插座上蓋畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書.doc

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1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 設(shè)計(jì)（論文）題目 插座上殼塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 學(xué)生姓名： 林惠陽 專業(yè)班級： 08模具2班 學(xué) 號： 2008301233 指導(dǎo)教師： 陳艷

2、芳 20 11年 5 月30日 目 錄 摘要 1 第一章 引言 3 第二章 塑件成型工藝分析 4 2.1 產(chǎn)品開發(fā)依據(jù)用途清單 4 2.2 制品結(jié)構(gòu)和形狀的設(shè)計(jì) 4 2.3．制品材料選擇 6 2.3.1聚丙烯(PP) 6 2.3.3丙烯腈—丁二烯—苯乙烯三元共聚物（ABS） 7 2.4 注射工藝選擇 10 2.4.4模具溫度 10 2.4.5 料量控制 10 第三章 模具與注射機(jī)的關(guān)系 11 3.1 塑件的體積計(jì)算 11 3.2 注射機(jī)的選擇 11 第四章 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12

3、 4.1 分型面的選擇 12 4.2 確定型腔的數(shù)量及排列方式 13 第五章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 15 5.1 主流道設(shè)計(jì) 15 5.2 分流道設(shè)計(jì) 16 5.3 澆口設(shè)計(jì) 18 第六章 成型零件的設(shè)計(jì) 19 6.1型腔徑向尺寸計(jì)算 20 6.2型芯外徑尺寸計(jì)算 21 Lm=[80.6+80.6（0.003+0.008）/2+(3/4) 0.42]=81.35-0.420 21 6.3型腔深度尺寸計(jì)算 21 Lm=[4.95+4.95（0.003+0.008）/2-（3/4）0.32]0+0.32 21 6.4型芯高度尺寸計(jì)算 21 第七章 脫模推出機(jī)構(gòu)的

4、設(shè)計(jì)與模架的選用 23 7.1脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 23 7.2模架的選用 24 第八章 注射機(jī)工藝參數(shù)校核 26 8.1 注射壓力的校核 26 8.2 鎖模力的校核 26 8.3 模具厚度的校核 27 8.4 開模行程的校核 27 第九章 模具冷卻系統(tǒng) 28 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 28 第十章 試模及模具維修 30 10.1 模具的安裝 30 10.2 試模 30 10.3 模具的維修 30 第十一章 結(jié)論 32 致謝 33 參考文獻(xiàn) 34 摘要 塑料是20世紀(jì)才發(fā)展起來的新材料，目前世界上塑料的體積產(chǎn)量已經(jīng)趕上和超過了鋼材，成為當(dāng)

5、前人類使用的一大類材料。我國的塑料工業(yè)正在飛速發(fā)展，塑料制品的應(yīng)用已深入到國民經(jīng)濟(jì)的各個部門。塑料工程通常是指塑料制造與改性，塑料成型與制品加工。塑料制品與模具設(shè)計(jì)是塑料工程中的重要部分，是塑料工業(yè)中不可少的環(huán)節(jié)。 模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備，它被用來成型具有一定形狀和尺寸的各種制品。近年來塑料成型模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率，自動化，大型，精密，長壽命模具總產(chǎn)量中所占比例越來越大，在各種塑料模具中來看，注射模具在生產(chǎn)中占的比例是最大的，在生產(chǎn)中起著重要的作用。 此次的設(shè)計(jì)任務(wù)是插座上蓋模具設(shè)計(jì)與塑料成型工藝，如何才能以最快的速度設(shè)計(jì)出模具來，并降低成本

6、，首先應(yīng)考慮ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ技術(shù)如何才能在設(shè)計(jì)中發(fā)揮其主要優(yōu)勢，因此，我使用了強(qiáng)大的模具設(shè)計(jì)軟件——UG，在UG平臺上,建立產(chǎn)品的2D、3D模型，并對其模具設(shè)計(jì)！在此次設(shè)計(jì)中，主要用所學(xué)的注塑模設(shè)計(jì)，以及機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的知識，利用UG4.0軟件對塑件進(jìn)行了實(shí)體造型，對塑件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了工藝分析。明確了設(shè)計(jì)思路，確定了注射成型工藝過程并對各個具體部分進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算和校核。如此設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運(yùn)用可靠，保證了與其他部件的配合。最后用autoCAD繪制了一套模具裝配圖和零件圖。 關(guān)鍵詞：模具；塑料；注塑；工藝 Abstrct Plastic is t

7、he only developed in the 20th century, new materials, the volume of world plastics production has caught up and over the steel, as the current human use of a large class of materials. Chinas plastics industry is booming, the application of plastic products has been deep into all sectors of the natio

8、nal economy. Plastic engineering usually refers to the manufacture and modification of plastic, plastic molding and product processing. Plastic products and mold design is an important part of engineering plastics, is the essential link in the plastics industry. Mold is an important industrial p

9、rocess equipment, which is used to shape a certain shape and size of the various products. In recent years, the production of plastic mold and level of development is very rapid, efficient, automated, large-scale, precision, long-life mold growing share of total output, in terms of various plastic m

10、old, injection mold in production is the largest proportion in the production plays an important role. The outlet cover design task is to mold design and plastic molding process, how to design the fastest to die, and reduce costs, we should first consider the CAD / CAE / CAM technology in the de

11、sign of how to play the main advantages Therefore, I use a powerful mold design software - UG, UG platform in the establishment of the product 2D, 3D models, and the mold design! In this design, mainly used for the study of injection mold design, mechanical design knowledge, the use of plastic parts

12、 UG4.0 software was solid modeling, the structure of the plastic parts of the process analysis. Clear design ideas, determine the injection molding process and the various specific parts of a detailed calculation and verification. The structure of such a design die is used to ensure reliability, ens

13、ure coordination with other components. Finally, autoCAD drawing a mold assembly and part drawings. Keywords: Die; plastic; injection; Technology 第一章 引言 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)是大學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)的最后一個重要環(huán)節(jié),既是對學(xué)生學(xué)習(xí)、實(shí)踐與研究的全面總結(jié)，又是對學(xué)生素質(zhì)與能力的一次綜合檢驗(yàn)，還是學(xué)生畢業(yè)資格與學(xué)位資格認(rèn)證的重要依據(jù)。其目的有以下幾方面： （1）培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和基本技能進(jìn)

14、行分析與解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。 （2）培養(yǎng)學(xué)生收集、整理和分析各種資料的能力，全面提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力。 （3）提高學(xué)生設(shè)計(jì)、計(jì)算和繪圖的能力。提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)據(jù)處理的能力。 （4）全面提高學(xué)生綜合分析、總結(jié)提高、編制設(shè)計(jì)說明書及撰寫科技論文的能力。 （5）提高學(xué)生外語、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。 模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備，它被用來成型具有一定形狀和尺寸的各種制品。模具成型已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段，成為多種成型工藝中最具潛力的發(fā)展方向。尤其是塑料模具，在所有模具的總產(chǎn)量中所占的比例越來越大，對經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著十分重要的作用。 近年來塑料成型模具的產(chǎn)量和

15、水平發(fā)展十分迅速，在工業(yè)生產(chǎn)中對塑料模具的要求是：能高效地生產(chǎn)出外觀和性能均符合使用要求的制品。它包括三個方面的內(nèi)容。第一，制品方面要求精度高，外觀美，性能好。第二，制造方面要求結(jié)構(gòu)合理，容易制造，而且成本要低。第三，使用方面要求操作簡單方便，效率高，容易實(shí)現(xiàn)自動化，還有維護(hù)保養(yǎng)方便。隨著模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的迅猛發(fā)展，塑料成型模具將趨向于高效率、自動化、大型、精密、長壽命的方向發(fā)展。 本次設(shè)計(jì)的題目是“插座上蓋設(shè)計(jì)”，其內(nèi)容為： （1）學(xué)會觀察制品，判斷制件是否符合塑料件的成形條件（比如注意拔模斜度），還特別要留意制件影響開模的細(xì)部特征； （2）研究制件的排位方式和進(jìn)澆方式，畫

16、草圖確定模具的整體結(jié)構(gòu)，保證結(jié)構(gòu)能循環(huán)工作，穩(wěn)定可靠； （3）在深入研究制件的基礎(chǔ)上確定開模的分型面，以及確定各鑲塊或滑塊、斜頂?shù)姆指蠲娼M或體積塊； （4）對該樣品進(jìn)行測繪,并在測繪的基礎(chǔ)上對該產(chǎn)品進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和成型工藝分析 （5）用UG4.0按照上步的結(jié)果把模具核心的部分：凸凹模分割出來； （6）進(jìn)一步完善凸凹模和各細(xì)微結(jié)構(gòu)； （7）調(diào)用EMX中適合的模架完成模架設(shè)計(jì)； （8）在UG4.0中出模具轉(zhuǎn)配圖和模仁圖，以及對模架板塊需要再加工的各組件出工程圖； （9）把UG4.0工程圖轉(zhuǎn)入AUTOCAD中

17、進(jìn)行完善。 第二章 塑件成型工藝分析 2.1 產(chǎn)品開發(fā)依據(jù)用途清單 最大幾何尺寸：160X60X10mm 環(huán)境：室內(nèi)，使用溫度范圍0℃~40℃ 有化學(xué)品接觸 抗沖擊要求：限定量從1.5m高度，0℃下摔下外殼不出現(xiàn)裂縫或者開裂特征 剛性要求：在4Kg負(fù)荷下無變形 電氣性能：電絕緣性一般 外觀要求：部件美觀，外部光潔性一般 使用壽命：5年以上 根據(jù)上述使用要求可歸納產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求為制品材料需要具有一定的抗沖擊性并且要有一定的防腐蝕性，隨著越來越多家庭的使用，這必須要求其生產(chǎn)自動化程度高，成型周期短 2.2 制品結(jié)構(gòu)和形狀的設(shè)計(jì) 用UG4.0軟件進(jìn)行插座上蓋的三維建模

18、，三維實(shí)體模型更加直觀的表現(xiàn)了產(chǎn)品造型,可以從各個角度對模型進(jìn)行觀察，軟件可以測量并且還可以根據(jù)三維模型數(shù)據(jù)使用 UG4.0的CAE分析模塊--塑性顧問進(jìn)行熔體的充模仿真，可以驗(yàn)證模具結(jié)構(gòu)的正確性，制品如圖2.2 插座上蓋產(chǎn)品圖如下： 2.3．制品材料選擇 通用塑料如聚丙烯PP，聚乙烯PE丙烯腈—丁二烯—苯乙烯三元共聚物（PP）具有應(yīng)用范圍廣、加工性能良好，價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn),所以拿這三種常用典型材料比較選取。 2.3.1聚丙烯(PP) 聚丙烯結(jié)構(gòu)式 pp無毒、無味，密度小，強(qiáng)度、剛度、硬度耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯,可在100度左右使用.具有良好的電性

19、能和高頻絕緣性不受濕度影響,但低溫時變脆、不耐磨、易老化.適于制作一般機(jī)械零件,耐腐蝕零件和絕緣零件 。常見的酸、堿有機(jī)溶劑對它幾乎不起作用，可用于食具。 PP是一種半結(jié)晶性材料。它比PE要更堅(jiān)硬并且有更高的熔點(diǎn)。由于均聚物型的PP溫度高于0C以上時非常脆因此許多商業(yè)的PP材料是加入1~4%乙烯的無規(guī)則共聚物或更高比率乙烯含量的鉗段式共聚物。聚物型的PP材料有較低的熱扭曲溫度（100℃）、低透明度、低光澤度、低剛性，但是有更強(qiáng)的抗沖擊強(qiáng)度。PP的強(qiáng)度隨著乙烯含量的增加而增大。PP的維卡軟化溫度為150C。由于結(jié)晶度較高，這種材料的表面剛度和抗劃痕特性很好。PP不存在環(huán)境應(yīng)力開裂問題。通常

20、，采用加入玻璃纖維、金屬添加劑或熱塑橡膠的方法對PP進(jìn)行改性。PP的流動率MFR范圍在1~40。低MFR的PP材料抗沖擊特性較好但延展強(qiáng)度較低。對于相同MFR的材料，共聚物型的強(qiáng)度比均聚物型的要高。由于結(jié)晶，PP的收縮率相當(dāng)高，一般為1.8~2.5%。并且收縮率的方向均勻性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加劑可以使收縮率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有優(yōu)良的抗吸濕性、抗酸堿腐蝕性、抗溶解性。然而，它對芳香烴（如苯）溶劑、氯化烴（四氯化碳）溶劑等沒有抵抗力。PP也不象PE那樣在高溫下仍具有抗氧化性。 　　 2.3.2聚乙烯(PE) 聚乙烯英文名稱：polyet

21、hylene ，簡稱PE，是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹脂。在工業(yè)上，也包括乙烯與少量 α－烯烴的共聚物。聚乙烯無臭，無毒,手感似蠟,具有優(yōu)良的耐低溫性能(最低使用溫度可達(dá)-70～-100℃),化學(xué)穩(wěn)定性好,能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕(不耐具有氧化性質(zhì)的酸),常溫下不溶于一般溶劑,吸水性小,電絕緣性能優(yōu)良 聚乙烯是半結(jié)晶熱塑性材料。它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)、分子量、結(jié)晶度和其他性能很大程度上均依賴于使用的聚合方法。聚合方法決定了支鏈的類型和支鏈度。結(jié)晶度取決于聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和加工條件。 　　聚乙烯對于環(huán)境應(yīng)力(化學(xué)與機(jī)械作用)是很敏感的，耐熱老化性差。聚乙烯的性質(zhì)因品種而異，主要取決于分子結(jié)構(gòu)和密度。

22、采用不同的生產(chǎn)方法可得不同密度(0.91～0.96g/cm3）的產(chǎn)物。聚乙烯可用一般熱塑性塑料的成型方法(見塑料加工)加工。用途十分廣泛，主要用來制造薄膜、容器、管道、單絲、電線電纜、日用品等，并可作為電視、雷達(dá)等的高頻絕緣材料。隨著石油化工的發(fā)展，聚乙烯生產(chǎn)得到迅速發(fā)展，產(chǎn)量約占塑料總產(chǎn)量的1/4。1983年世界聚乙烯總生產(chǎn)能力為24.65Mt，在建裝置能力為3.16Mt。 　　近年來在核物理,天體物理,反應(yīng)堆運(yùn)行中運(yùn)用聚乙烯作為漫化劑來測 聚乙烯結(jié)構(gòu)式 量中子.對核物理的研究做出了自己的貢獻(xiàn). 　　聚乙烯(PE)塑料一種,我們常常提的方便袋就是聚乙烯(PE).聚乙烯是結(jié)

23、構(gòu)最簡單的高分子，也是應(yīng)用最廣泛的高分子材料。它是由重復(fù)的–CH2–單元連接而成的。聚乙烯是通過乙烯（ CH2=CH2 ）的加成聚合而成的。 　　聚乙烯的性能取決于它的聚合方式。在中等壓力(15-30大氣壓)有機(jī)化合物催化條件下進(jìn)行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。這種條件下聚合的聚乙烯分子是線性的，且分子鏈很長，分子量高達(dá)幾十萬。如果是在高壓力(100-300MPa)，高溫(190–210C)，過氧化物催化條件下自由基聚合，生產(chǎn)出的則是低密度聚乙烯(LDPE)，它是支化結(jié)構(gòu)的。 2.3.3丙烯腈—丁二烯—苯乙烯三元共聚物（ABS） ABS外觀上是淡黃

24、色非晶態(tài)樹脂，不透明，密度與聚苯乙烯基本相同。ABS具有良好的綜合物理力學(xué)性能，耐熱，耐腐，耐油，耐磨、尺寸穩(wěn)定，加工性能優(yōu)良，它具有三種單體所賦予的優(yōu)點(diǎn)。其中丙烯腈賦予材料良好的剛性、硬度、耐油耐腐、良好的著色性和電鍍性；丁二烯賦予材料良好的韌性、耐寒性；苯乙烯賦予材料剛性、硬度、光澤性和良好的加工流動性。改變?nèi)M分的比例，可以調(diào)節(jié)材料性能。 ABS為無定形聚合物，無明顯熔點(diǎn)，熔融流動溫度不太高，隨所含三種單體比例不同，在160~190℃范圍即具有充分的流動性，且熱穩(wěn)定性較好，在約高于285℃時才出現(xiàn)分解現(xiàn)象，因此加工溫度范圍較寬。ABS熔體具有明顯的非牛頓性，提高成型壓力可以使熔體粘

25、度明顯減小，粘度隨溫度升高也會明顯下降。PP吸濕性稍大于聚苯乙烯，吸水率約在0.2%~0.45%之間，但由于熔體粘度不太高，故對于要求不高的制品，可以不經(jīng)干燥，但干燥可使制品具有更好的表面光澤并可改善內(nèi)在質(zhì)量。在80~90℃下干燥2~3h,可以滿足各種成型要求。ABS具有較小的成型收縮率，收縮率變化最大范圍約為0.3%~0.8%，在多數(shù)情況下，其變化小于該范圍。注塑是PP塑料重要的成型方法，可以采用柱塞式注塑機(jī)，但更長采用螺桿式注塑機(jī)，后者更適于形狀復(fù)雜制品、大型制品成型[5] 表2.1: 三種材料性能參數(shù)表 ABS PP PE 密 度 1.05 0.89~0.91

26、0.91~0.94 收 縮 率 0.3~0.8 1.0~2.5 0.5~0.7 熔 點(diǎn) 130~160 164~170 125~137 熱變形溫度（45N/cm） 65~98 100~110 132~138 模具溫度 60~80 50~90 85~120 噴嘴溫度 180~190 150~170 150~160 中段溫度 180~230 170~190 160~180 后段溫度 150~170 140~160 250~270 注射壓力 60~100 150~180 50~110 塑化形式 螺桿式柱塞式 螺桿式柱塞式

27、螺桿式柱塞式 拉伸強(qiáng)度 33~49 30~39 7-20 拉伸彈性模量 1.8 1.1~1.6 1-3 彎曲強(qiáng)度 80 42~56 105~113 彎曲彈性模量 1.4 - 1.54 壓縮強(qiáng)度 18~39 39~56 7-20 缺口沖擊強(qiáng)度 11~20 0.45~0.55 80-90 硬 度 R62~86 洛氏M95 D43 體積電阻率 1016 1017~1019 >1016 介電常數(shù) 60Hz2.4~5.0 106 Hz≥2.7 60Hz3.0 擊穿電壓 - 19~27 20~30 外 觀 淺象

28、牙色或白色不透明 乳白色粒狀物透明度好 手感似蠟 特 點(diǎn) 耐熱、表面硬度高、，尺寸穩(wěn)定、耐化學(xué)及電性能好，易成型加工，可鍍鉻 耐腐蝕性,電絕緣性(尤其高頻絕緣性)優(yōu)良,可以氯化 聚乙烯無臭，無毒,手感似蠟,具有優(yōu)良的耐低溫性能,化學(xué)穩(wěn)定性好,能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕(不耐具有氧化性質(zhì)的酸),常溫下不溶于一般溶劑,吸水性小,電絕緣性能優(yōu)良 材料最終選定為PP,其綜合性能優(yōu)異，具有較高的力學(xué)性能，流動性好，易于成型；成型收縮率小，并且價(jià)格低廉，質(zhì)輕，制件尺寸穩(wěn)定，表面光亮。 2.4 注射工藝選擇 PP注塑模工藝條件： 　　注塑機(jī)選用：對注塑機(jī)的選用沒有特殊要求

29、。由于PP具有高結(jié)晶性。需采用注射壓力較高及可多段控制的電腦注塑機(jī)。鎖模力一般按3800t/m2來確定，注射量20%-85%即可。 2.4.1干燥處理： 如果儲存適當(dāng)則不需要干燥處理。 　　熔化溫度：PP的熔點(diǎn)為160-175℃，分解溫度為350℃，但在注射加工時溫度設(shè)定不能超過275℃。熔融段溫度最好在240℃。 2.4.2注射壓力： 采用較高注射壓力（1500-1800bar）和保壓壓力（約為注射壓力的80%）。大概在全行程的95%時轉(zhuǎn)保壓，用較長的保壓時間。 2.4.3注射速度： 為減少內(nèi)應(yīng)力及變形，應(yīng)選擇高速注射，但有些等級的PP和模具不適用（出現(xiàn)氣泡、氣紋）。如

30、刻有花紋的表面出現(xiàn)由澆口擴(kuò)散的明暗相間條紋，則要用低速注射和較高模溫。 　　流道和澆口：流道直徑4-7mm，針形澆口長度1-1.5mm，直徑可小至0.7mm。邊形澆口長度越短越好，約為0.7mm，深度為壁厚的一半，寬度為壁厚的兩倍，并隨模腔內(nèi)的熔流長度逐肯增加。模具必須有良好的排氣性，排氣孔深0.025mm-0.038mm，厚1.5mm，要避免收縮痕，就要用大而圓的注口及圓形流道，加強(qiáng)筋的厚度要?。ɡ缡潜诤竦?0-60%）。均聚PP制造的產(chǎn)品，厚度不能超過3mm，否則會有氣泡（厚壁制品只能用共聚PP）。 　　熔膠背壓：可用5bar熔膠背壓，色粉料的背壓可適當(dāng)調(diào)高。 　　制品的后處

31、理：為防止后結(jié)晶產(chǎn)生的收縮變形，制品一般需經(jīng)熱水浸泡處理。 2.4.4模具溫度 　 模具溫度：模具溫度50-90℃，對于尺寸要求較高的用高模溫。型芯溫度比型腔溫度低5℃以上。 2.4.5 料量控制 注塑機(jī)注塑PP塑料時，其每次注射量僅達(dá)標(biāo)準(zhǔn)注射量的70％。為了提高制件質(zhì)量及尺寸穩(wěn)定，表面光澤、色調(diào)的均勻，注射量選為標(biāo)定注射量的55％[6]。 通常要確保注塑機(jī)生產(chǎn)條件及參數(shù)有一個很寬的范圍，使大多數(shù)的產(chǎn)品和生產(chǎn)能力要求包含于這范圍內(nèi)，并且在調(diào)整確定這范圍的過程時盡量按常規(guī)的工藝流程，這種生產(chǎn)條件范圍愈大，生產(chǎn)過程愈穩(wěn)定，使注塑產(chǎn)品愈不容易受到生產(chǎn)條件的改變而產(chǎn)生明顯的質(zhì)量降低。

32、 第四章 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第三章 模具與注射機(jī)的關(guān)系 模具型腔能否充滿與注射機(jī)允許的最大注射量密切相關(guān)，設(shè)計(jì)模具時，應(yīng)保證注射模內(nèi)所需熔體總量在注射機(jī)實(shí)際的最大注射的范圍內(nèi)。 3.1 塑件的體積計(jì)算 在用UG4.0ngineer軟件上可算出塑件的總體積 V＝8742mm3 3.2 注射機(jī)的選擇 塑件的體積應(yīng)該小于或者等于注射機(jī)的注射量。其關(guān)系式為： V件≤0.8V注 V注——注射機(jī)的注射量 所以：V注≥V件0.8＝10927mm3=10.9cm3 由于模具是一模兩腔，所以模具塑件的總體積 V總=10.92=21.8cm3 估算

33、澆注系統(tǒng)的凝料體積V凝料=0.5V總=0.521.8=10.9cm3 所以估算的總體積為V=21.8+10.9=32.7cm3 由《模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表6-2 熱塑性塑料注射機(jī)型號與主要技術(shù)規(guī)格中，根據(jù)以上所得出的體積和模具高度選擇，初步選XS-Z-30（臥式）注射機(jī)。具體注射機(jī)規(guī)格如下： 螺桿直徑（mm） Ф28 鎖模力（kN） 250 注射容量（cm3） 30 最大注射面積（cm2） 90 注射壓力（MPa） 119 模板行程（mm） 130 模具厚度（mm） 最大 180 注射方式 螺桿式 最小 60

34、 注射時間 0．7 動、定模固定尺寸 900X1000 最大開(合)模行程 160 第四章 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括：分型面的選擇、模具型腔數(shù)目的確定及型腔排列方式和冷卻水道布局以及澆口位置的設(shè)置、模具工件零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。 4.1 分型面的選擇 如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)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(shè)計(jì)、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、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析比較，從幾種

35、方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則： 1）盡量避免側(cè)凹或內(nèi)凸，盡量選用平面垂直分型面。 2）盡量采用簡單分型面。 3) 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。 4) 便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊，有利于設(shè)推出機(jī)構(gòu)。 5) 保證塑件的精度要求。 6) 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。 7) 便于模具加工制造。 8）把抽芯或分型距離長的置于開模方向上。 9) 對成型面積的影響。 10) 對排氣效果的影響。 11）分型面設(shè)在臺階或轉(zhuǎn)角處，以免顯現(xiàn)分型痕跡。 12) 對側(cè)向抽芯的影響。 根據(jù)以上原則和結(jié)合實(shí)際情況下，本設(shè)計(jì)選用如圖1所示分型面：

36、 圖1 分型面位置 4.2 確定型腔的數(shù)量及排列方式 該塑件采用一模兩穴成型，型腔布置在模具中心，這樣有利于澆注系統(tǒng)的模具平衡。排列方式如圖2所示。 圖2 模具結(jié)構(gòu)要求對稱，受力平衡時，模具加工條件好，加工精度高時，可以增加型腔數(shù)目，反之，則減少型腔數(shù)目，甚至用單腔模具。此外，模具型腔越多，表示模具加工周期越長，有時須根據(jù)模具加工周期確定型腔數(shù)目。再者，型腔越多，維修要求越高，頻率越快。確定型腔數(shù)目時，須考慮維修的因素。 塑料模具在確定型腔數(shù)目之后，就要安排合理的型腔的排列方式。首

37、先第一步是確定注塑模具的重心，以此來確定各型腔的位置。因?yàn)樵谛颓徊贾弥校笏凶⑸淞?、鎖模力均作用于主流道中心，這樣才能使塑料模具穩(wěn)定可靠地工作。若是各型腔合力作用點(diǎn)中心與主流道不同軸，則模具及鎖模系統(tǒng)的載荷發(fā)生偏載，合模時各邊受力不同，致使受力小的一側(cè)密合不嚴(yán)，成型時易產(chǎn)生飛邊溢料。除此之外，各型腔到主流道的距離要盡量短，這樣可以減少凝料量。熔融料進(jìn)入型腔時，各型腔的溫度要保持一致，使得塑料制品內(nèi)應(yīng)力相近，變形相近。在允許的情況下，使各型腔間距離盡可能大些，以便設(shè)置頂桿、冷卻水道等。型腔在注射時所承受的反作用力的合力，應(yīng)作用于模板中心，以便與機(jī)筒中心相對應(yīng)。 第五章 澆注系統(tǒng)的

38、設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指熔體從注射機(jī)噴嘴射出后到達(dá)行腔之前在模具內(nèi)流經(jīng)的通道，澆注系統(tǒng)由主流道，分流道，澆口，冷料穴四部分組成，澆注系統(tǒng)是否合理直接關(guān)系到塑料產(chǎn)品的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率，設(shè)計(jì)時應(yīng)遵循以下原則： （1）塑料成型特性 （2）塑件大小和形狀 （3）模具成型塑件的行腔數(shù) （4）塑件外觀 （5）成型效率，冷料 （6）應(yīng)防止型芯變形和嵌件位移 （7）應(yīng)有利于排氣 5.1 主流道設(shè)計(jì) 主流道是連接注射機(jī)噴嘴和注塑模具的橋梁，也是熔融的塑料進(jìn)入模具型腔時流過的地方，是從注塑機(jī)噴嘴與模具接觸的部位起，到分流道為止的這一段。主流道與注射機(jī)

39、噴嘴接觸處多做成半球形的凹坑，兩者應(yīng)嚴(yán)密的配合，避免高壓塑料熔體溢出，凹坑球半徑R2應(yīng)比噴嘴球頭半徑R1大1-2mm。主流道小端直徑應(yīng)比注射機(jī)噴嘴孔直徑大0.5-1mm。大端直徑應(yīng)比分流道深度大1.5mm以上，其錐角不宜太大，一般取20-60。當(dāng)主流道貫穿幾塊模板時，必須采用主流道襯套，以避免在模板間的拼縫處溢料，以致主流道凝料無法脫出。主流道尺寸如圖3所示： 圖3 主流道設(shè)計(jì)尺寸 根據(jù)設(shè)計(jì)手冊查得XS-Z-30（臥式）注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸： 噴嘴前端球面孔徑：d1＝4.2mm； 噴嘴前端球面半徑：SR1＝13mm； SR2=SR1+（1-2）mm ； d=d1+

40、（0.5-1）mm； 取主流道球面半徑：SR2=12mm； 取主流道的小端直徑：d=3mm； 定位環(huán)直徑為100mm，定位環(huán)埋入5mm； 球面配合高度：h＝3～5mm。 為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其斜度為30，經(jīng)換算得： 主流大端直徑：D＝12mm; 主流道長度：L＝55mm。 5.2 分流道設(shè)計(jì) 分流道是主流道與澆口的連接部分，其基本作用是在壓力最小的條件下，將來自主流道的熔融塑料以較快的速度送到澆口處沖模，分流道一般開設(shè)在分型面上。 ① 分流道的設(shè)計(jì)原則 1）盡量保證各型腔同時充滿，并均衡地補(bǔ)料，以保證同模各塑件的性能、尺寸盡可能一致。

41、 2）各型腔之間距離恰當(dāng)，應(yīng)有足夠空間排布冷卻水道、螺釘?shù)?，并有足夠截面積承受注塑壓力。 3）分流道的斷面和長度設(shè)計(jì)，應(yīng)在保證順利脫模的前提下，盡量取小，尤其對于小型塑件更為重要，有利于降低澆注系統(tǒng)凝料的重量。 4）型腔和澆注系統(tǒng)投影面積的重心應(yīng)盡量接近注塑機(jī)鎖模力的中心，一般在模板的中心上。 5）分流道的表面不必很光，表面粗糙度一般為1.6um即可，這樣可以使熔融塑料的冷卻皮層固定，有利于保溫。 6）當(dāng)分流道較長時，在分流道末端應(yīng)開冷料穴，以容納冷料，保證塑件的質(zhì)量。 7）分流道與澆口的連接處要以斜面或圓弧過渡，有利于塑件的流動及填充。否則會引起反壓力，消耗功能。 本設(shè)計(jì)選用圓形

42、斷面分流道，它的直徑D一般在2～12mm范圍內(nèi)變動。長度一般在8～30mm之間，一般根據(jù)型腔布置適當(dāng)加長或縮短，但最短不宜小于8mm。否則會塑件修磨和分割帶來困難。由于本設(shè)計(jì)塑件較一般大小，故選用D＝3mm，L=20mm。 分流道的布置形式：分流道的布置形式，取決于型腔的布局，其遵循的原則應(yīng)是，排列緊湊，能縮小模板的尺寸，減小流程，鎖模力求平衡。本設(shè)計(jì)采用非平衡式布局，如圖4所示： 5.3 澆口設(shè)計(jì) 澆口也稱為進(jìn)料口或內(nèi)流道，它是分流道與塑件之間的狹窄部分，是澆注系統(tǒng)中最短小的部分，也是澆注系統(tǒng)最關(guān)鍵的部分，澆口的形狀，位置和尺寸對塑件的質(zhì)量影響很大。澆口在大多數(shù)情況下

43、是整個流道中斷面尺寸最小的部分，對充模流動起著控制作用，成型后制品與澆注系統(tǒng)從澆口處分離，因此其尺寸又影響著后加工工作量的大小和塑件的外觀。 本設(shè)計(jì)根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式，選用細(xì)水口點(diǎn)澆口較為理想。這類澆口適用于流動性較好的塑料制品;適用于外觀要求較高的塑件；適用于一模一穴或多穴；適用于一點(diǎn)進(jìn)膠或多點(diǎn)進(jìn)膠，其優(yōu)點(diǎn)有：進(jìn)膠點(diǎn)小，不會影響外觀，澆口小，摩擦力大，融料溫度高，利于流動，塑件表面質(zhì)量好：澆口塑件易分離，可實(shí)現(xiàn)自動化生成。不過點(diǎn)澆口的澆口小會使壓力損失大，塑件收縮大，澆口附近流速快，局部易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，可能引起塑件翹曲變形等。 第六章 成型零件的設(shè)計(jì) 常用型腔成

44、型尺寸的計(jì)算方法主要有兩種：平均收縮率法和公差帶法，兩種計(jì)算方法的區(qū)別在于平均收縮率法計(jì)算公式是建立在塑件的成型收縮率和成型零件工作尺寸的制造偏差及其磨損量分別等于它們各自平均值基礎(chǔ)上，當(dāng)塑件的尺寸精度要求較高或塑件尺寸比較大時，這種誤差有可能會顯著增加，這時一些模具設(shè)計(jì)單位就采用公差帶法來進(jìn)行尺寸計(jì)算，平均收縮率法計(jì)算簡單無需驗(yàn)算而公差帶法計(jì)算復(fù)雜需要經(jīng)過多次初算驗(yàn)算，且考慮因素較多[9]?？紤]到鼠標(biāo)模具較簡單制造成本低，設(shè)計(jì)時間短故按平均收縮率法計(jì)算成型尺寸比較簡單易行[11]。 采用δZ ,δC取固定值的平均收縮率法： Lm---------型腔的徑向工作尺寸Lm=[Ls+ LsSc

45、p-（3/4）△] Ls---------塑件的徑向圖樣尺寸 Scp--------收縮率的平均值，查表得PP收縮率范圍是0.03~0.08 △---------塑件尺寸公差 δZ --------型腔制造公差 δC --------型腔最大許用磨損量，δC 取為塑件尺寸公差△的三分之一 表3.4: 公式表 δZ ,δC取固定值的平均收縮率法 型腔內(nèi)徑尺寸 型芯外徑尺寸 型腔深度尺寸 型芯高度尺寸 中心距尺寸 查手冊得PP塑料收縮率波動為1.0~2.5%。 6.1型腔徑向尺寸計(jì)算（此題公差為自己標(biāo)注） 以最大徑向尺寸計(jì)算，測量得Ls為8

46、0.6mm,塑件精度選為MT2對應(yīng)的型腔加工精度為IT9，以該精度查型腔的尺寸公差表，按照A類受模具活動部分影響的尺寸公差查表得△=0.42mm, δC=△/3=0.14mm Lm=[80.6+80.6（0.003+0.008）/2-（3/4）0.42]=81.360+042 6.2型芯外徑尺寸計(jì)算 以型芯最大徑向尺寸計(jì)算，測量得Ls為42.8mm,塑件精度選為MT2對應(yīng)的型腔加工精度為IT9，以該精度查型腔的尺寸公差表，按照A類受模具活動部分影響的尺寸公差查表得△=0.42mm, δC=△/3=0.14mm Lm=[80.6+80.6（0.003+0.008）/2+(3/

47、4) 0.42]=81.35-0.420 6.3型腔深度尺寸計(jì)算 由UG4.0測量得型腔深度為4.95mm，以IT9精度等級制造型腔查手冊，按B類不受模具活動部分影響的尺寸公差值查表得△=0.32mm，δC =0.1mm Lm=[4.95+4.95（0.003+0.008）/2-（3/4）0.32]0+0.32 =4.70+0.32 6.4型芯高度尺寸計(jì)算 UG4.0測量得塑件高度尺寸為3.93mm，以IT9精度等級制造查手冊得，按A類不受模具活動部分影響的尺寸公差值查表得△=0.20，δZ=0.067mm hm=[3.93+3.93(0.003+0.008)/2+(2/

48、3) 0.20] 0-0.067=4.19 0-0.067mm型芯高度和型腔如下圖: 第七章 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與模架的選用 7.1脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 制件推出（頂出）是注射成型過程中的最后一個環(huán)節(jié)，推出質(zhì)量的好壞將最后決定制品的質(zhì)量，因此，制品的推出是不可忽視的。在設(shè)計(jì)推出脫模機(jī)構(gòu)時應(yīng)遵循下列原則。 1）推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動模一側(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(jì)時應(yīng)盡量注意，開模后使塑件能留在動模一側(cè)。 2）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

49、，設(shè)計(jì)時應(yīng)仔細(xì)分析塑件對模具的包緊力和粘附力的大小，合理的選擇推出方式及推出位置。推力點(diǎn)應(yīng)該作用在制品剛性好的部位，如筋部、凸緣、殼體形制品的壁緣處，盡量避免推力點(diǎn)作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如殼體形制件及筒形制件多采用推板推出。 從而使塑件受力均勻、不變形、不損壞。 3）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，確保塑件順利脫模。 4）良好的塑件外觀 推出塑件的位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部，或隱蔽面和非裝飾面，對于透明塑件，尤其要注意頂出位置和頂出形式的選擇，以免推出痕跡影響塑件的外觀質(zhì)量。

50、5）合模時的正確復(fù)位 設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)時，還必須考慮合模時機(jī)構(gòu)的正確復(fù)位，并保證不會與其他模具零件相干涉。推出機(jī)構(gòu)的種類按動力來源可分為手動推出，機(jī)動推出，液壓氣動推出機(jī)構(gòu)。 本設(shè)計(jì)由于塑件不能一次性頂出，必須二次頂出，如下圖 二次頂出概念： 二次頂出是指塑件在模具成型開模后，頂出一次不能使塑件完全脫離型芯，須經(jīng)過第二次頂出才能使塑件完全脫離型芯而取出制品或自由落下。 二次頂出應(yīng)用的條件： 1：一次頂出后塑件不能完全脫離型芯或不能自由下落 2：在一次頂出塑件受力過大而產(chǎn)生變形或損壞的時 3：在一次頂出無法強(qiáng)制頂出機(jī)構(gòu)時 二次頂出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 如上圖所示的二次頂出機(jī)構(gòu)的工作

51、原理：在注塑機(jī)頂出杠的作用下，第一組和第二組頂針板同時運(yùn)動S1距離后，第一組頂針板停止，完成第一次頂出;第二組頂針板繼續(xù)運(yùn)動S2距離后停止，完成第二次頂出設(shè)計(jì)此結(jié)構(gòu)時須注意：s3=S1+(2-3)mm。 7.2模架的選用 本設(shè)計(jì)采用FCI-2525-A60-B80-C150-L270標(biāo)準(zhǔn)模架，此模架設(shè)計(jì)采用自動脫模，所以適合標(biāo)準(zhǔn)模架。如圖： 第八章 注射機(jī)工藝參數(shù)校核 8.1 注射壓力的校核 塑件成型所需要的注射壓力應(yīng)小于或等于注射機(jī)的額定注射壓力，其關(guān)系按下式校核： P成≤P注 式中 P成——塑件成型所需的注射壓力（MPa）； P注——所選注射機(jī)的額定注射壓力（M

52、Pa）。 本塑件成型材料為PP，P成=110—140MPa，對于XS-ZY—500（立式）型注射機(jī)，P注=145MPa，因此P成≤P注 ，所以注射壓力滿足要求。 8.2 鎖模力的校核 模具所需的最大鎖模力應(yīng)小于或等于注射機(jī)的額定鎖模力，其關(guān)系按下式校核： P腔F≤P鎖=150kN 式中 P腔——模具的型腔壓力； F——塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（mm2）； P鎖——注射機(jī)的額定鎖模力（N）。 P腔=kP成 k——損耗系數(shù)，這里取1/3； P成——塑件成型所需的注射壓力（MPa），P成=110—140MPa，這里P成取140

53、MPa。 P腔=kP成=1/3140MPa=46.67MPa。 由UG4.0分析測量，估算塑件的表面積：A=10000mm2 注射機(jī)噴嘴球半徑12mm，孔直徑Ф2.5mm，根據(jù)成型塑料，取主流道直徑D1=3mm，分流道直徑d=6mm，分流道長度L=26mm。故澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積A1=326.500 形式的選擇，以免推出痕跡影響塑件的外