模具設計與制造專業(yè)畢業(yè)設計 畢業(yè)論文

1、第一章 塑件工藝分析1.1塑件工藝性分析塑件如圖1所示，材料為聚丙烯（PP）。該塑件尺寸小，精度高，要求表面平整，無收縮凹痕、無黑點、顏色均勻一致等缺陷。塑件中心處有一個Ø12的孔，環(huán)繞中心軸且距中心軸為30mm的位置有四個Ø6的孔，其對稱度小于0.05mm，該塑件結(jié)構(gòu)簡單，無需抽芯機構(gòu)。圖11.2塑件的原料分析關(guān)于PP材料的介紹： 全名 :聚丙烯英文名稱:Polypropylene比重:0.9-0.91克/立方厘米 成型收縮率:1.0-2.5% 成型溫度：160-220PP為結(jié)晶型高聚物，常用塑料中PP最輕，密度僅為0.91g/cm3（比水?。Ｍㄓ盟芰现?，PP的耐熱性最

2、好，其熱變形溫度為80-100，能在沸水中煮。PP有良好的耐應力開裂性，有很高的彎曲疲勞壽命，俗稱“百折膠”。PP的綜合性能優(yōu)于PE料。PP產(chǎn)品質(zhì)輕、韌性好、耐化學性好。PP的缺點：尺寸精度低、剛性不足、耐候性差、易產(chǎn)生“銅害”，它具有后收縮現(xiàn)象，脫模后，易老化、變脆、易變形。日常生活中，常用的保鮮盒就是由PP材料制成。成型特性： 1.結(jié)晶料,吸濕性小,易發(fā)生融體破裂,長期與熱金屬接觸易分解. 2.流動性好,但收縮范圍及收縮值大,易發(fā)生縮孔.凹痕,變形. 3.冷卻速度快,澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應緩慢散熱,并注意控制成型溫度.料溫低溫高壓時容易取向,模具溫度低于50度時,塑件不光滑,易產(chǎn)生熔接不良,

3、流痕,90度以上易發(fā)生翹曲變形 4.塑料壁厚須均勻,避免缺膠,尖角,以防應力集中. 1.2.3 PP 的工藝特點PP在熔融溫度下有較好的流動性，成型性能好，PP在加工上有兩個特點：其一：PP熔體的粘度隨剪切速度的提高而有明顯的下降（受溫度影響較小）；其二：分子取向程度高而呈現(xiàn)較大的收縮率。PP的加工溫度在200-300左右較好，它有良好的熱穩(wěn)定性（分解溫度為310），但高溫下（270-300），長時間停留在炮筒中會有降解的可能。因PP的粘度隨著剪切速度的提高有明顯的降低，所以提高注射壓力和注射速度會提高其流動性，改善收縮變形和凹陷。模溫宜控制在30-50范圍內(nèi)。PP熔體能穿越很窄的模具縫隙而出

4、現(xiàn)披鋒。PP在熔化過程中，要吸收大量的熔解熱（比熱較大），產(chǎn)品出模后比較燙。PP料加工時不需干燥，PP的收縮率和結(jié)晶度比PE低1.3塑件的尺寸精度結(jié)構(gòu)分析塑件的尺寸:塑件的總體尺寸受到塑料流動性的限制。在一定的設備和工藝條件下,流動性好的塑件可以成型較大尺寸的制品；反之成型出制品尺寸就較小。此外，制品外形尺寸還受到成型設備的限制。如：注射成型的制品尺寸要受到注塑機的注射量，鎖模力和模板尺寸的限制；壓縮及傳遞成型的制品尺寸要受到壓力機噸位及工作面尺寸的限制。PP的流動性好，且此制品尺寸較小，符合要求。制品精度:與金屬零件一樣，塑料制品也有尺寸公差要求，而且影響因素很多，如：模具制造精度及其使用后

5、的磨損程度，塑料收縮率的波動，成型工藝條件的變化。塑料制品的形狀，脫模斜度及成型后制品的尺寸變化等，一般適用低精度。PP模塑件公差等級： 標注公差尺寸的公差為MT3等級，未標注公差尺寸的公差為MT5等級。件的表面質(zhì)量分析：塑件的表面質(zhì)量包括粗糙度和光亮度等，塑件的外觀要求越高，表面粗糙值應越低。塑件制品的表面狀態(tài)的改善除了成型時從工藝上盡可能避免冷疤，云紋等缺陷外，模具型腔表面的粗糙度起著決定性的作用。有的制品表面要求很高，型腔表面粗糙度要求達到Ra0.020.4um。模具使用中由于型腔磨損而使表面變粗糙，應隨時予以維護。透明制品要求型腔和型芯的粗糙度相同，不透明制品則應根據(jù)情況分別考慮，非配

6、合表面和隱蔽的面可取較大的表面粗糙度，一般模具表面粗糙度要比塑件的要求高級。還可利用表面粗糙度的差異來使塑件在開模時留在表面粗糙度較大的型芯上或留在凹模中。應指出制件的光亮程度并不完全取決于型腔的表面粗糙度，而和塑件品種有關(guān)，有時可在原料中加入光亮劑來提高光亮度。與此相反有的制品設計時有意增大塑件表面粗糙度，達到悶光的效果，或在型腔表面通過放電腐蝕或化學腐蝕生成均勻的麻紋，更能增加塑件高雅的質(zhì)感。塑件的尺寸分析:1塑件尺寸較小，精度高，為降低成型費用，采用一模兩腔，并不對制品進行后加工。2為滿足制品表面不留痕跡，無黑點以及表面光潔的要求，采用兩板模和側(cè)進膠方式。為了加工方便和便于以后的熱處理，

7、型芯和型腔的部分采用鑲拼結(jié)構(gòu)。塑件的表面質(zhì)量分析塑件間的表面粗糙度一般取Ra0.80.2um之間，在設計時應考慮到外觀的美觀性，同時兼顧經(jīng)濟性要求。為滿足美觀性要求，塑件的表面要求比較光滑，取Ra0.4um。塑件的結(jié)構(gòu)分析 (1) 塑件形狀結(jié)構(gòu)合理，可以避免塑件的變形，也便于模塑。(2) 塑件的尺寸小，脫模斜度稍小一點。(3) 壁厚均勻，不易產(chǎn)生縮孔。(4) 加工PP用螺桿式注塑機進行。PP對缺口很敏感，成型時尖角處容易出現(xiàn)應力集中，降低承受載荷的能力，在受力或沖擊時易發(fā)生破裂，所以制品外型應盡量設計得平滑而有規(guī)則，盡量避免尖角。塑件設有圓角過度，減少應力集中?？傊芗墓に囆詢?yōu)良。第二章注

8、射機型號的確定2.1按預選型腔數(shù)來選擇注射機注射機型號主要是根據(jù)塑件的外形尺寸、質(zhì)量大小及型腔的數(shù)量和排列方式來確定的。在確定模具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下，設計人員應對模具所需用的鎖模力、模具厚度、拉桿間距、安裝固定尺寸以及開模行程等進行計算，這些參數(shù)都與注射機的有關(guān)性能參數(shù)密切相關(guān)，如果二者不匹配，則模具無法安裝使用。因此，必須對兩者之間有關(guān)參數(shù)進行校核，并通過校核來設計模具與選擇注射機型號。模具所需塑料熔體注射量 m=nm1+m2=1.6nm1(學校做設計時m2=0.6nm1)式中m -一副模具所需塑料的質(zhì)量(g)；n-初步選定的型腔數(shù)量；m1-單個塑件的質(zhì)量(g)；m2-澆注系

9、統(tǒng)的質(zhì)量(g)。 塑料PP(聚丙烯) 英文名稱:Polypropylene 成型收縮率一般取1.5%,加玻璃纖維增強后，其收縮率變?yōu)?.5%。按照實體圖a所示塑料件圖所示，似計算:塑件體積 Vs 36.7cm³查表可知塑件PP密度為0.890.91g/cm³，密度可取0.9g/cm³單件塑件重量 m1=0.9*36.7g33g所以m=1.6nm1=105.6g實體圖a塑件和流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積及所需鎖模力A=nA1+A2 Fm=(nA1+A2)p型式中A-塑件及流道凝料在分型面上的投影面積(mm2)；A1-單個塑件在分型面上的投影面積(mm2)

10、；A2-流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積(mm2)；Fm -模具所需的鎖模力(N)；p型-塑料熔體對型腔的平均壓力(MPa)。 A2=0.35nA1所以A =1.35nA1=1.35*2*5024=13564.8 mm2Fm=(nA1+A2)p型=13564.8*30=406.9 KN注塑機的初選根據(jù)上面計算得到的m和Fm值來選擇一種注射機，注射機的最大注射量（額定注射量G）和額定鎖模力F應滿足Gm/a=105.6/0.75140.8g式中a -注射系數(shù)，無定型塑料取0.85，結(jié)晶型塑料取0.75。FFm2.2校核注射機技術(shù)參數(shù)確定型腔和選擇注射機之后，這種注射機是否合適，還要對該機型

11、的其他技術(shù)參數(shù)進行校核。注射壓力的校核該項工作是校核所選注射機的額定壓力Pe能否滿足塑件成型時所需要的注射力P0，塑件成型時所需要的壓力一般由塑料流動性、塑件結(jié)構(gòu)和壁厚以及澆注系統(tǒng)類型等因素所決定，在生產(chǎn)實踐中其值一般為70MPa150Mpa。設計中要求PekP0式中k-注射壓力安全系數(shù)，一般取k=1.251.4 。塑料PP所需注射壓力一般為70MPa120Mpa。所以 PekP0=87.5MPa150MPa取 Pe90MPa2.2.2鎖模力的校核鎖模力是指注射機的鎖模機構(gòu)對模具所施加的最大加緊力。當高壓的塑料熔體充滿型腔是，會沿鎖模方向產(chǎn)生一個很大的脹型力。因此，注射機的鎖模力必須大于該模的

12、脹型力，即Fk0Ap型式中p型-型腔的平均壓力，查表得到；k0-鎖模力安全系數(shù)，一般取k0=1.11.2。塑料PP所需p型為30Mpa。所以 Fk0Ap型406.94447.64KN注射機安裝模具部分相關(guān)尺寸的校核不同型號的注射機安裝部位的形狀和尺寸各不相同，設計模具時應對其相關(guān)尺寸加以校核，以保證模具能順利安裝。需校核的主要內(nèi)容有噴嘴尺寸、定位圈尺寸、模具的最大與最小厚度及安裝螺釘孔等。1. 噴嘴尺寸。注射機噴嘴一般為球面，其球面半徑R與相接觸的模具主流道始端凹球面半徑R凹相適應，即R凹=R+(12)mm（詳見教材主流道設計）。2. 定位圈尺寸。模具安裝在注射機上必須使模具中心線與料筒、噴嘴

13、的中心線相重合，定位圈與注射機固定模板上的定位孔呈間隙配合。定位圈的高度，對于一般的模具為15mm，對于隔熱模具或有特殊要求的模具可取到20mm。此外，對中小型模具一般只在定模座板上設置定位圈，對大型模具可在動、定模座板上同時設置定位圈。3.模具厚度Hm也稱模具閉模高度，必須滿足HminHmHmax式中Hmin -注射機允許的最小模具厚度，即動定模之間的最小開合距離；Hmax -注射機允許的最大模具厚度。所以Hmin451mmHmax。4. 模具長、寬尺寸與注射機拉桿距離關(guān)系。模具安裝有兩種方式，即從注射機上方直接吊入機內(nèi)進行安裝，或者先吊到側(cè)面再由側(cè)面推入機內(nèi)安裝，為安裝方便，應使模具尺寸與

14、注射機拉桿間距離（拉桿中心距拉桿直徑）小于10mm。5. 模具與注射機的安裝關(guān)系。模具的安裝固定形式有壓板式與螺釘式兩種。壓板式安裝靈活而被廣泛采用，而螺釘式需模座上的孔和模板上的孔完全吻合，安裝比較麻煩，但對于大型模具的安裝，這種安裝安全可靠。開模行程校核與推出機構(gòu)的校核開模行程是指從模具中取出塑件所需要的最小開合距離，用H表示，它必須小于注射機移動模板的最大行程S。由于注射機的鎖模機構(gòu)不同，開模行程可按以下兩種情況進行校核。1. 開模行程與模厚無關(guān)。這種情況主要是指鎖模機構(gòu)為液壓機械聯(lián)合作用的注射機，其開模行程由連桿機構(gòu)的最大沖程決定，而與模厚無關(guān)。a對于單分型面注射模，開模行程H為 H=

15、 H1 + H2 + (510)mm S式中H1 -推出距離（脫模距離）（mm）；H2 -包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度（mm）。b對于雙分型面注射模，開模行程H為H= H1 + H2 + a + (510)mm S式中a -取出澆注系統(tǒng)凝料必需的長度（mm）。2. 開模行程與模具厚度有關(guān)。這種情況主要是全液壓式鎖模機構(gòu)的注射機（如XSZY250）和機械鎖模機構(gòu)的直角式注射機（如SYS45、SYS60等）。其開模行程H應小于移動模板與固定模板之間的最大距離S減去模具厚度Hm，即 H S - Hma對于單分型面注射模 Hm S-H1 + H2 + (510)mmb對于雙分型面注射模Hm S- H

16、1 + H2 + a + (510) mm3. 模具有側(cè)向抽芯時的開模行程校核。此時應考慮抽芯距離所增加的開模行程，為完成側(cè)向抽芯距離s所需開模行程為H側(cè)，當H側(cè)H1 + H2時，仍按上面相應的公式計算開模行程H；當H側(cè)H1 + H2時，其開模行程H為s>H=H側(cè) + (510)mm4. 推出行程的校核。各種型號注射機的推出裝置和最大推出行程各不相同，設計模具時，推出行程應與注射機相適應。對所選注射機進行精確校核，要待模具的各個設計參數(shù)、結(jié)構(gòu)尺寸全部確定之后才可進行所以H= H1 + H2 + (510)mm=6575mm。根據(jù)以上初步校核，選擇注射機為XS-ZY-1000，為螺桿式。表

17、XS-ZY-1000的技術(shù)規(guī)范額定注射量（cm3）1000最大成型面積（cm3）1800螺桿直徑（mm）85最大開模行程（mm）700注射壓力（MPa）121模具最大厚度(mm)700注射行程（mm）260模具最小厚度(mm)300螺桿轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）21,27,35,40,45,50,65,83拉桿空間(mm)650*550合模力(KN)4500噴嘴圓弧半徑(mm)18噴嘴孔直徑（mm）3.5第三章 模具結(jié)構(gòu)方案的確定3.1分型面的確定如何確定分型面，需要考慮的因素比較復雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排

18、氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時一般應遵循以下幾項原則：a分型面應選在塑件外形最大輪廓處。b便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊（有的塑件需要定模推出的例外）。c便于嵌件的安裝。d保證塑件的精度要求。e不影響塑件的外觀質(zhì)量，尤其是對外觀有明確要求的塑件，更應注意分型面對外觀的影響。f便于模具加工，特別是型腔的加工。g盡量減小塑件在合模平面上的投影面積，以減小所需鎖模力。h有利于澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的設置。i型芯應置于開模方向。圖b如圖b是一個簡單的塑件，不需要設置任何側(cè)抽芯機構(gòu)，考慮到型芯的強度，把

19、型芯放在前模，塑件的內(nèi)表面放鑲嵌件，安裝在后模上。3.2型腔數(shù)量的確定及排列該件采用一模兩腔的結(jié)構(gòu)形式，所以澆注系統(tǒng)的設計應盡量采用從主流道到各個型腔分流道的形狀及尺寸相同的設計，即型腔平衡式布置的形式，如圖c所示圖c3.3初步設計主流道及分流道主流道形式及位置主流道的結(jié)構(gòu)a. 整體式主流道 這是一種最簡單的主流道模式，是在定模板有整體構(gòu)成中加工而成，其加工最簡單，多適用于簡單模具。b. 組合式主流道如果定模是由兩塊模板組成，主流道也可在兩塊模板上分別加工，再組合在一起而成，此形式簡單，但要注意保證其同軸度。c. 襯套式主道這是目前最常用的主流道結(jié)構(gòu)，是以澆口套的形式鑲于模板中，適用于所有注塑

20、模具，這種形式，便于加工、拆卸和熱處理主流道的設計原則：a為便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料，主流道多設計成圓錐形，其錐度角為24度，對流動性差的熔料，錐角可取36度.b主流道大端呈圓角，其半徑常取r為13，以減少熔料轉(zhuǎn)向過度時的阻力c為了使熔融塑料能從噴嘴處完全進入主流道而不溢出，應使主流道與注塑機的噴嘴緊密對接，其對接處常設計成半球形凹坑，其半徑略大于噴嘴頭半徑d主流道的表面應加工盡量光滑，避免留有影響塑料流動和脫模的尖角毛刺e對于流動性好的塑料，如PE等，主流道的尺寸可小些，而對于流動性差的塑料，如PC、PS等，主流道的尺寸應大些根據(jù)以上原則，初步將主流道設計成圓錐型，其錐角度數(shù)為2&#

21、186;6º。內(nèi)壁粗糙度Ra為0.4µm。分流道截面設計成圓錐截面，加工容易，且熱量損失與壓力損失不大，為常用形狀。分流道的設計分流道主要對進入模具的熔料起分流作用，多型腔的模具一定要設置分流道，若是單腔成型大型塑件，如采用多澆口進料，也需要設置分流道。.1影響分流道設計的因素1） 制品的幾何形狀、壁厚、尺寸大小及尺寸的穩(wěn)定性、內(nèi)在質(zhì)量及外觀質(zhì)量要求2） 塑料的種類、亦即塑料的流動性、熔融溫度與熔融溫度區(qū)間、固化溫度以及收縮率3） 注射機的壓力、加熱溫度及注射速度4） 主流道及分流道的拉料及脫落方式5） 型腔的布置、澆口位置及澆口形式的選擇 .2分流道的設計原則1熔體應以最

22、短的路徑、最小的熱量和壓力損失，快速射入型腔；2熔料從各個澆口進入型腔的溫度和壓力相同，以保證各型腔中制品的收縮率相同；3分流道的轉(zhuǎn)折處應以圓弧過渡，與澆口的連接處應加工成斜面，以利熔料的流動；4在保證足夠的注射壓力時，分流道的截面和長度應盡量取最小值；5盡量保證各型腔同時充滿，并均衡的補料，以保證同模各塑件的性能、尺寸盡可能一致；6各型腔之間距離恰當，應有足夠的空間排布冷卻水道、螺釘?shù)龋⒂凶銐虻慕孛娣e承受注射壓力；7型腔和澆注系統(tǒng)投影面積的重心應盡量接近注塑機鎖模力的中心，一般在模板的中心上。.3分流道的截面形狀 常用的截面形狀有圓形、U形、梯形、矩形等。在選擇截面形狀時，要綜合考慮熱量損

23、失、流動阻力、加工難道等幾方面的因素。熔料在流道中流動時，與模具接觸的塑料冷凝固化，起絕熱作用，熔料僅在流道中心流動，因此，分流道的理想狀態(tài)是其中心線與澆口中心線位于同一直線上。 比表面積：單位體積所具有的表面積，約等于斷面周長與斷面面積之比。比表面積越分流道直徑：在此PP采用圓形斷面分流道 1分流道截面尺寸的確定分流道截面尺寸越小，熱損失越少，流動阻力也越小。圖d圓型截面分流道的直徑可根據(jù)塑件的流動性等因素來確定。該塑件采用PP料，流動性較好。根據(jù)經(jīng)驗公式分流道的直徑d可取36mm。設計如圖d所示3.4確定澆口形式及位置澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的通道，除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截

24、面尺寸最小的部分，但同時又是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位。澆口的位置、形狀及尺寸對塑件性能和質(zhì)量影響很大。澆口作用是使來自流道的熔融塑料以較快速度進入并充滿型腔。澆口的設計與塑件的形狀、截面尺寸、模具結(jié)構(gòu)、注射工藝參數(shù)及塑料各方面性能等因素有關(guān)。澆口若設計不合理會造成塑件的各種質(zhì)量缺陷，如憋（困）氣、收縮、銀絲（夾水紋）、分解、波紋、變形等。一般而言，澆口截面尺寸宜小些。小澆口可以增加塑料熔體流速，并且料流經(jīng)過小澆口時產(chǎn)生很大摩擦熱而使料溫升高，降低表觀黏度，有利充填。另外小澆口固化快不會產(chǎn)生過量收縮而降低塑件內(nèi)應力，同時可縮短注射成型周期，便于澆口去除。為了提高成型效率，采用側(cè)澆口，并避開制品高光亮區(qū)

25、域。澆口尺寸及位置如圖c所示。主流道上端直徑取3mm，斜度為1°3.5選用模架根據(jù)以上計算以及型腔尺寸及位置尺寸可確定模架的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格。 查表選用：FCI-3345-A130-B110-C150 定模板厚度： A = 130mm 動模板厚度： B = 110mm 方鐵厚度： C = 150mm模具厚度： H模 = 61+A+B +C = （61+130+110+150）mm= 451mm模具外形尺寸：330mm*450mm*451mm3.6模具材料的選擇 現(xiàn)有的模具模架已經(jīng)標準化，主要采用45號鋼。所以在模具材料的選擇時主要是根據(jù)制品的特性，和使用要求選擇合理的型腔和型芯材料。如

26、何合理的選擇模具鋼，是關(guān)系到模具質(zhì)量的前提條件，如果選材不當，浪費錢，時間。在選擇模具鋼時，首先必須考慮材料的使用性能和工藝性能。從使用性能考慮：硬度是主要指標之一。模具在高應力作用下欲保持尺寸不變，必須有足夠的硬度，當承受沖擊載荷時還要考慮折斷、崩刃問題、所以韌性也是一重要指標、耐磨性是覺得模具壽命的重要因素，此外還有紅硬性，抗壓屈服強度、抗彎強度和耐疲勞能力的指標。 從工藝性能考慮：要熱加工工藝好，加工溫度范圍寬，冷加工性能如切削、銑削、拋光等加工性能好，此外還要考慮淬硬性和淬透性、熱處理變形等性能。另外從經(jīng)濟考慮，要求材料來源廣，價格低。 查手冊選擇凸凹模的材料是4Cr13，屬馬氏體類型

27、不銹鋼。該鋼機械加工性能較好，經(jīng)熱處理后，具有優(yōu)良的耐腐蝕性能、拋光性能、較高的強度和耐磨性，適于承受高負荷、高耐磨及在腐蝕介質(zhì)作用下的塑料模具、透明塑料制品模具等。有關(guān)參數(shù)如下：物理性能：臨界溫度（°C）AC1820;AC3:1100;線膨脹系數(shù)：10.5（在20°100°C）；熱導率：27.6W.（M.K）（在20°C左右）3.7校核注射機注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度的校核3.7.1注射壓力的校核注射壓力是指在注射時，螺桿或柱塞端面處作用與熔料單位面積上的力。對于一臺注塑機而言，所能達到的最高注塑壓力是一定值，而注射時的實際注射壓力，是由克服熔

28、料流往噴嘴流道和模腔的流動阻力所決定的，所以塑件成形所需要的注射壓力應小于或等于注射機的額定注射壓力。注射壓力與塑件的關(guān)系：塑件的形狀、精度、所用原料的不同，其選用的注射壓力也不同，其大致分類如下：1）注射壓力70MPa,可用于加工流動性好的塑件，且塑件形狀簡單，壁厚較大。2）注射壓力為70100MPa,可用于加工粘度較底的塑料，且形狀和精度要求一般的塑件。3）注射壓力為100140MPa,用于加工中高粘度的塑料，且塑件的形狀精度要求一般。4）注射壓力為140180MPa,用于加工高粘度的塑料，且塑件壁薄、流程長、精度要求高。5）注射壓力180MPa，可用于高粘度塑料，塑件為形狀獨特，精度要求

29、高的精密制品。根據(jù)以上原則并系按模具設計與制造簡明手冊中式2-57校核成注式中成 塑件成型所需要的注射壓力(Mpa)，注 所選注射機的額定注射壓力(Mpa)，根據(jù)第三章中的數(shù)據(jù)可知：成注所以注射機的注射壓力符合塑件的注射壓力。3.7.2模具的閉合厚度的校核注射機最大開模行程S S >= H澆+ H澆 +（5 10）式中 H件 - 塑料制品高度（mm）； H澆 -澆注系統(tǒng)高度（mm）根據(jù)第三章中的數(shù)據(jù)可知滿足要求。3.7.3開模行程和塑件的推出距離的校核1推件力的計算注塑機的開模行程是有限制的，取出制件所需要的開模距離必須小于注塑機的最大開模距離。開模距離可分成兩類情況校核。一種是注塑機最

30、大開模行程與厚度無關(guān)時的校核，一種是注塑機最大開模行程與模厚有關(guān)時的校核。該塑件選擇第一種校核。開模行程可按下式校核：SH1+H2+a+510（mm） 式中H1塑件脫模（推出距離）距離，mmH2塑件高度，包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)，mma取出澆注系統(tǒng)凝料必需的長度，mm S注塑機最大的開模（移動模板行程），mm所以, H1+H2+510 =45+10+10mm=65mms>55mm符合要求2確定頂出方式及頂桿位置根據(jù)制品結(jié)構(gòu)特點，確定在制品的圓周上設置四根普通的圓頂桿，如下圖e所示圖e對于流道的固化塑料也設置拉桿并頂出，如下圖f所示。普通的圓形頂桿按GB4169.11984 選用，均可滿足頂桿的剛

31、度要求。查表可知，選用6mm*230.5mm型號的圓形頂桿1根,選用6mm*265mm圖f由于制件較小，推出裝置可不設導向自裝置。3.8冷卻系統(tǒng)的設置3.8.1冷卻介質(zhì)一般所需傳熱面積的設計計算冷卻介質(zhì)用量的計算 注塑成型時高溫塑料熔體帶入模具的熱量可計算如下，塑料制品在固化時每秒鐘釋放的熱量為：Q1=m* q = N * m * qm-平均單位時間（每秒鐘）內(nèi)注入模具塑料質(zhì)量， kg/sq -單位質(zhì)量塑料熔體在成型過程中放出的熱量，kJ/kgN -每秒鐘注塑次數(shù)m -每次注塑塑料質(zhì)量，kg/次q可直接在相關(guān)表中查取。經(jīng)計算 Q1=36kJ/s模具冷卻水單位時間帶走的熱量Q2Q2= Q1 Qc

32、 QR- QLQc模具向空氣對流傳熱QR模具向空氣輻射傳熱QL模具通過上下底板向注塑機傳熱在一般情況下塑料熔體帶入熱量的90%-95%都是通過模具冷卻通道由冷卻介質(zhì)（一般為冷卻水）帶走的，因此在作冷卻水通道設計時可粗略地按照熔體帶入熱全部由冷卻水帶走進行計算，即Q2Q1，這在工程計算中是合理的，所設計的冷卻系統(tǒng)是比較安全的。即Q2Q1=36kJ/s。3.8.2冷卻系統(tǒng)的設計原則（1） 管道的直徑一般取d=616。管道過細，加工和清理困難，水垢和鐵銹輝是冷卻效率變壞一個數(shù)量級，因此需定期清理。所以冷卻水道應盡量多，截面尺寸應盡量大，只要不妨礙模具總體結(jié)構(gòu)，管道的孔徑和根數(shù)愈大愈多越好。進水和出水

33、的接頭盡可能在模具一側(cè)，并不妨礙注塑操作的方向。（2） 冷卻管道的布置應以均勻為前提,孔壁與型腔壁的間距H=(1.53)d=612，孔壁之間間距b=(2.54)d=1016。過大的間距會使模溫不均勻；過小的間距孔壁承受型腔高壓后，由于彎曲應力和剪切應力及其綜合變形作用，在孔的中央部位會產(chǎn)生型腔壁的壓塌現(xiàn)象。（3） 澆口處應加強冷卻，應避免接觸塑件的熔接部位。（4） 冷卻水道出入口溫差應盡量小，應控制在5oC以內(nèi)。（5） 冷卻水道應沿著塑料收縮的方向進行（6） 從冷卻效果來選用模具材料，常用的鋼的導熱系數(shù)均較低，含碳量和含鉻量越高的鋼種導熱性越差。本設計冷卻的對象是塑件的深度為45。對凹模部分和

34、凸模部分都應該設置冷卻水道。如圖g為凸模的冷卻水道走法，圖h為凹模的冷卻水道走法?？紤]到塑料PET加玻璃纖維增強后，模具為走模溫模具，所以分別在面板和底板上加了一塊240mm*240mm*5mm的隔熱板，使注射機上傳給模具的熱量得到減少。3.9排氣系統(tǒng)的設計當塑件熔體注入型腔時，如果型腔內(nèi)有氣體、蒸汽等不能順利地排出，將在制品上形成氣孔、銀絲、灰霧、接縫、表面輪廓不清，型腔不能完全充滿等弊端，同圖g圖h時還會因氣體壓縮而產(chǎn)生高溫，引起流動前言物料溫度過高，粘度下降，容易從分型面溢出，發(fā)生飛邊，重則灼傷制件，使之產(chǎn)生焦痕。而且型腔內(nèi)氣體壓縮產(chǎn)生的反壓力會降低充模速度，影響注塑周期和產(chǎn)品質(zhì)量（特別

35、在高速注射時）。因此設計型腔時必須充分地考慮排氣問題。排氣方式有以下幾種：（1）利用專用排氣槽。（2）利用型芯、鑲件、推桿等的配合間隙；利用分型面上的間隙。（3）對于大中型、深型腔塑件為了防止塑件在頂出時造成真空而變形，需設置進氣裝置。開設排氣槽應注意以下幾點：（1）根據(jù)進料口的位置，排氣槽應開設在型腔最后充滿的地方。（2）盡量把排氣槽開設在模具的分型面上，（3）對于流速較小的塑料，可利用模具的分型面及零件配合的間隙進行排氣。（4）排氣槽的尺寸，要視塑料種類，通常為0.010.03。（5）當型腔最后充填部位不在分型面上，起附近又無可供排氣的推桿或可活動的型芯時，可在型腔相應部位鑲嵌經(jīng)燒結(jié)的金屬

36、塊以供排氣。綜上所述可知，由于制品尺寸較小，利用分型面和推桿、型芯的配合間隙排氣即可。3.10導向機構(gòu)和定位機構(gòu)的設計導向機構(gòu)的作用：承受注塑時產(chǎn)生的側(cè)壓力;導向、定位。3.10.1導向機構(gòu)的整體設計1）導向零件應均勻合理的分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心線至模具邊緣應有足夠的距離，以保證模具的強度，防止壓入導套和導柱后變形。2）該模具采用四根等徑導柱對稱布置，為了裝模方便，有一根應錯開一段距離。推板導柱有兩根，對稱布置。3)導柱安裝在動模板上，導套安裝在定模板上。4)合模時應保證導向零件首先接觸，避免凸模先進入型腔，導致模具損壞，因此導柱應高出凸模斷面68mm。5)為確保分型面很好的

37、接觸，導柱和導套在分型面處應制有承料槽，如在導套的孔口倒角。3.10.2導柱和導套設計1）導柱的徑應根據(jù)模具尺寸來確定，應保證模具具有足夠的抗彎強度，根據(jù)標準模架選用Ø30的導柱和Ø42的導套。2）導柱導套的安裝形式： 導柱滑動部分按H7/f7或H8/f8的間隙配合，導柱的固定部分與模板孔采用H7/k6的過渡配合，導套與模板孔采用H7/k6配合，另一端采用H7/e7的配合鑲?cè)肽０濉?）導柱應具有堅硬而耐磨的表面、堅韌而不易折斷的內(nèi)芯。多采用低碳鋼淬火處理或碳素工具鋼T8A或T10A經(jīng)淬火處理，導套采用淬火處理的T8A。3.10.3錐面定位機構(gòu)的設計于導套和導柱之間有配合間隙

38、，不可能精確定位，為了進一步提高合模精度，同時減小導向機構(gòu)承受的側(cè)壓力和開模時的磨損，這里增設了錐面定位機構(gòu)，錐面定位最大特點：配合間隙為零，大大提高了定位精度。本次設計的模具采用的是精定位。3.11成型零件的結(jié)構(gòu)設計3.11.1凹模的結(jié)構(gòu)設計凹模是成型塑件外表面的部件，凹模按其結(jié)構(gòu)不同可分為整體式、整體嵌入式、局部鑲嵌式、大面積鑲嵌組合式和四壁拼合式五種。根據(jù)本塑件的結(jié)構(gòu)，采用整體式，可用電火花加工型腔。用螺絲固定于定模板上。3.11.2型芯和成型桿的設計本塑件較為簡單，模具也較為簡單，型芯采用組合式，臺肩固定。與型芯組合的模仁用螺絲固定于動模板上3.12裝配圖如圖i、圖j和圖k分別為凸模和凹模的及它們的俯視圖技術(shù)要求1型腔、型芯鑲拼部位保證不溢料；2分型面保證不溢料；3選用XS-ZY-1000注射機；4型芯與推管H9/f9配合；5選標準模架FCI-3345-A130-B110-C150 圖i圖j圖l圖表L結(jié)構(gòu)圖的明細表33隔水片16*2*91.5STD832導套Ø30*45T10A231導柱Ø20*191T10230拉料桿Ø6*224.535129內(nèi)六角螺絲M8*8035428內(nèi)六角螺絲M5*2065Mn227澆口套