荷花形塑料果盤的注塑模具設計-注射模含9張CAD圖帶開題報告-獨家.zip
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荷花形塑料果盤的注塑模具設計
摘 要
對荷花形塑料果盤的注射模結構采用大水口直接進膠，一模兩腔的模具結構，材料采用在塑膠生活用品行業(yè)較為廣泛的且性能良好的GPPS(聚苯乙烯)。通過對塑膠成型工藝的分析，GPPS塑膠性能的分析以及水路冷卻系統(tǒng)的設計，澆注系統(tǒng)的設計，排氣系統(tǒng)的設計，頂出系統(tǒng)的設計，制定出了一套完整的生產荷花形塑料果盤的生產工序流程。
依據(jù)對樣品的實際測繪，結合產品設計的相關知識通過三維軟件進行3D造型，完成產品的設計。同時考慮實際生產需要以及設計制造成本，合理的加入實用美觀等設計元素。
關鍵字：果盤；大水口；一模兩腔；水路冷卻；注塑模； 澆注系統(tǒng)
Abstract
The injection mold structure for lotus shaped plastic fruit tray adopts the mould structure with big water inlet directly into the glue, one mold and two cavities, and the material adopts GPPS (polystyrene) which is widely used in the plastics and daily necessities industry. Through the analysis of plastic molding technology, GPPS plastic performance analysis and water cooling system design, pouring system design, exhaust system design, ejection system design, a set of complete production process flow of lotus shaped plastic fruit tray was worked out.
According to the actual surveying and mapping of samples, combined with the relevant knowledge of product design, 3D modeling is carried out through three-dimensional software to complete the product design. At the same time, considering the actual production needs and design and manufacturing costs, reasonable addition of practical and aesthetic design elements.
Keywords: fruit tray; big water outlet; one mold two cavity; water cooling; injection mold; gating system;
前 言
模具工業(yè)是制造業(yè)中的基礎產業(yè)之一，是技術成果轉化的基礎，而模具設計又是模具制造最重要的最基礎的一環(huán)，優(yōu)秀的模具設計能大大提高模具制造的效率，減少模具制造的成本。模具工業(yè)中模具主要分為注射模具和沖壓模具兩大部分，而注射模具又是模具制造業(yè)中最重要的一部分。
世界上注塑模的產量約占塑料成型模具總產量的 50 %以上 ,尤其是家用電器注塑產品需求量不斷增加，注射成型最主要的一個優(yōu)點是，注塑成型能一次成型形狀復雜、尺寸精確的制品 ，適合高效率、大批量的生產方式。但是注塑模具的設計與制造主要依賴于設計者的經驗和技師的制造技藝 ,一般需要經過反復調試和修模才能正式投入生產 ,這種傳統(tǒng)的生產方式不僅使產品的生產周期延長 ,生產成本增加 ,而且難以保證產品的質量。遠遠不能滿足我們現(xiàn)代制造業(yè)的需求，所以我們必須以科學分析的方法 ，研究各個成型過程的關鍵技術
隨著科學技術的發(fā)展，因此越來越多的企業(yè)通過CAD/ CAM/ CAE集成技術提高生產效率，節(jié)省設計制造成本。國外注塑模 CAD/ CAM/ CAE 技術研究的成果有關統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明:采用注塑模 CAD/ CAE/CAM 技術能使設計時間縮短 50 %,制造時間縮短 30 %,成本下降 10 %,塑料節(jié)省 7 %，注塑模計算機模擬技術正朝著與 CAD/ CAE無縫整體集成化方向發(fā)展 。隨著技術的飛速發(fā)展,，3D設計軟件的功能越來越強大,使用越來越簡潔, 現(xiàn)時國際上占主流地位的注射模CAD軟件有UG、Pro/E、I-DEAS、SolidWorks等；結構分析軟件有MSC、Analysis等；注射過程數(shù)值分析軟件有MoldFlow等；數(shù)控加工軟件有MasterCAM、Cimatron等，因此模具設計更是有著飛速的發(fā)展，然而UG就是其中的佼佼者,UG軟件的方便、快捷、精確性,使其在現(xiàn)代模具設計中越來越得到應用。
目 錄
摘 要 1
Abstract 2
前 言 3
1.緒論 7
1.1注射模具設計概論 7
1.2 注射模設計的基本內容 7
2.塑料成型工藝性分析 8
2.1塑件的分析 8
2.2 UG中的3D建模 9
2.3 GPPS塑膠的性能分析 10
2.4 GPPS的注射成型以及工藝參數(shù) 11
3.擬定模具的結構形式和選取注射機 13
3.1產品分型面的確定 13
3.2 模具型腔數(shù)量和排列位置的確立 13
3.3 注射機型號的確定 14
4.澆注系統(tǒng)的設計 17
4.1 主流道的設計 17
4.2 分流道的設計 18
4.3 澆口的設計 20
4.4 校核主流道的剪切速率 20
4.5 冷料穴的設計及計算 21
5. 模仁部分的結構設計及校核 21
5.1 模仁部分的結構設計 21
5.2 成型零件鋼材的選用 23
5.3 模仁工作尺寸的計算 24
5.4 凹模側壁厚度及動模墊板厚度的計算 25
6. 脫模推出機構的設計 25
6.1 脫模力的計算 25
6.2 推出方式的確定 25
7. 模架的確定 26
7.1 各模板尺寸的確定 26
7.2 模架各尺寸的校核 27
8. 排氣槽的設計 28
9.卻系統(tǒng)的統(tǒng)計 28
9.1 冷卻介質 28
9.2 冷卻系統(tǒng)的簡單計算 28
10．導向與定位結構的設計 30
結束語 31
致 謝 32
參考文獻 33
1.緒論
1.1注射模具設計概論
隨著沖壓生產的迅速發(fā)展和注射技術的不斷進步，對注射模具設計工作提出了越來越高的要求。注射模具的設計是一項技術性很高的工作，其設計過程實質上是再創(chuàng)造的勞動過程。注射模具設計的質量的優(yōu)劣，不僅直接影響注射產品的成本及生產效率、質量、而且也會影響注射生產的組織與管理。因此，注射模具設計工作不僅要求設計人員具有較好的理論基礎、熟練的設計技能、豐富的實踐經驗、認真負責的態(tài)度，而且還要求設計人員能在不斷積累總結設計經驗的基礎上，及時獲取最新的科學技術知識，盡快掌握現(xiàn)代化的設計手段。只有這樣，注射模具設計工作才能滿足工業(yè)生產迅速發(fā)展的需要。
1.2 注射模設計的基本內容
目前，塑料制品得到了愈來愈廣泛的應用，塑料的成型方法也越來越多，如注射成型、真空成型、擠壓成型、中空吹塑成型、發(fā)泡成型、薄膜吹塑成型，以及熱固性塑料的各種各樣的成型等。其中，塑料的注射成型是最主要的成型方法之一，塑料注射模具則是注射成型的工具。在現(xiàn)代塑料注射成型的生產實踐之中，高效率的塑料注射機、先進的塑料注射模具以及合理的注射成型工藝是不可或缺的三項主要因素。塑料注射模是成型塑料產品品的主要工具，而一般說來塑料制品通常是批量和大批量生產的兩種方式，因此要求塑料模具在使用過程中應具有高質量、高效率及成型后少加工或者不再加工，所以在模具設計時就必須考慮下面這些問題。
① 根據(jù)塑件的成型性能和使用性能，確定簡潔合理的分型面和基準面和澆口的放置等形式，這是在模具設計中很重要的問題。
② 在設計模具時應特別注意它在制造過程中的工藝性，應根據(jù)工廠實際設備狀況以及技術力量等一些客觀因素，制定出立足該條件下切實可行的設計方案，從而確定零件能易于加工，易于保證尺寸精度。
③ 應充分考慮注射過程中的生產效率，即在單位時間內提高注射次數(shù)，即縮短成型周期。
④ 綜合分析塑件的結構狀況，盡可能地將需要有、柱、凸、凹和精度要求的尺寸以及孔等結構形式全部在模具中表現(xiàn)出來，即成型的塑件應該是不需要或不太需要事后加工的較完整的塑件。
⑤ 模具結構力求穩(wěn)定可靠、簡單適用，縮短生產制造周期及降低制造成本，并應便于裝配，便于維修和便于更換易損壞零件等。
⑥ 重視模具材料的選擇與處理方式，在模體結構件間或模體與塑件間在頂出過程中有頻繁接觸和摩擦的部位，零部件應選擇優(yōu)質鋼材及必要的熱硬處理，使結構零件提高耐磨性及強度，以減少故障，提高模具壽命。
⑦ 模具的標準化生產也是模具設計中應考慮的問題。模具從設計到制造一般來說周期很長，但為了開發(fā)產品、搶占市場的需要，往往要求越快越好。為了縮短模具生產的準備期，并降低成本，模具的標準化生產是十分有效和必要的。由于塑件的結構各式各樣，模具的型腔、型芯也各不相同，但模體選用標準模架、澆口套、導向零件、常用頂桿都可以盡量采用標準件。
2.塑料成型工藝性分析
2.1塑件的分析
產品尺寸：該塑膠件的壁厚為3mm，塑件外形尺寸約為365×95×79mm，該產品塑膠材料GPPS為熱塑性樹脂塑料，流動性好，剛性及表面硬度大，尺寸穩(wěn)定性好適合容器類產品的成型。
精度等級：塑件的每個尺寸的公差都不一樣，設計說明中已給定大部分公差要求，未注公差的尺寸取公差MT5。
脫模斜度：GPPS的成型性能較好，產品收縮率較小，且產品斜度較大不需要另行設計脫模斜度。
塑件外形如圖：
注塑零件圖（1）
圖1 注塑零件圖（2）
2.2 UG中的3D建模
1）使用UG中回轉命令，通過樣條曲線繪制與實物截面相似的樣條型曲線，進行回轉操作，回轉角度為360度。
2）使用UG中抽殼命令對回轉實體進行抽殼，設置厚度為3mm。
3）使用UG中樣條曲線命令畫出荷花型花瓣，通過拉伸命令生成弧形面片，使用修剪體命令修剪，使用刪除參數(shù)命令刪參，得到18度邊的花瓣，使用鏡像命令得到36度的花瓣。
4）使用UG中移動對象命令，以中心軸為旋轉中心旋轉復制十次得到實體，使用合并命令將實體全部合并。
5）使用UG中刪除參數(shù)命令進行參數(shù)刪除。
5）對得到的實體進行圓倒角，R為0.2mm。
圖3 塑件件36°荷花花瓣
2.3 GPPS塑膠的性能分析
基本特性：無色、無嗅、無毒、無味的、光澤的、透明的珠狀或粒狀的非結晶性透明熱塑性樹脂。剛性及表面硬度大，但很脆，耐沖擊強度低，耐磨性差，其著色性及加工性良好，耐輻射. 吸水率低，在潮濕環(huán)境中仍能保持其力學性能和尺寸穩(wěn)定性。光學性能僅次于丙烯酸類樹脂。
主要用途：因聚苯乙烯透明且具有優(yōu)良的剛性、電氣性能和印刷性能,特別是良好的衛(wèi)生性、價廉,使其在食品包裝方面具有廣闊的應用前景。在機電工業(yè)、儀器儀表、通訊器材業(yè)等方面已廣泛用作各種儀表外殼、燈罩、光學零件、儀器零件、透明窗鏡、透明模型、化工貯酸槽、酸輸送槽、電訊零件、高頻電容器、高頻絕緣襯墊、支架、嵌件及冷凍絕緣材料等。還大量應用于各種生活日用品,如瓶蓋、容器、裝飾品、紐扣、梳子、牙刷、肥皂盒、香煙盒及玩具等。
成型特點：聚苯乙烯流動性好,加工性能好,易著色,尺寸穩(wěn)定性好?？捎米⑺堋⒋邓?、發(fā)泡、熱成型、粘接、涂覆、焊接、機加工等方法加工成各種制件,特別適用于注射成型，注射成型時物料一般可不經干燥而直接使用。但為了提高制品質量,可以55～70℃鼓風烘箱內預干燥1～2h。具體加工條件大致為：料筒溫度200℃左右，模具溫度60～80℃，注塑溫度170～220℃,60～150MPa,壓縮比為1.6～4.0。成型后的制品為了消除內應力，可在紅外線燈或鼓風烘箱內于70℃恒溫處理2～4h。
2.4 GPPS的注射成型以及工藝參數(shù)
注射成型過程：
產品成型過程前的準備。對GPPS的色澤、顆粒透明度和均勻度等進行檢查，GPPS成型前一般不需要干燥處理，對于要求此產品因外表透明度要求較高所以需進行干燥處理，處理溫度55～70℃鼓風烘箱內預干燥1～2h。
表1 GPPS的性能指標
性能指標 數(shù)值
密度（ρ/kg/dm3 ） 1.04～1.09
透明度（%） 88%～92%
折射率 1.59～1.60
拉伸強度（σb/MPa） 27.5
比重(g/ cm3) 1.0～1.05
拉伸裂斷伸長率（%） 50
吸水率(24h/﹪) 0.04
彎曲屈服強度(MPa) 41.6
收縮率(s/﹪) 0.4～0.6
彎曲模量(MPa) 2350
熱變形溫度(t/°C) 88-90
硬度（R scale） 99-105
阻燃性（HB) UL94
2)注射過程：塑膠產品在料筒內經過加熱、塑化過程達到流體狀態(tài)后，通過模具的澆注系統(tǒng)進入型腔進行成型，其過程可分為充型、壓實、保壓、倒流、和冷卻的五個階段。
3）塑件的后續(xù)退火處理方式：成型后的制品應在紅外線燈或鼓風烘箱內，于 70℃恒溫處理2~4h。
成型過程工藝參數(shù)：
1）注射機注射形式：螺桿式，螺桿轉速為30-60r/min。
2）料筒溫度t/°C:前段200°C～220°C;中段 190°C～210°C；后段 170°C～190°C。
3）模具溫度t/°C:60°C～80°C。
4）注射壓力（P/MPa）:60～90。
5）熔體溫度（℃）?200℃~220℃
6）背壓（MP） 0.5MP~2MP
7）成型時間（s）：（注射時間一般為4s，冷卻時間取30s，輔助時間取7s）。
3.擬定模具的結構形式和選取注射機
3.1產品分型面的確定
對塑件結構和形狀的分析，分型面應選在果盤投影面積積最大且利于開模的方向，又考慮到果盤邊沿線為不規(guī)則的曲線不利于后續(xù)加工制造，因此取塑膠果盤的最大邊沿線的水平面為分模線，其位置如圖4所示。
圖4 塑件的分型面選擇
3.2 模具型腔數(shù)量和排列位置的確立
1）模具型腔數(shù)量的確立：該塑膠件屬于生活用品類，其的精度要求不高，且為需要大批量生產生產，但其塑膠件尺寸較大，以及制造費用和各種成本費用等方面的因素，可以暫確定為一模兩腔結構形式。
2）型腔排列位置的確立：該模具選擇的是一模兩腔方式。且產品質量較大，考慮到型腔進料平衡均勻性，故流道采用S形對稱排列。如圖5
圖5 型腔的數(shù)量和排列布置
3） 模具結構形式確立：通過上述分析可以得知，該模具為一模兩腔，S形流道，通過塑件結構形狀，其頂出機構初選頂針方式進行頂出。在設計澆注系統(tǒng)時，采用平衡式流道，其澆口設計為側澆口，流道設計在最大分型面上。所以，上模板部分不單獨設計分型面取出流道廢料，但下模板部分需要添加型芯固定板、推件板。由此可確立為大水口單分型面注射模。
3.3 注射機型號的確定
1）注射量的計算
通過UG建模分析的塑件質量屬性如圖所示
圖6 產品質量屬性
產品的體積： （1）
產品的質量： （2）
式中，根據(jù)列表1取。
2）澆注系統(tǒng)廢料體積的估算
由于澆注系統(tǒng)的流道廢料體積在設計當初不能準確確定其的數(shù)值，可根據(jù)經驗公式得，取塑膠體積的0.2～1倍計算。此設計采用的流道相對簡單，因此澆注系統(tǒng)的流道廢料體積按產品體積的0.4倍計算，所以一次注射模具型腔的塑膠熔體的體積（即澆注系統(tǒng)的廢料和2個塑膠產品體積之和）為
（3）
3) 選擇注射機型號
由上述計算得在一次注射過程注入模具型腔的塑膠的總體積為，查文獻得。根據(jù)上述的計算，初步選用理論注射量為2000 cm3，注射機型號為XS-ZY1000(A) 臥式注射機，其主要參數(shù)見表2
表2 注射機主要技術參數(shù)
名稱 數(shù)值
理論注射量( cm3） 2000
拉桿內向距(mm) 700*1100
螺桿柱塞直徑(mm) 100
注射壓力(MPa) 121
注射時間（s） 4
模具行程/mm 700
模具高度（最大）/mm 700
注射速率(g/s) 120
模具高度（最?。?mm 300
鎖模形式 特殊液壓
螺桿轉速 (r/min) 21、27、35、 40、45、50、65、83
鎖模力（kN） 5500
4.澆注系統(tǒng)的設計
4.1 主流道的設計
一般主流道位置位于模具中心的塑膠熔體的入口，其作用是將噴嘴注射出的熔體快速準確的注射到二級流道或著型腔中。一般主流道為圓錐形，拔模角度一般為2°，其作用是有利于熔融塑膠的流動以及開模時廢料能從澆口順利拿出。同時主流道的尺寸對熔體的流動速率和充型時間有著直接的影響。且澆口要與高溫塑料熔體以及噴嘴經常接觸，在設計時候一般設計為可拆卸更換的澆口套。
1）直流道尺寸設計
主流道的長度大小。一般由模具結構形式確定，由于此套模具比較大所以主流道長度取模板長度L1=160mm。
主流道唧嘴口端直徑D1。 （7）
主流道流道口端直徑D2。 （8）
式中a=1°
主流道球面半徑SR。SR
配合高度h。h=3mm。
主流道廢料體積
（9）
2) 主流道當量半徑
（10）
3)主流道澆口套的形式
因為唧嘴為標準件，所以可以通過采購購得無需另外加工。同時主流道小端入口處與注射機噴嘴經常碰撞，容易磨損。其對材料有嚴格要求，由于此套模具為大模注射壓力大所以小端口處需要進行熱處理提高硬度，考慮到在此過程中的拆卸更換問題，主流道一般設計為兩部分，唧嘴和定位環(huán)。同時也方便選用優(yōu)質鋼材進行單獨加工并進行熱處理，節(jié)省了材料。該設計中唧嘴一般采用碳素工具鋼T10A，熱處理表面硬度應達到50HRC～55HRC。定位圈結構由總裝圖來確定。
4.2 分流道的設計
1）分流道的布置形式
分流道的布置一般需要考慮到產品的形狀大小以及外觀面的要求，盡量減少在流道內的壓力損失也盡可能避免熔體溫度降低，但同時也要考慮到要保證壓力平衡，防止直接沖擊模腔，綜合上述此設計采用S型平衡式分流道。如圖所示：
圖7 分流道布置形式
2）分流道的長度
根據(jù)兩個型腔的結構形式設計，分流道長度適中即可，如上圖所示。
3）分流道的當量直徑的確立
流過一級分流道塑件的質量
（11）
該塑件的壁厚為3mm，質量小于800g，采用下面的經驗公式即可確定分流道的直徑D
（12）
式中 D——分流道直徑（mm）；
m——塑件的質量（g）；
L——分流道的長度(mm)。
4)分流道的截面形狀確立
此設計采用圓形截面，一方面加工工藝性良好，另一方面塑料熔體的熱量散失小，流動阻力不大。
5)分流道界面尺寸，圓形的直徑為8mm。
6）廢料體積
（1）分流道的長度為
（13）
（2）分流道截面積
（14）
（3）廢料體積為
（15）
7)校核剪切塑料
（1）確定注射時間，查表可知，可取t=4s.
（2） 計算單邊分流道體積流量：
（16）
（3）剪切速率
（17）
此分流道剪切速率處在澆口主流道的最佳剪切速率在5×～5×之間。因此分流道內熔體的剪切速率校核合格。
8） 分流道表面粗糙度要求較低，一般取Ra 1.25～2.5μm即可，在此設計取。
4.3 澆口的設計
此產品在外觀要求較高，不允許有裂紋氣紋變形缺陷等要求，采用一模兩腔結構方式，由于外觀要求的嚴格以及成型時對產品結構的需求，在此選用側澆口進膠的方式。同時其結構形狀較簡單，加工比較容易，在后續(xù)改進較容易，本設計將其澆口設在大分型面上，選擇從型腔的邊緣進料。
1）側澆口的計算方式：
（1）計算側澆口的深度H。
（18）
式中為塑膠成型系數(shù)，產品為壁厚，
（2）計算澆口的寬度設計。
（19）
式中: a為凹模的內表面，n1為塑膠成型系數(shù)。
（3）計算側澆口的長度，通過經驗公式大概可設計側澆口的長度
2) 側澆口剪切速率的校核
（1）確定注射時間：可取；
（2）澆口的體積流量： （20）
（3）澆口的剪切速率：由矩形澆口可得知： （21）
Rn為矩形澆口的當量半徑。
由于此產品較大，為了保證產品能夠填充飽滿不出現(xiàn)缺膠流痕等現(xiàn)象測澆口需要進行改進，通過上述計算可得，測澆口為扇形狀。
4.4 校核主流道的剪切速率
綜合上述計算可得知，產品塑膠體積、主流道體積、主流道的當量半徑以及分流道體積，因此可以校核主流道熔體的剪切速率。
主流道的體積流量
(22) 主流道的剪切速率
（23）
由于主流道的剪切速率和分流道的剪切速率最佳為之間，因此主流道的剪切速率校核合格。
4.5 冷料穴的設計及計算
冷料穴設計在主流道中心的動模板上，其主要儲存注射初期由于溫度的降低冷卻的冷料，防止其影響產品的質量。同時也防止流道的堵塞。由于該產品表面要求沒有印痕，故采用接觸面積較大的頂針進行推出產品，同時采用標準件拉料鉤的頂針進行頂出廢料。
5. 模仁部分的結構設計及校核
5.1 模仁部分的結構設計
（1）凹模結構設計：凹模是用來進行產品外表面成型的零件。通過文獻資料查詢，以及對此結構的分析得出，本設計采用整體嵌入式凹模。如下圖所示：
圖8 凹模結構
（2）型芯凸模的結構形式的設計：凸模用于對產品內表面的的結構成型，其外觀要求同樣較高，由此可得此產品依舊采用整體式結構設計，因塑件的包緊力較大，所以將此部分作為動模部分。
圖9 凸模結構
5.2 成型零件鋼材的選用
因為此塑膠產品的注射量較大，模具結構較大。因此該產品的模仁部分需要有足夠的剛度、強度以及耐磨性及較好的抗疲勞性能，同時產品外觀要求較高，所以其拋光度要求較好。產品屬于生活類用品其生產量很大，其對鋼材的要求比較高，綜合上述原因產品上下模仁部分鋼材選用SKD61。其不需要熱處理，節(jié)省了模具制造工時。
5.3 模仁工作尺寸的計算
（1）凹模徑向尺寸的計算
（24）
相應的塑件制造公差
（25）
相應的塑件制造公差
（26)
(27) 式中：為產品的收縮率，查上述表可得GPPS的收縮率為，所以其平均收縮率；式中的 ,為系數(shù)，查表得，；,為塑件上相應的尺寸的公差；是產品上相應的尺寸制造公差，對于中型塑件取=/8
（2）凹模深度尺寸的計算：凹模仁高度的最大尺寸 , 相應的。
(28)
式中：x為系數(shù)。
（3）凸模仁的尺寸計算。
（29）
(30)
(31)
式中：為系數(shù)。
（4）下模仁高度尺寸的計算。
(32)
(33)
式中：為系數(shù)
5.4 凹模側壁厚度及動模墊板厚度的計算
（1）凹模側壁厚度計算：型腔內壓強及凹模的深度對凹模側壁厚度有直接關系，根據(jù)參考文獻提供的計算公式可計算其厚度。
(34)
式中：E為材料的彈性模量；p為型腔壓力；W為影響變形的最大尺寸，而h=130mm，h=W；為模具剛度計算的許用變形量。根據(jù)查文獻可得：
(35)
式中， (36)
通過初步估算模板平面尺寸選用,由于其比型腔布置的尺寸大，因此能滿足強度和剛度的要求。
（2） 動模墊板厚度的計算： 動模墊板厚度跟模架的兩塊方鐵之間的跨度值有關，根據(jù)之前的型腔排位可知，模架選在這個范圍內，根據(jù)公式可得方鐵之間的跨度大約為.那么根據(jù)型腔排布形式跟型芯對動模墊板的壓力就可以計算得到動模墊板的厚度尺寸。
6. 脫模推出機構的設計
6.1 脫模力的計算
（1）主型芯的脫模力，由參考文獻[8]式3-67脫模力為
=Ap (37)
=11630
=1055N
式中：A—塑件包絡型芯的面積，
P—塑件對型芯單位面積上的包緊力，一般情況下，模外冷卻塑膠產品件，P取Pa；模內冷卻的塑膠產品件，P取Pa。
6.2 推出方式的確定
1）采用推桿推出
（1）推出面積。設95mm的圓推桿設置為1根，那么推出面積為
(38)
(2) 推桿推出的應力。根據(jù)表去許用應力=8MPa
(39)
通過上述計算，應力合適，推出時不會出現(xiàn)有頂白或頂破的可能性，因此使用推桿方式推出產品合適。
7. 模架的確定
通過模具型腔布局的中心距以及凹模嵌件的尺寸大小可以算出上模仁所占的平面尺寸為,下模仁所占平面尺寸為，為了保證強度及剛度，利用經驗公式計算得，，查表可得W=370，因此標準模架資料可得，需采用的模架。
7.1 各模板尺寸的確定
（1）A板尺寸，A板是定模型腔板，塑件的高度為79mm，同時考慮到定模板上需開設冷卻水路，故A板厚度取160mm。
（2）B板尺寸，B板是型芯固定板，考慮到其需要足夠的強度，因此此模具選用按模架標準板厚度取150mm。
（3）C板（墊板）尺寸。墊板=推出行程+推板厚度+推桿固定板厚度+（5~10）mm=145-150初定選定C為150mm。
經上述尺寸計算，且查表龍記大水口模架尺寸，可確定為，標記為：CI-65100-A160-B150-C150。
如圖：
圖10 模架的結構
7.2 模架各尺寸的校核
根據(jù)所選注射機來校核該模具設計的尺寸。
1）模具平面尺寸<(格林大導柱間距)，校核合格。
2）模具高度尺寸 (模具的最大厚度，模具最小厚度)，校核合格。
3)模具的開模行程，校核合格。
式中：
。
8. 排氣槽的設計
該塑膠產品采用側澆口進膠方式，熔體經過塑件產品下方的扇形澆口向上充滿型腔，由于型芯上做有頂針，其配合間隙可作為氣體的排出，同時為保證型腔內氣體的充分排出不出現(xiàn)氣紋，氣孔等影響外觀的不良現(xiàn)象出現(xiàn)，在其分模線交界處設置排氣槽。同時為了保證產品的圓度在其進膠的產品對角線處設計廢料排出槽，防止在成型過程中冷卻不均勻導致產品開裂。
9.卻系統(tǒng)的統(tǒng)計
由于水路冷卻系統(tǒng)的計算較復雜，在本設計中只進行簡單的計算。忽視其他外部條件對模具的影響，按單位時間內塑膠件熔體凝固時放出的熱量應等于冷卻水應帶走的熱量來計算。
9.1 冷卻介質
GPPS屬流動性較好的材料，中等粘度，其模具溫度為60℃80℃，熱變形溫度為88℃90℃。所以模具的初步選定為60℃，其用常溫水對模具進行冷卻就可以滿足要求。
9.2 冷卻系統(tǒng)的簡單計算
1)單位時間內注入模具中塑料熔體的總質量為W
（1） 塑料制品的體積
(40)
（2） 塑件制品的質量
(41)
（3）塑膠的壁厚為3.0mm，查參考文獻可得=30s。取注射時間=4s，脫模時間=7.0s，則注射周期：t=++=41s。
由此可知每小時注射次數(shù)N=87次
單位時間內注入模具的塑料熔體的總質量：
2)單位質量的塑膠在凝固時所放出的熱量
查參考文獻可知，GPPS的單位熱流量一般在（250~355）kJ/kg之間，故可取300kJ/kg。
3）計算冷取水的體積流量
設冷卻水路入口的水溫為℃，取水的密度為3，水的比熱容.℃)。則根據(jù)公式可知：
(42)
4)確定冷卻水路的直徑d
當時，為保證冷卻水處于湍流狀態(tài)，取模具冷卻水孔的直徑。
5）冷卻水在水路內的流速
合理 (43)
7）計算冷卻水通道的導熱總面積A
(44)
8）計算模具冷卻水管的總長度L
(45)
9）冷卻水路的根數(shù)x 設每條水路的長度為l=400mm，則冷卻水路的根數(shù)為x
(46)
由上述計算得，兩條冷卻水路對于模具來說可以滿足要求。
圖12 凹模模仁冷卻水道
10．導向與定位結構的設計
注射模的導向機構是用于上下模之間的開合機構的運動導向，本模具所成型的塑件相對較簡單，模具定位精度要求不是很高，同時此套模具中帶有EGP定位加以輔助，因此對于導向機構的要求不高。
本模具采用將導柱固定在動模板上的形式進行導向，導柱主要對對模具的開合進行導向的作用。模具設置了4根導柱與導套，它們之間采用H7/h6配合，。
如下圖所示形狀:
圖13導柱尺寸
結束語
大學的畢業(yè)終于結束了，在這一個月中學到了很多很多的東西，大學四年里面學到的和沒學到的都通過此次設計重新溫習了一遍，雖然很累，但是感覺很有成就感。在此過程中經歷很多的設計上的失敗，一次又一次的修改，一次又一次的計算，論文一次又一次的排版。通過這個過程鍛煉了我遇到問題不慌，冷靜分析，找到原因所在，找到合理的解決辦法，分析碰到類似問題怎么解決的能力，讓我能獨立完成一次比較系統(tǒng)的設計，為我在以后在實際工作工程打下堅實的基礎。
本次設計十分系統(tǒng)的全面的概況了大學理論學習的所有理論知識，我的理論知識很好的運用到實際操作之中，讓我能多角度，多方位感知了解到注射模具的結構，設計原則、設計要點，以及細節(jié)的注意。
例如本次設計過程中的模具型腔布局以及數(shù)量的排位：在此過程必須的考慮方方面面的問題，比如成本，經濟效益，市場需求以及加工難易程度，依據(jù)其塑料性能該塑膠產品適不適合這樣設計等等。
對于這次設計我從中獲得以下幾點收獲：
1.培養(yǎng)了自我分析，獨立解決問題能力。從產品的造型到模具的最終設計都是自己一步一步設計出稿。
2.鍛煉的實際操作能力，在此之前都是從理論層面了解模具設計過程，沒有經歷過實際體驗過設計模具，對于模具的理解都是在理論方面，通過此次畢業(yè)設計，在此過程中翻閱各類資料，了解了各項設計數(shù)據(jù)以及實際過程中遇到的問題的解決，大大加強了實際操作能力。
3.電腦繪圖水平的提高，讓我了解了繪圖中需要注意的問題，提高了電腦繪圖的速度，同時也熟練的掌握了設計過程中常用到的多種快捷命令。
致 謝
首先要感謝母校多年來對我的栽培和教育，讓我在大學四年里面在提高我的理論知識的同時也逐步完善我的人生關世界觀價值觀，提高了我分析問題解決問題的能力，使我在大學這幾年里快速的成長，為以后勝任自己理想的工作打好堅實的基礎。與此同時我要感謝所有教授過指導過我的老師們因為他們的悉心教導才讓我慢慢學會大學里面所需要掌握的所有基礎理論知識。在此要感謝我的畢業(yè)設計指導老師—陶衛(wèi)民副教授，在他的細心指導關懷下，我的畢業(yè)設計才能夠如此完美的完成。與此同時我也要感謝我的好朋友和同學這段時間對我的幫助和關心！
由于準備的時間較為倉促，加上個人能力的不足以及查閱文獻資料方面不全面，我的畢業(yè)設計之中存在較多不足之處，還望各位老師不吝指教。再次謝謝你們！
參考文獻
[1]鐘日銘. UG NX 6.0完全自學手冊［Ｍ］北京：機械工業(yè)出版社，2012
[2]李穎晴. UG NX 6.0注塑模設計師基礎與范例標準教程［Ｍ］北京： 電子工業(yè)出版社
[3]王樹勛. UG NX注塑模具設計［Ｍ］.北京：清華大學出版社，2011
[4]李麗華 李偉.UG NX6.0模具設計基礎與進階教程［Ｍ］.北京：機械工業(yè)出版社，2012
[5]楊波. UG NX 曲面造型與典型范例 ［Ｍ］北京：電子工業(yè)出版社，2011
[6]溫松明主編：互換性測量技術基礎[M] 湖南大學出版社 1996年
[7]張針主編：《模具設計與制造實例指導》 北京化學工業(yè)出版社 1997年
[8]成都科技大學、北京化工學院、天津輕工業(yè)學院合編：《塑料成型模具》 中國輕工業(yè)出版社 1997年
[9] 伍先明，張蓉. 塑料模具設計指導[M]. 北京：國防工業(yè)出版社. 2006.
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