畢業(yè)設(shè)計---注射成型工藝及模具設(shè)計

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）</b></p><p>　　標(biāo) 題：注射成型工藝及模具設(shè)計</p><p>　　第1章 緒論- 4 -</p><p>　　1.1 模具行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀- 5 -</p><p>　　1.2 我國塑料模具發(fā)展的現(xiàn)狀- 5 -</p><p&g

2、t;　　1.3 注塑成型模具的發(fā)展趨勢- 6 -</p><p>　　1.4 畢業(yè)設(shè)計選題的背景、目的和意義- 6 -</p><p>　　1.4.1 畢業(yè)設(shè)計選題的背景- 6 -</p><p>　　1.4.2 畢業(yè)設(shè)計的目的和意義- 7 -</p><p>　　第2章 塑件分析- 7 -</p><p>

3、;　　2.1 塑件形狀與成分分析- 8 -</p><p>　　2.2 塑件的體積與質(zhì)量的計算- 9 -</p><p>　　2.3 注射機(jī)的選擇- 9 -</p><p>　　2.4 注射機(jī)的校核- 10 -</p><p>　　2.4.1 最大注射量的校核- 10 -</p><p>　　2.4.2 注射

4、壓力的校核- 10 -</p><p>　　2.4.3 鎖模力的校核- 11 -</p><p>　　2.4.4 安裝部分的校核- 11 -</p><p>　　2.4.4.1 噴嘴尺寸- 12 -</p><p>　　2.4.4.2 定位孔尺寸- 12 -</p><p>　　2.4.4.3 最大、最小模具

5、厚度- 12 -</p><p>　　2.4.4.4 螺孔尺寸- 12 -</p><p>　　2.4.4.5 開模行程- 13 -</p><p>　　第3章 各項工藝參數(shù)的確定- 14 -</p><p>　　3.1 塑件收縮率的計算- 14 -</p><p>　　3.2 分型面的設(shè)計- 14 -&

6、lt;/p><p>　　3.3 型腔數(shù)目的確定- 15 -</p><p>　　第4章 澆注系統(tǒng)設(shè)計- 16 -</p><p>　　4.1 主流道設(shè)計- 16 -</p><p>　　4.1.1 主流道尺寸- 16 -</p><p>　　4.1.2 主流道襯套的固定- 18 -</p><

7、;p>　　4.2 澆口設(shè)計- 19 -</p><p>　　4.2.1 澆口形式的選擇- 20 -</p><p>　　4.2.2 澆口位置的選擇- 21 -</p><p>　　4.2.3 澆注系統(tǒng)的平衡- 22 -</p><p>　　4.2.4 冷料穴的設(shè)計- 23 -</p><p>　　第5章

8、 成型零部件設(shè)計與加工- 24 -</p><p>　　5.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計- 24 -</p><p>　　5.1.1 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計- 24 -</p><p>　　5.1.2 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計- 25 -</p><p>　　5.2 成型零部件的工作尺寸計算- 25 -</p><p>　　5.2.1

9、 塑件尺寸精度的影響因素- 25 -</p><p>　　5.2.2 成型零部件的工作尺寸的計算- 26 -</p><p>　　5.2.2.1 型腔與型芯徑向尺寸- 27 -</p><p>　　1、型腔的徑向尺寸- 27 -</p><p>　　2、型芯的徑向尺寸- 27 -</p><p>　　5.2.

10、2.2 型腔深度與型腔高度尺寸- 27 -</p><p>　　5.3 成型型腔壁厚的計算- 28 -</p><p>　　5.3.1 型腔側(cè)壁厚度的計算- 29 -</p><p>　　5.3.1.1定模型腔壁厚計算- 29 -</p><p>　　5.3.1.2 動模型腔壁厚計算- 29 -</p><p&g

11、t;　　5.3.2 型腔底板厚度的計算- 30 -</p><p>　　5.3.2.1 定模型腔底板厚度- 30 -</p><p>　　5.3.2.2 動模型腔底板計算- 30 -</p><p>　　5.3.3 凹模型腔的強(qiáng)度- 30 -</p><p>　　5.3.4 鎖模力的計算- 31 -</p><p

12、>　　5.3.4.1 注射基本壓力- 31 -</p><p>　　5.3.4.2 鎖模力- 31 -</p><p>　　5.3.5 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計- 31 -</p><p>　　第6章 導(dǎo)向及脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計- 33 -</p><p>　　6.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計- 33 -</p><p>　　

13、6.1.1 導(dǎo)柱的設(shè)計- 33 -</p><p>　　6.1.2 導(dǎo)套的設(shè)計- 33 -</p><p>　　6.1.3 導(dǎo)柱的數(shù)量和分布- 35 -</p><p>　　6.2 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計- 36 -</p><p>　　6.2.1 脫模機(jī)構(gòu)的分類及設(shè)計原則- 36 -</p><p>　　6.2.2

14、 脫模力的計算及零件尺寸確定- 36 -</p><p>　　6.2.2.1 脫模力的計算- 36 -</p><p>　　6.2.2.2 推出零件尺寸的確定- 37 -</p><p>　　6.2.3 推出脫模機(jī)構(gòu)- 38 -</p><p>　　6.2.3.1推桿脫模機(jī)構(gòu)的組成- 38 -</p><p>

15、;　　6.2.3.2推桿設(shè)計要點- 38 -</p><p>　　6.2.4澆注系統(tǒng)凝料的脫出和自動脫落機(jī)構(gòu)- 39 -</p><p>　　第7章 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)- 39 -</p><p>　　7.1斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計- 39 -</p><p>　　7.1.1主要參數(shù)的確定- 39 -</p>

16、<p>　　7.1.1.1抽芯距S- 39 -</p><p>　　7.1.1.2斜導(dǎo)柱的傾角а- 40 -</p><p>　　7.1.1.3斜導(dǎo)柱的直徑計算- 40 -</p><p>　　7.1.1.4斜導(dǎo)柱的長度計算- 41 -</p><p>　　7.1.2斜導(dǎo)柱側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計要點- 42 -</p&

17、gt;<p>　　7.1.2.1斜導(dǎo)柱- 42 -</p><p>　　7.1.2.2滑塊- 42 -</p><p>　　7.1.2.3滑塊的導(dǎo)滑槽- 43 -</p><p>　　7.1.2.4滑塊定位裝置- 43 -</p><p>　　7.1.2.5鎖緊塊- 43 -</p><p>　

18、　第八章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計- 44 -</p><p>　　8.1溫度調(diào)節(jié)的必要性- 45 -</p><p>　　8.1.1溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響- 45 -</p><p>　　8.1.2溫度調(diào)節(jié)對生產(chǎn)效率的影響- 45 -</p><p>　　8.2冷卻管道的設(shè)計- 46 -</p><p>　　8

19、.2.1冷卻管道的工藝計算- 46 -</p><p>　　8.2.1.1冷卻時間的計算- 46 -</p><p>　　8.2.1.2冷卻管道傳熱面積及管道數(shù)目的計算- 47 -</p><p>　　8.3冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則- 50 -</p><p>　　第9章 模具的裝配與試模- 52 -</p><p&

20、gt;　　9.1 模具的裝配順序- 52 -</p><p>　　9.2 裝配要求- 52 -</p><p>　　9.3 裝配工藝- 52 -</p><p>　　9.4 試模- 53 -</p><p><b>　　結(jié)論- 56 -</b></p><p><b>　　第1

21、章 緒論</b></p><p>　　1.1 模具行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀</p><p>　　模具行業(yè)是制造業(yè)中的一項基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域。模具技術(shù)水平的高低，決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開發(fā)能力，它已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志。目前，塑料模具在整個模具行業(yè)中約占30%左右。二十一世紀(jì)世界制造加工業(yè)的競爭更加激烈，對注塑產(chǎn)

22、品與模具的設(shè)計制造提出了新的挑戰(zhàn)，產(chǎn)品需求的多樣性要求塑件設(shè)計的多品種、復(fù)雜化，市場的快速變化要求發(fā)展產(chǎn)品及模具的快速設(shè)計制造技術(shù)，全球性的經(jīng)濟(jì)競爭要求盡可能地降低產(chǎn)品成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，創(chuàng)新、精密、復(fù)雜、高附加值已成為注塑產(chǎn)品的發(fā)展方向，必須尋求高效、可靠、敏捷、柔性的注塑產(chǎn)品與模具設(shè)計制造系統(tǒng)。</p><p>　　當(dāng)前，國內(nèi)塑料模具市場以注塑模具需求量最大，其中發(fā)展重點為工程塑料模具。有關(guān)數(shù)據(jù)表明,目前僅汽

23、車行業(yè)就需要各種塑料制品36萬噸；電冰箱、洗衣機(jī)和空調(diào)的年產(chǎn)量均超過1000萬臺；彩電的年產(chǎn)量已超過3000萬臺；到2010年,在建材行業(yè),塑料門窗的普及率為30％,塑料管的普及率將達(dá)到50％。這些都會導(dǎo)致對模具的需求量大幅度增長。近來我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，目前已呈現(xiàn)出市場廣闊、產(chǎn)銷兩旺的局面。深圳周邊及珠江三角洲地區(qū)是中國塑料模具工業(yè)最為發(fā)達(dá)、科技含量最高的區(qū)域，預(yù)計有可能在10年內(nèi)發(fā)展成為世界模具生產(chǎn)中心。其次，浙江東部的余姚、寧海

24、、黃巖溫州等地區(qū)的塑料模具工業(yè)發(fā)展也非常快。 相當(dāng)多的發(fā)達(dá)國家塑料模具企業(yè)移師中國，是國內(nèi)塑料模具工業(yè)迅速發(fā)展的重要原因之一。中國技術(shù)人才水平的提高和平均勞動力成本低都是吸引外資的優(yōu)勢，這些是塑料模具市場迅速成長的重要因素所在，所以中國塑模市場的前景一片輝煌。</p><p>　　1.2 我國塑料模具發(fā)展的現(xiàn)狀</p><p>　　雖然近幾年來，我國塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)

25、和能力等方面都有了很大發(fā)展，但總體上與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家相比仍有較大的差距。例如，在總量供不應(yīng)求的同時，一些低檔塑料模具已供過于求，市場競爭激烈；一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有一些趨向于供過于求，然而精密加工設(shè)備還很少，一些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍大量進(jìn)口。許多先進(jìn)的技術(shù)如ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ技術(shù)的普及率還不高，我國塑料模具行業(yè)與其發(fā)展需要和國外先進(jìn)水平相比，還存在很多方面的問題?，F(xiàn)在國外發(fā)達(dá)國家模具標(biāo)準(zhǔn)化程度

26、為70％～80％，而我國只有30％左右。如能廣泛應(yīng)用模具標(biāo)準(zhǔn)件，將會縮短模具設(shè)計制造周期25％～40％，并可減少由于使用者自制模具件而造成的工時浪費?，F(xiàn)在應(yīng)用模具CAD／CAM技術(shù)設(shè)計模具已較為普遍，隨著通用機(jī)械CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展，塑料注射模CAD/CAM已經(jīng)不斷的深化。從上世紀(jì)60年代基于線框模型的CAD系統(tǒng)開始, 到70年代以曲面造型為核心的CAD/CAM系統(tǒng)，80年代實體造型技術(shù)的成功應(yīng)用，90年代基于特徵的參數(shù)化實體/曲面

27、造型技術(shù)的完善，為塑料注射模采用CAD/CAE/CAM技術(shù)提供</p><p>　　1.3 注塑成型模具的發(fā)展趨勢</p><p>　　我國塑料模具工業(yè)起步晚，底子薄，與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比存在很大的差距。但在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之相配套的一系列國家經(jīng)濟(jì)政策的支持和改革開放方針引導(dǎo)下，我國注塑模得到迅速發(fā)展，高效率、自動化、大型、微型、精密、無流道、氣體輔助、高壽命模具在整個模具產(chǎn)量中所占的比例越

28、來越大?？傮w上來看注塑模具發(fā)展趨勢，注塑成型模具正加深理論研究，加速推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，擴(kuò)大研究各種特殊結(jié)構(gòu)注塑模具，全面推廣CAD/CAE/CAM，進(jìn)一步加強(qiáng)快速原型制造技術(shù)。</p><p>　　1.4 畢業(yè)設(shè)計選題的背景、目的和意義</p><p>　　1.4.1 畢業(yè)設(shè)計選題的背景</p><p>　　本次設(shè)計的方形扣蓋是一商品，在日常生活中它有很多的應(yīng)用。由于

29、它的生產(chǎn)批量大，精度要求高，且材料為塑料ABS，適合在塑料模具行業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)。本設(shè)計中使用注射模具來生產(chǎn)該產(chǎn)品，其原理是將粒狀塑料連續(xù)輸入到成型機(jī)的料筒中加熱熔融，然后由注射桿推進(jìn)，由噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)導(dǎo)入模具中，然后保壓冷卻，使之固化成型。為了合理而快速的設(shè)計出模具，采用參數(shù)化設(shè)計，保證模具的各種數(shù)據(jù)上有緊密的量的聯(lián)系。整個設(shè)計過程包括工藝條件的分析、最佳方案的確定、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具二維和三維圖的繪制。使用PROE進(jìn)行三維建模并進(jìn)行

30、參數(shù)化分析，通過CAD繪制各種零件圖和裝配圖，最后整理設(shè)計說明書，完成整個設(shè)計。</p><p>　　1.4.2 畢業(yè)設(shè)計的目的和意義</p><p>　　通過本次畢業(yè)設(shè)計，擬達(dá)到以下成果：</p><p>　?。?）通過本次設(shè)計的過程，了解塑料與成型加工有關(guān)的各種性質(zhì)、塑料制件的結(jié)構(gòu)分析及其工藝性，為學(xué)習(xí)認(rèn)識其性質(zhì)和塑料的成型工藝性與模具的設(shè)計打下基礎(chǔ)。</

31、p><p>　?。?）了解注射成型工藝及模具設(shè)計的過程，熟悉模具的結(jié)構(gòu)及特點，熟悉模具設(shè)計的基本方法和步驟，熟悉有關(guān)注射模具的相關(guān)設(shè)備，并能正確選用。</p><p>　?。?）熟練應(yīng)用計算機(jī)繪圖軟件Auto CAD、Pro/E以及專業(yè)模流分析軟件Moldfolw等進(jìn)行設(shè)計工作，掌握相關(guān)資料、手冊、標(biāo)準(zhǔn)的收集與整理，并熟悉資料及數(shù)據(jù)的查詢方法。</p><p>　?。?

32、）通過設(shè)計過程，進(jìn)一步鞏固所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識，并能夠理論結(jié)合實踐，提高專業(yè)技術(shù)能力和水平，為以后踏上工作崗位積累經(jīng)驗和方法。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)階段最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)，通過畢業(yè)設(shè)計既可以鞏固我們在本階段學(xué)習(xí)的理論知識，培養(yǎng)我們運用所學(xué)知識分析和解決工程實際問題的綜合能力，又可以使我們初步掌握科學(xué)研究的基本方法和撰寫符合規(guī)范要求的專業(yè)技術(shù)文件的能力。</p><p><b&

33、gt;　　第2章 塑件分析</b></p><p>　　2.1 塑件形狀與成分分析</p><p>　　圖1.1零件所示為某生活用品中的塑料件。該塑料件是扣蓋產(chǎn)品。整個塑料件料厚2.5mm，材料為ABS，苯乙烯-丁二烯-丙烯腈。看上去該注塑件形狀并不太復(fù)雜，但其具有以下幾點需著重考慮：</p><p>　　(1)抽芯：從圖1可以看出，圓孔需抽芯機(jī)構(gòu)才能

34、成型，這就需要認(rèn)真考慮選擇斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)。既要達(dá)到抽芯目的，又要確保模具結(jié)構(gòu)緊湊且加工方便。</p><p>　　(2)該產(chǎn)品材料為ABS，吸濕性強(qiáng)，含水量應(yīng)小于0.3%，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長時間預(yù)熱干。</p><p>　　(3)流動性中等，溢邊料0.04mm左右，拉伸彈性模量為1800MPa，壓縮比為1.8-2.0，成型收縮率為0.4-0.5，與鋼的摩擦系數(shù)為0.2

35、1，密度為1.03-1.07g/，計算收縮率為0.3%-0.8%，預(yù)熱溫度為80-85℃，預(yù)熱時間為2-3小時，料筒后段溫度為150-170℃，中段溫度為165-180℃，前段溫度為180-200℃，噴嘴溫度為170-180℃，注射壓力為60-100MPa，模具溫度為50-80℃，注射時間為20-90秒，高壓時間為0-5秒，冷卻時間20-120秒，適用于螺桿式注射成型機(jī)類型，螺桿轉(zhuǎn)速為30r/min，后處理方法為紅外線燈照射，鼓風(fēng)烘箱烘

36、干，后處理溫度為70℃，后處理時間為2-4小時。</p><p>　　(4)加工時，宜取高料溫、模溫，料溫對物性影響較大、料溫過高易分解(分解緯度為250℃左右)，對要求精度較高的塑件模溫宜取50-60℃，要求光澤及耐熱料宜取60-80℃。</p><p>　　(5)模具設(shè)計時要注意澆注系統(tǒng)對料流阻力小，澆口邊外觀不良易發(fā)生熔接痕，應(yīng)注意選擇澆口位置、形式，頂出力過大或機(jī)械加工時塑件表面“

37、白色”痕跡(在熱水中加熱可消失)，脫模斜度宜取2°以上(見中表1-5)。</p><p>　　按照圖紙說明，接水盒生產(chǎn)數(shù)量位20000件，屬于中小批量的生產(chǎn)，塑件表面要求光亮無劃痕，內(nèi)表面脫模斜度為10’。</p><p>　　2.2 塑件的體積與質(zhì)量的計算</p><p><b>　　根據(jù)公式</b></p><

38、p><b>　　(2.1)</b></p><p>　　式中 m——塑件的質(zhì)量，g；</p><p>　　ρ——塑料的密度，，查中表1-4得ρ=1.05g/；</p><p>　　v——塑件的體積，由Pro/E體積填充得出v=1.97。</p><p><b>　　那么塑件的體積</b>&l

39、t;/p><p>　　M=1.05x1.97=12180g</p><p>　　2.3 注射機(jī)的選擇</p><p>　　注射機(jī)為塑料注射成型的主要設(shè)備，按其外形可分為立式、臥式、直角式三種。如果按照塑料在機(jī)筒中的塑化方式分，又可分為柱塞式注射機(jī)和螺桿式注射機(jī)。注射成型時，注塑模具安裝在注射機(jī)的動模板和定模板上，有鎖模裝置和模柄鎖緊，塑料在料筒內(nèi)加熱呈熔融狀態(tài)，由注射裝

40、置將塑料熔體注入型腔內(nèi)，塑料制品固化冷卻后由鎖模裝置開模，并由推出裝置將制件推出。注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)包括注射、合模、綜合性能等三個方面，如公稱注射量、螺桿直徑及有效長度、注射行程、注射壓力、注射速度、塑化能力、合模力、開模力、開模合模速度、開模行程、模板尺寸、推出行程、推出力、空循環(huán)時間、機(jī)器功率、體積和質(zhì)量等。該塑件的生產(chǎn)在XS-ZY-125注塑機(jī)上進(jìn)行，其參數(shù)如表2.1所示：</p><p>　　表 2.1

41、 注塑機(jī)XS-ZY-125參數(shù)表</p><p>　　(資料來源：《塑料成型加工與模具》2003年3月第一版，附錄6)</p><p>　　2.4 注射機(jī)的校核</p><p>　　2.4.1 最大注射量的校核</p><p>　　在模具設(shè)計時，必須使得在一個注射成型周期內(nèi)所需注射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)。在一個

42、注射成型周期內(nèi)需注射的塑料熔體的容量為塑件的容量和澆注系統(tǒng)容量的總和，</p><p><b>　?。?.2）</b></p><p>　　式中 ——一個成型周期內(nèi)所需注射的塑料質(zhì)量，；</p><p><b>　　——型腔數(shù)目；</b></p><p>　　——單個塑件的質(zhì)量，；</p&g

43、t;<p>　　——澆注系統(tǒng)凝料的質(zhì)量，；</p><p>　　由計算得單個塑件重量為12180，澆注系統(tǒng)的質(zhì)量約為22.05 ，則每次注射所需塑料質(zhì)量為（按一模2腔計算）</p><p>　　V=12180x2=24360</p><p>　　注射機(jī)的最大注射量為125 </p><p>　　由此可知，該型號的注射機(jī)的一次注射

44、量能滿足要求。</p><p>　　2.4.2 注射壓力的校核</p><p>　　注射壓力的校核是檢驗注射機(jī)的最大注射壓力的能否滿足制品成型的需要。只有在注射機(jī)的額定注射壓力范圍內(nèi)才能調(diào)整出某一制品所需的注射壓力，因此，注射機(jī)的最大注射壓力要大于成型該制品所需的最大注射壓力。</p><p>　　制品成型時所需的注射壓力一般很難確定，它與塑料品種、注射機(jī)類型、噴嘴

45、形式、制品形狀的復(fù)雜程度以及澆注系統(tǒng)等因素有關(guān)。在確定制品成型所需的注射壓力時可利用類比法或參考各種塑料的注射成型工藝參數(shù)等，一般制品的成型注射壓力在70MPa至150MPa的范圍內(nèi)。</p><p>　　P成 ≤P注 （2.3）</p><p>　　式中 P成 ——為塑料成型時所需的注射壓力，MPa；</p><p&g

46、t;　　P注 ——為注射機(jī)的額定注射壓力，MPa。</p><p>　　由前述可知　P成 =60～100MPa, P注 =1190 MPa;顯然有</p><p>　　P成 =60～100MPa≤P注 =1190MPa</p><p>　　因此，該螺桿式注射機(jī)的注射壓力滿足要求。</p><p>　　2.4.3 鎖模力的校核</p>

47、;<p>　　當(dāng)高壓的塑料熔體充滿型腔時，會產(chǎn)生一個沿注射機(jī)軸向的很大的推力，其大小等于制品與澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積之和乘以型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力。該推力應(yīng)小于注射機(jī)的額定鎖模力T合，否則在注射成型時會因鎖模不緊而發(fā)生溢邊跑料現(xiàn)象。</p><p>　　型腔內(nèi)塑料熔體的推力T推可按下式計算：</p><p>　　T推=Ap平均≤Ap=Akp0

48、 （2.4）</p><p>　　式中 T推 ——型腔內(nèi)塑料熔體沿注射機(jī)軸向推力，N；</p><p>　　A ——塑料與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，mm2；</p><p>　　p平均——熔體內(nèi)塑料熔體的平均壓力，Mpa;</p><p>　　p——型腔內(nèi)塑料熔體壓力，Mpa;</p><p>

49、　　p0 ——注射壓力，Mpa；</p><p>　　k——壓力損耗系數(shù)，隨塑料品種、注射機(jī)形式、噴嘴阻力、流道阻力等因素變化，可在0.2到0.4的范圍內(nèi)選取。</p><p>　　這里A=3900mm2 ，我們?nèi)0 =100MPa，k=0.3，那么</p><p>　　T推=Akp0=39000.3100=117KN900KN</p><p

50、>　　可見，鎖模力符合要求。</p><p>　　2.4.4 安裝部分的校核</p><p>　　為了使注塑模能夠順利地安裝在注射機(jī)上并生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，在設(shè)計模具時必須校核注射機(jī)上與模具安裝有關(guān)的尺寸，因為不同型號和規(guī)格的注射機(jī)，其安裝模具部分的形狀和尺寸各不相同。一般情況下設(shè)計模具時應(yīng)校核的部分包括噴嘴尺寸、定位孔尺寸、最大模厚、最小模厚、模板上的螺孔尺寸等。</p>

51、<p>　　2.4.4.1 噴嘴尺寸</p><p>　　注射機(jī)噴嘴頭部的球面半徑R1應(yīng)與模具的主流道始端的球面半徑R2吻合，以避免高壓塑料熔體從縫隙處溢出。一般R2 應(yīng)比R1大1～2mm，主流道小端直徑D取比注射機(jī)噴嘴直徑d大0.5～1 mm，否則主流道內(nèi)的塑料凝料將無法脫出。本注射機(jī)噴嘴頭部的球面半徑為12mm,噴嘴直徑d=3 mm,而模具的主流道始端的球面半徑為13mm，主流道小端直徑D=4.

52、5mm，所以噴嘴尺寸是合理的。</p><p>　　2.4.4.2 定位孔尺寸</p><p>　　本模具選用的澆口套與定位環(huán)是一體的。為了使主流道的中心線與注射機(jī)噴嘴的中心線相重合，模具定模板上凸出的定位環(huán)應(yīng)與注射機(jī)固定模板上的定位孔呈松動的間隙配合。定位環(huán)直徑D為與注射機(jī)定位孔配合直徑，應(yīng)按選用注射機(jī)的定位孔直徑確定，定位環(huán)與注射機(jī)定模固定板定位孔相配合，配合精度為H11/b11，以便

53、于裝模。定位環(huán)用內(nèi)六角螺釘固定在定模座上。</p><p>　　本注射機(jī)的模板定位孔徑為φ100 ， 模具定模板上凸出的定位環(huán)直徑為φ，因此，它們是間隙配合，符合要求。</p><p>　　主流道中心對稱由壓板和定模板的配合，因而噴嘴和澆口套的配合可以得到保證。</p><p>　　2.4.4.3 最大、最小模具厚度</p><p>　　在模

54、具設(shè)計時應(yīng)使模具的總厚度位于注射機(jī)可安裝模具的最大模厚與最小模厚之間。同時應(yīng)校核模具的外形尺寸，使得模具可從注射機(jī)的拉桿之間裝入。本設(shè)計所選用的注射機(jī)的最大模厚為300mm,最小模厚為200mm, 查文獻(xiàn)，依據(jù)GB/T12556.1-90《塑料注射模中小型模架及技術(shù)條件》，選擇模架系列為（B×L）250mm×315mm，閉合高度為230mm，所以模具的外型尺寸滿足要求。</p><p>　　2

55、.4.4.4 螺孔尺寸</p><p>　　注射模具的動模和定模的固定板上的螺孔尺寸應(yīng)分別與注射機(jī)動模板和定模板上的螺孔尺寸相適應(yīng)。模具在注射機(jī)上的安裝方法有用螺栓固定和用壓板固定兩種。當(dāng)用螺栓直接固定的時候模具固定板與注射機(jī)模板上的螺孔要完全吻合；而用壓板固定的時候，只要在模具固定板需要安放壓板的外側(cè)附近有螺孔就能固緊，因此壓板方式有較大的靈活性。對于重量較大的大型模具，采用螺栓直接固定較為安全。本模具屬小型模

56、具，但考慮到安裝的靈活性，采用的是壓板固定方式，故在動、定模的固定板上無需設(shè)計螺孔。</p><p>　　2.4.4.5 開模行程</p><p>　　模具開模后為了便于取出塑件，要求有足夠的開模距離，而注射機(jī)的開模行程是有限的，因此必須進(jìn)行注射機(jī)的開模行程校核。對于不同型式的鎖模機(jī)構(gòu)的注射機(jī)，其最大開模行程與模具厚度有關(guān)，有的與模具厚度無關(guān)。該模具中選擇的注射機(jī)其最大行程與模具厚度無關(guān)，

57、且模具為單分型面注射模。所以注射機(jī)開模行程應(yīng)大于模具開模時取出塑件所需的開模距離，即滿足下式：</p><p><b>　?。?.5）</b></p><p>　　式中 ——注射機(jī)最大開模行程，mm；</p><p>　　——塑料脫模所需要的頂出距離，mm；</p><p>　　——塑件厚度（包括澆注系統(tǒng)凝料），mm；

58、</p><p>　　那么，由塑件的結(jié)構(gòu)可知=13mm，由塑件和澆注系統(tǒng)凝料結(jié)構(gòu)可知=59mm。</p><p><b>　　則 =300≥</b></p><p><b>　　=22+70+10</b></p><p><b>　　=102mm</b></p>

59、<p><b>　　所以滿足設(shè)計要求。</b></p><p>　　第3章 各項工藝參數(shù)的確定</p><p>　　3.1 塑件收縮率的計算</p><p>　　查表1-4，可知ABS的計算收縮率為0.3%-0.8%，塑件的厚度為2.5mm，由于在實際成型時不僅不同品種的塑料其收縮率不同，而且不同批次的同一種塑料或者同一制件的不同部

60、位的收縮率也經(jīng)常不同，所以對于收縮率范圍較小的塑料品種，可以取其平均收縮率，故最終確定注塑件的收縮率為QP = 0.0055。</p><p>　　3.2 分型面的設(shè)計</p><p>　　如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面

61、時應(yīng)綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下幾項原則：</p><p>　　分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。</p><p>　　便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊。</p><p>　　保證塑件的精度要求。</p><p>　　滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。</p><p>&

62、lt;b>　　便于模具加工制造。</b></p><p><b>　　對成型面積的影響。</b></p><p><b>　　對排氣效果的影響。</b></p><p><b>　　對側(cè)向抽芯的影響。</b></p><p>　　其中最重要的是第2)和第5)、

63、第8)點。為了便于模具加工制造，應(yīng)盡是選擇平直分型面工易于加工的分型面。</p><p>　　分型面設(shè)計是確定動、定模的分界線。按圖3.1所示塑料件的外形要求，分型面選擇在B處。如果分型面選擇在A處，圓弧R3很難成型，并且扣蓋表面將有飛邊，影響塑件的外觀質(zhì)量，所以不予取用。而采用在B處分型的方案，確保開模時塑件留在動模，由推出機(jī)構(gòu)推出，便于取件，塑件的尺寸、外觀質(zhì)量也可以保證。這也是最佳的分型面設(shè)計方案，同時也為

64、澆口設(shè)計提供了方便。</p><p>　　3.3 型腔數(shù)目的確定</p><p>　　為了使模具與注射機(jī)相匹配以提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，并保證塑件的精度，首先必須確定模具型腔數(shù)目。由于注塑機(jī)的最大注塑量為125 cm3，而塑件體積為21cm3，型腔數(shù)目可按中公式(7-1)計算</p><p><b>　　(3.1)</b></p>

65、<p>　　其中 ——注射機(jī)最大注射量，,查表2.1得=125；</p><p>　　——澆注系統(tǒng)凝料量，，初步估算=6；</p><p>　　——單個塑件的容積，，=21；</p><p>　　而凝料的容量和最小注射量應(yīng)不小于注射機(jī)額定最大注射量的20%，故型腔數(shù)目n=4，由于生產(chǎn)該塑件的模具要有側(cè)向抽芯分型機(jī)構(gòu)，4腔程程田字型排列會增加設(shè)計難度，而且

66、本產(chǎn)品為中小批量生產(chǎn)，所以擬選定為“一出二”即一模兩腔。</p><p>　　第4章 澆注系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　所謂澆注系統(tǒng)是指注射模中從主流道的始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道。澆注系統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無流道澆注系統(tǒng)兩類。普通流道澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。澆注系統(tǒng)的作用是使來自注射模噴嘴的塑料熔體平穩(wěn)而順利的充模、壓實和保壓。</p>

67、<p><b>　　4.1 主流道設(shè)計</b></p><p>　　4.1.1 主流道尺寸</p><p>　　主流道是一端與注射機(jī)噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動通道。</p><p>　　① 主流道通常設(shè)計成圓錐形，其錐角α=2°～ 4°，本產(chǎn)品所用塑料為ABS，流動性中等，內(nèi)壁表面粗糙度無特

68、殊要求，一般Ra=0.63μm。</p><p>　　② 為防止主流道與噴嘴處溢料，主流道對接處緊密對接，主流道對接處制成半球形凹坑，其半徑，其小端直徑。凹坑深取。在本次設(shè)計中，=12+1=13mm，=4+0.5=4.5mm，h=3mm。</p><p>　　③ 主流道直徑的決定，主要取決于主流道內(nèi)熔體的剪切速率。根據(jù)實驗結(jié)果，主流道剪切速率以為宜。可按中公式 (5-54)計算</p

69、><p><b>　　(4.1)</b></p><p>　　式中 ——熔體流動時的剪切速率()，根據(jù)經(jīng)驗=5；</p><p>　　Q——熔體的體積流率()；</p><p>　　Rn——流道的稱呼半徑，即除去表面冷凝層后的有效半徑(cm)。</p><p>　　上式中Q之值為注射機(jī)對該種塑料的額定

70、注射量Qn的60%～80%除以注射時間t之值，為實際的體積流率，可根據(jù)中公式(5-55)計算：</p><p><b>　?。?.2）</b></p><p>　　t=1.6s，[2]表5-38，注射機(jī)的額定注射量Qn=125，則</p><p><b>　　那么</b></p><p>　?、?為

71、減小料流轉(zhuǎn)向過度時的阻力，主流道大端呈圓角過度，其圓角半徑,本次設(shè)計中取r=1mm。</p><p>　?、?在保證塑料良好成型的前提下，主流道L應(yīng)盡量短，否則將增多流道凝料，且增加壓力損失，使塑料降溫過多而影響注射成型。通常主流道長度由模板厚度確定，一般取。</p><p>　?、?模具主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套形式(俗稱澆口套)，以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進(jìn)行加工和熱處理

72、。澆口套都是標(biāo)準(zhǔn)件，只需去買就行了。常用澆口套分為有托澆口套和無托澆口套兩種下圖為前者，有托澆口套用于配裝定位圈。由于注射機(jī)的噴嘴半徑為R12，所以澆口套的為R13。</p><p>　　具體形式如圖 4.1 所示，具體尺寸如圖 4.2 所示</p><p>　　圖 4.2 澆口套零件圖</p><p>　　4.1.2 主流道襯套的固定</p><

73、;p>　　因為采用的有托唧咀，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。具體形式如圖 4.3 所示：</p><p>　　圖 4.3 定位圈零件圖</p><p><b>　　4.2 澆口設(shè)計</b></p><p>　　4.2.1 澆口形式的選擇</p><p>　　澆口是連接流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，是澆注系統(tǒng)的

74、關(guān)鍵部分，起著調(diào)節(jié)控制料流速度、補(bǔ)料時間及防止倒流等作用。澆口的形狀、尺寸和進(jìn)料位置對塑件成型質(zhì)量影響很大，塑件上的一些缺陷，如縮孔、缺料、白班、熔接痕、質(zhì)脆、分解和翹曲等往往是由于澆口設(shè)計不合理產(chǎn)生的，因此正確設(shè)計澆口是提高塑件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。</p><p>　　澆口可分為限制性和非限制性澆口兩種。我們將采用限制性澆口。限制性澆口一方面通過截面積的突然變化，使分流道輸送來的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高剪切速

75、率，使其成為理想的流動狀態(tài)，迅速均衡地充滿型腔，另一方面改善塑料熔體進(jìn)入型腔時的流動特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時充滿，可控制填充時間、冷卻時間及塑件表面質(zhì)量，同時還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分離的作用。</p><p>　　在設(shè)計中，經(jīng)過反復(fù)論證，采用側(cè)澆口。視圖如下：</p><p>　　4.3.2 澆口位置的選擇</p><p>　

76、　模具設(shè)計時，澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，初步試模后還需進(jìn)一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設(shè)位置對塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項原則：</p><p><b>　　盡量縮短流動距離；</b></p><

77、p>　　澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處；</p><p>　　必須盡量減少熔接痕；</p><p>　　應(yīng)有利于型腔中氣體排出；</p><p><b>　　考慮分子定向影響；</b></p><p>　　避免產(chǎn)生噴射和蠕動；</p><p>　　澆口處避免彎曲和受沖擊載荷；</p>

78、<p>　　注意對外觀質(zhì)量的影響；</p><p>　　根據(jù)本塑件的特征，并綜合上述幾項原則，澆口應(yīng)開在塑件的側(cè)面，具體形式如圖 4.7 所示。</p><p>　　圖 4.7 澆口位置示意圖</p><p>　　4.3.3 澆注系統(tǒng)的平衡</p><p>　　對于中小型塑件的注塑模具己廣泛使用一模多腔的形式，設(shè)計應(yīng)盡量保證所有

79、的型腔同時得到均一的充填和成型。一般在塑件形狀及模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，應(yīng)將從主流道到各個型腔的分流道設(shè)計成長度相等、形狀及截面尺寸相同(型腔布局為平衡式)的形式，否則就需要通過調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達(dá)到一致，這就是澆注系統(tǒng)的平衡。顯然，我們設(shè)計的模具是平衡式的，即從主流道到各個型腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸都相同。</p><p>　　4.3.4 冷料穴的設(shè)計</p>&l

80、t;p>　　由于采用了脫料板脫料，所以只需要將冷料穴設(shè)計成圓臺形，截面是梯形，大徑=5mm，高取H=3.5mm，脫模斜度為10°。具體如圖 4.8 所示。</p><p>　　圖 4.8 冷料穴結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　第5章 成型零部件設(shè)計與加工</p><p>　　模具閉合時用來填充塑料成型制品的空間稱為型腔。構(gòu)成模具中決定塑件幾何形狀和

81、尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、、凸模、型芯、型環(huán)和鑲塊等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。</p><p>　　設(shè)計成型零件時，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式

82、、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算成型零件的工作尺寸，對關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。</p><p>　　5.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　5.1.1 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　由于采用了如圖 3.1 所示的B處分型，所以型腔在定模后模都有。B處以上分型的型腔留在了前模上，由于結(jié)構(gòu)簡單，所以

83、采用整體式凹模。如圖5.1所示結(jié)構(gòu)。</p><p>　　圖 5.2 組合式凹模結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　設(shè)計成這種結(jié)構(gòu)，拼接縫與塑件脫模方向一至，有利于脫模。</p><p>　　5.1.2 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　凸模是用于成型塑件內(nèi)表面的零件，有時稱型芯或者型桿。采用組合式凸模，為了節(jié)省優(yōu)質(zhì)鋼材，減少切學(xué)加工量，將凸模及

84、固定板分別采用不同材料制造和熱處理，然后連接在一起。如圖 5.3 所示。</p><p>　　圖 5.3 凸模結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　5.2 成型零部件的工作尺寸計算</p><p>　　5.2.1 塑件尺寸精度的影響因素</p><p>　　在設(shè)計時必須要考慮塑件尺寸的精度，而塑件尺寸的影響因素有很多，主要有：</p>

85、<p>　?、?成型零部件的制造誤差</p><p>　　成型零部件的制造誤差包括成型零部件的加工誤差和安裝、配合誤差兩個方面，設(shè)計時一般應(yīng)將成型零件的制造公差控制在塑件相應(yīng)公差的1/3左右，通常取IT6～9級。</p><p>　　② 成型零部件的磨損</p><p>　　造成零部件磨損的主要原因是塑料熔體在型腔中的流動及脫模時塑件與型腔的摩擦。一般只

86、考慮與塑件脫模方向平行的表面磨損，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)塑料材料、成型零部件材料、熱處理及型腔表面狀態(tài)和模具要求的使用期限來確定最大磨損量，對中、型塑件一般取1/6塑件公差。</p><p><b>　?、?塑件的成型收縮</b></p><p>　　生產(chǎn)中由于設(shè)計時選取的計算收縮率和時間收縮率的差異以及由于塑件成型時工藝條件的波動、材料批號的變化而造成的塑件收縮率的波動，因此

87、導(dǎo)致塑件尺寸的變化值可按中公式(7-5)計算</p><p><b>　　(5.1)</b></p><p>　　式中 ——塑件最大的收縮率，查中附錄2得=0.5%；</p><p>　　——塑件最小的收縮率，查中附錄2得=0.4%；</p><p>　　——塑件的名義尺寸，mm，=60mm。</p>&

88、lt;p><b>　　那么 </b></p><p>　　=(0.5%—0.4%)×60=0.06mm</p><p>　?、?配合間隙引起的誤差</p><p>　　當(dāng)凸模與凹模分別安裝在動模和定模上時，和模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)中導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合間隙，將引起塑件的厚度誤差。</p><p>　　為保證塑件精度必須使

89、上述各因素造成的誤差的總和小于塑件的公差值，即</p><p><b>　　(5.2)</b></p><p>　　式中 ——成型零部件制造誤差，=0.13mm；</p><p>　　——成型零部件的磨損量，=0.067mm；</p><p>　　——塑件的收縮率引起的塑件尺寸變化植，=0.06mm；</p>

90、;<p>　　——由于配合間隙引起塑件尺寸誤差；</p><p>　　——塑件的公差,查中表3-2得=0.32mm。</p><p>　　那么=0.13mm，=0.067mm，=0.06mm，所以。</p><p>　　5.2.2 成型零部件的工作尺寸的計算</p><p>　　由于塑件形狀比較簡單，所以我們采用平均值法計算成型

91、零部件的工作尺寸。對塑件尺寸和成型零部件的尺寸偏差統(tǒng)一規(guī)定按“入體”原則標(biāo)注，即對包容面(型腔和塑件內(nèi)表面)尺寸采用單向正偏差標(biāo)注，基本尺寸最小，則塑件內(nèi)徑為，型腔尺寸為。而對被包容面(型心和塑件外表面)尺寸采用單向負(fù)偏差標(biāo)注，基本尺寸為最大，那么型芯尺寸為，塑件外型尺寸為。而對中心距尺寸則采用雙向?qū)ΨQ[偏差標(biāo)注，塑件間中心距為，而型芯間的中心距。當(dāng)塑件原有偏差的標(biāo)注方法與此不符合時，應(yīng)按規(guī)定換算。</p><p&g

92、t;　　5.2.2.1 型腔與型芯徑向尺寸</p><p><b>　　1、型腔的徑向尺寸</b></p><p>　　設(shè)塑料的平均收縮率為；塑件外型尺寸為，其公差值為；型腔基本尺寸為，其制造公差為，那么可按中公式(7-6)計算</p><p><b>　　(5.3)</b></p><p>　　式

93、中 x——修正系數(shù)。</p><p>　　對于中、小型塑件， ，，則按中公式(7-7)計算</p><p><b>　　(5.4)</b></p><p>　　那么，在定模上的型腔徑向尺寸</p><p><b>　　，</b></p><p>　　在動模上的型腔徑向尺寸&

94、lt;/p><p><b>　　2、型芯的徑向尺寸</b></p><p>　　設(shè)塑件內(nèi)形尺寸為，其公差值為；型芯基本尺寸為，制造公差為，則可按中公式(7-8)計算</p><p><b>　　(5.5)</b></p><p><b>　　式中 系數(shù)。</b></p>

95、;<p>　　對于中小型塑件可按中公式(7-9)計算</p><p><b>　　(5.6)</b></p><p>　　由于塑件內(nèi)形尺寸公差為標(biāo)注，則按SJ/T10628-1995中4級精度選擇，取=0.32，那么型芯的徑向尺寸</p><p>　　對于尺寸45，有 </p><p>　　5.2.2

96、.2 型腔深度與型腔高度尺寸</p><p>　　按照“入體”標(biāo)注原則，塑件的高度尺寸為，型腔深度尺寸為。型腔底面和型芯端面均與塑件脫模方向垂直，磨損很小，因此計算時磨損量可以忽略不計，則可按中公式(7-10)計算</p><p><b>　　(5.7)</b></p><p>　　對于中、小型塑件，，那么</p><p&g

97、t;<b>　　(5.8)</b></p><p>　　那么在定模上的型腔深度</p><p><b>　　對于尺寸3，有 </b></p><p><b>　　在動模上的型腔深度</b></p><p><b>　　對于尺寸22，有 </b></

98、p><p>　　型芯高度可按中公式(7-12)計算</p><p><b>　　(5.9)</b></p><p>　　對中、小型塑件可按公式(7-13)計算</p><p><b>　　(5.10)</b></p><p><b>　　那么，型芯的高度為</b&

99、gt;</p><p>　　5.3 成型型腔壁厚的計算</p><p>　　注射成型時，為了承受型腔高壓熔體的作用，型腔側(cè)壁與底板應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度和剛度。成型型腔壁厚剛度的計算條件有3個：</p><p>　　① 型腔不發(fā)生溢料 在高溫塑料熔體的作用下，模具型腔過大的塑性變形將導(dǎo)致某些結(jié)合面出現(xiàn)溢料間隙，從而產(chǎn)生飛邊。本次設(shè)計中塑件的材料為ABS，其許用溢料間隙

100、為</p><p>　　② 保證塑件精度 當(dāng)塑件某些工作尺寸精度要求較高時，成型零件的彈性變形將影響塑件精度，因此應(yīng)使型腔壓力為最大時，該型腔壁的最大彈性變形量小于塑件公差的1/5。</p><p>　?、?保證塑件順利脫模 若型腔壁的最大變形量大于塑件的成型收縮值，則開模后，型腔側(cè)壁的彈性恢復(fù)將使其緊緊包住塑件，使塑件脫模困難或在脫模過程中被劃傷甚至破裂，因此型腔壁的最大彈性變形量應(yīng)

101、小于塑件的收縮成型值。</p><p>　　5.3.1 型腔側(cè)壁厚度的計算</p><p>　　5.3.1.1定模型腔壁厚計算</p><p>　　由于在定模上的型腔為整體式有圓角矩形型腔，整體式矩形型腔任一側(cè)壁均可簡化為三邊固定，一邊自由的矩形板，在塑料熔體壓力下，其最大變形發(fā)生在自由邊的中點，變形量可按中公式(7-51)計算</p><p&g

102、t;<b>　　(5.11)</b></p><p>　　式中 C——常數(shù)，隨而變化，可按近似公式計算</p><p>　　p——型腔內(nèi)壓力，MPa，一般取20~50MPa；</p><p>　　h——型腔深度，mm，h=22mm；</p><p>　　E——彈性模量，MPa，取預(yù)硬化塑料模具鋼E=；</p>

103、;<p>　　S——型腔側(cè)壁厚，mm。</p><p>　　C可按中公式(7-52)計算</p><p><b>　　(5.12)</b></p><p>　　式中 ——型腔寬度，mm，=60mm；</p><p>　　h——型腔深度，mm，h=3mm。</p><p><b

104、>　　那么可以得出</b></p><p>　　按剛度條件，側(cè)壁厚度可按中公式(7-53)計算</p><p><b>　　(5.13)</b></p><p>　　在本次設(shè)計中，C=1.5，p=50MPa，h=3mm ，=0.05，那么</p><p><b>　　mm</b>&

105、lt;/p><p><b>　　取S=4mm</b></p><p>　　5.3.1.2 動模型腔壁厚計算</p><p>　　在動模上的型腔采用整體式矩形凹模，那么，可按照中公式(7-49)計算，則，</p><p><b>　　(5.14)</b></p><p>　　式中

106、h——型腔內(nèi)壁部分受壓的高度，mm，h=22mm；</p><p>　　H——型腔外壁高度，mm，=50mm；</p><p>　　——型腔內(nèi)壁長度，mm，H=27mm。</p><p><b>　　那么</b></p><p>　　5.3.2 型腔底板厚度的計算</p><p>　　5.3.2.

107、1 定模型腔底板厚度</p><p>　　定模型腔為整體試型腔，可視為周邊受均布載荷的矩形板，在塑料熔體壓力p的作用下，底板厚度可按照中公式(7-60)計算</p><p><b>　　(5.15)</b></p><p>　　其中可按照中公式(7-59)計算</p><p><b>　　(5.16)</

108、b></p><p><b>　　那么</b></p><p>　　5.3.2.2 動模型腔底板計算</p><p>　　整體式矩形型腔的底板厚度可按照上述公式(5.15)計算：</p><p><b>　　mm</b></p><p>　　5.3.3 凹模型腔的強(qiáng)度&

109、lt;/p><p>　　由于注射壓力的作用，凹模型腔有向外脹出的變形產(chǎn)生。當(dāng)變形量大與塑件壁厚成型收縮量時，會造成脫模困難。嚴(yán)重時還會不能開模。另外，也由于成形過程中各種工藝因素的影響，行腔內(nèi)的實際受力情況往往非常復(fù)雜，不可能為一種簡單模式。因此在計算上采取比較寬容的做法，原則是：寧可有余而不可不足。即安全系數(shù)較大。</p><p>　　由于前模型腔深度小，h=3mm，寬度=60mm，且選用標(biāo)

110、準(zhǔn)模架為250mm×315mm，只要模板的型腔長寬尺寸不超過其長度和寬度的60%，深度不超過其長度的10%，可以不必要通過計算，那么可做成150mm×180mm×20mm的型腔，所以凹模型腔的強(qiáng)度可以保證。</p><p>　　5.3.4 鎖模力的計算</p><p>　　5.3.4.1 注射基本壓力</p><p>　　依塑件壁厚及流

111、程比而異，可按照中公式(5-23)計算</p><p><b>　　(5.17)</b></p><p>　　式中 p——型腔內(nèi)注射壓力強(qiáng)度 (MPa)；</p><p>　　——基本壓力 (MPa)，見中圖 5-49；</p><p>　　——依材料種類的系數(shù)，取=1.15 ，見中表 5-25；</p>

112、<p>　　——依塑件幾何形狀而異的系數(shù)，取=1.1；</p><p>　　L/t=50/2.5=20，所以，≈18MPa，</p><p>　　5.3.4.2 鎖模力</p><p>　　鎖模力不小于總注射壓強(qiáng)的1.5倍，可按照中公式(5-24)</p><p><b>　　(5.18)</b></p

113、><p>　　式中 F——所需鎖模力 (kN)；</p><p>　　p——型腔單位面積的注射壓力 (MPa)，p=119MPa；</p><p>　　A——型腔(包括澆注系統(tǒng))投影面積 ()。</p><p>　　型腔的投影面積，所以</p><p><b>　　=171kN</b></p&

114、gt;<p>　　5.3.5 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　排氣結(jié)構(gòu)是注射模設(shè)計中不可忽視的一個問題。在注射成型中，若模具排氣不良時，型腔內(nèi)的氣體受壓縮將產(chǎn)生很大的背壓，阻止塑料熔體正?？焖俪淠?，同時氣體壓縮產(chǎn)生的熱量可能是塑料燃燒。在充模速度大、溫度高、物料黏度低、注射壓力大和塑件過厚的情況下，氣體在一定的壓縮程度下會滲入塑料制件內(nèi)部，造成氣孔、組織疏松等缺陷。</p><

115、p>　　模具型腔和澆注系統(tǒng)積存空氣所產(chǎn)生的氣泡，常分布在與交口相對的部位上；塑料內(nèi)含有水分蒸發(fā)產(chǎn)生的氣泡不規(guī)則分布在整個塑件上；分解氣體所產(chǎn)生的氣泡則沿塑件的厚度方向分布。根據(jù)本次設(shè)計的具體情況，嚴(yán)格控制了塑料內(nèi)所含水分，并且本次設(shè)計所采用的材料為ABS，不易產(chǎn)生分解氣泡，所以采用的排氣方式是分型面排氣。</p><p>　　第6章 導(dǎo)向及脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　導(dǎo)向機(jī)構(gòu)

116、主要用于保證動模和定模兩大部分或模內(nèi)其他零件之間的準(zhǔn)確對合，起定位和定向作用。絕大多數(shù)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由導(dǎo)柱和導(dǎo)套組成，設(shè)計的基本要求是導(dǎo)向精確、定位準(zhǔn)確、并具有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐磨性。</p><p>　　6.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計</p><p>　　導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是利用導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔之間的配合來保證模具的對合精度。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容包括：導(dǎo)柱和導(dǎo)套的典型結(jié)構(gòu)；導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔的配合以及導(dǎo)柱的數(shù)量

117、和布置等。</p><p>　　6.1.1 導(dǎo)柱的設(shè)計</p><p>　　本次設(shè)計中，采用如圖 14 所示結(jié)構(gòu)，適用于塑件精度較高及生產(chǎn)批量大的模具，通常與導(dǎo)套配用，以便在磨損后，通過更換導(dǎo)套保證導(dǎo)向精度。裝在模具另一邊的導(dǎo)套安裝孔，可以和導(dǎo)柱安裝孔以同一尺寸加工而成，保證了同軸度。那么其主要設(shè)計要點有：</p><p>　　1) 導(dǎo)柱的大小視模具大小而定，但必須

118、有足夠的抗彎強(qiáng)度，而且表面耐磨，芯部要堅韌，因此導(dǎo)柱的材料多采用低碳鋼(20)滲碳淬火，或采用碳素工具鋼(T8、T10)淬火處理，硬度為52～58HRC。</p><p>　　2) 導(dǎo)柱的長度通常應(yīng)高出凸模端面6～8cm，以免在導(dǎo)柱未導(dǎo)正時凸模先進(jìn)入型腔與其碰撞而損壞。</p><p>　　3) 導(dǎo)柱的端面通常設(shè)計成錐形或半球形，便于導(dǎo)柱順利的進(jìn)入導(dǎo)向孔。</p><p

119、>　　4) 導(dǎo)柱的配合精度。導(dǎo)柱與導(dǎo)向孔通常采用間隙配合H7/f6或H8/f8，而與安裝孔采用過度配合H7/m6或H7/k6，配合部分表面粗糙度為Ra=0.8μm。同時需注意，要采用適當(dāng)?shù)墓潭ǚ椒ǚ乐箤?dǎo)柱從安裝孔中脫出。</p><p>　　5) 導(dǎo)柱直徑尺寸按模具模板的外形尺寸而定。本次設(shè)計采用250mm×315mm的標(biāo)準(zhǔn)模板，查中表8-1可知，導(dǎo)柱的直徑d=20mm。</p>&