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請(qǐng)充值后下載含圖紙?jiān)次募嚎s包，需要其他課題加 Q--1459919609畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 電池盒蓋設(shè)計(jì) 姓 名 學(xué) 號(hào) 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 所在學(xué)院 指導(dǎo)教師（職稱(chēng)） 年 月 日 請(qǐng)充值后下載含圖紙?jiān)次募嚎s包，需要其他課題加 Q--1459919609II電池盒蓋設(shè)計(jì)【摘要】 通過(guò)電池盒蓋設(shè)計(jì)，了解注塑模具架構(gòu)的過(guò)程和原理，根據(jù)電池盒蓋的結(jié)構(gòu)對(duì)制件進(jìn)行了工藝分析，提出合理的注射成型條件和成型工藝；對(duì)塑件的表面精度和表面質(zhì)量進(jìn)行了討論；通過(guò)對(duì)電池盒蓋的設(shè)計(jì)，對(duì)模架進(jìn)行了確定，并設(shè)計(jì)了導(dǎo)向和定位機(jī)構(gòu)；闡述模具澆注系統(tǒng)和脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法；詳細(xì)介紹了凹、凸模，型腔、型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；同時(shí)也對(duì)排氣設(shè)計(jì)進(jìn)行了討論，并且對(duì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行了檢驗(yàn)和計(jì)算，還介紹了模具的功能結(jié)構(gòu)等等；所設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)使制件可以可靠穩(wěn)定的頂出，降低模具的復(fù)雜程度和制造成本?！娟P(guān)鍵詞】 注塑模，頂出機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，溫度調(diào)節(jié)，脫模機(jī)構(gòu) 請(qǐng)充值后下載含圖紙?jiān)次募嚎s包，需要其他課題加 Q--1459919609IIIInjection Mould Design for LamABShade【Abstract】 Through the design of chimney injection mold，Understanding processing and principle of injection mould. According to the the parts of The chimney for Process analysis, Proposed the reasonable of injection molding conditions and forming process, The surface of plastic parts the precision and surface quality were discussed ，Through the design of injection mould for chimney, make the determination of formwork, And the orientation and locating mechanism design,This mould casting system and demoulding mechanism design method, Detailed introduces the concave and convex mold cavity, cores, the structure design,Also on the exhaust design was discussed, And the working process of the die. Design of the mould structure parts make out reliable and stable. Reduce the complexity of the mould and the manufacturing cost【Key Words】 Injection mold, The agency, Structure design, Temperature adjustment，Demoulding mechanism 請(qǐng)充值后下載含圖紙?jiān)次募嚎s包，需要其他課題加 Q--1459919609IV目錄第 1 章 緒論 ............................................................................................................................61.1 模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位 ...............................................................................61.1.1 我國(guó)模具工業(yè)的現(xiàn)狀 ....................................................................................61.1.2 我國(guó)模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) ................................................................71.2 世界五大塑料生產(chǎn)國(guó)的產(chǎn)能狀況 ...........................................................................7第 2 章 注塑件的設(shè)計(jì) ............................................................................................................72.1 功能設(shè)計(jì) ...................................................................................................................72.2 材料選擇 ...................................................................................................................82.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ...................................................................................................................92.3.1 對(duì)塑件的修改說(shuō)明 ........................................................................................92.3.2 壁厚 ..............................................................................................................102.3.3 脫模斜度 ......................................................................................................102.3.4 加強(qiáng)肋 ..........................................................................................................112.3.5 圓角 ..............................................................................................................112.4 塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量 .................................................................................112.4.1 尺寸精度 ......................................................................................................112.4.2 塑件的表面質(zhì)量 ..........................................................................................12第 3 章 注塑成型的準(zhǔn)備 ......................................................................................................123.1 注塑成型工藝簡(jiǎn)介 .................................................................................................123.2 注塑成型工藝條件 .................................................................................................13第 4 章 模具設(shè)計(jì) ..................................................................................................................144.1 塑料配方說(shuō)明 .........................................................................................................144.2 分型面的確定 .........................................................................................................154.3 型腔數(shù)目的確定 .....................................................................................................154.4 澆口確定 .................................................................................................................164.5 模具材料的選擇 .....................................................................................................164.5.1 成型零件材料選用 ..........................................................................................164.5.2 注射模用鋼種 ..................................................................................................164.6 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) .........................................................................................................174.6.1 主流道 ..........................................................................................................17 請(qǐng)充值后下載含圖紙?jiān)次募嚎s包，需要其他課題加 Q--1459919609V4.6.2 分流道 ..........................................................................................................174.6.3 冷料穴 ..........................................................................................................174.6.4 澆口 ..............................................................................................................184.6.5 剪切速率的校核 ..........................................................................................184.7 模架的確定 .............................................................................................................194.7.1 型腔壁厚和底版厚度計(jì)算 ..........................................................................194.7.2 模架的選用 ..................................................................................................214.8 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu) .....................................................................................................224.9 頂出系統(tǒng)設(shè)計(jì) .........................................................................................................234.9.1 推桿脫模機(jī)構(gòu) ..............................................................................................234.9.2 推板厚度的計(jì)算 ..........................................................................................244.10 成型零件工作尺寸的計(jì)算 ...................................................................................254.10.1 凹、凸模工作尺寸的計(jì)算 ........................................................................25a 凹模寬度尺寸的計(jì)算 .........................................................................................26b 凹模長(zhǎng)度尺寸的計(jì)算 ........................................................................................26c 凹模高度尺寸的計(jì)算 ........................................................................................26d 凸模寬度尺寸的計(jì)算 ........................................................................................26e 凸模長(zhǎng)度的計(jì)算 ................................................................................................27f 凸模高度尺寸的計(jì)算 .........................................................................................274.11 排氣設(shè)計(jì) ...............................................................................................................274.11.1 排氣設(shè)計(jì)原則 ............................................................................................274.12 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ...............................................................................................284.12.1 對(duì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 ............................................................................284.12.2 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)： ........................................................................................28結(jié)論 ........................................................................................................................................36參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................37附錄 ........................................................................................................................................39致謝 ........................................................................................................................................40 請(qǐng)充值后下載含圖紙?jiān)次募嚎s包，需要其他課題加 Q--14599196096第 1 章 緒論1.1 模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料的流動(dòng)，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國(guó)際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。目前世界模具市場(chǎng)供不應(yīng)求，模具的主要出口國(guó)是美國(guó)，日本，法國(guó)，瑞士等國(guó)家。中國(guó)模具出口數(shù)量極少，但中國(guó)模具鉗工技術(shù)水平高，勞動(dòng)成本低，只要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會(huì)有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對(duì)于促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。1.1.1 我國(guó)模具工業(yè)的現(xiàn)狀自 20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)逐漸起飛，也為模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了巨大的動(dòng)力。目前，我國(guó) 17000 多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)五十多萬(wàn)。除了國(guó)有的專(zhuān)業(yè)模具廠外，其他所有制形式的模具廠家，包括集體企業(yè)，合資企業(yè)，獨(dú)資企業(yè)和私營(yíng)企業(yè)等，都得到了快速發(fā)展。其中，集體和私營(yíng)的模具企業(yè)在廣東和浙江等省發(fā)展得最為迅速。中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)則多集中于沿海工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，現(xiàn)已有幾千家。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷(xiāo)售的約占三分之一。其中，沖壓模具約占 50℅（中國(guó)臺(tái)灣：40℅），塑料模具約占 33℅（中國(guó)臺(tái)灣：48℅），壓鑄模具約占 6℅（中國(guó)臺(tái)灣：5℅），其他各類(lèi)模具約占 11（中國(guó)臺(tái)灣：7℅）。 請(qǐng)充值后下載含圖紙?jiān)次募嚎s包，需要其他課題加 Q--145991960971.1.2 我國(guó)模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)20 世紀(jì) 80 年代開(kāi)始，發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中分離出來(lái)，并發(fā)展成為獨(dú)立的工業(yè)部門(mén)，其產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。近年來(lái)，每年都以 15％的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。此外，許多科研機(jī)構(gòu)和大專(zhuān)院校也開(kāi)展了模具技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)。今后，我國(guó)要發(fā)展成為世界制造強(qiáng)國(guó)，仍將依賴(lài)于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強(qiáng)國(guó)。但是與發(fā)達(dá)國(guó)家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。今后，我國(guó)模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國(guó)際先進(jìn)水平的距離。（1）注重開(kāi)發(fā)大型，精密，復(fù)雜模具，提高對(duì)成型零件的大型化和精密化要求，使模具日趨大型化和精密化。（2）加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用。（3）推廣 CAD/CAM/CAE 技術(shù)，實(shí)踐證明，模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設(shè)計(jì)制造水平。（4）重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期。1.2 世界五大塑料生產(chǎn)國(guó)的產(chǎn)能狀況美國(guó)塑料(原料)的產(chǎn)量多年來(lái)一直雄居各國(guó)之首。德國(guó)是世界最大的塑料(原料)生產(chǎn)國(guó)之一，中國(guó)塑料工業(yè)多年持續(xù)高速增長(zhǎng)，日本在很長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)都是僅次于美國(guó)的世界第 2 大塑料生產(chǎn)國(guó)。韓國(guó)塑料產(chǎn)量增長(zhǎng)十分迅速。塑料產(chǎn)量位居世界前 10 名的國(guó)家和地區(qū)還有法國(guó) 660 萬(wàn)噸、比利時(shí) 600 萬(wàn)噸、中國(guó)臺(tái)灣 598 萬(wàn)噸、加拿大 432 萬(wàn)噸和意大利 385 萬(wàn)噸(均為 2001 年產(chǎn)量)。 請(qǐng)充值后下載含圖紙?jiān)次募嚎s包，需要其他課題加 Q--14599196098第 2 章 注塑件的設(shè)計(jì)2.1 功能設(shè)計(jì)功能設(shè)計(jì)是要求塑件應(yīng)具有滿(mǎn)足使用目的功能,并達(dá)到一定的技術(shù)指標(biāo)。該塑件承受外力的幾率不大；塑件的工作溫度是室溫,這使得在材料選擇時(shí)對(duì)熱變形溫度，脆化溫度，分解溫度的要求降低；塑件是大批大量生產(chǎn)，這樣，就必須考慮生產(chǎn)成本和模具壽命；此外，塑料都會(huì)老化，還要考慮到材料的光氧化等問(wèn)題。2.2 材料選擇通常,選擇塑件的材料依據(jù)是它所處在的工作環(huán)境及使用性能的要求，以及原材料廠家提供的材料性能數(shù)據(jù)。對(duì)于本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)件來(lái)說(shuō)，要考慮的主要是材料的力學(xué)性能，該塑件對(duì)材料的要求首先必須是透光性好，其次才是成型難易和經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題，以下是對(duì)幾種透光性能較好材料的性能對(duì)比，如表 2.1 所示：表 2.1 材料的特性塑料名稱(chēng) 聚苯乙烯 聚碳酸酯 有機(jī)玻璃拉伸強(qiáng)度/MPa 51.9 66~72 ——彎曲強(qiáng)度/MPa 110 95~113 ——斷裂伸長(zhǎng)率/% 2 80~100 ——落球沖擊強(qiáng)度 J/m 16 422 ——洛氏硬度（M） 115 82 101氧指數(shù)（OI ） 18.1 24.9 17.3熱變形溫度/℃ 85 134 100維卡軟化點(diǎn)/℃ 105 153 120馬丁耐熱溫度/℃ —— 112 ——體積電阻率/ ·cm?10 17~10 192.1×10 1610 ~10145吸水率% 0.05 0.13 1.19透光度/% 88~92 93 93霧度% 3 0.9 0.9 請(qǐng)充值后下載含圖紙?jiān)次募嚎s包，需要其他課題加 Q--14599196099折射率 1.592 1.586 1.492價(jià)格（元/噸） 1150~1230 33000~41000 19500~20700模具成型也要考慮到材料的注塑特性，在各特點(diǎn)都相差無(wú)幾的情況下，好的成型特性是選擇材料的主要標(biāo)準(zhǔn)，以下是三種材料的特性比較，如表 2.2 所示。表 2.2 材料的性能和成型特性比較塑料品種 性 能 特 點(diǎn) 成 型 特 點(diǎn)模具設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) 使用溫度 主要用途聚苯乙烯透明性好，電性能好，抗拉強(qiáng)度高，耐磨性好，質(zhì)脆，抗沖擊強(qiáng)度差，化學(xué)穩(wěn)定性教好 成型性能好，成型前可不干燥，但注射時(shí)應(yīng)防止溢料，制品易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，易開(kāi)裂因流動(dòng)性好，適宜用點(diǎn)澆口，但因熱膨脹大，塑件中 不宜有嵌件—30℃~80℃裝飾制品，容器，泡沫塑料，日用品等有機(jī)玻璃透光率最好，質(zhì)輕堅(jiān)韌，電氣絕緣性好/但表面硬度不高，質(zhì)脆易開(kāi)裂，化學(xué)穩(wěn)定性較好，但不耐無(wú)機(jī)酸，易溶于有機(jī)溶劑流動(dòng)性差，易產(chǎn)生流痕，縮孔，易分解，透明性好，成型前要干燥，注射時(shí)速度不能太高合理設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)，便于充型，脫模斜度盡可能大，嚴(yán)格控制料溫與模溫，以防分解收縮率取0.35℅〈80℃透明制品，如窗玻璃，光學(xué)鏡片，電池盒蓋等聚碳酸酯透光率較高，介電性能好，吸水性小，力學(xué)性能好，抗沖擊，抗蠕變性能突出，但耐磨性差，不耐堿，酮，酯耐寒性好，熔融溫度高，黏性大，成型前需干燥，易產(chǎn)生殘余應(yīng)力，甚至裂紋，質(zhì)硬，易損模具，使用性能好盡可能使用直接澆口，減小流動(dòng)阻力，塑料要干燥，不宜采用金屬嵌件，脫模斜度〉2?〈130℃脆化溫度為—100℃在機(jī)械上做齒輪，凸輪，蝸輪，滑輪等，電機(jī)電子產(chǎn)品零件，光學(xué)零件等通過(guò)以上的對(duì)比，再考慮到經(jīng)濟(jì)型，最終選定聚苯乙烯為塑件材料. 2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性是指塑件結(jié)構(gòu) 請(qǐng)充值后下載含圖紙?jiān)次募嚎s包，需要其他課題加 Q--145991960910對(duì)成型工藝方法的適應(yīng)性.在塑料生產(chǎn)過(guò)程中,一方面成型會(huì)對(duì)塑件的結(jié)構(gòu),形狀,尺寸精度等諸方面提出要求；另一方面,模具設(shè)計(jì)者通過(guò)對(duì)給定塑件的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行分析,弄清塑件生產(chǎn)的難點(diǎn),為模具設(shè)計(jì)和制造提供依據(jù).2.3.1 對(duì)塑件的修改說(shuō)明在模具設(shè)計(jì)之前需要對(duì)塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度等級(jí)和表面質(zhì)量要進(jìn)行仔細(xì)研究和分析，只有這樣才能恰當(dāng)確定塑件制品所需的模具結(jié)構(gòu)和模具精度。線圈骨架如圖所示，具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見(jiàn)圖紙，該塑件結(jié)構(gòu)中等復(fù)雜程度，生產(chǎn)量大，要求較低的模具成本，成型容易，精度要求不高。圖（1）3D 視圖2.3.2 壁厚各種塑件,根據(jù)使用要求具有一定的厚度,以保證其力學(xué)強(qiáng)度。在滿(mǎn)足力學(xué)性能的前提下厚度不宜過(guò)厚,不僅可以節(jié)約原材料,而且使塑件在模具內(nèi)冷卻或固化時(shí)間縮短,提高生產(chǎn)率;其次可避免因過(guò)厚產(chǎn)生的質(zhì)量上的缺陷.以下是 ABS 的壁厚推薦值:表 2.3 ABS 的壁厚推薦值最小壁厚 mm 小型件壁厚 mm 中型件壁厚 mm 大型件壁厚 mm 請(qǐng)充值后下載含圖紙?jiān)次募嚎s包，需要其他課題加 Q--1459919609110.75 1.25 1.6 3.2~5.4該塑件屬于中小型件，從圖上看,塑件邊緣的壁很厚，殼體取中型件壁厚 1.5,這樣使得整個(gè)塑件的壁厚是均勻的，但若減小邊緣壁厚，則對(duì)塑件的推出不利,而且有可能使電池不能安裝。邊緣壁厚可用來(lái)放置推桿或推板。2.3.3 脫模斜度由于塑件成型時(shí)冷卻過(guò)程中產(chǎn)生收縮,使其緊箍在凸模或型芯上,為了便于脫模,防止因脫模力過(guò)大而拉壞塑件或使其表面受損,與脫模方向平行的塑件內(nèi),外表面都應(yīng)具有合理的斜度.以下是 ABS 的脫模斜度推薦值:表 2.4 ABS 的脫模斜度推薦值制件外表面 制件內(nèi)表面35′~1.35° 30′~1°塑件內(nèi)表面在造型時(shí)就有弧度,如果要有脫模斜度就是在凹槽和鎖位處,這不僅對(duì)脫模有好處，而且可以更好的鎖緊。2.3.4 加強(qiáng)肋塑件上適當(dāng)設(shè)置的加強(qiáng)肋可以防止塑件的翹曲變形；沿著物料流動(dòng)方向的加強(qiáng)肋還能降低充模阻力，提高融體流動(dòng)性。在該塑件中的加強(qiáng)肋起到引導(dǎo)物料流動(dòng)的作用同時(shí)又對(duì)電池進(jìn)行定位，高度比分型面低 1mm，脫模斜度取 2 度，頂部倒圓角，低部倒角 R，寬度取 0.5T。通常加強(qiáng)肋的設(shè)計(jì)原則為高度低，寬度小，而數(shù)量多為好。2.3.5 圓角塑件上各處的輪廓過(guò)度和壁厚連接處，一般采用圓角連接，有特殊要求時(shí)才采用尖角結(jié)構(gòu)。尖角容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，在受力或受沖擊載荷時(shí)會(huì)發(fā)生破裂。圓角不僅有利于物料充模，同時(shí)也有利于融料在模具型腔內(nèi)的流動(dòng)和塑件的脫模。圓角的取值與應(yīng)力集中的關(guān)系遵循 R/T 函數(shù)關(guān)系，當(dāng) R/T=0.6 以后應(yīng)力集中變的緩和，該塑件大部分的圓角取 R1，較大值取到 R3。加強(qiáng)肋的圓角半徑值關(guān)系如表 2.5 所示。表 2.5 肋的圓角半徑值關(guān)系表 請(qǐng)充值后下載含圖紙?jiān)次募嚎s包，需要其他課題加 Q--145991960912肋的高度/mm 6.5 6.5~13 13~19 ＞19圓角半徑 /mm 0.8~1.5 1.5~3.0 2.5~5.0 3~6.5塑件上其它的特征還有如孔，螺紋，嵌件，鉸鏈，文字和花紋等，各個(gè)特征都有其設(shè)計(jì)原則和特殊功能，因?yàn)樵撍芗](méi)有涉及，所以就不一一介紹。2.4 塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量2.4.1 尺寸精度（1）尺寸精度的選擇；塑件的尺寸精度是決定塑件制造質(zhì)量的首要標(biāo)準(zhǔn)，然而，在滿(mǎn)足塑件使用要求的前提下，設(shè)計(jì)時(shí)總是盡量將其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工難度和制造成本。該塑件是一般民用品，所以精度要求為一般精度即可，但是由于要保證兩半殼體的閉合，所以在凹槽和鎖位處應(yīng)該對(duì)精度要求高些，對(duì)其要有公差配合要求，應(yīng)選擇高精度。根據(jù)精度等級(jí)選用表，ABS 的高精度為 2 級(jí)，一般精度為 3 級(jí)。根據(jù)塑件尺寸公差表，在公稱(chēng)尺寸在 100~120 范圍內(nèi)，取 MT2B 級(jí)的公差數(shù)值為 0.52 mm，MT3B 級(jí)的公差數(shù)值為 0.78 mm。2.4.2 塑件的表面質(zhì)量塑件的表觀缺陷是其特有的質(zhì)量指標(biāo)。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的決定性因素，通常要比塑件高出一個(gè)等級(jí)。該塑件要求對(duì)型腔拋光，所以對(duì)粗糙度的要求比較高，查表得 ABS 拋光后順紋路方向的表面粗糙度為 0.02μm，垂直紋路方向的表面粗糙度為 0.26μm。 請(qǐng)充值后下載含圖紙?jiān)次募嚎s包，需要其他課題加 Q--145991960913第 3 章 注塑成型的準(zhǔn)備3.1 注塑成型工藝簡(jiǎn)介注塑成型是利用塑料的可擠壓性與可模塑性，首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注塑機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流狀態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，以很大的流速通過(guò)機(jī)筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的保壓冷卻以后，開(kāi)啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。一般分為三個(gè)階段的工作。物料準(zhǔn)備、注塑過(guò)程、制件后處理3.2 注塑成型工藝條件（1）溫度；注塑成型過(guò)程中需要控制的溫度有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度等。模具溫度一般通過(guò)冷卻系統(tǒng)來(lái)控制；為了保證制件有較高的形狀和尺寸精度，應(yīng)避免制件脫模后發(fā)生較大的翹曲變形，模具溫度必須低于塑料的熱變形溫度。ABS 料與溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表 3.1 所示。表 3.1 溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)料筒溫度 /℃ 噴嘴溫度/℃模具溫/℃ 熱變形溫度 /℃后段 中段 前段 1.82MPA 0.45MPA150~210 170~230 190~250 240~250 5~75 65~96 ——（2）壓力；注射成型過(guò)程中的壓力包括注射壓力，保壓力和背壓力。注射壓力用以克服熔體從料筒向型腔流動(dòng)的阻力，提供充模速度及對(duì)熔料進(jìn)行壓實(shí)等。保壓力的大小取決于模具對(duì)熔體的靜水壓力，與制件的形狀，壁厚及材料有關(guān)。對(duì)于像 ABS 流動(dòng)性好的料，保壓力應(yīng)該小些，以避免產(chǎn)生飛邊，保壓力可取略低于注射壓力。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，背壓的使用范圍約為 3.4~27.5MPa。（3）時(shí)間；完成一次注塑成型過(guò)程所需要的時(shí)間稱(chēng)為成型周期。包括注射時(shí)間，保壓時(shí)間，冷卻時(shí)間，其他時(shí)間（開(kāi)模，脫模，涂脫磨劑，安放嵌件和閉模等），在保證塑件質(zhì)量的前提下盡量減小成型周期的各段時(shí)間，以提高生產(chǎn)率，確定成型周期的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值如表 3-2 所示。表 3.2 成型周期與壁厚關(guān)系 請(qǐng)充值后下載含圖紙?jiān)次募嚎s包，需要其他課題加 Q--145991960914制件壁厚 /mm 成型周期 / s 制件壁厚 / mm 成型周期 / s0.5 10 2.5 35 1.0 15 3.0 45 1.5 22 3.5 65 2.0 28 4.0 85 經(jīng)過(guò)上面的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和推薦值，可以初步確定成型工藝參數(shù)，因?yàn)楦鱾€(gè)推薦值有差別，而且有的與實(shí)際注塑成型時(shí)的參數(shù)設(shè)置也不一致，結(jié)合兩者的合理因素，初定制品成型工藝參數(shù)如表 3.3 所示。表 3.3 制品成型工藝參數(shù)初步確定特性 內(nèi)容 特性 內(nèi)容注塑機(jī)類(lèi)型 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速（r/min） 48噴嘴形式 直通式 模具溫度 50噴嘴溫度(℃) 230 后段溫度(℃) 150~210中段溫度(℃) 170~230 前段溫度(℃) 190~250注射壓力 MPa 90 保壓力 MPa 80注射時(shí)間 s 1.5 保壓時(shí)間 s 5冷卻時(shí)間 s 20 其他時(shí)間 s 3成型周期 s 30 成型收縮(%) 0.6 干燥溫度(℃) 60~80 干燥時(shí)間(℃) 1~3最后，確定的后處理溫度為 70℃，保溫時(shí)間 2 小時(shí)。 請(qǐng)充值后下載含圖紙?jiān)次募嚎s包，需要其他課題加 Q--145991960915第 4 章 模具設(shè)計(jì)4.1 塑料配方說(shuō)明塑料配方設(shè)計(jì)是塑料制品成型加工中在加工設(shè)備和工藝參數(shù)確定之后所必須進(jìn)行的重要環(huán)節(jié),設(shè)計(jì)水平的高低直接關(guān)系到塑料制品的最終使用性能的優(yōu)劣, 根據(jù) ABS 的特性及使用性能要求,配方中應(yīng)含有以下添加劑。填充劑、增韌劑、潤(rùn)滑劑、光穩(wěn)定劑、著色劑、抗菌劑。4.2 分型面的確定根據(jù)分型面的選擇原則：（1）便于塑件脫模；（2）在開(kāi)模時(shí)盡量使塑件留在動(dòng)模；（3）外觀不遭到損壞；（4）有利于排氣和模具的加工方便。結(jié)合該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),分型面確定在塑件的最大投影面積上.如圖 4.1 所示。圖 4.1 分型面的位置4.3 型腔數(shù)目的確定注塑模的型腔數(shù)目,在型腔數(shù)目的確定時(shí)主要考慮以下幾個(gè)有關(guān)因素：（1）塑件的尺寸精度；（2）模具制造成本；（3）注塑成型的生產(chǎn)效益； 請(qǐng)充值后下載含圖紙?jiān)次募嚎s包，需要其他課題加 Q--145991960916（4）模具制造難度。考慮到該塑件是一般日用品,查手冊(cè)得塑件的經(jīng)濟(jì)精度推薦 4 級(jí),這個(gè)產(chǎn)品是兩個(gè)殼件的組合,所以初定為一模四腔最合理.排列形式如圖 4.2 所示。圖 4.2 型腔的排布形式4.4 澆口確定ABS 料的流動(dòng)性好,可適用于各種澆口,為了不影響外觀,簡(jiǎn)化模局結(jié)構(gòu),確定使用側(cè)澆口。4.5 模具材料的選擇正確選用模具各部分零件的材料，是注射模具設(shè)計(jì)過(guò)程中的一項(xiàng)重要工作，它直接影響模具的使用壽命，加工成本以及制品的成型質(zhì)量。選擇模具材料時(shí)，需要根據(jù)模具工作條件，從使用性能和加工性能兩方面對(duì)材料提高要求。4.5.1 成型零件材料選用成型零件材料選用的要求如下：（1） 、機(jī)械加工性能良好（2） 、拋光性能良好注射成型零件工作表面，多需拋光達(dá)到鏡面， ，要求鋼材硬度mRa?05.?35～40HRC 為宜，過(guò)硬表面會(huì)使拋光困難。（3） 、耐磨性和抗疲勞性能好（4） 、具有耐腐蝕性能4.5.2 注射模用鋼種 請(qǐng)充值后下載含圖紙?jiān)次募嚎s包，需要其他課題加 Q--145991960917熱塑性注射模成型零件的毛坯，凹模和主型芯以板材和模具供應(yīng)，本設(shè)計(jì)中，采用718H 的預(yù)硬模具鋼，這個(gè)不做鋼材的分析與選擇，只對(duì) 718H 鋼材進(jìn)行分析。型芯和型腔由于采用了該預(yù)硬型塑料模具鋼，且線圈骨架為廉價(jià)大量產(chǎn)品，表面有一定光潔度要求，所以模仁料無(wú)需淬火,需要長(zhǎng)壽命，選擇 718H，預(yù)硬型拋光塑料模具鋼，預(yù)硬硬度達(dá)到 48-52HRC4.6 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.6.1 主流道主流道是連接注塑機(jī)的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注塑機(jī)的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，有一定的錐度，目的是便于冷料的脫模，同時(shí)也改善料流的速度，因?yàn)橐妥⑺軝C(jī)相配，所以其尺寸與注塑機(jī)有關(guān)： 主要參數(shù)： 錐角 α=2°；內(nèi)表面粗糙度 Ra=0.63μm；小端直徑 D=d+(0.5~1)mm；半徑 R2=R1+(1~2)mm；材料 T8A；由于主流道要與高溫的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道澆口套，以便選用優(yōu)質(zhì)的鋼材單獨(dú)加工和熱處理。4.6.2 分流道分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開(kāi)設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用，分流道的長(zhǎng)度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。在該模具上取圓形斷面形狀，直徑為 5mm。4.6.3 冷料穴冷料穴一般位于主流道對(duì)面的動(dòng)模板上，或處于分流道末端，其作用是存放料流前端的冷料，防止冷料進(jìn)入型腔而形成冷接縫，冷料穴的尺寸宜稍大于或等于主流道大端的直徑，長(zhǎng)度約為主流道大端直徑，這里取 5MM 冷料穴的尺寸如圖 4.3 所示： 請(qǐng)充值后下載含圖紙?jiān)次募嚎s包，需要其他課題加 Q--145991960918圖 4.3 冷料穴的尺寸4.6.4 澆口澆口是連接分流道與型腔的一段細(xì)短的通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的形狀，數(shù)量，尺寸和位置對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大。本模采用側(cè)澆口，并且應(yīng)該形狀簡(jiǎn)單，便于加工，而且尺寸精度容易保證；試模時(shí)如發(fā)現(xiàn)不當(dāng)，容易及時(shí)修改；能相對(duì)獨(dú)立地控制填充速度及封閉時(shí)間；對(duì)于殼體形塑件，流動(dòng)充填效果較佳。(1) 側(cè)澆口深度尺寸 H 的確定H=nt =0.6×1.5=0.9mm n 塑料系數(shù) ABS 料取 0.6；t 塑件在澆口位置處的壁厚 t=1.5 mm。(2) 側(cè)澆口寬度尺寸 W 的確定W= （4-1）30AnA 型腔一側(cè)的表面積: A=V/t ；V 澆注體積 ：V=53.9×10 3mm ； t 取平均壁厚 =3.3mm 取 2mm。 256.1?澆口尺寸如圖 4-3 所示。寬為 2，深為 0.5。4.6.5 剪切速率的校核生產(chǎn)實(shí)踐表明，當(dāng)注射模主流道和分流道的剪切速率 R=5×102~5×103S 1?、澆口的剪切速率 R=104~105S 1?時(shí)，所成型的塑件質(zhì)量最好。對(duì)一般熱塑性塑料，將以上推薦的剪切速率值作為計(jì)算依據(jù)，可用以下經(jīng)驗(yàn)公式表示： 請(qǐng)充值后下載含圖紙?jiān)次募嚎s包，需要其他課題加 Q--145991960919R= （4-2）3.nvRq?式中：q v——體積流量（CM /S）；R ——澆注系統(tǒng)斷面當(dāng)量半徑（CM）。3n（1）主流道剪切速率校核：R 主 = =2.63×103 S 1?3.nvq?（2）分流道剪切速率的校核R 分 1= =1.05×103 S 1?3.nvq?因?yàn)楫?dāng)量半徑和第一級(jí)，相同所以，R = R /2 ?5×102 S 1?2分 1分（3）澆口剪切速率的校核R 澆 = =1.42×104 S 1?3.nvq?從以上的計(jì)算結(jié)果看，流道與澆口剪切速率的值都落在合理的范圍內(nèi)，證明流道與澆口的尺寸取值是合理的。4.7 模架的確定4.7.1 型腔壁厚和底版厚度計(jì)算根據(jù)大型模具按剛度條件設(shè)計(jì)，按強(qiáng)度校核；小型模具按強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)，按剛度校核原則：模具結(jié)構(gòu)形式如圖 4.4 所示： 請(qǐng)充值后下載含圖紙?jiān)次募嚎s包，需要其他課題加 Q--145991960920圖 4.4 模具結(jié)構(gòu)形式側(cè)壁厚度計(jì)算公式：S≧( ) 31（4-3 ）][4?Ecph=65 mm式中：C—與型腔深度對(duì)型腔側(cè)壁長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)之比 h/L1有關(guān)的系數(shù)，查表 C=1； p——型腔壓力， p取 30MPa；h——型腔深度， h=40；E——模具材料的彈性模量（MP a），E 取 2.1×105；[?]——?jiǎng)偠葪l件，即允許變形量(mm)，取[ ?]=0.04。底板厚度計(jì)算公式：hs≧（ ） 31（4-4 ）][421?EpLc=25 mm 請(qǐng)充值后下載含圖紙?jiān)次募嚎s包，需要其他課題加 Q--145991960921式中： 1c——由底板短邊與長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)之比 L1/L2決定的系數(shù)，查表 1c=0.026；p——型腔壓力， p取 30MPa；2L——底版短邊長(zhǎng)度(mm)， 2=300；E——模具材料的彈性模量（MP ），E 取 2.1×105；[?]——?jiǎng)偠葪l件，即允許變形量(mm)，取[ ?]=0.04。4.7.2 模架的選用該設(shè)計(jì)采用龍記標(biāo)準(zhǔn)模架。（1）模仁尺寸的確定考慮冷卻因素，因?yàn)榻?jīng)過(guò)模仁的冷卻系統(tǒng)比經(jīng)過(guò)模仁外部的冷卻系統(tǒng)效率高，所以為了給冷卻系統(tǒng)留有足夠的空間，該設(shè)計(jì)取模仁的大小為 170x190mm。（2）凸、凹模尺寸的確定考慮到導(dǎo)柱和導(dǎo)套、螺釘、冷卻水孔等對(duì)模架強(qiáng)度、剛度的削弱作用，在本設(shè)計(jì)中，在長(zhǎng)度方向，取模仁到模具邊的單邊寬度為 55 mm，在寬度方向，取模仁到模具邊的單邊寬度為 65 mm，所以凸、凹模尺寸為 300X300 mm。（3）模具高度尺寸的確定各塊板的厚度已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所需要的只是選擇，厚度的選擇需要滿(mǎn)足關(guān)系：H－h(huán)1－h(huán)2－h(huán)3－h(huán)＞0式中：H——C 板高度；h1——擋銷(xiāo)高度；h2——推板厚度；h3 推桿固定板厚度；h——推出距離；如圖 4.5 所示：圖 4.5 模架圖最終，確定模具尺寸為 300X300 mm，A 板厚度 70 mm，B 板厚度 80 mm，C 板厚度100. 請(qǐng)充值后下載含圖紙?jiān)次募嚎s包，需要其他課題加 Q--1459919609224.8 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)柱和導(dǎo)套需要注意的事項(xiàng)有：（1）合理布置導(dǎo)柱的位置，導(dǎo)柱中心至模具外緣至少應(yīng)有一個(gè)導(dǎo)柱直徑的厚度；導(dǎo)柱不應(yīng)設(shè)在矩形模具四角的危險(xiǎn)斷面上。通常設(shè)在長(zhǎng)邊離中心線的 1/3 處最為安全。導(dǎo)柱布置方式常采用等徑不對(duì)稱(chēng)布置，或不等直徑對(duì)稱(chēng)布置。（2）導(dǎo)柱工作部分長(zhǎng)度應(yīng)比型芯端面高出 6~8 mm，以確保其導(dǎo)向與引導(dǎo)作用。（3）導(dǎo)柱工作部分的配合精度采用 H7/f7，導(dǎo)柱固定部分配合精度采用 H7/k6；導(dǎo)套外徑的配合精度采取 H7/k6。配合長(zhǎng)度通常取配合直徑的 1.5~2 倍，其余部分可以擴(kuò)孔，以減小摩擦，降低加工難度。（4）導(dǎo)柱可以設(shè)置在動(dòng)?；蚨?，設(shè)在動(dòng)模一邊可以保護(hù)型芯不受損壞，設(shè)在定模一邊有利于塑件脫模。4.9 頂出系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.9.1 推桿脫模機(jī)構(gòu)（1）推桿尺寸計(jì)算：本設(shè)計(jì)采用的是推管和推桿推出，在求出脫模力的前提下可以對(duì)推桿或推管做出初步的直徑預(yù)算并進(jìn)行強(qiáng)度校核。本設(shè)計(jì)采用的是圓形推桿，圓形推桿的直徑由歐拉公式簡(jiǎn)化為：d=k( ) = 4.91 mm （4-7 ）nEFL脫241式中：d—推桿直徑；n—推桿的數(shù)量，n 取 20；L—推桿長(zhǎng)度（參考模架尺寸，估取 L=150）；E—推桿材料的彈性模量，取 E=2.1×105MPa；k—安全系數(shù)，取 k=1.5；F脫 —總的脫模力，F(xiàn) 脫 =33324（N）；實(shí)際推桿尺寸直徑為 5 mm，（2）推桿的固定形式：推桿的固定形式有多種，但最常用的是推桿在固定板中的 請(qǐng)充值后下載含圖紙?jiān)次募嚎s包，需要其他課題加 Q--145991960923形式，此外還有螺釘緊固等形式。（3）推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向：當(dāng)推桿較細(xì)或推桿數(shù)量較多時(shí)，為了防止因塑件反阻力不均勻而導(dǎo)致推桿固定板扭曲或傾斜折斷推桿或發(fā)生運(yùn)動(dòng)卡滯現(xiàn)象，需要在推出機(jī)構(gòu)中設(shè)置導(dǎo)向零件，一般稱(chēng)為推板導(dǎo)柱。（4）推出機(jī)構(gòu)的復(fù)位：本設(shè)計(jì)采用彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)，彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)是一種最簡(jiǎn)單的復(fù)位方式。推出時(shí)彈簧被壓縮，而合模時(shí)彈簧的回力就將推出機(jī)構(gòu)復(fù)位。（5）推桿與模體的配合：推桿和模體的配合性質(zhì)一般為 H8/f7 或 H7/f7，配合間隙值以熔料不溢料為標(biāo)準(zhǔn)。配合長(zhǎng)度一般為直徑的 1.5~2 倍，至少大于 15mm，推桿與推桿固定板的孔之間留有足夠的間隙，推桿相對(duì)于固定板是浮動(dòng)的，如圖 4.8 所示：圖 4.8 推桿的安裝圖4.9.2 推板厚度的計(jì)算H?0.54L（ ） 31][?BEF脫（4-9） 請(qǐng)充值后下載含圖紙?jiān)次募嚎s包，需要其他課題加 Q--145991960924＝10.71 mm式中：L—推桿對(duì)推板的作用間距，參考模架取 L 取 300mm ；B—推板寬度，B=180 mm；[?]模板中心允許的最大變形量，[ ?]=0.065 mm，[ ?]取 1/8 塑件推出方向上的尺寸公差推出方向上的尺寸公差； ?=0.52 mm。模具推板的厚度為 20mm，從計(jì)算結(jié)果看，滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。4.10 成型零件工作尺寸的計(jì)算成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構(gòu)成塑件的尺寸。凹、凸模工作尺寸的精度直接影響塑件的精度。該塑件有需要配合的地方，所以對(duì)尺寸的要求比較高，但由于該塑件不是規(guī)則的圓柱形，如圖 4.10 所示：圖 4.10 塑件基本尺寸本設(shè)計(jì)采用平均值法對(duì)成型零件工作尺寸進(jìn)行計(jì)算4.10.1 凹、凸模工作尺寸的計(jì)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(guān)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。 請(qǐng)充值后下載含圖紙?jiān)次募嚎s包，需要其他課題加 Q--145991960925在模具設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)塑件的尺寸及精度等級(jí)確定成型零部件的工作尺寸及精度等級(jí)。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(jù)。由于按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量計(jì)算型芯型腔的尺寸有一定的誤差（因?yàn)槟＞咧圃旃詈湍＞叱尚土悴考谑褂弥械淖畲竽p量大多憑經(jīng)驗(yàn)決定） ，這里就只考慮塑料的收縮率計(jì)算模具盛開(kāi)零部件的工作尺寸。塑件經(jīng)成型后所獲得的制品從熱模具 請(qǐng)充值后下載含圖紙?jiān)次募嚎s包，需要其他課題加 Q--145991960926中取出后，因冷卻及其它原因會(huì)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，選定 ABS 材料的平均收縮率為 0.5%，剛計(jì)算模具成型零部件工作尺寸的公式為：A=B+0.005B式中 A — 模具成型零部件在常溫下的尺寸B — 塑件在常溫下實(shí)際尺寸成型零部件工作尺寸的公差值可取塑件公差的 1/3