一種塑料端蓋注塑模具設(shè)計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計論文】

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購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 一種塑料端蓋注塑模具設(shè)計 學(xué) 院 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)班級 學(xué)生姓名 學(xué)生學(xué)號 指導(dǎo)教師 提交日期 2016年 4 月 3 日 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 學(xué)廣州學(xué)院 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人 在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 學(xué)位論文作者簽名： 日期： 2016年 4 月 3 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本人完全了解 學(xué)廣州學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：按照有關(guān)要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版本； 學(xué)廣州學(xué)院圖書館有權(quán)保存學(xué)位論文的印刷 本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；可以采用復(fù)印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的的前提下，可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。 學(xué)位論文作者簽名： 日期： 2016年 4 月 3 日 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 2016 年 4 月 3 日 作者聯(lián)系電話： 電子郵箱： 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 I 摘 要 塑料成型制品是以塑料為主要結(jié)構(gòu)材料經(jīng)成型加工獲得的制品，又叫做塑料制件，簡稱塑件。塑料成型制品應(yīng)用廣泛 ，特別是在電子儀表、電器設(shè)備、通信工具等方面獲得大量應(yīng)用。如各種受力不大的殼體、支架、結(jié)構(gòu)件、裝飾件等；作為塑料制品的主要生產(chǎn)基礎(chǔ)工藝裝備的塑料模具，在國民經(jīng)濟(jì)占有重要的地位，模具技術(shù)也已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志。注射成型是塑料成型的一種重要方法，它主要適用于熱塑性的成型可以一次成型形狀復(fù)雜的精密塑件，本次設(shè)計就是將一種塑料端蓋作為設(shè)計模型，將注塑模具的相關(guān)知識作為依據(jù)，闡述塑料注塑模具的整體設(shè)計過程。 本文設(shè)計的內(nèi)容就是一種塑料端蓋注塑模具設(shè)計，材料為 據(jù)其結(jié)構(gòu)形狀特點以及通過對塑 料端蓋成型工藝的正確分析，確定型腔的總體布局，選擇分型面，確定脫模方式，設(shè)計澆注系統(tǒng)等；同時本文對注塑模具進(jìn)行簡要介紹，對注塑模具中的主要零件進(jìn)行設(shè)計計算，在設(shè)計過程中著重考慮其生產(chǎn)實際中的經(jīng)濟(jì)性和合理性。 關(guān)鍵詞： 注塑模具；注射成型；分型面；計算 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 as of to as in to a of as of as of of an in to a of it is be a of is as a be as of of is of to of of of of 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 錄 摘 要 ........................................................... I ....................................................... 一 章 緒論 ...................................................... 2 我國模具行業(yè)的發(fā)展方向和前景 ................................... 2 注塑模具設(shè)計與制造技術(shù) ......................................... 3 具設(shè)計的基本流程 ................................... 3 課題意義 ....................................................... 5 第二章 注塑件的設(shè)計 ................................................... 7 功能設(shè)計 ....................................................... 7 材料選擇 ....................................................... 7 結(jié)構(gòu)設(shè)計 ....................................................... 8 塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量 ....................................... 9 第 三 章 塑件 3D 建模及注射成型工藝分析 ................................. 10 塑件的 3................................................. 10 塑件的注射成型工藝性分析 ...................................... 10 注塑機(jī) ........................................................ 10 第 四 章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 .................................................. 12 型腔數(shù)目的確定 ................................................ 12 分型面的確定 .................................................. 12 澆口的確定 .................................................... 12 模具材料的確定 ................................................ 12 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 ................................................ 13 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 .............................................. 15 模架的選用 .................................................... 17 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計 ................................................ 17 頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計 ................................................ 18 氣設(shè)計 ...................................................... 18 度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 .............................................. 19 第 五 章 注射機(jī)的校核 .................................................. 21 最大注塑量的校核 .............................................. 21 鎖模力的校核 .................................................. 21 模具外形尺寸校核 .............................................. 21 模具厚度校核 .................................................. 22 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 模具安裝尺寸校核 .............................................. 22 開模行程校核 .................................................. 22 第 六 章 模具總裝設(shè)計 .................................................. 23 模具裝配及加工要求 ............................................ 23 模具工作原理 .................................................. 24 結(jié)論 .................................................. 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻(xiàn) ............................................................. 27 致 謝 ................................................. 錯誤 !未定義書簽。 第一章 前言 1 第一章 前 言 國模具行業(yè)的發(fā)展方 向和前景 經(jīng)過 1990 年代的高速發(fā)展，中國的模具產(chǎn)業(yè)已經(jīng)達(dá)到一定的水平，生產(chǎn)能力也有了相當(dāng)大的提高，模具市場的規(guī)模也正在逐步擴(kuò)大。過去十年，中國模具工業(yè)（主要集中在汽車、電子信息以及電器）以每年 15%左右的增長速度快速發(fā)展。 到 2005年，全國模具生產(chǎn)廠點已達(dá) 3 萬多家，從業(yè)人員 50多萬人；模具銷售總額高達(dá) 610 億元，比上年增長 25%；模具生產(chǎn)企業(yè)總體上任務(wù)飽滿、訂單充足。 2006 年，業(yè)界預(yù)測中國汽車的年度銷售數(shù)量將會比前一年增長 15%，年度銷售數(shù)量將會達(dá)到 640 萬臺。而汽車零部件市場比汽車整車的市場更大，可 以預(yù)測汽車相關(guān)模具產(chǎn)業(yè)將會有高速發(fā)展。 與 2004年相比， 2005 年中國的模具生產(chǎn)值增加了 125%，以 610 億人民幣居世界第三位。其中，出口比前一年增加了 150%，達(dá)到了 美元。目前，國內(nèi)模具行業(yè)正隨著我國制造業(yè)特別是汽車和電子產(chǎn)業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展而逐漸步入“黃金期”。 近年來，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐加快，主要表現(xiàn)為大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具和模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度高于行業(yè)的總體發(fā)展速度；塑料模和壓鑄模比例增大；面向市場的專業(yè)模具廠家數(shù)量及能力增加較快。隨著經(jīng)濟(jì)體制改革的不斷深入，“三資”及民營企業(yè)的發(fā)展較 快。 在注塑模具方面， 2006 年，注塑模具比例進(jìn)一步上升，熱流道模具和氣輔模具水平進(jìn)一步提高，注塑模具在量和質(zhì)方面都有較快的發(fā)展，我國最大的注塑模具單套重量已超過 50 噸，最精密的注塑模具精度已達(dá)到 2 微米。在 術(shù)得到普及的同時， 術(shù) 應(yīng) 用 越 來 越 廣 ，具新結(jié)構(gòu)、新品種、新工藝、新材料的創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，專利數(shù)量增多。 據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，未來我國模具發(fā)展趨勢包括 10 個方面： (1)模具日趨大型化。 (2)模具的精度將越來越高。 10 年前精密模具的精度一般為 5 微 米，現(xiàn)已達(dá)到 2米， 1 微米精度的模具也將上市。 (3)多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展。新型多功能復(fù)合模具除了沖壓成型零件外，還擔(dān)負(fù)疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)，對鋼材的性能要求越來越高。 第一章 前言 2 (4)熱流道模具在塑料模具中的比重也將逐漸提高。 (5)隨著塑料成型工藝的不斷改進(jìn)與發(fā)展，氣輔模具及適應(yīng)高壓注塑成型等工藝的模具也將隨之發(fā)展。 (6)標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日益廣泛。模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期，還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本。 (7)快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊。 (8)隨著車輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，壓鑄模的比例將不斷提高。同時對壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度也將提出越來越高的要求。 (9)以塑代鋼、以塑代木的進(jìn)程進(jìn)一步加快，塑料模具的比例將不斷增大。由于機(jī)械零件的復(fù)雜程度和精度的不斷提高，對塑料模具的要求也越來越高。 (10)模具技術(shù)含量將不斷提高。 從應(yīng)用趨勢方面分析，受用戶要求模具的生產(chǎn)周期縮短影響；快速經(jīng)濟(jì)模具的開發(fā)將被重視，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛，且采用計算機(jī)控制和機(jī)械手操作的快速換模裝置、快速試模裝置技術(shù)也會得到發(fā)展和提高。 塑模具設(shè)計與制造技術(shù) 質(zhì)量 、成本（價格）、時間（工期）已成為現(xiàn)代工程設(shè)計和產(chǎn)品開發(fā)的核心因素，現(xiàn)代企業(yè)大都以高質(zhì)量、低價格、短周期為宗旨來參與競爭市場。先進(jìn)制造技術(shù)的出現(xiàn)正急劇改變著制造業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程，對模具行業(yè)也是如此。模具行業(yè)必須在設(shè)計技術(shù)、制造工藝、生產(chǎn)模式等諸方面加以調(diào)整以適應(yīng)這種要求。 塑模具的可視化設(shè)計 現(xiàn)在我們對產(chǎn)品設(shè)計的要求是快速、準(zhǔn)確。隨著軟件技術(shù)的發(fā)展，三維設(shè)計（ 3D）的誕生使模具實現(xiàn)了可視化、面向裝配的設(shè)計。模具由二維設(shè)計（ 2D）到三維（ 3D 實現(xiàn)了模具設(shè)計技術(shù)的重大突破。 模具三維設(shè)計直觀再 現(xiàn)了未來加工出的模具本體，設(shè)計資料可以直接用于加工，真正實現(xiàn)了 體化和少、無圖樣加工； 模具三維設(shè)計解決了二維設(shè)計難以解決的一系列問題，如干涉檢查、模擬裝配、 析等； 模具三維設(shè)計能對模具的可制造性加以評價，大大減少了設(shè)計失誤。 第一章 前言 3 塑模具的快速制造 ⑴基于并行工程的模具快速制造 近些年來，為了滿足工期的要求，模具企業(yè)大都在自覺與不自覺中應(yīng)用“并行”的概念來組織生產(chǎn)、銷售工作。并行工程應(yīng)用的明確提出是對現(xiàn)有模具制造生產(chǎn)模式的總結(jié)與提高。并行工程、分散化網(wǎng)絡(luò)制造系統(tǒng)為模具快速 制造提供了有效的實施平臺。 并行工程的基礎(chǔ)是模具的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計是由三方面要素組成：統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫和文件傳輸格式是基礎(chǔ)；實現(xiàn)信息集成和數(shù)據(jù)資源共享是關(guān)鍵；高速加工等先進(jìn)制造工藝是必備條件。 （ 2）應(yīng)用快速原型技術(shù)制造快速模具（ T） 在快速原型（ P）技術(shù)領(lǐng)域中，目前發(fā)展最迅速、產(chǎn)值增長最明顯的就是快速模具 (T)技術(shù)。應(yīng)用快速原型技術(shù)制造快速模具（ T），在最終生產(chǎn)模具之前進(jìn)行新產(chǎn)品試制與小批量生產(chǎn)，可以大大提高產(chǎn)品開發(fā)的一次 成功率，有效地縮短開發(fā)時間、降低成本。這就是 T 技術(shù)產(chǎn)生根本原因。 （ 3）高速切削技術(shù)的應(yīng)用 高速切削（ 模具領(lǐng)域的應(yīng)用主要是在加工復(fù)雜曲面方面。其中高速銑削（也稱為硬銑削 M）可以把復(fù)雜形面加工得非常光滑，幾乎或者根本不再需要精加工，從而節(jié)約了點火花（ 工和拋光時間及有關(guān)材料的消耗，及大地提高了生產(chǎn)效率，并且形面的精度不會遭到破壞。 造模式的改變 —— 信息流驅(qū)動的模具制造 先進(jìn)制造生產(chǎn)模式對模具工業(yè)的影 響主要體現(xiàn)在信息的流動。與制造活動有關(guān)的信息包括產(chǎn)品信息和制造信息，現(xiàn)代制造過程可以看作是原材料或毛坯所含信息量的增值過程，信息流驅(qū)動將成為制造業(yè)的主流。目前，面向模具開發(fā)的 絡(luò)集成等均是圍繞如何實現(xiàn)信息的提取、傳輸與物化，即使信息流得以暢通為宗旨。 具設(shè)計的基本流程 目前，國際上占主流地位的注射模 件有 第一章 前言 4 ；結(jié)構(gòu)分析軟件有 ；注射過程數(shù)值分析軟件有 ；數(shù)控加工軟件有 。本次是運用 行模具設(shè)計的 ,下面簡單介紹以下具設(shè)計流程。 具設(shè)計的基本流程如圖 件成品 ( 零件設(shè)計 （ 零件裝配（ 模具裝配 （ 參照零件 （ 工件（ 模型檢驗 （ 厚度檢驗 （ 拔模檢驗（ 設(shè)置收縮率 （ 模流分析（ 第一章 前言 5 圖 題意義 在傳統(tǒng)塑料模具設(shè)計中，設(shè)計周期長，一般要二到三個月的時間；設(shè)計成本高，需要 往返數(shù)次制模，修模；產(chǎn)品質(zhì)量不能保證，對流體在模腔內(nèi)的流動狀態(tài)，冷卻狀況缺乏了解。 本文以一種塑料端蓋的注塑模具設(shè)計為例，運用 件智能分模，不但保證了模具的精確性，而且分模簡單，是設(shè)計者可以節(jié)約時間，集中精力拆模做型腔；運用 析功能，對塑料注塑過程進(jìn)行模擬分析，包括充模流動模擬、保壓過程模擬、冷卻過程模擬及翹曲模擬分析。通過模擬分析可以預(yù)測制品填充不足、熔接線、氣泡和翹曲變形等缺陷，還可以測定最佳澆口數(shù)量和位置，測定注塑時注射壓力以及注射時間，溶體流動前鋒的溫度變化等系列參數(shù)；運用 專家模架系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計參數(shù)直接選取標(biāo)準(zhǔn)模架，構(gòu)造模具三維實體。這樣設(shè)計出來的模具具有更高的質(zhì)量，更大的準(zhǔn)確性。 現(xiàn)代的模具設(shè)計在計算機(jī)的平臺上，運用 軟件，使現(xiàn)建立模具體積塊 (建立或分割 （ 模具開啟 （ 干涉檢驗 （ 專 家 模 具 系 （ 2程圖 (建立分模面 （ 第一章 前言 6 代 第二章 注塑件的設(shè)計 7 模具設(shè)計具有了高質(zhì)量，高效率，低成本等特點。 第二章 注塑件的設(shè)計 能設(shè)計 功能設(shè)計是要求塑件應(yīng)具有滿足使用目的功能 ,并達(dá)到一定的技術(shù)指標(biāo) 承受外力的幾率不大 ,如沖擊載荷 ,振動 ,摩擦等情況比較少 ;塑件的工作溫度是室溫 ,這使得在材料選擇時對熱變形溫度 ,脆化溫度 ,分解溫度的要求降低 ;作為一種日用 品 ,生產(chǎn)批量應(yīng)該是中批中量或大批大量生產(chǎn) ,這樣 ,就必須考慮生產(chǎn)成本和模具壽命 ,在材料的選擇時要綜合各種因素。 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) 要考慮的主要是材料的力學(xué)性能 ,如屈服應(yīng)力 ,彈性模量 ,彎曲強(qiáng)度 ,表面硬度等 有什么特別的要求，因此主要從容易成型方面選擇材料。 脂是五大合成樹脂之一，其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學(xué)藥品性及電氣性能優(yōu)良， 還具有易加工 、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點，容易涂裝、著色，還可以進(jìn)行表面噴鍍金屬、電 鍍、焊接、熱壓和粘接等二次加工，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車、電子電器、儀器儀表、紡織和建筑等工業(yè) 領(lǐng)域，是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。 脂是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物，它將 各種性能有機(jī)地統(tǒng)一起來，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能。 程塑料具有優(yōu)良的綜合性能，有極好的沖擊強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性好、電性能、耐磨性、抗化 學(xué)藥品性、染色性，成型加工和機(jī)械加工較好。 脂耐水、無機(jī)鹽 、堿和酸類，不溶于大部分醇 類和烴類溶劑，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烴中。 具體有點有以下 6 點： 械強(qiáng)度高；抗沖擊能力強(qiáng)，低溫時也不會迅速下降；缺口敏感性較好；抗蠕 變性好，溫度升高時也不會迅速下降；有一定的表面硬度，抗抓傷；耐磨性好，摩擦系數(shù)低； 第二章 注塑件的設(shè)計 8 溫度、濕度、頻率變化影響??； 40℃； 、鹽、油、水； 刷、電鍍等方法對制品進(jìn)行表面裝飾； 寬的成型工藝范圍。 程塑料的主要缺點是熱變形 溫度較低，可燃，耐候性較差。 選擇注射成型制品的材料，不僅應(yīng)能在一定的期限內(nèi)保證其使用功能和性能，還要考慮到加工成型、成本和供應(yīng)方面的問題。通過綜合考慮，本注塑件選用材料為 構(gòu)設(shè)計 塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性是指塑件結(jié)構(gòu)對成型工藝方法的適應(yīng)性。在塑料生產(chǎn)過程中 ,一方面成型會對塑件的結(jié)構(gòu) ,形狀 ,尺寸精度等諸方面提出要求 ,以便降低模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和制造難度 ,保證生產(chǎn)出價廉物美的產(chǎn)品 ;另一方面 ,模具設(shè)計者通過對給定塑件的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行分析 ,弄清塑件生產(chǎn)的難點 ,為模具設(shè)計和制造提供依據(jù)。 厚 塑料制品的壁厚對制品的質(zhì)量有至關(guān)重要的影響。壁厚過厚，不但用料多，容易產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷等缺陷，而且冷卻時間長生產(chǎn)效率低；壁厚過薄，成型困難，流動阻力大。在此主要是分析壁厚對成型的影響，所以只驗證產(chǎn)品在脫模頂出時保證不變形。該產(chǎn)品的壁厚 此材料的推薦壁厚 范圍內(nèi)。所以本次產(chǎn)品的壁厚值能滿足工藝要求。 模斜度 由于塑件成型時冷卻過程中產(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。在塑件的高度比較小時也可以不需要脫模斜度。 脫模斜度為 。， 1~30 ，由此確定塑件的脫模斜度。 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；沿著物料流動方向的加強(qiáng)肋還能降低充模阻力，提高熔體流動性，避免氣泡，縮孔和凹陷等現(xiàn)象的產(chǎn)生。 第二章 注塑件的設(shè)計 9 角 塑件上各處的輪廓過度和壁厚連接處，一般采用圓角連接，有特殊要求時才采用尖角結(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會發(fā)生破裂。圓角不僅有利于 物料充模，同時也有利于融料在模具型腔內(nèi)的流動和塑件的脫模。 件的尺寸精度及表面質(zhì)量 寸精度 影響制品精度的因素較多。首先是模具的制造精度和模具的磨損量，其次是成型工藝條件的變化所引起的塑料收縮率的波動。另外，成型后的時效率變化和模具結(jié)構(gòu)形狀對尺寸精度也有一定的影響。因此，對塑料制品的精度要求不能太高，應(yīng)在保證使用功能的條件下，盡可能選擇低精度等級。 該產(chǎn)品零件圖所有尺寸為未注公差尺寸，根據(jù)國家推薦標(biāo)準(zhǔn)（ 14486定的 精度選取作為塑料制品的尺寸公差等級。已 注尺寸公差等級也在 C 的一般精度等級 圍內(nèi)。所以該產(chǎn)品注射成型能夠達(dá)到此精度要求。表 2國家推薦標(biāo)準(zhǔn)的工程塑料模塑塑件尺寸公差，該表只取了在產(chǎn)品尺寸范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)。 件的表面質(zhì)量 塑件的表面粗糙度，除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤，波紋等疵點外，主要的由模具的表面的粗糙度決定。塑件的表觀缺陷是其特有的質(zhì)量指標(biāo)，包括缺料，溢料與飛邊，凹陷與縮癟，氣孔，翹曲等。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等級。由于該制品為一般日常生活用品，對表面 粗糙度要求不高，取塑件表面粗糙度為 m。 第三章 塑件 3D 建模及注射成型工藝分析 10 第三章 塑件 3件的 3D 模型 運用 圖軟件繪制塑件的 3D 圖，如圖 示下： 圖 塑料端蓋 件的注射成型工藝性分析 步分析 ⑴通過 3D 模型質(zhì)量屬性分析 分析結(jié)果：單件體積 = 19875 ㎜ 3 單件投影面積 =28553 ㎜ 2 密度 = 單件質(zhì)量 =塑機(jī) 塑成型工藝參數(shù) 查模具設(shè)計手冊可知 注射成型的主要工藝參數(shù)如下表 3 3工藝參數(shù) 規(guī)格 工藝參數(shù) 規(guī)格 預(yù)熱和干燥 溫度 t/℃ : 80～ 95 成型時間 /s 注射時間 0～ 5 時間 /h: 4～ 5 保壓時間 15～ 30 料筒溫度 t/℃ 后段 150～ 170 冷卻時間 15～ 30 第三章 塑件 3D 建模及注射成型工藝分析 11 中段 165～ 180 總周期 40～ 70 前段 180～ 200 螺桿轉(zhuǎn)速 n/(m) 30～ 60 噴嘴溫度 t/℃ 170～ 180 后處理 方法 紅外線燈烘箱 模具溫度 t/℃ 50～ 80 溫度 t/℃ 70 注射壓力 p/0～ 100 時間 /h 2～ 4 塑機(jī)的選擇 由公稱注射量選定注射機(jī) 由 析已得出單個塑件體積 V=15144 ㎜ 3 ，流道凝料 V’ =4545㎜ 3 實際注射量為 :15144× 2+4545= 根據(jù)實際注射量應(yīng)小于 公稱注射量原則 , 即： = 由上計算初步確定注塑機(jī)為 0，查模具設(shè)計手冊注塑機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如下表 3 表 3國產(chǎn)注射機(jī) 0技術(shù)參數(shù)表 特性 內(nèi)容 特性 內(nèi)容 結(jié)構(gòu)類型 臥 拉桿內(nèi)間距 (320× 520 理論注射容積（ 60 移模行程 (300 螺桿直徑 (40 最大模具厚度 (350 注射壓 (145 最小模具厚度 (170 注射速率 (g/s) 100? 鎖模形式 (液壓 塑化能力 (g/s) 具定位孔直徑 (125 螺桿轉(zhuǎn)速 (r/20~200 噴嘴球半徑 (35 鎖 模力 (600 噴嘴口直徑（ 4 第四章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 12 第四章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 腔數(shù)目的確定 注塑模的型腔數(shù)目 ,可以是一模一腔 ,也可以是一模多腔 ,在型腔數(shù)目的確定時主要考慮以下幾個有關(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； （ 4）模具制造難度。 考慮到該塑件是一般日用品，根據(jù)生產(chǎn)批量和經(jīng)濟(jì)因素，初步確定該模具為一模兩腔。 型面的確定 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、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，應(yīng)遵循以下幾項的設(shè)計原則： 1）分型面應(yīng)選擇在塑件外形最大輪廓處 2）分型面的選擇應(yīng)有利于塑件的順利脫模 3）分型面的選擇應(yīng)保證塑件的精度要求 4）分型面的選擇應(yīng)滿足塑件的外觀質(zhì)量要求 5）分型面的選擇要便于模具的加工制造 6）分型面的選擇應(yīng)有利于排氣 除了以上這些基本原則以外，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。為了保證側(cè)向型芯的位置的放置及抽芯機(jī)構(gòu)的動作順利，應(yīng)以淺的側(cè)向凹孔或短的側(cè)向凸臺作為抽芯方向，而將較深的凹孔或較高的凸臺放置在開合模方向。 口的確定 可適用于各種澆口 ,為了不影響外觀 ,確定使用潛伏澆口。澆口位置已經(jīng)在 析中確定。 具材料的確定 現(xiàn)有模具模架已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化 ,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 是關(guān)系到模具質(zhì)量的前提條件 ,如果選材不當(dāng)，則所有的精密加工所投入的工時 , 第四章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 13 設(shè)備費用將浪費。 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(biāo)之一 ,模具在高應(yīng)力作用下欲保持尺寸不變 ,必須有足夠的硬度 ,當(dāng)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(biāo) ,耐磨性是決定模具壽命的重要因素。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 ,此外還要考慮淬透性和淬硬性 ,熱處理變形和氧化脫碳等性能 要求材料來源廣 ,價格低。 模仁的材料為 45#鋼。 屬優(yōu)質(zhì)碳素塑料模具鋼，與普通優(yōu)質(zhì) 45 碳素鋼相比，其鋼中硫，磷含量低，鋼材純度好。制造小型塑料模具，用調(diào)質(zhì)處理可獲得較高的硬度和較好的強(qiáng)韌性。 的優(yōu)點是價格便宜，切削加工性好，淬火后具有較高的硬度，調(diào) 質(zhì)處理后具有良好的強(qiáng)韌性和一定的耐磨性，被廣泛用于制造中、低擋的塑料模具。 材料預(yù)備熱處理： 斷后退火；⑵高溫回火；⑶正火 推薦回火規(guī)范：回火溫度為 500~560 C。 ，空冷，硬度為 25~33 注系統(tǒng)的設(shè)計 注塑模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機(jī)噴嘴開始到型腔入口為止的塑料熔體的流動通道，它由主流道，分流道，冷料穴和澆口組成。它向型腔中的傳質(zhì)，傳熱，傳壓情況決定著塑件的內(nèi)、外表質(zhì)量，它的布置和安排影響著成型的難易程度和模具設(shè)計及加工的復(fù)雜程度，所以 澆注系統(tǒng)是模具設(shè)計中的重點內(nèi)容之一。 流道設(shè)計 主流道是一端與注塑機(jī)噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有有錐度的流動通道。根據(jù)注塑機(jī)型號設(shè)計主流道尺寸，具體尺寸詳見圖紙。 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)計成可拆卸的主流道澆口套，以便選用優(yōu)質(zhì)的鋼材單獨加工和熱處理。澆口套結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖 示采用兩顆 20L 螺釘固定。由注塑機(jī)確定定位圈的尺寸，定位圈采用兩顆 20L 螺釘固定，如圖 示。 第四章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 14 圖 口套 圖 4位圈 流道設(shè)計 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設(shè)計應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形， U 形和六角形。澆道的截面積越大，壓力的損失就越大；澆道的表面積越小，熱量的損失就越少。用澆道的截面積和表面積的比值來表示澆道的效率，效率越高，澆道的設(shè)計越合理?？紤]熱量損失和 澆道加工性能等因素，查 [6] 4擇圓形截面的分澆道。示。 料井 冷料井一般位于主流道對面的動模板上，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，此外，開模時又能將主流道凝料從定模板中拉出，冷料井的尺寸，宜稍大于主流道大端的直徑，長度約為主流道大端直徑。該模具的冷料井設(shè)計錐形的冷料井。 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，尺寸和位置對塑件的質(zhì)量影響很大，澆口的主要作用有兩個，一是塑料熔體流經(jīng)的通道，二是澆口的適時凝固可控制保壓時間。澆口的類型有很多，有點澆口，側(cè)澆口，直接澆口，潛伏式澆口等，各澆口的應(yīng)用和尺寸按塑件的形狀和尺寸而定。該模具采用潛伏式澆口，已在 有以下特性 : ① 形狀簡單，去除澆口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保證； ② 試模時如發(fā)現(xiàn)不當(dāng)，容易及時修改； ③ 能相對獨立地控制填充速度及封閉時間； ④ 對于殼體形塑件，流動充填效果較佳。 澆口的截面形狀和分流道的一樣都采用圓形截面，與分流道的連接方式見圖 示。 第四章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 15 圖 主流道、分流道、澆口的連接情況 型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 所謂成型零件是模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件，它包括凹模、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，承受塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(fā)生磨擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀， 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。 設(shè)計成型零件時，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)，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，計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。以下是成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 根據(jù)產(chǎn)品特征，為了便于加工制造，型腔采用整體鑲嵌式，型腔靠用 8顆 40L 螺釘固定于型腔板，如圖 示；型芯也采用整體鑲嵌式，型芯用 8 顆 30L 螺釘固定，如圖 示； 第四章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 16 圖 腔 圖 芯 第四章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 17 架的選用 注射模標(biāo)準(zhǔn)模架共有兩個國家標(biāo)準(zhǔn)：一是使用于模板尺寸 B× L≤ 560900中小型模架（ 1990）；二是使用于模板尺寸 B× 306302502000大型模架（ 1990）。 塑料模具型腔在成型過程中承受著塑料熔體的高壓，如果側(cè)壁或底板的強(qiáng)度不足，則可能產(chǎn)生開裂，如果強(qiáng)度不足，則可能產(chǎn)生過大的變形，造成溢料，使脫模困難，型腔側(cè)壁和底板厚度的計算方法有強(qiáng)度 計算和剛度計算兩種，一般情況下，大尺寸型腔剛度不足是主要問題，應(yīng)按剛度條件計算，小尺寸型腔強(qiáng)度不足是主要問題，應(yīng)按強(qiáng)度條件計算。 根據(jù)制件的尺寸分析，本制件的成型型腔屬于較大尺寸，所以應(yīng)按剛度來計算，而型腔采用的是整體嵌入式，根據(jù)型腔的材料和經(jīng)驗，型腔的壁厚為 17～ 19套壁厚 45～ 50 由 此 按 經(jīng) 驗 參 考 標(biāo) 準(zhǔn) 模 架 ， 選 取 標(biāo) 準(zhǔn) 模 架 為 B/T 4架參數(shù)表 名稱 材料 尺 寸（ 上模座板 45 鋼 300 × 220× 15 動模固定板 45 鋼 150 × 170× 20 中間板 45 鋼 220 × 150× 20 支撐件 45 鋼 150 × 80× 30 下模座板 45 鋼 250 × 150× 25 推板 45 鋼 150 × 150× 20 推板固定板 45 鋼 150 × 150× 20 向機(jī)構(gòu)的設(shè)計 注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類型。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運動導(dǎo)向。錐面定位機(jī)構(gòu)用于動、定模之間的精密對中定位。 設(shè)計導(dǎo)柱和導(dǎo)套需要注意的事項有： ⑴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斷面上。通常設(shè)在長邊離中心線的1/3 處最為安全。導(dǎo)柱布置方式常采用等徑不對稱布置，或不等直徑對稱布置。 ⑵導(dǎo)柱工作部分長度應(yīng)比型芯端面高出 6~8 確保其導(dǎo)向與引導(dǎo) 第四章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 18 作用。 ⑶導(dǎo)柱工作部分的配合精度采用 H7/精度時可采取更低的配合要求；導(dǎo)柱固定部分配合精度采用 H7/套外徑的配合精度采取 H7/合長度通常取配合直徑的 倍，其余部分可以擴(kuò)孔，以減小摩擦，降低加工難度。 ⑷導(dǎo)柱可以設(shè)置在動?；蚨＃O(shè)在動模一邊可以保護(hù)型芯不受損壞 ，設(shè)在定模一邊有利于塑件脫模。 ⑸除了在動模和定模之間設(shè)置導(dǎo)柱，導(dǎo)套以外，還需要在推板與動模坐之間設(shè)置導(dǎo)柱、導(dǎo)套，以保證推板的順利推出。 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計 導(dǎo)柱：由模架已經(jīng)確定基本尺寸為φ 20長 L=135細(xì)資料看零件圖紙； 導(dǎo)套：由導(dǎo)柱基本尺寸確定，長度 L=90細(xì)資料看零件圖紙。 出機(jī)構(gòu)的設(shè)計 注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無誤地從模具的凹?；蛐托旧厦摮?，完成脫出塑件的裝置稱為脫模機(jī)構(gòu)，也稱頂出機(jī)構(gòu)。 本設(shè)計使用簡單的推桿脫模機(jī)構(gòu)和利用斜頂設(shè)計推出機(jī)構(gòu)的類型為一次推出機(jī) 構(gòu)。因為該塑件的分型面簡單，結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，采用推簡單的脫模機(jī)構(gòu)可以簡化模具結(jié)構(gòu)，給制造和維護(hù)帶來方便。頂出機(jī)構(gòu)如圖 示。 圖 推出結(jié)構(gòu) 氣設(shè)計 在塑料熔體填充注射模腔過程中，模腔內(nèi)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)而形成的水蒸汽，塑料局部分解產(chǎn)生的低分子 第四章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 19 揮發(fā)氣體，塑料助劑揮發(fā)（或化學(xué)反應(yīng)）所產(chǎn)生的氣體以及熱固性塑料交聯(lián)硬化釋放的氣體等；這些氣體如果不能被熔融塑料順利地排出模腔，將在制件上形成氣孔，接縫，表面輪廓不清，不能 完全充滿型腔，同時，還會因為氣體被壓縮而產(chǎn)生的高溫灼傷制件，使之產(chǎn)生焦痕，色澤不佳等缺陷。模具的排氣可以利用排氣槽排氣，分型面排氣，利用型芯，推桿，鑲件等的間隙排氣。 度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 在注塑成型過程中，模具的溫度直接影響到塑件成型的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具的溫度要求也不同。流動性差的塑料如 ，要求模具溫度高，溫度過低會影響塑料的流動，增大流動剪切力，使塑件內(nèi)應(yīng)力增大，出現(xiàn)冷流痕，銀絲，注不滿等缺陷。普通的模具通入常溫的水進(jìn)行冷卻，通過調(diào)節(jié)水的流量就可以 調(diào)節(jié)模具的溫度，為了縮短成型周期，還可以把常溫的水降低溫度后再通入模內(nèi)，可以提高成型效率。對于高熔點，流動性差的塑料，流動距離長的制件，為了防止填充不足，有時也在水管中通入溫水把模具加熱。由前面分析可知道 48℃，模具溫度為 。 度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響 ⑴采用較低的模溫可以減小塑料制件的成型收縮率； ⑵模溫均勻，冷卻時間短，注射速度快可以減少塑件的變形 ⑶對塑件表面粗糙度影響最大的除型腔表面加工質(zhì)量外就是模具溫度，提高模溫能大大改善塑件的表面狀態(tài)； 溫度對塑件質(zhì)量 的影響有相互矛盾的地方，設(shè)計時要根據(jù)材料特性和使用要求偏重于主要要求。 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 ⑴根據(jù)塑料的品種確定是對模具采用加熱方式還是冷卻方式； ⑵希望模溫均一，塑件各部同時冷卻，以提高生產(chǎn)率和提高塑件質(zhì)量； ⑶采用低的模溫，快速，大流量通水冷卻效果一般比較好； ⑷溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)盡可能做到結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，成本低廉； 卻系統(tǒng)設(shè)計 由 ⑷分析得出，需要給模具設(shè)計冷卻系統(tǒng)，重點在上部球形面和直流道。 ⑴設(shè)計原則 第四 章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 20 ①盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡； ②冷卻水孔的 數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越好； ③盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，與制件的壁厚距離相等，經(jīng)驗表明，冷卻水管中心距 B 大約為 卻水管壁距模具邊界和制件壁的距離為 小不要小于 10。 ④澆口處加強(qiáng)冷卻，冷卻水從澆口處進(jìn)入最佳； ⑤應(yīng)降低進(jìn)水和出水的溫差，進(jìn)出水溫差一般不超過 5℃ ⑥冷卻水的開設(shè)方向以不影響操作為好，對于矩形模具，通常沿寬度方向開設(shè)水孔。 ⑦合理確定冷卻水道的形式，確定冷卻水管接頭位置，避免與模具的其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉。 該塑件屬于中等深度的塑件，又 由于前面分析可以知道，在塑件外面和直流道處需要重點冷卻。因此在型芯型腔都設(shè)置了兩層冷卻水線。根據(jù)冷卻水線設(shè)計原則，冷卻水道的直徑均為 6 ㎜。 第五章 注射機(jī)的校核 21 第五章 注射機(jī)的校核 大注塑量的校核 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，注射機(jī)的最大注射量是其額定注射量的 80%。所以，一個周期內(nèi)所需的塑料溶體的總量必須在注射機(jī)的額定注射量的 80%以內(nèi)。 =60 見注塑機(jī)參數(shù)表） 80%=60× 8 校驗合格。 模力的校核 在確定了型腔壓力和分型面面積之后，可以按下式校核注塑機(jī)的額定鎖模力： F＞ K 5954 ㎜ 2； 30 K 安全系數(shù)，通常取 K= K 5954× 30=知 F=600以 F> 鎖模力滿足要求。 具外形尺寸校核 注塑模外形尺寸應(yīng)小于注塑機(jī)工作臺面的有效尺寸。模具長寬方向的尺寸要與注塑機(jī)拉桿間距相適應(yīng)，模具至少有一個方向的尺寸能穿過拉桿間的空間裝在注塑機(jī)的工作臺面上。由表 3得注塑機(jī)的拉桿間距為 320×520模板 Z 座的尺寸為 250× 450滿足要求。 第五章 注射機(jī)的校核 22 具厚度校核 模具厚度必須滿足下式： ? 150? 270? 350 滿足要求。 式中 — 所設(shè)計的模具厚度 270 — 注塑機(jī)所允許的最小模具厚度 150 — 注塑機(jī)所允許的最大模具厚度 350 具安裝尺寸校核 注塑機(jī)的動模板，定模板臺面上有許多不 同間距的螺釘孔或“ T”形槽，用于安裝固定模具。模具固定安裝方法有兩種：螺釘固定，壓板固定。采用螺釘直接固定時（大型模具常用這種方法），模具動，定模板上的螺孔及其間距，必須與注塑機(jī)模板臺面上對應(yīng)的螺孔一致；采用壓板固定時（中，小模具多用這種方法），只要在模具的固定板附近有螺孔就行，有較大的靈活性。該模具外形尺寸為 200× 200 屬小型模具，所以采用壓板固定法。 模行程校核 所選注塑機(jī)為全液壓式鎖模機(jī)構(gòu)，最大開模行程受模具厚度影響。此時最大開模行程 于注塑機(jī)移動、固定模板臺面之間的最大距離減去模具厚度。 （ 5~10） 300≧