 式中 Cm模具中心距基本尺寸 Cn塑件中心距基本尺寸（1）基本尺寸42mm 公差值0.94mm 7 模具其它零件設(shè)計(jì)7.1 注射模架的選擇 模架是注射模的骨架和基體，通過它將模具的各個部分有機(jī)地聯(lián)系成為一個整體。標(biāo)準(zhǔn)模架一般由定模座板、定模板、動模板、動模支承板、墊塊、動模座板、推桿固定板、推板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套及復(fù)位桿等組成。 此次的零件尺寸較小，所以采用中小模架，其尺寸范圍是B（寬）×L（長）560mm×900mm，選用

36、的模架尺寸為200x250,如圖7-1所示 圖7-1注塑模架結(jié)構(gòu)7.2 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要用來保證動模和定模兩大部分或模內(nèi)其他零件之間準(zhǔn)確對合，以確保塑料制件的形狀和尺寸精度，并避免模內(nèi)各零件發(fā)生碰撞和干涉。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種。此次設(shè)計(jì)采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，其主要零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套7.2.1 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)長度 導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長度應(yīng)比凸模端面的高出68mm，以免導(dǎo)柱未導(dǎo)準(zhǔn)方向而型芯 先進(jìn)入型腔與其可能相碰而損壞。形狀 導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺形，以使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔。材料 導(dǎo)柱的表面應(yīng)具有較好的耐磨性，而芯部堅(jiān)韌，不易折斷，因此多采用20鋼（表面經(jīng)滲碳淬火處理），硬

37、度為5055 HRC。圖7-2導(dǎo)柱7.2.2 導(dǎo)套的設(shè)計(jì)材料 用與導(dǎo)柱相同的材料制造導(dǎo)套，其硬度應(yīng)略低于導(dǎo)柱硬度，這樣可以減輕磨損， 避免運(yùn)動過程的咬合。形狀 為使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角。導(dǎo)向孔作成通孔，以利于排出孔 內(nèi)的空氣。圖7-3導(dǎo)套8 模具與注射機(jī)有關(guān)尺寸校核8.1 模具厚度的校核根據(jù)所選注射機(jī)的種類：模具的最大厚度=220mm模具的最小厚度=60mm模具設(shè)計(jì)時，應(yīng)使模具的總高度位于注射機(jī)可安裝的最大模厚與最下模厚之間，模具厚度為215mm，介于最大與最小之間，所以模具厚度滿足要求，注射機(jī)也滿足需求。8.2 開模行程的校核注射機(jī)的開模行程是受合模機(jī)構(gòu)限制的，注射機(jī)的最大開模距離必須大于脫模距離，否則塑件無法從模具中取出。對于單分型面注射模具，其校核公式為3： （8-1） 式中 S注射機(jī)最大開模行程，mm; 推出距離（脫模距離），mm 包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，mm根據(jù)公式計(jì)算得：注射機(jī)的最大開模行程為160mm，所以滿足要求。8.3 鎖模力的校核 脹型力的大小計(jì)算: （8-2） P型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力（MPa），約為注射壓力大80% Aj澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，mm2 A單個塑件在模具分型面上的投影面積，mm2 n型腔數(shù)量 注塑機(jī)