2017畢業(yè)論文-心型臺燈塑料注塑模具設(shè)計(jì)

1、<p>　　襄樊職業(yè)技術(shù)學(xué)院（畢業(yè)）論文</p><p>　　心型臺燈塑料注塑模具設(shè)計(jì)</p><p>　　專 業(yè)：模具設(shè)計(jì)與制造</p><p><b>　　學(xué) 生： </b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師：</b></p><p>　　教學(xué)單

2、位：機(jī)械電子信息工程學(xué)院</p><p><b>　　學(xué) 號： </b></p><p>　　畢 業(yè) 屆：2009</p><p><b>　　2009年6月4日</b></p><p><b>　　鄭重聲明</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)系本

3、人在彭超老師指導(dǎo)下獨(dú)立完成的設(shè)計(jì)，本人擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，沒有抄襲、剽竊他人成果，由此造成的知識產(chǎn)權(quán)糾紛由本人負(fù)責(zé)。</p><p><b>　　學(xué)生： </b></p><p>　　2009年 6月4 日</p><p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 課 題 任 務(wù) 書</p><p><b>　　目 錄</b&

4、gt;</p><p>　　1 注塑件的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………………1</p><p>　　1.1功能設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………………1</p><p>　　1.2材料選擇………………………………………………………………………………………1</p><p>　　1.3

5、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………………2</p><p>　　1.3.1對塑件的修改說明……………………………………………………………………2</p><p>　　1.3.2 壁厚…………………………………………………………………………………… 2</p><p>　　1.3.3 脫模斜度…………………………………………………………

6、………………………3</p><p>　　1.3.4加強(qiáng)肋……………………………………………………………………………………3</p><p>　　1.3.5 圓角………………………………………………………………………………………3</p><p>　　1.4塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量……………………………………………………………4</p><p&g

7、t;　　1.4.1尺寸精度………………………………………………………………………………4</p><p>　　1.4.2塑件的表面質(zhì)量………………………………………………………………………4</p><p>　　2 模具設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………………4</p><p>　　2.1 塑料配方說明………………………………………………

8、………………………4</p><p>　　2.2 分型面的確定……………………………………………………………………………5</p><p>　　2.3型腔數(shù)目的確定…………………………………………………………………………… 5</p><p>　　2.4澆口確定……………………………………………………………………………6</p><p>　　

9、2.5模具材料的選擇…………………………………………………………………………6</p><p>　　2.6澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………6</p><p>　　2.6.1主流道…………………………………………………………………………… 7</p><p>　　2.6.2分流道………………………………………………………………………

10、………7</p><p>　　2.6.3冷料穴………………………………………………………………………………8</p><p>　　2.6.4澆口…………………………………………………………………………………8</p><p>　　2.6.5剪切速率的校核…………………………………………………………………9</p><p>　　2.7模架的確定

11、……………………………………………………………………………10</p><p>　　2.7.1型腔壁厚和底版厚度計(jì)算……………………………………………………………10</p><p>　　2.7.2模架的選用……………………………………………………………………………11</p><p>　　2.8導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)………………………………………………………………………

12、 12 </p><p>　　致謝……………………………………………………………………………………………… 13</p><p>　　參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………………… 14</p><p>　　附錄………………………………………………………………………………………………………… 15</p>

13、<p>　　心型臺燈塑料注塑模具設(shè)計(jì)</p><p><b>　　學(xué)生:羅傳</b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師:彭超</b></p><p>　　機(jī)械電子信息工程學(xué)院</p><p><b>　　摘要 </b></p><p>　　

14、塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類，因此，研究注塑模具對了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。</p><p>　　本設(shè)計(jì)介紹了注射成型的基本原理，特別是單分型面注射模具的結(jié)構(gòu)與工作原理，對注塑產(chǎn)品提出了基本的設(shè)計(jì)原則；詳細(xì)介紹了冷流道注射模具澆注系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，并對模具強(qiáng)度要求做了說明；最后介紹了當(dāng)今世界上最為普及的三維CAD/CAM系統(tǒng)

15、標(biāo)準(zhǔn)軟件PRO/ENGNEER的PROGRAM模塊，對導(dǎo)柱和導(dǎo)套進(jìn)行了參數(shù)化設(shè)計(jì)。</p><p>　　通過本設(shè)計(jì)，可以對注塑模具有一個初步的認(rèn)識，注意到設(shè)計(jì)中的某些細(xì)節(jié)問題，了解模具結(jié)構(gòu)及工作原理；通過對PROGRAM的學(xué)習(xí)，可以建立較簡單零件的零件庫，從而有效的提高工作效率。</p><p><b>　　關(guān)鍵詞： </b></p><p>

16、　　塑料模具、參數(shù)化、鑲件、分型面</p><p><b>　　1 注塑件的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1.1 功能設(shè)計(jì)</b></p><p>　　功能設(shè)計(jì)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).該塑件是日用品,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

17、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;此外,塑料都會老化,作為一種光學(xué)用品,還要考慮到材料的光氧化等問題.</p><p><b>　　1.2 材料選擇</b></p><p>　　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

18、要求,以及原材料廠家提供的材料性能數(shù)據(jù).對于常溫工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)件來說,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.該塑件對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)性問題.由于和機(jī)械加工一樣要考慮到加工工藝問題，模具成型也要考慮到材料的注塑特性，在各特點(diǎn)都相差無幾的情況下，好的成型特性是選擇材料的主要標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過綜合考慮，我們主要要求是價格和透光度,其它如拉伸強(qiáng)度,斷裂伸長率等則是次要考慮的指標(biāo)(

19、這由塑件的工作環(huán)境決定),最終選定PS為塑件材料.因?yàn)槌速|(zhì)脆和抗拉強(qiáng)度不如其它兩種材料外，它所擁有的特性符合我們的塑件要求，但這些不是我們主要考慮的。</p><p>　　1.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖1-1 原始零件圖</p><p>　　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)

20、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(jì)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(diǎn),為模具設(shè)計(jì)和制造提供依據(jù).</p><p>　　1.3.1 對塑件的修改說明 </p><p>　　塑件要求能夠放置一對7#電池，安放小燈泡，外接系帶，所以要考慮到電池和燈泡的固定，開關(guān)的安放問題，關(guān)于零件的造型

21、圖如圖1-1所示. </p><p>　?。?）外型輪廓；原零件2D圖的心型曲線不規(guī)則,如圖1-1和1-2所示。在用PRO/E造型時總會造成曲面不能加厚的問題,用修剪曲面的辦法雖然能解決加厚問題,但整個塑件也不規(guī)則,給后續(xù)工作帶來不便.所以在保證基本外型的前提下對尺寸做了修改,目的是為了造型。</p><p>　?。?）結(jié)構(gòu)；原圖形有兩個小而薄的吊耳,且置于塑件外端,考慮到所有

22、PS料硬而脆,這會使得兩個吊耳極易損壞,所以,改兩個吊耳為一個,設(shè)計(jì)吊耳,開關(guān),燈泡在塑件中心位置,如圖1.2所示,這樣起到吊掛作用又不易損壞.設(shè)計(jì)凹槽使兩半燈罩配合,設(shè)置了三個鎖位加強(qiáng). 最終確定的尺寸如圖1.3所示。</p><p>　　1.3.2 壁厚 圖1-2 原始零件圖

23、 </p><p>　　各種塑件,不論是結(jié)構(gòu)件還是板壁,根據(jù)使用要求具有一定的厚度,以保證其力學(xué)強(qiáng)度.一般地說,在滿足力學(xué)性能的前提下厚度不宜過厚,不僅可以節(jié)約原材料,降低生產(chǎn)成本,而且使塑件在模具內(nèi)冷卻或固化時間縮短,提高生產(chǎn)率;其次可避免因過厚產(chǎn)生的凹陷,縮孔,夾心等質(zhì)量上的缺陷.以下是PS的壁厚推薦值：最小壁厚0.75mm小型件壁厚1.25mm中型件壁厚1.6mm大型件壁厚3.2~5

24、.4mm</p><p>　　該塑件屬于中小型件,從圖上看,塑件邊緣的壁很厚,達(dá)到5mm,殼體取中型件壁厚1.6mm,這樣使得整個塑件的壁厚是不均勻的,但若減小邊緣壁厚,則對塑件的推出不利,而且有可能使電池不能安裝. 邊緣壁厚可用來放置推桿或推板。</p><p>　　1.3.3 脫模斜度 </p><p>

25、　　由于塑件成型時冷卻過程中產(chǎn)生收縮,使其緊箍</p><p>　　在凸?；蛐托旧?為了便于脫模,防止因脫模力過</p><p>　　大而拉壞塑件或使其表面受損,與脫模方向平行的塑件</p><p>　　內(nèi),外表面都應(yīng)具有合理的斜度.以下是PS的脫模斜度推薦值:</p><p>　　制件外表面 制件內(nèi)表面</p><

26、;p>　　35′~1.35° 30′~1°</p><p>　　塑件內(nèi)表面在造型時就有弧度,如果要有</p><p>　　脫模斜度就是在凹槽和鎖位處,這不僅對脫模 圖1-3 修改后的產(chǎn)品零件圖</p><p>　　有好處，而且可以更好的鎖緊。</p><p>　

27、　1.3.4 加強(qiáng)肋</p><p>　　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，提高融體流動性，避免氣泡，縮孔和凹陷等現(xiàn)象的產(chǎn)生。在該塑件中的加強(qiáng)肋起到引導(dǎo)物料流動的作用同時又對電池進(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（過高時容易在彎曲和沖擊負(fù)荷作用下受損），寬度小，而數(shù)量多為好（塑

28、件形狀所允許的情況下）。</p><p><b>　　1.3.5 圓角</b></p><p>　　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。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

29、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1-1所示。</p><p>　　表1-1 肋的圓角半徑值關(guān)系表</p><p>　　塑件上其它的特征還有如孔，螺紋，嵌件，鉸鏈，文字和花紋等，各個特征都有其設(shè)計(jì)原則和特殊功能，因?yàn)樵撍芗]有涉及，所以就不一一介紹</p><p>　　1.4 塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量</

30、p><p><b>　　1.4.1尺寸精度</b></p><p>　?。?）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，在滿足塑件使用要求的前提下，設(shè)計(jì)時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。對塑件的精度要求，要具體分析，根據(jù)裝配情況來確定尺寸公差，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

31、合，所以在凹槽和鎖位處應(yīng)該對精度要求高些，對其要有公差配合要求，應(yīng)選擇高精度。根據(jù)精度等級選用表，PS的高精度為2級，一般精度為3級。根據(jù)塑件尺寸公差表，在公稱尺寸在100~120范圍內(nèi)，取MT2B級的公差數(shù)值為0.52 mm，MT3B級的公差數(shù)值為0.78 mm。</p><p>　?。?）尺寸精度的組成及影響因素；制品尺寸誤差構(gòu)成為：</p><p>　　=+++

32、 （1—1）</p><p>　　式中 ——制件總的成型誤差； ——塑料收縮率波動所引起的誤差；</p><p>　　——模具成型零件制造精度所引起的誤差； ——模具磨損后所引起的誤差；</p><p>　　——模具安裝，配合間隙引起的誤差；</p><p>　　

33、影響塑料制品尺寸精度的因素比較復(fù)雜，歸納有以下三個方面。</p><p>　　（1）模具—— 模具各部分的制造精度是影響制件尺寸精度重要的因素。</p><p>　　（2）塑料材料—— 主要是收縮率的影響，收縮率大的尺寸精度誤差就大。</p><p>　?。?）成型工藝—— 成型工藝條件的變化直接造成材料的收縮，從而影響尺寸精度。</p><p&

34、gt;　　1.4.2塑件的表面質(zhì)量</p><p>　　表面質(zhì)量是一個相當(dāng)大的概念，包括微觀的幾何形狀和表面層的物理-力學(xué)性質(zhì)兩方面技術(shù)指標(biāo)，而不是單純的表面粗糙度問題。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。該塑件要求對型腔拋光，所以對粗糙度的要求比較高，查表得PS拋光后順紋路方向的表面粗糙度為

35、0.02m，垂直紋路方向的表面粗糙度為0.26m。</p><p><b>　　2 模具設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1 塑料配方說明</p><p>　　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,也是應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)對塑料進(jìn)行改性的過程,其技術(shù)含

36、量極高.一個成功配方的產(chǎn)生是多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與應(yīng)用高新技術(shù)的結(jié)局.塑料是以高分子聚合物為主要成分,加入一定量添加劑而組成的一種混合物,添加劑是由一系列為改變塑料的某些性能而添加的混合物,通常為填充劑,增塑劑,穩(wěn)定劑,潤滑劑,著色劑等.根據(jù)PS的特性及使用性能要求,配方中應(yīng)含有以下添加劑.</p><p>　　填充劑——玻璃微珠；PS成型后易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,添加玻璃微珠使塑料的流動性好,殘余內(nèi)應(yīng)力分布均勻,使光的漫反射率為

37、80%~88%。</p><p>　　增韌劑——SBS,ABS,EPR；PS的沖擊性能很差,是一種十分脆的材料,增韌改性是必須的。</p><p>　　光穩(wěn)定劑——氧化鋅；塑料制品在日光或強(qiáng)熒光下，，由于吸收紫外光的能量，引發(fā)氧化反應(yīng)，導(dǎo)致聚合物降解，使制品的外觀或內(nèi)在性能變壞，這一過程稱為光氧化或光老化。</p><p>　　潤滑劑——硬脂酸及其鹽類；對塑料的表面

38、去潤滑作用,防止塑料在成型加工時黏模,同時提高塑料制品表面光潔度。</p><p>　　著色劑——粉紅色；在塑料制品中，需要著色的大約占80%左右，著色的目的有1：增加制品美感，以吸引消費(fèi)者的購買欲望2：提高產(chǎn)品的耐候性，主要是通過著色劑防紫外線功能而實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　抗菌劑——磷酸鋯系銀離子抗菌劑；考慮到該產(chǎn)品人們可能會作為玩具把玩,因此需要做此設(shè)計(jì).很多塑料制品的表面會滋生

39、致病細(xì)菌，與人接觸后可能導(dǎo)致如感冒，咽炎，流行性腦膜炎，肺結(jié)核等疾病的傳播。塑料抗菌改性是在樹脂中加入抗菌劑，其逸出塑料表面后，可將沾在塑料表面的細(xì)菌殺死或抑制細(xì)菌的繁殖，保持自身的清潔狀態(tài)。</p><p>　　2.2 分型面的確定 </p><p>

40、;　　根據(jù)分型面的選擇原則： </p><p>　?。?）便于塑件脫模； </p><p>　?。?）在開模時盡量使塑件留在動模； 2-1 分型面的位置&

41、lt;/p><p>　　（3）外觀不遭到損壞；</p><p>　　（4）有利于排氣和模具的加工方便。</p><p>　　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3-1所示。</p><p>　　2.3型腔數(shù)目的確定</p><p>　　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

42、確定時主要考慮以下幾個有關(guān)因素：</p><p>　?。?）塑件的尺寸精度；</p><p>　?。?）模具制造成本；</p><p>　?。?）注塑成型的生產(chǎn)效益；</p><p>　?。?）模具制造難度。</p><p>　　考慮到該塑件是一般日用品,查手冊得塑件的經(jīng)濟(jì)精度推薦4級,這個產(chǎn)品是兩個殼件的組合,所以初

43、定為一模兩腔最合理.排列形式如圖2-2所示。</p><p>　　2.4澆口確定</p><p>　　PS料的流動性好,可適用于各種澆口,為了不影響外觀,簡化模局結(jié)構(gòu),確定使用側(cè)澆口。</p><p>　　2.5模具材料的選擇</p><p>　　現(xiàn)有的模具模架已經(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

44、的型腔和型芯材料.如何合理的選擇模具鋼,是關(guān)系到模具質(zhì)量的前提條件,如果選材不當(dāng) 圖2-2 型腔的排布形式</p><p>　　則所有的精密加工所投入的工時,設(shè)備費(fèi)用將浪費(fèi)。</p><p>　　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

45、,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PS特性看,這三項(xiàng)指標(biāo)是必須要滿足的,此外還有紅硬性,抗壓屈服強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度和熱疲勞能力的指標(biāo)。</p><p>　　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.另外從經(jīng)濟(jì)考慮,要求材料來源廣,價格低。</p><p>　　查手冊

46、選擇模仁的材料是4Cr13.屬馬氏體類型不銹鋼,該鋼機(jī)械加工性能較好,經(jīng)熱處理(淬火及回火)后,具有優(yōu)良的耐腐蝕性能,拋光性能,較高的強(qiáng)度和耐磨性,適于制造承受高負(fù)荷,高耐磨及在腐蝕介質(zhì)作用下的塑料模具,透明塑料制品模具等.有關(guān)參數(shù)如下:</p><p>　　物理性能。臨界溫度（℃）AC1：820 ； AC3： 1100；</p><p>　　線膨脹系數(shù)：10.5(在20~10

47、0℃)</p><p>　　熱導(dǎo)率：27.6W.(M.K)-1 (在20℃左右)</p><p>　　彈性模量（MP）210000~223500 (20℃左右)</p><p><b>　　2.6澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　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

48、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)在和外表質(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(jì)及加工的復(fù)雜程度，所以澆注系統(tǒng)是模具設(shè)計(jì)中的主要內(nèi)容之一。</p><p><b>　　2.6.1主流道</b></p><p>　　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

49、的錐度，目的是便于冷料的脫模，同時也改善料流的速度，因?yàn)橐妥⑺軝C(jī)相配，所以其尺寸與注塑機(jī)有關(guān).</p><p>　　主要參數(shù)： 錐角=3°；內(nèi)表面粗糙度Ra=0.63；小端直徑D=d+(0.5~1)mm；</p><p>　　半徑R=R+(1~2)mm；材料T8A；</p><p>　　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

50、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。</p><p>　　2.6.2分流道 </p><p>　　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(jì)應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。常用分流道斷面尺寸推薦如表2-1所示。</p><

51、;p>　　表2-1流道斷面尺寸推薦值</p><p>　　分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形，U形和六角形。要減少流道內(nèi)的壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，因此，可以用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率，其中圓形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脫模困難，所以一般是制成梯形流道。在該模具上取圓形斷面形狀，直徑為6mm。</p><p>　　2.6.3冷

52、料穴</p><p>　　冷料穴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，冷料穴的尺寸 圖2-3 冷料穴的尺寸

53、 宜稍大于主流道大端的直徑，長度約為主流道大端直徑，冷料穴的尺寸如圖2-3所示：</p><p><b>　　2.6.4澆口</b></p><p>　　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

54、時間。澆口的類型有很多，有點(diǎn)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，該模具采用側(cè)澆口，其有以下特性:</p><p>　?、傩螤詈唵危コ凉部诜奖?，便于加工，而且尺寸精度容易保證；</p><p>　　②試模時如發(fā)現(xiàn)不當(dāng)，容易及時修改；</p><p>　?、勰芟鄬Κ?dú)立地控制填充速度及封閉時間；</p><

55、p>　?、軐τ跉んw形塑件，流動充填效果較佳。</p><p>　　(1) 側(cè)澆口深度尺寸H的確定</p><p>　　H=nt =0.6×1.6 = 0.96mm </p><p>　　n塑料系數(shù)PS料取0.6； t塑件在澆口位置處的壁厚，該設(shè)計(jì)取殼體中間壁厚t=1.6 mm。</p><p>　　(經(jīng)驗(yàn)

56、數(shù)據(jù)表明，H的取值范圍在0.5~2.0mm之間，若按澆口處壁厚計(jì)算則H=0.6×5=3mm,超出了經(jīng)驗(yàn)值，而且由于澆口是易磨損部位，所以開始時取小值是有好處的，這有利于以后的修模)</p><p>　　(2) 側(cè)澆口寬度尺寸W的確定</p><p>　　W= （2-1）</p><p>　　A型腔一側(cè)

57、的表面積: A=V/t ；</p><p>　　V澆注體積 ：V=53.9×10mm； t取平均壁厚=3.3mm 取3mm。</p><p>　　W===2.68 取3mm </p><p>　　2.6.5剪切速率的校核</p><p>　　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=5×10~5

58、×10S、澆口的剪切速率R=10~10S時，所成型的塑件質(zhì)量最好。對一般熱塑性塑料，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：</p><p>　　R= （2-2）</p><p>　　式中 q——體積流量（CM/S）；R——澆注系統(tǒng)斷面當(dāng)量半徑（CM）。</p><p>

59、　?。?）主流道剪切速率校核</p><p>　　Q=0.8Q/T =73.95÷1.5=49.3 （CM/S） </p><p>　　T注射時間，T=1.5（S）； </p><p>　　R==0.27（CM） </p><p>　　R主流道的平均當(dāng)量截面半徑；</p><p>　　d

60、主流道小端直徑 ， d=0.4 （CM）； d主流道大端直徑，d=0.68（CM）</p><p>　　R== =2.63×10 S </p><p>　?。?）分流道剪切速率的校核 </p><p>　　第一級分流道： Q= = =27（CM/S） </p><

61、;p><b>　　R=0.3（CM）</b></p><p>　　R= = =1.05×10 S </p><p>　　第二級分流道： Q=（CM/S） </p><p>　　因?yàn)楫?dāng)量半徑和第一級，相同所以，R= R/2 5×10 S</p><p>　　

62、（3）澆口剪切速率的校核</p><p>　　R= ==1.42×10 S </p><p>　　Q= Q=13.5（cm/s）； 澆口面積S=1×3=3mm,當(dāng)量面積S=R 取R=1mm。 </p><p>　　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。</p><

63、;p><b>　　2.7模架的確定 </b></p><p>　　2.7.1型腔壁厚和底版厚度計(jì)算</p><p>　　在注塑成型過程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力，因此模具型腔應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度和剛度。如果型腔壁厚和底版的厚度不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過型腔材料本身的許用應(yīng)力[]時，型腔將導(dǎo)致塑性變形，甚至開裂。與此同時，若剛度不足將導(dǎo)致過大的彈性變形，從而

64、產(chǎn)生型腔向外膨脹或溢料間隙。因此，有必要對型腔進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的計(jì)算，尤其對重要的，精度要求高的大型塑件的型腔，不能僅憑經(jīng)驗(yàn)確定。</p><p>　　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2-4所示：</p><p><b>　　側(cè)壁厚度計(jì)算公式：</b></p><p><b&g

65、t;　　圖（2-4）</b></p><p>　　S≧() </p><p><b>　　=()</b></p><p><b>　　=20.91 mm</b></p><p>　　式中 C—與型腔深度對型腔側(cè)壁長邊邊長之比h/L有關(guān)的系數(shù)；查表C=1；

66、 </p><p>　　——型腔壓力，取30MP； ——型腔深度，=40；</p><p>　　E——模具材料的彈性模量（MP），E取2.1×10；</p><p>　　[]——剛度條件，即允許變形量(mm)，取[]=0.04;</p><p>&l

67、t;b>　　底板厚度計(jì)算公式：</b></p><p>　　≧（） （2-4）</p><p>　　=（）=46.02 mm</p><p>　　——由底板短邊與長邊邊長之比決定的系數(shù)；查表=0.026；</p><p>　　——型腔壓力，取30MP；</p&g

68、t;<p>　　——底版短邊長度(mm)，=180；E——模具材料的彈性模量（MP），E取2.1×10；</p><p>　　[]——剛度條件，即允許變形量(mm)，取[]=0.04;</p><p>　　2.7.2模架的選用</p><p>　　注塑模模架國家標(biāo)準(zhǔn)有兩個，即GB/T12556——1990《塑料注射模中小型模架及其技術(shù)條件》和

69、GB/T12555——1990《塑料注射模大型模架》。前者適用于模板尺寸為B×L≤560mm×900mm；后者的模板尺寸B×L為（630mm×630mm）～（1250mm×2000mm）。由于塑料模具的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)在在全國的部分地區(qū)形成了自己的標(biāo)準(zhǔn)，該設(shè)計(jì)采用龍記標(biāo)準(zhǔn)模架。</p><p>　?。?）模仁尺寸的確定</p><p>　　因?yàn)?/p>

70、采用的是整體式凹模和整體式凸模，所以模仁的大小可以任意制定，模仁所承受的力最終是傳遞到凸、凹模上，從節(jié)約材料和見效模具尺寸出發(fā)，模仁的值取的越小越好，但實(shí)際中因?yàn)橐紤]冷卻因素，又因?yàn)榻?jīng)過模仁的冷卻系統(tǒng)比經(jīng)過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180×302 mm。</p><p>　?。?）凸、凹模尺寸的確定</p><p>　　凸、

71、凹模受力的作用，其尺寸需要進(jìn)行強(qiáng)度或剛度校核來確定。根據(jù)3.3.3的計(jì)算結(jié)果，只要凹模長邊的寬度滿足12 mm就可以達(dá)到剛度要求，理論上只要取大于12 mm的值就滿足設(shè)計(jì)要求，但考慮到導(dǎo)柱和導(dǎo)套、螺釘、冷卻水孔等對模架強(qiáng)度、剛度的削弱作用，實(shí)際生產(chǎn)中都取比理論值大得多的值，在本設(shè)計(jì)中，在長度方向，取模仁到模具邊的單邊寬度為45 mm，在寬度方向，取模仁到模具邊的單邊寬度為49 mm（實(shí)際生產(chǎn)中寬度方向的邊值一般比長度方向的邊值大）。所以

72、凸、凹模尺寸為270×400 mm。</p><p>　?。?）模具高度尺寸的確定</p><p>　　各塊板的厚度已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所需要的只是選擇，如何選擇合理的厚度，這里有兩個尺寸需要注意：</p><p>　　①凸模底板厚度和凹模底板厚度；在注射成型時型腔中有很大的成型壓力，當(dāng)塑件和凝料在分型面上的投影面積很大時，若凸模底板厚度不夠，則極有可能使模架發(fā)生

73、變形或者破壞，所以凸模底板厚度尺寸需要校核才能確定，根據(jù)2.7.1知道，厚度滿足46可滿足要求，為了安全，取底板厚度為50 mm，。凹模的底板因?yàn)槭桥c注塑機(jī)的工作臺接觸的，所受的力傳遞到工作臺上，所以凹模底板的厚度同樣只要留有走冷卻系統(tǒng)的空間就可以，該設(shè)計(jì)取凹模底板厚度為30 mm。</p><p>　?、谕瓢逋瞥鼍嚯x；在分模時塑件一般是黏結(jié)在型芯上的，需要推桿或推板推出一定的距離才能脫離型芯，該塑件的高度為18

74、 mm左右，黏結(jié)在型芯上的尺寸約15 mm左右，所以當(dāng)推出距離為15 mm時就能使塑件和型芯分離。如果C板（即模腳）的高度太小，則推出的距離不夠而使塑件不能脫離型芯，如圖2-5所示：</p><p><b>　　需要滿足關(guān)系：</b></p><p>　　H－h(huán)1－h(huán)2－h(huán)3－h(huán)＞0 </p><p><b>　　H——C

75、板高度；</b></p><p><b>　　h1——擋銷高度；</b></p><p><b>　　h2——推板厚度；</b></p><p>　　h3推桿固定板厚度； </p><p><b>　　h——推出距離； </b></p><p&

76、gt;　　完成了以上的工作，確定模具尺寸為270×400 mm，A板厚度70 mm，B板厚度80 mm，C板厚度 圖2-5 推出距離關(guān)系 100，為了保證凸、凹模不碰傷，A板和B板之間取1 mm間隙。</p><p>　　為了起吊模具，模具上都設(shè)有吊環(huán)，關(guān)于模具吊環(huán)的說明見附1</p><p>　　2.8導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)</p&g

77、t;<p>　　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(yùn)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。</p><p>　　導(dǎo)柱：國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種結(jié)構(gòu)形式，分為帶頭導(dǎo)柱和有肩導(dǎo)柱，大型而長的導(dǎo)柱應(yīng)開設(shè)油槽，內(nèi)存潤滑劑，以減小導(dǎo)柱導(dǎo)向的摩擦。若導(dǎo)柱需要支撐模板的重量，特別對于大型、精密的模具，導(dǎo)柱的直徑需要進(jìn)行強(qiáng)度校核。</

78、p><p>　　導(dǎo)套：導(dǎo)套分為直導(dǎo)套和帶頭導(dǎo)套，直導(dǎo)套裝入模板后，應(yīng)有防止被拔出的結(jié)構(gòu)，帶頭導(dǎo)柱軸向固定容易。</p><p>　　設(shè)計(jì)導(dǎo)柱和導(dǎo)套需要注意的事項(xiàng)有：</p><p>　　（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

79、不等直徑對稱布置。</p><p>　　（2）導(dǎo)柱工作部分長度應(yīng)比型芯端面高出6~8 mm，以確保其導(dǎo)向與引導(dǎo)作用。</p><p>　?。?）導(dǎo)柱工作部分的配合精度采用H7/f7，低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/k6；導(dǎo)套外徑的配合精度采取H7/k6。配合長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。</p>&l

80、t;p>　?。?）導(dǎo)柱可以設(shè)置在動?；蚨?，設(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。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　經(jīng)過三個月的畢業(yè)設(shè)計(jì)忙碌之后，設(shè)計(jì)最終完成，心理有一種說不出的輕松，設(shè)計(jì)過程中遇到許多的問題，在眾多師友的幫助下予以解決。首先要感謝彭超老師對我的指導(dǎo)和督促，老師給我指出了正確的設(shè)計(jì)方向，使我加

81、深了對知識的理解,同時也避免了在設(shè)計(jì)過程中少走彎路，老師的督促使我一直把畢業(yè)設(shè)計(jì)放在心理，保證按質(zhì)按量的完成；要感謝我的同學(xué)，是大家營造了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，在做設(shè)計(jì)的過程中互幫互助，使我的CAD和PRO/E操作水平比以前有了很大提高，同時較全面的掌握了Word的編輯功能；還要感謝那些把借閱證讓我借書的同學(xué)，使得我查閱資料非常方便；還要感謝我的同學(xué)在我最需要電腦的時候給我提供電腦，使我能夠按時完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。</p><p

82、>　　大學(xué)生活至此劃上了圓滿的句號，在襄樊職業(yè)技術(shù)學(xué)院這塊土地上有眾多莘莘學(xué)子辛勤的耕耘，在這塊土地上我健康快樂的成長，我永遠(yuǎn)不會忘記可敬的老師和可親的同學(xué)，我永遠(yuǎn)記得這片土地。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]李建軍，李德群主編 ．模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及模具CAD [M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2005． </p>&

83、lt;p>　　[2]鄧明等編著．現(xiàn)代模具制造技術(shù)[M]．化學(xué)工業(yè)出版社，2005．</p><p>　　[3]二代龍震工作室編著．PRO/MOLDESIGN Wildfire 2.0 模具設(shè)計(jì)[M]．電子工業(yè)出版社，2005．</p><p>　　[4]中國塑料機(jī)械信息網(wǎng) WWW.SLJX.CN 首頁 ， 行業(yè)咨詢 ， 2006-4-19．</p><p&

84、gt;　　[5]葉久新，王群主編．塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)[M]．湖南科學(xué)技術(shù)出版社，2005．</p><p>　　[6]孫玉芹等主編．機(jī)械精度設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M]．科學(xué)出版社，2004．</p><p>　　[7]陳再枝，藍(lán)德年編著．模具鋼手冊[M]．冶金工業(yè)出版社，2002．</p><p>　　[8]（美國）T．A．奧斯瓦德，L．特恩格 P．J．格爾曼編著，吳其曄譯

85、．注射成型手冊[M]．化學(xué)工業(yè)出版社，2005．</p><p>　　[9]洪慎章編著．實(shí)用注塑成型及模具設(shè)計(jì)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2006．</p><p>　　[10]中國模具工業(yè)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)件委員會編．中國模具標(biāo)準(zhǔn)件手冊[M]．上?？茖W(xué)普及出版社，1989．</p><p>　　[11]（加拿大）H．瑞斯著，朱元吉譯．模具工程——第二版[M]化學(xué)工業(yè)出版社，20

86、05．</p><p>　　[12]王文廣，田雁主編．塑料配方設(shè)計(jì)——第二版[M]．化學(xué)工業(yè)出版社，2004．</p><p>　　[13]詹友剛編著．PRO/ENGINEER中文野火版2.0基礎(chǔ)教程[M]．清華大學(xué)出版社．</p><p>　　[14]李預(yù)斌編著．精通PRO/ENGINEER中文野火版[M]．中國青年出版社．</p><p>

87、;　　[15]張沛頎等編著．PRO/ENGINEER野火版進(jìn)階設(shè)計(jì)[M]．人民郵電出版社，2004．</p><p>　　[16]李世國等編著．PEO/ENGINEER WILDFIRE中文版范例教程[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2004．</p><p>　　[17]姜俊杰等編著．PRO/ENGINEER WILDFIRE高級事例教程[M]．中國水利水電出版社，2004．</p>

88、;<p>　　[18]張祥杰等編著．PRO/ENGINEER 模具設(shè)計(jì)WILDFIRE[M]．中國鐵道出版社，2004．</p><p>　　[19]《塑料模具技術(shù)手冊》編委會編著．塑料模具技術(shù)手冊[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2001．</p><p>　　[20]伍先明等編著．塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M]．國防工業(yè)出版社，2006．</p><p>　　[21

89、]大連理工大學(xué)工程畫教研室編著．機(jī)械制圖（第四版）[M]．高等教育出版社，2002．</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　附1：吊環(huán)螺釘?shù)膹?qiáng)度驗(yàn)證：</p><p>　　模具整體尺寸近似為400×270×300 mm，則體積為V=3.24×10 m。</p><p>

90、;　　模具材料的密度取SM45鋼為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)槟＞叩拇蟛糠植牧鲜?5鋼，=7.81T/ m。</p><p>　　質(zhì)量M=·V=3.24×10×7.81=0.25 T（模具實(shí)際質(zhì)量小于該值，因?yàn)镃板處有空位）。</p><p>　　根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊資料表明：單個吊環(huán)螺釘M16的最大起吊重量為0.63T，所以強(qiáng)度足夠。</p><p>

91、　　附2：[]的取值過程</p><p>　　附表1 T8鋼的組織對性能的影響</p><p>　　對于塑性材料，當(dāng)其應(yīng)力達(dá)到屈服極限時，將產(chǎn)生很大的塑性變形，此時桿件雖然未斷裂，但已無法正常使用，所以將其屈服極限作為極限應(yīng)力。對于脆性材料，由于沒有屈服階段，應(yīng)力達(dá)到強(qiáng)度極限時才破壞，則以強(qiáng)度極限作為極限應(yīng)力。為了保證桿件在外力作用下，能安全可靠地工作，應(yīng)使其工作應(yīng)力小于材料的極限應(yīng)力，

92、使桿件的強(qiáng)度留有一定的儲備。因此，一般把極限應(yīng)力除以一個大于1的安全系數(shù)n,作為設(shè)計(jì)應(yīng)力的最大允許值，稱為許用應(yīng)力，用[]表示。</p><p>　　對于塑性材料：[]=一般規(guī)定：n=1.5~2.0</p><p>　　為了保證強(qiáng)度的足夠，取屈服強(qiáng)度小的球狀珠光體形；安全系數(shù)取大值2.0。</p><p>　　[]==147.5取[]=150</p&g

93、t;<p>　　附3：國營北江機(jī)械廠模具標(biāo)準(zhǔn)件分廠產(chǎn)品規(guī)格：</p><p><b>　　帶頭導(dǎo)柱</b></p><p><b>　　主要技術(shù)指標(biāo)</b></p><p>　　1.材料： T8A，T10A，GCr15,鋼20。</p><p>　　2.熱處理：HRC50~55