直角90度彎頭彎管的塑料注塑模具設計及成型工藝--注射模含5張CAD圖

直角90度彎頭彎管的塑料注塑模具設計及成型工藝--注射模含5張CAD圖,直角,90,彎頭,彎管,塑料,注塑,模具設計,成型,工藝,注射,cad XXXXX XX設計（XX）中期檢查表 學生姓名 學 號 指導教師 選題情況 課題名稱 90度彎管塑料成型工藝及模具設計 難易程度 偏難 適中 偏易 工作量 較大 合理 較小 符合規(guī)范化的要求 任務書 有 無 開題報告 有 無 外文翻譯質量 優(yōu) 良 中 差 學習態(tài)度、出勤情況 好 一般 差 工作進度 快 按計劃進行 慢 中期工作匯報及解答問題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績評定： 所在專業(yè)意見： 負責人： 年 月 日 XXXXXX XX設計任務書 系 部： 專 業(yè)： 學生姓名: 學 號: 設計題目：90度彎頭塑料成型工藝及模具設計 起 迄 日 期: 20XX年 1月16 日~ 4月30日 指 導 教 師: 丁海 20XX年 1月4 日 XX設 計 任 務 書 1．本畢業(yè)設計課題來源及應達到的目的： 在完成該課題之后，應對注塑工藝生產較為熟悉，能熟練掌握相關設計手冊的使用，能獨立完成一套模具的設計及模具工作零件加工工藝的編制，能夠運用繪圖軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制。 2．本畢業(yè)設計課題任務的內容和要求（包括原始數據、技術要求、工作要求等）： 原始數據如圖 材料：ABS 大批量 工作要求: (1)90度彎頭模具設計,編寫設計說明書一份； (2)繪制模具裝配圖以及全套的模具零件圖； (3)編寫主要零件的機械加工工藝過程卡。 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 系部意見： 系領導： 年 月 日 機 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 粗銑六面 工序號 零件名稱 型腔 零件號 零件重量 同時加工零件數 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 種 類 重 量 718H 42-48HRC 鍛件 設 備 夾 具 名 稱 輔 助 工 具 名 稱 型 號 銑床 鏜床 虎鉗 墊塊 安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀 長 度 走 刀 次 數 切 削 深 度 進給量 主 軸 轉 速 切 削 速 度 基 本 工 時 2 銑上、下平面 12面銑刀 游標卡尺 100mm 5 0.2mm 200㎜/ min 2000r/min 2 2 銑四周面 10立銑刀 游標卡尺 100mm 2 0.5mm 60㎜/ min 2000r/min 3 1 銑面 銑刀 游標卡尺 0.5mm 200㎜/ min 2000r/min 4 9 鉆孔 游標卡尺 設 計 者 指 導 教 師 共 1 頁 第 1 頁 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 零件號 零 件 名 稱 型腔 工序號 工 序 名 稱 設 備 夾 具 刀 具 量 具 工 時 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 01 下料，鋸床下料(163x163x43），粗銑（160.5x160.5x40.5） 鋸床,銑床 銑刀 直尺 02 精磨，六面直角精磨表面粗糙度Ra3.2 (160x160x40) 磨床 磁力夾具、精密平口鉗 砂輪 游標卡尺 03 鉆孔，鉆水孔,螺絲孔,攻牙 鉆床 鉆頭、鉸刀、絲錐 高度尺、游標卡尺 04 線割，線切割澆口孔 線切割機床 復式支撐 線切割慢走絲機床 千分表，游標卡尺 05 CNC，型腔成型部位加工，數控銑床粗加工，精加工 數控銑床 虎鉗 06 EDM，對加工中心無法處理位置做電火花加工 電火花機 07 拋光，型腔表面拋光處理 虎鉗 游標卡尺，刀口尺 08 裝配，模具裝配 編制 校對 審核 批準 機 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 粗銑六面 工序號 零件名稱 型芯 零件號 零件重量 同時加工零件數 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 種 類 重 量 718H 42-48HRC 鍛件 設 備 夾 具 名 稱 輔 助 工 具 名 稱 型 號 銑床 鏜床 虎鉗 墊塊 安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀 長 度 走 刀 次 數 切 削 深 度 進給量 主 軸 轉 速 切 削 速 度 基 本 工 時 2 銑上、下平面 12面銑刀 游標卡尺 100mm 5 0.2mm 200㎜/ min 2000r/min 2 2 銑四周面 10立銑刀 游標卡尺 100mm 2 0.5mm 60㎜/ min 2000r/min 3 1 銑面 銑刀 游標卡尺 0.5mm 200㎜/ min 2000r/min 4 9 鉆孔 游標卡尺 設 計 者 指 導 教 師 共 1 頁 第 1 頁 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 零件號 零 件 名 稱 型芯 工序號 工 序 名 稱 設 備 夾 具 刀 具 量 具 工 時 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 01 下料，鋸床下料(163x163x43），粗銑（160.5x160.5x40.5） 鋸床,銑床 銑刀 直尺 02 精磨，六面直角精磨表面粗糙度Ra3.2 (160x160x40) 磨床 磁力夾具、精密平口鉗 砂輪 游標卡尺 03 鉆孔，鉆水孔,螺絲孔,攻牙 鉆床 鉆頭、鉸刀、絲錐 高度尺、游標卡尺 04 線割，線切割澆口孔 線切割機床 復式支撐 線切割慢走絲機床 千分表，游標卡尺 05 CNC，型腔成型部位加工，數控銑床粗加工，精加工 數控銑床 虎鉗 06 EDM，對加工中心無法處理位置做電火花加工 電火花機 07 拋光，型腔表面拋光處理 虎鉗 游標卡尺，刀口尺 08 裝配，模具裝配 編制 校對 審核 批準 XXXXX XX設計（XX）評語 學生姓名： 班級: 學號： 題 目：90度彎頭塑料成型工藝及模具設計 綜合成績： 指導者評語： 1）該同學工作態(tài)度較認真，基本能完成畢業(yè)設計任務； 2）該同學能正確查閱國內有關沖壓（塑料）模具設計與制造方面的大量資料，制訂出了較合理的沖壓成形（塑料成型）工藝及模具結構； 3）該同學設計說明書內容基本完整，計算基本正確，格式較規(guī)范； 4）該同學裝配圖、零件圖設計較合理，但圖紙中存在一定的錯誤； 5）建議該同學成績評定：中等； 6）可以提交答辯 指導者(簽字)： 年 月 日 XX設計（XX）評語 評閱者評語： 1）該同學工作態(tài)度較認真，基本能完成畢業(yè)設計任務； 2）該同學查閱了國內有關沖壓（塑料）模具設計與制造方面的大量資料，制訂出了較合理的沖壓成形（塑料成型）工藝及模具結構，設計中不存在創(chuàng)新； 3）該同學設計說明書內容基本完整，計算基本正確，格式較規(guī)范； 4）該同學裝配圖、零件圖設計較合理，視圖表達存在一定的錯誤； 5）建議該同學成績評定：中等； 6）可以提交答辯。 評閱者(簽字)： 年 月 日 答辯委員會（小組）評語： 畢業(yè)設計說明書格式比較規(guī)范，內容完整。模具設計圖紙結構較合理，繪圖比較規(guī)范。繪圖表達有少許錯誤，技術要求不規(guī)范。評定該生畢業(yè)成績?yōu)橹小? 答辯委員會（小組）負責人(簽字)： 年 月 日 90度彎管塑料成型工藝及模具設計 摘 要 根據塑料制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工藝性、尺寸精度等技術要求，考量塑件制件尺寸。本模具采用一模四腔，側澆口進料，注射機采用XS-ZY 500/200型號，設置冷卻系統(tǒng)，CAD和PROE繪制二維總裝圖和零件圖，選擇模具合理的加工方法。附上說明書，系統(tǒng)地運用簡要的文字，簡明的示意圖和和計算等分析塑件，從而作出合理的模具設計。 關鍵詞：機械設計；模具設計；CAD繪制二維圖；UG繪制3D圖  ABSTRACT To understand the use of plastic parts in accordance with the requirements of the plastic products, analysis of the technical requirements of the plastic parts of the process, dimensional accuracy, select the workpiece size of the plastic parts. The mold using a two sub gate feed injection machine adopts HTFXS-ZY 500/200 models, and set a cooling system, CAD and PROE drawing two-dimensional assembly diagram and parts diagram, reasonable mold processing methods. Attach a manual, use brief text, a concise diagram and calculated analysis of plastic parts, in order to make a reasonable mold design. Keywords: mechanical design; mold design; CAD drawing two-dimensional map;UG draw 3D maps, injection machine selection 目錄 1緒 論 1 1.1 國內模具的現狀和發(fā)展趨勢 1 1.2 國外模具技術現狀與趨勢 2 1.3 設計在學習模具制造中的作用 3 2塑件分析 4 2.1塑件的原料分析 4 2.2塑件的結構分析 4 3塑件注塑工藝參數的確定 6 3.1 ABS注塑工藝參數 6 3.2分型面選擇 6 3.3確定型腔的數目及排列方式 7 3.4計算塑件的體積和質量 7 3.5注塑機的計算和校核 7 3.6鎖模力的計算 8 3.7注塑機選擇確定 9 4模架的選用 11 4.1模架基本類型 11 4.2模架的選擇 11 4.3導向與定位機構設計 12 4.4 成型澆注系統(tǒng)的設計 13 4.5成型零部件的設計 15 4.6成型零部件結構 15 4.7成型零部件工作尺寸的計算 16 4.8模具強度與剛度校核 18 4.9脫模及推出機構 18 4.10推出機構 19 5冷卻系統(tǒng)的設計與計算 21 5.1冷卻水道設計的要點 21 5.2冷卻水道在定模和動模中的位置 21 5.3冷卻水道的計算 22 5.4排氣結構設計 23 6模具與注射機安裝模具部分相關尺寸校核 24 6.1模具長寬尺寸 24 6.2模具厚度（閉合高度） 24 7側向抽芯機構類型選擇 25 7.1側向抽芯機構介紹 25 7.2斜導柱的設計 26 總 結 29 致 謝 30 參考文獻 31 河南工學院畢業(yè)設計說明書 1緒 論 1.1 國內模具的現狀和發(fā)展趨勢 1.1.1國內模具的現狀 近10年來，我國模具行業(yè)一直以每年15％的增長速度快速發(fā)展。十五期間，我國模具行業(yè)年增長速度達到20％。2005年模具銷售額達610億元，同比增長25％，排在世界第三位；模具出口大幅增長，表明模具水平和競爭力提高。據海關統(tǒng)計，2005年模具出口7．4億美元，同比增長50％以上；模具產品結構更趨高檔，復雜、精密、長壽命的模具份額提高到30％。目前，國內約有模具生產廠商3萬余家，從業(yè)人員有80多萬人，全年模具產值達534億元人民幣。涌現出一批模具行業(yè)領頭羊，如在汽車覆蓋件領域的一汽模具，輪胎領域的巨輪模具，塑料模具領域的海爾，模塊標準件領域的圣都等；不少地方出臺了扶持當地模具行業(yè)發(fā)展的政策，如重慶、成都、蘇州、大連等地都在建立模具工業(yè)園區(qū)，改善發(fā)展環(huán)境，完善模具生產的配套體系。中國經濟的高速發(fā)展對模具行業(yè)提出了越來越高的要求，也為其發(fā)展提供了巨大了的動力。 1.1.2國內模具的發(fā)展趨勢 近年來，模具增長十分迅速，高效率、自動化、大型、微型、精密、高壽命的模具在整個模具產量中所占的比重越來越大。從模具設計和制造角度來看，模具的發(fā)展趨勢可分為以下幾個方面： ① 提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復雜化和高精度要求以及因高生產率要求而發(fā)展的一模多腔所致。 ② 在塑料模設計制造中全面推廣應用CAD/CAM/CAE技術。CAD/CAM技術已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術，近年來模具CAD/CAM技術的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進一步普及創(chuàng)造良好的條件；基于網絡的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結構初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無法滿足實際生產過程分工協(xié)作要求的問題；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設計與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。 ③ 推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型技術和高壓注射成型技術。采用熱流道技術的模具可提高制件的生產率和質量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應用這項技術是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標準，積極生產價廉高質量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關鍵。氣體輔助注射成型可在保證產品質量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數需要確定和控制，而且常用于較復雜的大型制品，模具設計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究開發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要。 開發(fā)新的成型工藝和快速經濟模具。以適應多品種、少批量的生產方式。 ④ 提高塑料模標準化水平和標準件的使用率。我國模具標準件水平和模具標準化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質量和降低模具制造成本，模具標準件的應用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標準，并嚴格按標準生產；其次要逐步形成規(guī)模生產，提高商品化程度、提高標準件質量、降低成本；再次是要進一步增加標準件的規(guī)格品種。 ⑤ 應用優(yōu)質材料和先進的表面處理技術對于提高模具壽命和質量顯得十分必要。 ⑥ 研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程。采用三坐標測量儀或三坐標掃描儀實現逆向工程是塑料模CAD/CAM的關鍵技術之一。研究和應用多樣、調整、廉價的檢測設備是實現逆向工程的必要前提。 1.2國外模具技術現狀與趨勢 高新技術在模具企業(yè)中得到廣泛應用,分別有以下三個方面： （1）廣泛應用CAD/CAE/CAM技術 a) 超越了甩掉圖板、二維繪圖的初級階段，3D設計已達到了70～80%。 b) PRO/E、UG、CIMATRON等軟件普遍應用。 c) 數控機床的普遍應用，保證了模具零件的加工精度和質量。 d) CAE技術已逐漸成熟（意大利COMAU公司應用CAE技術后，試模時間減少了50%以上）。 （2）普遍采用高速切削加工技術 a) 特征：以高切削速度、高進給速度、高加工質量。 b) 加工效率：比傳統(tǒng)的切削工藝要高幾倍，甚至十幾倍。 c) 轉速：15000～30000r/min。 d) 效益：大大縮短制模時間。 （3）普遍應用快速成型技術與快速制模技術 a) 塑料模具：有專門提供原型制造服務的機構和公司塑料模具廠家利用快速原型澆制 硅膠模具，用于少量翻制塑料件。 b) 汽車模具：多為鋅基合金快速制模和使用環(huán)氧樹脂制作金屬成型模 1.3設計在學習模具制造中的作用 通過對模具專業(yè)的學習，掌握了常用材料在各種成型過程中對模具的工藝要求，各種模具的結構特點及設計計算的方法，以達到能夠獨立設計一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般機械加工的知識，金屬材料的選擇和熱處理，了解模具結構的特點，根據不同情況選用模具加工新工藝。 畢業(yè)設計能夠對以上各方面的要求加以靈活運用，綜合檢驗大學時期所學的知識。 2 塑件分析 2.1塑件的原料分析 ABS是丙烯腈，丁二烯，聚苯烯的共聚物，原料易得，價格便宜，是目前產量最大，應用最為廣泛的工程塑料之一。ABS無毒，無味，為呈微黃色或白色不透明塑料，成型的塑料有較好的光澤，密度為1.02-1.05g/cm3. ABS是由三種組分組成的，故它有三種組分的綜合力學性能，而每一組分又在其中起有固有的作用。丙烯腈使ABS具有良好的表面硬度，耐熱性，及耐化學腐蝕性，丁二烯使ABS堅韌。聚乙烯使ABS具有良好的成型加工性和著色性能。 ABS的熱變形溫度比聚苯乙烯，聚氯乙烯，尼龍等都高。尺寸穩(wěn)定性較好，具有一定的化學穩(wěn)定性和良好的介電性能。經過調色可配成任何顏色。其缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70°左右。不透明，耐氣候性差，在紫外線作用下容易變硬發(fā)脆。 ABS易吸水，使成型塑件表面出現瘢痕。為此，成型加工前應進行干燥處理，在正常成型條件下，壁厚熔料溫度對收縮率影響極?。阂笏芗雀邥r，模具溫度可控制在60°在80°； 要求塑件光澤和耐熱時，應控制在60-80度之間。ABS比熱容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短；ABS表面粘度對剪切速率依賴性強，因此在模具設計中大都采用點澆形式。 2.2塑件的結構分析 圖2-1零件結構圖 從零件圖上分析，該零件為彎曲形件。外形為直徑為25MM的兩個圓筒垂直相交，內形為兩沉孔相交組成的形狀，因為模具設計時必須設置側向分型機構。 尺寸精度分析 該零件要求的尺寸精度為MT5,尺寸精度為中等精度，對應的模具相關尺寸加工可以得到保證。 從塑件的壁厚上來看，壁厚最大處3MM 最小壁厚為2MM 符合ABS最小壁厚原則。 圖2-2塑料制品壁厚設計標準 壁厚差為1MM，塑料熔體流程不太長，塑件材料為熱塑性塑料，流動性好，適合注射成型。在制件轉角處設計圓角，防止在此處出現缺陷。 表面質量分析 該零件的表面除了不得有缺陷，雜質之外，沒有什么特別的表面質量要求，所以比較容易實現。 綜上分析可以看出，注塑時在工藝控制的較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。 3 塑件注塑工藝參數的確定 3.1 ABS注塑工藝參數 根據《塑料成型工藝與模具設計》P33頁表可得ABS注塑工藝參數 噴嘴溫度：180 料筒溫度（前段）：200 料筒溫度（中段）：210 料筒溫度（后端）：180 模具溫度：60 注射壓力：80 保壓壓力：60 注射時間：4S 保壓時間：20S 冷卻時間：20S 成型周期：50S 說明:預熱和干燥均采用鼓風烘箱 凡是潮濕環(huán)境使用的塑料。應進行調濕處理。在100-200°C的水中加熱2-18H 3.2分型面選擇 模具設計中，分型面的選擇很關鍵，決定的模具的結構。應該根據分型面選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。 該塑件為彎頭，表面無特殊要求，其分型面應選在最大輪廓處。其分型面刨面圖如下圖所示。 圖3-1分型面選擇 選擇其他界面不利于分型，對出件造成困難，而且不利于側向抽芯，所以最大截面處事最佳的位置選擇。 3.3確定型腔的數目及排列方式 塑件的生產屬于大批量生產，宜采用多型腔注塑模具，其型腔個數與注塑機的塑化能力，最大注射量以及合模力等參數有關，此外還受制件精度和生產的經濟型因素等影響。由注塑件的結構形狀可以分析選取一模四腔。如下圖 圖3-2 型腔布局 采用一模四腔排列方式的最大優(yōu)點是便于設置側向分型抽芯機構，并且有利于注塑件的脫模。 3.4計算塑件的體積和質量 圖3-3塑件體積的計算 塑件體積為：V=1019.8128mm3=10.1981cm3 (3-1) 塑件質量 M=ρV=10.1981*1.05=10.7g (3-2) 3.5注塑機的計算和校核 模具設計時，必須使得在一個注射成型的塑料熔體的容量或質量在注射機額定注射量的80%以內。校核公式為： 式中：--型腔數量 --單個塑件的重量（g） --澆注系統(tǒng)所需塑料的重量（g） （單個塑件質量為10.7g 澆注系統(tǒng)所需塑料的重量一般為塑件總質量百分之20左右，=10.7*4*0.2=8.56) 本式中=10.7 n=4 =8.56 m≥（4x10.7+8.56）/0.8 即m≥64.2 因而預選注塑機額定注塑量最少為64g以上 3.6鎖模力的計算 選用注射機的鎖模力必須大于型腔壓力產生的開模力，不然模具分型面要分開而產生溢料。塑件在模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素。 成型投影面積= 式中 n --型腔數目 --單個塑件在模具分型面上的投影面積 --澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積 圖3-4塑件投影面積 =1819 =500 n=4 =4x1819+500=7776 鎖模力和成型面積的關系根據依照以下計算公式確定： 式中 —鎖模力，kN； —型腔壓力，MPa ； A —成型投影面積，mm2； 一般的注塑注塑機在經過模具噴嘴時候的壓力大概為60～80MPa，經澆注系統(tǒng)入型腔時型腔壓力通常為20-40MPa，這里取30MPa 計算：×A/1000=30×7776/1000= 233.28kN (取整234 kN) 得出預選注塑機額定注塑壓力為260 kN以上。 3.7注塑機選擇確定 綜合考慮以上因素，選定注射機為XS-ZY 500/200。其相關性能符合成型方案要求，以下相關參數： 綜合考慮以上因素，選定注射機為XS-ZY 500/200。其相關性能符合成型方案要求，以下相關參數： 表3-1 型 號 xs-zy 項 目 500/200 螺桿直徑/mm 65 注射容量/cm3 500 注射重量/g 455 注射壓力/mpa 132 注射速率/(g.s-1) 168 塑化能力/(kg.h-1) 110 注射方式 螺桿式 鎖模力/kn 2000 移模行程／mm 500 拉桿間距／mm 540×440 最大模厚／mm 440 最小模厚/mm 240 合模方式 液壓 頂出行程/mm 128 頂出力/kn 41 定位孔徑/mm 160 噴嘴移出量/mm 30 噴嘴球半徑/mm 20 系統(tǒng)壓力/mpa 13.6 電動機功率/kw 41 加熱功率/kw 17 外形尺寸(l×w×h)/(m×m×m) 6×1.5×2 重量/t 9 HTFXS-ZY 500/200注塑機參數 30 4模架的選用 4.1模架基本類型 注射模具的分類方式很多，此處是介紹的按注射模具的整體結構分類所分的典型結構如下： 單分型面注射模、雙分型面注射模、帶有活動成型零件的模、側向分型抽芯注射模、定模帶有推出機構的注射模、自動卸螺紋的注射模、熱流道注射模。 4.2模架的選擇 根據對塑件的綜合分析，確定該模具是單分型面的模具，由GB/T12556.1-12556.2-1990《塑料注射模中小型模架》可選擇CI型的模架，其基本結構如圖所示： 圖4-1模架結構圖 CI型模具定模采用兩塊模板，動模采用一塊模板，又叫兩板模，大水口模架，適合側澆口的注射成形模具。 由分型面的選擇而選擇模具的導柱導套的安裝方式，經過考慮分析，導柱導套選擇選正裝。根據所選擇的模架的基本型可以選出對應的模板的厚度以及模具的外輪廓尺寸，以此分析計算： 模架的長L=型腔長度（160）+復位桿的直徑+螺釘的直徑+模板壁厚+滑塊厚度300mm 模架的寬W=型腔寬度（160）+導向桿的直徑+模板壁厚+滑塊厚度300mm 根據成型型腔的尺寸，在計算完模架的長寬以后，還需要考慮其他螺絲導柱等零件對模架尺寸的影響，在設計中避免干涉。參考成型型腔厚度，考慮模板強度要求，定模板厚度取70mm，動模板厚度取80mm?？紤]頂出行程要求，支撐板取10mm以滿足。 綜上所述所選擇的模架的型號為：CI-3030-A70-B80-C100 4.3導向與定位機構設計 導向機構的作用：保證模具在進行開合模時，保證公母模之間一定的方向和位置。導向零件承受一定的側向力，起了導向和定位的作用,導向機構零件包括導柱和導套等。 1.導向結構的總體設計 （1）導向零件（主要是導柱和導套）應該盡可能的采用標準模架已設計好的尺寸，這樣有利于保證質量和減少設計周期，導柱、導套到模具側壁必須要有足夠的距離，必須滿足模具的強度要求，防止因模板變形而引起導向機構失效。 （2）現在根據模具的型號，一套模具正常需要二到四根導柱。由于塑件通常留于公模，所以為了便于脫模導柱通常安裝在母模。 （3）導柱、導套導向機構在分型面處應有承屑槽 （4）導柱`導套及導向孔的軸線應保證平行 （5）合模時，應保證導向零件首先接觸，避免公模先進入模腔，損壞成型零件。 2.導柱的設計 （1）有單節(jié)與臺階式之分 （2）導柱的長度必須高出公模端面6…8mm （3）導柱頭部應有倒圓角處理 （4）固定方式凸臺形式固定在模板上 （5）導柱、導套需要熱處理來增加硬度、剛度、耐磨性。 3.導套和導套孔 （1）無導套的導套孔，直接開在模板上?，F在常規(guī)設計師導套孔直接開在定模板上、然后在鑲嵌一個有托導套上去。 （2）導套有有托式、臺階式、凸臺式，在導套前端應倒有圓角r。 一般情況下,導柱與導套共同使用,用于保證動模與定模兩大部分內零件的準確對合和塑料部品的形狀,尺寸精度,并避免模內零件互相碰撞與干涉,起到合模導向的作用. 4.4成型澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)是指注射模中從主流道始端到型腔之間的熔體進料通道，澆注系統(tǒng)按照澆口形式可以分為大水口澆注系統(tǒng)和細水口澆注系統(tǒng)，本設計中采用普通側澆口澆注系統(tǒng)。正確設計澆注系統(tǒng)對獲得優(yōu)質的塑料制品極為重要。 澆注系統(tǒng)組成： 普通流道澆注系統(tǒng)的組成一般包括以下幾個部分。 1－主澆道 2－第一分澆道 3－第二分澆道 4－第三分澆道 5－澆口 6－型腔 7－冷料穴 4.4.1主流道設計 所選用XS-ZY 500/200型注射劑噴嘴有關尺寸如下： 噴嘴前段孔徑d0=3mm 噴嘴圓弧半徑R0=12mm 為了使凝料能夠順利拔出，主流道的小段直徑d應稍大于噴嘴直徑。 d=d0+（0.5~1）=3.5mm 主流道設計成圓錐形，其錐角@通常為2~4°，主流道角度過大時，容易卷入空氣而產品氣泡，主流道角度過小時，會使充填過程的壓力損耗率增大，所以本次設計的主流道傾斜角度為1°，主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大1~2mm。這里取主流道球面半徑R16mm，經測量主流道長度L取95mm。 4.4.2分流道的設計 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。分流道應能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)。其作用是改變熔體流向，使其以平穩(wěn)的流態(tài)均衡地分配到各個型腔，分流道的長度應該盡可能短，折彎少，盡量減少流動過程中的熱量損失與壓力損失，節(jié)約塑料的原材料和降低能耗。由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內部的熔體流動狀態(tài)比較理想，因此分流道表面粗糙度值不要太低，一般取Ra為1.6 m，本設計選擇矩形截面的分流道，d=5mm，采用流道布局如圖所示： 圖4-2流道布局 4.4.3澆口的設計 側澆口普遍用于中小型塑件的多型腔模具，一般開設在分型面上，一般塑料熔體從外側充填模具型腔，其截面形狀多為矩形。側澆口的寬度和深度尺寸作如下取值：寬度b=3 mm 深度t=1 mm 4.4.4冷料穴的設計 主流道的末端需要設置冷料穴以往上制品中出現固化的冷料。因為最先流入的塑料因接觸溫度低的模具而使料溫下降，如果讓這部分溫度下降的塑料流入型腔會影響制品的質量，為防止這一問題必須在沒塑料流動方向在主流道末端設置冷料穴以便將這部分冷料存留起來。 冷料穴一般開設在主流道對面的動模板上，其標稱直徑與主流道直徑相同或略大一些，這里取為5mm，最終要保證冷料體積小于冷料穴體積。冷料穴的倒扣形式有多種，這里采用Z倒錐形的冷料穴拉出主流道凝料的形式。它與推桿配用，開模時倒錐形的冷料穴通過內部的冷料先將主流道凝料拉出定模，最后在推桿的作用下將冷料和和主流道凝料隨制品一起被頂出動模。如圖： 圖4-3推桿推出制件 4.5成型零部件的設計 模具閉合時用來填充塑料成型制品的空間稱為型腔。構成模具型腔的零部件稱成型零部件。一般包括型腔、型芯、型環(huán)和鑲塊等。成型零部件直接與塑料接觸，成型塑件的某些部分，承受著塑料熔體壓力，決定著塑件形狀與精度，因此成型零部件的設計是注射模具的重要部分。 成型零部件在注射成型過程中需要經常承受溫度壓力及塑料熔體對它們的沖擊和摩擦作用，長期工作后晚發(fā)生磨損、變形和破裂，因此必須合理設計其結構形式，準確計算其尺寸和公差并保證它們具有足夠的強度、剛度和良好的表面質量。 4.6成型零部件結構 成型零部件結構設計主要應在保證塑件質量要求的前提下，從便于加工、裝配、使用、維修等角度加以考慮。 型腔是用來成型制品外形輪廓的模具零件，其結構與制品的形狀、尺寸、使用要求、生產批量及模具的加工方法等有關，常用的結構形式有整體式、嵌入式、鑲拼組合式和瓣合式四種類型。 本設計中采用嵌入式型腔及型芯，如圖所示。其特點是結構簡單，牢固可靠，不容易變形，成型出來的制品表面不會有鑲拼接縫的溢料痕跡，還有助于減少注射模中成型零部件的數量，并縮小整個模具的外形結構尺寸。不過模具加工起來比較困難，要用到數控加工或電火花加工。 針對型芯和型腔的工藝分析如下： 相同點： 型芯和型腔均需要加工成型區(qū)域，流道，澆口為位置，冷卻水路，固定用的螺絲孔。 不同點： 型芯需要加工頂針孔，勾料針孔，型腔則需要加工澆口襯套孔 圖4-4 型腔 圖4-5型芯 4.7成型零部件工作尺寸的計算 成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸，以及中心距尺寸等。 在模具設計時要根據塑件的尺寸及精度等級確定成型零部件的工作尺寸及精度等級。影響塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收縮率，模具成型零部件的制造誤差，模具成型零部件的磨損及模具安裝配合方面的誤差。這些影響因素也是作為確定成型零部件工作尺寸的依據。 由于按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量計算型芯型腔的尺寸有一定的誤差（因為模具制造公差和模具成型零部件在使用中的最大磨損量大多憑經驗決定），這里就只考慮塑料的收縮率計算模具盛開零部件的工作尺寸。 塑件經成型后所獲得的制品從熱模具中取出后，因冷卻及其它原因會引起尺寸減小或體積縮小，收縮性是每種塑料都具有的固有特性之一，ABS收縮率為0.4-0.6%。 故平均收縮率為 S=(0.04+0.06)/2=0.05 1 型腔相關尺寸的計算 (1)（型腔寬度）26-0.320 LM1=[(1+S)LS1-0.75*△]0=26.46800.22 式子中S為平均收縮率為0.05，LS1為塑件最大尺寸，查表得△為0.5， =1/3△ (2)（型腔長度）38-0.440 LM1=[(1+S)LS1-0.75*△]0=38.68400.2 式子中S為平均收縮率為0.05，LS1為塑件最大尺寸，查表得△為0.44 =1/3△ (3)（型腔高度）13-0.040 LM1=[(1+S)LS1-0.75*△]0=13.23400.067 式子中S為平均收縮率為0.05，LS1為塑件最大尺寸，查表得△為0.24 =1/3△ 2 型芯相關尺寸的計算 （1）（型芯寬度）26-0.320 LM1=[(1+S)LS1-0.75*△]0=26.468.1170 式子中S為平均收縮率為0.05，LS1為塑件最大尺寸，查表得△為0.5， =1/3△ （2）（型芯長度）38-0.440 LM1=[(1+S)LS1-0.75*△]0=38.68400.2 式子中S為平均收縮率為0.05，LS1為塑件最大尺寸，查表得△為0.44 =1/3△ （3）（型芯高度）13-0.040 LM1=[(1+S)LS1-0.75*△]0=13.23400.067 式子中S為平均收縮率為0.05，LS1為塑件最大尺寸，查表得△為0.24 ， =1/3△ 4.8模具強度與剛度校核 普通意義上的模具強度包括模具的強度、剛度。模具的各種成型零部件和結構零部件均有強度、剛度的要求，足夠的強度才可以保證模具能正常工作。 由于模具形式較多，計算也不盡相同且較復雜，實際生產中，采用經驗設計和強度校核相結合的方法，通過強度校核來調整設計，保證模具能正常工作。 模具強度計算較為復雜，一般采用簡化的計算方法,計算時采取保守的做法，原則是：選取最不利的受力結構形式，選用較大的安全系數，然后再優(yōu)化模具結構，充分提高模具強度。為保證模具能正常工作，不僅要校核模具的整體性強度，也要校核模具局部結構的強度。 整體性強度主要針對型腔側壁厚度，型腔底板厚度，合模面所能承受的壓力等幾個方面，實際選用尺寸應大于計算尺寸并取整。校核時應從強度與彎曲兩個方面分別計算，選取較大的尺寸。 4.9脫模及推出機構 脫模力的產生范圍： ①（脫模）塑件在模具中冷卻定型時，由于體積收縮，產生包緊力。 ②不帶通孔殼體類塑件，脫模時要克服大氣壓力 。 ③機構本身運動的磨擦阻力。 ④塑件與模具之間的粘附力。 初始脫模力，開始脫模進的瞬間防要克服的阻力。 相繼脫模力，后面防需的脫模力，比初始脫模力小，防止計算脫模力時，一般計算初始脫模力。 脫模力的影響因素： a． 產品的自身壁厚，型芯長度，垂直于脫模方向塑件的投影面積有關，各項值越大，則脫模力越大。 b． 塑件收縮率，彈性模量E越大，脫模力越大。 c． 塑件與芯子磨擦力俞大，則脫模阻力俞大。 d． 排除其他客觀因素的影響，原則上是塑料產品的脫模斜度越大，產品越容易出模。 4.10推出機構 塑件從模具上取下以前有一個從模具的成型零部件上脫出的過程，使塑件從成型零部件上脫出的機構稱為脫模機構。主要由推出零件，推出零件固定板和推桿，推出機構的導向和復位部件等組成。 脫模機構按其推出動作的動力來源分為手動推出機構，機動推出機構，液壓和氣動推出機構。根據推出零件的類別還可分為推桿推出機構、推管推出機構、推桿推出機構、推塊推出機構、利用成型零部件推出和斜滑桿側抽芯機構等。 推出、脫模機構的設計原則： （1）防止產品在脫模是產品變形（在剛脫?？梢杂幸欢ǖ淖冃瘟?，滿足一定條件的冷卻時間后恢復，不能形成永久變形）； （2）推力根據產品的結構、特點、大小要合理安排； （3）推桿頂出力必須小于塑件所能承受的頂出力，以免造成塑件的被推局部產生隙裂； （4）推桿的強度及剛性應足夠，在推出動作時不產生彈性變形； （5）推桿位置痕跡須不影響塑件外觀； 考慮到塑件的特征等要求不高，決定選用簡單的推桿機構、使用最廣泛的推桿頂出機構。推桿將塑件從動模的型芯推出脫模，由于設置推桿的設計推桿截面為圓形，這樣制造和加工、維修、替換簡單。 該塑件采用了推桿，其分布情況如圖所示，這些推桿的作用，使制品受推出力從而脫模。采用臺肩形式的圓形截面推桿，設計時推桿的直徑根據不同的設置部位選用不同的直徑。推桿端平面不應有軸向竄動。推桿與推桿孔配合一般為，其配合間隙不大于所用溢料間隙，以免產生飛邊，ABS塑料的溢料間隙為。 圖4-6推出機構 圖4-7 推出機構 5 冷卻系統(tǒng)的設計與計算 注射模的溫度對于塑料熔體的充模流動、固化成型、生產效率以及制品的形狀和尺寸精度都有影響，對于任一個塑料制品，模具溫度波動過大都是不利的。過高的模溫會使塑件在脫模后發(fā)生變形，若延長冷卻時間又會使生產率下降。過低的模溫會降低塑料的流動性，使其難于充模，增加制品的內應力和明顯的熔接痕等缺陷。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，對模具溫度的要求也不相同。一般注射到模具內的塑料粉體的溫度為左右，熔體固化成為塑件后，從左右的模具中脫模、溫度的降低是依靠在模具內通入冷卻水，將熱量帶走。對于要求較低模溫（一般小于）的塑料，僅需要設置冷系統(tǒng)即可，因為可以通過調節(jié)水的流量就可以調節(jié)模具的溫度。 5.1冷卻水道設計的要點 a．冷卻水孔的數量越多，對塑件冷卻也就越均勻。 b．冷卻水孔與型腔表面各處最好有相同的距離，即將孔的排列與型腔的形狀一致。 c．塑件局部壁厚處，應加設冷卻裝置。當設計冷卻孔直徑為D時，它的孔距最好為5D，孔與型腔的距離為3D。 d．當大型塑件或薄壁零件成型時，料流較長，而料溫越流越低，可以適當地改變冷卻水道的排列密度。 e．冷卻水道要避免接近塑料的熔接痕部分，以免熔接不牢，降低強度。 f．冷卻水道不應穿過接縫部分，以防漏水。 g．冷卻水道內不應有存水或產生回流的部分。 h．澆口部分由于經常接觸注塑機噴嘴，是模具上最熱的部分，應加強冷卻，有時應考慮進料嘴單獨冷卻。 i．進出水水嘴接頭，應設在不影響操作的方向，盡可能設在模具的同一側，通常在注塑機操作的對面。 j．如果型芯太長，冷卻水道無法開設，則可以選用熱導系數較大的材料，在型芯下部采用噴水法進行冷卻。 5.2冷卻水道在定模和動模中的位置 冷卻水道的位置取決于制品的形狀和定、動模板的厚度，必須將冷卻水路設計在產品膠位較大的地方，即型芯和型腔熱量較大、較多區(qū)域,冷卻水道最好采用環(huán)繞式的冷卻水路，可以均勻的冷卻塑件，保證冷卻水路的均勻分布。不少小型模具的型腔時直接在模板上加工而成的（也可以采用拼鑲結構，但是由于模具尺寸較小，所以型腔與型芯的鑲件尺寸更小）。 本設計中型芯型腔各一組冷卻水回路, 此方式冷卻快速, 塑件冷卻均勻, 確保尺寸變形一致。冷卻水路排布如圖所示： 圖5-1模具冷卻水路圖 5.3冷卻水道的計算 冷卻計算：單位時間內進入模具應除去的總熱量Q，可以用參考文獻中的公式計算： Q=W1 × a （5-1) 式中 W1—單位時間內進入模具的塑料的重量g a—克塑料的熱容量(J/g) Q≈5493．54J 則帶走上述熱量，所需的冷卻水量按下式計算： (5-2) 式中 W—通過模具冷卻水的重量(g/h) T3—出水溫度℃ T4—入水溫度℃ K—熱傳導系數； 經計算 W≈367．787 g/h 由下式可以計算出冷卻水道的直徑： (5-3) 式中 —冷卻液容重kg/cm3 =0．001 kg/cm3， L —冷卻水道長度cm L=17．4cm d—冷卻水道直徑cm 經計算d≈7．438 cm，取8mm 5.4排氣結構設計 在塑料熔體充模過程中，模腔內除了原有的空氣外，還有塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而成的水蒸氣、塑料局部過熱分解產生的低分子揮發(fā)性氣體，塑料中某些添加劑揮發(fā)或化學反應所生成的氣體。常用的排氣方式有利用配合間隙排氣，在分型面上開設排氣槽排氣，利用推桿運動間隙排氣等。 由于本次設計中模具尺寸不大，本設計中采用間隙排氣的方式，而不另設排氣槽，利用間隙排氣，以不產生溢料為宜。 6 模具與注射機安裝模具部分相關尺寸校核 6.1模具長寬尺寸 模具長寬尺度必須小于注塑機拉桿間距,本設計選用機臺拉桿間距為365×365,模具長寬為300x350，經核算機臺選用合適。 6.2模具厚度（閉合高度） 模具閉合高度必須滿足以下公式 式中 --注射機允許的最大模厚 --注射機允許的最小模厚 本設計中模具厚度為310mm 240

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