汽車后殼注塑模具設(shè)計(jì)【塑料注射?！?

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0汽車后殼注塑模具設(shè)計(jì) 摘 要根據(jù)塑料汽車后殼的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工藝性、尺寸精度等技術(shù)要求，考量塑件制件尺寸。本模具采用一模兩腔，側(cè)澆口進(jìn)料，注射機(jī)采用海天 160X 1A 型號，設(shè)置冷卻系統(tǒng)，CAD 和 UG 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(yùn)用簡要的文字，簡明的示意圖和和計(jì)算等分析塑件，從而作出合理的注塑模具設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：汽車后殼；一模兩腔；側(cè)澆口進(jìn)料；注射機(jī)；注塑模具AbstractAccording to the requirements of plastic automobile rear shell, understand the use of plastic parts, analyze the technical requirements of plastic parts, such as manufacturability, size accuracy, and consider the size of plastic parts. This mold adopts the first mock exam two cavity, side gate, injection machine adopts Haitian 160X 1A model, set up the cooling system, CAD and UG drawing two-dimensional assembly and parts drawing, choose the reasonable processing method of mould. Attach the manual, systematically use the simple text, concise schematic diagram and calculation to analyze the plastic parts, so as to make a reasonable injection mold design.Keywords: automobile shell; the first mock exam two cavity; side gate feeding; injection machine; injection mold2目 錄摘 要 .............................................................................................................1ABSTRACT...........................................................................................................21 前言 ...............................................................................................................31.1 課題背景 ...........................................................................................................................................31.2 課題分析 ...........................................................................................................................................52 塑件分析 .......................................................................................................62.1 產(chǎn)品分析及其技術(shù)條件 ...................................................................................................................62.2 塑件材料的確定 ...............................................................................................................................72.3 塑件材料的性能分析 .......................................................................................................................72.3.1 基本特性 ....................................................................................................................................72.3.2 成型性能 ....................................................................................................................................82.3.3 主要用途 ....................................................................................................................................83 成型布局及注塑機(jī)選擇 ................................................................................103.1 進(jìn)膠方式選擇 .................................................................................................................................103.2 型腔的布局及成型尺寸 .................................................................................................................103.3 估算塑件體積質(zhì)量 .........................................................................................................................123.4 注塑機(jī)的選擇和校核 .....................................................................................................................123.4.1 注射膠量的計(jì)算 ......................................................................................................................123.4.2 鎖模力的計(jì)算 ..........................................................................................................................123.4.3 注塑機(jī)選擇確定 .....................................................................................................................14表 注塑機(jī)參數(shù)(部分) .......................................................................................................................144 注塑模具設(shè)計(jì) ..............................................................................................154.1 模架的選用 .....................................................................................................................................154.1.1 模架基本類型 ..........................................................................................................................154.1.2 模架的選擇 ..............................................................................................................................154.1.3 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ..............................................................................................................164.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .............................................................................................................................184.2.1 主流道設(shè)計(jì) ..............................................................................................................................184.2.2 分流道的設(shè)計(jì) ..........................................................................................................................194.2.3 澆口的設(shè)計(jì) ..............................................................................................................................194.2.4 冷料穴的設(shè)計(jì) ..........................................................................................................................194.3 分型面的設(shè)計(jì) .................................................................................................................................204.4 成型零部件的設(shè)計(jì) .........................................................................................................................214.4.1 成型零部件結(jié)構(gòu) ......................................................................................................................224.4.2 成型零部件工作尺寸的計(jì)算 ..................................................................................................234.4.3 模具強(qiáng)度與剛度校核 ..............................................................................................................254.5 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型選擇與設(shè)計(jì) .....................................................................................................264.5.1 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型 ..................................................................................................................264.5.2 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)主要參數(shù)的確定 ..............................................................................................284.6 脫模及推出機(jī)構(gòu) .............................................................................................................................314.6.1 脫模力 ......................................................................................................................................314.6.2 推出機(jī)構(gòu) ..................................................................................................................................324.7 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 .................................................................................................................344.7.1 冷卻水道設(shè)計(jì)的要點(diǎn) ..............................................................................................................344.7.2 冷卻水道在定模和動(dòng)模中的位置 ..........................................................................................354.7.3 冷卻水道的計(jì)算 ......................................................................................................................364.8 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .................................................................................................................................374.9 模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 .................................................................................385 結(jié)語 .............................................................................................................40致謝 ................................................................................................................41附圖 ................................................................................................................42參考文獻(xiàn) .........................................................................................................4301 前言1.1 課題背景模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的基礎(chǔ)工藝裝備。在汽車、電機(jī)、儀表、電器、電子、通信、家電和輕工業(yè)等行業(yè)中，60%～80%的零件都依靠模具成形，并且隨著近年來這些行業(yè)的迅速發(fā)展，對模具的要求越來越高，結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜性、高一致性、高生產(chǎn)效率和低耗率，是其它加工制造方法所不能比擬的。隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用塑料與工程塑料在強(qiáng)度和精度等方面的不斷提高，塑料制品的應(yīng)用范圍也在不斷地?cái)U(kuò)大，越來越普遍地采用塑料成型。該方法適用于全部熱塑性塑料和部分熱固性塑料，制得的塑料制品數(shù)量之大是其它成型方法望塵莫及的。作為注塑成型加工的主要工具之一注塑模具，在質(zhì)量、精度、制造周期以及注塑成型過程中的生產(chǎn)效率等方面水平高低，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、成本及產(chǎn)品的更新?lián)Q代，同時(shí)也決定著企業(yè)在市場競爭中的反映能力和速度。注射模的種類很多，其結(jié)構(gòu)與塑料品種、塑件的復(fù)雜程度和注射機(jī)的種類等很多因素有關(guān)，其基本結(jié)構(gòu)都是由動(dòng)模和定模兩大部分組成的。定模部分安裝在注射機(jī)的固定板上，動(dòng)模部分安裝在注射機(jī)的移動(dòng)模板上，在注射成型過程中它隨注射機(jī)上的合模系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。注射成型時(shí)動(dòng)模部分與定模部分由導(dǎo)柱導(dǎo)向而閉合。一般注射模由成型零部件、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、加熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)及支承零部件組成。由于模具的使用特點(diǎn)，決定了模具設(shè)計(jì)也區(qū)別與其他行業(yè)。模具設(shè)計(jì)要考慮的要點(diǎn)如下:a．塑件的物理力學(xué)性能，如強(qiáng)度、剛度、韌性、彈性、吸水性以及對應(yīng)力的敏感性，不同塑料品種其性能各有所長，在設(shè)計(jì)塑件時(shí)應(yīng)充分發(fā)揮其性能上的優(yōu)點(diǎn)，避免或補(bǔ)償其缺點(diǎn)。1b．塑料的成型工藝性，如流動(dòng)性、成型收縮率的各向差異等。塑件形狀應(yīng)有利于成型時(shí)充模、排氣、補(bǔ)縮，同時(shí)能使熱塑性塑料制品達(dá)到高效、均勻冷卻或使熱固性塑料制品均勻地固化。c．塑件結(jié)構(gòu)能使模具總體結(jié)構(gòu)盡可能簡化，特別是避免側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)和簡化脫模結(jié)構(gòu)。使模具零件符合制造工藝的要求。對于特殊用途的制品，還要考慮其光學(xué)性能、熱學(xué)性能、電性能、耐腐蝕性能等。目前，我國的模具制造技術(shù)已從過去只能制造簡單模具發(fā)展到可以制造大型、精密、復(fù)雜、長壽命的模具。在塑料模具方面，能設(shè)計(jì)制造汽車保險(xiǎn)杠及整體儀表盤大型注射模。一些塑料模主要生產(chǎn)企業(yè)利用計(jì)算機(jī)輔助分析(CAE)技術(shù)對塑料注塑過程進(jìn)行流動(dòng)分析、冷卻分析、應(yīng)力分析等，合理選擇澆口位置、尺寸、注塑工藝參數(shù)及冷卻系統(tǒng)的布置等，使模具設(shè)計(jì)方案進(jìn)一步優(yōu)化，也縮短了模具設(shè)計(jì)和制造周期采用模具先進(jìn)加工技術(shù)及設(shè)備，使模具制造能力大為提高。采用 CAE 技術(shù)，可以完全代替試模，CAE 技術(shù)提供了從制品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的完整解決方案，在模具制造加工之前，在計(jì)算機(jī)上對整個(gè)注射成型過程進(jìn)行模擬分析，準(zhǔn)確預(yù)測熔體的填充、保壓、冷卻情況，以及制品中的應(yīng)力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況，以便設(shè)計(jì)者能盡早發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)修改制件和模具設(shè)計(jì)，而不是等到試模以后再返修模具。這不僅是對傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)方法的一次突破，而且對減少甚至避免模具返修報(bào)廢、提高制品質(zhì)量和降低成本等，都有著重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。某些國外電加工機(jī)床具有內(nèi)容豐富、實(shí)用可靠的工藝數(shù)據(jù)和專家系統(tǒng)，使模具的深槽窄縫加工、微細(xì)加工、鏡面加工等效率和質(zhì)量大大提高。新的模糊控制系統(tǒng)具有加工反力的監(jiān)測和控制，提高了大面積加工的深度控制精度。電火花混粉加工技術(shù)的應(yīng)用有效地提高了模具表面質(zhì)量。模具逆向工程技術(shù)、快速經(jīng)濟(jì)模具制造技術(shù)、三維掃描測量技術(shù)及數(shù)控模具雕刻機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用，對模具制造能力的提高也起到了很大作用。我國經(jīng)濟(jì)仍處于高速發(fā)展階段，國際上經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展趨勢日趨明顯，這為我國模具工業(yè)高速發(fā)展提供了良好的條件和機(jī)遇。一方面，國內(nèi)模具市場將繼2續(xù)高速發(fā)展；另一方面，模具制造也逐漸向我國轉(zhuǎn)移以及跨國集團(tuán)到我國進(jìn)行模具采購趨向也十分明顯。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)正朝著數(shù)字化方向發(fā)展。特別是模具成型零件方面的軟件等，這些技術(shù)采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，進(jìn)而將數(shù)據(jù)交換到加工制造設(shè)備，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助制造，或?qū)⒃O(shè)計(jì)與制造連成一體實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造一體化。1.2 課題分析本課題內(nèi)容是對汽車后殼進(jìn)行測繪、模具設(shè)計(jì)和加工工藝分析?；谏a(chǎn)實(shí)踐之上的對產(chǎn)品進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，模具設(shè)計(jì)主要內(nèi)容有型腔布局、澆口形式與位置、模胚選擇、分型面的確定、冷卻系統(tǒng)設(shè)置、推出機(jī)構(gòu)設(shè)置、注塑機(jī)臺選擇及注塑工藝分析等。根據(jù)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(shù)要求，本模具采用一模兩腔布局，點(diǎn)澆口進(jìn)料，注射機(jī)采用海天 160X 1A 型號，設(shè)置冷卻系統(tǒng)，CAD 和 UG 繪制二維總裝圖和零件圖，系統(tǒng)地運(yùn)用簡要的文字，簡明的示意圖和和計(jì)算分析，從而作出合理的模具設(shè)計(jì)。選擇合理的加工方法。模具方案確定后進(jìn)行工藝分析。根據(jù)此方案可以達(dá)到設(shè)計(jì)的預(yù)期效果，并且大大提高了注塑模的質(zhì)量。32 塑件分析2.1 產(chǎn)品分析及其技術(shù)條件在模具設(shè)計(jì)之前需要對塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度等級和表面質(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。課題目標(biāo)產(chǎn)品是一個(gè)生活中常見的汽車后殼，其零件外形如圖所示。具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙，該塑件結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)量大，要求較低的模具成本，成型容易，精度要求不高。產(chǎn)品 3D 視圖塑件的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和模具的制造精度。為降低模具的加工難度和模具的制造成本，在滿足塑件要求的前提下盡量把塑件的尺寸精度設(shè)計(jì)得低一些。由于塑料與金屬的差異很大，所以不能按照金屬零件的公差等級確定精度等級。根據(jù)任務(wù)書和圖紙要求，本次產(chǎn)品尺寸均采用 MT4 級精度，未注采用 MT8 級精度。塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。這除了在成型時(shí)從工藝上盡可能避免4冷疤、云紋等疵點(diǎn)來保證外，主要是取決于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般為 Ra 0.02～1.25 之間，模腔表壁的表面粗糙度應(yīng)為塑件的 1/2，即m?Ra 0.01～0.63 。模具在使用過程中由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷增加，所以應(yīng)隨時(shí)給以拋光復(fù)原。該塑件外部需要的表面粗糙度比內(nèi)部要高，為 Ra0.8 ，內(nèi)部為 Ra1.2 。m?m?2.2 塑件材料的確定 塑料是以樹脂為主要成分的高分子材料，它在一定的溫度和壓力下具有流動(dòng)性?？梢员荒Ｋ艹尚蜑橐欢ǖ膸缀涡螤詈统叽?，并在成型固化后保持其既得形狀而不發(fā)生變化。塑料有很多優(yōu)異性能，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)和日常生活，它具有密度小，質(zhì)量輕，比強(qiáng)度高，絕緣性能好，介電損耗低，化學(xué)穩(wěn)定性高，減摩耐磨性能好，減振隔音性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)。另外，許多塑料還具有防水、防潮、防透氣、防輻射及耐瞬時(shí)燒蝕等特殊性能。此產(chǎn)品壁厚均勻，ABS 性能優(yōu)良，成本低廉，符合需求生產(chǎn)量大的要求，容易成型，對于本課題零件相當(dāng)適用，所以在這選擇其為產(chǎn)品的材料。2.3 塑件材料的性能分析2.3.1 基本特性ABS 是由丙烯、丁二烯、苯乙烯三種單體共聚而成的。這三種組分的各自特性，使 ABS 具有良好的綜合理學(xué)性能。丙烯腈使 ABS 有良好的耐腐蝕性、耐熱性及表面硬度，丁二烯使 ABS 堅(jiān)韌，苯乙烯使 ABS 有良好的加工性和染色性能。ABS 價(jià)格便宜原料易得，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用范圍最廣的工程塑料之一。是一種良好的熱塑性塑料。ABS 無毒，無氣味，呈微黃色，成型的塑料有較好的光澤，、不透明，密度為51.02--1.05g/cm3。既有較好的抗沖擊強(qiáng)度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機(jī)鹽、堿、酸類對 ABS 幾乎沒有影響， ABS 不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會(huì)軟化溶脹，在酮，醛，酯，氯代烴中會(huì)溶解或形成乳濁液。ABS 表面受冰醋酸，植物油等化學(xué)藥品的侵蝕時(shí)會(huì)引起應(yīng)力開裂， ABS 有一定的硬度，他的熱變形溫度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等高，尺寸穩(wěn)定性較好，易于成型加工，經(jīng)過調(diào)色配成任何顏色。其缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為 70 左右，熱變形溫度約為 93 耐氣候性差，在紫外線作用下C? C?ABS 易變硬發(fā)脆。ABS 的性能指標(biāo)：密度 1.02——1.05（ ），收縮率 ，熔3??dmKg%8.0~3點(diǎn) ，彎曲強(qiáng)度 80Mpa，拉伸強(qiáng)度 35 49Mpa，拉伸彈性模量 1.8Gpa，彎C?160~3 ~曲彈性模量 1.4Gpa，壓縮強(qiáng)度 18 39Mpa，缺口沖擊強(qiáng)度 11 20 ，硬度2mkJ62 86HRR，體積電阻系數(shù) 。ABS 的熱變形溫度為 93 118℃，制品經(jīng)退火c?130~處理后還可提高 10℃左右。ABS 在-40℃時(shí)仍能表現(xiàn)出一定的韌性，可在-40 100℃的溫度范圍內(nèi)使用。~2.3.2 成型性能ABS 易 吸 水 ， 使 成 型 塑 件 表 面 出 現(xiàn) 斑 痕 、 云 紋 等 缺 陷 。 因 此 ， 成 型 加 工 前 應(yīng)進(jìn) 行 干 燥 處 理 ； ABS 在 升 溫 時(shí) 黏 度 增 高 ， 黏 度 對 剪 切 速 率 的 依 賴 性 很 強(qiáng) ， 因 此 模具 設(shè) 計(jì) 中 大 都 采 用 側(cè) 澆 口 形 式 ， 成 型 壓 力 較 高 ， 塑 件 上 的 脫 模 斜 度 宜 稍 大 ； 易 產(chǎn)生 熔 接 痕 ， 模 具 設(shè) 計(jì) 時(shí) 應(yīng) 該 注 意 盡 量 減 小 澆 注 系 統(tǒng) 對 料 流 的 阻 力 ； 在 正 常 的 成 型條 件 下 ， 壁 厚 、 熔 料 溫 度 對 收 縮 率 影 響 及 小 。 要 求 塑 件 精 度 高 時(shí) ， 模 具 溫 度 可 控制 在 50 60℃ ， 要 求 塑 件 光 澤 和 耐 熱 時(shí) ， 模 具 溫 度 應(yīng) 控 制 在 60 80℃ 。 ABS 比~ ~熱 容 低 ， 塑 化 效 率 高 ， 凝 固 也 快 ， 故 成 型 周 期 短 。2.3.3 主要用途ABS 在機(jī)械工業(yè)上用來制造殼體蓋、泵業(yè)輪、軸承、把手、管道、管連接件、蓄6電池槽、冷藏庫和冰箱襯里等，汽車工業(yè)上用 ABS 制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)導(dǎo)管等，還可用 ABS 夾層板制小轎車車身。ABS 還可用來制造水表殼，紡織器材，電器零件、玩具、電子琴及收錄機(jī)殼體、食品包裝容器，農(nóng)藥噴霧器及家具等。73 成型布局及注塑機(jī)選擇3.1 進(jìn)膠方式選擇注射模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開始到型腔為止的塑料流動(dòng)通道。其作用是將塑料熔體充滿型腔并使注射壓力傳遞到各個(gè)部分。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞對塑件性能、外觀及成型難易程度影響很大。它由主流道、分流道、澆口及冷料穴組成。其中澆口的選擇與設(shè)計(jì)恰當(dāng)與否直接關(guān)系到制品能否完好的成型。常向的澆口形式有直接澆口，側(cè)澆口，點(diǎn)式澆口，扇形澆口，圓盤式澆口，環(huán)形澆口等。澆口的位置選擇原則：澆口的位置與塑件的質(zhì)量有直接影響。在確定澆口位置時(shí)，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：1. 熔體在型腔內(nèi)流動(dòng)時(shí)，其動(dòng)能損失最小。要做到這一點(diǎn)必須使1)流程(包括分支流程)為最短；2)每一股分流都能大致同時(shí)到達(dá)其最遠(yuǎn)端；3)應(yīng)先從壁厚較厚的部位進(jìn)料；4)考慮各股分流的轉(zhuǎn)向越小越好。2. 有效地排出型腔內(nèi)的氣體由于本設(shè)計(jì)中塑件外表面質(zhì)量要求較高，所以選用點(diǎn)澆口。點(diǎn)澆口在產(chǎn)品頂面處，成形后切除澆口自動(dòng)切除。3.2 型腔的布局及成型尺寸8因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中采用點(diǎn)澆口，且塑件的尺寸小，為提高塑件成功概率，并從經(jīng)濟(jì)型的角度出發(fā)，節(jié)省生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率，采用一模兩腔，進(jìn)行加工生產(chǎn)。型腔的布局與澆注系統(tǒng)的布置密切相關(guān),型腔的排布應(yīng)使每個(gè)型腔都通過澆注系統(tǒng)從總壓力中均等的分得所需的壓力,以保證塑料熔體均勻地充滿每個(gè)型腔,使各型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量均一穩(wěn)定。這就要求型腔與主流道之間的距離盡可能短，同時(shí)采用平衡流道。成型型腔尺寸依據(jù)塑件布局計(jì)算確定，需考量成形封閉結(jié)合面大小，太大造成模具尺寸過大，成本浪費(fèi)，太小易導(dǎo)致成型時(shí)溢料飛邊，甚至型腔變形。因模具是一模兩腔，考量排布可得型腔長為 340mm，寬為 130mm。塑件的高度為 24.45mm，塑件的大部分部膠位都留在型腔部分，型芯、型腔的厚度是塑件所伸入高度加 20-60mm，因此得出成型型腔總體厚度為 106mm。型腔布局如圖。型腔布局93.3 估算塑件體積質(zhì)量本次設(shè)計(jì)中，塑件的質(zhì)量和體積采用 3D 測量，在 UG 軟件中，使用塑模部件驗(yàn)證功能，可以測得塑件的體積為 21.914 ，ABS 的密度為 1.05 ，即可以得3cm3/cmg出該塑件制品的質(zhì)量約為 23.009g。3.4 注塑機(jī)的選擇和校核3.4.1 注射膠量的計(jì)算模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須使得在一個(gè)注射成型的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機(jī)額定注射量的 80%以內(nèi)。校核公式為： mn%8021??式中： --型腔數(shù)量n--單個(gè)塑件的重量（g）1m--澆注系統(tǒng)所需塑料的重量（g）2本設(shè)計(jì)中：n=2 23.009g =12.001 g ?1m2m≥（2x23.009+12.001）/0.8 即 m≥72.523g因而預(yù)選注塑機(jī)額定注塑量最少為 75g 以上3.4.2 鎖模力的計(jì)算選用注射機(jī)的鎖模力必須大于型腔壓力產(chǎn)生的開模力，不然模具分型面要分開10而產(chǎn)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 =2An??21式中 n --型腔數(shù)目--單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積1A--澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積2n=2 =5632.528 =1136.508 1A2mA2m本設(shè)計(jì)中 =2x5632.528+1136.508=1401.56421n? 2鎖模力和成型面積的關(guān)系根據(jù)依照以下計(jì)算公式確定： 10PA??腔鎖式中 —鎖模力，kN；P鎖—型腔壓力，MPa ；腔A —成型投影面積，mm 2；一般熔料經(jīng)噴嘴時(shí)其注射壓力達(dá) 60～80MPa，經(jīng)澆注系統(tǒng)入型腔時(shí)型腔壓力通常為 20-40MPa，這里取 30MPa。計(jì)算： ×A/1000=30×12401.564/1000=372.046 kN (取整 380kN)P腔11得出預(yù)選注塑機(jī)額定注塑壓力為 380kN 以上。3.4.3 注塑機(jī)選擇確定綜合考慮以上因素，選定注射機(jī)為海天 160X 1A。其相關(guān)性能符合成型方案要求，以下相關(guān)參數(shù)： 型號參數(shù) 單位 160×2A　 160×2B 160×2C螺桿直徑 mm 40 45 48理論注射容量 cm3 253 320 364注射重量 PS g 230 291 331注射壓力 Mpa 202 159 140注射行程 mm 201螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 0~230料筒加熱功率 KW 9.3鎖模力 KN 1600拉桿內(nèi)間距(水平×垂直) mm 455×455允許最大模具厚度 mm 500允許最小模具厚度 mm 180移模行程 mm 420移模開距(最大) mm 920液壓頂出行程 mm 140液壓頂出力 KN 33液壓頂出桿數(shù)量 PC 5油泵電動(dòng)機(jī)功率 KW 18.5油箱容積 l 240機(jī)器尺寸(長×寬×高) m 5.4×1.45×2.05機(jī)器重量 t 5最小模具尺寸(長×寬) mm 320×320表 注塑機(jī)參數(shù)(部分)124 注塑模具設(shè)計(jì)4.1 模架的選用4.1.1 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(jié)構(gòu)分類所分的典型結(jié)構(gòu)如下： 單分型面注射模、雙分型面注射模、帶有活動(dòng)成型零件的模、側(cè)向分型抽芯注射模、定模帶有推出機(jī)構(gòu)的注射模、自動(dòng)卸螺紋的注射模、熱流道注射模。4.1.2 模架的選擇根據(jù)對塑件的綜合分析，確定該模具是雙分型面的模具，由 GB/T12556.1-12556.2-1990《塑料注射模中小型模架》可選擇 FCI 型的模架，其基本結(jié)構(gòu)如圖所示：13模架結(jié)構(gòu)圖FCI 型模具定模采用兩塊模板，動(dòng)模采用一塊模板，又叫三板模，小水口模架，適合點(diǎn)澆口的注射成形模具。由分型面的選擇而選擇模具的導(dǎo)柱導(dǎo)套的安裝方式，經(jīng)過考慮分析，導(dǎo)柱導(dǎo)套選擇選正裝。根據(jù)所選擇的模架的基本型可以選出對應(yīng)的模板的厚度以及模具的外輪廓尺寸，以此分析計(jì)算：模架的長 L=型腔長度（330）+復(fù)位桿的直徑+螺釘?shù)闹睆?模板壁厚 500mm?模架的寬 W=型腔寬度（160）+導(dǎo)向桿的直徑+模板壁厚+滑塊長度 350mm根據(jù)成型型腔的尺寸，在計(jì)算完模架的長寬以后，還需要考慮其他螺絲導(dǎo)柱等零件對模架尺寸的影響，在設(shè)計(jì)中避免干涉。參考成型型腔厚度，考慮模板強(qiáng)度要求，定模板厚度取 90mm，動(dòng)模板厚度取 100mm?？紤]頂出行程要求，支撐板取100mm 以滿足。綜上所述所選擇的模架的型號為：FCI-3550-A90-B100-C100。4.1.3 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用：保證模具在進(jìn)行開合模時(shí)，保證公母模之間一定的方向和位置。導(dǎo)向零件承受一定的側(cè)向力，起了導(dǎo)向和定位的作用,導(dǎo)向機(jī)構(gòu)零件包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套等。1. 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)（1） 導(dǎo)向零件應(yīng)合理的均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后發(fā)生變形。14（2） 根據(jù)模具的形狀和大小，一副模具一般需要 2-4 個(gè)導(dǎo)柱。如果，模具的凸模與凹模合模有方位要求時(shí)，則用兩個(gè)直徑不同的導(dǎo)柱，或用兩個(gè)直徑相同，但錯(cuò)開位置的導(dǎo)柱。（3） 由于塑件通常留于公模，所以為了便于脫模導(dǎo)柱通常安裝在母模。（4） 導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)有承屑槽（5） 導(dǎo)柱`導(dǎo)套及導(dǎo)向孔的軸線應(yīng)保證平行（6） 合模時(shí)，應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免公模先進(jìn)入模腔，損壞成型零件。2. 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)（1） 有單節(jié)與臺階式之分（2） 導(dǎo)柱的長度必須高出公模端面 6…8mm（3） 導(dǎo)柱頭部應(yīng)有圓錐或球形的引導(dǎo)部分（4） 固定方式有鉚接固定和螺釘固定（5） 其表面應(yīng)熱處理，以保證耐磨。3. 導(dǎo)套和導(dǎo)向孔（1） 無導(dǎo)套的導(dǎo)向孔，直接開在模板上，模板較厚時(shí)，導(dǎo)向孔必須做成盲孔，側(cè)壁增加排氣孔。（2） 導(dǎo)套有套筒式`臺階式`凸臺式（3） 為了導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套孔，在導(dǎo)套前端應(yīng)倒有圓角 r。15一般情況下,導(dǎo)柱與導(dǎo)套共同使用,用于保證動(dòng)模與定模兩大部分內(nèi)零件的準(zhǔn)確對合和塑料部品的形狀,尺寸精度,并避免模內(nèi)零件互相碰撞與干涉,起到合模導(dǎo)向的作用.4.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(jìn)料通道，澆注系統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無流道凝料澆注系統(tǒng)兩類，本設(shè)計(jì)中采用普通側(cè)澆口澆注系統(tǒng)。正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)對獲得優(yōu)質(zhì)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(gè)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4.2.1 主流道設(shè)計(jì)所選用海天 160X 1A 型注射劑噴嘴有關(guān)尺寸如下：噴嘴前段孔徑 d0=3mm噴嘴圓弧半徑 R0=10mm為了使凝料能夠順利拔出，主流道的小段直徑 d 應(yīng)稍大于噴嘴直徑。d=d0+（0.5~1）=3.5mm主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角@通常為 2~4°，過大的錐角會(huì)才產(chǎn)生湍流或渦流，卷入空氣，過小的錐角使凝料脫模困難，還會(huì)使沖模時(shí)熔體的流動(dòng)阻力過大，此處16的錐角選用 2°，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 R11mm，經(jīng)測量主流道長度 L 取 77mm。4.2.2 分流道的設(shè)計(jì)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(dòng)通道。分流道應(yīng)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?nèi)垠w流向，使其以平穩(wěn)的流態(tài)均衡地分配到各個(gè)型腔，分流道的長度應(yīng)該盡可能短，折彎少，盡量減少流動(dòng)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(nèi)部的熔體流動(dòng)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(shè)計(jì)選擇 U 形截面的分流道，采用流道布局如圖所示：流道布局4.2.3 澆口的設(shè)計(jì)點(diǎn)澆口普遍用于中小型塑件的多型腔模具，一般開設(shè)在產(chǎn)品面上，一般塑料熔17體從內(nèi)側(cè)充填模具型腔，其截面形狀多為圓形。點(diǎn)澆口的尺寸作如下取值：直徑 c=1.6 m 4.2.4 冷料穴的設(shè)計(jì)主流道的末端需要設(shè)置冷料穴以往上制品中出現(xiàn)固化的冷料。因?yàn)樽钕攘魅氲乃芰弦蚪佑|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(huì)影響制品的質(zhì)量，為防止這一問題必須在沒塑料流動(dòng)方向在主流道末端設(shè)置冷料穴以便將這部分冷料存留起來。冷料穴一般開設(shè)在主流道對面的模板上，其標(biāo)稱直徑與主流道直徑相同或略大一些，這里取為 8mm，最終要保證冷料體積小于冷料穴體積。冷料穴的形式有多種，這里采用錐形的冷料穴拉出主流道凝料的形式。它與水口配用，開模時(shí)錐形的冷料穴通過推桿拉出定模，最后在小拉桿的作用下將冷料和和主流道凝料隨制品一起推出定模。如圖：冷料穴及拉料針4.3 分型面的設(shè)計(jì)將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€(gè)或幾個(gè)可以分離的主要部分，它們的接觸表面分開時(shí)能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料，當(dāng)成型時(shí)又必須接觸封閉，這樣的接觸表面稱為分型面，它是決定模具結(jié)構(gòu)的重要因素，每個(gè)塑件的分型面可能只有一種選擇，也可能18有幾種選擇。合理地選擇分型面是使塑件能完好的成型的先決條件。選擇分型面時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：1）分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處；2）使塑件在開模后留在動(dòng)模上；3）分型面的痕跡不影響塑件的外觀；4）澆注系統(tǒng)，特別是澆口能合理的安排；5）使推桿痕跡不露在塑件外觀表面上；6）使塑件易于脫模。綜合考慮各種因素，并根據(jù)本模具制件的外觀特點(diǎn)，采用平面分型面，并選擇在塑件的最大平面處，開模后塑件留在動(dòng)模一側(cè)，如圖所示。分型面的選擇4.4 成型零部件的設(shè)計(jì)模具閉合時(shí)用來填充塑料成型制品的空間稱為型腔。構(gòu)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，因此成型零19部件的設(shè)計(jì)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(jīng)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(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)形式，準(zhǔn)確計(jì)算其尺寸和公差并保證它們具有足夠的強(qiáng)度、剛度和良好的表面質(zhì)量。4.4.1 成型零部件結(jié)構(gòu)成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要應(yīng)在保證塑件質(zhì)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(jié)構(gòu)與制品的形狀、尺寸、使用要求、生產(chǎn)批量及模具的加工方法等有關(guān)，常用的結(jié)構(gòu)形式有整體式、嵌入式、鑲拼組合式和瓣合式四種類型。本設(shè)計(jì)中采用嵌入式型腔及型芯，如圖所示。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，牢固可靠，不容易變形，成型出來的制品表面不會(huì)有鑲拼接縫的溢料痕跡，還有助于模具加工提高加工效率。型腔 3D 圖20型芯 3D 圖4.4.2 成型零部件工作尺寸的計(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。在模具設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)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(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中取出后，因冷卻及其它原因會(huì)引起尺寸21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1.型腔和型芯尺寸的計(jì)算型腔長度尺寸計(jì)算：Lm=[(1+s)Ls-XΔ]+制造公差Lm-模具型腔長度基本尺寸Ls-塑件外表面的長度基本尺寸S-塑料平均收縮率X-修正系數(shù)（0.5~0.75）Δ-塑件外表面長度基本尺寸的公差所以 Lm = [112.36（1+0.005）-0.75x0.3]=112.696(+0.3)型芯徑向長度計(jì)算：lm =[（1+s）ls+XΔ]-模具制造公差lm-模具型芯長度基本尺寸ls-塑件內(nèi)表面的長度基本尺寸所以 = [（1+0.005）107.68+0.75x0.3]22=108.443 (-0.3)型腔寬度尺寸計(jì)算：Lm=[(1+s)Ls-XΔ]+制造公差Lm-模具型腔寬度基本尺寸Ls-塑件外表面的寬度基本尺寸S-塑料平均收縮率X-修正系數(shù)（0.5~0.75）Δ-塑件外表面寬度基本尺寸的公差所以 Lm = [53.13（1+0.005）-0.75x0.2]=53.246(+0.2)型芯徑向?qū)挾扔?jì)算：lm =[（1+s）ls+XΔ]-模具制造公差lm-模具型芯寬度基本尺寸ls-塑件內(nèi)表面的寬度基本尺寸所以 = [（1+0.005）50.4+0.75x0.2]=50.802(-0.2)2.型腔深度和型芯高度尺寸的計(jì)算型腔深度：Hm=[（1+s）Hs-XΔ]+制造公差 Hm-模具型腔深度基本尺寸23Hs-塑件凸起部分高度基本尺寸X-修正系數(shù)（0.5~0.75）=[（1+0.005）28.247-0.75x0.1] =28.313（+0.1） 型芯高度：hm=[（1+s）Hs-XΔ]+制造公差hm-模具型芯高度基本尺寸hs-塑件孔或凹槽深度尺寸=[（1+0.005）26.247+0.75*0.1]=26.453（-0.1）4.4.3 模具強(qiáng)度與剛度校核普通意義上的模具強(qiáng)度包括模具的強(qiáng)度、剛度。模具的各種成型零部件和結(jié)構(gòu)零部件均有強(qiáng)度、剛度的要求，足夠的強(qiáng)度才可以保證模具能正常工作。由于模具形式較多，計(jì)算也不盡相同且較復(fù)雜，實(shí)際生產(chǎn)中，采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核相結(jié)合的方法，通過強(qiáng)度校核來調(diào)整設(shè)計(jì)，保證模具能正常工作。模具強(qiáng)度計(jì)算較為復(fù)雜，一般采用簡化的計(jì)算方法,計(jì)算時(shí)采取保守的做法，原則是：選取最不利的受力結(jié)構(gòu)形式，選用較大的安全系數(shù)，然后再優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)，充分提高模具強(qiáng)度。為保證模具能正常工作，不僅要校核模具的整體性強(qiáng)度，也要校核模具局部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。整體性強(qiáng)度主要針對型腔側(cè)壁厚度，型腔底板厚度，合模面所能承受的壓力等幾個(gè)方面，實(shí)際選用尺寸應(yīng)大于計(jì)算尺寸并取整。校核時(shí)應(yīng)從強(qiáng)度與彎曲兩個(gè)方面24分別計(jì)算，選取較大的尺寸。4.5 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型選擇與設(shè)計(jì)4.5.1 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型一 般 指 的 模 具 的 行 位 機(jī) 構(gòu) ， 即 凡 是 能 夠 獲 得 側(cè) 向 抽 芯 或 側(cè) 向 分 型 以 及 復(fù) 位 動(dòng)作 來 拖 出 產(chǎn) 品 倒 扣 ， 低 陷 等 位 置 的 機(jī) 構(gòu) 。下 圖 列 出 模 具 的 常 用 行 位 結(jié) 構(gòu) 。從 作 用 位 置 分 為 下 模 行 位 、 上 模 行 位 、 斜 行 位 （ 斜 頂 ） 從 動(dòng) 力 來 分 ， 為 機(jī) 動(dòng) 側(cè) 向 行 位 機(jī) 構(gòu) 和 液 壓 （ 氣 壓 ） 側(cè) 向 行 位 機(jī) 構(gòu)25側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型1.滑塊的設(shè)計(jì)滑塊設(shè)計(jì)的要點(diǎn)在于滑塊與側(cè)向型芯連接以及注射成型時(shí)制品尺寸的準(zhǔn)確性和移動(dòng)的可靠性，滑塊分為整體式和組合式兩種。滑塊材料常用 45 鋼或 T8、T10 等制造，要求硬度在 HRC40 以上。2.導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì)導(dǎo)滑槽與滑塊導(dǎo)滑部分采用間隙配合，一般采用 H8/f8?；瑝K的滑動(dòng)配合長度通常要大于滑塊寬度的 1.5 倍，而保留在導(dǎo)滑槽內(nèi)的長度不應(yīng)小于導(dǎo)滑配合長度的2/3，導(dǎo)滑槽材料通常用 45 鋼制造，調(diào)質(zhì)至 HRC 28～HRC32，3.滑塊定位裝置設(shè)計(jì)由于我們采用的是后模行位的形式，根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況，采用導(dǎo)滑槽的方式，主要作用為固定與導(dǎo)向作用。4.楔緊塊設(shè)計(jì)楔緊角 β 應(yīng)比斜導(dǎo)柱的傾斜角 α 大 2°～3°。5.斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式斜導(dǎo)柱和滑塊在模具上因安裝位置不同，組成了抽芯機(jī)構(gòu)的不同結(jié)構(gòu)形式。1）斜導(dǎo)柱在定模上、滑塊在動(dòng)模上的結(jié)構(gòu)A、設(shè)計(jì)時(shí)必須注意，滑塊與推桿在合模復(fù)位過程中不能發(fā)生“干涉”現(xiàn)象。所謂干涉現(xiàn)象是指滑塊的復(fù)位先于推桿的復(fù)位致使活動(dòng)側(cè)向型芯與推桿相碰撞，造成活動(dòng)側(cè)向型芯或推桿損壞。B、如果發(fā)生干涉，常用的先復(fù)位附加裝置有彈簧先復(fù)位、楔形滑塊先復(fù)位、擺桿先復(fù)位等多種形式。2）斜導(dǎo)柱在動(dòng)模上、滑塊在定模上的結(jié)構(gòu)3）斜導(dǎo)柱和滑塊同在定模上4）斜導(dǎo)柱和滑塊同在動(dòng)模上264.5.2 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)主要參數(shù)的確定1.抽芯距 S型芯從成型位置到不妨礙塑件的脫模推出位置所移動(dòng)的距離叫理論抽芯距，用S′表示。為了安全起見，實(shí)際抽芯距離 S 通常比理論抽芯距離 S′大 3～5mm，即S = S′+（3～5）mm本次設(shè)計(jì)中 S′=1.5mm，所以 S=1.5+4.5≈6mm。2.斜導(dǎo)柱傾斜角 ?導(dǎo)柱傾斜角 是決定斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)工作效果的一個(gè)重要參數(shù)，它不僅決定了開模行程和斜導(dǎo)柱長度，而且對斜導(dǎo)柱的受力狀況有著