管座的注射模具設(shè)計(jì)-塑料注塑?；瑝K抽芯含NX三維及11張CAD圖.zip
管座的注射模具設(shè)計(jì)-塑料注塑?；瑝K抽芯含NX三維及11張CAD圖.zip,注射,模具設(shè)計(jì),塑料,注塑,?；瑝K抽芯含,NX,三維,11,CAD
管座的注塑模具設(shè)計(jì)
摘 要
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是管座注塑模具設(shè)計(jì)。首先對(duì)所要設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行工藝的分析與計(jì)算，該塑件采用ABS為材料，然后在分析計(jì)算的基礎(chǔ)上確定成型工藝方案，為一模兩腔，推桿推出，側(cè)澆口，單分型面，對(duì)注塑模具的主要零部件尤其是成型零部件的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算。對(duì)注塑產(chǎn)品提出了基本的設(shè)計(jì)原則；詳細(xì)介紹了塑件成型工藝設(shè)計(jì)，注射機(jī)的選擇，澆注系統(tǒng)的的設(shè)計(jì)，成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的過(guò)程。并對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇也作了相應(yīng)的介紹。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，使我掌握了注塑模具設(shè)計(jì)的全過(guò)程，同時(shí)也提高了運(yùn)用CAD繪制復(fù)雜裝配圖的能力。
關(guān)鍵詞：管座，注塑模具，一模兩腔，側(cè)澆口，注射機(jī)，澆注系統(tǒng)
Abstract
The topic of this graduation design is the base of injection mold design. First carries on the analysis and calculation of technology on the design of the products, the plastic parts by using ABS as the material, and then calculated based on the analysis to determine the forming process scheme for the first mock exam two cavity, putting out, side gate, single parting surface, the main parts of the injection mold especially molding parts size design and calculation. The basic design principles for injection molding products are put forward. The molding process design, injection machine selection, gating system design, structural design of molding parts, design of ejection and ejection mechanism, and design process of cooling system are introduced in detail. And the selection of the standard mold frame is also introduced. Through this design, I have mastered the whole process of injection mold design, and also improved the ability to use CAD to draw complex assembly drawings.
Keywords: seat, injection mold, the first mock exam two cavity, side gate, injection machine, injection system
目錄
摘 要 I
Abstract II
第一章 緒論 - 1 -
第二章 塑件工藝性分析 - 2 -
2.1塑件原材料的分析 - 3 -
2.2主要技術(shù)指標(biāo) - 4 -
2.3 ABS的注射工藝參數(shù) - 4 -
2.4 塑件成型方式的選擇 - 4 -
2.5 塑件結(jié)構(gòu)和尺寸精度、表面質(zhì)量分析 - 5 -
2.6 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量 - 5 -
第三章 確定成型方案及模具類型 - 7 -
3.1 模具類型的確定 - 7 -
3.2 確定模具類型的主要結(jié)構(gòu) - 8 -
3.2.1分型面得選擇 - 8 -
3.2.2型腔的排列方式的確定 - 9 -
3.2.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) - 10 -
3.3 分流道的設(shè)計(jì) - 11 -
3.4 澆口的設(shè)計(jì) - 12 -
3.5 冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì) - 13 -
3.6 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) - 14 -
第四章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) - 15 -
4.1 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 - 15 -
4.2 按模具中的推出零件分類 - 15 -
4.3 脫模力的計(jì)算 - 15 -
第五章 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) - 16 -
5.1 脫模機(jī)構(gòu)的分類 - 16 -
5.2 推出機(jī)構(gòu)具體形式 - 16 -
第六章 冷卻裝置的設(shè)計(jì) - 18 -
6.1 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 - 18 -
6.2 對(duì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 - 18 -
6.3 冷卻水管直徑 - 18 -
6.4 冷卻水道的結(jié)構(gòu) - 18 -
第七章 成型零件的設(shè)計(jì) - 20 -
7.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) - 20 -
7.2 成型零件的工作尺寸計(jì)算 - 20 -
第八章 抽芯的設(shè)計(jì) - 23 -
8.1 抽芯距的確定與抽拔力的計(jì)算 - 23 -
8.2 斜導(dǎo)柱分型抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) - 23 -
第九章 注射機(jī)的確定和校核 - 25 -
9.1注射機(jī)的校核 - 25 -
9.2 注射量的校核 - 25 -
9.3 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 - 26 -
9.4 模具開(kāi)模行程校核 - 27 -
總結(jié) - 28 -
參 考 文 獻(xiàn) - 29 -
IV
第一章 緒論
模具是使用特定的形狀成型用一系列的形狀和大小的生產(chǎn)工具。模具是成型塑料制品稱為塑料模具?？傮w要求是:生產(chǎn)尺寸精度、外觀、物理性能可以滿足使用要求的高質(zhì)量產(chǎn)品。從模具的角度用于高效率、自動(dòng)化、操作方便;從模具制造的角度,結(jié)構(gòu)合理,制造容易,成本低。
塑料模具塑料制品質(zhì)量的影響，首先，模腔形狀、尺寸、表面粗糙度,分型面,到門和排氣槽位置和脫模方式等對(duì)精度的大小和形狀的產(chǎn)品和部分物理性能、機(jī)械性能、電氣性能和內(nèi)部應(yīng)力的大小和各向同性、外觀質(zhì)量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燃燒、銀行等等都有非常重要的影響。第二,在塑料加工過(guò)程中,模具結(jié)構(gòu)有很大的影響的易操作性。在大批量生產(chǎn)塑料制品,應(yīng)該盡量減少模具。夾緊,把零件的過(guò)程中,體力勞動(dòng),因此常采用自動(dòng)打開(kāi)和關(guān)閉模式和自動(dòng)彈射機(jī)制。在自動(dòng)生產(chǎn),確保產(chǎn)品可以自動(dòng)脫落的模具。此外,模具的成本為塑料制品有著相當(dāng)大的影響力。除了簡(jiǎn)單的模具,一般模具費(fèi)很貴,一副注塑模具來(lái)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品,和壓力成型在數(shù)百萬(wàn)可以生產(chǎn)二百五十片。當(dāng)批量不大,模具成本比例的部分成本將會(huì)非常大,在這個(gè)時(shí)候應(yīng)該盡可能合理的結(jié)構(gòu)和簡(jiǎn)單的模具,以降低成本。
現(xiàn)代塑料制品在合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少的三個(gè)重要因素,尤其是塑料模具為塑料加工技術(shù)要求,要求塑料零件和造型設(shè)計(jì)起著重要的作用。有效的自動(dòng)設(shè)備只能裝上自動(dòng)生產(chǎn)模具打效率、生產(chǎn)和更新是制造模具和更新的前提。
本畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)三年里我學(xué)會(huì)了基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)是一個(gè)全面的檢查和考核,同時(shí)也培養(yǎng)了我一種解決這個(gè)問(wèn)題的能力,深入研究混凝土。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì),可以使我所學(xué)的各種綜合應(yīng)用理論知識(shí)和技能,進(jìn)行全面、系統(tǒng)、嚴(yán)格的技術(shù)及基本能力的練習(xí)。
第二章 塑件工藝性分析
塑件圖：
圖2.1 塑件二維圖
圖2.2 塑件三維模型
（1）塑件材料：ABS；
（2）生產(chǎn)批量：年產(chǎn)30萬(wàn)件；
（3）精度等級(jí)：型腔4級(jí)，其它一般。
2.1塑件原材料的分析
無(wú)定形材料,流動(dòng)性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥80-90度,3小時(shí)；宜取高料溫,高模溫,但料溫過(guò)高易分解(分解溫度為>270度).對(duì)精度較高的塑件,模溫宜取50-60度,對(duì)高光澤.耐熱塑件,模溫宜取60-80度；如需解決夾水紋，需提高材料的流動(dòng)性，采取高料溫、高模溫，或者改變?nèi)胨坏确椒ǎ?
如成形耐熱級(jí)或阻燃級(jí)材料，生產(chǎn)3-7天后模具表面會(huì)殘存塑料分解物，導(dǎo)致模具表面發(fā)亮，需對(duì)模具及時(shí)進(jìn)行清理，同時(shí)模具表面需增加排氣位置；冷卻速度快，模具澆注系統(tǒng)應(yīng)以粗，短為原則，宜設(shè)冷料穴，澆口宜取大，如：直接澆口，圓盤澆口或扇形澆口等，但應(yīng)防止內(nèi)應(yīng)力增大，必要時(shí)可采用調(diào)整式澆口。模具宜加熱，應(yīng)選用耐磨鋼；
料溫對(duì)塑件質(zhì)量影響較大，料溫過(guò)低會(huì)造成缺料，表面無(wú)光澤，銀絲紊亂料溫過(guò)高易溢邊，出現(xiàn)銀絲暗條，塑件變色起泡；模溫對(duì)塑件質(zhì)量影響很大，模溫低時(shí)收縮率，伸長(zhǎng)率，抗沖擊強(qiáng)度大，抗彎，抗壓，抗張強(qiáng)度低。模溫超過(guò)120度時(shí)，塑件冷卻慢，易變形粘模，脫模困難，成型周期長(zhǎng)；成型收縮率小，易發(fā)生熔融開(kāi)裂，產(chǎn)生應(yīng)力集中，故成型時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制成型條件，成型后塑件宜退火處理；
熔融溫度高，粘度高，對(duì)剪切作用不敏感，對(duì)大于200克的塑件，應(yīng)采用螺桿式注射機(jī)，噴嘴應(yīng)加熱，宜用開(kāi)暢式延伸式噴嘴，注塑速度中高速。
2.2主要技術(shù)指標(biāo)
塑料ABS無(wú)毒、無(wú)味，外觀呈象牙色半透明，或透明顆?；蚍蹱睢Ｃ芏葹?.05~1.18g/㎝3,收縮率為0.4%~0.9%,彈性模量值為2Gpa,泊松比值為0.394，吸濕性<1%，熔融溫度217~237℃，熱分解溫度>250℃。
2.3 ABS的注射工藝參數(shù)
塑料ABS也可以說(shuō)是聚苯乙烯的改性，比HIPS有較高的抗沖擊強(qiáng)度和更好的機(jī)械強(qiáng)度，具有良好的加工性能，可以使用注塑機(jī)、擠出機(jī)等塑料成型設(shè)備進(jìn)行注塑、擠塑、吹塑、壓延、層合、發(fā)泡、熱成型，還可以焊接、涂覆、電鍍和機(jī)械加工。ABS的吸水性比較高，加工前需進(jìn)行干燥處理，干燥溫度為70~85℃，干燥時(shí)間為2~6h；ABS制品在加工中容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，如應(yīng)力太大，致使產(chǎn)品開(kāi)裂，應(yīng)進(jìn)行退火處理，把制件放于70~80℃的熱風(fēng)循環(huán)干燥箱內(nèi)2~4h，再冷卻至室溫即可。
2.4 塑件成型方式的選擇
塑件選擇ABS工程塑料，屬于熱塑性塑料，制品需要大批量生產(chǎn)。注射成型雖然模具結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，成本較高。但生產(chǎn)周期短、效率高，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，大批量生產(chǎn)模具成本對(duì)于單件制品成本影響不大。而壓縮成型、壓注成型主要用于生產(chǎn)熱固性塑件和小批量生產(chǎn)熱塑性塑料；擠出成型主要用以成型具有恒定截面形狀的連續(xù)型材；氣動(dòng)成型用于生產(chǎn)中空的塑料瓶、罐、盒、箱類塑件。
2.5 塑件結(jié)構(gòu)和尺寸精度、表面質(zhì)量分析
（1） 結(jié)構(gòu)分析。 從零件圖上分析，該零件總體形狀為圓柱形 ，中間是空心孔該零件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，屬于側(cè)抽芯類型的模具。
（2） 尺寸精度分析。取精度等級(jí)為IT14分析可得，該零件的尺寸精度比較低，對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以保證。
（3） 表面質(zhì)量分析。 該塑件要求外觀無(wú)明顯缺陷，表面粗糙度為，塑件無(wú)毛刺，內(nèi)部無(wú)粗糙度要求，容易實(shí)現(xiàn)。
綜上分析可以看出，注射時(shí)在工藝參數(shù)控制得較好的情況下，零件的成型要求可以的到保證。
2.6 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量
計(jì)算塑件的質(zhì)量是為了選用注射機(jī)及確定型腔數(shù)。經(jīng)計(jì)算該塑件的體積為V=17.38，投影面積A為1488.9
圖2.3塑件體積測(cè)量
圖2.4 塑件投影面積測(cè)量
根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)，可查得ABS密度為1.15。故塑件的質(zhì)量為：
考慮到模具的高度問(wèn)題，初步選擇注射機(jī)XS-ZY-125機(jī)，其的注射量為，而每次的注射量不超過(guò)最大注射量的80%
即125 ×80%=100
第三章 確定成型方案及模具類型
3.1 模具類型的確定
3.1.1確定模具的基本類型
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。
3.1.2模架的選擇
根據(jù)對(duì)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A2型模架，其基本結(jié)構(gòu)如下：
圖3.1 模架結(jié)構(gòu)形式
根據(jù)所選擇的模架的基本型可以選出對(duì)應(yīng)的模板的厚度以及模具的外輪廓尺寸，
經(jīng)過(guò)計(jì)算可以知道該模具是一模2腔的模具而量型腔之間的距離在20-30mm之間
把型腔排列成一模2腔可側(cè)得長(zhǎng)為190mm，寬為90mm，
模架的長(zhǎng)L=120+復(fù)位桿的直徑+螺釘?shù)闹睆?型腔壁厚350mm
模架的寬W=90+復(fù)位桿的直徑+型腔壁厚+滑塊長(zhǎng)度250mm
所以就取BL=250x350 的模架，塑件的厚度為26mm，該模具型腔結(jié)構(gòu)復(fù)雜所以動(dòng)模也有型芯，型芯的固定是固定總高度的，B板的厚度取75，滿足強(qiáng)度要求，A板為65mm，C板為80mm（C的選擇應(yīng)考慮推出機(jī)構(gòu)的推出距離是否滿足推出的高度）
綜上所述所選擇的模架的型號(hào)為：LKM CI-2535-A65-B75-C80 GB/T 12556。
3.2 確定模具類型的主要結(jié)構(gòu)
3.2.1分型面得選擇
分型面的選擇不僅關(guān)系到塑件的正常成型和脫模，而且設(shè)計(jì)末句結(jié)構(gòu)和制造成本。一般來(lái)說(shuō)，分型面的總體選擇原則有以下幾條：
1） 脫出塑件方便；
2） 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；
3） 型腔排氣順利；
4） 確保塑件質(zhì)量；
5） 無(wú)損塑件外觀；
6） 合理利用設(shè)備。
分型面的確定
鑒于以上的要求，在該模具中分型面設(shè)在塑件截面尺寸最大的部位，也是零件的中心位置 如下圖。
圖3.2 分型面的選擇
3.2.2型腔的排列方式的確定
型腔指模具中成形塑件的空腔，而該空腔是塑件的負(fù)形，除去具體尺寸比塑料大以外，其他都和塑件完全相同，只不過(guò)凸凹相反而己。
注射成形是先閉模以形成空腔，而后進(jìn)料成形，因此必須由兩部分或（兩部分以上）形成這一空腔——型腔。其凹入的部分稱為凹模，凸出的部分稱為型芯。
1） 型腔數(shù)量的確定
其數(shù)目的決定與下列條件有關(guān)：
（1） 塑件尺寸精度
型腔數(shù)越多時(shí)，精度也相對(duì)地降低，1、2 級(jí)超精密注塑件，只能一模一腔，當(dāng)尺寸數(shù)目少時(shí)，可以一模二腔。3、4 級(jí)的精密級(jí)塑件，最多一模四腔。
（2 ）模具制造成本
多腔模的制造成本高于單腔模，但不是簡(jiǎn)單的倍數(shù)比。從塑件成本中所占的模具費(fèi)比例看，多腔模比單腔模具低。
（3） 注塑成形的生產(chǎn)效益
多腔模從表面上看，比單腔模經(jīng)濟(jì)效益高。但是多腔模所使用的注射機(jī)大，每一注射循環(huán)期長(zhǎng)而維持費(fèi)較高，所以要從最經(jīng)濟(jì)的條件上考慮一模的腔數(shù)。
（4） 制造難度
多腔模的制造難度比單腔模大，當(dāng)其中某一腔先損壞時(shí)，應(yīng)立即停機(jī)維修，影響生產(chǎn)。塑料的成形收縮是受多方面影響的，如塑料品種，塑件尺寸大小，幾何形狀，熔體溫度，模具溫度，注射壓力，充模時(shí)間，保壓時(shí)間等。影響最顯著的是塑件的壁厚和同何形狀的復(fù)雜程度。
本設(shè)計(jì)根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，考慮型腔布局方式，采用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)，這樣比一模一腔模具的生產(chǎn)效率高，同時(shí)結(jié)構(gòu)更為合理。
圖3.3 模具型腔布局
3.2.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
主流道通常位于模具的中心，是塑料熔體的入口，為了便于熔融塑料在注射時(shí)能順利的流入，開(kāi)模時(shí)又能使冷卻后的主流道凝料從主澆道中順利地拔出，主澆道的形狀設(shè)計(jì)成圓錐形，內(nèi)壁必須光滑，表面光潔度一般應(yīng)有▽8。
主流道一般是由澆口套構(gòu)成，澆口套的作用：
1、與注射機(jī)噴嘴孔吻合，將料筒內(nèi)的塑料過(guò)渡到模具內(nèi)。
2、使模具在注射機(jī)上很好的定位。
3、作為澆注系統(tǒng)的主澆道。
主澆道的一端通常設(shè)計(jì)成帶凸臺(tái)的圓盤，其高度為5～10 mm，并與注射機(jī)的固定模板的定位孔成間隙配合。澆口套的球形凹坑深度常取3～5 mm。
1）根據(jù)所選注射機(jī)，則主流道小端尺寸為
d=注射機(jī)噴嘴尺寸+（0.5～1）=3.0+0.5=3.5mm
主流道球面半徑為
SR=噴嘴尺寸半徑+（1～2）=12+1=13mm
2）主流道襯套形式
本設(shè)計(jì)雖然是小型模具，但為了僅于加工和縮短主流道長(zhǎng)度襯套和定位圈還是設(shè)計(jì)成分體式，主流道長(zhǎng)度取45mm約等于定模板的厚度見(jiàn)（下圖）所示，材料采用T10制造熱處理強(qiáng)度為52∽56HRC
① 主流道圓錐角α可取30∽60，內(nèi)壁粗糙度為Ra=0.63um
② 主流道大端呈圓角，半徑r=1～3MM。以減小料流轉(zhuǎn)向過(guò)渡時(shí)的阻力。
③ 在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，主流道應(yīng)盡量可能短，一般小于60MM。過(guò)長(zhǎng)則會(huì)影響熔體的順利充型。
④ 主流道襯套與定模座板采用H7/m6配合，與定位圈的配合采用H9/f9間隙配合。
圖3.4 定位圈和襯套
3.3 分流道的設(shè)計(jì)
對(duì)分流道的要求包括：塑料熔體在流動(dòng)中熱量和壓力損失最小，同時(shí)使流道中的塑料最少，即從流動(dòng)性、傳熱性等因素考慮，分流道的比表面積（分流道表面積與體積之比）應(yīng)盡可能小，塑料熔體能在相同的溫度、壓力條件下，從各個(gè)澆口同時(shí)進(jìn)入并充滿型腔。
分流道截面形狀及尺寸
分流道的形狀尺寸取決于塑件的體積、壁厚、形狀，以及所加工塑料的種類，注射速率分流道長(zhǎng)度等。
優(yōu)點(diǎn)：比表面積最小，因此阻力小，壓力損失小，冷卻速度最慢，流道中心冷凝慢有利于保壓，廢料少。
缺點(diǎn)：同時(shí)在兩半模上加工圓形凹槽，難度大，費(fèi)用高。
圓形截面分流道的直徑d一般在2~12mm內(nèi)變動(dòng)。實(shí)驗(yàn)證明，對(duì)多數(shù)塑料來(lái)說(shuō)，分流道直徑在6mm以時(shí)，直徑對(duì)熔體流動(dòng)性影響較大，但直徑在8mm以上時(shí)，即使再增大直徑，對(duì)熔體流動(dòng)性影響不大。分流道長(zhǎng)度一般在8~30mm之間一般
圖3.5 流道截面形狀
；塑件最大壁厚
ABS分流道的直徑推薦值2——10mm。
本次設(shè)計(jì)為了快速填充，所以采用分流道直徑采用6mm 。
3.4 澆口的設(shè)計(jì)
澆口是連接主流道和型腔的橋梁，它具有兩個(gè)功能：第一，對(duì)熔融塑料進(jìn)入型腔起控制作用；第二，當(dāng)注射壓力撤消后，澆口固化，封鎖型腔，使型腔中尚未冷卻固化的塑料不會(huì)倒流。
選擇澆口形式應(yīng)該遵循以下原則：
（1） 盡可能采用平衡式設(shè)置；
（2） 型腔排列進(jìn)料均衡；
（3） 型腔布置和澆口開(kāi)設(shè)部位力求對(duì)稱，防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象；
（4） 確保耗料量小；
根據(jù)以上原則和零件的實(shí)際情況，決定選用側(cè)澆口形式，這種澆口適用于成型殼、盒、罩和容器等制品，是應(yīng)用廣泛的澆口形式。
圖3.6 澆注系統(tǒng)三維建模
3.5 冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì)
臥式或立式注射機(jī)用注射模的冷料穴，一般都設(shè)在主流道的末端，且開(kāi)主流道對(duì)面的動(dòng)模上，直徑稍大于主流道大端的直徑，便于冷料的進(jìn)入，冷料穴的形式不僅與主流道的拉料桿有關(guān)，而且與主流道中的凝料的脫模有關(guān)系。
本套模具因采用Z拉料桿
圖3.7 拉料勾
3.6 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
排氣系統(tǒng)的作用是將澆注系統(tǒng)、型腔內(nèi)大的空氣以及塑料熔體分解產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出
模外。如果排氣不良，會(huì)在塑件上形成氣泡、銀紋、接痕等缺陷，使表面輪廊不清楚，甚至充不滿型腔。還會(huì)因氣體被壓縮產(chǎn)生高溫，使塑件產(chǎn)生焦痕現(xiàn)象。
大多數(shù)情況下，可利用模具的分型面之間的間隙自然排氣，模具成型零件都是以鑲塊形式進(jìn)行加工，裝配過(guò)程中自然產(chǎn)生間隙進(jìn)行排氣。不需要刻意開(kāi)設(shè)排氣槽排氣。
第四章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
塑料成型后，使制件及澆注系統(tǒng)凝料從凸?；虬寄Ｉ厦摮龅臋C(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)，也稱脫模機(jī)構(gòu)。它由一系列推出元件等組成，可具有不同的推出動(dòng)作。大部分推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作是提高裝在注射機(jī)合模機(jī)上的頂桿或液壓缸來(lái)完成的。推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)直接影響制件的質(zhì)量，是塑料模設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)之一。
根據(jù)塑件的形狀和成型特點(diǎn)及模具的結(jié)構(gòu)，選擇推桿推出機(jī)構(gòu)。
4.1 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則
（1）結(jié)構(gòu)可靠，機(jī)械運(yùn)動(dòng)靈活、準(zhǔn)確，并有足夠的剛度和強(qiáng)度。
（2）保證塑件不變形、不損壞。
（3）保證塑件外觀良好。
（4）盡量使塑件留在動(dòng)模一側(cè)，以便借助于開(kāi)模力驅(qū)動(dòng)脫模裝置，完成脫模動(dòng)作。
4.2 按模具中的推出零件分類
分為推桿式脫模、推管式脫模、推板式脫模等，該塑件底部有加強(qiáng)筋，又非圓筒件，所以采用應(yīng)用比較廣泛的推桿式脫模機(jī)構(gòu)。
4.3 脫模力的計(jì)算
由于制品是薄壁矩形件
Q=8t·E·S·l·f/(1-m)(1+f) （kN）
式中Q—脫模最大阻力（kN）
t—塑件的平均壁厚（cm）
E—塑料的彈性模量（N/）
S—塑料毛坯成型收縮率（mm/mm）
l—包容凸模長(zhǎng)度（cm）
f—塑料與鋼之間的摩擦系數(shù)
m—泊松比，一般取0.38~0.49
查[6]表5-33，表5-57分別得，S=0.005，E=1.8×10N/cm
已知，t0.12cm，l=4.5cm，查[8] f=0.28
Q=8×0.12×1.8×10×0.005×4.5×0.28/(1-0.43)(1+0.28)
=1.49kN
第五章 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
在注射成型 的每一循環(huán)中，塑件必須由模具型腔中脫出，脫出塑件的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)或頂出機(jī)。
（1）脫模機(jī)推出力應(yīng)施于塑件剛性和強(qiáng)度最大的部位，作用面積也應(yīng)盡可能大一些，以防塑件變形或損壞。
（2)力求良好的塑件外觀，在選擇頂處位置時(shí)，應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗庥^影響不大的部位。在采用推桿脫模時(shí)尤其要注意這個(gè)問(wèn)題。
(3)結(jié)構(gòu)合理可靠，脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)工作可靠，運(yùn)動(dòng)靈活，制造方便，更換容易且具有足夠的剛度和強(qiáng)度。
5.1 脫模機(jī)構(gòu)的分類
按模具結(jié)構(gòu)分類。分為簡(jiǎn)單脫模機(jī)構(gòu)、雙脫模機(jī)構(gòu)、順序脫模機(jī)構(gòu)、二級(jí)脫模機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)脫模機(jī)構(gòu)等。
本設(shè)計(jì)采用的推出機(jī)構(gòu)是推桿推出機(jī)構(gòu)。
設(shè)計(jì)時(shí)注意事項(xiàng)。為了減小推出過(guò)程中推件板和型芯的摩擦，可采用在推件板和型芯間留有0.20-0.25mm的間隙，并采用3-5度的錐面配合。其錐度起到輔助定位作用，防止推件板偏心而引起溢料。
5.2 推出機(jī)構(gòu)具體形式
綜合分析用推桿推出機(jī)構(gòu)，綜合該模架和塑件的考慮我選用徑為1.5mm的標(biāo)準(zhǔn)直通式推桿，工作端面為圓形形狀。尾部采用臺(tái)肩固定。推桿的配合形式如圖所示。在推桿固定板上的孔應(yīng)為4mm；推桿臺(tái)階部分的直徑常為5mm；推桿固定板上的臺(tái)階孔為6mm
圖5.1 頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
第六章 冷卻裝置的設(shè)計(jì)
無(wú)論何種塑料進(jìn)行注塑成型，均會(huì)有一個(gè)比較合適的溫度范圍，在此溫度范圍內(nèi)，塑料熔體的流動(dòng)性好，容易充滿型腔，塑料脫模后收縮和翹曲變形小，形狀與尺寸穩(wěn)定，力學(xué)性能以及表面質(zhì)量也比較高。為了使模溫能控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，必須設(shè)計(jì)模具溫度的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。因?yàn)樗芰献⑸淠卣{(diào)節(jié)能力，不僅影響到塑件質(zhì)量，而且也決定著生產(chǎn)效率。實(shí)際上模溫設(shè)計(jì)恰當(dāng)與否，直接關(guān)系到生產(chǎn)成本與經(jīng)濟(jì)效益。
6.1 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則
1）冷卻回路數(shù)量應(yīng)盡量多，冷卻通道孔徑要盡量大；
2）冷卻通道的布置應(yīng)合理；
3）冷卻回路應(yīng)有利于降低冷卻水進(jìn)、出口水溫的差值；
4）冷卻回路結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工和清理；
5）冷卻水道至型腔表面的距離應(yīng)盡可能相等；
6）冷卻水道要避免接近熔痕部位，以免熔接不牢，影響塑件的精度
6.2 對(duì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求
根據(jù)選用的塑料品種，確定溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)是采用冷卻方式還是加熱方式；
希望模溫均勻，塑件各部分同時(shí)冷卻，以提高生產(chǎn)率和塑件質(zhì)量；
采用較底的模溫，快速、大流量通水冷卻一般效果比較好；
溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)要盡量做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，成本低廉。
6.3 冷卻水管直徑
為使冷卻水處于湍流狀態(tài)，查資料取D=6mm
結(jié)合模具的結(jié)構(gòu)取1條冷卻管道會(huì)造成模具溫度會(huì)分布不均，故這里取8條，上下模板各2條。
6.4 冷卻水道的結(jié)構(gòu)
由于該塑件體積比較小，所以水道采用直水道直徑為6mm
圖6-1 水路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
第七章 成型零件的設(shè)計(jì)
7.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
凹模是成型塑件外表面的凹裝零件，它的結(jié)構(gòu)取決于塑件的成型需要和加工與裝配的工藝要求，通?？煞譃檎w式和組合式兩大類。
（1）整體式凹模
整體式凹模是有一整塊鋼材直接加工而成的，這種凹模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，牢固可靠，不易變形，成型的零件質(zhì)量好，但是當(dāng)塑件結(jié)構(gòu)復(fù)雜時(shí)，其凹模的加工工藝性較差。因此，在先進(jìn)的型腔加工機(jī)床尚未普及之前，整體式凹模適用形狀簡(jiǎn)單的小型塑件成型。
（2）整體式凸模
由于該模具結(jié)構(gòu)一般，又屬于中小型模具，外表面又要求一般，所以凸模板采用整體式。
7.2 成型零件的工作尺寸計(jì)算
型芯和型腔的徑向尺寸
成型零件的工作尺寸｛ 型芯和型腔的深度尺寸
中心距尺寸
塑件成型收縮誤差
（1）成型收縮率:
實(shí)際收縮率：
計(jì)算收縮率：
模具成型零件尺寸計(jì)算（等式右邊的乘積項(xiàng)為收縮量）
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0.05%，剛計(jì)算模具成型零部件工作尺寸的公式為：
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
通常凹模、凸模組成的模腔工作尺寸簡(jiǎn)化后的計(jì)算方法有平均收縮率法和公差帶法兩種。其中平均收縮率法以平均概念進(jìn)行計(jì)算，從收縮率的定義出發(fā)，按塑件收縮率、成形零件制造公差、磨損量都為平均值的計(jì)算，公式如以下[7]：
（1）凹模的內(nèi)形尺寸：
L=[L(1+k)-(3/4)Δ] （5.6）
式中： L為型腔內(nèi)形尺寸(mm)；
L為塑件外徑基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際外形尺寸；
K為塑料平均收縮率(%)，此處取0.05%；
Δs為塑件公差，查表知PP塑件精度等級(jí)取5級(jí)；塑件基本尺寸在10~14mm范圍內(nèi)取0.32mm;在50~65mm公差取0.74mm；塑件基本尺寸在65~80范圍內(nèi)其公差取0.86mm；在80~100mm范圍內(nèi)公差取1.00mm； 。
所以型腔尺寸如下：
L1=[50×(1+0.0.05)-(3/4)×0.64]=50.4
L2=[20×(1+0.0.05)-(3/4)×0.44]=20.02
型腔深度的尺寸計(jì)算：
h=[h(1+k)-(2/3)Δ]
式中： h模/型芯高度尺寸(mm)；
h為塑件內(nèi)形深度基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際內(nèi)形深度尺寸；
Δs 、K 含義如（1）式中。
H1=[15×(1+0.0.05)-(2/3)×0.38]=15.01
H2=[7.5×(1+0.0.05)-(2/3)×0.28]=7.44
2）凸模的外形尺寸計(jì)算：
L=[L(1+k)+(3/4) Δ]
式中： L模/型芯外形尺寸(mm)；
L為塑件內(nèi)形基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際內(nèi)形尺寸；
Δs 、k含義如（1）式中。
由于該塑料的收縮率不大為0.05%，故只需在型腔尺寸比較大的考慮其收縮率，在尺寸小的地方不用考慮由收縮率引起的尺寸偏差。
所以型芯的尺寸如下：
L1=[44×（1+0.0.05）+（3/4）×0.64]=45.25
L2=[14×（1+0.0.05）+（3/4）×0.32]=14.49
型芯的深度尺寸計(jì)算：
h=[h(1+k)+ (2/3)Δ]
式中： h為凸模/型芯高度尺寸(mm)；
h為塑件內(nèi)形深度基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際內(nèi)形深度尺寸；
Δs 、k含義如（1）式中。三個(gè)型芯的高度分別為：
H1=[12×（1+0.0.05）+（2/3）×0.32]=12.42
H2=[3×（1+0.0.05）+（2/3）×0.20]=3.18
第八章 抽芯的設(shè)計(jì)
8.1 抽芯距的確定與抽拔力的計(jì)算
〔1〕 抽芯距的計(jì)算公式如下：
式中 S—抽芯距，mm；
S1— 取出塑件最小尺寸，mm；
R—最外尺寸，mm；
r—滑塊內(nèi)徑，mm。
S=38+3=41mm
8.2 斜導(dǎo)柱分型抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
斜導(dǎo)柱分型抽芯是應(yīng)用最廣的分型抽芯機(jī)構(gòu)，它借助開(kāi)模力完成側(cè)向抽芯，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，動(dòng)作可靠。其結(jié)構(gòu)如圖所示，模滑塊裝在T型導(dǎo)滑槽內(nèi)，可沿著抽拔方向平穩(wěn)滑移，驅(qū)動(dòng)滑塊的斜導(dǎo)柱與開(kāi)模運(yùn)動(dòng)方向成斜角安裝，斜導(dǎo)柱與滑塊上對(duì)應(yīng)的孔呈松動(dòng)配合，開(kāi)模時(shí)斜導(dǎo)柱與滑塊發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，斜導(dǎo)柱對(duì)滑塊產(chǎn)生一側(cè)向分力，迫使滑塊完成抽芯動(dòng)作。
圖 斜導(dǎo)柱分型抽芯機(jī)構(gòu)示意圖
斜導(dǎo)柱的斜角一般為15°～20°，最大不得超過(guò)25°，本設(shè)計(jì)采用18°，斜導(dǎo)柱的尺寸如圖所示，材料采用優(yōu)質(zhì)鋼材T8A，淬火硬度HRC55～60。
第九章 注射機(jī)的確定和校核
9.1注射機(jī)的校核
由于采用一模2腔，需要至少注射量為19.99g，流道水口廢料初步估計(jì)10g，總注塑量達(dá)50g，，選定注射機(jī)為XS-ZY-125（可調(diào)整高度型）。注射方式為螺桿式，其有關(guān)性能參數(shù)為：
D注射機(jī)XS-ZY-125參數(shù)：
額定注射量：125mm
最大成型面積：320cm
柱塞直徑：42mm
注射壓力：120Mpa
模板尺寸：428×450（mm×mm）
柱桿空間：260×290(mm×mm)
鎖模力：900KN
噴嘴圓弧半徑：12mm
噴嘴孔徑：4mm
最大開(kāi)模行程：300mm
模具最大厚度：300mm
模具最少厚度：200mm
9.2 注射量的校核
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：
式中 --型腔數(shù)量
--單個(gè)塑件的體積（）（零件上下兩件，體積按照統(tǒng)一計(jì)算）
--澆注系統(tǒng)所需塑料的體積（）
上述算出M=19.99X2+10=50g
注塑機(jī)額定注塑量為125g 60x80%=100>50 g
注射量符合要求
9.3 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核
注射成型時(shí)為了可靠的鎖模，應(yīng)使塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機(jī)額定鎖模力。即：
（）P < F
式中： P—塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力（MPa）
F—注射機(jī)額定鎖模力（N）
其它意義同上
根據(jù)教科書(shū)表5-1，型腔內(nèi)通常為20-40MPa，一般制品為24-34MPa，精密制品為39-44MP
（）P=2x14.889X30x1.1=98.26KN<900KN
鎖模力符合要求
（1） 模具閉合高度的確定
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架各模板尺寸及模具設(shè)計(jì)的其他零件尺寸：
定模板 ，，型腔固定板 ，型芯固定板 ，墊塊，動(dòng)模板
模具的閉合高度：
2 模具安裝部分的校核
該模具的外形尺寸為，XS-ZY-125型注射機(jī)模板的滿足
固能滿足模具安裝要求。
XS-ZY-125注射機(jī)所允許模具的最小厚度為200mm，最大厚度為300mm，
即模具滿足安裝要求。
9.4 模具開(kāi)模行程校核
經(jīng)查資料注射機(jī)XS-ZY-125的最大開(kāi)模行程S為300mm滿足下式計(jì)算所需的條件要求：
注射及的開(kāi)模行程足夠。
經(jīng)驗(yàn)證XS-ZY-120型注射機(jī)能滿足使用要求。
總結(jié)
經(jīng)過(guò)兩個(gè)月的忙碌和工作在這篇論文中設(shè)計(jì)已接近尾聲，缺乏經(jīng)驗(yàn)這是不可避免的，許多人認(rèn)為這是不完備的地方，如果沒(méi)有教授的監(jiān)督和指導(dǎo)，以及工作的支持的學(xué)生，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。
整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我查閱各種信息模具，并且得到老師的親切關(guān)懷和耐心的指導(dǎo)。尤其是模具在設(shè)計(jì)中遇到的具體問(wèn)題，所以我在這里很短的時(shí)間，模具的認(rèn)識(shí)有了質(zhì)的飛躍。
在論文寫(xiě)作過(guò)程中，得到老師的親切關(guān)懷和耐心的指導(dǎo)。老師嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從科目到最終完成該項(xiàng)目的選擇，老師總是小心地給我的指導(dǎo)和不懈的支持。這么多天來(lái)，老師給我的精心指導(dǎo)下，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和科學(xué)精神是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)，對(duì)我今后的學(xué)習(xí)和工作產(chǎn)生積極的影響。我向教師表示衷心的感謝和崇高的敬意。
從陌生到開(kāi)始接觸，從熟悉的了解到，這是我們每個(gè)人都要經(jīng)歷學(xué)習(xí)的一般過(guò)程，學(xué)習(xí)模具的過(guò)程中我也真正理解的東西。
在論文已接近尾聲之際，我的心情是不平靜的，從一開(kāi)始就進(jìn)入問(wèn)題能夠順利完成，有多少可敬的老師，同學(xué)，朋友給了我說(shuō)不出話來(lái)幫助在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的感謝！
參 考 文 獻(xiàn)
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