穿線盒注塑模課程設(shè)計說明書

1、<p><b>　　塑料成型工藝性分析</b></p><p><b>　　塑件的分析</b></p><p>　?。?）外形尺寸 如圖1.1所示，該塑件壁厚為3mm，塑件外形尺寸不大，塑料熔體流程不太長，塑件材料為熱塑性塑料，流動性較好，適合于注射成型。</p><p>　　（2）精度等級 任務(wù)書中塑件未注公差

2、，已說明未注公差為MT5，可查參考書。</p><p>　?。?）脫模斜度 PP的成型性能良好，化學(xué)穩(wěn)定性較好，成型時收縮大，易變形翹曲。參考文獻(xiàn)[1]表2-10選擇塑件上的型芯與凹模的統(tǒng)一脫模斜度為1°。</p><p>　　（4）塑件尺寸如圖1.1所示。</p><p><b>　　圖1.1 塑件尺寸</b></p>

3、<p>　　1.2 PP塑料的性能分析</p><p>　　聚丙烯，是由丙烯聚合而制得的一種熱塑性樹脂。按甲基排列位置分為等規(guī)聚丙烯無規(guī)聚丙烯和間規(guī)聚丙烯三種。</p><p><b>　　1）成型特性</b></p><p>　?。?）物理性能：PP為無毒、無味的乳白色高結(jié)晶的聚合物，是目前所有塑料中最最輕的品種之一，對水特別穩(wěn)定

4、，在水中14h的吸水率僅為0.01%。分子量約8~15萬之間，成型性好。但因收縮率大，原壁制品易凹陷，制品表面光澤好，易于著色。</p><p>　?。?）力學(xué)性能：PP的結(jié)晶度高，結(jié)構(gòu)規(guī)整，因而具有優(yōu)良的力學(xué)性能，其強(qiáng)度和硬度、彈性都比高密度PE(HDPE)高。突出特點(diǎn)是抗彎曲疲勞性（7×10^7）次開閉的折選彎曲而無損壞痕跡，干摩擦系數(shù)與尼龍相似，但在油潤滑下不如尼龍。</p><

5、;p>　?。?）熱性能：PP 具有良好的 耐熱性，熔點(diǎn)在164~170℃，制品能在100℃以上溫度進(jìn)行消毒滅菌。在不受外力的作用下，150℃也不變形。脆化為-35℃，在低于-35℃會發(fā)生脆化，耐熱性不如PE。</p><p><b>　　2）成型工藝</b></p><p>　　注塑機(jī)選用：對注塑機(jī)的選用沒有特殊要求。由于PP具有高結(jié)晶性，需采用注射壓力較高及可

6、多段控制的電腦注塑機(jī)。鎖模力一般按3800t/㎡來確定，注射量20%-85%即可。</p><p>　　干燥處理：如果儲存適當(dāng)則不需要干燥處理。</p><p>　　熔化溫度：PP的熔點(diǎn)為160-175℃，分解溫度為350℃，但在注射加工時溫度設(shè)定不能超過275℃。熔融段溫度最好在240℃。</p><p>　　模具溫度：模具溫度50-90℃，對于尺寸要求較高的用高

7、模溫，型芯溫度比型腔溫度低5℃以上。</p><p>　　注射壓力：采用較高注射壓力（1500-1800bar）和保壓壓力（約為注射壓力的80%）。大概在全行程的95%時轉(zhuǎn)保壓，用較長的保壓時間。</p><p>　　注射速度：為減少內(nèi)應(yīng)力及變形，應(yīng)選擇高速注射，但有些等級的PP和模具不適用（出現(xiàn)氣泡、氣紋）。如刻有花紋的表面出現(xiàn)由澆口擴(kuò)散的明暗相間條紋，則要用低速注射和較高模溫。<

8、/p><p>　　流道和澆口：流道直徑4-7mm，針形澆口長度1-1.5mm，直徑可小至0.7mm。邊形澆口長度越短越好，約為0.7mm，深度為壁厚的一半，寬度為壁厚的兩倍，并隨模腔內(nèi)的熔流長度逐肯增加。模具必須有良好的排氣性，排氣孔深0.025mm-0.038mm，厚1.5mm，要避免收縮痕，就要用大而圓的注口及圓形流道，加強(qiáng)筋的厚度要小（例如是壁厚的50-60%）。均聚PP制造的產(chǎn)品，厚度不能超過3mm，否則會有

9、氣泡（厚壁制品只能用共聚PP）。</p><p>　　熔膠背壓：可用5bar熔膠背壓，色粉料的背壓可適當(dāng)調(diào)高。</p><p>　　制品的后處理：為防止后結(jié)晶產(chǎn)生的收縮變形，制品一般需經(jīng)熱水浸泡處理。</p><p>　　詳細(xì)的純聚丙烯性能指標(biāo)見表1.1。</p><p>　　表1.1 聚丙烯的性能指標(biāo)</p><p&g

10、t;　　1.3 PP的注射成型過程及工藝參數(shù)</p><p><b>　　1）注射成型過程</b></p><p>　?。?）成型前的準(zhǔn)備 對聚丙烯的色澤、粒度和均勻度等進(jìn)行檢驗(yàn)，聚丙烯成型前須進(jìn)行干燥，處理溫度為80度到100度，干燥時間1-2小時。</p><p>　?。?）注射過程 塑料在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動狀態(tài)后，由模具的

11、澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具的型腔成型，其過程可分為沖模、壓實(shí)、保壓、倒流和冷卻五個階段。</p><p>　?。?）塑件的后處理（退火）。退火處理的方法為紅外線燈、烘箱，處理溫度為70度，處理時間是2-4小時。</p><p><b>　　2）注射工藝參數(shù)</b></p><p>　?。?）注射機(jī)：螺桿式，螺桿轉(zhuǎn)速為48r/min。</p>

12、<p>　　（2）料筒溫度(t/℃)：前段160-180；中段180-200；后段200-220。</p><p>　?。?）模具溫度(t/℃)：80-90。</p><p>　　（4）注射壓力（p/Mpa）：70-100。</p><p>　?。?） 成型時間（τ/s）：注射時間20-60；高壓時間0-3；冷卻時間20-90；總周期50-160。<

13、;/p><p>　　第2章 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式和初選注射機(jī)</p><p>　　2.1 分型面位置的確定</p><p>　　通過對塑件結(jié)構(gòu)形式的分析，分型面的選擇有圖2.1與圖2.2所示的兩種方案</p><p><b>　　圖2.1 方案1</b></p><p><b>　　圖2.2

14、方案2</b></p><p>　　分型面應(yīng)選在利于開模取出塑件的平面即選擇圖2.2的方案2。</p><p>　　2.2 型腔數(shù)目和排位方式的確定</p><p>　?。?）型腔數(shù)量的確定</p><p>　　由于該塑件的精度要求不高，塑件的尺寸較小，且為大批量生產(chǎn)，可采用一模多腔的結(jié)構(gòu)形式。同時，考慮到塑件的尺寸、模具結(jié)構(gòu)的尺

15、寸的關(guān)系，以及制造費(fèi)用和各種成本的費(fèi)用等因素，初步定為一模四腔結(jié)構(gòu)形式。</p><p>　　（2）型腔排列的形式的確定</p><p>　　由于該模具選擇的是一模四腔，故流道采用H形對稱排列，使型腔進(jìn)料平衡，如圖2.3所示。</p><p>　?。?）模具結(jié)構(gòu)形式的初步確定</p><p>　　圖2.3 型腔數(shù)量的排列布置</p>

16、;<p>　　由以上分析可知，本模具設(shè)計為一模四腔，對稱H型直線排列，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形狀，推出機(jī)構(gòu)初選推件板推出或推桿推出方式。澆注系統(tǒng)設(shè)計時，流道采用對稱平衡式，澆口采用側(cè)澆口，且開設(shè)在分型面上。因此，定模部分不需要單獨(dú)開設(shè)分型面取出凝料，動模部分需要添加型芯固定板、支撐板或者推件板。由上綜合分析可確定采用大水口（或者帶推件板）的單分型面注射模。</p><p>　　2.3注射劑型號的確定</

17、p><p><b>　　1）注射量的計算</b></p><p>　　通過Pro/E建模分析得塑件質(zhì)量屬性如圖2.3所示。</p><p>　　塑件體積：V塑39.46cm3</p><p>　　塑件質(zhì)量：m塑=ρV塑=39.46×0.91=35.91g</p><p>　　式中，可根據(jù)參考

18、文獻(xiàn)[1]表9-6取0.91g/cm3</p><p>　　2) 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步計算 </p><p>　　由于澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計之前不能確定的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件提及的0.2倍~1倍來估算。由于本次設(shè)計采用流道簡單并且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積0.3倍來估算，故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積（即澆注系統(tǒng)的凝料和4個塑件體積之和）為</p>&l

19、t;p>　　V總=1.3nV塑=1.3×4×39.46=205.20cm3</p><p><b>　　圖2.4 體積分析</b></p><p><b>　　3) 選擇注射機(jī)</b></p><p>　　根據(jù)以上計算得出在一次過程中注入模具型腔的總體積為V總=205.20cm3，由參考文獻(xiàn)[1]

20、式(4-18)V公 =V總/0.8=205.20/0.8=256.49cm3。根據(jù)以上的計算，初步選擇公稱注射量300cm3，注射劑型號XZY-300臥式注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)參見表2.1</p><p>　　表2.1 注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)</p><p>　　4）注射劑的相關(guān)參數(shù)的校核</p><p>　?。?）注射壓力校核 參考文獻(xiàn)[1]表4—1可知，PP所需注

21、射壓力為70MPa~100MPa，這里取p0=100Mpa，該注射機(jī)的公稱注射壓力p公=175MPa，注射壓力安全系數(shù)k1 這里取1.25~1.4,這里取k1=1.3。 </p><p>　　k1 p0=1.3×100=130Mpa<p公，所以，注射劑注射壓力合格。</p><p><b>　　（2）鎖模力校核</b></p><

22、;p>　?、偎芗诜中兔嫔系耐队懊娣e</p><p>　　A塑=50×50+π×302—2π×52=5170mm3</p><p>　?、跐沧⑾到y(tǒng)在分型面上的投影面積A澆，即澆道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積A澆數(shù)值，可以按照多型腔模具的統(tǒng)計分析來確定。A澆是每個塑件在分型面上的投影面積A塑的0.2~0.5倍。由于本設(shè)計的流道簡單，分流道相對簡單，

23、因此流道凝料投影面積可以適當(dāng)取小些。這里取A澆=0.2A塑。</p><p>　?、鬯芗蜐沧⑾到y(tǒng)在分型面上總的投影面積，則</p><p>　　A總=n(A澆+ A塑)=4×1.2 A塑=24816mm2</p><p>　?、苣＞咝颓粌?nèi)的脹型力F脹，則</p><p>　　F脹=A總×p模=24816×25=

24、620.34kN</p><p>　　式中，p模是型腔的憑平均計算壓力值。p模是模具型腔內(nèi)的壓力，通常取注射壓力的20%~40%，大致范圍為25MPa~40MPa。對于黏度較大的精度較高的塑料制品應(yīng)取較大值。PP屬中等黏度的塑料且塑件有精度要求，故p模取25MPa。</p><p>　　由表2.1可知該注射機(jī)的公稱鎖模力1500kN鎖模力安全系數(shù)為k2=1.1~1.2，這里取k2=1.2，

25、則取</p><p>　　k2F脹=1.2 F脹=1.2×620.34N </p><p>　　所以注射機(jī)鎖模力滿足要求。</p><p>　　對于其他安裝尺寸的校核要等到模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定后方可進(jìn)行。</p><p>　　第3章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計<

26、;/p><p>　　3.1 主流道的設(shè)計</p><p>　　主流道通常位于建模中心塑料熔體的入口處，它將注射劑噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為橢圓形。以便熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動速度和充模時間。另外，由于主流道與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，因此設(shè)計中常設(shè)計成可拆卸更換的澆口套。</p><p>&

27、lt;b>　　1）主流道的設(shè)計</b></p><p>　　（1）主流道的長度。一般有模具結(jié)構(gòu)確定，對于小型模具L應(yīng)盡量小于60mm，本次設(shè)計中初取50mm進(jìn)行計算。</p><p>　　（2）主流道小端直徑。d=注射機(jī)噴嘴尺寸+（0.5~1）mm=5.5mm。</p><p>　?。?）主流道大端直徑。D=d+L主tanα=9mm，式中α≈4&#

28、176;。</p><p>　?。?）主流道球面半徑。SR=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+（1~2）mm=18+2=20mm。</p><p>　　2）主流道的凝料體積</p><p>　　V主=L主（R主2+r主2+ R主r主）π/3=50×(52+2.752+5×2.75) π/3=2326.5mm2</p><p><b

29、>　　3）主流道當(dāng)量半徑</b></p><p>　　Rn= =3.875mm</p><p>　　4) 主流道澆口套的形式</p><p>　　主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)可選購。主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，易磨損，對材料的要求較嚴(yán)格，因而盡管小型注射模可以將主流道襯套與定位圈設(shè)計成一個整體，但考慮上述因素通常任然將其分開來設(shè)計，以便于

30、拆卸更換。同時也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理。本設(shè)計中澆口套采用碳素工具鋼T10A,熱處理淬火表面硬度為50HRC~55HRC。如圖3.1所示。定位圈的結(jié)構(gòu)由總裝圖來確定。</p><p><b>　　3.2分流道的設(shè)計</b></p><p>　　1）分流道的布置形式</p><p>　　為了盡量減少在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體

31、溫度降低，同時還要考慮減少分流道的容積和壓力平衡。因此采用平衡式分流道，如圖3.2所示。</p><p><b>　　2）分流道的長度</b></p><p>　　根據(jù)四個型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計，分流道長度適中，如圖3.2所示</p><p>　　圖3.1 主流道澆口套的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　圖3.2 分流道布置形式&l

32、t;/p><p>　　3）分流道的當(dāng)量直徑</p><p>　　流過一級分流道塑料的質(zhì)量</p><p>　　m=ρV塑=39.46×0.91×2=71.8g<200g</p><p>　　但該塑件壁厚在3mm~4mm之間，按參考文獻(xiàn)[2]圖2-3的經(jīng)驗(yàn)曲線查得Dˊ=5.2，再根據(jù)單向分流道長度60mm由參考文獻(xiàn)[2]圖

33、2-5查得修正系數(shù)fL=1.05，則分流到執(zhí)行經(jīng)修正后為</p><p>　　D= DˊfL=5.2×1.05≈5.5mm</p><p>　　4) 分流道的截面形狀</p><p>　　本設(shè)計采用梯形截面，其加工工藝性好，且塑料熔體的熱量散失，流動阻力均不大。</p><p>　　5) 分流道界面尺寸</p><

34、;p>　　設(shè)梯形的上底寬度為B=6mm（為了便于選擇道具），底面圓角的半徑R=1mm，梯形高度取H=2B/3=4mm，設(shè)下底寬度為b，梯形面積應(yīng)滿足如下關(guān)系式。</p><p><b>　　H= D2</b></p><p>　　代值計算得b=3.813mm，考慮到梯形地步圓弧對面積的減小及脫模斜度等因素，取b=4.5mm。通過計算梯形斜度α=10.6

35、6;，基本符合要求，如圖3.3所示。</p><p><b>　　6) 凝料體積</b></p><p>　　圖3.3 分流道截面形狀</p><p>　?。?） 分流道的長度為</p><p>　　L分=（55+7.5+42.5）×2=210</p><p>　?。?） 分流道截面積&

36、lt;/p><p>　　A分= ×4=21mm2</p><p><b>　?。?） 凝料體積</b></p><p>　　V分=L分A分=210×21=4410mm3=4.41cm3</p><p>　　考慮到圓弧的影響取V分=4.2cm3</p><p><b&

37、gt;　　7） 校核剪切速率</b></p><p>　?。?）確定注射時間：參考文獻(xiàn)[2]表2-3，可取t=1.6s。</p><p>　?。?）計算單邊分流道體積流量</p><p>　　q分= = =33.67cm3/s </p><p>　?。?）參考文獻(xiàn)[2]式（2-22）可得剪切

38、速率 </p><p>　　γ分= = =1.701×103 s-1</p><p>　　該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流道德最佳剪切速率在5×102 s-1 ~ 5×103 s-1之間，所以，分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。</p><p>　　8）分流道的表面粗糙度和脫模斜度</p>

39、<p>　　分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般取Ra1.25μm~2.5μm即可。此處取Ra1.6μm。另外其脫模斜度一般在5°~10°，通過上述計算脫模斜度為10.6°，脫模斜度足夠。</p><p><b>　　3.3澆口的設(shè)計</b></p><p>　　該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，表面質(zhì)量要求較高，采用一模四

40、腔注射，為便于調(diào)增沖模時間的剪切速率和封閉時間美因茨采用側(cè)澆口。其界面形狀簡單，易于加工，便于試模后修正，且開設(shè)在分型面上，從型腔邊緣進(jìn)料。</p><p>　　1）側(cè)澆口尺寸的確定</p><p>　　（1）計算側(cè)澆口的深度。根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表2-6，可得側(cè)澆口的深度h計算公式為</p><p>　　h=nt=0.7×3=2.1mm</p>

41、<p>　　式中：t為塑件壁厚，這里t=3mm；n為塑料成型系數(shù)，對于PP,其成型系數(shù)取n=0.7。</p><p>　　為了便于今后試模時間發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行修模處理，并根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表4-9中推薦的PP側(cè)澆口的厚度為1.5mm~3mm，故此處澆口深度h取0.7mm。</p><p>　?。?）計算側(cè)澆口的寬度。根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表2-6，可得側(cè)澆口的寬度B的計算公式為<

42、;/p><p>　　B= = =2.7≈3mm</p><p>　　其中內(nèi)表面積A=50×50+3.14×302+（50+50+2×3.14×30）=13978mm2</p><p>　　式中：n為塑料成型系數(shù)，對于PP取0.7；A為凹模的內(nèi)表面積（約等于塑件的外表面積）。</p><p

43、>　　（3）計算側(cè)澆口的長度。根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表2-6，可取側(cè)澆口的長度L澆=0.75mm。</p><p>　　2）側(cè)澆口剪切速率的校核</p><p>　?。?）確定注射時間：查參考文獻(xiàn)[2]表2-3，可取t=2.5s；</p><p>　　（2）計算澆口的體積流量</p><p>　　q澆= = =15.78cm2/

44、s</p><p>　　（3）計算交口的剪切速率：對于矩形澆口可得γ= ≤4×104s-1；</p><p>　　γ分= = ≈3.44×103 s-1＜4×104s-1 </p><p>　　式中：Rn為矩形交口的當(dāng)量半徑，即Rn= = =0.07cm

45、</p><p>　　該矩形側(cè)澆口的剪切速率比較大，首先把澆口面積適當(dāng)做小一點(diǎn)，通過試模根據(jù)塑件成型情況來調(diào)整。</p><p>　　3.4校核主流道的剪切速率</p><p>　　上面分別求出了塑件的體積，主流道的體積，分流道的體積（澆口的體積大小可以忽略不計）以及主流道的當(dāng)量半徑，這樣就可以校核主流道熔體的剪切速率。</p><p>　　

46、1）計算主流道德體積流量</p><p>　　q分= = =65.44cm3/s</p><p>　　計算主流道德剪切速率</p><p>　　γ分= = =2.246×103s-1</p><p>　　主流道的剪切速率處于澆口與分流道的最

47、佳剪切速率5×102s-1~5×103s-1之間，所以，主流道的剪切速率合格。</p><p>　　3.5冷料穴的設(shè)計及計算</p><p>　　冷料穴位于主流道正對面的模板上，其作用是儲存熔體前鋒的冷料，防止冷料模具型腔而影響制品的表面質(zhì)量。本設(shè)計既有主流道冷料穴又有分流道冷料穴。由于該塑件表面要求沒有印痕，初定采用脫模板推出塑件，故采用與Z字形拉料桿匹配的冷料穴。開

48、模時，利用凝料對Z字頭的拉力使凝料從主流道襯套中脫出。</p><p>　　第4章 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算</p><p>　　4.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　?。?）凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模結(jié)構(gòu)的不同可將其分為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四種。根據(jù)對蘇建德結(jié)構(gòu)分析，本設(shè)計采用整體嵌入式凹模。</p>

49、<p><b>　　圖4.2 凸模結(jié)構(gòu)</b></p><p>　?。?）凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計（型芯） 凸模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通?？梢苑譃檎w式和組合式兩種類型。該塑件采用整體式型芯，如圖4.2所示，因塑件的包緊力，所以設(shè)在動模部分。</p><p>　　4.2成型零件鋼材的選用</p><p>　　根據(jù)對成型塑件的綜合分析，該

50、塑件的成型零件要有足夠的剛度、強(qiáng)度、耐磨性及良好的抗疲勞性，同時考慮他的機(jī)械加工性能和拋光性能。又因?yàn)樵撍芗榇笈可a(chǎn)，所以構(gòu)成型腔的嵌入式凹模鋼材選用P20。對于成型零件內(nèi)表面的型芯來說，由于脫模時與塑件的磨損嚴(yán)重，因此鋼材選用P20鋼。進(jìn)行滲氮處理。</p><p>　　4.3成型零件工作尺寸的計算</p><p>　　采用參考文獻(xiàn)[1]式（2-26）~式（2-30）相應(yīng)公式中的平均

51、尺寸法計算成型零件尺寸，塑件尺寸公差按照塑件零件圖中給定的公差計算。</p><p>　　凹模徑向尺寸的計算 </p><p>　　塑件外部徑向尺寸的轉(zhuǎn)換：</p><p>　　相應(yīng)的塑件制造公差Δ1=0.64mm</p><p>　　相應(yīng)的塑件制造公差Δ2=0.50mm</p><p>　　式中：Scp為塑件的平均

52、收縮率，查參考文獻(xiàn)[2]表6-1可得PP的收縮率為1%~3%，所以其平均收縮率 ，χ1、χ2為系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[2]表2-10可知χ1=0.7，χ2=0.65；Δ1、Δ2分別是塑件上相應(yīng)尺寸的公差（下同）； 是塑件上相應(yīng)尺寸制造公差，對于中小型塑件?。ㄏ峦?。 </p><p>　?。?） 凹模深度尺寸的計算 </p><p>　

53、　塑件高度方向尺寸的換算：</p><p>　　塑件高度的最大尺寸Hs1=30±0.42=30.42 。</p><p>　　式中：χ1為系數(shù)，由參考文獻(xiàn)[2]表2-10可知χ1=0.65</p><p>　?。?） 型芯徑向尺寸計算 </p><p>　　塑件內(nèi)部徑向尺寸的轉(zhuǎn)換：</p><p>　　相應(yīng)

54、的塑件制造公差Δs1=0.64mm</p><p>　　相應(yīng)的塑件制造公差Δs2=0.50mm</p><p>　　式中χ1、χ為系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[2]表2-10取χ1=0.7、χ=0.6</p><p>　?。?） 型芯高度尺寸計算 </p><p>　　塑件內(nèi)腔高度尺寸轉(zhuǎn)換：</p><p>　　相應(yīng)的塑件制造公

55、差Δ1=0.58mm</p><p>　　式中χ14為系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[2]表2-10取χ1=0.55</p><p>　?。?） 型芯徑向尺寸φ10的計算</p><p>　　相應(yīng)的塑件制造公差Δ3=0.28mm</p><p>　　（6） 成型孔的高度 </p><p>　　2×φ10的成型芯是與凹模碰

56、穿，所以高度應(yīng)取正公差，以利于修模。</p><p>　?。?） 成型孔間距計算</p><p>　　塑料凹模嵌件及型芯的成型尺寸的標(biāo)注見零件圖所示。</p><p>　　4.4成型零件尺寸及動模墊板厚度的計算</p><p>　　（1）凹模側(cè)壁厚度的計算</p><p>　　主要考慮其強(qiáng)度，因此在此只做強(qiáng)度計算，凹模

57、側(cè)壁厚度與型腔內(nèi)壓強(qiáng)及凹模的深度有關(guān)，其厚度根據(jù)本節(jié)參考文獻(xiàn)[1]表4-19中強(qiáng)度公式計算。</p><p>　　式中：p為型腔壓力（MPa）在第2章已求得為25MPa；h=W，W為影響變形的最大尺寸，而h=20mm；σp為模具強(qiáng)度計算許用應(yīng)力，取預(yù)硬化剛300MPa。</p><p>　　凹模嵌件初定單邊厚選15mm。壁厚滿足要求。根據(jù)型腔的布置，初步計算模板平面尺寸選用300mm

58、15;300mm,它比型腔的尺寸大得多，所以完全滿足強(qiáng)度和剛度要求。</p><p>　?。?）動模墊板厚度的計算</p><p>　　根據(jù)本節(jié)參考文獻(xiàn)[1]表4-19中強(qiáng)度公式計算</p><p>　　式中：為模具強(qiáng)度計算許用應(yīng)力，取預(yù)硬化剛300MPa。p為型腔壓力（MPa）在第2章已知為25MPa；b為型腔寬度。</p><p>　　動

59、模墊板可按照標(biāo)準(zhǔn)厚度取45mm，顯然符合要求。</p><p>　　第5章 脫模推出機(jī)構(gòu)的計算</p><p>　　本塑件結(jié)構(gòu)簡單，可采用推件板推出、推桿推出、或推件板加推桿的綜合推出方式。根據(jù)脫模力計算來決定。</p><p><b>　　5.1脫模力的計算</b></p><p>　　（1）主型脫模力 型芯是矩形

60、與兩半圓組成，可視為矩形來算。</p><p><b>　　因?yàn)?lt;/b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　所以此處視為薄壁圓筒塑件，根據(jù)本節(jié)參考文獻(xiàn)[1]式4-26脫模力為</p><p><b>　　其中， </b></p><

61、p>　　（2）2-φ10小型芯脫模力 </p><p><b>　　因?yàn)?lt;/b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　所以是厚壁圓筒的受力狀態(tài)，根據(jù)本節(jié)參考文獻(xiàn)[1]式4-26脫模力為</p><p><b>　　=1023.8N</b></

62、p><p><b>　　其中， </b></p><p>　　式中 E 塑料的拉伸彈性模量（MPa）取1.1×103MPa；</p><p>　　S 塑料成型的平均收縮率（%）為2%；</p><p>　　t 塑件的壁厚（mm）為3mm；</p><p>　　L

63、 被包型芯長度（mm）為17mm；</p><p>　　μ 塑料的泊松比為0.33；</p><p>　　脫模斜度（°）為1°；</p><p>　　f 塑料與鋼材之間的摩擦因數(shù)取0.4；</p><p>　　r 型芯的平均半徑（mm）為3mm；</p><p>　　A

64、 塑件在與開模方向垂直的平面的投影面積（mm2）；</p><p>　　由λ和決定的無因次數(shù)</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　由f 和決定的無因次數(shù)</p><p><b>　??；</b></p><p><b>　　總脫模力&

65、lt;/b></p><p>　　F=F1+F2=5080+1023.8=6103.8N</p><p>　　5.2推出方式的確定</p><p><b>　　1）采用推出桿推出</b></p><p>　　（1）推出面積 設(shè)8mm的圓桿設(shè)置2根，那么推出面積為</p><p>　　推桿推

66、出應(yīng)力 根據(jù)表2-12取許用應(yīng)力[σ]= 12MPa</p><p>　　通過上述計算，應(yīng)力偏大，推出時有頂白或頂破的可能（在生產(chǎn)實(shí)踐中，這類簡 單非透明塑件，一般還是采用推桿推出），為安全起見，在此不采用推桿推出。

67、

68、 </p><p><b>　　2）采用推件板推出</b></p><p><b>　　推件板推出時的面積</b></p&g

69、t;<p><b>　　推件板推出應(yīng)力 </b></p><p>　　通過計算，應(yīng)力滿足要求，但考慮到變形，采用推板推出的同時采用一根推桿進(jìn)行脫模，以保證塑件質(zhì)量。 </p><p>　　推件板推出時為了減少推件板與型芯的摩擦，設(shè)計時在推件板與型芯之間留出0.2mm的間隙并采用錐面配合。</p><p>　　本設(shè)計采用側(cè)澆口，充模

70、時容易形成封閉氣囊，型芯上設(shè)置1根直徑8mm的推桿，同時利于供排氣，另外推出更加平穩(wěn)。</p><p><b>　　第6章 模架的確定</b></p><p>　　根據(jù)模具型腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸可以算出凹模嵌件所占的平面尺寸為220mm×160mm，型腔所占平面尺寸為190mm×130mm，利用經(jīng)驗(yàn)公式（7-1）進(jìn)行計算，即W3=W+10

71、=190+10=200mm，查參考文獻(xiàn)[2]表7-4得W=350mm，因此需采用350mm×350mm的模架。但又考慮是采用推件板和推桿綜合方式，且推桿布置在靠近凸模的中心，這樣推桿邊緣與推桿固定板邊緣距離較大，因此為降低模具成本可適當(dāng)減少模具架尺寸，同時又考慮到導(dǎo)柱、導(dǎo)套、水路的布置等因素，根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表7-1可確定選用帶推件板的直澆口B型模架，查參考文獻(xiàn)[2]表7-4得W×L=300mm×300m

72、m及各板的厚度尺寸。</p><p>　　6.1各模板尺寸的確定</p><p>　?。?） A板尺寸 A板是定模板型腔板，塑件高度為20mm，考慮到模板上還要開設(shè)冷卻水道，還需留出足夠的距離，故A板厚度取50mm。</p><p>　?。?） B板尺寸 B板是型芯固定板，按模架標(biāo)準(zhǔn)板厚度取40mm。</p><p><b>

73、;　?。?） C板尺寸</b></p><p>　　墊塊=推出行程+推板厚度+推桿固定板厚度+（5~10）mm=（20+25+20+5~10）mm=70mm~75mm,初步選定C為80mm</p><p>　　經(jīng)上述尺寸計算，模架尺寸已經(jīng)確定，標(biāo)記：C3030-50×40×80GB/T 12555--2006。其他尺寸按標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)注，如圖6.1所示。</p

74、><p>　　圖6.1 B型模架結(jié)構(gòu)</p><p>　　6.2模架各尺寸的校核</p><p>　　根據(jù)所選注射機(jī)來校核模具設(shè)計的尺寸。</p><p>　　（1） 模具平面尺寸350mm×300mm＜400mm×300mm(拉桿間距)，模具從一側(cè)吊如，校核合格。</p><p>　?。?） 模具高度

75、尺寸295mm，285mm＜295mm＜355mm(模具的最大厚度和最小厚度)，校核合格。</p><p>　?。?）模具的開模行程S=推出距離+包括澆注系統(tǒng)的塑件的高度<開模行程</p><p>　　S=20mm+71mm<340mm，校驗(yàn)合格。</p><p>　　第7章 排氣槽和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　7.1 排

76、氣槽的設(shè)計</p><p>　　該塑件由于采用側(cè)澆口進(jìn)料熔體經(jīng)塑件下方的臺階上向上充滿型腔，每個型芯上有1根推桿，其配合間隙可作為氣體排出方式，不會在頂部產(chǎn)生憋氣現(xiàn)象。同時，底面的氣體會沿著分型面，型芯和推板件之間的間隙向外排出。</p><p>　　7.2冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 </p><p>　　冷卻系統(tǒng)的設(shè)計很麻煩，在此只進(jìn)行簡單的計算。設(shè)計時忽略模具因空氣對流，輻

77、射以及與注射機(jī)接觸所散發(fā)的熱量，按單位時間內(nèi)塑料熔體凝固時所散發(fā)的熱量應(yīng)等于冷卻水所帶走的熱量。 PP屬流動性中等的材料，其成型溫度及模具溫度分別為220℃和80~90℃，熱變形溫度為100℃。所以模具的溫度初步選定為50℃，用常溫水對模具進(jìn)行冷卻。</p><p><b>　　冷卻系統(tǒng)的簡單計算</b></p><p>　　1）單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量

78、W</p><p>　?。?）塑料制品的體積</p><p>　　（2）塑料制品的質(zhì)量</p><p>　?。?）塑件壁厚為t=3mm，查參考文獻(xiàn)[1]表4-34得 。取注射時間，脫模時間 ，則注射周期 。由此得每小時注射次數(shù)N=120次。</p><p>　?。?）單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量：</p><p&

79、gt;<b>　　。</b></p><p>　　2）確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時所放出的熱量 </p><p>　　查參考文獻(xiàn)[1]表4-35直接可知PP的單位熱流量的值 。</p><p>　　3）計算冷卻水的體積流量 </p><p>　　設(shè)冷卻水道入水口的水溫為 ，出水口的水溫為 ，取水的密度 ，水的比熱容 ，則根

80、據(jù)公式可得：</p><p>　　4）確定冷卻水路的直徑d</p><p>　　當(dāng) ，查參考文獻(xiàn)[1]表4-30可知，為了使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取模具冷卻水孔的直徑d=8mm。</p><p>　　5）冷卻水在管內(nèi)的流速</p><p>　　6）求冷卻管壁與水交界面的膜轉(zhuǎn)熱系數(shù)</p><p>　　因?yàn)槠骄疁貫?3.

81、5℃，查參考文獻(xiàn)[1]表4-31可得 ，則有</p><p>　　7） 計算冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積</p><p>　　8）計算模具冷卻水管的總長度</p><p>　　9）冷卻水路的根數(shù) 設(shè)每條水路的長度 ，則冷卻水路的根數(shù)為</p><p>　　由上述計算可以看出，一條冷卻水道對于模具來說顯然已經(jīng)足夠了，為了使效果更好本設(shè)計中采用定模

82、兩條冷卻水道對型芯和凹模嵌件進(jìn)行冷卻，成型零件的冷卻水道開設(shè)見零件圖。</p><p>　　第8章 導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計</p><p>　　注射模的導(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。按作用分為模外定位和模內(nèi)定位。模外定位是通過定位圈與注射機(jī)配合，使模具的澆口套能與注射機(jī)噴嘴精確定位；而模內(nèi)定位機(jī)構(gòu)則通過導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行合模定位。錐面定位則用于動定模之間的精密定位。本模具

83、所成型的塑件比較簡單，模具定位精度要求不是很高，因此采用模架本身所帶的定位機(jī)構(gòu)。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　課程設(shè)計即將結(jié)束了，在這段時間里受益非淺。在剛拿到這個課題時，的確心里很沒底，經(jīng)過幾天的認(rèn)真分析和查有關(guān)資料才有了點(diǎn)頭緒。隨著對零件圖的全面理解，設(shè)計工作也全面展開，在本次設(shè)計過程中我也大量查閱了與此次設(shè)計的有關(guān)課程書：如

84、機(jī)械制圖、塑料模具設(shè)計與制造、數(shù)控機(jī)床等。在設(shè)計過程中只憑教科書是不夠的，我還大量查看一些有關(guān)設(shè)計的參考書和資料。從中也使自己能更好的掌握自動編程，為以后的工作奠定了更堅實(shí)的基礎(chǔ)。本課程是核心專業(yè)課程之一，主要講授塑料模具的設(shè)計流程和模具結(jié)構(gòu)，塑料的特性和成型原理、掌握模具的合模和開模動作、塑料件模具結(jié)構(gòu)設(shè)計等。 通過本課程的學(xué)習(xí)，掌握塑料的基本概念、熱塑料的成形加工性能、熱塑料制品設(shè)計的基本原則，注射成型模具的基本結(jié)構(gòu)及分類

85、、注射成型模具零部件的設(shè)計、澆注系統(tǒng)設(shè)計等知識，能夠完成塑料模具的設(shè)計任務(wù)以及維護(hù)等。這次設(shè)計課程，實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐的結(jié)合，使我懂得一些課堂上學(xué)不到的知識，為今后的學(xué)習(xí)和工作打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 葉久新，王群．塑料成型工藝及模具設(shè)計［Ｍ］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社。2007。</p>&

86、lt;p>　　[2] 伍先明，王群．塑料模具設(shè)計指導(dǎo)［Ｍ］．北京：國防工業(yè)出版社。2007。</p><p>　　[4] 李冰輝，鄧志久．模具工程技術(shù)基礎(chǔ)［Ｍ］．北京：北京理工大學(xué)出版社。2009。</p><p>　　[10] 馮炳堯．模具設(shè)計與制造簡明手冊［Ｍ］．上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社。1985。</p><p>　　[11] 李學(xué)鋒．塑料模具設(shè)計與