畢業(yè)設(shè)計---塑料窗限位塊模具設(shè)計

1、<p><b>　　概 述</b></p><p>　　塑料工業(yè)是一門新興產(chǎn)業(yè)，自塑料問世后幾十年，塑料來源豐富，制作方便及成本低廉、金屬零件塑料化的發(fā)展很快，在機械電子、國防、交通、通訊、建筑、農(nóng)業(yè)、輕工業(yè)和日常生活用品等行業(yè)中都得到了廣泛的應(yīng)用，對塑料模具要求量增加。</p><p>　　Pro/ENGINEER3.0 CAD在設(shè)計過程中的應(yīng)用<

2、;/p><p>　　Pro/ENGINEER3.0是美國PTC公司（Parametric Technology Corporation——參數(shù)技術(shù)公司）開發(fā)的大型CAD/CAM/CAE集成軟件，是全方位的產(chǎn)品開發(fā)軟件。該軟件集產(chǎn)品設(shè)計、裝配、加工、鈑金設(shè)計等功能于一體，其模塊眾多、內(nèi)容豐富、功能強大，已廣泛應(yīng)用于電子、航天、汽車、家電和玩具等行業(yè)。</p><p>　　在塑窗限位塊模具設(shè)計過程

3、中，主要應(yīng)用Pro/ENGINEER3.0進行了模仁結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括分形面、澆注系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)等的設(shè)計。</p><p>　　PTC用于Pro/ENGINEER的新模架——EMX(Expert Moldbase Extension)，是一個基于知識庫的模架裝配和細化工具，它增強了現(xiàn)有Pro/ENGINEER模具工具的功能。專門為模具設(shè)計人員開發(fā)的這套工具，提供了快速創(chuàng)建和修改完整模具零部件的功能，能簡化模具設(shè)計過程

4、，提高生產(chǎn)效率。</p><p>　　在塑窗限位塊模具設(shè)計過程中，應(yīng)用EMX4.1進行了模架結(jié)構(gòu)及標準零件設(shè)計。</p><p>　　Moldflow Plastic Advisers是Moldflow公司開發(fā)的快速試模分析軟件，可以對塑件和模具進行注塑分析和優(yōu)化，能幫助設(shè)計人員在早期發(fā)現(xiàn)問題。</p><p>　　在塑窗限位塊模具設(shè)計過程中，應(yīng)用Moldflow

5、Plastic Advisers模流分析，包括澆口位置、材料選擇、熔接痕位置、困氣、流動時間、壓力和溫度分布分析等。</p><p>　　AutoCAD是最常用的工程制圖軟件。由Pro/ENGINEER產(chǎn)生的工程圖紙不規(guī)范，所以后期需要導(dǎo)入AutoCAD2006進行完善。</p><p>　　塑料模具CAD技術(shù)是一種全新的設(shè)計技術(shù)，有助于提高產(chǎn)品及模具設(shè)計的質(zhì)量和實現(xiàn)產(chǎn)品的最佳性能。塑料模

6、具CAD的工作主要在于理解注塑過程模擬的分析結(jié)果，判讀數(shù)據(jù)并做出合適的變更設(shè)計抉擇，熟悉CAD技術(shù)并有效地應(yīng)用于模具設(shè)計也有賴于設(shè)計人員的素質(zhì)和經(jīng)驗。塑料模具CAD的難點在于建立豐富的材料性能數(shù)據(jù)庫，以及模具零件的標準化。</p><p>　　燕秀工具箱V2.3為cad外掛軟件，它集成了各大模具標準零件生產(chǎn)廠家的標準零件庫，如龍記（LKM）、明利（MINGLEE）、環(huán)勝（EVER）等，大大提高設(shè)計的效率及實用性。

7、</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計設(shè)計的塑窗限位塊注塑模主要從塑料的性能、產(chǎn)品的使用性能和要求出發(fā)，分為幾個方面的設(shè)計，重點闡述了材料性能、模具結(jié)構(gòu)分析及工作原理以及成型分析、理論計算幾個方面</p><p>　　此塑窗限位塊結(jié)構(gòu)比較簡單，精度要求低，運用常用的推板、頂桿、通過充模、保壓、開模至推出塑件。</p><p>　　具體過程，詳見以后說明書內(nèi)容分析和計算。

8、本說明書為機械塑料注射模具設(shè)計說明書，是根據(jù)《塑料成型工藝與模具設(shè)計》上的設(shè)計過程及相關(guān)工藝編寫的。本說明書的內(nèi)容包括：目錄、課程設(shè)計指導(dǎo)書、課程設(shè)計說明書、參考文獻等。</p><p>　　編寫本說明書時，力求符合設(shè)計步驟，詳細說明了塑料注射模具設(shè)計方法，以及各種參數(shù)的具體計算方法，如塑件的成型工藝、塑料脫模機構(gòu)的設(shè)計。</p><p>　　本說明書在編寫過程中，得到老師和同學(xué)的大力支持

9、和熱情幫助，在此謹表謝意。</p><p>　　由于本人設(shè)計水平有限，在設(shè)計過程中難免有錯誤之處，敬請各位老師批評指正。</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書</b></p><p><b>　　題目：</b></p><p>　　題目：塑料窗限位塊 </p><p

10、>　　條件：產(chǎn)量：50萬件</p><p>　　材料：HPVC(硬聚氯乙烯)</p><p><b>　　設(shè)備：注塑機自選</b></p><p>　　任務(wù)要求：總裝圖1份</p><p><b>　　零件圖若干</b></p><p><b>　　說明書1份

11、</b></p><p>　　二、明確設(shè)計任務(wù)，收集有關(guān)資料：</p><p><b>　　三、工藝性分析</b></p><p>　　分析塑膠件的工藝性包括技術(shù)和經(jīng)濟兩方面，在技術(shù)方面，根據(jù)產(chǎn)品圖紙，只要分析塑膠件的形狀特點、尺寸大小、尺寸標注方法、精度要求、表面質(zhì)量和材料性能等因素，是否符合模塑工藝要求；在經(jīng)濟方面，主要根據(jù)塑膠

12、件的生產(chǎn)批量分析產(chǎn)品成本，闡明采用注射生產(chǎn)可取得的經(jīng)濟效益。</p><p>　　1、塑膠件的形狀和尺寸：</p><p>　　塑膠件的形狀和尺寸不同，對模塑工藝要求也不同。</p><p>　　2、塑膠件的尺寸精度和外觀要求：</p><p>　　塑膠件的尺寸精度和外觀要求與模塑工藝方法、模具結(jié)構(gòu)型式及制造精度等有關(guān)。</p>

13、<p><b>　　3、生產(chǎn)批量</b></p><p>　　生產(chǎn)批量的大小，直接影響模具的結(jié)構(gòu)型式，一般大批量生產(chǎn)時，可選用一模多腔來提高生產(chǎn)率；小批量生產(chǎn)時，可采用單型腔模具等進行生產(chǎn)來降低模具的制造費用。</p><p><b>　　4、其它方面</b></p><p>　　在對塑膠件進行工藝分析時，除了

14、考慮上訴因素外，還應(yīng)分析塑膠件的厚度、塑料成型性能及模塑生產(chǎn)常見的制品缺陷問題對模塑工藝的影響。</p><p>　　確定成型方案及模具型式：</p><p>　　根據(jù)對塑膠零件的形狀、尺寸、精度及表面質(zhì)量要求的分析結(jié)果，確定所需的，模塑成型方案，制品的后加工、分型面的選擇、型腔的數(shù)目和排列、成型零件的結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)等。</p><p><b>　　工藝計

15、算和設(shè)計</b></p><p>　　1、注射量計算：涉及到選擇注射機的規(guī)格型號，一般應(yīng)先進行計算。對于形狀復(fù)雜不規(guī)則的制品，可以利用Pro/E，的“分析/模塑分析/模塑質(zhì)量屬性”來計算質(zhì)量。或者采用估算估計塑料的用量，及保證足夠的塑料用量為原則。</p><p>　　2、澆注系統(tǒng)設(shè)計計算：這是設(shè)計注射模的第一步，只有完成注系統(tǒng)的設(shè)計后才能估算型腔壓力、注射時間、校核鎖模力，從

16、而進一步校核所選擇的注射機是否符合要求。澆注系統(tǒng)設(shè)計計算包括澆道布置、主流道和分流道斷面尺寸計算、澆注系統(tǒng)壓力降計算和型腔壓力校核。</p><p>　　3、成型零件工作尺寸計算：主要有凹模和型芯徑向尺寸高度尺寸，其最大值直接關(guān)系到模具尺寸大小，而工作尺寸的精度則直接影響到制品精度。為計算方便，凡孔類尺寸均及其最小尺寸作為公稱尺寸，凡軸類尺寸均及最大尺寸作為公稱尺寸；進行工作尺寸計算時應(yīng)考慮塑料的收縮率和模具壽命

17、等因素。</p><p>　　4、模具冷卻與加熱系統(tǒng)計算：冷卻系統(tǒng)計算包括冷卻時間和冷卻參數(shù)計算。冷卻參數(shù)包括冷卻面積、冷卻水空長度和孔數(shù)的計算及冷卻水流動狀態(tài)的校核和冷卻水入口與出口處溫差的校核。模具加熱工藝計算主要是加熱功率計算。</p><p>　　5、注射壓力、鎖模力和安裝尺寸校核：模具初步設(shè)計完成后，還需校核所選擇的注射機注射壓力和鎖模力能否滿足塑料成型要求，校核模具外形尺寸可否

18、方便安裝，行程是否滿足模塑成型及取件要求。</p><p><b>　　進行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計：</b></p><p>　　1、確定凹模尺寸：先計算凹模厚度，再根據(jù)厚度確定凹模周界尺寸，在確定凹模周界尺寸時要注意：第一，澆注系統(tǒng)的布置，特別是對于一模多腔的塑料模應(yīng)仔細考慮模腔位置和澆道布置；第二，要考慮凹模上螺孔的布置位置；第三，主流道中心與模板的幾何中心應(yīng)重合；第四，凹

19、模外形尺寸盡量按國家標準選取。</p><p>　　2、選擇模架并確定其他模具零件的主要參數(shù)；在確定模架結(jié)構(gòu)形式和定模、動模板的尺寸后，可根據(jù)定模、動模板的尺寸，從《塑料模國家標準》GB/T12555-1990和GB/T12556-1990中確定模架規(guī)格。待模架規(guī)格確定后即可確定主要塑模零件的規(guī)格參數(shù)。再查閱有關(guān)零件圖表，就可以畫裝配圖了。</p><p><b>　　七、畫裝配

20、圖</b></p><p>　　一般先畫上主視圖，再畫側(cè)視圖和其他視圖。</p><p>　　1、主視圖：繪制模具工作位置的剖面圖</p><p>　　2、側(cè)視圖：一般情況下繪制定模部分視圖</p><p>　　3、俯視圖、局部剖視圖等</p><p>　　4、列出零件明細表，注明材質(zhì)和數(shù)量，凡標準件須注明

21、規(guī)格</p><p>　　5、技術(shù)要求及說明，包括所選注射機設(shè)備型號，所選用的標準模架型號，模具閉合高度，模具間隙及其它要求。</p><p>　　八、繪制各非標準零件圖</p><p>　　零件圖上應(yīng)注明全部尺寸、公差與配合、行位公差、表面粗糙度、所用材料、熱處理方法及其它要求</p><p><b>　　九、編寫技術(shù)文件<

22、/b></p><p>　　1、編寫注射成型工藝卡片：根據(jù)塑料的成型特點，查閱有關(guān)資料，確定合理的注射成型工藝參數(shù)，并作成工藝卡片。</p><p>　　2、編寫加工工藝過程卡片：選取兩個重要模具成型零件，確定加工工藝路線，并作成加工工藝過程卡片</p><p><b>　　3、編寫設(shè)計說明書</b></p><p&g

23、t;<b>　　目 錄</b></p><p>　　第 一 部分 概述 </p><p>　　第 二 部分 任務(wù)書 </p><p>　　第 三 部分 產(chǎn)品說明及分析<

24、/p><p>　　第 四 部分 根據(jù)初步設(shè)計方案選擇注射機</p><p>　　第 五 部分 設(shè)計方案的選定 </p><p>　　第 六 部分 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計 </p><p>　　第 七 部分 澆注系統(tǒng)的設(shè)計

25、 </p><p>　　第 八 部分 模架的選擇及校核 </p><p>　　第 九 部分 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 </p><p>　　第 十 部分 模具的安裝與調(diào)試 </p><p

26、>　　第十一部分 技術(shù)經(jīng)濟分析 </p><p>　　第十二部分 設(shè)計小結(jié) </p><p>　　第十三部分 參考文獻 </p><p>　　第 三 部分 產(chǎn)品說明及分析</p><p

27、>　　1． 題目：塑料窗限位塊 </p><p>　　2． 條件：產(chǎn)量：50萬件</p><p>　　材料：HPVC(硬聚氯乙烯)</p><p><b>　　設(shè)備：注塑機自選</b></p><p><b>　　3．產(chǎn)品圖如下：</b></p><p&

28、gt;<b>　?。?—1）</b></p><p><b>　?。?—2）</b></p><p><b>　　4．任務(wù)要求</b></p><p>　　1） 制定塑件成型工藝</p><p>　　2） 完成塑件的模具設(shè)計圖紙一張，零件圖紙若干</p><

29、p>　　3） 選定模具材料及熱處理的技術(shù)要求，并制定主要工作零件的熱處理及加工制造工藝路線</p><p>　　4） 編寫說明書，其達到如下要求</p><p>　　A了解塑料物理性能、流動性能及成型過程中的物理化學(xué)變化</p><p>　　B了解塑料成型基本原理和工藝特點、正確分析成型的工藝對模具的要求</p><p>　　C掌握各

30、種成型設(shè)備對模具的要求</p><p>　　D掌握成型模具的結(jié)構(gòu)及設(shè)計計算方法</p><p><b>　　五、工藝方案的擬定</b></p><p><b>　　1．產(chǎn)品分析：</b></p><p>　　該產(chǎn)品是塑鋼窗一零部件</p><p>　　產(chǎn)品平面圖和立體圖可見（

31、1—1）和（1—2）從產(chǎn)品來源來看，本品在常溫中使用，精度要求不高，一般只要滿足要求，盡可能取較低的精度，所以從經(jīng)濟利益上看來盡可能采用一模多腔。</p><p><b>　　2．選材</b></p><p>　　硬聚氯乙烯（HPVC）</p><p>　　密度為1.49g/cm3</p><p>　　聚氯乙烯樹脂為白色

32、或淺黃色粉末，根據(jù)不同的用途可以加入不同的添加劑，使聚氯乙烯呈現(xiàn)不同的物理性能和力學(xué)性能，在聚氯乙烯樹脂中加入適量的增塑劑，就可以制成多種硬質(zhì)、軟質(zhì)和透明制品，純聚氯乙烯的密度為1。49/cm3，加入了增塑劑和填料等的聚氯乙烯塑件的密度一般在1。15—2。00g/cm3范圍內(nèi)，硬聚氯乙烯不含或含有少量的增塑劑，有較好的抗拉、抗彎、抗壓和抗沖擊性能，可單獨用作結(jié)構(gòu)材料。聚氯乙烯有較好的電氣絕緣性能，可以用作低頻絕緣材料，其化學(xué)穩(wěn)定性也較好

33、。但聚氯乙烯的熱穩(wěn)定性較差，長時間加熱會導(dǎo)致分解，放出氯化氫氣體，使聚氯乙烯變色，其應(yīng)用范圍較窄，一般在-15—55℃之間。</p><p><b>　　3．成型特點：</b></p><p>　　聚氯乙烯在成型溫度下容易分解放出氯化氫。所以必須加入穩(wěn)定劑和潤滑劑，并嚴格控制溫度及熔料的滯留時間，不能用一般的注射成型機成型聚氯乙烯，因為聚氯乙烯耐熱性不導(dǎo)熱性不好，用一

34、般的注射機需將料筒內(nèi)的物溫度加熱到166—193℃，會引起分解，應(yīng)采用帶預(yù)熱裝置的螺桿式注射機，模具澆注系統(tǒng)應(yīng)粗短，進料口截面宜大，模具應(yīng)有冷卻裝置。</p><p>　　四.根據(jù)初步設(shè)計方案選擇注射機</p><p><b>　　1．成型前的準備</b></p><p>　　a.吸濕性小，但為了提高流動性，防止發(fā)生氣泡則宜先干燥，</p

35、><p>　　b.塑料在注射機料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進入模具形腔成型，其過程可以分為充模、壓模、保壓、倒流和冷卻4個階段。</p><p>　　二．制品HPVC的注塑成型參數(shù)</p><p><b>　　注射機：螺桿式</b></p><p>　　螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）：28</p>

36、<p>　　料筒溫度：前170-190</p><p><b>　　中165-180</b></p><p><b>　　后160-170</b></p><p>　　模具溫度：30-60℃</p><p>　　注射壓力(MPa)：80-130</p><p>

37、　　成型時間注射時間(s)：15-60高壓時間：0-5冷卻時間：15-60總周期：40-130</p><p>　　3根據(jù)塑件的形狀估算其體積和質(zhì)量</p><p><b>　　a.塑件的體積:</b></p><p>　　V=22×40×2+2.7×4×2×2+3×2.7×

38、2+4×2×38×2+3×2×28+1.5×1.5×1.8×4+2×2×11×4+13×7×2-3.14×2×2÷2+11.6×2×27+1×1×11+2×2×18=5.8 mm3</p><p>

39、;　　質(zhì)量Vg=1.4×5.8=8.12g</p><p>　　對于該設(shè)計，建立塑件模型，并用Pro/E3.0對其進行分析得：</p><p><b>　　V=6.0mm3</b></p><p><b>　　Vg=8.4g</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計設(shè)計以手工為準。<

40、/p><p>　　2．根據(jù)塑件的計算量或者體積選定注射機設(shè)備型號確實形腔數(shù)，當(dāng)未限定設(shè)備時，必須考慮以下因素：</p><p>　　a.注射機額定注射量每次不得超過最大注射量的80％，即：</p><p><b>　　式中：n——形腔數(shù)</b></p><p>　　GJ——澆注系統(tǒng)重量（G）</p><p

41、><b>　　GS——塑件重量</b></p><p>　　GB——注射機額定注射量（G）</p><p>　　估算澆注系統(tǒng)的GJ，根據(jù)初步設(shè)計方案進行估算：</p><p><b>　　設(shè)n=4則得：</b></p><p><b>　　=4.2g</b></p&

42、gt;<p><b>　　g</b></p><p>　　從計算結(jié)果并根據(jù)塑件注射機技術(shù)規(guī)格選用XS-ZY-60</p><p>　?。ǘ┳⑸錂C有關(guān)參數(shù)的校核和最終選擇。</p><p>　　1．模具閉合高度的校核</p><p>　　安裝模具的高度應(yīng)滿足： Hmin＜H＜Hmax</p>

43、<p>　　設(shè)計模具高度為H總=237mm</p><p>　　選XS-ZY-125型，最大裝模高度Hmax=300mm，最小裝模高度Hmin=200mm</p><p>　　H總=237mm介于二者之間，滿足模具厚度安裝要求。</p><p>　　2. 注射機有關(guān)參數(shù)</p><p>　　XS-ZY-125型注射機的主要參數(shù)<

44、;/p><p>　　3.注塑機的參數(shù)校核</p><p>　　（1）注射容量和質(zhì)量校核</p><p>　　由前計算得塑件重量為8.12×4g,澆注系統(tǒng)為4.2g，則每次注射所需塑料為：按一模4腔計算：</p><p>　　4×8.12+4.2=36.68g</p><p>　　注射機最大注射量125&

45、#215;0.8=100﹥36.68</p><p>　　所以注塑機符合要求。</p><p>　?。?）鎖模力與注射壓力，鎖模力按下式校核：</p><p>　　鎖模力的大小必須滿足下式：</p><p>　　F≥Pm（nAs +Aj） </p>

46、<p><b>　　式中</b></p><p>　　As—塑件型腔在模具分型面上的投影面積</p><p>　　Aj—塑件澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積</p><p><b>　　F—鎖模力</b></p><p>　　P—模腔壓力 取120MPa</p><p

47、>　　F≥120[（4×40×17）+（5×100）]</p><p><b>　　≥392400 N</b></p><p><b>　　≥392.4 KN</b></p><p>　　由于F=900 KN</p><p>　　故滿足F=Pm(nAS+Aj)&l

48、t;/p><p>　　同時XS-ZY-125的額定注射壓力為120 MPa，所以注塑機符合HPVC塑料成型的注射壓力要求。</p><p><b>　　五.設(shè)計方案的選定</b></p><p>　　方案(一):一模四腔點澆口</p><p>　　方案(二):一模四腔側(cè)澆口</p><p><b

49、>　　點澆口:</b></p><p>　　針對針點式澆口,橄欖形澆口,其尺寸很小，這類澆口由于前后兩端存在較大的壓力差，能有較大的增加塑料熔體的剪切速度并產(chǎn)生較大的塑加熱從而導(dǎo)致熔體的表面粘度下降，流動性增加，利于填充，因而對薄壁件，以及諸如聚丙烯，聚乙烯等表面粘度隨剪切速度變化敏感改變的塑料成型有利，利用點澆口成塑件去除澆口后殘留痕跡小，易取得澆注系統(tǒng)的平衡，也有利于自動化操作，但壓力損大，

50、收縮大，塑件易變形，同時在定模部分需另加一個分型面以便澆口凝料脫模。</p><p><b>　　2側(cè)澆口：</b></p><p>　　又稱為邊緣澆口，國外稱為標準澆口，側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上，塑料熔件于形腔的側(cè)面充模，其截面的厚度和寬度可以調(diào)節(jié)熔體充模時的剪切速度及澆口封閉時間，這類澆口加工容易，修整方便，并且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活的選擇進料位置，因此它是廣

51、泛使用的一種澆口形式，普通便用在中小型塑件的多型腔模具，且對各種塑料的成型適應(yīng)性均較強但澆口痕跡存在，會形成熔接痕，縮孔，氣孔等塑件缺陷且注射壓力損失大，對深型腔塑件排氣不便。</p><p>　　下面是通過Moldflow Plastic Advisers（塑料顧問）對塑件澆口和注塑進行模擬并分析，在二種方案中比較：</p><p>　　首先我們對澆口位置進行選取，由Moldflow P

52、lastic Advisers（塑料顧問）分析中我們可以看出制品頂面和兩側(cè)面均可設(shè)澆口位置，</p><p>　　接下來我們對澆注質(zhì)量進行比較，可以看出兩者差異不大，澆注質(zhì)量都比較高，側(cè)澆口稍好。</p><p><b>　　點澆口</b></p><p><b>　　側(cè)澆口</b></p><p>

53、;　　我們再從氣泡數(shù)目和位置進行比較，熔接痕的數(shù)目和位置的比較，我們可以看出側(cè)澆口的氣泡數(shù)和熔接痕較少于點澆口</p><p><b>　　點澆口</b></p><p><b>　　側(cè)澆口</b></p><p>　　綜合上述，采用第二方案一模四腔側(cè)澆口，而且采用側(cè)澆口相應(yīng)的模具結(jié)構(gòu)形式也比較簡單，節(jié)約成本。</p

54、><p><b>　　六．模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計</b></p><p><b>　　1．確定形腔的數(shù)目</b></p><p>　　根據(jù)經(jīng)濟性確定形腔數(shù)目：</p><p>　　根據(jù)以知的條件50萬件，得知此產(chǎn)品產(chǎn)量不大，從目前市場經(jīng)濟價格來看每增加一個型腔成制造本會增加1200—2000元不等，而設(shè)計為單型

55、腔更加不利于節(jié)省成本的原則，因此，經(jīng)分析，最終選擇為一出四，既能滿足生產(chǎn)要求，又能最大限度的利用各項資源。</p><p>　　2．模具型腔在模板上的排列方式</p><p>　　通常有圓形、H形、直線形及復(fù)合排列。在進行形腔布置時，應(yīng)根據(jù)塑件的形狀和大小來確定排列方式，型腔的布置和澆口的開設(shè)部位應(yīng)力求對稱，對防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，型腔排列宜緊湊，以節(jié)約鋼材，減輕模具重量，節(jié)約成

56、本。</p><p>　　比較上述排列方式，采用H形式排列。（示意圖）</p><p><b>　　3分型面的確定：</b></p><p>　　由于本模具是一模多腔，為了使制品能夠順利取出，本模具設(shè)計了一個分型面，由注射機帶動動模后再由推桿推動推板，頂出制品，分型面如圖：</p><p><b>　　分型面以

57、紅色顯示</b></p><p><b>　　七．澆注系統(tǒng)的確定</b></p><p>　　澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計</p><p>　　澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)塑料熔體從注射機噴嘴到模具型腔的進料通道，具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，對塑件質(zhì)量影響很大。它分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。</p><p>　　該模

58、具采用普通流道澆注系統(tǒng)，包括主流到，分流到、冷料穴，澆口。</p><p><b>　　1.主流道的設(shè)計</b></p><p>　　主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴嘴射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主要的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出</p><p><b>　?。?）主流道尺寸<

59、/b></p><p>　　主流道小端直徑 D=注射機噴嘴直徑+（0.5～1） </p><p>　　=4（0.5～1），取D=5</p><p>　　主流道球面半徑SR0=注射機噴嘴球頭半徑+（1～2）</p><p>　　=12(1～2)，取SR0=13</p><p>　　球面配合高度h=3～5m

60、m，取h=3mm</p><p>　　主流道長度L=102mm</p><p>　　主流道大端直徑D′=D+2Ltanα=4+2×102×tan2°=9 ，取D′=9mm</p><p>　　澆口套總長LO=L+h=105mm</p><p>　?。?）主流道襯套的形式</p><p>

61、;　　主流道小端入口處于注塑機噴嘴反復(fù)接觸，屬于易損件，對材料要求較嚴格，因而模具主流道部分設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套，以便有效的選用幼稚鋼材進行單獨加工和熱處理，常采用碳素工具鋼，如T8A、T10A等，熱處理硬度為50HRC～55HRC。</p><p>　　由于該模具流道較長，定位圈和襯套設(shè)計成分體式較合適。</p><p>　?。?）主流道襯套的固定</p>

62、<p>　　主流道襯套采用壓入式固定。</p><p><b>　　3.分流道設(shè)計</b></p><p>　　（1）分流到布置形式</p><p>　　分流道在分型面上的布置與型腔排列密切相關(guān)，有多種不同的布置形式，應(yīng)該遵循兩方面原則：一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量段、鎖模力力求平衡。模具的流道布置形式采用平

63、衡式。流道分布如圖4-6所示。</p><p>　　圖4-6流道分布示意圖</p><p><b>　　（2）分流道的長度</b></p><p>　　長度應(yīng)盡量短，減少彎折。該模具的分流道長度在設(shè)計過程中由繪圖得出</p><p>　　（3）分流道的形狀及尺寸</p><p>　　為了便于加工及

64、凝料脫模，分流道設(shè)置在分型面上，采用梯形截面。</p><p><b>　　梯形分流道的高度：</b></p><p>　　H=2/3×B=2/3×4.862=3.241 mm</p><p>　　梯形底寬：B=0.2654× =0.2654××=4.86 mm</p><p

65、>　?。?）分流道表面粗糙度</p><p>　　由于流道中于模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取0.63～1.6微米，這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動阻力。避免熔流表面滑移，是中心層具有較高的剪切速率，此處Ra=0.8</p><p><b>　　A、主流道設(shè)計：</b&g

66、t;</p><p>　　主流道是連接注射機噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度，其主要設(shè)計點為：</p><p>　?、?主流道圓錐角α=2o～6o，對流動性差的塑件可取3 o～6o，內(nèi)壁粗糙度為Ra0.63μm。</p><p>　?、浦髁鞯来蠖顺蕡A角，半徑r=1～3mm，以減小料流轉(zhuǎn)向過渡時的阻力。</p>

67、;<p>　?、窃谀＞呓Y(jié)構(gòu)允許的情況下，主流道應(yīng)盡可能短，一般小于60mm，過長則會影響熔體的順利充型。</p><p>　　⑷對小型模具可將主流道襯套與定位圈設(shè)計成整體式。但在大多數(shù)情況下是將主流道襯套與定位圈設(shè)計成兩個零件，然后配合固定在模板上。主流道襯套與定模座板采用H7/m6過渡配合，與定位圈的配合采用間隙配合。</p><p>　　⑸主流道襯套一般選用T8、T10制

68、造，熱處理強度為52～56HRC。</p><p><b>　　B、冷料穴的設(shè)計</b></p><p>　　冷料穴一般位于主流道對面的動模板上。其作用就是存放料流前峰的“冷料”，防止“冷料”進入型腔而形成接縫；此外，在開模時又能將主流道凝料從定模板中拉出。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直徑，長度約為主流道大端直徑。冷料穴的形式有三種：一種是與推桿匹配的冷料穴；二種

69、是與拉料桿匹配的冷料穴；三種是無拉料桿的冷料穴。我們這里選用的拉料桿是固定在動模板上的，其結(jié)構(gòu)如圖三： </p><p><b>　　圖 三</b></p><p><b>　　D、澆口的設(shè)計：</b></p><p>

70、　　澆口是連接分流道與型腔之間的一段細短通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的形狀、位置和尺寸對塑件的質(zhì)量影響很大。 圖 五</p><p>　　澆口的理想尺寸很難用理論公式計算，通常根據(jù)經(jīng)驗確定，取其下限，然后在試模過程中逐步加以修正。 一般澆口的截面積為分流道截面積的3%～9%，截面形狀常為矩形或圓形，澆口長度為0.5～2mm，表面粗糙度Ra不低于0.4μm

71、。</p><p>　　澆口的結(jié)構(gòu)形式很多，按照澆口的形狀可以分為點澆口、扇形澆口、盤形澆口、環(huán)形澆口、及薄片式澆口。而我們這里選用的是側(cè)澆口。簡圖如圖五</p><p>　　澆口的截面一般只取分流道截面積的3％～9％，澆口的長度約為0.5mm～2mm，側(cè)澆口查表5-4（常用的澆口形式）《塑料成型工藝與模具設(shè)計》</p><p><b>　　圖五</

72、b></p><p>　　澆口位置的選擇直接影響到制品的質(zhì)量問題，所以我們在開設(shè)澆口時應(yīng)注意以下幾點：</p><p>　　①澆口應(yīng)開在能使型腔各個角落同時充滿的位置。</p><p>　?、跐部趹?yīng)設(shè)在制品壁厚較厚的部位，以利于補縮。</p><p>　　③澆口的位置選擇應(yīng)有利于型腔中氣體的排除。</p><p>

73、;　?、軡部诘奈恢脩?yīng)選擇在能避免制品產(chǎn)生熔合紋的部位。</p><p>　?、輰τ趲Ъ氶L型芯的模具，宜采用中心頂部進料方式，以避免型芯受沖擊變形。</p><p>　?、逎部趹?yīng)設(shè)在不影響制品外觀的部位。</p><p>　?、卟灰谥破烦惺軓澢d荷或沖擊的部位設(shè)置澆口。</p><p>　?。?）主流道冷料穴的設(shè)計</p>&l

74、t;p>　　開模時應(yīng)將主流道中的凝料拉出，所以冷料穴的直徑應(yīng)稍大于主流道大端直徑。由于該模具型腔分布對稱，所以冷料穴可設(shè)在中心位置。</p><p>　　由于本模具采用的是推件板推出，拉料桿固定在動模板上，所以冷料穴設(shè)計如下：</p><p><b>　　排氣槽的設(shè)計</b></p><p>　　因該制品屬于小型排氣量不大，可利用分型面間

75、隙以及推桿與孔配合間隙處排氣，所以，不需開設(shè)排氣槽</p><p><b>　　成型零件尺寸計算</b></p><p>　　HPVC的平均收縮率</p><p>　　A .型腔的內(nèi)形尺寸 D腔長=（ds+daQcp-X△S）</p><p>　　=(40+40×0.0105-×0.52)<

76、/p><p><b>　　=40.22</b></p><p>　　D腔寬=（ds+daQcp-X△S）</p><p>　　=（17+17×0.0105-×0.4）</p><p><b>　　==16.9</b></p><p>　　H腔長=（ds+daQ

77、cp-X△S）</p><p>　　=(30+30×0.01-×0.52) </p><p><b>　　= 30.575</b></p><p>　　式中 D腔——型腔內(nèi)形尺寸</p><p>　　Ds-----塑件外徑基本尺寸</p><p>　　s----塑件綜合修正系

78、數(shù)一般取</p><p>　　m模具成型尺寸設(shè)計公差一般△m=（1/S~~1/3）△s</p><p><b>　　H腔---形腔深度</b></p><p>　　Hs---塑件高度基本尺寸</p><p>　　4.凸模型芯的外形尺寸</p><p>　　d凸長=（ds+daQcp-△S）<

79、/p><p>　　=（36+0.378+0.26）</p><p><b>　　=36.46</b></p><p>　　d凸寬=（ds寬+DSQCP+X△s）</p><p>　　=(13+13×0.0105××0.36) ×</p><p><b>

80、;　　=13.32</b></p><p>　　h凸=（Hs+Hs×HQC+X△s）</p><p>　　=（28+28×0.0105+△s）</p><p><b>　　=28.534</b></p><p>　　式中d凸長---型芯外形長度尺寸（mm）</p><p

81、>　　Ds------塑件內(nèi)形基本尺寸</p><p>　　s-----塑件公差</p><p>　　Qcp----塑件平均收縮率</p><p>　　X------綜合，一般到</p><p>　　h凸----凸模/型芯的高度尺寸</p><p>　　其它---凸模/型心的高度</p><p

82、><b>　　5成型中心距</b></p><p>　　L中=（（ls+LSQCp）+△mm</p><p>　　=(15+15×0.0105)+ ×0.4×</p><p>　　=15.16+0.667</p><p>　　式中L中-----成型中心距(mm)</p>

83、<p>　　Ls------塑件中心基本尺寸(mm)</p><p><b>　　二、平面尺寸的確定</b></p><p>　　1、型腔到型芯邊的距離a</p><p>　　a = 0.2×l + 17</p><p>　　·對模芯邊走冷卻水的深腔模具或帶側(cè)抽芯的模具，a可適當(dāng)增加。<

84、;/p><p>　　2、型腔之間的距離b</p><p>　　b≧a/2 ,一般取12~20mm。</p><p>　　·對于特別小的制品，b可取3mm。</p><p>　　·型腔之間布置有流道時，b′可取25~30mm，一般取30mm。</p><p>　　3、模芯尺寸B0×L0</

85、p><p>　　模芯尺寸 = 制品尺寸+型腔到型芯邊的距離+型腔之間的距離</p><p>　　·模芯尺寸超過200×200時，必須做成拼塊結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　　三、高度尺寸的確定</b></p><p><b>　　1、前模部分</b></p><

86、p>　?、傩颓槐澈竽Ｐ竞穸萮1，h1與冷卻水孔的布置及制品的平面投影面積有關(guān)。</p><p>　　·無冷卻水孔或制品較小時，h1取15~20mm。</p><p>　　·冷卻水孔邊到型腔的距離取1.5d，或取10~15 mm。</p><p>　?、贏板開框背后厚度h3 = 25~35 mm</p><p>　?、?/p>

87、前模芯厚度h2 = 制品厚度h+型腔背后模芯厚度h1</p><p>　?、蹵板厚度h4 =前模芯厚度h2+ A板開框背后厚度h3</p><p><b>　　2、后模部分</b></p><p>　　①后模芯厚度h6，一般取20~35 mm。</p><p>　?、贐板開框背后厚度h7,主要承受來自型腔的注射壓力，可以

88、查選標準托板厚度。</p><p>　?、跙板厚度h8=后模芯厚度h6+ B板開框背后厚度h7</p><p>　　a=0.2x1+17=0.2x40+17=25mm b≥=12 b’=30</p><p>　　模芯尺寸：（25+17+30+17+25）x（25+40+12+40+25）=114x142</p><p><b>

89、;　　=16188 m㎡</b></p><p>　　h1=24mm h2= h + h1=54mm h3=10mm h4=39+25=64mm</p><p>　　h6=25mm h7=30mm h8=55mm</p><p>　　查表得標準件的尺寸如下：</p><p>　　h4=63mm h6=25mm h7=

90、32mm 墊塊=63mm</p><p>　　本次設(shè)計的模具方案改為整體式，但以上數(shù)據(jù)仍可做為設(shè)計參考。</p><p>　　模具總高=82+80+10+25+63=227mm</p><p>　?。ò耍┠＜艿倪x擇和注射機的校核</p><p>　　模架選用： GB/T 12556.1—90 180×L模架 44號A2型<

91、/p><p><b>　　模架示意圖如下：</b></p><p><b>　　主要技術(shù)參數(shù)：</b></p><p>　　1.定模座板：25mm 2.定模板：50mm 3.動模板：25mm </p><p>　　4.支承板：32mm 5.墊塊：63mm 6.推桿固定板：12.5mm<

92、/p><p>　　7.推板：16mm 8.動模座板：25mm 9.型芯：62mm </p><p>　　1.模具厚度H與注塑機的高度校核</p><p>　　Hmin<H<Hmax</p><p>　　式中Hmin—注射機允許的最小模厚</p><p>　　Hmax—注射機允許的最大模厚</p>

93、<p>　　預(yù)選模架高180x200，則模具閉合高度為：H=227</p><p>　　因為200<H(227)<300</p><p><b>　　所以能滿足要求。</b></p><p><b>　　2.注射機開模行程</b></p><p>　　注射機開模行程應(yīng)大于模

94、具的取出塑件所需的開模距。</p><p>　　即滿足以下式Smax≥H1+H2+(5～10)</p><p><b>　　式中H1—推出距離</b></p><p>　　H2—包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度（mm）</p><p>　　則H1+H2+(5～10)=30+75+（5～10）=115﹤300</p&g

95、t;<p><b>　　∴能滿足要求</b></p><p><b>　?。ň牛├鋮s系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p>　　塑料在成型過程中，模具溫度會直接影響到塑料的充模、定型、成型周期和塑件質(zhì)量。所以，我們在模具上需要設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以到達理想的溫度要求。</p><p>　　一般注射模內(nèi)的塑料熔體溫度為2

96、00℃左右，而塑件從模具型腔中取出時其溫度在60℃以下。所以熱塑性塑料在注射成型后，必須對模具進行有效的冷卻，以便使塑件可靠冷卻定型并迅速脫模，提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。對于熔融黏度低、流動性比較好的塑料，如聚丙烯、有機玻璃等等，當(dāng)塑件是小型薄壁時，如我們的塑件，則模具可簡單進行冷卻或者可利用自然冷卻不設(shè)冷卻系統(tǒng)；當(dāng)塑件是大型的制品時，則需要對模具進行人工冷卻，以保證制件的充分固化定型。</p><p><

97、;b>　　冷卻時間的確定</b></p><p>　　在注射過程中，塑件的冷卻時間，通常是指塑料熔體從充滿模具型腔起到可以開模取出塑件時止的這一段時間。這一時間標準常以制品已充分固化定型而且具有一定的強度和剛度為準，這段冷卻時間一般約占整個注射生產(chǎn)周期的80%。因為我們所需要的塑件比較薄，固用此公式：</p><p>　　式中，a — 塑料熱擴散系數(shù) （m2/s）；

98、 S — 制品壁厚 （mm）；</p><p>　　現(xiàn)我們根據(jù)已知條件知道HPVC的TS=260℃，TM=60℃，TE=100℃，而塑件的厚度為2mm：</p><p><b>　　∴ </b></p><p><b>　　=4.5s</b></p><p><b>　　冷卻系統(tǒng)設(shè)計

99、原則</b></p><p>　?、?、盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡</p><p>　?、?、冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越均勻。</p><p>　?、邸⒈M可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等。</p><p>　?、堋部谔幖訌娎鋮s。</p><p>　?、荨?yīng)降低進水與出水的

100、溫差。</p><p>　?、蕖⒑侠磉x擇冷卻水道的形式。</p><p>　　⑦、合理確定冷卻水管接頭位置。</p><p>　?、?、冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其他機構(gòu)發(fā)生干涉現(xiàn)象。</p><p>　?、?、冷卻水管進出接頭應(yīng)埋入模板內(nèi)，以免模具在搬運過程中造成損壞。</p><p><b>　　冷卻系統(tǒng)

101、的結(jié)構(gòu)形式</b></p><p>　　根據(jù)塑料制品形狀及其所需的冷卻效果，冷卻回路可分為直通式、圓周式、多級式、螺旋線式、噴射式、隔板式等，同時還可以互相配合，構(gòu)成各種冷卻回路。其基本形式有六種，我們這里選用的是簡單流道式。</p><p>　　簡單流道式即通過在模具上直接打孔，并通過以冷卻水而進行冷卻，是生產(chǎn)中最常用的一種形式。其結(jié)構(gòu)如圖：</p><p

102、><b>　　5、冷卻系統(tǒng)的計算</b></p><p>　　設(shè)HPVC塑料的密度ρ=1.49，且流量為30.6，Qs=590。</p><p><b>　　現(xiàn)有公式可得：</b></p><p>　　Q = n · G · Qs</p><p>　　式中，Qs — 塑

103、料熔體的單位熱流量</p><p>　　N — 每小時的注射次數(shù) </p><p>　　G — 制品包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的質(zhì)量（Kg） </p><p>　　∵ G = nG件 + G澆 = 4 × 0.9 ×100 + 140 = 500 （g）</p><p>　　∴ Q = 30 × 0.5 &#

104、215; 590</p><p>　　= 8850（Kj）</p><p>　　其中，1/3的熱量被凹模帶走，2/3由型芯帶去</p><p><b>　　導(dǎo)向零件</b></p><p>　　本次設(shè)計采用均采用標準件，這里不多做介紹</p><p><b>　　模具安裝與調(diào)試</

105、b></p><p><b>　　1.模具的安裝</b></p><p>　　安裝時盡量采用整體吊裝,將模具吊入注射機拉桿\模板之間后,調(diào)整方位,使定模上的方位環(huán)進入固定板上的定位孔,并且放正,慢速閉合動模板,然后用壓板或螺釘壓緊定模板,并初步固定動模,再慢速微量開啟動模3`-5次，檢查模具在啟閉過程中是否平衡靈活，有無卡住現(xiàn)象，最后固定動模板。</p&

106、gt;<p><b>　　2．模具的調(diào)試</b></p><p>　　模具安裝好后，首先進行空轉(zhuǎn)檢查與調(diào)試，要按下述事項對注射機各模具進行調(diào)整或者檢驗。</p><p><b>　　1）調(diào)節(jié)鎖模系統(tǒng)</b></p><p>　　鎖模的松緊程度可以根據(jù)鎖模力大小和經(jīng)驗進行判斷，對鎖模力的控制有兩個原則：一方面

107、鎖模力應(yīng)足夠大，保證模具在塑料熔體的注射壓力作用下不開縫，因此鎖模力應(yīng)該大于模腔和塑件在分型面上的投影面積的乘積，另一方面過緊的鎖模力，導(dǎo)致模板變形，目前主要靠目測和經(jīng)驗來調(diào)整合模的松緊程度，即在分模時在使用液壓雙時鎖模機構(gòu)的的注射機時，使用時節(jié)先快后慢，在即不很自然，也不太勉強地伸直時，合模的松緊程度正好合適。</p><p>　　2）開模距離調(diào)整：</p><p>　　調(diào)整至塑件，澆

108、道凝料，能夠自動脫模的狀態(tài)，有拉桿限位的模具，要注意開模距離與開模速度不要過大過快，避免拉桿被拉到極限狀態(tài)而在開模過程中對模具造成沖擊。</p><p>　　3）調(diào)整頂桿的頂出距離：</p><p>　　在開模的狀態(tài)下，調(diào)整注射機的頂桿位置，使模具的頂出系統(tǒng)在能將塑件完全脫模的前提下，使模具上的頂板和動板或支撐板之間尚有不小于5mm空間距離，以防止頂壞模具。</p><

109、;p><b>　　4）安全檢查</b></p><p>　　1．檢查小路是否通暢，走向是否正確，有無泄漏現(xiàn)象。</p><p>　　2．有電加熱器的模具在通電前要做絕緣檢查。</p><p>　　3．有液壓、氣動裝置的模具，進行通液或通氣試驗，檢查看有無漏液或漏氣現(xiàn)象。</p><p><b>　

110、　工作行程是否準確。</b></p><p><b>　　5）空轉(zhuǎn)檢查</b></p><p>　　上述事項完成后，正式試模前需進行空轉(zhuǎn)檢查以檢驗?zāi)＞吒鞑糠值墓ぷ髑闆r是否正常通過。</p><p><b>　　模具動作原理</b></p><p>　　模具裝在注射機上----注射保壓-

111、---冷卻----開模----推出制品----合模進行第二次注射。</p><p><b>　　技術(shù)經(jīng)濟分析</b></p><p>　　模具仍然是一種工業(yè)產(chǎn)品，然而它是以提供塑件來體現(xiàn)其使用價值，因而它的價格受多方面因素的影響，估計方法也盡相同，制造機械化程度高、數(shù)控機床比例大、固定資產(chǎn)化高、設(shè)備折舊率高、成本就高，反之手工比例大，成本相對可低一些。</p&g

112、t;<p>　　根據(jù)本次設(shè)計的模具看，屬于小型精度要求不高，它的凹模結(jié)構(gòu)采用機床加工較多，制造成本相對較高，技術(shù)經(jīng)濟較高，初步估算該模具的價格為7000-12000元。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　屈華昌編《塑料成型工藝與模具設(shè)計》</p><p>　　機械工業(yè)出版社 19

113、96年4月</p><p>　　陳萬林編《實用塑料注射模設(shè)計與制造》</p><p>　　機械工業(yè)出版社 2004年1月</p><p>　　王孝培編《塑料成型工藝及模具簡明手冊》</p><p>　　機械工業(yè)出版社 2000年6月</p><p>　　蔣聞森編《模具設(shè)計與制造簡明手

114、冊》</p><p>　　上海科學(xué)技術(shù)出版社 1998年7月</p><p>　　周小玉編《實用模具技術(shù)手冊》</p><p>　　機械工業(yè)出版社 2002年11月</p><p>　　6.《塑料模具設(shè)計手冊》編委會編《塑料模具設(shè)計手冊》</p><p>　　機械工業(yè)出版社